(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023110777
(43)【公開日】2023-08-09
(54)【発明の名称】光導波路のクラッドの作製に用いられる樹脂組成物、光導波路、及びプリント基板
(51)【国際特許分類】
C08F 2/44 20060101AFI20230802BHJP
C08F 279/02 20060101ALI20230802BHJP
G02B 6/12 20060101ALI20230802BHJP
H05K 1/03 20060101ALI20230802BHJP
【FI】
C08F2/44 C
C08F279/02
G02B6/12 371
H05K1/03 610H
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022012426
(22)【出願日】2022-01-28
(71)【出願人】
【識別番号】000002141
【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110928
【弁理士】
【氏名又は名称】速水 進治
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 健太
(72)【発明者】
【氏名】松原 由奈
【テーマコード(参考)】
2H147
4J011
4J026
【Fターム(参考)】
2H147BG17
2H147CC14
2H147EA16B
2H147EA17B
2H147EA18B
2H147EA19B
2H147EA20B
2H147FA16
2H147FA17
2H147FD15
2H147GA06
4J011PA64
4J011PA66
4J011PA69
4J011PA75
4J011PA76
4J011PA79
4J011PA83
4J011PA86
4J011PA88
4J011PA89
4J011PA90
4J011PA95
4J011PA96
4J011PA97
4J011PA98
4J011PA99
4J011PB40
4J011PC02
4J011PC08
4J026AA17
4J026AA68
4J026AB22
4J026AC09
4J026AC11
4J026AC18
4J026BA40
4J026BB01
4J026DB06
4J026DB15
4J026DB32
4J026FA05
4J026FA09
4J026GA07
(57)【要約】
【課題】耐熱性に優れた光導波路を提供すること。
【解決手段】光導波路のクラッド作製に用いられる樹脂組成物であって、ラジカル重合性化合物と、樹脂と、を含み、前記ラジカル重合性化合物は、少なくとも2つのヘテロ原子を有する複素環を有し、前記複素環の少なくとも2つのヘテロ原子は、それぞれ独立に重合性基を有する官能基と共有結合している樹脂組成物。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光導波路のクラッド作製に用いられる樹脂組成物であって、
ラジカル重合性化合物と、
樹脂と、
を含み、
前記ラジカル重合性化合物は、少なくとも2つのヘテロ原子を有する複素環を有し、
前記複素環の少なくとも2つのヘテロ原子は、それぞれ独立に重合性基を有する官能基と共有結合している
樹脂組成物。
【請求項2】
請求項1に記載の樹脂組成物であって、
前記複素環は、イソシアヌレート環である樹脂組成物。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の樹脂組成物であって、
前記重合性基を有する官能基は、末端に重合性二重結合基を有する一価の基である樹脂組成物。
【請求項4】
請求項3に記載の樹脂組成物であって、
前記重合性基を有する官能基は、アリル基である樹脂組成物。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1項に記載の樹脂組成物であって、
前記複素環は、3つのヘテロ原子を有し、
前記3つのヘテロ原子の全てが、それぞれ独立に前記重合性基を有する官能基と共有結合している樹脂組成物。
【請求項6】
請求項1から5のいずれか1項に記載の樹脂組成物であって、
前記ラジカル重合性化合物が、以下一般式(a)で表される化合物を含む樹脂組成物。
【化1】
一般式(a)において、
nは2以上の整数であり、
Xは、少なくとの2つのヘテロ原子を有する複素環であり、
Rは,重合性基を有する官能基であり、Xのそれぞれ異なるヘテロ原子と共有結合している。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか1項に記載の樹脂組成物であって、
前記ラジカル重合性化合物は、以下一般式(b)で表される化合物を含む樹脂組成物。
【化2】
一般式(b)において、
R1,R2およびR3は、それぞれ独立に、重合性基を有する官能基、水素基、または一価の有機基であり、ただし、R1,R2およびR3のうち少なくとも2つは、重合性基を有する官能基である。
【請求項8】
請求項7に記載の樹脂組成物であって、
R1,R2およびR3のうち、少なくとも2つが、末端に重合性二重結合基を有する一価の基である樹脂組成物。
【請求項9】
請求項7または8に記載の樹脂組成物であって、
R1,R2およびR3の全てが、末端に重合性二重結合基を有する一価の基である樹脂組成物。
【請求項10】
コア部と、請求項1から9のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化体であるクラッド層と、を備える光導波路。
