KR20110027791A - 광 도파로용 필름, 적층형 광 도파로용 필름, 광 도파로, 광 도파로 집합체, 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기 - Google Patents

광 도파로용 필름, 적층형 광 도파로용 필름, 광 도파로, 광 도파로 집합체, 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기 Download PDF

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신스케 데라다
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스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명의 광 도파로용 필름은 동일층내에 X 방향을 따라서 병렬로 배설된 복수의 코어부와 이들 코어부 각각의 측면을 덮고, 또한 코어부보다도 낮은 광 굴절률을 갖는 수지로 이루어진 클래드부를 갖춘다. 이 광 도파로용 필름에서는 코어부 중 X 방향과 직교하는 Y 방향으로 서로 이웃하는 코어부간의 간격이 광 도파로 영역 전체 중 적어도 일부 영역에서 X 방향을 따라서 변화하고 있다. 이것에 의해 광 도파로용 필름을 구성하는 수지 재료가 수축하였다고 해도 이 광 도파로용 필름을 Y 방향으로 절단하는 위치를 선택함으로써 단면에서의 도파로 간격을 소망하는 간격으로 할 수 있다.

Description

광 도파로용 필름, 적층형 광 도파로용 필름, 광 도파로, 광 도파로 집합체, 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기{FILM FOR OPTICAL WAVEGUIDE, FILM FOR LAMINATED OPTICAL WAVEGUIDE, OPTICAL WAVEGUIDE, OPTICAL WAVEGUIDE ASSEMBLY, OPTICAL WIRING, OPTICAL/ELECTRICAL HYBRID BOARD, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 광 도파로용 필름, 적층형 광 도파로용 필름, 광 도파로, 광 도파로 집합체, 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기에 관한 것이다.
정보화의 물결과 함께 대용량의 정보를 고속으로 주고받을 수 있는 광대역 회선(브로드밴드)의 보급이 진행되고 있다. 또, 이들 광대역 회선에 정보를 전송하는 장치로서 라우터 장치, WDM(Wavelength Division Multiplexing) 장치 등의 전송 장치가 이용되고 있다. 이들 전송 장치내에서는 광 반송파를 사용하여 데이터를 이송하는 광 통신기술이 이용되고 있고, 광 반송파를 한 지점으로부터 다른 지점으로 유도하기 위한 수단으로서 다수의 광 도파로가 사용되고 있다.
광 도파로는 선상 코어부와 그 주위를 덮도록 설치된 클래드부를 가지고 있다. 코어부는 광 반송파에 대해서 실질적으로 투명한 재료로 구성되고 클래드부는 코어부보다 굴절률이 낮은 재료로 구성되어 있다.
이와 같은 광 도파로에서는 코어부의 일단(一端)으로부터 도입된 빛이 클래드부와의 계면에서 반사하면서 타단으로 반송된다. 광 도파로의 입사측에는 반도체 레이저 등의 발광 소자가 배치되고 출사측에는 포토다이오드 등의 수광 소자가 배치된다. 발광 소자로부터 입사된 빛은 광 도파로를 전반(傳搬)하고 수광 소자에 의해 수광되어 수광된 빛의 명멸 패턴에 기초하여 통신이 실시된다.
근래 상술한 전송 장치가 처리하는 정보량이 증대하고, 이것에 수반하여 전송 속도의 고속화와 광 도파로의 고밀도화가 요구되고 있다. 또, 전송 장치의 소형화, 고밀도화의 요구도 많다. 즉, 낮은 광 손실과 높은 신뢰성을 갖는 멀티채널형 광 전송 모듈이 요구되고 있다.
이에, 특허 문헌 1에는 복수의 도파로 코어가 형성된 고굴곡성을 갖는 유연한 적층형 광 도파로용 필름이 개시되어 있다. 이와 같은 광 도파로용 필름은 멀티채널이기 때문에 전송 가능한 정보량이 많고, 또 광 도파로용 필름은 투명한 수지 재료로 구성되어 있어 굴곡시켜도 광 통신이 가능하게 되기 때문에 전송 장치내에 있어서 실장 공간의 효율적인 이용이 가능하게 된다.
또한 특허 문헌 2에도 동일한 광 도파로용 필름에 관한 선행 기술이 개시되어 있다.
종래의 광 도파로용 필름은 일반적으로 수지 재료로 구성되어 있다. 이 때문에 광 도파로용 필름의 제조 과정에서 수지 재료가 고화할 때 수지 재료가 수축하고, 그에 따라 광 도파로용 필름이 수축하는 것을 피할 수 없다. 그 결과 광 도파로용 필름 채널간의 치수 정밀도가 저하하여 광 도파로용 필름의 접속 상대편(예를 들면 커넥터 등)과의 접속성이 저하하게 된다. 즉, 광 도파로용 필름의 수축에 의해 빛을 전반하는 광 도파로의 코어부의 간격이 바뀌어 버려, 광 도파로용 필름의 채널 피치와 커넥터의 채널 피치가 일치하지 않는 것으로부터 광 도파로용 필름과 커넥터의 광학적 접속부에서의 광 접속 손실이 증대하여 광 통신의 품질이 저하할 우려가 있다.
예를 들면 MPO 커넥터(JIS C 5982) 등의 다심 광 커넥터에 종래의 멀티채널형 광 도파로용 필름을 광학적으로 접속하면 광 접속 손실이 크다고 하는 문제가 있다. 광 도파로용 필름은 폴리머 재료를 이용하여 성형된다. 이 성형 공정에서 광 도파로용 필름은 수축하므로 광 도파로용 필름을 구성하는 광 도파로간의 피치(간격)도 그 성형 공정에서 수축하게 된다. 광 도파로용 필름의 수축률을 정확하게 제어하는 것은 어렵고 정확하게 예측하는 것도 어렵다. 그러므로 다심 광 커넥터에 멀티채널형 광 도파로용 필름을 접속했을 때에 다심 광 커넥터를 구성하는 광섬유 코어와 광 도파로용 필름의 광 도파로 사이에 위치 어긋남(positional misalignment)이 생겨 이것이 광 접속 손실을 크게 한다고 생각된다.
또, 도 33은 종래의 멀티채널형 광 도파로 (990)의 복수의 코어부 (99)와 그 접속 상대인 다심 광 커넥터 (81, 82)의 광섬유 코어 (810, 820) 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 33에 나타내는 바와 같이 멀티채널형 광 도파로 (990)는 일반적으로 복수의 코어부 (99)의 배열에 대응하는 복수의 광섬유 코어 (810, 820)를 구비한 다심 광 커넥터 (81, 82)와 접속됨으로써 광 도파로 (990)와 다심 광 커넥터 (81, 82) 사이에서 광 신호를 전반할 수 있다.
그런데 제조 과정에 있어서 수지 재료가 크게 수축하면 도 33에 나타내는 바와 같이 광 도파로 (990)의 복수의 코어부 (99)에서의 광축과 각 다심 광 커넥터 (81, 82)의 광섬유 코어 (810, 820)에서의 광축 사이에 위치 어긋남이 생긴다. 이것에 의해 각 다심 광 커넥터 (81, 82)와 광 도파로 (990) 사이의 광 접속 손실이 증대한다.
또, 복수의 코어부 (99) 중 하나의 코어부(채널)를 전반하는 광 신호가 예를 들면 다심 광 커넥터 (82)와의 접속부에 있어서 본래 전반해야 할 광섬유 코어 (820)(채널)로 전반하지 않고 이웃한 광섬유 코어 (820)로 누출되거나, 반대로 다심 광 커넥터 (81)와의 접속부에 있어서 복수의 광섬유 코어 (810) 중 하나의 광섬유 코어 (810)를 전반하는 광 신호가 본래 전반해야 할 코어부 (99)로 전반하지 않고 이웃한 코어부 (99)로 새거나 할 우려가 있다(크로스 토크).
이와 같은 빛의 누출이 있으면 광 통신의 품질이 저하해 버린다.
또, 수지 재료의 수축률은 정확하게 제어하는 것은 어렵고, 따라서 미리 수지 재료의 수축을 상정하여 광 도파로용 필름을 설계하였다고 해도 그 치수 정밀도는 불충분하다.
한편, 이와 같은 광 도파로용 필름의 클래드부를 긴 방향을 따라서 절단함으로써 광 도파로용 필름을 복수의 띠모양(帶狀) 광 도파로로 분리할 수 있다. 이 절단에는 같은 간격으로 배치된 복수매의 블레이드 소(blade saw)를 갖는 멀티블레이드 소(multi-blade saw)를 이용함으로써 복수의 클래드부를 한번에 절단할 수 있지만, 이 때 도파로 간격과 블레이드 소끼리의 간격을 일치시킬 필요가 있다.
도 34는 종래의 멀티채널형 광 도파로용 필름 (10')을 멀티블레이드 소를 이용하여 절단하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, (a)는 광 도파로용 필름 (10')의 단부측으로부터 본 정면도, (b)는 상면도이다.
광 도파로용 필름 (10')은 아래쪽으로부터 클래드층 (901), 코어층 (903) 및 클래드층 (902)이 이 순서로 적층된 적층체로 구성되어 있다. 이 중 코어층 (903)에는 평면시(平面視)에서 같은 간격으로 병렬 배치된 복수의 직선상 코어부 (904)와 각 코어부 (904)에 인접하는 클래드부 (905)가 설치되어 있다.
또, 광 도파로용 필름 (10')의 위쪽에는 도 34(a)에 나타내는 바와 같이 같은 간격으로 배치된 복수매의 블레이드 소 (71)를 갖는 멀티블레이드 소 (7)가 설치되어 있다. 각 블레이드 소 (71)는 각각 평면시에서 원형을 이루고 있고 그 중심에는 회전축 (72)이 관통하고 있다.
이와 같은 멀티블레이드 소 (7)에 있어서 회전축 (72)을 회전시키면서 블레이드 소 (71)를 광 도파로용 필름 (10')에 꽉 누른다. 또한, 블레이드 소 (71)끼리의 간격은 미리 클래드부 (905)의 피치에 맞추어 조정해 둔다. 이것에 의해 각 클래드부 (905) 폭의 중앙에 대응하는 위치에서 광 도파로용 필름 (10')이 절단된다. 그리고 도 34(b)에 화살표로 나타내는 바와 같이 블레이드 소 (71)를 광 도파로용 필름 (10')의 각 클래드부 (905)를 따라서 이동시킴으로써 광 도파로용 필름 (10')은 복수의 띠모양 광 도파로 (90)로 한번에 분리되게 된다.
그런데 광 도파로용 필름 (10')의 원재료인 수지 재료는 제조 과정에 있어서 고화할 때에 수축을 수반한다. 그 때의 수축률은 이용하는 수지 재료의 조성이나 원재료, 제조시 환경 등의 요소에 의해 영향을 받기 때문에 광 도파로용 필름 (10')의 치수에는 필연적으로 개체차가 생겨 버린다.
이 때문에 이와 같은 개체차를 포함하는 광 도파로용 필름 (10')을 멀티블레이드 소 (7)를 이용하여 절단하는 경우 이 치수의 개체차에 맞추어 그때마다 블레이드 소 (71)끼리의 간격을 조정할 필요가 생긴다. 그 결과 절단 작업의 작업 효율이 현저하게 저하한다.
또, 블레이드 소 (71)끼리의 간격을 조정하지 않은 채로 복수의 광 도파로용 필름 (10')을 절단하면 개개의 광 도파로용 필름 (10')에서는 치수의 개체차에 따라 코어부 (904)의 위치가 어긋나 버린다. 그 결과 개편화된 복수의 광 도파로 (90)에서는 코어부 (904)의 편심(偏心)이 생겨 광 도파로 (90)의 접속성이 저하한다. 즉, 코어부 (904)의 편심에 수반하여 광 도파로 (90)와 그 접속 상대의 접속부에서의 광 손실이 증대한다.
나아가서는, 광 도파로용 필름 (10')에서는 외측으로 향함에 따라 개체차가 누적적으로 커지기 때문에 위치 어긋남이 증폭되게 된다. 그 결과 외측에 위치하는 광 도파로 (90)에서는 블레이드 소 (71)의 절단 흔적이 코어부 (904)를 간섭해 버려 광 도파로로서의 기능이 손상된다.
일본 특개 2007-84765호 공보 일본 특개 2006-23385호 공보
본 발명의 목적은 광 도파로용 필름의 수축이 생겼다고 해도 광 도파로용 필름의 절단 위치의 선택에 의해 절단 단면(端面)에서의 도파로 간격을 목적으로 하는 값에 정확하게 일치시킬 수 있으므로, 수지 재료 수축의 영향에 의해 도파로 간격이 일정하지 않아도 접속 상대와의 광 접속 손실을 억제할 수 있는 광 도파로용 필름, 이러한 광 도파로용 필름을 적층하여 이루어지는 적층형 광 도파로용 필름 및 이러한 광 도파로용 필름을 구비한 신뢰성이 높은 광 도파로, 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 목적은 상기 목적에 덧붙여 수지 재료 수축의 영향에 의해 도파로 간격에 개체차가 포함되어 있어도 절단 작업마다 절단 피치를 변경할 필요가 없고, 일정한 절단 피치로 절단해도 편심이 적은 복수의 광 도파로를 효율적으로 제조 가능한 광 도파로 집합체 및 이러한 광 도파로 집합체를 절단하여 얻어진 광 도파로를 갖는 신뢰성이 높은 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은
동일층내에 X 방향을 따라서 병렬로 배설된 복수의 코어부와 상기 각 코어부의 측면을 덮고, 또한 상기 코어부보다도 낮은 광 굴절률을 갖는 수지로 이루어진 클래드부를 갖추며,
상기 복수의 코어부 중 상기 X 방향과 직교하는 Y 방향으로 서로 이웃하는 코어부간의 간격이 광 도파로 영역 전체 중 적어도 일부 영역에서 상기 X 방향을 따라서 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 광 도파로용 필름이다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 광 도파로 영역에 서로 직교하는 XY 좌표를 설정했을 때 상기 Y 방향으로 서로 이웃하는 각 코어부는 그의 적어도 일부의 X 좌표 및 Y 좌표가 하기 식 (1) 또는 하기 식 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.
Y=Acos(2πX/L)+B (1)
Y=Asin(2πX/L)+B (2)
[상기 식 (1) 및 상기 식 (2) 중 A, B, L은 각각 임의의 실수이다.]
바꾸어 말하면 본 발명은
평면상에 병렬하도록 설치된 긴 모양인 복수의 코어부와
상기 복수의 코어부의 측면을 각각 덮도록 설치된 클래드부를 갖는 광 도파로용 필름으로서,
상기 복수의 코어부가 설치된 상기 평면상에 서로 직교하는 XY 좌표를 설정했을 때 상기 각 코어부 중 적어도 일부의 X 좌표 및 Y 좌표는 하기 식 (1) 또는 하기 식 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 광 도파로용 필름이다.
Y=Acos(2πX/L)+B (1)
Y=Asin(2πX/L)+B (2)
[상기 식 (1) 및 상기 식 (2) 중 A, B, L은 각각 임의의 실수이다.]
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 복수의 코어부에 있어서 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)에서의 L은 서로 동일하고, 또한 A 및 B는 각각 서로 다른 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름은 고화시에 수축하는 재료를 고화시킨 고화물로 구성되어 있고,
상기 고화 전의 광 도파로용 필름에 대한 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)에 있어서 A는 하기 식 (3)을 만족하는 것이 바람직하다.
A=±(Rmax-Rmin)(N-1)P/4 (3)
[상기 식 (3) 중 Rmax, Rmin은 각각 1 이상인 임의의 실수이고, 또한 Rmax>Rmin이다. 또, N은 하기 식 (5)를 만족시킨다. 또, P는 양의 실수이다.]
N=N0+2-2n (5)
[상기 식 (5) 중 N0는 상기 코어부의 전체 수이고, n은 상기 병렬하도록 설치된 복수의 코어부 중 외측으로부터의 배설 순서이다.]
또, 본 발명의 광 도파로용 필름은 고화시에 수축하는 재료를 고화시킨 고화물로 구성되어 있고,
상기 고화 전의 광 도파로용 필름에 대한 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)에 있어서 B는 하기 식 (4)를 만족하는 것이 바람직하다.
B=±(Rmax+Rmin)(N-1)P/4 (4)
[상기 식 (4) 중 Rmax, Rmin은 각각 1 이상인 임의의 실수이고, 또한 Rmax>Rmin이다. 또, N은 하기 식 (5)를 만족시킨다. 또, P는 양의 실수이다.]
N=N0+2-2n (5)
[상기 식 (5) 중 N0는 상기 코어부의 전체 수이고, n은 상기 병렬하도록 설치된 복수의 코어부 중 외측으로부터의 배설 순서이다.]
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 복수의 코어부에 있어서 상기 식 (3) 및 상기 식 (4)에서의 Rmax는 서로 동일하고, 또한 Rmin도 서로 동일한 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름으로는 상기 복수의 코어부와 각각 광학적으로 접속되는 복수의 수광부를 갖는 접속 상대의 접속에 제공되는 것이고,
상기 식 (3) 및 상기 식 (4)에 있어서 P는 상기 복수의 수광부의 간격인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 복수의 코어부에 있어서 상기 식 (3) 및 상기 식 (4)에서의 P는 서로 동일한 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 복수의 코어부는 M개(M은 3 이상인 정수)의 코어부로 이루어지고,
상기 M개의 코어부 중 상기 X 방향과 직교하는 Y 방향으로 서로 이웃하는 코어부간의 간격이 M-1개 존재하며,
상기 M-1개 간격의 비율이 상기 광 도파로 영역 전체에서 일정한 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 X 방향에 대한 상기 코어부 광로의 경사 각도는 상기 적어도 일부 영역에서 상기 X 방향을 따라서 연속적으로 변화하고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 코어부간의 간격은 상기 적어도 일부 영역에서 상기 X 방향을 따라서 연속적으로 변화하고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 코어부간의 간격은 상기 적어도 일부 영역에서 상기 X 방향을 따라서 주기적으로 변화하고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 X 방향에 대한 상기 코어부 광로의 경사 각도는 1° 이하의 범위내에 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 X 방향을 따라서 형성된 복수의 얼라인먼트 표시(mark)를 포함하는 얼라인먼트 패턴을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 얼라인먼트 패턴은 상기 복수의 코어부와 동일한 층내에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 얼라인먼트 패턴은 상기 복수의 코어부를 포함하는 영역을 구획하는 라인상 패턴을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 코어부는 제1 노르보르넨계 재료를 주재료로 하여 구성되고, 상기 클래드부는 상기 제1 노르보르넨계 재료보다 낮은 광 굴절률을 갖는 제2 노르보르넨계 재료를 주재료로 하여 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름은 상기 Y 방향으로 절단하여 이용하는 것이고,
상기 광 도파로용 필름을 절단하는 절단 예정 영역에서, 상기 절단 예정 영역의 상기 X 방향의 일단측과 타단측 사이에서 인접하는 상기 복수의 코어부간에 위치하는 상기 클래드부의 폭이 연속적으로 변화하고 있는 것이 바람직하다.
바꾸어 말하면 본 발명은
띠모양 광 도파로용 필름의 긴 방향을 따라서 클래드부 및 상기 클래드부를 통해 인접하는 복수의 코어부가 연재(延在)하여 이루어지고, 상기 광 도파로용 필름을 긴 방향과 직교하는 방향으로 절단하여 이용하는 광 도파로용 필름으로서,
상기 광 도파로용 필름을 절단하는 절단 예정 영역에서, 상기 절단 예정 영역의 긴 방향의 일단측과 타단측에서 인접하는 상기 복수의 코어부간에 위치하는 클래드부의 폭이 연속적으로 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 광 도파로용 필름이다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 절단 예정 영역에서의 상기 클래드부의 폭은 상기 일단측으로부터 타단측을 향해 연속적으로 점증하고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 절단 예정 영역에서의 상기 클래드부 폭의 최소값 (W1)과 최대값(W2)의 비(W2/W1)가 1.01~1.1인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 절단 예정 영역이 상기 광 도파로용 필름의 X 방향으로 단속적으로 존재하고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 복수의 상기 클래드부를 갖는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름에서는 상기 각 클래드부 폭의 변화 비율이 일정한 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은
상기 광 도파로용 필름이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층형 광 도파로용 필름이다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은
상기 광 도파로용 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 도파로이다.
