JPS60202406A - 合成樹脂光回路の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成樹脂から成る透明基板中に屈折率（１）、
、、。

分布をもつ導光路領域を形成した光回路を製造する方法
に関する。

平行平面をもつ透明基板内に、基板の他の部分に比べて
屈折率が大であり、且つ光の進行方向に垂直な断面内で
周辺に向けて二乗近似で減少する屈折率分布をもつ導光
路を形成した光回路は知られでいる。

このような光回路は分岐・合流１分波・合波など種々の
光信号処理機能をもったものが製作され、光通信用の周
辺デバイス等に極めて有用である。

上記のような平板光回路を合成樹脂を用いて製作する場
合、第１図に示すように屈折率Ｎａの網状態合体（共重
合体を含む）Ｐａを形成する単量体（単　・・、ンゝ 量体混合物を含む）Ｍａを一部重合して透明ゲル物□ 体の基板ｌＯＯをつくり、この基板面１００に設けよ　
、うとする導光路の平面パターンに合せて開口１０／を
残してマスター０２を施し、この開口１０／を通して基
板中に上記屈折率Ｎａよりも大な屈折率Ｎｂの重合体（
共重合体を含む）Ｐｂを形成する単量体（単量体温金物
を含む）を拡散させ重合させて、導光（コ　） 路１０３をつくる方法が知られている。

また他の方法として第２図に示すように上記と同様の屈
折率Ｎａの透明ゲル物体の基板ＩＯ’ｌをつくり、この
基板面の導光路部分に限定してマスク１０Ｓを施し、周
辺から基板１０ｉｌと重合してＮａよりも小さい屈折率
Ｎｂの重合体をつくるような単量体を拡散してマスク１
０Ｓ直下の基板中に導光路１０１．をつくる方法もある
。

ところが、上述したような方法を用いて光回路を製造す
る場合、従来はマスク７０．２またはｌＯｊを透明ゲル
基板に施す方法としては、たとえばガラス板などの、単
量体Ｍｂが透過しない材料で所定形状のマスクを作製し
、しかるのちに透明ゲル基板表面に圧着するといった方
法がとられている。この様な方法を用いた場合には、マ
スクと透明ゲル基板の密着性が必ずしも良好でなく、モ
ノマーＭｂがマスクとゲル基板との間に侵入し、七ツマ
ーＨｂハゲル基板の表面全体に拡散してしまい、導光路
を形成することができないという問題がある。

また、他の問題として回路パターンが複雑になつた場合
、マスクに適度の剛性をもたせることが困難になると同
時にマスク位置決めが非常に困難でヌ あり、なかなか設計面りに竪スキングできないという事
などが挙げられる。

本発明は上記従来の問題点を解決し、屈折率分布をもつ
光路を設けた平板光回路の製造工程においてマスクとゲ
ル基板の密着性の問題及びマスクパターンの精度の問題
を回避し得る新規なプラスチック光回路の製造方法を提
供することを目的としている。

本発明に従った方法では、まず網状重合体（共重合体を
含む）Ｐａを形成する単量体（単量体混合物を含む）Ｍ
ａを一部重合させて透明ゲルの基板をつくる。

本発明で使用する単量体Ｍａの好適例としては、ジアリ
ルフタレート、ジアリルイソ７タレート、ジアリルテレ
フタレート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ートの如きジアリルエステル；トリメリド酸トリアリル
、リン酸トリアリル、亜リン酸トリアリルの如きトリア
リルエステル；メタクリル酸アリル、アクリル酸アリル
の如き不飽和酸アリルエステル；７タル酸ジビニル、イ
ソフタル酸ジビニル、テレフタル酸ジビルの如きビニル
エステルを挙げることができるが、これらに限定される
ことなく、透明な網状重合体を生成する単量体であれば
如何なるものも使用することが可能である。

