TWI489158B - 光波導用樹脂組成物及使用其之光波導以及其製法 - Google Patents

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Description

光波導用樹脂組成物及使用其之光波導以及其製法 發明領域
本發明係有關於一種作為構成光波導的芯部的形成材料而使用的光波導用樹脂組成物及使用其之光波導以及其製法。
 發明背景
光波導係被組裝在光波導裝置、光積體電路、光佈線基板等光學裝置中，且廣泛用於光通信、光資訊處理、其它一般的光學領域。對於光波導而言，通常，將光的通路的芯部形成為預定圖案，且將下包覆層與上包覆層以覆蓋該芯部的方式形成。
作為製造所述的光波導的方法，例如，考慮了藉由輥對輥(roll-to-roll)步驟來製造的方法。在上述輥對輥步驟中，作為芯部形成材料，使用環氧系光波導形成材料(清漆)時，例如，藉由將其塗覆在基材薄膜上進行乾燥，製作形成未固化狀態的芯部形成用的薄膜層而成的二層薄膜。並且，使用所述的二層薄膜時，為了使其適合於上述輥對輥步驟，通常，對上述清漆塗覆乾燥後的未固化薄膜層會要求以下所述的特性。則可以舉出以下特性等，即：(1)為了防止已將二層薄膜捲繞成輥狀時未固化薄膜層轉印到輥上、或未固化薄膜層面的皸裂，而不具有黏性(不黏性)；(2)為了防止在將薄膜捲繞而成的輥的輸送中，因彎曲產生的應力導致芯部形成用的薄膜層破裂而具有的撓性。因此，作為上述芯部形成用的薄膜層形成材料，需要如下所述的聚合物成份：不含有液態成份、為了賦予上述特性(1)而使用固態樹脂，且具有一定程度的高分子量。
因此，例如，作為將固態環氧樹脂用作固態樹脂、且藉由光陽離子聚合使圖案形成性良好地固化的方法，係採用使用具有多官能的環氧基的環氧樹脂以提高固化靈敏度的方法。但是，由與固態環氧樹脂一同摻混的光酸產生劑(PAG)產生的反應活性基團(reactive species)的擴散所引起的遷移率(移動性)與使用液態環氧樹脂的情況相比係絕對地變低，因此，為了製作窄間距的芯部的精細圖案而需要的光酸產生劑(PAG)的使用量與使用液態環氧樹脂時的添加量相比必然變多。已知該光酸產生劑(PAG)原本就非常有助於固化物的著色(黃變)，結果，與使用不適合輥對輥步驟用的感光性樹脂組成物所製作出的光波導相比，使用適合於輥對輥步驟用的感光性樹脂組成物所製作出的光波導其波導損失大。由此，關於適合於輥對輥步驟用而成的芯部形成材料的配方設計，習知，基於光酸產生劑(PAG)的添加量的圖案形成性的提高與波導損失特性係具有相反的關係，且關於光波導的低損失化係存在著界限。
另一方面，已知，含有(甲基)丙烯酸酯系樹脂的感光性樹脂組成物，通常係使用光自由基聚合起始劑進行固化，而通常，與使用含有環氧樹脂的感光性樹脂組成物所製作出的光波導相比，使用含有(甲基)丙烯酸酯系樹脂的感光性樹脂組成物所製作出的光波導的損失低。因此，含有(甲基)丙烯酸酯系樹脂及光自由基聚合起始劑的感光性樹脂組成物作為減少損失的光波導形成材料，係備受期待。但是，為了彌補作為光波導的熱及機械脆弱性，則開始使用與環氧樹脂系材料的混合系(例如，參照專利文獻1、2)。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2009-175456號公報
專利文獻2：日本特開2009-175457號公報
但是，已知上述專利文獻1、2等中所述的(甲基)丙烯酸酯系樹脂與環氧樹脂的混合系材料在(甲基)丙烯酸酯系樹脂與環氧樹脂之間會發生相分離，而其係成為霧度、或內部折射率差的主要原因，因此，很難說是優選的摻混系材料。
另外，(甲基)丙烯酸酯系樹脂材料與環氧樹脂系材料相比，因其伴隨固化反應，體積收縮率大，故，特別是在需要尺寸精度良好地對包覆層進行造型的各種光波導用途中，從各種程序步驟來看，上包覆層及下包覆層宜使用前述環氧樹脂系材料來製作。但是，在使用上述環氧樹脂系材料所製作出的下包覆層上，形成由(甲基)丙烯酸酯系樹脂材料所獲得的芯部時，下包覆層和芯部間係沒有化學結合要素，因此，會發現二者間的密合性低，而在形成芯圖案時的顯影步驟中，有芯圖案剝離而脫落的傾向，且在由環氧樹脂系材料所構成的下包覆層上，形成由(甲基)丙烯酸酯系樹脂材料所獲得的芯部則存在有會成為生產率降低的原因的問題。
