JP2010250084A - 光導波路用フィルム、光導波路、光配線、光電気混載基板および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、光導波路用フィルムの収縮が生じても、光導波路用フィルムの切断位置の選択により、光導波路用フィルムの収縮に応じて切断端面での寸法を正確にできるので接続先との接続の際の光損失を低減することができる光導波路用フィルム等を提供すること。また、別の目的は、上述したような光導波路を用いて性能に優れる光配線等を提供すること。
【解決手段】 本発明の光導波路用フィルムは、帯状の光導波路用フィルムの長手方向に沿って、クラッド部および該クラッド部を介して隣接する複数のコア部が延在してなり、該光導波路用フィルムを長手方向と直交する方向に切断して用いる光導波路用フィルムであって、前記光導波路用フィルムを切断する切断予定領域で、該切断予定領域の長手方向の一端側と、他端側とで、隣接する前記複数のコア部間に位置するクラッド部の幅が連続的に変化している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光導波路用フィルム、光導波路、光配線、光電気混載基板および電子機器に関する。

近年、光信号を使用してデータを移送する光通信がますます重要になっている。このような光通信において、光信号を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路がある。

この光導波路は、例えば一対のクラッド層と、一対のクラッド層の間に設けられたコア層とを有している。コア層は、線状のコア部とそれを挟み込むようにコア部の両側に設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光信号に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド層およびクラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている（例えば、特許文献１参照）。

このような光導波路を用いた光伝送モジュールの機器には、伝送速度の高速化と光配線の高密度化が要求されている。この光伝送モジュール機器に用いられる光導波路はマルチチャンネル型に対応できる複数のコア部を有する光導波路が検討されている。

特開２００６−２３３８５号公報

上述したようなマルチチャンネル型の光伝送モジュールに用いる光導波路用フィルムを、コネクタに光学的に接続すると、光損失が大きくなる場合があった。この光損失が大きくなる原因の一つとしては、光導波路用フィルムの収縮により光を伝播する光導波路のコア部の間隔が変ってしまい、コネクタと光導波路との光学的な接続部での光損失が大きくなってしまう場合があった。
本発明の目的は、光導波路用フィルムの収縮が生じても、光導波路用フィルムの切断位置の選択により、光導波路用フィルムの収縮に応じて切断端面での寸法を正確にできるのでコネクタとの接続の際の光損失を低減することができる光導波路用フィルムおよびそれを用いた光導波路を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、上述したような光導波路を用いて性能に優れる光配線、光電気混載基板および電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１１）に記載の本発明により達成される。
（１）帯状の光導波路用フィルムの長手方向に沿って、クラッド部および該クラッド部を介して隣接する複数のコア部が延在してなり、該光導波路用フィルムを長手方向と直交する方向に切断して用いる光導波路用フィルムであって、前記光導波路用フィルムを切断する切断予定領域で、該切断予定領域の長手方向の一端側と、他端側とで、隣接する前記複数のコア部間に位置するクラッド部の幅が連続的に変化していることを特徴とする光導波路用フィルム。
（２）前記切断予定領域での前記クラッド部の幅は、前記一端側から他端側に向かって連続的に漸増しているものである上記（１）に記載の光導波路用フィルム。
（３）前記切断予定領域での前記クラッド部の幅の最小値（Ｗ１）と、最大値（Ｗ２）との比（Ｗ２／Ｗ１）が、１．０１〜１．１である上記（１）または（２）に記載の光導波路用フィルム。
（４）前記切断予定領域が、前記光導波路用フィルムの長手方向に断続的に存在しているものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路用フィルム。
（５）複数のクラッド部を有するものである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路用フィルム。
（６）各クラッド部の幅の変化の割合が、一定である上記（５）に記載の光導波路用フィルム。
（７）上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路用フィルムで構成されることを特徴とする光導波路。
（８）上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路用フィルムの少なくとも片面に、クラッド層を設けてなる光導波路。
（９）上記（７）または（８）に記載の光導波路を備えたことを特徴とする光配線。
（１０）電気配線と、上記（９）に記載の光配線とを、有することを特徴とする光電気混載基板。
（１１）上記（７）または（８）に記載の光導波路を備えたことを特徴とする電子機器。

