JP2002286953A - Light guide device and method for producing the same - Google Patents

Light guide device and method for producing the same

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JP2002286953A
JP2002286953A JP2001085824A JP2001085824A JP2002286953A JP 2002286953 A JP2002286953 A JP 2002286953A JP 2001085824 A JP2001085824 A JP 2001085824A JP 2001085824 A JP2001085824 A JP 2001085824A JP 2002286953 A JP2002286953 A JP 2002286953A
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JP
Japan
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polymerizable mixture
optical waveguide
core
waveguide device
polymerizable
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Application number
JP2001085824A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobutate Koshobu
信建 小勝負
Hideyuki Takahara
秀行 高原
Toru Maruno
透 丸野
Norio Murata
則夫 村田
Akira Tomaru
暁 都丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Advanced Technology Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
NTT Advanced Technology Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light guide device which satisfies both a lowered cost and enhanced performance by using a polymerizable mixture of this invention. SOLUTION: The light guide device has a light guide comprising a core and a clad having a lower refractive index than the core. A polymer obtained by curing the polymerizable mixture containing at least a reactive oligomer of formula (a) [where (n) is 0 or an integer of 1-10] and a thermo- or photopolymerization initiator is used for at least one of the core and the clad.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路に関し、
特に、一般光学若しくは微小光学の分野で、または、光
通信若しくは光情報処理の分野で用いられる種々の光集
積回路または光配線板等に利用できる光導波路素子、お
よび、該光導波路素子の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical waveguide,
In particular, an optical waveguide element that can be used for various optical integrated circuits or optical wiring boards used in the field of general optics or micro optics, or in the field of optical communication or optical information processing, and a method of manufacturing the optical waveguide element About.

【0002】[0002]

【従来の技術】光情報処理、光通信分野に使用される光
導波路素子は、集積化、微小化、高機能化、低価格化を
目指して近年盛んに検討、研究が行われてきている。実
際に石英系光導波路素子が光通信分野の一部で実用化さ
れるに至っている。また、安価な材料を用い、簡便な製
造方法が選択できる高分子導波路の研究も盛んに行われ
ている。
2. Description of the Related Art Optical waveguide devices used in the field of optical information processing and optical communication have been actively studied and studied in recent years with the aim of integration, miniaturization, high functionality, and low cost. Actually, quartz-based optical waveguide devices have been put to practical use in a part of the optical communication field. In addition, research on polymer waveguides using inexpensive materials and selecting a simple manufacturing method has been actively conducted.

【0003】高分子材料からなる光導波路の製造方法に
は、高分子材料の中にモノマーを含ませ、光照射により
このモノマーを反応させて非照射部分と屈折率差を設け
るフォトロッキング法若しくは選択光重合法(黒川ら、
アプライドオプティクス17巻、646頁、1978
年)、リソグラフィー、エッチングなどの半導体加工に
用いられる方法の適用(今村ら、エレクトロニクスレタ
ー、27巻、1342頁、1991年)、重合性高分子
若しくはレジストを用いる方法(トレウェラら、SPI
E、1177巻、379頁、1989年)がある。特
に、重合性高分子を用いてコアリッジを形成し、導波路
を製造する方法は、その製造方法が簡便であり、低価格
化に適している。しかし、この方法で得られる導波路
は、(1)重合性高分子の透明性が不十分であるために
吸収損失が高い、(2)作製されるコアリッジの形状が
不均一であり、再現性に問題を有し、さらに散乱損失が
高い、などの問題点があり、石英系光導波路素子と同程
度の性能を有する光導波路素子は製造できていなかっ
た。
A method of manufacturing an optical waveguide made of a polymer material includes a photo-locking method or a photo-locking method in which a monomer is included in a polymer material and the monomer is reacted by light irradiation to provide a difference in refractive index from a non-irradiated portion. Photopolymerization method (Kurokawa et al.,
Applied Optics, 17, 646, 1978
), Application of methods used in semiconductor processing such as lithography and etching (Imamura et al., Electronics Letter, Vol. 27, pp. 1342, 1991), method using polymerizable polymer or resist (Trewela et al., SPI)
E, 1177, 379, 1989). In particular, a method for manufacturing a waveguide by forming a core ridge by using a polymerizable polymer is simple and suitable for cost reduction. However, the waveguide obtained by this method has (1) high absorption loss due to insufficient transparency of the polymerizable polymer, and (2) non-uniform shape of the core ridge to be produced, and reproducibility. In addition, there are problems such as high scattering loss and the like, and an optical waveguide device having the same performance as a silica-based optical waveguide device has not been manufactured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の現状
に鑑みてなされたものであり、その目的は、高分子材料
を用いて低価格化と高性能化を同時に満たす光導波路素
子を実現することある。さらに本発明は、このような光
導波路素子の製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and has as its object to realize an optical waveguide device which satisfies both low cost and high performance by using a polymer material. Sometimes. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such an optical waveguide device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下に示す
本発明により解決される。
The above object is achieved by the present invention described below.

【0006】本発明の第一は、コアと、前記コアより屈
折率の低いクラッドとからなる導波路を有する光導波路
素子であって、少なくとも下記構造式(a)で表される
反応性オリゴマーと、熱または光重合開始剤とを含む重
合性混合物を硬化させた重合物を前記コアまたは前記ク
ラッドの少なくとも一方に用いたことを特徴とする光導
波路素子である。
A first aspect of the present invention is an optical waveguide device having a waveguide comprising a core and a clad having a lower refractive index than the core, comprising at least a reactive oligomer represented by the following structural formula (a): An optical waveguide element, characterized in that a polymer obtained by curing a polymerizable mixture containing a heat and a photopolymerization initiator is used for at least one of the core and the clad.

【0007】[0007]

【化3】 Embedded image

【0008】[式中、nは0または1から10の整数で
ある。]
Wherein n is 0 or an integer from 1 to 10. ]

【0009】第一の発明の光導波路素子では、前記重合
性混合物が、分子内に炭素−炭素二重結合を少なくとも
1つ有するオリゴマーまたはプレポリマーをさらに含む
ことを特徴とする。
In the optical waveguide device according to the first invention, the polymerizable mixture further includes an oligomer or a prepolymer having at least one carbon-carbon double bond in a molecule.

【0010】本発明の第二は、コアと、前記コアより屈
折率の低いクラッドとからなる導波路を有する光導波路
素子の製造方法であって、(1)少なくとも、下記構造
式(a)で表される反応性オリゴマーと、熱または光重
合開始剤とを含む第一の重合性混合物を基板に塗布し、
硬化させて下部クラッド層を形成する工程、
A second aspect of the present invention is a method for manufacturing an optical waveguide device having a waveguide comprising a core and a clad having a lower refractive index than the core. (1) At least the following structural formula (a) Applying a first polymerizable mixture containing a reactive oligomer represented and a heat or photopolymerization initiator to a substrate,
Curing to form a lower cladding layer,

【0011】[0011]

【化4】 Embedded image

【0012】[式中、nは0または1から10の整数で
ある。]
Wherein n is 0 or an integer from 1 to 10. ]

【0013】(2)少なくとも、前記構造式(a)で表
される反応性オリゴマーと、熱または光重合開始剤とを
含む第二の重合性混合物を前記下部クラッド層上に塗布
し、第二の重合性混合物をパターン状に硬化させ、前記
コアを形成する工程、(3)少なくとも、前記構造式
(a)で表される反応性オリゴマーと、熱または光重合
開始剤とを含む第三の重合性混合物を前記下部クラッド
層および前記コア上に塗布し、硬化させて上部クラッド
層を形成する工程、とを含むことを特徴とする光導波路
素子の製造方法である。
(2) A second polymerizable mixture containing at least the reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator is applied on the lower clad layer, Curing the polymerizable mixture in a pattern to form the core, (3) a third method comprising at least a reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator. Applying the polymerizable mixture onto the lower cladding layer and the core and curing the mixture to form an upper cladding layer.

【0014】第二の発明では、前記(2)の工程が、少
なくとも、前記構造式(a)で表される反応性オリゴマ
ーと、熱または光重合開始剤とを含む第二の重合性混合
物を前記下部クラッド層上に塗布し、マスクを通して光
照射することにより第二の重合性混合物をパターン状に
硬化させ、前記コアを得る工程であることを特徴とす
る。また、前記(2)の工程は、(4)少なくとも、前
記構造式(a)で表される反応性オリゴマーと、熱また
は光重合開始剤とを含む第二の重合性混合物を前記下部
クラッド層上に塗布する工程、(5)前記下部クラッド
層上に塗布された第二の重合性混合物を光照射により硬
化させる工程、(6)前記硬化された第二の重合性混合
物上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜をパターンニ
ングする工程、(7)パターンニングされた前記レジス
ト膜をマスクとして、硬化された前記第二の重合性混合
物をパターン状にエッチングし、前記コアを得る工程に
より行われてもよい。
[0014] In the second invention, the step (2) comprises the step of preparing a second polymerizable mixture containing at least the reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator. The method is characterized in that it is a step of coating the lower clad layer and irradiating light through a mask to cure the second polymerizable mixture in a pattern to obtain the core. In the step (2), (4) a second polymerizable mixture containing at least a reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator is added to the lower cladding layer. (5) curing the second polymerizable mixture applied on the lower clad layer by light irradiation, and (6) forming a resist film on the cured second polymerizable mixture. Forming and patterning the resist film; and (7) etching the cured second polymerizable mixture in a pattern using the patterned resist film as a mask to obtain the core. May be.

【0015】さらに、第二の発明では、前記第一の重合
性混合物、前記第二の重合性混合物または前記第三の重
合性混合物の少なくとも1つが、分子内に炭素−炭素二
重結合を少なくとも1つ有するオリゴマーまたはプレポ
リマーをさらに含むことを特徴とする。加えて、第二の
発明では、前記第三の重合性混合物が前記第一の重合性
混合物と同一の重合性混合物であってもよい。
Further, in the second invention, at least one of the first polymerizable mixture, the second polymerizable mixture, and the third polymerizable mixture has at least a carbon-carbon double bond in a molecule. It further comprises an oligomer or prepolymer having one. In addition, in the second invention, the third polymerizable mixture may be the same polymerizable mixture as the first polymerizable mixture.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.

【0017】本発明の第一は、少なくとも、下記構造式
(a)で表される反応性オリゴマーおよび熱または光重
合開始剤を含む重合性混合物を硬化させた重合物をコア
またはクラッドの少なくとも一方に使用した光導波路素
子である。
In the first aspect of the present invention, at least one of a core and a clad is prepared by curing a polymer obtained by curing a polymerizable mixture containing at least a reactive oligomer represented by the following structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator. This is the optical waveguide device used for the above.

