KR100926395B1 - 광 도파로 필름과 그 제조 방법, 그것을 포함하는 광 전기혼재 필름 및 전자기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 광 입력부의 광 결합 효율이 높고, 또한 적어도 일부가 굴곡성에 우수한 광 도파로 필름에 관한 것이다. 구체적으로는, 수지로 이루어지는 코어 및 클래드를 포함하고, 광 입력부를 갖는 광 도파로 필름에 있어서, 상기 광 입력부보다 필름 두께가 얇은 개소를 갖는 광 도파로 필름을 제공한다. 또한, 상기 광 도파로 필름에 전기 배선판을 접합한 광 전기 혼재 필름, 또는 이들을 내장한 전자기기를 제공한다.

Description

광 도파로 필름과 그 제조 방법, 그것을 포함하는 광 전기 혼재 필름 및 전자기기{OPTICAL WAVEGUIDE FILM, METHOD FOR MANUFACTURING THE FILM, OPTOELECTRICAL HYBRID FILM INCLUDING THE WAVEGUIDE FILM, AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 고분자 광 도파로 필름 및 그것을 구비한 전자기기에 관한 것이다. 특히, 전자기기에 굴곡되어 배치되는 광 도파로 필름에 관한 것이다.

광 부품, 또는 광 섬유의 기재(基材)로서 널리 사용되고 있는 재료는, 광 전파 손실이 작고, 전송 대역이 넓다고 하는 특징을 갖는 석영 유리나 다(多) 성분 유리 등의 무기계 재료이다. 그러나 최근에는, 광 도파용 재료로서 고분자계 재료도 개발되고, 이들은 무기계 재료에 비해 가공성이나 가격의 면에서 우수하여 주목받고 있다. 예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 또는 폴리스티렌과 같은 투명성이 우수한 고분자계 재료를 코어로 하고, 그 코어 재료보다 굴절율이 낮은 고분자계 재료를 클래드 재료로 한 코어 클래드 구조로 이루어지는 평판형 광 도파로 필름이 제작되어 있다. 또한, 내열성이 높은 투명성 고분자인 폴리이미드를 이용 한 광 전파 손실이 작은 평판형 광 도파로도 실현되어 있다(특허 문헌 1 참조). 고분자계 재료로 만들어진 광 도파로는 유연성을 갖기 때문에, 반도체 레이저나 석영제 광 섬유 등과, 단면을 상처를 입히는 일없이 접촉하여, 저손실로 접속되는 것 등이 기대되고 있다(특허 문헌 2 참조).

또한, 이들 고분자계 재료의 광 도파로 필름은 유연성이 있기 때문에, 전기 회로로써 이용되고 있는 플렉서블 전기 회로 기판과 마찬가지의 응용도 기대되고 있다. 예컨대, 휴대 전화 등의 경첩(힌지)으로 결합된 2개의 부분 사이를, 힌지부를 가로질러 플렉서블 전기 회로 기판을 배치시키는 경우가 있다. 그 경우에는, 플렉서블 전기 회로 기판은, 힌지부에서 힌지의 굵기에 따른 곡률 반경에 따른 굴곡성을 가지면서, 축 형상 또는 공동(空洞)에 감기고 있다.

최근, 휴대 전화 등에는 고속 전송이 요구됨과 아울러 공간 절약화 등도 요구되기 때문에, 힌지부에 배치된 플렉서블 전기 회로 기판은 2㎜ 정도로 작은 곡률 반경으로 굴곡되어 있다. 그 때문에, 노이즈가 발생하거나, 화상의 화질이 열화하거나 하는 등의 문제가 드러나고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 수법으로서, 광 배선을 이용하는 것을 들 수 있다. 광 배선의 하나로서, 플렉서블한 광 도파로 필름이 생각된다.

또한, 한쪽의 보드에 전원을 공급하는 등의 이유로, 힌지부에 광 배선뿐만 아니라 전기 배선도 배치해야 하는 경우가 있다. 그 경우에, 광 배선과 전기 배선을 개별적으로 배치하여도 좋지만, 광 도파로와 전기 배선층이 일체적으로 형성된 광 전기 혼재 필름을 이용함으로써, 공간 절약, 박형·소형화에 대응할 수 있다. 그러나, 광 도파로 필름과 플렉서블 전기 배선판을 적층한 일체형 광 전기 혼재 필름은 그 전체 두께가 150㎛을 초과하여, 내굴곡성이 열화할 우려가 있다.

