專利名稱：制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備撓性光學(xué)波導(dǎo)(flexible optical waveguide)的方法，所述撓性光學(xué)波導(dǎo)廣泛地應(yīng)用在光通信、光學(xué)信息處理和其它一般光學(xué)領(lǐng)域中。
背景技術(shù)：
光學(xué)波導(dǎo)安裝在光學(xué)波導(dǎo)裝置、集成光路(optical integral circuit)和光學(xué)線路板(optical wiring boards)中，并廣泛地應(yīng)用在光通信、光學(xué)信息處理和其它一般光學(xué)領(lǐng)域中。對于光學(xué)波導(dǎo)形成在例如硅或石英等襯底上的情況，光學(xué)波導(dǎo)由芯層(core layer)和一個或多個包層(cladding layer)構(gòu)成，所述芯層透射光線，所述包層的折射率低于所述芯層的折射率。更具體地，這種光學(xué)波導(dǎo)的實例包括形成在襯底2上的具有三層結(jié)構(gòu)的光學(xué)波導(dǎo)1，如圖11所示。這種光學(xué)波導(dǎo)1包含形成在襯底2上的底包層(undercladding layer)11、形成在底包層11上的芯層12，以及包圍(surround)所述芯層12的外包層(overcladding layer)13。
存在使用撓性形式的光學(xué)波導(dǎo)1的情況。在這些情況中，在襯底2上形成上述光學(xué)波導(dǎo)1，待在襯底2上將其切割成給定長度并從襯底2上剝離之后，使用該光學(xué)波導(dǎo)。
通常，使用同時具有優(yōu)異的耐熱性和光傳輸(light transmission)的氟化聚酰亞胺作為形成兩個包層11和13的材料或者作為形成芯層12的材料。但是，這種構(gòu)造中底包層11(氟化聚酰亞胺)對襯底2(例如硅晶片)的附著力大大降低。因此，存在的問題是，在切割過程中襯底2和底包層11之間發(fā)生分離且光學(xué)波導(dǎo)1移動，導(dǎo)致產(chǎn)生變形的切斷面(cut surface)。當(dāng)光學(xué)波導(dǎo)1具有形狀變形的端面(end surface)的情況下，會引起光傳輸(light transmission)問題。
已經(jīng)提出了一項用于增大光學(xué)波導(dǎo)的底包層與襯底之間的附著力以便于切割光學(xué)波導(dǎo)的技術(shù)(例如，見專利文獻1)。該技術(shù)包括使用表面涂覆有氣相沉積的銅的玻璃襯底作為襯底，并且使用粘合劑在該表面上形成光學(xué)波導(dǎo)。在該技術(shù)中，將光學(xué)波導(dǎo)切割成給定長度，而后將帶有被切割的光學(xué)波導(dǎo)的玻璃襯底浸入稀鹽酸中，以溶去玻璃襯底表面上的氣相沉積的銅，并由此將光學(xué)波導(dǎo)從玻璃襯底上剝離。
專利文獻1JP 08-313747A(實施例1和2)但是，專利文獻1所公開的技術(shù)的缺點是剝離操作伴隨有危險，原因是用于剝離的鹽酸是強酸，可加工性差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)考慮了上述問題。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，在該方法中，當(dāng)光學(xué)波導(dǎo)被牢固固定(tenaciously fixed)的同時，可以對光學(xué)波導(dǎo)進行切割，且可以安全地剝離所述光學(xué)波導(dǎo)。
由下面的描述，本發(fā)明的其它目的和效果是顯而易見的。
本發(fā)明的上述目的是通過提供一種制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法而實現(xiàn)的，所述方法包括以下步驟將其上形成有光學(xué)波導(dǎo)的襯底浸入水中以減小光學(xué)波導(dǎo)與襯底之間的附著力，然后將光學(xué)波導(dǎo)從襯底上剝離；將被剝離的光學(xué)波導(dǎo)暫時粘接到含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層的表面；將被暫時粘接的光學(xué)波導(dǎo)切割成給定長度；在切割步驟之后，通過加熱使含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層發(fā)泡，從而減小發(fā)泡的粘合劑層和光學(xué)波導(dǎo)之間的附著力；以及將切割成給定長度的光學(xué)波導(dǎo)從發(fā)泡的粘合劑層上剝離。
在本發(fā)明中，術(shù)語光學(xué)波導(dǎo)表示一種薄膜層狀產(chǎn)品，如上所述，其通常包括芯層和包層，所述芯層透射光線，所述包層的折射率低于所述芯層的折射率，且該包層包圍所述芯層。
