专利名称：光波导的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光波导，详细而言，涉及一种挠性的、耐弯曲性高、光学特性优异的光波导。
背景技术：
在电子元件间或配线基板间的高速·高密度信号传送中，使用以往电气配线进行的传送，其信号的相互干扰、衰减成为屏障，开始出现高速·高密度化的极限。为了打破该现状，人们正在研究用光来连接电子元件间或配线基板间的技术，即所谓的光互连技术。为了在设备内部、设备之间等短距离中传送光信号，期待一种挠性的膜光波导。特别是在便携式小型设备的内部中配线光波导时，为了节省空间，大多以紧贴部件表面的方式进行配线，因此要求一种能够以较小的曲率半径进行弯曲的聚合物膜光波导。为了提高挠性光波导的弯曲性或者在形状复原时界面上的追随性，正在开发使用低弹性模量材料的光波导。例如，在专利文献1和2中，提出了使光波导的弯曲弹性模量为 IOOOMI^以下、膜厚为150 μ m以下的、耐弯曲性、耐扭曲性高的膜光波导。然而，由于采用压模制作光波导，因此存在设计自由度低，难以改变设计的缺点。专利文献1 日本特许第3870976号专利文献2 日本特许第3906870号
发明内容
除了上述问题以外，根据发明人的研究表明，如专利文献1和2所述，使用弹性体作为包覆层的光波导，由于包覆层的全光线透过率低，因此芯层的光传播损失大。因此，本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种耐弯曲性良好，并且光学特性良好的光波导。本发明人反复进行积极研究，结果发现在由下部包覆层、形成了图案的芯层和上部包覆层而成的光波导中，通过在上部包覆层上进一步配置具有特定物性的低弹性层，可以解决上述问题。也就是说，本发明提供一种光波导，其特征在于，其为下部包覆层、形成了图案的芯层、上部包覆层和上部低弹性层依次叠层而成的光波导，该上部低弹性层形成用树脂组合物固化而成的膜在25°C的拉伸弹性模量为1 2000MPa，并且该上部包覆层形成用树脂组合物固化而成的厚度为110 μ m的固化膜的全光线透过率为90%以上。根据本发明，可以提供一种耐弯曲性良好，并且光学特性良好的光波导。附图的简单说明[
图1]是表示本发明光波导的模式图。[图2]是表示本发明光波导其它形式的模式图。符号说明1 ；光波导2;基材
3;下部低弹性层4;下部包覆层5;上部包覆层6 ；上部低弹性层7;芯图案实施发明的最佳方式以下，一边参照图1，一边对本发明的光波导进行说明。本发明的光波导1具有下部包覆层4、形成了图案的芯层7、上部包覆层5和上部低弹性层6依次叠层的结构。此外， 优选进一步具有下部低弹性层3，并且具有下部低弹性层3、下部包覆层4、形成了图案的芯层7、上部包覆层5和上部低弹性层6依次叠层的结构。另外，图1表示在基材2上叠层上述结构的光波导而成的结构，但并不限定于此，也可以是基材配置在上部低弹性层6侧的结构。作为基材2的种类，为了对光波导赋予挠性、柔软性和韧性，可以优选使用高分子膜。对于构成该高分子膜的材料，没有特别限制，但是从具有柔软性、韧性等观点考虑，可以适当列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯，以及聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚醚硫化物、聚芳酯、液晶聚合物、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。该基材2的厚度没有特别限制，但通常为5 50 μ m的范围，优选为10 40 μ m 的范围，进一步优选为15 30 μ m的范围。接着，作为用于形成下部包覆层4的树脂组合物，只要是折射率比芯层低，通过光而固化的树脂组合物，就没有特别限制，可以使用感光性树脂组合物。更适当的是，包覆层形成用树脂优选由含有(A)基础聚合物、(B)光聚合性化合物和(C)光聚合引发剂的树脂组合物构成。此处所用的(A)基础聚合物，用于形成包覆层并确保该包覆层的强度，只要可以达到该目的，就没有特别限制，其可以列举苯氧基树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、聚醚酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜等，或者它们的衍生物等。