(57)【要約】【課題】光学装置を小型化及び低コスト化可能な高分子光導波路を提供すること、良品を高能率に製造可能な高分子光導波路の製造方法を提供すること。【解決手段】クラッドフィルム１０及びこれと一体に形成されたコア２０をもって高分子光導波路１Ａを構成する。コア２０は、クラッドフィルム１０の片面に形成された導光部２１と、導光部２１の両端部に形成された反射ミラー面２４，２５と、いずれか一方の反射ミラー面の外方に形成された拡張部２６と、クラッドフィルム１０に開設された貫通孔１１，１２内に形成された垂直部２２，２３とからなる。製造時には、鋳型３０のキャビティ形成面にクラッドフィルム１０を密着し、クラッドフィルム１０に開設された貫通孔１２からキャビティ３５内に紫外線硬化性樹脂を加圧注入する。【選択図】図１
2010181853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッドフィルムと、高分子材料からなるコアとを備えた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片面に形成された導光部と、当該導光部の両端部に形成された反射ミラー面と、少なくともいずれか一方の前記反射ミラー面の外方に形成された前記導光部よりも薄肉の拡張部と、前記クラッドフィルムを厚さ方向に貫通し、一端が前記クラッドフィルムの他の面に露出された２つの垂直部とからなり、前記２つの垂直部の少なくとも一方は、他端が前記拡張部に連結されていることを特徴とする高分子光導波路。
【請求項２】
前記導光部の両端部に形成された各反射ミラー面の外方にそれぞれ前記拡張部を形成し、前記２つの垂直部の端部を、これら２つの拡張部に１つずつ連結したことを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。
【請求項３】
前記導光部の一端部に形成された一方の反射ミラー面の外方にのみ前記拡張部を形成し、前記２つの垂直部の端部を、前記導光部の前記反射ミラー面と対向する位置と、前記拡張部とにそれぞれ接続したことを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路。
【請求項４】
前記各反射ミラー面の外方に形成された２つの拡張部のうち、何れか一方の拡張部の厚みを、他方の拡張部の厚みよりも大きくしたことを特徴とする請求項２に記載の高分子光導波路。
【請求項５】
前記導光部は、その長さ方向の中心線と直交する面で切断したときの断面積が、一方の端部から他方の端部に至るに従って一様に増加又は減少する形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の高分子光導波路。
【請求項６】
前記導光部は、その底面が、一方の端部から他方の端部に至るに従って一様に傾斜するテーパ面に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の高分子光導波路。
【請求項７】
前記導光部は、その長さ方向の中心線に対して、少なくともいずれか一方の側面が、一方の端部から他方の端部に至るに従って一様に傾斜するテーパ面に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の高分子光導波路。
【請求項８】
前記導光部と前記２つの垂直部は、断面形状及び断面積が略同等であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の高分子光導波路。
【請求項９】
前記クラッドフィルムの片面に露出する前記コアの表面を、第２のクラッドフィルムにて覆ったことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の高分子光導波路。
【請求項１０】
導光部、反射ミラー面及び拡張部を有するコアを形成するためのキャビティが形成された鋳型のキャビティ形成面にクラッドフィルムを密着する工程と、
前記クラッドフィルムに、少なくともいずれか一方の貫通孔が前記キャビティの拡張部に相当する部分に連通する第１及び第２の貫通孔を開設する工程と、
前記クラッドフィルム上に樹脂注入口及び排気口が開設された押さえ治具を置き、前記クラッドフィルムに開口された第１及び第２の貫通孔と前記押さえ治具に開設された前記樹脂注入口及び前記排気口とをそれぞれ合致する工程と、
前記押さえ治具を用いて前記鋳型と前記クラッドフィルムとを固定した後、前記排気口から、前記排気口内、前記第２貫通孔内、前記キャビティ内、前記第１貫通孔内及び前記樹脂注入口内の空気を吸引しつつ、前記樹脂注入口から、前記樹脂注入口内、前記第１貫通孔内、前記キャビティ内、前記第２貫通孔内及び前記排気口内にコア形成用の高分子材料を加圧充填する工程と、
前記キャビティ内に充填された高分子材料並びに前記第１及び第２の貫通孔内に充填された高分子材料のみを選択的に硬化して前記コアを形成し、前記樹脂注入口内に充填された高分子材料及び前記排気口内に充填された高分子材料を未硬化のまま残す工程と、
前記クラッドフィルムの表面から前記押さえ治具を取り外し、前記鋳型から前記コアが一体形成された前記クラッドフィルムを剥離する工程とを含むことを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
【請求項１１】
前記鋳型に、複数の導光部と、これら複数の導光部の両端部に形成された複数の反射ミラー面と、前記複数の導光部の少なくとも一端側に形成された前記複数の反射ミラー面を接続する拡張部とを形成するためのキャビティを形成すると共に、前記クラッドフィルムの前記拡張部を形成するためのキャビティと対応する部分に、前記第１及び第２の貫通孔の少なくとも一方を開設することを特徴とする請求項１０に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項１２】
前記押さえ治具として、透明材料をもって形成され、少なくとも前記樹脂注入口の壁面及び前記排気口の壁面を含む所要の部分に遮光膜が選択的に形成されたものを用いると共に、前記コア形成用の高分子材料として、紫外線硬化性樹脂を用い、前記樹脂注入口から、前記樹脂注入口内、前記第１貫通孔内、前記キャビティ内、前記第２貫通孔内及び前記排気口内にコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填した後、前記押さえ治具を介して前記各部に充填された紫外線硬化性樹脂に樹脂硬化光を照射することを特徴とする請求項１０に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項１３】
前記押さえ治具として、不透明材料をもって形成され、前記樹脂注入口及び前記排気口の開設位置とは異なる位置に露光用孔が開設されたものを用いると共に、前記コア形成用の高分子材料として、紫外線硬化性樹脂を用い、前記樹脂注入口から前記樹脂注入口内、前記第１貫通孔内、前記キャビティ内、前記第２貫通孔内及び前記排気口内にコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填した後、前記押さえ治具を移動して前記露光用孔と前記クラッドフィルムに開設された前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔とを合致させ、前記露光用孔を通して、前記各貫通孔内に充填された紫外線硬化性樹脂及び前記キャビティ内に充填された紫外線硬化性樹脂に樹脂硬化光を照射することを特徴とする請求項１０に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項１４】
前記押さえ治具として、不透明材料をもって形成され、前記樹脂注入口及び前記第１貫通孔に連通する位置並びに前記排気口及び前記第２貫通孔に連通する位置に樹脂注入経路及び露光経路の切換手段が備えられ、かつ前記切換手段に連通する露光用孔が形成されたものを用いると共に、
前記コア形成用の高分子材料として、紫外線硬化性樹脂を用い、
前記切換手段を、前記樹脂注入口と前記第１貫通孔とを連通する位置及び前記排気口と前記第２貫通孔とを連通する状態に切り換えて、前記樹脂注入口から前記樹脂注入口内、前記第１貫通孔内、前記キャビティ内、前記第２貫通孔内及び前記排気口内にコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填した後、
前記切換手段を、前記露光用孔と前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔とを連通する状態に切り換え、前記露光用孔を通して前記第１及び第２の貫通孔内に充填された紫外線硬化性樹脂及び前記キャビティ内に充填された紫外線硬化性樹脂に樹脂硬化光を照射することを特徴とする請求項１０に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項１５】
