JP2005062368A - 導光路の製造装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数の導光路を短時間で正確に形成し、製造コストを低減することができる導光路の製造装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 下側クラッド21とコア型22の間に未硬化の液状UV硬化樹脂24を配置し、加圧装置13でコア形成ユニット11に予圧を与え、コア部の空気を抜くため装置内を減圧する。そして、押圧装置15によってコア型22の変形部を連続的に移動させてコア形成部23の断面積を順次変化させ、断面積が小さくなるときの圧力差で液状UV硬化樹脂24をコア形成部23の他の部分に押し出し、押圧装置15の移動方向に充填していく。その後、コア形成ユニット11を取り出し、UV照射にて液状UV硬化樹脂24を硬化させる。
【選択図】 図3
【解決手段】 下側クラッド21とコア型22の間に未硬化の液状UV硬化樹脂24を配置し、加圧装置13でコア形成ユニット11に予圧を与え、コア部の空気を抜くため装置内を減圧する。そして、押圧装置15によってコア型22の変形部を連続的に移動させてコア形成部23の断面積を順次変化させ、断面積が小さくなるときの圧力差で液状UV硬化樹脂24をコア形成部23の他の部分に押し出し、押圧装置15の移動方向に充填していく。その後、コア形成ユニット11を取り出し、UV照射にて液状UV硬化樹脂24を硬化させる。
【選択図】 図3
Description
本発明は、光伝送用の導波路アレイ、液晶表示パネル、リアプロジェクタ用の拡大光学系、LEDアレイプリントヘッドの導光路などの導光路の製造装置及びその製造方法に関する。
近年、情報通信の大容量・高速化に伴い、光学技術を活用したデバイスや装置の開発が進められている。光通信技術などにおける基本光学素子としては導光路(光導波路)を用いたデバイスが挙げられる。導光路は屈折率の高いコアと屈折率の低いクラッドからなり、コアに通した光信号によって情報を伝搬することができる。
ところで、光学素子として用いる場合、信号線の利用状況に対応して複数の導光路を並設して形成する場合があるが、複数の導光路を同時に製造するときに隣接するコアが繋がってしまうという問題が従来からあった。これを解決するための技術としては、以下に示すようないくつかの技術が知られている。
まず、一般的な方法について、ここの例ではUV硬化樹脂を用いたプラスチック光伝送路アレイの製造方法を示す。図7に示すように、溝加工が施されたクラッド基板(下部クラッド)の溝にUV硬化樹脂を充填し、上部クラッド板を圧着後、UV光を照射して硬化させる。これにより複数の導光路を形成している。
また、特開2000−35524公報の光導波路およびその製造方法では、図8のように、コア材料の光硬化性樹脂の硬化波長を透過する基板上にクラッドを製膜し、さらにクラッド上に金属製遮光膜を製膜し、遮光膜に開口を形成した後、未硬化の光硬化性コア樹脂を製膜し、基板側から光照射して開口部に相当するコア樹脂を選択的に硬化させてから、遮光膜と未硬化コア樹脂を除去し、最後に上部クラッド層を配することで光導波路を形成している。
また、特許3005109号公報に開示された表面に凹凸パターンを有する樹脂成形品の製造方法、スタンパ用原盤の製造方法、及び樹脂成形品の製造装置では、内部の圧力を制御する手段を有するチャンバーの内部に、未硬化の液状樹脂とセルとを配置し、該チャンバー内部を減圧した後、セルの注入口を未硬化の液状樹脂で塞ぎ、その後、チャンバー内部の減圧状態を解除することでキャビティ内に未硬化の液状樹脂を充填している。
また、Advanced Materials誌(vol.8 No.5 pp.420-424(1996))で紹介されている技術では、毛細管現象を利用し、材料粘度300cP、温度125℃、断面積3×1.1μmの条件で12時間あたり1cmの充填速度によって形成している。
特開2000−35524公報
特許3005109号
Advanced Materials誌(vol.8 No.5 pp.420-424(1996))
ところで、光学素子として用いる場合、信号線の利用状況に対応して複数の導光路を並設して形成する場合があるが、複数の導光路を同時に製造するときに隣接するコアが繋がってしまうという問題が従来からあった。これを解決するための技術としては、以下に示すようないくつかの技術が知られている。
まず、一般的な方法について、ここの例ではUV硬化樹脂を用いたプラスチック光伝送路アレイの製造方法を示す。図7に示すように、溝加工が施されたクラッド基板(下部クラッド)の溝にUV硬化樹脂を充填し、上部クラッド板を圧着後、UV光を照射して硬化させる。これにより複数の導光路を形成している。
また、特開2000−35524公報の光導波路およびその製造方法では、図8のように、コア材料の光硬化性樹脂の硬化波長を透過する基板上にクラッドを製膜し、さらにクラッド上に金属製遮光膜を製膜し、遮光膜に開口を形成した後、未硬化の光硬化性コア樹脂を製膜し、基板側から光照射して開口部に相当するコア樹脂を選択的に硬化させてから、遮光膜と未硬化コア樹脂を除去し、最後に上部クラッド層を配することで光導波路を形成している。
また、特許3005109号公報に開示された表面に凹凸パターンを有する樹脂成形品の製造方法、スタンパ用原盤の製造方法、及び樹脂成形品の製造装置では、内部の圧力を制御する手段を有するチャンバーの内部に、未硬化の液状樹脂とセルとを配置し、該チャンバー内部を減圧した後、セルの注入口を未硬化の液状樹脂で塞ぎ、その後、チャンバー内部の減圧状態を解除することでキャビティ内に未硬化の液状樹脂を充填している。
