JP2011221193A - Optical wave guide structure and electronic device - Google Patents

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Tetsuya Mori
哲也 森
Makoto Fujiwara
誠 藤原
Hiroshi Watanabe
啓 渡辺
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical wave guide structure including an optical wave guide which has a high degree of freedom for a design of a pattern shape, allows a core portion (optical path) to be formed with superior dimensional accuracy in a simple method and is superior in heat resistance and durability, and an electronic device.SOLUTION: An optical wave guide structure 1 includes: a substrate 2 having conductor layers 5; an optical wave guide 9 which is configured such that a core layer 93 and cladding layers 91, 92 are laminated; a light-emitting element 3 disposed on one end of the optical wave guide 9; and a light-sensitive element 4 disposed on the other end of the optical wave guide 9. Further, these components constitute an optical wiring 98, and a coating layer 7 is provided so as to coat the optical wiring 98. The coating layer 7 is constituted of fire-retarding material such as polyimide resin and polyamide resin.

Description

本発明は、光導波路構造体および電子機器に関するものである。   The present invention relates to an optical waveguide structure and an electronic device.

近年、光通信の分野における光部品として、光分岐結合器(光カプラ)、光合分波器等が開発されており、これらに用いる光導波路型素子が有望視されている。この光導波路型素子(以下、単に「光導波路」ともいう。)としては、従来の石英系光導波路の他、製造(パターニング)が容易で汎用性に富むポリマー系光導波路があり、最近では後者の開発が盛んに行われている。   In recent years, optical branching couplers (optical couplers), optical multiplexers / demultiplexers, and the like have been developed as optical components in the field of optical communications, and optical waveguide devices used for these are promising. As this optical waveguide type element (hereinafter, also simply referred to as “optical waveguide”), there are polymer optical waveguides that are easy to manufacture (patterning) and are versatile, in addition to conventional quartz optical waveguides. Is being actively developed.

このような光導波路は、通常、基板上に所定の配置(パターン)で形成され、光導波路構造体として取り扱われる。この光導波路構造体としては、基板上に所定の電気配線回路と、コア部およびクラッド部で構成される光導波路とを形成し、さらにこの光導波路に発光素子および受光素子を取り付けたものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。   Such an optical waveguide is usually formed in a predetermined arrangement (pattern) on a substrate and handled as an optical waveguide structure. As this optical waveguide structure, a structure in which a predetermined electric wiring circuit and an optical waveguide composed of a core portion and a cladding portion are formed on a substrate, and a light emitting element and a light receiving element are attached to the optical waveguide is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1).

しかしながら、上記特許文献1に記載の光導波路構造体では、次のような問題点がある。   However, the optical waveguide structure described in Patent Document 1 has the following problems.

1.光導波路の形成工程が複雑であり、伝送光の光路を構成するコア部のパターン形状の設計、選択の自由度が狭い。
2.コア部のパターン形状の精度や寸法精度が悪い。
3.光信号の伝送効率が低い。
4.電気配線パターンと組み合わせた場合に、該電気配線パターンの設計における自由度が狭い。
1. The process of forming the optical waveguide is complicated, and the degree of freedom in designing and selecting the pattern shape of the core part constituting the optical path of the transmitted light is narrow.
2. The core pattern shape accuracy and dimensional accuracy are poor.
3. Optical signal transmission efficiency is low.
4). When combined with an electrical wiring pattern, the degree of freedom in designing the electrical wiring pattern is narrow.

特開2004−146602号公報JP 2004-146602 A

本発明の目的は、パターン形状の設計の自由度が広く、寸法精度の高いコア部(光路)を簡単な方法で形成することができ、また、耐熱性および耐久性に優れる光導波路を備えた光導波路構造体および電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a core part (optical path) having a wide degree of freedom in designing a pattern shape and having high dimensional accuracy by a simple method, and an optical waveguide having excellent heat resistance and durability. An object of the present invention is to provide an optical waveguide structure and an electronic device.

このような目的は、下記(1)〜(28)の本発明により達成される。
(1) 互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを備える光導波路と、前記光導波路を覆うよう設けられ、難燃材で構成された被覆層と、を有し、
前記コア部は、
(A)環状オレフィン樹脂と、
(B)前記(A)とは屈折率が異なり、かつ、環状エーテル基を有するモノマーおよび環状エーテル基を有するオリゴマーのうちの少なくとも一方と、
(C)光酸発生剤と、
を含む組成物で構成されたコア層に対し活性放射線を選択的に照射することにより所望の形状に形成されたものであることを特徴とする光導波路構造体。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (28) below.
(1) An optical waveguide including a core portion and a cladding portion having different refractive indexes, and a coating layer provided to cover the optical waveguide and made of a flame retardant material,
The core part is
(A) a cyclic olefin resin;
(B) The refractive index is different from that of (A), and at least one of a monomer having a cyclic ether group and an oligomer having a cyclic ether group;
(C) a photoacid generator;
An optical waveguide structure characterized by being formed into a desired shape by selectively irradiating active radiation to a core layer composed of a composition comprising:

(2) 前記(B)の環状エーテル基は、オキセタニル基またはエポキシ基である上記(1)に記載の光導波路構造体。   (2) The optical waveguide structure according to (1), wherein the cyclic ether group of (B) is an oxetanyl group or an epoxy group.

(3) 前記(A)の環状オレフィン樹脂は、ノルボルネン系樹脂である上記(1)または(2)に記載の光導波路構造体。   (3) The optical waveguide structure according to (1) or (2), wherein the cyclic olefin resin (A) is a norbornene resin.

(4) 前記(B)は、前記(A)よりも屈折率が低く、
前記環状オレフィン樹脂は、前記(C)の光酸発生剤から発生する酸により脱離し、脱離により、前記(A)の屈折率を低下させる脱離性基を有するものである上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(4) The refractive index of (B) is lower than that of (A),
(1) The cyclic olefin resin has a leaving group that is desorbed by an acid generated from the photoacid generator of (C) and lowers the refractive index of (A) by desorption. Thru | or the optical waveguide structure in any one of (3).

(5) 前記(A)の環状オレフィン樹脂は、側鎖に前記(C)の光酸発生剤から発生する酸により脱離する脱離性基を有し、
前記(B)は、下記式(100)に記載の第1モノマーを含むものである上記(2)に記載の光導波路構造体。

Figure 2011221193
(5) The cyclic olefin resin of (A) has a leaving group that is eliminated by an acid generated from the photoacid generator of (C) in the side chain,
Said (B) is an optical waveguide structure as described in said (2) containing the 1st monomer as described in following formula (100).
Figure 2011221193

(6) 前記(B)は、さらに、エポキシ化合物およびオキセタニル基を2つ有するオキセタン化合物のうち、少なくとも一方を第2モノマーとして含むものである上記(5)に記載の光導波路構造体。   (6) The optical waveguide structure according to (5), wherein (B) further includes at least one of the epoxy compound and the oxetane compound having two oxetanyl groups as the second monomer.

(7) 前記第2モノマーと前記第1モノマーとの割合は、重量比(前記第2モノマーの重量/前記第1モノマーの重量)で、0.1〜1.0である上記(6)に記載の光導波路構造体。   (7) The ratio of the second monomer to the first monomer is 0.1 to 1.0 in a weight ratio (weight of the second monomer / weight of the first monomer). The optical waveguide structure described.

(8) 前記脱離性基は、−O−構造、−Si−アリール構造および−O−Si−構造のうちの少なくとも1つを有するものである上記(4)ないし(6)のいずれかに記載の光導波路構造体。   (8) The leaving group may have at least one of an -O- structure, an -Si-aryl structure, and an -O-Si- structure. The optical waveguide structure described.

(9) 前記(A)の環状オレフィン樹脂は、ノルボルネン系樹脂である上記(5)ないし(8)のいずれかに記載の光導波路構造体。   (9) The optical waveguide structure according to any one of (5) to (8), wherein the cyclic olefin resin of (A) is a norbornene resin.

(10) 前記ノルボルネン系樹脂は、ノルボルネンの付加重合体である上記(9)に記載の光導波路構造体。   (10) The optical waveguide structure according to (9), wherein the norbornene-based resin is a norbornene addition polymer.

(11) 前記ノルボルネンの付加重合体は、下記式(101)に記載の繰り返し単位を有するものである上記(10)に記載の光導波路構造体。

Figure 2011221193
[式中のnは、0以上9以下の整数である。] (11) The optical waveguide structure according to (10), wherein the norbornene addition polymer has a repeating unit represented by the following formula (101).
Figure 2011221193
[N in the formula is an integer of 0 or more and 9 or less. ]

(12) 前記ノルボルネンの付加重合体は、下記式(102)に記載の繰り返し単位を有するものである上記(10)または(11)に記載の光導波路構造体。

Figure 2011221193
(12) The optical waveguide structure according to (10) or (11), wherein the norbornene addition polymer has a repeating unit represented by the following formula (102).
Figure 2011221193

(13) 前記式(100)に記載の第1モノマーの含有量は、前記環状オレフィン樹脂100重量部に対して、1重量部以上50重量部以下である上記(5)ないし(12)のいずれかに記載の光導波路構造体。   (13) The content of the first monomer described in the formula (100) is 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the cyclic olefin resin. An optical waveguide structure according to claim 1.

(14) 前記コア層の活性放射線が照射された領域と、未照射領域とで、前記(B)由来の構造体濃度が異なっている上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の光導波路構造体。   (14) The light according to any one of (1) to (13), wherein the concentration of the structure derived from (B) is different between a region irradiated with active radiation of the core layer and a non-irradiated region. Waveguide structure.

(15) 前記コア層の活性放射線が照射された領域と未照射領域の屈折率差が0.01以上である上記(1)ないし(14)のいずれかに記載の光導波路構造体。   (15) The optical waveguide structure according to any one of (1) to (14), wherein the refractive index difference between the region irradiated with active radiation and the non-irradiated region of the core layer is 0.01 or more.

(16) 前記コア層の活性放射線が照射された領域を前記クラッド部の少なくとも一部とし、未照射領域を前記コア部の少なくとも一部とする上記(1)ないし(15)のいずれかに記載の光導波路構造体。   (16) The structure according to any one of (1) to (15), wherein the region of the core layer that has been irradiated with active radiation is at least a part of the cladding part, and an unirradiated region is at least a part of the core part. Optical waveguide structure.

(17) 前記難燃材は、ポリイミド系樹脂またはポリアミド系樹脂を含む樹脂材料である上記(1)ないし(16)のいずれかに記載の光導波路構造体。   (17) The optical waveguide structure according to any one of (1) to (16), wherein the flame retardant is a resin material containing a polyimide resin or a polyamide resin.

(18) 前記被覆層は、液状の前記樹脂材料を前記光導波路を覆うように塗布した後、硬化させることにより形成されたものである上記(17)に記載の光導波路構造体。   (18) The optical waveguide structure according to (17), wherein the coating layer is formed by applying the liquid resin material so as to cover the optical waveguide and then curing the resin material.

(19) 前記難燃材は、UL−94試験による難燃性がHB以上である上記(1)ないし(18)のいずれかに記載の光導波路構造体。   (19) The optical waveguide structure according to any one of (1) to (18), wherein the flame retardant material has a flame retardance of HB or more according to a UL-94 test.

(20) 前記難燃材は、難燃性を有する難燃性フィラーを含むものである上記(1)ないし(19)のいずれかに記載の光導波路構造体。   (20) The optical waveguide structure according to any one of (1) to (19), wherein the flame retardant includes a flame retardant filler having flame retardancy.

(21) 前記被覆層の平均厚さは、10〜200μmである上記(1)ないし(20)のいずれかに記載の光導波路構造体。   (21) The optical waveguide structure according to any one of (1) to (20), wherein an average thickness of the coating layer is 10 to 200 μm.

(22) 前記光導波路の一端部を支持する第1の支持部材と、前記第1の支持部材上に設けられた発光素子とを備え、前記光導波路の一端部と前記発光素子の発光部とが光学的に接続されるよう構成されている光送信部と、
前記光導波路の他端部を支持する第2の支持部材と、前記第2の支持部材上に設けられた受光素子とを備え、前記光導波路の他端部と前記受光素子の受光部とが光学的に接続されるよう構成されている光受信部と、を有しており、
前記発光素子および前記受光素子の少なくとも一方が、前記被覆層で覆われている上記(1)ないし(21)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(22) A first support member that supports one end portion of the optical waveguide, and a light emitting element provided on the first support member, the one end portion of the optical waveguide, and the light emitting portion of the light emitting element, An optical transmitter configured to be optically connected;
A second support member for supporting the other end of the optical waveguide; and a light receiving element provided on the second support member; and the other end of the optical waveguide and the light receiving unit of the light receiving element. An optical receiver configured to be optically connected,
The optical waveguide structure according to any one of (1) to (21), wherein at least one of the light emitting element and the light receiving element is covered with the coating layer.

(23) 前記光送信部は、さらに、前記第1の支持部材上に設けられ、前記発光素子を駆動するための駆動用回路を備えており、
前記光受信部は、さらに、前記第2の支持部材上に設けられ、前記受光素子から得られる信号を増幅するための増幅用回路を備えており、
前記駆動用回路および前記増幅用回路の少なくとも一方が、前記被覆層で覆われている上記(22)に記載の光導波路構造体。
(23) The optical transmission unit further includes a driving circuit that is provided on the first support member and drives the light emitting element.
The optical receiver is further provided with an amplifying circuit provided on the second support member for amplifying a signal obtained from the light receiving element,
The optical waveguide structure according to (22), wherein at least one of the driving circuit and the amplification circuit is covered with the coating layer.

(24) さらに、前記光導波路の少なくとも一方の面側に設けられ、電気配線が形成された導体層を有し、
前記導体層が、前記被覆層で覆われている上記(1)ないし(23)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(24) Furthermore, it has a conductor layer provided on at least one surface side of the optical waveguide, on which electrical wiring is formed,
The optical waveguide structure according to any one of (1) to (23), wherein the conductor layer is covered with the covering layer.

(25) 前記光導波路は、その長手方向の途中に、前記コア部の光路を屈曲させる光路変換部を有しており、
前記光導波路の長手方向のうち、前記光路変換部を挟んだいずれかの側であって、前記光路変換部と光学的に接続されていない側の少なくとも一部は、前記光導波路の構成材料を炭化してなる材料で構成されている上記(1)ないし(24)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(25) The optical waveguide has an optical path conversion part that bends the optical path of the core part in the middle of the longitudinal direction,
Of the longitudinal direction of the optical waveguide, at least a part of either side sandwiching the optical path conversion unit and not optically connected to the optical path conversion unit is made of the constituent material of the optical waveguide. The optical waveguide structure according to any one of (1) to (24), which is made of a carbonized material.

(26) 前記光導波路のうち、前記光路変換部と光学的に接続されていない側は、前記クラッド部の構成材料を炭化してなる材料のみで構成されている上記(25)に記載の光導波路構造体。   (26) The light guide according to (25), wherein the side of the optical waveguide that is not optically connected to the optical path conversion unit is configured only by a material obtained by carbonizing the constituent material of the cladding unit. Waveguide structure.

(27) 前記導体層は、可撓性を有するフレキシブル基板の一方の面側に設けられており、前記フレキシブル基板とともに配線基板を構成しており、
前記配線基板が、前記被覆層で覆われている上記(1)ないし(26)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(27) The conductor layer is provided on one surface side of a flexible substrate having flexibility, and constitutes a wiring substrate together with the flexible substrate,
The optical waveguide structure according to any one of (1) to (26), wherein the wiring board is covered with the covering layer.

(28) 上記(1)ないし(27)のいずれかに記載の光導波路構造体を備えたことを特徴とする電子機器。   (28) An electronic apparatus comprising the optical waveguide structure according to any one of (1) to (27).

本発明によれば、光の照射という簡単な方法でコア部のパターニングをすることができ、コア部のパターン形状の設計の自由度が広く、しかも寸法精度の高いコア部が得られる。   According to the present invention, the core portion can be patterned by a simple method of light irradiation, and the core portion having a wide degree of freedom in designing the pattern shape of the core portion and high dimensional accuracy can be obtained.

また、難燃材で構成された被覆層で被覆層が覆われているので、耐熱性および耐久性に優れる光導波路構造体が得られる。   Moreover, since the coating layer is covered with a coating layer made of a flame retardant material, an optical waveguide structure excellent in heat resistance and durability can be obtained.

また、コア部をノルボルネン系樹脂(環状オレフィン系樹脂)を主とする樹脂組成物で構成した場合には、変形に対し特に強く欠陥が生じ難いという効果が高い他、コア部とクラッド部との屈折率の差をより大きくすることができ、しかも、耐熱性に優れ、その結果、より高性能で耐久性に優れる光導波路が得られる。   In addition, when the core part is composed of a resin composition mainly composed of norbornene resin (cyclic olefin resin), the effect of being particularly strong against deformation and being difficult to cause defects is high, and the core part and the clad part The difference in refractive index can be further increased, and the optical waveguide is excellent in heat resistance. As a result, an optical waveguide having higher performance and excellent durability can be obtained.

また、電気回路、光回路ともに、形成が容易で、種々の形状のものを寸法精度よく形成することができる。特に、光回路については、露光パターンの選択により、どのような形状や配置の光路(コア部)でも形成することができ、また、細い光路でもシャープに形成することができるので、回路の集積化に寄与し、デバイスの小型化が図られる。   In addition, both electric circuits and optical circuits can be easily formed, and various shapes can be formed with high dimensional accuracy. In particular, the optical circuit can be formed with any shape and arrangement of the optical path (core part) by selecting the exposure pattern, and it can be sharply formed even with a thin optical path. This contributes to reducing the size of the device.

このような本発明の光導波路構造体は、光回路(光導波路のパターン)や電気回路の設計の幅が広く、歩留まりが高く、光伝送性能を高く維持し、信頼性、耐熱性、耐久性に優れ、汎用性に富む。そのため、本発明の光導波路構造体を備えることにより、信頼性の高い種々の電子部品および電子機器が得られる。   Such an optical waveguide structure of the present invention has a wide range of optical circuit (optical waveguide pattern) and electrical circuit design, high yield, high optical transmission performance, reliability, heat resistance, and durability. Excellent in versatility. Therefore, by providing the optical waveguide structure of the present invention, various highly reliable electronic parts and electronic devices can be obtained.

本発明の光導波路構造体の第1実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the optical waveguide structure of this invention. 図1に示す光導波路の斜視図である。It is a perspective view of the optical waveguide shown in FIG. 本発明の光導波路構造体の第1実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 1st Embodiment of the optical waveguide structure of this invention. 本発明の光導波路構造体の第2実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 2nd Embodiment of the optical waveguide structure of this invention. 本発明の光導波路構造体の第3実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 3rd Embodiment of the optical waveguide structure of this invention. 本発明の光導波路構造体の第4実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 4th Embodiment of the optical waveguide structure of this invention. 本発明の光導波路構造体の第5実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 5th Embodiment of the optical waveguide structure of this invention. 光導波路の第1製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process example of the 1st manufacturing method of an optical waveguide. 光導波路の第1製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process example of the 1st manufacturing method of an optical waveguide. 光導波路の第1製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process example of the 1st manufacturing method of an optical waveguide. 実施例における曲げ損失の測定方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the measuring method of the bending loss in an Example.

以下、本発明の光導波路構造体および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, the optical waveguide structure and electronic device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

<第1実施形態:図1〜3>
図1は、本発明の光導波路構造体の第1実施形態を示す断面図、図2は、図1に示す光導波路の斜視図、図3は、本発明の光導波路構造体の第1実施形態を示す平面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」とし、下側を「下」とする。また、図1、2は、層の厚さ方向(各図の上下方向)が誇張して描かれている。
<First embodiment: FIGS. 1 to 3>
1 is a sectional view showing a first embodiment of the optical waveguide structure of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the optical waveguide shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a first embodiment of the optical waveguide structure of the present invention. It is a top view which shows a form. In the following description, the upper side in FIG. 1 is “upper” and the lower side is “lower”. 1 and 2 are exaggerated in the layer thickness direction (vertical direction in each figure).

図1に示すように、本発明の光導波路構造体1は、基板2と、基板2の下面に設けられた導体層5と、基板2上に設けられた発光素子3および受光素子4と、発光素子3の発光部31と受光素子4の受光部41との間に設けられた光導波路9とを備えている。   As shown in FIG. 1, an optical waveguide structure 1 of the present invention includes a substrate 2, a conductor layer 5 provided on the lower surface of the substrate 2, a light emitting element 3 and a light receiving element 4 provided on the substrate 2, An optical waveguide 9 provided between the light emitting part 31 of the light emitting element 3 and the light receiving part 41 of the light receiving element 4 is provided.

光導波路9は、図2中下側からクラッド層(下側クラッド層)91、コア層93およびクラッド層(上側クラッド層)92をこの順に積層してなるものであり、コア層93には、所定パターンのコア部94とクラッド部95とが形成されている。コア部94は、伝送光の光路を形成する部分であり、クラッド部95は、コア層93に形成されているものの伝送光の光路を形成せず、クラッド層91、92と同様の機能を果たす部分である。   The optical waveguide 9 is formed by laminating a clad layer (lower clad layer) 91, a core layer 93, and a clad layer (upper clad layer) 92 in this order from the lower side in FIG. A core portion 94 and a clad portion 95 having a predetermined pattern are formed. The core portion 94 is a portion that forms an optical path of the transmission light, and the cladding portion 95 does not form an optical path of the transmission light although it is formed in the core layer 93 and performs the same function as the cladding layers 91 and 92. Part.

コア層93の構成材料としては、光(例えば紫外線)の照射により、あるいはさらに加熱することにより屈折率が変化する材料とされる。このような材料の好ましい例としては、ベンゾシクロブテン系ポリマー、ノルボルネン系ポリマー(樹脂)等の環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物を主材料とするものが挙げられ、ノルボルネン系ポリマーを含む(主材料とする)ものが特に好ましい。   As a constituent material of the core layer 93, a material whose refractive index changes by irradiation with light (for example, ultraviolet rays) or by further heating is used. Preferable examples of such materials include those containing a resin composition containing a cyclic olefin resin such as a benzocyclobutene polymer and a norbornene polymer (resin) as a main material, and include a norbornene polymer (mainly The material) is particularly preferred.

このような材料で構成されたコア層93は、曲げ等の変形に対する耐性に優れ、特に繰り返し湾曲変形した場合でも、コア部94とクラッド部95との剥離や、コア層93と隣接する層(クラッド層91、92)との層間剥離が生じ難く、コア部94内やクラッド部95内にマイクロクラックが発生することも防止される。その結果、光導波路9の光伝送性能が維持され、耐久性に優れた光導波路9が得られる。   The core layer 93 made of such a material is excellent in resistance to deformation such as bending, and even when it is repeatedly curved and deformed, the core layer 94 and the clad portion 95 are separated from each other, and the layer adjacent to the core layer 93 ( The delamination with the clad layers 91 and 92) hardly occurs, and the occurrence of microcracks in the core portion 94 and the clad portion 95 is also prevented. As a result, the optical transmission performance of the optical waveguide 9 is maintained, and the optical waveguide 9 having excellent durability is obtained.

また、コア層93の構成材料には、例えば、酸化防止剤、屈折率調整剤、可塑剤、増粘剤、補強剤、増感剤、レベリング剤、消泡剤、密着助剤および難燃剤等の添加剤が含まれていてもよい。酸化防止剤の添加は、高温安定性の向上、耐候性の向上、光劣化の抑制という効果がある。このような酸化防止剤としては、例えば、モノフェノール系、ビスフェノール系、トリフェノール系等のフェノール系や、芳香族アミン系のものが挙げられる。また、可塑剤、増粘剤、補強剤の添加により、曲げに対する耐性をさらに増大させることもできる。   Examples of the constituent material of the core layer 93 include an antioxidant, a refractive index adjuster, a plasticizer, a thickener, a reinforcing agent, a sensitizer, a leveling agent, an antifoaming agent, an adhesion aid, and a flame retardant. The additive may be contained. Addition of an antioxidant has the effect of improving high temperature stability, improving weather resistance, and suppressing light deterioration. Examples of such an antioxidant include phenols such as monophenols, bisphenols, and triphenols, and aromatic amines. Further, the resistance to bending can be further increased by adding a plasticizer, a thickener, and a reinforcing agent.

前記酸化防止剤に代表される添加剤の含有率(2種以上の場合は合計)は、コア層93の構成材料全体に対し、0.5〜40重量%程度が好ましく、3〜30重量%程度がより好ましい。この量が少なすぎると、添加剤の機能を十分に発揮することができず、量が多すぎると、添加剤の種類や特性によっては、コア部94を伝送する光(伝送光)の透過率の低下、パターニング不良、屈折率不安定等を生じるおそれがある。   The content of additives typified by the antioxidant (the total in the case of two or more) is preferably about 0.5 to 40% by weight, and 3 to 30% by weight with respect to the entire constituent material of the core layer 93. The degree is more preferable. If this amount is too small, the function of the additive cannot be sufficiently exhibited. If the amount is too large, the transmittance of light (transmitted light) transmitted through the core portion 94 depends on the type and characteristics of the additive. Decrease, patterning failure, refractive index instability and the like.

コア層93の形成方法としては、塗布法が挙げられる。塗布法としては、コア層形成用組成物(ワニス等)を塗布し硬化(固化)させる方法、硬化性を有するモノマー組成物を塗布し硬化(固化)させる方法が挙げられる。また、塗布法以外の方法、例えば、別途製造されたシート材を接合する方法を採用することもできる。   An example of a method for forming the core layer 93 is a coating method. Examples of the coating method include a method in which a core layer forming composition (varnish or the like) is applied and cured (solidified), and a method in which a curable monomer composition is applied and cured (solidified). In addition, a method other than the coating method, for example, a method of joining separately manufactured sheet materials may be employed.

以上のようにして得られたコア層93に対し、マスクを用いて光(活性放射線)を選択的に照射し、所望の形状のコア部94をパターニングする。   The core layer 93 obtained as described above is selectively irradiated with light (active radiation) using a mask to pattern the core portion 94 having a desired shape.

露光に用いるとしては、可視光、紫外光、赤外光、レーザー光等の活性エネルギー光線が挙げられる。また、光を用いるのではなく、X線等の電磁波や、電子線等の粒子線を用いるようにしてもよい。 Examples of light used for exposure include active energy rays such as visible light, ultraviolet light, infrared light, and laser light. Further, instead of using light, electromagnetic waves such as X-rays or particle beams such as electron beams may be used.

コア層93において、が照射された部位は、その屈折率が低下し、光が照射されなかった部位との間で屈折率の差が生じる。例えば、コア層93の光が照射された部位がクラッド部95となり、照射されなかった部位がコア部94となる。クラッド部95の屈折率は、クラッド層91、92の屈折率とほぼ等しい。 In the core layer 93, the portion irradiated with light has a lower refractive index, and a difference in refractive index occurs between the portion not irradiated with light. For example, a portion of the core layer 93 that is irradiated with light becomes the cladding portion 95, and a portion that is not irradiated becomes the core portion 94. The refractive index of the cladding part 95 is substantially equal to the refractive index of the cladding layers 91 and 92.

