(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
下部クラッド層と、前記下部クラッド層上に設けられたパターン状のコア部と、前記コア部上に設けられた上部クラッド層と、を備える長尺状の光導波路フィルムであって、
当該光導波路フィルムの少なくとも一端から所定位置に亘って光コネクタ挿入領域が設けられており、
前記光コネクタ挿入領域において、前記コア部の長手方向に延在する当該光導波路フィルムの側面における表面粗さをSRa3としたとき、
前記SRa3が、0.2μm以下であり、
当該光導波路フィルムは、
短手方向において、上面側に向かって凸形状を有しており、
長手方向において、前記上面側とは反対側の下面側に向かって凸形状を有している、光導波路フィルム。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、本実施の形態では図示するように前後左右上下の方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものである。従って、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【0011】
本実施形態の光導波路フィルム100の概要について説明する。
図1は、光導波路フィルム100の概要を説明するための上面図(
図1(a))、導波路端面101を示す正面図(
図1(b))、側面図(
図1(c))および斜視図(
図1(d))である。
【0012】
本実施形態の光導波路フィルム100は、下部クラッド層130と、下部クラッド層130上に設けられたパターン状のコア部112と、およびコア部112上に設けられた上部クラッド層120と、が積層された積層構造を有することができる。光導波路フィルム100は、長尺状の樹脂フィルムであり、それ自体単独で自立することができる。また、光導波路フィルム100は、靱性を有しており、曲げた状態でも曲げていない状態でも使用することができる。本実施形態の光導波路フィルム100は、少なくとも一端に光コネクタ挿入領域106を有することができ、かかる一端(光コネクタ挿入領域106)が光コネクタに挿入されてなる光部品に用いることができる。
【0013】
図1(a)の上面図に示すように、本実施形態の光導波路フィルム100は、上面視において、コア部112の長手方向に対して長尺状の板部材とすることができる。すなわち、光導波路フィルム100の長手方向の長さは、光導波路フィルム100の短手方向の幅よりも長尺である。本実施形態において、光導波路フィルム100の上面視において、コア部112が延在している方向を長手方向とし、当該長手方向に対して直交する方向であり、複数のコア部112が横並びする方向を短手方向とする。
【0014】
光導波路フィルム100の一端には光コネクタ挿入領域106が形成されていてもよい。光コネクタ挿入領域106における光導波路フィルム100の端面には導波路端面101が形成されている。導波路端面101は、光入射面として機能する。例えば、光導波路フィルム100の導波路端面101において、光コネクタを介して、光が入出力することができる。
【0015】
一方、光導波路フィルム100の他端には、同様に光コネクタ挿入領域が形成されていてもよいが、
図1(a)のように光変換領域107が形成されていてもよい。例えば、光変換領域107の表面102には溝部109が形成されていてもよい。溝部109は、コア部112を通過する光信号の光路変換を行うミラーとして機能する。
【0016】
本実施形態の光導波路フィルム100において、光コネクタ挿入領域106から光変換領域107に亘って、コア部112が延在していてもよい。また、コア部112は、一端の導波路端面101から他端の光変換領域107における端面まで、延在していてもよい。ただし、光変換領域107に溝部109が形成されている場合、光変換領域107におけるコア部112は、溝部109により分断されていてもよい。
【0017】
図1(b)の正面図に示すように、光導波路フィルム100の導波路端面101は、例えば、下部クラッド層130、コア層110、上部クラッド層120がこの順で積層した積層構造を有することができる。また、光導波路フィルム100に対して平行な断面視において、光導波路フィルム100の断面構造においても、上記の積層構造を有することができる。本実施形態において、上部クラッド層120の上面は上部基材層140で覆われていてもよい。下部クラッド層130の下面は下部基材層150で覆われていてもよい。これにより、光導波路フィルム100の機械特性や耐久性を向上させることができる。
【0018】
また、光導波路フィルム100の短手方向において、コア層110は、複数のコア部112が互いに離間して配置されている。コア部112の間にはクラッド部114が形成されている。このように、本実施形態において、コア部112は、上下左右をクラッド層(上部クラッド層120、下部クラッド層130)またはクラッド部114で覆われているため、優れた光学特性を実現することができる。
【0019】
図1(c)の側面図に示すように、本実施形態の光導波路フィルム100は、下部クラッド層130、コア層110および上部クラッド層120の積層構造を有することができる。側面におけるコア層110においては、コア部112がクラッド部114で覆われている構造を有する。すなわち、複数のコア部112は、それぞれの両側面がクラッド部114で覆われた構造を有することができる。
【0020】
本実施形態の表面粗さSRaは、所定の2次元エリアにおける3次元平均表面粗さを示すものであり、直線的に凹凸を測定することにより1つの断面から算出される2次元平均粗さRaと比較して、測定値のバラツキを低減できるため安定した評価結果を得ることができる。ここで、2次元平均粗さRaは、山の最大値と最小値の絶対値の平均値を示す。
【0021】
本実施形態の表面粗さSRaは、例えば、レーザー顕微鏡(例えば、オリンパス社製「OLS3100」)により、倍率1200倍で表面を観察し、30μm×30μm(厚み方向×面内方向)の測定領域を測定することにより得られた測定結果から算出することができる。
【0022】
本実施形態において、導波路端面101における表面粗さの測定領域は、
図1(b)の点線で示すエリアであり、コア部112の外周よりも内部に存在することが好ましい。すなわち、導波路端面101における表面粗さの測定領域は、コア部112内部のみであり、他の上部クラッド層120、や上部基材層140などに跨らない領域とすることができる。
【0023】
また、側面における表面粗さの測定領域は、
図1(c)の点線で示すエリアであり、コア層110(クラッド部114)の外周よりも内部に存在することが好ましい。すなわち、側面における表面粗さの測定領域は、コア部112内部のみであり、他の上部クラッド層120、や上部基材層140などに跨らない領域とすることができる。
【0024】
本実施形態の光導波路フィルム100中、光コネクタ挿入領域106において、コア部112同士が隣接する導波路端面101における表面粗さをSRa
1とし、光コネクタ挿入領域106以外の領域において、当該光導波路フィルム100の側面における表面粗さをSRa
2とし、光コネクタ挿入領域106におけるコア部112の長手方向に延在する光導波路フィルム100の側面103における表面粗さをSRa
3とする。
【0025】
本実施形態において、光コネクタ挿入領域106における側面103の表面粗さSRa
3の上限値は、例えば、0.2μm以下であり、好ましくは0.18μm以下であり、より好ましくは0.15μm以下である。すなわち、光コネクタ挿入領域106における側面103を鏡面とすることができる。これにより、高精度の加工精度で形成されることになるので、側面103の位置と内側のコア部112の位置との位置精度に優れるため、コア部112を位置合わせし易い構造となる。また、光コネクタ挿入領域106における光導波路フィルム100の寸法幅も高度に制御されているため、光コネクタの挿入口に対する寸法安定性に優れた構造となる。また、側面103とコネクタの内壁側面との間に空隙が生じること抑制できる。このため、かかる空隙に異物が詰まることを抑制でき、光コネクタの生産性を向上できる。なお、空隙に詰まった異物は、使用時に脱落またはコア部に付着し、光信号の品質劣化を引き起こすことがある。本実施形態によれば、このような異物の混入を抑制することができるため、光コネクタ挿入後における光導波路フィルム100の光学特性を向上させることができる。一方で、側面103における表面粗さSRa
3の下限値は、特に限定されないが、例えば、0.01μm以上でもよい。なお、光コネクタの挿入口に挿入した状態で使用した場合、光コネクタ挿入領域106における光導波路フィルム100の表面や側面103は、光コネクタで覆われた状態となる。
【0026】
また、導波路端面101における表面粗さSRa