也就是說，在本發(fā)明的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法中，首先在襯底上形成光學(xué)波導(dǎo)，其形成方式使得可以用水將光學(xué)波導(dǎo)從襯底上剝離。這種形成可以通過迄今所應(yīng)用的、使用普通材料(例如使用硅晶片等作為襯底材料，和使用氟化聚酰亞胺等作為底包層材料)的技術(shù)來實現(xiàn)。當(dāng)使用這種技術(shù)形成光學(xué)波導(dǎo)時，如上所述，光學(xué)波導(dǎo)的底包層對襯底附著力相當(dāng)差。由于這一原因，當(dāng)把該結(jié)構(gòu)體浸入水中時，底包層變得容易從襯底上剝離。剝離之后，然后將被剝離的光學(xué)波導(dǎo)粘接(暫時粘接)到含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層的表面，從而以增大的附著力將光學(xué)波導(dǎo)固定在含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層上。接著，將處于這種粘接狀態(tài)的光學(xué)波導(dǎo)切割成給定長度。在該操作中，由于襯底與光學(xué)波導(dǎo)之間的附著力強，因此可以穩(wěn)定地進行切割，并且得到的切斷面具有光潔度(smooth finish)。然后，通過加熱使含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層發(fā)泡。結(jié)果，發(fā)泡的粘合劑層和光學(xué)波導(dǎo)之間的接觸面積減小，從而減小了附著力。因此，被切割成給定長度的光學(xué)波導(dǎo)變得容易從發(fā)泡的粘合劑層上剝離。
在本發(fā)明的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法中，用水將光學(xué)波導(dǎo)從襯底上剝離，然后將其暫時地粘接到含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層的表面，切割，接著在通過加熱使粘合劑層發(fā)泡之后，將其從含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層上剝離。也就是說，由于剝離光學(xué)波導(dǎo)是使用水或者通過加熱而進行的，因此可以安全地進行。而且，由于光學(xué)波導(dǎo)是在緊密地附著在含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層上的同時被切割的，所以可以在保持光學(xué)波導(dǎo)處于牢固固定狀態(tài)的同時進行切割。結(jié)果，得到具有光潔度的切斷面，且能夠形成表現(xiàn)出令人滿意的光傳輸?shù)膿闲怨鈱W(xué)波導(dǎo)。
圖1是本發(fā)明的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法的一個實施方案的示意圖。
圖2是制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法的上述實施方案的示意圖。
圖3是制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法的上述實施方案的示意圖。
圖4是制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法的上述實施方案的示意圖。
圖5是制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法的上述實施方案的示意圖。
圖6是制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法的上述實施方案的示意圖。
圖7是制備光學(xué)波導(dǎo)的方法中的通用步驟的示意圖。
圖8是制備光學(xué)波導(dǎo)的方法中的通用步驟的示意圖。
圖9是制備光學(xué)波導(dǎo)的方法中的通用步驟的示意圖。
圖10是制備光學(xué)波導(dǎo)的方法中的通用步驟的示意圖。
圖11是沿圖1中的線X-X的剖面圖。
附圖中使用的附圖標(biāo)記和符號分別表示以下組成部分
1光學(xué)波導(dǎo)，2襯底，3支承體(support)，4含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層，4′發(fā)泡的粘合劑層，11底包層，12芯層，12a感光聚酰亞胺樹脂前體層，13外包層，C切割面(cut plane)，M光掩模，以及L紫外射線。
具體實施例方式
下面參考附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的實施方案。
