TWI437297B - 光導波路薄膜、及其製造裝置、製法以及用途 - Google Patents

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Description

光導波路薄膜、及其製造裝置、製法以及用途
本發明係有關於一種具有導光路之樹脂薄膜、其製造裝置、及製造方法。
近年來,隨著網際網路的普及所帶來通信傳輸量之爆發性的增加,因為先前的金屬配線達到通信資訊量的界限,而逐漸地替換為能夠高速且大容量數據傳送之光通信。光通信與藉由電氣配線之通信比較時,不只能夠廣區域化,而且有不會受到雜訊的影響之優點。光通信的例子係例如日本的通信廠商正在構築使石英系光纖到達家庭之FTTH(光纖到戶;fiber to the home)的通信網,又,歐洲的汽車廠商正展開使用塑膠光纖之車載內LAN的規格化(MOSTCO(媒體導向系統傳輸協會;The Media Oriented Systems Transport Corporation))齊備。除了該等長~中距離通信用途以外,另一方面在中~短距離通信用途,家庭內的電腦或電子交換機等裝置間、內之連接,亦由目前的電線束展開使用光纖或薄片狀光導波路之光互連化。其中,在板間、板內、晶片間、晶片內之光互連材料,特別是對樹脂薄膜化之軟性聚合物光導波路的期待增加。
帶動此種光配線化之潮流,並不是昂貴且難以處理之石英系的單波模光纖,注意對象係集中在價廉且處理性容易之聚合物光導波路及塑膠光纖薄片。聚合物光導波路的製法例如有提案(專利文獻1)揭示一種方法,係藉由將一對覆蓋薄片夾住芯薄片而成的積層體壓縮成型,來製成光導波路薄片之方法。但是,此種方法雖然芯層及覆蓋層變形而形成導波路,但是使用此方法時,因為變形部及其周圍的分子產生應力及配向,致使產生折射係數的異方向性、且傳播光的分散變大,而有高密度的資訊傳送容易變為困難之問題。又,因為芯層在光進行方向以外亦連續,所以容易漏光。
又,亦有提案(專利文獻2),揭示一種得到軟性埋入型光導波路之方法,包含以下步驟:(1)在Cu-Si基板上依次形成覆蓋層、芯層,(2)藉由光微影法及乾式蝕刻來形成芯(導波路),(3)以覆蓋層覆蓋,(4)將基板剝離之方法。此時,因為係埋入型,與前者比較時能夠某種程度地抑制光的損失,但是因為必須真空步驟、旋轉塗布、乾式蝕刻等,只能夠使用單片式處理而有成本變高之問題,且難以得到長條及大面積之物。又,會產生芯的剖面形狀除了矩形以外係難以形成,與圓形或橢圓形比較時損失大、或是因為使用旋轉塗布法形成芯層,界面粗糙度所引起的損失係無法容許的情況。此外,已知有組合選擇聚合法、反應性離子蝕刻法(RIE)、光微影法而成之方法(專利文獻3)、直接曝光法(專利文獻4)、基於射出成形法之方法(專利文獻5)、光漂白(photobleaching)法(專利文獻6)等。但是因為此等方法都是步驟數非常多、製造時間長,又,成為製造成本高、生產收率低之問題。而且,因為構成聚合物光導波路之芯-覆蓋係利用光硬化及熱固性樹脂的反應現象,大面積且長條化亦有困難。
另一方面,塑膠光纖薄片(亦稱為光纖帶)的製法,已知有使複數根光纖通過依規定間隔配列而成的引導環,並透過黏著材而整體成形而成之物(專利文獻7)。又,使用樹脂等熔接被覆導光路之複合體的周圍而成之薄片狀物,有提案(專利文獻8)揭示使用模頭將每個光纖陣列整批成形之方法等,但是前者之光纖薄片的製法因為難以將光纖正確地定位配列,生產上的產率受到重大影響,而成為高成本化的問題。另一方面,因為後者的製法,難以將薄膜寬度方向之全部的芯形狀在保持均勻的狀態下排列,會有所得到芯的形狀不均而成為重大問題。又,因為連接芯間之覆蓋牆多半是利用氟樹脂,不僅成本變高且氟樹脂本身之低自支撐性等亦成為問題。亦即,因為難以保持在薄膜寬度方向直線且均勻地配列而成的狀態,所以會有光連接困難之問題。
另一方面,本發明者等提案(專利文獻9)揭示在熔融擠壓步驟,配置複數個芯而成之光導波路薄膜。該方法之損失小,且能夠容易地製得大面積、長條的光導波路薄膜,但是如何減少各芯間之光導波性能的不均成為課題。
專利文獻1:特開2001-281484號公報專利文獻2:特開平08-304650號公報專利文獻3:特開2004-206016號公報專利文獻4:特開2003-185860號公報專利文獻5:特開2003-172841號公報專利文獻6:特開2004-012635號公報專利文獻7:特開昭60-178405號公報專利文獻8:特開平04-043304號公報專利文獻9:特開2004-205834號公報
本發明的課題係解決上述的問題,提供一種具有自支撐性的光導波路薄膜,低成本並且容易大面積化、長條化、複數個芯的形狀均勻、且因為其芯的位置在薄膜寬度方向係等間隔且直線狀地配列,所以光連接容易,光損失及在其芯間之光導波性能的偏差小。本光導波路薄膜係適合於裝置間、裝置內之板間、及板內之晶片間等的短~中長距離用通信。
提供一種光導波路薄膜,其特徵係其剖面形狀由熱塑性樹脂B所構成的覆蓋、及由熱塑性樹脂A所構成的分散體(芯)邊在薄膜長度方向延在、邊在薄膜寬度方向配列而成之結構,且含有3個以上的芯之光導波路薄膜,其中位於薄膜寬度方向的兩端部之芯徑(We1、We2)與位於薄膜寬度方向的中央部之芯徑(Wc)係滿足下述式(1)及(2),且在薄膜表面的至少一面具有連續的覆蓋層,在薄膜寬度方向的兩端部之覆蓋層的厚度(Te1、Te2)與在薄膜寬度方向的中央部之覆蓋層的厚度(Tc)係滿足下述式(3)及(4)。
0.8≦We1/Wc≦1.2 式(1) 0.8≦We2/Wc≦1.2 式(2) 0.8≦Te1/Tc≦1.2 式(3) 0.8≦Te2/Tc≦1.2 式(4)
依照本發明,能夠提供一種具有自支撐性的光導波路薄膜,其係低成本容易大面積化、長條化、複數個芯的形狀均勻,且因為其芯的位置在薄膜寬度方向為等間隔且直線狀地配列、所以芯位置精確度、芯徑的尺寸精確度非常高、且光連接容易,又,光損失及在其芯間之光導波性能的偏差小。而且,利用光導波路薄膜表面凹凸能夠容易地調整光的輸入輸出位置,能夠大幅度地縮短光連續作業的時間。本光導波路薄膜係適合於裝置間、裝置內之板間、及板內之晶片間等的短~中長距離用通信。
本發明的光導波路薄膜必須含有熱塑性樹脂A(作為芯)、及熱塑性樹脂B(作為覆蓋)之至少2種類的熱塑性樹脂。在此,熱塑性樹脂有聚甲基丙烯酸甲酯(折射係數n為1.49以下、n係折射係數)及以甲基丙烯酸甲酯為主成分之共聚物(n=1.47~1.50)、以聚苯乙烯(n=1.58)及苯乙烯為主成分之共聚物(n=1.50~1.58)、聚乙烯(n=1.51~1.54)、聚丙烯(n=1.47~1.52)、聚乳酸(n=1.47)、降烯系的脂環族聚烯烴(n=1.51~1.53)及其共聚物、苯乙烯丙烯腈共聚物(n=1.56)、聚4-甲基戊烯1(n=1.46~1.47)、聚乙烯醇(n=1.49~1.53)、乙烯/乙酸乙烯共聚物(n=1.46~1.50)、耐綸6、11、12、66(n=1.53)、聚碳酸酯(n=1.50~1.57)、聚對酞酸乙二酯(n=1.58~1.68)、聚對酞酸乙二酯共聚物(n=1.54~1.66)、茀共聚合聚對酞酸乙二酯(n=1.6~1.66)、聚萘二甲酸乙二酯(n=1.65~1.81)、聚氯苯乙烯(n=1.61)、聚偏二氯乙烯(n=1.63)、聚乙酸乙烯酯(n=1.47)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯、乙烯基甲苯或α-甲基苯乙烯/順丁烯二酸酐三維共聚物或四維共聚物(n=1.50~1.58)、聚二甲基矽氧烷(n=1.40)、聚縮醛(n=1.48)、聚醚碸(n=1.65~1.66)、聚苯硫(n=1.6~1.70)、聚醯亞胺(n=1.56~1.60)、氟化聚醯亞胺(n=1.51~1.57)、聚四氟乙烯(n=1.35)、聚偏二氟乙烯(n=1.42)、聚三氟乙烯(n=1.40)、全氟丙烯(n=1.34)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(n=1.36~1.4)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(n=1.36~1.4)、四氟乙烯-乙烯共聚物(n=1.36~1.4)、聚氯三氟乙烯、及其等氟化乙烯的二維系、或是三維系共聚物(n=1.35~1.40)、聚偏二氟化乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯混合聚合物(n=1.42~1.46)、CF2 =CF-O-(CF2 )x-CF=CF2 單體的聚合物(n=1.34)及二氟化乙烯的共聚物(n=1.31~1.34)、CF2 =CF-O-(CF2 )-O-CF=CF2 單體的聚合物(n=1.31)及二氟化乙烯的共聚物(n=1.31~1.34)、以通式CH2 =C(CH3 )COORf所示氟化甲基丙烯酸酯作為主成分之共聚物、基Rf為(CH2 )n (CF2 )n H之共聚物(n=1.37~1.42)、Rf為(CH2 )m (CF2 )n F之物(n=1.37~1.40)、Rf為CH-(CF3 )2 之物(n=1.38)、Rf為C(CF3 )3 之物(n=1.36)、Rf為CH2 CF2 CHFCF3 之物(n=1.40)、Rf為CH2 CF(CF3 )2 之物(n=1.37)、及此等之氟化甲基丙烯酸酯的共聚物(n=1.36~1.40)、及此等之氟化甲基丙烯酸酯與甲基丙烯酸甲酯的共聚物(n=1.37~1.43)、以通式CH2=CH.COOR’f所示氟化丙烯酸酯作為主成分之聚合物、其中Rf’為(CH2 )m (CF2 )n F之物(n=1.37~1.40)、Rf’為(CH2 )m (CF2 )n H之物(n=1.37~1.41)、Rf’為CH2 CF2 CHF.CF3 之物(n=1.41)、Rf為CH(CH3 )2 之物(n=1.38)、及此等氟化丙烯酸酯共聚物(n=1.36~1.41)、及此等氟化丙烯酸酯與前述氟化甲基丙烯酸酯共聚物(n=1.36~1.41)、及此等氟化丙烯酸酯與氟化甲基丙烯酸酯與甲基丙烯酸甲酯共聚物(n=1.37~1.43)、以通式CH2 =CF.COOR”f所示2-氟丙烯酸酯作為主成分之聚合物、及其共聚物(n=1.37~1.42)(其中,式中R”f係表示CH3 、(CH2 )m (CF2 )n F、(CH2 )m (CF2 )n H、CH2 CF2 CHFCF3 、C(CF3 )3 )等。代表性的氟化聚甲基丙烯酸酯係例如1,1,1,2,3,3-六氟甲基丙烯酸丁酯聚合物、三氟甲基丙烯酸乙酯聚合物、六氟甲基丙烯酸丙酯聚合物、甲基丙烯酸氟烷酯聚合物等的含氟聚甲基丙烯酸甲酯共聚物(n=1.38~1.42)等。
其中,從強度、耐熱性、透明性、及低損失的觀點,特別是以聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、使用金屬錯合物或齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)觸媒共聚合而成之環狀烯烴共聚物(降烯與乙烯的共聚物)、藉由降烯系單體的開環複分解聚合及氫化而得到的環狀聚烯烴、聚醯亞胺樹脂、聚(4-甲基戊烯-1)、聚對酞酸乙二酯、聚苯乙烯、及氟化聚合物為更佳。為了降低光損失,聚合物中的氫以被氘化為更佳。
此等樹脂可以是同元樹脂,亦可以是共聚合或2種以上之混合物。又,亦可添加各種添加劑、例如抗氧化劑、防靜電劑、結晶核劑、無機粒子、有機粒子、降黏劑、熱安定劑、滑劑、紅外線吸收劑、紫外線吸收劑、及為了調整折射係數之摻雜劑等。
又,光導波路薄膜的90wt%以上係由熱塑性樹脂所構成時,因容易進行鑽石刀加工、或熱壓縮加工等的表面加工,所以能夠提供一種更容易進行裝置間、裝置內之板間、及板內之晶片間的光連接,且低成本的光資訊傳輸系統。
