JP2002169038A - 光伝送路の製造方法 - Google Patents
光伝送路の製造方法Info
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- JP2002169038A JP2002169038A JP2000365223A JP2000365223A JP2002169038A JP 2002169038 A JP2002169038 A JP 2002169038A JP 2000365223 A JP2000365223 A JP 2000365223A JP 2000365223 A JP2000365223 A JP 2000365223A JP 2002169038 A JP2002169038 A JP 2002169038A
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- JP
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- photocurable resin
- photo
- resin
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光硬化性樹脂を用いる、簡易な、光伝送路の製
造方法を提供すること。 【解決手段】光ファイバ１、２つの異なる重合型により
光重合する光硬化性樹脂２１、２２の混合液２、透明容
器３を用意する。光硬化性樹脂２１、２２は共重合せ
ず、且つ硬化のための光重合開始剤の活性化波長が異な
る。硬化後屈折率の高い側の光硬化性樹脂の光重合開始
剤の活性化波長が、硬化後屈折率の低い側の光硬化性樹
脂の光重合開始剤の活性化波長より長い組み合わせを用
いて、それら２つの波長の間の波長により硬化後屈折率
の高い側の光硬化性樹脂のみを硬化させることでコアの
みを形成することができる。その後、クラッドとなるべ
き２種の光硬化性樹脂のいずれをも硬化させることで光
伝送路を形成することができる。
造方法を提供すること。 【解決手段】光ファイバ１、２つの異なる重合型により
光重合する光硬化性樹脂２１、２２の混合液２、透明容
器３を用意する。光硬化性樹脂２１、２２は共重合せ
ず、且つ硬化のための光重合開始剤の活性化波長が異な
る。硬化後屈折率の高い側の光硬化性樹脂の光重合開始
剤の活性化波長が、硬化後屈折率の低い側の光硬化性樹
脂の光重合開始剤の活性化波長より長い組み合わせを用
いて、それら２つの波長の間の波長により硬化後屈折率
の高い側の光硬化性樹脂のみを硬化させることでコアの
みを形成することができる。その後、クラッドとなるべ
き２種の光硬化性樹脂のいずれをも硬化させることで光
伝送路を形成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光硬化性樹脂によ
りコアとクラッドから成る光伝送路を形成する光伝送路
の製造方法に関する。本発明は、光ファイバに接続され
る光モジュールの製造に特に有用である。
りコアとクラッドから成る光伝送路を形成する光伝送路
の製造方法に関する。本発明は、光ファイバに接続され
る光モジュールの製造に特に有用である。
【０００２】
【従来の技術】従来、光硬化性樹脂を利用して光ファイ
バ先端に光伝送路を形成する技術として、例えば特開平
４−１６５３１１号公報記載の技術が知られている。こ
れは光ファイバの一端をフッ素系モノマーから成る光硬
化成樹脂液に漬け、紫外線領域の短波長レーザーを光フ
ァイバから樹脂液に照射することで光伝送路が形成され
るものである。
バ先端に光伝送路を形成する技術として、例えば特開平
４−１６５３１１号公報記載の技術が知られている。こ
れは光ファイバの一端をフッ素系モノマーから成る光硬
化成樹脂液に漬け、紫外線領域の短波長レーザーを光フ
ァイバから樹脂液に照射することで光伝送路が形成され
るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来例
では、コアのみしか形成できず、また、形成された光伝
送路には未硬化のモノマーが付着しているため洗浄プロ
セスが必要であり、また、上述公報第１図乃至第３図に
あるように形成されるコアも瓢箪様となって円筒形には
制御できないという問題があった。
では、コアのみしか形成できず、また、形成された光伝
送路には未硬化のモノマーが付着しているため洗浄プロ
セスが必要であり、また、上述公報第１図乃至第３図に
あるように形成されるコアも瓢箪様となって円筒形には
制御できないという問題があった。
【０００４】本発明者らは鋭意努力を重ね、２種類の光
硬化性樹脂を用いることで有用な光伝送路を形成するこ
とを見出し、本願を完成させた。
硬化性樹脂を用いることで有用な光伝送路を形成するこ
とを見出し、本願を完成させた。
【０００５】即ち、本発明の目的は、２種類の光硬化性
樹脂を用いることで有用な光伝送路を形成するための、
好条件を備えた光伝送路の製造方法を提供することであ
る。
樹脂を用いることで有用な光伝送路を形成するための、
好条件を備えた光伝送路の製造方法を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載の手段は、第１の光重合開始剤と該
第１の光重合開始剤により第１の重合型により重合する
第１のモノマー又はオリゴマーとから成る第１の光硬化
性樹脂と、第２の光重合開始剤と該第２の光重合開始剤
により第１の重合型とは異なる第２の重合型により重合
する第２のモノマー又はオリゴマーとから成る第２の光
硬化性樹脂とを混合する混合工程と、第１の光重合開始
剤を活性化させるが第２の光重合開始剤を活性化させな
い第１の光照射により、第１の光硬化性樹脂を硬化させ
て光伝送路のコア部分を形成するコア形成工程と、第１
の光重合開始剤と第２の光重合開始剤とをいずれも活性
化させる第２の光照射により、第１の光硬化性樹脂と第
２の光硬化性樹脂をともに硬化させて光伝送路のクラッ
ド部分を形成するクラッド形成工程とから成り、第１の
光照射は、第１の光重合開始剤が活性化するのに必要な
最長波長より短い波長であり、第２の光重合開始剤が活
性化するのに必要な最長波長より長い波長にて行うこと
