JP2011221195A - Optical waveguide structure and electronic device - Google Patents
Optical waveguide structure and electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011221195A JP2011221195A JP2010089047A JP2010089047A JP2011221195A JP 2011221195 A JP2011221195 A JP 2011221195A JP 2010089047 A JP2010089047 A JP 2010089047A JP 2010089047 A JP2010089047 A JP 2010089047A JP 2011221195 A JP2011221195 A JP 2011221195A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- core
- waveguide structure
- structure according
- core portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 458
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 137
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 117
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims abstract description 77
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 66
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 45
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims abstract description 45
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 150000004292 cyclic ethers Chemical group 0.000 claims abstract description 20
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N norbornene Chemical compound C1[C@@H]2CC[C@H]1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N 0.000 claims description 99
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 85
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 85
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 49
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 48
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 47
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 42
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 28
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 27
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 22
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 18
- -1 oxetane compound Chemical class 0.000 claims description 17
- 125000003566 oxetanyl group Chemical group 0.000 claims description 17
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 9
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 claims description 6
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 52
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 41
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 26
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 26
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 26
- 239000010408 film Substances 0.000 description 109
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 70
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 50
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 36
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 36
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 28
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 27
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 23
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 19
- KMRASZKMNHTING-UHFFFAOYSA-N 4-hexylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1CC2C=CC1(CCCCCC)C2 KMRASZKMNHTING-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 18
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 18
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 18
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 16
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 16
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 14
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 14
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 11
- JZEPSDIWGBJOEH-UHFFFAOYSA-N 4-decylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1CC2C=CC1(CCCCCCCCCC)C2 JZEPSDIWGBJOEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KWSSUXIEHAITGW-UHFFFAOYSA-N 3-butyl-4,7,7-trimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1CC2(C)C(CCCC)=CC1C2(C)C KWSSUXIEHAITGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- OWYWGLHRNBIFJP-UHFFFAOYSA-N Ipazine Chemical compound CCN(CC)C1=NC(Cl)=NC(NC(C)C)=N1 OWYWGLHRNBIFJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecyl 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 9
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 9
- OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 2,4-D Chemical compound OC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 8
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 7
- KREDAVDITUSJEV-UHFFFAOYSA-N 2-cyclohexyloxetane Chemical compound O1CCC1C1CCCCC1 KREDAVDITUSJEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HDSXEXIWXIOPOT-UHFFFAOYSA-N 4-(2-phenylethyl)bicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1CC(C=C2)CC12CCC1=CC=CC=C1 HDSXEXIWXIOPOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000003613 toluenes Chemical class 0.000 description 6
- WLCVNBXWMQMKGJ-UHFFFAOYSA-N 2-(5-bicyclo[2.2.1]hept-2-enyl)ethyl-trimethoxysilane Chemical compound C1C2C(CC[Si](OC)(OC)OC)CC1C=C2 WLCVNBXWMQMKGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LKMJVFRMDSNFRT-UHFFFAOYSA-N 2-(methoxymethyl)oxirane Chemical compound COCC1CO1 LKMJVFRMDSNFRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CBVRSAWYUWTDDH-UHFFFAOYSA-N 4-bicyclo[2.2.1]hept-2-enyl(trimethoxy)silane Chemical compound C1CC2C=CC1([Si](OC)(OC)OC)C2 CBVRSAWYUWTDDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N acrylic acid methyl ester Natural products COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 5
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 5
- 125000003518 norbornenyl group Chemical group C12(C=CC(CC1)C2)* 0.000 description 5
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N cyclopentadiene Chemical compound C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 4
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 4
- 238000007152 ring opening metathesis polymerisation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 4
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 description 3
- VQQFGGKYAPPTJB-UHFFFAOYSA-N 2-hexyl-1,7,7-trimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C(CCCCC)C=1C2(CCC(C=1)C2(C)C)C VQQFGGKYAPPTJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RGGBKNFGPFEDRC-UHFFFAOYSA-N 4-bicyclo[2.2.1]hept-2-enyl(triethoxy)silane Chemical compound C1CC2C=CC1([Si](OCC)(OCC)OCC)C2 RGGBKNFGPFEDRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 0 C[C@@](*C(*)C1C*(C)C(*)C1)C1C(C2)CCC([*+])C2C1* Chemical compound C[C@@](*C(*)C1C*(C)C(*)C1)C1C(C2)CCC([*+])C2C1* 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 125000005370 alkoxysilyl group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 3
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NSTVHFOHEYKXRQ-UHFFFAOYSA-N 4-bicyclo[2.2.1]hept-2-enylmethanol Chemical compound C1CC2C=CC1(CO)C2 NSTVHFOHEYKXRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N Pyrazine Chemical compound C1=CN=CC=N1 KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N Tetrahydropyran Chemical compound C1CCOCC1 DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012644 addition polymerization Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- WDECIBYCCFPHNR-UHFFFAOYSA-N chrysene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=C3C4=CC=CC=C4C=CC3=C21 WDECIBYCCFPHNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N cyclohexene Chemical compound C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 2
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 2
- AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N oxetane Chemical compound C1COC1 AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229920003192 poly(bis maleimide) Polymers 0.000 description 2
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- YRHRIQCWCFGUEQ-UHFFFAOYSA-N thioxanthen-9-one Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3SC2=C1 YRHRIQCWCFGUEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LWHOMMCIJIJIGV-UHFFFAOYSA-N (1,3-dioxobenzo[de]isoquinolin-2-yl) trifluoromethanesulfonate Chemical compound C1=CC(C(N(OS(=O)(=O)C(F)(F)F)C2=O)=O)=C3C2=CC=CC3=C1 LWHOMMCIJIJIGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWNGJAHMBMVCJR-UHFFFAOYSA-N (2,3,4,5,6-pentafluorophenoxy)boronic acid Chemical compound OB(O)OC1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1F LWNGJAHMBMVCJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical compound C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VKQJCUYEEABXNK-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-4-propoxythioxanthen-9-one Chemical compound S1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C(OCCC)=CC=C2Cl VKQJCUYEEABXNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 10H-phenothiazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3SC2=C1 WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RICRAVHJCLFPFF-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-tris(chloromethyl)-1,3,5-triazine Chemical compound ClCC1=NC(CCl)=NC(CCl)=N1 RICRAVHJCLFPFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCDWFXQBSFUVSP-UHFFFAOYSA-N 2-phenoxyethanol Chemical compound OCCOC1=CC=CC=C1 QCDWFXQBSFUVSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KTALPKYXQZGAEG-UHFFFAOYSA-N 2-propan-2-ylthioxanthen-9-one Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC(C(C)C)=CC=C3SC2=C1 KTALPKYXQZGAEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLJFKNONPLNAPF-UHFFFAOYSA-N 3-Vinyl-7-oxabicyclo[4.1.0]heptane Chemical compound C1C(C=C)CCC2OC21 SLJFKNONPLNAPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-sulfonyldiphenol Chemical class C1=CC(O)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(O)C=C1 VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEEKCIOFMIAGSF-UHFFFAOYSA-N 4-butylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1CC2C=CC1(CCCC)C2 VEEKCIOFMIAGSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKVYHNPVKUNCJM-UHFFFAOYSA-N 4-propan-2-ylthioxanthen-9-one Chemical compound S1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C(C(C)C)=CC=C2 IKVYHNPVKUNCJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBHIUNHSNSQJNG-UHFFFAOYSA-N 6-methyl-3-(2-methyloxiran-2-yl)-7-oxabicyclo[4.1.0]heptane Chemical compound C1CC2(C)OC2CC1C1(C)CO1 RBHIUNHSNSQJNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KSMGAOMUPSQGTB-UHFFFAOYSA-N 9,10-dibutoxyanthracene Chemical compound C1=CC=C2C(OCCCC)=C(C=CC=C3)C3=C(OCCCC)C2=C1 KSMGAOMUPSQGTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 description 1
- 239000007848 Bronsted acid Substances 0.000 description 1
- JJKDFBNRRXFUNI-UHFFFAOYSA-N CO[SiH3].C1(=CC=CC=C1)C(C1=CC=CC=C1)C12C=CC(CC1)C2 Chemical compound CO[SiH3].C1(=CC=CC=C1)C(C1=CC=CC=C1)C12C=CC(CC1)C2 JJKDFBNRRXFUNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YXHKONLOYHBTNS-UHFFFAOYSA-N Diazomethane Chemical class C=[N+]=[N-] YXHKONLOYHBTNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003849 O-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003872 O—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- QFKJMDYQKVPGNM-UHFFFAOYSA-N [benzenesulfonyl(diazo)methyl]sulfonylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1S(=O)(=O)C(=[N+]=[N-])S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 QFKJMDYQKVPGNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229920005603 alternating copolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001454 anthracenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- CXJVMJWCNFOERL-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonylsulfonylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1S(=O)(=O)S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 CXJVMJWCNFOERL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N benzo[e]pyrene Chemical class C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC4=CC=C1C2=C34 TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000007766 curtain coating Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- URYYVOIYTNXXBN-UPHRSURJSA-N cyclooctene Chemical compound C1CCC\C=C/CC1 URYYVOIYTNXXBN-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000004913 cyclooctene Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012954 diazonium Substances 0.000 description 1
- 150000001989 diazonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol monoethyl ether Chemical compound CCOCCOCCO XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HANKSFAYJLDDKP-UHFFFAOYSA-N dihydrodicyclopentadiene Chemical compound C12CC=CC2C2CCC1C2 HANKSFAYJLDDKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBQIJPBUMNWUKN-UHFFFAOYSA-M diphenyliodanium;trifluoromethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.C=1C=CC=CC=1[I+]C1=CC=CC=C1 SBQIJPBUMNWUKN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000005982 diphenylmethyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])(*)C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 150000002219 fluoranthenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N formic acid ethyl ester Natural products CCOC=O WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- UCQHUEOREKHIBP-UHFFFAOYSA-N heptacyclo[9.6.1.14,7.113,16.02,10.03,8.012,17]icosa-5,14-diene Chemical compound C1C(C23)C4C(C=C5)CC5C4C1C3CC1C2C2C=CC1C2 UCQHUEOREKHIBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical class I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 125000005641 methacryl group Chemical group 0.000 description 1
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N methoxysilane Chemical compound CO[SiH3] ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- SJYNFBVQFBRSIB-UHFFFAOYSA-N norbornadiene Chemical compound C1=CC2C=CC1C2 SJYNFBVQFBRSIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000002987 phenanthrenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 229950000688 phenothiazine Drugs 0.000 description 1
- 150000004714 phosphonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920002577 polybenzoxazole Polymers 0.000 description 1
- 239000004644 polycyanurate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920000582 polyisocyanurate Polymers 0.000 description 1
- 239000011495 polyisocyanurate Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 150000003220 pyrenes Chemical class 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- XBFJAVXCNXDMBH-UHFFFAOYSA-N tetracyclo[6.2.1.1(3,6).0(2,7)]dodec-4-ene Chemical compound C1C(C23)C=CC1C3C1CC2CC1 XBFJAVXCNXDMBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000003918 triazines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M triflate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FAYMLNNRGCYLSR-UHFFFAOYSA-M triphenylsulfonium triflate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.C1=CC=CC=C1[S+](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FAYMLNNRGCYLSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 150000007964 xanthones Chemical class 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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、基板上に所定の電気配線回路と、コア部およびクラッド部で構成される光導波路とを形成し、さらにこの光導波路に発光素子および受光素子を取り付けたものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Such an optical waveguide is usually formed in a predetermined arrangement (pattern) on a substrate and handled as an optical waveguide structure. As this optical waveguide structure, a structure in which a predetermined electric wiring circuit and an optical waveguide composed of a core portion and a cladding portion are formed on a substrate, and a light emitting element and a light receiving element are attached to the optical waveguide is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1に記載の光導波路構造体では、次のような問題点がある。
1.光導波路の形成工程が複雑であり、伝送光の光路を構成するコア部のパターン形状の設計、選択の自由度が狭い。
2.コア部のパターン形状の精度や寸法精度が悪い。
3.光信号の伝送効率が低い。
4.電気配線パターンと組み合わせた場合に、該電気配線パターンの設計における自由度が狭い。
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. Optical signal transmission efficiency is low.
4). When combined with an electrical wiring pattern, the degree of freedom in designing the electrical wiring pattern is narrow.
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、発光素子や受光素子との光結合効率および耐久性に優れる光導波路を備えた光導波路構造体および電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to form a core part (optical path) with a wide degree of freedom in design of a pattern shape and high dimensional accuracy by a simple method, and also to optical coupling efficiency and durability with a light emitting element and a light receiving element. An object of the present invention is to provide an optical waveguide structure and an electronic device including an optical waveguide having excellent properties.
このような目的は、下記(1)〜(34)の本発明により達成される。
(1) 互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを備える光導波路を有し、
前記コア部は、一方の端部に向かって横断面積が連続的に大きくなる拡張部分を有するものであり、かつ、
(A)環状オレフィン樹脂と、
(B)前記(A)とは屈折率が異なり、かつ、環状エーテル基を有するモノマーおよび環状エーテル基を有するオリゴマーのうちの少なくとも一方と、
(C)光酸発生剤と、
を含む組成物で構成されたコア層に対し活性放射線を選択的に照射することにより所望の形状に形成されたものであることを特徴とする光導波路構造体。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (34) below.
(1) having an optical waveguide provided with a core part and a clad part having different refractive indexes,
The core portion has an extended portion whose cross-sectional area continuously increases toward one end portion, and
(A) a cyclic olefin resin;
(B) The refractive index is different from that of (A), and at least one of a monomer having a cyclic ether group and an oligomer having a cyclic ether group;
(C) a photoacid generator;
An optical waveguide structure characterized by being formed into a desired shape by selectively irradiating active radiation to a core layer composed of a composition comprising:
(2) 前記(B)の環状エーテル基は、オキセタニル基またはエポキシ基である上記(1)に記載の光導波路構造体。 (2) The optical waveguide structure according to (1), wherein the cyclic ether group of (B) is an oxetanyl group or an epoxy group.
(3) 前記(A)の環状オレフィン樹脂は、ノルボルネン系樹脂である上記(1)または(2)に記載の光導波路構造体。 (3) The optical waveguide structure according to (1) or (2), wherein the cyclic olefin resin (A) is a norbornene resin.
(4) 前記(B)は、前記(A)よりも屈折率が低く、
前記環状オレフィン樹脂は、前記(C)の光酸発生剤から発生する酸により脱離し、脱離により、前記(A)の屈折率を低下させる脱離性基を有するものである上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(4) The refractive index of (B) is lower than that of (A),
(1) The cyclic olefin resin has a leaving group that is desorbed by an acid generated from the photoacid generator of (C) and lowers the refractive index of (A) by desorption. Thru | or the optical waveguide structure in any one of (3).
