专利名称：高分子光导波管制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种光导波管，且特别是有关于一种可挠式高分子光导波管的制造方法。
目前，性能优异的实用化方法仅有(2)或(3)的方法，但是如前述，会有成本的问题。再者，(1)到(5)的任何一种方法，均不适用于将高分子光导波管形成在大面积且可挠式塑料基材上。
此外，高分子光导波管制造方法可以将核心用聚合物前驱体材料填入具有做为毛细管的沟图案的图案基板(包覆)。之后使其硬化，做成核心层，其上方在黏贴平面基板(包覆)。此方法中，不仅在毛细管沟，整个图案基板与平面基板间要使薄薄的聚合物前驱体充填其中，再硬化，以形成与核心层相同组成的薄层。因此，透过此薄层会导致漏光的问题。
要解决此问题的其中一种方法是做为毛细管的沟图案的图案基板与平面基板间，以夹箝具固定后，再以树脂将图案基板与平面基板的接触部分加以密封。之后减压，将单体(稀丙基异本二甲酯，diallyl isophthalate)溶液充填到毛细管中，而制作出高分子光导波管(日本专利第3151364号)。在此方法中，使用聚合物前驱体做为核心形成用树脂材料，可以单体来取代，以降低填充材料的黏度，利用毛细现象使其充填入毛细管中，毛细管以外则不填入单体。
但是，此种方法中，因为使用单体做为核心形成用材料，单体重合成聚合物时，体积收缩率很大，会造成高分子光导波管的透过损失的问题。
此外，此方法是利用夹箝来固定图案基板与平面基板，或者再加上以树脂来密封接触部分等的复杂的方法，因此无法量产，造成无法期待成本降低。此外，包覆的厚度并不适合使用数毫米(mm)的数量级或者1mm以下薄膜的高分子光导波管。
其次，最近哈佛大学的George M.Whitesides提出制作奈米结构的新技术，其为一种微影制作工艺，称为毛细管微模(micro mold)的方法。此乃利用微影制作工艺，制作主(master)基板。利用聚二甲基硅氧烷(polydimethyl siloxane，PDMS)的密着性以及易剥离性，把主基板的奈米结构转印到PDMS铸型上。利用毛细现象，将液体聚合物流到铸型，而凝固的方法。在Scientific American，September，2001(日经科学2001年12月号)有详细记载。
此外，IBM研究所的B.Michel提出使用PDMS的高分辨率微影制作工艺。依据报告，此技术可以得到数十毫米的分辨率。详细的说明则记载于IBM J.REV.& DEV.VOL.45 NO.5 SEPTEMBER 2001。
如上述，使用PDMS的微影技术或毛细管微模法，均为最近没果集中注意的奈米科技技术。
然而，如前述，使用微模法来制作光导波管的话，硬化时使体积收缩率变小(因此透过损失可以变小)以及为使充填容易而降低填充液体(单体等)的黏度，两者是无法同时满足的。因此，在优先考虑降低透过损失的话，填充液体的黏度无法降低到某个程度以下，而使填充速度变慢，而无法量产。此外，前述的微模法是以使用玻璃与硅基板为前提，故无法考虑使用可挠式膜基材。
为达成上述目的，本发明提出一种高分子光导波管制造方法，包括以下制作工艺步骤。
(1)准备铸型，由铸型成形用硬化树脂的硬化层所构成，并且包括凹部，对应光导波管核心凸部；进入口，用来填充核心成形用硬化树脂至该凹部中；以及排出口，用来将前述树脂从前述凹部排放出来；(2)将做为包覆用且与该铸型密合性良好的一包覆用膜基材紧密黏着至该铸型；
(3)从使包覆用膜基材紧密黏着的铸型的进入口，通过毛细现象，使核心成形用硬化性树脂填入前述铸型的凹部；(4)使填入的核心成形用硬化性树脂硬化，并且将铸型从包覆用膜基材剥离；以及(5)形成一包覆层在该核心已形成的该包覆用膜基材上。
在上述的高分子光导波管制造方法中，包覆层的形成是利用具有与膜基材折射率接近的黏着剂，将包覆用膜基材黏贴。
在上述的高分子光导波管制造方法中，铸型成形用树脂材料层为使硬化性树脂硬化的材料层。