这些基础聚合物可以单独使用1种，也可以将2种以上混合使用。在上述例示的基础聚合物中，从耐热性高的观点考虑，优选在主链上具有芳香族骨架，特别优选苯氧基树脂。进一步，与下文详述的(B)光聚合性化合物的相溶性，对于确保包覆层形成用树脂膜的透明性是重要的，从这一点考虑，优选上述的苯氧基树脂和(甲基)丙烯酸树脂。另外，此处所谓的(甲基)丙烯酸树脂，表示丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂。 在苯氧基树脂中，含有双酚A、双酚A型环氧化合物或它们的衍生物以及双酚F、双酚F型环氧化合物或它们的衍生物作为共聚成分的构成单元的苯氧基树脂，因为耐热性、 密合性和溶解性优异，因此优选。作为双酚A或者双酚A型环氧化合物的衍生物，可以适当列举四溴双酚A、四溴双酚A型环氧化合物等。 此外，作为双酚F或双酚F型环氧化合物的衍生物，可以适当列举四溴双酚F、四溴双酚F型环氧化合物等。作为双酚A/双酚F共聚型苯氧基树脂的具体例子，可以列举东都化成(株)制“WienotohtoYP-7。” (商品名)。
接着，作为(B)光聚合性化合物，只要是通过照射紫外线等光而聚合的化合物，就没有特别限制，可以列举在分子内具有2个以上环氧基的化合物或在分子内具有乙烯性不饱和基团的化合物等。作为环氧树脂，例如，可以列举东都化学(株)制“Epotohto YD-7020、Epotohto YD-7019、Epotohto YD-7017” (都是商品名)、日本环氧树脂(株)制“Epikote 1010、 Epikote 1009, Epikote 1008”(都是商品名)等双酚A型环氧树脂、或(株)ADEKA制 "KRM-2110"等脂环式环氧树脂。此外，作为(C)成分的光聚合引发剂，没有特别限制，例如作为环氧化合物的引发剂，可以列举芳基重氮鐺盐、二芳基碘鐺盐、三芳基锍盐、三芳基硒鐺盐、二烷基苯甲酰甲基 (dialkylphenazyl)锍盐、二烷基_4_羟基苯基锍盐、磺酸酯等。此外，作为在分子内具有乙烯性不饱和基团的化合物的引发剂，可以列举二苯甲酮等芳香族酮、2-乙基蒽醌等醌类、苯偶姻甲醚等苯偶姻醚化合物、苯偶姻等苯偶姻化合物、苯偶酰二甲基缩酮等苯偶酰衍生物、2_(邻氯苯基)-4，5_ 二苯基咪唑二聚物等2，4， 5-三芳基咪唑二聚物、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等氧化膦类、9-苯基吖啶等吖啶衍生物、N-苯基甘氨酸、N-苯基甘氨酸衍生物、香豆素系化合物等。此外，可以像二乙基噻吨酮和二甲基氨基苯甲酸的组合那样，将噻吨酮系化合物和叔胺化合物组合起来。另外，从提高芯层和包覆层透明性的观点考虑，上述化合物中，优选芳香族酮和氧化膦类。这些(C)光聚合引发剂可以单独使用，或者将2种以上组合使用。并且，除此之外，还可以根据需要在本发明的包覆层形成用树脂中，以不会对本发明效果产生不良影响的比例添加抗氧剂、抗黄变剂、紫外线吸收剂、可见光吸收剂、着色剂、 增塑剂、稳定剂、填充剂等所谓的添加剂。对于下部包覆层4的厚度，在有和没有后述的下部低弹性层3时，其优选范围不同。在具有下部低弹性层3时，干燥后的平均厚度优选为320μπι的范围。如果为3μπι以上，则可以确保封入光所需的包覆厚度，如果为20 μ m以下，则可以充分发挥后述的下部低弹性层3的效果，得到充分的柔软性。从以上观点考虑，下部包覆层4的厚度，更优选为3 10 μ m的范围。另一方面，在没有下部低弹性层3时，优选为3 500 μ m的范围。如果为3 μ m以上，则可以确保封入光所需的包覆厚度，如果为500 μ m以下，则容易均勻地控制膜厚。从以上观点考虑，该包覆层的厚度，更优选为3 100 μ m的范围。此外，将下部包覆层形成用树脂组合物聚合、固化而成的固化膜在温度25°C时的波长830nm中的折射率优选为1. 400 1. 700。如果其为1. 400 1. 700，则由于和通常的光学树脂的折射率差异不大，因此不会损害作为光学材料的通用性。从以上观点考虑，该固化膜的折射率进一步优选为1. 425 1. 675，特别优选为1. 450 1. 650。接着，作为用于形成芯层7的树脂组合物，可以使用设计为芯层7的折射率比包覆层4和5高、并且可以通过活性光线而形成芯图案的树脂组合物，感光性树脂组合物是优选的。具体来说，优选使用和上述下部包覆层形成用树脂组合物相同的树脂组合物。也就是说，含有前述(A)、(B)和(C)成分，并且根据需要含有前述任意成分的树脂组合物。芯层的厚度，在干燥后，通常调整为20 100 μ m。如果芯层的厚度为20 μ m以