また、コア層93に対しを所定のパターンで照射した後、加熱することにより、コア部94を形成する場合もある。この加熱工程を付加することにより、コア部94とクラッド部95との屈折率の差がより大きくなるので好ましい。なお、この原理等については、後に詳述する。 Moreover, the core part 94 may be formed by irradiating the core layer 93 with light in a predetermined pattern and then heating. By adding this heating step, the difference in refractive index between the core portion 94 and the cladding portion 95 becomes larger, which is preferable. This principle will be described later in detail.

形成されるコア部94のパターン形状としては、特に限定されず、直線状、湾曲部を有する形状、異形、光路の分岐部、合流部または交差部を有する形状、集光部(幅等が減少している部分)または光拡散部(幅等が増大している部分)、あるいはこれらのうちの2以上を組み合わせた形状等、いかなるものでもよい。光の照射パターンの設定により、いかなる形状のコア部94をも容易に形成することができる点が、本発明の特徴である。   The pattern shape of the core portion 94 to be formed is not particularly limited, and is a straight shape, a shape having a curved portion, an irregular shape, a shape having a branching portion of a light path, a merging portion or a crossing portion, a condensing portion (a width etc. is reduced). Or a light diffusing part (a part where the width or the like is increased), or a combination of two or more of these. A feature of the present invention is that the core portion 94 having any shape can be easily formed by setting the light irradiation pattern.

光導波路9の各部の構成材料およびコア部94の形成方法等については、後に詳述する。   The constituent material of each part of the optical waveguide 9 and the method of forming the core part 94 will be described in detail later.

基板2は、可撓性および絶縁性を有するフレキシブル基板である。
基板2の構成材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、トリアゾール樹脂、ポリシアヌレート樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンザオキサゾール樹脂、ノルボルネン樹脂等が挙げられる。また、これらの材料は、単独で使用してもよく、複数を混合して使用してもよい。
The substrate 2 is a flexible substrate having flexibility and insulation.
Examples of the constituent material of the substrate 2 include epoxy resin, phenol resin, bismaleimide resin, bismaleimide / triazine resin, triazole resin, polycyanurate resin, polyisocyanurate resin, benzocyclobutene resin, polyimide resin, and polybenzoxazole. Examples thereof include resins and norbornene resins. These materials may be used alone or in combination.

また、基板2は、複数の層の積層体であってもよい。例えば、組成(種類)が同じ樹脂材料からなる第1の層と第2の層とを積層したもの、それぞれ組成(種類)が異なる樹脂材料からなる第1の層と第2の層とを積層したものが挙げられる。なお、積層体における層構成は、これに限定されないことは言うまでもない。   Moreover, the board | substrate 2 may be a laminated body of a some layer. For example, a first layer and a second layer made of a resin material having the same composition (kind) are laminated, and a first layer and a second layer made of resin materials having different compositions (kinds) are laminated. The thing which was done is mentioned. In addition, it cannot be overemphasized that the layer structure in a laminated body is not limited to this.

基板2の厚さは、特に限定されないが、通常、5〜50μm程度であるのが好ましく、10〜40μm程度であるのがより好ましい。基板2の厚さが前記範囲内であれば、光導波路構造体1は十分な可撓性を有するものとなる。   Although the thickness of the board | substrate 2 is not specifically limited, Usually, it is preferable that it is about 5-50 micrometers, and it is more preferable that it is about 10-40 micrometers. If the thickness of the substrate 2 is within the above range, the optical waveguide structure 1 has sufficient flexibility.

基板2が有する可撓性は、例えば人の手で容易に屈曲させることができる程度のものである。具体的には、基板2のヤング率(引張弾性率)は、一般的な室温環境下(20〜25℃前後)で1〜20GPa程度であるのが好ましく、2〜12GPa程度であるのがより好ましい。   The flexibility of the substrate 2 is, for example, such that it can be easily bent by a human hand. Specifically, the Young's modulus (tensile modulus) of the substrate 2 is preferably about 1 to 20 GPa and more preferably about 2 to 12 GPa in a general room temperature environment (around 20 to 25 ° C.). preferable.

基板2の下面に接合された導体層5は、それぞれ、所定の形状にパターニングされて、所望の配線または回路を構成している。すなわち、基板2と導体層5により、配線基板が構成されている。導体層5の構成材料としては、例えば、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金等の各種金属材料が挙げられる。導体層5の厚さは、特に限定されないが、通常、3〜120μm程度が好ましく、5〜70μm程度がより好ましい。   Each of the conductor layers 5 bonded to the lower surface of the substrate 2 is patterned into a predetermined shape to constitute a desired wiring or circuit. That is, the substrate 2 and the conductor layer 5 constitute a wiring board. Examples of the constituent material of the conductor layer 5 include various metal materials such as copper, a copper-based alloy, aluminum, and an aluminum-based alloy. Although the thickness of the conductor layer 5 is not specifically limited, Usually, about 3-120 micrometers is preferable and about 5-70 micrometers is more preferable.

導体層5は、例えば、金属箔の接合(接着)、金属メッキ、蒸着、スパッタリング等の方法により形成されたものである。導体層5へのパターニングは、例えばエッチング、印刷、マスキング等の方法を用いることができる。   The conductor layer 5 is formed, for example, by a method such as metal foil bonding (adhesion), metal plating, vapor deposition, or sputtering. For patterning on the conductor layer 5, for example, methods such as etching, printing, masking, etc. can be used.

なお、基板2と導体層5とで構成される配線基板としては、例えば、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板、アラミド銅張フィルム基板のような銅張フィルム基板、ガラス布・エポキシ銅張積層板のようなガラス基材銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板のようなコンポジット銅張積層板等が挙げられる。   In addition, as a wiring board comprised by the board | substrate 2 and the conductor layer 5, copper-clad film board | substrates, such as a polyester copper-clad film board | substrate, a polyimide copper-clad film board | substrate, an aramid copper-clad film board | substrate, glass cloth, epoxy copper, for example Examples thereof include a glass substrate copper clad laminate such as a tension laminate and a composite copper clad laminate such as a glass nonwoven fabric / epoxy copper clad laminate.

一方、基板2には、貫通孔21が形成されており、貫通孔21内には導電材料(例えば、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金等の各種金属材料)が充填され、導体ポスト22が設けられている。この導体ポスト22は、導体層5と基板2の上面側とを電気的に接続している。   On the other hand, a through hole 21 is formed in the substrate 2, and the through hole 21 is filled with a conductive material (for example, various metal materials such as copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, etc.), and a conductor post. 22 is provided. The conductor post 22 electrically connects the conductor layer 5 and the upper surface side of the substrate 2.

なお、導体ポスト22は、貫通孔21の内面に形成された導体層で構成されたものでもよい。この場合、導体ポスト22は、貫通孔21の内面にメッキ法等の各種成膜法により形成され、貫通孔21内を充填するものでなくてもよい。   The conductor post 22 may be composed of a conductor layer formed on the inner surface of the through hole 21. In this case, the conductor post 22 may be formed on the inner surface of the through hole 21 by various film forming methods such as plating, and may not fill the through hole 21.

発光素子3は、基台30と、基台30の表面に固定された発光部31と、発光部31の電極パッドと基台30の電極パッドとを接続する金属ワイヤ32と、基台30の下面に設けられ、発光部31を外部回路と接続するための外部電極33とを有している。   The light emitting element 3 includes a base 30, a light emitting unit 31 fixed to the surface of the base 30, a metal wire 32 connecting the electrode pad of the light emitting unit 31 and the electrode pad of the base 30, An external electrode 33 is provided on the lower surface for connecting the light emitting unit 31 to an external circuit.

外部電極33に通電がなされると、発光部31が発光する。
発光素子3は、外部電極33が導体ポスト22に接合(電気的に接続)されるようにして基板2上に搭載されている。
When the external electrode 33 is energized, the light emitting unit 31 emits light.
The light emitting element 3 is mounted on the substrate 2 such that the external electrode 33 is joined (electrically connected) to the conductor post 22.

一方、受光素子4は、基台40と、基台40の表面に固定された受光部41と、受光部41の電極パッドと基台40の電極パッドとを接続する金属ワイヤ42と、基台40の下面に設けられ、受光部41を外部回路と接続するための外部電極43とを有している。   On the other hand, the light receiving element 4 includes a base 40, a light receiving part 41 fixed to the surface of the base 40, a metal wire 42 connecting the electrode pad of the light receiving part 41 and the electrode pad of the base 40, and a base 40, and has an external electrode 43 for connecting the light receiving unit 41 to an external circuit.

受光部41が光信号を受光すると、電気信号に変換され、外部電極43から出力される。   When the light receiving unit 41 receives an optical signal, it is converted into an electric signal and output from the external electrode 43.

受光素子4は、外部電極43が導体ポスト22に接合(電気的に接続)されるようにして基板2上に搭載されている。   The light receiving element 4 is mounted on the substrate 2 such that the external electrode 43 is joined (electrically connected) to the conductor post 22.

なお、発光素子3における発光部31および受光素子4における受光部41は、それぞれ1つの発光点または1つの受光点で構成されているものの他、発光点または受光点が複数個集合したものでもよい。発光点または受光点が複数個集合したものとしては、例えば、発光点または受光点が列状(例えば発光点または受光点が1×4個、1×12個)または行列状(例えば発光点または受光点がn×m個:n、mは2以上の整数)に配置されたものや、複数の発光点または受光点がランダム(不規則)に配置されたもの等が挙げられる。   The light emitting unit 31 in the light emitting element 3 and the light receiving unit 41 in the light receiving element 4 may each be composed of one light emitting point or one light receiving point, or may be a group of a plurality of light emitting points or light receiving points. . As a collection of a plurality of light emitting points or light receiving points, for example, light emitting points or light receiving points are arranged in a row (for example, 1 × 4 light emitting points or 1 × 12 light emitting points or light receiving points) or a matrix (for example, light emitting points or light receiving points). Examples include n × m light receiving points: n and m are integers of 2 or more, and a plurality of light emitting points or light receiving points arranged randomly (irregularly).

光導波路9は、発光部31の発光点と、受光部41の受光点とを結ぶように、発光素子3と受光素子4との間に設けられている。これにより、発光点と受光点とが光導波路9により光学的に接続されている。   The optical waveguide 9 is provided between the light emitting element 3 and the light receiving element 4 so as to connect the light emitting point of the light emitting unit 31 and the light receiving point of the light receiving unit 41. Thereby, the light emitting point and the light receiving point are optically connected by the optical waveguide 9.

光導波路9のコア部94は、平面視で(図1の上方から見たとき)各発光点や各受光点と重なるようなパターン形状で形成されている。このコア部94は、クラッド部95に比べて屈折率が高く、また、クラッド層91、92に対しても屈折率が高い。クラッド層91および92は、それぞれ、コア部94の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものである。このような構成により、コア部94は、図2に示すように、その外周の全周をクラッド部に囲まれた導光路として機能する。   The core portion 94 of the optical waveguide 9 is formed in a pattern shape that overlaps each light emitting point and each light receiving point in a plan view (when viewed from above in FIG. 1). The core portion 94 has a higher refractive index than that of the cladding portion 95 and has a higher refractive index than the cladding layers 91 and 92. The clad layers 91 and 92 constitute the clad portions located at the lower part and the upper part of the core part 94, respectively. With such a configuration, as shown in FIG. 2, the core portion 94 functions as a light guide path surrounded by the clad portion on the entire outer periphery.

また、図2に示す光導波路9は、1つのコア部94を有するものであるが、1つの光導波路9に形成されるコア部94の数は、例えば、1つの発光部31に設けられる発光点の個数や、1つの受光部41に設けられる受光点の数に応じて設定され、特に限定されるものではない。   The optical waveguide 9 shown in FIG. 2 has one core portion 94, but the number of core portions 94 formed in one optical waveguide 9 is, for example, light emission provided in one light emitting portion 31. It is set according to the number of points and the number of light receiving points provided in one light receiving unit 41 and is not particularly limited.

なお、上述した基板2とその表面に実装された導体層5、光導波路9、発光素子3、受光素子4等は、一体化した1つの部品(光配線98)として取り扱われることが多い。それは、この光配線98を配設することにより、任意の2点間で容易に光通信を行うことのできるモジュールとして機能し得るからである。   The substrate 2 and the conductor layer 5, the optical waveguide 9, the light emitting element 3, the light receiving element 4, and the like mounted on the surface thereof are often handled as one integrated component (optical wiring 98). This is because the optical wiring 98 can be provided to function as a module that can easily perform optical communication between any two points.

本実施形態の光導波路構造体1では、導体層5および導体ポスト22を介して発光素子3の外部電極33へ通電がなされると、発光部31の発光点が発光し、図1中右方へ向かって発せられた光は、光導波路9のコア部94に入る。光導波路9では、コア部94とクラッド部(クラッド層91、92および側方のクラッド部95)との界面で反射を繰り返しながら、コア部94内をその長手方向(図1中右方向)に沿って進む。そして、受光部41の受光点に光が到達すると、受光部41において光信号が電気信号へと変換され、外部電極43から出力される。   In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when the external electrode 33 of the light emitting element 3 is energized through the conductor layer 5 and the conductor post 22, the light emitting point of the light emitting portion 31 emits light, and the right side in FIG. The light emitted toward the light enters the core portion 94 of the optical waveguide 9. The optical waveguide 9 repeats reflection at the interface between the core portion 94 and the clad portion (the clad layers 91 and 92 and the side clad portion 95), and the inside of the core portion 94 is in the longitudinal direction (right direction in FIG. 1). Proceed along. When the light reaches the light receiving point of the light receiving unit 41, the light signal is converted into an electric signal in the light receiving unit 41 and output from the external electrode 43.

ここで、図1および図3に示す光導波路構造体1は、光配線98を覆うよう設けられ、難燃材で構成された被覆層7を有している。   Here, the optical waveguide structure 1 shown in FIGS. 1 and 3 is provided so as to cover the optical wiring 98 and has a coating layer 7 made of a flame retardant material.

被覆層7を構成する難燃材は、耐熱性が高い材料であり、熱や炎から光配線98を保護する。また、被覆層7は、光配線98を外気と遮断する機能を有しているため、外気が水分による変質・劣化からも光配線98が保護される。   The flame retardant constituting the coating layer 7 is a material having high heat resistance, and protects the optical wiring 98 from heat and flame. Moreover, since the coating layer 7 has a function of blocking the optical wiring 98 from the outside air, the optical wiring 98 is protected from deterioration and deterioration of the outside air due to moisture.

この難燃材としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the flame retardant include a polyimide resin, a polyamide resin, a silicone resin, an epoxy resin, and the like, and one or more of these can be used in combination.

このうち、ポリイミド系樹脂およびポリアミド系樹脂が特に好ましい。これらの樹脂材料は、特に耐熱性に優れ、しかも熱の影響で光配線98に悪影響を及ぼすような物質を発生させるおそれも少ない。このため、被覆層7を構成する難燃材として好適である。   Of these, polyimide resins and polyamide resins are particularly preferable. These resin materials are particularly excellent in heat resistance and are less likely to generate substances that adversely affect the optical wiring 98 due to heat. For this reason, it is suitable as a flame retardant constituting the coating layer 7.

ポリイミド系樹脂は、繰り返し単位としてイミド環を有する樹脂である。具体的には、全芳香族ポリイミド、半芳香族ポリイミド、熱硬化性ポリイミドに大別され、これらのいずれもが難燃材として用いられる。   The polyimide resin is a resin having an imide ring as a repeating unit. Specifically, it is roughly divided into wholly aromatic polyimides, semi-aromatic polyimides, and thermosetting polyimides, and any of these is used as a flame retardant.

ポリイミド系樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド等が挙げられる。   Examples of the polyimide resin include polyimide, polyamideimide, polyesterimide, and polyetherimide.

ポリイミド系樹脂の数平均分子量は、1万〜20万程度であるのが好ましく、2万〜10万程度であるのがより好ましい。これにより、被覆層7を形成する際の扱い易さと、耐熱性とを高度に両立し得るポリイミド系樹脂が得られる。   The number average molecular weight of the polyimide resin is preferably about 10,000 to 200,000, more preferably about 20,000 to 100,000. Thereby, the polyimide-type resin which can be compatible with the ease of handling at the time of forming the coating layer 7 and heat resistance is obtained.

また、ポリイミド系樹脂としては、種々の目的でポリイミドを変性させた変性ポリイミド系樹脂も用いられる。かかる変性ポリイミド系樹脂としては、例えば、シロキサン変性ポリイミド系樹脂、カーボネート変性ポリイミド系樹脂、フッ素変性ポリイミド、ウレタン変性ポリイミド、トリアジン変性ポリイミド、フェノール変性ポリイミド等が挙げられる。   In addition, modified polyimide resins obtained by modifying polyimide for various purposes are also used as the polyimide resins. Examples of such modified polyimide resins include siloxane-modified polyimide resins, carbonate-modified polyimide resins, fluorine-modified polyimides, urethane-modified polyimides, triazine-modified polyimides, phenol-modified polyimides, and the like.

一方、ポリアミド系樹脂は、繰り返し単位としてアミド結合を有する樹脂である。具体的には、脂肪族鎖からなる脂肪族ポリアミド、芳香族骨格からなる芳香族ポリアミド等に大別され、重合方法からは、ジアミンと二塩基酸との重縮合で得られるポリアミド、ラクタムの開環重合で得られるポリアミド、アミノカルボン酸の重縮合で得られるポリアミド等に大別される。これらのいずれもが難燃材として用いられる。   On the other hand, the polyamide-based resin is a resin having an amide bond as a repeating unit. Specifically, it is roughly classified into aliphatic polyamides composed of aliphatic chains, aromatic polyamides composed of aromatic skeletons, and the like. From the polymerization method, polyamides and lactams obtained by polycondensation of diamine and dibasic acid are developed. Polyamides obtained by ring polymerization, polyamides obtained by polycondensation of aminocarboxylic acids, and the like are roughly classified. Any of these is used as a flame retardant.

このうち、脂肪族ポリアミドは、脂肪族ジアミンとカルボン酸の共重合反応で合成されるが、例えば、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン6T、ナイロン6I、ナイロン9T、ナイロンM5T等が挙げられる。   Among these, aliphatic polyamide is synthesized by copolymerization reaction of aliphatic diamine and carboxylic acid, and examples thereof include nylon 66, nylon 610, nylon 6T, nylon 6I, nylon 9T, nylon M5T and the like.

また、芳香族ポリアミドは、芳香族ジアミンとジカルボン酸の共重合反応で合成されるが、例えば、p−フェニレンジアミンとテレフタル酸との共重合体、m−フェニレンジアミンとイソフタル酸との共重合体等が挙げられる。芳香族ポリアミドは、特に耐熱性に優れていることから、難燃材として好適である。   An aromatic polyamide is synthesized by a copolymerization reaction of an aromatic diamine and a dicarboxylic acid. For example, a copolymer of p-phenylenediamine and terephthalic acid, or a copolymer of m-phenylenediamine and isophthalic acid. Etc. Aromatic polyamides are particularly suitable as flame retardants because of their excellent heat resistance.

なお、ポリアミド系樹脂の数平均分子量は、5千〜10万程度であるのが好ましく、1万〜8万程度であるのがより好ましい。これにより、被覆層7を形成する際の扱い易さと、耐熱性とを高度に両立し得るポリアミド系樹脂が得られる。   The number average molecular weight of the polyamide-based resin is preferably about 5,000 to 100,000, and more preferably about 10,000 to 80,000. Thereby, the polyamide-type resin which can be highly compatible with the ease of handling at the time of forming the coating layer 7, and heat resistance is obtained.

また、シリコーン系樹脂としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサンのようなシリコーン樹脂の他、これらのシリコーン樹脂をアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの変性用樹脂と反応させた変成シリコーン樹脂が挙げられる。   In addition to silicone resins such as dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, and diphenylpolysiloxane, these silicone resins can be used for modifying alkyd resins, polyester resins, acrylic resins, epoxy resins, and the like. Examples include modified silicone resins that have been reacted with a resin.

また、エポキシ系樹脂としては、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂、多官能基エポキシ樹脂、脂環状エポキシ樹脂等が挙げられる。   Moreover, as an epoxy resin, a novolak-type epoxy resin, a polyfunctional group epoxy resin, an alicyclic epoxy resin etc. are mentioned, for example.

さらに、被覆層7を構成する難燃材としては、上記の他に、アクリロニトリル/ブタジェン/スチレン共重合樹脂(ABS)ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル(M−PPE)等の各種樹脂材料に、フッ素系化合物、塩素系化合物、臭素系化合物等のハロゲン系化合物や、リン系化合物等を含むものでもよい。   Further, as the flame retardant constituting the coating layer 7, in addition to the above, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer resin (ABS) polystyrene, polyetherimide, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyamideimide, polybutylene terephthalate Even various resin materials such as (PBT), polycarbonate (PC), and modified polyphenylene ether (M-PPE) include halogen compounds such as fluorine compounds, chlorine compounds, bromine compounds, and phosphorus compounds. Good.

このうち、添加する化合物としては、塩素系化合物、臭素系化合物、およびリン系化合物が好ましく用いられる。具体的には、塩素系化合物としては塩素化パラフィン等が、臭素系化合物としてはペンタブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル等が、リン系化合物としてはトリフェニルホスフェート、赤リン等が、それぞれ好ましく用いられる。なお、これらの化合物は、前述したポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコーン系樹脂、およびエポキシ系樹脂に添加しても、難燃効果の増大に寄与する。
以上のような樹脂材料には、難燃性のフィラーが含まれていてもよい。
Among these, as the compound to be added, a chlorine compound, a bromine compound, and a phosphorus compound are preferably used. Specifically, chlorinated paraffin and the like are preferably used as the chlorine compound, pentabromodiphenyl ether and octabromodiphenyl ether as the bromine compound, and triphenyl phosphate and red phosphorus as the phosphorus compound. In addition, even if these compounds are added to the polyimide resin, polyamide resin, silicone resin, and epoxy resin described above, they contribute to an increase in the flame-retardant effect.
The resin material as described above may contain a flame retardant filler.

難燃性のフィラーとしては、例えば、酸化チタン、酸化シリコン(シリカ)、酸化アルミニウム、マイカ(雲母)、タルク、ガラス等の各種無機系フィラーが挙げられる。これらは、難燃材の耐熱性をより高めるよう作用する。   Examples of the flame retardant filler include various inorganic fillers such as titanium oxide, silicon oxide (silica), aluminum oxide, mica (mica), talc, and glass. These act to further increase the heat resistance of the flame retardant.

上記無機系フィラーのうち、ガラスフィラーとしては、例えば、Eガラス、Sガラス、Aガラス、Cガラス、Lガラス、Dガラス、高弾性率ガラス、シリカ、ガラス粉、低融点ガラス等で構成されたガラスフィラーが挙げられる。また、ガラスフィラーの形態としては、例えば、チョップドストランド、ミルドファイバー等が挙げられる。   Among the inorganic fillers, the glass filler is composed of, for example, E glass, S glass, A glass, C glass, L glass, D glass, high elastic modulus glass, silica, glass powder, low melting point glass, and the like. A glass filler is mentioned. Moreover, as a form of a glass filler, a chopped strand, a milled fiber, etc. are mentioned, for example.

難燃材にフィラーを添加する場合、その添加量は、樹脂材料100重量部に対して、1重量部以上80重量部以下であるのが好ましく、5重量部以上70重量部以下であるのがより好ましい。   When the filler is added to the flame retardant, the amount added is preferably 1 part by weight or more and 80 parts by weight or less, and preferably 5 parts by weight or more and 70 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the resin material. More preferred.

このような難燃材で構成される被覆層7は、できるだけ難燃性能が高いことが望まれるが、具体的には、UL燃焼試験法の1つであるUL94試験により、その難燃性がHB以上であることが好ましい。被覆層7がこのような難燃性能を有していることにより、光配線98の近くに発熱体となり得る電子部品等が位置していても、光配線98の機能を長期にわたって維持することができる。その結果、光導波路構造体1の長期信頼性を高めることができる。   The coating layer 7 composed of such a flame retardant is desired to have as high a flame retardant performance as possible. Specifically, the flame retardant property is determined by a UL 94 test, which is one of the UL combustion test methods. It is preferably HB or more. Since the coating layer 7 has such flame retardancy, the function of the optical wiring 98 can be maintained for a long time even if an electronic component or the like that can be a heating element is located near the optical wiring 98. it can. As a result, the long-term reliability of the optical waveguide structure 1 can be improved.

UL94試験は、次のようにして行われる。
まず、短冊状の試験片を用意する。この試験片は、例えば、幅13mm、長さ125mmとされ、厚みは100μmとされる。
The UL94 test is performed as follows.
First, a strip-shaped test piece is prepared. For example, the test piece has a width of 13 mm, a length of 125 mm, and a thickness of 100 μm.

次いで、垂直燃焼試験または水平燃焼試験により、試験片にガスバーナーの炎を当てて試験片の燃焼の程度を調べる。そして、試験片の燃焼状態が所定の条件を満たすか否かにより、難燃性のいずれのクラスに該当するかを判定する。   Next, in a vertical combustion test or a horizontal combustion test, a flame of a gas burner is applied to the test piece to examine the degree of combustion of the test piece. Then, it is determined which class of flame retardancy corresponds to whether or not the combustion state of the test piece satisfies a predetermined condition.

難燃性のクラスには、難燃性の高いものから、順に5VA、5VR、V−0、V−1、V−2、HBがある。被覆層7の難燃性は、HB以上のクラスであるのが好ましく、V−2以上のクラスであるのが好ましい。   The flame retardant class includes 5VA, 5VR, V-0, V-1, V-2, and HB in descending order of flame retardancy. The flame retardancy of the coating layer 7 is preferably a class of HB or higher, and is preferably a class of V-2 or higher.

被覆層7の平均厚さは、好ましくは10〜200μm程度とされ、より好ましくは20〜100μm程度とされる。被覆層7の厚さを前記範囲内とすることにより、光配線98の可撓性を著しく損なうことなく、被覆層7に必要かつ十分な難燃性能が付与される。その結果、光導波路構造体1の長期信頼性をより高めることができる。   The average thickness of the coating layer 7 is preferably about 10 to 200 μm, more preferably about 20 to 100 μm. By setting the thickness of the coating layer 7 within the above range, necessary and sufficient flame retardancy is imparted to the coating layer 7 without significantly impairing the flexibility of the optical wiring 98. As a result, the long-term reliability of the optical waveguide structure 1 can be further improved.

このような被覆層7は、前述した難燃材料の固化前の液状材料を塗布し、その後、固化(硬化)させることにより形成される。   Such a coating layer 7 is formed by applying the liquid material before solidification of the flame retardant material described above, and then solidifying (curing) it.

樹脂材料の塗布には、液状材料中に光配線98を浸漬する方法の他、ディスペンサー、スプレー、スクリーン印刷、ロールコート、カーテンコート等の供給装置が用いられる。なお、このような方法または装置を用いるためには、液状材料にある程度の流動性が必要とされる。具体的には、液状材料の粘度が1〜30Pa・s程度であるのが好ましく、2〜20Pa・s程度であるのがより好ましい。   For the application of the resin material, a supply device such as a dispenser, spray, screen printing, roll coating, curtain coating or the like is used in addition to a method of immersing the optical wiring 98 in the liquid material. In order to use such a method or apparatus, a certain degree of fluidity is required for the liquid material. Specifically, the viscosity of the liquid material is preferably about 1 to 30 Pa · s, and more preferably about 2 to 20 Pa · s.

