JP4983990B2 - Method for manufacturing optical waveguide structure - Google Patents
Method for manufacturing optical waveguide structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP4983990B2 JP4983990B2 JP2011084857A JP2011084857A JP4983990B2 JP 4983990 B2 JP4983990 B2 JP 4983990B2 JP 2011084857 A JP2011084857 A JP 2011084857A JP 2011084857 A JP2011084857 A JP 2011084857A JP 4983990 B2 JP4983990 B2 JP 4983990B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- norbornene
- layer
- polymer
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、光導波路構造体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide structure.
近年、光通信の分野における光部品として、光分岐結合器（光カプラ）、光合分波器等が開発されており、これらに用いる光導波路型素子が有望視されている。この光導波路型素子（以下単に「光導波路」とも言う）としては、従来の石英系光導波路の他、製造（パターニング）が容易で汎用性に富むポリマー系光導波路があり、最近では後者の開発が盛んに行われている。 In recent years, optical branching couplers (optical couplers), optical multiplexers / demultiplexers, and the like have been developed as optical components in the field of optical communications, and optical waveguide devices used for these are promising. As this optical waveguide type element (hereinafter also simply referred to as “optical waveguide”), there are polymer optical waveguides that are easy to manufacture (patterning) and are versatile, in addition to conventional quartz optical waveguides. Has been actively conducted.
このような光導波路は、通常、基板上に所定の配置（パターン）で形成され、光導波路構造体として取り扱われる。この光導波路構造体としては、基板上に所定の電気配線回路と、コア部およびクラッド部で構成される光導波路とを形成し、さらにこの光導波路に発光素子および受光素子を取り付けたもの（電気／光混成基板）が開示されている（例えば、特許文献１参照）。 Such an optical waveguide is usually formed in a predetermined arrangement (pattern) on a substrate and handled as an optical waveguide structure. As this optical waveguide structure, a predetermined electric wiring circuit and an optical waveguide composed of a core part and a cladding part are formed on a substrate, and a light emitting element and a light receiving element are attached to this optical waveguide (electrical element) / Optical hybrid substrate) is disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献１に記載の光導波路構造体では、次のような問題点がある。
１．光導波路の形成工程が複雑であり、伝送光の光路を構成するコア部のパターン形状の設計、選択の自由度が狭い。
２．コア部のパターン形状の精度や寸法精度が悪い。
３．電気配線パターンと組み合わせた場合に、該配線パターンの設計における自由度が狭い。また、電気配線パターンの設計を優先すると、光導波路の光路設計の自由度が狭くなる。
４．集積化、小型化に不利である。
However, the optical waveguide structure described in Patent Document 1 has the following problems.
1. The process of forming the optical waveguide is complicated, and the degree of freedom in designing and selecting the pattern shape of the core part constituting the optical path of the transmitted light is narrow.
2. The core pattern shape accuracy and dimensional accuracy are poor.
3. When combined with an electrical wiring pattern, the degree of freedom in designing the wiring pattern is narrow. If priority is given to the design of the electrical wiring pattern, the degree of freedom in designing the optical path of the optical waveguide is reduced.
4). It is disadvantageous for integration and miniaturization.
本発明の目的は、光回路のパターン形状の設計の自由度が広く、寸法精度の高いコア部（光路）を有し、耐久性に優れる光導波路を備えた光導波路構造体を製造可能な光導波路構造体の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical waveguide capable of producing an optical waveguide structure having an optical waveguide having a core portion (optical path) having a high degree of dimensional accuracy and a wide degree of freedom in designing the pattern shape of an optical circuit. It is providing the manufacturing method of a waveguide structure.
このような目的は、下記（１）〜（１３）の本発明により達成される。
（１） 端部が傾斜面になっている凹部を上面に有する基板の前記凹部内に金属層を成膜する工程と、
前記凹部内に、互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを有し、前記コア部により伝送光の光路を形成する光導波路を埋設する工程と、
前記傾斜面の位置に合わせて、発光部および／または受光部を有する素子を配置する工程と、を有し、
前記光導波路を埋設する工程は、前記凹部内に、活性放射線の照射および加熱により屈折率が変化する材料であって、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る酸離脱性基を有するポリマーと、該ポリマーと相溶し該ポリマーより小さい屈折率を有するモノマーと、活性放射線の照射に伴ってカチオンと弱配位アニオンとを生じる化合物を含む第１の物質と、前記モノマーの反応を開始させ得る第２の物質であって前記弱配位アニオンの作用により活性化温度が低下する第２の物質と、を含む材料で構成されたコア層形成層を成膜し、その後、前記コア層形成層に対し、前記活性放射線を照射領域に選択的に照射することにより、前記照射領域において前記第１の物質を活性化させるとともに前記第２の物質の活性化温度を低下させ、次いで、前記コア層形成層に対して加熱処理を施すことにより活性化温度が低下した前記第２の物質を活性化させ、これにより前記コア層形成層の前記照射領域において前記モノマーの反応が進むにつれて未照射領域から未反応の前記モノマーが集まるとともに、前記照射領域において前記カチオンの作用により前記ポリマーの前記酸離脱性基を離脱させることにより、前記照射領域の屈折率を相対的に低下させ、前記照射領域に対応して形成された前記クラッド部と、前記未照射領域に対応して所望の形状に形成された前記コア部と、を含むコア層を有する光導波路を形成するものであることを特徴とする光導波路構造体の製造方法。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (13) below.
(1) forming a metal layer in the concave portion of the substrate having a concave portion having an inclined end surface on the upper surface;
A step of embedding an optical waveguide having a core part and a clad part having different refractive indexes in the concave part, and forming an optical path of transmission light by the core part;
A step of arranging an element having a light emitting part and / or a light receiving part in accordance with the position of the inclined surface,
Burying said optical waveguide, in the recess, the actinic radiation a material more refractive index changes in the irradiated and pressurized heat of at least partially be detached from the main chain acid cleavable groups of the molecular structure a polymer having a monomer having the polymer and compatibilized the polymer is less than the refractive index, the first material comprising a compound in accordance with the irradiation with actinic radiation results in a cation and a weakly coordinating anion, the monomer Forming a core layer forming layer composed of a material containing a second substance that can initiate a reaction and a second substance that has an activation temperature lowered by the action of the weakly coordinating anion ; the relative core layer forming layer, by selectively irradiating the active radiation irradiation area, lowering the activation temperature of the second material with activating the first material in the irradiation region, Ide, wherein activating the second material activation temperature is lowered by a heat treatment with respect to the core layer forming layer subjected, the reaction of the monomer proceeds in the irradiation area of the core layer forming layer by this As the unreacted monomer collects from the unirradiated region as it is, by removing the acid leaving group of the polymer by the action of the cation in the irradiated region, the refractive index of the irradiated region is relatively lowered, said said cladding portion formed corresponding to the irradiation area, the one in which forming an optical waveguide having a core layer comprising said core portion corresponding to the non-irradiated regions are formed into a desired shape, the A method of manufacturing an optical waveguide structure characterized by the above.
（２） 端部が傾斜面になっている凹部を上面に有する基板の前記凹部内に金属層を成膜する工程と、
前記凹部内に、互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを有し、前記コア部により伝送光の光路を形成する光導波路を埋設する工程と、
前記傾斜面の位置に合わせて、発光部および／または受光部を有する素子を配置する工程と、を有し、
前記光導波路を埋設する工程は、前記凹部内にクラッド層形成層を形成した後、前記クラッド層形成層上に、活性放射線の照射および加熱により屈折率が変化する材料であって、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る酸離脱性基を有するポリマーと、該ポリマーと相溶し該ポリマーより小さい屈折率を有するモノマーと、活性放射線の照射に伴ってカチオンと弱配位アニオンとを生じる化合物を含む第１の物質と、前記モノマーの反応を開始させ得る第２の物質であって前記弱配位アニオンの作用により活性化温度が低下する第２の物質と、を含む材料で構成されたコア層形成層を成膜し、その後、前記コア層形成層上に別のクラッド層形成層を形成し、積層体を得た後、前記積層体に対し、前記活性放射線を照射領域に選択的に照射することにより、前記照射領域において前記第１の物質を活性化させるとともに前記第２の物質の活性化温度を低下させ、次いで、前記積層体に対して加熱処理を施すことにより活性化温度が低下した前記第２の物質を活性化させ、これにより前記コア層形成層の前記照射領域において前記モノマーの反応が進むにつれて未照射領域から未反応の前記モノマーが集まるとともに、前記照射領域において前記カチオンの作用により前記ポリマーの前記酸離脱性基を離脱させることにより、前記照射領域の屈折率を相対的に低下させ、前記照射領域に対応して形成された前記クラッド部と、前記未照射領域に対応して所望の形状に形成された前記コア部と、を含むコア層を有する光導波路を形成するものであることを特徴とする光導波路構造体の製造方法。
(2) forming a metal layer in the concave portion of the substrate having a concave portion having an inclined end surface on the upper surface;
A step of embedding an optical waveguide having a core part and a clad part having different refractive indexes in the concave part, and forming an optical path of transmission light by the core part;
A step of arranging an element having a light emitting part and / or a light receiving part in accordance with the position of the inclined surface,
Burying the optical waveguide is formed by forming a cladding layer formation layer in the recess, the cladding layer forming layer, a material more refractive index changes in the irradiated and pressurized heat of actinic radiation, molecules a polymer having at least partially acid cleavable groups that can be detached from the main chain structure, a monomer having the polymer and compatibilized the polymer is less than the refractive index, cations and weakly coordinating with the irradiation of the active radiation A first substance containing a compound that generates an anion, and a second substance capable of initiating the reaction of the monomer and having a lower activation temperature due to the action of the weakly coordinated anion. After forming a core layer forming layer made of a material, and then forming another clad layer forming layer on the core layer forming layer to obtain a laminate, the active radiation is applied to the laminate. Selectively on irradiation area By morphism, the said first material with activating the irradiation region to reduce the activation temperature of the second material, then the activation temperature by heat treatment to the laminate The lowered second substance is activated , whereby the unreacted monomer gathers from the unirradiated region as the reaction of the monomer proceeds in the irradiated region of the core layer forming layer, and the cation in the irradiated region. By removing the acid- leaving group of the polymer by the action of the above, the refractive index of the irradiated region is relatively lowered, and the clad portion formed corresponding to the irradiated region and the unirradiated region an optical waveguide structure, characterized in that to form an optical waveguide having a core layer comprising said core portion formed into a desired shape corresponding to, the The method of production.
（３） 前記金属層は、前記光導波路の少なくとも一方の面に接合されている上記（１）または（２）に記載の光導波路構造体の製造方法。 (3) The manufacturing method of the optical waveguide structure according to (1) or (2), wherein the metal layer is bonded to at least one surface of the optical waveguide.
（４） 前記金属層は、所定形状にパターニングされ、電気配線または電気回路を構成している上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路構造体の製造方法。 (4) The method for manufacturing an optical waveguide structure according to any one of (1) to (3), wherein the metal layer is patterned into a predetermined shape to constitute an electrical wiring or an electrical circuit.
（５） 前記モノマーは、ノルボルネン系モノマーを主とするものである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路構造体の製造方法。 (5) The method for producing an optical waveguide structure according to any one of (1) to (4) , wherein the monomer is mainly a norbornene-based monomer.
（６） 前記ポリマーは、ノルボルネン系ポリマーを主とするものである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路構造体の製造方法。 (6) The method for producing an optical waveguide structure according to any one of (1) to (5) , wherein the polymer is mainly a norbornene-based polymer.
（７） 前記酸離脱性基は、−Ｏ−構造、−Ｓｉ−アリール構造および−Ｏ−Ｓｉ−構造のうちの少なくとも１つを有するものである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路構造体の製造方法。 (7) pre-hexane leaving groups are, -O- structure, -Si- any one of the above (1) having at least one of the aryl structure and -O-Si- structure (6) The manufacturing method of the optical waveguide structure as described in 1 above.
（８） 前記酸離脱性基は、−Ｓｉ−ジフェニル構造および−Ｏ−Ｓｉ−ジフェニル構造の少なくとも一方である上記（７）に記載の光導波路構造体の製造方法。 (8) The method for producing an optical waveguide structure according to (7) , wherein the acid leaving group is at least one of a -Si-diphenyl structure and a -O-Si-diphenyl structure.
（９） 前記ノルボルネン系ポリマーは、付加重合体である上記（６）に記載の光導波路構造体の製造方法。 (9) The method for producing an optical waveguide structure according to (6) , wherein the norbornene-based polymer is an addition polymer.
（１０） 前記コア部は、第１のノルボルネン系材料を主材料として構成され、前記クラッド部は、前記第１のノルボルネン系材料より低い屈折率を有する第２のノルボルネン系材料を主材料として構成されている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の光導波路構造体の製造方法。 (10) The core portion is composed of a first norbornene-based material as a main material, and the cladding portion is composed of a second norbornene-based material having a lower refractive index than the first norbornene-based material. The method for producing an optical waveguide structure according to any one of the above (1) to (9) .
（１１） 前記第１のノルボルネン系材料と前記第２のノルボルネン系材料とは、いずれも、同一のノルボルネン系ポリマーを含有し、かつ、前記ノルボルネン系ポリマーと異なる屈折率を有するノルボルネン系モノマーの反応物の含有量が異なることにより、それらの屈折率が異なっている上記（１０）に記載の光導波路構造体の製造方法。 (11) The first norbornene-based material and the second norbornene-based material both contain the same norbornene-based polymer, and a reaction of a norbornene-based monomer having a refractive index different from that of the norbornene-based polymer. The method for producing an optical waveguide structure according to the above (10) , wherein the refractive indexes thereof are different due to different contents of the objects.
（１２） 前記反応物は、前記ノルボルネン系モノマーの重合体、前記ノルボルネン系ポリマー同士を架橋する架橋構造、および、前記ノルボルネン系ポリマーから分岐する分岐構造のうちの少なくとも１つである上記（１１）に記載の光導波路構造体の製造方法。 (12) the reactants, the polymer of the norbornene monomer, cross-linked structure to crosslink the norbornene polymer with each other, and, at least is one above of the branch structure that branches from the norbornene-based polymer (11) The manufacturing method of the optical waveguide structure as described in 1 above.
（１３） 前記コア部と前記クラッド部とは、前記主鎖に結合した状態の前記離脱性基の数が異なること、および、前記モノマーの反応物の含有量が異なることにより、それらの屈折率が異なっている上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の光導波路構造体の製造方法。 (13) the previous SL core portion and the clad portion, the number of the cleavable groups of the conditions attached to the main chain is different, and, by the content of the reaction product of the monomer are different, their refractive The method for producing an optical waveguide structure according to any one of (1) to (12) , wherein the rates are different.
本発明によれば、活性放射線（活性エネルギー光線、電子線、Ｘ線等）の照射という簡単な方法でコア部のパターニングをすることができ、光回路の光路を構成するコア部のパターン形状の設計の自由度が広く、しかも寸法精度の高いコア部が得られる。 According to the present invention, the core portion can be patterned by a simple method of irradiation with actinic radiation (active energy ray, electron beam, X-ray, etc.), and the pattern shape of the core portion constituting the optical path of the optical circuit can be obtained. A core portion with a wide design freedom and high dimensional accuracy can be obtained.
また、コア層を所望の材料で構成した場合には、光導波路に応力が作用したり変形が生じたりした場合、特に、繰り返し湾曲変形した場合でも、コア部とクラッド部との層間剥離や、コア部内にマイクロクラックが発生すること等の欠陥が生じ難く、その結果、光導波路の光伝送性能が維持され、耐久性に優れる。 In addition, when the core layer is made of a desired material, when the stress is applied to the optical waveguide or deformation occurs, particularly even when repeatedly curved and deformed, delamination between the core portion and the cladding portion, Defects such as the occurrence of microcracks in the core are unlikely to occur, and as a result, the optical transmission performance of the optical waveguide is maintained and the durability is excellent.
さらに、コア部をノルボルネン系樹脂（環状オレフィン系樹脂）を主とする樹脂組成物で構成した場合には、前記変形に対し特に強く欠陥が生じ難いという効果が高い他、コア部とクラッド部との屈折率の差をより大きくすることができ、しかも、耐熱性に優れ、その結果、より高性能で耐久性に優れる光導波路が得られる。 Furthermore, when the core part is composed of a resin composition mainly composed of a norbornene resin (cyclic olefin resin), the core part and the cladding part are highly effective in that they are particularly strong against the deformation and hardly cause defects. The difference in refractive index of the optical waveguide can be further increased, and the optical waveguide is excellent in heat resistance. As a result, an optical waveguide having higher performance and durability is obtained.
また、傾斜面に成膜された金属層からなる光路変換部を有するので、伝送光の光路を所望の方向へ屈曲させることができ、そのため、光路の設計の自由度が広がり、特に短い光路長で光回路を形成することができ、光回路の高集積化に寄与する。 In addition, since it has an optical path conversion unit made of a metal layer formed on an inclined surface, the optical path of the transmitted light can be bent in a desired direction, which increases the degree of freedom in designing the optical path, and in particular the short optical path length. Thus, an optical circuit can be formed, which contributes to high integration of the optical circuit.
また、光導波路構造体が素子（発光素子または受光素子）を有するので、光導波路と光学的に接続することにより、素子の発光部から発せられた光を光導波路により他所へ導くことあるいは他所からの光を光導波路により素子の受光部へ導くことができ、小型で集積された光回路を形成することができ、また当該光回路の作動の信頼性も高い。 In addition, since the optical waveguide structure has an element (light emitting element or light receiving element), the light emitted from the light emitting portion of the element is guided to another place by the optical waveguide or optically connected to the optical waveguide. The light can be guided to the light receiving portion of the element by the optical waveguide, and a small and integrated optical circuit can be formed, and the operation reliability of the optical circuit is high.
また、金属層が電気配線または電気回路を構成している場合には、例えば前記素子への配線を容易に行うことができ、素子の種類（端子の設置箇所）等に係わらずそれに適した配線が可能となり、汎用性に富む。しかも、このような配線回路のパターンは、設計の自由度（例えば、端子の設置箇所の選択の自由度）が広い。 In addition, when the metal layer constitutes an electrical wiring or an electrical circuit, for example, wiring to the element can be easily performed, and wiring suitable for it regardless of the type of element (terminal installation location) or the like. Is possible and rich in versatility. Moreover, such a wiring circuit pattern has a wide degree of freedom in design (for example, a degree of freedom in selection of a terminal installation location).
このような本発明の光導波路構造体の製造方法は、光回路（光導波路および導光部のパターン）や電気回路（導体層および導体部のパターン）の設計の幅が広く、歩留まりが良く、光伝送性能を高く維持し、信頼性、耐久性に優れ、汎用性に富んだ光導波路構造体が得られる。そのため、得られた光導波路構造体は、種々の電子部品、電子機器等に対し用いることができる。 Such an optical waveguide structure manufacturing method of the present invention has a wide design range of optical circuits (patterns of optical waveguides and light guide portions) and electrical circuits (patterns of conductor layers and conductor portions), and has a good yield. An optical waveguide structure that maintains high optical transmission performance, is excellent in reliability and durability, and is versatile can be obtained. Therefore, the obtained optical waveguide structure can be used for various electronic components, electronic devices, and the like.
また、電気回路、光回路共に、形成が容易で、種々の形状のものを寸法精度良く形成することができる。特に、光回路については、凹部のような本来形成しにくい箇所でも形成することができ、また、露光パターンの選択により、どのような形状や配置の光路（コア部）でも形成することができ、しかも、細い光路でもシャープに形成することができるので、回路の集積化に寄与し、デバイスの小型化が図れる。 In addition, both electric circuits and optical circuits can be easily formed, and various shapes can be formed with high dimensional accuracy. In particular, optical circuits can be formed in places that are difficult to form originally, such as recesses, and can be formed in any shape and arrangement of optical path (core part) by selecting an exposure pattern, In addition, since a narrow optical path can be formed sharply, it contributes to circuit integration, and the device can be miniaturized.
以下、本発明の光導波路構造体の製造方法について添付図面に示す好適実施形態に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the optical waveguide structure of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
図１および図２は、それぞれ、本発明の光導波路構造体の製造方法の実施形態を示す断面図、図３は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。以下これらの図を参照しつつ、光導波路構造体の構成例について説明する。なお、以下の説明では、図１および図２中の上側を「上」または「上方」とし、下側を「下」または「下方」とする。また、図１および図２は、層の厚さ方向（各図の上下方向）が誇張して描かれている。 1 and 2 are cross-sectional views showing an embodiment of the method for manufacturing an optical waveguide structure according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. Hereinafter, a configuration example of the optical waveguide structure will be described with reference to these drawings. In the following description, the upper side in FIGS. 1 and 2 is “upper” or “upper”, and the lower side is “lower” or “lower”. 1 and 2 are exaggerated in the layer thickness direction (vertical direction in each figure).
