CN110998386B - 聚合物光波导 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚合物光波导，该聚合物光波导具有：芯、和配置于所述芯的周围并且折射率比所述芯低的包层，其中，所述聚合物光波导具有：所述芯的结合部，其沿着所述聚合物光波导的光的传播方向，并且所述包层的至少一部分不存在；以及涂覆型的除去膜(A)，其设置为与所述结合部的芯接触。

Description

聚合物光波导
技术领域
本发明涉及聚合物光波导。更具体而言涉及用于与硅光波导的隔热结合的聚合物光波导。
背景技术
提出一种低损失且低成本地将硅光波导与聚合物光波导连接的硅光子学接口(参照非专利文献1以及2、专利文献1)。
图16是表示这样的硅光子学接口的一个结构例的立体图，图17是其侧视图。
在图16所示的硅光子学接口100中，硅光波导200与聚合物光波导300的一端侧隔热结合。
为了将聚合物光波导300与光纤等连接，聚合物光波导300的另一端侧收容于套圈400。
在图16所示的聚合物光波导300设置有多个构成光波导的芯310。在图17所示的聚合物光波导300中的与硅光波导200结合的部位(隔热结合部位)设置有芯310露出的芯露出部。
图18是图16以及图17的硅光子学接口100的隔热结合部位的横剖视图。
在隔热结合部位中，硅光波导200的芯210和聚合物光波导300的芯310对置配置。硅光波导200中的芯210以外的部位是包层220。另一方面，聚合物光波导300中的芯310以外的部位是包层320。
在隔热结合部位中，在聚合物光波导300中的与硅光波导200的芯210对置的部位不设置包层，而是芯310露出。
为了将硅光波导200的芯210和聚合物光波导300的芯310配置为成为适当的位置关系，在硅光波导200设置有定位用凹部230，在聚合物光波导300设置有定位用凸部330。
另一方面，在聚合物光波导300中的收容于套圈400的部位设置有用于套圈400内的定位的构造。
图19是表示套圈400的一个结构例的图。
图19所示的套圈400由下部件410和上部件420构成。下部件410设置有用于收容并固定聚合物光波导300的凹部430。在该凹部430的底面设置有用于聚合物光波导300的定位的突条440。
另外，在下部件410形成有在与其他套圈(未图示)连接时用于插通销等固定部件的开口部450。
图20是图19所示的套圈400以及聚合物光波导300的横剖视图。在下部件410的凹部430的底面设置有用于聚合物光波导300的定位的突条440a以及440b。
另一方面，在聚合物光波导300的底面设置有用于与下部件410定位的突条340以及350。
如图20所示，通过突条440a与突条340抵接，突条440b与突条350抵接，在套圈400内，聚合物光波导300被定位为处于适当的位置关系。
专利文献1：美国专利第8、724、937号说明书
非专利文献1：Jie Shu，Ciyuan Qiu，Xuezhi Zhang，and Qianfan Xu，“Efficientcoupler between chip-level and board-level optical waveguides”，OPTICSLETTERS，Vol.36，No.18，pp3614-3616(2011)
非专利文献2：Tymon Barwics，and Yoichi Taira，“Low-Cost Interfacing ofFibers to Nanophotonic Waveguides：Design for Fabrication and AssemblyToleranes”，IEEE Photonics Journal，Vol.6，No.4，August，660818(2014)
可以明确，在图16所示的硅光子学接口100中，即便各构成要素即硅光波导200、聚合物光波导300以及套圈400本身以它们的单体处于良好的状态，在将它们组合成为硅光子学接口时，仍有可能产生连接不良。具体而言，有可能产生连接不良，所谓连接不良是指在硅光波导200与聚合物光波导300的隔热结合部位产生位置偏移，或者在隔热结合部位产生传递损失。
本申请的发明人们进行深入研究的结果发现，因某种原因附着于聚合物光波导的异物是产生上述连接不良的原因。具体而言，因附着于聚合物光波导300的芯露出部330的异物，产生所谓的在与硅光波导200的隔热结合部位产生位置偏移或者产生传递损失之类的连接不良。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够消除与其他部件的连接不良的聚合物光波导，。
为了实现上述目的，本发明的聚合物光波导具有：芯、和配置于所述芯的周围且折射率比所述芯低的包层，其中，所述聚合物光波导具有：
芯的结合部，其沿着所述聚合物光波导的光的传播方向，并且所述包层的至少一部分不存在；以及涂覆型的除去膜A，其设置为与所述结合部的芯接触。
优选为，本发明的聚合物光波导具有套圈结合部，并且在所述套圈结合部具有涂覆型的除去膜B。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述除去膜A以及/或者所述除去膜B的膜厚为1μm～500μm。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述除去膜A以及/或者所述除去膜B的膜厚为100μm时的380nm～780nm的可见光透过率为30％以上。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述除去膜A以及/或者所述除去膜B与所述聚合物光波导的剥离力为0.1N/25mm～2.5N/25mm。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述除去膜A以及/或者所述除去膜B具有剥离标签。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述剥离标签的硬度比所述除去膜A以及/或者所述除去膜B的硬度高。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，在所述剥离标签与所述聚合物光波导之间具有保护部。