高分子光導波路および高分子光導波路の製造方法

【課題】高分子材料を鋳型に注入して製造する方法において、コアが直線状に形成されないので、コアの長さが鋳型の大きさによって制限されずに、長尺のコアを形成できる。
【解決手段】高分子材料からなるコアと、当該コアの少なくとも一面に接して設けられたクラッドフィルムとを有する高分子光導波路において、前記コアは、前記クラッドフィルムの表面に対して４５°の角度で傾斜する反射ミラー面を有するとともに、前記コアは、少なくともその一部が、螺旋状に配置されており、前記螺旋状に配置されたコアの間で、クラッドフィルムが分離可能とされていることを特徴とする高分子光導波路。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッドフィルムに高分子材料からなるコアが一体に形成された高分子光導波路の構造とその製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高分子光導波路は、図６に示すように、クラッドフィルム１０４上に、高分子材料を鋳型１１０に注入し、コア１０２が形成されており、コア１０２両端部の反射ミラー面１０２Ａおよび反射ミラー面１０２Ｂは、補助鋳型１２０を用いて、形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０７５２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の高分子光導波路は、高分子材料を鋳型１１０に注入し、コア１０２が直線状に形成されていたため、コア１０２の長さが鋳型１１０の大きさによって、制限されていた。このことにより、長尺のコア１０２が形成できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の高分子光導波路は、高分子材料からなるコアと、当該コアの少なくとも一面に接して設けられたクラッドフィルムとを有し、前記コアは、前記クラッドフィルムの表面に対して４５°の角度で傾斜する反射ミラー面を有するとともに、前記コアは少なくともその一部が、螺旋状に配置されており、前記螺旋状に配置されたコアの間で、クラッドフィルムが分離可能とされていることを特徴とする。このことにより、本発明の高分子光導波路は、コアの少なくともその一部が螺旋状に配置されているため、鋳型の大きさにより、コアの長さが制限されることなく、長尺のコアも形成可能である。
【０００６】
また、本発明の高分子光導波路は、前記コアが、同一方向に巻回された２つの螺旋状の導光部と前記導光部の螺旋状の内側の端部同士をつなぐ連結部とを有することを特徴とする。このことにより、コアが２つの螺旋状の導光部を有しているため、鋳型の大きさにより、コアの長さが制限されることなく、より長尺のコアも形成可能であり、かつコアの２つの螺旋状の導光部が、同一方向に巻回されているため、クラッドフィルムを分離して、展開しても捩れにくい。
【０００７】
さらに、本発明の高分子光導波路は、前記コアが点対象形状になっていることを特徴とすることにより、より長尺なコアを作成し、クラッドフィルムを分離して、展開しても捩れにくい。
【０００８】
また、本発明の高分子光導波路は、前記コアは複数本並列配置されており、複数本並列配置されたコア群間で、クラッドフィルムが分離可能とされていることを特徴とすることにより、複数の長尺なコアも同時に形成可能である。
【０００９】
また、本発明の高分子光導波路は、それぞれの前記コアの端部に配置された前記反射ミラー面が、千鳥状に配置されていることを特徴とすることにより、高分子光導波路の高密度配置ができる。
【００１０】
また、本発明の高分子光導波路は、前記クラッドフィルムの分離可能とされた部分において、分離して、展開されたことを特徴とすることにより、長尺なコアを延ばして使用することができる。
【００１１】
さらに、本発明の高分子光導波路の製造方法は、クラッドフィルムに、少なくとも一部が螺旋状のコアを形成する工程と、螺旋状のコアにおける隣接するコア間で、クラッドフィルムを分離可能とする工程とを有することを特徴とすることによって、長尺なコアを形成することができる。
【００１２】
また、本発明の高分子光導波路の製造方法は、クラッドフィルムには、前記高分子材料を注入するための孔部が形成されていることを特徴とすることによって、長尺なコアを確実に形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の高分子光導波路および高分子光導波路の製造方法は、コアの少なくともその一部が螺旋状に配置されているため、鋳型の大きさにより、コアの長さが制限されることなく、長尺のコアも形成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態の高分子光導波路の平面を示す図である。