5上，则在和光波导形成后的受光元件或光纤的结合中，具有位置对准公差能够扩大这样的优点，如果为100 μ m以下，则在和光波导形成后的受光元件或光纤的结合中，具有结合效率提高这样的优点。从以上观点考虑，芯层的厚度进一步优选为30 70 μ m的范围。接着，作为上部包覆层形成用树脂组合物，可以适当使用和上述的下部包覆层形成用树脂组合物相同的材料。另外，用于形成上部包覆层和下部包覆层的树脂组合物，可以相同也可以不同，但是从密合性和制造效率的观点考虑，优选使用相同的树脂组合物。上部包覆层的厚度，在干燥后的平均厚度优选为3 20 μ m的范围。如果为3 μ m 以上，则可以确保封入光所需的包覆厚度，如果为20 μ m以下，则可以充分发挥后述的上部低弹性层6的效果，可以赋予光波导充分的柔软性。通常，上部包覆层达到能够填埋芯图案的厚度，本发明中，如图1所示，按照包围芯图案的周边的方式来配置上部包覆层。此外，将上部包覆层形成用树脂组合物聚合、固化而成的固化膜在温度25°C时的波长830nm中的折射率优选和下部包覆层相同。本发明的光波导，其中芯部和包覆层的相对折射率差优选为1 10%。如果为以上，则在弯曲时芯部中传播的光不会漏出至包覆层。如果为10%以下，则在光波导和光纤等的连接部中，传播光不会过度扩散，结合损失不会增大。从以上观点考虑，芯部和包覆层的相对折射率差，更优选为1. 5 7. 5%，特别优选为2 7%。这里，相对折射率差由下述式求出。相对折射率差(％)=[(芯部的折射率)2_(包覆层的折射率)2]/[2\(芯部的折射率)2] X100本发明的光波导，特征在于在上部包覆层上具有上部低弹性层6。就上部低弹性层6而言，将上部低弹性层形成用树脂组合物固化而成的膜在温度25°C的拉伸弹性模量为 1 2000ΜΙ^是必须的。如果拉伸弹性模量为IMPa以上，则在进行弯曲试验或扭转试验时， 固化膜不会过于伸长，能够恢复至原来的形状。另一方面，如果拉伸弹性模量为2000MPa以下，则在厚度方向上弯曲膜时，能够以较小的曲率半径进行弯曲。从以上观点考虑，该拉伸弹性模量更优选为10 lOOOMPa，进一步优选为20 700MPa。另外，此处的拉伸弹性模量是通过以下方法所测定的值。(拉伸弹性模量)使用拉伸试验机((株)0RIENTEC制RTM-100)，在温度为25°C、拉伸速度为50mm/ min的条件下，根据JIS K 7127进行所得固化膜(宽度为10mm，长度为70mm)的拉伸试验 (夹具间距离为50mm)。使用拉伸应力-应变曲线最初的直线部分，并通过下述式算出拉伸弹性模量。拉伸弹性模量(MPa)=直线上的2点间的应力差(N)-固化膜原本的平均截面积 (mm2) +相同2点间的应变的差此外，将上部低弹性层形成用树脂组合物固化而成的膜在拉伸试验中的拉伸屈服伸长率优选为5 600%。如果拉伸屈服伸长率为5%以上，则其不会变脆，弯曲时不会断裂，是适合的。另一方面，如果拉伸屈服伸长率为600%以下，则不会有固化膜因弯曲试验而容易伸长进而不恢复至原来的形状的情况，是适合的。从以上观点考虑，拉伸屈服伸长率更优选为6 400 %，并进一步优选为7 200 %。因为该上部低弹性层，即使施加机械拉伸力，该力也会被吸收，因此可以减小芯部变形，可以抑制光波导传播特性的恶化。另外，拉伸屈服伸长率是指在膜拉伸试验中膜屈服时的伸长率，具体来说，其可以通过以下方法算出。(拉伸屈服伸长率)拉伸屈服伸长率，通过下述式算出。拉伸屈服伸长率(％ )=(塑性变形开始时的夹具间距离(mm)-初期的夹具间距离(mm)) +初期的夹具间距离(mm) X 100上部低弹性层的厚度，在干燥后的平均厚度优选为5 100 μ m的范围。