專利名稱：用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物及光波導(dǎo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制作光通信領(lǐng)域、光信息處理領(lǐng)域所用光回路的形成光波導(dǎo)用感光性樹脂組合物、及使用該組合物制作的光波導(dǎo)。
背景技術(shù)：
迎接多媒體時代的來臨，順應(yīng)光通信系統(tǒng)、電腦的信息處理的大容量化及高速化的要求，以光為傳輸媒體的傳輸系統(tǒng)，正逐漸用于大眾通信網(wǎng)、地區(qū)通信網(wǎng)(LAN)、工廠自動裝置(FA)、電腦之間的內(nèi)部聯(lián)絡(luò)、家庭內(nèi)的布線等；構(gòu)成此傳輸系統(tǒng)的要素中，光波導(dǎo)是例如實現(xiàn)電影和動畫等大容量的信息傳遞、光電腦等的光設(shè)備、光電集成電路(OEIC)、光集成電路(光IC)等的基本構(gòu)成要素。所以，一方面因大量的需求而深入研究光波導(dǎo)，另一方面，正在特別地尋求高性能低成本的制品。
作為光波導(dǎo)，已知先前已有石英類光波導(dǎo)、聚合物類光波導(dǎo)。
其中，石英類光波導(dǎo)具有傳輸損耗低的優(yōu)點，但是，其存在工藝上的問題，例如制造步驟中的加工溫度高并且難以制作大面積的光波導(dǎo)等。
另外，聚合物類光波導(dǎo)中，因具有加工容易、材料可設(shè)計范圍大等優(yōu)點，而開始研究應(yīng)用了聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等聚合物材料的光波導(dǎo)。但是，一般而言，聚合物類光波導(dǎo)都有耐熱性差的問題。因此，最近對耐熱性及傳輸損耗均優(yōu)越的氟化聚酰亞胺的研究討論非常盛行。
可是，使用聚合物材料的情況下，在制作光波導(dǎo)中的芯部時，必須施行與石英類光波導(dǎo)相同的干蝕刻處理，所以存在著制造所需時間過長的問題。
在此狀況下，近年來提出了具有可光刻性的環(huán)氧類紫外線固化樹脂等光固化材料及使用該材料的光波導(dǎo)(例如，參照特開平6-273631號公報的權(quán)利要求1)。
如上所述，在用于光通信等的波長為650～1600nm的區(qū)域，以往的聚合物類光波導(dǎo)材料有波導(dǎo)損耗較大或耐熱性低等問題，不能完全滿足光波導(dǎo)所要求的各項特性。
為解決該問題，雖然正在進行聚合物的氟取代、重氫取代等化學(xué)處理的研究，但施行如此的化學(xué)處理后，會降低與基片的附著性，產(chǎn)生長期可靠性方面的問題；或作為芯材使用時，有折射率不能達到規(guī)定的程度的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供解決上述問題的光波導(dǎo)用樹脂組合物及由該組合物的固化物形成的光波導(dǎo)，其波導(dǎo)損耗、折射率、耐熱性等物性優(yōu)異。
為解決上述課題，本發(fā)明人經(jīng)深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)含有帶芳香環(huán)的兩種不同的(甲基)丙烯酸酯、以及光自由基聚合引發(fā)劑作為組成成分的感光性樹脂組合物，極適合作為用于形成光波導(dǎo)的樹脂，從而完成了本發(fā)明。
即本發(fā)明提供含有(A)、(B)和(C)作為組成成分的用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物；其中，所述(A)為二(甲基)丙烯酸酯，其結(jié)構(gòu)中具有如下述通式(1)所示的結(jié)構(gòu) (式中，R1為-(OCH2CH2)m-、-(OCH(CH3)CH2)m-或-OCH2CH(OH)CH2-；X為-C(CH3)2-、-CH2-、-O-或-SO2-；Y為氫原子或鹵原子；m為0～4的整數(shù)。)所述(B)為單(甲基)丙烯酸酯，其結(jié)構(gòu)中具有如下述通式(2)所示結(jié)構(gòu)

(式中，R2為-(OCH2CH2)p-、-(OCH(CH3)CH2)p-或-OCH2CH(OH)CH2-；Y為氫原子、鹵原子、Ph-C(CH3)2-、Ph-或具有1～20個碳原子的烷基；p為0～4的整數(shù)；Ph為苯基)；所述(C)為光自由基聚合引發(fā)劑。
如此構(gòu)成的用于形成光波導(dǎo)的感光性組合物，固化時的圖案形成性優(yōu)越；而且形成光波導(dǎo)時，具有高折射率、高耐熱性、優(yōu)異的傳輸特性(低波導(dǎo)損耗)等物性，所以適合用作形成光波導(dǎo)的芯層等的材料。
