３次元高分子光導波路及びその製造方法
【課題】層毎にコア幅が異なる３次元構造の光導波路を簡易かつ安価に製造することが可能な３次元高分子光導波路及びその製造方法を提供する。
【解決手段】クラッドとなる第１の層１１、この第１の層１１上に第１の層１１より大きな屈折率を有してコアとなる第２の層１２、この第２の層１２上に設けられると共に第１の層１１と同じ材料からなる第３の層１３を積層した積層フィルム１０を用意する。この積層フィルム１０は、ブレードにより、外部に連通するようにして所定の間隔に切削溝１７Ａ〜１７Ｅが設けられる。切削溝１７Ａ〜１７Ｅには、第１の層１１と同様の材料が、クラッドとして充填される。これにより、２層の第１のコア２Ａ，２Ｂと第２のコア４Ａ，４Ｂを有する三次元高分子光導波路１００が得られる。
【解決手段】クラッドとなる第１の層１１、この第１の層１１上に第１の層１１より大きな屈折率を有してコアとなる第２の層１２、この第２の層１２上に設けられると共に第１の層１１と同じ材料からなる第３の層１３を積層した積層フィルム１０を用意する。この積層フィルム１０は、ブレードにより、外部に連通するようにして所定の間隔に切削溝１７Ａ〜１７Ｅが設けられる。切削溝１７Ａ〜１７Ｅには、第１の層１１と同様の材料が、クラッドとして充填される。これにより、２層の第１のコア２Ａ，２Ｂと第２のコア４Ａ，４Ｂを有する三次元高分子光導波路１００が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元高分子光導波路及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、データ等の信号を伝送する場合、従来、送信側でデータ等に応じた電気信号、具体的には、データ等に応じた電圧信号を生成し、この電圧信号をケーブル等の一端に印加し、他端に接続した受信器により受信していた。しかし、信号伝送を高速化しようとすると、電気信号では伝送損失等が生じ、信号を高品質のまま長距離を伝送するには限界がある。そこで、画像信号等のデータを光信号にして伝送することが考えられている。
【０００３】
光伝送においては、一般に、低損失性や高安定性等の特徴を有するシングル石英系光ファイバが用いられているが、このシングル石英系光ファイバは、接続コストが高くなることや扱い難いことから短距離間の伝送には適していない。これに対して、マルチモード高分子光導波路は、石英系に比較して光損失が多少大きいものの、低コストで接続が簡便であり、かつ高屈曲性を有することから、短距離光通信への適用が期待されている。
【０００４】
高分子光導波路の製造方法として、本出願人の提案によるシリコンゴム鋳型を使った複製法により、光インターコネクションに適したフィルムタイプのマルチモード光導波路を作製することができ、例えば、特許文献１，２に開示されている。この高分子導波路の製造法は、コア形成用凹部を有する鋳型とクラッド用のフィルム基材とを剥離可能に密着し、毛細管現象を利用して、コア形成用硬化性樹脂を鋳型の凹部に充填硬化させることによりフィルム基材上に導波路コアを形成し、鋳型を剥離した後、フィルム基材のコア形成面の全面にクラッド層を形成するものである。この製造方法は、簡単でありながら、光導波損失の小さい光導波路を安定して作製することができる。
【０００５】
また、高分子光導波路の他の製造方法として、基板上にクラッドからなる第１の層と、第１層より屈折率の高い第２の層を形成し、第２層の一部をダイシングソー等で切削除去することによりコアを形成し、該コアより屈折率の低い材料でコアを覆って第３層を形成することにより導波路を形成する方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−２９５０７号公報
【特許文献２】特開２００４−８６１４４号公報
【特許文献３】特開平８−２８６０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、層毎にコア幅が異なる３次元構造の光導波路を簡単かつ安価に製造することが可能な３次元高分子光導波路及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の３次元高分子光導波路を提供する。
【０００８】
［１］３つ以上のクラッド層間にそれぞれコア層を配置し、これらを積層して形成された積層フィルムと、最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記コア層を分割することにより形成され、層毎に異なるコア幅を有する光伝送用のコアと光伝送に使用されないダミーコアとを含む複数のコアと、前記複数の溝に充填されたクラッド材と、を備えたことを特徴とする３次元高分子光導波路。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の３次元高分子光導波路の製造方法を提供する。
【００１０】
［２］３つ以上のクラッド層間にそれぞれコア層を配置し、これらを積層して積層フィルムを作製する第１の工程と、最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記コア層を分割することにより、層毎に異なるコア幅を有する光伝送用のコアと光伝送に使用されないダミーコアとを含む複数のコアを形成する第２の工程と、前記複数の溝にクラッド材を充填する第３の工程と、を含むことを特徴とする３次元高分子光導波路の製造方法。
【００１１】
［３］前記第２の工程は、前記積層フィルムの片面から該片面より最も遠くに配置されたコア層まで同一幅で切削することにより前記複数の溝を設ける前記［２］に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【００１２】
［４］前記第２の工程は、前記複数の溝を設けるに際し、前記コア層を１枚のブレードで異なる深さに複数回切削して１つの溝を形成する前記［２］に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【００１３】
［５］前記第２の工程は、直径の異なる２枚のブレードを重ねて前記複数の溝を形成する前記［２］に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【００１４】
［６］前記第２の工程は、半径方向に段差を有した１枚のブレードにより前記複数の溝を形成する前記［２］に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【００１５】
［７］前記第２の工程は、前記最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記最外層側の前記コア層を分割する工程と、前記最外層の前記クラッド層とは反対側の最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記反対側の最外層の前記クラッド層側の前記コア層を分割する工程と、を含む前記［２］に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の３次元高分子光導波路によれば、層毎にコア幅が異なる３次元構造の光導波路を簡単かつ安価に製造することが可能になる。
【００１７】
請求項２の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、層毎にコア幅が異なる３次元構造の光導波路を簡単かつ安価に製造することが可能になる。
【００１８】
請求項３の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、簡単な溝形成工程により３次元構造を得ることができる。
【００１９】
請求項４の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、一方向からの溝加工によって層毎にコア幅が異なる３次元構造を得ることができる。