(5) 前記(A)の環状オレフィン樹脂は、側鎖に前記(C)の光酸発生剤から発生する酸により脱離する脱離性基を有し、
前記(B)は、下記式(100)に記載の第1モノマーを含むものである上記(2)に記載の光導波路構造体。
Said (B) is an optical waveguide structure as described in said (2) containing the 1st monomer as described in following formula (100).
(6) 前記(B)は、さらに、エポキシ化合物およびオキセタニル基を2つ有するオキセタン化合物のうち、少なくとも一方を第2モノマーとして含むものである上記(5)に記載の光導波路構造体。 (6) The optical waveguide structure according to (5), wherein (B) further includes at least one of the epoxy compound and the oxetane compound having two oxetanyl groups as the second monomer.
(7) 前記第2モノマーと前記第1モノマーとの割合は、重量比(前記第2モノマーの重量/前記第1モノマーの重量)で、0.1〜1.0である上記(6)に記載の光導波路構造体。 (7) The ratio of the second monomer to the first monomer is 0.1 to 1.0 in a weight ratio (weight of the second monomer / weight of the first monomer). The optical waveguide structure described.
(8) 前記脱離性基は、−O−構造、−Si−アリール構造および−O−Si−構造のうちの少なくとも1つを有するものである上記(4)ないし(6)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (8) The leaving group may have at least one of an -O- structure, an -Si-aryl structure, and an -O-Si- structure. The optical waveguide structure described.
(9) 前記(A)の環状オレフィン樹脂は、ノルボルネン系樹脂である上記(5)ないし(8)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (9) The optical waveguide structure according to any one of (5) to (8), wherein the cyclic olefin resin of (A) is a norbornene resin.
(10) 前記ノルボルネン系樹脂は、ノルボルネンの付加重合体である上記(9)に記載の光導波路構造体。 (10) The optical waveguide structure according to (9), wherein the norbornene-based resin is a norbornene addition polymer.
(11) 前記ノルボルネンの付加重合体は、下記式(101)に記載の繰り返し単位を有するものである上記(10)に記載の光導波路構造体。
(12) 前記ノルボルネンの付加重合体は、下記式(102)に記載の繰り返し単位を有するものである上記(10)または(11)に記載の光導波路構造体。
(13) 前記式(100)に記載の第1モノマーの含有量は、前記環状オレフィン樹脂100重量部に対して、1重量部以上50重量部以下である上記(5)ないし(12)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (13) The content of the first monomer described in the formula (100) is 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the cyclic olefin resin. An optical waveguide structure according to claim 1.
(14) 前記コア層の活性放射線が照射された領域と、未照射領域とで、前記(B)由来の構造体濃度が異なっている上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (14) The light according to any one of (1) to (13), wherein the concentration of the structure derived from (B) is different between a region irradiated with active radiation of the core layer and a non-irradiated region. Waveguide structure.
(15) 前記コア層の活性放射線が照射された領域と未照射領域の屈折率差が0.01以上である上記(1)ないし(14)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (15) The optical waveguide structure according to any one of (1) to (14), wherein the refractive index difference between the region irradiated with active radiation and the non-irradiated region of the core layer is 0.01 or more.
(16) 前記コア層の活性放射線が照射された領域を前記クラッド部の少なくとも一部とし、未照射領域を前記コア部の少なくとも一部とする上記(1)ないし(15)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (16) The structure according to any one of (1) to (15), wherein the region of the core layer that has been irradiated with active radiation is at least a part of the cladding part, and an unirradiated region is at least a part of the core part. Optical waveguide structure.
(17) 前記拡張部分において、前記光導波路の一方の端部に向かって、前記コア部の平面視における幅が連続的に大きくなっている上記(1)ないし(16)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (17) The expansion portion according to any one of (1) to (16), wherein a width of the core portion in plan view continuously increases toward one end of the optical waveguide. Optical waveguide structure.
(18) 前記拡張部分において、前記光導波路の一方の端部に向かって、前記コア部の厚さが連続的に大きくなっている上記(1)ないし(17)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (18) The optical waveguide according to any one of (1) to (17), wherein the thickness of the core portion is continuously increased toward one end of the optical waveguide in the extended portion. Structure.
(19) 前記拡張部分において、前記コア部は、平面視における前記コア部と前記クラッド部との境界線が、前記光導波路の一方の端部に向かって開いた放物線に沿うよう形成されている上記(1)ないし(18)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (19) In the extended portion, the core portion is formed such that a boundary line between the core portion and the cladding portion in plan view is along a parabola that opens toward one end portion of the optical waveguide. The optical waveguide structure according to any one of (1) to (18) above.
(20) 前記拡張部分において、前記コア部は、平面視における前記コア部と前記クラッド部との境界線または厚さ方向における前記コア部と前記クラッド部との境界線が、前記コア部の前記一方の端部の端面に対して45度以上90度未満の角度をなしている上記(1)ないし(19)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (20) In the extended portion, the core portion may have a boundary line between the core portion and the cladding portion in a plan view or a boundary line between the core portion and the cladding portion in the thickness direction. The optical waveguide structure according to any one of (1) to (19), wherein an angle of 45 degrees or more and less than 90 degrees is formed with respect to an end face of one end portion.
(21) 前記コア部は、前記一方の端部の端面の面積が、前記他方の端部の端面の面積より大きくなっている上記(1)ないし(20)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (21) The optical waveguide structure according to any one of (1) to (20), wherein an area of an end face of the one end is larger than an area of an end face of the other end. body.
(22) 前記コア部の前記一方の最端部の平面視における幅が、前記他方の最端部の平面視における幅より大きくなっている上記(1)ないし(21)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (22) The width in plan view of the one endmost part of the core part is larger than the width in plan view of the other endmost part. Optical waveguide structure.
(23) 前記コア部の前記一方の最端部の厚さが、前記他方の最端部の厚さより厚くなっている上記(1)ないし(22)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (23) The optical waveguide structure according to any one of (1) to (22), wherein a thickness of the one endmost portion of the core portion is greater than a thickness of the other endmost portion.
(24) 前記コア部は、さらに、前記拡張部分より他方の端部側に設けられ、他方の端部に向かって横断面積が連続的に小さくなる縮小部分を有している上記(1)ないし(23)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (24) The core portion further includes a reduced portion that is provided on the other end side with respect to the extended portion and that has a reduced cross-sectional area continuously decreasing toward the other end portion. (23) The optical waveguide structure according to any one of (23).
(25) 前記縮小部分において、前記光導波路の他方の端部に向かって、前記コア部の平面視における幅が連続的に小さくなっている上記(24)に記載の光導波路構造体。 (25) The optical waveguide structure according to (24), wherein in the reduced portion, the width of the core portion in plan view continuously decreases toward the other end of the optical waveguide.
(26) 前記縮小部分において、前記光導波路の他方の端部に向かって、前記コア部の厚さが連続的に小さくなっている上記(24)または(25)に記載の光導波路構造体。 (26) The optical waveguide structure according to (24) or (25), wherein in the reduced portion, the thickness of the core portion is continuously reduced toward the other end of the optical waveguide.
(27) 前記縮小部分において、前記コア部は、平面視における前記コア部と前記クラッド部との境界線が、前記光導波路の一方の端部に向かって開いた放物線に沿うよう形成されている上記(24)ないし(26)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (27) In the reduced portion, the core portion is formed such that a boundary line between the core portion and the clad portion in plan view is along a parabola that opens toward one end portion of the optical waveguide. The optical waveguide structure according to any one of (24) to (26) above.
(28) 前記縮小部分において、前記コア部は、平面視における前記コア部と前記クラッド部との境界線または厚さ方向における前記コア部と前記クラッド部との境界線が、前記コア部の前記一方の端部の端面に対して45度以上90度未満の角度をなしている上記(24)ないし(27)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (28) In the reduced portion, the core portion may have a boundary line between the core portion and the cladding portion in a plan view or a boundary line between the core portion and the cladding portion in the thickness direction. The optical waveguide structure according to any one of (24) to (27), wherein an angle of 45 degrees or more and less than 90 degrees is formed with respect to an end face of one end portion.
(29) 前記光導波路は、複数の前記コア部を備えている上記(1)ないし(28)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (29) The optical waveguide structure according to any one of (1) to (28), wherein the optical waveguide includes a plurality of the core portions.
(30) 前記複数のコア部は、並列して設けられており、
前記複数のコア部のうち、隣り合う少なくとも2つは、一方の端部の位置および他方の端部の位置の少なくともいずれかが互いに長手方向にずれている上記(29)に記載の光導波路構造体。
(30) The plurality of core portions are provided in parallel,
The optical waveguide structure according to (29), wherein at least two of the plurality of core portions adjacent to each other have at least one of a position of one end and a position of the other end shifted in the longitudinal direction. body.
(31) 前記複数のコア部のうち、隣り合う少なくとも2つにおいて、前記一方の端部の位置と、前記他方の端部の位置とが、互いに反対の位置になるよう構成されている上記(29)または(30)に記載の光導波路構造体。 (31) In the at least two adjacent cores, the position of the one end and the position of the other end are configured to be opposite to each other ( The optical waveguide structure according to 29) or (30).
(32) 前記光導波路は、光路を屈曲させる光路変換部を有しており、
前記光路変換部は、外部からの光を屈曲させ前記コア部に導く、または、前記コア部を伝搬してきた光を屈曲させ外部に導くよう構成されている上記(1)ないし(31)のいずれかに記載の光導波路構造体。
(32) The optical waveguide has an optical path conversion unit that bends the optical path,
The optical path conversion unit is configured to bend light from the outside and guide it to the core part, or to bend and guide the light propagating through the core part to the outside (1) to (31) An optical waveguide structure according to claim 1.
(33) さらに、前記光導波路の少なくとも一方の面に設けられ、基板と、その少なくとも一方の面に設けられ、電気配線が形成された導体層とを備える配線基板を有している上記(1)ないし(32)のいずれかに記載の光導波路構造体。 (33) The above (1) further including a wiring board provided on at least one surface of the optical waveguide and including a substrate and a conductor layer provided on at least one surface of the optical waveguide and provided with electrical wiring. ) To (32).
(34) 上記(1)ないし(33)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。 (34) An electronic apparatus comprising the optical waveguide structure according to any one of (1) to (33).
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、コア部の寸法精度が高いので、発光素子や受光素子に対して、優れた光結合効率を有する光導波路が得られる。 Moreover, since the dimensional accuracy of the core portion is high, an optical waveguide having excellent optical coupling efficiency with respect to the light emitting element and the light receiving element can be obtained.
また、コア部をノルボルネン系樹脂(環状オレフィン系樹脂)を主とする樹脂組成物で構成した場合には、変形に対し特に強く欠陥が生じ難いという効果が高い他、コア部とクラッド部との屈折率の差をより大きくすることができ、しかも、耐熱性に優れ、その結果、より高性能で耐久性に優れる光導波路が得られる。 In addition, when the core part is composed of a resin composition mainly composed of norbornene resin (cyclic olefin resin), the effect of being particularly strong against deformation and being difficult to cause defects is high, and the core part and the clad part The difference in refractive index can be further increased, and the optical waveguide is excellent in heat resistance. As a result, an optical waveguide having higher performance and excellent durability can be obtained.
また、電気回路、光回路ともに、形成が容易で、種々の形状のものを寸法精度よく形成することができる。特に、光回路については、露光パターンの選択により、どのような形状や配置の光路(コア部)でも形成することができ、また、細い光路でもシャープに形成することができるので、回路の集積化に寄与し、デバイスの小型化が図られる。 In addition, both electric circuits and optical circuits can be easily formed, and various shapes can be formed with high dimensional accuracy. In particular, the optical circuit can be formed with any shape and arrangement of the optical path (core part) by selecting the exposure pattern, and it can be sharply formed even with a thin optical path. This contributes to reducing the size of the device.
このような本発明の光導波路構造体は、光回路(光導波路のパターン)や電気回路の設計の幅が広く、歩留まりが高く、光伝送性能を高く維持し、信頼性、耐久性に優れ、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.
<第1実施形態:図1〜3>
図1は、本発明の光導波路構造体の第1実施形態を示す断面図、図2は、図1に示す光導波路の斜視図、図3は、図1に示す光導波路のコア層を示す平面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」とし、下側を「下」とする。また、図1、2は、層の厚さ方向(各図の上下方向)が誇張して描かれている。
<First embodiment: FIGS. 1 to 3>
1 is a sectional view showing a first embodiment of the optical waveguide structure of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the optical waveguide shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows a core layer of the optical waveguide shown in FIG. It is a top view. In the following description, the upper side in FIG. 1 is “upper” and the lower side is “lower”. 1 and 2 are exaggerated in the layer thickness direction (vertical direction in each figure).
