DE102005027676A1

DE102005027676A1 - Method for producing anisotropic waveguide structures for transmitting light waves

Info

Publication number: DE102005027676A1
Application number: DE200510027676
Authority: DE
Inventors: Max Hunziker; Matthias Weber
Original assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2007-01-11
Also published as: WO2006133820A1

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung von anisotropen Wellenleitern zur Übertragung von Lichtwellen zur Verwendung in entsprechenden Bauelementen, insbesondere in Leiterplatten.A method is described for the production of anisotropic waveguides for the transmission of light waves for use in corresponding components, in particular in printed circuit boards.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von anisotropen Wellenleitern zur Übertragung von Lichtwellen.The The invention relates to a process for the preparation of anisotropic Waveguides for 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 umgebende 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 are not the wavelengths of the absorb light to be transported to the optical loss to keep low. The conductive medium (core) has a higher refractive index as the surrounding medium (mantle). The differences in the refractive index define between core and cladding (typically between 0.01-0.1) the suitable angle 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 Verbindungstechnik 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 elektri schen Verbindungen (Hybridtechnik). Die erfolgreiche Integration erfordert die Möglichkeit komplexere optische Verbindungsstrukturen aufzubauen.Applied will the transmission of data by means of fiber optics, especially in telecommunications using fiber optic cable (point-to-point connections in different Areas such as Submarine, Long Haul, Metro Backbone, Metro Access (BPA Report 762, "OPTICAL BACKPLANES, A Global Market and Technology Review 2000-2005 "), where up to several a thousand kilometers are bridged) and optical elements (multiplexer, demultiplexer, etc.). The technological and physical congestion of conventional electrical Connection technology and the strong increase in the necessary data transfer rate led to increasing research and development activities in the field of integration of optical signal network structures on printed circuit boards in combination with electrical connections (hybrid technology). The successful one Integration requires the possibility to build more complex optical connection 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:

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 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. Osellame, S. Taccheo, G. Cerullo, M. Marangoni, G. Sorbello, D. Polli, S. De Silvestri, P. Laporta, and R. Ramponi, SPIE Photonics Fabrication Europe, October 28-November 1, 2002, Brugge (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) zunächst 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).
2. Direkte Verfahren: Die Wellenleiterstrukturen werden direkt in einem geeigneten Substrat mittels eines Licht-, Lasers- oder Ionenstrahls 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 Ionenbombardment (Peter Straub „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.

Current printed circuit board (PCB) optical waveguides are based on isotropic materials (ie, the refractive index is macroscopically the same in all directions). In order to generate planar structures, essentially two fundamentally different methods are used:

1. 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), laser ablation (M. Kowatsch in "Optical assembly and connection technology in the electronic assembly production", Ed. W. Scheel, Verlag Dr. Markus A. Detert , Templin / Uckermark, 2002, R. Osellame, S. Taccheo, G. Cerullo, M. Marangoni, G. Sorbello, D. Polli, S. De Silvestri, P. Laporta, and R. Ramponi, SPIE Photonics Fabrication Europe, October 28-November 1, 2002, Brugge (Belgium)), photolithographic (DeForest, "Photoresist", 1975, p. 2,3; US 4,609,252 ) or etching of structures (K. Schmieder "Simple Integration Techniques for Optical Waveguides on Printed Circuit Board Level", Photonic 2001, May 17-18, 2001, Electronic Forum) first either first the waveguide core and then the cladding produced or a depression in the cladding produced, which is then filled with the core material. Disadvantages of these methods are that they require a very large number of process steps, produce rough surfaces, can not be used on a large scale (heating embossing process), require expensive tools or generate dust (ablation).
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 methods are photolocking ( US 3,809,732 ), Pho tobleaching (Electronics Lett., 26, 1990, p 379), Photocrosslinking ( US 3,809,686 ), Diffusion method ( US 5,402,514 ), Laser ablation or ion bombardment (Peter Straub "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 the not exposed 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 big one Disadvantage that the optical loss in curved structures are very large can and therefore 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 Materialien 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.The few materials are symmetrical and spherical and therefore have anisotropy at the microscopic level. On At the macroscopic level, this anisotropy is averaged statistical distribution of all orientations in all three spatial directions for gaseous, liquid and unordered solid materials and then the material points 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:

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.
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.