【００２０】
請求項５の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、特別なブレードを用いなくても１回の切削により層毎にコア幅が異なる溝を形成することができる。
【００２１】
請求項６の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、１回の切削により層毎にコア幅が異なる溝を形成することができる。
【００２２】
請求項７の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、深さの浅い溝加工によって層毎にコア幅が異なる３次元構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【００２４】
（３次元高分子光導波路の構成）
３次元高分子光導波路１００は、図１に示すように、クラッド１と、クラッド１内の下段側に設けられた第１のコア２Ａ，２Ｂ及び第１のダミーコア３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、クラッド１内の上段側に設けられた第２のコア４Ａ，４Ｂ及び第２のダミーコア５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄとを備えて構成されている。
【００２５】
上段側の第２のコア４Ａ，４Ｂ及び第２のダミーコア５Ａ〜５Ｄは、下段側の第１のコア２Ａ，２Ｂ及び第１のダミーコア３Ａ〜３Ｄに対し、距離ｄを設けて配置されている。
【００２６】
（３次元高分子光導波路の製造方法）
図２は、３次元高分子光導波路の製造方法の製造工程を示し、（ａ）は溝切削開始前の積層フィルムの断面図、（ｂ）は溝形成中の積層フィルムの断面図、（ｃ）は３次元高分子光導波路の断面図である。
【００２７】
まず、図２（ａ）に示すように、下部クラッドとなる第１の層１１と、第１の層１１上に積層されて第１のコアとなる第２の層１２と、第２の層１２上に設けられて中間クラッドとなる第３の層１３と、第３の層１３上に設けられて第２のコアとなると共に第２の層１２よりも薄い第４の層１４と、第４の層１４上に設けられて上部クラッドとなる第５の層１５とを積層した積層フィルム１０を作製する。なお、積層フィルム１０の層構成は、５層に限らず、屈折率の大きい層と屈折率の小さい層が、交互に積層された７層以上であってもよい。
【００２８】
上記積層フィルム１０の作製方法に制限はなく、例えば、ディップ法、スピンコート法、デポジション法等があるが、簡便さとコスト、作製された層の平坦性、膜厚均一性の点からスピンコート法を採用することが望ましい。
【００２９】
第１の層１１、第３の層１３及び第５の層１５は、同一材料からなり、例えば、屈折率及び光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、可撓性等を有するフィルム材を用いることができ、例えば、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、脂環式アクリル樹脂、スチレン系樹脂（ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等）、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等）、脂環式オレフィン樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、含フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系樹脂、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、アミド系樹脂（脂肪族、芳香族ポリアミド等）、イミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、またはこれらの混合物等がある。
【００３０】
第２の層１２及び第４の層１４は、厚みは異なるが、同一材料からなり、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、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等を用いることができる。
【００３１】
次に、図２（ｂ）に示すように、ブレード（ダイシングソー）１６により、第５の層１５側から、第５の層１５、第４の層１４、第３の層１３、第２の層１２を貫通し、更に第１の層１１の一部に達する切削を横方向に５回施し、５つの切削溝１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｅを設ける。
【００３２】
次に、図２（ｃ）に示すように、切削溝１７Ａ〜１７Ｅに第１の層１１と同一の屈折率を有する未硬化状態のクラッド材１８を充填し、ついで硬化させると、図１に示すクラッド１になる。また、第２の層１２からクラッド１に囲まれた第１のコア２Ａ，２Ｂと第１のダミーコア３Ａ〜３Ｄが作製されると共に、第４の層１４からクラッド１に囲まれた第２のコア４Ａ，４Ｂ及び第２のダミーコア５Ａ〜５Ｄが作製される。以上により、上下のコア間の距離が同一で、コアサイズ（コア幅、コア厚さ）が層ごとに異なる３次元高分子光導波路１００が得られる。
【００３３】
なお、図１及び図２において、第１，第２のコア２Ａ，２Ｂ，４Ａ，４Ｂと第１のダミーコア３Ａ〜３Ｄ，５Ａ〜５Ｄとは、同一の材料からなるので、例えば、第１，第２のダミーコア３Ｂ，３Ｃ，５Ｂ，５Ｃをコアとして用い、第１，第２のコア２Ａ，２Ｂ，４Ａ，４Ｂをダミーコアとすることもできる。
【００３４】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。
【００３５】
本実施の形態は、第１の実施の形態において、下段のコア列と上段のコア列のコア幅を不同にしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。なお、本実施の形態においては、第１，第２のダミーコアを、第１の実施の形態より各１つ減らした第１，第２のダミーコア３Ａ〜３Ｃ，５Ａ〜５Ｃとしている。
【００３６】
（３次元高分子光導波路の製造方法）
図４は、第２の実施の形態に係る３次元高分子光導波路の製造工程を示し、（ａ）は溝切削開始前の積層フィルムの断面図、（ｂ）は溝形成を裏面側に施している状態の積層フィルムの断面図、（ｃ）は３次元高分子光導波路の断面図である。まず、第１の実施の形態で説明したようにして、図２（ａ）に示す積層フィルム１０を作製する。
【００３７】
次に、積層フィルム１０に対し、図４（ａ）に示すように、ブレード１６により、第５の層１５側から、第５の層１５、第４の層１４を貫通し、更に第３の層１３の一部に達する切削を横方向に４回施し、４つの切削溝１７Ａ〜１７Ｄを設ける。このとき、切削後に図３のように形成される第２のダミーコア５Ａ〜５Ｃの幅が、第２のコア４Ａ，４Ｂより狭くなるようにブレード１６で切削する。
【００３８】
次に、図４（ｂ）に示すように、切削された積層フィルム１０を裏返しにする。そして、ブレード１６により、第１の層１１側から、表側とは異なるピッチで第１の層１１、第２の層１２を貫通し、更に第３の層１３の一部に達する切削を横方向に４回施し、４つの切削溝１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄを設ける。このとき、切削後に図３のように形成される第２のコア４Ａ，４Ｂの幅が、第１のコア２Ａ，２Ｂより狭くなるようにブレード１６で切削する。
【００３９】
