光学构件的制造方法以及光学构件、光学构件形成用透明构件、光波导及光模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学构件的制造方法以及光学构件、光学构件形成用透明构件、光波 导及光模块。
【背景技术】
[0002] 防反射构件被用于各种用途，特别是在显示器等设备主体、构件上贴附膜状的防 反射构件来使用。一般而言，关于防反射功能，可以通过在透明基材上包含由金属氧化物等 透明材料构成的高折射率部位和低折射率部位，利用它们的重复结构来制成多层结构，从 而形成防反射膜。它们的多层结构一般可通过物理沉积(PVD)法、化学沉积(CVD)法这样的 干式成膜法来形成。上述方法具有能够精密地控制低折射率部位和高折射率部位的膜厚这 样的优点。
[0003] 此外，伴随信息容量的增大，不仅在干线、访问系统这样的通信领域中，在路由器、 服务器内的信息处理中也正在进行使用光信号的光互连技术的开发。具体而言，为了在路 由器、服务器装置内的板间或板内的短距离信号传输中使用光，正在开发将光传输路径和 电配线板复合而成的光电复合基板。作为光传输路径，希望使用与光纤相比配线的自由度 高且能够高密度化的光波导，其中，有前景的是使用了加工性、经济型优异的聚合物材料的 光波导。
[0004] 作为该光波导，例如，在专利文献1中记载了如下形成的光波导：在载体膜上固化 形成下部包覆层后，在下部包覆层上形成芯图案形成用树脂，通过进行曝光和蚀刻来形成 经图案化的芯图案，再层叠上部包覆层。
[0005] 专利技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2003-195081号公报
【发明内容】
[0008] 然而，在使用上述干式成膜法来形成防反射构件的情况下，需要在真空中进行成 膜，因此存在生产性低的问题，因暴露于真空中而导致的对透明构件的损伤令人担忧，并 且，在膜形状发生了弯曲的情况(也包括在制造中弯曲的情况)下、复杂的情况下、透明构件 是错综复杂的形状时，担心会产生折射率的位置偏差。
[0009] 此外，在如专利文献1所记载那样通过蚀刻来形成芯图案的光波导的情况下，由于 包覆层-芯图案之间的界面粗糙度、由蚀刻液引起的芯图案内的折射率不均匀性等，导致在 芯图案中传播的光损失的恶化令人担忧。
[0010] 本发明鉴于上述问题的解决，其目的为，提供一种量产性优异且能够按位置以高 精度对透明构件的表层部位附近和中心部的折射率进行控制的光学构件的制造方法，并且 通过将其用于包含下部包覆层、芯图案、上部包覆层的光波导的芯图案来提供低光损失的 光波导。
[0011] 本发明人等为了解决上述课题，进行了深入研究，结果发现，通过形成下述光学构 件的制造方法并且形成下述光波导，能够解决上述课题，所述光学构件的制造方法使所使 用的透明构件具有特征，作为一个例子，所述光学构件的制造方法具有工序A，即：将其暴露 于溶液，使所述透明构件的被暴露的暴露部位的折射率实质上低于所述透明构件的非暴露 部位的透明构件中心部的折射率;所述光波导是将呈现如此特征的光学构件形成用透明构 件作为芯图案形成用构件而成的。本发明基于这样的见解而完成。
[0012] SP，本发明涉及以下各项。
[0013] (1)-种光学构件的制造方法，其具有工序A，即：将透明构件暴露于溶液，使暴露 于所述溶液的所述透明构件的表层部位的折射率实质上低于未暴露于所述溶液的所述透 明构件的中心部的折射率。
[0014] (2)如前述(1)所述的光学构件的制造方法，所述工序A中，在将所述透明构件暴露 于溶液时，使所述溶液含浸于所述透明构件中。
[0015] (3)如前述（1)或(2)所述的光学构件的制造方法，所述溶液含有折射率控制剂，所 述折射率控制剂通过包含在所述透明构件的表层部中而表现使所述表层部位的折射率实 质上降低的功能。
[0016] (4)-种光学构件的制造方法，其具有工序A'，即：对于透明构件，使所述透明构件 的表层部位含有使所述透明构件的折射率实质上降低的折射率控制剂，使含有所述折射率 控制剂的表层部位的折射率实质上低于不含折射率控制剂的所述透明构件的中心部的折 射率。