1の上限値は、例えば、0.2μm以下であり、好ましくは0.18μm以下であり、より好ましくは0.15μm以下である。これにより、導波路端面101における入出光の減衰を抑制できる。一方で、導波路端面101における表面粗さSRa
1の下限値は、特に限定されないが、例えば、0.01μm以上でもよい。
【0027】
また、光導波路フィルム100の側面における表面粗さSRa
2の上限値は、例えば、2μm以下であり、好ましくは1.8μm以下であり、より好ましくは1.5μm以下である。これにより、異物やバリ、層間剥離などの発生により製造安定性の低下を抑制できる。一方で、光導波路フィルム100の側面における表面粗さSRa
2の下限値は、例えば、上記表面粗さSRa
1と比較して相対的に大きければ特に限定されないが、例えば、0.3μm以上であり、好ましくは0.4μm以上であり、より好ましくは0.5μm以上である。これにより、生産性を向上させることができる。また、表面粗さSRa
2を上記範囲内とすることにより、光導波路フィルム100の側面における光学特性のバランスを高めることができる。
【0028】
本実施形態において、表面粗さSRa
2を有する側面は、
図1(a)に示す接続路領域108における光導波路フィルム100の側面104とすることができる。これにより、光コネクタ挿入領域106と光変換領域107との間における光学特性を向上させることができる。また、表面粗さSRa
2を有する側面は、
図1(a)に示す光変換領域107の外周面まで含めることができる。これにより、前述の外光や戻り光による影響を抑制できるので、光変換領域107に形成された溝部109において入出力される光の光学特性を向上させることができる。本実施形態の光導波路フィルム100において、側面103と側面104とが異なる表面粗さSRaを有することができる。すなわち、側面103の表面粗さSRa
3は、側面104の表面粗さSRa
2よりも小さくすることができる。本実施形態の光導波路フィルム100によれば、使用態様に応じて、側面の表面粗さを適切に制御することができる。
【0029】
本実施形態では、例えば光導波路フィルム100中に含まれる各成分の種類や配合量、光導波路フィルム100の層構造や製造方法等を適切に選択することにより、上記SRaを制御することが可能である。これらの中でも、例えば、ダイシングブレード等の高精度のカッティング方法を使用することにより鏡面を形成すること、カッティングソーや刃型等の切断面が粗くなるカッティング方法を使用することにより粗面を形成すること等が、上記SRa
1からSRa
3を所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。
【0030】
図1(d)の斜視図に示すように、本実施形態の光導波路フィルム100は、短手方向において、上面側に向かって凸形状を有することができ、かつ、長手方向において、当該上面側とは反対側の下面側に向かって凸形状を有することができる。ここで、
図1(d)における上面とは、光導波路フィルム100の表面102であり、光の出入力面(例えば、レンズ等の実装面)とする。
なお、
図1(a)〜
図1(c)においては、光導波路フィルム100の概略を理解するための図であるため、
図1(d)に示されるような凸構造については示されていない。
【0031】
本実施形態の光導波路フィルム100は、長手方向における自由度Xおよび短手方向における自由度Yを有することができる。本実施形態における自由度とは、荷重が加えられていないときの初期の構造状態を意味するものであり、
図2および
図3で示されているとおり、反りが無い状態を基準とした変位量で表現される。
図2(a)(b)は、自由度Xの測定方法を説明するための図であり、
図3(a)(b)は、自由度Yの測定方法を説明するための図である。なお、
図2(a)は、
図2(b)の光導波路フィルム100の側面図である。
図3(a)は、
図3(b)の光導波路フィルム100の導波路端面101を示す正面図である。
【0032】
本実施形態の光導波路フィルム100においては、下記条件で測定した、コア部112の長手方向における自由度をXとし、長手方向と直交する方向であってコア部112同士が隣接する短手方向における自由度をYとしたとき、X/Y(ただし、X>0、かつ、Y>0)は、120以上1200以下とすることができる。
【0033】
長手方向における自由度Xの測定条件は、次の通りである。
図2(b)に示すように、地面に対して水平な搭載面210を有する支持台200を準備し、光導波路フィルム100の一端が自由端220となるように支持台200の搭載面210に光導波路フィルム100を設置し、一端(自由端220)から25mmの位置を固定する。この固定位置を基準として、一端(自由端220)の、搭載面210に対して垂直方向の変位量を、上記自由度Xとする。測定は、室温25℃で行う。
【0034】
また、さらに詳細な条件としては、次のようなものが挙げられる。
図2において、光導波路フィルム100の一端(自由端)は、導波路端面101を有するものである。また、光導波路フィルム100の表面102(上面)を、支持台200の搭載面210に対向するように固定する。また、本発明者が検討した結果、
図2に示すように、自由端の長さが25mm程度であれば、重力による自重の変形の影響を受けずに、自由端220がどの程度浮くか測定できることが分かった。
【0035】
短手方向における自由度Yの測定条件は、次の通りである。
図3(b)に示すように、地面に対して水平な搭載面210を有する支持台200を準備し、光導波路フィルム100の一端が自由端220となるように支持台200の搭載面210に光導波路フィルム100を設置し、一端(自由端220)から7mmの位置を固定する。一端(自由端220)とは反対側の他端からコア部112に光を入射し、自由端220におけるコア部112の位置情報を取得する。続いて、
図3(a)に示すように、コア部112の位置情報から、短手方向における最外に位置する第1コア部240と短手方向における中心に最隣接した第2コア部250との位置ずれ量を算出し、自由度Yとする。測定は、室温25℃で行う。
【0036】
また、さらに詳細な条件としては、次のようなものが挙げられる。
図3(b)において、光導波路フィルム100の一端(自由端)は、導波路端面101を有するものである。また、光導波路フィルム100の裏面(光が入出力可能な溝部109を有する表面102とは反対の面)を、支持台200の搭載面210に対向するように、荷重を加えて固定しない状態で静置する。他端からコア部112に光を入射するとは、他端に形成された導波路端面でもよいが、他端側の溝部109から光を照射し、コア部112を通って自由端220の導波路端面101から出力させてもよい。続いて、
図3(a)に示すように、導波路端面101における光の照射位置から、コア部112の位置情報を取得する。コア部112の位置情報は、カメラで測定する。このように得られたコア部112の位置情報を、X軸とY軸からなる平面座標にプロットする。そして、平面座標上において、最外に位置するコア部112(第2コア部250)の2点を結ぶ直線Lを引き、かかる直線Lから、中心に最隣接したコア部112(第1コア部240)を示す座標の距離D(コア部112が対称構造を有する場合であって、2つの第1コア部240が存在するときには、かかる距離Dのうち大きい方)を、上記自由度Yとする。
また、本発明者は、短手方向における自由度Yは、直接顕微鏡で測定することは困難であり、光の入出力によりコア部112の位置情報(位置座表)を用いることにより検出できることを見出した。
【0037】
本実施形態の光導波路フィルム100において、自由度Yに対する自由度Xの比であるX/Yの下限値は、例えば、120以上であり、好ましくは125以上であり、より好ましくは130以上である。これにより、光導波路フィルム100全体の剛性を高められる。このため、光コネクタへの挿入しやすさや光導波路フィルム100の搬送しやすさを高められるので、光コネクタの製造安定性を向上させることができる。一方で、上記X/Yの上限値は、例えば、1200以下であり、好ましくは1100以下であり、より好ましくは1000以下である。これにより、光コネクタへの挿入後における光導波路フィルム100の搬送性を向上させることができる。
【0038】
また、上記自由度Xの下限値は、例えば、0.5mm以上であり、好ましくは0.6mm以上であり、より好ましくは0.7mm以上である。これにより、平面上に配置された状態の光導波路フィルム100を掴みやすくなるため、光導波路フィルム100のハンドリング性を向上させることができる。また、光コネクタ挿入時においても光導波路フィルム100の表面の視認性が良好となる。このため、光導波路フィルム100における光素子の搭載面が判別し易くなる。また、自重による光導波路フィルム100の変形を抑制できる。このため搬送時における光導波路フィルム100の変形を抑制することができる。