次に、図４（ｃ）に示すように、切削溝１７Ａ〜１７Ｄ，１９Ａ〜１９Ｄのそれぞれに未硬化状態のクラッド材１８を充填し、その後に硬化させると、図３に示すクラッド１になる。また、第２の層１２からクラッド１に囲まれた第１のコア２Ａ，２Ｂ及び第１のダミーコア３Ａ〜３Ｃが作製されると共に、第４の層１４からクラッド１に囲まれた第２のコア４Ａ，４Ｂ及び第２のダミーコア５Ａ〜５Ｃが作製される。これにより、上下のコア間の距離が同一でコアサイズが層ごとに異なる３次元高分子光導波路１００が得られる。
【００４０】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示す斜視図である。
【００４１】
本実施の形態は、第１の実施の形態において、第２のコア４Ａ，４Ｂの幅を第１のコア２Ａ，２Ｂの幅より小さくしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
（３次元高分子光導波路の製造方法）
図６は、切削溝の形成が完了した状態の積層フィルムを示す斜視図である。また、図７は、図６の積層フィルムを作製する工程を示し、（ａ）は切削溝の形成を開始した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は最後の切削溝を切削している状態を示す断面図である。
まず、第１の実施の形態で説明したようにして、図２（ａ）に示す積層フィルム１０を作製する。
【００４３】
次に、図７（ａ）に示すように、ブレード１６により、積層フィルム１０の第５の層１５側から、第５の層１５、第４の層１４、第３の層１３、第２の層１２を貫通し、更に第１の層１１の一部に達する切削を施し、第１のダミーコア３Ａと第１のコア２Ａとの間、及び第２のダミーコア５Ａの側面に切削溝２１ａを形成する。
【００４４】
次に、切削溝２１ａからブレード１６を引き抜いて、図７（ａ）に示すように、ブレード１６を破線位置上方へ移動させ、ブレード１６を降下するこにより、第５の層１５、第４の層１４及び第３の層１３の一部に達する切削を施し、第２のダミーコア５Ａと第２のコア４Ａとの間に切削溝２１ｂを形成する。
【００４５】
次に、ブレード１６を引き抜いて、図７（ｂ）の第２のコア４Ａと第２のダミーコア５Ｂの間の位置へ移動した後、ブレード１６を降下させ、第２のコア４Ａと第２のダミーコア５Ｂの間に第５の層１５及び第４の層１４を貫通し、第３の層１３の一部に達する深さの切削を施して２つ目の切削溝２１ｂを形成すると共に、この切削に続いて第５の層１５、第４の層１４、第３の層１３、第２の層１２を貫通し、更に第１の層１１の一部に達する深さの切削を施して２つ目の切削溝２１ａを形成する。
【００４６】
次に、上記１つ目の切削溝２１ａ，２１ｂと同様の溝を、第１のダミーコア３Ｂと第１のコア２Ｂとの間及び第２のダミーコア５Ｂと第２のコア４Ｂとの間に、３つ目の切削溝２１ａ，２１ｂを形成する。更に、上記２つ目の切削溝２１ａ，２１ｂと同様の溝を、第２のコア４Ｂと第２のダミーコア５Ｃとの間及び第１のコア２Ｂと第１のダミーコア３Ｃとの間に４つ目の切削溝２１ａ，２１ｂを形成する。
【００４７】
次に、図６、図７（ｂ）に示す積層フィルム１０の各切削溝２１ａ，２１ｂ内に未硬化状態のクラッド材１８を充填し、硬化させると、図５に示すクラッド１になる。また、第２の層１２からクラッド１に囲まれた第１のコア２Ａ，２Ｂと第１のダミーコア３Ａ〜３Ｃが作製され、第４の層１４からクラッド１に囲まれた第２のコア４Ａ，４Ｂ及び第２のダミーコア５Ａ〜５Ｃが作製される。以上により、コア間の距離が同一で、コアサイズ（コア幅、コア厚さ）が層ごとに異なる3次元高分子光導波路１００が得られる。
【００４８】
［第４の実施の形態］
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る積層フィルム及びブレードを示し、（ａ）は切削溝の形成を途中まで完了した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は切削溝を切削するブレードの形状を示す斜視図である。
【００４９】
本実施の形態は、第３の実施の形態において、図８（ｂ）に示すように、直径が異なる２枚のブレード２２，２３を同軸にして一体に回転させることにより図８（ａ）に示すように、切削溝２１ａと切削溝２１ｂを同時に切削することにより製造工程数の削減を図ったものであり、その他の構成は第３の実施の形態と同様である。
【００５０】
なお、本実施の形態においては、第２のコア４Ａと第２のダミーコア５Ｂの間、第２のコア４Ｂと第２のダミーコア５Ｃの間では、図８（ａ），（ｂ）に示す順序でブレード２２、ブレード２３を配置して切削し、また、第２のコア４Ａと第２のダミーコア５Ａの間、第２のコア４Ｂと第２のダミーコア５Ｂの間では、ブレードの配置を左右入れ換えて切削する。
【００５１】
［第５の実施の形態］
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る積層フィルム及びブレードを示し、（ａ）は切削溝の形成を途中まで完了した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は切削溝を切削するブレードの形状を示す断面図である。
【００５２】
本実施の形態において、切削溝２１ａ，２１ｂを形成後の積層フィルム１０の構成は、第３及び第４の実施の形態と同様であるが、その製造方法に違いがある。すなわち、切削溝２１ａ，２１ｂを設けるに際し、図９（ｂ）に示す段差を有する１枚のブレード２４を用いて、図９（ａ）に示すように切削溝２１ａ，２１ｂを切削することにより製造工程の工程数を削減している。
【００５３】
図１０は、ブレード２４の製造方法を示し、（ａ）は砥石の正面図、（ｂ）はブレードの製造方法を示す図である。
【００５４】
まず、図１０（ａ）に示すように、幅及び深さが同一の４つの溝３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄが一定間隔に設けられた砥石３０を用意する。溝３１Ａ〜３１Ｄは、ブレード２４の原材料となるディスク状のブレード材３２の厚みの１／２以上の幅を有し、深さはブレード材３２の最大径部分の周面に砥石３０が接触しない程度とする。
【００５５】
次に、ブレード材３２を用意し、これを図示しないモータの回転軸に装着する。ついで、図１０（ｂ）に示すように、ブレード材３２の約１／２の幅が溝３１Ａに介在するようにブレード材３２の外周面を位置決めする。
【００５６】
次に、ブレード材３２を回転させながら降下させ、ブレード材３２の外周面の約１／２の幅を砥石３０の溝３１Ａに接触させる。この状態のまま、必要とする全段差量ｈの約１／４までブレード材３２を下降させると、溝３１Ａの内壁によってブレード材３２の片側が、降下量に応じて切削される。
【００５７】
次に、ブレード材３２を上昇させて砥石３０から引き離し、ついでブレード材３２を溝３１Ｂ上へ移動させ、溝３１Ａのときと同様にしてブレード材３２を溝３１Ｂ上に位置決めする。ついで、ブレード材３２を回転させながら降下させ、必要とする全段差量ｈの約１／２まで切削する。
【００５８】
以後、同様にしてブレード材３２を溝３１Ｃ，３１Ｄへ順次移動させ、必要とする全段差量ｈの約１／４の切削を溝３１Ｃ，３１Ｄごとに追加する。最後に、ブレード材３２を溝３１Ｄから引き離すと、図９（ｂ）のように段差ｈの付いたブレード２４が完成する。
【実施例１】
【００５９】
次に、本発明の実施例１について説明する。屈折率１．５１で厚さが１００μｍのＪＳＲ社製「アートン（ＡＲＴＯＮ）フィルム」を第１の層１１とし、この第１の層１１上に屈折率１．５３の紫外線硬化型樹脂を厚さが８０μｍとなるようにスピンコートして第２の層１２とした。「アートンフィルム」は、耐熱性透明樹脂であるアートンをフィルム化したもので、高耐熱性、高透明性、低歪み、低吸水性及び密着性に優れた高耐熱透明フィルムである。
【００６０】
次に、第２の層１２上に上記した「アートンフィルム」を被せて第３の層１３とし、この第３の層１３上に屈折率１．５３の紫外線硬化型樹脂を厚さが５０μｍとなるように設け、これに紫外線を照射して硬化させ、第４の層１４とした。ついで、上記した「アートンフィルム」を被せて第５の層１５とした。以上により、屈折率の大小が交互になるように積層された図２（ａ）に示す５層構造の積層フィルム１０が得られる。
