JPH0262546A - 改良された光学用感光性樹脂組成物 - Google Patents

改良された光学用感光性樹脂組成物

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JPH0262546A
JPH0262546A JP21360688A JP21360688A JPH0262546A JP H0262546 A JPH0262546 A JP H0262546A JP 21360688 A JP21360688 A JP 21360688A JP 21360688 A JP21360688 A JP 21360688A JP H0262546 A JPH0262546 A JP H0262546A
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JP
Japan
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methacrylate
acrylate
photosensitive resin
refractive index
structural formula
Prior art date
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JP21360688A
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English (en)
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Yushi Arai
雄史 新井
Akihiko Ikeda
章彦 池田
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、広い温度範囲にわたって光の吸収・散乱損失
が小さく、かつ耐久性に優れた光学素子を提供する光学
用感光性樹脂組成物に関するものである。
〔従来の技術〕
感光性樹脂組成物を用い光リノグラフイ手段によって光
導波路、ホログラフィックレンズ、微小プリズム、回折
格子等の光学素子を得る技術は、光りソグラフイ技術特
有の微細加工性、大量複製性の観点から注目されている
感光性樹脂を用いて光学素子(特に光導波路)を形成す
る方法については例えば、オプテイクスコミュニケーシ
ョンズ(0ptics Communications
)。
17巻(1) 、 129ページ、 1976年;アプ
ライドフイジクス レターズ(Applied Phy
sics Letters)。
24巻(2)、72ページ、 1974年;沖電気研究
開発48巻(3)、73ページ、 1981年;電子通
信学会論文誌J65−0 (11) 、 860ページ
、 1982年;アプライド オプテイクス(Appl
ied 0ptics)、 17巻(4)。
646ヘージ、 1978年、等に記述されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の文献により形成される光導波路は光導波損失が1
0〜100dB/mと大きく、長い導波路長の素子が作
成できないという問題があった。また、アプライド フ
ィツクス レターズ(Appl 1edPhysics
 Letters ) 、 24巻(2)、72ページ
、 1974年;アプライド オシティクス(Appl
ied Qptics ) 、 17巻(4) 、 6
46ページ、 1978年;電子通信学会論文誌J65
−0(11) 、 860ページ、 1982年;等に
述べられている方法では、感光性樹脂組成物の組成のコ
ントロールが困難なことや、現像時にモノマーを減圧で
留去する必要がちシ、生産性が悪いという問題があった
。また、従来感光性樹脂よシなる光導波路は温度が変化
すると光導波損失が変化したり、特に高湿度雰囲気では
著しく光導波損失が増大するという問題点があった。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明者等は、上記の問題点を解決すべく鋭意研究の結
果、本発明にいたった。
すなわち、本発明は、■線状高分子物質と、■重合硬化
機上記線状高分子物質との屈折率差がO℃〜80℃の温
度範囲において0.015以下の多官能アクリレート及
び/または多官能メタクリレートと、■下記構造式1で
表わされる構造のアクリレート及び/またはメタクリレ
ートと、■光重合開始剤とからなることを特徴とする光
学用感光性樹脂組成物である。
(式中% R1は水素原子またはメチル基であシ、R2
は炭素数が10以下の鎖状または環を含むアルキル基、
アリール基またはアリールアルキル基である。) ただし、ここにいう重合硬化後の多官能アクリレート及
び/または多官能メタクリレートと線状高分子物質の屈
折率差とは、該多官能アクリレート及び/または多官能
メタクリレートの100重量部のベンジルジメチルケタ
ールを加え、充分に光重合硬化させた測定用試料を作製
し、ナトリウムD線の波長において測定した屈折率の測
定値と。
線状高分子物質のすl−IJウムD線の波長における屈
折率との差の給体値をいう。
本発明に用いる線状高分子物質としては、ポリカーフ1
?ネート等の重縮合系ポリマーやビニルモノマーのホモ
ポリマーやコポリマーのうちで透明性の優れたものの中