本發明的光導波路薄膜必須含有3個以上的芯,以8個以上為佳,以16個以上為較佳,以32個以上為更佳。從使用於資訊通信的觀點,芯數目以2n 個(n係2以上的自然數)為佳。芯的數目越多,線路越多而使通信能夠高密度配線、能夠高效率地進行光傳輸。芯數目的上限沒有特別限定,為了維持實用上的特性,以2000個以下為佳。
又,本發明之3個以上的芯之方向(光的進行方向)係大致平行,且該3個以上之芯的中心位置以對薄膜表面大致平行配置為佳。亦即,以在薄膜寬度方向等間隔且直線狀地配列為佳。此時,能夠高密度配線且容易調整光的輸入輸出,能夠大幅度地縮短光連接作業的時間。芯的中心位置之定義係如JPCA-PE02-05-02S(2007)之記載。
接著,光導波路薄膜之代表性形狀係如第1及2圖所示。第1圖係光導波路薄膜之寬度方向(X)-厚度方向剖視面圖(Z)。第2圖係光導波路薄膜之寬度方向(X)-長度方向(光的進行方向剖視圖(Y)。在第1圖(a),在兩表面有覆蓋層1,在中央部有覆蓋牆2、芯3、及芯間隔調整部4。光係在芯3中往第2圖之Y方向進行。又,通常覆蓋層1及覆蓋牆2係以使用同材料為佳。又,芯3及芯間隔調整部4都使用同材料時,在製法上較為容易,但是亦可使用不同的材料。如此,含有芯間隔調整部4時,例如即便使用與芯3同材料,亦不可視為芯間隔調整部為芯。係因為芯間隔調整部之厚度方向與寬度方向的縱橫比過大,導波性能顯著地較低而無法滿足作為芯之性能。另一方面,第1圖(b)係在兩表面為覆蓋層1、在中央部只有覆蓋牆2及芯3之光導波路薄膜的剖視圖。
本發明的光導波路薄膜位於薄膜寬度方向的兩端部之芯徑(We1、We2)與位於薄膜寬度方向的中央部之芯徑(Wc)係滿足下述式(1)及(2),且在薄膜表面的至少一面具有連續的覆蓋層,在薄膜寬度方向的兩端部之覆蓋層的厚度(Te1、Te2)與在薄膜寬度方向的中央部之覆蓋層的厚度(Tc)必須滿足下述式(3)及(4)。
0.8≦We1/Wc≦1.2 式(1) 0.8≦We2/Wc≦1.2 式(2) 0.8≦Te1/Tc≦1.2 式(3) 0.8≦Te2/Tc≦1.2 式(4)
在此,位於薄膜寬度方向的兩端部之芯,係相當於第1圖的右端及左端的芯。本發明所稱芯徑係指在X-Z剖面之X方向的最大芯尺寸。亦即,在第5圖係相當於在Z方向平行的2根平行線與芯相切之間隔6。又,位於薄膜寬度方向之中央部之芯,在第1圖係位於中心之芯,可定義為存在於最接近連結位於兩端部的芯與芯而成的中心附近之芯。又,位於中央部之芯存在有2個時,可選擇任一方。
滿足式(1)及(2)時,因為芯的位置精確度、芯徑的尺寸精確度非常高,所以光導波性能偏差小。又,因為容易調整光的輸入輸出,能夠大幅度地縮短光連接作業的時間。而且,因為調芯精確度提升,能夠降低連接損失。以滿足式(8)及式(9)為更佳。此時,各芯的光導波性能幾乎沒有差異。
0.9≦We1/Wc≦1.1 式(8) 0.9≦We2/Wc≦1.1 式(9)
在本發明,必須在至少一面具有連續的覆蓋層。該連續的覆蓋層係相當於第1圖中的覆蓋層。又,在薄膜寬度方向的兩端部,該覆蓋層的厚度(Te1、Te2)係定義為與位於薄膜寬度方向的各端部之芯接觸之任一方表面側之覆蓋層厚度。同樣地,在薄膜寬度方向的中央部之該覆蓋層的厚度(Tc)係定義為與位於薄膜寬度方向的芯接觸之任一方表面側之覆蓋層的厚度。又,在兩端部及中央部之該覆蓋層厚度,必須在同一表面側進行比較。又,覆蓋層的厚度並不是合計覆蓋層1與覆蓋牆2而成的厚度。覆蓋層的厚度係藉由測定從薄膜表面往芯與覆蓋層的境界值(在X方向延伸之境界線)之下垂線的長度而求得。
滿足式(3)及式(4)時,因為芯徑的尺寸精確度提高,所以光導波性能的偏差變小。以滿足式(10)及式(11)為更佳。此時,各芯間之光導波性能幾乎沒有差異。
0.9≦Te1/Tc≦1.1 式(10) 0.9≦Te2/Tc≦1.1 式(11)
在本發明,在薄膜寬度方向配列3個以上的芯之手段,以使用層積技術為佳。層積技術可舉出使用眾所周知的層積裝置之多歧管型的供料塊及矩形混合器之方法,或是只使用梳型的供料塊之方法。多歧管型的供料塊有澤田慶司「塑膠擠壓成形的最新技術」(RUBBER DIGEST公司)(1993年)所記載之眾所周知的供料塊。亦即,在將複數種樹脂送入模頭本體之前,在供料塊內使其合流,接著將樹脂送入模頭的單歧管部,接著將該流動往薄膜寬度方向擴幅,並加以薄膜化而擠出。但是,先前的厚度方向層積時,層積方向與模唇寬度方向(X方向)的關係呈直角的關係,但是本發明之寬度方向積層時,係平行關係。藉由以此種關係進行擠壓,能夠實現薄膜寬度方向層積層,能夠使芯、芯間隔調整部、及覆蓋牆交替地配列。
又,矩形混合器係具備有合流部之筒體,該合流部係將聚合物流路分割成二個剖面積為四角形的流路,進而將已分歧的聚合物再次以上下層積的方式合流。藉由重複該步驟,無論多少層的積層體都能夠得到。例如由2種樹脂所構成B/A/B構成之3層的積層體,若進行1次的分歧、合流,會成為5層的積層體。使用矩形混合器時,積層數能夠藉由(初期的層數-1)×2的n次方+1來表示。但是,n係意指將1次的分岐、合流重複地進行n次。又,因為通常矩形混合器的分配比係藉由具有1:1的等剖面積流路,以等分配的方式進行分岐,所以能夠同步地形成同一積層體。藉由上述,組合多歧管型的供料塊與矩形混合器,例如使用多歧管型的供料塊層積9層而成之熔融狀態的積層體,若通過矩形混合器4次時,能夠得到在寬度方向配列143層的芯、芯間隔調整部、及覆蓋牆而成的積層體。使層數更多的方法,可舉出使複數個供料塊並列地排列之方法、或是藉由增加矩形混合器的次數之方法來使在供料塊內所得到積層流的層數增加之方法。在此,多歧管型的供料塊可例示特開2006-44212號公報所記載之型式II的供料塊。因為積層數與芯數之關係密切,從資訊量的觀點,以層積至少17層以上為佳。從增加路線數及資訊量的觀點,以65層以上為佳,以129層以上為較佳,以257層以上為更佳。
但是,使用上述多歧管型的供料塊來增加積層數時,裝置尺寸會大型化,又,因為複數次通過矩形混合器,所以難以得到維持高積層精確度之薄膜寬度方向積層薄膜。因此,本發明的光導波路薄膜以使用具有多數的微細狹縫之梳型供料塊(以下稱為供料塊)來得到積層體為佳。該供料塊之詳細,係記載於特開2005-352237號公報。藉由增加狹縫數,該供料塊能夠容易地達成達到400層之薄膜寬度方向積層薄膜,且能夠一次形成積層體。芯數達到200個左右,亦能夠一次形成。
形成表層部之覆蓋層1之方法,能夠藉由在前述熔融狀態的積層體之厚度方向的上下,使用眾所周知的複合裝置(比諾魯(PINOL))、或多歧管型的供料塊以夾層結構的方式被覆層積覆蓋層1之熱塑性樹脂來達成。
在本發明,芯徑不均勻度(R)係以0.001%以上20%以下為佳。芯徑不均勻度係正確地計測配置於光導波路薄膜中的薄膜寬度方向之全部芯的芯徑,並使用下述式(13)來算出。
R=(Wmax-Wmin)/Wave 式(13)
R:芯徑的不均勻度(%)
Wave:芯徑的平均值(微米)
W(k):k號碼之芯的芯徑
n:光導波路薄膜中所含有之芯的數目
Wmax:芯徑的最大值
Wmin:芯徑的最小值
芯徑不均勻度(R)為0.001%以上20%以下時,因為芯徑的尺寸精確度高,各芯間之光導波性能的偏差變小。又,芯徑不均勻度(R)為0.001%以上10%以下時為較佳。因為各芯間之光導波性能幾乎沒有偏差,以0.001%以上5%以下為更佳。
本發明之光導波路薄膜的芯徑以1微米以上3000微米以下為佳。較佳是2微米以上2000微米以下,更佳是3微米以上150微米以下。芯徑小於1微米時,使光入射芯係困難的。又,大於3000微米時,因為薄膜厚度太厚,不只是變為無撓性而且光損失亦太大,乃是不佳。又,2微米以上2000微米以下時來自光纖或面發光雷射之光線的入射變為更容易、損失亦小、且撓性亦充分,乃是較佳。而且,3微米以上1000微米以下時,因為導波徑相當小,波模數受到限制,在重要的寬頻帶進行中、長距離的傳輸時,能夠使通信變為更容易對應。雖然亦取決於通信所使用的波長,例如,多波模係20微米以上1000微米以下,對應單波模係3微米以上20微米以下來對應為佳。又,本發明的光導波路薄膜之芯徑形狀可以是圓、橢圓、方形、四角形、梯形等之任何幾何學圖形。在資訊通信用途,從依存於芯形狀之產生波模分散或光損失的觀點,以盡可能對芯中心位置具有良好的對稱性之圖形為佳,以圓形為最佳,對稱性有線對稱及旋轉對稱等。
又,在寬度方向(X)-厚度方向(Z)剖面,以對光導波路薄膜的表面大致平行配置而成的芯,在薄膜之寬度方向每1公分長度存在有3個以上300個以下時,因為能夠大容量地通信,乃是較佳。小於3個時,因為光導波路密度太低,效率差。大於300個時,因為芯部分的直徑太小致使連接有困難、或因為覆蓋的厚度太薄產生漏光所引起的雜訊,乃是不佳。又,在薄膜之寬度方向每1公分長度為8個以上100個以下時,因為光導波路的效率高且能夠傳輸更大容量的數據,乃是更佳。
在本發明,於寬度方向-厚度剖面對薄膜表面大致平行地配置而成之芯群,若存在有2個以上時,因為能以更小的面積來增加線路數目,乃是較佳。在此,芯群係指在薄膜的寬度方向-厚度方向剖面內,以大致等間隔且對薄膜表面大致平行的方式配置而成之3個以上之芯的集合。第3圖係以大致平行薄膜表面的方式配置有2個如第1圖所示芯群之光導波路薄膜。具有芯間隔調整部時係如(a)所示、無芯間隔調整部時係如(b)所示。藉由蝕刻法等時,為了增加線路數目,在堆疊芯時增加非常多的步驟數目而高成本化,因而失去實用性。本發明時,因為達成方法的優異性,因為能夠以一步驟來達成,所以能夠以非常低成本、且良好精確度的方式進行製造。其達成方法係藉由使在薄膜寬度方向層積而成之2個以上的積層流體在厚度方向堆疊來達成。例如,能夠藉由具有2個以上的狹縫部梳型供料塊或矩形混合器來達成。
本發明的光導波路薄膜以在一面或兩面存在有5微米以上500微米以下的覆蓋層為佳。在此,5微米以上500微米以下的覆蓋層係未包含覆蓋牆的厚度。又,該層未必是最表面層,亦可在最表面層形成由其他樹脂所構成的層。在一面或兩面存在有5微米以上500微米以下的覆蓋層時,因為即便表面產生傷痕等亦幾乎不會影響芯,因表面的傷痕所引起的損失下降較少,乃是較佳。以15微米以上100微米以下為更佳。15微米以上100微米以下時,能夠提高撓性、及處理性,且亦能夠在表面形成面發光雷射、光電探測器等的受發光元件、或電子零件等的電路來進行安裝。又,本發明的光導波路薄膜之芯徑、覆蓋牆徑、覆蓋層厚度的厚度能夠使用光學顯微鏡或電子顯微鏡,在放大倍率為5~1000倍的範圍適當地調整,並使用能夠充分地觀察至有效數字第3位為止的倍率之光導波路薄膜的剖面影像來進行計測。
本發明之光導波路薄膜,以位於薄膜寬度方向的中央部之芯的剖面積(Ac)及配列於薄膜寬度方向之任意芯的剖面積(A)係滿足下述式(5)的芯,係至少4個以上連續地相鄰而存在為佳。以8個以上為較佳,以16個以上為更佳。以32個以上為最佳。
0.8≦A/Ac≦1.2 式(5)
滿足式(5),因為芯徑的精確度尺寸非常高,光導波性能的偏差更小。大於1.2或小於0.8時,因為芯剖面積的偏差大,難以達成使連續之全部的芯具有同等的光導波性能。以滿足(14)為更佳。此時,各芯的光導波性能幾乎沒有差異。
0.9≦A/Ac≦1.1 式(14)
又,為了進行大容易的數據傳輸,因為在雙方向輸送接受信息各自必須有至少2個合計4個以上的芯,所以滿足式(5)之芯以存在有連續4個以上為佳。
在本發明之光導波路薄膜,於薄膜長度方向之芯的剖面積不均勻度以5%以下為佳。薄膜長度方向之芯的剖面積不均勻度為5%以下時,因為傳輸之數據的波模不會變亂,能夠傳輸正確的數據。以3%以下為較佳,以1%以下為更佳。在此,薄膜長度方向之芯剖面積不均勻度係測計某一芯的剖面積,在薄膜長度方向每隔10公分計測10點,以其平均值作為基準來計算。亦即,剖面積不均勻度能夠藉由將芯的最大剖面積與最小剖面積的差除以其平均值,並乘100來求得。