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述保护部与所述聚合物光波导的剥离力，比所述除去膜A以及/或者所述除去膜B与所述聚合物光波导的剥离力低。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述保护部由因UV照射而与所述聚合物光波导的粘接强度降低的材料形成。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，具有包含所述除去膜A以及所述除去膜B的除去膜C，在该除去膜C中，在所述除去膜A与所述除去膜B之间具有割断槽。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，在所述聚合物光波导与所述除去膜C之间存在依次配置有保护部以及剥离标签的部位，所述割断槽贯通所述除去膜C以及所述剥离标签并到达所述保护部。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述保护部的割断槽的深度为所述保护部的厚度的10～50％。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述除去膜A以及/或者所述除去膜B由不含有硅酮化合物的树脂组合物构成。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述除去膜A以及/或者所述除去膜B由包含开环聚合的化合物以及/或者其聚合物的树脂组合物构成。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述除去膜A以及/或者所述除去膜B由包含环状缩醛以及/或者其聚合物的树脂组合物构成。
优选为，在本发明的聚合物光波导中，所述除去膜A以及/或者所述除去膜B由包含1、3-二氧戊环以及/或者其聚合物的树脂组合物构成。
根据本发明的聚合物光波导，能够防止异物附着于与其他部件的连接部位。因此能够防止因异物的附着而导致的与其他部件的连接不良。
附图说明
图1是表示本发明的聚合物光波导的一个结构例的立体图。
图2是图1的聚合物光波导的侧视图。
图3是表示图1的聚合物光波导的使用方式的立体图。
图4是表示图1的聚合物光波导的使用方式的立体图。
图5是表示本发明的聚合物光波导的另一个结构例的俯视图。
图6是图5的聚合物光波导的侧视图。
图7是表示本发明的聚合物光波导的再一个结构例的俯视图。
图8是图7的聚合物光波导的侧视图。
图9是表示本发明的聚合物光波导的再一个结构例的俯视图。
图10是图9的聚合物光波导的侧视图。
图11是表示图10的聚合物光波导的使用方式的侧视图。
图12是表示图10的聚合物光波导的使用方式的侧视图。
图13是表示本发明的聚合物光波导的再一个结构例的立体图。
图14是表示图13的聚合物光波导的使用方式的侧视图。
图15是表示图13的聚合物光波导的使用方式的侧视图。
图16是表示硅光子学接口的一个结构例的立体图。
图17是图16的硅光子学接口的侧视图。
图18是表示图16以及图17所示的硅光子学接口中的硅光波导200与聚合物光波导300的隔热结合部位的剖视图。
图19是表示图16以及图17所示的硅光子学接口中的套圈400的一个结构例的立体图。
图20是表示图16以及图17所示的硅光子学接口中的聚合物光波导300与套圈400的连接部位的剖视图。
图21是针对例1表示除去膜的膜厚与波长380～780nm可见光透过率的关系的曲线图。
图22是针对例9表示除去膜的膜厚与波长380～780nm可见光透过率的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明。
图1是表示本发明的聚合物光波导的一个结构例的立体图，图2是其侧视图。
图1以及图2所示的聚合物光波导10a具有聚合物光波导主体20。聚合物光波导主体20具有芯(未图示)和配置于该芯的周围且折射率比该芯低的包层(未图示)。聚合物光波导主体20在其一端侧具有芯的结合部(以下记载为芯结合部)21。沿着该聚合物光波导主体20的光的传播方向，包层的至少一部分不存在，芯结合部21用于该聚合物光波导主体20的芯与硅光波导的芯的隔热结合。聚合物光波导主体20中的芯结合部21具有除去膜A30。即，图1以及图2所示的聚合物光波导10a具有设置为与聚合物光波导主体20中的芯结合部21的芯接触的除去膜A30。
图1以及图2所示的聚合物光波导10a通过具有除去膜A30，由此能够防止异物附着于芯结合部21。在使除去膜A30由后述的树脂组合物形成时，由于相对于芯结合部21的紧贴性较高，因此即便存在牢固地附着于芯结合部21的异物时，也能够通过剥离除去膜A30而除去牢固地附着于芯结合部21的异物。
图3以及图4是表示图1的聚合物光波导10a的使用方式的立体图。如图3以及图4所示，在使用图1的聚合物光波导10a时，从芯结合部21剥离除去膜A30。作为将除去膜A30从聚合物光波导主体20剥离的方法，存在用镊子等保持并拉动除去膜A30的端部将除去膜A30从聚合物光波导主体20剥离的方法、在除去膜A30的表面粘贴粘接胶带并通过拉动该粘接胶带而将除去膜A30从聚合物光波导主体20剥离的方法等。
通过在将芯结合部21的芯与硅光波导的芯进行隔热结合的前工序中，将除去膜A30剥离，由此芯结合部21的芯能够以除去了异物的状态与硅光波导的芯隔热结合。由此，附着于芯结合部21的异物所导致的位置偏移、传递损失之类的在隔热结合部位的连接不良被消除。
另外，虽然在与光纤等连接时，通常进行与光纤连接的聚合物光波导的端面的抛光，但能够防止在该抛光时产生的抛光屑附着于芯结合部21。
除去膜A30的膜厚不特别限定，但优选为1μm～500μm。在除去膜A30的膜厚小于1μm的情况下，虽然在该除去膜A30从树脂组合物固化得到的情况下，也有可能无法充分地除去附着于芯结合部21表面的异物。另外，有可能在除去膜A30产生针孔而无法防止异物向芯结合部21附着。另外，有可能在切断聚合物光波导10a或者进行端面抛光时，除去膜A30部分剥离。在抛光除去膜A30的膜厚小于1μm时，在剥离时除去膜A30有可能破损，从而成为伤痕、异物的原因。另外，在剥离除去膜A30时，作业性恶劣。另外，除去膜A30的膜厚更优选为5μm以上，进一步优选为10μm以上，进一步优选为15μm以上，特别优选为20μm以上。