광 도파로 필름의 두께를 얇게 하기 위해서는, 광 도파로 필름의 코어 크기를 작게 해야 한다. 코어 크기가 작아지면, 위치 어긋남 허용도가 작아지게 되고, 광 결합 효율의 저감으로 이어진다. 예컨대, 광 도파로 필름과 다른 광 부품을 광 결합하기 위해 위치 정렬하는 경우에는, 광 입력부의 코어 직경은 100㎛∼150㎛ 정도가 필요하다. 또한 광 도파로 필름의 전체 필름 두께는 코어 직경에 30㎛ 정도 더한 두께로 된다. 굴곡부가 이러한 두께를 가지면, 그 두께에 따라서는, 광 손실뿐만 아니라 광 도파로의 파탄 등이 일어나는 경우가 있다. 또한, 전기 배선판과 일체화되면, 또한 10∼50㎛ 더 두껍게 되어, 굴곡성도 더 열화한다.

특허 문헌 1 : 일본 공개 특허 공보 평04-9807호

특허 문헌 2 : 일본 공개 특허 공보 제2002-318318호

(발명이 해결하고자 하는 과제)

본 발명의 목적은, 상기한 문제를 해소하여, 광 입력부의 광 결합 효율이 높고, 또한 굴곡성에 우수한 광 도파로 필름을 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명자는, 광 도파로 필름의 일부분의 필름 두께를 감소시켜, 해당 일부분에서 굴곡시킴으로써, 상기 과제가 해결되는 것을 찾아내어 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명의 제 1은 이하에 나타내는 광 도파로 필름 또는 광 전기 혼재 필름에 관한 것이다.

[1] 수지로 이루어지는 코어 및 클래드를 포함하여, 광 입력부를 갖는 광 도파로 필름에 있어서, 상기 광 입력부보다 필름 두께가 얇은 개소를 가진 광 도파로 필름.

[2] 상기 광 입력부는, 도파 방향의 필름 양단부 중, 두께가 타단부보다 크거나 또는 같은 필름 단부인 [1]에 기재된 광 도파로 필름.

[3] 상기 얇은 개소의 필름 두께의 최소 두께는 상기 광 입력부의 필름 두께의 10%∼80%인 [1] 또는 [2]에 기재의 광 도파로 필름.

[4] 상기 얇은 개소의 코어 두께는 상기 광 입력부에서의 코어 두께보다 얇은 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 광 도파로 필름.

[5] 도파 방향으로 연장하는 홈을 가진 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 광 도파로 필름.

[6] [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 광 도파로 필름, 및 상기 광 도파로 필름의 한 면 또는 양면에 접합되어 있는 전기 배선판을 포함한, 광 전기 혼재 필름.

본 발명의 제 2는 상기 필름을 구비하는 전자기기에 관한 것이다.

[7] [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 광 도파로 필름이 내장된 전자기기로서, 상기 광 도파로 필름은 상기 얇은 개소에서 굴곡하고 있는 전자기기.

[8] [6]에 기재된 광 전기 혼재 필름이 내장된 전자기기로서, 상기 광 도파로 필름은 상기 얇은 개소에서 굴곡하고 있는 전자기기.

본 발명의 제 3은, 이하에 나타내는 광 도파로 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

[9] 수지로 이루어지는 코어 및 클래드를 포함하고, 광 입력부를 갖는 광 도파로 필름에 있어서, 상기 광 입력부보다 필름 두께가 얇은 개소를 갖는 광 도파로 필름의 제조 방법으로서,

코어재 또는 클래드재, 또는 그 전구체의 용액을 코팅하는 단계 및 상기 코팅된 용액의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 광 도파로 필름의 제조 방법.

[10] 수지로 이루어지는 코어 및 클래드를 포함하고, 광 입력부를 갖는 광 도파로 필름에 있어, 상기 광 입력부보다 필름 두께가 얇은 개소를 갖는 광 도파로 필름의 제조 방법으로서,

코어재 또는 클래드재, 또는 그 전구체의 용액을, 막 두께 제어부를 갖는 애플리케이터 헤드를 구비하는 애플리케이터를 이용하여 도포하는 단계를 포함하는 광 도파로 필름의 제조 방법.

(발명의 효과)

본 발명의 광 도파로 필름은, 도파 방향의 중간부의 적어도 일부가 얇으므로, 그 얇은 개소에서의 굴곡성에 우수하다. 따라서, 본 발명의 광 도파로 필름을, 상기 얇은 개소를 굴곡시켜 전자기기에 수납함으로써, 전자기기의 공간 절약화 및 박형·소형화를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 광 도파로 필름의 광 입력부(예컨대, 필름 단부)는 충분한 두께를 갖기 때문에, 다른 광 부품과 결합하기 위한 핸들링이 용이해진다. 또한, 광 입력부의 코어 두께를 두껍게 할 수 있으므로, 광 결합 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 광 도파로 필름의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1(a)에서는 필름 단부가 광 입력부로 되고, 도 1(b)에서는 광로 변환용 미러가 형성되어 있는 부분이 광 입력부로 되어 있다.

도 2는 본 발명의 광 도파로 필름의 일례를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 광 도파로 필름의 제조 공정의 일례를 나타내는 도면이다,

도 4는 본 발명의 광 도파로 필름의 별도의 제조예를 나타내는 도면이다.

