CN101887146A - 光波导路的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光波导路的制造方法。以往，公知有在芯上涂敷固化性的液状树脂、利用紫外线或者热量使液状树脂固化而形成上敷层的制造方法。以往的制造方法在上敷层较薄时生产率较佳，但在上敷层较厚(500μm以上)时，在芯周围附着有气泡，因此，难以获得品质较佳的上敷层。该制造方法包括：工序A，向下敷层上滴下液状树脂而形成液状树脂块；工序B，在液状树脂块上按压模而将其涂敷摊开在下敷层上，形成覆盖芯的液状树脂层；工序C，使液状树脂层固化后剥离模；滴下的液状树脂的粘度为500mPa·s～2000mPa·s，液状树脂的涂敷摊开速度为10mm/s～50mm/s。

Description

光波导路的制造方法
技术领域
本发明涉及一种光传送效率较高的光波导路的制造方法。
背景技术
以往，公知有在芯上涂敷固化性的液状树脂、利用紫外线或者热量使该液状树脂固化而形成上敷层的制造方法(例如专利文献1)。
在以往的制造方法中，在上敷层较薄时采用低粘度的液状树脂，在上敷层较厚时采用高粘度的液状树脂。上敷层较薄典型地是指上敷层的厚度小于100μm。上敷层较厚典型地是指上敷层的最大厚度(厚度最大的部分的厚度)为500μm以上。
以往的制造方法在上敷层较薄时生产率较佳，但在其较厚时生产率较差。其理由在于，在上敷层较厚时采用高粘度的液状树脂，因此，在芯周围附着有气泡，光波导路的光传送效率降低。
在以往的制造方法中，只要采用低粘度的液状树脂，就能获得气泡较少的上敷层。但是，在这种情况下，难以获得较厚的上敷层。
专利文献1：日本特开2002-31732号公报
以往，公知有在芯上涂敷固化性的液状树脂、利用紫外线或者热量使该液状树脂固化而形成上敷层的制造方法。
以往的制造方法在上敷层较薄时生产率较佳。但是，在上敷层较厚时采用高粘度的液状树脂，因此，易于在芯周围附着气泡，难以获得品质较佳的上敷层。
发明内容
本发明的主旨如下。
(1)本发明的制造方法是一种光波导路的制造方法，该光波导路具有：下敷层、形成在下敷层上的芯、以覆盖芯的方式形成在下敷层上的、由最大厚度为500μm以上的树脂固化层构成的上敷层。本发明的制造方法包括：工序A，向下敷层上滴下能够形成上敷层的固化性的液状树脂而形成液状树脂块；工序B，将模按压在液状树脂块上而将液状树脂块涂敷摊开在下敷层上，形成覆盖芯的液状树脂层；工序C，使液状树脂层固化，之后剥离模。在本发明的制造方法中，在工序A中，滴下的液状树脂的粘度为500mPa·s～2000mPa·s，在工序B中，液状树脂的涂敷摊开速度为10mm/s～50mm/s。
(2)本发明的制造方法中，能够形成上敷层的固化性的液状树脂为紫外线固化树脂。
本发明人为解决上述课题而深入研究的结果发现：在滴下的液状树脂的粘度和涂敷摊开速度分别在特定范围时，能够容易地除去芯周围的气泡，从而能够获得光传送效率优良的光波导路。
为了使上敷层的最大厚度为500μm以上，滴下的液状树脂的粘度优选为500mPa·s～2000mPa·s。在液状树脂的粘度小于500mPa·s时，上敷层的最大厚度有时不会达到500μm。在液状树脂的粘度大于2000mPa·s时，难以除去附着在芯周围的气泡。
在液状树脂的粘度处于上述范围时，为了除去附着在芯周围的气泡，优选使液状树脂的涂敷摊开速度为10mm/s～50mm/s。该涂敷摊开速度大于液状树脂自然扩散的速度。通过以适当的压力将模按压于液状树脂，能够获得该范围的涂敷摊开速度。
通过使液状树脂的粘度为500mPa·s～2000mPa·s，涂敷摊开速度为10mm/s～50mm/s，能够在模关闭之前除去气泡。由此，能够获得光传送效率优良的光波导路。
采用本发明的制造方法，能够获得芯周围不会附着气泡且最大厚度为500μm以上的上敷层。因此，与以往的构造相比，本发明的光波导路的芯的光传送效率例如高出60％以上。
附图说明
图1是表示本发明的制造工序的示意图。
图2是本发明的制造方法的光波导路的示意图。
图3是采用本发明的制造方法的光波导路的坐标输入装置的示意图。
具体实施方式
本发明的制造方法
本发明的制造方法是一种光波导路的制造方法，该光波导路具有：(a)下敷层、(b)形成在下敷层上的芯、(c)以覆盖芯的方式形成在下敷层上的、由最大厚度为500μm以上的树脂固化层构成的上敷层。
本发明的制造方法按顺序包含后述的工序A～工序C。在各工序之间也可以包含任意的工序。