Anisotropic waveguides ( US 5,949,943 ) can be prepared from anisotropic materials, wherein basically two types are distinguished:

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. 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 Photopolymerisieren 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 Making anisotropic waveguides is a control over the Orientation of the molecules and thus the anisotropy necessary. Typical methods of control the orientation is the stretching of polymers in the heat, the Photopolymerizing suitable monomers in an electrical or magnetic field or brushing a suitable substrate, on the afterwards Liquid crystals (or Liquid crystal polymers) be applied, which are then based on the fine scratches (J. Cognard "Alignment of Nematic Liquid Crystals & Their Mixtures ", Mol. Crysta. Liq. Cryst. Supplement Ser. (Gordon & Breach, New York, 1982)). you will be often applied in LCD manufacturing. Disadvantages of these methods is the low local Resolution, Different orientations on one surface can not or only over many Process steps are produced or a continuous spatial change 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 Flüssigkristallmonomeren 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 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. As a result, the optical anisotropy is transferred into a steric anisotropy of the polymer layer, which is thus outstandingly suitable 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 Photolyseschritt haben.Of the Invention is based on the object, a process for the preparation of anisotropic waveguide structures and in particular curved anisotropic Waveguide structures, preferably with tight curve radii, provide which has or requires few process steps. Preferably the method should have the potential for the full-scale generation of the waveguide structures in a photolysis step.

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 realisiert 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.Of Furthermore, materials should be used in the process can, which have a high thermal stability. moreover should be preferred with the method single-mode waveguide with Widths of only 10 μm be realized in a simple manner. The process should continue be free of dust, in the known ablation is disadvantageous. After all the process should lead to waveguides with smooth surfaces and not completely planar surfaces also be applicable.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von anisotropen Wellenleitern zur Übertragung von Lichtwellen, das die folgenden Stufen umfasst (vgl. 1):

(i) Aufbringen einer foto-orientierbaren Polymerschicht (2) auf ein Substrat (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 foto-orientiertes Polymernetzwerk erhalten wird,
(iii) Entfernen der Fotomaske (3),
(iv) Drehen des Polarisators (4) um 1°–180° und vollflächiges Belichten des beschichteten Substrats,
(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
(vi) fotoinduzierte Vernetzung der orientierten flüssigkristallinen Monomerschicht (6).

The invention relates to a method for producing anisotropic waveguides for transmitting light waves, comprising the following stages (see. 1 ):

(i) applying a photo-orientable polymer layer ( 2 ) on a substrate ( 1 )
(ii) exposing the coated substrate through a patterned photomask ( 3 ) and a linearly polarizing polarizer ( 4 ) for orientation and crosslinking of the exposed portion of the coated substrate to yield a photo-oriented polymer network,
(iii) removing the photomask ( 3 )
(iv) turning the polarizer ( 4 ) by 1 ° -180 ° and full-surface exposure of the coated substrate,
(v) Application of 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) photo-induced crosslinking of the oriented liquid-crystalline monomer layer ( 6 ).

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren, das die folgenden Stufen umfasst (vgl. 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 Polymernetzwerk erhalten wird,
(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
(iv) fotoinduzierte Vernetzung der orientierten flüssigkristallinen Monomerschicht.

The invention further relates to a process comprising the following steps (cf. 2 ):

(i) applying a photo-orientable polymer layer ( 2 ) on a substrate ( 1 )
(ii) exposing the coated substrate through a patterned polarizing mask ( 7 ), which under having differently oriented polarizers, wherein the orientation corresponds to the structure to be imaged, for orientation and crosslinking of the photo-orientable polymer layer, whereby a photo-oriented polymer network is obtained,
(iii) Application of 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) 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 Formel

worin n eine ganze Zahl von 400–600 ist. Vorzugsweise weisen diese foto-orientierbaren Polymere eine hohe Glasübergangstemperatur (über 130°C) auf. Sie können in an sich bekannten Lösungsmitteln, beispielsweise Methylcellosolveacetat oder Cyclopentanon, aufgelöst und verarbeitet werden. Üblicherweise liegt die Kon zentration des foto-orientierbaren Polymeren im Bereich von 0,2–20%, vorzugsweise 0,5–10% und besonders bevorzugt 1–3%.In the method according to the invention, a photo-orientable polymer layer is first applied to a substrate such as FR-4 laminates, epoxy and polyimide films, copper, glass, etc. Corresponding polymers are, for example, from US Pat. No. 5,389,698 and the European patent application EP 0 753 785 A1 known. These are in particular cinnamic acid derivatives of the formula

where n is an integer of 400-600. Preferably, these photo-orientable polymers have a high glass transition temperature (above 130 ° 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%.

Die Lösung des foto-orientierbaren Polymeren kann durch jegliche Beschichtungsmethode 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.The solution The photo-orientable polymer can be prepared by any coating method for liquids, such as. Bar Coating, Roller Coating, Curtain Coating, Spray Coating, Miniskus coating, etc, preferably by spin coating at turns ranging from 200 rpm to 3000 rpm.