【００６１】
次に、ダイシングブレードを用意し、このブレードを用いて、図４（ａ）に示すように、第２のコア４Ａ，４Ｂの幅が４０μｍとなるように、第５の層１５側から４つの溝１７を積層フィルム１０に形成した。
【００６２】
次に、図４（ｂ）に示すように、積層フィルム１０を裏返しにし、第１のコア２Ａ，２Ｂの幅が８０μｍとなるように、第１の層１１側から第２の層１２を貫通する４つの溝１９Ａ〜１９Ｄを積層フィルム１０に形成した。
【００６３】
次に、屈折率１．５１の紫外線硬化型樹脂を切削溝１７Ａ〜１７Ｄ，１９Ａ〜１９Ｄ内に充填し、ついで脱泡処理を施した。次に、充填した紫外線硬化型樹脂を紫外線照射によって硬化させた。
【００６４】
最後に、ダイシングソーによって端面を整形し、図３に示すように、コア幅が層ごとに異なる３次元高分子光導波路１００を完成させた。作製した３次元高分子光導波路１００の伝搬損失を測定したところ、第１のコア２Ａ，２Ｂ及び第２のコア４Ａ，４Ｂ共に０．１１ｄＢ／ｃｍであった。
【００６５】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、各実施の形態間の構成要素の組み合せは任意に行うことができる。また、上記実施の形態においては、コアが２層からなる構成としたが、各実施の形態に示した積層フィルム１０が複数層に積層された構成であってもよい。
【００６６】
また、上記各実施の形態において、クラッド１の上面または下面に電気配線パターンを設けて導電線とすることにより、導電線付き３次元高分子導波路を構成することができる。導電線は、制御信号等の高速でない信号の伝送や電源の供給に利用される。
【００６７】
この場合、図１、図３、図５のように３次元高分子導波路１００を完成させた後に、電気配線パターンをクラッド１の上面または下面に設けてもよいし、例えば、図２（ａ）に示す積層フィルム１０の段階で幅広の電気配線パターンを設け、図２（ｂ）に示すように、切削溝１７Ａ〜１７Ｅを設けるときにコア層（第２，第４の層１２，１４）と共に切削して複数の導電線を形成してもよい。
【００６８】
また、切削溝１７Ａ〜１７Ｅ，１９Ａ〜１９Ｄは、ブレード１６により１溝単位で切削するものとしたが、複数組のブレードを同一回転軸に装着して複数の溝を同時に切削するようにしてもよい。これは、ブレード２２，２３，２４においても同様である。
【００６９】
また、図２においては、切削溝１７が第１の層１１側から切削されていてもよい。更に、図４においては、切削溝１７Ａ〜１７Ｅと切削溝１９Ａ〜１９Ｄが入れ代わった構成であってもよい。また、図８及び図９においては、切削溝２１ａ，２１ｂが第１の層１１側から切削されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】図２は、３次元高分子光導波路の製造方法の製造工程を示し、（ａ）は溝切削開始前の積層フィルムの断面図、（ｂ）は溝形成中の積層フィルムの断面図、（ｃ）は３次元高分子光導波路の断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。
【図４】図４は、第２の実施の形態に係る３次元高分子光導波路の製造工程を示し、（ａ）は溝切削開始前の積層フィルムの断面図、（ｂ）は溝形成を裏面側に施している状態の積層フィルムの断面図、（ｃ）は３次元高分子光導波路の断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示す斜視図である。
【図６】図６は、切削溝の形成が完了した状態の積層フィルムを示す斜視図である。
【図７】図７は、図６の積層フィルムを作製する工程を示し、（ａ）は切削溝の形成を開始した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は最後の切削溝を切削している状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第４の実施の形態に係る積層フィルム及びブレードを示し、（ａ）は切削溝の形成を途中まで完了した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は（ａ）の積層フィルムの切削溝を切削するブレードの形状を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第５の実施の形態に係る積層フィルム及びブレードを示し、（ａ）は切削溝の形成を途中まで完了した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は（ａ）の積層フィルムの切削溝を切削するブレードの形状を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第５の実施の形態におけるブレードの製造方法を示し、（ａ）は砥石の正面図、（ｂ）はブレードの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ クラッド
２Ａ，２Ｂ 第１のコア
３Ａ〜３Ｄ 第１のダミーコア
４Ａ，４Ｂ 第２のコア
５Ａ〜５Ｄ 第２のダミーコア
１０ 積層フィルム
１１ 第１の層
１２ 第２の層
１３ 第３の層
１４ 第４の層
１５ 第５の層
１６ ブレード
１７Ａ〜１７Ｅ，１９Ａ〜１９Ｄ 切削溝
１８ クラッド材
２１ａ，２１ｂ 切削溝
２２，２３，２４ ブレード
３０ 砥石
３１Ａ〜３１Ｄ 溝
３２ ブレード材
１００ ３次元高分子光導波路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元高分子光導波路及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、データ等の信号を伝送する場合、従来、送信側でデータ等に応じた電気信号、具体的には、データ等に応じた電圧信号を生成し、この電圧信号をケーブル等の一端に印加し、他端に接続した受信器により受信していた。しかし、信号伝送を高速化しようとすると、電気信号では伝送損失等が生じ、信号を高品質のまま長距離を伝送するには限界がある。そこで、画像信号等のデータを光信号にして伝送することが考えられている。
【０００３】
光伝送においては、一般に、低損失性や高安定性等の特徴を有するシングル石英系光ファイバが用いられているが、このシングル石英系光ファイバは、接続コストが高くなることや扱い難いことから短距離間の伝送には適していない。これに対して、マルチモード高分子光導波路は、石英系に比較して光損失が多少大きいものの、低コストで接続が簡便であり、かつ高屈曲性を有することから、短距離光通信への適用が期待されている。
【０００４】
高分子光導波路の製造方法として、本出願人の提案によるシリコンゴム鋳型を使った複製法により、光インターコネクションに適したフィルムタイプのマルチモード光導波路を作製することができ、例えば、特許文献１，２に開示されている。この高分子導波路の製造法は、コア形成用凹部を有する鋳型とクラッド用のフィルム基材とを剥離可能に密着し、毛細管現象を利用して、コア形成用硬化性樹脂を鋳型の凹部に充填硬化させることによりフィルム基材上に導波路コアを形成し、鋳型を剥離した後、フィルム基材のコア形成面の全面にクラッド層を形成するものである。この製造方法は、簡単でありながら、光導波損失の小さい光導波路を安定して作製することができる。
【０００５】
また、高分子光導波路の他の製造方法として、基板上にクラッドからなる第１の層と、第１層より屈折率の高い第２の層を形成し、第２層の一部をダイシングソー等で切削除去することによりコアを形成し、該コアより屈折率の低い材料でコアを覆って第３層を形成することにより導波路を形成する方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−２９５０７号公報
