WO2006133820A1 - Method for producing anisotropic waveguide structures for transmitting lightwaves - Google Patents

Method for producing anisotropic waveguide structures for transmitting lightwaves Download PDF

Info

Publication number
WO2006133820A1
WO2006133820A1 PCT/EP2006/005284 EP2006005284W WO2006133820A1 WO 2006133820 A1 WO2006133820 A1 WO 2006133820A1 EP 2006005284 W EP2006005284 W EP 2006005284W WO 2006133820 A1 WO2006133820 A1 WO 2006133820A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
photo
layer
monomers
oriented
liquid
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/005284
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Max Hunziker
Matthias Weber
Original Assignee
Atotech Deutschland Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atotech Deutschland Gmbh filed Critical Atotech Deutschland Gmbh
Publication of WO2006133820A1 publication Critical patent/WO2006133820A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1221Basic optical elements, e.g. light-guiding paths made from organic materials

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of anisotropic waveguides for the transmission of light waves.
  • the direction of light is based on total reflection at the transition between two different optically dense media, which does not absorb the wavelengths of the light to be transported in order to minimize the optical loss.
  • the conductive medium (core) has a higher refractive index than the surrounding medium (cladding).
  • the differences in refractive index between core and cladding define (typically between 0.01-0.1) the appropriate angles of incidence for the fiber optic cable.
  • the transmission of data by means of fiber-optic cable is mainly used in telecommunications by means of fiber-optic cable (point-to-point connections in various areas such as Submarine, Long Haul, Metro Backbone, Metro Access (BPA Report 762, "OPTICAL BACKPLANES, A Global Market and Technology Review 2000 - 2005 "), where bridges of up to several thousand kilometers are bridged) and optical elements (multiplexers, demultiplexers, etc.)
  • BPA Report 762 "OPTICAL BACKPLANES, A Global Market and Technology Review 2000 - 2005 ")
  • optical elements multiplexers, demultiplexers, etc.
  • PCB optical waveguides are based on isotropic materials (ie, the refractive index is macroscopic in all) Directions are the same size).
  • PCB printed circuit board
  • the waveguide structures are written directly in a suitable substrate by means of a light, laser or ion beam or generated by irradiation with light through a photomask. These methods are based on the local refractive index change in the treatment area.
  • Known processes are photolocking (US Pat. No. 3,809,732), photo-bleaching (Electronics Lett., 26, 1990, p. 379), photocrosslinking (US Pat. No. 3,809,686), diffusion process (US Pat. No. 5,402,514), laser ablation or ion bombardment (Peter St Hurb "The Optoboard Technology ", MQS Nordic Days, August 30-31, 2001. Disadvantages of these methods are the high process time in the "Writing" methods (especially for more complex structures) and the aging of unexposed areas.
  • Isotropic waveguides have the major disadvantage that the optical loss in curved structures can be very large and thus waveguides with radii of less than a few centimeters no longer effectively direct the light.
  • Anisotropic waveguides (US Pat. No. 5,949,943) can be produced from anisotropic materials, two types in principle being distinguished:
  • Waveguide core is made of anisotropic and mantle of isotropic materials (or vice versa core isotropic and mantle of anisotropic materials), the anistropic molecules and thus the refractive index are aligned so that the conditions for wave conduction in the conductor (high refractive index in the Core, lower in the coat) is met.
  • Waveguide core and cladding are made of anisotropic materials, with the anistropic molecules, and thus the refractive index, aligned to meet the conditions for waveguiding in the conductor (high refractive index in the core, lower in the cladding).
  • anisotropic waveguides it is necessary to control the orientation of the molecules and thus the anisotropy.
  • Typical methods for controlling the orientation are the stretching of polymers in the heat, the photopolymerization of suitable monomers in an electrical or magnetic Field or brushing a suitable support material onto which liquid crystals (or liquid crystal polymers) are subsequently applied, which then orient themselves to the fine scratches (J. Cognard "Alignment of Nematic Liquid Crystals & Their Mixtures", Mol. Crysta. Liq. Cryst. Supplement Ser.
  • LPP linearly photopolymerizable polymer
  • LCP linearly photopolymerizable polymer
  • LCP linearly polarized light
  • the invention has for its object to provide a method for producing anisotropic waveguide structures and in particular curved anisotropic waveguide structures, preferably with tight curve radii, which has or requires few process steps.
  • the method should have the potential for the full-surface generation of the waveguide structures in a Photoly- seuze.
  • the method should be able to use materials which have high thermal stability.
  • single-mode waveguides with widths of only 10 ⁇ m should preferably be realized in a simple manner using the method. be larra.
  • the method should continue to be free of dust, which is disadvantageous in the known Abtragungs vide.
  • the process should lead to waveguides with smooth surfaces and also be applicable to non-planar surfaces.
  • the invention relates to a process for the production of anisotropic waveguides for the transmission of light waves, which comprises the following steps (see FIG.
  • the invention further relates to a process which comprises the following steps (see Figure 2):
  • a photo-orientable polymer layer is first applied to a substrate such as e.g. FR-4 laminates, epoxy and polyimide films, copper, glass, etc. applied.
  • a substrate such as e.g. FR-4 laminates, epoxy and polyimide films, copper, glass, etc. applied.
  • Corresponding polymers are known, for example, from US Pat. No. 5,389,698 and European Patent Application EP 0 753 785 A1. These are in particular cinnamic acid derivatives of the formula
  • n is an integer of 400-600.
  • these photo-orientable polymers have a high glass transition temperature (about 130 0 C). They can be dissolved and processed in known solvents, for example methyl cellosolve acetate or cyclopentanone. Usually, the concentration of the photo-orientable polymer is in the range of 0.2-20%, preferably 0.5-10%, and more preferably 1-3%.
  • the solution of the photo-orientable polymer can be prepared by any coating method for liquids, such as bar coating, roller coating, curtain coating, spray coating, miniscus coating, etc, preferably by spin-coating at turns in the range of 200 U / min to 3000 U / min applied.
  • the layer After application, the layer is dried at a temperature of 160 0 C over a period of 10 min. Typically, layer thicknesses in the range of 10-1000 nm, preferably 50-100 nm, are achieved.
  • the photo-orientable polymer layer is passed through a patterned photomask, e.g. a photomask with linear structures, and a linearly polarizing filter (the polarization direction is, for example, perpendicular to the propagation direction of the linear structures) irradiated.
  • a patterned photomask e.g. a photomask with linear structures, and a linearly polarizing filter (the polarization direction is, for example, perpendicular to the propagation direction of the linear structures) irradiated.
  • the photomask is removed after the irradiation and the polarizer is rotated through an angle in the range of 1 ° - 180 ° and preferably 45 ° - 85 ° or 95 ° - 135 °, followed by a full-surface exposure of the coated substrate.
  • a structured polarization mask is used instead of the photomask with linear structures and the linearly polarizing filter, which contains the structures to be imaged in the form of differently oriented polarizers (see FIG.
  • This makes it possible to realize a multiplicity of different orientations in one exposure step, whereas according to the first embodiment of the method according to the invention one mask and one exposure step are necessary for each orientation.
  • the preparation of such masks is described in European patent application EP 0 753 785 A1. Two types are displayed:
  • the principle of the mask is based on the ability of liquid crystals to turn the electric field of light.
  • Such a photomask has two photo-orientated polymers are located between the liquid crystalline polymers. (Seele, H., Benecke, C. and Bacheis, T. SID DIGEST 03, 1162 (2003)).
  • the preferred direction of the liquid-crystalline units all point in the same direction, while in the lower part they have locally different directions. The orientations of linearly polarized light which transilluminates this mask are thereby rotated locally differently.
