专利名称：聚合物光波导的制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚合物光波导的制法。
背景技术：
近年来，随着光通信、光信息处理、其他一般光学领域的增大，对用于将多个光学器件光学连接的光波导的需求在增高。作为这种光波导，一般采用如下聚合物光波导其使用聚合物材料形成芯(芯层)，在该芯上形成由聚合物材料形成的外包层，在该芯下形成由相同材料形成的下包层。上述聚合物光波导的芯通常形成为在光波导的纵向(光路方向)上延伸的图案， 其宽度方向的截面形状形成为大致方形。另外，这种图案的芯通过使用紫外线固化性树脂等感光性树脂的光刻法来形成(专利文献1、幻。即，在基板上形成下包层之后，在该下包层上形成芯形成用的感光性树脂组合物层，隔着光掩模，照射光进行曝光，使用显影液将未曝光部分显影和除去，从而形成上述规定图案的芯。而且，作为上述芯形成用的感光性树脂组合物的主剂，使用成型品的尺寸精度优异的、环氧系、氧杂环丁烷系、乙烯基醚系等通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂(以下也简称为“光引发阳离子聚合树脂”)，在这些光引发阳离子聚合树脂中添加光酸产生剂等光催化剂、粘度调整用的溶剂以及反应性低聚物、稀释剂、偶联剂等助剂来形成树脂组合物。现有技术专利文献专利文献专利文献1 日本特开2007-279237号公报专利文献2 日本特开2008-275999号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，在聚合物光波导中，使用上述光引发阳离子聚合树脂通过光刻法形成芯时， 根据场合，会发生所制作的芯的宽度(光波导宽度方向的总宽度)大于设计值的情况。然而，这样获得的芯的宽度大于设计值时，光的总损失增大，聚合物光波导有可能无法发挥象当初设计那样的性能，期望这方面的改善。本发明是鉴于这种情况而做出的，其目的是提供使用通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂，能够有效地制造低光损失的聚合物光波导的聚合物光波导的制法。用于解决问题的方案为了达成上述目的，本发明的聚合物光波导的制法，其主旨在于，所述聚合物光波导包括传输光的芯、设置在该芯的下侧的下包层、以及在覆盖所述芯的状态下设置的外包层，至少所述芯是使用通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂形成的，该聚合物光波导的制法包括在基板上形成的下包层的表面涂布包含所述通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂和溶剂的芯形成用树脂组合物的工序；使所述芯形成用树脂组合物中的溶剂挥发的加热工序；控制该加热工序中的加热条件，将所述芯形成用树脂组合物中的残留溶剂浓度调整至以下的控制工序；以及，隔着光掩模对所述加热工序后的芯形成用树脂组合物的层照射照射线来曝光，并显影而形成规定图案的芯的工序。S卩，本发明人在使用通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂组合物作为芯的形成材料时，为了查明上述芯的总宽度大于设计值的情况的发生原因，重复进行了一系列研究。在此过程中，认为上述芯的宽度增宽的原因在于通过光照射产生的活性种(氢离子)扩散到由于掩模而没有接触光的区域(与芯邻接的设计外的区域)，并进一步进行了研究。接着，其结果查明，上述活性种的扩散是由芯形成材料中配合的溶剂导致的。 即查明，芯的形成材料(光引发阳离子聚合树脂)由于溶剂而形成粘度低的清漆状，因此上述活性种在该光引发阳离子聚合树脂组合物中容易移动。接着，本发明人基于该认识而发现，通过设法使芯形成材料中的溶剂量在其曝光前降低至适当的浓度范围，抑制该活性种的移动，由此，即使在使用上述光引发阳离子聚合树脂时，也能获得尺寸精度高的光波导芯，从而完成了本发明。发明的效果这样，本发明是使用光引发阳离子聚合树脂，通过光刻法制作聚合物光波导的制法，其中，包括在该芯的曝光之前使上述芯形成用树脂组合物中的溶剂挥发的加热工序，控制该加热工序中的加热条件，将上述芯形成用树脂组合物中的残留溶剂浓度调整至Iwt% 以下的控制工序。因此，使得曝光后的上述芯形成用树脂组合物中的残留溶剂浓度(wt% = 残留溶剂的质量/树脂组合物总体的质量)降低至适当的浓度范围，从而防止了由上述活性种的移动引起的芯宽度的扩大。其结果，在芯的形成时(曝光后的加热处理时)，其宽度不增大，能够按照当初的设计宽度精度良好地形成各芯。由此，可以降低各芯的总损失，制造高性能的光引发阳离子聚合树脂制聚合物光波导。
