JP4544083B2 - フレキシブル光導波路 - Google Patents
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Description
まず、高分子光導波路フィルム10の構造について説明する。
1)鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、コア凸部に対応する凹部と、この凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する貫通孔を有する鋳型を準備する工程
鋳型の作製は、光導波路コア(以下「コア」とする)に対応する凸部を形成した原盤を用いて行うのが好ましいが、これに限定されるものではない。以下では、原盤を用いる方法について説明する。
<原盤の作製>
コアに対応する凸部22を形成した原盤20(図5(A)に示す)の作製には、従来の方法、たとえばフォトリソグラフィー法やRIE法を特に制限なく用いることができる。また、本出願人が先に出願した電着法又は光電着法により光導波路を作製する方法(特願2002−10240号)も、原盤20を作製するのに適用できる。
<鋳型の作製>
次に、鋳型30の作製の工程について説明する。
2)鋳型30にクラッド用フィルム基材18を密着させる工程
鋳型30にクラッド用フィルム基材18を密着させる。なお、高分子光導波路フィルムは種々の階層における光配線に用いられるので、クラッド用フィルム基材18としての材料は、屈折率、光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、鋳型との密着性、フレキシビリティー等を考慮して選択される。
図5(D)に示すように、凹部32の一端に形成された進入口36にコア形成用硬化性樹脂を注入し、凹部32の他端に形成された排出口38から減圧吸引して、凹部32にコア形成用硬化性樹脂を充填する。このように、減圧吸引することで、鋳型30とクラッド用フィルム基材18との密着性が向上し、気泡の混合を避けることができる。減圧吸引は、例えば、吸引管を排出口38に挿入し、吸引管をポンプに繋げて行われる。
4)充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させ、鋳型30をクラッド用フィルム基材18から剥離する工程
前記3)の工程において、凹部32に充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる。紫外線硬化性樹脂を硬化させるには、紫外線ランプ、紫外線LED、UV照射装置等が用いられ、熱硬化性樹脂を硬化させるには、オーブン中での加熱等が用いられる。
5)コア16が形成されたクラッド用フィルム基材18の上に硬質クラッド部14及び軟質クラッド部12からなるクラッド部11を形成する工程
図5(I)に示すように、コア16が形成されたクラッド用フィルム基材18の上に硬質クラッド部14及び軟質クラッド部12からなるクラッド部11を形成する。クラッド部11としては、クラッド用硬化性樹脂を塗布して硬化させた層、高分子材料の溶剤溶液を塗布して乾燥して得られる高分子膜等が挙げられる。クラッド用硬化性樹脂としては紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が好ましく用いられ、例えば、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が用いられる。
<原盤の作製>
シリコン基板に厚膜レジスト(マイクロケミカル(株)製、SU−8)をスピンコート法で塗布した後、80℃でプリベークし、フォトマスクを通して露光し、現像した。これにより、断面が正方形の2本のコア用の凸部(幅:50μm、高さ:50μm、長さ:80mm)が形成された。なお、2本の凸部の間の間隔は、250μmとした。これを120℃でポストベークして、コア作製用の原盤を作製した。
<鋳型の作製>
次に、原盤に離形材を塗布した後、鋳型の材料として熱硬化性液状ジメチルシロキサンゴム(ダウ・コウニングアジア社製:SYLGARD184、粘度5000mPa・s)及びその硬化剤を混合したものを流し込み、120℃で30分間加熱して硬化させた。そして、原盤から鋳型材を剥離して、コア用の凹部(コア用の凸部に対応する凹部)が形成された鋳型(型の厚さ5mm)を作製した。次に、平面視において円形で、断面形状がテーパー状とされた紫外線硬化性樹脂を充填するための進入口及び、この樹脂(紫外線硬化性樹脂)を排出させるための排出口を、凹部の両端に凹部と連通するようにして打ち抜きにより形成した。
<クラッド用フィルム基材及びコアの作製>
鋳型より一回り大きい膜厚100μmのクラッド用フィルム基材(アートンフィルム、JSR(株)社製、曲げ弾性率2.9GPa、屈折率1.510)を、鋳型に密着させた。
<硬質クラッド部及び軟質クラッド部の作製>
次に、クラッド用フィルム基材のコアが形成された面に、鋳型と同じ材質で作製した保護用マスクを密着させ、コアが形成された面が露出した領域(光導波路の導波方向両端)に、硬化後の屈折率がクラッド用フィルム基材64と同じ1.510であり、曲げ弾性率が2.1GPaである硬質クラッド部用の紫外線硬化性樹脂を塗布した。そして、50mW/cm2のUV光を5分間照射して紫外線硬化させた。
11 クラッド部
12 軟質クラッド部(第1クラッド部)
14 硬質クラッド部(第2クラッド部)
16 コア
70 高分子光導波路フィルム(フレキシブル光導波路)
72 硬質クラッド部(クラッド部、第2クラッド部)
74 軟質クラッド部(クラッド部、第1クラッド部)
Claims (8)
- 光が伝播するコアと、
前記コアが載置され、該コアより屈折率の小さい、脂環式アクリル樹脂フィルム、脂環式オレフィン樹脂フィルム、三酢酸セルロースフィルム、含フッ素樹脂フィルムから選択される材料からなるクラッド用フィルム基材と、
前記クラッド用フィルム基材上の前記光の伝播方向における少なくとも一方の端部を除く部位に、該クラッド用フィルム基材とで前記コアの周囲を取り囲むように設けられ、該コアより屈折率の小さい軟質のクラッド材料で構成された第1クラッド部と、
前記クラッド用フィルム基材上の前記端部に、該クラッド用フィルム基材とで前記コアの周囲を取り囲むように設けられ、前記第1クラッド部を構成するクラッド材料よりも高い曲げ弾性率を有し、かつ前記コアより屈折率の小さい硬質のクラッド材料で構成された第2クラッド部と、
を備えたことを特徴とするフレキシブル光導波路。 - 前記第2クラッド部は、断面積の70%以上が前記高い曲げ弾性率の硬質材料で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル光導波路。
- 前記第2クラッド部は、前記クラッド用フィルム基材上の前記光の伝播方向における両端部に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフレキシブル光導波路。
- 前記第2クラッド部は、曲げ弾性率が0.5GPa以上であることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のフレキシブル光導波路。
- 前記第1クラッド部は、許容曲げ半径が10mm以下の可撓性を有することを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のフレキシブル光導波路。
- 前記第1クラッド部及び前記第2クラッド部の厚み方向のサイズが、50μm〜500μmとされていることを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載のフレキシブル光導波路。
- 前記クラッド用フィルム基材の厚さが、0.05mm〜0.5mmであることを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか1項に記載のフレキシブル光導波路。
- 前記第2クラッド部の端部には、光進行方向を90°折り曲げる45°ミラー面が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項7の何れか1項に記載のフレキシブル光導波路。
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