また、塗布した液状材料の固化は、液状材料の組成に応じて適宜設定されるものの、室温に放置したり、加熱したり、紫外線等のエネルギー線を照射したりすることで行われる。   The applied liquid material is solidified according to the composition of the liquid material, but is left at room temperature, heated, or irradiated with energy rays such as ultraviolet rays.

また、液状材料を調製する際には、必要に応じて、溶媒を添加するようにしてもよい。溶媒を添加することにより、液状材料の粘度を調整することができる。溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、ジエチレングリコールエチルエーテル(カルビトール)などのエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブなどのセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、メシチレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドンなどの芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)などのアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチルなどのエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホランなどの硫黄化合物系溶媒の各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒が挙げられる。   Moreover, when preparing a liquid material, you may make it add a solvent as needed. The viscosity of the liquid material can be adjusted by adding a solvent. Examples of the solvent include diethyl ether, diisopropyl ether, 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), diethylene glycol ethyl ether. (Cerbitol) ether solvents, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, cellosolve solvents such as phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, cyclohexane, aromas such as toluene, xylene, benzene, mesitylene Aromatic hydrocarbon solvents, pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, methylpyrrolidone and other aromatic heterocyclic compounds solvents, N, N-dimethylformamide (DMF) Amide solvents such as N, N-dimethylacetamide (DMA), halogen compound solvents such as dichloromethane, chloroform and 1,2-dichloroethane, ester solvents such as ethyl acetate, methyl acetate and ethyl formate, dimethyl sulfoxide (DMSO) ), Various organic solvents of sulfur compound solvents such as sulfolane, or mixed solvents containing these.

なお、溶媒を用いる場合には、質量比で、前記樹脂材料の0.5〜10倍程度の量を用いるのが好ましく、1〜8倍程度の量を用いるのが好ましい。これにより、液状材料の粘度を、塗布作業に適した粘度にするとともに、固化反応の速度が著しく低下するのを防止することができる。   In addition, when using a solvent, it is preferable to use the quantity about 0.5-10 times of the said resin material by mass ratio, and it is preferable to use the quantity about 1-8 times. Thereby, while making the viscosity of a liquid material into the viscosity suitable for application | coating operation | work, it can prevent that the speed | rate of a solidification reaction falls remarkably.

このような光導波路構造体1は、光配線98が難燃材で構成される被覆層7で覆われているため、優れた耐熱性および耐久性を有するものとなる。特に光導波路9や基板2、および導体層5は耐熱性が低いため、これらが被覆層7で覆われることにより、光導波路構造体1の機能が喪失するのを確実に防止することができる。   Such an optical waveguide structure 1 has excellent heat resistance and durability because the optical wiring 98 is covered with the coating layer 7 made of a flame retardant. In particular, since the optical waveguide 9, the substrate 2, and the conductor layer 5 have low heat resistance, it is possible to reliably prevent the function of the optical waveguide structure 1 from being lost by covering them with the coating layer 7.

また、難燃材としては、各種樹脂材料が用いられるため、光配線98の可撓性を阻害する恐れが少なく、光導波路構造体1に優れた可撓性を付与することができる。このような光導波路構造体1は、折り曲げ操作を繰り返したとしても、破壊することがなく、耐屈曲性に優れたものとなる。   Moreover, since various resin materials are used as the flame retardant, there is little risk of hindering the flexibility of the optical wiring 98, and excellent flexibility can be imparted to the optical waveguide structure 1. Such an optical waveguide structure 1 does not break even if the bending operation is repeated, and has excellent bending resistance.

また、被覆層7を設けることにより、光配線98の各構成部品を外側から固定することができる。その結果、光導波路構造体1には、外力に対する耐久性、例えば外力によって構成部品が破損したり脱落したりするのを防止する機能が付与される。   Further, by providing the covering layer 7, each component of the optical wiring 98 can be fixed from the outside. As a result, the optical waveguide structure 1 is given durability against external force, for example, a function of preventing the component parts from being damaged or dropped by the external force.

<第2実施形態:図4>
図4には、本発明の光導波路構造体1の第2実施形態が示されている。以下、この光導波路構造体1について説明するが、前記第1実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図4は、第2実施形態の平面図である。
Second Embodiment: FIG. 4
FIG. 4 shows a second embodiment of the optical waveguide structure 1 of the present invention. Hereinafter, although this optical waveguide structure 1 is demonstrated, the description is abbreviate | omitted about the matter similar to the said 1st Embodiment, and it demonstrates centering around difference.
FIG. 4 is a plan view of the second embodiment.

本実施形態の光導波路構造体1は、光導波路9、発光素子3および受光素子4の構成が前記と異なり、それ以外は同様である。   The optical waveguide structure 1 of this embodiment is different from the above in the configuration of the optical waveguide 9, the light emitting element 3, and the light receiving element 4, and is otherwise the same.

すなわち、1つの基板2上にそれぞれ3つずつの光導波路9、発光素子3および受光素子4が設けられている。これにより、並行して3つの光導波路9で光通信を行うことができるので、光導波路構造体1の光通信の大容量化が可能になる。   That is, three optical waveguides 9, light emitting elements 3, and light receiving elements 4 are provided on one substrate 2. Thereby, since optical communication can be performed by the three optical waveguides 9 in parallel, the capacity of the optical communication of the optical waveguide structure 1 can be increased.

<第3実施形態:図5>
図5には、本発明の光導波路構造体1の第3実施形態が示されている。以下、この光導波路構造体1について説明するが、前記第1実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図5は、第3実施形態の平面図である。
<Third Embodiment: FIG. 5>
FIG. 5 shows a third embodiment of the optical waveguide structure 1 of the present invention. Hereinafter, although this optical waveguide structure 1 is demonstrated, the description is abbreviate | omitted about the matter similar to the said 1st Embodiment, and it demonstrates centering around difference.
FIG. 5 is a plan view of the third embodiment.

本実施形態の光導波路構造体1は、光導波路9、発光素子3および受光素子4の構成が前記と異なり、それ以外は同様である。   The optical waveguide structure 1 of this embodiment is different from the above in the configuration of the optical waveguide 9, the light emitting element 3, and the light receiving element 4, and is otherwise the same.

すなわち、1つの基板2上に3つの光導波路9と、発光点が3つある発光部31を備えた発光素子3と、受光点が3つある受光部41を備えた受光素子4とが設けられている。これにより、並行して3つの光導波路9で光通信を行うことができるので、光導波路構造体1の光通信の大容量化が可能になる。また、図4の場合と比較して部品点数を減らすことができるので、光導波路構造体1の構造の簡素化および製造工程における工数の削減を図ることができる。   That is, three optical waveguides 9, a light emitting element 3 having a light emitting part 31 having three light emitting points, and a light receiving element 4 having a light receiving part 41 having three light receiving points are provided on one substrate 2. It has been. Thereby, since optical communication can be performed by the three optical waveguides 9 in parallel, the capacity of the optical communication of the optical waveguide structure 1 can be increased. Moreover, since the number of parts can be reduced compared with the case of FIG. 4, the structure of the optical waveguide structure 1 can be simplified and the number of steps in the manufacturing process can be reduced.

<第4実施形態:図6>
図6には、本発明の光導波路構造体1の第4実施形態が示されている。以下、この光導波路構造体1について説明するが、前記第1実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図6は、第4実施形態の平面図である。
<Fourth Embodiment: FIG. 6>
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the optical waveguide structure 1 of the present invention. Hereinafter, although this optical waveguide structure 1 is demonstrated, the description is abbreviate | omitted about the matter similar to the said 1st Embodiment, and it demonstrates centering around difference.
FIG. 6 is a plan view of the fourth embodiment.

本実施形態の光導波路構造体1は、光導波路9、発光素子3および受光素子4の構成が前記と異なり、それ以外は同様である。   The optical waveguide structure 1 of this embodiment is different from the above in the configuration of the optical waveguide 9, the light emitting element 3, and the light receiving element 4, and is otherwise the same.

すなわち、1つの基板2上に3つのコア部94が形成された1つの光導波路9と、発光点が3つある発光部31を備えた発光素子3と、受光点が3つある受光部41を備えた受光素子4とが設けられている。これにより、並行して3つの光導波路9で光通信を行うことができるので、光導波路構造体1の光通信の大容量化が可能になる。また、図5の場合と比較してさらに部品点数を減らすことができるので、光導波路構造体1の構造の簡略化および製造工程における工数の削減を図ることができる。   That is, one optical waveguide 9 in which three core portions 94 are formed on one substrate 2, a light emitting element 3 having a light emitting portion 31 having three light emitting points, and a light receiving portion 41 having three light receiving points. Is provided. Thereby, since optical communication can be performed by the three optical waveguides 9 in parallel, the capacity of the optical communication of the optical waveguide structure 1 can be increased. Moreover, since the number of parts can be further reduced as compared with the case of FIG. 5, the structure of the optical waveguide structure 1 can be simplified and the number of steps in the manufacturing process can be reduced.

<第5実施形態:図7>
図7には、本発明の光導波路構造体1の第5実施形態が示されている。以下、この光導波路構造体1について説明するが、前記第1実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図7は、第5実施形態の断面図である。
<Fifth Embodiment: FIG. 7>
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the optical waveguide structure 1 of the present invention. Hereinafter, although this optical waveguide structure 1 is demonstrated, the description is abbreviate | omitted about the matter similar to the said 1st Embodiment, and it demonstrates centering around difference.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the fifth embodiment.

本実施形態の光導波路構造体1は、基板2、光導波路9、発光素子3および受光素子4の構成が前記と異なり、それ以外は同様である。   The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is different from the above in the configuration of the substrate 2, the optical waveguide 9, the light emitting element 3, and the light receiving element 4, and is otherwise the same.

すなわち、図7に示す基板2は、光導波路構造体1(光配線98)の長手方向のうち、両端部近傍のみに設けられている。具体的には、光導波路9の両端部の上面には、それぞれ基板2が積層されている。   That is, the substrate 2 shown in FIG. 7 is provided only in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the optical waveguide structure 1 (optical wiring 98). Specifically, the substrates 2 are laminated on the upper surfaces of both end portions of the optical waveguide 9.

また、基板2の上面には電気配線が形成された導体層5が設けられており、さらにその上に、発光素子3および受光素子4が搭載されている。   In addition, a conductor layer 5 on which electrical wiring is formed is provided on the upper surface of the substrate 2, and a light emitting element 3 and a light receiving element 4 are mounted thereon.

基板2は、第1実施形態において説明したフレキシブル基板でもよいが、硬質のリジッド基板であってもよい。基板2をリジッド基板とすることにより、発光素子3や受光素子4を搭載した光導波路構造体1の両端部の剛性が高くなり、折り曲げによる発光素子3や受光素子4の破損、脱落が防止される。   The substrate 2 may be the flexible substrate described in the first embodiment, but may be a rigid rigid substrate. By using the substrate 2 as a rigid substrate, the rigidity of both ends of the optical waveguide structure 1 on which the light-emitting element 3 and the light-receiving element 4 are mounted is increased, and the light-emitting element 3 and the light-receiving element 4 are prevented from being damaged or dropped due to bending. The

また、図7の左側の基板2(第1の支持部材)上には、表面実装型の発光素子3と、発光素子3の発光を駆動する発光用IC(駆動用回路)35とが搭載されている。発光素子3と発光用IC35との間は、導体層5を介して電気的に接続されている。これにより、発光素子3の発光を発光用IC35により制御することができる。すなわち、左側の基板2上には、発光素子3と発光用IC35とを有する発光回路(光送信部)300が構築されている。   Further, on the substrate 2 (first support member) on the left side of FIG. 7, a surface mount type light emitting element 3 and a light emitting IC (driving circuit) 35 for driving light emission of the light emitting element 3 are mounted. ing. The light emitting element 3 and the light emitting IC 35 are electrically connected via the conductor layer 5. Thereby, the light emission of the light emitting element 3 can be controlled by the light emitting IC 35. That is, a light emitting circuit (light transmitting unit) 300 including the light emitting element 3 and the light emitting IC 35 is constructed on the left substrate 2.

一方、図7の右側の基板2(第2の支持部材)上には、表面実装型の受光素子4と、受光素子4により受光した信号を増幅する受光用IC(増幅用回路)45とが搭載されている。受光素子4と受光用IC45との間は、導体層5を介して電気的に接続されている。これにより、受光素子4で受光し、電気信号に変換した後、この電気信号を受光用IC45に入力される。すなわち、右側の基板2上には、受光素子4と受光用IC45とを有する受光回路(光受信部)400が構築されている。
以上のようにして発光回路300と受光回路400との間で光通信が行われる。
On the other hand, on the substrate 2 (second support member) on the right side of FIG. 7, a surface mount type light receiving element 4 and a light receiving IC (amplifying circuit) 45 for amplifying a signal received by the light receiving element 4 are provided. It is installed. The light receiving element 4 and the light receiving IC 45 are electrically connected through the conductor layer 5. Thus, the light receiving element 4 receives the light and converts it into an electric signal, which is then input to the light receiving IC 45. That is, a light receiving circuit (light receiving unit) 400 including the light receiving element 4 and the light receiving IC 45 is constructed on the right substrate 2.
As described above, optical communication is performed between the light emitting circuit 300 and the light receiving circuit 400.

また、2枚の基板2には、発光素子3の発光部31の位置および受光素子4の受光部41の位置に合わせて、それぞれ貫通孔23が設けられている。   The two substrates 2 are provided with through holes 23 in accordance with the position of the light emitting part 31 of the light emitting element 3 and the position of the light receiving part 41 of the light receiving element 4.

また、光導波路9のうち、各貫通孔23の直下に対応する位置には、それぞれ光路変換部97が形成されている。   Further, in the optical waveguide 9, optical path conversion portions 97 are respectively formed at positions corresponding to the positions immediately below the respective through holes 23.

各光路変換部97は、光導波路9の一部を除去することにより、除去した部分の内面の一部が光導波路9のコア部94の軸線に対してほぼ45°傾斜する傾斜面を有するように形成される。この傾斜面は、発光部31からの光をコア部94に導くよう90°の角度で反射したり、コア部94を伝搬してきた光を受光部41に導くように90°の角度で反射したりする反射面として機能する。   Each optical path changing portion 97 has a sloped surface that is inclined by approximately 45 ° with respect to the axis of the core portion 94 of the optical waveguide 9 by removing part of the optical waveguide 9. Formed. The inclined surface reflects the light from the light emitting unit 31 at an angle of 90 ° so as to guide the light to the core portion 94 or reflects the light propagated through the core portion 94 at an angle of 90 ° so as to guide the light to the light receiving portion 41. It functions as a reflective surface.

また、各貫通孔23は、発光部31からの光を光路変換部97まで導いたり、光路変換部97からの光を受光部41まで導く光信号通過領域として機能する。   Each through hole 23 functions as an optical signal passage region that guides light from the light emitting unit 31 to the optical path conversion unit 97 and guides light from the optical path conversion unit 97 to the light receiving unit 41.

以上のような2つの光路変換部97および2つの光信号通過領域(貫通孔23)により、発光部31と受光部41との間が光学的に接続されている。
また、各光路変換部97は、それぞれ光導波路9の長手方向の途中に形成されている。
The light emitting unit 31 and the light receiving unit 41 are optically connected by the two optical path changing units 97 and the two optical signal passing regions (through holes 23) as described above.
Each optical path conversion unit 97 is formed in the middle of the optical waveguide 9 in the longitudinal direction.

ここで、光導波路9の長手方向のうち、図7の左側に位置する光路変換部97の左側は、光導波路9の構成材料を炭化してなる材料(炭化材料)で構成されている。図7の左側に位置する光路変換部97の左側の領域は、光路変換部97と光学的に接続されていない領域なので、上記のように炭化材料で構成されていても、光導波路構造体1の光通信には支障がなく、むしろ、外光や迷光が光路変換部97やコア部94に入射するのを防止する遮蔽として機能する。このため、この領域が炭化材料で構成されていることにより、光導波路構造体1の光伝送効率を高めることができる。   Here, in the longitudinal direction of the optical waveguide 9, the left side of the optical path conversion unit 97 located on the left side in FIG. 7 is made of a material obtained by carbonizing the constituent material of the optical waveguide 9 (carbonized material). Since the region on the left side of the optical path conversion unit 97 located on the left side in FIG. 7 is a region that is not optically connected to the optical path conversion unit 97, the optical waveguide structure 1 However, it functions as a shield that prevents outside light and stray light from entering the optical path changing unit 97 and the core unit 94. For this reason, the optical transmission efficiency of the optical waveguide structure 1 can be increased by configuring the region with the carbonized material.

なお、光路変換部97の左側の領域は、その少なくとも一部が炭化材料で構成されていれば、上記の効果を奏するものとなるが、好ましくは、その全体が炭化材料で構成される。これにより、前述した遮蔽機能が特に向上するため、光導波路構造体1の光伝送効率を特に高めることができる。   The left region of the optical path conversion unit 97 has the above-described effects as long as at least a part thereof is made of a carbonized material. Preferably, the entire region is made of a carbonized material. Thereby, since the shielding function mentioned above improves especially, the optical transmission efficiency of the optical waveguide structure 1 can be raised especially.

光路変換部97の左側の領域を炭化材料で構成するためには、光導波路9を前述したポリマーを用いて製造した後、前記領域を燃焼させることで行うことができる。   In order to configure the left region of the optical path changing unit 97 with the carbonized material, the optical waveguide 9 can be manufactured by using the above-described polymer, and then the region can be burned.

この燃焼(炭化処理)は、一般に、酸素濃度が低い環境下で行われる。これにより、ポリマー中の炭化水素等が炭化して、炭素を主成分とする物質(炭化材料)が残存することとなる。炭化が完了するとこのような炭化材料が生成されるが、この炭化材料は一般に黒色またはそれに類似した色を呈するため、光吸収能が高い。このため、前述した遮蔽機能が確実に発現することとなる。   This combustion (carbonization treatment) is generally performed in an environment having a low oxygen concentration. As a result, hydrocarbons in the polymer are carbonized, and a substance (carbonized material) containing carbon as a main component remains. When the carbonization is completed, such a carbonized material is produced. This carbonized material generally exhibits a black color or a similar color, and thus has a high light absorption capability. For this reason, the shielding function mentioned above will surely appear.

上記のような炭化処理により、光路変換部97の左側の領域は、コア部94とそれを覆うクラッド部95およびクラッド層91、92が炭化してなる炭化材料で構成されることとなる。   By the carbonization treatment as described above, the region on the left side of the optical path conversion unit 97 is constituted by a carbonized material obtained by carbonizing the core portion 94 and the cladding portion 95 and the cladding layers 91 and 92 covering the core portion 94.

一方、前記光路変換部97の左側の領域は、クラッド部95またはクラッド層91、92が炭化してなる材料のみ、すなわちクラッド材料を炭化してなる材料のみで構成されているのが好ましい。これにより、この領域は、炭化材料の中でも、単一組成または類似組成の炭化材料で構成されることとなるため、前述した遮蔽機能が特に顕著なものとなる。   On the other hand, the region on the left side of the optical path changing portion 97 is preferably composed only of a material obtained by carbonizing the clad portion 95 or the clad layers 91 and 92, that is, only a material obtained by carbonizing the clad material. Thereby, since this region is composed of carbonized materials having a single composition or a similar composition among the carbonized materials, the above-described shielding function becomes particularly remarkable.

前記光路変換部97の左側の領域をクラッド材料を炭化してなる材料のみで構成するためには、炭化処理に先立って、前記領域をクラッド材料のみで構成した光導波路9を用意する必要がある。このような光導波路9は、例えば、コア層93を形成する際に、コア層93の構成材料に応じて、当該領域の全体に光を照射する、あるいは、全く光を照射しないようにすればよい。これにより、当該領域がクラッド材料のみで構成されることとなる。   In order to configure the left region of the optical path conversion unit 97 only with a material obtained by carbonizing the cladding material, it is necessary to prepare an optical waveguide 9 in which the region is configured only with the cladding material prior to the carbonization process. . For example, when the core layer 93 is formed, such an optical waveguide 9 irradiates the entire region with light or does not emit light at all, depending on the constituent material of the core layer 93. Good. Thereby, the said area | region will be comprised only with a clad material.

このようにして得られた光導波路9の当該領域に対して、前述した炭化処理を施すことにより、当該領域をクラッド材料を炭化してなる材料のみで構成することができる。   By subjecting the region of the optical waveguide 9 obtained in this way to the carbonization described above, the region can be formed only of a material obtained by carbonizing the cladding material.

なお、炭化処理については、光導波路9の表面にコア部94が露出していない面であれば、いかなる面に対して行ってもよく、条件が合えば光導波路9の表面全体に対して行ってもよい。これにより、コア部94に対する迷光の侵入が確実に抑制される等の効果が期待できる。   The carbonization treatment may be performed on any surface as long as the core portion 94 is not exposed on the surface of the optical waveguide 9, and may be performed on the entire surface of the optical waveguide 9 if conditions are met. May be. Thereby, the effect of the stray light entering the core portion 94 being reliably suppressed can be expected.

以上のような基板2、導体層5、光導波路9、発光素子3および受光素子4等により、第1実施形態と同様、光配線98が構成される。そして、光導波路構造体1は、この光配線98を覆うように設けられた被覆層7を有している。   The substrate 2, the conductor layer 5, the optical waveguide 9, the light emitting element 3, the light receiving element 4 and the like as described above constitute an optical wiring 98 as in the first embodiment. The optical waveguide structure 1 has a coating layer 7 provided so as to cover the optical wiring 98.

この被覆層7の構成は、第1実施形態と同様であり、光導波路構造体1に耐熱性および耐久性を付与するよう作用する。   The configuration of the coating layer 7 is the same as that of the first embodiment, and acts to impart heat resistance and durability to the optical waveguide structure 1.

また、本実施形態にかかる光配線98は、長手方向の中央部が光導波路9と被覆層7のみで構成されているため、可撓性が特に高く、折り曲げ易さに優れるとともに、耐屈曲性にも優れている。   Moreover, since the optical wiring 98 according to the present embodiment is composed of only the optical waveguide 9 and the coating layer 7 at the center in the longitudinal direction, the optical wiring 98 has particularly high flexibility, excellent ease of bending, and bend resistance. Also excellent.

さらに、この中央部では、光導波路9が被覆層7以外の他の部材と接していないので、折り曲げ時または非折り曲げ時にかかわらず、光導波路9の変形が防止され、光伝送効率の低下が防止される。   Furthermore, since the optical waveguide 9 is not in contact with other members other than the covering layer 7 in this central portion, the optical waveguide 9 is prevented from being deformed regardless of whether it is bent or not, and the light transmission efficiency is prevented from being lowered. Is done.

なお、上記では、光配線98全体を被覆層7で覆う形態について説明したが、本発明はかかる形態に限定されず、耐熱性の特に低い光導波路9の表面のみを覆うように被覆層7を設けてもよい。また、各素子の耐熱性能に応じて、発光素子3または受光素子4のいずれか一方は露出していてもよく、発光用IC35または受光用IC45のいずれか一方も露出していてもよい。これにより、被覆層7で覆われた場合に比べて各素子の放熱性が向上するため、自己発熱による誤作動や故障を防止することができる。   In addition, although the form which covers the whole optical wiring 98 with the coating layer 7 was demonstrated above, this invention is not limited to this form, The coating layer 7 is covered so that only the surface of the optical waveguide 9 with especially low heat resistance may be covered. It may be provided. Further, depending on the heat resistance performance of each element, either the light emitting element 3 or the light receiving element 4 may be exposed, and either the light emitting IC 35 or the light receiving IC 45 may be exposed. Thereby, since the heat dissipation of each element improves compared with the case where it covers with the coating layer 7, the malfunctioning by the self-heating and failure can be prevented.

以上、第1〜第5実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限り、他の構成のものでもよい。また、本発明は、第1〜第5実施形態のうちの任意の2以上の実施形態が備える構成を組み合わせたものでもよい。   The first to fifth embodiments have been described above, but the present invention is not limited to these, and other configurations may be used as long as the gist of the invention is not changed. Further, the present invention may be a combination of configurations included in any two or more of the first to fifth embodiments.

なお、本発明の光導波路構造体を適用する電子機器は、例えば、携帯電話、ゲーム機、PDA、ルーター装置、WDM装置、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類への適用が好適である。これらの電子機器では、いずれも、例えばLSI等の演算装置とRAM等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光導波路構造体を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。   The electronic device to which the optical waveguide structure of the present invention is applied is preferably applied to electronic devices such as a mobile phone, a game machine, a PDA, a router device, a WDM device, a personal computer, a television, and a home server. is there. In any of these electronic devices, it is necessary to transmit a large amount of data at high speed between an arithmetic device such as an LSI and a storage device such as a RAM. Therefore, since such an electronic device includes the optical waveguide structure according to the present invention, problems such as noise and signal degradation peculiar to electric wiring are eliminated, and a dramatic improvement in performance can be expected.

さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度を高めて小型化が図られるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。   In addition, the amount of heat generated in the optical waveguide portion is greatly reduced compared to electrical wiring. Therefore, the degree of integration in the substrate can be increased to reduce the size, the power required for cooling can be reduced, and the power consumption of the entire electronic device can be reduced.

<光導波路の製造方法>
次に、前記各実施形態における、光導波路9の製造方法および各部の構成材料等について説明するが、特にコア部94の形成方法について詳細に説明する。
<Optical waveguide manufacturing method>
Next, the manufacturing method of the optical waveguide 9 and the constituent materials of each part in each of the above embodiments will be described. In particular, the method for forming the core part 94 will be described in detail.

まず、コア部94の形成方法の説明に先立って、コア部94の形成に用いられる感光性樹脂組成物について説明する。   First, prior to the description of the method for forming the core portion 94, the photosensitive resin composition used for forming the core portion 94 will be described.

(感光性樹脂組成物)
本実施形態において用いる感光性樹脂組成物は、
(A)環状オレフィン樹脂と、
(B)(A)とは屈折率が異なり、かつ、環状エーテル基を有するモノマーおよび環状エーテル基を有するオリゴマーのうち少なくともいずれか一方と、
(C)光酸発生剤と、
を備える。
(Photosensitive resin composition)
The photosensitive resin composition used in this embodiment is
(A) a cyclic olefin resin;
(B) The refractive index is different from (A), and at least one of a monomer having a cyclic ether group and an oligomer having a cyclic ether group;
(C) a photoacid generator;
Is provided.

なかでも、光の伝搬損失の発生を確実に抑制するという観点から、
側鎖に(C)光酸発生剤から発生する酸により脱離する脱離性基を有する環状オレフィン樹脂(A)と、
下記式(100)のモノマーとを含むことが好ましい。
Among these, from the viewpoint of reliably suppressing the occurrence of light propagation loss,
(C) a cyclic olefin resin (A) having a leaving group capable of leaving by an acid generated from a photoacid generator in the side chain;
It is preferable to contain the monomer of following formula (100).

Figure 2011221193
Figure 2011221193

このような感光性樹脂組成物は、フィルム状に成形されて光導波路形成用フィルムとされ、さらに、屈折率が異なる領域を含むフィルム、例えば、光導波路フィルムとして使用される。   Such a photosensitive resin composition is formed into a film to be an optical waveguide forming film, and further used as a film including regions having different refractive indexes, for example, an optical waveguide film.