또, 본 발명의 광 도파로에서는 상기 광 도파로용 필름 중 적어도 한 면에 클래드층을 설치하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은
XY 평면상에 X 방향을 따라서 연재하는 동시에 상기 X 방향과 직교하는 Y 방향에 병렬하도록 설치된 복수의 띠모양 코어부와
상기 복수의 코어부의 측면에 인접하여 설치된 복수의 띠모양 클래드부를 갖고,
고화시에 수축을 수반하는 재료를 고화시킨 고화물로 구성되며, 상기 복수의 클래드부 중 적어도 하나를 긴 방향을 따라서 절단함으로써 복수의 광 도파로를 제조가능한 광 도파로 집합체로서,
상기 복수의 클래드부에는 각각 X 방향으로 나아감에 따라 폭이 연속적으로 변화하고 있는 변화 부분이 있고, 또한 상기 복수의 클래드부에는 상기 XY 평면의 X 축에 평행한 띠모양 커터 레인(cutter lane)이 설치되어 있으며,
상기 복수의 클래드부에 있어서 그 임의의 X 좌표에서의 상기 클래드부의 폭으로부터 상기 커터 레인의 폭을 제외한 길이의 상기 복수의 클래드부간에서의 서로의 비율이 상기 변화 부분 전체에서 일정하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 도파로 집합체이다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 복수의 커터 레인의 폭은 서로 동일한 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 복수의 커터 레인의 폭은 상기 광 도파로 집합체의 절단에 이용되는 절단 수단의 절단폭 이상인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 커터 레인의 폭은 X 방향의 위치에 상관없이 일정한 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 복수의 커터 레인은 상기 복수의 클래드부의 전체 또는 상기 복수의 클래드부 중 일정한 주기로 간헐적으로 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 복수의 코어부의 형상 및 배치는 X 축에 대해 선대칭인 관계로 되어 있고,
상기 고화 전 상기 복수의 코어부 중 X 축으로부터 Y의 양의 측에 위치하는 하나의 코어부에 대해서 상기 코어부를 형성하는 2개의 윤곽선 중 상기 X 축측에 위치하는 윤곽선의 Y 좌표를 X의 함수 fa(X)로 나타내고, 또한 상기 X 축과 반대측에 위치하는 윤곽선의 Y 좌표를 X의 함수 fb(X)로 나타낼 때
상기 함수 fa(X)는 하기 식 (7)을 만족하고 상기 함수 fb(X)는 하기 식 (8)을 만족하는 것이 바람직하다.
fa(X)>{(N'-1/2) P+N'W}Rmax (7)
fb(X)<{(N'+1/2) P+N'W}Rmin (8)
[상기 식 (7) 및 상기 식 (8) 중 N'는 상기 하나의 코어부를 X 축을 기점으로 하여 세었을 때의 배설 순서이고, 상기 코어부의 개수가 홀수일 때에는 배설 순서 N'는 중심의 코어부를 N'=0으로 하여 기산되는 정수로 나타내며, 상기 코어부의 개수가 짝수일 때에는 배설 순서 N'는 가장 내측의 코어부를 N'=0.5로 하여 기산되는 반정수로 나타낸다. 또, P, W, Rmax 및 Rmin은 상기 복수의 코어부간에 각각 동일하다. 또, P는 상기 광 도파로 집합체를 절단하여 얻어지는 상기 광 도파로 폭의 설정값이다. 또, W는 상기 광 도파로 집합체의 절단에 이용되는 절단 수단의 절단폭이다. 또, Rmax 및 Rmin은 1 이상인 임의의 실수이며, 또한 Rmax>Rmin이다.]
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 식 (7) 및 상기 식 (8) 중 Rmax 및 Rmin은 각각 상기 고화시에 수축을 수반하는 재료에 대해서 수축 후 치수에 대한 수축 전 치수의 배율로서 Rmax는 상기 배율의 개체차의 범위에서의 최대값이고, Rmin은 상기 배율의 개체차의 범위에서의 최소값인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 함수 fa(X) 및 상기 함수 fb(X)는 각각 사인 함수 또는 코사인 함수인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 함수 fa(X)는 하기 식 (9-1)을 만족하고, 상기 함수 fb(X)는 하기 식 (10-1)을 만족하는 것이 바람직하다.
fa(X)=Acos(2πX/L)+B-C/2 (9-1)
fb(X)=Acos(2πX/L)+B+C/2 (10-1)
[상기 식 (9-1) 및 상기 식 (10-1) 중 A, B 및 L은 각각 임의의 실수이다. 또, C는 임의의 양의 실수이다.]
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 함수 fa(X)는 하기 식 (9-2)를 만족하고, 상기 함수 fb(X)는 하기 식 (10-2)를 만족하는 것이 바람직하다.
fa(X)=Asin(2πX/L)+B-C/2 (9-2)
fb(X)=Asin(2πX/L)+B+C/2 (10-2)
[상기 식 (9-2) 및 상기 식 (10-2) 중 A, B 및 L은 각각 임의의 실수이다. 또, C는 임의의 양의 실수이다.]
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 식 (9-1), 상기 식 (9-2), 상기 식 (10-1) 및 상기 식 (10-2) 중 L 및 C는 상기 복수의 코어부간에 각각 동일하고, 또한 A 및 B는 상기 복수의 코어부간에 각각 서로 다른 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 고화 전의 상기 광 도파로 집합체에 대해서의 상기 식 (9-1), 상기 식 (9-2), 상기 식 (10-1) 및 상기 식 (10-2)에 있어서 A는 하기 식 (11)을 만족하는 것이 바람직하다.
A=(Rmax-Rmin)(P+W)N'/2 (11)
[상기 식 (11) 중 N', P, W, Rmax 및 Rmin은 상기 식 (7) 및 상기 식 (8)에서의 N', P, W, Rmax 및 Rmin와 동일하다.]
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 고화 전 상기 광 도파로 집합체에 대해서의 상기 식 (9-1), 상기 식 (9-2), 상기 식 (10-1) 및 상기 식 (10-2)에 있어서 B는 하기 식 (12)를 만족하는 것이 바람직하다.
B=(Rmax+Rmin)(P+W)N'/2 (12)
[상기 식 (12) 중 N', P, W, Rmax 및 Rmin은 상기 식 (7) 및 상기 식 (8)에서의 N', P, W, Rmax 및 Rmin와 동일하다.]
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 X 축을 따라 임의의 간격으로 배열된 복수의 얼라인먼트 표시를 구비하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 복수의 얼라인먼트 표시는 상기 복수의 코어부가 집합하여 이루어지는 다발 외측의 양쪽에 각각 설치되어 있고,
상기 각 얼라인먼트 표시는 각각 상기 다발을 사이에 두고 쌍을 이루고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 각 얼라인먼트 표시는 상기 코어부와 동일한 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 커터 레인이 설치된 상기 클래드부에 상기 클래드부 폭의 중점(中點)을 이은 중간선상에 설치된 얼라인먼트 라인을 갖는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광 도파로 집합체에서는 상기 코어부는 제1 노르보르넨계 재료를 주재료로 하여 구성되어 있고, 상기 클래드부는 상기 제1 노르보르넨계 재료보다 낮은 광 굴절률을 갖는 제2 노르보르넨계 재료를 주재료로 하여 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은
상기 광 도파로 집합체를 상기 커터 레인이 설치된 상기 띠모양 클래드부를 따라서 절단하여 얻어진 광 도파로를 구비한 것을 특징으로 하는 광 배선이다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은
상기 광 도파로를 구비한 것을 특징으로 하는 광 배선이다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은
전기 배선과 상기 광 배선을 기판상에 혼재하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 전기 혼재 기판이다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은
상기 광 도파로를 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기이다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은
상기 광 전기 혼재 기판을 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기이다.
도 1은 본 발명에 관련된 제1 실시형태의 광 도파로용 필름의 상면(上面)을 나타내는 개략도이다.
도 2는 광 도파로 영역에 형성된 광 도파로 패턴의 일례를 나타내는 상면도이다.
도 3은 광 도파로 영역에 형성될 수 있는 광 도파로 패턴의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 (A)~(C)는 광 도파로와 얼라인먼트 표시 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 광 도파로용 필름의 제조 방법의 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 광 도파로용 필름의 제조 방법의 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 광 도파로용 필름의 제조 방법의 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 광 도파로용 필름의 제조 방법의 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 광 도파로용 필름의 제조 방법의 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 적층형 광 도파로용 필름의 개략 구조를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 광 도파로를 포함하는 광 도파로용 필름의 제2 실시형태를 나타내는(일부 잘라 없애서 나타내는) 사시도이다.
도 12는 도 11에 나타내는 광 도파로용 필름의 코어층을 나타내는 개략도이다.
도 13은 본 발명의 광 도파로용 필름이 포함하는 광 도파로의 실시형태를 나타내는 평면도이다.
도 14는 광 도파로용 필름의 광 도파로 영역에 형성될 수 있는 각 코어부의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 15는 광 도파로용 필름의 광 도파로 영역에 형성될 수 있는 각 코어부의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 16은 광 도파로와 얼라인먼트 패턴 사이의 관계를 나타내는 도면(단면도)이다.
도 17은 적층형 광 도파로용 필름의 개략 구조를 나타내는 단면도이다.
도 18은 본 발명의 광 도파로용 필름의 일례(제3 실시형태)를 모식적으로 나타내는 상면도이다.
도 19는 본 발명의 광 도파로용 필름의 일례(제3 실시형태)를 모식적으로 나타내는 상면도이다.
도 20은 본 발명의 광 도파로용 필름의 일례(제3 실시형태)를 모식적으로 나타내는 상면도이다.
도 21은 본 발명의 광 도파로 집합체의 제1 실시형태를 적용한 광 도파로용 필름을 나타내는(일부 잘라 없애서 나타내는) 사시도이다.
도 22는 도 21에 나타내는 광 도파로용 필름의 코어층을 나타내는 개략 평면도이다.
도 23은 본 발명의 광 도파로 집합체의 제1 실시형태를 나타내는 코어층의 개략 평면도이다.
도 24는 광 도파로와 얼라인먼트 패턴 사이의 관계를 나타내는 도면(단면도)이다.
도 25는 본 발명의 광 도파로 집합체의 제1 실시형태를 나타내는 코어층의 개략 평면도이다.
도 26은 광 도파로용 필름의 광 도파로 영역에 형성될 수 있는 각 코어부의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 27은 광 도파로용 필름의 광 도파로 영역에 형성될 수 있는 각 코어부의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 28은 도 25에 나타내는 광 도파로용 필름을 분리하여 복수의 광 도파로를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 도 25에 나타내는 광 도파로용 필름을 분리하여 복수의 광 도파로를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 적층형 광 도파로용 필름의 개략 구조를 나타내는 단면도이다.
도 31은 본 발명의 광 도파로 집합체의 제2 실시형태를 나타내는 코어층의 개략 평면도이다.
도 32는 24개의 채널을 갖는 광 도파로용 필름의 실시예의 삽입 손실 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 33은 종래의 멀티채널형 광 도파로의 복수의 코어부와 그 접속 상대인 다심 광 커넥터의 광섬유 코어 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 34는 종래의 멀티채널형 광 도파로용 필름을 멀티블레이드 소를 이용하여 절단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 광 도파로용 필름, 적층형 광 도파로용 필름, 광 도파로, 광 도파로 집합체, 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기에 대해서 첨부 도면에 나타내는 적합한 실시형태에 기초하여 상세하게 설명한다.
<광 도파로용 필름의 제1 실시형태>
우선, 본 발명의 광 도파로용 필름 및 본 발명의 적층형 광 도파로용 필름의 제1 실시형태에 대해서 설명한다.
(광 도파로용 필름의 구조)
도 1은 본 발명에 관련된 제1 실시형태의 광 도파로용 필름 (10)의 상면을 나타내는 개략도이다. 이 광 도파로용 필름 (10)은 복수의 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)과 이들 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)을 따라서 형성된 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B, 12C)을 포함한다. 이들 광 도파로 영역 (11A~11C) 각각은 동일층내에 X 방향을 따라서 병렬로 배설된 복수의 코어부와 이들 코어부 각각의 측면을 덮고, 또한 코어부보다 낮은 광 굴절률을 갖는 수지로 이루어진 클래드부를 구비하고 있다.
각 광 도파로 영역에 있어서 X 방향과 직교하는 Y 방향으로 서로 이웃하는 코어부간의 간격은 상기 광 도파로 영역 전체 중 적어도 일부 영역에서 X 방향을 따라서 변화하도록 설계되어 있다. 각 광 도파로 영역이 M개(M은 3 이상인 정수)의 코어부를 포함하는 경우 이들 M개의 코어부 중 X 방향과 직교하는 Y 방향으로 서로 이웃하는 코어부간의 간격은 M-1개 존재한다. 이들 M-1개 간격의 비율은 각 광 도파로 영역 전체에서 일정하고, 또한 상기 간격이 각 광 도파로 영역 전체 중 적어도 일부 영역에서 X 방향을 따라서 변화하도록 광 도파로 영역 (11A~11C)이 설계된다. 예를 들어 후술하는 바와 같이 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)의 각각에 있어서 이들 코어부는 모두 X 방향과 직교하는 Y 방향으로 같은 간격으로 배설할 수 있다. 각 간격은 예를 들어 X 방향의 좌표 위치에 관한 연속 함수의 값이 되도록 설계할 수 있다. 연속 함수로는 예를 들어 삼각함수, 다항식 또는 스플라인 함수를 들 수 있다.
얼라인먼트 패턴 (12A, 12B, 12C)은 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)을 구획하는 동시에 절단에 의해 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)을 분리할 때의 기준선으로서 사용된다. 사용자는 이 광 도파로용 필름 (10)을 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B, 12C)을 따라서 절단함으로써 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)을 분단(分斷)하고, 분단된 광 도파로 영역 (11A~11C) 각각을 다심 광 커넥터(도시하지 않음)에 접속해야할 광 도파로용 필름으로서 사용할 수 있다.
또, 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B, 12C)은 각각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B, 13C)를 갖는다. 이들 얼라인먼트 표시 (13A, 13C)는 다심 광 커넥터의 광섬유 코어(도시하지 않음)의 간격에 맞추어 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)을 Y 방향으로 절단할 때의 기준 표시로서 사용된다.
도 2는 광 도파로 영역 (11A)에 형성된 광 도파로 패턴의 일례를 나타내는 상면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이 광 도파로 영역 (11A)은 X 방향을 따라서 병렬로 배설된 복수의 코어부 (94A, 94B, 94C, 94D, 94E, 94F, 94G, 94H)를 포함한다. 이들 코어부 (94A~94H) 각각의 측면은 상기 코어부 (94A~94H)보다 낮은 광 굴절률을 갖는 수지로 이루어진 클래드부 (95)로 덮여 있다. 또한, 이하에서는 복수의 코어부 (94A~94H) 중 임의의 하나를 코어부 (94)라고도 한다.
코어부 (94A~94H)는 X 방향에 대해서 수직인 Y 방향으로 수십 ㎛~수백 ㎛의 같은 간격으로 배설되어 있다. 또, 이들 코어부 (94A~94H) 중 임의의 서로 이웃하는 코어부간의 Y 방향 간격(이하, 「도파로 간격」이라고 부른다.)은 X 방향을 따라서 주기 CL로 주기적으로 변화하도록 설계되어 있다.
또, 광 도파로 영역 (11A) 전체에 걸쳐서 X 방향에 대한 코어부 (94A~94H) 광로의 경사 각도는 X 방향을 따라서 연속적으로 변화하도록 설계되어 있다. 즉, 상기 경사 각도가 X 방향을 따라서 연속적으로 변화함으로써 코어부 (94A~94H)는 날카로운 곡률의 굴곡 부위를 갖지 않기 때문에 코어부 (94A~94H)의 광 전반 손실을 억제할 수 있다.
얼라인먼트 패턴 (12A)은 X 방향을 따라서 배열하는 복수의 얼라인먼트 표시 (13A)를 포함한다. 또, 각 얼라인먼트 표시 (13A)는 상기 각 얼라인먼트 표시 (13A) 위치에서의 코어부 사이의 간격을 파악하기 위한 표시이다. 상기 간격과 얼라인먼트 표시 (13A) 위치를 정확하게 대응시키기 위해서 얼라인먼트 표시 (13A)는 코어부 (94A~94H)와 동일한 층내에 형성되고, 또한 동일한 수지 재료로 구성되는 것이 바람직하다.
도 3은 광 도파로 영역 (11A)에 형성될 수 있는 광 도파로 패턴의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 광 도파로용 필름 (10)은 X 방향을 따라서 병렬로 배설된 복수의 코어부 (94A, 94B, 94C, 94D, 94E, 94F, 94G, 94H)를 포함한다. 이들 코어부 (94A~94H) 각각의 측면은 상기 코어부 (94A~94H)보다 낮은 광 굴절률을 갖는 수지로 이루어진 클래드부 (95)로 덮여 있다.
도 3에 나타내는 코어부 (94A~94H)는 X 방향에 대해서 수직인 Y 방향으로 수십 ㎛~수백 ㎛의 같은 간격으로 배설되어 있다. 또, 이들 코어부 (94A~94H) 중 임의의 서로 이웃하는 코어부간의 Y 방향 간격(도파로 간격)은 X 방향 중심부 부근에서는 일정하다. 이것에 대해서 X 방향 양(兩) 단부 부근에 있어서는 도파로 간격은 양 단부로 향함에 따라 확대되도록 설계되어 있다. 또, X 방향 양 단부 부근에서는 X 방향에 대한 코어부 (94A~94H) 광로의 경사 각도가 X 방향을 따라서 연속적으로 변화하도록 설계되어 있다. 이것에 의해 코어부 (94A~94H)의 광 전반 손실이 최소한으로 되도록 억제된다.
도 2에 나타낸 얼라인먼트 패턴 (12A)과 동일하게, 도 3에 나타내는 얼라인먼트 패턴 (12A)은 X 방향을 따라서 배열하는 복수의 얼라인먼트 표시 (13A)를 포함한다. 또, 도 3의 각 얼라인먼트 표시 (13A)는 상기 각 얼라인먼트 표시 (13A)에 대응하는 위치에서의 코어부간의 간격을 파악하기 위한 표시이다. 사용자는 얼라인먼트 표시 (13A) 위치를 기준으로 하여 광 도파로 영역 (11A)을 Y 방향으로 절단함으로써 소망하는 도파로 간격을 갖는 광 입사 단면 또는 광 출사 단면을 형성할 수 있다.
이와 같이 형성된 광 입사 단면 또는 광 출사 단면과 다심 광 커넥터 사이의 광 접속 손실을 낮은 양으로 억제하는 관점에서는 X 방향(X 축)에 대한 코어부 (94A~94H) 광로의 경사 각도를 1° 이하의 범위내로 하는 것이 바람직하고, 특히 0° 이상 0.8° 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.01° 이상 0.5° 이하의 범위내로 하는 것이 더욱 바람직하다. 도 2에 나타낸 코어부 (94A~94H) 광로의 X 방향에 대한 경사 각도에 대해서도 마찬가지이다.
도 4(A)~(C)는 광 도파로와 얼라인먼트 표시 (13A, 13B) 사이의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4(C)는 광 도파로용 필름 코어층 (93)의 일부 상면을 나타내고, 도 4(A)는 도 4(C)의 A1-A2 선에 따른 광 도파로용 필름 (10)의 단면(斷面)을 나타내며, 도 4(B)는 도 4(C)의 B1-B2 선에 따른 광 도파로용 필름 (10)의 단면을 나타내고 있다.
도 4(A)에 나타내는 바와 같이 광 도파로용 필름 (10)은 하부 클래드층 (91)과 상부 클래드층 (92)에 끼인 코어층 (93)을 갖는다. 코어층 (93)은 복수의 채널을 각각 구성하는 코어부 (94A~94H)를 갖는다. 이들 코어부 (94A~94H) 각각은 클래드부들 (95, 95)에 의해서 수평 방향으로 가두어져 있다. 또한, 이 코어층 (93)에는 X 방향으로 신장하는 한 쌍의 다이싱 라인(라인상 패턴) (121A, 122A)이 형성되어 얼라인먼트 패턴 (12A)을 구성하고 있다. 또, 이 코어층 (93)에는 X 방향으로 신장하는 한 쌍의 다이싱 라인(라인상 패턴) (121B, 122B)도 형성되어 얼라인먼트 패턴 (12B)을 구성하고 있다. 이들 다이싱 라인 (121A, 122A, 121B, 122B)은 코어부 (94A~94H)와 동일한 수지 재료로 구성되고 코어부 (94A~94H)와 동일한 제조 공정으로 형성된다.
한 쌍의 다이싱 라인 (121A, 122A) 사이에는 Y 방향으로 배열된 복수의 얼라인먼트 표시 (13A)가 형성되어 있다. 한 쌍의 다이싱 라인 (121B, 122B) 사이에도 Y 방향으로 배열된 복수의 얼라인먼트 표시 (13B)가 형성되어 있다. 이들 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)는 코어부 (94A~94H)와 동일한 수지 재료로 구성되고 코어부 (94A~94H)와 동일한 제조 공정으로 형성된다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이 얼라인먼트 표시 (13A)는 다이싱 라인 (121A, 122A)과 분리되고, 얼라인먼트 표시 (13B)는 다이싱 라인 (121B, 122B)과 분리되어 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 얼라인먼트 표시 (13A)가 다이싱 라인 (121A, 122A)의 한쪽 또는 양쪽과 연속하고, 얼라인먼트 표시 (13B)가 다이싱 라인 (121B, 122B)의 한쪽 또는 양쪽과 연속하는 형태도 있을 수 있다.
사용자는 얼라인먼트 표시 (13A, 13B, 13C) 위치를 기준으로 하여, 다심 광 커넥터의 광섬유 코어의 간격과 거의 일치하는 도파로 간격에 대응하는 위치를 눈짐작으로 찾아내고, 이 위치에서 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)을 Y 방향으로 절단함으로써 소망하는 도파로 간격(서로 이웃하는 코어부의 중심 간격)을 갖는 광 입사 단면 또는 광 출사 단면을 형성할 수 있다.
여기서, 반드시 3 계열의 얼라인먼트 표시 (13A, 13B, 13C) 위치를 기준으로 하여 광 도파로용 필름 (10)을 절단할 필요는 없다. 얼라인먼트 표시 (13A, 13B, 13C) 중 1 계열 또는 2 계열의 얼라인먼트 표시의 위치를 기준으로 하여 광 도파로용 필름 (10)을 절단해도 된다.
혹은 도 3에 나타낸 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B, 12C) 위치를 눈으로 봐서 측정 또는 장치로 자동적으로 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 광 도파로용 필름 (10)의 Y 방향 수축률을 산출할 수 있다. 이 수축률을 광 도파로용 필름 (10)의 X 방향 수축률로 간주해도 된다. 광 도파로용 필름 (10)의 X 방향 수축률을 정확하게 산출하고 싶은 경우에는 얼라인먼트 표시 (13A, 13B, 13C) 위치의 측정 결과에 기초하여 X 방향의 수축률을 산출할 수 있다. 사용자 또는 다이싱 장치는 산출된 수축률에 기초하여 다심 광 커넥터의 광섬유 코어의 간격과 적합한 얼라인먼트 표시 (13A, 13B, 13C) 위치를 결정하고, 이 위치에서 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)을 Y 방향으로 절단할 수 있다.