圖1-6示出本發(fā)明的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法的一個實施方案。在該制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法中，首先通過迄今通用的方法在襯底2上形成光學(xué)波導(dǎo)1，如圖1所示。然后，將得到的結(jié)構(gòu)體(structure)浸入水中，從而將光學(xué)波導(dǎo)1從襯底2上剝離，如圖2所示。之后，將被如此剝離的光學(xué)波導(dǎo)1粘接(暫時粘接)到壓敏粘合劑層4的表面，所述壓敏粘合劑層4含有發(fā)泡劑且已經(jīng)形成在支承體3上，如圖3所示。其后，切割處于粘接狀態(tài)(暫時粘接狀態(tài))的光學(xué)波導(dǎo)1的兩個端部，以得到給定的長度，如圖4所示(在該圖中，C表示切割面)。接著，加熱含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層4，使其發(fā)泡，如圖5所示。發(fā)泡的結(jié)果是，發(fā)泡的粘合劑層4′與光學(xué)波導(dǎo)1之間的附著力減小。因此，能夠?qū)⒈磺懈畛山o定長度的光學(xué)波導(dǎo)1從發(fā)泡的粘合劑層4′上剝離，如圖6所示。由此，可以得到撓性光學(xué)波導(dǎo)1。
在該制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法中，在切割過程中，被粘接到含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層4上的光學(xué)波導(dǎo)1處于與壓敏粘合劑層4牢固固定的狀態(tài)，因此，能夠得到具有光潔度的切斷面。結(jié)果，可以制備出具有令人滿意的光傳輸?shù)膿闲怨鈱W(xué)波導(dǎo)1。而且，由于將光學(xué)波導(dǎo)1從襯底2上剝離是通過浸入水中進行的，且將光學(xué)波導(dǎo)1從含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層4上剝離是通過加熱進行的，因此，可以在不使用危險的化學(xué)品或類似物的情況下安全地剝離光學(xué)波導(dǎo)1，而且其可加工性是良好的。
更具體地，如上所述，可以通過使用迄今仍在使用的普通材料在襯底2上形成光學(xué)波導(dǎo)1從而通過浸入水中將光學(xué)波導(dǎo)1從襯底2上剝離。即，硅晶片、涂覆有二氧化硅的硅晶片、藍色平板玻璃、合成石英、聚酰亞胺樹脂等中的任一種都可以用作形成襯底2的材料，具有優(yōu)異的耐熱性和光傳輸?shù)姆埘啺返瓤梢杂米餍纬晒鈱W(xué)波導(dǎo)1的底包層11的材料。當(dāng)使用這些材料形成光學(xué)波導(dǎo)的底包層11和形成襯底2時，底包層11和襯底2之間的附著力相當(dāng)弱，可以使用水容易地將兩者彼此分離。
例如，含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層4包含含有壓敏粘合劑和結(jié)合在壓敏粘合劑中的發(fā)泡劑的材料。所述層4可以形成在支承體3例如支承臺、支承板或支承片的表面上。
對壓敏粘合劑沒有具體限制，可以使用已知的粘合劑例如橡膠類粘合劑或者丙烯酸系粘合劑。所述壓敏粘合劑的實例例如包括含有以下組分的壓敏粘合劑重均分子量為5,000-3,000,000的基礎(chǔ)聚合物(base polymer)，其選自橡膠狀聚合物(例如天然橡膠和各種合成橡膠；丙烯酸的烷基酯、甲基丙烯酸的烷基酯等的聚合物；丙烯酸(酯)類聚合物，其是約50-99.5重量％的丙烯酸的烷基酯、甲基丙烯酸的烷基酯等與約50-0.5重量％的可與其共聚的一種或多種其它不飽和共聚單體的共聚物等)；以及根據(jù)需要加入基礎(chǔ)聚合物中的交聯(lián)劑(例如聚異氰酸酯化合物或者三聚氰胺-烷基醚化合物)。在加入交聯(lián)劑的情況下，其用量通常為約0.1-10重量份/100重量份基礎(chǔ)聚合物。
對發(fā)泡劑沒有具體限制，可以使用已知的發(fā)泡劑。所述發(fā)泡劑的實例包括由碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鈉、硝酸銨、硼氫化鈉和疊氮化物所代表的無機發(fā)泡劑，以及由下述化合物所代表的有機發(fā)泡劑偶氮化合物例如偶氮二異丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二羧酸鋇；肼化合物，例如甲苯磺酰肼、二苯砜3，3′-二磺酰肼、4，4′-氧雙(苯磺酰肼)和烯丙基二(磺酰肼)；氨基脲化合物，例如對亞甲代苯基磺酰氨基脲(p-toluylenesulfonylsemicarbazide)和4，4′-氧雙(苯磺酰氨基脲)；三唑化合物，例如5-嗎啉基(morpholyl)-1，2，3，4-噻三唑；以及N-亞硝基化合物，例如N，N′-二亞硝基五亞甲基四胺和N，N′-二甲基-N，N′-二亞硝基對苯二甲酰胺。