图1的(a) (c)是说明本发明的实施方式的聚合物光波导的制法中的下包层的形成方法的示意图。图2的(a) (f)是说明本发明的实施方式的聚合物光波导的制法中的芯的形成方法的示意图。图3的(a) (C)是说明本发明的实施方式的聚合物光波导的制法中的外包层的形成方法与步骤的示意图，(d)是通过该制法获得的聚合物光波导的示意性剖面图。图4为示出紫外线照射前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度与所得芯的宽度的关系的图像1。图5为示出紫外线照射前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度与所得芯的总损失的关系的图像2。图6的(a)为示出实施例1的聚合物光波导的芯的导光状态的示意图，(b)为示出比较例1的聚合物光波导的芯的导光状态的示意图。
附图标记说明1下包层2 芯3外包层12控制组件
具体实施例方式接着，根据附图来详细说明本发明的实施方式。首先，描述本实施方式的聚合物光波导的制法的概况。在该制法中，准备由硅片、玻璃等形成的基板11，如图1的(a) (c)所示，在其上形成下包层1。接着，如图2的(a) (f)所示，在上述下包层1上，使用包含上述感光性树脂(光引发阳离子聚合树脂)和溶剂的芯形成用树脂组合物(以下有时称为“清漆”)来形成树脂层(2’)，隔着形成为规定图案的光掩模M将该树脂层曝光，显影，通过固化将形成有图案的树脂层形成为芯2。接着，如图3的(a) (c)所示，以覆盖下包层1上形成的芯2 的方式，形成外包层3，获得图3的(d)那样的聚合物光波导。此时，如图2的(b)所示，在芯的制作过程中，在该曝光之前，通过进行经由加热使芯形成用树脂组合物(树脂层)中的溶剂挥发、并将该树脂层中的残留溶剂浓度降低至以下的加热工序，从而防止所得芯的宽度大于设计值于未然。这是本发明的特征。接着，详细说明上述制法。首先，准备平板状的基板11。作为该基板11，例如，可列举出上述硅片、玻璃，除此以外，还可以使用由树脂、金属等形成的基板。接着，如图1的 (a)所示，在上述基板11的表面的规定区域涂布下包层1形成用的树脂组合物1’。该树脂组合物1’的涂布例如通过旋转涂布法等来进行。接着，使之固化，制作下包层1。上述下包层1的固化根据下包层1的形成材料、厚度等适当进行，例如，使用感光性树脂作为其形成材料时，如图ι的(b)所示，对上述树脂组合物1’层照射紫外线(空心箭头L:以下相同)后，如图1的(c)所示，通过使用烘箱等的加热处理(虚线箭头H:以下相同)，完成固化。接着，如图2的(a)所示，在上述下包层1上涂布芯2形成用的光引发阳离子聚合树脂组合物(清漆2’)，如图2的(b)所示，进行加热处理H，使该清漆2’中的溶剂挥发。 接着，对残留溶剂浓度降低了的清漆2’的层，如图2的(c)所示，隔着光掩模M照射紫外线 L，然后如图2的(d)所示，进行加热处理H，使其完成固化。此后，如图2的(e)所示，使用显影液D，通过浸渍法、喷涂法、搅炼(puddle)法等进行显影，使上述光引发阳离子聚合树脂层O’)中的未曝光部分溶解并除去，将残留的光引发阳离子聚合树脂层形成为芯2的图案。接着，如图2的(f)所示，通过加热处理H，使芯部干燥，获得截面大致方形的芯2。对此进行更详细描述时，首先，通过旋转涂布法等将由感光性光引发阳离子聚合树脂和溶剂形成的清漆2’涂布在下包层1上。此时，如图2的(a)所示，通过质量计13等测定刚涂布之后的清漆2’层的质量(连基板11和下包层1 一起)，在利用计算机的控制组件12中存储(控制工序)。