1. 본 발명의 광 도파로 필름 및 광 전기 혼재 필름

본 발명의 광 도파로 필름은 코어와 클래드를 포함하지만, 임의의 부재를 더 갖고 있어도 좋다. 코어와 클래드는 모두 수지 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 광 도파로 필름의 유연성을 얻기 위함이다. 수지 재료의 예로는, 폴리이미드 수지(불소계 폴리이미드 수지를 포함), 실리콘 변성 에폭시 수지, 실리콘 변성 아크릴 수지, 실리콘 변성 폴리노르보넨 등이 포함된다.

본 발명의 광 도파로 필름은 신호로 되는 광이 입력되는 부분인 광 입력부를 갖고, 또한 그 광 입력부보다 필름 두께가 얇은 개소를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 광 도파로 필름의 광 입력부는 다른 광 부품과 광 결합되어 신호로 되는 광이 입력되는 부분이다. 광 입력부의 형태는 특별히 제한되지 않지만, 예컨대, 광 입력부는 도파 방향의 필름 단부이더라도 좋다. 도파 방향의 필름 양단부의 두께가 서로 다른 경우에는, 두께가 큰 쪽의 필름 단부를 광 입력부로 하는 것이 바람직하다. 또한, 광 입력부는 도파 방향의 필름 단부가 아니라 중간부이더라도 좋다. 광 입력부가 필름 중간부에 있는 경우에는, 광 도파로 필름에 광을 입사하기 위한 경로, 및 광을 취출하기 위한 경로가 마련된다. 예컨대, 필름 내의 코어에 미러를 마련하고, 광을 관통시키기 위한 경로를 클래드층에 마련하면 좋다.

광 입력부를 필름 중간부로 한 광 도파로 필름을 포함하는 광 전기 혼재 필름의 예가 도 1(b)에 표시된다. 하부 클래드(1), 코어(2), 상부 클래드(3)로 이루어지는 광 도파로 필름의 양단부 부근이, 접착층(6)에 의해 전기 배선판(7)에 접합되어 있다. 광 도파로 필름의 중앙부의 코어(2)가 얇게 되어 있고, 광 도파로 필름자체도 얇게 되어 있다. 광 도파로 필름에는 미러로 되는 가공 구멍(8, 8')이 형성되어 있다. 또한, 전기 배선판(7), 접착층(6) 및 하부 클래드(1)를 관통하는 광 입력부(4) 및 광 출력부(5)가 형성되어 있다.

광 입력부(4)로부터 입사된 광은 가공 구멍(8)에서 반사되어 코어(2)를 진행하고, 또한 가공 구멍(8')에서 반사되어 광 출력부(5)로부터 출사된다.

광 도파로 필름의 광 입력부의 코어 두께는, 특별히 제한되지 않지만, 100∼ 150㎛인 것이 바람직하다. 다른 광 부품과의 광 결합 효율을 높이기 위함이다. 광 입력부의 필름 두께는, 일반적으로, 코어 두께에 대하여 30㎛ 이상 적산(積算)한 두께로 된다. 광 입력부는 다른 광 부품과 광 결합시킬 필요가 있기 때문에, 어느 정도 이상의 필름 두께를 가지면, 결합을 위한 커넥터와 접속될 때의 취급을 쉽게 할 수 있다.

상기 광 도파로 필름의 「얇은 개소」는, 광 입력부 이외이면 좋고, 도파 방향에 대하여 필름 중앙 부근이더라도, 필름 단부에 가까운 부분이더라도 좋다. 또한 해당 얇은 개소는, 광 도파로 필름에 1개소 또는 2개소 이상이더라도 좋다. 후술하는 바와 같이, 본 발명의 광 도파로 필름은 해당 얇은 개소에서 굴곡되는 것이 바람직하다.

상기 얇은 개소의 필름 두께의 최소 두께는, 상기 광 입력부의 필름 두께의 10∼80% 정도인 것이 바람직하다. 또한, 상기 얇은 개소의 필름 두께의 최소 두께는 120㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 얇은 개소에서의 굴곡성을 높이기 위함이다.

또한, 상기 얇은 개소의 코어 두께는 상기 광 입력부의 코어 두께보다 얇은 것이 바람직하다. 단, 얇은 개소의 코어 두께는 통상 1O㎛ 이상인 것이 바람직하다. 지나친 광 손실을 억제하기 위함이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 광 도파로 필름이 얇은 개소의 코어 두께는 광 입력부의 코어 두께보다 얇은 것이 바람직하지만, 코어의 경사는 완만하게 되어 있는 것이 바람직하다. 광학 손실(광학적 누설)을 감소시키기 위함이다. 또한, 그 경사 각도(구배)는 특별히 제한되지 않고, 허용되는 광학 손실의 범위에 따라 적절히 설정하면 좋고, 예컨대, O.1°∼2° 정도이면 좋다. 경사가 있는 코어의 도파 방향의 길이는 그 경사의 각도나, 광 입력부와 얇은 개소의 코어 두께의 차이 등에 따라 다르다.

