JP2005258000A

JP2005258000A - 光導波路形成用感光性組成物および光導波路

Info

Publication number: JP2005258000A
Application number: JP2004068734A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Takase; 英明高瀬; Yuuichi Eriyama; 祐一江利山
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-09-22
Also published as: US20080015280A1; WO2005088372A1; TW200532266A

Abstract

【課題】低い伝送損失、高い耐熱性、およびシリコンウエハ等の基材に対する高い密着性を長期に亘って安定的に発揮することのできる光導波路形成用感光性組成物を提供する。
【解決手段】感光性組成物は、特定式で表されるアダマンチル基含有（メタ）アクリレート５〜５０質量％、他の光重合性化合物４０〜９４．９９質量％、および光重合開始剤０．０１〜１０質量％を含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、光通信分野や光情報処理分野で用いられる光回路を作製するための光導波路形成用感光性組成物、および該組成物を用いて作製される光導波路に関する。

マルチメディア時代を迎え、光通信システムやコンピュータにおける情報処理の大容量化及び高速化の要求から、光を伝送媒体とする伝送システムが、公衆通信網、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）、コンピュータ間のインターコネクト、家庭内配線等に使用されつつある。
かかる伝送システムを構成する要素のうち、光導波路は、映画や動画等の大容量の情報伝達や光コンピュータ等を実現するための光デバイスや、光電集積回路（ＯＥＩＣ）や、光集積回路（光ＩＣ）等における基本構成要素である。そして、光導波路は、大量の需要があることから鋭意研究される一方、特に高性能で、低コストの製品が求められている。
光導波路の材料としては、石英ガラスや、ソーダ石灰ガラス等の多成分ガラスの他、種々の有機ポリマーが知られている。
例えば、コア部を石英で形成し、かつ、上部クラッド層あるいは下部クラッド層の少なくとも一方をポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリイミド、ポリトリフルオロイソプロピルメタクリレート等の有機ポリマーで形成した光導波路が提案されている（特許文献１）。
特開平１０−３００９５５号公報

光導波路の材料として用いられている（メタ）アクリレートモノマーの混合物からなる感光性樹脂組成物は、数分間程度の紫外線照射によって硬化するので、生産効率の向上や低コスト化を実現することができる。
しかし、従来知られている（メタ）アクリレート系樹脂組成物は、伝送損失が高かったり、耐熱性が不十分であったり、吸湿によって伝送損失が低下したり、あるいは硬化収縮によって基材からの剥離が生じるなどの問題を有するものが多い。
また、ポリトリフルオロイソプロピルメタクリレート等のフッ素置換した（メタ）アクリレートモノマーを含有した感光性樹脂組成物は、伝送損失の点で優れているものの、基材との密着性等が低下し、基材から導波路層が剥離するという問題がある。
そこで、本発明は、低い伝送損失、高い耐熱性、およびシリコンウエハ等の基板に対する高い密着性を悪条件下でも長期に亘って安定的に発揮することのできる光導波路形成用感光性組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の（メタ）アクリレートおよび光重合開始剤を含む感光性組成物を用いて、光導波路を形成すれば、上述の優れた物性が得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の光導波路形成用感光性組成物は、アダマンチル基含有（メタ）アクリレート、および光重合開始剤を含むことを特徴とする。
この組成物の好ましい態様としては、
一般式（１）：

（式中、R¹は水素原子またはメチル基、R²は−CH₂CH₂−、−CH₂CH(CH₃)−、または−CH₂CH(OH)CH₂−、ｎは０〜１０の整数を表す。）
または一般式（２）：

