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KR101606221B1 - 광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로 - Google Patents

광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로 Download PDF

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KR101606221B1
KR101606221B1 KR1020110043558A KR20110043558A KR101606221B1 KR 101606221 B1 KR101606221 B1 KR 101606221B1 KR 1020110043558 A KR1020110043558 A KR 1020110043558A KR 20110043558 A KR20110043558 A KR 20110043558A KR 101606221 B1 KR101606221 B1 KR 101606221B1
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도모유키 히라야마
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

롤-투-롤 방식으로 제작 가능하고, 미경화층의 가요성과 패터닝 해상성을 양립시키는 광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로를 제공한다.
하기의 (A) 내지 (D) 성분을 함유하는 광도파로 형성용 수지 조성물로서, (A), (B) 및 (C) 성분의 합계량 100중량부에 대하여, (A) 성분이 80 내지 90중량부, (B) 성분이 5 내지 15중량부, (C) 성분이 1 내지 10중량부의 범위로 설정되어 있는 광도파로 형성용 수지 조성물이다.
(A) 중량평균분자량(Mw)이 500 내지 5000인 방향족계 다작용 에폭시 폴리머.
(B) 중량평균분자량(Mw)이 10000 내지 50000인 방향족계 다작용 에폭시 폴리머.
(C) 1작용, 2작용, 3작용의 액상 방향족계 에폭시 모노머 중의 적어도 하나.
(D) 광산발생제.

Description

광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로{RESIN COMPOSITION FOR PRODUCTION OF OPTICAL WAVEGUIDE, AND OPTICAL WAVEGUIDE PRODUCED BY USING THE RESIN COMPOSITION}
본 발명은 광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로에 관한 것이다.
광도파로는 코어(core)부와 클래드(clad)부를 구비하고 있고, 상기 코어부와 클래드부의 굴절률의 상이함에 의해, 상기 코어부가 광로로 되어, 광 신호를 전파하는 기능을 발휘한다. 종래, 광도파로의 재료로서는, 무기계 소재로는 석영 유리나 실리콘, 유기계 소재로는 고순도 폴리이미드계 수지·폴리아마이드계 수지·폴리에터계 수지 등이 사용되고 있다.
그런데, 최근, 광도파로의 간편한 제작법으로서, 그 재료로, 감광성 수지 용액(감광성 모노머 혼합물 용액)을 이용하고, 이 용액으로 이루어지는 도막층에, 소정 패턴의 마스크를 통해서 자외선 조사하여, 광 경화시키는 것에 의해, 광도파로의 코어부를 형성하는 방법이 여러 가지 개발되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
그러나, 상기 용도에 종래부터 사용되고 있는 감광성 수지 용액은, 광 경화 감도가 높은 한편, 그 도막층(미경화층) 표면에 택성(표면 점착성)을 발현하므로, 예컨대 멀티코터(multi-coater) 등의 도공기에 의한 롤-투-롤(roll to roll) 방식과 같은 연속 프로세스에는 적합하기 어렵다고 하는 난점이 있다. 즉, 롤-투-롤 방식에서는, 상기 도막층이 그 위에 권취되는 도막층과 접촉하면, 양 도막층이 달라 붙어, 그 부분이 파괴될 우려가 있기 때문이다.
이 때문에, 롤-투-롤 방식을 채용하는 경우, 보통, 그 감광성 수지로는, 상온 고체의 폴리머 수지가 사용된다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
일본 특허공개 2001-281475 호 공보 일본 특허공개 2005-154715호 공보
그러나, 상기와 같이 상온 고체의 폴리머 수지를 사용할 때, 상기 폴리머가 고분자량이면 그럴수록, 그 수지로 이루어지는 미경화층(경화전 단계의 비정질 필름)의 가요성(유연성)은 상승하지만, 한편으로 패터닝 해상성(解像性)이 저하된다고 하는 문제가 생긴다. 반대로, 저분자량의 것이면, 패터닝 해상성은 높아지지만, 가요성은 저하된다.
