(57)【要約】【課題】所要の光導波路を容易かつ高能率に製造する方法を提供すること、その製造方法を実施するに好適なコア部形成用の鋳型を提供すること。【解決手段】鋳型本体１と、鋳型本体１に対して摺動自在に備えられた第１及び第２のスライダ２，３とをもって光導波路形成用鋳型を構成する。鋳型本体１の主面には、光導波路のコア部に対応する凹溝４を形成し、凹溝４の両端部と対向する鋳型本体１の側面には、一端が凹溝４の端部に連通する樹脂供給路５及び空気排出路を開設する。また、鋳型本体１の他の側面には、樹脂供給路５を横断する第１スライダ貫通孔７及び空気排出路６を横断する第２スライダ貫通孔８を開設し、これらの各孔内に第１及び第２のスライダ２，３を摺動自在に挿入する。スライダ２，３の側面は、凹部４の端部を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路のコア部に対応する凹溝と、一端が前記凹溝に連通する樹脂供給路及び空気排出路を有する光導波路形成用鋳型において、
前記樹脂供給路を横断するスライダ貫通孔及び前記空気排出路を横断するスライダ貫通孔を有し、これらの各スライダ貫通孔にはスライダがそれぞれ摺動自在に挿入され、
前記スライダは、第１の位置に移動したときに、前記樹脂供給路又は前記空気排出路を開放して、前記凹溝内への樹脂の注入を可能とし、前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動したときに、前記樹脂供給路又は前記空気排出路を遮断して、その遮断面が前記凹溝の一部を構成することを特徴とする光導波路形成用鋳型。
【請求項２】
光導波路のコア部に対応する凹溝と、一端が前記凹溝に連通する樹脂供給路及び空気排出路と、前記樹脂供給路を横断するスライダ貫通孔と、前記空気排出路を横断するスライダ貫通孔を有し、前記各スライダ貫通孔には、第１の位置に移動したときに、前記樹脂供給路又は前記空気排出路を開放して、前記凹溝内への樹脂の注入を可能とし、前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動したときに、前記樹脂供給路又は前記空気排出路を遮断して、その遮断面が前記凹溝の一部を構成するスライダがそれぞれ摺動自在に挿入された光導波路形成用鋳型を用い、
前記光導波路形成用鋳型の凹溝形成面にクラッド用フィルム基材を密着し、これら光導波路形成用鋳型とクラッド用フィルム基材とによって、光導波路のコア部に対応するキャビティを形成する工程と、
前記各スライダをそれぞれ前記第１の位置に移動し、前記空気排出路から前記キャビティ内の空気を排出しながら、前記樹脂供給路から前記キャビティ内にコア部形成用の樹脂を注入する工程と、
前記キャビティ内に前記コア部形成用の樹脂が充填された後、前記各スライダをそれぞれ前記第２の位置に移動し、前記空気排出路からの空気の排出と、前記樹脂供給路からの樹脂の注入とを停止する工程と、
前記クラッド用フィルム基材の外面から、樹脂硬化光を照射して、前記キャビティ内に充填された前記コア部形成用の樹脂を硬化する工程
とを含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記キャビティ内にコア部形成用の樹脂を注入する工程で、樹脂の充填速度をコントロール可能な樹脂注入手段を用いて、前記キャビティ内への樹脂の注入を行うことを特徴とする請求項２に記載の光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記キャビティ内にコア部形成用の樹脂を注入する工程で、前記キャビティ内に充填された樹脂中に含まれる気泡の検出と、該樹脂中に含まれる気泡の排出とを行うことを特徴とする請求項２に記載の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用フィルム基材に高分子材料からなるコア部が一体に形成された光導波路の製造方法と、この光導波路の製造に適用される光導波路形成用鋳型の構成とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の高分子光導波路の製造方法としては、光導波路のコア部に対応する凹部が形成された樹脂製の鋳型を用意する工程と、この鋳型の凹部形成面側にクラッド用フィルム基材を密着させる工程と、鋳型に開設された一方の貫通孔からコア形成用の樹脂を入れつつ、鋳型に開設された他方の貫通孔から減圧吸引して、凹部内にコア形成用の樹脂を充填する工程と、各貫通孔内及び凹部内に充填された樹脂を硬化する工程と、鋳型からクラッド用フィルム基材を剥離し、クラッド用フィルム基材の片面にコア部と各貫通孔内で硬化した樹脂部分とが形成された中間品を得る工程と、中間品の樹脂部分をダイサー等で切断し、クラッド用フィルム基材の片面にコア部が形成された高分子光導波路を得る工程とからなるものが知られている（例えば、特許文献１の図１参照。）。
