JP3921900B2 - ポリマ光導波路の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリマ光導波路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、石英系光ファイバを基幹に用いた大容量情報伝送システムが、石英系光導波路を利用した波長多重光情報伝送技術により実現されている。石英系光導波路は石英ガラスの持つ高い信頼性（耐熱性、耐湿性、光透過性、無偏光性等）により、分岐、結合素子からアレイ型波長フィルタ等の長距離光伝送システムのキーデバイスになっている。
【０００３】
これらの素子は石英ガラスにより形成されるため、脆く、また、高温プロセス、反応性エッチング等の真空プロセスを必要とするため、コストが高くなるという問題がある。
【０００４】
ホームネットワーク、自動車内光ＬＡＮ等プラスチック光ファイバやポリマ光導波路を用いた汎用性の高いシステムが検討されている。これらの分野で最も重要な特性は量産性に優れること、すなわち、低コストで製品の生産が実現できることである。ポリマ光導波路の量産性を重視した方法として、特許登録第２７４２４６６号等の射出成形（射出成型）方法が挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術はクラッド基板を作製した後に、クラッド基板よりも高屈折率のコアを射出成型したり、塗布により形成するものである。
【０００６】
ここで、クラッド基板材料は、コア材料より低屈折率である必要があるため、高価で成型性等の制限が大きなフッ素樹脂を用いる場合が一般的であり、コストと特性の点で良いものが得られにくいという問題がある。
【０００７】
そこで、特開平２−８７１０５号公報に開示されている熱可塑性のクラッドシートを熱可塑性基板に貼付け、プレス加工により溝を形成し、コアを埋め込む方法が提案されている。この方法は、シートと基板とを貼合わせることが必要であり、その工程上の制約から導波路形状や基板形状が複雑なものは製造し難く、シート貼合わせ工程が必要なため、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、安価で特性の優れたポリマ光導波路の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、透明な合成樹脂からなるコアを透明な合成樹脂からなるクラッド基板に埋め込んだ後、透明な上部クラッド層で覆うポリマ光導波路の製造方法において、熱可塑性樹脂と液状の重合反応性物質前駆体との混合組成物を用い、コアを埋め込むための溝を有するクラッド基板を射出成形して形成した後、そのクラッド基板を加熱処理することにより上記溝の外側近傍に上記重合反応性物質前駆体をブリードさせ、そのブリードした重合反応性物質前駆体に紫外線か、あるいは電子ビーム等を照射することにより重合硬化させた重合反応性物質で低屈折率のクラッド層を形成し、上記溝内にそのクラッド層より高屈折率のコア層を形成するポリマ光導波路の製造方法である。
【００１０】
請求項２の発明は、上記熱可塑性樹脂としてナイロン樹脂を用い、上記重合反応性物質前駆体として低分子量の重合性フッ素化物である２，２，２−トリフルオロエチルアクリレートを用いる請求項１に記載のポリマ光導波路の製造方法である。
【００１１】
ここで、クラッド基板用の熱可塑性樹脂は特に限定されず、一般の射出成型可能な樹脂であれば良い。また、クラッド基板用の液状の重合反応性物質前駆体は熱可塑性樹脂と混合されて用いられるが、射出成型後の熱処理によりクラッド基板表面にブリード（染み出し）してクラッド層となる。そこで、この前駆体には染み出しやすいものである必要があり、また、クラッド層として用いられるため、低屈折率である必要がある。これらの特性を考え、比較的低分子量の重合性フッ素化物を用いることが望ましい。光導波路に必要とされるクラッドの低屈折率層の厚さは光の波長レベル以上（数μｍオーダー）であると言われている。従って、染み出しで形成される層の厚さも薄くて十分であるため、特性を劣化させることなく安価に製造することができる。
【００１２】
コアとしては透明性と成型性に優れているものであれば特に限定されない。また、コア製造方法やオーバークラッド製造方法についても特に限定されない。例えば、特許登録第２７４２４６６号「樹脂製光回路板及びその製法」に開示された射出成型で行う方法、特開平２−８７１０５号公報「光導波路の作製方法」に開示された塗布方法等が挙げられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
