薄膜光波导和其制造方法以及电子设备装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种薄膜光波导和其制造方法以及电子设备装置，作为包层材料，使用在硬化后的弯曲弹性模量为１，０００ＭＰａ以下的弹性体的前驱体，其是包含如图４所示的基的聚氨酯单体和聚氨酯低聚物与聚合引发剂的混合物。在基板上涂布该包层材料，然后从上方用压模按压该包层材料并将其延展成很薄的包层材料。在该包层材料硬化而形成下包层后，在下包层上形成芯。接着，在下包层上涂布上述包层材料，然后从上方用压模按压该包层材料并将其延展成很薄的包层材料，然后使该包层材料硬化，从而获得上包层。最后，除去基板，从而获得能以很小的曲率半径进行弯曲的薄膜光波导。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种薄膜光波导及其制造方法。此外，本专利技术还涉及使用上述薄膜光波导的电子设备装置。
技术介绍
近年来，可高速进行大容量数据通信的光通信技术的进步非常显著，其光通信网也持续扩大。光通信技术虽然应用在如横穿国土的长距离通信或地域内的中距离通信中，但在通信距离很短的情况下，也应用于设备内部或设备间的光信号传送等。在移动用设备或小型设备等中，由于各种部件配置密集，因此，必须要曲折地穿过部件间的狭窄的缝隙进行布线。因此，作为电气布线，广泛采用的是柔性印刷电路布线板。同样，为了进行设备内部或设备间等短距离的光信号传送，希望有柔性的薄膜光波导。特别是在移动用小型设备的内部进行光波导布线的情况下，为了节省空间，许多情况下要贴着部件表面进行布线，这就要求具有能以很小的曲率半径进行弯曲的聚合物薄膜光波导。另一方面，作为具有高弯曲性能、容易变形的材料，可列举出弹性体(elastomer)。所谓弹性体，是在常温下具有橡胶状弹性的高分子材料的总称，一般是指如橡胶类那样的弯曲弹性模量低的材料。这里，对弹性体的弯曲弹性模量低的原因进行说明。弹性体的玻璃转移温度很低，在室温下，其聚合物分子产生布朗运动。即，弹性体呈现流动性。另一方面，由于构成弹性体的聚合物分子其分子链之间化学交联，因此，虽然呈现流动性，但其流动性是局部的。从而，弹性体既是固体，又具有容易弯曲的这一橡胶状的性质。弹性体通过能量照射使作为其前驱体的单体或低聚物硬化来获得。弹性体大多由单体或低聚物通过亲水基之间的氢键键合交联而成，其前驱体也大多在分子中含有亲水基。由于前驱体的混合物的亲水基之间氢键键合，因此，其流动性变低，呈现高粘度这一性质。另外，该前驱体的混合物当被能量照射而硬化时，就成为弯曲弹性很小的橡胶状的弹性体。从而，认为如果使用弹性体就可制造能以很小的曲率半径进行弯曲的薄膜光波导。图1(a)～图1(g)是说明现有技术方案的薄膜光波导的制造方法的概略截面图。在该制造方法中，首先，如图1(a)所示，在基板11上滴注包层材料12。该包层材料12是作为低折射率的弹性体的前驱体的单体或低聚物。接着，如图1(b)所示，通过旋转涂布机(spincoater)将基板11上的包层材料12延展得较薄，然后通过能量照射使包层材料12硬化，从而获得下包层13。然后，如图1(c)所示，在下包层13的表面形成图案，形成凹槽14，接着，如图1(d)所示，在凹槽14内充填折射率高于下包层13的芯材料15。该芯材料15是作为折射率高于下包层13的聚合物的前驱体的单体或低聚物。当向该芯材料15照射能量时，如图1(e)所示，芯材料15硬化，在凹槽14内形成了折射率高于下包层13的芯16。接下来，如图1(f)所示，在下包层13和芯16上滴注与下包层13同样的包层材料12(弹性体的前驱体)，通过旋转涂布法将其延展得较薄后，通过向包层材料12照射能量使其硬化，如图1(g)所示，形成了由包层材料12构成的上包层17，从而制造出薄膜光波导18。作为能够以很小的曲率半径进行弯曲的薄膜光波导，最好使用弯曲弹性模量在1,000MPa以下的弹性体。但是，在这样的弹性体的前驱体中，由于粘度高达1,000cP(＝10Pa·s)左右，当将所述弹性体用于上包层17或下包层13的情况下，通过旋转涂布法获得的包层的膜厚，只能减薄到600μm左右，要得到厚度在1,200μm以下的很薄的薄膜光波导就非常困难。因此，即使采用弯曲弹性模量为1,000MPa以下的弹性体，由于其厚度的原因，不能以很小的曲率半径进行弯曲。