また本発明で用いられる網状重合体としては、上述した
如き単量体Ｍａから得られるホモポリマー。

又はこれらの単量体の二種以上から得られる共重合体、
並びにこれら単量体Ｍａとスチレン、メタクリル酸エス
テル、または安息香酸ビニルなどの如き単量体との共重
合体が適当である。

次にこの透明ゲル基板の、光回路を作ろうとする表面に
、レジスト層を設ける。このレジスト層をパターニング
することにより前述のマスク１０２やｌＯｊをレジ、ス
ト層で形成させる。レジストには現在一般的に使用され
ているフォトレジストを用いることが好ましい。このレ
ジスト層の近傍、透明ゲル基板と反対の側の、パターン
の転写が可能な距離に、回路パターンの印刷されたフォ
トマスクラ配置さ対、このマスクを通してレジスト層に
活性光線を照射して分解または硬化させる。レジスト層
を現像すれば、活性光線で分解した部分あるいは硬化し
なかった部分は除去されて透明ゲル基板がパターン通り
に露出する。露出部は、ポジレジストを使用した場合に
はフォトマスクの光透過部分に対応する部分のレジスト
が分解して除去されるので、マスクパターンの光透過部
分に対応し、ネガレジストを使用した場合にはフォトマ
スクの光透過部分に対応する部分のレジストが硬化し、
現像に依ってそれ以外の部分が除去されるので、マスク
パターンの遮光部分に対応する。

この様に、本発明に於いてはレジスト層にフォトマスク
のパターンを転写して前述のマスク１０２やｌ０ｊｔを
形成するので、マスクパターンの精度は飛躍的に向上し
、複雑なパターンの光回路の製造を容易に行なうことが
できる。

また、レジスト層よりなるマスクと透明ゲル基板との密
着性も、レジストを透明ゲル基板に塗布した後、溶媒を
蒸発させて加熱Ｌ　、露光前に若干硬化反応を起こさせ
て膜を安定化させるが、この際に透明ゲル基板表面に対
して強固に密着させることができる。また、ネガレジス
トの場合には露光された部分が硬化するので更に密着性
が増す。

次いでレジスト層よりなるマスクが施された基板面に、
前述の網状重合体Ｐａとは異なる屈折率を有する重合体
（共重合体を含む）Ｐｂを形成する単量体（単量体混合
物を含む）Ｍｂを拡散し重合させ、次に表面を研磨して
平滑化する。レジスト層はこの時に除去される。

この過程で使用する単量体Ｍｂとしては、それが重合し
て線形重合体を形成するものであっても、網状重合体を
形成するものであってもよい。

このような単量体Ｍｂとして、スチレン、メタクリル酸
エステル、アクリル酸エステル、酢酸ビニル。

塩化ビニル、アクリロニトリル、ブタジェンまたはこれ
らの混合物が好適に使用できる。

次に本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説明
する。

まず第３図に示すように屈折率Ｈａの網状重合体Ｐａを
形成する単量体Ｍａを一部重合させて透明ゲルの基板ｌ
をつくり、その表面にポジ型フォトレジストをスピンコ
ード法等により均一に塗布してレジスト層２０を形成す
る。これをブレベークしてレジスト層２０に含まれる溶
媒を蒸発させ、レジスト層２０に成る程度の強度を持た
せると共に透明ゲル基板ｌに対して強固に密着させる。

次に第を図に示す様にレジスト層２０の上にフォトマス
ク３を配置し、水銀ランプからの紫外ｍ乙を照射する。

紫外線乙はフォトマスク３の光透過部分を通過してレジ
スト層、２０の対応部分を照射する。

第５図は、現像後に、光の照射された部分が除去されて
所定パターンの開０．２Ａをもつレジストマスターが形
成された状態を示す。第３図は光照射方向から見たとこ
ろである。この図には二分岐の光［５のパターンを示し
である。