を特徴とする。
め、請求項１に記載の手段は、第１の光重合開始剤と該
第１の光重合開始剤により第１の重合型により重合する
第１のモノマー又はオリゴマーとから成る第１の光硬化
性樹脂と、第２の光重合開始剤と該第２の光重合開始剤
により第１の重合型とは異なる第２の重合型により重合
する第２のモノマー又はオリゴマーとから成る第２の光
硬化性樹脂とを混合する混合工程と、第１の光重合開始
剤を活性化させるが第２の光重合開始剤を活性化させな
い第１の光照射により、第１の光硬化性樹脂を硬化させ
て光伝送路のコア部分を形成するコア形成工程と、第１
の光重合開始剤と第２の光重合開始剤とをいずれも活性
化させる第２の光照射により、第１の光硬化性樹脂と第
２の光硬化性樹脂をともに硬化させて光伝送路のクラッ
ド部分を形成するクラッド形成工程とから成り、第１の
光照射は、第１の光重合開始剤が活性化するのに必要な
最長波長より短い波長であり、第２の光重合開始剤が活
性化するのに必要な最長波長より長い波長にて行うこと
を特徴とする。
【０００７】第１の光硬化性樹脂を硬化させてコア部分
と成し、第１の光硬化性樹脂と第２の光硬化性樹脂を各
々硬化させてクラッド部分と成すので、硬化後の第１の
光硬化性樹脂は硬化後の第２の光硬化性樹脂よりも屈折
率が高い必要がある。また、クラッド形成工程において
は第１の光硬化性樹脂と第２の光硬化性樹脂は各々硬化
するのであり、共重合するのではない。ただし、コア形
成後、第２の光照射で２つの光硬化性樹脂が共に硬化
し、且つ、硬化した混合樹脂の屈折率がより低ければク
ラッドとして機能することになる。また、第１又は第２
の光重合開始剤が活性化するのに必要な最長波長とは、
実質的にコア部として形成されるような硬化が起こる程
度に必要なものをいう。
と成し、第１の光硬化性樹脂と第２の光硬化性樹脂を各
々硬化させてクラッド部分と成すので、硬化後の第１の
光硬化性樹脂は硬化後の第２の光硬化性樹脂よりも屈折
率が高い必要がある。また、クラッド形成工程において
は第１の光硬化性樹脂と第２の光硬化性樹脂は各々硬化
するのであり、共重合するのではない。ただし、コア形
成後、第２の光照射で２つの光硬化性樹脂が共に硬化
し、且つ、硬化した混合樹脂の屈折率がより低ければク
ラッドとして機能することになる。また、第１又は第２
の光重合開始剤が活性化するのに必要な最長波長とは、
実質的にコア部として形成されるような硬化が起こる程
度に必要なものをいう。
【０００８】また、請求項２に記載の手段は、第１の光
重合開始剤と該第１の光重合開始剤により第１の重合型
により重合する第１のモノマー又はオリゴマーとから成
る第１の光硬化性樹脂と、第２の光重合開始剤と該第２
の光重合開始剤により第１の重合型とは異なる第２の重
合型により重合する第２のモノマー又はオリゴマーとか
ら成る第２の光硬化性樹脂とを混合する混合工程と、第
１の光重合開始剤を活性化させるが第２の光重合開始剤
を活性化させない第１の光照射により、第１の光硬化性
樹脂を硬化させて光伝送路のコア部分を形成するコア形
成工程と、第１の光重合開始剤と第２の光重合開始剤と
をいずれも活性化させる第２の光照射により、第１の光
硬化性樹脂と第２の光硬化性樹脂を各々硬化させて光伝
送路のクラッド部分を形成するクラッド形成工程とから
成り、第１の光照射は、第１の光硬化性樹脂がほぼ完全
に硬化するのに必要な最小露光量より大きな露光量であ
り、第２の光硬化性樹脂がほぼ全く硬化しない最大露光
量より小さな露光量にて行うことを特徴とする。
重合開始剤と該第１の光重合開始剤により第１の重合型
により重合する第１のモノマー又はオリゴマーとから成
る第１の光硬化性樹脂と、第２の光重合開始剤と該第２
の光重合開始剤により第１の重合型とは異なる第２の重
合型により重合する第２のモノマー又はオリゴマーとか
ら成る第２の光硬化性樹脂とを混合する混合工程と、第
１の光重合開始剤を活性化させるが第２の光重合開始剤
を活性化させない第１の光照射により、第１の光硬化性
樹脂を硬化させて光伝送路のコア部分を形成するコア形
成工程と、第１の光重合開始剤と第２の光重合開始剤と
をいずれも活性化させる第２の光照射により、第１の光
硬化性樹脂と第２の光硬化性樹脂を各々硬化させて光伝
送路のクラッド部分を形成するクラッド形成工程とから
成り、第１の光照射は、第１の光硬化性樹脂がほぼ完全
に硬化するのに必要な最小露光量より大きな露光量であ
り、第２の光硬化性樹脂がほぼ全く硬化しない最大露光
量より小さな露光量にて行うことを特徴とする。
【０００９】ここで、第１の光照射においては、第１の
光硬化性樹脂がほぼ完全に硬化するのに必要な最小露光
量とはコア形成に充分な硬化の程度を意味し、第２の光
硬化性樹脂がほぼ全く硬化しない最大露光量とは、クラ
ッド形成工程で形成されるクラッドの屈折率よりも十分
高い屈折率のコアが形成される、即ちコアの屈折率を大
きく下げない程度であれば、第２の光硬化性樹脂がコア
部に微量含まれていても良いものとする。ただし、第１
の光照射において、２つの光硬化性樹脂が共重合を行わ
ないようにする必要がある。
光硬化性樹脂がほぼ完全に硬化するのに必要な最小露光
量とはコア形成に充分な硬化の程度を意味し、第２の光
硬化性樹脂がほぼ全く硬化しない最大露光量とは、クラ
ッド形成工程で形成されるクラッドの屈折率よりも十分
高い屈折率のコアが形成される、即ちコアの屈折率を大
きく下げない程度であれば、第２の光硬化性樹脂がコア
部に微量含まれていても良いものとする。ただし、第１
の光照射において、２つの光硬化性樹脂が共重合を行わ
ないようにする必要がある。
【００１０】また、請求項３に記載の手段によれば、第
１の重合型と第２の重合型は、一方がラジカル重合によ
るものであり、もう一方がカチオン重合によるものであ
ることを特徴とする。
１の重合型と第２の重合型は、一方がラジカル重合によ
るものであり、もう一方がカチオン重合によるものであ
ることを特徴とする。
【００１１】また、請求項４に記載の手段は、波長λW
で照度Ｉ0（単位はmW/cm2）の光を用いて長さＬ（単位
はcm）の前記コアを時間ｓ（単位は秒）で形成させる場
合、硬化前の第１の光硬化性樹脂の光損失α（単位はdB