図1に示すように、本発明の光導波路構造体1は、基板2と、基板2の下面に設けられた導体層5と、基板2上に設けられた発光素子3および受光素子4と、発光素子3の発光部31と受光素子4の受光部41との間に設けられた光導波路9とを備えている。基板2と導体層5とで配線基板が構成されている。
As shown in FIG. 1, an optical waveguide structure 1 of the present invention includes a
光導波路9は、図2中下側からクラッド層(下側クラッド層)91、コア層93およびクラッド層(上側クラッド層)92をこの順に積層してなる帯状のものであり、コア層93には、帯状をなす光導波路9の長手方向に沿って設定された細長い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
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のパターン形状は、図2に示すように、左側の端部(長手方向の一方の端部)に向かって幅が連続的に大きくなる拡幅部分(拡張部分)941と、右側の端部(長手方向の他方の端部)に向かって幅が連続的に小さくなる減幅部分(縮小部分)942と、これらの拡幅部分941と減幅部分942との間に設けられ、幅が一定になっている等幅部分940とで構成されている。一方、コア部94が形成されたコア層93は、図1に示すように、その厚さが一定である。したがって、図2に示す拡幅部分941は、左側の端部に向かってコア部94の横断面積が連続的に大きくなっている部分であり、減幅部分942は、右側の端部に向かってコア部94の横断面積が連続的に小さくなっている部分である。さらには、等幅部分940は、コア部94の横断面積が一定になっている部分である。
As shown in FIG. 2, the pattern shape of the
コア部94のパターン形状は、上記の拡幅部分941および減幅部分942以外に、湾曲部を有する形状、分岐部、合流部または交差部を有する形状、あるいはこれらのうちの2以上を組み合わせた形状等、いかなる形状を有するものでもよい。なお、これらのパターンの形成においては、光の照射パターンの設定により、いかなるパターン形状をも容易に実現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
基板2は、可撓性および絶縁性を有するフレキシブル基板である。
基板2の構成材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、トリアゾール樹脂、ポリシアヌレート樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンザオキサゾール樹脂、ノルボルネン樹脂等が挙げられる。また、これらの材料は、単独で使用してもよく、複数を混合して使用してもよい。
The
Examples of the constituent material of 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、組成(種類)が同じ樹脂材料からなる第1の層と第2の層とを積層したもの、それぞれ組成(種類)が異なる樹脂材料からなる第1の層と第2の層とを積層したものが挙げられる。なお、積層体における層構成は、これに限定されないことは言うまでもない。
Moreover, the board |
基板2の厚さは、特に限定されないが、通常、5〜50μm程度であるのが好ましく、10〜40μm程度であるのがより好ましい。基板2の厚さが前記範囲内であれば、光導波路構造体1は十分な可撓性を有するものとなる。
Although the thickness of the board |
基板2が有する可撓性は、例えば人の手で容易に屈曲させることができる程度のものである。具体的には、基板2のヤング率(引張弾性率)は、一般的な室温環境下(20〜25℃前後)で1〜20GPa程度であるのが好ましく、2〜12GPa程度であるのがより好ましい。
The flexibility of the
基板2の下面に接合された導体層5は、それぞれ、所定の形状にパターニングされて、所望の配線または回路を構成している。導体層5の構成材料としては、例えば、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金等の各種金属材料が挙げられる。導体層5の厚さは、特に限定されないが、通常、3〜120μm程度が好ましく、5〜70μm程度がより好ましい。
Each of the conductor layers 5 bonded to the lower surface of the
導体層5は、例えば、金属箔の接合(接着)、金属メッキ、蒸着、スパッタリング等の方法により形成されたものである。導体層5へのパターニングは、例えばエッチング、印刷、マスキング等の方法を用いることができる。
The
一方、基板2には、貫通孔21が形成されており、貫通孔21内には導電材料(例えば、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金等の各種金属材料)が充填され、導体ポスト22が設けられている。この導体ポスト22は、導体層5と基板2の上面側とを電気的に接続している。
On the other hand, a through
発光素子3は、基台30と、基台30の表面に固定された発光部31と、発光部31の電極パッドと基台30の電極パッドとを接続する金属ワイヤ32と、基台30の下面に設けられ、発光部31を外部回路と接続するための外部電極33とを有している。また、発光部31および金属ワイヤ32は、基台30の表面に半球状に盛られた樹脂モールド34で覆われている。
The light emitting element 3 includes a
外部電極33に通電がなされると、発光部31が発光する。
発光素子3は、外部電極33が導体ポスト22に接合(電気的に接続)されるようにして基板2上に搭載されている。
When the
The light emitting element 3 is mounted on the
一方、受光素子4は、基台40と、基台40の表面に固定された受光部41と、受光部41の電極パッドと基台40の電極パッドとを接続する金属ワイヤ42と、基台40の下面に設けられ、受光部41を外部回路と接続するための外部電極43とを有している。また、受光部41および金属ワイヤ42は、基台40の表面に半球状に盛られた樹脂モールド44で覆われている。
On the other hand, the
受光部41が光信号を受光すると、電気信号に変換され、外部電極43から出力される。
When the
受光素子4は、外部電極43が導体ポスト22に接合(電気的に接続)されるようにして基板2上に搭載されている。
The
なお、発光素子3における発光部31および受光素子4における受光部41は、それぞれ1つの発光点または1つの受光点で構成されているものの他、発光点または受光点が複数個集合したものでもよい。発光点または受光点が複数個集合したものとしては、例えば、発光点または受光点が列状(例えば発光点または受光点が1×4個、1×12個)または行列状(例えば発光点または受光点がn×m個:n、mは2以上の整数)に配置されたものや、複数の発光点または受光点がランダム(不規則)に配置されたもの等が挙げられる。
The
樹脂モールド34は、発光素子3の基台30の右側において、発光部31等を封止している。これにより、発光部31が外部に露出することなく封止された構造となるため、汚れ、損傷、酸化等から発光部31が保護される。その結果、発光素子3の信頼性が向上する。
The
また、樹脂モールド44は、受光素子4の基台40の左側において、受光部41等を封止している。これにより、受光部41が外部に露出することなく封止された構造となるため、汚れ、損傷、酸化等から受光部41が保護される。その結果、受光素子4の信頼性が向上する。
The
また、樹脂モールド34、44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
光導波路9は、発光部31の発光点と、受光部41の受光点とを結ぶように、発光素子3と受光素子4との間に設けられている。これにより、発光点と受光点とが光導波路9により光学的に接続されている。
The
光導波路9のコア部94は、平面視で(図1の上方から見たとき)各発光点や各受光点と重なるようなパターン形状で形成されている。このコア部94は、クラッド部95に比べて屈折率が高く、また、クラッド層91、92に対しても屈折率が高い。クラッド層91および92は、それぞれ、コア部94の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものである。このような構成により、コア部94は、図2に示すように、その外周の全周をクラッド部に囲まれた導光路として機能する。
The
光導波路9の両端部(発光素子3および受光素子4との接続部)は、発光素子3に設けられた樹脂モールド34および受光素子4に設けられた樹脂モールド44で覆われており、発光素子3および受光素子4に固定されている。これにより、光導波路9、発光素子3および受光素子4は、一体化され、1つの部品(光配線)として取り扱うことが可能になる。
Both end portions of the optical waveguide 9 (connection portions between the light emitting element 3 and the light receiving element 4) are covered with a
なお、図2に示す光導波路9は、1つのコア部94を有するものであるが、1つの光導波路9に形成されるコア部94の数は、例えば、1つの発光部31に設けられる発光点の個数や、1つの受光部41に設けられる受光点の数に応じて設定され、特に限定されるものではない。
The
本実施形態の光導波路構造体1では、導体層5および導体ポスト22を介して発光素子3の外部電極33へ通電がなされると、発光部31の発光点が発光し、図1中右方へ向かって発せられた光は、光導波路9のコア部94に入る。光導波路9では、コア部94とクラッド部(クラッド層91、92および側方のクラッド部95)との界面で反射を繰り返しながら、コア部94内をその長手方向(図1中右方向)に沿って進む。そして、受光部41の受光点に光が到達すると、受光部41において光信号が電気信号へと変換され、外部電極43から出力される。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when the
このような光導波路構造体1は、後に詳述するが、光導波路9が高分子材料で構成されているため可撓性を有し、かつ、コア部94とクラッド部95との屈折率差が大きいので、光導波路9が折り曲げられたときでも、十分な伝送効率を有するものとなる。
Although such an optical waveguide structure 1 will be described in detail later, since the
また、光導波路9と基板2とは、直接固定されていないので、折り曲げ操作をした際に、光導波路9と基板2とが自由に動くことができる。そして、局所的な応力集中が防止され、折り曲げ操作に伴う光導波路9の破壊を防止することができる。その結果、耐久性に優れた光導波路構造体1が得られる。
Further, since the
ここで、光導波路構造体1が有する光導波路9は、平面視において、コア部94の幅が左側の端部に向かって連続的に大きくなる拡幅部分941と、コア部94の幅が右側の端部に向かって連続的に小さくなる減幅部分942とを有している。
Here, the
図3(a)に示す拡幅部分941では、左側の端部に向かってその幅が一定の割合で連続的に大きくなっている。また、図3(a)に示す減幅部分942では、右側の端部に向かってその幅が一定の割合で連続的に小さくなっている。
In the widened
図1に示すように、拡幅部分941の左側の端面に対向するように発光素子3の発光点を配置することにより、拡幅部分941には、高い効率で光を入射させることができる。すなわち、拡幅部分941の左側の端面は、右側の端面に比べて面積が大きくなっているため、発光点から放射された光を効率よく受光することができる。特に、発光素子3として半導体レーザーを用いた場合、光が所定の広がり角度をもって放射されるため、拡幅部分941の左側の端面の面積が大きいことは、発光素子3とコア部94との光結合効率を高める観点で有効である。加えて、拡幅部分941の左側の端面の面積が大きいので、拡幅部分941の左側の端面に対する発光点の位置が多少ずれても、発光素子3とコア部94との光結合効率が著しく低下することが抑制される。したがって、発光素子3を実装する際の位置許容量を大きくすることができ、実装容易性が高められる。
As shown in FIG. 1, by arranging the light emitting point of the light emitting element 3 so as to face the left end face of the widened
また、拡幅部分941の左側の最端部の幅をW1とし、右側の最端部の幅をW2としたとき、W2は、好ましくはW1の0.1〜0.9倍程度、より好ましくはW1の0.2〜0.8倍程度とされる。これにより、コア部94からの光の漏れを抑制した拡幅部分941を形成することができる。その結果、発光素子3とコア部94との光結合効率をより高めることができる。
When the width of the leftmost end of the widened
また、拡幅部分941において、コア部94とクラッド部95との境界線と、前記コア部94の左側の端部の端面とがなす角度α1は、好ましくは45度以上90度未満、より好ましくは50度以上85度以下とされる。これにより、コア部94とクラッド部95との境界面における反射条件を損なうことなく、拡幅部分941を形成することができる。その結果、発光素子3とコア部94との光結合効率をより高めることができる。なお、コア部94とクラッド部95との境界線と、前記コア部94の左側の端部の端面とがなす角度は、90度以下となる角度の方を前記α1とする。
In the widened
一方、図1に示すように、減幅部分942の右側の端面に対向するように受光素子4の受光点を配置することにより、減幅部分942から出射した光を、高い効率で受光点に入射させることができる。すなわち、減幅部分942の右側の端面は、左側の端面に比べて面積が小さくなっているため、より細く絞られた光を出射することができ、受光点の有効面積に対して確実に入射させることができる。その結果、コア部94と受光素子4との光結合効率を高めることができる。加えて、減幅部分942の右側の面積が小さいので、減幅部分942の右側の端面に対する受光点の位置が多少ずれても、受光素子4とコア部94との光結合効率が著しく低下することが抑制される。したがって、受光素子4を実装する際の位置許容量を大きくすることができ、実装容易性が高められる。
On the other hand, as shown in FIG. 1, by arranging the light receiving point of the
また、減幅部分942の左側の最端部の幅をW3とし、右側の最端部の幅をW4としたとき、W4は、好ましくはW3の0.1〜0.9倍程度、より好ましくはW3の0.2〜0.8倍程度とされる。これにより、コア部94からの光の漏れを抑制した減幅部分942を形成することができる。その結果、コア部94と受光素子4との光結合効率をより高めることができる。
When the width of the leftmost end of the reduced
また、減幅部分942において、コア部94とクラッド部95との境界線と、前記コア部94の右側の端部の端面とがなす角度α2は、好ましくは45度以上90度未満、より好ましくは50度以上85度以下とされる。これにより、コア部94とクラッド部95との境界面における反射条件を損なうことなく、減幅部分942を形成することができる。その結果、コア部94と受光素子4との光結合効率をより高めることができる。なお、コア部94とクラッド部95との境界線と、前記コア部94の右側の端部の端面とがなす角度は、90度以下となる角度の方を前記α2とする。
In the reduced
また、幅W1は、幅W4より大きくなるよう設定される。これにより、拡幅部分941の左側の端面の面積が、減幅部分942の右側の端面の面積より大きくなるため、上述したような効果がより確実に得られる。
The width W1 is set to be larger than the width W4. As a result, the area of the left end face of the widened
なお、拡幅部分941および減幅部分942の長さは、それぞれ特に限定されないが、例えば幅W2に対して3〜10倍程度とするのが好ましい。
The lengths of the widened
図3(b)は、図3(a)に示す光導波路9の他の構成例である。
図3(b)に示す光導波路9は、拡幅部分941および減幅部分942の位置が異なる以外は、図3(a)に示す光導波路9と同様である。すなわち、図3(a)では、拡幅部分941がコア部94の左側の端部に、減幅部分942が右側の端部にそれぞれ設けられているのに対し、図3(b)では、拡幅部分941がコア部94の左側の端部から所定の距離だけ内側(右側)に移動しており、また、減幅部分942はコア部94の右側の端部から所定の距離だけ内側(左側)に移動している。そして、拡幅部分941とコア部94の左側の端面との間、および、減幅部分942とコア部94の右側の端面との間には、それぞれ横断面積が一定になっている等幅部分940が位置している。
FIG. 3B is another configuration example of the
The
このような図3(b)に示す光導波路9は、拡幅部分941の左側の端部の幅W1および減幅部分942の右側の端部の幅W4が、図3(a)の場合と同様であるため、図3(a)と同様の作用・効果を奏するものとなる。すなわち、この光導波路9は、発光素子3や受光素子4に対して光結合効率の高いものとなる。
In such an
なお、拡幅部分941や減幅部分942の位置、数等は特に限定されず、それぞれ複数個が設けられていてもよい。
In addition, the position, the number, and the like of the widened
<第2実施形態:図4>
図4には、本発明の光導波路構造体1の第2実施形態が示されている。以下、この光導波路構造体1について説明するが、前記第1実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図4は、第2実施形態のコア層を示す平面図である。
Second Embodiment: FIG. 4
FIG. 4 shows a second embodiment of the optical waveguide structure 1 of the present invention. Hereinafter, although this optical waveguide structure 1 is demonstrated, the description is abbreviate | omitted about the matter similar to the said 1st Embodiment, and it demonstrates centering around difference.
FIG. 4 is a plan view showing the core layer of the second embodiment.
本実施形態の光導波路構造体1は、光導波路9の構成が前記と異なり、それ以外は同様である。
The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is the same as the
すなわち、図4(a)に示す光導波路9では、平面視における拡幅部分941’および減幅部分942’におけるコア部94とクラッド部95との境界線が、曲線をなしている。この曲線は、拡幅部分941’では、コア部94の左側の端部(一方の端部)に向かって開いた放物線である。また、減幅部分942’においても、この曲線は、コア部94の左側の端部(一方の端部)に向かって開いた放物線である。
That is, in the
このような拡幅部分941’では、左側の端面の面積が大きいため、入射光の入射効率が向上する。また、発光素子3から出射され、コア部94に入射した光がコア部94とクラッド部95との境界面で反射される際に、前記放物線の焦点に集光するように反射される。その結果、コア部94における光の漏れ量を低減させることができる。また、減幅部分942’においても、コア部94を伝搬してきた光が、コア部94とクラッド部95との境界面で反射される際に集光する。その結果、減幅部分942’の右側の端面からは、より細く絞られた光を出射することができる。これにより、図4(a)に示す光導波路9は、発光素子3や受光素子4に対して光結合効率の高いものとなる。
In such a widened portion 941 ', the area of the left end face is large, so that the incident efficiency of incident light is improved. Further, when the light emitted from the light emitting element 3 and incident on the
図4(b)は、図4(a)に示す光導波路9の他の構成例である。
図4(b)に示す光導波路9は、拡幅部分941’および減幅部分942’の位置が異なる以外は、図4(a)に示す光導波路9と同様である。すなわち、図4(a)では、拡幅部分941’がコア部94の左側の端部に、減幅部分942’が右側の端部にそれぞれ設けられているのに対し、図4(b)では、拡幅部分941’がコア部94の左側の端部から所定の距離だけ内側(右側)に移動しており、また、減幅部分942’はコア部94の右側の端部から所定の距離だけ内側(左側)に移動している。そして、拡幅部分941’とコア部94の左側の端部との間、および、減幅部分942’とコア部94の右側の端部との間には、それぞれ幅(横断面積)が一定になっている等幅部分940が位置している。
FIG. 4B shows another configuration example of the
The
このような図4(b)に示す光導波路9は、拡幅部分941’の左側の端部の幅W1および減幅部分942’の右側の端部の幅W4が、図4(a)の場合と同様であるため、図4(a)と同様の作用・効果を奏するものとなる。すなわち、この光導波路9は、発光素子3や受光素子4に対して光結合効率の高いものとなる。
In such an
<第3実施形態:図5>
図5には、本発明の光導波路構造体1の第3実施形態が示されている。以下、この光導波路構造体1について説明するが、前記第1実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図5は、第3実施形態を示す断面図である。
<Third Embodiment: FIG. 5>
FIG. 5 shows a third embodiment of the optical waveguide structure 1 of the present invention. Hereinafter, although this optical waveguide structure 1 is demonstrated, the description is abbreviate | omitted about the matter similar to the said 1st Embodiment, and it demonstrates centering around difference.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third embodiment.