  • Another variant is the coating of a differently oriented photo-oriented polymer with a mixture of liquid-crystalline polymers and a dichroic substance (such as cyanoterphenyl).
  • Substances have the properties of absorbing different wavelengths differently depending on the orientation and therefore serve as molecular polarizers.
  • the dichroic molecules orient themselves the same way as the liquid crystalline monomers according to the given orientation of the photo-oriented polymers. By crosslinking the liquid-crystalline
  • the molecules are frozen in position. Isotropic light, which passes through such masks, then has locally different polarization directions.
  • the masks have the further advantage that they have direct contact with the photo-orientable polymer to be patterned and thus have less aberrations due to non-collimated light.
  • the lifetime of these masks is limited by the photolytic destruction of the dichroic molecules.
  • the irradiation of the photo-orientable polymer layer with linearly polarized light is generally carried out at room temperature with a radiation energy in the range of about 10 - 400 mJ / cm 2 and preferably 150 mJ / cm 2 and leads to a photoreaction between two polymer molecules in parallel lie to the polarization direction of the incident light.
  • This results in the orientation and cross-linking of the exposed portion of the coated substrate using a photo-oriented Polymer network is obtained.
  • the optical anisotropy is transferred into a steric anisotropy of the polymer layer, which is outstandingly suitable as an orientation layer for optically anisotropic material such as liquid crystals.
  • the orientations of the liquid crystals are frozen and thermally stable.
  • Such liquid-crystalline monomers are described, for example, in European Patent Application EP 1 094 103 A1. These are in particular the following monomers:
  • the monomers are dissolved in N-methylpyrrolidone or cyclopentanone, so that solutions typically containing 10 - 50% (w / w) can be obtained.
  • This solution is in turn applied by any coating method for liquids preferably by spin-coating.
  • the monomers are heated to a temperature above their clearing point and then cooled slowly (ie over a period of about 15 minutes or at a cooling rate of 1 K / min) so that they can align according to the already existing orientation layer.
  • the liquid-crystalline layer is preferably irradiated in a nitrogen atmosphere.
  • the irradiation can be carried out at ambient temperature with a radiation energy in the range of 1-10 J / cm 2, preferably about 2 J / cm 2 .
  • FIG. 1 and Figure 2 show schematically the steps of the inventive method for producing linear anisotropic waveguides.
  • FIG. 3 schematically shows a structured polarization mask which has differently oriented polarizers (the direction of the double arrows corresponds to the respective polarization direction), the orientation corresponding to the curved structure to be imaged.
  • Figure 4 shows linear anisotropic waveguide structures (made by the method shown in Example 1) viewed through crossed polarizers.
  • the different brightnesses correspond to different orientations of the liquid crystals.
  • Figure 5 shows linear anisotropic waveguide structures (made with the method shown in Example 2) viewed through crossed polarizers.
  • the different brightnesses correspond to different orientations of the liquid crystals.
  • FIG. 6 shows the scattered light image of the waveguide obtained with the structured polarization mask shown in FIG. 3 with a radius of curvature of 2 mm and a width of 10 microns. From the left, the light is coupled in by means of a GRIN fiber (GRadient Index, describe in F. Pedrotti, L: Pedrotti, W. Bausch, H. Schmidt “Optics for Engineers", Springer Verlag, Berlin, 1996).
  • GRIN fiber GRadient Index
  • FIG. 7 shows schematically exemplary dimensions of the structured polarization mask used in the method according to the invention.
  • the anisotropic waveguides produced by the method according to the invention can be used for transmitting light waves in corresponding components, in particular in printed circuit boards and chip carriers (chip-to-chip).
  • the waveguides produced by the method according to the invention surprisingly show an effective waveguide up to radii of curvature of only 2 mm without coupling out light in contrast to isotropic waveguides of a few cm.
  • anisotropic waveguides with radii of curvature of up to a few 100 .mu.m can be produced and preferably up to 1 mm can be obtained.
  • the inventive method is characterized by a few process steps. Furthermore, by using a polarization mask shown schematically in FIG. 3, it is possible to produce waveguide structures in a photolysis step.
  • the inventive method leads in particular with curved structures to an improved transmission of light waves.
  • Single-mode waveguides with widths of only 10 ⁇ m can be made easier by the procedure Be realized manner. Compared to known methods such as removal method, it also has the advantage that there is no dust.
  • the surfaces of the obtained waveguides are smooth and the method can also be applied to non-completely planar surfaces.
  • Example 1 (see Figure 1): Preparation of linear anisotropic waveguides, wherein the liquid crystals have an angle of 90 ° between the core and cladding
  • the film was exposed for 60 seconds through a photomask (3) with linear structures and a linear polarizing filter (4) (P-UV2 , Schneider Optician Werke GmbH; polarization direction perpendicular to the propagation direction of the linear structures) with a 1 kW Hg high pressure lamp (Thermo Oriel, model 92542) at room temperature with UV light (5) exposed (about 35 mW / cm 2 ).
  • the mask was removed, the polarizer was rotated by 90 ° C. and the entire surface of the layer was exposed for 30 s with the same lamp.
  • liquid-crystalline monomers (6) (Opalval 2130, commercial product from Vantico, Switzerland, 30% in cyclopentanone) was spin-coated onto the photo-oriented polymer layer at 1000 rpm
  • the layer was heated to 55 ° C. by means of a heat bench and cooled slowly (ie over a period of about 15 minutes or at a cooling rate of 1 K / min), so that the monomers could align in accordance with the orientation layer.
  • the monomer layer was irradiated in a nitrogen atmosphere at room temperature for 6 minutes with a 150 W UV lamp (7) (Walter Lemmen, Aktina S, main emission around 360 nm, 8 mW / cm 2 ).
  • the crosslinked liquid crystal layer was stable against mechanical and thermal stress. Looking at the cross-linked layer under crossed polarizers, it was recognized that it was birefringent (see Figure 4). The transitions between the cladding and the core of the waveguides were clearly visible. In the transition region between the cladding and the core, the orientation of the liquid crystals changes continuously from 90 ° (core) to 0 ° (cladding), the change taking place both clockwise and anticlockwise. From the frontal coupling of light by means of GRIN fibers and simultaneous measurement of the scattering losses over the length of a 100 ⁇ m wide waveguide, the attenuation to 7.7 dB / cm at 780 nm could be determined.
  • Example 2 Preparation of linear anisotropic waveguides, wherein the liquid crystals have an angle of 80 ° between the core and the cladding
  • a photo-orientable monomer layer was prepared as in Example 1 with the polarizer rotated only 80 ° between the first and second exposures. Subsequently, as in Example 1, the liquid-crystalline layer was produced and crosslinked. If the crosslinked layer was observed under crossed polarizers, the transitions between the cladding and the core of the waveguides were once again recognized; however, a direction of rotation of the liquid crystals in the same direction appeared in this region (see FIG. 5). From the frontal coupling of light by means of GRIN fibers and simultaneous measurement of the scattering losses over the length of a 100 ⁇ m wide waveguide, it was possible to determine the attenuation to be 5.8 dB / cm at 780 nm.
  • Example 3 Production of curved anisotropic waveguides by means of a structured polarization mask
  • a structured polarization mask (see FIG. 3) contains the structures to be imaged as locally differently oriented polarizers. In this way, curved structures can be produced with the polarization direction in the core perpendicular to the direction of the waveguide and the liquid crystals in the cladding at an angle of 85 ° to those in the core.
  • a photo-oriented polymer layer was prepared as in Example 1 using the patterned polarizing mask instead of the polarizing film. Subsequently, as in Example 1, the liquid-crystalline polymer layer was produced and crosslinked. Looking at the cross-linked layer under crossed polarizers, the transitions between the cladding and the core of the curved waveguides were visible.
  • FIG. 6 shows the end-side coupling of light by means of a GRIN fibers into a waveguide with a width of 10 ⁇ m and a radius of 2 mm. Clearly the very good guidance of the light is to be seen.

