KR20140064640A

KR20140064640A - 광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로 및 광전송용 플렉시블 프린트 기판, 및 그 광도파로의 제법

Info

Publication number: KR20140064640A
Application number: KR20130138820A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 히라야마
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2014-05-28
Also published as: TW201425383A; EP2733511A2; CN103823332A; US9086534B2; JP2014102348A; US20140140672A1

Abstract

본 발명은 도공성이 우수하고, 도막 형성시의 용제 건조 공정을 생략하는 것이 가능하며, 광도파로 손실이 낮고, 고 Tg 및 높은 유연성을 갖는 광도파로의 형성용 재료로서 적합한, 광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로 및 광전송용 플렉시블 프린트 기판, 및 그 광도파로의 제법을 제공하는 것을 과제로 한다.
하기 (A)∼(D) 성분을 함유하는 광도파로 형성용 수지 조성물로서, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물이, 고형 수지 성분을 함유하지 않고, 또한 그 25℃ 환경하에서의 점도가 10∼20 mPaㆍs의 범위이다:
(A) 액상 옥세탄 화합물.
(B) 액상 에폭시 화합물.
(C) 알킬렌글리콜.
(D) 광산 발생제.

Description

광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로 및 광전송용 플렉시블 프린트 기판, 및 그 광도파로의 제법{RESIN COMPOSITION FOR FORMING OPTICAL WAVEGUIDE, OPTICAL WAVEGUIDE USING THE RESIN COMPOSITION, LIGHT TRANSMISSION FLEXIBLE PRINTED BOARD, AND METHOD FOR PRODUCING THE OPTICAL WAVEGUIDE}

본 발명은, 광통신, 광정보 처리, 기타 일반 광학에서 널리 이용되는 광도파로 장치에서의 광도파로를 구성하는 클래드층 등의 형성 재료로서 이용되는 광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로 및 광전송용 플렉시블 프린트 기판, 및 그 광도파로의 제법에 관한 것이다.

광전송용 플렉시블 프린트 기판용 광도파로 클래드층 재료는, 그 사용 용도에 따라서, 경화 감도(패터닝성), 고유연성 및 저굴절률 등의 특성이 요구된다. 이 요구에 따른 재료 설계를 할 때, 일반적으로 저굴절률의 관점에서 지방족계 수지가 선정되고, 예컨대, 다작용 지방족 에폭시 수지 및 장쇄 이작용 지방족 에폭시 수지를 적절하게 배합함으로써, 각각 패터닝성, 고유연성을 부여하는 배합 설계가 행해진다. 그 때문에, 특히 유연성이 요구되는 클래드층 재료에서는, 상기 장쇄 이작용 지방족 에폭시 수지의 도입량이 필연적으로 많아지기 때문에, 경화후의 클래드층의 Tg(유리 전이 온도)는 저하되는 경향이 있다(특허문헌 1, 2).

한편, 대량 생산을 고려한 제조 공정인 롤ㆍ투ㆍ롤(roll-to-roll) 프로세스에 있어서, 일반적으로 미경화물 필름을 드라이 필름화하는 방법이 이용되고 있다. 이 드라이 필름 재료를 롤ㆍ투ㆍ롤 프로세스에 적합하게 하기 위해, 재료 개발에 있어서 미경화물의 저태크성(tackiness), 유연성이 요구되고 있지만, 이러한 요구는 재료 설계의 자유도를 좁히는 것으로 이어진다. 또, 드라이 필름을 제작할 때, 라미네이트 기재가 그 양면에 필요로 되기 때문에, 자원 절약 및 비용의 관점에서 문제가 되므로, 재료 개발에 있어서, 액상 재료를 기재에 도공하여 클래드층이나 코어층을 형성하는 등의 웨트 프로세스에 대한 적합성 또한 중요시되게 된다(특허문헌 2).

상기 웨트 프로세스에서는, 일반적으로, 도공하여 용제 건조를 행할 때, 그 도막 표면의 평활성을 높이기 위해, 표면 평활제(레벨링제)의 첨가나 비점이 높은 용제(고비점 용제)가 사용된다.

그러나, 상기 레벨링제를 사용하면, 도막 표면의 표면장력이 저하되기 때문에, 그 후의 도공 공정에서 도공액의 크롤링의 원인이 되거나, 광도파로 손실에 대하여 악영향을 미치는 경우가 많은 등의 문제가 있다.

또, 레벨링제 대신에 상기 고비점 용제를 사용한 경우에는, 다음의 점이 문제가 된다. 즉, 유연성을 부여하기 위해 Tg가 낮아진 클래드층 재료를 이용한 경우, 그 클래드층 재료로 형성된 언더클래드층 상에서 행해지는 코어층 도공 건조 공정에서는, 고비점 용제를 건조시킬 때, 언더클래드층 형성 재료의 Tg보다 높은 가열 온도에서 코어층 형성 재료 중의 용제 건조가 행해진다. 그 때문에, 저굴절률의 언더클래드층 중에 고굴절률의 코어층 형성 재료의 수지 성분이 스며들어, 코어층 내를 전파하는 광이 언더클래드층측으로 새어 버리는 것에 의한 광도파로 손실의 악화가 문제가 되고 있다.

한편, 광도파로를 제작할 때 광도파로의 위치 정밀도가 요구되는 용도(예컨대, 광전기 혼재 기판 등)에 있어서 광도파로를 제작하기 위해서는, 언더클래드층, 코어층, 오버클래드층의 3층을 포토리소그래피(각 층의 공정 : 도공, 용제 건조, 얼라이먼트 노광, 후가열, 현상, 건조)로 제작하는 것이 필요로 되어, 제조 비용이 높아진다는 문제가 있다. 이러한 문제에 대한 기술적인 해결 방법의 난이도는 높은 것이지만, 용제 건조 공정을 생략(삭제)하는 것은, 제작 공정의 단축이라는 점에서 강구되는 대책으로서 비교적 간편하기 때문에, 용제 건조 공정을 생략 가능하게 하기 위한 형성 재료의 개발이 필수 사항으로서 요구되고 있다.

