JP5278366B2 - Optical waveguide structure and electronic device - Google Patents
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Abstract
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 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。
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.配線パターンと組み合わせた場合に、該配線パターンの設計における自由度が狭い。
However, the optical waveguide structure described in Patent Document 1 has the following problems.
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. When combined with a wiring pattern, the degree of freedom in designing the wiring pattern is narrow.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical waveguide structure having an optical waveguide with a wide degree of freedom in designing a pattern shape and capable of forming a core portion (optical path) with high dimensional accuracy by a simple method. It is to provide a body and an electronic device.
このような目的は、下記(1)〜(6)の本発明により達成される。
(1) コア部と前記コア部を挟むように隣接して配置された一対のクラッド部とを含むコア層を備える光導波路と、前記コア部の光路を屈曲させる光路変換部と、を有し、
前記コア部は、
(A)下記式(101)で示される繰り返し単位を有する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、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、エポキシ基を有するモノマーおよびエポキシ基を有するオリゴマーのうちの少なくとも1種と、
(C)光酸発生剤と、
を含む組成物で構成された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り、
前記コア部と前記クラッド部の屈折率差が0.01以上であり、
前記組成物は、前記(A)100重量部に対して1重量部以上50重量部以下の割合で前記(B)を含んでおり、
前記コア部の伝搬損失が0.10[dB/cm]以下であることを特徴とする光導波路構造体。
(1) An optical waveguide including a core layer including a core portion and a pair of clad portions arranged adjacent to each other so as to sandwich the core portion; and an optical path conversion portion that bends the optical path of the core portion. ,
The core part is
(A) a cyclic olefin resin having a repeating unit represented by the following formula (101) ;
(B) At least one of a monomer having a refractive index different from that of (A) and having an oxetanyl group , an oligomer having an oxetanyl group , a monomer having an epoxy group, and an oligomer having an epoxy group ;
(C) a photoacid generator;
Formed into a desired shape by selectively irradiating active radiation to a layer composed of a composition comprising
Refractive index difference of the cladding part and the core part Ri der 0.01 or more,
The composition contains (B) at a ratio of 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of (A),
An optical waveguide structure having a propagation loss of the core portion of 0.10 [dB / cm] or less .
(2) 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)に記載の光導波路構造体。 (2) The optical waveguide structure according to (1) , wherein the concentration of the structure derived from (B) is different between a region irradiated with active radiation of the core layer and an unirradiated region.
(3) 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)または(2)に記載の光導波路構造体。
(4) 前記(B)は、前記(A)よりも屈折率が低いものであり、
前記(A)の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す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。
(5) 85℃、85%RHの高温高湿環境下に500時間置く湿熱処理に供された後の伝搬損失が0.12[dB/cm]以下である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(3) The optical waveguide according to (1) or (2) , 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. Structure.
(4) Said (B) is a thing whose refractive index is lower than said (A),
(A) The cyclic olefin resin (A) according to any one of the above (1) to (3), which has a leaving group that is eliminated by an acid generated from the photoacid generator (C). Optical waveguide structure.
(5) The propagation loss of (1) to (4) above, wherein the propagation loss after being subjected to a wet heat treatment for 500 hours in a high temperature and high humidity environment of 85 ° C. and 85% RH is 0.12 [dB / cm] or less The optical waveguide structure according to any one of the above.
(6) 上記(1)ないし(5)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。 (6) An electronic apparatus comprising the optical waveguide structure according to any one of (1) to (5 ) above.
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、コア層を所望の材料で構成した場合には、光導波路に応力が作用したり変形が生じたりした場合、特に、繰り返し湾曲変形した場合でも、コア部とクラッド部との層間剥離や、コア部内にマイクロクラックが発生すること等の欠陥が生じ難く、その結果、光導波路の光伝送性能が維持され、耐久性に優れる。 In addition, when the core layer is made of a desired material, when the stress is applied to the optical waveguide or deformation occurs, particularly even when repeatedly curved and deformed, delamination between the core portion and the cladding portion, Defects such as the occurrence of microcracks in the core are unlikely to occur, and as a result, the optical transmission performance of the optical waveguide is maintained and the durability is excellent.
さらに、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、前記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。 Furthermore, when the core part is composed of a resin composition mainly composed of a norbornene resin (cyclic olefin resin), the core part and the cladding part are highly effective in that they are particularly strong against the deformation and hardly cause defects. The difference in refractive index of the optical waveguide can be further increased, and the optical waveguide is excellent in heat resistance. As a result, an optical waveguide having higher performance and durability is obtained.
また、光路変換部を有するので、伝送光の光路を所望の方向へ屈曲させることができ、そのため、光路の設計の自由度が広がり、光回路の集積化にも寄与する。 In addition, since the optical path conversion unit is provided, the optical path of the transmission light can be bent in a desired direction, which increases the degree of freedom in designing the optical path and contributes to the integration of the optical circuit.
そして、基板が透光部を有する場合には、基板を通過する光路を形成することができるので、光路の設計の自由度がさらに広がる。また、透光部がレンズ部を有する場合には、光路において必要に応じ伝送光の集光、拡散が可能となり、光路の屈曲等と相まって、光回路の設計の自由度がさらに広がる。 And when a board | substrate has a translucent part, since the optical path which passes a board | substrate can be formed, the freedom degree of design of an optical path further spreads. Further, when the light transmitting part has a lens part, it is possible to condense and diffuse the transmission light in the optical path as necessary, and the degree of freedom in designing the optical circuit is further expanded in combination with the bending of the optical path.
また、光導波路構造体が素子(発光素子または受光素子)を有する場合には、光導波路と光学的に接続することにより、素子の発光部から発せられた光を光導波路により他所へ導くことあるいは他所からの光を光導波路により素子の受光部へ導くことができ、小型で集積された光回路を形成することができ、また当該光回路の作動の信頼性も高い。 When the optical waveguide structure has an element (light emitting element or light receiving element), the light emitted from the light emitting portion of the element is guided to another place by the optical waveguide by being optically connected to the optical waveguide, or Light from other places can be guided to the light receiving portion of the element by the optical waveguide, a small and integrated optical circuit can be formed, and the operation reliability of the optical circuit is also high.
また、導体層を形成した場合には、前記素子への配線が容易であるとともに、素子の種類(端子の設置箇所)等にかかわらずそれに適した配線が可能となり、汎用性に富む。しかも、このような導体層による配線回路のパターンは、設計の自由度(例えば、端子の設置箇所の選択の自由度)が広い。 In addition, when the conductor layer is formed, wiring to the element is easy, and wiring suitable for the element is possible regardless of the type of element (terminal installation location) and the like. Moreover, such a wiring circuit pattern using a conductor layer has a wide degree of freedom in design (for example, a degree of freedom in selection of a terminal installation location).