【特許文献２】特開２００４−８６１４４号公報
【特許文献３】特開平８−２８６０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、層毎にコア幅が異なる３次元構造の光導波路を簡単かつ安価に製造することが可能な３次元高分子光導波路及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の３次元高分子光導波路を提供する。
【０００８】
［１］３つ以上のクラッド層間にそれぞれコア層を配置し、これらを積層して形成された積層フィルムと、最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記コア層を分割することにより形成され、層毎に異なるコア幅を有する光伝送用のコアと光伝送に使用されないダミーコアとを含む複数のコアと、前記複数の溝に充填されたクラッド材と、を備えたことを特徴とする３次元高分子光導波路。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の３次元高分子光導波路の製造方法を提供する。
【００１０】
［２］３つ以上のクラッド層間にそれぞれコア層を配置し、これらを積層して積層フィルムを作製する第１の工程と、最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記コア層を分割することにより、層毎に異なるコア幅を有する光伝送用のコアと光伝送に使用されないダミーコアとを含む複数のコアを形成する第２の工程と、前記複数の溝にクラッド材を充填する第３の工程と、を含むことを特徴とする３次元高分子光導波路の製造方法。
【００１１】
［３］前記第２の工程は、前記積層フィルムの片面から該片面より最も遠くに配置されたコア層まで同一幅で切削することにより前記複数の溝を設ける前記［２］に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【００１２】
［４］前記第２の工程は、前記複数の溝を設けるに際し、前記コア層を１枚のブレードで異なる深さに複数回切削して１つの溝を形成する前記［２］に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【００１３】
［５］前記第２の工程は、直径の異なる２枚のブレードを重ねて前記複数の溝を形成する前記［２］に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【００１４】
［６］前記第２の工程は、半径方向に段差を有した１枚のブレードにより前記複数の溝を形成する前記［２］に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【００１５】
［７］前記第２の工程は、前記最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記最外層側の前記コア層を分割する工程と、前記最外層の前記クラッド層とは反対側の最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記反対側の最外層の前記クラッド層側の前記コア層を分割する工程と、を含む前記［２］に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の３次元高分子光導波路によれば、層毎にコア幅が異なる３次元構造の光導波路を簡単かつ安価に製造することが可能になる。
【００１７】
請求項２の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、層毎にコア幅が異なる３次元構造の光導波路を簡単かつ安価に製造することが可能になる。
【００１８】
請求項３の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、簡単な溝形成工程により３次元構造を得ることができる。
【００１９】
請求項４の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、一方向からの溝加工によって層毎にコア幅が異なる３次元構造を得ることができる。
【００２０】
請求項５の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、特別なブレードを用いなくても１回の切削により層毎にコア幅が異なる溝を形成することができる。
【００２１】
請求項６の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、１回の切削により層毎にコア幅が異なる溝を形成することができる。
【００２２】
請求項７の３次元高分子光導波路の製造方法によれば、深さの浅い溝加工によって層毎にコア幅が異なる３次元構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【００２４】
（３次元高分子光導波路の構成）
３次元高分子光導波路１００は、図１に示すように、クラッド１と、クラッド１内の下段側に設けられた第１のコア２Ａ，２Ｂ及び第１のダミーコア３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、クラッド１内の上段側に設けられた第２のコア４Ａ，４Ｂ及び第２のダミーコア５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄとを備えて構成されている。
【００２５】
上段側の第２のコア４Ａ，４Ｂ及び第２のダミーコア５Ａ〜５Ｄは、下段側の第１のコア２Ａ，２Ｂ及び第１のダミーコア３Ａ〜３Ｄに対し、距離ｄを設けて配置されている。
【００２６】
（３次元高分子光導波路の製造方法）
図２は、３次元高分子光導波路の製造方法の製造工程を示し、（ａ）は溝切削開始前の積層フィルムの断面図、（ｂ）は溝形成中の積層フィルムの断面図、（ｃ）は３次元高分子光導波路の断面図である。
【００２７】
まず、図２（ａ）に示すように、下部クラッドとなる第１の層１１と、第１の層１１上に積層されて第１のコアとなる第２の層１２と、第２の層１２上に設けられて中間クラッドとなる第３の層１３と、第３の層１３上に設けられて第２のコアとなると共に第２の層１２よりも薄い第４の層１４と、第４の層１４上に設けられて上部クラッドとなる第５の層１５とを積層した積層フィルム１０を作製する。なお、積層フィルム１０の層構成は、５層に限らず、屈折率の大きい層と屈折率の小さい層が、交互に積層された７層以上であってもよい。
【００２８】
上記積層フィルム１０の作製方法に制限はなく、例えば、ディップ法、スピンコート法、デポジション法等があるが、簡便さとコスト、作製された層の平坦性、膜厚均一性の点からスピンコート法を採用することが望ましい。
【００２９】
第１の層１１、第３の層１３及び第５の層１５は、同一材料からなり、例えば、屈折率及び光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、可撓性等を有するフィルム材を用いることができ、例えば、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、脂環式アクリル樹脂、スチレン系樹脂（ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等）、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等）、脂環式オレフィン樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、含フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系樹脂、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、アミド系樹脂（脂肪族、芳香族ポリアミド等）、イミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、またはこれらの混合物等がある。