【請求項11】
請求項10に記載の光導波路を備えたプリント基板。
【請求項12】
請求項11に記載のプリント基板であって、
当該プリント基板は、フレキシブル基板であるプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光導波路のクラッドの作製に用いられる樹脂組成物、光導波路、及びプリント基板に関する。
【背景技術】
【0002】
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」とも言う)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(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
引用文献1には、ビスフェノール型エポキシ化合物(A)と、一般式で示される構造を含み、分子量が350以上であるエポキシ化合物(B)とを含有することを特徴とする光導波路クラッド用組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年では、ドライフィルム状の光導波路を基板上に搭載させることが検討されている。光導波路を基板上に搭載させる場合、光導波路には、基板プロセスにおけるリフローはんだ付け時の高温に耐えられる、十分な耐熱性が求められる。本発明が解決しようとする課題の一例は、耐熱性に優れた光導波路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によれば、以下に示す光導波路のクラッドの作製に用いられる樹脂組成物、光導波路、及びプリント基板が提供される。
【0007】
[1]
光導波路のクラッド作製に用いられる樹脂組成物であって、
ラジカル重合性化合物と、
樹脂と、
を含み、
前記ラジカル重合性化合物は、少なくとも2つのヘテロ原子を有する複素環を有し、
前記複素環の少なくとも2つのヘテロ原子は、それぞれ独立に重合性基を有する官能基と共有結合している
樹脂組成物。
[2]
上記[1]に記載の樹脂組成物であって、
前記複素環は、イソシアヌレート環である樹脂組成物。
[3]
上記[1]又は[2]に記載の樹脂組成物であって、
前記重合性基を有する官能基は、末端に重合性二重結合基を有する一価の基である樹脂組成物。
[4]
上記[3]に記載の樹脂組成物であって、
前記重合性基を有する官能基は、アリル基である樹脂組成物。
[5]
上記[1]から[4]のいずれかに記載の樹脂組成物であって、
前記複素環は、3つのヘテロ原子を有し、
前記3つのヘテロ原子の全てが、それぞれ独立に前記重合性基を有する官能基と共有結合している樹脂組成物。
[6]
上記[1]から[5]のいずれかに記載の樹脂組成物であって、
前記ラジカル重合性化合物が、以下一般式(a)で表される化合物を含む樹脂組成物。
【化1】
一般式(a)において、
nは2以上の整数であり、
Xは、少なくとの2つのヘテロ原子を有する複素環であり、
Rは,重合性基を有する官能基であり、Xのそれぞれ異なるヘテロ原子と共有結合している。
[7]
上記[1]から[6]のいずれかに記載の樹脂組成物であって、
前記ラジカル重合性化合物は、以下一般式(b)で表される化合物を含む樹脂組成物。
【化2】
一般式(b)において、
R1,R2およびR3は、それぞれ独立に、重合性基を有する官能基、水素基、または一価の有機基であり、ただし、R1,R2およびR3のうち少なくとも2つは、重合性基を有する官能基である。
[8]
上記[7]に記載の樹脂組成物であって、
R1,R2およびR3のうち、少なくとも2つが、末端に重合性二重結合基を有する一価の基である樹脂組成物。
[9]
上記[7]または[8]に記載の樹脂組成物であって、
R1,R2およびR3の全てが、末端に重合性二重結合基を有する一価の基である樹脂組成物。
[10]
コア部と、上記[1]から[9]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化体であるクラッド層と、を備える光導波路。
[11]
上記[10]に記載の光導波路を備えたプリント基板。
[12]
上記[11]に記載のプリント基板であって、
当該プリント基板は、フレキシブル基板であるプリント基板。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、耐熱性に優れた光導波路を得られる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本実施形態に係る樹脂組成物を用いて基板上に作製した光導波路の一例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。また、全ての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0011】
本明細書中、数値範囲の説明における「X~Y」との表記は、特に断らない限り、X以上Y以下のことを表す。
【0012】
本明細書中、(メタ)アクリルとの表記は、メタアクリルとアクリルの両方を表す。
【0013】
[光導波路のクラッド作成に用いられる樹脂組成物]
本実施形態に係る樹脂組成物は、ラジカル重合性化合物と、樹脂とを含み、ラジカル重合性化合物は、少なくとも2つのヘテロ原子を有する複素環を有し、複素環の少なくとも2つのヘテロ原子は、それぞれ独立に重合性基を有する官能基と共有結合している。
