(57)【要約】【課題】生産性が高い、光導波路フィルム製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の光導波路フィルム１の製造方法は、透明基材フィルム２の第１の面４とコア部６に対応するパターンを有する第１金型２４の間に活性エネルギ線硬化型樹脂材料４０を挟んだ状態で活性エネルギ線を照射し活性エネルギ線硬化型樹脂材料を硬化させ第１の面にコア部を形成するコア部形成工程と、透明基材フィルムの第２の面８とレンズ部１０に対応するパターンを有する第２金型３２の間に活性エネルギ線硬化型樹脂材料４２を挟んだ状態で活性エネルギ線を照射し活性エネルギ線硬化型樹脂材料を硬化させ第２の面にレンズ部を形成するレンズ部形成工程とを備えている。【選択図】      図４
2005010645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材フィルムと、該透明基材フィルムの第１の面に設けられた矩形状のコア部と、前記透明基材フィルムの第２の面の前記コア部と対向する位置に設けられたレンズ部とを備えている光導波路フィルムの製造方法であって、
前記透明基材フィルムの第１の面と、前記コア部に対応するパターンを有する第１金型との間に活性エネルギ線硬化型樹脂材料を挟んだ状態で、活性エネルギ線を照射して前記活性エネルギ線硬化型樹脂材料を硬化賦型させ、前記第１の面に前記活性エネルギ線硬化型樹脂によるコア部を形成するコア部形成工程と、
前記透明基材フィルムの第２の面と、前記レンズ部に対応するパターンを有する第２金型との間に活性エネルギ線硬化型樹脂材料を挟んだ状態で、活性エネルギ線を照射して前記活性エネルギ線硬化型樹脂材料を硬化賦型させ、前記第２の面に前記活性エネルギ線硬化型樹脂によるレンズ部を形成するレンズ部形成工程と、を備えている、
ことを特徴とする光導波路フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記透明材料フィルムが、長尺状であり、
前記コア部形成工程が、前記コア部に対応するパターンが外周面に形成されたロール状の第１金型に沿って、前記長尺状の透明材料フィルムを搬送しながら行われ、
前記レンズ部形成工程が、前記レンズ部に対応するパターンが外周面に形成され前記第１金型のフィルム搬送方向下流側に配置されたロール状の第２金型に沿って、前記長尺状の透明材料フィルムを搬送しながら行われる、
請求項１に記載の光導波路フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記コア部形成工程の後に、前記コア部上にクラッド層を形成するクラッド層形成工程を、さらに、備えている、
請求項１または２に記載の光導波路フィルムの製造方法。
【請求項４】
活性エネルギ線として、紫外線を用いる、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路フィルムの製造方法に関し、詳細には、光インターコネクション等に使用する光導波路フィルムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＣＳＥＬなどの面発光型光素子からの光を他の光学素子等に結合するとき等に使用される、一端に４５°の傾斜端面が形成された光導波路フィルムが知られている。この光導波路フィルムは、例えば、光が伝搬するコア部が面発光型光素子の発光面に水平方向に延び且つ傾斜端面が面発光型光素子の発光面に対して４５°の角度をなすように配置され、面発光型光素子からの光の光路を９０°偏向させて、面発光型光素子からの光を他の光学素子に結合する。
