JP2013186140A - 光導波路の製造方法、光導波路の製造装置および光導波路 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺のものでも省スペースで容易に製造し得る光導波路の製造方法、簡単な設備でそれを可能にする製造装置、および前記光導波路の製造方法により製造された長尺の光導波路を提供すること。
【解決手段】本発明の光導波路の製造方法は、回転可能に設けられ、フォトマスク層９９が設けられた透明ドラム９１（マスク付きドラム９０）の外周面９１０に液状組成物１００を供給し、フィルム１０２を形成するフィルム形成工程と、透明ドラム９１の内側に設けられた光源９３から光を照射して外周面９１０に形成されたフィルム１０２の一部を露光し、フィルム１０２に屈折率差を形成する露光工程と、フィルム１０２を切断し、帯状で長尺の光導波路を得る切断工程と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光導波路の製造方法、光導波路の製造装置および光導波路に関するものである。

光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光搬送波の光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。

光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には、半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側には、フォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。

特許文献１には、透明基材フィルムと、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、を有する光導波路フィルムの製造方法であって、長尺状の透明基材フィルムの表面に対して、ロール状の第１金型を用いてコア部形成用の活性エネルギー線硬化型樹脂材料を成形し、これを硬化させることで光導波路フィルムを製造する方法が開示されている。

しかしながら、このような製造方法では、透明基材フィルムを搬送するために多くのローラー、金型等の設備を必要とする。このため、製造装置の大型化および複雑化が避けられなかった。

特開２００５−１０６４５号公報

本発明の目的は、長尺のものでも省スペースで容易に製造し得る光導波路の製造方法、簡単な設備でそれを可能にする製造装置、および前記光導波路の製造方法により製造された長尺の光導波路を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１） 筒状体の外周面に光導波路形成用フィルムを設け、前記筒状体に設けられたフォトマスクを介して、前記筒状体の内側から前記フィルムの一部に露光して屈折率差を形成し、光導波路を得ることを特徴とする光導波路の製造方法。

（２） 前記光導波路形成用フィルムは、前記筒状体を回転させつつ、前記筒状体の外周面に光導波路形成用液状組成物を供給して形成されたものである上記（１）に記載の光導波路の製造方法。

（３） 前記筒状体の回転軸に平行な方向に、前記筒状体に対して供給源を相対的に移動させつつ、前記供給源から前記光導波路形成用液状組成物を供給する上記（２）に記載の光導波路の製造方法。

（４） 前記光導波路形成用フィルムは、組成の異なる層を積層した積層体で構成されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。

（５） フォトマスクを備えた筒状体と、
前記筒状体の内側に設けられた光源と、を有し、
前記フォトマスクを介して、前記筒状体の外周面に設けられた光導波路形成用フィルムの一部に露光するよう構成されていることを特徴とする光導波路の製造装置。

（６） 前記フォトマスクを備えた筒状体は、光透過性を有する材料で構成された透明筒状体と、前記透明筒状体の表面または内部に設けられた遮蔽部と、を有するものである上記（５）に記載の光導波路の製造装置。

（７） 前記フォトマスクを備えた筒状体は、光透過性のない材料で構成された不透明筒状体と、前記不透明筒状体に設けられた貫通孔と、を有するものである上記（５）に記載の光導波路の製造装置。

（８） 前記光透過性を有する材料は、石英ガラスである上記（６）または（７）に記載の光導波路の製造装置。

（９） 前記筒状体は、回転可能に設けられている上記（５）ないし（８）のいずれかに記載の光導波路の製造装置。

（１０） さらに、前記筒状体の外周面に向けて光導波路形成用液状組成物を供給する供給源を有する上記（５）ないし（９）のいずれかに記載の光導波路の製造装置。

（１１） 前記供給源は、前記筒状体の回転軸に平行な方向に移動可能になっている上記（１０）に記載の光導波路の製造装置。

（１２） 上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路の製造方法により製造されたことを特徴とする光導波路。

本発明によれば、長尺の光導波路を省スペースかつ簡単な設備で容易に製造することができる。
また、本発明によれば、低コストの長尺光導波路が得られる。

本発明の光導波路の実施形態を示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図である。 本発明の光導波路の製造装置の第１実施形態を示す断面図である。 図２に示す光導波路の製造装置を下方から見たときの図（一部透過して示す図）である。 本発明の光導波路の製造装置の第１実施形態の他の構成例を示す下面図である。 本発明の光導波路の製造装置の第１実施形態の他の構成例を示す断面図である。 本発明の光導波路の製造装置の第１実施形態の他の構成例を示す断面図である。 本発明の光導波路の製造装置の第２実施形態の筒状体を示す下面図である。 本発明の光導波路の製造装置の第３実施形態に含まれるダイコーターを示す分解斜視図である。 本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態を説明するための図である。 本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態を説明するための図である。 本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態を説明するための図である。 本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態を説明するための図である。 本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態を説明するための図である。 本発明の光導波路の製造方法の第２実施形態を説明するための図である。

以下、本発明の光導波路の製造方法、光導波路の製造装置および光導波路について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

本発明の光導波路の製造方法は、フォトマスクを備えた回転可能な回転体の外周面に光導波路形成用液状組成物を供給し、フィルムを形成するフィルム形成工程と、外周面に形成されたフィルムの一部に回転体の内側から光を照射して露光し、コア部と側面クラッド部とを形成する露光工程と、を有する。

このような本発明によれば、長尺の光導波路についても省スペースで製造することができる。このため、長尺の光導波路の量産化および低コスト化を容易に図ることができる。

＜光導波路＞
まず、本発明の光導波路の実施形態について説明する。

図１は、本発明の光導波路の実施形態を示す（一部切り欠いて、および透過して示す）斜視図である。

図１に示す光導波路１は、下側からクラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を、この順で積層してなるものであり、コア層１３には、長尺状のコア部１４と、このコア部１４に隣接する側面クラッド部１５とが形成されている。また、図１に示す光導波路１には、並列する２つのコア部１４と並列する３つの側面クラッド部１５とが交互に設けられている。これにより、各コア部１４は、側面クラッド部１５および各クラッド層１１、１２で囲まれた状態となり、光を伝搬する導光路として機能する。なお、図１のコア部１４には、ドットを付している。

図１に示す光導波路１では、一方の端部のコア部１４に入射された光を、コア部１４とクラッド部（各クラッド層１１、１２および各側面クラッド部１５）との界面で全反射させ、他方側に伝搬させることにより、他方の端部のコア部１４から取り出すことができる。

コア部１４の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよいが、その差は、０．３％以上であるのが好ましく、０．５％以上であるのがより好ましい。一方、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。

なお、前記屈折率差とは、コア部１４の屈折率をＡ、クラッド部の屈折率をＢとしたとき、次式で表される。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００

また、図１に示す構成では、コア部１４は、平面視で直線状に形成されているが、途中で湾曲、分岐等してもよく、その形状は任意である。

また、図１に示すコア部１４は、その横断面形状が正方形または矩形（長方形）のような四角形をなしている。

コア部１４の幅および高さは、特に限定されないが、それぞれ、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、２０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。

コア層１３の構成材料は、透光性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、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、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせたものでもよい。

また、これらの中でも特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、またはポリオレフィン系樹脂が好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。これらの樹脂材料は、光の透過性が高いことから、特に伝送損失の小さい光導波路１が得られる。