詳細は不明であるが、上記のようなヘテロ原子を含むラジカル重合性化合物は、基板や、光導波路のコア部と比較的強く相互作用しやすいため、本実施形態に係る樹脂組成物から得られる光導波路のクラッド層は、剥離などが抑えられ、結果、耐熱性が良好となると推測される。本実施形態に係る樹脂組成物は、当該樹脂組成物から得られる光導波路が、基板プロセスにおけるリフローはんだ付け時の高温に耐えられるため、例えば、プリント基板上に光導波路を作製する際に、好適に用いられる。また、プリント基板は、FCCL(Flexible Cupper Clad Laminate)などのフレキシブル基板を含む。
【0014】
〈ラジカル重合性化合物〉
上述したように、ラジカル重合性化合物は、少なくとも2つのヘテロ原子を有する複素環を有し、複素環の少なくとも2つのヘテロ原子は、それぞれ独立に重合性基を有する官能基と共有結合している。
本実施形態に係るラジカル重合性化合物は、例えば、以下一般式(a)で表される。
【化1】
一般式(a)において、
nは2以上の整数であり、
Xは、少なくとの2つのヘテロ原子を有する複素環であり、
Rは,重合性基を有する官能基であり、Xのそれぞれ異なるヘテロ原子と共有結合している。
【0015】
ラジカル重合性化合物は、例えば、単環である、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等の5員環、及びピリミジン環、トリアジン環等の6員環、並びに複環であるベンゾイミダゾール環、及びベンゾトリアゾール環等における、2つ以上のヘテロ原子がそれぞれ独立に、水素基を、重合性基を有する官能基に置換される、又は不飽和結合に重合性基を有する官能基が添加される、などにより、重合性基を有する官能基と共有結合した構成を含む。
【0016】
また、上述のヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子およびホウ素原子などが挙げられる。また、ヘテロ原子としては、硬化体の耐熱性が向上する観点から、窒素原子が特に好ましい。
【0017】
また、上述の複素環は、イソシアヌレート環であることがより好ましい。
【0018】
また、上述の重合性基を有する官能基は、例えば、エポキシ基、アルコキシ基、(メタ)アクリル基、及びアリル基である。この中でも、末端に重合性二重結合基を有する一価の基である、(メタ)アクリル基、及びアリル基が特に好ましく、硬化体の耐熱性がより向上する観点からアリル基がさらにより好ましい。
【0019】
また、ラジカル重合性化合物は、ヘテロ原子を3つ有する複素環を有し、それぞれのヘテロ原子が独立に、重合性基を有する官能基と共有結合していることがより好ましい。
【0020】
また、ラジカル重合性化合物は、以下一般式(b)で表される化合物を含むことがより好ましい。
【化2】
【0021】
一般式(b)において、R1,R2およびR3は、それぞれ独立に、重合性基を有する官能基、水素基、または一価の有機基であり、ただし、R1,R2およびR3のうち少なくとも2つは、重合性基を有する官能基である。
【0022】
また、一般式(b)において、R1,R2およびR3のうち、少なくとも2つが、末端に重合性二重結合基を有する一価の基であることが好ましく、R1,R2およびR3のうち、2つが、末端に重合性二重結合基を有する一価の基であり、残りの1つが水素基、または一価の有機基であることがより好ましい。
【0023】
また、一般式(b)において、R1,R2およびR3の全てが、末端に重合性二重結合基を有する一価の基であることが、さらにより好ましく、硬化体の耐熱性がより向上する観点からR1,R2およびR3の全てが、アリル基であることが、最もより好ましい。
【0024】
また、ラジカル重合性化合物は、以下一般式(c)で表される化合物を含むものでもよい。
【化3】
【0025】
本実施形態に係る樹脂組成物に含まれるラジカル重合性化合物の含有量の下限値は、樹脂組成物全体に対して、例えば、5質量%以上であり、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは15質量%以上である。また、ラジカル重合性化合物の含有量の上限値は、樹脂組成物全体に対して、例えば、60質量%以下であり、好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは40質量%以下である。これにより、耐熱性、機械的特性、透明性、誘電特性、耐溶剤性、成形性および寸法安定性等のバランスをより良好にすることができる。
【0026】
〈樹脂〉
樹脂は、特に限定されない。例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、PETやPBTのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテルまた、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。これらのうちの1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて、ポリマーアロイ、ポリマーブレンド(混合物)、共重合体等として用いてもよい。
【0027】
この中でも、アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、環状オレフィン系樹脂などを用いることができる。
