光導波路の製造方法及び光導波路
【課題】ダイシングソーによってコアを形成して光導波路を製造するときに、下部クラッド層の完全切断やコアの形成不良を抑制し、厚みが薄い光導波路を高得率で製造する方法及び光導波路を提供する。
【解決手段】コア層１６と、第１のクラッド層１４と、該第１のクラッド層を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層１２とを含む積層体１０を用意する工程と、ダイシングソー２０を用い、前記積層体の前記高屈曲材層側とは反対側の面から、前記ダイシングソーのブレード先端部が少なくとも前記第１のクラッド層の一部まで入り込むように設定して切削することにより前記積層体に切削溝１８を形成するとともにコア部１６ａを形成する工程と、前記積層体の前記切削溝を形成した側にクラッド形成用硬化性材料２２，２４を供給して硬化させることにより前記コア部をクラッドで包囲する工程と、を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
【解決手段】コア層１６と、第１のクラッド層１４と、該第１のクラッド層を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層１２とを含む積層体１０を用意する工程と、ダイシングソー２０を用い、前記積層体の前記高屈曲材層側とは反対側の面から、前記ダイシングソーのブレード先端部が少なくとも前記第１のクラッド層の一部まで入り込むように設定して切削することにより前記積層体に切削溝１８を形成するとともにコア部１６ａを形成する工程と、前記積層体の前記切削溝を形成した側にクラッド形成用硬化性材料２２，２４を供給して硬化させることにより前記コア部をクラッドで包囲する工程と、を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報機器内及び機器間の信号伝送を光によって行う光インターコネクションにおいて使用される光導波路の製造方法及び光導波路に関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路を機器内及び機器間の光配線へ適用していく際の形態の一例として、直線状のコアを所望のピッチで配置した構造のマルチモード光導波路がある。このような直線状の光導波路を作製する方法としては、例えば、シリコン基板等の基板上に、それぞれ屈折率の異なる樹脂で形成したクラッド層とコア層の二層の積層体を設け、コア層をダイシングソーによって部分的に切削除去することにより光導波路コアを形成した後、クラッド層と同じ樹脂で光導波路コアを覆う。次いで、樹脂を硬化させた後、基板を除去することによりフレキシブルな高分子光導波路を製造する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、機器のヒンジ部やスライド部等の稼働部を経由した光伝送に適用するため、高分子光導波路については、その可撓性を活かして、曲げや捻りに追従し、モバイル機器等のヒンジ部に適用可能なフレキシブル性の高い光導波路が期待されている。
【０００４】
高い柔軟性を有する光導波路を実現する方法の一つに、光導波路を弾性率の低い材料で構成する手法がある。例えば、光が伝播されるコアと、このコアの周囲に設けられるクラッドを、共にゲル状材などの引張曲げ弾性率が低く伸張性が高い材料で形成することで、全体的に柔軟性を有する光導波路を得る方法が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２８６０６４公報
【特許文献２】特開２００３−２０７６５９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、弾性率の低い材料はダイシングソーでの切削性に乏しく、ダイシングソーによる光導波路の製造方法を適用することは困難である。
一方、屈曲時に光導波路フィルムに生じる曲げ応力は導波路厚みに依存するため、光導波路の薄膜化により高い柔軟性を実現する手法がある。光導波路コア部の大きさは接続される光部品との接合等の観点から下限が規定される為、光導波路の薄膜化は主にクラッド層の薄膜化に依存する。しかしながら、上記ダイシングソーによる光導波路の作製方法において、クラッド層の厚みを極端に薄くした場合、ダイシングソーの加工精度のバラツキにより下部クラッド層まで完全に切断してしまう製造トラブルが発生しやすくなる。また、積層体を完全に切断してしまうことを避けるため、下部クラッド層をできるだけ切削しないようにブレードの先端部の高さを設定して切削を行うと、図３（Ａ）に示すようなコア断面の形状不良４２や、図３（Ｂ）に示すようなコア層の除去不良４４が生じやすい。
従って、薄膜化による柔軟性を図った光導波路を製造する際、ダイシングソーを用いてコアを形成する方法は、特に高い得率が要求される大規模な生産に適さないという問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、ダイシングソーによってコアを形成して光導波路を製造するときに、下部クラッド層の完全切断やコアの形成不良を抑制し、厚みが薄い光導波路を高得率で製造する方法及び光導波路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の手段により解決される。
＜１＞ コア層と、該コア層と重なるように積層された第１のクラッド層と、該第１のクラッド層と重なるように積層され、該第１のクラッド層を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層とを含む積層体を用意する工程と、
ダイシングソーを用い、前記積層体の前記高屈曲材層側とは反対側の面から、前記ダイシングソーのブレード先端部が少なくとも前記第１のクラッド層の一部まで入り込むように設定して切削することにより前記積層体に切削溝を形成するとともにコア部を形成する工程と、
前記積層体の前記切削溝を形成した側にクラッド形成用硬化性材料を供給して硬化させることにより前記コア部をクラッドで包囲する工程と、
を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
【０００８】
＜２＞ 前記積層体がさらに第２のクラッド層を含み、前記高屈曲材層と、前記第１のクラッド層と、前記コア層と、前記第２のクラッド層とが、この順に積層されていることを特徴とする＜１＞に記載の光導波路の製造方法。
【０００９】
＜３＞ コア層と、
第１のクラッド層と、
該第１のクラッド層を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層と、
がこの順に積層され、かつ少なくとも光を導く方向に沿って前記コア層の前記第１のクラッド層と接していない面が前記第１のクラッド層とは別に設けられたクラッド層によって覆われている、光導波路。
【発明の効果】
【００１０】
＜１＞に記載の光導波路の製造方法によれば、ダイシングソーによってコアを形成して光導波路を製造するときに、下部クラッド層の完全切断及びコアの形成不良を抑制し、厚みが薄い光導波路を高得率で製造することが可能となる。
【００１１】
＜２＞に記載の光導波路の製造方法によれば、予めコア層が下部クラッド層と上部クラッド層によって挟まれている積層フィルムを用いるため、ダイシングソーによる切削工程や埋め込みクラッドの形成工程において、光導波路コアの損傷が効果的に抑制され、製品の導光性能のバラツキがさらに抑制されるとともに不良率が一層低減される。
【００１２】
＜３＞に記載の光導波路によれば、本発明に係る高屈曲材層を備えていない光導波路に比べて、厚さあたりの屈曲性が高い光導波路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能・作用を有する部材には、全図面を通じて同じ符合を付与し、重複する説明は適宜省略する。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る光導波路の製造方法の各工程を示す図である。