すなわち、このような感光性樹脂組成物を使用することで、光の伝搬損失の発生が抑制された光導波路フィルム等を提供することができる。なかでも、湾曲した光導波路を形成した場合において、光の伝搬損失の発生を顕著に抑制することができる。   That is, by using such a photosensitive resin composition, it is possible to provide an optical waveguide film or the like in which the occurrence of light propagation loss is suppressed. In particular, when a curved optical waveguide is formed, generation of light propagation loss can be remarkably suppressed.

さらに、このような光導波路フィルムを使用した光配線、前記光配線と、電気回路とを備える光電気混載基板を提供することができる。このような光配線および光電気混載基板によれば、従来の電気配線で問題となっていたEMI(電磁波障害)の改善が可能となり、従来よりも信号伝達速度を大幅に向上することができる。   Furthermore, an optical / electrical hybrid substrate including an optical wiring using such an optical waveguide film, the optical wiring, and an electric circuit can be provided. According to such an optical wiring and an opto-electric hybrid board, it is possible to improve EMI (electromagnetic wave interference), which has been a problem with the conventional electrical wiring, and the signal transmission speed can be greatly improved as compared with the conventional one.

また、光導波路フィルムを使用した電子機器も提供できる。光導波路フィルムを用いることにより、省スペース化が図られるため、電子機器の小型化に寄与する。   In addition, an electronic device using the optical waveguide film can be provided. By using the optical waveguide film, space saving can be achieved, which contributes to downsizing of electronic devices.

このような電子機器としては、具体的には、コンピューター、サーバー、携帯電話、ゲーム機器、メモリーテスター、外観検査ロボット等を挙げることができる。   Specific examples of such an electronic device include a computer, a server, a mobile phone, a game device, a memory tester, and an appearance inspection robot.

以下、感光性樹脂組成物の成分について順次詳述する。
((A)環状オレフィン樹脂)
成分(A)の環状オレフィン樹脂は、感光性樹脂組成物のフィルム成形性を確保するために添加されるものであり、ベースポリマーとなるものである。
Hereinafter, the components of the photosensitive resin composition will be described in detail.
((A) Cyclic olefin resin)
The cyclic olefin resin of component (A) is added in order to ensure the film moldability of the photosensitive resin composition, and serves as a base polymer.

ここで、環状オレフィン樹脂は、無置換のものであってもよいし、水素が他の基により置換されたものであってもよい。   Here, the cyclic olefin resin may be unsubstituted, or hydrogen may be substituted with another group.

環状オレフィン樹脂としては、例えばノルボルネン系樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂等が挙げられる。   Examples of the cyclic olefin resin include norbornene resins and benzocyclobutene resins.

なかでも、耐熱性、透明性等の観点からノルボルネン系樹脂を使用することが好ましい。   Especially, it is preferable to use norbornene-type resin from viewpoints, such as heat resistance and transparency.

ノルボルネン系樹脂としては、例えば、
(1)ノルボルネン型モノマーを付加(共)重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加(共)重合体、
(2)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、
(3)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体のような付加重合体、
(4)ノルボルネン型モノマーの開環(共)重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、
(5)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、
(6)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加したポリマーのような開環重合体が挙げられる。これらの重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等が挙げられる。
As norbornene resin, for example,
(1) addition (co) polymer of norbornene type monomer obtained by addition (co) polymerization of norbornene type monomer,
(2) an addition copolymer of a norbornene monomer and ethylene or α-olefins,
(3) an addition polymer such as an addition copolymer of a norbornene-type monomer and a non-conjugated diene and, if necessary, another monomer;
(4) a ring-opening (co) polymer of a norbornene-type monomer, and a resin obtained by hydrogenating the (co) polymer if necessary,
(5) a ring-opening copolymer of a norbornene-type monomer and ethylene or α-olefins, and a resin obtained by hydrogenating the (co) polymer if necessary,
(6) Ring-opening copolymers such as norbornene-type monomers and non-conjugated dienes, or other monomers, and polymers obtained by hydrogenating the (co) polymers as necessary. Examples of these polymers include random copolymers, block copolymers, and alternating copolymers.

これらのノルボルネン系樹脂は、例えば、開環メタセシス重合(ROMP)、ROMPと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤(例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤)を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。   These norbornene resins include, for example, ring-opening metathesis polymerization (ROMP), combination of ROMP and hydrogenation reaction, polymerization by radical or cation, polymerization using cationic palladium polymerization initiator, other polymerization initiators ( For example, it can be obtained by any known polymerization method such as polymerization using a polymerization initiator of nickel or another transition metal).

これらの中でも、ノルボルネン系樹脂としては、付加(共)重合体が好ましい。付加(共)重合体は、透明性、耐熱性および可撓性に富むことからも好ましい。たとえば、感光性樹脂組成物によりフィルムを形成した後、電気部品等を、半田を介して実装することがある。このような場合において、高い耐熱性、すなわち、耐リフロー性を有することが必要となるため、付加(共)重合体が好ましい。また、感光性樹脂組成物によりフィルムを形成し、製品に組み込んだ際に、たとえば、80℃程度の環境下にて使用される場合がある。このような場合においても、耐熱性を確保するという観点から、付加(共)重合体が好ましい。   Among these, as the norbornene-based resin, an addition (co) polymer is preferable. Addition (co) polymers are also preferred because they are rich in transparency, heat resistance and flexibility. For example, after forming a film with the photosensitive resin composition, an electrical component or the like may be mounted via solder. In such a case, an addition (co) polymer is preferable because it needs to have high heat resistance, that is, reflow resistance. Further, when a film is formed from the photosensitive resin composition and incorporated in a product, it may be used in an environment of about 80 ° C., for example. Even in such a case, an addition (co) polymer is preferable from the viewpoint of ensuring heat resistance.

なかでも、ノルボルネン系樹脂は、重合性基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位や、アリール基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。   Among them, the norbornene-based resin preferably includes a norbornene repeating unit having a substituent containing a polymerizable group or a norbornene repeating unit having a substituent containing an aryl group.

重合性基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位としては、エポキシ基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位、(メタ)アクリル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位、および、アルコキシシリル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位がのうちの少なくとも1種が好適である。これらの重合性基は、各種重合性基の中でも、反応性が高いことから好ましい。   As the repeating unit of norbornene having a substituent containing a polymerizable group, the repeating unit of norbornene having a substituent containing an epoxy group, the repeating unit of norbornene having a substituent containing a (meth) acryl group, and an alkoxysilyl group At least one of the repeating units of norbornene having a substituent containing is preferable. These polymerizable groups are preferable because of their high reactivity among various polymerizable groups.

また、このような重合性基を含むノルボルネンの繰り返し単位を、2種以上含むものを用いれば、可撓性と耐熱性の両立を図ることができる。   Moreover, if the thing containing 2 or more types of repeating units of norbornene containing such a polymeric group is used, both flexibility and heat resistance can be aimed at.

一方、アリール基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、アリール基に由来する極めて高い疎水性によって、吸水による寸法変化等をより確実に防止することができる。   On the other hand, by including a norbornene repeating unit having a substituent containing an aryl group, dimensional change due to water absorption can be more reliably prevented by the extremely high hydrophobicity derived from the aryl group.

さらに、ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。なお、アルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。   Furthermore, the norbornene-based polymer preferably contains an alkylnorbornene repeating unit. The alkyl group may be linear or branched.

アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高くなるため、高いフレキシビリティ(可撓性)を付与することができる。   By including the repeating unit of alkyl norbornene, the norbornene-based polymer has high flexibility, and thus can provide high flexibility (flexibility).

また、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、特定の波長領域(特に、850nm付近の波長領域)の光に対する透過率が優れることからも好ましい。   A norbornene-based polymer containing an alkylnorbornene repeating unit is also preferable because of its excellent transmittance with respect to light in a specific wavelength region (particularly, a wavelength region near 850 nm).

このようなことから、ノルボルネン系樹脂としては、以下の式(1)〜(4)、(8)〜(10)で表されるものが好適である。   Therefore, as the norbornene-based resin, those represented by the following formulas (1) to (4) and (8) to (10) are preferable.

Figure 2011221193
(式(1)中、Rは、炭素数1〜10のアルキル基を表し、aは、0〜3の整数を表し、bは、1〜3の整数を表し、p/qが20以下である。)
Figure 2011221193
(In Formula (1), R 1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a represents an integer of 0 to 3, b represents an integer of 1 to 3, and p 1 / q 1 is 20 or less.)

式(1)のノルボルネン系樹脂は、以下のようにして製造することができる。
を有するノルボルネンと、側鎖にエポキシ基を有するノルボルネンとをトルエンに溶かし、Ni化合物(A)を触媒として用いて溶液重合させることで(1)を得る。
The norbornene-based resin of the formula (1) can be produced as follows.
(1) is obtained by dissolving norbornene having R 1 and norbornene having an epoxy group in the side chain in toluene and solution polymerization using Ni compound (A) as a catalyst.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

なお、側鎖にエポキシ基を有するノルボルネンの製造方法は、たとえば、(i)(ii)の通りである。   In addition, the manufacturing method of norbornene which has an epoxy group in a side chain is as (i) (ii), for example.

(i)ノルボルネンメタノール(NB−CH−OH)の合成
DCPD(ジシクロペンタジエン)のクラッキングにより生成したCPD(シクロペンタジエン)とαオレフィン(CH2=CH-CH2-OH)を高温高圧下で反応させる。
(I) Synthesis of norbornene methanol (NB—CH 2 —OH) CPD (cyclopentadiene) and α olefin (CH 2 ═CH—CH 2 —OH) produced by cracking of DCPD (dicyclopentadiene) are heated under high temperature and high pressure. React.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

(ii)エポキシノルボルネンの合成
ノルボルネンメタノールとエピクロルヒドリンとの反応により生成する。
(Ii) Synthesis of epoxy norbornene It is formed by the reaction of norbornene methanol and epichlorohydrin.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

なお、式(1)において、bが2もしくは3の場合には、エピクロルヒドリンのメチレン基がエチレン基、プロピレン基等になったものを使用する。   In the formula (1), when b is 2 or 3, an epichlorohydrin in which the methylene group is an ethylene group, a propylene group or the like is used.

式(1)で表されるノルボルネン系樹脂の中でも、可撓性と耐熱性の両立を図ることが可能との観点から、特に、Rが炭素数4〜10のアルキル基であり、aおよびbがそれぞれ1である化合物、例えば、ブチルボルネンとメチルグリシジルエーテルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとメチルグリシジルエーテルノルボルネンとのコポリマー、デシルノルボルネンとメチルグリシジルエーテルノルボルネンとのコポリマー等が好ましい。 Among the norbornene-based resins represented by the formula (1), from the viewpoint that both flexibility and heat resistance can be achieved, in particular, R 1 is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, and a and A compound in which each b is 1, for example, a copolymer of butylbornene and methyl glycidyl ether norbornene, a copolymer of hexyl norbornene and methyl glycidyl ether norbornene, a copolymer of decyl norbornene and methyl glycidyl ether norbornene, or the like is preferable.

Figure 2011221193
(式(2)中、Rは、炭素数1〜10のアルキル基を表し、Rは、水素原子またはメチル基を表し、cは、0〜3の整数を表し、p/qが20以下である。)
Figure 2011221193
(In Formula (2), R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, c represents an integer of 0 to 3, and p 2 / q 2. Is 20 or less.)

式(2)のノルボルネン系樹脂は、R2を有するノルボルネンと、側鎖にアクリルおよびメタクリル基を有するノルボルネンとをトルエンに溶かし、上述したNi化合物(A)を触媒に用いて溶液重合させることで得ることができる。 The norbornene-based resin of the formula (2) is obtained by dissolving norbornene having R 2 and norbornene having acryl and methacryl groups in the side chain in toluene, and performing solution polymerization using the Ni compound (A) described above as a catalyst. Obtainable.

なお、式(2)で表されるノルボルネン系ポリマーの中でも、可撓性と耐熱性との両立の観点から、特に、Rが炭素数4〜10のアルキル基であり、cが1である化合物、例えば、ブチルボルネンとアクリル酸2−(5−ノルボルネニル)メチルとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとアクリル酸2−(5−ノルボルネニル)メチルとのコポリマー、デシルノルボルネンとアクリル酸2−(5−ノルボルネニル)メチルとのコポリマー等が好ましい。 Among the norbornene-based polymers represented by the formula (2), R 2 is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms and c is 1 from the viewpoint of achieving both flexibility and heat resistance. Compounds such as copolymers of butylbornene and 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate, copolymers of hexylnorbornene and 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate, decylnorbornene and 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate And a copolymer thereof are preferred.

Figure 2011221193
(式(3)中、Rは、炭素数1〜10のアルキル基を表し、各Xは、それぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキル基を表し、dは、0〜3の整数を表し、p/qが20以下である。)
Figure 2011221193
(In Formula (3), R 4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, each X 3 independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and d represents 0 to 3 carbon atoms. Represents an integer, and p 3 / q 3 is 20 or less.)

式(3)の樹脂は、R4を有するノルボルネンと、側鎖にアルコキシシリル基を有するノルボルネンとをトルエンに溶かし、上述したNi化合物(A)を触媒に用いて溶液重合させることで得ることができる。 The resin of the formula (3) can be obtained by dissolving norbornene having R 4 and norbornene having an alkoxysilyl group in the side chain in toluene, and solution polymerization using the Ni compound (A) described above as a catalyst. it can.

なお、式(3)で表されるノルボルネン系ポリマーの中でも、特に、Rが炭素数4〜10のアルキル基であり、dが1または2、Xがメチル基またはエチル基である化合物、例えば、ブチルボルネンとノルボルネニルエチルトリメトキシシランとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとノルボルネニルエチルトリメトキシシランとのコポリマー、デシルノルボルネンとノルボルネニルエチルトリメトキシシランとのコポリマー、ブチルボルネンとトリエトキシシリルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとトリエトキシシリルノルボルネンとのコポリマー、デシルノルボルネンとトリエトキシシリルノルボルネンとのコポリマー、ブチルボルネンとトリメトキシシリルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとトリメトキシシリルノルボルネンとのコポリマー、デシルノルボルネンとトリメトキシシリルノルボルネンとのコポリマー等が好ましい。 Among the norbornene-based polymers represented by the formula (3), in particular, a compound in which R 4 is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, d is 1 or 2, and X 3 is a methyl group or an ethyl group, For example, a copolymer of butylbornene and norbornenylethyltrimethoxysilane, a copolymer of hexylnorbornene and norbornenylethyltrimethoxysilane, a copolymer of decylnorbornene and norbornenylethyltrimethoxysilane, butylbornene and triethoxysilylnorbornene Copolymer of hexyl norbornene and triethoxysilyl norbornene, copolymer of decyl norbornene and triethoxysilyl norbornene, copolymer of butylbornene and trimethoxysilyl norbornene, hexyl norbornene And copolymers of trimethoxysilyl norbornene, copolymers, etc. of decyl norbornene and trimethoxysilyl norbornene are preferred.

Figure 2011221193
(式中、Rは、炭素数1〜10のアルキル基を表し、AおよびAは、それぞれ独立して、下記式(5)〜(7)で表される置換基を表すが、同時に同一の置換基であることはない。また、p/q+rが20以下である。)
Figure 2011221193
(In the formula, R 5 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and A 1 and A 2 each independently represent a substituent represented by the following formulas (5) to (7), (It is not the same substituent at the same time, and p 4 / q 4 + r is 20 or less.)

5を有するノルボルネンと、側鎖にA1およびA2を有するノルボルネンとをトルエンに溶かし、Ni化合物(A)を触媒に用いて溶液重合させることで(4)を得る。 (4) is obtained by dissolving norbornene having R 5 and norbornene having A 1 and A 2 in the side chain in toluene and solution polymerization using Ni compound (A) as a catalyst.

Figure 2011221193
(式(5)中、eは、0〜3の整数を表し、fは、1〜3の整数を表す。)
Figure 2011221193
(In formula (5), e represents an integer of 0 to 3, and f represents an integer of 1 to 3.)

Figure 2011221193
(式(6)中、Rは、水素原子またはメチル基を表し、gは、0〜3の整数を表す。)
Figure 2011221193
(In formula (6), R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group, and g represents an integer of 0 to 3.)

Figure 2011221193
(式(7)中、Xは、それぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキル基を表し、hは、0〜3の整数を表す。)
Figure 2011221193
(Equation (7) in, X 4 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, h is. Represents an integer of 0 to 3)

なお、式(4)で表されるノルボルネン系ポリマーとしては、例えば、ブチルノルボルネン、ヘキシルノルボルネンまたはデシルノルボルネンのいずれかと、アクリル酸2−(5−ノルボルネニル)メチルと、ノルボルネニルエチルトリメトキシシラン、トリエトキシシリルノルボルネンまたはトリメトキシシリルノルボルネンのいずれかとのターポリマー、ブチルボルネン、ヘキシルノルボルネンまたはデシルノルボルネンのいずれかと、アクリル酸2−(5−ノルボルネニル)メチルと、メチルグリシジルエーテルノルボルネンとのターポリマー、ブチルボルネン、ヘキシルノルボルネンまたはデシルノルボルネンのいずれかと、メチルグリシジルエーテルノルボルネン、ノルボルネニルエチルトリメトキシシラン、トリエトキシシリルノルボルネンまたはトリメトキシシリルノルボルネンのいずれかとのターポリマー等が挙げられる。   In addition, as a norbornene-type polymer represented by Formula (4), for example, any of butyl norbornene, hexyl norbornene or decyl norbornene, 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate, norbornenyl ethyltrimethoxysilane, Terpolymer with either triethoxysilyl norbornene or trimethoxysilyl norbornene, terpolymer of butylbornene, hexylnorbornene or decylnorbornene, 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate and methylglycidyl ether norbornene, butylbornene, Either hexyl norbornene or decyl norbornene and methyl glycidyl ether norbornene, norbornenyl ethyltrimethoxysilane, triethoxysilyl Terpolymers, etc. with either Ruborunen or trimethoxysilyl norbornene.

Figure 2011221193
(式(8)中、Rは、炭素数1〜10のアルキル基を表し、Rは、水素原子、メチル基またはエチル基を表し、Arは、アリール基を表し、Xは、酸素原子またはメチレン基を表し、Xは、炭素原子またはシリコン原子を表し、iは、0〜3の整数を表し、jは、1〜3の整数を表し、p/qが20以下である。)
Figure 2011221193
(In formula (8), R 7 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, Ar represents an aryl group, and X 1 represents oxygen. X 2 represents a carbon atom or a silicon atom, i represents an integer of 0 to 3, j represents an integer of 1 to 3, and p 5 / q 5 is 20 or less. is there.)

を有するノルボルネンと、側鎖に-(CH2)-X1-X2(R8)3-j(Ar)jを含むノルボルネンとをトルエンに溶かし、Ni化合物を触媒に用いて溶液重合させることで(8)を得る。 Norbornene having R 7 and norbornene containing-(CH 2 ) -X 1 -X 2 (R 8 ) 3-j (Ar) j in the side chain are dissolved in toluene, and solution polymerization is performed using a Ni compound as a catalyst. (8) is obtained.

なお、式(8)で表されるノルボルネン系ポリマーの中でも、Xが酸素原子、Xがシリコン原子、Arがフェニル基であるものが好ましい。 Of the norbornene polymers represented by the formula (8), those in which X 1 is an oxygen atom, X 2 is a silicon atom, and Ar is a phenyl group are preferable.

さらには、可撓性、耐熱性および屈折率制御の観点から特に、Rが炭素数4〜10のアルキル基であり、Xが酸素原子、Xがシリコン原子、Arがフェニル基、Rがメチル基、iが1、jが2である化合物、例えば、ブチルボルネンとジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランとのコポリマー、デシルノルボルネンとジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランとのコポリマー等が好ましい。
具体的には、以下のようなノルボルネン系樹脂を使用することが好ましい。
Further, particularly from the viewpoint of flexibility, heat resistance and refractive index control, R 7 is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, X 1 is an oxygen atom, X 2 is a silicon atom, Ar is a phenyl group, R A compound in which 8 is a methyl group, i is 1 and j is 2, for example, a copolymer of butylbornene and diphenylmethylnorbornenemethoxysilane, a copolymer of hexylnorbornene and diphenylmethylnorbornenemethoxysilane, decylnorbornene and diphenylmethylnorbornenemethoxysilane Of these, the copolymer is preferred.
Specifically, it is preferable to use the following norbornene resin.

Figure 2011221193
(式(9)におけるR、p、q、iは、式(8)と同じである。)
Figure 2011221193
(R 7 , p 5 , q 5 , and i in formula (9) are the same as in formula (8).)

また、可撓性と耐熱性および屈折率制御の観点から、式(8)において、Rが炭素数4〜10のアルキル基であり、Xがメチレン基、Xが炭素原子、Arがフェニル基、Rが水素原子、iが0、jが1である化合物、例えば、ブチルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー、デシルノルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー等であってもよい。
さらに、ノルボルネン系樹脂として、次のようなものを使用してもよい。
From the viewpoint of flexibility, heat resistance, and refractive index control, in Formula (8), R 7 is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, X 1 is a methylene group, X 2 is a carbon atom, and Ar is Compounds having a phenyl group, R 8 is a hydrogen atom, i is 0, and j is 1, for example, a copolymer of butylbornene and phenylethylnorbornene, a copolymer of hexylnorbornene and phenylethylnorbornene, a copolymer of decylnorbornene and phenylethylnorbornene Etc.
Further, the following may be used as the norbornene resin.

Figure 2011221193
(式(10)において、R10は、炭素数1〜10のアルキル基を表し、R11は、アリール基を示し、kは0以上、4以下である。p/qは20以下である。)
Figure 2011221193
(In Formula (10), R 10 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 11 represents an aryl group, and k is 0 or more and 4 or less. P 6 / q 6 is 20 or less. is there.)

また、p/q〜p/q、p/q、p/qまたはp/q+rは、20以下であればよいが、15以下であるのが好ましく、0.1〜10程度がより好ましい。これにより、複数種のノルボルネンの繰り返し単位を含む効果が如何なく発揮される。 P 1 / q 1 to p 3 / q 3 , p 5 / q 5 , p 6 / q 6 or p 4 / q 4 + r may be 20 or less, preferably 15 or less, About 0.1-10 is more preferable. Thereby, the effect including the repeating unit of multiple types of norbornene is exhibited.

以上のようなノルボルネン系樹脂は、脱離性基を有するものであることが好ましい。ここで、脱離性基とは、酸の作用により離脱するものである。   The norbornene-based resin as described above preferably has a leaving group. Here, the leaving group is a group that is released by the action of an acid.

具体的には、分子構造中に、−O−構造、−Si−アリール構造および−O−Si−構造のうちの少なくとも1つを有するものが好ましい。かかる酸離脱性基は、カチオンの作用により比較的容易に離脱する。   Specifically, those having at least one of an —O— structure, an —Si—aryl structure, and an —O—Si— structure in the molecular structure are preferable. Such an acid leaving group is released relatively easily by the action of a cation.

このうち、離脱により樹脂の屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Si−ジフェニル構造および−O−Si−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。   Among these, as the leaving group that causes a decrease in the refractive index of the resin by leaving, at least one of the -Si-diphenyl structure and the -O-Si-diphenyl structure is preferable.

例えば、式(8)で表されるノルボルネン系ポリマーの中で、Xが酸素原子、Xがシリコン原子、Arがフェニル基であるものが脱離性基を有するものとなる。 For example, among the norbornene polymers represented by the formula (8), those in which X 1 is an oxygen atom, X 2 is a silicon atom, and Ar is a phenyl group have a leaving group.

また、式(3)においては、アルコキシシリル基のSi−O−Xの部分で脱離する場合がある。 In the formula (3), there is a case where the Si—O—X 3 part of the alkoxysilyl group is eliminated.

例えば、式(9)のノルボルネン系樹脂を使用した場合、光酸発生剤(PAGと表記)から発生した酸により、以下のように反応が進むと推測される。なお、ここでは、脱離性基の部分のみを示し、また、i=1の場合で説明している。   For example, when the norbornene resin of formula (9) is used, it is presumed that the reaction proceeds as follows by the acid generated from the photoacid generator (denoted as PAG). Here, only the leaving group portion is shown, and the case where i = 1 is described.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

さらに、式(9)の構造に加えて、側鎖にエポキシ基を有するものであってもよい。このようなものを使用することで密着性に優れたフィルムが形成可能という効果がある。
具体例として以下のようなものとなる。
Furthermore, in addition to the structure of the formula (9), the side chain may have an epoxy group. By using such a material, there is an effect that a film having excellent adhesion can be formed.
A specific example is as follows.

Figure 2011221193
(式(31)において、p/q+rは、20以下である。)
Figure 2011221193
(In formula (31), p 7 / q 7 + r 2 is 20 or less.)

式(31)で示される化合物は、たとえば、ヘキシルノルボルネンと、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン(側鎖に-CH2-O-Si(CH3)(Ph)2を含むノルボルネン)およびエポキシノルボルネンをトルエンに溶かし、Ni化合物を触媒に用いて溶液重合させることで得ることができる。 The compound represented by the formula (31) includes, for example, hexyl norbornene, diphenylmethyl norbornene methoxysilane (norbornene containing -CH 2 -O-Si (CH 3 ) (Ph) 2 in the side chain) and epoxy norbornene in toluene. It can be obtained by dissolving and solution polymerization using a Ni compound as a catalyst.

((B)環状エーテル基を有するモノマー、環状エーテル基を有するオリゴマー)
次に、(B)の成分について説明する。
((B) Monomer having a cyclic ether group, oligomer having a cyclic ether group)
Next, the component (B) will be described.

成分(B)は、環状エーテル基を有するモノマーおよび環状エーテル基を有するオリゴマーのうちの少なくとも一方である。この成分(B)は、成分(A)の樹脂と屈折率が異なり、かつ、成分(A)の樹脂と相溶性のあるものであればよい。成分(B)と、成分(A)の樹脂との屈折率差は、0.01以上であることが好ましい。   Component (B) is at least one of a monomer having a cyclic ether group and an oligomer having a cyclic ether group. This component (B) may have any refractive index different from that of the resin of component (A) and is compatible with the resin of component (A). The refractive index difference between the component (B) and the resin of the component (A) is preferably 0.01 or more.

なお、成分(B)の屈折率は、成分(A)の樹脂よりも高いものであってもよいが、成分(B)は、成分(A)の樹脂よりも屈折率が低いことが好ましい。   The refractive index of the component (B) may be higher than that of the resin of the component (A), but the refractive index of the component (B) is preferably lower than that of the resin of the component (A).

成分(B)の環状エーテル基を有するモノマー、環状エーテル基を有するオリゴマーは、酸の存在下において開環により重合するものである。モノマー、オリゴマーの拡散性を考慮すると、このモノマーの分子量(重量平均分子量)、オリゴマーの分子量(重量平均分子量)は、それぞれ100以上、400以下であることが好ましい。   The monomer having a cyclic ether group and the oligomer having a cyclic ether group as component (B) are polymerized by ring-opening in the presence of an acid. Considering the diffusibility of the monomer and oligomer, the molecular weight (weight average molecular weight) of the monomer and the molecular weight (weight average molecular weight) of the oligomer are preferably 100 or more and 400 or less, respectively.

成分(B)は、たとえば、オキセタニル基あるいは、エポキシ基を有する。このような環状エーテル基は、酸により開環しやすいため、好ましい。   Component (B) has, for example, an oxetanyl group or an epoxy group. Such a cyclic ether group is preferable because it is easily opened by an acid.

オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーとしては、下記式(11)〜(20)の群から選ばれるものが好ましい。これらを使用することで波長850nm近傍での透明性に優れ、可撓性と耐熱性の両立が可能という利点がある。また、これらを単独でも混合して用いても差し支えない。   As the monomer having an oxetanyl group and the oligomer having an oxetanyl group, those selected from the following formulas (11) to (20) are preferable. By using these, there is an advantage that transparency in the vicinity of a wavelength of 850 nm is excellent and both flexibility and heat resistance are possible. These may be used alone or in combination.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
(式(18)においてnは0以上、3以下である。)
Figure 2011221193
(In formula (18), n is 0 or more and 3 or less.)

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

以上のようなモノマーおよびオリゴマーのなかでも、成分(A)の樹脂との屈折率差を確保する観点から式(13)、(15)、(16)、(17)、(20)で表される化合物を使用することが好ましい。   Among the above monomers and oligomers, they are represented by the formulas (13), (15), (16), (17), and (20) from the viewpoint of ensuring a difference in refractive index from the resin of the component (A). It is preferable to use a compound.

さらには、成分(A)の樹脂との屈折率差がある点、分子量が小さく、モノマーの運動性が高い点、モノマーが容易に揮発しない点を考慮すると、式(20)、式(15)で表される化合物を使用することが特に好ましい。   Furthermore, considering the point that there is a difference in refractive index from the resin of component (A), the point that the molecular weight is small, the mobility of the monomer is high, and the point that the monomer does not easily volatilize, the formulas (20) and (15) It is particularly preferable to use a compound represented by:

また、オキセタニル基を有する化合物としては、以下の式(32)、式(33)で表される化合物を使用することができる。式(32)で表される化合物としては、東亞合成製の商品名TESOX等、式(33)で表される化合物としては、東亞合成製の商品名OX−SQ等を使用することができる。   Moreover, as a compound which has an oxetanyl group, the compound represented by the following formula | equation (32) and a formula (33) can be used. As a compound represented by Formula (32), Toagosei Co., Ltd. trade name TESOX etc., and as a compound represented by Formula (33), Toagosei Co., Ltd. trade name OX-SQ etc. can be used.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
(式(33)において、nは1または2である)
Figure 2011221193
(In formula (33), n is 1 or 2)

また、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーとしては、たとえば、以下のようなものがあげられる。このエポキシ基を有するモノマー、オリゴマーは、酸の存在下において開環により重合するものである。   Examples of the monomer having an epoxy group and the oligomer having an epoxy group include the following. The monomer and oligomer having an epoxy group are polymerized by ring-opening in the presence of an acid.

エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーとしては、以下の式(34)〜(39)で表されるものを使用することができる。なかでも、エポキシ環のひずみエネルギーが大きく反応性に優れるという観点から式(36)〜(39)で表される脂環式エポキシモノマーを使用することが好ましい。   As the monomer having an epoxy group and the oligomer having an epoxy group, those represented by the following formulas (34) to (39) can be used. Especially, it is preferable to use the alicyclic epoxy monomer represented by Formula (36)-(39) from a viewpoint that the distortion energy of an epoxy ring is large and is excellent in reactivity.

なお、式(34)で表される化合物は、エポキシノルボルネンであり、このような化合物としては、たとえば、プロメラス社製 EpNBを使用することができる。式(35)で表される化合物は、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランであり、この化合物としては、たとえば、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製 Z−6040を使用することができる。また、式(36)で表される化合物は、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランであり、この化合物としては、たとえば、東京化成製 E0327を使用することができる。   In addition, the compound represented by Formula (34) is epoxy norbornene. As such a compound, for example, EpNB manufactured by Promerus Corporation can be used. The compound represented by the formula (35) is γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. As this compound, for example, Z-6040 manufactured by Toray Dow Corning Silicone can be used. The compound represented by the formula (36) is 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and as this compound, for example, E0327 manufactured by Tokyo Chemical Industry can be used.

さらに、式(37)で表される化合物は、3、4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3、’4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレートであり、この化合物としては、たとえば、ダイセル化学社製 セロキサイド2021Pを使用することができる。また、式(38)で表される化合物は、1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサンであり、この化合物としては、たとえば、ダイセル化学社製 セロキサイド2000を使用することができる。   Furthermore, the compound represented by the formula (37) is 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3, '4'-epoxycyclohexenecarboxylate. As this compound, for example, Celoxide 2021P manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. is used. can do. Further, the compound represented by the formula (38) is 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane. As this compound, for example, Celoxide 2000 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. can be used.

さらに、式(39)で表される化合物は、1,2:8,9ジエポキシリモネンであり、この化合物としては、たとえば、(ダイセル化学社製 セロキサイド3000)を使用することができる。   Furthermore, the compound represented by the formula (39) is 1,2: 8,9 diepoxy limonene. As this compound, for example, (Celoxide 3000 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) can be used.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
Figure 2011221193

さらに、(B)の成分として、オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーと、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーとが併用されていてもよい。   Furthermore, as the component (B), a monomer having an oxetanyl group, an oligomer having an oxetanyl group, a monomer having an epoxy group, and an oligomer having an epoxy group may be used in combination.

オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーは重合を開始する開始反応が遅いが、生長反応が速い。これに対し、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーは、重合を開始する開始反応が速いが、生長反応が遅い。そのため、オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーと、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーとを併用することで、光を照射した際に、光照射部分と、未照射部分との屈折率差を確実に生じさせることができる。   Monomers having an oxetanyl group and oligomers having an oxetanyl group have a slow initiation reaction but a fast growth reaction. On the other hand, a monomer having an epoxy group and an oligomer having an epoxy group have a fast initiation reaction for initiating polymerization but a slow growth reaction. Therefore, by using a monomer having an oxetanyl group, an oligomer having an oxetanyl group, a monomer having an epoxy group, and an oligomer having an epoxy group, when irradiated with light, the light irradiated portion and the unirradiated portion A difference in refractive index can be reliably generated.

この(B)成分の添加量は、(A)成分100重量部に対し、1重量部以上、50重量部以下であることが好ましく、2重量部以上、20重量部以下であることがより好ましい。これにより、コア/クラッド間の屈折率変調を可能にし、可撓性と耐熱性との両立が図れるという効果がある。   The addition amount of the component (B) is preferably 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the component (A). . Thereby, the refractive index modulation between the core and the clad is possible, and there is an effect that both flexibility and heat resistance can be achieved.

((C)光酸発生剤)
光酸発生剤としては、光のエネルギーを吸収してブレンステッド酸あるいはルイス酸を生成するものであればよく、例えば、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム−トリフルオロメタンスルホネートなどのスルホニウム塩類、p−ニトロフェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェートなどのジアゾニウム塩類、アンモニウム塩類、ホスホニウム塩類、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、(トリキュミル)ヨードニウム−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどのヨードニウム塩類、キノンジアジド類、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタンなどのジアゾメタン類、1−フェニル−1−(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ−1−ベンゾイルメタン、N−ヒドロキシナフタルイミド−トリフルオロメタンサルホネートなどのスルホン酸エステル類、ジフェニルジスルホンなどのジスルホン類、トリス(2,4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3.4−メチレンジオキシフェニル)−4,6−ビス−(トリクロロメチル)−s−トリアジンなどのトリアジン類などの化合物を挙げることができる。これらの光酸発生剤は、単独、または複数を組み合わせて使用することができる。
((C) Photoacid generator)
Any photoacid generator may be used as long as it absorbs light energy to generate Bronsted acid or Lewis acid. For example, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-t-butylphenyl) sulfonium- Sulfonium salts such as trifluoromethanesulfonate, diazonium salts such as p-nitrophenyldiazonium hexafluorophosphate, ammonium salts, phosphonium salts, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, iodonium salts such as (triccumyl) iodonium-tetrakis (pentafluorophenyl) borate, Quinonediazides, diazomethanes such as bis (phenylsulfonyl) diazomethane, 1-phenyl-1- (4-methylphenyl) sulfonyl Sulfonic acid esters such as xyl-1-benzoylmethane and N-hydroxynaphthalimide-trifluoromethanesulfonate, disulfones such as diphenyldisulfone, tris (2,4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- ( And compounds such as triazines such as 3.4-methylenedioxyphenyl) -4,6-bis- (trichloromethyl) -s-triazine. These photoacid generators can be used alone or in combination.

光酸発生剤の含有量は、(A)成分100重量部に対し0.01重量部以上、0.3重量部以下であることが好ましく、0.02重量部以上、0.2重量部以下であることがより好ましい。これにより、反応性の向上という効果がある。   The content of the photoacid generator is preferably 0.01 parts by weight or more and 0.3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the component (A), and is 0.02 parts by weight or more and 0.2 parts by weight or less. It is more preferable that Thereby, there exists an effect of a reactive improvement.

感光性樹脂組成物は、以上の(A)、(B)、(C)の成分に加えて、増感剤等の添加剤を含有していてもよい。   The photosensitive resin composition may contain additives such as a sensitizer in addition to the above components (A), (B), and (C).

増感剤は、光に対する光酸発生剤の感度を増大して、光酸発生剤の活性化(反応または分解)に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、光酸発生剤の活性化に適する波長に光の波長を変化させる機能を有するものである。   The sensitizer increases the sensitivity of the photoacid generator to light and is suitable for reducing the time and energy required for activation (reaction or decomposition) of the photoacid generator and for activating the photoacid generator. It has a function of changing the wavelength of light to a wavelength.

このような増感剤としては、光酸発生剤の感度や増感剤の吸収のピーク波長に応じて適宜選択され、特に限定されないが、たとえば、9,10−ジブトキシアントラセン(CAS番号第76275−14−4番)のようなアントラセン類、キサントン類、アントラキノン類、フェナントレン類、クリセン類、ベンツピレン類、フルオラセン類(fluoranthenes)、ルブレン類、ピレン類、インダンスリーン類、チオキサンテン−9−オン類(thioxanthen-9-ones)等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。   Such a sensitizer is appropriately selected according to the sensitivity of the photoacid generator and the peak wavelength of absorption of the sensitizer, and is not particularly limited. For example, 9,10-dibutoxyanthracene (CAS No. 76275) is selected. -14-4) anthracenes, xanthones, anthraquinones, phenanthrenes, chrysene, benzpyrenes, fluoranthenes, rubrenes, pyrenes, indanthrines, thioxanthen-9-one (Thioxanthen-9-ones) and the like, and these can be used alone or as a mixture.

増感剤の具体例としては、例えば、2−イソプロピル−9H−チオキサンテン−9−オン、4−イソプロピル−9H−チオキサンテン−9−オン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、フェノチアジン(phenothiazine)またはこれらの混合物が挙げられる。   Specific examples of the sensitizer include, for example, 2-isopropyl-9H-thioxanthen-9-one, 4-isopropyl-9H-thioxanthen-9-one, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, phenothiazine. Or a mixture thereof.

増感剤の含有量は、感光性樹脂組成物中で、0.01重量%以上であるのが好ましく、0.5重量%以上であるのがより好ましく、1重量%以上であるのがさらに好ましい。なお、上限値は、5重量%以下であるのが好ましい。   The content of the sensitizer in the photosensitive resin composition is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more, and further preferably 1% by weight or more. preferable. In addition, it is preferable that an upper limit is 5 weight% or less.

以上の感光性樹脂組成物のうち、成分(A)として側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン樹脂と、成分(C)の光酸発生剤と、成分(B)として下記式(100)に記載の第1モノマーと、を含む感光性樹脂組成物が特に好ましい。   Among the above photosensitive resin compositions, the cyclic olefin resin having a leaving group in the side chain as the component (A), the photoacid generator of the component (C), and the following formula (100) as the component (B) The photosensitive resin composition containing the 1st monomer as described in above is especially preferable.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

以下、特に好ましいこの感光性樹脂組成物について説明する。
前記側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン樹脂を構成する環状オレフィン樹脂(A)としては、前述したようなものを使用できるが、例えばシクロヘキセン、シクロオクテン等の単環体モノマーの重合体、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、トリシクロペンタジエン、ジヒドロトリシクロペンタジエン、テトラシクロペンタジエン、ジヒドロテトラシクロペンタジエン等の多環体モノマーの重合体等が挙げられる。これらの中でも多環体モノマーの重合体の中から選ばれる1種以上の環状オレフィン樹脂が好ましく用いられる。これにより、樹脂の耐熱性を向上することができる。
Hereinafter, this particularly preferable photosensitive resin composition will be described.
As the cyclic olefin resin (A) constituting the cyclic olefin resin having a leaving group in the side chain, those described above can be used. For example, polymers of monocyclic monomers such as cyclohexene and cyclooctene, Examples include polymers of polycyclic monomers such as norbornene, norbornadiene, dicyclopentadiene, dihydrodicyclopentadiene, tetracyclododecene, tricyclopentadiene, dihydrotricyclopentadiene, tetracyclopentadiene, and dihydrotetracyclopentadiene. Among these, one or more cyclic olefin resins selected from polymers of polycyclic monomers are preferably used. Thereby, the heat resistance of resin can be improved.

なお、重合形態としては、ランダム重合、ブロック重合等の公知の形態を適用することができる。例えばノルボルネン型モノマーの重合の具体例としては、ノルボルネン型モノマ−の(共)重合体、ノルボルネン型モノマ−とα−オレフィン類などの共重合可能な他のモノマ−との共重合体、およびこれらの共重合体の水素添加物などが具体例に該当する。これら環状オレフィン樹脂は、公知の重合法により製造することが可能であり、その重合方法には付加重合法と開環重合法とがあり、前述の中でも付加重合法で得られる環状オレフィン樹脂(特にノルボルネン系樹脂)が好ましい(すなわち、ノルボルネン系化合物の付加重合体)。これにより、透明性、耐熱性および可撓性に優れる。   In addition, as polymerization forms, known forms such as random polymerization and block polymerization can be applied. For example, specific examples of polymerization of norbornene type monomers include (co) polymers of norbornene type monomers, copolymers of norbornene type monomers and other monomers capable of copolymerization such as α-olefins, and the like. A hydrogenated product of the above copolymer corresponds to a specific example. These cyclic olefin resins can be produced by a known polymerization method. The polymerization methods include an addition polymerization method and a ring-opening polymerization method. Among the above, the cyclic olefin resin (particularly, the addition polymerization method) Norbornene resin) is preferable (that is, an addition polymer of a norbornene compound). Thereby, it is excellent in transparency, heat resistance, and flexibility.

前記脱離性基としては、光酸発生剤から発生する酸(H)の作用により分子の一部が切断されて離脱するものである。具体的には、分子構造中(側鎖)に、前述したような−O−構造、−Si−アリール構造および−O−Si−構造のうちの少なくとも1つを有するものが好ましい。上述したような離脱性基は、酸(H)の作用により比較的容易に離脱する。 As the leaving group, a part of the molecule is cleaved by the action of an acid (H + ) generated from a photoacid generator, and then leaves. Specifically, those having at least one of the aforementioned -O- structure, -Si-aryl structure and -O-Si- structure in the molecular structure (side chain) are preferable. The leaving group as described above is released relatively easily by the action of acid (H + ).

上述した脱離性基の中でも離脱により樹脂の屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Si−ジフェニル構造および−O−Si−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。   Among the above-described leaving groups, the leaving group that causes a decrease in the refractive index of the resin by leaving is preferably at least one of a -Si-diphenyl structure and a -O-Si-diphenyl structure.

前記脱離性基の含有量は、特に限定されないが、前記側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン樹脂中の10〜80重量%であるのが好ましく、特に20〜60重量%であるのがより好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に可撓性と屈折率変調機能(屈折率差を大きくする効果)との両立に優れる。   The content of the leaving group is not particularly limited, but is preferably 10 to 80% by weight, particularly 20 to 60% by weight in the cyclic olefin resin having a leaving group in the side chain. Is more preferable. When the content is within the above range, it is particularly excellent in both flexibility and refractive index modulation function (effect of increasing the refractive index difference).

このような側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン樹脂としては、下記式(101)および/または下記式(102)で示される繰り返し単位を有するものが好ましい。これにより、樹脂の屈折率を高くすることができる。   As such a cyclic olefin resin having a leaving group in the side chain, one having a repeating unit represented by the following formula (101) and / or the following formula (102) is preferable. Thereby, the refractive index of resin can be made high.

Figure 2011221193
(式101においてnは0以上、9以下の整数である。)
Figure 2011221193
(In Formula 101, n is an integer of 0 or more and 9 or less.)

Figure 2011221193
Figure 2011221193

前記感光性樹脂組成物は、上記式(100)に記載のモノマー(以下、第1モノマーという)を含む。これにより、さらに左右のコア/クラッド間の屈折率差を拡大することができる。   The photosensitive resin composition includes a monomer described in the above formula (100) (hereinafter referred to as a first monomer). Thereby, the refractive index difference between the left and right cores / claddings can be further expanded.

第1モノマーの含有量は、特に限定されないが、前記側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン樹脂100重量部に対して1重量部以上、50重量部以下であることが好ましく、特に2重量部以上、20重量部以下であることが好ましい。これにより、コア/クラッド間の屈折率変調を可能にし、可撓性と耐熱性との両立が図られる。   The content of the first monomer is not particularly limited, but is preferably 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less, particularly 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the cyclic olefin resin having a leaving group in the side chain. It is preferable that it is 20 parts by weight or more. Thereby, the refractive index modulation between the core / cladding is made possible, and both flexibility and heat resistance can be achieved.

このように、上述した第1モノマーを側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン樹脂と併用した場合に、コア/クラッド間の屈折率変調と、可撓性とのバランスに優れることの理由は、以下の通りと考えられる。   Thus, when the first monomer described above is used in combination with a cyclic olefin resin having a leaving group in the side chain, the reason for excellent balance between the refractive index modulation between the core and the clad and flexibility is as follows. It is considered as follows.

まず、以上のような感光性樹脂組成物を用いた場合に、コア/クラッド間の屈折率変調に優れるのは、光照射等によって発生した酸により、第1モノマーが重合反応を開始するとき、第1モノマーがその反応性に優れているからである。第1モノマーの反応性が優れていると、第1モノマーの硬化性が高くなり、第1モノマーの濃度勾配によって生じる第1モノマーの拡散性が向上する。それによって、光照射領域と、未照射領域との屈折率差を大きくすることができる。   First, when using the photosensitive resin composition as described above, it is excellent in the refractive index modulation between the core and the clad when the first monomer starts a polymerization reaction by an acid generated by light irradiation or the like. This is because the first monomer is excellent in the reactivity. When the reactivity of the first monomer is excellent, the curability of the first monomer is increased, and the diffusibility of the first monomer caused by the concentration gradient of the first monomer is improved. Thereby, the refractive index difference between the light irradiation region and the non-irradiation region can be increased.

また、第1モノマーは一官能であるために、重合反応が進行して感光性樹脂組成物としての架橋密度はそれほど高くはならない。そのため、可撓性にも優れている。   Further, since the first monomer is monofunctional, the polymerization reaction proceeds and the crosslinking density as the photosensitive resin composition does not become so high. Therefore, it is excellent in flexibility.

前記感光性樹脂組成物は、特に限定されないが、前記第1モノマーと異なる第2モノマーを含んでいてもよい。なお、前記第1モノマーと異なる第2モノマーとは、構造が異なるモノマーでもよく、分子量が異なるモノマーでもよい。   Although the said photosensitive resin composition is not specifically limited, The 2nd monomer different from the said 1st monomer may be included. The second monomer different from the first monomer may be a monomer having a different structure or a monomer having a different molecular weight.

なかでも、第2モノマーは、成分(B)として含まれており、例えばエポキシ化合物、式(100)で示されるものと異なる他のオキセタン化合物、ビニルエーテル化合物等が挙げられる。これらの中でもエポキシ化合物(特に脂環式エポキシ化合物)および2官能のオキセタン化合物(オキセタニル基を2つ有するモノマー)の少なくとも1種が好ましい。これにより、前記第1モノマーと前記環状オレフィン樹脂との反応性を向上させることができ、それによって透明性を保持しつつ、導波路の耐熱性を向上させることができる。   Especially, the 2nd monomer is contained as a component (B), for example, an oxetane compound different from what is shown by an epoxy compound, Formula (100), a vinyl ether compound, etc. are mentioned. Among these, at least one of an epoxy compound (particularly an alicyclic epoxy compound) and a bifunctional oxetane compound (a monomer having two oxetanyl groups) is preferable. Thereby, the reactivity of the first monomer and the cyclic olefin resin can be improved, whereby the heat resistance of the waveguide can be improved while maintaining transparency.

第2モノマーとしては、具体的には、上記式(15)の化合物、上記式(12)の化合物、上記式(11)の化合物、上記式(18)の化合物、上記式(19)の化合物、上記式(34)〜(39)の化合物が挙げられる。   Specifically, the second monomer includes the compound of the above formula (15), the compound of the above formula (12), the compound of the above formula (11), the compound of the above formula (18), and the compound of the above formula (19). And compounds of the above formulas (34) to (39).

前記第2モノマーの含有量は、特に限定されないが、前記環状オレフィン樹脂100重量部に対して1重量部以上、50重量部以下であることが好ましく、特に2重量部以上、20重量部以下であることがより好ましい。これにより、前記第1モノマーとの反応性を向上させることができる。   The content of the second monomer is not particularly limited, but is preferably 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less, particularly 2 parts by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the cyclic olefin resin. More preferably. Thereby, the reactivity with the first monomer can be improved.

また、前記第2モノマーと前記第1モノマーとの併用割合も特に限定されないが、重量比(前記第2モノマーの重量/前記第1モノマーの重量)で、0.1〜1が好ましく、特に0.1〜0.6が好ましい。併用割合が前記範囲内であると、反応性の速さと導波路の耐熱性とのバランスに優れる。   Further, the combined ratio of the second monomer and the first monomer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 1 in weight ratio (weight of the second monomer / weight of the first monomer), particularly 0. .1 to 0.6 are preferred. When the combined ratio is within the above range, the balance between the speed of reactivity and the heat resistance of the waveguide is excellent.

光酸発生剤の含有量は、特に限定されないが、前記側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン系樹脂100重量部に対して0.01重量部以上、0.3重量部以下であることが好ましく、特に0.02重量部以上、0.2重量部以下であることがより好ましい。含有量が下限値未満であると反応性が低下する場合があり、前記上限値を超えると光導波路に着色が生じて光損失が低下する場合がある。   Although content of a photo-acid generator is not specifically limited, It is 0.01 weight part or more and 0.3 weight part or less with respect to 100 weight part of cyclic olefin resin which has a leaving group in the said side chain. In particular, it is more preferably 0.02 parts by weight or more and 0.2 parts by weight or less. If the content is less than the lower limit, the reactivity may decrease, and if the content exceeds the upper limit, the optical waveguide may be colored and light loss may decrease.

前記感光性樹脂組成物は、上述した環状オレフィン系樹脂、光酸発生剤、第1モノマーおよび第2モノマー以外に、硬化触媒、酸化防止剤等を含んでいてもよい。   The photosensitive resin composition may contain a curing catalyst, an antioxidant, and the like in addition to the above-mentioned cyclic olefin resin, photoacid generator, first monomer and second monomer.

また、上述した感光性樹脂組成物は、コア部94の形成用の組成物として用いることができる。   Further, the above-described photosensitive resin composition can be used as a composition for forming the core portion 94.

(光導波路の製造方法)
図8、9、10は、それぞれ、光導波路の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。
(Optical waveguide manufacturing method)
8, 9, and 10 are cross-sectional views schematically showing process examples of the method for manufacturing an optical waveguide.

ここでは、成分(B)が成分(A)の環状オレフィン樹脂よりも屈折率が低いものである場合の感光性樹脂組成物を用いて光導波路を製造する方法を例にして説明する。   Here, a method for producing an optical waveguide using a photosensitive resin composition when the component (B) has a lower refractive index than the cyclic olefin resin of the component (A) will be described as an example.

まず、図8(A)に示すように、感光性樹脂組成物を溶媒に溶かしてワニス900を調製し、このワニス900をクラッド層91上に塗布する。   First, as shown in FIG. 8A, the varnish 900 is prepared by dissolving the photosensitive resin composition in a solvent, and this varnish 900 is applied onto the clad layer 91.

感光性樹脂組成物をワニス状に調製する溶媒としては、たとえば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、ジエチレングリコールエチルエーテル(カルビトール)などのエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブなどのセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、メシチレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドンなどの芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)などのアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチルなどのエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホランなどの硫黄化合物系溶媒の各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒が挙げられる。   Examples of the solvent for preparing the photosensitive resin composition in the form of varnish include diethyl ether, diisopropyl ether, 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), Ether solvents such as anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), diethylene glycol ethyl ether (carbitol), cellosolv solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, cyclohexane , Toluene, xylene, benzene, mesitylene and other aromatic hydrocarbon solvents, pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, methylpyrrolidone and other aromatic heterocyclic compounds Amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA), halogen compound solvents such as dichloromethane, chloroform and 1,2-dichloroethane, ethyl acetate, methyl acetate, ethyl formate, etc. Ester solvents, various organic solvents such as sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO) and sulfolane, or mixed solvents containing them.

次に、光導波路9のクラッド層91上にワニス900を塗布した後、乾燥させて、溶媒を蒸発(脱溶媒)させる。これにより、図8(B)に示すように、ワニス900は、光導波路形成用のフィルム910となる。このフィルム910は、後述する光の照射により、コア部94とクラッド部95とが形成されたコア層93となる。   Next, the varnish 900 is applied on the cladding layer 91 of the optical waveguide 9 and then dried to evaporate (desolve) the solvent. Accordingly, as shown in FIG. 8B, the varnish 900 becomes a film 910 for forming an optical waveguide. The film 910 becomes a core layer 93 in which a core portion 94 and a clad portion 95 are formed by light irradiation described later.

ここで、ワニス900を塗布する方法としては、たとえば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法の方法が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。クラッド層91としては、たとえば、後述するコア部94よりも屈折率が低いシートが使用され、たとえば、ノルボルネン系樹脂と、エポキシ樹脂とを含むシートが使用される。   Here, examples of the method of applying the varnish 900 include a doctor blade method, a spin coating method, a dipping method, a table coating method, a spray method, an applicator method, a curtain coating method, and a die coating method. It is not limited. As the clad layer 91, for example, a sheet having a refractive index lower than that of a core portion 94 described later is used, and for example, a sheet containing a norbornene-based resin and an epoxy resin is used.

次に、フィルム910に対し、選択的に光(たとえば、紫外線)を照射する。
この際、図9(A)に示すように、フィルム910の上方に開口が形成されたマスクMを配置する。このマスクMの開口を介して、フィルム910に対し、光を照射する。
Next, the film 910 is selectively irradiated with light (for example, ultraviolet rays).
At this time, as shown in FIG. 9A, a mask M in which an opening is formed is disposed above the film 910. The film 910 is irradiated with light through the opening of the mask M.

用いられる光としては、例えば、波長200〜450nmの範囲にピーク波長を有するものが挙げられる。これにより、光酸発生剤の組成にもよるが、光酸発生剤を比較的容易に活性化させることができる。   As light used, what has a peak wavelength in the range of wavelength 200-450 nm is mentioned, for example. Thereby, although depending on the composition of the photoacid generator, the photoacid generator can be activated relatively easily.