【０００３】
また、金属射出成形機の分野においては、固定側金型にスプール穴を横断するスライドプレートを装着し、型締時には、スライドプレートに開設されたスライドプレートスプール穴が固定側金型のスプール穴と合致する位置までシリンダにてスライドプレートを移動し、型開時には、スライドプレートが固定側金型のスプール穴を遮断する位置までシリンダにてスライドプレートを移動する技術が知られている（例えば、特許文献２の図１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２０２２３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２２４８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された従来の高分子光導波路の製造方法は、クラッド用フィルム基材の片面にコア部と貫通孔内で硬化した樹脂部分とが形成された中間品を得た後、樹脂部分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、コア部となる部分に供給されたコア形成用樹脂のみが選択的に硬化されるようにコア形成用の鋳型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。
【０００５】
一方、特許文献２に開示の技術は、キャビティ内への充填物の供給と遮断とに関するものであるので、高分子光導波路の製造にも応用可能であるが、単に特許文献２に開示の技術を高分子光導波路の製造に応用しただけでは、スライドプレートによって切断されたスプール穴の残滓が製造品に残るので、そのままでは製品化することができず、ダイサーによる不要部分の切断が必要になる。
【０００６】
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、所要の光導波路を容易かつ高能率に製造する方法を提供すること、及びその製造方法を実施するに好適なコア部形成用の鋳型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、光導波路形成用鋳型に関しては、光導波路のコア部に対応する凹溝と、一端が前記凹溝に連通する樹脂供給路及び空気排出路を有する光導波路形成用鋳型において、前記樹脂供給路を横断するスライダ貫通孔及び前記空気排出路を横断するスライダ貫通孔を有し、これらの各スライダ貫通孔にはスライダがそれぞれ摺動自在に挿入され、前記スライダは、第１の位置に移動したときに、前記樹脂供給路又は前記空気排出路を開放して、前記凹溝内への樹脂の注入を可能とし、前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動したときに、前記樹脂供給路又は前記空気排出路を遮断して、その遮断面が前記凹溝の一部を構成するという構成にした。
【０００８】
かかる構成によると、スライダは、樹脂供給路又は空気排出路を横断する方向に摺動し、樹脂の遮断時には、その遮断面が凹溝の一部を構成するので、スライダの長さ寸法並びにコア部形成時の第１及び第２の位置を高精度に規制しなくても、高精度なコア部を成形することができる。
【０００９】
一方、本発明は、前記課題を解決するため、光導波路の製造方法に関しては、第１に、光導波路のコア部に対応する凹溝と、一端が前記凹溝に連通する樹脂供給路及び空気排出路と、前記樹脂供給路を横断するスライダ貫通孔と、前記空気排出路を横断するスライダ貫通孔を有し、前記各スライダ貫通孔には、第１の位置に移動したときに、前記樹脂供給路又は前記空気排出路を開放して、前記凹溝内への樹脂の注入を可能とし、前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動したときに、前記樹脂供給路又は前記空気排出路を遮断して、その遮断面が前記凹溝の一部を構成するスライダがそれぞれ摺動自在に挿入された光導波路形成用鋳型を用い、前記光導波路形成用鋳型の凹溝形成面にクラッド用フィルム基材を密着し、これら光導波路形成用鋳型とクラッド用フィルム基材とによって、光導波路のコア部に対応するキャビティを形成する工程と、前記各スライダをそれぞれ前記第１の位置に移動し、前記空気排出路から前記キャビティ内の空気を排出しながら、前記樹脂供給路から前記キャビティ内にコア部形成用の樹脂を注入する工程と、前記キャビティ内に前記コア部形成用の樹脂が充填された後、前記各スライダをそれぞれ前記第２の位置に移動し、前記空気排出路からの空気の排出と、前記樹脂供給路からの樹脂の注入とを停止する工程と、前記クラッド用フィルム基材の外面から、樹脂硬化光を照射して、前記キャビティ内に充填された前記コア部形成用の樹脂を硬化する工程とを含むという構成にした。