アクリル系樹脂としては、例えば、単官能アクリレート、多官能アクリレート、単官能メタクリレート、多官能メタクリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート、エポキシアクリレート、エポキシメタクリレート、ポリエステルアクリレート、または尿素アクリレートからなる群から選択される一種以上を含むアクリル化合物の重合体が挙げられる。また、アクリル系樹脂は、ポリエステル骨格、ポリプロピレングリコール骨格、ビスフェノール骨格、フルオレン骨格、トリシクロデカン骨格、ジシクロペンタジエン骨格などを有していてもよい。
フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールA、ビスフェノールA型エポキシ化合物またはそれらの誘導体、およびビスフェノールF、ビスフェノールF型エポキシ化合物またはそれらの誘導体を共重合成分の構成単位として含むものが挙げられる。
【0028】
また、樹脂は、必要に応じて熱硬化性樹脂を含んでもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、アミノ樹脂、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物、マレイミド化合物、ベンゾオキサジン化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、シクロカーボネート化合物、多官能オキセタン化合物、エピスルフィド樹脂、エポキシ樹脂などの公知慣用の熱硬化性樹脂が使用できる。
【0029】
また、樹脂は、スチレン系モノマー由来の構造単位、及びジエン系モノマー由来の構造単位を含む、スチレンブタジエンゴムでもよい。スチレンブタジエンゴムは、樹脂組成物から得られる光導波路のクラッド層の、透明性が向上し、他の樹脂を使用した場合と比較して弾性率が低い傾向である観点から特に好ましい。
【0030】
また、樹脂は、アルカリ性水溶液に対して可溶性であってもよく、不溶性であってもよい。光導波路の作製において、アルカリ性水溶液を用いたパターニング処理が含まれない場合には、余計な官能基を含まないことにより樹脂組成物から得られる光導波路のクラッド層が劣化したり着色したりしにくい観点などから、アルカリ性水溶液に対して不溶性の樹脂、換言すると、カルボキシ基やフェノール性ヒドロキシ基などのアルカリ可溶性基を有しない樹脂が好適に用いられる。
【0031】
樹脂の含有量の下限値は、樹脂組成物全体に対して、例えば、10質量%以上であり、好ましくは15質量%以上であり、より好ましくは20質量%以上である。また、樹脂の含有量の上限値は、樹脂組成物全体に対して、例えば、90質量%以下であり、好ましくは80質量%以下であり、より好ましくは70質量%以下である。これにより、耐熱性、機械的特性、透明性、誘電特性、耐溶剤性、成形性および寸法安定性等のバランスをより良好にすることができる。
【0032】
〈ラジカル重合開始剤〉
本実施形態に係る樹脂組成物は、ラジカル重合開始剤を含んでもよい。ラジカル重合開始剤としては、具体的には、アゾ化合物、過酸化物、パーオキシエステルなどを用いることができる。過酸化物としては、ビス(1-フェニル-1-メチルエチル)ペルオキシド、及び1,1-ビス(1,1-ジメチルエチルペルオキシ)シクロヘキサンなどが挙げられる。また、パーオキシエステルとしては、日本油脂株式会社製のパーブチルPなどが挙げられる。
【0033】
樹脂組成物が、ラジカル重合開始剤を含む場合、ラジカル重合開始剤の含有量の下限値は、樹脂組成物全体に対して、例えば、0.1質量%以上であり、好ましくは0.5質量%以上であり、より好ましくは1.0質量%以上である。また、ラジカル重合開始剤の含有量の上限値は、樹脂組成物全体に対して、例えば、10質量%以下であり、好ましくは8質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下である。
【0034】
〈硬化促進剤〉
本実施形態に係る樹脂組成物は、共重合体の硬化反応を促進する、硬化促進剤を含んでもよい。
【0035】
硬化促進剤は、共重合体の硬化反応を促進させるものである限りは特に限定されない。硬化促進剤として具体的には、例えば、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、ベンジルジメチルアミン、2-メチルイミダゾール等が例示されるアミジンや3級アミン、アミジンやアミンの4級塩等の窒素原子含有化合物から選択される1種類または2種類以上を含むことができる。これらの中でも、硬化性を向上させる観点からはリン原子含有化合物を含むことがより好ましい。また、成形性と硬化性のバランスを向上させる観点からは、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等の潜伏性を有するものを含むことがより好ましい。これらは1種類を単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、有機ホスフィンとしては、例えばエチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第1ホスフィン;ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第2ホスフィン;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第3ホスフィンが挙げられる。
【0036】
樹脂組成物が硬化促進剤を含む場合、硬化促進剤の含有量の下限値は、樹脂組成物全体に対して、例えば、0.1質量%以上であり、好ましくは0.2質量%以上であり、より好ましくは0.5質量%以上である。また、硬化促進剤の含有量の上限値は、樹脂組成物全体に対して、例えば、10質量%以下であり、好ましくは5質量%以下であり、より好ましくは3質量%以下である。