本發(fā)明的樹脂組合物可以按例如上述成分(A)對上述成分(B)的重量比(A/B)為0.3～5.0來構(gòu)成。
該重量比保持在此范圍內(nèi)，可使耐熱性等物性得到進一步的提高。
本發(fā)明的樹脂組合物可以按該組合物中上述成分(A)和上述成分(B)的總量所占的重量比大于等于30重量％來構(gòu)成。
該重量比率維持于此范圍內(nèi)，可使折射率、波導(dǎo)損耗等物性得到進一步提高。
本發(fā)明的樹脂組合物可以含有在分子中具有三個或三個以上(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯。
含有上述化合物，可使耐熱性等得到進一步提高。
本發(fā)明的樹脂組合物可具有在25℃及824nm的折射率大于等于1.54的固化物的形態(tài)。
本發(fā)明的樹脂組合物可具有玻璃化轉(zhuǎn)化溫度(Tg)大于等于80℃的固化物的形態(tài)。
另外，本發(fā)明提供由芯層、及在該芯層上層合形成的包覆層而構(gòu)成的光波導(dǎo)；上述芯層和/或上述包覆層含有上述樹脂組合物的固化物。
如此構(gòu)成的光波導(dǎo)，具有高折射率、高耐熱性、優(yōu)越的圖案形成性、及低傳輸損耗等物性。
進而，本發(fā)明提供光波導(dǎo)制造方法，其包括介于光掩模對上述樹脂組合物照射放射線，使該樹脂組合物固化的步驟。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明的樹脂組合物含有下述說明的成分(A)～(C)作為組成成分。
值得注意的是，在本說明書中，本發(fā)明的樹脂組合物的概念包含兩個方面，即組合物固化前的液態(tài)，所述組合物含有成分(A)～(C)；和液態(tài)組合物經(jīng)固化后的形態(tài)，所述組合物含有成分(A)～(C)。
構(gòu)成本發(fā)明的樹脂組合物的成分(A)為二(甲基)丙烯酸酯，其結(jié)構(gòu)中具有下述式(1)所示結(jié)構(gòu) (式中，R1為-(OCH2CH2)m-、-(OCH(CH3)CH2)m-或-OCH2CH(OH)CH2-；X為-C(CH3)2-、-CH2-、-O-或-SO2-；Y為氫原子或鹵原子；m為0～4的整數(shù))。
另外，上述式(1)中，Y表示的鹵原子包括氯、溴、碘、氟等，其中優(yōu)選溴。
成分(A)的具體例子包括，例如，環(huán)氧乙烷加成雙酚A(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧乙烷加成四溴雙酚A(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧丙烷加成雙酚A(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧丙烷加成四溴雙酚A(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二縮水甘油醚與(甲基)丙烯酸的環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)所得的雙酚A環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯、四溴雙酚A二縮水甘油醚與(甲基)丙烯酸的環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)所得的四溴雙酚A環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯、雙酚F二縮水甘油醚與(甲基)丙烯酸的環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)所得的雙酚F環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯、四溴雙酚F二縮水甘油醚與(甲基)丙烯酸的環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)所得的四溴雙酚F環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯等。
