專利名稱：光波導(dǎo)路的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光傳播效率高的光波導(dǎo)路的制造方法。
背景技術(shù)：
公知有將上敷層的頂端成形為透鏡狀的光波導(dǎo)路(例如，專利文獻(xiàn)1)。參照圖4 說明這樣的光波導(dǎo)路的以往的制造方法。圖4是利用以往的制造方法制造光波導(dǎo)路30的 各個工序中的光波導(dǎo)路30的剖視圖。首先，如圖4的(a)所示，在基板31的正面的規(guī)定區(qū)域形成下敷層32。接著，在 下敷層32的正面形成芯33。下敷層32的形狀是與基板31的形狀大致相同并覆蓋基板31 整體的平板。芯33是用直線或曲線的細(xì)線形成圖案的。芯33成為光的通路。接著，如圖4的(b)所示，將成形模34蓋在芯33及下敷層32上。例如將藥劑用 針36插入成形模34的通孔35中，通過藥劑用針36注入紫外線固化液狀樹脂37。成形模 34是石英制品，以透過紫外線38。成形模34的內(nèi)表面34a形成所希望的透鏡39的底片型 (與透鏡39的形狀相反，以形成透鏡39)。圖中，記號◎ 40表示透鏡39的中心。接著，如圖4的(c)所示，透過成形模34照射紫外線38，使紫外線固化液狀樹脂 37固化。最后，如圖4的(d)所示，去除成形模34，能得到希望形狀的上敷層41，完成光波 導(dǎo)路30。上敷層41的頂端沿著成形模34的內(nèi)表面成為希望形狀的透鏡39。但是，由于石英制的成形模34的機(jī)械強(qiáng)度較弱，所以在圖4的(b)的工序中，無法 在下敷層32上以較強(qiáng)的壓力按壓成形模34。因此，在成形模34和下敷層32之間容易產(chǎn)生 間隙42。在注入紫外線固化液狀樹脂37時，紫外線固化液狀樹脂37滲透到成形模34和下 敷層32之間的間隙42中。滲透到間隙42中的紫外線固化液狀樹脂37因被圖4的(c)的紫外線38的照射 而固化，在上敷層41的周邊形成毛刺43。此外，即使不形成毛刺43，上敷層41的厚變也比 設(shè)計值厚。參照圖5說明在這樣情況下所產(chǎn)生的問題。圖5的(a)是在成形模34和下敷層32之間沒有間隙42的情況下制成的光波導(dǎo) 路30的剖視圖。上敷層41的頂端的透鏡39的中心40( )位于設(shè)計位置。從芯33射出 的光44在透鏡39處折射，從透鏡39射出時，成為希望的平行光45。圖5的(b)是在成形模34和下敷層32之間有間隙42的情況下制成的光波導(dǎo)路 30的剖視圖。在上敷層41的周邊形成有毛刺43，并且上敷層41的頂端的透鏡39的中心 40( )從設(shè)計位置向上方偏離。因此，從芯33射出的光44從透鏡39射出時，不成為希望 的平行光，而成為散射光46。因此，光波導(dǎo)路30的光傳播效率降低。專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-281654號公報在以往的制造方法中，由于石英制的成形模34機(jī)械強(qiáng)度較弱，所以無法在下敷層 32上以較強(qiáng)的壓力按壓成形模34。因此，在成形模34和下敷層32之間容易產(chǎn)生間隙42。
若成形模34和下敷層32之間有間隙42，則紫外線固化液狀樹脂37滲透到間隙 42中，在上敷層41的周邊形成毛刺43。即使不形成毛刺43，上敷層41的厚變也比設(shè)計值厚。由此，上敷層41的頂端的透鏡39的中心40( ◎)偏離設(shè)計位置。因此，從芯33 射出的光44從透鏡39射出時，不成為希望的平行光45，而成為散射光46。因此，光波導(dǎo)路 30的光傳播效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要旨如下。(1)本發(fā)明的制造方法是光波導(dǎo)路的制造方法，該光波導(dǎo)路包括能透過紫外線 的基材；形成在基材上的下敷層；形成在下敷層上的芯；以覆蓋芯的方式形成在下敷層上 的上敷層。