Nach dem Aufbringen wird die Schicht bei einer Temperatur von 160°C über einen Zeitraum von 10 min getrocknet. Typischerweise werden Schichtdicken im Bereich von 10–1000 nm vorzugsweise 50–100 nm erreicht.To the coating is applied at a temperature of 160 ° C over a Dried for 10 minutes. Typically, layer thicknesses in the range of 10-1000 nm preferably 50-100 nm reached.

Danach wird die foto-orientierbare Polymerschicht durch eine strukturierte Fotomaske, z.B. eine Fotomaske mit linearen Strukturen, und einen linear polarisierenden 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.After that the photo-orientable polymer layer is structured by a 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). According to one first embodiment the method according to the invention After irradiation, the photomask is removed and the polarizer at an angle in the range of 1 ° -180 ° and preferably rotated from 45 ° -85 ° or 95 ° -135 °, what a full-surface Exposing the coated substrate connects.

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. 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 dargestellt:

1. Das Prinzip der Maske beruht auf der Fähigkeit von Flüssigkristallen das elektrische Feld von Licht zu drehen. Solch eine Fotomaske besitzt zwei fotoorientierte Polymeren zwischen den sich flüssigkristalline Polymere befinden. (Seiberle, H.; Benecke, C. und Bachels, 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 unterschiedliche Richtungen haben. Die Orientierungen von linear polarisiertem Licht, welches diese Maske durchleuchtet, wird dadurch lokal unterschiedlich gedreht.
2. Eine andere Variante ist die Beschichtung eines mit unterschiedlich Richtungen foto-orientiertes Polymer mit einer Mischung aus flüssigkristallinen Polymeren und einer dichroistischen Substanz (wie z.B. Cyanoterphenyl). Diese 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 Orientierung der foto-orientierten Polymere. Durch Vernetzung der flüssigkristallinen 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.

According to a second embodiment of the method according to the invention, instead of the photomask having linear structures and the linearly polarizing filter, a structured polarization mask is used which contains the structures to be imaged in the form of differently oriented polarizers (cf. 3 ). 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 in the European patent application EP 0 753 785 A1 described. Two types are shown:

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-oriented polymers between which liquid crystalline polymers are located. (Seiberle, H., Benecke, C. and Bachels, 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. 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 substances have the properties of absorbing different wavelengths depending on the orientation of different degrees and therefore serve as molecular polarizers. The dichroic molecules orient themselves the same as the liquid crystalline monomers according to the given orientation of the photo-oriented polymers. By crosslinking the liquid crystalline monomers, the molecules are frozen in position. Isotropic light, which passes through such masks, then has locally different polarization directions. Besides 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 fewer 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 Vernet zung des belichteten Teils des beschichteten Substrats, wobei ein foto-orientiertes Polymernetzwerk erhalten wird. Dadurch wird die optische Anisotropie in eine sterische 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 at 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 orientation and crosslinking of the exposed portion of the coated substrate to yield a photo-oriented polymer network. 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 the European patent application EP 1 094 103 A1 described. These are in particular the following monomers:

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.Further liquid crystalline Monomers which can be used in the process of the invention are in U.S. Patent No. 5,602,661. There, as well as in the the aforementioned European Patent application is also described as the crosslinkable liquid crystalline Monomers mixed, dissolved and can be applied to the photo-oriented polymer network.

So werden die Monomeren beispielsweise in N-Methylpyrrolidon oder Cyclopentanon aufgelöst, so dass Lösungen typischerweise mit einem Gehalt von 10–50% (w/w) erhalten werden. Diese Lösung wird wiederum durch jede beliebige Beschichtungsmethode 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.So For example, the monomers are N-methylpyrrolidone or cyclopentanone resolved so that solutions typically obtained at a level of 10-50% (w / w). This solution in turn will be through any liquid coating method preferably applied by spin-coating. Then be the monomers to a temperature above their clearing point heated and then slowly (i.e. a period of about 15 minutes or at a cooling rate of 1 K / min), so that they conform to the already existing orientation layer can align.

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:

1 und 2 zeigen schematisch die Schritte der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung linearer anisotroper Wellenleiter. 1 and 2 schematically show the steps of the inventive method for producing linear anisotropic waveguides.

3 zeigt schematisch eine strukturierte Polarisationsmaske, welche unterschiedlich orientierte Polarisatoren aufweist (die Richtung der Doppelpfeile entsprechen der jeweiligen Polarisationsrichtung), wobei die Orientierung der abzubildenden, gekrümmte Struktur entspricht. 3 schematically shows a structured polarizing mask having differently oriented polarizers (the direction of the double arrows correspond to the respective polarization direction), wherein the orientation of the curved structure to be imaged corresponds.