Abstract

A description is given of a method for producing anisotropic waveguides 5 the method comprises the following stages: (i) application of a photo-orientable polymer layer (2) to a substrate (1), (ii) exposure of the coated substrate through a patterned photomask (3) and a linearly polarizing polarizer (4) for orienting and crosslinking the exposed part of the coated substrate, a photo-oriented polymer network being obtained, (iii) removal of the photomask (3), (iv) rotation of the polarizer (4) through l°-180° and whole-area exposure of the coated substrate, (v) application of liquid-crystalline monomers (6) to the exposed layer and heating of the monomers to a temperature above their clearing point, slow cooling of the monomer layer to a temperature below its clearing point for its orientation according to that of the photo-oriented polymer network, and (vi) photo-induced crosslinking of the oriented liquid-crystalline monomer layer (6).

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON ANISOTROPEN WELLENLEITERSTRUKTUREN ZUR ÜBERTRAGUNG VON LICHTWELLEN METHOD FOR PRODUCING ANISOTROPIC WAVELINE STRUCTURES FOR TRANSMITTING LIGHT WAVES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von anisotropen Wellenleitern zur Übertragung von Lichtwellen.The invention relates to a method for the production of anisotropic waveguides for the transmission of light waves.
Die Leitung von Licht beruht auf Totalreflexion am Übergang zwischen zwei unterschiedlich optisch dichten Medien, wobei diese nicht die Wellenlängen des zu transportierenden Lichtes absorbieren, um den optischen Verlust gering zu halten. Das leitende Medium (Kern) hat dabei einen höheren Brechungsindex als das umge- bende Medium (Mantel). Die Unterschiede im Brechungsindex zwischen Kern und Mantel definieren (typischerweise zwischen 0,01-0,1) die geeigneten Einstrahlwinkel für die Lichtwellenleitung.The direction of light is based on total reflection at the transition between two different optically dense media, which does not absorb the wavelengths of the light to be transported in order to minimize the optical loss. The conductive medium (core) has a higher refractive index than the surrounding medium (cladding). The differences in refractive index between core and cladding define (typically between 0.01-0.1) the appropriate angles of incidence for the fiber optic cable.
Angewandt wird die Übertragung von Daten mittels Lichtwellenleitung vor allem in der Telekommunikation mittels Glasfaserkabel (Punkt-zu-Punkt-Verbindungen in verschiedenen Bereichen wie z.B. Submarine, Long Haul, Metro Backbone, Metro Access (BPA Report 762, „OPTICAL BACKPLANES, A Global Market and Technology Review 2000 - 2005"), wo bis zu mehrere tausend Kilometer überbrückt werden) und optischen Elementen (Muliplexer, Demultiplexer etc.). Der technologisch und physikalisch bedingte Engpass der konventionellen elektrischen Verbindungs- technik sowie der starke Anstieg der notwendigen Datentransferrate führten zu steigenden Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im Bereich der Integration von optischen Signalnetzwerkstrukturen auf Leiterplatten in Kombination mit elektrischen Verbindungen (Hybridtechnik). Die erfolgreiche Integration erfordert die Möglichkeit komplexere optische Verbindungsstrukturen aufzubauen.The transmission of data by means of fiber-optic cable is mainly used in telecommunications by means of fiber-optic cable (point-to-point connections in various areas such as Submarine, Long Haul, Metro Backbone, Metro Access (BPA Report 762, "OPTICAL BACKPLANES, A Global Market and Technology Review 2000 - 2005 "), where bridges of up to several thousand kilometers are bridged) and optical elements (multiplexers, demultiplexers, etc.) The technologically and physically caused bottleneck in conventional electrical connection technology and the sharp increase in the necessary data transfer rate have resulted Increasing research and development activities in the integration of optical signal network structures on printed circuit boards in combination with electrical connections (hybrid technology) .The successful integration requires the ability to build more complex optical interconnect structures.
Derzeitige optische Wellenleiter für Leiterplatten (Printed Circuit Boards / PCB) basieren auf isotropen Materialien (d.h. der Brechungsindex ist makroskopisch in allen Richtungen gleich gross). Um planare Strukturen zu generieren werden im Wesentlichen zwei grundsätzlich verschiedene Verfahren verwendet:Current printed circuit board (PCB) optical waveguides are based on isotropic materials (ie, the refractive index is macroscopic in all) Directions are the same size). In order to generate planar structures, essentially two fundamentally different methods are used:
1. Indirekte Verfahren: Hier wird mittel Heizprägestempel (Lehmacher, Neyer, Electronic Letters Vol. 36, No. 12, 2000, S. 1052-1053; E. Griese, D. Krabe, E. Strake in "Interconnects in VLSI Design", Ed. H. Grabinski, Kluwer Academics1. Indirect Processes: Here is used medium hot stamp (Lehmacher, Neyer, Electronic Letters Vol 36, No. 12, 2000, pp. 1052-1053, E. Griese, D. Krabe, E. Strake in "Interconnects in VLSI Design" , Ed H. Grabinski, Kluwer Academics
Publishers, Boston(MA), 2000), Laserablation (M. Kowatsch in Optische Aufbau- und Verbindungstechnik in der elektronischen Baugruppenfertigung", Ed. W. Scheel, Verlag Dr. Markus A. Detert, Templin/Uckermark, 2002; R. Osella- me, S. Taccheo, G. Cerullo, M. Marangoni, G. Sorbello, D. PoIIi, S. De SiI- vestri, P. Laporta, and R. Ramponi, SPIE Photonics Fabrication Europe, Octo- ber 28-November 1 , 2002, Brügge (Belgium)), fotolithografisch (DeForest, „Photoresist", 1975, S. 2,3; US 4,609,252) oder Ätzen von Strukturen (K. Schmieder "Einfache Integrationstechniken für optische Wellenleiter auf Leiterplatten-Niveau", Photonic 2001 , 17.-18. Mai 2001 , Electronic Forum) zu- nächst entweder erst der Wellenleiterkern und anschließend der Mantel erzeugt oder im Mantel eine Vertiefung erzeugt, die dann mit dem Kernmaterial gefüllt wird. Nachteile dieser Verfahren sind, dass sie sehr viele Prozessschritte erfordern, raue Oberflächen erzeugen, z.T. nicht großflächig (Heizprägeverfahren) angewendet werden können, teure Werkzeuge benötigen oder Staub generieren (Ablation).Publishers, Boston (MA), 2000), Laser Ablation (M. Kowatsch in Optical Assembly and Connection Technology in Electronic Assembly Production ", Ed. W. Scheel, Verlag Dr. Markus A. Detert, Templin / Uckermark, 2002, R. Osella - me, S. Taccheo, G. Cerullo, M. Marangoni, G. Sorbello, D. PoIIi, S. De Sisvestri, P. Laporta, and R. Ramponi, SPIE Photonics Fabrication Europe, Oct. 28-Nov 1, 2002, Bruges (Belgium)), Photolithographic (DeForest, "Photoresist", 1975, p.2,3, US 4,609,252) or Etching Structures (K. Schmieder "Simple Integration Techniques for Printed Circuit Board Optical Waveguides", Photonic 2001, May 17-18, 2001, Electronic Forum), either first the waveguide core and then the cladding is produced or a depression is produced in the cladding, which is then filled with the core material. Disadvantages of these methods are that they require very many process steps, produce rough surfaces, e.g. can not be applied over a large area (heating stamping process), require expensive tools or generate dust (ablation).
2. Direkte Verfahren: Die Wellenleiterstrukturen werden direkt in einem geeigneten Substrat mittels eines Licht-, Lasers- oder lonenstrahls geschrieben oder durch Bestrahlung mit Licht durch eine Photomaske erzeugt. Diese Verfahren beruhen auf der örtlichen Änderung des Brechungsindexes im Bereich der Behandlung. Bekannte Verfahren sind das Photolocking (US 3,809,732), Pho- tobleaching (Electronics Lett., 26, 1990, p. 379), Photocrosslinking (US 3,809,686), Diffusionsverfahren (US 5,402,514), Laserablation oder lonen- bombardment (Peter Sträub „The Optoboard Technology", MQS Nordic Days, 30.-31.08.2001). Nachteile dieser Verfahren sind die hohe Prozesszeit bei den „schreibenden" Methoden (insbesondere für komplexere Strukturen) und die Alterung der nicht belichteten Bereiche.2. Direct Methods: The waveguide structures are written directly in a suitable substrate by means of a light, laser or ion beam or generated by irradiation with light through a photomask. These methods are based on the local refractive index change in the treatment area. Known processes are photolocking (US Pat. No. 3,809,732), photo-bleaching (Electronics Lett., 26, 1990, p. 379), photocrosslinking (US Pat. No. 3,809,686), diffusion process (US Pat. No. 5,402,514), laser ablation or ion bombardment (Peter Sträub "The Optoboard Technology ", MQS Nordic Days, August 30-31, 2001. Disadvantages of these methods are the high process time in the "Writing" methods (especially for more complex structures) and the aging of unexposed areas.
Isotrope Wellenleiter haben den großen Nachteil, dass der optische Verlust bei gekrümmten Strukturen sehr groß werden kann und somit Wellenleiter mit Radien von weniger als einigen Zentimetern nicht mehr effektiv das Licht leiten.Isotropic waveguides have the major disadvantage that the optical loss in curved structures can be very large and thus waveguides with radii of less than a few centimeters no longer effectively direct the light.
Die wenigsten Materialien sind symmetrisch und kugelförmig und weisen daher auf mikroskopischer Ebene eine Anisotropie auf. Auf makroskopischer Ebene mittelt sich diese Anisotropie durch eine statistische Verteilung aller Orientierungen in allen drei Raumrichtungen für gasförmige, flüssige und nicht geordnete feste Materia- lien aus und das Material weist dann keine oder nur eine schwache Anisotropie auf, während Materie mit weitreichender Ordnung wie Kristalle oder Flüssigkristalle auch im makroskopischen Bereich anisotrop sein können.Very few materials are symmetrical and spherical and therefore have anisotropy at the microscopic level. On the macroscopic level, this anisotropy is averaged out by a statistical distribution of all orientations in all three spatial directions for gaseous, liquid, and disordered solid materials, and the material exhibits no or only weak anisotropy, while matter with far-reaching order like crystals or Liquid crystals may also be anisotropic in the macroscopic range.