如果为 5 μ m以上，则容易得到光波导的韧性，如果为100 μ m以下，则可以充分发挥后述的上部低弹性层6的效果，可以赋予光波导充分的柔软性。本发明的光波导为，将上部包覆层形成用树脂组合物固化而成的厚度为110 μ m 的固化膜的全光线透过率为90%以上。如果全光线透过率为90%以上，则配置在形成了图案的芯层周围的包覆层的透过率高，因此可以维持良好的光学特性。也就是说，通过形成上述结构，从而使具有柔软性并且具有高光学特性的光波导成为可能。这里，全光线透过率的测定通过以下方法进行。(全光线透过率)使用色度测定机(日本电色工业(株)制300A)，在温度25°C，根据JIS K 7105 进行所得固化膜(宽度为30mm，长度为30mm)的全光线透过率的测定。需要说明的是，本发明中的固化，是指通过热或活性光线或这两者使环氧基或乙烯性不饱和基团等聚合性基团充分反应，从而膜固化了的状态。接着，下部低弹性层3为，将下部低弹性层形成用树脂组合物固化而成的膜在 25°C的拉伸弹性模量优选为1 2000MPa。如果拉伸弹性模量为IMPa以上，则在进行弯曲试验或扭转试验时，固化膜不会过于伸长，能够恢复至原来的形状。另一方面，如果拉伸弹性模量为2000MPa以下，则在厚度方向上弯曲膜时，能够以较小的曲率半径进行弯曲。从以上观点考虑，该拉伸弹性模量更优选为10 lOOOMPa，并进一步优选为20 700MPa。下部低弹性层3，和上述上部低弹性层6的效果互相结合，从而对本发明的光波导赋予更加良好的柔软性。关于将下部低弹性层形成用树脂组合物固化而成的膜在拉伸试验中的拉伸屈服伸长率和全光线透过率，优选和上部低弹性层形成用树脂组合物的情况相同。本发明的上部低弹性层形成用树脂组合物和下部低弹性层形成用树脂组合物 (以下，将两者合在一起简称为“低弹性层形成用树脂组合物”。)，只要具有上述物性，就没有特别限制，优选含有橡胶成分。具体来说，可以适当列举丙烯酸橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶。另外，上部低弹性层形成用树脂组合物和下部低弹性层形成用树脂组合物可以相同，也可以不同，但是从生产性观点考虑，优选相同。丙烯酸橡胶是以丙烯酸酯为主成分，并主要由丙烯酸丁酯和丙烯腈等的共聚物、 丙烯酸乙酯和丙烯腈等的共聚物等形成的橡胶。作为共聚物单体，例如，可以列举(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、丙烯腈等。作为丙烯腈-丁二烯橡胶，没有特别限制，可以单独使用公知的材料，也可以将2种以上组合使用。丙烯腈-丁二烯橡胶可以通过丙烯腈和丁二烯的乳液共聚而得到，丙烯腈的含量优选为5 60质量％的范围，更优选为15 40质量％的范围。如果丙烯腈的含量在该范围内，则在与(甲基)丙烯酸酯和环氧树脂等的相溶性以及与其它树脂的密合性方面是有利的。丙烯酸橡胶和丙烯腈-丁二烯橡胶，可以单独使用1种，或者将2种以上组合使用，并且还可以将丙烯酸橡胶和丙烯腈-丁二烯橡胶并用。这些橡胶成分的重均分子量，优选为10万以上，更优选为10万 300万，进一步优选为30万 300万，特别优选为50万 200万。如果重均分子量为10万以上，则可以充分得到片状、膜状时的强度和挠性，粘性不会增大。另一方面，如果为300万以下，则与其它树脂成分的相溶性良好。另外，在本发明中，重均分子量表示用凝胶渗透色谱法测定，并用标准聚苯乙烯校准曲线进行换算的值。此外，上述橡胶成分优选具有反应性官能团。作为反应性官能团，可以优选列举例如羧基、环氧基、羟基、环硫基、醛基、环氧基、酰胺基、乙烯基、氨基、异氰酸酯基或者烯丙基等官能团。其中，从交联性的观点考虑，优选为羧基。这些官能团在丙烯腈-丁二烯橡胶分子中的结合位置，没有特别限制，例如，可以与主链的末端结合，也可以作为侧链进行结合。 或者，也可以是上述橡胶成分和含有反应性官能团的单体的共聚物。上部低弹性层和下部低弹性层，如上所述，主要对光波导赋予柔软性，但除此之外，例如，也可以兼具有对光波导赋予阻燃性的功能。