[0017] (5)如前述（1)~(4)中任一项所述的光学构件的制造方法，所述透明构件为能够 通过蚀刻液进行蚀刻的透明构件，所述制造方法具有通过蚀刻来进行图案化的工序B，所述 工序B与所述工序A或所述工序A'同时进行，或在所述工序A或所述工序A'之前进行。
[0018] (6)如前述（1)~（5)中任一项所述的光学构件的制造方法，所述透明构件为透明 树脂，所述折射率控制剂为1价的阳离子。
[0019] (7)如权利要求6所述的光学构件的制造方法，所述溶液为碱溶液。
[0020] (8)如前述(6)或(7)所述的光学构件的制造方法，所述1价的阳离子为钾离子和钠 离子中的至少任一种。
[0021] (9)如前述(6)~（8)中任一项所述的光学构件的制造方法，所述透明树脂为感光 性透明树脂，所述制造方法具有工序C，即：在所述工序A或所述工序A '之前，或/和在所述工 序B之前，照射能够将所述感光性透明树脂光固化的活性光线。
[0022] (10)如前述(6)~(9)中任一项所述的光学构件的制造方法，具有工序D'，即：在所 述工序A或所述工序A '之后，将所述透明树脂热固化。
[0023] (11)-种光学构件的制造方法，具有工序D，即：将透明树脂热固化，使所述透明树 脂的表层部位附近的折射率实质上低于所述透明树脂的中心部的折射率。
[0024] (12)如前述(10)或（11)所述的光学构件的制造方法，所述透明树脂至少具有：（A) 具有热聚合性的官能团的基体树脂、(B)热聚合性化合物。
[0025] (13) -种光学构件形成用透明构件，用于前述（1)~（12)中任一项所述的光学构 件的制造方法。
[0026] (14)-种光学构件，通过前述（1)~（12)中任一项所述的光学构件的制造方法而 得。
[0027] (15)-种光波导，其是具有芯部和包覆部的光波导，在形成所述芯部的芯图案中， 具有如下的表层部位:所述芯图案的至少外周的一部分相比所述芯图案的中心部具有低折 射率。
[0028] (16)如前述（15)所述的光波导，其是层叠有下部包覆层、芯图案、上部包覆层的光 波导，在具有低折射率的所述表层部位的外侧，具有折射率进一步低的下部包覆层或/和上 部包覆层而成。
[0029] (17)如前述（15)或（16)所述的光波导，具有2边以上的外周的所述芯图案为至少 包含两个侧壁的2边的芯图案。
[0030] (18)如前述（16)或（17)所述的光波导，相比所述芯图案中心与芯图案外周的低折 射率部位的折射率差，所述低折射率部位与所述下部包覆层或/和上部包覆层的折射率差 更大。
[0031] (19)如前述（15)~（18)中任一项所述的光波导，所述芯图案由前述（13)所述的光 学构件形成用透明构件形成。
[0032] (20)如前述(15)~（19)中任一项所述的光波导，所述表层部位包含用于进行低折 射率化的折射率控制剂。
[0033] (21)-种光模块，使用了前述(15)~(20)中任一项所述的光波导。
[0034] (22)-种光波导芯图案形成用透明构件，其是用于层叠有下部包覆层、芯图案、上 部包覆层的光波导中的芯图案形成用透明构件，在形成所述芯图案时，能够实质上形成2边 以上的外周与所述芯图案的中心部相比折射率低的表层部位。
[0035]发明效果
[0036]本发明的光学构件的制造方法，由于量产性优异且能够按位置以高精度对透明构 件的芯图案的表层部位附近和中心部的折射率进行控制，因此是适合光波导的光学构件的 制造方法。此外，本发明的光波导通过使用特定的芯图案而具有低光传播损失。
【附图说明】
[0037]图1为本发明的光波导的截面图。
【具体实施方式】
[0038]本发明的光学构件的制造方法之一，具有如下工序A:将透明构件暴露于溶液，使 透明构件的被暴露的暴露部位的折射率实质上低于透明构件的非暴露部位的透明构件中 心部的折射率。由此，能够形成具有折射率不同的部位的透明构件，因此能够用于防反射构 件、后述的光波导的芯图案等。本发明中的"透明"是指对于在本发明的光学构件中使用的 光的波长的透明性，只要具有对光传播不产生不良影响的程度的透明性即可。此外，本发明 中的"能够使折射率实质上降低"不仅指通过将透明构件暴露于溶液而使溶液的暴露部位 低折射率化，还指经过后续的工序，从而最终产生折射率差而使折射率相对降低。产生折射 率差的工序可紧接着本工序A，此外也可在后述进行图案化的工序B、进行热固化的工序D之 后。