在上述的高分子光导波管制造方法中，铸型的表面能量为10dyn/cm～30dyn/cm。
在上述的高分子光导波管制造方法中，铸型的共享橡胶硬度为15～80。
在上述的高分子光导波管制造方法中，铸型的表面粗操度在0.5μm以下。
在上述的高分子光导波管制造方法中，前述铸型在紫外线范围及/或可见光范围具有光穿透性。
在上述的高分子光导波管制造方法中，包覆用膜基材的折射率在1.55以下。
在上述的高分子光导波管制造方法中，包覆用膜基材为一脂环式丙烯酸膜。
在上述的高分子光导波管制造方法中，包覆用膜基材为一脂环式烯烃膜。
在上述的高分子光导波管制造方法中，其中脂环式烯烃膜是主锁具有冰片烯(Norbomen)结构且侧锁具有烷基氧碳基(alkyl oxycarbonyl)等极性基的树脂膜。
在上述的高分子光导波管制造方法中，其中利用毛细现象，使该紫外线硬化性树脂或该热硬化性树脂进入该铸型的该凹部中，是将整个系统减压。
在上述的高分子光导波管制造方法中，其中该紫外线硬化性树脂或该热硬化性树脂的黏度在10mPa·s～2000Pa·s的范围。
在上述的高分子光导波管制造方法中，其中使该紫外线硬化性树脂或该热硬化性树脂硬化时的体积变化在10％以下。
在上述的高分子光导波管制造方法中，包覆层的折射率与包覆用膜基材的折射率相同。
在上述的高分子光导波管制造方法中，核心的直径在10μm～500μm范围内。
在上述的高分子光导波管制造方法中，前述核心成形用硬化树脂的硬化物的折射率为1.50以上。
在上述的高分子光导波管制造方法中，包覆用膜基材以及包覆层与核心的折射率差为0.01以上。
此外，本发明更提供一种一种高分子导波管的制造方法，包括以下制作工艺步骤。
(1)准备铸型，由铸型成形用硬化树脂的硬化层所构成，并且包括凹部，对应光导波管核心凸部；进入口，用来填充核心成形用硬化树脂至该凹部中；以及排出口，用来将前述树脂从前述凹部排放出来；(2)将做为包覆用且与该铸型密合性良好的一包覆用膜基材紧密黏着至该铸型；(3)从使包覆用膜基材紧密黏着的铸型的进入口，通过毛细现象，使核心成形用硬化性树脂填入前述铸型的凹部；以及(4)使填入的核心成形用硬化性树脂硬化。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明。
标号说明10原盘20a铸型成形用树脂材料层20铸型22铸型凹部30包覆用膜基材40a核心用硬化性树脂40核心50包覆层60高分子光导波管
(1)准备铸型，由铸型成形用硬化树脂的硬化层所构成，并且包括凹部，对应光导波管核心凸部；进入口，用来填充核心成形用硬化树脂至该凹部中；以及排出口，用来将前述树脂从前述凹部排放出来；(2)将做为包覆用且与该铸型密合性良好的一包覆用膜基材紧密黏着至该铸型；(3)从使包覆用膜基材紧密黏着之铸型的进入口，通过毛细现象，使核心成形用硬化性树脂填入前述铸型的凹部；(4)使填入的核心成形用硬化性树脂硬化，并且将铸型从包覆用膜基材剥离；以及(5)形成一包覆层在该核心已形成的该包覆用膜基材上。
本发明的高分子光导波管制造方法，如前所述，在与铸型密合性良好的包覆用膜基材紧密黏着铸型后，即使不使用特别手段使两者黏着(如前述专利第3151364号所记载的黏着手段)，铸型与包覆用膜基材间也不会产生空隙，而仅有紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂可进入前述的凹部。因此，本发明的高分子光导波管制造方法可以将制作工艺极为简化，而可很容易地制作出高分子光导波管。相较于公知的高分子光导波管制造方法，可以极低的成本来制做出高分子光导波管。此外，利用本发明的高分子光导波管制造方法，可以获得损失少、高精确度并且可自由安装于各类机械的多用途高分子光导波管。再者，高分子光导波管的形状等也可以自由地设定。
首先，利用
图1A至图1G来概略说明本发明的高分子光导波管制造方法。