また、ノルボルネン系樹脂も好ましく用いられる。ノルボルネン系ポリマーは、例えば、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（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。

一方、クラッド層１１および１２は、それぞれ、コア層１３の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものである。

クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さ（各コア部１４の平均高さ）の０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．２〜１．２５倍程度であるのがより好ましく、具体的には、クラッド層１１、１２の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、２〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に大型化（厚膜化）するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。

なお、光導波路１の上下に、カバー層を積層するようにしてもよい。このカバー層としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料からなるものが用いられる。また、カバー層と光導波路１との間は、各種の接着剤、粘着剤等により固定される。

さらに、クラッド層１１および１２は必要に応じて設ければよく、省略することもできる。すなわち、コア層１３のみでも光導波路として機能する。

＜光導波路の製造装置＞
≪第１実施形態≫
次に、本発明の光導波路の製造装置の第１実施形態について説明する。

図２は、本発明の光導波路の製造装置の第１実施形態を示す断面図、図３は、図２に示す光導波路の製造装置を下方から見たときの図（一部透過して示す図）である。

図２に示す光導波路の製造装置９は、回転可能に設けられた透明な透明ドラム（透明筒状体）９１と、透明ドラム９１の内周面９００に設けられたフォトマスク層９９と、を備えたマスク付きドラム９０と、マスク付きドラム９０の外周面９１０に向けて光導波路形成用液状組成物（以下、単に「液状組成物」という。）１００を吐出、供給する吐出ノズル（供給源）９２と、マスク付きドラム９０の内周面に向けて光を照射する光源９３と、マスク付きドラム９０の外周面９１０に向けてガスを吹き付け、液状組成物１００を加熱するドライヤー（加熱手段）９４と、吐出ノズル９２、光源９３およびドライヤー９４の動作を制御する制御部９５と、を有している。以下、各部について詳述する。

（マスク付きドラム）
図２に示す透明ドラム９１は、光透過性を有する材料で構成され、回転軸を中心に回転可能に設けられた円筒である。回転軸には図示しない駆動部が接続されており、透明ドラム９１を自在に回転させることができるようになっている。図２では、透明ドラム９１が反時計回りに回転するようになっている。

また、透明ドラム９１の内周面９００にはフォトマスク層９９が設けられている。フォトマスク層９９を介して光源９３から光を照射し、マスク付きドラム９０（透明ドラム９１）の外周面９１０に設けられるフィルムを露光することができる。

透明ドラム９１の構成材料は、光透過性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラスのような各種ガラス材料、サファイア、透光性アルミナのような各種セラミックス材料、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂のような各種樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上の複合材料が用いられる。

これらのうち、特に石英ガラスが好ましく用いられる。石英ガラス製の透明ドラム９１は、均一な光透過性を有するとともに優れた耐薬品性を有するものとなるため、均一な光量で光を照射し得るとともに、液状組成物１００によって外周面９１０が侵されてしまうのを防止し得るものとなる。

また、透明ドラム９１の外周面９１０には、必要に応じて離型処理が施されていてもよい。離型処理としては、例えば、シリコン化合物、シリコーン化合物、フッ素化合物、ダイヤモンドライクカーボン等で構成された離型層を成膜する方法が挙げられる。

なお、透明ドラム９１の形状は、回転可能であって、外周面９１０に液状組成物１００を供給し液状被膜を形成し得るものであれば、円筒形状に限られない。例えば、楕円筒、多角形筒等であってもよい。

また、透明ドラム９１の直径は、製造する光導波路１の長さに応じて適宜設定される。例えば１ｍの長さの光導波路１を製造する場合、少なくとも直径３３ｃｍ程度の透明ドラム９１を用意すればよい。このように製造しようとする光導波路の長さの３分の１あるいはそれ以下の幅のスペースさえあれば、長尺の光導波路を効率よく製造することができる。したがって、本発明によれば、光導波路の製造装置９の省スペース化および簡素化が図られる。

一方、透明ドラム９１の長さ（円筒長）は、一度の製造プロセスで製造することができる光導波路１の数に応じて適宜設定すればよい。

フォトマスク層９９は、図２に示すように透明ドラム９１の内周面９００に設けられており、このフォトマスク層９９を平面視したとき、図３に示すように所定のパターンで設定された透過部９９１と遮蔽部９９２とが形成されている。透過部９９１および遮蔽部９９２のパターンは、製造しようとする光導波路１におけるコア部１４と側面クラッド部１５の平面視形状に応じて設定される。

図３に示す透過部９９１は、透明ドラム９１の周方向に沿って延在する細長い線状をなしている。フォトマスク層９９には、このような透過部９９１が複数本並列するように形成されている。一方、フォトマスク層９９のうち、透過部９９１以外の部分は遮蔽部９９２になっている。

フォトマスク層９９のマスクパターンとしては、例えば、バイナリーマスク、ハーフトーンマスク等が挙げられる。また、フォトマスク層９９の種類は、特に限定されないが、例えば、クロムマスク、エマルジョンマスク、フィルムマスク、メタルマスク、スクリーンマスク等が挙げられる。このうち、フォトマスク層９９はガラス材料をベースにしたハードマスクであってもよいが、特に可撓性を有するマスク（例えば、フィルムマスク、エマルジョンフィルムマスク、メタルマスク等）が好ましく用いられる。このようなフォトマスク層９９であれば、透明ドラム９１の内周面９００に対して簡単に載置し、必要に応じて簡単に交換することができる。その結果、製造しようとする光導波路１の仕様変更を簡単に行うことができる。

フォトマスク層９９の形成方法としては、例えば、透明ドラム９１の内周面９００に直接フォトマスク層９９を成膜する方法、接着剤を介して内周面９００にフォトマスク層９９を接着する方法等が挙げられる。

なお、フォトマスク層９９の位置は、透明ドラム９１の内周面９００側に限られず、外周面９１０側であってもよく、透明ドラム９１に内蔵されていてもよい。ただし、フォトマスク層９９とフィルム１０２との距離を小さくすることができるという観点からは、透明ドラム９１の外周面９１０側にフォトマスク層９９を設ける方が好ましい。これにより、フォトマスク層９９による光照射のパターンの精細度をより高めることができる。

ここで、図４は、本発明の光導波路の製造装置の第１実施形態の他の構成例を示す下面図である。

図４に示す光導波路の製造装置９は、透明ドラム９１として、外周面９１０上に周方向に延在する溝９１２が一定間隔で複数設けられてなるものを用いる以外、図２に示す装置と同様である。

図４に示す溝９１２の幅は、製造しようとする光導波路１の幅に応じて設定される。この溝９１２に液状組成物１００を供給することにより、液状組成物１００は自ずと溝９１２内に溜まり、環状に成形される。その結果、溝９１２の幅に対応した環状のフィルム１０２が製造されることとなる。また、このような透明ドラム９１を用いることにより、フィルム１０２は、製造した時点ですでに複数個に分離されているので、切断工程が不要である。このため、製造工程の簡略化および低コスト化が図られる。

また、溝９１２に液状組成物１００が自発的に溜まるので、液状組成物１００の供給時の位置精度を必要としない。このため、複数の溝９１２に跨る広い範囲に液状組成物１００を供給したとしても、互いに分離した複数のフィルム１０２を確実に製造することができ、最終的には、複数の長尺の光導波路１を効率よく製造することができる。