由此，在現有的光波導的製造技術中，係強烈要求開發出一種不僅具有透明性，還對由環氧樹脂系材料所構成的下包覆層具有高密合性，圖謀低損失化，並且具有良好的圖案形成性，且對應例如輥對輥步驟中的製造而具備不黏性的光波導的芯部形成材料。
本發明是鑒於所述的情況而進行的，其目的在於，提供一種對包覆層具有優異的密合性，同時圖謀提高光波導的低損失化，並具備芯形成時的良好的圖案形成性以及不黏性的光波導用樹脂組成物及使用其之光波導以及其製法。
為了達成上述目的，本發明的第一要點在於，一種光波導用樹脂組成物，其含有：將下述(A)作為主成份、並將下述(B)作為其固化用成份：
(A)在同一主鏈內具有環氧基、及(甲基)丙烯酸酯基的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂；及
(B)光聚合起始劑。
並且，本發明的第二要點在於，一種光波導，其係具備基材、與由形成於該基材上的下包覆層及上包覆層所構成的包覆層，且在上述包覆層上形成傳輸光信號的芯部而成者，又上述芯部係由上述第1要點的光波導用樹脂組成物所形成。
另外，本發明的第三要點在於，一種光波導的製法，其係由基材、形成於該基材上的包覆層，及在上述包覆層上形成傳輸光信號的芯部而成的光波導的製法，其具備以下步驟：在基材上形成包覆層的步驟；及在上述包覆層上形成由上述第1要點的光波導用樹脂組成物構成的芯部的步驟。
即，本發明人等為了獲得對形成光波導的包覆層的環氧樹脂系材料的密合性良好、且具備低損失特性的芯部形成材料，進行了深入研究。其結果發現，使用在同一主鏈內具有環氧基、及(甲基)丙烯酸酯基的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂時，可以解決前述問題，由此可以得到對環氧樹脂系材料也發揮良好的密合性、並且發揮(甲基)丙烯酸系材料所具有的高精度圖案形成能力，可靠性高的光波導，從而完成了本發明。
則可以認為，在本發明中，能夠兼顧高透明性與在環氧樹脂系的下包覆層上的良好的圖案形成性是因為，藉由使用具有在其骨架中共存有(甲基)丙烯酸酯基與環氧基而成的多官能骨架的樹脂材料作為芯部形成材料，(1)可以進行均勻的固化，而不會產生成為內部折射率差的主要原因的相分離；(2)藉由進行固化反應步驟的功能分離，可以減少製作芯部圖案所必要的光酸產生劑(PAG)的添加量，該固化反應步驟中，藉由利用(甲基)丙烯酸酯基的自由基聚合進行固化，來實現芯部的圖案形成性、及藉由環氧基的陽離子聚合而使芯部-包覆層間進行化學反應，來實現對包覆層(下包覆層)的密合性。
另外，據推測，可以使用丙烯酸酯系材料在環氧樹脂系包覆層上形成芯部圖案，而不發生脫落是因為，藉由在芯部形成材料的上述特殊的樹脂中共存的環氧基、與存在於下包覆層表面的環氧殘基聚合，從而彌補密合力之故。
由此，本發明係含有將在同一主鏈內具有環氧基、及(甲基)丙烯酸酯基的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂(A)作為主成份，並將光聚合起始劑(B)作為其固化用成份的光波導用樹脂組成物，及將其用於芯部形成的光波導。因此，可以賦予著色(黃變)已受到抑制的高透明性，並且，例如已形成於環氧樹脂系的包覆層上的芯部圖案，可以以高精度獲得不產生剝離等、密合性高的良好的圖案形成性。其結果，可以以低損失得到可靠性高的光波導。
而且，前述部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂(A)中，將感光性取代基的環氧基及(甲基)丙烯酸酯基的總數設為100時的環氧基與(甲基)丙烯酸酯基的比例為環氧基：(甲基)丙烯酸酯基=40：60～60：40時，固化不充分等問題也不會產生，且可以實現更優異的密合性的提高。
另外，上述光聚合起始劑(B)是組合使用光自由基聚合起始劑及光酸產生劑而成者時，可以減小成為著色(黃變)原因的光酸產生劑的摻混量，而不會降低固化性。
