TW201040601A - Method for manufacturing optical waveguide - Google Patents

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201040601 六、發明說明： 【發明戶斤屬之技術領域3 發明領域 本發明係有關於一種光傳送效率高的光導波路之製造 方法。 I：先前技術3 發明背景 迄今已知的是以下製造方法，即：於核心上塗布硬化 性液狀樹脂，且藉由紫外線或熱而使該液狀樹脂硬化，並 形成上部包覆層（例如專利文獻1)。 於習知製造方法中，在上部包覆層薄時會使用低黏度 之液狀樹脂，厚時則使用高黏度之液狀樹脂。典型而言， 所謂上部包覆層薄係指上部包覆層之厚度小於ΙΟΟμιη者， 又，典型而言，所謂上部包覆層厚係指上部包覆層之最大 厚度(厚度最大之部分的厚度）為500μηι以上者。 習知製造方法在上部包覆層薄時生產性良好，厚時則 生產性差，其理由係由於在上部包覆層厚時會使用高黏度 之液狀樹脂，因此氣泡會附著於核心周邊，並降低光導波 路之光傳送效率之故。 於習知製造方法中，若使用低黏度之液狀樹脂，則亦 可取得氣泡少之上部包覆層，然而，此時，要取得厚的上 部包覆層是困難的。 先行技術文獻 專利文獻 201040601 〔專利文獻l〕日本專利公開公報特開2〇〇2_3丨732號公 報 【發明内容3 發明概要 發明欲解決之課題 迄今已知的是以下製造方法，即：於核心上塗布硬化 性液狀树月曰，且藉由紫外線或熱而使該液狀樹脂硬化，並 形成上部包覆層。 習知製造方法在上部包覆層薄時生產性良好，然而， 在上部包覆層厚_由於使用高黏度之液狀樹脂，因此氣 泡容易附著於私周邊，且不易取得品質良好之上部包覆層。 用以欲解決課題之手段 本發明之要旨如下。 (1)本發明之製造方法係一種具有下部包覆層、核心及 上°卩包覆層之光導波路之製造方法，且前述核心係形成於 下部包覆層上，前述上部包覆層係形成於下部包覆層上以 覆蓋核心，並由最大厚度500μιη以上之樹脂硬化層所構 成。本發明之製造方法包含有以下步驟，即：步驟A，係於 下部包覆層上滴下可形成上部包覆層之硬化性液狀樹脂而 形成液狀樹脂塊者；步驟B，係將鑄模按壓於液狀樹脂塊， 且使液狀樹脂於下部包覆層上塗布展開，並形成覆蓋核心 之液狀樹脂層者；及步驟C，係使液狀樹脂層硬化，然後剝 離鳞模者。於本發明之製造方法中’於步驟A中，滴下之液 狀樹脂之黏度係500mPa.s至2000mPa.s，且於步驟B中，液 201040601 狀樹脂之塗布展開速度係10mm/S至5〇mm/s。 (2)於本發明之製造方法巾，可形成上部包覆層之硬化 性液狀樹脂係紫外線硬化樹脂。 發明人為了解決前述課題銳意檢討之結果，發現在滴 下之液狀樹脂之黏度與塗布展開速度分別為特定範圍時， 可輕易地除去核心周邊之氣泡，且可取得光傳送效率優異 的光導波路。 0 為了將上部包覆層之最大厚度作成5〇〇μηι以上，滴下 之液狀樹脂之黏度宜為5〇〇mPa.s至2000mPa.s。若液狀樹 月曰之黏度低於5〇〇mPa . s ’則會有上部包覆層之最大厚度未 達到500μιη之情形’若液狀樹脂之黏度大於2〇〇〇niPa.s，則 會難以除去附著於核心周邊之氣泡。 在液狀樹脂之黏度位於前述範圍時，為了除去附著於 核心周邊之氣泡，宜將液狀樹脂之塗布展開速度作成 l〇mm/s至50mm/s，該塗布展開速度會比液狀樹脂自然地塗 Q 布展開之速度快。藉由以適當壓力將鑄模按壓於液狀樹 脂’可取得該範圍之塗布展開速度。 藉由將液狀樹脂之黏度作成500mPa*s至2000mPa.s， 且將塗布展開速度作成10mm/s至50mm/s，而可於鑄模關閉 前除去氣泡，藉此，可取得光傳送效率優異的光導波路。 