【0039】
一方で、上記自由度Xの上限値は、例えば、4mm以下であり、好ましくは3.8mm以下であり、より好ましくは3.5mm以下である。これにより、長手方向において曲げていない状態で使用したときでも、光導波路フィルム100の光学特性を向上させることができる。また、光コネクタの挿入口への挿入性を向上させることができる。
【0040】
また、上記自由度Yの下限値は、例えば、1μm以上であり、好ましくは1.5μm以上であり、より好ましくは2μm以上である。これにより、光コネクタの挿入口に挿入したときに、光導波路フィルム100の一端を光コネクタに仮固定することができる。このため、接着剤などで固定する前に、光コネクタと光導波路フィルム100との位置ずれを防止することができる。また、アーチ構造により剛性を向上させることができる。このため、搬送時における光導波路フィルム100の変形を抑制することができる。
【0041】
一方で、上記自由度Yの上限値は、例えば、10μm以下であり、好ましくは9μm以下であり、より好ましくは8μm以下である。これにより、光コネクタの挿入口への挿入性を向上させることができる。また、手方向において曲げていない状態で使用したときでも、光導波路フィルム100の光学特性を向上させることができる。
【0042】
本実施形態では、例えば光導波路フィルム100中に含まれる各成分の種類や配合量、光導波路フィルム100の層構造や製造方法等を適切に選択することにより、上記自由度Xおよび自由度Yを制御することが可能である。これらの中でも、例えば、上部基材層140や下部基材層150等の光導波路フィルム100の外層(たとえば、上部クラッド層120や下部クラッド層130よりも外側の層)において、上面側と下面側で弾性率が相違する材料を用いること、弾性率が高いポリイミドなどの材料を用いること、また、これらの各層を引っ張った状態で積層しないこと等が、上記自由度Xおよび自由度Yを所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。
【0043】
詳細なメカニズムは定かでないが、光導波路フィルム100の作製時において、各層を引っ張らずに積層しているため、上部基材層140や下部基材層150の残留応力により、光導波路フィルム100が上記自由度Xおよび自由度Yを有するものと考えられる。このため、本実施形態の光導波路フィルム100は、各層の間(たとえば、上部基材層140と上部クラッド層120との間や、下部基材層150と下部クラッド層130との間)には界面応力がほとんど生じないため、光学特性に優れるものと推察される。
【0044】
以上のように、本実施形態の光導波路フィルム100は、曲直自在のフレキシブルな樹脂フィルムであり、長手方向における自由度Xおよび短手方向における自由度Yを有することができる。本実施形態の光導波路フィルム100によれば、光コネクタへの挿入操作性を高められ、光学部品の製造安定性を向上させることができる。また、光コネクタに装着された状態においても、光導波路フィルム100の光学特性を向上させることができる。
【0045】
また、本実施形態の光導波路フィルム100は、
図1(d)の斜視図に示すように、短手方向において、上面側に向かって凸形状を有することができ、かつ、長手方向において、当該上面側とは反対側の下面側に向かって凸形状を有することができる。このため、搬送時において自重による変形を抑制できるため、光導波路フィルム100を光コネクタの挿入口への挿入性を向上させることができる。なお、載置された状態から光導波路フィルム100を把持しやすく、搬送効率を高めることができる。
次に、本実施形態の光導波路フィルム100の製造方法について説明する。
本実施形態の光導波路フィルム100の製造方法としては、下部クラッド層130、下部クラッド層130上に設けられたパターン状のコア部112、およびコア部112上に設けられた上部クラッド層120、が積層された光導波路シート10を準備する準備工程と、光導波路シート10から、コア部112の長手方向に対して長尺状の光導波路フィルム100を切り出す切出工程と、を有することができる。そして、この光導波路フィルム100の製造方法における切出工程は、光導波路フィルム100の導波路端面101を、ダイシングブレードにより切り出す第1切出工程と、ダイシングブレードで切り出された領域以外の残りの領域を、レーザー、ルーター、超音波カッターまたはウォータージェットによる切断および刃型を用いた打ち抜きからなる群から選択される一種の加工方法により切り出す第2切出工程と、を含むことができる。
【0046】
本実施形態の光導波路フィルム100の製造方法によれば、光導波路フィルム100の導波路端面101を精密カット手段で切り出すことができる。これにより、導波路端面101を鏡面構造とすることができ、光導波路の結合面において、散乱による光の減衰を十分に抑制することが可能になる。一方で、精密カット手段で切り出した領域以外の領域を、精度加工よりもカット速度に優れた高加工カット手段で切り出すことにより、光導波路フィルム100の生産性の向上することができる。
【0047】
ここで、異なるカット手段を併用せずに、同じ加工手段のみで切り出された光導波路フィルムにおいては、導波路反面における光学特性と生産性とはトレードオフの関係となり、一方を向上させれば、他方は低下してしまう結果となっていた。
【0048】
これに対して、本実施形態によれば、精密カット手段と高加工カット手段との加工手段からカッティング面の要求特性に応じて最適な手段を選択し、これらを併用することにより、光導波路における光の減衰の抑制などの光学特性を向上させつつ、光導波路フィルム100の生産性を向上させることができる。
【0049】
以下、本実施形態の光導波路フィルム100の製造方法について詳述する。
本実施形態の光導波路フィルム100の製造方法は、光導波路シート10を準備する準備工程と、光導波路シート10から長尺状の光導波路フィルム100を切り出す切出工程と、を含むものである。
【0050】
図4は、光導波路シート10の構造を示す模式図である。
図4(a)は、本実施形態の光導波路シート10の上面図である。
図4(b)は、本実施形態の光導波路シート10の積層構造を示す、
図4(a)のA−A´断面図である。
図4(c)は、光導波路シート10の変形例における積層構造を示す断面図である。また、
図5は、光導波路シート10から光導波路フィルム100を切り出す工程を説明するための図である。
【0051】
(光導波路シート10の準備工程)
まず、
図4に示すような光導波路シート10を準備する。本実施形態の準備工程は、下部クラッド層130、下部クラッド層130上に設けられたパターン状のコア部112、およびコア部112上に設けられた上部クラッド層120、が積層されたフィルム構造体(光導波路シート10)を形成する工程を含むことができる。
【0052】
本実施形態の光導波路シート10は、フィルム形状であり、枚葉状でもよく、巻き取り可能なロール状でもよい。また、上記切出工程の前に、本実施形態の光導波路シート10を、所定面積を有する複数のブロック(区画)に裁断してもよい。これにより、光導波路シート10のハンドリング性を向上させることができる。それぞれのブロックは、生産性の観点から、複数の光導波路フィルム100分の面積を有していてもよい。それぞれの区画は、長方形形状とすることができる。
【0053】
光導波路シート10は、上面視において所定の形状を有しているが、長方形でも、正方形を有していてもよい。生産性の観点から、光導波路シート10は、
図4(b)または
図4(c)に示すコア部112が延在する長手方向に対して、長手方向に対して直交する短手方向よりも幅長くなるように延在してもよい。
【0054】
本実施形態の光導波路シート10は、
図4(a)および
図5に示すように、上面視において少なくとも1以上の光導波路フィルム100の面積を有するものであればよく、生産性の観点から、複数の光導波路フィルム100の合計面積を有していることが好ましい。例えば、長手方向における光導波路シート10の幅は、1つまたは2以上の光導波路フィルム100の長尺分が切り取れる面積を有していてもよく、短手方向における光導波路シート10の幅は、1つまたは2以上の光導波路フィルム100の短尺分が切り取れる面積を有していてもよい。
【0055】
本実施形態の光導波路シート10は、
図4(b)に示すように、下部クラッド層130、パターン化されたコア部112および上部クラッド層120を有することができる。なお、光導波路シート10は、
図4(c)に示すように、下部クラッド層130の下面側に下部基材層150が形成されていてもよい。また、上部クラッド層120の上面側に上部基材層140が形成されていてもよい。
【0056】
本実施形態においては、一例として、