이와 같이, 일반적으로는, 상기 미경화층의 가요성과 패터닝 해상성은 상충(trade-off)의 관계에 있다. 그 때문에, 특히, 권취 공정을 필요로 하는 롤-투-롤 방식에 적합한 광도파로용 재료가 아직 얻어지고 있지 않다는 것이 현실이다. 그래서, 필름의 가요성과 패터닝 해상성을 양립시키는 광도파로용 재료가 절실히 요망되고 있다.
본 발명은, 이러한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 롤-투-롤 방식으로 제작 가능하고, 미경화층의 가요성과 패터닝 해상성을 양립시키는 광도파로 형성용 수지 조성물 및 그것을 이용한 광도파로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하기의 (A) 내지 (D) 성분을 함유하는 광도파로 형성용 수지 조성물로서, (A), (B) 및 (C) 성분의 합계량 100중량부에 대하여, (A) 성분이 80 내지 90중량부, (B) 성분이 5 내지 15중량부, (C) 성분이 1 내지 10중량부의 범위로 설정되어 있는 광도파로 형성용 수지 조성물을 제 1 요지로 한다.
(A) 중량평균분자량(Mw)이 500 내지 5000인 방향족계 다작용 에폭시 폴리머.
(B) 중량평균분자량(Mw)이 10000 내지 50000인 방향족계 다작용 에폭시 폴리머.
(C) 1작용, 2작용, 3작용의 액상 방향족계 에폭시 모노머 중의 적어도 하나.
(D) 광산발생제.
또한, 본 발명은 광 신호를 전파하는 코어부와, 클래드부를 구비한 광도파로로서, 상기 클래드부 및 코어부 중 적어도 한쪽이 상기 제 1 요지의 수지 조성물로 이루어지는 광도파로를 제 2 요지로 한다.
즉, 본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭했다. 그 연구의 과정에서, 본 발명자는, 고분자량 다작용 에폭시 폴리머와 저분자량 다작용 에폭시 폴리머를 복합한 베이스 폴리머에 액상 에폭시 모노머를 첨가하는 것을 상기하고, 각종 실험을 거듭한 결과, 상기와 같이, (A) 내지 (D)의 각 성분을 특정한 비율로 혼합함으로써, 택성을 발현함이 없이, 미경화층의 가요성과 패터닝 해상성을 양립시킬 수 있는 것을 찾아내고, 본 발명에 도달했다.
이러한 작용 효과를 발현할 수 있는 것은 다음과 같이 생각된다. 즉, 반응성을 중시한 저분자량 다작용 에폭시 폴리머[(A) 성분]와 액상 에폭시 모노머[(C) 성분]의 조성에 대하여, 고분자량 다작용 에폭시 폴리머[(B) 성분]가 가요성을 부여하는 반응성 바인더로서의 역할을 하고, 이것에 의해, 반응성을 유지한 채로 미경화층의 높은 가요성을 달성하고 있다고 생각된다. 또한, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물에서는, 액상 모노머 성분의 첨가량이 특정 범위로 설정되어 있기 때문에, 택성을 발현함이 없이 양호하게 경화된다.
이와 같이, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물은, 중량평균분자량이 특정 범위 내(저분자량)인 방향족계 다작용 에폭시 폴리머[(A) 성분]와, 중량평균분자량이 특정 범위 내(고분자량)인 방향족계 다작용 에폭시 폴리머[(B) 성분]와, 1작용, 2작용, 3작용의 액상 방향족계 에폭시 모노머 중의 적어도 하나[(C) 성분]와, 광산발생제[(D) 성분]를 함유하고, 상기 각 성분의 비율이 특정 범위 내로 설정된 것이기 때문에, 택성을 발현함이 없이, 미경화층의 가요성과 높은 패터닝 해상성을 양립시킬 수 있다. 그 때문에, 롤-투-롤(roll to roll) 방식과 같은 연속 프로세스에 적합할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.