（式中、R¹は水素原子またはメチル基、R²は−CH₂CH₂−、−CH₂CH(CH₃)−、または−CH₂CH(OH)CH₂−、R^３は水素原子、メチル基またはエチル基、ｎは０〜１０の整数を表す。）
で表されるアダマンチル基含有（メタ）アクリレート５〜５０質量％、他の光重合性化合物４０〜９４．９９質量％、および光重合開始剤０．０１〜１０質量％を含むものが挙げられる。
本発明の光導波路形成用感光性組成物は、好ましくは、硬化物として８０℃以上のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。
本発明の光導波路は、下部クラッド層と、該下部クラッド層上の領域の一部に形成されたコア部と、該コア部を被覆するように前記下部クラッド層上に形成された上部クラッド層とからなる光導波路であって、前記下部クラッド層、前記コア部および前記上部クラッド層の中から選ばれる少なくとも一つ以上が、上述の感光性組成物の硬化物からなることを特徴とする。

本発明の感光性樹脂組成物を用いれば、低い伝送損失、高い耐熱性、およびシリコンウエハ等の基板に対する高い密着性を悪条件下でも長期に亘って安定的に発揮することのできる光導波路を作製することができる。

本発明の導波路形成用感光性組成物は、（Ａ）アダマンチル基含有（メタ）アクリレートと、（Ｂ）必要に応じて配合される他の光重合性化合物と、（Ｃ）光重合開始剤とを含むものである。以下、各成分について詳しく説明する。
［（Ａ）アダマンチル基含有（メタ）アクリレート］
本発明で用いられる（Ａ）アダマンチル基含有（メタ）アクリレートは、分子中にアダマンチル基を含む（メタ）アクリレートであればよく、特に種類が限定されることはない。
アダマンチル基含有（メタ）アクリレートの例としては、例えば、一般式（１）：

（式中、R¹は水素原子またはメチル基、R²は−CH₂CH₂−、−CH₂CH(CH₃)−、または−CH₂CH(OH)CH₂−、R^３は水素原子、メチル基またはエチル基、ｎは０〜１０の整数を表す。）
で表される化合物が挙げられる。

前記の一般式（１）、（２）においてｎ＝０の場合、アダマンチル基含有（メタ）アクリレートは、アダマンチル基を有するアルコールと（メタ）アクリル酸とのエステルである。ここで、アダマンチル基を有するアルコールの例として、１−アダマンタノール、２−アダマンタノール、２−メチル−２−アダマンタノール、２−エチル−２−アダマンタノールが含まれる。
前記の一般式（１）、（２）において、ｎの値は、好ましくは０〜５、より好ましくは０〜３である。該値を好ましい数値範囲内とすれば、湿熱下で長期間保存した後であっても良好な伝送損失を維持することができる。
本発明においては、アダマンチル基含有（メタ）アクリレートを配合することによって、感光性組成物の耐熱性の向上（ガラス転移温度の上昇）、シリコンウエハ等の基材に対する密着性の向上（硬化収縮率の低下）に加えて、長期信頼性の向上（低温、高温高湿、温度の激変等の悪条件下における低い伝送損失の長期に亘る維持）等を達成することができる。
本発明の感光性組成物中の（Ａ）アダマンチル基含有（メタ）アクリレートの配合割合は、好ましくは５〜５０質量％、より好ましくは１０〜４０質量％、特に好ましくは１５〜３０質量％である。該配合割合が５質量％未満では、湿熱保存後に損失が増大したり、大きな硬化収縮が発生して、使用条件によっては剥離が生じるなどの問題が起こり得る。該配合割合が５０質量％を超えると、所望の屈折率を得ることが困難になるなどの問題が起こり得る。

［（Ｂ）他の光重合性化合物］
本発明で用いることができる（Ｂ）他の光重合性化合物としては、成分（Ａ）以外の（メタ）アクリレートや、ビニル基含有化合物等が挙げられる。
なお、成分（Ｂ）は、分子中に１つ以上の不飽和基を含むものであればよく、モノマー、反応性オリゴマー、反応性ポリマー（マクロポリマー）のいずれも用いることができる。
分子中に１つの（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレートの例としては、数平均分子量が３，０００〜１０，０００のマクロモノマーや、他の（メタ）アクリレートが挙げられる。
このうち、マクロモノマーの例としては、メタクリロイル基を含有するポリメチルメタクリレート（メタクリロイル基含有ＰＭＭＡ）や、メタクリロイル基を含有するポリスチレン等が挙げられる。