また、Advanced Materials誌(vol.8 No.5 pp.420-424(1996))で紹介されている技術では、毛細管現象を利用し、材料粘度300cP、温度125℃、断面積3×1.1μmの条件で12時間あたり1cmの充填速度によって形成している。
しかしながら、上述した従来の技術では製造時間が長くかかり、また、製造工程が多かった。そのため、コスト高になるという問題があった。
そこで、本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、複数の導光路を短時間で正確に形成し、製造コストを低減することができる導光路の製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、複数の導光路を短時間で正確に形成し、製造コストを低減することができる導光路の製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
上述の問題点を解決するために、請求項1記載の発明では、凹状のコア形成部を有するコア型とクラッド層を含む平面基板とで閉ざされた空間に液状樹脂を充填し、コアとクラッドからなる複数の導光路を製造する導光路の製造装置であって、前記コア形成部の任意箇所のコア断面積を順次変化させながら前記液状樹脂を前記コア型に充填する導光路の製造装置を最も主要な特徴とする。
請求項2記載の発明では、前記コア型の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項3記載の発明では、前記基板の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項4記載の発明では、前記コア型と前記基板の両方の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項5記載の発明では、前記コア型または前記基板の少なくとも一方は可撓性の材料である導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項6記載の発明では、任意の箇所の前記コア断面積を押圧力にて順次変化させる導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項7記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に機械的な押圧力を順次発生する機構を設けた導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項2記載の発明では、前記コア型の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項3記載の発明では、前記基板の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項4記載の発明では、前記コア型と前記基板の両方の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項5記載の発明では、前記コア型または前記基板の少なくとも一方は可撓性の材料である導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項6記載の発明では、任意の箇所の前記コア断面積を押圧力にて順次変化させる導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項7記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に機械的な押圧力を順次発生する機構を設けた導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項8記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に空圧力を順次発生する機構を設けた導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項9記載の発明では、任意の箇所の前記コア断面積を磁力にて順次変化させるようにした導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項10記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側に可撓性の磁性体を配置し、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けた導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項11記載の発明では、前記コア型又は前記基板のどちらかを可撓性材料に磁性体粉末を含有させた構造とし、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けた導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項12記載の発明では、凹状のコア形成部を有するコア型とクラッド層を含む平面基板とで閉ざされた空間に液状樹脂を充填し、コアとクラッドからなる複数の導光路を製造する導光路の製造方法であって、