さらに、溝９１２は、その一部が途切れていてもよい。途切れた部分が存在することにより、フィルム１０２は環状にならず、途切れた部分に対応して端部が存在する帯状のものとなる。このため、フィルム１０２をコア部１４の長手方向と平行な方向に切断する工程を省略するだけでなく、コア部１４の長手方向に直交する方向に切断する工程をも省略することができる。

（吐出ノズル）
図２に示す吐出ノズル９２は、透明ドラム９１の側方に設けられており、外周面９１０に向けて液状組成物１００を吐出可能なノズルである。具体的には、インクジェットヘッド、ディスペンサー、スプレーノズル、ダイコーターヘッド、ナイフコーターヘッド、グラビアコーターヘッド、バーコーターヘッド、スクリーンコーターヘッド等が挙げられる。このような吐出ノズル９２を用いることにより、透明ドラム９１の外周面９１０に液状組成物１００が層状に供給され、液状被膜１０１が形成される。

また、吐出ノズル９２は、図３に示すように、透明ドラム９１の回転軸Ｏと平行に移動し得るようになっている。このようにして移動しながら液状組成物１００の吐出動作を行うことにより、液状被膜１０１を回転軸Ｏの延伸方向に沿って塗り広げることができる。

なお、吐出ノズル９２が移動する他、吐出ノズル９２が固定された状態で透明ドラム９１が移動するようになっていてもよく、双方が移動するようになっていてもよい。

また、吐出ノズル９２の移動パターンには、回転軸Ｏと平行な成分のみでなく、直交する成分も含まれていてもよい。

なお、吐出ノズル９２に代えて液状組成物１００を貯留する貯留槽を設けるようにしてもよい。この貯留槽に貯留した液状組成物１００に透明ドラム９１の外周面９１０を浸すことによっても液状被膜１０１を形成することができる。

また、吐出ノズル９２は必要に応じて設けられればよく、例えば透明ドラム９１上でフィルムを形成するのではなく、別に用意したフィルム１０２を透明ドラム９１の外周面９１０に貼り付け、これを後述する露光処理に供する場合には、吐出ノズル９２を省略することもできる。さらには、後述するドライヤー（加熱手段）９４についても省略することができる。

（加熱手段）
透明ドラム９１の下方には透明ドラム９１の外周面９１０上に形成された液状被膜１０１を加熱するドライヤー９４が設けられている。ドライヤー９４から液状被膜１０１に向けて熱を供給することにより、液状被膜１０１を乾燥させる。これにより、フィルム１０２が得られる。

ドライヤー９４の熱源としては、例えば電気ヒーター、赤外線ヒーター、ガスヒーター等が挙げられる。また、熱とともにガスを吹き付けることにより、またはガスのみを吹き付けることにより、乾燥を促進させるようにしてもよい。
また、この加熱手段は、フィルム１０２の硬化処理にも用いることができる。

ここで、図５は、本発明の光導波路の製造装置の第１実施形態の他の構成例を示す断面図である。

図５に示す光導波路の製造装置９は、加熱手段として透明ドラム９１に組み込まれたヒーター９１１を備えている以外、図２に示す装置と同様である。

図５に示すヒーター９１１の透明ドラム９１の外周面９１０に設けられた加熱体である。このようなヒーター９１１を設けることにより、図２に示すようなドライヤー９４が不要になるため、光導波路の製造装置９のさらなる省スペース化を図ることができる。

また、液状被膜１０１およびフィルム１０２を連続的に加熱することができるので、液状被膜１０１をより短時間で乾燥させることができ、フィルム１０２をより短時間で硬化させることができる。さらには、塗布された液状組成物１００の液だれが抑制されるため、膜厚が特に均一なフィルム１０２を製造することができる。

また、ヒーター９１１によれば、透明ドラム９１の回転を停止している間でも、液状被膜１０１やフィルム１０２の全体を加熱することができる。このため、液状組成物１００の吐出動作や露光動作の制御に伴って透明ドラム９１の回転を停止せざるを得ないときでも、液状被膜１０１やフィルム１０２を均一に加熱することができる。すなわち、一部が過度に加熱されるのを防止することができる。

ヒーター９１１としては、例えば、透明ドラム９１の光透過性を阻害しないものであれば特に限定されず、例えば発熱部にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の導電体を備えた透明フィルムヒーターが用いられる。

なお、ヒーター９１１の配置は、透明ドラム９１の外周面９１０に限られず、内周面９００であっても、透明ドラム９１の内部であってもよい。

（光源）
透明ドラム９１の内側には、透明ドラム９１の内周面９００に向けて光を照射する光源９３が設けられている。光源９３から光を照射することにより、外周面９１０上に設けられたフィルム１０２の一部に露光処理が施される。これにより、光の照射領域と非照射領域との間に屈折率差が形成され、コア部１４と側面クラッド部１５とが形成される。

図２に示す光源９３には、レーザー光や電子線のような指向性の高い光線（放射線）を出射するもの（レーザー光源、電子銃等）を用いてもよいが、好ましくは均一性の高い光線を出射するものが用いられる。これにより、照射される光の積算光量の均一化を図ることができる。具体的には、水銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、アークランプ、エキシマーランプ、希ガス蛍光ランプ、白熱灯、発光ダイオード、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等が挙げられ、使用する光の波長に応じて適宜選択される。

また、光源９３は、透明ドラム９１の回転に応じて一緒に回転するよう設けられていてもよく、回転しないように独立して配置されていてもよい。後者の方が積算光量の均一化を図る点では有効である。

また、透明ドラム９１によってフィルム１０２を回転させながら光を照射するため、透明ドラム９１から独立して配置された光源９３からの光の出射は、内周面９００の一部のみに向けられてもよく、全体に向けられてもよい。

なお、光源９３が透明ドラム９１の回転軸Ｏ方向の全体に光を照射し得るのであれば、光源９３は回転軸Ｏ方向において固定されていてもよいが、必要に応じて回転軸Ｏ方向と平行に移動し得るようになっていてもよい。透明ドラム９１を回転させながら光源９３を回転軸Ｏ方向と平行に移動させることにより、フィルム１０２の周方向のみでなく、幅方向においても均一な光照射が可能になる。

光源９３の移動パターンには、回転軸Ｏと平行な成分のみでなく、直交する成分が含まれていてもよい。

（制御部）
吐出ノズル９２、光源９３およびドライヤー９４は、それぞれ制御部９５と電気的に接続されている。これにより、吐出ノズル９２による液状組成物１００の吐出動作、光源９３による光の照射動作、およびドライヤー９４による加熱動作が、それぞれ制御部９５によって協調的に制御される。協調制御の例としては、液状被膜１０１が目的とする厚さになるよう吐出ノズル９２の吐出量を制御すること、吐出量に応じて液状被膜１０１の乾燥の程度が最適になるよう加熱動作を制御すること、フィルム１０２の厚さに応じて積算光量が最適になるよう光の照射動作を制御すること等が挙げられる。

制御部９５は、設定値等を入力する入力部（キーボード等）、設定値やプログラム等を記憶する記憶部（ＲＡＭ等）、吐出ノズル９２、光源９３およびドライヤー９４からの信号とあらかじめ入力されたプログラムに応じて動作条件を算出する演算部（ＣＰＵ等）、演算結果を各部に出力する出力部等を備えている。具体的には、パーソナルコンピューター、マイコン等が挙げられる。

