TWI778014B

TWI778014B - Ｇｉ型光波導之製造方法

Info

Publication number: TWI778014B
Application number: TW107103117A
Authority: TW
Inventors: 石榑崇明; 齊藤侑季; 丸島千波; 長澤偉大
Original assignee: 學校法人慶應義塾; 日商日產化學工業股份有限公司
Priority date: 2017-01-27
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2022-09-21
Also published as: JPWO2018139652A1; EP3575838A4; TW201831934A; CN110192133B; US20200001557A1; CN110192133A; EP3575838B1; JP7083092B2; WO2018139652A1; KR20190105565A; EP3575838A1

Abstract

本發明係一種GI型光波導之製造方法，其課題為提供核心的剖面形狀為略圓形之GI型光波導者。　　解決手段係具有：刺入吐出部前端的針狀部於未硬化之覆蓋部的第1工程，和自前述針狀部吐出未硬化之材料的同時，使前述針狀部移動在前述未硬化之覆蓋部內，於前述未硬化之覆蓋部形成被覆周圍之未硬化的核心部之第2工程，和自前述未硬化之覆蓋部拔去前述針狀部之第3工程，和使前述未硬化之覆蓋部及前述未硬化之核心部硬化的第4工程之光波導之製造方法，其特徵為在前述第2工程的溫度中，對於前述未硬化之覆蓋部的黏度而言，形成前述未硬化的核心部之材料的黏度比則為1.20~6者。

Description

ＧＩ型光波導之製造方法

[0001] 本發明係有關GI型光波導之製造方法，詳細地說係有關核心的剖面形狀為略圓形之GI型光波導之製造方法。

[0002] 近年，藉由大數據的發展或智慧型手機使用者的增加，通信流量係日趨增加。因此，在所送訊之資訊資料所集中之資料伺服器，產生巨大的電力使用量，更且接近處理量的極限之問題則表面化，而為了改善此等之技術進展則成為當務之急。其中，作為可高密度且高速地處理資訊的技術，大力地檢討有將伺服器板內之一部分的電性配線變更為光配線之光電混載基板(亦稱為光電複合基板)之技術。　　在光電混載基板中，由面發光雷射(VCSEL)或矽光子所代表之將電性信號變換為光信號之光電變換元件，與光傳送路徑之光波導則成為必要。　　[0003] 此外，光波導係從其構造，大致分為階梯式折射率型(SI型)與漸變式折射率型(GI型)之兩種構造。以往的光波導係從其加工性的觀點，利用SI型。SI型係在核心部與覆蓋部形成明確的折射率之界面，藉由其界面反射而使光傳導。另一方面，GI型係具有核心中心則折射率為最高，而伴隨著朝向外側而折射率逐漸地減少之構造，藉由此，僅對於核心中心附近誘導光線而傳導。因此，GI型係即使將核心彼此作為窄間距化，亦未產生干擾，另外，理論上，具有未產生藉由界面反射所致之傳導損失之特性，而在高密度且長距離的光波導為必要之光電混載基板中，作為理想之光波導形狀。　　[0004] 但，GI型光波導係製造難易度為高而報告例有限。作為數量少之GI型光波導之製造方法係知道有：由光照射於特定之降莰烯樹脂與環氧化合物者，誘發光分解物及光硬化性之環氧化合物的物質擴散，使折射梯度產生的手法(專利文獻1)。另外，作為簡便且泛用之手法係報告有：於成為覆蓋之光硬化性樹脂之中，以分配器而配線描繪成為核心之光硬化性樹脂的注入法，所謂Mosquito法(專利文獻2)。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0005] 　　[專利文獻1] 日本特開2012-198488號公報　　[專利文獻2] 國際公開第2013/002013號小冊子