このような光導波路フィルムには、光の結合効率を高めるため、コア（光導波路）部と対向する部分にレンズ部を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２８１４８６号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した文献に記載されている光導波路フィルム製造方法等の従来の製造方法は、エッチング処理等の複雑な処理工程を含み、また、光導波路コアと球面凸レンズの位置合わせを、重ね合わせ記号を認識することによって行っているため、生産性が低いという問題を有している。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、生産性が高い、光導波路フィルム製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、透明基材フィルムと、該透明基材フィルムの第１の面に設けられた矩形状のコア部と、前記透明基材フィルムの第２の面の前記コア部と対向する位置に設けられたレンズ部とを備えているフィルム光導波路フィルムの製造方法であって、前記透明基材フィルムの第１の面と、前記コア部に対応するパターンを有する第１金型との間に活性エネルギ線硬化型樹脂材料を挟んだ状態で、活性エネルギ線を照射して前記活性エネルギ線硬化型樹脂材料を硬化賦型させ、前記第１の面に前記活性エネルギ線硬化型樹脂によるコア部を形成するコア部形成工程と、前記透明基材フィルムの第２の面と、前記レンズ部に対応するパターンを有する第２金型との間に活性エネルギ線硬化型樹脂材料を挟んだ状態で、活性エネルギ線を照射して前記活性エネルギ線硬化型樹脂材料を硬化賦型させ、前記第２の面に前記活性エネルギ線硬化型樹脂によるレンズ部を形成するレンズ部形成工程と、を備えている、ことを特徴とする光導波路フィルムの製造方法が提供される。
このような構成によれば、透明基材フィルムの各面にコア部とレンズ部を、活性エネルギ線硬化型樹脂で、連続的に、形成していくことにより、光導波路フィルムが製造されるので、生産性が極めて高くなる。
【０００５】
本発明の好ましい態様によれば、前記透明材料フィルムが、長尺状であり、前記コア部形成工程が、前記コア部に対応するパターンが外周面に形成されたロール状の第１金型に沿って、前記長尺状の透明材料フィルムを搬送しながら行われ、前記レンズ部形成工程が、前記レンズ部に対応するパターンが外周面に形成され前記第１金型のフィルム搬送方向下流側に配置されたロール状の第２金型に沿って、前記長尺状の透明材料フィルムを搬送しながら行われる。
このような構成によれば、長尺状のフィルムを第１金型および第２金型に沿って搬送しながら、コア部およびレンズ部が順次、形成されるので、光導波路フィルムを連続的に生産することが可能となり、生産性が高くなる。
【０００６】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記コア部形成工程の後に、前記コア部上にクラッド層を形成するクラッド層形成工程を、さらに、備えている。
本発明の他の好ましい態様によれば、活性エネルギ線として紫外線が用いられる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態の光導波路フィルムの製造方法を図面に沿って詳細に説明する。まず、本実施態様の製造方法によって製造される光導波路フィルムの構成を説明する。図１は、本発明の一実施態様の製造方法によって製造される光導波路フィルム１の一部分を破断した斜視図であり、図２は、光導波路フィルム１の幅方向の断面図であり、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【０００８】
光導波路フィルム１は、図１の矢印Ａ方向に連続的に延びる長尺状のフィルムである。図１ないし図３に示されているように、光導波路フィルム１は、クラッド層（第１のクラッド層）を構成する長尺状の透明基材フィルム２と、透明基材フィルム２の表面（第１面）４に所定間隔で配置された複数のコア部６と、透明基材フィルム２の裏面（第２面）８に配置されたレンズ部１０と、前記コア部６を覆うように透明基材フィルム２の表面上に設けられたクラッド層（第２のクラッド層）１２とを備えている。コア部６は、矩形の断面形状を有し、透明基材フィルム２の長手方向に延びる細長い部分であり、透明基材フィルム２の幅方向に一定間隔をおいて、複数本（本実施形態では８本）が透明基材フィルム２の表面４に固定されている。