상기대로 본 실시형태의 광 도파로용 필름 (10) 코어부의 광 도파로 패턴은 다심 광 커넥터의 광섬유 코어의 간격에 적합하도록 소망하는 위치에서 광 도파로 영역 (11A~11C)을 Y 방향으로 절단하여 소망하는 도파로 간격을 갖는 광 입사 단면 및 광 출사 단면을 형성할 수 있는 구조를 갖는다. 이 때문에 광 도파로용 필름 (10)이 수축하였다고 해도 다심 광 커넥터와의 광 접속 손실이 적은 광 도파로용 필름을 용이하게 제작하는 것이 가능하다.
또, 코어부간의 간격에 대응하여 얼라인먼트 표시 (13A, 13B, 13C)가 설치되어 있으므로, 이들 얼라인먼트 표시 (13A, 13B, 13C)에 기초하여 광 도파로용 필름 (10)의 수축률을 정확하게 파악할 수 있다. 따라서, 얼라인먼트 표시 (13A, 13B, 13C) 위치를 기준으로 하여 다심 광 커넥터의 광섬유 코어 간격에 적합한 광 도파로용 필름을 용이하게 제작할 수 있다.
이상 본 발명에 의하면 도파로 간격이 소정의 규칙에 준하여 연속적으로 변화하고 있기 때문에 광 도파로용 필름의 수축이 생겼다고 해도 광 도파로의 도파로 간격과 접속 상대편(커넥터)의 도파로 간격이 합치하는 위치를 선택하여 이 위치에서 광 도파로용 필름을 절단함으로써 절단 단면에서의 치수를 정확하게 할 수 있으므로 접속 상대편과의 광 접속성을 높일(광 손실을 저감할) 수 있다. 이것에 의해 고품질의 광 통신을 실시하는 것이 가능한 광 도파로용 필름을 얻을 수 있다.
즉, 본 발명에 의하면 다심 광 커넥터와의 광 접속 손실을 억제할 수 있는 구조를 갖는 광 도파로용 필름을 제공할 수 있다.
다음에 광 도파로용 필름 (10)의 각종 제조 방법에 대해서 설명한다. 이하에 설명하는 제조 방법은 일본 특개 2006-323318호 공보에 기재된 것과 동일하다.
(광 도파로용 필름의 제조 방법)
도 5(A)~(B), 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9(A)~(B)를 참조하면서 상기 광 도파로용 필름 (10)의 제조 방법을 설명한다. 도 5(A)~(B), 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9(A)~(B)는 광 도파로용 필름 (10)의 제조 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5(A) 및 (B)을 참조하면 우선 지지 기판 (951) 상에 층 (910)을 형성한다. 층 (910)은 코어층 형성용 재료(바니시) (900)를 도포하여 경화(고화)시키는 방법에 의해 형성된다.
구체적으로는 층 (910)은 지지 기판 (951) 상에 코어층 형성용 재료 (900)를 도포하여 액상 피막을 형성한 후, 이 지지 기판 (951)을 환기된 레벨 테이블에 두어 액상 피막 표면의 불균일한 부분을 수평화하는 동시에 용매를 증발(탈용매)시킴으로써 광 도파로용 필름 (10)(코어층)의 베이스가 되는 필름을 형성한다. 층 (910)을 도포법으로 형성하는 경우 예를 들어 닥터 블레이드 법, 스핀 코트법, 디핑법, 테이블 코트법, 스프레이법, 어플리케이터법, 커텐 코트법, 다이 코트법의 방법을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 지지 기판 (951)에는 예를 들어 실리콘 기판, 이산화규소 기판, 유리 기판, 석영 기판, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름이 이용된다.
코어층 형성용 재료 (900)는 폴리머(수지 성분) (915)와 첨가제 (920)(본 실시형태에서는 적어도 모노머 성분, 조촉매 및 촉매 전구체를 포함한다)로 구성되는 광 유발 열 현상성 재료(PITDM)를 함유하고, 활성 방사선의 조사 및 가열에 의해 폴리머 (915) 중에 있어서 모노머의 반응이 생기는 재료이다.
그리고 얻어진 층 (910) 중에서는 폴리머(매트릭스) (915)는 모두 실질적으로 균일하게 및 임의로 분배되고 첨가제 (920)는 폴리머 (915)내에 실질적으로 균일하게 및 임의로 분산되어 있다. 이것에 의해 층 (910) 중에는 첨가제 (920)가 실질적으로 균일하게 및 임의로 분산되어 있다. 이와 같은 층 (910)의 평균 두께는 형성해야할 코어층 (93)의 두께에 따라 적절히 설정되고, 특별히 한정되지 않지만 5~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 10~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하며, 15~65㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다.
폴리머 (915)에는 투명성이 충분히 높고(무색 투명하고), 또한 후술하는 모노머와 상용성을 갖는 것, 또한 그 중에서 후술하는 바와 같이 모노머가 반응(중합 반응이나 가교 반응)가능하고, 모노머가 중합한 후에 있어서도 충분한 투명성을 갖는 것이 매우 적합하게 이용된다. 여기서, 「상용성을 갖는다」란 모노머가 적어도 혼화하고, 코어층 형성용 재료 (900) 중이나 층 (910) 중에 있어서 폴리머 (915)와 상분리를 일으키지 않는 것을 말한다.
이와 같은 폴리머 (915)로는 예를 들어 노르보르넨계 수지나 벤조시클로부텐계 수지의 환상 올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 에폭시 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리벤조옥사졸을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여(폴리머 합금, 폴리머 블렌드(혼합물), 공중합체 등) 이용할 수 있다. 이들 중에서도, 특히 노르보르넨계 수지(노르보르넨계 폴리머)를 주로 하는 것이 바람직하다. 폴리머 (915)로서 노르보르넨계 폴리머를 이용함으로써 뛰어난 광 전송 성능이나 내열성을 갖는 코어층 (93)을 얻을 수 있다.
또, 노르보르넨계 폴리머는 높은 소수성을 갖기 때문에 흡수에 의한 치수 변화를 일으키기 어려운 코어층 (93)을 얻을 수 있다.
노르보르넨계 폴리머로는 단독 반복 단위를 갖는 것(호모폴리머), 2개 이상의 노르보르넨계 반복 단위를 갖는 것(공중합체) 중 어느 하나여도 된다.
이와 같은 노르보르넨계 폴리머로는 예를 들어 (1) 노르보넨형 모노머를 부가 (공)중합하여 얻어지는 노르보넨형 모노머의 부가 (공)중합체, (2) 노르보넨형 모노머와 에틸렌이나 α-올레핀류의 부가 공중합체, (3) 노르보넨형 모노머와 비공역 디엔 및 필요에 따라 다른 모노머와의 부가 공중합체와 같은 부가 중합체, (4) 노르보넨형 모노머의 개환 (공)중합체 및 필요에 따라 상기 (공)중합체를 수소 첨가한 수지, (5) 노르보넨형 모노머와 에틸렌이나 α-올레핀류의 개환 공중합체 및 필요에 따라 상기 (공)중합체를 수소 첨가한 수지, (6) 노르보넨형 모노머와 비공역 디엔 또는 다른 모노머의 개환 공중합체 및 필요에 따라 상기 (공)중합체를 수소 첨가한 폴리머와 같은 개환 중합체를 들 수 있다. 이들 중합체로는 예를 들어 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 교호 공중합체를 들 수 있다.
이들 노르보르넨계 폴리머는 예를 들어 개환 복분해 중합(ROMP), ROMP와 수소화 반응의 조합, 라디칼 또는 양이온에 의한 중합, 양이온성 팔라듐 중합 개시제를 이용한 중합, 이 이외의 중합 개시제(예를 들어 니켈이나 다른 천이 금속의 중합 개시제)를 이용한 중합 등 공지의 모든 중합 방법으로 얻을 수 있다.
비교적 높은 굴절률을 갖는 노르보르넨계 폴리머로는 아랄킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 노르보르넨계 폴리머는 특히 높은 굴절률을 갖는다.
아랄킬 노르보넨 반복 단위가 갖는 아랄킬기(아릴 알킬기)로는 예를 들어 벤질기, 페닐 에틸기, 페닐 프로필기, 페닐 부틸기, 나프틸에틸기, 나프틸프로필기, 플루오레닐 에틸기, 플루오레닐 프로필기를 들 수 있지만, 벤질기나 페닐 에틸기가 특히 바람직하다.
이러한 반복 단위를 갖는 노르보르넨계 폴리머는 매우 높은 굴절률을 갖는 것으로부터 바람직하다.
또, 노르보르넨계 폴리머는 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 노르보르넨계 폴리머는 유연성이 높기 때문에 이러한 노르보르넨계 폴리머를 이용함으로써 광 도파로 (9)에 높은 플렉서빌러티(가요성)를 부여할 수 있다.
알킬 노르보넨 반복 단위가 갖는 알킬기로는 예를 들어 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기를 들 수 있지만, 헥실기가 특히 바람직하다. 또한, 이들 알킬기는 직쇄상 또는 분기상 중 어느 하나여도 된다.
헥실 노르보넨 반복 단위를 포함함으로써 노르보르넨계 폴리머 전체의 굴절률이 저하하는 것을 방지하고, 또한 높은 유연성을 유지할 수 있다.
여기서, 광 도파로 (9)는 예를 들어 600~1550nm 정도의 파장 영역의 빛을 사용한 데이터 통신에 있어서 매우 적합하게 사용되지만, 헥실(알킬) 노르보넨 반복 단위를 포함하는 노르보르넨계 폴리머는 상술한 바와 같은 파장 영역(특히, 850nm 부근의 파장 영역)의 빛에 대한 투과율이 뛰어난 것으로부터 바람직하다.
이와 같은 노르보르넨계 폴리머의 바람직한 구체예로는 헥실 노르보넨 호모폴리머, 페닐 에틸 노르보넨 호모폴리머, 벤질 노르보넨 호모폴리머, 헥실 노르보넨과 페닐 에틸 노르보넨의 공중합체, 헥실 노르보넨과 벤질 노르보넨의 공중합체를 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 실시형태의 코어층 형성용 재료 (900)는 첨가제 (920)로서 모노머, 조촉매(제1 물질) 및 촉매 전구체(제2 물질)를 포함하고 있다.
모노머는 후술하는 활성 방사선 조사에 의해 활성 방사선의 조사 영역에 있어서 반응하여 반응물을 형성하고, 이 반응물의 존재에 의해 층 (910)에 있어서 조사 영역과 활성 방사선의 미조사 영역에서 굴절률 차를 일으키게 하여 얻는 화합물이다.
여기서, 이 반응물로는 모노머가 폴리머(매트릭스) (915) 중에서 중합하여 형성된 폴리머(중합체), 폴리머 (915)끼리를 가교하는 가교 구조 및 폴리머 (915)에 중합하여 폴리머 (915)로부터 분기한 분기 구조(브랜치 폴리머(branch polymer)나 측쇄(팬던트 그룹)) 중 적어도 하나를 들 수 있다.
여기서, 층 (910)에 있어서 조사 영역의 굴절률이 높아지는 것이 바람직한 경우에는 비교적 낮은 굴절률을 갖는 폴리머 (915)와 이 폴리머 (915)에 비해서 높은 굴절률을 갖는 모노머가 조합되어 사용되고, 조사 영역의 굴절률이 낮아지는 것이 바람직한 경우에는 비교적 높은 굴절률을 갖는 폴리머 (915)와 이 폴리머 (915)에 비해서 낮은 굴절률을 갖는 모노머가 조합되어 사용된다. 또한, 굴절률이 「높다」또는 「낮다」란 굴절률의 절대값을 의미하는 것이 아니고 어느 재료끼리의 상대적인 관계를 의미한다.
그리고 모노머의 반응(반응물의 생성)에 의해 층 (910)에 있어서 조사 영역의 굴절률이 저하하는 경우 상기 부분이 클래드부 (95)가 되고, 조사 영역의 굴절률이 상승하는 경우 상기 부분이 코어부 (94)가 된다.
이와 같은 모노머로는 중합가능한 부위를 갖는 화합물이면 되고, 특별히 한정되지 않지만 예를 들어 노르보르넨계 모노머, 아크릴산(메타크릴산)계 모노머, 스티렌계 모노머, 에폭시계 모노머나 옥세탄계 모노머와 같은 환상 에테르를 들 수 있으며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
예를 들면 아크릴산계 모노머나 상기 환상 에테르 에폭시계 모노머의 경우에는 촉매 전구체(제2 물질)의 첨가를 생략할 수 있다.
이들 중에서도 모노머로는 노르보르넨계 모노머를 이용하는 것이 바람직하다. 노르보르넨계 모노머를 이용함으로써 광 전송 성능이 뛰어나고, 또한 내열성 및 유연성이 뛰어난 코어층 (93)을 얻을 수 있다.
또, 모노머에는 상기 모노머에 대신하여, 또는 상기 모노머와 함께 가교성 모노머(가교제)를 이용할 수도 있다. 이 가교성 모노머는 후술하는 촉매 전구체의 존재하에서 가교 반응을 일으킬 수 있는 화합물이다.
가교성 모노머를 이용함으로써 다음과 같은 이점이 있다. 즉, 가교성 모노머는 보다 빠르게 중합하므로 코어층 (93)의 형성에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또, 가교성 모노머는 가열해도 증발하기 어려우므로, 증기압의 상승을 억제할 수 있다. 또한 가교성 모노머는 내열성이 뛰어나기 때문에 코어층 (93)의 내열성을 향상시킬 수 있다.
가교성 노르보르넨계 모노머로는 연속 다환 환계(fused multicyclic ring systems) 화합물과 연결 다환 환계(linked multicyclic ring systems) 화합물이 있다.
각종 가교성 노르보르넨계 모노머 중에서도 특히 디메틸 비스(노르보넨 메톡시)실란(SiX)이 바람직하다. SiX는 알킬 노르보넨 반복 단위 및/또는 아랄킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 노르보르넨계 폴리머에 비해서 충분히 낮은 굴절률을 갖는다. 이 때문에 후술하는 활성 방사선을 조사하는 조사 영역의 굴절률을 확실히 낮게 하여 클래드부 (95)로 할 수 있다. 또, 코어부 (94)와 클래드부 (95) 사이에서의 굴절률 차를 크게 할 수 있어 코어층 (93) 특성(광 전송 성능)의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 이상과 같은 모노머는 단독 또는 임의로 조합하여 이용하도록 해도 된다.
촉매 전구체(제2 물질)는 상기 모노머의 반응(예를 들어 중합 반응, 가교 반응)을 개시시킬 수 있는 물질이고, 후술하는 활성 방사선의 조사에 의해 활성화된 조촉매(제1 물질)의 작용에 의해 활성화 온도가 변화하는 물질이다.
이 촉매 전구체(프로카탈리스트: procatalyst)로는 활성 방사선의 조사에 수반하여 활성화 온도가 변화(상승 또는 저하)하는 것이면 어떠한 화합물을 이용하여도 되지만, 특히 활성 방사선의 조사에 수반하여 활성화 온도가 저하하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 비교적 저온에 의한 가열 처리로 코어층 (93)을 형성할 수 있어, 다른 층에 불필요한 열이 더해져 광 도파로 (9) 특성(광 전송 성능)이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
또, 활성화 온도가 저하한 상태(활성 잠재 상태)에 있어서 촉매 전구체로는 그 활성화 온도가 본래의 활성화 온도보다 10~80℃ 정도(바람직하게는 10~50℃ 정도) 낮아지는 것이 바람직하다. 이것에 의해 코어부 (94)와 클래드부 (95) 사이의 굴절률 차를 확실히 생기게 할 수 있다.
이러한 촉매 전구체로는 Pd(OAc)2(P(i-Pr)3)2 및 Pd(OAc)2(P(Cy)3)2 중 적어도 한쪽을 포함하는(주로 하는) 것이 매우 적합하다.
또한, 이하에서는 Pd(OAc)2(P(i-Pr)3)2를 「Pd545」로, 또 Pd(OAc)2(P(Cy)3)2를 「Pd785」로 약기하는 경우가 있다.
조촉매(제1 물질)는 활성 방사선의 조사에 의해서 활성화되고, 상기 촉매 전구체(프로카탈리스트)의 활성화 온도(모노머에 반응을 일어나게 하는 온도)를 변화시킬 수 있는 물질이다.
이 조촉매(코카탈리스트: cocatalyst)로는 활성 방사선의 조사에 의해 그 분자 구조가 변화(반응 또는 분해)하여 활성화되는 화합물이면 어떠한 것이어도 이용할 수 있지만, 특정 파장인 활성 방사선의 조사에 의해서 분해되어 프로톤이나 다른 양이온(positive ion)과 같은 카티온(cation)과, 촉매 전구체의 탈리기로 치환될 수 있는 약 배위 음이온(weakly coordinating anion, WCA)을 발생하는 화합물(광 개시제)을 포함하는(주로 하는) 것이 매우 적합하게 이용된다.
약 배위 음이온으로는 예를 들어 테트라키스(펜타플루오로페닐)붕산 이온(FABA-), 헥사플루오로안티몬산 이온(SbF6 -)을 들 수 있다.
이 조촉매(광산 발생제 또는 광염기 발생제)로는 예를 들어 테트라키스(펜타플루오로페닐)붕산염이나 헥사플루오로안티몬산염 외에 테트라키스(펜타플루오로페닐)갈륨산염, 알루민산염류, 안티몬산염류, 다른 붕산염류, 갈륨산염류, 카르보란류, 할로카르보란류를 들 수 있다.
코어층 형성용 재료(바니시) (900) 중에는 필요에 따라 증감제를 첨가하도록 해도 된다.
증감제는 활성 방사선에 대한 조촉매의 감도를 증대시키고 조촉매의 활성화(반응 또는 분해)에 필요로 하는 시간이나 에너지를 감소시키는 기능이나 조촉매의 활성화에 적절한 파장으로 활성 방사선의 파장을 변화시키는 기능을 갖는 것이다.
이와 같은 증감제로는 조촉매의 감도나 증감제 흡수의 피크 파장에 따라 적절히 선택되고 특별히 한정되지 않지만 예를 들어 9,10-디부톡시안트라센(CAS 번호 제76275-14-4번)과 같은 안트라센류, 크산톤류, 안트라퀴논류, 페난트렌류, 크리센류, 벤즈피렌류, 플루오란텐류(fluoranthenes), 루브렌류, 피렌류, 인단트렌류, 티오크산텐-9-온류(thioxanthen-9-ones)를 들 수 있고, 이들 단독 또는 혼합물로서 이용된다.
증감제의 구체적인 예로는 2-이소프로필-9H-티옥산텐-9-온, 4-이소프로필-9H-티오크산텐-9-온, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤, 페노티아진(phenothiazine) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
코어층 형성용 재료 (900) 중 증감제의 함유량은 특별히 한정되지 않지만 0.01 중량% 이상인 것이 바람직하고, 0.5 중량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 1 중량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상한값은 5 중량% 이하인 것이 바람직하다.
또한 코어층 형성용 재료 (900) 중에는 산화 방지제를 첨가할 수 있다. 이것에 의해 바람직하지 않은 자유 라디칼의 발생이나 폴리머 (915)의 자연 산화를 방지할 수 있다. 그 결과 얻어진 코어층 (93) 특성의 향상을 도모할 수 있다.
코어층 형성용 재료(바니시) (900)의 조제에 이용하는 용매로는 예를 들어 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 1,2-디메톡시 에탄(DME), 1,4-디옥산, 테트라히드로푸란(THF), 테트라히드로피란(THP), 아니솔, 디에틸렌글리콜 디메틸 에테르(디글림), 디에틸렌글리콜 에틸 에테르(카르비톨) 등의 에테르계 용매, 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 페닐 셀로솔브 등의 셀로솔브계 용매, 헥산, 펜탄, 헵탄, 시클로헥산 등의 지방족 탄화수소계 용매, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소계 용매, 피리딘, 피라진, 푸란, 피롤, 티오펜, 메틸피롤리돈 등의 방향족 복소환 화합물계 용매, N,N-디메틸 포름아미드(DMF), N,N-디메틸 아세트아미드(DMA) 등의 아미드계 용매, 디클로로메탄, 클로로포름, 1,2-디클로로에탄 등의 할로겐 화합물계 용매, 아세트산 에틸, 아세트산 메틸, 포름산 에틸 등의 에스테르계 용매, 디메틸술폭시드(DMSO), 술포란 등의 황 화합물계 용매의 각종 유기용매 또는 이들을 포함하는 혼합 용매를 들 수 있다.
그런데 지지 기판 (951) 상에 형성된 액상 피막 중으로부터 용매를 제거(탈용매)하는 방법으로는 예를 들어 자연 건조, 가열, 감압하에서의 방치, 불활성 가스의 분사(블로우) 등에 의한 강제 건조의 방법을 들 수 있다.
이상과 같이 하여 지지 기판 (951) 상에는 코어층 형성용 재료 (900)의 필름상 고화물(또는 경화물)인 층 (910)이 형성된다. 이 때 층(PITDM의 건조 필름) (910)은 제1 굴절률(RI)을 가지고 있다. 이 제1 굴절률은 층 (910) 중에 균일하게 분산(분포)하는 폴리머 (915) 및 모노머의 작용에 의한다.
다음에 도 6에 나타내는 바와 같이 개구 (9351)가 형성된 마스크(마스킹) (935)를 준비하고, 이 마스크 (935)를 통해 층 (910)에 대해서 활성 방사선 (930)을 조사한다.
이하에서는 모노머로서 폴리머 (915)보다 낮은 굴절률을 갖는 것을 이용하고, 또 촉매 전구체로서 활성 방사선 (930)의 조사에 수반하여 활성화 온도가 저하하는 것을 이용하는 경우를 일례로 설명한다. 즉, 여기서 나타내는 예에서는 활성 방사선 (930)의 조사 영역 (925)이 클래드부 (95)가 된다. 따라서, 여기서 나타내는 예에서는 마스크 (935)에는 형성해야할 클래드부 (95)의 패턴과 등가인 개구(창) (9351)가 형성된다. 이 개구 (9351)는 조사하는 활성 방사선 (930)이 투과하는 투과부를 형성하는 것이다.