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, excellent reliability and durability, Rich in versatility. Therefore, by providing the optical waveguide structure of the present invention, various highly reliable electronic parts and electronic devices can be obtained.
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.
図1〜図11は、それぞれ、本発明の光導波路構造体の実施形態を示す断面図である。以下これらの図を参照しつつ、光導波路構造体の構成例について説明する。なお、以下の説明では、図1〜図11中の上側を「上」または「上方」とし、下側を「下」または「下方」とする。また、各図は、層の厚さ方向(各図の上下方向)が誇張して描かれている。 1 to 11 are cross-sectional views each showing an embodiment of the optical waveguide structure of the present invention. Hereinafter, a configuration example of the optical waveguide structure will be described with reference to these drawings. In the following description, the upper side in FIGS. 1 to 11 is “upper” or “upper”, and the lower side is “lower” or “lower”. Each figure is exaggerated in the thickness direction of the layer (the vertical direction in each figure).
<第1実施形態:図1>
図1に示すように、本発明の光導波路構造体1は、光導波路9と、光導波路9の両面にそれぞれ接合された導体層51、52と、光導波路9の光路を屈曲させる光路変換部96と、発光素子10と、電気素子12とを備えている。
<First Embodiment: FIG. 1>
As shown in FIG. 1, the optical waveguide structure 1 of the present invention includes an
光導波路9は、図1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
図1に示す構成では、コア層93の後述する反射面961より図1中左側の部位は、コア部94が形成され、コア層93のそれ以外の部分は、クラッド部95が形成されている。
In the configuration shown in FIG. 1, a
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
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
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
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
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
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
露光に用いる光としては、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、光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
また、コア層93に対し光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
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
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
光導波路9の下面に接合された導体層51および上面に接合された導体層52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。導体層51、52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51、52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。
The
導体層51、52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51、52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 layers 51 and 52 are formed by methods such as bonding (adhesion) of metal foil, metal plating, vapor deposition, sputtering, and the like. For example, etching, printing, masking, or the like can be used for patterning the conductor layers 51 and 52.
発光素子10は、図1中下面側に、発光部101と、一対の端子103、105とを有している。発光部101は、端子103と端子105の間に位置している。端子103、105間に通電がなされると、発光部101が発光する。
The
なお、発光素子10における発光部は、1つの発光点で構成されているものの他、発光点が複数個集合したものでもよい。発光点が複数個集合したものとしては、例えば、発光点が列状(例えば発光点が1×4個、1×12個)または行列状(例えば発光点がn×m個:n、mは2以上の整数)に配置されたものや、複数の発光点がランダム(不規則)に配置されたもの等が挙げられる。後述する受光素子11における受光部111についても同様である。
In addition, the light emitting part in the
発光素子10は、それらの端子103、105がそれぞれ導体層52の所定部位に接合(電気的に接続)されるようにして光導波路9上に搭載されている。
The
電気素子(電子回路素子)12は、例えば半導体素子(半導体チップ)で構成されている。電気素子12の機能は特に限定されないが、一例として、発光素子10を駆動するための回路を構成するものが挙げられる。この電気素子12は、図1中下面側に、2つの端子123、125を有している。
The electric element (electronic circuit element) 12 is composed of, for example, a semiconductor element (semiconductor chip). Although the function of the
電気素子12は、それらの端子123、125がそれぞれ導体層52の所定部位に接合(電気的に接続)されるようにして光導波路9上に搭載されている。
The
発光素子10および電気素子12は、それらの端子103、105、123、125を含む下部がアンダーフィル材4により封止されている。これにより、発光素子10および電気素子12と、光導波路9との間には、空隙部が形成されることなくアンダーフィル材4により封止されることとなる。さらに、発光素子10および電気素子12は、その全体(外表面)が封止材6により覆われ、封止されている。このように、発光素子10および電気素子12は、その全体が封止され、特に発光部101が外部に露出することなく封止された構造であるため、汚れ、損傷、酸化劣化等から保護され、電子部品の信頼性向上に寄与する。
The lower part including the
アンダーフィル材4は、発光部101から発せられる光(伝送光)を実質的に透過する材料で構成されており、好ましくは、透明な材料で構成されている。
The
アンダーフィル材4の構成材料としては、絶縁性を有する樹脂材料が好ましく、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
As a constituent material of the
また、封止材6の構成材料としては、絶縁性を有する樹脂材料が好ましく、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノルボルネン樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。
Moreover, as a constituent material of the sealing
図1に示すように、光導波路9には、その厚さ方向に貫通する4つの貫通孔(スルーホール)8が形成されている。各貫通孔8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81を形成している。これらの導体ポスト81を介して、導体層51と導体層52の所定部位同士が導通している。すなわち、発光素子10および電気素子12の端子103、105、123、125への通電は、光導波路9の下面側の導体層51を介して行うことができるようになっている。なお、端子105と端子123とは導通し、これらはグランド側に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
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)発光素子10の発光部101と重なるような(すなわち、発光部101の真下を通過するような)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、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
このような光導波路9は、コア部94の光路を屈曲させる光路変換部96を有している。この光路変換部96は、伝送光の少なくとも一部を反射する反射面(ミラー)961で構成されている。この反射面961は、発光部101の真下の位置に設けられている。
Such an
反射面961は、光導波路9の光路、すなわちコア部94の長手方向に対しほぼ45°傾斜しており、伝送光の大半(例えば90%以上)を反射する機能を有している。
The reflecting
このような光路変換部96は、光導波路9の一部を除去(欠損)することにより、例えば断面が下方を底辺とする三角形の凹部(空孔)を形成し、その1つの傾斜面を反射面961として用いるものである。反射面961は、例えば多層光学薄膜や金属薄膜(例えばアルミ蒸着膜)のような反射膜あるいは反射増加膜を有していてもよい。また、図示しないが、光路変換部96の凹部には、充填材、特にコア部94と屈折率の異なる充填材が充填されていてもよい。
Such an optical
図示の構成では、反射面961(光路変換部96)は、コア層93とクラッド層92とにまたがって形成されているが、コア層93内のみに形成されていてもよい。
In the configuration shown in the figure, the reflection surface 961 (the optical path conversion unit 96) is formed across the
本実施形態の光導波路構造体1では、導体層51、導体ポスト81および導体層52を介して発光素子10の端子103、105間へ通電がなされると、発光部101が発光し、図1中下方へ向かって発せられた光は、アンダーフィル材4およびクラッド層92を順次透過し、反射面961で反射されて90°屈曲し、光導波路9のコア部94に入り、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中左方向)に沿って進む。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when power is supplied between the
また、導体層51、導体ポスト81および導体層52を介して電気素子12の端子123、125間へ通電がなされると、電気素子12が駆動する。
Further, when energization is performed between the
なお、図1では、図中最も左側にある導体ポスト81とコア部94とが交差しているように示されているが、これらは図1の紙面の前後方向にずれており、コア部94の光路は、導体ポスト81と干渉しないようになっている。
In FIG. 1, the
<第2実施形態:図2>
図2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。
Second Embodiment: FIG. 2
FIG. 2 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.