其中特別優(yōu)選使用環(huán)氧乙烷加成雙酚A(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧乙烷加成四溴雙酚A(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二縮水甘油醚與(甲基)丙烯酸的環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)所得的雙酚A環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯、四溴雙酚A環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯等。
成分(A)的市售品包括，例如，BISCOAT#700、#540(以上為大阪有機化學(xué)工業(yè)株式會社生產(chǎn))，ARONIX M-208、M-210(以上為東亞合成株式會社生產(chǎn))，NK酯BPE-100、BPE-200、BPE-500、A-BPE-4(以上為新中村化學(xué)株式會社生產(chǎn))，輕酯(ライトエステル)BP-4EA、BP-4PA、環(huán)氧酯3002M、3002A、3000M、3000A(以上為共榮社化學(xué)株式會社生產(chǎn))，KAYARAD R-551、R-712(以上為日本化藥株式會社生產(chǎn))，BPE-4、BPE-10、BR-42M(以上為第一工業(yè)制藥株式會社生產(chǎn))，理博騎士(リポキシ)VR-77、VR-60、VR-90、SP-1506、SP-1507、SP-1509、SP-1563(以上為昭和高分子株式會社生產(chǎn))，內(nèi)我波爾(ネオポ一ル)V779、內(nèi)我波爾V779MA(日本優(yōu)比卡株式會社生產(chǎn))等。
構(gòu)成本發(fā)明的樹脂組合物的成分(B)為(甲基)丙烯酸酯，其結(jié)構(gòu)中具有下述式(2)所示結(jié)構(gòu) (式中，R2為-(OCH2CH2)p-、-(OCH(CH3)CH2)p-或-OCH2CH(OH)CH2-；Y為氫原子、鹵原子、Ph-C(CH3)2-、Ph-或具有1～20個碳原子的烷基；p為0～4的整數(shù)；Ph為苯基)。
另外，上述式(2)中，Y表示的鹵原子包括氯、溴、碘、氟等，其中優(yōu)選溴。
成分(B)的具體例子有，例如，苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基-2-甲基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、3-苯氧基-2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-苯基苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、4-苯基苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、對枯基酚環(huán)氧乙烷改性的(甲基)丙烯酸酯、2-溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、4-溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2，4-二溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2，6-二溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2，4，6-三溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等。
其中特別優(yōu)選使用苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、與環(huán)氧乙烷反應(yīng)后的對枯基酚的(甲基)丙烯酸酯、2，4，6-三溴苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等。
成分(B)的市售品有，例如，ARONIX M113、M110、M101、M102、M5700、TO-1317(以上為東亞合成株式會社生產(chǎn))，BISCOAT#192、#193、#220、3BM(以上為大阪有機化學(xué)工業(yè)株式會社生產(chǎn))，NK酯AMP-10G、AMP-20G(以上為新中村化學(xué)工業(yè)株式會社生產(chǎn))，輕丙烯酸酯(ライトアクリレ一ト)PO-A、P-200A、環(huán)氧酯M-600A(以上為共榮社化學(xué)株式會社生產(chǎn))，PHE、CEA、PHE-2、BR-30、BR-31、BR-31M、BR-32(以上為第一工業(yè)制藥株式會社生產(chǎn))等。