から選ばれる。ホモポリマーの例としてはポリメタクリ
ル酸メチル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニIし、ポリ−
4−メチルペンテン−1、ぼり(メタクリル酸−1−メ
チルシクロヘキシル)、ポリ(メタクリル酸−4−メチ
ルシクロヘキシル)、ポリメタクリル酸−2−フェニル
エチル)が挙げられ、コポリマーの例としては、メタク
リル酸メチル/アクリル酸メチルコポリマーアクリロニ
トリル/スチレンコポリマー メタクリル酸メチル/ス
チレンコポリマー メタクリル酸メチル/メタクリル酸
シクロヘキシルコポリマ等が挙げられる。これらの線状
高分子物質のうち透明性の観点から好ましくはポリメタ
クリル酸メチル、ポリスチレン、2リー4−メチルペン
テン−1,ポリ(メタクリル酸−1−メチルシクロヘキ
シル)、ポリ(メタクリル酸−4−メチルシクロヘキシ
ル)、ポリ(メタクリル酸−2−フェニルエチル)、メ
タクリル酸メチル/アクリル酸メチルコポリマー メタ
クリル酸メチル/メタク)kWll、シクロヘキシルコ
ポリマーが用いラレ、さらに好ましくはポリメタクリル
酸メチル、メタクリル酸メチル/アクリル酸メチルコポ
リマーメタクリル酸メチル/′メタクリル酸シクロヘキ
シルコポリマーが用いられる。またこれら線状高分子物
質の重量平均分子量は、感光性樹脂組成物の膜厚を維持
するため5000以上が好ましく、よシ好ましくは2万
ないし100万、更によシ好ましくは5万ないし50万
のものを用いる。さらに、これら線状高分子物質の組成
物中に占める重量分率は、固形物状として用いるために
20%以上であるととが好ましく、十分な感光性を得る
ために80%以下であることが好ましい。
本発明に用いる多官能アクリレート及び/または多官能
メタクリレートとしては、例えば、エテレンクリコール
シアクリレート、エチレンクリコールジメタクリレート
、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレ
ングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコ
ールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタ
クリレート、ノナエチレングリコールジメタクリレート
、1.4−ブタンジオールジアクリレート、1.4−ブ
タンジオールジメタクリレート、1.6−ヘキサン・フ
ォールジアクリレート、1,6−ヘキサンシオールジメ
タクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、
プロピレングリコールジメタクリレート、ネオペンチル
グリコール・ジアクリレート、ネオペンチルグリコール
ジメタクリレート、トリメチロールプロノぐントリアク
リレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、下
記構造式2で表わされる構造の化合物、下記構造式3で
表わされる構造の化合物、等が挙げられる。
以下余白 0=0 7し これら多官能アクリレート及び/または多官能メタクリ
レートの重合硬化物と線状高分子物質は、θ℃〜80℃
において屈折率差が0.015以下であるように選ばれ
る。この屈折率差が0.015を超える組成物を用いて
光学素子を作成すると、光損失の非常に大きなものとな
ってしまう。これらの組合せとしては、例えばポリ(メ
タクリル酸メチル)と構造式2の2官能メタクリレート
、ポリ(メタクリル酸−1−メチルシクロヘキシル)と
)!Jエチレングリコールジメタクリレート、ポリ(メ
タクリル酸−4−メチルシクロヘキシル)とネオペンチ
ルグリコールジアクリレート、ポリ(メタクリル酸−2
−フェニルエチル)と構造式3の2官能メタクリレート
等が好ましい。
本発明に用いる構造式1で表わされる構造を有するアク
リレート及び/またはメタクリレートとしては、例えば
、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル
酸−n−ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メ
タクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸−4−メチルシ
クロヘキシル、メタクリル酸−1−メチルシクロヘキシ
ル、メタクリル酸−2−メチルシクロヘキシル、メタク
リル酸−4−メチルシクロヘキシル、メタクリル酸−4
−1−ブチルシクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、
メタクリル酸ベンジル等が挙げられる。
これらのアクリレート及び/′マたはメタクリレートの
中で好ましくはメタクリル酸シクロヘキシル、メタクリ
ル酸4−メチルシクロヘキシル、メタクリル酸4−1−
ブチルシクロヘキシル、アクリル酸n−ブチル、メタク
リル酸メチルが用いられ、よシ好ましくは、取シ扱い易
さの点から、沸点の高いメタクリル酸シクロヘキシル、
メタクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシルが用いられ
る。
さらに、構造式1で表わされるアクリレート及び/また
はメタクリレートの重合体と前記線状高分子物質との屈
折率差が0.015以下になるように選ばれた場合には