レンズ部１０は、図２および図３に示されているように、略半球状の凸レンズ部であり、透明基材フィルム２の裏面８の各コア部６と対向する位置に配置されている。
【０００９】
次に、本発明の好ましい実施形態の光導波路フィルムの製造方法で使用される製造装置の構成を図面に沿って説明する。図４は、本実施態様の光導波路フィルムの製造方法で使用される製造装置２０の模式的な側面図である。
この製造装置２０は、長尺状の透明基材フィルム２を、複数のロール、金型ロール等に沿って矢印Ｂで示す方向に搬送しながら、透明基材フィルム２の表面にコア部６を、裏面にレンズ部１０を形成し、光導波路フィルム１を製造する装置である。
【００１０】
透明基材フィルム２は、光導波路フィルム１の第１のクラッド層となるので、クラッド層に求められる光学的特性を備えている必要である。また、着色や濁り等によって著しく光線透過率が低下するものは使用できない。好ましい材料として、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の重合体や、これらの共重合体があげられる。透明基材フィルム２の厚さは、伝送する光の波長の５倍以上の厚さが必要である。取扱い性の観点からは、０．０５ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下であることが好ましい。なお、透明基材フィルム１は、後述するように活性エネルギ線硬化型樹脂で形成されるコア部６とレンズ部１０との密着性を向上させるために、その表面および裏面にアンカーコート処理等の密着性向上処理が施されているのが好ましい。
【００１１】
本実施態様の製造装置２０では、透明基材フィルム２の搬送方向に沿って上流側から、第１バックアップロール２２、第１金型ロール２４、第１および第２搬送ロール２６、２８、第２バックアップロール３０、第２金型ロール３２、第３搬送ロール３４が、矢印Ｃ方向に回転可能に取付けられている。長尺状の透明基材フィルム２は、これらのロール、金型ロールに沿って搬送される。
製造装置２０は、さらに、第１および第２の活性エネルギ線照射装置３６、３８を備えている。第１の第１活性エネルギ線照射装置３６は第１金型ロール２４に、第２の活性エネルギ線照射装置３８は第２金型ロール３２に、それぞれ対向して配置され、活性エネルギ線硬化型樹脂を挟んで第１および第２の金型ロール２４および３２の外周面に当接している透明基材フィルム２に活性エネルギ線を照射し、活性エネルギ線硬化型樹脂を硬化賦型させるように構成されている。
【００１２】
本実施態様で使用可能な活性エネルギ線としては、電子線、イオン線等の粒子線、Ｘ線、γ線、紫外線、可視赤外線、可視光線等の電磁波線等が挙げられるが、硬化速度や生産設備等の点から紫外線が好ましい。紫外線を照射する場合には、活性エネルギ線照射装置３６、３８として、高圧水銀灯、ケミカルランプ、殺菌灯等の紫外線ランプが使用される。
【００１３】
各ロール２２ないし３４は、円筒形状を有し、透明基材フィルム２の幅より長い軸線方向長さ有している。第１および第２のバックアップロール２２、３０は、柔軟性を有するゴムロールで構成されている。
【００１４】
第１金型ロール２４の外周面には、図５に示されているように、複数本（本実施態様では８本）の円周方向に延びる断面矩形の溝２４ａが、第１金型ロール２４の所定間隔をおいて平行に配置されている。この溝２４ａの断面形状および配置は、透明基材フィルム２の表面４に形成されるコア部６の形状および配置に対応している。
【００１５】
また、第２金型ロール３２の外周面には、図６に示されているように、複数個の略半球状の凹部３２ａが、第２金型ロール３２の軸線方向に所定間隔をおいて並んで配置されている。この凹部３２ａの断面形状は、透明基材フィルム２の裏面に形成されるレンズ部１２の形状に対応している。
【００１６】
第２金型ロール３２の外周面上に、２列以上の凹部３２ａの列を形成してもよい。この場合、凹部３２ａの間隔は、切断した後のシート長を考慮して設定される。すなわち、列の間隔を狭く（例えば１０ｍｍ）すれば，様々なシート長の光導波路フィルムに対応できることになる。その場合，第２金型ロール３２の円周上に等間隔に列を配置すれば，シート長手方向に一定間隔で配置されたレンズ列を構成することができる。