図4(c)に示す光導波路シート10を製造する工程を説明する。この場合、上記の準備工程は、下部基材層150の上面側に下部クラッド層130を形成する工程と、上部クラッド層120の上面側に上部基材層140を形成する工程と、を含むことができる。具体的な一例としては、まず、基材(下部基材層150)の表面上に下部クラッド層130を形成する。続いて、下部クラッド層130の表面上に、パターン形状を有するコア部112を形成する。続いて、コア部112を覆うように、上部クラッド層120を形成する。その後、上部クラッド層120の表面上に上部基材層140を形成する。
【0057】
本実施形態において、上記のパターン形状を有するコア部112の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、露光法、エッチング法または複製法等の各種の光導波路加工方法を用いることができる。
【0058】
露光法による光導波路加工方法の場合、例えば、次のように、フォトリトグラフィー法による現像工程が不要な第1工程と、現像工程が必要な第2工程を採用することができる。
まず、基材上に下部クラッド層およびコア層を形成する。続いて、フォトリトグラフィー法によりコア層にコアパターンを形成する。例えば、コアパターンを有するフォトマスクを介して、コア層に対して、活性光線を照射する露光処理を行う。
ここで、第1工程の場合、コア層のうち、露光領域にパターン化されたコア部が形成され、未露光領域にはクラッド部が形成される。一方で、第2工程の場合、コア層のうち、露光領域に硬化部(コア部)が形成され、未露光領域に未硬化部が形成される。そして、各種溶剤及びアルカリ溶液等の現像液を用いた現像工程で未硬化部を除去し、硬化部を残すことでパターン下されたコア部を形成する。その後、コア部上に上部クラッド層を形成する。
また、コア層を形成した後で、得られたコア層の両側に、それぞれ下部クラッド層および上部クラッド層を積層してもよい。
【0059】
また、エッチング法による光導波路加工方法の場合、例えば、次のような工程を採用することができる。まず、基材上に下部クラッド層およびコア層を形成する。コア層上にパターンを有するフォトレジストを形成する。当該フォトレジストをマスクとして、下層のコア層をパターニングする。パターニングには、たとえば、リアクティブイオンエッチングなどの各種エッチング方法が用いられる。そして、マスクを除去した後、パターニングされたコア部を埋め込むように上部クラッド層を形成する。
【0060】
また、複製法による光導波路加工方法の場合、例えば、次のような工程を採用することができる。まず、基材上に下部クラッド層を形成する。当該下部クラッド層に、コアパターンを有する型を押し付けて、当該下部クラッド層の内部方向にコアパターン状の穴部を形成する。形成された穴部にワニス状のコア層形成用樹脂組成物を注入し、パターン化されたコア部を形成する。そして、コア部上に上部クラッド層を形成する。
【0061】
本実施形態において、基材(下部基材層150)上に、クラッド層(上部クラッド層120、上部クラッド層120)やコア層110を形成する手法としては、ワニス状の樹脂組成物を塗布する方法やワニス状の樹脂組成物からなる樹脂膜を積層する方法などが用いられる。
【0062】
上記の塗布する方法としては、例えば、ピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコーター等の各種コーター装置を用いて直接塗布する方法、スクリーン印刷などの印刷方法が用いられる。印刷方法により、部分的に塗布することができる。
また、上記の樹脂膜を形成する方法としては、例えば、ワニス状の樹脂組成物を基材上に塗布した後、得られた塗布膜を乾燥する方法を用いることができる。
また、上記の積層する方法としては、例えば、フィルム状の樹脂膜を、ロールラミネート、真空ロールラミネート、平板ラミネート、真空平板ラミネート、常圧プレス、真空プレス等を用いて積層する方法を用いることができる。
【0063】
本実施形態において、例えば、一旦基材(下部基材層150)上に下部クラッド層130等の層を形成し、その後、基材を剥離することで形成することが可能である。この場合、下部クラッド層130は、コア層110を形成する前に、硬化させておいてもよい。これにより、下部クラッド層130の強度を向上させることができる。
【0064】
次に、コア層110(またはコア部112)、クラッド層(上部クラッド層120、下部クラッド層130)、基材層(上部基材層140、下部基材層150)の各成分について説明する。
【0065】
(コア層形成用樹脂組成物)
本実施形態のコア層形成用樹脂組成物は、例えば、ポリマーA、モノマーAおよび重合開始剤Aを含むことができる。
【0066】
上記ポリマーAとしては、たとえば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、PETやPBTのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて、ポリマーアロイ、ポリマーブレンド(混合物)、共重合体等として用いることができる。
【0067】
この中でも、アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、環状オレフィン系樹脂などを用いることができる。
アクリル系樹脂としては、例えば、単官能アクリレート、多官能アクリレート、単官能メタクリレート、多官能メタクリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート、エポキシアクリレート、エポキシメタクリレート、ポリエステルアクリレート、または尿素アクリレートからなる群から選択される一種以上を含むアクリル化合物の重合体が挙げられる。また、アクリル系樹脂は、ポリエステル骨格、ポリプロピレングリコール骨格、ビスフェノール骨格、フルオレン骨格、トリシクロデカン骨格、ジシクロペンタジエン骨格などを有していてもよい。
フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールA、ビスフェノールA型エポキシ化合物またはそれらの誘導体、およびビスフェノールF、ビスフェノールF型エポキシ化合物またはそれらの誘導体を共重合成分の構成単位として含むものが挙げられる。
【0068】
ポリマーAの含有量は、たとえば、コア層形成用樹脂組成物の固形分全体に対して15質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。これにより、機械特性が向上する。また、コア層形成用樹脂組成物に含まれるポリマーの含有量は、たとえばコア層形成用樹脂組成物の固形分全体に対して95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。これにより、光学特性が向上する。
【0069】
本実施形態において、樹脂組成物の固形分全体とは、組成物樹脂中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。また、本実施形態において、樹脂組成物全体に対する含有量とは、溶媒を含む場合には、樹脂組成物のうちの溶媒を除く固形分全体に対する含有量を指す。
【0070】
上記モノマーAとしては、分子構造中に重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ノルボルネン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー、光二量化モノマー等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0071】
この中でも、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマーなどを用いてもよい。
アクリル酸(メタクリル酸)系モノマーとしては、例えば、2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物を用いてもよく、2官能又は3官能以上の(メタ)アクリレートを用いてもよい。例えば、脂肪族(メタ)アクリレート、脂環式(メタ)アクリレート、芳香族(メタ)アクリレート、複素環式(メタ)アクリレート、またはこれらのエトキシ化体、プロポキシ化体、エトキシ化プロポキシ化体、カプロラクトン変性体などが挙げられる。また、分子内に、ビスフェノール骨格、ウレタン骨格などを有していてもよい。
エポキシ系モノマーとしては、脂環族エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物等が挙げられる。
【0072】
上記モノマーAとしては、可視光、紫外線、赤外線、レーザー光、電子線、X線等の活性光線の照射により、照射領域において反応して反応物を生成する光重合性モノマーを用いてもよい。また、上記モノマーAは、活性光線の照射時においてコア層中の膜厚と直交する面内方向に移動可能であり、コア層において活性光線の照射領域と非照射領域との間で屈折率差を生じさせるものであってもよい。