Anisotrope Wellenleiter (US 5,949,943) lassen sich aus anisotropen Materialien herstellen, wobei grundsätzlich zwei Arten unterschieden werden:Anisotropic waveguides (US Pat. No. 5,949,943) can be produced from anisotropic materials, two types in principle being distinguished:
1. Wellenleiterkern wird aus anisotropen und Mantel aus isotropen Materialien hergestellt (bzw. umgekehrt Kern aus isotropen und Mantel aus anisotropen Materialien), wobei die anistropen Moleküle und somit der Brechungsindex so ausgerichtet werden, dass die Bedingungen für eine Wellenleitung im Leiter (hoher Brechungsindex im Kern, niedriger im Mantel) erfüllt ist.1. Waveguide core is made of anisotropic and mantle of isotropic materials (or vice versa core isotropic and mantle of anisotropic materials), the anistropic molecules and thus the refractive index are aligned so that the conditions for wave conduction in the conductor (high refractive index in the Core, lower in the coat) is met.
2. Wellenleiterkern und Mantel sind aus anisotropen Materialen, wobei die anistropen Moleküle und somit der Brechungsindex so ausgerichtet werden, dass die Bedingungen für eine Wellenleitung im Leiter (hoher Brechungsindex im Kern, niedriger im Mantel) erfüllt ist.2. Waveguide core and cladding are made of anisotropic materials, with the anistropic molecules, and thus the refractive index, aligned to meet the conditions for waveguiding in the conductor (high refractive index in the core, lower in the cladding).
Zur Herstellung anisotroper Wellenleiter ist eine Kontrolle über die Orientierung der Moleküle und somit der Anisotropie notwendig. Typische Verfahren zur Kontrolle der Orientierung sind das Strecken von Polymeren in der Wärme, das Photopoly- merisieren von geeigneten Monomeren in einem elektrischen oder magnetischem Feld oder das Bürsten eines geeigneten Trägermaterials, auf dem anschließend Flüssigkristalle (oder Flüssigkristallpolymere) aufgebracht werden, die sich dann an den feinen Kratzern orientieren (J. Cognard „Alignment of Nematic Liquid Crystals & Their Mixtures", Mol. Crysta. Liq. Cryst. Supplement Ser. (Gordon & Breach, New York, 1982)). Sie werden häufig in der LCD-Herstellung angewendet. Nachteile dieser Methoden ist die geringe örtliche Auflösung, verschiedene Orientierungen auf einer Fläche können nicht oder nur über viele Prozessschritte hergestellt werden bzw. eine kontinuierliche räumliche Änderung der Orientierung ist nicht möglich.To produce anisotropic waveguides, it is necessary to control the orientation of the molecules and thus the anisotropy. Typical methods for controlling the orientation are the stretching of polymers in the heat, the photopolymerization of suitable monomers in an electrical or magnetic Field or brushing a suitable support material onto which liquid crystals (or liquid crystal polymers) are subsequently applied, which then orient themselves to the fine scratches (J. Cognard "Alignment of Nematic Liquid Crystals & Their Mixtures", Mol. Crysta. Liq. Cryst. Supplement Ser. (Gordon & Breach, New York, 1982).) They are frequently used in LCD production Disadvantages of these methods is the low spatial resolution, different orientations on a surface can not be produced or only over many process steps. a continuous spatial change of orientation is not possible.
Ein Verfahren mit hoher räumlicher Auflösung bietet die LPP/LCP-Technologie (US 5,389,698; US 5,602,661 ). Die Bestrahlung einer photoempfindliche Schicht (LPP = linear photopolymerizable polymers) mit linear polarisiertem Licht führt zu einer Photoreaktion zwischen zwei Polymeren und zwar nur zwischen Molekülen, die parallel zur Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtes liegen. Dadurch wird die optische Anisotropie in eine sterische Anisotropie der Polymerschicht übertragen, die sich somit hervorragend als Orientierungsschicht für optisch anisotropes Material (wie z.B. Flüssigkristalle) eignet. Nach dem Aufbringen der Flüssigkristallmo- nomeren richten sich diese entsprechend der Orientierungsschicht aus und können durch Photolyse vernetzt werden. In der entstandenen, vernetzten Flüssigkristallschicht (LCP = liquid crystal polymers) sind die Orientierungen der Flüssigkristalle eingefroren und thermisch stabil.A high spatial resolution technique is provided by the LPP / LCP technology (US 5,389,698, US 5,602,661). Irradiation of a linearly photopolymerizable polymer (LPP) with linearly polarized light results in a photoreaction between two polymers only between molecules that are parallel to the polarization direction of the incident light. Thereby, the optical anisotropy is transferred into a steric anisotropy of the polymer layer, thus being excellent as an orientation layer for optically anisotropic material (such as liquid crystals). After application of the liquid-crystal monomers, these align according to the orientation layer and can be crosslinked by photolysis. In the resulting, crosslinked liquid crystal layer (LCP), the orientations of the liquid crystals are frozen and thermally stable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von anisotropen Wellenleiterstrukturen und insbesondere gekrümmten anisotropen Wellenleiterstrukturen, bevorzugt mit engen Kurvenradien, bereitzustellen, das wenige Verfahrensschritte aufweist bzw. erfordert. Vorzugsweise soll das Verfahren das Potential zur vollflächigen Erzeugung der Wellenleiterstrukturen in einem Photoly- seschritt haben.The invention has for its object to provide a method for producing anisotropic waveguide structures and in particular curved anisotropic waveguide structures, preferably with tight curve radii, which has or requires few process steps. Preferably, the method should have the potential for the full-surface generation of the waveguide structures in a Photoly- seschritt.
Des Weiteren sollen bei dem Verfahren Materialien eingesetzt werden können, die eine hohe thermische Stabilität aufweisen. Überdies sollen mit dem Verfahren bevorzugt Single-Mode-Wellenleiter mit Breiten von nur 10 μm in einfacher Weise rea- lisiert werden. Das Verfahren soll weiterhin frei von Staubentwicklung sein, die bei den bekannten Abtragungsverfahren nachteilig ist. Schließlich soll das Verfahren zu Wellenleitern mit glatten Oberflächen führen und auf nicht völlig planaren Oberflächen ebenfalls anwendbar sein.Furthermore, the method should be able to use materials which have high thermal stability. Moreover, single-mode waveguides with widths of only 10 μm should preferably be realized in a simple manner using the method. be lisiert. The method should continue to be free of dust, which is disadvantageous in the known Abtragungsverfahren. Finally, the process should lead to waveguides with smooth surfaces and also be applicable to non-planar surfaces.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von anisotropen Wellenleitern zur Übertragung von Lichtwellen, das die folgenden Stufen umfasst (vgl. Figur 1 ):The invention relates to a process for the production of anisotropic waveguides for the transmission of light waves, which comprises the following steps (see FIG.
(i) Aufbringen einer foto-orientierbaren Polymerschicht (2) auf ein Substrat (1 ),(i) applying a photo-orientable polymer layer (2) to a substrate (1),
(ii) Belichten des beschichteten Substrats durch eine strukturierte Fotomaske (3) und einen linear polarisierenden Polarisator (4) zur Orientierung und Vernetzung des belichteten Teils des beschichteten Substrats, wobei ein fotoorientiertes Polymernetzwerk erhalten wird,(ii) exposing the coated substrate through a patterned photomask (3) and a linear polarizing polarizer (4) to orient and crosslink the exposed portion of the coated substrate to yield a photopatterned polymer network,
(iii) Entfernen der Fotomaske (3),(iii) removing the photomask (3),
(iv) Drehen des Polarisators (4) um 1° - 180° und vollflächiges Belichten des be- schichteten Substrats,(iv) rotating the polarizer (4) by 1 ° -180 ° and exposing the coated substrate over the whole area,
(v) Aufbringen von flüssigkristallinen Monomeren (6) auf die belichtete Schicht und Erwärmen der Monomeren auf eine Temperatur oberhalb ihres Klärpunkts, langsames Abkühlen der Monomerschicht auf eine Temperatur unterhalb ihres Klärpunkts zu ihrer Orientierung entsprechend der des foto- orientierten Polymemetzwerks und(v) applying liquid crystalline monomers (6) to the exposed layer and heating the monomers to a temperature above their clearing point, slowly cooling the monomer layer to a temperature below its clearing point to its orientation corresponding to that of the photo-oriented polymer network and
(vi) fotoinduzierte Vernetzung der orientierten flüssigkristallinen Monomerschicht (6).(vi) Photo-induced crosslinking of the oriented liquid-crystalline monomer layer (6).
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren, das die folgenden Stufen umfasst (vgl. Figur 2):The invention further relates to a process which comprises the following steps (see Figure 2):
(i) Aufbringen einer foto-orientierbaren Polymerschicht (2) auf ein Substrat (1 ), (ii) Belichten des beschichteten Substrats durch eine strukturierte Polarisationsmaske (7), welche unterschiedlich orientierte Polarisatoren aufweist, wobei die Orientierung der abzubildenden Struktur entspricht, zur Orientierung und Vernetzung der foto-orientierbaren Polymerschicht, wobei ein foto-orientiertes Po- lymernetzwerk erhalten wird,(i) applying a photo-orientable polymer layer (2) to a substrate (1), (ii) exposing the coated substrate through a patterned polarizing mask (7) having differently oriented polarizers, the orientation corresponding to the structure to be imaged, for orientation and crosslinking of the photo-orientable polymer layer to yield a photo-oriented polymer network,