本発明によれば、光導波路用フィルムの収縮が生じても光導波路用フィルムの切断位置の選択により、切断端面での寸法を正確にできるのでコネクタとの接続の際の光損失を低減することができる光導波路用フィルムおよびそれを用いた光導波路を得ることができる。
また、本発明によれば、上述したような光導波路を用いて性能に優れる光配線、光電気混載基板および電子機器を得ることができる。

本発明の光導波路用フィルムの一例を模式的に示す上面図である。 本発明の光導波路用フィルムの一例を模式的に示す上面図である。 本発明の光導波路用フィルムの一例を模式的に示す上面図である。 本発明の光導波路用フィルムの製造工程を模式的に示す断面図である。 本発明の光導波路用フィルムの製造工程を模式的に示す断面図である。 本発明の光導波路用フィルムの製造工程を模式的に示す断面図である。 本発明の光導波路用フィルムの製造工程を模式的に示す断面図である。 本発明の光導波路用フィルムの一例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の光導波路用フィルム、光導波路、光配線、光電気混載基板および電子機器について説明する。
本発明の光導波路用フィルムは、帯状の光導波路用フィルムの長手方向に沿って、クラッド部および該クラッド部を介して隣接する複数のコア部が延在してなり、該光導波路用フィルムを長手方向と直交する方向に切断して用いる光導波路用フィルムであって、前記光導波路用フィルムを切断する切断予定領域で、該切断予定領域の長手方向の一端側と、他端側とで、隣接する前記複数のコア部間に位置するクラッド部の幅が連続的に変化していることを特徴とする。
また、本発明の光導波路は、上記に記載の光導波路用フィルムで構成されていることを特徴とする。
また、本発明の光配線は、上記に記載の光導波路を備えたことを特徴とする。
また、本発明の光電気混載基板は、電気配線と、上記に記載の光配線とを、有することを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、上記に記載の光導波路を備えたことを特徴とする。

まず、光導波路用フィルムについて、好適な図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明の光導波路用フィルムの一例を模式的に示す上面図である。
帯状の光導波路用フィルム１０には、その長手方向（矢印Ａ方向）に沿って、クラッド部１およびクラッド部１を介して隣接する複数のコア部２が延在している。
コア部２の両側面は、コア部２よりも屈折率が低いクラッド部１と接しており、上下面は、コア部２よりも屈折率が低い空気と接している。それにより、コア部２に照射した光は、コア部２の内部を全反射して伝播することができる。
なお、本実施形態では、光導波路用フィルムの上下層が空気となる場合について説明したが、上下のいずれか一方にコア部２よりも屈折率の低いクラッド層あるいは上下にコア部２よりも屈折率の低いクラッド層を設けても良い。

この光導波路用フィルム１０は、長手方向と直交する方向に切断して用いられるものであり、この光導波路用フィルム１０を切断する切断予定領域３では、長手方向の一端側４と、他端側５とで隣接するコア部２間に位置するクラッド部１の幅が連続的に変化している。これにより、コネクタへ光導波路を挿入する際の位置ずれを抑制することができる。

この光導波路用フィルム１０は、上述したように長手方向と直交する方向に切断して用いられ、その切断された端部は、図示しないコネクタ等に挿入されて用いられるものである。
この際に、光導波路用フィルム１０が、熱処理等されることにより収縮、膨張等して寸法変化する場合がある。このような光導波路用フィルム１０に寸法変化が生じると、コネクタ部での光導波路の接続位置にずれが生じ、光損失が大きくなるといった問題が生じる場合があった。
この問題に対して、本発明の光導波路用フィルム１０は、光を伝播するコア部２と、クラッド部１とが帯状の光導波路用フィルム１０の長手方向に沿って延在してなり、切断予定領域３の長手方向の一端側４と他端側５とで、隣接する複数のコア部２間に位置するクラッド部１の幅が連続的に変化している。このようにクラッド部１の幅が連続的に変化していることで、光導波路用フィルム１０が収縮してもコネクタ部の接続相手の間隔に等しい切断位置を選択することができる。そのため、コネクタ部での光導波路の接続を正確に行うことができ、光損失を低減することができるものである。ここで、光導波路用フィルムの切断位置を決めるには、例えば顕微鏡を用いて幅を測定して切断位置を決める方法、光導波路用フィルム１０に予めアライメントマークを設けて切断位置を決める方法等が挙げられる。これらの中でも光導波路用フィルム１０に予めアライメントマークを設けて切断位置を決める方法が好ましい。これにより、光導波路用フィルム１０の収縮結果により、切断位置を容易に決定することができる。