또, 형성 재료에서의 대책과는 별도로, 제조 공정에서의 대책도 검토되고 있으며, 이러한 대책으로는, 공정 단축에 의한 얼라이먼트 노광, 현상, 건조 공정을 필요로 하지 않는 잉크젯 도공 등과 같은 도공 단계에서 외형의 제작이 가능한 공정을 이용한 클래드층의 도공 방법이 검토되고 있다.

상기와 같은 도공 방법의 경우, 도공 바니시 중에 용제가 함유되어 있으면 용제 건조(프리베이크) 공정이 필수가 되고, 그 가열시에 수지 점도가 낮아져 클래드층의 외형 치수를 잴 수 없게 된다는 문제가 생긴다. 또, 상기 용제 건조 공정 자체를 필수로 하기 때문에, 그 만큼의 프로세스 비용이 필요로 된다. 이 때문에, 무용제이며 상온에서 저점도인 도공 바니시가 필요로 된다.

그러나, 이러한 도공 바니시를 공업적인 벌크 스케일로 제작할 때, 그 성분 중에 고형 수지 성분이 존재하면, 무용제계의 경우에는 수지 성분끼리 혼합되기 어렵다. 그 때문에, 도공 바니시 제작시에, 과도한 가열이나 교반 시간이 필요로 되거나, 녹지 않은 잔여물이 발생하여 목적으로 하는 배합 조성의 도공 바니시를 얻기 어렵다는 문제, 또는, 나아가 저온 환경하에 노출되었을 때 고형 성분이 석출되어 헤이즈가 생기는 문제가 발생한다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2011-27903호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공개 2010-230944호 공보

이러한 기술 배경에서, 도공 바니시의 제작 공정을 간편화하여 택트타임(공정 작업 시간)의 단축을 도모하기 위해서는, 액상 수지 성분만으로 이루어진 도공 바니시인 것이 바람직하고, 그와 같은 클래드층 형성 재료가 되는 도공 바니시로서, 고 Tg, 높은 유연성과 같은 광도파로로서의 기본 물성을 만족하며, 무용제계이고 액상 수지만으로 이루어진 클래드층 형성 재료가 강하게 요망되고 있다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 도공성이 우수하고, 도막 형성시의 용제 건조 공정을 생략하는 것이 가능하며, 광도파로 손실이 낮고, 고 Tg 및 높은 유연성을 갖는 광도파로의 형성용 재료로서 적합한, 광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로 및 광전송용 플렉시블 프린트 기판, 및 그 광도파로의 제법의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하기 (A)∼(D) 성분을 함유하는 광도파로 형성용 수지 조성물로서, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물이, 고형 수지 성분을 함유하지 않고, 또한 그 25℃ 환경하에서의 점도가 10∼20 mPaㆍs의 범위인 광도파로 형성용 수지 조성물을 제1 요지로 한다.

(A) 액상 옥세탄 화합물.

(B) 액상 에폭시 화합물.

(C) 알킬렌글리콜.

(D) 광산 발생제.

또, 본 발명은, 광도파로의 클래드층이, 상기 제1 요지인 광도파로 형성용 수지 조성물로 이루어진 광도파로를 제2 요지로 한다. 그리고, 상기 제2 요지의 광도파로를 구비하여 이루어진 광전송용 플렉시블 프린트 기판을 제3 요지로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 제1 요지인 광도파로 형성용 수지 조성물이며 용제 성분을 포함하지 않는 것을, 잉크젯 방식, 스핀코트 방식, 마스킹 방식 및 디스펜서 묘화 방식으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 방식으로 도공한 후, 건조 공정을 거치지 않고 광경화시켜, 광도파로의 클래드층을 형성하는 광도파로의 제법을 제4 요지로 한다.

즉, 본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 광도파로 형성용 수지 조성물의 수지 성분을, 상기와 같이, 액상 옥세탄 화합물(A), 액상 에폭시 화합물(B), 알킬렌글리콜(C)로서, 고형 수지 성분(다작용 에폭시 폴리머 등)을 함유하지 않도록 하고, 또한 25℃ 환경하에서의 광도파로 형성용 수지 조성물의 점도를 10∼20 mPaㆍs의 범위로 하면, 용제 성분(수지의 경화 반응에 기여하지 않는 희석 성분)을 포함하지 않더라도 도공성이 우수하고, 또한, 상기와 같이 에폭시-옥세탄계로 함으로써 고반응성을 부여할 수 있는 것을 밝혀냈다. 또, 점도의 관점에서 저분자량 성분만으로 이루어진 배합 조성으로 한 경우, 통상은 삼차원 가교점간 거리가 짧고, 얻어지는 경화물은 고탄성률이 되기 때문에, 유연성이 부족한 결과가 되지만, 상기와 같이, 에폭시 경화물계에 흡수되고 또한 가교점간 거리를 늘릴 수 있는 알킬렌글리콜(C)을 도입함으로써 유연성을 부여하는 것이 가능해져, 소기의 목적이 달성되는 것을 본 발명자가 발견하여 본 발명에 도달했다.

이와 같이, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물은, 액상 옥세탄 화합물(A)과, 액상 에폭시 화합물(B)과, 알킬렌글리콜(C)과, 광산 발생제(D)를 함유하고, 고형 수지 성분을 함유하지 않으며, 또한 25℃ 환경하에서의 점도가 10∼20 mPaㆍs의 범위이다. 이 때문에, 도공성이 우수하고, 예컨대 광도파로의 클래드층의 형성 재료에 이용하면, 광도파로 손실이 저손실이며, 고 Tgㆍ유연성을 구비한 클래드층을 형성할 수 있다. 또, 용제 성분을 포함하지 않더라도 도공성이 우수하기 때문에, 도막 형성시의 용제 건조 공정을 생략하는 것이 가능해져, 제조 비용의 저감화가 도모된다. 또한, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물은, 용제 건조 공정을 필요로 하지 않는 것, 및 그 점도 때문에, 간편한 제작 공정인 잉크젯 방식 등을 적용할 수 있고, 게다가, 이것에 의해 형성된 클래드층은, 예컨대, 그 층 위에 웨트 프로세스로 코어층을 형성하더라도, 클래드층에 스며들지 않고 코어층을 형성할 수 있게 된다.

