KR100921866B1 - 광도파로 필름 및 광전기 혼재 필름 - Google Patents

광도파로 필름 및 광전기 혼재 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광도파로의 코어 사이즈를 유지한 채로, 높은 내굴곡성을 갖는 광도파로 필름 또는 광전기 혼재 필름을 제공한다. 구체적으로는 광도파로를 구성하는 수지로 이루어지는 코어 및 수지로 이루어지는 클래드를 포함하는 플렉서블한 광도파로 필름으로서, 적어도 상기 코어가 연장하는 방향과 교차하도록 굴곡되는 개소에, 상기 코어가 연장하는 방향과 같은 방향으로 연장하는, 내부가 공극(空隙)인 홈을 갖는 광도파로 필름을 제공한다. 이들 필름은 전자 기기의 소형화에 기여할 수 있다.

Description

광도파로 필름 및 광전기 혼재 필름{OPTICAL WAVEGUIDE FILM AND PHOTOELECTRIC FILM}
본 발명은 고분자 광도파로 필름에 관한 것이다. 특히, 플렉서블해서 굴곡성을 갖는 고분자 광도파로 필름 및 이를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.
광전파 손실이 작고, 또한 전송 대역이 넓다고 하는 특징을 갖는 석영 유리나 다성분 유리 등의 무기계의 재료가, 광부품 또는 광파이버의 기재로서 널리 사용되어 왔지만, 최근에는 고분자계의 재료도 개발되어 있다. 고분자계의 재료는 무기계 재료에 비해서 가공성이나 가격면에서 우수하기 때문에 광도파로용 재료로서 주목받고 있다.
예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 혹은 폴리스티렌과 같은 투명성이 높은 고분자를 코어로 하고, 그 코어 재료보다 굴절율이 낮은 고분자를 클래드 재료로 한 코어 클래드 구조로 이루어지는 평판형 광도파로가 제작되어 있다. 또한, 내열성이 높은 투명성 고분자인 폴리이미드를 이용하여, 저손실의 평판형 광도파로가 실현되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
이들 고분자 재료로 만들어진 광도파로는 유연성이 있기 때문에, 반도체 레이저나 석영제 광파이버 등과, 단면을 손상하지 않고 접촉하여 저손실로 접속할 수 있는 것 등이 기대되고 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).
또한, 이들 고분자계의 광도파로는 유연성이 있기 때문에, 전기 회로로써 이용되고 있는 플렉서블 전기 회로 기판과 같이 응용되는 것도 기대되고 있다. 플렉서블 전기 회로 기판은 예컨대, 휴대 전화 등에 있어서 경첩(힌지)으로 결합된 2개의 부위 사이에 걸쳐서 배치되어, 힌지부에 있어서 힌지의 굵기에 따른 곡율 반경으로 굴곡성을 가지면서 축 또는 동공을 둘러싸고 있고, 그 위에서 곡율 반경보다 약간 큰 방호 커버 등으로 덮여져 있다.
최근, 휴대 전화에는 고속 전송 및 공간 절약화 등이 요구되고 있기 때문에, 회로 기판은 이 힌지부에서 작은 구부림 반경(2mm 정도)으로 굴곡되어 있다. 이 때문에, 플렉서블 전기 회로 기판에서는 노이즈가 발생하거나, 화상의 화질이 열화하는 등의 문제가 표면화되고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 하나의 수법으로서, 전기 회로 대신에 광배선을 이용하는 것을 들 수 있다. 광 배선의 하나로서, 플렉서블한 광도파로 필름을 생각할 수 있다.
또한, 힌지부에 걸치는 부위에 광 배선과 함께, 한쪽 보드에 전원을 공급하는 것 등을 위해 전기 배선도 필요하게 되는 경우에는, 각 배선을 따로따로 접속하는 방법도 생각할 수 있지만, 광도파로 필름에 전기 배선층이 형성된 광전기 혼재 필름을 이용하는 것을 생각할 수 있다. 광전기 혼재 필름에 의하면, 공간 절약, 박형·소형화에 대응할 수 있다고 생각되지만, 광도파로 필름과 플렉서블 전기 배 선 필름을 적층한 일체형 광전기 혼재 필름의 전체 두께는 두껍게 되기 때문에(예컨대, 150㎛를 초과한다), 내굴곡성이 열화할 염려가 있다.
내굴곡성을 높이기 위해서 광도파로 필름의 두께를 얇게 하기 위해서는 광도파로 필름의 코어 사이즈를 작게 하는 것을 생각할 수 있지만, 광도파로 필름의 코어 사이즈가 작아지면, 다른 광부품과의 위치 어긋남 허용도가 작아져서, 광 결합 효율의 저감으로 이어진다. 예컨대, 광도파로 필름과 다른 광부품을 광 결합하기 위해서 정렬을 행하는 경우, 광 입력부의 코어 직경은 현 상태에서는 100㎛~150㎛ 정도가 요구되고, 또한 광도파로 필름의 두께는 코어 직경에 30㎛ 정도 가산한 두께가 된다. 이러한 두께를 갖는 광도파로 필름은 굴곡부에서 광손실 뿐만 아니라, 광도파로의 파단(破斷) 등을 야기할 수도 있다. 또한, 광도파로 필름과 전기 배선 필름을 적층하여 일체화하면, 굴곡부는 또한 10~50㎛나 두껍게 되어 버려서, 굴곡성은 더 열화해 버린다.
한편, 고분자 광도파로 필름의 제조 방법의 하나로서, 전사법이 알려져 있다. 전사법이란, 코어에 대응한 돌기를 갖는 형에 클래드가 되는 수지를 도포하여 코어가 형성되는 홈이 전사된 클래드 필름을 형성하고; 다음으로 형으로부터 박리된 클래드 필름의 홈에 코어가 되는 수지를 매립하며; 또한 그 코어 상에 클래드가 되는 수지를 도포하여 클래드 내에 매립된 코어를 구비한 광도파로를 형성하는 방법이다. 전사법에 있어서, 폴리이미드로 이루어지는 코어는 많은 용제를 포함하는 수지 전구체(폴리아미드산) 용액을 도포 및 건조하여 형성되지만, 용제를 증발시킬 때에 코어의 크기가 크게 감소해 버리는 일이 있다. 광도파로와 발광 소자의 위치 맞춤을 생각한 경우, 코어 직경은 큰 편이 좋기 때문에, 제조시에 코어가 감소하는 것은 바람직하지 못한 경우가 있다.
또한, 고분자 광도파로 필름의 제조 방법의 하나로서, 다이싱으로 코어를 가공하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 3 참조). 클래드층 위에 코어재로 이루어지는 층이 형성된 적층체에, 다이싱으로 2개의 홈을 형성하고, 코어재로 이루어지는 층의 일부를 삭제하여 코어를 형성한다. 그 후, 상부에 클래드재를 도포하고 홈의 내부를 클래드재로 채운다. 이러한 방법에 의하면, 코어의 두께를 크게 할 수 있지만, 형성한 홈을 수지로 완전히 채워 버리기 때문에, 예컨대 코어 두께 50㎛로 하고자 하면, 이 깊이의 홈을 채우기 위해서는 전체 필름 두께가 100㎛ 이상이 된다. 이와 같이 두꺼운 필름은 굴곡되거나 혹은 기기 내의 힌지에 감겨져서 이용되는 경우 등에, 굴곡성이 열화하고 또한 비틀림에 대해서도 약해진다. 반대로, 전체 필름 두께를 얇게 하고자 하면, 홈 가공 후의 핸들링이 곤란해 지거나, 홈을 클래드로 채워 넣을 때에 휘어짐이나 변형이 발생하는 일이 있다.