在本说明书中，在上敷层的厚度均匀的情况下，上敷层的最大厚度是指其厚度。另外，在上敷层的厚度根据部位不同而不同的情况下，上敷层的最大厚度是指最厚的部分的厚度。下面，参照图1说明各工序。
工序A
图1的(a)表示了即将实施工序A之前的下敷层11和芯12。
如图1的(b)、图1的(c)所示，本发明的制造方法中的工序A是自滴下喷嘴15向下敷层11上滴下能够形成上敷层13的固化性的液状树脂14而形成液状树脂块16的工序。
下敷层11由折射率低于芯12的任意的材料形成。下敷层11也可以由与后述的上敷层13相同的材料形成。下敷层11的厚度例如为10μm～100μm。
作为用于形成上敷层13的固化性的液状树脂14，代表性地采用不会或不易因催化剂作用、加热、光照射等能量而溶解、熔化的材料。
液状树脂14优选为紫外线固化树脂。紫外线固化树脂通常含有利用光化学作用而聚合的光聚合性预聚物，任意地含有反应性稀释剂、光聚合引发剂、溶剂、流平剂(levelling)等。
为了使上敷层13的最大厚度为500μm以上，液状树脂14的粘度优选为500mPa·s～2000mPa·s。液状树脂14的粘度更优选为800mPa·s～1500mPa·s。例如通过以溶剂稀释液状树脂14，能够适当地调整液状树脂14的粘度。
液状树脂14例如可以使用滴下喷嘴15滴下。液状树脂14的滴下量根据光波导路10的面积适当地设定。滴下液状树脂14而获得的液状树脂块16的形状根据液状树脂的粘度、触变性自然地形成。液状树脂块16也可以在下敷层11上设有多个。
工序B
如图1的(d)所示，本发明的制造方法中的工序B是将模17按压在由工序A获得的液状树脂块16上而将液状树脂块16涂敷摊开在下敷层11上、形成覆盖芯12的液状树脂层18的工序。在工序B中，为了高效地除去附着在芯12周围的气泡19，按压模17，使得液状树脂块16以10mm/s～50mm/s的速度涂敷摊开。液状树脂块16的涂敷摊开速度优选为20mm/s～40mm/s。
从向下敷层11上滴下液状树脂14到形成液状树脂层18为止的这部分工艺中，液状树脂块16的涂敷摊开速度为上述范围即可。这是为了能够在其间除去气泡19。通过适当地调整液状树脂块16的粘度、模17的按压速度，能够控制液状树脂块16的涂敷摊开速度。
芯12由折射率高于下敷层11及上敷层13的、对传播的光的波长透明性较高的任意的材料形成。形成芯12的材料优选为折射率高于下敷层11及上敷层13的紫外线固化树脂。
芯12与下敷层11及上敷层13的最大折射率差优选为0.02～0.2。芯12的宽度例如为10μm～500μm，芯12的高度例如为10μm～100μm。
形成模17的材料例如为石英、镍合成金属、玻璃碳等。模17也可以具有用于排出气泡19的通孔。另外，模17的内表面也可以用脱模剂进行处理。按压模17的条件根据液状树脂的种类、粘度适当地决定。
液状树脂层18以覆盖芯12的方式形成在下敷层11上，固化后成为上敷层13。
工序C
如图1的(e)、图1的(f)所示，本发明的制造方法中的工序C是使由工序B获得的液状树脂层18固化而之后剥离模17的工序。
在将紫外线固化树脂用作液状树脂14的情况下，液状树脂层18通过紫外线照射而固化。紫外线优选自模17的表面(外侧)照射。模17相对于照射的光透明。紫外线的照射量优选为100mJ/cm2～8000mJ/cm2。
模17在维持着液状树脂层18的形状的状态下剥离。在剥离模17时，液状树脂层18可以是完全固化状态，也可以是半固化状态。在液状树脂层18为半固化状态的情况下，剥离模17之后，对液状树脂层18进行追加的固化处理。
光波导路
如图2所示，本发明的制造方法的光波导路10具有下敷层11、下敷层11上的芯12、覆盖芯12的最大厚度为500μm以上的上敷层13。
光波导路10例如能够自配置在短边侧侧面10a的芯12的端部12a接受光线，向配置在长边侧侧面10b的芯12的端部12b传送光。
光波导路10利用采用等离子体进行的干蚀刻法、转印法、曝光显影法、光漂白法等任意的方法来制作。
光波导路10的用途不存在限制，例如可用于光配线板、光连接件、光电混载基板、光学式触摸面板的坐标输入装置等。
实施例1
敷层形成用液状树脂的调制
·(成分A)具有脂环骨架，环氧类紫外线固化树脂(ADEKA公司制EP4080E)100重量份；
·(成本B)光酸产生剂(san-apro公司制CPI-200K)2重量份；
