CN100426027C - 光波导路的制成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光波导路的生成方法，其特征在于，在可以剥离的基材(a)表面形成芯层(c)，接着芯层(c)的表面和基材表面形成包层(d)，从芯层(c)和包层(d)剥离基材(a)，制成芯层(c)的上层面(e)或下层面不被包层(d)覆盖的光波导路。

Description

光波导路的制成方法
技术领域
本发明涉及一种可以适合用作光集成电路的芯层的上层面或下层面不为包层所覆盖的光波导路的制成方法。
背景技术
近年来，要求光通信***或计算机中信息处理的大容量化和高速化，所以使得作为光的传送介质的光波导路引起人们的注意。
作为光波导路的制成方法，已知例如包括如下工序的方法：准备表面具有凹沟的第1包层构件的工序，在第1包层构件之上涂敷第1液态高分子材料来覆盖凹沟和凹沟周边的工序，对涂敷的第1液态高分子材料进行热处理、形成表面具有凹沟比凹沟周边低而成的凹陷且凹陷深度与凹沟周边的厚度相同或比其更大的芯构件的工序，在第1包层构件和芯构件的上面涂敷第2液态高分子材料的工序，对涂敷的第2液态高分子材料进行热处理来形成第2包层构件的工序(参照特开2002-350661号公报)。
但是，通过这样的方法不能在芯部表面形成没有包层的光波导路。
另一方面，还有制造芯构件不被包层构件覆盖的光波导路的方法。作为这样的光波导路的制造方法，已知例如如下方法：在基板上形成由光敏性材料构成的膜，接着在该膜上对光波导路芯图案进行曝光，然后对光敏性材料或其衍生物进行稳定化处理，形成由芯部和包层部构成的图案层(参照特开2003-14966号公报)。
但是，通过这样的方法，形成芯的上层面和下层面二者都不被包层覆盖的光波导路，不能形成芯的上层面和下层面中的只有一面不被包层覆盖的光波导路。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种光波导路的制成方法，是用芯层和包层构成的光波导路，是在包层内设有芯层且芯层的上层面或下层面不被包层所覆盖的光波导路的制成方法。
本发明提供一种光波导路的制成方法，其特征在于，在可以剥离的基材表面形成芯层，接着在芯层的表面和该基材表面形成包层，从芯层和包层剥离该基材，制成芯层的上层面或下层面不被包层所覆盖的光波导路。
进而，本发明的具有代表性的实施方式(embodiment)是如下所述的光波导路的制成方法，即在可以剥离的基材表面涂敷负型能量线敏感性材料或正型能量线敏感性材料，照射能量线，进行显影而形成芯层，接着，在芯层的表面和该基材的表面中应该形成包层的部分涂敷包层形成用材料，形成折射率比芯层的折射率低的包层，从芯层和包层剥离该基材，制成芯层的上层面或下层面不被包层覆盖的光波导路。
进而，本发明的其它实施方式是如下所述的光波导路的制成方法，即在可以剥离的基材表面涂敷能量线敏感性折射率变化性材料，照射能量线，形成由芯层和包层构成的折射率图案层，接着，在折射率图案层的表面上进一步形成包层，从折射率图案层剥离该基材，制成含有芯层的上层面或下层面的折射率图案层的上层面或下层面不被包层覆盖的光波导路。
通过本发明，可以用简单的工序获得在包层内设有芯层、然后芯层的上层面和下层面中的一面不被包层所覆盖而另一面用包层覆盖的光波导路。而且，可以形成芯层的上层面和包层的上层面的高度差或芯层的下层面和包层的下层面的高度差为0.1μm以下的光波导路。
附图说明
图1是表示本发明的光波导路的制成方法的各工序的一个实施方式的概略截面图。
图2是表示本发明的光波导路的制成方法的各工序的一个实施方式的概略截面图。
图3是表示芯层的上层面和包层的上层面的高度差的概略截面图。
图4是表示本发明的光波导路的制成方法的各工序的一个实施方式的概略截面图。
具体实施方式
下面用图对本发明的优选实施方式进行说明。