【0018】[0018]

【化5】 Embedded image

【0019】[式中、nは0または1から10の整数で
ある。]
Wherein n is 0 or an integer from 1 to 10. ]

【0020】本発明の光導波路素子は、コアと該コアよ
りも屈折率の低いクラッドを有し、該コアまたはクラッ
ドの少なくとも一方に上記構造式(a)の反応性オリゴ
マーを含んだ重合性混合物を使用する。具体的には、本
発明の光導波路素子の例として、図1(E)に概略断面
図で示されるような基板(11)上にクラッド(10、
16)を有し、この内部にコア(17)を有するものを
挙げることができる。本発明では、このような素子のク
ラッド(10、16)またはコア(17)の少なくとも
一方に上記重合性混合物を使用する。このように、本発
明ではクラッド(10、16)またはコア(17)の少
なくとも一方に上記重合性混合物を使用し、他方に上記
重合性混合物を使用しないことも可能である。
The optical waveguide device of the present invention has a core and a clad having a lower refractive index than the core, and a polymerizable mixture containing the reactive oligomer of the structural formula (a) in at least one of the core and the clad. Use Specifically, as an example of the optical waveguide element of the present invention, a clad (10, 10) is formed on a substrate (11) as shown in a schematic sectional view in FIG.
16) having a core (17) inside. In the present invention, the polymerizable mixture is used for at least one of the clad (10, 16) and the core (17) of such a device. As described above, in the present invention, it is possible to use the polymerizable mixture for at least one of the clad (10, 16) and the core (17) and not to use the polymerizable mixture for the other.

【0021】本発明では、クラッドおよびコアの両方に
前記重合性混合物を使用することが好ましい。
In the present invention, it is preferable to use the polymerizable mixture for both the clad and the core.

【0022】本発明の光導波路素子で使用される基板
は、本発明で使用される重合性混合物の硬化に耐えうる
ものであれば特に限定されない。例えば、基板として
は、シリコンウェハ、アルミニウム、ステンレスもしく
は鋼等の金属板、ポリイミド等の樹脂基板、ガラス基
板、またはセラミック基板等を挙げることができる。こ
れらのなかでは、表面の平滑性、低価格性などを考慮す
ると、シリコンウェハが好ましい。
The substrate used in the optical waveguide device of the present invention is not particularly limited as long as it can withstand the curing of the polymerizable mixture used in the present invention. For example, examples of the substrate include a silicon wafer, a metal plate such as aluminum, stainless steel or steel, a resin substrate such as polyimide, a glass substrate, and a ceramic substrate. Among these, a silicon wafer is preferable in consideration of the surface smoothness, low cost, and the like.

【0023】本発明の光導波路素子は、マルチモードお
よびシングルモードのいずれの形態であってもよい。ま
た、本発明の光導波路素子は、一般光学若しくは微小光
学の分野で、または、光通信若しくは光情報処理の分野
で用いられる種々の光集積回路または光配線板等の用途
に使用することができるので、使用目的に応じて種々の
形状および形態をとりうる。したがって、本発明の光導
波路素子の大きさは、使用目的に応じて種々変化する。
例えば、微小光学分野で使用される光導波路素子では、
幅および厚みが5から100μm、長さが1cmから1
0cmのものとすることができる。また、コアおよびク
ラッドの形状および大きさも使用目的に合わせ種々選択
することができる。
The optical waveguide device of the present invention may be in any of a multimode and a single mode. Further, the optical waveguide device of the present invention can be used for various optical integrated circuits or optical wiring boards used in the field of general optics or micro optics, or in the field of optical communication or optical information processing. Therefore, it can take various shapes and forms according to the purpose of use. Therefore, the size of the optical waveguide device of the present invention changes variously depending on the purpose of use.
For example, in an optical waveguide device used in the field of micro optics,
Width and thickness from 5 to 100 μm, length from 1 cm to 1
It can be 0 cm. Further, the shapes and sizes of the core and the clad can be variously selected according to the purpose of use.

【0024】本発明の光導波路素子は、後述する製造方
法により製造することができるが、この際、クラッドが
下部クラッド層と上部クラッド層から形成されうる。具
体的には、例えば図1(E)に示されるように、本発明
の光導波路素子のクラッドは、下部クラッド層(10)
および上部クラッド層(16)のような2つの部分から
形成されていてもよい。この場合、上部クラッド層と下
部クラッド層は同じ重合性混合物を使用することが好ま
しいが、上部クラッド層および下部クラッド層が所望の
屈折率を有する限り、必ずしも同じ組成の重合性混合物
を使用する必要はない。
The optical waveguide device of the present invention can be manufactured by a manufacturing method described later. At this time, the clad can be formed from a lower clad layer and an upper clad layer. Specifically, for example, as shown in FIG. 1E, the cladding of the optical waveguide device of the present invention is formed by a lower cladding layer (10).
And an upper cladding layer (16). In this case, it is preferable to use the same polymerizable mixture for the upper clad layer and the lower clad layer. However, as long as the upper clad layer and the lower clad layer have a desired refractive index, it is necessary to use the same polymerizable mixture. There is no.

【0025】また、本発明においては、光導波路素子に
必ずしも基板を設ける必要はない。
In the present invention, it is not always necessary to provide a substrate for the optical waveguide device.

【0026】次に、本発明の光導波路素子に使用するた
めの重合性混合物について説明する。
Next, a polymerizable mixture for use in the optical waveguide device of the present invention will be described.

【0027】本発明の重合性混合物は、上記構造式
(a)で表される反応性オリゴマーおよび熱または光重
合開始剤(以下硬化剤とも称する。)を少なくとも含
む。したがって、本明細書で、「重合性混合物」とは、
上記構造式(a)で表される反応性オリゴマーおよび熱
または光重合開始剤を少なくとも含む重合可能な混合物
をいう。
The polymerizable mixture of the present invention contains at least the reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator (hereinafter also referred to as a curing agent). Therefore, in the present specification, "polymerizable mixture"
It refers to a polymerizable mixture containing at least the reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator.

【0028】また、本発明において、「C〜Cの炭
素数を含むアルキル基」とは、炭素数nからm(nおよ
びmは自然数)この炭素原子を含む直鎖または分岐鎖の
アルキル基、または、脂環式脂肪族アルキル基を意味す
る。例えば、C〜C12のアルキル基とは、炭素数1
から12の直鎖または分岐鎖のアルキル基、脂環式脂肪
族アルキル基を意味しする。具体的には、例えば、メチ
ル、エチル、n−プロピル、シクロプロプロピル、イソ
プロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチ
ル、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、ヘ
プチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデ
シルなどを表す。
In the present invention, the term "alkyl group containing C n -C m carbon atoms" refers to a straight-chain or branched-chain alkyl group containing n to m carbon atoms (n and m are natural numbers). Group or alicyclic aliphatic alkyl group. For example, a C 1 -C 12 alkyl group refers to a C 1 -C 12 alkyl group.
To 12 linear or branched alkyl groups and alicyclic aliphatic alkyl groups. Specifically, for example, methyl, ethyl, n-propyl, cyclopropyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl , Dodecyl, etc.

【0029】本発明では、硬化剤は、上記構造式(a)
の反応性オリゴマーを重合させることができればどのよ
うなものでもよい。例えば、ポリアミン、ポリオール、
酸無水物のようなエポキシ樹脂の硬化剤を使用すること
ができる。
In the present invention, the curing agent has the structural formula (a)
Any substance can be used as long as the reactive oligomer can be polymerized. For example, polyamines, polyols,
Curing agents for epoxy resins, such as acid anhydrides, can be used.

【0030】具体的には、アミンの例として、ジエチレ
ントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン
(TETA)、テトラエチレンペンタミン(TEP
A)、ジプロピレントリアミン(DPTA)、ビス(ヘ
キサメチレン)トリアミン、1,3,6−トリスアミノ
メチルシクロヘキサン(TMD)ポリエーテルポリアミ
ン類、ジエチレンアミノプロピルアミン(DEAP
A)、メンタンジアミン(MDA)、イソホロンジアミ
ン(IPD)、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘ
キシル)メタン、N−アミノエチルピペラジン(AE
P)、メタキシレンジアミン(MXDA)、メタフェニ
レンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルメタン
(DDM)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)、
3,9−ビス(5−アミノプロピル)−2,4,6,1
0−テトラスピロ[5,5]ウンデカン(ATU)、ジ
アミノエチル化ポリアミン類を挙げることができる。
Specifically, as examples of amines, diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEP)
A), dipropylenetriamine (DPTA), bis (hexamethylene) triamine, 1,3,6-trisaminomethylcyclohexane (TMD) polyether polyamines, diethyleneaminopropylamine (DEAP)
A), menthanediamine (MDA), isophoronediamine (IPD), bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, N-aminoethylpiperazine (AE)
P), metaxylenediamine (MXDA), metaphenylenediamine (MPDA), diaminodiphenylmethane (DDM), diaminodiphenylsulfone (DDS),
3,9-bis (5-aminopropyl) -2,4,6,1
Examples thereof include 0-tetraspiro [5,5] undecane (ATU) and diaminoethylated polyamines.

【0031】上記以外にも、例えば、主にダイマー類と
ポリアミンとの縮合により生成するポリアミドアミンも
使用することができる。ポリアミドアミンの例として
は、商品名「トーマイド」(富士化成工業(株)製)、
商品名「パーサミド」(ヘンケル白水(株)製)、商品
名「ラッカマイド」(大日本インキ化学工業(株)
製)、商品名「ポリマイド」(三洋化成工業(株)
製)、商品名「サンマイド」(三和化学工業(株)
製)、などを挙げることができる。
In addition to the above, for example, polyamidoamines mainly formed by condensation of dimers and polyamines can also be used. Examples of polyamidoamines include “Tomid” (trade name, manufactured by Fuji Chemical Industry Co., Ltd.),
Trade name "Persamide" (manufactured by Henkel Hakusui Co., Ltd.), trade name "Lacamide" (Dainippon Ink Chemical Industry Co., Ltd.)
Product name) "Polymide" (Sanyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Product name), trade name "Sunmide" (Sanwa Chemical Industry Co., Ltd.)
Manufactured).

【0032】ポリオールの具体例としては、例えば、フ
ェノールノボラック、o−クレゾールノボラック、ポリ
ビニルフェノール、およびこれらの臭化物、2,2−ビ
ス(4’−オキシフェニル)プロパン、2,2−ビス
(4’−オキシフェニル)パーフルオロプロパンなどを
挙げることができる。
Specific examples of the polyol include, for example, phenol novolak, o-cresol novolak, polyvinyl phenol, and bromides thereof, 2,2-bis (4'-oxyphenyl) propane, 2,2-bis (4 ' -Oxyphenyl) perfluoropropane and the like.