進而，上述光聚合起始劑(B)的含量為光波導用樹脂組成物(除溶劑以外的固體成份)整體的1～30重量%時，會發揮以下效果，即：維持高透明性、圖案形成性，並賦予與環氧樹脂系的包覆層更優異的密合性。
並且，在使用本發明的光波導用樹脂組成物作為芯部形成材料來形成光波導時，在基材上形成包覆層的步驟與在上述包覆層上形成芯部的步驟，是藉由將已捲繞的長條基材抽出、並在加工結束後捲取的輥對輥加工法連續進行的情況下，由於形成的芯部具備不黏性、且芯部還被賦予了撓性，因此，可以有效率地生產可靠性高的光波導而不會產生製造步驟上的問題。
 用以實施發明之形態
以下，對本發明的實施形態進行說明。
《光波導用樹脂組成物》
本發明的光波導用樹脂組成物是使用作為主成份的具有特殊的構造單元的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂(A成份)、及光聚合起始劑(B成份)而得到者。
上述具有特殊的構造單元的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂(A成份)，是在同一主鏈內具有環氧基、及(甲基)丙烯酸酯基者。如上所述，本發明的特徵在於，使用具備在同一主鏈內具有環氧基、及(甲基)丙烯酸酯基兩種官能基(感光性取代基)的特徵的特殊的多官能環氧樹脂。
作為上述在同一主鏈內具有環氧基、及(甲基)丙烯酸酯基的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂(A成份)，例如可以舉出：具有下述通式(1)表示的構造單元的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂。
[化1]
[上述式(1)中，R1 、R2 為氫原子或甲基，其相互間可以相同也可以不同。另外，R3 為氫原子或甲基。而且，m+n=1，且m>0，n>0。]
上述通式(1)中，特別適宜R1 及R2 為甲基，R3 為氫原子。而且，在上述通式(1)表示的構造單元中，各重複單元m、n可以為嵌段聚合、交替聚合、無規聚合中的任一種，特別宜為嵌段聚合。有，本發明中，(甲基)丙烯酸酯基是指丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
在上述具有通式(1)表示的構造單元的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂中，將感光性取代基的環氧基及(甲基)丙烯酸酯基的總數設為100時的環氧基與(甲基)丙烯酸酯基的比例宜為環氧基：(甲基)丙烯酸酯基=40：60～60：40，特別宜為環氧基：(甲基)丙烯酸酯基=50：50。兩者的比例在上述範圍內時，可以實現更優異的密合性的提高而不會產生固化不充分等問題。即，這是因為，環氧基過多時，存在難以獲得充分固化、形成的芯部的圖案形成性差的傾向；而環氧基過少時，存在形成的芯部的密合性差的傾向。
作為上述具有通式(1)表示的構造單元的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂，具體而言，作為其一例，可以舉出KAGAWA CHEMICAL Co.,Ltd.製造的ENA材料等。
上述具有特殊的構造單元的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂(A成份)，例如可以藉由以多官能環氧樹脂作為原料並進行部份丙烯酸化而製作。
作為上述多官能環氧樹脂，可以舉出各種多官能環氧樹脂。例如可以舉出：甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂、以及該等以外的各種多官能環氧樹脂等。具體而言，作為上述甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂，例如可以舉出：Tohto Kasei Co.,Ltd.製造的YDCN series、日本化藥株式會社製造的EOCN series、DIC公司製造的EPICRON N-6XX series等。另外，作為上述苯酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂，例如可以舉出：Tohto Kasei Co.,Ltd.製造的YDPN series、日本化藥株式會社製造的EPPN series、DIC公司製造的EPICRON N-7XX series、JER公司製造的152、154等。進而，作為上述特殊的多官能環氧樹脂，例如可以舉出：JER公司製造的157S70、157S65、1031S、1032H60等。