本実施形態の光導波路の製造方法は、
コア層１６と、該コア層１６と重なるように積層された第１のクラッド層１４と、該第１のクラッド層１４と重なるように積層され、該第１のクラッド層１４を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層１２とを含む積層体１０を用意する工程と（図１（Ａ））、
ダイシングソー２０を用い、前記積層体１０の前記高屈曲材層１２側とは反対側の面から、前記ダイシングソー２０のブレード先端部が少なくとも前記第１のクラッド層１４の一部まで入り込むように設定して切削することにより前記積層体１０に切削溝１８を形成するとともにコア部１６ａを形成する工程と（図１（Ｂ））、
前記積層体１０の前記切削溝１８を形成した側にクラッド形成用硬化性材料を供給して硬化させることにより前記コア部１６ａをクラッド１４，２２，２４で包囲する工程と（図１（Ｃ））、
を含む。以下、各工程について、より具体的に説明する。
【００１５】
‐積層体を用意する工程‐
まず、図１（Ａ）に示すように、コア層１６と、該コア層１６と重なるように積層された下部クラッド層（第１クラッド層）１４と、該下部クラッド層１４と重なるように積層され、該下部クラッド層１４を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層１２とを含む積層フィルム１０（積層体）を用意する。ここで、「高屈曲材層」とは、この層と重なるように積層されているクラッド層１４を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する材料で構成された層を意味する。
【００１６】
この積層フィルム１０は、高屈曲材層１２と下部クラッド層（第１クラッド層）１４とコア層１６とが、この順に積層されている。このような積層フィルム１０を作製する方法は特に限定されず、スピンコート法、ラミネート法等の公知の方法を適用することができ、例えば、ラミネート法などの方法により各層に相当するシートを順次積層することで作製される。この作製では、各シートのアライメントを行う必要が無いため、簡易且つ低コストで積層フィルム１０が得られる。
【００１７】
クラッド層１４とコア層１６の材質は、製造後の光導波路２６の使用波長に対して透明であり、クラッド層１４の屈折率がコア層１６の屈折率よりも小さく、かつ、所望の屈折率差が設定され得る材質を選択する。例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等が用いられる。
コア層１６の厚みは特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよいが、光学性能、フレキシブル性能、切削加工性、強度などの観点から、２０μｍ以上１２０μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは３０μｍ以上９０μｍ以下である。
【００１８】
また、下部クラッド層１４の厚みも特に限定されるものではないが、切削工程におけるブレード２０の磨耗による切削断面形状の矩形からのズレと、ダイシングソー２０の切削高さ精度のバラツキを吸収して正常なコア形成を可能とし、且つ、柔軟性を確保する為に、その厚さは望ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より望ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下である。
【００１９】
一方、高屈曲材層１２の材質は、クラッド層と接合し、少なくともクラッド層と比較して曲げ弾性率が低くなる材料が選択され、例えば、脂環式オレフィンフィルム、アクリル系フィルム、エポキシ系フィルム、ポリイミド系フィルム、シリコーン樹脂系フィルム等の樹脂フィルムが使用される。なお、高屈曲材層１２を構成する材料として、曲げ弾性率が１ＧＰａ以下の高屈曲材を用いることで、光導波路の総厚増加に伴う光導波路の屈曲性能の低下が抑制される。
【００２０】
ただし、高屈曲材層１２の厚みについては、後の切削工程において、ダイシングソー２０の加工台と被切削物（コア層１６および下部クラッド層１４）との間に柔軟な材料が厚く介在する系では、被切削物の固定が不十分となって切削異常を生じるおそれがある。そのため、安定した切削と、下部クラッド層１４の完全切断による製造不良の抑制を両立するためには、高屈曲材層１２を構成する材料の曲げ弾性率を１００ＭＰａ以上とし、高屈曲材層１２の厚さは５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下とすることが望ましい。なお、高屈曲材層１２を構成する材料の曲げ弾性率は、２点で支持した試験片の中央に荷重を加えて測定される応力―ひずみ曲線の勾配として定義され、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に従って得られる値である。
【００２１】
‐コア部を形成する工程‐
次に、図１（Ｂ）に示すように、ダイシングソー２０を用い、積層フィルム１０の高屈曲材層１２側とは反対側の面から、すなわち、コア層１６側から切削してコア１６ａを形成する。このとき、ダイシングソー２０のブレード先端部が下部クラッド層１４の一部まで入り込むように設定して切削することにより積層フィルム１０に切削溝１８を形成するとともにコア部１６ａを形成する。
【００２２】
例えば、積層フィルム１０の高屈曲材層側をダイシングテープ（不図示）に貼り付けて、ダイシングソー２０により、積層フィルム１０の長手方向に沿って行う切削を、積層フィルム１０の幅方向に所定の間隔（この間隔が光導波路コアの幅となる）で実施することで行われる。即ち、積層フィルム１０の長手方向に沿って形成された切削溝１８が、フィルム１０の幅方向に所定の間隔で並列するように積層フィルム１０を切削する。
【００２３】
上記のようにダイシングソー２０によりコア層１６を切削してコア部１６ａを形成する際、即ち、ダイシングソー２０によりコア層１６に切削溝１８を形成する際、ダイシングソー２０のブレード先端部が下部クラッド層１４の一部まで入り込むように設定して下部クラッド層１４の一部も切削する。言い換えれば、ダイシングソー２０のブレード先端により下部クラッド層１４に切り込みが入るように切削して切削溝１８を形成する。このようにダイシングブレード２０が下部クラッド層１４の所定の深さまで入り込むように設定して切削を行うことで、ダイシングブレード２０の磨耗による切削断面形状の矩形からのずれや（図３（Ｂ））、ダイシングソー２０の切削高さ精度のバラツキ（図３（Ｃ））に起因するコア部形状の形成異常が回避される。
【００２４】
正常なコア形状は上記のように下部クラッド層１４の一部までダイシングブレード２０の先端部を入り込ませて切削することで達成される。一方、ダイシングブレード２０の高さ方向（積層フィルム１０の厚み方向）の加工精度のバラツキによって、ダイシングブレード２０が下部クラッド層１４を完全に切断してしまうことが懸念される。また、ダイシングソー２０は、一般に、高屈曲な材料の加工には適さない為、例えば、クラッド層１４及びコア層１６を高屈曲材で構成して上記光導波路の作製工程を適用することは困難である。
【００２５】
一方、本実施形態で用いる積層フィルム１０は、下部クラッド層１４と接し、完全に切断されることを防止する為の予備層となる高屈曲材層１２が設けられている。この高屈曲材層１２により下部クラッド層１４の見かけの層厚が確保されることで、積層フィルム１０が完全に切断されることが抑制され、製造不良が効果的に防止される。仮に、ダイシングブレード２０が下部クラッド層１４を完全に切断してブレード先端部が高屈曲材層１２に届いたとしても、高屈曲材層１２は下部クラッド層１４よりも柔軟性が高いため、ブレード２０は貫通し難く、加工性が低下することはない。従って、例えば、本実施形態に係る高屈曲材層１２と下部クラッド１４の合計の厚みと、このような高屈曲材層が存在しない積層フィルムの下部クラッド層の厚みが同じであっても、本実施形態では高屈曲材層１２を有することで、積層フィルム全体としては高い柔軟性が確保されるとともに下部クラッド層１４の一部まで切削されてコア部１６ａが確実に形成されることとなる。