【0033】酸無水物の例としては、フタル酸、トリメ
リット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸の各無水物、マレイン酸、コハク酸、テトラヒド
ロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸の各無水物、
メチルナジック酸、ドデセニルコハク酸、ヘキサヒドロ
フタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、メチルシクロ
ヘキセンテトラカルボン酸の各無水物、クロレンド酸、
テトラブロモフタル酸の各無水物などを挙げることがで
きる。
Examples of the acid anhydrides include phthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenonetetracarboxylic acid anhydrides, maleic acid, succinic acid, tetrahydrophthalic acid, methyltetrahydrophthalic acid anhydrides,
Methylnadic acid, dodecenyl succinic acid, hexahydrophthalic acid, methylhexahydrophthalic acid, each anhydride of methylcyclohexenetetracarboxylic acid, chlorendic acid,
Each anhydride of tetrabromophthalic acid can be mentioned.

【0034】上記以外の硬化剤として、熱硬化触媒を使
用することができる。これらの例には、イミダゾール
類、ルイス酸類などの、従来からエポキシ樹脂に使用さ
れている熱硬化触媒を使用することができる。
As a curing agent other than the above, a thermosetting catalyst can be used. In these examples, thermosetting catalysts conventionally used for epoxy resins, such as imidazoles and Lewis acids, can be used.

【0035】イミダゾール類の例としては、2−メチル
イミダゾール(2MZ)、2−エチル−4−メチルイミ
ダゾール(2E4MZ)、2−ウンデシルイミダゾー
ル、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニルイミ
ダゾール(2PZ)、1−ベンジル−2−メチルイミダ
ゾール(1B2MZ)、1−シアノエチル−2−メチル
イミダゾール(2MZCM)、1−シアノエチル−2−
エチル−4−メチルイミダゾール(2E4MZ・C
N)、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾー
ル、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウム
・トリメリテート、1−シアノエチル−2−フェニルイ
ミダゾリウム・トリメリテート(2PZ・CNS)、2
−メチルイミダゾリウム・イソシアヌレート、2−フェ
ニルイミダゾリウム・イソシアンヌレート、2,4−ジ
アミノ−6−[2−メチルイミダゾリウム(l)]−エ
チル−8−トリアジン(2MZ−22INE)、2,4
−ジアミノ−6−[2−エチル−4−メチルイミダゾリ
ウム−(l)]−エチル−8−トリアジン(2E4MZ
−AZINE)、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシ
メチルイミダゾール(2PHZ)等を挙げることができ
る。
Examples of imidazoles include 2-methylimidazole (2MZ), 2-ethyl-4-methylimidazole (2E4MZ), 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-phenylimidazole (2PZ), 1-benzyl-2-methylimidazole (1B2MZ), 1-cyanoethyl-2-methylimidazole (2MZCM), 1-cyanoethyl-2-
Ethyl-4-methylimidazole (2E4MZ · C
N), 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate (2PZ · CNS),
-Methylimidazolium isocyanurate, 2-phenylimidazolium isocyanurate, 2,4-diamino-6- [2-methylimidazolium (l)]-ethyl-8-triazine (2MZ-22INE), 2,4
-Diamino-6- [2-ethyl-4-methylimidazolium- (l)]-ethyl-8-triazine (2E4MZ
-AZINE), 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (2PHZ) and the like.

【0036】ルイス酸の例としては、三フッ化ホウ素
(BF)、塩化亜鉛(ZnCl)、四塩化スズ(S
nCl)、塩化アルミニウム(AlCl)、五フッ
化リン(PF)、五フッ化ヒ素(AsF)、五フッ
化アンチモン(SbF)などを挙げることができる。
これらは、アミン錯体として一般的に用いられる。
Examples of Lewis acids include boron trifluoride (BF 3 ), zinc chloride (ZnCl 2 ), tin tetrachloride (S
nCl 4 ), aluminum chloride (AlCl 3 ), phosphorus pentafluoride (PF 5 ), arsenic pentafluoride (AsF 5 ), antimony pentafluoride (SbF 5 ), and the like.
These are commonly used as amine complexes.

【0037】また、本発明では、硬化剤として光硬化触
媒を使用することができる。光硬化触媒としては、例え
ばジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、
セレニウム塩などの、エポキシ樹脂の硬化剤として有効
性が知られている公知の化合物を任意に選択して使用す
ることができる。
In the present invention, a photo-curing catalyst can be used as a curing agent. Examples of the photocuring catalyst include diazonium salts, sulfonium salts, iodonium salts,
A known compound such as a selenium salt which is known to be effective as a curing agent for an epoxy resin can be arbitrarily selected and used.

【0038】ジアゾニウム塩は、下記一般式(A)で表
すことができる。 Ar−N (A) [式中、Arは、オルト、メタ、パラの各ニトロフェニ
ル、メトキシフェニル、2,5−ジクロロフェニル、p
−(N−モルホリノ)フェニル、2,5−ジエトキシ−
4−(p−トリメルカプト)フェニルなどの基を表す。
は、アニオンを表し、例えば、BF 、FeCl
、PF 、SbF などを表す。]
The diazonium salt can be represented by the following general formula (A). Ar—N 3 + X (A) wherein Ar is ortho, meta, para nitrophenyl, methoxyphenyl, 2,5-dichlorophenyl, p
-(N-morpholino) phenyl, 2,5-diethoxy-
Represents a group such as 4- (p-trimercapto) phenyl.
X represents an anion, for example, BF 4 , FeCl
4 -, PF 6 -, SbF 6 - represents the like. ]

【0039】スルホニウム塩の例としては、例えば、ビ
ス[4−(ジフェニルスルホニル)フェニル]スルフィ
ド−ビス−ヘキサフルオロホスフェート、ビス−[4−
(ジフェニルスルホニル)フェニル]スルフィド−ビス
−ヘキサフルオロアンチモネート等を挙げることができ
る。これらの他に、特公昭59−42688号公報の1
5頁第24行目から同第18頁第1行目に記載されてい
る化合物を用いることができる。
Examples of the sulfonium salt include, for example, bis [4- (diphenylsulfonyl) phenyl] sulfide-bis-hexafluorophosphate, bis- [4-
(Diphenylsulfonyl) phenyl] sulfide-bis-hexafluoroantimonate. In addition to these, 1 of JP-B-59-42688
The compounds described on page 5, line 24 to page 18, line 1 can be used.

【0040】ヨードニウム塩の例としては、ジ−(4−
tert−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオ
ロホスフェート、ジ−(4−tert−ブチルフェニ
ル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネートなどを
挙げることができる。この他に、例えば特公昭59−4
2688号公報の11頁第28行目から同第12頁第5
0行目に記載されている化合物を用いることができる。
Examples of iodonium salts include di- (4-
tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate, di- (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate, and the like. In addition, for example, Japanese Patent Publication No. 59-4
No. 2,688, page 11, line 28 to page 12, line 5
The compounds described on line 0 can be used.

【0041】セレニウム塩の例としては、例えばトリフ
ェニルセレニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−
tert−ブチルフェニルジフェニルセレニウムテトラ
フルオロボレート、2,3−ジメチルフェニルジフェニ
ルセレニウムヘキサフルオロアンチモネートなどを挙げ
ることができる。
Examples of selenium salts include, for example, triphenylselenium hexafluoroantimonate,
Tert-butylphenyldiphenylselenium tetrafluoroborate, 2,3-dimethylphenyldiphenylselenium hexafluoroantimonate and the like can be mentioned.

【0042】上記重合性混合物は、構造式(a)で表さ
れる反応性オリゴマーおよび硬化剤に加えて、炭素−炭
素二重結合を分子内に少なくとも1つ有するオリゴマー
またはプレポリマーを含有していてもよい。
The polymerizable mixture contains, in addition to the reactive oligomer represented by the structural formula (a) and the curing agent, an oligomer or a prepolymer having at least one carbon-carbon double bond in the molecule. You may.

【0043】このようなオリゴマーまたはプレポリマー
の例には、以下のようなものを挙げることができる。
Examples of such oligomers or prepolymers include the following.

【0044】(i)多塩基性カルボン酸、多価アルコー
ルおよびエチレン性不飽和モノカルボン酸の縮合オリゴ
メリゼーションによって得られるエチレン性ポリエステ
ル類、(ii)多価エポキシ化合物にエチレン性不飽和
モノカルボン酸を付加して得られる化合物類、(ii
i)ポリエーテルポリオールのエチレン性不飽和モノカ
ルボン酸エステル類、(iv)多価イソシアネート化合
物にエチレン性不飽和モノカルボン酸のヒドロキシアル
キルエステルを付加して得られるエチレン性不飽和ポリ
ウレタン類、(v)ジアリルフタレートプレポリマー、
(vi)ジアリルイソフタレートプレポリマー、(vi
i)ジアリルイソテレフタレートプレポリマー。
(I) ethylenic polyesters obtained by condensation oligomerization of a polybasic carboxylic acid, a polyhydric alcohol and an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid, and (ii) an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid Compounds obtained by adding an acid, (ii)
i) ethylenically unsaturated monocarboxylic acid esters of polyether polyol, (iv) ethylenically unsaturated polyurethanes obtained by adding a hydroxyalkyl ester of ethylenically unsaturated monocarboxylic acid to a polyvalent isocyanate compound, ) Diallyl phthalate prepolymer,
(Vi) diallyl isophthalate prepolymer, (vi
i) diallyl isoterephthalate prepolymer.

【0045】具体的には、例えば上記(i)のエチレン
性ポリエステル類として、無水マレイン酸、プロピレン
グリコールおよび(メタ)アクリル酸との縮合オリゴメ
リゼーションによって得られるオリゴエステル(メタ)
アクリレートが挙げられる。また、(ii)の具体例と
しては、ビスフェノールAジグリシジルエーテルに(メ
タ)アクリル酸を付加したエポキシ(メタ)アクリレー
ト、水添ビスフェノールAエポキシドに(メタ)アクリ
ル酸を付加したエポキシ(メタ)アクリレートなどを挙
げることができる。(iii)の具体例としては、ポリ
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテト
ラエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどを挙
げることができる。(iv)の具体例としては、エチレ
ングリコールに過剰のイソシアネートを反応させて得ら
れる両末端にイソシアネート基を有するポリウレタン
と、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとを反
応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートなどを
挙げることができる。
Specifically, for example, as the ethylenic polyesters of the above (i), oligoesters (meth) obtained by condensation oligomerization with maleic anhydride, propylene glycol and (meth) acrylic acid
Acrylates are mentioned. Further, specific examples of (ii) include epoxy (meth) acrylate obtained by adding (meth) acrylic acid to bisphenol A diglycidyl ether and epoxy (meth) acrylate obtained by adding (meth) acrylic acid to hydrogenated bisphenol A epoxide. And the like. Specific examples of (iii) include polyethylene glycol di (meth) acrylate and polytetraethylene glycol di (meth) acrylate. Specific examples of (iv) include urethane (meth) obtained by reacting a polyurethane having isocyanate groups at both ends obtained by reacting excess isocyanate with ethylene glycol and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate. Acrylate and the like can be mentioned.

