JP2012063468A - Manufacturing method of optical waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信,光情報処理,位置センサ,その他一般光学で広く用いられる光導波路の製法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing an optical waveguide widely used in optical communications, optical information processing, position sensors, and other general optics.
光導波路は、通常、アンダークラッド層の表面に、光の通路であるコアを所定パターンに形成し、そのコアを被覆した状態で、オーバークラッド層を形成して構成されている。このような光導波路の量産性の向上を図るために、ロール・トゥ・ロール工程による製造が実施されており、形成材料である各種樹脂の硬化に伴う応力(硬化収縮)に耐えうる基材として、ステンレス(SUS)等のような金属製基材を用いる傾向がある。 The optical waveguide is usually configured by forming a core, which is a light path, in a predetermined pattern on the surface of the under cladding layer, and forming an over cladding layer in a state of covering the core. In order to improve the mass productivity of such optical waveguides, manufacturing by a roll-to-roll process has been carried out, and as a base material that can withstand the stress (curing shrinkage) associated with the curing of various resins as the forming material There is a tendency to use a metal substrate such as stainless steel (SUS).
上記SUSは塗膜の収縮応力による反りを抑制することができる安価な材料である反面、金属であり、その表面が微細な粗面であるため、コア形成における露光プロセスにおいて光の散乱反射を生起し、コアの壁面荒れが生じる場合がある。このため、例えば、アンダークラッド層形成材料に、紫外線吸収剤を導入することにより、上記SUS等の金属製基板の背面反射を抑制する手法が提案されている(特許文献1参照)。 SUS is an inexpensive material that can suppress warping due to shrinkage stress of the coating film, but it is a metal and its surface is a fine rough surface, which causes light scattering reflection in the exposure process in core formation. However, the wall surface of the core may be roughened. For this reason, for example, a technique has been proposed in which the back reflection of a metal substrate such as SUS is suppressed by introducing an ultraviolet absorber into the underclad layer forming material (see Patent Document 1).
この種の、光導波路を用いた光学式タッチパネルでは、オーバークラッド層にて光の出射部および入射部をレンズ形状にするため、インプリントプロセス製法により作製する必要がある。その際、光を出射するコア端部とオーバークラッド層(レンズ)間の位置精度を上げるため、予めコアにアライメントマークを作製し、アライメントカメラを用いて上記アライメントマークを認識しながらコアとオーバークラッド層の位置合わせを行ない、両者を貼り合わせる工程が必須となっている(特許文献2参照)。 In this type of optical touch panel using an optical waveguide, the light emitting part and the incident part are formed in a lens shape in the overcladding layer, and thus it is necessary to produce the optical touch panel by an imprint process manufacturing method. At that time, in order to improve the positional accuracy between the end of the core that emits light and the overcladding layer (lens), an alignment mark is prepared on the core in advance and the core and overcladding are recognized while recognizing the alignment mark using an alignment camera. The process of aligning the layers and bonding them together is essential (see Patent Document 2).
これまでの光導波路の製造工程では、上記アライメントカメラに使用される光源は可視光領域(波長400〜700nm)の光を照射するものが使用されており、かつ金属製基材として一般にSUSを使用することから、アライメントカメラにSUSの表面荒れが映り込むことになる。そのため、例えば、コアに設けられたアライメントマークのエッジ部のコントラストが低下し、その結果、アライメントカメラによるアライメントマークの検出精度が悪化するという問題が生起している。このような問題に対して、例えば、アライメントマーク形成においてハーフトーンマスク露光によるエッジの丸型化が提案されコントラストを明確にして認識の度合いを向上させるという改善が提案されている。しかしながら、根本原因であるSUS表面の荒れに起因した上記映り込みに対する直接的な解決手段ではないことや、上記ハーフトーンマスク露光方法によるアライメントマークの形成では、その出来上がりの精度が低いことから、アライメントマークの認識の向上という点で充分に満足のいくものではなく、生産効率(歩留り)の悪化を招いているのが実情である。 In the conventional optical waveguide manufacturing process, the light source used for the alignment camera is one that emits light in the visible light region (wavelength 400 to 700 nm), and SUS is generally used as the metal substrate. Therefore, the surface roughness of SUS is reflected on the alignment camera. For this reason, for example, the contrast of the edge portion of the alignment mark provided in the core is lowered, and as a result, there is a problem that the detection accuracy of the alignment mark by the alignment camera is deteriorated. For such a problem, for example, rounding of the edge by halftone mask exposure is proposed in forming the alignment mark, and an improvement has been proposed in which the degree of recognition is improved by clarifying the contrast. However, it is not a direct solution to the reflection due to the rough surface of the SUS surface, which is the root cause, and the alignment mark formation by the halftone mask exposure method has a low accuracy of the completion. The situation is that it is not fully satisfactory in terms of improving the recognition of the mark, and has led to a deterioration in production efficiency (yield).