특허 문헌 1 : 일본국 특허 공개 평성 제 4-9807 호 공보
특허 문헌 2 : 일본국 특허 공개 2002-318318 호 공보
특허 문헌 3 : 일본국 특허 공개 평성 제 8-286064 호 공보
본 발명의 목적은 상기 과제를 회피하기 위해, 광도파로의 코어 사이즈를 어느 정도의 크기 이상으로 유지한 채로, 높은 내굴곡성을 갖는 광도파로 필름 또는 광전기 혼재 필름을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 이하에 나타내는 광도파로 필름, 또는 광전기 혼재 필름에 관한 것이다.
[1] 광도파로를 구성하는 수지로 이루어지는 코어 및 수지로 이루어지는 클래드를 포함하는 광도파로 필름으로서,
적어도 상기 코어가 연장하는 방향과 교차하도록 굴곡되는 개소에, 상기 코어가 연장하는 방향과 같은 방향으로 연장하는, 내부가 공극(空隙)인 홈을 갖는 광도파로 필름.
[2] 상기 광도파로 필름의 두께는 200㎛ 이하인, [1]에 기재된 광도파로 필름.
[3] 상기 홈 바닥의 필름의 두께는 상기 광도파로 필름의 두께의 절반 이하인, [1] 또는 [2]에 기재된 광도파로 필름.
[4] 클래드재로 이루어지는 제 1 층, 코어재로 이루어지는 제 2 층, 클래드재로 이루어지는 제 3 층이 이 순서대로 적층되고, 상기 홈이 코어의 양측방으로 제 3 층과 제 2 층을 절단하고 또한 코어를 구획하도록 형성되어 있고, 상기 홈 바닥이 제 2 층과 제 1 층의 계면과 같은 높이 또는 계면보다 밑에 있는 것을 특징으로 하는 [1]~[3] 중 어느 하나에 기재된 광도파로 필름.
[5] 클래드재로 이루어지는 제 1 층, 코어재로 이루어지는 제 2 층, 클래드재로 이루어지는 제 3 층이 이 순서대로 적층되고, 상기 홈이 코어의 양측방으로 제 3 층과 제 2 층을 절단하고 또한 코어를 구획하도록 형성되어 있고, 또한 제 3 층의 상면, 제 3 층 및 제 2 층의 측벽, 및 상기 홈 바닥의 제 1 층을 연속하여 피복하는 클래드재로 이루어지는 제 4 층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 [1]~[3] 중 어느 하나에 기재된 광도파로 필름.
[6] 상기 코어는 상기 홈과 이격되어 있는 [1]~[3] 중 어느 하나에 기재된 광도파로 필름.
[7] 상기 코어는 상기 홈의 측단부에 접하고 있는 [1]~[3] 중 어느 하나에 기재된 광도파로 필름.
[8] 상기 코어는 상기 홈의 하부에 있는 [1]~[3] 중 어느 하나에 기재된 광도파로 필름.
[9] [1]~[8] 중 어느 하나에 기재된 광도파로 필름 및 상기 광도파로 필름의 적어도 양단부와 고착되어 있는 전기 배선 필름을 포함하는 광전기 혼재 필름.
본 발명의 제 2 는 이하에 나타내는 전자 기기에 관한 것이다.
[10] [1]~[8] 중 어느 하나에 기재된 광도파로 필름이 상기 홈이 연장하는 방향과 교차하도록 굴곡되어 수납되어 있는 전자 기기.
[11] [9]에 기재된 광전기 혼재 필름이 상기 홈이 연장하는 방향과 교차하도록 굴곡되어 수납되어 있는 전자 기기.
이상 본 발명에 있어서의 광도파로 필름은 코어층과 클래드층에 더해서 별도의 층을 포함해도 된다. 별도의 층으로서는 예컨대 지지 필름이나 접착층을 들 수 있다.
발명의 효과
본 발명의 광도파로 필름 또는 광전기 혼재 필름은 일정 이상의 코어의 두께를 가지면서 굴곡성이 우수하다. 이 때문에, 전자 기기 내에 굴곡되어 수납될 수 있음과 아울러, 다른 광부품(예컨대 광전 소자)과의 위치 맞춤이 용이하게 된다. 이로써, 전자 기기의 소형화도 달성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 광도파로의 각 형태의 예를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 광도파로 필름의 제조 흐름의 일례를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 광도파로 필름의 제조 흐름의 일례를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 광도파로 필름의 일례의 사시도,
도 5는 본 발명의 광전기 혼재 필름의 제조 흐름의 일례를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 광전기 혼재 필름의 제조 흐름의 일례를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 광도파로 필름을 수납하고 있는 전자 기기를 도시하는 도면.
1. 본 발명의 광도파로 필름
본 발명의 광도파로 필름은 광도파로를 구성하는 코어, 및 상기 코어의 적어도 일부를 둘러싸는 클래드를 포함하며, 또한 상기 코어가 연장하는 방향과 같은 방향으로 연장하는 홈을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 광도파로 필름은 유연성을 갖고, 홈이 있는 부분에서 굴곡할 수 있다.
본 발명의 광도파로 필름은 수지로 이루어지는 필름인 것을 특징으로 한다. 필름의 유연성을 확보하기 위해서다.
본 발명의 광도파로 필름의 두께는 소망하는 유연성을 얻을 수 있는 두께면 되지만, 통상은 상한값으로서 200㎛이 바람직하고, 150㎛이 보다 바람직하며, 더욱이는 120㎛인 것이 바람직하다. 또한, 하한값은 취급성이나 광도파 성능으로부터 20㎛이 바람직하고, 40㎛인 것이 보다 바람직하다. 여기서 「광도파로 필름의 두께」란 굴곡되는 개소에서 홈이 아닌 부분의 필름의 두께를 의미한다. 또한 「광도파로 필름의 두께」는 광도파로 필름에 별도의 층(지지 필름 등)이 고착되어 있는 경우에는 그 별도의 층의 두께를 포함하는 총 두께를 말한다. 굴곡되는 개소에서 홈이 아닌 부분의 필름의 두께가 일정하지 않은 경우에는 그 최대 두께를 의미한다.
본 발명의 광도파로 필름에 있는 홈은 광도파로인 코어가 연장하는 방향과 같은 방향으로 연장하고 있는 것이 바람직하다. 같은 방향이란, 평행 방향인 것을 포함하지만, 반드시 평행할 필요는 없다. 예컨대, 코어와 코어의 사이에 배치되는 홈은 코어와 교착하여 코어를 절단하지 않도록 되어 있으면 되고, 홈이 연장하는 방향과 코어가 연장하는 방향에 어긋남이 있어도 상관없다.