마스크 (935)는 미리 형성(별도 형성)된 것(예를 들면 판상의 것)이어도, 층 (910) 상에 예를 들면 기상 성막법이나 도포법에 의해 형성된 것이어도 된다.
마스크 (935)로서 바람직한 것의 예로는 석영 유리나 PET 기재 등으로 제작된 포토 마스크, 스텐실 마스크, 기상 성막법(증착, 스퍼터링 등)에 의해 형성된 금속 박막 등을 들 수 있지만, 이들 중에서도 포토 마스크나 스텐실 마스크를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 미세한 패턴을 정밀하게 형성할 수 있는 동시에 핸들링하기 쉽고 생산성 향상에 유리함으로부터이다.
또, 도 6에 있어서는 형성해야할 클래드부 (95)의 패턴과 등가인 개구(창) (9351)는 활성 방사선 (930)의 미조사 영역 (940)의 패턴에 따라서 마스크를 부분적으로 제거한 것을 나타냈지만, 상기 석영 유리나 PET 기재 등으로 제작된 포토 마스크를 이용하는 경우, 상기 포토 마스크상에 예를 들면 크롬 등의 금속에 의한 차폐재로 구성된 활성 방사선 (930)의 차폐부를 설치한 것을 이용할 수도 있다. 이 마스크에서는 차폐부 이외의 부분이 상기 창(투과부)이 된다.
이용하는 활성 방사선 (930)은 조촉매에 대해서 광 화학적인 반응(변화)을 일으키게 하여 얻는 것이면 되고, 예를 들어 가시광, 자외광, 적외광, 레이저광 외에 전자선이나 X선을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도 활성 방사선 (930)은 조촉매의 종류, 증감제를 함유하는 경우에는 증감제의 종류 등에 의해서 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만 파장 200~450nm의 범위에 피크 파장을 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해 조촉매를 비교적 용이하게 활성화시킬 수 있다.
또, 활성 방사선 (930)의 조사량은 0.1~9J/cm2 정도인 것이 바람직하고, 0.2~6J/cm2 정도인 것이 보다 바람직하며, 0.2~3J/cm2 정도인 것이 더욱 바람직하다. 이것에 의해 조촉매를 확실히 활성화시킬 수 있다.
상기 마스크 (935)의 구성 재료로는 조사하는 활성 방사선 (930)에 따라 적절히 선정된다. 구체적으로는 마스크 (935)의 구성 재료로는 활성 방사선 (930)을 차광할 수 있는 재료이면 된다. 이와 같은 특성을 갖는 것이면 마스크 (935)의 재료 자체는 공지된 어느 것도 사용할 수 있다.
마스크 (935)를 통해 활성 방사선 (930)을 층 (910)에 조사하면 활성 방사선 (930)이 조사된 조사 영역 (925)내에 존재하는 조촉매(제1 물질: 코카탈리스트)는 활성 방사선 (930)의 작용에 의해 반응(결합) 또는 분해되고, 카티온(프로톤 또는 다른 양이온)과 약 배위 음이온(WCA)을 유리(발생)시킨다.
그리고 이들 카티온이나 약 배위 음이온은 조사 영역 (925)내에 존재하는 촉매 전구체(제2 물질: 프로카탈리스트)의 분자 구조에 변화(분해)를 일어 나게 하여 이것을 활성 잠재 상태(잠재적 활성 상태)로 변화시킨다.
여기서, 활성 잠재 상태(또는 잠재적 활성 상태)의 촉매 전구체란 본래의 활성화 온도보다 활성화 온도가 저하되어 있지만 온도 상승이 없으면, 즉 실온 정도에서는 조사 영역 (925)내에 있어서 모노머의 반응을 일으키게 할 수 없는 상태에 있는 촉매 전구체를 말한다.
따라서, 활성 방사선 (930) 조사 후에 있어서도 예를 들면 -40℃ 정도에서 층 (910)을 보관하면 모노머의 반응을 일으키게 하는 일 없이 그 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에 활성 방사선 (930) 조사 후의 층 (910)을 복수 준비해 두고, 이들에 일괄하여 가열 처리를 실시함으로써 코어층 (93)을 얻을 수 있어 편리성이 높다.
또한, 활성 방사선 (930)으로서 레이저광과 같이 지향성이 높은 빛을 이용하는 경우에는 마스크 (935)의 사용을 생략해도 된다. 레이저광의 파장은 특별히 한정되지 않지만 1.3㎛ 이하인 것이 바람직하고, 800~1000nm인 것이 보다 바람직하다.
다음에 층 (910)에 대해서 가열 처리(제1 가열 처리)를 실시한다. 이것에 의해 조사 영역 (925)내에서는 활성 잠재 상태인 촉매 전구체가 활성화되어(활성 상태가 되어) 모노머의 반응(중합 반응이나 가교 반응)이 발생한다.
그리고 모노머의 반응이 진행되면 조사 영역 (925)내에서의 모노머 농도가 서서히 저하한다. 이것에 의해 조사 영역 (925)과 미조사 영역 (940) 사이에는 모노머 농도에 차이가 생겨 이것을 해소하기 위하여 미조사 영역 (940)으로부터 모노머가 확산(모노머 디퓨전)하여 조사 영역 (925)에 모여든다.
그 결과 조사 영역 (925)에서는 모노머나 그 반응물(중합체, 가교 구조나 분기 구조)이 증가하여, 상기 영역의 굴절률에 모노머 유래의 구조가 크게 영향을 미치게 되어 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률로 저하한다. 또한, 모노머 중합체로는 주로 부가 (공)중합체가 생성된다.
한편, 미조사 영역 (940)에서는 상기 영역으로부터 조사 영역 (925)으로 모노머가 확산함으로써 모노머량이 감소하기 때문에 상기 영역의 굴절률에 폴리머 (915)의 영향이 크게 나타나게 되어 제1 굴절률보다 높은 제3 굴절률로 상승한다.
이와 같이 하여 조사 영역 (925)과 미조사 영역 (940) 사이에 굴절률 차(제2 굴절률 < 제3 굴절률)가 생겨 도 7에 나타내는 바와 같이 코어부 (94)(미조사 영역 (940))와 클래드부 (95)(조사 영역 (925))가 형성된다.
상기 가열 처리에서의 가열 온도는 특별히 한정되지 않지만 30~80℃ 정도인 것이 바람직하고, 40~60℃ 정도인 것이 보다 바람직하다. 또, 가열 시간은 조사 영역 (925)내에서의 모노머의 반응이 거의 완료되도록 설정하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 0.1~2시간 정도인 것이 바람직하고, 0.1~1시간 정도인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 예를 들면 마스크 (935)에 대해서 상술한 바와 같은 층 (910)의 광 도파로가 형성되는 형성면에 서로 직교하는 XY 좌표를 설정했을 때 복수의 클래드부 (95)(조사 영역 (925))에 상당하는 부분을 개구(창) (9351)로 하고, 그 형상 및 배치를 X 방향의 좌표 위치에 관해 전술한 바와 같은 연속 함수가 되도록 설계한다. 이것에 의해 코어부의 간격(클래드부의 폭)이 연속적으로 변화하고 있는 광 도파로용 필름 (10)을 얻을 수 있다.
여기서, 코어부 (94)는 그 횡단면 형상이 도시한 바와 같이 정방형 또는 직사각형(장방형)과 같은 사각형으로 형성되지만, 그 폭 및 높이는 각각 바람직하게는 1~200㎛ 정도, 보다 바람직하게는 5~100㎛ 정도, 더욱 바람직하게는 10~60㎛ 정도가 된다.
다음에 층 (910)에 대해서 제2 가열 처리를 실시한다(공정 [i]). 이것에 의해 미조사 영역 (940) 및/또는 조사 영역 (925)에 잔존하는 촉매 전구체를 직접 또는 조촉매의 활성화를 수반하여 활성화시킴(활성 상태로 함)으로써 각 영역 (925), (940)에 잔존하는 모노머를 반응시킨다.
이와 같이 각 영역 (925), (940)에 잔존하는 모노머를 반응시킴으로써 얻어지는 코어부 (94) 및 클래드부 (95)의 안정화를 도모할 수 있다.
이 제2 가열 처리에서의 가열 온도는 촉매 전구체 또는 조촉매를 활성화시킬 수 있는 온도이면 되고, 특별히 한정되지 않지만 70~100℃ 정도인 것이 바람직하고, 80~90℃ 정도인 것이 보다 바람직하다.
또, 가열 시간은 0.5~2시간 정도인 것이 바람직하고, 0.5~1시간 정도인 것이 보다 바람직하다.
다음에 층 (910)에 대해서 제3 가열 처리를 실시한다(공정 [ii]). 이것에 의해 얻어지는 코어층 (93)에 발생하는 내부 응력의 저감이나, 코어부 (94) 및 클래드부 (95)의 안정화를 한층 더 도모할 수 있다.
이 제3 가열 처리에서의 가열 온도는 제2 가열 처리에서의 가열 온도보다 20℃ 이상 높게 설정하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 90~180℃ 정도인 것이 바람직하고, 120~160℃ 정도인 것이 보다 바람직하다. 또, 가열 시간은 0.5~2시간 정도인 것이 바람직하고, 0.5~1시간 정도인 것이 보다 바람직하다.
이상의 공정을 거쳐 코어층 (93)을 얻어진다.
또한, 예를 들면 제2 가열 처리나 제3 가열 처리를 실시하기 전의 상태에서 코어부 (94)와 클래드부 (95) 사이에 충분한 굴절률 차를 얻을 수 있는 경우 등에는 본 공정 [i]이나 상기 공정 [ii]를 생략해도 된다.
다음에 도 8에 나타내는 바와 같이 지지 기판 (952) 상에 클래드층 (91(92))을 형성한다(공정 [iii]).
클래드층 (91(92))의 형성 방법으로는 클래드재를 포함하는 바니시(클래드층 형성용 재료)를 도포하여 경화(고화)시키는 방법, 경화성을 갖는 모노머 조성물을 도포하여 경화(고화)시키는 방법 등 어떠한 방법이어도 된다.
클래드층 (91(92))을 도포법으로 형성하는 경우 예를 들면 스핀 코트법, 디핑법, 테이블 코트법, 스프레이법, 어플리케이터법, 커텐 코트법, 다이 코트법 등의 방법을 들 수 있다.
지지 기판 (952)에는 지지 기판 (951)과 동일한 것을 이용할 수 있다.
클래드층 (91(92))의 구성 재료로는 예를 들면 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 에폭시 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리벤조옥사졸, 벤조시클로부텐계 수지나 노르보르넨계 수지 등의 환상 올레핀계 수지 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여(폴리머 합금, 폴리머 블렌드(혼합물), 공중합체, 복합체(적층체) 등) 이용할 수 있다.
이들 중 특히 내열성이 뛰어나다고 하는 점에서 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리벤조옥사졸, 벤조시클로부텐계 수지나 노르보르넨계 수지 등의 환상 올레핀계 수지 또는 그들을 포함하는 것(주로 하는 것)을 이용하는 것이 바람직하고, 특히 노르보르넨계 수지(노르보르넨계 폴리머)를 주로 하는 것이 바람직하다.
노르보르넨계 폴리머는 내열성이 뛰어나기 때문에 이것을 클래드층 (91(92))의 구성 재료로서 사용하는 광 도파로 (9)에서는 광 도파로 (9)에 도체층을 형성할 때, 도체층을 가공하여 배선을 형성할 때 광학 소자를 실장하는 등으로 가열되었다고 해도 클래드층 (91(92))이 연화하여 변형되는 것을 방지할 수 있다.
또, 높은 소수성을 갖기 때문에 흡수에 의한 치수 변화 등이 일어나기 어려운 클래드층 (91(92))을 얻을 수 있다.
또, 노르보르넨계 폴리머 또는 그 원료인 노르보르넨계 모노머는 비교적 염가이고 입수가 용이한 것으로부터도 바람직하다.
또한 클래드층 (91(92))의 재료로서 노르보르넨계 폴리머를 주로 하는 것을 이용하면 휨 등의 변형에 대한 내성이 뛰어나 반복 만곡 변형했을 경우에서도 클래드층 (91(92))과 코어층 (93)의 층간 박리가 생기기 어렵고, 클래드층 (91, 92)의 내부에 미세 균열(micro crack)이 발생하는 일도 방지된다. 또한 코어층 (93)의 구성 재료로서 매우 적합하게 이용되는 재료와 동종이 되기 때문에 코어층 (93)과의 밀착성이 보다 높은 것이 되어, 클래드층 (91(92))과 코어층 (93) 사이에서의 층간 박리를 방지할 수 있다. 이와 같은 것으로부터 광 도파로 (9)의 광 전송 성능이 유지되고 내구성이 뛰어난 광 도파로 (9)를 얻을 수 있다.
이와 같은 노르보르넨계 폴리머로는 예를 들면 (1) 노르보넨형 모노머를 부가 (공)중합하여 얻어지는 노르보넨형 모노머의 부가 (공)중합체, (2) 노르보넨형 모노머와 에틸렌이나 α-올레핀류의 부가 공중합체, (3) 노르보넨형 모노머와 비공역 디엔 및 필요에 따라 다른 모노머의 부가 공중합체와 같은 부가 집합체, (4) 노르보넨형 모노머의 개환 (공)중합체 및 필요에 따라 상기 (공)중합체를 수소 첨가한 수지, (5) 노르보넨형 모노머와 에틸렌이나 α-올레핀류의 개환 공중합체 및 필요에 따라 상기 (공)중합체를 수소 첨가한 수지, (6) 노르보넨형 모노머와 비공역 디엔 또는 다른 모노머의 개환 공중합체 및 필요에 따라 상기 (공)중합체를 수소 첨가한 폴리머와 같은 개환 중합체를 들 수 있다. 이들 중합체로는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 교호 공중합체 등을 들 수 있다.
이들 노르보르넨계 폴리머는 예를 들면 개환 복분해 중합(ROMP), ROMP와 수소화 반응의 조합, 라디칼 또는 카티온에 의한 중합, 카티온성 팔라듐 중합 개시제를 이용한 중합, 이 이외의 중합 개시제(예를 들면 니켈이나 다른 천이 금속의 중합 개시제)를 이용한 중합 등 공지의 모든 중합 방법으로 얻을 수 있다.
이들 중에서도 노르보르넨계 폴리머로는 부가 (공)중합체가 바람직하다. 이 것은 투명성, 내열성 및 가요성이 풍부한 것으로부터도 바람직하다.
특히, 노르보르넨계 폴리머는 중합성 기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위나 아릴기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다.
중합성 기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위를 포함함으로써 클래드층 (91(92))에 있어서 노르보르넨계 폴리머 중 적어도 일부의 것인 중합성 기끼리를 직접 또는 가교제를 통해 가교시킬 수 있다. 또, 중합성 기의 종류, 가교제의 종류, 코어층 (93)에 이용하는 폴리머의 종류 등에 따라서는 이 노르보르넨계 폴리머와 코어층 (93)에 이용하는 폴리머를 가교시킬 수도 있다. 환언하면 이러한 노르보르넨계 폴리머는 그 중 적어도 일부의 것이 중합성 기에 있어서 가교하고 있는 것이 바람직하다.
그 결과 클래드층 (91(92)) 자체의 강도나 클래드층 (91(92))과 코어층 (93)의 밀착성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.
이와 같은 중합성 기를 포함하는 노르보넨 반복 단위로는 에폭시기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위, (메타)아크릴기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위 및 알콕시 실릴기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위 중 적어도 1종이 매우 적합하다. 이들 중합성 기는 각종 중합성 기 중에서도 반응성이 높은 것으로부터 바람직하다.
또, 이와 같은 중합성 기를 포함하는 노르보넨 반복 단위를 2종 이상 포함하는 것을 이용하면 가교 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있어 상기 효과가 보다 현저하게 된다.
한편, 아릴기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위를 포함함으로써, 아릴기는 소수성이 매우 높기 때문에 클래드층 (91(92))의 흡수에 의한 치수 변화 등을 보다 확실히 방지할 수 있다. 또, 아릴기는 지용성(친유성)이 뛰어나 상술한 바와 같은 코어층 (93)에 이용되는 폴리머와의 친화성이 높기 때문에 클래드층 (91(92))과 코어층 (93) 사이에서의 층간 박리를 보다 확실히 방지할 수 있어 보다 내구성이 뛰어난 광 도파로 (9)를 얻을 수 있다.
또한 노르보르넨계 폴리머는 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 알킬기는 직쇄상 또는 분기상 중 하나여도 된다.
알킬 노르보넨 반복 단위를 포함함으로써 노르보르넨계 폴리머는 유연성이 높아지기 때문에 클래드층 (91, 92)에 높은 플렉서빌리티(가요성)를 부여할 수 있다.
또, 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 노르보르넨계 폴리머는 전술한 바와 같은 파장 영역(특히, 850nm 부근의 파장 영역)의 빛에 대한 투과율이 뛰어난 것으로부터도 바람직하다.
또한, 클래드층 (91(92))에 이용하는 노르보르넨계 폴리머는 비교적 굴절률이 낮은 것이 매우 적합한 것에 대해서, 아릴기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위를 포함하면 일반적으로 굴절률이 높아지는 경향을 나타내지만 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함함으로써 굴절률의 상승을 방지할 수도 있다.
노르보르넨계 폴리머는 상술한 특성에 덧붙여 비교적 낮은 굴절률인 것이고, 이러한 노르보르넨계 폴리머를 주재료로 하여 클래드층 (91(92))을 구성함으로써 광 도파로 (9)의 광 전송 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 노르보르넨계 폴리머가 (메타)아크릴기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위를 포함하는 경우 (메타)아크릴기끼리는 가열에 의해 비교적 용이하게 가교(중합)시킬 수 있지만, 클래드층 형성용 재료 중에 라디칼 발생제를 혼합함으로써 (메타)아크릴기끼리의 가교 반응을 촉진할 수 있다.
라디칼 발생제로는 예를 들면 2,2-디메톡시-1,2-디페닐 에탄-1-온, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 시클로헥산 등이 매우 적합하게 이용된다.
또, 노르보르넨계 폴리머가 에폭시기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위나 알콕시 실릴기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위를 포함하는 경우 이들 중합성 기끼리를 직접 가교시키기 위해서는 클래드층 형성용 재료 중에 상술한 조촉매와 동종의 물질(광산 발생제 또는 광염기 발생제)을 혼합해 두고, 이 물질의 작용에 의해 에폭시기나 알콕시 실릴기를 가교시키면 된다.
한편, 에폭시기끼리, (메타)아크릴기끼리나 알콕시 실릴기끼리를 가교제를 통해 가교시키기 위해서는 클래드층 형성용 재료 중에 가교제로서 각 중합성 기에 대응하는 중합성 기를 적어도 하나 갖는 화합물을 추가로 혼합하도록 하면 된다.
에폭시기를 갖는 가교제로는 예를 들면 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란(γ-GPS), 실리콘 에폭시 수지 등이 매우 적합하게 이용된다.
(메타)아크릴기를 갖는 가교제로는 예를 들면 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 등이 매우 적합하게 이용된다.
알콕시 실릴기를 갖는 가교제로는 예를 들면 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 3-아미노프로필 트리메톡시실란과 같은 실란커플링제 등이 매우 적합하게 이용된다.
이들 중합성 기끼리의 가교 반응은 본 공정 [iii]의 최종 단계에서 실시하도록 해도 되고, 다음 공정 [iv]에 있어서 광 도파로 (9)를 얻은 후에 실시하도록 해도 된다.
또, 클래드층 형성용 재료 중에는 각종 첨가제를 첨가(혼합)하도록 해도 된다.
예를 들어 클래드층 형성용 재료 중에는 상기 코어층 형성용 재료로 든 모노머, 촉매 전구체 및 조촉매를 혼합해도 된다. 이것에 의해 클래드층 (91(92)) 중에 있어서 전술한 것과 동일하게 하여 모노머를 반응시켜 클래드층 (91(92))의 굴절률을 변화시킬 수 있다.
특히, 모노머로는 가교성 모노머를 포함하는 것을 이용하면 클래드층 (91(92))에 있어서 노르보르넨계 폴리머 중 적어도 일부의 것을 가교성 모노머를 통해 가교시킬 수 있다. 또, 가교제의 종류, 코어층 (93)에 이용하는 폴리머의 종류 등에 따라서는 이 노르보르넨계 폴리머와 코어층 (93)에 이용하는 폴리머를 가교 시킬 수도 있다.
또, 이 경우 클래드층 (91(92)) 중에 있어서 굴절률의 차이를 마련하는 것이 요구되지 않기 때문에 조촉매를 생략하고 가열에 의해 용이하게 활성화되는 촉매 전구체를 이용할 수도 있다.
이러한 촉매 전구체로는 예를 들면 [Pd(PCy3)2(O2CCH3)(NCCH3)]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, [2-메트알릴 Pd(PCy3)2]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, [Pd(PCy3)2H(NCCH3)]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, [Pd(P(iPr)3)2(OCOCH3)(NCCH3)]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등을 들 수 있다.
그 외의 첨가제로는 전술한 바와 같은 산화 방지제를 들 수 있다. 산화 방지제를 혼합함으로써 클래드재(노르보르넨계 폴리머)의 산화에 의한 열화를 방지할 수 있다.
이상과 같이 하여 지지 기판 (952) 상에 클래드층 (91(92))이 형성된다.
클래드층 (91, 92)의 평균 두께는 코어층 (93) 평균 두께의 0.1~1.5배 정도인 것이 바람직하고, 0.3~1.25배 정도인 것이 보다 바람직하며, 구체적으로는 클래드층 (91, 92)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만 각각 통상 1~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 5~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하며, 10~60㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다. 이것에 의해 광 도파로 (9)가 불필요하게 대형화(후막화)하는 것을 방지하면서 클래드층으로서의 기능이 매우 적합하게 발휘된다.
다음에 도 9에 나타내는 바와 같이 지지 기판 (951)으로부터 코어층 (93)을 박리하고, 이 코어층 (93)을 클래드층 (91)이 형성된 지지 기판 (952)과 클래드층 (92)이 형성된 지지 기판 (952)으로 협지한다(공정 [iv]).