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光導波路の伝播損失の低下が抑制され、かつアライメントマークの視認性が向上し、生産性に優れた光導波路の製法の提供をその目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing an optical waveguide that suppresses a decrease in propagation loss of the optical waveguide, improves the visibility of the alignment mark, and is excellent in productivity. And
上記の目的を達成するため、本発明の光導波路の製法は、金属製基板の表面にアンダークラッド層を形成する工程と、このアンダークラッド層表面にコアをパターン形成する工程と、上記アンダークラッド層の所定位置にアライメントマークを形成する工程と、オーバークラッド層の形状に対応する型面を有する凹部が形成され、上記アンダークラッド層に形成されたアライメントマークに対応するアライメントマークが所定位置に形成された成形型を準備する工程と、この成形型を、上記コアおよびアンダークラッド層が形成された金属製基板に対面させ、上記対応する一対のアライメントマークを基準に金属製基板と成形型を位置合わせする際に、成形型側から波長400〜700nmの光を照射しその照射光を利用して位置合わせする工程と、上記コアを被覆した状態でオーバークラッド層を形成する工程とを備え、上記アンダークラッド層が、波長400〜700nmの光を吸収する染料を含有し、かつ上記位置合わせに使用する波長400〜700nmの光に対して吸光度0.24以上の特性を有するものであるという構成をとる。 In order to achieve the above object, an optical waveguide manufacturing method according to the present invention includes a step of forming an underclad layer on the surface of a metal substrate, a step of patterning a core on the surface of the underclad layer, and the underclad layer. Forming an alignment mark at a predetermined position, a recess having a mold surface corresponding to the shape of the over clad layer is formed, and an alignment mark corresponding to the alignment mark formed on the under clad layer is formed at the predetermined position. A step of preparing a mold, and the mold facing the metal substrate on which the core and the under cladding layer are formed, and aligning the metal substrate and the mold with reference to the corresponding pair of alignment marks. When performing the alignment, irradiation is performed with light having a wavelength of 400 to 700 nm from the mold side, and alignment is performed using the irradiation light. And a step of forming an overcladding layer in a state of covering the core, wherein the undercladding layer contains a dye that absorbs light having a wavelength of 400 to 700 nm and is used for the alignment. It has a configuration in which it has a property of absorbance 0.24 or more with respect to light of ˜700 nm.
本発明者は、アライメントマークを用いた位置合わせの際に、アライメントカメラにSUSの表面荒れが映り込むことから、アライメントマークの検出精度が悪化して製造作業性が低下することを解決するために鋭意検討を重ねた。そして、まず、上記SUS表面の荒さに起因した映り込みを抑制するため、アンダークラッド層に、アライメントカメラにて用いられる光を吸収させる染料を導入することを想起し実験を行なった。しかし、上記染料の使用によりコア中の伝播光をも吸収するためか、染料の使用により光導波路の伝播損失が悪化する。このようなことから、アンダークラッド層には光導波路としての伝播損失を悪化させずに、かつSUS表面の荒れによる映り込みを抑制させアライメント用光を吸収することのできる特性を有する形成材料の使用が望まれる。本発明者は、このような観点から、さらに検討を重ねた結果、光導波路を伝播する波長(約850nm)に対して離れた波長帯領域に吸収特性を有する染料を選択して用い、形成したアンダークラッド層の吸光度を特定値以上となるように形成すると、染料導入による光導波路の伝播損失の悪化が抑制され、かつSUS表面の荒れによる映り込みが抑制されて、アライメントマークの視認性が向上することを見出し、本発明に到達した。 In order to solve the problem that the surface roughness of SUS is reflected on the alignment camera during alignment using the alignment mark, the detection accuracy of the alignment mark is deteriorated and the manufacturing workability is lowered. We studied earnestly. First, in order to suppress the reflection due to the roughness of the SUS surface, an experiment was conducted in consideration of introducing a dye that absorbs light used in the alignment camera into the under cladding layer. However, the propagation loss of the optical waveguide deteriorates due to the use of the dye to absorb the propagation light in the core. For this reason, the under-cladding layer uses a forming material having a characteristic capable of absorbing the alignment light without deteriorating the propagation loss as the optical waveguide and suppressing the reflection due to the rough surface of the SUS. Is desired. As a result of further studies from this point of view, the present inventor selected and used a dye having absorption characteristics in a wavelength band region distant from the wavelength (about 850 nm) propagating through the optical waveguide. When the undercladding layer is formed so that the absorbance exceeds a specific value, the deterioration of the propagation loss of the optical waveguide due to the introduction of the dye is suppressed, and the reflection due to the rough surface of the SUS is suppressed, thereby improving the visibility of the alignment mark. The present invention has been found.