[0039] 本发明中，通过使用溶液来实质上进行低折射率化，从而具有能够在均匀的条件 下对光学构件的暴露部位进行折射率控制的优点。此外，由于暴露面进行低折射率化，因此 通过例如在将透明构件层叠于被描绘物(被写体)上后进行工序A，能够降低该被描绘物与 相反面的折射率差。
[0040] 作为透明构件的种类，没有特别限定，只要是能够产生折射率差的材料即可。作为 利用溶液来产生该透明树脂的折射率差的方法，例如具有如下方法：（a)利用溶液在透明构 件的暴露部位制造出疏密的疏部分，从而产生折射率差；（b)预先在透明构件中含有可溶于 溶液的高折射率成分，利用溶液使该高折射率可溶成分溶解而产生折射率差；（c)使包含折 射率低于透明构件的成分的溶液暴露、含浸于该透明构件中，在透明构件中固定低折射率 成分作为折射率控制剂，从而产生折射率差。除此之外，还可举出如后所述的（d)使能够改 变分子结构、分子网络形式的折射率控制剂暴露、含浸，在被暴露、含浸的部位与其他部位 之间产生折射率差的方法等。该(d)方式中，能够经过后续工序来改变分子结构、分子网络 形式。上述产生折射率差的方法中，可使用任一种方法，在本发明中关键的是，暴露、含浸于 溶液的部位的折射率会实质上降低。
[0041] 此外，所得到的光学构件以透明，无法引起透过光的扩散、散射为佳，例如，使透明 构件内尽可能不存在对所使用的光具有吸收带的物质(透过率降低的原因）、空隙(扩散、散 射的原因）时，透明性、雾度等变得良好，因而优选。特别是若具有空隙，则空隙周围的折射 率控制变得困难，因此优选使其不存在。
[0042] 工序A中，在透明构件中含浸能够实质上降低折射率的溶液为佳。含浸是指使其渗 透至任意的深度方向，通过适宜地调节进行暴露的溶液的浓度、量、时间、温度、压力等，能 够调制深度方向的折射率。本发明的光学构件的制造方法中，一般而言，从光学构件表面朝 着中心部方向（暴露方向）的折射率以渐变的方式形成，但到一定深度为止，折射率可同样 地变化。特别是在后述透明构件为树脂的情况下，因溶液的暴露而产生的浸透深度和溶液 的浸透量容易呈反比例倾向，因此容易成为前者。另外，本发明中所说的"能够使折射率实 质上降低的溶液"并非指在制作折射率分布型光学部件等时使用的、在室温呈液态、仅由残 留于透明构件的表层部附近的低折射率单体组构成的液体。在本发明中，是指即使经过后 续工序也不会残留于透明构件的表层部附近的作为溶剂的水、有机溶剂、它们的混合液等、 或在它们中混合了其他成分(例如碱成分、酸成分、溶液调节用添加成分或后述折射率控制 剂等)的液体。
[0043] 本发明中，通过在工序A中使用以水为主成分的溶液，从而可避免因透明构件的溶 解或溶胀而产生的不良影响，因此具有如下优点：能够在充分地保持了透明构件的形状的 状态下，进行表层部位的低折射率化。进而，通过用前述的水溶液对在后述进行图案化的工 序B中形成的图案形状进行处理，也能够以高精度得到。
[0044] 本发明中，通过使透明构件的一部分中含有折射率控制剂，能够调制任意部位的 折射率。本发明具有如下特征:通过使特别是透明构件的表层部位中含有该折射率控制剂， 从而发挥使所述表层部位的折射率实质上降低的功能。此外，从透明性、雾度的观点出发， 折射率控制剂优选不是对于所使用的光具有吸收带的物质(透过率降低的原因）、空隙（扩 散、散射的原因）。
[0045] 在溶液中含有具有能够使透明构件的折射率实质上降低的效果的折射率控制剂 为佳。通过事先含有该折射率控制剂，从而由于溶液的暴露、含浸而使得折射率控制剂同时 暴露、含浸于透明构件，容易有效地形成折射率相对降低的部位。
[0046] 本发明的其他光学构件的制造方法具有下述工序A'：对于透明构件，使透明构件 的表层部位中含有使透明构件的折射率实质上降低的折射率控制剂，使含有折射率控制剂 的表层部位的折射率实质上低于不含折射率控制剂的透明构件的中心部的折射率。工序A' 中，包含下述两个方法:在制作透明构件的阶段使透明构件的表面层预先含有折射率控制 剂的方法；以及制作透明构件后，在溶液