該光波導(dǎo)路的制造方法包括以下工序A C。在工序A中，在具有凹部的模具的 凹部中填充能夠形成上敷層的紫外線固化液狀樹脂。在工序B中，使芯和下敷層緊密貼合 于填充于模具的凹部中的紫外線固化液狀樹脂。在工序C中，一邊對基材和模具施加壓力， 使下敷層和模具緊密貼合，一邊從基材側(cè)照射紫外線，使紫外線固化液狀樹脂固化，或者在 對基材和模具施加壓力，使下敷層和模具緊密貼合后，從基材側(cè)照射紫外線，使紫外線固化 液狀樹脂固化，之后，去除模具。(2)本發(fā)明的制造方法中的基材是環(huán)烯類樹脂薄膜或酯類樹脂薄膜。(3)本發(fā)明的制造方法中的模具的材料是金屬。(4)本發(fā)明的制造方法中的模具的材料是鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、鐵、鐵合金中的 任一種。(5)本發(fā)明的制造方法中的上敷層的端面是截面為1/4圓面形的長條透鏡。。(6)本發(fā)明的制造方法中的壓力是0. OlMPa lOMPa。(7)本發(fā)明的制造方法中，在使下敷層和模具緊密貼合了時，下敷層和模具之間的 間隙是5μπι以下。(8)本發(fā)明的制造方法中的工序B中，使由芯、下敷層、基材構(gòu)成的層疊體吸附于 具有至少2個吸附部件的保持架，接著，解除吸附部件中一個吸附部件的吸附，使層疊體呈 弓形地使芯和下敷層與紫外線固化液狀樹脂部分地接觸，接著，解除剩下的吸附部件的吸 附，使芯及下敷層與紫外線固化液狀樹脂完全接觸。由本發(fā)明的制造方法制造的光波導(dǎo)路的上敷層的尺寸、形狀為設(shè)計值。例如，上敷 層的頂端的長條透鏡的尺寸、形狀形成為與設(shè)計值相同。因此，從芯的端部射出的光從光波 導(dǎo)路射出到外部時，利用長條透鏡成為平行光。因此，由本發(fā)明的制造方法所獲得的光波導(dǎo) 路的光傳播效率高。


圖1中，(a)是本發(fā)明的制造方法的工序A的說明圖，(b)是本發(fā)明的制造方法的 工序B的說明圖，(c)和(d)是本發(fā)明的制造方法的工序C的說明圖，(e)是由本發(fā)明的制 造方法所獲得的光波導(dǎo)路的示意圖。圖2的(a) (C)是在本發(fā)明的制造方法中，使芯、下敷層、基材的層疊體接觸填充于模具的凹部中的紫外線固化液狀樹脂的工序順序的說明圖。圖3是由本發(fā)明的制造方法所獲得的光波導(dǎo)路的示意圖。圖4的(a) (C)是以往的制造方法的工序順序的說明圖，(d)是由以往的制造 方法所獲得的光波導(dǎo)路的示意圖。圖5中，(a)是在成形模和下敷層之間沒有間隙的情況下，制成的光波導(dǎo)路的剖視 圖，(b)是在成形模和下敷層之間有間隙的情況下，制成的光波導(dǎo)路的剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的制造方法如圖1所示，本發(fā)明的制造方法是光波導(dǎo)路10的制造方法，該光波導(dǎo)路10包括 透過紫外線的基材11 ；形成在基材11上的下敷層12 ；形成在下敷層12上的芯13 ；覆蓋芯 13地形成在下敷層12上的上敷層14。本發(fā)明的制造方法按順序包括以下的工序A C。在工序A C之間也可以包括 其他的工序。工序 A如圖1的(a)所示，在工序A中，在具有凹部的模具15的凹部16中填充能夠形成 上敷層14的紫外線固化液狀樹脂17。模具15是為了將上敷層14成形為任意的形狀(例如透鏡形狀)而被使用的。模 具15的凹部16的形狀和大小按照上敷層14的形狀適當(dāng)決定。本發(fā)明的制造方法中所用的模具15需要一定的機(jī)械強(qiáng)度。因此，在模具15的材 料中，例如應(yīng)用鋁(合金)、鎳(合金)、鐵(合金)等金屬。所謂上述的紫外線固化液狀樹脂17，是指在室溫下流動，但由于照射紫外線而固 化，變化成為難溶解難熔融的穩(wěn)定狀態(tài)的樹脂。