/cm）と波長λWにおける硬化のための最小露光量σA(λ
W)（単位はmJ/cm2）が、次の式を充たすことを特徴とす
る。
で照度Ｉ0（単位はmW/cm2）の光を用いて長さＬ（単位
はcm）の前記コアを時間ｓ（単位は秒）で形成させる場
合、硬化前の第１の光硬化性樹脂の光損失α（単位はdB
/cm）と波長λWにおける硬化のための最小露光量σA(λ
W)（単位はmJ/cm2）が、次の式を充たすことを特徴とす
る。
【数２】
【００１２】また、請求項５に記載の手段は、第１の光
重合開始剤が、２光子吸収を経て活性化することを特徴
とする。
重合開始剤が、２光子吸収を経て活性化することを特徴
とする。
【００１３】
【作用及び発明の効果】２種類の光硬化性樹脂を混合
し、屈折率の高いほうのみ光照射により硬化させてコア
を形成し、その後２種類の光硬化性樹脂を同時に硬化さ
せればクラッドを形成することができる。これを可能と
するためには、コアを形成する光照射が、第１の光重合
開始剤が活性化するのに必要な最長波長より短い波長で
あり、第２の光重合開始剤が活性化するのに必要な最長
波長より長い波長にて行えば良い（請求項１）。これに
より、例えば反射ミラー、ハーフミラー等及び発光若し
くは受光素子を組み合わせた光モジュールを容易に構成
することができる。
し、屈折率の高いほうのみ光照射により硬化させてコア
を形成し、その後２種類の光硬化性樹脂を同時に硬化さ
せればクラッドを形成することができる。これを可能と
するためには、コアを形成する光照射が、第１の光重合
開始剤が活性化するのに必要な最長波長より短い波長で
あり、第２の光重合開始剤が活性化するのに必要な最長
波長より長い波長にて行えば良い（請求項１）。これに
より、例えば反射ミラー、ハーフミラー等及び発光若し
くは受光素子を組み合わせた光モジュールを容易に構成
することができる。
【００１４】また、コアを形成する光照射が、第１の光
硬化性樹脂がほぼ完全に硬化するのに必要な最小露光量
より大きな露光量であり、第２の光硬化性樹脂がほぼ全
く硬化しない最大露光量より小さな露光量にて行うこと
でも良い（請求項２）。これにより、やはり反射ミラ
ー、ハーフミラー等及び発光若しくは受光素子を組み合
わせた光モジュールを容易に構成することができる。
硬化性樹脂がほぼ完全に硬化するのに必要な最小露光量
より大きな露光量であり、第２の光硬化性樹脂がほぼ全
く硬化しない最大露光量より小さな露光量にて行うこと
でも良い（請求項２）。これにより、やはり反射ミラ
ー、ハーフミラー等及び発光若しくは受光素子を組み合
わせた光モジュールを容易に構成することができる。
【００１５】２種類の光硬化性樹脂として、ラジカル重
合により硬化するものと、カチオン重合により硬化する
ものとを組み合わせれば、第１の光照射工程において共
重合を起こさない２種類の光硬化性樹脂を容易に組み合
わせることができる（請求項３）。ラジカル重合により
硬化する光硬化性樹脂としては、例えばアクリロイル基
又はメタクリロイル基を有するモノマー或いはオリゴマ
ー、感光性ポリイミド又はスチレン、ジビニルベンゼン
若しくは不飽和ポリエステルなどを、光重合開始剤と組
み合わせたものを用いることができる。また、カチオン
重合により硬化する光硬化性樹脂としては、例えばエポ
キシ環、オキセタン環ほか環状エーテルを有する化合
物、環状ラクトン化合物、環状アセタール化合物、ビニ
ルエーテル化合物等のモノマー或いはオリゴマーを、光
重合開始剤と組み合わせたものを用いることができる。
合により硬化するものと、カチオン重合により硬化する
ものとを組み合わせれば、第１の光照射工程において共
重合を起こさない２種類の光硬化性樹脂を容易に組み合
わせることができる（請求項３）。ラジカル重合により
硬化する光硬化性樹脂としては、例えばアクリロイル基
又はメタクリロイル基を有するモノマー或いはオリゴマ
ー、感光性ポリイミド又はスチレン、ジビニルベンゼン
若しくは不飽和ポリエステルなどを、光重合開始剤と組
み合わせたものを用いることができる。また、カチオン
重合により硬化する光硬化性樹脂としては、例えばエポ
キシ環、オキセタン環ほか環状エーテルを有する化合
物、環状ラクトン化合物、環状アセタール化合物、ビニ
ルエーテル化合物等のモノマー或いはオリゴマーを、光
重合開始剤と組み合わせたものを用いることができる。
【００１６】ラジカル重合のための光重合開始剤として
は、ベンジルジメチルケタール系化合物、α−ヒドロキ
シケトン系化合物、α−アミノケトン系化合物、ビスア
シルホスフィンオキシド系化合物、メタロセン系化合物
その他の任意の光ラジカル重合開始剤を用いることがで
きる。
は、ベンジルジメチルケタール系化合物、α−ヒドロキ
シケトン系化合物、α−アミノケトン系化合物、ビスア
シルホスフィンオキシド系化合物、メタロセン系化合物
その他の任意の光ラジカル重合開始剤を用いることがで
きる。
【００１７】カチオン重合のための光重合開始剤として
は、トリアリールスルホニウム塩系化合物、ジアリール
ヨードニウム塩系化合物、メタロセン系化合物その他の
任意の光カチオン重合開始剤を用いることができる。
は、トリアリールスルホニウム塩系化合物、ジアリール
ヨードニウム塩系化合物、メタロセン系化合物その他の
任意の光カチオン重合開始剤を用いることができる。
【００１８】光照射によりコア部を形成する際、コア部
を長尺化するためにはコア部の光損失が重要となる。コ
ア部が長さＬ(単位cm)形成された際、照度Ｉ0(単位mW/c
m2)の硬化光がコア部根元から成長端まで供給されると
き、硬化前の第１の光硬化性樹脂の光損失をα(単位dB/
cm)とすると、成長端における照度Ｉ(単位mW/cm2)は次
の式で求めることができる。
を長尺化するためにはコア部の光損失が重要となる。コ
ア部が長さＬ(単位cm)形成された際、照度Ｉ0(単位mW/c
m2)の硬化光がコア部根元から成長端まで供給されると
き、硬化前の第１の光硬化性樹脂の光損失をα(単位dB/
cm)とすると、成長端における照度Ｉ(単位mW/cm2)は次
の式で求めることができる。
【数３】
【００１９】波長λWで長さＬ(cm)以上のコアを時間ｓ
(単位は秒)で形成するためには、波長依存性のある最小