图1A绘示已形成光导波管凸部12的原盘10。如图1B所示，一开始，先将一铸型成形用的树脂材料层20a形成于原盘10上已形成光导波管凸部12的表面。此树脂材料层20a可以例如是硬化性树脂的硬化层等。接着，将铸型成形用的树脂材料层20a，从原盘10剥离(脱模)；之后，将模型两端切断，使形成于模型的光导波管凸部12所对应的凹部22暴露出来，以制作出铸型20(如图1C所示)。
将与该铸型密合性良好的包覆用膜基材30紧密黏着至以上述方式所制作的铸型(参考图1D)。接着，使铸型20一端与做为导波核(core)的硬化性树脂40a接触(图1E)，并通过毛细现象，使其进入铸型20的凹部22。
图1E显示硬化性树脂被填入铸型凹部22的状态。之后，使凹部22内的硬化性树脂硬化，再把铸型20剥离(未绘示)。如图1F所示，光导波管用凸部(核)40形成于包覆用膜基材30上。
接着，通过将核层50形成在包覆用膜基材30的核形成面上，来制作本发明知高分子光导波管60(图1G)。
接着，依据制作工艺顺序，说明本发明的高分子光导波管制造方法。
(1)准备铸型，由铸型成形用硬化树脂的硬化层所构成，并且包括凹部，对应光导波管核心凸部；进入口，用来填充核心成形用硬化树脂至该凹部中；以及排出口，用来将前述树脂从前述凹部排放出来。
铸型的制作最好是使用已形成对应光导波管核心凸部的原盘，但是并不局限于此。以下说明使用原盘的方法。铸型制作已形成对应如前所述的制作原盘的光导波管核心的凸部的面上，一边涂布铸型成形用硬化树脂，一边注型，在必要的干燥处理之后，使该树脂硬化，接着将硬化层剥离，以制作出铸型。用来填充核心成形用硬化树脂至该凹部中的进入口以及用来将前述树脂从前述凹部排放出来的排出口，两者的制作方法并未特别限制，可以预先设置对应进入口与排出口的凸部于原盘上。但是，更简单的方法，例如在原盘上形成柱形成形用硬化树脂的硬化层后，将其拨离做出铸型。之后，将铸型的两端切断以暴露出前述凹部，而形成进入口与排出口。
前述硬化层的厚度考虑铸型的取出性来做适当的决定。一般而言，0.1～50mm左右是较适当的。
此外，最好在原盘上，预先进行将离型剂涂布等的离行处理，以促进与铸型的剥离。
较佳而言，铸型树脂材料最好可容易地从原盘剥离，使铸型(反复使用)也要具有一定程度的机械强度与尺寸稳定性，具有维持凹部形状的硬度，与包覆膜基材的密着性良好等。依据所需，在铸型成形用树脂中添加各种添加剂。
铸形成形用硬化树脂可以涂布或注型到原盘的表面。因为在原盘上所形成的各个光导波管要被正确地转印，铸型成形用树脂最好具有某个程度以下的黏度，例如2000～7000mPa·s(此外，本发明所使用的「铸型成形用硬化树脂」中，也包含硬化后具有弹性的胶状体)。此外，为了调整黏度，在不会产生溶剂不良影响下，可以添加溶剂到某个程度。
从剥离性、机械强度、尺寸安定性、硬度、与包覆用基材的密着性等的观点来看，上述的铸型成形用树脂最好使用硬化后硅橡胶(硅弹性体，silicon elstomer)或硅树脂的硬化性有机聚硅氧烷(organo poly siloxan)。前述硬化性有机聚硅氧烷最好在分子中包含甲基硅氧烷基(methyl siloxan)、乙基硅氧烷基(ethyl siloxan)、苯基硅氧烷基(phenyl siloxan)等。此外，前述硬化性有机聚硅氧烷也可以使用一液型或与硬化剂组合的二液型。此外，热硬化型或室温硬化型(例如被空气中的水分硬化)也可以。而利用其它的硬化也可以，如紫外线硬化等。
前述硬化性有机聚硅氧烷最好是硬化后硅橡胶构成之物，使用通常被称为液状硅橡胶(「液状」中包含黏度高的胶状(paste)物)，也使用与硬化剂组合的二液型，其中，附加型液状硅橡胶在短时间内表面与内部可以均匀地硬化，而此时的副产物既少或没有，并且在离型性优异，收缩率又小，故最喜欢被使用。
从密着性、剥离性、强度以及硬度等观点来看，前述液状硅橡胶中，液状双甲基硅氧烷橡胶是特别合适的。此外，一般而言，液状双甲基硅氧烷橡胶的硬化物的折射率低到1.43左右，故以此做成的铸型不会从包覆用基材剥离，可以直接利用为包覆层。在此情形，必须想办法让铸型以及充填的核心成形用树脂与包覆用基材不会剥离。