なお、制御部９５はこの他に、透明ドラム９１の回転動作も制御するようにしてもよい。

以上、図２に示す光導波路の製造装置９について説明したが、光導波路の製造装置９は上記の他に、例えば液状被膜１０１およびフィルム１０２の膜厚を測定する膜厚センサー、透明ドラム９１の温度や気温を測定する温度センサー等を備えていてもよい。これらのセンサー類も制御部９５と電気的に接続されることにより、センサー類で取得したデータを演算部でも演算結果に反映させることができ、実測値に基づいた厳密な製造条件の制御を行うことができる。その結果、厚さや屈折率分布の均一化が図られた高品質な光導波路１を確実に製造することができる。

（切断ツール）
図６は、本発明の光導波路の製造装置の第１実施形態の他の構成例を示す断面図である。

図６に示す光導波路の製造装置９は、さらにフィルム１０２を切断する切断ツール９６を備えている以外、図２に示す装置と同様である。

切断ツール９６は、透明ドラム９１の左側方に設けられ、フィルム１０２を切断し得るよう配置された加工刃９６１を備えている。ここで、切断ツール９６は、透明ドラム９１との離間距離が自在に変化するよう設けられている。そして、フィルム１０２中に複数個形成された光導波路１を互いに分離する際には、透明ドラム９１を回転させつつ、この加工刃９６１を透明ドラム９１側に近づけ、フィルム１０２に押し当てる。これにより、周方向に沿って切断加工が進行し、フィルム１０２を環状に切断（輪切り）することができる。その後、この環状のフィルム１０２を幅方向に切断して開くことにより、帯状の長尺光導波路１が得られる。

また、切断ツール９６は、回転軸Ｏと平行にも移動し得るようになっている。これにより、フィルム１０２の任意の位置を切断することができる。

加工刃９６１としては、機械的加工用の刃の他、電熱線等も用いられる。さらには、加工刃９６１を備えた切断ツール９６に代えてレーザー加工機を用いるようにしてもよい。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の光導波路の製造装置の第２実施形態について説明する。

図７は、本発明の光導波路の製造装置の第２実施形態の筒状体を示す下面図である。
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第２実施形態は、マスク付きドラム９０として、光透過性のない材料で構成された不透明ドラム９０１であって、この不透明ドラム９０１に所定のパターンで貫通孔が形成されてなるものを用いるようにした以外は、第１実施形態と同様である。すなわち、本実施形態に係るマスク付きドラム９０は、不透明ドラム９０１自体がフォトマスクとしての機能を備えている。

不透明ドラム９０１の構成材料は、光透過性のない材料であれば特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼のような鉄合金の他、真鍮のような銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金のような各種金属材料、ポリアセタール系樹脂、ポリスチレン系樹脂のような各種樹脂材料、アルミナ、ジルコニアのような各種セラミックス材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上の複合材料が用いられる。

不透明ドラム９０１には、線状の貫通孔である透過部９０１１とそれ以外の部分である遮蔽部９０１２とが形成されている。具体的には、透過部９０１１は、図７（ａ）に示すように、不透明ドラム９０１の回転軸に沿って複数本並列するように形成されている。透過部９０１１および遮蔽部９０１２のパターンは、製造しようとする光導波路におけるコア部とクラッド部の平面視形状に応じて設定される。

また、不透明ドラム９０１は、図７（ｂ）に示すように、周方向に沿って延在する細長い線状をなす透過部９０１３とそれ以外の部分である遮蔽部９０１４とを有するものでもよい。不透明ドラム９０１には、このような透過部９０１３が複数本並列するように形成されているが、各透過部９０１３は周方向の一部で途切れていることにより、ドラムとして形状を維持している。この途切れた部分は光導波路１の端部となる。

なお、本実施形態の場合、貫通孔が小さい場合には、表面張力により液状組成物１００が貫通孔に流れ込むことなく液状被膜１０１を成膜することもできるが、貫通孔が大きい場合には、あらかじめ形成しておいたフィルム１０２を載置するようにすればよい。

また、不透明ドラム９０１を覆うように透明なシートを設けるようにしてもよい。このシートを設けることにより、シート上に液状被膜１０１を成膜することが可能になる。

≪第３実施形態≫
次に、本発明の光導波路の製造装置の第３実施形態について説明する。

図８は、本発明の光導波路の製造装置の第３実施形態に含まれるダイコーターを示す分解斜視図である。

以下、第３実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第３実施形態は、吐出ノズル９２として、互いに組成が異なる液状組成物１００を用い、複数層同時に押し出す多色押出成形を行い得るダイコーター８００を用いる以外、第１実施形態と同様である。

ダイコーター８００は、図８に示すように、上リップ部８１１と、その下方に設けられた下リップ部８１２とを備えるダイヘッド８１０を有している。

上リップ部８１１および下リップ部８１２は、それぞれ長尺のブロック体で構成され、互いに重ね合わされている。合わせ面には空洞のマニホールド８２０が形成されている。マニホールド８２０の幅はダイヘッド８１０の右側ほど広くなるよう連続的に拡張している。一方、マニホールド８２０の厚さはダイヘッド８１０の右側ほど小さくなるよう連続的に縮小している。そして、マニホールド８２０の右端では、空洞の幅が最大でかつ厚さが最小になっており、スリット８２１を形成している。

このダイヘッド８１０は、マニホールド８２０の左側から供給された液状組成物１００をスリット８２１から右側に成形しつつ押し出すことができる。すなわち、スリット８２１の形状に応じて形成される液状被膜１０１の幅および厚さが決定される。

ダイヘッド８１０の左側には、ミキシングユニット８３０が設けられている。ミキシングユニット８３０は、液状組成物１００をそれぞれダイヘッド８１０に供給するための２系統の配管を組み合わせて構成されており、硬化物（固化物）の屈折率が相対的に高い液状組成物１００をダイヘッド８１０に供給する第１の供給管８３１と、硬化物（固化物）の屈折率が相対的に低い液状組成物１００をダイヘッド８１０に供給する第２の供給管８３２とを有している。

また、第１の供給管８３１および第２の供給管８３２から供給された液状組成物１００は、ダイヘッド８１０との接続を担う接続部８３５において合流し、ダイヘッド８１０のマニホールド８２０へと供給される。なお、第２の供給管８３２は、途中で上下２つに分岐し、接続部８３５の上層部および下層部にそれぞれ接続されている。すなわち、接続部８３５では、高屈折率の液状組成物１００で構成される１層の流れを、低屈折率の液状組成物１００で構成される上下２層の流れで挟み込むようにして合流する。このようにして３層からなる液状被膜１０１が得られる。なお、３層の層間では、組成の異なる液状組成物１００同士が混じり合うこととなり、組成比が連続的に変化することとなる。その結果、液状被膜１０１から製造される光導波路１は、厚さ方向において屈折率が連続的に変化することとなる。すなわち、本実施形態に係る光導波路の製造装置９を用いることにより、最終的に、厚さ方向においていわゆるグレーデッドインデックス型の屈折率分布を有する光導波路１を得ることも可能である。なお、液状組成物１００の粘度や組成等を調整することにより、混じり合いを最小限に留め、厚さ方向の屈折率分布をステップインデックス型にすることも可能である。

以上のように、本実施形態に係る光導波路の製造装置９によれば、コア層１３となる液状被膜１０１とクラッド層１１、１２となる２層の液状被膜１０１からなる多層被膜を一括して成膜することができるので、光導波路１の製造工程の簡素化を図ることができる。