(iii) Aufbringen von flüssigkristallinen Monomeren (6) auf die belichtete Schicht und Erwärmen der Monomeren auf eine Temperatur oberhalb ihres Klärpunkts, langsames Abkühlen der Monomerschicht auf eine Temperatur unterhalb ihres Klärpunkts zu ihrer Orientierung entsprechend der des foto- orientierten Polymernetzwerks und(iii) applying liquid crystalline monomers (6) to the exposed layer and heating the monomers to a temperature above their clearing point, slowly cooling the monomer layer to a temperature below its clearing point to its orientation corresponding to that of the photo-oriented polymer network and
(iv) fotoinduzierte Vernetzung der orientierten flüssigkristallinen Monomerschicht.(iv) photo-induced crosslinking of the oriented liquid-crystalline monomer layer.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine foto-orientierbare Polymerschicht auf ein Substrat wie z.B. FR-4 Laminate, Expoxy- und Polyimidfilme, Kupfer, Glas, usw. aufgebracht. Entsprechende Polymere sind beispielsweise aus der US-Patentschrift 5,389,698 und der europäischen Patentanmeldung EP 0 753 785 A1 bekannt. Es handelt sich insbesondere um Zimtsäurederivate der FormelIn the method of the invention, a photo-orientable polymer layer is first applied to a substrate such as e.g. FR-4 laminates, epoxy and polyimide films, copper, glass, etc. applied. Corresponding polymers are known, for example, from US Pat. No. 5,389,698 and European Patent Application EP 0 753 785 A1. These are in particular cinnamic acid derivatives of the formula
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000007_0001
worin n eine ganze Zahl von 400-600 ist. Vorzugsweise weisen diese foto- orientierbaren Polymere eine hohe Glasübergangstemperatur (über 1300C) auf. Sie können in an sich bekannten Lösungsmitteln, beispielsweise Methylcellosolveacetat oder Cyclopentanon, aufgelöst und verarbeitet werden. Üblicherweise liegt die Konzentration des foto-orientierbaren Polymeren im Bereich von 0,2-20%, vorzugsweise 0,5-10% und besonders bevorzugt 1-3%. Die Lösung des foto-orientierbaren Polymeren kann durch jegliche Beschichtungs- methode für Flüssigkeiten, wie z.B. Bar-Coating, Roller-Coating, Curtain-Coating, Spray-Coating, Miniskus-Coating, etc, vorzugsweise durch Spin-coating bei Umdrehungen im Bereich von 200 U/min bis 3000 U/min, aufgebracht werden.where n is an integer of 400-600. Preferably, these photo-orientable polymers have a high glass transition temperature (about 130 0 C). They can be dissolved and processed in known solvents, for example methyl cellosolve acetate or cyclopentanone. Usually, the concentration of the photo-orientable polymer is in the range of 0.2-20%, preferably 0.5-10%, and more preferably 1-3%. The solution of the photo-orientable polymer can be prepared by any coating method for liquids, such as bar coating, roller coating, curtain coating, spray coating, miniscus coating, etc, preferably by spin-coating at turns in the range of 200 U / min to 3000 U / min applied.
Nach dem Aufbringen wird die Schicht bei einer Temperatur von 1600C über einen Zeitraum von 10 min getrocknet. Typischerweise werden Schichtdicken im Bereich von 10 - 1000 nm vorzugsweise 50 - 100 nm erreicht.After application, the layer is dried at a temperature of 160 0 C over a period of 10 min. Typically, layer thicknesses in the range of 10-1000 nm, preferably 50-100 nm, are achieved.
Danach wird die foto-orientierbare Polymerschicht durch eine strukturierte Fotomaske, z.B. eine Fotomaske mit linearen Strukturen, und einen linear polarisieren- den Filter (die Polarisationsrichtung ist beispielsweise senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der linearen Strukturen) bestrahlt. Gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach der Bestrahlung die Fotomaske entfernt und der Polarisator um einen Winkel im Bereich von 1° - 180° und vorzugsweise von 45° - 85° bzw. 95° - 135° gedreht, woran sich ein vollflächiges Belichten des beschichteten Substrats anschließt.Thereafter, the photo-orientable polymer layer is passed through a patterned photomask, e.g. a photomask with linear structures, and a linearly polarizing filter (the polarization direction is, for example, perpendicular to the propagation direction of the linear structures) irradiated. According to a first embodiment of the method according to the invention, the photomask is removed after the irradiation and the polarizer is rotated through an angle in the range of 1 ° - 180 ° and preferably 45 ° - 85 ° or 95 ° - 135 °, followed by a full-surface exposure of the coated substrate.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anstelle der Fotomaske mit linearen Strukturen und dem linear polarisierenden Filter eine strukturierte Polarisationsmaske verwendet, welche die abzubildenden Strukturen in Form unterschiedlich orientierter Polarisatoren enthält (vgl. Figur 3). Damit lassen sich eine Vielzahl an unterschiedlichen Orientierungen in einem Belichtungsschritt realisieren, während gemäss der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für jede Orientierung je eine Maske und ein Belichtungsschritt notwendig sind. Die Herstellung solcher Masken ist in der europäischen Patentanmeldung EP 0 753 785 A1 beschrieben. Es werden dabei zwei Typen dar- gestellt:According to a second embodiment of the method according to the invention, a structured polarization mask is used instead of the photomask with linear structures and the linearly polarizing filter, which contains the structures to be imaged in the form of differently oriented polarizers (see FIG. This makes it possible to realize a multiplicity of different orientations in one exposure step, whereas according to the first embodiment of the method according to the invention one mask and one exposure step are necessary for each orientation. The preparation of such masks is described in European patent application EP 0 753 785 A1. Two types are displayed:
1. Das Prinzip der Maske beruht auf der Fähigkeit von Flüssigkristallen das elektrische Feld von Licht zu drehen. Solch eine Fotomaske besitzt zwei fotoorien- tierte Polymeren zwischen den sich flüssigkristalline Polymere befinden. (Sei- berle, H.; Benecke, C. und Bacheis, T. SID DIGEST 03, 1162 (2003)). Im oberen Teil der Maske zeigt die bevorzugte Richtung der flüssigkristallinen Einheiten alle in die gleiche Richtung, während sie im unteren Teil lokal unterschied- liehe Richtungen haben. Die Orientierungen von linear polarisiertem Licht, welches diese Maske durchleuchtet, wird dadurch lokal unterschiedlich gedreht.1. The principle of the mask is based on the ability of liquid crystals to turn the electric field of light. Such a photomask has two photo-orientated polymers are located between the liquid crystalline polymers. (Seele, H., Benecke, C. and Bacheis, T. SID DIGEST 03, 1162 (2003)). In the upper part of the mask, the preferred direction of the liquid-crystalline units all point in the same direction, while in the lower part they have locally different directions. The orientations of linearly polarized light which transilluminates this mask are thereby rotated locally differently.
2. Eine andere Variante ist die Beschichtung eines mit unterschiedlich Richtungen foto-orientiertes Polymer mit einer Mischung aus flüssigkristallinen PoIy- meren und einer dichroistischen Substanz (wie z.B. Cyanoterphenyl). Diese2. Another variant is the coating of a differently oriented photo-oriented polymer with a mixture of liquid-crystalline polymers and a dichroic substance (such as cyanoterphenyl). These
Substanzen haben die Eigenschaften, bestimmte Wellenlängen abhängig von der Orientierung unterschiedlich stark zu absorbieren und dienen daher als molekulare Polarisatoren. Die dichroistischen Moleküle orientieren sich gleich wie die flüssigkristallinen Monomere entsprechend der vorgegebenen Orientie- rung der foto-orientierten Polymere. Durch Vernetzung der flüssigkristallinenSubstances have the properties of absorbing different wavelengths differently depending on the orientation and therefore serve as molecular polarizers. The dichroic molecules orient themselves the same way as the liquid crystalline monomers according to the given orientation of the photo-oriented polymers. By crosslinking the liquid-crystalline
Monomere werden die Moleküle in ihrer Position eingefroren. Isotropes Licht, welches solche Masken passiert, weist anschließend lokal unterschiedliche Polarisationsrichtungen auf. Neben der Verwendung von isotropem Licht haben die Masken den weiteren Vorteil, dass sie direkten Kontakt mit dem zu strukturierenden, foto-orientierbaren Polymer haben und somit weniger Abbildungsfehler durch nicht kollimiertes Licht aufweisen. Allerdings ist die Lebensdauer dieser Masken beschränkt durch die photolytische Zerstörung der dichroistischen Moleküle.Monomers, the molecules are frozen in position. Isotropic light, which passes through such masks, then has locally different polarization directions. In addition to the use of isotropic light, the masks have the further advantage that they have direct contact with the photo-orientable polymer to be patterned and thus have less aberrations due to non-collimated light. However, the lifetime of these masks is limited by the photolytic destruction of the dichroic molecules.