＜第１実施形態：図１＞
図１に示すように、本発明の光導波路構造体の製造方法により得られる光導波路構造体１は、光導波路基板１４と素子搭載基板１６とを有している。本実施形態では、光導波路基板１４上に複数（２つ）の素子搭載基板１６が搭載されている。以下、光導波路基板１４と素子搭載基板１６の構成について順次説明する。
<First Embodiment: FIG. 1>
As shown in FIG. 1, the optical waveguide structure 1 obtained by the method for manufacturing an optical waveguide structure of the present invention has an
光導波路基板１４は、基板２と、光導波路９と、光導波路９の光路を屈曲させる光路変換部９６（反射面９６１）と、基板２の上面に形成された金属層（導体層）５とを有している。
The
基板２の上面には、複数の凸部２１が形成されている。凸部２１同士の間には、凹部２２が形成されている。凸部２１と凹部２２とは隣接している。
A plurality of
凸部２１の外周の少なくとも一部には、傾斜面２３が形成されている。傾斜面２３の傾斜角度は、後述する光導波路９の光路（コア部９４）に対しほぼ４５°傾斜した角度である。この傾斜面２３には、光導波路９の伝送光１８を反射してほぼ直角に屈曲させる反射面９６１が形成される。この反射面９６１については、後に詳述する。
An
基板２の構成材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、トリアゾール樹脂、ポリシアヌレート樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリイミド、ポリベンザオキサゾール樹脂、ノルボルネン樹脂等の各種樹脂材料や、シリコン、ガリウム・ヒ素、インジウム・リン、ゲルマニウム、シリコンカーバイド、シリコンゲルマニウム等の半導体材料等が挙げられる。また、これらの材料は、単独で使用してもよく、複数を混合して使用してもよい。
また、基板２は、例えばガラス繊維、樹脂繊維等の繊維基材（織布、不織布、織物、編物等）に前述したような樹脂材料を含浸させたもの（プリプレグ等）であってもよい。例えば、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたものをガラスエポキシ基板と言うが、このようなものを基板２として用いることができる。このような繊維基材を含む基板２は、比較的薄くても高強度で、また、熱膨張率も低いため、基板２に光導波路９や導体層（金属層）を接合した場合に特に有利である。
また、基板２は、複数の層の積層体であってもよい。例えば、それぞれ組成（種類）が異なる樹脂材料からなる第１の層と第２の層とを積層したもの、前記繊維基材に樹脂材料を含浸させた層（シート材）と、樹脂材料からなる層とを積層したものが挙げられる。なお、積層体における層構成は、これに限定されないことは言うまでもない。
Examples of the constituent material of the
Further, the
Moreover, the board |
基板２の厚さは、特に限定されないが、通常、１０μｍ〜１．２ｍｍ程度が好ましく、５０〜６００μｍ程度がより好ましい。
Although the thickness of the board |
基板２は、硬質（リジッド）のものでも、可撓性（フレキシブル）を有するものでもよいが、硬質のものが好ましい。
The
基板２の上面には、金属層（導体層）５が形成されている。この金属層５は、凸部２１の上面（頂面）、傾斜面２３および凹部２２の上面（底面）に沿って形成されている。
A metal layer (conductor layer) 5 is formed on the upper surface of the
金属層（導体層）５は、所定の形状にパターンニングされて、所望の電気配線または電気回路を構成している。金属層５の構成材料としては、それぞれ、例えば、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金、金、金系合金、タングステン、タングステン系合金、半田等の各種金属材料が挙げられる。
The metal layer (conductor layer) 5 is patterned into a predetermined shape to constitute a desired electric wiring or electric circuit. Examples of the constituent material of the
金属層５の厚さは、特に限定されないが、通常、２〜２００μｍ程度が好ましく、３〜１２０μｍ程度がより好ましく、５〜７０μｍ程度がさらに好ましい。
Although the thickness of the
金属層５は、例えば、金属箔の接合（接着）、金属メッキ、蒸着、スパッタリング等の方法により形成されたものである。金属層５へのパターニングは、例えばエッチング、印刷、マスキング等の方法を用いることができる。
The
基板２が半導体材料で構成されており、金属層５の構成材料として半導体材料に拡散し易い金属、例えば銅を用いる（含む）場合には、半導体材料（基板２を半導体材料で構成した場合）との接合部は、例えばチタニアやタンタルなどで構成されたバリア層（図示せず）を介して形成することが好ましい。
When the
また、金属層５の構成材料として、半導体材料と密着性の悪い金属、例えばタングステンを用いる場合は、半導体材料（基板２を半導体材料で構成した場合）との接合部は、密着力を向上させることができる密着層（図示せず）を介して形成することが好ましい。
Further, when a metal having poor adhesion to the semiconductor material, such as tungsten, is used as the constituent material of the
なお、本発明において、金属層（電気配線または電気回路）５の形成位置は特に限定されず、例えば、凸部２１の上面（頂面）、傾斜面２３、凹部２２の上面（底面）のうちのいずれか１箇所または２箇所に形成されているものでもよい。また、基板２を貫通する導体ポスト（ビア内に導電材料が充填されたもの）が形成され、該導体ポストに金属層５が導通するような構成としてもよい。
In the present invention, the formation position of the metal layer (electrical wiring or electric circuit) 5 is not particularly limited. For example, among the upper surface (top surface) of the
基板２の凹部２２内において、金属層５の上面には、光導波路９が接合されている。光導波路９は、図１中下側からクラッド層９１、コア層９３およびクラッド層９２をこの順に積層してなるものであり、コア層９３には、所定パターンのコア部９４とクラッド部９５とが形成されている（図３参照）。
An
コア部９４は、クラッド部９５に比べて屈折率が高く、また、クラッド層９１、９２に対しても屈折率が高い。クラッド層９１および９２は、それぞれ、コア部９４の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものである。このような構成により、コア部９４は、その外周の全周をクラッド部に囲まれた伝送光１８の光路として機能する。
The
コア層９３の構成材料としては、活性放射線（活性エネルギー光線、電子線またはＸ線等）の照射により、あるいはさらに加熱することにより屈折率が変化する材料とされる。このような材料の好ましい例としては、ベンゾシクロブテン系ポリマー、ノルボルネン系ポリマー（樹脂）等の環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物を主材料とするものが挙げられ、ノルボルネン系ポリマーを含む（主材料とする）ものが特に好ましい。
As a constituent material of the
このような材料で構成されたコア層９３は、曲げ等の変形に対する耐性に優れ、特に繰り返し湾曲変形した場合でも、コア部９４とクラッド部９５との剥離や、コア層９３と隣接する層（クラッド層９１、９２）との層間剥離が生じ難く、コア部９４内やクラッド部９５内にマイクロクラックが発生することも防止される。その結果、光導波路９の光伝送性能が維持され、耐久性に優れた光導波路９が得られる。
The
また、コア層９３の構成材料には、例えば、酸化防止剤、屈折率調整剤、可塑剤、増粘剤、補強剤、増感剤、レベリング剤、消泡剤、密着助剤および難燃剤等の添加剤が含まれていてもよい。酸化防止剤の添加は、高温安定性の向上、耐候性の向上、光劣化の抑制という効果がある。このような酸化防止剤としては、例えば、モノフェノール系、ビスフェノール系、トリフェノール系等のフェノール系や、芳香族アミン系のものが挙げられる。また、可塑剤、増粘剤、補強剤の添加により、曲げに対する耐性をさらに増大させることもできる。
Examples of the constituent material of the
前記酸化防止剤に代表される添加剤の含有率（２種以上の場合は合計）は、コア層９３の構成材料全体に対し、０．５〜４０重量％程度が好ましく、３〜３０重量％程度がより好ましい。この量が少なすぎると、添加剤の機能を十分に発揮することができず、量が多すぎると、添加剤の種類や特性によっては、コア部９４を伝送する光（伝送光１８）の透過率の低下、パターニング不良、屈折率不安定等を生じるおそれがある。
The content of additives typified by the antioxidant (the total in the case of two or more) is preferably about 0.5 to 40% by weight, and 3 to 30% by weight with respect to the entire constituent material of the
コア層９３の形成方法としては、塗布法が挙げられる。塗布法としては、コア層形成用組成物（ワニス等）を塗布し硬化（固化）させる方法、硬化性を有するモノマー組成物を塗布し硬化（固化）させる方法が挙げられる。また、塗布法以外の方法、例えば、別途製造されたシート材を接合する方法を採用することもできる。
An example of a method for forming the
以上のようにして得られたコア層９３に対し、マスクを用いて活性放射線を選択的に照射し、所望の形状のコア部９４をパターニングする。
The
露光に用いる活性放射線としては、可視光、紫外光、赤外光、レーザ光等の活性エネルギー光線や電子線、Ｘ線等が挙げられる。電子線は、例えば５０〜２０００ＫＧｙ程度の照射量で照射することができる。 Examples of the active radiation used for exposure include active energy rays such as visible light, ultraviolet light, infrared light, and laser light, electron beams, and X-rays. The electron beam can be irradiated with an irradiation amount of, for example, about 50 to 2000 KGy.
コア層９３において、活性放射線が照射された部位は、その屈折率が変化し（コア層９３の材料により、屈折率が増大する場合と減少する場合とがある）、活性放射線が照射されなかった部位との間で屈折率の差が生じる。例えば、コア層９３の活性放射線が照射された部位がクラッド部９５４となり、照射されなかった部位がコア部９４となる。また、この逆の場合もある。クラッド部９５の屈折率は、クラッド層９１、９２の屈折率とほぼ等しい。
In the
また、コア層９３に対し活性放射線を所定のパターンで照射した後、加熱することにより、コア部９４を形成する場合もある。この加熱工程を付加することにより、コア部９４とクラッド部９５との屈折率の差がより大きくなるので好ましい。なお、この原理等については、後に詳述する。
Moreover, the
形成されるコア部９４のパターン形状としては、特に限定されず、直線状、湾曲部を有する形状、異形、光路の分岐部、合流部または交差部を有する形状、集光部（幅等が減少している部分）または光拡散部（幅等が増大している部分）、あるいはこれらのうちの２以上を組み合わせた形状等、いかなるものでもよい。活性放射線の照射パターンの設定により、いかなる形状のコア部９４をも容易に形成することができる点が、本発明の特徴である。
The pattern shape of the
光導波路９の各部の構成材料およびコア部９４の形成方法等については、後に詳述する。
The constituent material of each part of the
光導波路基板１４の凸部２１の頂部（上面）には、素子搭載基板１６が接合されている。この素子搭載基板１６は、基板３と、基板３に搭載された発光素子１０、受光素子１１および電子回路素子（電子回路部）１２とで構成されている。
The
基板３は、前記基板２と同様のものを用いることができる。この場合、基板３は、伝送光１８に対する透光性を有するもの（透明基板）が好ましい。より詳しくは、基板３は、伝送光１８の透過率が８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上のものであるのが好ましい。なお、基板３全体がこのような透光性を有するものに限らず、基板３の伝送光１８が透過する部分のみこのような透光性を有していればよい。
The substrate 3 can be the same as the
基板３の上面には、発光素子１０と、受光素子１１と、電子回路素子（電子回路部）１２とが搭載されている。
A
発光素子１０は、その下面側に発光部１０１を有し、上面側に図示しない一対の端子を有している。両端子間に通電がなされると、発光部１０１が発光し、伝送光１８が出射される。
The
受光素子１１は、その下面側に発光部１１１を有し、上面側に図示しない一対の端子を有している。受光部１１１が伝送光１８を受光すると、光電変換され、両端子間に電位差が生じ、電気信号が出力される。
The
なお、発光素子１０における発光部は、１つの発光点で構成されているものの他、発光点が複数個集合したものでもよい。発光点が複数個集合したものとしては、例えば、発光点が列状（例えば発光点が１×４個、１×１２個）または行列状（例えば発光点がｎ×ｍ個：ｎ、ｍは２以上の整数）に配置されたものや、複数の発光点がランダム（不規則）に配置されたもの等が挙げられる。受光素子１１における受光部１１１についても同様である。
In addition, the light emitting part in the
発光素子１０および受光素子１１は、それらの発光部１０１および受光部１１１がそれぞれ基板３の上面に接合されるようにして基板２上に搭載されている。
The
なお、発光部１０１および受光部１１１は、それぞれ、図１の紙面の垂直方向に沿って複数個配置されていてもよい。
Note that a plurality of light emitting
電子回路素子１２は、例えば半導体素子（半導体チップ）で構成されている。電子回路素子１２の機能は特に限定されないが、一例として、発光素子１０を駆動するための回路を構成するものや、受光素子１１の出力信号を処理（例えば増幅）する機能を有するもの、これらの双方を有するものが挙げられる。
The
この電子回路素子１２は、その上面側に、複数の端子（図示せず）を有しており、そのうちの所定の端子は、ワイヤ４により発光素子１０の端子および受光素子１１の端子と結線されている。なお、このような端子間の電気的接続は、ワイヤ４を用いなくてもよい。例えば、発光素子１０、受光素子１１および電子回路素子１２を一体化し、内部の回路で導通する構成としたり、導体層５と同様の導体層（配線）を形成し、該導体層で導通したりする構成が可能である。
The
また、発光素子１０、受光素子１１および電子回路素子１２が有する端子のうちの少なくとも１つの端子は、基板２上に形成された金属層（配線）５の所定部位と導通していてもよい。
Further, at least one of the terminals of the
また、発光素子１０、受光素子１１および電子回路素子１２は、それぞれ別の素子で構成する場合に限らず、これらのうちの少なくとも２つを連結または一体化（１つのチップ）した構成であってもよい。
The light-emitting
光導波路形成基板１４は、コア部９４の光路（伝送光１８の進行方向）を屈曲させる光路変換部９６を有している。本実施形態では、光路変換部９６は、複数形成されている。各光路変換部９６は、平面視で（図１中上方から見たとき）、発光部１０１または受光部１１１の位置と重なる位置に設けられている。これにより、伝送光１８を効率良く確実に屈曲させることができる。
The optical
各光路変換部９６は、伝送光１８の少なくとも一部を反射する反射面（ミラー）９６１で構成されている。反射面９６１は、それぞれ、発光部１０１および受光部１１１の真下の位置に設けられている。
Each optical
本実施形態では、反射面９６１は、傾斜面２３上に形成された金属層（導体層）５の表面に形成されている。反射面９６１を構成する金属層は、電気配線または電気回路を構成する導体層５と一体的に形成されている（兼用されている）かまたは導体層５に連続して形成されている。これにより、構成が簡素化され、製造が容易であるという利点がある。
In the present embodiment, the reflecting
反射面９６１は、光導波路９の光路、すなわちコア部９４の長手方向に対しほぼ４５°傾斜しており、伝送光１８の大半（例えば９０％以上）を反射する機能を有している。
The reflecting
なお、反射面９６１は、電気回路を構成する金属層（導体層）５と併用されるものに限らず、反射面９６１専用のものでもよい。このようなものとしては、例えば多層光学薄膜や金属薄膜（例えばアルミ蒸着膜）のような反射膜あるいは反射増加膜が挙げられる。
The
本実施形態の光導波路構造体１では、素子搭載基板１６において電子回路素子１２の作動により発光素子１０の端子間へ通電がなされると、発光部１０１が点灯し、図１中下方へ向かって発せられた伝送光１８は、基板３およびクラッド層９２を順次透過し、光導波路９の図１中左端にある反射面９６１で反射されて９０°屈曲し、光導波路９のコア部９４に入り、クラッド部（クラッド層９１、９２および側方（図１中前後）のクラッド部９５）との界面で反射を繰り返しながら、コア部９４内をその長手方向（図１中右方向）に沿って進む。コア部９４内を進んだ伝送光１８は、光導波路９の図１中右端にある反射面９６１で反射されて９０°屈曲し、上方へ向かい、クラッド層９２および基板３を順次透過し、隣接する素子搭載基板１６の受光素子１１の受光部１１１で受光される。これにより、受光素子１１の端子から電気信号が出力され、該電気信号が電子回路素子１２により信号処理される。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, when electricity is applied between the terminals of the
＜第２実施形態：図２＞
図２には、本発明の光導波路構造体の製造方法により得られる光導波路構造体１の第２実施形態が示されている。以下、この光導波路構造体１について説明するが、前記第１実施形態と同様の事項（構成、作動等）についてはその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
Second Embodiment: FIG. 2
FIG. 2 shows a second embodiment of an optical waveguide structure 1 obtained by the method for manufacturing an optical waveguide structure of the present invention. Hereinafter, although this optical waveguide structure 1 is demonstrated, about the matter (a structure, an operation | movement, etc.) similar to the said 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering around difference.
本実施形態の光導波路構造体１は、素子搭載基板１６の構成が前記第１実施形態と異なり、その他は第１実施形態と同様である。すなわち、素子搭載基板１６は、例えばシリコン、ガリウム・ヒ素、インジウム・リン、ゲルマニウム、シリコンカーバイド、シリコンゲルマニウムのような半導体材料で構成される半導体基板（ＩＣチップ）６を有している。
The optical waveguide structure 1 of the present embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration of the
半導体基板６には、その下面側に前記と同様の発光部１０１と受光部１１１とが設置（埋設）されている。また、半導体基板６には、集積回路が形成されており、そのうちの一部が、発光部１０１を発光するための回路および受光部１１１の出力信号を処理（例えば増幅）する機能を有する回路を有する電子回路部７を構成している。
On the lower surface side of the semiconductor substrate 6, a
また、半導体基板６の下面には、複数の端子（図示せず）が形成されている。これらの端子には、電源に接続される端子と、グラウンドに接続される端子とが含まれている。これらの端子は、基板２の凸部２１の上面に形成された導体層（配線）５の所定部位とそれぞれ電気的に接続され、導体層５を介して電力の供給を受けたり信号の授受を行ったりすることができる。
A plurality of terminals (not shown) are formed on the lower surface of the semiconductor substrate 6. These terminals include a terminal connected to the power source and a terminal connected to the ground. These terminals are electrically connected to predetermined portions of the conductor layer (wiring) 5 formed on the upper surface of the
また、図２では、複数の独立した半導体基板６が示されているが、隣接する半導体基板６同士が連結または一体化されていてもよい。この場合には、１つの半導体基板６が複数の凸部２１上にまたがって接合されているものとなる。また、このような半導体基板では、１つの電子回路部７に対し、複数の発光部１０１および受光部１１１が存在し、１つの電子回路部７で各発光部１０１および受光部１１１を制御（信号処理）する構成とすることができる。
Further, in FIG. 2, a plurality of independent semiconductor substrates 6 are shown, but adjacent semiconductor substrates 6 may be connected or integrated. In this case, one semiconductor substrate 6 is bonded over the plurality of
また、図示されていないが、半導体基板６やその他の基板（透明基板等）を厚さ方向に２または３層以上重ねて配置することもできる。この場合には、各基板間で、厚さ方向に伝送光や電気信号の授受を行うような構成とすることができる。 Moreover, although not shown in figure, the semiconductor substrate 6 and other board | substrates (transparent board | substrate etc.) can also be arrange | positioned by overlapping 2 or 3 layers or more in the thickness direction. In this case, a configuration can be adopted in which transmission light and electrical signals are transmitted and received between the substrates in the thickness direction.
本実施形態の光導波路構造体１では、素子搭載基板１６において電子回路部７の作動により発光部１０１が点灯し、発光部１０１より図１中下方へ向かって発せられた伝送光１８は、クラッド層９２を透過し、光導波路９の図１中左端にある反射面９６１で反射されて９０°屈曲し、光導波路９のコア部９４に入り、クラッド部（クラッド層９１、９２および側方（図２中前後）のクラッド部９５）との界面で反射を繰り返しながら、コア部９４内をその長手方向（図２中右方向）に沿って進む。コア部９４内を進んだ伝送光１８は、光導波路９の図２中右端にある反射面９６１で反射されて９０°屈曲し、上方へ向かい、クラッド層９２を透過し、隣接する素子搭載基板１６の受光部１１１で受光される。これにより、受光部１１１から電気信号が出力され、該電気信号が電子回路部７にて信号処理される。
In the optical waveguide structure 1 of the present embodiment, the
以上、第１および第２実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限り、他の構成のものでもよい。また、本発明は、第１および第２実施形態がそれぞれ備える構成を組み合わせたものでもよい。 The first and second embodiments have been described above, but the present invention is not limited to these, and other configurations may be used as long as the gist of the invention is not changed. Further, the present invention may be a combination of the configurations included in the first and second embodiments.
次に、前記各実施形態における、光導波路９の製造方法および各部の構成材料等について説明するが、特にコア部９４の形成方法について詳細に説明する。
Next, the manufacturing method of the
＜第１の製造方法＞
まず、光導波路９の第１の製造方法について説明する。
<First manufacturing method>
First, the 1st manufacturing method of the
図４−Ａ〜図４−Ｅは、それぞれ、光導波路の第１の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。 FIG. 4-A to FIG. 4-E are cross-sectional views schematically showing a process example of the first manufacturing method of the optical waveguide.
［１Ａ］ まず、支持基板９５１上に、層（コア層形成層）９１０を形成する（図４−Ａ参照）。
層９１０は、コア層形成用材料（ワニス）９００を塗布し硬化（固化）させる方法により形成される。
[1A] First, a layer (core layer forming layer) 910 is formed on the support substrate 951 (see FIG. 4-A).
