專利名稱：形成聚合物光波導(dǎo)管的聚酰亞胺層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成聚合物光波導(dǎo)管的聚酰亞胺層的方法，特別是，本發(fā)明涉及一種其中聚合物光波導(dǎo)管的聚酰亞胺層的厚度可被控制，而不改變聚酰亞胺層的組合物中聚酰亞胺前體的含量的方法。
光波導(dǎo)管的組成為由具有n1折射系數(shù)的電介質(zhì)制成的核心層和由具有n2折射率的電介質(zhì)制成的包繞核心層的包層。這里，折射系數(shù)n1大于折射系數(shù)n2。當(dāng)光入射進(jìn)光波導(dǎo)管時，由于核心層和包層之間折射率的差異，入射光沿著光波導(dǎo)管發(fā)生完全折射，從而使光線在具有較高折射率的核心層中傳播。
下面將描述制造光波導(dǎo)管的總的方法。
在一個基質(zhì)上形成一個下包層之后，在該下包層上形成一個核心層。然后，在該核心層上形成一個光刻膠層，并且光刻膠圖形是通過曝光和顯影而制備的。使用該光刻膠圖形作為蝕刻掩模對該核心層進(jìn)行蝕刻，然后在該圖形化的核心層上形成一個上包層，得到光波導(dǎo)管。
在使用聚酰亞胺形成包層和核心層的情況下，通常將聚酰亞胺前體組合物旋轉(zhuǎn)涂覆在基質(zhì)上并干燥。而且，為了滿足光波導(dǎo)條件，這是由包層和核心層材料之間的折射率差異決定的，必須將包層和核心層的厚度控制在預(yù)先確定的范圍內(nèi)。
包層和核心層的厚度可通過改變聚酰亞胺組合物總的粘度來控制。也就是說，聚酰亞胺組合物的粘度越低，該組合物形成的聚酰亞胺層的厚度越小。
聚酰亞胺組合物的粘度是由聚酰亞胺前體的含量，聚酰亞胺前體的分子量，以及在聚酰亞胺中所使用的溶劑的種類決定的。在常規(guī)的方法中，為了降低聚酰亞胺組合物的粘度，而降低了聚酰亞胺前體的含量。
但是，在上述方法中，當(dāng)聚酰亞胺前體的含量降低時，在聚酰亞胺組合物中含有的溶劑的相對量就升高。結(jié)果，在焙燒之后聚酰亞胺層的皺縮就很嚴(yán)重。而且，在制造具有多層結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)管中形成多個聚酰亞胺層的情況下，溶劑滲入事先形成的下聚酰亞胺層中，因而在焙燒前后聚酰亞胺層會發(fā)生大的體積變化，造成聚酰亞胺層的嚴(yán)重缺陷。
本發(fā)明的目的是提供一種形成聚合物光波導(dǎo)管的聚酰亞胺層的方法，其中，聚酰亞胺層的厚度可被控制，而不改變聚酰亞胺前體的含量。
為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種形成聚合物光波導(dǎo)管的聚酰亞胺層的方法，包括如下步驟(a)將含有一種聚酰胺酸和一種溶劑的聚酰亞胺前體組合物進(jìn)行加熱；和(b)將該聚酰亞胺前體組合物涂覆在一個基質(zhì)上，并將產(chǎn)物干燥和酰亞胺化。
優(yōu)選步驟(a)中的熱處理是在50-100℃進(jìn)行5-13小時，并且在步驟(b)中酰亞胺化是通過從50℃逐步加熱至400℃來達(dá)到的。附圖簡要說明通過參照附圖對優(yōu)選實施方案的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點將顯而易見，其中
圖1是顯示聚酰亞胺前體組合物在熱處理期間的粘度變化的圖。優(yōu)選實施方案描述在本發(fā)明的形成聚酰亞胺層的方法中，在一個預(yù)先確定的熱處理過程中，聚酰亞胺前體組合物的粘度通過改變聚酰亞胺前體的分子量而被保持在一個預(yù)先確定的范圍內(nèi)，而組合物中聚酰亞胺前體的含量被保持在一個預(yù)先確定的水平。
也就是說，將聚酰胺酸在50-100℃加熱5-13小時，從而使相對于單體聚合形成聚酰胺酸的逆反應(yīng)，即聚酰胺酸分解的反應(yīng)加速，產(chǎn)生一種比以前具有較小分子量的聚酰胺酸。結(jié)果，該組合物的粘度被降低，而沒有降低組合物中聚酰亞胺前體的含量，從而使聚酰亞胺層的厚度降低。