4 zeigt lineare, anisotrope Wellenleiterstrukturen (hergestellt mit dem in Beispiel 1 dargestellten Verfahren) betrachtet durch gekreuzte Polarisatoren. Die unterschiedliche Helligkeiten entsprechen unterschiedlichen Orientierungen der Flüssigkristalle. 4 Figure 12 shows linear anisotropic waveguide structures (made by the method illustrated in Example 1) viewed through crossed polarizers. The different brightnesses correspond to different orientations of the liquid crystals.

5 zeigt lineare, anisotrope Wellenleiterstrukturen (hergestellt mit dem in Beispiel 2 dargestellten Verfahren) betrachtet durch gekreuzte Polarisatoren. Die unterschiedliche Helligkeiten entsprechen unterschiedlichen Orientierungen der Flüssigkristalle. 5 Figure 12 shows linear anisotropic waveguide structures (made by the method illustrated in Example 2) viewed through crossed polarizers. The different brightnesses correspond to different orientations of the liquid crystals.

6 zeigt das Streulichtbild des mit der in 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 In dex, beschreiben in F. Pedrotti; L: Pedrotti; W. Bausch; H. Schmidt „Optik für Ingenieure", Springer Verlag, Berlin, 1996) das Licht eingekoppelt. 6 shows the scattered light image of the with in 3 illustrated structured polarizing mask obtained waveguide 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 In dex, described in F. Pedrotti, L: Pedrotti, W. Bausch, H. Schmidt "Optics for Engineers", Springer Verlag, Berlin, 1996).

7 zeigt schematisch beispielhafte Dimensionen der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten strukturierten Polarisationsmaske. 7 schematically shows 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 with the method according to the invention produced anisotropic waveguides can be used to transmit light waves in corresponding components, in particular in printed circuit boards and Chip carrier (chip-to-chip), are used.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wellenleiter zeigen überraschenderweise eine effektive Wellenleitung bis zu Krümmungsradien von nur 2 mm ohne Licht auszukoppeln im Gegensatz zu isotropen Wellenleitern von einigen cm.The with the method according to the invention produced waveguides show surprisingly effective Waveguide up to radii of curvature of only 2 mm without light unlike 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 vorzugsweise bis zu 1 mm erhalten werden.in the Generally can with the method according to the invention anisotropic waveguides with radii of curvature from up to a few 100 μm are prepared and preferably obtained up to 1 mm.

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 was also found to be an area between core and the surrounding medium in which the orientations of the liquid crystals sliding and not leaping. It also became surprising found that there are left and right rotating changes of orientations gave when the liquid crystals in the core at 90 ° to Coat are oriented and that even for 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 3 schematisch gezeigten Polarisationsmaske möglich, Wellenleiterstrukturen in einem Fotolyseschritt zu erzeugen. 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 Abtragungsvertahren 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, it is by using a in 3 schematically shown polarization mask 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 microns can be realized by the method in a simple manner. Compared to known methods such as Abtragungsvertahren 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. 1): Herstellung von linearen anisotropen Wellenleitern, wobei die Flüssigkristalle einen Winkel von 90° zwischen Kern und Mantel habenExample 1 (cf. 1 ): Production of linear anisotropic waveguides with the liquid crystals at a 90 ° angle between the core and the cladding

Eine Glasplatte (1) mit einer geringen Oberflächenrauhigkeit (Schott D263T) von R_A < 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 Cyclopentanon) durch Spin-coating bei 3000 rpm auf die Glasplatte aufgebracht. Die Schicht wurde danach 10 Minuten bei 150°C 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 90°C 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) were cleaned for 10 min in an ultrasonic bath (filled with a 2% Stammopur solution). After drying, the photo-orientable polymer layer became 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 dried for 10 minutes at 150 ° C on a heat bench and had a thickness of about 50 nm. Subsequently, the layer 60 s through a photomask ( 3 ) with linear structures and a linear polarizing filter ( 4 ) (P-UV2, Schneider Optische Werke GmbH, polarization direction perpendicular to the direction of propagation of the linear structures) with a 1 kW Hg high pressure lamp (Thermo Oriel, model 92542) at room temperature with UV light ( 5 ) (about 35 mW / cm ² ). The mask was removed, the polarizer was rotated through 90 ° C and the entire surface of the layer 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 fotoinduzierten 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 Flüssig kristallschicht war gegenüber mechanischer und thermischer Belastung stabil. Betrachtete man die vernetzte Schicht unter gekreuzten Polarisatoren, so erkannte man, dass die doppelbrechend war (siehe 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. using a heat bench and slowly (ie over a period of For photo-induced crosslinking, the monomer layer was exposed in a nitrogen atmosphere at room temperature for 6 minutes with a 150 W UV lamp (approximately 15 minutes or at a cooling rate of 1 K / min). 7 ) (Walter Lemmen, Aktina S; main emission around 360 nm, 8 mW / cm ² ). The crosslinked liquid crystal layer was stable to mechanical and thermal stress. Looking at the cross-linked layer under crossed polarizers, it was recognized that it was birefringent (see 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, the liquid crystals an angle of 80 ° between Core and coat have