본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물은, 중량평균분자량(Mw)이 500 내지 5000인 방향족계 다작용 에폭시 폴리머[(A) 성분]와, 중량평균분자량(Mw)이 10000 내지 50000인 방향족계 다작용 에폭시 폴리머[(B) 성분]와, 1작용, 2작용, 3작용의 액상 방향족계 에폭시 모노머 중의 적어도 하나[(C) 성분]와, 광산발생제[(D) 성분]를 혼합하는 것에 의해 얻을 수 있고, (A), (B) 및 (C) 성분의 합계량 100중량부(이하, '부'라고 약칭함)에 대하여, (A) 성분이 80 내지 90부, (B) 성분이 5 내지 15부, (C) 성분이 1 내지 10부의 범위가 되도록 각 성분의 함유 비율이 설정되어 있다.
상기 (A) 성분의 에폭시 폴리머로서는, 전술한 바와 같이, 그 중량평균분자량(Mw)이 500 내지 5000의 범위 내인 것으로, 분자 중에 방향환을 갖는 다작용 폴리머이면 좋고, 구체적으로는, 157S70(재팬에폭시레진사 제품), YDCN-700-10(도토화성사 제품) 등이 사용된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용된다.
또한, 상기 (B) 성분의 에폭시 폴리머로서는, 전술한 바와 같이, 그 중량평균분자량(Mw)이 10000 내지 50000의 범위 내인 것으로, 분자 중에 방향환을 갖는 다작용 폴리머이면 좋고, 구체적으로는, 마프루프(MARPROOF) G-0250S, 마프루프 G-0250SP, 마프루프 G-0130SP(모두 일본유지사 제품) 등이 사용된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용된다.
그리고, 상기와 같이, (A) 성분의 에폭시 폴리머의 중량평균분자량(Mw)은 500 내지 5000의 범위이며, 바람직하게는 800 내지 2000의 범위이다. 또한, 상기와 같이, (B) 성분의 에폭시 폴리머의 중량평균분자량(Mw)은 10000 내지 50000의 범위이며, 바람직하게는 15000 내지 30000의 범위이다. 상기 (A) 및 (B) 성분으로서, 이러한 중량평균분자량의 에폭시 폴리머를 이용하는 것에 의해, 반응성을 유지한 채로 미경화시의 높은 가요성을 달성할 수 있게 된다.
상기 (A) 및 (B) 성분의 에폭시 폴리머와 함께 사용되는 (C) 성분의 액상 에폭시 모노머로서는, 1 내지 3작용이며, 분자 중에 방향환을 갖는 액상의 모노머이면 좋고, 구체적으로는, JER828, JER827, JER152, JER630(모두 재팬에폭시레진사 제품) 등이 사용된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용된다.
본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물에서는, 전술한 바와 같이, (A), (B) 및 (C) 성분의 합계량 100부에 대하여, (A) 성분이 80 내지 90부, (B) 성분이 5 내지 15부, (C) 성분이 1 내지 10부의 범위가 되도록 각 성분의 함유 비율을 설정할 필요가 있고, 바람직하게는, (A) 성분이 83 내지 87부, (B) 성분이 8 내지 12부, (C) 성분이 4 내지 6부의 범위인 함유 비율이다. 즉, (A) 성분의 함유 비율이 상기 범위 미만이면, 패터닝 해상성이 저하되기 때문이며, 반대로, (A) 성분의 함유 비율이 상기 범위를 초과하면, 미경화시의 가요성이 저하되기 때문이다. 또한, (B) 성분의 함유 비율이 상기 범위 미만이면, 미경화시의 가요성이 저하되기 때문이며, 반대로, (B) 성분의 함유 비율이 상기 범위를 초과하면, 패터닝 해상성이 저하되기 때문이다. 또한, (C) 성분의 함유 비율이 상기 범위 미만이면, 패터닝 해상성이 저하되기 때문이며, 반대로, (C) 성분의 함유 비율이 상기 범위를 초과하면, 택성을 발현할 우려가 있기 때문이다.