減少薄膜長度方向的不均勻度之手段,以在芯之熱塑性樹脂A及覆蓋之熱塑性樹脂B使用熔融黏度較低的樹脂為佳。使用熔融黏度較低的樹脂時,在聚合物與壁面的界面之應力變小,能夠降低薄膜厚度方向的不整齊,結果在薄膜長度方向之芯的剖面積不均變小。又,從光導波路薄膜在鑄造上之著陸安定性的觀點,模頭的模唇間隙除以鑄造時之薄膜厚度所得到的值(牽引比),以20以下為佳,以10以下為較佳,以5以下為更佳。
依照本製造方法之光導波路薄膜,光連接所必要不可缺之間隔的位置精確度高、且芯形狀均勻。芯間隔的不均勻度(VI)(相鄰芯之中心間距離的不均勻度)係用以表示芯間隔的精確度。
在此,芯間隔係如第4圖所示,係相鄰薄膜厚度方向(Z)之2根平行線的中心線之間的距離:係符號5。芯間隔的不均勻度(VI)係定義如下述式(15)。
VI=(Lmax-Lmin)/Lc×100(%) 式(15)VI:芯間隔的不均勻度Lmax:最大芯間隔Lmin:最小芯間隔Lc:位於中央部之芯與其相鄰的芯之芯間隔
在此,芯數為奇數時,Lc係位於中央部之相鄰2個芯的平均值。偶數時,係位於中央部之2個的芯間隔。芯間隔不均勻度為30%以下時,能夠容易地調整光的輸入輸出,能夠大幅度地縮短光連續作業的時間。而且,因為調芯精確度亦提高,能夠降低連接損失。芯間隔的不均勻度係越小越佳,以20%以下為較佳,以10%以下為更佳,以5%以下為最佳。
本發明之光導波路薄膜所使用之由熱塑性樹脂A所構成的芯與由熱塑性樹脂B所構成的覆蓋之面積比率以0.5以上為佳。芯與覆蓋之面積比率係指在薄膜厚度(Z)方向-寬度方向(X)剖面,將熱塑性樹脂A的佔有面積除以熱塑性樹脂B所得到的值。亦即,在此的芯係意指芯與芯間隔調整部合計而成的區域,而覆蓋係指覆蓋牆與覆蓋層合計而成的區域。該比率小於0.5時,因為光無法通過的覆蓋增多,無法活用作為芯之熱塑性樹脂A。而且,薄膜自支撐性亦變弱,芯的定位變為困難,有難以進行光連接之可能性。因此,以1以上為較佳,以2個以上為更佳。另一方面,由熱塑性樹脂A所構成的芯過多時,因為光導波路薄膜本身容易折彎,會有光線飛越覆蓋牆而移行至相鄰的芯而產生光耦合之可能性,所以其上限以10以下為佳。該比率能夠藉由擠壓劑,基於密度來調整被擠壓的熱塑性樹脂A與熱塑性樹脂B之各自的吐出量而得到。
從有效活用熱塑性樹脂A,來增強薄膜的強韌性之觀點,本發明之光導波路薄膜以含有由熱塑性樹脂A所構成的分散體(芯間隔調整部)為佳。第1圖(a)係含有由熱塑性樹脂A所構成的分散體(芯間隔調整部4)之光導波路薄膜的剖視圖例子。如第1圖(a)所示,由熱塑性樹脂A所構成的芯間隔調整部,係與芯同樣地,在薄膜長度方向延伸。芯間隔調整部的直徑、芯間隔調整部的數目等沒有特別限定。由熱塑性樹脂A所構成的芯間隔調整部的直徑雖亦決取於利用方法,為了與芯有所區效地活用通常能夠比覆蓋更廉價取得之熱塑性樹脂A(作為芯),亦能夠達成調整芯間的距離之任務。又,亦能夠使用作為光導波路的漏光檢查功能,而且能夠應用在不會產生波模分散之光通信用途。芯間隔調整部的數目能夠藉由狹縫板之細孔部的數目來調整,又,芯間隔調整部的直徑能夠藉由狹縫板之細孔部的長度及間隙來調整。特別是本發明的光導波路薄膜以含有1個以上之薄膜寬度方向長度為至少10毫米以上的芯間隔調整部為佳。在此,薄膜寬度方向長度係第5圖所示,係與薄膜厚度方向平行之2根平行線與芯相切之間隔6。而且,薄膜寬度方向長度為至少10毫米以上的芯間隔調整部8係如第6圖所示,以設置在薄膜寬度方向的兩端部為佳。
藉由設置在兩端部,從抑制因噴嘴引出薄膜狀聚合物的縮頸致使內部的芯形狀變形之觀點,芯間隔調整部的薄膜寬度方向長度以20毫米以上為更佳。此外,以40毫米以上為更佳。在兩端設置由熱塑性樹脂A所構成的芯間隔調整部,能夠達成熱塑性樹脂A係流入狹縫板之細孔部的兩端部之層積裝置。亦即,兩端部的細孔部若開口於熱塑性樹脂A的歧管(液體積存)側即可。又,為了使芯間隔調整部的薄膜寬度方向長度為20毫米以上,如下述(16)式所示,能夠藉由擴大細孔部的間隙、或縮短長度來達成。
具體上流入細孔部之樹脂的吐出量與壓力損失的關係,已知係由下述(16)式所示。
△P=12.L.μ/h/t3 .Q 式(16)(△P:壓力損失、L:細孔部的長度、μ:樹脂黏度、細孔部的間隙:t、細孔部的深度:h、Q:吐出量)
亦即,因為藉由使壓力損失為一定,能夠容易地變化流量,所以能夠將芯徑、芯間隔調整部的直徑、及覆蓋徑調整至任意的直徑。另一方面,能夠達成調整狹縫板之細孔部的數目。
本發明的光導波路薄膜以至少在一側的薄膜表面存在有深度10微米以上的凹凸為佳。該概略圖係例示如第7圖。藉由使位於各芯間之覆蓋部塌陷,在薄膜長度方向存在的覆蓋部成凹下、芯部凸出存在(又,塌陷位置的覆蓋牆部亦可以是芯部)。在此,凹凸係指覆蓋層之相鄰的山及谷之各自最大點及最小點之差異。其係如第7圖之9所示。在本發明,複數個凹凸之中,中央部之芯附近採用凹凸差。利用該凹凸作為連接器連接時之導引,能夠正確地調芯。凹凸小於10微米時,難以使用作為連接器的導引。又,在切斷薄膜時藉由將凹部作為導引,能夠簡便且正確地切斷薄膜。又,凹凸結構亦可存在於薄膜的兩面。該達成方法能夠藉由芯、覆蓋的擠壓溫度、黏彈性特性、擠出量的不同來達成。又,在芯使用非晶性樹脂、在覆蓋使用結晶化速度快的結晶性樹脂亦佳。
本發明之覆蓋的折射係數nb及芯的折射係數na的差異| nb-na |以0.001以上為佳。從芯內之光的反射條件的觀點,為nb<na。以0.010以上為較佳,以0.030以上為更佳,以0.06以上為最佳。0.001以上時,因為在芯/覆蓋界面產生全反射而適合作為光導波路薄膜。又,0.010以上時,因為容易調整光的入射軸、且因為容易連接,乃是較佳。而且,0.030以上時,因為線路間之漏光成為錯誤信號原因的情形幾乎沒有,乃是更佳。從因彎曲所造成的光損失少的觀點,以0.06以上時為最佳。覆蓋與芯的折射係數的差異| nb-na |為0.001以上之較佳樹脂組合,例如,能夠從上述記載的樹脂等選擇任意的組合。
更佳是,覆蓋:前述記載之氟化聚合物/芯:聚甲基丙烯酸甲酯或其共聚物覆蓋:聚甲基丙烯酸甲酯/芯:以聚甲基丙烯酸甲酯作為主成分之共聚物覆蓋:聚甲基丙烯酸甲酯/芯:脂環族聚烯烴或環狀烯烴共聚物覆蓋:脂環族聚烯烴或聚烯烴/芯:脂環族聚烯烴或環狀烯烴共聚物覆蓋:聚對酞酸乙二酯共聚物/芯:聚對酞酸乙二酯或聚對酞酸乙二酯共聚物覆蓋:聚對酞酸乙二酯/芯:聚萘二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯共聚物覆蓋:改性聚碳酸酯/芯:聚碳酸酯覆蓋:聚碳酸酯/芯:聚對酞酸乙二酯或聚對酞酸乙二酯共聚物覆蓋:聚烯烴/芯:聚碳酸酯
等的組合,此等組合因為耐熱性、耐濕性優良、且生產力亦優良,能夠提供低成本光導波路。特別是芯係以聚甲基丙烯酸甲酯作為主成分而構成、且覆蓋係以含氟基熱塑性樹脂作為主成分而構成為更佳。此時,從光導波性能優良、強度、耐熱性、處理性等而言,亦是實用性優良之物。又,含氟基熱塑性樹脂從製膜性、及芯形狀的觀點,其熔點Tm以220℃以下為佳,以150℃以下為更佳。
從能夠藉由熔融擠壓法製膜的觀點,本發明之含氟基熱塑性樹脂以四氟化乙烯-乙烯共聚物為佳。在此之四氟化乙烯-乙烯共聚物係由四氟化乙烯與乙烯所構成之單體、由三氟氯乙烯與乙烯所構成之單體、由四氟化乙烯與偏二氟乙烯所構成之單體、四氟化乙烯與偏二氟乙烯與六氟丙烯所構成之共聚物。又,該等單體亦可具有選自羧基、羧酸鹽等之官能基。本發明的覆蓋之含氟基熱塑性樹脂,係以由40~80莫耳%四氟乙烯與20~60莫耳%乙烯的單體、或由10~50莫耳%四氟乙烯與50~90莫耳%偏二氟化乙烯的單體所構成的四氟化乙烯-乙烯共聚物為特佳。本發明之四氟化乙烯-乙烯共聚物的熔點Tm以280℃以下為佳,以240℃以下為較佳,以220℃以下為更佳。
又,從光損失較少的觀點,本發明之光導波路薄膜的霧度值以5%以下為佳,以3%以下為更佳。其達成方法係以使用透明性優良的芯、及盡可能結晶性低、透明性優良的熱塑性樹脂B作為覆蓋為佳。例如,覆蓋之熱塑性樹脂B係四氟化乙烯-乙烯共聚物時,以結晶熔融焓△Hm為30J/g以下之四氟化乙烯-乙烯共聚物為佳,以20J/g以下為更佳。
從減少彎曲損失的觀點,本發明的光導波路薄膜之以熱塑性樹脂A的折射係數na與熱塑性樹脂B折射係數nb的二次方差的平方根表示之NA,以0.5以上為佳,以0.6以上為更佳。組合的例子可舉出例如芯之熱塑性樹脂A為折射係數1.49的聚甲基丙烯酸甲酯、覆蓋之熱塑性樹脂B為折射係數1.40之四氟乙烯-乙烯共聚物、熱塑性樹脂A之折射係數1.54的乙烯共聚合-聚甲基丙烯酸甲酯、及熱塑性樹脂B之折射係數1.42的聚偏二氟乙烯等的組合,但是沒有特別限定。又,NA係開口數,係定義為從芯之折射係數的2次方減去覆蓋之折射係數的2次方後的值之平方根。其達成方法能夠藉由使覆蓋與芯的折射係數差異| nb-na |為0.09以上來達成。
在本發明的光導波路薄膜之熔融製膜時的薄膜成形溫度,由熱塑性樹脂A所構成的芯與由熱塑性樹脂B所構成的覆蓋之熔融黏度的關係以同時滿足下述式(6)及(7)為佳。
芯的熔融黏度≧覆蓋的熔融黏度 式(6) 覆蓋的熔融黏度≦1000(Pa.s) 式(7)
因為本發明之覆蓋必須包圍芯的周圍,必須考慮在薄膜步驟上的成形溫度時之樹脂的流變特性。因此,藉由同時滿足式(6)及(7),複數個芯之形狀變為均勻、且芯容易直線狀地配列於薄膜寬度方向。在此,薄膜成形溫度係指熔融擠壓時之擠壓機出口~模頭為止的溫度條件。結晶性樹脂時,熔點為±20℃~50℃。芯的熔融黏度以700(Pa.s)以下為佳,以400(Pa.s)以下為更佳。而且,芯與覆蓋的熔融黏度的差異以200(Pa.s)以下為佳,以100(Pa.s)以下為更佳。又,從使芯的形狀均勻的觀點,芯與覆蓋的熔融黏度差異以盡可能較小為佳。以400(Pa.s)以下為佳,以200(Pa.s)以下為更佳。
從不受到使用條件的左右而能夠進行正確的數據傳輸之觀點,本發明的光導波路薄膜以藉由在100℃、24小時的熱處理來使薄膜長度方向的熱收縮率為5%以下為佳,以3%以下為較佳,以1%以下為更佳。其達成方法以在芯及覆蓋的任一方、或是雙方使用玻璃轉移溫度為100℃以上的熱塑性樹脂為佳。
本發明的光導波路薄膜之彎曲強度以5 N/mm以上150N/mm以下為佳,以15 N/mm以上80N/mm以下為更佳。5 N/mm以下時因為自支撐性不足,會有處理性不良、或在使用過程產生縱向彎曲之情形,乃是不佳,又,大於150N/mm,因為撓性受到損害,乃是不佳。另一方面,15 N/mm以上80N/mm以下時,係成為處理性及燒性最佳的光導波路薄膜。其達成方法能夠藉由選定最佳樹脂、或藉由以下所示之光導波路薄膜的拉伸來達成。
又,從提高薄膜的機械強度觀點,本發明的光導波路薄膜以在薄膜長度方向單軸拉伸為佳。拉伸方法能夠藉由將該未拉伸狀態的光導波路薄膜在樹脂組成物之玻璃轉移溫度(Tg)+20℃以上的溫度拉伸之方法等而得到。此時的拉伸方法,以在薄膜長度方向拉伸為佳。例如,芯之熱塑性樹脂A係聚甲基丙烯酸甲酯時,拉伸溫度及拉伸倍率係多少都可以,通常,拉伸溫度為100℃以上200℃以下,拉伸倍率以1.2倍以上3倍以下為佳。長度方向拉伸方法係利用輥間的周速度變化來進行。接著,在烘箱內使該已拉伸之光導波路薄膜進行鬆弛處理為佳。該鬆弛處理通常係在拉伸溫度較高、熔點較低的溫度進行。熱塑性樹脂A係聚甲基丙烯酸甲酯時,以在100℃至200℃的範圍進行為佳。
