JPH01260404A - Manufacture of optical waveguide - Google Patents
Manufacture of optical waveguideInfo
- Publication number
- JPH01260404A JPH01260404A JP8818688A JP8818688A JPH01260404A JP H01260404 A JPH01260404 A JP H01260404A JP 8818688 A JP8818688 A JP 8818688A JP 8818688 A JP8818688 A JP 8818688A JP H01260404 A JPH01260404 A JP H01260404A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- optical waveguide
- exposed
- polymer
- refractive index
- 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.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 132
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 154
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 108
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 90
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 62
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims abstract description 52
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 39
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 36
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 22
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 21
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 claims description 20
- 125000000609 carbazolyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 claims description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 9
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 206010073306 Exposure to radiation Diseases 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 206010042674 Swelling Diseases 0.000 description 47
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 description 33
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 19
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 13
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 12
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 12
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- -1 benzyl dimethyl ketal Chemical compound 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 8
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 6
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 4
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 4
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XOBKSJJDNFUZPF-UHFFFAOYSA-N Methoxyethane Chemical compound CCOC XOBKSJJDNFUZPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrachloroethane Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)Cl QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 2
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- BEQKKZICTDFVMG-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,6-pentaoxepane-5,7-dione Chemical compound O=C1OOOOC(=O)O1 BEQKKZICTDFVMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMFSDQSZGCZDAI-UHFFFAOYSA-N 2-naphthalen-1-ylprop-2-enoic acid Chemical compound C1=CC=C2C(C(=C)C(=O)O)=CC=CC2=C1 SMFSDQSZGCZDAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006322 acrylamide copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- YXGWBKCOOBHTPT-UHFFFAOYSA-N benzene;chlorobenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1.ClC1=CC=CC=C1 YXGWBKCOOBHTPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005520 diaryliodonium group Chemical group 0.000 description 1
- 150000008049 diazo compounds Chemical class 0.000 description 1
- IAINQIHAZGSTPT-UHFFFAOYSA-N dibutyl benzene-1,3-dicarboperoxoate Chemical compound CCCCOOC(=O)C1=CC=CC(C(=O)OOCCCC)=C1 IAINQIHAZGSTPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- YMRYNEIBKUSWAJ-UHFFFAOYSA-N ditert-butyl benzene-1,3-dicarboperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOC(=O)C1=CC=CC(C(=O)OOC(C)(C)C)=C1 YMRYNEIBKUSWAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005274 electronic transitions Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N formic acid ethyl ester Natural products CCOC=O WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-L isophthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC(C([O-])=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002285 poly(styrene-co-acrylonitrile) Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- KMNONFBDPKFXOA-UHFFFAOYSA-N prop-2-enamide;styrene Chemical compound NC(=O)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 KMNONFBDPKFXOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- BWJUFXUULUEGMA-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl propan-2-yloxycarbonyloxy carbonate Chemical compound CC(C)OC(=O)OOC(=O)OC(C)C BWJUFXUULUEGMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000005028 tinplate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/138—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
基板上の選ばれた領域にその基体よりも大きな屈折率を
有する光導波路を作製する方法に関し、光導波路とそれ
を取り囲む領域の間の屈折率の差をより大きくすること
を目的とし、
カルバゾール環を単位構造中に有する重合体を主体に構
成される基体形成材料の選ばれた領域に前記重合体の架
橋又は重合を露光の結果としてひきおこし得る輻射線を
照射し、前記露光基体形成材料をその材料に対して選択
的な膨潤作用を有するがそれを溶解しない溶媒で処理し
て前記材料を露光域及び非露光域で異なる度合で膨潤さ
せ、さらに前記材料を乾燥してその材料中に含まれる溶
媒を除去し、よって、得られる基体の露光域と非露光域
との間に重合体密度の差にもとづく屈折率の差を生ぜし
めるように、構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] A method of manufacturing an optical waveguide having a refractive index larger than that of the substrate in a selected region on a substrate, the difference in refractive index between the optical waveguide and the region surrounding it. radiation that can cause crosslinking or polymerization of the polymer as a result of exposure to selected regions of the substrate-forming material mainly composed of a polymer having carbazole rings in its unit structure. irradiating the exposed substrate-forming material with a solvent that has a selective swelling effect on the material but does not dissolve it to cause the material to swell to different degrees in the exposed and unexposed regions; The material is dried to remove the solvent contained therein, thereby creating a difference in refractive index between exposed and unexposed regions of the resulting substrate due to the difference in polymer density. do.
本発明は光導波路の作製方法に関し、さらに詳しく述べ
ると、有機材料を使用して、基板上の選ばれた領域にそ
の基体よりも大きな屈折率を存する光導波路を作製する
方法に関する。このタイプの光導波路は、この技術分野
において一般にチャネル形感波路と呼ばれているもので
あり、光通信用部品として広く用いられている。なお、
かかる光導波路でも、光ファイバと同様に、光導波路そ
のものをコア、そして光導波路を取り囲む領域をクラッ
ドと呼んでいる。The present invention relates to a method of making an optical waveguide, and more particularly, to a method of making an optical waveguide using an organic material in which selected regions on a substrate have a refractive index greater than that of the substrate. This type of optical waveguide is generally called a channel type waveguide in this technical field, and is widely used as an optical communication component. In addition,
In such an optical waveguide, the optical waveguide itself is called a core, and the region surrounding the optical waveguide is called a cladding, just like an optical fiber.
光通信の実用化に伴い、光通信用部品の小型化・集積化
が切望されている。従来、光通信用光学部品は、大部分
が個別の光学部品を空間的に配置したものであり、大型
である、精密アライメントを要する、等の問題があった
。そのため、これらの光学部品を集積し、光回路化する
ことが望まれており、光回路化するうえで最も基本とな
る光導波路技術の確立が望まれている。As optical communication becomes more practical, there is a strong need for smaller and more integrated optical communication components. Conventionally, optical components for optical communication have mostly been spatially arranged individual optical components, and have had problems such as being large and requiring precise alignment. Therefore, it is desired to integrate these optical components and form them into optical circuits, and it is desired to establish optical waveguide technology, which is the most basic technology for forming optical circuits.
一般に、光導波路に要求される特長としては、（１）伝
Ｗ損失が小さいこと、
（２）所望のコア・クラフト間の屈折率差が得られるこ
と、
（３）作製が容易であること、
等がある。ここで、伝搬損失には、材料による吸収損失
、導波路の不完全さ（表面の凹凸や内部の不均一等）に
よる散乱損失およびモード変換損失があり、伝搬損失を
少なくするためには、材料の吸収を小さくするだけでな
く、表面の凹凸や内部の不均一性による散乱を小さくす
る必要がある。In general, the characteristics required of an optical waveguide are (1) low propagation W loss, (2) ability to obtain a desired refractive index difference between the core and the craft, (3) ease of fabrication. etc. Here, propagation loss includes absorption loss due to the material, scattering loss due to waveguide imperfections (surface irregularities, internal non-uniformity, etc.), and mode conversion loss. It is necessary not only to reduce the absorption of light, but also to reduce scattering due to surface irregularities and internal non-uniformity.
また、一般に、屈折率差が大きいほど、小さい曲率半径
の曲り導波路を作製でき、導波路の小型化が可能となる
ため、大きな屈折率差を得られることが望ましい。Furthermore, generally, the larger the refractive index difference, the more a curved waveguide with a smaller radius of curvature can be fabricated, and the waveguide can be made smaller, so it is desirable to obtain a larger refractive index difference.
光導波路の作製は、無機材料、化合物半導体、有機材料
などを用いて研究が進められている。しかし、無機材料
であるＬｉＮｂＯ３を用いた光導波路は、光劣化し易い
という問題があり、化合物半導体を用いたものは、光損
失が大きく、かつ光損失が波長依存性を有する、等の問
題がある。そのなかで、有機材料を用いた光導波路が有
望である。Research is underway to fabricate optical waveguides using inorganic materials, compound semiconductors, organic materials, and the like. However, optical waveguides using the inorganic material LiNbO3 have the problem of being easily photodegraded, and those using compound semiconductors have problems such as large optical loss and wavelength dependence of optical loss. be. Among these, optical waveguides using organic materials are promising.
従来の有機材料を用いた光導波路の作製方法としては、
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ） 、ポリカーボ
ネート等を用いたものが報告されている。Conventional methods for manufacturing optical waveguides using organic materials include:
Those using polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate, etc. have been reported.
例えば、メチルメタクリレートとグリシジルメタクリレ
ートの共重合体に、光反応性モノマである２−（１−ナ
フチル）アクリレートを添加して調製した担体材料に、
マスクパターンを通して光を照射しモノマを重合させた
後、加熱処理して未反応モノマを除去することによって
屈折率差１％の光導波路′を作製した例がＡｐｐｌ、Ｐ
ｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、 ； ２４２（１９７４） ７２に
報告されている。また、Ａｐｐｌ、０ｐｔｉｃｓ；２３
１６ （１９８４） ２７２９には、ＰＭＭｉ中にベン
ジルジメチルケタールを添加して調製した担体材料に光
照射した後、加熱処理することによって屈折率差０．０
５（約４％）の光導波路が得られたと報告されている。For example, a carrier material prepared by adding 2-(1-naphthyl)acrylate, a photoreactive monomer, to a copolymer of methyl methacrylate and glycidyl methacrylate,
An example in which an optical waveguide with a refractive index difference of 1% was fabricated by irradiating light through a mask pattern to polymerize monomers and then heat-treating to remove unreacted monomers is shown in Appl, P.
hys, Lett, ; 242 (1974) 72. Also, Appl, 0ptics; 23
16 (1984) 2729, a carrier material prepared by adding benzyl dimethyl ketal to PMMi was irradiated with light and then heat treated to reduce the refractive index difference to 0.0.
It is reported that 5 (approximately 4%) optical waveguides were obtained.
従来の技術の項において説明した、有機材料を用いた光
導波路の作製方法では、、担体の重合体中に屈折率の異
なる光反応性を有するドーパントを添加し、これに必要
とする光導波路のマスクパターンを通して紫外線を照射
し、モノマを重合させ、次いで、加熱処理などによって
未反応モノマを除去することにより、屈折率差を生じさ
せている。In the method for manufacturing an optical waveguide using an organic material, which was explained in the section of the prior art, a dopant having a photoreactivity with a different refractive index is added to a polymer as a carrier to form the optical waveguide required. A refractive index difference is created by irradiating ultraviolet rays through a mask pattern to polymerize the monomers, and then removing unreacted monomers by heat treatment or the like.
しかし、この方法では、ドーパントは担体重合体と相分
離を起こさぬこと、白化しないこと、等が要求され、屈
折率の異なる化合物を任意にドープすることはできず、
そして、担体重合体とドーパントとの屈折率差を上回る
屈折率差を生じさせることはできないため、コア・クラ
ッド間の屈折率差を大きくできないという問題がある。However, this method requires that the dopant not cause phase separation with the carrier polymer and not whiten, etc., and it is not possible to arbitrarily dope compounds with different refractive indexes.
Furthermore, since it is not possible to create a refractive index difference that exceeds the refractive index difference between the carrier polymer and the dopant, there is a problem that the refractive index difference between the core and the cladding cannot be increased.
本発明の目的は、したがって、有機材料を用いて光導波
路を作製するに当って、光導波路（コア）とそれを取り
囲む領域（クラフト）の間の屈折率の差をより大きくす
るということにある。The object of the present invention is therefore to increase the difference in refractive index between the optical waveguide (core) and the region surrounding it (craft) when fabricating optical waveguides using organic materials. .