從在壓敏粘合劑中的可分散性等角度看，優(yōu)選使用微膠囊化的發(fā)泡劑。所述微膠囊化發(fā)泡劑的實例包括商業(yè)產(chǎn)品例如Microsphere(F-30、F-50和F-70，均由MatsumotoYushi-Seiyaku Co.，Ltd.生產(chǎn))。待加入的發(fā)泡劑的量通常為5-300重量份/100重量份基礎(chǔ)聚合物。但是，由于發(fā)泡性會隨所使用的發(fā)泡劑的種類和加熱條件等發(fā)生相當(dāng)大的變化，所以發(fā)泡劑的用量不限于此范圍，并可以合適地確定。發(fā)泡劑的加入量使得含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層4的體積經(jīng)發(fā)泡增大至少2倍通常是優(yōu)選的。配制該系統(tǒng)使得通過在100-150℃時加熱約30秒-1分鐘來完成發(fā)泡處理也是優(yōu)選的。
對于將要在其上形成含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層4的支承體3例如支承片也沒有具體限制。當(dāng)在各種支承材料中使用支承片作為支承體3時，從強度等角度看，該支承片優(yōu)選是相對硬質(zhì)的且具有自支承性能的膜，例如聚酯膜或聚丙烯膜。其厚度優(yōu)選10-500μm。
下面更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法。
首先，通過迄今仍在使用的方法在襯底2上形成光學(xué)波導(dǎo)1。具體地，如圖7所示，將聚酰亞胺樹脂前體溶液(聚(酰胺酸)溶液)涂覆在襯底2上，基于干基準(zhǔn)，厚度優(yōu)選為1-30μm，特別優(yōu)選為5-15μm，并干燥以形成含有聚酰亞胺樹脂前體組合物的樹脂層?？梢允褂闷胀ǖ某赡ぜ夹g(shù)例如旋涂或者流延進行涂覆。然后，在惰性氣氛中加熱該樹脂層從而完成樹脂層中殘留溶劑的去除并且使聚酰亞胺樹脂前體酰亞胺化。這樣，就在襯底2上形成由聚酰亞胺樹脂制成的底包層11。
然后，如圖8所示，將感光聚酰亞胺樹脂前體溶液(感光聚(酰胺酸)清漆)涂覆在底包層11上，基于干基準(zhǔn)，厚度優(yōu)選為2-30μm，特別優(yōu)選為6-10μm，所述溶液含有能夠提供折射率大于底包層11的折射率的層的材料。預(yù)干燥該涂層，以形成感光聚酰亞胺樹脂前體層12a，其稍后變成芯層12。然后，將光掩模M放置在感光聚酰亞胺樹脂前體層12a上以得到所需圖案，并且從光掩模M的上方施加紫外線L，如圖9所示。在本發(fā)明中，當(dāng)用紫外線L進行輻射的曝光量為5-50mJ/cm2時，獲得足夠的分辨率(resolution)。此后，進行曝光后熱處理，稱為曝光后烘焙(post-exposure bake，PEB)，從而完成光反應(yīng)，并使用顯影液顯影(濕處理技術(shù))。通常對通過顯影得到的所需圖案進行熱處理，以使圖案酰亞胺化。該處理通常在300-400℃的溫度下進行，以進行溶劑的去除并在真空或者氮氣氛中進行固化反應(yīng)(固化)。通過這樣進行的酰亞胺化，形成含有聚酰亞胺樹脂的帶圖案芯層12，如圖10所示。
對于顯影中使用的顯影液沒有具體限制。例如，可以使用醇的堿性水溶液。更具體地，從令人滿意的分辨率和容易調(diào)節(jié)顯影速率的角度看，優(yōu)選使用氫氧化四甲銨和乙醇的混合水溶液。在該混合水溶液中，優(yōu)選調(diào)節(jié)氫氧化四甲銨與乙醇的比例使其分別為2-10重量％和40-50重量％。
然后，在芯層12上涂覆聚酰亞胺樹脂前體溶液，該溶液含有能夠提供折射率低于芯層12的折射率的層的成層材料，該溶液的涂覆量為使得基于干基準(zhǔn)的最大膜厚度優(yōu)選為1-30μm，特別優(yōu)選為5-15μm，然后干燥以形成含有聚酰亞胺樹脂前體組合物的樹脂層，如圖11所示。然后如底包層11的情況那樣在惰性氣氛中加熱該樹脂層，從而完成樹脂層中殘留溶劑的去除，并且使聚酰亞胺樹脂前體酰亞胺化。由此，形成含有聚酰亞胺樹脂的外包層13以包圍芯層12，從而在襯底2上形成光學(xué)波導(dǎo)1，如圖所示。上述過程是以外包層13的形成而結(jié)束的，這是迄今通用的光學(xué)波導(dǎo)生產(chǎn)方法所共有的。順便地，圖11是沿圖1中的線X-X的剖視圖。
本發(fā)明的特征在于后續(xù)步驟。即，將其上以上述方式形成有光學(xué)波導(dǎo)1的襯底2(見圖1)浸入水中，從而減小光學(xué)波導(dǎo)1和襯底2之間的附著力。當(dāng)帶有光學(xué)波導(dǎo)1的襯底2還處于水中時或者在將其從水中取出之后立即，將光學(xué)波導(dǎo)1從襯底2上剝離，如圖2所示。剝離之后，通過干燥等除去光學(xué)波導(dǎo)1表面上存在的水。