この切断予定領域３でのクラッド部１の幅は、特に限定されないが、一端側４から他端側５に向かって連続的に漸増していることが好ましい。これにより、フィルムの寸法変化に応じて切断箇所を決めることができ、コネクタ等との接続によって生じる光損失を容易に低減することができる。

切断予定領域３でのクラッド部１の幅の最小値（Ｗ１）と、最大値（Ｗ２）との比（Ｗ２／Ｗ１）は、特に限定されないが、１．０１〜１．１であることが好ましい。これにより、ほとんどの光導波路用フィルム１０の寸法変化に対応することができる。さらには、前記比（Ｗ２／Ｗ１）は、１．０２〜１．０５であることが特に好ましい。これにより、上記の効果に加えて、（曲げによる）損失増加を抑える効果にも優れる。さらに、切り出しマージン（外側コアから縁までの距離）を少なくすることもできる。

図２に示すように、切断予定領域３は、光導波路用フィルム１０の長手方向（矢印Ａ方向）に断続的に存在している。これにより、１枚の光導波路用フィルム１０より複数個の光導波路を得ることができる。また、光導波路用フィルム１０が繋がっていることで、材料を無駄なく使用することができる。

このようにクラッド部１の幅が切断予定領域３で連続的に変化するような光導波路用フィルム１０は、図３に示すように複数のコア部２を有するものであることが好ましい。これにより、マルチチャンネルの光導波路を得ることができる。
図３に示すように、光導波路用フィルム１０は、複数のコア部２と、コア部２の間に、複数のクラッド部１が配置される。
それぞれのコア部２は、矢印Ａ方向に対して垂直な方向に数十μｍ〜数百μｍの等間隔で配設されている。それぞれのコア部２の間は、コア部２よりも屈折率の低いクラッド部１が配置されている。

また、光導波路用フィルム１０には、切断位置を規定するためのアライメントマーク１０１が設けられている。これにより、光導波路用フィルム１０の収縮率に応じた光導波路用フィルム１０の切断を容易にすることができる。
このアライメントマーク１０１は、コア部２と同一の層内に設けられており、コア部２の外縁に隣接するクラッド部１に相当する部分に形成されている。
このように光導波路用フィルム１０を使用する者は、予め使用する樹脂材料ごとに収縮率を算出し、これに基づいて、光導波路用フィルム１０の切断予定領域３の形状を、上記収縮率に基づいて、光導波路用フィルム１０の切断面と接続相手先とで、導波路間隔が一致するように、アライメントマーク１０１の位置や間隔等を決定することができる。このようにすれば、光接続性に優れた光導波路用フィルム１０を容易に形成することができる。

これらのコア部２の隣接するコア部２間の矢印Ａ方向に対して垂直な方向の間隔は、光導波路用フィルム１０の中央部近傍６では一定であるが、切断予定領域３では矢印方向に向けて隣接するコア部２間の間隔が連続的に変化している。

この複数のクラッド部１のそれぞれの幅の変化の割合は、特に限定されないが、一定であることが好ましい。ここで、変化の割合が一定というのは、隣接するクラッド部１の幅が同じ割合で変化することである。具体的にはコネクタのコア部に当接する部分が均等間隔で配置されている場合、特定の切断予定位置における隣接するクラッド部１同士の幅が均等になるということである。これにより、複数のコア部２をコネクタに挿入する際の接続相手先との位置ずれを容易に防止することができ、それによって光損失をより低減することができる。

図１ないし図３に示すように、本発明の光導波路用フィルム１０では、切断予定領域３で複数のコア部２の間に存在するクラッド部１の幅が、長手方向（矢印Ａ方向）の一端側４と、他端側５とで連続的に変化していることを特徴とするが、このクラッド部１の幅を変化させる方法は、特に限定されない。具体的に例示すると、光導波路用フィルム１０の光導波路が形成される形成面を直交するＸＹ座標を設定したとき、クラッド部１に隣接する複数のコア部２の配置を、Ｘ方向の座標位置に関する連続関数の値となるように設計することができる。これにより、コア部２の配置がそれぞれ連続的に変化しているので、間に配置されているクラッド部１の幅も連続的に変化するようになる。
この連続関数を用いて連続的にコア部２の配置を変化させる方法としては、例えば三角関数の利用、多項式の利用またはスプライン関数の利用が挙げられる。