前記コア形成部の任意箇所のコア断面積を順次変化させながら前記液状樹脂を前記コア型に充填する導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項13記載の発明では、前記コア型の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項14記載の発明では、前記基板の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項15記載の発明では、前記コア型と前記基板の両方の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項9記載の発明では、任意の箇所の前記コア断面積を磁力にて順次変化させるようにした導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項10記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側に可撓性の磁性体を配置し、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けた導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項11記載の発明では、前記コア型又は前記基板のどちらかを可撓性材料に磁性体粉末を含有させた構造とし、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けた導光路の製造装置を主要な特徴とする。
請求項12記載の発明では、凹状のコア形成部を有するコア型とクラッド層を含む平面基板とで閉ざされた空間に液状樹脂を充填し、コアとクラッドからなる複数の導光路を製造する導光路の製造方法であって、
前記コア形成部の任意箇所のコア断面積を順次変化させながら前記液状樹脂を前記コア型に充填する導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項13記載の発明では、前記コア型の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項14記載の発明では、前記基板の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項15記載の発明では、前記コア型と前記基板の両方の変形にて前記コア断面積を変化させる導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項16記載の発明では、前記コア型または前記基板の少なくとも一方は可撓性の材料である導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項17記載の発明では、任意の箇所の前記コア断面積を押圧力にて順次変化させる導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項18記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に機械的な押圧力を順次発生する機構を設けた導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項19記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に空圧力を順次発生する機構を設けた導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項20記載の発明では、任意の箇所の前記コア断面積を磁力にて順次変化させるようにした導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項21記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側に可撓性の磁性体を配置し、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けた導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項22記載の発明では、前記コア型又は前記基板のどちらかを可撓性材料に磁性体粉末を含有させた構造とし、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けた導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項17記載の発明では、任意の箇所の前記コア断面積を押圧力にて順次変化させる導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項18記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に機械的な押圧力を順次発生する機構を設けた導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項19記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に空圧力を順次発生する機構を設けた導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項20記載の発明では、任意の箇所の前記コア断面積を磁力にて順次変化させるようにした導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項21記載の発明では、前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側に可撓性の磁性体を配置し、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けた導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項22記載の発明では、前記コア型又は前記基板のどちらかを可撓性材料に磁性体粉末を含有させた構造とし、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けた導光路の製造方法を主要な特徴とする。