成分(A)及成分(B)的總量占本發(fā)明的樹脂組合物的重量比率，優(yōu)選大于等于30重量％，更優(yōu)選大于等于40重量％，特別優(yōu)選大于等于50重量％；該重量比率大于等于30重量％時，本發(fā)明的樹脂組合物用在光波導(dǎo)的芯部的情況，可以獲得較高的折射率及較低的波導(dǎo)損耗。
本發(fā)明的樹脂組合物中，成分(A)對成分(B)的重量比(A/B)，優(yōu)選為0.3～5.0，更優(yōu)選0.4～4.0；將該重量比控制在大于等于0.3時，固化物的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度(Tg)進一步得到提高，并且提高了耐熱性，同時可以更可靠地使目的芯層的形狀形成所期待的形狀。另外，將該重量比控制在小于等于5.0時，可以改善圖案形成性。
使用本發(fā)明的樹脂組合物制作光波導(dǎo)的芯層時，就圖案形成性的觀點而言，成份(A)及成分(B)為丙烯酸酯，較其為(甲基)丙烯酸酯更為合適。
構(gòu)成本發(fā)明的樹脂組合物的成分(C)是光自由基聚合引發(fā)劑。成分(C)的具體例子有，例如，苯乙酮、苯乙酮苯甲基酮縮醇、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、呫噸酮、芴酮、苯甲醛、芴、蒽醌、三苯基胺、咔唑、3-甲基苯乙酮、4-氯代二苯酮、4，4′-二甲氧基二苯酮、4，4′-二氨基二苯酮、米希勒酮、苯偶因丙基醚、苯偶因乙基醚、苯甲基二甲基酮縮醇、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、噻噸酮、二乙基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-丙烷-1-酮、2，4，6-三甲基苯甲?；交⒀趸?、雙-(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基膦氧化物等。
成分(C)的市售品有，例如，Irgacure 184、369、651、500、819、907、784、2959、CGI 1700、CGI 1750、CGI 11850、CG 24-61、Darocurl 116、1173(以上為汽巴精化有限公司生產(chǎn))，LucirinLR8728(BASF公司生產(chǎn))，優(yōu)倍克利爾(ユベクリル)P36(UCB公司生產(chǎn))等。
成分(C)可以單獨一種使用，為了改善圖案形成性等，也可以兩種或兩種以上并用。
本發(fā)明的樹脂組合物中，(C)成分的重量比率通常為0.01重量％～10重量％，優(yōu)選0.1重量％～7重量％；該重量比率小于等于10重量％時，可以獲得良好的固化特性、傳輸特性、圖案形成性、處理操作性等；另外，該重量比率大于等于0.01重量％時，圖案形成性、固化物的力學(xué)特性等優(yōu)良，并且，可以防止固化速度的下降。
本發(fā)明中，除成分(A)及成分(B)外，還可以使用含有(甲基)丙烯?；蛞蚁┗幕衔?以下稱為“不飽和單體”，但與成分(A)及成分(B)相同的化合物除外)作為任意成分；其中最優(yōu)選使用具有三個或三個以上(甲基)丙烯?；?甲基)丙烯酸酯。
作為具有三個或三個以上(甲基)丙烯?；?甲基)丙烯酸酯，可舉出三元或三元以上的多元醇的(甲基)丙烯酸酯；該(甲基)丙烯酸酯的具體例子有，例如，三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三乙氧基(甲基)丙烯酸酯、三(2-丙烯酰基乙氧基)異氰尿酸酯、季戊四醇多丙烯酸酯等；它們可以單獨使用，或者兩種或兩種以上組合使用。
具有三個或三個以上(甲基)丙烯?；?甲基)丙烯酸酯的市售品有，例如，ARONIX M305、M309、M310、M315、M320、M350、M360、M408(以上為東亞合成株式會社生產(chǎn))，BISCOAT#295、#300、#360、GPT、3PA、#400(以上為大阪有機化學(xué)工業(yè)株式會社生產(chǎn))，NK酯TMPT、A-TMPT、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMMT(以上為新中村化學(xué)株式會社生產(chǎn))，輕丙烯酸酯TMP-A、TMP-6EO-3A、PE-3A、PE-4A、DPE-6A(以上為共榮社化學(xué)株式會社生產(chǎn))，KAYARAD PET-30、GPO-303、TMPTA、TPA-320、DPHA、D-310、DPCA-20、DPCA-60(以上為日本化藥株式會社生產(chǎn))等。