상술한 바와 같이 본 발명의 광 도파로 필름은 얇은 개소를 갖고, 해당 얇은 개소에서는, 코어가 얇게 되어 있어도 좋고, 클래드가 얇게 되어 있어도 좋고, 또는 코어 및 클래드의 양쪽 모두 얇게 되어 있어도 좋다.

도 1에는, 클래드의 두께는 필름 전체에 걸쳐 거의 일정하지만, 코어의 두께는 필름의 일부(도파 방향에 대하여 중앙부)에 있어서 얇게 되어 있는 광 도파로 필름의 단면이 표시된다. 한편, 도 2에는, 코어의 두께는 필름 전체에 걸쳐 거의 일정하지만, 클래드의 두께는 필름의 일부(도파 방향에 대하여 중앙부)에 있어서 얇게 되어 있는 광 도파로 필름의 단면이 표시된다.

도 1 및 도 2에 표시된 광 도파로 필름은, 코어(2)가 하부 클래드(1)와 상부 클래드(3)에 끼워져 일체로 된 필름이다. 도 1(a) 및 도 2에 표시된 광 도파로 필름에 있어서, 광 신호는 필름 단부인 광 입력부(4)로부터 광 도파로로 입사하여, 광 도파로 내를 통하여 광 출사부(5)로부터 출사한다. 통상, 광 입력부(4)의 필름 두께 d1는, 광 출력부(5)의 필름 두께와 같던지, 또는 크게 되어 있다.

광 도파로 길이 방향(도파 방향)의 중앙 부분의 필름 두께 d2가, 광 입력부(4)의 필름 두께 d1보다 작게 되어 있고, 이 중앙 부분의 굴곡성이 향상되어 있다. 중앙 부분의 필름 두께 d2는, 광 입력부의 필름 두께 d1의 10%∼80%인 것이 바람직하고, 또한 필름 두께 d2가 120㎛ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 광 도파로 필름은, 필름 표면에, 도파 방향으로 연장하는 홈을 갖고 있어도 좋다. 광 도파로 필름의 코어는, 도파 방향으로 연장하는 홈의 측단부에 접하고 있어도 좋고; 상기 홈과 이간하고 있어도 좋다. 도파 방향으로 연장하는 홈은, 적어도 광 도파로 필름이 얇은 개소, 즉 굴곡되는 개소에 있는 것이 바람직하다. 상기 홈의 밑바닥의 필름 두께는, 특별히 제한되지 않지만, 광 도파로 필름 두께의 절반 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 홈은 굴곡성을 보다 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 광 전기 혼재 필름은 전술한 광 도파로 필름 및 광 도파로 필름의 한 면 또는 양면에 접합된 전기 배선판을 포함한다. 단, 전기 배선판은 광 도파로 필름의 상기 얇은 개소와는 접합되어 있지 않은 것이 바람직하다. 예컨대, 전기 배선판은 광 도파로 필름의 필름 양단부 부근에서만 접합되어 있으면 좋다(도 1(b) 참조). 상술한 바와 같이, 광 도파로 필름은 상기 얇은 개소에서 굴곡될 수 있으므로, 그 굴곡성을 유지하기 위함이다.

광 전기 혼재 필름은 커넥터 등을 이용하여, 다른 부재와 광학적 및 전기적으로 접속된다. 접속의 일례로는, 광 전기 혼재 필름의 배선부의 노출부에, 상면 또는 이면으로부터 용수철 형상의 전극을 접촉시켜 전기적으로 접속하고; 광 전기 혼재 필름의 단면에서 수발광 소자와 광학적으로 접속한다.

본 발명의 광 도파로 필름, 또는 광 전기 혼재 필름은 임의의 용도로 이용될 수 있지만, 휴대 전화 등의 전자기기 내에서 굴곡하여 이용하는 회로에 적합하다. 예컨대, 힌지로 결합된 2개의 부분을, 힌지를 가로질러 결합하는 회로로서 이용할 수 있다. 이 때, 굴곡되는 부분(예컨대, 힌지에 대응하는 부분)을, 광 도파로 필름의 상기 얇은 개소로 하도록 배치하는 것이 바람직하다.

2. 본 발명의 광 도파로 필름의 제조 방법

본 발명의 광 도파로 필름은 임의의 방법으로 제조되고, 광 입력부보다 얇은 개소를 형성하는 것 이외에는, 통상의 광 도파로 필름과 마찬가지의 방법을 적용하여 제조할 수 있다. 얇은 개소를 형성하는 방법에는, 이하의 2가지의 방법(A법 및 B법)을 들 수 있다.

A법: 코어재 또는 클래드재, 또는 그 전구체의 용액을 코팅하고; 상기 코팅된 용액의 일부를 제거함으로써, 얇은 개소를 형성한다.