The
具体的には、層９１０は、支持基板９５１上にコア層形成用材料９００を塗布して液状被膜を形成した後、この支持基板９５１を換気されたレベルテーブルに置いて、液状被膜表面の不均一な部分を水平化するとともに、溶媒を蒸発（脱溶媒）することにより形成する。
Specifically, the
層９１０を塗布法で形成する場合、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
When the
支持基板９５１には、例えば、シリコン基板、二酸化ケイ素基板、ガラス基板、石英基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が用いられる。
As the
コア層形成用材料９００は、ポリマー９１５と、添加剤９２０（本実施形態では、少なくともモノマー、助触媒および触媒前駆体を含む）とで構成される光誘発熱現像性材料（ＰＩＴＤＭ）を含有し、活性放射線の照射および加熱により、ポリマー９１５中において、モノマーの反応が生じる材料である。
The core
そして、得られた層９１０中では、ポリマー（マトリックス）９１５は、いずれも、実質的に一様かつランダムに分配され、添加剤９２０は、ポリマー９１５内に実質的に一様かつランダムに分散されている。これにより、層９１０中には、添加剤９２０が実質的に一様かつ任意に分散されている。
In the resulting
このような層９１０の平均厚さは、形成すべきコア層９３の厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１５〜６５μｍ程度であるのがさらに好ましい。
The average thickness of the
ポリマー９１５には、透明性が十分に高く（無色透明であり）、かつ、後述するモノマーと相溶性を有するもの、さらに、その中で後述するようにモノマーが反応（重合反応や架橋反応）可能であり、モノマーが重合した後においても、十分な透明性を有するものが好適に用いられる。
The
ここで、「相溶性を有する」とは、モノマーが少なくとも混和して、コア層形成用材料９００中や層９１０中においてポリマー９１５と相分離を起こさないことを言う。
Here, “having compatibility” means that the monomer is at least mixed and does not cause phase separation with the
このようなポリマー９１５としては、例えば、ノルボルネン系樹脂やベンゾシクロブテン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（ポリマーアロイ、ポリマーブレンド（混合物）、共重合体など）用いることができる。
Examples of
これらの中でも、特に、ノルボルネン系樹脂（ノルボルネン系ポリマー）を主とするものが好ましい。ポリマー９１５としてノルボルネン系ポリマーを用いることにより、優れた光伝送性能や耐熱性を有するコア層９３を得ることができる。
Among these, those mainly composed of norbornene resins (norbornene polymers) are preferable. By using a norbornene-based polymer as the
また、ノルボルネン系ポリマーは、高い疎水性を有するため、吸水による寸法変化等を生じ難いコア層９３を得ることができる。
Moreover, since norbornene-type polymer has high hydrophobicity, the
ノルボルネン系ポリマーとしては、単独の繰り返し単位を有するもの（ホモポリマー）、２つ以上のノルボルネン系繰り返し単位を有するもの（コポリマー）のいずれであってもよい。 The norbornene polymer may be either one having a single repeating unit (homopolymer) or one having two or more norbornene repeating units (copolymer).
このようなノルボルネン系ポリマーとしては、例えば、（１）ノルボルネン型モノマーを付加（共）重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加（共）重合体、（２）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、（３）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体のような付加重合体、（４）ノルボルネン型モノマーの開環（共）重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（５）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（６）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加したポリマーのような開環重合体が挙げられる。これらの重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等が挙げられる。 Examples of such norbornene-based polymers include (1) addition (co) polymers of norbornene monomers obtained by addition (co) polymerization of norbornene monomers, and (2) norbornene monomers and ethylene or α-olefins. (3) addition polymers such as addition copolymers with norbornene-type monomers and non-conjugated dienes, and other monomers as required, (4) ring opening of norbornene-type monomers ( A (co) polymer, and a resin obtained by hydrogenating the (co) polymer if necessary, (5) a ring-opening copolymer of a norbornene-type monomer and ethylene or α-olefins, and ( (Co) polymer hydrogenated resin, (6) ring-opening copolymer of norbornene type monomer and non-conjugated diene or other monomer, and (co) polymerization if necessary And a ring-opening polymer such as a polymer obtained by hydrogenating the body. Examples of these polymers include random copolymers, block copolymers, and alternating copolymers.
これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。 These norbornene-based polymers include, for example, ring-opening metathesis polymerization (ROMP), combination of ROMP and hydrogenation reaction, polymerization by radical or cation, polymerization using a cationic palladium polymerization initiator, and other polymerization initiators ( For example, it can be obtained by any known polymerization method such as polymerization using a polymerization initiator of nickel or another transition metal).
これらの中でも、ノルボルネン系ポリマーとしては、下記化１（構造式Ｂ）で表される少なくとも１個の繰り返し単位を有するもの、すなわち、付加（共）重合体が好ましい。このものは、透明性、耐熱性および可撓性に富むことからも好ましい。 Among these, as the norbornene-based polymer, those having at least one repeating unit represented by the following chemical formula 1 (Structural Formula B), that is, an addition (co) polymer is preferable. This is preferable because it is rich in transparency, heat resistance and flexibility.
かかるノルボルネン系ポリマーは、例えば、後述するノルボルネン系モノマー（後述する化３で表されるノルボルネン系モノマーや、架橋性ノルボルネン系モノマー）を用いることにより好適に合成される。 Such a norbornene polymer is suitably synthesized by using, for example, a norbornene monomer described later (a norbornene monomer represented by Chemical Formula 3 described below or a crosslinkable norbornene monomer).
なお、比較的高い屈折率を有するポリマー９１５を得るためには、分子構造中に、芳香族環（芳香族基）、窒素原子、臭素原子や塩素原子を有するモノマーを一般的に選択して、ポリマー９１５が合成（重合）される。一方、比較的低い屈折率を有するポリマー９１５を得るためには、分子構造中に、アルキル基、フッ素原子やエーテル構造（エーテル基）を有するモノマーを一般的に選択して、ポリマー９１５が合成（重合）される。
In order to obtain a
比較的高い屈折率を有するノルボルネン系ポリマーとしては、アラルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。かかるノルボルネン系ポリマーは、特に高い屈折率を有する。 As the norbornene-based polymer having a relatively high refractive index, those containing a repeating unit of aralkylnorbornene are preferable. Such norbornene-based polymers have a particularly high refractive index.
アラルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアラルキル基（アリールアルキル基）としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、フルオレニルエチル基、フルオレニルプロピル基等が挙げられるが、ベンジル基やフェニルエチル基が特に好ましい。 Examples of the aralkyl group (arylalkyl group) of the aralkylnorbornene repeating unit include benzyl group, phenylethyl group, phenylpropyl group, phenylbutyl group, naphthylethyl group, naphthylpropyl group, fluorenylethyl group, fluorene group, and the like. Examples thereof include a nylpropyl group, and a benzyl group and a phenylethyl group are particularly preferable.
かかる繰り返し単位を有するノルボルネン系ポリマーは、極めて高い屈折率を有するものであることから好ましい。 A norbornene-based polymer having such a repeating unit is preferable because it has a very high refractive index.
また、ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高いため、かかるノルボルネン系ポリマーを用いることにより、光導波路９に高いフレキシビリティ（可撓性）を付与することができる。
Further, the norbornene-based polymer preferably contains an alkylnorbornene repeating unit. Since a norbornene-based polymer containing a repeating unit of alkylnorbornene has high flexibility, high flexibility (flexibility) can be imparted to the
アルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアルキル基としては、例えば、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられるが、ヘキシル基が特に好ましい。なお、これらのアルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。 Examples of the alkyl group that the alkylnorbornene repeating unit has include a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group, and a hexyl group is particularly preferable. These alkyl groups may be either linear or branched.
ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系ポリマー全体の屈折率が低下するのを防止し、かつ、高い柔軟性を保持することができる。 By including the repeating unit of hexyl norbornene, it is possible to prevent the refractive index of the entire norbornene-based polymer from being lowered and to maintain high flexibility.
ここで、光導波路９は、例えば、６００〜１５５０ｎｍ程度の波長領域の光を使用したデータ通信において好適に使用されるが、ヘキシル（アルキル）ノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、前述したような波長領域（特に、８５０ｎｍ付近の波長領域）の光に対する透過率が優れることから好ましい。
Here, for example, the
このようなノルボルネン系ポリマーの好ましい具体例としては、ヘキシルノルボルネンのホモポリマー、フェニルエチルノルボルネンのホモポリマー、ベンジルノルボルネンのホモポリマー、ヘキシルノルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとベンジルノルボルネンとのコポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Preferred examples of such norbornene polymers include hexyl norbornene homopolymer, phenylethyl norbornene homopolymer, benzyl norbornene homopolymer, hexyl norbornene and phenylethyl norbornene copolymer, and hexyl norbornene and benzyl norbornene copolymer. However, it is not limited to these.
本実施形態のコア層形成用材料９００は、添加剤９２０として、モノマー、助触媒（第１の物質）および触媒前駆体（第２の物質）を含んでいる。
The core
モノマーは、後述する活性放射線に照射により、活性放射線の照射領域において反応して反応物を形成し、この反応物の存在により、層９１０において照射領域と、活性放射線の未照射領域とにおいて、屈折率差を生じさせ得るような化合物である。
The monomer reacts in the active radiation irradiated region by irradiation with actinic radiation, which will be described later, and forms a reactant. Due to the presence of this reactant, the monomer refracts in the irradiated region in the
ここで、この反応物としては、モノマーがポリマー（マトリックス）９１５中で重合して形成されたポリマー（重合体）、ポリマー９１５同士を架橋する架橋構造、および、ポリマー９１５に重合してポリマー９１５から分岐した分岐構造（ブランチポリマーや側鎖（ペンダントグループ））のうちの少なくとも１つが挙げられる。
Here, as this reaction product, a polymer (polymer) formed by polymerizing a monomer in a polymer (matrix) 915, a crosslinked structure that cross-links the
ここで、層９１０において、照射領域の屈折率が高くなることが望まれる場合には、比較的低い屈折率を有するポリマー９１５と、このポリマー９１５に対して高い屈折率を有するモノマーとが組み合わせて使用され、照射領域の屈折率が低くなることが望まれる場合には、比較的高い屈折率を有するポリマー９１５と、このポリマー９１５に対して低い屈折率を有するモノマーとが組み合わせて使用される。
Here, in the
なお、屈折率が「高い」または「低い」とは、屈折率の絶対値を意味するものではなく、ある材料同士の相対的な関係を意味する。 Note that “high” or “low” in the refractive index does not mean the absolute value of the refractive index but means a relative relationship between certain materials.
そして、モノマーの反応（反応物の生成）により、層９１０において照射領域の屈折率が低下する場合、当該部分がクラッド部９５となり、照射領域の屈折率が上昇する場合、当該部分がコア部９４となる。
When the refractive index of the irradiated region in the
このようなモノマーとしては、重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、ノルボルネン系モノマー、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、エポキシ系モノマー、スチレン系モノマー等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。 Such a monomer is not particularly limited as long as it is a compound having a polymerizable site, and examples thereof include norbornene monomers, acrylic acid (methacrylic acid) monomers, epoxy monomers, styrene monomers, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、モノマーとしては、ノルボルネン系モノマーを用いるのが好ましい。ノルボルネン系モノマーを用いることにより、光伝送性能に優れ、かつ、耐熱性および柔軟性に優れるコア層９３（光導波路９）が得られる。 Among these, it is preferable to use a norbornene-based monomer as the monomer. By using the norbornene-based monomer, the core layer 93 (optical waveguide 9) having excellent optical transmission performance and excellent heat resistance and flexibility can be obtained.
ここで、ノルボルネン系モノマーとは、下記化２（構造式Ａ）で示されるノルボルネン骨格を少なくとも１つ含むモノマーを総称し、例えば、下記化３（構造式Ｃ）で表される化合物が挙げられる。 Here, the norbornene-based monomer is a generic term for monomers containing at least one norbornene skeleton represented by the following chemical formula 2 (structural formula A), and examples thereof include compounds represented by the following chemical formula 3 (structural formula C). .
無置換の炭化水素基（ハイドロカルビル基）としては、例えば、直鎖状または分岐状の炭素数１〜１０（Ｃ１〜Ｃ１０）のアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数２〜１０（Ｃ２〜Ｃ１０のアルケニル基、直鎖状または分岐状の炭素数２〜１０（Ｃ２〜Ｃ１０）のアルキニル基、炭素数４〜１２（Ｃ４〜Ｃ１２）のシクロアルキル基、炭素数４〜１２（Ｃ４〜Ｃ１２）のシクロアルケニル基、炭素数６〜１２（Ｃ６〜Ｃ１２）のアリール基、炭素数７〜２４（Ｃ７〜Ｃ２４）のアラルキル基（アリールアルキル基）等が挙げられ、その他、Ｒ１およびＲ２、Ｒ３およびＲ４が、それぞれ炭素数１〜１０（Ｃ１〜Ｃ１０）のアルキリデニル基であってもよい。 Examples of the unsubstituted hydrocarbon group (hydrocarbyl group) include, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (C 1 to C 10 ), a linear or branched carbon number of 2 -10 (C 2 -C 10 alkenyl group, linear or branched alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms (C 2 -C 10 ), cycloalkyl having 4 to 12 carbon atoms (C 4 -C 12 ) Group, C 4-12 (C 4 -C 12 ) cycloalkenyl group, C 6-12 (C 6 -C 12 ) aryl group, C 7-24 (C 7 -C 24 ) aralkyl group In addition, R 1 and R 2 , R 3 and R 4 may each be an alkylidenyl group having 1 to 10 carbon atoms (C 1 to C 10 ).
アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基およびデシル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group. , Nonyl and decyl groups, but are not limited thereto.
アルケニル基の具体例としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基およびシクロヘキセニル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the alkenyl group include, but are not limited to, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group.
アルキニル基の具体例としては、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、１−ブチニル基および２−ブチニル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the alkynyl group include, but are not limited to, ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group and 2-butynyl group.
シクロアルキル基の具体例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基およびシクロオクチル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the cycloalkyl group include, but are not limited to, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.
アリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基およびアントラセニル（ａｎｔｈｒａｃｅｎｙｌ）基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the aryl group include, but are not limited to, a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group.
アラルキル（ａｒａｌｋｙｌ）基の具体例としては、ベンジル基およびフェニルエチル（フェネチル：ｐｈｅｎｅｔｈｙｌ）基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the aralkyl group include, but are not limited to, a benzyl group and a phenylethyl (phenethyl) group.
また、アルキリデニル（ａｌｋｙｌｉｄｅｎｙｌ）基の具体例としては、メチリデニル（ｍｅｔｈｙｌｉｄｅｎｙｌ）基およびエチリデニル（ｅｔｈｙｌｉｄｅｎｙｌ）基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Further, specific examples of the alkylidenyl group include, but are not limited to, a methylidenyl group and an ethylidenyl group.
置換された炭化水素基としては、前記の炭化水素基が有する水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されたもの、すなわち、ハロハイドロカルビル（ｈａｌｏｈｙｄｒｏｃａｒｂｙｌ）基、パーハロハイドロカルビル（ｐｅｒｈａｌｏｈｙｄｒｏｃａｒｂｙｌ）基であるか、パーハロカルビル（ｐｅｒｈａｌｏｃａｒｂｙｌ）基のようなハロゲン化炭化水素基が挙げられる。 Examples of the substituted hydrocarbon group include those in which some or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group are substituted with halogen atoms, that is, halohydrocarbyl groups, perhalohydrocarbyl groups. Or halogenated hydrocarbon groups such as perhalocarbyl groups.
これらのハロゲン化炭化水素基において、水素原子に置換するハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素および臭素から選択される少なくとも１種が好ましく、フッ素原子がより好ましい。 In these halogenated hydrocarbon groups, the halogen atom substituted with a hydrogen atom is preferably at least one selected from a chlorine atom, fluorine and bromine, more preferably a fluorine atom.
このうち、パーハロゲン化された炭化水素基（パーハロハイドロカルビル基、パーハロカルビル基）の具体例としては、例えば、パーフルオロフェニル基、パーフルオロメチル基（トリフルオロメチル基）、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。 Among these, specific examples of the perhalogenated hydrocarbon group (perhalohydrocarbyl group, perhalocarbyl group) include, for example, a perfluorophenyl group, a perfluoromethyl group (trifluoromethyl group), and a perfluoroethyl group. Perfluoropropyl group, perfluorobutyl group, perfluorohexyl group and the like.
なお、ハロゲン化アルキル基には、炭素数１〜１０のもの以外に、炭素数１１〜２０のものも好適に用いることができる。すなわち、ハロゲン化アルキル基には、部分的または完全にハロゲン化され、直鎖状または分岐状をなし、一般式：−ＣＺＸ”２Ｚ＋１で表される基を選択することができる。ここで、Ｘ”は、それぞれ独立して、ハロゲン原子または水素原子を表し、Ｚは、１〜２０の整数を表す。 As the halogenated alkyl group, those having 11 to 20 carbon atoms can be suitably used in addition to those having 1 to 10 carbon atoms. That is, as the halogenated alkyl group, a group that is partially or completely halogenated, linear or branched, and represented by the general formula: —C Z X ″ 2Z + 1 can be selected. , X ″ each independently represents a halogen atom or a hydrogen atom, and Z represents an integer of 1-20.
また、置換された炭化水素基としては、ハロゲン原子の他、直鎖状または分岐状の炭素数１〜５（Ｃ１〜Ｃ５）のアルキル基またはハロアルキル基、アリール基およびシクロアルキル基で更に置換された、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基（アラアルキル基）等が挙げられる。 In addition to the halogen atom, the substituted hydrocarbon group may be a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (C 1 to C 5 ), a haloalkyl group, an aryl group, and a cycloalkyl group. Examples thereof include a substituted cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group (aralkyl group).
また、官能置換基としては、例えば、−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ（ＣＦ２）２−Ｏ−Ｓｉ（Ｍｅ）３、−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ（ＣＦ３）２−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ３、−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ（ＣＦ３）２−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｃ（ＣＨ３）３、−（ＣＨ２）ｎ−Ｃ（ＣＦ３）２−ＯＨ、−（ＣＨ２）ｎ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ２、−（ＣＨ２）ｎ−Ｃ（Ｏ）−Ｃｌ、−（ＣＨ２）ｎ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｒ５、−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−Ｒ５、−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ５、−（ＣＨ２）ｎ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ５、−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＯＲ５、−（ＣＨ２）ｎ−Ｓｉ（Ｒ５）３、−（ＣＨ２）ｎ−Ｓｉ（ＯＲ５）３、−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−Ｓｉ（Ｒ５）３および−（ＣＨ２）ｎ−Ｃ（Ｏ）−ＯＲ６等が挙げられる。
Moreover, as a functional substituent, for example, — (CH 2 ) n —CH (CF 2 ) 2 —O—Si (Me) 3 , — (CH 2 ) n —CH (CF 3 ) 2 —O—CH 2 —O—CH 3 , — (CH 2 ) n —CH (CF 3 ) 2 —O—C (O) —O—C (CH 3 ) 3 , — (CH 2 ) n —C (CF 3 ) 2 — OH, — (CH 2 ) n —C (O) —NH 2 , — (CH 2 ) n —C (O) —Cl, — (CH 2 ) n —C (O) —O—R 5 , — ( CH 2) n-O-R 5, - (CH 2) n -O-C (O) -
ここで、前記各式において、それぞれ、ｎは、０〜１０の整数を示し、Ｒ５は、それぞれ独立して、水素原子、直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０（Ｃ１〜Ｃ２０）アルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０（Ｃ１〜Ｃ２０）のハロゲン化もしくはパーハロゲン化アルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数２〜１０（Ｃ２〜Ｃ１０）のアルケニル基、直鎖状または分岐状の炭素数２〜１０（Ｃ２〜Ｃ１０）のアルキニル基、炭素数５〜１２（Ｃ５〜Ｃ１２）のシクロアルキル基、炭素数６〜１４（Ｃ６〜Ｃ１４）のアリール基、炭素数６〜１４（Ｃ６〜Ｃ１４）のハロゲン化もしくはパーハロゲン化アリール基または炭素数７〜２４（Ｃ７〜Ｃ２４）のアラルキル基を表す。
Here, in each of the formulas above, each, n is an integer of 0, R 5 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched C 1 to 20 (C 1 -C 20) alkyl group, a linear or branched halogenated or perhalogenated alkyl group having a carbon number 1 to 20 (C 1 -C 20) linear or branched
なお、Ｒ５で示される炭化水素基は、Ｒ１〜Ｒ４で示されるものと同一の炭化水素基を示す。Ｒ１〜Ｒ４で示すように、Ｒ５で示される炭化水素基は、ハロゲン化またはパーハロゲン化されていてもよい。 Incidentally, the hydrocarbon group represented by R 5 represents the same hydrocarbon groups as those represented by R 1 to R 4. As represented by R 1 to R 4 , the hydrocarbon group represented by R 5 may be halogenated or perhalogenated.