图1和图2是表示以如下所示的方式制成如下所述的光波导路的方法的概略截面图，即在可以剥离的基材表面涂敷负型或正型能量线敏感性材料，照射能量线，进行显影而形成芯层，接着，在芯层的表面和该基材的表面中应该形成包层的部分涂敷包层形成用材料，形成折射率比芯层的折射率低的包层，从芯层和包层剥离该基材，制成芯层的上层面或下层面不被包层覆盖的光波导路。特别是，图1所示的方法为使用负型能量线敏感性材料作为芯层的形成用材料的例子，图2所示的方法为使用正型能量线敏感性材料的例子。
在图1所示的方法中，首先，在可以剥离的基材a表面涂敷用于形成芯层的负型能量线敏感性材料b[图1(1)]。接着，对应该形成芯层的部分照射能量线形成图案[图1(2)]，进行显影形成需要图案的芯层c[图1(3)]。接着，在芯层c的表面和基材a的表面中应该形成包层的部分涂敷包层形成用材料。按照需要使该涂敷后的包层形成用材料固化，形成包层d[图1(4)]。该包层d的折射率比芯层c的折射率低。形成包层d之后，按照需要使其倒置以使其上下颠倒[图1(5)]。接着，从芯层c和包层d上剥离基材a，获得光波导路[图1(6)]。
用这样的方法获得的光波导路，需要的图案形状的芯层c的下面和侧面与包层d相接，所以具有芯层c设于包层d内的结构。但是，芯层c的上层面e不被包层d所覆盖。另外，芯层c的上层面e与包层d的上层面j的高度差较小。
在图1所示的方法中，是在形成包层d之后，将其倒置[图1(5)]，当然，也可以不使其倒置而从下侧剥离基材a。在使其倒置后剥离基材a的情况下，可以获得芯层c的上层面e不被包层d所覆盖的光波导路。另一方面，在不使其倒置而剥离基材a的情况下，可以获得芯层c的下层面不被包层d所覆盖的光波导路。这与后述的图2和图4所示的方法相同。
作为可以剥离的基材a，例如可以优选使用其基材的材料自身显示脱模性的基材、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄片。另外，例如在粘合剂层的一面(不是聚氯乙稀薄膜层面)上也可以使用以硅、蜡、氟树脂等脱模剂处理了的纸、薄片、塑料薄片、玻璃板等脱模性基材。
作为负型能量线敏感性材料b，可以使用公知的材料。具体地说，可以使用在由该材料形成的被膜中，照射能量线(可见光线、紫外线、热线等)的地方发生固化而不溶于显影液、而另一方面未照射的地方被显影液溶解由此而能够形成芯层的材料。
通过将材料b涂装或印刷于基材a上，能够形成用于构成芯层的被膜。作为该涂装或印刷的方法，可以举例为滚筒法、喷射法、帘辊法、丝网印制法。
另外，作为能量线，可以举例为氩激光(488nm)、半导体激光(830nm)、YAG激光(1.06μm)等。
显影例如可以用水处理或有机溶剂处理来进行。另外，在材料b是阴离子性的情况下，可以使用碱性显影液，在是阳离子性的情况下，可以使用酸性显影液进行处理。这些显影处理可以用公知的方法进行。
包层d的形成用材料，只要是可以形成具有比芯层的折射率低的折射率的包层的材料，就没有特别限制。可以使用例如热塑性树脂、固化性树脂等公知的树脂。
作为热塑性树脂，可以举例为丙烯酸系树脂、环氧系树脂、硅系树脂、聚碳酸酯系树脂、硅氧烷系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚氨基甲酸酯系树脂、氧杂环丁烷系树脂、聚醚砜系树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚砜系树脂、聚醚酮系树脂、聚酰胺系树脂、聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)系树脂、苯酚酚醛清漆(phenol novolac)系树脂、乙烯-乙烯基醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚苯乙烯系树脂、氟系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、聚缩醛系树脂、聚醚腈系树脂、聚酰胺11、聚烯烃-马来酸酐缩亚胺共聚物、芳族聚酰胺(aramid)系树脂、液晶聚合物(聚缩醛共聚物、旭化成工业株式会社制，商品名テナツク系列)、氰酸酯系树脂等。