露光量σA(λW)(単位はmJ/cm2)との間で次の式を充たす
必要がある。
(単位は秒)で形成するためには、波長依存性のある最小
露光量σA(λW)(単位はmJ/cm2)との間で次の式を充たす
必要がある。
【数４】
【００２０】ここから、光硬化性樹脂の硬化前の光損失
αの上限が次の式で求められる。
αの上限が次の式で求められる。
【数５】
【００２１】即ち、請求項４を充たす条件により長さＬ
（単位はcm）のコアを時間ｓ（単位は秒）で形成させる
ことができる。
（単位はcm）のコアを時間ｓ（単位は秒）で形成させる
ことができる。
【００２２】コアを形成するための第１の光重合開始剤
が２光子吸収を経て活性化するならば、より長波長の硬
化光を用いることができ、第２の光重合開始剤による重
合をさせないようにすることが容易となる。
が２光子吸収を経て活性化するならば、より長波長の硬
化光を用いることができ、第２の光重合開始剤による重
合をさせないようにすることが容易となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の光伝送路の製造方法に用
いることのできる、光重合開始剤とモノマー又はオリゴ
マーは例えば以下のものが好適である。
いることのできる、光重合開始剤とモノマー又はオリゴ
マーは例えば以下のものが好適である。
【００２４】光ラジカル重合を行うモノマーとしては、
（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸アミ
ドが好ましい。具体的には（メタ）アクリル酸２−エチ
ルヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メ
タ）アクリル酸２−ブトキシエチル等の１官能性（メ
タ）アクリル酸エステル（モノ（メタ）アクリレート）
を用いることができる。また、エチレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール等の
ジオールと２等量の（メタ）アクリル酸とのエステル
（ジ（メタ）アクリレート）を用いることができる。同
様に、アルコール性水酸基を複数有する有機化合物と
（メタ）アクリル酸とのエステル（トリ、テトラ、…
（メタ）アクリレート）を用いることができる。尚、こ
れらのモノマーにおいて、（メタ）アクリロイル基及び
その他の有機骨格のメチル水素、メチレン水素、メチン
水素の一部をハロゲンで置換したものでも良い。
（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸アミ
ドが好ましい。具体的には（メタ）アクリル酸２−エチ
ルヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メ
タ）アクリル酸２−ブトキシエチル等の１官能性（メ
タ）アクリル酸エステル（モノ（メタ）アクリレート）
を用いることができる。また、エチレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール等の
ジオールと２等量の（メタ）アクリル酸とのエステル
（ジ（メタ）アクリレート）を用いることができる。同
様に、アルコール性水酸基を複数有する有機化合物と
（メタ）アクリル酸とのエステル（トリ、テトラ、…
（メタ）アクリレート）を用いることができる。尚、こ
れらのモノマーにおいて、（メタ）アクリロイル基及び
その他の有機骨格のメチル水素、メチレン水素、メチン
水素の一部をハロゲンで置換したものでも良い。
【００２５】光ラジカル重合を行うオリゴマー（マクロ
モノマー）としては、末端又は分岐に（メタ）アクリロ
イル基を有するウレタン系オリゴマー、ポリエーテル系
オリゴマー、エポキシ系オリゴマー、ポリエステル系オ
リゴマーなどが好ましい。尚、これらのオリゴマーにお
いて、（メタ）アクリロイル基及びその他の有機骨格の
メチル水素、メチレン水素、メチン水素の一部をハロゲ
ンで置換したものでも良い。
モノマー）としては、末端又は分岐に（メタ）アクリロ
イル基を有するウレタン系オリゴマー、ポリエーテル系
オリゴマー、エポキシ系オリゴマー、ポリエステル系オ
リゴマーなどが好ましい。尚、これらのオリゴマーにお
いて、（メタ）アクリロイル基及びその他の有機骨格の
メチル水素、メチレン水素、メチン水素の一部をハロゲ
ンで置換したものでも良い。
【００２６】光ラジカル重合開始剤としては、ベンジル
ジメチルケタール系化合物としては２，２−ジメトキシ
−２−フェニルアセトフェノン、α−ヒドロキシケトン
系化合物としては２−ヒドロキシ−２−メチル−フェニ
ルプロパン−１−オン、（１−ヒドロキシシクロヘキシ
ル）−フェニルケトン、α−アミノケトン系化合物とし
ては２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モ
ルホリノフェニル）−ブタン−１−オン、２−メチル−
１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノ
プロパン−１−オン、ビスアシルホスフィンオキシド系
化合物としてはビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）
−２，４，４−トリメチル−ペンチルホスフィンオキシ
ド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェ
ニルホスフィンオキシド、メタロセン系化合物としては
ビス（η−シクロペンタジエニル）−ビス（２，６−ジ
フルオロ−３−（Ｎ−ピロイル）フェニル）チタンなど
を用いることができる。これらを複数種類用いても良
い。
ジメチルケタール系化合物としては２，２−ジメトキシ
−２−フェニルアセトフェノン、α−ヒドロキシケトン
系化合物としては２−ヒドロキシ−２−メチル−フェニ
ルプロパン−１−オン、（１−ヒドロキシシクロヘキシ
ル）−フェニルケトン、α−アミノケトン系化合物とし
ては２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モ
ルホリノフェニル）−ブタン−１−オン、２−メチル−
１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノ
プロパン−１−オン、ビスアシルホスフィンオキシド系
化合物としてはビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）
−２，４，４−トリメチル−ペンチルホスフィンオキシ
ド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェ
ニルホスフィンオキシド、メタロセン系化合物としては
ビス（η−シクロペンタジエニル）−ビス（２，６−ジ
フルオロ−３−（Ｎ−ピロイル）フェニル）チタンなど
を用いることができる。これらを複数種類用いても良
い。
【００２７】光カチオン重合を行うモノマー或いはオリ
ゴマーとしては、エポキシ環、オキセタン環ほか環状エ
ーテルを有する化合物、環状ラクトン化合物、環状アセ
タール化合物、ビニルエーテル化合物等のモノマー或い
はオリゴマーを用いることができる。
ゴマーとしては、エポキシ環、オキセタン環ほか環状エ
ーテルを有する化合物、環状ラクトン化合物、環状アセ
タール化合物、ビニルエーテル化合物等のモノマー或い
はオリゴマーを用いることができる。
【００２８】光カチオン重合開始剤としては、４，４’
−ビス（ジ（２−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルホ
ニオ）フェニルスルフィド二ヘキサフルオロアンチモン
酸、η−シクロペンタジエニル−η−クメン鉄（１＋）
−ヘキサフルオロリン酸（１−）などを用いることがで
きる。
−ビス（ジ（２−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルホ
ニオ）フェニルスルフィド二ヘキサフルオロアンチモン
酸、η−シクロペンタジエニル−η−クメン鉄（１＋）
−ヘキサフルオロリン酸（１−）などを用いることがで
きる。
【００２９】上記述の光ラジカル重合開始剤又は光カチ
オン重合開始剤に、光増感剤を加えても良い。以上のよ
うな組み合わせにより、本発明に用いる光硬化性液状樹
脂組成物とすることができる。また、本発明は、光アニ
オン重合性の重合開始剤とモノマー又はオリゴマーの組
み合わせを排除するものではない。また、チオール・エ
ン付加による重合を用いても良い。また、本発明と同様
にして、コア部分の形成は光照射により行い、クラッド
部分の形成は光照射以外の方法で行うことも可能であ
る。
オン重合開始剤に、光増感剤を加えても良い。以上のよ
うな組み合わせにより、本発明に用いる光硬化性液状樹
脂組成物とすることができる。また、本発明は、光アニ
オン重合性の重合開始剤とモノマー又はオリゴマーの組
み合わせを排除するものではない。また、チオール・エ
ン付加による重合を用いても良い。また、本発明と同様
にして、コア部分の形成は光照射により行い、クラッド
部分の形成は光照射以外の方法で行うことも可能であ
る。
【００３０】〔第１実施例〕図１に本発明の具体的な第
１の実施例に係る光伝送路の製造方法を示す。光ファイ
バ１、２つの異なる重合型により光重合する光硬化性樹
脂２１、２２の混合液（光硬化性液状樹脂組成物）２、
透明容器３を用意した。２つの異なる重合型により光重
合する光硬化性樹脂２１、２２としては、光ラジカル重
合を行うLoctite社製の品番358(以下、単に樹脂Ａとい
う)と光カチオン重合を行うダイキン社製の品番UV-2100
(以下、単に樹脂Ｂという)を用いた。
１の実施例に係る光伝送路の製造方法を示す。光ファイ
バ１、２つの異なる重合型により光重合する光硬化性樹
脂２１、２２の混合液（光硬化性液状樹脂組成物）２、
透明容器３を用意した。２つの異なる重合型により光重
合する光硬化性樹脂２１、２２としては、光ラジカル重
合を行うLoctite社製の品番358(以下、単に樹脂Ａとい
う)と光カチオン重合を行うダイキン社製の品番UV-2100
(以下、単に樹脂Ｂという)を用いた。
【００３１】図１の（ａ）のように、樹脂Ａ２１及び樹
脂Ｂ２２を混合（混合比７：３）して混合液２を調製
し、透明容器３に充填した。次に光ファイバ１の先端面
１２を混合液２に浸し、波長λW＝488nmの光を光ファイ
バ１に供給した。すると、図１の（ｂ）のように、光フ
ァイバ１の先端面１２から略円錐台状の硬化した樹脂２
１１が形成され、その後径が一定の略円柱状となって硬
化部分２１１が成長した（図１の（ｃ））。硬化部分２
１１が約23mmの長さになったところで波長λW＝488nmの
光の供給を止め、透明容器３の全周から波長λC＝385nm
の光（図で４）を照射し、透明容器３に残っていた混合
液２を全て硬化させた（図１の（ｄ））。
脂Ｂ２２を混合（混合比７：３）して混合液２を調製
し、透明容器３に充填した。次に光ファイバ１の先端面
１２を混合液２に浸し、波長λW＝488nmの光を光ファイ
バ１に供給した。すると、図１の（ｂ）のように、光フ
ァイバ１の先端面１２から略円錐台状の硬化した樹脂２
１１が形成され、その後径が一定の略円柱状となって硬
化部分２１１が成長した（図１の（ｃ））。硬化部分２
１１が約23mmの長さになったところで波長λW＝488nmの
光の供給を止め、透明容器３の全周から波長λC＝385nm
の光（図で４）を照射し、透明容器３に残っていた混合
液２を全て硬化させた（図１の（ｄ））。
【００３２】硬化部分２１１と、透明容器３内のそれ以
外の硬化部分２３の屈折率は、波長385nmに対し1.511と
1.499と測定された。硬化部分２１１の屈折率は樹脂Ａ
の硬化後屈折率に等しく、硬化部分２３の屈折率は樹脂
Ａ、樹脂Ｂの各々の硬化後屈折率の中間に位置する。よ
って、λW＝488nmの光照射により混合溶液２のうち樹脂
Ａのみ硬化させて屈折率の高い略円柱状の部分の長いコ
アを形成し、λC＝385nmの光照射により樹脂Ａ、樹脂Ｂ
の各々を硬化させて屈折率の低いクラッドを形成するこ
とにより、光伝送路１０を形成することができた。
外の硬化部分２３の屈折率は、波長385nmに対し1.511と
1.499と測定された。硬化部分２１１の屈折率は樹脂Ａ
の硬化後屈折率に等しく、硬化部分２３の屈折率は樹脂
Ａ、樹脂Ｂの各々の硬化後屈折率の中間に位置する。よ