【００３０】
第２の層１２及び第４の層１４は、厚みは異なるが、同一材料からなり、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、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等を用いることができる。
【００３１】
次に、図２（ｂ）に示すように、ブレード（ダイシングソー）１６により、第５の層１５側から、第５の層１５、第４の層１４、第３の層１３、第２の層１２を貫通し、更に第１の層１１の一部に達する切削を横方向に５回施し、５つの切削溝１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｅを設ける。
【００３２】
次に、図２（ｃ）に示すように、切削溝１７Ａ〜１７Ｅに第１の層１１と同一の屈折率を有する未硬化状態のクラッド材１８を充填し、ついで硬化させると、図１に示すクラッド１になる。また、第２の層１２からクラッド１に囲まれた第１のコア２Ａ，２Ｂと第１のダミーコア３Ａ〜３Ｄが作製されると共に、第４の層１４からクラッド１に囲まれた第２のコア４Ａ，４Ｂ及び第２のダミーコア５Ａ〜５Ｄが作製される。以上により、上下のコア間の距離が同一で、コアサイズ（コア幅、コア厚さ）が層ごとに異なる３次元高分子光導波路１００が得られる。
【００３３】
なお、図１及び図２において、第１，第２のコア２Ａ，２Ｂ，４Ａ，４Ｂと第１のダミーコア３Ａ〜３Ｄ，５Ａ〜５Ｄとは、同一の材料からなるので、例えば、第１，第２のダミーコア３Ｂ，３Ｃ，５Ｂ，５Ｃをコアとして用い、第１，第２のコア２Ａ，２Ｂ，４Ａ，４Ｂをダミーコアとすることもできる。
【００３４】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。
【００３５】
本実施の形態は、第１の実施の形態において、下段のコア列と上段のコア列のコア幅を不同にしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。なお、本実施の形態においては、第１，第２のダミーコアを、第１の実施の形態より各１つ減らした第１，第２のダミーコア３Ａ〜３Ｃ，５Ａ〜５Ｃとしている。
【００３６】
（３次元高分子光導波路の製造方法）
図４は、第２の実施の形態に係る３次元高分子光導波路の製造工程を示し、（ａ）は溝切削開始前の積層フィルムの断面図、（ｂ）は溝形成を裏面側に施している状態の積層フィルムの断面図、（ｃ）は３次元高分子光導波路の断面図である。まず、第１の実施の形態で説明したようにして、図２（ａ）に示す積層フィルム１０を作製する。
【００３７】
次に、積層フィルム１０に対し、図４（ａ）に示すように、ブレード１６により、第５の層１５側から、第５の層１５、第４の層１４を貫通し、更に第３の層１３の一部に達する切削を横方向に４回施し、４つの切削溝１７Ａ〜１７Ｄを設ける。このとき、切削後に図３のように形成される第２のダミーコア５Ａ〜５Ｃの幅が、第２のコア４Ａ，４Ｂより狭くなるようにブレード１６で切削する。
【００３８】
次に、図４（ｂ）に示すように、切削された積層フィルム１０を裏返しにする。そして、ブレード１６により、第１の層１１側から、表側とは異なるピッチで第１の層１１、第２の層１２を貫通し、更に第３の層１３の一部に達する切削を横方向に４回施し、４つの切削溝１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄを設ける。このとき、切削後に図３のように形成される第２のコア４Ａ，４Ｂの幅が、第１のコア２Ａ，２Ｂより狭くなるようにブレード１６で切削する。
【００３９】
次に、図４（ｃ）に示すように、切削溝１７Ａ〜１７Ｄ，１９Ａ〜１９Ｄのそれぞれに未硬化状態のクラッド材１８を充填し、その後に硬化させると、図３に示すクラッド１になる。また、第２の層１２からクラッド１に囲まれた第１のコア２Ａ，２Ｂ及び第１のダミーコア３Ａ〜３Ｃが作製されると共に、第４の層１４からクラッド１に囲まれた第２のコア４Ａ，４Ｂ及び第２のダミーコア５Ａ〜５Ｃが作製される。これにより、上下のコア間の距離が同一でコアサイズが層ごとに異なる３次元高分子光導波路１００が得られる。
【００４０】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示す斜視図である。
【００４１】
本実施の形態は、第１の実施の形態において、第２のコア４Ａ，４Ｂの幅を第１のコア２Ａ，２Ｂの幅より小さくしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
（３次元高分子光導波路の製造方法）
図６は、切削溝の形成が完了した状態の積層フィルムを示す斜視図である。また、図７は、図６の積層フィルムを作製する工程を示し、（ａ）は切削溝の形成を開始した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は最後の切削溝を切削している状態を示す断面図である。
まず、第１の実施の形態で説明したようにして、図２（ａ）に示す積層フィルム１０を作製する。
【００４３】
次に、図７（ａ）に示すように、ブレード１６により、積層フィルム１０の第５の層１５側から、第５の層１５、第４の層１４、第３の層１３、第２の層１２を貫通し、更に第１の層１１の一部に達する切削を施し、第１のダミーコア３Ａと第１のコア２Ａとの間、及び第２のダミーコア５Ａの側面に切削溝２１ａを形成する。
【００４４】
次に、切削溝２１ａからブレード１６を引き抜いて、図７（ａ）に示すように、ブレード１６を破線位置上方へ移動させ、ブレード１６を降下するこにより、第５の層１５、第４の層１４及び第３の層１３の一部に達する切削を施し、第２のダミーコア５Ａと第２のコア４Ａとの間に切削溝２１ｂを形成する。
【００４５】
次に、ブレード１６を引き抜いて、図７（ｂ）の第２のコア４Ａと第２のダミーコア５Ｂの間の位置へ移動した後、ブレード１６を降下させ、第２のコア４Ａと第２のダミーコア５Ｂの間に第５の層１５及び第４の層１４を貫通し、第３の層１３の一部に達する深さの切削を施して２つ目の切削溝２１ｂを形成すると共に、この切削に続いて第５の層１５、第４の層１４、第３の層１３、第２の層１２を貫通し、更に第１の層１１の一部に達する深さの切削を施して２つ目の切削溝２１ａを形成する。
【００４６】
次に、上記１つ目の切削溝２１ａ，２１ｂと同様の溝を、第１のダミーコア３Ｂと第１のコア２Ｂとの間及び第２のダミーコア５Ｂと第２のコア４Ｂとの間に、３つ目の切削溝２１ａ，２１ｂを形成する。更に、上記２つ目の切削溝２１ａ，２１ｂと同様の溝を、第２のコア４Ｂと第２のダミーコア５Ｃとの間及び第１のコア２Ｂと第１のダミーコア３Ｃとの間に４つ目の切削溝２１ａ，２１ｂを形成する。
【００４７】
次に、図６、図７（ｂ）に示す積層フィルム１０の各切削溝２１ａ，２１ｂ内に未硬化状態のクラッド材１８を充填し、硬化させると、図５に示すクラッド１になる。また、第２の層１２からクラッド１に囲まれた第１のコア２Ａ，２Ｂと第１のダミーコア３Ａ〜３Ｃが作製され、第４の層１４からクラッド１に囲まれた第２のコア４Ａ，４Ｂ及び第２のダミーコア５Ａ〜５Ｃが作製される。以上により、コア間の距離が同一で、コアサイズ（コア幅、コア厚さ）が層ごとに異なる3次元高分子光導波路１００が得られる。
【００４８】
［第４の実施の形態］
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る積層フィルム及びブレードを示し、（ａ）は切削溝の形成を途中まで完了した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は切削溝を切削するブレードの形状を示す斜視図である。