其他不飽和單體的具體例子有，例如，N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基咪唑、乙烯基吡啶等乙烯基單體；異冰片基(甲基)丙烯酸酯、冰片基(甲基)丙烯酸酯、三環(huán)癸基(甲基)丙烯酸酯、二環(huán)戊基(甲基)丙烯酸酯、二環(huán)戊烯基(甲基)丙烯酸酯、環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯、苯甲基(甲基)丙烯酸酯、4-丁基環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯、丙烯?；鶈徇?、2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、異癸基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸異十八烷基酯、四氫化糠基(甲基)丙烯酸酯、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、二丙酮(甲基)丙烯酰胺、異丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、叔辛基(甲基)丙烯酰胺、二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、7-氨基-3，7-二甲基辛基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、羥基丁基乙烯基醚、月桂基乙烯基醚、十六烷基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚以及下述式(3)、式(4)所示的單官能單體等。
(式中，R3為氫原子或甲基；R4為具有2～8個碳原子的亞烷基；s為1～8的整數(shù))； (式中，R5及R7分別獨立地為氫原子或甲基；R6為具有2～8個碳原子的亞烷基；t為1～8的整數(shù))。
另外，分子中具有二個(甲基)丙烯酰基或乙烯基的不飽和單體的具體例子有，例如，1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，9-壬二醇二丙烯酸酯等烷二醇二丙烯酸酯；乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯等聚二醇二丙烯酸酯；季戊二醇二(甲基)丙烯酸酯；三環(huán)癸烷甲醇二丙烯酸酯等。
此等化合物的市售品的具體例子有，例如，ARONIX M-120、M-150、M-156、M-215、M-220、M-225、M-240、M-245、M-270(以上為東亞合成株式會社生產(chǎn))，AIB、TBA、LA、LTA、STA、BISCOAT#1 55、IBXA、BISCOAT#158、#190、#150、#320、HEA、HPA、BISCOAT#2000、#2100、DMA、BISCOAT#195、#230、#260、#215、#335HP、#310HP、#310HG、#312(以上為大阪有機化學(xué)工業(yè)株式會社生產(chǎn))，輕丙烯酸酯IAA、L-A、S-A、BO-A、EC-A、MTG-A、DMP-A、THF-A、IB-XA、HOA、HOP-A、HOA-MPL、HOA-MPE、輕丙烯酸酯3EG-A、4EG-A、9EG-A、NP-A、1，6HX-A、DCP-A(以上為共榮社化學(xué)株式會社生產(chǎn))，KAYARAD、TC-110S、HDDA、NPGDA、TPGDA、PEG400DA、MANDA、HX-220、HX-620(以上為日本化藥株式會社生產(chǎn))，F(xiàn)A-511A、512A、513A(以上為日立化成株式會社生產(chǎn))，VP(BASF公司生產(chǎn))，ACMO、DMAA、DMAPAA(以上為興人株式會社生產(chǎn))等。
本發(fā)明的樹脂組合物中，可以進一步配合聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯等低聚物或聚合物。
本發(fā)明的樹脂組合物中，可以進一步配合光敏劑。
光敏劑的具體例子有，例如，三乙胺、二乙胺、N-甲基二乙醇胺、乙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸異戊酯等；光敏劑的市售品的具體例子有，例如，優(yōu)倍克利爾P-102、103、104、105(以上為UCB公司生產(chǎn))等。