另一方面，在除去膜A30的膜厚超过500μm的情况下，在将聚合物光波导10a单片化时进行切割工序时，除去膜A30有可能剥离。另外，聚合物光波导10a有可能变形。更优选除去膜A30的膜厚为400μm以下，进一步优选为300μm，进一步优选为250μm以下，进一步优选为200μm以下，特别优选为150μm以下。
对于除去膜A30，优选膜厚为100μm时的380nm～780nm的可见光透过率为30％以上。若该透过率小于30％，则难以从除去膜A30之上看到在芯结合部21存在的芯，在将聚合物光波导10a单片化时进行切割、端面抛光之类的加工作业、与硅光波导的芯隔热结合时的对准之类的安装作业有可能变得困难。
除去膜A30与聚合物光波导主体20的剥离力优选为0.1N/25mm～2.5N/25mm。在该剥离力小于0.1N/25mm的情况下，将聚合物光波导单片化时进行切割时，除去膜A30剥离，切割屑等异物有可能侵入除去膜A30与聚合物光波导主体20之间而附着于结合部21。
另一方面，在该剥离力超过2.5N/25mm的情况下，在除去膜A30剥离时，聚合物光波导主体20有可能破损。剥离力更优选为0.1N/25mm～2.3N/25mm，进一步优选为0.1N/25mm～2.0N/25mm，进一步优选为0.2N/25mm～1.5N/25mm，特别优选为0.4N/25mm～1.5N/25mm。
除去膜A30是涂覆型的除去膜。在本申请说明书中，所谓涂覆型的除去膜是指：在聚合物光波导主体20的表面涂覆有树脂组合物之后进行干燥、固化而形成膜。根据涂覆型的除去膜，能够在树脂组合物追随于聚合物光波导主体20的表面凹凸形状的状态下，形成除去膜A30。由于涂覆型的除去膜能够追随于聚合物光波导主体20的表面凹凸形状而紧贴，因此因未形成异物侵入聚合物光波导主体20与除去膜A30之间的空间等原因，从而能够防止异物向聚合物光波导主体20的表面附着。由于除去膜A30相对于聚合物光波导主体20的紧贴性较高，因此即便在牢固地附着于芯结合部21的异物存在的情况下，也能够通过剥离该除去膜A30，由此除去牢固地附着于芯结合部21的异物。
用于涂覆型的除去膜的树脂组合物优选不含有硅酮化合物。若将含有硅酮化合物的树脂组合物用于除去膜A30，则硅酮化合物有可能残留于芯结合部21，使得在隔热结合部位传播损失增加或者产生连接不良。
该树脂组合物优选含有固化时的体积收缩率较小的化合物。若固化时的体积收缩率较大，则有可能在形成除去膜A30时，在聚合物光波导主体20产生弯曲，或者在除去膜A30产生褶皱。如果是含有固化时的体积收缩率较小的化合物的树脂组合物，则不用担忧产生这样的问题。作为固化时的体积收缩率较小的化合物的具体例子，可列举开环聚合的化合物以及/或者其聚合物。作为开环聚合的化合物，例如可列举环状缩醛。因此，树脂组合物优选包含环状缩醛以及/或者其聚合物。
其中，该树脂组合物包含1、3-二氧戊环以及/或者其聚合物时，在涂覆树脂组合物后，能够在常温下固化而形成除去膜A30，在固化时的体积收缩率非常小的基础上所形成的除去膜A30具有伸缩性，因此即便因固化收缩多少产生应力，也能够通过除去膜A30的粘弹性而缓和该应力。作为包含1、3-二氧戊环以及/或者其聚合物的树脂组合物，也可以使用市售品。
图5是表示本发明的聚合物光波导的另一个结构例的俯视图，图6是其侧视图。在具有聚合物光波导主体20并且在该聚合物光波导主体20的一端侧具有芯结合部21这点，在具有设置为与聚合物光波导主体20中的芯结合部21的芯接触的除去膜A31这点以及它们的作用效果，图5以及图6所示的聚合物光波导10b与图1以及图2所示的聚合物光波导10a相同。
图5以及图6所示的聚合物光波导10b在聚合物光波导主体20的另一端侧具有套圈结合部22。在套圈结合部22设置有如图20所示的聚合物光波导300中的突条340以及350那样的用于套圈内的定位的构造。图5以及图6所示的聚合物光波导10b在该套圈结合部22具有除去膜B32。
在图16所示的硅光子学接口中，若异物因某种原因附着于聚合物光波导300与套圈400的结合部位，则产生连接不良，所谓连接不良是指产生与设置于套圈400内的定位用的构造(突条440)的位置偏移。
图5以及图6所示的聚合物光波导10b通过具有除去膜B32，由此能够防止异物附着于套圈结合部22。将上述的树脂组合物涂覆于树脂导波路主体20上使其固化而形成除去膜B32，由于对具有微小凹凸的套圈结合部22的表面追随性良好，因此优选。由于这样形成的涂覆型的除去膜B32相对于套圈结合部22的紧贴性较高，因此即便存在牢固地附着于该套圈结合部22的异物的情况下，也能够通过剥离除去膜B32而除去牢固地附着于该套圈结合部22的异物。
在使用图5以及图6所示的聚合物光波导10b时，通过从套圈结合部22剥离除去膜B32，由此能够以在套圈结合部22不存在异物的状态与套圈结合。作为将除去膜B32从聚合物光波导主体20剥离的方法存在用镊子等保持并拉动除去膜B32的端部将除去膜B32从聚合物光波导主体20剥离的方法、将粘接胶带粘贴于除去膜B32的表面并通过拉动该粘接胶带将除去膜B32从聚合物光波导主体20剥离的方法等。
由此，能够防止套圈内的位置偏移，例如套圈内的聚合物光波导被倾斜固定。其结果，在经由套圈而与光纤等连接时，能够抑制端面彼此的对芯偏离。
关于除去膜B32的膜厚、透过率、剥离力以及构成材料，与关于上述除去膜A30的记载相同。另外，在图5以及图6所示的聚合物光波导10b中，若使用同一材料形成除去膜A31以及除去膜B32，则能够同时形成除去膜A31以及除去膜B32，从而作业性提高，因此优选。
图7是表示本发明的聚合物光波导的再一个结构例的俯视图，图8是其侧视图。在具有聚合物光波导主体20并且在其一端侧具有芯结合部21这点，在具有设置为与聚合物光波导主体20中的芯结合部21的芯接触的除去膜A31这点，在另一端侧具有套圈结合部22并且在该套圈结合部22具有除去膜B32这点以及它们的作用效果，图7以及图8所示的聚合物光波导10c与图5以及图6所示的聚合物光波导10b相同。
在图7以及图8所示的聚合物光波导10c中，除去膜A31以及除去膜B32具有剥离标签40以及41。剥离标签40由剥离标签(主体)40a和剥离标签(板部)40b构成。剥离标签41由剥离标签(主体)41a和剥离标签(板部)41b构成。上述剥离标签40以及41在聚合物光波导主体20的端部配置剥离标签(板部)40b以及41b，对树脂组合物进行浇注封装而形成剥离标签(主体)40a以及41a。