【0046】本発明で使用される重合性混合物には、さ
らに、例えば従来のエポキシ樹脂、エポキシ(メタ)ア
クリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ウレタン
アクリレート、ブタジエンアクリレート等の各種アクリ
レート樹脂またはその変性物を含んでいてもよい。
The polymerizable mixture used in the present invention further includes, for example, various acrylate resins such as conventional epoxy resins, epoxy (meth) acrylate resins, urethane acrylate resins, urethane acrylates, butadiene acrylates, and modified products thereof. You may go out.

【0047】さらに、他の構成成分として、希釈剤、カ
ップリング剤などを含んでいてもよい。
Further, as other components, a diluent, a coupling agent and the like may be contained.

【0048】本発明で使用しうる希釈剤としては、ブチ
ルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジル
エーテルなどの炭素数2から25のアルキルモノグリシ
ジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオ
ペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ドデカンジ
オールジグリシジルエーテル、ペンタエチトリトールポ
リグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグ
リシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテ
ル、フェニルグリシジルエーテル、レゾルシングリシジ
ルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジル
エーテル、アリルグリシジルエーテル、テトラフルオロ
プロピルグリシジルエーテル、オクタフルオロプロピル
グリシジルエーテル、ドデカフルオロペンチルグリシジ
ルエーテル、スチレンオキシド、リモネンジエポキシ
ド、リモネンモノオキシド、α−ピネンエポキシド、β
−ピネンエポキシド、シクロヘキセンエポキシド、シク
ロオクテンエポキシド、ビニルシクロヘキセンオキシド
などを挙げることができる。さらに、本発明では、下記
に示す構造の化合物を希釈剤として使用することができ
る。
The diluents usable in the present invention include alkyl monoglycidyl ethers having 2 to 25 carbon atoms, such as butyl glycidyl ether and 2-ethylhexyl glycidyl ether, butanediol diglycidyl ether,
1,6-hexanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, dodecanediol diglycidyl ether, pentaethitolitol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, phenyl glycidyl ether, resorcing ricidyl ether P-tert-butylphenyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, tetrafluoropropyl glycidyl ether, octafluoropropyl glycidyl ether, dodecafluoropentyl glycidyl ether, styrene oxide, limonene diepoxide, limonene monoxide, α-pinene epoxide, β
-Pinene epoxide, cyclohexene epoxide, cyclooctene epoxide, vinylcyclohexene oxide and the like. Further, in the present invention, a compound having the following structure can be used as a diluent.

【0049】[0049]

【化6】 Embedded image

【0050】[式中、QはH、Cl、Br、C〜C
12のアルキル基、フルオロアルキル基を表す。]
[Wherein Q is H, Cl, Br, C 1 -C
12 represents an alkyl group or a fluoroalkyl group. ]

【0051】[0051]

【化7】 Embedded image

【0052】また、本発明で使用しうるカップリング剤
には、エポキシ系のカップリング剤を使用することがで
きる。例えば、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメ
トキシシランなどのカーボンファンクショナルシランカ
ップリング剤を挙げることができる。
As the coupling agent usable in the present invention, an epoxy coupling agent can be used. For example, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane,
Examples thereof include a carbon functional silane coupling agent such as β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane.

【0053】本発明の重合性混合物において、上記構造
式(a)の含有量は、重合性混合物の重量を基準にし
て、9から99.9wt%、好ましくは50から99%
であり、硬化剤の含有量は0.1から1wt%である。
また、オリゴマーまたはプレポリマーの含有量は、重合
性混合物の重量を基準にして、0から90wt%であ
る。また、希釈剤およびカップリング剤は、必要に応じ
て添加すればよく、これらは例えば、重合性混合物の重
量を基準にして、0.1から10wt%の量で含まれう
る。
In the polymerizable mixture of the present invention, the content of the structural formula (a) is 9 to 99.9% by weight, preferably 50 to 99%, based on the weight of the polymerizable mixture.
And the content of the curing agent is 0.1 to 1 wt%.
The content of the oligomer or prepolymer is from 0 to 90% by weight based on the weight of the polymerizable mixture. The diluent and the coupling agent may be added as needed, and may be included in an amount of, for example, 0.1 to 10 wt% based on the weight of the polymerizable mixture.

【0054】重合性混合物における各種構成成分の含有
量は、上記構造式(a)の反応性オリゴマーを含む重合
性混合物をコアまたはクラッドのいずれに使用するかに
より異なる。また、コアおよびクラッドの両方に上記構
造式(a)の反応性オリゴマーを含む重合性混合物を使
用する場合には、コアおよびクラッドの所望の屈折率の
関係を満たすように各種成分の含有量を調節する必要が
ある。したがって、上記の含有量は、あくまでも例示で
あり、本発明で使用しうる重合性混合物の各成分の含有
量は、使用目的に応じて自由に選択できることは、当業
者に明らかである。
The contents of the various components in the polymerizable mixture differ depending on whether the polymerizable mixture containing the reactive oligomer of the above structural formula (a) is used for a core or a clad. When a polymerizable mixture containing the reactive oligomer of the structural formula (a) is used for both the core and the clad, the content of each component is adjusted so as to satisfy the desired refractive index relationship between the core and the clad. Need to adjust. Therefore, the above contents are merely examples, and it is apparent to those skilled in the art that the contents of the respective components of the polymerizable mixture that can be used in the present invention can be freely selected according to the purpose of use.

【0055】本発明で使用される重合性混合物は、上記
の成分を必要に応じて均一に混合することで調製するこ
とができる。例えば、上記構造式(a)で表される反応
性オリゴマーに硬化剤を加える。さらに必要に応じて、
炭素−炭素二重結合を少なくとも1つ有するオリゴマー
またはプレポリマーを混合し、これに希釈剤、カップリ
ング剤などを加えて、均一に混合することにより重合性
混合物を調製できる。混合は磁気攪拌機、機械攪拌機な
どの従来の混合機器を用いて行うことができる。
The polymerizable mixture used in the present invention can be prepared by uniformly mixing the above components as required. For example, a curing agent is added to the reactive oligomer represented by the structural formula (a). If necessary,
A polymerizable mixture can be prepared by mixing an oligomer or a prepolymer having at least one carbon-carbon double bond, adding a diluent, a coupling agent, and the like, and uniformly mixing the mixture. Mixing can be performed using a conventional mixing device such as a magnetic stirrer or a mechanical stirrer.

【0056】本発明で使用する重合性混合物は液体であ
る。したがって、加工性、貯蔵性などに優れた特性を有
する。
The polymerizable mixture used in the present invention is a liquid. Therefore, it has excellent properties such as processability and storage property.

【0057】次に第二の発明について説明する。第二の
発明は、(1)少なくとも、下記構造式(a)で表され
る反応性オリゴマーと、熱または光重合開始剤とを含む
第一の重合性混合物を基板に塗布し、硬化させて下部ク
ラッド層を形成する工程、
Next, the second invention will be described. According to a second aspect of the invention, (1) a first polymerizable mixture containing at least a reactive oligomer represented by the following structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator is applied to a substrate and cured. Forming a lower cladding layer,

【0058】[0058]

【化8】 Embedded image

【0059】[式中、nは0または1から10の整数で
ある。]
Wherein n is 0 or an integer from 1 to 10. ]

【0060】(2)少なくとも、前記構造式(a)で表
される反応性オリゴマーと、熱または光重合開始剤とを
含む第二の重合性混合物を前記下部クラッド層上に塗布
し、第二の重合性混合物をパターン状に硬化させ、前記
コアを形成する工程、(3)少なくとも、前記構造式
(a)で表される反応性オリゴマーと、熱または光重合
開始剤とを含む第三の重合性混合物を前記下部クラッド
層および前記コア上に塗布し、硬化させて上部クラッド
層を形成する工程、を含むことを特徴とする光導波路素
子の製造方法である。
(2) A second polymerizable mixture containing at least the reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator is applied on the lower clad layer, Curing the polymerizable mixture in a pattern to form the core, (3) a third method comprising at least a reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator. Applying the polymerizable mixture to the lower clad layer and the core and curing the mixture to form an upper clad layer.

【0061】本発明の方法では、上記重合性混合物を用
いることを特徴とする。
The method of the present invention is characterized in that the above polymerizable mixture is used.

【0062】本発明者らは、上記重合性混合物が、本発
明の方法に従ってパターン形成することが可能なことを
見出し、且つ、従来の重合性物質と比較して、パターン
形成能がきわめて優れていることを見出し、これを利用
して本発明を完成するに至った。
The present inventors have found that the above-mentioned polymerizable mixture can form a pattern according to the method of the present invention, and have extremely excellent pattern-forming ability as compared with conventional polymerizable substances. And found that the present invention was completed.

【0063】以下に本発明の方法を説明する。 (1)本発明の製造方法の第一の工程は、上記重合性化
合物を基板に塗布し、硬化させる工程である。この工程
により基板上に下部クラット層が形成される。具体的に
は、まず、第一の重合性混合物を調製し、これをスピン
コート法、ディッピング法、インジェクション法などの
ような公知の塗布方法により基板に塗布する。次に、こ
の重合性混合物を紫外線、可視光線などの光照射、加熱
などの処理を施して硬化させる。なお、重合性混合物の
調製は、所定の配合量の構成成分を混合し、機械攪拌機
などの撹拌装置により各成分を均一に混合することによ
り行われる。光照射は第一の重合性混合物が硬化すれば
いずれの形式であってもよい。また、加熱は、所定温度
のオーブン、ホットプレートなどで第一の重合性混合物
を加熱すればよい。加熱温度は、例えば50から150
℃、好ましくは80℃から100℃である。
Hereinafter, the method of the present invention will be described. (1) The first step of the production method of the present invention is a step of applying the polymerizable compound to a substrate and curing the substrate. This step forms a lower clat layer on the substrate. Specifically, first, a first polymerizable mixture is prepared and applied to a substrate by a known coating method such as a spin coating method, a dipping method, and an injection method. Next, the polymerizable mixture is cured by applying a treatment such as irradiation with light such as ultraviolet rays or visible light, and heating. The polymerizable mixture is prepared by mixing a predetermined amount of the constituent components and uniformly mixing the components with a stirrer such as a mechanical stirrer. The light irradiation may be of any type as long as the first polymerizable mixture is cured. The heating may be performed by heating the first polymerizable mixture in an oven, a hot plate, or the like at a predetermined temperature. The heating temperature is, for example, 50 to 150.
° C, preferably 80 ° C to 100 ° C.