次に第７図に示す様に、透明ゲル基板表面に網状重合体
Ｐａの屈折率Ｈａとは異なる、例えばＮａより大きい屈
折率Ｎｂの重合体Ｐｂを形成する単量体Ｍｂを拡散し重
合させる。第７図に同心円で示した様に、単３１体Ｍｂ
はレジストマスク２の開口部２Ａから透明ゲル基板に拡
散して行き、開口部コＡから離れるに従って低減する濃
度分布を形成する。これを、重合完結後に研磨してレジ
ストマスク２を除去すると、第ｇ図に示す様に、当初の
フォトマスク３の平面パターンと同一パターンをもった
分岐・合流回路９分波・合波回路など所定の導光路ｊが
設けられた平面光回路を得ることができる。

上記の導光路Ｓが設けられた基板面には洩光防止のため
に例えば低屈折率のクラッド層が設けられる０ 第９図に本発明の他の実施例を示す。第９図／は透明ゲ
ル基板層１．２０はネガ型フォトレジスト層、３はフォ
トマスクである。ネガ型フォトレジスト層２０はフォト
マスクを通過してきた光に露光されると、その部分が硬
化して、現像後は第７０図の様に光が当たった部分だけ
が残り、所定の光回路パターンをもつマスク２が形成さ
れる。第１／図はそれを光照射方向から見たところであ
る。次に第１２図に示す如＜Ｎａよりも小さな屈折率Ｎ
ｂを有する重合体を形成する単量体Ｍｂを透明ゲル基板
に拡散させ、重合させて表面を研磨すると、第７３図に
示す様に、断面がほぼ円形の導光路Ｓが形成されている
。

以上に説明した本発明方法によれば、従来法のよマ うにゲル基板上に施したムスクの密着性が悪い為に単量
体Ｍｂの拡散を制御できなかったり、複雑な微小回路パ
ターンの為に行なうマスキングの精度が悪かったりする
ことなく、安定した品質の合成樹脂光回路を確実に製造
することができる。

第１図はマスク開口と同一パターンで導光路を　′

【図面の簡単な説明】

つくる場合の拡散方法を示す断面図、第２図はマ　゛、
スフのパターンと同一のパターンで導光路をつくる場合
の拡散方法を示す断面図、第３図ないし第　邦Ｓ図は本
発明方法で第１図に対応するマスクを形成する方法の一
例を段階的に示す断面図、第６図は第Ｓ図のマスクを上
方からみた平面図、第７図は第ｊ図、第を図のマスク付
き基板に単量体を拡散させる工程を示す断面図、第ざ図
は上記によって得られる平板光回路の断面図、第９図お
よび第７０図は第一図に対応するマスクを基板上に本発
明方法によりつくる方法の一例を段階的に示す断面図、
第１／図は第１０図のマスクを上方から見た平面図、第
７２図は第７０図のマスク基板に単量体を拡散させる工
程を示す断面図、第１３図は上記方法によって得られる
光回路の断面図である。 ／　基板　２　レジストマスク　２Ａ開Ｄ３　−ｙオド
−ｑｘり　！；　導光路　２ｏ　フォトレジスト層 （／／） 第１図 第２図 第４図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１３図 ？　２ −了二一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 網状重合体（共重合体を含む）を形成する単量体（単量
   体混合物を含む）を一部重合して透明ゲル体とし、この
   ゲル体の表面に所要部分を残してマスキングを施し、こ
   の面に前記重合体とは異なる屈折率をもつ重合体（共重
   合体を含む）を形成する単量体（単量体混合物を含む）
   を接触させて前記ゲル体中に拡散させるとともに重合さ
   せることにより、基板よりも屈折率が大で且つ光の進行
   方向に垂直な断面内で屈折率が周辺に向けて連続的に減
   少する屈折率分布をもつ導光路を設けた合成樹脂光回路
   を製造する方法において、前記マスキングをレジス）Ｋ
   依って形成することを特徴とする合成樹脂光回路の製造
   方法。