請求項1〜7によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。
請求項8によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、ガスを使用しているので、構造が簡単になると共にコア型の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
請求項9及び10によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、外部から磁力にて変形力を与えているので、構造が簡単になると共にコア型の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
請求項8によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、ガスを使用しているので、構造が簡単になると共にコア型の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
請求項9及び10によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、外部から磁力にて変形力を与えているので、構造が簡単になると共にコア型の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
請求項11によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、外部から磁力にて変形力を与えているので、構造が簡単になると共にコア型の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
また、コア型全体が磁性粉を含有しているため、コア形成部近傍から直接に付勢力が作用するので、コア形成部の変形を効果的に制御することができる。また、コア型の加圧装置側の部分は変形量が小さいので疲労が少なく耐久性が向上する。
請求項12〜18によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。
請求項19によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、ガスを使用しているので、構造が簡単になると共にコア型の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
また、コア型全体が磁性粉を含有しているため、コア形成部近傍から直接に付勢力が作用するので、コア形成部の変形を効果的に制御することができる。また、コア型の加圧装置側の部分は変形量が小さいので疲労が少なく耐久性が向上する。
請求項12〜18によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。
請求項19によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、ガスを使用しているので、構造が簡単になると共にコア型の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
請求項20及び21によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、外部から磁力にて変形力を与えているので、構造が簡単になると共にコア型の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
請求項22によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、外部から磁力にて変形力を与えているので、構造が簡単になると共にコア型の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
また、コア型全体が磁性粉を含有しているため、コア形成部近傍から直接に付勢力が作用するので、コア形成部の変形を効果的に制御することができる。また、コア型の加圧装置側の部分は変形量が小さいので疲労が少なく耐久性が向上する。
請求項22によれば、コア形成部の断面積を順次変化させて樹脂を押し出すようにして充填することができるので、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。また、樹脂の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、外部から磁力にて変形力を与えているので、構造が簡単になると共にコア型の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
また、コア型全体が磁性粉を含有しているため、コア形成部近傍から直接に付勢力が作用するので、コア形成部の変形を効果的に制御することができる。また、コア型の加圧装置側の部分は変形量が小さいので疲労が少なく耐久性が向上する。