より具体的には、下記式（１）または下記式（２）で表される関数で規定される曲線を描くことが好ましい。
Ｙ＝±ＡＣＯＳ（２πＸ／Ｌ）＋Ｂ （１）
Ｙ＝±ＡＳＩＮ（２πＸ／Ｌ）＋Ｂ （２）
［ここで、式（１）および（２）中、Ａ、Ｂ、Ｌはそれぞれ任意の実数であって、Ａは振幅、Ｂはオフセット量、Ｌは周期である。］
このような式（１）または（２）で位置Ｘ、位置Ｙが規定されることにより、コア部２が通過する座標が決定され、各座標を線で結ぶことによりコア部２の形状が決定される。

ここで、周期Ｌは、波型の余弦曲線における「波長」に相当するパラメータである。周期Ｌは、複数のコア部がある場合には各コア部でそれぞれ異なっていてもよいが、同じ値に設定されることが好ましい。

また、周期Ｌは、光導波路の長さに応じて適宜設定されるものの、一例としては、光導波路の長さが２００ｍｍ程度であれば、５〜１００ｍｍ程度であるのが好ましく、１０〜５０ｍｍ程度であるのがより好ましい。

これに対して、振幅Ａおよびオフセット量Ｂは、余弦曲線において波形やＸ軸からの距離を規定するパラメータであるが、これらは複数のコア部がある場合には各コア部でそれぞれ異なった値に設定されるのが好ましい。

各パラメータを以上のように設定することにより、複数のコア部がある場合の各コア部は交差することなく、また、導波路間隔がＸ方向に沿って連続的に変化したものにすることができる。これにより、各コア部は、それぞれを伝搬する光の独立性が確保され、チャンネル間の混信（クロストーク）等を防止し得るとともに、導波路間隔が連続的に変化することにより、本発明の光導波路は、後述する作用・効果（接続性の向上等）を発揮し得るものとなる。

例えば、図３に示すような複数のコア部を有する光導波路用フィルム１０の場合、振幅Ａは、余弦曲線における「波の高さ」に相当するパラメータである。振幅Ａは、各コア部で互いに異なるように設定されていることが好ましいが、その設定方法は、以下の式（３）で表わされる。
Ａ＝±（Ｒmax−Ｒmin）（Ｎ−１）Ｐ／４ （３）
［上記式（３）中、Ｒmaxは最大倍率、Ｒminは最小倍率、Ｎはチャンネル数、Ｐは導波路間隔である。］

また、オフセット量Ｂは、余弦曲線のＸ軸からの離間距離に相当するパラメータである。オフセット量Ｂは、各コア部で互いに異なるように設定されているが、その設定方法は、以下の式（４）で表わされる。
Ｂ＝±（Ｒmax＋Ｒmin）（Ｎ−１）Ｐ／４ （４）
［上記式（４）中、Ｒmaxは最大倍率、Ｒminは最小倍率、Ｎはチャンネル数、Ｐは導波路間隔である。］

なお、オフセット量Ｂは、各コア部のうち、Ｘ軸より上方（Ｙ軸の正側）に位置する各コア部については、その符号が正（＋）とされ、Ｘ軸より下方（Ｙ軸の負側）に位置する各コア部については、その符号が負（−）とされる。

ここで、上記式（３）および上記式（４）における最大倍率Ｒmaxおよび最小倍率Ｒminは、後に詳述するが、光導波路を構成する樹脂材料が固化する際の収縮率に応じて、１以上の範囲に設定される。また、好ましくは１〜１．０５の範囲内、より好ましくは１．０１〜１．０３程度の範囲内で適宜設定される。また、最大倍率Ｒmaxは、最小倍率Ｒminより大きな値に設定され、その差は、好ましくは０．０２〜０．０５程度とされる。なお、最大倍率Ｒmaxは、各コア部間で互いに異なっていてもよいが、本実施形態では同じに設定される。一方、最小倍率Ｒminも、各コア部間で互いに異なっていてもよいが、本実施形態では同じに設定される。
なお、最大倍率Ｒmaxおよび最小倍率Ｒminは、樹脂材料の収縮率（収縮に伴う寸法の減少率）から算出することができ、算出方法は特に限定されないが、例えば樹脂材料の収縮率が２％の場合は、この収縮率に１を足した値を基本的な倍率とすることができる。なお、使用する樹脂材料の種類や、製造環境、個体差等により、この倍率が増減するため、その増減率を基本的な倍率に加味した上で最大倍率Ｒmaxおよび最小倍率Ｒminを規定することができる。