【0064】下部クラッド層の膜厚は、目的とする光導
波路素子により種々選択するので特に限定されない。例
えば、マルチモード光導波路素子の場合、例えば5から
20μmであり、シングルモード光導波路素子の場合、
例えば1から10μmである。
The thickness of the lower cladding layer is not particularly limited since it is variously selected depending on the intended optical waveguide device. For example, in the case of a multi-mode optical waveguide device, for example, it is 5 to 20 μm, and in the case of a single-mode optical waveguide device,
For example, it is 1 to 10 μm.

【0065】(2)本発明の方法の第二の工程は、コア
を形成する工程である。まず、第一の工程で硬化させた
下部クラッド層よりも、硬化した際に屈折率が高くなる
ような第二の重合性混合物を調製し、これを下部クラッ
ド層上に塗布し、所定のパターン状に硬化してコア部を
形成する。
(2) The second step of the method of the present invention is a step of forming a core. First, a lower polymerizable mixture that has a higher refractive index when cured than the lower clad layer cured in the first step is prepared, and is applied on the lower clad layer to form a predetermined pattern. To form a core.

【0066】本発明では、種々の方法によりコア部を形
成することができる。例えば、以下の1つの方法を例と
してあげることができる。
In the present invention, the core portion can be formed by various methods. For example, the following one method can be given as an example.

【0067】<第一の方法>第一の方法は、この(2)
の工程が、少なくとも、前記構造式(a)で表される反
応性オリゴマーと、熱または光重合開始剤とを含む第二
の重合性混合物を前記下部クラッド層上に塗布し、マス
クを通して光照射することにより第二の重合性混合物を
パターン状に硬化させ、前記コアを得る方法である。
<First Method> The first method is based on this (2)
Applying a second polymerizable mixture containing at least a reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator on the lower clad layer, and irradiating light through a mask. This is a method of curing the second polymerizable mixture in a pattern to obtain the core.

【0068】<第二の方法>また、第二の方法は、
(2)の工程が、(4)少なくとも、前記構造式(a)
で表される反応性オリゴマーと、熱または光重合開始剤
とを含む第二の重合性混合物を前記下部クラッド層上に
塗布する工程、(5)前記下部クラッド層上に塗布され
た第二の重合性混合物を光照射により硬化させる工程、
(6)前記硬化された第二の重合性混合物上にレジスト
膜を形成し、該レジスト膜をパターンニングする工程、
(7)パターンニングされた前記レジスト膜をマスクと
して、硬化された前記第二の重合性混合物をパターン状
にエッチングし、前記コアを得る工程を含む。
<Second Method> The second method is as follows.
The step (2) is performed by (4) at least the structural formula (a)
Applying a second polymerizable mixture containing a reactive oligomer represented by the formula (1) and a heat or photopolymerization initiator onto the lower cladding layer, (5) applying the second polymerizable mixture onto the lower cladding layer. Curing the polymerizable mixture by light irradiation,
(6) forming a resist film on the cured second polymerizable mixture and patterning the resist film;
(7) a step of etching the cured second polymerizable mixture in a pattern using the patterned resist film as a mask to obtain the core.

【0069】まず第一の方法について説明する。まず、
上述のように下部クラッド層上に第二の重合性混合物を
塗布する。次いで、この混合物にマスクを通して光照射
を行い潜像を形成する。光が照射された部分は、第二の
重合性混合物が重合して硬化される。光が照射されてい
ない部分は、第二の重合性混合物が硬化されていないた
め、光照射後に非照射部分(非硬化部分)の第二の重合
性混合物を除去することによりコア部が形成できる。
First, the first method will be described. First,
Apply a second polymerizable mixture on the lower cladding layer as described above. Next, the mixture is irradiated with light through a mask to form a latent image. The part irradiated with light is cured by the polymerization of the second polymerizable mixture. Since the second polymerizable mixture is not cured in the portion not irradiated with light, the core portion can be formed by removing the second polymerizable mixture in the non-irradiated portion (uncured portion) after light irradiation. .

【0070】なお、第二の重合性混合物は、成分および
その配合割合が異なるのみで、混合方法等は上記第一の
工程と同様に行うことができる。
It should be noted that the second polymerizable mixture differs only in the components and the mixing ratio thereof, and the mixing method and the like can be performed in the same manner as in the first step.

【0071】より詳細には、上記のような第二の重合性
混合物をスピンコート法、ディッピング法、インジェク
ション法などの公知の塗布方法により第一の工程で形成
した下部クラッド層上に塗布する。次いで、コア部のパ
ターン状にマスクを介して光を照射して、第二の重合性
混合物の層に潜像を形成する。次に、マスクをはずし、
第二の重合性混合物の層の光を照射していない部分を有
機溶媒のような現像液で現像することによって除去し、
コアリッジパターンを形成する。光照射は紫外線、可視
光線などを適宜選択して使用することができる。また、
現像は、例えば、所定の溶媒に基板を浸漬することによ
り、または所定の溶媒を噴霧若しくはスプレーすること
により行うことができる。溶媒は、適宜選択して使用す
ることができる。
More specifically, the second polymerizable mixture as described above is applied onto the lower clad layer formed in the first step by a known application method such as a spin coating method, a dipping method, and an injection method. Then, light is irradiated through a mask in a pattern of the core portion to form a latent image in the second polymerizable mixture layer. Next, remove the mask,
The non-irradiated portion of the second polymerizable mixture layer is removed by developing with a developer such as an organic solvent,
A core ridge pattern is formed. For light irradiation, ultraviolet light, visible light, or the like can be appropriately selected and used. Also,
The development can be performed, for example, by immersing the substrate in a predetermined solvent, or by spraying or spraying a predetermined solvent. The solvent can be appropriately selected and used.

【0072】次に、第二の方法について説明する。第二
の方法は、上記のようなマスクを介したコアリッジの形
成ではなく、リソグラフ法で使用されるようなレジスト
膜を使用したコアリッジの形成方法である。
Next, the second method will be described. The second method is a method of forming a core ridge using a resist film as used in a lithographic method, instead of forming a core ridge through a mask as described above.

【0073】具体的には、上述のような(4)から
(7)に示す工程をとることができる。
Specifically, steps (4) to (7) as described above can be performed.

【0074】工程(4)は、第二の重合性混合物を第一
の工程で形成した下部クラッド層上にスピンコート法な
どの方法により塗布する工程である。
Step (4) is a step of applying the second polymerizable mixture on the lower clad layer formed in the first step by a method such as spin coating.

【0075】工程(5)は、上記工程(4)の後に、紫
外線、可視光線などの光を第二の重合性混合物に全面露
光し、第二の重合性混合物の層全体を硬化させる工程で
ある。
The step (5) is a step of, after the step (4), exposing the entire surface of the second polymerizable mixture to light such as ultraviolet rays or visible light to cure the entire layer of the second polymerizable mixture. is there.

【0076】工程(6)は、工程(5)で硬化された第
二の重合性混合物の層上にレジスト膜をスピンコート法
などの公知の方法で塗布し、光照射などの通常のリソグ
ラフ法の手段によりレジスト膜を所望のパターンにパタ
ーンニングする工程である。
In the step (6), a resist film is applied on the second polymerizable mixture layer cured in the step (5) by a known method such as a spin coating method, and is subjected to a usual lithographic method such as light irradiation. This is a step of patterning the resist film into a desired pattern by the means.

【0077】工程(7)は、工程(6)で得られたパタ
ーンをマスクとして、エッチングにより、コアリッジパ
ターンを形成する工程である。エッチングは、例えば酸
素ガスプラズマによるドライエッチング加工などを挙げ
ることができるが、これに限定されず、第二の重合性混
合物の層をエッチングできる手段を適宜選択して使用す
ることができる。次いで、マスクを取り除き、所望のコ
アリッジパターン(コア部)を得ることができる。
Step (7) is a step of forming a core ridge pattern by etching using the pattern obtained in step (6) as a mask. The etching may be, for example, a dry etching process using oxygen gas plasma, but is not limited thereto. A means capable of etching the second polymerizable mixture layer may be appropriately selected and used. Next, the mask is removed to obtain a desired core ridge pattern (core portion).

【0078】コア部の厚みは、目的とする光導波路素子
により種々選択するので特に限定されない。例えば、マ
ルチモード光導波路素子の場合、例えば3から20μm
であり、シングルモード光導波路素子の場合、例えば1
から10μmである。
The thickness of the core is not particularly limited since it is variously selected depending on the intended optical waveguide device. For example, in the case of a multimode optical waveguide device, for example, 3 to 20 μm
In the case of a single mode optical waveguide device, for example, 1
To 10 μm.

【0079】(3)本発明の第三の工程は、上部クラッ
ド層を形成する工程である。この工程では、前記下部ク
ラッド層と前記コア部を覆うように、第三の重合性混合
物を塗布し、硬化させる。
(3) The third step of the present invention is a step of forming an upper clad layer. In this step, a third polymerizable mixture is applied and cured so as to cover the lower clad layer and the core.

【0080】第三の重合性混合物は、成分およびその配
合割合が異なるのみで、混合方法等は上記第一の工程と
同様に行うことができる。この工程で使用する第三の重
合性混合物は、硬化後に第一の重合性混合物と同じ屈折
率を有するように選択する。好ましくは、第一の重合性
混合物と同一の重合性混合物を使用することが好まし
い。
The third polymerizable mixture differs only in the components and the mixing ratio, and can be mixed in the same manner as in the first step. The third polymerizable mixture used in this step is selected to have the same refractive index as the first polymerizable mixture after curing. Preferably, the same polymerizable mixture as the first polymerizable mixture is used.