그리고 도 9 중 화살표로 나타내는 바와 같이 클래드층 (92)이 형성된 지지 기판 (952)의 상면측으로부터 가압하여 클래드층 (91, 92)과 코어층 (93)을 압착한다. 이것에 의해 클래드층 (91, 92)과 코어층 (93)이 접합, 일체화된다.
이 압착 작업은 가열하에서 실시되는 것이 바람직하다. 가열 온도는 클래드층 (91, 92)이나 코어층 (93)의 구성 재료 등에 의해 적절히 결정되지만, 통상은80~200℃ 정도가 바람직하고, 120~180℃ 정도가 보다 바람직하다.
그 다음에 클래드층 (91, 92)으로부터 각각 지지 기판 (952)을 박리, 제거한다. 이것에 의해 광 도파로 (9)가 얻어진다.
이와 같은 광 도파로 (9)의 바람직한 예에서는 코어층 (93)에 있어서 코어부 (94)가 제1 노르보르넨계 재료를 주재료로 하여 구성되고, 클래드부 (95)가 제1 노르보르넨계 재료보다 낮은 굴절률을 갖는 제2 노르보르넨계 재료를 주재료로 하여 구성되며, 클래드층 (91, 92)이 각각 제1 노르보르넨계 재료(코어층 (93)의 코어부 (94))보다 굴절률이 낮은 노르보르넨계 폴리머를 주재료로 하여 구성된다.
그리고 제1 노르보르넨계 재료와 상기 제2 노르보르넨계 재료는 모두 동일한 노르보르넨계 폴리머를 함유하지만 이 노르보르넨계 폴리머와 다른 굴절률을 갖는 노르보르넨계 모노머 반응물의 함유량이 다름으로써 서로 굴절률이 다르다.
노르보르넨계 폴리머는 투명성이 높기 때문에 이러한 구성의 광 도파로 (9)에서는 높은 광 전송 성능이 얻어진다.
또, 이와 같은 구성에 의해 코어부 (94)와 클래드부 (95) 사이의 높은 밀착성 뿐만 아니라 코어층 (93)과 클래드층 (91) 및 클래드층 (92) 사이의 높은 밀착성을 얻을 수 있어, 광 도파로 (9)에 휨 등의 변형이 생겼을 경우에서도 코어부 (94)와 클래드부 (95)의 박리나 코어층 (93)과 클래드층 (91, 92)의 층간 박리가 생기기 어렵고, 코어부 (94)내나 클래드부 (95)내에 미세 균열이 발생하는 것도 방지된다. 그 결과 광 도파로 (9)의 광 전송 성능이 유지된다.
또한 노르보르넨계 폴리머는 높은 내열성, 높은 소수성을 갖기 때문에 이러한 구성의 광 도파로 (9)는 내구성이 뛰어난 것이 된다.
또, 광 도파로 (9)에 높은 내열성이나 높은 소수성을 부여할 수 있기 때문에 그 특성의 저하(열화)를 방지하면서 전술한 바와 같은 각종 방법을 채용하여 도체층을 확실히 형성할 수 있다. 특히, 빛의 전송에 중요한 코어부 (94)와 겹치도록 도체층을 형성했을 경우에서도 코어부 (94)의 변질·열화를 방지할 수 있다.
또, 이상과 같은 제조 방법에 의하면 간단한 처리로, 게다가 단시간에 소망하는 형상을 갖고, 또한 치수 정밀도가 높은 코어부 (94)를 갖는 광 도파로 (9)를 얻을 수 있다.
또한, 이와 같은 광 도파로용 필름 (10)은 클래드층(하부 클래드층) (91) 및 클래드층(상부 클래드층) (92)을 생략해도 공기가 각 클래드층으로서의 역할을 다하기 때문에 기능상 지장은 없다. 그렇지만, 코어층 (93)의 표면에 부착하는 티끌, 먼지 등을 막는 관점으로부터 각 클래드층 (91, 92)을 설치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 광 도파로용 필름 (10)의 광 손실을 억제할 수 있다.
(적층형 광 도파로용 필름의 구조)
도 10(A) 및 도 10(B)는 적층형 광 도파로용 필름의 개략 구조를 나타내는 단면도이다. 도 10(A)에 나타내는 적층형 광 도파로용 필름은 상기 광 도파로 (9)와 동일한 구조를 갖는 제1 광 도파로 (9A) 및 제2 광 도파로 (9B)가 접착층 (8)을 통해 적층하는 구조를 가지고 있다. 제1 광 도파로 (9A) 및 제2 광 도파로 (9B) 각각의 제조 방법은 상기 광 도파로 (9)의 제조 방법과 동일하다.
또, 도 10(B)에 나타내는 적층형 광 도파로용 필름은 클래드층(하부 클래드층) (91), 코어층(하부 코어층) (93), 클래드층(중간 클래드층) (92), 코어층(상부 코어층) (93) 및 클래드층(상부 클래드층) (92)이 이 순서로 적층된 구조를 가지고 있다. 따라서, 도 10(B)에 나타내는 적층형 광 도파로용 필름은 실질적으로 2개의 광 도파로가 적층된 구조를 갖는다. 하부 클래드층 (91), 하부 코어층 (93) 및 중간 클래드층 (92)으로 이루어진 적층 구조는 상기 광 도파로 (9)의 제조 방법과 동일하게 형성된다. 그 후 이 적층 구조상에 상부 코어층 (93) 및 상부 클래드층 (92)이 상기 광 도파로 (9)의 코어층 (93) 및 클래드층 (92)과 동일한 공정으로 형성된다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 기술하였지만, 이들은 본 발명의 예시이고 상기 이외의 여러가지 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들어 도 4에 나타내는 바와 같이 얼라인먼트 표시 (13A, 13A, …)와 다이싱 라인 (121A, 122A)이 얼라인먼트 패턴 (12A)을 구성하는 구조가 매우 적합하기는 하지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 얼라인먼트 표시를 나타내는 패턴과 다이싱 라인을 나타내는 패턴이 완전하게 분리되어 있어도 된다.
도 1에 나타낸 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)에는 모두 동일한 광 도파로 패턴이 형성되어 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)에 서로 다른 광 도파로 패턴이 형성되어도 된다. 또, 도 1에 나타낸 광 도파로 영역 (11A~11C)의 수는 3개로 한정되는 것은 아니고, 4개 이상의 광 도파로 영역이 형성되어도 된다.
도 1에 나타낸 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B, 12C)은 모두 동일 형상을 갖지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)에 서로 다른 광 도파로 패턴이 형성되는 경우에는 이들 광 도파로 패턴에 각각 대응하는 얼라인먼트 패턴이 형성되어도 된다.
이상, 본 발명의 광 도파로용 필름, 적층형 광 도파로용 필름 및 광 도파로를 도시한 실시형태에 기초하여 설명하였지만 본 발명은 이들로 한정되는 것이 아니고, 각 부의 구성은 동일한 기능을 발휘할 수 있는 임의의 구성으로 치환될 수 있고, 또 임의의 구성이 부가되어 있어도 된다.
<광 도파로용 필름의 제2 실시형태>
다음에 본 발명의 광 도파로용 필름 및 본 발명의 적층형 광 도파로용 필름의 제2 실시형태에 대해서 설명한다.
(광 도파로용 필름의 구조)
도 11은 본 발명의 광 도파로를 포함하는 광 도파로용 필름의 제2 실시형태를 나타내는(일부 잘라 없애서 나타내는) 사시도, 도 12는 도 11에 나타내는 광 도파로용 필름의 코어층을 나타내는 개략도, 도 13은 본 발명의 광 도파로용 필름이 포함하는 광 도파로의 실시형태를 나타내는 평면도이다. 또한, 이하의 설명에서는 도 11 및 도 12에 각각 화살표로 나타내는 바와 같이 X 축, Y 축, Z축을 설정하고 있다.
이하, 제2 실시형태에 대해서 설명하지만 상기 제1 실시형태와의 상위점을 중심으로 설명하고 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.
본 실시형태는 각 코어부의 평면시에서의 형상이 소정의 삼각함수로 규정되는 곡선을 그리도록 구성되어 있는 것 이외에는 상기 제1 실시형태와 동일하다.
도 11에 나타내는 광 도파로용 필름 (10)은 도 11 중 Z축의 음의 방향에서 양의 방향을 향해 클래드층 (91)(클래드부), 코어층 (93) 및 클래드층 (92)(클래드부)을 이 순서로 적층하여 이루어지는 긴 모양의 것이다.
그리고 코어층 (93)은 도 12에 나타내는 바와 같이 복수의 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)과 이들 광 도파로 영역 (11A~11C)에 인접하도록 형성된 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B, 12C)을 가지고 있다. 이들 광 도파로 영역 (11A~11C)은 후에 상술하지만 각각이 동일층내에 X 축을 따라 거의 병렬로 배설된 복수의 코어부와 이들 코어부 각각의 측면을 덮고, 또한 코어부보다도 굴절률이 낮은 측면 클래드부를 구비하고 있다. 그리고 최종적으로는 각 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)을 분리함으로써 각각이 광 도파로 (9)가 된다.
이하, 각 광 도파로 영역 (11A~11C)과 각 얼라인먼트 패턴 (12A~12C)에 대해서 순서대로 설명한다.
우선, 각 광 도파로 영역 (11A~11C)에 대해서 설명하지만 여기에서는 각 광 도파로 영역 (11A~11C) 중 광 도파로 영역 (11A)에 대해서 대표로 설명한다.
도 13에 나타내는 광 도파로 영역 (11A)은 X 축을 따라 병렬로 배설된 복수의 코어부 (94A, 94B, 94C, 94D, 94E, 94F, 94G, 94H)를 가지고 있다. 또, 이들 코어부 (94A~94H) 각각의 측면은 각 코어부 (94A~94H)보다 굴절률이 낮은 측면 클래드부 (95)로 덮여있다.
즉, 도 13에 나타내는 각 코어부 (94A~94H)는 그 Z축의 아래쪽에 위치하는 클래드층 (91), Z축의 위쪽에 위치하는 클래드층 (92) 및 옆쪽에 위치하는 측면 클래드부 (95)로 이루어진 클래드부 (96)로 둘러싸여 있다. 또한, 도 11~14에서는 클래드층 (92)을 투과하여 나타내고 있다.
도 13에 나타내는 광 도파로 (9)는 한쪽 단면의 각 코어부 (94A~94H)에 입사된 빛을 각 코어부 (94A~94H)와 클래드부 (96)(각 클래드층 (91, 92) 및 각 측면 클래드부 (95))의 계면에서 전반사시켜 출사측에 전반됨으로써 다른쪽 단면의 각 코어부 (94A~94H)로부터 꺼낼 수 있다.
여기서, 각 코어부 (94A~94H)는 X 방향에 대해서 수직인 Y 방향으로 같은 간격으로 배설되어 있다. 또, 이들 코어부 (94A~94H) 중 임의의 서로 이웃하는 코어부간의 Y 방향 간격(이하, 「도파로 간격」이라고 한다.)은 X 방향을 따라서 주기 L로 주기적으로 변화하도록 설계되어 있다.
이와 같은 각 코어부 (94A~94H)는 각각 평면시 형상이 이하의 함수로 규정되는 곡선을 그리는 형상으로 되어 있다.
구체적으로는 각 코어부 (94A~94H) X 방향의 위치를 X로 했을 때 각 코어부 (94A~94H) Y 방향의 위치 Y는 하기 식 (1)로 나타낸다. 또한, 위치 X 및 위치 Y의 기준이 되는 원점은 도 13에 원점 O으로서 나타내는 바와 같이 광 도파로 (9)의 좌측 단부상에 있고, 또한 광 도파로 (9)의 폭(Y 방향의 길이)의 중점으로 한다. 또, 도 13에 있어서 각 코어부 (94A~94H)의 형상은 Y 방향으로 강조하여 도시되고 있다.
Y=Acos(2πX/L)+B (1)
[상기 식 (1) 중 A, B, L은 각각 임의의 실수로서, A는 진폭, B는 오프셋량, L은 주기이다.]
이와 같은 식 (1)로 위치 X, 위치 Y가 규정됨으로써 각 코어부 (94A~94H)가 통과하는 좌표가 결정되고, 각 좌표를 선으로 이음으로써 형상이 결정된다. 그리고 상기 식으로 규정되는 각 코어부 (94A~94H)의 형상은 이른바 「코사인 곡선」을 그리고 있다. 또, 각 코어부 (94A~94D)의 형상과 각 코어부 (94E~94H)의 형상은 X 축에 대해 선대칭인 관계로 되어 있다. 각 코어부 (94A~94H)가 이와 같이 X 축에 대해 선대칭인 관계에 있으면 비록 수지 재료가 수축하였다고 해도 광 도파로 (9)의 폭 방향의 중심과 코어부의 집합체의 중심이 일치하기 때문에 이른바 「편심」을 억제할 수 있어 접속 상대편과의 접속성을 보다 높일 수 있다.
여기서, 주기 L은 파형인 코사인 곡선에서의 「파장」에 상당하는 매개변수이다. 주기 L은 각 코어부 (94A~94H)에서 각각 달라도 되지만, 바람직하게는 도 13에 나타내는 바와 같이 동일한 값으로 설정된다.
또, 주기 L은 광 도파로 (9)의 길이에 따라 적절히 설정되지만, 일례로는 광 도파로 (9)의 길이가 200mm 정도이면 5~100mm 정도인 것이 바람직하고, 10~50mm 정도인 것이 보다 바람직하다.
한편, 진폭 A 및 오프셋량 B는 코사인 곡선에서 파형이나 X 축으로부터의 거리를 규정하는 매개변수이지만, 이들은 각 코어부 (94A~94H)에서 각각 다른 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
각 매개변수를 이상과 같이 설정함으로써 각 코어부 (94A~94H)는 교차하는 일 없이, 또 도파로 간격이 X 방향을 따라서 연속적으로 변화한 것으로 할 수 있다. 이것에 의해 각 코어부 (94A~94H)는 각각을 전반하는 빛의 독립성이 확보되어 채널간의 혼신(크로스 토크) 등을 방지할 수 있는 동시에 도파로 간격이 연속적으로 변화함으로써 본 발명의 광 도파로는 후술하는 작용·효과(접속성의 향상 등)를 발휘할 수 있는 것이 된다.
이와 같은 매개변수 중 진폭 A는 코사인 곡선에서의 「파의 높이」에 상당하는 매개변수이다. 진폭 A는 각 코어부 (94A~94H)에서 서로 다르도록 설정되어 있는 것이 바람직하지만, 그 설정 방법은 이하의 식 (3)으로 나타낸다.
A=±(Rmax-Rmin)(N-1)P/4 (3)
[상기 식 (3) 중 Rmax는 최대 배율, Rmin은 최소 배율, N은 채널수, P는 도파로 간격이다.]
또한, 진폭 A는 각 코어부 (94A~94H) 중 X 축보다 윗쪽(Y 축 양의 측)에 위치하는 각 코어부 (94A~94D)에 대해서는 그 부호가 양(+)이 되고, X 축보다 아래쪽(Y 축 음의 측)에 위치하는 각 코어부 (94E~94H)에 대해서는 그 부호가 음(-)이 된다.
또, 오프셋량 B는 코사인 곡선의 X 축으로부터의 이간(離間) 거리에 상당하는 매개변수이다. 오프셋량 B는 각 코어부 (94A~94H)에서 서로 다르도록 설정되어 있지만 그 설정 방법은 하기 식 (4)로 나타낸다.
B=±(Rmax+Rmin)(N-1)P/4 (4)
[상기 식 (4) 중 Rmax는 최대 배율, Rmin은 최소 배율, N은 채널수, P는 도파로 간격이다.]
또한, 오프셋량 B는 각 코어부 (94A~94H) 중 X 축보다 윗쪽(Y 축 양의 측)에 위치하는 각 코어부 (94A~94D)에 대해서는 그 부호가 양(+)이 되고 X 축보다 아래쪽(Y 축 음의 측)에 위치하는 각 코어부 (94E~94H)에 대해서는 그 부호가 음(-)이 된다.
여기서, 상기 식 (3) 및 상기 식 (4)에서의 최대 배율 Rmax 및 최소 배율 Rmin은 후에 상술하지만 광 도파로 (9)를 구성하는 수지 재료가 고화할 때의 수축률에 따라서 1 이상의 범위로 설정된다. 또, 바람직하게는 1~1.05의 범위내, 보다 바람직하게는 1.01~1.03 정도의 범위내에서 적절히 설정된다. 또, 최대 배율 Rmax는 최소 배율 Rmin보다 큰 값으로 설정되고, 그 차이는 바람직하게는 0.02~0.05 정도가 된다. 또한, 최대 배율 Rmax는 각 코어부 (94A~94H)간에 서로 달라도 되지만, 본 실시형태에서는 동일하게 설정된다. 한편, 최소 배율 Rmin도 각 코어부 (94A~94H)간에 서로 달라도 되지만 본 실시형태에서는 동일하게 설정된다. 이것은 수지 재료의 수축률은 재료 전체에서 거의 동일한 경우가 많기 때문이다. 따라서, 상기와 같이 설정함으로써 모든 코어부 (94A~94H)에 있어서 도파로 간격을 목적으로 하는 값에 접근시킬 수 있다.
또, 최대 배율 Rmax 및 최소 배율 Rmin은 수지 재료의 수축률(수축에 수반하는 치수의 감소율)로부터 산출할 수 있고, 산출 방법은 특별히 한정되지 않지만 예를 들면 수지 재료의 수축률이 2%인 경우에는 이 수축률에 1을 더한 값을 기본적인 배율로 할 수 있다. 또한, 사용하는 수지 재료의 종류나 제조 환경, 개체차 등에 의해 이 배율이 증감하기 때문에 그 증감율을 기본적인 배율에 가미한 다음 최대 배율 Rmax 및 최소 배율 Rmin을 규정할 수 있다. 이와 같이 상기 식 (3) 및 상기 식 (4)에서는 진폭 A나 오프셋량 B에 대해서 수축률의 불균일에 입각한 배율을 가미하고 있기 때문에 비록 수지 재료의 수축률이 일정하지 않아도 절단 위치를 선택하는 것만으로 목적으로 하는 도파로 간격의 광 도파로를 용이하게 설계·제조할 수 있다.
또, N은 채널수이지만 이 매개변수는 각 코어부 (94A~94H)의 외측으로부터의 배설 순서에 따라 하기 식 (5)과 같이 나타낸다.
N=N0+2-2n (5)
[상기 식 (5) 중 N0는 전체 채널수(각 코어부 (94A~94H)의 전체 수), n은 각 코어부 (94A~94H)의 외측으로부터의 배설 순서이다.]
예를 들면 도 13의 경우 전체 채널수 N0는 8이고, 그 중 코어부 (94B)는 외측으로부터의 배설 순서가 2번째이기 때문에 코어부 (94B)의 채널수 N은 N=8+2-(2×2)=6이 된다.
또한, 전체 채널수 N0는 접속 상대편의 전체 채널 수 등에 따라 적절히 설정하면 된다. 또, 배설 순서 n은 순서를 세는 방향에 따라서 2개의 값을 취하는 것도 있지만 이 경우에는 작은 쪽의 값으로 한다.
또, 전체 채널수 N0가 홀수인 경우에는 병렬하는 각 코어부 중 중심에 위치하는 코어부는 X 축상에 있는 것이 바람직하다. 즉, 광 도파로 (9)의 전체 채널수 N0가 만일 홀수인 경우 도 13에 나타내는 X 축상에 직선 코어부가 설치되는 것이 바람직하다.
또한 도파로 간격 P는 광 도파로 (9)에 접속하는 상대편의 도파로 간격에 상당하는 것으로서 규정되고, 각 코어부 (94A~94H)간에 서로 달라도 되지만 본 실시형태에서는 동일하게 설정된다. 이것에 의해 제조되는 광 도파로 (9)의 도파로 간격은 접속 상대편의 도파로 간격과 일치하는 부분을 포함하는 것이 된다. 또, 수지 재료의 수축률은 재료 전체에서 거의 동일한 경우가 많기 때문에 상기와 같이 설정함으로써 모든 코어부 (94A~94H)에 있어서 도파로 간격은 동일하게 된다. 도파로 간격 P는 일례로서 30㎛ 이상인 것이 바람직하고, 50㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상한값은 특별히 설정되지 않기는 하지만, 일례로는 500㎛ 정도가 된다.
이상과 같은 각 식에 의해 각 코어부 (94A~94H)의 평면시 형상을 일의적으로 결정할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 광 도파로 (9)를 구성하는 재료가 수지 재료와 같이 고화시에 수축을 수반하는 재료인 경우 이 수축률을 반영시킨 매개변수인 최대 배율 Rmax 및 최소 배율 Rmin을 포함하는 상기 식 (3), (4)는 엄밀하게는 고화 전의 각 코어부 (94A~94H)의 형상을 규정하는 식이다. 그렇지만, 수지 재료의 수축에 의한 광 도파로 (9)의 형상 변화는 매우 적기 때문에 수지 재료 고화 후의 각 코어부 (94A~94H)의 형상도 고화 전과 거의 동일하다고 간주할 수 있다. 환언하면 수지 재료의 고화 후의 각 코어부 (94A~94H)의 형상도 상기 식 (3), (4)로 규정할 수 있다.
이와 같은 형상의 각 코어부 (94A~94H)에 있어서 그 광로의 각 점의 접선의 X 축에 대한 경사 각도(이하, 생략하여 「경사 각도」라고 한다.)는 X 축에 대해 연속적으로(매끄럽게) 변화하도록 설계되게 된다. 이것에 의해 각 코어부 (94A~94H)는 작은 곡률의 굴곡 부위를 갖지 않기 때문에 이 굴곡 부위에서의 빛의 누출을 억제할 수 있다. 그 결과 각 코어부 (94A~94H)는 광 전반 특성이 뛰어난 것이 된다.