Die Bestrahlung der foto-orientierbaren Polymerschicht mit linear polarisiertem Licht erfolgt im Allgemeinen bei Raumtemperatur mit einer Strahlungsenergie im Bereich von etwa 10 - 400 mJ/cm2 und vorzugsweise bei 150 mJ/cm2 und führt zu einer Fotoreaktion zwischen jeweils zwei Polymermolekülen, die parallel zur Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts liegen. Dies führt zur Orientierung und Vernetzung des belichteten Teils des beschichteten Substrats, wobei ein foto-orientiertes Polymernetzwerk erhalten wird. Dadurch wird die optische Anisotropie in eine steri- sche Anisotropie der Polymerschicht übertragen, die sich hervorragend als Orientierungsschicht für optisch anisotropes Material wie z.B. Flüssigkristalle eignet. Nach dem Aufbringen der Flüssigkristallmonomeren richten sich diese entsprechend der Orientierungsschicht aus und können durch Fotolyse vernetzt werden. In der vernetzen Flüssigkristallschicht sind die Orientierungen der Flüssigkristalle eingefroren und thermisch stabil.The irradiation of the photo-orientable polymer layer with linearly polarized light is generally carried out at room temperature with a radiation energy in the range of about 10 - 400 mJ / cm 2 and preferably 150 mJ / cm 2 and leads to a photoreaction between two polymer molecules in parallel lie to the polarization direction of the incident light. This results in the orientation and cross-linking of the exposed portion of the coated substrate using a photo-oriented Polymer network is obtained. As a result, the optical anisotropy is transferred into a steric anisotropy of the polymer layer, which is outstandingly suitable as an orientation layer for optically anisotropic material such as liquid crystals. After the application of the liquid crystal monomers, these align according to the orientation layer and can be crosslinked by photolysis. In the crosslinked liquid crystal layer, the orientations of the liquid crystals are frozen and thermally stable.
Solche flüssigkristallinen Monomeren sind beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 1 094 103 A1 beschrieben. Es handelt sich insbesondere um die folgenden Monomeren:Such liquid-crystalline monomers are described, for example, in European Patent Application EP 1 094 103 A1. These are in particular the following monomers:
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0003
Figure imgf000010_0003
Weitere flüssigkristalline Monomere, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind in der US-Patentschrift 5,602,661 offenbart. Dort, sowie in der vorgenannten europäischen Patentanmeldung, wird auch beschrieben, wie die vernetzbaren flüssigkristallinen Monomeren gemischt, gelöst und auf das foto-orientierte Polymernetzwerk aufgetragen werden können.Other liquid crystalline monomers which can be used in the process of the present invention are disclosed in U.S. Patent No. 5,602,661. There, as well as in the aforementioned European patent application, it is also described how the crosslinkable liquid crystalline monomers can be mixed, dissolved and applied to the photo-oriented polymer network.
So werden die Monomeren beispielsweise in N-Methylpyrrolidon oder Cyclopenta- non aufgelöst, so dass Lösungen typischerweise mit einem Gehalt von 10 - 50% (w/w) erhalten werden. Diese Lösung wird wiederum durch jede beliebige Beschich- tungsmethode für Flüssigkeiten bevorzugt mittels Spin-coating aufgetragen. Anschließend werden die Monomeren auf eine Temperatur oberhalb ihres Klärpunkts erwärmt und danach langsam (d.h. über einen Zeitraum von etwa 15 Minuten bzw. mit einer Abkühlungsrate von 1 K/min) abgekühlt, damit sie sich entsprechend der bereits vorhandenen Orientierungsschicht ausrichten können.Thus, for example, the monomers are dissolved in N-methylpyrrolidone or cyclopentanone, so that solutions typically containing 10 - 50% (w / w) can be obtained. This solution is in turn applied by any coating method for liquids preferably by spin-coating. Subsequently, the monomers are heated to a temperature above their clearing point and then cooled slowly (ie over a period of about 15 minutes or at a cooling rate of 1 K / min) so that they can align according to the already existing orientation layer.
Zur foto-induzierten Vernetzung wird die flüssigkristalline Schicht vorzugsweise in einer Stickstoffatmosphäre bestrahlt. Die Bestrahlung kann bei Umgebungstemperatur durchgeführt werden und zwar mit einer Strahlungsenergie im Bereich von 1 - 10 J/cm2 vorzugsweise ca. 2 J/cm2. Die Erfindung wird durch die beigefügten Figuren näher erläutert:For photo-induced crosslinking, the liquid-crystalline layer is preferably irradiated in a nitrogen atmosphere. The irradiation can be carried out at ambient temperature with a radiation energy in the range of 1-10 J / cm 2, preferably about 2 J / cm 2 . The invention is explained in more detail by the attached figures:
Figur 1 und Figur 2 zeigen schematisch die Schritte der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung linearer anisotroper Wellenleiter.Figure 1 and Figure 2 show schematically the steps of the inventive method for producing linear anisotropic waveguides.
Figur 3 zeigt schematisch eine strukturierte Polarisationsmaske, welche unter- schiedlich orientierte Polarisatoren aufweist (die Richtung der Doppelpfeile entsprechen der jeweiligen Polarisationsrichtung), wobei die Orientierung der abzubildenden, gekrümmte Struktur entspricht.FIG. 3 schematically shows a structured polarization mask which has differently oriented polarizers (the direction of the double arrows corresponds to the respective polarization direction), the orientation corresponding to the curved structure to be imaged.
Figur 4 zeigt lineare, anisotrope Wellenleiterstrukturen (hergestellt mit dem in Beispiel 1 dargestellten Verfahren) betrachtet durch gekreuzte Polarisatoren. Die un- terschiedliche Helligkeiten entsprechen unterschiedlichen Orientierungen der Flüssigkristalle.Figure 4 shows linear anisotropic waveguide structures (made by the method shown in Example 1) viewed through crossed polarizers. The different brightnesses correspond to different orientations of the liquid crystals.
Figur 5 zeigt lineare, anisotrope Wellenleiterstrukturen (hergestellt mit dem in Beispiel 2 dargestellten Verfahren) betrachtet durch gekreuzte Polarisatoren. Die unterschiedliche Helligkeiten entsprechen unterschiedlichen Orientierungen der Flüs- sigkristalle.Figure 5 shows linear anisotropic waveguide structures (made with the method shown in Example 2) viewed through crossed polarizers. The different brightnesses correspond to different orientations of the liquid crystals.
Figur 6 zeigt das Streulichtbild des mit der in Figur 3 dargestellten strukturierten Polarisationsmaske erhaltenen Wellenleiter mit einem Krümmungsradius von 2 mm und einer Breite von 10 μm. Von links wird mittels einer GRIN Faser (GRadient Index, beschreiben in F. Pedrotti; L: Pedrotti; W. Bausch; H. Schmidt „Optik für Ingenieure", Springer Verlag, Berlin, 1996) das Licht eingekoppelt.FIG. 6 shows the scattered light image of the waveguide obtained with the structured polarization mask shown in FIG. 3 with a radius of curvature of 2 mm and a width of 10 microns. From the left, the light is coupled in by means of a GRIN fiber (GRadient Index, describe in F. Pedrotti, L: Pedrotti, W. Bausch, H. Schmidt "Optics for Engineers", Springer Verlag, Berlin, 1996).
Figur 7 zeigt schematisch beispielhafte Dimensionen der bei dem erfind ungsgemä- ßen Verfahren verwendeten strukturierten Polarisationsmaske.FIG. 7 shows schematically exemplary dimensions of the structured polarization mask used in the method according to the invention.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten anisotropen Wellenleiter können zur Übertragung von Lichtwellen in entsprechenden Bauelementen, insbesondere in Leiterplatten und Chip carrier (chip-to-chip), eingesetzt werden.The anisotropic waveguides produced by the method according to the invention can be used for transmitting light waves in corresponding components, in particular in printed circuit boards and chip carriers (chip-to-chip).
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wellenleiter zeigen über- raschenderweise eine effektive Wellenleitung bis zu Krümmungsradien von nur 2 mm ohne Licht auszukoppeln im Gegensatz zu isotropen Wellenleitern von einigen cm.The waveguides produced by the method according to the invention surprisingly show an effective waveguide up to radii of curvature of only 2 mm without coupling out light in contrast to isotropic waveguides of a few cm.
Im Allgemeinen können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren anisotrope Wellenleiter mit Krümmungsradien von bis zu wenigen 100 μm hergestellt werden und vor- zugsweise bis zu 1 mm erhalten werden.In general, with the method according to the invention anisotropic waveguides with radii of curvature of up to a few 100 .mu.m can be produced and preferably up to 1 mm can be obtained.
Überraschenderweise wurde ebenfalls gefunden, dass es einen Bereich zwischen Kern und dem umgebenden Medium gibt, bei dem die Orientierungen der Flüssigkristalle gleitend und nicht sprunghaft sind. Ferner wurde überraschend gefunden, dass es links und rechts rotierende Änderungen der Orientierungen gab, wenn die Flüssigkristalle im Kern um 90° zum Mantel orientiert sind und dass schon für Winkel unter 80° bzw. über 100° eine einheitliche Drehung gefunden wird.Surprisingly, it has also been found that there is a region between the core and the surrounding medium in which the orientations of the liquid crystals are slippery and not volatile. Furthermore, it was surprisingly found that there were left and right rotating changes in the orientations when the liquid crystals are oriented in the core at 90 ° to the shell and that even at angles below 80 ° or above 100 ° a uniform rotation is found.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch wenige Verfahrenschritte aus. Des Weiteren ist es durch Verwendung einer in Figur 3 schematisch gezeigten Polarisationsmaske möglich, Wellenleiterstrukturen in einem Fotolyseschritt zu er- zeugen. Das erfindungsgemäße Verfahren führt insbesondere bei gekrümmten Strukturen zu einer verbesserten Übertragung von Lichtwellen. Single-Mode- Wellenleiter mit Breiten von nur 10 μm können durch das Verfahren in einfacher Weise realisiert werden. Gegenüber bekannten Verfahren wie Abtragungsverfahren weist es überdies den Vorteil auf, dass es zu keiner Staubentwicklung kommt. Die Oberflächen der erhaltenen Wellenleiter sind glatt und das Verfahren kann auch auf nicht vollständig planaren Oberflächen angewendet werden.The inventive method is characterized by a few process steps. Furthermore, by using a polarization mask shown schematically in FIG. 3, it is possible to produce waveguide structures in a photolysis step. The inventive method leads in particular with curved structures to an improved transmission of light waves. Single-mode waveguides with widths of only 10 μm can be made easier by the procedure Be realized manner. Compared to known methods such as removal method, it also has the advantage that there is no dust. The surfaces of the obtained waveguides are smooth and the method can also be applied to non-completely planar surfaces.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert:The invention is explained in more detail by the following examples:
Beispiel 1 (vgl. Figur 1): Herstellung von linearen anisotropen Wellenleitern, wobei die Flüssigkristalle einen Winkel von 90° zwischen Kern und Mantel habenExample 1 (see Figure 1): Preparation of linear anisotropic waveguides, wherein the liquid crystals have an angle of 90 ° between the core and cladding
Eine Glasplatte (1) mit einer geringen Oberflächenrauhigkeit (Schott D263T) von RA < 5 nm (Bericht von U. Memmert; Atotech Deutschland GmbH, SXM, 02.24.2004) wurden 10 min im Ultraschallbad (gefüllt mit einer 2% Stammopur- Lösung) gereinigt. Nach dem Trocknen wurde die foto-orientierbare Polymerschicht 2 (Staralign 2100; Handelprodukt der Fa. Vantico, Schweiz; 2% gelöst in Cyclopen- tanon) durch Spin-coating bei 3000 rpm auf die Glasplatte aufgebracht. Die Schicht wurde danach 10 Minuten bei 1500C auf einer Wärmebank getrocknet und hatte eine Dicke von etwa 50 nm. Anschließend wurde die Schicht 60 s durch eine Photomaske (3) mit linearen Strukturen und einem linear polarisierenden Filter (4) (P- UV2, Schneider Optische Werke GmbH; Polarisationsrichtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der linearen Strukturen) mit einer 1 kW-Hg-Höchstdrucklampe (Thermo Oriel, Modell 92542) bei Zimmertemperatur mit UV-Licht (5) belichtet (ca. 35 mW/cm2). Die Maske wurde entfernt, der Polarisator um 900C gedreht und die Schicht vollflächig für 30 s mit der gleichen Lampe belichtet.A glass plate (1) with a low surface roughness (Schott D263T) of R A <5 nm (report by U. Memmert, Atotech Deutschland GmbH, SXM, 02.24.2004) was in an ultrasonic bath (filled with a 2% Stammopur solution ) cleaned. After drying, the photo-orientable polymer layer 2 (Staralign 2100, commercial product from Vantico, Switzerland, 2% dissolved in cyclopentanone) was applied to the glass plate by spin-coating at 3000 rpm. The layer was then at 150 0 C for 10 minutes on a heated bench dried and had a thickness of about 50 nm. Subsequently, the film was exposed for 60 seconds through a photomask (3) with linear structures and a linear polarizing filter (4) (P-UV2 , Schneider Optische Werke GmbH; polarization direction perpendicular to the propagation direction of the linear structures) with a 1 kW Hg high pressure lamp (Thermo Oriel, model 92542) at room temperature with UV light (5) exposed (about 35 mW / cm 2 ). The mask was removed, the polarizer was rotated by 90 ° C. and the entire surface of the layer was exposed for 30 s with the same lamp.
Anschließend wurde eine Lösung flüssigkristalliner Monomere (6) (Opalval 2130; Handelsprodukt der Fa. Vantico, Schweiz; 30% in Cyclopentanon) auf die foto- orientierte Polymerschicht mit 1000 rpm „gespincoatet". Die Schicht wurde mittels einer Wärmebank auf 55°C erhitzt und langsam (d.h. über einen Zeitraum von etwa 15 Minuten bzw. mit einer Abkühlungsrate von 1 K/min) abgekühlt, damit die Monomere sich entsprechend der Orientierungsschicht ausrichten konnten. Zur fotoin- duzierten Vernetzung wurde die Monomerschicht in einer Stickstoffatmosphäre bei Zimmertemperatur für 6 Minuten mit einer 150 W-UV-Lampe (7) (Walter Lemmen, Aktina S; Hauptemission um 360 nm, 8 mW/cm2) bestrahlt. Die vernetzte Flüssigkristallschicht war gegenüber mechanischer und thermischer Belastung stabil. Be- trachtete man die vernetzte Schicht unter gekreuzten Polarisatoren, so erkannte man, dass die doppelbrechend war (siehe Figur 4). Die Übergänge zwischen Mantel und Kern der Wellenleiter waren deutlich sichtbar. Im Übergangsbereich zwischen Mantel und Kern ändert sich die Orientierung der Flüssigkristalle kontinuierlich von 90° (Kern) zu 0° (Mantel), wobei die Änderung sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn erfolgte. Aus der stirnseitigen Einkoppelung von Licht mittels GRIN-Fasern und gleichzeitiger Messung der Streuverluste über die Länge eines 100 μm breiten Wellenleiters konnte die Dämpfung zu 7.7 dB/cm bei 780 nm bestimmt werden.Subsequently, a solution of liquid-crystalline monomers (6) (Opalval 2130, commercial product from Vantico, Switzerland, 30% in cyclopentanone) was spin-coated onto the photo-oriented polymer layer at 1000 rpm The layer was heated to 55 ° C. by means of a heat bench and cooled slowly (ie over a period of about 15 minutes or at a cooling rate of 1 K / min), so that the monomers could align in accordance with the orientation layer. reduced crosslinking, the monomer layer was irradiated in a nitrogen atmosphere at room temperature for 6 minutes with a 150 W UV lamp (7) (Walter Lemmen, Aktina S, main emission around 360 nm, 8 mW / cm 2 ). The crosslinked liquid crystal layer was stable against mechanical and thermal stress. Looking at the cross-linked layer under crossed polarizers, it was recognized that it was birefringent (see Figure 4). The transitions between the cladding and the core of the waveguides were clearly visible. In the transition region between the cladding and the core, the orientation of the liquid crystals changes continuously from 90 ° (core) to 0 ° (cladding), the change taking place both clockwise and anticlockwise. From the frontal coupling of light by means of GRIN fibers and simultaneous measurement of the scattering losses over the length of a 100 μm wide waveguide, the attenuation to 7.7 dB / cm at 780 nm could be determined.
Beispiel 2: Herstellung von linearen anisotropen Wellenleitern, wobei die Flüssigkristalle einen Winkel von 80° zwischen Kern und Mantel habenExample 2: Preparation of linear anisotropic waveguides, wherein the liquid crystals have an angle of 80 ° between the core and the cladding
Eine foto-orientierbare Monomerschicht wurde wie in Beispiel 1 präpariert, wobei der Polarisator nur um 80° zwischen der ersten und zweiten Belichtung gedreht wurde. Anschließend wurde wie in Beispiel 1 die flüssigkristalline Schicht erzeugt und vernetzt. Betrachtete man die vernetzte Schicht unter gekreuzten Polarisato- ren, so erkannte man wiederum die Übergänge zwischen Mantel und Kern der Wellenleiter, jedoch zeigte sich nun eine gleichsinnige Drehrichtung der Flüssigkristalle in diesem Bereich (siehe Figur 5). Aus der stirnseitigen Einkoppelung von Licht mittels GRIN-Fasern und gleichzeitiger Messung der Streuverluste über die Länge eines 100 μm breiten Wellenleiters konnte die Dämpfung zu 5.8 dB/cm bei 780 nm bestimmt werden. Beispiel 3: Herstellung von gekrümmten anisotropen Wellenleitern mittels einer strukturierten PolarisationsmaskeA photo-orientable monomer layer was prepared as in Example 1 with the polarizer rotated only 80 ° between the first and second exposures. Subsequently, as in Example 1, the liquid-crystalline layer was produced and crosslinked. If the crosslinked layer was observed under crossed polarizers, the transitions between the cladding and the core of the waveguides were once again recognized; however, a direction of rotation of the liquid crystals in the same direction appeared in this region (see FIG. 5). From the frontal coupling of light by means of GRIN fibers and simultaneous measurement of the scattering losses over the length of a 100 μm wide waveguide, it was possible to determine the attenuation to be 5.8 dB / cm at 780 nm. Example 3: Production of curved anisotropic waveguides by means of a structured polarization mask
Eine strukturierte Polarisationsmaske (vgl. Figur 3) enthält die abzubildenden Strukturen als örtlich unterschiedlich orientierte Polarisatoren. Auf diese Weise lassen sich gekrümmte Strukturen erzeugen, wobei die Polarisationsrichtung im Kern senkrecht zur Richtung des Wellenleiters steht und die Flüssigkristalle im Mantel einen Winkel von 85° zu denjenigen im Kern einnehmen. Eine foto-orientierte Polymerschicht wurde wie in Beispiel 1 präpariert, wobei anstatt der Polarisationsfolie die strukturierte Polarisationsmaske benutzt wurde. Anschließend wurde wie in Bei- spiel 1 die flüssigkristalline Polymerschicht erzeugt und vernetzt. Betrachtete man die vernetzte Schicht unter gekreuzten Polarisatoren, so waren die Übergänge zwischen Mantel und Kern der gekrümmten Wellenleiter zu erkennen. Figur 6 zeigt die stimseitigen Einkoppelung von Licht mittels einer GRIN-Fasern in einen Wellenleiter mit 10 μm Breite und einem Radius von 2 mm. Deutlich ist die sehr gute Führung des Lichtes zu sehen. A structured polarization mask (see FIG. 3) contains the structures to be imaged as locally differently oriented polarizers. In this way, curved structures can be produced with the polarization direction in the core perpendicular to the direction of the waveguide and the liquid crystals in the cladding at an angle of 85 ° to those in the core. A photo-oriented polymer layer was prepared as in Example 1 using the patterned polarizing mask instead of the polarizing film. Subsequently, as in Example 1, the liquid-crystalline polymer layer was produced and crosslinked. Looking at the cross-linked layer under crossed polarizers, the transitions between the cladding and the core of the curved waveguides were visible. FIG. 6 shows the end-side coupling of light by means of a GRIN fibers into a waveguide with a width of 10 μm and a radius of 2 mm. Clearly the very good guidance of the light is to be seen.
Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS
(1 ) Substrat(1) Substrate
(2) foto-orientierbare Polymerschicht(2) photo-orientable polymer layer
(3) strukturierte Fotomaske(3) patterned photomask
(4) linear polarisierender Polarisator(4) linearly polarizing polarizer
(5) UV-Licht(5) UV light
(6) flüssigkristalline Monomer(6) liquid crystalline monomer
(7) strukturierte Polarisationsmaske mit unterschiedlich orientierten Polarisatoren (7) structured polarization mask with differently oriented polarizers