図１（ａ）は本発明のポリマ光導波路の製造方法を適用した一実施の形態を示す外観斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線部分拡大断面図である。
【００１５】
このポリマ光導波路は、透明な合成樹脂からなるコア層１と、コア層１を覆う透明な合成樹脂からなるクラッド基板２と、コア層１及びクラッド基板２を覆う透明な合成樹脂からなる上部クラッド層３とで構成されている。クラッド基板２は、熱可塑性樹脂と液状の重合反応性物質前駆体との混合組成物２ｂと、混合組成物２ｂの表面近傍に染み出した重合反応性物質前駆体が硬化したスキン層２ａとで構成されている。スキン層２ａはコア層１より屈折率が低く厚さが薄い。
【００１６】
このようなポリマ光導波路は、透明な合成樹脂からなるコア１を透明な合成樹脂からなるクラッド基板２に埋め込んだ後透明な上部クラッド層３で覆う際に、熱可塑性樹脂と液状の重合反応性物質前駆体との混合組成物を用い、コアを埋め込むための溝を有するクラッド基板２を射出成形して形成した後、そのクラッド基板２を加熱処理することにより溝の外側近傍に重合反応性物質前駆体２ａをブリードさせ、そのブリードした重合反応性物質前駆体２ａに紫外線か、あるいは電子ビーム等を照射することにより重合硬化させた重合反応性物質で低屈折率のクラッド層２ａを形成し、溝内にそのクラッド層２ａより高屈折率のコア層１を形成することにより得られる。
【００１７】
このような方法を用いることにより安価で特性の優れたポリマ光導波路が得られる。
【００１８】
【実施例】
次に具体的な数値を挙げて説明するが限定されるものではない。
【００１９】
クラッド基板２は、ナイロン樹脂に２、２、２−トリフルオロエチルメタクリレートが３ｗｔ％混入されたものであり、このクラッド基板２を射出成型し（コア層１埋め込み用の溝も同時に形成される）、空気恒温槽で１２０℃１時間加熱処理すると、クラッド基板２の溝の外側近傍に２、２、２−トリフルオロエチルアクリレートがブリードする。
【００２０】
次いでこのクラッド基板２に紫外線を照射し、クラッド基板２の溝の外側近傍にブリードした２、２、２−トリフルオロエチルアクリレートを重合硬化させることにより、クラッド層（屈折率１．４２）２ａが形成される。
【００２１】
次いで透明な室温硬化型エポキシ樹脂（屈折率１．５３）を溝に流し込み硬化させ、さらに２、２、２−トリフルオロエチルアクリレートを塗布し、紫外線硬化させることにより上部クラッド層３が形成される。この結果、安価で特性の優れた光ポリマ導波路が得られる。
【００２２】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００２３】
安価で特性の優れたポリマ光導波路の製造方法の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のポリマ光導波路の製造方法を適用した一実施の形態を示す外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１ コア
２ クラッド基板
２ａ クラッド層（重合反応性物質前駆体、スキン層）
２ｂ 混合組成物
３ 上部クラッド層

Claims (2)

1. 透明な合成樹脂からなるコアを透明な合成樹脂からなるクラッド基板に埋め込んだ後、透明な上部クラッド層で覆うポリマ光導波路の製造方法において、熱可塑性樹脂と液状の重合反応性物質前駆体との混合組成物を用い、コアを埋め込むための溝を有するクラッド基板を射出成形して形成した後、そのクラッド基板を加熱処理することにより上記溝の外側近傍に上記重合反応性物質前駆体をブリードさせ、そのブリードした重合反応性物質前駆体に紫外線か、あるいは電子ビーム等を照射することにより重合硬化させた重合反応性物質で低屈折率のクラッド層を形成し、上記溝内にそのクラッド層より高屈折率のコア層を形成することを特徴とするポリマ光導波路の製造方法。
2. 上記熱可塑性樹脂としてナイロン樹脂を用い、上記重合反応性物質前駆体として低分子量の重合性フッ素化物である２，２，２−トリフルオロエチルアクリレートを用いる請求項１に記載のポリマ光導波路の製造方法。

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