[發明欲解決之課題] 　　[0006] 上述Mosquito法係為非常簡便且泛用的手法，但為了注入成為核心之光硬化性樹脂於未硬化之覆蓋內，核心的剖面形狀之控制則為困難，而有其剖面形狀成為形變者之虞。另外，形變之光波導係藉由在該光波導的出射界面，核心的剖面形狀則自圓形變形，光強度分布則擴散於出射界面全體，而光無法封閉於核心中心附近，結果上，作為光波導之插入損失則惡化。因此，要求其剖面形狀為略圓形而插入損失的惡化為少之GI型光波導之製造方法。 [為了解決課題之手段] 　　[0007] 本發明者們係為了達成上述目的而重複致力檢討的結果，發現藉由將成為核心的光硬化性樹脂與成為覆蓋之光硬化性樹脂之黏度比作為特定的範圍之時，可形成核心的剖面形狀為略圓形之GI型光波導，而完成本發明。　　[0008] 即，本發明作為第1觀點係關於一種光波導之製造方法具有刺入吐出部前端的針狀部於未硬化之覆蓋部的第1工程，和自前述針狀部吐出未硬化之材料的同時，使前述針狀部移動在前述未硬化之覆蓋部內，形成使前述未硬化之覆蓋部被覆周圍之未硬化的核心部之第2工程，和自前述未硬化之覆蓋部拔去前述針狀部之第3工程，和使前述未硬化之覆蓋部及前述未硬化之核心部硬化的第4工程之光波導之製造方法，其特徵為在前述第2工程的溫度中，對於前述未硬化之覆蓋部的黏度而言，形成前述未硬化的核心部之材料的黏度比則為1.20~6者。　　作為第2觀點係關於記載於第1觀點之製造方法，其中，有關於前述第3工程與前述第4工程之間，作為一連串的工程而重複實施前述第1工程，前述第2工程及前述第3工程，形成使前述未硬化之覆蓋部被覆周圍之複數的未硬化之核心部。　　作為第3觀點係關於記載於第1觀點或第2觀點的製造方法，其中，有關前述光波導為在其剖面的核心部之折射率，則將核心部的中心作為最大值而朝向外周部，折射率則連續性地降低之光波導。 [發明效果] 　　[0009] 本發明之光波導之製造方法係可製造核心的剖面形狀為略圓形之GI型光波導，藉由此，成為可製造可抑制插入損失之惡化的GI型光波導者。