他の（メタ）アクリレートの例としては、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシ−２−メチルエチル（メタ）アクリレート、フェノキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、３−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−フェニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、４−フェニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、ｐ−クミルフェノールエチレンオキシド変性（メタ）アクリレート、２−ブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート、４−ブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート、２，４−ジブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート、２，６−ジブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート、２，４，６−トリブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート等のフェノキシ基含有（メタ）アクリレートや、イソボルニル（メタ）アクリレート、ボルニル（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、４−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルフォリン、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、アミル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、へキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、イソブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、ｔ−オクチル（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、７−アミノ−３，７−ジメチルオクチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

分子中に２つの（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレートの例としては、ビスフェノール含有ジ（メタ）アクリレートや、アルキルジオールジアクリレートや、その他の（メタ）アクリレートが挙げられる。
このうち、ビスフェノール含有ジ（メタ）アクリレートの例としては、エチレンオキシド付加ビスフェノールＡ型ジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド付加テトラブロモビスフェノールＡ型ジ（メタ）アクリレート、プロピレンオキシド付加ビスフェノールＡ型ジ（メタ）アクリレート、プロピレンオキシド付加テトラブロモビスフェノールＡ型ジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールＡ型エポキシジ（メタ）アクリレート、テトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールＡ型エポキシジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＦジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールＦ型エポキシジ（メタ）アクリレート、テトラブロモビスフェノールＦジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールＦ型エポキシジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
アルキルジオールジアクリレートの例としては、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート等が挙げられる。
他の（メタ）アクリレートの例としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート等のポリアルキレングリコールジアクリレートや、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート等が挙げられる。

分子中に３つ以上の（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレートの例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(メタ)アクリレート、トリス（２−アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトールポリアクリレート等が挙げられる。
ビニル基含有化合物の例としては、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン等が挙げられる。

成分（Ｂ）は、その一部または全部として、分子中に２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレートを含有することが、硬化物の耐熱性の向上等の点で好ましい。
成分（Ｂ）は、１種の化合物を単独で用いてもよいし、２種以上の化合物を併用してもよい。成分（Ｂ）の化合物の種類および配合量は、本発明の感光性組成物が硬化した後の目的とする屈折率等を考慮して適宜定めればよい。
本発明の感光性組成物中の（Ｂ）他の光重合性化合物の配合割合は、好ましくは４０〜９４．９９質量％、より好ましくは５３〜８９．９質量％、特に好ましくは６５〜８４．５質量％である。該配合割合が４０質量％未満では、所望の屈折率を得ることが困難になるなどの問題が起こり得る。該配合割合が９４．９９質量％を超えると、長期信頼性、耐熱性（ガラス転移温度；Ｔｇ）、導波路／基材間の密着性などの光導波路に要求される特性を全て満足させることが難しくなる。

［（Ｃ）光重合開始剤］
本発明で用いられる光重合開始剤としては、紫外線等の活性エネルギー線を照射することにより活性ラジカル種を生じさせる化合物（光ラジカル重合開始剤）が好適に用いられる。
光重合開始剤の例としては、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、べンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、３−メチルアセトフェノン、４−クロロベンゾフェノン、４，４'−ジメトキシベンゾフェノン、４，４'−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−プロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド等が挙げられる。
なお、光重合開始剤以外の重合開始剤を用いて、光照射によらずに加熱等によって重合を行なうと、十分に硬化させるまでに長時間の加熱が必要となるため、生産上、好ましくない。また、基板としてシリコンウエハを用いる場合、熱硬化後に室温に戻した際に、基材と光導波路の間の熱収縮差から、光導波路の剥離を生じる恐れがある。