본 발명의 수지 조성물은, 추가로 옥세테인(oxetane) 모노머를 함유하여도 좋다. 이 경우, 옥세테인 모노머의 함유 비율을, 상기 액상 방향족계 에폭시 모노머[(C) 성분]와 옥세테인 모노머의 합계량의 70중량% 이하로 할 수 있다. 이와 같이, 액상 방향족계 에폭시 모노머[(C) 성분]와 옥세테인 모노머를 병용함으로써 경화 속도의 향상, 패터닝 해상도의 향상이라고 하는 효과가 얻어진다. 그리고, 상기 옥세테인 모노머로서는, 구체적으로는, 1,4-비스{[(3-에틸-3-옥세탄일)메톡시]메틸}벤젠, 다이[2-(3-옥세탄일)뷰틸]에터, 3-에틸-3-페녹시메틸옥세테인, 3-에틸-3-하이드록시메틸옥세테인, 1,4-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 1,3-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 1,2-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 4,4'-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]바이페닐, 2,2'-비스[(3-에틸-3-옥세탄일)메톡시]바이페닐, 3,3',5,5'-테트라메틸[4,4'-비스(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]바이페닐, 2,7-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]나프탈렌, 1,6-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]-2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로헥세인, 3(4),8(9)-비스[(1-에틸-3-옥세탄일)메톡시메틸]-트라이사이클로[5.2.1.2.6]데케인, 1,2-비스{[2-(1-에틸-3-옥세탄일)메톡시]에틸싸이오}에테인, 4,4'-비스[(1-에틸-3-옥세탄일)메틸]싸이오다이벤젠싸이오에터, 2,3-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]노보네인, 2-에틸-2-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]-1,3-O-비스[(1-에틸-3-옥세탄일)메틸]-프로페인-1,3-다이올, 2,2-다이메틸-1,3-O-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메틸]-프로페인-1,3-다이올, 2-뷰틸-2-에틸-1,3-O-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메틸]-프로페인-1,3-다이올, 1,4-O-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메틸]-뷰테인-1,4-다이올, 2,4,6-O-트리스[(3-에틸옥세탄-3-일)메틸]시아누르산 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용된다.
그리고, 상기 (A) 내지 (C) 성분과 함께 사용되는 광산발생제[(D) 성분]로서는, 자외선 조사에 의해 양이온 중합 가능한 산을 발생하는 것이 사용된다. 이러한 광산발생제로서는, 예컨대, SbF6 -, PF6 -, BF4 -, AsF6 -, (C6F5)4 -, PF4(CF2CF3)2 - 등의 음이온 성분과 양이온 성분으로 이루어지는 오늄 염(다이아조늄 염, 설포늄 염, 아이오도늄 염, 셀레노늄 염, 피리디늄 염, 페로세늄 염, 포스포늄 염 등)을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용된다. 그 중에서도, 경화성, 투명성의 관점에서, SbF6 -나 PF4(CF2CF3)2 -를 음이온 성분으로 하는 오늄 염이 바람직하다. 또한, 상기 오늄 염으로서는, 음이온 생성 속도의 관점에서, 방향족 설포늄 염이 바람직하고, 그 중에서도, 이 관점에서 특히 바람직하게는, 트라이아릴설포늄 염이다.
상기 (D) 성분의 광산발생제의 배합 비율은, 경화성, 패터닝 해상성의 관점에서 상기 (A) 내지 (C) 성분의 총중량 100부에 대하여 2 내지 6부의 범위로 설정하는 것이 바람직하고, 같은 관점에서 보다 바람직하게는 3 내지 4부의 범위이다.