【００１０】
かかる構成によると、樹脂供給路又は空気排出路を横断する方向に摺動し、樹脂の遮断時には、その遮断面が凹溝の一部を構成するスライダを備えた鋳型を用いるので、スライダの長さ寸法並びにコア部形成時の第１及び第２の位置を高精度に規制しなくても、高精度なコア部を成形することができる。また、光導波路形成用鋳型とクラッド用フィルム基材とによって光導波路のコア部に対応するキャビティを形成し、当該キャビティ内に樹脂を充填するので、鋳型から直ちに製品である光導波路を取り出すことができ、クラッド用フィルム基材の片面にコア部が一体に形成された光導波路の製造を容易に行うことができる。さらに、空気排出路からキャビティ内の空気を排出しながら、樹脂供給路からキャビティ内にコア部形成用の樹脂を注入するので、コア部の断面寸法が小さい光導波路についても、良品を高能率に製造することができる。
【００１１】
本発明は光導波路の製造方法に関して第２に、前記第１の光導波路の製造方法において、前記キャビティ内にコア部形成用の樹脂を注入する工程で、樹脂の充填速度をコントロール可能な樹脂注入手段を用いて、前記キャビティ内への樹脂の注入を行うという構成にした。
【００１２】
かかる構成によると、樹脂の充填速度をコントロール可能な樹脂注入手段を用いて前記キャビティ内への樹脂の注入を行うので、キャビティ内に充填される樹脂の充填速度を適正にコントロールすることができ、気泡の巻き込みや光学的不均質がない高品質の光導波路を製造することができる。
【００１３】
本発明は光導波路の製造方法に関して第３に、前記第１の光導波路の製造方法において、前記キャビティ内にコア部形成用の樹脂を注入する工程で、前記キャビティ内に充填された樹脂中に含まれる気泡の検出と、該樹脂中に含まれる気泡の排出とを行うという構成にした。
【００１４】
かかる構成によると、キャビティ内に樹脂を充填した後、当該樹脂中に含まれる気泡の検出と排出とを行うので、キャビティ内への気泡の混入を未然に防止することができ、気泡の巻き込みがない高品質の光導波路を製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光導波路形成用鋳型及びこれを用いた光導波路の製造方法は、樹脂供給路及び空気排出路を横断する方向に摺動し、樹脂の遮断時には、その遮断面が凹溝の一部を構成するスライダを備えるので、スライダの長さ寸法並びにコア部形成時の第１及び第２の位置を高精度に規制しなくても、高精度なコア部を成形することができ、クラッド用フィルム基材の片面にコア部が一体に形成された光導波路の製造を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、本発明に係る光導波路形成用鋳型の実施形態を、図１乃至図３に基づいて説明する。図１は実施形態に係る光導波路形成用鋳型の断面図、図２は実施形態に係る光導波路形成用鋳型の樹脂注入時におけるスライダ位置を示す平面図、図３は実施形態に係る光導波路形成用鋳型の樹脂遮断時におけるスライダ位置を示す平面図である。
【００１７】
これらの図に示すように、本例の光導波路形成用鋳型は、鋳型本体１と、この鋳型本体１に対して摺動自在に備えられた第１及び第２のスライダ２，３とから構成されている。これらの鋳型本体１及びスライダ２，３は、金属材料又は樹脂材料をもって形成することができる。
【００１８】
鋳型本体１の主面には、光導波路のコア部に対応する凹溝４が形成され、凹溝４の両端部と対向する鋳型本体１の側面には、それぞれ一端が凹溝４の端部に連通する樹脂供給路５及び空気排出路６が開設されている。なお、図２及び図３の例では、鋳型本体１に凹溝４が１本のみ形成されているが、複数本の凹溝を形成することももちろん可能である。また、鋳型本体１の他の側面には、樹脂供給路５を横断する第１スライダ貫通孔７及び空気排出路６を横断する第２スライダ貫通孔８が開設されており、これらの各スライダ貫通孔７，８には、それぞれ第１及び第２のスライダ２，３が摺動自在に挿入されている。スライダ貫通孔７，８は、第１及び第２のスライダ２，３を挿入したとき、凹部４の端部が第１及び第２のスライダ２，３の側面によって構成される位置に開設される。