本発明の感光性組成物中の（Ｃ）光重合開始剤の配合割合は、好ましくは０．０１〜１０質量％、より好ましくは０．１〜７質量％、特に好ましくは０．５〜５質量％である。該配合割合が０．０１質量％未満では、パターニング性の低下や硬化速度の低下などの問題が起こり得る。該配合割合が１０質量％を超えると、パターニング性の低下や伝送特性の低下などの問題が起こり得る。
本発明の感光性組成物には、さらに、溶媒、光増感剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、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、老化防止剤、濡れ性改良剤、離型剤等を必要に応じて配合することができる。

本発明の感光性組成物は、前記各成分を常法により混合して製造することができる。
本発明の感光性組成物の粘度は、通常、１００〜２０，０００ｃｐ／２５℃、好ましくは２００〜１０，０００ｃｐ／２５℃、より好ましくは３００〜５，０００ｃｐ／２５℃である。該粘度が高すぎると、基材に感光性組成物を塗布する際に、塗布ムラやうねりが生じることがある。逆に、粘度が低すぎても、目標とする膜厚が得られにくいことがある。該粘度は、モノマーや溶媒の種類および配合量を適宜定めることによって調整することができる。
紫外線等の光照射により硬化させて得られる本発明の感光性組成物の硬化物は、好ましくは、以下の物性を有するものである。
本発明の感光性組成物の硬化物は、光導波路のコア部の材料として用いた場合、屈折率ｎ_D ²⁵が１．５４以上であることが好ましく、１．５５以上であることがより好ましい。該屈折率が１．５４未満であると、良好な伝送特性（低い伝送損失）が得られないことがある。

本発明の感光性組成物の硬化物は、光導波路のクラッド層の材料として用いた場合、その屈折率ｎ_D ²⁵がコア部の屈折率ｎ_D ²⁵よりも０．０１以上小さいことが好ましく、０．０３以上小さいことがより好ましい。該値が０．０１以上であれば、より小さな伝送損失を得ることができる。
なお、「屈折率ｎ_D ²⁵」は、２５℃でＮａの輝線５８９ｎｍの光を通過させたときの屈折率を意味する。
本発明の感光性組成物の硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００℃以上、特に好ましくは１１０℃以上である。該温度が８０℃未満では、光導波路の耐熱性が不十分となることがある。
なお、「ガラス転移温度」は、共振型動的粘弾性測定装置において振動周波数１０Ｈｚでの損失正接が最大値を示す温度を意味する。
本発明の感光性組成物の硬化物の硬化収縮率は、１０％以下であることが好ましく、８％以下であることがより好ましい。該硬化収縮率が１０％を超えると、シリコンウエハ等の基材に対する密着性が低下し、使用条件によっては基材からの剥離が生じ易くなる。

