光波導(dǎo)形成用樹脂組合物及使用其的光波導(dǎo)、以及光傳輸用撓性印刷基板及光波導(dǎo)的制法
【專利摘要】本發(fā)明提供光波導(dǎo)形成用樹脂組合物及使用其的光波導(dǎo)、以及光傳輸用撓性印刷基板及光波導(dǎo)的制法，所述光波導(dǎo)形成用樹脂組合物的涂覆性優(yōu)異，可以省略涂膜形成時的溶劑干燥工序，并且適合作為光波導(dǎo)損失低、具有高Tg和高柔軟性的光波導(dǎo)的形成用材料。本發(fā)明的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物含有下述（A）～（D）成分，上述光波導(dǎo)形成用樹脂組合物不含固態(tài)樹脂成分，且其在25℃環(huán)境下的粘度處于10～20mPa·s的范圍，（A）液態(tài)氧雜環(huán)丁烷化合物，（B）液態(tài)環(huán)氧化合物，（C）亞烷基二醇，（D）光產(chǎn)酸劑。
【專利說明】光波導(dǎo)形成用樹脂組合物及使用其的光波導(dǎo)、以及光傳輸用撓性印刷基板及光波導(dǎo)的制法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及被用作構(gòu)成光通信、光信息處理、以及一般光學(xué)中廣泛使用的光波導(dǎo)裝置中的光波導(dǎo)的包層等的形成材料的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物及使用其的光波導(dǎo)以及光傳輸用撓性印刷基板、及光波導(dǎo)的制法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于光傳輸用撓性印刷基板的光波導(dǎo)包層材料根據(jù)其使用用途而要求具有固化靈敏度(圖案形成性)、高柔軟性及低折射率等特性。按照這樣的要求進(jìn)行材料設(shè)計時，進(jìn)行如下的配方設(shè)計:通常從低折射率的角度來看選擇脂肪族類樹脂，通過適當(dāng)配混例如多官能脂肪族環(huán)氧樹脂及長鏈二官能脂肪族環(huán)氧樹脂，分別賦予圖案形成性、高柔軟性。因此，在特別是要求柔軟性的包層材料中，上述長鏈二官能脂肪族環(huán)氧樹脂的引入量必然變多，因而存在固化后的包層的Tg (玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)降低的傾向(專利文獻(xiàn)1、2)。
[0003]另一方面,在作為著眼于大量生產(chǎn)的制造工序的棍對棍(roll-to-roll)工藝中，一般使用將未固化物薄膜干膜化的手法。為了使該干膜材料適合于輥對輥工藝，在材料開發(fā)中要求未固化物的低粘性、撓性，這樣的要求會導(dǎo)致材料設(shè)計自由度變窄。另外，制作干膜時，由于其兩面都需要層疊基材，從節(jié)省資源及成本的角度來看成為問題，因此，在材料開發(fā)中，對將液態(tài)材料涂覆在基材上形成包層、芯層等的濕式工藝的適應(yīng)性也被認(rèn)為很重要(專利文獻(xiàn)2)。
[0004]上述濕式工藝中，通常，涂覆并進(jìn)行溶劑干燥時，為了提高其涂膜表面的平滑性，添加表面平滑劑(流平劑)、使用沸點高的溶劑(高沸點溶劑)。
[0005]但是，使用上述流平劑時，由于涂膜表面的表面張力降低，存在常在其后的涂覆工序中導(dǎo)致對涂覆液的排斥、對光波導(dǎo)損失產(chǎn)生不良影響等問題。
[0006]另外，代替流平劑使用上述高沸點溶劑時，存在以下的問題。即，為了賦予柔軟性而使用Tg低的包層材料時，在由該包層材料形成的下包層上進(jìn)行的芯層涂覆干燥工序中，使高沸點溶劑干燥時，在比下包層形成材料的Tg高的加熱溫度下進(jìn)行芯層形成材料中的溶劑干燥。因此，在低折射率的下包層中發(fā)生高折射率的芯層形成材料的樹脂成分的滲入，在芯層內(nèi)傳輸?shù)墓饴┑较掳鼘觽?cè)，由此導(dǎo)致的光波導(dǎo)損失惡化成為問題。