【図２】図１のＡ部の拡大を示す図である。
【図３】図１のＢ部の拡大を示す図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線断面を説明する図である。
【図５】第１の実施形態の高分子光導波路の製造方法を示すプロセス図である。
【図６】従来の高分子光導波路の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態の例について図を参照しながら詳細に説明をする。
【００１６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するための高分子光導波路の平面を示す図である。図２は、図１のＡ部の拡大を示す図であり、図３は、図１のＢ部の拡大を示す図である。さらに図４は、図３のＣ−Ｃ線断面を説明する図である。図５は本実施形態に係る高分子光導波路の製造方法を示すプロセス図である。
【００１７】
図１は、本実施形態の高分子光導波路の平面を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る高分子光導波路１の円形状のクラッドフィルム４の下には、高分子材料からなる複数本のコアが並列配置されたコア群６がある。コア群６は、高分子光導波路１を平面視して、同一方向に巻回された２つの螺旋状の導光部と前記導光部の螺旋状の内側の端部同士をつなぐ連結部とを有している。
【００１８】
図２は、図１のＡ部の拡大を示す図であり、Ａ部は、図１におけるコア群６における点対称となる中心点である。図２に示されるように、Ａ部には、４本の高分子材料からなるコア２と、当該コア２に対応した高分子材料を注入するための孔部７が形成されている。また、コア群６の外側のクラッドフィルム４には、コア群６に沿って、クラッドフィルム４が分離可能とされる切込み１０が形成されている。
【００１９】
図３は、図１のＢ部の拡大を示す図であり、Ｂ部は、図１におけるコア群６における端部である。図３に示されるように、Ｂ部には、４本の高分子材料からなるコア２と、当該コア２に対応した反射ミラー面８と高分子材料を注入する際、高分子材料をオーバーフローさせるための孔部９が形成されている。
【００２０】
また、コア群６および反射ミラー面８の外側のクラッドフィルム４には、コア群６に沿って、クラッドフィルム４が分離可能とされる切込み１０が形成されている。また、本実施形態では、一方のコア群６における端部のみを例示しているが、点対象となっているもう一方のコア群６における端部（図示しない）も同様の構造になっている。尚、反射ミラー面８は、高分子光導波路１を平面視して、千鳥状になっており、複数のコア２を並列配置して、かつ高密度配置ができる。
【００２１】
また、クラッドフィルム４は、高分子光導波路１を備えた光学装置の用途に応じ、屈折率などの光学的特性、機械的強度、耐熱性、コア２との密着性、フレキシビリティ及び吸水性等を考慮して材料が選択される。具体的には、コア２との屈折率差を確保するため、屈折率が１．５５よりも小さく、厚みが１００μｍ程度の脂環式アクリル樹脂フィルムや脂環式オレフィン樹脂フィルムなどを用いることができる。
【００２２】
一方、コア２は、クラッドフィルム４の屈折率より大きな屈折率を有するアクリル系またはエポキシ系の高分子材料である。コア２の光の伝搬方向に垂直な断面形状は矩形であり、その幅及び高さは、高分子光導波路１を備えた光学装置の用途に応じて、１００μｍ程度に形成される。図４は図３のＣ−Ｃ線断面を説明する図である。図４に示されるように、コア２の端部には、クラッドフィルム４の表面に対して４５°の角度で傾斜する反射ミラー面８が形成されており、入射光に対して、反射ミラー面８は、大気との屈折率差によって、全反射条件を満たしている。本実施形態では、コア群６および反射ミラー面８の外側のクラッドフィルム４には、コア群６に沿って、クラッドフィルム４が分離可能とされる切込み１０が形成されているため、コア群６を形成する鋳型の大きさによって、コア群６の長さが制限されることなく、分離して、展開して、長尺なコア群６を延ばして使用することができる。さらに、コア群６が点対象形状になっていることによって、より長尺なコア群６を作成し、クラッドフィルム４を分離し、展開しても捩れにくい。尚、本実施形態では、コア群６のコア２が複数本ある場合を例示したが、１本であってもかまわない。
【００２３】
次に、本実施形態に係る高分子光導波路の製造方法について説明する。
【００２４】