本実施形態の光導波路構造体1は、光路変換部96の構成が前記と異なり、それ以外は同様である。すなわち、光路変換部96を構成する反射面(ミラー)961は、発光部101の真下に位置しているが、この反射面961は、クラッド層91とコア層93とクラッド層92の3層にまたがって形成されている。すなわち、光路変換部96の三角形の凹部は、光導波路9の下面に開放している。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, the configuration of the optical
なお、反射面961が、多層光学薄膜や金属薄膜のような反射膜あるいは反射増加膜を有していてもよいことや、光路変換部96の凹部に、充填材が充填されていてもよいことは、前記と同様である。
The
<第3実施形態:図3>
図3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。
<Third Embodiment: FIG. 3>
FIG. 3 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.
本実施形態の光導波路構造体1は、基板2を有し、この基板2の下面に接着層3を介して光導波路9が接着されている。基板2は、アンダーフィル材4と同様に、発光部101から発せられる光(伝送光)を実質的に透過する材料(伝送光に対する透光性を有する材料)で構成されており、好ましくは、実質的に透明な材料で構成された透明基板である。
The optical waveguide structure 1 of this embodiment has a
詳述すると、基板2の光学的特性は、伝送光の透過率が80%以上であるのが好ましく、90%以上であるのがより好ましく、95%以上であるのがさらに好ましい。基板2がこのような光学的特性を有することから、基板2における発光部101の真下の部位は、伝送光を透光する透光部21を構成している。
More specifically, the optical characteristics of the
接着層3についても同様に、発光部101から発せられる伝送光を実質的に透過する材料で構成されており、好ましくは、透明な材料で構成されている。
Similarly, the
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。
Examples of the constituent material of the
また、基板2は、例えばガラス繊維、樹脂繊維等の繊維基材(織布、不織布、織物、編物等)に前述したような樹脂材料を含浸させたもの(プリプレグ等)であってもよい。例えば、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたものをガラスエポキシ基板と言うが、このようなものを基板2として用いることができる。このような繊維基材を含む基板2は、比較的薄くても高強度で、また、熱膨張率も低いため、基板2に光導波路9や導体層(金属層)を接合した場合に特に有利である。
Further, the
また、基板2は、複数の層の積層体であってもよい。例えば、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、前記繊維基材に樹脂材料を含浸させた層(シート材)と、樹脂材料からなる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 |
基板2の厚さは、特に限定されないが、通常、50μm〜1.2mm程度が好ましく、100〜600μm程度がより好ましい。
Although the thickness of the board |
基板2は、硬質(リジッド)のものでも、可撓性(フレキシブル)を有するものでもよい。また、硬質の基板と可撓性を有する基板の双方を有していてもよい。この場合、光導波路9は、硬質の基板と可撓性を有する基板の少なくとも一方に形成されていればよく、双方にまたがって形成されていてもよい。
The
接着層3としては、シート材(ボンディングシート)を用いることができ、その構成材料としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、シアネート樹脂系接着剤、マレイミド樹脂系接着剤等が挙げられる。特に、酸化防止等のために、フラックス活性を有する材料で構成されているのが好ましい。
As the
接着層3としてシート材を用いず、基板2の下面または光導波路9の上面に塗膜による接着層3を形成してもよい。また、接着層3は、2層以上を積層したものでもよい。
The
接着層3の厚さは、特に限定されないが、0.5〜150μm程度が好ましく、10〜70μm程度がより好ましい。
Although the thickness of the
導体層52は、基板2の上面に形成されている。この場合、導体層52の一部は、封止材6より外方に露出している。また、光導波路9の下面に形成された導体層51は、前記第1実施形態のそれとは配線パターンが異なっている。
The
図3に示すように、2つの導体ポスト81が光導波路9、接着層3および基板2を貫通して設けられており、これらの導体ポスト81を介して、導体層51と導体層52の所定部位同士が導通している。すなわち、発光素子10の端子105と、電気素子12の端子123とが、導体層51、導体ポスト81および導体層52を介して導通し、これらはグランド側に接続されている。
As shown in FIG. 3, two
封止材6より外方に露出した一方の導体層52と導体層51との間に通電すると、発光部101が発光し、封止材6より外方に露出した他方の導体層52と導体層51との間に通電すると、電気素子12が駆動する。
When a current is applied between one
本実施形態の光導波路構造体1では、導体層51、導体ポスト81および導体層52を介して発光素子10の端子103、105間へ通電がなされると、発光部101が点灯し、図3中下方へ向かって発せられた光は、アンダーフィル材4、基板2(基板2の透光部)、接着層3およびクラッド層92を順次透過し、反射面961で反射されて90°屈曲し、光導波路9のコア部94に入り、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3中左方向)に沿って進む。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when power is applied between the
<第4実施形態:図4>
図4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および第3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。
<Fourth Embodiment: FIG. 4>
FIG. 4 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 and 3rd embodiment, and it demonstrates centering around difference.
本実施形態の光導波路構造体1は、接着層3を有さず、基板2と光導波路9とが直接接合されている点、および光路変換部96の構成が異なる点を除き、前記第3実施形態と同様である。基板2と光導波路9とが直接接合されているため、光導波路構造体1の薄型化に寄与する。
The optical waveguide structure 1 of this embodiment does not have the
光路変換部96を構成する反射面(ミラー)961は、発光部101の真下に位置しているが、この反射面961は、クラッド層91とコア層93とクラッド層92の3層にまたがって形成されている。すなわち、光路変換部96は、上方を底辺とする三角形の凹部で構成され、その斜面に反射面961が形成されている。このような光路変換部96は、基板2に隣接して設けられている。
The reflection surface (mirror) 961 constituting the optical
なお、反射面961が、多層光学薄膜や金属薄膜のような反射膜あるいは反射増加膜を有していてもよいことや、光路変換部96の凹部に、充填材が充填されていてもよいことは、前記と同様である。
The
本実施形態の光導波路構造体1では、導体層51、導体ポスト81および導体層52を介して発光素子10の端子103、105間へ通電がなされると、発光部101が発光し、図4中下方へ向かって発せられた光は、アンダーフィル材4および基板2を順次透過し、反射面961で反射されて90°屈曲し、光導波路9のコア部94に入り、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4中左方向)に沿って進む。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when current is passed between the
<第5実施形態:図5>
図5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および第3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。
<Fifth Embodiment: FIG. 5>
FIG. 5 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 and 3rd embodiment, and it demonstrates centering around difference.