[0007]另一方面，在制作光波導(dǎo)時要求光波導(dǎo)的位置精度的用途(例如光電混載基板等)中，為了制作光波導(dǎo)，需要通過光刻法(各層的工序:涂覆、溶劑干燥、對準(zhǔn)曝光、后加熱、顯影、干燥)來制作下包層、芯層、上包層這三層，存在制造成本變高的問題。對這樣的問題的技術(shù)解決手法的難度高，省略(刪除)溶劑干燥工序作為從制作工序的縮短方面考慮而采取的對策是比較簡便的，因此，能夠省略溶劑干燥工序的形成材料的開發(fā)被要求為必須事項。
[0008]另外，與針對形成材料的對策不同，也對針對制造工序的對策進(jìn)行了研究，作為這樣的對策，研究了利用如下的工序的包層的涂覆方法:通過縮短工序而不需要對準(zhǔn)曝光、顯影、干燥工序的在噴墨涂覆等這樣的涂覆階段就能制作外形的工序。[0009]為上述的涂覆方法的情況下，在涂覆清漆中含有溶劑時，必須進(jìn)行溶劑干燥(預(yù)烘焙)工序，產(chǎn)生在加熱時樹脂粘度降低而不能獲得包層的外形尺寸的問題。另外，必須進(jìn)行上述溶劑干燥工序本身，因此，需要其對應(yīng)的工藝成本。因此，需要無溶劑且在常溫下為低粘度的涂覆清漆。
[0010]但是，以工業(yè)批量規(guī)模(bulk scale)制作這樣的涂覆清漆時，如果其成分中存在固態(tài)樹脂成分，則在無溶劑系的情況下，樹脂成分彼此難以混合。因此，會產(chǎn)生以下的問題:制作涂覆清漆時需要過度的加熱、攪拌時間，產(chǎn)生溶解殘留物而難以得到目標(biāo)配方組成的涂覆清漆；進(jìn)而暴露在低溫環(huán)境下時固態(tài)成分析出而產(chǎn)生模糊。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-27903號公報
[0014]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-230944號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明要解決的問題
[0016]鑒于這樣的技術(shù)背景，為了簡化涂覆清漆的制作工序、縮短生產(chǎn)節(jié)拍時間(工序工業(yè)時間)，優(yōu)選為僅由液態(tài)樹脂成分形成的涂覆清漆，作為這樣的成為包層形成材料的涂覆清漆，強(qiáng)烈要求開發(fā)出一種滿足高Tg且高柔軟性這樣的作為光波導(dǎo)的基本物性、并且為無溶劑系且僅由液態(tài)樹脂形成的包層形成材料。
[0017]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而做出的，其目標(biāo)在于提供光波導(dǎo)形成用樹脂組合物及使用其的光波導(dǎo)以及光傳輸用撓性印刷基板及光波導(dǎo)的制法，所述光波導(dǎo)形成用樹脂組合物的涂覆性優(yōu)異，可以省略涂膜形成時的溶劑干燥工序，并且適合作為光波導(dǎo)損失低、具有高Tg和高柔軟性的光波導(dǎo)的形成用材料。
[0018]用于解決問題的方案
[0019]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一主旨為一種光波導(dǎo)形成用樹脂組合物，其含有下述(A)?(D)成分，上述光波導(dǎo)形成用樹脂組合物不含固態(tài)樹脂成分，且其在25°C環(huán)境下的粘度處于10?20mPa.s的范圍。
[0020](A)液態(tài)氧雜環(huán)丁烷化合物。
[0021](B)液態(tài)環(huán)氧化合物。
[0022](C)亞烷基二醇。
[0023](D)光產(chǎn)酸劑。
[0024]此外，本發(fā)明的第2主旨是一種光波導(dǎo)，光波導(dǎo)的包層由作為上述第I主旨的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物形成。接著，第3主旨是一種光傳輸用撓性印刷基板，其具備上述第2主旨的光波導(dǎo)。
[0025]進(jìn)而，本發(fā)明的第4主旨是一種光波導(dǎo)的制法，其以選自由噴墨方式、旋轉(zhuǎn)涂布方式、掩蔽方式和分配器描繪方式組成的組中的至少一個方式涂覆不含溶劑成分的上述第I主旨的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物，然后不經(jīng)歷干燥工序地進(jìn)行光固化，形成光波導(dǎo)的包層。