本發明的光導波路薄膜亦可在覆蓋層的外側被覆其他的樹脂、例如聚醯胺、聚酯彈性體、聚醯胺彈性體、聚苯乙烯彈性體、聚烯烴彈性體、聚-4-甲基戊烯1、聚偏二氟化乙烯、合金聚合物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/乙酸乙烯共聚物、二氟化乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、ABS、聚對酞酸丁二酯、聚乙烯、氯乙烯等作為保護層。又,藉由在保護層樹脂混合碳黑、氧化鉛、氧化鈦、或有或有機顏料等來使保護層著色,能夠防止光導波路薄膜內部的傳輸光線往外部漏光,並且能夠防止外部光線侵入樹脂薄膜內部,來提高光遮蔽效果。又,為了防止保護層樹脂、或芯或覆蓋之樹脂產生劣化,亦可以添紫外線吸收劑或HALS等。
因為本發明的光導波路薄膜能夠藉由連續法製造,所以亦能夠卷取成捲狀物,製成光導波路時亦可藉由輥對輥(roll-to-roll)進行加工。又,因為係平坦的薄膜狀,即便捲物狀地卷取,與將光纖捆紥成帶狀之物等比較時,體積不會變為較大、且生產力亦高。
使用本發明光導波路薄膜或是其一部分,藉由與雷射、面發光雷射、光電二極管、光電探測器、光纖等連接,能夠進行光電數據化。又,亦可在本光導波路薄膜上形成電配線,在本光導波路薄膜上進行光電轉換,將傳輸來的光信號轉換成電信號後,藉由電與機器進行連接。藉由從本發明的光導波路薄膜進行切削、沖孔加工,來將其一部分利用作為光導波路,與蝕刻法等比較時,亦能夠以低成本生產。
接著,以下說明本發明的光導波路薄膜之較佳製法。
準備顆料形態之2種類的熱塑性樹脂A及B。又,為了更降低損失,以使熱塑性樹脂的聚合系統及製膜系統為封閉系統為佳。此時,不一定必須是顆粒。顆粒係按照必要,預先在熱風中或真空下進行乾燥後,供給至擠壓機。在擠壓機內被加熱熔融後的熱塑性樹脂係藉由齒輪泵等使熱塑性樹脂的擠出量均勻化,再通過過濾器來除去異物或已變性的熱塑性樹脂等。
擠壓機可使用單軸擠壓機及雙軸擠出機之任一種。調整本發明所使用之熱塑性樹脂的折射係數之手段,有藉由將不同折射係數之2種以上的熱塑性樹脂以奈米等級相溶(合金)化,來調整折射係數之混煉化技術。此種情況時,螺桿構成係非常重要的。例如進行合金化時,單軸螺桿以杜爾梅奇型(Dulmadge type)、馬多克型(Madoc type)為佳,雙軸螺桿時,以藉由組合攪拌來強化混煉而成之螺桿構成為佳。另一方面,從1台擠壓機擠出1熱塑性樹脂時,因為若混煉過強時,會產生成為光損失原因之異物,以使用全螺旋片螺桿而成之單軸擠壓機為佳。其螺桿的L/D以28以下為佳,以24以下為更佳。又,螺桿壓縮比以3以下為佳,以2.5以下為更佳。又,除去成為光損失原因的異物之方法,使用真空排氣孔擠壓或過濾器等眾所周知的技術係有效果的。真孔排氣孔的壓力係以差壓為1~300毫米Hg左右為佳。又,過濾器藉由在熔融擠壓中使用FSS(纖維燒結立體;Fiber Sintered Stereo)葉片型盤濾機,能夠高精確度過濾。以依照異物的大小或量等的發生狀態、及樹脂黏度,適當地變更依存於濾壓之過濾器的過濾精確度為佳,在本發明,以使用過濾精確度為25微米以下之過濾器為佳,以10微米以下為較佳,以5微米以下為更佳。從樹脂洩漏較少的觀點,此時之擠壓機前端的樹脂壓力以20MPa以下為佳,以10MPa以下為更佳。
使用此等2台以上的擠壓機而從不同流路送出的熱塑性樹脂,接著被送入梳型的供料塊中。本發明之較佳梳型供料塊的一個例子係如第8圖所示。第8圖係供料塊的平面圖。供料塊15係由側板10、樹脂A供給部11、狹縫部12、樹脂B供給部13、側板14所構成,並使該等整體化而使用。第8圖之供料塊具有來自樹脂A供給部11、及樹脂B供給部13之2個樹脂導入口16。在此,導入存在於狹縫部的複數個狹縫之樹脂的種類,係依照樹脂A供給部11和樹脂B供給部13的各自液體積存部17的底面與在各狹縫構件之各狹縫端部的位置關係來決定。以下,說明其機構。
第9圖(a)係放大狹縫部12而成。顯示狹縫19a的形狀之p-p’剖面係同圖的(b),顯示狹縫19b的形狀之q-q’剖面係同圖的(c)。如(b)及(c)所示,各狹縫的稜線21在相對於狹縫構件的厚度方向具有傾斜。
第10圖係顯示供料塊中之樹脂A供給部11、狹縫部12、及樹脂B供給部13。而且,在樹脂A供給部11、及樹脂B供給部13之各自液體積存部的底面26及28的高度,係位於存在於狹縫部之稜線25的上端部24與下端部23之間的高度。藉此,能夠從前述稜線25的較高側將來自液體積存部17的樹脂導入(第10圖中、箭號27),從前述稜線25較低側,因為狹縫係被封閉狀態,而無法導入樹脂。
鄰接在第10圖所注視的狹縫之狹縫(未圖示),其狹縫的稜線與第10圖係相反的角度地配置,能夠從樹脂A供給部21導入狹縫部12。如此,因為在各狹縫係選擇性地導入樹脂A或樹脂B,將樹脂B作為覆蓋形成材料,將樹脂A作為芯形成材料及/或芯間隔調整部時,具有由複數個芯及覆蓋牆配列而成的結構之樹脂流體係在狹縫部12中形成,而從該構件15之下方的流出口18流出。亦即,能夠形成由第1圖中的芯3、芯間隔調整部4、及覆蓋牆2配列而成之結構的材料。
使用此種供給部時,芯的個數能夠藉由狹縫的個數而容易地調整。又,芯徑藉由狹縫的形狀(長度、間隙)、流體的流量、寬度方向的壓縮程度而容易地調整。另一方面,芯的形狀基本上係方型,但是藉由調整樹脂A與樹脂B之黏度差異,方型形狀在流動過程亦可能產生變形而成為橢圓、或圓。又,較佳之狹縫個數係在一個狹縫部以5個以上3000個以下。小於5時,因為芯的數目太少,效率差。另一方面,大於3000個時,因為難以控制流量不均,芯徑的精確度不足,所以光的連接變為困難。較佳是50個以上1000個以下。在該範圍時,能夠提供在高精確度地控制芯徑之同時,具有非常良好的效率之多線路的光導波路。又,具有200個以上的芯時,以使用各自具有2個以上的芯部之供料塊為佳。這是因為在1個狹縫部中存在有400個以上(芯為200個以上)狹縫時,難以使各狹縫的流量均勻之緣故。
具有如此進行所得到的樹脂A及樹脂B的配列結構之流體,係使用如第11圖所示之模頭,在至少一面形成覆蓋層,來形成具有本發明的態樣之結構體。第11圖係顯示本發明所使用之模頭的一個例子之剖視圖。第11圖之模頭具有3個流入口,樹脂B係從流入口29流入。又,該樹脂B係以藉由與上述供料塊的供給手段不同之其他的手段來供給為佳。又,層積藉由上述供料塊所形成的樹脂A及樹脂B而成的樹脂流體,係從流入口30流入。此等係在合流部32被合流、層積,在寬度方向層積樹脂A與樹脂B而成之樹脂流體的表面,係形成有樹脂B的層,並從模頭吐出口31吐出。
在此,本發明的模頭係具有2個以上的流入口之模頭,在從流入口至合流部之流路,必須至少具有擴幅比為2以上100以下之流路B、及擴幅比為0.5以上1.5以下之流路A。在本發明所稱之擴幅比係定義為將模頭吐出寬度除以各流路徑(寬度方向)的最小值而成之物。各流路徑係指流路的形狀為圓形時之直徑,橢圓或矩形時,係指流路的寬度長度。使用第12圖來說明該擴幅比。
第12圖(a)係表示第11圖之r-r’的剖視圖,樹脂B之流路的寬度方向-流動方向的流路形狀的一部分,相當於流路B。第12圖(b)係第11圖之s-s’的剖視圖,係顯示使用供料塊所形成的樹脂A及樹脂B在寬度方向層積而成的樹脂流體的流路形狀,相當於流路A。相對於在第12圖(a),從流入口之流體係配合模頭吐出寬度而被擴幅,第12圖(b)係幾乎未被擴幅或被壓縮。為了得到本發明的特徵之芯徑的高位置精確度及芯徑的高尺寸精確度,盡力不使在對應芯及覆蓋牆的寬度方向所層積的樹脂流體在模頭內擴幅或壓縮係重要的,流路A的擴幅比必須是以0.5以上1.5以下,以0.8以上1.2以下為更佳。此時,能夠得到更高精確度。又,在流路B之擴幅比必須是2以上100以下。此時,能夠使表層之覆蓋層的厚度均勻。更佳是擴幅比為2以上35以下。此時,能夠成為芯徑的尺寸精確度及位置精確度更高之物。
又,與模頭同樣地,供料塊的擴幅比以0.1以上10以下為佳。供料塊的擴幅比能夠藉由將寬度方向長度最長位置之寬度方向長度,除以供料塊流出口之寬度方向長度來求得。使用第15圖來說明時,係將狹縫板的兩牆面的寬度40除以供料塊出的寬度39而得到的值。在供料塊之擴幅比為小於0.1、或大於10時,不僅是狹縫形狀的調整、且芯徑的最合適化亦變為困難,乃是不佳。以0.5以上7以下為更佳。此時藉由調整狹縫形狀能夠使芯徑的尺寸精確度變為更高。藉由使用上述供料塊及模頭,由模頭吐出的薄片具有如第1圖所示之本發明的較佳態樣之光導波路薄膜結構。
而且,達成芯徑的高尺寸精確度及位置精確度之方法,係如第13圖所示,使用上述供料塊15所形成的樹脂A及樹脂B之在寬度方向層積而成的樹脂流體,以藉由複合裝置33(不是模頭),在其表面形成樹脂B的覆蓋層1為佳。因為積層後的樹脂流體在到達模頭之前,芯形狀有變形的可能性,以儘量在較佳階段藉由該複合裝置33將覆蓋層1之樹脂B被覆於表面為佳。該樹脂B亦可從第3擠壓機流入,或是從1台擠壓機藉由分枝從覆蓋層側流入用以分配至覆蓋層1及覆蓋牆2亦佳。
在此之複合裝置係在薄膜厚度方向達成複合層積的任務之眾所周知的比諾魯(PINOL)。又,該比諾魯(PINOL)係使用2種3層複合(α/β/α結構)型之物。藉由該複合裝置,依照順序在厚度方向層積樹脂B/薄膜寬度方向的積層體/樹脂B而成之聚合物流體,通常係被送入單模頭34內部並被擴幅,而被薄片狀地擠出。更佳是未被擴幅。
而且,說明為了減少本發明之光導波路薄膜的芯剖面積不均之較佳層積方法的態樣。減少芯剖面積的剖面積不均之方法,以微調整狹縫長度為佳。一個例子係如第14圖所示,係藉由使狹縫長度隨著狹縫板之中央部往狹縫板的牆面附近慢慢地變短,來得到剖面積均勻的芯。中央部狹縫35的前端與端部狹縫36的前端所構成的角度37以3°以上為佳,以5°以上為更佳。若狹縫數為偶數時,係位於中央之二個狹縫與對應該狹之更牆面側的狹縫所構成的角度。雖然依照熱塑性樹脂A及熱塑性樹脂B的黏度,角度的最佳值會變化,5°以上時的傾斜時,能夠得到樹脂的剖面積大約均勻的芯。又,該狹縫長度的傾斜亦可以不是直線,例如亦可以是具有複數階段傾斜結構或是曲線傾斜結構。複數階段傾斜結構係指存在有傾斜角度變化點之結構。又,曲線傾斜結構係指狹縫長度的傾斜係沿著曲線之結構,例如,狹縫長度係2次函數變化之結構。又,藉由使狹縫細孔部的間隙慢慢地增大,亦能夠達成同樣的效果,從式(16)亦能夠理解。調整狹縫長度之位置,以只有在必要的位置進行為佳。
又,為了降低因在供料塊15內之熱塑性樹脂A及熱塑性樹脂B的溫度不均勻度所產生的層積異常,以在連接液體積存部12之各短管內放入靜態混合器為佳。藉由放入靜態混合器能夠消除熱塑性樹脂的加熱溫度不均、能夠進行高精確度的寬度方向層積。
而且,製造本發明的光導波路薄膜時,如第15圖所示,以在供料塊15與多歧管模頭38之間放入短管來直接連結為佳。藉由直接連結,因為從聚合物合流部至吐出口為止之距離變短,能夠防止芯形狀異常。為了防止芯形狀異常,以使從聚合物流入部至模頭吐出口之距離43除以最長狹縫長度42所得到的值為20以下為佳。20以上時,因為通過最長的狹平均薄膜厚度之時間變長,容易產生層積異常而造成芯形狀異常。以10以下為更佳。
隨後,藉由鑄塑轉筒等來冷卻固化,來得到芯在長度方向延在,且在薄膜寬度方向係3個以上的芯配列而成之光導波路薄膜。又,從均勻的寬度方向層積之觀點,在層積裝置內的聚合物流路的剖面形狀以方型為佳,特別是縱橫比(流路剖面之薄片寬度方向長度/厚度方向的長度)以4以上為佳,以15以上為更佳。再者,為了保持所得到薄膜的平面性,冷卻固化時以用金屬絲狀、帶狀、針狀或刀狀等電極,使用靜電施加法,用以藉由靜電力黏附於鑄塑轉筒等冷卻體為佳。靜電施加法係指藉由對鎢等的金屬絲施加3~10kV左右的電壓,使其產生電場,來使熔融狀態的薄片靜電黏附於鑄塑轉筒,而得到冷卻固化的薄片之方法。此外,從狹縫狀、點狀、面狀的裝置噴吹空氣來使其黏附於鑄塑轉筒等冷卻體之方法、或眾所周知之藉由表面粗造度為0.4~0.2S程度之HCr鍍敷的接觸輥等,來進行壓延鑄塑亦佳。