【0081】第三の工程では、まず、第三の重合性混合
物を調製し、これをスピンコート法、ディッピング法、
インジェクション法などのような公知の塗布方法により
基板に塗布する。次に、この重合性混合物を紫外線、可
視光線などの光照射、加熱などの処理を施して硬化させ
る。光照射は第三の重合性混合物が硬化すればいずれの
形式であってもよい。また、加熱は、所定温度のオーブ
ン、ホットプレートなどで第三の重合性混合物を加熱す
ればよい。加熱温度は、例えば50から150℃、好ま
しくは80℃から100℃である。
In the third step, first, a third polymerizable mixture is prepared, and this is subjected to a spin coating method, a dipping method,
The substrate is coated by a known coating method such as an injection method. Next, the polymerizable mixture is cured by applying a treatment such as irradiation with light such as ultraviolet rays or visible light, and heating. Light irradiation may be in any form as long as the third polymerizable mixture is cured. In addition, heating may be performed by heating the third polymerizable mixture in an oven, a hot plate, or the like at a predetermined temperature. The heating temperature is, for example, 50 to 150 ° C, preferably 80 to 100 ° C.

【0082】上部クラッド層の膜厚は、目的とする光導
波路素子により種々選択するので特に限定されない。例
えば、マルチモード光導波路素子の場合、例えば5から
20μmであり、シングルモード光導波路素子の場合、
例えば1から10μmである。
The thickness of the upper cladding layer is not particularly limited since it is variously selected depending on the intended optical waveguide device. For example, in the case of a multi-mode optical waveguide device, for example, it is 5 to 20 μm, and in the case of a single-mode optical waveguide device,
For example, it is 1 to 10 μm.

【0083】以上のようにして、本発明の光導波路を作
製することができる。
As described above, the optical waveguide of the present invention can be manufactured.

【0084】なお、上記説明では、基板を使用した例を
示したが、基板を用いずに、下部クラッド層をマイクロ
マシンの製造で利用される技術などにより形成し、その
後上記第二の工程および第三の工程を順次施して本発明
の光導波路を作製することもできる。例えば、本発明に
使用される第一の重合性混合物を満たした容器の上方か
らレーザー光などを所定のパターン形状に照射して、第
一の重合性混合物からなる硬化物、すなわち下部クラッ
ド層を形成し、その後上記第二の工程および第三の工程
を順次施して本発明の光導波路素子を作製することがで
きる。
In the above description, an example in which a substrate is used has been shown. However, a lower cladding layer is formed without using a substrate by a technique used in the manufacture of a micromachine, and thereafter, the second step and the second step are performed. The optical waveguide of the present invention can be manufactured by sequentially performing the three steps. For example, by irradiating a laser beam or the like in a predetermined pattern shape from above the container filled with the first polymerizable mixture used in the present invention, the cured product of the first polymerizable mixture, that is, the lower clad layer After the formation, the above-described second step and third step are sequentially performed to manufacture the optical waveguide device of the present invention.

【0085】また、上記説明では、下部クラッド層、コ
ア、上部クラッド層に上記構造式(a)の反応性オリゴ
マーを含む重合性混合物を使用して光導波路素子を製造
する方法を説明したが、本発明では、クラッドまたはコ
アの何れか1つに上記構造式(a)の反応性オリゴマー
を含む重合性混合物を使用してあれば、必ずしもクラッ
ドおよびコアの両方に上記構造式(a)の反応性オリゴ
マーを含む重合性混合物を使用しなくともよい。
In the above description, a method of manufacturing an optical waveguide device using the polymerizable mixture containing the reactive oligomer of the above structural formula (a) for the lower cladding layer, the core, and the upper cladding layer has been described. In the present invention, if the polymerizable mixture containing the reactive oligomer of the above structural formula (a) is used for any one of the clad and the core, the reaction of the above structural formula (a) is not necessarily required for both the clad and the core. It is not necessary to use a polymerizable mixture containing a functional oligomer.

【0086】本発明の光導波路素子の製造方法は、重合
性混合物を使用しない場合であっても、上記第一の重合
性混合物および第三の重合性混合物、または、第二の重
合性混合物を、高分子材料と読み替えて上述のとおりそ
のまま適用することができる。高分子材料としては、従
来の高分子材料を使用することができる。
The method for producing an optical waveguide device according to the present invention is characterized in that the first polymerizable mixture and the third polymerizable mixture or the second polymerizable mixture are used even when the polymerizable mixture is not used. Alternatively, it can be applied as it is as described above by replacing it with a polymer material. As the polymer material, a conventional polymer material can be used.

【0087】次に、本発明の製造方法を、図面を参照し
てさらに詳細に説明する。なお、以下の説明では、基板
を使用し、クラッドおよびコアの両方に上記構造式
(a)の反応性オリゴマーを含む重合性混合物を使用す
る。また、第二の工程に上記第一の方法を用い、溶媒を
用いて現像する場合を例に取る。なお、各層の厚さ等は
先に説明したとおりである。
Next, the manufacturing method of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In the following description, a substrate is used, and a polymerizable mixture containing the reactive oligomer of the above structural formula (a) is used for both the clad and the core. Further, a case where the first method is used in the second step and development is performed using a solvent will be described as an example. The thickness and the like of each layer are as described above.

【0088】第一の工程では、まず図1(A)に示すよ
うに、基板(11)上にスピンコート法などの従来の技
術により第一の重合性混合物を塗布する。次いでこの層
に紫外線などを照射して硬化させて下部クラッド層(1
0)を得る。
In the first step, first, as shown in FIG. 1A, a first polymerizable mixture is applied onto a substrate (11) by a conventional technique such as a spin coating method. Next, the layer is cured by irradiating ultraviolet rays or the like to the lower clad layer (1).
0) is obtained.

【0089】次に、第二の工程として、図1(B)に示
すように、先に硬化させた下部クラッド層(10)上に
第二の重合性混合物をスピンコーティング法などの従来
の方法により塗布し、第二の重合性混合物の層(12)
を形成する。続いて、図1(C)に示すように、この第
二の重合性混合物の層(12)を、所定のパターンを有
するマスク(13)で覆い、紫外線のような光(14)
を照射して第二の重合性混合物の層(12)に所望のパ
ターンの潜像を形成する。この光照射により、光の当た
っている部分の第二の重合性混合物が硬化される。この
後、現像を行って所望のリッジパターン(15)を得る
(図1(D))。現像は、有機溶媒のような溶液を用い
て光の当たっていない非硬化部分の第二の重合性混合物
を除去することにより行う。有機溶媒を、スプレー法、
ディッピング法などの従来の方法により第二の重合性混
合物に適用して非硬化部分を除去する。
Next, as a second step, as shown in FIG. 1B, a second polymerizable mixture is spin-coated on the previously cured lower cladding layer (10) by a conventional method such as spin coating. And a second polymerizable mixture layer (12)
To form Subsequently, as shown in FIG. 1 (C), the second polymerizable mixture layer (12) is covered with a mask (13) having a predetermined pattern, and light (14) such as ultraviolet light is applied.
To form a latent image having a desired pattern on the second polymerizable mixture layer (12). By this light irradiation, the portion of the second polymerizable mixture that is exposed to the light is cured. Thereafter, development is performed to obtain a desired ridge pattern (15) (FIG. 1D). Development is accomplished by using a solution such as an organic solvent to remove the unpolymerized, uncured portion of the second polymerizable mixture. Spraying organic solvent,
Apply to the second polymerizable mixture by conventional methods such as dipping to remove uncured portions.

【0090】図2は、このようにして形成したY字型コ
アリッジ(20)の例を示す。この図2に示されるよう
に、基板(11)上の下部クラッド層(10)上に、所
望のY字型コアリッジ(20)を精度よく形成すること
ができる。
FIG. 2 shows an example of the Y-shaped core ridge (20) thus formed. As shown in FIG. 2, a desired Y-shaped core ridge (20) can be accurately formed on the lower cladding layer (10) on the substrate (11).

【0091】次に、第三の工程として、図1(E)に示
されるように、コアリッジ(15)および下部クラッド
層(10)の両方を覆うように、第三の重合性混合物よ
りなる層を形成する。この層を光照射などの硬化手段に
より硬化させ、上部クラッド層(16)を得る。本発明
の方法では、第三の重合性混合物は、第一の重合性混合
物と同一のものであってもよい。
Next, as a third step, as shown in FIG. 1E, a layer made of a third polymerizable mixture covers both the core ridge (15) and the lower clad layer (10). To form This layer is cured by a curing means such as light irradiation to obtain an upper clad layer (16). In the method of the present invention, the third polymerizable mixture may be the same as the first polymerizable mixture.

【0092】このようにして、図1(E)に示されるよ
うな、基板(11)、クラッド(10、16)およびコ
ア(17)を有する光導波路素子(18)を製造するこ
とができる。
Thus, an optical waveguide device (18) having a substrate (11), clads (10, 16) and a core (17) as shown in FIG. 1E can be manufactured.

【0093】本発明の方法では、重合性混合物が液体状
態であるため、第三の工程のような凹凸を有する面上に
重合性混合物を塗布した場合でも均一且つ平坦に層を形
成することができる。
In the method of the present invention, since the polymerizable mixture is in a liquid state, a uniform and flat layer can be formed even when the polymerizable mixture is applied on a surface having irregularities as in the third step. it can.

【0094】本発明は、上記のように、光照射により膜
を硬化し、適当な溶媒で現像することにより、急峻でな
めらかな壁面を持つパターンを形成できることを基にし
ている。このパターンを導波路のコアリッジに用いるこ
とにより本発明の光導波路素子が実現される。
As described above, the present invention is based on the fact that a pattern having steep and smooth wall surfaces can be formed by curing a film by light irradiation and developing with an appropriate solvent. By using this pattern for the core ridge of the waveguide, the optical waveguide device of the present invention is realized.

【0095】以下に本発明の有効性を列挙する。The effectiveness of the present invention will be listed below.

【0096】(I)本発明における上記構造式(a)で
表される反応性オリゴマーを含む重合性混合物は、硬化
する前の状態が液体であり、均一性を高くできるので、
紫外線、可視光線のような光に対して透過性に優れてい
る。したがって、光照射により膜を硬化させる場合、膜
が厚くなっても十分な解像度が確保できる。また、散乱
損失などの少ない導波路を実現することができる。
(I) In the present invention, the polymerizable mixture containing the reactive oligomer represented by the above structural formula (a) is a liquid before curing and has high uniformity.
It has excellent transparency to light such as ultraviolet light and visible light. Therefore, when the film is cured by light irradiation, a sufficient resolution can be ensured even if the film becomes thick. Further, a waveguide with little scattering loss or the like can be realized.