前記樹脂注入経路及び露光経路の切換手段が、前記押さえ治具に形成されたスライダ挿入空間と、当該スライダ挿入空間内に挿入可能に構成されたスライダとからなることを特徴とする請求項１４に記載の高分子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、フレキシブルな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、この種の高分子光導波路としては、図１１に示すように、クラッドフィルム１０１の片面にコア１０２が形成され、コア１０２の入光部１０２ａ及び出光部１０２ｂが、クラッドフィルム１０１の端面と面一に切り揃えられたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この高分子光導波路は、図１２に示すように、（ａ）製造しようとするコアに対応する凸部２０１が形成された原盤２００をフォトリソグラフィ法などにより作製する工程、（ｂ）原盤２００に形成された凸部２０１を鋳型形成用硬化性樹脂に転写し、凸部２０１に相当する凹部２０２が形成された硬化樹脂層２０３を作製する工程、（ｃ）硬化樹脂層２０３に形成された凹部２０２の端部に貫通孔２０４，２０５を開設し、樹脂製の鋳型２０６を作製する工程と、（ｄ）鋳型２０６の凹部２０２形成面側にクラッドフィルム１０１を密着させた後、貫通孔２０４からコア形成用硬化性樹脂２０７を入れながら、貫通孔２０５から減圧吸引して、凹部２０２内にコア形成用硬化性樹脂２０７を充填する工程、（ｅ）鋳型２０６からクラッドフィルム１０１を剥離し、クラッドフィルム１０１の片面にコア１０２と貫通孔２０４，２０５内で硬化した樹脂部分２０８とが形成された中間品２０９を得る工程、（ｆ）中間品２０９の樹脂部分２０８をダイサー等で切断し、クラッドフィルム１０１の片面にコア１０２が形成された高分子光導波路１００を得る工程を経て製造される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０２２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１１に示した従来の高分子光導波路１００は、コア１０２の入光部１０２ａ及び出光部１０２ｂが、クラッドフィルム１０１の端面側に配置されているので、入光部１０２ａに対する発光側装置のアライメント及び出光部１０２ｂに対する受光側装置のアライメントが困難で、高分子光導波路１００を備えた光学装置が大型化したり、高コスト化するという問題がある。即ち、クラッドフィルム１０１は、厚みが５０〜１００μｍ程度のフレキシブルな樹脂フィルムからなるので、その端面に発光側装置及び受光側装置を直接設定することが事実上不可能であり、何らかの治具が必要であることから、部品点数が増加し、高分子光導波路１００を備えた光学装置が大型化及び高コスト化する。また、高分子光導波路１００と発光側装置及び受光側装置との間に何らかの治具を設ける必要があることから、コア１０２の入光部１０２ａ及び出光部１０２ｂに対して発光側装置及び受光側装置を正確にアライメントするためには、コア１０２の入光部１０２ａ及び出光部１０２ｂに対して発光側装置及び受光側装置を３次元方向に移動しなくてはならず、各部材の組立に多大の労力を要し、この点からも高分子光導波路１００を備えた光学装置が高コスト化する。
【０００６】
一方、図１２に示した従来の高分子光導波路の製造方法は、クラッドフィルム１０１の片面にコア１０２と貫通孔２０４，２０５内で硬化した樹脂部分２０８とが形成された中間品２０９を得た後、樹脂部分２０８をダイサー等で切断する必要があるので、工程が複雑となり、良品を効率良く製造することが困難であるという問題がある。即ち、コア１０２となる部分に供給されたコア形成用硬化性樹脂２０７のみが選択的に硬化されるようにコア形成用の型材及び露光方法を工夫すれば、良品をより効率良く製造することができるのであって、この点に改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コアの入光部及び出光部に対する発光側装置及び受光側装置の設定が容易で、光学装置を小型化及び低コスト化可能な高分子光導波路を提供すること、及び良品を高能率に製造可能な高分子光導波路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】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するため、高分子光導波路に関しては、第１に、クラッドフィルムと、高分子材料からなるコアとを備えた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片面に形成された導光部と、当該導光部の両端部に形成された反射ミラー面と、少なくともいずれか一方の前記反射ミラー面の外方に形成された前記導光部よりも薄肉の拡張部と、前記クラッドフィルムを厚さ方向に貫通し、一端が前記クラッドフィルムの他の面に露出された２つの垂直部とからなり、前記２つの垂直部の少なくとも一方は、他端が前記拡張部に連結されているという構成にした。
【０００９】
かかる構成によると、導光部の両端部に２つの反射ミラー面を形成したので、一方の反射ミラー面と対向するクラッドフィルムの表面から入光して、他方の反射ミラー面と対向するクラッドフィルムの表面から導光部を伝播した出光させることができるので、クラッドフィルムの表面に直接発光側装置及び受光側装置を取り付けることができる。よって、高分子光導波路に対して発光側装置及び受光側装置を取り付ける際に、何らの治具も必要としないので、高分子光導波路を備えた光学装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、クラッドフィルムの表面に直接発光側装置及び受光側装置を取り付けられることから、高分子光導波路の入光部及び出光部に対する発光側装置及び受光側装置のアライメントは、クラッドフィルムの表面に沿う２次元方向に関してのみ行えば良く、高分子光導波路を備えた光学装置の組立を容易なものにすることができる。さらに、反射ミラー面の外方に拡張部を形成するので、導光部に対する垂直部の位置決めを容易化できて、高分子光導波路の製造を高能率化することができる。なお、拡張部は、導光部よりも薄肉に形成するので、拡張部からの光漏れを抑制することができ、光の伝播効率の高い光導波路とすることができる。
【００１０】
本発明は高分子光導波路に関して第２に、前記第１の高分子光導波路において、前記導光部の両端部に形成された各反射ミラー面の外方にそれぞれ前記拡張部を形成し、前記２つの垂直部の端部を、これら２つの拡張部に１つずつ連結するという構成にした。
【００１１】
かかる構成によると、導光部の両端部に拡張部を形成するので、導光部に対する２つの垂直部の形成を容易化でき、高分子光導波路の製造を最も高能率化することができる。
【００１２】
本発明は高分子光導波路に関して第３に、前記第１の高分子光導波路において、前記導光部の一端部に形成された一方の反射ミラー面の外方にのみ前記拡張部を形成し、前記２つの垂直部の端部を、前記導光部の前記反射ミラー面と対向する位置と、前記拡張部とにそれぞれ接続するという構成にした。
【００１３】
かかる構成によると、導光部の一端部に拡張部を形成するので、導光部に対する一方の垂直部の形成を容易化でき、高分子光導波路の製造を高能率化することができる。
【００１４】
本発明は高分子光導波路に関して第４に、前記第２の高分子光導波路において、前記各反射ミラー面の外方に形成された２つの拡張部のうち、何れか一方の拡張部の厚みを、他方の拡張部の厚みよりも大きくするという構成にした。
【００１５】
本発明に係る高分子光導波路は、導光部、反射ミラー面及び拡張部に相当するキャビティが形成された鋳型のキャビティ形成面にクラッドフィルムを密着し、これら鋳型とクラッドフィルムとの間に形成される空間の一端側から当該空間内の空気を吸引しつつ、空間の他端側から当該空間内にコア形成用の樹脂を充填することにより形成される。この場合、厚みが小さな拡張部側から空間内の空気を吸引しつつ、厚みが大きな拡張部側から空間内にコア形成用の樹脂を充填することにより、拡張部に相当する空間内から導光部に相当する空間内への樹脂の流れを円滑にすることができるので、空間内への樹脂の充填を短時間に行うことができて、高分子光導波路の製造を効率化できると共に、光学的特性に優れたコアを形成することができる。
【００１６】
本発明は高分子光導波路に関して第５に、前記第１乃至第４の高分子光導波路において、前記導光部は、その長さ方向の中心線と直交する面で切断したときの断面積が、一方の端部から他方の端部に至るに従って一様に増加又は減少するという構成にした。