また、Ｎはチャンネル数であるが、このパラメータは、各コア部の外側からの配設順序に応じて下記式（５）のように表わされる。
Ｎ＝Ｎ０＋２−２ｎ （５）
［上記式（５）中、Ｎ０は全チャンネル数（各コア部の全数）、ｎは各コア部の外側からの配設順序である。］
なお、全チャンネル数Ｎ０は、接続相手先の全チャンネル数等に応じて適宜設定すればよい。また、配設順序ｎは、順序を数える方向によって２つの値をとることもあるが、この場合は小さい方の値とする。

また、全チャンネル数Ｎ０が奇数の場合は、並列する各コア部のうちの中心に位置するコア部は、Ｘ軸上にあることが好ましい。すなわち、光導波路の全チャンネル数Ｎ０が仮に奇数である場合、図３に示すＸ軸上に直線のコア部が設けられるのが好ましい。

さらに、導波路間隔Ｐは、光導波路を接続する相手先の導波路間隔に相当するものとして規定され、各コア部間で互いに異なっていてもよいが、本実施形態では同じに設定される。導波路間隔Ｐは、一例として、３０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。なお、上限値は特に設定されないものの、一例としては５００μｍ程度とされる。

以上のような各式により、各コア部２の平面視形状を一義的に決めることができる。
なお、前述したように、光導波路を構成する材料が樹脂材料のように固化時に収縮を伴う材料である場合、この収縮率を反映させたパラメータである最大倍率Ｒmaxおよび最小倍率Ｒminを含む上記式（３）、（４）は、厳密には固化前の各コア部の形状を規定する式である。しかしながら、樹脂材料の収縮による光導波路の形状変化はごくわずかであるため、樹脂材料の固化後の各コア部の形状も、固化前とほぼ同じであるとみなすことができる。換言すれば、樹脂材料の固化後の各コア部の形状も、上記式（３）、（４）で規定することができる。

このような形状の各コア部において、その光路の各点の接線の、Ｘ軸に対する傾斜角度（以下、省略して「傾斜角度」という。）は、Ｘ軸に対して連続的に（滑らかに）変化するように設計されることとなる。これにより、各コア部は、小さい曲率の屈曲部位を有さないので、この屈曲部位における光の漏出を抑制することができる。その結果、各コア部は、光伝搬特性に優れたものとなる。

具体的には、傾斜角度は、１°以下であるのが好ましく、０．０１°以上０．５°以下であるのがより好ましい。傾斜角度を前記範囲内に設定することにより、光の漏出を最小限に抑えることができる。また、入射側端面における光の入射角度および出射側端面における光の出射角度が、それぞれＸ軸に対して著しく傾くことが防止されるので、光導波路とこれに接続される相手先との接続性が向上し、光接続損失を確実に抑制することができる。なお、上記傾斜角度は、前述した周期Ｌや振幅Ａ等に依存するため、これらのパラメータは、上記傾斜角度の好ましい範囲に応じて設定されることが好ましい。

（光導波路用フィルムの製造方法）
次に、このようなクラッド部１およびコア部２を有する光導波路用フィルム１０（コア層）の製造方法について説明する。
光導波路用フィルム１０（コア層）は、支持基板７に、光導波路用フィルム形成用の材料（ワニス）１０２を塗布し（図４）、硬化（固化）させる方法により形成される（図５）。

具体的には、光導波路用フィルム１０（コア層）は、支持基板７上に光導波路用フィルム形成用の材料１０２を塗布して液状の被膜を形成した後、この支持基板７を換気されたレベルテーブルに置いて、液状被膜表面の不均一な部分を水平化すると共に、溶媒を蒸発（脱溶媒）することにより光導波路用フィルム１０（コア層）のベースとなるフィルム１０３を形成する（図５）。フィルム１０３を、塗布法で形成する場合に、例えばドクターブレード法、スピンコート法、スプレー法等を挙げることができる。支持基板７としては、例えばシリコン基板、二酸化ケイ素基板、ガラス基板、石英基板、ポリエチレンテレフタレートフィルム等が挙げられる。