って、λW＝488nmの光照射により混合溶液２のうち樹脂
Ａのみ硬化させて屈折率の高い略円柱状の部分の長いコ
アを形成し、λC＝385nmの光照射により樹脂Ａ、樹脂Ｂ
の各々を硬化させて屈折率の低いクラッドを形成するこ
とにより、光伝送路１０を形成することができた。
【００３３】この実験結果は、次のように説明できる。
図２は樹脂Ａと樹脂Ｂの硬化前の吸光度（光損失、単位
dB/cm）の波長特性を示したものである。λW＝488nmに
おいて、樹脂Ａと樹脂Ｂの吸収特性が大きく異なる。こ
れは２種の光硬化性樹脂の光重合開始剤の活性化のため
の波長が異なることを意味する。このように、共重合し
ない、且つ硬化のための光重合開始剤の活性化波長が異
なる２種の光硬化性樹脂を用いることで、硬化後屈折率
の高い側の光硬化性樹脂の光重合開始剤の活性化波長
が、硬化後屈折率の低い側の光硬化性樹脂の光重合開始
剤の活性化波長より長いならば、それら２つの波長の間
の波長により硬化後屈折率の高い側の光硬化性樹脂のみ
を硬化させることでコアのみを形成することができる。
その後、クラッドとなるべき２種の光硬化性樹脂のいず
れをも硬化させることで光伝送路を形成することができ
る。
図２は樹脂Ａと樹脂Ｂの硬化前の吸光度（光損失、単位
dB/cm）の波長特性を示したものである。λW＝488nmに
おいて、樹脂Ａと樹脂Ｂの吸収特性が大きく異なる。こ
れは２種の光硬化性樹脂の光重合開始剤の活性化のため
の波長が異なることを意味する。このように、共重合し
ない、且つ硬化のための光重合開始剤の活性化波長が異
なる２種の光硬化性樹脂を用いることで、硬化後屈折率
の高い側の光硬化性樹脂の光重合開始剤の活性化波長
が、硬化後屈折率の低い側の光硬化性樹脂の光重合開始
剤の活性化波長より長いならば、それら２つの波長の間
の波長により硬化後屈折率の高い側の光硬化性樹脂のみ
を硬化させることでコアのみを形成することができる。
その後、クラッドとなるべき２種の光硬化性樹脂のいず
れをも硬化させることで光伝送路を形成することができ
る。
【００３４】〔第２実施例〕本実施例は第１実施例と同
様にして、露光量を異にしてコアとクラッドをそれぞれ
形成して光伝送路を形成した。図１の（ａ）のように、
樹脂Ａ２１及び樹脂Ｂ２２を混合して混合液（光硬化性
液状樹脂組成物）２を調製し、透明容器３に充填した。
次に光ファイバ１の先端面１２を混合液２に浸し、波長
λW＝385nmの光を先端面１２において30mJ/cm2の露光量
（図で１３）となるよう、光ファイバ１に供給した。す
ると、図１の（ｂ）のように、光ファイバ１の先端面１
２から略円錐台状の硬化した樹脂２１１が形成され、そ
の後径が一定の略円柱状となって硬化部分２１１が成長
した（図１の（ｃ））。硬化部分２１１が約23mmの長さ
になった（露光量が30mJ/cm2）ところで光供給を止め、
透明容器３の全周から波長λW＝385nmの光を60mJ/cm2の
露光量（図で４）で照射し、透明容器３に残っていた混
合液２を全て硬化させた（図１の（ｄ））。
様にして、露光量を異にしてコアとクラッドをそれぞれ
形成して光伝送路を形成した。図１の（ａ）のように、
樹脂Ａ２１及び樹脂Ｂ２２を混合して混合液（光硬化性
液状樹脂組成物）２を調製し、透明容器３に充填した。
次に光ファイバ１の先端面１２を混合液２に浸し、波長
λW＝385nmの光を先端面１２において30mJ/cm2の露光量
（図で１３）となるよう、光ファイバ１に供給した。す
ると、図１の（ｂ）のように、光ファイバ１の先端面１
２から略円錐台状の硬化した樹脂２１１が形成され、そ
の後径が一定の略円柱状となって硬化部分２１１が成長
した（図１の（ｃ））。硬化部分２１１が約23mmの長さ
になった（露光量が30mJ/cm2）ところで光供給を止め、
透明容器３の全周から波長λW＝385nmの光を60mJ/cm2の
露光量（図で４）で照射し、透明容器３に残っていた混
合液２を全て硬化させた（図１の（ｄ））。
【００３５】硬化部分２１１と、透明容器３内のそれ以
外の硬化部分２３の屈折率は、やはり波長385nmに対し
1.511と1.499と測定された。硬化部分２１１の屈折率は
樹脂Ａの硬化後屈折率に等しく、硬化部分２３の屈折率
は樹脂Ａ、樹脂Ｂの各々の硬化後屈折率の中間に位置す
る。よって、λW＝385nm、30mJ/cm2の露光量の光照射に
より混合溶液２のうち樹脂Ａのみ硬化させて屈折率の高
い略円柱状の部分の長いコアを形成し、λW＝385nm、60
mJ/cm2の露光量の光照射により樹脂Ａ、樹脂Ｂの各々を
硬化させて屈折率の低いクラッドを形成することによ
り、光伝送路１０を形成することができた。
外の硬化部分２３の屈折率は、やはり波長385nmに対し
1.511と1.499と測定された。硬化部分２１１の屈折率は
樹脂Ａの硬化後屈折率に等しく、硬化部分２３の屈折率
は樹脂Ａ、樹脂Ｂの各々の硬化後屈折率の中間に位置す
る。よって、λW＝385nm、30mJ/cm2の露光量の光照射に
より混合溶液２のうち樹脂Ａのみ硬化させて屈折率の高
い略円柱状の部分の長いコアを形成し、λW＝385nm、60
mJ/cm2の露光量の光照射により樹脂Ａ、樹脂Ｂの各々を
硬化させて屈折率の低いクラッドを形成することによ
り、光伝送路１０を形成することができた。
【００３６】この実験結果は、次のように説明できる。
図３は樹脂Ａと樹脂Ｂを各々別にλ W＝385nmの光を照射
して、露光量と硬化による屈折率変化を調べたものであ
る。樹脂Ａは露光量30mJ/cm2でほぼ屈折率が上昇しきっ
てしまう（硬化が十分起こる）が、樹脂Ｂは露光量60mJ
/cm2まで屈折率がほとんど上昇しない。これは、各々の
光重合開始剤の感度（又は光重合開始剤と光増感剤との
相互作用による感度）が異なるためである。このよう
に、共重合しない、且つ硬化のための露光量が異なる２
種の光硬化性樹脂を用いることで、硬化後屈折率の高い
側の光硬化性樹脂が完全に硬化するための最小露光量
が、硬化後屈折率の引い側の光硬化性樹脂が硬化しない
最大露光量よりも小さいならば、それら２つの露光量の
間の露光量により硬化後屈折率の高い側の光硬化性樹脂
のみを硬化させることでコアのみを形成することができ
る。その後、クラッドとなるべき２種の光硬化性樹脂の