굴곡성을 높이기 위해서는 본 발명의 광도파로 필름의 홈 바닥의 필름의 두께, 즉 홈바닥부 아래의 필름의 나머지 두께는 광도파로 필름의 두께(즉, 굴곡되는 개소에서 홈이 아닌 부분의 필름의 두께)의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 홈 바닥의 필름의 두께란, 굴곡되는 개소에서 그것이 일정하지 않은 경우에는 그 최대값을 의미한다. 또한 홈 바닥의 필름의 두께는 홈바닥부 밑으로 별도의 층(지지 필름 등)이 고착되어 있는 경우에는 그 별도의 층의 두께를 포함하는 총 두께를 말한다. 또한, 상기 홈바닥부 아래의 필름의 나머지 두께는 10㎛~100㎛이 바람직하고, 20㎛~75㎛이 보다 바람직하다.
본 발명의 광도파로 필름에 형성되는 홈의 폭은 특별히 한정되지 않고, 광도파로 필름을 핸들링하는데 필요한 강성에 따라 적절하게 결정하면 된다. 통상은 홈의 폭은 홈의 깊이보다 짧은 것이 바람직하다.
홈은 굴곡되는 개소의 적어도 일부에, 바람직하게는 굴곡되는 개소 전체에 걸쳐 존재하고 있으면 되고, 그 길이는 특별히 한정되지 않는다. 굴곡되는 개소를 지나서 광도파로 필름의 전체 길이에 걸쳐 존재하고 있어도 상관없다. 또한, 광도파로 필름에 존재하는 홈은 직선 형상이여도, 곡선 형상이여도 된다.
본 발명의 광도파로 필름은 1 또는 2 이상의 홈을 포함한다. 2 이상의 홈을 포함하는 경우에는 각각 같은 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 같은 방향이란, 평행 방향으로 형성되어 있는 것을 포함하지만 반드시 평행할 필요는 없다.
본 발명의 광도파로 필름의 홈은 그 내부가 공극으로 되어 있으면 된다. 따라서, 홈의 내벽면에 클래드재로 이루어지는 막이 코팅되어 있어도 된다. 특히, 코어가 절단되어 이루어진 벽면은 클래드재로 이루어지는 막으로 피복되는 것이 바람직하다. 클래드재로 이루어지는 막은 1㎛ 정도의 막 두께를 갖고 있으면 된다. 이에 따라 절단면이 노출되지 않기 때문에, 오염이나 사용자 앞으로 다른 수지가 도포된 경우의 광 도파 특성에 대한 영향을 막을 수 있다.
본 발명의 광도파로 필름에 있어서의 코어의 재질은 투명성의 수지라면 되지만, 필름 자체에 굴곡성을 갖게 하게 하기 위해서, 코어의 재질 자체에도 굴곡성이 있는 것이 바람직하다. 굴곡성이 있는 투명성 수지의 예로는 폴리이미드 수지(불소계 폴리이미드 수지를 포함한다), 실리콘 변성 에폭시 수지, 실리콘 변성 아크릴 수지, 실리콘 변성 폴리노르보넨 등이 포함된다.
또한, 본 발명의 광도파로 필름에 있어서의 코어의 재질은 후술하는 클래드의 재질보다 굴절율이 높은 것이 필요하다. 굴절율의 조정은 예컨대 폴리이미드 수지라면, 폴리이미드 수지의 구성 단위인 산이무수물과 디아민 중 디아민의 조성을 적절히 조정함으로써 이루어질 수 있다.
본 발명의 광도파로 필름에 있어서의 코어의 두께는 필요한 코어 직경에 대응시키면 되고, 특별히 한정되지 않지만, 다른 광 부품과의 위치 정렬을 쉽게 한다는 점에서, 40㎛ 이상인 것이 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지 않지만 100㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 코어의 폭은 40㎛~200㎛ 정도면 되지만, 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 광도파로 필름의 클래드의 두께는 광도파로 필름의 굴곡성을 높이기 위해서 얇은 것이 바람직하다. 따라서, 코어로부터 광학적 누설이 없는 범위에서 얇게 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 코어의 재질의 굴절율 ncore와 클래드의 재 질의 굴절율 nclad의 비굴절율차 「(ncore-nclad/ncore)×100:(850nm, 실온)」가 1% 이상인 경우에 클래드의 두께는 5㎛ 정도 이상이면 된다.
본 발명의 광도파로 필름의 코어와 홈은 상술한 바와 같이, 같은 방향으로 형성되어 있지만, 양자의 위치 관계는 적절하게 선택된다.
예컨대, 코어(1)는 홈(2)과 이격되어 배치될 수 있다(도 1(a) 참조). 코어(1)와 홈(2)의 사이에는 클래드(3)가 존재하고 있으면 된다. 또한 복수의 홈(2)이 있는 경우에는 그 홈끼리의 사이 중간에 코어(1)가 존재하고 있는 것이 바람직하다.
한편, 코어(1)는 홈(2)의 측단부에 접해 있어도 된다(도 1(b) 참조). 도 1(b)에 도시된 광도파로 필름에 있어서는 홈(2)의 내부 공간 자체가 클래드로서 작용하여 코어(1)에 광이 가두어진다. 또한 홈의 벽면을 보호하기 위해서, 벽면에 클래드재로 이루어지는 보호막(4)을 마련해도 된다(도 1(c) 참조).
또한, 코어(1)는 홈(2)의 하부에 배치되어 있어도 된다(도 1(d) 참조). 홈(2)의 하부에 코어(1)가 존재하는 경우에는 그 홈의 깊이가 충분하지 않은 경우, 즉 홈 바닥의 필름의 두께(5)가 두꺼운 경우(예컨대 홈이 형성되어 있지 않은 부분의 두께(6)의 1/2 이상인 경우)에는 충분한 깊이를 갖는 홈이 별도로 설치되는 것이 바람직하다(예컨대, 도 1(e) 참조). 도 1(e)에 도시된 광도파로 필름에서는 중앙의 홈(2) 밑으로 코어(1)가 형성되어 있지만, 중앙의 홈(2) 바닥의 필름 두께가 크기 때문에, 그 양편에 별도에 충분한 깊이를 갖는 홈(7)이 마련되고, 홈(7) 바닥 의 필름 두께(8)는 작게 되어 있다.
본 발명의 광도파로 필름은 홈이 연장하는 방향과 교차하도록 굴곡된다(도 4(b) 참조). 즉, 굴곡된 필름의, 홈이 연장하는 방향에 따른 단면을 보면, 굴곡부에서 홈이 커브져 있다. 필름이 굴곡된 경우에, 홈은 굴곡면의 외측에 있어도, 내측에 있어도 된다. 본 발명의 광도파로 필름에 있어서의 홈은 필름이 굴곡했을 때나 뒤틀렸을 때, 응력을 분산시키도록 작용하기 때문에, 응력이 홈 부분에서 완화된다. 따라서, 본 발명의 광도파로 필름은 굴곡의 반복에 대한 내성이 높을 뿐만 아니라, 비틀어짐에 대한 내성도 높다.
본 발명의 광도파로 필름의 굴곡되는 개소에서의 탄성율은 1GPa~8GPa인 것이 바람직하다. 여기서 「탄성율」이란 「인장 탄성율」을 의미한다. 이 인장 탄성율이란 굴곡되는 개소의 필름과 같은 구성의 샘플(폭 5mm, 길이 80mm)에 대하여, 인장 시험기를 이용하여 측정한 응력-왜곡선의 탄성 영역의 기울기를 말한다.