本実施形態の光導波路構造体1は、光導波路9の構成が前記と異なり、それ以外は同様である。
The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is the same as the
すなわち、図5(a)に示す光導波路9は、その左側の端部に向かってコア層93の厚さが連続的に大きくなる厚膜部分(拡張部分)943と、右側の端部に向かってコア層93の厚さが連続的に小さくなる薄膜部分(縮小部分)944と、これらの厚膜部分943と薄膜部分944との間に設けられ、厚さが一定になっている等厚部分945とで構成されている。一方、コア部94の平面視における幅は、図示しないものの一定になっている。したがって、図5(a)に示す厚膜部分943は、左側の端部に向かってコア部94の横断面積が連続的に大きくなっている部分であり、薄膜部分944は、右側の端部に向かってコア部94の横断面積が連続的に小さくなっている部分である。さらには、等厚部分945は、コア部94の横断面積が一定になっている部分である。
That is, the
このような光導波路9に対しては、厚膜部分943の左側の端面に対向するように発光素子3の発光点を配置することにより、厚膜部分943には、高い効率で光を入射させることができる。すなわち、発光素子3とコア部94との光結合効率を高めることができる。加えて、厚膜部分943の左側の端面の面積が大きいので、厚膜部分943の左側の端面に対する発光点の位置が多少ずれても、発光素子3とコア部94との光結合効率が著しく低下することが抑制される。したがって、発光素子3を実装する際の位置許容量を大きくすることができ、実装容易性が高められる。
With respect to such an
また、厚膜部分943の左側の最端部の厚さをT1とし、右側の最端部の厚さをT2としたとき、T2は、好ましくはT1の0.1〜0.9倍程度、より好ましくはT1の0.2〜0.8倍程度とされる。これにより、コア部94からの光の漏れを抑制した厚膜部分943を形成することができる。その結果、発光素子3とコア部94との光結合効率をより高めることができる。
When the thickness of the leftmost end of the
また、厚膜部分943において、縦断面におけるコア部94と各クラッド層91、92との境界線と、前記コア部94の左側の端部の端面とがなす角度β1は、好ましくは45度以上90度未満、より好ましくは50度以上85度以下とされる。これにより、コア部94と各クラッド層91、92との境界面における反射条件を損なうことなく、厚膜部分943を形成することができる。その結果、発光素子3とコア部94との光結合効率をより高めることができる。なお、コア部94と各クラッド層91、92との境界線と、前記コア部94の左側の端部の端面とがなす角度は、90度以下となる角度の方を前記β1とする。
In the
一方、図5(a)に示すように、薄膜部分944の右側の端面に対向するように受光素子4の受光点を配置することにより、薄膜部分944から出射した光を、高い効率で受光点に入射させることができる。すなわち、薄膜部分944の右側の端面は、左側の端面に比べて面積が小さくなっているため、より細く絞られた光を出射することができ、受光点の有効面積に対して確実に入射させることができる。その結果、コア部94と受光素子4との光結合効率を高めることができる。加えて、薄膜部分944の右側の面積が小さいので、薄膜部分944の右側の端面に対する受光点の位置が多少ずれても、受光素子4とコア部94との光結合効率が著しく低下することが抑制される。したがって、受光素子4を実装する際の位置許容量を大きくすることができ、実装容易性が高められる。
On the other hand, as shown in FIG. 5A, by arranging the light receiving point of the
また、薄膜部分944の左側の最端部の厚さをT3とし、右側の最端部の厚さをT4としたとき、T4は、好ましくはT3の0.1〜0.9倍程度、より好ましくはT3の0.2〜0.8倍程度とされる。これにより、コア部94からの光の漏れを抑制した薄膜部分944を形成することができる。その結果、コア部94と受光素子4との光結合効率をより高めることができる。
Further, when the thickness of the leftmost end portion of the
また、薄膜部分944において、縦断面におけるコア部94と各クラッド層91、92との境界線と、前記コア部94の右側の端部の端面とがなす角度β2は、好ましくは45度以上90度未満、より好ましくは50度以上85度以下とされる。これにより、コア部94と各クラッド層91、92との境界面における反射条件を損なうことなく、薄膜部分944を形成することができる。その結果、コア部94と受光素子4との光結合効率をより高めることができる。なお、コア部94と各クラッド層91、92との境界線と、前記コア部94の右側の端部の端面とがなす角度は、90度以下となる角度の方を前記β2とする。
In the
また、厚さT1は、厚さT4より大きくなるよう設定される。これにより、厚膜部分943の左側の端面の面積が、薄膜部分944の右側の端面の面積より大きくなるため、上述したような効果がより確実に得られる。
Further, the thickness T1 is set to be larger than the thickness T4. As a result, the area of the left end face of the
なお、厚膜部分943および薄膜部分944の長さは、それぞれ特に限定されないが、例えばコア部94の幅に対して3〜10倍程度とするのが好ましい。
The lengths of the
一方、各クラッド層91、92の厚さは、厚膜部分943や薄膜部分944に関わらず一定になっている。
On the other hand, the thickness of each
図5(b)は、図5(a)に示す光導波路9の他の構成例である。
図5(b)に示す光導波路9は、各クラッド層91、92に厚さが部分的に異なっている以外は、図5(a)に示す光導波路9と同様である。すなわち、図5(b)では、各クラッド層91、92のうち、厚膜部分943に対応する部分の厚さが、コア部94の左側の端部に向かって連続的に小さくなっており、一方、薄膜部分944に対応する部分の厚さは、コア部94の右側の端部に向かって連続的に大きくなっている。なお、図5(b)に示す光導波路9の全厚は、全体で一定である。
FIG. 5B is another configuration example of the
The
このような光導波路9では、図5(a)のように発光素子3や受光素子4とコア部94との光結合効率を十分に高められるとともに、薄膜部分944の機械的強度を高めることができる。すなわち、薄膜部分944における厚さの減少を補うように各クラッド層91、92の厚さが大きくなっているので、光導波路9の右側の端部の機械的強度の低下が防止される。これにより、光導波路9と受光素子4とを組み立てる際に、右側の端部が損傷してしまうのを防止することができる。
In such an
図5(c)は、図5(a)に示す光導波路9の他の構成例である。
図5(c)に示す光導波路9は、クラッド層91の厚さが部分的に異なっている一方、クラッド層92の厚さが一定になっている以外は、図5(a)に示す光導波路9と同様である。すなわち、図5(c)では、クラッド層91の厚膜部分943に対応する部分の厚さが、コア部94の左側の端部に向かって連続的に小さくなっており、一方、薄膜部分944に対応する部分の厚さは、コア部94の右側の端部に向かって連続的に大きくなっている。また、クラッド層92の厚さは、厚膜部分943や薄膜部分944に関わらず一定になっている。
FIG. 5C shows another configuration example of the
The
このような光導波路9では、図5(b)に示す光導波路9と同様の作用・効果が得られる。
In such an
図5(d)は、図5(a)に示す光導波路9の他の構成例である。
図5(d)に示す光導波路9は、厚膜部分943および薄膜部分944の位置が異なる以外は、図5(a)に示す光導波路9と同様である。すなわち、図5(a)では、厚膜部分943がコア部94の左側の端部に、薄膜部分944が右側の端部にそれぞれ設けられているのに対し、図5(d)では、厚膜部分943がコア部94の左側の端部から所定の距離だけ内側(右側)に移動しており、また、薄膜部分944がコア部94の右側の端部から所定の距離だけ内側(左側)に移動している。そして、厚膜部分943とコア部94の左側の端面との間、および、薄膜部分944とコア部94の右側の端面との間には、それぞれ横断面積が一定になっている等厚部分945が位置している。
FIG. 5D shows another configuration example of the
The
このような光導波路9では、図5(a)に示す光導波路9と同様の作用・効果が得られる。
In such an
なお、前述した第1、第2実施形態では、コア部94の幅のみが連続的に変化しており、本実施形態(第3実施形態)では、コア層93の厚さのみが連続的に変化しているが、コア部94の幅とコア層93の厚さの双方が連続的に変化していてもよい。すなわち、拡幅部分941におけるコア層93の厚さが厚膜部分943のように変化してもよく、減幅部分942におけるコア層93の厚さが薄膜部分944のように変化していてもよい。この場合、各実施形態に比べて、前述した作用・効果がより顕著なものとなる。
In the first and second embodiments described above, only the width of the
<第4実施形態:図6>
図6には、本発明の光導波路構造体1の第4実施形態が示されている。以下、この光導波路構造体1について説明するが、前記第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。
図6は、第4実施形態を示す断面図である。
<Fourth Embodiment: FIG. 6>
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the optical waveguide structure 1 of the present invention. Hereinafter, although this optical waveguide structure 1 is demonstrated, the description is abbreviate | omitted about the matter similar to the said 3rd Embodiment, and it demonstrates centering around difference.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the fourth embodiment.
本実施形態の光導波路構造体1は、光導波路9の構成が前記と異なり、それ以外は同様である。
The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is the same as the
すなわち、図6(a)に示す光導波路9では、横断面における厚膜部分943’および薄膜部分944’におけるコア部94と各クラッド層91、92との境界線が、曲線をなしている。この曲線は、厚膜部分943’では、コア部94の左側の端部(一方の端部)に向かって開いた放物線である。また、薄膜部分944’においても、この曲線は、コア部94の左側の端部(一方の端部)に向かって開いた放物線である。
That is, in the
このような厚膜部分943’では、左側の端面の面積が大きいため、入射光の入射効率が向上する。また、発光素子3から出射され、コア部94に入射した光がコア部94とクラッド部95との境界面で反射される際に、前記放物線の焦点に集光するように反射される。その結果、コア部94における光の漏れ量を低減させることができる。また、薄膜部分944’においても、コア部94を伝搬してきた光が、コア部94とクラッド部95との境界面で反射される際に集光する。その結果、薄膜部分944’の右側の端面からは、より細く絞られた光を出射することができる。これにより、図6(a)に示す光導波路9は、発光素子3や受光素子4に対して光結合効率の高いものとなる。
In such a
図6(b)、図6(c)および図6(d)は、それぞれ図6(a)に示す光導波路9の他の構成例である。
FIG. 6B, FIG. 6C, and FIG. 6D are other configuration examples of the
これらは、それぞれ図5(b)、図5(c)および図5(d)に示す厚膜部分943および薄膜部分944におけるコア部94と各クラッド層91、92との境界線が、放物線をなしている以外、図6(a)に示す光導波路9と同様である。
The boundary lines between the
なお、前述した第1、第2実施形態では、コア部94の幅のみが連続的に変化しており、本実施形態(第4実施形態)では、コア層93の厚さのみが連続的に変化しているが、コア部94の幅とコア層93の厚さの双方が連続的に変化していてもよい。すなわち、拡幅部分941や拡幅部分941’におけるコア層93の厚さが厚膜部分943や厚膜部分943’のように変化してもよく、減幅部分942や減幅部分942’におけるコア層93の厚さが薄膜部分944や薄膜部分944’のように変化していてもよい。この場合、各実施形態に比べて、前述した作用・効果がより顕著なものとなる。
In the first and second embodiments described above, only the width of the
<第5実施形態:図7、8>
図7には、本発明の光導波路構造体1の第5実施形態が示されている。以下、この光導波路構造体1について説明するが、前記第1実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図7は、第5実施形態を示す断面図である。
<Fifth Embodiment: FIGS. 7 and 8>
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the optical waveguide structure 1 of the present invention. Hereinafter, although this optical waveguide structure 1 is demonstrated, the description is abbreviate | omitted about the matter similar to the said 1st Embodiment, and it demonstrates centering around difference.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the fifth embodiment.
本実施形態の光導波路構造体1は、基板2と導体層5とで構成される配線基板の構成が前記と異なり、それ以外は同様である。
The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is the same as the above except for the configuration of the wiring board composed of the
すなわち、図7に示す配線基板は、光導波路9の長手方向の両端部の上面にそれぞれ積層された基板2と、各基板2の上面に設けられた導体層5とを有している。
That is, the wiring board shown in FIG. 7 has the
図7の左側の基板2には、表面実装型の発光素子3と、発光素子3の発光を駆動する発光用IC(発光用電気素子)35とが搭載されている。発光素子3と発光用IC35との間は、導体層5に形成された電気配線を介して電気的に接続されている。これにより、発光素子3の発光を発光用IC35により制御することができる。すなわち、左側の基板2には、発光素子3と発光用IC35とを有する発光回路300が構築されている。
On the
一方、図7の右側の基板2には、表面実装型の受光素子4と、受光素子4により受光した信号を増幅する受光用IC(受光用電気素子)45とが搭載されている。受光素子4と受光用IC45との間は、導体層5に形成された電気配線を介して電気的に接続されている。これにより、受光素子4で受光し、電気信号に変換した後、この電気信号が受光用IC45に入力されて増幅される。すなわち、右側の基板2には、受光素子4と受光用IC45とを有する受光回路400が構築されている。
On the other hand, on the
また、光導波路9のうち、発光素子3の発光部31の直下に対応する位置には、光路変換部971が形成されている。一方、光導波路9のうち、受光素子4の受光部41の直下に対応する位置には、光路変換部972が形成されている。
In addition, an optical
各光路変換部971、972は、光導波路9の一部を除去することにより、除去した部分の内面の一部が光導波路9のコア部94の軸線に対してほぼ45°傾斜する傾斜面を有するように形成される。この傾斜面は、発光部31からの光をコア部94に導くよう90°の角度で反射したり、コア部94を伝搬してきた光を受光部41に導くように90°の角度で反射したりする反射面として機能する。
Each of the optical
そして、発光部31と受光部41との間を、光路変換部971、コア部94および光路変換部972により光学的に接続することができる。これにより、発光回路300と受光回路400との間で光を授受することで、光通信を行うことができる。
The
なお、基板2の厚さが薄い場合または基板2が透光性を有している場合には、図7のように基板2を透過するようにして発光素子3や受光素子4と光導波路9とを光学的に接続することができるが、必要に応じて、基板2を透過する光の光路に沿って貫通孔を形成するようにしてもよい。
When the thickness of the
また、反射面には、必要に応じて金属膜等からなる反射膜を設けるようにしてもよい。さらには、除去した部分にコア部94よりも低屈折率の材料を充填するようにしてもよい。
Moreover, you may make it provide a reflective film which consists of a metal film etc. in a reflective surface as needed. Furthermore, the removed portion may be filled with a material having a lower refractive index than that of the
図8は、第5実施形態が備える光導波路9のコア層93を示す平面図である。
図8に示すコア層93(光導波路9)は、平面視において、コア部94の幅が左側の端部に向かって連続的に大きくなる拡幅部分941と、コア部94の幅が右側の端部に向かって連続的に小さくなる減幅部分942とを有している。
FIG. 8 is a plan view showing the
The core layer 93 (optical waveguide 9) shown in FIG. 8 includes a widened
また、拡幅部分941に隣接する光路変換部971は、その平面視形状が、拡幅部分941の左側の端面を包含するように、細長い形状をなしている。このような光路変換部971は、発光素子3の発光点から放射された光を効率よく受光して反射することができる。その結果、光路変換部971は、発光素子3とコア部94との光結合効率の向上に寄与する。
Further, the optical
一方、減幅部分942に隣接する光路変換部972も、その平面視形状が、減幅部分942の右側の端面を包含する形状をなしている。減幅部分942からは細く絞られた光が出射するため、光路変換部972の大きさを小さくすることができる。
On the other hand, the optical
このような各光路変換部971、972とコア部94とにより、光配線98が構築されている。
The
なお、図7では、光導波路9の両端部にそれぞれ基板2を積層しているが、この基板2の大きさは、光導波路9の全体にわたって積層される程度の大きさであってもよい。この場合、基板2の長手方向の全体にわたって導体層5を設け、この導体層5中に電気配線を形成することで、上述した光通信と並行して電気通信も行うことができる。これにより、光導波路構造体1の回路設計の自由度が飛躍的に高まり、回路の集積度も高めることができる。併せて、電気通信用の構造体を別途用意する必要がなくなるという利点もある。
In FIG. 7, the
<第6実施形態:図9、10>
図9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、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。
図9は、第6実施形態が有する光導波路のコア層を示す平面図である。
<Sixth Embodiment: FIGS. 9 and 10>
FIG. 9 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, 5 embodiment, and it demonstrates centering around difference.