구체적으로는 경사 각도는 1° 이하인 것이 바람직하고, 0° 이상 0.8° 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.01° 이상 0.5° 이하인 것이 더욱 바람직하다. 경사 각도를 상기 범위내로 설정함으로써 빛의 누출을 최소한으로 억제할 수 있다. 또, 입사측 단면에서의 빛의 입사 각도 및 출사측 단면에서의 빛의 출사 각도가 각각 X 축에 대해 현저하게 기우는 것이 방지되므로, 광 도파로 (9)와 이것에 접속되는 상대편과의 접속성이 향상하여 광 접속 손실을 확실히 억제할 수 있다. 또한, 상기 경사 각도는 상술한 주기 L이나 진폭 A 등에 의존하기 때문에 이들 매개변수는 상기 경사 각도의 바람직한 범위에 따라 설정되는 것이 바람직하다.
그런데 각 코어부 (94A~94H)와 클래드부 (96)의 계면에서 전반사를 일으키게 하기 위해서는 계면에 굴절률 차가 존재할 필요가 있다. 각 코어부 (94A~94H)의 굴절률은 클래드부 (96)의 굴절률보다 높고, 그 차이는 특별히 한정되지 않기는 하지만 0.5% 이상인 것이 바람직하고, 0.8% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 굴절률 차의 상한값은 특별히 설정되지 않아도 되지만, 바람직하게는 5.5% 정도가 된다. 굴절률 차가 상기 하한값 미만이면 빛을 전반하는 효과가 저하하는 경우가 있고, 또 상기 상한값을 초과하여도 빛의 전반 효과 그 이상의 증대는 기대할 수 없다.
또한, 상기 굴절률 차는 각 코어부 (94A~94H)의 굴절률을 n1, 클래드부 (96)의 굴절률을 n2로 했을 때 다음 식 (6)으로 나타낸다.
굴절률 차(%) =|n1/n2-1|×100 (6)
또, 각 코어부 (94A~94H)의 횡단면 형상은 정방형 또는 직사각형(장방형)과 같은 사각형을 이루고 있다.
각 코어부 (94A~94H)의 폭 및 높이는 특별히 한정되지 않지만 각각 1~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 5~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하고, 10~60㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다.
이와 같은 각 코어부 (94A~94H) 및 클래드부 (96)의 각 구성 재료는 각각 전술한 바와 같은 굴절률 차가 생기는 재료이면 특별히 한정되지 않지만 구체적으로는 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 에폭시 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리벤조옥사졸, 폴리실란, 폴리실라잔, 또 벤조시클로부텐계 수지나 노르보르넨계 수지 등의 환상 올레핀계 수지와 같은 각종 수지 재료 등을 들 수 있다.
본 실시형태에서는 코어층 (93)에 있어서 각 코어부 (94A~94H) 및 측면 클래드부 (95)가 동일한 베이스 재료(기본 성분)로 구성되어 있어 각 코어부 (94A~94H)와 측면 클래드부 (95)의 굴절률 차가 각각의 구성 재료의 화학 구조 차이에 의해 발현되고 있다.
화학 구조의 차이에 의해 굴절률 차를 발현시키기 위해서는 각 코어부 (94A~94H) 및 측면 클래드부 (95)의 각 구성 재료로서 자외선, 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해(혹은 추가로 가열함으로써) 굴절률이 변화하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 굴절률이 변화하는 재료로는 예를 들면 활성 에너지선의 조사나 가열에 의해 적어도 일부의 결합이 절단되거나 적어도 일부의 관능기가 이탈하는 등 하여 화학 구조가 변화할 수 있는 재료를 들 수 있다.
구체적으로는 폴리실란(예: 폴리메틸페닐실란), 폴리실라잔(예: 퍼히드로폴리실라잔) 등의 실란계 수지나 전술한 바와 같은 구조 변화를 수반하는 재료의 베이스가 되는 수지로는 분자의 측쇄 또는 말단에 관능기를 갖는 전술한 (1)~(6)과 같은 수지를 들 수 있다. 또 그 외에 광 경화 반응성 모노머를 중합함으로써 얻어지는 아크릴계 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 중합체로는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 교호 공중합체 등을 들 수 있다.
또, 이들 중에서도 특히 노르보르넨계 수지가 바람직하다. 이들 노르보르넨계 폴리머는 예를 들면 개환 복분해 중합(ROMP), ROMP와 수소화 반응의 조합, 라디칼 또는 카티온에 의한 중합, 카티온성 팔라듐 중합 개시제를 이용한 중합, 이 이외의 중합 개시제(예를 들면 니켈이나 다른 천이 금속의 중합 개시제)를 이용한 중합 등 공지의 모든 중합 방법으로 얻을 수 있다.
한편, 클래드층 (91) 및 (92)은 각각 각 코어부 (94A~94H)의 하부 및 상부에 위치하는 클래드부를 구성하는 것이다. 이와 같은 구성에 의해 각 코어부 (94A~94H)는 그 외주가 클래드부 (96)로 둘러싸인 도광로로서 기능한다.
클래드층 (91, 92)의 평균 두께는 코어층 (93) 평균 두께(각 코어부 (94A~94H)의 평균 높이)의 0.1~1.5배 정도인 것이 바람직하고, 0.2~1.25배 정도인 것이 보다 바람직하고, 구체적으로는 클래드층 (91, 92)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만 각각 통상 1~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 5~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하고, 10~60㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다. 이것에 의해 광 도파로 (9)가 불필요하게 대형화(후막화)하는 것을 방지하면서 클래드층으로서의 기능이 매우 적합하게 발휘된다.
또, 클래드층 (91) 및 (92)의 구성 재료로는 예를 들면 전술한 코어층 (93)의 구성 재료와 동일한 재료를 이용할 수 있지만, 특히 노르보르넨계 폴리머가 바람직하다.
또한, 본 실시형태에서는 코어층 (93)의 구성 재료와 클래드층 (91, 92)의 구성 재료 사이에서 양자간의 굴절률 차를 고려하여 적절히 다른 재료를 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 따라서, 코어층 (93)과 클래드층 (91, 92)의 경계에 있어서 빛을 확실히 전반사시키기 위해 충분한 굴절률 차가 생기도록 재료를 선택하면 된다. 이것에 의해 광 도파로 (9)의 두께 방향에서 충분한 굴절률 차를 얻을 수 있어 각 코어부 (94A~94H)로부터 클래드층 (91, 92)으로 빛이 새 나오는 것을 억제할 수 있다. 그 결과 각 코어부 (94A~94H)를 전반하는 빛의 감쇠를 억제할 수 있다.
또, 빛의 감쇠를 억제하는 관점으로부터는 코어층 (93)과 클래드층 (91, 92) 사이의 밀착성이 높은 것이 바람직하다. 따라서, 클래드층 (91, 92)의 구성 재료는 코어층 (93)의 구성 재료보다도 굴절률이 낮고, 또한 코어층 (93)의 구성 재료와 밀착성이 높다고 하는 조건을 만족하는 것이면 어떠한 재료여도 된다.
이상, 광 도파로 영역 (11A)에 대해서 대표로 설명하였지만 그 외의 광 도파로 영역 (11B), (11C)에 대해서도 광 도파로 영역 (11A)과 동일한 복수의 코어부와 측면 클래드부를 구비하고 있다.
또, 광 도파로용 필름 (10)에는 상술한 바와 같이 각 광 도파로 영역 (11A~11C)의 바깥 테두리에 인접하여 얼라인먼트 패턴 (12A~12C)이 설치되어 있다.
이들 얼라인먼트 패턴 (12A~12C)은 각 광 도파로 영역 (11A~11C)을 구획하는 동시에 절단에 의해 각 광 도파로 영역 (11A~11C)을 분리할 때의 기준선으로서 사용된다. 광 도파로용 필름 (10)의 사용자는 광 도파로용 필름 (10)을 얼라인먼트 패턴 (12A~12C)에 따라서 절단함으로써 각 광 도파로 영역 (11A~11C)이 개개로 분리되고, 분리된 각 광 도파로 영역 (11A~11C) 각각을 접속 상대편에 접속하는 광 도파로 (9)로서 사용할 수 있다.
이상과 같은 광 도파로 (9)는 상술한 바와 같은 수지 재료로 구성되기 때문에 제조 과정에 있어서 수지 재료가 고화 할 때 등에 수축하는 것을 피할 수 없다.
종래 광 도파로를 제조하는 경우에는 미리 광 도파로를 접속하는 상대편의 도파로 간격에 맞추어 각 코어부를 설계하고 있었지만, 이와 같은 설계 방법에서는 수지 재료의 수축에 수반하여 도파로 간격이 변화해 버려 최종적으로 얻어진 광 도파로의 도파로 간격이 접속 상대편과 일치하지 않아 광 접속성이 저하하는 것이 문제가 되고 있었다.
이것에 대해 본 발명에 관련된 광 도파로 (9)는 상술한 바와 같이 각각의 도파로 간격이 X 방향을 따라서 주기적으로 변화하는 형상을 이루고 있기 때문에 그 도파로 간격의 변화폭을 수지 재료의 수축률에 기초하여 대략적으로 설정하여 둠으로써 연속적으로 변화하는 도파로 간격 중에 접속 상대편의 도파로 간격에 일치하는 개소를 찾아낼 수 있다.
따라서, 눈짐작 또는 계측 등에 의해 접속 상대편의 도파로 간격(예를 들면 도 33의 다심 광 커넥터 (82)의 광섬유 코어 (820)의 간격)에 일치하는 위치에서 제조 후의 광 도파로 (9)를 Y 방향으로 절단함으로써 그 절단면에서는 광 도파로 (9)와 접속 상대편 사이에 도파로 간격이 일치하게 된다. 도 13에 나타내는 선 C는 절단면의 일례이다.
즉, 광 도파로 (9)는 소정의 위치에서 Y 방향으로 절단됨으로써 소망하는 도파로 간격을 갖는 광 입사 단면 또는 광 출사 단면을 형성할 수 있는 것이 된다. 따라서 광 도파로 (9)는 수지 재료의 수축률에 상관없이 접속 상대편에 대해서 광 접속성이 뛰어난 것이 된다.
여기서, 예를 들면 M개의 코어부가 있는 경우 그 도파로 간격의 개수는 M-1개이다. 따라서, M이 2 이상의 정수이면 도파로 간격이 하나 이상 존재하기 때문에 광 도파로 (9)에서의 도파로 간격은 연속적이고 또한 주기적으로 변화하는 것이 된다.
또, M이 3 이상인 정수인 경우에는 도파로 간격은 2개 이상 존재하게 되지만 이들 도파로 간격끼리의 비율은 도파로 간격의 변화에 있어서도 일정하게 유지되는 것, 즉 X 축의 어느 위치여도 일정하게 되어 있는 것이 바람직하다. 이것은 수지 재료의 수축이 재료 전체에 있어서 거의 균일하게 수축하는 것이 기대되는 것에 따르는 요청이다. 즉, 도파로 간격끼리의 비율이 일정하게 유지되고 있으면 만일 1개소의 도파로 간격이 접속 상대편과 일치하기만 하면 필연적으로 그 외의 도파로 간격도 일치하게 된다.
그리고 각 코어부 (94A~94H)의 형상을 전술한 바와 같은 코사인 곡선으로 함으로써 어느 위치에서 절단하였다고 해도 각각의 도파로 간격끼리의 비율이 확실히 일정하게 된다. 환언하면 광 도파로 (9)를 어느 위치에서 절단하였다고 해도 그 절단면에서의 각 코어부 (94A~94H)의 배치는 항상 상사형(相似形)이라고 말할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 적어도 1개소의 도파로 간격이 접속 상대편과 일치하는 위치에서 광 도파로 (9)를 절단하면 접속 상대편에 대해서 뛰어난 광 접속성을 갖는 광 도파로 (9)를 간단하게 제조할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면 이와 같은 도파로 간격의 범용성이 높은 광 도파로 (9)를 간단하게 설계하여 간단하게 제조하는 것을 가능하게 한다.
그런데 광 도파로 (9)의 절단 위치는 상술한 바와 같이 눈짐작 또는 임의의 방법에 의한 계측 등에 의해 결정할 수 있지만 광 도파로 (9)에 미리 설치된 표적을 기준으로 하여 절단하도록 해도 된다.
구체적으로는 각 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B, 12C)은 각각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B, 13C)를 가지고 있다. 이들 얼라인먼트 표지(indicia) (13A, 13C)는 접속 상대편의 도파로 간격에 맞추어 광 도파로 (9)를 Y 방향으로 절단할 때의 표적(기준 표시)으로 하여 사용된다.
이하, 각 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B, 12C) 중 얼라인먼트 패턴 (12A)에 대해서 대표로 설명한다.
얼라인먼트 패턴 (12A)은 X 방향을 따라서 배열되는 복수의 얼라인먼트 표시 (13A)를 가지고 있다. 또, 각 얼라인먼트 표시 (13A)는 상기 각 얼라인먼트 표시 (13A) 위치에서의 도파로 간격을 파악하기 위한 표시이다. 즉, 각 얼라인먼트 표시 (13A)를 각 코어부 (94A~94H)와 동일한 층내에 형성하고, 또한 동일한 수지 재료로 구성함으로써 각 얼라인먼트 표시 (13A)와 도파로 간격과 사이에 일정한 관계를 갖게 할 수 있다. 이것에 의해 눈짐작 또는 계측 등을 실시하지 않아도 수지 재료의 종류를 특정하는 것만으로 얼라인먼트 표시 (13A)에 기초하여 광 도파로 (9)를 절단할 수 있어 목적으로 하는 도파로 간격의 단면을 얻는 것도 가능하게 된다.
도 16(A)~(C)는 광 도파로 (9)와 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B) 사이의 관계를 나타내는 도면(단면도)이다. 도 16(C)는 광 도파로용 필름 (10)의 코어층 (93)의 일부 상면을 나타내는 도면이고, 도 16(A)은 도 16(C)의 S1-S1 선에 따른 광 도파로용 필름 (10)의 단면을 나타내는 도면이며, 도 16(B)는 도 16(C)의 S2-S2 선에 따른 광 도파로용 필름 (10)의 단면을 나타내고 있다.
여기서 얼라인먼트 패턴 (12A)은 X 방향으로 신장하는 한 쌍의 평행한 다이싱 라인(라인상 패턴) (121A, 122A)을 가지고 있다.
한편, 얼라인먼트 패턴 (12B)은 X 방향으로 신장하는 한 쌍의 평행한 다이싱 라인(라인상 패턴) (121B, 122B)을 가지고 있다.
이들 다이싱 라인 (121A, 122A, 121B, 122B)은 각 코어부 (94A~94H)와 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
또, 한 쌍의 다이싱 라인 (121A, 122A) 사이에는 Y 방향으로 신장하는 선상 얼라인먼트 표시 (13A)가 복수 형성되어 있다. 이들 얼라인먼트 표시 (13A)는 같은 간격 또는 소정의 간격으로 배열하고 있다.
한편, 한 쌍의 다이싱 라인 (121B, 122B) 사이에도 Y 방향으로 신장하는 선상 얼라인먼트 표시 (13B)가 복수 형성되어 있다. 이들 얼라인먼트 표시 (13B)는 같은 간격 또는 소정의 간격으로 배열되어 있다.
이와 같은 각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)는 각 코어부 (94A~94H)와 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
또한, 각 얼라인먼트 표시 (13A)는 도 16에 나타내는 바와 같이 한 쌍의 다이싱 라인 (121A, 122A)으로 분리되고, 각 얼라인먼트 표시 (13B)도 도 16에 나타내는 바와 같이 한 쌍의 다이싱 라인 (121B, 122B)으로 분리되어 있지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 얼라인먼트 표시 (13A)는 다이싱 라인 (121A, 122A)의 한쪽 또는 양쪽과 연속하고 얼라인먼트 표시 (13B)는 다이싱 라인 (121B, 122B)의 한쪽 또는 양쪽과 연속하고 있어도 된다.
또, 각 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B)간의 수축을 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 광 도파로 (9)의 Y 방향 수축률을 산출할 수 있다.
한편, 광 도파로 (9)의 X 방향 수축률은 산출한 Y 방향의 수축률과 동등하다고 간주할 수도 있지만, 각 얼라인먼트 표시 (13A)간 또는 각 얼라인먼트 표시 (13B)간의 수축을 측정하고 이 측정 결과에 기초하여 산출할 수도 있다.
광 도파로 (9) 사용자는 이와 같이 하여 수지 재료마다 수축률을 미리 산출하고, 이것에 기초하여 전술한 식 (3) 및 식 (4)에서의 최대 배율 Rmax, 최소 배율 Rmin을 설정하면 된다. 또, 상기 수축률에 기초하여 광 도파로 (9)의 절단면과 접속 상대편에서 도파로 간격이 일치하도록 각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B) 위치나 간격 등을 결정하면 된다. 이와 같이 하면 광 접속성이 뛰어난 광 도파로 (9)를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 각 얼라인먼트 표시 (13A, 13C)는 Y 방향을 따라서 그어진 단순한 선이어도 되지만 각각의 얼라인먼트 표시 (13A)를 식별하기 위해 번호나 기호가 부여되어 있어도 된다.
도 14는 광 도파로 영역 (131)에 형성될 수 있는 각 코어부 (94A~94H)의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 도 14에 나타내는 광 도파로 (9')(광 도파로용 필름)는 각 코어부 (94A~94H)의 평면시 형상이 다른 것 이외에는 도 13에 나타내는 광 도파로 (9)(광 도파로용 필름)와 동일하다.
도 14에 나타내는 각 코어부 (94A~94H)는 그 긴 방향의 일부가 각각 직선상으로 되어 있다. 즉, 도 14에 나타내는 각 코어부 (94A~94H)는 직선상 부분 (1341)과 상술한 바와 같은 코사인 곡선을 그리고 있는 부분(곡선 부분 (1342))으로 나뉘어 있다.
이와 같은 광 도파로 (9')에 있어서도 상술한 광 도파로 (9)와 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다.
또, 이 곡선 부분 (1342)은 적어도 광 도파로 (9') X 방향의 양 단부에 설치되어 있으면 된다. 이것에 의해 광 도파로 (9')는 곡선 부분 (1342)에 있어서 접속 상대편과의 접속에서의 광 접속 손실의 억제를 도모할 수 있고, 또한 직선상 부분 (1341)에 있어서는 굴곡 부분이 존재하지 않기 때문에 클래드부 (96)로의 빛의 누출을 최소한으로 억제할 수 있다. 그 결과 광 도파로 (9')는 광 통신 품질을 더욱 높일 수 있다.
또, 도 15는 광 도파로 영역 (11A)에 형성될 수 있는 각 코어부 (94A~94H)의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 도 15에 나타내는 광 도파로 (9")(광 도파로용 필름)는 각 코어부 (94A~94H)의 평면시 형상이 다른 것 이외에는 도 13에 나타내는 광 도파로 (9)(광 도파로용 필름)와 동일하다.
도 15에 나타내는 광 도파로 (9")에서는 각 코어부 (94A~94H) 중 X 축의 기점이 되는 좌측 단부가 곡선 부분의 「골짜기」에 상당하는 부위에 일치하고 있다. 이것에 대해 전술한 도 13에 나타내는 광 도파로 (9)에서는 각 코어부 (94A~94H) 중 X 축의 기점이 되는 좌측 단부는 곡선 부분의 「산」에 상당하는 부위에 일치하고 있고 이 점이 광 도파로 (9")와의 차이점이다.
이와 같은 도 15에 나타내는 광 도파로 (9")는 그 평면시 형상이 이하의 함수로 규정되는 곡선을 그리는 형상으로 되어 있다.
구체적으로는 각 코어부 (94A~94H) X 방향의 위치를 X로 했을 때 각 코어부 (94A~94H) Y 방향의 위치 Y는 하기 식 (1a)로 나타낸다. 또한, 위치 X 및 위치 Y의 기준이 되는 원점은 도 15에 원점 O으로서 나타내는 바와 같이 광 도파로 (9")의 좌측 단부상에 있고, 또한 광 도파로 (9") 폭(Y 방향의 길이)의 중점으로 한다.
Y=-Acos(2πX/L)+B (1a)
[상기 식 (1a) 중 A, B, L은 각각 임의의 실수로서, A는 진폭, B는 오프셋량, L은 주기이다.]
이와 같은 식 (1a)로 위치 X, 위치 Y가 규정됨으로써 각 코어부 (94A~94H)가 통과하는 좌표가 결정되고, 각 좌표를 선으로 이음으로써 형상이 결정된다.
이상, 광 도파로 (9), 광 도파로 (9') 및 광 도파로 (9")에 대해서 설명하였지만, 본 발명에 관련된 광 도파로의 형상은 하기의 함수로 규정되는 이른바 「사인 곡선」이어도 된다.
Y=Asin(2πX/L)+B (2)
[상기 식 (2) 중 A, B, L은 각각 임의의 실수로서, A는 진폭, B는 오프셋량, L은 주기이다.]
또한, 이 「사인 곡선」으로 규정되는 광 도파로는 상술한 광 도파로 (9), 광 도파로 (9') 및 광 도파로 (9")와 같은 「코사인 곡선」으로 규정되는 광 도파로를 평행이동시킨 것과 실질적으로는 동등하다. 따라서, 상기 식 (2)으로 규정되는 광 도파로는 전술한 광 도파로 (9), 광 도파로 (9') 및 광 도파로 (9")와 동일한 작용·효과를 나타낸다.
이상과 같은 광 도파로 (9), 광 도파로 (9') 및 광 도파로 (9")는 상기 제1 실시형태와 동일한 작용·효과를 나타낸다.
(광 도파로용 필름의 제조 방법)
이상과 같은 광 도파로 (9), 광 도파로 (9') 및 광 도파로 (9")는 상기 제1 실시형태와 동일한 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
(적층형 광 도파로용 필름의 구조)
도 17(a) 및 도 17(b)는 적층형 광 도파로용 필름의 개략 구조를 나타내는 단면도이다.