作為所述的具有特殊的構造單元的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂(A成份)，只要為在同一主鏈內具有環氧基、及(甲基)丙烯酸酯基的多官能環氧樹脂，即可使用各種環氧樹脂，且可以單獨使用具備所述的特徵的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂，也可以組合使用2種以上。
使用上述部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂(A成份)作為光波導用時，為了對光波導用樹脂組成物賦予藉由照射照射線帶來的固化性，係使用光聚合起始劑(B成份)。
作為上述光聚合起始劑(B成份)，例如，可以使用光自由基聚合起始劑、光酸產生劑。該等可以單獨使用或組合使用2種以上。從可以減少成為著色(黃變)原因的光酸產生劑的摻混量，而不會降低固化性的方面考慮，特別適宜的方式為組合使用光自由基聚合起始劑與光酸產生劑。
作為上述光自由基聚合起始劑，例如可以舉出：苯偶姻類、苯偶姻烷基醚類、苯乙酮類、氨基苯乙酮類、蒽醌類、噻噸酮類、縮酮類、二苯甲酮類、呫噸酮類、氧化膦類等光聚合起始劑。具體而言，可以舉出：BASF公司製造的IRGACURE651、IRGACURE184、IRGACURE1173、IRGACURE500、IRGACURE2959、IRGACURE127、IRGACURE754、IRGACURE MBF、IRGACURE907、IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE819、IRGACURE1800、DAROCURE TPO、DAROCURE4265、IRGACURE OXE01、IRGACURE OXE02、IRGACURE250、DAROCURE EHA等。這些光自由基聚合起始劑可以單獨使用或組合使用2種以上。
上述光酸產生劑是用於賦予光波導用樹脂組成物紫外線固化性者，例如可以舉出：芳香族重氮鹽、芳香族銃鹽、芳香族碘鎓鹽、芳香族氧鋶鹽、茂金屬化合物、鐵-芳烴系化合物等。其中，從光固化性、黏接性等觀點考慮，宜使用芳香族鋶鹽。具體而言，可以舉出：San-Apro Ltd.製造的CPI-200K、CPI-100P、CPI-101A、CPI-210S等。這些光酸產生劑可以單獨使用或組合使用2種以上。
組合使用上述光自由基聚合起始劑與光酸產生劑時二者的混合比例宜以重量比計為光自由基聚合起始劑/光酸產生劑=0.5/0.5～20/10，特別宜為1/1～10/5。
作為上述光自由基聚合起始劑的含量，相對於上述A成份100重量份，宜為0.5～20重量份，特別宜為1～10重量份。另外，作為上述光酸產生劑的含量，相對於上述A成份100重量份，宜為0.5～10重量份，特別宜為1～5重量份。
且，上述光聚合起始劑(B成份)整體的摻混量，宜為光波導用樹脂組成物(除溶劑以外的固體成份)整體的1～30重量%，特別宜為2～15重量份。即，是因為存在以下傾向：摻混量過少時，難以得到充分的光固化性；而摻混量過多時，不能得到芯部的良好的圖案形狀。
在本發明的光波導用樹脂組成物中，除上述A成份及B成份以外，根據需要，例如可以舉出：用於提高黏接性的矽烷系或者鈦系的偶合劑、烯烴系低聚物或降冰片烯系聚合物等環烯烴系低聚物或聚合物、合成橡膠、有機矽化合物等撓性賦予劑等化合物、酸增殖劑(acid amplifier)、抗氧化劑、調平劑、消泡劑等。在不阻礙本發明效果的範圍內可以適當摻混這些添加劑。
《光波導的製作》
以下，對將本發明的光波導用樹脂組成物用於芯部的形成的光波導進行說明。