上記した目的は、本発明（第１の発明）によれば、基体
上の選ばれた領域にその基体よりも大きな屈折率を有す
る光導波路を作製するに当って、カルバゾール環を単位
構造中に有する重合体を主体に構成される基体形成材料
の選ばれた領域に前記重合体の架橋又は重合を露光の結
果としてひきおこし得る輻射線を照射し、前記露光基体
形成材料をその材料に対して選択的な膨潤作用を存する
がそれを溶解しない溶媒で処理して前記材料を露光域及
び非露光域で異なる度合で膨潤させ、さらに前記材料を
乾燥してその材料中に含まれる溶媒を除去し、よって、
得られる基体の露光域と非露光域との間に重合体密度の
差にもとづく屈折率の差を生ぜしめることを特徴とする
、光導波路の作製方法によって達成することができる。According to the present invention (first invention), the above object is achieved by incorporating a carbazole ring into a unit structure in producing an optical waveguide having a refractive index larger than that of the substrate in a selected region on the substrate. radiation capable of causing crosslinking or polymerization of said polymer as a result of exposure to selected areas of a substrate-forming material mainly composed of a polymer having said exposed substrate-forming material selected for that material; treating the material with a solvent that has a swelling effect but does not dissolve it to swell the material to different degrees in exposed and non-exposed regions; and drying the material to remove the solvent contained in the material; Therefore,
This can be achieved by a method for producing an optical waveguide, which is characterized by creating a difference in refractive index based on a difference in polymer density between an exposed region and a non-exposed region of the resulting substrate.
本発明において用いられる基体形成材料は、カルバゾー
ル環を単位構造中に含む重合体を主体に構成される。こ
のような基体重合体は、パターン露光用の輻射線、特に
紫外線を吸収し、そのエネルギーの作用によって架橋又
は重合せしめられる。The substrate forming material used in the present invention is mainly composed of a polymer containing a carbazole ring in its unit structure. Such substrate polymers absorb radiation for pattern exposure, in particular ultraviolet radiation, and are crosslinked or polymerized by the action of that energy.
有用な基体重合体として、次のようなものがある：ポリ
ビニルカルバゾール、ポリカルバゾリルエチルアクリル
酸エステル、ビニルカルバゾール−スチレン共重合体、
ビニルカルバゾール−アクリレート共重合体、ビニルカ
ルバゾール−ブチルアクリレート共重合体、ビニルカル
バゾール−メチルメタクリレート共重合体、ビニルカル
バゾール−エチルアクリレート共重合体。このような重
合体は、単独で使用してもよく任意に組み合わせて使用
してもよい。Useful base polymers include: polyvinylcarbazole, polycarbazolylethyl acrylate, vinylcarbazole-styrene copolymers,
Vinyl carbazole-acrylate copolymer, vinyl carbazole-butyl acrylate copolymer, vinyl carbazole-methyl methacrylate copolymer, vinyl carbazole-ethyl acrylate copolymer. Such polymers may be used alone or in any combination.
本発明の基体形成材料は、通常、上記したような基体重
合体を任意の添加剤、例えばポリメチルメタクリレート
、ポリカーボネートなどとともに重合体用溶媒、例えば
クロロホルム、テトラヒドロフラン、モノクロロベンゼ
ン、ベンゼン、トルエン、塩化メチレン、テトラクロル
エタン、ジオキサン、シクロヘキサノン、Ｎ、Ｎ−ジメ
チルホルムアルデヒド、これらの混合物などに溶解し、
得られた重合体溶液をスピンコード、デイツプコートな
どにより適当な基板、例えばガラス基板上に塗布し、乾
燥することによって調製することができる。The substrate-forming material of the present invention usually comprises the above-mentioned base polymer together with optional additives such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, etc. and a polymer solvent such as chloroform, tetrahydrofuran, monochlorobenzene, benzene, toluene, methylene chloride, etc. , tetrachloroethane, dioxane, cyclohexanone, N,N-dimethylformaldehyde, mixtures thereof, etc.,
It can be prepared by applying the obtained polymer solution onto a suitable substrate, such as a glass substrate, using a spin cord, dip coating, etc., and drying it.
引き続いて、得られた基体形成材料をマスクパターンを
通して輻射線にパターン露光する。露光源としては、基
体重合体として用いられるカルバゾール環含有の重合体
が吸収を有する３２０ｒ＋ｍ以下の波長をもった紫外線
が有利に用いられる。基体重合体は、パターン露光用の
輻射線のエネルギーを吸収し、よって、架橋又は重合せ
しめられる。Subsequently, the resulting substrate-forming material is pattern-wise exposed to radiation through a mask pattern. As the exposure source, ultraviolet light having a wavelength of 320 r+m or less, which is absorbed by the carbazole ring-containing polymer used as the base polymer, is advantageously used. The substrate polymer absorbs the energy of the pattern-exposing radiation and thus becomes crosslinked or polymerized.
基体において屈折率差を発生させる工程は、基体形成材
料を溶媒を用いて膨潤させる工程及び乾燥させる″工程
からなる。膨潤は、上記露光工程により光導波路を潜像
として記録した基体形成材料を、その材料に対して選択
的な膨潤作用を有するがその材料を溶解しない溶媒で処
理するものである。また、乾燥は、基体形成材料中の溶
媒を取り除くものであり、低湿度雰囲気中に放置もしく
は、加熱することによって行われる。The step of generating a refractive index difference in the substrate consists of a step of swelling the substrate forming material using a solvent and a step of drying it. It is treated with a solvent that has a selective swelling effect on the material but does not dissolve the material.Also, drying is the process of removing the solvent in the base forming material, by leaving it in a low humidity atmosphere or , which is done by heating.
膨潤処理のための溶媒としては、トルエン、キシレン、
メシチレン、ベンゼン等の芳香族系溶媒、クロルベンゼ
ン、ジクロルベンゼン、クロルメチレン、トリクロルエ
チレン、ジクロルエタン等の塩素系溶媒等を単独または
混合して用いることができる。本発明の基体形成材料は
このような溶媒に殆んど溶出しない。屈折率差や散乱損
失は、膨潤処理のための溶媒の種類、混合組成、溶媒温
度等によって変化する。膨潤作用が強すぎる場合には基
体の伝［Ｍ失が大きくなり、また膨潤作用か弱すぎる場
合には小さな屈折率差しか得られなくなるため、適切な
溶媒の種類、混合組成、溶媒温度のもとに処理する必要
がある。本発明では、基体形成材料は、膨潤化処理及び
乾燥の後にも殆んど白濁しない。Solvents for swelling treatment include toluene, xylene,
Aromatic solvents such as mesitylene and benzene, chlorine solvents such as chlorobenzene, dichlorobenzene, chlormethylene, trichlorethylene, and dichloroethane, and the like can be used alone or in combination. The substrate-forming material of the present invention hardly dissolves in such solvents. The refractive index difference and scattering loss vary depending on the type of solvent used for the swelling treatment, the mixture composition, the solvent temperature, etc. If the swelling effect is too strong, the loss of M in the substrate will be large, and if the swelling effect is too weak, only a small difference in refractive index will be obtained. It is necessary to process it accordingly. In the present invention, the substrate forming material hardly becomes cloudy even after swelling treatment and drying.
上記一連の光導波路作製工程により、基体形成材料の輻
射線を照射した領域と非照射領域の間で屈折率差が発生
し、マスクパターンに対応した光導波路が形成される。Through the series of optical waveguide manufacturing steps described above, a difference in refractive index occurs between the radiation-irradiated area and the non-irradiated area of the substrate forming material, and an optical waveguide corresponding to the mask pattern is formed.
本発明による光導波路では、８％の大きな屈折率差を得
られることがわかり、従来の方法により作製した光導波
路に比べ優れた性能を有していることが明らかとなった
。It was found that the optical waveguide according to the present invention can obtain a large refractive index difference of 8%, and it has become clear that the optical waveguide according to the present invention has superior performance compared to optical waveguides manufactured by conventional methods.
本発明の光導波路を実際に使用するに当って）よ、明ら
かなように、可視もしくは近赤域の光を使用することが
望ましい。これは、光導波路として用いるうえでは、基
体の重合体は光導波路として使用する際の情報光をあま
り吸収しないことが必要であるからである。ここで、本
発明の基体重合体は紫外域に電子遷移に起因する強い吸
収帯があり、また赤外域には分子振動に起因する弱い吸
収がある。When actually using the optical waveguide of the present invention, it is obvious that it is desirable to use light in the visible or near-infrared region. This is because, when used as an optical waveguide, it is necessary that the base polymer does not absorb much information light when used as an optical waveguide. Here, the base polymer of the present invention has a strong absorption band in the ultraviolet region due to electronic transition, and a weak absorption band in the infrared region due to molecular vibration.
また、上記した目的は、本発明（第２の発明）によれば
、基体上の選ばれた領域にその基体よりも大きな屈折率
を有する光導波路を作製するに当って、ラジカル又はイ
オンによって置換可能な反応位置を有するヘテロ環又は
芳香族環を単位構造中に有する重合体及び輻射線露光の
結果としてラジカル又はイオンを発生して前記重合体の
架橋又は重合をひきおこし得る反応開始剤を主体に構成
される基体形成材料の選ばれた領域に前記反応開始剤を
ラジカル化又はイオン化することが可能な輻射線を照射
し、必要に応じて前記基体形成材料を溶媒で処理してそ
の材料中に残存する反応開始剤を除去し、前記露光基体
形成材料をその材料に対して選択的な膨潤作用を有する
がそれを溶解しない溶媒で処理して前記材料を露光域及
び非露光域で異なる度合で膨潤させ、さらに前記材料を
乾燥してその材料中に含まれる溶媒を除去し、よって、
得られる基体の露光域と非露光域との間に重合体密度の
差にもとづく屈折率の差を生ぜしめることを特徴とする
、光導波路の作製方法によって達成することができる。Further, the above-mentioned object, according to the present invention (second invention), provides replacement by radicals or ions when producing an optical waveguide having a refractive index larger than that of the substrate in a selected region on the substrate. Mainly based on a polymer having a heterocycle or an aromatic ring in its unit structure with possible reaction sites and a reaction initiator that can generate radicals or ions as a result of exposure to radiation and cause crosslinking or polymerization of the polymer. Radiation capable of radicalizing or ionizing the reaction initiator is irradiated onto a selected region of the base forming material, and if necessary, the base forming material is treated with a solvent to infiltrate the material. The remaining reaction initiator is removed, and the exposed substrate-forming material is treated with a solvent that has a selective swelling effect on the material but does not dissolve it, so that the exposed and unexposed regions of the material are treated to different degrees. swelling and further drying the material to remove the solvent contained therein, thus
This can be achieved by a method for producing an optical waveguide, which is characterized by creating a difference in refractive index based on a difference in polymer density between an exposed region and a non-exposed region of the resulting substrate.
この第２の発明では、先に説明した第１の発明において
基体重合体として用いたカルバゾール環含有重合体の代
りに、ヘテロ環又は芳香族環含有重合体及び該重合体用
の反応開始剤を用いることが特徴である。基体重合体と
して有用なかかる重合体の例として、次のようなものを
あげることができる：
ポリスチレン、ポリメチルスチレン、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体、スチレン−アクリルアミド共重合
体、ポリビニルナフタリン、ポリビニルアントラセン、
ポリビニルカルバゾール、ビニルカルバゾール−スチレ
ン共重合体、ビニルカルバゾール−アクリレート共重合
体、ビニルカルバゾール−ブチルアクリレート共重合体
、ビニルカルバゾール−メチルメタクリレート共重合体
、ビニルカルバゾール−エチルアクリレート共重合体、
ポリカーボネート、ポリアリルジグリコールカーボネー
ト、フェノール樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂など
。In this second invention, instead of the carbazole ring-containing polymer used as the base polymer in the first invention described above, a heterocyclic or aromatic ring-containing polymer and a reaction initiator for the polymer are used. It is characterized by its use. Examples of such polymers useful as base polymers include: polystyrene, polymethylstyrene, styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-acrylamide copolymers, polyvinylnaphthalene, polyvinylanthracene,
Polyvinylcarbazole, vinylcarbazole-styrene copolymer, vinylcarbazole-acrylate copolymer, vinylcarbazole-butyl acrylate copolymer, vinylcarbazole-methyl methacrylate copolymer, vinylcarbazole-ethyl acrylate copolymer,
Polycarbonate, polyallyl diglycol carbonate, phenolic resin, xylene resin, toluene resin, etc.
なお、これらの重合体を２種以上混合して使用すること
も可能であり、なかでもカルバゾール環を含む重合体を
用いた場合、大きな屈折率差を得ることができる。Note that it is also possible to use a mixture of two or more of these polymers, and in particular, when a polymer containing a carbazole ring is used, a large difference in refractive index can be obtained.