すなわち、通常、高透明性が要求される光導波路形成材料では、光導波路構成部材(アンダークラッド層、コア、オーバークラッド層)中の伝播光を吸収するような着色成分を導入することは行なわないのが技術常識である。これは、直接、光が伝播するコアはもちろんのこと、その光は両クラッド層中に若干染みだしながら伝播するため、伝播損失の悪化の要因となるためである。しかしながら、光導波路の作製に際して、使用する金属製基板となるSUSの表面荒れがアライメントカメラに映り込むことによるアライメントマーク視認性悪化の低減を図るためには、使用するアライメントカメラ光源からの照射光に対応した吸光特性をアンダークラッド層に付与する必要があるのではないかと本発明者は想起した。そこで、本発明者は吸光特性を持たせるべく様々な手段を試行した結果、光導波路の光源波長(約850nm)に対して、離れた波長帯領域(400〜700nm)に吸光特性を備えた染料を用い、これをアンダークラッド層形成材料に配合し、得られたアンダークラッド層の吸光度が特定値以上となると、アライメントカメラへのSUS表面の荒れの映り込みが抑制されて、光導波路の伝播損失が維持されたまま、アライメントマークの視認性の向上を達成することが可能になったと推測される。 That is, normally, in an optical waveguide forming material that requires high transparency, a coloring component that absorbs propagating light in an optical waveguide component (under clad layer, core, over clad layer) is not introduced. It is technical common sense. This is because not only the core through which light directly propagates but also the light propagates while slightly leaking into both cladding layers, which causes deterioration of propagation loss. However, when manufacturing the optical waveguide, in order to reduce the deterioration of the visibility of the alignment mark due to the surface roughness of the SUS that is the metal substrate used being reflected in the alignment camera, the irradiation light from the alignment camera light source used is used. The present inventor has conceived that it is necessary to impart a corresponding light absorption characteristic to the underclad layer. Therefore, as a result of trying various means for providing the light absorption characteristic, the present inventor has obtained a light absorption characteristic in a wavelength band region (400 to 700 nm) distant from the light source wavelength (about 850 nm) of the optical waveguide. When this is added to the undercladding layer forming material and the absorbance of the obtained undercladding layer exceeds a specific value, the reflection of the SUS surface roughness on the alignment camera is suppressed, and the propagation loss of the optical waveguide It is presumed that it has become possible to improve the visibility of the alignment mark while maintaining the above.
このように、本発明の光導波路の製法では、アンダークラッド層が、波長400〜700nmの光を吸収する染料を含有し、かつ位置合わせに使用する波長400〜700nmの光に対して吸光度0.24以上の特性を有するよう形成される。このため、染料導入による光導波路の伝播損失の悪化が抑制され、例えば、SUS表面の荒れに起因したアライメントカメラへの映り込みが抑制されて、アライメントマークの視認性が向上する。したがって、光導波路の生産歩留りが向上して、優れた生産性が得られることとなる。 Thus, in the method for producing an optical waveguide of the present invention, the under cladding layer contains a dye that absorbs light having a wavelength of 400 to 700 nm, and has an absorbance of 0. 0 with respect to light having a wavelength of 400 to 700 nm used for alignment. It is formed to have 24 or more characteristics. For this reason, the deterioration of the propagation loss of the optical waveguide due to the introduction of the dye is suppressed. For example, the reflection on the alignment camera due to the roughness of the SUS surface is suppressed, and the visibility of the alignment mark is improved. Therefore, the production yield of the optical waveguide is improved, and excellent productivity is obtained.
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《光導波路の製法》
まず、光導波路の製法について詳しく説明する。
《Optical waveguide manufacturing method》
First, the manufacturing method of the optical waveguide will be described in detail.
まず、アンダークラッド層1を形成する際に用いる平板状の金属製基板10〔図1(a)参照〕を準備する。この基板10の形成材料としては、例えば、各種金属があげられるが、熱に対する伸縮耐性に優れ、上記光導波路の製造過程において、様々な寸法が設計値に略維持されるという観点から、SUS製基板が好ましい。また、基板10の厚みは、例えば、20μm(フィルム状)〜5mm(板状)の範囲内に設定される。
First, a flat metal substrate 10 (see FIG. 1A) used for forming the underclad
ついで、図1(a)に示すように、上記基板10の表面に、アンダークラッド層1を形成する。このアンダークラッド層1の形成材料としては、熱硬化性樹脂または感光性樹脂があげられる。上記熱硬化性樹脂を用いる場合は、その熱硬化性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、それを加熱することにより、アンダークラッド層1に形成する。一方、上記感光性樹脂を用いる場合は、その感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、それを紫外線等の照射線で露光することにより、アンダークラッド層1に形成する。アンダークラッド層1の厚みは、例えば、5〜30μmの範囲内に設定される。
Next, as shown in FIG. 1A, an under
そして、上記アンダークラッド層1の形成材料として、染料を用いることを本発明の最大の特徴とする。上記染料としては、波長400〜700nmの光を吸収することのできる染料が用いられ、例えば、上記波長帯領域に対して吸光特性を有する黄色染料、赤色染料、緑色染料等、すなわち、カラーインデックス(C.I.)として、黄色染料λmax440nm、赤色染料λmax515nm、緑色染料λmax689nm等があげられる。なかでも、光導波路を伝播する波長(約850nm)に対して離れた波長帯領域(例えば、400nm近傍)に吸光特性を有する黄色染料が好ましく用いられる。具体的には、有本化学社製のPlast yellow8070、Plast red8630、Plast green8620等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なお、本発明において、染料とは、水等の特定の溶媒に溶解可能な着色に用いられる有色の物質をいい、溶媒に不溶の顔料はこれに含まれない。
The greatest feature of the present invention is that a dye is used as a material for forming the under
上記染料の配合量は、染料の種類、アンダークラッド層の厚み等を考慮して、アンダークラッド層の吸光度が後述の範囲となるように適宜設定される。 The blending amount of the dye is appropriately set so that the absorbance of the under clad layer is in the range described later in consideration of the kind of the dye, the thickness of the under clad layer, and the like.