将以上成分混合来调制敷层形成用液状树脂。
芯形成用液状树脂的调制
·(成分C)含有芴骨架，环氧类紫外线固化树脂(大阪GasChemicals公司制OGSOL EG)40重量份；
·(成分D)含有芴骨架，环氧类紫外线固化树脂(Nagasechemtex公司制EX-1040)30重量份；
·(成分E)1，3，3-三(4-(2-(3-氧杂环丁烷基)丁氧基苯基)丁烷(日本特开2007-070320、按照实施例2合成)30重量份；
·上述成分B：1重量份；
·乳酸乙酯：41重量份；
将以上成分混合来调制芯形成用液状树脂。
光波导路的制作
在厚度为188μm的聚萘二甲酸乙二醇酯膜的表面涂敷敷层形成用液状树脂，以1000mJ/cm2照射紫外线之后，以80℃加热处理5分钟，形成厚度为20μm的下敷层。下敷层的波长为830nm的折射率为1.510。
在下敷层的表面涂敷芯形成用液状树脂，以100℃加热处理5分钟而形成芯层之后，在芯层上覆盖光掩模而以2500mJ/cm2照射紫外线，进而以100℃加热处理10分钟。芯层与光掩模的间隙为100μm。
用γ-丁内酯水溶液溶解除去芯层的紫外线未照射部分，以120℃加热处理5分钟，形成多条宽度为20μm、高度为50μm的芯。芯的波长为830nm的折射率为1.592。
以覆盖整个芯的方式滴下粘度为1000mPa·s的敷层形成用液状树脂，形成液状树脂块。接着，将模按压于液状树脂块上，以涂敷摊开速度为30mm/s的方式摊开液状树脂而形成厚度为500μm的液状树脂层。
从模的表面以6000mJ/cm2照射紫外线，以80℃加热处理2分钟而使液状树脂层固化。
剥离模，将厚度为500μm的上敷层成形。上敷层的波长为830nm的折射率为1.510。
比较例1
除通过采用刮刀进行的涂敷而形成液状树脂层之外，与实施例1同样地制作光波导路。
比较例2
除使液状树脂的粘度为30mPa·s之外，与实施例1同样地制作光波导路。液状树脂的粘度通过作为稀释剂混合乳酸乙酯来调整。
评价
将实施例1及比较例1、2的光波导路分别各准备2个。如图3所示，在一个光波导路31的末端31a光学耦合有射出波长为850nm的红外光的发光元件32。发光元件32是Optowell公司制VCSEL。
在另一个光波导路33的末端33a光学耦合有受光元件34。受光元件34是TAOS公司制CMOS线性传感器阵列。
夹着坐标输入区域35而相对地配置各光波导路31、33，制作图3所示的对角3英寸的坐标输入装置30。
表1以百分比表示自发光元件32射出强度为5mW的光时受光元件34所接受的光的强度。可知实施例的光波导路的光传送效率优于比较例的光波导路的光传送效率。
表1
  方法   液状树脂的粘度mPa·s   涂敷摊开速度mm/s   光传送效率％
 实施例1   按压   1000   30   0.8
 比较例1   涂敷   1000   150   0.5
 比较例2   按压   30   30   *1
*1敷层厚度不足500μm，因此未测
测定方法
液状树脂的粘度
液状树脂的粘度使用粘度计(Thermo HAAKE公司制HAAKE Rheo Stress 600)以25℃测定。
涂敷摊开速度
使用秒表手动计测形成上敷层的液状树脂层在规定长度的下敷层上流动的时间，由流动距离和时间计算涂敷摊开速度。
工业实用性
利用本发明的方法制造的光波导路的用途并不存在限制，但优选用于例如光配线板、光连接件、光电混载基板、光学式触摸面板的坐标输入装置等。

Claims (2)

1.一种光波导路的制造方法，该光波导路具有下敷层、形成在上述下敷层上的芯、以覆盖上述芯的方式形成在上述下敷层上的、由最大厚度为500μm以上的树脂固化层构成的上敷层，其特征在于，
该制造方法包括：
工序A，向上述下敷层上滴下能够形成上述上敷层的固化性的液状树脂而形成液状树脂块；
工序B，将模按压在上述液状树脂块上而将上述液状树脂块涂敷摊开在上述下敷层上，形成覆盖上述芯的液状树脂层；
工序C，使上述液状树脂层固化，之后剥离上述模；
在上述工序A中，滴下的上述液状树脂的粘度为500mPa·s～2000mPa·s；
在上述工序B中，上述液状树脂的涂敷摊开速度为10mm/s～50mm/s。
2.根据权利要求1所述的光波导路的制造方法，其特征在于，
能够形成上述上敫层的固化性的液状树脂为紫外线固化树脂。
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