FIG. 9 is a plan view showing a core layer of an optical waveguide included in the sixth embodiment.
本実施形態の光導波路構造体1は、光導波路9の構成が前記と異なり、それ以外は同様である。
The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is the same as the
すなわち、図9に示すコア層93(光導波路9)には、平面視において、第5実施形態にかかるコア部94と、それに対応する光路変換部971、972とで構成される光配線98が、4本(複数本)並列に形成されている。
That is, in the core layer 93 (optical waveguide 9) shown in FIG. 9, the
4本の光配線98は、それぞれ端部に光路変換部971と光路変換部972とを有するものであるが、互いに隣り合うもの同士で光路変換部971と光路変換部972の位置が反転している。すなわち、4本の光配線98のうち、図9の一番上に位置するものと、上から3番目に位置するものは、光路変換部971がコア層93の左側に位置するよう形成されている。一方、4本の光配線98のうち、図9の上から2番目と4番目に位置するものについては、光路変換部971がコア層93の右側に位置するよう形成されている。
Each of the four
このように光配線98のうち隣り合うもの同士が長手方向に交互に反転していることにより、より大きなスペースを必要とする拡幅部分941同士が隣り合うことがなくなる。これにより、光配線98同士をより近接配置することができ、光配線98の配設密度を高めることができる。その結果、光導波路構造体1の小型化および高集積化を図ることができる。
As described above, adjacent ones of the
また、4本の光配線98のうち、光路変換部971が右側に位置している2本と、光路変換部971が左側に位置している2本とが、長手方向にずれるよう形成されている。これにより、光配線98同士の離間距離をさらに近づけることが可能になる。これは、比較的大きなスペースを必要とする光路変換部971および光路変換部972が長手方向にずれるため、これらの干渉を避けることができ、光配線98同士の間隔に余裕ができるためである。
Of the four
なお、図9に示す4本の光配線98の長さは、いずれも同程度であるが、それぞれの長さが異なる場合などは、コア部94の左側または右側のいずれかがずれるように形成されていてもよい。
The lengths of the four
また、図9では、4本の光配線98のうち、光路変換部971が右側に位置している2本、および、光路変換部971が左側に位置している2本は、それぞれ長手方向の同じ位置に形成されているが、これらについても長手方向にずれるよう形成してもよい。これにより、光配線98同士の離間距離をさらに近づけることができる。
In FIG. 9, of the four
図10は、第6実施形態を示す平面図である。
図10に示す光導波路構造体1は、光導波路9の長手方向の両端部の上面にそれぞれ積層された基板2と、各基板2の上面に設けられた導体層5とを備える配線基板を有している。
FIG. 10 is a plan view showing the sixth embodiment.
An optical waveguide structure 1 shown in FIG. 10 has a wiring board including a
図10の左側の基板2には、各光路変換部971の位置に応じて、2つの表面実装型の発光素子3と、1つの発光用IC35とが搭載されている。各発光素子3と発光用IC35との間は、導体層5に形成された電気配線51を介して電気的に接続されている。これにより、発光素子3の発光を発光用IC35により制御することができる。すなわち、左側の基板2には、発光素子3と発光用IC35とを有する発光回路300が構築されている。
On the
また、左側の基板2には、各光路変換部972の位置に応じて、2つの表面実装型の受光素子4と、1つの受光用IC45とが搭載されている。各受光素子4と受光用IC45との間は導体層5に形成された電気配線51を介して電気的に接続されている。これにより、受光素子4で受光し、電気信号に変換した後、この電気信号が受光用IC45に入力されて増幅される。すなわち、左側の基板には、受光素子4と受光用IC45とを有する受光回路400も構築されており、発光回路300と受光回路400とが混載されている。
Also, on the
一方、図10の右側の基板2にも、左側の基板2と同様、発光回路300と受光回路400とが混載されている。
On the other hand, the
このような光導波路構造体1によれば、複数の光通信のチャンネル(光配線98)を有しているにもかかわらず、比較的小面積の基板2に複数チャンネル対応の発光回路300と受光回路400とを混載することができる。その結果、光導波路構造体1の小型化および高集積化を図ることができる。
According to such an optical waveguide structure 1, the
以上、第1〜第6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6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。 As mentioned above, although 1st-6th embodiment was described, this invention is not limited to these, As long as the summary of invention is not changed, the thing of another structure may be sufficient. Further, the present invention may be a combination of configurations included in any two or more of the first to sixth embodiments.
上述したような本発明の光導波路構造体は、発光素子や受光素子、他の光導波路、光ファイバーの光通信用部品に対して光学的に接続した際に、光結合効率を高め得る光導波路を有するものとなる。特に指向性の低い発光素子や、受光の有効領域が狭い受光素子を接続した場合でも、伝送効率を高めることができる。また、光導波路と光通信用部品との位置ずれの許容範囲を広くすることができるので、光導波路または光通信用部品の実装が容易になり、光導波路構造体の製造容易性が向上する。 The optical waveguide structure of the present invention as described above is an optical waveguide that can increase the optical coupling efficiency when optically connected to a light emitting element, a light receiving element, another optical waveguide, or an optical communication component of an optical fiber. It will have. In particular, even when a light emitting element with low directivity or a light receiving element with a narrow effective light receiving area is connected, the transmission efficiency can be increased. In addition, since the allowable range of positional deviation between the optical waveguide and the optical communication component can be widened, the mounting of the optical waveguide or the optical communication component is facilitated, and the manufacturability of the optical waveguide structure is improved.
また、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るため、信頼性の高い電子機器(本発明の電子機器)が得られる。 In addition, since the optical waveguide structure of the present invention is provided, high-quality optical communication can be performed between two points, and thus 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)
本実施形態において用いる感光性樹脂組成物は、
(A)環状オレフィン樹脂と、
(B)(A)とは屈折率が異なり、かつ、環状エーテル基を有するモノマーおよび環状エーテル基を有するオリゴマーのうち少なくともいずれか一方と、
(C)光酸発生剤と、
を備える。
(Photosensitive resin composition)
The photosensitive resin composition used in this embodiment is
(A) a cyclic olefin resin;
(B) The refractive index is different from (A), and at least one of a monomer having a cyclic ether group and an oligomer having a cyclic ether group;
(C) a photoacid generator;
Is provided.
なかでも、光の伝搬損失の発生を確実に抑制するという観点から、
側鎖に(C)光酸発生剤から発生する酸により脱離する脱離性基を有する環状オレフィン樹脂(A)と、
下記式(100)のモノマーとを含むことが好ましい。
Among these, from the viewpoint of reliably suppressing the occurrence of light propagation loss,
(C) a cyclic olefin resin (A) having a leaving group capable of leaving by an acid generated from a photoacid generator in the side chain;
It is preferable to contain the monomer of following formula (100).
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. Obtainable.
なお、式(2)で表されるノルボルネン系ポリマーの中でも、可撓性と耐熱性との両立の観点から、特に、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。 In addition, as a norbornene-type polymer represented by Formula (4), for example, any of butyl norbornene, hexyl norbornene or decyl norbornene, 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate, norbornenyl ethyltrimethoxysilane, Terpolymer with either triethoxysilyl norbornene or trimethoxysilyl norbornene, terpolymer of butylbornene, hexylnorbornene or decylnorbornene, 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate and methylglycidyl ether norbornene, butylbornene, Either hexyl norbornene or decyl norbornene and methyl glycidyl ether norbornene, norbornenyl ethyltrimethoxysilane, triethoxysilyl Terpolymers, etc. with either Ruborunen or trimethoxysilyl norbornene.
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 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−の(共)重合体、ノルボルネン型モノマ−とα−オレフィン類などの共重合可能な他のモノマ−との共重合体、およびこれらの共重合体の水素添加物などが具体例に該当する。これら環状オレフィン樹脂は、公知の重合法により製造することが可能であり、その重合方法には付加重合法と開環重合法とがあり、前述の中でも付加重合法で得られる環状オレフィン樹脂(特にノルボルネン系樹脂)が好ましい(すなわち、ノルボルネン系化合物の付加重合体)。これにより、透明性、耐熱性および可撓性に優れる。 In addition, as polymerization forms, known forms such as random polymerization and block polymerization can be applied. For example, specific examples of polymerization of norbornene type monomers include (co) polymers of norbornene type monomers, copolymers of norbornene type monomers and other monomers capable of copolymerization such as α-olefins, and the like. A hydrogenated product of the above copolymer corresponds to a specific example. These cyclic olefin resins can be produced by a known polymerization method. The polymerization methods include an addition polymerization method and a ring-opening polymerization method. Among the above, the cyclic olefin resin (particularly, the addition polymerization method) Norbornene resin) is preferable (that is, an addition polymer of a norbornene compound). Thereby, it is excellent in transparency, heat resistance, and flexibility.
前記脱離性基としては、光酸発生剤から発生する酸(H+)の作用により分子の一部が切断されて離脱するものである。具体的には、分子構造中(側鎖)に、前述したような−O−構造、−Si−アリール構造および−O−Si−構造のうちの少なくとも1つを有するものが好ましい。上述したような離脱性基は、酸(H+)の作用により比較的容易に離脱する。 As the leaving group, a part of the molecule is cleaved by the action of an acid (H + ) generated from a photoacid generator, and then leaves. Specifically, those having at least one of the aforementioned -O- structure, -Si-aryl structure and -O-Si- structure in the molecular structure (side chain) are preferable. The leaving group as described above is released relatively easily by the action of acid (H + ).
上述した脱離性基の中でも離脱により樹脂の屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Si−ジフェニル構造および−O−Si−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。 Among the above-described leaving groups, the leaving group that causes a decrease in the refractive index of the resin by leaving is preferably at least one of a -Si-diphenyl structure and a -O-Si-diphenyl structure.
前記脱離性基の含有量は、特に限定されないが、前記側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン樹脂中の10〜80重量%であるのが好ましく、特に20〜60重量%であるのがより好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に可撓性と屈折率変調機能(屈折率差を大きくする効果)との両立に優れる。 The content of the leaving group is not particularly limited, but is preferably 10 to 80% by weight, particularly 20 to 60% by weight in the cyclic olefin resin having a leaving group in the side chain. Is more preferable. When the content is within the above range, it is particularly excellent in both flexibility and refractive index modulation function (effect of increasing the refractive index difference).
このような側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン樹脂としては、下記式(101)および/または下記式(102)で示される繰り返し単位を有するものが好ましい。これにより、樹脂の屈折率を高くすることができる。 As such a cyclic olefin resin having a leaving group in the side chain, one having a repeating unit represented by the following formula (101) and / or the following formula (102) is preferable. Thereby, the refractive index of resin can be made high.
前記感光性樹脂組成物は、上記式(100)に記載のモノマー(以下、第1モノマーという)を含む。これにより、さらに左右のコア/クラッド間の屈折率差を拡大することができる。 The photosensitive resin composition includes a monomer described in the above formula (100) (hereinafter referred to as a first monomer). Thereby, the refractive index difference between the left and right cores / claddings can be further expanded.
第1モノマーの含有量は、特に限定されないが、前記側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン樹脂100重量部に対して1重量部以上、50重量部以下であることが好ましく、特に2重量部以上、20重量部以下であることが好ましい。これにより、コア/クラッド間の屈折率変調を可能にし、可撓性と耐熱性との両立が図られる。 The content of the first monomer is not particularly limited, but is preferably 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less, particularly 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the cyclic olefin resin having a leaving group in the side chain. It is preferable that it is 20 parts by weight or more. Thereby, the refractive index modulation between the core / cladding is made possible, and both flexibility and heat resistance can be achieved.
このように、上述した第1モノマーを側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン樹脂と併用した場合に、コア/クラッド間の屈折率変調と、可撓性とのバランスに優れることの理由は、以下の通りと考えられる。 Thus, when the first monomer described above is used in combination with a cyclic olefin resin having a leaving group in the side chain, the reason for excellent balance between the refractive index modulation between the core and the clad and flexibility is as follows. It is considered as follows.
まず、以上のような感光性樹脂組成物を用いた場合に、コア/クラッド間の屈折率変調に優れるのは、光照射等によって発生した酸により、第1モノマーが重合反応を開始するとき、第1モノマーがその反応性に優れているからである。第1モノマーの反応性が優れていると、第1モノマーの硬化性が高くなり、第1モノマーの濃度勾配によって生じる第1モノマーの拡散性が向上する。それによって、光照射領域と、未照射領域との屈折率差を大きくすることができる。 First, when using the photosensitive resin composition as described above, it is excellent in the refractive index modulation between the core and the clad when the first monomer starts a polymerization reaction by an acid generated by light irradiation or the like. This is because the first monomer is excellent in the reactivity. When the reactivity of the first monomer is excellent, the curability of the first monomer is increased, and the diffusibility of the first monomer caused by the concentration gradient of the first monomer is improved. Thereby, the refractive index difference between the light irradiation region and the non-irradiation region can be increased.