如此進行所得到的吐出薄膜,係藉由鑄塑轉筒或壓延輥等冷卻固化。從模頭吐出時,因縮頸現象芯間隔會產生變動,以在模唇端部設置邊緣導引器為佳。邊緣導引器係設置在模唇與冷卻體之間,用以束縛從模頭吐出之樹脂薄膜的端部之物,藉由邊緣導引器與樹脂稍微接觸,能夠藉由表面張力來抑制縮頸現象。藉此,雖然從模頭吐出的樹脂薄膜依照吐出量與牽引速度的關係,在厚度方向被薄膜化,但是因為寬度方向無尺寸變化,所以芯的寬度方向精確度提升。所得到的光導波路薄膜按照必要能夠進行拉伸等,並藉由卷取機卷取。
本發明的光導波路薄膜以在薄膜長度方向-厚度方向剖面切斷而使用為佳。在第16圖係顯示光導波路薄膜被切斷位置44之例子。如第16圖所示,切斷位置未在芯而是在芯間隔調整部上亦可,亦可在覆蓋牆上。藉由如此的切斷,能夠得到除去薄膜端部之不必使用的部分、或是在寬度方向分割光導波路薄膜而之的製品。又,切斷方法可以藉由金屬、陶瓷、或金剛石等的刀片切斷,亦可使用雷射等切斷亦佳。雷射例如有YAG、He-Ne、碳酸氣體雷射、毫微微(femto)秒雷射、準分子雷射等。
又,在本發明的光導波路薄膜所使用光的波長,以可見~近紅外線區域(400奈米~1550奈米)為佳,以1200奈米以下為特佳。通常,長距離通信所使用的波長係1.55微米、1.31微米等的近紅外線區域,因為本發明係使用熱塑性樹脂,通常在前述的紅外線區域多半具有光吸收端。因此,以具有光吸收小、且傳輸容量大的特徵之波長600~1100奈米為佳,本發明的光導波路薄膜以使用850奈米或650奈米的光線為佳。
又,因為本發明的光導波路薄膜係用以導光之光導波路,所以光損失低係重要的。藉由光損失低,能夠將正確的資訊傳達至遠方。因此,以1dB/cm以下為佳,以0.1dB/cm以下為較佳,以0.05dB/cm以下為更佳。能夠藉由光散射、吸收損失小的熱塑性樹脂、及對稱性良好的芯形狀、及芯尺寸來達成。
使用本發明的光導波路薄膜之光模組,係安裝有光I/O的系統。又,光模組通常係指光與電互相轉換之電子零件。例如,具有發送光線側之面發光型半導體雷射(VCSEL)-聚合物光導波路之光導波路薄膜-接收光之光電二極管的基本構成之系統。更具體地,例如,本構成係搭載有光磁片、連接裝置間的光背板、記憶體-CPU間、切換LSI的組件之系統。
本發明之光導波路薄膜的用途能夠使用於顯示器零件、太陽電池零件、裝飾構件、照射構件、資訊通信構件等用途。因為光導波路薄膜若從薄膜面的直接方向照射光線時,依存於芯間隔會產生異方向擴散或繞射現象等,而使光往特定方向擴散。因此,能夠利用作為顯示器構件的異方擴散板、或視野角控制薄膜、及偏光薄膜等。而且,藉由在本發明的光導波路薄膜表面更施加壓花加工、塗布高濃度粒子等,能更加達成前述效果。又,藉由與透鏡等組合,因為能夠有效率地在光導波路內採取光線,所以能使用作為光電轉換所必要的太陽電池構件。例如,使其接合菲湼耳透鏡來採取太陽光,能夠藉由光導波路薄膜將光線引導至太陽電池(cell)。藉由使導波之光源的顏色為紅、藍、黃、綠色,亦能夠使用作為圖案設計用途。又,亦能夠採鹵素燈、白色LED、太陽光等光線,再使用光導波路薄膜導波至目標位置,並藉由照射,能夠使用作為照明構件。特別是本發明的光導波路薄膜能夠適合使用作為裝置間通信、或裝置內通信等的短~中、長距離用光導波路。
因此,本發明的光導波路薄膜以使用作為照明裝置、通信裝置、顯示裝置為佳。又,使用於帶連接器光導引器亦佳。從塑膠之多芯型的泛用性的觀點,連接器以使用MT連接器、MPO連接器、MPX連接器、PMT連接器等為佳。
此外,本發明的光導波路薄膜能夠使用作為影像導引器、及光傳感器取景構件。又,光源亦可以是LD、或LED為佳。
實施例
以下,記載本發明所使用物性值的評價法。
(物性值的評價法)
(1)內部形狀薄膜的內部形狀係對使用切薄片機切取剖面(寬度方向-厚度方向剖面)所得到的試樣,使用電子顯微鏡JSM-6700F(日本電子(股)製),放大觀察薄膜的厚度方向-寬度方向剖面,並拍攝剖面照片,來測定芯數、覆蓋牆數、芯間隔調整部、芯徑及覆蓋層的厚度。又,拍攝倍率係配合芯徑或覆蓋層徑的大小,並進行適當調整來使測定精確度能夠良好。
(2)芯徑不均勻度測定在薄膜寬度方向中央部3公分寬度之全部芯徑,並依照式(12)、式(13)求取芯徑不均勻度R(%)。
(3)折射係數樹脂的折射係數係依照JIS K7142(1996年)A法來測定。又,本發明之樹脂的折射係數係測定構成樹脂薄膜之各樹脂單體。使用該值來算出NA值。
(4)損失差在25℃、65%RH的環境下,依據JIS C6823(1999年)減少(cut-back)法(IEC60793-C1A)來進行。光源係使用波長850奈米的LED。測定位於中央部之芯的損失、及位於兩端部之芯的損失,將損失的最大值與損失的最小值之差,作為損失差(dB/m)。損失差小於為0.5 dB/m為◎,損失差為0.5 dB/m以上、小於1 dB/m為○,損失差為1dB/m以上3 dB/m以下為△,損失差為3 dB/m以上時為×。
(5)芯間隔不均勻度、芯的剖面積、芯/覆蓋的面積比率的評價方法對使用切割器或切薄片機所切取的剖面(寬度方向-厚度方向剖面)所得到的試樣,藉由光學顯微鏡來觀察其剖面。觀察倍率係以20倍~700倍左右觀察,並將其影像收存於個人電腦內部。接使用影像處理軟體Image-Pro Plus ver.4(PLANTRON(股)所販賣),開啟該檔案,必要時進行影像處理。進行影像處理係用以使芯的形狀鮮明,例如進行軟體所附屬的2值化及低通濾波器處理等。
接著,在影像解析使用平行厚板模式,以全部的芯被夾於薄膜厚度方向之2根平行線間的方式配置,讀取位置與線間的平均明亮度的關係作為數值函數。使用表計算軟體(Excel 2000),在採樣步驟6(間隔6)對位置(微米)與明亮度的數據進行數據採用後,施行3點移動平均的數值處理。而且,對該所得到的明亮度變化數據進行微分,藉由VBA程式來讀取該微分曲線的極大值及極小值,以位於芯的兩端部位置之2個極值的中點作為中心位置的方式來算出全部。接著,將相鄰此等間隔以作為第4圖所示芯間隔5的方式算出。對光導波路薄膜的薄膜厚度方向-寬度方向剖面全部照片進行該操作,來求取芯間隔不均勻度。
芯間不均勻度(VI)係如下述定義。
VI=(Lmax-Lmin)/Lc×100(%) 式(15)VI:芯間隔不均勻度Lmax:最大芯間隔Lmin:最小芯間隔Lc:位於中央部之芯與其相鄰芯之芯間隔
在此,芯數為奇數時,Lc係鄰接位於中央部之芯之2個芯的平均值。偶數位於中央之二個芯之中心間的距離。又,芯間隔的不均勻度係測定將光導波路薄膜的兩端部10毫米修剪而成的試樣作為測定試樣。
求取芯的剖面積之方法,係對所得到薄膜寬度方向剖面照片全部,與上述同樣地,藉由2值化等影像處理來區別芯與覆蓋,並求取芯的面積。亦即,從Count/Size對話區的測定功能選單,選擇測定項目中“Area(面積)”,並按壓Count按鈕,來進行自動測定。如此進行來求取全部芯的剖面積,並求取滿足式(5)的芯係連續地排列之個數的最大值。
10毫米以上之芯間隔調整部的薄膜寬度方向長度,係在前述數據處理過程,從位於10毫米以上的芯間隔調整部的兩端部之微分曲線的2個極值求得。又,只存在於兩端部時,係採用其兩端部的平均值。
另一方面,芯/覆蓋之面積比率係對所得到的薄膜寬度方向剖面照片全部,以照片整體係由芯、芯間隔調整部、及覆蓋所構成的照片之方式,使用與上述相同的影像處理軟體進行切取。接著,與上述同樣地,藉由2值化等影像處理,來區別芯與覆蓋並求各自的面積。亦即,從Count/Size對話區的測定功能選單,選擇測定項目中“Area(面積)”,並按壓Count按鈕,來進行自動測定。從所得到的芯、芯間隔調整部的面積總和及覆蓋的面積總和,來算出(芯+芯間隔調整部)/覆蓋的面積比率,作為芯/覆蓋的面積比率。
(6)長度方向之芯的剖面積不均勻度的評價方法使用(物性值的評價法)之(5)的手法求取在薄膜長度方向以10公分間隔位於寬度方向中央部之芯的剖面積來求得。算出在所得到10點的平均值(Savg)。使用下述式(17)算出在芯長度方向之剖面積不均勻度(Sv)。
Sv=(Smax-Smin)/Savg×100(%) 式(17)Sv:在芯的薄膜長度方向每隔10公分,在10點之剖面積的平均值Smax:10點之芯剖面積的最大值Smin:10點之芯剖面積的最小值。
(7)自支撐性的評價使用萬能精密型拉伸試驗機(ORIENTEC(股)製薄膜強度延伸度自動測定裝置“TENSILON AMF/RTA-100”),在25℃、65%RH的環境下,依據JIS-K7127測定拉伸彈性模數。試樣係從薄膜寬度方向中央部,以寬度10毫米×試驗長度50毫米的方式切取,只有對薄膜長度方向(MD方向:機械方向),以拉伸速度300毫米/分鐘的條件拉伸,來求取拉伸彈性模數,依照以下基準評價自支撐性。又,n數係5次,採用其平均值。
○:拉伸彈性模數1.5GPa以上△:拉伸彈性模數0.5GPa以上、小於1.5GPa×:拉伸彈性模數小於0.5GPa。
(8)霧度從薄膜寬度方向的中央部,切取長度4.0×寬度3.5公分尺寸作為試樣,使用霧度計(SUGA試驗機製HGM-2DP(C光用)),來測定光導波路薄膜的霧度。
(9)熔融黏度芯之熱塑性樹脂A、及覆蓋之熱塑性樹脂B都是在真空烘箱以80℃乾燥4小時以上,來進行前處理。測定條件如下。
裝置:MR-300 SORIKID METER[RHEOLOGY(股)製]測定系統:錐形板型錐直徑:18毫米錐角度:1.7度金屬絲直徑:1毫米溫度:250℃(只有實施例19、29~32係採用280℃的值)變形角度:0.5度角頻率:0.6s-1(0.1Hz)~19s-1(3Hz)測定環境:氮氣流中
又,在本發明之熔融黏度係採用在頻率3Hz的複黏性係數η 值。複黏性係數係從使用旋轉黏度計法之黏度值,依照Cox-Merz經驗法測求得。
(10)損失在25℃、65%RH的環境下,依據JIS C6823(1999年)減少法(IEC60793-C1A)進行。光源係使用波長850奈米的LED(ADVANTEST製Q81212),通過波模變頻器對試樣進行光輸入。光纖係使用輸入側Φ 50微米的多波模光纖型GI、檢測側芯徑為0.98毫米的SI型(NA0.5)。光的輸入輸出係使用調芯器來進行光軸對準。又,檢測器係使用光功率傳感器(ADVANTEST公司Q8221)。損失評價基準係藉由以下的基準來判斷,測定所用的芯係薄膜寬度方向中央部的芯。又,芯徑大於980微米時,係使用透鏡採光來進行光檢測。
◎:小於0.05dB/cm○:0.05dB/cm以上、小於0.1dB/cm△:0.1dB/cm以上、小於1dB/cm×:1dB/cm以上。
(11)熱塑性樹脂B的熔點Tm及結晶熔融焓△Hm使用差示熱量分析(DSC),依照JIS-K-7122(1987年)測定、算出。將熔融擠壓所使用的晶片,從以10℃/分鐘從25℃升溫至280℃。此時,將結晶熔融時之尖鋒頂點作為熔點,並將由基線的積分值作為結晶熔融焓。所得到的結果如表3所示。
裝置:SEIKO電子工業(股)製“ROBOT DSC-RDC220”數據解析“DISKSECTION SSC/5200”試樣質量:5毫克。
(12)熱收縮率準備長度方向150毫米×寬度方向10毫米之試片,此時,以試片的長軸係與測定對象之薄膜長度方向一致的方式進行。將該試片在23℃、60%RH的環境下放置30分鐘,且在該環境下於試片長度方向以約100毫米的間隔標記2個記號,使用Nikon公司製萬能投影機(Model V-16A),測定該記號的間隔,將該值作為A。接著,將試片在無張力狀態放置在100℃的環境中24小時,接著,在23℃、60%RH的環境中冷卻1小時,並調濕後,測定先前標記的記號之間隔,將其作為B。此時,藉由下述式(18)求取熱收縮率。又,n數為3時,採用平均值。