从可以正确地转印对应光导波管核心的凸部，混入的气泡很少，且容易脱泡的观点来看，以及从数毫米后的铸型形成观点来看，前述液状硅橡胶的黏度最好是500～7000mPa·s左右，更好则是2000～5000mPa·s左右。
从膜基材的密合性观点来看，铸型的表面能量为10dyn/cm～30dyn/cm，而较佳为15dyn/cm～24dyncm的范围内。
从取型特性、维持凹部形状与剥离性的观点来看，铸型的共享(share)橡胶硬度为15～80，而较佳为20～60。
从取型特性观点来看，铸型的表面粗操度(二次平均粗操度RMS)为0.5μm以下，而较佳为0.1μm以下。
此外，铸型在紫外线范围及/或可见光范围具有光穿透性。铸型在可见光范围为光穿透性的理由如下。在以下的制作工艺(2)中，将铸型密着于包覆用膜基材时，定位变得容易进行。此外，在以下的制作工艺(3)中，可以观察到核心成形用树脂填入铸型凹部的状态，充填完毕等可以容易地被确认。铸型在紫外线范围为光穿透性的理由如是为了在使用紫外线硬化性树脂为核心成形用硬化性树脂时，可以穿透铸型，进行紫外线硬化。铸型在紫外线范围(250nm～400nm)之穿透率最好在80％以上。
前述硬化性有基聚硅氧烷中，硬化后硅橡胶的液状硅橡胶在与包覆用基材的密着性以及剥离性等的相反特性很优异，且具有转印奈米构造的能力，在包覆用基材与硅橡胶密着后，可以防止液体进入。因为包覆用基材密着的更好，核心成形用树脂可以更有效率地仅填入到铸型与包覆用基材间的凹部，而包覆用基材与铸型的剥离也更容易。因此，从此铸型便可以非常简单地制作出维持高精密度形状的高分子光导波管。
(2)将做为包覆层且与该铸型密合性良好的包覆用膜基材紧密黏着至上述的铸型。
因为本发明的光导波馆也可使用于光耦合器、埠间的光配线或光分波器等，故依据其所使用的用途，前述膜基材的材料可以考虑该材料的折射率、光穿透性等光学特性，机械强度，耐热性，与铸型间的密合性，可挠性等，来加以选择。使用可挠性膜基材来制作出具有可挠性的高分子光导波管是较佳的。前述的膜基材可以是脂环式丙烯酸(压克力)膜、脂环式烯烃膜、三醋酸纤维膜、含氟树脂膜等。为了确保与核心的折射率差，膜基材的折射率要比1.55小，而最好是小于1.53。
前述脂环式丙烯酸膜可以使用将三环葵烷等的脂肪族环状碳化氢导入的酯置换基中的OZ-1000或OZ-1100等。
此外，脂环式烯烃膜在主锁具有冰片烯结构，以及主锁具有冰片烯结构且侧锁具有烷基氧碳基(烷基为碳数1至6或环烷基)等的极性基。其中，前述的主锁具有冰片烯结构且侧锁具有烷基氧碳基等极性基的脂环式烯烃膜，因为具有低折射率(折射率在1.50附近，可以确保核心/包覆层的折射率差)与高光穿透性等优异的光学特性，与铸型间有优异的密合性，且更具优异备耐热性等，特别适合本发明高分子光导波管的制作。
此外，前述膜基材的厚度，可考虑可挠性、刚性与容易取型等特性，来适当地选择。一般而言，0.1mm～0.5mm是较佳的选择。
(3)接着，将让包覆用膜基材紧密黏着的铸型的一端，与做为导波核的紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂接触，并且通过毛细现象，使紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂进入上述铸型的凹部。
在此制作工艺步骤中，为了利用毛细现象，将紫外线硬化性树脂及热硬化性树脂填入膜基材与铸型间所形成的空隙(铸型的凹部)，所使用的紫外线硬化性树脂及热硬化性树脂要尽可能的必须具备足够低的黏度，此外前述硬化性树脂硬化后的折射率要比构成包覆层的高分子材料还要高(与包覆层的折射率差要在0.02以上)。除此之外，为了要高精确地重现出在原盘上形成的光导波管凸部所具有的原始形状，前述硬化性树脂在硬化前后的体积变化必须要很小。例如，体积减少的话，会造成导波损失的原因。因此，前述硬化性树脂的体积变化要尽可能地越小越好，如10％以下，而较好则是6％以下。使用溶剂来降低黏度时，最好也要避免硬化前后的体积变大。