本發(fā)明中，除上述的成分以外，根據(jù)需求可以配合各種添加劑，例如，抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑、硅烷偶合劑、涂面改良劑、熱聚合抑制劑、均一化劑、表面活性劑、著色劑、保存穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、溶劑、填料、防老化劑、濕潤性改良劑、脫模劑等。
抗氧化劑的市售品有，例如，Irganox 1010、1035、1076、1222(以上為汽巴精化有限公司生產(chǎn))，Antigen P、3C、FR、GA-80(住友化學(xué)工業(yè)株式會社生產(chǎn))等。
紫外線吸收劑的市售品有，例如，Tinuvin P、234、320、326、327、328、329、213(以上為汽巴精化有限公司生產(chǎn))，Seesorb 102、103、110、501、202、712、704(以上為西普洛(シプロ)化成株式會社生產(chǎn))等。
光穩(wěn)定劑的市售品有，例如，Tinuvin 292、144、622LD(以上為汽巴精化有限公司生產(chǎn))，薩諾爾(サノ一ル)LS770(三共株式會社生產(chǎn))，Sumisorb TM-061(住友化學(xué)工業(yè)株式會社生產(chǎn))等。
硅烷偶合劑有，例如，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巰基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷等；市售品有，SH6062、6030(以上為東麗·陶 康寧·硅利光(東レ·ダウコ一ニング·シリコ一ン)株式會社生產(chǎn))，KBE903、603、403(以上為信越化學(xué)工業(yè)株式會社生產(chǎn))等。
涂面改良劑有，例如，二甲基硅氧烷聚醚等硅酮添加劑等；市售品有，DC-57、DC190(以上為陶康寧公司生產(chǎn))，SH-28PA、SH-29PA、SH-30PA、SH-190(以上為東麗·陶 康寧·硅利光株式會社生產(chǎn))，KF351、KF352、KF353、KF354(以上為信越化學(xué)工業(yè)株式會社生產(chǎn))，L-700、L-7002、L-7500、FK-024-90(以上為日本尤尼卡株式會社生產(chǎn))等。
脫模劑的市售品有，普來薩夫(プラィサ一フ)A208F(第一工業(yè)制藥株式會社生產(chǎn))等。
本發(fā)明的樹脂組合物，可依常法將上述各成分混合進行制造；如此調(diào)制而成的本發(fā)明樹脂組合物的粘度通常為100～20000厘泊(cp)/25℃，優(yōu)選300～10000厘泊/25℃，更優(yōu)選400～5000厘泊/25℃；該粘度過高時，在基片上涂布樹脂組合物之際，會發(fā)生涂布深淺不勻、出現(xiàn)波紋等現(xiàn)象；或在形成芯層時，圖案形成性劣化，不能得到目的形狀；相反，粘度過低時，除難以獲得目的膜厚外，圖案形成性也變差。
對于通過放射線固化而得的本發(fā)明的樹脂組合物的固化物，優(yōu)選具有下述物性的物質(zhì)。
本發(fā)明樹脂組合物的固化物用作光波導(dǎo)的芯層時，于25℃及波長824nm下的折射率優(yōu)選大于等于1.54，更優(yōu)選大于等于1.55；如果該折射率小于1.54，使用本發(fā)明的樹脂組合物在芯層形成光波導(dǎo)時，不能獲得良好的傳輸損耗。
本發(fā)明樹脂組合物的固化物，其玻璃化轉(zhuǎn)化溫度優(yōu)選大于等于80℃，更優(yōu)選大于等于90℃。該溫度低于80℃時，不能確保光波導(dǎo)充分的耐熱性?！安ＡЩD(zhuǎn)化溫度”的定義為，在共振型動態(tài)粘彈性測定裝置中，于振動頻率為10Hz的條件下，顯示損失正接最大值的溫度。
(實施例)依實施例就本發(fā)明做具體的說明如下，但本發(fā)明不受這些實施例的限制，在權(quán)利要求的范圍所記載的范圍內(nèi)可進行種種實施方式的改變。
(實施例1～7、比較例1～3)依表1所示，加入各成分，液體溫度控制在50～60℃的同時，攪拌1小時，得到液體狀的可固化組合物。表1中各成分的添加量單位為重量份。
<評價方法>
(1)折射率的評價以下述的方法測定于824nm的折射率。首先，使用旋轉(zhuǎn)涂布機，一邊調(diào)整轉(zhuǎn)速及時間，一邊在4英寸的硅晶基片上涂布液體狀可固化組合物至可達7μm厚，形成樹脂組合物層后，于氮氣氛中，從掩模校準器向樹脂組合物層照射1.0J/cm2的紫外線，得到固化膜。其次，使用日本美多利光公司(メトリコン)生產(chǎn)的棱鏡耦合器，測定此固化膜的折射率(824nm、25℃)。