【００４９】
本実施の形態は、第３の実施の形態において、図８（ｂ）に示すように、直径が異なる２枚のブレード２２，２３を同軸にして一体に回転させることにより図８（ａ）に示すように、切削溝２１ａと切削溝２１ｂを同時に切削することにより製造工程数の削減を図ったものであり、その他の構成は第３の実施の形態と同様である。
【００５０】
なお、本実施の形態においては、第２のコア４Ａと第２のダミーコア５Ｂの間、第２のコア４Ｂと第２のダミーコア５Ｃの間では、図８（ａ），（ｂ）に示す順序でブレード２２、ブレード２３を配置して切削し、また、第２のコア４Ａと第２のダミーコア５Ａの間、第２のコア４Ｂと第２のダミーコア５Ｂの間では、ブレードの配置を左右入れ換えて切削する。
【００５１】
［第５の実施の形態］
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る積層フィルム及びブレードを示し、（ａ）は切削溝の形成を途中まで完了した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は切削溝を切削するブレードの形状を示す断面図である。
【００５２】
本実施の形態において、切削溝２１ａ，２１ｂを形成後の積層フィルム１０の構成は、第３及び第４の実施の形態と同様であるが、その製造方法に違いがある。すなわち、切削溝２１ａ，２１ｂを設けるに際し、図９（ｂ）に示す段差を有する１枚のブレード２４を用いて、図９（ａ）に示すように切削溝２１ａ，２１ｂを切削することにより製造工程の工程数を削減している。
【００５３】
図１０は、ブレード２４の製造方法を示し、（ａ）は砥石の正面図、（ｂ）はブレードの製造方法を示す図である。
【００５４】
まず、図１０（ａ）に示すように、幅及び深さが同一の４つの溝３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄが一定間隔に設けられた砥石３０を用意する。溝３１Ａ〜３１Ｄは、ブレード２４の原材料となるディスク状のブレード材３２の厚みの１／２以上の幅を有し、深さはブレード材３２の最大径部分の周面に砥石３０が接触しない程度とする。
【００５５】
次に、ブレード材３２を用意し、これを図示しないモータの回転軸に装着する。ついで、図１０（ｂ）に示すように、ブレード材３２の約１／２の幅が溝３１Ａに介在するようにブレード材３２の外周面を位置決めする。
【００５６】
次に、ブレード材３２を回転させながら降下させ、ブレード材３２の外周面の約１／２の幅を砥石３０の溝３１Ａに接触させる。この状態のまま、必要とする全段差量ｈの約１／４までブレード材３２を下降させると、溝３１Ａの内壁によってブレード材３２の片側が、降下量に応じて切削される。
【００５７】
次に、ブレード材３２を上昇させて砥石３０から引き離し、ついでブレード材３２を溝３１Ｂ上へ移動させ、溝３１Ａのときと同様にしてブレード材３２を溝３１Ｂ上に位置決めする。ついで、ブレード材３２を回転させながら降下させ、必要とする全段差量ｈの約１／２まで切削する。
【００５８】
以後、同様にしてブレード材３２を溝３１Ｃ，３１Ｄへ順次移動させ、必要とする全段差量ｈの約１／４の切削を溝３１Ｃ，３１Ｄごとに追加する。最後に、ブレード材３２を溝３１Ｄから引き離すと、図９（ｂ）のように段差ｈの付いたブレード２４が完成する。
【実施例１】
【００５９】
次に、本発明の実施例１について説明する。屈折率１．５１で厚さが１００μｍのＪＳＲ社製「アートン（ＡＲＴＯＮ）フィルム」を第１の層１１とし、この第１の層１１上に屈折率１．５３の紫外線硬化型樹脂を厚さが８０μｍとなるようにスピンコートして第２の層１２とした。「アートンフィルム」は、耐熱性透明樹脂であるアートンをフィルム化したもので、高耐熱性、高透明性、低歪み、低吸水性及び密着性に優れた高耐熱透明フィルムである。
【００６０】
次に、第２の層１２上に上記した「アートンフィルム」を被せて第３の層１３とし、この第３の層１３上に屈折率１．５３の紫外線硬化型樹脂を厚さが５０μｍとなるように設け、これに紫外線を照射して硬化させ、第４の層１４とした。ついで、上記した「アートンフィルム」を被せて第５の層１５とした。以上により、屈折率の大小が交互になるように積層された図２（ａ）に示す５層構造の積層フィルム１０が得られる。
【００６１】
次に、ダイシングブレードを用意し、このブレードを用いて、図４（ａ）に示すように、第２のコア４Ａ，４Ｂの幅が４０μｍとなるように、第５の層１５側から４つの溝１７を積層フィルム１０に形成した。
【００６２】
次に、図４（ｂ）に示すように、積層フィルム１０を裏返しにし、第１のコア２Ａ，２Ｂの幅が８０μｍとなるように、第１の層１１側から第２の層１２を貫通する４つの溝１９Ａ〜１９Ｄを積層フィルム１０に形成した。
【００６３】
次に、屈折率１．５１の紫外線硬化型樹脂を切削溝１７Ａ〜１７Ｄ，１９Ａ〜１９Ｄ内に充填し、ついで脱泡処理を施した。次に、充填した紫外線硬化型樹脂を紫外線照射によって硬化させた。
【００６４】
最後に、ダイシングソーによって端面を整形し、図３に示すように、コア幅が層ごとに異なる３次元高分子光導波路１００を完成させた。作製した３次元高分子光導波路１００の伝搬損失を測定したところ、第１のコア２Ａ，２Ｂ及び第２のコア４Ａ，４Ｂ共に０．１１ｄＢ／ｃｍであった。
【００６５】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、各実施の形態間の構成要素の組み合せは任意に行うことができる。また、上記実施の形態においては、コアが２層からなる構成としたが、各実施の形態に示した積層フィルム１０が複数層に積層された構成であってもよい。
【００６６】
また、上記各実施の形態において、クラッド１の上面または下面に電気配線パターンを設けて導電線とすることにより、導電線付き３次元高分子導波路を構成することができる。導電線は、制御信号等の高速でない信号の伝送や電源の供給に利用される。
【００６７】
この場合、図１、図３、図５のように３次元高分子導波路１００を完成させた後に、電気配線パターンをクラッド１の上面または下面に設けてもよいし、例えば、図２（ａ）に示す積層フィルム１０の段階で幅広の電気配線パターンを設け、図２（ｂ）に示すように、切削溝１７Ａ〜１７Ｅを設けるときにコア層（第２，第４の層１２，１４）と共に切削して複数の導電線を形成してもよい。
【００６８】
また、切削溝１７Ａ〜１７Ｅ，１９Ａ〜１９Ｄは、ブレード１６により１溝単位で切削するものとしたが、複数組のブレードを同一回転軸に装着して複数の溝を同時に切削するようにしてもよい。これは、ブレード２２，２３，２４においても同様である。
【００６９】
また、図２においては、切削溝１７が第１の層１１側から切削されていてもよい。更に、図４においては、切削溝１７Ａ〜１７Ｅと切削溝１９Ａ〜１９Ｄが入れ代わった構成であってもよい。また、図８及び図９においては、切削溝２１ａ，２１ｂが第１の層１１側から切削されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】図２は、３次元高分子光導波路の製造方法の製造工程を示し、（ａ）は溝切削開始前の積層フィルムの断面図、（ｂ）は溝形成中の積層フィルムの断面図、（ｃ）は３次元高分子光導波路の断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。
【図４】図４は、第２の実施の形態に係る３次元高分子光導波路の製造工程を示し、（ａ）は溝切削開始前の積層フィルムの断面図、（ｂ）は溝形成を裏面側に施している状態の積層フィルムの断面図、（ｃ）は３次元高分子光導波路の断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施の形態に係る３次元高分子光導波路を示す斜視図である。
【図６】図６は、切削溝の形成が完了した状態の積層フィルムを示す斜視図である。