本発明に使用される反応開始剤は、輻射線によってラジ
カルもしくは、カチオン性またはアニオン性のイオンを
発生し、基体重合体を架橋または重合させる化合物であ
る。具体的には、有機過酸化物、ハロゲン含有化合物、
ジアゾ化合物、アジド化合物、ジアリールヨードニウム
塩、アリールジアゾニウム塩、スルホニウム塩等がある
が、ただしこれらに限定されるものではない。また、反
応開始剤が使用する輻射線に対して吸収が小さい場合に
は、増感色素を別途加えてもよい。The reaction initiator used in the present invention is a compound that generates radicals or cationic or anionic ions by radiation to crosslink or polymerize the base polymer. Specifically, organic peroxides, halogen-containing compounds,
Examples include, but are not limited to, diazo compounds, azide compounds, diaryliodonium salts, aryldiazonium salts, and sulfonium salts. Furthermore, if the reaction initiator has low absorption of the radiation used, a sensitizing dye may be added separately.
本発明の基体形成材料は、上述の基体重合体および反応
開始剤を所定の割合で、溶媒に熔解させるかもしくは分
散液とした後、ガラス等の基板上に塗布して得ることが
できる。反応開始剤は、使用する基体重合体に対して０
．１〜３０重量％、好ましくは０．１〜５重景重量範囲
で使用することができる。The substrate-forming material of the present invention can be obtained by dissolving the above-mentioned substrate polymer and reaction initiator in a predetermined ratio in a solvent or forming a dispersion, and then coating the solution on a substrate such as glass. The reaction initiator is 0% relative to the base polymer used.
．． It can be used in a range of 1 to 30% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight.
得られた基体形成材料を用いて光導波路を作製する方法
は、輻射線による露光工程と、溶媒を用いて屈折率差を
発現する工程からなる。ここで、使用する反応開始剤の
吸収帯が可視域にまでまたがるような場合には、露光後
に反応開始剤を除去することが望ましい。The method for producing an optical waveguide using the obtained substrate forming material consists of an exposure step with radiation and a step of expressing a refractive index difference using a solvent. Here, if the absorption band of the reaction initiator used extends into the visible region, it is desirable to remove the reaction initiator after exposure.
輻射線による露光工程は、水銀ランプ、レーザ、紫外線
露光器等による輻射線を、必要とする導波路パターンを
持ったマスクパターンを通して、基体形成材料に照射す
ることにより行われる。The radiation exposure step is performed by irradiating the substrate forming material with radiation from a mercury lamp, laser, ultraviolet exposure device, etc. through a mask pattern having the required waveguide pattern.
反応開始剤を除去する方法は、屈折率差を発生させる工
程に先立ち、反応開始剤を溶解可能であるけれども基体
重合体を溶解しない溶媒に浸漬する方法、または後述の
屈折率を発生させる工程の膨潤化処理において併せて反
応開始剤の除去を行う方法が可能である。The reaction initiator can be removed by immersing it in a solvent that can dissolve the reaction initiator but not the base polymer prior to the step of generating a refractive index difference, or by immersing it in a solvent that does not dissolve the base polymer, or the step of generating a refractive index described below. It is possible to remove the reaction initiator at the same time as the swelling treatment.
屈折率差を発生させる工程は、先に説明した発明と同様
に、溶媒を用いて膨潤させた後、乾燥させる工程からな
る。膨潤は、上記露光工程により光導波路を潜像として
記録した基体形成材料を、その材料に対して膨潤作用を
有するがその材料を溶解しない溶媒で処理するものであ
る。また、乾燥は、基体形成材料中の溶媒を取り除くも
のであり、低湿度雰囲気中に放置もしくは、加熱するこ
とによって行われる。The step of generating a refractive index difference consists of the step of swelling with a solvent and then drying, similarly to the invention described above. Swelling is a process in which the substrate-forming material in which the optical waveguide is recorded as a latent image through the exposure process is treated with a solvent that has a swelling effect on the material but does not dissolve the material. Further, drying is to remove the solvent in the base forming material, and is carried out by leaving it in a low humidity atmosphere or by heating it.
膨潤処理のための溶媒としては、トルエン、キシレン、
メシチレン、ベンゼン等の芳香族系溶媒、クロルベンゼ
ン、ジクロルベンゼン、クロルメチレン、トリクロルエ
チレン、ジクロルエタン等の塩素系溶媒、フェノール、
クレゾール、ニトロベンゼン、ベンジルアルコール等の
ベンゼン誘導体、その他を単独または混合して用いるこ
とができる。Solvents for swelling treatment include toluene, xylene,
Aromatic solvents such as mesitylene and benzene, chlorinated solvents such as chlorobenzene, dichlorobenzene, chlormethylene, trichlorethylene, and dichloroethane, phenol,
Cresol, nitrobenzene, benzene derivatives such as benzyl alcohol, and others can be used alone or in combination.
屈折率差や散乱損失は、膨潤処理のための溶媒の種類、
混合組成、溶媒温度等によって変化する。The refractive index difference and scattering loss depend on the type of solvent used for the swelling process,
It changes depending on the mixture composition, solvent temperature, etc.
膨潤作用が強すぎる場合には基体の伝搬損失が大きくな
り、また膨潤作用か弱すぎる場合には小さな屈折率差し
か得られなくなるため、適切な溶媒の種類、混合組成、
溶媒温度のもとに処理する必要がある。If the swelling effect is too strong, the propagation loss of the substrate will increase, and if the swelling effect is too weak, only a small difference in refractive index will be obtained.
It is necessary to process under solvent temperature.
上記した一連の光導波路作製工程により、基体形成材料
の輻射線を照射した領域と非照射領域の間で屈折率差が
発生し、マスクパターンに対応した光導波路が形成され
る。本発明による光導波路では、８％の大きな屈折率差
を得られることがわかり、従来の方法により作製した光
導波路に比べ優れた性能を有していることが明らかとな
った。Through the series of optical waveguide manufacturing steps described above, a refractive index difference occurs between the radiation-irradiated area and the non-irradiated area of the base material, and an optical waveguide corresponding to the mask pattern is formed. It was found that the optical waveguide according to the present invention can obtain a large refractive index difference of 8%, and it has become clear that the optical waveguide according to the present invention has superior performance compared to optical waveguides manufactured by conventional methods.
上記した第１及び第２の発明では、基体形成材料の露光
域と非露光域との間に顕著な屈折率差を発現せしめるた
め、パターン露光に引き続いて膨潤化工程及び乾燥工程
を順次実施した。本発明者らはまた、これらの工程に代
えて膨潤化工程及び収縮化工程を順次実施することによ
っても屈折率差の発現を達成し得るということを見い出
した。In the first and second inventions described above, in order to develop a remarkable difference in refractive index between the exposed area and the unexposed area of the substrate forming material, the swelling process and the drying process were sequentially performed following the pattern exposure. . The present inventors have also found that expression of a refractive index difference can also be achieved by sequentially performing a swelling step and a shrinking step instead of these steps.
すなわち、前記した目的は、本発明（第３の発明）によ
れば、基体上の選ばれた領域にその基体よりも大きな屈
折率を有する光導波路を作製するに当って、カルバゾー
ル環を単位構造中に有する重合体を主体に構成される基
体形成材料の選ばれた領域に前記重合体の架橋又は重合
を露光の結果としてひきおこし得る輻射線を照射し、前
記露光基体形成材料をその材料に対して選択的な膨潤作
用を有するがそれを溶解しない第１の溶媒で処理して前
記材料を露光域及び非露光域で異なる度合で膨潤させ、
さらに前記材料を前記重合体の貧溶媒である第２の溶媒
で処理して収縮させ、よって、得られる基体の露光域と
非露光域との間に重合体密度の差にもとづく屈折率の差
を生ぜしめることを特徴とする、光導波路の作製方法に
よって達成することができる。That is, according to the present invention (third invention), in producing an optical waveguide having a larger refractive index than the substrate in a selected region on a substrate, the carbazole ring is formed into a unit structure. Selected regions of a substrate-forming material mainly composed of a polymer contained therein are irradiated with radiation capable of causing crosslinking or polymerization of the polymer as a result of exposure, and the exposed substrate-forming material is applied to the material. treating the material with a first solvent that has a selective swelling effect but does not dissolve it, causing the material to swell to different degrees in exposed and non-exposed areas;
The material is further treated with a second solvent that is a poor solvent for the polymer to shrink it, thereby creating a difference in refractive index between the exposed and unexposed regions of the resulting substrate due to the difference in polymer density. This can be achieved by a method for producing an optical waveguide, which is characterized by producing the following.
この第３の発明において用いられる光導波路作製用基体
形成材料は、前記第１の発明と同様、カルバゾール環を
単位構造中に含む重合体を主体に構成される。この発明
の方法は、基体形成材料をマスクパターンを通して輻射
線にパターン露光する工程と、第１の溶媒で基体形成材
料を膨潤化処理する工程と、第２の溶媒で収縮化処理す
る工程とからなる。これらの一連の工程によって基体形
成材料の露光部と非露光部との間に基体重合体の密度差
が生じ、このため屈折率差が発生し、マスクパターンに
対応する光導波路が作製される。The substrate forming material for producing an optical waveguide used in the third invention is mainly composed of a polymer containing a carbazole ring in the unit structure, as in the first invention. The method of the present invention comprises the steps of pattern-wise exposing the substrate-forming material to radiation through a mask pattern, swelling the substrate-forming material with a first solvent, and shrinking the substrate-forming material with a second solvent. Become. These series of steps create a density difference in the base polymer between the exposed and non-exposed parts of the base forming material, resulting in a refractive index difference, and an optical waveguide corresponding to the mask pattern is produced.
この第３の発明において、基体形成材料とその調製及び
パターン露光工程は、先に説明した第１の発明のものに
基本的に同じであるので、ここでの詳細な説明を省略す
る。In this third invention, the substrate forming material, its preparation, and pattern exposure process are basically the same as those in the first invention described above, so detailed description thereof will be omitted here.
基体形成材料において屈折率差を発現させる工程は、上
記したように、膨潤化及び収縮化の２工程からある。膨
潤化は、パターン露光工程により光導波路を潜像として
記録した基体形成材料を、その材料に対して膨潤作用を
有するが材料そのものを溶解しない第１の溶媒で処理し
て膨潤させるものであり、収縮化は、膨潤状態にある基
体形成材料を、その材料に対して膨潤作用を有しない第
２の溶媒で処理して収縮させるものである。As described above, the process of developing a refractive index difference in the substrate forming material includes the two steps of swelling and shrinking. Swelling is a process in which the substrate-forming material in which the optical waveguide is recorded as a latent image through a pattern exposure process is swollen by being treated with a first solvent that has a swelling effect on the material but does not dissolve the material itself. Shrinking involves treating the swollen base forming material with a second solvent that does not have a swelling effect on the material to shrink it.
膨潤化処理のための第１の溶媒としては、トルエン、キ
シレン、メシチレン、ベンゼン等の芳香族系ｉ８ 媒、
クロルベンゼン、ジクロルベンゼン、クロルメチレン、
トリクロルエチレン、ジクロルエタン等の塩素系溶媒を
単独または混合したものを用いることができる。The first solvent for the swelling treatment includes aromatic i8 solvents such as toluene, xylene, mesitylene, and benzene;
Chlorobenzene, dichlorobenzene, chlormethylene,
Chlorinated solvents such as trichlorethylene and dichloroethane can be used alone or in combination.
また、収縮化処理のための第２の溶媒としては、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等のアルカン類、メ
チルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコー
ル、アミルアルコール等のアルコール類、アセトン、メ
チルエチルエーテル等のケトン類等が使用される。In addition, as the second solvent for the shrinkage treatment, alkanes such as pentane, hexane, heptane, and octane, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and amyl alcohol, acetone, methyl ethyl ether, etc. Ketones etc. are used.
光導波路作製のための一連の工程により、基体形成材料
の輻射線を照射した領域と非照射領域の間で屈折率差が
発生し、マスクパターンに対応した光導波路が形成され
る。この第３の発明による光導波路でも、前記第１及び
第２の発明と同じように８％の大きな屈折率差を得られ
ることがわかり、従来の方法により作製した光導波路に
比べ優れた性能を有していることが明らかとなった。Through a series of steps for producing an optical waveguide, a refractive index difference occurs between the radiation-irradiated region and the non-irradiated region of the base material, and an optical waveguide corresponding to the mask pattern is formed. It was found that the optical waveguide according to the third invention can also obtain a large refractive index difference of 8%, similar to the first and second inventions, and has superior performance compared to optical waveguides manufactured by conventional methods. It has become clear that they have.
本発明により光照射パターンに対応した屈折率差パター
ンが得られるのは、光を照射した領域の基体重合体が、
架橋または重合することによって溶媒に対する溶解性が
悪くなり、第１の溶媒によって膨潤する際、光非照射領
域に比べ膨潤の程度が小さくなり、この膨潤の程度の差
が第２の溶媒による収縮化処理によって固定され、密度
差が発生し、これが屈折率差となって現われるためであ
る。According to the present invention, a refractive index difference pattern corresponding to the light irradiation pattern can be obtained because the base polymer in the light irradiated area is
Crosslinking or polymerization deteriorates the solubility in the solvent, and when it swells with the first solvent, the degree of swelling is smaller than in the non-light irradiated area, and this difference in the degree of swelling is caused by shrinkage due to the second solvent. This is because it is fixed through processing and a density difference occurs, which appears as a refractive index difference.
さらに、前記した目的は、本発明（第４の発明）によれ
ば、基体上の選ばれた領域にその基体よりも大きな屈折
率を有する光導波路を作製するに当って、ラジカル又は
イオンによって置換可能な反応位置を有するヘテロ環又
は芳香族環を単位構造中に有する重合体及び輻射線露光
の結果としてラジカル又はイオンを発生して前記重合体
の架橋又は重合をひきおこし得る反応開始剤を主体に構
成される基体形成材料の選ばれた領域に前記反応開始剤
をラジカル化又はイオン化することが可能な輻射線を照
射し、必要に応じて前記基体形成材料を溶媒で処理して
その材料中に残存する反応開始剤を除去し、前記露光基
体形成材料をその材料に対して選択的な膨潤作用を有す
るがそれを溶解しない第１の溶媒で処理して前記材料を
露光域及び非露光域で異なる度合で膨潤させ、さらに前
記材料を前記重合体の貧溶媒である第２の溶媒で処理し
て収縮させ、よって、得られる基体の露光域と非露光域
との間に重合体密度の差にもとづく屈折率の差を生ぜし
めることを特徴とする、光導波路の作製方法によって達
成することができる。Furthermore, according to the present invention (fourth invention), the above object is achieved by replacing radicals or ions in producing an optical waveguide having a refractive index larger than that of the substrate in a selected region on the substrate. Mainly based on a polymer having a heterocycle or an aromatic ring in its unit structure with possible reaction sites and a reaction initiator that can generate radicals or ions as a result of exposure to radiation and cause crosslinking or polymerization of the polymer. Radiation capable of radicalizing or ionizing the reaction initiator is irradiated onto a selected region of the base forming material, and if necessary, the base forming material is treated with a solvent to infiltrate the material. The remaining reaction initiator is removed, and the exposed substrate-forming material is treated with a first solvent that has a selective swelling effect on the material but does not dissolve it, so that the material is separated into exposed and non-exposed regions. swelling to different degrees and further shrinking the material by treating it with a second solvent that is a poor solvent for the polymer, thus creating a difference in polymer density between exposed and unexposed areas of the resulting substrate. This can be achieved by a method for fabricating an optical waveguide, which is characterized by producing a difference in refractive index based on
この第４の発明において用いられる光導波路作製用基体
形成材料は、ラジカルまたはイオンによって置換可能な
反応位置を有するヘテロ環または芳香環を単位構造中に
含む重合体、および輻射線によって、ラジカルまたはイ
オン化し前記重合体を架橋もしくは重合させ得る反応開
始剤を主体に構成される。この基体形成材料を用いた光
導波路作製方法は、基体形成材料をマスクパターンを通
して輻射線にパターン露光する工程と、第１の溶媒で、
基体形成材料中の反応開始剤の除去と同時に又はその後
に、基体形成材料を膨潤化処理する工程と、第２の溶媒
で収縮化処理する工程とからなる。これらの一連の工程
によって、基体形成材料の露光部と非露光部との間に基
体重合体の密度差が生じ、このため屈折率差が発生し、
マスクパターンに対応する光導波路が作製される。The substrate forming material for producing an optical waveguide used in this fourth invention is a polymer containing a heterocycle or aromatic ring in its unit structure having a reactive position that can be replaced by radicals or ions, and a polymer that can be radically or ionized by radiation. The reaction initiator is mainly composed of a reaction initiator capable of crosslinking or polymerizing the polymer. A method for producing an optical waveguide using this substrate forming material includes the steps of exposing the substrate forming material to radiation in a pattern through a mask pattern, and using a first solvent.
The process consists of a step of swelling the base material and a shrinking treatment with a second solvent, simultaneously with or after removing the reaction initiator from the base material. These series of steps create a density difference in the base polymer between the exposed and unexposed parts of the base forming material, which causes a refractive index difference.
An optical waveguide corresponding to the mask pattern is produced.
この第４の発明において、基体形成材料とその調製及び
パターン露光工程は、先に説明した第２の発明のものに
基本的に同じであるので、ここでの詳細な説明を省略す
る。In this fourth invention, the substrate forming material, its preparation, and pattern exposure process are basically the same as those in the second invention described above, so detailed description thereof will be omitted here.
この発明において光導波路を作製する方法は、輻射線に
よるパターン露光工程と、溶媒を用いて屈折率差を発生
させる工程とからなる。ここで、使用する反応開始剤の
吸収帯が可視域にまでまたがるような場合には、前記し
た第２の発明と同じように反応開始剤を除去する工程を
含めることが望ましい。The method for producing an optical waveguide in the present invention includes a pattern exposure step using radiation and a step of generating a refractive index difference using a solvent. Here, when the absorption band of the reaction initiator used extends into the visible range, it is desirable to include a step of removing the reaction initiator as in the second invention described above.
反応開始剤を除去する方法としては、屈折率差を発生さ
せる工程に先立ち、反応開始剤を溶解し基体重合体を溶
解しない溶媒に浸漬する方法、または後続の屈折率発生
のための膨潤化処理において併せて反応開始剤の除去を
行う方法をあげることができる。Methods for removing the reaction initiator include a method of dissolving the reaction initiator and immersing it in a solvent that does not dissolve the base polymer prior to the step of generating a refractive index difference, or a subsequent swelling treatment for generating a refractive index. In addition, a method for removing the reaction initiator can be mentioned.
基体形成材料において屈折率差を発生させる工程は、前
記した第３の発明と同様に膨潤、収縮の２つの工程から
なる。膨潤は、パターン露光工程により光導波路を潜像
として記録した基体形成材料を、その材料に対して膨潤
作用を有するが材料そのものを溶解しない第１の溶媒で
処理して膨潤させるものであり、収縮は、膨潤状態にあ
る基体形成材料を、その材料に対して膨潤作用を有しな
い第２の溶媒で処理して収縮させるものである。The step of generating a refractive index difference in the substrate forming material consists of the two steps of swelling and shrinking, similar to the third invention described above. Swelling is a process in which the substrate forming material, in which the optical waveguide is recorded as a latent image through a pattern exposure process, is swollen by being treated with a first solvent that has a swelling effect on the material but does not dissolve the material itself. In this method, a substrate forming material in a swollen state is treated with a second solvent that does not have a swelling effect on the material to cause it to shrink.
膨潤処理のための第１の溶媒としては、トルエン、キシ
レン、メシチレン、ベンゼン等の芳香族系？８ 媒、ク
ロルベンゼン、ジクロルベンゼン、クロルメチレン、ト
リクロルエチレン、ジクロルエタン等の塩素系溶媒、フ
ェノール、クレゾール、ニトロベンゼン、ベンジルアル
コール等のベンゼン誘導体、その他を単独または混合し
て用いることができる。屈折率差や散乱損失は、膨潤処
理のための第１の溶媒の種類、混合組成、溶媒温度等に
よって変化する。膨潤作用が強すぎる場合には基体の伝
搬損失が大きくなり、また膨潤作用か弱すぎる場合には
小さな屈折率差しか得られなくなるため、適切な溶媒の
種類、混合組成、溶媒温度等のちとに処理する必要があ
る。The first solvent for swelling treatment is an aromatic solvent such as toluene, xylene, mesitylene, benzene, etc. 8 solvents, chlorinated solvents such as chlorobenzene, dichlorobenzene, chlormethylene, trichlorethylene, and dichloroethane, benzene derivatives such as phenol, cresol, nitrobenzene, and benzyl alcohol, and others can be used alone or in combination. The refractive index difference and scattering loss vary depending on the type of first solvent for the swelling treatment, the mixture composition, the solvent temperature, and the like. If the swelling effect is too strong, the propagation loss of the substrate will increase, and if the swelling effect is too weak, only a small difference in refractive index will be obtained. need to be processed.
収縮処理のための第２の溶媒としては、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、オクタン等のアルカン類、メチルアル
コール、エチルアルコール、プロピルアルコール、アミ
ルアルコール等のアルコール類、ジエチルエーテル、メ
チルエチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチル
エチルエーテル等のケトン類、酢酸エチル、酢酸メチル
、蟻酸エチル等のエステル類などを用いることができる
。Examples of the second solvent for the shrinkage treatment include alkanes such as pentane, hexane, heptane, and octane, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and amyl alcohol, and ethers such as diethyl ether and methyl ethyl ether. , acetone, ketones such as methyl ethyl ether, and esters such as ethyl acetate, methyl acetate, and ethyl formate.
このような一連の先導波蕗作製工程により、この第４の
発明でも、基体形成材料の輻射線を照射した領域と非照
射領域の間で屈折率差が発生し、マスクパターンに対応
した光導波路が形成される。Through such a series of steps for producing a leading waveguide, a refractive index difference occurs between the radiation-irradiated region and the non-irradiated region of the substrate forming material in this fourth invention, and the optical waveguide corresponding to the mask pattern is formed. is formed.
この発明による光導波路でも、前記した第１、第２及び
第３の発明と同じように８％の大きな屈折率差を得られ
ることがわかり、従来の方法により作製した光導波路に
比べ優れた性能を有していることが明らかとなった。It was found that the optical waveguide according to this invention can also obtain a large refractive index difference of 8%, similar to the first, second, and third inventions described above, and has superior performance compared to optical waveguides manufactured by conventional methods. It has become clear that it has.
本発明により光照射パターンに対応した屈折率差パター
ンが得られるのは、前記した第３の発明と同様、光を照
射した領域の基体重合体が、架橋または重合することに
よって溶媒に対する溶解性が悪くなり、第１の溶媒によ
って膨潤する際、光非照射領域に比べ膨潤の程度が小さ
くなり、この膨潤の程度の差が第２の溶媒による収縮処
理によって固定され、密度差が発生し、これが屈折率差
となって現れるためである。The reason why the refractive index difference pattern corresponding to the light irradiation pattern can be obtained by the present invention is that, as in the third invention described above, the base polymer in the region irradiated with light undergoes crosslinking or polymerization, thereby increasing its solubility in the solvent. When the area becomes worse and swells with the first solvent, the degree of swelling is smaller than in the non-light irradiated area, and this difference in the degree of swelling is fixed by the shrinkage treatment with the second solvent, resulting in a density difference, which is This is because it appears as a difference in refractive index.
本発明により光照射パターンに対応した屈折率差パター
ンが得られるのは、光を照射した領域の基体重合体が、
架橋または重合することによって溶媒に対する溶解性が
悪くなり、引き続く溶媒処理工程で溶媒によって膨潤す
る際、光非照射領域に比べ膨潤の程度が小さくなり、こ
の膨潤の程度の差が乾燥後に固定され、密度差が発生し
、これが屈折率差となって現れるためである。従って、
本発明では、架橋密度や膨潤処理の際の全体的な膨潤の
程度を大きくすることにより、ある程度任意に大きな屈
折率差を得ることができ、材料によって得られる最大の
屈折率差が限定されてしまう従来の方法に比べ、優れた
方法である。このメカニズムを、以下、第１の発明につ
いて、添付の第１図を参照しながら説明する：
先ず、第１図（Ａ）に示されるように、ガラス基板１上
に基体形成材料２を塗布し、これを硬化させる。次いで
、基体形成材料２をマスク３を通して紫外線４に露光す
る。基体形成材料２の露光域では基体重合体の架橋又は
重合が進行し、光導波路が言わば“潜像１として記録さ
れる。次いで、第１図（Ｂ）に示されるように、露光の
完了した基体形成材料２をその材料の未露光域の重合体
を比較的良く膨張させ得るけれども露光域の重合体を僅
かしか膨張させ得ない溶媒からなる膨潤液５に浸漬して
処理する。図示の断面図から、露光域の基体形成材料２
の膨潤は未露光域のそれに較べて小さいことが理解され
るであろう。引き続いて、膨潤せる基体形成材料２を膨
潤液から取り出して溶媒除去のための乾燥を行うと、第
１図（Ｃ）に示されるように、光導波路７を具えた基体
６がガラス基板１上に得られる。According to the present invention, a refractive index difference pattern corresponding to the light irradiation pattern can be obtained because the base polymer in the light irradiated area is
Due to crosslinking or polymerization, the solubility in the solvent deteriorates, and when it swells with the solvent in the subsequent solvent treatment step, the degree of swelling is smaller than in the non-light irradiated area, and this difference in the degree of swelling is fixed after drying. This is because a density difference occurs, which appears as a refractive index difference. Therefore,
In the present invention, by increasing the crosslinking density and the overall degree of swelling during swelling treatment, it is possible to obtain an arbitrarily large refractive index difference to some extent, and the maximum refractive index difference that can be obtained is limited depending on the material. This method is superior to the conventional method of storing it away. This mechanism will be explained below regarding the first invention with reference to the attached FIG. 1: First, as shown in FIG. , harden this. Next, the base material 2 is exposed to ultraviolet light 4 through a mask 3. In the exposed region of the substrate forming material 2, crosslinking or polymerization of the substrate polymer proceeds, and the optical waveguide is recorded as a so-called "latent image 1." Then, as shown in FIG. The substrate-forming material 2 is treated by immersing it in a swelling liquid 5 consisting of a solvent that can relatively well expand the polymer in the unexposed areas of the material but can only slightly expand the polymer in the exposed areas. From the figure, the base forming material 2 in the exposed area
It will be appreciated that the swelling of the area is smaller than that of the unexposed area. Subsequently, when the swellable substrate forming material 2 is taken out from the swelling liquid and dried to remove the solvent, the substrate 6 having the optical waveguide 7 is placed on the glass substrate 1, as shown in FIG. 1(C). can be obtained.
同様に、第２の発明の屈折率差発生のメカニズムを添付
の第２図を参照しながら説明する：先ず、°第２図（Ａ
）に示されるように、ガラス基板１上に形成された基体
形成材料２の薄膜をマスク３を通して紫外線４に露光す
る。この露光工程は前記第１の発明の露光工程に対応し
、したがって、基体形成材料の露光域では基体重合体の
架橋又は重合が進行し、光導波路が潜像の形で記録され
る。なお、この領域の基体重合体は、架橋又は重合の結
果として、溶媒に対する溶解性の低下を呈示する。次い
で、これは必須の工程ではないけれども、使用した反応
開始剤の吸収帯が可視域にまで及んで以下の工程に悪影
響を及ぼすような場合には、第２図（Ｂ）に示されるよ
うに基体形成材料２を適当な溶媒８中に浸漬して反応開
始剤を除去してもよい。引き続いて、基体形成材料２を
適当な溶媒からなる膨潤液５中に浸漬して処理すると、
第２図（Ｃ）に示されるように、露光域と非露光域とで
膨潤の度合が異なる膨潤が基体形成材料２において発生
する。引き続いて、膨潤せる基体形成材料２を膨潤液か
ら取り出して溶媒除去の乾燥を行うと、第２図（Ｄ）に
示されるように、光導波路７を具えた基体６がガラス基
板１上に得られる。Similarly, the mechanism of the generation of the refractive index difference in the second invention will be explained with reference to the attached FIG.
), a thin film of base material 2 formed on a glass substrate 1 is exposed to ultraviolet light 4 through a mask 3. This exposure step corresponds to the exposure step of the first invention, and therefore, in the exposed region of the substrate forming material, crosslinking or polymerization of the substrate polymer proceeds, and the optical waveguide is recorded in the form of a latent image. Note that the substrate polymer in this region exhibits reduced solubility in solvents as a result of crosslinking or polymerization. Next, although this is not an essential step, if the absorption band of the reaction initiator used extends into the visible range and has an adverse effect on the following steps, as shown in Figure 2 (B), The reaction initiator may be removed by immersing the substrate forming material 2 in a suitable solvent 8. Subsequently, the substrate forming material 2 is immersed in a swelling liquid 5 made of a suitable solvent for treatment.
As shown in FIG. 2(C), swelling occurs in the base forming material 2, with different degrees of swelling occurring in the exposed and non-exposed areas. Subsequently, when the swellable substrate forming material 2 is taken out from the swelling liquid and dried to remove the solvent, a substrate 6 having an optical waveguide 7 is obtained on the glass substrate 1, as shown in FIG. 2(D). It will be done.
さらに、第３の発明の屈折率差発生のメカニズムを添付
の第３図を参照しながら説明する：先ず、第３図（Ａ）
に示されるように、ガラス基板１上に形成された基体形
成材料２の薄膜をマスク３を通して紫外線４に露光する
。この露光工程は前記第１及び第２の発明の露光工程に
対応し、したがって、基体形成材料の露光域では基体重
合体の架橋又は重合が進行し、光導波路が潜像の形で記
録される。なお、この領域の基体重合体は、架橋又は重
合の結果として、第１の溶媒に対する溶解性の低下を呈
示する。次いで、基体形成材料２を適当な溶媒からなる
膨潤液５中に浸漬して処理すると、第３図（Ｂ）に示さ
れるように、その材料の露光域と非露光域とで度合を異
にする膨潤が発生する。引き続いて、膨潤せる基体形成
材料２を、第３図（Ｃ）に示されるように、適当な溶媒
からなる収縮液９に浸漬して処理する。この処理によっ
て、基体形成材料２は、その膨潤の程度が保たれたまま
収縮させられる。収縮化処理の完了後、第３図（Ｄ）に
示されるように、光導波路７を具えた基体６がガラス基
板ｌ上に得られる。Furthermore, the mechanism of the generation of the refractive index difference in the third invention will be explained with reference to the attached Fig. 3: First, Fig. 3 (A)
As shown in FIG. 2, a thin film of base material 2 formed on a glass substrate 1 is exposed to ultraviolet light 4 through a mask 3. This exposure step corresponds to the exposure step of the first and second inventions, and therefore, crosslinking or polymerization of the base polymer progresses in the exposed region of the base forming material, and the optical waveguide is recorded in the form of a latent image. . Note that the substrate polymer in this region exhibits reduced solubility in the first solvent as a result of crosslinking or polymerization. Next, when the substrate forming material 2 is immersed in a swelling liquid 5 made of an appropriate solvent and treated, the exposed and non-exposed areas of the material undergo different degrees of swelling, as shown in FIG. 3(B). Swelling occurs. Subsequently, the swellable substrate-forming material 2 is treated by immersing it in a shrinking liquid 9 made of a suitable solvent, as shown in FIG. 3(C). By this treatment, the base forming material 2 is shrunk while maintaining its degree of swelling. After completion of the shrinkage process, a substrate 6 with an optical waveguide 7 is obtained on the glass substrate l, as shown in FIG. 3(D).
さらにまた、第４の発明の屈折率差発生のメカニズムを
添付の第４図を参照しながら説明する：先ず、第４図（
Ａ）に示されるように、ガラス基板１上に形成された基
体形成材料２の薄膜をマスク３を通して紫外線４に露光
する。この露光工程は前記第１、第２及び第３の発明の
露光工程に対応し、したがって、基体形成材料の露光域
では基体重合体の架橋又は重合が進行し、光導波路が潜
像の形で記録される。なお、この領域の基体重合体は、
架橋又は重合の結果として、溶媒に対する溶解性の低下
を呈示する。次いで、これは必須の工程ではないけれど
も、使用した反応開始剤の吸収帯が可視域にまで及んで
以下の工程に悪影響を及ぼすような場合には、第４図（
Ｂ）に示されるように基体形成材料２を適当な溶媒８中
に浸漬して反応開始剤を除去してもよい。引き続いて、
基体形成材料２を適当な溶媒からなる膨潤液５中に浸漬
して処理すると、第４図（Ｃ）に示されるように、露光
域と非露光域とで度合を異にする膨潤が発生する。引き
続いて、膨潤せる基体形成材料２を、第４図（Ｄ）に示
されるように、適当な溶媒からなる収縮液９に浸漬して
処理する。この処理によって、基体形成材料２は、その
膨潤の程度が保たれたまま収縮させられる。収縮化処理
の完了後、第４図（Ｅ）に示されるように、光導波路７
を具えた基体６がガラス基板１上に得られる。Furthermore, the mechanism of the generation of the refractive index difference in the fourth invention will be explained with reference to the attached FIG. 4: First, FIG.
As shown in A), a thin film of base material 2 formed on a glass substrate 1 is exposed to ultraviolet light 4 through a mask 3. This exposure step corresponds to the exposure steps of the first, second, and third inventions, and therefore, in the exposed region of the substrate forming material, crosslinking or polymerization of the substrate polymer progresses, and the optical waveguide is formed in the form of a latent image. recorded. In addition, the base polymer in this region is
As a result of crosslinking or polymerization, they exhibit reduced solubility in solvents. Next, although this is not an essential step, if the absorption band of the reaction initiator used extends into the visible range and has an adverse effect on the following steps, please refer to Figure 4 (
The reaction initiator may be removed by immersing the substrate forming material 2 in a suitable solvent 8 as shown in B). Subsequently,
When the substrate forming material 2 is immersed and treated in a swelling liquid 5 made of a suitable solvent, swelling occurs to different degrees in the exposed and non-exposed areas, as shown in FIG. 4(C). . Subsequently, the swellable substrate-forming material 2 is treated by immersing it in a shrinking liquid 9 made of a suitable solvent, as shown in FIG. 4(D). By this treatment, the base forming material 2 is shrunk while maintaining its degree of swelling. After the shrinkage process is completed, as shown in FIG. 4(E), the optical waveguide 7
A substrate 6 is obtained on the glass substrate 1.
（実施例〕
引き続いて、本発明をいくつかの実施例について説明す
る。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されない
ことを理解されたい。(Examples) Subsequently, the present invention will be described with reference to some examples.It should be understood that the present invention is not limited only to these examples.
実施■上
ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール１０．ＯＯｇをモノクロ
ロベンゼン４１．２ｇ、Ｏ−ジクロルベンゼン４１．２
ｇ及びテトラヒドロフラン４１．２ ｇの混合液に溶解
し、直径２０ｆｌ及び厚さ０．５ ｖｓのガラス基板に
乾燥後の膜厚が２−になるようにスピンコード法により
塗布し°た。この塗膜を６０℃で３０分間加熱乾燥し、
光導波路作製用基体形成材料を作製した。Implementation ■ Top poly-N-vinylcarbazole 10. OOg, monochlorobenzene 41.2g, O-dichlorobenzene 41.2g
g and tetrahydrofuran and 41.2 g of tetrahydrofuran, and coated on a glass substrate with a diameter of 20 ml and a thickness of 0.5 ml by a spin cord method so that the film thickness after drying was 2-. This coating film was dried by heating at 60°C for 30 minutes,
A substrate forming material for optical waveguide fabrication was prepared.
この基体形成材料に対して、幅１００趨、長さ１５鶴の
導波路パターン用スリットを有するマスクを通しテ３７
０〜２２０ｎＩ１１ノ紫外ｖＡ（ランプｔｌＸ？Ｉ −
５００Ｍ八、露光装置器Ｓ−５００Ｃ，ウシオ電機製）
を５分間照射し、パターン露光した。露光後、トルエン
２０−ｔ％及びキシレン８０−ｔ％混合液（液温２３℃
）中に１分間浸漬した後、湿度２０％の雰囲気中に２時
間放置し、光導波路を作製した。この光導波路の膜厚を
調べると、露光部は未露光部に比べ１１％膜厚が小さく
、そして干渉顕微鏡（測定波長５４６ｎｍ）を用いて露
光部と未露光部の位相差を調べ、先に測定した膜厚差を
ふまえて屈折率差を算出すると、露光部は未露光部に比
べ８％屈折率が大きいことがわかった。次に、この光導
波路にＨｅ−Ｎｅレーザ光（波長６３２．８ｎｎ＋）を
通して伝搬損失を測定した結果、損失は５ｄＢ／ａ＋＋
であった。また、この光導波路を耐湿性を調べるために
５０℃、９５％Ｒ，Ｈ，の恒温恒湿槽中に放置したが、
１０日後でも屈折率差の減少および伝搬損失の増加は認
められなかった。また耐熱性を調べるために一３０℃１
時間、８０℃１時間、５サイクルのヒートショック試験
を行ったが、この場合にも屈折率差の減少および伝搬損
失の増加は認められなかった。This substrate forming material was passed through a mask having a waveguide pattern slit with a width of 100 mm and a length of 15 mm.
0-220nI11 UV vA (lamp tlX?I-
500M8, exposure equipment S-500C, manufactured by Ushio Inc.)
was irradiated for 5 minutes to perform pattern exposure. After exposure, a mixed solution of 20-t% toluene and 80-t% xylene (liquid temperature 23°C
) for 1 minute, and then left in an atmosphere with a humidity of 20% for 2 hours to produce an optical waveguide. Examining the film thickness of this optical waveguide, we found that the exposed part was 11% thinner than the unexposed part, and we used an interference microscope (measurement wavelength 546 nm) to examine the phase difference between the exposed part and the unexposed part. When the refractive index difference was calculated based on the measured film thickness difference, it was found that the refractive index of the exposed area was 8% larger than that of the unexposed area. Next, we measured the propagation loss by passing a He-Ne laser beam (wavelength 632.8nn+) through this optical waveguide, and found that the loss was 5 dB/a++
Met. In addition, this optical waveguide was left in a constant temperature and humidity chamber at 50°C and 95% R and H to check its moisture resistance.
Even after 10 days, no decrease in refractive index difference or increase in propagation loss was observed. In addition, to check the heat resistance,
A heat shock test was conducted for 5 cycles at 80° C. for 1 hour, but no decrease in refractive index difference or increase in propagation loss was observed in this case either.
ス去１１λ
実施例１におけるポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールに代わ
り、ポリカルバゾリルエチルアクリル酸エステルを用い
て基体形成材料を作製した。パターン露光した後、トル
エン１５−ｔ％及びキシレン８５ｗｔ％混合液（液温１
８℃）中に１分間浸漬した後、湿度２０％の雰囲気中に
２時間放置し、光導波路を作製した。この光導波路の屈
折率差と伝搬損失を実施例１と同様にして測定した結果
、屈折率差５％、伝搬損失５ｄＢ／ｃＪＡであった。11λ A base forming material was prepared using polycarbazolylethyl acrylate instead of poly-N-vinylcarbazole in Example 1. After pattern exposure, a mixed solution of 15-t% toluene and 85 wt% xylene (liquid temperature 1
8° C.) for 1 minute, and then left in an atmosphere with a humidity of 20% for 2 hours to produce an optical waveguide. The refractive index difference and propagation loss of this optical waveguide were measured in the same manner as in Example 1, and as a result, the refractive index difference was 5% and the propagation loss was 5 dB/cJA.
尖庶別ユ
実施例１におけるポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールに代わ
り、ｎ−ビニルカルバゾール−ｎ−ブチルアクリレート
共重合体を用い、他は実施例１と同様にして光導波路を
作製し、屈折率差および伝搬損失を測定した。その結果
、屈折率差は５％、伝搬損失は４ｄＢ／ｃｎｌであった
。An optical waveguide was prepared in the same manner as in Example 1 except that n-vinylcarbazole-n-butyl acrylate copolymer was used instead of poly-N-vinylcarbazole in Example 1, and the refractive index difference was and propagation loss were measured. As a result, the refractive index difference was 5% and the propagation loss was 4 dB/cnl.
尖衡■土
ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール１０．００ｇ及び、ジー
１−ブチルジペルオキシイソフタレート０．３０ｇをモ
ノクロロベンゼン４１．２ｇ、ｏ−ジクロルベンゼン４
１．２ｇ及びテトラフドロフラン４１．２ ｇの混合液
に溶解し、直径２０１１及び厚さ０．５ ｙｘｍのガラ
ス基板に乾燥後の膜厚が２−になるようにスピンコード
法により暗所で塗布した。この塗膜を６０℃で３０分間
加熱乾燥し、光導波路作製用基体形成材料を作製した。10.00 g of poly-N-vinylcarbazole and 0.30 g of di-1-butyldiperoxyisophthalate were mixed with 41.2 g of monochlorobenzene and 4 g of o-dichlorobenzene.
It was dissolved in a mixed solution of 1.2 g and 41.2 g of tetrahydrofuran, and coated on a glass substrate with a diameter of 2011 mm and a thickness of 0.5 yxm in a dark place using a spin code method so that the film thickness after drying was 2-. It was coated with. This coating film was dried by heating at 60° C. for 30 minutes to produce a substrate forming material for producing an optical waveguide.
この基体形成材料に対して、幅１００卿、長さ１５ｍｍ
の導波路パターン用スリットを有するマスクを通してコ
ンタクト露光器（キャノン製、発光波長域３６０〜４１
０ｎ＋ｍ 、強度１３ ｍ’／Ｉ／ ｃａｌ）で、紫外
線を２分間照射し、パターン露光した。露光後、キシレ
ン中に５分間浸漬し、基体形成材料中のジ−ｔ−ブチル
ジペルオキシイソフタレートを除去した。次に、トルエ
ン２０−ｔ％及びキシレン８０ｗｔ％混合液（液温２３
℃）中に１分間浸漬した後、湿度２０％の雰囲気中に２
時間放置し、光導波路を作製した。この光導波路の膜厚
を調べると、露光部は未露光部に比べ１１％膜厚が小さ
く、そして干渉顕微鏡（測定波長５４６ｎｍ）を用いて
露光部と未露光部の位相差を調べ、先に測定した膜厚差
をふまえて屈折率差を算出すると、露光部は未露光部に
比べ８％屈折率が大きいことがわかった。次に、この光
導波路にＨｅ−Ｎｅレーザ光（波長６３２．８ｎｍ）を
通して伝ｖ！ｉ損失を測定した結果、損失は５ｄＢ／ａ
ｍであった。また、この光導波路を耐湿性を調べるため
に５０℃、９５％Ｒ，Ｈ，の恒温恒湿槽中に放置したが
、１０日後でも屈折率差の減少および伝搬損失の増加は
認められなかった。また耐熱性を調べるために一３０℃
１時間、８０ｔ’１時間、５サイクルのヒートショック
試験を行ったが、この場合にも屈折率差の減少および伝
搬損失の増加は認められなかった。For this base forming material, the width is 100 mm and the length is 15 mm.
A contact exposure device (manufactured by Canon, emission wavelength range 360-41
Ultraviolet rays were irradiated for 2 minutes at an intensity of 13 m'/I/cal) for pattern exposure. After exposure, the substrate was immersed in xylene for 5 minutes to remove di-t-butyl diperoxyisophthalate in the substrate forming material. Next, a mixed solution of 20-t% toluene and 80-t% xylene (liquid temperature 23%
℃) for 1 minute, then immersed in an atmosphere with a humidity of 20% for 2 minutes.
After leaving it for a while, an optical waveguide was fabricated. Examining the film thickness of this optical waveguide, we found that the exposed part was 11% thinner than the unexposed part, and we used an interference microscope (measurement wavelength 546 nm) to examine the phase difference between the exposed part and the unexposed part. When the refractive index difference was calculated based on the measured film thickness difference, it was found that the refractive index of the exposed area was 8% larger than that of the unexposed area. Next, He-Ne laser light (wavelength 632.8 nm) is passed through this optical waveguide and propagated! As a result of measuring the i loss, the loss is 5 dB/a
It was m. In addition, this optical waveguide was left in a constant temperature and humidity chamber at 50°C and 95% R and H to test its moisture resistance, but no decrease in refractive index difference or increase in propagation loss was observed even after 10 days. . In addition, to check the heat resistance,
A heat shock test was conducted for 1 hour, 80t' for 1 hour, and 5 cycles, but no decrease in refractive index difference or increase in propagation loss was observed in this case either.
ス淘」１産Ｌグｉ
実施例４におけるポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールに代わ
り、ｎ−ビニルカルバゾール−ｎ−ブチルアクリレート
共重合体又はｎ−ビニルカルバゾール−スチレン共重合
体を用い、他は実施例１と同様にして光導波路を作製し
、屈折率差および伝搬損失を測定した。得られた結果を
次表に示す。N-vinylcarbazole-n-butyl acrylate copolymer or n-vinylcarbazole-styrene copolymer was used instead of poly-N-vinylcarbazole in Example 4, and the other examples were An optical waveguide was prepared in the same manner as in Example 1, and the refractive index difference and propagation loss were measured. The results obtained are shown in the table below.
ポリスチレン１０．Ｏｇおよびｍ−）ルオイルペルオキ
シド０．３０ｇをトルエン８０ｇに溶解し、実施例４と
同様にして基体形成材料を作製し、パターン露光した。Polystyrene 10. 0.30 g of Og and m-)luoyl peroxide was dissolved in 80 g of toluene, a substrate forming material was prepared in the same manner as in Example 4, and pattern exposure was performed.
次に、メシチレン７０ｗｔ％及びアセトン３０−ｔ％の
混合液（液温２０℃）に４分間浸清し、ｍ−１−ルオイ
ルペルオキシドを基体形成材料より除去するとともに膨
潤させた後、湿度２０％の雰囲気中に放置し、光導波路
を作製した。この光導波路の屈折率差および伝搬損失を
実施例４と同様にして測定したところ、屈折率差２％、
伝搬損失は、３ｄＢ／ｃｍであった。Next, it was immersed in a mixed solution of 70 wt% mesitylene and 30-t% acetone (liquid temperature 20°C) for 4 minutes to remove m-1-luoyl peroxide from the substrate forming material and to swell it. % atmosphere to fabricate an optical waveguide. When the refractive index difference and propagation loss of this optical waveguide were measured in the same manner as in Example 4, the refractive index difference was 2%,
The propagation loss was 3 dB/cm.
尖膳■１
ポリカーボネート１０．０ ｇおよびジイソプロビルペ
ルオキシジカルボネート０．３０ｇをジメチルホルムア
ミド１００ｇに溶解し、実施例４と同様にして基体形成
材料を作製し、パターン露光した。次に、メシチレン４
０ｗｔ％及びトリクロルエチレン６０ｗｔ％混合液（液
温２０℃）に４分間浸漬し、反応開始剤を除去するとと
もに基体形成材料を膨潤させた後、湿度２０％の雰囲気
中に放置し、光導波路を作製した。この光導波路の屈折
率および伝搬損失を実施例４と同様にして測定したとこ
ろ、屈折率差は、０．８％、伝搬損失は、０．８ｄＢ／
ａ＋＋であった・
ス耐ｌ州主
ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール１０．０ ｇ ’ｃモノ
クロロベンゼン４１．２ｇ、ｏ−ジクロルベンゼン４１
．２ｇ及びテトラフドロフラン４１．２ ｇの混合液に
溶解し、直径２０籠及び厚さ０．５ ｍのガラス基板に
乾燥後の膜厚が２１Ｍになるようにスピンコード法によ
り塗布した。この塗膜を６０℃で３０分間加熱乾燥し、
光導波路作製用基体形成材料を作製した。Tin plate 1 10.0 g of polycarbonate and 0.30 g of diisopropyl peroxydicarbonate were dissolved in 100 g of dimethylformamide to prepare a substrate forming material in the same manner as in Example 4, and pattern exposure was performed. Next, mesitylene 4
The optical waveguide was immersed in a mixed solution of 0 wt% and 60 wt% trichlorethylene (liquid temperature 20°C) for 4 minutes to remove the reaction initiator and swell the base forming material, and then left in an atmosphere with a humidity of 20% to form an optical waveguide. Created. When the refractive index and propagation loss of this optical waveguide were measured in the same manner as in Example 4, the refractive index difference was 0.8% and the propagation loss was 0.8 dB/
a++, 10.0 g of poly-N-vinylcarbazole, 41.2 g of monochlorobenzene, 41 g of o-dichlorobenzene.
．． The solution was dissolved in a mixed solution of 2 g and 41.2 g of tetrahydrofuran, and coated on a glass substrate with a diameter of 20 cages and a thickness of 0.5 m by a spin cord method so that the film thickness after drying was 21 M. This coating film was dried by heating at 60°C for 30 minutes,
A substrate forming material for optical waveguide fabrication was prepared.
この基体形成材料に対して、幅１００声、長さ１５鶴の
導波路パターン用スリットを有するマ久りを通して３７
０〜２２０ｎｎ＋の紫外線（ランプυＸｌ’ｌ−５００
Ｍへ、露光装置ＵＩＳ−５００Ｃウシオ電機製）を５分
間照射し、パターン露光した。露光後、トルエン２０ｗ
ｔ％及びキシレン８０−Ｌ％混合液（液温２３℃）中に
１分間浸漬した後、すみやかにｎ−ペンタン中に浸漬し
てから引き上げ、光導波路を作製した。この光導波路の
膜厚を調べると、露光部は未露光部に比べ１１％膜厚が
小さく、さらに干渉顕微鏡（測定波長５４６ｎｍ）を用
いて露光部と未露光部の位相差を調べ、先に測定した膜
厚差をふまえて屈折率差を算出すると、露光部は未露光
部に比べ８％屈折率が大きいことがわかった。次に、こ
の光導波路にＨｅ−Ｎｅレーザ光（波長６３２．８ｎｍ
）を通してカントバック法により伝搬損失を測定した結
果、損失は５ｄＢ／ｃｍであった。また、この光導波路
を耐湿性を調べるために５０℃、９５％Ｒ，Ｈ，の恒温
恒湿槽中に放置したが、１０日後でも屈折率差の減少お
よび伝搬損失の増加は認められなかった。また耐熱性を
調べるために一３０℃１時間、８０℃１時間、５サイク
ルのヒートショック試験を行ったが、この場合にも屈折
率差の減少および伝搬損失の増加は認められなかった。This substrate forming material is passed through a hole with a waveguide pattern slit of 100 widths and 15 lengths.
Ultraviolet rays from 0 to 220 nn+ (lamp υXl'l-500
M was irradiated with an exposure device UIS-500C (manufactured by Ushio Inc.) for 5 minutes to perform pattern exposure. After exposure, toluene 20w
After immersing for 1 minute in a mixed solution of t% and 80-L% xylene (liquid temperature 23°C), it was immediately immersed in n-pentane and then pulled out to produce an optical waveguide. Examining the film thickness of this optical waveguide, we found that the exposed part was 11% smaller than the unexposed part.Furthermore, we used an interference microscope (measurement wavelength 546 nm) to examine the phase difference between the exposed part and the unexposed part. When the refractive index difference was calculated based on the measured film thickness difference, it was found that the refractive index of the exposed area was 8% larger than that of the unexposed area. Next, a He-Ne laser beam (wavelength 632.8 nm) is applied to this optical waveguide.
) through the cantback method, the loss was 5 dB/cm. In addition, this optical waveguide was left in a constant temperature and humidity chamber at 50°C and 95% R and H to test its moisture resistance, but no decrease in refractive index difference or increase in propagation loss was observed even after 10 days. . Further, in order to examine the heat resistance, a heat shock test of 5 cycles of 1 hour at -30°C and 1 hour at 80°C was conducted, but no decrease in refractive index difference or increase in propagation loss was observed in this case either.
−〇 びｌ
実施例９におけるポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールに代わ
り、ポリカルバゾリルエチルアクリル酸エステルを用い
て基体形成材料を作製した。パターン露光した後、トル
エン１５−ｔ％及びキシレン８５ｗｔ％混合液（液温１
８℃）中に１分間浸漬した後、すみやかにｎ−ペンタン
中に浸漬してから引き上げ、光導波路を作製した。この
光導波路の屈折率差と伝搬損失を実施例９と同様にして
測定した結果、屈折率５％、伝１１Ｗ）Ｍ失５ｄＢ／Ｃ
ＴＡであった。-〇biL Instead of poly-N-vinylcarbazole in Example 9, polycarbazolylethyl acrylic acid ester was used to prepare a base material. After pattern exposure, a mixed solution of 15-t% toluene and 85 wt% xylene (liquid temperature 1
8° C.) for 1 minute, and then immediately dipped in n-pentane and then pulled out to produce an optical waveguide. The refractive index difference and propagation loss of this optical waveguide were measured in the same manner as in Example 9. As a result, the refractive index was 5%, the transmission was 11 W), the M loss was 5 dB/C.
It was TA.
ズ１」１Ｌｌ
実施例９におけるポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールに代わ
り、ｎ−ビニルカルバゾール−ｎ−ブチルアクリレート
共重合体を用い、他は実施例９と同様にして光導波路を
作製し１．屈折率差および伝搬損失を測定した。その結
果、屈折率差は５％、伝搬損失は４ｄＢ／ｃｎｌであっ
た。Example 1 An optical waveguide was prepared in the same manner as in Example 9 except that n-vinylcarbazole-n-butyl acrylate copolymer was used instead of poly-N-vinylcarbazole in Example 9. The refractive index difference and propagation loss were measured. As a result, the refractive index difference was 5% and the propagation loss was 4 dB/cnl.
実施■土ユ
ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール１０．０ ｇ及び、ジー
【−ブチルジペルオキシイソフタレート０．３０ｇをモ
ノクロロベンゼン４１．２ ｇ 、 ｏ−ジクロルベン
ゼン４１．２ ｇ及びテトラフドロフラン４１．２ ｇ
の混合液に熔解し、直径２０ｍ及び厚さ０．５龍のガラ
ス基板に乾燥後の膜厚が２犀になるようにスピンコード
法により暗所で塗布した。この塗膜を６０℃で３０分間
加熱乾燥し、光導波路作製用基体形成材料を作製した。Implementation ■ 10.0 g of poly-N-vinylcarbazole and 0.30 g of di-butyldiperoxyisophthalate were mixed with 41.2 g of monochlorobenzene, 41.2 g of o-dichlorobenzene, and 41.0 g of tetrahydrofuran. 2g
The solution was dissolved in a mixed solution of 1, and coated on a glass substrate with a diameter of 20 m and a thickness of 0.5 mm in a dark place using a spin cord method so that the film thickness after drying was 2 mm. This coating film was dried by heating at 60° C. for 30 minutes to produce a substrate forming material for producing an optical waveguide.
この基体形成材料に対して、幅１００卿、長さ・１５１
１の厚波路パターン用スリットを有するマスクを通して
コンタクト露光器（キャノン製、発光波長域３６０〜４
１０ｎｍ 、強度１３ｍＷ／ａｄ）で、紫外線を３０秒
間照射し、パターン露光した。露光後、キシレン中に５
分間浸漬し、基体形成材料中のジー１−ブチルジペルオ
キシイソフタレートを除去した。次に、トルエン２０−
ｔ％及びキシレン８０ｗｔ％混合液（液温２３℃）中に
１分間浸漬した後、すみやかにｎ−ペンタン中に浸漬し
てから引き上げ、光導波路を作製した。この光導波路の
膜厚を調べると、露光部は未露光部に比べ１１％膜厚が
小さく、さらに干渉顕微鏡（測定波長５４６ｒ＋ｎ＋）
を用いて露光部と未露光部の位相差を調べ、先に測定し
た膜厚差をふまえて屈折率差を算出すると、露光部は未
露光部に比べ８％屈折率が大きいことがわかった。次に
、この光導波路にＨｅ−Ｎｅレーザ光（波長６３２．８
ｎａ＋）を通してカットバック法により伝搬損失を測定
した結果、損失は５ｄＢ／ｃ＋＋＋であった。また、こ
の光導波路を耐湿性を調べるために５０℃、９５％Ｒ，
Ｈ，の恒温恒湿槽中に放置したが、１０日後でも屈折率
差の減少および伝搬損失の増加は認められなかった。ま
た耐熱性を調べるために一３０℃１時間、８０℃１時間
、５サイクＪＬｚ（７）ヒ−）ショック試験を行ったが
、この場合にも屈折率差の減少および伝ｗＬ損失の増加
は認められなかった。For this base forming material, the width is 100 mm, the length is 151 mm
A contact exposure device (manufactured by Canon, emission wavelength range 360-4
Ultraviolet rays (10 nm, intensity 13 mW/ad) were irradiated for 30 seconds for pattern exposure. After exposure, 5
The di-1-butyl diperoxy isophthalate in the substrate forming material was removed by dipping for a minute. Next, toluene 20-
After immersing for 1 minute in a mixed solution of 80 wt% xylene and 80 wt% xylene (liquid temperature 23° C.), it was immediately immersed in n-pentane and then pulled out to produce an optical waveguide. Examination of the film thickness of this optical waveguide revealed that the exposed part was 11% thinner than the unexposed part, and furthermore, using an interference microscope (measurement wavelength 546r+n+)
When we investigated the phase difference between the exposed and unexposed areas using . Next, a He-Ne laser beam (wavelength 632.8
As a result of measuring the propagation loss by the cutback method through the cable (na+), the loss was 5 dB/c+++. In addition, in order to examine the moisture resistance of this optical waveguide, we tested it at 50°C, 95% R,
Although the sample was left in a constant temperature and humidity chamber of H., no decrease in refractive index difference or increase in propagation loss was observed even after 10 days. In addition, to examine heat resistance, we conducted a 5-cycle JLz (7) heat shock test for 1 hour at -30°C and 1 hour at 80°C, but in this case as well, there was no decrease in the refractive index difference and increase in the transmission wL loss. I was not able to admit.
−１１４ｕｘｓ
実施例工３におけるポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールに代
わり、ｎ−ビニルカルバゾール−ｎ−ブチルアクリレー
ト共重合体又はｎ−ビニルカルバゾール−スチレン共重
合体を用い、他は実施例１３と同様にして光導波路を作
製し、屈折率差および伝ｖＩｉ損失を測定した。得られ
た結果を次表に示す。-114uxs In place of poly-N-vinylcarbazole in Example 3, n-vinylcarbazole-n-butyl acrylate copolymer or n-vinylcarbazole-styrene copolymer was used, and the other conditions were the same as in Example 13. An optical waveguide was fabricated, and the refractive index difference and transmission vIi loss were measured. The results obtained are shown in the table below.
ポリスチレン１０．０ ｇおよびｍ−）ルオイルペルオ
キシド０．３０ｇをトルエン８０ｇに溶解し、実施例１
３と同様にして基体形成材料を作製し、パターン露光し
た。次に、メシチレン７０ｗｔ％及びアセトン３０ｗｔ
％の混合液（液温２０℃）に４分間浸漬し、ｍ−）ルオ
イルベルオキシドを基体形成材料より除去するとともに
膨潤させた後、イソプロピルアルコールに浸漬して収縮
させ、光導波路を作製した。この光導波路の屈折率差お
よび伝搬損失を実施例１３と同様にして測定したところ
、屈折率差は２％、伝搬損失は、３ｄＢ／ａｎであった
。Example 1: 10.0 g of polystyrene and 0.30 g of m-)luoyl peroxide were dissolved in 80 g of toluene.
A substrate forming material was prepared in the same manner as in 3 and subjected to pattern exposure. Next, mesitylene 70wt% and acetone 30wt%
% mixture solution (liquid temperature 20°C) for 4 minutes to remove m-)luoyl peroxide from the substrate forming material and cause it to swell, and then immerse in isopropyl alcohol to shrink it to produce an optical waveguide. . When the refractive index difference and propagation loss of this optical waveguide were measured in the same manner as in Example 13, the refractive index difference was 2% and the propagation loss was 3 dB/an.
次ｌ■１Ｌエ
ボリカーボネート１０．０ ｇおよびジイソブロビルペ
ルオキシジカルボネート０．３０ｇをジメチルホルムア
ミド１００ｇに溶解し、実施例１３と同様にして基体形
成材料を作製し、パターン露光した。次に、メシチレン
４０ｗｔ％及びトリクロルエチレン６０ｗｔ％混合液（
液温２０℃）に４分間浸漬し、反応開始剤を除去すると
ともに基体形成材料を膨潤させた後、ｎ−ペンタンに浸
漬して収縮させ、光４波路を作製した。この光導波路の
屈折率および伝搬損失を実施例１３と同様にして測定し
たとコロ、屈折率差は、０．８ ％、伝！ 損失ハ、０
．８ｄＢ／口であった。Next, 10.0 g of 1L evolicarbonate and 0.30 g of diisobrobyl peroxydicarbonate were dissolved in 100 g of dimethylformamide, and a substrate forming material was prepared in the same manner as in Example 13, followed by pattern exposure. Next, a mixed solution of 40 wt% mesitylene and 60 wt% trichlorethylene (
After removing the reaction initiator and swelling the substrate forming material, the material was immersed in n-pentane to shrink, thereby producing four optical wave paths. The refractive index and propagation loss of this optical waveguide were measured in the same manner as in Example 13, and the refractive index difference was 0.8%. Loss Ha, 0
．． It was 8 dB/mouth.
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来の光導波路に比べ、コア、クラッ
ド間に大きな屈折率差を有する光導波路を作製でき、光
導波路の小型化・集積化が可能となる。また、本発明に
よれば、耐湿性、耐熱性に優れた光導波路を得ることが
できる。[Effects of the Invention] According to the present invention, an optical waveguide having a larger refractive index difference between the core and the cladding can be manufactured compared to conventional optical waveguides, and the optical waveguide can be miniaturized and integrated. Further, according to the present invention, an optical waveguide having excellent moisture resistance and heat resistance can be obtained.
第１図、第２図、第３図及び第４図は、それぞれ、本発
明による光導波路作製方法の好ましいプロセスを順を追
って示した断面図である。
図中、１はガラス基板、２は基体形成材料、３はマスク
、４は紫外線、５は膨潤液、６は基体、７は光導波路、
そして９は収縮液である。FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4 are cross-sectional views sequentially showing preferred processes of the optical waveguide manufacturing method according to the present invention. In the figure, 1 is a glass substrate, 2 is a base forming material, 3 is a mask, 4 is an ultraviolet ray, 5 is a swelling liquid, 6 is a base, 7 is an optical waveguide,
and 9 is a shrinkage liquid.
Claims (1)
率を有する光導波路を作製するに当って、カルバゾール
環を単位構造中に有する重合体を主体に構成される基体
形成材料の選ばれた領域に前記重合体の架橋又は重合を
露光の結果としてひきおこし得る輻射線を照射し、前記
露光基体形成材料をその材料に対して選択的な膨潤作用
を有するがそれを溶解しない溶媒で処理して前記材料を
露光域及び非露光域で異なる度合で膨潤させ、さらに前
記材料を乾燥してその材料中に含まれる溶媒を除去し、
よって、得られる基体の露光域と非露光域との間に重合
体密度の差にもとづく屈折率の差を生ぜしめることを特
徴とする、光導波路の作製方法。 ２、基体上の選ばれた領域にその基体よりも大きな屈折
率を有する光導波路を作製するに当って、ラジカル又は
イオンによって置換可能な反応位置を有するヘテロ環又
は芳香族環を単位構造中に有する重合体及び輻射線露光
の結果としてラジカル又はイオンを発生して前記重合体
の架橋又は重合をひきおこし得る反応開始剤を主体に構
成される基体形成材料の選ばれた領域に前記反応開始剤
をラジカル化又はイオン化することが可能な輻射線を照
射し、必要に応じて前記基体形成材料を溶媒で処理して
その材料中に残存する反応開始剤を除去し、前記露光基
体形成材料をその材料に対して選択的な膨潤作用を有す
るがそれを溶解しない溶媒で処理して前記材料を露光域
及び非露光域で異なる度合で膨潤させ、さらに前記材料
を乾燥してその材料中に含まれる溶媒を除去し、よって
、得られる基体の露光域と非露光域との間に重合体密度
の差にもとづく屈折率の差を生ぜしめることを特徴とす
る、光導波路の作製方法。 ３、基体上の選ばれた領域にその基体よりも大きな屈折
率を有する光導波路を作製するに当って、カルバゾール
環を単位構造中に有する重合体を主体に構成される基体
形成材料の選ばれた領域に前記重合体の架橋又は重合を
露光の結果としてひきおこし得る輻射線を照射し、前記
露光基体形成材料をその材料に対して選択的な膨潤作用
を有するがそれを溶解しない第１の溶媒で処理して前記
材料を露光域及び非露光域で異なる度合で膨潤させ、さ
らに前記材料を前記重合体の貧溶媒である第２の溶媒で
処理して収縮させ、よって、得られる基体の露光域と非
露光域との間に重合体密度の差にもとづく屈折率の差を
生ぜしめることを特徴とする、光導波路の作製方法。 ４、基体上の選ばれた領域にその基体よりも大きな屈折
率を有する光導波路を作製するに当って、ラジカル又は
イオンによって置換可能な反応位置を有するヘテロ環又
は芳香族環を単位構造中に有する重合体及び輻射線露光
の結果としてラジカル又はイオンを発生して前記重合体
の架橋又は重合をひきおこし得る反応開始剤を主体に構
成される基体形成材料の選ばれた領域に前記反応開始剤
をラジカル化又はイオン化することが可能な輻射線を照
射し、必要に応じて前記基体形成材料を溶媒で処理して
その材料中に残存する反応開始剤を除去し、前記露光基
体形成材料をその材料に対して選択的な膨潤作用を有す
るがそれを溶解しない第１の溶媒で処理して前記材料を
露光域及び非露光域で異なる度合で膨潤させ、さらに前
記材料を前記重合体の貧溶媒である第２の溶媒で処理し
て収縮させ、よって、得られる基体の露光域と非露光域
との間に重合体密度の差にもとづく屈折率の差を生ぜし
めることを特徴とする、光導波路の作製方法。[Claims] 1. In producing an optical waveguide having a refractive index larger than that of the substrate in a selected region on a substrate, the optical waveguide is mainly composed of a polymer having a carbazole ring in its unit structure. Selected regions of the substrate-forming material are irradiated with radiation capable of causing cross-linking or polymerization of said polymer as a result of exposure, and said exposed substrate-forming material is exposed to radiation which has a selective swelling effect on said material. treating the material with an insoluble solvent to swell the material to different degrees in exposed and unexposed regions, and drying the material to remove the solvent contained therein;
Therefore, a method for producing an optical waveguide is characterized in that a difference in refractive index is produced between an exposed region and a non-exposed region of the obtained substrate based on a difference in polymer density. 2. In producing an optical waveguide having a refractive index larger than that of the substrate in a selected region on the substrate, a heterocycle or aromatic ring having a reactive position that can be replaced by a radical or ion is added to the unit structure. The reaction initiator is applied to selected regions of a substrate-forming material consisting mainly of a polymer having a phosphorase and a reaction initiator capable of generating radicals or ions as a result of exposure to radiation to cause crosslinking or polymerization of the polymer. The exposed substrate-forming material is irradiated with radiation capable of radicalization or ionization, and optionally treated with a solvent to remove the reaction initiator remaining in the material. The material is treated with a solvent that has a selective swelling effect on but does not dissolve it, thereby swelling the material to different degrees in the exposed and unexposed regions, and then drying the material to remove the solvent contained in the material. 1. A method for producing an optical waveguide, characterized in that a difference in refractive index is created between an exposed region and a non-exposed region of a resulting substrate based on a difference in polymer density. 3. In producing an optical waveguide having a refractive index larger than that of the substrate in a selected region on the substrate, the selection of a substrate forming material mainly composed of a polymer having a carbazole ring in the unit structure is necessary. irradiating the exposed substrate region with radiation capable of causing crosslinking or polymerization of the polymer as a result of exposure; to cause the material to swell to different degrees in exposed and non-exposed areas, and to shrink the material by treating it with a second solvent that is a poor solvent for the polymer, thus exposing the resulting substrate to light. 1. A method for producing an optical waveguide, characterized in that a difference in refractive index is created between a region and an unexposed region based on a difference in polymer density. 4. In producing an optical waveguide having a refractive index larger than that of the substrate in a selected region on the substrate, a heterocycle or aromatic ring having a reactive position that can be replaced by a radical or an ion is added to the unit structure. The reaction initiator is applied to selected regions of a substrate-forming material consisting mainly of a polymer having a phosphorase and a reaction initiator capable of generating radicals or ions as a result of exposure to radiation to cause crosslinking or polymerization of the polymer. The exposed substrate-forming material is irradiated with radiation capable of radicalization or ionization, and optionally treated with a solvent to remove the reaction initiator remaining in the material. The material is treated with a first solvent that has a selective swelling effect on, but does not dissolve, the polymer to swell the material to different degrees in exposed and non-exposed regions; An optical waveguide characterized in that it is treated with a certain second solvent to cause it to shrink, thereby creating a difference in refractive index between exposed and unexposed regions of the resulting substrate based on a difference in polymer density. How to make
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8818688A JPH01260404A (en) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | Manufacture of optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8818688A JPH01260404A (en) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | Manufacture of optical waveguide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01260404A true JPH01260404A (en) | 1989-10-17 |
Family
ID=13935870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8818688A Pending JPH01260404A (en) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | Manufacture of optical waveguide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01260404A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005266739A (en) * | 2004-02-16 | 2005-09-29 | Nitto Denko Corp | Optical waveguide and its production method |
-
1988
- 1988-04-12 JP JP8818688A patent/JPH01260404A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005266739A (en) * | 2004-02-16 | 2005-09-29 | Nitto Denko Corp | Optical waveguide and its production method |
| JP4490183B2 (en) * | 2004-02-16 | 2010-06-23 | 日東電工株式会社 | Optical waveguide and method for manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3809732A (en) | Photo-locking technique for producing integrated optical circuits | |
| US3689264A (en) | Method for increasing index of refraction in transparent bodies and its application to light guides and the like | |
| JP2004503413A (en) | Fine processing of organic optical elements | |
| KR20060049089A (en) | Photosensitive resin composition for optical waveguides, and optical waveguide and manufacturing method thereof | |
| JP3987580B2 (en) | Optical waveguide | |
| Koo et al. | UV written waveguides using crosslinkable PMMA-based copolymers | |
| Croutxe-Barghorn et al. | Use of self-processing dry photopolymers for the generation of relief optical elements: a photochemical study | |
| US6327415B1 (en) | Optical waveguide made of polymer material and a method of fabricating the same | |
| CN117130223A (en) | High-refractive-index photoresist for two-photon 3D printing, preparation method and application | |
| JPH01260404A (en) | Manufacture of optical waveguide | |
| JP2844839B2 (en) | Hologram recording material and hologram manufacturing method | |
| JPH06172533A (en) | Polymer for forming optical waveguide and production of polysiloxane-based optical waveguide | |
| KR970011522B1 (en) | Optical bleach time reduction method in optical nonliner high molecule thin film by sensitizer | |
| JPH0616720A (en) | Composition for plastic optical waveguide and production of plastic optical waveguide | |
| JPS58192035A (en) | Polymer composition | |
| US4857426A (en) | Photo polymers and uses thereof | |
| JP2651725B2 (en) | Photosensitive resin composition, photoreceptor, and method for producing volume phase hologram using same | |
| JPH05210343A (en) | Hologram forming material and production of hologram | |
| JPH03154007A (en) | Organic optical waveguide | |
| JP4178996B2 (en) | Polymer optical waveguide | |
| JP2533859B2 (en) | Optical photosensitive resin composition | |
| JP3181998B2 (en) | Method for producing polymer and method for producing crosslinked product | |
| CN115838543B (en) | Photopolymer composition and grating containing organosilicon film forming agent | |
| CN112300098B (en) | Photopolymer composition, episulfide/epoxy writing monomer and grating | |
| JPH11202144A (en) | Material for optical wiring and its optical wiring method, and optical waveguide using the same |