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態である導光路の製造装置及びその製造方法によって製造される導光路の斜視図である。導光路はクラッド1と、クラッド内に配した複数のコア2から構成されている。クラッド1とコア2は光学的性質が異なったUV硬化樹脂であり、クラッド1がコア2を覆う構造になっている。この例では、0.01mm×0.01mm×20mmのコア2が5本形成されている。
導光路の加工工程は大きく分けて3つの工程からなっている。第1の工程では、図2(a)に示すように、ベース型3上に下側クラッド型4を載置することにより、この例では0.01mm厚のUV硬化樹脂から成る下側クラッド層(液状)5を形成し(スピンコートでも可)、UV照射にてUV硬化樹脂である下側クラッド層5を硬化させる。第2の工程(図2(b))では、下側クラッド層5上に、コア型6(下面に空所としてのコア形成部6aを有する)をかぶせて、UV硬化樹脂である液状樹脂7をコア型6内の空所内に充填させて下側クラッド層5上にコア7を形成し、UV照射にてUV硬化樹脂を硬化させる。第3の工程(図2(c))では、上側クラッド型8にてこの例では0.03mm厚の上側クラッド層(液状のUV硬化樹脂)9を形成し(スピンコートでも可)、UV照射にてUV硬化樹脂を硬化させる。なお、本発明の実施の形態は上述の第2の工程におけるコア形成方法に関するものである。
導光路の加工工程は大きく分けて3つの工程からなっている。第1の工程では、図2(a)に示すように、ベース型3上に下側クラッド型4を載置することにより、この例では0.01mm厚のUV硬化樹脂から成る下側クラッド層(液状)5を形成し(スピンコートでも可)、UV照射にてUV硬化樹脂である下側クラッド層5を硬化させる。第2の工程(図2(b))では、下側クラッド層5上に、コア型6(下面に空所としてのコア形成部6aを有する)をかぶせて、UV硬化樹脂である液状樹脂7をコア型6内の空所内に充填させて下側クラッド層5上にコア7を形成し、UV照射にてUV硬化樹脂を硬化させる。第3の工程(図2(c))では、上側クラッド型8にてこの例では0.03mm厚の上側クラッド層(液状のUV硬化樹脂)9を形成し(スピンコートでも可)、UV照射にてUV硬化樹脂を硬化させる。なお、本発明の実施の形態は上述の第2の工程におけるコア形成方法に関するものである。
図3(a)及び(b)は第1の実施の形態としての導光路の製造装置の正面断面図、及び側部断面図である。この導光路の製造装置は本体10とコア形成ユニット11とからなる。本体10は上面に凹所を備えた支持台12、加圧装置13、加圧装置13を昇降させる際のガイドとなるガイド14、コア型22を押圧する押圧装置15を備えている。なお、装置内は減圧可能なチャンバ構造となっている。支持台12にはコア形成ユニット11が設置され、その上に加圧装置13が配される。加圧装置13は、ガイド14に沿って降下することでコア形成ユニット11を加圧する。加圧装置13とコア形成ユニット11の間に押圧装置15が配設される。押圧装置15はこの例では径が0.1mmの棒状の部材でコア形成ユニット11の一部に押圧力を与えるためのものである。
一方、コア形成ユニット11は、厚さ1mmのガラス製で平坦な基板20と、その上に形成された下側クラッド21と、厚さ1mmで可撓性(シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム等)のコア型22から成っている。コア型22の下面には溝状のコア形成部23が5つ形成されている。
一方、コア形成ユニット11は、厚さ1mmのガラス製で平坦な基板20と、その上に形成された下側クラッド21と、厚さ1mmで可撓性(シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム等)のコア型22から成っている。コア型22の下面には溝状のコア形成部23が5つ形成されている。
このように構成された導光路の製造装置における導光路の製造方法について説明する。まず、本体10内にコア形成ユニット11を配置する。そして、コア断面側に接するように未硬化の液状UV硬化樹脂24を配置し、加圧装置13でコア形成ユニット11に100〜1000kPa、望ましくは200kPaの予圧を与える。予圧を与えるのは、液状UV硬化樹脂24の充填動作時に樹脂圧力にてコア型22が変形してコア部間へ樹脂がはみ出すことを防止するためである。
そして、コア部の空気を抜くため装置内を減圧する。減圧しないと樹脂が完全充填し難くなり、コア内に空気が残留してしまうからである。その後、押圧装置15を矢印方向に毎秒10mm程度の送り速度で移動させる。これにより、コア型22の変形部を連続的に移動させてコア形成部23の断面積を順次変化させていく。
この結果、ポンピング作用(断面積が小さくなることで圧力差が発生し他の部分に押し出される効果)によって、樹脂が押圧装置15の移動方向に押し出され充填される。摺動動作は液状UV硬化樹脂24がコア形成部23内に充填されるまで何度か繰り返してもよい。なお、この時のコア部断面積の変化は10%程度である。そして、コア形成ユニット11を取り出し、UV照射にて液状UV硬化樹脂24を硬化させる。
したがって、第1の実施の形態の導光路の製造装置とこれを用いた導光路の製造方法では、液状UV硬化樹脂24の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。
なお、実施例ではコア型22の材質を可撓性としているが、基板20に可撓性材料を使用し、基板を順次変形させながら樹脂を充填させても構わない。コア材料の選択肢が増える効果がある。また、コア型22と基板20の両方を変形させて樹脂を充填するようにしてもよい。