光導波路用フィルム形成用の材料は、樹脂成分と、添加剤とを含む樹脂組成物で構成されている。より具体的には、樹脂成分と、モノマー成分と、酸発生剤とを含む樹脂組成物で構成されており、得られた光導波路用フィルム１０（コア層）に活性放射線を照射することにより、照射部と未照射部とで屈折率に相違が生じるものであることが好ましい。

このような樹脂成分としては、例えばノルボルネン系樹脂やベンゾシクロブテン系樹脂の環状オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾールが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（ポリマーアロイ、ポリマーブレンド（混合物）、共重合体など）用いることができる。これらの中でも、特に、ノルボルネン系樹脂（ノルボルネン系ポリマー）を主とするものが好ましい。樹脂成分としてノルボルネン系ポリマーを用いることにより、優れた光伝送性能や耐熱性を有するコア部２を得ることができる。

また、ノルボルネン系ポリマーは、高い疎水性を有するため、吸水による寸法変化を生じ難いコア部２を得ることができる。

ノルボルネン系ポリマーとしては、単独の繰り返し単位を有するもの（ホモポリマー）、２つ以上のノルボルネン系繰り返し単位を有するもの（コポリマー）のいずれであってもよい。
このようなノルボルネン系ポリマーとしては、たとえば、（１）ノルボルネン型モノマーを付加（共）重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加（共）重合体、（２）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、（３）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体のような付加重合体、（４）ノルボルネン型モノマーの開環（共）重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（５）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（６）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加したポリマーのような開環重合体が挙げられる。これらの重合体としては、たとえば、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体が挙げられる。

これらのノルボルネン系ポリマーは、たとえば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（たとえば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合などの、公知のすべての重合方法で得ることができる。

比較的高い屈折率を有するノルボルネン系ポリマーとしては、アラルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。かかるノルボルネン系ポリマーは、特に高い屈折率を有する。

アラルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアラルキル基（アリールアルキル基）としては、たとえば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、フルオレニルエチル基、フルオレニルプロピル基が挙げられるが、ベンジル基やフェニルエチル基が特に好ましい。かかる繰り返し単位を有するノルボルネン系ポリマーは、極めて高い屈折率を有するものであることから好ましい。

また、ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高いため、かかるノルボルネン系ポリマーを用いることにより、最終的に得られる光導波路に高いフレキシビリティ（可撓性）を付与することができる。

アルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアルキル基としては、たとえば、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられるが、ヘキシル基が特に好ましい。なお、これらのアルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。

ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系ポリマー全体の屈折率が低下するのを防止し、かつ、高い柔軟性を保持することができる。

ここで、光導波路用フィルム１０（コア層）は、例えば６００〜１５５０ｎｍ程度の波長領域の光を使用したデータ通信において好適に使用されるが、ヘキシル（アルキル）ノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、前述したような波長領域（特に、８５０ｎｍ付近の波長領域）の光に対する透過率が優れることから好ましい。

このようなノルボルネン系ポリマーの好ましい具体例としては、ヘキシルノルボルネンのホモポリマー、フェニルエチルノルボルネンのホモポリマー、ベンジルノルボルネンのホモポリマー、ヘキシルノルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとベンジルノルボルネンとのコポリマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本実施形態の光導波路用フィルム形成用の材料１０２は、添加剤として、モノマー、助触媒（第１の物質）および触媒前駆体（第２の物質）を含んでいる。

モノマーは、後述する活性放射線の照射により、活性放射線の照射領域において反応して反応物を形成し、この反応物の存在により、光導波路用フィルム１０において照射領域と、活性放射線の未照射領域とにおいて、屈折率差を生じさせ得るような化合物である。

ここで、この反応物としては、モノマーがポリマー（マトリックス）中で重合して形成されたポリマー（重合体）、ポリマー同士を架橋する架橋構造、および、ポリマーに重合してポリマーから分岐した分岐構造（ブランチポリマーや側鎖（ペンダントグループ））のうちの少なくとも１つが挙げられる。