为了表现出阻燃性，在上部低弹性层和下部低弹性层树脂组合物中，可以混入磷酸酯类、磷酸铝盐、聚磷酸盐等含磷化合物、或膦腈系化合物、三聚氰胺系化合物、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化铝、钼酸锌等无机物。此外，为了对光波导赋予耐湿耐热性，在上部低弹性层和下部低弹性层树脂组合物中，也可以使用环氧系树脂组合物等树脂。此外，为了防止在2个以上芯之间的串音，作为上部低弹性层和下部低弹性层树脂组合物，还可以使用光损失大的树脂组合物。接着，对本发明的光波导制造方法进行说明。本发明的光波导，例如，可以通过以下方法制造。首先是通过旋涂法等将各层叠层在硅等基板上的方法。更具体来说，通过旋涂法等将所希望的用于形成下部低弹性层的组合物涂布在基板上，通过干燥和烘焙等，由此形成下部低弹性层。接着，涂布下部包覆层形成用树脂组合物，通过干燥和烘焙等，形成下部包覆层。通过在下部包覆层上涂布芯层形成用树脂组合物，并通过干燥、烘焙等形成芯层后，由含Si光抗蚀剂等形成光掩模，并通过干蚀等形成芯图案。然后，通过和形成下部包覆层的方法相同的方法，形成上部包覆层。通过在该上部包覆层上涂布上部低弹性层形成用树脂组合物，干燥，以及根据需要进行烘焙等，形成上部低弹性层，最后从基板上剥离，由此制造膜状的光波导。此外，准备1片芯层形成用树脂膜和2片包覆层形成用树脂膜，将这些膜叠层并隔着光掩模进行曝光 显影，可以形成本发明的光波导。使用该干膜的方法，从保持膜厚的均勻性、能够以高生产性进行制造的观点考虑，是适合的。本发明的光波导，如上所述，其特征在于具有上部低弹性层，另外特征还在于根据希望，具有下部低弹性层。这些上部低弹性层和下部低弹性层，可以预先独立形成上部低弹性层形成用树脂膜和/或下部低弹性层形成用树脂膜，并和包覆层形成用树脂膜和芯层形成用树脂膜叠层从而制造光波导，也可以预先将上部包覆层形成用树脂膜和上部低弹性层形成用树脂膜进行层压，以及将下部包覆层形成用树脂膜和下部低弹性层形成用树脂膜进行层压，制作复合膜，再将它们叠层从而制造光波导。此外，该复合膜可以通过在上部包覆层形成用树脂膜上涂布上部低弹性层形成用树脂组合物，以及在下部包覆层形成用树脂膜上涂布下部低弹性层形成用树脂组合物而得到，相反，也可以通过在低弹性层形成用树脂膜上涂布上部包覆层形成用树脂组合物或下部包覆层形成用树脂组合物而得到。包覆层形成用树脂膜和低弹性层形成用树脂膜的层压方法，没有特别限制，优选为辊压法或平板型层压法等不会使膜间进入气泡的方法。在使用平板型层压时，希望在减压下进行层压，作为减压标准的真空度，优选为 IOOOOPa以下，更优选为1000 以下。从密合性和追随性的观点考虑，希望真空度低，但是从生产性的观点(抽真空所需的时间)考虑，下限为10 左右。此处的加热温度优选为 40 130°C，压合压力优选为0. 1 1. 0MPa(l lOkgf/cm2)左右，但并不特别限制这些条件。另外，在使用先将上部包覆层形成用树脂膜和低弹性层形成用树脂膜叠层所得的复合膜的情况下，在2种树脂膜的支持膜的相反侧上存在有保护膜时，都需要在层压之前剥离保护膜。上述包覆层形成用树脂膜、芯层形成用树脂膜以及低弹性层形成用树脂膜(以下，将它们总称为“光波导形成用树脂膜”。)，可以通过将上述的包覆层形成用树脂组合物、 芯层形成用树脂组合物以及低弹性层形成用树脂组合物，分别溶解在溶剂中，并涂布在支持膜上，再除去溶剂，从而很容易地制造。作为光波导形成用树脂膜的厚度，分别调整为可以得到上述包覆层、芯层和低弹性层的厚度。此处，支持膜是支持光波导形成用膜的支持膜，对于其材料没有特别限定，但可以优选使用作为前述基材所用的高分子膜。此外，在芯层形成用树脂膜中，从之后容易剥离芯层形成用树脂膜，并且具有耐热性和耐溶剂性的观点考虑，可以特别适当地列举聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚丙烯、聚乙火布^^ ο此外，该支持膜的厚度，可以根据目标柔软性等适当改变，优选为5 250μπι。如果为5 μ m以上，则具有容易得到用作支持膜的强度等优点，如果为250 μ m以下，则可以得到充分的柔软性。进一步，在芯层形成用树脂膜中，从形成图案时与掩模的间隙小，并且可以形成更微细图案的观点考虑，进一步优选为50 μ m以下。