특히, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물의 수지 성분 전량 중, 액상 옥세탄 화합물(A)의 비율이 70 중량% 이상이고, 액상 에폭시 화합물(B)의 비율이 20 중량% 이하이고, 알킬렌글리콜(C)의 비율이 20 중량% 이하이고, (B)+(C)의 비율이 30 중량% 이하이면, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물의 저점도, 고유연성, 고 Tg를 균형있게 발현할 수 있다.

또, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물이, 그 경화물의 탄성률이 1.5 GPa 이하, 유리 전이 온도(Tg)가 80℃ 이상이면, 광도파로의 언더클래드층 형성용 감광성 바니시로서 우수한 성능을 발휘할 수 있다.

또, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물이, 그 경화물의 탄성률이 1.0 GPa 이하, 유리 전이 온도(Tg)가 30℃ 이상 80℃ 미만이면, 광도파로의 오버클래드층 형성용 감광성 바니시로서 우수한 성능을 발휘할 수 있다.

또한, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물을 경화시켜 얻어진 클래드층은, 광도파로 손실이 낮고, 고 Tg 및 높은 유연성(내굴곡성)이 우수하며, 이것에 의해 구성되는 광도파로를 구비하는 광전송용 플렉시블 프린트 기판을 얻을 수 있게 된다.

다음으로, 본 발명의 실시형태에 관해 자세히 설명한다. 단, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

《광도파로 형성용 수지 조성물》

본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물은, 액상 옥세탄 화합물(A), 액상 에폭시 화합물(B), 알킬렌글리콜(C) 및 광산 발생제(D)를 함유하는 것이며, 고형 수지 성분을 함유하지 않고, 또한 그 25℃ 환경하에서의 점도가 10∼20 mPaㆍs의 범위인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에서 「액상」 또는 「고형」이란, 25℃의 온도하에서 「액상」 또는 「고형」 상태를 띠는 것을 의미한다.

이하, (A)∼(D) 성분을 비롯한 각종 성분에 관해 순서대로 설명한다.

<액상 옥세탄 화합물(A)>

상기 액상 옥세탄 화합물(A)로는, 디[2-(3-옥세타닐)부틸]에테르 등의 이작용 지방족 옥세탄 모노머, 하기 일반식 (1)로 표시되는 단작용 지방족 옥세탄 모노머 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 이용된다. 상기 성분은, 종래 공지의 기술을 적절하게 참조하여 합성해도 좋고, 시판품을 구입하여 준비할 수도 있다. 시판품으로는, OXT-221(토아합성사 제조) 등을 들 수 있다. 특히, 경화 속도(작용기 등량)나 점도의 관점에서, 토아합성사 제조의 OXT-221이 바람직하다.

<액상 에폭시 화합물(B)>

상기 액상 에폭시 화합물(B)로는, 펜타에리스리톨폴리글리시딜에테르 등의 사작용 지방족 에폭시 모노머, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판폴리글리시딜에테르 등의 삼작용 지방족 에폭시 모노머, 하기 일반식 (2)로 표시되는 모노머 등의 이작용 지방족 에폭시 모노머, 하기 일반식 (3)으로 표시되는 단작용 지방족 에폭시 모노머, 액상 비스페놀 A형 에폭시 수지, 액상 비스페놀 F형 에폭시 수지, 액상 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 액상 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복실레이트, 액상 ε-카프로락톤 변성 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복실레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 이용된다. 상기 성분은, 종래 공지의 기술을 적절하게 참조하여 합성해도 좋고, 시판품을 구입하여 준비할 수 있다. 시판품으로는, 데나콜 EX-321(나가세켐텍스사 제조), JER828(미쓰비시화학사 제조), 에피클론 830S(DIC사 제조), YX8000(미쓰비시화학사 제조), 세록사이드 2021P(다이셀사 제조), 세록사이드 2081(다이셀사 제조), PG-207N(신니테츠화학사 제조) 등을 들 수 있다. 특히, 작용기 등량(속경화성) 및 점도의 관점에서, 나가세켐텍스사 제조의 데나콜 EX-321이 바람직하다.

<알킬렌글리콜(C)>

상기 알킬렌글리콜(C)로는, 예컨대, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 이용된다. 특히, 점도의 관점에서, 에틸렌글리콜이 바람직하다.

<광산 발생제(D)>

상기 광산 발생제(D)는, 광도파로 형성용 수지 조성물에 대하여 광조사에 의한 경화성을 부여하기 때문에, 예컨대, 자외선 경화성을 부여하기 위해서 이용되는 것이다.

상기 광산 발생제(D)로는, 예컨대, 벤조인류, 벤조인알킬에테르류, 아세토페논류, 아미노아세토페논류, 안트라퀴논류, 티옥산톤류, 케탈류, 벤조페논류, 크산톤류, 포스핀옥사이드류 등의 광중합 개시제를 들 수 있다. 구체적으로는, 트리페닐술포늄ㆍ6불화안티몬염, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 1-〔4-(2-히드록시에톡시)-페닐〕-2-히드록시-2-메틸-1-프로판, 2-히드록시-1-{4-〔4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질〕페닐}-2-메틸-프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1,2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드, 비스(η5-2,4-시클로펜타디엔-1-일)-비스〔2,6-디플루오로-3(1H-피롤-1-일)-페닐〕티타늄, 2-히드록시-1-{4-〔4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질〕페닐}-2-메틸-프로판-1-온 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 이용된다. 그 중에서도, 빠른 경화 속도나 후막 경화성이라는 관점에서, 트리페닐술포늄ㆍ6불화안티몬염, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 2-히드록시-1-{4-〔4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질〕페닐}-2-메틸-프로판-1-온을 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물에는, 액상 옥세탄 화합물(A), 액상 에폭시 화합물(B), 알킬렌글리콜(C) 및 광산 발생제(D) 이외에, 필요에 따라서, 예컨대, 접착성을 높이기 위해서 실란계 또는 티탄계의 커플링제, 올레핀계 올리고머나 노르보르넨계 폴리머 등의 시클로올레핀계 올리고머나 폴리머, 합성 고무, 실리콘 화합물 등의 가요성 부여제 등의 화합물, 레벨링제, 탈포제, 산화 방지제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는, 본 발명에서의 효과를 저해하지 않는 범위내에서 적절하게 배합된다. 이들은, 단독으로 또는 2종류 이상 병용하여 이용할 수 있다.