本実施形態の光導波路構造体1は、基板2の構成が異なり、それ以外は前記第3実施形態と同様である。すなわち、基板2は、伝送光の透過性を十分に有さないものであり、基板2における発光部101の真下の位置には、基板2を貫通する貫通孔22が形成されている。この貫通孔22は、伝送光を透光する透光部21を構成するものである。すなわち、この貫通孔22が、伝送光を基板2の厚さ方向に導光(伝送)する導光路となる。
The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is the same as the third embodiment except for the configuration of the
なお、図示されていないが、貫通孔22の内部(全部または一部)に、伝送光の透過率が80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上の材料による充填材が充填されていてもよい。また、図示されていないが、貫通孔22の内面等に導電材料による層を形成することによって、光伝送機能の他に、電気信号を伝送する機能を持たせてもよい。
Although not shown in the drawing, the inside (all or a part) of the through-
本実施形態の光導波路構造体1では、導体層51、導体ポスト81および導体層52を介して発光素子10の端子103、105間へ通電がなされると、発光部101が発光し、図5中下方へ向かって発せられた光は、アンダーフィル材4を透過し、貫通孔22内を通り、接着層3およびクラッド層92を透過し、反射面961で反射されて90°屈曲し、光導波路9のコア部94に入り、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5中左方向)に沿って進む。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when power is supplied between the
<第6実施形態:図6>
図6には、本発明の光導波路構造体1の第6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、第4および第5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。
<Sixth Embodiment: FIG. 6>
FIG. 6 shows a sixth 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, 4th and 5th embodiment, and it demonstrates centering around difference.
本実施形態の光導波路構造体1は、前記第4実施形態の光導波路構造体1において、基板2を、前記第5実施形態の基板2に置き換えたものである。すなわち、本実施形態の光導波路構造体1における基板2は、伝送光の透過性を十分に有さないものであり、発光部101の真下の位置に、基板2を貫通する貫通孔(基板2の厚さ方向の導光路)22が形成されている。この貫通孔22は、透光部21を構成するものである。
The optical waveguide structure 1 of this embodiment is obtained by replacing the
本実施形態の光導波路構造体1では、導体層51、導体ポスト81および導体層52を介して発光素子10の端子103、105間へ通電がなされると、発光部101が点灯し、図6中下方へ向かって発せられた光は、アンダーフィル材4を透過し、貫通孔22内を通り、反射面961で反射されて90°屈曲し、光導波路9のコア部94に入り、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6中左方向)に沿って進む。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when power is supplied between the
<第7実施形態:図7>
図7には、本発明の光導波路構造体1の第7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および第5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。
<Seventh Embodiment: FIG. 7>
FIG. 7 shows a seventh 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 and 5th embodiment, and it demonstrates centering around difference.
本実施形態の光導波路構造体1は、基板2の透光部(厚さ方向に形成された導光路)21の構成が前記第5実施形態と異なり、その他は第5実施形態と同様である。すなわち、基板2の発光部101の真下の位置に形成された貫通孔22内には、コア部24と、該コア部24の外周を囲むクラッド部25とで構成された垂直光導波路23が挿入されている。
The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is different from the fifth embodiment in the configuration of the light transmitting part (light guide path formed in the thickness direction) 21 of the
コア部24の構成材料や形成方法は、コア部94と同様とすることができる。あるいは、コア部24は、前記第5実施形態において述べた貫通孔22内への充填材と同様のものを用いてもよい。クラッド部25の構成材料は、クラッド部95またはクラッド層91、92と同様とすることができる。
The constituent material and the forming method of the
本実施形態の光導波路構造体1では、導体層51、導体ポスト81および導体層52を介して発光素子10の端子103、105間へ通電がなされると、発光部101が発光し、図7中下方へ向かって発せられた光は、アンダーフィル材4を透過し、垂直光導波路23のコア部24内を通り、接着層3およびクラッド層92を透過し、反射面961で反射されて90°屈曲し、光導波路9のコア部94に入り、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7中左方向)に沿って進む。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when current is passed between the
<第8実施形態:図8>
図8には、本発明の光導波路構造体1の第8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および第6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。
<Eighth embodiment: FIG. 8>
FIG. 8 shows an eighth 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 and 6th embodiment, and it demonstrates centering around difference.
本実施形態の光導波路構造体1は、前記第6実施形態の光導波路構造体1において、基板2の厚さ方向に形成された導光路の構成を第7実施形態のそれと同様としたものである。すなわち、基板2の発光部101の真下の位置に形成された貫通孔22内には、コア部24と、該コア部24の外周を囲むクラッド部25とで構成された垂直光導波路23が挿入されている。
The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is the same as that of the seventh embodiment in the configuration of the light guide formed in the thickness direction of the
本実施形態の光導波路構造体1では、導体層51、導体ポスト81および導体層52を介して発光素子10の端子103、105間へ通電がなされると、発光部101が発光し、図8中下方へ向かって発せられた光は、アンダーフィル材4を透過し、垂直光導波路23のコア部24内を通り、反射面961で反射されて90°屈曲し、光導波路9のコア部94に入り、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8中左方向)に沿って進む。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when power is supplied between the
<第9実施形態:図9>
図9には、本発明の光導波路構造体1の第9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および第8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。
<Ninth Embodiment: FIG. 9>
FIG. 9 shows a ninth 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 and 8th embodiment, and it demonstrates centering around difference.
本実施形態の光導波路構造体1は、透光部21に、伝送光を集光または拡散し得るレンズ部26を設けた以外は、前記第8実施形態と同様のものである。すなわち、垂直光導波路23の上端面(入射側)に凸レンズ(正確には、平凸レンズ)で構成されるレンズ部26が設けられている。
The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is the same as that of the eighth embodiment except that the
これにより、発光部101から図9中下方へ向かって発せられた光は、アンダーフィル材4を透過した後、レンズ部26で集光されてその光束(ビーム)が絞られ、この光束が垂直光導波路23のコア部24内を通り、反射面961で反射されて90°屈曲し、光導波路9のコア部94に入り、コア部94内をその長手方向(図9中左方向)に沿って進む。このようなレンズ部26を設けることにより、より明確な(シャープな)伝送光を得ることができ、より優れた光伝送特性を得ることができる。
As a result, the light emitted downward from the
なお、レンズ部26は、伝送光を拡散し得るものでもよい。この場合には、凹レンズを用いればよい。
The
また、レンズ部26の設置位置は、図9に示す位置に限らず、例えば透光部21の途中や下部であってもよく、あるいは、その他の箇所、例えばコア部94の入射側端部や出射側端部であってもよい。
In addition, the installation position of the
<第10実施形態:図10>
図10には、本発明の光導波路構造体1の第10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、第2実施形態等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。
<Tenth Embodiment: FIG. 10>
FIG. 10 shows a tenth 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, 2nd embodiment, etc., and it demonstrates centering around difference.