另一方面，將含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑涂覆在支承體3的表面，以形成含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層4，如圖3所示。從切割過程中附著力的提高和穩(wěn)定性的角度看，調(diào)節(jié)其厚度為優(yōu)選10-300μm，特別優(yōu)選25-200μm。
將光學(xué)波導(dǎo)1壓向并粘接(暫時粘接)到含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層4的表面上。在這樣固定光學(xué)波導(dǎo)1之后，將處于這種暫時粘接狀態(tài)的光學(xué)波導(dǎo)1切割成給定長度，如圖4所示(在該圖中，C表示切割面)。對于這種切割所使用的切割裝置沒有具體限制，其實例包括切割鋸(dicing saw)。
然后，加熱所得到的結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體中的光學(xué)波導(dǎo)1已經(jīng)被切割。這種加熱使含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層4發(fā)泡，如圖5所示。結(jié)果，發(fā)泡的粘合劑層4′與光學(xué)波導(dǎo)1之間的接觸面積減小，因而發(fā)泡的粘合劑層4′與光學(xué)波導(dǎo)1之間的附著力減小。因此，光學(xué)波導(dǎo)1變得容易從發(fā)泡的粘合劑層4′上剝離，如圖6所示。剝離光學(xué)波導(dǎo)1以提供撓性光學(xué)波導(dǎo)1。對于加熱裝置沒有具體限制，其實例包括干燥爐和熱板。如上所述，優(yōu)選在100-150℃時加熱約30秒-1分鐘。
這樣得到的撓性光學(xué)波導(dǎo)1的實例包括直線光學(xué)波導(dǎo)(straight opticalwaveguides)、彎曲光學(xué)波導(dǎo)(bend optical waveguides)、交叉光學(xué)波導(dǎo)(crossingoptical waveguides)、Y型分支光學(xué)波導(dǎo)(Y-branched optical waveguides)、平板光學(xué)波導(dǎo)(slab optical waveguides)、Mach-Zehnder型光學(xué)波導(dǎo)(Mach-Zehnder type optical waveguides)、AWG(alley wave guide)型光學(xué)波導(dǎo)、柵狀光學(xué)波導(dǎo)(grating optical waveguides)和光學(xué)波導(dǎo)透鏡。使用這些光學(xué)波導(dǎo)的光學(xué)元件的實例包括波長濾波器、光開關(guān)、光學(xué)分支單元、光多路傳輸器(optical multiplexer)、光多路傳輸器/多路輸出選擇器、光學(xué)放大器、波長調(diào)制器、波分復(fù)用器(wavelength division multiplexes)、光分路器、定向耦合器，以及其內(nèi)混合集成有激光二極管或者光電二極管的光傳輸模塊。
參考下面的實施例更加詳細(xì)地解釋本發(fā)明，但是不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明受其限制。
實施例聚(酰胺酸)溶液在安裝有攪拌器的500ml可分離燒瓶中，將26.66g(0.06mol)酸二酐的2，2-雙(3，4-二羧苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)和18.54g(0.058mol)的2，2′-雙(三氟甲基)聯(lián)苯胺(BTFB)溶解于182.85g(2.10mol)有機溶劑的N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)中。然后，在室溫(25℃)下攪拌得到的溶液達10小時，從而得到聚(酰胺酸)溶液(聚酰亞胺樹脂前體溶液)。
然后，通過旋涂法將聚(酰胺酸)溶液涂覆在525μm厚的硅晶片襯底上，涂覆量使得熱處理后的厚度為15μm。在90℃干燥被涂覆的溶液，從而形成含有聚酰亞胺樹脂前體組合物的樹脂層。接著，在真空中于385℃加熱該樹脂層，以完成樹脂膜中殘留溶劑的去除并使聚酰亞胺樹脂前體酰亞胺化。由此，在硅晶片襯底上形成厚度為15μm的底包層(折射率為1.51)。
然后，為了在底包層上形成芯層，通過以下方式制備感光聚酰亞胺樹脂前體溶液，作為形成芯層的材料。將作為光敏劑的1-乙基-3，5-二甲氧羰基-4-(2-硝基苯基)-1，4-二氫吡啶加入上述聚(酰胺酸)溶液中，加入量為基于聚(酰胺酸)溶液固體組分的2重量％。進一步向其中加入重均分子量為500的聚乙二醇二甲醚作為溶解控制劑，加入量為基于聚(酰胺酸)溶液固體組分的30重量％。由此，得到感光聚酰亞胺樹脂前體組合物作為溶液(感光聚酰亞胺樹脂前體溶液)。