＜光導波路の製造方法＞
≪第１実施形態≫
次に、本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態について説明する。

図９〜１３は、それぞれ本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態を説明するための図である。

光導波路の製造方法の第１実施形態は、フォトマスク層９９が設けられた透明ドラム９１（マスク付きドラム９０）の外周面９１０に液状組成物１００を供給し、フィルム１０２を形成するフィルム形成工程と、外周面９１０に形成されたフィルム１０２の一部を露光し、フィルム１０２に屈折率差を形成する露光工程と、フィルム１０２を切断する切断工程と、を有する。以下、各工程について詳述する。

（フィルム形成工程）
まず、光導波路１の製造に用いる光導波路形成用液状組成物１００を用意する。

液状組成物１００としては、光の照射により照射領域と非照射領域との間に屈折率差を形成し得る屈折率変調能を有するものや、光の照射により硬化する光硬化性を有するものが用いられる。

このうち、屈折率変調の原理には、モノマーディフュージョン、フォトブリーチング、光異性化、光二量化等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせたものが採用される。これらの原理による屈折率変調能を有する液状組成物１００は、屈折率変調能を有するフィルム１０２を形成し、このフィルム１０２の一部に光を照射することによって照射領域と非照射領域との間に屈折率差を形成することができる。その結果、フィルム１０２中にコア部１４と側面クラッド部１５とが形成されることとなり、フィルム１０２はコア層１３となる。

なお、屈折率変調の原理としては、特にモノマーディフュージョンが好ましく採用される。モノマーディフュージョンでは、ポリマー中にこのポリマーと屈折率の異なる光重合性モノマーが分散してなる材料で構成された層に対して部分的に光を照射し、光重合性モノマーの重合を生起させるとともに、それに伴って光重合性モノマーを移動、偏在させることにより、層内に屈折率の偏りを生じさせてコア部１４および側面クラッド部１５を形成させることができる。このような原理の屈折率変調においては、光を照射する領域を選択するのみで、いかなる形状のコア部１４をも簡単に形成することができるので、異なる仕様の光導波路１についても同一のフィルム１０２に対して混在形成することができる。その結果、多品種少量生産にも簡単に対応することができ、光導波路１の製造効率を飛躍的に高めることができる。

このうち、ポリマーとしては、例えば、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、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂等が挙げられ、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。

一方、モノマーとしては、分子構造中に重合可能な部位を有する化合物であればよく、例えば、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ノルボルネン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー、光二量化モノマー等が挙げられ、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。

また、フォトブリーチングは、光の照射により分子構造が切断され、それに伴って屈折率が低下するものである。

分子構造の切断を伴うポリマーとしては、上述したポリマーの主鎖に、光の照射により主鎖から離脱し得る離脱性の側鎖（離脱性基）が付いたものが用いられる。

離脱性基を含むポリマーとしては、例えば、分子構造中に、−Ｏ−構造、−Ｓｉ−アリール構造および−Ｏ−Ｓｉ−構造のうちの少なくとも１つを有するものが挙げられる。かかる構造は、カチオンの作用により主鎖から比較的容易に離脱し、離脱性基となり得る。

また、光異性化および光二量化は、光の照射により分子構造の一部が異性化または二量化して屈折率が変化するものである。

光異性化および光二量化するポリマーとしては、上述したポリマーの主鎖に、一部が光異性化または光二量化し得る構造を含む側鎖が付いたものが用いられる。

一部が光異性化または光二量化する化学構造としては、例えば、Ｎ＝Ｎ基、Ｃ＝Ｃ基、Ｃ＝Ｎ基、Ｃ＝Ｏ基等を含むものが挙げられる。これらの化学構造は、活性放射線の照射によりシス−トランス異性化や光Ｆｒｉｅｓ転位、脱炭酸（以上、光異性化）を生じたり、あるいは、隣り合って存在する二重結合同士の間に結合（以上、光二量化）が生じたりする。

液状組成物１００は、前述したように、吐出ノズル９２から透明ドラム９１の外周面９１０に供給される。これにより液状被膜１０１が得られる。この際、透明ドラム９１を固定した状態で吐出ノズル９２を透明ドラム９１の周方向に移動させるようにしてもよいが、吐出ノズル９２は固定した状態で透明ドラム９１を回転させつつ液状組成物１００を供給するのが好ましい。これにより、液状組成物１００を簡単に塗布することができ、かつ、周方向において液状被膜１０１の膜厚をより均一化することができる。また、透明ドラム９１を回転させながら液状被膜１０１を成膜することにより、液状被膜１０１には膜厚方向に遠心力が働く。このため、液状被膜１０１が外周面９１０に沿って広がり難くなり、液状被膜１０１の形状を維持し易くなる。その結果、目的とする形状のフィルム１０２を製造することができる。また、膜厚が均一になることにより、周方向における液だれは生じ難くなる。

また、吐出ノズル９２については、図３に示すように、透明ドラム９１の回転軸Ｏと平行に移動させることにより、液状被膜１０１の幅を自在に広げることができ、１枚のフィルム１０２から得られる光導波路１の数（取り数）を多くすることができる。

ここで、図９に示す吐出ノズル９２の移動パターンについて説明する。まず、液状組成物１００を吐出する際には吐出ノズル９２の移動を停止し、１周分の塗布を行う。この塗布が完了すると塗布幅１つ分だけ吐出ノズル９２をずらし、再び移動を停止した状態で１周分の塗布を行う。これらのプロセスを繰り返すことにより、図９に示すような環状の液状被膜１０１が得られる。そして、１つの環状の液状被膜１０１が成膜されると、今度は、吐出を停止した状態で一定距離移動させる。これにより、外周面９１０には何も成膜されない空白の領域が形成される。その後、再び、前述したプロセスを繰り返し行う。これにより、２つ目の環状の液状被膜１０１が成膜される。

このように吐出ノズル９２の移動パターンと吐出動作とを制御することのみで、所望の幅をもつ環状のフィルム１０２を複数個効率よく製造することができ、最終的には、環状の光導波路１を効率よく製造することができる。また、これらの環状の光導波路１は、製造時にすでに分離しているため、分離するための切断工程が不要である。このため、製造工程の簡略化が図られる。また、切断工程を経ないで製造された環状の光導波路１では、その縁部が滑らかなものとなる。このような光導波路１は、湾曲時に破断し難く、機械的特性に優れたものとなる。

なお、吐出ノズル９２の幅を広くすれば、１周塗布するだけで目的とする環状の液状被膜１０１を成膜することができるので、吐出ノズル９２をずらす制御が不要になる。

また、吐出ノズル９２を移動させる際、常に移動させながら吐出動作も連続的に行うようにしてもよい。これにより、図１０（ａ）に示すような螺旋状の液状被膜１０１が得られる。この場合も、吐出ノズル９２の位置をずらしながら繰り返し塗布を行うことにより、最終的に、所望の幅をもつ螺旋状の光導波路１を効率よく製造することができる。

このような製造方法によれば、吐出ノズル９２の移動パターンと吐出動作とを制御することのみで、透明ドラム９１の直径の３倍を超える非常に長尺のフィルム１０２も容易に製造することができ、最終的には、非常に長尺の光導波路１を製造することができる。そして、本発明によれば、このような非常に長尺の光導波路１を極めて省スペースで製造することができるので、製造工程の簡略化および低コスト化が図られるとともに、製造設備の簡素化および低コスト化も図られる。