第２金型ロール３２の外周面における凹部２３ａの軸線方向位置は、第１金型ロール２４の外周面における溝２４ａの軸線方向位置に対応するように設定されている。
【００１７】
第１および第２の金型ロール２４、３２は、アルミニウム、黄銅、銅等の金属、ガラス、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッソ樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の合成樹脂、このような材料に各種金属粉を混合した材料、または、メッキを施した材料等で形成されている。
【００１８】
図４に示されているように、透明基材フィルム２は、表面４が第１金型ロール２４の外周面に、裏面８が第２金型ロール３２の外周面に、略１８０°の角度にわたって接触するように配置されている。透明基材フィルム２が第１金型ロール２４の外周面と接触し始める位置には、透明基材フィルム２の表面４と第１金型ロール２４との間に、コア部６を形成する活性エネルギ線硬化型樹脂４０の液だまりが形成されている。
活性エネルギ線硬化型樹脂としては、多価アクリレートおよび／または多価メタクリレート（以下、多価（メタ）アクリレートと記載）、モノアクリレートおよび／またはモノメタクリレート（以下、モノ（メタ）アクリレートと記載）、および活性エネルギ線による光重合開始剤を主成分とするものが好ましい。
【００１９】
代表的な多価（メタ）アクリレートとしては、ポリオールポリ（メタ）アクリレート、ポリエステルポリ（メタ）アクリレート、エポキシポリ（メタ）アクリレート、ウレタンポリ（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの材料は、単独あるいは２種以上の混合物として使用される。また、モノ（メタ）アクリレートとしては、モノアルコールのモノ（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。
【００２０】
コア部６内での放射モードの発生を防ぐために、コア部６となる活性エネルギ線硬化型樹脂４０としては、透明基材フィルム２の屈折率より高い屈折率の材料のものを選択するのが望ましい。また、第１金型ロール２４との離型性を向上させるために、活性エネルギ線硬化型樹脂４０に、離型剤などの添加剤を加えても良い。
【００２１】
また、透明基材フィルム２が第２金型ロール３２の外周面と接触し始める位置には、透明基材フィルム２の裏面８と第２金型ロール３２との間に、レンズ部１０を形成する活性エネルギ線硬化型樹脂４２の液だまりが形成されている。
レンズ部１０を形成する活性エネルギ線硬化型樹脂４２は、光学特性等を考慮して選択される。具体的には、クラッド部を構成する透明基材フィルム２を構成する材料と同一の材料を使用するのが一般的であるが、透明基材フィルム２の材料とは異なった材料を使用してもよい。
また、第２金型ロール３２との離型性を向上させるために、活性エネルギ線硬化型樹脂４２に、離型剤などの添加剤を加えても良い。
【００２２】
第３搬送ロール３４の下流側には、透明基材フィルム２の表面４にコア部６を覆うクラッド層１２を形成する、クラッド層形成装置（図示せず）が配置されている。
このクラッド層形成装置では、コア部６の間の凹部およびコア部上６にクラッド部１２となる活性エネルギ線硬化樹脂型樹脂を充填し、コア部６を活性エネルギ線硬化樹脂で完全に覆う。コア部６内での放射モードの発生を防ぐために，クラッド部１２となる活性エネルギー線硬化型樹脂としては，コア部６より屈折率が低い樹脂を選択するのが望ましい。
【００２３】
次いで、金型ロールでクラッド層表面を平坦にしつつ，活性エネルギー線を照射し，固化してクラッド層１２を賦形する。このとき、金型ロールにクラッド層１２を構成する活性エネルギ線硬化型樹脂と同種の樹脂を薄く一様に塗布しておくと，厚く平坦なクラッド層平面が得られるため好ましい。
【００２４】