본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물에는, 상기 각 성분에 더하여, 필요에 따라 용제가 사용된다. 이 용제로서는, 예컨대, 락트산에틸, 아세트산메틸, 아세트산뷰틸 등의 에스터류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤 등의 케톤류, 다이메틸폼아마이드,다이메틸설폭사이드 등의 극성 용제, 1,1,1-트라이클로로에테인, 클로로폼 등의 할로젠계 용제, 테트라하이드로퓨란, 다이옥세인 등의 에터류, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족류, 퍼플루오로옥테인, 퍼플루오로트라이-n-뷰틸아민 등의 불소화 불활성 액체류 등이 사용된다. 한편, 상기 용제를 사용하는 경우의 사용량은, 예컨대 상기 (A) 내지 (C) 성분의 총중량 100부에 대하여 0 내지 200부 정도이다.
또한, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물에는, 상기 각 성분에 더하여, 다른 첨가제로서, 필요에 따라, 레벨링제, 접착부여제, 가요성부여제, 산화방지제, 소포제 등을 적절히 배합할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용된다. 그리고, 이들 다른 첨가제는 수지 조성물 전체의 5중량% 이하의 범위 내로 이용하는 것이, 본 발명의 작용 효과를 저해하지 않는 관점에서 바람직하다.
본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물(바니시)은, 예컨대 수지 성분인 상기 (A) 내지 (C) 성분을 적절히 용제에 혼합하고, 40 내지 100℃에서 가열하여, 상기 각 성분을 완전히 용해시킨 후, 실온까지 냉각하고, 이어서 (D) 성분의 광산발생제를 가하여 혼합함으로써 조제할 수 있다.
한편, 본 발명의 광도파로 형성용 수지 조성물(바니시)의 점도로서는, 바람직하게는 1000 내지 3000mPa·s(25℃), 보다 바람직하게는 1500 내지 2500mPa·s(25℃)이다. 상기 점도는, 예컨대 브룩필드(Brookfield)사 제조의 점도계(DV-I+)를 이용하여 측정된다.
상기 수지 조성물(바니시)을 이용하여 이루어지는 본 발명의 광도파로는, 예컨대 다음과 같은 구조의 것을 들 수 있다. 즉, 광 신호를 전파하는 코어부와, 클래드부를 구비하고, 상기 클래드부 및 코어부 중 적어도 한쪽이 상기 수지 조성물로 이루어지는 광도파로이다. 상기 코어부는 소정 패턴(광도파로 패턴)으로 형성되어 있고, 상기 클래드부는 코어부보다도 굴절률을 작게 할 필요가 있다. 이 굴절률의 상이함은, 상기 클래드부와 코어부의 재료 비율이나 재료 그 자체의 상이함 등에 의해 조절하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 광도파로는, 기재와 클래드층(언더클래드층)을 겸용하여, 그 기재 상에, 상기 소정 패턴의 코어부를 설치하고, 상기 코어부를 공기에 노정시킨 구조의 것이어도 좋다. 이 경우, 코어부의 굴절률을 공기의 굴절률보다 크게하는 것에 의해, 코어부로부터의 광의 산일(散逸)을 막을 수 있다. 또한, 본 발명의 광도파로는, 기재와 언더클래드층을 나누어, 언더클래드층 상에, 상기 소정 패턴의 코어부를 설치하고, 추가로 그 위로부터 오버클래드층을 형성하도록 하여도 좋다.