本發明的光波導例如係由基材、形成於該基材上的包覆層(下包覆層)，及在上述包覆層上形成傳輸光信號的芯部的構成而成，該芯部為預定圖案者。並且，本發明的光波導中，藉由上述含有具有特殊的構造單元的環氧-丙烯酸酯系樹脂(A成份)、及光聚合起始劑(B成份)的光波導用樹脂組成物形成上述芯部。又，在本發明的光波導中，上述包覆層必須以折射率比芯部小的方式形成。
在本發明中，光波導例如可以經由如下的步驟來製造。即，準備基材，並在該基材上塗佈作為包覆層形成材料的感光性樹脂組成物(清漆)，然後，進行紫外線照射等光照射，進而進行加熱處理，由此固化形成包覆層。
接著，藉由在上述包覆層上塗佈由芯部形成用的本發明的光波導用樹脂組成物所構成的清漆來形成樹脂組成物層。上述清漆的塗佈係例如利用以下的方法來進行，即：旋塗法、浸漬法、流延法、噴射法、噴墨法、輥塗法等。並且，上述清漆為已用有機溶劑進行稀釋的感光性樹脂組成物時，根據需要，還可以經歷藉由50～150℃×1～30分鐘的加熱處理而對塗佈部份進行的乾燥步驟。
然後，在上述樹脂組成物層上配置形成有對應芯部的預定的開口圖案(光波導圖案)的光罩，並隔著該光罩對上述樹脂組成物層的對應上述開口圖案的部份照射照射線，且進行曝光。在該曝光中，上述照射線相對於上述樹脂組成物層係呈直角進行照射，於藉由該照射而曝光的部份進行光反應並固化。其後，使用鹼顯影液將上述樹脂組成物層的未曝光部份溶解除去。
接著，在上述利用鹼顯影液進行的顯影之後，為了除去殘留在已形成有圖案的芯部的表面及內部等的鹽，係使用沖洗液進行沖洗處理。作為上述沖洗液，通常可以使用自來水、離子交換水、含有表面活性劑的水溶液、酸性水溶液或者有機溶劑。
其後，藉由加熱處理對已形成有圖案的芯部進行熱固化。上述加熱處理通係常在120～200℃×1～60分鐘的範圍內進行。由此，使芯部形成圖案。上述芯部的厚度通常設定在10～150μm的範圍內，宜設定在30～60μm的範圍內。另外，芯部的寬度通常設定在8～70μm的範圍內，宜設定在30～60μm的範圍內。
由此，可以製作作為目標的光波導。
作為上述基材形成材料，例如可以舉出各種高分子薄膜、玻璃基板等。其中，作為上述高分子薄膜，具體可以舉出：聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚醯亞胺薄膜等。並且，其厚度通常設定在10μm～3mm的範圍內。
作為上述曝光用的照射線，例如係使用可見光、紫外線、紅外線、X射線、α射線、β射線、γ射線等。適宜的是使用紫外線。使用該紫外線時，可以照射高能量，且得到較快的固化速度，並且，照射裝置也是小型且低價的，則可以實現生產成本的節約化。作為上述紫外線的光源，例如可以舉出：低壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、氙氣燈、金屬鹵化物燈、汞汽燈、碳弧燈等，紫外線的照射量通常可以舉出：10～10000mJ/cm2， 宜為50～5000mJ/cm2， 更宜為500～3000mJ/cm2 左右。
上述曝光後，作為為了使光反應終止而進行的加熱處理的條件，通常以80～250℃、宜為100～150℃，在10秒鐘～2小時、宜5分鐘～1小時的範圍內進行。
另外，如上述的光刻法中隔著光罩的照射線(紫外線)的照射，如前所述通常係使用超高壓汞燈、或高壓汞燈等。但是，該等光源並不是單一波長，而是包含大量g射線、h射線、i射線等多數波長。另一方面，已知，根據感光性樹脂的類型，與包含該等多數波長的寬頻光相比，限定波長區域而進行照射的方式會在解析度‧圖像形成性方面得到提高。特別是，利用上述寬頻光，藉由光自由基聚合將環氧系材料、氧雜環丁烷系材料固化、或者藉由光自由基聚合將丙烯酸系材料固化的情況下，由於上述寬頻光的照射，可發現膜表面附近優先固化且圖案截面的上部的寬度變寬之稱為所謂的“T top”的現象。由於該T top現象，在觀察光波導的截面形狀的情況下，其下側(基板側)的寬度變窄、上側(表層側)的寬度變寬，因此光波導的整個寬度變得不均勻。
因此，在本發明中，如上所述，隔著光罩照射照射線(紫外線)的情況下，從芯圖案的解析度的觀點出發，適宜的是，使用稱為帶通濾波器的曝光濾波器，使得對應於形成材料的種類，僅照射目標的曝光用的照射線。又，根據其形成材料的不同，由於固化收縮等體積的收縮、或照射線(紫外線)的散射等程序上的理由，存在實際圖案比光罩的設計值粗或者細的情況。因此，為了將芯圖案加工成為最終需要的範圍的尺寸，採取使上述光罩的尺寸乘以修正率等的對策是理想的。