因此，前述硬化性树脂的黏度最好在10～2000mPa·s，而20～1000mPa·s左右是较佳的，30～500mPa·s则更好。
此外，上述紫外线硬化性树脂较佳可以使用环氧系、聚亚醯胺系或丙烯酸系等的紫外线硬化性树脂。
此外，在此制作工艺步骤中，为了加速将让膜基材紧密黏着的铸型一端与做为核心的紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂接触，再利用毛细现象使紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂填入上述铸型的凹部，最好将整体系统减压至0.1～200Pa左右。此外，除了将整个系统减压外，也可以从铸型与前述硬化性树脂接触一端相异的另一端，以泵吸引，或者可以在与前述硬化性树脂接触一端加压。
此外，为了加速填充速率，上述的减压及加压，可以将其替换或在加上利用将与铸型一端接触的前述硬化性树脂加热，使硬化性树脂的黏度更降低的有效手段。
做为核心的紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂硬化物的折射率，必须要比做为包覆用膜基材(包含以下制作工艺(5)的包覆层)折射率还大，最好是1.53以上，而较佳则为1.55以上。包覆层(包含以下制作工艺(5)的包覆层)与核心的折射率差在0.02以上，最好在0.05以上。
(4)使上述填入的紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂硬化，与使铸型从包覆用膜基材剥离。
让进入凹部的紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂硬化。使紫外线硬化性树脂硬化可以使用紫外线灯、紫外线LED或UV照射装置等。此外，使热硬化性树脂硬化则可以在炉(oven)中加热。
此外，上述(1)至(3)的制作工艺步骤所使用的铸型也可以直接使用于包覆层。在此情形，并不需要剥离铸型，而直接做为包覆层使用。
(5)在核已形成的包覆用膜基材上，形成包覆层。
在核已形成的包覆用膜基材上形成包覆层中，包覆层可以是膜材料(例如使用与制作工艺步骤(2)相同的膜基材材料)、将硬化性树脂(紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂)涂布而硬化的一层，或将高分子材料的溶剂溶液涂布干燥后所得的高分子膜等。当包覆层使用膜材料时，使用黏着剂来黏贴，但此时黏着剂的折射率希望能够接近膜材料的折射率。
为了确保与核心的折射率差，包覆层的折射率要小于1.55，最好是小于1.53。此外，从闭旋旋光性的观点来看，包覆层的折射率最好与前述的膜基材折射率相同。
在本发明的高分子光导波路制造方法中，特别是，铸型材料使用热硬化性树脂(其中的热硬化性双甲基硅氧烷树脂)以及膜基材使用主锁具有冰片烯结构且侧锁具有烷基氧碳基等极性基的脂环式烯烃膜的组合，两者的密合性特别高。此外，即使凹部结构的截面积极小(例如10×10μm的矩形)，利用毛细现象也可以让硬化性树脂快速地填入凹部中。
再者，前述的铸型也可以做为包覆层之用。在此情形下，铸型的折射率在1.5以下，并且为了要提高铸型与核心材料的黏着性，铸型最好可以臭氧处理。实施例接着，用以下所描述的实施例，来更具体地说明本发明。但是，本发明并不局限于以下实施例。实施例1将厚膜光阻(resist，MicroChemical公司制，SU-8)以旋涂法涂布在硅基板后，以80℃预烤(pre-bake)，经由光罩曝光、显影，形成剖面为正方形的凸部(宽50μm，高50μm，长150mm)。接着，将此以120℃烘烤(后烤，post-bake)，以形成用来制作出光导波管核心的原盘。