在图7以及图8所示的聚合物光波导10c中，剥离标签(主体)40a以及41a成为除去膜A31以及除去膜B32剥离的起点。通过保持剥离标签(主体)40a以及41a将除去膜A31以及除去膜B32剥离，由此不会对聚合物光波导主体20带来损伤，能够容易地将除去膜A31以及除去膜B32剥离。
因此，剥离标签(主体)40a以及41a的硬度优选为比除去膜A31以及除去膜B32的硬度高。
另外，从除去膜A31以及除去膜B32的剥离性的观点看，优选除去膜A31以及除去膜B32与聚合物光波导主体20的弯曲强度不同。具体而言，优选满足以下所示的关系中的任一项。
除去膜A31以及除去膜B32的弯曲强度＞聚合物光波导主体20的弯曲强度
除去膜A31以及除去膜B32的弯曲强度＜聚合物光波导主体20的弯曲强度
另外，在前者的情况下，通过使聚合物光波导主体20屈曲，由此能够将除去膜A31以及除去膜B32剥离，因此即便没有剥离标签40以及41，也能够容易地剥离。
图9是表示本发明的聚合物光波导的再一个结构例的俯视图，图10是其侧视图。在具有聚合物光波导主体20并且在其一端侧具有芯结合部21这点，以及在另一端侧具有套圈结合部22这点，图9以及图10所示的聚合物光波导10d与图5以及图6所示的聚合物光波导10b相同。图9以及图10所示的聚合物光波导10d在包含芯结合部21以及套圈结合部22的聚合物光波导主体20的上表面整体具有除去膜C33。除去膜C33包含芯结合部21的除去膜A和套圈结合部22的除去膜B，并且为了将它们独立地剥离而具有割断槽60。优选在割断槽60的下方具有剥离标签42以及43，在更下方具有保护部(保护膜)50。即，优选在具有割断槽60的部位且在聚合物光波导主体20上，依次具有保护部50、剥离标签42以及43以及除去膜C33。优选在聚合物光波导主体20上形成有剥离标签42以及43以及除去膜C33之后，通过切割等方法形成割断槽60。通过在剥离标签42以及43与聚合物光波导主体20之间具有保护部50，由此能够防止在切割时在聚合物光波导主体20产生损伤。
另外，通过在剥离标签42以及43与聚合物光波导主体20之间具有保护部50，由此也能够防止在剥离除去膜C33时在聚合物光波导主体20产生损伤。图11以及图12是表示图10的聚合物光波导10d的使用方式的侧视图。具体而言，是表示从图10所示的聚合物光波导10d剥离除去膜C33的顺序的图。如图11所示，使包含聚合物光波导主体20以及除去膜C33的聚合物光波导10d整体屈曲，通过割断槽60使除去膜C33左右分离。接下来如图12所示，借助把持单元1000把持剥离标签43而将除去膜C33剥离。在该顺序时，通过具有保护部50，利用把持单元1000的接触，也能够防止在聚合物光波导主体20产生损伤。
另外，为了起到上述作用，剥离标签42以及43与除去膜C33的紧贴力优选为比剥离标签42以及43与保护部50的紧贴力高。
在图11以及图12中，虽然示出从聚合物光波导主体20将图中右侧的除去膜C33剥离的顺序，但在将图中左侧的除去膜C33从聚合物光波导主体20剥离的阶段，需要与除去膜C33一起将保护部50也从树脂导波路主体20剥离。因此，保护部50与聚合物光波导主体20的剥离力优选为比除去膜C33与树脂导波路主体20的剥离力低。
但是，如图11以及图12所示，在将图中右侧的除去膜C33从聚合物光波导主体20剥离的阶段，不一定需要保护部50与聚合物光波导主体20的剥离力比除去膜C33与树脂导波路主体20的剥离力低。
若将保护部50由因UV照射而与聚合物光波导主体20的粘接强度降低的材料形成，则在将图中左侧的除去膜C33从聚合物光波导主体20剥离的阶段，通过UV照射，能够使与聚合物光波导主体20的粘接强度降低，因此优选。
另外，从防止对聚合物光波导主体20的损伤的观点看，优选保护部50的构成材料为光固化性树脂。根据相同理由，在保护部50的构成材料为热固化性树脂的情况下，固化温度优选为100℃以下。
在图10所示的聚合物光波导10d中，保护部50和剥离标签42以及43也可以通过在聚合物光波导主体20上的规定位置粘贴遮挡胶带等树脂胶带而形成。在该情况下，在粘贴有构成保护部50的树脂胶带之后，在其上粘贴构成剥离标签42以及43的树脂胶带。在该状态下，在聚合物光波导主体20上涂覆树脂组合物，使该树脂组合物固化而形成了除去膜C33之后，通过切割等方法在除去膜C33的规定位置形成割断槽60。
图13是表示本发明的聚合物光波导的再一个结构例的立体图。在聚合物光波导主体20的上表面整体形成有除去膜C34这点，在除去膜C34形成有割断槽61这点，以及在具有割断槽61的部位中在聚合物光波导主体20上依次具有保护部51、剥离标签44以及除去膜C34这点，图13所示的聚合物光波导10e与图10所示的聚合物光波导10d相同。但是，图13所示的聚合物光波导10e的割断槽61的形状与图10所示的聚合物光波导10d不同，为U字状。另外，在图13所示的聚合物光波导10e中，割断槽61贯通除去膜C34以及剥离标签44而到达保护部51。按照上述顺序，在通过切割等方法形成割断槽61的情况下，如图示的方式那样割断槽61到达保护部51，在剥离除去膜C34时能够抑制异物的产生，因此是优选的。但是若割断槽61贯通保护部51，则会在切割时在聚合物光波导主体20产生损伤，因而不优选。因此保护部51中的割断槽61的深度优选为保护部51的厚度的10～50％。
图14以及15是表示图13的聚合物光波导10e的使用方式的侧视图。具体而言，是表示从图13所示的聚合物光波导10e将除去膜C34剥离的顺序的图。在图14中，通过把持单元1000把持剥离标签44将图中中央的除去膜C34剥离。通过在剥离标签44的下方存在保护部51，由此借助把持单元1000防止在聚合物光波导主体20产生损伤。
在聚合物光波导主体20具有屈曲性时，如图15所示，也可以一边用手指2000把持剥离标签44、一边使聚合物光波导10e整体屈曲，由此剥离除去膜C34。
以下，对本发明的聚合物光波导进行进一步记载。