然后，以與形成底包層相同的方式，將感光聚酰亞胺樹脂前體溶液涂覆在底包層上并在90℃干燥，以形成含有感光聚酰亞胺樹脂前體組合物的感光聚酰亞胺樹脂前體層。將給定光掩模(線寬6μm×長度50mm×間隔0.2mm)放置在該感光聚酰亞胺樹脂前體層上，使用紫外線以30mJ/cm2的量從光掩模上方進行曝光。而且，在170℃時進行曝光后熱處理10分鐘。
然后使用含有2-10％的氫氧化四甲銨和40-50％的乙醇的水溶液作為顯影液在35℃時使該層顯影，并溶解掉未曝光的區(qū)域。接著，用水沖洗該層，以形成具有負(fù)像的圖案。在真空中于330℃加熱該圖案以完成聚酰亞胺樹脂前體的酰亞胺化。由此，形成具有給定圖案的芯層(折射率為1.52)。所形成的芯層具有6μm×6μm的截面尺寸。
接著，以與形成底包層相同的方式，使用上述聚(酰胺酸)溶液(聚酰亞胺樹脂前體溶液)作為形成芯層上的外包層的材料。即，通過旋涂法涂覆聚(酰胺酸)溶液，涂覆量使得熱處理后的厚度為15μm，并在90℃時干燥以形成含有聚酰亞胺樹脂前體組合物的樹脂膜。接著，在真空中于330℃時加熱該樹脂膜，以完成樹脂膜中殘留溶劑的去除并使聚酰亞胺樹脂前體酰亞胺化。結(jié)果，形成最大厚度為20μm的外包層(折射率為1.51)以包圍芯層。由此，在硅晶片襯底上形成由聚酰亞胺樹脂制成的光學(xué)波導(dǎo)。
將其上形成有光學(xué)波導(dǎo)的硅晶片襯底浸入25℃的水中達5分鐘，在水中將光學(xué)波導(dǎo)從襯底上剝離。然后，從水中取出光學(xué)波導(dǎo)并在25℃的氣氛中自然干燥。
含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑將100重量份由100重量份丙烯酸丁酯和2重量份丙烯酸形成的共聚物(重均分子量約為800,000)與2重量份聚異氰酸酯交聯(lián)劑和30重量份Microsphere(F-30，由Matsumoto Yushi-Seiyaku Co.，Ltd.生產(chǎn))一起溶解在甲苯中。通過攪拌使得到的混合物均勻，以制備含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑。
然后，將含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑涂覆在厚度為100μm的聚酯膜的一面上，然后使其在25℃的氣氛中自然干燥，以形成厚度為30μm的含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層。
將光學(xué)波導(dǎo)壓向并暫時粘接到含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層的表面。使用切割鋸切割處于這種暫時粘接狀態(tài)的光學(xué)波導(dǎo)的兩個端部，以得到40mm的光學(xué)波導(dǎo)長度。切割的深度使切割鋸達到含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層。
然后，使用120℃的熱板加熱所得到的結(jié)構(gòu)體30秒，在該結(jié)構(gòu)中光學(xué)波導(dǎo)已被如上切割。結(jié)果形成含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層。而后，從加熱器中取出該結(jié)構(gòu)體，使用鑷子夾住兩個端部已經(jīng)被切割的光學(xué)波導(dǎo)并從發(fā)泡的粘合劑層上剝離。該剝離是容易的。
使用截斷法(cutback method)在1.55μm波長處檢測如此得到的撓性光學(xué)波導(dǎo)的光傳播損失。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所述光學(xué)波導(dǎo)具有0.5dB/cm的光傳播損失，這是非常小的值。也就是說，該實施例能夠形成具有令人滿意的光傳輸?shù)膿闲怨鈱W(xué)波導(dǎo)。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的具體實施方案對本發(fā)明進行了詳細(xì)描述，但是對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，很明顯，在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下可以對本發(fā)明進行各種變化和改進。