紫外線固化液狀樹脂17通常包含利用光化 學(xué)作用聚合的光聚合性預(yù)聚物，任意包含反應(yīng)性稀釋劑、光聚合引發(fā)劑、溶劑、流平劑等。工序 B如圖1(b)所示，在工序B中，使形成在基材11上的下敷層12和形成在下敷層12 上的芯13與填充于模具15的凹部16中的紫外線固化液狀樹脂17接觸?；?1透過紫外線。基材11的、波長365nm的紫外線透過率優(yōu)選是65%以上，更 優(yōu)選是70%以上?；?1的厚度優(yōu)選是ΙΟμπι 200μπι。形成基材11的材料優(yōu)選具有彎曲性的樹脂薄膜。作為透過紫外線的樹脂薄膜，例 如，列舉出環(huán)烯類樹脂薄膜和酯類樹脂薄膜。下敷層12由折射率低于芯13的折射率的材料形成。優(yōu)選下敷層12和上敷層14 是相同材料。下敷層12的厚度優(yōu)選是5 μ m 50 μ m。芯13由折射率高于下敷層12和上敷層14的折射率，且對所傳播的光的波長透明 性高的材料形成。形成芯13的材料優(yōu)選折射率高于下敷層12和上敷層14的折射率的紫 外線固化樹脂。芯13和下敷層12的最大折射率差優(yōu)選是0. 02 0. 2。芯13和上敷層14的最 大折射率差優(yōu)選是0. 02 0. 2。芯13的寬度例如是10 μ m 500 μ m，芯13的高度例如是 10 μ m 100 μ m。
芯13根據(jù)目的可成形為任意的形狀。成形芯13的方法例如是干蝕刻法、復(fù)制法、 曝光顯影法、光漂白法等。使芯13、下敷層12、基材11的層疊體18與填充于模具15的凹部16中的紫外線 固化液狀樹脂17接觸的方法沒有特別限制，但是例如有圖2所示的方法。首先，如圖2的(a)所示，在載置臺19上配置模具15，使層疊體18吸附于至少包 括2個吸附部件20、21的保持架22。接著，如圖2的(b)所示，解除一方的吸附部件20的吸附，使層疊體18形成為弓 形，且使芯13和下敷層12與紫外線固化液狀樹脂17部分地接觸。接著，如圖2的(c)所示，另一方的吸附部件21的吸附也被解除，使芯13和下敷 層12與紫外線固化液狀樹脂17完全地接觸。采用這樣的方法，能夠有效地去除容易附著在芯13的周圍的氣泡。工序C在工序C中，如圖1的(c)、(d)所示，施加使基材11和模具15接近的壓力23，使 模具15與下敷層12緊密貼合，將紫外線24透過基材11照射到紫外線固化液狀樹脂17，使 紫外線固化液狀樹脂17固化。紫外線24的照射，既可以在施加壓力23而使下敷層12和 模具15緊密貼合的同時進(jìn)行，也可以在施加壓力23而使下敷層12和模具15緊密貼合了 之后，減少壓力23之后進(jìn)行。紫外線固化液狀樹脂17固化，或半固化之后，去除模具15，如圖1的(e)所示，完 成光波導(dǎo)路10。在本發(fā)明的制造方法中，使用能夠承受較強(qiáng)的壓力23的模具15。對模具15和基 材11之間施加較強(qiáng)的壓力23，使模具15與下敷層12緊密貼合后，使紫外線固化液狀樹脂 17固化。由此，能防止上敷層14周圍的毛刺，能得到設(shè)計厚度的上敷層14。壓力23的大小優(yōu)選是0. OlMPa lOMPa，更優(yōu)選是0. IMPa IMPa。壓力23小于 0. OlMPa時，毛刺的厚度有可能成為30 μ m以上。壓力23超過IOMPa時，有可能使加壓裝置 的規(guī)模變得過大。使下敷層12和模具15緊密貼合時，只要下敷層12和模具15的間隙是5 μ m以下， 上敷層14的尺寸、形狀實際上就能夠成為設(shè)計值。在該情況下，上敷層14的頂端的長條透 鏡25的尺寸、形狀實際上形成為設(shè)計值。因此，從芯13的端部射出的光從光波導(dǎo)路10射 出到外部時，成為平行光。紫外線24的照射量在波長365nm的情況下，優(yōu)選是lOOmJ/cm2 8000mJ/cm2。模具15在紫外線固化液狀樹脂17保持模具15的凹部16的形狀的狀態(tài)下被去 除。模具15被去除時、紫外線固化液狀樹脂17既可以是完全的固化狀態(tài)，也可以是半固化 狀態(tài)。紫外線固化液狀樹脂17是半固化狀態(tài)的情況下，還可以在去除了模具15之后，進(jìn)一 步進(jìn)行紫外線照射等固化處理。光波導(dǎo)路如圖3所示，由本發(fā)明的制造方法制造的光波導(dǎo)路10具有下敷層12、下敷層12上 的芯13、覆蓋芯13的上敷層14。上敷層14的端面形成為復(fù)制了模具15的凹部16的形狀 的、截面為1/4圓面形的長條透鏡25。光波導(dǎo)路10例如能利用被配置在短邊側(cè)側(cè)面IOa的芯13的端部13a接受光，向