그리고, 상기 광도파로는, 예컨대 다음과 같이 하여 제작할 수 있다. 즉, 우선, 롤-투-롤 방식에 있어서, 제 1 롤로부터 풀어 낸 굴곡성 기재 상에, 상기 수지 조성물(바니시)을 도공하고, 적절히 열건조를 행하여, 미경화층(도막층)을 형성한 후, 이것을 제 2 롤에 권취한다. 다음에, 상기 제 2 롤로부터 풀어 낸 굴곡성 기재 상의 미경화층에, 소정 패턴으로 자외선 조사하고, 그 후 60 내지 150℃에서 5 내지 30분의 가열 처리를 행하여, 상기 미경화층의 자외선 조사 영역을 경화시켜, 광도파로의 코어부를 형성한 후, 이것을 제 3 롤에 권취한다. 다음에, 상기 제 3 롤로부터 풀어 낸 굴곡성 기재 상의 미경화 부분(자외선 미조사 영역)을 현상액(스프레이 현상)에 의해 용해 제거한 후, 이것을 제 4 롤에 권취한다. 이러한 공정을 경유하여, 상기 광도파로를 제작한다. 그리고, 상기 수지 조성물이, 택성을 발현함이 없이, 미경화층의 가요성과 높은 패터닝 해상성을 양립시킬 수 있다고 하는 특징을 가지므로, 상기와 같은 권취 작업이 필요한 롤-투-롤 방식에 바람직하게 적합할 수 있다. 그 결과, 생산성이 우수하게 된다.
상기 코어부의 형성에 있어서, 소정 패턴(광도파로 패턴)의 자외선 조사는, 예컨대 포토마스크를 통해서 자외선 노광 등의 광 조사를 행하는 것에 의해 이루어진다. 그리고, 상기 광 조사에는 광원으로서 저압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 제논 램프 등을 이용하여 행할 수 있고, 조사량으로서는 100 내지 3000mJ/cm2가 바람직하다.
또한, 상기 자외선 조사에 의해, 상기 도막층의 노광 영역은 코어부로 되지만, 비노광 영역(자외선 미조사 영역)은 현상액에 의한 용해 제거를 행하거나, 또한, 그 이외에도, 예컨대 가열 처리에 의해 열 경화시켜 광도파로의 클래드부로 할 수 있다.
상기 굴곡성 기재로서는, 예컨대, 광 경화 에폭시 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리이미드 필름, 구리 박(箔)이나 스테인레스 박 등의 금속 박 등을 들 수 있다. 그리고, 그 두께는 보통 10㎛ 내지 5mm의 범위 내로 설정된다.
한편, 상기 굴곡성 기재는, 경우에 따라서는, 그 자체로 클래드층이 될 수 있는 것이지만, 필요에 따라, 상기 굴곡성 기재 상에 언더클래드층을 형성한 후, 상기 코어부의 형성을 행하여도 좋다. 또한, 필요에 따라, 상기 코어부 상에, 오버클래드층의 형성을 행하여도 좋다. 자세하게는, 상기 굴곡성 기재 상에, 클래드부 재료의 도막 형성 및 경화를 행하여, 언더클래드층을 형성하고, 상기 언더클래드층 상에서, 코어부 재료의 도막 형성 및 소정 패턴의 노광에 의한 자외선 경화를 행하고, 그 후 현상액에 의한 미경화 부분의 용해 제거를 행하여, 코어부를 형성하고, 추가로 그 위로부터, 클래드부 재료의 도막 형성 및 경화를 행하여, 오버클래드층을 형성한다고 하는 순서로 제작한다. 한편, 상기 양 클래드층의 경화는 열 경화여도 자외선 경화여도 좋다.
상기 광도파로의 제법에 있어서, 도막층의 형성법은, 롤-투-롤 방식 이외에도, 예컨대 스핀 코터, 코터, 원(円) 코터, 바 코터 등에 의한 도공법, 스크린 인쇄법, 정전(靜電) 도장법을 적용할 수도 있다.
또한, 롤-투-롤 방식을 적용하지 않는 것이면, 상기 기재로서, 예컨대 석영 유리판, 실리콘 웨이퍼, 세라믹 기판, 유리 에폭시 수지 기판 등의 비굴곡성 기재를 이용하는 것도 가능하다.
한편, 상기와 같이 하여 수득된 광도파로는, 기재를 박리 제거함으로써 필름상 광도파로로 하는 것도 가능하다. 이러한 구성으로 한 경우, 보다 가요성이 우수한 것으로 된다.