B법: 코어재 또는 클래드재, 또는 그 전구체의 용액을, 막 두께 제어부를 갖는 애플리케이터 헤드를 구비하는 애플리케이터를 이용하여 도포함으로써, 얇은 개소를 형성한다.

전구체란, 예컨대, 코어재 또는 클래드재가 폴리이미드인 경우에는, 폴리아미드산 등이며, 열 처리되는 등하여 폴리이미드로 변환된다. 통상은, 클래드재 또는 그 전구체의 용액은 기판 또는 코어층에 코팅되고; 코어재 또는 그 전구체의 용액은 클래드층에 코팅된다. 도포되는 용액의 점도는, 제조 조건에 따라 적절히 선택되지만, 통상은 1Pa·s∼수십 Pa·s 정도이다. 용액의 점도는 25℃에서 E형 점도계(원추형·플레이트형의 회전 점도계)를 이용하여 측정될 수 있다.

상기 A법에서, 광 도파로 필름의 일부 코어를 얇게 하는 경우에는, 코팅한 코어재 또는 그 전구체의 용액의 일부를 제거하면 좋다. 한편, 클래드를 얇게 하는 경우에는, 코팅한 클래드재 또는 그 용액의 일부를 제거하면 좋다. 코팅하는 용액의 양은 형성하고 싶은 코어 또는 클래드의 두께에 따라 적절히 결정하면 좋다.

상기 A법에 있어서, 코팅된 용액의 일부를 제거하는 수단은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 코팅막에 제거용 필름을 접촉시켜, 그 제거용 필름을 벗기면 좋다. 접촉시키는 제거용 필름의 예로는, PET 필름 등이 포함된다. 제거용 필름의 폭은 제거하고 싶은 용액의 량에 따라 정하면 좋다. 예컨대, 광 도파로 필름를 얇게 하고자 하는 폭에 대하여, 1.5배 정도의 폭을 갖는 제거용 필름을 이용하면 좋다. 또한, 용액의 일부의 제거 공정은, 1회 또는 2회 이상 이루어져도 좋다.

상기 A법에 있어서, 용액의 일부를 제거한 후에, 코팅막을 일정 시간 방치하는 등하여 레벨링(평활화)하여도 좋다. 그것에 의해, 완만한 경사를 얻을 수 있으므로, 코어가 경사져 있어도 광 손실이 억제될 수 있다. 또한, 코팅막의 용매를 제거하거나, 전구체를 코어재 또는 클래드재로 변환하기 위해 열 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

도 3에는, A법에 의한 광 도파로 필름의 제조 프로세스의 예가 표시된다.

클래드재로 되는 폴리이미드의 전구체인 폴리아미드산 용액을, 실리콘 웨이퍼 등의 기판(11)에 도포하여, 형성된 도포막을 열 처리하여 하부 클래드층(12)으로 한다. 다음에, 코어재로 되는 폴리아미드산 용액을 도포하여 코팅막(13)을 형 성한다(도 3(a)). 코팅막(13)의 두께는, 필요로 하는 코어 직경에 따라 적절히 조정된다.

다음에, 코팅막(13)에, 띠형의 필름(14)을 천천히 접촉시킨다(도 3(b)). 그 후, 필름(14)을, 천천히 코팅막(13)으로부터 벗긴다(도 3(c)). 벗겨진 필름(14)에는 코팅막(13)의 폴리아미드산 용액의 일부(15)가 부착된다. 이대로 방치해 두는 것에 의해, 코팅막(13)의 폴리아미드산 용액의 액면이 레벨링되어, 단면으로 보면 완만한 트렌치(16)가 형성된다(도 3(d)).

레벨링된 코팅막(13)의 막 두께 분포는, 용액의 점도, 수지 농도, 방치 시간에 의존한다. 소정의 시간 방치한 후, 가열하여 경화한다. 이와 같이 하여, 일 부가 얇게 된 코어층(13')이 형성된다(도 3(e)).

형성된 코어층(13') 상에, 상부 클래드층(17)으로 되는 폴리아미드산 용액을 도포하여 가열 처리로 경화하여 폴리이미드로 한다. 이 때, 상부 클래드층(17)의 두께는 광학적 누설이 없는 범위로 얇게 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 코어층(13')과 상부 클래드층(17)의 비굴절율차가 1%이면, 상부 클래드층(17)의 두께는 5㎛ 정도로 하면 좋다. 이와 같이 하여 형성된 하부 클래드층(12), 코어층(13'), 상부 클래드층(17)의 순서로 적층한 적층 필름을, 기판(11)으로부터 벗긴다(도 3(f)).

얻어진 적층 필름에, 다이싱 날 등의 기계적 가공에 의해 상부 클래드층(17)의 쪽으로부터 2개의 홈을 형성한다. 이 홈은 클래드층(17) 및 코어층(13')을 완전히 절단하고, 또한 하부 클래드층(12)의 도중까지 절단하는 것이 바람직하다. 2 개의 홈에 의해 코어의 폭이 획정(劃定)되어, 2개의 홈 사이에 끼워진 부분이 코어 패턴으로 된다.