[0011] ＜光波導之製造方法＞　　本發明之光波導之製造方法係具有：刺入吐出部前端的針狀部於未硬化之覆蓋部的第1工程，和自前述針狀部吐出未硬化之材料的同時，使前述針狀部移動在前述未硬化之覆蓋部內，形成使前述未硬化之覆蓋部被覆周圍之未硬化的核心部之第2工程，和自前述未硬化之覆蓋部拔去前述針狀部之第3工程，和使前述未硬化之覆蓋部及前述未硬化之核心部硬化的第4工程。　　另外，在本發明之製造方法中，在於前述第3工程與前述第4工程之間，作為一連串的工程而重複實施前述第1工程，前述第2工程及前述第3工程，形成使前述未硬化之覆蓋部被覆周圍之複數的未硬化之核心部之後，實施使未硬化之覆蓋部及前述未硬化之核心部硬化之第4工程亦可。　　[0012] 在本發明之光波導之製造方法中，如後述，其特徵為前述第2工程的溫度中，對於前述未硬化之覆蓋部的黏度而言，形成前述未硬化的核心部之材料的黏度比則為1.20~6者。尚且，第2工程係通常，可以室溫而實施，隨之，前述未硬化的覆蓋部及核心部的黏度係稱為例如25℃±5℃之黏度。理想係該黏度比為1.5~6、而更理想為1.5~4。　　藉由將該黏度比作為1.20~6之範圍，成為可形成核心的剖面形狀為略圓形之GI型光波導，進而係連結於抑制插入損失之惡化的GI型光波導之製造。　　尚且，在本發明中，「略圓形」係指：自核心的剖面形狀的最大寬度(水平方向)及最大高度(垂直方向)所算出之縱橫比(對於最大寬度及最大高度之任一為大之值而言之另一方的值的比，即以正圓來說成為最大值1)則為0.8以上之形狀。特別是，縱橫比如為0.9以上，成為可更抑制插入損失之惡化的光波導而為佳。　　[0013] 以下，對於製造本發明之光波導之實際一連串的步驟，詳述其一例。　　圖1~圖6係例示光波導之製造工程的一部分的圖，有著將此製造工程稱為注入法之情況。　　[0014] 首先，在圖1所示之工程中，準備支持體91。支持體91係於平面形狀為略矩形狀的底板92之周緣部，以可拆裝具有平面形狀成為略框緣狀之開口部93a的外框93之狀態而配設之構件。作為各底板92及外框93之材料係例如，可使用樹脂(丙烯酸等)，玻璃，矽，陶瓷，金屬等。但底板92與外框93係未使用同一材料亦可。底板92之上面係平坦性為高者為佳。　　[0015] 接著，在圖2所示之工程中，於露出於支持體91之外框93內的底板92之上面，塗佈特定的材料，同樣地擴展而製作略一定層厚之未硬化的覆蓋部19A。　　未硬化的覆蓋部19A係使用例如塗佈裝置(分配器等)或印刷裝置等而塗佈後述之覆蓋形成材料，或者，可藉由自開口部93a而充填(注入)製作。另外，在未硬化的覆蓋部19A之材料(覆蓋形成材料)中，使例如碳黑等的吸收光之素材含有亦可。　　未硬化的覆蓋部19A之黏度係無特別限定，呈對於該黏度而言之後述的未硬化之核心部的黏度比則成為1.20~6地調整黏度即可。　　另外，未硬化的覆蓋部19A之厚度係可藉由後述之核心部11~14之直徑或製造條件等而任意地決定，但理想係作為數mm左右，更理想為作為50~1,000μm左右者。　　[0016] 接著，在圖3所示之工程中，準備具有吐出部94(具有吐出部主體95及針狀部96)之塗佈裝置(未圖示)，使所準備之塗佈裝置(未圖示)動作，將吐出部94前端的針狀部96之一部分，刺入至未硬化的覆蓋部19A(第1工程)。自支持體91之底板92的上面至針狀部96之前端部為止之高度H₁ 係可作適宜選擇，但例如可作為100~1,000μm左右者(未硬化的覆蓋部19A之層厚為數mm左右之情況)。　　[0017] 尚且，塗佈裝置(未圖示)係含有CPU或記憶體等，藉由編組程式之時，具有使吐出部94對於未硬化的覆蓋部19A而言，以特定的移動速度，精度佳地移動於X方向、Y方向、及Z方向之機能。另外，針狀部96係例如，剖面形狀為圓環狀，而塗佈裝置(未圖示)係具有自針狀部96之圓環內，以特定的吐出壓力而使特定之材料吐出的機能。針狀部96之圓環的內徑係可作適宜選擇，但例如，可作為100~200μm左右者。另外，針狀部96之剖面形狀係除了圓環狀，亦可為方形狀。塗佈裝置(未圖示)係例如，可包含桌上型塗佈機器手臂或分配器等而構成者。　　[0018] 接著，在圖4所示之工程中，使塗佈裝置(未圖示)作動，自刺入至未硬化的覆蓋部19A之針狀部96，作為形成未硬化的核心部之材料而吐出後述之核心形成材料的同時，使針狀部96移動於未硬化的覆蓋部19A內，形成未硬化的核心部11A(第2工程)。　　尚且，在圖4中，(A)係平面圖，(B)係沿著(A)之C-C線的剖面圖。但在(A)中，吐出部94之圖示係被省略。針狀部96之移動方向係可作適宜選擇，但在此係作為一例僅於X方向移動。針狀部96之移動速度係可作適宜選擇，但例如，可作為5~30mm/s左右。針狀部96之吐出壓力係可作適宜選擇，但例如，可作為10~1,000kPa左右。　　另外，未硬化的核心部11A之黏度係對於前述之未硬化的覆蓋部19A之黏度而言的比則如呈成為1.20~6地進行選擇即可。　　[0019] 藉由將吐出部94之移動速度或針狀部96之吐出壓力，針狀部96之圓環的內徑，分別配合於形成未硬化的核心部11A之材料(核心形成材料)或形成未硬化的覆蓋部19A之材料(覆蓋形成材料)的性狀(黏度等)而進行調整之時，可連結於將未硬化核心部A之剖面形狀作為更接近於正圓形之略圓形者，並且在後述之硬化後，可形成越中心部折射率越高而越接近周邊部折射率越低之核心部11。未硬化的核心部11A之剖面形狀為略圓形之情況的直徑係例如，可作為5~200μm左右。　　另外，使核心形成材料吐出之同時，藉由程式等而使吐出部94之移動速度或針狀部96之吐出壓力變化者，藉此亦可形成部分口徑不同之核心部11(點尺寸變換)。　　[0020] 尚且，藉由將吐出部94之移動速度或針狀部96之吐出壓力，配合於未硬化的核心部11A之材料(核心形成材料)或未硬化的覆蓋部19A之材料(覆蓋形成材料)的性狀(黏度等)而進行調整之時，亦可製作較針狀部96之圓環的內徑為小徑之略圓形(剖面形狀)之未硬化的核心部11A者。　　此係藉由調整各材料的黏度，而自針狀部96吐出更具黏性之未硬化的核心部11A的材料，針狀部之圓環的內側面與材料的摩擦力則變大，藉由此，以自圓環的內側面附近係不易吐出前述材料，僅與圓環的內側面未產生摩擦之圓環之中心部附近的前述材料優先地吐出而實現。　　尚且，圖4的工程係通常可以室溫而實施，但可藉由冷卻板等之調溫裝置(未圖示)而調節溫度者。特別是於製作10μm以下之細口徑的核心部11A之情況，例如，作為10~20℃者為佳。　　[0021] 在圖4所示之工程中，顯示固定形成有未硬化的覆蓋部19A之支持體91，使針狀部96移動在未硬化的覆蓋部19A內而形成未硬化的核心部11A的例。但未限定於如此之形態，而例如，固定針狀部96，使形成有未硬化的覆蓋部19A之支持體91移動而形成未硬化的核心部11A亦可。　　[0022] 接著，在圖5所示之工程中，自圖4所示之狀態，使吐出部94移動於Z方向，自未硬化的覆蓋部19A拔去針狀部96(第3工程)。　　尚且，之後，反覆進行圖3工程之針狀部96之對於未硬化的覆蓋部19A的刺入，和形成圖4之未硬化的核心部11A的工程，和圖5工程之自未硬化的覆蓋部19A的針狀部96之拔去，如圖6所示，呈並設於未硬化的核心部11A地形成未硬化之核心部12A，13A，及14A亦可。對於未硬化之核心部12A，13A，及14A之材料係使用與未硬化的核心部11A同種類之核心形成材料亦可，併用不同種類之核心形成材料亦可。另外，形成複數之核心部的情況，鄰接之核心部的間距係例如，可作為20~300μm左右者。　　如前述，未硬化的覆蓋部19A係具有適度之流動性(黏度)之故，即使自未硬化的覆蓋部19A拔去針狀部96，拔去的痕跡係亦未殘留，另外，在形成未硬化之核心部11A，又12A、13A、及14A後，於與未硬化的覆蓋部19A之間未形成有界面。　　尚且，在圖5及圖6中，(A)係平面圖，(B)係沿著(A)之C-C線(圖5)或D-D線(圖6)之剖面圖。但在各圖之(A)中，吐出部94之圖示係被省略。　　[0023] 圖5及圖6所示之工程之後(未圖示)，將未硬化之核心部11A，又12A、13A、及14A，以及未硬化的覆蓋部19A，進行後述之特定方法，即，照射光(紫外線等)而使其硬化，或者進行加熱處理而使其硬化(第4工程)。