[0026]S卩，本發(fā)明人為了解決前述問題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使光波導(dǎo)形成用樹脂組合物的樹脂成分如上所述采用液態(tài)氧雜環(huán)丁烷化合物(A)、液態(tài)環(huán)氧化合物(B)、亞烷基二醇(C)并不含固態(tài)樹脂成分(多官能環(huán)氧聚合物等)，且使在25°C環(huán)境下的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物的粘度處于10?20mPa *s的范圍時，即使不含溶劑成分(對樹脂的固化反應(yīng)沒有貢獻(xiàn)的稀釋成分)涂覆性也優(yōu)異，進(jìn)而通過如上所述采用環(huán)氧-氧雜環(huán)丁烷體系，可以賦予高反應(yīng)性。此外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，從粘度的角度來看，采用僅由低分子量成分形成的配方組成時，通常，三維交聯(lián)點間距離短，所得固化物的彈性模量高，因此結(jié)果缺乏柔軟性，而通過如上所述引入可以進(jìn)入環(huán)氧固化物體系并延長交聯(lián)點間距離的亞烷基二醇(C)，可以賦予柔軟性，達(dá)到所期望的目的，從而完成了本發(fā)明。
[0027]發(fā)明的效果
[0028]如此，本發(fā)明的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物含有液態(tài)氧雜環(huán)丁烷化合物(A)、液態(tài)環(huán)氧化合物(B)、亞烷基二醇(C)以及光產(chǎn)酸劑(D)，不含固態(tài)樹脂成分，且在25°C環(huán)境下的粘度處于10?20mPa *s的范圍。因此，涂覆性優(yōu)異，并且用于例如光波導(dǎo)的包層的形成材料時可以形成光波導(dǎo)損失低、具備高Tg且柔軟性的包層。此外，即使不含溶劑成分涂覆性也優(yōu)異，因此可以省略涂膜形成時的溶劑干燥工序，降低制造成本。進(jìn)而，本發(fā)明的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物不需要溶劑干燥工序，并且由于其粘度，可以應(yīng)用作為簡單的制作工序的噴墨方式等，而且由其形成的包層例如即使用濕法在其層上形成芯層，也可以形成芯層而不會滲入包層。
[0029]尤其，上述光波導(dǎo)形成用樹脂組合物的樹脂成分總量中，液態(tài)氧雜環(huán)丁烷化合物(A)的比例為70重量％以上、液態(tài)環(huán)氧化合物(B)的比例為20重量％以下、亞烷基二醇(C)的比例為20重量％以下、(B )+(C)的比例為30重量％以下時，可以以良好的平衡性表現(xiàn)上述光波導(dǎo)形成用樹脂組合物的低粘度、高柔軟性、高Tg。
[0030]此外，上述光波導(dǎo)形成用樹脂組合物的固化物的彈性模量為1.5GPa以下、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為80°C以上時，可以作為光波導(dǎo)的下包層形成用感光性清漆發(fā)揮優(yōu)異的性倉泛。
[0031]此外，上述光波導(dǎo)形成用樹脂組合物的固化物的彈性模量為1.0GPa以下、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為30°C以上且小于80°C時，可以作為光波導(dǎo)的上包層形成用感光性清漆發(fā)揮優(yōu)異的性能。
[0032]進(jìn)而，使上述光波導(dǎo)形成用樹脂組合物固化而得到的包層的光波導(dǎo)損失低、為高Tg且高柔軟性(耐彎曲性)優(yōu)異，能夠得到具備由其構(gòu)成的光波導(dǎo)的光傳輸用撓性印刷基板。
【具體實施方式】
[0033]以下，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，本發(fā)明并不限定于該實施方式。
[0034]《光波導(dǎo)形成用樹脂組合物》