从以上观点考虑，该支持膜的厚度更优选为10 40 μ m的范围，特别优选为15 30 μ m的范围。作为光波导形成用树脂膜的制造过程中所用的溶剂，只要可以溶解树脂组合物， 就没有特别限制，例如，可以使用丙酮、甲基乙基酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲苯、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、环己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等溶剂或它们的混合溶剂。树脂溶液中的固体成分浓度通常优选为30 80质量％左右。
9
此外，从对上述光波导形成用树脂膜的保护或者以卷轴状制造时的卷绕性等观点出发，可以根据需要在光波导形成用树脂膜上贴合保护膜。作为保护膜，可以使用和支持膜相同的膜，并且可以根据需要进行脱模处理或抗静电处理。接着，对于使用干膜制造光波导时的每个工序进行详细说明。另外，图1表示具有下部低弹性层的方式，图2表示没有下部低弹性层的方式。本发明的光波导制造方法中的第1工序，是将设置在基材上的下部包覆层形成用树脂固化，形成下部包覆层的工序。作为基材2的材料，如前所述。在使用膜作为图2所示的基材2时，可以直接使用预先制作的包覆层形成用树脂膜。也就是说，将由包覆层形成用树脂和作为基材的支持膜2所构成的下部包覆层形成用树脂的下部包覆层形成用树脂固化，形成包覆层4。该包覆层4的表面优选为平坦的。另外，也可以在后面剥离基材。在下部包覆层形成用树脂膜的支持膜2的相反侧设置有保护膜时，通过光或加热使下部包覆层形成用树脂膜固化，并在其之前或之后剥离该保护膜，形成下部包覆层4。在使用支持膜2作为基材时，下部包覆层形成用树脂优选在实施了粘接处理的支持膜2上制膜。由此，可以提高下部包覆层4和基材2的粘接力，抑制下部包覆层4和基材2的剥离不
良ο此处的粘接处理是通过涂布易粘接树脂、电晕处理、喷砂处理等进行无光加工，由此提高支持膜与在其之上形成的包覆层树脂的粘接力的处理。另一方面，为了使保护膜容易从包覆层形成用树脂膜上剥离，保护膜优选不进行粘接处理，也可以根据需要实施脱模处理。在使用与支持膜不同的基材作为基材2的情况下，当基材2上存在有包覆层形成用树脂膜的保护层时，在剥离保护层后，通过使用辊层压机的层压法等转印到基材2上，剥离支持膜。接着，通过光或加热使包覆层形成树脂固化， 形成包覆层4。此外，可以在未实施粘接处理的支持膜上对包覆层形成用树脂进行制膜，并通过层压法等转印到基材2上。进一步，可以制作在上述基材2的一面或两面上，多段具有多个上部包覆层、下部包覆层和芯层的多层光波导。此处，通过使用在基材上叠层了下部低弹性层和下部包覆层所得的复合膜或将下部低弹性层形成用树脂膜和下部包覆层形成用树脂膜层压所得的材料，可以制造图1所示方式的光波导。进一步，在上述基材2上也可以设置电气配线，这时，可以使用预先设置了电气配线的材料作为基材2。或者，可以在制造多层光波导后，在基材2上形成电气配线。由此，基板2上可以具备金属配线的信号传送线以及光波导的信号传送线这两者，它们能够分别使用，从而可以很容易地进行高速并且长距离的信号传送。接着，作为第2工序，在上述的下部包覆层4上叠层芯层形成用树脂，形成芯层。此处，如上所述，在叠层芯层形成用树脂时，优选使用芯层形成用树脂膜。更具体来说，使用辊层压机在下部包覆层4上压合芯层形成用树脂膜，形成芯层。此处，在压合时，辊可以加热， 优选为室温 100°C的范围。如果超过100°C，则芯层在辊层压时流动，无法得到必要的膜厚。压力优选为0. 2 0.9MPa。层压速度优选为0. lm/min 3m/min，但并不限制于这些条件。接着，通过平板型层压机对在下部包覆层4上叠层了芯层的膜进行热压合。此处，从密合性和追随性的观点考虑，优选在减压下叠层。作为减压标准的真空度，优选为 IOOOOPa以下，更优选为10001 以下。从密合性和追随性的观点考虑，希望真空度低，但是从生产性的观点(抽真空所需的时间)考虑，下限为10 左右。此处的加热温度优选为40 130°C，压合压力优选为 0. 1 1. 0MPa(l lOkgf/cm2)左右，但并不特别限制这些条件。