クラッド層91、92とそれらの間に位置する(介挿された)コア層93とで構成された光導波路9の下面および上面には、それぞれ、所定のパターン形状の導体層51および52が接合されており、導体層51および導体層52の所定の部位同士は、光導波路9を貫通して形成された2つの導体ポスト81によりそれぞれ電気的に接続されている。
また、光導波路9には、2つの光路変換部96a、96bが形成されている。これらの光路変換部96a、96bは、それぞれ、前記と同様の反射面961a、961bを有している。光導波路9において、コア層93の反射面961aより図10中左側および反射面961bより図10中右側の部位は、コア部94が形成され、コア層93のそれ以外の部分は、クラッド部95が形成されている。
In addition, two optical
このような光導波路9の上部には、チップキャリア(素子)13が搭載されている。チップキャリア13は、基板2’と、光導波路9とは別の光導波路9’と、発光素子10と、受光素子11と、導体層54、55と、電気素子12とを備えている。以下、チップキャリア13の構成について詳述する。
A chip carrier (element) 13 is mounted on the
基板2’の下面には、クラッド層91、92とそれらの間に位置する(介挿された)コア層93とで構成された光導波路9’が接合されており、光導波路9’の下面および基板2’の上面には、それぞれ、所定のパターン形状の導体層54および55が接合されている。導体層54、55の構成材料、形成方法、パターニング方法等については、前記導体層51、52と同様である。
An
基板2’は、実質的に透明のものでも、不透明のものでもよく、また、硬質(リジッド)のものでも、可撓性(フレキシブル)を有するものでもよい。 The substrate 2 'may be substantially transparent or opaque, and may be rigid (rigid) or flexible (flexible).
導体層54および導体層55の所定の部位同士は、基板2’および光導波路9’を貫通して形成された4つの導体ポスト82によりそれぞれ電気的に接続されている。
Predetermined portions of the
また、光導波路9’には、4つの光路変換部96c、96d、96e、96fが形成されている。これらの光路変換部96c、96d、96e、96fは、それぞれ、前記と同様の反射面961c、961d、961e、961fを有している。
Further, four optical
光導波路9’において、コア層93の反射面961cと反射面961dとの間の部位、および反射面961eと反射面961fとの間の部位は、コア部94が形成され、コア層93のそれ以外の部分は、クラッド部95が形成されている。
In the
基板2’の上部には、4つの端子123、125、127、129を備える電気素子(半導体素子)12が搭載されている。電気素子12は、それらの端子123、125、127、129がそれぞれ導体層55の所定部位に接合(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。
An electric element (semiconductor element) 12 including four
電気素子12の機能は特に限定されないが、一例として、発光素子10を駆動するための回路を構成するものが挙げられる。また、電気素子12は、さらに、受光素子11が出力した電気信号を処理(例えば信号の増幅)する機能(回路)を備えていてもよい。
Although the function of the
このような電気素子12は、その全体(外表面)が前記封止材6と同様の封止材61により覆われ、封止されている。
Such an
光導波路9’の下部には、発光素子10および受光素子11が搭載されている。発光素子10は、前記と同様のものである。受光素子11は、図10中上面側に、受光部111と、一対の端子113、115とを有している。受光部111は、端子113と端子115の間に位置している。受光部111が受光する(伝送光が照射される)と、その光が光電変換され、端子113、115間に電位差が生じ、電気信号が出力される。
A
発光素子10は、それらの端子103、105がそれぞれ導体層54の所定部位に接合(電気的に接続)されるようにして光導波路9’の下部に搭載されている。受光素子11は、それらの端子113、115がそれぞれ導体層54の所定部位に接合(電気的に接続)されるようにして光導波路9’の下部に搭載されている。
The
発光素子10および受光素子11は、それらの端子103、105、113、115を含む上部がアンダーフィル材4により封止されており、さらに、発光素子10および受光素子11の全体(外表面)が封止材6により覆われ、封止されている。
The
光導波路9’のコア部94は、平面視で(図10の上方から見たとき)発光素子10の発光部101と重なるとともに受光素子11の受光部111と重なるような(すなわち、発光部101の真上および受光部111の真上を通過するような)パターン形状で形成されている。
The
また、反射面961dは、発光部101の真上の位置に設けられ、反射面961eは、受光部111の真上の位置に設けられ、反射面961cは、反射面961aの真上の位置に設けられ、反射面961fは、反射面961bの真上の位置に設けられている。
The
このようなチップキャリア13は、導体層52と導体層54の所定部位同士が半田(半田ボール)7により電気的に接続されるようにして光導波路9上に搭載されている。この場合、光導波路9、9’間は、前記アンダーフィル材4と同様のアンダーフィル材41により封止されている。
Such a
導体層52の一部は、アンダーフィル材41により封止され、導体層52の一部は、アンダーフィル材41で封止されずに外部に露出している。
A part of the
本実施形態の光導波路構造体1では、発光素子10の端子103、105間へ通電がなされると、発光部101が発光し、図10中上方へ向かって発せられた光は、アンダーフィル材4を透過し、反射面961dで反射されて90°屈曲し、光導波路9’のコア部94に入り、コア部94内をその長手方向(図10中左方向)に沿って進む。さらに、コア部94の端部から出射した伝送光は、反射面961cで反射されて90°屈曲し、下方へ向かい、アンダーフィル材41およびクラッド層92を透過し、反射面961aで反射されて90°屈曲し、光導波路9のコア部94に入り、コア部94内をその長手方向(図10中左方向)に沿って進む。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when power is applied between the
一方、光導波路9の図10中右側からコア部94に入った光は、コア部94内をその長手方向(図10中左方向)に沿って進み、反射面961bで反射されて90°屈曲し、上方へ向かい、クラッド層92およびアンダーフィル材41を透過し、反射面961fで反射されて90°屈曲し、光導波路9’のコア部94に入り、コア部94内をその長手方向(図10中左方向)に沿って進む。さらに、コア部94の端部から出射した伝送光は、反射面961eで反射されて90°屈曲し、下方へ向かい、アンダーフィル材4を透過して受光部111で受光される。これにより、端子113、115間に電位差が生じ、電気信号が出力される。
On the other hand, the light that enters the
<第11実施形態:図11>
図11には、本発明の光導波路構造体1の第11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、第6および第10実施形態等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。
<Eleventh embodiment: FIG. 11>
FIG. 11 shows an eleventh 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, 6th, 10th Embodiment, etc., and it demonstrates centering around difference.