接着，在此原盘上涂上离型剂之后，流入热硬化性双甲基硅氧烷树脂(DOW CORNING ASIA公司制SYLGARD184)，以120℃，30分钟加热固化后再剥离，以制作具有对应前述剖面为正方形凸部的凹部之模型(铸型厚度为3mm)。接着，将模型的两端切断，作出下述紫外线硬化性树脂的输出入部，做成铸型。
接着，使铸型以及比铸型尺寸还大的膜厚188μm的膜基材(耐热透明树脂(ARTON)膜，JSR公司制，折射率1.510)紧密黏着。之后，将黏度1300mPa·s的紫外线硬化性树脂(JSR公司制PJ3001)滴数滴于铸型一端的输出入部时，利用毛细现象，把紫外线硬化性树脂填入到前述的凹部中。接着，以50mW/cm2的UV光穿透PDMS铸型，照射5分钟，使紫外线硬化性树脂硬化。将铸型从耐热透明树脂膜剥离时，便在耐热透明树脂膜形成与前述原盘凸部相同形状的核心。核心的折射率为1.591。
接着，将硬化后折射率会与耐热透明树脂膜相同的(1.510)的紫外线硬化性树脂(JSR公司制)，全面地涂布在耐热透明树脂膜的核心形成面上。之后，以50mW/cm2的UV光照射10分钟，使紫外线硬化性树脂硬化(硬化后的膜厚为10μm)，便可获得可挠性高分子光导波管。此高分子光导波管的损失为0.33dB/cm。实施例2利用使实施例1相同的方法，形成具有剖面为正方形凸部(宽50μm，高50μm，长150mm)，用来制作出光导波管核心的原盘。接着，以与实施例1相同的方法，做出模型后，将模型的两端切断。接着，使铸型以及比铸型尺寸还大的耐热透明树脂膜(膜厚188μm)紧密黏着。之后，将黏度500mPa·s的热硬化性树脂(JSR公司制)滴数滴于铸型一端的输出入部时，利用毛细现象，把热硬化性树脂填入到前述的凹部中，并将其放置130℃的炉中加热30分，使热硬化性树脂硬化。之后，将铸型从耐热透明树脂膜剥离时，便在耐热透明树脂膜形成与前述原盘凸部相同形状的核心。核心的折射率为1.560。接着，将硬化后折射率会与耐热透明树脂膜相同的(1.510)的热硬化性树脂(JSR公司制)，全面地涂布在耐热透明树脂膜的核心形成面上。之后加热，使热硬化性树脂硬化(硬化后的膜厚为10μm)，便可获得可挠性高分子光导波管。此高分子光导波管的损失为0.33dB/cm。实施例3利用使实施例1相同的方法，形成具有剖面为正方形凸部(宽50μm，高50μm，长150mm)，用来制作出光导波管核心的原盘。接着，以与实施例1相同的方法，做出模型后，将模型的两端切断。接着，使铸型以及比铸型尺寸还大的耐热透明树脂膜(膜厚188μm)紧密黏着。之后，将黏度1300mPa·s的紫外线硬化性树脂(JSR公司制PJ3001)滴数滴于铸型一端的输出入部。在铸型与耐热透明树脂膜紧密黏着下，置入以真空泵减压到1.0Pa的容器中。接着立刻以毛细现象，把紫外线硬化性树脂填入到前述的凹部中。从容器取出后，以50mW/cm2的UV光穿透PDMS铸型，照射5分钟，使紫外线硬化性树脂硬化，再将铸型从耐热透明树脂膜剥离，通过以在耐热透明树脂膜上形成折射率为1.591的核心。
接着，将硬化后折射率会与耐热透明树脂膜相同的(1.510)的紫外线硬化性树脂(JSR公司制)，全面地涂布在耐热透明树脂膜的核心形成面上。之后，以50mW/cm2的UV光照射5分钟，使紫外线硬化性树脂硬化(硬化后的膜厚为10μm)，便可获得可挠性高分子光导波管。此高分子光导波管的损失为0.33dB/cm。实施例4在实施例3中，使铸型以及耐热透明树脂膜紧密黏着并且将紫外线硬化性树脂滴数滴于铸型一端的输出入部的状态，置入以真空泵减压的容器中。在此实施例4则变更为从铸型输出入部的另一端，以膈膜式(diaphragm)吸引泵(最大吸引压力为33.25KPa)来吸引外，其余部分则与实施例3相同，可获得可挠性高分子光导波管。此高分子光导波管的损失为0.33dB/cm。实施例5实施到在耐热透明树脂膜上形成核心的制作工艺步骤为止均与实施例1相同。