また、光の照射量は、特に限定されないが、0.1〜9J/cm程度であるのが好ましく、0.2〜6J/cm程度であるのがより好ましく、0.2〜3J/cm程度であるのがさらに好ましい。 The irradiation amount of light is not particularly limited, and is preferably about 0.1~9J / cm 2, more preferably about 0.2~6J / cm 2, 0.2~3J / More preferably, it is about cm 2 .

なお、レーザー光のように指向性の高い光を用いる場合には、マスクMの使用を省略することもできる。   Note that the use of the mask M can be omitted when highly directional light such as laser light is used.

フィルム910のうち、光が照射された領域では、光酸発生剤から酸が発生することとなる。発生した酸により、成分(B)が重合する。   In the region of the film 910 that is irradiated with light, an acid is generated from the photoacid generator. The component (B) is polymerized by the generated acid.

光が照射されていない領域では、光酸発生剤から酸が発生しないため、成分(B)は重合しない。照射部分では、成分(B)が重合しポリマーとなるため、成分(B)量が少なくなる。これに応じて、未照射部分の成分(B)が照射部分に拡散し、これにより、照射部分と未照射部分とで屈折率差が生じる。   In the region not irradiated with light, no acid is generated from the photoacid generator, so that component (B) is not polymerized. In the irradiated part, since the component (B) is polymerized to become a polymer, the amount of the component (B) is reduced. In response to this, the component (B) of the unirradiated part diffuses into the irradiated part, thereby causing a refractive index difference between the irradiated part and the unirradiated part.

ここで、成分(B)が、環状オレフィン樹脂よりも屈折率が低い場合には、未照射部分の成分(B)が照射部分に拡散することで、未照射部分の屈折率が高くなるとともに、照射部分の屈折率は低くなる。   Here, when the component (B) has a lower refractive index than the cyclic olefin resin, the component (B) of the unirradiated part diffuses into the irradiated part, and the refractive index of the unirradiated part increases. The refractive index of the irradiated part is lowered.

なお、成分(B)が重合したポリマーと、環状エーテル基を有するモノマーとの屈折率差は、0以上、0.001以下程度であり、屈折率は略同じであると考えられる。   In addition, the refractive index difference between the polymer obtained by polymerizing the component (B) and the monomer having a cyclic ether group is about 0 or more and 0.001 or less, and the refractive indexes are considered to be substantially the same.

このように上述した感光性樹脂組成物を使用した場合には、光酸発生剤から発生する酸により、成分(B)の重合を開始させることが可能である。   Thus, when the photosensitive resin composition mentioned above is used, it is possible to start superposition | polymerization of a component (B) with the acid generate | occur | produced from a photo-acid generator.

さらに、本発明に用いられる環状オレフィン樹脂は必ずしも脱離性基を有していなくてもよいが、成分(A)として、脱離性基を有する環状オレフィン樹脂を使用している場合には、以下の作用が生じる。   Furthermore, the cyclic olefin resin used in the present invention does not necessarily have a leaving group, but when a cyclic olefin resin having a leaving group is used as the component (A), The following effects occur.

光を照射した部分では、光酸発生剤から発生した酸により、環状オレフィン樹脂の脱離性基が脱離することとなる。−Si−アリール構造、−Si−ジフェニル構造および−O−Si−ジフェニル構造等の脱離性基の場合、離脱により樹脂の屈折率が低下することとなる。そのため、照射部分の屈折率は脱離性基の脱離前に比べてさらに低下することとなる。   In the portion irradiated with light, the leaving group of the cyclic olefin resin is eliminated by the acid generated from the photoacid generator. In the case of a leaving group such as a -Si-aryl structure, a -Si-diphenyl structure, and a -O-Si-diphenyl structure, the refractive index of the resin decreases due to the leaving. Therefore, the refractive index of the irradiated portion is further lowered as compared with that before the leaving group is removed.

次に、フィルム910を加熱する。この加熱工程において、光を照射した照射部分の成分(B)がさらに重合する。一方で、この加熱工程において、未照射部分の成分(B)は揮発することとなる。これにより、未照射部分では、成分(B)が少なくなり、環状オレフィン樹脂に近い屈折率となる。   Next, the film 910 is heated. In this heating step, the component (B) of the irradiated portion irradiated with light is further polymerized. On the other hand, in this heating step, the component (B) in the unirradiated part is volatilized. Thereby, in an unirradiated part, a component (B) decreases and it becomes a refractive index close | similar to cyclic olefin resin.

このフィルム910においては、図9(B)に示すように、光が照射された領域がクラッド部95となり、未照射領域がコア部94となる。コア部94における前記成分(B)由来の構造体濃度と、クラッド部95における前記成分(B)由来の構造体濃度とが異なる。具体的には、コア部94における成分(B)由来の構造体濃度は、クラッド部95における成分(B)由来の構造体濃度より低い。   In this film 910, as shown in FIG. 9B, the region irradiated with light becomes the cladding portion 95, and the non-irradiated region becomes the core portion 94. The structure concentration derived from the component (B) in the core portion 94 and the structure concentration derived from the component (B) in the cladding portion 95 are different. Specifically, the structure concentration derived from the component (B) in the core portion 94 is lower than the structure concentration derived from the component (B) in the cladding portion 95.

また、クラッド部95は、コア部94よりも屈折率が低くなり、クラッド部95とコア部94との屈折率差は、0.01以上となる。以上のようにして、フィルム910には、コア部94とクラッド部95とが形成され、コア層93が得られる。   The clad part 95 has a lower refractive index than the core part 94, and the refractive index difference between the clad part 95 and the core part 94 is 0.01 or more. As described above, the core portion 94 and the clad portion 95 are formed on the film 910, and the core layer 93 is obtained.

この加熱工程における加熱温度は、特に限定されないが、30〜180℃程度であるのが好ましく、40〜160℃程度であるのがより好ましい。   The heating temperature in this heating step is not particularly limited, but is preferably about 30 to 180 ° C, and more preferably about 40 to 160 ° C.

また、加熱時間は、光を照射した照射部分の成分(B)の重合反応がほぼ完了するように設定するのが好ましく、具体的には、0.1〜2時間程度であるのが好ましく、0.1〜1時間程度であるのがより好ましい。   In addition, the heating time is preferably set so that the polymerization reaction of the component (B) of the irradiated part irradiated with light is almost completed, specifically, preferably about 0.1 to 2 hours, More preferably, it is about 0.1 to 1 hour.

その後、このコア層93上に、クラッド層91と同様のフィルムを貼り付ける。このフィルムがクラッド層92となる。一対のクラッド層91、92は、クラッド部95とは異なる方向から、コア部94を挟むように配置されることとなる。   Thereafter, a film similar to the clad layer 91 is attached on the core layer 93. This film becomes the clad layer 92. The pair of clad layers 91 and 92 are arranged so as to sandwich the core portion 94 from a direction different from the clad portion 95.

なお、クラッド層92は、フィルム状のものを貼り付けるのではなく、コア層93上に液状材料を塗布し硬化(固化)させる方法によっても形成することができる。
以上の工程により、図10に示す光導波路9が得られる。
The clad layer 92 can also be formed by a method of applying a liquid material on the core layer 93 and curing (solidifying) instead of attaching a film-like one.
Through the above steps, the optical waveguide 9 shown in FIG. 10 is obtained.

また、本発明において用いる感光性樹脂組成物により光導波路9を得た場合には、特に半田耐リフロー性に優れる。さらに、光導波路9を曲げた場合であっても光損失を少なくすることができる。   Further, when the optical waveguide 9 is obtained from the photosensitive resin composition used in the present invention, the solder reflow resistance is particularly excellent. Furthermore, even when the optical waveguide 9 is bent, the optical loss can be reduced.

なお、上記の説明では、クラッド層91上に直接、感光性樹脂組成物を供給し、フィルム910(コア層93)を形成する場合について説明したが、別の基材上にフィルム910(コア層93)を形成した後、得られたコア層93をクラッド層91またはクラッド層92上に転写し、その後、コア層93を介してクラッド層91とクラッド層92とを重ね合わせるようにしてもよい。   In the above description, the case where the photosensitive resin composition is directly supplied onto the clad layer 91 to form the film 910 (core layer 93) has been described, but the film 910 (core layer) is formed on another substrate. 93), the obtained core layer 93 may be transferred onto the clad layer 91 or the clad layer 92, and then the clad layer 91 and the clad layer 92 may be overlapped via the core layer 93. .

次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態において用いる感光性樹脂組成物に光を当てると、光酸発生剤から酸が発生し、照射部分のみにおいて、成分(B)が重合されることとなる。そうすると、照射部分における成分(B)の量が少なくなるため、未照射部分の成分(B)が照射部分に拡散し、これにより、照射部分と未照射部分とで屈折率差が生じる。具体的には、本実施形態では、ベースポリマーとして、成分(B)よりも屈折率が高い置換または無置換の環状オレフィン樹脂を使用しているため、未照射部分の成分(B)が照射部分に拡散することで、未照射部分の屈折率が、照射部分の屈折率よりも高くなる。
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
When light is applied to the photosensitive resin composition used in the present embodiment, an acid is generated from the photoacid generator, and the component (B) is polymerized only in the irradiated portion. Then, since the amount of the component (B) in the irradiated part is reduced, the component (B) in the non-irradiated part diffuses into the irradiated part, thereby causing a difference in refractive index between the irradiated part and the unirradiated part. Specifically, in this embodiment, since a substituted or unsubstituted cyclic olefin resin having a higher refractive index than that of the component (B) is used as the base polymer, the component (B) in the unirradiated portion is irradiated with the irradiated portion. The refractive index of the unirradiated part becomes higher than the refractive index of the irradiated part.

これに加え、光照射後、感光性樹脂組成物の加熱を行うと、未照射部分から成分(B)が揮発する。これにより、照射部分と未照射部分とでさらに屈折率差が生じる。   In addition to this, when the photosensitive resin composition is heated after light irradiation, the component (B) volatilizes from the unirradiated portion. Thereby, a refractive index difference further occurs between the irradiated portion and the unirradiated portion.

このように感光性樹脂組成物を使用することで、照射部分と未照射部分とで確実に屈折率差を形成することができる。また、本発明によれば、単に光を照射するという簡単な方法でコア部をパターニングすることができる。例えば、フォトマスク等の露光パターンを適宜選択することにより、どのような形状や配置の光路(コア部)でも形成することができ、また、細い光路でもシャープに形成することができるので、回路の集積化に寄与し、デバイスの小型化が図られる。すなわち、本発明によれば、コア部のパターン形状の設計の自由度が広く、しかも寸法精度の高いコア部が得られる。   Thus, by using the photosensitive resin composition, a refractive index difference can be reliably formed between the irradiated portion and the unirradiated portion. Further, according to the present invention, the core portion can be patterned by a simple method of simply irradiating light. For example, by appropriately selecting an exposure pattern such as a photomask, an optical path (core part) of any shape and arrangement can be formed, and a thin optical path can be formed sharply. This contributes to integration, and the device can be miniaturized. That is, according to the present invention, a core portion having a wide degree of freedom in designing the pattern shape of the core portion and high dimensional accuracy can be obtained.

なお、従来、オキセタニル基等を有するノルボルネン系樹脂を、熱酸発生剤により架橋させる技術が知られている。しかしながら、このような技術に用いられる組成物は、ベースポリマーとして、オキセタニル基等を有するノルボルネン系樹脂を含有する。そして、組成物全体を加熱させ、組成物全体において架橋構造を生じさせるものである。そのため、従来用いられていたこの組成物には、選択的に光を照射し、酸を発生させることで、選択的に重合を生じさせ、モノマー濃度が少なくなった領域にモノマーが拡散して、濃度差ができるという技術的思想は全くない。   Conventionally, a technique for crosslinking a norbornene-based resin having an oxetanyl group or the like with a thermal acid generator is known. However, the composition used in such a technique contains a norbornene-based resin having an oxetanyl group or the like as a base polymer. And the whole composition is heated and a crosslinked structure is produced in the whole composition. Therefore, this composition that has been conventionally used is selectively irradiated with light to generate acid, thereby selectively causing polymerization, and the monomer diffuses into the region where the monomer concentration is reduced, There is no technical idea that density differences can be made.

これに対し、本実施形態において用いる感光性樹脂組成物は、選択的に光を照射すると、酸の発生により照射部分における成分(B)の量が少なくなるため、未照射部分の成分(B)が照射部分に拡散し、これにより、照射部分と未照射部分とで屈折率差が生じることを見出したものである。   In contrast, when the photosensitive resin composition used in the present embodiment is selectively irradiated with light, the amount of the component (B) in the irradiated portion is reduced due to the generation of acid, so the component (B) in the unirradiated portion Has been found to diffuse into the irradiated portion, which causes a difference in refractive index between the irradiated portion and the unirradiated portion.

また、環状オレフィン樹脂を、光酸発生剤から発生する酸により脱離し、脱離により、成分(A)の環状オレフィン樹脂の屈折率を低下させる脱離性基を有するものとした場合には、光を照射した領域の屈折率を、未照射領域に比べ確実に低下させることができる。   Further, when the cyclic olefin resin has a leaving group that is desorbed by an acid generated from the photoacid generator and reduces the refractive index of the cyclic olefin resin of the component (A) by desorption, The refractive index of the region irradiated with light can be reliably reduced as compared with the unirradiated region.

一方で、環状オレフィン樹脂を脱離性基を有しないものとした場合には、側鎖が化学的に安定となるため、光照射や、加熱等の条件により、コア部、クラッド部の屈折率が変動してしまうことを抑制できる。   On the other hand, when the cyclic olefin resin has no leaving group, the side chain is chemically stable, so the refractive index of the core part and the clad part depends on conditions such as light irradiation and heating. Can be prevented from fluctuating.

さらに、本実施形態では、成分(A)としてノルボルネン系樹脂を使用している。これにより、特定波長における光透過性を確実に高めることができ、伝搬損失の低減を確実に図ることができる。   Furthermore, in this embodiment, norbornene-type resin is used as a component (A). Thereby, the light transmittance in a specific wavelength can be improved reliably, and reduction of propagation loss can be aimed at reliably.

また、クラッド部95は、コア部94よりも屈折率が低く、クラッド部95とコア部94との屈折率差を0.01以上とすることで、確実に光をコア部94に閉じ込めることができ、光の伝搬損失の発生を抑制できる。   Further, the clad part 95 has a lower refractive index than the core part 94, and the difference in refractive index between the clad part 95 and the core part 94 is 0.01 or more, so that light can be reliably confined in the core part 94. And the generation of light propagation loss can be suppressed.

一方、従来、光導波路形成用の組成物として、ポリマー、モノマー、助触媒および触媒前駆体を含むものが知られている。   On the other hand, conventionally, as a composition for forming an optical waveguide, a composition containing a polymer, a monomer, a promoter and a catalyst precursor is known.

このうち、モノマーは、光の照射により反応物を形成し、光を照射した領域の屈折率を、未照射領域の屈折率と異ならせ得るものである。   Among these, the monomer can form a reaction product by irradiation of light, and can make the refractive index of the region irradiated with light different from the refractive index of the unirradiated region.

また、触媒前駆体は、モノマーの反応(重合反応、架橋反応等)を開始させ得る物質であり、光の照射により活性化した助触媒の作用により、活性化温度が変化する物質である。この活性化温度の変化により、光の照射領域と未照射領域との間で、モノマーの反応を開始させる温度が異なり、その結果、照射領域のみにおいて反応物を形成させることができる。   The catalyst precursor is a substance capable of initiating a monomer reaction (polymerization reaction, crosslinking reaction, etc.), and is a substance whose activation temperature is changed by the action of a promoter activated by light irradiation. Due to the change in the activation temperature, the temperature at which the monomer reaction starts is different between the light irradiation region and the non-irradiation region, and as a result, a reactant can be formed only in the irradiation region.

このような従来の組成物を用いた場合でも光照射によりコア部とクラッド部とを作り分けることができるが、本実施形態に用いられる感光性樹脂組成物によれば、コア部94とクラッド部95との屈折率差をより拡大するとともに、耐熱性が向上するため、より信頼性の高い光導波路9が得られる。これは、成分(A)および成分(B)の組成を最適化したことによるものである。   Even when such a conventional composition is used, the core part and the clad part can be separately formed by light irradiation. However, according to the photosensitive resin composition used in the present embodiment, the core part 94 and the clad part. Since the difference in refractive index from 95 is further increased and the heat resistance is improved, the optical waveguide 9 having higher reliability can be obtained. This is because the compositions of the component (A) and the component (B) are optimized.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

また、前記実施形態では、感光性樹脂組成物を使用して、光導波路フィルムを形成したが、これに限らず、ホログラム等に使用してもよい。前述の感光性樹脂組成物は、屈折率が高い領域と、屈折率が低い領域とが混在するフィルムを形成するのに適している。   Moreover, in the said embodiment, although the photosensitive resin composition was used and the optical waveguide film was formed, you may use for a hologram etc. not only in this. The above-mentioned photosensitive resin composition is suitable for forming a film in which a region having a high refractive index and a region having a low refractive index are mixed.

次に、本発明の実施例について説明する。
A.光導波路の製造
(実施例1)
(1)脱離性基を有するノルボルネン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも1ppm以下に制御され、乾燥窒素で充満されたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン(HxNB)7.2g(40.1mmol)、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン12.9g(40.1mmol)を500mLバイアル瓶に計量し、脱水トルエン60gと酢酸エチル11gを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
Next, examples of the present invention will be described.
A. Production of optical waveguide (Example 1)
(1) Synthesis of norbornene-based resin having a leaving group In a glove box filled with dry nitrogen in which the water and oxygen concentrations are both controlled to 1 ppm or less, 7.2 g (40.1 mmol) of hexylnorbornene (HxNB) ), 12.9 g (40.1 mmol) of diphenylmethylnorbornenemethoxysilane was weighed into a 500 mL vial, 60 g of dehydrated toluene and 11 g of ethyl acetate were added, and the top was sealed with a silicon sealer.

次に、100mLバイアルビン中に下記化学式(B)で表わされるNi触媒1.56g(3.2mmol)と脱水トルエン10mLを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。   Next, 1.56 g (3.2 mmol) of Ni catalyst represented by the following chemical formula (B) and 10 mL of dehydrated toluene are weighed in a 100 mL vial, put a stirrer chip and sealed, and the catalyst is thoroughly stirred to completely Dissolved in.

この下記化学式(B)で表わされるNi触媒溶液1mLをシリンジで正確に計量し、上記2種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で1時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン(THF)60gを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。   When 1 mL of the Ni catalyst solution represented by the following chemical formula (B) is accurately weighed with a syringe, and quantitatively injected into the vial bottle in which the above two types of norbornene are dissolved, and stirred at room temperature for 1 hour, a marked increase in viscosity occurs. Was confirmed. At this point, the stopper was removed, 60 g of tetrahydrofuran (THF) was added, and the mixture was stirred to obtain a reaction solution.

100mLビーカーに無水酢酸9.5g、過酸化水素水18g(濃度30%)、イオン交換水30gを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて12時間撹拌してNiの還元処理を行った。   In a 100 mL beaker, 9.5 g of acetic anhydride, 18 g of hydrogen peroxide (concentration 30%) and 30 g of ion-exchanged water were added and stirred to prepare an aqueous solution of peracetic acid on the spot. Next, the total amount of this aqueous solution was added to the above reaction solution and stirred for 12 hours to reduce Ni.

次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの30%水溶液を100mL加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で3回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、60℃に設定した真空乾燥機中で12時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー#1を得た。ポリマー#1の分子量分布は、GPC測定により、Mw=10万、Mn=4万であった。また、ポリマー#1中の各構造単位のモル比は、NMRによる同定により、ヘキシルルボルネン構造単位が50mol%、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が50mol%であった。また屈折率はメトリコンにより1.55(測定波長;633nm)であった。   Next, the treated reaction solution was transferred to a separatory funnel, the lower aqueous layer was removed, and then 100 mL of a 30% aqueous solution of isopropyl alcohol was added and vigorously stirred. The aqueous layer was removed after standing and completely separating the two layers. After repeating this water washing process three times in total, the oil layer was dropped into a large excess of acetone to reprecipitate the polymer produced, separated from the filtrate by filtration, and then in a vacuum dryer set at 60 ° C. Polymer # 1 was obtained by heating and drying for 12 hours. The molecular weight distribution of the polymer # 1 was Mw = 100,000 and Mn = 40,000 by GPC measurement. Moreover, the molar ratio of each structural unit in the polymer # 1 was 50 mol% for the hexylbornene structural unit and 50 mol% for the diphenylmethylnorbornenemethoxysilane structural unit, as determined by NMR. The refractive index was 1.55 (measurement wavelength: 633 nm) by Metricon.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

Figure 2011221193
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(2)感光性樹脂組成物の製造
精製した上記ポリマー#1 10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(式20(式100)で示した第1モノマー、東亜合成製 CHOX、CAS#483303−25−9、分子量186、沸点125℃/1.33kPa)2g、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E-2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な感光性樹脂組成物ワニスV1を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition 10 g of the purified polymer # 1 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), cyclohexyl oxetane monomer (formula 20) First monomer represented by (Formula 100), Toa Gosei CHOX, CAS # 483303-25-9, molecular weight 186, boiling point 125 ° C./1.33 kPa) 2 g, photoacid generator Rhodorsil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS #) 178233-72-2) (1.36E-2 g in 0.1 mL of ethyl acetate) and uniformly dissolved, and then filtered through a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean photosensitive resin composition varnish V1. It was.

(3)光導波路フィルムの製造
(下側クラッド層の作製)
シリコンウエハ上に感光性ノルボルネン樹脂組成物(プロメラス社製 Avatrel2000Pワニス)をドクターブレードにより均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、塗布された全面に紫外線を100mJ照射し、乾燥機中120℃で1時間加熱して、塗膜を硬化させて、下側クラッド層を形成させた。形成された下側クラッド層は、厚みが20μmであり、無色透明であり、屈折率は1.52(測定波長;633nm)であった。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A photosensitive norbornene resin composition (Avatrel 2000P varnish manufactured by Promeras Co., Ltd.) was uniformly applied on a silicon wafer with a doctor blade, and then placed in a dryer at 45 ° C. for 15 minutes. After completely removing the solvent, the entire coated surface was irradiated with 100 mJ of ultraviolet light and heated in a dryer at 120 ° C. for 1 hour to cure the coating film to form a lower clad layer. The formed lower cladding layer had a thickness of 20 μm, was colorless and transparent, and had a refractive index of 1.52 (measurement wavelength: 633 nm).

(コア層の形成)
上記下側クラッド層上に感光性樹脂組成物ワニスV1をドクターブレードによって均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を500mJ/cmで選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中45℃で30分、85℃で30分、150℃で1時間と三段階で加熱を行った。加熱後、非常に鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。また、コア部およびクラッド部の形成が確認された。
(Formation of core layer)
After the photosensitive resin composition varnish V1 was uniformly applied on the lower clad layer with a doctor blade, it was put into a dryer at 45 ° C. for 15 minutes. After completely removing the solvent, a photomask was pressed and selectively irradiated with ultraviolet rays at 500 mJ / cm 2 . The mask was removed, and heating was performed in three stages in a dryer at 45 ° C. for 30 minutes, 85 ° C. for 30 minutes, and 150 ° C. for 1 hour. It was confirmed that a very clear waveguide pattern appeared after heating. Moreover, formation of the core part and the clad part was confirmed.

(上側クラッド層の形成)
ポリエーテルスルホン(PES)フィルム上に、予め乾燥厚み20μmになるようにAvatrel2000Pを積層させたドライフィルムを、上記コア層に貼り合わせ、140℃に設定された真空ラミネーターに投入して熱圧着を行った。その後、紫外線を100mJ全面照射し乾燥機中120℃で1時間加熱して、Avatrel2000Pを硬化させて、上側クラッド層を形成させ、光導波路を得た。このとき、上側クラッド層は、無色透明であり、その屈折率は1.52であった。
(Formation of upper cladding layer)
A dry film in which Avatrel 2000P is laminated in advance on a polyethersulfone (PES) film so as to have a dry thickness of 20 μm is bonded to the above core layer, and put into a vacuum laminator set at 140 ° C. for thermocompression bonding. It was. Thereafter, 100 mJ was irradiated on the entire surface and heated in a dryer at 120 ° C. for 1 hour to cure Avatrel 2000P to form an upper clad layer to obtain an optical waveguide. At this time, the upper cladding layer was colorless and transparent, and its refractive index was 1.52.

(4)評価
(光導波路の損失評価)
850nmVCSEL(面発光レーザー)より発せられた光を50μmφの光ファイバーを経由して上記光導波路に導入し、200μmφの光ファイバーで受光を行って光の強度を測定した。なお、測定にはカットバック法を採用した。光導波路の長手方向を横軸にとり、挿入損失を縦軸にプロットしていったところ、測定値はきれいに直線上に並び、その傾きから伝搬損失は0.03dB/cmと算出することができた。
(4) Evaluation (Evaluation of optical waveguide loss)
Light emitted from an 850 nm VCSEL (surface emitting laser) was introduced into the optical waveguide via a 50 μmφ optical fiber, received by a 200 μmφ optical fiber, and the light intensity was measured. The cutback method was used for the measurement. When the longitudinal direction of the optical waveguide is taken on the horizontal axis and the insertion loss is plotted on the vertical axis, the measured values are neatly arranged on a straight line, and the propagation loss can be calculated as 0.03 dB / cm from the inclination. .

(コア部とクラッド部との屈折率差)
上記(コア層の形成)で形成した、水平方向に隣接する左右のコア部−クラッド部間の屈折率差は、次のように求めた。
(Refractive index difference between core and clad)
The refractive index difference between the left and right core portions and the clad portion adjacent in the horizontal direction formed in the above (formation of the core layer) was determined as follows.

カナダ国 EXFO社製 Optical waveguide analyzer OWA-9500により波長656nmのレーザー光を光導波路に照射し、コア領域およびクラッド領域の屈折率をそれぞれ実測して、それらの差を算出した。その結果、屈折率差は0.02であった。   Optical waveguide analyzer OWA-9500 manufactured by EXFO, Canada was used to irradiate the optical waveguide with laser light having a wavelength of 656 nm, and the refractive indexes of the core region and the cladding region were measured, and the difference between them was calculated. As a result, the refractive index difference was 0.02.

(実施例2)
(1)脱離性基を有しないノルボルネン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも1ppm以下に制御され、乾燥窒素で充満されたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン(HxNB)9.4g(53.1mmol)、フェニルエチルノルボルネン10.5g(53.1mmol)を500mLバイアル瓶に計量し、脱水トルエン60gと酢酸エチル11gを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
(Example 2)
(1) Synthesis of norbornene-based resin having no leaving group In a glove box filled with dry nitrogen in which the water and oxygen concentrations are both controlled to 1 ppm or less, 9.4 g of hexylnorbornene (HxNB) (53. 1 mmol) and 10.5 g (53.1 mmol) of phenylethylnorbornene were weighed into a 500 mL vial, 60 g of dehydrated toluene and 11 g of ethyl acetate were added, and the top was sealed with a silicon sealer.

次に、100mLバイアルビン中に上記化学式(B)で表わされるNi触媒2.06g(3.2mmol)と脱水トルエン10mLを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。   Next, weigh 2.06 g (3.2 mmol) of Ni catalyst represented by the above chemical formula (B) and 10 mL of dehydrated toluene in a 100 mL vial, put a stirrer chip and seal tightly, and thoroughly stir the catalyst. Dissolved in.