また、第1モノマーは一官能であるために、重合反応が進行して感光性樹脂組成物としての架橋密度はそれほど高くはならない。そのため、可撓性にも優れている。 Further, since the first monomer is monofunctional, the polymerization reaction proceeds and the crosslinking density as the photosensitive resin composition does not become so high. Therefore, it is excellent in flexibility.
前記感光性樹脂組成物は、特に限定されないが、前記第1モノマーと異なる第2モノマーを含んでいてもよい。なお、前記第1モノマーと異なる第2モノマーとは、構造が異なるモノマーでもよく、分子量が異なるモノマーでもよい。 Although the said photosensitive resin composition is not specifically limited, The 2nd monomer different from the said 1st monomer may be included. The second monomer different from the first monomer may be a monomer having a different structure or a monomer having a different molecular weight.
なかでも、第2モノマーは、成分(B)として含まれており、例えばエポキシ化合物、式(100)で示されるものと異なる他のオキセタン化合物、ビニルエーテル化合物等が挙げられる。これらの中でもエポキシ化合物(特に脂環式エポキシ化合物)および2官能のオキセタン化合物(オキセタニル基を2つ有するモノマー)の少なくとも1種が好ましい。これにより、前記第1モノマーと前記環状オレフィン樹脂との反応性を向上させることができ、それによって透明性を保持しつつ、導波路の耐熱性を向上させることができる。 Especially, the 2nd monomer is contained as a component (B), for example, an oxetane compound different from what is shown by an epoxy compound, Formula (100), a vinyl ether compound, etc. are mentioned. Among these, at least one of an epoxy compound (particularly an alicyclic epoxy compound) and a bifunctional oxetane compound (a monomer having two oxetanyl groups) is preferable. Thereby, the reactivity of the first monomer and the cyclic olefin resin can be improved, whereby the heat resistance of the waveguide can be improved while maintaining transparency.
第2モノマーとしては、具体的には、上記式(15)の化合物、上記式(12)の化合物、上記式(11)の化合物、上記式(18)の化合物、上記式(19)の化合物、上記式(34)〜(39)の化合物が挙げられる。 Specifically, the second monomer includes the compound of the above formula (15), the compound of the above formula (12), the compound of the above formula (11), the compound of the above formula (18), and the compound of the above formula (19). And compounds of the above formulas (34) to (39).
前記第2モノマーの含有量は、特に限定されないが、前記環状オレフィン樹脂100重量部に対して1重量部以上、50重量部以下であることが好ましく、特に2重量部以上、20重量部以下であることがより好ましい。これにより、前記第1モノマーとの反応性を向上させることができる。 The content of the second monomer is not particularly limited, but is preferably 1 part by weight or more and 50 parts by weight or less, particularly 2 parts by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the cyclic olefin resin. More preferably. Thereby, the reactivity with the first monomer can be improved.
また、前記第2モノマーと前記第1モノマーとの併用割合も特に限定されないが、重量比(前記第2モノマーの重量/前記第1モノマーの重量)で、0.1〜1が好ましく、特に0.1〜0.6が好ましい。併用割合が前記範囲内であると、反応性の速さと導波路の耐熱性とのバランスに優れる。 Further, the combined ratio of the second monomer and the first monomer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 1 in weight ratio (weight of the second monomer / weight of the first monomer), particularly 0. .1 to 0.6 are preferred. When the combined ratio is within the above range, the balance between the speed of reactivity and the heat resistance of the waveguide is excellent.
光酸発生剤の含有量は、特に限定されないが、前記側鎖に脱離性基を有する環状オレフィン系樹脂100重量部に対して0.01重量部以上、0.3重量部以下であることが好ましく、特に0.02重量部以上、0.2重量部以下であることがより好ましい。含有量が下限値未満であると反応性が低下する場合があり、前記上限値を超えると光導波路に着色が生じて光損失が低下する場合がある。 Although content of a photo-acid generator is not specifically limited, It is 0.01 weight part or more and 0.3 weight part or less with respect to 100 weight part of cyclic olefin resin which has a leaving group in the said side chain. In particular, it is more preferably 0.02 parts by weight or more and 0.2 parts by weight or less. If the content is less than the lower limit, the reactivity may decrease, and if the content exceeds the upper limit, the optical waveguide may be colored and light loss may decrease.
前記感光性樹脂組成物は、上述した環状オレフィン系樹脂、光酸発生剤、第1モノマーおよび第2モノマー以外に、硬化触媒、酸化防止剤等を含んでいてもよい。 The photosensitive resin composition may contain a curing catalyst, an antioxidant, and the like in addition to the above-mentioned cyclic olefin resin, photoacid generator, first monomer and second monomer.
また、上述した感光性樹脂組成物は、コア部94の形成用の組成物として用いることができる。
Further, the above-described photosensitive resin composition can be used as a composition for forming the
(光導波路の第1製造方法)
図11〜13は、それぞれ、光導波路の第1製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。
(First optical waveguide manufacturing method)
11 to 13 are cross-sectional views schematically showing process examples of the first method for manufacturing an optical waveguide.
ここでは、成分(B)が成分(A)の環状オレフィン樹脂よりも屈折率が低いものである場合の感光性樹脂組成物を用いて光導波路を製造する方法を例にして説明する。 Here, a method for producing an optical waveguide using a photosensitive resin composition when the component (B) has a lower refractive index than the cyclic olefin resin of the component (A) will be described as an example.
まず、図11(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. 11A, 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11(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12(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. 12A, 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 refractive index difference between the irradiated part and the unirradiated part.
ここで、成分(B)が、環状オレフィン樹脂よりも屈折率が低い場合には、未照射部分の成分(B)が照射部分に拡散することで、未照射部分の屈折率が高くなるとともに、照射部分の屈折率は低くなる。 Here, when the component (B) has a lower refractive index than the cyclic olefin resin, the component (B) of the unirradiated part diffuses into the irradiated part, and the refractive index of the unirradiated part increases. The refractive index of the irradiated part is lowered.
なお、成分(B)が重合したポリマーと、環状エーテル基を有するモノマーとの屈折率差は、0以上、0.001以下程度であり、屈折率は略同じであると考えられる。 In addition, the refractive index difference between the polymer obtained by polymerizing the component (B) and the monomer having a cyclic ether group is about 0 or more and 0.001 or less, and the refractive indexes are considered to be substantially the same.
このように上述した感光性樹脂組成物を使用した場合には、光酸発生剤から発生する酸により、成分(B)の重合を開始させることが可能である。 Thus, when the photosensitive resin composition mentioned above is used, it is possible to start superposition | polymerization of a component (B) with the acid generate | occur | produced from a photo-acid generator.
さらに、本発明に用いられる環状オレフィン樹脂は必ずしも脱離性基を有していなくてもよいが、成分(A)として、脱離性基を有する環状オレフィン樹脂を使用している場合には、以下の作用が生じる。 Furthermore, the cyclic olefin resin used in the present invention does not necessarily have a leaving group, but when a cyclic olefin resin having a leaving group is used as the component (A), The following effects occur.
光を照射した部分では、光酸発生剤から発生した酸により、環状オレフィン樹脂の脱離性基が脱離することとなる。−Si−アリール構造、−Si−ジフェニル構造および−O−Si−ジフェニル構造等の脱離性基の場合、離脱により樹脂の屈折率が低下することとなる。そのため、照射部分の屈折率は脱離性基の脱離前に比べてさらに低下することとなる。 In the portion irradiated with light, the leaving group of the cyclic olefin resin is eliminated by the acid generated from the photoacid generator. In the case of a leaving group such as a -Si-aryl structure, a -Si-diphenyl structure, and a -O-Si-diphenyl structure, the refractive index of the resin decreases due to the leaving. Therefore, the refractive index of the irradiated portion is further lowered as compared with that before the leaving group is removed.
次に、フィルム910を加熱する。この加熱工程において、光を照射した照射部分の成分(B)がさらに重合する。一方で、この加熱工程において、未照射部分の成分(B)は揮発することとなる。これにより、未照射部分では、成分(B)が少なくなり、環状オレフィン樹脂に近い屈折率となる。
Next, the
このフィルム910においては、図12(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。
以上の工程により、図13に示す光導波路9が得られる。
The
Through the above steps, the
また、本発明において用いる感光性樹脂組成物により光導波路9を得た場合には、特に半田耐リフロー性に優れる。さらに、光導波路9を曲げた場合であっても光損失を少なくすることができる。
Further, when the
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。
本実施形態において用いる感光性樹脂組成物に光を当てると、光酸発生剤から酸が発生し、照射部分のみにおいて、成分(B)が重合されることとなる。そうすると、照射部分における成分(B)の量が少なくなるため、未照射部分の成分(B)が照射部分に拡散し、これにより、照射部分と未照射部分とで屈折率差が生じる。具体的には、本実施形態では、ベースポリマーとして、成分(B)よりも屈折率が高い置換または無置換の環状オレフィン樹脂を使用しているため、未照射部分の成分(B)が照射部分に拡散することで、未照射部分の屈折率が、照射部分の屈折率よりも高くなる。
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
When light is applied to the photosensitive resin composition used in the present embodiment, an acid is generated from the photoacid generator, and the component (B) is polymerized only in the irradiated portion. Then, since the amount of the component (B) in the irradiated part is reduced, the component (B) in the non-irradiated part diffuses into the irradiated part, thereby causing a difference in refractive index between the irradiated part and the unirradiated part. Specifically, in this embodiment, since a substituted or unsubstituted cyclic olefin resin having a higher refractive index than that of the component (B) is used as the base polymer, the component (B) in the unirradiated portion is irradiated with the irradiated portion. The refractive index of the unirradiated part becomes higher than the refractive index of the irradiated part.
これに加え、光照射後、感光性樹脂組成物の加熱を行うと、未照射部分から成分(B)が揮発する。これにより、照射部分と未照射部分とでさらに屈折率差が生じる。 In addition to this, when the photosensitive resin composition is heated after light irradiation, the component (B) volatilizes from the unirradiated portion. Thereby, a refractive index difference further occurs between the irradiated portion and the unirradiated portion.
このように感光性樹脂組成物を使用することで、照射部分と未照射部分とで確実に屈折率差を形成することができる。また、本発明によれば、単に光を照射するという簡単な方法でコア部をパターニングすることができる。例えば、フォトマスク等の露光パターンを適宜選択することにより、どのような形状や配置の光路(コア部)でも形成することができ、また、細い光路でもシャープに形成することができるので、回路の集積化に寄与し、デバイスの小型化が図られる。すなわち、本発明によれば、コア部のパターン形状の設計の自由度が広く、しかも寸法精度の高いコア部が得られる。 Thus, by using the photosensitive resin composition, a refractive index difference can be reliably formed between the irradiated portion and the unirradiated portion. Further, according to the present invention, the core portion can be patterned by a simple method of simply irradiating light. For example, by appropriately selecting an exposure pattern such as a photomask, an optical path (core part) of any shape and arrangement can be formed, and a thin optical path can be formed sharply. This contributes to integration, and the device can be miniaturized. That is, according to the present invention, a core portion having a wide degree of freedom in designing the pattern shape of the core portion and high dimensional accuracy can be obtained.
なお、従来、オキセタニル基等を有するノルボルネン系樹脂を、熱酸発生剤により架橋させる技術が知られている。しかしながら、このような技術に用いられる組成物は、ベースポリマーとして、オキセタニル基等を有するノルボルネン系樹脂を含有する。そして、組成物全体を加熱させ、組成物全体において架橋構造を生じさせるものである。そのため、従来用いられていたこの組成物には、選択的に光を照射し、酸を発生させることで、選択的に重合を生じさせ、モノマー濃度が少なくなった領域にモノマーが拡散して、濃度差ができるという技術的思想は全くない。 Conventionally, a technique for crosslinking a norbornene-based resin having an oxetanyl group or the like with a thermal acid generator is known. However, the composition used in such a technique contains a norbornene-based resin having an oxetanyl group or the like as a base polymer. And the whole composition is heated and a crosslinked structure is produced in the whole composition. Therefore, this composition that has been conventionally used is selectively irradiated with light to generate acid, thereby selectively causing polymerization, and the monomer diffuses into the region where the monomer concentration is reduced, There is no technical idea that density differences can be made.
これに対し、本実施形態において用いる感光性樹脂組成物は、選択的に光を照射すると、酸の発生により照射部分における成分(B)の量が少なくなるため、未照射部分の成分(B)が照射部分に拡散し、これにより、照射部分と未照射部分とで屈折率差が生じることを見出したものである。 In contrast, when the photosensitive resin composition used in the present embodiment is selectively irradiated with light, the amount of the component (B) in the irradiated portion is reduced due to the generation of acid, so the component (B) in the unirradiated portion Has been found to diffuse into the irradiated portion, which causes a difference in refractive index between the irradiated portion and the unirradiated portion.
また、環状オレフィン樹脂を、光酸発生剤から発生する酸により脱離し、脱離により、成分(A)の環状オレフィン樹脂の屈折率を低下させる脱離性基を有するものとした場合には、光を照射した領域の屈折率を、未照射領域に比べ確実に低下させることができる。 Further, when the cyclic olefin resin has a leaving group that is desorbed by an acid generated from the photoacid generator and reduces the refractive index of the cyclic olefin resin of the component (A) by desorption, The refractive index of the region irradiated with light can be reliably reduced as compared with the unirradiated region.
一方で、環状オレフィン樹脂を脱離性基を有しないものとした場合には、側鎖が化学的に安定となるため、光照射や、加熱等の条件により、コア部、クラッド部の屈折率が変動してしまうことを抑制できる。 On the other hand, when the cyclic olefin resin has no leaving group, the side chain is chemically stable, so the refractive index of the core part and the clad part depends on conditions such as light irradiation and heating. Can be prevented from fluctuating.
さらに、本実施形態では、成分(A)としてノルボルネン系樹脂を使用している。これにより、特定波長における光透過性を確実に高めることができ、伝搬損失の低減を確実に図ることができる。 Furthermore, in this embodiment, norbornene-type resin is used as a component (A). Thereby, the light transmittance in a specific wavelength can be improved reliably, and reduction of propagation loss can be aimed at reliably.
また、クラッド部95は、コア部94よりも屈折率が低く、クラッド部95とコア部94との屈折率差を0.01以上とすることで、確実に光をコア部94に閉じ込めることができ、光の伝搬損失の発生を抑制できる。
Further, the
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.
ところが、この触媒前駆体には、パラジウム等の金属元素を比較的多量に含んでいるため、光導波路を伝搬する光を吸収して、伝搬損失を増加させるという副作用をもたらす。特に、光導波路を湾曲させた際には、その傾向が顕著であった。また、触媒前駆体を含んでいることにより、耐熱性が低下し、リフロー時に伝搬効率が低下するという問題もあった。 However, since this catalyst precursor contains a relatively large amount of a metal element such as palladium, it has the side effect of increasing the propagation loss by absorbing light propagating through the optical waveguide. In particular, the tendency was remarkable when the optical waveguide was bent. Further, since the catalyst precursor is contained, there is a problem that heat resistance is lowered and propagation efficiency is lowered during reflow.