또한, 핸들링 등을 위해 필요한 크기로 잘라내는 것에 의해 소망하는 광 도파로 필름을 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 적층 필름은 하부 클래드층(12), 코어층(13'), 상부 클래드층(17)의 순서로 적층하여 제작하여도 좋지만; 일부를 얇게 하는 것과 같은 막 두께 분포가 있는 코어 필름을 제작하여, 그 코어 필름의 양면에 클래드층을 형성하여 제작하여도 관계없다.

한편, 상기 B법에 있어서 용액은, 막 두께 제어부를 갖는 애플리케이터 헤드를 구비하는 애플리케이터를 이용하여 도포된다. 애플리케이터의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 다이 코터 등이 포함된다. 애플리케이터의 헤드에 마련된 막 두께 제어부에 의해 코팅막의 두께가 제어된다.

도 4(a)에는, 애플리케이터(21)를 이용하여, 용액을 도포판(22)에 도포하는 모양이 나타내어진다. 수지 주입구(23)로부터 도포 용액을 충전시킨 애플리케이터(21)를, 화살표의 방향으로 이동시키면서, 도포판(22)에 도포 용액을 도포한다.

애플리케이터(21)의 애플리케이터 헤드(도포 용액을 사출하는 부분)는, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 막 두께 제어부(24)를 갖는다. 막 두께 제어부(24)의 형상 및 크기는 소망의 필름 형상에 따라 적절히 결정하면 좋고, 그것에 의해 얇은 개소를 갖는 필름이 형성된다. 예컨대, 막 두께 제어부(24)를 매끄러운 볼록 형상으로 하는 것에 의해, 얇은 개소를 갖는 도포막을 형성할 수 있다. 애플리케이터 에 의해 용액을 도포하여 얻어진 코팅막은, A법과 마찬가지로 가열하여 경화하면 좋다.

또한 광 전기 혼재 필름은, 다음과 같은 공정에 의해 제조될 수 있다. 상부 클래드층, 코어층, 하부 클래드층을 순서대로 적층한 적층 필름의 한 면 또는 양면에, 플렉서블 전기 배선판 또는, 구리 패터닝 전의 동장(銅張) 적층 기재를 접합한다. 접합을 위한 접착층 재료로서, 열가소성 폴리이미드 등을 이용할 수 있다. 구리가 패터닝되어 있지 않은 경우, 접합 후에 배선판의 패터닝 등을 행한다. 그 후, 다이싱 등의 기계 가공에 의해 홈을 형성하고, 코어 패터닝을 행한다. 이와 같이 하여, 광 전기 혼재 필름을 제조할 수 있다.

(실시예)

계속해서, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 분자 구조가 다른 여러 가지의 고분자를 이용하는 것에 의해, 수많은 본 발명의 광 도파로 필름 및 광 전기 혼재 필름을 얻을 수 있는 것은 분명하다.

2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판이무수물(6FDA)과 2,2-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(TFDB)의 폴리아미드산 용액(OPI-N1005: 히타치 화성 공업사)을, 클래드재용 폴리아미드산 용액으로 했다. 한편, 6FDA와 TFDB 및 6FDA와 4,4'-옥시디아닐린(ODA)의 공중합 폴리아미드산 용액(OPI-N3405: 히타치 화성 공업사)을, 코어재용 폴리아미드산 용액으로 했다.

코어재용 폴리아미드산 용액의 점도는, 7Pa·s였다. 점도의 측정은 25℃에서 E형 점도계(원추형· 플레이트형의 회전점도계)를 이용하여 행했다.

[실시예 1]

5인치 실리콘 웨이퍼 상에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 스핀 코팅하고, 코팅막을 열 처리하여 하부 클래드층을 형성했다. 형성된 하부 클래드층의 두께는 20㎛이었다.

형성된 하부 클래드층에, 코어재용 폴리아미드산 용액을 스핀 코팅했다. 코팅막의 두께는 600㎛이었다. 다음에, 웨이퍼의 중심 부근의 코팅막 위에, 폭 15㎜의 PET 필름을 천천히 둔 후, 또한 단부로부터 벗겼다. PET 필름에, 300㎛ 정도의 두께의 막이 부착되었다. 웨이퍼를 약 10분간 방치한 후, 오븐에서 열 처리를 하여 코어층을 형성했다. 중심 부근의 코어층의 두께(최소 두께)는 약 75㎛, 중심으로부터 30㎜ 떨어진 개소의 코어층의 두께는 약 140㎛이었다. 양자간의 코어층은 약 0.2도의 각도로 연속적으로 막 두께가 변화하고 있었다.