發明效果 若藉由本發明之製造方法，則氣泡不會附著於核心周 邊，且可取得最大厚度為500μπι以上之上部包覆層，因此， 相較於習知者，本發明之光導波路的核心之光傳送效率會 201040601 高例如60%以上。 圖式簡單說明 第1(a)至1(f)圖係顯示本發明之製造步驟之模式圖。 第2圖係依據本發明之製造方法的光導波路之模式圖。 第3圖係使用依據本發明之製造方法的光導波路之座 標輸入裝置之模式圖。 I：實施方式3 較佳實施例之詳細說明 〔本發明之製造方法〕 本發明之製造方法係一種具有⑴下部包覆層、（ii)核心 及(iii)上部包覆層之光導波路之製造方法，且前述核心係形 成於下部包覆層上，前述上部包覆層係形成於下部包覆層 上以覆蓋核心，並由最大厚度500μπι以上之樹脂硬化層所 構成。 本發明之製造方法係依此順序含有後述步驟Α至步驟 C。於各步驟間亦可含有任意步驟。 於本說明書中，所謂上部包覆層之最大厚度在上部包 覆層之厚度為均一時係指該厚度，又，在上部包覆層之厚 度依場所而不同時，係指最厚的部分之厚度。以下，一面 參照第1圖，一面說明各步驟。 〔步驟A〕 第1(a)圖係將要施行步驟A前之下部包覆層11與核心12。 如第1(b)、1(c)圖所示，本發明之製造方法中的步驟A 係以下步驟，即：於下部包覆層11上，將可形成上部包覆 201040601 層13之硬化性液狀樹脂14自滴下噴嘴15滴下而形成液狀樹 脂塊16。 下部包覆層11係藉由折射率低於核心12之任意材料來 形成’且下部包覆層11亦可藉由與後述上部包覆層13相同 之材料來形成。下部包覆層Η之厚度係例如1〇哗至1〇〇卿。 代表而δ，用以形成上部包覆層13之硬化性液狀樹脂 14係使用藉由觸媒作用、加熱、光照射等之能量而不溶不 ^ 熔化或難溶難熔化者。 液狀樹脂14宜為紫外線硬化樹脂。紫外線硬化樹脂通 ¥含有藉由光化學作用而聚合之光聚合性預聚合物，且任 ⑦地含有反紐稀義、光聚合引發劑、溶劑、調平劑等。 為了將上部包覆層13之最大厚度作成5〇〇哗以上，液 狀樹脂此黏度宜為划地以至趣恤”且液狀樹脂 14之黏度更宜為80〇1111^.3至15〇〇1111^3，舉例言之，液狀 樹脂14之黏度可藉由以溶媒來稀釋液狀樹脂14而適當地調 〇 整。 液狀樹脂14係例如可使用滴下喷嘴15來進行滴下，液 狀樹脂14之滴下量係按照光導波㈣之面積而適當地設 定。滴下液狀樹脂14所取得的液狀樹脂塊16之形狀係按照 液狀樹脂之黏度或搖變性而自然地形成，又，液狀樹脂塊 16亦可於下部包覆層丨丨上設置複數個。 〔步驟Β〕 如第1⑷圖所示，本發明之製造方法中的步_係以下 ㈣’即：將鑄模17按壓於業已藉由步驟Α所取得的液狀樹 7 201040601 脂塊16,且使液狀樹脂塊16於下部包覆層11上塗布展開， 並形成覆蓋核心12之液狀樹脂層18。於步驟B中，為了有效 地除去附著於核心12周邊之氣泡19，會按壓鑄模17而使液 狀樹脂塊16以10mm/s至50mm/s之速度塗布展開。液狀樹脂 塊16之塗布展開速度宜為2〇mm/s至40mm/s。 液狀樹脂塊16之塗布展開速度係只要在液狀樹脂14於 下部包覆層11上滴下後到形成液狀樹脂層18為止之製程的 一部分位於前述範圍即可，此係由於可在該期間除去氣泡 19之故。液狀樹脂塊16之塗布展開速度可藉由適當地調整 液狀樹脂塊16之黏度或鑄模π之按壓速度來控制。 核心12係藉由折射率高於下部包覆層u及上部包覆層 13且於傳播之光的波長透明性高之任意材料來形成。形成 核心12之材料宜為折射率高於下部包覆層u及上部包覆層 13之紫外線硬化樹脂。 核心12與下部包覆層n及上部包覆層13之最大折射率 差宜為0.02至0.2。核心12之寬度係例如1叫〇1至5〇叫111，且 核心12之高度係例如1 〇_至丨〇〇μιη。 形成鑄模17之材料係例如石英、錄合成金屬、玻璃石 墨等。