【図７】図７は、図６の積層フィルムを作製する工程を示し、（ａ）は切削溝の形成を開始した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は最後の切削溝を切削している状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第４の実施の形態に係る積層フィルム及びブレードを示し、（ａ）は切削溝の形成を途中まで完了した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は（ａ）の積層フィルムの切削溝を切削するブレードの形状を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第５の実施の形態に係る積層フィルム及びブレードを示し、（ａ）は切削溝の形成を途中まで完了した状態の積層フィルムを示す断面図、（ｂ）は（ａ）の積層フィルムの切削溝を切削するブレードの形状を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第５の実施の形態におけるブレードの製造方法を示し、（ａ）は砥石の正面図、（ｂ）はブレードの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ クラッド
２Ａ，２Ｂ 第１のコア
３Ａ〜３Ｄ 第１のダミーコア
４Ａ，４Ｂ 第２のコア
５Ａ〜５Ｄ 第２のダミーコア
１０ 積層フィルム
１１ 第１の層
１２ 第２の層
１３ 第３の層
１４ 第４の層
１５ 第５の層
１６ ブレード
１７Ａ〜１７Ｅ，１９Ａ〜１９Ｄ 切削溝
１８ クラッド材
２１ａ，２１ｂ 切削溝
２２，２３，２４ ブレード
３０ 砥石
３１Ａ〜３１Ｄ 溝
３２ ブレード材
１００ ３次元高分子光導波路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つ以上のクラッド層間にそれぞれコア層を配置し、これらを積層して形成された積層フィルムと、
最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記コア層を分割することにより形成され、層毎に異なるコア幅を有する光伝送用のコアと光伝送に使用されないダミーコアとを含む複数のコアと、
前記複数の溝に充填されたクラッド材と、
を備えたことを特徴とする３次元高分子光導波路。
【請求項２】
３つ以上のクラッド層間にそれぞれコア層を配置し、これらを積層して積層フィルムを作製する第１の工程と、
最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記コア層を分割することにより、層毎に異なるコア幅を有する光伝送用のコアと光伝送に使用されないダミーコアとを含む複数のコアを形成する第２の工程と、
前記複数の溝にクラッド材を充填する第３の工程と、
を含むことを特徴とする３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程は、前記積層フィルムの片面から該片面より最も遠くに配置されたコア層まで同一幅で切削することにより前記複数の溝を設ける請求項２に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程は、前記複数の溝を設けるに際し、前記コア層を１枚のブレードで異なる深さに複数回切削して１つの溝を形成する請求項２に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記第２の工程は、直径の異なる２枚のブレードを重ねて前記複数の溝を形成する請求項２に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記第２の工程は、半径方向に段差を有した１枚のブレードにより前記複数の溝を形成する請求項２に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記第２の工程は、前記最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記最外層側の前記コア層を分割する工程と、
前記最外層の前記クラッド層とは反対側の最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記反対側の最外層の前記クラッド層側の前記コア層を分割する工程と、
を含む請求項２に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項１】
３つ以上のクラッド層間にそれぞれコア層を配置し、これらを積層して形成された積層フィルムと、
最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記コア層を分割することにより形成され、層毎に異なるコア幅を有する光伝送用のコアと光伝送に使用されないダミーコアとを含む複数のコアと、
前記複数の溝に充填されたクラッド材と、
を備えたことを特徴とする３次元高分子光導波路。
【請求項２】
３つ以上のクラッド層間にそれぞれコア層を配置し、これらを積層して積層フィルムを作製する第１の工程と、
最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記コア層を分割することにより、層毎に異なるコア幅を有する光伝送用のコアと光伝送に使用されないダミーコアとを含む複数のコアを形成する第２の工程と、
前記複数の溝にクラッド材を充填する第３の工程と、
を含むことを特徴とする３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程は、前記積層フィルムの片面から該片面より最も遠くに配置されたコア層まで同一幅で切削することにより前記複数の溝を設ける請求項２に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程は、前記複数の溝を設けるに際し、前記コア層を１枚のブレードで異なる深さに複数回切削して１つの溝を形成する請求項２に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記第２の工程は、直径の異なる２枚のブレードを重ねて前記複数の溝を形成する請求項２に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記第２の工程は、半径方向に段差を有した１枚のブレードにより前記複数の溝を形成する請求項２に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記第２の工程は、前記最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記最外層側の前記コア層を分割する工程と、
前記最外層の前記クラッド層とは反対側の最外層の前記クラッド層から厚さ方向に複数の溝を設けて前記反対側の最外層の前記クラッド層側の前記コア層を分割する工程と、
を含む請求項２に記載の３次元高分子光導波路の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−９３０９２（Ｐ２００９−９３０９２Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６５８８８（Ｐ２００７−２６５８８８）
【出願日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【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４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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