上記アンダークラッド層1の形成材料により形成されたアンダークラッド層1は、アライメントマークの視認性という観点から、波長400〜700nmの光に対して吸光度0.24以上の特性を有するものでなければならない。特に好ましくは吸光度0.24〜0.30である。すなわち、吸光度が低過ぎると、SUS表面の荒れによる映り込みの抑制効果が得られずアライメントマークの視認性が低下するからである。上記吸光度は、例えば、つぎのようにして測定される。すなわち、可視紫外吸収スペクトルによって、SUS基板上に作製したアンダークラッド層(厚み15μmに規格)を、積分球を用いた反射測定により吸光度を測定する。
The under-
つぎに、図1(b)に示すように、上記アンダークラッド層1の表面に、フォトリソグラフィ法により所定パターンのコア2を形成する。このコア2の形成材料としては、好ましくは、パターニング性に優れた感光性樹脂が用いられる。その感光性樹脂としては、例えば、アクリル系紫外線硬化樹脂,エポキシ系紫外線硬化樹脂,シロキサン系紫外線硬化樹脂,ノルボルネン系紫外線硬化樹脂,ポリイミド系紫外線硬化樹脂等があげられ、これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。また、コア2の断面形状は、例えば、パターニング性に優れた台形または長方形である。コア2の幅は、例えば、10〜500μmの範囲内に設定される。コア2の厚み(高さ)は、例えば、25〜100μmの範囲内に設定される。
Next, as shown in FIG. 1B, a
なお、上記コア2の形成材料としては、上記アンダークラッド層1および後述のオーバークラッド層3(図3参照)の形成材料よりも屈折率が高く、伝播する光の波長で透光性が高い材料が用いられる。上記屈折率の調整は、上記アンダークラッド層1,コア2,オーバークラッド層3の各形成材料である樹脂に導入する有機基の種類および含有量の少なくとも一方を変化させることにより、適宜、増加ないし減少させることができる。例えば、環状芳香族性の基(フェニル基等)を樹脂分子中に導入するか、あるいはその芳香族性基の樹脂分子中の含有量を増加させることにより、屈折率を大きくすることができる。他方、直鎖または環状脂肪族性の基(メチル基,ノルボルネン基等)を樹脂分子中に導入するか、あるいはその脂肪族性基の樹脂分子中の含有量を増加させることにより、屈折率を小さくすることができる。
The
上記コア2の形成とともに、上記アンダークラッド層1の所定位置となる両端部分〔図1(b)参照〕にアライメントマーク1aを形成する。上記アライメントマーク1aの形状としては、特に限定するものではなく、アライメントマークとして視認することができるものであればよい。また、上記アライメントマーク1aの形成方法としては、例えば、感光性樹脂材料(例えば、コア2形成材料)を用いてアプリケーターによりアンダークラッド層1上に塗工し乾燥させる。乾燥後、所定形状のフォトマスクを介して紫外線等の照射線を照射して露光を行なった後、加熱処理を行なうことにより露光部を硬化させる。つぎに、現像液(γ−ブチロラクトン等)を用いて未露光部を現像,水洗して除去し、乾燥することにより所定形状のアライメントマークを形成する。
Along with the formation of the
一方、図1(c)に示すように、オーバークラッド層形成用の成形型Mを準備する。上記成形型Mは、例えば、透光性樹脂(例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等)と透光性支持板G(例えば、石英ガラス、青板ガラス、ポリカーボネート、アクリル等)とを形成材料とし、オーバークラッド層の形状と同一形状の型部材を用いて型成形することにより、上記透光性樹脂を硬化させ、これを上記透光性支持板Gに固着させることにより作製することができる。上記成形型M〔図1(c)参照〕は、上記透光性樹脂の硬化体20の下面に、上記透光性支持板Gが固着され、上記透光性樹脂の硬化体20の上面に、上記オーバークラッド層3の形状に対応する型面を有する凹部21が2個形成されており、各凹部21の一端部分〔図1(c)では左端部分〕が、レンズ曲面21aに形成されている。
On the other hand, as shown in FIG.1 (c), the shaping | molding die M for over clad layer formation is prepared. The mold M is made of, for example, a translucent resin (eg, silicone resin, acrylic resin, epoxy resin) and a translucent support plate G (eg, quartz glass, blue plate glass, polycarbonate, acrylic). Then, by molding using a mold member having the same shape as that of the overcladding layer, the translucent resin can be cured and fixed to the translucent support plate G. . The mold M [see FIG. 1 (c)] has the translucent support plate G fixed to the lower surface of the cured
そして、上記成形型Mの両端部分には、前記アンダークラッド層1に設けられたアライメントマーク1aに対応するアライメントマーク22が設けられる。上記アライメントマーク22の形状は、前記アンダークラッド層1に設けられたアライメントマーク1aに対応する形状であれば特に限定するものではなく、またその形成方法も前記アライメントマーク1aの形成と同様である。