ここで、光導波路用フィルム１０（コア層）において、照射領域の屈折率が高くなることが望まれる場合には、比較的低い屈折率を有するポリマーと、このポリマーに対して高い屈折率を有するモノマーとが組み合わせて使用され、照射領域の屈折率が低くなることが望まれる場合には、比較的高い屈折率を有するポリマーと、このポリマーに対して低い屈折率を有するモノマーとが組み合わせて使用される。なお、屈折率が「高い」または「低い」とは、屈折率の絶対値を意味するものではなく、ある材料同士の相対的な関係を意味する。

そして、モノマーの反応（反応物の生成）により、光導波路用フィルム１０において照射領域の屈折率が低下する場合、当該部分がクラッド部１となり、照射領域の屈折率が上昇する場合、当該部分がコア部２となる。

このようなモノマーとしては、重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、たとえば、ノルボルネン系モノマー、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、スチレン系モノマー、エポキシ系モノマーやオキセタン系モノマーのような環状エーテル、が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
例えばアクリル酸系モノマーや上記環状エーテルエポキシ系モノマーの場合には、触媒前駆体（第２の物質）の添加を省略することができる。

これらの中でも、モノマーとしては、ノルボルネン系モノマーを用いるのが好ましい。ノルボルネン系モノマーを用いることにより、光伝送性能に優れ、かつ、耐熱性および柔軟性に優れる光導波路用フィルム１０（コア層）が得られる。

また、モノマーには、上記のモノマーに代えて、または、上記のモノマーとともに架橋性モノマー（架橋剤）を用いることもできる。この架橋性モノマーは、後述する触媒前駆体の存在下で、架橋反応を生じ得る化合物である。

架橋性モノマーを用いることにより、次のような利点がある。すなわち、架橋性モノマーは、より速く重合するので、コア部２の形成に要する時間を短縮することができる。また、架橋性モノマーは、加熱しても蒸発し難くいので、蒸気圧の上昇を抑えることができる。さらに、架橋性モノマーは、耐熱性に優れるため、光導波路用フィルム１０（コア層）の耐熱性を向上させることができる。
架橋性ノルボルネン系モノマーとしては、連続多環環系（fused multicyclic ring systems）の化合物と、連結多環環系（linked multicyclic ring systems）の化合物とがある。
各種の架橋性ノルボルネン系モノマーの中でも、特に、ジメチルビス（ノルボルネンメトキシ）シラン（ＳｉＸ）が好ましい。ＳｉＸは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位および／またはアラルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーに対して十分に低い屈折率を有する。このため、後述する活性放射線を照射する照射領域の屈折率を確実に低くして、クラッド部１とすることができる。また、コア部２とクラッド部１との間における屈折率差を大きくすることができ、光導波路用フィルム１０（コア層）の特性（光伝送性能）の向上を図ることができる。

なお、以上のようなモノマーは、単独または任意に組み合わせて用いるようにしてもよい。

次に、このような樹脂組成物で構成されるフィルム１０３に、開口部８１を有するマスク８を用意し、このマスク８を介して活性放射線８２を照射する（図６）。活性放射線８２が照射されると前述したフィルムの樹脂組成物の作用により、照射部と、未照射部との間で屈折率に違いが生じる。これにより、クラッド部１およびコア部２を形成することができる（図７）。本実施形態では、活性放射線８２が照射された部分の屈折率が低下しクラッド部１となり、未照射の部分が屈折率の高いコア部２となっている。しかし、本発明は、これに限定されず、活性放射線８２が照射された部分の屈折率が高くなりコア部となるようなものでも構わない。

マスク８は、予め形成されたものであっても、フィルム１０３上に気相成膜法や塗布法により形成されたもので良い。マスク８としては、例えば石英ガラスやＰＥＴ基材等で作製されたフォトマスク、ステンシルマスク、気相成膜法（蒸着、スパッタリング等）により形成された金属薄膜等が挙げられるが、これらの中でもフォトマスクやステンシルマスクを用いるのが特に好ましい。微細なパターンを精度良く形成することができるとともに、ハンドリングがし易く、生産性の向上に有利であるからである。

用いる活性放射線８２は、フィルム１０３を構成する樹脂組成物に対して、光化学的な反応（変化）を生じさせ得るものであればよく、たとえば、可視光、紫外光、赤外光、レーザ光の他、電子線やＸ線を用いることもできる。これらの中でも、波長２００〜４５０ｎｍの範囲にピーク波長を有するものであるのが好ましい。これにより、フィルム１０３を構成する樹脂組成物を比較的容易に活性化させることができる。