変型例として、コア部６の列間の凹部にクラッド層１２となる活性エネルギ線硬化樹脂型樹脂を充填した後、充填した活性エネルギ線硬化樹脂型樹脂を覆うように透明基材フィルム２とは別の透明基材フィルムを接触させた状態で、金型ロールでその透明基材フィルムを押さえ、クラッド層表面を平坦にしつつ、活性エネルギー線を照射し，固化してクラッド層１２を賦形してもよい。
【００２５】
次に、製造装置２０による光導波路フィルム１の製造工程を説明する。製造装置２０の上流から矢印Ｂ方向に連続的に搬送されてきた長尺状の透明基材フィルム２には、まず、コア部６が形成される。透明基材フィルム２は、第１バックアップロール２２と第１金型ロール２４の回転によって、その表面４が、順次、第１金型ロール２４の外周面に接触していく。このとき、第１金型ロール２４の溝２４ａは、液だまりから供給された活性エネルギ線硬化型樹脂４０で満たされており、透明基材フィルム２と第１金型ロール２４とは、活性エネルギ線硬化型樹脂４０を挟んだ状態で接触している。
【００２６】
第１金型ロール２４の回転によって、第１の活性エネルギ線照射装置３６に対向した位置に搬送されると、溝２４ａ内の活性エネルギ線硬化型樹脂４０は、第１の活性エネルギ線照射装置３６が照射する活性エネルギ線（例えば紫外線）によって硬化賦型され、透明基材フィルム２の表面４にコア部６（図７）が形成される。活性エネルギ線の照射量は、活性エネルギ線硬化型樹脂４０が完全に硬化するのに十分な量に設定される。
【００２７】
次いで、表面４にコア部６が形成された透明基材フィルム２は、レンズ部１０が形成される。透明基材フィルム２のコア部６が形成されていない側の面すなわち裏面８が、第２バックアップロール３０と第２金型ロール３２の回転によって、レンズ部１０に対応する形状の凹部３２ａが形成された第２金型ロール３２の外周面と順次、接触させられる。
このとき、第２金型ロール３２の凹部３２ａは、液だまりから供給された活性エネルギ線硬化型樹脂４２で満たされており、透明基材フィルム２と第２金型ロール３２とは、活性エネルギ線硬化型樹脂４２を挟んだ状態で接触している。
【００２８】
第２金型ロール３２の回転によって、第２の活性エネルギ線照射装置３８に対向した位置に搬送されると、凹部３２ａ内の活性エネルギ線硬化型樹脂４２は、第２の活性エネルギ線照射装置３８が照射する活性エネルギ線（例えば紫外線）によって硬化賦型され、透明基材フィルム２の裏面８にレンズ部１０が形成される（図８）。活性エネルギ線の照射量は、活性エネルギ線硬化型樹脂４２が完全に硬化するのに十分な量に設定される。
【００２９】
上述したように、第２金型ロール３２上での凹部３２ａの軸線方向位置は、第１金型ロール２４上での溝部２４ａの軸線方向位置と対応しているので、凹部３２ａによって形成されるレンズ部６は、溝部２４ａによって形成されるコア部６に対応する位置に確実に形成される。
次いで、下流側で、透明基材フィルム２の表面４上にコア部６を覆うクラッド層１２が形成され、図１、図９および図１０に示されているような光導波路フィルム１が得られる。
【００３０】
このようにして製造された光導波路フィルム１は、所定長に切断された後、レンズ部１０に対向する透明基材フィルム２、コア部１０、およびクラッド層１２が、図１１に示されているように４５°の角度に切断されて傾斜端面４４とされる。
このような製造方法によれば、エッチング処理工程を経ることなくコア部が形成される。また、製造された光導波路フィルムは、光導波路フィルムであるコア部とレンズ部の位置ずれが無く、優れた光学特性を有する。
【００３１】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術事項の範囲内で種々の変更又は変形が可能である。
【００３２】
上記実施態様はコア部を形成した後にレンズ部を形成する製造方法であるが、本発明は、レンズ部を形成した後にコア部を形成する製造方法でも良い。
また、上記実施態様はコア部とレンズ部を連続的に賦形しているが，コア部６を賦形したシートを一旦巻取り，その後、この巻き取ったシートにレンズ部１０を賦形するバッチ方式でも良い。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