At both ends of the mold M, alignment marks 22 corresponding to the alignment marks 1a provided on the under
つぎに、上記成形型Mを、その凹部21を上にして、成形ステージ(図示せず)の上に設置し、その凹部21に、オーバークラッド層3〔図5参照〕の形成材料である液状の感光性樹脂3Aを充填する。
Next, the mold M is placed on a molding stage (not shown) with the
ついで、図2に示すように、凹部21内に液状の感光性樹脂3Aが充填された成形型M上に、コア2がパターン形成されたアンダークラッド層1を対峙させる。このとき、アンダークラッド層1上に設けられたアライメントマーク1aと成形型Mに設けられたアライメントマーク22とを、成形型M側から矢印L方向にアライメントカメラを用いて、光を照射してアライメントマーク1a,22とが一致することを確認して位置合わせが行なわれる。上記アライメントカメラの光には、一般に、可視光領域の波長400〜700nmの光が用いられる。
Next, as shown in FIG. 2, the
つぎに、図3に示すように、上記オーバークラッド層3の形成材料である感光性樹脂3A内に、上記アンダークラッド層1の表面にパターン形成されたコア2を浸した状態で、そのコア2を成形型Mの凹部21に対して位置決めし、上記アンダークラッド層1を上記成形型Mに押圧する。
Next, as shown in FIG. 3, the
上記位置決めしてアンダークラッド層1を成形型Mに押圧する際の荷重は、例えば、49〜980Nの範囲内に設定される。ここで、上記成形型Mの凹部21の形成部分は、樹脂製であることから、耐圧性のあるものとなっている。そのため、上記のようにアンダークラッド層1を成形型Mに押圧して密着させることができ、ばりの形成を防止することができる。
The load at the time of positioning and pressing the under-
つぎに、図4〔図3とは上下を逆に図示している〕に示すように、紫外線等の照射線を、上記成形型Mを通して上記感光性樹脂3Aに照射することにより、その感光性樹脂3Aを露光する。これにより、上記感光性樹脂3Aが硬化し、一端部分がレンズ部3aに形成されたオーバークラッド層3が形成される。なお、紫外線等の照射による露光に際しては、金属製基板10は作業ステージ(図示せず)に吸着固定される。上記オーバークラッド層3の厚み(アンダークラッド層1の表面からの厚み)は、例えば、25〜1500μmの範囲内に設定される。
Next, as shown in FIG. 4 (shown upside down from FIG. 3), the
そして、上記成形型Mから、上記オーバークラッド層3を、上記金属製基板10,アンダークラッド層1およびコア2と共に脱型し、図5に示すように、金属製基板10の表面に形成された、アンダークラッド層1とコア2とオーバークラッド層3とからなる光導波路を得る。この実施の形態では、2個の光導波路が形成されているが、一般に、2個以上の複数個の光導波路が形成され、光導波路を使用する際には、個々の光導波路が切り出され各種用途に供される。
Then, the over
さらに、上記オーバークラッド層3の脱型前または脱型後に、必要に応じて、加熱処理(例えば、70〜90℃程度)が適宜行なわれる。また、上記金属製基板10は、必要に応じて、アンダークラッド層1から剥離してもよい。
Further, before or after the
なお、上記実施の形態では、オーバークラッド層3の一端部分をレンズ部3aに形成したが、他端部分と同様に平面状に形成してもよい。
In the above embodiment, one end portion of the over clad
《光導波路の用途》
上記光導波路は、例えば、L字板状に形成することにより、タッチパネルにおける指等の触れ位置の検知手段(位置センサ)として用いることができる。すなわち、上記L字板状の光導波路において、複数のコア2を、上記L字板状の角部から内側端縁部に、等間隔に並列状態で延びたパターンに形成する。このようなL字板状の光導波路を2個作製する。そして、一方の光導波路の角部の外側に、発光素子を光結合し、他方の光導波路の角部の外側に、受光素子を光結合する。そして、それら光導波路を、タッチパネルの四角形のディスプレイの画面周縁部に沿って設置すると、タッチパネルにおける指等の触れ位置の検知手段として用いることができる。
《Use of optical waveguide》
The optical waveguide can be used, for example, as a detection means (position sensor) for a touch position of a finger or the like on the touch panel by forming an L-shaped plate. That is, in the L-shaped optical waveguide, a plurality of
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されるものではない。 Next, examples will be described together with comparative examples. However, the present invention is not limited to the examples.