いずれをも硬化させることで光伝送路を形成することが
できる。
図３は樹脂Ａと樹脂Ｂを各々別にλ W＝385nmの光を照射
して、露光量と硬化による屈折率変化を調べたものであ
る。樹脂Ａは露光量30mJ/cm2でほぼ屈折率が上昇しきっ
てしまう（硬化が十分起こる）が、樹脂Ｂは露光量60mJ
/cm2まで屈折率がほとんど上昇しない。これは、各々の
光重合開始剤の感度（又は光重合開始剤と光増感剤との
相互作用による感度）が異なるためである。このよう
に、共重合しない、且つ硬化のための露光量が異なる２
種の光硬化性樹脂を用いることで、硬化後屈折率の高い
側の光硬化性樹脂が完全に硬化するための最小露光量
が、硬化後屈折率の引い側の光硬化性樹脂が硬化しない
最大露光量よりも小さいならば、それら２つの露光量の
間の露光量により硬化後屈折率の高い側の光硬化性樹脂
のみを硬化させることでコアのみを形成することができ
る。その後、クラッドとなるべき２種の光硬化性樹脂の
いずれをも硬化させることで光伝送路を形成することが
できる。
【００３７】上記実施例では２つの樹脂Ａ、Ｂを用いた
が、本発明は共重合しない２つの光硬化性樹脂の任意の
組み合わせから適宜コア形成樹脂（１方のみ）とクラッ
ド形成樹脂（２種の混合物）となる組み合わせを選択し
た光硬化性液状樹脂組成物を用いることができる。この
光硬化性液状樹脂組成物の２つの樹脂の、硬化波長又は
硬化に必要な露光量の差を利用して、光硬化性液状樹脂
組成物のうちのコア形成樹脂のみを硬化させてコア部を
形成したのち、残部を硬化させてクラッドを形成する。
このとき、共重合しない２つの光硬化性樹脂の重合型は
光ラジカル重合と光カチオン重合に限定されない。
が、本発明は共重合しない２つの光硬化性樹脂の任意の
組み合わせから適宜コア形成樹脂（１方のみ）とクラッ
ド形成樹脂（２種の混合物）となる組み合わせを選択し
た光硬化性液状樹脂組成物を用いることができる。この
光硬化性液状樹脂組成物の２つの樹脂の、硬化波長又は
硬化に必要な露光量の差を利用して、光硬化性液状樹脂
組成物のうちのコア形成樹脂のみを硬化させてコア部を
形成したのち、残部を硬化させてクラッドを形成する。
このとき、共重合しない２つの光硬化性樹脂の重合型は
光ラジカル重合と光カチオン重合に限定されない。
【図１】本発明の具体的な実施例に係る光伝送路の製造
方法を示した工程図。
方法を示した工程図。
【図２】本発明の第１の実施例に係る光伝送路の製造方
法の原理を説明するための吸光度の波長特性図。
法の原理を説明するための吸光度の波長特性図。
【図３】本発明の第２の実施例に係る光伝送路の製造方
法の原理を説明するための露光量による屈折率の変化
図。
法の原理を説明するための露光量による屈折率の変化
図。
１ 光ファイバ １０ 光伝送路（コアとクラッドを含めたデバイス） １２ 光ファイバの混合液に浸された端面 １３ 光ファイバの端面からの照射光 ２ 共重合しない２つの光硬化性樹脂の混合液（光硬化
性液状樹脂組成物） ２１ 樹脂Ａ ２１１ 樹脂Ａが硬化して形成されるコア部分 ２２ 樹脂Ｂ ２３ 樹脂Ａと樹脂Ｂがそれぞれ硬化して形成されるク
ラッド部分 ３ 透明容器 ４ 第２の光照射 λW 第１の光照射の際の波長
性液状樹脂組成物） ２１ 樹脂Ａ ２１１ 樹脂Ａが硬化して形成されるコア部分 ２２ 樹脂Ｂ ２３ 樹脂Ａと樹脂Ｂがそれぞれ硬化して形成されるク
ラッド部分 ３ 透明容器 ４ 第２の光照射 λW 第１の光照射の際の波長
フロントページの続き (72)発明者 山下 達弥 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 伊藤 博 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 岡本 一夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 伊縫 幸利 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 2H050 AA13 AB42Z 4J011 AC04 FB01 GA05 GB08 QA03 QA06 QA13 QA32 QB14 QB16 QB19 QB24 SA14 SA16 SA20 SA54 SA58 SA78 SA84 SA86 UA06 VA05 WA07 4J031 CA32 CA34 CA83 CE05 CF03
Claims (5)
- 【請求項１】 第１の光重合開始剤と該第１の光重合開
始剤により第１の重合型により重合する第１のモノマー
又はオリゴマーとから成る第１の光硬化性樹脂と、第２
の光重合開始剤と該第２の光重合開始剤により前記第１
の重合型とは異なる第２の重合型により重合する第２の
モノマー又はオリゴマーとから成る第２の光硬化性樹脂
とを混合する混合工程と、 前記第１の光重合開始剤を活性化させるが前記第２の光
重合開始剤を活性化させない第１の光照射により、前記
第１の光硬化性樹脂を硬化させて光伝送路のコア部分を
形成するコア形成工程と、 前記第１の光重合開始剤と前記第２の光重合開始剤とを
いずれも活性化させる第２の光照射により、前記第１の
光硬化性樹脂と前記第２の光硬化性樹脂を各々硬化させ
て光伝送路のクラッド部分を形成するクラッド形成工程
とから成り、 前記第１の光照射は、前記第１の光重合開始剤が活性化
するのに必要な最長波長より短い波長であり、前記第２
の光重合開始剤が活性化するのに必要な最長波長より長
い波長にて行うことを特徴とする光伝送路の製造方法。 - 【請求項２】 第１の光重合開始剤と該第１の光重合開
始剤により第１の重合型により重合する第１のモノマー
又はオリゴマーとから成る第１の光硬化性樹脂と、第２
の光重合開始剤と該第２の光重合開始剤により前記第１
の重合型とは異なる第２の重合型により重合する第２の
モノマー又はオリゴマーとから成る第２の光硬化性樹脂
とを混合する混合工程と、 前記第１の光重合開始剤を活性化させるが前記第２の光
重合開始剤を活性化させない第１の光照射により、前記
第１の光硬化性樹脂を硬化させて光伝送路のコア部分を
形成するコア形成工程と、 前記第１の光重合開始剤と前記第２の光重合開始剤とを