例えば、Ｒ５が炭素数１〜２０（Ｃ１〜Ｃ２０）のハロゲン化またはパーハロゲン化アルキル基である場合、Ｒ５は、一般式：−ＣＺＸ”２Ｚ＋１で表される。ここで、ｚおよびＸ”は、それぞれ、上記の定義と同じであり、Ｘ”の少なくとも１つは、ハロゲン原子（例えば、臭素原子、塩素原子またはフッ素原子）である。 For example, when R 5 is a halogenated or perhalogenated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (C 1 to C 20 ), R 5 is represented by the general formula: —C Z X ″ 2Z + 1 . , Z and X ″ are as defined above, and at least one of X ″ is a halogen atom (for example, a bromine atom, a chlorine atom or a fluorine atom).
ここで、パーハロゲン化アルキル基とは、前記一般式において、すべてのＸ”がハロゲン原子である基であり、その具体例としては、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、−Ｃ７Ｆ１５、−Ｃ１１Ｆ２３が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Here, the perhalogenated alkyl group is a group in which all X ″ are halogen atoms in the above general formula, and specific examples thereof include a trifluoromethyl group, a trichloromethyl group, —C 7 F 15 , -C 11 F 23 and the like, but is not limited thereto.
パーハロゲン化アリール基の具体例としては、ペンタクロロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the perhalogenated aryl group include, but are not limited to, a pentachlorophenyl group and a pentafluorophenyl group.
また、Ｒ６としては、例えば、−Ｃ（ＣＨ３）３、−Ｓｉ（ＣＨ３）３、−ＣＨ（Ｒ７）−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（Ｒ７）ＯＣ（ＣＨ３）３および下記化４の環状基等が挙げられる。
Examples of R 6 include —C (CH 3 ) 3 , —Si (CH 3 ) 3 , —CH (R 7 ) —O—CH 2 CH 3 , —CH (R 7 ) OC (CH 3 ). 3 and the cyclic group of the following
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉ−プロピル基、ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル、ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ネオペンチル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group, butyl group, i-butyl group, t-butyl, pentyl group, t-pentyl group, and neopentyl group.
なお、上記化４で表される環状基では、環構造から延びる単結合と酸置換基との間でエステル結合が形成される。
In the cyclic group represented by
Ｒ６の具体例としては、例えば、１−メチル−１−シクロヘキシル基、イソボルニル（ｉｓｏｂｏｒｎｙｌ）基、２−メチル−２−イソボルニル基、２−メチル−２−アダマンチル基、テトラヒドロフラニル（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎｙｌ）基、テトラヒドロピラノイル（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｙｒａｎｏｙｌ）基、３−オクソシクロヘキサノイル（３−ｏｘｏｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎｙｌ）基、メバロンラクトニル（ｍｅｖａｌｏｎｉｃ ｌａｃｔｏｎｙｌ）基、１−エトキシエチル基、１−ｔ−ブトキシエチル基等が挙げられる。 Specific examples of R 6 include, for example, a 1-methyl-1-cyclohexyl group, an isobornyl group, a 2-methyl-2-isobornyl group, a 2-methyl-2-adamantyl group, a tetrahydrofuranyl group, Examples thereof include a tetrahydropyranoyl group, a 3-oxocyclohexanoyl group, a mevalonic lactonyl group, a 1-ethoxyethyl group, and a 1-t-butoxyethyl group.
また、他のＲ６としては、例えば、下記化５で表されるジシクロプロピルメチル基（Ｄｃｐｍ）、ジメチルシクロプロピルメチル基（Ｄｍｃｐ）等が挙げられる。
Other examples of R 6 include a dicyclopropylmethyl group (Dcpm) and a dimethylcyclopropylmethyl group (Dmcp) represented by the following
また、モノマーには、上記のモノマーに代えて、または、上記のモノマーとともに架橋性モノマー（架橋剤）を用いることもできる。この架橋性モノマーは、後述する触媒前駆体の存在下で、架橋反応を生じ得る化合物である。 Moreover, it can replace with said monomer for a monomer, or can also use a crosslinkable monomer (crosslinking agent) with said monomer. This crosslinkable monomer is a compound capable of causing a crosslinking reaction in the presence of a catalyst precursor described later.
架橋性モノマーを用いることにより、次のような利点がある。すなわち、架橋性モノマーは、より速く重合するので、コア層９３（光導波路９）の形成（プロセス）に要する時間を短縮することができる。また、架橋性モノマーは、加熱しても蒸発し難くいので、蒸気圧の上昇を抑えることができる。さらに、架橋性モノマーは、耐熱性に優れるため、コア層９３の耐熱性を向上させることができる。
The use of the crosslinkable monomer has the following advantages. That is, since the crosslinkable monomer is polymerized faster, the time required for the formation (process) of the core layer 93 (optical waveguide 9) can be shortened. Moreover, since the crosslinkable monomer is difficult to evaporate even when heated, an increase in vapor pressure can be suppressed. Furthermore, since the crosslinkable monomer is excellent in heat resistance, the heat resistance of the
このうち、架橋性ノルボルネン系モノマーは、前記化２（構造式Ａ）で表されるノルボルネン系部位（ノルボルネン系二重結合）を含む化合物である。 Among these, the crosslinkable norbornene-based monomer is a compound including a norbornene-based moiety (norbornene-based double bond) represented by Formula 2 (Structural Formula A).
架橋性ノルボルネン系モノマーとしては、連続多環環系（ｆｕｓｅｄ ｍｕｌｔｉｃｙｃｌｉｃ ｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ）の化合物と、連結多環環系（ｌｉｎｋｅｄ ｍｕｌｔｉｃｙｃｌｉｃ ｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ）の化合物とがある。 As the crosslinkable norbornene-based monomer, there are a compound of a continuous polycyclic ring system and a compound of a linked multicyclic ring system.
連続多環環系の化合物（連続多環環系の架橋性ノルボルネン系モノマー）としては、下記化６で表される化合物が挙げられる。 Examples of the continuous polycyclic ring-based compound (continuous polycyclic ring-based crosslinkable norbornene-based monomer) include compounds represented by the following chemical formula (6).
なお、簡略化のため、ノルボルナジエン（ｎｏｒｂｏｒｎａｄｉｅｎｅ）は、連続多環環系に含まれ、重合性ノルボルネン系二重結合を含むものと考えることとする。 For simplicity, norbornadiene is considered to be included in a continuous polycyclic ring system and includes a polymerizable norbornene double bond.
この連続多環環系の化合物の具体例としては、下記化７で表される化合物が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of this continuous polycyclic compound include, but are not limited to, compounds represented by the following chemical formula (7).
一方、連結多環環系の化合物（連結多環環系の架橋性ノルボルネン系モノマー）としては、下記化８で表される化合物が挙げられる。 On the other hand, examples of the linked polycyclic ring-based compound (linked polycyclic ring-based crosslinkable norbornene-based monomer) include compounds represented by the following chemical formula (8).
ここで、二価の置換基とは、端部にノルボルネン構造に結合し得る結合手を２つ有する基のことを言う。 Here, the divalent substituent refers to a group having two bonds that can be bonded to the norbornene structure at the end.
二価の炭化水素基（ハイドロカルビル基）の具体例としては、一般式：−（ＣｄＨ２ｄ）−で表されるアルキレン基（ｄは、好ましくは１〜１０の整数を表す。）と、二価の芳香族基（アリール基）とが挙げられる。 Specific examples of the divalent hydrocarbon group (hydrocarbyl group) include an alkylene group represented by the general formula:-(C d H 2d )-(d is preferably an integer of 1 to 10). And a divalent aromatic group (aryl group).
二価のアルキレン基としては、直鎖状または分岐状の炭素数１〜１０（Ｃ１〜Ｃ１０）のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基が挙げられる。 The divalent alkylene group is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms (C 1 to C 10 ), such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, Examples include a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, and a decylene group.
なお、分岐アルキレン基は、主鎖の水素原子が、直鎖状または分岐状のアルキル基で置換されたものである。 The branched alkylene group is one in which a main chain hydrogen atom is substituted with a linear or branched alkyl group.
一方、二価の芳香族基としては、二価のフェニル基、二価のナフチル基が好ましい。
また、二価のエーテル基は、−Ｒ１０−Ｏ−Ｒ１０−で表される基である。
ここで、Ｒ１０は、それぞれ独立して、Ｒ９と同じものを表す。
On the other hand, the divalent aromatic group is preferably a divalent phenyl group or a divalent naphthyl group.
The divalent ether group is a group represented by —R 10 —O—R 10 —.
Here, R 10 independently represents the same as R 9 .
この連結多環環系の化合物の具体例としては、下記化９、化１０、化１１、化１２、化１３で表される化合物の他、化１４、化１５で表されるフッ素含有化合物（フッ素含有架橋性ノルボルネン系モノマー）が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
Specific examples of this linked polycyclic ring compound include compounds represented by the following
この化１０で表される化合物は、ジメチルビス［ビシクロ［２．２．１］へプト−２−エン−５−メトキシ］シランであり、またの命名では、ジメチルビス（ノルボルネンメトキシ）シラン（「ＳｉＸ」と略される。）と呼ばれる。
The compound represented by the
各種の架橋性ノルボルネン系モノマーの中でも、特に、ジメチルビス（ノルボルネンメトキシ）シラン（ＳｉＸ）が好ましい。ＳｉＸは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位および／またはアラルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーに対して十分に低い屈折率を有する。このため、後述する活性放射線を照射する照射領域の屈折率を確実に低くして、クラッド部９５とすることができる。また、コア部９４とクラッド部９５との間における屈折率差を大きくすることができ、コア層９３（光導波路９）の特性（光伝送性能）の向上を図ることができる。
Among various crosslinkable norbornene monomers, dimethylbis (norbornenemethoxy) silane (SiX) is particularly preferable. SiX has a sufficiently low refractive index with respect to a norbornene-based polymer containing a repeating unit of alkylnorbornene and / or a repeating unit of aralkylnorbornene. For this reason, the refractive index of the irradiation region irradiated with actinic radiation, which will be described later, can be reliably lowered to form the clad
なお、以上のようなモノマーは、単独または任意に組み合わせて用いるようにしてもよい。 In addition, you may make it use the above monomers individually or in arbitrary combinations.
触媒前駆体（第２の物質）は、前記のモノマーの反応（重合反応、架橋反応等）を開始させ得る物質であり、後述する活性放射線の照射により活性化した助触媒（第１の物質）の作用により、活性化温度が変化する物質である。 The catalyst precursor (second substance) is a substance capable of initiating the above-described monomer reaction (polymerization reaction, crosslinking reaction, etc.), and is a promoter (first substance) activated by irradiation with actinic radiation described later. It is a substance whose activation temperature changes by the action of.
この触媒前駆体（プロカタリスト：ｐｒｏｃａｔａｌｙｓｔ）としては、活性放射線の照射に伴って活性化温度が変化（上昇または低下）するものであれば、いかなる化合物を用いてもよいが、特に、活性放射線の照射に伴って活性化温度が低下するものが好ましい。これにより、比較的低温による加熱処理でコア層９３（光導波路９）を形成することができ、他の層に不要な熱が加わって、光導波路９の特性（光伝送性能）が低下するのを防止することができる。
As the catalyst precursor (procatalyst), any compound may be used as long as the activation temperature changes (increases or decreases) with irradiation of actinic radiation. Those whose activation temperature decreases with irradiation are preferred. As a result, the core layer 93 (optical waveguide 9) can be formed by heat treatment at a relatively low temperature, and unnecessary heat is applied to the other layers, so that the characteristics (optical transmission performance) of the
このような触媒前駆体としては、下記式（Ｉａ）および（Ｉｂ）で表わされる化合物の少なくとも一方を含む（主とする）ものが好適に用いられる。 As such a catalyst precursor, a catalyst precursor containing (mainly) at least one of the compounds represented by the following formulas (Ia) and (Ib) is preferably used.
式Ｉａに従う典型的な触媒前駆体としては、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（ｉ−Ｐｒ）３）２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（Ｃｙ）３）２、Ｐｄ（Ｏ２ＣＣＭｅ３）２（Ｐ（Ｃｙ）３）２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（Ｃｐ）３）２、Ｐｄ（Ｏ２ＣＣＦ３）２（Ｐ（Ｃｙ）３）２、Ｐｄ（Ｏ２ＣＣ６Ｈ５）３（Ｐ（Ｃｙ）３）２が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。ここで、Ｃｐは、シクロペンチル（ｃｙｃｌｏｐｅｎｔｙｌ）基を表し、Ｃｙは、シクロヘキシル基を表す。 Typical catalyst precursors according to Formula Ia include Pd (OAc) 2 (P (i-Pr) 3 ) 2 , Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2 , Pd (O 2 CCMe 3 ) 2 (P (Cy) 3 ) 2 , Pd (OAc) 2 (P (Cp) 3 ) 2 , Pd (O 2 CCF 3 ) 2 (P (Cy) 3 ) 2 , Pd (O 2 CC 6 H 5 ) 3 (P (Cy) 3 ) 2 may be mentioned, but is not limited thereto. Here, Cp represents a cyclopentyl group, and Cy represents a cyclohexyl group.
また、式Ｉｂで表される触媒前駆体としては、ｐおよびｒが、それぞれ１および２の整数から選択される化合物が好ましい。 The catalyst precursor represented by the formula Ib is preferably a compound in which p and r are each selected from integers of 1 and 2.
このような式Ｉｂに従う典型的な触媒前駆体としては、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（Ｃｙ）３）２が挙げられる。ここで、Ｃｙは、シクロヘキシル基を表し、Ａｃは、アセチル基を表す。 Typical catalyst precursors according to such formula Ib include Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2 . Here, Cy represents a cyclohexyl group, and Ac represents an acetyl group.
これらの触媒前駆体は、モノマーを効率よく反応（ノルボルネン系モノマーの場合、付加重合反応によって効率よく重合反応や架橋反応等）することができる。 These catalyst precursors can efficiently react with a monomer (in the case of a norbornene-based monomer, an efficient polymerization reaction, a crosslinking reaction, etc. by an addition polymerization reaction).
また、活性化温度が低下した状態（活性潜在状態）において、触媒前駆体としては、その活性化温度が本来の活性化温度よりも１０〜８０℃程度（好ましくは、１０〜５０℃程度）低くなるものが好ましい。これにより、コア部９４とクラッド部９５との間の屈折率差を確実に生じさせることができる。
In the state where the activation temperature is lowered (active latent state), the catalyst precursor has an activation temperature lower by about 10 to 80 ° C. (preferably about 10 to 50 ° C.) than the original activation temperature. Is preferred. Thereby, the refractive index difference between the
かかる触媒前駆体としては、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（ｉ−Ｐｒ）３）２およびＰｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（Ｃｙ）３）２のうちの少なくとも一方を含む（主とする）ものが好適である。 Such a catalyst precursor includes (mainly) one containing at least one of Pd (OAc) 2 (P (i-Pr) 3 ) 2 and Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2. Is preferred.
なお、以下では、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（ｉ−Ｐｒ）３）２を「Ｐｄ５４５」と、また、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（Ｐ（Ｃｙ）３）２を「Ｐｄ７８５」と略すことがある。 Hereinafter, Pd (OAc) 2 (P (i-Pr) 3 ) 2 may be abbreviated as “Pd545”, and Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2 may be abbreviated as “Pd785”. .
助触媒（第１の物質）は、活性放射線の照射によって活性化して、前記の触媒前駆体（プロカタリスト）の活性化温度（モノマーに反応を生じさせる温度）を変化させ得る物質である。 The cocatalyst (first substance) is a substance that can be activated by irradiation with actinic radiation to change the activation temperature of the catalyst precursor (procatalyst) (the temperature at which the monomer reacts).
この助触媒（コカタリスト：ｃｏｃａｔａｌｙｓｔ）としては、活性放射線の照射により、その分子構造が変化（反応または分解）して活性化する化合物であれば、いかなるものでも用いることができるが、特定波長の活性放射線の照射によって分解し、プロトンや他の陽イオン等のカチオンと、触媒前駆体の脱離基に置換し得る弱配位アニオン（ＷＣＡ）とを発生する化合物（光開始剤）を含む（主とする）ものが好適に用いられる。 As the cocatalyst (cocatalyst), any compound can be used as long as it has a molecular structure that changes (reacts or decomposes) when activated by irradiation with actinic radiation. A compound (photoinitiator) that decomposes upon irradiation with actinic radiation and generates a cation such as a proton or other cation and a weakly coordinated anion (WCA) that can be substituted with a leaving group of the catalyst precursor ( (Mainly) is preferably used.
弱配位アニオンとしては、例えば、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ酸イオン（ＦＡＢＡ−）、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン（ＳｂＦ６ −）等が挙げられる。 Examples of the weak coordination anion include tetrakis (pentafluorophenyl) borate ion (FABA − ), hexafluoroantimonate ion (SbF 6 − ), and the like.
この助触媒（光酸発生剤または光塩基発生剤）としては、例えば、下記化１７で表されるテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ酸塩やヘキサフルオロアンチモン酸塩の他、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ガリウム酸塩、アルミン酸塩類、アンチモン酸塩類、他のホウ酸塩類、ガリウム酸塩類、カルボラン類、ハロカルボラン類等が挙げられる。 Examples of the cocatalyst (photoacid generator or photobase generator) include tetrakis (pentafluorophenyl) borate and hexafluoroantimonate represented by the following chemical formula 17, tetrakis (pentafluorophenyl) Examples include gallates, aluminates, antimonates, other borates, gallates, carboranes, halocarboranes, and the like.
このような助触媒の市販品としては、例えば、ニュージャージ州クランベリーのＲｈｏｄｉａ ＵＳＡ社から入手可能な「ＲＨＯＤＯＲＳＩＬ（登録商標、以下同様である。） ＰＨＯＴＯＩＮＩＴＩＡＴＯＲ ２０７４（ＣＡＳ番号第１７８２３３−７２−２番）」、日本国東京の東洋インキ製造株式会社から入手可能な「ＴＡＧ−３７２Ｒ（（ジメチル（２−（２−ナフチル）−２−オキソエチル）スルフォニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート：ＣＡＳ番号第１９３９５７−５４−９番））、日本国東京のみどり化学株式会社から入手可能な「ＭＰＩ−１０３（ＣＡＳ番号第８７７０９−４１−９番）」、日本国東京の東洋インキ製造株式会社から入手可能な「ＴＡＧ−３７１（ＣＡＳ番号第１９３９５７−５３−８番）」、日本国東京の東洋合成工業株式会社から入手可能な「ＴＴＢＰＳ−ＴＰＦＰＢ（トリス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）スルフォニウムテトラキス（ペンタペンタフルオロフェニル）ボレート）」、日本国東京のみどり化学工業株式会社より入手可能な「ＮＡＩ−１０５（ＣＡＳ番号第８５３４２−６２−７番）」等が挙げられる。 As a commercial product of such a promoter, for example, “RHODORSIL (registered trademark, the same applies hereinafter) PHOTOINITIATOR 2074 (CAS No. 178233-72-2) available from Rhodia USA, Cranberry, NJ "TAG-372R ((dimethyl (2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl) sulfonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate: CAS No. 193957) available from Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd., Tokyo, Japan" -54-9)), "MPI-103 (CAS No. 87709-41-9)" available from Midori Chemical Co., Tokyo, Japan, available from Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd., Tokyo, Japan "TAG-371 (CAS No. 193957-53-8 “TTBPS-TPFPB (tris (4-tert-butylphenyl) sulfonium tetrakis (pentapentafluorophenyl) borate)”, available from Toyo Gosei Co., Ltd., Tokyo, Midori Chemical Industries, Tokyo, Japan Examples thereof include “NAI-105 (CAS No. 85342-62-7)” available from a corporation.
なお、助触媒（第１の物質）として、ＲＨＯＤＯＲＳＩＬ ＰＨＯＴＯＩＮＩＴＩＡＴＯＲ ２０７４を用いる場合、後述する活性放射線（化学線）としては、紫外線（ＵＶ光）が好適に用いられ、紫外線の照射手段としては、水銀灯（高圧水銀ランプ）が好適に用いられる。これにより、層９１０に対して、３００ｎｍ未満の十分なエネルギーの紫外線（活性放射線）を供給することができ、ＲＨＯＤＯＲＳＩＬ ＰＨＯＴＯＩＮＩＴＩＡＴＯＲ ２０７４を効率よく分解して、上記のカチオンおよびＷＣＡを発生させることができる。
When RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074 is used as the cocatalyst (first substance), ultraviolet rays (UV light) are preferably used as actinic radiation (chemical rays) described later, and mercury lamps ( A high pressure mercury lamp) is preferably used. Thereby, ultraviolet rays (active radiation) having sufficient energy of less than 300 nm can be supplied to the
また、コア層形成用材料（ワニス）９００中には、必要に応じて、増感剤を添加するようにしてもよい。 Moreover, you may make it add a sensitizer in the core layer forming material (varnish) 900 as needed.
増感剤は、活性放射線に対する助触媒の感度を増大して、助触媒の活性化（反応または分解）に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、助触媒の活性化に適する波長に活性放射線の波長を変化させる機能を有するものである。 The sensitizer increases the sensitivity of the cocatalyst to actinic radiation, reduces the time and energy required for the activation (reaction or decomposition) of the cocatalyst, and the wavelength of the actinic radiation to a wavelength suitable for the activation of the cocatalyst. It has a function of changing the wavelength.