本発明の感光性組成物は、光導波路を構成するコア部とクラッド層の両方または片方の材料として用いることができる。本発明の感光性組成物は、基材に対する優れた密着性を有する観点から、好ましくは、少なくとも下部クラッド層の材料として用いられる。
図１は、本発明の感光性組成物からなるクラッド層を含む光導波路の一例を模式的に示す断面図である。
図１中、光導波路１は、シリコンウエハの如き基材２と、下部クラッド層３と、上部クラッド層４と、これらのクラッド層３，４で保護されたコア部５とからなる。このうち、下部クラッド層３および上部クラッド層４は、本発明の感光性組成物を用いて形成されている。
光導波路１を作製する方法の一例は、次のとおりである。
まず、基材２の表面にスピンコート法によって本発明の感光性組成物を塗布し、紫外線を照射して硬化させ、下部クラッド層３を形成する。そして、下部クラッド層３の上にコア部形成用の他の感光性組成物を塗布し、上方から所定のラインパターンを有するフォトマスクを介して紫外線を照射する。これによって、紫外線が照射された箇所のみが硬化するので、それ以外の未硬化の部分を現像液によって除去し、コア部５を得る。
次いで、下部クラッド層３およびコア部５の上面に本発明の感光性組成物を塗布し、紫外線を照射して硬化させ、上部クラッド層４を形成すれば、光導波路１が完成する。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
［１．感光性組成物の調製］
表１に記載の各成分をフラスコ内に入れ、液温を６０℃に保持しつつ透明な液体になるまで撹拌し、液状感光性組成物（表１中の「組成物１」〜「組成物５」）を得た。
［２．感光性組成物の評価］
得られた感光性組成物の物性を次のように評価した。
（ａ）屈折率
アッベ屈折率計を用いて、２５℃でＮａの輝線５８９ｎｍの光を通過させたときの屈折率を測定した。
（ｂ）ガラス転移温度
アプリケーターを用いて、ガラス基板上に感光性組成物を１２０μｍ厚になるように塗布して組成物層を形成させた後、窒素雰囲気下、コンベア式ＵＶ照射装置を用いて、１．０Ｊ／ｃｍ^２の紫外線を組成物層に照射し、硬化膜を得た。次いで、共振型動的粘弾性測定装置を用いて、振動周波数１０Ｈｚの振動を与えながら、この硬化膜の損失正接の温度依存性を測定した。得られた損失正接の最大値を示す温度をガラス転移温度とした。

（ｃ）硬化収縮率
比重瓶を用いて２３℃での感光性組成物の液密度（Ｄ１）を測定した。次いで、前記「２．ガラス転移温度」と同様の方法で厚さ１２０μｍの硬化膜を作製し、２３℃、５０％の恒温恒湿器中で２４時間放置した。その後、４０ｍｍ角の大きさに切り、試験片の重量（Ｗ１）、及び２５℃の蒸留水中での重量（Ｗ２）を測定し、下式：
フィルム密度＝［Ｗ１／（Ｗ１−Ｗ２）］×０．９９７１
からフィルム密度（Ｄ２）を算出した。Ｄ１、Ｄ２を用いて、下式：
硬化収縮率＝［１−（Ｄ１／Ｄ２）］×１００
から硬化収縮率を算出した。
（ｄ）耐剥離性
アプリケーターを用いて、感光性組成物を表面処理済みの石英基板上に５０μｍの塗膜となるように塗布した。次いで、最高照度２５０ｍＷ／ｃｍ^２のメタルハライドランプを装着したコンベア式ＵＶ照射装置を用いて、照射量５００ｍＪ／ｃｍ^２にて紫外線を照射し、感光性組成物の塗膜を硬化させた。ＪＩＳＫ５４００に準拠して、セロテープによる碁盤目剥離試験にて接着性の評価を行なった。碁盤目１００に対して、８０個以上が剥がれることなく残ったものは「○」、５０個以上８０個未満が剥がれることなく残ったものは「△」、５０個未満が残ったものは「×」として評価した。

［３．光導波路の作製］
シリコンウエハからなる基板（厚さ：０．５ｍｍ）の表面に、スピンコーターを用いて、表２に示すクラッド層用の感光性組成物を塗布した後、波長３６５ｎｍ、照度３５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線をマスクアライナーにて３０秒間照射して硬化させ、下部クラッド層（厚さ：４０μｍ）を形成した。
この下部クラッド層の上に、スピンコーターを用いて、表２に示すコア部用の感光性組成物を塗布した後、幅５０μｍの光導波路パターンを有するフォトマスクを介して、波長３６５ｎｍ、照度３５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を１０秒間照射し、露光した。露光後の基板をアセトン中に浸漬して、未露光部分を溶解させた。その後、１００℃にて１０分間加熱して、コア部（厚さ：５０μｍ）を形成した。
さらに、下部クラッド層およびコア部の上面に、スピンコーターを用いて、下部クラッド層と同一の感光性組成物を塗布した後、波長３６５ｎｍ、照度３５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を３０秒間照射して硬化させ、上部クラッド層（コア部の上面を基準とした厚さ：４０μｍ）を形成した。
こうして、コア部およびクラッド層を含む光導波路が完成した。