鑄模17亦可具有用以排出氣泡19之貫通孔，又，鑄 模17之内面亦可藉由脫模劑來進行處理。按壓鑄模π之條 件係按照液狀樹脂之種類或黏度而適當地決定。 液狀樹脂層18係形成於下部包覆層u上以覆蓋核心 12，且於硬化後構成上部包覆層13。 〔步驟C〕 201040601 如第1(e)、1(f)圖所示，本發明之製造方法中的步驟c 係以下步驟’即：使業已藉由步驟B所取得的液狀樹脂層18 硬化’然後剝離鑄模17。 使用紫外線硬化樹脂作為液狀樹脂14時，液狀樹脂層 18係藉由紫外線照射而硬化。紫外線宜自鑄模17之表面（外 側）照射，且鑄模17係相對於照射之光而呈透明。紫外線之 照射置宜為 l〇〇mJ/cm2至8000mJ/cm2。 禱模17係於維持液狀樹脂層18之形狀的狀態下剥離。 在剝離鑄模17時，液狀樹脂層18可為完全硬化狀態，亦可 為半硬化狀態。在液狀樹脂層18為半硬化狀態時，禱模17 剝離後’液狀樹脂層18係進行追加之硬化處理。 〔光導波路〕 如第2圖所示，依據本發明之製造方法的光導波路⑺係 具有：下部包覆層11 ;下部包覆層1丨上之核心12 ;及覆蓋 核心12且最大厚度500μπι以上之上部包覆層13。 舉例言之，光導波路10可自配置於短邊側側面1〇a的核 心12之端部12&接收光線，並朝配置於長邊側側面的核 心12之端部12b傳送光。 光導波路1G係藉由使用電漿之乾式料法、轉寫法、 曝光顯影法、光漂白法等之任意方法來製作。 光導波路10之用途並無限制，舉例言之，可使用在光 配線板、光連接1、光電混載基板、光學式面板之座 標輸入裝置等。 實施例 9 201040601 〔實施例1〕 〔包覆層形成用液狀樹脂之調製〕 •(成分A)具有脂環骨架之環氧系紫外線硬化樹脂（艾迪 科(ADEKA)公司製造之EP4080E)100重量份 •(成分B)光酸產生劑（三阿波羅(SAN-APRO)公司製造 之CPI-200K)2重量份 混合以上成分而調製包覆層形成用液狀樹脂。 〔核心形成用液狀樹脂之調製〕 ·(成分C)含有第骨架之環氧系紫外線硬化樹脂（大阪瓦 斯化學（GAS CHEMICALS)公司製造之奥古索爾 (OGSOL)EG)40重量份 ·(成分D)含有荞骨架之環氧系紫外線硬化樹脂（長瀨化 成(NAGASE CHEMTEX)公司製造之EX-1040)30重量份 .(成分E)l，3,3-參(4-(2-(3-氧雜環丁基))丁氧基笨基)丁 烷(依據特開2007-070320、實施例2來合成)30重量份 •前述成分B 1重量份 •乳酸乙酯41重量份 混合以上成分而調製核心形成用液狀樹脂。 〔光導波路之製作〕 於厚度188μιη之聚萘二曱酸乙二酯膜之表面塗布包覆 層形成用液狀樹脂，並照射紫外線丨〇〇〇mj/cm2後，以80它 加熱處理5分鐘而形成厚度2〇gm之下部包覆層。下部包覆 層於波長830nm中的折射率係丨51 〇。 於下部包覆層之表面塗布核心形成用液狀樹脂，並以 201040601 l〇〇°C加熱處理5分鐘而形成核心層後，將光罩罢在核心層 上，並照射紫外線25〇OmJ/cm2，再以l〇(rc加熱處理1〇分 " 鐘。核心層與光罩之間距係ΙΟΟμιη。 藉由γ -丁内酯水溶液溶解除去核心層之紫外線未照 射部分，並以120 C加熱處理5分鐘而形成複數根寬度2〇爪、 高度5〇nm之核心。核心於波長830mn中的折射率係1 592。 滴下黏度為lOOOmPa. s之包覆層形成用液狀樹脂以覆 〇 蓋核心全體，並形成液狀樹脂塊。其次，將鑄模按壓於液 狀樹脂塊而鋪開液狀樹脂，使塗布展開速度構成3〇mm/s， 並形成厚度500μιη之液狀樹脂層。 自鑄模之表面照射紫外線6000mJ/cm2，並以8(rc加熱 處理2分鐘而使液狀樹脂層硬化。 剝離鑄模而成形厚度500μηι之上部包覆層。