另外，清漆2’中的涂布前(初始)溶剂量(浓度)为20 40wt%。接着，如图2的(b)所示，将上述清漆2’层连基板11 一起加热，使该清漆2’中的上述溶剂的一部分挥发，将上述清漆2’中残留的溶剂的量降低至规定浓度范围(lWt%以下)。此时的加热条件通过上述质量计13等监测该加热中的清漆2’层的质量变化而由上述控制组件12来决定。而且，该清漆2’中的溶剂浓度的变化可以通过比较上述加热前控制组件12中存储的质量与加热后的质量来求出(上述基板11和下包层1的质量抵消)。 此外，清漆2’中的残留溶剂的量降低至上述规定浓度以下为止的确认也可同样地通过利用上述质量计13等的质量测定来实时进行(控制工序)。另外，本实施方式中的“控制工序”包括如下的一系列操作、组件、装置等测定和记录上述清漆2，中的溶剂的量(浓度)，基于此控制加热工序的加热条件，将加热后的清漆 2’中的残留溶剂浓度调整至以下。另外，在加热工序中难以在线设置质量计13等时，也可以为，通过预备实验等，预先设定工序中的加热条件，通过上述控制组件12来控制该工序的加热装置的温度、湿度、 风量、加热时间等。为了测定上述清漆2’中残留的溶剂浓度，除了上述以外，还可以使用通过反射率吸收率等光学方法以非接触方式测定溶剂浓度的方法、通过测定烘箱等的排气中的溶剂浓度推测挥发的溶剂量的方法等。通过上述加热来降低清漆2’中的残留溶剂浓度之后，如图2的(C)所示，隔着具有对应于芯图案的开口的光掩模M照射紫外线L，将上述清漆2’的层曝光成规定图案。为了隔着该光掩模M照射紫外线L，通常使用超高压汞灯、高压汞灯等。另外，从芯图案的图像分辨率的观点考虑，根据感光性材料的种类，使用称之为带通滤光器的曝光滤光器，使得仅仅照射目标曝光光线。利用上述紫外线L的曝光完成之后，如图2的(d)所示，进行用于完成光反应的加热处理H。此时，在本实施方式中的聚合物光波导的制法中，由于通过上述曝光前的加热工序(参照图2的(b))，将芯2形成用的清漆2’中的残留溶剂浓度降低至以下，因此即使在该曝光后的加热处理H中，也能抑制由上述紫外线照射所产生的活性种在上述清漆 2’中的移动。上述固化完成后，如图2的(e)所示，使用显影液D通过浸渍法等进行显影，使上述清漆2’层中的未曝光部分溶解并除去，将残留的光引发阳离子聚合树脂层形成为芯2的图案。接着，如图2的(f)所示，通过加热处理H除去形成了芯2的图案的残留树脂层中的显影液D。由此，在上述下包层1上形成规定形状的芯2的图案。接着，如图3的(a)所示，与上述下包层1同样地，涂布覆盖下包层1和芯2的外包层3形成用的树脂组合物3’。接着，使之固化，制作外包层3。该外包层3的固化在使用感光性树脂作为其形成材料时也如下进行如图3的 (b)所示，对由上述树脂组合物3’形成的层进行紫外线L的照射，然后如图3的(c)所示， 通过加热处理H完成固化。另外，使用热固化型的树脂作为外包层3的形成材料时，仅仅进行图3的(c)所示的通过加热处理H的固化。接着，通过使用切刀等的切割(图示省略)，将光波导的纵向端部切断，将光波导剪齐为所需的长度，获得图3的(d)所示的各芯2的纵向端面(正方形端面)在其纵向的一个端面露出的光波导。这样，本实施方式的聚合物光波导的制法中，芯2的利用紫外线L的曝光工序之前，包括使上述芯2形成用树脂组合物(清漆2’ )中的溶剂挥发的加热工序(参照图2的(b))和将上述清漆2’中的残留溶剂浓度调整为以下的控制工序(控制组件12等)。 因此，即使使用光引发阳离子聚合树脂，在芯2形成时，其宽度不会过度增宽，能够按照当初设计宽度精度良好地形成各芯2。另外，由于芯2的宽度方向尺寸准确，可以减低各芯2 的总损失，其结果，能够以良好的成品率制造高性能和高品质的聚合物光波导。此外，在上述实施方式中，虽然仅仅示出了芯的宽度方向截面，但本发明的聚合物光波导的制法能够应用于芯图案在纵向上延伸的直线(straight)状的光波导，此外还能应用于例如芯图案为曲线状的光波导、用于对光信号进行分波或合波的芯分支的光波导、 用于光信号的复合(合并)的芯交叉的光波导等。