そして、コア部の空気を抜くため装置内を減圧する。減圧しないと樹脂が完全充填し難くなり、コア内に空気が残留してしまうからである。その後、押圧装置15を矢印方向に毎秒10mm程度の送り速度で移動させる。これにより、コア型22の変形部を連続的に移動させてコア形成部23の断面積を順次変化させていく。
この結果、ポンピング作用(断面積が小さくなることで圧力差が発生し他の部分に押し出される効果)によって、樹脂が押圧装置15の移動方向に押し出され充填される。摺動動作は液状UV硬化樹脂24がコア形成部23内に充填されるまで何度か繰り返してもよい。なお、この時のコア部断面積の変化は10%程度である。そして、コア形成ユニット11を取り出し、UV照射にて液状UV硬化樹脂24を硬化させる。
したがって、第1の実施の形態の導光路の製造装置とこれを用いた導光路の製造方法では、液状UV硬化樹脂24の充填時にコア部から樹脂がはみ出すことがなく正確にコアを形成することができる。また、複数の導光路を短時間で簡単に形成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。
なお、実施例ではコア型22の材質を可撓性としているが、基板20に可撓性材料を使用し、基板を順次変形させながら樹脂を充填させても構わない。コア材料の選択肢が増える効果がある。また、コア型22と基板20の両方を変形させて樹脂を充填するようにしてもよい。
次に、本発明の第2の実施の形態としての導光路の製造装置及びその製造方法について、図4(a)(b)に示した正面断面図、及び側部断面図に基づいて説明する。なお、第1の実施の形態と同様の部分についての説明は省略する。構造上の同一部分には同一符号を付けている。第1の実施の形態と異なるところは空圧力によってコア型22を変形させる点である。そのため、加圧装置15(図3)の代わりに複数の幅広の通気口31が穿設された加圧装置30を備え、圧縮ガスを注入できるようになっている。
図4に示すように、圧縮ガスを注入する位置(通気孔31)を少しずつずらしてコア型22の変形部が連続的に移動するようにする。このときの圧縮ガスは100〜1000kPa、望ましくは500kPaである。コア型22の変形を連続的に移動させてコア形成部23の断面積を順次変化させていく。この結果、液状UV硬化樹脂24がガス注入位置の移動方向に押し出され充填される。
したがって、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、ガスを使用しているので、構造が簡単になると共にコア型22の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
図4に示すように、圧縮ガスを注入する位置(通気孔31)を少しずつずらしてコア型22の変形部が連続的に移動するようにする。このときの圧縮ガスは100〜1000kPa、望ましくは500kPaである。コア型22の変形を連続的に移動させてコア形成部23の断面積を順次変化させていく。この結果、液状UV硬化樹脂24がガス注入位置の移動方向に押し出され充填される。
したがって、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、ガスを使用しているので、構造が簡単になると共にコア型22の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。
次に、図5に示した正面断面図及び側部断面図に基づいて第3の実施の形態としての導光路の製造装置及びその製造方法について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の部分についての説明は省略する。構造上の同一部分には同一符号を付けている。第1の実施の形態と異なるところは磁力によってコア型22を変形させる点である。そのため、図5のように、加圧装置40の下側であってコア型22の上側に可撓性の吸引板41を配し、支持台43の下側に磁力発生部材(磁石)42を配している。また、支持台43、加圧装置40は固定台44によって支持されている。
吸引板41は0.1mm厚で可撓性の磁性体である。吸引板41はこの例では鉄製であるが、可撓性の磁性体であれば例えばステンレスなどであってもよい。磁力発生部材42と対向する部分の吸引板41は磁力発生部材42の磁力によって吸引されて支持台12側へ凸状に変形し、これに伴いコア型22が変形する。
磁力発生部材42を図の向きに移動させることでコア型22の変形部を連続的に移動させることができるので、コア形成部23の断面積を順次変化させることができる。この結果、液状UV硬化樹脂24が磁力発生部材42の移動方向に押し出されコア形成部23(空所)内に充填される。なお、加圧装置40及び基板20には非磁性材料を使用している。
したがって、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、外部から磁力にて変形力を与えているので、構造が簡単になると共にコア型22の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。また、磁力発生部材42に永久磁石を利用すれば、装置がいっそう簡易な構造となる。
吸引板41は0.1mm厚で可撓性の磁性体である。吸引板41はこの例では鉄製であるが、可撓性の磁性体であれば例えばステンレスなどであってもよい。磁力発生部材42と対向する部分の吸引板41は磁力発生部材42の磁力によって吸引されて支持台12側へ凸状に変形し、これに伴いコア型22が変形する。