【００１９】
第１及び第２のスライダ２，３には、樹脂供給路５及び空気排出路６の断面積及び断面形状にほぼ等しい断面積及び断面形状を有する透孔２ａ，３ａが開設されており、第１及び第２のスライダ貫通穴７，８に沿って第１及び第２のスライダ２，３を摺動することにより、図２に示すように、透孔２ａ，３ａを樹脂供給路５及び空気排出路６に合致させることもできるし、図３に示すように、透孔２ａ，３ａを樹脂供給路５及び空気排出路６の開設位置から外して、樹脂供給路５及び空気排出路６を遮断すると共に、第１及び第２のスライダ２，３の側面にて凹溝４の端部が構成されるようにすることもできる。
【００２０】
次に、実施形態に係る光導波路形成用鋳型を用いた光導波路の製造方法を、図４乃至図７に基づいて説明する。図４は光導波路形成用鋳型とクラッド用フィルム基材との密着状態を示す断面図、図５は樹脂注入時におけるスライダの移動位置を示す平面図、図６は樹脂硬化時におけるスライダの移動位置を示す平面図、図７は製品である光導波路の側面図である。
【００２１】
まず、図４に示すように、鋳型本体１の上面に、クラッド用フィルム基材２１を位置決めして重ね合わせ、その上面から押さえ治具２２を押し付けて、鋳型本体１に対してクラッド用フィルム基材２１を固定する。これにより、鋳型本体１とクラッド用フィルム基材２１との間に、成形しようとするコア部に対応するキャビティ２３が形成される。押さえ治具２２は、ガラスや硬質プラスチックなどの透明体もって形成されており、その外周部分には、遮光性のマスク２４が形成されている。この押さえ治具２２は、クラッド用フィルム基材２１上に載置するとき、マスク２４よりも内周の透明範囲内にキャビティ２３が配置され、マスク２４の下方に第１及び第２のスライダ２，３と樹脂供給路５と空気排出路６とが配置されるように位置決めされる。
【００２２】
なお、クラッド用フィルム基材２１は、光導波路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、コア部を構成する樹脂材料との密着性、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、コア部が紫外線硬化性樹脂にて形成される場合には、コア部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が用いられる。
【００２３】
次に、図５に示すように、樹脂供給路５に図示しない樹脂供給装置のノズル２５を連結すると共に、空気排出路６に図示しない排気装置のコネクタ２６を連結する。また、第１及び第２のスライダ２，３を摺動し、スライダ２，３に開設された透孔２ａ，３ａが樹脂供給路５及び空気排出路６にそれぞれ合致する第１の位置に移動させる。この状態から、図示しない排気装置を駆動して、キャビティ２３内の空気を排出しつつ、図示しない樹脂供給装置を駆動して、キャビティ２３内にコア部を形成するための樹脂を充填する。なお、コア部形成用の樹脂としては、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樹脂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、コア部の製造を容易化できることから、紫外線硬化性樹脂が特に好適である。
【００２４】
前記樹脂供給装置としては、例えばピストン部の移動速度を制御可能なシリンジ形状のディスペンサなど、キャビティ２３内に充填される樹脂の充填速度をコントロール可能なものを用いることが特に望ましい。このように、キャビティ２３内に充填される樹脂の充填速度をコントロール可能な樹脂供給装置を用いると、キャビティ２３内に充填される樹脂の充填速度を適正にコントロールすることができるので、気泡の巻き込みや光学的不均質がない高品質の光導波路を製造することができる。
【００２５】
また、キャビティ２３内にコア部を形成するための樹脂を充填する際には、キャビティ２３内にへの樹脂の充填と、充填された樹脂中に気泡が含まれるか否かの検査と、含まれる場合の気泡の排出とを適宜行うことが特に望ましい。このようにすると、キャビティ２３内への気泡を有する樹脂の充填を未然に防止することができるので、気泡の巻き込みがない高品質の光導波路を製造することができる。
【００２６】