熱收縮率(%)=100×(A-B)/A 式(18)。
(實施例1)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(熱塑性樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)住友化學製 SUMIPECX TYPE MGSS樹脂B:乙烯-四氟乙烯共聚物(改性ETFE)DAIKIN工業製 NEOPRON EFEP型 RP-4020
接著,將樹脂A供給至排氣孔式擠壓機1,將樹脂B供給至排氣孔式擠壓機2,在各自的擠壓機成為240℃的熔融狀態,通過齒輪泵及過濾器後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體從如第11圖之模頭的中央流入部引導至模頭流路2(相當於第11圖的流入口30)。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,並通過齒輪泵及過濾器後,將樹脂從模頭的兩表面側的流入部引導至模頭流路1及模頭流路3。供料塊及模頭的設計值係如表1所示。
從模頭吐出的薄片,邊藉由邊緣導引器邊束縛端部、邊擠出至壓延輥上,並急冷固化。而且,所得到的光導波路薄膜在卷取機修剪使最後的薄膜寬度成為50毫米後,進行卷取。所得到的薄膜係以樹脂A為芯。所得到的光導波路薄膜之結構及性能係如表2-1所示。
(實施例2~實施例10)
除了將供料塊的形狀及模頭形狀如表1-1變更以外,使用與實施例1同樣的條件製膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-1所示。
(比較例1)
除了將供料塊的形狀及模頭形狀如表1變更以外,使用與實施例1同樣的條件製膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-1所示。
(比較例2)
除了在供料塊內部於兩表層形成覆蓋層、流入口係使用1個模頭、且如表1變更各裝置的形狀以外,使用與實施例1同樣的條件製膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-1所示。
(實施例11)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)三菱RAYON製 ACRYLPATE TYPE VH001樹脂B:乙烯-四氟乙烯共聚物(改性ETFE)DAIKIN工業製 NEOPRON EFEP型 RP-4020
接著,將樹脂A供給至L/D=26之單軸擠壓機1,將樹脂B供給至擠壓機2,在各自的擠壓機成為240℃的熔融狀態,通過過濾精確度為10微米之5片FSS型葉片型盤濾片後,使用齒輪泵以吐出比為樹脂A/樹脂B=3.3/1的方式計量後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體引導至如第13圖之2種3層複合裝置33(比諾魯(PINOL))的中央流入部。位於兩端部之2個芯間隔調整部係樹脂A。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,通過過濾器後,使用齒輪泵,以與該積層流體之吐出比成為10/1的方式如第13圖之供料塊下方所示,藉由2種3層複合比諾魯(PINOL)(樹脂B/積層流體/樹脂B=1/20/1)來使其合流,厚度方向上下係以成為覆蓋層的方式導入樹脂B。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。並且,供給至T模頭,並成形為薄片狀後,邊使用金屬絲施加8kV的靜電施加電壓、邊保持於表面溫度25℃之鑄塑轉筒上而急冷固化,得到未拉伸薄膜之光導波路薄膜。芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。
(實施例12)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)三菱RAYON製 ACRYLPATE TYPE VH001樹脂B:乙烯-四氟乙烯共聚物(改性ETFE)DAIKIN工業製 NEOPRON EFEP型 RP-4020
接著,將樹脂A供給至單軸擠壓機1,將樹脂B供給至擠壓機2,在各自的擠壓機成為240℃的熔融狀態,通過過濾精確度為20微米之5片FSS型葉片型盤濾片後,使用齒輪泵以吐出比為樹脂A/樹脂B=6/1的方式計量後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體引導至如第13圖之2種3層複合裝置33(比諾魯(PINOL))的中央流入部。位於兩端部之2個芯間隔調整部係樹脂A。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,通過過濾器後,使用齒輪泵,以與該積層流體之吐出比成為7/1的方式如第13圖之供料塊下方所示,藉由2種3層複合比諾魯(PINOL)(樹脂B/積層流體/樹脂B=1/14/1)來使其合流,厚度方向上下係以成為覆蓋層的方式導入樹脂B。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。並且,供給至T模頭,並成形為薄片狀後,邊使用金屬絲施加8kV的靜電施加電壓、邊保持於表面溫度25℃之鑄塑轉筒上而急冷固化,得到未拉伸薄膜之光導波路薄膜。薄膜的芯間隔調整部的數目為77個,除了兩端部以外之芯間隔調整部的薄膜寬度方向的均為1.5毫米左右。芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。
(實施例13)
除了將實施例11的樹脂A變更為苯乙烯共聚合聚甲基丙烯酸甲酯(電氣化學工業製TYPE TX400L)以外,與實施例11同樣地進行而得到光導波路薄膜。芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。
(實施例14)
除了將實施例12的樹脂A變更為苯乙烯共聚合聚甲基丙烯酸甲酯(電氣化學工業製TYPE TX400L)以外,與實施例12同樣地進行而得到光導波路薄膜。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。
(實施例15)
除了將實施例11的樹脂A變更為苯乙烯共聚合聚甲基丙烯酸甲酯(住友化學製TYPE MGSS)、樹脂B的組成係變更為20莫耳%四氟乙烯、80莫耳%偏二氟化乙烯之四氟化乙烯-乙烯共聚物、並使過濾器的過濾精確度為5微米以外,與實施例11同樣地進行而得到光導波路薄膜。芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。而且,使用金剛石切割器從所得到的薄膜端部各自20毫米位置切取,得到平面性非常良好、且容易光連接的光導波路薄膜。
(實施例16)
使用實施例15同樣的樹脂、且使用與實施例12同樣的製法,得到光導波路薄膜。芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。
(實施例17)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)住友化學製 SUMIPECX TYPE LG2樹脂B:聚偏二氟乙烯(PVDF)吳羽化學製 KF聚合物 TYPE T#850
接著,將樹脂A供給至單軸擠壓機1,將樹脂B供給至擠壓機2,在各自的擠壓機成為240℃的熔融狀態,通過過濾精確度為20微米之2片FSS型葉片型盤濾片後,使用齒輪泵以吐出比為樹脂A/樹脂B=2.8/1的方式計量後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體引導至如第13圖之2種3層複合裝置33(比諾魯(PINOL))的中央流入部。位於兩端部之2個芯間隔調整部係樹脂A。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,通過過濾器後,使用齒輪泵,以與該積層流體之吐出比成為3.6/1的方式如第13圖之供料塊下方所示,藉由2種3層複合比諾魯(PINOL)(樹脂B/積層流體/樹脂B=1/7.2/1)來使其合流,厚度方向上下係以成為覆蓋層的方式導入樹脂B。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。並且,供給至T模頭,並成形為薄片狀後,邊使用金屬絲施加8kV的靜電施加電壓、邊保持於表面溫度25℃之鑄塑轉筒上而急冷固化,得到未拉伸薄膜之光導波路薄膜。芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。但是,能夠確認有若干流紋之表層異常。
(實施例18)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)三菱RAYON製 ACRYLPATE TYPE MD樹脂B:四氟化乙烯-乙烯共聚物旭硝子製 TYPE LM-730-AP
接著,將樹脂A供給至單軸擠壓機1,將樹脂B供給至擠壓機2,在各自的擠壓機成為240℃的熔融狀態,通過過濾精確度為100微米之2片FSS型葉片型盤濾片後,使用齒輪泵以吐出比為樹脂A組成物/樹脂B組成物=0.76/1的方式計量後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體引導至如第13圖之2種3層複合裝置33(比諾魯(PINOL))的中央流入部。位於兩端部之2個芯間隔調整部係樹脂A。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,通過過濾器後,使用齒輪泵,以與該積層流體之吐出比成為4.25/1的方式如第13圖之供料塊下方所示,藉由2種3層複合比諾魯(PINOL)(樹脂B/積層流體/樹脂B=1/8.5/1)來使其合流,厚度方向上下係以成為覆蓋層的方式導入樹脂B。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。並且,供給至T模頭,並成形為薄片狀後,邊使用金屬絲施加8kV的靜電施加電壓、邊保持於表面溫度25℃之鑄塑轉筒上而急冷固化,得到未拉伸薄膜之光導波路薄膜。芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。又,所採取光導波路薄膜之芯間隔調整部的薄膜厚度方向長度,係除了兩端部以外為300微米左右。但是,能夠確認有若干流紋之表層異常。
(實施例19)
除了將實施例18的樹脂A變更為聚對酞酸乙二酯、將樹脂B變更為聚對酞酸乙二酯以外,與實施例18同樣地進行而得到光導波路薄膜。
芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。
(實施例20)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)住友化學製 SUMIPECX TYPE MH樹脂B:聚偏二氟乙烯(PVDF)吳羽化學製 KF聚合物 TYPE T#850