磁力発生部材42を図の向きに移動させることでコア型22の変形部を連続的に移動させることができるので、コア形成部23の断面積を順次変化させることができる。この結果、液状UV硬化樹脂24が磁力発生部材42の移動方向に押し出されコア形成部23(空所)内に充填される。なお、加圧装置40及び基板20には非磁性材料を使用している。
したがって、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、外部から磁力にて変形力を与えているので、構造が簡単になると共にコア型22の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。また、磁力発生部材42に永久磁石を利用すれば、装置がいっそう簡易な構造となる。
次に、図6に示した正面縦断面図、及び側部縦断面図に従って第4の実施の形態としての導光路の製造装置及びその製造方法について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の部分についての説明は省略する。構造上の同一部分には同一符号を付けている。第1の実施の形態と異なるところは磁力によってコア型45を変形させる点であり、コア型45自体が変形するようになっている。第3の実施形態との一つの違いは、吸引板41の有無である。
図6に示すように、加圧装置40の下側に配されるコア型45は磁性粉(ステンレス、鉄粉等)又は磁性方向を均一に配置した磁粉を含有(30wt%)した可撓性材料を使用している。また、支持台43の下側には磁力発生部材42が配され、支持台43、加圧装置40は固定台44によって支持されている。
磁力発生部材42と対向する部分のコア型45は磁力発生部材42の磁力によって吸引されて支持台43側へ凸状に変形し、これに伴いコア型45が変形する。磁力発生部材42を図の向きに移動させることでコア型45の変形部を連続的に移動させることができるので、コア形成部23の断面積を順次変化させることができる。この結果、液状UV硬化樹脂24が磁力発生部材42の移動方向に押し出されコア形成部23内に充填される。なお、加圧装置40及び基板20には非磁性材料を使用している。
したがって、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、外部から磁力にて変形力を与えているので、構造が簡単になると共にコア型22の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。また、磁力発生部材42に永久磁石を利用すれば、装置がいっそう簡易な構造となる。
また、コア型45全体が磁性粉を含有しているため、コア形成部23近傍から直接に付勢力が作用するので、コア形成部23の変形を効果的に制御することができる。また、コア型45の加圧装置40側の部分は変形量が小さいので疲労が少なく耐久性が向上する。
図6に示すように、加圧装置40の下側に配されるコア型45は磁性粉(ステンレス、鉄粉等)又は磁性方向を均一に配置した磁粉を含有(30wt%)した可撓性材料を使用している。また、支持台43の下側には磁力発生部材42が配され、支持台43、加圧装置40は固定台44によって支持されている。
磁力発生部材42と対向する部分のコア型45は磁力発生部材42の磁力によって吸引されて支持台43側へ凸状に変形し、これに伴いコア型45が変形する。磁力発生部材42を図の向きに移動させることでコア型45の変形部を連続的に移動させることができるので、コア形成部23の断面積を順次変化させることができる。この結果、液状UV硬化樹脂24が磁力発生部材42の移動方向に押し出されコア形成部23内に充填される。なお、加圧装置40及び基板20には非磁性材料を使用している。
したがって、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、外部から磁力にて変形力を与えているので、構造が簡単になると共にコア型22の摩耗等といった部品の劣化を防止できる。また、磁力発生部材42に永久磁石を利用すれば、装置がいっそう簡易な構造となる。
また、コア型45全体が磁性粉を含有しているため、コア形成部23近傍から直接に付勢力が作用するので、コア形成部23の変形を効果的に制御することができる。また、コア型45の加圧装置40側の部分は変形量が小さいので疲労が少なく耐久性が向上する。
1 クラッド
2 コア
10 本体
11 コア形成ユニット
12 支持台
13、30、40 加圧装置
14 ガイド
15 押圧装置
20 基板
21 下側クラッド
22、45 コア型
23 コア形成部
24 液状UV硬化樹脂
31 通気口
41 吸引板
42 磁力発生部材
43 支持台
44 固定台
2 コア
10 本体
11 コア形成ユニット
12 支持台
13、30、40 加圧装置
14 ガイド
15 押圧装置
20 基板
21 下側クラッド
22、45 コア型
23 コア形成部
24 液状UV硬化樹脂
31 通気口
41 吸引板
42 磁力発生部材
43 支持台
44 固定台
Claims (22)
- 凹状のコア形成部を有するコア型とクラッド層を含む基板とで閉ざされた空間に液状樹脂を充填し、コアとクラッドからなる複数の導光路を製造する導光路の製造装置であって、
前記コア形成部の任意箇所のコア断面積を順次変化させながら前記液状樹脂を前記コア型に充填することを特徴とする導光路の製造装置。 - 前記コア型の変形にて前記コア断面積を変化させることを特徴とする請求項1記載の導光路の製造装置。
- 前記基板の変形にて前記コア断面積を変化させることを特徴とする請求項1記載の導光路の製造装置。