このような増感剤としては、助触媒の感度や増感剤の吸収のピーク波長等に応じて適宜選択され、特に限定されないが、例えば、９，１０−ジブトキシアントラセン（ＣＡＳ番号第７６２７５−１４−４番）のようなアントラセン類、キサントン類、アントラキノン類、フェナントレン類、クリセン類、ベンツピレン類、フルオラセン類（ｆｌｕｏｒａｎｔｈｅｎｅｓ）、ルブレン類、ピレン類、インダンスリーン類、チオキサンテン−９−オン類（ｔｈｉｏｘａｎｔｈｅｎ−９−ｏｎｅｓ）等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いられる。 Such a sensitizer is appropriately selected depending on the sensitivity of the promoter and the peak wavelength of absorption of the sensitizer, and is not particularly limited. For example, 9,10-dibutoxyanthracene (CAS No. 76275) is selected. 14-4) anthracenes, xanthones, anthraquinones, phenanthrenes, chrysenes, benzpyrenes, fluoranthenes, rubrenes, pyrenes, indanthrines, thioxanthen-9-ones (Thioxanthen-9-ones) and the like, and these are used alone or as a mixture.
増感剤の具体例としては、２−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン、４−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン、フェノチアジン（ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ）またはこれらの混合物が挙げられる。 Specific examples of the sensitizer include 2-isopropyl-9H-thioxanthen-9-one, 4-isopropyl-9H-thioxanthen-9-one, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, phenothiazine, and these Of the mixture.
なお、９，１０−ジブトキシアントラセン（ＤＢＡ）は、日本国神奈川県の川崎化成工業株式会社から入手が可能である。 9,10-dibutoxyanthracene (DBA) can be obtained from Kawasaki Kasei Kogyo Co., Ltd., Kanagawa, Japan.
コア層形成用材料９００中の増感剤の含有量は、特に限定されないが、０．０１重量％以上であるのが好ましく、０．５重量％以上であるのがより好ましく、１重量％以上であるのがさらに好ましい。なお、上限値は、５重量％以下であるのが好ましい。
The content of the sensitizer in the core
さらに、コア層形成用材料９００中には、酸化防止剤を添加することができる。これにより、望ましくないフリーラジカルの発生や、ポリマー９１５の自然酸化を防止することができる。その結果、得られたコア層９３（光導波路９）の特性の向上を図ることができる。
Furthermore, an antioxidant can be added to the core
この酸化防止剤としては、ニューヨーク州タリータウンのＣｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＣｉｂａ（登録商標、以下同様である。） ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標、以下同様である。） １０７６およびＣｉｂａ ＩＲＧＡＦＯＳ（登録商標、以下同様である。） １６８が好適に用いられる。 Examples of the antioxidant include Ciba (registered trademark, the same applies hereinafter) IRGANOX (registered trademark, the same applies hereinafter) 1076 and Ciba IRGAFOS (registered trademark, available) from Ciba Specialty Chemicals of Tarrytown, New York. The same applies hereinafter.) 168 is preferably used.
また、他の酸化防止剤としては、例えば、Ｃｉｂａ Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標、以下同様である。） １２９、Ｃｉｂａ Ｉｒｇａｎｏｘ １３３０、Ｃｉｂａ Ｉｒｇａｎｏｘ １０１０、Ｃｉｂａ Ｃｙａｎｏｘ（登録商標、以下同様である。） １７９０、Ｃｉｂａ Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標） ３１１４、Ｃｉｂａ Ｉｒｇａｎｏｘ ３１２５等を用いることもできる。 Other antioxidants include, for example, Ciba Irganox (registered trademark, hereinafter the same) 129, Ciba Irganox 1330, Ciba Irganox 1010, Ciba Cyanox (registered trademark, the same shall apply hereinafter) 1790, Ciba Irg. (Registered trademark) 3114, Ciba Irganox 3125, etc. can also be used.
なお、このような酸化防止剤は、例えば、層９１０が酸化条件に曝されない場合や、曝される期間が極めて短い場合等には、省略することもできる。
Note that such an antioxidant can be omitted, for example, when the
コア層形成用材料（ワニス）９００の調製に用いる溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒等の各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。 Examples of the solvent used for preparing the core layer forming material (varnish) 900 include diethyl ether, diisopropyl ether, 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP). ), Ether solvents such as anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), diethylene glycol ethyl ether (carbitol), cellosolv solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbons such as hexane, pentane, heptane, cyclohexane Solvent, aromatic hydrocarbon solvent such as toluene, xylene, benzene, mesitylene, aromatic heterocyclic compound solvent such as pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, methylpyrrolidone, Amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA), halogen compound solvents such as dichloromethane, chloroform and 1,2-dichloroethane, ethyl acetate, methyl acetate, ethyl formate, etc. Examples thereof include various organic solvents such as ester solvents, sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO) and sulfolane, and mixed solvents containing these.
さて、支持基板９５１上に形成された液状被膜中から溶媒を除去（脱溶媒）する方法としては、例えば、自然乾燥、加熱、減圧下での放置、不活性ガスの吹付け（ブロー）などによる強制乾燥等の方法が挙げられる。
As a method for removing (desolving) the solvent from the liquid film formed on the
以上のようにして、支持基板９５１上には、コア層形成用材料９００のフィルム状の固化物（または硬化物）である層９１０が形成される。
As described above, the
このとき、層（ＰＩＴＤＭの乾燥フィルム）９１０は、第１の屈折率（ＲＩ）を有している。この第１の屈折率は、層９１０中に一様に分散（分布）するポリマー９１５およびモノマーの作用による。
At this time, the layer (dry film of PITDM) 910 has a first refractive index (RI). This first refractive index is due to the action of the
［２Ａ］ 次に、開口（窓）９３５１が形成されたマスク（マスキング）９３５を用意し、このマスク９３５を介して、層９１０に対して活性放射線９３０を照射する（図４−Ｂ参照）。
[2A] Next, a mask (masking) 935 in which an opening (window) 9351 is formed is prepared, and the
以下では、モノマーとして、ポリマー９１５より低い屈折率を有するものを用い、また、触媒前駆体として、活性放射線９３０の照射に伴って活性化温度が低下するものを用いる場合を一例に説明する。
Hereinafter, a case where a monomer having a refractive index lower than that of the
すなわち、ここで示す例では、活性放射線９３０の照射領域９２５がクラッド部９５となる。
That is, in the example shown here, the
したがって、ここで示す例では、マスク９３５には、形成すべきクラッド部９５のパターンと等価な開口（窓）９３５１が形成される。この開口９３５１は、照射する活性放射線９３０が透過する透過部を形成するものである。
Therefore, in the example shown here, an opening (window) 9351 equivalent to the pattern of the clad
マスク９３５は、予め形成（別途形成）されたもの（例えばプレート状のもの）でも、層９１０上に例えば気相成膜法や塗布法により形成されたものでもよい。
The
マスク９３５として好ましいものの例としては、石英ガラスやＰＥＴ基材等で作製されたフォトマスク、ステンシルマスク、気相成膜法（蒸着、スパッタリング等）により形成された金属薄膜等が挙げられるが、これらの中でもフォトマスクやステンシルマスクを用いるのが特に好ましい。微細なパターンを精度良く形成することができるとともに、ハンドリングがし易く、生産性の向上に有利であるからである。
Preferred examples of the
また、図４−Ｂにおいては、形成すべきクラッド部９５のパターンと等価な開口（窓）９３５１は、活性放射線９３０の未照射領域９４０のパターンに沿ってマスクを部分的に除去したものを示したが、前記石英ガラスやＰＥＴ基材等で作製されたフォトマスクを用いる場合、該フォトマスク上に例えばクロム等の金属による遮蔽材で構成された活性放射線９３０の遮蔽部を設けたものを用いることもできる。このマスクでは、遮蔽部以外の部分が前記窓（透過部）となる。
Further, in FIG. 4-B, an opening (window) 9351 equivalent to the pattern of the clad
用いる活性放射線９３０は、助触媒に対して、光化学的な反応（変化）を生じさせ得るものであればよく、例えば、可視光、紫外光、赤外光、レーザ光の他、電子線やＸ線等を用いることもできる。
The
これらの中でも、活性放射線９３０は、助触媒の種類、増感剤を含有する場合には、増感剤の種類等によって適宜選択され、特に限定されないが、波長２００〜４５０ｎｍの範囲にピーク波長を有するものであるのが好ましい。これにより、助触媒を比較的容易に活性化させることができる。
Among these, the
また、活性放射線９３０の照射量は、０．１〜９Ｊ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．２〜６Ｊ／ｃｍ２程度であるのがより好ましく、０．２〜３Ｊ／ｃｍ２程度であるのがさらに好ましい。これにより、助触媒を確実に活性化させることができる。
The irradiation dose of the
前記マスク９３５の構成材料としては、照射する活性放射線９３０により適宜選定される。具体的には、マスク９３５の構成材料としては、活性放射線９３０を遮光し得る材料とされる。このような特性を有するものであれば、マスク９３５の材料自体は、公知のいずれのものも使用することができる。
The constituent material of the
マスク９３５を介して、活性放射線９３０を層９１０に照射すると、活性放射線９３０が照射された照射領域９２５内に存在する助触媒（第１の物質：コカタリスト）は、活性放射線９３０の作用により反応（結合）または分解して、カチオン（プロトンまたは他の陽イオン）と、弱配位アニオン（ＷＣＡ）とを遊離（発生）する。
When the
そして、これらのカチオンや弱配位アニオンは、照射領域９２５内に存在する触媒前駆体（第２の物質：プロカタリスト）の分子構造に変化（分解）を生じさせ、これを活性潜在状態（潜在的活性状態）に変化させる。
These cations and weakly coordinating anions cause a change (decomposition) in the molecular structure of the catalyst precursor (second substance: procatalyst) present in the
ここで、活性潜在状態（または潜在的活性状態）の触媒前駆体とは、本来の活性化温度より活性化温度が低下しているが、温度上昇がないと、すなわち、室温程度では、照射領域９２５内においてモノマーの反応を生じさせることができない状態にある触媒前駆体のことを言う。 Here, the catalyst precursor in the active latent state (or the latent active state) has an activation temperature lower than the original activation temperature, but there is no temperature increase, that is, at about room temperature, the irradiation region. It refers to a catalyst precursor that is in a state where a monomer reaction cannot occur within 925.
したがって、活性放射線９３０照射後においても、例えば−４０℃程度で、層９１０を保管すれば、モノマーの反応を生じさせることなく、その状態を維持することができる。このため、活性放射線９３０照射後の層９１０を複数用意しておき、これらに一括して加熱処理を施すことにより、コア層９３を得ることができ、利便性が高い。
Therefore, even after irradiation with the
なお、活性放射線９３０として、レーザ光のように指向性の高い光を用いる場合には、マスク９３５の使用を省略してもよい。
Note that in the case where light having high directivity such as laser light is used as the
［３Ａ］ 次に、層９１０に対して加熱処理（第１の加熱処理）を施す。
これにより、照射領域９２５内では、活性潜在状態の触媒前駆体が活性化して（活性状態となって）、モノマーの反応（重合反応や架橋反応）が生じる。
[3A] Next, the
Thereby, in the
そして、モノマーの反応が進行すると、照射領域９２５内におけるモノマー濃度が徐々に低下する。これにより、照射領域９２５と未照射領域９４０との間には、モノマー濃度に差が生じ、これを解消すべく、未照射領域９４０からモノマーが拡散（モノマーディフュージョン）して照射領域９２５に集まってくる。
As the monomer reaction proceeds, the monomer concentration in the
その結果、照射領域９２５では、モノマーやその反応物（重合体、架橋構造や分岐構造）が増加し、当該領域の屈折率にモノマー由来の構造が大きく影響を及ぼすようになり、第１の屈折率より低い第２の屈折率へと低下する。なお、モノマーの重合体としては、主に付加（共）重合体が生成する。
As a result, in the
一方、未照射領域９４０では、当該領域から照射領域９２５にモノマーが拡散することにより、モノマー量が減少するため、当該領域の屈折率にポリマー９１５の影響が大きく現れるようになり、第１の屈折率より高い第３の屈折率へと上昇する。
On the other hand, in the
このようにして、照射領域９２５と未照射領域９４０との間に屈折率差（第２の屈折率＜第３の屈折率）が生じて、コア部９４（未照射領域９４０）とクラッド部９５（照射領域９２５）とが形成される（図４−Ｃ参照）。
In this way, a refractive index difference (second refractive index <third refractive index) occurs between the
この加熱処理における加熱温度は、特に限定されないが、３０〜８０℃程度であるのが好ましく、４０〜６０℃程度であるのがより好ましい。 Although the heating temperature in this heat processing is not specifically limited, It is preferable that it is about 30-80 degreeC, and it is more preferable that it is about 40-60 degreeC.
また、加熱時間は、照射領域９２５内におけるモノマーの反応がほぼ完了するように設定するのが好ましく、具体的には、０．１〜２時間程度であるのが好ましく、０．１〜１時間程度であるのがより好ましい。
The heating time is preferably set so that the reaction of the monomer in the
ここで、コア部９４は、その横断面形状が、図示のように、正方形または矩形（長方形）のような四角形に形成されるが、その幅および高さは、それぞれ、好ましくは１〜２００μｍ程度、より好ましくは５〜１００μｍ程度、さらに好ましくは１０〜６０μｍ程度とされる。
Here, the
［４Ａ］ 次に、層９１０に対して第２の加熱処理を施す。
これにより、未照射領域９４０および／または照射領域９２５に残存する触媒前駆体を、直接または助触媒の活性化を伴って、活性化させる（活性状態とする）ことにより、各領域９２５、９４０に残存するモノマーを反応させる。
[4A] Next, the
As a result, the catalyst precursor remaining in the
このように、各領域９２５、９４０に残存するモノマーを反応させることにより、得られるコア部９４およびクラッド部９５の安定化を図ることができる。
In this way, by reacting the monomers remaining in the
この第２の加熱処理における加熱温度は、触媒前駆体または助触媒を活性化し得る温度であればよく、特に限定されないが、７０〜１００℃程度であるのが好ましく、８０〜９０℃程度であるのがより好ましい。 The heating temperature in the second heat treatment is not particularly limited as long as it can activate the catalyst precursor or the cocatalyst, but is preferably about 70 to 100 ° C, and is about 80 to 90 ° C. Is more preferable.
また、加熱時間は、０．５〜２時間程度であるのが好ましく、０．５〜１時間程度であるのがより好ましい。 The heating time is preferably about 0.5 to 2 hours, more preferably about 0.5 to 1 hour.
［５Ａ］ 次に、層９１０に対して第３の加熱処理を施す。
これにより、得られるコア層９３に生じる内部応力の低減や、コア部９４およびクラッド部９５の更なる安定化を図ることができる。
[5A] Next, the
Thereby, the internal stress generated in the obtained
この第３の加熱処理における加熱温度は、第２の加熱処理における加熱温度より２０℃以上高く設定するのが好ましく、具体的には、９０〜１８０℃程度であるのが好ましく、１２０〜１６０℃程度であるのがより好ましい。 The heating temperature in the third heat treatment is preferably set to 20 ° C. or more higher than the heating temperature in the second heat treatment, specifically, preferably about 90 to 180 ° C., 120 to 160 ° C. More preferred is the degree.
また、加熱時間は、０．５〜２時間程度であるのが好ましく、０．５〜１時間程度であるのがより好ましい。
以上の工程を経て、コア層９３が得られる。
The heating time is preferably about 0.5 to 2 hours, more preferably about 0.5 to 1 hour.
The
なお、例えば、第２の加熱処理や第３の加熱処理を施す前の状態で、コア部９４とクラッド部９５との間に十分な屈折率差が得られている場合等には、本工程［５Ａ］や前記工程［４Ａ］を省略してもよい。
For example, when a sufficient refractive index difference is obtained between the
［６Ａ］ 次に、支持基板９５２上に、クラッド層９１（９２）を形成する（図４−Ｄ参照）。 [6A] Next, the cladding layer 91 (92) is formed on the support substrate 952 (see FIG. 4-D).
クラッド層９１（９２）の形成方法としては、クラッド材を含むワニス（クラッド層形成用材料）を塗布し硬化（固化）させる方法、硬化性を有するモノマー組成物を塗布し硬化（固化）させる方法等、いかなる方法でもよい。 As a method for forming the clad layer 91 (92), a method in which a varnish containing a clad material (clad layer forming material) is applied and cured (solidified), and a method in which a curable monomer composition is applied and cured (solidified). Any method may be used.
クラッド層９１（９２）を塗布法で形成する場合、例えば、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられる。
支持基板９５２には、支持基板９５１と同様のものを用いることができる。
When the clad layer 91 (92) is formed by a coating method, examples thereof include a spin coating method, a dipping method, a table coating method, a spray method, an applicator method, a curtain coating method, and a die coating method.
As the
クラッド層９１（９２）の構成材料としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（ポリマーアロイ、ポリマーブレンド（混合物）、共重合体、複合体（積層体）など）用いることができる。 Examples of the constituent material of the clad layer 91 (92) include acrylic resins, methacrylic resins, polycarbonate, polystyrene, epoxy resins, polyamides, polyimides, polybenzoxazoles, benzocyclobutene resins, and norbornene resins. These resins can be used, and one or more of these can be used in combination (polymer alloy, polymer blend (mixture), copolymer, composite (laminate), etc.).
これらのうち、特に耐熱性に優れるという点で、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、またはそれらを含むもの（主とするもの）を用いるのが好ましく、特に、ノルボルネン系樹脂（ノルボルネン系ポリマー）を主とするものが好ましい。 Of these, epoxy resins, polyimides, polybenzoxazoles, cyclic olefin resins such as benzocyclobutene resins and norbornene resins, and those containing them (mainly) in terms of particularly excellent heat resistance It is preferable to use, and particularly, those mainly composed of norbornene-based resins (norbornene-based polymers) are preferable.
ノルボルネン系ポリマーは、耐熱性に優れるため、これをクラッド層９１（９２）の構成材料として使用する光導波路９では、光導波路９に導体層を形成する際、導体層を加工して配線を形成する際、光学素子を実装する等に加熱されたとしても、クラッド層９１（９２）が軟化して、変形するのを防止することができる。
Since the norbornene-based polymer is excellent in heat resistance, in the
また、高い疎水性を有するため、吸水による寸法変化等を生じ難いクラッド層９１（９２）を得ることができる。 Moreover, since it has high hydrophobicity, it is possible to obtain the clad layer 91 (92) that is less likely to undergo dimensional changes due to water absorption.
また、ノルボルネン系ポリマーまたはその原料であるノルボルネン系モノマーは、比較的安価であり、入手が容易であることからも好ましい。 Norbornene-based polymers or norbornene-based monomers that are raw materials thereof are also preferable because they are relatively inexpensive and easily available.
さらに、クラッド層９１（９２）の材料として、ノルボルネン系ポリマーを主とするものを用いると、曲げ等の変形に対する耐性に優れ、繰り返し湾曲変形した場合でも、クラッド層９１、９２とコア層９３との層間剥離が生じ難く、クラッド層９１、９３の内部にマイクロクラックが発生することも防止される。しかも、コア層９３の構成材料として好適に用いられる材料と同種となるため、コア層９３との密着性がさらに高いものとなり、クラッド層９１（９２）とコア層９３との間での層間剥離を防止することができる。このようなことから、光導波路９の光伝送性能が維持され、耐久性に優れた光導波路９が得られる。
Furthermore, when a material mainly composed of a norbornene-based polymer is used as the material of the clad layer 91 (92), the
このようなノルボルネン系ポリマーとしては、例えば、（１）ノルボルネン型モノマーを付加（共）重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加（共）重合体、（２）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、（３）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体のような付加重合体、（４）ノルボルネン型モノマーの開環（共）重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（５）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（６）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加したポリマーのような開環重合体が挙げられる。これらの重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等が挙げられる。 Examples of such norbornene-based polymers include (1) addition (co) polymers of norbornene monomers obtained by addition (co) polymerization of norbornene monomers, and (2) norbornene monomers and ethylene or α-olefins. (3) addition polymers such as addition copolymers with norbornene-type monomers and non-conjugated dienes, and other monomers as required, (4) ring opening of norbornene-type monomers ( A (co) polymer, and a resin obtained by hydrogenating the (co) polymer if necessary, (5) a ring-opening copolymer of a norbornene-type monomer and ethylene or α-olefins, and ( (Co) polymer hydrogenated resin, (6) ring-opening copolymer of norbornene type monomer and non-conjugated diene or other monomer, and (co) polymerization if necessary And a ring-opening polymer such as a polymer obtained by hydrogenating the body. Examples of these polymers include random copolymers, block copolymers, and alternating copolymers.
これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。 These norbornene-based polymers include, for example, ring-opening metathesis polymerization (ROMP), combination of ROMP and hydrogenation reaction, polymerization by radical or cation, polymerization using a cationic palladium polymerization initiator, and other polymerization initiators ( For example, it can be obtained by any known polymerization method such as polymerization using a polymerization initiator of nickel or another transition metal).