【００１７】
この場合にも、断面積が小さな導光部の一端側から空間内の空気を吸引しつつ、断面積が大きな導光部の他端側から空間内にコア形成用の樹脂を充填することにより、導光部に相当する空間内における樹脂の流れを円滑にすることができるので、高分子光導波路の製造の効率化と、高品質化とを図ることができる。
【００１８】
本発明は高分子光導波路に関して第６に、前記第５の高分子光導波路において、前記導光部は、その底面が、一方の端部から他方の端部に至るに従って一様に傾斜するテーパ面に形成されているという構成にした。
【００１９】
本発明は高分子光導波路に関して第７に、前記第５の高分子光導波路において、前記導光部は、その長さ方向の中心線に対して、少なくともいずれか一方の側面が、一方の端部から他方の端部に至るに従って一様に傾斜するテーパ面に形成されているという構成にした。
【００２０】
導光部の断面積をその長さ方向に一様に増加又は減少する手段としては、導光部の底面を傾斜させる方法と、導光部の側面を傾斜させる方法とがある。いずれの場合にも、断面積が小さな導光部の一端側から空間内の空気を吸引しつつ、断面積が大きな導光部の他端側から空間内にコア形成用の樹脂を充填することにより、導光部に相当する空間内における樹脂の流れを円滑にすることができるので、高分子光導波路の製造の効率化と、高品質化とを図ることができる。
【００２１】
本発明は高分子光導波路に関して第８に、前記第１乃至第７の高分子光導波路において、前記導光部と前記２つの垂直部は、断面形状及び断面積が略同等であるという構成にした。
【００２２】
かかる構成によると、各部の断面積の変化に起因するコア内部での光のロスを回避又は抑制することができるので、光の伝播効率が高い高分子光導波路とすることができる。なお、「略同等」とは、導光部、入光部及び出光部の形成上、やむをえない誤差の範囲内であることを意味する。
【００２３】
本発明は高分子光導波路に関して第９に、前記第１乃至第８の高分子光導波路において、前記クラッドフィルムの片面に露出する前記コアの表面を、第２のクラッドフィルムにて覆うという構成にした。
【００２４】
かかる構成によると、入光部及び出光部を除き、コアを２枚のクラッドフィルムにて完全に覆うことができるので、クラッドフィルムを１枚しか用いない場合に比べてコアからの光漏れをより確実に抑制することができて光の伝播効率が高められると共に、物理的及び化学的な耐性を高めることができる。
【００２５】
一方、本発明は、前記課題を解決するため、高分子光導波路の製造方法に関しては、第１に、導光部、反射ミラー面及び拡張部を有するコアを形成するためのキャビティが形成された鋳型のキャビティ形成面にクラッドフィルムを密着する工程と、前記クラッドフィルムに、少なくともいずれか一方の貫通孔が前記キャビティの拡張部に相当する部分に連通する第１及び第２の貫通孔を開設する工程と、前記クラッドフィルム上に樹脂注入口及び排気口が開設された押さえ治具を置き、前記クラッドフィルムに開口された第１及び第２の貫通孔と前記押さえ治具に開設された前記樹脂注入口及び前記排気口とをそれぞれ合致する工程と、前記押さえ治具を用いて前記鋳型と前記クラッドフィルムとを固定した後、前記排気口から、前記排気口内、前記第２貫通孔内、前記キャビティ内、前記第１貫通孔内及び前記樹脂注入口内の空気を吸引しつつ、前記樹脂注入口から、前記樹脂注入口内、前記第１貫通孔内、前記キャビティ内、前記第２貫通孔内及び前記排気口内にコア形成用の高分子材料を加圧充填する工程と、前記キャビティ内に充填された高分子材料並びに前記第１及び第２の貫通孔内に充填された高分子材料のみを選択的に硬化して前記コアを形成し、前記樹脂注入口内に充填された高分子材料及び前記排気口内に充填された高分子材料を未硬化のまま残す工程と、前記クラッドフィルムの表面から前記押さえ治具を取り外し、前記鋳型から前記コアが一体形成された前記クラッドフィルムを剥離する工程とを含むという構成にした。
【００２６】
導光部の幅は、数μｍ〜数十μｍ程度であるのに対して、拡張部の幅及び長さは、必要に応じて任意の大きさに形成することができる。したがって、鋳型にコアの拡張部に相当する部分を形成し、該鋳型のキャビティ形成面にクラッドフィルムを密着した後、クラッドフィルムの拡張部と対応する位置に垂直部を形成するための少なくとも１つの貫通孔を開設すると、コアの反射ミラー面に相当する部分に貫通孔を開設する場合に比べて、貫通孔の開設を容易化することができ、所望の高分子光導波路の製造を高能率化することができる。また、予め第１及び第２の貫通孔が開設されたクラッドフィルムを鋳型に密着する場合とは異なり、キャビティの両端部と第１及び第２の貫通孔とのアライメントが不要になるので、所要の高分子光導波路を高能率に製造することができる。さらに、クラッドフィルム上に押さえ治具を置いて、鋳型及びクラッドフィルムに適度の圧力を付与すると、以後の工程において鋳型とクラッドフィルムとの位置ずれを確実に防止することができるので、良品を高能率に製造することができる。また、排気口から排気口内、第２貫通孔内、キャビティ内、第１貫通孔内及び樹脂注入口内の空気を吸引しつつ、樹脂注入口から前記各部内にコア形成用の高分子材料を加圧充填すると、高分子材料の充填を高能率に行えると共に、高分子材料内への気泡の混入を防止できるので、良品を高能率に製造することができる。加えて、充填された全ての高分子材料を硬化するのではなく、キャビティ内に充填された高分子材料並びに第１及び第２の貫通孔内に充填された高分子材料のみを選択的に硬化すると、不要な硬化部分の後処理を行う必要がないので、高分子光導波路の製造を高能率に行うことができる。
【００２７】
本発明は高分子光導波路の製造方法に関して第２に、前記第１の高分子光導波路の製造方法において、前記鋳型に、複数の導光部と、これら複数の導光部の両端部に形成された複数の反射ミラー面と、前記複数の導光部の少なくとも一端側に形成された前記複数の反射ミラー面を接続する拡張部とを形成するためのキャビティを形成すると共に、前記クラッドフィルムの前記拡張部を形成するためのキャビティと対応する部分に、前記第１及び第２の貫通孔の少なくとも一方を開設するという構成にした。
【００２８】
かかる構成によると、１つの貫通孔を複数の導光部に連通することができ、１回の樹脂注入で複数の導光部を同時に形成することができるので、複数の導光部を有する高分子光導波路を高能率に製造することができる。
【００２９】
本発明は高分子光導波路の製造方法に関して第３に、前記第１の高分子光導波路の製造方法において、前記押さえ治具として、透明材料をもって形成され、少なくとも前記樹脂注入口の壁面及び前記排気口の壁面を含む所要の部分に遮光膜が選択的に形成されたものを用いると共に、前記コア形成用の高分子材料として、紫外線硬化性樹脂を用い、前記樹脂注入口から、前記樹脂注入口内、前記第１貫通孔内、前記キャビティ内、前記第２貫通孔内及び前記排気口内にコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填した後、前記押さえ治具を介して前記各部に充填された紫外線硬化性樹脂に樹脂硬化光を照射するという構成にした。
【００３０】
かかる構成によると、遮光膜により、押さえ治具に開設された樹脂注入口及び排気口内における紫外線硬化性樹脂の硬化を防止することができるので、硬化した紫外線硬化性樹脂の除去に要する後処理を不要にすることができ、１つの押さえ治具を用いて多数の高分子光導波路の製造を連続的に行うことができる。また、押さえ治具を介してキャビティ内と第１及び第２の貫通孔内に充填された紫外線硬化性樹脂の全面に樹脂硬化光を照射するので、必要箇所における樹脂の硬化を容易かつ高能率に行うことができる。
【００３１】
本発明は高分子光導波路の製造方法に関して第４に、前記第１の高分子光導波路の製造方法において、前記押さえ治具として、不透明材料をもって形成され、前記樹脂注入口及び前記排気口の開設位置とは異なる位置に露光用孔が開設されたものを用いると共に、前記コア形成用の高分子材料として、紫外線硬化性樹脂を用い、前記樹脂注入口から前記樹脂注入口内、前記第１貫通孔内、前記キャビティ内、前記第２貫通孔内及び前記排気口内にコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填した後、前記押さえ治具を移動して前記露光用孔と前記クラッドフィルムに開設された前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔とを合致させ、前記露光用孔を通して、前記各貫通孔内に充填された紫外線硬化性樹脂及び前記キャビティ内に充填された紫外線硬化性樹脂に樹脂硬化光を照射するという構成にした。
【００３２】