6接近長邊側(cè)側(cè)面IOb的芯13的端部13b傳播光。從芯13的端部13b射出的光26在從光 波導(dǎo)路10射出到外部時，利用長條透鏡25成為平行光27。因此，由本發(fā)明的制造方法所獲 得的光波導(dǎo)路10光傳播效率高。實施例敷層形成用清漆的調(diào)制·(成分A)具有脂環(huán)骨架的環(huán)氧類紫外線固化樹脂(ADEKA公司制EP4080E) 100
重量份；·(成本B)光酸產(chǎn)生劑(san-apro公司制CPI-200K) 2重量份；將以上成分混合來調(diào)制敷層形成用清漆。芯形成用清漆的調(diào)制·(成分C)含有芴骨架的環(huán)氧類紫外線固化樹脂(大阪GasChemicals公司制 OGSOL EG) 40 重量份；·(成分D)含有芴骨架的環(huán)氧類紫外線固化樹脂(Nagasechemtex公司制 EX-1040) 30 重量份；·(成分E)l，3，3_三(4-(2-(3-氧雜環(huán)丁烷基)丁氧基苯基)丁烷不著30重量 份(日本特開2007-070320、按照實施例2合成)； 上述成分B :1重量份；·乳酸乙酯41重量份；將以上成分混合來調(diào)制芯形成用清漆。光波導(dǎo)路的制作在波長365nm的紫外線透射率是70%的聚萘二甲酸乙二醇酯膜的表面涂敷敷層 形成用清漆，以lOOOmJ/cm2照射紫外線之后，以80°C加熱處理5分鐘，形成厚度20 μ m的下 敷層。下敷層12的波長為830nm的折射率為1. 510。在下敷層的正面涂敷芯形成用清漆，以100°C加熱處理5分鐘而形成芯層，接著在 芯層上覆蓋光掩模而以2500mJ/cm2照射波長365nm的紫外線，進(jìn)而以100°C加熱處理10分 鐘。芯層和光掩模的間距是100 μ m。用Y-丁內(nèi)酯水溶液溶解除去芯層的紫外線未照射部分，以120°C加熱處理5 分鐘，在下敷層上形成多條寬度20 μ m、高度50 μ m的芯。芯的波長為830nm的折射率為 1. 592。通過以上的處理，得到了芯、下敷層、聚萘二甲酸乙二醇酯膜的這種層疊體。在具有凹部的鋁制模具的凹部中，填充敷層形成用清漆，配置在載置臺上。使上述層疊體的聚萘二甲酸乙二醇酯膜吸附于具有2個吸附部件的保持架。解除 一方的吸附部件而使層疊體形成為弓形，并且不卷入空氣地使芯和下敷層接觸于敷層形成 用清漆。接著，解除另一方的吸附部件，使芯和下敷層與敷層形成用清漆緊密貼合。接著，在模具和聚萘二甲酸乙二醇酯膜之間施加壓力(0. IMPa)，使模具和下敷層 之間的間隙縮小為5 μ m左右。(模具和下敷層之間的間隙是由上敷層周邊的毛刺的厚度估 計的。)從聚萘二甲酸乙二醇酯膜側(cè)照射紫外線，使敷層形成用清漆固化。去除模具，完成光波導(dǎo)路。制造的光波導(dǎo)路的上敷層周邊的毛刺的厚度如表1所不。比較例如圖4所示，用具有通孔的石英制成形模從通孔注入敷層形成用清漆，透過石英 制成形模照射紫外線，使敷層形成用清漆固化。除此以外，用和實施例相同的材料、條件制造了光波導(dǎo)路。制造的光波導(dǎo)路的上敷 層周邊的毛刺的厚度如表1所示。表 1 測量方法毛刺的厚度使制造的光波導(dǎo)路彎曲，使聚萘二甲酸乙二醇酯膜與上敷層和下敷層分離。用微 量規(guī)(Nikon公司制MF-501)測量露出的上敷層的毛刺。產(chǎn)業(yè)上的可利用件由本發(fā)明的制造方法所獲得的光波導(dǎo)路的用途沒有限制，例如可較佳地應(yīng)用于光 布線板、光連接器、光電混合基板、光學(xué)式觸摸面板的坐標(biāo)輸入裝置等。