於使用僅由光的照射而未完全地硬化之材料的情況，在照射光之後，更進行加熱亦可。　　[0024] 上述光硬化之情況，作為使用於光照射之活性光線係例如，可舉出紫外線，電子線，X線等。作為使用於紫外線照射的光源，係可使用太陽光線，化學燈，低壓水銀燈，高壓水銀燈，鹵化金屬燈，氙氣燈，UV-LED等。另外，在光照射後，藉由因應必要而進行後烘焙之時，具體而言係使用加熱板，烘箱等，通常，可藉由以50~300℃進行1~120分鐘加熱而使硬化(聚合)完結者。　　上述熱硬化之情況，作為其加熱條件係無特別限定，通常，可自50~300℃、1~120分鐘的範圍適宜選擇。另外，作為加熱手段係無特別限定，但例如，可舉出加熱板，烘箱等。　　[0025] 藉由此硬化工程，未硬化之核心部11A，又12A、13A、及14A，以及未硬化的覆蓋部19A係各被聚合硬化，形成核心部11，又12，13及14，以及覆蓋部19(圖7~圖9，參照光波導10。圖7係例示光波導10之平面圖，圖8係沿著圖7之A-A線的剖面圖，圖9係沿著圖7之B-B線的剖面圖)。尚且，核心部11~14係各於核心部11~14之內部，未產生界面而連續性地一體地形成，而覆蓋部19係於覆蓋部19之內部未產生界面而一體地形成。　　[0026] 尚且，在本形態中，準備支持體91而製造光波導，但支持體91係未必為必需之構成。例如，於形成在積體電路內或印刷基板內之凹狀的形狀內，製作未硬化的覆蓋部19A亦可，將該基板內的溝或槽隙作為支持體的代替而製作亦可。　　另外，在本形態中，吐出部94則顯示1系統之例，但對於如此之形態係未限定，而自複數的吐出部94，同時吐出核心形成材料，同時地形成複數之未硬化的核心部(例如，11A~14A)亦可。　　[0027] ＜覆蓋形成材料及核心形成材料＞　　在上述之製造方法中，形成覆蓋部之覆蓋形成材料，以及形成核心部之核心形成材料係如前述，只要在前述第2工程的溫度中對於未硬化的覆蓋部之黏度，換言之，形成未硬化之覆蓋部的覆蓋形成材料之黏度而言，形成前述未硬化之核心部的核心形成材料的黏度比則位於特定的範圍內，可適宜選擇採用以往的可使用於光波導之覆蓋部及核心部的形成之各種材料者。　　具體而言，覆蓋形成材料係成為較以核心形成材料所形成之核心部的中心部為低折射率之材料，另外，覆蓋形成材料及核心形成材料之任一，均為藉由在前述第4工程之光照射或加熱處理而硬化之材料，例如，可適宜選擇而使用將聚矽氧樹脂，丙烯酸樹脂，乙烯樹脂，環氧樹脂，聚醯亞胺樹脂，聚烯烴樹脂，聚降冰片烯樹脂等作為主成分之材料等。另外，於覆蓋形成材料係例如，使碳黑等的吸收光之素材含有亦可。　　[0028] 在本發明之製造方法中，可將組合特定構造之反應性聚矽氧化合物，和具有烯烴基及/或(甲基)丙烯醯基之化合物的聚合性組合物，作為光波導之覆蓋形成材料及/或核心形成材料而最佳地使用。　　更詳細地說係例如，可將記載於國際公開2012/097836號小冊子之聚合性組成物，藉由折射率或黏度而作為覆蓋形成材料或核心形成材料而選擇。　　[0029] 在本發明使用之上述覆蓋形成材料及上述核心形成材料係在藉由本發明之製造方法所成的光波導之形成中，具有於作業性優越之黏度而為佳。　　例如，上述覆蓋形成材料的黏度係在25℃為500~ 20,000mPa･s，而上述核心形成材料係同為600~120,000 mPa･s而為佳。　　尚且，如前述，在本發明之製造方法中，由於要求在前述第2工程的溫度中，對於未硬化之覆蓋部的黏度而言，形成前述未硬化的核心部之材料的黏度比係位於特定的範圍(1.20~6)內之情況，故呈形成覆蓋部(及核心部)之覆蓋形成材料，及形成核心部之核心形成材料的黏度，均滿足上述之黏度比地分別進行選擇即可。 [實施例] 　　[0030] 以下，舉出實施例，更具體地說明本發明，但本發明係不限定於下述之實施例者。　　尚且，在實施例中，使用於試料的調製及物性的分析之裝置及條件係如以下。　　[0031] (1) 攪拌脫泡機　　裝置：(股)THINKY製自轉･公轉攪拌機 THINKY MIXER(註冊商標)ARE-310 (2)¹ H NMR 　　裝置：Burker公司製 AVANCE III HD 　　測定頻率數：500MHz 　　測定溶媒：CDCl₃ 基準物質：四甲基矽烷(0.00ppm) (3) 膠體滲透層析儀(GPC) 　　裝置：(股)島津製作所製 Prominence(註冊商標)GPC系統　　管柱：昭和電工(股)製 Shodex(註冊商標)GPC KF-804L及GPC KF-803L 　　管柱溫度：40℃ 　　溶媒：四氫呋喃　　檢出器：RI 　　檢量線：標準聚苯乙烯 (4) 黏度　　裝置：Anton Paar公司製 MCR流變計 MCR302 　　測定系統：錐板(直徑25mm、角度2度) 　　溫度：25℃ 　　旋轉數：1rpm 　　待機時間：5分鐘 (5) 數位顯微鏡　　裝置：(股)KEYENCE製 VHX-5000系列　　[0032] 另外，略記號係表示以下的意思。　　DPSD：二苯基矽二醇[東京化成工業(股)製] 　　STMS：三甲氧基(4-乙烯基苯基)矽烷[信越化學工業(股)製] 　　DOG：二氧雜環乙二醇二丙烯酸酯[新中村化學工業(股)製 NK酯A-DOG] 　　DVB：二乙烯苯[新日鐵住金化學(股)製 DVB-810、純度81%] 　　I127：2-羥基-1-(4-(4-(2-羥基-2-甲基丙醯基)苯甲基)苯基)-2-甲基丙烷-1-酮[BASF JAPAN(股)製 IRGACURE (註冊商標)127] 　　TPO：二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦[BASF JAPAN(股)製 IRGACURE(註冊商標)TPO] 　　[0033] [製造例1]反應性聚矽氧化合物(SC1)之製造　　於具備凝縮器之1L的茄子型燒瓶，裝填DPSD 177g (0.80mol)、STMS 179g(0.80mol)、及甲苯141g，使用氮氣球，以氮而取代燒瓶中的空氣。將此反應混合物加熱至50℃後，添加氫氧化鋇水合物[Aldrich公司製]0.303g (1.6mmol)，更且以50℃進行2日攪拌進行脫醇縮合。將反應混合物冷卻至室溫(約23℃)，使用孔徑0.2μm之薄膜過濾器而除去不溶物。藉由使用減壓濃縮裝置，自此反應混合物，以50℃減壓餾去甲苯及副生成物的甲醇者，得到無色透明油狀物的反應性聚矽氧化合物(SC1)305g。　　將所得到之反應性聚矽氧化合物之¹ H NMR頻譜，示於圖10。另外，藉由GPC所致之以聚苯乙烯換算所測定之重量平均分子量Mw係為1,300、而分散度Mw/Mn係為1.2。　　[0034] [製造例2]反應性聚矽氧化合物(SC2)之製造　　於具備凝縮器及丁斯塔克裝置之200L的茄子型燒瓶，裝填DPSD 43.3g(0.20mol)、STMS 44.9g(0.20mol)、及甲苯35g，使用氮氣球，以氮而取代燒瓶中的空氣。將此反應混合物加熱至50℃後，添加氫氧化鋇水合物[Aldrich公司製]38mg(0.2mmol)，以50℃進行1小時攪拌。更且，加熱至85℃後，將副生的甲醇除去於系統外同時，進行5小時攪拌而進行脫醇縮合。將反應混合物冷卻至室溫(約23℃)，使用孔徑0.2μm之薄膜過濾器而除去不溶物。藉由使用減壓濃縮裝置，自此反應混合物，以50℃減壓餾去甲苯者，得到無色透明油狀物的反應性聚矽氧化合物(SC2) 74.9g。　　將所得到之反應性聚矽氧化合物之¹ H NMR頻譜，示於圖11。另外，藉由GPC所致之以聚苯乙烯換算所測定之重量平均分子量Mw係為1,600、而分散度：Mw(重量平均分子量)/Mn(數平均分子量)係為1.2。　　[0035] [製造例3]硬化性組成物1之調製　　在製造例1所製造之SC1 98.6質量份、DVB 1.4質量份、及TPO 1質量份，以50℃進行3小時攪拌混合。更且藉由進行2分鐘攪拌脫泡者，調製硬化性組成物1。　　所得到之組成物的在25℃之黏度係為51,300mPa･s。　　[0036] [製造例4~6]硬化性組成物2~4之調製　　與製造例3同樣地進行，各調製表1所記載之硬化性組成物2~4。將所得到之各組成物的在25℃之黏度，合併顯示於表1。　　[0037]