［４．光導波路の評価］
得られた光導波路を次のように評価した。
（ａ）導波路損失
光導波路の端面をへき開にてカットした後、マルチモードファイバ（５０μｍ径）を介して８５０ｎｍの光を挿入し、カットバック法により導波路損失を測定した。カットバックは、導波路長５ｃｍから１ｃｍ刻みに５点測定して行なった。得られた光強度を導波路長に関してプロットし、その傾きから損失値を算出した。得られた損失値が０．５ｄＢ／ｃｍ以下であるものは「○」、それよりも大きいものは「×」として評価した。
（ｂ）温度特性
次の（イ）〜（ハ）を評価した。
（イ）低温下での光学特性の変化
導波路長２０ｍｍの直線状の導波路を用意し、初期値の挿入損失を測定後、−４０℃で５００時間放置した後に、再度、挿入損失を測定し、低温処理前後における挿入損失の変化量を測定した。低温処理後の挿入損失の変化量が初期値に対して１．０ｄＢを超えるものは「×」、１．０ｄＢ以下のものは「○」として評価した。
（ロ）高温高湿下での光学特性の変化
上記と同様に、初期値の挿入損失を測定後、高温高湿（温度：８５℃、相対湿度：８５％）の雰囲気下に１，０００時間放置した後に、再度、挿入損失を測定し、高温高湿処理の前後における挿入損失の変化量を測定した。挿入損失の変化量が初期値に対して１．０ｄＢを超えるものは「×」、１．０ｄＢ以下のものは「○」として評価した。
（ハ）ヒートサイクル下での光学特性の変化
上記と同様に、初期値の挿入損失を測定後、−４０℃で３０分間放置後に８５℃で３０分間放置するヒートサイクルで５００サイクル処理した後に、再度、挿入損失を測定し、ヒートサイクル処理の前後における挿入損失の変化量を測定した。挿入損失の変化量が初期値に対して１．０ｄＢを超えるものは「×」、１．０ｄＢ以下のものは「○」として評価した。
結果を表２に示す。

本発明の感光性組成物からなるクラッド層を含む光導波路の一例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１光導波路
２基材
３下部クラッド層
４上部クラッド層
５コア部

Claims

アダマンチル基含有（メタ）アクリレート、および光重合開始剤を含むことを特徴とする光導波路形成用感光性組成物。
一般式（１）：

（式中、R¹は水素原子またはメチル基、R²は−CH₂CH₂−、−CH₂CH(CH₃)−、または−CH₂CH(OH)CH₂−、ｎは０〜１０の整数を表す。）
または一般式（２）：

（式中、R¹は水素原子またはメチル基、R²は−CH₂CH₂−、−CH₂CH(CH₃)−、または−CH₂CH(OH)CH₂−、R^３は水素原子、メチル基またはエチル基、ｎは０〜１０の整数を表す。）
で表されるアダマンチル基含有（メタ）アクリレート５〜５０質量％、他の光重合性化合物４０〜９４．９９質量％、および光重合開始剤０．０１〜１０質量％を含むことを特徴とする光導波路形成用感光性組成物。
前記組成物の硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上である請求項１または２に記載の光導波路形成用感光性組成物。
下部クラッド層と、該下部クラッド層上の領域の一部に形成されたコア部と、該コア部を被覆するように前記下部クラッド層上に形成された上部クラッド層とからなる光導波路であって、前記下部クラッド層、前記コア部および前記上部クラッド層の中から選ばれる少なくとも一つ以上が、請求項１〜３のいずれか１項に記載の感光性組成物の硬化物からなることを特徴とする光導波路。