本申請是基于2004年7月12日提交的日本專利申請No.2004-204916，在此引入其內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其包括以下步驟將其上形成有光學(xué)波導(dǎo)的襯底浸入水中以減小光學(xué)波導(dǎo)與襯底之間的附著力，然后將光學(xué)波導(dǎo)從襯底上剝離；將被剝離的光學(xué)波導(dǎo)暫時粘接到含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層的表面；將被暫時粘接的光學(xué)波導(dǎo)切割成給定長度；在切割步驟之后，通過加熱使含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層發(fā)泡，從而減小含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層和光學(xué)波導(dǎo)之間的附著力；以及將切割成給定長度的光學(xué)波導(dǎo)從發(fā)泡的粘合劑層上剝離。
2.權(quán)利要求1的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中所述襯底包含選自硅晶片、涂覆有二氧化硅的硅晶片、藍色平板玻璃、合成石英和聚酰亞胺樹脂中的至少一種。
3.權(quán)利要求1的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中所述形成在襯底上的光學(xué)波導(dǎo)至少包含布置在所述襯底上的底包層；以及布置在所述底包層上的帶圖案芯層。
4.權(quán)利要求3的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中所述底包層含有氟化聚酰亞胺。
5.權(quán)利要求3的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中所述帶圖案芯層含有折射率大于所述底包層的折射率的聚酰亞胺。
6.權(quán)利要求3的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中所述光學(xué)波導(dǎo)還包含包圍所述帶圖案芯層布置的外包層。
7.權(quán)利要求6的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中所述外包層含有折射率小于所述帶圖案芯層的折射率的聚酰亞胺。
8.權(quán)利要求1的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中壓敏粘合劑層中所含的發(fā)泡劑是微膠囊化的。
9.權(quán)利要求1的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中為使所述含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層發(fā)泡而進行的加熱在100℃-150℃時持續(xù)約30秒-1分鐘。
10.權(quán)利要求1的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中所述含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層由支承體支承。
11.權(quán)利要求10的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中所述支承體包括聚酯或聚丙烯。
12.權(quán)利要求10的制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其中所述支承體具有10-500μm的厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備撓性光學(xué)波導(dǎo)的方法，其包括以下步驟將其上形成有光學(xué)波導(dǎo)的襯底浸入水中以減小光學(xué)波導(dǎo)與襯底之間的附著力，然后將光學(xué)波導(dǎo)從襯底上剝離；將被剝離的光學(xué)波導(dǎo)暫時粘接到含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層的表面；將被暫時粘接的光學(xué)波導(dǎo)切割成給定長度；在切割步驟之后，通過加熱使含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層發(fā)泡，從而減小含有發(fā)泡劑的壓敏粘合劑層和光學(xué)波導(dǎo)之間的附著力；以及將切割成給定長度的光學(xué)波導(dǎo)從發(fā)泡的粘合劑層上剝離。
文檔編號G02B6/10GK1721897SQ20051008335
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月12日
發(fā)明者內(nèi)藤龍介, 宗和范, 望月周 申請人:日東電工株式會社