그리고, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물은, 고형 수지 성분을 함유하지 않고, 또한 그 25℃ 환경하에서의 점도가 10∼20 mPaㆍs의 범위인 것을 특징으로 하는 것이다. 이와 같이, 고형 수지 성분(다작용 에폭시 폴리머 등)을 사용하지 않는 것에 의해, 수지 성분의 경화 반응에 관여하지 않는 희석 성분을 이용하지 않고, 도공 바니시에 적합한 클래드층 형성 재료가 될 수 있는 광도파로 형성용 수지 조성물을 용이하게 얻을 수 있게 된다. 즉, 다작용 에폭시 폴리머 등의 고형 수지 성분을 함유하면, 도공 바니시의 점도가 현저히 상승하기 때문에, 저점도를 필수 요건으로 하는 도공 방법(잉크젯 도공 등) 등에는 적합하게 하기 어렵고, 이러한 관점에서도 고형 수지 성분을 이용하지 않는 것은, 여러가지 도공 방법에 적합하게 하기 위해서 유리하다. 또, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물은, 희석 성분, 예컨대, 종래부터 이용되고 있는 유기 용제를 배합하지 않는 것에 의해, 클래드층 형성 재료를 조제하여 도공 바니시로 한 경우, 용제 건조(프리베이크) 공정을 생략하는 것이 가능해져, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

상기 광도파로 형성용 수지 조성물의 점도 측정은, 예컨대, 25℃의 온도 조건하, 토키산업사 제조의 E80형 점도계(RE-80U)로, 표준 로터(1° 34′×R24)를 이용하여 측정할 수 있다. 그리고, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물의 25℃ 환경하에서의 점도는, 잉크젯 도공 공정에 대한 적합, 및 바니시 취급의 간편성을 고려하여 결정되어 있고, 상기와 같이 10∼20 mPaㆍs의 범위인 것을 필요로 한다. 즉, 상기 점도가 너무 높으면, 잉크젯 노즐 헤드가 막히는 경향이 보이고, 반대로 상기 점도가 너무 낮으면, 도막의 막두께를 확보할 수 없는 경향이 보이기 때문이다.

본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물의 조성 비율에 관해, 특히, 광도파로 형성용 수지 조성물의 수지 성분 전량 중, 액상 옥세탄 화합물(A)의 비율이 70 중량% 이상이고, 액상 에폭시 화합물(B)의 비율이 20 중량% 이하이고, 알킬렌글리콜(C)의 비율이 20 중량% 이하이고, (B)+(C)의 비율이 30 중량% 이하인 것이, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물의 저점도, 고유연성, 고 Tg를 균형있게 발현할 수 있는 관점에서 바람직하다. 또한, 상기 액상 옥세탄 화합물(A)의 비율이 70 중량% 미만이면, 점도가 높아지고, 또한, 옥세탄 에폭시 혼합계에 있어서 고감도를 얻기 어려워지는 경향이 보인다. 또, 상기 액상 에폭시 화합물(B)의 비율이 20 중량%보다 많으면, 점도가 높아지는 경향이 보이고, 상기 알킬렌글리콜(C)의 비율이 20 중량%보다 많으면, 경화시에 크롤링, 불균일이 발생하여, 균일한 도막을 얻을 수 없는 경향이 보인다.

또, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물의 조성 비율에 관해, 광산 발생제(D)의 함유량은, 광도파로 형성용 수지 조성물의 수지 성분 100 중량부에 대하여 0.1∼10 중량부로 설정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5∼5 중량부, 특히 바람직하게는 1∼3 중량부이다. 즉, 광산 발생제(D)의 함유량이 너무 적으면, 만족스러운 자외선 조사에 의한 광경화성을 얻기 어렵고, 또 광산 발생제(D)의 함유량이 너무 많으면, 광감도가 올라가, 패터닝시에 형상 이상을 초래하는 것, 및, 바니시의 포트라이프의 단수명화라는 경향이 보이기 때문이다.

또, 언더클래드 용도에 있어서, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물이, 그 경화물의 탄성률이 1.5 GPa 이하(보다 바람직하게는 1.0∼1.5 GPa), 유리 전이 온도(Tg)가 80℃ 이상인 것이, 광도파로의 언더클래드층 형성용 감광성 바니시로서 우수한 성능을 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다. 즉, 유리 전이 온도(Tg)가 80℃ 미만이면, 코어 제작의 프리베이크시에 언더클래드층에 스며들고, 코어 내를 도파하는 광이 언더클래드측으로 배어나와 손실 악화의 원인이 되기 때문이다. 또, 상기 탄성률이 1.5 GPa보다 높은 탄성률이면, 굴곡성 평가중에 크랙의 발생이 산견되기 시작하여, 굴곡성 평가를 만족시키지 않는 요인이 되기 때문이다.

또, 오버클래드 용도에 있어서, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물이, 그 경화물의 탄성률이 1.0 GPa 이하(보다 바람직하게는 0.4∼1.0 GPa), 유리 전이 온도(Tg)가 30℃ 이상 80℃ 미만인 것이, 광도파로의 오버클래드층 형성용 감광성 바니시로서 우수한 성능을 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다. 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물에 있어서, Tg와 탄성률은 대강의 비례상관이 존재하여, Tg 80℃ 이상이면, 대략 탄성률이 1.0 GPa를 넘는 범위인 것이 되기 때문에, 유연성 담보가 어려워진다. 또, 유리 전이 온도(Tg)가 30℃ 미만인 실온 영역이면, 사용상 수시로 Tg를 넘는 상태가 되기 때문에, 형상 변화에 따른 특성 악화가 우려되기 때문에 현실적이지 않다고 생각된다. 그 때문에, 상기와 같이 유리 전이 온도(Tg)를 설정하는 것이 바람직하다. 또, 상기 탄성률이 1.0 GPa보다 높은 탄성률이면, 굴곡성 평가중에 크랙의 발생이 산견되기 시작하여, 굴곡성 평가를 만족시키지 않는 요인이 되기 때문이다.