キャビティ２３内に樹脂が十分に充填された後、樹脂供給装置及び排気装置の駆動を停止すると共に、図６に示すように、第１及び第２のスライダ２，３を摺動して、スライダ２，３に開設された透孔２ａ，３ａが樹脂供給路５及び空気排出路６から外れる第２の位置に移動する。これにより、樹脂供給路５及び空気排出路６が遮断されると共に、第１及び第２のスライダ２，３の側面にてキャビティ２３の端面が形成される。
【００２７】
次いで、押さえ治具２２の上方から樹脂硬化光を照射してキャビティ２３内の光硬化性樹脂を選択的に硬化し、所望のコア部２７を形成する。
【００２８】
最後に、押さえ治具２２を取り外し、鋳型本体１からクラッド用フィルム基材２１及びコア部２７を剥離して、図７に示すように、クラッド用フィルム基材２１の片面にコア部２７が一体に形成された光導波路２８を得る。なお、当該光導波路２８を得た後、コア部２７の表面を第２のクラッド用フィルム基材にて覆うこともできる。
【００２９】
本発明の光導波路形成用鋳型及びこれを用いた光導波路の製造方法によると、樹脂供給路５及び空気排出路６を横断する方向に摺動し、樹脂の遮断時には、その遮断面が凹溝４の一部を構成する第１及び第２のスライダ２３を備えた鋳型本体１を用いるので、これら各スライダ２，３の長さ寸法並びにコア部形成時の第１及び第２の位置を高精度に規制しなくても高精度なコア部２７を成形することができ、所望の光導波路を容易かつ高能率に製造することができる。また、鋳型本体１とクラッド用フィルム基材２１とによって光導波路のコア部２７に対応するキャビティ２３を形成し、当該キャビティ２３内に樹脂を充填するので、鋳型から直ちに製品である光導波路を取り出すことができ、ダイサー等による切断が不要で、所望の光導波路の製造を容易に行うことができる。さらに、空気排出路６からキャビティ２３内の空気を排出しながら、樹脂供給路５からキャビティ２３内にコア部形成用の樹脂を注入するので、コア部の断面寸法が小さい光導波路についても、樹脂の注入が容易で、良品を高能率に製造することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
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の凹溝が２５０μｍピッチで１２本形成されたニッケル鋳型を作製した。また、このニッケル鋳型には、各凹溝に連通する樹脂供給路及び空気排出路を形成した。また、これとは別に、周辺部に遮光性のマスクが形成されたガラス製の押さえ治具を作製した。ニッケル鋳型の凹溝内面には、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。クラッド用フィルム基材としては、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。ニッケル鋳型の凹溝形成面にクラッド用フィルム基材を密着した後、クラッド用フィルム基材上に押さえ治具を置き、適度な圧力を鋳型とクラッド用フィルム基材とに付与した状態で、凹溝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０．２４Ｊ／ｃｍ２の光量を照射した。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係る光導波路形成用鋳型の断面図である。
【図２】実施形態に係る光導波路形成用鋳型の樹脂注入時におけるスライダ位置を示す平面図である。
【図３】実施形態に係る光導波路形成用鋳型の樹脂でゃ段時におけるスライダ位置を示す平面図である。
【図４】光導波路形成用鋳型とクラッド用フィルム基材との密着状態を示す断面図である。
【図５】樹脂注入時におけるスライダの移動位置を示す平面図である。
【図６】樹脂硬化時におけるスライダの移動位置を示す平面図である。
【図７】製品である光導波路の側面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    鋳型本体
２，３    スライダ
２ａ，３ａ    透孔
４    凹溝
５    樹脂供給路
６    空気排出路
７，８    スライダ貫通孔
２１    クラッド用フィルム基材
２２    押さえ治具
２３    キャビティ
２４    マスク
２５    ノズル
２６    コネクタ
２７    コア部
２８    光導波路
【図１】
2010156779.tif 000003
【図２】
2010156779.tif 000004
【図３】
2010156779.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010156779.tif 000008
【図７】
2010156779.tif 000009