【００２６】
‐コア部をクラッドで包囲する工程‐
次に、図１（Ｃ）に示すように、前記積層フィルム１０の前記切削溝１８を形成した側にクラッド形成用硬化性材料を供給して硬化させることにより前記コア部１６ａをクラッドで包囲する。すなわち、本実施形態では、積層フィルム１０の切削溝１８にクラッド形成用硬化性樹脂を充填して埋め込みクラッド層２２を形成すると共に、コア層１６の表面（露出面）には上部クラッド層２４を形成する。これにより、少なくとも光を導く方向に沿ってコア層１６（コア部１６ａ）の下部クラッド層１４と接していない面が下部クラッド層１４とは別に設けられたクラッド層２２，２４によって覆われる。
【００２７】
ここで、埋め込みクラッド層２２及び上部クラッド層２４を形成するための硬化性樹脂は、積層フィルム１０への供給時に液状であり、供給後に硬化してクラッドとしての屈折率を有する材料、例えば、放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂が用いられる。中でも、紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂が望ましく用いられ、特に、紫外線硬化性樹脂を選択することが望ましい。
紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂としては、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー、あるいはモノマーとオリゴマーの混合物が望ましく用いられる。紫外線硬化性樹脂としては、エポキシ系、ポリイミド系、アクリル系の紫外線硬化性樹脂が望ましく用いられる。
【００２８】
積層フィルム１０に硬化性樹脂を供給する方法としては、スピンコート、スプレー、スクリーン印刷、インクジェット印刷など、公知の方法が採用される。例えば、コア層１６側に、液状のクラッド用硬化性樹脂を滴下するとともに、スピンコート法による遠心力により広げることで、各切削溝１８の内部がクラッド用硬化性樹脂によって満たされるとともに、コア層１６（コア部１６ａ）上にクラッド用硬化性樹脂の膜が形成される。その後、紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等を用いて紫外線照射により硬化させることで、埋め込みクラッド層２２及び上部クラッド層２４が形成される。
【００２９】
なお、コア１６ａを包囲するクラッド、すなわち、下部クラッド層１４、埋め込みクラッド層２２、及び上部クラッド層２４は、いずれもコアよりも屈折率が低い材料で構成される必要があり、特に光導波路コアとの屈折率差を確保するため、比屈折率差は０．５％以上、望ましくは１％以上である。また、各クラッド層１４，２２，２４の屈折率差は小さい方が望ましく、その差は０．０５以内、望ましくは０．００１以内、更に望ましくは差がないことが光の閉じ込めの点からみて望ましい。
【００３０】
以上の工程により光導波路２６が得られる。なお、本実施形態で製造される光導波路２６の厚さは限定されないが、本実施形態に係る光導波路の製造方法によれば、下部クラッド層１４と接する高屈曲材層１２を有する積層フィルム１０を用いることで、ダイシングソー２０によってコア１６ａが高精度に形成され、また、積層フィルム１０が完全に切断されてしまうことが効果的に抑制される。従って、本実施形態に係る光導波路の製造方法は、厚みの薄い光導波路を製造する場合に特に好ましく適用され、製造する光導波路２６は、厚さが３０μｍ以上５００μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下である。また、本実施形態で製造される光導波路２６は、その幅が０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが望ましく、より望ましくは１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。光導波路２６の厚さ及び幅を上記範囲とすることで、ヒンジ部の捻れや曲げに追従する柔軟性を確保させつつ、高い位置精度制御が必要とされる光学実装に必要な強度が得やすくなる。
【００３１】
また、以上説明した光導波路の製造方法は、コア層１６と、下部クラッド層１４と、高屈曲材層１２とがこの順に積層された積層フィルム１０を用い、ダイシングソー２０により下部クラッド層１４の一部まで切削してコア部１６ａを形成することで、積層フィルム１０の柔軟性を維持したまま下部クラッド層１４の完全切断による製造不良やコア形成不良が効果的に抑制され、量産性に優れた製法となる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態に係る光導波路の製造方法の各工程を示す図である。
本実施形態に係る光導波路の製造方法では、図２（Ａ）に示すように、高屈曲材層１２と、下部クラッド層（第１クラッド層）１４と、コア層１６と、上部クラッド層（第２クラッド層）２４とが、この順に積層された積層フィルム（積層体）３０を用意する。高屈曲材層１２と、下部クラッド層１４と、コア層１６のそれぞれの材質及び厚みは、第１実施形態に係る積層フィルム１０と同様である。また、上部クラッド層２４の材質及び厚みは、例えば下部クラッド層１４と同様とするが、クラッドとしての機能を有していれば必ずしも下部クラッド層１４と同じ材質及び厚さである必要はない。例えば、下部クラッド層１４の切り残し量を考慮し、上部クラッド層２４の厚みを下部クラッド層１４よりも薄くすることで、積層フィルム３０の総厚を小さく抑えることも可能である。
【００３３】
次に、図２（Ｂ）に示すように、積層フィルム３０の高屈曲材層側をダイシングテープ（不図示）に貼り付け、ダイシングソー２０を用い、積層フィルム３０の高屈曲材層１２側とは反対側の面から、すなわち、上部クラッド層２４が形成されている側から、ダイシングソー２０のブレード先端部が下部クラッド層（第１クラッド層）１４の一部まで所定量入り込むように設定して切削する。このようにしてダイシングソー２０によりコア部１６ａを形成する際、即ち、ダイシングソー２０により切削溝１８を形成する際、ダイシングソー２０のブレード部先端を下部クラッド層１４に所定量入り込ませて下部クラッド層１４の一部も切削する。言い換えれば、ダイシングソー２０のブレード先端部により下部クラッド層１４に切り込みが入るように切削し、切削溝１８を形成する。
【００３４】
このようにして上部クラッド層２４、コア層１６、及び下部クラッド層１４の一部を切削することにより積層フィルム３０に切削溝１８を形成し、この切削による切削溝１８に挟まれたコア層１６の領域がコア部１６ａとなる。当該切削を積層フィルム３０の長さ方向に沿って行い、さらに幅方向に所定のピッチで同様の切削を行うことにより、同一平面で伝播光が並進するように複数のコア部１６ａが積層フィルム３０の幅方向に並列して形成される。
【００３５】
上記のように本実施形態に係る積層フィルム３０を切削して溝１８を形成する場合も、下部クラッド層１４と重なるように設けられた高屈曲材層１２の存在により、下部クラッド層１４の見かけの層厚が確保されることで、積層フィルム３０が完全に切断されることが抑制される。また、高屈曲材層１２をダイシングブレード２０が貫通することは生じ難く、高屈曲材層１２が存在しない積層フィルムを用いる場合よりも加工性が低下することはない。
【００３６】