最も良好な結果が得られる。
本発明に用いる光重合開始剤としては、ラジカル重合開
始剤が好ましく、例えば、2−エチルアントラキノン、
ベンゾインメチルエーテル、ベンジインイソプロビルエ
ーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾフェノ
ン、4.4’−ビス(ジメチルアミノ)−ベンゾフェノ
ン、べ/ジルジメチルケタール、1−フェニル−1,2
−fロノξンジオンー2−o−(エトキシ力ルゼニル)
オキシム等が挙げられる。通常、これらの光重合開始剤
は、本発明の感光性樹脂組成物の全重量に対して0.0
5/100〜5/100用いることが好ましい。
〔知見〕
本発明における光学用感光性樹脂組成物を用いることに
よシ光導波損失がO℃〜80℃の温度範囲において小さ
く一定であシかっ耐湿性に優れた光学素子を容易にかつ
高い生産性で製造することができる。
〔実施例〕
以下、実施例により詳しく説明するが、本発明は実施例
に限定されるものではない。
実施例1 ポリメタクリル酸メチル(旭化成工業■製)58部、構
造式2で表わされる構造の2官能メタクリレート(日本
化薬■製、商品名HX−220M)21部、メタクリル
酸シクロヘキシル21部、及びベンジルジメチルケター
ル2部をメチルエチルケトン135部に溶解して均一溶
液とした。これを口過してごみを除いた後、100μm
の厚みのポリふつ化ビニリデンのフィルム上にドクター
ブレードで塗布し、乾燥して90μmの厚みの透明な塗
膜を得た。
フォトマスクを通して紫外線を照射し、1,1.1−ト
リクロロエタンを用いて現像し、水洗によるリンスを行
って幅140μm1長さ400鴫の直線状光導波路の・
ぞターンを得た。この直線状光導波路の光伝送損失係数
を波長632.8r++nのHe−Neレーザー(出力
2mW)を用いて測定したところ、0℃において1dB
/m、  20℃において1dB7271.40℃にお
いて14871160℃において2dB/m、 80℃
において11dB/ff!であった。またこの直線状光
導波路の試料について恒温恒湿槽中60℃、95%相対
湿度の耐久性試験を1000時間行なったところ、63
2.8℃mの光伝送損失係数は0℃において4dB/m
120℃において4dB/m、40℃において4dB/
m、5部℃においてsdB/m、 801::において
14d B/mであった。
ポリメタクリル酸メチル及び構造式2の化合物の重合硬
化物の屈折率をアツベの屈折計を用いて測定したところ
、それぞれ0℃において1 、4940と1.4979
.20℃において1.4920と1.4933.40℃
において1.4901と1.4887.80℃において
1..4860と1.4794であった。
実施例2 実施例10月?リメタクリル酸メチルをポリ(メタクリ
ル酸−1−メチルシクロヘキシル)に、構造式2の化合
物をトリエチレングリコールジメタクリレートに、メタ
クリル酸シクロヘキシルをメタクリル酸−2−メチルシ
クロヘキシルに代える以外は実施例1と同様の手段によ
って幅140μm、長さ400闘の直線状導波路を作成
した。この直線状導波路の光伝送損失を波長632.8
 nmのlIe −Neレーザー(出力2mW)を用い
て測定したところ、0℃において1dB/m、 201
:においてldl:17m。
40℃において2 dB/’F’s 60 ’Cにおい
て3dB/m。
80℃において13dB/mであった。またこの直線状
光導波路の試料について恒温恒湿槽中60’C195%
相対湿度の耐久性試験を1000時間行なったところ、
632.8 nmの光伝送損失係数は0℃において4d
B/m、20℃において4dB/m、 40’Cにおい
て6 dB/m、 60℃において7dB/m、 80
’Cにおいて16dIl/mであった。
ポリ(メタクリル酸−1−メチルシクロヘキシル)及び
トリエチレングリコールジメタクリレートの重合硬化物
の屈折率をアツベの屈折計を用いて測定したところ、そ
れぞれ0℃において1.5156と1.5160.20
℃において1.5111と1−5125.40℃におい
て1.5064と1.4992.80Cにおいて1.4
971と1.4824であった。
実施例3 実施例1の4?リメタクリル酸メチルをポリ(メタクリ
ル酸−4−メチルシクロヘキシル)に、構造式2の化合
物をネオペンチルグリコールジアクリレートに代える以
外は、実施例1と同様の手段によって@140μm、長
さ400mmの直線状導波路を作成した。この直線状導
波路の光伝送損失を波長632.8 nmのHe−Ne
レーザー(出力2 mW )を用いて測定したところ、
0℃において1aB/m、  20℃において1aB/
m、 40℃において1dB/ff1160℃において
3d13/m、 so℃において12aB/mであった
。またこの直線状光導波路の試料について恒温恒湿槽中
60℃、95%相対湿度の耐久性試験を1000時間行
なったところ、  632.8℃mの光伝送損失係数は
0℃において4 dB/m、 20℃において4an/
m。
40℃において5aB/m、 60℃において7aB/
m。
80℃において15aB/mであった。
ポリ(メタクリル酸−4−メチルシクロヘキシル)及び
ネオペンチルグリコールジアクリレートの重合硬化物の
屈折率をアツベの屈折率を用いて測定したところ、それ
ぞれ0℃において1.5015と1.5009.20.