[0038] [實施例1] GI型光波導之製作　　由表2所記載之條件，製作形成1通道的核心部於覆蓋部內之光波導。於以下具體地說明(參照圖1~圖5)。　　[0039] 於縱15cm×橫3cm×厚度3mm之玻璃基板上(圖1：底板92)，貼上於中央具有縱10cm×橫1cm之開口部(圖1：開口部93a)的厚度500μm之聚矽氧橡膠薄片(圖1：外框93)，於其開口部，作為覆蓋材料而充填硬化性組成物2。此時，藉由對於水平方向傾斜約45度，更且使其靜置30分鐘者，均一地充填覆蓋材料於開口部，作成未硬化之覆蓋部(圖2：未硬化之覆蓋部19A)。　　將充填此覆蓋材料之玻璃板，安裝於桌上型塗佈機器手臂[musashi-engineering(股)製 SHOTMASTER(註冊商標)300DS-S]之工作台。另外，於5mL UV區塊注射器[musashi-engineering(股)製 PSY-5EU-OR](圖3：吐出部94)中，作為核心材料而充填硬化性組成物1而進行脫泡，在對注射器吐出部(圖3：吐出部主體95)連接內徑150μm之金屬注射針[musashi-engineering(股)製 SN-30G-LF](圖3：針狀部96)之後，安裝於桌上型塗佈機器手臂。　　接著，呈自玻璃基板上面至金屬注射針前端為止之高度(圖3：H₁ )則成為270μm地調整吐出部的位置。之後，將分配器[musashi-engineering(股)製 ML-808GXcom]的吐出壓力設定為550kPa，將桌上型塗佈機器手臂之描線動作速度(吐出部的移動速度)設定為14mm/秒。藉由使桌上型塗佈機器手臂的吐出程式動作之時，在自玻璃基板上面至金屬注射針前端為之高度為270μm之位置，呈光波導之長度則成為9.5cm地，將核心材料之硬化性組成物1，吐出至覆蓋材料之硬化性組成物2中，而形成未硬化的核心部(圖4：未硬化之核心部11A)之後，自未硬化之核心部拔去金屬注射針(圖5)。核心部描線結束後，立即將設置於桌上型塗佈機器手臂之連接於UV光源[200W水銀氙氣燈、HOYA CANDEO OPTRONICS(股)製 EXECURE 4000-D]的光纖光波導前端，以20mm/秒的速度進行3次掃描，再以照度1,000mW/cm² (365nm檢出)進行UV照射，使未硬化之核心部及未硬化之覆蓋部硬化而作成核心部及覆蓋部。尚且，上述作業係以室溫(約25℃)實施。　　之後，使用刮刀而自玻璃基板剝離聚矽氧橡膠薄片之後，以150℃之烘箱進行20分鐘加熱。使用刮刀而使光波導的剖面露出，以光纖用砂紙研磨端面者，藉此得到長度5cm之GI型光波導。　　[0040] 將所製作之光波導，垂直方向地設置於數位顯微鏡之平台，自下部的白色光源打光而以透過模式觀察光波導之剖面形狀。將結果示於圖12。另外，依據以下的基準而評估其形狀。將結果示於表2。 [剖面形狀] 　　A：略圓形　　C1：橫長形且於上部為凹　　C2：縱長形且於上部為凸 [縱橫比] 　　以畫像處理軟體[美國國立衛生研究所ImageJ]而解析剖面照片，計測核心部的最大寬度，及最大高度(於上部為凹形狀的情況係至凹部之最下部為止之高度)。將對於所得到之最大寬度及最大高度之任一為大之值而言之另一方的值的比，作為縱橫比而算出。尚且，核心部與覆蓋部之邊界係作為和包含各線分之直線上的畫素之最大亮度與最小亮度之平均值((最大亮度+最小亮度)/2)均等之亮度的點。　　[0041] [實施例2~3，比較例1~2] 　　除變更為表2記載之材料、條件以外係與實施例1同樣地進行操作，製作光波導，觀察其剖面形狀而進行評估。將其結果，合併顯示於圖13~圖16，以及表2。　　[0042]