Claims

PATENTA NSPRÜ CHE PATENTA NSPRÜ CHE
1. Verfahren zur Herstellung von anisotropen Wellenleitern zur Übertragung von Lichtwellen, g e k e n n z e i c h n e t durch die folgenden Stufen:1. A method of making anisotropic waveguides for transmitting light waves, comprising the steps of:
(i) Aufbringen einer foto-orientierbaren Polymerschicht (2) auf ein Substrat(i) applying a photo-orientable polymer layer (2) to a substrate
(1).(1).
(ii) Belichten des beschichteten Substrats durch eine strukturierte Fotomaske (3) und einen linear polarisierenden Polarisator (4) zur Orientierung und Vernetzung des belichteten Teils des beschichteten Substrats, wo- bei ein foto-orientiertes Polymernetzwerk erhalten wird,(ii) exposing the coated substrate through a patterned photomask (3) and a linear polarizing polarizer (4) to orient and crosslink the exposed portion of the coated substrate, thereby obtaining a photo-oriented polymer network,
(iii) Entfernen der Fotomaske (3),(iii) removing the photomask (3),
(iv) Drehen des Polarisators (4) um 1° - 180° und vollflächiges Belichten des beschichteten Substrats,(iv) rotating the polarizer (4) by 1 ° -180 ° and exposing the coated substrate over the whole area,
(v) Aufbringen von flüssigkristallinen Monomeren (6) auf die belichtete Schicht und Erwärmen der Monomeren auf eine Temperatur oberhalb ihres Klärpunkts, langsames Abkühlen der Monomerschicht auf eine Temperatur unterhalb ihres Klärpunkts zu ihrer Orientierung entsprechend der des foto-orientierten Polymernetzwerks und(v) applying liquid crystalline monomers (6) to the exposed layer and heating the monomers to a temperature above their clearing point, slowly cooling the monomer layer to a temperature below its clearing point to its orientation corresponding to that of the photo-oriented polymer network and
(vi) fotoinduzierte Vernetzung der orientierten flüssigkristallinen Monomer- schiebt (6).(vi) photo-induced cross-linking of the oriented liquid crystalline monomer (6).
2. Verfahren zur Herstellung von anisotropen Wellenleitern zur Übertragung von Lichtwellen, g e k e n n z e i c h n e t durch die folgenden Stufen:2. Method of Making Anisotropic Waveguides for Transmission of Light Waves, By the Following Steps:
(i) Aufbringen einer foto-orientierbaren Polymerschicht (2) auf ein Substrat (1), (ii) Belichten des beschichteten Substrats durch eine strukturierte Polarisationsmaske (7), welche unterschiedlich orientierte Polarisatoren autweist, wobei die Orientierung der abzubildenden Struktur entspricht, zur Orientierung und Vernetzung der foto-orientierbaren Polymerschicht, wobei ein foto-orientiertes Polymernetzwerk erhalten wird,(i) applying a photo-orientable polymer layer (2) to a substrate (1), (ii) exposing the coated substrate through a patterned polarizing mask (7) having differently oriented polarizers, the orientation corresponding to the structure to be imaged, for orientation and crosslinking of the photo-orientable polymer layer to yield a photo-oriented polymer network,
(iii) Aufbringen von flüssigkristallinen Monomeren (6) auf die belichtete Schicht und Erwärmen der Monomeren auf eine Temperatur oberhalb ihres Klärpunkts, langsames Abkühlen der Monomerschicht auf eine Temperatur unterhalb ihres Klärpunkts zu ihrer Orientierung entsprechend der des foto-orientierten Polymernetzwerks und(iii) applying liquid crystalline monomers (6) to the exposed layer and heating the monomers to a temperature above their clearing point, slowly cooling the monomer layer to a temperature below its clearing point to its orientation corresponding to that of the photo-oriented polymer network and
(iv) fotoinduzierte Vernetzung der orientierten flüssigkristallinen Monomerschicht.(iv) photo-induced crosslinking of the oriented liquid-crystalline monomer layer.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abzubildende Struktur gekrümmt ist.3. The method according to claim 2, characterized in that the structure to be imaged is curved.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung einen Radius kleiner 10 mm, bevorzugt kleiner 5 mm und besonders bevorzugt kleiner 1 mm aufweist.4. The method according to claim 3, characterized in that the curvature has a radius of less than 10 mm, preferably less than 5 mm and more preferably less than 1 mm.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die foto-orientierbare Polymerschicht in einer Dicke von 30 - 100 nm auf das Substrat aufbringt.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that applying the photo-orientable polymer layer in a thickness of 30 - 100 nm on the substrate.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass man die foto-orientierbare Polymerschicht mit UV-Licht (5) härtet.6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the photocurable polymer layer with UV light (5) cures.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als foto-orientierbare Polymerschicht eine Schicht enthaltend Zimt- säurederivate verwendet. 7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that one uses as a photo-orientable polymer layer, a layer containing cinnamic acid derivatives.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch geken nzeich net, dass man als Zimtsäurederivat8. The method according to claim 7, characterized Porsche Style nzeich net that as cinnamic acid derivative
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
verwendet, worin n für eine ganze Zahl von 400-600 steht.where n is an integer of 400-600.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g eken nzeich net, dass man als flüssigkristalline Monomere (6) fotovernetzbare flüssigkristalline Diacrylatmonomere verwendet.9. The method according to claim 1 or 2, characterized g eken nzeich net that is used as liquid-crystalline monomers (6) photocrosslinkable liquid-crystalline diacrylate monomers.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch geken nzeich net, dass man Diacrylatmonomere aus der Gruppe, bestehend aus10. The method according to claim 9, characterized Porsche Style nzeich net that one Diacrylatmonomere from the group consisting of
Figure imgf000019_0002
Figure imgf000019_0002
Figure imgf000019_0003
Figure imgf000019_0003
Figure imgf000019_0004
Figure imgf000019_0004
auswählt.selects.
11. Anisotroper Wellenleiter, erhältlich durch das Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10. 11. Anisotropic waveguide, obtainable by the method according to claims 1 to 10.
12. Verwendung des Wellenleiters nach Anspruch 11 in der Herstellung von Leiterplatten.12. Use of the waveguide according to claim 11 in the manufacture of printed circuit boards.
13. Leiterplatte, enthaltend den Wellenleiter nach Anspruch 11.13. Printed circuit board, containing the waveguide according to claim 11.
14. Verwendung des Wellenleiters nach Anspruch 11 in der Herstellung von Chip- carriern.14. Use of the waveguide according to claim 11 in the production of chip carriers.
15. Chip-carrier, enthaltend den Wellenleiter nach Anspruch 11.15. Chip carrier, containing the waveguide according to claim 11.
16. Verwendung des Wellenleiters nach Anspruch 11 in der Herstellung von Siliziumchips.16. Use of the waveguide according to claim 11 in the production of silicon chips.
17. Siliziumchips, enthaltend den Wellenleiter nach Anspruch 11. 17. Silicon chips, containing the waveguide according to claim 11.
PCT/EP2006/005284 2005-06-15 2006-06-02 Method for producing anisotropic waveguide structures for transmitting lightwaves WO2006133820A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510027676 DE102005027676A1 (en) 2005-06-15 2005-06-15 Method for producing anisotropic waveguide structures for transmitting light waves
DE102005027676.8 2005-06-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006133820A1 true WO2006133820A1 (en) 2006-12-21

Family

ID=36754323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/005284 WO2006133820A1 (en) 2005-06-15 2006-06-02 Method for producing anisotropic waveguide structures for transmitting lightwaves

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102005027676A1 (en)
WO (1) WO2006133820A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013001046A1 (en) * 2011-06-28 2013-01-03 Universiteit Gent Methods and systems for trimming photonic devices
CN103293600A (en) * 2013-06-26 2013-09-11 南京邮电大学 Method for forming planar optical waveguides and optical couplers through molecular chain orientation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5602661A (en) * 1993-02-17 1997-02-11 Hoffmann-La Roche Inc. Optical component
US5903330A (en) * 1995-10-31 1999-05-11 Rolic Ag Optical component with plural orientation layers on the same substrate wherein the surfaces of the orientation layers have different patterns and direction
US20020027624A1 (en) * 1995-07-11 2002-03-07 Rolic Ag Optical component for producing linearly polarized light

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5054872A (en) * 1990-03-16 1991-10-08 Ibm Corporation Polymeric optical waveguides and methods of forming the same
EP0689084B1 (en) * 1994-06-24 2003-06-04 Rolic AG Optical component comprising layers of crosslinked liquid crystal monomers and method of its production

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5602661A (en) * 1993-02-17 1997-02-11 Hoffmann-La Roche Inc. Optical component
US20020027624A1 (en) * 1995-07-11 2002-03-07 Rolic Ag Optical component for producing linearly polarized light
US5903330A (en) * 1995-10-31 1999-05-11 Rolic Ag Optical component with plural orientation layers on the same substrate wherein the surfaces of the orientation layers have different patterns and direction

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOIA F ET AL: "OPTICAL LPP/LCP DEVICES: A NEW GENERATION OF OPTICAL SECURITY ELEMENTS", PROCEEDINGS OF THE SPIE, SPIE, BELLINGHAM, VA, US, vol. 3973, 27 January 2000 (2000-01-27), pages 196 - 203, XP008003043, ISSN: 0277-786X *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013001046A1 (en) * 2011-06-28 2013-01-03 Universiteit Gent Methods and systems for trimming photonic devices
CN103293600A (en) * 2013-06-26 2013-09-11 南京邮电大学 Method for forming planar optical waveguides and optical couplers through molecular chain orientation

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005027676A1 (en) 2007-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0753785B1 (en) Transfer of polarisation patterns to polarisation sensitive photolayers
EP0772069B1 (en) Optical device
DE60036872T2 (en) OPTICAL DEVICES FROM RADIATION NETWORKED FLUOR MIXTURES
DE69938132T2 (en) Athermal waveguide grating multiplexer (AWG) with polymer segment, as well as corresponding manufacturing process
DE60129847T2 (en) OPTICAL DEVICES FROM RADIATION NETWORKED FLUOR MIXTURES
DE69433402T2 (en) POLYMERIC MICROSTRUCTURES THAT SIMPLIFY THE COUPLING BETWEEN AN OPTICAL FIBER AND A WAVE GUIDE
DE2827005C2 (en) Process for the production of an optical circle from polymers
DE19732683B4 (en) Manufacturing method for a multigrade liquid crystal cell
DE69937479T3 (en) Thin film compensator with polymerized liquid crystals in planar arrangement in the air interface
EP0611981B1 (en) Optical device
DE69831195T2 (en) Process for producing a phase delay film
US6456416B1 (en) Process and device for producing photonic crystal, and optical element
DE69839387T2 (en) OPTICAL SHAFT CIRCUIT AND AN OPTICAL WAVE MODULE CONTAINING THEREOF
EP1095298B1 (en) Method for producing uv polarizers
DE19826008B4 (en) Multi-area liquid crystal display panel and manufacturing method for a multi-area liquid crystal display panel
DE10216187A1 (en) Process for forming a liquid crystal polymer layer
DE19637951A1 (en) Method of adjusting the orientation for a liquid crystal cell
DE19637924A1 (en) Method of manufacturing a liquid crystal cell with tilted liquid crystal molecules using light
DE4417409A1 (en) Thermostable photopolymer material for alignment of liquid crystals
EP0689084A1 (en) Optical component
DE60212835T2 (en) DESIGN POLYMERIC SINGLE-WAVE WITH LOW INSERTION LOSSES
DE69933651T2 (en) PREPARATION OF DIFFECTION GRIDS FOR OPTICAL SIGNAL DEVICES AND THESE OPTICAL SIGNAL DEVICES CONTAINING THEREOF
JP2006201388A (en) Optical diffraction liquid crystal element
DE112004001318T5 (en) Retardation layer and liquid crystal display device using the same
EP2287592B1 (en) Micro-optical construction element with microfluidic channel and method for its manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06743103

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1