또한, 상기 Tg 측정, 탄성률 측정은, 예컨대, 다음과 같이 하여 행해진다. 즉, 각 감광성 바니시를 두께 1.1 mm의 유리 기판 상에 어플리케이터를 이용하여 도공하고, 얻어진 미경화 필름에 5000 mJ/㎠(I선 필터)의 노광을 행한 후, 후가열(130℃×10분간)을 행함으로써 경화물을 얻고, 이 경화물을 커터날을 이용하여 유리 기재 상으로부터 박리함으로써, 측정용의 경화 필름(두께 : 50 ㎛)으로 하고, 동적 점탄성 평가 장치(RSA3, TA 인스트루먼트사 제조)에 의해, 25℃ 하에서의 E'값으로부터 탄성률을 구하고, 또한 tanδ의 값으로부터 Tg를 구할 수 있다.

《광도파로》

다음으로, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물을 클래드층의 형성 재료로서 이용하여 이루어진 광도파로에 관해 설명한다.

본 발명에 의해 얻어지는 광도파로는, 예컨대, 기재와, 그 기재 상에 소정 패턴으로 형성된 클래드층(언더클래드층)과, 상기 클래드층 상에 광신호를 전파하는 소정 패턴으로 형성된 코어층과, 또한, 상기 코어층 상에 형성된 클래드층(오버클래드층)의 구성을 포함한다. 그리고, 본 발명에 의해 얻어지는 광도파로에서는, 상기 클래드층이, 전술한 광도파로 형성용 수지 조성물에 의해 형성된다. 특히, 언더클래드층 형성 재료 및 오버클래드층 형성 재료의 쌍방 모두 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 의해 얻어지는 광도파로에서, 상기 클래드층은, 코어층보다 굴절률이 작아지도록 형성할 필요가 있다.

여기서, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물을 이용하여 형성된 클래드층(경화물)의 굴절률은 1.56 이하인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 1.55 이하의 굴절률이다. 또한, 상기 클래드층(경화물)의 굴절률은, 예컨대, 다음과 같이 하여 측정된다. 실리콘 웨이퍼의 평활면 상에 두께 약 10 ㎛의 클래드층(경화물)을 제작하고, SAIRON TECHNOLOGY사 제조의 프리즘커플러(SPA-4000 모델번호)를 이용하여 850 nm에서의 경화 클래드층의 굴절률을 측정한다.

본 발명에 있어서 광도파로는, 예컨대, 다음과 같은 공정을 경유함으로써 제조할 수 있다. 즉, 기재를 준비하고, 그 기재 상에 상기 광도파로 형성용 수지 조성물로 이루어진 감광성 바니시를 도포한다. 이 바니시 도막 상에, 소정 패턴(광도파로 패턴)을 노광시키기 위한 포토마스크를 배치하고, 이 포토마스크를 통해 자외선 등의 광조사를 행하고, 필요에 따라서 가열 처리를 더 행함으로써 경화한다. 그 후, 상기 광조사의 미노광 부분을, 현상액을 이용하여 용해 제거함으로써, 소정 패턴의 언더클래드층(클래드층의 하측 부분)을 형성한다.

다음으로, 상기 언더클래드층 상에 코어층 형성 재료(바니시)를 도포함으로써 코어 형성층(미경화층)을 형성한다. 그리고, 이 코어 형성층면 상에, 소정 패턴(광도파로 패턴)을 노광시키기 위한 포토마스크를 배치하고, 이 포토마스크를 통해 자외선 등의 광조사를 행하고, 필요에 따라서 가열 처리를 더 행한다. 그 후, 상기 코어 형성층의 미노광 부분을, 현상액을 이용하여 용해 제거함으로써, 소정 패턴의 코어층을 형성한다.

다음으로, 상기 코어층 상에 오버클래드층 형성 재료를 도포한 후, 자외선 조사 등의 광조사를 행하고, 필요에 따라서 가열 처리를 더 행함으로써, 오버클래드층(클래드층의 상측 부분)을 형성한다. 이러한 공정을 경유함으로써, 목적으로 하는 광도파로를 제조할 수 있다.

상기 기재 재료로는, 예컨대, 실리콘 웨이퍼, 금속제 기판, 고분자 필름, 유리 기판 등을 들 수 있다. 그리고, 상기 금속제 기판으로는, SUS 등의 스테인레스판 등을 들 수 있다. 또, 상기 고분자 필름으로는, 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리이미드 필름 등을 들 수 있다. 그리고, 그 두께는, 통상 10 ㎛∼3 mm의 범위내로 설정된다.

상기 광조사에서는, 구체적으로는 자외선 조사가 행해진다. 상기 자외선 조사에서의 자외선의 광원으로는, 예컨대, 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등 등을 들 수 있다. 또, 자외선의 조사량은, 통상 10∼20000 mJ/㎠, 바람직하게는 100∼15000 mJ/㎠, 보다 바람직하게는 500∼10000 mJ/㎠ 정도를 들 수 있다.

상기 자외선 조사에 의한 노광 후, 광반응에 의한 경화를 완결시키기 위해 가열 처리를 더 실시해도 좋다. 상기 가열 처리 조건으로는, 통상 80∼250℃, 바람직하게는 100∼150℃에서 10초∼2시간, 바람직하게는 5분∼1시간의 범위내에서 행해진다.

또, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물을 상기 클래드층 형성 재료로서 이용한 경우에는, 코어층 형성 재료로는, 예컨대, 고형 다작용 방향족 에폭시 수지, 고체(점조) 플루오렌 함유 이작용 에폭시 수지, 나아가, 전술한 각종 광산 발생제를 적절하게 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 또한, 바니시로서 조제하여 도포하기 위해, 종래 공지의 각종 유기 용제를 혼합하여, 도포에 적합한 점도를 얻을 수 있도록 적량 이용된다.

상기 유기 용제로는, 예컨대, 락트산에틸, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 2-부타논, N,N-디메틸아세트아미드, 디글라임, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜메틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 테트라메틸푸란, 디메톡시에탄 등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는, 단독으로 또는 2종류 이상 병용하여, 도포에 적합한 점도를 얻을 수 있도록 적량 이용된다.