〔実施例1〕
〈アンダークラッド層形成用ワニスの調製〉
脂肪族骨格を有するエポキシ樹脂をベースとした感光性ワニス中の固形エポキシ樹脂成分100重量部に対して、黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)0.2重量部を添加して、80℃の加熱下にて撹拌することにより染料成分を完全に溶解した。このようにして下記に示す各成分からなるアンダークラッド層形成用ワニスを調製した。
(アンダークラッド層形成用ワニス)
エポキシ樹脂(ダイセル社製、EHPE−3150)75重量部
エポキシ樹脂(日油社製、マープルーフG−0150M)25重量部
紫外線吸収剤(チバジャパン社製、TINUVIH479)5重量部
光酸発生剤(サンアプロ社製、CPI−200K)4重量部
溶媒(和光純薬社製、シクロヘキサノン)70重量部
黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)0.2重量部
[Example 1]
<Preparation of varnish for underclad layer formation>
To 100 parts by weight of the solid epoxy resin component in the photosensitive varnish based on the epoxy resin having an aliphatic skeleton, 0.2 part by weight of a yellow dye (Plast yellow 8070, manufactured by Arimoto Chemical Co., Ltd.) is added, The dye component was completely dissolved by stirring under heating at ° C. In this way, a varnish for forming an underclad layer comprising the following components was prepared.
(Under cladding layer varnish)
75 parts by weight of epoxy resin (manufactured by Daicel, EHPE-3150) 25 parts by weight of epoxy resin (manufactured by NOF Corporation, Marproof G-0150M) 5 parts by weight of photoacid generator (TINUVIH479, manufactured by Ciba Japan) Sun Apro, CPI-200K) 4 parts by weight Solvent (Wako Pure Chemical Industries, cyclohexanone) 70 parts by weight Yellow dye (Arimoto Chemical Co., Plast yellow 8070) 0.2 parts by weight
〈アンダークラッド層の作製〉
得られた上記ワニスをスピンコーターを用いて、SUS基材(厚み50μm)上に塗工し(5000rpm×10秒)、乾燥炉内にて150℃で3分間乾燥を行なった。得られた未硬化のアンダークラッド層をUV照射機にて〔B線、1000mJ(365nm)〕露光することによりアンダークラッド層を作製した(膜厚15μm)。露光後に加熱は行なわず、露光時に生じる熱によりエポキシ基の重合反応を進行させた。
<Preparation of underclad layer>
The obtained varnish was coated on a SUS substrate (thickness 50 μm) using a spin coater (5000 rpm × 10 seconds) and dried at 150 ° C. for 3 minutes in a drying furnace. The obtained uncured underclad layer was exposed with a UV irradiator [B line, 1000 mJ (365 nm)] to produce an underclad layer (film thickness: 15 μm). Heating was not performed after the exposure, and the polymerization reaction of the epoxy group was advanced by the heat generated during the exposure.
〈アライメントマークの作製〉
作製されたアンダークラッド層上に、アプリケーターを用いて下記に示すコアワニスを塗工し(アプリケーターギャップ約100μm)、乾燥炉内にて150℃で3分間乾燥を行なった。乾燥後、フォトマスクを介して露光(I線、3000mJ)を行なった後、120℃×10分間の加熱処理を行なった。つぎに、スプレー現像機によりγ−ブチロラクトンにて現像,水洗して未露光部を除去し、乾燥することによりアンダークラッド層上にアライメントマークを作製した。
(コアワニス)
エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製、157S70)85重量部
エポキシ樹脂(日油社製、マープルーフG−0250SP)10重量部
エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製、エピコート828)5重量部
光酸発生剤(サンアプロ社製、CPI−200K)4重量部
溶媒(和光純薬社製、乳酸エチル)55重量部
<Production of alignment marks>
On the produced under clad layer, the following core varnish was applied using an applicator (applicator gap: about 100 μm) and dried in a drying furnace at 150 ° C. for 3 minutes. After drying, exposure (I line, 3000 mJ) was performed through a photomask, followed by heat treatment at 120 ° C. for 10 minutes. Next, it developed with γ-butyrolactone with a spray developing machine, washed with water to remove the unexposed portion, and dried to produce an alignment mark on the undercladding layer.