【0073】
モノマーAの含有量は、ポリマーAの100質量%に対し、1質量%以上70質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。これにより、屈折率変調をより確実に起こすことができる。
【0074】
(重合開始剤)
上記重合開始剤Aは、モノマーAの重合反応または架橋反応の種類に応じて適宜選択される。上記重合開始剤Aとしては、例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、スチレン系モノマー等のラジカル重合開始剤、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー等のカチオン重合開始剤を用いることができる。
【0075】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類等が挙げられる。具体的には、イルガキュア651、イルガキュア819、イルガキュア2959、イルガキュア184(以上、BASFジャパン製)等が挙げられる。
【0076】
カチオン重合開始剤としては、例えば、ジアゾニウム塩のようなルイス酸発生型のもの、ヨードニウム塩、スルホニウム塩のようなブレンステッド酸発生型のもの等が挙げられる。具体的には、アデカオプトマーSP−170(ADEKA製)、サンエイドSI−100L(三新化学工業製)、Rhodorsil2074(ローディアジャパン製)等が挙げられる。
【0077】
重合開始剤Aの含有量は、ポリマーAの100質量%に対して、0.01質量%以上5質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上3質量%以下であることがより好ましい。これにより、コア層の光学特性や機械的特性を低下させることなく、モノマーを速やかに反応させることができる。
【0078】
(その他)
コア層形成用樹脂組成物は、例えば、架橋剤、増感剤(光増感剤)、触媒前駆体、助触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、無機粒子、劣化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等をさらに含んでいてもよい。
【0079】
(溶剤)
コア層形成用樹脂組成物に含まれる溶剤としては、たとえばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、セルソルブ系、カルビトール系、アニソール、およびN−メチルピロリドン等の有機溶剤から選択される一種または二種以上を含むことができる。
【0080】
(クラッド層形成用樹脂組成物)
本実施形態のクラッド層形成用樹脂組成物は、例えば、ポリマーB、モノマーBおよび重合開始剤Bを含むことができる。
【0081】
上記ポリマーBとしては、たとえば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、PETやPBTのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて、ポリマーアロイ、ポリマーブレンド(混合物)、共重合体等として用いることができる。
【0082】
この中でも、アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、環状オレフィン系樹脂などを用いることができる。
アクリル系樹脂としては、例えば、単官能アクリレート、多官能アクリレート、単官能メタクリレート、多官能メタクリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート、エポキシアクリレート、エポキシメタクリレート、ポリエステルアクリレート、または尿素アクリレートからなる群から選択される一種以上を含むアクリル化合物の重合体が挙げられる。また、アクリル系樹脂は、ポリエステル骨格、ポリプロピレングリコール骨格、ビスフェノール骨格、フルオレン骨格、トリシクロデカン骨格、ジシクロペンタジエン骨格などを有していてもよい。
フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールA、ビスフェノールA型エポキシ化合物またはそれらの誘導体、およびビスフェノールF、ビスフェノールF型エポキシ化合物またはそれらの誘導体を共重合成分の構成単位として含むものが挙げられる。
【0083】
また、上記ポリマーBは、必要に応じて熱硬化性樹脂を含んでもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、アミノ樹脂、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物、マレイミド化合物、ベンゾオキサジン化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、シクロカーボネート化合物、多官能オキセタン化合物、エピスルフィド樹脂、エポキシ樹脂などの公知慣用の熱硬化性樹脂が使用できる。
【0084】
ポリマーBの含有量は、たとえば、クラッド層形成用樹脂組成物の固形分全体に対して15質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。これにより、機械特性が向上する。また、コア層形成用樹脂組成物に含まれるポリマーの含有量は、たとえばコア層形成用樹脂組成物の固形分全体に対して95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。これにより、光学特性が向上する。
【0085】
上記モノマーBとしては、分子構造中に重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ノルボルネン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー、光二量化モノマー等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0086】
この中でも、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマーなどを用いてもよい。
アクリル酸(メタクリル酸)系モノマーとしては、例えば、2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物を用いてもよく、2官能又は3官能以上の(メタ)アクリレートを用いてもよい。例えば、脂肪族(メタ)アクリレート、脂環式(メタ)アクリレート、芳香族(メタ)アクリレート、複素環式(メタ)アクリレート、またはこれらのエトキシ化体、プロポキシ化体、エトキシ化プロポキシ化体、カプロラクトン変性体などが挙げられる。また、分子内に、ビスフェノール骨格、ウレタン骨格などを有していてもよい。
エポキシ系モノマーとしては、脂環族エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物等が挙げられる。
【0087】
モノマーBの含有量は、ポリマーBの100質量%に対し、1質量%以上70質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。これにより、屈折率変調をより確実に起こすことができる。
【0088】
(重合開始剤)
上記重合開始剤Bは、モノマーBの重合反応または架橋反応の種類に応じて適宜選択される。上記重合開始剤Bとしては、例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、スチレン系モノマー等のラジカル重合開始剤、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー等のカチオン重合開始剤を用いることができる。
【0089】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類等が挙げられる。具体的には、イルガキュア651、イルガキュア819、イルガキュア2959、イルガキュア184(以上、BASFジャパン製)等が挙げられる。
【0090】
カチオン重合開始剤としては、例えば、ジアゾニウム塩のようなルイス酸発生型のもの、ヨードニウム塩、スルホニウム塩のようなブレンステッド酸発生型のもの等が挙げられる。具体的には、アデカオプトマーSP−170(ADEKA製)、サンエイドSI−100L(三新化学工業製)、Rhodorsil2074(ローディアジャパン製)等が挙げられる。
【0091】