次に、図２（Ｃ）に示すように、積層フィルム３０の切削溝１８を形成した側、すなわち上部クラッド層２４側にクラッド形成用硬化性材料を供給して硬化させることによりコア部１６ａをクラッド１４，２２，２４で包囲する。本実施形態では、積層フィルム３０の切削溝１８にクラッド形成用硬化性樹脂を流し込んで充填し、これを硬化させて埋め込みクラッド層２２を形成する。使用するクラッド形成用硬化性樹脂と、その供給方法及び硬化方法は第１実施形態と同様である。これにより、コア層１６（コア部１６ａ）と、下部クラッド層１４と、下部クラッド層１４を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層１２とがこの順に積層され、かつ光を導く方向に沿ってコア層１６（コア部１６ａ）の下部クラッド層１４と接していない面が下部クラッド層１４とはそれぞれ別に設けられたクラッド層２２，２４によって覆われた光導波路３２が得られる。なお、本実施形態では予め上部クラッド層２４を有する積層フィルム３０を用いるため、上部クラッド層２４上にはさらにクラッド層を形成する必要はないが、切削溝１８内にクラッド材料を供給して硬化させる際、上部クラッド層２４上にクラッド層が形成されても光学特性には特に問題はない。ただし、第２実施形態で製造される光導波路３２の望ましい総厚は、第１実施形態で製造される光導波路２６と同様である。
【００３７】
以上説明した第２実施形態に係る光導波路の製造方法は、下部クラッド層１４と重なる高屈曲材層１２を設けた積層フィルム３０を切削してコアを形成するため、光導波路の柔軟性を維持したまま下部クラッド層１４の完全切断による製造不良やコア形成不良を抑制し、量産性に優れた製法となる。
また、本実施形態で使用する積層フィルム３０は、コア層１６が下部クラッド層１４と上部クラッド層２４によって挟まれているため、ダイシングソー２０による切削工程や埋め込みクラッド２２の形成工程において、光導波路コア１６ａの損傷が効果的に抑制され、製品の導光性能のバラツキが抑制されるとともに、不良率が一層低減される。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例及び比較例について説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００３９】
＜実施例１＞
上記第２実施形態に係る光導波路フィルムの製造方法に従って、以下のように光導波路フィルムを作製した。
厚さ１０μｍのエポキシ系樹脂層（高屈曲材層：曲げ弾性率５００ＭＰａ）と、厚さ１５μｍのエポキシ系樹脂層（下部クラッド層：屈折率１．５５）と、厚さ５０μｍのエポキシ系樹脂層（コア層：屈折率１．６０）と、厚さ５μｍのエポキシ系樹脂層（上部クラッド層：屈折率１．５５）とがこの順に積層された長さ１２０ｍｍ幅１１０ｍｍの４層高分子フィルム（積層フィルム）を準備した。
【００４０】
次に、高屈曲材層を設置面（下面）にしてダイシングテープに貼り付け、積層フィルムをダイシングソーに設置し、厚さ１２０μｍのブレード２０を取り付けたダイシングソーを用いて積層フィルムの最下面（設置面）より上方１５μｍの位置を切削深さの基準として上部クラッド層側から積層フィルムを切削して切削溝を形成した。このような切削により、幅５０μｍの光導波路コアが積層フィルムの幅方向に５００μｍピッチで整列するように厚さ５０μｍのコア層を切削して光導波路コアを形成した。
【００４１】
次に、積層フィルムに形成された切削溝に、光導波路コアを覆うようにエポキシ系紫外線硬化樹脂（屈折率１．５５）を塗布し、紫外線露光により硬化させた。
次に、ダイシングソーによって外形を整形し、長さ１１０ｍｍ、幅０．９ｍｍ、厚さ８５μｍの２チャンネル光導波路フィルムを１００本作製した。
作製した光導波路フィルムについて総合倍率５０倍の実体顕微鏡を用いて外観検査を行ったところ、全ての光導波路フィルムについて異常は発見されなかった。
【００４２】
次に、上記のようにして作製した光導波路フィルムから２０本を無作為に抜き出し、ＩＰＣ屈曲試験（ＩＰＣ規格ＴＭ−６５０）を屈曲半径Ｒ＝１．５ｍｍ、屈曲速度：１２０ｃｐｍ、ストローク：３０ｍｍの条件で実施したところ、１０万回の屈曲後に未破断であり、また、試験前後の挿入損失の変化量は０．１ｄＢ以下であり、良好な屈曲耐性を示した。
以上のように良好な屈曲耐性を有する光導波路を高い得率で作製できた。
【００４３】
＜比較例１＞
高屈曲材層を除いた他は比較例１と同様の構成の３層高分子フィルム（積層フィルム）を用意した。
次に、厚さ１５μｍの下部クラッド層を設置面（下面）にしてダイシングテープに貼り付け、積層フィルムをダイシングソーに設置し、厚さ１２０μｍのブレード２０を取り付けたダイシングソーを用いて積層フィルムの最下面（設置面）より上方５μｍの位置を切削深さの基準とし、上部クラッド層側から積層フィルムを切削して切削溝を形成した。このような切削により、幅５０μｍの光導波路コアが積層フィルムの幅方向に５００μｍピッチで整列するように厚さ５０μｍのコア層を切削して光導波路コアを形成した。
【００４４】
次に、エポキシ系樹脂層に形成された切削溝に、光導波路コアを覆うようにエポキシ系紫外線硬化樹脂（屈折率１．５５）を塗布し、紫外線露光により硬化させた。
次に、ダイシングソーによって外形を整形し、長さ１１０ｍｍ、幅０．９ｍｍ、厚さ７５μｍの２チャンネル光導波路フィルムを１００本作製した。
作製した全ての光導波路フィルムについて総合倍率５０倍の実体顕微鏡を用いて外観検査を行ったところ、２５本の光導波路フィルムでダイシングソーの切削溝に対応した位置のフィルム表面に長さ５ｍｍ以上の凸筋状の欠陥が確認された。
【００４５】
次に上記欠陥部がＩＰＣ屈曲試験機に設置した際の屈曲部に位置する光導波路フィルムを６本抜き出し、ＩＰＣ屈曲試験（ＩＰＣ規格ＴＭ−６５０）を屈曲半径Ｒ＝１．５ｍｍ、屈曲速度：１２０ｃｐｍ、ストローク：３０ｍｍの条件で実施したところ、２千〜１万回の屈曲で破断した。
以上のように、２５％の確率で外観異常が発生し、異常部は屈曲耐性が著しく低下する製造不良が発生した。
【００４６】
本発明は、上記実施形態及び実施例に限定されず、適宜変更を加えることができる。
例えば、積層フィルムのコア層とクラッド層の数は限定されず、光導波路の厚さ方向に複数のコア層とクラッド層が交互に積層されており、最も外側に積層されているクラッド層と重なるように高屈曲材層が積層されている積層フィルムを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態に係る光導波路の製造方法における工程を示す図である。（Ａ）積層体を用意する工程 （Ｂ）コア部を形成する工程 （Ｃ）コア部をクラッドで包囲する工程
【図２】第２実施形態に係る光導波路の製造方法における工程を示す図である。（Ａ）積層体を用意する工程 （Ｂ）コア部を形成する工程 （Ｃ）コア部をクラッドで包囲する工程
【図３】ダイシングソーを用いてコア部を形成する場合に発生し易い製造不良を示す図である。（Ａ）コア断面形状不良を示す図 （Ｂ）コア層除去不良を示す図
【符号の説明】
【００４８】
１０・・・積層フィルム（積層体）
１２・・・高屈曲材層
１４・・・下部クラッド層（第１クラッド層）
１６・・・コア層
１６ａ・・・コア部
１８・・・切削溝
２０・・・ダイシングソー（ブレード）
２２・・・埋め込みクラッド層
２４・・・上部クラッド層
２６・・・光導波路
３０・・・積層フィルム（積層体）
３２・・・光導波路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報機器内及び機器間の信号伝送を光によって行う光インターコネクションにおいて使用される光導波路の製造方法及び光導波路に関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路を機器内及び機器間の光配線へ適用していく際の形態の一例として、直線状のコアを所望のピッチで配置した構造のマルチモード光導波路がある。このような直線状の光導波路を作製する方法としては、例えば、シリコン基板等の基板上に、それぞれ屈折率の異なる樹脂で形成したクラッド層とコア層の二層の積層体を設け、コア層をダイシングソーによって部分的に切削除去することにより光導波路コアを形成した後、クラッド層と同じ樹脂で光導波路コアを覆う。次いで、樹脂を硬化させた後、基板を除去することによりフレキシブルな高分子光導波路を製造する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、機器のヒンジ部やスライド部等の稼働部を経由した光伝送に適用するため、高分子光導波路については、その可撓性を活かして、曲げや捻りに追従し、モバイル機器等のヒンジ部に適用可能なフレキシブル性の高い光導波路が期待されている。