これらの中でも、ノルボルネン系ポリマーとしては、付加（共）重合体が好ましい。このものは、透明性、耐熱性および可撓性に富むことからも好ましい。 Among these, as the norbornene-based polymer, an addition (co) polymer is preferable. This is preferable because it is rich in transparency, heat resistance and flexibility.
特に、ノルボルネン系ポリマーは、重合性基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位や、アリール基を含む置換基を有するノルボンネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。 In particular, the norbornene-based polymer preferably includes a norbornene repeating unit having a substituent containing a polymerizable group or a norbornene repeating unit having a substituent containing an aryl group.
重合性基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、クラッド層９１（９２）において、ノルボルネン系ポリマーの少なくとも一部のものの重合性基同士を、直接または架橋剤を介して架橋させることができる。また、重合性基の種類、架橋剤の種類、コア層９３に用いるポリマーの種類等によっては、このノルボルネン系ポリマーとコア層９３に用いるポリマーとを架橋させることもできる。換言すれば、かかるノルボルネン系ポリマーは、その少なくとも一部のものが重合性基において架橋しているのが好ましい。
By including a norbornene repeating unit having a substituent containing a polymerizable group, in the cladding layer 91 (92), the polymerizable groups of at least some of the norbornene-based polymers are crosslinked directly or via a crosslinking agent. be able to. Depending on the type of polymerizable group, the type of crosslinking agent, the type of polymer used for the
その結果、クラッド層９１（９２）自体の強度や、クラッド層９１（９２）とコア層９３との密着性の更なる向上を図ることができる。
As a result, the strength of the clad layer 91 (92) itself and the adhesion between the clad layer 91 (92) and the
このような重合性基を含むノルボルネンの繰り返し単位としては、エポキシ基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位、（メタ）アクリル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位、および、アルコキシシリル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位がのうちの少なくとも１種が好適である。これらの重合性基は、各種重合性基の中でも、反応性が高いことから好ましい。 Examples of the norbornene repeating unit containing a polymerizable group include a norbornene repeating unit having a substituent containing an epoxy group, a norbornene repeating unit having a substituent containing a (meth) acryl group, and an alkoxysilyl group. At least one of the repeating units of norbornene having a substituent to be included is preferable. These polymerizable groups are preferable because of their high reactivity among various polymerizable groups.
また、このような重合性基を含むノルボルネンの繰り返し単位を、２種以上含むものを用いれば、架橋密度をさらに向上させることができ、前記効果がより顕著となる。 Moreover, if the thing containing 2 or more types of norbornene repeating units containing such a polymeric group is used, a crosslinking density can be improved further and the said effect will become more remarkable.
一方、アリール基を含む置換基を有するノルボンネンの繰り返し単位を含むことにより、アリール基は、疎水性が極めて高いため、クラッド層９１（９２）の吸水による寸法変化等をより確実に防止することができる。また、アリール基は、脂溶性（親油性）に優れ、前述したようなコア層９３に用いられるポリマーとの親和性が高いため、クラッド層９１（９２）とコア層９３との間での層間剥離をより確実に防止することができ、より耐久性に優れた光導波路９が得られる。
On the other hand, by including a norbornene repeating unit having a substituent containing an aryl group, the aryl group has extremely high hydrophobicity, so that the dimensional change due to water absorption of the cladding layer 91 (92) can be more reliably prevented. it can. In addition, since the aryl group is excellent in fat solubility (lipophilicity) and has a high affinity with the polymer used in the
さらに、ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。なお、アルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。 Furthermore, the norbornene-based polymer preferably contains an alkylnorbornene repeating unit. The alkyl group may be linear or branched.
アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高くなるため、クラッド層９１、９２（光導波路９）に高いフレキシビリティ（可撓性）を付与することができる。
By including the repeating unit of alkyl norbornene, the norbornene-based polymer has high flexibility, so that high flexibility (flexibility) can be imparted to the
また、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、前述したような波長領域（特に、８５０ｎｍ付近の波長領域）の光に対する透過率が優れることからも好ましい。 A norbornene-based polymer containing an alkylnorbornene repeating unit is also preferable because of its excellent transmittance for light in the wavelength region as described above (particularly in the wavelength region near 850 nm).
なお、クラッド層９１（９２）に用いるノルボルネン系ポリマーは、比較的屈折率の低いものが好適であるのに対して、アリール基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むと、一般に屈折率が高くなる傾向を示すが、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、屈折率の上昇を防止することもできる。 The norbornene-based polymer used for the clad layer 91 (92) is preferably a polymer having a relatively low refractive index. On the other hand, if the norbornene-containing polymer having a substituent containing an aryl group is included, the norbornene-based polymer generally has a refractive index. However, an increase in the refractive index can be prevented by including an alkyl norbornene repeating unit.
このようなことから、クラッド層９１（９２）に用いるノルボルネン系ポリマーとしては、下記化１８〜２１や、化２５で表されるものが好適である。
Therefore, as the norbornene-based polymer used for the clad layer 91 (92), those represented by the following
なお、化１８で表されるノルボルネン系ポリマーの中でも、特に、Ｒが炭素数４〜１０のアルキル基であり、ａおよびｂがそれぞれ１である化合物、例えば、ブチルボルネンとメチルグリシジルエーテルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとメチルグリシジルエーテルノルボルネンとのコポリマー、デシルノルボルネンとメチルグリシジルエーテルノルボルネンとのコポリマー等が好ましい。
Among the norbornene-based polymers represented by
なお、化１９で表されるノルボルネン系ポリマーの中でも、特に、Ｒが炭素数４〜１０のアルキル基であり、ａが１である化合物、例えば、ブチルボルネンとアクリル酸２−（５−ノルボルネニル）メチルとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとアクリル酸２−（５−ノルボルネニル）メチルとのコポリマー、デシルノルボルネンとアクリル酸２−（５−ノルボルネニル）メチルとのコポリマー等が好ましい。 Among the norbornene-based polymers represented by Chemical formula 19, compounds in which R is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms and a is 1, for example, butylbornene and 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate And a copolymer of hexylnorbornene and 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate, a copolymer of decylnorbornene and 2- (5-norbornenyl) methyl acrylate, and the like.
なお、化２０で表されるノルボルネン系ポリマーの中でも、特に、Ｒが炭素数４〜１０のアルキル基であり、ａが１または２、Ｘがメチル基またはエチル基である化合物、例えば、ブチルボルネンとノルボルネニルエチルトリメトキシシランとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとノルボルネニルエチルトリメトキシシランとのコポリマー、デシルノルボルネンとノルボルネニルエチルトリメトキシシランとのコポリマー、ブチルボルネンとトリエトキシシリルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとトリエトキシシリルノルボルネンとのコポリマー、デシルノルボルネンとトリエトキシシリルノルボルネンとのコポリマー、ブチルボルネンとトリメトキシシリルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとトリメトキシシリルノルボルネンとのコポリマー、デシルノルボルネンとトリメトキシシリルノルボルネンとのコポリマー等が好ましい。 Among the norbornene-based polymers represented by Chemical Formula 20, in particular, compounds in which R is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, a is 1 or 2, and X is a methyl group or an ethyl group, such as butylbornene Copolymer of norbornenylethyltrimethoxysilane, copolymer of hexylnorbornene and norbornenylethyltrimethoxysilane, copolymer of decylnorbornene and norbornenylethyltrimethoxysilane, copolymer of butylbornene and triethoxysilylnorbornene, hexyl Copolymers of norbornene and triethoxysilyl norbornene, copolymers of decyl norbornene and triethoxysilyl norbornene, copolymers of butylbornene and trimethoxysilyl norbornene, hexyl norbornene and tri Copolymers of butoxy silyl norbornene copolymer and the like of decyl norbornene and trimethoxysilyl norbornene are preferred.
なお、化２１で表されるノルボルネン系ポリマーとしては、例えば、ブチルボルネン、ヘキシルノルボルネンまたはデシルノルボルネンのいずれかと、アクリル酸２−（５−ノルボルネニル）メチルと、ノルボルネニルエチルトリメトキシシラン、トリエトキシシリルノルボルネンまたはトリメトキシシリルノルボルネンのいずれかとのターポリマー、ブチルボルネン、ヘキシルノルボルネンまたはデシルノルボルネンのいずれかと、アクリル酸２−（５−ノルボルネニル）メチルと、メチルグリシジルエーテルノルボルネンとのターポリマー、ブチルボルネン、ヘキシルノルボルネンまたはデシルノルボルネンのいずれかと、メチルグリシジルエーテルノルボルネン、ノルボルネニルエチルトリメトキシシラン、トリエトキシシリルノルボルネンまたはトリメトキシシリルノルボルネンのいずれかとのターポリマー等が挙げられる。
As the norbornene-based polymer represented by
なお、化２５で表されるノルボルネン系ポリマーの中でも、特に、Ｒが炭素数４〜１０のアルキル基であり、Ｘ１が酸素原子、Ｘ２がシリコン原子、Ａｒがフェニル基、Ｒ２がメチル基、ａが１、ｃが２である化合物、例えば、ブチルボルネンとジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランとのコポリマー、デシルノルボルネンとジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランとのコポリマー等や、Ｒが炭素数４〜１０のアルキル基であり、Ｘ１がメチレン基、Ｘ２が炭素原子、Ａｒがフェニル基、Ｒ２が水素原子、ａが０、ｃが１である化合物、例えば、ブチルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー、デシルノルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー等が好ましい。 Of the norbornene polymers represented by Chemical Formula 25, in particular, R is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, X 1 is an oxygen atom, X 2 is a silicon atom, Ar is a phenyl group, and R 2 is methyl. A group in which a is 1 and c is 2, for example, a copolymer of butylbornene and diphenylmethylnorbornenemethoxysilane, a copolymer of hexylnorbornene and diphenylmethylnorbornenemethoxysilane, a copolymer of decylnorbornene and diphenylmethylnorbornenemethoxysilane, etc. Or R is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, X 1 is a methylene group, X 2 is a carbon atom, Ar is a phenyl group, R 2 is a hydrogen atom, a is 0, and c is 1, for example, , A copolymer of butylbornene and phenylethylnorbornene, hexylnorbornene and Copolymers of E sulfonyl ethyl norbornene copolymer, etc. of decyl norbornene and phenyl ethyl norbornene are preferred.
また、ｐ／ｑまたはｐ／ｑ＋ｒは、２０以下であればよいが、１５以下であるのが好ましく、０．１〜１０程度がより好ましい。これにより、複数種のノルボルネンの繰り返し単位を含む効果が如何なく発揮される。 Moreover, although p / q or p / q + r should just be 20 or less, it is preferable that it is 15 or less, and about 0.1-10 is more preferable. Thereby, the effect including the repeating unit of multiple types of norbornene is exhibited.
以上のようなノルボルネン系ポリマーは、前述した特性に加えて、比較的低い屈折率のものであり、かかるノルボルネン系ポリマーを主材料としてクラッド層９１（９２）を構成することにより、光導波路９の光伝送性能をより向上させることができる。
The norbornene-based polymer as described above has a relatively low refractive index in addition to the above-described characteristics. By forming the clad layer 91 (92) using such a norbornene-based polymer as a main material, the
なお、ノルボルネン系ポリマーが、（メタ）アクリル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含む場合、（メタ）アクリル基同士は、加熱により比較的容易に架橋（重合）させることができるが、クラッド層形成用材料中に、ラジカル発生剤を混合することにより、（メタ）アクリル基同士の架橋反応を促進することができる。 When the norbornene-based polymer includes a norbornene repeating unit having a substituent containing a (meth) acryl group, the (meth) acryl groups can be crosslinked (polymerized) relatively easily by heating. By mixing a radical generator in the cladding layer forming material, the cross-linking reaction between (meth) acrylic groups can be promoted.
ラジカル発生剤としては、例えば、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１，１−ビス（ｔ−ブチルペロキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等が好適に用いられる。 As the radical generator, for example, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane and the like are preferably used. .
また、ノルボルネン系ポリマーが、エポキシ基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位や、アルコキシシリル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含む場合、これらの重合性基同士を直接架橋させるためには、クラッド層形成用材料中に、前述した助触媒と同種の物質（光酸発生剤または光塩基発生剤）を混合しておき、この物質の作用により、エポキシ基やアルコキシシリル基を架橋させればよい。 In addition, when the norbornene-based polymer includes a norbornene repeating unit having a substituent containing an epoxy group or a norbornene repeating unit having a substituent containing an alkoxysilyl group, in order to directly crosslink these polymerizable groups In the clad layer forming material, the same kind of substance (photoacid generator or photobase generator) as the above-mentioned promoter is mixed, and the epoxy group or alkoxysilyl group is crosslinked by the action of this substance. Just do it.
一方、エポキシ基同士、（メタ）アクリル基同士やアルコキシシリル基同士を架橋剤を介して架橋させるためには、さらに、クラッド層形成用材料中に、架橋剤として、各重合性基に対応する重合性基を少なくとも１つを有する化合物を混合するようにすればよい。 On the other hand, in order to crosslink epoxy groups, (meth) acrylic groups, or alkoxysilyl groups via a crosslinking agent, it corresponds to each polymerizable group as a crosslinking agent in the cladding layer forming material. A compound having at least one polymerizable group may be mixed.
エポキシ基を有する架橋剤としては、例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（γ−ＧＰＳ）、シリコーンエポキシ樹脂等が好適に用いられる。 As the crosslinking agent having an epoxy group, for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPS), silicone epoxy resin, and the like are preferably used.
（メタ）アクリル基を有する架橋剤としては、例えば、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラントリシクロ［５．２．１．０２，６］デカンジメタノールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート等が好適に用いられる。 As a crosslinking agent having a (meth) acryl group, for example, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane dimethanol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate and the like are preferable. Used for.
アルコキシシリル基を有する架橋剤としては、例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシランのようなシランカップリング剤等が好適に用いられる。 As the crosslinking agent having an alkoxysilyl group, for example, a silane coupling agent such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane or 3-aminopropyltrimethoxysilane is preferably used.
これらの重合性基同士の架橋反応は、本工程［６Ａ］の最終段階で行うようにしてもよいし、次工程［７Ａ］において光導波路９を得た後に行うようにしてもよい。
The crosslinking reaction between these polymerizable groups may be performed at the final stage of this step [6A], or may be performed after obtaining the
また、クラッド層形成用材料中には、各種の添加剤を添加（混合）するようにしてもよい。 Further, various additives may be added (mixed) to the cladding layer forming material.
例えば、クラッド層形成用材料中には、前記コア層形成用材料で挙げたモノマー、触媒前駆体および助触媒を混合してもよい。これにより、クラッド層９１（９２）中において、前述したのと同様にして、モノマーを反応させて、クラッド層９１（９２）の屈折率を変化させることができる。 For example, the monomer, the catalyst precursor, and the co-catalyst mentioned in the material for forming the core layer may be mixed in the material for forming the cladding layer. Thereby, in the clad layer 91 (92), the refractive index of the clad layer 91 (92) can be changed by reacting the monomer in the same manner as described above.
特に、モノマーとしては、架橋性モノマーを含むものを用いると、クラッド層９１（９２）において、ノルボルネン系ポリマーの少なくとも一部のもののを、架橋性モノマーを介して架橋させることができる。また、架橋剤の種類、コア層９３に用いるポリマーの種類等によっては、このノルボルネン系ポリマーとコア層９３に用いるポリマーとを架橋させることもできる。
In particular, when a monomer containing a crosslinkable monomer is used as the monomer, at least a part of the norbornene-based polymer in the clad layer 91 (92) can be crosslinked via the crosslinkable monomer. Depending on the type of crosslinking agent, the type of polymer used for the
また、この場合、クラッド層９１（９２）中において、屈折率の差を設けることが要求されないので、助触媒を省略して、加熱により容易に活性化する触媒前駆体を用いることもできる。 In this case, since it is not required to provide a difference in refractive index in the clad layer 91 (92), it is possible to omit the promoter and use a catalyst precursor that is easily activated by heating.
かかる触媒前駆体としては、例えば、［Ｐｄ（ＰＣｙ３）２（Ｏ２ＣＣＨ３）（ＮＣＣＨ３）］テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、［２−ｍｅｔｈａｌｌｙｌ Ｐｄ（ＰＣｙ３）２］テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、［Ｐｄ（ＰＣｙ３）２Ｈ（ＮＣＣＨ３）］テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、［Ｐｄ（Ｐ（ｉＰｒ）３）２（ＯＣＯＣＨ３）（ＮＣＣＨ３）］テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート等が挙げられる。 Examples of such catalyst precursors include [Pd (PCy 3 ) 2 (O 2 CCH 3 ) (NCCH 3 )] tetrakis (pentafluorophenyl) borate, [2-methylly Pd (PCy3) 2] tetrakis (pentafluorophenyl). ) Borate, [Pd (PCy3) 2H (NCCH3)] tetrakis (pentafluorophenyl) borate, [Pd (P (iPr) 3) 2 (OCOCH3) (NCCH3)] tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and the like.
その他の添加剤としては、前述したような酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤を混合することにより、クラッド材（ノルボルネン系ポリマー）の酸化による劣化を防止することができる。 Examples of other additives include the antioxidants described above. By mixing the antioxidant, it is possible to prevent deterioration of the clad material (norbornene polymer) due to oxidation.
以上のようにして、支持基板９５２上に、クラッド層９１（９２）が形成される。
クラッド層９１、９２の平均厚さは、コア層９３の平均厚さの０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．３〜１．２５倍程度であるのがより好ましく、具体的には、クラッド層９１、９２の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路９が不要に大型化（圧膜化）するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。
As described above, the clad layer 91 (92) is formed on the
The average thickness of the
［７Ａ］ 次に、支持基板９５１からコア層９３を剥離し、このコア層９３を、クラッド層９１が形成された支持基板９５２と、クラッド層９２が形成された支持基板９５２とで挟持する（図４−Ｅ参照）。
[7A] Next, the
そして、図４−Ｅ中の矢印で示すように、クラッド層９２が形成された支持基板９５２の上面側から加圧し、クラッド層９１、９２とコア層９３とを圧着する。
これにより、クラッド層９１、９２とコア層９３とが接合、一体化される。
And as shown by the arrow in FIG. 4-E, it pressurizes from the upper surface side of the
Thereby, the
また、この圧着作業は、加熱下で行われるのが好ましい。加熱温度は、クラッド層９１、９２やコア層９３の構成材料等により適宜決定されるが、通常は、８０〜２００℃程度が好ましく、１２０〜１８０℃程度がより好ましい。
Further, this crimping operation is preferably performed under heating. The heating temperature is appropriately determined depending on the constituent materials of the
次いで、クラッド層９１、９２から、それぞれ、支持基板９５２を剥離、除去する。これにより、光導波路９が得られる。
Next, the
このような光導波路９の好ましい例では、コア層９３において、コア部９４が第１のノルボルネン系材料を主材料として構成され、クラッド部９５が第１のノルボルネン系材料より低い屈折率を有する第２のノルボルネン系材料を主材料として構成され、クラッド層９１、９２が、それぞれ、第１のノルボルネン系材料（コア層９３のコア部９４）より屈折率が低いノルボルネン系ポリマーを主材料として構成される。
In a preferable example of such an
そして、第１のノルボルネン系材料と前記第２のノルボルネン系材料とは、いずれも、同一のノルボルネン系ポリマーを含有するが、このノルボルネン系ポリマーと異なる屈折率を有するノルボルネン系モノマーの反応物の含有量が異なることにより、互いに屈折率が異なっている。 The first norbornene-based material and the second norbornene-based material both contain the same norbornene-based polymer, but contain a reaction product of a norbornene-based monomer having a refractive index different from that of the norbornene-based polymer. Due to the different amounts, the refractive indices are different from each other.
ノルボルネン系ポリマーは、透明性が高いため、かかる構成の光導波路９では、高い光伝送性能が得られる。
Since the norbornene-based polymer has high transparency, the
また、このような構成により、コア部９４とクラッド部９５との間の高い密着性のみならず、コア層９３とクラッド層９１およびクラッド層９２との間の高い密着性が得られ、光導波路９に曲げ等の変形が生じた場合でも、コア部９４とクラッド部９５との剥離や、コア層９３とクラッド層９１、９２との層間剥離が生じ難く、コア部９４内やクラッド部９５内にマイクロクラックが発生することも防止される。その結果、光導波路９の光伝送性能が維持される。
Further, with such a configuration, not only high adhesion between the
さらに、ノルボルネン系ポリマーは、高い耐熱性、高い疎水性を有するため、かかる構成の光導波路９では、耐久性に優れたものとなる。
Further, since the norbornene-based polymer has high heat resistance and high hydrophobicity, the
また、光導波路９に高い耐熱性や高い疎水性を付与することができるため、その特性の低下（劣化）を防止しつつ、前述したような各種の方法を採用して導体層を確実に形成することができる。特に、光の伝送に重要なコア部９４と重なるように、導体層を形成した場合でも、コア部９４の変質・劣化を防止することができる。
In addition, since the
また、以上のような製造方法によれば、簡単な処理で、しかも短時間に、所望の形状を有し、かつ、寸法精度の高いコア部９４を有する光導波路９を得ることができる。
Further, according to the manufacturing method as described above, the
＜第２の製造方法＞
次に、光導波路９の第２の製造方法について説明する。
<Second production method>
Next, a second manufacturing method of the
以下、第２の製造方法について説明するが、前記第１の製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, the second manufacturing method will be described, but the description will focus on differences from the first manufacturing method, and description of similar matters will be omitted.