また、図１０（ａ）に示すような螺旋状の液状被膜１０１に対して露光する際には、図１０（ｂ）に示すような螺旋状の透過部９９１および遮蔽部９９２を備えたマスク付きドラム９０を用いるようにすればよい。

なお、螺旋状の光導波路１は、その構成材料や厚さ等を調整することにより、長手方向に一定の弾性を有するものとすることができる。すなわちカールコードのように引張力に応じて自在に長さが変化し得るものとなるので、取り扱いが容易で敷設作業の効率化を高め得るものとなる。さらには、他の光導波路や電気配線等とも絡み難いものとなるため、敷設時の取り回しが容易になるという利点も有するものとなる。それに加え、螺旋状の光導波路１を引っ張ったときには、屈折し（折れ曲がり）難いあるいは破断し難いという利点もある。仮に屈折した場合には、その部位の曲率半径が著しく小さくなるため、伝送損失が著しく増加するおそれもあるが、螺旋状の光導波路１であればそのような問題の発生を抑えることができる。

一方、液状組成物１００として光硬化性を有するものを用いた場合、フォトリソグラフィー（現像）法、インプリンティング法等が用いられる。これらの方法では、まずフィルム１０２の一部を光硬化させたり、フィルム１０２の一部が残存するように除去したのち光硬化させたりする（あるいはその逆の順序で行う）ことにより、コア部１４を形成する。次いで、別の液状組成物を供給しコア部１４の側面を覆う。別の液状組成物としては、液状組成物１００よりも低屈折率のものが挙げられる。この別の液状組成物を用いて側面クラッド部１５を形成することにより、結果的にフィルム１０２に屈折率差が形成されることとなり、コア層１３が得られる。

なお、液状被膜１０１を乾燥する際には、ドライヤー９４等を用いて液状被膜１０１を加熱する。これにより、液状被膜１０１中の溶媒を除去して乾燥が進み、フィルム１０２が得られる。この際、透明ドラム９１を回転させながら加熱することにより、液状被膜１０１を均一に加熱することができるので、反りや歪みの少ないフィルム１０２が得られる。

（露光工程）
次に、フィルム１０２の一部を露光する。これにより、上述したような原理に基づいて屈折率差が形成され、フィルム１０２にはコア部１４および側面クラッド部１５が形成される。

図２に示す光導波路の製造装置９では、透明ドラム９１の内側に設けられた光源９３から透明ドラム９１の外周面９１０に形成されたフィルム１０２に向けて光が照射される。照射された光の一部は、フォトマスク層９９の透過部９９１を通過し、フィルム１０２が所定のパターンで露光される。この際、透明ドラム９１を回転させつつ露光するのが好ましい。これにより、周方向において露光量をより均一化することができる。

また、光源９３については、図１１に示すように、透明ドラム９１の回転軸Ｏと平行に移動させることにより、照射面積の小さい光源９３であっても大きなフィルム１０２に露光することができる。図１１では、透明ドラム９１の外周面９１０のほぼ全体にフィルム１０２が成膜されており、このフィルム１０２のうち、フォトマスク層９９の透過部９９１を透過して露光された領域の屈折率が相対的に低下し、これが側面クラッド部１５に転化するとともに、遮蔽部９９２に対応する領域の屈折率は相対的に上昇してコア部１４に転化する。

なお、液状組成物１００の種類によっては露光した領域がコア部１４になる場合もある。露光した領域の屈折率がどのように変化するかは、屈折率変調の原理に応じて決まるため、フォトマスク層９９のパターンについては、液状組成物１００における屈折率変調の原理に応じて適宜設定される。

一方、フォトマスク層９９については、透過部９９１および遮蔽部９９２が螺旋状をなしているものでもよい。このようなフォトマスク層９９を用いることにより、図１２に示すような螺旋状のコア部１４および側面クラッド部１５が得られ、非常に長尺の光導波路１を製造することができる。そして、このような非常に長尺の光導波路１を極めて省スペースで製造することができるので、製造工程の簡略化および低コスト化が図られるとともに、製造設備の簡素化および低コスト化も図られる。

なお、露光後には必要に応じてフィルム１０２を加熱して硬化させる。この際にも、透明ドラム９１を回転させながら加熱することにより、フィルム１０２を均一に加熱することができるので、反りや歪みの発生を抑えることができる。

また、部分的な積算光量を調整することにより、屈折率の変調幅を調整することができる。これを利用して、製造される光導波路１の屈折率分布について、ステップインデックス型、グレーデッドインデックス型のような分布を選択することができる。

積算光量を調整する際には、フォトマスク層９９としてハーフトーンマスクを用い、フォトマスク層９９の透過率を部分的に変えることによって調整することができる。

（切断工程）
次に、必要に応じて、フィルム１０２を切断する。例えばフィルム１０２に複数の光導波路を形成する場合には、これらを分離するため、透明ドラム９１の周方向に沿って切断する。具体的には、図６に示す光導波路の製造装置９を用い、図１３に示すように、フィルム１０２中に形成した側面クラッド部１５のうち、余白に相当する位置（切断線Ｃ）に切断ツール９６の加工刃９６１を押し当て、透明ドラム９１を回転させることにより切断する。これにより、環状のコア層１３が得られる。この環状のコア層１３の一部を切断し、開くことにより、帯状で長尺のコア層１３が得られる。これはそのまま光導波路１として用いることができる。

また、透明ドラム９１上にフィルム１０２を載置した状態で切断することにより、切断線Ｃをコア部１４に対して確実に平行にすることができる。このため、寸法のバラツキの少ない光導波路が得られる。

また、透明ドラム９１を回転させつつ、かつ切断ツール９６を回転軸Ｏと平行な方向に移動させつつ切断するようにしてもよい。これにより、フィルム１０２を螺旋状に切断することができる。

なお、必要に応じて、得られたコア層１３の下側にクラッド層１１を積層するとともに上側にクラッド層１２を積層するようにしてもよい。これにより、図１に示す光導波路１が得られる。なお、この積層プロセスは、切断工程の前に行うようにしてもよい。すなわち、切断前のフィルム１０２を透明ドラム９１から取り外し、クラッド層１１およびクラッド層１２と積層して積層体を得る。その後、この積層体について前述した切断線Ｃに沿って切断すればよい。

なお、クラッド層１１およびクラッド層１２についても、フィルム１０２と同様、光導波路の製造装置９を用いて製造することができる。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の光導波路の製造方法の第２実施形態について説明する。

図１４は、本発明の光導波路の製造方法の第２実施形態を説明するための図（断面図）である。

以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

光導波路の製造方法の第２実施形態は、透明ドラム９１の外周面９１０上に３層のフィルム１０２１、１０２２、１０２３を形成するようにした以外は、第１実施形態と同様である。

３層のフィルム１０２１、１０２２、１０２３のうち、中央のフィルム１０２２は、第１実施形態と同様、液状組成物１００を塗布することにより成膜される。

一方、フィルム１０２１およびフィルム１０２３は、屈折率変調能のない光硬化性または熱硬化性の液状組成物、すなわち液状組成物１００とは組成の異なる液状組成物を塗布することにより成膜される。