[0043] 如圖12~圖14所示，對於覆蓋材料(未硬化的覆蓋部)之黏度而言的核心材料(形成未硬化之核心部的材料)之黏度比為1.2~5.7之實施例1~3的光波導係顯示此等之核心的剖面形狀則均接近於直徑50μm左右(實施例1及實施例2)或者30μm左右(實施例3)之正圓形狀的略圓形。　　另一方面，在上述的黏度比則成為超過特定範圍(1~6)之13.5的比較例1之光波導中，顯示有核心的剖面為橫長形且於上部為凹之形狀(圖15)。　　另外，在上述的黏度比則成為小於特定範圍之0.52的比較例2之光波導中，顯示有核心的剖面為縱長形且於上部為凸之形狀(圖16)。　　[0044] 如以上，藉由本發明之光波導之製造方法，藉由將核心的形成材料與覆蓋的形成材料之黏度比作為特定的範圍之時，可得到核心的剖面形狀則更接近於正圓之略圓形之光波導。

[0045]10‧‧‧光波導11、12、13、14‧‧‧核心部11A、12A、13A、14A‧‧‧未硬化之核心部19‧‧‧覆蓋部19A‧‧‧未硬化的覆蓋部91‧‧‧支持體92‧‧‧底板93‧‧‧外框94‧‧‧吐出部95‧‧‧吐出部主體96‧‧‧針狀部H₁‧‧‧高度