重合開始剤Bの含有量は、ポリマーBの100質量%に対して、0.01質量%以上5質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上3質量%以下であることがより好ましい。これにより、コア層の光学特性や機械的特性を低下させることなく、モノマーを速やかに反応させることができる。
【0092】
(その他)
クラッド層形成用樹脂組成物は、例えば、架橋剤、増感剤(光増感剤)、触媒前駆体、助触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、無機粒子、劣化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等をさらに含んでいてもよい。
【0093】
(溶剤)
クラッド層形成用樹脂組成物に含まれる溶剤としては、たとえばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、セルソルブ系、カルビトール系、アニソール、およびN−メチルピロリドン等の有機溶剤から選択される一種または二種以上を含むことができる。
【0094】
ワニス状のコア層形成用樹脂組成物またはクラッド層形成用樹脂組成物は、たとえば上記各成分を、溶剤中に添加し、撹拌することにより得られた溶液を例えば0.2μm孔径のPTFEフィルターでろ過することにより得ることができる。この際、たとえば超音波分散方式、高圧衝突式分散方式、高速回転分散方式、ビーズミル方式、高速せん断分散方式、および自転公転式分散方式などの各種混合機を用いることができる。
【0095】
本実施形態のコア層110中のコア部112は、上述のコア層形成用樹脂組成物で構成されていてもよい。また、上部クラッド層120、下部クラッド層130は、それぞれ、同種または異種の、上述のクラッド層形成用樹脂組成物で構成されていてもよい。
【0096】
(基材層)
基材層(上部基材層140、下部基材層150)の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、またはポリエーテルサルフォン等が挙げられる。基材層としては、これらの構成材料からなるフィルムを用いることができる。
【0097】
本実施形態において、上部基材層140および下部基材層150は、同種の材料で構成されていてもよい。例えば、上部基材層140および下部基材層150は、ポリイミドからなる樹脂層で構成されていてもよい。
【0098】
本実施形態において、上部基材層140および下部基材層150の膜厚の下限値は、それぞれ、例えば、5μm以上でもよく、好ましくは10μm以上である。一方で、上部基材層140および下部基材層150の膜厚の上限値は、それぞれ、例えば、50μm以下でもよく、好ましくは30μm以下であり、より好ましくは25μm以下である。
本実施形態において、下部基材層150の膜厚は、上部基材層140の膜厚と同じであってもよい。
【0099】
本実施形態において、上部基材層140および下部基材層150の弾性率の下限値は、それぞれ、例えば、1GPa以上でもよく、好ましくは2GPa以上であり、より好ましくは3GPa以上である。一方で、上部基材層140および下部基材層150の弾性率の上限値は、それぞれ、例えば、12GPa以下でもよく、好ましくは11GPa以下であり、より好ましくは10GPa以下である。
本実施形態において、下部基材層150の弾性率は、上部基材層140の弾性率と相違してもよい。なお、本実施形態において、上記弾性率は、引張り弾性率とする。
【0100】
本実施形態において、上部クラッド層120および下部クラッド層130の膜厚の下限値は、それぞれ、例えば、1μm以上でもよく、好ましくは3μm以上であり、より好ましくは5μm以上である。一方で、上部クラッド層120および下部クラッド層130の膜厚の上限値は、それぞれ、例えば、50μm以下でもよく、好ましくは30μm以下であり、より好ましくは15μm以下である。なお、上部クラッド層120の膜厚としては、例えば、コア部112上における上部クラッド層120の膜厚としてもよい。
【0101】
本実施形態において、光導波路シート10の全体の膜厚の下限値は、例えば、50μm以上でもよく、好ましくは60μm以上であり、より好ましくは70μm以上である。一方で、光導波路シート10の全体の膜厚の上限値は、例えば、300μm以下でもよく、好ましくは200μm以下であり、より好ましくは150μm以下である。
【0102】
(光導波路フィルム100の切出工程)
次に、光導波路フィルム100の切出工程について、
図5、
図6を用いて説明する。
図5において、光導波路フィルム100から光導波路シート10を切り出す切出領域を、点線で示している。
図6(a)から
図6(c)は、
図5に示す切出領域における切り出し方の変形例を示す工程断面図である。
【0103】
図6(a)に示すように、光導波路フィルム100の切出工程は、光コネクタ挿入領域106における光導波路フィルム100の導波路端面101および側面103において、ダイシングブレードにより切り出す第1切出工程と、光コネクタ挿入領域106以外の領域において、カッティングソー、レーザー、ルーター、超音波カッターまたはウォータージェットによる切断および刃型を用いた打ち抜きからなる群から選択される一種の加工方法により切り出す第2切出工程と、を有することができる。
【0104】
本実施形態に係る第2切出工程において、精度加工よりもカット速度に優れた高加工カット手段としては、例えば、カッティングソー、レーザー、ルーター、超音波カッターまたはウォータージェットによる切断および刃型を用いた打ち抜きからなる群から選択される一種の加工方法を用いることができ、この中でも、カッティングソー、レーザーおよび刃型が好ましく、カッティングソーおよび刃型がより好ましい。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0105】
本実施形態において、ダイシングブレードは、高精度だが、直線的な加工に用いられるものであり、また、カッティングソーによる切断や刃型による打ち抜きなどの加工方法と比べて加工速度が比較的遅い加工手段である。ダイシングブレードなどの精密カット手段により、加工面におけるSRaを小さくすることができる。一方で、カッティングソーや刃型は、回転刃ではない点で、ダイシングブレードとは相違する。また、カッティングソーや刃型は、ダイシングブレードと比較すると切断面の表面粗さが粗くなるものの、加工速度が早く、かつ曲線加工できるなど加工性の点に利点がある。カッティングソーや刃型と同様に、レーザー、ルーター、超音波カッターまたはウォータージェットにおいても、曲線加工などの加工性に優れる。このようなカッティングソーや刃型などの高加工カット手段により、加工面におけるSRaを大きくすることができる。
【0106】
本実施形態に係る第1切出工程は、光導波路フィルム100の短手方向における端面(光入射面として機能する端面)を、ダイシングブレードにより光導波路シート10から切り出すことができる。
【0107】
本実施形態において、ダイシングブレードの加工条件としては、切断面を、表面粗さが非常に低減された鏡面とすることができれば、とくに限定されない。切断方向は、コア部112の延在方向(長手方向)に対して垂直方向でもよいが、当該延在方向に対して傾斜方向であってもよい。
【0108】
本実施形態によれば、ダイシングブレードを使用した精密カット手段により導波路端面101を切り出すことにより、光導波路フィルム100の導波路端面101において、光散乱による光の減衰を抑制することができる。
【0109】
また、光導波路フィルム100の光コネクタ挿入領域106は、光コネクタに挿入されるため、高精度の加工精度が求められる場合がある。このような要求に対応して、ダイシングブレードによる精密カット手段を使用することにより、光コネクタ挿入領域106における光導波路フィルム100の側面103の位置と内部のコア部112の位置とを精密に制御して、光導波路フィルム100の先端部分(光コネクタ挿入領域106)を切り出すことができる。すなわち、上記第1切出工程は、光コネクタ挿入領域106における側面103、すなわち導波路端面101が形成された一端から所定長さの光導波路フィルム100の側面103を、ダイシングブレードにより光導波路シート10から切り出すことができる。これにより、
図6(a)に示すように側面103をダイシングブレードで外形加工することで、優れた位置精度を実現できるため、製造安定性に優れた製造方法とすることができる。
【0110】
本実施形態の光導波路フィルム100の外形加工において、光導波路フィルム100の導波路端面101とともに、光コネクタ挿入領域106における側面103においても、ダイシングブレードにより切り出すことが可能である。このとき、