接著,將樹脂A供給至單軸擠壓機1,將樹脂B供給至擠壓機2,在各自的擠壓機成為265℃的熔融狀態,通過過濾精確度為20微米之2片FSS型葉片型盤濾片後,使用齒輪泵以吐出比為樹脂A組成物/樹脂B組成物=0.32/1的方式計量後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體引導至如第13圖之2種3層複合裝置33(比諾魯(PINOL))的中央流入部。位於兩端部之2個芯間隔調整部係樹脂A。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,通過過濾器後,使用齒輪泵,以與該積層流體之吐出比成為10/1的方式如第13圖之供料塊下方所示,藉由2種3層複合比諾魯(PINOL)(樹脂B/積層流體/樹脂B=1/20/1)來使其合流,厚度方向上下係以成為覆蓋層的方式導入樹脂B。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。並且,供給至T模頭,並成形為薄片狀後,邊使用金屬絲施加8kV的靜電施加電壓、邊保持於表面溫度25℃之鑄塑轉筒上而急冷固化,得到未拉伸薄膜之光導波路薄膜。所採取光導波路薄膜的芯在薄膜寬度方向兩端部產生重大變形,又,因為強靭性差,係光連接困難之物。但是,在中央部寬度5公分內,係特別是光學性能不均無問題之物。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。
(實施例21)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與聚偏二氟乙烯(PVDF)的合金(重量分率4:1)又,PMMA住友化學製 SUMIPECX TYPE MH PVDF:吳羽化學製 KF聚合物 TYPE T#850樹脂B:聚偏二氟乙烯(PVDF)吳羽化學製 KF聚合物 TYPE T#850
接著,將樹脂A供給至單軸擠壓機1,將樹脂B供給至擠壓機2,在各自的擠壓機成為265℃的熔融狀態,通過過濾精確度為20微米之2片FSS型葉片型盤濾片後,使用齒輪泵以吐出比為樹脂A/樹脂B=0.125/1的方式計量後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體引導至如第13圖之2種3層複合裝置33(比諾魯(PINOL))的中央流入部。位於兩端部之2個芯間隔調整部係樹脂A。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,通過過濾器後,使用齒輪泵,以與該積層流體之吐出比成為5/1的方式如第13圖之供料塊下方所示,藉由2種3層複合比諾魯(PINOL)(樹脂B/積層流體/樹脂B=1/10/1)來使其合流,厚度方向上下係以成為覆蓋層的方式導入樹脂B。供料塊及模頭的設計值係如表1-2所示。並且,供給至T模頭,並成形為薄片狀後,邊使用金屬絲施加8kV的靜電施加電壓、邊保持於表面溫度25℃之鑄塑轉筒上而急冷固化,得到未拉伸薄膜之光導波路薄膜。所採取光導波路薄膜的芯在薄膜寬度方向兩端部產生重大變形,又,在薄膜表面亦能夠觀察到流紋,且因為強靭性差,係光連接困難之物。但是,在中央部寬度5公分內,係特別是光學性能不均無問題之物。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-2所示。
(實施例22)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)住友化學製 SUMIPECX TYPE MH樹脂B:聚偏二氟乙烯(PVDF)吳羽化學製 KF聚合物 TYPE T10
接著,將樹脂A供給至單軸擠壓機1,將樹脂B供給至擠壓機2,在各自的擠壓機成為265℃的熔融狀態,通過過濾精確度為5微米之5片FSS型葉片型盤濾片後,使用齒輪泵以吐出比為樹脂A/樹脂B=3.3/1的方式計量後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體從第11圖之模頭中央流入部導入模頭流路2。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,通過齒輪泵及過濾器後,將樹脂B從模頭兩表側的流入部引導至模頭流路1及模頭流路3。此時,以模頭流量2/(模頭流量1+模頭流量3)的比成為10/1的方式來決定吐出量。如第15圖之供料塊及模頭的設計值係如表1-3所示。並且,供給至T模頭,以牽引比2成形為薄片狀後,邊使用金屬絲施加9kV的靜電施加電壓、邊保持於表面溫度25℃之鑄塑轉筒上而急冷固化,得到未拉伸薄膜之光導波路薄膜。所採取光導波路薄膜的芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。係光學性能不均優良的光導波路薄膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-3所示。
(實施例23)
除了將實施例22的樹脂A變更為苯乙烯共聚合聚甲基丙烯酸甲酯(電氣化學工業製TYPE TX800LF),使用供料塊的狹縫傾斜角為4°之物以外,與實施例22同樣地進行而得到光導波路薄膜。供料塊及模頭的設計值係如表1-3所示。所得到的光導波路薄膜的芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。係光學性能不均優良的光導波路薄膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-3所示。
(實施例24)
除了將實施例22的樹脂A變更為聚甲基丙烯酸甲酯(三菱RAYON製TYPE MD)、且將擠壓溫度同時變更為240℃、並變更供料塊及模頭的設計值以外,與實施例22同樣地進行而得到光導波路薄膜。供料塊及模頭的設計值係如表1-3所示。所採取的光導波路薄膜的芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。係光學性能不均優良的光導波路薄膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-3所示。
(實施例25)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)住友化學製 SUMIPECX TYPE MH樹脂B:四氟化乙烯-乙烯共聚合旭硝子製 TYPE LM-730-AP
接著,將樹脂A供給至單軸擠壓機1,將樹脂B供給至擠壓機2,在各自的擠壓機成為265℃的熔融狀態,通過過濾精確度為20微米之5片FSS型葉片型盤濾片後,使用齒輪泵以吐出比為樹脂A/樹脂B=3.3/1的方式計量後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體從第11圖之模頭中央流入部導入模頭流路2。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,通過齒輪泵及過濾器後,將樹脂B從模頭兩表側的流入部引導至模頭流路1及模頭流路3。此時,以模頭流量2/(模頭流量1+模頭流量3)的比成為7/1的方式來決定吐出量。供料塊及模頭的設計值係如表1-3所示。並且,供給至T模頭,以牽引比10成形為薄片狀後,邊使用金屬絲施加9kV的靜電施加電壓、邊保持於表面溫度25℃之鑄塑轉筒上而急冷固化,得到未拉伸薄膜之光導波路薄膜。所採取光導波路薄膜的芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。係光學性能不均優良的光導波路薄膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-3所示。
(實施例26)
除了將實施例25的樹脂B變更為四氟化乙烯-乙烯共聚合(DAIKIN工業製NEOPRON EFEP型RP-4020)、且變更供料塊及模頭的設計值以外,與實施例25同樣地進行而得到光導波路薄膜。所採取的光導波路薄膜的芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。係光學性能不均優良的光導波路薄膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-3所示。
(比較例3)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)住友化學製 SUMIPECX TYPE LG2樹脂B:四氟化乙烯-乙烯共聚合旭硝子製 TYPE LM-730-AP
接著,將樹脂A供給至單軸擠壓機1,將樹脂B供給至擠壓機2,在各自的擠壓機成為265℃的熔融狀態,通過過濾精確度為20微米之5片FSS型葉片型盤濾片後,使用齒輪泵以吐出比為樹脂A/樹脂B=0.5/1的方式計量後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體從第11圖之模頭中央流入部導入模頭流路2。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,通過齒輪泵及過濾器後,將樹脂B從模頭兩表側的流入部引導至模頭流路1及模頭流路3。此時,以模頭流量2/(模頭流量1+模頭流量3)的比成為10/1的方式來決定吐出量。供料塊及模頭的設計值係如表1-3所示。並且,供給至T模頭,並成形為薄片狀後,邊使用金屬絲施加9kV的靜電施加電壓、邊保持於表面溫度25℃之鑄塑轉筒上而急冷固化,得到未拉伸薄膜之光導波路薄膜。所採取光導波路薄膜的芯在薄膜寬度方向兩端部產生重大變形,係光連接困難之物。又,芯間隔的不均勻度大,光連接所必要的調芯係困難的。又,在薄膜寬度方向排列異常之芯數目為51個,且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。係光學性能不均大的光導波路薄膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-3所示。
(實施例27)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)住友化學製 SUMIPECX TYPE MH樹脂B:聚偏二氟乙烯(PVDF)吳羽化學製 KF聚合物 TYPE T10
接著,將樹脂A供給至單軸擠壓機1,將樹脂B供給至擠壓機2,在各自的擠壓機成為265℃的熔融狀態,通過過濾精確度為10微米之5片FSS型葉片型盤濾片後,使用齒輪泵以吐出比為樹脂A/樹脂B=0.3/1的方式計量後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。在供料塊以樹脂A係在兩外側的方式使樹脂A與樹脂B交替式在寬度方向層積,將該積層流體從第11圖之模頭中央流入部導入模頭流路2。又,供給樹脂B至擠壓機3,成為240℃的熔融狀態,通過齒輪泵及過濾器後,將樹脂B從模頭兩表側的流入部引導至模頭流路1及模頭流路3。此時,以模頭流量2/(模頭流量1+模頭流量3)的比成為10/1的方式來決定吐出量。供料塊及模頭的設計值係如表1-3所示。並且,供給至T模頭,成形為薄片狀後,邊使用金屬絲施加9kV的靜電施加電壓、邊保持於表面溫度25℃之鑄塑轉筒上而急冷固化,得到未拉伸薄膜之光導波路薄膜。所採取光導波路薄膜的芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。在寬度方向5公分內,係光學性能不均優良的光導波路薄膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-3所示。又,霧度值係大於10%。
(實施例28)
除了變更為樹脂A/樹脂B=0.125/1、模頭流量2/(模頭流量1+模頭流量3)的比為5/1,且變更供料塊及模頭的設計值以外。與實施例27同樣地進行,而得到光導波路薄膜。所採取光導波路薄膜的芯係直線地在薄膜寬度方向排列、且在薄膜長度方向連續達到數公尺以上之物。其係在薄膜寬度方向中央部的光學性能不均優良之光導波路薄膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-3所示。