第２の製造方法では、コア層形成用材料９００の組成が異なり、それ以外は、前記第１の製造方法と同様である。
In the second manufacturing method, the composition of the core
すなわち、第２の製造方法で用いられるコア層形成用材料９００は、活性放射線の照射により活性化する離脱剤（物質）と、主鎖と該主鎖から分岐し、活性化した離脱剤の作用により、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る離脱性基（離脱性ぺンダントグループ）とを有するポリマー９１５とを含有している。
離脱剤には、前記第１の製造方法で挙げた助触媒と同様のものを用いることができる。
That is, the core
As the releasing agent, the same promoter as that mentioned in the first production method can be used.
第２の製造方法において用いられるポリマー９１５としては、前記第１の製造方法で挙げたポリマー９１５が有する置換基を離脱性基で置換したものや、前記第１の製造方法で挙げたポリマー９１５に離脱性基を導入したもの等が挙げられる。
Examples of the
かかるポリマー９１５は、離脱性基の離脱（切断）により、その屈折率が変化（上昇または低下）する。
The refractive index of the
離脱性基は、カチオン、アニオンまたはフリーラジカルの作用により離脱するもの、すなわち、酸（カチオン）脱離性基、塩基（アニオン）脱離性基、フリーラジカル脱離性基のいずれであってもよいが、好ましくはカチオン（プロトン）の作用により離脱するもの（酸基離脱性基）である。 The leaving group may be any of those leaving by the action of a cation, anion or free radical, that is, any of an acid (cation) leaving group, a base (anion) leaving group, and a free radical leaving group. Although it is good, it is preferably a group capable of leaving by the action of a cation (proton) (acid group leaving group).
酸離脱性基としては、その分子構造中に、−Ｏ−構造、−Ｓｉ−アリール構造および−Ｏ−Ｓｉ−構造のうちの少なくとも１つを有するものが好ましい。かかる酸離脱性基は、カチオンの作用により比較的容易に離脱する。 As the acid leaving group, those having at least one of an —O— structure, an —Si—aryl structure and an —O—Si— structure in its molecular structure are preferable. Such an acid leaving group is released relatively easily by the action of a cation.
このうち、離脱によりポリマー９１５の屈折率に低下を生じさせる酸離脱性基としては、−Ｓｉ−ジフェニル構造および−Ｏ−Ｓｉ−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。
Among these, as the acid leaving group that causes a decrease in the refractive index of the
なお、フリーラジカルの作用により離脱するフリーラジカル脱離性基としては、例えば、末端にアセトフェノン構造を有する置換基等が挙げられる。 In addition, as a free radical leaving group which leaves | separates by the effect | action of a free radical, the substituent etc. which have an acetophenone structure at the terminal are mentioned, for example.
また、ポリマー９１５は、前記第１の製造方法で説明したのと同様の理由から、ノルボルネン系ポリマーを用いるのが好ましく、アルキル（特にヘキシル）ノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーを用いるのがより好ましい。
The
以上のことを考慮した場合、離脱性基の離脱により屈折率が低下するポリマー９１５としては、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランのホモポリマーや、ヘキシルノルボルネンとジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランとのコポリマーが好適に用いられる。
In consideration of the above, as the
以下では、ポリマー９１５として、離脱性基（特に酸離脱性基）の離脱により屈折率が低下するものを用いる場合を一例に説明する。
Hereinafter, as an example, a case where the
すなわち、ここで示す例では、活性放射線９３０の照射領域９２５がクラッド部９５となる。
That is, in the example shown here, the
［１Ｂ］ 前記工程［１Ａ］と同様の工程を行う。
このとき、層（ＰＩＴＤＭの乾燥フィルム）９１０は、第１の屈折率（ＲＩ）を有している。この第１の屈折率は、層９１０中に一様に分散（分布）するポリマー９１５の作用による。
[1B] A step similar to the step [1A] is performed.
At this time, the layer (dry film of PITDM) 910 has a first refractive index (RI). This first refractive index is due to the action of the
［２Ｂ］ 前記工程［２Ａ］と同様の工程を行う。
マスク９３５を介して、活性放射線９３０を層９１０に照射すると、活性放射線９３０が照射された照射領域９２５内に存在する離脱剤は、活性放射線９３０の作用により反応（結合）または分解して、カチオン（プロトンまたは他の陽イオン）と、弱配位アニオン（ＷＣＡ）とを遊離（発生）する。
[2B] A step similar to the step [2A] is performed.
When the
そして、カチオンは、離脱性基そのものを主鎖から離脱させるか、または、離脱性基の分子構造の途中から切断する（フォトブリーチ）。 Then, the cation causes the leaving group itself to leave the main chain, or cleaves from the middle of the molecular structure of the leaving group (photo bleach).
これにより、照射領域９２５では、未照射領域９４０よりも完全な状態の離脱性基の数が減少し、第１の屈折率より低い第２の屈折率へと低下する。なお、このとき、未照射領域９４０の屈折率は、第１の屈折率が維持される。
As a result, in the
このようにして、照射領域９２５と未照射領域９４０との間に屈折率差（第２の屈折率＜第１の屈折率）が生じて、コア部９４（未照射領域９４０）とクラッド部９５（照射領域９２５）とが形成される。
In this way, a refractive index difference (second refractive index <first refractive index) occurs between the
なお、この場合、活性放射線９３０の照射量は、０．１〜９Ｊ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．３〜６Ｊ／ｃｍ２程度であるのがより好ましく、０．６〜６Ｊ／ｃｍ２程度であるのがさらに好ましい。これにより、離脱剤を確実に活性化させることができる。
In this case, the irradiation dose of the
［３Ｂ］ 次に、層９１０に対して加熱処理を施す。
これにより、ポリマー９１５から離脱（切断）された離脱性基が、例えば、照射領域９２５から除去されたり、ポリマー９１５内において再配列または架橋する。
[3B] Next, the
As a result, the leaving group detached (cut) from the
さらに、このとき、クラッド部９５（照射領域９２５）に残存する離脱性基の一部がさらに離脱（切断）すると考えられる。 Further, at this time, it is considered that a part of the leaving group remaining in the cladding part 95 (irradiation region 925) is further detached (cut).
したがって、このような加熱処理を施すことにより、コア部９４とクラッド部９５との間の屈折率差をより大きくすることができる。
Therefore, the refractive index difference between the
この加熱処理における加熱温度は、特に限定されないが、７０〜１９５℃程度であるのが好ましく、８５〜１５０℃程度であるのがより好ましい。 Although the heating temperature in this heat processing is not specifically limited, It is preferable that it is about 70-195 degreeC, and it is more preferable that it is about 85-150 degreeC.
また、加熱時間は、照射領域９２５から離脱（切断）された離脱性基を十分に除去し得るに設定され、特に限定されないが、０．５〜３時間程度であるのが好ましく、０．５〜２時間程度であるのがより好ましい。
Further, the heating time is set so as to sufficiently remove the leaving group detached (cut) from the
なお、例えば、加熱処理を施す前の状態で、コア部９４とクラッド部９５との間に十分な屈折率差が得られている場合等には、本工程［３Ｂ］を省略してもよい。
For example, when a sufficient refractive index difference is obtained between the
また、必要に応じて、１回または複数回の加熱処理（例えば、１５０〜２００℃×１〜８時間程度）の工程を追加することもできる。
以上の工程を経て、コア層９３が得られる。
Moreover, the process of 1 time or several times of heat processing (for example, about 150-200 degreeC x about 1 to 8 hours) can also be added as needed.
The
［４Ｂ］ 前記工程［６Ａ］と同様の工程を行う。
［５Ｂ］ 前記工程［７Ａ］と同様の工程を行う。
[4B] A step similar to the step [6A] is performed.
[5B] A step similar to the step [7A] is performed.
以上のようにして、光導波路９が完成する。
このような光導波路９の好ましい例では、コア層９３がノルボルネン系材料を主材料として構成され、クラッド層９１、９２が、それぞれ、コア層９３のコア部９４より屈折率が低いノルボルネン系ポリマーを主材料として構成される。
The
In a preferred example of such an
そして、コア部９４とクラッド部９５とは、主鎖と主鎖から分岐し、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る離脱性基とを有するノルボルネン系ポリマーを主材料として構成され、コア部９４とクラッド部９５とは、主鎖に結合した状態の離脱性基の数が異なることにより、それらの屈折率が異なっている。
The
ノルボルネン系ポリマーは、透明性が高いため、かかる構成の光導波路９では、高い光伝送性能が得られる。
Since the norbornene-based polymer has high transparency, the
また、このような構成により、コア部９４とクラッド部９５との間の高い密着性のみならず、コア層９３とクラッド層９１およびクラッド層９２との間の高い密着性が得られ、光導波路９に曲げ等の変形が生じた場合でも、コア部９４とクラッド部９５との剥離や、コア層９３とクラッド層９１、９２との層間剥離が生じ難く、コア部９４内やクラッド部９５内にマイクロクラックが発生することも防止される。その結果、光導波路９の光伝送性能が維持される。
Further, with such a configuration, not only high adhesion between the
さらに、ノルボルネン系ポリマーは、高い耐熱性、高い疎水性を有するため、かかる構成の光導波路９では、耐久性に優れたものとなる。
Further, since the norbornene-based polymer has high heat resistance and high hydrophobicity, the
また、光導波路９に高い耐熱性や高い疎水性を付与することができるため、その特性の低下（劣化）を防止しつつ、前述したような各種の方法を採用して導体層を確実に形成することができる。特に、光の伝送に重要なコア部９４と重なるように、導体層を形成した場合でも、コア部９４の変質・劣化を防止することができる。
In addition, since the
また、以上のような製造方法によれば、簡単な処理で、しかも短時間に、所望の形状を有し、かつ、寸法精度の高いコア部９４を有する光導波路９を得ることができる。
Further, according to the manufacturing method as described above, the
特に、第２の製造方法によれば、少なくとも活性放射線をすればよく、極めて簡単な処理で、コア層９３を形成することができる。
In particular, according to the second manufacturing method, at least actinic radiation may be used, and the
＜第３の製造方法＞
次に、光導波路９の第３の製造方法について説明する。
<Third production method>
Next, the 3rd manufacturing method of the
以下、第３の製造方法について説明するが、前記第１および第２の製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, the third manufacturing method will be described, but the description will focus on differences from the first and second manufacturing methods, and the description of the same matters will be omitted.
第３の製造方法では、コア層形成用材料９００として、第１および第２の製造方法で用いたコア層形成用材料を組み合わせたものを用い、それ以外は、前記第１または第２の製造方法と同様である。
In the third manufacturing method, a combination of the core layer forming materials used in the first and second manufacturing methods is used as the core
すなわち、第３の製造方法で用いられるコア層形成用材料９００は、前述したような離脱性基を有するポリマー９１５と、モノマーと、助触媒（第１の物質）と、触媒前駆体（第２の物質）とを含有している。また、助触媒は、前記第２の製造方法における離脱剤と同じものであり、離脱剤を離脱させる機能も有する。
That is, the core
このようなコア層形成用材料９００では、選択する離脱性基と、選択するモノマーとの組み合わせにより、得られるコア層９３において、コア部９４とクラッド部９５との間の屈折率差をより多段階に調整することが可能となる。
In such a core
なお、前述したように、モノマーとして、ポリマー９１５より低い屈折率を有するものを用い、また、触媒前駆体として、活性放射線９３０の照射に伴って活性化温度が低下するものを用い、ポリマー９１５として、離脱性基の離脱により屈折率が低下するものを用いると、照射領域９２５をクラッド部９５とし、コア部９４との屈折率差が極めて大きいコア層９３を得ることができる。
As described above, a monomer having a refractive index lower than that of the
以下では、このような組み合わせのポリマー９１５、モノマーおよび触媒前駆体を用いる場合を一例に説明する。
Hereinafter, a case where such a combination of the
すなわち、ここで示す例では、活性放射線９３０の照射領域９２５がクラッド部９５となる。
That is, in the example shown here, the
［１Ｃ］ 前記工程［１Ａ］と同様の工程を行う。
このとき、層（ＰＩＴＤＭの乾燥フィルム）９１０は、第１の屈折率（ＲＩ）を有している。この第１の屈折率は、層９１０中に一様に分散（分布）するポリマー９１５およびモノマーの作用による。
[1C] A step similar to the step [1A] is performed.
At this time, the layer (dry film of PITDM) 910 has a first refractive index (RI). This first refractive index is due to the action of the
［２Ｃ］ 前記工程［２Ａ］と同様の工程を行う。
マスク９３５を介して、活性放射線９３０を層９１０に照射すると、活性放射線９３０が照射された照射領域９２５内に存在する助触媒（第１の物質：コカタリスト）は、活性放射線９３０の作用により反応または分解して、カチオン（プロトンまたは他の陽イオン）と、弱配位アニオン（ＷＣＡ）とを遊離（発生）する。
[2C] A step similar to the step [2A] is performed.
When the
そして、これらのカチオンや弱配位アニオンは、照射領域９２５内に存在する触媒前駆体（第２の物質：プロカタリスト）の分子構造に変化（分解）を生じさせ、これを活性潜在状態（潜在的活性状態）に変化させる。
These cations and weakly coordinating anions cause a change (decomposition) in the molecular structure of the catalyst precursor (second substance: procatalyst) present in the
また、カチオンは、離脱性基そのものを主鎖から離脱させるか、または、離脱性基の分子構造の途中から切断する。 In addition, the cation causes the leaving group itself to leave the main chain, or cleaves from the middle of the molecular structure of the leaving group.
これにより、照射領域９２５では、未照射領域９４０よりも完全な状態の離脱性基の数が減少し、屈折率が低下して第１の屈折率より低くなる。なお、このとき、未照射領域９４０の屈折率は、第１の屈折率が維持される。
As a result, in the
なお、この場合、活性放射線９３０の照射量は、０．１〜９Ｊ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．２〜５Ｊ／ｃｍ２程度であるのがより好ましく、０．２〜４Ｊ／ｃｍ２程度であるのがさらに好ましい。これにより、助触媒を確実に活性化させることができる。
In this case, the irradiation dose of the
［３Ｃ］ 前記工程［３Ａ］と同様の工程を行う。
これにより、照射領域９２５内では、活性潜在状態の触媒前駆体が活性化して（活性状態となって）、モノマーの反応（重合反応や架橋反応）が生じる。
[3C] The same step as the above step [3A] is performed.
Thereby, in the
そして、モノマーの反応が進行すると、照射領域９２５内におけるモノマー濃度が徐々に低下する。これにより、照射領域９２５と未照射領域９４０との間には、モノマー濃度に差が生じ、これを解消すべく、未照射領域９４０からモノマーが拡散して照射領域９２５に集まってくる。
As the monomer reaction proceeds, the monomer concentration in the
また、この加熱処理により、ポリマー９１５から離脱（切断）された離脱性基が、例えば、照射領域９２５から除去されたり、ポリマー９１５内において再配列または架橋する。
In addition, by this heat treatment, the leaving group detached (cut) from the
その結果、照射領域９２５では、モノマーやその反応物（重合体、架橋構造や分岐構造）が増加し、当該領域の屈折率にモノマー由来の構造が大きく影響を及ぼすようになること、ポリマー９１５から離脱（切断）された離脱性基が減少すること等により、さらに屈折率が低下して第２の屈折率となる。
As a result, in the
一方、未照射領域９４０では、当該領域から照射領域９２５にモノマーが拡散することにより、モノマー量が減少するため、当該領域の屈折率にポリマー９１５の影響が大きく現れるようになり、第１の屈折率より高い第３の屈折率へと上昇する。
On the other hand, in the
このようにして、照射領域９２５と未照射領域９４０との間に屈折率差（第２の屈折率＜第３の屈折率）が生じて、コア部９４（未照射領域９４０）とクラッド部９５（照射領域９２５）とが形成される。
In this way, a refractive index difference (second refractive index <third refractive index) occurs between the
［４Ｃ］ 前記工程［４Ａ］と同様の工程を行う。
［５Ｃ］ 前記工程［５Ａ］と同様の工程を行う。
［６Ｃ］ 前記工程［６Ａ］と同様の工程を行う。
［７Ｃ］ 前記工程［７Ａ］と同様の工程を行う。
[4C] A step similar to the step [4A] is performed.
[5C] A step similar to the step [5A] is performed.
[6C] The same step as the above step [6A] is performed.
[7C] The same step as the above step [7A] is performed.
以上のようにして、光導波路９が完成する。
このような光導波路９の好ましい例では、コア層９３は、主鎖とこの主鎖から分岐し、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る離脱性基とを有するノルボルネン系ポリマーを含有しており、コア部９４とクラッド部９５とは、主鎖に結合した状態の離脱性基の数が異なること、および、ノルボルネン系ポリマーと異なる屈折率を有するノルボルネン系モノマーの反応物の含有量が異なることにより、それらの屈折率が異なっており、また、クラッド層９１、９２が、それぞれ、コア層９３のコア部９４より屈折率が低いノルボルネン系ポリマーを主材料として構成される。
The
In a preferred example of such an
ノルボルネン系ポリマーは、透明性が高いため、かかる構成の光導波路９では、高い光伝送性能が得られる。
Since the norbornene-based polymer has high transparency, the
また、このような構成により、コア部９４とクラッド部９５との間の高い密着性のみならず、コア層９３とクラッド層９１およびクラッド層９２との間の高い密着性が得られ、光導波路９に曲げ等の変形が生じた場合でも、コア部９４とクラッド部９５との剥離や、コア層９３とクラッド層９１、９２との層間剥離が生じ難く、コア部９４内やクラッド部９５内にマイクロクラックが発生することも防止される。その結果、光導波路９の光伝送性能が維持される。
Further, with such a configuration, not only high adhesion between the
さらに、ノルボルネン系ポリマーは、高い耐熱性、高い疎水性を有するため、かかる構成の光導波路９では、耐久性に優れたものとなる。
Further, since the norbornene-based polymer has high heat resistance and high hydrophobicity, the
また、光導波路９に高い耐熱性や高い疎水性を付与することができるため、その特性の低下（劣化）を防止しつつ、前述したような各種の方法を採用して導体層を確実に形成することができる。特に、光の伝送に重要なコア部９４と重なるように、導体層を形成した場合でも、コア部９４の変質・劣化を防止することができる。
In addition, since the
また、以上のような製造方法によれば、簡単な処理で、しかも短時間に、所望の形状を有し、かつ、寸法精度の高いコア部９４を有する光導波路９を得ることができる。
Further, according to the manufacturing method as described above, the
特に、第３の製造方法によれば、コア部９４とクラッド部９５との間の屈折率差を多段階に設定することが可能となる。
In particular, according to the third manufacturing method, the refractive index difference between the
＜第４の製造方法＞
次に、光導波路９の第４の製造方法について説明する。
<Fourth manufacturing method>
Next, the 4th manufacturing method of the
図５−Ａ〜図５−Ｅは、それぞれ、光導波路の第４の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。 FIG. 5-A to FIG. 5-E are cross-sectional views schematically showing a process example of the fourth manufacturing method of the optical waveguide.
以下、第４の製造方法について説明するが、前記第１〜第３の製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, although the 4th manufacturing method is explained, it explains centering on difference with the 1st-3rd manufacturing methods, and omits the explanation about the same matter.
第４の製造方法では、コア層形成用材料９００やクラッド層形成用材料には、前記第１〜第３の製造方法で説明したのと同様のものを用いることができる。
In the fourth manufacturing method, the same material as described in the first to third manufacturing methods can be used for the core
なお、以下では、コア層形成用材料として、前記第１の製造方法で挙げたものを用いる場合を代表に説明する。 In the following description, the case where the materials described in the first manufacturing method are used as the core layer forming material will be described as a representative.