另外，作为本发明的聚合物光波导的制法中使用的形成材料，下包层、外包层和芯都可以使用环氧系、氧杂环丁烷系、乙烯基醚系等具有环氧基、乙烯基醚基等且通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的树脂。例如，可列举出环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚有机硅树脂等感光性树脂(光聚合性树脂)。在这些树脂当中，从成本、膜厚控制性、损失等观点考虑，阳离子聚合性环氧树脂是优选的。其中，通过改变添加剂的种类、量，可以使下包层、外包层与芯的折射率产生差别。另外，上述光引发阳离子聚合树脂相对于整个芯形成用树脂组合物(清漆)的比例通常为40 IOOwt %，优选为50 80wt%。另外，上述光引发阳离子聚合树脂与光酸产生剂等光催化剂一起形成光引发阳离子聚合树脂组合物，作为其他成分，可以含有反应性低聚物、稀释剂、偶联剂等。作为光酸产生剂，例如可以使用鐺盐或金属茂配合物等化合物。作为鐺盐，可以使用重氮鐺盐、锍盐、碘鐺盐、鳞盐和硒鐺盐(selenonium salt)等。作为它们的抗衡离子，可以使用CF3S03-、BF4-、PF6-、AsF6-和SbF6-等阴离子。作为具体例子，可列举出三苯基锍三氟甲磺酸盐、4-氯苯基重氮鐺六氟磷酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍六氟磷酸盐、(4-苯基硫代苯基)二苯基锍六氟锑酸盐、(4-苯基硫代苯基)二苯基锍六氟磷酸盐、双W-(二苯基锍)苯基]硫醚双六氟锑酸盐、双W-( 二苯基锍)苯基]硫醚双六氟磷酸盐、甲氧基苯基)二苯基锍六氟锑酸盐、(4-甲氧基苯基)苯基碘鐺六氟锑酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鐺六氟磷酸盐、苄基三苯基鳞六氟锑酸盐、三苯基硒鐺六氟磷酸盐等。这些化合物可以单独使用或将两种以上组合使用。上述光酸产生剂相对于整个芯形成用树脂组合物(清漆)的比例通常为0.01 IOwt %，优选为0. 1 5wt%。作为反应性低聚物，例如可以使用芴衍生物型环氧化物、许多其他环氧化物、环氧 (甲基)丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、丁二烯丙烯酸酯、氧杂环丁烷等的低聚物。尤其，氧杂环丁烷类只需少量添加就具有促进聚合性混合物的固化的效果，因而优选。作为氧杂环丁烷化合物的例子，可列举出3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、二(1-乙基(3-氧杂环丁基(oxetanyl)))甲基醚、3_乙基_3_(2_乙基己基甲基) 氧杂环丁烷等。这些反应性低聚物可以单独使用或将两种以上组合使用。作为稀释剂，例如可列举出丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚等碳原子数 2 25的烷基单缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、十二烷二醇二缩水甘油醚、季戊四醇多缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、间苯二酚缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、 烯丙基缩水甘油醚、四氟丙基缩水甘油醚、八氟丙基缩水甘油醚、十二氟戊基缩水甘油醚、 氧化苯乙烯、1，7-辛二烯二环氧化物、苎烯二环氧化物、苎烯单氧化物、α-菔烯环氧化物、β -菔烯环氧化物、环己烯环氧化物、环辛烯环氧化物、乙烯基环己烯氧化物等。进而，从耐热性、透明性的观点考虑，作为优选的稀释剂，可列举出分子内具有脂环式结构的环氧化物，即，3，4_环氧环己烯基甲基-3’，4’_环氧环己烯羧酸酯、3，4_环氧环己烯基乙基-3，4-环氧环己烯羧酸酯、乙烯基环己烯二氧化物、烯丙基环己烯二氧化物、3， 4-环氧-4-甲基环己基-2-环氧丙烷、双(3，4-环氧环己基)醚等。通过在作为主剂的环氧树脂中混合适量的这些稀释剂，提高了环氧基的反应率，作为结果可以提高所得固化物的耐热性、作为薄膜的柔软性。作为偶联剂，可以使用环氧系的偶联剂。例如，可列举出2-(3，4-环氧环己基)
乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等。另外，还可以使用氨基系的3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷等。另外，在形成上述芯的形成材料的光引发阳离子聚合树脂组合物中，可添加粘度调整用的溶剂(与作为主剂的光引发阳离子聚合树脂不反应，仅具有使树脂溶胀和增塑的作用的有机溶剂)。作为该溶剂，使用乳酸乙酯、环己酮、甲乙酮(MEK)等。上述溶剂相对于整个芯形成用树脂组合物(清漆)的比例通常为50wt%以下，优选为20 40wt%。此外，考虑到成型后的尺寸伸缩等，成为各包层的形成材料的感光性树脂组合物优选不含上述粘度调整用的溶剂。例如，使用环氧树脂时，代替上述溶剂，通过使用液状的环氧单体，可以实现外包层的形成材料的无溶剂化。作为液状的环氧单体，例如可列举出 Daicel Chemical Industries, Ltd.制造的 CELLOXIDE 2021P, Daicel Chemical Industries, Ltd.制造的 CELLOXIDE 2081，ADEKA 公司制造的 ADEKA RESIN EP4080E 等。使用这些物质，使固体状或粘稠液体状的环氧树脂溶解，可以实现无溶剂化。接着，将比较例和实施例一起说明。然而，本发明不局限于以下的实施例。[实施例]首先，在实施例之前，制备使用材料。另外，比较例中使用的使用材料也是相同的。下包层和外包层的形成材料成分A (液状环氧树脂)含有脂环骨架的环氧树脂(ADEKA公司制造的ADEKA RESIN EP4080E)100 重量份成分B (光酸产生剂)三芳基锍盐的50%碳酸丙二酯溶液(San-Apro Ltd.制造的CPI-200K)1重量份芯的形成材料成分C (光引发阳离子聚合环氧树脂)邻甲酚酚醛清漆缩水甘油醚(东都化成公司制造的YD CN-700-10) 100重量份成分B (光酸产生剂)三芳基锍盐的50%碳酸丙二酯溶液(San-Apro Ltd.制造的CPI-200K)0. 5重量份使它们在60重量份的作为溶剂的乳酸乙酯(武藏野化学研究所公司制造)中搅拌溶解(温度80°C，搅拌250rpmX3小时)，制备成为芯的形成材料(光聚合性树脂组合物)的清漆。所制备的清漆中含有的溶剂量(浓度)为37.3wt% (配合值)。另外，用数字粘度计(Brookfield Engineering Laboratories, Inc.制造的 HBDV-I+CP)测定其粘度， 结果为 1800mPa · s。
接着，与上述实施方式同样地制作实施例的聚合物光波导。实施例下包层的制作首先，通过旋转涂布装置(Mikasa Co.，Ltd.制造的1X-DX》在玻璃基板(厚度 11mm，140mm见方)的表面涂布上述外包层的形成材料，然后对其整个表面利用lOOOmJ/cm2 的紫外线(混合光线)照射(曝光机(Mikasa Co.，Ltd.制造的MA_60F)，超高压汞灯(Ushio Inc.制造USH-250D))进行曝光。接着，进行80°C X5分钟的加热固化处理，在基板上制作下包层。所得下包层的截面尺寸用数字显微镜(KEYENCE公司制造的VHX-200)测定，厚度为 25 μ m。芯的制作接着，在上述下包层的表面通过旋转涂布装置(Mikasa Co.，Ltd.制造的1X-DX2) 涂布上述芯的形成材料。接着，用质量计测定总体的重量，如图2的(b)所示，在100 160°C下进行5 30分钟的加热处理，然后再次用质量计测定总体的重量，根据该加热前后的质量变化(由溶剂挥发导致的重量减轻)，计算由上述芯形成材料形成的层中的溶剂(乳酸乙酯)浓度。另外，上述加热条件设定为使得加热后的芯形成材料层中的残留溶剂浓度为lwt%以下。