또한, 상기 기재 상에서의 각 층의 형성 재료를 이용한 도포 방법으로는, 예컨대, 스핀코터, 코터, 원코터, 바코터 등의 도공에 의한 방법이나, 스크린 인쇄, 스페이서를 이용하여 갭을 형성하고, 그 안에 모세관 현상에 의해 주입하는 방법, 멀티코터 등의 도공기에 의해 롤ㆍ투ㆍ롤(roll-to-roll) 프로세스로 연속적으로 도공하는 방법 등을 이용할 수 있다. 또, 상기 광도파로는, 상기 기재를 박리 제거함으로써, 필름형 광도파로로 하는 것도 가능하다.

또, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물은, 저점도이고, 고감도이기 때문에, 용제 성분을 포함하지 않더라도, 잉크젯 방식, 스핀코트 방식, 마스킹 방식, 디스펜서 묘화 방식과 같은 방식으로 도공할 수 있고, 게다가, 상기와 같이 용제 성분을 포함하지 않는 것으로 함으로써, 도공후의 건조 공정을 거치지 않고 광경화시켜, 광도파로의 클래드층을 형성할 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 광도파로는, 그 클래드층이, 광도파로 손실이 낮고, 고 Tg 및 높은 유연성(내굴곡성)이 우수하여, 예컨대, 광전송용 플렉시블 프린트 기판용의 광도파로로서 이용할 수 있다.

실시예

다음으로, 본 발명을 실시예에 기초하여 비교예와 함께 설명한다. 단, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

〔실시예 1〕

<감광성 바니시(UC-I)의 조제>

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 95 g, 액상 지방족 삼작용 에폭시 모노머(데나콜 EX-321, 나가세켐텍스사 제조) 3 g, 에틸렌글리콜(쇼에이케미컬사 제조) 2 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 가열 가압 여과를 행함으로써, 클래드층 형성용 감광성 바니시(UC-I)를 얻었다.

〔실시예 2〕

<감광성 바니시(UC-II)의 조제>

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 90 g, 액상 지방족 삼작용 에폭시 모노머(데나콜 EX-321, 나가세켐텍스사 제조) 5 g, 에틸렌글리콜(쇼에이케미컬사 제조) 5 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, UC-I와 동일한 여과를 행하여, 클래드층 형성용 감광성 바니시(UC-II)를 얻었다.

〔실시예 3〕

<감광성 바니시(UC-III)의 조제>

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 85 g, 액상 지방족 삼작용 에폭시 모노머(데나콜 EX-321, 나가세켐텍스사 제조) 5 g, 에틸렌글리콜(쇼에이케미컬사 제조) 10 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, UC-I와 동일한 여과를 행하여, 클래드층 형성용 감광성 바니시(UC-III)를 얻었다.

〔실시예 4〕

<감광성 바니시(UC-IV)의 조제>

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 80 g, 지환식 이작용 지방족 에폭시 모노머(세록사이드 2021P, 다이셀화학사 제조) 10 g, 에틸렌글리콜(쇼에이케미컬사 제조) 10 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, UC-I와 동일한 여과를 행하여, 클래드층 형성용 감광성 바니시(UC-IV)를 얻었다.

〔실시예 5〕

<감광성 바니시(UC-V)의 조제>

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 70 g, 지환식 이작용 지방족 에폭시 모노머(세록사이드 2021P, 다이셀화학사 제조) 20 g, 에틸렌글리콜(쇼에이케미컬사 제조) 10 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, UC-I와 동일한 여과를 행하여, 클래드층 형성용 감광성 바니시(UC-V)를 얻었다.

〔실시예 6〕

<감광성 바니시(OC-i)의 조제>

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 80 g, 액상 지방족 삼작용 에폭시 모노머(데나콜 EX-321, 나가세켐텍스사 제조) 10 g, 에틸렌글리콜(쇼에이케미컬사 제조) 10 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, UC-I와 동일한 여과를 행하여, 클래드층 형성용 감광성 바니시(OC-i)를 얻었다.

〔실시예 7〕

<감광성 바니시(OC-ii)의 조제>

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 70 g, 액상 지방족 삼작용 에폭시 모노머(데나콜 EX-321, 나가세켐텍스사 제조) 10 g, 에틸렌글리콜(쇼에이케미컬사 제조) 20 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, UC-I와 동일한 여과를 행하여, 클래드층 형성용 감광성 바니시(OC-ii)를 얻었다.

〔실시예 8〕

<감광성 바니시(OC-iii)의 조제>

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 70 g, 액상 지방족 삼작용 에폭시 모노머(데나콜 EX-321, 나가세켐텍스사 제조) 20 g, 에틸렌글리콜(쇼에이케미컬사 제조) 10 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, UC-I와 동일한 여과를 행하여, 클래드층 형성용 감광성 바니시(OC-iii)를 얻었다.

〔비교예 1〕

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 100 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, UC-I와 동일한 여과를 행하여, 클래드층 형성용 감광성 바니시(비교예 1)를 얻었다.

〔비교예 2〕

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 95 g, 액상 지방족 삼작용 에폭시 모노머(데나콜 EX-321, 나가세켐텍스사 제조) 5 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, UC-I와 동일한 여과를 행하여, 클래드층 형성용 감광성 바니시(비교예 2)를 얻었다.

〔비교예 3〕

차광 조건하에서, 액상 이작용 반지방족 옥세탄 모노머(OXT-221, 토아합성사 제조) 60 g, 액상 지방족 삼작용 에폭시 모노머(데나콜 EX-321, 나가세켐텍스사 제조) 20 g, 에틸렌글리콜(쇼에이케미컬사 제조) 20 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2 g을 혼합하여 하이브리드 믹서로 교반한 후, UC-I와 동일한 여과를 행하여, 클래드층 형성용 감광성 바니시(비교예 3)를 얻었다.

이와 같이 하여 얻어진 각 감광성 바니시를 이용하여, 하기 기준에 따라서 각 특성을 평가했다. 그 결과를, 각 감광성 바니시의 배합 조성과 함께 하기 표 1에 함께 나타낸다.

〔점도 측정〕

각 감광성 바니시의 25℃ 하에서의 점도를, 토키산업사 제조의 E80형 점도계(RE-80U)로, 표준 로터(1° 34′×R24)를 이용하여 측정했다.