作為除去上述未曝光部份時使用的顯影液，例如可以舉出：γ-丁內酯等有機系溶劑、或無機系溶劑等。
作為上述光波導的製造步驟的一例，例如可以舉出：在基材上形成包覆層的步驟、與在上述包覆層上形成芯部的步驟，係藉由將已捲繞的長條狀基材抽出、並在光波導加工結束後捲取的輥對輥加工法連續進行，即，為適用於輥對輥步驟進行的方式。
如上操作而得到的光波導可以藉由將上述基材剝離除去而製成薄膜狀光波導。設為這樣的構成時，可以得到撓性更優異的光波導。
如依所述得到的光波導，例如係可以作為手機等可移動設備的鉸鏈部(hinge)的佈線電路用光波導使用。
實施例
接著，與比較例一同，對實施例進行說明。但本發明並不限定於以下的實施例。
[實施例1] ＜芯部形成材料(光波導用樹脂組成物)＞
在遮光條件下，對100g之部份丙烯酸酯化甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂[KAGAWA CHEMICAL Co.,Ltd.製造、ENA-4Y-1：Tohto Kasei Co.,Ltd.製造的YDCN-700-10(甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂)的部份丙烯酸化樹脂(設感光性取代基為100時的環氧基：丙烯酸酯基=50：50)、40重量%之丙二醇單甲醚乙酸酯(PMA)溶液]中，混合0.6g之作為光自由基聚合起始劑的Ciba Japan K.K.製造的IRGACURE 819、及3.0g之Ciba Japan K.K.製造的IRGACURE 184，在80℃加熱下攪拌使其完全溶解，其後，冷卻至室溫(25℃)，然後，添加0.6g之為光酸產生劑的San-Apro Ltd.製造的CPI-200K，並調製感光性清漆(芯部形成材料)。
＜未固化薄膜層的製作＞ (1)下包覆層形成清漆的調製
將75重量份的環氧樹脂(Daicel Chemical Industries,Ltd.製造、EHPE-3150)、25重量份的環氧樹脂(NOF CORPORATION製造、MARPROOF G-0150)、5重量份的紫外線吸收劑(Ciba Japan K.K.製造、TINUVIN479)、4重量份的光酸產生劑(San-Apro Ltd.製造、CPI-200K)添加到70重量份的環己酮(Wako Pure chemical Industries,Ltd.製造)中，在80℃的加熱下進行攪拌，使其完全溶解，由此，調製下包覆層形成清漆。
(2)下包覆層的製作
使用旋塗機，將得到的上述下包覆層形成清漆塗覆在SUS製基材(厚度50μm)上(條件5000rpm×10秒鐘)，並在乾燥爐內進行3分鐘熱乾燥，形成未固化的下包覆清漆層。接著，用紫外線(UV)照射機對得到的未固化的下包覆層進行曝光[B射線、1000mJ(波長365nm)]，來製作下包覆層(光固化脂肪族環氧樹脂系薄膜)(層厚15μm)。又，不進行上述曝光後的加熱、而是利用曝光時產生的熱使環氧基的聚合反應進行。
其後，使用塗膜器(applicator)，將上述感光性清漆(芯部形成材料)塗覆在厚度15μm的作為上述下包覆層的光固化脂肪族環氧樹脂系薄膜上(塗膜器間隙125μm)，並在乾燥爐內於150℃下乾燥3分鐘，製作未固化薄膜層(厚度70～80μm)。
＜光波導圖案的製作＞
對得到的未固化薄膜層，隔著已形成有預定圖案的光罩進行利用照射線的曝光(I射線、1500mJ)後，進行140℃×10分鐘的後加熱。然後，利用噴射顯影機，用γ-丁內酯進行顯影，接著，水洗，乾燥，以製作預定的光波導圖案[密合性‧波導損失評價用導體圖案寬度/間距寬度(L/S)=50μm/200μm；圖案形成性評價用L/S=20μm/20μm]。
[實施例2]