【０００４】
高い柔軟性を有する光導波路を実現する方法の一つに、光導波路を弾性率の低い材料で構成する手法がある。例えば、光が伝播されるコアと、このコアの周囲に設けられるクラッドを、共にゲル状材などの引張曲げ弾性率が低く伸張性が高い材料で形成することで、全体的に柔軟性を有する光導波路を得る方法が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２８６０６４公報
【特許文献２】特開２００３−２０７６５９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、弾性率の低い材料はダイシングソーでの切削性に乏しく、ダイシングソーによる光導波路の製造方法を適用することは困難である。
一方、屈曲時に光導波路フィルムに生じる曲げ応力は導波路厚みに依存するため、光導波路の薄膜化により高い柔軟性を実現する手法がある。光導波路コア部の大きさは接続される光部品との接合等の観点から下限が規定される為、光導波路の薄膜化は主にクラッド層の薄膜化に依存する。しかしながら、上記ダイシングソーによる光導波路の作製方法において、クラッド層の厚みを極端に薄くした場合、ダイシングソーの加工精度のバラツキにより下部クラッド層まで完全に切断してしまう製造トラブルが発生しやすくなる。また、積層体を完全に切断してしまうことを避けるため、下部クラッド層をできるだけ切削しないようにブレードの先端部の高さを設定して切削を行うと、図３（Ａ）に示すようなコア断面の形状不良４２や、図３（Ｂ）に示すようなコア層の除去不良４４が生じやすい。
従って、薄膜化による柔軟性を図った光導波路を製造する際、ダイシングソーを用いてコアを形成する方法は、特に高い得率が要求される大規模な生産に適さないという問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、ダイシングソーによってコアを形成して光導波路を製造するときに、下部クラッド層の完全切断やコアの形成不良を抑制し、厚みが薄い光導波路を高得率で製造する方法及び光導波路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の手段により解決される。
＜１＞ コア層と、該コア層と重なるように積層された第１のクラッド層と、該第１のクラッド層と重なるように積層され、該第１のクラッド層を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層とを含む積層体を用意する工程と、
ダイシングソーを用い、前記積層体の前記高屈曲材層側とは反対側の面から、前記ダイシングソーのブレード先端部が少なくとも前記第１のクラッド層の一部まで入り込むように設定して切削することにより前記積層体に切削溝を形成するとともにコア部を形成する工程と、
前記積層体の前記切削溝を形成した側にクラッド形成用硬化性材料を供給して硬化させることにより前記コア部をクラッドで包囲する工程と、
を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
【０００８】
＜２＞ 前記積層体がさらに第２のクラッド層を含み、前記高屈曲材層と、前記第１のクラッド層と、前記コア層と、前記第２のクラッド層とが、この順に積層されていることを特徴とする＜１＞に記載の光導波路の製造方法。
【０００９】
＜３＞ コア層と、
第１のクラッド層と、
該第１のクラッド層を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層と、
がこの順に積層され、かつ少なくとも光を導く方向に沿って前記コア層の前記第１のクラッド層と接していない面が前記第１のクラッド層とは別に設けられたクラッド層によって覆われている、光導波路。
【発明の効果】
【００１０】
＜１＞に記載の光導波路の製造方法によれば、ダイシングソーによってコアを形成して光導波路を製造するときに、下部クラッド層の完全切断及びコアの形成不良を抑制し、厚みが薄い光導波路を高得率で製造することが可能となる。
【００１１】
＜２＞に記載の光導波路の製造方法によれば、予めコア層が下部クラッド層と上部クラッド層によって挟まれている積層フィルムを用いるため、ダイシングソーによる切削工程や埋め込みクラッドの形成工程において、光導波路コアの損傷が効果的に抑制され、製品の導光性能のバラツキがさらに抑制されるとともに不良率が一層低減される。
【００１２】
＜３＞に記載の光導波路によれば、本発明に係る高屈曲材層を備えていない光導波路に比べて、厚さあたりの屈曲性が高い光導波路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能・作用を有する部材には、全図面を通じて同じ符合を付与し、重複する説明は適宜省略する。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る光導波路の製造方法の各工程を示す図である。
本実施形態の光導波路の製造方法は、
コア層１６と、該コア層１６と重なるように積層された第１のクラッド層１４と、該第１のクラッド層１４と重なるように積層され、該第１のクラッド層１４を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層１２とを含む積層体１０を用意する工程と（図１（Ａ））、
ダイシングソー２０を用い、前記積層体１０の前記高屈曲材層１２側とは反対側の面から、前記ダイシングソー２０のブレード先端部が少なくとも前記第１のクラッド層１４の一部まで入り込むように設定して切削することにより前記積層体１０に切削溝１８を形成するとともにコア部１６ａを形成する工程と（図１（Ｂ））、
前記積層体１０の前記切削溝１８を形成した側にクラッド形成用硬化性材料を供給して硬化させることにより前記コア部１６ａをクラッド１４，２２，２４で包囲する工程と（図１（Ｃ））、
を含む。以下、各工程について、より具体的に説明する。
【００１５】
‐積層体を用意する工程‐
まず、図１（Ａ）に示すように、コア層１６と、該コア層１６と重なるように積層された下部クラッド層（第１クラッド層）１４と、該下部クラッド層１４と重なるように積層され、該下部クラッド層１４を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層１２とを含む積層フィルム１０（積層体）を用意する。ここで、「高屈曲材層」とは、この層と重なるように積層されているクラッド層１４を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する材料で構成された層を意味する。
【００１６】
この積層フィルム１０は、高屈曲材層１２と下部クラッド層（第１クラッド層）１４とコア層１６とが、この順に積層されている。このような積層フィルム１０を作製する方法は特に限定されず、スピンコート法、ラミネート法等の公知の方法を適用することができ、例えば、ラミネート法などの方法により各層に相当するシートを順次積層することで作製される。この作製では、各シートのアライメントを行う必要が無いため、簡易且つ低コストで積層フィルム１０が得られる。
【００１７】
クラッド層１４とコア層１６の材質は、製造後の光導波路２６の使用波長に対して透明であり、クラッド層１４の屈折率がコア層１６の屈折率よりも小さく、かつ、所望の屈折率差が設定され得る材質を選択する。例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等が用いられる。