(2)玻璃化轉(zhuǎn)化溫度的評價使用薄層涂布器，在玻璃基片上涂布樹脂組合物至可達60μm厚的程度，形成樹脂組合物層后，于氮氣氛中，使用輸送機式紫外線照射裝置，向樹脂組合物層照射1.0J/cm2的紫外線，得到固化膜。其次，使用共振型動態(tài)粘彈性測定裝置，付與振動頻率10Hz的振動，同時測定此固化膜的損失正接的溫度依賴性。得到的顯示損失正接的最大值的溫度，即為玻璃化轉(zhuǎn)化溫度。
(3)圖案形成性的評價使用旋轉(zhuǎn)涂布機，一邊調(diào)整轉(zhuǎn)速及時間，一邊在4英寸的硅晶基片上，涂布樹脂組合物至可達50μm厚的程度，形成樹脂組合物層后，在空氣氣氛中，介于具有寬50μm、無分岔直線形狀的光掩模，從掩模校準器向樹脂組合物層照射1.0J/cm2的紫外線。然后，使用丙酮，對樹脂組合物層進行3分鐘顯像處理后，在設(shè)定為70℃的烘箱中，使基片加溫10分鐘。
所得圖案以光學(xué)顯微鏡觀察，可得到目的的芯形狀(50μm±1μm)的以“◎”表示，得到50μm±2μm的范圍內(nèi)的形狀的以“○”表示，得到50μm±2μm的范圍外的形狀且形狀發(fā)生變形的以“×”表示。
(4)傳輸損耗的評價使用旋轉(zhuǎn)涂布機，一邊調(diào)整轉(zhuǎn)速及時間，一邊在4英寸的硅晶基片上，涂布透明ELC2500(ELECTRO-LIFE公司生產(chǎn)，nD25＝1.515)至厚度為50μm，然后在空氣氣氛中，從掩模校準器向該涂布層照射1.0J/cm2的紫外線。其次，使用旋轉(zhuǎn)涂布機，在基片上涂布樹脂組合物至厚度為50μm后，于空氣氣氛中，介于具有寬50μm、無分岔直線形狀的光掩模，向樹脂組合物層照射1.0J/cm2的紫外線。使用丙酮，對照射后的樹脂組合物層進行3分鐘的顯像處理后，在設(shè)定為70℃的烘箱中，將基片加熱10分鐘。進一步，于該基片上再涂布透明ELC2500至厚度為50μm，以紫外線照射基片，得到通道波導(dǎo)。
將波導(dǎo)的端面上以劈裂的方式切開后，通過多模光纖(50μm直徑)使850nm的光插入，依消減法測定波導(dǎo)損耗。消減法為，在波導(dǎo)長自5厘米至1厘米等級的四點進行測定。將所得光強度與相關(guān)波導(dǎo)長標繪成圖，由其傾斜度算出損耗值。所得損耗值小于等于0.5dB/cm時以“○”表示，高于此值時以“×”表示。
所得結(jié)果如表1所示，表1中的成分，說明如下。
V779內(nèi)我波爾V779(日本優(yōu)比卡株式會社生產(chǎn))，化合物名稱四溴雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯。
V779MA內(nèi)我波爾V779MA(日本優(yōu)比卡株式會社生產(chǎn))，化合物名稱四溴雙酚A環(huán)氧甲基丙烯酸酯。
PEA紐夫龍帝亞(ニユ一フロンテイア)PHE(第一工業(yè)制藥株式會社生產(chǎn))，化合物名稱苯氧基乙基丙烯酸酯。
PEMA輕酯PO(共榮社化學(xué)株式會社生產(chǎn))，化合物名稱苯氧基乙基甲基丙烯酸酯。
BR-31紐夫龍帝亞BR-31(第一工業(yè)制藥株式會社生產(chǎn))，化合物名稱三溴苯氧基乙基丙烯酸酯。
IRG184Irgacure 184(汽巴精化有限公司生產(chǎn))，化合物名稱1-羥基-環(huán)己基-苯基酮。
IRG651Irgacure 651(汽巴精化有限公司生產(chǎn))，化合物名稱2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙烷-1-酮。
IRG369Irgacure 369(汽巴精化有限公司生產(chǎn))，化合物名稱2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮。
IRG907Irgacure 907(汽巴精化有限公司生產(chǎn))，化合物名稱2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮。
M315ARONIX M315(東亞合成株式會社生產(chǎn))，化合物名稱三(2-丙烯?；已趸?異氰尿酸酯。
DPHA(日本化藥株式會社生產(chǎn))，化合物名稱二季戊四醇六丙烯酸酯。
IBXA(大阪有機化學(xué)株式會社生產(chǎn))，化合物名稱異冰片基丙烯酸酯。