代替實施例1的部份丙烯酸酯化甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂[KAGAWA CHEMICAL Co.,Ltd.製造、ENA-4Y-1]，而使用100g之部份丙烯酸酯化甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂[KAGAWA CHEMICAL Co.,Ltd.製造、ENA-4Y-2：Tohto Kasei Co.,Ltd.製造的YDCN-700-10(甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂)的部份丙烯酸化樹脂(設感光性取代基為100時的環氧基：丙烯酸酯基=60：40)、40重量%之丙二醇單甲醚乙酸酯(PMA)溶液]。除此以外，與實施例1同樣操作，製作預定的光波導圖案[密合性‧波導損失評價用導體圖案寬度/間距寬度(L/S)=50μm/200μm；圖案形成性評價用L/S=20μm/20μm]。
[實施例3]
代替實施例1的部份丙烯酸酯化甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂[KAGAWA CHEMICAL Co.,Ltd.製造、ENA-4Y-1]，而使用100g之部份丙烯酸酯化甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂[KAGAWA CHEMICAL Co.,Ltd.製造、ENA-4Y-3：Tohto Kasei Co.,Ltd.製造的YDCN-700-10(甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂)的部份丙烯酸化樹脂(設感光性取代基為100時的環氧基：丙烯酸酯基=40：60)、40重量%之丙二醇單甲醚乙酸酯(PMA)溶液]。除此以外，與實施例1同樣操作，製作預定的光波導圖案[密合性‧波導損失評價用導體圖案寬度/間距寬度(L/S)=50μm/200μm；圖案形成性評價用L/S=20μm/20μm]。
[比較例1]
代替100g之實施例1的部份丙烯酸酯化甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂[KAGAWA CHEMICAL Co.,Ltd.製造、ENA-4Y-1]，而分別使用51g之Tohto Kasei Co.,Ltd.製造的YDCN-700-10(甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂)、及6g之NOF CORPORATION製造的MARPROOF G-0250SP、及3g之JER公司製造的828，使用溶解在40g的丙二醇單甲醚乙酸酯(PMA)中而成的混合溶液(合計100g：感光性取代基全為環氧基)，進而，不使用光自由基聚合起始劑。除此以外，與實施例1同樣操作，製作預定的光波導圖案[密合性‧波導損失評價用導體圖案寬度/間距寬度(L/S)=50μm/200μm；圖案形成性評價用L/S=20μm/20μm]。
[比較例2]
代替實施例1的部份丙烯酸酯化甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂[KAGAWA CHEMICAL Co.,Ltd.製造、ENA-4Y-1]，而使用完全丙烯酸酯化甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂[KAGAWA CHEMICAL Co.,Ltd.製造、ENA-4Y-4(設感光性取代基為100時的環氧基：丙烯酸酯基=0：100)]，進而，不使用光酸產生劑。除此以外，與實施例1同樣操作，製作預定的光波導圖案[密合性‧波導損失評價用導體圖案寬度/間距寬度(L/S)=50μm/200μm；圖案形成性評價用L/S=20μm/20μm]。
使用依所述得到的光波導圖案(樣品)，按照以下所述的評價方法評價其特性。將其結果與上述摻混成份的摻混比(重量基準)一同示於後述的表1。
[密合性]
對於得到的光波導圖案[密合性評價用導體圖案寬度/間距寬度(L/S)=50μm/200μm]，使用光學顯微鏡觀察顯影‧乾燥後的芯圖案，確認形成於光固化脂肪族環氧樹脂系薄膜(厚度15μm)上的導體(芯)圖案是否可以容易地剝離。由其結果，基於下述基準進行評價。