接着，隔着具有直线状的芯图案的开口的合成石英制的铬掩模(光掩模M)，从其上方，使用i带通滤光器，按照接近式曝光法(间隙125 μ m)，用3000mJ/cm2的365nm射线照射进行曝光(曝光机(Mikasa Co.，Ltd.制造的MA-60F)，超高压汞灯(Ushio Inc.制造 USH-250D))。接着，进行100°C X 10分钟的加热固化处理接着，通过使用Y-丁内酯(三菱化学制造)进行4分钟的浸渍显影，溶解除去未曝光部分，然后通过进行100°C X5分钟的加热干燥处理，制作多条芯。所得各芯层的截面尺寸用数字显微镜(KEYENCE公司制造的VHX-200)测定，高度(厚度)为50 μ m。接着，在所得芯和下包层上，通过旋转涂布装置(Mikasa Co.，Ltd.制造的 1X-DX2)涂布上述包层的形成材料，然后，在其整个表面利用lOOOmJ/cm2的紫外线(混合光线)照射(曝光机(Mikasa Co.，Ltd.制造的MA-60F)，超高压汞灯(Ushio Inc.制造 USH-250D))进行曝光。接着，进行80°C X 5分钟的加热固化处理，形成外包层，获得聚合物光波导。上述外包层的截面尺寸用数字显微镜(KEYENCE公司制造的VHX-200)测定，厚度为 75 μ m。比较例1上述“芯的制作”时，进行60°C X 30分钟的芯形成材料涂布后的加热处理(参照图2的(b))，使得加热后的芯形成材料层中的残留溶剂浓度为约1. 5wt%左右，除此以外， 与上述实施例同样地，制作比较例1的聚合物光波导。另外，所得光波导的各层(下包层、 芯、外包层)的厚度与实施例相同。比较例2上述“芯的制作”时，进行60°C X 5分钟的芯形成材料涂布后的加热处理(参照图 2的(b))，使得加热后的芯形成材料层中的残留溶剂浓度为约4. 5wt%左右，除此以外，与上述实施例同样地，制作比较例2的聚合物光波导。另外，所得光波导的各层(下包层、芯、 外包层)的厚度与实施例相同。
比较例3上述“芯的制作”时，进行60°C X 1分钟的芯形成材料涂布后的加热处理(参照图 2的(b))，使得加热后的芯形成材料层中的残留溶剂浓度为约8. 5wt%左右，除此以外，与上述实施例同样地，制作比较例3的聚合物光波导。另外，所得光波导的各层(下包层、芯、 外包层)的厚度与实施例相同。使用上述实施例、比较例1 3的聚合物光波导，调查紫外线曝光前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度(wt%)与所得芯的宽度及其光的总损失的关系。另外，通过NFP图像观察，目视观察芯的导光状态。残留溶剂浓度与芯宽度的关系将形成的聚合物光波导在宽度方向上垂直地切断，使用KEYENCE公司制造的数字式显微镜(VHX-200)观察其截面，测定各芯的宽度(光波导宽度方向的总宽度)。另外，各芯的高度全部为50 μ m。实施例(n = 6)紫外线曝光前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度全部低于 lwt%，所得芯的总宽度为50 44 μ m(平均48. 1 μ m)。比较例1 :(n = 1)紫外线曝光前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度为大约 1.5wt%，所得芯的总宽度为59 μ m。比较例2:(n = 2)紫外线曝光前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度为大约 4. 5wt%,所得芯的总宽度的平均值为67. 9 μ m。比较例3:(n = 1)紫外线曝光前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度为大约 8. 5wt%，所得芯的总宽度为74 μ m。图4是以上述测定的芯的宽度(μπι)为纵轴，以上述紫外线照射前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度)为横轴，将上述结果绘制曲线而获得的图像1。^mmmM接着，通过依据JIS C 6823的方法，测定所得芯的总损失。