基板2の下面には、クラッド層91、92とそれらの間に位置する(介挿された)コア層93とで構成された光導波路9が接合されており、基板2の上面には、所定のパターン形状の導体層52が接合されている。
An
また、光導波路9には、2つの光路変換部96a、96bが形成されている。光路変換部96aおよび96bは、前記第4、第8、第9実施形態における光路変換部96と同様の構成であり、それぞれ、前記と同様の反射面961a、961bを有している。
In addition, two optical
光導波路9において、コア層93の反射面961aより図11中左側および反射面961bより図11中右側の部位は、コア部94が形成され、コア層93のそれ以外の部分は、クラッド部95が形成されている。
In the
基板2は、伝送光の透過性(透光性)を十分に有さないものであり、基板2における反射面961a、961bの真上の位置(反射面961c、961fの真下の位置)には、それぞれ、基板2を貫通する貫通孔22が形成されている。これらの貫通孔22は、伝送光を透光する透光部21を構成するものである。すなわち、これらの貫通孔22が、伝送光を基板2の厚さ方向に導光(伝送)する導光路となる。
The
また、両貫通孔22(透光部21)の上部には、それぞれ、前記第9実施形態と同様のレンズ部26が設けられている。例えば、貫通孔22内に比較的屈折率の低い透明な第1の樹脂材料を充填し、その上面を湾曲凹面に形成し、該凹面内に前記第1の樹脂材料より高屈折率の透明な第2の樹脂材料を充填することにより、前記第2の樹脂材料の部分が凸レンズ(平凸レンズ、両凸レンズ等)として機能するレンズ部26を形成することができる。また、これに限らず、貫通孔22内に凸レンズ(平凸レンズ、両凸レンズ等)のみを設置してもよい。
Moreover, the
また、貫通孔22(透光部21)に対するレンズ部26の設置位置は、図示のような上部に限らず、貫通孔22の途中や下部であってもよい。
Moreover, the installation position of the
なお、図示されていないが、貫通孔22の内部(全部または一部)に、伝送光の透過率が80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上の材料による充填材が充填されていてもよい。また、前記第7、第8実施形態と同様に、貫通孔22の内部に垂直光導波路23が形成されていてもよい。
Although not shown in the drawing, the inside (all or a part) of the through-
このような基板2付きの光導波路9の上部には、前記第10実施形態と同様のチップキャリア(素子)13が搭載されている。
A chip carrier (element) 13 similar to that of the tenth embodiment is mounted on the top of the
本実施形態の光導波路構造体1では、発光素子10の端子103、105間へ通電がなされると、発光部101が発光し、図11中上方へ向かって発せられた光は、アンダーフィル材4を透過し、反射面961dで反射されて90°屈曲し、光導波路9’のコア部94に入り、コア部94内をその長手方向(図11中左方向)に沿って進む。さらに、コア部94の端部から出射した伝送光は、反射面961cで反射されて90°屈曲し、下方へ向かい、アンダーフィル材41を透過した後、レンズ部26で集光されてその光束(ビーム)が絞られ、この光束が貫通孔22内を通り、反射面961aで反射されて90°屈曲し、光導波路9のコア部94に入り、コア部94内をその長手方向(図11中左方向)に沿って進む。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when power is applied between the
一方、光導波路9の図11中右側からコア部94に入った光は、コア部94内をその長手方向(図11中左方向)に沿って進み、反射面961bで反射されて90°屈曲し、貫通孔22内を上方へ向かい、レンズ部26で集光されてその光束(ビーム)が絞られ、この光束がアンダーフィル材41を透過し、反射面961fで反射されて90°屈曲し、光導波路9’のコア部94に入り、コア部94内をその長手方向(図11左方向)に沿って進む。さらに、コア部94の端部から出射した伝送光(集光された光束)は、反射面961eで反射されて90°屈曲し、下方へ向かい、アンダーフィル材4を透過して受光部111で受光される。これにより、端子113、115間に電位差が生じ、電気信号が出力される。
On the other hand, the light that enters the
<第12実施形態:図12>
図12には、本発明の光導波路構造体1の第12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実施形態等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。
<Twelfth embodiment: FIG. 12>
FIG. 12 shows a twelfth 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 etc., and it demonstrates centering around difference.
図12は、光導波路構造体1の平面図である。図12に示す光路変換部を有する光導波路9(光導波路構造体1)は、そのコア部94の途中に、コア部94を直角方向に分岐する分岐部941を有している。分岐部941からは、コア部942が図12の下方に向かって形成されている。
FIG. 12 is a plan view of the optical waveguide structure 1. An optical waveguide 9 (optical waveguide structure 1) having an optical path changing portion shown in FIG. 12 has a branching
また、分岐部941には、光導波路9を厚さ方向に貫通する貫通孔943が形成されている。貫通孔943は、平面視で三角形の形状をなしており、そのうちの1辺は、コア部94の軸線およびコア部942の軸線の双方に対してそれぞれ45°をなす角度(傾斜角)で形成されており、コア部94の光路を屈曲させる光路変換部として機能する。すなわち、この1辺は、コア部94を通過する伝送光の一部を反射する反射面944である。一方、残る2辺のうちの1辺は、コア部94の軸線に平行になっており、残る1辺は、コア部942の軸線に平行になっている。
Further, a through
反射面944では、コア部94を図12の右方から左方へと進む伝送光の一部を反射させ、進行方向を下方に変更する。また、反射面944により反射されない伝送光は、分岐部941をそのまま直進する。このようにして、分岐部941では、伝送光を2つに分岐することができる。
At the
なお、反射面944は、例えば多層光学薄膜や金属薄膜(例えばアルミ蒸着膜)のような反射膜あるいは反射増加膜を有していてもよい。また、図示しないが、貫通孔943には、充填材、特にコア部94やコア部942と屈折率の異なる充填材が充填されていてもよい。
The
ここで、貫通孔943内に充填材を充填しない場合には、通常、空気が存在している。反射面944は、コア部94やコア部942の屈折率と、空気の屈折率との差に基づいて、コア部94やコア部942の光路を屈曲させるものである。本発明に用いられる感光性樹脂組成物と空気との屈折率差は比較的大きいため、反射面944における全反射可能な角度の許容範囲も、比較的大きくなる。したがって、スネルの法則に基づくことで、反射面944の傾斜角を、コア部94またはコア部942を伝搬する光を全反射させる角度に設定することが可能になる。その結果、反射面944での反射に伴う光の減衰が抑制され、光の伝搬効率の低下を抑制することができる。
Here, when the filler is not filled in the through-
また、分岐部941において、下方に分岐される伝送光と、分岐されずに直進する伝送光との比率は、反射面944をコア部94方向に投影した場合の投影像(以下、「反射面944の投影像」という。)と、コア部94の横断面との重なり方に応じて変化する。具体的には、反射面944の投影像が、コア部94の横断面を完全に覆うものでなければ、分岐部941における伝送光の分岐が可能になる。すなわち、コア部94の横断面積よりも、反射面944の投影像とコア部94の横断面との重複面積が小さければ、分岐部941において分岐されずに直進する伝送光が生じるため、分岐部941における分岐が可能になる。そして、コア部94の横断面積に対する、反射面944の投影像とコア部94の横断面との重複面積の割合が、分岐される伝送光の割合となる。このようにして、貫通孔943の面積や形成位置を単に設定することのみで、分岐部941における分岐率を設定することができるので、分岐部941の形成が容易になる。
Further, in the branching
図13、14は、それぞれ、第12実施形態の他の構成例を示す平面図である。
図13に示す反射面944は、その投影像が、コア部94の横断面を完全に覆うよう構成されており、かつ、コア部94の横断面積は、反射面944の投影像とコア部94の横断面との重複面積と同じである。したがって、図13に示す分岐部941では、コア部94を通過する全ての伝送光が反射面944で反射されることとなる。
13 and 14 are plan views showing other configuration examples of the twelfth embodiment, respectively.