接着，将耐热透明树脂膜(膜厚188μm)，以折射率1.510的黏着剂(JSR公司制)，黏贴到耐热透明树脂膜的核心形成面上，便可获得可挠性高分子光导波管。此高分子光导波管的损失为0.33dB/cm。实施例6以与实施例1相同的方法制作出铸型。接着，使铸型以及比铸型尺寸还大之耐热透明树脂膜(膜厚188μm)紧密黏着。之后，将黏度100mPa·s的紫外线硬化性树脂(NTT-AT公司制)滴数滴于铸型一端的输出入部。当从铸型输出入部的另一端以真空泵吸引时，利用毛细现象，把紫外线硬化性树脂填入到前述的凹部中。接着，以50mW/cm2的UV照射5分钟，使紫外线硬化性树脂硬化。将铸型从耐热透明树脂膜剥离时，便在耐热透明树脂膜形成与前述原盘凸部相同形状的核心。核心的折射率为1.570。
接着，将耐热透明树脂膜(膜厚188μm)，以折射率1.510的黏着剂(JSR公司制)，黏贴到耐热透明树脂膜的核心形成面上，便可获得可挠性高分子光导波管。此高分子光导波管的损失为0.15dB/cm。实施例7在实施例1中，将紫外线硬化性树脂预先加温到70℃，并将其滴数滴到铸型一端的输出入部。之后，降到室温，照射紫外线。除此之外，其余皆与实施例1相同，如此便可以获得可挠性高分子光导波管。此高分子光导波管的损失为0.35dB/cm。
综上所述，本发明具有以下的优点与效果。本发明的高分子光导波管制造方法可以将制作工艺极为简化，而可很容易地制作出高分子光导波管。相较于公知的高分子光导波管制造方法，可以极低的成本来制作出高分子光导波管。此外，利用本发明的高分子光导波管制造方法，可以获得损失少、高精确度并且可自由安装于各类机械的多用途高分子光导波管。再者，高分子光导波管的形状等也可以自由地设定。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种高分子光导波管制造方法，其特征在于(1)准备铸型，由铸型成形用硬化树脂的硬化层所构成，并且包括凹部，对应光导波管核心凸部；进入口，用来填充核心成形用硬化树脂至该凹部中；以及排出口，用来将前述树脂从前述凹部排放出来；(2)将做为包覆用且与该铸型密合性良好的一包覆用膜基材紧密黏着至该铸型；(3)从使包覆用膜基材紧密黏着的铸型的进入口，通过毛细现象，使核心成形用硬化性树脂填入前述铸型的凹部；(4)使填入的核心成形用硬化性树脂硬化，并且将铸型从包覆用膜基材剥离；以及(5)形成一包覆层在该核心已形成的该包覆用膜基材上。
2.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于包覆层的形成是将紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂涂布后硬化。
3.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于其中包覆层的形成是利用具有与膜基材折射率接近的黏着剂，将包覆用膜基材黏贴。
4.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于前述铸型成形用硬化树脂为液状硅树脂。
5.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于铸型的表面能量为10dyn/cm～30dyn/cm。
6.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于铸型的共享橡胶硬度为15～80。
7.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于铸型的表面粗操度在0.5μm以下。
8.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于前述铸型在紫外线范围及/或可见光范围具有光穿透性。