權(quán)利要求
一種光波導(dǎo)路的制造方法，該光波導(dǎo)路包括透過紫外線的基材；形成在上述基材上的下敷層；形成在上述下敷層上的芯；以覆蓋上述芯的方式形成在上述下敷層上的上敷層，其中，該光波導(dǎo)路的制造方法包括以下工序工序A，在具有凹部的模具的上述凹部中填充能夠形成上述上敷層的紫外線固化液狀樹脂；工序B，使上述芯和上述下敷層緊密貼合于填充于上述模具的凹部中的上述紫外線固化液狀樹脂；工序C，一邊對上述基材和上述模具施加壓力，使上述下敷層和上述模具緊密貼合，一邊從上述基材側(cè)照射紫外線，使上述紫外線固化液狀樹脂固化，或者在對上述基材和上述模具施加壓力，使上述下敷層和上述模具緊密貼合后，從上述基材側(cè)照射紫外線，使上述紫外線固化液狀樹脂固化，之后，去除上述模具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)路的制造方法，其特征在于， 上述基材是環(huán)烯類樹脂薄膜或酯類樹脂薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)路的制造方法，其特征在于， 上述模具的材料是金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光波導(dǎo)路的制造方法，其特征在于， 上述模具的材料是鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、鐵、鐵合金中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)路的制造方法，其特征在于， 上述上敷層的端面是截面為1/4圓面形的長條透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)路的制造方法，其特征在于， 上述壓力是0. OlMPa lOMPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的光波導(dǎo)路的制造方法，其特征在于，在使上述下敷層和上述模具緊密貼合了時，上述下敷層和上述模具之間的間隙是5 μ m 以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)路的制造方法，其特征在于， 在上述工序B中，使由上述芯、下敷層、基材構(gòu)成的層疊體吸附于具有至少2個吸附部件的保持架， 接著，解除上述吸附部件中一個吸附部件的吸附，使上述層疊體呈弓形地使上述芯和 上述下敷層與上述紫外線固化液狀樹脂部分地接觸，接著，解除剩下的吸附部件的吸附，使上述芯及上述下敷層與上述紫外線固化液狀樹 脂完全接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光波導(dǎo)路的制造方法。由于以往的石英制的成形模(34)的機(jī)械強(qiáng)度較弱，所以無法在下敷層(32)上以較強(qiáng)的壓力按壓。因此，在成形模和下敷層之間容易產(chǎn)生間隙(42)。紫外線固化液狀樹脂(37)滲透到間隙中，在上敷層(41)的周邊形成毛刺(43)。而且，上敷層的厚度比設(shè)計值厚。在本發(fā)明中，在模具(15)的凹部(16)中填充能夠形成上敷層(14)的紫外線固化液狀樹脂(17)。使填充于模具的凹部中的紫外線固化液狀樹脂與芯(13)和下敷層(12)緊密貼合。對基材(11)和模具施加壓力(23)，使下敷層和模具緊密貼合后，從基材側(cè)照射紫外線(24)，使紫外線固化液狀樹脂固化，之后，去除上述模具。
文檔編號G02B6/138GK101907740SQ20101017272
公開日2010年12月8日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者內(nèi)藤龍介 申請人:日東電工株式會社