그리고, 본 발명의 광도파로는, 예컨대 직선 광도파로, 굴곡 광도파로, 교차(交差) 광도파로, Y분기 광도파로, 슬래브 광도파로, 마흐젠더(Mach-Zehnder)형 광도파로, AWG형 광도파로, 그레이팅, 광도파로 렌즈 등으로서 이용할 수 있다. 그리고, 이들 광도파로를 이용한 광 소자로서는, 파장 필터, 광 스위치, 광 분기기, 광 합파기, 광 합분파기, 광 앰프, 파장 변환기, 파장 분할기, 광 스플리터(splitter), 방향성 결합기, 추가로는 레이저 다이오드나 포토 다이오드를 하이브리드 집적한 광 전송 모듈 등을 들 수 있다.
<실시예>
다음에, 실시예에 관하여, 비교예와 함께 설명한다. 단, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
우선, 실시예 및 비교예에 앞서, 하기에 나타내는 각 재료를 준비했다.
[저분자량 에폭시 폴리머 A1(A 성분)]
157S70(Mw: 900, 방향족계 다작용 에폭시 폴리머), 재팬에폭시레진사 제품
[저분자량 에폭시 폴리머 A2(A 성분)]
YDCN-700-10(Mw: 1400, 방향족계 다작용 에폭시 폴리머), 도토화성사 제품
[고분자량 에폭시 폴리머 B1(B 성분)]
마프루프 G-0250SP(Mw: 20000, 방향족계 다작용 에폭시 폴리머), 일본유지사 제품
[고분자량 에폭시 폴리머 B2(B 성분)]
마프루프 G-0130SP(Mw: 10000, 방향족계 다작용 에폭시 폴리머), 일본유지사 제품
[액상 에폭시 모노머(C 성분)]
JER828(2작용의 방향족계 에폭시 모노머), 재팬에폭시레진사 제품
[옥세테인 모노머]
Tris P-RK-OX, 혼슈화학사 제품
[락트산에틸(용매)]
락트산에틸, 와코쥰야쿠공업사 제품
[광산발생제(D 성분)]
CPI-200K, 산아프로사 제품
[실시예 1]
상기 고분자량 다작용 에폭시 폴리머 B1 10g과, 저분자량 다작용 에폭시 폴리머 A1 85g과, 액상 에폭시 모노머 5g을, 락트산에틸 55g에 혼합하고, 85℃ 가열하에서, 이들을 완전 용해시켰다. 그 후, 상기 혼합물을 실온까지 냉각하고, 추가로 광산발생제 4g을 가하여 혼합함으로써 광도파로 형성용 수지 조성물(바니시)을 수득했다.
그리고, 이렇게 하여 수득된 바니시를 광 경화 에폭시 필름층(두께: 15㎛) 상에 도포기(applicator)를 이용하여 도공(도포기 갭: 120㎛)하고, 150℃의 건조로에서 3분간 열건조를 행하여, 미경화 코어 필름층을 수득했다. 이어서, 상기 미경화 코어 필름층에, 포토마스크를 통해서 노광 장치에 의한 자외선(i 선) 노광(2000mJ/cm2)을 행하고, 그 후 100℃에서 10분간의 가열을 행하여, 부분적으로 경화시켰다. 그 후, 스프레이 현상기를 이용하여 γ-뷰티로락톤에 의한 현상을 행하고, 추가로 수세, 건조함으로써 광도파로 패턴(패터닝된 코어층)을 제작했다. 한편, 상기 코어층의 패터닝은, 그 단면 볼록부의 폭과 단면 오목부(홈부)의 폭이 모두 15㎛이며, 종횡비(어스펙트비)는 약 3이 되도록 형성했다.
[실시예 2 내지 7, 비교예 1 내지 6]
후기의 표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이, 각 성분 재료의 배합량 등을 변경하는 것 이외에는, 실시예 1에 준하여, 광도파로 형성용 수지 조성물(바니시)을 조제했다. 그리고, 이 바니시를 이용하는 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 광도파로 패턴을 제작했다.