コア層１６の厚みは特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよいが、光学性能、フレキシブル性能、切削加工性、強度などの観点から、２０μｍ以上１２０μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは３０μｍ以上９０μｍ以下である。
【００１８】
また、下部クラッド層１４の厚みも特に限定されるものではないが、切削工程におけるブレード２０の磨耗による切削断面形状の矩形からのズレと、ダイシングソー２０の切削高さ精度のバラツキを吸収して正常なコア形成を可能とし、且つ、柔軟性を確保する為に、その厚さは望ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より望ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下である。
【００１９】
一方、高屈曲材層１２の材質は、クラッド層と接合し、少なくともクラッド層と比較して曲げ弾性率が低くなる材料が選択され、例えば、脂環式オレフィンフィルム、アクリル系フィルム、エポキシ系フィルム、ポリイミド系フィルム、シリコーン樹脂系フィルム等の樹脂フィルムが使用される。なお、高屈曲材層１２を構成する材料として、曲げ弾性率が１ＧＰａ以下の高屈曲材を用いることで、光導波路の総厚増加に伴う光導波路の屈曲性能の低下が抑制される。
【００２０】
ただし、高屈曲材層１２の厚みについては、後の切削工程において、ダイシングソー２０の加工台と被切削物（コア層１６および下部クラッド層１４）との間に柔軟な材料が厚く介在する系では、被切削物の固定が不十分となって切削異常を生じるおそれがある。そのため、安定した切削と、下部クラッド層１４の完全切断による製造不良の抑制を両立するためには、高屈曲材層１２を構成する材料の曲げ弾性率を１００ＭＰａ以上とし、高屈曲材層１２の厚さは５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下とすることが望ましい。なお、高屈曲材層１２を構成する材料の曲げ弾性率は、２点で支持した試験片の中央に荷重を加えて測定される応力―ひずみ曲線の勾配として定義され、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に従って得られる値である。
【００２１】
‐コア部を形成する工程‐
次に、図１（Ｂ）に示すように、ダイシングソー２０を用い、積層フィルム１０の高屈曲材層１２側とは反対側の面から、すなわち、コア層１６側から切削してコア１６ａを形成する。このとき、ダイシングソー２０のブレード先端部が下部クラッド層１４の一部まで入り込むように設定して切削することにより積層フィルム１０に切削溝１８を形成するとともにコア部１６ａを形成する。
【００２２】
例えば、積層フィルム１０の高屈曲材層側をダイシングテープ（不図示）に貼り付けて、ダイシングソー２０により、積層フィルム１０の長手方向に沿って行う切削を、積層フィルム１０の幅方向に所定の間隔（この間隔が光導波路コアの幅となる）で実施することで行われる。即ち、積層フィルム１０の長手方向に沿って形成された切削溝１８が、フィルム１０の幅方向に所定の間隔で並列するように積層フィルム１０を切削する。
【００２３】
上記のようにダイシングソー２０によりコア層１６を切削してコア部１６ａを形成する際、即ち、ダイシングソー２０によりコア層１６に切削溝１８を形成する際、ダイシングソー２０のブレード先端部が下部クラッド層１４の一部まで入り込むように設定して下部クラッド層１４の一部も切削する。言い換えれば、ダイシングソー２０のブレード先端により下部クラッド層１４に切り込みが入るように切削して切削溝１８を形成する。このようにダイシングブレード２０が下部クラッド層１４の所定の深さまで入り込むように設定して切削を行うことで、ダイシングブレード２０の磨耗による切削断面形状の矩形からのずれや（図３（Ｂ））、ダイシングソー２０の切削高さ精度のバラツキ（図３（Ｃ））に起因するコア部形状の形成異常が回避される。
【００２４】
正常なコア形状は上記のように下部クラッド層１４の一部までダイシングブレード２０の先端部を入り込ませて切削することで達成される。一方、ダイシングブレード２０の高さ方向（積層フィルム１０の厚み方向）の加工精度のバラツキによって、ダイシングブレード２０が下部クラッド層１４を完全に切断してしまうことが懸念される。また、ダイシングソー２０は、一般に、高屈曲な材料の加工には適さない為、例えば、クラッド層１４及びコア層１６を高屈曲材で構成して上記光導波路の作製工程を適用することは困難である。
【００２５】
一方、本実施形態で用いる積層フィルム１０は、下部クラッド層１４と接し、完全に切断されることを防止する為の予備層となる高屈曲材層１２が設けられている。この高屈曲材層１２により下部クラッド層１４の見かけの層厚が確保されることで、積層フィルム１０が完全に切断されることが抑制され、製造不良が効果的に防止される。仮に、ダイシングブレード２０が下部クラッド層１４を完全に切断してブレード先端部が高屈曲材層１２に届いたとしても、高屈曲材層１２は下部クラッド層１４よりも柔軟性が高いため、ブレード２０は貫通し難く、加工性が低下することはない。従って、例えば、本実施形態に係る高屈曲材層１２と下部クラッド１４の合計の厚みと、このような高屈曲材層が存在しない積層フィルムの下部クラッド層の厚みが同じであっても、本実施形態では高屈曲材層１２を有することで、積層フィルム全体としては高い柔軟性が確保されるとともに下部クラッド層１４の一部まで切削されてコア部１６ａが確実に形成されることとなる。
【００２６】
‐コア部をクラッドで包囲する工程‐
次に、図１（Ｃ）に示すように、前記積層フィルム１０の前記切削溝１８を形成した側にクラッド形成用硬化性材料を供給して硬化させることにより前記コア部１６ａをクラッドで包囲する。すなわち、本実施形態では、積層フィルム１０の切削溝１８にクラッド形成用硬化性樹脂を充填して埋め込みクラッド層２２を形成すると共に、コア層１６の表面（露出面）には上部クラッド層２４を形成する。これにより、少なくとも光を導く方向に沿ってコア層１６（コア部１６ａ）の下部クラッド層１４と接していない面が下部クラッド層１４とは別に設けられたクラッド層２２，２４によって覆われる。
【００２７】
ここで、埋め込みクラッド層２２及び上部クラッド層２４を形成するための硬化性樹脂は、積層フィルム１０への供給時に液状であり、供給後に硬化してクラッドとしての屈折率を有する材料、例えば、放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂が用いられる。中でも、紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂が望ましく用いられ、特に、紫外線硬化性樹脂を選択することが望ましい。
紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂としては、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー、あるいはモノマーとオリゴマーの混合物が望ましく用いられる。紫外線硬化性樹脂としては、エポキシ系、ポリイミド系、アクリル系の紫外線硬化性樹脂が望ましく用いられる。
【００２８】
積層フィルム１０に硬化性樹脂を供給する方法としては、スピンコート、スプレー、スクリーン印刷、インクジェット印刷など、公知の方法が採用される。例えば、コア層１６側に、液状のクラッド用硬化性樹脂を滴下するとともに、スピンコート法による遠心力により広げることで、各切削溝１８の内部がクラッド用硬化性樹脂によって満たされるとともに、コア層１６（コア部１６ａ）上にクラッド用硬化性樹脂の膜が形成される。その後、紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等を用いて紫外線照射により硬化させることで、埋め込みクラッド層２２及び上部クラッド層２４が形成される。
【００２９】