在本发明的聚合物光波导中，聚合物光波导主体中的芯以及包层的构成材料只要是包层的折射率比芯的折射率低那样的产生折射率之差的材料，则不特别限定。例如，能够使用丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)那样的甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、苯氧基树脂、苯并环丁烯树脂、降冰片烯树脂、氟树脂、硅树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚(酰亚胺/异吲哚并喹唑啉二酮亚胺)树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚酮树脂、聚酯酰亚胺树脂等那样的聚酰亚胺树脂、聚苯并恶唑树脂、聚硅烷、聚硅氮烷咪唑树脂那样的各种树脂材料、有机无机杂化材料。
在这些材料中，氟树脂的吸水率或者吸湿率较低，对高温高湿的耐性优良，化学上的稳定性较高，因此优选作为芯、包层的材料。使用了氟树脂的聚合物光波导，折射率因外部环境的变化、特别是因湿度的变化的变动较小，特性稳定，另外光通信波段中的透明性较高。
本发明的聚合物光波导主体的制造方法不特别限定，能够使用各种方法。具体而言，能够使用复制(stamper)法、直接曝光法、将反应性离子蚀刻(RIE)与光刻工艺组合的方法、以注塑成形为基础的方法、光漂白法、直接描绘法、自己形成法等。
以下示出本发明的聚合物光波导主体的制造方法的一个例子。
首先，通过旋涂法在基板上涂覆含有包层构成材料的前体的涂覆液。接着，使包层构成材料的前体固化而形成比芯靠下方的包层(以下在本说明书中也称为“下包层”)。
接下来，通过旋涂法在下包层上涂覆含有芯构成材料的前体的涂覆液。接着，通过光刻工艺对芯构成材料的前体预聚物进行刻画图案，在下包层上形成芯。也可以在形成了芯之后，根据需要进行后烘焙。
接下来，通过旋涂法在下包层以及芯上涂覆含有包层构成材料的前体的涂覆液。接着，通过使包层构成材料的前体固化而形成比芯靠上方的包层(以下在本说明书中也称为“上包层”)，由此形成聚合物光波导主体。另外，在形成上包层时，通过光刻工艺能够沿着聚合物光波导主体的光的传播方向，形成上包层的至少一部分不存在的芯结合部。芯结合部用于聚合物光波导主体的芯与硅光波导的芯的隔热结合。
实施例
以下使用实施例对本发明进行更详细地说明，但本发明不限定于这些实施例。例1～例8是实施例，例9～例11是比较例。例1～例8是涂覆型的除去膜，例10～例11是薄膜型的除去膜。
(例1)
在本实施例中，制成图5以及图6所示的聚合物光波导10b。具体而言，通过分配器在聚合物光波导主体20的芯结合部21以及套圈结合部22涂覆含有开环聚合的化合物(1、3-二氧戊环)的溶液，之后在常温下使其固化而形成除去膜A31以及除去膜B32，从而获得聚合物光波导10b。
按照以下的顺序测定了除去膜A31以及除去膜B32的膜厚。
使用测微计(型号：MDC―MX，制造商：株式会社Mitutoyo公司制)测定出从聚合物光波导剥离的除去膜的膜厚。在除去膜的三个部位测定膜厚求出其平均值，作为除去膜的膜厚。除去膜的膜厚为200μm。
另外，针对除去膜A31以及除去膜B32，按照以下的顺序测定出膜厚为100μm时波长380nm～780nm的可见光透过率。
波长380nm～780nm的可见光透过率的测定使用LAX-C100(朝日分光株式会社制)作为光源，使用将HSU―100s(朝日分光)用作分光单元的透光率测定器来实施。
可见光透过率通过测定波长380nm～780nm的可见光透射光谱，根据JIS规格JISR3106(1998)来计算。
波长380nm～780nm的可见光透过率的计算，通过如下述式所示那样，对波长380～780nm的透射光谱乘以根据日光光谱和相对光谱灵敏度的波长分布得到的权重系数并且进行加权平均而求出。
【算式1】
Figure BDA0002383582990000131
算式中，τv是波长380～780nm的可见光透过率，Dλ是CIE日光D65的分光分布，Vλ是CIE光适应标准相对光谱灵敏度，τ(λ)是波长λ的透过率，ΣDλ×Vλ是权重系数的总和，ΣDλ×Vλ×τ(λ)是在权重系数上乘以透过率得到的值的总和。
如图21所示，膜厚为100μm时波长380～780nm的可见光透过率通过对各膜厚的可见光透过率进行制图，求出膜厚与可见光透过率的近似直线，计算膜厚为100μm时的可见光透过率而得到。膜厚为100μm时波长380～780nm的可见光透过率为52.9％。
使用自动绘图仪(型号：AG-X plus，制造商：岛津制作所制)测定出除去膜A31以及除去膜B32相对于聚合物光波导的剥离力。测定根据JIS Z0237(2009)记载的某个90°剥离试验来实施。测定条件为使剥离速度为2.5mm/min，剥离力用N/25mm来计算。剥离力为1.1N/25mm。
按照以下的顺序评价了除去膜A31以及除去膜B32的紧贴性。
通过切割切断带有除去膜A31以及除去膜B32的聚合物光波导10b，评价了除去膜A31以及除去膜B32相对于聚合物光波导10b的紧贴性。
对于切割，使用了切割装置(型号：DAD321，制造商：株式会社DISCO制)。切断条件以5mm/sec来实施。
评价基准如以下所示。
A：在通过切割切断带有除去膜的聚合物光波导时，除去膜未从聚合物光波导剥离，也未产生除去膜的位置偏移。
B：在通过切割切断带有除去膜的聚合物光波导时，存在产生除去膜的位置偏移的部分。
C：在通过切割切断带有除去膜的聚合物光波导时，存在除去膜从聚合物光波导的表面剥离而被除去的部分。
例1的除去膜的紧贴性的评价结果为A。
对聚合物光波导10b实施了以下评价。
(芯结合部21的异物量)
按照以下顺序评价了芯结合部21的异物量。
在观察之前除去紧贴于在除去膜A31的紧贴性评价中切断的聚合物光波导10b的芯结合部21的除去膜A31，利用光学显微镜观察芯结合部21的表面并评价了所附着的异物的数量。
使用光学显微镜(型号：STM6，制造商：奥林巴斯株式会社)，用5倍物镜观察芯结合部21的芯的表面，对附着于芯的表面的直径为1μm以上的异物的数量进行计数，并用以下评价基准进行了评价。
＜评价基准＞附着于芯结合部21(结合部仅指芯的表面)的直径为1μm以上的异物的数量
A：10个以下。
B：超过10个且50个以下。
C：超过50个且100个以下。
D：超过100个。
评价结果为A。
(套圈结合部22的异物量)
按照以下的顺序评价了套圈结合部22的异物量。