【0037】
〈酸化防止剤〉
本実施形態に係る樹脂組成物は、酸化防止剤を含んでもよい。酸化防止剤としては、フェノ-ル系酸化防止剤、リン系酸化防止剤およびチオエ-テル系酸化防止剤から選択される1種以上を使用できる。酸化防止剤は、樹脂組成物から得られる光導波路のクラッド層の酸化を抑制できる。
フェノ-ル系酸化防止剤としては、ペンタエリスリチル-テトラキス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、3,9-ビス{2-〔3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル}2,4,8,10-テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,6-ヘキサンジオール-ビス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、2,6-ジフェニル-4-オクタデシロキシフェノール、ステアリル(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ジステアリル(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ホスホネート、チオジエチレングリコールビス〔(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、4,4'-チオビス(6-t-ブチル-m-クレゾール)、2-オクチルチオ-4,6-ジ(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェノキシ)-s-トリアジン、2,2'-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチル-6-ブチルフェノール)、2,-2'-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、ビス〔3,3-ビス(4-ヒドロキシ-3-t-ブチルフェニル)ブチリックアシッド〕グリコールエステル、4,4'-ブチリデンビス(6-t-ブチル-m-クレゾール)、2,2'-エチリデンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2'-エチリデンビス(4-s-ブチル-6-t-ブチルフェノール)、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、ビス〔2-t-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-t-ブチル-5-メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5-トリス(2,6-ジメチル-3-ヒドロキシ-4-t-ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2,4,6-トリメチルベンゼン、1,3,5-トリス〔(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、テトラキス〔メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、2-t-ブチル-4-メチル-6-(2-アクリロイルオキシ-3-t-ブチル-5-メチルベンジル)フェノール、3,9-ビス(1,1-ジメチル-2-ヒドロキシエチル)-2,4-8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン-ビス〔β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコ-ルビス〔β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート〕、1,1'-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2'-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2'-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2'-メチレンビス(6-(1-メチルシクロヘキシル)-4-メチルフェノール)、4,4'-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、3,9-ビス(2-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニルプロピオニロキシ)1,1-ジメチルエチル)-2,4,8,10-テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン、4,4'-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4'-ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)サルファイド、4,4'-チオビス(6-t-ブチル-2-メチルフェノール)、2,5-ジ-t-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-t-アミルヒドロキノン、2-t-ブチル-6-