【0097】(II)本発明における上記構造式(a)
で表される反応性オリゴマーを含む重合性混合物は、硬
化する前の状態が液体であるため、基板などが凹凸を有
する場合であっても平坦化が可能であり、しかも凹凸部
分にくまなく浸透し、様々な形状に対応した膜形成が可
能である。したがって、多様な光導波路素子を作製する
ことができる。
(II) The above structural formula (a) in the present invention
Since the polymerizable mixture containing the reactive oligomer represented by the formula is a liquid before being cured, it can be flattened even when the substrate or the like has irregularities, and penetrates all over the irregularities. In addition, it is possible to form a film corresponding to various shapes. Therefore, various optical waveguide devices can be manufactured.

【0098】(III)本発明における上記構造式
(a)で表される反応性オリゴマーを含む重合性混合物
は、オリゴマーがランダムに結合されて硬化されるの
で、複屈折性の小さい光導波路が実現可能である。
(III) In the polymerizable mixture containing the reactive oligomer represented by the structural formula (a) in the present invention, the oligomer is randomly bonded and cured, so that an optical waveguide having a small birefringence is realized. It is possible.

【0099】(IV)本発明における上記構造式(a)
で表される反応性オリゴマーを含む重合性混合物は、数
種類のオリゴマー材料を混合することにより、種々の重
合性混合物を調製することができる。このため、本発明
の光導波路素子を構成するコアおよびクラッドの屈折率
を広範囲に制御することができ、マルチモード導波路か
らシングルモード導波路まで多様な光導波路素子を得る
ことができる。
(IV) The above structural formula (a) in the present invention
Various kinds of polymerizable mixtures can be prepared from the polymerizable mixture containing the reactive oligomer represented by the formula (1) by mixing several kinds of oligomer materials. For this reason, the refractive index of the core and the clad constituting the optical waveguide device of the present invention can be controlled in a wide range, and various optical waveguide devices from a multi-mode waveguide to a single-mode waveguide can be obtained.

【0100】[0100]

【実施例】以下に実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto.

【0101】<実施例1>上記構造式(a)で表される
反応性オリゴマー(但しn=0のもの)を一成分(80
wt%)とする混合物と、希釈剤として脂環式エポキシ
(ERL4206)(18wt%)、光重合開始剤(硬
化剤)としてスルホニウム塩(0.1wt%)を混合し
て、第一の重合性混合物を調製した。これをスピンコー
ト法により基板に塗布し、光硬化させて下部クラッド層
を形成した。この下部クラッド層の屈折率は波長0.8
5μmで、1.472であった。次に同じ構造を有する
反応性オリゴマーを一成分(75wt%)とする混合物
と、光重合開始剤0.5wt%を含む第二の重合性混合
物調製し、下部クラッド層上に塗布した。この第二の重
合性混合物に、所定の光導波路パターン(Y分岐パター
ン)を有するマスク越しに紫外線を照射した。照射量は
2000mJ/cmであった。光照射後、この第二の
重合性混合物を有機溶媒で現像した。これにより、光照
射部分のみが硬化して残ったコアリッジパターン(Y分
岐形状)が得られた。硬化後のコアリッジ部分の屈折率
は、波長0.85μmで1.482であった。この後、
このリッジパターンと下部クラッド層上に、前記第一の
重合性混合物と同一の重合性混合物を塗布し、硬化させ
て光導波路を製造した。以上の操作により、屈折率1.
472の樹脂からなるクラッド、屈折率1.482から
なるコアを有するマルチモードチャンネル導波路(深さ
40μm、幅40μm)が製造できた。
Example 1 A reactive oligomer represented by the above structural formula (a) (where n = 0) was used as a component (80
wt.), an alicyclic epoxy (ERL4206) (18 wt.%) as a diluent, and a sulfonium salt (0.1 wt.%) as a photopolymerization initiator (curing agent). A mixture was prepared. This was applied to a substrate by a spin coating method and cured by light to form a lower cladding layer. The refractive index of this lower cladding layer is 0.8 wavelength.
It was 1.472 at 5 μm. Next, a mixture containing a reactive oligomer having the same structure as one component (75 wt%) and a second polymerizable mixture containing 0.5 wt% of a photopolymerization initiator were prepared and applied to the lower cladding layer. The second polymerizable mixture was irradiated with ultraviolet light through a mask having a predetermined optical waveguide pattern (Y branch pattern). The irradiation amount was 2000 mJ / cm 2 . After light irradiation, the second polymerizable mixture was developed with an organic solvent. As a result, a core ridge pattern (Y-branch shape) in which only the light-irradiated portion was hardened and remained was obtained. The refractive index of the core ridge after curing was 1.482 at a wavelength of 0.85 μm. After this,
On the ridge pattern and the lower cladding layer, the same polymerizable mixture as the first polymerizable mixture was applied and cured to produce an optical waveguide. By the above operation, the refractive index is 1.
A multi-mode channel waveguide (depth 40 μm, width 40 μm) having a 472 resin clad and a refractive index 1.482 core was produced.

【0102】この光導波路をダイシングソーにより5c
mの長さに切り出し、挿入損失を測定した。損失は、波
長0.85μmで1dB/cm以下、1.3μmで2.
1dB/cm以下、1.5μmで3dB/cm以下であ
った。また、挿入損失の偏波依存性は、波長1.3μm
でも0.1dB以下であった。
This optical waveguide was cut by a dicing saw to 5c.
m, and the insertion loss was measured. The loss is 1 dB / cm or less at a wavelength of 0.85 μm, and 1.3 at 1.3 μm.
It was 1 dB / cm or less, and 3 dB / cm or less at 1.5 μm. The polarization dependence of the insertion loss is 1.3 μm.
However, it was 0.1 dB or less.

【0103】<実施例2>上記構造式(a)で表される
反応性オリゴマー(但しn=1のもの)を一成分(85
wt%)とする混合物と、希釈剤として脂環式エポキシ
(ERL4206)(18wt%)、光重合開始剤(硬
化剤)としてスルホニウム塩(0.1wt%)を混合し
て、第一の重合性混合物を調製した。これを基板に塗布
し、光硬化させて下部クラッド層を形成した。この下部
クラッド層の屈折率は波長1.3μmで、1.479で
あった。次に同じ構造を有する反応性オリゴマーを一成
分(90wt%)とする混合物と、光重合開始剤1wt
%を含む第二の重合性混合物を調製し、下部クラッド層
上にスピンコート法により塗布した。この第二の重合性
混合物に、所定の光導波路パターン(Y分岐パターン)
を有するマスク越しに紫外線を照射した。照射量は20
00mJ/cmであった。光照射後、この第二の重合
性混合物を有機溶媒で現像した。これにより、光照射部
分のみが硬化して残ったコアリッジパターン(Y分岐形
状)が得られた。硬化後のコアリッジ部分の屈折率は、
波長1.3μmで1.484であった。この後、このリ
ッジパターンと下部クラッド層上に、前記第一の重合性
混合物と同一の重合性混合物を塗布し、硬化させて光導
波路を製造した。以上の操作により、屈折率1.479
の樹脂からなるクラッド、屈折率1.484からなるコ
アを有するシングルモードチャンネル導波路(深さ6μ
m、幅6μm)が製造できた。
Example 2 A reactive oligomer represented by the above structural formula (a) (where n = 1) was used as a component (85
wt.), an alicyclic epoxy (ERL4206) (18 wt.%) as a diluent, and a sulfonium salt (0.1 wt.%) as a photopolymerization initiator (curing agent). A mixture was prepared. This was applied to a substrate and photo-cured to form a lower cladding layer. The refractive index of the lower cladding layer was 1.479 at a wavelength of 1.3 μm. Next, a mixture containing a reactive oligomer having the same structure as one component (90 wt%) and a photopolymerization initiator 1 wt
% Was prepared and applied on the lower cladding layer by spin coating. A predetermined optical waveguide pattern (Y branch pattern) is added to the second polymerizable mixture.
UV light was applied through a mask having The irradiation dose is 20
It was 00 mJ / cm 2 . After light irradiation, the second polymerizable mixture was developed with an organic solvent. As a result, a core ridge pattern (Y-branch shape) in which only the light-irradiated portion was cured and remained was obtained. The refractive index of the core ridge after curing is
It was 1.484 at a wavelength of 1.3 μm. Thereafter, the same polymerizable mixture as the first polymerizable mixture was applied on the ridge pattern and the lower clad layer, and cured to produce an optical waveguide. By the above operation, the refractive index is 1.479.
Single-mode channel waveguide (having a depth of 6 μm) having a cladding made of
m, width 6 μm).

【0104】この光導波路をダイシングソーにより5c
mの長さに切り出し、挿入損失を測定した。損失は、波
長1.3μmで1.7dB/cm以下、1.55μmで
3dB/cm以下であった。また、150℃の高温下で
も顕著な損失の増加はなく、十分な耐熱性があった。
This optical waveguide was cut by a dicing saw to 5c.
m, and the insertion loss was measured. The loss was 1.7 dB / cm or less at a wavelength of 1.3 μm, and 3 dB / cm or less at a wavelength of 1.55 μm. In addition, even at a high temperature of 150 ° C., there was no significant increase in loss, and there was sufficient heat resistance.

【0105】<実施例3>実施例2に用いた第一の重合
性混合物(下部クラッド層の材料)を使用して下部クラ
ッド層を作製した。次に実施例2で用いた第二の重合性
混合物(コアの材料)を下部クラッド層上に塗布し、そ
の後、この全面を紫外線照射し、第二の重合性混合物に
よる平坦なコア層を形成した。次に、フォトレジスト用
組成物をこのコア層上に塗布し、これをパターン化して
レジスト膜を形成した。次いで、このレジスト膜をマス
クとして酸素ガスプラズマ反応による反応性イオンエッ
チングでドライエッチング加工し、Y分岐導波路パター
ンを有するコアリッジを得た。この後、このコアリッジ
パターンに下部クラッド層に用いたのと同じ第一の重合
性混合物を塗布して硬化させ、導波路素子を製造した。
この操作により、シングルモード導波路(深さ6μm、
幅6μm)が製造できた。この光導波路をダイシングソ
ーにより5cmの長さに切り出し、挿入損失を測定し
た。損失は、波長1.3μmで1.4dB/cm以下、
1.55μmで3dB/cm以下であった。また、挿入
損失の偏波依存性は、波長1.3μmでも0.1dB以
下であった。さらに、分岐についても過剰損失0.2d
B前後と良好な結果であった。また、85℃、85%R
Hの恒温恒湿下でも顕著な損失増加はなく、十分な対環
境信頼性を有していた。
Example 3 A lower clad layer was produced using the first polymerizable mixture (material of the lower clad layer) used in Example 2. Next, the second polymerizable mixture (core material) used in Example 2 was applied on the lower cladding layer, and then the entire surface was irradiated with ultraviolet light to form a flat core layer using the second polymerizable mixture. did. Next, a photoresist composition was applied on the core layer, and this was patterned to form a resist film. Next, using this resist film as a mask, dry etching was performed by reactive ion etching using an oxygen gas plasma reaction to obtain a core ridge having a Y-branch waveguide pattern. Thereafter, the same first polymerizable mixture as that used for the lower cladding layer was applied to the core ridge pattern and cured to produce a waveguide element.
By this operation, a single mode waveguide (6 μm deep,
6 μm in width). This optical waveguide was cut into a length of 5 cm using a dicing saw, and the insertion loss was measured. The loss is 1.4 dB / cm or less at a wavelength of 1.3 μm,
It was 3 dB / cm or less at 1.55 μm. The polarization dependence of the insertion loss was 0.1 dB or less even at a wavelength of 1.3 μm. Further, the excess loss of the branch is 0.2d.
The result was as good as around B. 85 ° C, 85% R
There was no remarkable increase in loss even under constant temperature and humidity of H, indicating that it had sufficient environmental reliability.