도 17(a)에 나타내는 적층형 광 도파로용 필름은 상기 광 도파로 (9)와 동일한 구조를 갖는 제1 광 도파로 (9A) 및 제2 광 도파로 (9B)가 접착층 (8)을 통해 적층된 구조를 가지고 있다. 제1 광 도파로 (9A) 및 제2 광 도파로 (9B) 각각의 제조 방법은 상기 광 도파로 (9)의 제조 방법과 동일하다.
또, 도 17(b)에 나타내는 적층형 광 도파로용 필름은 클래드층(하부 클래드층) (91), 코어층(하부 코어층) (93), 클래드층(중간 클래드층) (92), 코어층(상부 코어층) (93) 및 클래드층(상부 클래드층) (92)이 이 순서로 적층된 구조를 가지고 있다. 따라서, 도 17(b)에 나타내는 적층형 광 도파로용 필름은 실질적으로 2개의 광 도파로가 적층된 구조를 갖는다. 하부 클래드층 (91), 하부 코어층 (93) 및 중간 클래드층 (92)으로 이루어진 적층 구조는 상기 광 도파로 (9)의 제조 방법과 동일하게 형성된다. 그 후 이 적층 구조상에 상부 코어층 (93) 및 상부 클래드층 (92)이 상기 광 도파로 (9)의 코어층 (93) 및 클래드층 (92)과 동일한 공정으로 형성된다.
이상, 본 발명의 광 도파로용 필름, 적층형 광 도파로용 필름 및 광 도파로를 도시한 실시형태에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것이 아니고 각 부의 구성은 동일한 기능을 발휘할 수 있는 임의의 구성으로 치환될 수 있고, 또 임의의 구성이 부가되어 있어도 된다.
예를 들면 상기 실시형태에서는 얼라인먼트 표시 (13A)와 다이싱 라인 (121A, 122A)에 의해 얼라인먼트 패턴 (12A)이 구성되지만 이것으로 한정되는 것이 아니고, 얼라인먼트 표시를 나타내는 패턴과 다이싱 라인을 나타내는 패턴이 완전하게 분리되어 있어도 된다.
또, 각 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)에는 각각 동일한 형상의 광 도파로 (9)가 형성되어 있어도 되지만, 서로 다른 형상의 광 도파로 (9)가 형성되어 있어도 된다.
또, 광 도파로 영역의 수는 3개로 한정되는 것이 아니고, 4개 이상의 광 도파로 영역이 설치되어 있어도 된다.
또, 도 12에 나타내는 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B, 12C)은 동일 형상이지만 각 광 도파로 영역 (11A, 11B, 11C)에 형성되는 광 도파로 (9)의 형상이 서로 다른 경우에는 그 형상에 대응하여 서로 다른 형상이어도 된다.
<광 도파로용 필름의 제3 실시형태>
다음에 본 발명의 광 도파로용 필름 및 광 도파로의 제3 실시형태에 대해서 설명한다.
(광 도파로용 필름의 구조)
우선, 광 도파로용 필름에 대해서 바람직한 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 18~도 20은 본 발명의 광 도파로용 필름의 일례(제3 실시형태)를 모식적으로 나타내는 상면도이다.
이하, 제3 실시형태에 대해서 설명하지만 상기 제1 실시형태 및 상기 제2 실시형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.
본 실시형태는 광 도파로용 필름을 절단하는 절단 예정 영역에서, 상기 절단 예정 영역의 긴 방향의 일단측과 타단측에서 인접하는 상기 복수의 코어부간에 위치하는 클래드부의 폭이 연속적으로 변화하고 있는 것 이외에는 상기 제1 실시형태와 동일하다.
즉, 본 실시형태에 관련된 광 도파로용 필름은 띠모양 광 도파로용 필름의 긴 방향을 따라서 클래드부 및 상기 클래드부를 통해 인접하는 복수의 코어부가 연재하여 이루어지고, 상기 광 도파로용 필름을 긴 방향과 직교하는 방향으로 절단하여 이용하는 광 도파로용 필름으로서, 상기 광 도파로용 필름을 절단하는 절단 예정 영역에서, 상기 절단 예정 영역의 긴 방향의 일단측과 타단측에서 인접하는 상기 복수의 코어부간에 위치하는 클래드부의 폭이 연속적으로 변화하고 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 광 도파로는 상기에 기재된 광 도파로용 필름으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 광 배선은 상기에 기재된 광 도파로를 구비한 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 광 전기 혼재 기판은 전기 배선과 상기에 기재된 광 배선을 갖는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 전자기기는 상기에 기재된 광 도파로를 구비한 것을 특징으로 한다.
띠모양 광 도파로용 필름 (10)에는 그 긴 방향(화살표 A 방향)을 따라서 클래드부 (95) 및 클래드부 (95)를 통해 인접하는 복수의 코어부 (94A, 94H)가 연재하고 있다.
코어부 (94A, 94H)의 양측면은 코어부 (94A, 94H)보다도 굴절률이 낮은 클래드부 (95)와 접하고 있고, 상하면은 코어부 (94A, 94H)보다도 굴절률이 낮은 공기와 접하고 있다. 그것에 의해 코어부 (94A, 94H)에 조사한 빛은 코어부 (94A, 94H)의 내부를 전반사하여 전파될 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 광 도파로용 필름 (10)의 상하층이 공기가 되는 경우에 대해서 설명하였지만, 상하 중 어느 한쪽에 코어부 (94A, 94H)보다도 굴절률이 낮은 클래드층 혹은 상하에 코어부 (94A, 94H)보다도 굴절률이 낮은 클래드층을 설치해도 된다.
이 광 도파로용 필름 (10)은 긴 방향과 직교하는 방향으로 절단하여 이용되는 것이고, 이 광 도파로용 필름 (10)을 절단하는 절단 예정 영역 (3)에서는 긴 방향의 일단측 (31)과 타단측 (32)에서 인접하는 코어부 (94A, 94H)간에 위치하는 클래드부 (95)의 폭이 연속적으로 변화하고 있다. 이것에 의해 커넥터로 광 도파로를 삽입할 때의 위치 어긋남을 억제할 수 있다.
이 광 도파로용 필름 (10)은 상술한 바와 같이 긴 방향과 직교하는 방향으로 절단하여 이용되고, 그 절단된 단부는 도시하지 않은 커넥터 등에 삽입되어 이용되는 것이다.
이 때에 광 도파로용 필름 (10)이 열처리 등 됨으로써 수축, 팽창 등 하여 치수 변화하는 경우가 있다. 이와 같은 광 도파로용 필름 (10)에 치수 변화가 생기면 커넥터부에서의 광 도파로의 접속 위치에 어긋남이 생겨 광 손실이 커진다고 하는 문제가 생기는 경우가 있었다.
이 문제에 대해서 본 발명의 광 도파로용 필름 (10)은 빛을 전파하는 코어부 (94A, 94H)와 클래드부 (95)가 띠모양 광 도파로용 필름 (10)의 긴 방향을 따라서 연재하여 이루어지고, 절단 예정 영역 (3)의 긴 방향의 일단측 (31)과 타단측 (32)에서 인접하는 복수의 코어부 (94A, 94H)간에 위치하는 클래드부 (95)의 폭이 연속적으로 변화하고 있다. 이와 같이 클래드부 (95)의 폭이 연속적으로 변화하고 있음으로써 광 도파로용 필름 (10)이 수축해도 커넥터부의 접속 상대의 간격과 동일한 절단 위치를 선택할 수 있다. 이 때문에 커넥터부에서의 광 도파로의 접속을 정확하게 실시할 수 있어 광 손실을 저감할 수 있는 것이다. 여기서, 광 도파로용 필름 (10)의 절단 위치를 결정하려면, 예를 들면 현미경을 이용하여 폭을 측정하여 절단 위치를 결정하는 방법, 광 도파로용 필름 (10)에 미리 얼라인먼트 표시 (13B)를 설치하여 절단 위치를 결정하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 광 도파로용 필름 (10)에 미리 얼라인먼트 표시 (13B)를 설치하여 절단 위치를 결정하는 방법이 바람직하다. 이것에 의해 광 도파로용 필름 (10)의 수축 결과에 의해 절단 위치를 용이하게 결정할 수 있다.
이 절단 예정 영역 (3)에서의 클래드부 (95)의 폭은 특별히 한정되지 않지만 일단측 (31)으로부터 타단측 (32)을 향해 연속적으로 점증하고 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해 필름의 치수 변화에 따라 절단 개소를 결정할 수 있어 커넥터 등과의 접속에 의해서 생기는 광 손실을 용이하게 저감할 수 있다.
절단 예정 영역 (3)에서의 클래드부 (95) 폭의 최소값(W1)과 최대값(W2)의 비(W2/W1)는 특별히 한정되지 않지만 1.01~1.1인 것이 바람직하다. 이것에 의해 대부분의 광 도파로용 필름 (10)의 치수 변화에 대응할 수 있다. 나아가서는, 상기 비(W2/W1)는 1.02~1.05인 것이 특히 바람직하다. 이것에 의해 상기 효과에 덧붙여(휨에 의한) 손실 증가를 억제하는 효과도 뛰어나다. 또한 잘라내는 여백 (margin)(외측 코어로부터 테두리까지의 거리)를 줄일 수도 있다.
도 19에 나타내는 바와 같이 절단 예정 영역 (3)은 광 도파로용 필름 (10)의 긴 방향(화살표 A 방향)으로 단속적으로 존재하고 있다. 이것에 의해 1매의 광 도파로용 필름 (10)보다 복수 개의 광 도파로를 얻을 수 있다. 또, 광 도파로용 필름 (10)이 연결되어 있음으로써 재료를 낭비없이 사용할 수 있다.
이와 같이 클래드부 (95)의 폭이 절단 예정 영역 (3)에서 연속적으로 변화하는 광 도파로용 필름 (10)은 도 20에 나타내는 바와 같이 복수의 코어부 (94A, 94B, 94C, 94D, 94E, 94F, 94G, 94H)를 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해 멀티채널 광 도파로를 얻을 수 있다.
도 20에 나타내는 바와 같이 광 도파로용 필름 (10)은 복수의 코어부 (94A~94H)와 코어부 (94A~94H) 사이에 복수의 클래드부 (95)가 배치된다.
각각의 코어부 (94A~94H)는 화살표 A 방향에 대해서 수직인 방향으로 수십 ㎛~수백 ㎛의 같은 간격으로 배설되어 있다. 각각의 코어부 (94A~94H) 사이는 코어부 (94A~94H)보다도 굴절률이 낮은 클래드부 (95)가 배치되어 있다.
또, 광 도파로용 필름 (10)에는 절단 위치를 규정하기 위한 얼라인먼트 표시 (13B)가 설치되어 있다. 이것에 의해 광 도파로용 필름 (10)의 수축률에 따른 광 도파로용 필름 (10)의 절단을 용이하게 할 수 있다.
이 얼라인먼트 표시 (13B)는 코어부 (94A~94H)와 동일한 층내에 설치되어 있고, 코어부 (94A~94H)의 바깥 테두리에 인접하는 클래드부 (95)에 상당하는 부분에 형성되어 있다.
이와 같이 광 도파로용 필름 (10)을 사용하는 사람은 미리 사용하는 수지 재료 마다 수축률을 산출하고, 이것에 기초하여 광 도파로용 필름 (10)의 절단 예정 영역 (3)의 형상을 상기 수축률에 기초하여 광 도파로용 필름 (10)의 절단면과 접속 상대편에서 도파로 간격이 일치하도록 얼라인먼트 표시 (13B) 위치나 간격 등을 결정할 수 있다. 이와 같이 하면 광 접속성이 뛰어난 광 도파로용 필름 (10)을 용이하게 형성할 수 있다.
이들 코어부 (94A~94H)의 인접하는 코어부간의 화살표 A 방향에 대해서 수직인 방향의 간격은 광 도파로용 필름 (10)의 중앙부 근방 (1343)에서는 일정하지만 절단 예정 영역 (3)에서는 화살표 A 방향을 향해서 인접하는 코어부간의 간격이 연속적으로 변화하고 있다.
이 복수의 클래드부 (95) 각각의 폭의 변화 비율은 특별히 한정되지 않지만 일정한 것이 바람직하다. 여기서, 변화의 비율이 일정하다는 것은 인접하는 클래드부 (95)의 폭이 동일한 비율로 변화하는 것이다. 구체적으로는 커넥터의 코어부에 맞닿는 부분이 균등 간격으로 배치되어 있는 경우 특정한 절단 예정 위치에서의 인접하는 클래드부 (95)끼리의 폭이 균등하게 된다고 하는 것이다. 이것에 의해 복수의 코어부 (94A~94H)를 커넥터에 삽입할 때의 접속 상대편과의 위치 어긋남을 용이하게 방지할 수 있고, 그에 따라 광 손실을 보다 저감할 수 있다.
도 18 내지 도 20에 나타내는 바와 같이 본 발명의 광 도파로용 필름 (10)에서는 절단 예정 영역 (3)에서 복수의 코어부 (94A~94H) 사이에 존재하는 클래드부 (95)의 폭이 긴 방향(화살표 A 방향)의 일단측 (31)과 타단측 (32)에서 연속적으로 변화하고 있는 것을 특징으로 하지만, 이 클래드부 (95)의 폭을 변화시키는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로 예시하면 광 도파로용 필름 (10)의 광 도파로가 형성되는 형성면에 직교하는 XY 좌표를 설정했을 때 클래드부 (95)에 인접하는 복수의 코어부 (94A~94H)의 배치를 X 방향의 좌표 위치에 관한 연속 함수의 값이 되도록 설계할 수 있다. 이것에 의해 코어부 (94A~94H)의 배치가 각각 연속적으로 변화하고 있으므로 사이에 배치되어 있는 클래드부 (95)의 폭도 연속적으로 변화하게 된다.
이 연속 함수를 이용하여 연속적으로 코어부 (94A~94H)의 배치를 변화시키는 방법으로는 예를 들면 삼각함수의 이용, 다항식의 이용 또는 스플라인 함수의 이용을 들 수 있다.
보다 구체적으로는 하기 식 (1) 또는 하기 식 (2)로 나타내는 함수로 규정되는 곡선을 그리는 것이 바람직하다.
Y=±Acos(2πX/L)+B (1)
Y=±Asin(2πX/L)+B (2)
[여기서, 식 (1) 및 (2) 중 A, B, L은 각각 임의의 실수로서, A는 진폭, B는 오프셋량, L은 주기이다.]
이와 같은 식 (1) 또는 (2)에서 위치 X, 위치 Y가 규정됨으로써 코어부 (94A~94H)가 통과하는 좌표가 결정되고, 각 좌표를 선으로 이음으로써 코어부 (2)의 형상이 결정된다.
여기서, 주기 L은 파형 코사인 곡선에서의 「파장」에 상당하는 매개변수이다. 주기 L은 복수의 코어부인 경우에는 각 코어부에서 각각 달라도 되지만 동일한 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
또, 주기 L은 광 도파로의 길이에 따라 적절히 설정되지만, 일례로는 광 도파로의 길이가 200mm 정도이면 5~100mm 정도인 것이 바람직하고, 10~50mm 정도인 것이 보다 바람직하다.
이것에 대해서 진폭 A 및 오프셋량 B는 코사인 곡선에 있어서 파형이나 X 축으로부터의 거리를 규정하는 매개변수이지만 이들은 복수의 코어부가 있는 경우에는 각 코어부에서 각각 다른 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
각 매개변수를 이상과 같이 설정함으로써 복수의 코어부가 있는 경우의 각 코어부는 교차하는 일 없이, 또 도파로 간격이 X 방향을 따라서 연속적으로 변화하는 것으로 할 수 있다. 이것에 의해 각 코어부는 각각을 전반하는 빛의 독립성이 확보되어 채널간의 혼신(크로스 토크) 등을 방지할 수 있는 동시에 도파로 간격이 연속적으로 변화함으로써 본 발명의 광 도파로는 후술하는 작용·효과(접속성의 향상 등)를 발휘할 수 있는 것이 된다.
예를 들면 도 20에 나타내는 복수의 코어부 (94A~94H)를 갖는 광 도파로용 필름 (10)의 경우 진폭 A는 코사인 곡선에서의 「파의 높이」에 상당하는 매개변수이다. 진폭 A는 각 코어부 (94A~94H)에서 서로 다르도록 설정되어 있는 것이 바람직하지만 그 설정 방법은 이하의 식 (3)으로 나타낸다.
A=±(Rmax-Rmin)(N-1)P/4 (3)
[상기 식 (3) 중 Rmax는 최대 배율, Rmin은 최소 배율, N은 채널수, P는 도파로 간격이다.]
또, 오프셋량 B는 코사인 곡선의 X 축으로부터의 이간 거리에 상당하는 매개변수이다. 오프셋량 B는 각 코어부 (94A~94H)에서 서로 다르도록 설정되어 있지만 그 설정 방법은 이하의 식 (4)에서 나타낸다.
B=±(Rmax+Rmin)(N-1)P/4 (4)
[상기 식 (4) 중 Rmax는 최대 배율, Rmin은 최소 배율, N은 채널수, P는 도파로 간격이다.]
또한, 진폭 A 및 오프셋량 B는 각 코어부 (94A~94H) 중 X 축보다 윗쪽(Y 축 양의 측)에 위치하는 각 코어부 (94A~94H)에 대해서는 그 부호가 양(+)이 되고, X 축보다 아래쪽(Y 축 음의 측)에 위치하는 각 코어부 (94A~94H)에 대해서는 그 부호가 음(-)이 된다.
여기서, 상기 식 (3) 및 상기 식 (4)에서의 최대 배율 Rmax 및 최소 배율 Rmin은 후에 상술하지만 광 도파로를 구성하는 수지 재료가 고화할 때의 수축률에 따라 1 이상의 범위로 설정된다. 또, 바람직하게는 1~1.05의 범위내, 보다 바람직하게는 1.01~1.03 정도의 범위내에서 적절히 설정된다. 또, 최대 배율 Rmax는 최소 배율 Rmin보다 큰 값으로 설정되고, 그 차이는 바람직하게는 0.02~0.05 정도로 여겨진다. 또한, 최대 배율 Rmax는 각 코어부간에 서로 달라도 되지만 본 실시형태에서는 동일하게 설정된다. 한편, 최소 배율 Rmin도 각 코어부 (94A~94H)간에 서로 달라도 되지만 본 실시형태에서는 동일하게 설정된다.
또한, 최대 배율 Rmax 및 최소 배율 Rmin은 수지 재료의 수축률(수축에 수반하는 치수의 감소율)로부터 산출할 수 있고 산출 방법은 특별히 한정되지 않지만 예를 들면 수지 재료의 수축률이 2%인 경우에는 이 수축률에 1을 더한 값을 기본적인 배율로 할 수 있다. 또한, 사용하는 수지 재료의 종류나 제조 환경, 개체 차 등에 의해 이 배율이 증감하기 때문에 그 증감율을 기본적인 배율에 가미한 다음 최대 배율 Rmax 및 최소 배율 Rmin을 규정할 수 있다.
또, N은 채널수이지만 이 매개변수는 각 코어부 (94A~94H)의 외측으로부터의 배설 순서에 따라 하기 식 (5)와 같이 나타낸다.
N=N0+2-2n (5)
[상기 식 (5) 중 N0는 전체 채널수(각 코어부의 전체 수), n은 각 코어부의 외측으로부터의 배설 순서이다.]
또한, 전체 채널수 N0는 접속 상대편의 전체 채널수 등에 따라 적절히 설정하면 된다. 또, 배설 순서 n은 순서를 세는 방향에 따라서 2개의 값을 취하는 것도 있지만 이 경우에는 작은 쪽의 값으로 한다.
또, 전체 채널수 N0가 홀수인 경우에는 병렬하는 각 코어부 중 중심에 위치하는 코어부는 X 축상에 있는 것이 바람직하다. 즉, 광 도파로의 전체 채널수 N0가 만일 홀수인 경우 도 20에 나타내는 X 축상에 직선 코어부가 설치되는 것이 바람직하다.
또한 도파로 간격 P는 광 도파로를 접속하는 상대편의 도파로 간격에 상당하는 것으로서 규정되고, 각 코어부 (94A~94H)간에 서로 달라도 되지만 본 실시형태에서는 동일하게 설정된다. 도파로 간격 P는 일례로서 30㎛ 이상인 것이 바람직하고 50㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상한값은 특별히 설정되지 않기는 하지만 일례로는 500㎛ 정도가 된다.
이상과 같은 각 식에 의해 각 코어부 (94A~94H)의 평면시 형상을 일의적으로 결정할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 광 도파로를 구성하는 재료가 수지 재료와 같이 고화시에 수축을 수반하는 재료인 경우 이 수축률을 반영시킨 매개변수인 최대 배율 Rmax 및 최소 배율 Rmin을 포함하는 상기 식 (3), (4)는 엄밀하게는 고화 전의 각 코어부의 형상을 규정하는 식이다. 그렇지만, 수지 재료의 수축에 의한 광 도파로의 형상 변화는 극히 적기 때문에 수지 재료의 고화 후의 각 코어부의 형상도 고화 전과 거의 동일하다고 간주할 수 있다. 환언하면 수지 재료의 고화 후의 각 코어부 (94A~94H)의 형상도 상기 식 (3), (4)로 규정할 수 있다.
이와 같은 형상의 각 코어부 (94A~94H)에 있어서 그 광로의 각 점의 접선의 X 축에 대한 경사 각도(이하, 생략하여 「경사 각도」라고 한다.)는 X 축에 대해 연속적으로(매끄럽게) 변화하도록 설계되게 된다. 이것에 의해 각 코어부 (94A~94H)는 작은 곡률의 굴곡 부위를 갖지 않기 때문에 이 굴곡 부위에서의 빛의 누출을 억제할 수 있다. 그 결과 각 코어부 (94A~94H)는 광 전반 특성이 뛰어난 것이 된다.