紫外線硬化性樹脂の充填後、押さえ治具を移動して、押さえ治具に開設された露光用孔とクラッドフィルムに開設された第１貫通孔又は第２貫通孔とを合致させ、露光用孔を通して各貫通孔内に充填された紫外線硬化性樹脂及びキャビティ内に充填された紫外線硬化性樹脂に樹脂硬化光を照射すると、１の貫通孔から入射された樹脂硬化光が、当該１の貫通孔内に充填された紫外線硬化性樹脂、キャビティ内に充填された紫外線硬化性樹脂、及び他方の貫通孔内に充填された紫外線硬化性樹脂に伝播されるので、各貫通孔内に充填された紫外線硬化性樹脂及びキャビティ内に充填された紫外線硬化性樹脂を確実に硬化することができる。また、押さえ治具に開設された樹脂注入口及び排気口は、紫外線硬化性樹脂の露光時に、露光部分から移動されるので、これらの各口内に残留した紫外線硬化性樹脂の硬化を確実に防止することができる。
【００３３】
本発明は高分子光導波路の製造方法に関して第５に、前記第１の高分子光導波路の製造方法において、前記押さえ治具として、不透明材料をもって形成され、前記樹脂注入口及び前記第１貫通孔に連通する位置並びに前記排気口及び前記第２貫通孔に連通する位置に樹脂注入経路及び露光経路の切換手段が備えられ、かつ前記切換手段に連通する露光用孔が形成されたものを用いると共に、前記コア形成用の高分子材料として、紫外線硬化性樹脂を用い、前記切換手段を、前記樹脂注入口と前記第１貫通孔とを連通する位置及び前記排気口と前記第２貫通孔とを連通する状態に切り換えて、前記樹脂注入口から前記樹脂注入口内、前記第１貫通孔内、前記キャビティ内、前記第２貫通孔内及び前記排気口内にコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填した後、前記切換手段を、前記露光用孔と前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔とを連通する状態に切り換え、前記露光用孔を通して前記第１及び第２の貫通孔内に充填された紫外線硬化性樹脂及び前記キャビティ内に充填された紫外線硬化性樹脂に樹脂硬化光を照射するという構成にした。
【００３４】
かかる構成によると、切換手段を適宜切り換えることにより、第１及び第２の貫通孔内並びにキャビティ内への紫外線硬化性樹脂の供給と、これらの各部に充填された紫外線硬化性樹脂の硬化とが可能になるので、押さえ治具によってクラッドフィルムと鋳型に圧力をかけたままで処理することが可能となり、クラッドフィルムと鋳型とのずれを防止でき、さらに押さえ治具に形成された露光用孔とクラッドフィルムに開設された貫通孔とのアライメントが不要になるのみならず、不必要な部分を露光して樹脂を硬化させてしまうことも防止でき、高分子光導波路の製造をより効率的なものにすることができる。
【００３５】
本発明は高分子光導波路の製造方法に関して第６に、前記第１の高分子光導波路の製造方法において、前記樹脂注入経路及び露光経路の切換手段が、前記押さえ治具に形成されたスライダ挿入空間と、当該スライダ挿入空間内に挿入可能に構成されたスライダとからなるという構成にした。
【００３６】
かかる構成によると、押さえ治具に形成されたスライダ挿入空間内でスライダを摺動するだけで、第１及び第２の貫通孔内並びにキャビティ内への紫外線硬化性樹脂の供給と、これら第１及び第２の貫通孔内並びにキャビティ内に充填された紫外線硬化性樹脂の露光が可能になるので、押さえ治具の移動を容易なものとすることができ、高分子光導波路の製造をより効率的なものにすることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の高分子光導波路は、導光部の両端部に２つの反射ミラー面を形成したので、クラッドフィルムの表面側を入光部及び出光部とすることができる。よって、高分子光導波路に対する発光側装置及び受光側装置の取り付けを容易化でき、高分子光導波路を備えた光学装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、反射ミラー面の外方に拡張部を形成するので、導光部に対する樹脂注入用の垂直部の位置決めを容易化できて、高分子光導波路の製造を高能率化することができる。
【００３８】
本発明の高分子光導波路の製造方法は、鋳型にコアの拡張部に相当する部分を形成し、該鋳型のキャビティ形成面にクラッドフィルムを密着した後、クラッドフィルムの拡張部と対応する位置に垂直部を形成するための少なくとも１つの貫通孔を開設するので、コアの反射ミラー面に相当する部分に貫通孔を開設する場合に比べて、貫通孔の開設を容易化することができ、所望の高分子光導波路の製造を高能率化することができる。また、予め第１及び第２の貫通孔が開設されたクラッドフィルムを鋳型に密着する場合とは異なり、キャビティの両端部と第１及び第２の貫通孔とのアライメントが不要になるので、所要の高分子光導波路を高能率に製造することができる。加えて、各反射ミラー面の外方に形成された２つの拡張部の何れか一方を他方の拡張部の厚みよりも大きくした場合には、厚みが大きな拡張部側から空間内にコア形成用の樹脂を充填することにより、拡張部に相当する空間内から導光部に相当する空間内への樹脂の流れを円滑にすることができ、また、導光部の断面積を、導光部の長さ方向に関して一様に増加又は減少させた場合には、断面積が大きな導光部の他端側から空間内にコア形成用の樹脂を充填することにより、導光部に相当する空間内における樹脂の流れを円滑にすることができるので、空間内への樹脂の充填を短時間に行うことができて、高分子光導波路の製造をより効率化できると共に、より光学的特性に優れたコアを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１実施形態に係る高分子光導波路の断面図である。
【図２】第２実施形態に係る高分子光導波路の断面図である。
【図３】第３実施形態に係る高分子光導波路の平面図である。
【図４】第４実施形態に係る高分子光導波路の断面図である。
【図５】第５実施形態に係る高分子光導波路の断面図である。
【図６】第６実施形態に係る高分子光導波路の平面図である。
【図７】第１実施形態に係る高分子光導波路製造方法の工程説明図である。
【図８】第２実施形態に係る高分子光導波路製造方法の工程説明図である。
【図９】第３実施形態に係る高分子光導波路製造方法の工程説明図である。
【図１０】第４実施形態に係る高分子光導波路製造方法の工程説明図である。
【図１１】従来例に係る高分子光導波路製造方法の工程説明図である。
【図１２】従来例に係る高分子光導波路の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
まず、本発明に係る高分子光導波路の実施形態を、図１乃至図６に基づいて説明する。図１は第１実施形態に係る高分子光導波路１Ａの断面図、図２は第２実施形態に係る高分子光導波路１Ｂの断面図、図３は第３実施形態に係る高分子光導波路１Ｃの平面図、図４は第４実施形態に係る高分子光導波路１Ｄの断面図、図５は第５実施形態に係る高分子光導波路１Ｅの断面図、図６は第６実施形態に係る高分子光導波路１Ｆの平面図である。
【００４１】
〈高分子光導波路の第１実施形態〉
図１に示すように、第１実施形態に係る高分子光導波路１Ａは、クラッドフィルム１０と、クラッドフィルム１０と一体に形成された高分子材料からなるコア２０とからなり、コア２０は、クラッドフィルム１０の片面に形成された導光部２１と、導光部２１の両端部に形成された反射ミラー面２４，２５と、一方の反射ミラー面２５の外方に形成された導光部２１よりも薄肉の拡張部２６と、クラッドフィルム１０を厚さ方向に貫通し、一端がクラッドフィルム１０の表面に露出された２つの垂直部２２，２３とからなり、一方の垂直部２３は、他端が拡張部２６に連結されている。垂直部２２の端面２２ａは、クラッドフィルム１０の表面と面一に配置されており、この面２２ａが入光部又は出光部となる。また、垂直部２３の端面２３ａも、クラッドフィルム１０の表面と面一に配置されるが、この面２３ａは、光の入出力に関与しない。本例の高分子光導波路１Ａにおいては、クラッドフィルム１０の表面の反射ミラー面２５と対向する部分Ｘが入光部又は出光部となる。なお、垂直部２２の端面２２ａ及びクラッドフィルム１０の表面の反射ミラー面２５と対向する部分Ｘのいずれを入光部とし、他方を出光部とするかは、必要に応じて適宜選択することができるが、以下においては、垂直部２２の端面２２ａを入光部、クラッドフィルム１０の表面の反射ミラー面２５と対向する部分Ｘを出光部として説明を行う。
【００４２】