下面將描述本發(fā)明的形成聚酰亞胺層的方法。
通過將一種溶劑加入一種聚酰胺酸中來制備一種聚酰亞胺前體組合物。然后，將該聚酰亞胺前體組合物在50-100℃加熱5-13小時。如果加熱溫度低于50℃，聚酰亞胺層的部分分解成單體的速度不快，因而分子量的降低不足。同時，如果加熱溫度高于100℃，由于聚酰胺酸的過度分解使聚酰亞胺前體自身的含量不利地減少。
在聚酰亞胺前體組合物經(jīng)歷熱處理之后，將其涂覆在一個基質(zhì)上并干燥。然后，將得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行酰亞胺化，得到一個聚酰亞胺層。這里，酰亞胺化是通過在50℃至400℃的溫度范圍內(nèi)逐步加熱來進(jìn)行的。
下文將通過實施例描述本發(fā)明。但是，這些實施例只是為了說明的目的，不是為了限制本發(fā)明的范圍。實施例1將57.35克的N，N-二甲基乙酰胺加入17.2克的具有下述式(1)表示的重復(fù)單元的聚酰胺酸中，并加熱至80℃。
將熱處理過的聚酰胺酸組合物旋轉(zhuǎn)涂覆在一個硅基底上并干燥。將這樣得到的硅基底逐步加熱至350℃，使聚酰亞胺前體酰亞胺化，從而形成聚酰亞胺層。
在這一實施例中，聚酰胺酸組合物的粘度相對于加熱時間的變化示于圖1。
參照圖1，可以看出，聚酰胺酸組合物的粘度隨著時間的延長逐漸降低。聚酰胺酸組合物的粘度在加熱1小時后為400000cps，在11小時后降至13000cps。其原因為具有化學(xué)式(1)表示的重復(fù)單元的聚酰胺酸通過熱處理被部分分解成由下述化學(xué)式(2)和(3)表示的化合物，從而降低了聚酰胺酸的分子量。一個含有低分子量的聚酰胺酸的聚酰亞胺前體組合物具有低的粘度。因而使用這種具有低粘度的聚酰亞胺前體組合物可以降低聚酰亞胺層的厚度。
如上所述，聚合物光波導(dǎo)管的聚酰亞胺層的厚度可被控制，而不改變用于聚酰亞胺層的組合物中聚酰亞胺前體的含量。這樣可以防止常規(guī)的方法中改變聚酰亞胺前體含量，特別是降低其含量，帶來的嚴(yán)重問題。
本發(fā)明的形成聚酰亞胺層的方法，其中包層和核心層的厚度可被無限地控制，可應(yīng)用于聚合物光波導(dǎo)管以及多層結(jié)構(gòu)的制造。
權(quán)利要求
1.一種形成聚合物光波導(dǎo)管的聚酰亞胺層的方法，包括如下步驟(a)將含有一種聚酰胺酸和一種溶劑的聚酰亞胺前體組合物進(jìn)行加熱；和(b)將該聚酰亞胺前體組合物涂覆在一個基質(zhì)上，并將產(chǎn)物干燥和酰亞胺化。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)中的熱處理是在50-100℃進(jìn)行5-13小時。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(b)中酰亞胺化是通過從50℃逐步加熱至400℃來達(dá)到的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種形成聚酰亞胺層的方法,包括如下步驟:將含有一種聚酰胺酸和一種溶劑的聚酰亞胺前體組合物進(jìn)行加熱;和將該聚酰亞胺前體組合物涂覆在一個基質(zhì)上,并將產(chǎn)物干燥和酰亞胺化。使用該方法,聚合物光波導(dǎo)管的聚酰亞胺層的厚度可被控制,而不改變聚酰亞胺層的組合物中聚酰亞胺前體的含量。
文檔編號B05D1/00GK1242264SQ99109870
公開日2000年1月26日 申請日期1999年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月22日
發(fā)明者金銀枝, 韓官秀, 張祐赫, 李泰衡 申請人:三星電子株式會社