芯层形成用树脂膜，如果由芯层树脂和支持膜构成，则容易进行处理，因此优选，此外，也可以由芯层树脂单独构成。在芯层形成用树脂膜基材的相反侧设置有保护膜时，在剥离该保护膜后，层压芯层形成用树脂膜。这时，为了使保护膜和支持膜容易从芯层形成用树脂膜上剥离，保护膜和支持膜优选不进行粘接处理，也可以根据需要实施脱模处理。接着，作为第3工序，对芯层曝光并显影，形成光波导的芯图案7。具体来说，通过光掩模图案，以图像状照射活性光线。作为活性光线的光源，例如，可以列举碳弧灯、水银蒸气弧灯、超高压水银灯、高压水银灯、氙灯等可有效发射紫外线的公知光源。除此之外，也可以使用照相用泛光灯泡、太阳灯等可有效发射可见光的光源。接着，当芯层形成用树脂膜的支持膜残留时，剥离支持膜，并通过湿显影等除去未曝光部进行显影，形成芯图案7。在湿显影时，使用适合于前述膜组成的有机溶剂系显影液、 碱性水溶液、由碱性水溶液和1种以上有机溶剂形成的碱性水系显影液等，通过喷雾、摇动浸渍、刷涂、刮涂等公知方法进行显影。此外，显影温度，根据芯部形成用树脂层的显影性进行调节。作为有机溶剂系显影液，例如，可以列举N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N， N- 二甲基乙酰胺、环己酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、Y - 丁内酯、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙二醇单甲基醚，丙二醇单甲基醚乙酸酯等。此外，可以根据需要并用2种以上的显影方法。作为碱性水溶液的碱，没有特别限制，例如，可以列举氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物；碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾等碱金属碳酸盐；碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾等碱金属碳酸氢盐；磷酸钾、磷酸钠等碱金属磷酸盐；焦磷酸钠、焦磷酸钾等碱金属焦磷酸盐；四硼酸钠、偏硅酸钠等钠盐；碳酸铵、碳酸氢铵等铵盐；氢氧化四甲基铵、三乙醇胺、乙二胺、二乙三胺、2-氨基-2-羟基甲基-1，3-丙二醇、1，3- 二氨基丙醇-2-吗啉等有机碱等。这些碱可以单独使用，或者将2种以上组合使用。显影所用的碱性水溶液的pH优选为9 14。此外，可以在碱性水溶液中，混入表面活性剂、消泡剂等。作为碱性准水系显影液，只要是由碱性水溶液和1种以上的前述有机溶剂形成， 就没有特别限制。碱性准水系显影液的PH，在能够充分显影的范围内，优选尽可能小，优选为pH8 13，进一步优选为pH9 12。有机溶剂的浓度，通常优选为2 90质量％。此外，可以在碱性准水系显影液中， 混入少量的表面活性剂、消泡剂等。
作为显影方式，例如，可以列举浸渍方式、搅拌方式、高压喷雾方式等喷雾方式、刷涂方式、刮涂方式等，而为了提高分辨率，高压喷雾方式是最适合的。作为显影后的处理，根据需要进行60 250°C左右的加热或0. 1 lOOOmJ/cm2左右的曝光，由此可进一步固化芯图案7来使用。然后，进行在芯图案7周围配置上部包覆层，进一步在其之上形成上部低弹性层的第4工序，有以下方法依次叠层上部包覆层形成用树脂膜和上部低弹性层形成用树脂膜的方法，以及叠层上部包覆层形成用树脂膜和上部低弹性层形成用树脂膜预先贴合在一起而成的复合膜，使上部包覆层与芯图案接触的方法。在本发明中，预先形成复合膜的方法，在上部包覆层的叠层中，与芯图案和下部包覆层的密合性和追随性优异这一点上是有利的。对于上述的上部包覆层形成用树脂膜、以及低弹性层形成用树脂膜的保护膜和支持膜而言，为了使它们容易从上部包覆层形成用树脂膜上剥离，优选不进行粘接处理，可以根据需要实施脱模处理。进一步，希望保护膜的脱模性比支持膜更优异。接着，在前述复合膜中，除去上部包覆层形成用树脂膜侧的支持膜，并进行层压使上部包覆层形成用树脂膜侧靠近芯图案侧时，从密合性和追随性的观点考虑，该层压适合为在减压下的平板型层压法。