형성된 코어층의 위에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 코팅하여, 코팅막을 열 처리하여, 두께 5㎛의 상부 클래드층을 형성했다.

얻어진 적층 필름을 실리콘웨이퍼로부터 벗겼다. 벗겨진 적층 필름의 하부 클래드층에, 다이싱 테이프를 접착했다. 다이싱 테이프로 접착된 적층 필름에, 상부 클래드층 쪽으로부터, 다이싱 날을 이용하여 두개의 길이 100㎜의 직선 형상의 홈을 형성했다. 형성된 홈은 코어층을 절단하고, 두개의 홈 사이를 코어 패턴으로 했다. 코어 폭을 100㎛로 했다. 중심 부근의 필름 두께(최소 두께)는 약 100㎛, 광의 입출력부로 되는 단부의 필름 두께는 약 165㎛이었다. 얻어진 필름으로부터, 형성된 두개의 홈을 포함하는 영역(폭 3㎜ ;길이 100㎜)을 잘라내어, 광 도파로 필름을 얻었다.

얻어진 광 도파로 필름에 대하여, 굴곡 시험을 했다. 굴곡 시험은 JIS C 5016에 기재되어 있는 내절(耐折) 시험에 따라 행했다. 광 도파로 필름 중앙의 얇은 개소를 구부려 반경 2㎜에서 굴곡시켜, 광 도파로가 파괴되기까지의 굴곡 회수를 조사한 결과, 11만회였다.

한편, 실시예 1에서 얻어진 적층 필름(홈은 형성되어 있지 않음)을 폭 3㎜; 길이 100㎜의 영역을 잘라내었다. 잘라낸 샘플을, 상술과 마찬가지의 굴곡 시험을 한 결과, 8만회에 광 도파로가 파괴되었다.

[실시예 2]

5인치 실리콘 웨이퍼상에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 스핀 코팅하여, 코팅막을 열 처리하여 하부 클래드층을 형성했다. 형성된 하부 클래드층의 두께는 20㎛이었다.

형성된 하부 클래드층에, 코어재용 폴리아미드산 용액을 스핀코팅했다. 코팅막의 두께는 600㎛이었다. 다음에, 웨이퍼 중심 부근의 코팅막 위에, 폭 15㎜의 PET 필름을 천천히 둔 후, 단부로부터 벗겼다. PET 필름에, 300㎛ 정도의 두께의 막이 부착되었다. 웨이퍼를 약 10분간 방치했다. 또한 마찬가지로, 웨이퍼의 중 심 부근의 코팅막 위에, 폭 10㎜의 PET 필름을 천천히 둔 후, 단부로부터 벗겼다. 웨이퍼를 10분 간 방치한 후에, 오븐에 넣어 열 처리를 하여, 코어층을 형성했다. 중심 부근의 코어층의 두께(최소 두께)는 약 30㎛, 중심으로부터 30㎜ 떨어진 개소의 코어층의 두께는 약 140㎛이었다. 양자간은, 약 0.6도의 각도로 연속적으로 막 두께가 변화하고 있었다.

형성된 코어층의 위에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 코팅하여, 코팅막을 열 처리하여, 두께 5㎛의 상부 클래드층을 형성했다.

얻어진 적층 필름을 실리콘 웨이퍼로부터 벗겼다. 벗겨진 적층 필름의 하부 클래드층에, 다이싱 테이프를 접착하였다. 다이싱 테이프에 접착된 적층 필름에, 상부 클래드층 측으로부터 다이싱 날을 이용하여, 두 개의 길이 100㎜의 직선 형상의 홈을 형성했다. 형성된 홈은 코어층을 절단하고, 두 개의 홈 사이를 코어 패턴으로 했다. 코어 폭을 100㎛으로 했다. 중앙 부근의 필름 두께(최소 두께)는 약 55㎛, 광의 입출력부로 되는 단부의 필름 두께는 약 165㎛이었다. 얻어진 필름으로부터, 형성된 두개의 홈을 포함하는 영역(폭 3㎜, 길이 100㎜)을 잘라내어, 광 도파로 필름을 얻었다.

얻어진 광 도파로 필름에 대하여, 굴곡 시험을 했다. 굴곡 시험은, JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라 행했다. 광 도파로 필름의 중앙의 얇은 개소를 구부려 반경 2㎜에서 굴곡시키고, 광 도파로가 파괴하기까지의 굴곡 회수를 조사한 결과, 24만회였다.

한편, 실시예 2에서 얻어진 적층 필름(홈은 형성되어 있지 않음)을, 폭 3㎜; 길이 100㎜의 영역을 잘라내었다. 잘라내어진 샘플을, 상술한 것과 마찬가지의 굴곡 시험을 행한 결과, 18만회에서 광 도파로가 파괴되었다.

[비교예]

5인치 실리콘 웨이퍼상에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 스핀 코팅하여, 코팅막을 열 처리하여 하부 클래드층을 형성했다. 형성된 하부 클래드층의 두께는 20㎛이었다.