℃において1.4975と1.4976.40℃におい
て1.4935と1.4943.80℃において1.4
855と1.4877であった。
実施例4 実施例1のポリメタクリル酸メチルを2す(メタクリル
酸−2−フェニルエチル)にsm造式2の化合物を構造
式3の2官能メタクリレートに、メタクリル酸シクロヘ
キシルをメタクリル酸フェニルに代える以外は、実施例
1と同様の手段によって幅140μm、長さ40(h+
o++の直線状導波路を作成した。この直線状導波路の
光伝送損失を波長632.8℃mのHe−Neレーザー
(出力2 mW )を用いて測定したところ、0℃にお
いて2aB/m、  20℃において2aB/m、 4
0℃において2dB/ly!、 60℃において3aB
/m180℃において12aB/mであった。またこの
直線状光導波路の試料について恒温恒湿槽中60℃、9
5%相対湿度の耐久性試験を1000時間行なったとこ
ろ、632J nmの光伝送損失係数は0℃において5
aB/m、 20℃において5aB/′m、 40℃に
おいて6aB/m、 60℃において8dB/7F+、
 80℃において15dB/ff!であった。
ポリ(メタクリル酸−2−フェニルエチル)及び構造式
3の化合物の重合硬化物の屈折率をアツベの屈折計を用
いて測定したところ、それぞれ0℃において1.562
9と1.5654.20℃において1.5592と1.
5556.40℃において1.5554と1.5556
.80℃において1.5482と1.5454であった
比較例1 ポリメタクリル酸メチル(無化成工業■製)58部、構
造式2で表わされる構造の2官能メタクリレート(日本
化薬■製、商品名HX−220M)42部、及びベンジ
ルジメチルケタール2部をメチルエチルケトン135部
に溶解して均一溶液とした。これを口過してごみを除い
た後、100μmの厚みのぼりぶつ化ビニリデンのフィ
ルム上にドクタ−ブレードで塗布し、乾燥して90μm
の厚みの透明な塗膜を得た。フォトマスクを通して紫外
線を照射し、1.1.1−)リクロロエタンを用いて現
像し、水洗によるリンスを行って幅140μm1長さ4
00mmの直線状光導波路のパターンを得た。この直線
状光導波路の光伝送損失係数を波長632.8 nmの
He −Neレーザー(出力2 mW )を用いて測定
したところ、0℃において1 dB/m、 20℃にお
いて1aB/”n40℃において2aB/m、 60℃
において5 dB/m580℃において11aB/mで
あった。この直線状光導波路の試料について恒温恒湿槽
中60℃、95%相対湿度の耐久性試験を1000時間
行なったところ、  632.8℃mの光伝送損失係数
は20℃において130dB/ynであツタ。
比較例2 ポリメタクリル酸メチル(無化成工業■製)58部、下
記構造式4で表わされる構造の2官能メタクリレート(
日本化薬■製、商品名MANDA) 42部、及びベン
ジルジメチルケタール2部をメチルエチルケトン135
部に溶解して均一溶液とした。
これを口過してごみを除いた後、100μmの厚みのポ
リぶつ化ビニリデンのフィルム上にドクターブレードで
塗布し、乾燥して90μn1の厚みの透明な塗膜を得た
。フォトマスクを通して紫外線を照射し、1,1.1−
1リクロロエタンを用いて現像し、水洗によるリンスを
行って幅140μm1  長さ400鴫の直線状光導波
路のツクターンを得た。この直線状光導波路の光伝送損
失係数を波長632.8℃mのHe−Neレーザー(出
力2 mW )を用いて測定したところ、23℃におい
て80aB/mであった。
ポリ(メタクリル酸メチル)及び構造式4の化合物の重
合硬化物の屈折率をアシベの屈折計を用いて測定したと
ころ、23℃においてそれぞれ1A93と1゜510で
あった。
(構造式4 旭化成工朶株式会社

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)線状高分子物質と、
  2. (2)重合硬化後上記線状高分子物質との屈折率差が0
    ℃〜80℃の温度範囲において0.015以下の多官能
    アクリレート及び/または多官能メタクリレートと、
  3. (3)下記構造式1で表わされる構造のアクリレート及
    び/またはメタクリレートと、
  4. (4)光重合開始剤とからなることを特徴とする光学用
    感光性樹脂組成物 ▲数式、化学式、表等があります▼(構造式1) (式中、R_1は水素原子またはメチル基、R_2は炭
    素数が10以下の鎖状または環を含むアルキル基、アリ
    ール基またはアリールアルキル基である。)
JP21360688A 1988-08-30 1988-08-30 改良された光学用感光性樹脂組成物 Pending JPH0262546A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172113B1 (en) 1995-06-21 2001-01-09 Shionogi & Co., Ltd. Bicyclic amino derivatives and PGD2 antagonist containing the same
JP2010020328A (ja) * 2007-11-20 2010-01-28 Hitachi Chem Co Ltd 感光性樹脂組成物、感光性樹脂硬化物、感光性樹脂フィルム、感光性樹脂フィルム硬化物及びこれらを用いて得られる光導波路

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