具体的には、まず、透明ドラム９１の外周面９１０に光硬化性または熱硬化性の液状組成物を塗布する。そして、得られた液状被膜を乾燥させ、フィルム１０２１を形成する。

次いで、フィルム１０２１上に液状組成物１００を塗布する。そして、得られた液状被膜を乾燥させ、第１実施形態に係るフィルム１０２と同様のフィルム１０２２を形成する。

次いで、フィルム１０２２上に光硬化性または熱硬化性の液状組成物を塗布する。そして、得られた液状被膜を乾燥させ、フィルム１０２３を形成する。

以上のようにして、図１４に示す、３層のフィルム１０２１、１０２２、１０２３からなる積層体１０２０を得る。

次いで、積層体１０２０の一部に対して露光を行う。これにより、屈折率変調能のあるフィルム１０２２において屈折率差が形成され、フィルム１０２２中にコア部１４と側面クラッド部１５とが形成される。
その後、積層体１０２０の硬化処理を行い、光導波路１が得られる。

なお、吐出ノズル９２として図８に示すようなダイコーター８００を用いることにより、３層のフィルム１０２１、１０２２、１０２３からなる積層体１０２０を一括して形成することができる。これにより、上記のようにフィルム１０２１、１０２２、１０２３を順次形成する場合に比べて、製造工程を簡略化することができる。その結果、光導波路１の低コスト化および高品質化を図ることができる。

＜電子機器＞
本発明の光導波路は、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルーター装置、ＷＤＭ装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器への適用が好適である。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光導波路を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。

さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度を高めて小型化が図られるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。

また、本発明の光導波路は、電気配線上に実装される用途の他、空間中に比較的中長距離（例えば数十ｃｍ以上）に敷設される用途にも好適に用いられる。このような用途には、例えば、サーバー等の基板同士を繋ぐもの、あるいは、サーバー等のラック同士を繋ぐもの等が挙げられる。なお、光導波路を用いることにより、配線の高集積化が図られるため、配線の量が減少する。このため、冷却効率が向上するという利点もある。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば光導波路あるいは光導波路の製造装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよく、複数の実施形態同士を組み合わせるようにしてもよい。
また、光導波路の製造方法には、任意の工程が追加されていてもよい。

次に、本発明の実施例について説明する。
１．光導波路の製造
（実施例１）
（１）離脱性基を有するポリオレフィン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも１ｐｐｍ以下に制御され、乾燥窒素で満たされたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン（ＨｘＮＢ）７．２ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン１２．９ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬバイアル瓶に計量し、脱水トルエン６０ｇと酢酸エチル１１ｇを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。

次に、１００ｍＬバイアルビン中にＮｉ触媒１．５６ｇ（３．２ｍｍｏｌ）と脱水トルエン１０ｍＬを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。

このＮｉ触媒溶液１ｍＬをシリンジで正確に計量し、上記２種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で１時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。

１００ｍＬビーカーに無水酢酸９．５ｇ、過酸化水素水１８ｇ（濃度３０％）、イオン交換水３０ｇを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて１２時間撹拌してＮｉの還元処理を行った。

次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの３０％水溶液を１００ｍＬ加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で３回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、６０℃に設定した真空乾燥機中で１２時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー＃１を得た。ポリマー＃１の分子量分布は、ＧＰＣ測定により、Ｍｗ＝１０万、Ｍｎ＝４万であった。また、ポリマー＃１中の各構造単位のモル比は、ＮＭＲによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が５０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が５０ｍｏｌ％であった。

（２）コア層形成用液状組成物の調製
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（東亜合成製 ＣＨＯＸ、ＣＡＳ＃４８３３０３−２５−９、分子量１８６、沸点１２５℃／１．３３ｋＰａ）２ｇ、重合開始剤（光酸発生剤） ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃ １７８２３３−７２−２）（０．０２５g、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄なコア層形成用液状組成物を得た。

（３）クラッド層形成用液状組成物の調製
精製した上記ポリマー＃１の各構造単位のモル比を、ヘキシルノルボルネン構造単位８０ｍｏｌ％、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位２０ｍｏｌ％にそれぞれ変更したものを、前記ポリマー＃１に代えて用いるようにした以外はコア層形成用組成物と同様にしてクラッド層形成用組成物を得た。
なお、得られたクラッド層形成用液状組成物は、屈折率変調能を有しないものである。

（４）コア層形成用フィルムの形成
図２に示す光導波路の製造装置を用い、吐出ノズルからコア層形成用液状組成物を回転中のマスク付きドラムの外周面上に吐出して液状被膜を得た。

次いで、マスク付きドラムを回転させつつ、液状被膜を５０℃の温度で１０分間加熱した。これにより液状被膜を乾燥させ、平均厚さ５０μｍのコア層形成用フィルムを得た。

なお、マスク付きドラムとしては、外径３５ｃｍ、長さ５０ｃｍ、肉厚５ｍｍの石英ガラス製円筒ドラムを使用し、その内周面に光導波路用のパターンを形成したフィルムマスクを貼り付けた。また、マスク付きドラムの回転数は０．７回／分とした。

（５）露光
次いで、マスク付きドラムを回転させつつ、コア層形成用フィルムに紫外線ランプからの紫外線を照射した。これにより、コア層形成用フィルムに屈折率差を形成した。

（６）硬化
次いで、露光工程を経たコア層形成用フィルムを１５０℃の温度で３０分間加熱した。これにより、コア層形成用フィルムを硬化させた。硬化後のフィルムには、直線状のコア部および側面クラッド部が形成されていることが確認された。

得られたコア層形成用フィルムのうち、一部をドラムの回転軸と平行な方向に切断し、ドラムから取り外した。取り外したコア層形成用フィルムは、長さ約１ｍ、幅約４０ｃｍの長方形をなすものであった。

（７）クラッド層形成用フィルムの形成
図２に示す光導波路の製造装置を用い、（４）と同様にして吐出ノズルからクラッド層形成用液状組成物を回転中のドラムの外周面上に吐出して液状被膜を得た。その後、コア層形成用フィルムと同様にして平均厚さ１０μｍのクラッド層形成用フィルムを２枚得た。

（８）積層・切断
２枚のクラッド層形成用フィルムの間にコア層形成用フィルムを挟み込み、これらを加圧・加熱することにより圧着させた。これにより積層フィルムを得た。

次いで、コア部のパターンに応じて積層フィルムを切断した。これにより、長さ約１ｍ、幅約２ｃｍの長尺光導波路を１８本得た。

（実施例２）
以下のように変更した以外、実施例１と同様にして長尺光導波路を得た。
（１）クラッド層形成用液状組成物の調製
精製した上記ポリマー＃１ １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（東亜合成製 ＣＨＯＸ、ＣＡＳ＃４８３３０３−２５−９、分子量１８６、沸点１２５℃／１．３３ｋＰａ）２ｇを加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、クラッド層形成用液状組成物を得た。

（２）光導波路形成用フィルムの作成
図２に示す光導波路の製造装置を用い、吐出ノズルからクラッド層形成用液状組成物を回転中のマスク付きドラムの外周面上に吐出して液状被膜を得た。次いで、マスク付きドラムを回転させつつ、液状被膜を５０℃の温度で１０分間加熱した。これにより液状被膜を乾燥させ、平均厚さ１０μｍのクラッド層形成用フィルムを形成した。

次いで、得られたクラッド層形成用フィルムの上にコア層形成用液状組成物を吐出して液状被膜を得た。次いで、マスク付きドラムを回転させつつ、液状被膜を５０℃の温度で１０分間加熱した。これにより液状被膜を乾燥させ、クラッド層形成用フィルム上に平均厚さ５０μｍのコア層形成用フィルムを形成した。