본 발명의 광도파로 필름은 전기 배선 필름에 부착되어서, 광전기 혼재 기판이 되어도 된다. 본 발명의 광전기 혼재 기판은 전술한 광도파로 필름과 플렉서블한 전기 배선 필름이 적어도 각각의 양단부에서 고착된 것이다. 굴곡성을 향상시키기 위해서, 굴곡되는 개소에서는 양자는 고착되지 않는 것이 바람직하다. 고착 방법으로서는 양자의 고착 개소를 접착제로 접합하는 방법이 있고, 접합을 위한 접착제로서, 열가소성 폴리이미드나 에폭시 수지 등을 이용할 수 있다. 다른 고착 방법으로서, 커넥터에 광도파로 필름 및 전기 배선 필름의 단부가 각각 끼워짐으로써, 커넥터의 구성 부재를 통해서 고착되어 있어도 된다. 전기 배선 필름은, 예컨 대 폴리이미드 필름에 동층(銅層)의 배선 패턴이 형성된 전기 배선판 등의 주지된 것이면 된다. 굴곡부에서 광도파로 필름과 전기 배선 필름이 접착되어 있는 경우에도, 각각의 필름의 굴곡되는 개소에서의 탄성율은 어느 것이나 1GPa~8GPa인 것이 바람직하다.
본 발명의 광도파로 필름 및 광전기 혼재 기판은 전자 기기에 격납되어 이용될 수 있다. 상세한 것은 후술한다.
2. 본 발명의 광도파로 필름의 제조 방법
본 발명의 광도파로 필름은 임의의 방법으로 제조될 수 있지만, 이하의 2개의 방법으로 크게 나눌 수 있다(A법 및 B법).
(A법) 클래드재로 이루어지는 제 1 층, 제 1 층상에 마련된 코어재로 이루어지는 제 2 층, 및 제 2 층상에 마련된 클래드재로 이루어지는 제 3 층을 포함하는 적층체를 준비하고; 제 3 층 및 제 2 층을 절단하며 또한 코어를 구획하도록 홈을 형성한다(도 2 참조).
(B법) 클래드재로 이루어지는 하부 클래드층을 형성하고; 하부 클래드층에 코어 패턴이 되는 홈을 형성하며; 코어 패턴이 되는 홈 내부에 코어재로 이루어지는 코어층을 형성하고; 더욱 바람직하게는 코어층 위에 클래드재로 이루어지는 상부 클래드층을 형성한다(도 3 참조).
(1) A법에 대해서
상기 적층체는 제 1 층, 제 2 층, 제 3 층의 순서로 기판상에 적층하여 제조 되거나: 혹은 제 2 층의 한쪽면에 제 1 층을 형성하고, 다른 한쪽면에 제 3 층을 형성함으로써 제조될 수 있다. 제 1 층을 구성하는 클래드재와, 제 3 층을 구성하는 클래드재는 동일한 재질이여도 되고, 다른 재질이여도 된다.
각 층의 구체적인 형성법은 각 층을 구성하는 재질에 따라 다르지만, 예컨대 그 재질이 폴리이미드인 경우에는 폴리아미드산 용액을 도포하고, 또한 열처리함으로써 이미드화시켜 형성하면 된다. 폴리아미드산 용액의 도포는 예를들면 스핀 코트법에 의해서 이루어질 수 있다.
상기 제 1 층~제 3 층을 포함하는 적층체는 기판상에 형성되는 것이 바람직하다(도 2(a) 참조:기판은 도시하지 않음). 기판의 예로는 실리콘 웨이퍼가 포함된다. 적층체의 제 1 층은 클래드재로 이루어지는 층(11)이며, 그 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상은 5㎛~30㎛인 것이 바람직하다. 적층체의 제 2 층은 코어재로 이루어지는 층(12)이며, 그 두께는 제조되는 광도파로 필름의 코어 직경에 대응한 두께면 되고, 통상은 40㎛~100㎛인 것이 바람직하다. 적층체의 제 3 층은 클래드재로 이루어지는 층(13)이며, 그 두께를 코어로부터의 광학적 누설이 없는 범위에서 얇게 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 코어의 재질의 굴절율 ncore와 클래드의 재질의 굴절율 nclad의 비굴절율차 「(ncore-nclad/ncore)×100」가 1% 이상인 경우는 제 3 층(13)의 두께를 5㎛ 정도로 하면 된다.
기판상에 형성된 적층체는 기판으로부터 박리된다. 기판으로부터의 박리는 예컨대 불산수용액에 침지시켜 이루어질 수 있다. 박리된 적층체는 지지 필름에 접착되어도 된다.
상기 제 1 층~제 3 층을 포함하는 적층체에는 제 3 층(13) 측에서 두 개 이상의 홈(14)이 형성된다(도 2(b) 참조). 해당 홈의 깊이는 제 3 층(13)의 두께와 제 2 층(12)의 두께의 합계 이상인 것이 바람직하다. 즉, 해당 홈(14)에 의해서 코어층(12)이 분단되고 광도파로로서의 코어(15)가 되는 것이 바람직하고;또는 홈(14) 바닥은 제 2 층(12)과 제 1 층(11)의 계면과 같은 높이이거나, 혹은 그 계면보다 밑에 있는 것이 바람직하다. 홈(14)은 다이싱 등의 기계적 가공에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 두 개 이상의 홈(14) 사이에 끼워진 코어(15)를 광도파로로 하는 광도파로 필름을 얻을 수 있다. 홈(14)이 형성된 광도파로 필름은 코어(15) 및 홈(14)을 포함하도록, 필요한 크기로 잘라서 이용될 수 있다.
형성된 홈(14)의 내벽면에는 클래드재로 이루어지는 제 4 층(16)을 코팅해도 된다(도 2(c) 참조). 클래드재로 이루어지는 제 4 층(16)은 1㎛ 정도의 막 두께를 갖고 있으면 되고, 예컨대 폴리이미드로 이루어지는 막이면, 폴리이미드 전구체(폴리아미드산) 용액을 도포 및 열처리하여 형성될 수 있다.
(2) B법에 대하여
클래드재로 이루어지는 하부 클래드층(22)은 기판(21)상에 형성되는 것이 바람직하다. 기판(21)의 예에는 실리콘 웨이퍼가 포함된다. 하부 클래드층(22)은 그 재질에 따라 다르지만, 예컨대 폴리이미드인 경우에는 폴리아미드산 용액을 도포하고, 또한 열 처리함으로써 이미드화시켜 형성될 수 있다(도 3(a) 참조).
하부 클래드층(22)에는 코어 패턴이 되는 홈(23)이 형성된다. 코어 패턴이 되는 홈(23)은 공지된 포토리소그래피와 드라이 에칭에 의해서 형성될 수 있다(도 3(b) 참조).
코어 패턴이 되는 홈(23)의 내부에는 코어(24)가 형성된다(도 3(c) 참조). 코어(24)는 그 재질에 따라 다르지만, 예컨대 폴리이미드인 경우에는 폴리아미드산 용액을 도포하고, 또한 열처리함으로써 이미드화시켜 형성될 수 있다.