このような従来の組成物を用いた場合でも光照射によりコア部とクラッド部とを作り分けることができるが、本実施形態に用いられる感光性樹脂組成物によれば、コア部94とクラッド部95との屈折率差をより拡大するとともに、耐熱性が向上するため、より信頼性の高い光導波路9が得られる。これは、成分(A)および成分(B)の組成を最適化したことによるものである。
以上のような光導波路の製造方法により、光導波路9が得られる。
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
The
(光導波路の第2製造方法)
なお、第3実施形態および第4実施形態に係る光導波路9を製造する際には、上記方法により平面視におけるコア部94の形状を形作るのに加え、以下の方法により縦断面におけるコア層93の形状を形作る。
(Second optical waveguide manufacturing method)
When manufacturing the
以下、光導波路の第2製造方法について説明するが、縦断面におけるコア層93の形状を形作る点以外は、第1製造方法と同様である。
Hereinafter, although the 2nd manufacturing method of an optical waveguide is explained, it is the same as that of the 1st manufacturing method except for forming the shape of
図14〜16は、それぞれ、光導波路の第2製造方法の工程例を模式的に示す斜視図である。なお、図14〜16では、コア層93およびクラッド層92を透過するように描いている。また、図15、16では、コア部94に相当する領域にドットを付している。
FIGS. 14 to 16 are perspective views schematically showing process examples of the second manufacturing method of the optical waveguide. 14 to 16 are drawn so as to pass through the
まず、図14(a)に示すように、クラッド層91を用意する。このクラッド層91の上面は、製造しようとするコア層93の厚さの変化に応じて、所定の段差が形成されている。なお、ここでは、図5(c)に示す光導波路9を製造する場合を例に説明する。図5(c)に示す光導波路9では、その左側の端部に厚膜部分943が設けられ、右側の端部に薄膜部分944が設けられている。一方、クラッド層91の上面は、コア層93の厚さ変化に応じて上下しているのに対し、下面は水平な平滑面となっている。図14(a)では、このクラッド層91をそれぞれ両端側に延長したものを下側クラッド層用母材91’として用意する。この下側クラッド層用母材91’は、長手方向の左側の端面からわずかに右側に移動した箇所に、左側の端部に向かって上面が左下がりに徐々に低くなる第1の面911と、それに続いて左上がりに徐々に高くなる第2の面912とを有している。また、長手方向の右側の端面からわずかに左側に移動した箇所には、右側の端部に向かって上面が右上がりに徐々に高くなる第3の面913と、それに続いて右下がりに徐々に低くなる第4の面914とを有している。このうち、第1の面911および第3の面913の上面の傾斜の程度は、それぞれ、図5(c)に示すコア層93の厚膜部分943および薄膜部分944の下面の傾斜の程度にそれぞれ対応している。一方、第2の面912および第4の面914の上面の傾斜の程度は、それぞれ第1の面911および第3の面913を反転したものと同じである。また、これらの面以外の上面は、水平面となっている。
First, as shown in FIG. 14A, a
次に、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を下側クラッド層用母材91’上に塗布する。その後、乾燥を経て、フィルム910を得る(図14(b)参照)。
Next, a
次に、フィルム910に対し、選択的に光を照射する。この際、図14(c)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を配置し、この開口を介してフィルム910に光を照射する。これにより、照射領域と未照射領域との間に屈折率差が生じる。なお、ここでは、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(図15(d)参照)。以上のようにして、フィルム910にコア層93が形成される。
Next, the
次に、得られたフィルム910と下側クラッド層用母材91’の積層体を、図15(e)に示す2つの切断面Sで切断する。この2つの切断面Sは、下側クラッド層用母材91’の上面に設けられた第1の面911と第2の面912との境界線、および、第3の面913と第4の面914との境界線にそれぞれ沿う面である。前記積層体を切断面Sで切断することにより、(下側)クラッド層91とコア層93との積層体が得られる(図15(f)参照)。
Next, the obtained laminate of the
次に、図16(g)に示すように、コア層93上にクラッド層92を貼り付ける。以上の工程により、図16(h)に示す光導波路9が得られる。
Next, as shown in FIG. 16G, a
なお、上記の説明では、図5(c)に示す光導波路9を製造する方法について説明したが、必要に応じて、フィルム910を乾燥させる際に、フィルム910の上面を成形(例えば、機械加工、型押し等)しつつ乾燥させればよい。これにより、フィルム910の上面を上下させることができ、図5(a)、図5(b)および図5(d)に示す光導波路9を製造することもできる。
In the above description, the method of manufacturing the
また、工程の順序は上記のものに限定されず、例えば、クラッド層92を形成するための母材を貼り付けてから、切断面Sで切断するようにしてもよい。
Further, the order of the steps is not limited to the above, and for example, the base material for forming the
以上、本発明について説明したが、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。 Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
また、前記実施形態では、感光性樹脂組成物を使用して、光導波路フィルムを形成したが、これに限らず、ホログラム等に使用してもよい。前述の感光性樹脂組成物は、屈折率が高い領域と、屈折率が低い領域とが混在するフィルムを形成するのに適している。 Moreover, in the said embodiment, although the photosensitive resin composition was used and the optical waveguide film was formed, you may use for a hologram etc. not only in this. The above-mentioned photosensitive resin composition is suitable for forming a film in which a region having a high refractive index and a region having a low refractive index are mixed.
次に、本発明の実施例について説明する。
A.光導波路の製造
(実施例1)
(1)脱離性基を有するノルボルネン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも1ppm以下に制御され、乾燥窒素で充満されたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン(HxNB)7.2g(40.1mmol)、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン12.9g(40.1mmol)を500mLバイアル瓶に計量し、脱水トルエン60gと酢酸エチル11gを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
Next, examples of the present invention will be described.
A. Production of optical waveguide (Example 1)
(1) Synthesis of norbornene-based resin having a leaving group In a glove box filled with dry nitrogen in which the water and oxygen concentrations are both controlled to 1 ppm or less, 7.2 g (40.1 mmol) of hexylnorbornene (HxNB) ), 12.9 g (40.1 mmol) of diphenylmethylnorbornenemethoxysilane was weighed into a 500 mL vial, 60 g of dehydrated toluene and 11 g of ethyl acetate were added, and the top was sealed with a silicon sealer.
次に、100mLバイアルビン中に下記化学式(B)で表わされるNi触媒1.56g(3.2mmol)と脱水トルエン10mLを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。 Next, 1.56 g (3.2 mmol) of Ni catalyst represented by the following chemical formula (B) and 10 mL of dehydrated toluene are weighed in a 100 mL vial, put a stirrer chip and sealed, and the catalyst is thoroughly stirred to completely Dissolved in.
この下記化学式(B)で表わされるNi触媒溶液1mLをシリンジで正確に計量し、上記2種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で1時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン(THF)60gを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。 When 1 mL of the Ni catalyst solution represented by the following chemical formula (B) is accurately weighed with a syringe, and quantitatively injected into the vial bottle in which the above two types of norbornene are dissolved, and stirred at room temperature for 1 hour, a marked increase in viscosity occurs. Was confirmed. At this point, the stopper was removed, 60 g of tetrahydrofuran (THF) was added, and the mixture was stirred to obtain a reaction solution.
100mLビーカーに無水酢酸9.5g、過酸化水素水18g(濃度30%)、イオン交換水30gを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて12時間撹拌してNiの還元処理を行った。
In a 100 mL beaker, 9.5 g of acetic anhydride, 18 g of hydrogen peroxide (
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 point 125 ° C./1.33 kPa) 2 g, photoacid generator Rhodorsil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS #) 178233-72-2) (1.36E-2 g in 0.1 mL of ethyl acetate) and uniformly dissolved, and then filtered through a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean photosensitive resin composition varnish V1. It was.
(3)光導波路フィルムの製造
(下側クラッド層の作製)
シリコンウエハ上に感光性ノルボルネン樹脂組成物(プロメラス社製 Avatrel2000Pワニス)をドクターブレードにより均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、塗布された全面に紫外線を100mJ照射し、乾燥機中120℃で1時間加熱して、塗膜を硬化させて、下側クラッド層を形成させた。形成された下側クラッド層は、厚みが20μmであり、無色透明であり、屈折率は1.52(測定波長;633nm)であった。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A photosensitive norbornene resin composition (Avatrel 2000P varnish manufactured by Promeras Co., Ltd.) was uniformly applied on a silicon wafer with a doctor blade, and then placed in a dryer at 45 ° C. for 15 minutes. After completely removing the solvent, the entire coated surface was irradiated with 100 mJ of ultraviolet light and heated in a dryer at 120 ° C. for 1 hour to cure the coating film to form a lower clad layer. The formed lower cladding layer had a thickness of 20 μm, was colorless and transparent, and had a refractive index of 1.52 (measurement wavelength: 633 nm).
(コア層の形成)
上記下側クラッド層上に感光性樹脂組成物ワニスV1をドクターブレードによって均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を500mJ/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 (
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 (
次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールイソプロピルアルコールの30%水溶液を100mL加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で3回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、60℃に設定した真空乾燥機中で12時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー#3を得た。ポリマー#3の分子量分布は、GPC測定により、Mw=8万、Mn=4万であった。また、ポリマー#3中の各構造単位のモル比は、NMRによる同定により、ヘキシルルボルネン構造単位が40mol%、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が30mol%、エポキシノルボルネン構造単位が30mol%であった。また屈折率はメトリコンにより1.53(測定波長;633nm)であった。 Next, the treated reaction solution was transferred to a separatory funnel, the lower aqueous layer was removed, and then 100 mL of a 30% aqueous solution of isopropyl alcohol isopropyl alcohol was added and vigorously stirred. The aqueous layer was removed after standing and completely separating the two layers. After repeating this water washing process three times in total, the oil layer was dropped into a large excess of acetone to reprecipitate the polymer produced, separated from the filtrate by filtration, and then in a vacuum dryer set at 60 ° C. Polymer # 3 was obtained by heat drying for 12 hours. The molecular weight distribution of the polymer # 3 was Mw = 80,000 and Mn = 40,000 by GPC measurement. The molar ratio of each structural unit in polymer # 3 was 40 mol% for hexylbornene structural unit, 30 mol% for diphenylmethylnorbornenemethoxysilane structural unit, and 30 mol% for epoxynorbornene structural unit, as determined by NMR. It was. The refractive index was 1.53 (measurement wavelength: 633 nm) by Metricon.
(2)感光性樹脂組成物の製造
精製した上記ポリマー#3 10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(式20で示したもの、東亜合成製 CHOX)1.0g、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E-2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な感光性樹脂組成物ワニスV7を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition 10 g of the purified polymer # 3 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), cyclohexyloxetane monomer (formula 20) 1), CHOX manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., and photoacid generator Rhodosil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS # 178233-72-2) (1.36E-2 g, in 0.1 mL of ethyl acetate) are uniformly added. After dissolution, filtration was performed with a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean photosensitive resin composition varnish V7.
(3)光導波路フィルムの製造
(下側クラッド層の作製)
実施例1と同様の下側クラッド層を作製した。
(3) Production of optical waveguide film (production of lower clad layer)
A lower clad layer similar to that in Example 1 was produced.
(コア層の形成)
上記下側クラッド層上に感光性樹脂組成物ワニスV7をドクターブレードによって均一に塗布した後、45℃の乾燥機に15分間投入した。溶剤を完全に除去した後、フォトマスクを圧着して紫外線を500mJ/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 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. Then, since the amount of unreacted monomer in the irradiated part decreases, the monomer in the unirradiated part diffuses into the irradiated part in order to eliminate the concentration gradient generated between the irradiated part / unirradiated part.
Further, when heating is performed after light irradiation, the monomer volatilizes from the unirradiated portion.
以上より、コア部とクラッド部との間でモノマー由来の構造体濃度が異なり、クラッド部では、環状エーテル基を有するモノマー由来の構造体が多くなり、コア部では、環状エーテル基を有するモノマー由来の構造体が少なくなる。このことは、コア部とクラッド部との間で0.01以上の比較的大きな屈折率差が生じることから認められる。 As described above, the structure concentration derived from the monomer is different between the core portion and the cladding portion, the structure derived from the monomer having a cyclic ether group increases in the cladding portion, and the monomer derived from the monomer having a cyclic ether group is present in the core portion. There are fewer structures. This is recognized from the fact that a relatively large refractive index difference of 0.01 or more occurs between the core portion and the cladding portion.
なお、実施例1〜7では、直線状の光導波路を形成したが、曲線状(曲率半径10mm程度)の光導波路を形成した場合には、光損失が少ないことが顕著になる。 In Examples 1 to 7, a linear optical waveguide is formed. However, when a curved optical waveguide (with a radius of curvature of about 10 mm) is formed, it is remarkable that optical loss is small.
さらには、実施例1〜7で得られた光導波路フィルムは、耐熱性が高く、260℃の耐リフロー性を有している。 Furthermore, the optical waveguide films obtained in Examples 1 to 7 have high heat resistance and have reflow resistance of 260 ° C.
(実施例8)
(1)脱離性基を有するノルボルネン樹脂の合成
脱離性基を有するノルボルネン系樹脂の合成において、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン12.9g(40.1mmol)に代えて、フェニルジメチルノルボルネンメトキシシラン10.4g(40.1mmol)を用いた以外は実施例1と同様にした。得られた側鎖に脱離性基を有するノルボルネン系樹脂B(式103)の分子量は、GPC測定により、Mw=11万、Mn=5万であった。また、各構造単位のモル比は、NMRによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が50mol%、フェニルジメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が50mol%であった。また屈折率はメトリコンにより1.53(測定波長;633nm)であった。
(Example 8)
(1) Synthesis of norbornene resin having a leaving group In the synthesis of a norbornene resin having a leaving group, phenyldimethylnorbornenemethoxysilane was used instead of 12.9 g (40.1 mmol) of diphenylmethylnorbornenemethoxysilane. Example 1 was repeated except that 4 g (40.1 mmol) was used. The molecular weight of the obtained norbornene resin B (Formula 103) having a leaving group in the side chain was Mw = 110,000 and Mn = 50,000 by GPC measurement. The molar ratio of each structural unit was 50 mol% for the hexylnorbornene structural unit and 50 mol% for the phenyldimethylnorbornenemethoxysilane structural unit, as determined by NMR. The refractive index was 1.53 (measurement wavelength: 633 nm) by Metricon.
(2)感光性樹脂組成物の製造
ポリマー#1に変えて、ノルボルネン系樹脂Bを使用した点以外は、実施例1と同様に感光性樹脂組成物を得た。
(2) Production of photosensitive resin composition A photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the norbornene resin B was used instead of the polymer # 1.
(3)光導波路フィルムの製造
ノルボルネン系樹脂Bを含む上記感光性樹脂組成物を使用した点以外は、実施例1と同様にして、光導波路フィルムを得た。
(3) Production of optical waveguide film An optical waveguide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive resin composition containing the norbornene-based resin B was used.