【0106】[0106]

【発明の効果】本発明によれば、本発明の重合性混合物
を用いて、低価格化と高性能化を同時に満たす光導波路
素子を実現することができる。さらに本発明によれば、
このような光導波路素子を安価に製造できる方法を提供
することができる。
According to the present invention, the use of the polymerizable mixture of the present invention makes it possible to realize an optical waveguide device that satisfies both low cost and high performance. Further according to the invention,
A method for manufacturing such an optical waveguide element at low cost can be provided.

【0107】本発明によれば、高品質な光導波路素子が
簡便に実現され、本発明の素子を使用することによっ
て、一般光学や、微小光学分野で、また、光通信や光情
報分野で用いられる種々の光伝送システムを安価に導入
することができる。
According to the present invention, a high quality optical waveguide device can be easily realized, and by using the device of the present invention, it can be used in general optics and micro optics, and in optical communication and optical information. Various optical transmission systems can be introduced at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(A)から図1(E)は、本発明の光る導
波路素子の製造方法の各工程を示す概略図である。
FIGS. 1A to 1E are schematic views showing each step of a method for manufacturing a luminous waveguide element of the present invention.

【図2】本発明の光導波路素子のコアリッジ(Y分岐)
を示す概略図である。
FIG. 2 shows a core ridge (Y branch) of the optical waveguide device of the present invention.
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 下部クラッド層 11 基板 12 コア用の第二の重合性混合物 13 マスク 14 紫外線 15 リッジパターン 16 上部クラッド層 17 コア部 18 マルチモードチャンネル導波路 20 Y分岐形状のリッジパターン Reference Signs List 10 lower clad layer 11 substrate 12 second polymerizable mixture for core 13 mask 14 ultraviolet ray 15 ridge pattern 16 upper clad layer 17 core part 18 multi-mode channel waveguide 20 Y-shaped ridge pattern

フロントページの続き (72)発明者 高原 秀行 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 丸野 透 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 村田 則夫 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 (72)発明者 都丸 暁 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 Fターム(参考) 2H047 KA04 PA02 PA21 PA24 PA28 QA05 TA11 TA41 4J036 AB03 AB05 AB07 DB02 DB06 DB15 DC02 DC41 FB03 GA19 GA22 GA24 GA25 HA02 JA15Continued on the front page (72) Inventor Hideyuki Takahara 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Toru Maruno 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun Within the Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Norio Murata Within NTT Advanced Technology Co., Ltd. 2-1-1 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo (72) Inventor Akira Tomaru Shinjuku-ku, Tokyo 2-1-1, Nishishinjuku NTT Advanced Technology Co., Ltd. F-term (reference) 2H047 KA04 PA02 PA21 PA24 PA28 QA05 TA11 TA41 4J036 AB03 AB05 AB07 DB02 DB06 DB15 DC02 DC41 FB03 GA19 GA22 GA24 GA25 HA02 JA15

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コアと、前記コアより屈折率の低いクラ
ッドとからなる導波路を有する光導波路素子であって、
少なくとも下記構造式(a)で表される反応性オリゴマ
ーと、熱または光重合開始剤とを含む重合性混合物を硬
化させた重合物を前記コアまたは前記クラッドの少なく
とも一方に用いたことを特徴とする光導波路素子。 【化1】 [式中、nは0または1から10の整数である。]
1. An optical waveguide device having a waveguide comprising a core and a clad having a lower refractive index than the core,
A polymer obtained by curing a polymerizable mixture containing at least a reactive oligomer represented by the following structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator is used for at least one of the core and the clad. Optical waveguide device. Embedded image [In the formula, n is 0 or an integer of 1 to 10.] ]
【請求項2】 請求項1に記載の光導波路素子であっ
て、前記重合性混合物が、分子内に炭素−炭素二重結合
を少なくとも1つ有するオリゴマーまたはプレポリマー
をさらに含むことを特徴とする光導波路素子。
2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the polymerizable mixture further includes an oligomer or a prepolymer having at least one carbon-carbon double bond in a molecule. Optical waveguide device.
【請求項3】 コアと、前記コアより屈折率の低いクラ
ッドとからなる導波路を有する光導波路素子の製造方法
であって、 (1)少なくとも、下記構造式(a)で表される反応性
オリゴマーと、熱または光重合開始剤とを含む第一の重
合性混合物を基板に塗布し、硬化させて下部クラッド層
を形成する工程、 【化2】 [式中、nは0または1から10の整数である。] (2)少なくとも、前記構造式(a)で表される反応性
オリゴマーと、熱または光重合開始剤とを含む第二の重
合性混合物を前記下部クラッド層上に塗布し、第二の重
合性混合物をパターン状に硬化させ、前記コアを形成す
る工程、 (3)少なくとも、前記構造式(a)で表される反応性
オリゴマーと、熱または光重合開始剤とを含む第三の重
合性混合物を前記下部クラッド層および前記コア上に塗
布し、硬化させて上部クラッド層を形成する工程を含む
ことを特徴とする光導波路素子の製造方法。
3. A method for manufacturing an optical waveguide device having a waveguide comprising a core and a clad having a lower refractive index than the core, comprising: (1) at least a reactivity represented by the following structural formula (a): Applying a first polymerizable mixture containing an oligomer and a heat or photopolymerization initiator to a substrate and curing to form a lower cladding layer; [In the formula, n is 0 or an integer of 1 to 10.] (2) A second polymerizable mixture containing at least the reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator is applied on the lower clad layer, and the second polymerization is performed. Curing the reactive mixture in a pattern to form the core, (3) a third polymerizable composition containing at least a reactive oligomer represented by the structural formula (a) and a heat or photopolymerization initiator. A method for manufacturing an optical waveguide device, comprising a step of applying a mixture on the lower clad layer and the core and curing the mixture to form an upper clad layer.
【請求項4】 請求項3に記載の光導波路素子の製造方
法であって、前記(2)の工程が、少なくとも、前記構
造式(a)で表される反応性オリゴマーと、熱または光
重合開始剤とを含む第二の重合性混合物を前記下部クラ
ッド層上に塗布し、マスクを通して光照射することによ
り第二の重合性混合物をパターン状に硬化させ、前記コ
アを得る工程であることを特徴とする光導波路素子の製
造方法。
4. The method for manufacturing an optical waveguide device according to claim 3, wherein the step (2) comprises: at least a reactive oligomer represented by the structural formula (a); and heat or photopolymerization. A second polymerizable mixture containing an initiator is coated on the lower clad layer, and the second polymerizable mixture is cured in a pattern by irradiating light through a mask to obtain the core. A method for manufacturing an optical waveguide device, comprising:
【請求項5】 請求項3に記載の光導波路素子の製造方
法であって、前記(2)の工程が、 (4)少なくとも、前記構造式(a)で表される反応性
オリゴマーと、熱または光重合開始剤とを含む第二の重
合性混合物を前記下部クラッド層上に塗布する工程、 (5)前記下部クラッド層上に塗布された第二の重合性
混合物を光照射により硬化させる工程、 (6)前記硬化された第二の重合性混合物上にレジスト
膜を形成し、該レジスト膜をパターンニングする工程、 (7)パターンニングされた前記レジスト膜をマスクと
して、硬化された前記第二の重合性混合物をパターン状
にエッチングし、前記コアを得る工程、とを含むことを
特徴とする光導波路素子の製造方法。
5. The method for manufacturing an optical waveguide device according to claim 3, wherein the step (2) comprises: (4) at least a reactive oligomer represented by the structural formula (a); Or a step of applying a second polymerizable mixture containing a photopolymerization initiator on the lower clad layer; and (5) a step of curing the second polymerizable mixture applied on the lower clad layer by light irradiation. (6) forming a resist film on the cured second polymerizable mixture, and patterning the resist film; (7) using the patterned resist film as a mask, Etching the second polymerizable mixture in a pattern to obtain the core.
【請求項6】 請求項3から5の何れか1項に記載の光
導波路素子の製造方法であって、前記第一の重合性混合
物、前記第二の重合性混合物または前記第三の重合性混
合物の少なくとも1つが、分子内に炭素−炭素二重結合
を少なくとも1つ有するオリゴマーまたはプレポリマー
をさらに含むことを特徴とする光導波路素子の製造方
法。
6. The method for manufacturing an optical waveguide device according to claim 3, wherein the first polymerizable mixture, the second polymerizable mixture, or the third polymerizable compound. A method for manufacturing an optical waveguide device, wherein at least one of the mixtures further includes an oligomer or a prepolymer having at least one carbon-carbon double bond in a molecule.
【請求項7】 請求項3から6の何れか1項に記載の光
導波路素子の製造方法であって、前記第三の重合性混合
物が前記第一の重合性混合物であることを特徴とする光
導波路素子の製造方法。
7. The method for manufacturing an optical waveguide device according to claim 3, wherein the third polymerizable mixture is the first polymerizable mixture. A method for manufacturing an optical waveguide device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7133592B2 (en) 2004-12-17 2006-11-07 Hitachi Cable, Ltd. Polymer optical waveguide and method of making the same
KR101394683B1 (en) * 2004-10-07 2014-05-14 히타치가세이가부시끼가이샤 Resin composition for optical waveguide, resin film for optical waveguide and optical waveguide using same

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KR101394683B1 (en) * 2004-10-07 2014-05-14 히타치가세이가부시끼가이샤 Resin composition for optical waveguide, resin film for optical waveguide and optical waveguide using same
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