[0035]本發(fā)明的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物的特征在于，其含有液態(tài)氧雜環(huán)丁烷化合物(A)、液態(tài)環(huán)氧化合物(B)、亞烷基二醇(C)和光產(chǎn)酸劑(D)，不含固態(tài)樹脂成分，且其在25°C環(huán)境下的粘度處于10?20mPa.s的范圍。另外，在本發(fā)明中，“液態(tài)”或者“固態(tài)”是指在25 0C的溫度下呈“液態(tài)”或“固態(tài)”狀態(tài)。
[0036]以下，對以(A)?(D)成分為首的各種成分依次進(jìn)行說明。
[0037]<液態(tài)氧雜環(huán)丁烷化合物(A) >[0038]作為上述液態(tài)氧雜環(huán)丁烷化合物(A)，可列舉出:二 [2-(3-氧雜環(huán)丁烷基)丁基]醚等二官能脂肪族氧雜環(huán)丁烷單體、下述通式(I)所示的單官能脂肪族氧雜環(huán)丁烷單體等。這些可單獨使用或組合2種以上使用。上述成分可以適當(dāng)參照現(xiàn)有公知的技術(shù)來合成，也可以購入市售品來準(zhǔn)備。作為市售品，可舉出0XT-22U東亞合成株式會社制造)等。尤其，從固化速度(官能團(tuán)當(dāng)量)、粘度的角度來看，優(yōu)選東亞合成株式會社制造的0XT-221。
[0039][化學(xué)式1]
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種光波導(dǎo)形成用樹脂組合物，其特征在于，含有下述(A)?(D)成分，所述光波導(dǎo)形成用樹脂組合物不含固態(tài)樹脂成分，且其在25°C環(huán)境下的粘度處于10?20mPa.s的范圍， (A)液態(tài)氧雜環(huán)丁烷化合物， (B)液態(tài)環(huán)氧化合物， (C)亞烷基二醇， (D)光產(chǎn)酸劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物，其中，光波導(dǎo)形成用樹脂組合物的樹脂成分總量中，液態(tài)氧雜環(huán)丁烷化合物(A)的比例為70重量％以上，液態(tài)環(huán)氧化合物(B )的比例為20重量％以下，亞烷基二醇(C)的比例為20重量％以下，(B ) + (C)的比例為30重量％以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物，其中，其固化物的彈性模量為1.5GPa以下，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為80°C以上，該光波導(dǎo)形成用樹脂組合物用作光波導(dǎo)的下包層形成用感光性清漆。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物，其中，其固化物的彈性模量為1.0GPa以下，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為30°C以上且小于80°C，該光波導(dǎo)形成用樹脂組合物用作光波導(dǎo)的上包層形成用感光性清漆。
5.一種光波導(dǎo)，其特征在于，光波導(dǎo)的包層由權(quán)利要求1?4中任一項所述的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物形成。
6.一種光傳輸用撓性印刷基板，其中，其具備權(quán)利要求5所述的光波導(dǎo)。
7.一種光波導(dǎo)的制法，其特征在于，以選自由噴墨方式、旋轉(zhuǎn)涂布方式、掩蔽方式和分配器描繪方式組成的組中的至少一個方式涂覆不含溶劑成分的權(quán)利要求1?4中任一項所述的光波導(dǎo)形成用樹脂組合物，然后不經(jīng)歷干燥工序地進(jìn)行光固化，形成光波導(dǎo)的包層。
【文檔編號】G02B6/12GK103823332SQ201310572076
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月19日
【發(fā)明者】平山智之 申請人:日東電工株式會社