上部包覆 層於波長830nm中的折射率係1.510。 〔比較例1〕 Q 除了藉由使用刮刀片之塗布來形成液狀樹脂層外，作 成與實施例1相同而製作光導波路。 〔比較例2〕 除了將液狀樹脂之黏度作成3〇mPa · s外，作成與實施 例1相同而製作光導波路。液狀樹脂之黏度係混合乳酸乙酯 作為稀釋劑來調整。 〔評價〕 分別準備實施例1及比較例1、比較例2之光導波路各2 個。如第3圖所示，將出射波長85〇nm之紅外光的發光元件 11 201040601 32以光學方式結合於一者之光導波路3i之末端31a，且發光 元件3 2係奥普威爾（opto WELL)公司製造之垂直腔面發射 雷射器（VCSEL)。 將受光元件34以光學方式結合於另〆者之光導波路33 之末端33a，且受光元件34係TAOS公司製造之CMOS線性感 測器陣列。 將各光導波路31、光導波路33配置成夾持座標輸入領 域35而相對向，並製作如第3圖所示之對角3吋之座標輸入 裝置30。 表1係以百分率來表示自發光元件32出射強度5mW之 光時受光元件34所接收之光強度，可得知相較於比較例之 光導波路’實施例之光導波路的光傳送效率優異。 〔表1〕 方法 液狀樹脂之黏度 mPa-s 塗布展開速度 mm/s 光傳送效率 % 實施例1 按壓 1000 30 0.8 比較例1 塗布 1000 150 0.5 比較例2 按壓 30 30 氺1 *1由於包覆層厚度小於500μιη，因此並未測定。 〔測定方法〕 〔液狀樹脂之黏度〕 液狀樹脂之黏度係使用黏度計（熱電哈克（Thermo HAAKE)公司製造之HAAKE Rheo Stress600)而於25°C下測定。 〔塗布展開速度〕 使用馬錶，手動計測形成上部包覆層之液狀樹脂層於 12 201040601 預定長度之下部包覆層上流延之時間，並自流延距離與時 間，計算出塗布展開速度。 產業之可利用性 藉由本發明之方法所製造的光導波路之用途並無限 制，舉例言之，可適當地使用在光配線板、光連接器、光 電混載基板、光學式觸控面板等。 【圖式簡單說明】

第1(a)至1(f)圖係顯示本發明之製造步驟之模式圖。 第2圖係依據本發明之製造方法的光導波路之模式圖。 第3圖係使用依據本發明之製造方法的光導波路之座 標輸入裝置之模式圖。 【主要元件符號說明】

10，31，33...光導波路 10a...光導波路之短邊側側面 10b...光導波路之長邊側側面 11...下部包覆層 12…核心 12a，12b...核心之端部 13—L部包覆層 14…液狀樹脂 15…滴下喷嘴 16…液狀樹脂塊 17…鑄模 18…液狀樹脂層 19…氣泡 30.. .座標輸入裝置 31a，33a...光導波路之末端 32…發光元件 34.. .受光元件 35.. .座標輸入領域 A，B，C…步驟 13

Claims (1)

1. 201040601 七、申請專利範圍： 1. 一種光導波路之製造方法，該光導波路係具有下部包覆 層、核心及上部包覆層，且前述核心係形成於前述下部包 覆層上，而前述上部包覆層係形成於前述下部包覆層上以 覆蓋前述核心，並由最大厚度500μιη以上之樹脂硬化層所 構成；該方法之特徵在於包含以下步驟： 步驟A，係於前述下部包覆層上滴下可形成前述上部 包覆層之硬化性液狀樹脂而形成液狀樹脂塊者； 步驟B，係將铸模按壓於前述液狀樹脂塊，且使前述 液狀樹脂於前述下部包覆層上塗布展開，並形成覆蓋前述 核心之液狀樹脂層者；及 步驟C，係使前述液狀樹脂層硬化，然後剝離前述鑄 模者； 且於前述步驟A中，滴下之前述液狀樹脂之黏度係 500mPa.s至2000mPa.s， 而於前述步驟B中’前述液狀樹脂之塗布展開速度係 10mm/s 至 50mm/s。 2. 如申請專利範圍弟1項之光導波路之製造方法，其中可形 成前述上部包覆層之硬化性液狀樹脂係紫外線硬化樹脂。