实施例(n = 6)紫外线曝光前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度全部低于 lwt%，所得芯的总损失为1. 6 2. ldB/10cm(平均1. 8dB/10cm)。比较例1 :(n = 1)紫外线曝光前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度为约 1. 5wt%，所得芯的总损失为4. 3dB/10cm。比较例2:(n = 2)紫外线曝光前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度为约 4. 5wt%，所得芯的总损失的平均值为5. 4dB/10cm。比较例3:(n= 1)紫外线曝光前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度为约 8. 5wt%，所得芯的总损失为5. ldB/10cm。图5是以上述测定的芯的总损失值(dB/lOcm)为纵轴，以上述紫外线照射前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度)为横轴，将上述结果绘制曲线而获得的图像2。从以上的结果可知，作为芯的形成材料，在使用邻甲酚酚醛清漆缩水甘油醚作为光引发阳离子聚合环氧树脂、三芳基锍盐的50%碳酸丙二酯溶液作为光酸产生剂、乳酸乙酯作为它们的溶剂的光引发阳离子聚合树脂组合物中，将紫外线照射前的芯形成材料中的残留溶剂浓度通过其前阶段的加热处理控制在以下，由此会提高该芯的宽度的尺寸精度，其结果，获得了芯的光损失低、高品质的聚合物光波导。
另外，通过NFP图像观察来观察上述实施例、比较例1的聚合物光波导的芯的导光状态，结果确认到，实施例的聚合物光波导的芯如图6的(a)的示意图所示具有非常清晰的轮廓，显示了均勻的导光状态。另一方面，如比较例1所示，与设计值相比在横向(宽度方向)上扩大的聚合物光波导的芯如图6的(b)的示意图所示具有宽的轮廓，导光状态也是不均勻的。产业上的可利用件本发明的聚合物光波导的制法可广泛地用于制造光通信、光信息处理、其他一般光学领域中使用的聚合物光波导的制造中。
权利要求
1.聚合物光波导的制法，其特征在于，所述制法包括 工序(a)，在基板上形成下包层； 工序(b)，在所述下包层上形成传输光的芯； 工序(c)，以覆盖所述芯的方式形成外包层； 其中，所述工序(b)包括工序(b-Ι)，在所述下包层的表面涂布芯形成用树脂组合物，所述芯形成用树脂组合物包含通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂和溶剂；工序(b-2)，将所述芯形成用树脂组合物加热，使所述芯形成用树脂组合物中的所述溶剂挥发；工序(b-3)，控制所述工序(b-2)中的加热条件，将所述芯形成用树脂组合物中的残留溶剂浓度调整至Iwt %以下；工序(b_4)，隔着光掩模对所述工序(b-2)后的芯形成用树脂组合物的层照射照射线来曝光，并显影而形成规定图案的所述芯。
全文摘要
本发明提供了聚合物光波导的制法，该方法使用通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂，可有效地制造低光损失的聚合物光波导。该聚合物光波导由芯(2)、下包层(1)、和外包层(3)构成，该制法包括在下包层(1)的表面涂布含有溶剂的芯形成用光引发阳离子聚合树脂组合物的工序(a)；通过加热处理使由上述芯形成用树脂组合物(2’)形成的层中的溶剂挥发的加热工序(b)；将该加热工序(b)后的芯形成用树脂组合物中的残留溶剂浓度调整至1wt％以下的控制工序(控制组件(12))，对上述加热工序(b)后的芯形成用树脂组合物的层隔着光掩模照射照射线来曝光，并显影而形成规定图案的芯(2)。
文档编号G02B6/138GK102236125SQ20111010096
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年4月26日
发明者小河睦 申请人:日东电工株式会社