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル)-4-メチルフェニルアクリレート、2,4-ジメチル-6-(1-メチルシクロヘキシル、スチレネイティッドフェノール、2,4-ビス((オクチルチオ)メチル)-5-メチルフェノール、などが挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニルホスファイト)、テトラキス(2,4-ジ-t-ブチル-5-メチルフェニル)-4,4'-ビフェニレンジホスホナイト、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホネート-ジエチルエステル、ビス-(2,6-ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、トリス(ミックスドモノandジ-ノニルフェニルホスファイト)、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メトキシカルボニルエチル-フェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-オクタデシルオキシカルボニルエチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどが挙げられる。
チオエ-テル系酸化防止剤としては、ジラウリル-3,3'-チオジプロピオネート、ビス(2-メチル-4-(3-n-ドデシル)チオプロピオニルオキシ)-5-t-ブチルフェニル)スルフィド、ジステアリル-3,3'-チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-ラウリル)チオプロピオネートなどが挙げられる。
【0038】
樹脂組成物が酸化防止剤を含む場合、酸化防止剤の含有量の下限値は、樹脂組成物全体に対して、例えば、0.1質量%以上であり、好ましくは0.2質量%以上であり、より好ましくは0.5質量%以上である。また、酸化防止剤の含有量の上限値は、樹脂組成物全体に対して、例えば、10質量%以下であり、好ましくは5質量%以下であり、より好ましくは3質量%以下である。
【0039】
〈その他の成分〉
本実施形態に係る光導波路のクラッドの作製に用いられる樹脂組成物は、例えば、増感剤(光増感剤)、触媒前駆体、助触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、表面調整剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、無機粒子、劣化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等をさらに含んでいてもよい。後述の実施例では、表面調整剤として、BYK-Chemie社製のBYK-361N(アクリルポリマー)を用いている。
【0040】
〈ワニス状の本実施形態に係る樹脂組成物の製造方法〉
ワニス状の本実施形態に係る樹脂組成物は、上記の成分を混合することにより製造することができる。
【0041】
〈ドライフィルム状の本実施形態に係る樹脂組成物の製造方法〉
ドライフィルム状の本実施形態に係る樹脂組成物は、上記のワニス上の樹脂組成物を、例えば易剥離性の基材表面に塗布した後に、乾燥させることで得られる。塗布する方法としては、例えば、ピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコーター等の各種コーター装置を用いて直接塗布する方法、スクリーン印刷などの印刷方法が用いられる。
【0042】
〈光導波路の製造方法〉
次に、本実施形態に係る樹脂組成物を用いて、光導波路を基板上に製造する方法について説明する。
【0043】
図1は、光導波路搭載基板100の構造を示す図である。光導波路搭載基板100は、基板140、下部クラッド層130、パターン化されたコア部112、及び上部クラッド層120を含む。
【0044】
例えば、以下の工程により、
図1に示す光導波路搭載基板100を製造できる。
工程1:基板140の上面側に下部クラッド層130を形成する。
工程2:下部クラッド層130上にコア部112を形成する。
工程3:コア部112を覆うように、上部クラッド層120を形成する。
以下、各工程について説明する。
【0045】
(工程1)
基板140上に、下部クラッド層130を形成する手法としては、基板上に本実施形態に係るワニス状の樹脂組成物を塗布して得られる塗布膜を乾燥させる方法や、基板上に樹脂組成物から形成される樹脂膜を積層する方法などが用いられる。
【0046】
基板140は、例えば、プリント基板である。また、プリント基板は、FCCL(Flexible Cupper Clad Laminate)などのフレキシブル基板を含む。
【0047】
基板上にワニス状の樹脂組成物を塗布する方法としては、例えば、ピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコーター等の各種コーター装置を用いて直接塗布する方法、スクリーン印刷などの印刷方法が用いられる。
また、上記の樹脂膜を形成する方法としては、例えば、ワニス状の樹脂組成物を基材上に塗布した後、得られた塗布膜を乾燥する方法を用いることができる。
また、上記の樹脂膜を積層する方法としては、例えば、フィルム状の樹脂膜を、ロールラミネート、真空ロールラミネート、平板ラミネート、真空平板ラミネート、常圧プレス、真空プレス等を用いて積層する方法を用いることができる。