在观察之前除去紧贴于在除去膜B32的紧贴性评价中切断的聚合物光波导10b的套圈结合部22的除去膜B32，通过光学显微镜观察套圈结合部22的表面，并评价了附着的异物的数量。
使用光学显微镜(型号：STM6，制造商：奥林巴斯株式会社)，用5倍物镜观察套圈结合部22的芯的表面，对附着于芯的表面的直径为3μm以上的异物的数量进行计数，通过以下的评价基准进行了评价。
＜评价基准＞附着于套圈结合部22的直径为3μm以上的异物的数量
A：10个以下。
B：超过10个且50个以下。
C：超过50个且100个以下。
D：超过100个。
评价结果为A。
(例2)
在本实施例中，制成图7以及图8所示的聚合物光波导10c。具体而言，在通过与例1同样的顺序制成聚合物光波导10b之后，通过以下所示的顺序在除去膜A31以及除去膜B32的端部形成剥离标签40以及41，获得了聚合物光波导10c。
在使除去膜A31与剥离标签(板部)40b的端面接触的状态下(或者在将剥离标签(板部)40b的端面与光波导21的下部接触的状态下)，将包含开环聚合的化合物的溶液滴下，以使除去膜A31与剥离标签(板部)40b粘接，使其固化而形成剥离标签(主体)40a，由此形成了剥离标签40。同样地也形成了剥离标签41。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚，结果为200μm。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚为100μm时波长380～780nm的可见光透过率，结果为52.9％。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的剥离力，结果为1.1N/25mm。
按照与例1相同的顺序评价了除去膜A31以及除去膜B32的紧贴性，评价结果为A。
按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量，评价结果为A。
按照与例1相同的顺序评价了套圈结合部22的异物量，评价结果为A。
(例3)
在本实施例中，制成图9以及图10所示的聚合物光波导10d。具体而言，在光波导主体20的规定位置，以宽度2mm重叠两张遮挡胶带进行粘贴之后，将包含开环聚合的化合物的溶液涂覆于也包含遮挡胶带之上的表面，然后在常温下使其固化而形成有除去膜C33。之后，通过切割将割断槽60形成至遮挡胶带的下层的中途为止，从而得到聚合物光波导10c。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜C33的膜厚，结果为200μm。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜C33的膜厚为100μm时波长380～780nm的可见光透过率，结果为52.9％。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜C33的剥离力，结果为1.1N/25mm。
按照与例1相同的顺序评价了除去膜C33的紧贴性，评价结果为A。
按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量，评价结果为A。
按照与例1相同的顺序评价了套圈结合部22的异物量，评价结果为A。
(例4)
在本实施例中，制成图5以及图6所示的聚合物光波导10b。具体而言，通过包含开环聚合的化合物的溶液的分配器，将涂覆时的涂覆量相对于例1改变来实施，由此形成有膜厚150μm的除去膜A31以及除去膜B32。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚为100μm时波长380～780nm的可见光透过率，结果为52.9％。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的剥离力，结果为1.0N/25mm。
按照与例1相同的顺序评价了除去膜A31以及除去膜B32的紧贴性，评价结果为A。
按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量，评价结果为A。
按照与例1相同的顺序评价了套圈结合部22的异物量，评价结果为A。
(例5)
在本实施例中，制成图5以及图6所示的聚合物光波导10b。具体而言，将包含开环聚合的化合物的溶液以转速100rpm、30秒旋涂于聚合物光波导主体20的结合部21以及套圈结合部22，以60℃、120秒使其干燥而形成除去膜A31以及除去膜B32，得到聚合物光波导10b。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚，结果为100μm。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚为100μm时波长380～780nm的可见光透过率，结果为52.9％。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的剥离力，结果为0.9N/25mm。
按照与例1相同的顺序评价了除去膜A31以及除去膜B32的紧贴性，评价结果为A。
按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量，评价结果为A。
按照与例1相同的顺序评价了套圈结合部22的异物量，评价结果为A。
(例6)
在本实施例中，制成图5以及图6所示的聚合物光波导10b。具体而言，将包含开环聚合的化合物的溶液以转速300rpm、30秒旋涂于聚合物光波导主体20的芯结合部21以及套圈结合部22，以60℃、120秒使其干燥而形成除去膜A31以及除去膜B32，得到聚合物光波导10b。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚，结果为30μm。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚为100μm时波长380～780nm的可见光透过率，结果为52.9％。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的剥离力，结果为0.6N/25mm。
按照与例1相同的顺序评价了除去膜A31以及除去膜B32的紧贴性，评价结果为B。