The
また、図13に示すコア部94は、分岐部941において、幅が拡大された拡幅部945を有している。拡幅部945では、コア部94の外郭が貫通孔943と干渉しないように膨らんでいる。具体的には、拡幅部945にコア部94の外郭の延伸線(外郭部延伸線)Sを仮想したとき、反射面944の斜面方向における両端部は、延伸線Sより外側に位置している。このようになっていると、コア部94を通過する伝送光について、反射面944による伝送光の反射効率がより確実に向上する。
Further, the
さらに、この場合、反射面944のうち、面精度の低い斜面方向の両端部付近は伝送光の反射に寄与せず、面精度の高い中央付近が伝送光を反射させる。このため、反射角度の精度も高くなり、意図しない反射が抑制されることとなる。その結果、意図しない角度で反射した伝送光の一部がクラッド部95へ漏れ出てしまうのを大幅に低減する。なお、反射面944のうち、斜面方向の両端部付近は、貫通孔943を形成する際に、加工精度が低下することが避けられず、表面粗さが高くなったり、反射面944の傾斜角が目的とする角度からずれてしまうおそれがあるので、上記拡幅部945を設けることは、伝送効率の低下を防止するという観点から有効である。
Further, in this case, in the reflecting
一方、図14に示すコア部94も、図13に示す拡幅部945と同様のもの有している。図14に示す反射面944は、その投影像が、コア部94の横断面の一部を覆うよう構成されている。コア部94を通過する伝送光は、その一部が、反射面944の投影像とコア部94の横断面との重複部分において反射され、残る伝送光は、反射されずにそのまま直進する。よって、図14に示す分岐部941では、コア部94を通過する伝送光を2つに分岐することができる。
On the other hand, the
また、図14に示す拡幅部945にコア部94の外郭の延伸線Sを仮想したとき、反射面944の斜面方向における両端部のうち、一方が延伸線Sより外側に位置している。この場合、前述した図13の場合と同様、反射面944のうち、面精度の低い斜面方向の一方の両端部付近は伝送光の反射に寄与せず、主に面精度の高い中央付近が伝送光を反射させる。このため、反射角度の精度も高くなり、意図しない反射が抑制されることとなる。その結果、反射光の一部がクラッド部95へ漏れ出てしまうのを大幅に低減する。
Further, when the extension line S of the outline of the
以上の第12実施形態では、いずれも、1つの反射面944で伝送光を反射する場合について説明したが、2つ以上の反射面944で伝送光を反射させるようにしてもよい。
In the above twelfth embodiment, the case where transmission light is reflected by one
<第13実施形態:図15>
図15には、本発明の光導波路構造体1の第13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実施形態等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。
<13th Embodiment: FIG. 15>
FIG. 15 shows a thirteenth 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 etc., and it demonstrates centering around difference.
図15は、光導波路構造体1の斜視図である。図15に示す光路変換部を有する光導波路9(光導波路構造体1)では、コア部94がその端部において途切れており、この途切れ部分946は、コア部94の側方に位置するクラッド部95と一体化している。そして、コア層93の途切れ部分946の一部と、その両面側に位置する各クラッド層91、92の一部とを除去することにより、クラッド層91側を底辺とする三角形の凹部を形成する。この凹部の幅は、コア部94の幅以上とされる。また、凹部の斜辺に相当する2面のうちの一方は、反射面961となる。
FIG. 15 is a perspective view of the optical waveguide structure 1. In the optical waveguide 9 (optical waveguide structure 1) having the optical path changing portion shown in FIG. 15, the
このような反射面961は、クラッド層91の露出面、途切れ部分946の露出面、およびクラッド層92の露出面で構成される。これらの露出面は、いずれもクラッド材料を加工して形成されたものであるため、反射面961の形成に際して加工時の加工レートに差が付き難い。このため、加工ムラが生じ難く、平滑性の高い反射面961を形成することができる。反射面961の平滑性が高くなると、反射面961の面精度および光学特性が向上するため、反射面961は、光路変換時の伝送効率の低下を防止し得るものとなる。
Such a
これに対して、反射面961にコア部94の露出面が含まれていると、コア材料とクラッド材料との間で加工レートに差が付き易いため、加工ムラが生じ、反射面961の面精度および光学特性が低下するおそれがある。
On the other hand, if the
なお、凹部の斜辺に相当する2面のうち、反射面961以外のもう1面についても、反射面としての機能を有していてもよい。
Of the two surfaces corresponding to the hypotenuses of the recesses, the other surface other than the
以上、第1〜第13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13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。 Although the first to thirteenth embodiments have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, 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 thirteenth embodiments.
上述したような本発明の光導波路構造体は、光伝送効率および耐久性に優れたものとなる。このため、本発明の光導波路構造体を備えることにより、2点間で高品質の光通信を行うことができ、信頼性の高い電子機器(本発明の電子機器)が得られる。 The optical waveguide structure of the present invention as described above is excellent in light transmission efficiency and durability. For this reason, by providing the optical waveguide structure of the present invention, high-quality optical communication can be performed between two points, and a highly reliable electronic device (electronic device of the present invention) is obtained.