또한, 홈(23)의 내부에 형성된 코어(24) 위에, 상부 클래드층(25)을 형성하는 것이 바람직하다(도 3(c) 참조). 상부 클래드층(25)의 형성도 그 재질이 폴리이미드인 경우에는 폴리아미드산 용액을 이용할 수 있다. 상부 클래드층(25)의 두께는 코어(24)부터의 광학적 누설이 없는 범위로 얇게 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 기판(21) 상에 형성된 광도파로 필름은 기판(21)으로부터 박리된다. 예컨대, 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 폴리이미드로 이루어지는 광도파로 필름이라면, 불산수용액에 침적함으로써 박리할 수 있다. 박리된 광도파로 필름은 어닐링을 실시해도 된다. 어닐링에 의해 잔류 응력이 저감될 수 있다.
이렇게 하여 제조된 광도파로 필름은 홈이 형성되어 있지 않거나(도 3(c) 참조); 또는 코어 패턴이 되는 홈이 완전히 채워지지 않고, 홈이 남아 있는 경우가 있을 수 있다.
필름에 홈이 없는 경우, 또는 홈의 깊이가 충분하지 않고 홈 바닥의 필름 두께가 두꺼운(예컨대, 홈이 형성되어 있지 않은 부분의 필름 두께의 절반보다 크다)경우에는 새롭게 홈(26)을 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 코어 패턴이 되는 홈(23)이 완전히 채워지지 않고, 충분한 홈의 깊이가 남아 있어서, 홈 바닥의 필름 두께가 작은(예컨대, 홈이 형성되어 있지 않은 부분의 필름 두께의 1/2 이하) 경우에는 새로운 홈을 형성하지 않아도 된다.
새로운 홈(26)은 다이싱 가공에 의해 형성되는 것이 바람직하다(도 3(d) 참조). 새로운 홈(26) 바닥의 필름 두께(28)는 홈(26)이 형성되어 있지 않은 부분의 필름의 두께(27)의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 반대로 말하면, 새로운 홈(26)의 깊이는 홈(26)이 형성되어 있지 않은 부분의 필름의 두께(27)의 1/2 이상인 것이 바람직하다.
또한, 새로운 홈(26)은 코어(24)의 측단부에 접하도록 형성되어도 된다(도 3(e) 참조). 새로운 홈(26)이 코어(24)와 접하도록 형성된 경우는 홈(26)에 의해서 형성된 공간도 클래드로서 작용하여, 광도파로 필름으로서 기능할 수 있다.
또, 도 1(d)에 도시된 바와 같이, 코어 패턴으로서 형성된 홈의 깊이가 상부 클래드층(3)이 형성된 후에도, 충분한 깊이를 갖고, 두께(5)가 얇은 경우에는, 새로운 홈을 형성하지 않고, 그대로 본 발명의 광도파로 필름으로서 이용할 수 있다. 두께(5)가 얇은 경우란 바람직하게는 홈이 형성되어 있지 않은 부위의 필름의 두께(6)의 1/2 이하인 경우를 말한다.
도 4는 B법으로 제조된 본 발명의 광도파로 필름의 예를 나타내는 사시도이다. 도 4에 도시된 광도파로 필름은 코어(31); 및 코어(31)를 둘러싸는 클래드(32); 및 코어(31)와 이격된 위치에, 코어가 연장하는 방향과 같은 방향으로 연장하는 두 개의 홈(33)을 갖는다. 도 4(b)는 도 4(a)의 광도파로 필름이 굴곡된 상태를 나타낸다.
도 5에는 본 발명의 광전기 혼재 기판의 제조예가 도시된다. 도 5(a)에서, 하부 클래드층(41), 코어층(42) 및 상부 클래드층(43)으로 이루어지는 필름 양면에 전기 배선 필름(40)이 접합되어 있다. 도 5(a)에 도시되는 적층판에, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 홈(44)을 형성하여, 광전기 혼재 기판을 제조한다.
도 6에는 본 발명의 광전기 혼재 기판의 다른 제조예가 도시된다. 도 6(a)에서, 51은 코어를 나타내고, 52는 클래드를 나타내며, 53은 부착을 위한 접착층을 나타내고, 54는 플렉서블 전기 배선판의 수지층을 나타내며, 55는 전기 배선층을 나타내고, 56은 커버층을 나타낸다. 도 6(a)에 도시된 적층판에, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 홈(57)을 형성하여 광전기 혼재 기판을 제조한다.
이상과 같이, 굴곡되는 개소에서 광도파로 필름과 전기 배선층이 접착되어 있어도 되지만, 광도파로 필름과 전기 배선층이 적어도 양단부에서 접착되어 있으면, 굴곡되는 개소에는 접착되어 있지 않아도 된다.
3. 본 발명의 전자 기기
본 발명의 전자 기기는 전술한 광도파로 필름, 또는 광전기 혼재 필름을 수납하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 광도파로 필름 또는 광전기 혼재 필름은 내굴곡성(굴곡의 반복 특성을 포함한다)이 우수하기 때문에, 전자 기기의 힌지부 등에, 홈이 연장하는 방향과 교차하도록 굴곡되어 수납되어 있는 것이 바람직하다. 전자 기기란, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 힌지부를 갖는 휴대 전화, PDA나 게임이기 등의 휴대 단말, 노트북 컴퓨터 등을 예로서 들 수 있다.
도 7에는 본 발명의 광도파로 필름 또는 광전기 혼재 필름을 수납하고 있는 휴대 전화의 예가 표시된다. 필름은 휴대 전화의 힌지부를 통과하고 있다. 도 7(a)에는 나선 형상으로 감긴 필름을 힌지부에 통과시킨 상태를 나타낸다. 필름은 이 상태로 굴곡되어 있다. 도 7(b)에는 직선 형상의 필름을 느슨하게 해서 힌지부를 통과시킨 상태를 나타낸다. 이 경우는 휴대 전화를 접었을 때 필름이 굴곡된다. 또한, 굴곡된 필름에 있어서 홈이 있는 면은 굴곡면의 외측 및 내측 중 어느쪽 면이여도 된다.
실시예
2,2-비스(3,4-디카복시페닐)헥사플루오로프로판2무수물(6FDA)과, 2,2-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노디페닐(TFDB)의 폴리아미드산 용액인 OPI-N1005(히타치 화성 공업사제)를 클래드재용 폴리아미드산 용액으로 했다.
한편, 6FDA와 TFDB 및 6FDA와 4,4'-옥시디아닐린(ODA)의 공중합 폴리아미드산 용액인 OPI-N3405(히타치 화성 공업사제)를 코어재용 폴리아미드산 용액으로 했다.
이하의 실시예에서의 내절(耐折) 시험에 있어서, 홈이 있는 면을 외측으로 하여 굴곡, 내측으로 하여 굴곡의 2방향을 시행했지만, 2방향에서의 결과에 큰 차이는 없었다.
[실시예 1](A법)
5인치의 실리콘 웨이퍼 상에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 코트하여, 390℃로 가열하여 이미드화시켰다. 이미드화 후의 막의 두께를 25㎛로 했다. 이미드화 후의 막이 클래드재로 이루어지는 제 1 층이 된다. 다음으로, 제 1 층 위에, 코어재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하고, 가열하여 이미드화시켜 두께가 거의 80㎛인 코어재로 이루어지는 제 2 층을 형성했다. 또한, 형성된 제 2 층 위에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하고, 가열하여 이미드화시켜, 두께가 7㎛인 클래드재로 이루어지는 제 3 층을 형성했다. 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 3층 필름을, 5중량%의 불산수용액에 침지시켜, 실리콘 웨이퍼로부터 박리했다. 이 3층 필름의 탄성율은 약 3GPa였다.