図6(a)に示すダイシングブレードで切り出された光導波路フィルム100の、導波路端面101と側面103とは直交することができる。これにより、光導波路フィルム100の一端(光コネクタ挿入領域106)を光コネクタ挿入口への挿入容易性と挿入位置精度とを向上させることができる。また、光コネクタに挿入された状態において、光導波路フィルム100の導波路端面101の光学特性を向上させることができる。また、光導波路フィルム100の光コネクタ挿入領域106における幅を維持できるので、光導波路フィルム100の外側に位置する光導波路の光学特性のバラツキを小さくすることができる。
【0111】
本実施形態において、ダイシングブレードによる切出は、光導波路シート10の膜厚方向に対して、全体を一回で切断することで行われることが好ましい。また、導波路端面101の切出に用いるダイシングブレードは、側面103の切出で用いるものと同種でも異なっていてもよい。また、ダイシングブレードの回転数や移動速度は、切断面の表面平滑度合い等に応じて適切に選択することができる。
【0112】
一方で、本実施形態に係る第2切出工程は、上記第1切出工程においてダイシングブレードにより切り出された第1領域以外の第2領域について、加工性に優れた高加工カット手段により切り出すことができる。高加工カット手段で切出可能な第2領域としては、光導波路フィルム100の導波路端面101以外の領域であればよく、例えば、光コネクタ挿入領域106(導波路端面101および側面103)以外の領域でもよく、具体的には、接続路領域108の側面104や、光変換領域107の外周面などが挙げられる。このように、高度な精密加工を要求されていない第2領域において、上記のように、加工性に優れた高加工カットを用いて切り出すことにより、光導波路フィルム100の製造プロセスにおける生産性を向上させることができる。
【0113】
上記高加工カット手段においては、加工速度や曲線加工等の加工性に優れた加工手段であれば特に限定されない。例えば、カッティングソーによる切断や刃型を用いた打ち抜きは、加工速度が向上するとともに、曲線加工が容易になる点で優れる。また、刃型を用いた打ち抜きは、同じ形状を量産する場合に生産性を向上させることができる。
【0114】
本実施形態によれば、光導波路フィルム100のうち、比較的鏡面構造を必要とされない領域(例えば、接続路領域108や光変換領域107等)の外形加工を迅速に行うことができるので、光導波路フィルム100の製造効率を高めることができる。
【0115】
ここで、これまでの光導波路フィルムの切出工程においては、製造工程の工数の削減の観点から、加工手段を変更せずに、同じ加工手段が用いられていた。すなわち、従来の光導波路フィルムの外形領域は、同一加工手段で切り出されていた。
これに対して、本願の光導波路フィルム100の切出工程においては、上述のような精密カット手段と高加工カット手段とを併用することにより、光学特性と加工性とのバランスを優れたものとすることができる。
【0116】
以上により、光導波路シート10から光導波路フィルム100が得られる。
【0117】
以下、本実施形態の光導波路フィルム100の製造工程の変形例を説明する。
図6(a)に示すように、変形例として、光導波路フィルム100の側面103と側面104との間に段差(段部105)が形成されていてもよい。すなわち、光導波路フィルム100の一端から所定位置に亘って形成された光コネクタ挿入領域106における側面103において、所定位置に段差(段部105)が形成されていてもよい。段部105は、側面103と側面104とが互いに相違する切出手段で形成されることにより生じる構造であり、側面103と側面104との交差部分に相当する。例えば、ダイシングブレードによる切断面(側面103)と、カッティングソーまたは刃型等による切断面(側面104)の交差部分に相当する。この段部105は、光コネクタ挿入領域106の位置を示す目印となる。光導波路フィルム100の挿入時に光コネクタ挿入領域106に触れると、異物などが付着し光コネクタへの挿入歩留まりを低くする要因となるため、光コネクタ挿入領域106は触れないことが好ましい。段部105による目印により、光コネクタ挿入領域106を視認しやすくなるため、光コネクタ挿入領域106に触れることを避けることができる。これにより、生産性に優れた光導波路フィルム100の構造を実現することができる。
【0118】
また、本実施形態において、光導波路シート10を、不図示のダイシングテープを介して支持基材に貼り付けた状態で、上記の切出工程を実施することができる。このような支持基材は、ハーフカットされていてもよい。
【0119】
本実施形態の加工工程において、第1切出工程と第2切出工程とは、いずれを先に行ってもよい。言い換えると、第1切出工程の後に、第2切出工程を行ってもよいし、第2切出工程の後に、第1切出工程を行ってもよい。
【0120】
本実施形態において、光導波路フィルム100の端面方向の幅において、接続路領域108における幅をW1とし、光コネクタ挿入領域106における幅をW2としたとき、W2とW1とは同じでもよいが、W2をW1よりも太くなるように切り出してもよい。これにより、光導波路フィルム100の光コネクタ挿入領域106の視認性が向上するので、当該光コネクタ挿入領域106に触れることを抑制でき、挿入歩留まりに優れた構造を実現することができる。
【0121】
また、光導波路フィルム100の両端が光コネクタ挿入領域106であり、その一端と他端に導波路端面101である場合には、それぞれの端面をダイシングブレードにより切り出すことができる。
【0122】
また、
図6(b)に示すように、変形例として、第1切出工程は、光導波路フィルム100の短手方向における導波路端面101のみを、ダイシングブレード(精密カット手段)により切り出すとともに、第2切出工程は、光コネクタ挿入領域106以外の領域、すなわち、光コネクタ挿入領域106の側面103、接続路領域108の側面104および光変換領域107の外周面を、カッティングソーを用いた切断または刃型を用いた打ち抜き等の高加工カット手段により切り出してもよい。
【0123】
図6(b)のような切出工程は、
図6(a)の切出工程よりも、カッティングソーを用いた切断または刃型を用いた打ち抜き等の高加工カット手段を用いた切出領域を増加させることができるので、生産性を高めることができる。
【0124】
また、
図6(c)に示すように、光導波路シート10から複数の光導波路フィルム100を切り出すことも可能である。
【0125】
図6(c)に示すように、光導波路フィルム100の導波路端面101の位置は、短手方向で揃えることが好ましい。これにより、1回のダイシングブレードにより、複数の導波路端面101を切り出すことができるため、生産性を向上させることができる。
【0126】
また、長手方向において、光導波路フィルム100の間には所定の離間部が形成されていてもよい。これにより、光導波路フィルム100の側面103の切断において、カット助走部を確保することができるため、製造安定性を高めることができる。
【0127】
また、複数のカット手段(ダイシングブレード、カッティングソー、または刃型等)を用いて、同時に複数の光導波路フィルム100を切り出す事も可能である。
【0128】
また、溝部109を形成した後に、光導波路フィルム100の切出工程を行ってもよい。溝部109の形成には、例えば、ダイシングブレードを用いてもよい。
【0129】
光導波路フィルム100の外形形状は、上記の例に限定されず、例えば、二叉形状、三つ叉形状であってもよい。
【0130】
また、光導波路フィルム100のコア層110は、単層でもよいが、間にクラッド層を介して複数のコア層が形成されていてもよい。
【0131】
本実施形態の光学部品の製造方法は、光導波路フィルム100の製造方法により得られた光導波路フィルム100の一端(光コネクタ挿入領域106)を光コネクタに挿入する工程を有することができる。これにより、光学部品が得られる。光導波路フィルム100の少なくとも一端(光コネクタ挿入領域106)に光コネクタが形成されていてもよいが、光導波路フィルム100の両端それぞれに光コネクタが形成されていてもよい。
【0132】
本実施形態において、光コネクタとしては、特に限定されないが、例えば、MTコネクタ、MPOコネクタ、MPXコネクタ、PMTコネクタ、PTコネクタ等を用いることができる。
【0133】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【0134】
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【0135】
1.光導波路シートの製造について
(1)離脱性基を有するポリオレフィン系樹脂の合成
水分及び酸素濃度がいずれも1ppm以下に制御され、乾燥窒素で満たされたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン(HxNB)7.2g(40.1mmol)、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン12.9g(40.1mmol)を500mLバイアル瓶に計量し、脱水トルエン60gと酢酸エチル11gを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