○：形成於樣品整個面的芯圖案完全維持形狀(通常達成)。
△：形成於樣品整個面的芯圖案中，部份產生剝離‧缺損(達成、未達成存在不均)。
×：形成於樣品整個面的芯圖案完全剝離(未達成)。
[圖案形成性]
對得到的光波導圖案，與上述密合性評價同樣，使用光學顯微鏡觀察顯影‧乾燥後的芯圖案，確認是否製作成了導體圖案寬度/間距寬度(L/S)=20μm/20μm的導體(芯)圖案。由其結果，基於下述基準進行評價。
○：樣品的L/S=20μm/20μm完全可以分辨(通常達成)。
△：樣品的L/S=20μm/20μm部份發生牽絲、倒塌(達成、未達成存在不均)。
×：樣品的L/S=20μm/20μm完全倒塌，無法分辨(未達成)。
[波導損失]
對於得到的光波導圖案[波導損失評價用導體圖案寬度/間距寬度(L/S)=50μm/200μm]，測定長度5cm的波長850nm的傳輸損失(dB/5cm)。然後，將波導損失不足1.0dB/5cm的情況評價為合格。
由上述結果可知，使用具有特殊的構造單元的部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂的實施例樣品，在密合性及圖案形成性中獲得了良好的評價或者沒有問題的程度的評價，並且，波導損失也均不足1.0dB/5cm，而可以得到作為光波導而言可靠性高的光波導。又，實施例樣品、比較例樣品均具有不黏性。
與此相反，使用環氧系樹脂的比較例1樣品雖然在密合性及圖案形成性中得到了良好的評價，但波導損失為2.5dB/5cm之高損失，而作為光波導特性而言是差的結果。另外，使用丙烯酸酯系樹脂的比較例2樣品由於波導圖案完全剝離，因此，無法測定波導損失。
產業上的可利用性
本發明的光波導用樹脂組成物作為屬於光波導的構成部份的芯形成材料是有用的。而且，作為所得的光波導，係可用於例如開合型手機等可移動設備的鉸鏈部、滑動部的信號傳輸電路。

Claims (5)

  1. 一種光波導芯部形成用樹脂組成物，其特徵在於含有下述(A)作為主成份、下述(B)作為其固化用成份：(A)為具備下述通式(1)表示的構造單元之部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂： 〔上述式(1)中，R1 、R2 為氫原子或甲基，其相互間可以相同也可以不同；另外，R3 為氫原子或甲基；而且，在部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂(A)之整體中，m+n=1，且m=0.40~0.60，n=0.60~0.40〕，且上述部份丙烯酸酯化多官能環氧樹脂(A)中，將作為感光性取代基的環氧基和(甲基)丙烯酸酯基的總數設為100時的環氧基與(甲基)丙烯酸酯基的比例為環氧基：(甲基)丙烯酸酯基=40：60至60：40；及(B)併用光自由基聚合起始劑及光酸產生劑兩者而成之光聚合起始劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之光波導芯部形成用樹脂組成物，其中，上述光聚合起始劑(B)的含量為光波導用樹 脂組成物(除溶劑以外的固體成份)整體的1~30重量%。
  3. 一種光波導，係由基材、形成於該基材上的包覆層，及在上述包覆層上形成傳輸光信號的芯部而成者；其特徵在於，上述芯部係由如申請專利範圍第1或2項之光波導芯部形成用樹脂組成物所形成。
  4. 一種光波導的製法，係由基材、形成於該基材上的包覆層，及在上述包覆層上形成傳輸光信號的芯部之光波導的製法，其特徵在於具備以下步驟：在基材上形成包覆層的步驟；及在上述包覆層上形成由如申請專利範圍第1或2項之光波導芯部形成用樹脂組成物構成的芯部的步驟。
  5. 如申請專利範圍第4項之光波導的製法，其中，於上述製法中，在基材上形成包覆層的步驟、與在上述包覆層上形成芯部的步驟，係藉由將已捲繞的長條基材抽出、並在加工結束後捲取之輥對輥加工法連續地進行。
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