박리된 3층 필름의 제 1 층을 다이싱 테이프에 붙이고, 붙여진 필름의 제 3 층의 측에, 다이싱으로 두 개의 홈을 형성했다. 홈의 폭은 50㎛, 홈의 깊이는 90㎛, 홈의 간격은 100㎛로 했다. 클래드재로 이루어지는 제 3 층 및 코어재로 이루어지는 제 2 층은 완전히 절단되었다. 홈에 끼워진 코어에 광을 가두는 것이 가능해졌다.
홈 바닥의 필름 두께는 약 22㎛가 되었다. 그 후, 다이싱 테이프를 벗기고 얻어진 광도파로 필름은 크로스토크가 없고, 매립형 광도파로로서 기능하는 것을 확인할 수 있었다.
이 광도파로 필름을 폭 5mm, 길이 100mm로 커트했다. JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 2mm로 광도파로 필름이 파괴되는 굴곡 회수 를 조사한 바, 30만회 이상이었다.
[실시예 2](A법)
5인치 실리콘 웨이퍼 상에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 코트하고, 가열이미드화를 실시하여, 7㎛의 두께의 막으로 했다. 이미드화후의 막이 클래드재로 이루어지는 제 1 층이 된다. 제 1 층 위에 코어재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하고, 가열이미드화를 실시하여, 60㎛의 두께의 막으로 했다. 이미드화후의 막이 코어재로 이루어지는 제 2 층이 된다. 또한 제 2 층 위에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하고, 가열이미드화 처리를 실시하여, 7㎛의 두께의 막으로 했다. 이미드화후의 막이 코어재로 이루어지는 제 3 층이 된다.
실리콘 웨이퍼상에 형성된 3층 필름을 5중량%의 불산수용액에 침지시키고, 실리콘 웨이퍼로부터 박리했다. 이 3층 필름의 탄성율은 약 3GPa였다.
박리된 3층 필름의 제 1 층과, 두께 18㎛의 폴리이미드 필름을 전면에서 접착시켰다. 이 폴리이미드 필름의 탄성율은 약 4.6GPa였다. 3층 필름과 폴리이미드 필름의 사이에는 접착층을 마련하고, 열프레스에 의해서 접착시켰다. 접착층은 옥시디프탈산2무수물(ODPA)과 아미노페녹시벤젠(APB)으로 이루어지는 열가소성 폴리이미드층으로서 3㎛의 두께로 했다. 이 접착층으로 한 열가소성 폴리이미드의 탄성율은 약 2GPa였다.
이 3층 필름과 폴리이미드 필름의 적층 필름에 3층 필름측으로부터 다이싱으로 두 개의 홈을 형성하여 광도파로 필름을 얻었다. 홈의 폭은 50㎛, 홈의 깊이는 70㎛, 홈의 간격은 100㎛로 했다. 클래드재로 이루어지는 제 3 층 및 코어재로 이루어지는 제 2 층은 완전히 절단되었다. 홈에 끼워진 코어에 광을 가두는 것이 가능해졌다. 또한, 홈 바닥의 접착층을 포함한 필름의 총 두께는 약 25㎛였다.
얻어진 광도파로 필름을 폭 5mm, 길이 100mm로 커트했다. JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 2mm에서 광도파로 필름이 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바, 30만회 이상이었다.
[실시예 3](A법)
5인치 실리콘 웨이퍼 상에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 코트하고, 가열 이미드화를 실시하여, 7㎛의 두께의 막으로 했다. 이미드화후의 막이 클래드재로 이루어지는 제 1 층이 된다. 제 1 층 위에 코어재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하여, 가열이미드화를 실시했다. 코어층의 이미드화후의 막 두께는 60㎛으로 했다. 이미드화후의 막이 코어재로 이루어지는 제 2 층이 된다. 제 2 층 위에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하고, 가열이미드화 처리를 실시하여, 7㎛의 두께의 막으로 했다. 가열이미드화 처리된 막이, 클래드재로 이루어지는 제 3 층이 된다.
실리콘 웨이퍼 상에 형성된 3층 필름을 5중량%의 불산수용액에 침지시켜, 실리콘 웨이퍼로부터 박리했다. 이 3층 필름의 탄성율은 약 3GPa였다.
박리된 3층 필름의 제 1 층을 두께 20㎛의 접착층과 두께 38㎛의 PET 필름으로 이루어지는 지지 필름에 붙였다. 이 지지 필름의 탄성율은 약 10GPa였다.
이 3층 필름과 지지 필름의 적층 필름에, 3층 필름측으로부터 다이싱으로 두 개의 홈을 형성했다. 홈의 폭은 50㎛, 홈의 깊이는 70㎛으로 했다. 홈의 간격은 100㎛으로 했다. 클래드재로 이루어지는 제 3 층 및 코어재로 이루어지는 제 2 층은 완전히 절단되었다. 홈에 끼워진 코어에, 광을 가두는 것이 가능해졌다. 또한, 홈 바닥의 필름 두께는 약 62㎛였다.
이 지지 필름을 포함하는 광도파로 필름을 폭 5mm, 길이 100mm로 커트했다. JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 2mm에서 광도파로가 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바, 약 1만회였다.
[실시예 4](A법)
5인치 실리콘 웨이퍼상에 클래드재용 폴리아미드산 용액을 코트하고, 가열이미드화를 실시하여, 115㎛의 두께의 막으로 했다. 이미드화후의 막이 클래드재로 이루어지는 제 1 층이 된다. 제 1 층 위에, 코어재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하고, 가열이미드화를 실시하여, 60㎛의 두께의 막으로 했다. 이미드화후의 막이 코어재로 이루어지는 제 2 층이 된다. 제 2 층 위에 클래드재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하고, 가열이미드화 처리를 실시하여, 7㎛의 두께의 막을 형성했다. 이미드화후의 막이 클래드재로 이루어지는 제 3 층이 된다.
실리콘 웨이퍼 상에 형성된 3층 필름을 5중량%의 불산수용액에 침지시켜, 실리콘 웨이퍼로부터 박리했다. 이 3층 필름의 탄성율은 약 3GPa였다.
박리된 3층 필름에, 제 3 층의 측으로부터 다이싱으로 두 개의 홈을 형성하 여, 광도파로 필름을 획득했다. 홈의 폭은 50㎛, 홈의 깊이는 70㎛, 홈의 간격은 100㎛으로 했다. 클래드재로 이루어지는 제 3 층, 및 코어재로 이루어지는 제 2 층은 완전히 절단되었다. 홈에 끼워진 코어에 광을 가두는 것이 가능해졌다. 또한, 홈 바닥의 필름 두께는 약 112㎛였다.
얻어진 광도파로 필름을 폭 5mm, 길이 100mm로 커트했다. JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 2mm에서 광도파로가 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바, 약 1만회였다.