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 Polarisatoren, 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 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 werdenA 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. Looking at the cross-linked layer under crossed polarizers, the transitions between the cladding and the core of the waveguides were again recognized. However, a direction of rotation of the liquid crystals in this region was observed in the same direction (see 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

Beispiel 3: Herstellung von gekrümmten anisotropen Wellenleitern mittels einer strukturierten PolarisationsmaskeExample 3: Production of curved anisotropic waveguides by means of a structured polarization mask

Eine strukturierte Polarisationsmaske (vgl. 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 Po lymerschicht wurde wie in Beispiel 1 präpariert, wobei anstatt der Polarisationsfolie die strukturierte Polarisationsmaske benutzt wurde. Anschließend wurde wie in Beispiel 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. 6 zeigt die stirnseitigen 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 (cf. 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 Po lymerschicht was prepared as in Example 1, wherein instead of the polarizing film, the patterned polarizing mask was used. 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. 6 shows the frontal coupling of light by means of a GRIN fibers in a waveguide with 10 microns width and a radius of 2 mm. Clearly the very good guidance of the light is to be seen.

11: Substratsubstratum
22: foto-orientierbare Polymerschichtphoto-orientable polymer layer
33: strukturierte Fotomaskestructured photomask
44: linear polarisierender Polarisatorlinear polarizing polarizer
55: UV-LichtUV light
66: flüssigkristalline Monomerliquid crystalline monomer
77: strukturierte Polarisationsmaske mit unterschiedlich orientierten Polarisatorenstructured Polarizing mask with differently oriented polarizers

Claims

A process for producing anisotropic waveguides for transmitting light waves, characterized by the steps of: (i) applying a photo-orientable polymer layer ( 2 ) on a substrate ( 1 ), (ii) exposing the coated substrate through a patterned photomask ( 3 ) and a linearly polarizing polarizer ( 4 ) to orient and crosslink the exposed portion of the coated substrate to yield a photo-oriented polymer network, (iii) remove the photomask ( 3 ), (iv) rotating the polarizer ( 4 ) by 1 ° -180 ° and full-surface exposure of the coated substrate, (v) Application of 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) photo-induced crosslinking of the oriented liquid crystalline monomer layer ( 6 ).

A process for producing anisotropic waveguides for transmitting light waves, characterized by the steps of: (i) applying a photo-orientable polymer layer ( 2 ) on a substrate ( 1 ), (ii) exposing the coated substrate through a patterned polarizing mask ( 7 ) having differently oriented polarizers, wherein the orientation corresponds to the structure to be imaged, for orientation and crosslinking of the photo-orientable polymer layer, whereby a photo-oriented polymer network is obtained, (iii) application of 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) photo-induced crosslinking of the oriented liquid crystalline monomer layer.

Method according to claim 2, characterized in that that the structure to be imaged is curved.

Method according to claim 3, characterized that the curvature a radius less than 10 mm, preferably less than 5 mm and especially preferably less than 1 mm.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the photo-orientable polymer layer in a thickness of 30-100 nm on the substrate.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the photo-orientable polymer layer with UV light ( 5 ) hardens.

Method according to claim 1 or 2, characterized that a photo-orientable polymer layer containing a layer cinnamic acid derivatives used.

A method according to claim 7, characterized in that as cinnamic acid derivative

where n is an integer of 400-600.

Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the liquid-crystalline monomers ( 6 ) photocrosslinkable liquid crystalline diacrylate monomers.

A method according to claim 9, characterized in that diacrylate monomers from the group consisting of

selects.

Anisotropic waveguide, obtainable by the process according to the claims 1 to 10.

Use of the waveguide according to claim 11 in the production of printed circuit boards.

Printed circuit board containing the waveguide according to claim 11th

Use of the waveguide according to claim 11 in the production of chip carriers.

Chip carrier containing the waveguide according to claim 11th

Use of the waveguide according to claim 11 in the production of silicon chips.

Silicon chips containing the waveguide after Claim 11.