〔Tg 측정, 탄성률 측정〕

각 감광성 바니시를, 두께 1.1 mm의 유리 기판 상에 어플리케이터를 이용하여 도공하고, 얻어진 미경화 필름에 5000 mJ/㎠(I선 필터)의 노광을 행한 후, 후가열(130℃×10분간)을 행함으로써 경화물을 얻었다. 이 경화물을, 커터날을 이용하여 유리 기재 상으로부터 박리함으로써, 측정용의 경화 필름(두께 : 50 ㎛)을 얻었다. 그리고, 상기 경화 필름을 이용하여, 동적 점탄성 평가 장치(RSA3, TA 인스트루먼트사 제조)에 의해, 25℃ 하에서의 E'값으로부터 탄성률을 구하고, 또한 tanδ의 값으로부터 Tg를 구했다.

〔굴절률 측정〕

각 감광성 바니시를, 두께 0.8 mm의 실리콘 웨이퍼 상에 스핀코터로 도공하고, 얻어진 미경화 필름에 5000 mJ/㎠(I선 필터)의 노광을 행한 후, 후가열(130℃×10분간)을 행함으로써 경화 필름을 얻었다. 이 경화 필름을 굴절률 평가용 샘플(두께 : 10 ㎛)로서 이용하여, SAIRON TECHNOLOGY사 제조 프리즘커플러(SPA-4000 모델번호)에 의해, 850 nm에서의 굴절률을 측정했다.

〔경화 불균일〕

각 감광성 바니시를, 두께 1.1 mm의 유리 기판 상에 어플리케이터를 이용하여 도공하고, 얻어진 미경화 필름에 5000 mJ/㎠(I선 필터)의 노광을 행한 후, 후가열(130℃×10분간)을 행함으로써 경화시켰을 때, 경화막 표면의 균일성을 육안으로 확인했다. 그리고, 경화 불균일이 확인되지 않은 것을 ○, 경화 불균일이 보인 것을 ×로 평가했다.

상기 결과로부터, 실시예의 감광성 바니시는, 모두 저점도이며, 경화 불균일도 보이지 않고, Tg, 탄성률, 굴절률의 값도 양호했다. 이에 비해, 비교예 1, 2의 감광성 바니시는, 저점도이지만, 경화물이 취약하기 때문에 필름화가 어려워져, Tg 측정, 탄성률 측정, 경화 불균일의 측정ㆍ평가를 할 수 없었다. 비교예 3의 감광성 바니시는, 실시예의 감광성 바니시에 비해 고점도이며, Tg, 탄성률의 값이 낮고, 또한 경화 불균일도 보였다.

다음으로, 상기 실시예 1∼8에서 조제한 감광성 바니시를 클래드층 형성 재료로서 이용하여 제작한 광도파로(실시예 9∼23)에 관해 평가한다.

〔실시예 9∼23〕

우선, 실시예가 되는 광도파로의 제작에 앞서, 이하와 같이 하여 코어층 형성 재료인 감광성 바니시를 조제했다. 그리고, 하기 표 2에 나타내는 조합으로, 실시예 1∼5의 감광성 바니시(UC-I∼V)를 언더클래드층 형성용 바니시로서 이용하고, 실시예 6∼8의 감광성 바니시(OC-i∼iii)를 오버클래드층 형성용 바니시로서 이용하여, 이하의 제작 순서에 따라서 각 층을 형성함으로써, 광도파로를 제작했다.

<코어층 형성 재료의 조제>

차광 조건하에서, 고형 다작용 방향족 에폭시 수지(YDCN-700-10, 신니테츠화학사 제조) 50 g, 고체(점조) 플루오렌 함유 이작용 에폭시 수지(오그솔 EG-200, 오사카가스케미칼사 제조) 50 g, 광산 발생제(아데카옵토머 SP-170(50 중량% 용액), 아데카사 제조) 2.0 g을 락트산에틸 50 g에 혼합하고, 85℃ 가열하에 교반하여 완전히 용해시키고, 그 후 실온(25℃)까지 냉각시킨 후, 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 가열 가압 여과를 행함으로써, 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제했다.

(FPC 일체형 광도파로의 제작)

<언더클래드층의 제작>

총두께 22 μ 두께의 플렉시블 프린트 기판용 기재(FPC 기재)의 이면 상에, 언더클래드층 형성용 바니시를 스핀코터로 도공하고, UV 조사기〔5000 mJ/㎠(I선 필터)〕에 의해 소정의 마스크 패턴〔패턴폭/패턴간격(L/S)=50 ㎛/200 ㎛〕을 통해 노광을 행하여, 후가열을 행했다(130℃×10분간). 그 후, γ-부티로락톤 중에서 현상(25℃×3분간)하고, 물로 세정한 후, 핫플레이트 상에서 수분을 건조(120℃×10분간)시킴으로써, 언더클래드층(두께 20 ㎛)을 제작했다.

<코어층의 제작>

형성된 언더클래드층 상에, 스핀코터를 이용하여 코어층 형성 재료인 감광성 바니시를 도공한 후, 핫플레이트 상에서 유기 용제를 건조(130℃×5분간)시킴으로써, 미경화 필름 상태의 코어 형성층을 형성했다. 형성된 미경화의 코어 형성층을 UV 조사기〔9000 mJ/㎠(I선 필터)〕에 의해 소정의 마스크 패턴〔패턴폭/패턴간격(L/S)=50 ㎛/200 ㎛〕을 통해 노광을 행하여, 후가열을 행했다(130℃×10분간). 그 후, γ-부티로락톤 중에서 현상(25℃×4분간)을 행하고, 물로 세정하고, 핫플레이트 상에서 수분을 건조(120℃×10분간)시킴으로써, 소정 패턴의 코어층(두께 50 ㎛)을 제작했다.

<오버클래드층의 제작>

형성된 코어층 상에, 스핀코터를 이용하여 오버클래드층 형성용 바니시를 도공하여, 미경화 상태의 오버클래드층을 형성했다. 형성된 미경화의 오버클래드층을 UV 조사기〔5000 mJ/㎠(I선 필터)〕로 노광을 행하여, 후가열을 행했다(130℃×10분간). 그 후, γ-부티로락톤 중에서 현상(25℃×3분간)하고, 물로 세정한 후, 핫플레이트 상에서 수분을 건조(120℃×10분간)시킴으로써, 오버클래드층(두께 10 ㎛)을 제작했다.