作为固化性树脂，可以举例为热固化性树脂、常温固化性树脂、活性能量线固化性树脂等。特别是，作为活性能量线固化性树脂，也可以使用与上述的负型能量线敏感性材料b同类的材料。在使用活性能量线固化性树脂的情况下，可以对该树脂被膜全面照射活性能量线而使其固化。
也可以将包层d的形成材料作为干膜(根据需要也可以使用基薄膜)，将该干膜热层叠于芯层b的表面，从而形成包层d。
最终形成的包层b的折射率，优选低至与芯层c的折射率之间的差为0.1％以上。
在图2所示的方法中，首先，在可以剥离的基材a表面上涂敷用于形成芯层的正型能量线敏感性材料f[图2(1)]。接着，对除应该形成芯层的部分以外的部分照射能量线以形成图案状[图2(2)]，进行未曝光部分g的显影而形成芯层h[图2(3)]。接着，在芯层h的表面和基材a的表面中应该形成包层的部分涂敷包层形成用材料。根据需要使该涂敷后的包层形成用材料固化，形成包层d[图2(4)]。该包层d的折射率比芯层h的折射率低。在形成包层d之后，根据需要使其倒置而使其上下颠倒[图1(5)]。接着，从芯层h和包层d剥离基材a，获得光波导路[图2(6)]。
通过这样的方法获得的光波导路，由于需要的图案状的芯层h的下面和侧面与包层d相接，所以具有芯层h设在包层d内的结构。不过，芯层h的上层面i不被包层d覆盖。另外，芯层h的上层面i与包层d的上层面j的高度差较小。
图2所述的方法，使用正型能量线敏感性材料(f)代替在图1所述的方法中的负型能量线敏感性材料b，除此以外与上述的方法相同，所以除了说明负型与正型之间的不同以外省略其它说明。
作为正型能量线敏感性材料f，可以使用公知的材料。具体地说，可以使用在由该材料形成的被膜中、通过使被膜被能量线(紫外线、可见光线或热线等)照射的地方分解而增加对显影液的溶解性并通过进行显影处理能够形成芯层h的材料。
图3表示芯层的上层面e或i和包层的上层面j之间的高度差。在本发明中，特别优选芯层的上层面e或i与包层的上层面j的高度差、或者芯层的下层面和包层的下层面的高度差为0.1μm以下。为了减少该差，例如优选使用具有平滑表面的基材作为可以剥离的基材a，涂敷作为负型或正型能量线敏感性材料的液状材料并进行能量线照射、显影而形成芯层，使用液态热固化性树脂、液态常温固化性树脂、液态活性能量线固化性树脂来形成包层d等的方法。
图4是表示本发明之四所述的光波导路的制成方法的概略截面图，该制成方法是在可以剥离的基材表面涂敷能量线敏感性折射率变化性材料，并照射能量线形成由芯层和包层构成的折射率图案层，接着，在该折射率图案层的表面进一步形成包层，从折射率图案层剥离该基材，制成含有芯层的上层面或下层面的折射率图案层的上层面或下层面不被包层所覆盖的光波导路。
在图4所示的方法中，首先，在可以剥离的基材a表面涂敷用于形成芯层和包层的能量线敏感性折射率变化性材料k[图4(1)]。接着，照射能量线，形成折射率图案层l。该折射率图案层l的折射率高的部分成为芯层m，折射率低的部分成为包层n[图4(2)]。接着，在该折射率图案层l表面形成包层p[图4(3)]。在形成该包层p之后，使其倒置而使其上下颠倒[图4(4)]。接着，将基材a从折射率图案层l剥离，获得折射率图案层l的上层面不被包层覆盖的光波导路[图4(4)]。
在该方法中，关于可以剥离的基材a、在能量线照射等中使用的材料和方法，可以用与上述相同的材料或方法进行。
作为能量线敏感性折射率变化性材料k，可以使用公知的材料，例如可以使用在称为光致褪色的方法中使用的材料。作为具体例子，可以举出光敏性聚硅烷、光敏性聚酰亚胺、光敏性聚硅烷/聚硅氨烷、对酸性或碱性分解性化合物/酸或碱的非分解性化合物/能量线敏感酸或碱产生剂等。