[0010] 　　圖1係例示光波導之製造工程的圖(其1)。　　圖2係例示光波導之製造工程的圖(其2)。　　圖3係例示光波導之製造工程的圖(其3)。　　圖4係例示光波導之製造工程的圖(其4)。　　圖5係例示光波導之製造工程的圖(其5)。　　圖6係例示光波導之製造工程的圖(其6)。　　圖7係例示光波導之製造工程的圖(其7：光波導10之平面圖)。　　圖8係例示光波導之製造工程的圖(其8：沿著圖7之A-A線的剖面圖)。　　圖9係例示光波導之製造工程的圖(其9：沿著圖7之B-B線的剖面圖)。　　圖10係顯示在製造例1所得到之反應性聚矽氧化合物(SC1)之¹ H NMR頻譜的圖。　　圖11係顯示在製造例2所得到之反應性聚矽氧化合物(SC2)之¹ H NMR頻譜的圖。　　圖12係顯示在實施例1所製作之光波導的藉由數位顯微鏡之觀察結果(透過模式)的剖面照片。　　圖13係顯示在實施例2所製作之光波導的藉由數位顯微鏡之觀察結果(透過模式)的剖面照片。　　圖14係顯示在實施例3所製作之光波導的藉由數位顯微鏡之觀察結果(透過模式)的剖面照片。　　圖15係顯示在比較例1所製作之光波導的藉由數位顯微鏡之觀察結果(透過模式)的剖面照片。　　圖16係顯示在比較例2所製作之光波導的藉由數位顯微鏡之觀察結果(透過模式)的剖面照片。