反射ミラー面２４は、垂直部２２から入射された光を全反射して導光部２１に導くためのものであり、導光部２１及び垂直部２２に対して４５°の角度で傾斜する傾斜面をもって形成される。一方、反射ミラー面２５は、導光部２１を伝播した光を全反射してクラッドフィルム１０の表面の反射ミラー面２５と対向する部分Ｘに導くためのものであり、導光部２１及び垂直部２３に対して４５°の角度で傾斜する傾斜面をもって形成される。このように、コア２０の所要の部分に反射ミラー面２４，２５を形成すると、入光部から入射された光を効率良く出光部に導くことができるので、高分子光導波路１Ａにおける光の伝播効率を高めることができる。
【００４３】
導光部２１と２つの垂直部２２，２３とは、断面形状及び断面積を略同等に形成することが特に望ましい。このようにすると、各部の断面積の変化に起因するコア内部での光のロスを回避又は抑制することができるので、光の伝播効率が高い高分子光導波路とすることができる。
【００４４】
拡張部２６は、導光部に対する垂直部２３の形成を容易化するものであって、反射ミラー面２５からの光の取出に影響を与えない程度の厚さ、例えば５μｍ程度に形成される。
【００４５】
〈高分子光導波路の第２実施形態〉
図２に示すように、第２実施形態に係る高分子光導波路１Ｂは、導光部２１の表面を、第２のクラッドフィルム１０ａにて覆ったことを特徴とする。本例の高分子光導波路１Ｂは、導光部２１を第２のクラッドフィルム１０ａにて覆ったので、クラッドフィルム１０のみを備えた場合に比べてコア２０からの光漏れをより確実に抑制することができて光の伝播効率が高められると共に、物理的及び化学的な耐性を高めることができる。その他については、第１実施形態に係る高分子光導波路１Ａと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。なお、第２のクラッドフィルム１０ａは、剥離を防止するため、クラッドフィルム１０に接着することが特に望ましい。
【００４６】
〈高分子光導波路の第３実施形態〉
図３に示すように、第３実施形態に係る高分子光導波路１Ｃは、１枚のクラッドフィルム１０の片面に、複数本（図３の例では４本であるが、実用品は数十本。）の導光部２１を形成すると共に、これら複数の導光部２１の両端部に、各導光部２１の一端を接続する拡張部２６ａ及び各導光部２１の他端を接続する拡張部２６ｂを形成し、各拡張部２６ａ，２６ｂに垂直部２２，２３の一端を接続したことを特徴とする。１枚のクラッドフィルム１０の片面に複数本の導光部２１を形成し、これらの各導光部２１を拡張部２６にて連結すると、１回の樹脂注入で複数の導光部を同時に形成することができるので、複数の導光部を有する高分子光導波路を高能率に製造することができる。また、導光部２１の両端側にそれぞれ拡張部２６を形成すると、垂直部２２，２３の双方についてその形成を容易化することができるので、この点からも高分子光導波路の製造効率を高めることができる。その他については、第１及び第２の実施形態に係る高分子光導波路１Ａ，１Ｂと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
〈高分子光導波路の第４実施形態〉
図４に示すように、第４実施形態に係る高分子光導波路１Ｄは、導光部２１の両端側に拡張部２６ａ，２６ｂをそれぞれ形成すると共に、何れか一方（図４の例では、左側）の拡張部２６ａの厚みｔ１を、他方の拡張部２６ｂの厚みｔ２よりも大きくしたことを特徴とする。本例の高分子光導波路１Ｄは、導光部２１の両端側に形成される拡張部２６ａ，２６ｂの厚みを異ならせたので、コア２０の形成を容易化できると共に、光学的特性に優れたコア２０を形成することができる。即ち、本発明の高分子光導波路１Ａ〜１Ｆはいずれも、導光部２１、反射ミラー面２４，２５及び拡張部２６（又は２６ａ，２６ｂ）に相当するキャビティが形成された鋳型のキャビティ形成面にクラッドフィルム１０を密着し、これら鋳型とクラッドフィルム１０との間に形成される空間の一端側から当該空間内の空気を吸引しつつ、空間の他端側から当該空間内にコア形成用の樹脂を充填することにより形成される。この場合、厚みが小さな拡張部２６ｂ側から空間内の空気を吸引しつつ、厚みが大きな拡張部２６ａ側から空間内にコア形成用の樹脂を充填することにより、拡張部２６ａに相当する空間内から導光部２１に相当する空間内への樹脂が流れる際の抵抗を小さくでき、流れを円滑化することができるので、空間内への樹脂の充填を短時間に行うことができて、高分子光導波路１Ｄの製造を効率化できる。また、吸引側の拡張部２６ｂに相当する空間内で、流路の厚みが小さいことにより、気泡が残留することが少なくなる。また、拡張部２６ｂに相当する空間の体積は小さくてよいため、全体の樹脂充填量を課題にする必要がなく、それに伴う充填時間の増大もない。また、樹脂の流れを円滑化できることから、コア２０の等質性を高めることができて、光学的特性に優れたコア２０を形成することができる。その他については、第３実施形態に係る高分子光導波路１Ｃと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
〈高分子光導波路の第５実施形態〉
図５に示すように、第５実施形態に係る高分子光導波路１Ｅは、導光部２１の底面を、その一方の端部から他方の端部に至るに従って一様に傾斜するテーパ面とし、長さ方向の中心線と直交する面で切断したときの導光部２１の断面積が、その一方の端部（本例の場合、垂直部２２側）から他方の端部（本例の場合、垂直部２３側）に至るに従って一様に減少するようにしたことを特徴とする。かかる構成によると、断面積が小さな導光部の一端側から空間内の空気を吸引しつつ、断面積が大きな導光部の他端側から空間内にコア形成用の樹脂を充填することにより、導光部２１に相当する空間内における樹脂の流れを円滑にすることができるので、高分子光導波路の製造の効率化と、高品質化とを図ることができる。また、導光部の一端側は断面積が小さいため、全体の樹脂充填量を課題にする必要がなく、それに伴う充填時間の増大もない。また、気泡が残留することが少なくなる。その他については、第１乃至第４の実施形態に係る高分子光導波路１Ａ〜１Ｄと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
〈高分子光導波路の第６実施形態〉
図６に示すように、第６実施形態に係る高分子光導波路１Ｆは、導光部２１の左右両側面を、その一方の端部から他方の端部に至るに従って一様に傾斜するテーパ面とし、長さ方向の中心線と直交する面で切断したときの導光部２１の断面積が、その一方の端部（本例の場合、垂直部２２側）から他方の端部（本例の場合、垂直部２３側）に至るに従って一様に減少するようにしたことを特徴とする。本例の高分子光導波路１Ｆも、第５実施形態に係る高分子光導波路１Ｅと同様に、断面積が小さな導光部の一端側から空間内の空気を吸引しつつ、断面積が大きな導光部の他端側から空間内にコア形成用の樹脂を充填することにより、導光部２１に相当する空間内における樹脂の流れを円滑にすることができるので、高分子光導波路の製造の効率化と、高品質化とを図ることができる。また、導光部の一端側は断面積が小さいため、全体の樹脂充填量を課題にする必要がなく、それに伴う充填時間の増大もない。また、気泡が残留することが少なくなる。その他については、第１乃至第５の実施形態に係る高分子光導波路１Ａ〜１Ｅと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
クラッドフィルム１０及び第２のクラッドフィルム１０ａは、高分子光導波路１Ａ〜１Ｆ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２０及び後に説明する鋳型との密着性、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２０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５０μｍ〜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。
【００５１】
コア２０は、所要の屈折率と光透過性とを有するものであれば、公知に属する任意の高分子材料をもって形成することもできるが、樹脂硬化光の照射範囲を規制することにより、所要の部分のみを選択的に硬化させることができ、コア２０ひいては高分子光導波路１Ａ〜１Ｆの製造を容易化できるので、紫外線硬化性樹脂が特に好適である。コア２０の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１Ａ〜１Ｆを備えた光学装置の用途に応じて、１５μｍ〜１００μｍ程度に形成される。
【００５２】