- 前記コア型と前記基板の両方の変形にて前記コア断面積を変化させることを特徴とする請求項1記載の導光路の製造装置。
- 前記コア型または前記基板の少なくとも一方は可撓性の材料であることを特徴とする請求項1記載の導光路の製造装置。
- 任意の箇所の前記コア断面積を押圧力にて順次変化させることを特徴とする請求項1記載の導光路の製造装置。
- 前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に機械的な押圧力を順次発生する機構を設けたことを特徴とする請求項6記載の導光路の製造装置。
- 前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に空圧力を順次発生する機構を設けたことを特徴とする請求項6記載の導光路の製造装置。
- 任意の箇所の前記コア断面積を磁力にて順次変化させるようにしたことを特徴とする請求項1記載の導光路の製造装置。
- 前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側に可撓性の磁性体を配置し、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けたことを特徴とする請求項9記載の導光路の製造装置。
- 前記コア型又は前記基板のどちらかを可撓性材料に磁性体粉末を含有させた構造とし、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けたことを特徴とする請求項9記載の導光路の製造装置。
- 凹状のコア形成部を有するコア型とクラッド層を含む基板とで閉ざされた空間に液状樹脂を充填し、コアとクラッドからなる複数の導光路を製造する導光路の製造方法であって、
前記コア形成部の任意箇所のコア断面積を順次変化させながら前記液状樹脂を前記コア型に充填することを特徴とする導光路の製造方法。 - 前記コア型の変形にて前記コア断面積を変化させることを特徴とする請求項12記載の導光路の製造方法。
- 前記基板の変形にて前記コア断面積を変化させることを特徴とする請求項12記載の導光路の製造方法。
- 前記コア型と前記基板の両方の変形にて前記コア断面積を変化させることを特徴とする請求項12記載の導光路の製造方法。
- 前記コア型または前記基板の少なくとも一方は可撓性の材料であることを特徴とする請求項12記載の導光路の製造方法。
- 任意の箇所の前記コア断面積を押圧力にて順次変化させることを特徴とする請求項12記載の導光路の製造方法。
- 前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に機械的な押圧力を順次発生する機構を設けたことを特徴とする請求項17記載の導光路の製造方法。
- 前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側を固定し、相対する側には任意の箇所に空圧力を順次発生する機構を設けたことを特徴とする請求項17記載の導光路の製造方法。
- 任意の箇所の前記コア断面積を磁力にて順次変化させるようにしたことを特徴とする請求項12記載の導光路の製造方法。
- 前記コア型又は前記基板の背面であって前記コア形成部でない側に可撓性の磁性体を配置し、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けたことを特徴とする請求項20記載の導光路の製造方法。
- 前記コア型又は前記基板のどちらかを可撓性材料に磁性体粉末を含有させた構造とし、相対する側には任意の箇所に磁力を順次発生する機構を設けたことを特徴とする請求項20記載の導光路の製造方法。
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JP2003290939A JP2005062368A (ja) | 2003-08-08 | 2003-08-08 | 導光路の製造装置及びその製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100787913B1 (ko) | 2006-09-21 | 2007-12-24 | 주식회사 아탐스 | 백라이트 유닛 및 백라이트 유닛의 도광판 제조방법 |
KR100936929B1 (ko) | 2008-05-26 | 2010-01-13 | 부산대학교 산학협력단 | 광학 소자의 광회로 형성방법 |
KR100971005B1 (ko) | 2008-05-26 | 2010-07-20 | 부산대학교 산학협력단 | 고분자 광학 소자의 광회로 형성장치 |
JP2012107881A (ja) * | 2010-11-15 | 2012-06-07 | Denso Corp | センサ装置の製造方法及びセンサ装置 |
US8617335B2 (en) | 2005-09-09 | 2013-12-31 | Ricoh Company, Ltd. | Miniature cell array structure and manufacturing method of miniaturized composite component using such a miniature cell array structure |
-
2003
- 2003-08-08 JP JP2003290939A patent/JP2005062368A/ja active Pending
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