【0136】
次に、100mLバイアルビン中にNi触媒1.56g(3.2mmol)と脱水トルエン10mLを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。このNi触媒溶液1mLをシリンジで正確に計量し、上記2種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入して室温で1時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン(THF)60gを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。
【0137】
100mLビーカーに無水酢酸9.5g、過酸化水素水18g(濃度30%)、イオン交換水30gを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次に、この水溶液全量を上記反応溶液に加えて12時間撹拌してNiの還元処理を行った。
【0138】
次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの30%水溶液を100mL加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後に水層を除去した。この水洗プロセスを合計で3回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、60℃に設定した真空乾燥機中で12時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー#1を得た。
【0139】
ポリマー#1の分子量分布は、GPC測定した結果、Mw=10万、Mn=4万であった。また、ポリマー#1中の各構造単位のモル比は、NMR測定による同定の結果、ヘキシルノルボルネン構造単位が50mol%、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が50mol%であった。
【0140】
(2)コア層形成用組成物の製造
精製した上記ポリマー#1の10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(BASF社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(東亜合成製 CHOX、CAS#483303−25−9、分子量186、沸点125℃/1.33kPa)2g、重合開始剤(光酸発生剤)「RhodorsilPhotoinitiator 2074」(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(0.0125g、酢酸エチル0.1mL中)を加えて均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄なコア層形成用組成物を得た。
【0141】
(3)クラッド層の作製
環状オレフィン系樹脂を含むノルボルネン系樹脂組成物(プロメラス社製Avatrel2590の20重量%2−ヘプタノン溶液、10g)に、2−ウンデシルメチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、品番C11Z)(0.06g)を添加して混合し、クラッド層形成用塗布液を得た。このクラッド層形成用塗布液を、2枚の前記ポリイミドフィルムの上にドクターブレードでそれぞれ均一に塗布した後、45℃の乾燥機において15分間乾燥させた。溶剤を完全に除去した後、乾燥機中160℃で2時間加熱して塗膜を硬化させ、光導波路形成用フィルム(クラッド層および基材層)を2枚形成した。
【0142】
(4)コア層の作製
離型処理PETフィルム上にコア層形成用組成物を、ドクターブレードにより均一に塗布した後、40℃の乾燥機に5分間投入した。溶媒を完全に除去して被膜とした後、得られた被膜上に、ライン、スペースの直線パターンが全面に描かれたフォトマスクを圧着した。そして、フォトマスク上から平行露光機により紫外線を照射した。なお、紫外線の積算光量は1300mJ/cm
2とした。
【0143】
次いで、フォトマスクを取り去り、150℃のオーブンに30分間投入した。オーブンから取り出すと、被膜には断面が矩形状をなす鮮明な導波路パターン(複数のコア部)が現れているのが確認された。得られたコア層の厚さは40μmであった。
【0144】
(5)光導波路の作製
(4)で得られたコア層の両面に、それぞれ、(3)で得られた光導波路形成用フィルムのクラッド層をラミネータで積層し、積層体を得た。得られた積層体を160℃、2時間の条件で熱処理し、
図3に示すような光導波路シートを得た。
【0145】
(実施例1)
2.光導波路フィルムの製造について
(6)光導波路試験片の作製
(5)で得られた光導波路シートにダイシングテープを貼りつけ、コネクタ挿入領域以外の領域(
図3に示す接続路領域108、光変換領域107)をカッティングソー(送り速度300mm/秒)でカットしたのち、コネクタ挿入領域(光コネクタ挿入領域106)の側面部(側面103)および端面部(導波路端面101)をダイシングブレードの送り速度5mm/秒としてダイサーを用いてカットし、その後ダイシングテープから、光導波路フィルムを剥離するために紫外線照射を実施し、光導波路フィルムをダイシングテープから剥離し、カッティングソーでの切断部とダイサーでの切断部との継ぎ目(段部105)を有する略矩形の3mm×30mmの光導波路試験片(光導波路フィルム)を得た。
【0146】
(実施例2)
光導波路試験片の作製において、全領域(
図3の光コネクタ挿入領域106、接続路領域108、光変換領域107)をダイシングブレードの送り速度5mm/秒で、ダイサーを用いてカットした以外は実施例1と同様にした。
【0147】
(実施例3)
光導波路試験片の作製において、全領域(
図3の光コネクタ挿入領域106、接続路領域108、光変換領域107)をダイシングブレードの送り速度20mm/秒で、ダイサーを用いてカットした以外は実施例1と同様にした。
【0148】
(比較例1)
光導波路試験片の作製において、全領域(
図3の光コネクタ挿入領域106、接続路領域108、光変換領域107)を、送り速度300mm/秒で、カッティングソーを用いてカットした以外は実施例1と同様にした。
【0149】
3.光導波路フィルムの評価
実施例および比較例で得られた光導波路フィルムについて、次のような評価を行った。評価結果を表1に示す。
【0150】
【表1】
【0151】
表1中、SRa
3は、光コネクタ挿入領域106の側面103における表面粗さを表す。
SRaは、レーザー顕微鏡(オリンパス社製「OLS3100」)により、倍率1200倍で表面を観察し、30μm×30μm(厚み方向×面内方向)の測定領域を測定することにより得られた測定結果から算出した。
【0152】
(製造安定性)
実施例および比較例における光導波路試験片に、PMTコネクタ(JPCA−PE03−01−07S)を取り付けたのち、研磨を実施し、端面の状態を光学顕微鏡で観察した。その結果、比較例1では、コネクタ側面と光導波路試験片との間に空隙が発生し、空隙部における異物の詰まりが発生した。比較例1以外での光導波路試験片では、空隙の発生は確認されなかった。
【0153】
<生産性>
実施例および比較例における光導波路試験片にPMTコネクタ(JPCA−PE03−01−07S)を取り付けたのち、研磨を実施し、端面の状態を光学顕微鏡で観察した。その結果、実施例1により作製した試験片では光導波路試験片端部に研磨傷は確認されなかった。実施例1以外での光導波路試験片では一部の試験片においてコア部に研磨傷が発生した。
【0154】
実施例1〜3の光導波路フィルムは、光コネクタの製造安定性を向上させることができる。また、実施例1の光導波路フィルムは、生産性に優れることが分かった。また、実施例1〜3の光導波路フィルムは、短手方向において、上面側に向かって凸形状を有しており、長手方向において、上面側とは反対側の下面側に向かって凸形状を有していた。
【0155】
以上、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【解決手段】光導波路フィルム100は、下部クラッド層130と、下部クラッド層上に設けられたパターン状のコア部112と、コア部上に設けられた上部クラッド層120と、を備える長尺状の光導波路フィルムであって、光導波路フィルムの少なくとも一端に光コネクタ挿入領域106が設けられており、光コネクタ挿入領域において、コア部の長手方向に延在する光導波路フィルムの側面における表面粗さをSRa