上述の各実施形態に係る高分子光導波路１Ａ〜１Ｆは、入光部及び出光部をクラッドフィルム１０の表面に向けて配置するので、クラッドフィルム１０の表面に図示しない発光側装置及び受光側装置を直接取り付けることができる。よって、高分子光導波路１Ａ〜１Ｆと発光側装置及び受光側装置との間に何らかの治具を備える場合に比べて、高分子光導波路１Ａ〜１Ｆを備えた光学装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、クラッドフィルム１０の表面に直接発光側装置及び受光側装置を取り付け可能であることから、高分子光導波路１０の入光部及び出光部に対する発光側装置及び受光側装置のアライメントを容易化することができ、高分子光導波路１Ａ〜１Ｆを備えた光学装置の組立を簡便なものにすることができる。
【００５３】
次に、本発明に係る高分子光導波路の製造方法を、第１実施形態に係る高分子光導波路１Ａの製造方法を例にとって説明する。高分子光導波路の製造手順は、第２乃至第６の高分子光導波路１Ｂ〜１Ｆについても全く同じである。
【００５４】
〈高分子光導波路の製造方法の第１実施形態〉
図７は本発明に係る高分子光導波路の製造方法の第１実施形態を示す図であって、この図から明らかなように、本例の高分子光導波路の製造方法は、透明な押さえ治具を用い、鋳型内に充填された紫外線硬化性樹脂を押さえ治具の外側から樹脂硬化光を全面照射することにより硬化することを特徴とする。
【００５５】
まず、図７（ａ）に示すように、導光部２１に相当する溝部３１と反射ミラー面２４，２５に相当する傾斜面３２，３３と、拡張部２６に相当する浅溝部３４とを有する溝状のキャビティ３５が形成された鋳型３０を準備する。鋳型３０は、樹脂の剥離性が良好で、所要の導光部２１を高精度に形成できることから、例えばニッケル又はニッケル合金などをもって形成される。この鋳型３０に対するキャビティ３５の形成は、レーザ加工等により素材となるニッケル板又はニッケル合金板に直接キャビティ３５をカッティングすることもできるし、フォトリソグラフィ技術を用いて、ガラス基板上に導光部２１に相当するフォトレジスト製の突条が形成された原盤を作製した後、電鋳を利用した転写技術を用いて、原盤に形成された突条をニッケル鋳型又はニッケル合金鋳型に転写するという方法で行うこともできる。なお、溝部３１、傾斜面３２，３３及び浅溝部３４には、コア２０の剥離を容易にするための離型材を塗布することもできる。
【００５６】
次に、図７（ｂ）に示すように、鋳型３０のキャビティ３５の形成面にクラッドフィルム１０を密着した後、このクラッドフィルム１０の傾斜面３２と対応する位置及び拡張部２６と対応する位置に、レーザ加工等により第１及び第２の貫通孔１１，１２を開設する。本例の高分子光導波路の製造方法は、溝部３１の一端部側に浅溝部３４を形成したので、第２の貫通孔１２の開設に際して、レーザ加工機等を溝部３１の一端部に形成された傾斜面３３に厳密に位置決めする必要が無く、第２の貫通孔１２の開設を容易に行うことができる。なお、溝部３１の両端部側にそれぞれ浅溝部３４を形成した場合には、第１及び第２の貫通孔１１，１２の開設に際して、レーザ加工機等の位置決めを容易にできるので、より高分子光導波路の製造を容易化することができる。
【００５７】
次に、図７（ｃ）に示すように、ガラス板や樹脂板などの透明材料をもって構成され、前記クラッドフィルム１０に開設された貫通孔１１，１２と対応する位置に樹脂注入口４１及び排気口４２が開設され、これら樹脂注入口４１及び排気口４２の壁面に遮光膜４３が形成された押さえ治具４０を置き、貫通孔１１と樹脂注入口４１、及び貫通孔１２と排気口４２とがそれぞれ合致するように押さえ治具４０をアライメントする。しかる後に、樹脂供給装置のヘッド５１及び吸引装置のヘッド５２を、樹脂注入口４１及び排気口４２にそれぞれ連結し、吸引装置により貫通孔１１，１２内及びキャビティ３５内の空気を吸引してキャビティ３５内を減圧し、キャビティ３５内の圧力が所定値以下に減圧された段階で、樹脂供給装置から貫通孔１１，１２内及びキャビティ３５内にコア形成用の紫外線硬化性樹脂を注入する。これにより、貫通孔１１，１２内及びキャビティ３５内への紫外線硬化性樹脂の充填が高能率に行われると共に、コア２０内への気泡の混入が防止され、良品の製造を高能率に行うことが可能になる。貫通孔１１，１２内及びキャビティ３５内に紫外線硬化性樹脂が充填された段階で、樹脂供給装置からの樹脂の供給を停止し、押さえ治具４０の外面全面から紫外線硬化性樹脂の硬化光Ｌを照射する。前述のように、樹脂注入口４１及び排気口４２の壁面には遮光膜４３が形成されているので、この樹脂硬化光Ｌを全面照射した後においても、樹脂注入口４１内及び排気口４２内に残留した紫外線硬化性樹脂は硬化せず、貫通孔１１，１２内及びキャビティ３５内に注入された紫外線硬化性樹脂のみが選択的に硬化される。
【００５８】
最後に、図７（ｄ）に示すように、クラッドフィルム１０の表面から押さえ治具４０を除去し、鋳型３０とクラッドフィルム１０の界面を剥離して、製品である高分子光導光路を取り出す（図１、図３乃至図６参照）。また、必要に応じて、導光部２１の表面を第２のクラッドフィルム１０ａにて覆う（図２参照）。
【００５９】
本例の高分子光導光路の製造方法は、鋳型３０のキャビティ形成面にクラッドフィルム１０を密着した後に、クラッドフィルム１０に第１及び第２の貫通孔１１，１２を開設するので、予め第１及び第２の貫通孔１１，１２が開設されたクラッドフィルム１０を鋳型に密着する場合とは異なり、キャビティ３５の両端部と第１及び第２の貫通孔１１，１２とのアライメントが不要になるので、所要の高分子光導波路を高能率に製造することができる。また、クラッドフィルム１０上に押さえ治具４０を置いて、鋳型３０及びクラッドフィルム１０に適度の圧力を付与すると、以後の工程において鋳型とクラッドフィルムとの位置ずれを確実に防止することができるので、良品を高能率に製造することができる。さらに、遮光膜４３により、押さえ治具４０に開設された樹脂注入口４１及び排気口４２内における紫外線硬化性樹脂の硬化を防止することができるので、硬化した紫外線硬化性樹脂を除去する等の後処理を行う必要が無く、１つの押さえ治具４０を用いて多数の高分子光導波路の製造を連続的に行うことができる。また、押さえ治具４０の全面に樹脂硬化光Ｌを照射するので、コア２０の硬化を容易かつ高能率に行うことができる。
【００６０】
〈高分子光導波路の製造方法の第２実施形態〉
図８は本発明に係る高分子光導波路の製造方法の第２実施形態を示す図であって、この図から明らかなように、本例の高分子光導波路の製造方法は、露光用孔を有する不透明な押さえ治具４０を用い、鋳型内に充填された紫外線硬化性樹脂を露光用孔を通して当該紫外線硬化性樹脂に伝播される樹脂硬化光にて硬化することを特徴とする。
【００６１】
本例の高分子光導波路の製造方法に使用される押さえ治具４０は、金属板などの不透明材をもって形成されており、所要の部位に樹脂注入口４１と排気口４２と露光用孔４４とが開設されている。鋳型３０及びクラッドフィルム１０については、前述した第１実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同じである。
【００６２】
本例の高分子光導波路の製造方法も、第１及び第２の貫通孔１１，１２内及びキャビティ３５内にコア形成用の紫外線硬化性樹脂を注入するまでは、第１実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同じ手順で作業が行われる。第１及び第２の貫通孔１１，１２内及びキャビティ３５内にコア形成用の紫外線硬化性樹脂が注入されたときの状態を、図８（ａ）に示す。この図から明らかなように、この状態においては、露光用孔４４と貫通孔１１，１２とが、互いに面方向にずれた位置に配置されている。
【００６３】
次いで、この状態から、図８（ｂ）に示すように、押さえ治具４０を面方向に移動し、露光用孔４４を第１貫通孔１１又は第２貫通孔１２（図８（ｂ）の例では、第２貫通孔１２）に合致させる。しかる後に、露光用孔４４内に、例えば一端が光源に接続された光ファイバなどの露光手段（図示省略）を挿入し、露光用孔４４を通して第２貫通孔１２に樹脂硬化光Ｌを照射する。第２貫通孔１２に照射された樹脂硬化光は、第２貫通孔１２、浅溝部３４を含むキャビティ３５、第１貫通孔１１の順に伝播し、この中に充填された紫外線硬化性樹脂を硬化する。これにより、所要のコア２０が形成される。以下、第１実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同様に、クラッドフィルム１０の表面から押さえ治具４０を除去した後、鋳型３０とクラッドフィルム１０の界面を剥離して、製品である高分子光導光路を取り出す（図１、図３乃至図６参照）。また、必要に応じて、導光部２１の表面を第２のクラッドフィルム１０ａにて覆う（図２参照）。
【００６４】
本例の高分子光導波路の製造方法は、第１実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同様の効果を有するほか、不透明な押さえ治具４０を用いるので、遮光膜４３の形成が不要になり、押さえ治具４０ひいては高分子光導波路１Ａ，１Ｂ，１Ｃの製造コストを低減することができる。