另一方面，如果减小弹性体的前驱体的粘度，则可以减薄通过旋转涂布法获得的包层的膜厚。但是，当减小弹性体的前驱体的粘度时，硬化后的弹性体(包层)的弯曲弹性模量就会变大，最终，很难获得能够以小的曲率半径进行弯曲的薄膜光波导。因此，在采用旋转涂布法的现有的薄膜光波导的制造方法中，当采用前驱体的粘度较大的弹性体时，不能使包层的膜厚较薄，反之，当采用前驱体的粘度较小的弹性体时，包层的弯曲弹性模量会变大。因此，无论怎样都不能制造出以曲率半径为数mm程度的较小的曲率半径进行弯曲的薄膜光波导。在这样的制造方法中，如果硬要得到很薄的薄膜光波导18，只有在下包层13硬化后、或上包层17硬化后，通过磨削等来使下包层13和上包层17薄片化的方法，为了获得薄的薄膜光波导，需要很多工序，因而在生产率方面存在问题。并且，在专利文献1中，作为芯材料公开了使用聚氨酯类紫外线硬化树脂的材料，在该光波导中，一个包层基板的厚度就有1.5mm，不能期待以很小的曲率半径进行弯曲。专利文献1日本专利公报特开平10-90532号
技术实现思路
本专利技术是鉴于如上所述的技术问题而提出的，其目的在于提供一种能够以很小的曲率半径进行弯曲的薄膜光波导及其制造方法。本专利技术涉及的薄膜光波导，其特征在于，由弯曲弹性模量为1,000MPa以下的弹性体，形成下包层和上包层中的至少一个层，所述上包层和下包层的膜厚之和在300μm以下。对本专利技术的薄膜光波导，由于其上包层和下包层之中的至少一方由弯曲弹性模量为1,000MPa以下的弹性体形成，并且，上下包层的膜厚之和薄至300μm以下，因此，能够使薄膜光波导以很小的曲率半径(例如，数mm以下)进行弯曲。从而，在移动用小型设备内等，就可以将薄膜光波导沿部件的表面，或者，曲折地穿过部件之间的缝隙进行布线。在本专利技术的薄膜光波导的某些实施方式中，也可以在所述下包层和所述上包层之间形成有芯，所述芯由折射率高于所述两包层、且弯曲弹性模量在1,000MPa以下的弹性体形成。当芯由弯曲弹性模量在1,000MPa以下的弹性体形成时，芯也变得容易弯曲，因此，能够使薄膜光波导以更小的曲率半径进行弯曲。在本专利技术的薄膜光波导的其它实施方式中，所述芯的弯曲弹性模量大于所述上包层和所述下包层的弯曲弹性模量。在该实施方式中，由于芯的弯曲弹性模量大于上包层和下包层的弯曲弹性模量，因此，即使在薄膜光波导拉伸或扭转时，也能够将芯的变形抑制到很小，从而能够减小在芯内传播的光的损失。本专利技术的第一薄膜光波导的制造方法，其特征在于，该第一薄膜光波导的制造方法包括以下工序将在硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa以下的弹性体的、由单体或低聚物构成的前驱体，提供给基板的工序；将压模压靠在所述弹性体的前驱体上，通过压模对弹性体的前驱体施加压力，从而使弹性体的前驱体的膜厚变薄的工序；使所述弹性体的前驱体硬化以形成下包层的工序；在所述下包层上形成芯的工序；以及在所述下包层和芯上形成上包层的工序。并且，基板并不仅限于用于成形下包层的玻璃基板等，也可以是用于成形下包层的装置的模板(定盤)等。最好在最后将该基板从薄膜光波导上除去。当使用弯曲弹性模量为1,000MPa以下的弹性体时，弹性体的前驱体的粘度比较大，因而难以减小由弹性体形成的包层的厚度。但是，在本专利技术的第一薄膜光波导的制造方法中，即使采用弯曲弹性模量为1,000MPa以下的弹性体，通过用压模按压弹性体的前驱体以使其变薄，能够获得膜厚很薄(例如，150μm以下的膜厚)的下包层。从而，根据本专利技术，可以获得弯曲弹性模量为1,000MPa以下、且厚度很薄的下包层，从而可以制造出能以很小的曲率半径进行弯曲的薄膜光波导。本专利技术的第二薄膜光波导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜光波导，其特征在于，由弯曲弹性模量为１，０００ＭＰａ以下的弹性体，形成下包层和上包层中的至少一个层，所述上包层和下包层的膜厚之和在３００μｍ以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：石田庆久，榎并显，藤崎民雄，细川速美，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]