フッ化ビニリデンとメタクリル酸メチルの共重合体である透明基材フィルムを、ピッチ０．２５ｍｍ、０．０５ｍｍ角のコア部パターンが形成された直径１５０ｍｍ、長さ２００ｍｍのロール状金型と、これと接触して設置した直径１５０ｍｍ、長さ２２０ｍｍのＪＩＳ硬度５０゜のＮＢＲゴム製のバックアップロールとの間を、第１の紫外線硬化型樹脂層が金型と接触するように通過させ、透明基材フィルムが金型に約１８０度の範囲で巻き付くように、透明基材フィルムを金型に沿って走行させた。そこに、照射強度８０ｗ／ｃｍの６．４ｋｗの紫外線ランプを設置した紫外線照射装置を用いて、透明基材フィルムの下側から１分間紫外線を照射して、第１の紫外線硬化型樹脂層の硬化賦型を行い、コア部を形成した。
【００３４】
次いで、コア部が形成された透明基材フィルムを、ピッチ０．２５ｍｍ、曲率半径０．０５ｍｍのレンズパターンが形成された直径１５０ｍｍ、長さ２００ｍｍのロール状金型と、これと接触して設置した直径１５０ｍｍ、長さ２２０ｍｍのＪＩＳ硬度５０゜のＮＢＲゴム製のバックアップロールとの間を、透明基材フィルムが金型と接触するように通過させ、透明基材フィルムが金型に約１８０度の範囲で巻き付くように、透明基材フィルムを金型に沿って走行させた。そこに、照射強度８０ｗ／ｃｍの６．４ｋｗの紫外線ランプを設置した紫外線照射装置を用いて、ポリカーボネートシート下側から１分間紫外線を照射して、第２の紫外線硬化型樹脂層の硬化賦型を行い、レンズを形成した。
【００３５】
ここで、紫外線硬化型樹脂としては、日立化成工業社製ＦＡ−３２１Ｍが５０重量％、三菱レイヨン社製ダイヤビーム４１１７が１０重量％、三菱レイヨン社製ダイヤビーム２１０６が４０重量％とからなるモノマー混合液に対して、光重合開始剤（メルク社製Ｄａｒｏｃｕｒ１１８３）１．５重量％を添加した紫外線硬化型樹脂を用いた。
このようにして得られたレンズ付きポリマ光導波路フィルムは、コア部パターンが正確に転写された均一な厚さのコア部が形成されており、コア部とレンズの位置ずれもなく、優れた光学特性を有していた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、生産性が高い、光導波路フィルム製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様の製造方法によって製造される光導波路フィルムの一部分を破断した斜視図である。
【図２】図１の光導波路フィルムの幅方向の断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本実施態様の光導波路フィルムの製造方法で使用される製造装置の模式的な側面図である。
【図５】第１金型ロールの模式的な斜視図である。
【図６】第２金型ロールの模式的な斜視図である。
【図７】コア部が形成された透明基材フィルムの一部を示す斜視図である。
【図８】レンズ部が形成された透明基材フィルムの一部を示す斜視図である。
【図９】クラッド層が形成された光導波路フィルムの一部をクラッド層を上側にして示す斜視図である。
【図１０】クラッド層が形成された光導波路フィルムの一部をレンズ部を上側にして示す斜視図である。
【図１１】傾斜端面が形成された光導波路フィルムの側面図である。
【符号の説明】
１：光導波路フィルム
２：透明基材フィルム
４：表面（第１面）
６：コア部
８：裏面（第２面）
１０：レンズ部
１２：クラッド層（第２のクラッド層）
２０：製造装置
２２：第１バックアップロール
２４：第１金型ロール
２４ａ：溝部
３０：第２バックアップロール
３２：第２金型ロール
３２ａ：凹部
３６：第１の活性エネルギ線照射装置
３８：第２の活性エネルギ線照射装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005010645.tif 000009
【図８】
2005010645.tif 000010
【図９】
2005010645.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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