なお、コア１６ａを包囲するクラッド、すなわち、下部クラッド層１４、埋め込みクラッド層２２、及び上部クラッド層２４は、いずれもコアよりも屈折率が低い材料で構成される必要があり、特に光導波路コアとの屈折率差を確保するため、比屈折率差は０．５％以上、望ましくは１％以上である。また、各クラッド層１４，２２，２４の屈折率差は小さい方が望ましく、その差は０．０５以内、望ましくは０．００１以内、更に望ましくは差がないことが光の閉じ込めの点からみて望ましい。
【００３０】
以上の工程により光導波路２６が得られる。なお、本実施形態で製造される光導波路２６の厚さは限定されないが、本実施形態に係る光導波路の製造方法によれば、下部クラッド層１４と接する高屈曲材層１２を有する積層フィルム１０を用いることで、ダイシングソー２０によってコア１６ａが高精度に形成され、また、積層フィルム１０が完全に切断されてしまうことが効果的に抑制される。従って、本実施形態に係る光導波路の製造方法は、厚みの薄い光導波路を製造する場合に特に好ましく適用され、製造する光導波路２６は、厚さが３０μｍ以上５００μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下である。また、本実施形態で製造される光導波路２６は、その幅が０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが望ましく、より望ましくは１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。光導波路２６の厚さ及び幅を上記範囲とすることで、ヒンジ部の捻れや曲げに追従する柔軟性を確保させつつ、高い位置精度制御が必要とされる光学実装に必要な強度が得やすくなる。
【００３１】
また、以上説明した光導波路の製造方法は、コア層１６と、下部クラッド層１４と、高屈曲材層１２とがこの順に積層された積層フィルム１０を用い、ダイシングソー２０により下部クラッド層１４の一部まで切削してコア部１６ａを形成することで、積層フィルム１０の柔軟性を維持したまま下部クラッド層１４の完全切断による製造不良やコア形成不良が効果的に抑制され、量産性に優れた製法となる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態に係る光導波路の製造方法の各工程を示す図である。
本実施形態に係る光導波路の製造方法では、図２（Ａ）に示すように、高屈曲材層１２と、下部クラッド層（第１クラッド層）１４と、コア層１６と、上部クラッド層（第２クラッド層）２４とが、この順に積層された積層フィルム（積層体）３０を用意する。高屈曲材層１２と、下部クラッド層１４と、コア層１６のそれぞれの材質及び厚みは、第１実施形態に係る積層フィルム１０と同様である。また、上部クラッド層２４の材質及び厚みは、例えば下部クラッド層１４と同様とするが、クラッドとしての機能を有していれば必ずしも下部クラッド層１４と同じ材質及び厚さである必要はない。例えば、下部クラッド層１４の切り残し量を考慮し、上部クラッド層２４の厚みを下部クラッド層１４よりも薄くすることで、積層フィルム３０の総厚を小さく抑えることも可能である。
【００３３】
次に、図２（Ｂ）に示すように、積層フィルム３０の高屈曲材層側をダイシングテープ（不図示）に貼り付け、ダイシングソー２０を用い、積層フィルム３０の高屈曲材層１２側とは反対側の面から、すなわち、上部クラッド層２４が形成されている側から、ダイシングソー２０のブレード先端部が下部クラッド層（第１クラッド層）１４の一部まで所定量入り込むように設定して切削する。このようにしてダイシングソー２０によりコア部１６ａを形成する際、即ち、ダイシングソー２０により切削溝１８を形成する際、ダイシングソー２０のブレード部先端を下部クラッド層１４に所定量入り込ませて下部クラッド層１４の一部も切削する。言い換えれば、ダイシングソー２０のブレード先端部により下部クラッド層１４に切り込みが入るように切削し、切削溝１８を形成する。
【００３４】
このようにして上部クラッド層２４、コア層１６、及び下部クラッド層１４の一部を切削することにより積層フィルム３０に切削溝１８を形成し、この切削による切削溝１８に挟まれたコア層１６の領域がコア部１６ａとなる。当該切削を積層フィルム３０の長さ方向に沿って行い、さらに幅方向に所定のピッチで同様の切削を行うことにより、同一平面で伝播光が並進するように複数のコア部１６ａが積層フィルム３０の幅方向に並列して形成される。
【００３５】
上記のように本実施形態に係る積層フィルム３０を切削して溝１８を形成する場合も、下部クラッド層１４と重なるように設けられた高屈曲材層１２の存在により、下部クラッド層１４の見かけの層厚が確保されることで、積層フィルム３０が完全に切断されることが抑制される。また、高屈曲材層１２をダイシングブレード２０が貫通することは生じ難く、高屈曲材層１２が存在しない積層フィルムを用いる場合よりも加工性が低下することはない。
【００３６】
次に、図２（Ｃ）に示すように、積層フィルム３０の切削溝１８を形成した側、すなわち上部クラッド層２４側にクラッド形成用硬化性材料を供給して硬化させることによりコア部１６ａをクラッド１４，２２，２４で包囲する。本実施形態では、積層フィルム３０の切削溝１８にクラッド形成用硬化性樹脂を流し込んで充填し、これを硬化させて埋め込みクラッド層２２を形成する。使用するクラッド形成用硬化性樹脂と、その供給方法及び硬化方法は第１実施形態と同様である。これにより、コア層１６（コア部１６ａ）と、下部クラッド層１４と、下部クラッド層１４を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層１２とがこの順に積層され、かつ光を導く方向に沿ってコア層１６（コア部１６ａ）の下部クラッド層１４と接していない面が下部クラッド層１４とはそれぞれ別に設けられたクラッド層２２，２４によって覆われた光導波路３２が得られる。なお、本実施形態では予め上部クラッド層２４を有する積層フィルム３０を用いるため、上部クラッド層２４上にはさらにクラッド層を形成する必要はないが、切削溝１８内にクラッド材料を供給して硬化させる際、上部クラッド層２４上にクラッド層が形成されても光学特性には特に問題はない。ただし、第２実施形態で製造される光導波路３２の望ましい総厚は、第１実施形態で製造される光導波路２６と同様である。
【００３７】
以上説明した第２実施形態に係る光導波路の製造方法は、下部クラッド層１４と重なる高屈曲材層１２を設けた積層フィルム３０を切削してコアを形成するため、光導波路の柔軟性を維持したまま下部クラッド層１４の完全切断による製造不良やコア形成不良を抑制し、量産性に優れた製法となる。
また、本実施形態で使用する積層フィルム３０は、コア層１６が下部クラッド層１４と上部クラッド層２４によって挟まれているため、ダイシングソー２０による切削工程や埋め込みクラッド２２の形成工程において、光導波路コア１６ａの損傷が効果的に抑制され、製品の導光性能のバラツキが抑制されるとともに、不良率が一層低減される。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例及び比較例について説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００３９】
＜実施例１＞
上記第２実施形態に係る光導波路フィルムの製造方法に従って、以下のように光導波路フィルムを作製した。
厚さ１０μｍのエポキシ系樹脂層（高屈曲材層：曲げ弾性率５００ＭＰａ）と、厚さ１５μｍのエポキシ系樹脂層（下部クラッド層：屈折率１．５５）と、厚さ５０μｍのエポキシ系樹脂層（コア層：屈折率１．６０）と、厚さ５μｍのエポキシ系樹脂層（上部クラッド層：屈折率１．５５）とがこの順に積層された長さ１２０ｍｍ幅１１０ｍｍの４層高分子フィルム（積層フィルム）を準備した。
【００４０】
次に、高屈曲材層を設置面（下面）にしてダイシングテープに貼り付け、積層フィルムをダイシングソーに設置し、厚さ１２０μｍのブレード２０を取り付けたダイシングソーを用いて積層フィルムの最下面（設置面）より上方１５μｍの位置を切削深さの基準として上部クラッド層側から積層フィルムを切削して切削溝を形成した。このような切削により、幅５０μｍの光導波路コアが積層フィルムの幅方向に５００μｍピッチで整列するように厚さ５０μｍのコア層を切削して光導波路コアを形成した。