按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量，评价结果为B。
按照与例1相同的顺序评价了套圈结合部22的异物量，评价结果为B。
(例7)
在本实施例中，制成图5以及图6所示的聚合物光波导10b。具体而言，将利用PGMEA以2:1的比例稀释包含开环聚合的化合物的溶液得到的溶液，以转速100rpm、30秒旋涂于聚合物光波导主体20的芯结合部21以及套圈结合部22，以60℃、120秒使其干燥而形成除去膜A31以及除去膜B32，从而得到聚合物光波导10b。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚，结果为20μm。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚为100μm时波长380～780nm的可见光透过率，结果为52.9％。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的剥离力，结果为0.4N/25mm。
按照与例1相同的顺序评价了除去膜A31以及除去膜B32的紧贴性，评价结果为B。
按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量，评价结果为B。
按照与例1相同的顺序评价了套圈结合部22的异物量，评价结果为B。
(例8)
在本实施例中，制成图5以及图6所示的聚合物光波导10b。具体而言，将利用PGMEA以2:1的比例稀释包含开环聚合的化合物的溶液得到的溶液，以转速500rpm、30秒旋涂于聚合物光波导主体20的芯结合部21以及套圈结合部22，以室温、15分钟以上使其干燥而形成除去膜A31以及除去膜B32，从而得到聚合物光波导10b。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚，结果为1μm。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚为100μm时波长380～780nm的可见光透过率，结果为52.9％。
虽然尝试按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的剥离力，但薄膜过薄，无法测定剥离力。
按照与例1相同的顺序评价了除去膜A31以及除去膜B32的紧贴性，评价结果为B。
按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量，评价结果为B。
按照与例1相同的顺序评价了套圈结合部22的异物量，评价结果为B。
(例9)
在本例中，在光波导主体20未形成剥离膜，按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量以及套圈结合部22的异物量。
在芯结合部21的芯较多地附着有切割带来的异物，评价结果为D。另外，在套圈结合部22也较多地附着有切割带来的异物，评价结果为D。
(例10)
在本例中，制成图5以及图6所示的聚合物光波导10b。具体而言，在聚合物光波导主体20的芯结合部21以及套圈结合部22，粘贴有具有粘着性的薄膜型的保护用自己剥离胶带(品名：SELFA-MP，制造商：积水化学制)作为除去膜A31以及除去膜B32。
除去膜A31以及除去膜B32的PET薄膜的膜厚为55μm。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的剥离力，结果为1.8N/25mm。
按照与例1相同的顺序评价了除去膜A31以及除去膜B32的紧贴性，评价结果为C。
按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量，评价结果为D。
按照与例1相同的顺序评价了套圈结合部22的异物量，评价结果为D。
由于例10的薄膜型的除去膜是剥离力高但硬度高难以弯曲的薄膜，因此无法追随于聚合物光波导的表面凹凸形状而紧贴，结果为在紧贴性的评价中除去膜剥离，聚合物光波导表面的异物量也较多。
(例11)
在本例中，制成图5以及图6所示的聚合物光波导10b。具体而言，在聚合物光波导主体20的芯结合部21以及套圈结合部22粘贴有具有粘着性的薄膜型的清洁胶带(品名：EC-7507，制造商：思美龙公司制)作为除去膜A31以及除去膜B32。
除去膜A31以及除去膜B32的膜厚为45μm。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的剥离力，结果为0.9N/25mm。
按照与例1相同的顺序评价了除去膜A31以及除去膜B32的紧贴性，评价结果为C。
按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量，评价结果为D。
按照与例1相同的顺序评价了套圈结合部22的异物量，评价结果为D。
例11的薄膜型的除去膜是硬度比例10的除去膜低且比例10的除去膜容易弯曲的薄膜。但是即便是例11的除去膜，也无法追随于聚合物光波导的表面凹凸形状而紧贴，结果为在紧贴性的评价中除去膜剥离，聚合物光波导表面的异物量也较多。
(例12)
在本例中，制成图5以及图6所示的聚合物光波导10b。具体而言，将包含丙烯酸酯的UV固化型的暂时固定用粘接剂(品名：TEMPLOC YG-100，制造商：Denka公司制)，以转速1000rpm、30秒旋涂于聚合物光波导主体20的芯结合部21以及套圈结合部22，使用超高压水银灯(品名：UL-7000，制造商：Quintel公司制)，照射条件为3000mJ/cm2，用10分钟进行UV照射使其光固化而形成除去膜A31以及除去膜B32，从而得到聚合物光波导10b。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚，结果为100μm。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的膜厚为100μm时波长380～780nm的可见光透过率，结果为80.2％。
在剥离前，再次使用超高压水银灯(品名：UL-7000，制造商：Quintel公司制)，照射条件为3000mJ/cm2，以10分钟进行UV照射之后，将其浸渍于温度80℃的温水中进行处理，使得成为可剥离的状态。