(Core varnish)
Epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., 157S70) 85 parts by weight epoxy resin (manufactured by NOF Corporation, Marproof G-0250SP) 10 parts by weight epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Epicoat 828) 5 parts by weight Photoacid generator 4 parts by weight of solvent (manufactured by Sun Apro, CPI-200K) 55 parts by weight of solvent (produced by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., ethyl lactate)
〔実施例2〕
アンダークラッド層形成用ワニスにおいて、黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)の配合量を0.4重量部に変えた。それ以外は実施例1と同様にしてアンダークラッド層およびアライメントマークを作製した。
[Example 2]
In the varnish for forming the underclad layer, the amount of yellow dye (Plast yellow 8070, manufactured by Arimoto Chemical Co., Ltd.) was changed to 0.4 parts by weight. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the under clad layer and the alignment mark.
〔実施例3〕
アンダークラッド層形成用ワニスにおいて、黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)に代えて赤色染料(有本化学社製、Plast red8630)0.4重量部を用いた。それ以外は実施例1と同様にしてアンダークラッド層およびアライメントマークを作製した。
Example 3
In the undercladding layer forming varnish, 0.4 parts by weight of a red dye (Arimoto Chemical Co., Plast red8630) was used in place of the yellow dye (Arimoto Chemical Co., Plast yellow 8070). Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the under clad layer and the alignment mark.
〔実施例4〕
アンダークラッド層形成用ワニスにおいて、黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)に代えて赤色染料(有本化学社製、Plast red8630)1.2重量部を用いた。それ以外は実施例1と同様にしてアンダークラッド層およびアライメントマークを作製した。
Example 4
In the undercladding layer forming varnish, 1.2 parts by weight of a red dye (Arimoto Chemical Co., Plast red 8630) was used in place of the yellow dye (Arimoto Chemical Co., Plast yellow 8070). Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the under clad layer and the alignment mark.
〔実施例5〕
アンダークラッド層形成用ワニスにおいて、黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)に代えて緑色染料(有本化学社製、Plast green8620)0.3重量部を用いた。それ以外は実施例1と同様にしてアンダークラッド層およびアライメントマークを作製した。
Example 5
In the undercladding layer forming varnish, 0.3 part by weight of a green dye (Arimoto Chemical Co., Plast green8620) was used instead of the yellow dye (Arimoto Chemical Co., Plast yellow 8070). Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the under clad layer and the alignment mark.
〔実施例6〕
アンダークラッド層形成用ワニスにおいて、黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)に代えて緑色染料(有本化学社製、Plast green8620)0.5重量部を用いた。それ以外は実施例1と同様にしてアンダークラッド層およびアライメントマークを作製した。
Example 6
In the varnish for forming the underclad layer, 0.5 part by weight of a green dye (Plast green 8620, manufactured by Arimoto Chemical Co., Ltd.) was used instead of the yellow dye (Plast yellow 8070, manufactured by Arimoto Chemical Co., Ltd.). Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the under clad layer and the alignment mark.
〔比較例1〕
アンダークラッド層形成用ワニスにおいて、黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)の配合量を0.1重量部に変えた。それ以外は実施例1と同様にしてアンダークラッド層およびアライメントマークを作製した。
[Comparative Example 1]
In the varnish for forming the underclad layer, the amount of yellow dye (Plast yellow 8070 manufactured by Arimoto Chemical Co., Ltd.) was changed to 0.1 parts by weight. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the under clad layer and the alignment mark.
〔比較例2〕
アンダークラッド層形成用ワニスにおいて、黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)に代えて赤色染料(有本化学社製、Plast red8630)0.1重量部を用いた。それ以外は実施例1と同様にしてアンダークラッド層およびアライメントマークを作製した。
[Comparative Example 2]
In the undercladding layer forming varnish, 0.1 part by weight of a red dye (Arimoto Chemical Co., Plast red8630) was used instead of the yellow dye (Arimoto Chemical Co., Plast yellow 8070). Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the under clad layer and the alignment mark.
〔比較例3〕
アンダークラッド層形成用ワニスにおいて、黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)に代えて緑色染料(有本化学社製、Plast green8620)0.1重量部を用いた。それ以外は実施例1と同様にしてアンダークラッド層およびアライメントマークを作製した。
[Comparative Example 3]
In the undercladding layer-forming varnish, 0.1 part by weight of a green dye (Arimoto Chemical Co., Plast green 8620) was used instead of the yellow dye (Arimoto Chemical Co., Plast yellow 8070). Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the under clad layer and the alignment mark.
〔比較例4〕
アンダークラッド層形成用ワニスにおいて、黄色染料(有本化学社製、Plast yellow8070)の配合量を0.14重量部に変えた。それ以外は実施例1と同様にしてアンダークラッド層およびアライメントマークを作製した。
[Comparative Example 4]
In the varnish for forming the under cladding layer, the amount of yellow dye (Plast yellow 8070 manufactured by Arimoto Chemical Co., Ltd.) was changed to 0.14 parts by weight. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the under clad layer and the alignment mark.