Claims

一種光波導之製造方法，係具有：刺入吐出部前端的針狀部於未硬化之覆蓋部的第1工程，和自前述針狀部吐出未硬化之材料的同時，使前述針狀部移動在前述未硬化之覆蓋部內，形成使前述未硬化之覆蓋部被覆周圍之未硬化的核心部之第2工程，和自前述未硬化之覆蓋部拔去前述針狀部之第3工程，和使前述未硬化之覆蓋部及前述未硬化之核心部硬化的第4工程之光波導之製造方法，其特徵為在前述第2工程的溫度中，形成前述未硬化之核心部之材料的黏度/形成前述未硬化的覆蓋部之材料的黏度之黏度比則為1.20~6，針狀部之移動速度為5~30mm/s及/或針狀部之吐出壓力為10~1000kPa者。
如申請專利範圍第1項記載之光波導之製造方法，其中，於前述第3工程與前述第4工程之間，作為一連串的工程而重複實施前述第1工程，前述第2工程及前述第3工程，形成使前述未硬化之覆蓋部被覆周圍之複數的未硬化之核心部。
如申請專利範圍第1項或第2項記載之光波導之製造方法，其中，前述光波導為在其剖面的核心部之折射率，則將核心部的中心作為最大值而朝向外周部，折射率則連續性地降低之光波導。
如申請專利範圍第1項記載之光波導之製造方法，其中，形成前述未硬化之核心部之材料的黏度/形成前述未硬化的覆蓋部之材料的黏度之黏度比為1.5~6。
如申請專利範圍第1項記載之光波導之製造方法，其中，使前述核心之間隔成為20~300μm。