(實施例29~實施例33)
除了變更芯之熱塑性樹脂A及覆蓋之熱塑性樹脂B以外,以使供料塊形狀及模頭形狀與實施例1同樣的條件進行製膜。所得到的光導波路薄膜的結構及性能係如表2-4所示。又,供料塊形狀及模頭形狀係如表1-4所示。
所使用的樹脂如下述記載。
(實施例29)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(熱塑性樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚碳酸酯(PC)樹脂B:乙烯-丙烯共聚物(EPC)出光興產製 TYPE Y-2045GP
接著,將樹脂A供給至排氣孔式單軸擠壓機1,將樹脂B供給至排氣孔式擠壓機2,在各自的擠壓機成為280℃的熔融狀態,通過齒輪泵及過濾器後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。
(實施例30)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(熱塑性樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚碳酸酯(PC)樹脂B:聚4-甲基戊烯1(TPX)三井化學製 TYPE DX820
接著,將樹脂A供給至排氣孔式單軸擠壓機1,將樹脂B供給至排氣孔式擠壓機2,在各自的擠壓機成為280℃的熔融狀態,通過齒輪泵及過濾器後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。
(實施例31)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(熱塑性樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:降烯系環烯烴共聚物(COC)POLYPLASTIC製 TOPAS 5013樹脂B:聚4-甲基戊烯1(TPX)三井化學製 TYPE DX820
接著,將樹脂A供給至排氣孔式單軸擠壓機1,將樹脂B供給至排氣孔式擠壓機2,在各自的擠壓機成為280℃的熔融狀態,通過齒輪泵及過濾器後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。
(實施例32)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(熱塑性樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚對酞酸乙二酯(PET)樹脂B:乙烯-丙烯共聚物(EPC)出光興產製 TYPE Y-2045GP
接著,將樹脂A供給至排氣孔式單軸擠壓機1,將樹脂B供給至排氣孔式擠壓機2,在各自的擠壓機成為280℃的熔融狀態,通過齒輪泵及過濾器後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。
(實施例33)
準備以下的樹脂A、樹脂B。(熱塑性樹脂A、B都是無粒子)
樹脂A:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)住友化學製 SUMIPECX TYPE MGSS樹脂B:四氟乙烯-乙烯共聚物(改性ETFE)組成(20莫耳%四氟乙烯-乙烯、80莫耳%偏二氟化乙烯)
接著,將樹脂A供給至排氣孔式單軸擠壓機1,將樹脂B供給至排氣孔式擠壓機2,在各自的擠壓機成為240℃的熔融狀態,通過齒輪泵及過濾器後,使樹脂A及樹脂B流入如第8圖的供料塊。
產業上之利用可能性
本發明能夠使用於顯示器構件、太陽電池構件、資訊通信構件、裝飾構件、照明構件等用途,特別是能夠適合使用於裝置間通信或裝置內通信等短~中、長距離用的光導波路。
1...覆蓋層
2...覆蓋牆
3...芯
4...芯間隔調整部
5...芯間隔
6...在薄膜厚度(Z)方向平行的2條平行線與芯相切之間隔(芯徑)
7...薄膜寬度(X)方向之2條平行線與芯相切之間隔
8...薄膜寬度方向長度為10毫米以上的芯間隔調整部
9...凹凸
10...側板
11...樹脂A供給部
12...狹縫部
13...樹脂B供給部
14...側板
15...供料塊
16...樹脂流入口
17...液體積存部
18...流出口
19a、19b...狹縫
20...各狹縫之頂部的稜線下端部
21...各狹縫之頂部的稜線上端部
22...狹縫稜線
23...下端部
24...上端部
25...狹縫稜線
26...液體積存部
27...流體流動方向
28...液體積存部
29...流入口
30...流入口
31...吐出口
32...合流部
33...複合裝置
34...單模頭
35...位於狹縫板的中央部之狹縫
36...位於狹縫板的最端部之狹縫
37...中央狹縫與端部狹縫所構成的角度
38...多歧管模頭
39...梳型供料塊出口的寬度(多歧管模頭之聚合物流入部的寬度)
40...狹縫板兩牆面的寬度
41...多歧管模頭之聚合物吐出部的寬度
42...最長距離之狹縫部的狹縫長度
43...梳型供料塊之從聚合物流入部至多歧管模頭的聚合物吐出部之距離
44...被切斷之位置
第1圖係光導波路薄膜之寬度方向-厚度方向的一個例子之剖視圖。
第2圖係光導波路薄膜之寬度方向-長度方向的一個例子之剖視圖。
第3圖係以大致平行薄膜表面的方式配置有2個芯群之光導波路薄膜的剖面之一個例示圖。
第4圖係鄰接芯之芯間隔的說明圖。
第5圖係芯徑的說明圖。
第6圖係含有由熱塑性樹脂A所構成的分散體(芯間隔調整部)之光導波路薄膜的剖視圖。
第7圖係一側的面存在有凹凸之光導波路薄膜的剖視圖及立體圖的例子。
第8圖係供料塊的一個例子之平面圖。
第9圖係狹縫部的一個例子之平面圖。
第10圖係供料塊內的一個例子之流路圖。
第11圖係模頭的一個例子之剖視圖。
第12圖係模頭內的一個例子之剖視圖。
第13圖係藉由梳型供料塊製造多芯光導波路之方法的前視圖。
第14圖係狹縫板的前視圖。
第15圖係藉由直接連結梳型供料塊與模頭之多芯光導波路薄膜的製法之前視圖。
第16圖係芯光導波路薄膜被切斷處位置之圖。
1...覆蓋層
2...覆蓋牆
3...芯
4...芯間隔調整部

Claims (25)

  1. 一種光導波路薄膜,其特徵為剖面形狀由熱塑性樹脂B所構成的覆蓋、及由熱塑性樹脂A所構成的分散體(芯)邊在薄膜長度方向延在、邊在薄膜寬度方向配列而成之結構,且含有3個以上的芯之光導波路薄膜,其中位於薄膜寬度方向的兩端部之芯徑(We1、We2)與位於薄膜寬度方向的中央部之芯徑(Wc)係滿足下述式(1)及(2),且在薄膜表面的至少一面具有連續的覆蓋層,在薄膜寬度方向的兩端部之覆蓋層的厚度(Te1、Te2)與在薄膜寬度方向的中央部之覆蓋層的厚度(Tc)係滿足下述式(3)及(4),且該薄膜之藉由100℃、24小時熱處理之薄膜長度方向的熱收縮率為5%以下,0.8≦We1/Wc≦1.2 式(1) 0.8≦We2/Wc≦1.2 式(2) 0.8≦Te1/Tc≦1.2 式(3) 0.8≦Te2/Tc≦1.2 式(4)。
  2. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中該芯徑不均勻度為0.001%以上20%以下。
  3. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中位於薄膜寬度方向的中央部之芯的剖面積(Ac)及配列於薄膜寬度方向之任意芯的剖面積(A)滿足下述式(5)的芯,係至少4個以上連續地相鄰而存在,0.8≦A/Ac≦1.2 式(5)。
  4. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中在薄膜長度方向之芯的剖面積不均勻度為5%以下。
  5. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中該芯間隔不均勻度為30%以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中在剖面形狀之芯/覆蓋的面積比率為0.5以上。
  7. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中含有芯間隔調整部之分散體。
  8. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中含有至少1個以上在薄膜長度方向至少10毫米以上的芯間隔調整部之分散體。
  9. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中在至少一側的薄膜表面存在有深度10微米以上的凹凸,其凹部係各芯間的覆蓋部,且存在於薄膜長度方向。
  10. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中該芯係以聚甲基丙烯酸甲酯作為主成分而構成,該覆蓋係以含氟基熱塑性樹脂作為主成分而構成。
  11. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中該含氟基熱塑性樹脂係由四氟化乙烯-乙烯共聚物所構成。
  12. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中該霧度值為5%以下。
  13. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中該NA為0.5以上。
  14. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中在薄膜成形溫度之芯與覆蓋之熔融黏度的關係同時滿足下述式(6)及(7),芯的熔融黏度≧覆蓋的熔融黏度 式(6) 覆蓋的熔融黏度≦1000(Pa‧s) 式(7)。
  15. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中在薄膜長度方向-厚度方向剖面切斷而使用。
  16. 一種模頭,其特徵係具有2個以上的流入口之模頭,在從流入口至合流部之流路,至少具有擴幅比為2個以上100以下之流路B、及擴幅比為0.5以上1.5以下之流路A。
  17. 一種光導波路薄膜製造裝置,其係如申請專利範圍第16項之模頭、與具有1個以上狹縫部之供料塊連接而成,其中該狹縫部係具有5個以上的狹縫。
  18. 如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜,其中使用如申請專利範圍第17項之光導波路薄膜製造裝置製成。
  19. 一種光導波路薄膜的製法,其係使用如申請專利範圍第17項之光導波路薄膜製造裝置進行製造。
  20. 如申請專利範圍第16項之模頭,其係用以製造光導波路薄膜。
  21. 一種光模組,係使用如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜。
  22. 一種照明裝置,係使用如申請專利範圍第1項之光導波 路薄膜。
  23. 一種通信裝置,係使用如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜。
  24. 一種顯示裝置,係使用如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜。
  25. 一種帶連結器光導引器,其係使用如申請專利範圍第1項之光導波路薄膜。
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