형성된 하부 클래드층에, 코어재용 폴리아미드산 용액을 스핀 코팅했다. 코팅막의 두께는 600㎛이었다. 코팅막을 오븐으로써 열 처리하여, 약 140㎛의 두께의 코어층을 형성했다.

형성된 코어층의 위에, 클래드재용 폴리아미드산 용액을 코팅하여, 코팅막을 열 처리하여, 두께 5㎛의 상부 클래드층을 형성했다.

얻어진 적층 필름을 실리콘 웨이퍼로부터 벗겼다. 벗겨진 적층 필름의 하부 클래드층에, 다이싱 테이프를 접착하였다. 다이싱 테이프에 접착된 적층 필름에, 상부 클래드층 쪽으로부터 다이싱 날을 이용하여, 두개의 길이 100㎜의 직선 형상의 홈을 형성했다. 형성된 홈은 코어층을 절단하고, 두개의 홈 사이를 코어 패턴으로 했다. 코어 폭을 100㎛으로 했다. 필름 두께는 거의 똑같고 약 173㎛이었다. 얻어진 필름으로부터, 두개의 홈을 포함하는 영역(폭 3㎜, 길이 100㎜)을 잘라내어, 광 도파로 필름을 얻었다.

얻어진 광 도파로 필름에 대하여, 굴곡 시험을 했다. 굴곡 시험은 JIS C 5016에 기재되어 있는 내절 시험에 따라 행했다. 굽힘 반경 2㎜에서 굴곡시켜, 광 도파로가 파괴하기까지의 굴곡 회수를 조사했다. 그 결과, 1만회에서 파단되었다.

한편, 비교예에서 얻어진 적층 필름(홈은 형성되어 있지 않음)을 폭 3㎜, 길이 100㎜의 영역을 잘라내었다. 잘라내어진 샘플을, 상술한 바와 마찬가지의 굴곡 시험을 행한 결과, 6000회에서 광 도파로가 파괴되었다.

본 발명의 광 도파로 필름은, 광 배선이 필요한 전자기기에 수납되어 사용될 수 있다. 특히, 좁은 공간에서 굴곡되거나, 힌지에 감기거나 하여 사용될 수 있다.

본 출원은, 2005년 8월 29일 출원된 일본 특허 출원 제2005/248253호에 근거하는 우선권을 주장한다. 해당 출원 명세서에 기재된 내용은, 전부 본원 명세서에 원용된다.

Claims (10)

1. 수지로 이루어지는 코어 및 클래드를 포함하고, 광 입력부를 갖는 광 도파로 필름에 있어서, 상기 광 입력부보다 필름 두께가 얇은 개소를 갖는 광 도파로 필름.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광 입력부는 도파 방향의 필름 양단부 중 두께가 타단부보다 크거나 또는 같은 필름 단부인 광 도파로 필름.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 얇은 개소의 필름 두께의 최소 두께는 상기 광 입력부의 필름 두께의 10%∼80%인 광 도파로 필름.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 얇은 개소의 코어 두께는 상기 광 입력부의 코어 두께보다도 얇은 광 도파로 필름.
5. 제 1 항에 있어서,

   도파 방향으로 연장하는 홈을 더 갖는 광 도파로 필름.
6. 청구항 1에 기재된 광 도파로 필름과

   상기 광 도파로 필름의 한 면 또는 양면에 접합되어 있는 전기 배선판

   을 포함하는 광 전기 혼재 필름.
7. 청구항 1에 기재된 광 도파로 필름이 내장된 전자기기로서,

   상기 광 도파로 필름은 상기 얇은 개소에서 굴곡하고 있는 전자기기.
8. 청구항 6에 기재된 광 전기 혼재 필름이 내장된 전자기기로서,

   상기 광 도파로 필름은 상기 얇은 개소에서 굴곡하고 있는 전자기기.
9. 수지로 이루어지는 코어 및 클래드를 포함하고, 광 입력부를 갖는 광 도파로 필름에 있어서, 상기 광 입력부보다 필름 두께가 얇은 개소를 갖는 광 도파로 필름의 제조 방법으로서,

   코어재 또는 클래드재, 또는 그 전구체(前驅體)의 용액을 코팅하는 단계, 및

   상기 코팅된 용액의 일부를 제거하는 단계

   를 포함하는 광 도파로 필름의 제조 방법.
10. 수지로 이루어지는 코어 및 클래드를 포함하고, 광 입력부를 갖는 광 도파로 필름에 있어서, 상기 광 입력부보다 필름 두께가 얇은 개소를 갖는 광 도파로 필름 의 제조 방법으로서,

    코어재 또는 클래드재, 또는 그 전구체의 용액을, 막 두께 제어부를 갖는 애플리케이터 헤드를 구비하는 애플리케이터를 이용하여 도포하는 단계를 포함하는 광 도파로 필름의 제조 방법.

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