[실시예 5](A법)
5인치 실리콘 웨이퍼상에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 코트하고, 가열이미드화를 실시하여, 20㎛의 두께의 막으로 했다. 이미드화후의 막이 클래드재로 이루어지는 제 1 층이 된다. 제 1 층 위에 코어재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하고, 가열이미드화를 실시하여, 70㎛의 두께의 막으로 했다. 이미드화후의 막이 코어재로 이루어지는 제 2 층이 된다. 또한 제 2 층 위에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하고, 가열이미드화 처리를 실시하여, 7㎛의 두께의 막으로 했다. 이미드화후의 막이 코어재로 이루어지는 제 3 층이 된다.
실리콘 웨이퍼상에 형성된 3층 필름을 5중량%의 불산수용액에 침지시켜, 실리콘 웨이퍼로부터 박리했다. 박리한 3층 필름의 탄성율은 약 3GPa였다.
박리된 3층 필름의 제 1 층과, 두께 13㎛의 폴리이미드 필름을 접착시켰다. 이 폴리이미드 필름의 탄성율은 약 4.6GPa였다. 3층 필름과 폴리이미드 필름 사이 에는 접착층을 마련하고, 열프레스에 의해서 접착시켰다. 접착층은 에폭시계 접착제(미쓰이 화학(주)제 EPOX[등록상표])를 이용했다. 두께 10㎛가 되도록 접착시켰다. 이 때, 굴곡시키는 개소에는 접착층은 형성시키지 않았다.
이 3층 필름과 폴리이미드 필름의 적층 필름에 3층 필름측으로부터 다이싱으로 두 개의 홈을 형성하여, 광도파로 필름을 획득했다. 홈의 폭은 50㎛, 홈의 깊이는 80㎛, 홈의 간격은 100㎛으로 했다. 클래드재로 이루어지는 제 3 층, 및 코어재로 이루어지는 제 2 층은 완전히 절단되었다. 홈에 끼워진 코어에 광을 가두는 것이 가능해졌다. 또한, 홈 바닥의 광도파로 필름의 두께는 약 17㎛였다.
얻어진 광도파로 필름을 폭 5mm, 길이 100mm으로 커트했다. JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 2mm에서 광도파로 필름이 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바, 30만회 이상이었다.
[비교예 1]
실시예 1과 마찬가지로 3층 필름을 제작하고, 폭 5mm, 길이 100mm로 커트했다. 홈을 형성하지 않고 JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 2mm에서 3층 필름이 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바, 6000회였다.
[실시예 6](B법)
5인치의 실리콘 웨이퍼 상에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 코트하고, 390℃에서 가열하여 이미드화시켜, 90㎛의 두께의 막으로 했다. 이미드화후의 막 이 클래드재로 이루어지는 층(「하부 클래드층」이라고도 한다)이 된다.
하부 클래드층에, 공지된 포토리소그래피 및 드라이 에칭 기술에 의해서, 코어 패턴이 되는 1개의 홈을 형성했다. 홈의 깊이는 70㎛, 홈의 폭은 100㎛, 홈의 길이는 100mm으로 했다.
형성된 홈에 채우도록, 코어재용 폴리아미드산 용액을 도포하고, 가열에 의해 이미드화하여 두께가 거의 45㎛의 코어재로 이루어지는 층을 홈 내에 형성했다. 또한, 홈 내에 형성된 코어재로 이루어지는 층 상에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 스핀코트하여, 390℃에서 가열하여 이미드화하여, 7㎛의 두께의 클래드재로 이루어지는 층(「상부 클래드층」이라고도 한다)을 형성했다.
형성된 적층체를 5중량%의 불산수용액에 침지시켜, 실리콘 웨이퍼로부터 박리했다. 이 적층체 필름의 탄성율은 약 3GPa였다.
박리된 적층체인 광도파로 필름에, 상부 클래드층 측으로부터 다이싱으로 4개의 홈 가공을 실시했다. 4개의 홈의 중앙에 하나의 코어가 배치되도록 홈을 형성했다. 4개 각각의 홈의 폭은 50㎛, 홈의 깊이는 50㎛으로 했다. 홈의 간격은 500㎛으로 하고, 필름 두께 90㎛에 대하여, 홈 바닥의 필름 두께는 40㎛였다.
다음으로, 코어를 중심으로 폭 3mm 길이 100mm로 다이싱에 의해 잘라서, 1채널의 광도파로 필름을 획득했다. 얻어진 광도파로 필름에 대하여, JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 2mm에서 광도파로가 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바, 10만회 이상이었다.
[실시예 7](B법)
실시예 6과 같이 하여, 5인치 실리콘 웨이퍼상에 클래드재로 이루어지는 막(막두께 100㎛)을 형성하여, 하부 클래드층으로 했다.
하부 클래드층에, 포토리소그래피와 드라이 에칭에 의한 홈 가공에 의해, 5개의 코어 패턴이 되는 홈을 형성했다. 각각의 홈의 깊이는 90㎛, 홈의 폭은 60㎛, 홈의 길이는 110mm으로 했다. 홈의 간격은 250㎛로 했다. 이 5개의 홈 내에 각각 코어재로 이루어지는 층 및 클래드재로 이루어지는 층을 형성했다. 깊이 90㎛의 홈 내에, 15㎛의 두께의 코어층을 형성하고, 또한 8㎛의 두께의 상부 클래드층을 형성했다(합계 23㎛). 홈 바닥의 필름 두께는 33㎛이 되었다.
얻어진 적층체를 5중량%의 불산수용액에 침지시켜, 실리콘 웨이퍼로부터 박리했다. 이 적층체 필름의 탄성율은 약 3GPa였다. 박리된 적층체를 다이싱에 의해 코어를 중심으로 폭 3mm, 길이 100mm로 잘라서, 1채널의 광도파로 필름을 획득했다. 얻어진 광도파로 필름에 대하여, JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 2mm에서 광도파로가 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바, 10만회 이상이었다.
이와 같이, 형성한 홈에 코어와 클래드를 형성하고, 그 나머지 막 두께를 필름 전체 두께의 절반 이하로 해도 충분한 내굴곡성을 얻을 수 있었다.
[실시예 8](B법)
실시예 7과 같이 하여, 5인치 실리콘 웨이퍼 상에, 코어 패턴이 되는 5개의 홈을 갖는 하부 클래드층을 형성했다(코어 패턴이 되는 5개 각각의 홈의 깊이는 70㎛, 홈의 폭은 60㎛, 홈의 길이는 110mm으로 하고, 홈의 간격은 250㎛으로 했다).
하부 클래드층에 형성된 5개의 홈 중, 하나 거른 3개의 홈의 내부에, 코어재용 폴리이미드산 용액 및 클래드재용 폴리이미드산 용액을 디스펜서를 이용하여 공급하여, 코어층 및 상부 클래드층을 형성하고, 5인치 실리콘 웨이퍼상에 광도파로 필름을 제작했다. 깊이 70㎛의 홈 내에, 40㎛의 두께의 코어층을 형성하고, 또한 5㎛의 두께의 상부 클래드층을 형성했다(홈 내에 매설한 층의 두께는 합계 45㎛). 코어층 및 상부 클래드층이 매립되어 있지 않은 홈 바닥의 필름의 두께는 30㎛였다.
실리콘 웨이퍼로부터 박리된 광도파로 필름(탄성율은 3GPa)에 대해서, JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 2mm에서 광도파로가 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바, 10만회 이상이었다.