〔比較例5〕
染料を用いなかった。それ以外は実施例1と同様にしてアンダークラッド層およびアライメントマークを作製した。
[Comparative Example 5]
No dye was used. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the under clad layer and the alignment mark.
上記のようにして作製した実施例品および比較例品について、下記に示す特性を測定,評価した。その結果を後記の表1に併せて示す。 The properties shown below were measured and evaluated for the example products and the comparative product manufactured as described above. The results are also shown in Table 1 below.
〔吸光度〕
SUS基材上に、厚み15μmにて作製したアンダークラッド層を、紫外可視近赤外分光光度計(日本分光社製、V−670)にて積分球を用いた反射モードにて吸光度を測定し、評価した。なお、ターゲットとする波長は、黄色染料は青色光源(470nm)、赤色染料は緑色光源(525nm)、緑色染料は赤色光源(660nm)とし、各染料を使用した際に使用する光源波長における吸光度で評価した。
[Absorbance]
On the SUS base material, the under clad layer produced with a thickness of 15 μm was measured for the absorbance in a reflection mode using an integrating sphere with an ultraviolet-visible-near infrared spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, V-670). ,evaluated. The target wavelengths are the blue light source (470 nm) for the yellow dye, the green light source (525 nm) for the red dye, the red light source (660 nm) for the green dye, and the absorbance at the light source wavelength used when each dye is used. evaluated.
〔視認性〕
アンダークラッド層側から、画像処理システム(カメラ含む、マニュファクチャリングシステム、シャープ社製、IV−S210X)を用いて、その光(下記の表1に示す光源からの波長の光)を照射してアライメントマークの視認性を目視により確認し評価した。その結果、SUSの映り込みが抑制され、アライメントマークが通常通り鮮明に確認されたものを○、SUSの映り込みによりアライメントマークの視認が困難となったものを×として評価した。
〔Visibility〕
Using an image processing system (including a camera, manufacturing system, manufactured by Sharp Corporation, IV-S210X) from the under clad layer side, the light (wavelength light from the light source shown in Table 1 below) is irradiated. The visibility of the alignment mark was visually confirmed and evaluated. As a result, SUS reflection was suppressed and the alignment mark was clearly confirmed as usual. The evaluation was evaluated as ◯, and the alignment mark was difficult to visually recognize due to the SUS reflection.
〔光導波路の伝播損失〕
得られた実施例品および比較例品について、カットバック法を用いて長さ5cmの波長850nmにおける伝播損失(dB/5cm)を測定した。
[Propagation loss of optical waveguide]
About the obtained Example goods and comparative example goods, the propagation loss (dB / 5cm) in wavelength 850nm of length 5cm was measured using the cutback method.
上記結果から、実施例にて作製されたアンダークラッド層は伝播損失を大きく損なうことなく、アライメントカメラによるアライメントマークの視認性が良好であった。これに対して、比較例品は、いずれもアライメントカメラによるアライメントマークの視認性に劣るものであった。 From the above results, the undercladding layer produced in the example had good visibility of the alignment mark by the alignment camera without significantly losing the propagation loss. On the other hand, all of the comparative example products were inferior in the visibility of the alignment mark by the alignment camera.
〈光導波路の作製〉
つぎに、光導波路を作製した。すなわち、図1(c)に示す、オーバークラッド層形成用の、透光性樹脂製(シリコーン樹脂)の硬化体20と石英ガラス板Gからなる成形型Mを準備するとともに、上記各実施例にて準備したアンダークラッド層形成用ワニス(オーバークラッド層形成にも使用)およびコアワニスを用いて前述の実施の形態での光導波路の製法に基づき、光導波路(図5参照)を作製した。その際、アライメントカメラ(表1に示す各光源からの波長の光を使用)によるアライメントマークの視認が良好であったため、作業性良く光導波路を製造することが可能となった。
<Production of optical waveguide>
Next, an optical waveguide was produced. That is, as shown in FIG. 1C, a mold M made of a translucent resin (silicone resin) cured
本発明の光導波路の製法は、光通信,光情報処理,タッチパネルにおける指等の触れ位置の検知手段(位置センサ)等に用いられる光導波路の製造に利用可能である。 The optical waveguide manufacturing method of the present invention can be used for manufacturing optical waveguides used in optical communication, optical information processing, detecting means (position sensor) for a touch position of a finger or the like on a touch panel, and the like.
1 アンダークラッド層
1a,22 アライメントマーク
2 コア
3 オーバークラッド層
M 成形型
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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JP2010206245A JP2012063468A (en) | 2010-09-15 | 2010-09-15 | Manufacturing method of optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
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