이렇게 하여 수득된 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 6의 수지 조성물에 관하여, 하기의 기준에 따라 각 특성의 평가를 행했다. 그 결과를 후기의 표 1 및 표 2에 함께 나타냈다.
[가요성]
자외선 조사전의 미경화 코어 필름층이 형성된 광 경화 에폭시 필름에 대하여, 그 미경화 코어 필름층 측을 밖으로 향해 구부림(R = 1cm)을 실시했다. 그리고, 이 구부림에 의해 미경화 코어 필름층에 크랙이 발생하지 않은 것을 ○, 크랙이 발생한 것을 ×로 평가했다. 한편, 실용에 문제없는 정도의 크랙이 발생한 것은 △로 평가했다. 본 발명에 있어서는, △ 이상의 평가(○ 및 △)가 요구된다.
[해상도]
광도파로 패턴(패터닝된 코어층)의 단면 형상을 현미경 사진으로 취하고, 그 사진으로부터, 코어층의 단면 볼록부의 쓰러짐이나 흔들림이 확인되지 않은 것을 ○, 코어층의 단면 볼록부의 쓰러짐은 확인되지 않지만 흔들림은 확인된 것을 △, 코어층의 단면 볼록부의 쓰러짐 및 흔들림이 확인된 것을 ×로 평가했다. 한편, 본 발명에 있어서는, △ 이상의 평가(○ 및 △)가 요구된다.
[택성]
광도파로 형성용 수지 조성물(바니시)을 도공 건조시켜 미경화 필름을 제작했다. 그리고, 그 표면의 택성을 다음과 같이 하여 평가했다. 즉, 상기 미경화 필름 상에 SUS 판을 위치시키고, 추가로 3kg의 중석을 실어, 밤새 방치한 후, 상기 SUS 판을 벗길 때에 미경화 필름의 부착 여부를 확인하여, 택성(표면 점착성)이 인정된 것을 ×, 택성이 인정되지 않은 것을 ○로 평가했다.
Figure 112015117277724-pat00001
Figure 112015117277724-pat00002
상기 결과로부터, 실시예 1 내지 7의 수지 조성물은, 택성을 발현함이 없이 미경화층의 가요성과 높은 패터닝 해상성의 양립이 되고 있다. 그 때문에, 롤-투-롤(roll to roll) 방식과 같은 연속 프로세스에 적합할 수 있다.
이에 비하여, 비교예 1 내지 6의 수지 조성물은, 저분자량 에폭시 폴리머(A 성분)와 고분자량 에폭시 폴리머(B 성분)와 액상 에폭시 모노머(C 성분)의 비율이, 본 발명에서 규정하는 특정 범위 내에 없기 때문에, 상기와 같은 실시예 1 내지 7의 수지 조성물의 작용 효과가 얻어지지 않았다.

Claims (3)

  1. 하기의 (A) 내지 (D) 성분을 함유하는 광도파로 형성용 수지 조성물로서, (A), (B) 및 (C) 성분의 합계량 100중량부에 대하여, (A) 성분이 80 내지 90중량부, (B) 성분이 5 내지 15중량부, (C) 성분이 1 내지 10중량부의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로 형성용 수지 조성물.
    (A) 중량평균분자량(Mw)이 500 내지 5000인 방향족계 다작용 에폭시 폴리머.
    (B) 중량평균분자량(Mw)이 10000 내지 50000인 방향족계 다작용 에폭시 폴리머.
    (C) 1작용, 2작용, 3작용의 액상 방향족계 에폭시 모노머 중의 적어도 하나.
    (D) 광산발생제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    옥세테인 모노머를 추가로 함유하는 광도파로 형성용 수지 조성물.
  3. 광 신호를 전파하는 코어부와, 클래드부를 구비한 광도파로로서, 상기 클래드부 및 코어부 중 적어도 한쪽이 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광도파로.
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