이와 같이 하여 FPC 기재 상에, 언더클래드층이 형성되고, 이 언더클래드층 상에 소정 패턴의 코어층이 형성되고, 또한 이 코어층 상에 오버클래드층이 형성된 FPC 일체형의 광도파로(도파로 총두께 80 ㎛)를 제작했다.

상기와 같이 하여 얻어진 각 광도파로를 이용하여, 하기 기준에 따라서, 각 특성을 평가했다. 그 결과를 하기 표 2에 함께 나타낸다.

〔직선 손실〕

각 광도파로를 샘플로서 이용하고, 광원(850 nm VCSEL 광원 OP250, 산키사 제조)으로부터 발진된 광을 멀티모드파이버〔FFP-G120-0500, 산키사 제조(직경 50 ㎛MMF, NA=0.2)〕로 집광하여, 상기 샘플에 입사시켰다. 그리고, 샘플로부터 출사된 광을 렌즈〔FH14-11, 세이와광학제작소사 제조(배율 20, NA=0.4)〕로 집광하여, 광계측 시스템(옵티컬 멀티파워미터 Q8221, 어드밴티스트사 제조)으로 6채널을 평가했다. 그 평균 총 손실로부터 직선 손실을, 하기 기준에 기초하여 평가했다.

○ : 총 직선 손실이 0.1 dB/cm 이하.

× : 총 직선 손실이 0.1 dB/cm 초과.

〔굴곡 손실〕

각 광도파로를 샘플로서 이용하고, 직경 2 mm의 금속막대에 각 샘플을 360° 감았을 때, 광원(850 nm VCSEL 광원 OP250, 산키사 제조)으로부터 발진된 광을 멀티모드파이버〔FFP-G120-0500, 산키사 제조(직경 50 ㎛ MMF, NA=0.2)〕로 집광하여, 상기 샘플에 입사시켰다. 그리고, 샘플로부터 출사된 광을 렌즈〔FH14-11, 세이와광학제작소사 제조(배율 20, NA=0.4)〕로 집광하여, 광계측 시스템(옵티컬 멀티파워미터 Q8221, 어드밴티스트사 제조)으로 6채널을 평가했다. 그 평균 총 손실로부터, 동일하게 평가한 직선 손실시의 총 손실의 차에 의해 굴곡 손실을 산출했다. 그 결과, 하기 기준에 기초하여 평가했다.

○ : 초기값에 비해 손실의 증가치가 0.5 dB 이하.

× : 초기값에 비해 손실의 증가치가 0.5 dB 초과.

〔유연성〕

각 광도파로로부터 50 mm로 잘라낸 것을 유연성 평가용 샘플로서 이용했다. 그리고, 상기 유연성 평가용 샘플을 이용하여, 굴곡 반경(r)=2.0 mm, 슬라이드 이동 거리 20 mm, 슬라이드 이동 속도(편도) 20 mm/초, 정지 시간 없음의 조건에 있어서, IPC 슬라이드 시험을 행했다. 그 결과, 하기 기준에 기초하여 평가했다.

○ : 10만회 이상의 굴곡을 행하더라도 파단 없음.

× : 10만회 미만의 굴곡 횟수에서 파단 있음.

상기 표의 결과로부터, 실시예의 광도파로는, 각 특성에 있어서 「×」로 평가된 것이 없고, 고굴절률화를 억제하여, 직선 손실 및 굴곡 손실이 우수하고, 밸런스 특성이 우수한 것이었다. 게다가, 실시예품에서는, 용매의 건조 공정을 경유하지 않고 클래드층의 제작이 행해졌지만, 얻어진 광도파로는, 광도파로로서의 기본 특성(저손실, 고유연성)을 갖춘 것이었다.

본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물은, 광도파로의 구성 부분의 형성 재료로서, 특히 클래드층 형성 재료로서 유용하다. 그리고, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물을 이용하여 제작되는 광도파로는, 예컨대, 광전송용 플렉시블 프린트 기판 등에 이용된다.

Claims

하기 (A)∼(D) 성분을 함유하는 광도파로 형성용 수지 조성물로서, 상기 광도파로 형성용 수지 조성물이, 고형 수지 성분을 함유하지 않고, 또한 그 25℃ 환경하에서의 점도가 10∼20 mPaㆍs의 범위인 것을 특징으로 하는 광도파로 형성용 수지 조성물:
(A) 액상 옥세탄 화합물.
(B) 액상 에폭시 화합물.
(C) 알킬렌글리콜.
(D) 광산 발생제.
제1항에 있어서, 광도파로 형성용 수지 조성물의 수지 성분 전량 중, 액상 옥세탄 화합물(A)의 비율이 70 중량% 이상이고, 액상 에폭시 화합물(B)의 비율이 20 중량% 이하이고, 알킬렌글리콜(C)의 비율이 20 중량% 이하이고, (B)+(C)의 비율이 30 중량% 이하인 광도파로 형성용 수지 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 그 경화물의 탄성률이 1.5 GPa 이하, 유리 전이 온도(Tg)가 80℃ 이상이며, 광도파로의 언더클래드층 형성용 감광성 바니시로서 이용되는 광도파로 형성용 수지 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 그 경화물의 탄성률이 1.0 GPa 이하, 유리 전이 온도(Tg)가 30℃ 이상 80℃ 미만이며, 광도파로의 오버클래드층 형성용 감광성 바니시로서 이용되는 광도파로 형성용 수지 조성물.
광도파로의 클래드층이, 제1항 또는 제2항에 기재된 광도파로 형성용 수지 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 광도파로.
제5항에 기재된 광도파로를 구비하여 이루어진 광전송용 플렉시블 프린트 기판.
제1항 또는 제2항에 기재된 광도파로 형성용 수지 조성물이며 용제 성분을 포함하지 않는 것을, 잉크젯 방식, 스핀코트 방식, 마스킹 방식 및 디스펜서 묘화 방식으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 방식으로 도공한 후, 건조 공정을 거치지 않고 광경화시켜, 광도파로의 클래드층을 형성하는 것을 특징으로 하는 광도파로의 제법.