図５は本実施形態に係る高分子光導波路の製造方法を示すプロセス図である。図５（ａ）は、孔部形成工程を示す。はじめに、図５（ａ）に示されるように、クラッドフィルム４に貫通した孔部９および図２に示された孔部７を形成する。
【００２５】
図５（ｂ）は、高分子材料を注入する工程を示す。次に、図５（ｂ）に示されるように、クラッドフィルム４の下面より鋳型１１を押し当てる。鋳型１１には、コアおよび反射ミラー面を形成する凹部が設けられている。次に、図示はしないが、孔部７から、凹部に高分子材料を注入し、孔部９から高分子材料がオーバーフローするまで、高分子材料の注入を継続する。高分子材料の注入後は、図示はしないが、注入した高分子材料に紫外線を照射して、高分子材料を硬化させる。尚、本実施形態では、高分子材料が紫外線硬化性樹脂である場合を例示したが、高分子材料が熱硬化性樹脂であってもかまわず、この場合は、高分子材料を加熱し、高分子材料を硬化させる。
【００２６】
図５（ｃ）は、鋳型の離型工程を示す。次に、高分子材料を硬化後に、クラッドフィルム４から鋳型１１を離型する。上述したこれらの工程を経ることで、高分子材料からなるコア２および反射ミラー面８が形成され、図１に示されるような、少なくとも一部が螺旋状のコア群６が形成される。さらに図２および図３に示されるように、コア群６および反射ミラー面８の外側のクラッドフィルム４にレーザーカット等により、螺旋状のコア群６における隣接するコア群６間で、切込み１０を形成すれば、分離して、展開して、長尺なコア群６を有する高分子光導波路１が完成する。尚、本実施形態では、全てのコア群６および反射ミラー面８の外側のクラッドフィルム４にレーザーカットをする場合を例示したが、高分子光導波路１の取扱いを容易にするため、部分的にクラッドフィルム４をハーフカットしてもかまわない。
【００２７】
また、本実施形態では、図１に示されるコア群６における点対称となる中心点すなわちＡ部にある孔部７より、高分子材料の注入を行った場合を例示したが、Ｂ部とは異なるもう一方のコア群６の端部に設けた孔部より、高分子材料の注入を行ってもかまわない。さらに、本実施形態では、コア群６が点対称で２つの螺旋状の導光部を有する場合を例示したが、コア群６が１つの螺旋状の導光部を有する場合であってもかまわず、長尺なコア群６を有する高分子光導波路を形成することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１高分子光導波路
２コア
４クラッドフィルム
６コア群
７、９孔部
８反射ミラー面
１０切込み
１１鋳型

【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材料からなるコアと、当該コアの少なくとも一面に接して設けられたクラッドフィルムとを有する高分子光導波路において、前記コアは、前記クラッドフィルムの表面に対して４５°の角度で傾斜する反射ミラー面を有するとともに、前記コアは少なくともその一部が、螺旋状に配置されており、前記螺旋状に配置されたコアの間で、クラッドフィルムが分離可能とされていることを特徴とする高分子光導波路。
【請求項２】
請求項１に記載の高分子光導波路において、前記コアは、同一方向に巻回された２つの螺旋状の導光部と前記導光部の螺旋状の内側の端部同士をつなぐ連結部とを有することを特徴とする高分子光導波路。
【請求項３】
請求項２に記載の高分子光導波路において、前記コアが点対象形状になっていることを特徴とする高分子光導波路。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の高分子光導波路において、前記コアは複数本並列配置されており、複数本並列配置されたコア群間で、クラッドフィルムが分離可能とされていることを特徴とする高分子光導波路。
【請求項５】
請求項４に記載の高分子光導波路において、それぞれの前記コアの端部に配置された前記反射ミラー面が、千鳥状に配置されていることを特徴とする高分子光導波路。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか1項に記載の高分子光導波路を、前記クラッドフィルムの分離可能とされた部分において、分離して、展開されたことを特徴とする高分子光導波路。
【請求項７】
クラッドフィルムに、少なくとも一部が螺旋状のコアを形成する工程と、螺旋状のコアにおける隣接するコア間で、クラッドフィルムを分離可能とする工程と、を有することを特徴とする高分子光導波路の製造方法
【請求項８】
請求項７に記載の高分子光導波路の製造方法において、前記クラッドフィルムには、前記高分子材料を注入するための孔部が形成されていることを特徴とする高分子光導波路の製造方法

【図１】