いずれも活性化させる第２の光照射により、前記第１の
光硬化性樹脂と前記第２の光硬化性樹脂を各々硬化させ
て光伝送路のクラッド部分を形成するクラッド形成工程
とから成り、 前記第１の光照射は、前記第１の光硬化性樹脂がほぼ完
全に硬化するのに必要な最小露光量より大きな露光量で
あり、前記第２の光硬化性樹脂がほぼ全く硬化しない最
大露光量より小さな露光量にて行うことを特徴とする光
伝送路の製造方法。 - 【請求項３】 前記第１の重合型と前記第２の重合型
は、一方がラジカル重合によるものであり、もう一方が
カチオン重合によるものであることを特徴とする請求項
１又は請求項２に記載の光伝送路の製造方法。 - 【請求項４】 波長λWで照度Ｉ0（単位はmW/cm2）の光
を用いて長さＬ（単位はcm）の前記コアを時間ｓ（単位
は秒）で形成させる場合、硬化前の前記第１の光硬化性
樹脂の光損失α（単位はdB/cm）と波長λWにおける硬化
のための最小露光量σA(λW)（単位はmJ/cm2）が、次の
式を充たすことを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
ずれか１項に記載の光伝送路の製造方法。 【数１】 - 【請求項５】 前記第１の光重合開始剤が、２光子吸収
を経て活性化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項に記載の光伝送路の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000365223A JP4011283B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 光伝送路の製造方法 |
| DE60130531T DE60130531T2 (de) | 2000-11-30 | 2001-11-27 | Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleiters |
| EP05004123A EP1533635B1 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-27 | Optical transmission and reception module |
| EP01128140A EP1211529B1 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-27 | Method for manufacturing optical waveguide |
| DE60138576T DE60138576D1 (de) | 2000-11-30 | 2001-11-27 | Optisches Sende- und Empfangsmodul |
| US09/994,659 US20020114601A1 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-28 | Method for manufacturing optical transmission device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP2004246335A (ja) * | 2003-01-24 | 2004-09-02 | Nitto Denko Corp | 光導波路の製造方法および光デバイスの接続構造 |
| US6890589B2 (en) | 2001-12-11 | 2005-05-10 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Self-formable optical waveguide material composition |
| EP1602950A1 (en) | 2004-06-02 | 2005-12-07 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Optical module and manufacturing method of the same |
| JP2006106472A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバの接続方法、光カプラ及び光フィルタ |
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| JP2007108456A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバの接続方法 |
| WO2008038730A1 (fr) | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Procédé de production d'un guide d'ondes optique à auto-formation |
| JP2009015214A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Tokai Univ | 自己形成光導波路の製造方法 |
| US7899287B2 (en) | 2008-06-27 | 2011-03-01 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Optical branching-coupling device, and manufacturing method and optical module of the same |
| WO2015019512A1 (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | 日立化成株式会社 | 光導波路用樹脂組成物、並びにそれを用いた光導波路用樹脂フィルム、光導波路及び光電気複合配線板 |
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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