按照与例1相同的顺序测定出除去膜A31以及除去膜B32的剥离力，结果为0.95N/25mm。
按照与例1相同的顺序评价了除去膜A31以及除去膜B32的紧贴性，评价结果为A。
按照与例1相同的顺序评价了芯结合部21的异物量，评价结果为B。
按照与例1相同的顺序评价了套圈结合部22的异物量，评价结果为B。
虽然例12的除去膜比例5的除去膜紧贴力强，但难以使其剥离，结果剥离后的树脂导波路的形状卷曲。
(插入损失)
针对例1～例8，在剥离除去膜之后，按照以下的顺序测定出聚合物光波导的插入损失。
插入损失通过JPCA规格4.6.2.1缩减方法(2008)中记载的方法进行了测定。入射侧光纤与光波导的模式的组合中，在相当于JPCA规格、表4.6.1-1中记载的组合号6的组合的入射侧使用了单模光纤，在射出侧使用了单模光纤插入损失测定所使用的光纤，入射侧以及射出侧均使用了单模光纤(Corning公司制，零件编号：SMF128，NA0.11，芯径10μm)。作为在光学测定系统中使用的发光侧的光源，使用了具有LD光源(型号：AQ4213，制造商：安藤电气公司制)的单元(型号：AQ2140，制造商：安藤电气公司制)。在受光侧使用了功率计(型号：Q8221单元，制造商：Advantest公司制)和传感器单元(型号：Q82208，制造商：Advantest公司制)。
在例1～例8中确认了聚合物光波导10b的插入损失为2.0dB以下。
另外，虽然参照特定的实施方式详细地说明了本发明，但在不脱离本发明的精神和范围内能够施加各种变更、修正，这对本领域技术人员而言是显而易见的。
本申请基于2017年8月16日申请的日本专利申请2017-157129号，并将其内容作为参照而引入本申请。
附图标记说明：
10a、10b、10c、10d、10e…聚合物光波导；20…聚合物光波导主体；21…芯结合部；22…套圈结合部；30、31…除去膜A；32…除去膜B；33、34…除去膜C；40、41…剥离标签；40a、41a…剥离标签(主体)；40b、41b…剥离标签(板部)；42、43、44…剥离标签；50、51…保护部；60、61…割断槽；100…硅光子学接口；200…硅光波导；210…芯；220…包层；230…凹部；300…聚合物光波导；310…芯；320…包层；330…凸部；340、350…突条；400…套圈；410…下部件；420…上部件；430…凹部；440、440a、440b…突条；450…开口部；1000…把持单元；2000…手指。

Claims (15)

1.一种聚合物光波导，具有：芯、和配置于所述芯的周围且折射率比所述芯低的包层，其特征在于，
所述聚合物光波导具有：
所述芯的结合部，其沿着所述聚合物光波导的光的传播方向，并且所述包层的至少一部分不存在；以及
涂覆型的除去膜A，其通过在所述聚合物光波导的表面涂覆有树脂组合物之后进行干燥、固化而形成膜，并设置为与所述结合部的芯接触，
所述聚合物光波导具有套圈结合部，并且在所述套圈结合部具有涂覆型的除去膜B，
所述聚合物光波导具有包含所述除去膜A以及所述除去膜B的除去膜C，在该除去膜C中，在所述除去膜A与所述除去膜B之间具有割断槽。
2.根据权利要求1所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述除去膜A以及/或者所述除去膜B的膜厚为1μm～500μm。
3.根据权利要求2所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述除去膜A以及/或者所述除去膜B的膜厚为100μm时的380nm～780nm的可见光透过率为30％以上。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述除去膜A以及/或者所述除去膜B与所述聚合物光波导的剥离力为0.1N/25mm～2.5N/25mm。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述除去膜A以及/或者所述除去膜B具有剥离标签。
6.根据权利要求5所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述剥离标签的硬度比所述除去膜A以及/或者所述除去膜B的硬度高。
7.根据权利要求5所述的聚合物光波导，其特征在于，
在所述剥离标签与所述聚合物光波导之间具有保护部。
8.根据权利要求7所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述保护部与所述聚合物光波导的剥离力，比所述除去膜A以及/或者所述除去膜B与所述聚合物光波导的剥离力低。
9.根据权利要求8所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述保护部由因UV照射而与所述聚合物光波导的粘接强度降低的材料形成。
10.根据权利要求1所述的聚合物光波导，其特征在于，
在所述聚合物光波导与所述除去膜C之间存在依次配置有保护部以及剥离标签的部位，所述割断槽贯通所述除去膜C以及所述剥离标签并到达所述保护部。
11.根据权利要求10所述的聚合物光波导，其特征在于，
在所述聚合物光波导中，所述保护部的割断槽的深度为所述保护部的厚度的10～50％。
12.根据权利要求1～3中的任一项所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述除去膜A以及/或者所述除去膜B由不含有硅酮化合物的树脂组合物构成。
13.根据权利要求12所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述除去膜A以及/或者所述除去膜B由包含开环聚合的化合物以及/或者其聚合物的树脂组合物构成。
14.根据权利要求13所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述除去膜A以及/或者所述除去膜B由包含环状缩醛以及/或者其聚合物的树脂组合物构成。
15.根据权利要求14所述的聚合物光波导，其特征在于，
所述除去膜A以及/或者所述除去膜B由包含1、3-二氧戊环以及/或者其聚合物的树脂组合物构成。
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