【００６５】
〈高分子光導波路の製造方法の第３実施形態〉
図９は本発明に係る高分子光導波路の製造方法の第３実施形態を示す図であって、この図から明らかなように、本例の高分子光導波路の製造方法は、スライダ挿入空間４５，４６と当該空間４５，４６内に挿入されるスライダ４７，４８とからなる樹脂注入経路及び露光経路の切換手段を有する不透明な押さえ治具を用いたことを特徴とする。
【００６６】
本例の高分子光導波路の製造方法に使用される押さえ治具４０は、金属板などの不透明材をもって形成されており、所要の部分に樹脂注入口４１及び第１貫通孔１１に連通する第１スライダ挿入空間４５、排気口４２及び第２貫通孔１２に連通する第２スライダ挿入空間４６、並びに第１及び第２のスライダ挿入空間４５，４６のいずれか（図９の例では、第２スライダ挿入空間４６）に連通する露光用孔４４を有し、第１スライダ挿入空間４５内に樹脂注入口４１と第１貫通孔１１とを連通する第１樹脂通過孔４７ａが開設された第１スライダ４７が摺動可能に挿入され、かつ第２スライダ挿入空間４６内に排気口４２と第２貫通孔１２とを連通する第２樹脂通過孔４８ａが開設された第２スライダ４８が摺動可能に挿入されている。鋳型３０及びクラッドフィルム１０については、前述した第１実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同じである。
【００６７】
本例の高分子光導波路の製造方法は、鋳型３０のキャビティ形成面に密着されたクラッドフィルム１０に第１及び第２の貫通孔１１，１２を開設した後、図９（ａ）に示すように、クラッドフィルム１０の表面に押さえ治具４０を載せて第１貫通孔と樹脂注入口４１とが合致し、かつ第２貫通孔１２と排気口４２とが合致するように、クラッドフィルム１０に対する押さえ治具４０のアライメントを行うと共に、第１樹脂通過孔４７ａが樹脂注入口４１及び第１貫通孔１１と合致し、かつ第２樹脂通過孔４８ａが排気口４２及びと第２貫通孔１２と合致するように、押さえ治具４０に対する第１及び第２のスライダ４７，４８のアライメントを行う。この状態で、第１実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同様に、図示しない樹脂供給装置から樹脂注入口４１を通して第１及び第２の貫通孔１１，１２内及びキャビティ３５内に紫外線硬化性樹脂を注入する。
【００６８】
次いで、この状態から、図９（ｂ）に示すように、第１及び第２のスライダ４７，４８をそれぞれ第１及び第２のスライダ挿入空間４５，４６内の所定の位置、即ち、樹脂注入口４１と第１貫通孔１１との間に第１スライダ４７が介在せず、かつ排気口４２と第２貫通孔１２との間に第２スライダ４８が介在しない位置まで移動させ、押さえ治具４０に開設された露光用孔４４を第２スライダ挿入空間４６に連通させる。この状態から、露光用孔４４を通して第２スライダ挿入空間４６内に、一端が光源に接続された光ファイバなどの露光手段（図示省略）を挿入し、露光用孔４４及び第２スライダ挿入空間４６を通して第２貫通孔１２に樹脂硬化光Ｌを照射する。第２貫通孔１２に照射された樹脂硬化光は、第２貫通孔１２、キャビティ３５、第１貫通孔１１の順に伝播し、この中に充填された紫外線硬化性樹脂を硬化する。これにより、所要のコア２０が形成される。以下、第１実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同様に、クラッドフィルム１０の表面から押さえ治具４０を除去した後、鋳型３０とクラッドフィルム１０の界面を剥離して、製品である高分子光導光路を取り出す（図１、図３乃至図６参照）。また、必要に応じて、導光部２１の表面を第２のクラッドフィルム１０ａにて覆う（図２参照）。
【００６９】
本例の高分子光導波路の製造方法は、第１及び第２のスライダ挿入空間４５，４６が形成され、当該各空間４５，４６内に第１及び第２のスライダ４７，４８が摺動可能に挿入された押さえ治具４０を用い、第１及び第２のスライダ挿入空間４５，４６内で第１及び第２のスライダ４７，４８の設定位置を適宜切り換えることにより、第１及び第２の貫通孔１１，１２内並びにキャビティ３５内への紫外線硬化性樹脂の供給と、露光用孔４４及び第１又は第２のスライダ挿入空間４５，４６を通しての第１及び第２の貫通孔１１，１２内並びにキャビティ３５内に充填された紫外線硬化性樹脂の露光とが可能になるので、押さえ治具４０に形成された露光用孔４４とクラッドフィルム１０に開設された第１又は第２の貫通孔１１，１２とのアライメントが不要になり、高分子光導波路の製造をより効率的なものにすることができる。
【００７０】
〈高分子光導波路の製造方法の第４実施形態〉
図１０は本発明に係る高分子光導波路の製造方法の第４実施形態を示す図であって、この図から明らかなように、本例の高分子光導波路の製造方法も、スライダ挿入空間４５，４６と当該空間４５，４６内に挿入されるスライダ４７，４８とからなる樹脂注入経路及び露光経路の切換手段を有する不透明な押さえ治具を用いたことを特徴とする。
【００７１】
本例の高分子光導波路の製造方法に使用される押さえ治具４０は、金属板などの不透明材をもって形成されており、所要の部分に樹脂注入口４１及び第１貫通孔１１に連通する第１スライダ挿入空間４５、排気口４２及び第２貫通孔１２に連通する第２スライダ挿入空間４６、並びに第１及び第２のスライダ挿入空間４５，４６のいずれか（図１０の例では、第２スライダ挿入空間４６）に連通する露光用孔４４を有し、第１スライダ挿入空間４５内に樹脂注入口４１と第１貫通孔１１とを連通する第１樹脂通過孔４７ａが開設された第１スライダ４７が摺動可能に挿入され、かつ第２スライダ挿入空間４６内に排気口４２と第２貫通孔１２とを連通する第２樹脂通過孔４８ａ及び露光用孔４４と連通する第２露光用孔４９が開設された第２スライダ４８が摺動可能に挿入されている。鋳型３０及びクラッドフィルム１０については、前述した第１実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同じである。
【００７２】
本例の高分子光導波路の製造方法は、鋳型３０のキャビティ形成面に密着されたクラッドフィルム１０に第１及び第２の貫通孔１１，１２を開設した後、クラッドフィルム１０の表面に押さえ治具４０を載せて第１貫通孔と樹脂注入口４１とが合致し、かつ第２貫通孔１２と排気口４２とが合致するように、クラッドフィルム１０に対する押さえ治具４０のアライメントを行うと共に、第１樹脂通過孔４７ａが樹脂注入口４１及び第１貫通孔１１と合致し、かつ第２樹脂通過孔４８ａが排気口４２及び第２貫通孔１２と合致するように、押さえ治具４０に対する第１及び第２のスライダ４７，４８のアライメントを行う。スライダ４７，４８のアライメントは、図１０（ａ）に示すように、第１及び第２のスライダ４７，４８の一側端をそれぞれ第１及び第２のスライダ挿入空間４５，４６の一壁面に突き当てることにより、自動的に行うことができる。この状態で、第１実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同様に、図示しない樹脂供給装置から樹脂注入口４１を通して第１及び第２の貫通孔１１，１２内及びキャビティ３５内に紫外線硬化性樹脂を注入する。
【００７３】
次いで、この状態から、図１０（ｂ）に示すように、第１及び第２のスライダ４７，４８の他の一側端がそれぞれ第１及び第２のスライダ挿入空間４５，４６の他の一壁面に突き当てられる位置まで第１及び第２のスライダ４７，４８を移動する。これにより、樹脂注入口４１と第１貫通孔１１とが第１スライダ４７によって遮断されると共に、排気口４２と第２貫通孔１２とが第２スライダ４８によって遮断される。この場合にも、露光用孔４４と第２スライダ４８に開設された第２露光用孔４９との連通は、第２スライダ挿入空間４６を介して維持される。
【００７４】
この状態から、露光用孔４４、第２スライダ挿入空間４６及び第２露光用孔４９内に、一端が光源に接続された光ファイバなどの露光手段（図示省略）を挿入し、これらの各孔４４，４６，４９を通して第２貫通孔１２に樹脂硬化光Ｌを照射する。第２貫通孔１２に照射された樹脂硬化光は、第２貫通孔１２、キャビティ３５、第１貫通孔１１の順に伝播し、この中に充填された紫外線硬化性樹脂を硬化する。これにより、所要のコア２０が形成される。以下、第１実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同様に、クラッドフィルム１０の表面から押さえ治具４０を除去した後、鋳型３０とクラッドフィルム１０の界面を剥離して、製品である高分子光導光路を取り出す（図１、図３乃至図６参照）。また、必要に応じて、導光部２１の表面を第２のクラッドフィルム１０ａにて覆う（図２参照）。