また、活性放射線８２の照射量は、０．１〜９Ｊ／ｃｍ^２程度であるのが好ましく、０．２〜６Ｊ／ｃｍ^２程度であるのがより好ましく、０．２〜３Ｊ／ｃｍ^２程度であるのがさらに好ましい。これにより、フィルム１０３を構成する樹脂組成物を確実に活性化させることができる。

なお、活性放射線８２として、レーザ光のように指向性の高い光を用いる場合には、マスク８の使用を省略してもよい。レーザ光の波長は、特に限定されないが、８００〜１０００ｎｍが好ましい。

ここで、例えばマスク８の開口部の形状を、上述したようなフィルム１０３の光導波路が形成される形成面を直交するＸＹ座標を設定したとき、複数のコア部２に相当する部分を開口部８１とし、その配置を、Ｘ方向の座標位置に関する連続関数の値となるように設計する。これにより、切断予定領域３でクラッド部１の幅が連続的に変化している光導波路用フィルム１０（コア層）を得ることができる。
この光導波路用フィルム１０（コア層）は、収縮量に応じた適切な切断位置で切断されてコネクタ等に挿入されて用いられる。

このような光導波路用フィルム１０（コア層）は、このまま用いても空気がクラッド層としての役割を果たすことができるが、例えば図８に示すように、光導波路用フィルム１０（コア層）の両面にコア部２よりも屈折率が低いクラッド層９を設けることが好ましい。これにより、光導波路用フィルム１０（コア層）の表面に付着するごみ、埃等を防ぐことができ、それによって光損失を抑制することができる。

上述したような光導波路用フィルム１０（コア層）は所定の位置で切断して用いられ、所定の箇所に光学素子（発光素子、受光素子等）を実装することにより、光配線として形成することができる。
また、光導波路に導体層を設けることにより、電気配線と、光配線とを有する光電気混載基板を得ることができる。
また、携帯電話、コンピュータ等の電子機器に、上述の光導波路用フィルム１０を切断して用いることによりデータ転送性に優れた電子機器を得ることができる。

１ クラッド部
２ コア部
３ 切断予定領域
４ 一端側
５ 他端側
６ 中央部近傍
７ 支持基板
８ マスク
８１ 開口部
８２ 活性放射線
９ クラッド層
１０ 光導波路用フィルム
１０１ アライメントマーク
１０２ 材料（ワニス）
１０３ フィルム

Claims (11)

1. 帯状の光導波路用フィルムの長手方向に沿って、クラッド部および該クラッド部を介して隣接する複数のコア部が延在してなり、該光導波路用フィルムを長手方向と直交する方向に切断して用いる光導波路用フィルムであって、
   前記光導波路用フィルムを切断する切断予定領域で、該切断予定領域の長手方向の一端側と、他端側とで、隣接する前記複数のコア部間に位置するクラッド部の幅が連続的に変化していることを特徴とする光導波路用フィルム。
2. 前記切断予定領域での前記クラッド部の幅は、前記一端側から他端側に向かって連続的に漸増しているものである請求項１に記載の光導波路用フィルム。
3. 前記切断予定領域での前記クラッド部の幅の最小値（Ｗ１）と、最大値（Ｗ２）との比（Ｗ２／Ｗ１）が、１．０１〜１．１である請求項１または２に記載の光導波路用フィルム。
4. 前記切断予定領域が、前記光導波路用フィルムの長手方向に断続的に存在しているものである請求項１ないし３のいずれかに記載の光導波路用フィルム。
5. 複数のクラッド部を有するものである請求項１ないし４のいずれかに記載の光導波路用フィルム。
6. 各クラッド部の幅の変化の割合が、一定である請求項５に記載の光導波路用フィルム。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の光導波路用フィルムで構成されることを特徴とする光導波路。
8. 請求項１ないし６のいずれかに記載の光導波路用フィルムの少なくとも片面に、クラッド層を設けてなる光導波路。
9. 請求項７または８に記載の光導波路を備えたことを特徴とする光配線。
10. 電気配線と、請求項９に記載の光配線とを、有することを特徴とする光電気混載基板。
11. 請求項７または８に記載の光導波路を備えたことを特徴とする電子機器。

Images