実施例1と同様に、光導波路の損失評価を行ったところ、得られた光導波路フィルムの伝搬損失は0.03dB/cmであった。 When the loss evaluation of the optical waveguide was performed in the same manner as in Example 1, the propagation loss of the obtained optical waveguide film was 0.03 dB / cm.
(実施例9)
(1)感光性樹脂組成物として以下のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
Example 9
(1) The procedure was the same as Example 1 except that the following photosensitive resin composition was used.
実施例1で得られたノルボルネン系樹脂10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(チバガイギー社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(式(100)で示した第1モノマー、東亜合成製 CHOX、CAS#483303−25−9、分子量186、沸点125℃/1.33kPa)1g、2官能オキセタンモノマー(式(104)で示した第2モノマー、東亜合成製、DOX、CAS#18934−00−4、分子量214、沸点119℃/0.67kPa)1g、光酸発生剤 RhodorsilPhotoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(1.36E−2g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄なコア層用の感光性樹脂組成物ワニスを調製した。 10 g of norbornene-based resin obtained in Example 1 was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of an antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), and a cyclohexyloxetane monomer (formula (100) represented by formula (100)). 1 monomer, manufactured by Toa Gosei CHOX, CAS # 483303-25-9, molecular weight 186, boiling point 125 ° C./1.33 kPa) 1 g, bifunctional oxetane monomer (second monomer represented by formula (104), manufactured by Toa Gosei, DOX , CAS # 18934-00-4, molecular weight 214, boiling point 119 ° C./0.67 kPa) 1 g, photoacid generator Rhodosil Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia, CAS # 178233-72-2) (1.36E-2 g, ethyl acetate In 0.1 mL) After dissolving one was filtered through 0.2 [mu] m PTFE filter to prepare a photosensitive resin composition varnish for clean core layer.
(2)光導波路フィルムの製造
上記(1)の感光性樹脂組成物を使用した点以外は、実施例1と同様にして、光導波路フィルムを得た。
(2) Production of optical waveguide film An optical waveguide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive resin composition of (1) above was used.
実施例1と同様に、光導波路の損失評価を行ったところ、得られた光導波路フィルムの伝搬損失は0.04dB/cmであった。 When the loss evaluation of the optical waveguide was performed in the same manner as in Example 1, the propagation loss of the obtained optical waveguide film was 0.04 dB / cm.
(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 45 ° C. dryer for 15 minutes. After completely removing the solvent, a photomask was pressed and selectively irradiated with ultraviolet rays at 500 mJ / cm 2 . The mask was removed, and heating was performed in three stages in a dryer at 45 ° C. for 30 minutes, 85 ° C. for 30 minutes, and 150 ° C. for 1 hour. It was confirmed that a waveguide pattern appeared after heating. Moreover, formation of the core part and the clad part was confirmed.
(上側クラッド層の形成)
実施例1と同様の上側クラッド層を作製した
(Formation of upper cladding layer)
An upper clad layer similar to that in Example 1 was produced.
(4)評価
実施例1と同じ方法により、評価を行った。伝搬損失は0.05dB/cmと算出することができた。コア部とクラッド部の屈折率差は0.005であった。
(4) Evaluation Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The propagation loss could be calculated as 0.05 dB / cm. The difference in refractive index between the core portion and the cladding portion was 0.005.
B.光導波路の評価
各実施例および比較例で得られた光導波路について、以下の評価を行った。評価項目を内容とともに示す。得られた結果を表2に示す。
B. Evaluation of Optical Waveguide The following evaluations were performed on the optical waveguides obtained in the examples and comparative examples. The evaluation items are shown together with the contents. The obtained results are shown in Table 2.
1.光損失
850nmVCSEL(面発光レーザー)より発せられた光を50μmφの光ファイバーを経由して上記光導波路に導入し、200μmφの光ファイバーで受光を行って光の強度を測定した。なお、測定にはカットバック法を採用し、導波路長を横軸、挿入損失を縦軸にプロットしていったところ、測定値はきれいに直線上に並び、その傾きから伝搬損失を算出した。
1. Light loss Light emitted from an 850 nm VCSEL (surface emitting laser) was introduced into the optical waveguide via a 50 μmφ optical fiber, and received by a 200 μmφ optical fiber to measure the light intensity. The cutback method was used for the measurement, and the waveguide length was plotted on the horizontal axis and the insertion loss was plotted on the vertical axis. The measured values were neatly arranged on a straight line, and the propagation loss was calculated from the slope.
2.耐熱性
上記光導波路を高温高湿槽(85℃、85%RH)に投入し、湿熱処理500時間後の伝搬損失を評価した。また、リフロー処理(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17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. 17, 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 also 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.
すなわち、各実施例および比較例と同様の方法により、拡幅部分および減幅部分を有する光導波路フィルムを作製したところ、それぞれの実施例および比較例と同様の方法で作製した、コア部の幅が一定である光導波路フィルムに比べて、光損失の低下が認められた。 That is, when an optical waveguide film having a widened portion and a reduced width portion was produced by the same method as each example and comparative example, the width of the core portion produced by the same method as each example and comparative example was A reduction in light loss was observed compared to a constant optical waveguide film.
また、同様にして、各実施例および比較例と同様の方法により、厚膜部分および薄膜部分を有する光導波路フィルムを作製したところ、やはり光損失の低下が認められた。 Similarly, when an optical waveguide film having a thick film portion and a thin film portion was produced by the same method as in each example and comparative example, a decrease in light loss was also observed.
1 光導波路構造体
2 基板
21 貫通孔
22 導体ポスト
3 発光素子
30 基台
31 発光部
32 金属ワイヤ
33 外部電極
34 樹脂モールド
35 発光用IC(発光用電気素子)
300 発光回路
4 受光素子
40 基台
41 受光部
42 金属ワイヤ
43 外部電極
44 樹脂モールド
45 受光用IC(受光用電気素子)
400 受光回路
5 導体層
51 電気配線
9 光導波路
91 クラッド層
91’ 下側クラッド層用母材
911 第1の面
912 第2の面
913 第3の面
914 第4の面
92 クラッド層
93 コア層
94 コア部
940 等幅部分
941、941’ 拡幅部分(拡張部分)
942、942’ 減幅部分(縮小部分)
943、943’ 厚膜部分(拡張部分)
944、944’ 薄膜部分(縮小部分)
945 等厚部分
95 クラッド部
971、972 光路変換部
98 光配線
900 ワニス
910 フィルム
M マスク
S 切断面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
300
400
942, 942 'Reduced portion (reduced portion)
943, 943 'Thick film part (expanded part)
944, 944 'Thin film part (reduced part)
945
Claims (34)
前記コア部は、一方の端部に向かって横断面積が連続的に大きくなる拡張部分を有するものであり、かつ、
(A)環状オレフィン樹脂と、
(B)前記(A)とは屈折率が異なり、かつ、環状エーテル基を有するモノマーおよび環状エーテル基を有するオリゴマーのうちの少なくとも一方と、
(C)光酸発生剤と、
を含む組成物で構成されたコア層に対し活性放射線を選択的に照射することにより所望の形状に形成されたものであることを特徴とする光導波路構造体。 An optical waveguide having a core part and a clad part having different refractive indexes from each other,
The core portion has an extended portion whose cross-sectional area continuously increases toward one end portion, and
(A) a cyclic olefin resin;
(B) The refractive index is different from that of (A), and at least one of a monomer having a cyclic ether group and an oligomer having a cyclic ether group;
(C) a photoacid generator;
An optical waveguide structure characterized by being formed into a desired shape by selectively irradiating active radiation to a core layer composed of a composition comprising:
前記環状オレフィン樹脂は、前記(C)の光酸発生剤から発生する酸により脱離し、脱離により、前記(A)の屈折率を低下させる脱離性基を有するものである請求項1ないし3のいずれかに記載の光導波路構造体。 (B) has a lower refractive index than (A),
2. The cyclic olefin resin has a leaving group that is detached by an acid generated from the photoacid generator (C) and lowers the refractive index of (A) by the elimination. 4. The optical waveguide structure according to any one of 3 above.
前記(B)は、下記式(100)に記載の第1モノマーを含むものである請求項2に記載の光導波路構造体。
The optical waveguide structure according to claim 2, wherein (B) includes the first monomer represented by the following formula (100).
前記複数のコア部のうち、隣り合う少なくとも2つは、一方の端部の位置および他方の端部の位置の少なくともいずれかが互いに長手方向にずれている請求項29に記載の光導波路構造体。 The plurality of core portions are provided in parallel,
30. The optical waveguide structure according to claim 29, wherein at least two of the plurality of core portions adjacent to each other are at least one of a position of one end and a position of the other end shifted in the longitudinal direction. .
前記光路変換部は、外部からの光を屈曲させ前記コア部に導く、または、前記コア部を伝搬してきた光を屈曲させ外部に導くよう構成されている請求項1ないし31のいずれかに記載の光導波路構造体。 The optical waveguide has an optical path conversion part that bends the optical path,
32. The optical path conversion unit according to any one of claims 1 to 31, wherein the optical path conversion unit is configured to bend light from the outside and guide the light to the core unit, or to bend and guide light transmitted through the core unit to the outside. Optical waveguide structure.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010089047A JP2011221195A (en) | 2010-04-07 | 2010-04-07 | Optical waveguide structure and electronic device |
| TW100110677A TW201222034A (en) | 2010-04-06 | 2011-03-29 | An optical waveguide structure and an electronic device |
| PCT/JP2011/057845 WO2011125658A1 (en) | 2010-04-06 | 2011-03-29 | Optical waveguide structure and electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010089047A JP2011221195A (en) | 2010-04-07 | 2010-04-07 | Optical waveguide structure and electronic device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011221195A true JP2011221195A (en) | 2011-11-04 |
Family
ID=45038267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010089047A Pending JP2011221195A (en) | 2010-04-06 | 2010-04-07 | Optical waveguide structure and electronic device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011221195A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013157287A1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-10-24 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Optical module |
| WO2013179522A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 日本メクトロン株式会社 | Method for producing opto-electric hybrid flexible printed wiring board, and opto-electric hybrid flexible printed wiring board |
| JP2014066751A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-17 | Hitachi Chemical Co Ltd | Optical waveguide and method for manufacturing the same |
| WO2017006445A1 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | 株式会社日立製作所 | Optical transceiver module and information device using same |
| WO2017130584A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | ソニー株式会社 | Optical waveguide sheet, optical transmission module, and method for producing optical waveguide sheet |
| WO2017209137A1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | 旭硝子株式会社 | Resin optical waveguide |
-
2010
- 2010-04-07 JP JP2010089047A patent/JP2011221195A/en active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013157287A1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-10-24 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Optical module |
| CN104508522B (en) * | 2012-05-31 | 2017-11-24 | 日本梅克特隆株式会社 | Manufacturing method of photoelectric hybrid flexible printed wiring board and photoelectric hybrid flexible printed wiring board |
| WO2013179522A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 日本メクトロン株式会社 | Method for producing opto-electric hybrid flexible printed wiring board, and opto-electric hybrid flexible printed wiring board |
| JP2013250416A (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Nippon Mektron Ltd | Manufacturing method of photoelectric hybrid flexible printed wiring board, and photoelectric hybrid flexible printed wiring board |
| CN104508522A (en) * | 2012-05-31 | 2015-04-08 | 日本梅克特隆株式会社 | Manufacturing method of photoelectric hybrid flexible printed wiring board and photoelectric hybrid flexible printed wiring board |
| US9310575B2 (en) | 2012-05-31 | 2016-04-12 | Nippon Mektron, Ltd. | Manufacturing method of opto-electric hybrid flexible printed circuit board and opto-electric hybrid flexible printed circuit board |
| JP2014066751A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-17 | Hitachi Chemical Co Ltd | Optical waveguide and method for manufacturing the same |
| WO2017006445A1 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | 株式会社日立製作所 | Optical transceiver module and information device using same |
| JPWO2017006445A1 (en) * | 2015-07-08 | 2018-03-08 | 株式会社日立製作所 | Optical transceiver module and information device using the same |
| WO2017130584A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | ソニー株式会社 | Optical waveguide sheet, optical transmission module, and method for producing optical waveguide sheet |
| US10948654B2 (en) | 2016-01-29 | 2021-03-16 | Sony Corporation | Optical waveguide sheet, optical transmission module, and manufacturing method for an optical waveguide sheet |
| WO2017209137A1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | 旭硝子株式会社 | Resin optical waveguide |
| JPWO2017209137A1 (en) * | 2016-06-02 | 2019-03-28 | Agc株式会社 | Resin optical waveguide |
| US10473855B2 (en) | 2016-06-02 | 2019-11-12 | AGC Inc. | Resin optical waveguide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5278366B2 (en) | Optical waveguide structure and electronic device | |
| JP5423551B2 (en) | Optical waveguide structure and electronic device | |
| CN103080798B (en) | Optical waveguides and electronics | |
| WO2011125658A1 (en) | Optical waveguide structure and electronic apparatus | |
| JP4748229B2 (en) | Photosensitive resin composition, photosensitive resin composition for forming optical waveguide, film for forming optical waveguide, optical waveguide, optical wiring, opto-electric hybrid board and electronic device | |
| JP4877305B2 (en) | Photosensitive resin composition and optical waveguide film | |
| JP2011221143A (en) | Optical waveguide structure and electronic equipment | |
| JPWO2012039393A1 (en) | Optical waveguide and electronic equipment | |
| JP2011221195A (en) | Optical waveguide structure and electronic device | |
| JP2008158474A (en) | Optical element mounting component and optical element mounted component | |
| JP5310633B2 (en) | Optical waveguide structure and electronic device | |
| WO2011125939A1 (en) | Optical waveguide structure and electronic apparatus | |
| JP2011221201A (en) | Optical waveguide structure and electronic device | |
| JP2011221193A (en) | Optical wave guide structure and electronic device | |
| WO2011125799A1 (en) | Optical waveguide structure and electronic apparatus | |
| TWI514019B (en) | Optical waveguide and electronic device | |
| JP5760628B2 (en) | Optical waveguide, opto-electric hybrid board, and electronic equipment | |
| JP5799592B2 (en) | Optical waveguide, opto-electric hybrid board, and electronic equipment | |
| JP5703922B2 (en) | Optical waveguide, opto-electric hybrid board, and electronic equipment | |
| JP2016012006A (en) | Optical waveguide, photoelectric hybrid substrate, and electronic apparatus | |
| JP2012181428A (en) | Optical waveguide and electronic apparatus | |
| WO2011138856A1 (en) | Optical device and method for manufacturing optical device | |
| JP2019028115A (en) | Optical waveguide, optical waveguide connected body, and electronic apparatus | |
| JP6017115B2 (en) | Photosensitive resin composition for forming optical waveguide, film for forming optical waveguide, and method for producing optical waveguide | |
| JP5724555B2 (en) | Optical waveguide film and method for manufacturing optical waveguide film |