上記化学式(B)で表わされるNi触媒溶液1mLをシリンジで正確に計量し、上記2種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で1時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン(THF)60gを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。   When 1 mL of the Ni catalyst solution represented by the chemical formula (B) is accurately weighed with a syringe, and quantitatively injected into the vial bottle in which the two types of norbornene are dissolved and stirred at room temperature for 1 hour, a marked increase in viscosity is observed. confirmed. At this point, the stopper was removed, 60 g of tetrahydrofuran (THF) was added, and the mixture was stirred to obtain a reaction solution.

100mLビーカーに無水酢酸9.5g、過酸化水素水18g(濃度30%)、イオン交換水30gを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて12時間撹拌してNiの還元処理を行った。   In a 100 mL beaker, 9.5 g of acetic anhydride, 18 g of hydrogen peroxide (concentration 30%) and 30 g of ion-exchanged water were added and stirred to prepare an aqueous solution of peracetic acid on the spot. Next, the total amount of this aqueous solution was added to the above reaction solution and stirred for 12 hours to reduce Ni.

次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの30%水溶液を100mL加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で3回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、60℃に設定した真空乾燥機中で12時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー#2を得た。ポリマー#2の分子量分布は、GPC測定により、Mw=9万、Mn=4万であった。また、ポリマー#2中の各構造単位のモル比は、NMRによる同定により、ヘキシルルボルネン構造単位が50mol%、フェニルエチルノルボルネン構造単位が50mol%であった。また屈折率はメトリコンにより1.54(測定波長;633nm)であった。   Next, the treated reaction solution was transferred to a separatory funnel, the lower aqueous layer was removed, and then 100 mL of a 30% aqueous solution of isopropyl alcohol was added and vigorously stirred. The aqueous layer was removed after standing and completely separating the two layers. After repeating this water washing process three times in total, the oil layer was dropped into a large excess of acetone to reprecipitate the polymer produced, separated from the filtrate by filtration, and then in a vacuum dryer set at 60 ° C. Polymer # 2 was obtained by heat drying for 12 hours. The molecular weight distribution of the polymer # 2 was Mw = 90,000 and Mn = 40,000 by GPC measurement. The molar ratio of each structural unit in polymer # 2 was 50 mol% for the hexylbornene structural unit and 50 mol% for the phenylethylnorbornene structural unit, as determined by NMR. The refractive index was 1.54 (measurement wavelength: 633 nm) by Metricon.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

(2)感光性樹脂組成物の製造
精製した上記ポリマー#2 10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(式20で示したもの、東亜合成製 CHOX、CAS#483303−25−9、分子量186、沸点125℃/1.33kPa)2g、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E-2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な感光性樹脂組成物ワニスV2を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition 10 g of the purified polymer # 2 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of an antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), cyclohexyloxetane monomer (formula 20) 2 g, photoacid generator Rhodorsil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS # 178233-72-2), manufactured by Toa Gosei Co., Ltd. CHOX, CAS # 48333-3-25-9, molecular weight 186, boiling point 125 ° C./1.33 kPa) (1.36E-2 g, in 0.1 mL of ethyl acetate) was added and dissolved uniformly, and then filtered through a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean photosensitive resin composition varnish V2.

(3)光導波路フィルムの製造
(下側クラッド層の作製)
実施例1と同様の下側クラッド層を作製した。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A lower clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(コア層の形成)
上記下側クラッド層上に感光性樹脂組成物ワニスV2をドクターブレードによって均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を500mJ/cmで選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中45℃で30分、85℃で30分、150℃で1時間と三段階で加熱を行った。加熱後、非常に鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。また、コア部およびクラッド部の形成が確認された。
(Formation of core layer)
After the photosensitive resin composition varnish V2 was uniformly applied on the lower clad layer with a doctor blade, it was put into a dryer at 45 ° C. for 15 minutes. After completely removing the solvent, a photomask was pressed and selectively irradiated with ultraviolet rays at 500 mJ / cm 2 . The mask was removed, and heating was performed in three stages in a dryer at 45 ° C. for 30 minutes, 85 ° C. for 30 minutes, and 150 ° C. for 1 hour. It was confirmed that a very clear waveguide pattern appeared after heating. Moreover, formation of the core part and the clad part was confirmed.

(上側クラッド層の形成)
実施例1と同様の上側クラッド層を作製した
(Formation of upper cladding layer)
An upper clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(4)評価
実施例1と同じ方法により、評価を行った。伝搬損失は0.04dB/cmと算出することができた。コア部とクラッド部の屈折率差は0.01であった。
(4) Evaluation Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The propagation loss could be calculated as 0.04 dB / cm. The difference in refractive index between the core portion and the cladding portion was 0.01.

(実施例3)
(1)脱離性基を有するノルボルネン系樹脂の合成
実施例1と同様の方法でノルボルネン系樹脂を作製した。
(Example 3)
(1) Synthesis of norbornene-based resin having a leaving group A norbornene-based resin was produced in the same manner as in Example 1.

(2)感光性樹脂組成物の製造
精製した上記ポリマー#1 10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、2官能オキセタンモノマー(式(15)で示したもの、東亜合成製、DOX、CAS#18934−00−4、分子量214、沸点119℃/0.67kPa)2g、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E-2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な感光性樹脂組成物ワニスV3を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition 10 g of the purified polymer # 1 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, an antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy) 0.01 g, a bifunctional oxetane monomer (formula (15), manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., DOX, CAS # 18934-00-4, molecular weight 214, boiling point 119 ° C./0.67 kPa) 2 g, photoacid generator Rhodosil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia Co., CAS # 178233-) 72-2) (1.36E-2 g in 0.1 mL of ethyl acetate) was added and dissolved uniformly, and then filtered through a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean photosensitive resin composition varnish V3.

(3)光導波路フィルムの製造
(下側クラッド層の作製)
実施例1と同様の下側クラッド層を作製した。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A lower clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(コア層の形成)
上記下側クラッド層上に感光性樹脂組成物ワニスV3をドクターブレードによって均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を500mJ/cmで選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中45℃で30分、85℃で30分、150℃で1時間と三段階で加熱を行った。加熱後、非常に鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。また、コア部およびクラッド部の形成が確認された。
(上側クラッド層の形成)
実施例1と同様の上側クラッド層を作製した。
(Formation of core layer)
After the photosensitive resin composition varnish V3 was uniformly applied on the lower clad layer with a doctor blade, it was put into a dryer at 45 ° C. for 15 minutes. After completely removing the solvent, a photomask was pressed and selectively irradiated with ultraviolet rays at 500 mJ / cm 2 . The mask was removed, and heating was performed in three stages in a dryer at 45 ° C. for 30 minutes, 85 ° C. for 30 minutes, and 150 ° C. for 1 hour. It was confirmed that a very clear waveguide pattern appeared after heating. Moreover, formation of the core part and the clad part was confirmed.
(Formation of upper cladding layer)
An upper clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(4)評価
実施例1と同じ方法により、評価を行った。伝搬損失は0.04dB/cmと算出することができた。コア部とクラッド部の屈折率差は0.01であった。
(4) Evaluation Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The propagation loss could be calculated as 0.04 dB / cm. The difference in refractive index between the core portion and the cladding portion was 0.01.

(実施例4)
(1)脱離性基を有するノルボルネン系樹脂の合成
実施例1と同様の方法でノルボルネン系樹脂を作製した。
Example 4
(1) Synthesis of norbornene-based resin having a leaving group A norbornene-based resin was produced in the same manner as in Example 1.

(2)感光性樹脂組成物の製造
精製した上記ポリマー#1 10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、脂環式エポキシモノマー(式(37)で示したもの、ダイセル化学製、セロキサイド2021P、CAS#2386−87−0、分子量252、沸点188℃/4hPa)2g、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E-2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な感光性樹脂組成物ワニスV4を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition 10 g of the purified polymer # 1 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of an antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), an alicyclic epoxy monomer ( Formula (37), manufactured by Daicel Chemical Industries, Celoxide 2021P, CAS # 2386-87-0, molecular weight 252, boiling point 188 ° C./4 hPa) 2 g, photoacid generator Rhodorsil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS # 178233-) 72-2) (1.36E-2 g in 0.1 mL of ethyl acetate) was added and dissolved uniformly, and then filtered through a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean photosensitive resin composition varnish V4.

(3)光導波路フィルムの製造
(下側クラッド層の作製)
実施例1と同様の下側クラッド層を作製した。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A lower clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(コア層の形成)
上記下側クラッド層上に感光性樹脂組成物ワニスV4をドクターブレードによって均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を500mJ/cmで選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中45℃で30分、85℃で30分、150℃で1時間と三段階で加熱を行った。加熱後、非常に鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。また、コア部およびクラッド部の形成が確認された。
(Formation of core layer)
After the photosensitive resin composition varnish V4 was uniformly applied on the lower clad layer with a doctor blade, it was put into a dryer at 45 ° C. for 15 minutes. After completely removing the solvent, a photomask was pressed and selectively irradiated with ultraviolet rays at 500 mJ / cm 2 . The mask was removed, and heating was performed in three stages in a dryer at 45 ° C. for 30 minutes, 85 ° C. for 30 minutes, and 150 ° C. for 1 hour. It was confirmed that a very clear waveguide pattern appeared after heating. Moreover, formation of the core part and the clad part was confirmed.

(上側クラッド層の形成)
実施例1と同様の上側クラッド層を作製した。
(Formation of upper cladding layer)
An upper clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(4)評価
実施例1と同じ方法により、評価を行った。伝搬損失は0.04dB/cmと算出することができた。コア部とクラッド部の屈折率差は0.01であった。
(4) Evaluation Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The propagation loss could be calculated as 0.04 dB / cm. The difference in refractive index between the core portion and the cladding portion was 0.01.

(実施例5)
(1)脱離性基を有するノルボルネン系樹脂の合成
実施例1と同様の方法でノルボルネン系樹脂を作製した。
(Example 5)
(1) Synthesis of norbornene-based resin having a leaving group A norbornene-based resin was produced in the same manner as in Example 1.

(2)感光性樹脂組成物の製造
精製した上記ポリマー#1 10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(式20で示したもの、東亜合成製 CHOX)1g、脂環式エポキシモノマー(ダイセル化学製、セロキサイド2021P)1g、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E-2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な感光性樹脂組成物ワニスV5を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition 10 g of the purified polymer # 1 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), cyclohexyl oxetane monomer (formula 20) 1 g of CHOX manufactured by Toagosei Co., Ltd. 1 g of alicyclic epoxy monomer (manufactured by Daicel Chemical Industries, Celoxide 2021P), photoacid generator Rhodosil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS # 178233-72-2) (1.36E- 2 g in 0.1 mL of ethyl acetate) and uniformly dissolved, and then filtered through a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean photosensitive resin composition varnish V5.

(3)光導波路フィルムの製造
(下側クラッド層の作製)
実施例1と同様の下側クラッド層を作製した。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A lower clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(コア層の形成)
上記下側クラッド層上に感光性樹脂組成物ワニスV5をドクターブレードによって均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を500mJ/cmで選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中45℃で30分、85℃で30分、150℃で1時間と三段階で加熱を行った。加熱後、非常に鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。また、コア部およびクラッド部の形成が確認された。
(Formation of core layer)
After the photosensitive resin composition varnish V5 was uniformly applied on the lower clad layer with a doctor blade, it was put into a dryer at 45 ° C. for 15 minutes. After completely removing the solvent, a photomask was pressed and selectively irradiated with ultraviolet rays at 500 mJ / cm 2 . The mask was removed, and heating was performed in three stages in a dryer at 45 ° C. for 30 minutes, 85 ° C. for 30 minutes, and 150 ° C. for 1 hour. It was confirmed that a very clear waveguide pattern appeared after heating. Moreover, formation of the core part and the clad part was confirmed.

(上側クラッド層の形成)
実施例1と同様の上側クラッド層を作製した。
(Formation of upper cladding layer)
An upper clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(4)評価
実施例1と同じ方法により、評価を行った。伝搬損失は0.03dB/cmと算出することができた。コア部とクラッド部の屈折率差は0.01であった。
(4) Evaluation Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The propagation loss could be calculated as 0.03 dB / cm. The difference in refractive index between the core portion and the cladding portion was 0.01.

(実施例6)
(1)脱離性基を有するノルボルネン系樹脂の合成
実施例1と同様の方法でノルボルネン系樹脂を作製した。
(Example 6)
(1) Synthesis of norbornene-based resin having a leaving group A norbornene-based resin was produced in the same manner as in Example 1.

(2)感光性樹脂組成物の製造
精製した上記ポリマー#1 10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(式20で示したもの、東亜合成製 CHOX)1.5g、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E-2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な感光性樹脂組成物ワニスV6を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition 10 g of the purified polymer # 1 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), cyclohexyl oxetane monomer (formula 20) And 1.5 g of a photoacid generator, Rhodosil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS # 178233-72-2) (1.36E-2 g in 0.1 mL of ethyl acetate) and uniformly added. After dissolution, filtration was performed with a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean photosensitive resin composition varnish V6.

(3)光導波路フィルムの製造
(下側クラッド層の作製)
実施例1と同様の下側クラッド層を作製した。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A lower clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(コア層の形成)
上記下側クラッド層上に感光性樹脂組成物ワニスV6をドクターブレードによって均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を500mJ/cmで選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中45℃で30分、85℃で30分、150℃で1時間と三段階で加熱を行った。加熱後、非常に鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。また、コア部およびクラッド部の形成が確認された。
(Formation of core layer)
After the photosensitive resin composition varnish V6 was uniformly applied on the lower clad layer with a doctor blade, it was put into a dryer at 45 ° C. for 15 minutes. After completely removing the solvent, a photomask was pressed and selectively irradiated with ultraviolet rays at 500 mJ / cm 2 . The mask was removed, and heating was performed in three stages in a dryer at 45 ° C. for 30 minutes, 85 ° C. for 30 minutes, and 150 ° C. for 1 hour. It was confirmed that a very clear waveguide pattern appeared after heating. Moreover, formation of the core part and the clad part was confirmed.

(上側クラッド層の形成)
実施例1と同様の上側クラッド層を作製した。
(Formation of upper cladding layer)
An upper clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(4)評価
実施例1と同じ方法により、評価を行った。伝搬損失は0.03dB/cmと算出することができた。コア部とクラッド部の屈折率差は0.01であった。
(4) Evaluation Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The propagation loss could be calculated as 0.03 dB / cm. The difference in refractive index between the core portion and the cladding portion was 0.01.

(実施例7)
(1)脱離性基を有するノルボルネン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも1ppm以下に制御され、乾燥窒素で充満されたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン(HxNB)6.4g(36.1mmol)、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン(diPhNB)8.7g(27.1mmol)、エポキシノルボルネン(EpNB)4.9g(27.1mmol)を500mLバイアル瓶に計量し、脱水トルエン60gと酢酸エチル11gを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
(Example 7)
(1) Synthesis of norbornene-based resin having a leaving group In a glove box whose water and oxygen concentrations are both controlled to 1 ppm or less and filled with dry nitrogen, 6.4 g (36.1 mmol) of hexylnorbornene (HxNB) ), Diphenylmethylnorbornene methoxysilane (diPhNB) 8.7 g (27.1 mmol), epoxy norbornene (EpNB) 4.9 g (27.1 mmol) were weighed into a 500 mL vial, 60 g of dehydrated toluene and 11 g of ethyl acetate were added, The top was sealed with a silicon sealer.

次に、100mLバイアルビン中に上記化学式(B)で表わされるNi触媒1.75g(3.2mmol)と脱水トルエン10mLを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。   Next, 1.75 g (3.2 mmol) of the Ni catalyst represented by the above chemical formula (B) and 10 mL of dehydrated toluene are weighed in a 100 mL vial, put a stirrer chip and sealed, and the catalyst is thoroughly stirred to completely Dissolved in.

この上記化学式(B)で表わされるNi触媒溶液1mLをシリンジで正確に計量し、上記3種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で1時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン(THF)60gを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。   When 1 mL of the Ni catalyst solution represented by the above chemical formula (B) is accurately weighed with a syringe, and quantitatively injected into the vial bottle in which the three types of norbornene are dissolved, and stirred at room temperature for 1 hour, a marked increase in viscosity occurs. Was confirmed. At this point, the stopper was removed, 60 g of tetrahydrofuran (THF) was added, and the mixture was stirred to obtain a reaction solution.

100mLビーカーに無水酢酸9.5g、過酸化水素水18g(濃度30%)、イオン交換水30gを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて12時間撹拌してNiの還元処理を行った。   In a 100 mL beaker, 9.5 g of acetic anhydride, 18 g of hydrogen peroxide (concentration 30%) and 30 g of ion-exchanged water were added and stirred to prepare an aqueous solution of peracetic acid on the spot. Next, the total amount of this aqueous solution was added to the above reaction solution and stirred for 12 hours to reduce Ni.

次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールイソプロピルアルコールの30%水溶液を100mL加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で3回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、60℃に設定した真空乾燥機中で12時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー#3を得た。ポリマー#3の分子量分布は、GPC測定により、Mw=8万、Mn=4万であった。また、ポリマー#3中の各構造単位のモル比は、NMRによる同定により、ヘキシルルボルネン構造単位が40mol%、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が30mol%、エポキシノルボルネン構造単位が30mol%であった。また屈折率はメトリコンにより1.53(測定波長;633nm)であった。   Next, the treated reaction solution was transferred to a separatory funnel, the lower aqueous layer was removed, and then 100 mL of a 30% aqueous solution of isopropyl alcohol isopropyl alcohol was added and vigorously stirred. The aqueous layer was removed after standing and completely separating the two layers. After repeating this water washing process three times in total, the oil layer was dropped into a large excess of acetone to reprecipitate the polymer produced, separated from the filtrate by filtration, and then in a vacuum dryer set at 60 ° C. Polymer # 3 was obtained by heat drying for 12 hours. The molecular weight distribution of the polymer # 3 was Mw = 80,000 and Mn = 40,000 by GPC measurement. The molar ratio of each structural unit in polymer # 3 was 40 mol% for hexylbornene structural unit, 30 mol% for diphenylmethylnorbornenemethoxysilane structural unit, and 30 mol% for epoxynorbornene structural unit, as determined by NMR. It was. The refractive index was 1.53 (measurement wavelength: 633 nm) by Metricon.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

(2)感光性樹脂組成物の製造
精製した上記ポリマー#3 10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(式20で示したもの、東亜合成製 CHOX)1.0g、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E-2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な感光性樹脂組成物ワニスV7を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition 10 g of the purified polymer # 3 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), cyclohexyloxetane monomer (formula 20) 1), CHOX manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., and photoacid generator Rhodosil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS # 178233-72-2) (1.36E-2 g, in 0.1 mL of ethyl acetate) are uniformly added. After dissolution, filtration was performed with a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean photosensitive resin composition varnish V7.

(3)光導波路フィルムの製造
(下側クラッド層の作製)
実施例1と同様の下側クラッド層を作製した。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A lower clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(コア層の形成)
上記下側クラッド層上に感光性樹脂組成物ワニスV7をドクターブレードによって均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を500mJ/cmで選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中45℃で30分、85℃で30分、150℃で1時間と三段階で加熱を行った。加熱後、非常に鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。また、コア部およびクラッド部の形成が確認された。
(Formation of core layer)
After the photosensitive resin composition varnish V7 was uniformly applied on the lower clad layer with a doctor blade, it was put into a dryer at 45 ° C. for 15 minutes. After completely removing the solvent, a photomask was pressed and selectively irradiated with ultraviolet rays at 500 mJ / cm 2 . The mask was removed, and heating was performed in three stages in a dryer at 45 ° C. for 30 minutes, 85 ° C. for 30 minutes, and 150 ° C. for 1 hour. It was confirmed that a very clear waveguide pattern appeared after heating. Moreover, formation of the core part and the clad part was confirmed.

(上側クラッド層の形成)
実施例1と同様の上層クラッドを作製した。
(Formation of upper cladding layer)
An upper clad similar to that of Example 1 was produced.

(4)評価
実施例1と同じ方法により、評価を行った。伝搬損失は0.04dB/cmと算出することができた。コア部とクラッド部の屈折率差は0.02であった。
以上、実施例1〜7で得られた光導波路フィルムの評価結果を表1に示す。
(4) Evaluation Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The propagation loss could be calculated as 0.04 dB / cm. The refractive index difference between the core portion and the clad portion was 0.02.
The evaluation results of the optical waveguide films obtained in Examples 1 to 7 are shown in Table 1 above.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

実施例1〜7では、感光性樹脂組成物に光を当てると、光酸発生剤から、酸が発生し、照射部分のみにおいて、環状エーテル基を有するモノマーが重合する。そして、照射部分における未反応モノマー量が少なくなるため、照射部分/未照射部分間で生じた濃度勾配を解消するために未照射部分のモノマーが照射部分に拡散する。
また、光照射後、加熱を行うと、未照射部分からモノマーが揮発する。
In Examples 1 to 7, when light is applied to the photosensitive resin composition, an acid is generated from the photoacid generator, and a monomer having a cyclic ether group is polymerized only in the irradiated portion. Then, since the amount of unreacted monomer in the irradiated part decreases, the monomer in the unirradiated part diffuses into the irradiated part in order to eliminate the concentration gradient generated between the irradiated part / unirradiated part.
Further, when heating is performed after light irradiation, the monomer volatilizes from the unirradiated portion.

以上より、コア部とクラッド部との間でモノマー由来の構造体濃度が異なり、クラッド部では、環状エーテル基を有するモノマー由来の構造体が多くなり、コア部では、環状エーテル基を有するモノマー由来の構造体が少なくなる。このことは、コア部とクラッド部との間で0.01以上の比較的大きな屈折率差が生じることから認められる。   As described above, the structure concentration derived from the monomer is different between the core portion and the cladding portion, the structure derived from the monomer having a cyclic ether group increases in the cladding portion, and the monomer derived from the monomer having a cyclic ether group is present in the core portion. There are fewer structures. This is recognized from the fact that a relatively large refractive index difference of 0.01 or more occurs between the core portion and the cladding portion.

なお、実施例1〜7では、直線状の光導波路を形成したが、曲線状(曲率半径10mm程度)の光導波路を形成した場合には、光損失が少ないことが顕著になる。   In Examples 1 to 7, a linear optical waveguide is formed. However, when a curved optical waveguide (with a radius of curvature of about 10 mm) is formed, it is remarkable that optical loss is small.

さらには、実施例1〜7で得られた光導波路フィルムは、耐熱性が高く、260℃の耐リフロー性を有している。   Furthermore, the optical waveguide films obtained in Examples 1 to 7 have high heat resistance and have reflow resistance of 260 ° C.

(実施例8)
(1)脱離性基を有するノルボルネン樹脂の合成
脱離性基を有するノルボルネン系樹脂の合成において、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン12.9g(40.1mmol)に代えて、フェニルジメチルノルボルネンメトキシシラン10.4g(40.1mmol)を用いた以外は実施例1と同様にした。得られた側鎖に脱離性基を有するノルボルネン系樹脂B(式103)の分子量は、GPC測定により、Mw=11万、Mn=5万であった。また、各構造単位のモル比は、NMRによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が50mol%、フェニルジメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が50mol%であった。また屈折率はメトリコンにより1.53(測定波長;633nm)であった。
(Example 8)
(1) Synthesis of norbornene resin having a leaving group In the synthesis of a norbornene resin having a leaving group, phenyldimethylnorbornenemethoxysilane was used instead of 12.9 g (40.1 mmol) of diphenylmethylnorbornenemethoxysilane. Example 1 was repeated except that 4 g (40.1 mmol) was used. The molecular weight of the obtained norbornene resin B (Formula 103) having a leaving group in the side chain was Mw = 110,000 and Mn = 50,000 by GPC measurement. The molar ratio of each structural unit was 50 mol% for the hexylnorbornene structural unit and 50 mol% for the phenyldimethylnorbornenemethoxysilane structural unit, as determined by NMR. The refractive index was 1.53 (measurement wavelength: 633 nm) by Metricon.

(2)感光性樹脂組成物の製造
ポリマー#1に変えて、ノルボルネン系樹脂Bを使用した点以外は、実施例1と同様に感光性樹脂組成物を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition A photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the norbornene resin B was used instead of the polymer # 1.

(3)光導波路フィルムの製造
ノルボルネン系樹脂Bを含む上記感光性樹脂組成物を使用した点以外は、実施例1と同様にして、光導波路フィルムを得た。
(3) Production of optical waveguide film An optical waveguide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive resin composition containing the norbornene-based resin B was used.

実施例1と同様に、光導波路の損失評価を行ったところ、得られた光導波路フィルムの伝搬損失は0.03dB/cmであった。   When the loss evaluation of the optical waveguide was performed in the same manner as in Example 1, the propagation loss of the obtained optical waveguide film was 0.03 dB / cm.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

(実施例9)
(1)感光性樹脂組成物として以下のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
Example 9
(1) The procedure was the same as Example 1 except that the following photosensitive resin composition was used.

実施例1で得られたノルボルネン系樹脂10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(式(100)で示した第1モノマー、東亜合成製 CHOX、CAS#483303−25−9、分子量186、沸点125℃/1.33kPa)1g、2官能オキセタンモノマー(式(104)で示した第2モノマー、東亜合成製、DOX、CAS#18934−00−4、分子量214、沸点119℃/0.67kPa)1g、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E−2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄なコア層用の感光性樹脂組成物ワニスを調製した。   10 g of norbornene-based resin obtained in Example 1 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of an antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), and a cyclohexyloxetane monomer (formula (100) represented by formula (100)). 1 monomer, manufactured by Toa Gosei CHOX, CAS # 483303-25-9, molecular weight 186, boiling point 125 ° C./1.33 kPa) 1 g, bifunctional oxetane monomer (second monomer represented by formula (104), manufactured by Toa Gosei, DOX , CAS # 18934-00-4, molecular weight 214, boiling point 119 ° C./0.67 kPa) 1 g, photoacid generator Rhodosil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS # 178233-72-2) (1.36E-2 g, ethyl acetate In 0.1 mL) After dissolving one was filtered through 0.2 [mu] m PTFE filter to prepare a photosensitive resin composition varnish for clean core layer.

(2)光導波路フィルムの製造
上記(1)の感光性樹脂組成物を使用した点以外は、実施例1と同様にして、光導波路フィルムを得た。
(2) Production of optical waveguide film An optical waveguide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive resin composition of (1) above was used.

実施例1と同様に、光導波路の損失評価を行ったところ、得られた光導波路フィルムの伝搬損失は0.04dB/cmであった。   When the loss evaluation of the optical waveguide was performed in the same manner as in Example 1, the propagation loss of the obtained optical waveguide film was 0.04 dB / cm.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

(実施例10)
環状オレフィンとして以下のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
(Example 10)
Example 1 was repeated except that the following were used as the cyclic olefin.

(1)ノルボルネン系樹脂Cの合成
公知の手法(例えば特開2003−252963号公報)を用いてフェニルエチルノルボルネン(PENB)モノマーの開環メタセシス重合を行い、下記式(105)で表されるノルボルネン系樹脂Cを得た。
(1) Synthesis of norbornene-based resin C Norbornene represented by the following formula (105) is obtained by performing ring-opening metathesis polymerization of phenylethylnorbornene (PENB) monomer using a known method (for example, JP-A-2003-252963). System resin C was obtained.