9.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于包覆用膜基材的折射率在1.55以下。
10.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于包覆用膜基材为脂环式丙烯酸膜。
11.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于包覆用膜基材为脂环式烯烃膜。
12.如权利要求11所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于脂环式烯烃膜是主锁具有冰片烯结构且侧锁具有极性基的树脂膜。
13.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于利用毛细现象，使紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂进入铸型的凹部中，是将整个系统减压。
14.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂的黏度在10mPa·s～2000Pa·s的范围。
15.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于使紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂硬化时的体积变化在10％以下。
16.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于包覆层的折射率与包覆用膜基材的折射率相同。
17.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于核心的直径在10μm～500μm范围内。
18.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于前述核心成形用硬化树脂的硬化物的折射率为1.50以上。
19.如权利要求1所述的高分子光导波管制造方法，其特征在于包覆用膜基材以及包覆层与核心的折射率差为0.01以上。
20.一种高分子导波管的制造方法，其特征在于(1)准备铸型，由铸型成形用硬化树脂的硬化层所构成，并且包括凹部，对应光导波管核心凸部；进入口，用来填充核心成形用硬化树脂至该凹部中；以及排出口，用来将前述树脂从前述凹部排放出来；(2)将做为包覆用且与该铸型密合性良好的一包覆用膜基材紧密黏着至该铸型；(3)从使包覆用膜基材紧密黏着的铸型的进入口，通过毛细现象，使核心成形用硬化性树脂填入前述铸型的凹部；以及(4)使填入的核心成形用硬化性树脂硬化。
全文摘要
一种高分子光导波管制造方法，包括(1)将一铸型成形用的树脂材料层形成于已形成光导波管凸部的原盘上后，剥离而取出模型。接着，将模型两端切断，使形成于模型的光导波管凸部所对应的凹部暴露出来，以制作出铸型。(2)将做为包覆层且与该铸型密合性良好的包覆用膜基材紧密黏着至上述的铸型。(3)接着，将让包覆用膜基材紧密黏着的铸型的一端，与做为核心的紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂接触，并且通过毛细现象，使紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂进入上述铸型的凹部。(4)使上述填入的紫外线硬化性树脂或热硬化性树脂硬化，与使铸型从包覆用膜基材剥离。(5)在核已形成的包覆用膜基材上，形成包覆层。因此可以利用简单的方法，以低成本制造高分子光导波管。
文档编号G02B6/13GK1467515SQ03130898
公开日2004年1月14日 申请日期2003年5月21日 优先权日2002年6月27日
发明者清水敬司, 大津茂实, 谷田和敏, 圷英一, 实, 敏 申请人:富士全录株式会社