[실시예 9](B법)
실시예 7과 같이하여, 5인치 실리콘 웨이퍼 상에, 코어 패턴이 되는 5개의 홈을 갖는 하부 클래드층을 형성했다(코어 패턴이 되는 5개 각각의 홈의 깊이는 70㎛, 홈의 폭은 60㎛, 홈의 길이는 110mm로 하고, 홈의 간격은 250㎛로 했다).
하부 클래드층에 형성된 5개 모두의 홈의 내부에, 코어재용 폴리이미드산 용액 및 클래드재용 폴리이미드산 용액을 디스펜서를 이용하여 공급하여, 코어층 및 상부 클래드층을 형성하고, 5인치 실리콘 웨이퍼 상에 광도파로 필름을 제작했다. 깊이 70㎛의 홈 내에, 40㎛의 두께의 코어층을 형성하고, 또한 5㎛의 두께의 상부 클래드층을 형성했다(홈 내에 매설한 층의 두께는 합계 45㎛). 홈 바닥의 필름의 두께는 75㎛였다.
실리콘 웨이퍼로부터 박리된 광도파로 필름(탄성율은 3GPa)에 대하여, JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 2mm에서 광도파로가 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바, 2만회였다.
[실시예 10](B법)
실시예 7과 같이 하여 5인치 실리콘 웨이퍼상에, 코어 패턴이 되는 5개의 홈을 갖는 하부 클래드층을 형성했다(코어 패턴이 되는 5개 각각의 홈의 깊이는 70㎛, 홈의 폭은 60㎛, 홈의 길이는 110mm로 하고, 홈의 간격은 250㎛으로 했다).
하부 클래드층에 형성된 5개 모두에서의 홈의 내부에, 코어재용 폴리이미드산 용액 및 클래드재용 폴리이미드산 용액을 디스펜서를 이용하여 공급하여, 코어층 및 상부 클래드층을 형성하고, 5인치 실리콘 웨이퍼 상에 광도파로 필름을 제작했다. 깊이 70㎛의 홈 내에, 40㎛의 두께의 코어층을 형성하고, 또한 5㎛ 두께의 상부 클래드층을 형성했다(홈 내에 매설한 층의 두께는 합계 45㎛). 홈 바닥의 필름의 두께는 75㎛였다.
실리콘 웨이퍼로부터 박리된 광도파로 필름(탄성율은 3GPa)의 하부 클래드층과, 플렉서블 전기 배선판용 기재(미쓰이화학(주)제 네오플렉스[등록상표]:양면에 동층(銅層)이 형성되어 있다)의 에칭에 의해 동층을 전면에 걸쳐 제거한 면을, 접 착층을 통해서 전체면에서 접착시켰다. 접착층으로서 옥시디프탈산2무수물(ODPA)과 아미노페녹시벤젠(APB)으로 이루어지는 열가소성 폴리이미드를 이용하여, 240℃/5MPa에서 열프레스했다.
다음으로, 플렉서블 전기 배선판용 기재의 동층(에칭되어 있지 않은 층)에, 레지스트를 도포하고 또한 노광, 현상, 에칭함으로써 패터닝했다. 패터닝된 동층을 커버레이로 커버했지만, 전기 단자가 되는 부분에는 커버레이로 커버하지 않고, 니켈 및 금 도금을 실시했다. 이렇게 해서 제작된 광전기 혼재 필름의 전체 두께는 170㎛였다. 플렉서블 전기 배선용 기재의 탄성율은 4.6GPa, 접착층인 열가소성 폴리이미드의 탄성율은 약 2GPa였다.
광전기 혼재 필름의 광도파로 필름에 다이싱으로 코어를 중심으로 5개의 홈을 형성했다. 5개 각각의 홈의 깊이를 100㎛, 홈의 폭을 0.1mm로 했다. 홈이 형성된 광전기 혼재 필름에 대하여, JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 5mm으로 광도파로 필름이 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바 1만회였다.
[비교예 2]
실시예 10과 같이, 광전기 혼재 필름을 제작했다(홈을 형성하지 않았다). 홈이 형성되어 있지 않은 광전기 혼재 필름에 대하여, 광도파로를 상면으로 하여 JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라서, 구부림 반경 5mm으로 광도파로 필름이 파괴되는 굴곡 회수를 조사한 바 2천회였다.
본 발명에 의해, 일정 이상의 코어의 두께를 가지면서, 굴곡성이 우수한 광도파로 필름 또는 광전기 혼재 필름이 제공된다. 이들은 전자 기기 내에 굴곡되어 수납될 수 있음과 아울러, 다른 광부품(예컨대, 광전 소자)과의 위치 정렬을 쉽게 할 수 있다. 또한, 전자 기기의 소형화에 기여할 수 있다.
본 출원은 2005년 6월 30일 출원의 출원 번호 JP2005/192904 및 2005년 9월 16일 출원의 출원번호 JP2005/269392에 근거하는 우선권을 주장한다. 해당 출원 명세서에 기재된 내용은 모두 본원 명세서에 원용된다.

Claims (11)

  1. 광도파로를 구성하는 수지로 이루어지는 코어 및 수지로 이루어지는 클래드를 포함하는 광도파로 필름으로서,
    적어도 상기 코어가 연장하는 방향과 교차하도록 굴곡되는 개소에, 상기 코어가 연장하는 방향과 같은 방향으로 연장하는, 내부가 공극(空隙)인 홈을 갖는
    광도파로 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광도파로 필름의 두께는 200㎛ 이하인 광도파로 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈 바닥의 필름의 두께는 상기 광도파로 필름의 두께의 절반 이하인 광도파로 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    클래드재로 이루어지는 제 1 층, 코어재로 이루어지는 제 2 층, 클래드재로 이루어지는 제 3 층이 이 순서대로 적층되고, 상기 홈이 코어의 양측방으로 제 3 층과 제 2 층을 절단하고 또한 코어를 구획하도록 형성되어 있고, 상기 홈 바닥이 제 2 층과 제 1 층의 계면과 같은 높이 또는 계면보다 밑에 있는 것을 특징으로 하 는 광도파로 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    클래드재로 이루어지는 제 1 층, 코어재로 이루어지는 제 2 층, 클래드재로 이루어지는 제 3 층이 이 순서대로 적층되고, 상기 홈이 코어의 양측방으로 제 3 층과 제 2 층을 절단하고 또한 코어를 구획하도록 형성되어 있고, 또한 제 3 층의 상면, 제 3 층 및 제 2 층의 측벽, 및 상기 홈 바닥의 제 1 층을 연속하여 피복하는 클래드재로 이루어지는 제 4 층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어는 상기 홈과 이격되어 있는 광도파로 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어는 상기 홈의 측단부에 접하고 있는 광도파로 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어는 상기 홈의 하부에 있는 광도파로 필름.
  9. 청구항 1에 기재된 광도파로 필름 및 상기 광도파로 필름의 적어도 양단부와 고착되어 있는 전기 배선 필름을 포함하는 광전기 혼재 필름.
  10. 청구항 1에 기재된 광도파로 필름이 상기 홈이 연장하는 방향과 교차하도록 굴곡되어 수납되어 있는 전자 기기.
  11. 제 9 항에 기재된 광전기 혼재 필름이 상기 홈이 연장하는 방향과 교차하도록 굴곡되어 수납되어 있는 전자 기기.
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