なお、本発明の光導波路構造体を備える電子機器としては、例えば、携帯電話、ゲーム機、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が挙げられる。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。 Note that examples of the electronic device including the optical waveguide structure of the present invention include electronic devices such as a mobile phone, a game machine, a router device, a WDM device, a personal computer, a television, and a home server. 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、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
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
(感光性樹脂組成物)
本実施形態に用いられ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).
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.
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。
R1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.
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−CH2−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.
(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.
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、R1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.
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. Can be obtained.
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、R2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.
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、R4が炭素数4〜10のアルキル基であり、dが1または2、X3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.
R5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.
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。 As the norbornene-based polymer represented by the formula (4), for example, any one of butyl norbornene, hexyl norbornene or decyl norbornene, 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate, norbornenyl ethyl trimethoxysilane, 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.
R7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、X1が酸素原子、X2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、R7が炭素数4〜10のアルキル基であり、X1が酸素原子、X2がシリコン原子、Arがフェニル基、R8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.
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、R7が炭素数4〜10のアルキル基であり、X1がメチレン基、X2が炭素原子、Arがフェニル基、R8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.
また、p1/q1〜p3/q3、p5/q5、p6/q6またはp4/q4+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、X1が酸素原子、X2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−X3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.
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.
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.
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.
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.
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 have 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.
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ーの(共)重合体、ノルボルネン型モノマーとα−オレフィン類などの共重合可能な他のモノマーとの共重合体、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 copolymerizable monomers such as α-olefins, A combined hydrogenated product 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.
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, as the second monomer, 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), 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、本発明に用いられる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 photosensitive resin composition used in the present invention can be used as a composition for forming the
(光導波路の製造方法)
図16〜18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)
16 to 18 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。なお、光導波路9‘の製造方法は、光導波路9と同様であるため、光導波路9で代表する。
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. The method for manufacturing the
まず、図16(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. 16A, a
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16(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
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
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17(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
At this time, as shown in FIG. 17A, a mask M in which an opening is formed is disposed above the
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/cm2程度であるのが好ましく、0.2〜6J/cm2程度であるのがより好ましく、0.2〜3J/cm2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
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 difference in refractive index 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.
このような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。 When such a photosensitive resin composition is used, the polymerization of the component (B) can be started by an acid generated from the photoacid 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
このフィルム910においては、図17(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
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
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
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。
The
以上の工程により、図18に示す光導波路9が得られる。
また、本発明に用いられ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。
Through the above steps, the
Moreover, when the
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
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態に用いられ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、本実施形態に用いられ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 ) Diffuses to the irradiated part, and as a result, a difference in refractive index occurs between the irradiated part and the unirradiated part.
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
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。これは主に、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
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 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.
(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
(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/cm2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 °
(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
(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/cm2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/cm2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 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.
(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/cm2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/cm2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/cm2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 °
(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
(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。
(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/cm2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。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A lower clad layer similar to that in Example 1 was produced.
(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.
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. Since the amount of unreacted monomer in the irradiated portion is reduced, the monomer in the unirradiated portion diffuses into the irradiated portion in order to eliminate the concentration gradient generated between the irradiated portion / unirradiated portion.
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.
(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
(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.
(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.
(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)2(P(Cy)3)2の合成>
漏斗を装備した2口丸底フラスコで、Pd(OAc)2(5.00g、22.3mmol)とCH2Cl2(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)3(13.12mL(44.6mmol))のCH2Cl2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/cm2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 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 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(N2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)
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、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。 Moreover, Examples 1 and 8-12 showed that the light loss after a high-temperature, high-humidity process and a reflow process was also small, and it was excellent in heat resistance.
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用いて、前記第1実施形態にかかる光導波路構造体を作製したところ、各実施例で得られた光導波路フィルムを用いた光導波路構造体は、それぞれ、各比較例で得られた光導波路フィルムを用いた光導波路構造体に比べて、伝送損失の低いものが得られた。 Furthermore, when the optical waveguide structure according to the first embodiment was produced using the optical waveguide film obtained in each example and comparative example, the optical waveguide using the optical waveguide film obtained in each example was produced. A structure having a low transmission loss was obtained as compared with the optical waveguide structure using the optical waveguide film obtained in each comparative example.
1 光導波路構造体
2、2’ 基板
21 透光部
22 貫通孔
23 垂直光導波路
24 コア部
25 クラッド部
26 レンズ部
3 接着層
4、41 アンダーフィル材
51、52、54、55 導体層
6、61 封止材
7 半田
8 貫通孔(スルーホール)
81、82 導体ポスト(導電材料)
9、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
96 光路変換部
961 反射面
96a、96b、96c、96d、96e、96f 光路変換部
961a、961b、961c、961d、961e、961f 反射面
10 発光素子
101 発光部
103 端子
105 端子
11 受光素子
111 受光部
113 端子
115 端子
12 電気素子(半導体素子)
123 端子
125 端子
127 端子
129 端子
13 チップキャリア
900 ワニス
910 フィルム
941 分岐部
942 コア部
943 貫通孔(空孔)
944 反射面
945 拡幅部
946 途切れ部分
M マスク
S 延伸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
81, 82 Conductor post (conductive material)
9, 9 '
123 terminal 125 terminal 127 terminal 129 terminal 13
944 Reflecting
Claims (6)
前記コア部は、
(A)下記式(101)で示される繰り返し単位を有する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、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、エポキシ基を有するモノマーおよびエポキシ基を有するオリゴマーのうちの少なくとも1種と、
(C)光酸発生剤と、
を含む組成物で構成された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り、
前記コア部と前記クラッド部の屈折率差が0.01以上であり、
前記組成物は、前記(A)100重量部に対して1重量部以上50重量部以下の割合で前記(B)を含んでおり、
前記コア部の伝搬損失が0.10[dB/cm]以下であることを特徴とする光導波路構造体。
The core part is
(A) a cyclic olefin resin having a repeating unit represented by the following formula (101) ;
(B) At least one of a monomer having a refractive index different from that of (A) and having an oxetanyl group , an oligomer having an oxetanyl group , a monomer having an epoxy group, and an oligomer having an epoxy group ;
(C) a photoacid generator;
Formed into a desired shape by selectively irradiating active radiation to a layer composed of a composition comprising
Refractive index difference of the cladding part and the core part Ri der 0.01 or more,
The composition contains (B) at a ratio of 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of (A),
An optical waveguide structure having a propagation loss of the core portion of 0.10 [dB / cm] or less .
前記(A)の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す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。 The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the cyclic olefin resin (A) has a leaving group that is eliminated by an acid generated from the photoacid generator (C). body.
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