次いで、得られたコア層形成用フィルムの上にクラッド層形成用液状組成物を吐出して液状被膜を得た。次いで、マスク付きドラムを回転させつつ、液状被膜を５０℃の温度で１０分間加熱した。これにより液状被膜を乾燥させ、コア層形成用フィルム上に平均厚さ１０μｍのクラッド層形成用フィルムを形成し、積層フィルムを得た。

なお、マスク付きドラムとしては、外径３５ｃｍ、長さ５０ｃｍ、肉厚５ｍｍの石英ガラス製円筒ドラムを使用し、その内周面に光導波路用のパターンを形成したフィルムマスクを貼り付けた。また、マスク付きドラムの回転数は０．７回／分とした。

（３）露光
次いで、マスク付きドラムを回転させつつ、コア層形成用フィルムに紫外線ランプからの紫外線を照射した。これにより、コア層に屈折率差を形成した。

（４）硬化
次いで、露光工程を経た積層フィルムを１５０℃の温度で９０分間加熱した。これにより、積層フィルムを硬化させた。硬化後の積層フィルムのコア層には、直線状のコア部および側面クラッド部が形成されていることが確認された。

得られた積層フィルムのうち、一部をドラムの回転軸と平行な方向に切断し、ドラムから取り外した。取り外した積層フィルムは、長さ約１ｍ、幅約４０ｃｍの長方形をなすものであった。

（５）切断
コア部のパターンに応じて積層フィルムを切断した。これにより、長さ約１ｍ、幅約２ｃｍの長尺光導波路を１８本得た。

（実施例３）
図８に示す光導波路の製造装置を用い、コア層形成用液状組成物とクラッド層形成用液状組成物とを同時に成膜し、積層フィルムを一括で形成するようにした以外は、実施例２と同様にして長尺光導波路を得た。なお、液状被膜の乾燥時間は１５分とした。

（実施例４）
コア層形成用液状組成物とクラッド層形成用液状組成物として以下に示す方法で製造されたものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして長尺光導波路を得た。

（１）コア層形成用液状組成物の調製
エポキシ系ポリマーとして新日鐵化学（株）製のフェノキシ樹脂、ＹＰ−５０Ｓ ２０ｇ、モノマーとしてダイセル化学工業（株）製のセロキサイド２０２１Ｐ ５ｇ、および重合開始剤として（株）ＡＤＥＫＡ製のアデカオプトマーＳＰ−１７０ ０．２ｇを、メチルイソブチルケトン８０ｇ中に投入し、撹拌溶解して溶液を調製した。

次いで、得られた溶液を０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して清浄で無色透明なコア層形成用液状組成物を得た。なお、得られたコア層形成用液状組成物は、モノマーディフュージョンの原理により、屈折率変調を生じるものである。

（２）クラッド層形成用液状組成物の調製
ダイセル化学工業（株）製の脂環式エポキシ樹脂、セロキサイド２０８１ ２０ｇ、（株）ＡＤＥＫＡ製のカチオン重合開始剤、アデカオプトマーＳＰ−１７０ ０．６ｇ、およびメチルイソブチルケトン８０ｇを撹拌混合して溶液を調製した。

次いで、得られた溶液を０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して清浄で無色透明なクラッド層形成用液状組成物を得た。なお、得られたクラッド層形成用液状組成物は、屈折率変調能を有しないものである。

２．光導波路の評価
８５０ｎｍＶＣＳＥＬ（面発光レーザー）より発せられた光をコア径５０μｍの光ファイバーを経由して、各実施例で得られた長尺光導波路に導入し、出射した光をコア径２００μｍの光ファイバーで受光し、光の強度を測定した。そして、カットバック法により伝送損失を測定した。具体的には、光導波路の長手方向を横軸にとり、挿入損失を縦軸にとって測定値をプロットしたところ、測定値は直線上に並んだので、その直線の傾きから伝送損失を算出した。

測定の結果、伝送損失は０．１ｄＢ／ｃｍ以下の小さいものであった。このため、本発明によれば、小型で省スペースの製造装置であっても、伝送特性に優れた長尺の光導波路を製造し得ることが認められた。

１ 光導波路
１１、１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１５ 側面クラッド部
１００ 光導波路形成用液状組成物
１０１ 液状被膜
１０２ フィルム
１０２０ 積層体
１０２１、１０２２、１０２３ フィルム
８００ ダイコーター（多色押出成形装置）
８１０ ダイヘッド
８１１ 上リップ部
８１２ 下リップ部
８２０ マニホールド
８２１ スリット
８３０ ミキシングユニット
８３１ 第１の供給管
８３２ 第２の供給管
８３５ 接続部
９ 光導波路の製造装置
９０ マスク付きドラム
９００ 内周面
９０１ 不透明ドラム
９１ 透明ドラム
９１０ 外周面
９１１ ヒーター
９１２ 溝
９２ 吐出ノズル
９３ 光源
９４ ドライヤー
９５ 制御部
９６ 切断ツール
９６１ 加工刃
９９ フォトマスク層
９９１ 透過部
９９２ 遮蔽部
９０１１、９０１３ 透過部
９０１２、９０１４ 遮蔽部
Ｃ 切断線
Ｏ 回転軸

Claims (12)

1. 筒状体の外周面に光導波路形成用フィルムを設け、前記筒状体に設けられたフォトマスクを介して、前記筒状体の内側から前記フィルムの一部に露光して屈折率差を形成し、光導波路を得ることを特徴とする光導波路の製造方法。
2. 前記光導波路形成用フィルムは、前記筒状体を回転させつつ、前記筒状体の外周面に光導波路形成用液状組成物を供給して形成されたものである請求項１に記載の光導波路の製造方法。
3. 前記筒状体の回転軸に平行な方向に、前記筒状体に対して供給源を相対的に移動させつつ、前記供給源から前記光導波路形成用液状組成物を供給する請求項２に記載の光導波路の製造方法。
4. 前記光導波路形成用フィルムは、組成の異なる層を積層した積層体で構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
5. フォトマスクを備えた筒状体と、
   前記筒状体の内側に設けられた光源と、を有し、
   前記フォトマスクを介して、前記筒状体の外周面に設けられた光導波路形成用フィルムの一部に露光するよう構成されていることを特徴とする光導波路の製造装置。
6. 前記フォトマスクを備えた筒状体は、光透過性を有する材料で構成された透明筒状体と、前記透明筒状体の表面または内部に設けられた遮蔽部と、を有するものである請求項５に記載の光導波路の製造装置。
7. 前記フォトマスクを備えた筒状体は、光透過性のない材料で構成された不透明筒状体と、前記不透明筒状体に設けられた貫通孔と、を有するものである請求項５に記載の光導波路の製造装置。
8. 前記光透過性を有する材料は、石英ガラスである請求項６または７に記載の光導波路の製造装置。
9. 前記筒状体は、回転可能に設けられている請求項５ないし８のいずれかに記載の光導波路の製造装置。
10. さらに、前記筒状体の外周面に向けて光導波路形成用液状組成物を供給する供給源を有する請求項５ないし９のいずれかに記載の光導波路の製造装置。
11. 前記供給源は、前記筒状体の回転軸に平行な方向に移動可能になっている請求項１０に記載の光導波路の製造装置。
12. 請求項１ないし４のいずれかに記載の光導波路の製造方法により製造されたことを特徴とする光導波路。

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