(2)感光性樹脂組成物製造
ポリマー#1に変えて、ノルボルネン系樹脂Cを使用した点以外は、実施例1と同様に感光性樹脂組成物を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition A photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the norbornene resin C was used instead of the polymer # 1.

(3)光導波路フィルムの製造
ノルボルネン系樹脂Cを含む上記感光性樹脂組成物を使用した点以外は、実施例1と同様にして、光導波路フィルムを得た。
(3) Production of optical waveguide film An optical waveguide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive resin composition containing the norbornene-based resin C was used.

実施例1と同様に、光導波路の損失評価を行ったところ、得られた光導波路フィルムの伝搬損失は0.05dB/cmであった。   When the loss evaluation of the optical waveguide was performed in the same manner as in Example 1, the propagation loss of the obtained optical waveguide film was 0.05 dB / cm.

Figure 2011221193
Figure 2011221193

(実施例11)
第1モノマーの配合量を0.5gにした以外は、実施例1と同様にして、光導波路フィルムを作製した。
なお、得られた光導波路フィルムの伝搬損失は、0.10dB/cmであった。
(Example 11)
An optical waveguide film was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the first monomer was changed to 0.5 g.
The propagation loss of the obtained optical waveguide film was 0.10 dB / cm.

(実施例12)
第1モノマーの配合量を4.0gに以外は、実施例1と同様にして、光導波路フィルムを作製した。
なお、得られた光導波路フィルムの伝搬損失は、0.10dB/cmであった。
(Example 12)
An optical waveguide film was produced in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of the first monomer was 4.0 g.
The propagation loss of the obtained optical waveguide film was 0.10 dB / cm.

(比較例1)
第1モノマーを用いなかった以外は、実施例1と同様にして、光導波路フィルムを作製した。
なお、得られた光導波路フィルムの伝搬損失は、0.90dB/cmであった。
(Comparative Example 1)
An optical waveguide film was produced in the same manner as in Example 1 except that the first monomer was not used.
The propagation loss of the obtained optical waveguide film was 0.90 dB / cm.

(比較例2)
(1)各成分の合成
<触媒前駆体:Pd(OAc)(P(Cy)の合成>
漏斗を装備した2口丸底フラスコで、Pd(OAc)(5.00g、22.3mmol)とCHCl(30mL)からなる赤茶色懸濁液を−78℃で攪拌した。
(Comparative Example 2)
(1) Synthesis of each component <Catalyst precursor: Synthesis of Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2 >
In a 2-neck round bottom flask equipped with a funnel, a reddish brown suspension consisting of Pd (OAc) 2 (5.00 g, 22.3 mmol) and CH 2 Cl 2 (30 mL) was stirred at −78 ° C.

漏斗に、P(Cy)(13.12mL(44.6mmol))のCHCl溶液(30mL)を入れ、そして、15分かけて上記攪拌懸濁液に滴下した。その結果、徐々に赤褐色から黄色に変化した。 A funnel was charged with a CH 2 Cl 2 solution (30 mL) of P (Cy) 3 (13.12 mL (44.6 mmol)) and added dropwise to the stirred suspension over 15 minutes. As a result, the color gradually changed from reddish brown to yellow.

−78℃で1時間攪拌した後、懸濁液を室温に温め、さらに2時間攪拌して、ヘキサン(20mL)で希釈した。   After stirring at −78 ° C. for 1 hour, the suspension was warmed to room temperature, stirred for an additional 2 hours, and diluted with hexane (20 mL).

次に、この黄色の固体を空気中でろ過し、ペンタンで洗浄し(5×10mL)、真空乾燥させた。   The yellow solid was then filtered in air, washed with pentane (5 × 10 mL) and dried in vacuo.

2次収集物は、ろ液を0℃に冷却して分離し、上記と同様に洗浄して乾燥させた。これにより、触媒前駆体を得た。   The secondary collection was separated by cooling the filtrate to 0 ° C., washed and dried as above. As a result, a catalyst precursor was obtained.

(2)感光性樹脂組成物の製造
精製した上記ポリマー#1 10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、ジメチルビス(ノルボルネンメトキシ)シラン(SiX)2.4g、上記触媒前駆体(2.6E-2g)、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E-2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な感光性樹脂組成物ワニスを得た。
(2) Production of photosensitive resin composition 10 g of the purified polymer # 1 was weighed into a 100 mL glass container, 40 g of mesitylene, 0.01 g of an antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), and dimethylbis (norbornenemethoxy). Silane (SiX) 2.4g, the above catalyst precursor (2.6E-2g), photoacid generator Rhodosil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS # 178233-72-2) (1.36E-2g, in ethyl acetate 0.1mL) ) And uniformly dissolved, followed by filtration with a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean photosensitive resin composition varnish.

(3)光導波路フィルムの製造
(下側クラッド層の作製)
実施例1と同様の下側クラッド層を作製した。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A lower clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(コア層の形成)
上記下側クラッド層上に調製したワニスをドクターブレードによって均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を500mJ/cmで選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中45℃で30分、85℃で30分、150℃で1時間と三段階で加熱を行った。加熱後、導波路パターンが現れているのが確認された。また、コア部およびクラッド部の形成が確認された。
(Formation of core layer)
The varnish prepared on the lower clad layer was uniformly applied by a doctor blade, and then placed in a 45 ° C. dryer for 15 minutes. After completely removing the solvent, a photomask was pressed and selectively irradiated with ultraviolet rays at 500 mJ / cm 2 . The mask was removed, and heating was performed in three stages in a dryer at 45 ° C. for 30 minutes, 85 ° C. for 30 minutes, and 150 ° C. for 1 hour. It was confirmed that a waveguide pattern appeared after heating. Moreover, formation of the core part and the clad part was confirmed.

(上側クラッド層の形成)
実施例1と同様の上側クラッド層を作製した
(Formation of upper cladding layer)
An upper clad layer similar to that in Example 1 was produced.

(4)評価
実施例1と同じ方法により、評価を行った。伝搬損失は0.05dB/cmと算出することができた。コア部とクラッド部の屈折率差は0.005であった。
(4) Evaluation Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The propagation loss could be calculated as 0.05 dB / cm. The difference in refractive index between the core portion and the cladding portion was 0.005.

B.光導波路の評価
各実施例および比較例で得られた光導波路について、以下の評価を行った。評価項目を内容とともに示す。得られた結果を表2に示す。
B. Evaluation of Optical Waveguide The following evaluations were performed on the optical waveguides obtained in the examples and comparative examples. The evaluation items are shown together with the contents. The obtained results are shown in Table 2.

1.光損失
850nmVCSEL(面発光レーザー)より発せられた光を50μmφの光ファイバーを経由して上記光導波路に導入し、200μmφの光ファイバーで受光を行って光の強度を測定した。なお、測定にはカットバック法を採用し、導波路長を横軸、挿入損失を縦軸にプロットしていったところ、測定値はきれいに直線上に並び、その傾きから伝搬損失を算出した。
1. Light loss Light emitted from an 850 nm VCSEL (surface emitting laser) was introduced into the optical waveguide via a 50 μmφ optical fiber, and received by a 200 μmφ optical fiber to measure the light intensity. The cutback method was used for the measurement, and the waveguide length was plotted on the horizontal axis and the insertion loss was plotted on the vertical axis. The measured values were neatly arranged on a straight line, and the propagation loss was calculated from the slope.

2.耐熱性
上記光導波路を高温高湿槽(85℃、85%RH)に投入し、湿熱処理500時間後の伝搬損失を評価した。また、リフロー処理(N雰囲気下、最大温度260℃/60秒)による伝搬損失の劣化の有無も並行して確認した。
なお、ここでの伝搬損失の測定は、1の光損失の測定方法と同じである。
2. Heat resistance The optical waveguide was placed in a high-temperature and high-humidity tank (85 ° C., 85% RH), and propagation loss after 500 hours of wet heat treatment was evaluated. It was also confirmed in parallel presence or absence of degradation of the propagation loss due to reflow process (N 2 atmosphere, a maximum temperature of 260 ° C. / 60 seconds).
Note that the measurement of the propagation loss here is the same as the one optical loss measurement method.

3.光導波路の曲げ損失
10mmの曲率半径を有する光導波路フィルムの光強度の曲げ損失を評価した。850nmVCSEL(面発光レーザー)より発せられた光を50μmφの光ファイバーを経由して上記光導波路フィルムの端面に導入し、200μmφの光ファイバーで他端から受光を行って光の強度を測定した(下記式参照)。長さの等しい光導波路フィルムを曲げたときに生じる損失の増分を「曲げ損失」と定義し、図19に示すように、光導波路フィルムを曲線状にした場合の挿入損失と光導波路フィルムを直線状にした場合の挿入損失との差で「曲げ損失」を表した。
3. Bending loss of optical waveguide The bending loss of the light intensity of the optical waveguide film having a radius of curvature of 10 mm was evaluated. Light emitted from an 850 nm VCSEL (surface emitting laser) was introduced into the end face of the optical waveguide film via a 50 μmφ optical fiber, and the light intensity was measured from the other end with a 200 μmφ optical fiber (see the following formula) ). The increment of the loss that occurs when the optical waveguide film having the same length is bent is defined as “bending loss”. As shown in FIG. 19, the insertion loss and the optical waveguide film are linear when the optical waveguide film is curved. The “bending loss” is expressed by the difference from the insertion loss when the shape is made.

挿入損失[dB]= −10log(出射光強度/入射光強度)
曲げ損失=(曲線での挿入損失)−(直線での挿入損失)
Insertion loss [dB] =-10 log (emitted light intensity / incident light intensity)
Bending loss = (insertion loss in a curve)-(insertion loss in a straight line)

Figure 2011221193
Figure 2011221193

表2から明らかなように実施例1,8−12は、光損失が低く、光導波路の性能が優れていることが示された。   As is apparent from Table 2, Examples 1 and 8-12 showed low optical loss and excellent optical waveguide performance.

また、実施例1,8−12は、被覆層がなくても、高温高湿処理後およびリフロー処理後の光損失も小さく、耐熱性にも優れていることが示された。   In addition, Examples 1 and 8-12 showed that even without a coating layer, the light loss after high-temperature and high-humidity treatment and after reflow treatment was small, and the heat resistance was excellent.

また、特に実施例1,8,9,10は、曲げ損失も小さく、光導波路を屈曲させて用いても十分な性能を発揮することが示唆された。   In particular, Examples 1, 8, 9, and 10 have a small bending loss, and it was suggested that sufficient performance was exhibited even when the optical waveguide was bent.

さらに、各実施例および比較例で得られた光導波路フィルムを覆うように、難燃材で構成された被覆層を形成した。   Furthermore, the coating layer comprised with the flame retardant material was formed so that the optical waveguide film obtained by each Example and the comparative example might be covered.

なお、難燃材として以下に示すポリイミド系樹脂を用いた被覆層で光導波路フィルムを被覆したものと、以下に示すポリアミド系樹脂を用いた被覆層で光導波路フィルムを被覆したものとを形成した。   In addition, the thing which coat | covered the optical waveguide film with the coating layer using the polyimide resin shown below as a flame retardant, and the thing which coat | covered the optical waveguide film with the coating layer using the polyamide resin shown below were formed. .

(ポリイミド系樹脂)
ポリアミドイミド(東洋紡製、バイロマックスNX−100)をテトラヒドロフランに溶解し、ポリイミド系樹脂の液状材料を調製した。次いで、この液状材料に光導波路フィルムを浸漬した。その後、光導波路フィルムを取り出し、液状材料を乾燥、固化させることにより、被覆層を得た。なお、得られた被覆層の平均厚さは100μmであった。また、用いたポリアミドイミドのUL−94試験による難燃性はV−0であった。
(Polyimide resin)
Polyamideimide (Toyobo, Viromax NX-100) was dissolved in tetrahydrofuran to prepare a polyimide resin liquid material. Next, an optical waveguide film was immersed in this liquid material. Then, the coating layer was obtained by taking out the optical waveguide film and drying and solidifying the liquid material. In addition, the average thickness of the obtained coating layer was 100 micrometers. Moreover, the flame retardance by the UL-94 test of the used polyamideimide was V-0.

なお、ポリイミド系樹脂としては、難燃性フィラー(平均粒径5μのシリカ粒子)を含むものと、含まないものとを用意し、それぞれについて被覆層付き光導波路フィルムを製造した。   In addition, as a polyimide-type resin, the thing containing a flame-retardant filler (silica particle with an average particle diameter of 5 micrometers) and the thing which does not contain were prepared, and the optical waveguide film with a coating layer was manufactured about each.

(ポリアミド系樹脂)
半芳香族ポリアミド(クラレ製、ジェネスタGN2330)をテトラヒドロフランに溶解し、ポリアミド系樹脂の液状材料を調製した。次いで、この液状材料に光導波路フィルムを浸漬した。その後、光導波路フィルムを取り出し、液状材料を乾燥、固化させることにより、被覆層を得た。なお、得られた被覆層の平均厚さは100μmであった。また、用いた半芳香族ポリアミドのUL−94試験による難燃性はV−0であった。
(Polyamide resin)
Semi-aromatic polyamide (manufactured by Kuraray, Genesta GN2330) was dissolved in tetrahydrofuran to prepare a liquid material of polyamide-based resin. Next, an optical waveguide film was immersed in this liquid material. Then, the coating layer was obtained by taking out the optical waveguide film and drying and solidifying the liquid material. In addition, the average thickness of the obtained coating layer was 100 micrometers. Moreover, the flame retardance by the UL-94 test of the used semi-aromatic polyamide was V-0.

なお、ポリアミド系樹脂としては、難燃性フィラー(平均粒径5μのシリカ粒子)を含むものと、含まないものとを用意し、それぞれについて被覆層付き光導波路フィルムを製造した。   In addition, as a polyamide-type resin, the thing containing a flame-retardant filler (silica particle with an average particle diameter of 5 micrometers) and the thing which does not contain were prepared, and the optical waveguide film with a coating layer was manufactured about each.

次いで、得られた被覆層付き光導波路フィルムについて、上記耐熱性試験におけるリフロー処理を施し、伝搬損失の劣化の有無を確認した。   Subsequently, about the obtained optical waveguide film with a coating layer, the reflow process in the said heat resistance test was given, and the presence or absence of deterioration of a propagation loss was confirmed.

その結果、被覆層を形成した全ての光導波路フィルムにおいて、被覆層を形成しない光導波路フィルムに比べて、耐熱性の向上が認められた。特に、比較例で得られた光導波路フィルムでは、耐熱性の大きな改善が見られたが、それでも実施例で得られた光導波路フィルムの耐熱性には大きく及ばなかった。   As a result, in all the optical waveguide films in which the coating layer was formed, an improvement in heat resistance was recognized as compared with the optical waveguide film in which the coating layer was not formed. In particular, the optical waveguide film obtained in the comparative example showed a significant improvement in heat resistance, but still did not significantly affect the heat resistance of the optical waveguide film obtained in the examples.

また、難燃性フィラーを含むものと含まないものとを比較したところ、いずれの被覆層付き光導波路フィルムにおいても、難燃性フィラーを含むものの方が耐熱性に優れていることが明らかとなった。   Moreover, when the flame retardant filler-containing one was compared with the one containing no flame-retardant filler, it became clear that in any of the optical waveguide films with a coating layer, the one containing the flame retardant filler was superior in heat resistance. It was.

1 光導波路構造体
2 基板
21 貫通孔
22 導体ポスト
23 貫通孔
3 発光素子
30 基台
31 発光部
32 金属ワイヤ
33 外部電極
35 発光用IC(駆動用素子)
300 発光回路(光送信部)
4 受光素子
40 基台
41 受光部
42 金属ワイヤ
43 外部電極
45 受光用IC(増幅用素子)
400 受光回路(光受信部)
5 導体層
7 被覆層
9 光導波路
91 クラッド層
92 クラッド層
93 コア層
94 コア部
95 クラッド部
97 光路変換部
98 光配線
900 ワニス
910 フィルム
M マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical waveguide structure 2 Substrate 21 Through-hole 22 Conductor post 23 Through-hole 3 Light emitting element 30 Base 31 Light emitting part 32 Metal wire 33 External electrode 35 Light emitting IC (drive element)
300 Light emitting circuit (optical transmitter)
4 light receiving element 40 base 41 light receiving part 42 metal wire 43 external electrode 45 light receiving IC (amplifying element)
400 Light receiving circuit (light receiving part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Conductor layer 7 Covering layer 9 Optical waveguide 91 Clad layer 92 Clad layer 93 Core layer 94 Core part 95 Clad part 97 Optical path conversion part 98 Optical wiring 900 Varnish 910 Film M Mask

Claims (28)

互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを備える光導波路と、前記光導波路を覆うよう設けられ、難燃材で構成された被覆層と、を有し、
前記コア部は、
(A)環状オレフィン樹脂と、
(B)前記(A)とは屈折率が異なり、かつ、環状エーテル基を有するモノマーおよび環状エーテル基を有するオリゴマーのうちの少なくとも一方と、
(C)光酸発生剤と、
を含む組成物で構成されたコア層に対し活性放射線を選択的に照射することにより所望の形状に形成されたものであることを特徴とする光導波路構造体。
An optical waveguide having a core portion and a cladding portion having different refractive indexes, and a coating layer provided to cover the optical waveguide and made of a flame retardant material,
The core part is
(A) a cyclic olefin resin;
(B) The refractive index is different from that of (A), and at least one of a monomer having a cyclic ether group and an oligomer having a cyclic ether group;
(C) a photoacid generator;
An optical waveguide structure characterized by being formed into a desired shape by selectively irradiating active radiation to a core layer composed of a composition comprising:
前記(B)の環状エーテル基は、オキセタニル基またはエポキシ基である請求項1に記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to claim 1, wherein the cyclic ether group (B) is an oxetanyl group or an epoxy group. 前記(A)の環状オレフィン樹脂は、ノルボルネン系樹脂である請求項1または2に記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to claim 1 or 2, wherein the cyclic olefin resin (A) is a norbornene resin. 前記(B)は、前記(A)よりも屈折率が低く、
前記環状オレフィン樹脂は、前記(C)の光酸発生剤から発生する酸により脱離し、脱離により、前記(A)の屈折率を低下させる脱離性基を有するものである請求項1ないし3のいずれかに記載の光導波路構造体。
(B) has a lower refractive index than (A),
2. The cyclic olefin resin has a leaving group that is detached by an acid generated from the photoacid generator (C) and lowers the refractive index of (A) by the elimination. 4. The optical waveguide structure according to any one of 3 above.
前記(A)の環状オレフィン樹脂は、側鎖に前記(C)の光酸発生剤から発生する酸により脱離する脱離性基を有し、
前記(B)は、下記式(100)に記載の第1モノマーを含むものである請求項2に記載の光導波路構造体。
Figure 2011221193
The cyclic olefin resin (A) has a leaving group that is eliminated by an acid generated from the photoacid generator (C) in the side chain,
The optical waveguide structure according to claim 2, wherein (B) includes the first monomer represented by the following formula (100).
Figure 2011221193
前記(B)は、さらに、エポキシ化合物およびオキセタニル基を2つ有するオキセタン化合物のうち、少なくとも一方を第2モノマーとして含むものである請求項5に記載の光導波路構造体。   6. The optical waveguide structure according to claim 5, wherein (B) further contains at least one of the epoxy compound and the oxetane compound having two oxetanyl groups as a second monomer. 前記第2モノマーと前記第1モノマーとの割合は、重量比(前記第2モノマーの重量/前記第1モノマーの重量)で、0.1〜1.0である請求項6に記載の光導波路構造体。   The optical waveguide according to claim 6, wherein a ratio of the second monomer to the first monomer is 0.1 to 1.0 in a weight ratio (weight of the second monomer / weight of the first monomer). Structure. 前記脱離性基は、−O−構造、−Si−アリール構造および−O−Si−構造のうちの少なくとも1つを有するものである請求項4ないし6のいずれかに記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to claim 4, wherein the leaving group has at least one of an —O— structure, an —Si—aryl structure, and an —O—Si— structure. . 前記(A)の環状オレフィン樹脂は、ノルボルネン系樹脂である請求項5ないし8のいずれかに記載の光導波路構造体。   9. The optical waveguide structure according to claim 5, wherein the cyclic olefin resin (A) is a norbornene resin. 前記ノルボルネン系樹脂は、ノルボルネンの付加重合体である請求項9に記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to claim 9, wherein the norbornene-based resin is an addition polymer of norbornene. 前記ノルボルネンの付加重合体は、下記式(101)に記載の繰り返し単位を有するものである請求項10に記載の光導波路構造体。
Figure 2011221193
[式中のnは、0以上9以下の整数である。]
The optical waveguide structure according to claim 10, wherein the addition polymer of norbornene has a repeating unit represented by the following formula (101).
Figure 2011221193
[N in the formula is an integer of 0 or more and 9 or less. ]
前記ノルボルネンの付加重合体は、下記式(102)に記載の繰り返し単位を有するものである請求項10または11に記載の光導波路構造体。
Figure 2011221193
The optical waveguide structure according to claim 10 or 11, wherein the norbornene addition polymer has a repeating unit represented by the following formula (102).
Figure 2011221193
前記式(100)に記載の第1モノマーの含有量は、前記環状オレフィン樹脂100重量部に対して、1重量部以上50重量部以下である請求項5ないし12のいずれかに記載の光導波路構造体。   The optical waveguide according to any one of claims 5 to 12, wherein the content of the first monomer represented by the formula (100) is 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the cyclic olefin resin. Structure. 前記コア層の活性放射線が照射された領域と、未照射領域とで、前記(B)由来の構造体濃度が異なっている請求項1ないし13のいずれかに記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 13, wherein the concentration of the structure derived from (B) is different between a region irradiated with active radiation of the core layer and a non-irradiated region. 前記コア層の活性放射線が照射された領域と未照射領域の屈折率差が0.01以上である請求項1ないし14のいずれかに記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 14, wherein a difference in refractive index between an area irradiated with active radiation and an unirradiated area of the core layer is 0.01 or more. 前記コア層の活性放射線が照射された領域を前記クラッド部の少なくとも一部とし、未照射領域を前記コア部の少なくとも一部とする請求項1ないし15のいずれかに記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 15, wherein a region of the core layer irradiated with actinic radiation is at least a part of the cladding part, and an unirradiated region is at least a part of the core part. 前記難燃材は、ポリイミド系樹脂またはポリアミド系樹脂を含む樹脂材料である請求項1ないし16のいずれかに記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to claim 1, wherein the flame retardant is a resin material containing a polyimide resin or a polyamide resin. 前記被覆層は、液状の前記樹脂材料を前記光導波路を覆うように塗布した後、硬化させることにより形成されたものである請求項17に記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to claim 17, wherein the coating layer is formed by applying the liquid resin material so as to cover the optical waveguide and then curing the resin material. 前記難燃材は、UL−94試験による難燃性がHB以上である請求項1ないし18のいずれかに記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 18, wherein the flame retardant has a flame retardance of HB or more according to a UL-94 test. 前記難燃材は、難燃性を有する難燃性フィラーを含むものである請求項1ないし19のいずれかに記載の光導波路構造体。   The optical waveguide structure according to claim 1, wherein the flame retardant includes a flame retardant filler having flame retardancy. 前記被覆層の平均厚さは、10〜200μmである請求項1ないし20のいずれかに記載の光導波路構造体。   21. The optical waveguide structure according to claim 1, wherein an average thickness of the coating layer is 10 to 200 [mu] m. 前記光導波路の一端部を支持する第1の支持部材と、前記第1の支持部材上に設けられた発光素子とを備え、前記光導波路の一端部と前記発光素子の発光部とが光学的に接続されるよう構成されている光送信部と、
前記光導波路の他端部を支持する第2の支持部材と、前記第2の支持部材上に設けられた受光素子とを備え、前記光導波路の他端部と前記受光素子の受光部とが光学的に接続されるよう構成されている光受信部と、を有しており、
前記発光素子および前記受光素子の少なくとも一方が、前記被覆層で覆われている請求項1ないし21のいずれかに記載の光導波路構造体。
A first support member for supporting one end of the optical waveguide; and a light emitting element provided on the first support member, wherein the one end of the optical waveguide and the light emitting part of the light emitting element are optically connected. An optical transmitter configured to be connected to,
A second support member for supporting the other end of the optical waveguide; and a light receiving element provided on the second support member; and the other end of the optical waveguide and the light receiving unit of the light receiving element. An optical receiver configured to be optically connected,
The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 21, wherein at least one of the light emitting element and the light receiving element is covered with the covering layer.
前記光送信部は、さらに、前記第1の支持部材上に設けられ、前記発光素子を駆動するための駆動用回路を備えており、
前記光受信部は、さらに、前記第2の支持部材上に設けられ、前記受光素子から得られる信号を増幅するための増幅用回路を備えており、
前記駆動用回路および前記増幅用回路の少なくとも一方が、前記被覆層で覆われている請求項22に記載の光導波路構造体。
The optical transmission unit further includes a driving circuit provided on the first support member for driving the light emitting element,
The optical receiver is further provided with an amplifying circuit provided on the second support member for amplifying a signal obtained from the light receiving element,
The optical waveguide structure according to claim 22, wherein at least one of the driving circuit and the amplification circuit is covered with the covering layer.
さらに、前記光導波路の少なくとも一方の面側に設けられ、電気配線が形成された導体層を有し、
前記導体層が、前記被覆層で覆われている請求項1ないし23のいずれかに記載の光導波路構造体。
Furthermore, it is provided on at least one surface side of the optical waveguide, and has a conductor layer in which electrical wiring is formed,
The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 23, wherein the conductor layer is covered with the covering layer.
前記光導波路は、その長手方向の途中に、前記コア部の光路を屈曲させる光路変換部を有しており、
前記光導波路の長手方向のうち、前記光路変換部を挟んだいずれかの側であって、前記光路変換部と光学的に接続されていない側の少なくとも一部は、前記光導波路の構成材料を炭化してなる材料で構成されている請求項1ないし24のいずれかに記載の光導波路構造体。
The optical waveguide has an optical path conversion part that bends the optical path of the core part in the middle of the longitudinal direction,
Of the longitudinal direction of the optical waveguide, at least a part of either side sandwiching the optical path conversion unit and not optically connected to the optical path conversion unit is made of the constituent material of the optical waveguide. The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 24, which is made of a carbonized material.
前記光導波路のうち、前記光路変換部と光学的に接続されていない側は、前記クラッド部の構成材料を炭化してなる材料のみで構成されている請求項25に記載の光導波路構造体。   26. The optical waveguide structure according to claim 25, wherein a side of the optical waveguide that is not optically connected to the optical path conversion unit is configured only by a material obtained by carbonizing a constituent material of the cladding unit. 前記導体層は、可撓性を有するフレキシブル基板の一方の面側に設けられており、前記フレキシブル基板とともに配線基板を構成しており、
前記配線基板が、前記被覆層で覆われている請求項1ないし26のいずれかに記載の光導波路構造体。
The conductor layer is provided on one surface side of a flexible substrate having flexibility, and constitutes a wiring substrate together with the flexible substrate,
27. The optical waveguide structure according to claim 1, wherein the wiring board is covered with the covering layer.
請求項1ないし27のいずれかに記載の光導波路構造体を備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 27.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014119483A (en) * 2012-12-13 2014-06-30 Shinko Electric Ind Co Ltd Optical waveguide device and manufacturing method thereof

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