【００４１】
次に、積層フィルムに形成された切削溝に、光導波路コアを覆うようにエポキシ系紫外線硬化樹脂（屈折率１．５５）を塗布し、紫外線露光により硬化させた。
次に、ダイシングソーによって外形を整形し、長さ１１０ｍｍ、幅０．９ｍｍ、厚さ８５μｍの２チャンネル光導波路フィルムを１００本作製した。
作製した光導波路フィルムについて総合倍率５０倍の実体顕微鏡を用いて外観検査を行ったところ、全ての光導波路フィルムについて異常は発見されなかった。
【００４２】
次に、上記のようにして作製した光導波路フィルムから２０本を無作為に抜き出し、ＩＰＣ屈曲試験（ＩＰＣ規格ＴＭ−６５０）を屈曲半径Ｒ＝１．５ｍｍ、屈曲速度：１２０ｃｐｍ、ストローク：３０ｍｍの条件で実施したところ、１０万回の屈曲後に未破断であり、また、試験前後の挿入損失の変化量は０．１ｄＢ以下であり、良好な屈曲耐性を示した。
以上のように良好な屈曲耐性を有する光導波路を高い得率で作製できた。
【００４３】
＜比較例１＞
高屈曲材層を除いた他は比較例１と同様の構成の３層高分子フィルム（積層フィルム）を用意した。
次に、厚さ１５μｍの下部クラッド層を設置面（下面）にしてダイシングテープに貼り付け、積層フィルムをダイシングソーに設置し、厚さ１２０μｍのブレード２０を取り付けたダイシングソーを用いて積層フィルムの最下面（設置面）より上方５μｍの位置を切削深さの基準とし、上部クラッド層側から積層フィルムを切削して切削溝を形成した。このような切削により、幅５０μｍの光導波路コアが積層フィルムの幅方向に５００μｍピッチで整列するように厚さ５０μｍのコア層を切削して光導波路コアを形成した。
【００４４】
次に、エポキシ系樹脂層に形成された切削溝に、光導波路コアを覆うようにエポキシ系紫外線硬化樹脂（屈折率１．５５）を塗布し、紫外線露光により硬化させた。
次に、ダイシングソーによって外形を整形し、長さ１１０ｍｍ、幅０．９ｍｍ、厚さ７５μｍの２チャンネル光導波路フィルムを１００本作製した。
作製した全ての光導波路フィルムについて総合倍率５０倍の実体顕微鏡を用いて外観検査を行ったところ、２５本の光導波路フィルムでダイシングソーの切削溝に対応した位置のフィルム表面に長さ５ｍｍ以上の凸筋状の欠陥が確認された。
【００４５】
次に上記欠陥部がＩＰＣ屈曲試験機に設置した際の屈曲部に位置する光導波路フィルムを６本抜き出し、ＩＰＣ屈曲試験（ＩＰＣ規格ＴＭ−６５０）を屈曲半径Ｒ＝１．５ｍｍ、屈曲速度：１２０ｃｐｍ、ストローク：３０ｍｍの条件で実施したところ、２千〜１万回の屈曲で破断した。
以上のように、２５％の確率で外観異常が発生し、異常部は屈曲耐性が著しく低下する製造不良が発生した。
【００４６】
本発明は、上記実施形態及び実施例に限定されず、適宜変更を加えることができる。
例えば、積層フィルムのコア層とクラッド層の数は限定されず、光導波路の厚さ方向に複数のコア層とクラッド層が交互に積層されており、最も外側に積層されているクラッド層と重なるように高屈曲材層が積層されている積層フィルムを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態に係る光導波路の製造方法における工程を示す図である。（Ａ）積層体を用意する工程 （Ｂ）コア部を形成する工程 （Ｃ）コア部をクラッドで包囲する工程
【図２】第２実施形態に係る光導波路の製造方法における工程を示す図である。（Ａ）積層体を用意する工程 （Ｂ）コア部を形成する工程 （Ｃ）コア部をクラッドで包囲する工程
【図３】ダイシングソーを用いてコア部を形成する場合に発生し易い製造不良を示す図である。（Ａ）コア断面形状不良を示す図 （Ｂ）コア層除去不良を示す図
【符号の説明】
【００４８】
１０・・・積層フィルム（積層体）
１２・・・高屈曲材層
１４・・・下部クラッド層（第１クラッド層）
１６・・・コア層
１６ａ・・・コア部
１８・・・切削溝
２０・・・ダイシングソー（ブレード）
２２・・・埋め込みクラッド層
２４・・・上部クラッド層
２６・・・光導波路
３０・・・積層フィルム（積層体）
３２・・・光導波路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア層と、該コア層と重なるように積層された第１のクラッド層と、該第１のクラッド層と重なるように積層され、該第１のクラッド層を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層とを含む積層体を用意する工程と、
ダイシングソーを用い、前記積層体の前記高屈曲材層側とは反対側の面から、前記ダイシングソーのブレード先端部が少なくとも前記第１のクラッド層の一部まで入り込むように設定して切削することにより前記積層体に切削溝を形成するとともにコア部を形成する工程と、
前記積層体の前記切削溝を形成した側にクラッド形成用硬化性材料を供給して硬化させることにより前記コア部をクラッドで包囲する工程と、
を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記積層体がさらに第２のクラッド層を含み、前記高屈曲材層と、前記第１のクラッド層と、前記コア層と、前記第２のクラッド層とが、この順に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
コア層と、
第１のクラッド層と、
該第１のクラッド層を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層と、
がこの順に積層され、かつ少なくとも光を導く方向に沿って前記コア層の前記第１のクラッド層と接していない面が前記第１のクラッド層とは別に設けられたクラッド層によって覆われている、光導波路。
【請求項１】
コア層と、該コア層と重なるように積層された第１のクラッド層と、該第１のクラッド層と重なるように積層され、該第１のクラッド層を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層とを含む積層体を用意する工程と、
ダイシングソーを用い、前記積層体の前記高屈曲材層側とは反対側の面から、前記ダイシングソーのブレード先端部が少なくとも前記第１のクラッド層の一部まで入り込むように設定して切削することにより前記積層体に切削溝を形成するとともにコア部を形成する工程と、
前記積層体の前記切削溝を形成した側にクラッド形成用硬化性材料を供給して硬化させることにより前記コア部をクラッドで包囲する工程と、
を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記積層体がさらに第２のクラッド層を含み、前記高屈曲材層と、前記第１のクラッド層と、前記コア層と、前記第２のクラッド層とが、この順に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
コア層と、
第１のクラッド層と、
該第１のクラッド層を構成する材料よりも低い曲げ弾性率を有する高屈曲材層と、
がこの順に積層され、かつ少なくとも光を導く方向に沿って前記コア層の前記第１のクラッド層と接していない面が前記第１のクラッド層とは別に設けられたクラッド層によって覆われている、光導波路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１０３９０３（Ｐ２００９−１０３９０３Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７５２８５（Ｐ２００７−２７５２８５）
【出願日】平成１９年１０月２３日（２００７．１０．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２３日（２００７．１０．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]