作为减压标准的真空度，优选为IOOOOPa以下，更优选为 IOOOPa 以下。从密合性和追随性的观点考虑，希望真空度低，但是从生产性的观点(抽真空所需的时间)考虑，下限为IOPa左右。此处的加热温度优选为40 130°C，压合压力优选为 0. 1 1. 0MPa(l lOkgf/cm2)左右，但并不特别限制这些条件。接着，作为第5工序，通过光和热使上部包覆层和低弹性层固化。固化，和上述同样地通过活性光线进行。作为活性光线的光源，例如，可以列举碳弧灯、水银蒸气弧灯、超高压水银灯、高压水银灯、氙灯等可有效发射紫外线的公知光源。除此之外，也可以使用照相用泛光灯泡、太阳灯等可有效发射可见光的光源。此处，活性光源优选为无方向性的散射光。
实施例以下，通过实施例更具体地说明本发明，但本发明并不受这些实施例的任何限定。(评价方法)1.光传播损失使用以波长850nm的光为中心波长的VCSEL (EXF0社制造，FLS-300-01-VCL)作为光源，以及使用光接收感应器((株)ADVANTEST制造，Q82214)、入射纤维(GI-50/125多模纤维，NA = O. 20)和出射纤维(SI-114/125，NA = 0. 22)，并通过截断法(测定波导长度为 10、5、3、2cm)测定实施例中所得的光波导(波导长度为IOcm)的光传播损失。2.弯曲耐久试验 使用弯曲耐久试验机((株)大昌电子制)，在弯曲角度为0 180°、弯曲半径为 2mm、弯曲速度为2次/秒的条件下进行实施例中所得的光波导(波导长度为IOcm)的弯曲耐久试验，并观察有无固化膜的断裂。制造例1
(芯层形成用树脂膜和下部包覆层形成用树脂膜的制作)根据表1所示的配合，准备芯层和包覆层形成用树脂组合物，向其中加入相对于溶剂以外的成分100质量份为40质量份的作为溶剂的乙基溶纤剂，调制出芯层形成用和包覆层形成用树脂清漆。另外，在表1所示的配合中，(A)基础聚合物和(B)光聚合性化合物的配合量是相对于㈧成分和⑶成分总量的质量％，(C)光聚合引发剂的配合量是相对于㈧成分和⑶成分总量100质量份的比例(质量份)。[表1]
权利要求
1.一种光波导，其特征在于，其为下部包覆层、形成了图案的芯层、上部包覆层和上部低弹性层依次叠层而成的光波导，该上部低弹性层形成用树脂组合物固化而成的膜在25°c 的拉伸弹性模量为1 2000MPa，并且该上部包覆层形成用树脂组合物固化而成的厚度为 IlOum的固化膜的全光线透过率为90%以上。
2.如权利要求1所述的光波导，其进一步具有下部低弹性层，该下部低弹性层、下部包覆层、形成了图案的芯层、上部包覆层和上部低弹性层依次叠层，并且该下部低弹性层形成用树脂组合物固化而成的膜在25°C的拉伸弹性模量为1 2000MPa。
3.如权利要求1或2所述的光波导，其中，所述芯层和包覆层的相对折射率差为1 10%。
4.如权利要求1 3任一项所述的光波导，其中，所述低弹性层形成用树脂组合物固化而成的膜在25°C的拉伸屈服伸长率为5 600%。
5.如权利要求1 4任一项所述的光波导，其中，所述低弹性层形成用树脂组合物含有橡胶成分。
6.如权利要求5所述的光波导，其中，所述橡胶成分为丙烯酸橡胶和/或丙烯腈-丁二烯橡胶。
7.如权利要求1 6任一项所述的光波导，其中，所述上部包覆层的平均层厚为3 20 μ m0
8.如权利要求1 7任一项所述的光波导，其中，所述上部低弹性层的平均层厚为5 100 μ m0
9.如权利要求2 7任一项所述的光波导，其中，所述下部低弹性层的平均层厚为5 100 μ m0
全文摘要
一种光波导，其特征在于，其为下部包覆层、形成了图案的芯层、上部包覆层和上部低弹性层依次叠层而成的光波导，该上部低弹性层形成用树脂组合物固化而成的膜在25℃的拉伸弹性模量为1～2000MPa，并且该上部包覆层形成用树脂组合物固化而成的厚度为110μm的固化膜的全光线透过率为90％以上。可以提供一种耐弯曲性良好，并且光学特性良好的光波导。
文档编号G02B6/122GK102159976SQ200980137048
公开日2011年8月17日 申请日期2009年9月18日 优先权日2008年9月19日
发明者山口正利, 牧野龙也, 落合雅美, 高崎俊彦, 高桥敦之, 黑田敏裕 申请人:日立化成工业株式会社