【００７５】
本例の高分子光導波路の製造方法は、第３実施形態に係る高分子光導波路の製造方法と同様の効果を有するほか、第１及び第２のスライダ４７，４８の所要の一側端をそれぞれ第１及び第２のスライダ挿入空間４５，４６の所要の一壁面に突き当てることにより、樹脂注入時及び樹脂硬化時におけるスライダ４７，４８のアライメントを行うので、これらの各工程におけるスライダ４７，４８のアライメント作業を容易化でき、高分子光導波路の製造を効率化することができる。
【００７６】
以下に、本発明に係る高分子光導波路のより具体的な実施例を挙げる。
【００７７】
〈実施例１〉
電鋳を利用した型形成技術を用いて、幅が５０μｍ、深さが５０μｍ、長さが５０ｍｍの溝部が２５０μｍピッチで１２本形成され、各溝部の両端部に傾斜面が４５°の角度で形成されたニッケル鋳型を作製した。加えて、このニッケル鋳型の各溝部の端部には、溝部の幅と同等か、これよりも狭い幅を有し、深さが５μｍ以下で、長さが１ｍｍの浅溝部を形成した。また、これとは別に、ガラス板を用いて、所要の部分に樹脂注入口及び排気口が開設され、かつ、これら各口が遮光膜にて覆われた透明な押さえ治具を作製した。ニッケル鋳型の溝部形成面には、ダイキン工業製のフッ素系離型材「オプツール」を塗布した。クラッドフィルムとしては、ＪＳＲ製の厚さが１００μｍで、屈折率が約１．５１の「アートンフィルム」を用い、使用前に表面に酸素プラズマ洗浄を施した。ニッケル鋳型の溝部形成面にクラッドフィルムを密着した後、クラッドフィルムの傾斜面と対応する部分にレーザ加工にて第１及び第２の貫通孔を開設した。クラッドフィルム上に押さえ治具を置き、適度な圧力を鋳型とクラッドフィルムとに付与した状態で、第１及び第２の貫通孔内並びに溝部内に、硬化後の屈折率が約１．５５で粘度が１５０ｍＰａ・ｓのコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填した。しかる後に、高圧水銀灯を利用して、押さえ治具の外側から充填された紫外線硬化樹脂に２４００ｍＪ／ｃｍ２の光量を照射した。
【００７８】
〈実施例２〉
電鋳を利用した型形成技術を用いて、幅が５０μｍ、深さが５０μｍ、長さが５０ｍｍの溝部が２５０μｍピッチで１２本形成され、各溝部の両端部に傾斜面が４５°の角度で形成されたニッケル鋳型を作製した。加えて、このニッケル鋳型の各溝部の端部には、溝部の幅と同等か、これよりも狭い幅を有し、深さが５μｍ以下で、長さが１ｍｍの浅溝部を形成した。また、これとは別に、金属板を用いて、所要の部分に樹脂注入口と排気口と露光用孔とが開設された押さえ治具を作製した。ニッケル鋳型の溝部形成面には、ダイキン工業製のフッ素系離型材「オプツール」を塗布した。クラッドフィルムとしては、ＪＳＲ製の厚さが１００μｍで、屈折率が約１．５１の「アートンフィルム」を用い、使用前に表面に酸素プラズマ洗浄を施した。ニッケル鋳型の溝部形成面にクラッドフィルムを密着した後、クラッドフィルムの傾斜面と対応する部分にレーザ加工にて第１及び第２の貫通孔を開設した。クラッドフィルム上に押さえ治具を置き、適度な圧力を鋳型とクラッドフィルムとに付与した状態で、第１及び第２の貫通孔内並びに溝部内に、硬化後の屈折率が約１．５５で粘度が１５０ｍＰａ・ｓのコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填した。しかる後に、押さえ治具を移動して、露光用孔とクラッドフィルムに開設された第２貫通孔とを合致させ、露光用孔内に光ファイバの先端部を差し込んで、充填された紫外線硬化樹脂に波長が３７５ｎｍの紫外線発光ダイオードの光を２４００ｍＪ／ｃｍ２照射した。
【００７９】
〈実施例３〉
電鋳を利用した型形成技術を用いて、幅が５０μｍ、深さが５０μｍ、長さが５０ｍｍの溝部が２５０μｍピッチで１２本形成され、各溝部の両端部に傾斜面が４５°の角度で形成されたニッケル鋳型を作製した。加えて、このニッケル鋳型の一端部には、溝部の幅と同等か、これよりも狭い幅を有し、深さが１０μｍで、長さが１ｍｍの浅溝部を形成すると共に、ニッケル鋳型の他端部には、溝部の幅と同等か、これよりも狭い幅を有し、深さが５μｍで、長さが１ｍｍの浅溝部を形成した。深さが１０μｍの浅溝部側からコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填し、実施例１と同様の方法で高分子光導波路を形成した。
【００８０】
〈実施例４〉
電鋳を利用した型形成技術を用いて、幅が５０μｍ、深さが５０μｍ、長さが５０ｍｍの溝部が２５０μｍピッチで１２本形成され、各溝部の両端部に傾斜面が４５°の角度で形成されたニッケル鋳型を作製した。このとき、溝部の底面を一様に傾斜するテーパ面とし、溝部の一端の深さを６０μｍ、溝部の他端の深さを５０μｍとした。加えて、このニッケル鋳型の各溝部の端部には、溝部の幅と同等か、これよりも狭い幅を有し、深さが５μｍ以下で、長さが１ｍｍの浅溝部を形成した。６０μｍの深さを有する溝部の一端側からコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填し、実施例１と同様の方法で高分子光導波路を形成した。
【００８１】
〈実施例５〉
電鋳を利用した型形成技術を用いて、幅が５０μｍ、深さが５０μｍ、長さが５０ｍｍの溝部が２５０μｍピッチで１２本形成され、各溝部の両端部に傾斜面が４５°の角度で形成されたニッケル鋳型を作製した。このとき、溝部の左右両側面を一様に傾斜するテーパ面とし、溝部の一端側の幅を６０μｍ、溝部の他端側の幅を５０μｍとした。加えて、このニッケル鋳型の各溝部の端部には、溝部の幅と同等か、これよりも狭い幅を有し、深さが５μｍ以下で、長さが１ｍｍの浅溝部を形成した。６０μｍの深さを有する溝部の一端側からコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填し、実施例１と同様の方法で高分子光導波路を形成した。
【００８２】
〈実施例６〉
電鋳を利用した型形成技術を用いて、幅が５０μｍ、深さが５０μｍ、長さが５０ｍｍの溝部が２５０μｍピッチで１２本形成され、各溝部の両端部に傾斜面が４５°の角度で形成されたニッケル鋳型を作製した。このとき、溝部の底面を一様に傾斜するテーパ面とし、溝部の一端の深さを６０μｍ、溝部の他端の深さを５０μｍにすると共に、溝部の左右両側面を一様に傾斜するテーパ面とし、溝部の一端側の幅を６０μｍ、溝部の他端側の幅を５０μｍにした。加えて、このニッケル鋳型の各溝部の端部には、溝部の幅と同等か、これよりも狭い幅を有し、深さが５μｍ以下で、長さが１ｍｍの浅溝部を形成した。６０μｍの深さを有する溝部の一端側からコア形成用の紫外線硬化性樹脂を充填し、実施例１と同様の方法で高分子光導波路を形成した。
【００８３】
なお、前記第３及び第４の実施形態においては、樹脂注入経路及び露光経路の切換手段として、スライダ挿入空間と当該空間内に挿入されるスライダとからなるものを用いたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、他の切換手段を用いることももちろん可能である。一例としては、樹脂注入経路と露光経路とを有する回転駒と、当該回転駒を回転可能に収納する空間部とからなるものなどを挙げることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１Ａ〜１Ｆ    高分子光導波路
１０    クラッドフィルム
１１，１２    貫通孔
２０    コア
２１    導光部
２２，２３    垂直部
２４，２５    反射ミラー面
２６    拡張部
３０    鋳型
３４    浅溝部
３５    キャビティ
４０    押さえ治具
４１    樹脂注入口
４２    排気口
４３    遮光膜
４４    露光用孔
４５，４６    スライダ挿入空間（切換手段）
４７，４８    スライダ（切換手段）
４７ａ，４８ａ    樹脂通過孔
【図１】
2010181853.tif 000003
【図２】
2010181853.tif 000004
【図３】
2010181853.tif 000005
【図４】
2010181853.tif 000006
【図５】
2010181853.tif 000007
【図６】
2010181853.tif 000008
【図７】
2010181853.tif 000009
【図８】
2010181853.tif 000010
【図９】
2010181853.tif 000011
【図１０】
2010181853.tif 000012
【図１１】
2010181853.tif 000013
【図１２】
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