下面举出实施例对本发明进行说明。但是，本发明不被这些实施例所限定。在下面的记载中，“份”和“％”分别表示“重量份”和“重量％”。
<实施例1>
在本实施例中，按照图1所示的各工序，如下所示地制成光波导路。
首先，作为可以剥离的基材a，准备具有已实施硅处理的平滑地面的PET薄片(厚度1mm)。
另外，配合在苯乙烯-丙烯酸共聚物(树脂酸值293mgKOH/g、苯乙烯/丙烯酸＝80/20重量比)中使125份甲基丙烯酸缩水甘油酯发生反应而成的光固化性树脂(树脂固体成分55％，有机溶媒丙二醇单甲基醚，树脂酸值65mgKOH/g，数均分子量约2万)100份(固体成分)、光聚合性引发剂(二茂钛化合物，チバガイギ-公司制，商品名CGI-784)3份和光敏剂(日本感光色素株式会社制，商品名NKX-1595)1份，获得用作负型能量线敏感性材料b的光敏液。
另外，使用丙烯酸树脂(甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯＝80/20)代替上述的苯乙烯-丙烯酸共聚物，除此以外，与上述光敏液一样配合各成分，获得用作包层d的形成用材料的光敏液。
接着，在基材a的表面涂敷负型能量线敏感性材料b，以能量密度70mJ/cm2照射氩激光(振荡线488nm)的激光。然后，使用碳酸钠水溶液(0.25％)作为碱显影液进行显影，形成芯层c。
接着，向成为芯层c和包层的部分涂敷包层d形成用材料。然后，使用氩灯，以能量密度70mJ/cm2全面照射能量线，使包层d形成用材料固化来形成包层d。然后，从芯层b和包层d剥离基材a，获得光波导路。
该光波导路的芯层b的上层面e不被包层d覆盖。芯层b和包层d的上面的高度差(j和e的差)最好为0.1μm以下。另外，在这些界面上没有间隙等，所以良好。
<实施例2>
按照图2所示的各工序，如下所示制成光波导路。
首先，配合作为从200份四氢呋喃/65份P-羟基苯乙烯/28份丙烯酸正丁酯/11份丙烯酸而获得的分子量约为5200的反应物、双酚化合物和2-氯乙基乙烯基醚的缩合物(摩尔比1∶2)的二乙烯基醚化合物60份、光产酸剂(みどり化学株式会社制，商品名NAI-105)10份和光敏色素(香豆素系色素，日本感光色素公司制，商品名NKX-1595)1.5份，获得用作正型能量线敏感性材料f的光敏液。
另一方面，可以剥离的基材a和包层d形成用材料使用与实施例1相同的材料。
接着，在基材a的表面涂敷正型能量线敏感性材料f，以能量密度70mJ/cm2照射氩激光(振荡线488nm)的激光。然后，使用碳酸钠水溶液(0.25％)作为碱显影液进行显影，形成芯层h。
接着，向成为芯层h和包层的部分涂敷包层d形成用材料。然后，使用氩灯，以能量密度70mJ/cm2全面照射能量线，使包层d形成用材料固化，形成包层d。然后，从芯层h和包层d剥离基材a，获得光波导路。
该光波导路的芯层h的上层面i不被包层d覆盖。芯层h和包层d的上面的高度差(j和i的差)最好为0.1μm以下。另外，在这些界面上没有间隙等，所以良好。

Claims (2)

1. 一种光波导路的制成方法，其特征在于，包括：
在用脱模剂处理过的脱模性基材表面涂敷负型能量线敏感性材料或正型能量线敏感性材料，照射能量线，进行显影而形成芯层，
接着，在芯层的表面和该基材的表面中应该形成包层的部分涂敷包层形成用材料，形成折射率比芯层的折射率低的包层，
从芯层和包层剥离该基材，制成芯层的上层面或下层面不被包层覆盖的光波导路。
2. 根据权利要求1所述的光波导路的制成方法，其特征在于，
芯层的上层面和包层的上层面的高度差或芯层的下层面和包层的下层面的高度差为0.1μm以下。
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