【0048】
(工程2)
本実施形態において、上記のパターン形状を有するコア部112の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、露光法、エッチング法または複製法等の各種の光導波路加工方法を用いることができる。
【0049】
コア部112を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、ポリマーAを含むことができる。
【0050】
上記ポリマーAとしては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、PETやPBTのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて、ポリマーアロイ、ポリマーブレンド(混合物)、共重合体等として用いることができる。
【0051】
(工程3)
コア部112上に、本実施形態に係る樹脂組成物を用いて、上部クラッド層120を形成する。上部クラッド層120を形成する手法は、工程1において、基板140の上面側に下部クラッド層130を形成する手法と同様である。
【0052】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、本発明の効果を損なわれない範囲で、上記以外の様々な構成を採用することができる。
【実施例0053】
本発明の実施態様を、実施例及び比較例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は実施例のみに限定されない。
【0054】
まず、各実施例、及び比較例で用いた材料を以下に示す。また、これら材料の配合比率(固形分)を表1に示す。
〈水添スチレンブタジエン系ゴム〉
(A)SEPTON 2002(株式会社クラレ製)
(B)SEPTONQ 1250(株式会社クラレ製)
〈変性ポリフェニレンエーテル〉
(C)Noryl SA9000 (SABICイノベーティブプラスチックス社製)
〈アクリルポリマー〉
(D)BYK-361N(BYK-Chemie社製)
〈ラジカル重合性化合物〉
(E)TAIC(三菱ケミカル株式会社製)
(F)LDAIC(四国化成工業株式会社製)
〈ラジカル重合開始剤〉
(G)パーブチルP(日本油脂株式会社製)
【0055】
〈実施例、及び比較例の樹脂組成物の作製〉
表1に記載の成分をトルエンに十分に溶解又は分散させて樹脂組成物を作製した。なお、トルエンの量は、不揮発性分の比率が30wt%になるようにした。
【0056】
〈耐熱性の評価〉
各実施例、及び比較例の樹脂組成物から得られる硬化体について、JIS K 7244に従って、260℃における動的貯蔵弾性率を以下の方法で測定した。なお、260℃における動的貯蔵弾性率が低い硬化体を用いて光導波路を作製した場合には、高温時にクラッド層が柔らかくなりすぎて、変形、剥離をしてしまう恐れがあるため好ましくない。そのため、260℃における動的貯蔵弾性率を、光導波路の耐熱性の指標とした。
手順1:
PETフィルム上に樹脂組成物を塗布し、160℃で1時間加熱した後にPETフィルムを剥離することで、厚さ0.3mmの試験片を得た。
手順2:
各試験片について粘弾性測定装置(Anton Paar社製MCR302)を用いて、試験モードはせん断、使用治具はパラレルプレート、ひずみ1%、周波数10Hz、測定温度50℃~300℃、10℃/minで昇温測定し260℃での動的貯蔵弾性率を測定した。
【0057】
表1に、各実施例、及び比較例の樹脂組成物の耐熱性の評価結果を記載する。表1において、「◎」は、動的貯蔵弾性率が0.1[MPa]以上で非常に優れていることを示し、「〇」は、動的貯蔵弾性率が0.01[MPa]以上0.1[MPa]未満で光導波路を基板上に作成する際に十分優れていることを示し、「×」は、動的貯蔵弾性率が0.01[MPa]未満で光導波路を基板上に作成する際に柔らかくなりすぎて変形、剥離の恐れがあることを示す。
【0058】
〈透明性の評価〉
各実施例、及び比較例の樹脂組成物から得られる硬化体について、JIS K 7361に従って全光線透過率を、JIS K 7163に従ってHazeを、以下の方法で測定した。これにより、光導波路を作製した場合のクラッド層の透明性について評価した。
手順1:
ワニス状の樹脂組成物をPETフィルム上にコンマコーターにて塗布し100℃で1分乾燥させた後に、130℃で1分さらに乾燥させ、その後に、150℃で1分さらに乾燥させることによって溶媒を除去し厚さ50μmのPET付き樹脂膜を得た。
手順2:
得られたPET付き樹脂膜を、真空ラミネーター(株式会社名機製作所製)を用いて、スライドガラス上に140℃、0.6MPa、210秒でラミネートし、その後PET剥離し、160℃で60分間加熱して、樹脂膜を硬化させ、試験片を作製した。
手順3:
そして、試験片毎に、紫外可視近赤外分光光度計(日本分光(株)V-700)を用いて、波長850nmにおける全光線透過率を測定した。
手順4:
次に、試験片毎に、紫外可視近赤外分光光度計(日本分光(株)V-700)を用いて、波長850nmにおける拡散透過率の値を測定した。そして、拡散透過率をa[%]、全光線透過率をb[%]として、以下の式1によってHazeの値を算出した。
[式1]
a×100/b
【0059】
【0060】
以上、本実施形態に係る樹脂組成物から得られる硬化体の動的貯蔵弾性率が十分に高いことが確認できた。これにより、本実施形態に係る樹脂組成物を用いて、光導波路を作製した場合には、耐熱性に優れた光導波路を得られることが確認できた。