［１Ｄ］ まず、支持基板１０００上に、クラッド層形成用材料（第１のワニス）を前述したのと同様の方法を用いて塗布して、第１の層（クラッド層形成層）１１１０を形成する（図５−Ａ参照）。
支持基板１０００には、支持基板９５１と同様のものを用いることができる。
[1D] First, a clad layer forming material (first varnish) is applied onto the
As the
第１の層１１１０の平均厚さは、特に限定されないが、５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１５〜６５μｍ程度であるのがさらに好ましい。
The average thickness of the
［２Ｄ］ 次に、第１の層１１１０上に、コア層形成用材料（第２のワニス）を前述したのと同様の方法を用いて塗布して、第２の層（コア層形成層）１１２０を形成する（図５−Ｂ参照）。
[2D] Next, a core layer forming material (second varnish) is applied onto the
コア層形成用材料は、第１の層１１１０をほぼ完全に乾燥させた後に塗布するようにしてもよいし、第１の層１１１０が乾燥する前に塗布するようにしてもよい。
The core layer forming material may be applied after the
後者の場合、第１の層１１１０と第２の層１１２０とは、それらの界面において相互に混ざり合った状態となる。この場合、得られた光導波路９において、クラッド層９１とコア層９３との密着性の向上を図ることができる。
In the latter case, the
また、この場合、第１のワニスおよび第２のワニスは、それぞれ、粘度（常温）が好ましくは１００〜１００００ｃＰ程度、より好ましくは１５０〜５０００ｃＰ程度、さらに好ましくは２００〜３５００ｃＰ程度に調製される。これにより、第１の層１１１０と第２の層１１２０とが、それらの界面において必要以上に混ざり合うのを防止することができるとともに、第１の層１１１０および第２の層１１２０の厚さが不均一となるのを防止することができる。
In this case, each of the first varnish and the second varnish is prepared so that the viscosity (normal temperature) is preferably about 100 to 10000 cP, more preferably about 150 to 5000 cP, and further preferably about 200 to 3500 cP. Thus, the
なお、第２のワニスの粘度は、第１のワニスの粘度より高くするのが好ましい。これにより、第１の層１１１０と第２の層１１２０とが、それらの界面において必要以上に混ざり合うのを確実に防止することができる。
The viscosity of the second varnish is preferably higher than that of the first varnish. Accordingly, it is possible to reliably prevent the
第２の層１１２０の平均厚さは、特に限定されないが、５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、１５〜１２５μｍ程度であるのがより好ましく、２５〜１００μｍ程度であるのがさらに好ましい。
The average thickness of the
［３Ｄ］ 次に、第２の層１１２０上に、クラッド層形成用材料（第３のワニス）を前述したのと同様の方法を用いて塗布して、第３の層（クラッド層形成層）１１３０を形成する（図５−Ｃ参照）。
[3D] Next, a clad layer forming material (third varnish) is applied onto the
第３の層１１３０は、前記第２の層１１２０と同様にして形成することができる。
第３の層１１３０の平均厚さは、特に限定されないが、５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１５〜６５μｍ程度であるのがさらに好ましい。
これにより、積層体２０００が得られる。
The
The average thickness of the
Thereby, the
［４Ｄ］ 次に、積層体２０００中の溶媒を除去（脱溶媒）する。
脱溶媒の方法としては、例えば、加熱、大気圧または減圧下での放置、不活性ガス等の噴き付け（ブロー）等の方法が挙げられるが、加熱による方法が好ましい。これにより、比較的容易かつ短時間での脱溶媒が可能である。
[4D] Next, the solvent in the
Examples of the method for removing the solvent include methods such as heating, leaving under atmospheric pressure or reduced pressure, and spraying (blowing) an inert gas, etc., but a method using heating is preferred. Thereby, it is possible to remove the solvent relatively easily and in a short time.
この加熱の温度は、２５〜６０℃程度であるのが好ましく、３０〜４５℃程度であるのがより好ましい。 The heating temperature is preferably about 25 to 60 ° C, and more preferably about 30 to 45 ° C.
また、加熱の時間は、１５〜６０分程度であるのが好ましく、１５〜３０分程度であるのがより好ましい。 The heating time is preferably about 15 to 60 minutes, and more preferably about 15 to 30 minutes.
［５Ｄ］ 次に、開口（窓）９３５１が形成されたマスク（マスキング）９３５を用意し、このマスク９３５を介して、積層体２０００に対して活性放射線９３０を照射する（図５−Ｄ参照）。
[5D] Next, a mask (masking) 935 in which an opening (window) 9351 is formed is prepared, and the
マスク９３５を介して、活性放射線９３０を積層体２０００に照射すると、第２の層１１２０の活性放射線９３０が照射された照射領域９２５内に存在する助触媒（第１の物質：コカタリスト）は、活性放射線９３０の作用により反応または分解して、カチオン（プロトンまたは他の陽イオン）と、弱配位アニオン（ＷＣＡ）とを遊離（発生）する。
When the
そして、これらのカチオンや弱配位アニオンは、照射領域９２５内に存在する触媒前駆体（第２の物質：プロカタリスト）の分子構造に変化（分解）を生じさせ、これを活性潜在状態（潜在的活性状態）に変化させる。
These cations and weakly coordinating anions cause a change (decomposition) in the molecular structure of the catalyst precursor (second substance: procatalyst) present in the
［６Ｄ］ 次に、積層体２０００に対して加熱処理（第１の加熱処理）を施す。
これにより、照射領域９２５内では、活性潜在状態の触媒前駆体が活性化して（活性状態となって）、モノマーの反応（重合反応や架橋反応）が生じる。
[6D] Next, heat treatment (first heat treatment) is performed on the
Thereby, in the
そして、モノマーの反応が進行すると、照射領域９２５内におけるモノマー濃度が徐々に低下する。これにより、照射領域９２５と未照射領域９４０との間には、モノマー濃度に差が生じ、これを解消すべく、未照射領域９４０からモノマーが拡散して照射領域９２５に集まってくる。
As the monomer reaction proceeds, the monomer concentration in the
その結果、照射領域９２５では、モノマーやその反応物（重合体、架橋構造や分岐構造）が増加し、当該領域の屈折率にモノマー由来の構造が大きく影響を及ぼすようになり、第１の屈折率より低い第２の屈折率へと低下する。
As a result, in the
一方、未照射領域９４０では、当該領域から照射領域９２５にモノマーが拡散することにより、モノマー量が減少するため、当該領域の屈折率にポリマー９１５の影響が大きく現れるようになり、第１の屈折率より高い第３の屈折率へと上昇する。
On the other hand, in the
このようにして、照射領域９２５と未照射領域９４０との間に屈折率差（第２の屈折率＜第３の屈折率）が生じて、コア部９４（未照射領域９４０）とクラッド部９５（照射領域９２５）とが形成される（図５−Ｅ参照）。
In this way, a refractive index difference (second refractive index <third refractive index) occurs between the
［７Ｄ］ 次に、積層体２０００に対して第２の加熱処理を施す。
これにより、未照射領域９４０および／または照射領域９２５に残存する触媒前駆体を、直接または助触媒の活性化を伴って、活性化させる（活性状態とする）ことにより、各領域９２５、９４０に残存するモノマーを反応させる。
[7D] Next, the
As a result, the catalyst precursor remaining in the
このように、各領域９２５、９４０に残存するモノマーを反応させることにより、得られるコア部９４およびクラッド部９５の安定化を図ることができる。
In this way, by reacting the monomers remaining in the
［８Ｄ］ 次に、積層体２０００に対して第３の加熱処理を施す。
これにより、得られるコア層９３に生じる内部応力の低減や、コア部９４およびクラッド部９５の更なる安定化を図ることができる。
[8D] Next, the
Thereby, the internal stress generated in the obtained
以上の工程を経て、光導波路９が得られる。
かかる方法では、第１の加熱処理の後、積層体２０００内にコア部９４が目視で確認することができるようになる。
The
In such a method, the
また、第１のワニスおよび第３のワニスとして、第２のワニスと同様の組成、すなわち、ポリマー９１５、モノマー、助触媒および触媒前駆体を含有するものを用いるようにしてもよい。これにより、モノマーの反応が、第１の層１１１０および第３の層１１３０と、第２の層１１２０の界面、および／または、かかる界面を越えて第１の層１１１０および第３の層１１３０内で生じて、クラッド層９１、９２とコア層９３との剥離をより確実に防止することができる。
Further, as the first varnish and the third varnish, the same composition as that of the second varnish, that is, one containing a
また、この場合、例えば、Ｉ：第１の層１１１０および第３の層１１３０のポリマー９１５として、第２の層１１２０のポリマー９１５の屈折率より相対的に低い屈折率（ＲＩ）のものを選択したり、II：第１の層１１１０および第３の層１１３０のモノマーとして、第２の層１１２０のモノマーと同じものを用いるが、第１の層１１１０および第３の層１１３０における触媒前駆体およびモノマーの比率を、第２の層１１２０のそれより低くなるように調節するようにしたりすればよい。
Further, in this case, for example, I: As the
これにより、活性放射線９３０を照射しても、クラッド層９１、９２内に、コア層９３のコア部９４より高い屈折率を有する領域が形成されるのを防止することができる。
Accordingly, even when the
なお、コア層形成用材料（第２のワニス）として、離脱性基を有するポリマー９１５を含有するものを用いる場合、クラッド層形成用材料（第１のワニス、第３のワニス）としては、脱離性基を有しないポリマー９１５を用いて調製したものを用いるか、離脱性基を有するポリマー９１５を用いるが、離脱剤を含有しないものを用いるようにすればよい。
When a material containing a
これにより、第１の層１１１０および第３の層１１３０において、ポリマー９１５から離脱性基が離脱（分解）することを防止することができる。
Thereby, in the
また、この場合、助触媒には、コア層９３を形成する際には、活性化しないものを選択するようにしてもよい。例えば、第２のワニスが含有する助触媒の活性化に適した活性放射線を吸収しないか、または、活性放射線に代わって熱の作用により活性化される助触媒を選択するようにすればよい。
In this case, a promoter that is not activated when the
このような助触媒としては、例えば、非吸収性光塩基発生剤（ＰＢＧ）や熱塩基発生剤（ＴＢＧ）等が挙げられる。 Examples of such a co-catalyst include a non-absorbing photobase generator (PBG) and a thermal base generator (TBG).
なお、本発明において、光導波路構造体の基本構造、層構成、各部の形状、数、配置等は、図示のものに限定されないことは言うまでもない。 In the present invention, it goes without saying that the basic structure, layer structure, shape, number, arrangement, etc. of the optical waveguide structure are not limited to those shown in the drawings.
また、前記各実施形態において、発光素子１０と受光素子１１の双方を有する例について説明したが、発光素子１０および受光素子１１のいずれか一方のもを有するものでもよい。もちろん、発光素子と受光素子の双方を１組または２組以上搭載するものでもよい。
また、電子回路素子（電子回路部）は、省略されていてもよい。
Moreover, in each said embodiment, although the example which has both the
Further, the electronic circuit element (electronic circuit unit) may be omitted.
以上、本発明を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができ、また、任意の構成が付加されていてもよい。 The present invention has been described based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the configuration of each part can be replaced with any configuration that can exhibit the same function. In addition, an arbitrary configuration may be added.
１ 光導波路構造体
２ 基板
２１ 凸部
２２ 凹部
２３ 傾斜面
３ 基板
４ ワイヤ
５ 導体層
６ 半導体基板（半導体素子）
７ 電子回路部
９ 光導波路
９１ クラッド層
９２ クラッド層
９３ コア層
９４ コア部
９５ クラッド部
９６ 光路変換部
９６１ 反射面
１０ 発光素子
１０１ 発光部
１１ 受光素子
１１１ 受光部
１２ 電子回路素子（半導体素子）
１４ 光導波路形成基板
１６ 素子搭載基板
１８ 伝送光
９００ コア層形成用材料
９１０ 層
９１５ ポリマー
９２０ 添加剤
９２５ 照射領域
９３０ 活性放射線
９３５ マスク
９３５１ 開口
９４０ 未照射領域
９５１、９５２ 支持基板
１０００ 支持基板
１１１０ 第１の層
１１２０ 第２の層
１１３０ 第３の層
２０００ 積層体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記凹部内に、互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを有し、前記コア部により伝送光の光路を形成する光導波路を埋設する工程と、
前記傾斜面の位置に合わせて、発光部および／または受光部を有する素子を配置する工程と、を有し、
前記光導波路を埋設する工程は、前記凹部内に、活性放射線の照射および加熱により屈折率が変化する材料であって、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る酸離脱性基を有するポリマーと、該ポリマーと相溶し該ポリマーより小さい屈折率を有するモノマーと、活性放射線の照射に伴ってカチオンと弱配位アニオンとを生じる化合物を含む第１の物質と、前記モノマーの反応を開始させ得る第２の物質であって前記弱配位アニオンの作用により活性化温度が低下する第２の物質と、を含む材料で構成されたコア層形成層を成膜し、その後、前記コア層形成層に対し、前記活性放射線を照射領域に選択的に照射することにより、前記照射領域において前記第１の物質を活性化させるとともに前記第２の物質の活性化温度を低下させ、次いで、前記コア層形成層に対して加熱処理を施すことにより活性化温度が低下した前記第２の物質を活性化させ、これにより前記コア層形成層の前記照射領域において前記モノマーの反応が進むにつれて未照射領域から未反応の前記モノマーが集まるとともに、前記照射領域において前記カチオンの作用により前記ポリマーの前記酸離脱性基を離脱させることにより、前記照射領域の屈折率を相対的に低下させ、前記照射領域に対応して形成された前記クラッド部と、前記未照射領域に対応して所望の形状に形成された前記コア部と、を含むコア層を有する光導波路を形成するものであることを特徴とする光導波路構造体の製造方法。 Forming a metal layer in the concave portion of the substrate having a concave portion having an inclined end on the upper surface;
A step of embedding an optical waveguide having a core part and a clad part having different refractive indexes in the concave part, and forming an optical path of transmission light by the core part;
A step of arranging an element having a light emitting part and / or a light receiving part in accordance with the position of the inclined surface,
Burying said optical waveguide, in the recess, the actinic radiation a material more refractive index changes in the irradiated and pressurized heat of at least partially be detached from the main chain acid cleavable groups of the molecular structure a polymer having a monomer having the polymer and compatibilized the polymer is less than the refractive index, the first material comprising a compound in accordance with the irradiation with actinic radiation results in a cation and a weakly coordinating anion, the monomer Forming a core layer forming layer composed of a material containing a second substance that can initiate a reaction and a second substance that has an activation temperature lowered by the action of the weakly coordinating anion ; the relative core layer forming layer, by selectively irradiating the active radiation irradiation area, lowering the activation temperature of the second material with activating the first material in the irradiation region, Ide, wherein activating the second material activation temperature is lowered by a heat treatment with respect to the core layer forming layer subjected, the reaction of the monomer proceeds in the irradiation area of the core layer forming layer by this As the unreacted monomer collects from the unirradiated region as it is, by removing the acid leaving group of the polymer by the action of the cation in the irradiated region, the refractive index of the irradiated region is relatively lowered, said said cladding portion formed corresponding to the irradiation area, the one in which forming an optical waveguide having a core layer comprising said core portion corresponding to the non-irradiated regions are formed into a desired shape, the A method of manufacturing an optical waveguide structure characterized by the above.
前記凹部内に、互いに屈折率が異なるコア部とクラッド部とを有し、前記コア部により伝送光の光路を形成する光導波路を埋設する工程と、
前記傾斜面の位置に合わせて、発光部および／または受光部を有する素子を配置する工程と、を有し、
前記光導波路を埋設する工程は、前記凹部内にクラッド層形成層を形成した後、前記クラッド層形成層上に、活性放射線の照射および加熱により屈折率が変化する材料であって、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る酸離脱性基を有するポリマーと、該ポリマーと相溶し該ポリマーより小さい屈折率を有するモノマーと、活性放射線の照射に伴ってカチオンと弱配位アニオンとを生じる化合物を含む第１の物質と、前記モノマーの反応を開始させ得る第２の物質であって前記弱配位アニオンの作用により活性化温度が低下する第２の物質と、を含む材料で構成されたコア層形成層を成膜し、その後、前記コア層形成層上に別のクラッド層形成層を形成し、積層体を得た後、前記積層体に対し、前記活性放射線を照射領域に選択的に照射することにより、前記照射領域において前記第１の物質を活性化させるとともに前記第２の物質の活性化温度を低下させ、次いで、前記積層体に対して加熱処理を施すことにより活性化温度が低下した前記第２の物質を活性化させ、これにより前記コア層形成層の前記照射領域において前記モノマーの反応が進むにつれて未照射領域から未反応の前記モノマーが集まるとともに、前記照射領域において前記カチオンの作用により前記ポリマーの前記酸離脱性基を離脱させることにより、前記照射領域の屈折率を相対的に低下させ、前記照射領域に対応して形成された前記クラッド部と、前記未照射領域に対応して所望の形状に形成された前記コア部と、を含むコア層を有する光導波路を形成するものであることを特徴とする光導波路構造体の製造方法。 Forming a metal layer in the concave portion of the substrate having a concave portion having an inclined end on the upper surface;
A step of embedding an optical waveguide having a core part and a clad part having different refractive indexes in the concave part, and forming an optical path of transmission light by the core part;
A step of arranging an element having a light emitting part and / or a light receiving part in accordance with the position of the inclined surface,
Burying the optical waveguide is formed by forming a cladding layer formation layer in the recess, the cladding layer forming layer, a material more refractive index changes in the irradiated and pressurized heat of actinic radiation, molecules a polymer having at least partially acid cleavable groups that can be detached from the main chain structure, a monomer having the polymer and compatibilized the polymer is less than the refractive index, cations and weakly coordinating with the irradiation of the active radiation A first substance containing a compound that generates an anion, and a second substance capable of initiating the reaction of the monomer and having a lower activation temperature due to the action of the weakly coordinated anion. After forming a core layer forming layer made of a material, and then forming another clad layer forming layer on the core layer forming layer to obtain a laminate, the active radiation is applied to the laminate. Selectively on irradiation area By morphism, the said first material with activating the irradiation region to reduce the activation temperature of the second material, then the activation temperature by heat treatment to the laminate The lowered second substance is activated , whereby the unreacted monomer gathers from the unirradiated region as the reaction of the monomer proceeds in the irradiated region of the core layer forming layer, and the cation in the irradiated region. By removing the acid- leaving group of the polymer by the action of the above, the refractive index of the irradiated region is relatively lowered, and the clad portion formed corresponding to the irradiated region and the unirradiated region an optical waveguide structure, characterized in that to form an optical waveguide having a core layer comprising said core portion formed into a desired shape corresponding to, the The method of production.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011084857A JP4983990B2 (en) | 2011-04-06 | 2011-04-06 | Method for manufacturing optical waveguide structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011084857A JP4983990B2 (en) | 2011-04-06 | 2011-04-06 | Method for manufacturing optical waveguide structure |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005150261A Division JP4752328B2 (en) | 2005-05-23 | 2005-05-23 | Optical waveguide structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011180605A JP2011180605A (en) | 2011-09-15 |
| JP4983990B2 true JP4983990B2 (en) | 2012-07-25 |
Family
ID=44692089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011084857A Expired - Fee Related JP4983990B2 (en) | 2011-04-06 | 2011-04-06 | Method for manufacturing optical waveguide structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4983990B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103454731A (en) * | 2012-06-01 | 2013-12-18 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | Optics circuit board and photoelectricity communication module |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014035546A (en) * | 2012-08-07 | 2014-02-24 | Luxtera Inc | Method and system for hybrid integration of optical communication system |
| JP6787716B2 (en) * | 2016-07-26 | 2020-11-18 | 京セラ株式会社 | Optical circuit board and its manufacturing method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3413839B2 (en) * | 1991-09-06 | 2003-06-09 | ソニー株式会社 | Optoelectronic integrated circuit device |
| CN1555387A (en) * | 2000-07-28 | 2004-12-15 | 古德里奇公司 | Polymeric compositions for forming optical waveguides, optical waveguides formed therefrom, and methods for making same |
-
2011
- 2011-04-06 JP JP2011084857A patent/JP4983990B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103454731A (en) * | 2012-06-01 | 2013-12-18 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | Optics circuit board and photoelectricity communication module |
| CN103454731B (en) * | 2012-06-01 | 2016-08-03 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | Optical circuit board and photoelectric communication module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011180605A (en) | 2011-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4752328B2 (en) | Optical waveguide structure | |
| JP4760126B2 (en) | Optical waveguide structure | |
| JP4760127B2 (en) | Optical waveguide structure | |
| JP4760128B2 (en) | Optical waveguide structure and optical waveguide substrate | |
| JP4760134B2 (en) | Optical waveguide structure | |
| KR101096300B1 (en) | Light guide and light guide structure | |
| JP4760133B2 (en) | Optical waveguide structure | |
| JP2009145867A (en) | Optical waveguide, optical waveguide module, and optical element mounting substrate | |
| JP4760129B2 (en) | Optical waveguide structure | |
| JP4983990B2 (en) | Method for manufacturing optical waveguide structure | |
| JP2008158473A (en) | Optical wiring component and optical element mounted component | |
| JP4696684B2 (en) | Optical waveguide and optical waveguide structure | |
| JP5126380B2 (en) | Manufacturing method of optical waveguide | |
| JP4254745B2 (en) | Optical waveguide and optical waveguide structure | |
| JP2011090328A (en) | Optical waveguide | |
| JP5071496B2 (en) | Optical waveguide structure | |
| JP4696680B2 (en) | Optical waveguide and optical waveguide structure | |
| JP4760130B2 (en) | Optical waveguide structure | |
| JP4696681B2 (en) | Optical waveguide and optical waveguide structure | |
| JP4696683B2 (en) | Manufacturing method of optical waveguide | |
| JP4696682B2 (en) | Optical waveguide and optical waveguide structure | |
| JP2008304947A (en) | Optical waveguide and optical waveguide structure | |
| JP4293161B2 (en) | Optical waveguide structure | |
| JP5229309B2 (en) | Manufacturing method of optical waveguide | |
| JP2009025829A (en) | Optical waveguide structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110906 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111027 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120110 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120309 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120327 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120409 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |