JP7735786B2 - Optical waveguide manufacturing method - Google Patents
Optical waveguide manufacturing methodInfo
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Description
本発明は、光導波路の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide.
特許文献1には、ポリイミド積層体上に下部クラッド層を形成する工程と、下部クラッド層上にコア層を形成する工程と、コア層からコアパターンを形成する工程と、コアパターン上に上部クラッド層を形成する工程と、直線光導波路を切り出す工程と、を有する光導波路の製造方法が開示されている。また、コアパターンを形成する工程は、下部クラッド層上にフッ素化ポリアミック酸溶液をスピンコートする操作と、これを300℃以上で加熱してコア層を形成する操作と、コア層からフォトレジストを用いてコアパターンを形成する操作と、コアパターンにドライエッチングを行い、コアリッジを得る操作と、を含む。 Patent Document 1 discloses a method for manufacturing an optical waveguide, which includes the steps of forming a lower cladding layer on a polyimide laminate, forming a core layer on the lower cladding layer, forming a core pattern from the core layer, forming an upper cladding layer on the core pattern, and cutting out a linear optical waveguide. The core pattern forming step also includes the steps of spin-coating a fluorinated polyamic acid solution onto the lower cladding layer, heating this at 300°C or higher to form a core layer, forming a core pattern from the core layer using photoresist, and dry-etching the core pattern to obtain a core ridge.
このような有機材料で構成された光導波路は、有機材料の特性上、寸法変化が生じやすい。特に、光導波路の製造過程で、樹脂の硬化反応等を伴う場合、反応速度が様々な外因によって変化することがある。その結果、加熱後のコアリッジの寸法精度が低下し、最終的に得られる光導波路において、コア同士の間隔の精度が低下するという課題が生じる。 Optical waveguides made from such organic materials are prone to dimensional changes due to the characteristics of organic materials. In particular, when the manufacturing process for optical waveguides involves a resin curing reaction, the reaction rate can change due to various external factors. As a result, the dimensional accuracy of the core ridge decreases after heating, posing the problem of reduced accuracy in the spacing between cores in the final optical waveguide.
本発明の目的は、クラッド形成層に起因して発生するコア層の変形を見越して、照射領域および非照射領域の少なくとも一方の大きさを適切に設定することができ、コア部のピッチの精度が高い光導波路を効率よく製造可能な光導波路の製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a method for manufacturing optical waveguides that can appropriately set the size of at least one of the irradiated and non-irradiated regions in anticipation of deformation of the core layer caused by the cladding layer, and that can efficiently manufacture optical waveguides with high core pitch accuracy.
このような目的は、下記(1)~(6)の本発明により達成される。
(1) コア形成層およびクラッド形成層を準備する工程と、
前記コア形成層の一部に活性放射線を照射し、非照射領域に対応し、所定の方向に並ぶ複数のコア部、および、前記コア部同士の間に位置し、照射領域に対応する側面クラッド部、を含むコア層を得る工程と、
前記コア層に前記クラッド形成層を積層し、加熱することにより、前記コア層およびクラッド層を有する光導波路を得る工程と、
を有し、
前記クラッド形成層の製造時点からの経過時間に応じて、前記コア部が並ぶ方向における前記照射領域および前記非照射領域の少なくとも一方の大きさを調整することを特徴とする光導波路の製造方法。
These objects can be achieved by the present invention described below in (1) to (6).
(1) preparing a core-forming layer and a cladding-forming layer;
irradiating a portion of the core-forming layer with active radiation to obtain a core layer including a plurality of core portions corresponding to non-irradiated regions and aligned in a predetermined direction , and side clad portions positioned between the core portions and corresponding to the irradiated regions;
a step of laminating the cladding layer on the core layer and heating the resulting layer to obtain an optical waveguide having the core layer and the cladding layer;
and
A method for manufacturing an optical waveguide, characterized in that the size of at least one of the irradiated area and the non-irradiated area in the direction in which the core portions are arranged is adjusted depending on the elapsed time from the time of manufacturing the cladding forming layer.
(2) 前記経過時間は、常温に置かれた日数である常温保管日数であり、
前記大きさを調整するときの補正倍率をyとし、前記常温保管日数をxとするとき、下記補正式(1)を満たすように前記補正倍率を設定する上記(1)に記載の光導波路の製造方法。
y=xA (1)
[補正式(1)中、Aは、0.00015~0.00045である。]
(2) The elapsed time is the number of days stored at room temperature,
The method for manufacturing an optical waveguide according to (1) above, wherein the correction factor when adjusting the size is y and the number of days of storage at room temperature is x, and the correction factor is set so as to satisfy the following correction formula (1):
y = x A (1)
[In the correction formula (1), A is 0.00015 to 0.00045.]
(3) 前記クラッド層の膜厚は、1~200μmである上記(1)または(2)に記載の光導波路の製造方法。 (3) The method for manufacturing an optical waveguide according to (1) or (2) above, wherein the cladding layer has a thickness of 1 to 200 μm.
(4) 前記光導波路は、
前記コア層と、
前記コア層の両面に積層された前記クラッド層である第1クラッド層および第2クラッド層と、
を備え、
前記光導波路を得る工程の前における前記コア層は、基材上に設けられており、
前記光導波路を得る工程は、
前記コア層に前記クラッド形成層を積層し、積層体を得る操作と、
前記積層体から前記基材を剥離する操作と、
前記コア層に前記クラッド形成層を積層し、加熱することにより、前記光導波路を得る操作と、
を有する上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
(4) The optical waveguide is
the core layer;
a first clad layer and a second clad layer, which are the clad layers laminated on both sides of the core layer;
Equipped with
the core layer is provided on a substrate before the step of obtaining the optical waveguide;
The step of obtaining the optical waveguide includes:
laminating the cladding layer on the core layer to obtain a laminate;
peeling the substrate from the laminate;
laminating the cladding layer on the core layer and heating the cladding layer to obtain the optical waveguide;
The method for manufacturing an optical waveguide according to any one of (1) to (3) above,
(5) 前記光導波路は、
前記第1クラッド層の前記コア層とは反対側に積層されている第1カバー層と、
前記第2クラッド層の前記コア層とは反対側に積層されている第2カバー層と、
をさらに備える上記(4)に記載の光導波路の製造方法。
(5) The optical waveguide is
a first cover layer laminated on the first clad layer on the opposite side of the core layer;
a second cover layer laminated on the second clad layer on the opposite side of the core layer;
The method for manufacturing an optical waveguide according to (4) above, further comprising:
(6) 前記光導波路の膜厚は、50~300μmである上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の光導波路の製造方法。 (6) A method for manufacturing an optical waveguide according to any one of (1) to (5) above, wherein the film thickness of the optical waveguide is 50 to 300 μm.
本発明によれば、コア部のピッチの精度が高い光導波路を効率よく製造することができる。 This invention makes it possible to efficiently manufacture optical waveguides with highly accurate core pitch.
以下、本発明の光導波路の製造方法について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。 The method for manufacturing an optical waveguide of the present invention will now be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
図1は、実施形態に係る光導波路の製造方法により製造される光導波路を示す平面図である。図2は、図1のA-A線断面図である。 Figure 1 is a plan view showing an optical waveguide manufactured by a method for manufacturing an optical waveguide according to an embodiment. Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 1.
なお、本願の各図では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸およびZ軸を設定し、矢印で示している。また、矢印の先端側を「プラス側」といい、基端側を「マイナス側」という。さらに、Z軸を表す矢印の先端側を「上」といい、基端側を「下」という。 In each figure of this application, three mutually perpendicular axes are set: the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis, and are indicated by arrows. The tip of the arrow is referred to as the "plus side," and the base is referred to as the "minus side." Furthermore, the tip of the arrow representing the Z-axis is referred to as the "upper" side, and the base is referred to as the "lower" side.
1.光導波路
図1および図2に示す光導波路1は、シート状をなしており、第1カバー層18、第1クラッド層11、コア層13、第2クラッド層12および第2カバー層19がこの順で積層されている積層構造を備える。積層構造の各層は、X-Y面に沿って広がっている。光導波路1は、後述するように、X軸に長軸を有する長尺状の樹脂フィルムであり、可撓性を有する。このため、光導波路1は、例えば、Z軸に沿って曲げた状態でも使用可能である。
1. Optical Waveguide The optical waveguide 1 shown in FIGS. 1 and 2 is sheet-shaped and has a laminated structure in which a first cover layer 18, a first cladding layer 11, a core layer 13, a second cladding layer 12, and a second cover layer 19 are laminated in this order. Each layer of the laminated structure extends along the X-Y plane. As will be described later, the optical waveguide 1 is a long resin film with its major axis along the X-axis and is flexible. Therefore, the optical waveguide 1 can be used even when bent, for example, along the Z-axis.
コア層13中には、図1に示すように、X軸に沿って延在する9本の長尺状のコア部14と、各コア部14の側面に隣接する側面クラッド部15と、が形成されている。したがって、コア部14のうち、Y軸方向の両側面には、いずれも側面クラッド部15が隣接している。また、図2に示すように、コア部14の下面には第1クラッド層11が隣接し、コア部14の上面には第2クラッド層12が隣接している。これにより、コア部14とクラッド部(側面クラッド部15、第1クラッド層11および第2クラッド層12)との間には、十分に大きい屈折率差が安定的に維持され、コア部14の伝送効率が高くなる。なお、コア部14は、コア層13中において、途中で分岐していてもよいし、途中で他のコア部14と交差していてもよい。 As shown in FIG. 1, the core layer 13 contains nine elongated cores 14 extending along the X-axis, and side clads 15 adjacent to the side of each core 14. Therefore, a side clad 15 is adjacent to each of the cores 14 on both sides in the Y-axis direction. As shown in FIG. 2, the first clad layer 11 is adjacent to the bottom surface of the core 14, and the second clad layer 12 is adjacent to the top surface of the core 14. This stably maintains a sufficiently large refractive index difference between the core 14 and the clads (side clads 15, first clad layer 11, and second clad layer 12), increasing the transmission efficiency of the core 14. The cores 14 may branch or intersect with other cores 14 along the way within the core layer 13.
なお、コア層13中に設けられるコア部14の数は、特に限定されず、例えば1~100本程度とされる。また、光導波路1のX軸に沿った全長は、特に限定されないが、10~3000mm程度であるのが好ましい。さらに、光導波路1のY軸に沿った全幅は、特に限定されないが、2~200mm程度であるのがより好ましい。 The number of core portions 14 provided in the core layer 13 is not particularly limited, and may be, for example, approximately 1 to 100. The total length of the optical waveguide 1 along the X axis is also not particularly limited, but is preferably approximately 10 to 3,000 mm. Furthermore, the total width of the optical waveguide 1 along the Y axis is also not particularly limited, but is more preferably approximately 2 to 200 mm.
コア層13のZ軸に沿った膜厚は、特に限定されないが、1~200μm程度であるのが好ましく、5~100μm程度であるのがより好ましく、10~70μm程度であるのがさらに好ましい。これにより、コア層13に必要とされる光学的特性および機械的強度が確保される。 The film thickness of the core layer 13 along the Z axis is not particularly limited, but is preferably approximately 1 to 200 μm, more preferably approximately 5 to 100 μm, and even more preferably approximately 10 to 70 μm. This ensures that the core layer 13 has the optical properties and mechanical strength required.
第1クラッド層11および第2クラッド層12のZ軸に沿った膜厚は、それぞれ1~200μm程度であるのが好ましく、3~100μm程度であるのがより好ましく、5~50μm程度であるのがさらに好ましい。これにより、第1クラッド層11および第2クラッド層12に必要とされる光学的特性および機械的強度が確保される。また、第1クラッド層11および第2クラッド層12をクラッド形成層から形成するとき、クラッド形成層の硬化収縮量が大きくなりすぎるのを抑制し、その影響がコア層13に及ぶのを抑制することができる。 The film thickness along the Z-axis of the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12 is preferably approximately 1 to 200 μm, more preferably approximately 3 to 100 μm, and even more preferably approximately 5 to 50 μm. This ensures that the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12 have the optical properties and mechanical strength required. Furthermore, when the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12 are formed from the cladding forming layer, excessive cure shrinkage of the cladding forming layer can be prevented, and this effect can be prevented from affecting the core layer 13.
光導波路1は、X軸マイナス側の端部に位置する端面101と、X軸プラス側の端部に位置する端面102と、を有する。端面101、102は、それぞれ光入出射面として機能する。 The optical waveguide 1 has an end face 101 located at the end on the negative side of the X-axis and an end face 102 located at the end on the positive side of the X-axis. The end faces 101 and 102 each function as a light input/output surface.
光導波路1の両端部の少なくとも一方には、図示しない光コネクターが装着されていてもよい。光コネクターを介して、光導波路1と他の光学部品とを固定するとともに、端面101、102と他の光学部品との間を光学的に接続することができる。また、光導波路1は、コア部14を通過する光の光路を変換するミラーを有していてもよい。ミラーを介して光路を変換することにより、コア部14と、光導波路1の外部に設けられた光学部品と、を光学的に接続することができる。 An optical connector (not shown) may be attached to at least one of the ends of the optical waveguide 1. The optical connector can be used to secure the optical waveguide 1 to other optical components and to optically connect the end faces 101, 102 to other optical components. The optical waveguide 1 may also have a mirror that converts the optical path of light passing through the core 14. By converting the optical path via the mirror, the core 14 can be optically connected to an optical component located outside the optical waveguide 1.
第1カバー層18は、第1クラッド層11の下面に積層されている。第2カバー層19は、第2クラッド層12の上面に積層されている。これにより、光導波路1の機械的特性や耐久性を高めることができる。 The first cover layer 18 is laminated on the lower surface of the first cladding layer 11. The second cover layer 19 is laminated on the upper surface of the second cladding layer 12. This improves the mechanical properties and durability of the optical waveguide 1.
光導波路1のZ軸に沿った膜厚は、50~300μmであるのが好ましく、60~200μmであるのがより好ましく、70~150μmであるのがさらに好ましい。これにより、光導波路1の可撓性を高めつつ、光導波路1の機械的強度を十分に確保することができる。 The film thickness of the optical waveguide 1 along the Z axis is preferably 50 to 300 μm, more preferably 60 to 200 μm, and even more preferably 70 to 150 μm. This increases the flexibility of the optical waveguide 1 while ensuring sufficient mechanical strength of the optical waveguide 1.
以下、光導波路1の各部についてさらに詳述する。
2.光導波路の製造方法
次に、実施形態に係る光導波路の製造方法について説明する。以下の説明では、図1および図2に示す光導波路1の製造方法を例にして説明する。
Each part of the optical waveguide 1 will be described in more detail below.
2. Method for Manufacturing Optical Waveguide Next, a method for manufacturing an optical waveguide according to an embodiment will be described. In the following description, a method for manufacturing the optical waveguide 1 shown in FIGS. 1 and 2 will be described as an example.
図3は、実施形態に係る光導波路の製造方法について説明するための工程図である。図4ないし図6は、図3に示す光導波路の製造方法を説明するための図であって、図2に示す光導波路の一部を拡大して示す図である。 Figure 3 is a process diagram illustrating a method for manufacturing an optical waveguide according to an embodiment. Figures 4 to 6 are diagrams illustrating a method for manufacturing the optical waveguide shown in Figure 3, and are enlarged views of a portion of the optical waveguide shown in Figure 2.
図3に示す光導波路1の製造方法は、準備工程S102と、コア層形成工程S104と、クラッド層形成工程S106と、を有する。 The method for manufacturing the optical waveguide 1 shown in Figure 3 includes a preparation step S102, a core layer formation step S104, and a cladding layer formation step S106.
準備工程S102では、コア形成層160およびクラッド形成層170を準備する。コア層形成工程S104では、コア形成層160の一部に活性放射線Rを照射し、コア部14および側面クラッド部15を含むコア層13を得る。クラッド層形成工程S106では、コア層13にクラッド形成層170を積層し、加熱することにより、光導波路1を得る。 In the preparation step S102, the core-forming layer 160 and the cladding layer 170 are prepared. In the core-layer formation step S104, a portion of the core-forming layer 160 is irradiated with active radiation R to obtain the core layer 13 including the core portion 14 and the side cladding portion 15. In the cladding layer formation step S106, the cladding layer 170 is laminated on the core layer 13 and heated to obtain the optical waveguide 1.
そして、本実施形態に係る光導波路1の製造方法では、クラッド形成層170の製造時点からの経過時間に応じて、活性放射線Rを照射する照射領域301および非照射領域302の少なくとも一方の大きさを調整する。 In the method for manufacturing the optical waveguide 1 according to this embodiment, the size of at least one of the irradiation area 301 to be irradiated with active radiation R and the non-irradiation area 302 is adjusted depending on the time elapsed since the cladding forming layer 170 was manufactured.
このような構成によれば、クラッド形成層170に起因して発生する、コア層13の変形を見越して、照射領域301および非照射領域302の少なくとも一方の大きさを調整することができる。これにより、コア層13が変形したとしても、コア部14および側面クラッド部15の少なくとも一方の大きさを、目的とする大きさに近づけることができる。その結果、図2に示す、コア部14のピッチPの精度が高い光導波路1を効率よく製造することができる。 With this configuration, the size of at least one of the irradiated region 301 and non-irradiated region 302 can be adjusted to anticipate deformation of the core layer 13 caused by the cladding layer 170. This allows the size of at least one of the core portion 14 and the side cladding portion 15 to approach the desired size even if the core layer 13 is deformed. As a result, it is possible to efficiently manufacture an optical waveguide 1 with a highly accurate pitch P of the core portion 14, as shown in Figure 2.
以下、各工程について順次説明する。
2.1.準備工程
準備工程S102では、コア形成層160およびクラッド形成層170を準備する。
Each step will be explained below in order.
2.1. Preparation Step In the preparation step S102, the core forming layer 160 and the cladding forming layer 170 are prepared.
本実施形態では、図4(a)に示すように、基材100と、基材100の上面に積層されたコア形成層160と、を有するコアフィルム200を準備する。 In this embodiment, as shown in Figure 4(a), a core film 200 is prepared, which has a substrate 100 and a core-forming layer 160 laminated on the upper surface of the substrate 100.
また、本実施形態では、図5(f)に示すように、第2カバー層19と、第2カバー層19の下面に積層されたクラッド形成層170と、を有するクラッドフィルム402を準備する。同様に、図6(i)に示すように、第1カバー層18と、第1カバー層18の上面に積層されたクラッド形成層170と、を有するクラッドフィルム401を準備する。 In this embodiment, as shown in FIG. 5(f), a clad film 402 is prepared, which includes a second cover layer 19 and a clad-forming layer 170 laminated on the lower surface of the second cover layer 19. Similarly, as shown in FIG. 6(i), a clad film 401 is prepared, which includes a first cover layer 18 and a clad-forming layer 170 laminated on the upper surface of the first cover layer 18.
2.1.1.コアフィルム
コアフィルム200は、前述したように、基材100とコア形成層160との積層体である。コアフィルム200は、フィルム形状であり、枚葉状であっても、巻き取り可能なロール状であってもよい。
2.1.1 Core Film As described above, the core film 200 is a laminate of the substrate 100 and the core-forming layer 160. The core film 200 is in the form of a film, and may be in the form of a sheet or a roll that can be wound up.
コア形成層160の形成方法としては、例えば、ワニス状のコア形成用樹脂組成物を基材100上に塗布した後、乾燥させる方法、基材100上に樹脂膜を積層する方法等が挙げられる。 Examples of methods for forming the core-forming layer 160 include applying a varnish-like core-forming resin composition to the substrate 100 and then drying it, and laminating a resin film on the substrate 100.
樹脂組成物を塗布する方法では、例えば、スピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコーター等の各種コーターを用いて塗布する方法、スクリーン印刷のような印刷方法等が用いられる。 Methods for applying the resin composition include, for example, coating using various coaters such as a spin coater, die coater, comma coater, or curtain coater, or printing methods such as screen printing.
樹脂膜を積層する方法では、ワニス状のコア形成用樹脂組成物から作製したフィルム状の樹脂膜を、例えばロールラミネート、真空ロールラミネート、平板ラミネート、真空平板ラミネート、常圧プレス、真空プレス等を用いて積層する方法等が用いられる。 Methods for laminating resin films include laminating a film-like resin film made from a varnish-like core-forming resin composition using, for example, roll lamination, vacuum roll lamination, flat lamination, vacuum flat lamination, atmospheric pressing, vacuum pressing, etc.
なお、コアフィルム200は、最終的に複数の光導波路1を切り出すことができるように、光導波路1に対応する領域を複数含んでいてもよい。この場合、光導波路1を切り出す工程を追加することにより、光導波路1をより効率よく製造することができる。 The core film 200 may include multiple regions corresponding to the optical waveguides 1 so that multiple optical waveguides 1 can ultimately be cut out. In this case, adding a process for cutting out the optical waveguides 1 allows the optical waveguides 1 to be manufactured more efficiently.
2.1.1.1.基材
基材100には、例えば、樹脂フィルムが用いられる。基材100の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなフッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー等が挙げられる。
For example, a resin film is used for the substrate 100. Examples of materials that can be used for the substrate 100 include polyolefins such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, and polypropylene, fluororesins such as polyimide, polyamide, polyetherimide, polyamideimide, and polytetrafluoroethylene (PTFE), polycarbonate, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, and liquid crystal polymers.
なお、基材100には、必要に応じて、コア層13と基材100との剥離を容易にする離型処理等が施されていてもよい。 If necessary, the substrate 100 may be subjected to a release treatment or the like to facilitate separation of the core layer 13 from the substrate 100.
2.1.1.2.コア形成用樹脂組成物
上記のコア形成用樹脂組成物としては、例えば、ポリマー、モノマー、重合開始剤等を含む組成物が挙げられる。
2.1.1.2. Core-Forming Resin Composition Examples of the core-forming resin composition include compositions containing a polymer, a monomer, a polymerization initiator, and the like.
2.1.1.2.1.ポリマー
ポリマーとしては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、PETやPBTのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて、ポリマーアロイ、ポリマーブレンド(混合物)、共重合体等として用いられる。
2.1.1.2.1 Polymers Examples of polymers include acrylic resins, methacrylic resins, polycarbonate, polystyrene, cyclic ether resins such as epoxy resins and oxetane resins, polyamide, polyimide, polybenzoxazole, polysilane, polysilazane, silicone resins, fluorine-containing resins, polyurethane, polyolefin resins, polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene, polyesters such as PET and PBT, polyethylene succinate, polysulfone, polyether, cyclic olefin resins such as benzocyclobutene resins and norbornene resins, and phenoxy resins. One or more of these may be combined and used as a polymer alloy, polymer blend (mixture), copolymer, etc.
これらの中でも、ポリマーには、アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、または、環状オレフィン系樹脂が好ましく用いられる。 Among these, acrylic resins, phenoxy resins, or cyclic olefin resins are preferably used as polymers.
アクリル系樹脂としては、例えば、単官能アクリレート、多官能アクリレート、単官能メタクリレート、多官能メタクリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート、エポキシアクリレート、エポキシメタクリレート、ポリエステルアクリレート、および、尿素アクリレートからなる群から選択される1種以上を含むアクリル化合物の重合体が挙げられる。また、アクリル系樹脂は、ポリエステル骨格、ポリプロピレングリコール骨格、ビスフェノール骨格、フルオレン骨格、トリシクロデカン骨格、ジシクロペンタジエン骨格等を有していてもよい。 Examples of acrylic resins include polymers of acrylic compounds containing one or more compounds selected from the group consisting of monofunctional acrylates, polyfunctional acrylates, monofunctional methacrylates, polyfunctional methacrylates, urethane acrylates, urethane methacrylates, epoxy acrylates, epoxy methacrylates, polyester acrylates, and urea acrylates. Acrylic resins may also have a polyester skeleton, polypropylene glycol skeleton, bisphenol skeleton, fluorene skeleton, tricyclodecane skeleton, dicyclopentadiene skeleton, etc.
フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールA、ビスフェノールA型エポキシ化合物またはそれらの誘導体、およびビスフェノールF、ビスフェノールF型エポキシ化合物またはそれらの誘導体を共重合成分の構成単位として含むものが挙げられる。 Examples of phenoxy resins include those containing bisphenol A, bisphenol A-type epoxy compounds, or derivatives thereof, and bisphenol F, bisphenol F-type epoxy compounds, or derivatives thereof as copolymerization component units.
ポリマーの含有量は、例えば、コア形成用樹脂組成物の固形分全体の15質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましい。これにより、コア層13の機械的特性が向上する。また、コア形成用樹脂組成物に含まれるポリマーの含有量は、コア形成用樹脂組成物の固形分全体の95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。これにより、コア層13の光学的特性が向上する。 The polymer content is preferably 15% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 60% by mass or more, of the total solid content of the core-forming resin composition. This improves the mechanical properties of the core layer 13. Furthermore, the polymer content in the core-forming resin composition is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, of the total solid content of the core-forming resin composition. This improves the optical properties of the core layer 13.
コア形成用樹脂組成物の固形分全体とは、組成物中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。 The total solids content of the core-forming resin composition refers to the non-volatile content in the composition, i.e., the remainder excluding volatile components such as water and solvents.
2.1.1.2.2.モノマー
モノマーとしては、分子構造中に重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ノルボルネン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー、光二量化モノマー等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いられる。
2.1.1.2.2. Monomer The monomer is not particularly limited as long as it is a compound having a polymerizable moiety in its molecular structure, but examples thereof include acrylic acid (methacrylic acid)-based monomers, epoxy-based monomers, oxetane-based monomers, norbornene-based monomers, vinyl ether-based monomers, styrene-based monomers, and photodimerization monomers, and one or more of these may be used in combination.
これらの中でも、モノマーとしては、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、または、エポキシ系モノマーが好ましく用いられる。 Among these, acrylic acid (methacrylic acid)-based monomers or epoxy-based monomers are preferably used as monomers.
アクリル酸(メタクリル酸)系モノマーとしては、例えば、2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、2官能または3官能以上の(メタ)アクリレート等が挙げられる。具体的には、例えば、脂肪族(メタ)アクリレート、脂環式(メタ)アクリレート、芳香族(メタ)アクリレート、複素環式(メタ)アクリレート、またはこれらのエトキシ化体、プロポキシ化体、エトキシ化プロポキシ化体、カプロラクトン変性体等が挙げられる。また、分子内に、ビスフェノール骨格、ウレタン骨格等を有していてもよい。 Examples of acrylic acid (methacrylic acid)-based monomers include compounds having two or more ethylenically unsaturated groups, and difunctional, trifunctional, or higher functional (meth)acrylates. Specific examples include aliphatic (meth)acrylates, alicyclic (meth)acrylates, aromatic (meth)acrylates, heterocyclic (meth)acrylates, and their ethoxylated, propoxylated, ethoxylated propoxylated, and caprolactone-modified derivatives. Furthermore, the monomer may contain a bisphenol skeleton, urethane skeleton, or the like within the molecule.
エポキシ系モノマーとしては、例えば、脂環族エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物等が挙げられる。 Examples of epoxy-based monomers include alicyclic epoxy compounds, aromatic epoxy compounds, and aliphatic epoxy compounds.
モノマーとしては、可視光、紫外線、赤外線、レーザー光、電子線、X線等の活性放射線の照射により、照射領域において反応して反応物を生成する光重合性モノマーを用いてもよい。また、モノマーは、活性放射線の照射時において、コア形成層160中の膜厚と直交する面内方向に移動可能であり、その結果として得られるコア層13において、活性放射線の照射領域と非照射領域との間で屈折率差を生じさせるものであってもよい。 The monomer may be a photopolymerizable monomer that reacts in the irradiated region to produce a reaction product upon irradiation with active radiation such as visible light, ultraviolet light, infrared light, laser light, electron beams, or X-rays. Furthermore, the monomer may be capable of migrating in the in-plane direction perpendicular to the film thickness in the core-forming layer 160 upon irradiation with active radiation, thereby generating a refractive index difference between the irradiated and non-irradiated regions of the resulting core layer 13.
モノマーの含有量は、ポリマー100質量部に対し、1質量部以上70質量部以下であることが好ましく、10質量部以上60質量部以下であることがより好ましい。これにより、上記の屈折率差の形成、すなわち屈折率変調をより確実に起こすことができる。 The content of the monomer is preferably 1 part by mass or more and 70 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the polymer. This makes it possible to more reliably form the refractive index difference, i.e., refractive index modulation.
2.1.1.2.3.重合開始剤
重合開始剤は、モノマーの重合反応または架橋反応の種類に応じて適宜選択される。重合開始剤としては、例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、スチレン系モノマー等のラジカル重合開始剤、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー等のカチオン重合開始剤を用いることができる。
2.1.1.2.3 Polymerization Initiator The polymerization initiator is appropriately selected depending on the type of polymerization reaction or crosslinking reaction of the monomer. Examples of the polymerization initiator that can be used include radical polymerization initiators such as acrylic acid (methacrylic acid) monomers and styrene monomers, and cationic polymerization initiators such as epoxy monomers, oxetane monomers, and vinyl ether monomers.
ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類等が挙げられる。具体的には、イルガキュア(Irgacure、登録商標)651、イルガキュア819、イルガキュア2959、イルガキュア184(以上、IGMジャパン合同会社製)等が挙げられる。 Examples of radical polymerization initiators include benzophenones and acetophenones. Specific examples include Irgacure (registered trademark) 651, Irgacure 819, Irgacure 2959, and Irgacure 184 (all manufactured by IGM Japan LLC).
カチオン重合開始剤としては、例えば、ジアゾニウム塩のようなルイス酸発生型のもの、ヨードニウム塩、スルホニウム塩のようなブレンステッド酸発生型のもの等が挙げられる。具体的には、アデカオプトマーSP-170(株式会社ADEKA製)、サンエイドSI-100L(三新化学工業株式会社製)、Rhodorsil2074(ローディアジャパン株式会社製)等が挙げられる。 Examples of cationic polymerization initiators include Lewis acid generators such as diazonium salts, and Bronsted acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts. Specific examples include ADEKA OPTOMER SP-170 (manufactured by ADEKA Corporation), SAN-AID SI-100L (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), and Rhodorsil 2074 (manufactured by Rhodia Japan Co., Ltd.).
重合開始剤の含有量は、ポリマー100質量部に対し、0.01質量部以上5質量部以下であることが好ましく、0.05質量部以上3質量部以下であることがより好ましい。これにより、コア層13の光学的特性や機械的特性を低下させることなく、モノマーを速やかに反応させることができる。 The content of the polymerization initiator is preferably 0.01 to 5 parts by mass, and more preferably 0.05 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of the polymer. This allows the monomer to react quickly without degrading the optical and mechanical properties of the core layer 13.
2.1.1.2.4.その他
コア形成用樹脂組成物は、例えば、架橋剤、増感剤(光増感剤)、触媒前駆体、助触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、無機粒子、劣化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等をさらに含んでいてもよい。
2.1.1.2.4. Others The core-forming resin composition may further contain, for example, a crosslinker, a sensitizer (photosensitizer), a catalyst precursor, a cocatalyst, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a silane coupling agent, a coating surface improver, a thermal polymerization inhibitor, a leveling agent, a surfactant, a colorant, a storage stabilizer, a plasticizer, a lubricant, a filler, inorganic particles, an antidegradant, a wettability improver, an antistatic agent, and the like.
2.1.1.2.5.溶剤
上述した成分を溶剤中に添加し、撹拌することにより、ワニス状のコア形成用樹脂組成物が得られる。得られた組成物は、例えば0.2μmの孔径を持つPTFEフィルターによるろ過処理に供されてもよい。また、得られた組成物は、各種混合機による混合処理に供されてもよい。
2.1.1.2.5. Solvent The above-described components are added to a solvent and stirred to obtain a varnish-like core-forming resin composition. The resulting composition may be subjected to filtration, for example, using a PTFE filter with a pore size of 0.2 μm. Alternatively, the resulting composition may be subjected to mixing using various mixers.
コア形成用樹脂組成物に含まれる溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、セルソルブ系、カルビトール系、アニソール、N-メチルピロリドン等の有機溶剤が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。 Examples of solvents contained in the core-forming resin composition include organic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, ethyl acetate, cyclohexane, heptane, cyclohexane, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, cellosolve-based solvents, carbitol-based solvents, anisole, and N-methylpyrrolidone, and these may be used alone or in combination.
2.1.2.クラッドフィルム
クラッドフィルム401は、前述したように、第1カバー層18とクラッド形成層170との積層体である。クラッドフィルム402は、前述したように、第2カバー層19とクラッド形成層170との積層体である。クラッドフィルム401、402は、フィルム形状であり、枚葉状であっても、巻き取り可能なロール状であってもよい。
2.1.2 Clad Film As described above, the clad film 401 is a laminate of the first cover layer 18 and the clad forming layer 170. As described above, the clad film 402 is a laminate of the second cover layer 19 and the clad forming layer 170. The clad films 401 and 402 are in the form of a film, and may be in the form of a sheet or a roll that can be wound up.
クラッド形成層170の形成方法としては、例えば、ワニス状のクラッド形成用樹脂組成物をカバー層上に塗布した後、乾燥させる方法、カバー層上に樹脂膜を積層する方法等が挙げられる。 Methods for forming the cladding layer 170 include, for example, applying a varnish-like cladding resin composition onto the cover layer and then drying it, or laminating a resin film onto the cover layer.
樹脂組成物を塗布する方法では、例えば、スピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコーター等の各種コーターを用いて塗布する方法、スクリーン印刷のような印刷方法等が用いられる。 Methods for applying the resin composition include, for example, coating using various coaters such as a spin coater, die coater, comma coater, or curtain coater, or printing methods such as screen printing.
樹脂膜を積層する方法では、ワニス状のクラッド形成用樹脂組成物から作製したフィルム状の樹脂膜を、例えばロールラミネート、真空ロールラミネート、平板ラミネート、真空平板ラミネート、常圧プレス、真空プレス等を用いて積層する方法等が用いられる。 Methods for laminating resin films include laminating a film-like resin film made from a varnish-like cladding-forming resin composition using, for example, roll lamination, vacuum roll lamination, flat lamination, vacuum flat lamination, atmospheric pressing, vacuum pressing, etc.
2.1.2.1.カバー層
第1カバー層18および第2カバー層19の膜厚は、特に限定されないが、1~200μm程度であるのが好ましく、3~100μm程度であるのがより好ましく、5~50μm程度であるのがさらに好ましい。各カバー層の膜厚が前記範囲内であれば、第1カバー層18および第2カバー層19によってコア層13等を保護する能力を確保しつつ、光導波路1が厚くなりすぎることの弊害、例えば光導波路1の可撓性が低下すること等を抑制することができる。
2.1.2.1 Cover Layer The thicknesses of the first cover layer 18 and the second cover layer 19 are not particularly limited, but are preferably about 1 to 200 μm, more preferably about 3 to 100 μm, and even more preferably about 5 to 50 μm. If the thickness of each cover layer is within the above range, the first cover layer 18 and the second cover layer 19 can ensure the ability to protect the core layer 13 and the like, while suppressing the adverse effects of an excessively thick optical waveguide 1, such as a decrease in the flexibility of the optical waveguide 1.
第1カバー層18および第2カバー層19の膜厚は、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであるのが好ましい。これにより、膜厚の違いに伴う光導波路1の反りを抑制することができる。なお、膜厚が同じとは、膜厚の差が5μm以下であることをいう。 The film thicknesses of the first cover layer 18 and the second cover layer 19 may be different from each other, but are preferably the same. This helps prevent warping of the optical waveguide 1 due to differences in film thickness. Having the same film thickness means that the difference in film thickness is 5 μm or less.
第1カバー層18および第2カバー層19の主材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなフッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー等の各種樹脂を含む材料が挙げられる。 The primary material of the first cover layer 18 and the second cover layer 19 may be, for example, a material containing various resins such as polyolefins such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, and polypropylene, polyimide, polyamide, polyetherimide, polyamideimide, fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polycarbonate, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, and liquid crystal polymers.
第1カバー層18および第2カバー層19の主材料は、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであるのが好ましい。これにより、主材料の違いに伴う光導波路1の反りを抑制することができる。 The main materials of the first cover layer 18 and the second cover layer 19 may be different from each other, but it is preferable that they are the same. This makes it possible to suppress warping of the optical waveguide 1 due to differences in the main materials.
第1カバー層18および第2カバー層19の弾性率は、1~12GPaであるのが好ましく、2~11GPaであるのがより好ましく、3~10GPaであるのがさらに好ましい。なお、上記弾性率は、引張り弾性率とする。 The elastic modulus of the first cover layer 18 and the second cover layer 19 is preferably 1 to 12 GPa, more preferably 2 to 11 GPa, and even more preferably 3 to 10 GPa. Note that the above elastic modulus is the tensile modulus.
2.1.2.2.クラッド形成用樹脂組成物
上記のクラッド形成用樹脂組成物としては、例えば、ポリマー、モノマー、重合開始剤等を含む組成物が挙げられる。
2.1.2.2. Clad-forming Resin Composition Examples of the clad-forming resin composition include compositions containing a polymer, a monomer, a polymerization initiator, and the like.
2.1.2.2.1.ポリマー
ポリマーとしては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、PETやPBTのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて、ポリマーアロイ、ポリマーブレンド(混合物)、共重合体等として用いられる。
2.1.2.2.1 Polymers Examples of polymers include acrylic resins, methacrylic resins, polycarbonate, polystyrene, cyclic ether resins such as epoxy resins and oxetane resins, polyamide, polyimide, polybenzoxazole, polysilane, polysilazane, silicone resins, fluorine-containing resins, polyurethane, polyolefin resins, polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene, polyesters such as PET and PBT, polyethylene succinate, polysulfone, polyether, cyclic olefin resins such as benzocyclobutene resins and norbornene resins, and phenoxy resins. One or more of these may be combined and used as a polymer alloy, polymer blend (mixture), copolymer, etc.
これらの中でも、ポリマーには、アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、または、環状オレフィン系樹脂が好ましく用いられる。 Among these, acrylic resins, phenoxy resins, or cyclic olefin resins are preferably used as polymers.
アクリル系樹脂としては、例えば、単官能アクリレート、多官能アクリレート、単官能メタクリレート、多官能メタクリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート、エポキシアクリレート、エポキシメタクリレート、ポリエステルアクリレート、および、尿素アクリレートからなる群から選択される1種以上を含むアクリル化合物の重合体が挙げられる。また、アクリル系樹脂は、ポリエステル骨格、ポリプロピレングリコール骨格、ビスフェノール骨格、フルオレン骨格、トリシクロデカン骨格、ジシクロペンタジエン骨格等を有していてもよい。 Examples of acrylic resins include polymers of acrylic compounds containing one or more compounds selected from the group consisting of monofunctional acrylates, polyfunctional acrylates, monofunctional methacrylates, polyfunctional methacrylates, urethane acrylates, urethane methacrylates, epoxy acrylates, epoxy methacrylates, polyester acrylates, and urea acrylates. Acrylic resins may also have a polyester skeleton, polypropylene glycol skeleton, bisphenol skeleton, fluorene skeleton, tricyclodecane skeleton, dicyclopentadiene skeleton, etc.
フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールA、ビスフェノールA型エポキシ化合物またはそれらの誘導体、およびビスフェノールF、ビスフェノールF型エポキシ化合物またはそれらの誘導体を共重合成分の構成単位として含むものが挙げられる。 Examples of phenoxy resins include those containing bisphenol A, bisphenol A-type epoxy compounds, or derivatives thereof, and bisphenol F, bisphenol F-type epoxy compounds, or derivatives thereof as copolymerization component units.
また、ポリマーは、必要に応じて熱硬化性樹脂を含んでもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、アミノ樹脂、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物、マレイミド化合物、ベンゾオキサジン化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、シクロカーボネート化合物、多官能オキセタン化合物、エピスルフィド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。 The polymer may also contain a thermosetting resin, if necessary. Examples of thermosetting resins include amino resins, isocyanate compounds, blocked isocyanate compounds, maleimide compounds, benzoxazine compounds, oxazoline compounds, carbodiimide compounds, cyclocarbonate compounds, polyfunctional oxetane compounds, episulfide resins, and epoxy resins.
ポリマーの含有量は、例えば、クラッド形成用樹脂組成物の固形分全体の15質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましい。これにより、第1クラッド層11および第2クラッド層12の機械的特性が向上する。また、クラッド形成用樹脂組成物に含まれるポリマーの含有量は、クラッド形成用樹脂組成物の固形分全体の95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。これにより、第1クラッド層11および第2クラッド層12の光学的特性が向上する。 The polymer content is preferably 15% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 60% by mass or more, of the total solid content of the cladding-forming resin composition. This improves the mechanical properties of the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12. Furthermore, the polymer content in the cladding-forming resin composition is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, of the total solid content of the cladding-forming resin composition. This improves the optical properties of the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12.
クラッド形成用樹脂組成物の固形分全体とは、組成物中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。 The total solids content of the cladding-forming resin composition refers to the non-volatile content in the composition, i.e., the remainder excluding volatile components such as water and solvents.
2.1.2.2.2.モノマー
モノマーとしては、分子構造中に重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ノルボルネン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー、光二量化モノマー等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いられる。
2.1.2.2.2 Monomer The monomer is not particularly limited as long as it is a compound having a polymerizable moiety in its molecular structure, but examples thereof include acrylic acid (methacrylic acid)-based monomers, epoxy-based monomers, oxetane-based monomers, norbornene-based monomers, vinyl ether-based monomers, styrene-based monomers, and photodimerization monomers, and one or more of these may be used in combination.
これらの中でも、モノマーとしては、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、または、エポキシ系モノマーが好ましく用いられる。 Among these, acrylic acid (methacrylic acid)-based monomers or epoxy-based monomers are preferably used as monomers.
アクリル酸(メタクリル酸)系モノマーとしては、例えば、2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、2官能または3官能以上の(メタ)アクリレート等が挙げられる。具体的には、例えば、脂肪族(メタ)アクリレート、脂環式(メタ)アクリレート、芳香族(メタ)アクリレート、複素環式(メタ)アクリレート、またはこれらのエトキシ化体、プロポキシ化体、エトキシ化プロポキシ化体、カプロラクトン変性体等が挙げられる。また、分子内に、ビスフェノール骨格、ウレタン骨格等を有していてもよい。 Examples of acrylic acid (methacrylic acid)-based monomers include compounds having two or more ethylenically unsaturated groups, and difunctional, trifunctional, or higher functional (meth)acrylates. Specific examples include aliphatic (meth)acrylates, alicyclic (meth)acrylates, aromatic (meth)acrylates, heterocyclic (meth)acrylates, and their ethoxylated, propoxylated, ethoxylated propoxylated, and caprolactone-modified derivatives. Furthermore, the monomer may contain a bisphenol skeleton, urethane skeleton, or the like within the molecule.
エポキシ系モノマーとしては、例えば、脂環族エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物等が挙げられる。 Examples of epoxy-based monomers include alicyclic epoxy compounds, aromatic epoxy compounds, and aliphatic epoxy compounds.
モノマーの含有量は、ポリマー100質量部に対し、1質量部以上70質量部以下であることが好ましく、10質量部以上60質量部以下であることがより好ましい。 The content of the monomer is preferably 1 part by mass or more and 70 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the polymer.
2.1.2.2.3.重合開始剤
重合開始剤は、モノマーの重合反応または架橋反応の種類に応じて適宜選択される。重合開始剤としては、例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、スチレン系モノマー等のラジカル重合開始剤、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー等のカチオン重合開始剤を用いることができる。
2.1.2.2.3. Polymerization initiator The polymerization initiator is appropriately selected depending on the type of polymerization reaction or crosslinking reaction of the monomer. Examples of the polymerization initiator that can be used include radical polymerization initiators such as acrylic acid (methacrylic acid) monomers and styrene monomers, and cationic polymerization initiators such as epoxy monomers, oxetane monomers, and vinyl ether monomers.
ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類等が挙げられる。具体的には、イルガキュア651、イルガキュア819、イルガキュア2959、イルガキュア184(以上、IGMジャパン合同会社製)等が挙げられる。 Examples of radical polymerization initiators include benzophenones and acetophenones. Specific examples include Irgacure 651, Irgacure 819, Irgacure 2959, and Irgacure 184 (all manufactured by IGM Japan LLC).
カチオン重合開始剤としては、例えば、ジアゾニウム塩のようなルイス酸発生型のもの、ヨードニウム塩、スルホニウム塩のようなブレンステッド酸発生型のもの等が挙げられる。具体的には、アデカオプトマーSP-170(株式会社ADEKA製)、サンエイドSI-100L(三新化学工業株式会社製)、Rhodorsil2074(ローディアジャパン株式会社製)等が挙げられる。 Examples of cationic polymerization initiators include Lewis acid generators such as diazonium salts, and Bronsted acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts. Specific examples include ADEKA OPTOMER SP-170 (manufactured by ADEKA Corporation), SAN-AID SI-100L (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), and Rhodorsil 2074 (manufactured by Rhodia Japan Co., Ltd.).
重合開始剤の含有量は、ポリマー100質量部に対し、0.01質量部以上5質量部以下であることが好ましく、0.05質量部以上3質量部以下であることがより好ましい。これにより、第1クラッド層11および第2クラッド層12の光学的特性や機械的特性を低下させることなく、モノマーを速やかに反応させることができる。 The content of the polymerization initiator is preferably 0.01 to 5 parts by mass, and more preferably 0.05 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of the polymer. This allows the monomers to react quickly without degrading the optical and mechanical properties of the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12.
2.1.2.2.4.その他
クラッド形成用樹脂組成物は、例えば、架橋剤、増感剤(光増感剤)、触媒前駆体、助触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、無機粒子、劣化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等をさらに含んでいてもよい。
2.1.2.2.4. Others The cladding-forming resin composition may further contain, for example, a crosslinking agent, a sensitizer (photosensitizer), a catalyst precursor, a cocatalyst, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a silane coupling agent, a coating surface improver, a thermal polymerization inhibitor, a leveling agent, a surfactant, a colorant, a storage stabilizer, a plasticizer, a lubricant, a filler, inorganic particles, a deterioration inhibitor, a wettability improver, an antistatic agent, and the like.
2.1.2.2.5.溶剤
上述した成分を溶剤中に添加し、撹拌することにより、ワニス状のクラッド形成用樹脂組成物が得られる。得られた組成物は、例えば0.2μmの孔径を持つPTFEフィルターによるろ過処理に供されてもよい。また、得られた組成物は、各種混合機による混合処理に供されてもよい。
2.1.2.2.5. Solvent The above-described components are added to a solvent and stirred to obtain a varnish-like clad-forming resin composition. The resulting composition may be subjected to filtration, for example, using a PTFE filter with a pore size of 0.2 μm. Alternatively, the resulting composition may be subjected to mixing using various mixers.
クラッド形成用樹脂組成物に含まれる溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、セルソルブ系、カルビトール系、アニソール、N-メチルピロリドン等の有機溶剤が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。 Examples of solvents contained in the cladding-forming resin composition include organic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, ethyl acetate, cyclohexane, heptane, cyclohexane, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, cellosolve-based solvents, carbitol-based solvents, anisole, and N-methylpyrrolidone, and these may be used alone or in combination.
なお、第1クラッド層11を形成するためのクラッド形成用樹脂組成物と、第2クラッド層12を形成するためのクラッド形成用樹脂組成物とは、互いに同じであっても、互いに異なっていてもよい。 The clad-forming resin composition for forming the first clad layer 11 and the clad-forming resin composition for forming the second clad layer 12 may be the same as or different from each other.
2.2.コア層形成工程
コア層形成工程S104では、コア形成層160からコア層13を形成する。具体的には、コア形成層160の一部に活性放射線Rを照射し、非照射領域302に対応する複数のコア部14、および、コア部14同士の間に位置し、照射領域301に対応する側面クラッド部15、を含むコア層13を得る。
In the core layer forming step S104, the core layer 13 is formed from the core formation layer 160. Specifically, a part of the core formation layer 160 is irradiated with active radiation R to obtain the core layer 13 including a plurality of core portions 14 corresponding to the non-irradiated regions 302 and side cladding portions 15 located between the core portions 14 and corresponding to the irradiated regions 301.
照射領域301および非照射領域302の設定には、例えば、図4(b)に示すフォトマスク303を用いる方法が用いられる。フォトマスク303を介して活性放射線Rを照射することにより、フォトマスク303のマスクパターンに対応して照射領域301および非照射領域302を設定することができる。 To set the irradiation area 301 and non-irradiation area 302, for example, a method using a photomask 303 as shown in Figure 4(b) is used. By irradiating active radiation R through the photomask 303, the irradiation area 301 and non-irradiation area 302 can be set according to the mask pattern of the photomask 303.
なお、フォトマスク303を用いる方法に代えて、直描露光機304を用いる方法を採用してもよい。図4(c)では、活性放射線Rを直描露光機304により照射している。直描露光機304としては、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)のような反射型空間光変調素子、液晶表示素子(LCD)のような透過型空間光変調素子といった各種の空間光変調素子を利用して、照射領域を選択し得る露光機が挙げられる。このような直描露光機304を用いることにより、フォトマスク303を用いることなく、照射領域301および非照射領域302の設定が可能になる。これにより、フォトマスク303を作り変えることなく、照射領域301や非照射領域302の大きさを調整することができるので、光導波路1の製造コストの低減および効率化を図ることができる。 Instead of using a photomask 303, a direct imaging exposure machine 304 may be used. In Figure 4(c), actinic radiation R is irradiated using the direct imaging exposure machine 304. Examples of the direct imaging exposure machine 304 include exposure machines that can select an irradiation area using various spatial light modulators, such as a reflective spatial light modulator like a digital micromirror device (DMD) or a transmissive spatial light modulator like a liquid crystal display (LCD). By using such a direct imaging exposure machine 304, it is possible to set the irradiation area 301 and non-irradiation area 302 without using a photomask 303. This allows the size of the irradiation area 301 and non-irradiation area 302 to be adjusted without changing the photomask 303, thereby reducing the manufacturing cost and improving efficiency of the optical waveguide 1.
図4(b)および図4(c)には、コア形成層160が含むポリマー131およびモノマー132を図示している。活性放射線Rを照射する前のコア形成層160では、ポリマー131中にモノマー132がほぼ均一に分布している。なお、ここでは、モノマー132やモノマー132由来の構造は、ポリマー131よりも屈折率が低いものとする。 Figures 4(b) and 4(c) show the polymer 131 and monomer 132 contained in the core-forming layer 160. In the core-forming layer 160 before irradiation with actinic radiation R, the monomer 132 is distributed almost uniformly in the polymer 131. Note that here, the monomer 132 and the structure derived from the monomer 132 have a lower refractive index than the polymer 131.
活性放射線Rを照射した後、コア形成層160を加熱する。この加熱により、照射領域301に存在する重合開始剤が活性化し、モノマー132の反応が進行する。これにより、モノマー132の濃度差が生じ、それに伴ってモノマー132の移動が生じる。その結果、図5(d)に示すように、照射領域301におけるモノマー132の濃度が上昇することともに、非照射領域302におけるモノマー132の濃度が低下する。これにより、照射領域301の屈折率は、モノマー132の影響を受けて低くなり、非照射領域302の屈折率は、ポリマー131の影響を受けて高くなる。その結果、図5(e)に示すように、コア部14および側面クラッド部15を含むコア層13が得られる。 After irradiation with actinic radiation R, the core-forming layer 160 is heated. This heating activates the polymerization initiator present in the irradiated region 301, causing the reaction of the monomer 132 to proceed. This creates a concentration difference in the monomer 132, which in turn causes the monomer 132 to move. As a result, as shown in Figure 5(d), the concentration of the monomer 132 in the irradiated region 301 increases, while the concentration of the monomer 132 in the non-irradiated region 302 decreases. As a result, the refractive index of the irradiated region 301 decreases due to the influence of the monomer 132, and the refractive index of the non-irradiated region 302 increases due to the influence of the polymer 131. As a result, a core layer 13 including a core portion 14 and side cladding portions 15 is obtained, as shown in Figure 5(e).
コア形成層160の加熱条件としては、例えば、加熱温度:100~200℃、加熱時間:10~180分が挙げられる。 The heating conditions for the core forming layer 160 include, for example, a heating temperature of 100 to 200°C and a heating time of 10 to 180 minutes.
なお、この加熱に伴って、モノマー132が揮発したり、ポリマー131の分子構造が変化したりすることによって屈折率が変化してもよい。 Note that this heating may cause the monomer 132 to volatilize or the molecular structure of the polymer 131 to change, resulting in a change in refractive index.
以上、コア形成用樹脂組成物に活性放射線Rを照射してコア層13を形成する方法について説明したが、コア層13の形成方法は、上記の方法に限定されない。例えば、フォトリソグラフィー法、複製法等を用いるようにしてもよい。フォトリソグラフィー法は、露光、現像技術とエッチング技術とを組み合わせて、互いに屈折率が異なる材料でコア部14および側面クラッド部15を形成する方法である。また、複製法は、例えばコアパターンを有する型を樹脂膜に押し付けてコア部14を形成し、その後、側面クラッド部15を形成する方法である。また、活性放射線Rを照射する前のコア形成層160または活性放射線Rを照射した後のコア形成層160に対し、必要に応じて、表面処理を施すようにしてもよい。表面処理としては、例えば、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理等が挙げられる。 While the method for forming the core layer 13 by irradiating the core-forming resin composition with active radiation R has been described above, the method for forming the core layer 13 is not limited to the above method. For example, photolithography, replication, etc. may also be used. Photolithography is a method that combines exposure, development, and etching techniques to form the core portion 14 and the side clad portion 15 using materials with different refractive indices. Replication is a method in which, for example, a mold having a core pattern is pressed against a resin film to form the core portion 14, and then the side clad portion 15 is formed. Furthermore, the core-forming layer 160 before or after irradiation with active radiation R may be subjected to a surface treatment, as necessary. Examples of surface treatments include plasma treatment, corona treatment, ultraviolet irradiation treatment, and electron beam irradiation treatment.
2.3.クラッド層形成工程
クラッド層形成工程S106では、コア層13に第1クラッド層11および第2クラッド層12を積層するとともに、基材100を剥離する。これにより、光導波路1を得る。
2.3 Clad Layer Forming Step In the clad layer forming step S106, the first clad layer 11 and the second clad layer 12 are laminated on the core layer 13, and the substrate 100 is peeled off, thereby obtaining the optical waveguide 1.
本実施形態では、図5(f)に示すように、クラッドフィルム402をコア層13の上面に積層する。そして、得られた積層体を加熱する。これにより、図6(g)に示すように、コア層13とクラッドフィルム402とが接合する。その結果、コア層13を覆う第2クラッド層12が得られる。このときの加熱条件としては、例えば、加熱温度:100~200℃、加熱時間:10~180分が挙げられる。 In this embodiment, as shown in FIG. 5(f), the clad film 402 is laminated on the top surface of the core layer 13. The resulting laminate is then heated. This bonds the core layer 13 and the clad film 402 together, as shown in FIG. 6(g). As a result, a second clad layer 12 is obtained that covers the core layer 13. Examples of heating conditions include a heating temperature of 100 to 200°C and a heating time of 10 to 180 minutes.
また、図6(h)に示すように、コア層13から基材100を剥離した後、図6(i)に示すように、クラッドフィルム401をコア層13の下面に積層する。そして、得られた積層体を加熱する。これにより、コア層13とクラッドフィルム401とが接合する。その結果、コア層13を覆う第1クラッド層11が得られる。このときの加熱条件としては、例えば、加熱温度:100~200℃、加熱時間:10~180分が挙げられるが、第2クラッド層12を形成するときの加熱条件よりも、高温または長時間に設定されるのが好ましい。
以上のようにして図2に示す光導波路1が得られる。
After peeling the substrate 100 from the core layer 13 as shown in FIG. 6( h), a clad film 401 is laminated on the lower surface of the core layer 13 as shown in FIG. 6( i). The resulting laminate is then heated. This bonds the core layer 13 and the clad film 401 together. As a result, a first clad layer 11 covering the core layer 13 is obtained. Heating conditions at this time include, for example, a heating temperature of 100 to 200°C and a heating time of 10 to 180 minutes. However, it is preferable to set the heating temperature to a higher temperature or for a longer time than the heating conditions used to form the second clad layer 12.
In this manner, the optical waveguide 1 shown in FIG. 2 is obtained.
2.4.照射領域および非照射領域の調整
ここで、コア層形成工程S104における照射領域301および非照射領域302の調整について説明する。
2.4 Adjustment of Irradiated and Non-Irradiated Regions Adjustment of the irradiated and non-irradiated regions 301 and 302 in the core layer forming step S104 will now be described.
前述したように、本実施形態では、クラッド形成層170の製造時点からの経過時間に応じて、照射領域301および非照射領域302の少なくとも一方の大きさを調整する。 As mentioned above, in this embodiment, the size of at least one of the irradiated area 301 and the non-irradiated area 302 is adjusted depending on the time elapsed since the cladding forming layer 170 was manufactured.
クラッド形成層170は、クラッドフィルム401、402の形態であらかじめ製造され、保管されることがある。この場合、クラッド層形成工程S106を行うタイミングで、保管されているクラッドフィルム401、402から必要量を切り出し、使用される。そうすると、クラッド層形成工程S106に供されるクラッドフィルム401、402は、製造時点からの経過時間が一定しないが、あらかじめ多量のクラッドフィルム401、402を製造しておくことができるので、製造効率を高めやすい。 The cladding layer 170 may be manufactured and stored in advance in the form of cladding films 401, 402. In this case, the required amount is cut out from the stored cladding films 401, 402 and used when the cladding layer formation process S106 is performed. In this case, the elapsed time since the time of manufacture of the cladding films 401, 402 used in the cladding layer formation process S106 is not constant, but since a large amount of cladding films 401, 402 can be manufactured in advance, it is easy to improve manufacturing efficiency.
ところが、クラッドフィルム401、402の製造時点からの経過時間が変わると、コア部14のピッチPが変化することがわかってきた。コア部14のピッチPとは、図2に示すように、Y軸に沿ってコア部14が並んでいるとき、コア部14の光軸同士の距離を指す。 However, it has been found that the pitch P of the core portions 14 changes as the time elapsed since the production of the clad films 401 and 402 changes. The pitch P of the core portions 14 refers to the distance between the optical axes of the core portions 14 when the core portions 14 are lined up along the Y axis, as shown in Figure 2.
そこで、本発明者は、クラッドフィルム401、402の製造時点からの経過時間Tと、コア部14のピッチPと、の関係について、鋭意検討を重ねた。そして、両者に相関関係があること、および、この相関関係に基づいて活性放射線Rの照射範囲を設定することにより、ピッチPを目的とする値に近づけられることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors therefore conducted extensive research into the relationship between the time T elapsed since the production of the clad films 401, 402 and the pitch P of the core region 14. They discovered that there is a correlation between the two, and that by setting the irradiation range of the active radiation R based on this correlation, the pitch P can be brought closer to the desired value, leading to the completion of the present invention.
具体的には、経過時間TとピッチPとの間には、負の相関関係があり、クラッドフィルム401、402の経過時間Tが長くなると、クラッドフィルム401、402に起因してコア層13がY軸に沿って縮み(変形し)、ピッチPが短くなる。 Specifically, there is a negative correlation between the elapsed time T and the pitch P; as the elapsed time T of the clad films 401, 402 increases, the core layer 13 shrinks (deforms) along the Y axis due to the clad films 401, 402, and the pitch P decreases.
そこで、本実施形態では、経過時間Tが長いクラッドフィルム401、402を用いて光導波路1を製造するときには、クラッドフィルム401、402に起因したコア層13の縮みを見越して、照射領域301および非照射領域302の少なくとも一方の大きさを、経過時間Tに応じて大きく設定する。これにより、ピッチPを目的とする値に近づけることができる。その結果、コア部14のピッチPの精度が高い光導波路1を効率よく製造することができる。 Therefore, in this embodiment, when manufacturing an optical waveguide 1 using clad films 401, 402 with a long elapsed time T, the size of at least one of the irradiated area 301 and non-irradiated area 302 is set large according to the elapsed time T, in anticipation of shrinkage of the core layer 13 caused by the clad films 401, 402. This allows the pitch P to approach the desired value. As a result, optical waveguides 1 with a highly accurate pitch P of the core portion 14 can be efficiently manufactured.
また、経過時間TとピッチPとの関係は、クラッドフィルム401、402を保管する温度によっても変化する。例えば、クラッドフィルム401、402を常温未満の低温で保管する場合、経過時間Tが長くても、ピッチPの変化は許容範囲内に抑えやすい。これに対し、クラッドフィルム401、402を常温以上の温度で保管する場合、経過時間Tが長くなると、ピッチPの変化が顕在化する。 The relationship between the elapsed time T and the pitch P also changes depending on the temperature at which the clad films 401, 402 are stored. For example, when the clad films 401, 402 are stored at a low temperature below room temperature, the change in pitch P is likely to be kept within an acceptable range even if the elapsed time T is long. In contrast, when the clad films 401, 402 are stored at a temperature above room temperature, the change in pitch P becomes more apparent as the elapsed time T becomes longer.
そこで、経過時間Tは、常温に置かれた日数である常温保管日数としてもよい。つまり、常温未満、特に10℃以下では、経過時間TがピッチPに及ぼす影響が小さいことを踏まえ、経過時間Tとして、常温保管日数を特に考慮するようにしてもよい。 Therefore, the elapsed time T may be the number of days stored at room temperature, which is the number of days the pitch P has been left at room temperature. In other words, given that the effect of the elapsed time T on the pitch P is small below room temperature, particularly at temperatures below 10°C, the number of days stored at room temperature may be particularly taken into consideration when determining the elapsed time T.
図7は、第2クラッド層12を有するクラッドフィルム402の常温保管日数と、コア部14のピッチPと、の相関関係を示す散布図である。図7には、実測データをドットで表している。クラッドフィルム402の常温保管日数とは、冷蔵庫内で保管していたクラッドフィルム402を、冷蔵庫から取り出し、常温で保管し始めた時点からの経過日数である。冷蔵庫内の温度は、10℃以下である。また、常温とは、15~30℃を指す。 Figure 7 is a scatter plot showing the correlation between the number of days that a clad film 402 having a second clad layer 12 has been stored at room temperature and the pitch P of the core portion 14. In Figure 7, measured data is represented by dots. The number of days that a clad film 402 has been stored at room temperature is the number of days that have elapsed since the clad film 402 was removed from a refrigerator and began to be stored at room temperature. The temperature inside the refrigerator is 10°C or below. Room temperature refers to a temperature between 15 and 30°C.
常温保管日数とピッチPとの間には、図7に破線で示すように、負の相関関係があり、クラッドフィルム401、402の常温保管日数が長くなると、ピッチPが短くなる。なお、保管時の温度が常温より低い場合には、破線の傾きが、図7よりも緩くなると考えられる。 As shown by the dashed line in Figure 7, there is a negative correlation between the number of days stored at room temperature and pitch P; the longer the number of days the clad films 401 and 402 are stored at room temperature, the shorter the pitch P. It is believed that if the storage temperature is lower than room temperature, the slope of the dashed line will be gentler than in Figure 7.
本実施形態では、コア層形成工程S104において照射領域301および非照射領域302を設定するとき、これらの少なくとも一方について、本来の大きさに補正倍率を掛けることで、大きさを補正する。補正倍率を用いて照射領域301等の大きさを調整することにより、クラッドフィルム401、402に起因してコア層13が変形したとしても、変形後のピッチPを目的とする値に近づけることができる。 In this embodiment, when setting the irradiation area 301 and the non-irradiation area 302 in the core layer formation process S104, the size of at least one of these is corrected by multiplying the original size by a correction factor. By adjusting the size of the irradiation area 301, etc. using the correction factor, even if the core layer 13 is deformed due to the clad films 401, 402, the pitch P after deformation can be made closer to the target value.
図8は、第2クラッド層12を有するクラッドフィルム402の常温保管日数xと、図7に示すコア層13の縮みを補正するのに必要な補正倍率yと、の相関関係を示す散布図である。図8には、実測データをドットで示している。 Figure 8 is a scatter plot showing the correlation between the number of days x that a clad film 402 having a second clad layer 12 is stored at room temperature and the correction factor y required to correct the shrinkage of the core layer 13 shown in Figure 7. In Figure 8, the measured data is indicated by dots.
常温保管日数xと補正倍率yとの間には、図8に示すように、正の相関関係があり、常温保管日数xが長くなると、補正に必要な補正倍率yも大きくなる。 As shown in Figure 8, there is a positive correlation between the number of days x stored at room temperature and the correction factor y; the longer the number of days x stored at room temperature, the larger the correction factor y required for correction.
このとき、下記補正式(1)を満たすように補正倍率yを設定することが好ましい。
y=xA (1)
[上記補正式(1)中、Aは、0.00015~0.00045である。]
In this case, it is preferable to set the correction magnification y so as to satisfy the following correction formula (1).
y = x A (1)
[In the above correction formula (1), A is 0.00015 to 0.00045.]
上記補正式(1)で表される補正倍率yとは、照射領域301および非照射領域302の少なくとも一方について、Y軸方向における長さを補正するための倍率である。なお、図8には、A=0.00015のとき、上記補正式(1)が表す曲線を一点鎖線で示し、A=0.00045のとき、上記補正式(1)が表す曲線を破線で示している。 The correction magnification y expressed by the above correction formula (1) is the magnification used to correct the length in the Y-axis direction for at least one of the illuminated area 301 and the non-illuminated area 302. Note that in Figure 8, the curve expressed by the above correction formula (1) when A = 0.00015 is shown by a dotted line, and the curve expressed by the above correction formula (1) when A = 0.00045 is shown by a dashed line.
図8に示すように、実測データは、上記補正式(1)の範囲内に収まっている。したがって、上記補正式(1)を用いることにより、常温での保管の影響を加味して、補正倍率yをより精度よく求めることができる。その結果、コア部14のピッチPの精度をより高めた光導波路1を効率よく製造することができる。 As shown in Figure 8, the actual measurement data falls within the range of the above correction formula (1). Therefore, by using the above correction formula (1), the correction factor y can be determined more accurately, taking into account the effects of storage at room temperature. As a result, optical waveguides 1 with improved pitch P accuracy of the core portions 14 can be efficiently manufactured.
なお、照射領域301のY軸に沿う長さ、および、非照射領域302のY軸に沿う長さ、の双方を、共通の補正倍率yで補正するのが好ましいが、互いに異なる補正倍率yで補正してもよいし、いずれか一方のみを補正してもよい。また、上記補正式(1)中、Aは、特に0.00020~0.00040であるのが好ましい。また、補正式(1)は、一例であり、これに限定されない。例えば、補正式(1)に代えて、式(1)に任意の係数を追加した式を用いるようにしてもよい。 It is preferable to correct both the length of the illuminated area 301 along the Y axis and the length of the non-illuminated area 302 along the Y axis using a common correction magnification y, but they may also be corrected using different correction magnifications y, or only one of them may be corrected. Furthermore, in the above correction formula (1), it is particularly preferable that A be 0.00020 to 0.00040. Correction formula (1) is an example and is not limited to this. For example, instead of correction formula (1), an equation obtained by adding an arbitrary coefficient to formula (1) may be used.
以上、クラッドフィルム401、402の製造時点からの経過時間Tと、コア部14のピッチPと、の関係について説明したが、上述した製造方法では、クラッドフィルム401の常温保管日数の影響は、クラッドフィルム402ほど大きくない。この理由は、上述した製造方法では、コア層13に対してクラッドフィルム402を先に積層し、その後、クラッドフィルム401を積層するという順序を採用していることにあると考えられる。 The relationship between the time T elapsed since the production of the clad films 401 and 402 and the pitch P of the core portion 14 has been explained above. However, in the above-described production method, the impact of the number of days stored at room temperature on the clad film 401 is not as great as on the clad film 402. This is thought to be because the above-described production method employs a sequence in which the clad film 402 is first laminated onto the core layer 13, and then the clad film 401 is laminated thereon.
そこで、クラッドフィルム401の常温保管日数とクラッドフィルム402の常温保管日数とが異なる場合、クラッドフィルム402の常温保管日数を優先し、それに基づいて照射領域301等の大きさを調整すればよい。 Therefore, if the number of days for which clad film 401 has been stored at room temperature differs from the number of days for which clad film 402 has been stored at room temperature, the number of days for which clad film 402 has been stored at room temperature should be given priority, and the size of irradiation area 301, etc. should be adjusted based on that.
図9は、第1クラッド層11を有するクラッドフィルム401の常温保管日数および第2クラッド層12を有するクラッドフィルム402の常温保管日数が、互いに同じ場合と互いに異なる場合とで、コア部14のピッチPがどのように変化するかを示したグラフである。なお、図9の例では、ピッチPの目的とする値(目標値)が2750μmである。 Figure 9 is a graph showing how the pitch P of the core portion 14 changes when the number of days of room temperature storage of a clad film 401 having a first clad layer 11 and a clad film 402 having a second clad layer 12 are the same and different. In the example of Figure 9, the target value of the pitch P is 2750 μm.
サンプルNo.1は、クラッドフィルム401、402の双方で常温保管日数が短い例である。 Sample No. 1 is an example in which both clad films 401 and 402 have a short shelf life at room temperature.
サンプルNo.2は、クラッドフィルム401、402の双方で常温保管日数が長い例である。 Sample No. 2 is an example in which both clad films 401 and 402 were stored at room temperature for a long period of time.
サンプルNo.3は、クラッドフィルム401の常温保管日数が長く、クラッドフィルム402の常温保管日数が短い例である。 Sample No. 3 is an example in which clad film 401 has a long room temperature storage period and clad film 402 has a short room temperature storage period.
サンプルNo.4は、クラッドフィルム401の常温保管日数が短く、クラッドフィルム402の常温保管日数が長い例である。 Sample No. 4 is an example in which clad film 401 has a short room temperature storage period and clad film 402 has a long room temperature storage period.
これら4つのサンプルについてピッチPを比較すると、図9に示すように、クラッドフィルム402の常温保管日数が長い場合、クラッドフィルム401の常温保管日数が長い場合に比べて、目標値2750μmに対するピッチPの変化量が大きくなっている。これに対し、クラッドフィルム402の常温保管日数が短い場合、クラッドフィルム401の常温保管日数によらず、目標値2750μmに対するピッチPの変化量が小さくなっている。 When comparing the pitch P of these four samples, as shown in Figure 9, when clad film 402 is stored at room temperature for a long period of time, the amount of change in pitch P from the target value of 2750 μm is greater than when clad film 401 is stored at room temperature for a long period of time. In contrast, when clad film 402 is stored at room temperature for a short period of time, the amount of change in pitch P from the target value of 2750 μm is smaller, regardless of the number of days clad film 401 is stored at room temperature.
以上の結果を踏まえると、コア層13に対して先に積層されるクラッドフィルム402の影響の方が、後に積層されるクラッドフィルム401の影響よりも支配的であることがわかる。 Taking these results into consideration, it can be seen that the influence of the clad film 402, which is laminated first onto the core layer 13, is more dominant than the influence of the clad film 401, which is laminated later.
なお、製造方法によっては、クラッドフィルム401、402の双方がピッチPに強く影響する場合もあると考えられる。例えば、コア層13に対してクラッドフィルム401、402を同時に積層する場合等がそれに該当する。その場合、クラッドフィルム401、402の常温保管日数の平均値等、任意の演算値を算出し、それを上記の常温保管日数に当てはめればよい。 Depending on the manufacturing method, it is possible that both clad films 401 and 402 may have a strong effect on pitch P. For example, this would occur when clad films 401 and 402 are simultaneously laminated to core layer 13. In such cases, any calculated value, such as the average number of days that clad films 401 and 402 are stored at room temperature, can be calculated and applied to the number of days that they are stored at room temperature.
以上のように、本実施形態では、クラッドフィルム401、402の製造時点からの経過時間Tが、コア部14のピッチPに及ぼす影響に基づいて、照射領域301等を調整している。このように、クラッドフィルム401、402の経過時間TがピッチPに影響を及ぼすメカニズムには、いくつか考えられるが、1つのメカニズムとして、経過時間Tが長くなるにつれて、クラッド形成層170における硬化反応の速度が低下することが挙げられる。 As described above, in this embodiment, the irradiation area 301, etc. are adjusted based on the effect that the elapsed time T from the time of manufacture of the clad films 401, 402 has on the pitch P of the core portion 14. As such, there are several possible mechanisms by which the elapsed time T of the clad films 401, 402 affects the pitch P, but one mechanism is that the rate of the curing reaction in the clad forming layer 170 decreases as the elapsed time T increases.
経過時間Tが長くても硬化反応の速度が低下しないと仮定した場合、コア層13に積層されたクラッド形成層170が加熱されたとき、クラッド形成層170は、速やかに硬化しつつコア層13と接合する。このため、コア層13の収縮は抑制されるはずである。 Assuming that the rate of the curing reaction does not decrease even if the elapsed time T is long, when the cladding layer 170 laminated on the core layer 13 is heated, the cladding layer 170 quickly hardens and bonds to the core layer 13. This should suppress shrinkage of the core layer 13.
これに対し、硬化反応の速度が低下していると仮定した場合、クラッド形成層170の硬化が遅れるため、クラッド形成層170がコア層13と接合する前に、加熱に伴うコア層13の収縮が進行すると考えられる。そして、クラッドフィルム401、402の経過時間Tが長いほど、コア部14のピッチPの変化量が大きくなると考えられるため、実際の現象と一致する。 In contrast, if we assume that the rate of the curing reaction is slowing down, the curing of the cladding layer 170 is delayed, and it is thought that the core layer 13 shrinks due to heating before the cladding layer 170 is bonded to the core layer 13. Furthermore, it is thought that the longer the elapsed time T of the cladding films 401, 402, the greater the change in the pitch P of the core portion 14, which corresponds to the actual phenomenon.
以上のように、本実施形態に係る光導波路の製造方法は、準備工程S102と、コア層形成工程S104と、クラッド層形成工程S106と、を有する。準備工程S102では、コア形成層160およびクラッド形成層170を準備する。コア層形成工程S104では、コア形成層160の一部に活性放射線Rを照射し、非照射領域302に対応する複数のコア部14、および、コア部14同士の間に位置し、照射領域301に対応する側面クラッド部15、を含むコア層13を得る。クラッド層形成工程S106では、コア層13にクラッド形成層170を積層し、加熱することにより、コア層13、第1クラッド層11および第2クラッド層12を有する光導波路1を得る。そして、コア層形成工程S104では、クラッド形成層170の製造時点からの経過時間Tに応じて、照射領域301および非照射領域302の少なくとも一方の大きさを調整する。 As described above, the method for manufacturing an optical waveguide according to this embodiment includes a preparation step S102, a core layer formation step S104, and a cladding layer formation step S106. In the preparation step S102, the core-forming layer 160 and the cladding layer 170 are prepared. In the core-layer formation step S104, a portion of the core-forming layer 160 is irradiated with active radiation R to obtain a core layer 13 including multiple core portions 14 corresponding to the non-irradiated region 302 and side cladding portions 15 located between the core portions 14 and corresponding to the irradiated region 301. In the cladding layer formation step S106, the cladding layer 170 is laminated on the core layer 13 and heated to obtain an optical waveguide 1 including the core layer 13, the first cladding layer 11, and the second cladding layer 12. In the core layer formation step S104, the size of at least one of the irradiated region 301 and the non-irradiated region 302 is adjusted depending on the elapsed time T from the time of manufacturing the cladding layer 170.
このような構成によれば、クラッド形成層170を含むクラッドフィルム401、402に起因して発生するコア層13の変形を見越して、照射領域301および非照射領域302の少なくとも一方の大きさを適切に設定することができる。これにより、コア部14のピッチPの精度が高い光導波路1を効率よく製造することができる。 With this configuration, the size of at least one of the irradiated area 301 and the non-irradiated area 302 can be appropriately set, taking into account deformation of the core layer 13 caused by the clad films 401, 402, including the clad forming layer 170. This allows for the efficient manufacture of optical waveguides 1 with a highly accurate pitch P of the core portions 14.
また、本実施形態で製造される光導波路1は、コア層13と、コア層13の両面に積層された第1クラッド層11および第2クラッド層12と、を備える。また、光導波路1を得る工程、すなわち、クラッド層形成工程S106の前におけるコア層13は、基材100上に設けられている。そして、クラッド層形成工程S106は、コア層13にクラッド形成層170を積層し、積層体を得る操作と、積層体から基材100を剥離する操作と、コア層13にクラッド形成層170を積層し、加熱することにより、光導波路1を得る操作と、を有する。 The optical waveguide 1 manufactured in this embodiment includes a core layer 13, and a first cladding layer 11 and a second cladding layer 12 laminated on both sides of the core layer 13. The core layer 13 is provided on a substrate 100 prior to the process of obtaining the optical waveguide 1, i.e., the cladding layer formation process S106. The cladding layer formation process S106 includes the steps of laminating a cladding layer 170 on the core layer 13 to obtain a laminate, peeling the substrate 100 from the laminate, and laminating the cladding layer 170 on the core layer 13 and heating the laminate to obtain the optical waveguide 1.
このような構成によれば、第1クラッド層11および第2クラッド層12でコア層13を挟んだ構造を有する光導波路1が得られる。このような光導波路1では、コア層13と第1クラッド層11および第2クラッド層12との屈折率差が安定しているため、伝送損失が小さい光導波路1を効率よく製造することができる。 This configuration results in an optical waveguide 1 having a structure in which a core layer 13 is sandwiched between a first cladding layer 11 and a second cladding layer 12. In such an optical waveguide 1, the difference in refractive index between the core layer 13 and the first cladding layer 11 and second cladding layer 12 is stable, making it possible to efficiently manufacture an optical waveguide 1 with low transmission loss.
また、本実施形態で製造される光導波路1は、第1カバー層18と、第2カバー層19と、をさらに備えている。第1カバー層18は、第1クラッド層11のコア層13とは反対側に積層されている。第2カバー層19は、第2クラッド層12のコア層13とは反対側に積層されている。 The optical waveguide 1 manufactured in this embodiment further includes a first cover layer 18 and a second cover layer 19. The first cover layer 18 is laminated on the first cladding layer 11 on the side opposite the core layer 13. The second cover layer 19 is laminated on the second cladding layer 12 on the side opposite the core layer 13.
このような構成によれば、第1カバー層18および第2カバー層19で、第1クラッド層11、第2クラッド層12およびコア層13を保護することができる。これにより、光導波路1の耐久性を高められる。また、第1クラッド層11および第2クラッド層12をコア層13に対して積層するときの操作性が向上する。具体的には、第1クラッド層11および第2クラッド層12が非常に薄い場合でも、第1カバー層18および第2カバー層19で支持することにより、把持性、可搬性等が向上する。 With this configuration, the first cover layer 18 and the second cover layer 19 can protect the first cladding layer 11, the second cladding layer 12, and the core layer 13. This increases the durability of the optical waveguide 1. It also improves operability when laminating the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12 onto the core layer 13. Specifically, even if the first cladding layer 11 and the second cladding layer 12 are very thin, supporting them with the first cover layer 18 and the second cover layer 19 improves grippability, portability, and other properties.
以上、本発明の光導波路の製造方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention has been described above based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these.
例えば、本発明の光導波路の製造方法は、前記実施形態に任意の目的の工程を追加したものであってもよい。 For example, the method for manufacturing an optical waveguide of the present invention may be obtained by adding any desired process to the above embodiment.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
3.光導波路の製造
3.1.コアフィルムの作製
3.1.1.ポリマーの合成
ヘキシルノルボルネン(HxNB、7.2g、40.1mmol)、および、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン(diPhNB、12.9g、40.1mmol)を、ドライボックス内で500mLバイアル瓶に計量し、脱水トルエン60gと酢酸エチル11gを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
3. Fabrication of Optical Waveguides 3.1. Fabrication of Core Film 3.1.1. Polymer Synthesis Hexylnorbornene (HxNB, 7.2 g, 40.1 mmol) and diphenylmethylnorbornenemethoxysilane (diPhNB, 12.9 g, 40.1 mmol) were weighed into a 500 mL vial in a dry box, and 60 g of dehydrated toluene and 11 g of ethyl acetate were added. The vial was then covered with a silicone sealer and sealed at the top.
次に、100mLバイアル瓶中にNi触媒1.56g(3.2mmol)および脱水トルエン10mLを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。このNi触媒溶液1mLをシリンジで正確に計量し、上記2種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に注入して室温で1時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン(THF)60gを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。 Next, 1.56 g (3.2 mmol) of Ni catalyst and 10 mL of dehydrated toluene were weighed into a 100 mL vial, a stirrer tip was inserted, and the vial was sealed. The catalyst was thoroughly stirred to completely dissolve. 1 mL of this Ni catalyst solution was accurately measured with a syringe and injected into the vial containing the two norbornenes dissolved above. After stirring at room temperature for 1 hour, a significant increase in viscosity was confirmed. At this point, the vial was removed, and 60 g of tetrahydrofuran (THF) was added and stirred to obtain a reaction solution.
次に、100mLビーカーに無水酢酸9.5g、過酸化水素水18g(濃度30%)、イオン交換水30gを加えて撹拌し、過酢酸水溶液を調製した。次に、この水溶液全量を上記反応溶液に加えて12時間撹拌し、Niの還元処理を行った。 Next, 9.5 g of acetic anhydride, 18 g of hydrogen peroxide (30% concentration), and 30 g of ion-exchanged water were added to a 100 mL beaker and stirred to prepare an aqueous solution of peracetic acid. The entire amount of this solution was then added to the reaction solution and stirred for 12 hours to carry out the reduction treatment of Ni.
次に、処理が完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの30%水溶液を100mL加えて激しく撹拌した。静置して完全に二層分離が行われた後、水層を除去した。この水洗プロセスを合計で3回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下し、生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、60℃に設定した真空乾燥機中で12時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマーを得た。 Next, the reaction solution after the treatment was completed was transferred to a separatory funnel, and after the lower aqueous layer was removed, 100 mL of a 30% aqueous solution of isopropyl alcohol was added and vigorously stirred. After allowing to stand and allowing for complete separation into two layers, the aqueous layer was removed. This water washing process was repeated a total of three times, after which the oil layer was dropped into a large excess of acetone to reprecipitate the produced polymer. The polymer was separated from the filtrate by filtration and then heated and dried for 12 hours in a vacuum dryer set at 60°C to obtain the polymer.
得られたポリマー中の各構造単位のモル比は、NMR測定による同定の結果、ヘキシルノルボルネン構造単位が50mol%、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が50mol%であった。 The molar ratio of each structural unit in the resulting polymer was identified by NMR measurement as 50 mol% hexylnorbornene structural units and 50 mol% diphenylmethylnorbornenemethoxysilane structural units.
3.1.2.コア形成用樹脂組成物の調製
上記ポリマーの10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(BASF社製、0.01g)、シクロヘキシルオキセタンモノマー(東亜合成社製、CHOX、2g)、重合開始剤(光酸発生剤)Rhodorsil(登録商標) Photoinitiator 2074(Rhodia社製、0.0125g、酢酸エチル0.1mL中)を加えて均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、ワニス状のコア形成用樹脂組成物を調製した。
3.1.2. Preparation of Core-Forming Resin Composition 10 g of the above polymer was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of the antioxidant Irganox 1076 (manufactured by BASF), 2 g of cyclohexyloxetane monomer (2 g of CHOX, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and 0.0125 g of the polymerization initiator (photoacid generator) Rhodorsil (registered trademark) Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhodia Chemicals, Inc.) in 0.1 mL of ethyl acetate were added thereto and dissolved uniformly. The mixture was then filtered through a 0.2 μm PTFE filter to prepare a varnish-like core-forming resin composition.
3.1.3.コア形成層の作製
離型処理が施された厚さ100μmのPETフィルム上に、上記コア形成用樹脂組成物を、ドクターブレードにより均一に塗布した後、40℃の乾燥機に5分間投入した。溶媒を完全に除去して被膜とした。これにより、膜厚40μmのコア形成層を備えるコアフィルムを得た。
3.1.3. Preparation of Core-Forming Layer The core-forming resin composition was uniformly applied to a 100 μm-thick PET film that had been subjected to a release treatment using a doctor blade, and then placed in a dryer at 40°C for 5 minutes. The solvent was completely removed to form a coating. This resulted in a core film with a 40 μm-thick core-forming layer.
3.2.露光処理
上記コアフィルムに対し、直描露光機により、並列した直線状の照射領域を含むパターンで紫外線を照射した。その後、コアフィルムをオーブンに入れ、加熱温度160℃、加熱時間60分で加熱した。これにより、直線状のコア部を含むコア層を得た。なお、紫外線の積算光量は、1300mJ/cm2とした。
3.2. Exposure Treatment The core film was irradiated with ultraviolet light in a pattern including parallel linear irradiation regions using a direct imaging exposure machine. The core film was then placed in an oven and heated at 160°C for 60 minutes. This resulted in a core layer including linear core portions. The cumulative amount of ultraviolet light was 1,300 mJ/ cm² .
3.3.クラッドフィルムの作製
3.3.1.クラッド形成用樹脂組成物の調製
環状オレフィン系樹脂を含むノルボルネン系樹脂組成物(プロメラス社製Avatrel(登録商標) 2590の20重量%2-ヘプタノン溶液、10g)に、2-ウンデシルメチルイミダゾール(四国化成工業社製C11Z、0.06g)を添加して混合し、ワニス状のクラッド形成用樹脂組成物を調製した。
3.3. Fabrication of Clad Film 3.3.1. Preparation of Clad-Forming Resin Composition A varnish-like clad-forming resin composition was prepared by adding 2-undecylmethylimidazole (C11Z, Shikoku Chemicals Corporation, 0.06 g) to and mixing with a norbornene-based resin composition containing a cyclic olefin-based resin (10 g of a 20 wt % 2-heptanone solution of Avatrel (registered trademark) 2590, manufactured by Promerus).
3.3.2.クラッド形成層の作製
上記クラッド形成用樹脂組成物を、厚さ25μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製カプトン100ENC)および厚さ25μmのポリイミドフィルム(宇部興産社製ユーピレックス25SGA)の上に、ドクターブレードでそれぞれ均一に塗布した後、45℃の乾燥機において15分間乾燥させた。これにより、膜厚6μmのクラッド形成層を備えるクラッドフィルムを2枚作製した。
The cladding resin composition was uniformly applied with a doctor blade to a 25 μm-thick polyimide film (Kapton 100ENC, manufactured by DuPont-Toray Co., Ltd.) and a 25 μm-thick polyimide film (Upilex 25SGA, manufactured by Ube Industries, Ltd.), and then dried for 15 minutes in a dryer at 45° C. This produced two cladding films each having a 6 μm-thick cladding layer.
3.4.光導波路の作製
2枚のクラッドフィルムを内部温度5℃の冷蔵庫内で冷却した後、22℃(常温)下に置き、所定日数放置した。常温下で放置した、厚さ25μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製カプトン100ENC)を用いて作製したクラッドフィルムを、貼り合わせ装置に吸着固定した。一方、コア層を形成したコアフィルムにプラズマ処理を施した後、貼り合わせ装置に吸着固定した。なお、プラズマ処理は、プラズマ装置を用い、100mL/minで酸素を導入した10Paの雰囲気下にコアフィルムを曝す処理である。その後、クラッドフィルムのクラッド形成層をコアフィルムに積層し、積層体を得た。続いて、ラミネーターにより、積層体を熱圧着した。得られた圧着体をオーブンに入れ、加熱温度160℃、加熱時間30分で加熱した。その後、圧着体を室温まで徐冷した。
3.4. Fabrication of Optical Waveguides Two clad films were cooled in a refrigerator with an internal temperature of 5°C, then placed at 22°C (room temperature) and left for a predetermined number of days. A clad film fabricated using a 25 μm-thick polyimide film (Kapton 100ENC, manufactured by DuPont-Toray Co., Ltd.) left at room temperature was adsorbed and fixed to a bonding device. Meanwhile, a core film with a core layer formed thereon was subjected to plasma treatment and then adsorbed and fixed to the bonding device. The plasma treatment involved exposing the core film to an atmosphere of 10 Pa, in which oxygen was introduced at 100 mL/min, using a plasma device. The clad-forming layer of the clad film was then laminated to the core film to obtain a laminate. The laminate was then thermocompressed using a laminator. The resulting bonded body was placed in an oven and heated at 160°C for 30 minutes. The bonded body was then slowly cooled to room temperature.
次に、常温下で放置した、厚さ25μmのポリイミドフィルム(宇部興産社製ユーピレックス25SGA)で作製したクラッドフィルムを、貼り合わせ装置に吸着固定した。一方、コア層を形成したコアフィルムから基材を剥離した。そして、剥離面にコロナ処理を施した後、クラッドフィルムのクラッド形成層をコア層の剥離面に積層し、積層体を得た。続いて、ラミネーターにより、積層体を熱圧着した。得られた圧着体をオーブンに入れ、加熱温度180℃、加熱時間120分で加熱し、光導波路を得た。 Next, a clad film made from a 25 μm thick polyimide film (Upilex 25SGA manufactured by Ube Industries) that had been left at room temperature was adsorbed and fixed to a lamination device. Meanwhile, the substrate was peeled off from the core film on which the core layer had been formed. The peeled surface was then subjected to a corona treatment, after which the clad-forming layer of the clad film was laminated onto the peeled surface of the core layer to obtain a laminate. The laminate was then thermocompressed using a laminator. The resulting pressed body was placed in an oven and heated at 180°C for 120 minutes to obtain an optical waveguide.
そして、クラッドフィルムの常温保管日数を変えつつ、以上のような方法で、複数の光導波路を製造した。 Several optical waveguides were then manufactured using the above method, while varying the number of days the clad film was stored at room temperature.
4.光導波路の評価
製造した複数の光導波路におけるコア部のピッチを測定した。そして、ピッチの測定値と、光導波路の製造に使用したクラッドフィルムの常温保管日数と、を直交座標系にプロットした。これにより、図7に示す散布図を得た。
4. Evaluation of Optical Waveguides The core pitch of the manufactured optical waveguides was measured. The measured pitch and the number of days that the cladding film used to manufacture the optical waveguides had been stored at room temperature were plotted on an orthogonal coordinate system. This resulted in the scatter diagram shown in Figure 7.
図7に示すように、クラッドフィルムの常温保管日数と、コア部のピッチと、の間には、図7に破線で示すような負の相関関係が認められた。よって、この相関関係を利用することにより、クラッド形成層を備えるクラッドフィルムの製造時点からの経過時間に応じて、照射領域および非照射領域の少なくとも一方の大きさを調整すれば、コア部のピッチの精度が高い光導波路を効率よく製造可能であることがわかった。 As shown in Figure 7, a negative correlation was observed between the number of days the clad film was stored at room temperature and the core pitch, as indicated by the dashed line in Figure 7. Therefore, by utilizing this correlation, it was found that optical waveguides with highly accurate core pitch can be efficiently manufactured by adjusting the size of at least one of the irradiated and non-irradiated areas depending on the elapsed time since the production of the clad film comprising the clad-forming layer.
1 光導波路
11 第1クラッド層
12 第2クラッド層
13 コア層
14 コア部
15 側面クラッド部
18 第1カバー層
19 第2カバー層
100 基材
101 端面
102 端面
131 ポリマー
132 モノマー
160 コア形成層
170 クラッド形成層
200 コアフィルム
301 照射領域
302 非照射領域
303 フォトマスク
304 直描露光機
401 クラッドフィルム
402 クラッドフィルム
P ピッチ
R 活性放射線
S102 準備工程
S104 コア層形成工程
S106 クラッド層形成工程
x 常温保管日数
y 補正倍率
1 Optical waveguide 11 First cladding layer 12 Second cladding layer 13 Core layer 14 Core portion 15 Side cladding portion 18 First cover layer 19 Second cover layer 100 Substrate 101 End surface 102 End surface 131 Polymer 132 Monomer 160 Core forming layer 170 Cladding forming layer 200 Core film 301 Irradiated region 302 Non-irradiated region 303 Photomask 304 Direct imaging exposure machine 401 Cladding film 402 Cladding film P Pitch R Actinic radiation S102 Preparation step S104 Core layer forming step S106 Cladding layer forming step x Number of days of storage at room temperature y Correction magnification
Claims (6)
前記コア形成層の一部に活性放射線を照射し、非照射領域に対応し、所定の方向に並ぶ複数のコア部、および、前記コア部同士の間に位置し、照射領域に対応する側面クラッド部、を含むコア層を得る工程と、
前記コア層に前記クラッド形成層を積層し、加熱することにより、前記コア層およびクラッド層を有する光導波路を得る工程と、
を有し、
前記クラッド形成層の製造時点からの経過時間に応じて、前記コア部が並ぶ方向における前記照射領域および前記非照射領域の少なくとも一方の大きさを調整することを特徴とする光導波路の製造方法。 providing a core forming layer and a cladding forming layer;
irradiating a portion of the core-forming layer with active radiation to obtain a core layer including a plurality of core portions corresponding to non-irradiated regions and aligned in a predetermined direction , and side clad portions positioned between the core portions and corresponding to the irradiated regions;
a step of laminating the cladding layer on the core layer and heating the resulting layer to obtain an optical waveguide having the core layer and the cladding layer;
and
A method for manufacturing an optical waveguide, characterized in that the size of at least one of the irradiated area and the non-irradiated area in the direction in which the core portions are arranged is adjusted depending on the elapsed time from the time of manufacturing the cladding forming layer.
前記大きさを調整するときの補正倍率をyとし、前記常温保管日数をxとするとき、下記補正式(1)を満たすように前記補正倍率を設定する請求項1に記載の光導波路の製造方法。
y=xA (1)
[補正式(1)中、Aは、0.00015~0.00045である。] The elapsed time is the number of days stored at room temperature,
2. The method for manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein the correction factor when adjusting the size is y and the number of days of storage at room temperature is x, and the correction factor is set so as to satisfy the following correction formula (1):
y = x A (1)
[In the correction formula (1), A is 0.00015 to 0.00045.]
前記コア層と、
前記コア層の両面に積層された前記クラッド層である第1クラッド層および第2クラッド層と、
を備え、
前記光導波路を得る工程の前における前記コア層は、基材上に設けられており、
前記光導波路を得る工程は、
前記コア層に前記クラッド形成層を積層し、積層体を得る操作と、
前記積層体から前記基材を剥離する操作と、
前記コア層に前記クラッド形成層を積層し、加熱することにより、前記光導波路を得る操作と、
を有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光導波路の製造方法。 The optical waveguide is
the core layer;
a first clad layer and a second clad layer, which are the clad layers laminated on both sides of the core layer;
Equipped with
the core layer is provided on a substrate before the step of obtaining the optical waveguide;
The step of obtaining the optical waveguide includes:
laminating the cladding layer on the core layer to obtain a laminate;
peeling the substrate from the laminate;
laminating the cladding layer on the core layer and heating the cladding layer to obtain the optical waveguide;
The method for manufacturing an optical waveguide according to any one of claims 1 to 3, comprising:
前記第1クラッド層の前記コア層とは反対側に積層されている第1カバー層と、
前記第2クラッド層の前記コア層とは反対側に積層されている第2カバー層と、
をさらに備える請求項4に記載の光導波路の製造方法。 The optical waveguide is
a first cover layer laminated on the first clad layer on the opposite side of the core layer;
a second cover layer laminated on the second clad layer on the opposite side of the core layer;
The method for manufacturing an optical waveguide according to claim 4 , further comprising:
Priority Applications (1)
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