IBXMA(大阪有機化學(xué)株式會社生產(chǎn))，化合物名稱異冰片基甲基丙烯酸酯。
ACMO(興人株式會社生產(chǎn))，化合物名稱丙烯?；鶈徇?。
SA1002(三菱化學(xué)株式會社生產(chǎn))，化合物名稱三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯。
表1

由表1可知，本發(fā)明的樹脂組合物(實施例1～7)，在形成固化物時，其圖案形成性優(yōu)越，而且，形成光波導(dǎo)時，具有優(yōu)異的折射率、耐熱性、傳輸特性(低波導(dǎo)損耗)。
另一方面，在比較例1中不含成分(A)，因而耐熱性不良；在比較例2中，不含成分(B)，故圖案形成性差；在比較例3中，不含成分(A)及成分(B)，以致于圖案形成性及傳輸特性均不佳。
權(quán)利要求
1.一種用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物，其特征為，所述感光性樹脂組合物含有(A)、(B)、(C)作為組成成分，其中，(A)為二(甲基)丙烯酸酯，其結(jié)構(gòu)中具有下述通式(1)所示結(jié)構(gòu) 式中，R1為-(OCH2CH2)m-、-(OCH(CH3)CH2)m-或-OCH2CH(OH)CH2-；X為-C(CH3)2-、-CH2-、-O-或-SO2-；Y為氫原子或鹵原子；m為0～4的整數(shù)；(B)為單(甲基)丙烯酸酯，其結(jié)構(gòu)中具有下述通式(2)所示結(jié)構(gòu) 式中，R2為-(OCH2CH2)p-、-(OCH(CH3)CH2)p-或-OCH2CH(OH)CH2-；Y為氫原子、鹵原子、Ph-C(CH3)2-、Ph-或具有1～20個碳原子的烷基；p為0～4的整數(shù)；其中，Ph為苯基；(C)為光自由基聚合引發(fā)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物，其中，所述成分(A)對所述成分(B)的重量比(A/B)為0.3～5.0。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物，其中，所述樹脂組合物中所述成分(A)與所述成分(B)的總量所占的重量比例大于等于30重量％。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項所述的用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物，其中，所述樹脂組合物含有分子中具有三個或三個以上的(甲基)丙烯?；?甲基)丙烯酸酯。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物，其中，所述樹脂組合物的固化物在25℃及824nm的折射率大于等于1.54。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項所述的用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物，其中，所述樹脂組合物的固化物的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度(Tg)大于等于80℃。
7.一種光波導(dǎo)，其是由芯層、及在該芯層上層合形成的包覆層而構(gòu)成的光波導(dǎo)；其特征為，該芯層和/或該包覆層含有權(quán)利要求1～6中任一項所述的用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物的固化物。
8.一種光波導(dǎo)的制造方法，其特征為，其包括介于光掩模對權(quán)利要求1～6中任一項所述的用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物照射放射線，使該樹脂組合物固化的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供含有(A)、(B)、(C)作為組成成分的用于形成光波導(dǎo)的感光性樹脂組合物，其具有優(yōu)異的圖案形成性、折射率、耐熱性、傳輸特性等。其中(A)為二(甲基)丙烯酸酯，其結(jié)構(gòu)中具有如下述通式(1)所示結(jié)構(gòu)，通式(1)中，R
文檔編號G02B6/138GK1646586SQ03808889
公開日2005年7月27日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者高瀨英明, 江利山祐一 申請人:Jsr株式會社