구체적으로는 경사 각도는 1° 이하인 것이 바람직하고, 0° 이상 0.8° 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.01° 이상 0.5° 이하인 것이 더욱 바람직하다. 경사 각도를 상기 범위내로 설정함으로써 빛의 누출을 최소한으로 억제할 수 있다. 또, 입사측 단면에서의 빛의 입사 각도 및 출사측 단면에서의 빛의 출사 각도가 각각 X 축에 대해 현저하게 기우는 것이 방지되므로, 광 도파로와 이것에 접속되는 상대편의 접속성이 향상하여 광 접속 손실을 확실히 억제할 수 있다. 또한, 상기 경사 각도는 전술한 주기 L이나 진폭 A 등에 의존하기 때문에 이들 매개변수는 상기 경사 각도의 바람직한 범위에 따라 설정되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 광 도파로용 필름은 상기 제1 실시형태와 동일한 작용·효과를 나타낸다.
(광 도파로용 필름의 제조 방법)
이상과 같은 광 도파로용 필름은 상기 제1 실시형태와 동일한 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
이상, 본 발명의 광 도파로용 필름, 적층형 광 도파로용 필름 및 광 도파로를 도시한 실시형태에 기초하여 설명하였지만 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니고, 각 부의 구성은 동일한 기능을 발휘할 수 있는 임의의 구성과 치환될 수 있고, 또 임의의 구성이 부가되어 있어도 된다.
또, 본 발명의 광 도파로용 필름은 전술한 두 가지 이상의 실시형태를 조합한 것이어도 된다.
<광 도파로 집합체의 제1 실시형태>
다음에 본 발명의 광 도파로 집합체의 제1 실시형태에 대해서 설명한다.
(광 도파로 집합체의 구조)
도 21은 본 발명의 광 도파로 집합체의 제1 실시형태를 적용한 광 도파로용 필름을 나타내는(일부 잘라 없애서 나타내는) 사시도, 도 22는 도 21에 나타내는 광 도파로용 필름의 코어층을 나타내는 개략 평면도, 도 23 및 도 25는 본 발명의 광 도파로 집합체의 제1 실시형태를 나타내는 코어층의 개략 평면도이다. 또한, 도 22에는 각각 화살표로 나타내는 바와 같이 X 축, Y 축, Z축이 설정되어 있다. 또, 이하의 설명에서는 도 22 중 Y 축 양의 방향을 「위」, Y 축 음의 방향을 「아래」라고도 한다.
도 21에 나타내는 광 도파로용 필름 (10)은 도 21 중 Z축 양의 방향(지면 앞측)을 향해 클래드층 (91)(클래드부), 코어층 (93) 및 클래드층 (92)(클래드부)을 이 순서로 적층하여 이루어지는 긴 모양의 것이다.
그리고 코어층 (93)은 도 22에 나타내는 바와 같이 광 도파로 영역 (11A)과 이들 광 도파로 영역 (11A)의 양측에 인접하는 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B)을 가지고 있다. 이들 광 도파로 영역 (11A)은 후에 상술하지만, 동일층내에 X 축을 따라 연재하는 병렬 배치된 복수의 코어부와 이들 코어부 각각의 측면을 덮고, 또한 코어부보다 굴절률이 낮은 측면 클래드부를 구비하고 있다. 그리고 최종적으로는 광 도파로용 필름 (10)을 측면 클래드부를 따라서 절단하여 복수의 부분으로 분리함으로써 각각의 부분이 광 도파로가 된다. 즉, 광 도파로용 필름 (10)은 복수의 광 도파로를 배열한 광 도파로 집합체 (1)로 구성되어 있다.
이하, 광 도파로용 필름 (10)의 각 부의 구성에 대해서 차례차례 설명한다.
우선, 광 도파로 영역 (11A)에 대해서 설명하는 도 23에 나타내는 광 도파로 영역 (11A)은 X 축을 따라 연재하는 병렬 배치된 5개의 코어부 (94A, 94B, 94C, 94G, 94H)를 가지고 있다. 또, 이들 코어부 (94A~94H) 각각의 측면은 각 코어부 (94A~94H)보다도 굴절률이 낮은 측면 클래드부 (95)로 덮여 있다.
즉, 도 23에 나타내는 각 코어부 (94A~94H)는 그 Z축의 음의 측에 위치하는 클래드층 (91), Z축의 양의 측에 위치하는 클래드층 (92) 및 각각의 옆쪽에 위치하는 측면 클래드부 (95)로 이루어진 클래드부 (96)로 둘러싸여 있다. 또한, 도 23에서는 각 코어부 (94A~94H)에 점(dot)을 부여하고 있다.
광 도파로용 필름 (10)은 한쪽 단면의 각 코어부 (94A~94H)에 입사된 빛을 각 코어부 (94A~94H)와 클래드부 (96)의 계면에서 전반사시켜 출사측에 전반함으로써 다른쪽 단면의 각 코어부 (94A~94H)로부터 꺼낼 수 있다.
여기서, 각 코어부 (94A~94H)는 X 방향에 대해서 수직인 Y 방향으로 같은 간격으로 배설되어 있다. 또, 이들 코어부 (94A~94H) 중 임의의 서로 이웃하는 코어부간의 Y 방향 간격(이하, 「도파로 간격」이라고 한다.), 즉 측면 클래드부 (95)의 폭은 소정의 주기로 변화하도록 설계되어 있다.
또한 각 코어부 (94A~94H) 중 중심에 위치하는 코어부 (94C)는 X 축상에 있어서 직선상을 이루고 있다. 또, 코어부 (94C) 이외의 코어부 (94A), 코어부 (94B), 코어부 (94G) 및 코어부 (94H)는 X 축에 대해 선대칭인 관계로 되어 있다. 구체적으로는 코어부 (94A) 및 코어부 (94B)는 각각 X 축보다 위쪽에 위치하고 있다. 한편, 코어부 (94G)는 코어부 (94B)를 X 축을 통해 아래쪽으로 반전시킨 거울상(mirror image)에 상당하는 것이고, 또 코어부 (94H)는 코어부 (94A)를 X 축을 통해 아래쪽에 반전시킨 거울상에 상당하는 것이다. 따라서, 본 실시형태에서는 코어부 (94A) 및 코어부 (94B)의 형상이 규정되면 이들 거울상인 코어부 (94G) 및 코어부 (94H)의 형상은 스스로 규정된다.
이하, 이와 같은 각 코어부 (94A~94H)에 대해서 추가로 상술하지만 일부 설명에서는 전술한 이유로부터 X 축의 윗쪽(X 축으로부터 Y의 양의 측)에 위치하는 코어부인 코어부 (94B)에 대해서 대표로 설명한다. 또한, 광 도파로용 필름 (10)은 후에 상술하지만 수지 재료로 구성되어 있기 때문에 고화할 때에 수축을 수반하여 수축 전후에서는 그 형상 및 치수가 조금 변화한 것이 된다. 이에, 이하의 설명에서는 각 코어부 (94A~94H)의 수축 전 상태에 대해서 설명한다.
코어부 (94B)는 평면시에 있어서 X 축을 따라 연재하고 있고, X 축측에 위치하는 윤곽선 (1331)과 X 축과 반대측에 위치하는 윤곽선 (1332)에 끼인 띠모양 영역이 코어부 (94B)이다.
여기서, 윤곽선 (1331)의 Y 좌표를 X의 함수 fa(X)로 나타내고, 또한 윤곽선 (1332)의 Y 좌표를 X의 함수 fb(X)로 나타낼 때 함수 fa(X)는 하기 식 (7)을 만족하고, 함수 fb(X)는 하기 식 (8)을 만족시킨다.
fa(X)>{(N'-1/2) P+N'W}Rmax (7)
fb(X)<{(N'+1/2) P+N'W}Rmin (8)
[상기 식 (7) 및 상기 식 (8) 중 N'는 각 코어부를 X 축을 기점으로서 세었을 때의 배설 순서이고, 각 코어부 (94A~94H)의 개수가 홀수일 때에는 배설 순서 N'는 중심의 코어부를 N'=0으로 하여 기산되는 정수로 나타내며, 각 코어부의 개수가 짝수 때에는 배설 순서 N'는 X 축에 가장 가까운 코어부를 N'=0.5로 하여 기산되는 반정수로 나타낸다. 또, P, W, Rmax 및 Rmin은 상기 복수의 코어부간에 각각 동일하다. 이 중 P는 광 도파로용 필름 (10)을 절단하여 얻어지는 상기 광 도파로 폭의 설정값이다. 또, W는 광 도파로용 필름 (10)의 절단에 이용되는 절단 수단의 절단폭이다. 또, Rmax 및 Rmin은 1 이상인 임의의 실수이고, 또한 Rmax>Rmin이다.]
여기서, 이와 같은 5개의 코어부 (94A~94H)를 구비하는 광 도파로용 필름 (10)을 분리하여 복수의 광 도파로를 제조하는 경우 측면 클래드부 (95)로부터 절단 흔적(커프(kerf))이 빗나가지 않도록 절단할 필요가 있다. 또, 가장 외측에 위치하는 코어부 (94A) 및 코어부 (94H)에 대해서는 그 외측에 위치하는 여백을 잘라내기 위한 절단을 실시해도 되고, 이 경우 각 코어부 (94A~94H)를 개개로 분리하기 위해서는 합계로 6개의 절단선을 따라서 절단할 필요가 있다.
그런데 광 도파로용 필름 (10)을 절단하는 경우 절단 도구가 통과하는 궤적에 「커터 레인」을 미리 설치해 두면 만일 절단폭이 두꺼운 절단 도구를 사용하였다고 해도 그에 따른 「커터 레인」을 설치해 둠으로써, 얻어지는 광 도파로의 폭이 좌우되는 일은 없어진다. 도 23에 나타내는 광 도파로용 필름 (10)(본 발명의 광 도파로 집합체)은 광 도파로용 필름 (10)을 절단하여 복수의 광 도파로를 제조할 때에 복수의 같은 폭 광 도파로를 적은 절단 회수로 효율적으로 제조하는 것을 목적으로 한 것이고, 상술한 6개의 절단선의 위치에 설치된 「커터 레인」에 상당하는 영역을 갖는 것이다.
도 23에 나타내는 광 도파로용 필름 (10)은 코어부 (94A)의 위쪽에 설치된 커터 레인 (1315)과, 코어부 (94A)와 코어부 (94B) 사이에 설치된 커터 레인 (1325)과, 코어부 (94B)와 코어부 (94C) 사이에 설치된 커터 레인 (1335)과, 코어부 (94C)와 코어부 (94G) 사이에 설치된 커터 레인 (1345)과, 코어부 (94G)와 코어부 (94H) 사이에 설치된 커터 레인 (1355)과, 코어부 (94H)의 아래쪽에 설치된 커터 레인 (1365)을 가지고 있다. 즉, 이들 커터 레인 (1315~1365)은 모두 측면 클래드부 (95) 중에 설치되어 있다. 또한, 이들 커터 레인 (1315~1365)을 설치한 결과 각 측면 클래드부 (95)는 그 폭이 각 커터 레인의 폭만큼 확장된 것이 될 뿐이고, 외관상의 변화는 필요로 하지 않는다. 즉, 각 커터 레인 (1315~1365)이 측면 클래드부 (95)와 동일한 재료로 이루어진 경우에는 각 커터 레인 (1315~1365)과 측면 클래드부 (95)의 경계는 시인(視認)할 수 없어도 된다. 따라서, 도 23에 파선으로 나타내는 각 커터 레인 (1315~1365)의 윤곽선은 가상적인 선이면 충분하다.
이와 같은 광 도파로용 필름 (10)을 절단하는 경우 일반적으로는 도 28에 나타내는 멀티블레이드 소 (7)를 이용하여 절단한다. 이 멀티블레이드 소 (7)는 같은 간격으로 배치된 복수매의 블레이드 소 (71)를 가지고 있고, 각 블레이드 소 (71)가 각각 광 도파로용 필름 (10)의 각 커터 레인 (1315~1365)을 통과하여 절단함으로써 1회의 절단 공정으로 광 도파로용 필름 (10)을 효율적으로 분리할 수 있다.
그런데, 종래 멀티블레이드 소 (7)를 이용하여 광 도파로용 필름을 분리하는 경우 그 분리 작업은 용이하지 않았다. 그 이유는 광 도파로용 필름을 절단하는 공정은 수지 재료가 고화한 후, 즉 수지 재료 수축 후의 공정이기 때문에 수축 후의 광 도파로용 필름이 수지 재료 수축률의 불균일에 수반하는 치수의 개체차를 포함하는 것으로 되어 있기 때문이다. 즉, 멀티블레이드 소 (7)를 이용하여 수축 후의 광 도파로용 필름을 분리한다고 해도 상술한 개체차에 따라 그때마다 블레이드 소 (71)의 간격을 조정할 필요가 있어 광 도파로의 생산 효율이 현저하게 저하한다.
또, 생산 효율을 확보할 수 있도록 블레이드 소 (71)의 간격을 조정하는 일 없이 광 도파로용 필름을 절단하려고 했을 경우에는 광 도파로용 필름에서의 도파로 간격과 블레이드 소 (71)의 간격이 일치하지 않고 있기 때문에 잘린 광 도파로는 코어부가 편심한 것이 된다. 이와 같은 광 도파로는 접속부에 있어서 현저한 광 손실이 발생하여 통신 품질의 저하를 피할 수 없다.
이에, 본 발명에서는 각 코어부 (94A~94H)의 간격, 즉 이들 코어부 사이에 위치하는 측면 클래드부 (95)의 폭(Y 방향의 길이)이 X 방향으로 나아감에 따라 연속적으로 변화하도록 각 코어부 (94A~94H) 윤곽선의 형상을 상술한 X의 함수 fa(X) 및 함수 fb(X)로 규정하는 것으로 하였다. 이들 함수는 상술한 바와 같이 측면 클래드부 (95)의 폭을 X 방향으로 나아감에 따라 연속적으로 변화시킨다고 하는 조건을 만족시키고, 또한 복수의 측면 클래드부 (95)간에서 임의의 X 좌표에서의 측면 클래드부 (95)의 폭으로부터 커터 레인의 폭을 뺀 길이의 서로의 비율은 상기 변화에 있어서도 일정하게 유지된다고 하는 조건을 만족시키는 함수이고, 구체적으로는 삼각 함수, 타원 함수, 2차 함수, 3차 함수, 4차 함수, 다항식 함수 또는 스플라인 함수 등의 연속적으로 변화하는 곡선을 포함하는 함수이다. 이와 같이 측면 클래드부 (95)의 폭이 연속적으로 변화하고 있는 변화 부분이 있으면 그 변화 부분 중 어느 하나의 위치에서(임의의 X 좌표에 있어서) 자르려고 하는 광 도파로의 폭(블레이드 소 (71)의 간격)과 도파로 간격이 일치한다. 이 때문에 이 위치에서 광 도파로용 필름 (10)을 X 축과 직교하는 방향으로 절단하면 그 절단면에서는 자르려고 하는 광 도파로 폭의 중심에 코어부가 위치하여 코어부의 편심이 억제되게 된다. 그 결과 광축의 차이가 억제되어 광 손실이 적은 광 도파로를 제조할 수 있다.
또, 만일 광 도파로용 필름 (10)의 치수에 개체차가 있었다고 해도 광 도파로용 필름 (10)을 절단하는 위치를 X 축을 따라 옮기는 것만으로 상기 개체차를 흡수할 수 있다. 즉, 치수의 개체차를 포함하는 광 도파로용 필름 (10)을 분리하여 복수의 광 도파로를 제조하는 경우에서도 간단한 공정을 거침으로써 광 손실이 적은 광 도파로를 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 예를 들면 광 도파로용 필름 (10)에 M개의 코어부가 있는 경우 그 도파로 간격의 개수는 M-1개이다. 따라서, M이 3 이상인 정수이면 도파로 간격(측면 클래드부 (95))이 2개 이상 존재하여 광 도파로용 필름 (10)은 상술한 그 효과를 발휘할 수 있는 것이 된다.
또, 도파로 간격은 2개 이상 존재하는 경우 이 중 하나에 있어서 자르려고 하는 광 도파로의 폭과 도파로 간격이 일치하기만 하면 다른 도파로 간격에 있어서도 이 일치를 얻을 수 있다. 이것은 일반적으로 수지 재료가 재료 전체에 있어서 거의 균일하게 수축하기 때문이다. 즉, 광 도파로용 필름 (10)을 절단하는 경우에는 적어도 1개소의 도파로 간격과 자르려고 하는 광 도파로의 폭의 일치를 확인하기만 하면 그 외의 개소에 대해서도 높은 확률로 상기 일치를 기대할 수 있다.
한편, 각 코어부 (94A~94H)의 윤곽선이 전술한 함수로 규정되는 곡선을 그리고 있음으로써 곡선의 곡률에 따라서는 이 윤곽선과 블레이드 소 (71)의 절단 흔적이 간섭할 우려가 있다. 이 간섭이 생기면 광 도파로용 필름 (10)을 분리하여 얻어진 각 광 도파로는 측면에 코어부가 노출하게 되어 광 도파로로서의 기능이 손상될 우려가 있다.
이에, 본 발명에서는 코어부 (94B)의 윤곽선 (1331)의 Y 좌표를 나타내는 함수 fa(X)가 전술한 식 (7)의 부등식을 만족하고, 윤곽선 (1332)의 Y 좌표를 나타내는 함수 fb(X)가 상술한 식 (8)의 부등식을 만족시킴으로써 각 코어부의 XY 평면상에서의 위치는 상기 부등식으로 규정되는 소정의 영역으로 한정되게 된다. 또한, 식 (7)의 우변 및 식 (8)의 우변은 모두 정수가 된다. 따라서, 이들 식 (7) 및 식 (8)은 코어부 (94B)로 허용되는 영역이 X 축으로 평행한 띠모양 영역으로 한정되는 것을 의미한다. 그리고 이 한정 결과 예를 들면 코어부 (94B)와 이것에 서로 이웃하는 코어부 (94A) 사이 및 코어부 (94B)와 이것에 서로 이웃하는 코어부 (94C) 사이에는 커터 레인 (1325) 및 커터 레인 (1335)이 확보되게 된다.
또한, 이들 커터 레인 (1325, 1335)은 모두 X 축으로 평행한 띠모양 영역이다. 이 때문에 멀티블레이드 소 (7)를 이용하여 광 도파로용 필름 (10)을 분리하는 경우에는 광 도파로용 필름 (10)에 대해서 단지 X 축과 평행으로 멀티블레이드 소 (7)를 상대적으로 이동시키는 것만으로 절단 흔적이 코어부 (94B)에 간섭하는 것을 확실히 방지할 수 있다.
또한 이들 커터 레인 (1325, 1335)의 폭은 블레이드 소 (71)의 두께(상술한 절단폭 W)와 동등 이상으로 설정되고, 또한 커터 레인 (1325)의 폭과 커터 레인 (1335)의 폭은 동일하다. 이들 관계는 모든 커터 레인에 있어서 동일하다. 전술한 바와 같이 복수의 측면 클래드부 (95)간에서 임의의 X 좌표에 있어서 측면 클래드부 (95)의 폭으로부터 블레이드 소 (71)의 두께(커터 레인의 폭)를 뺀 길이의 서로의 비율은 광 도파로용 필름 (10) 전체에서 일정하게 유지되고 있다. 이 때문에 멀티블레이드 소 (7)를 이용하여 이와 같은 광 도파로용 필름 (10)을 분리했을 경우 얻어지는 복수의 광 도파로에서는 어느 광 도파로의 절단면에 있어서도 코어부의 위치가 동일하게 된다. 따라서, 광 도파로용 필름 (10)을 이용함으로써 코어부의 편심을 억제하면서 같은 폭인 광 도파로를 복수 개 동시에 제조할 수 있다.
또한, 식 (7) 및 식 (8)에 포함되는 Rmax 및 Rmin은 각각 광 도파로용 필름 (10)을 구성하는 수지 재료에 대해서 수축 후 치수에 대한 수축 전 치수의 배율이다. 이 배율은 수지 재료의 수축률(수축에 수반하는 치수의 감소율)로부터 산출할 수 있다. 수축률에는 몇 가지 정의가 존재하지만, 어느 정의 방법에 있어서도 수축률의 값에는 큰 차이가 없기 때문에 정의는 한정되지 않는다. 여기에서는 일례로서 수축률을 1-(수축 후 치수)/(수축 전 치수)로 정의한다. 이 정의에 있어서 만일 수축 전의 치수를 100으로 하고, 수축 후 치수를 98로 했을 경우에는 수축률은 1-(98/100)로 구해져 0.02(2%)가 된다. 그리고 수축 후 치수에 대한 수축 전 치수의 배율은 이 수축률에 1을 더한 값인 1.02로서 산출할 수 있다.
그런데 이 배율을 구하기 위한 수지 재료의 수축률은 전술한 바와 같이 사용하는 수지 재료의 종류, 제조 환경(기온, 습도 등), 제조 시기, 제조량 등의 조건에 의해 증감할 우려가 있다. 이 수축률의 증감을 인위적으로 제어하는 것은 현실적으로는 곤란하기 때문에 개개의 광 도파로용 필름 (10)은 치수의 개체차를 포함하는 것이 되지 않을 수 없다. 그렇지만, 이 개체차에 수반하는 치수의 불균일 범위는 어느 일정한 범위내에 들어있는 것이 대부분이고, 그 범위는 경험적 또는 이론적으로 상당한 정밀도로 예측이 가능하다. 이에, 이 예측에 기초하여 배율의 상한값과 하한값을 미리 설정해 둠으로써, 만일 수축률의 증감에 수반하여 광 도파로용 필름 (10)의 치수에 개체차가 생겼다고 해도, 그 개체차가 최종적으로 얻어지는 복수의 광 도파로의 품질에 영향을 미치는 것을 피할 수 있다.
식 (7) 및 식 (8)에서는 이 배율의 상한값을 최대 배율 Rmax로 하고, 하한값을 최소 배율 Rmin로 하고 있지만 식 (7) 및 식 (8)이 이와 같은 수지 재료의 수축률의 불균일을 가미하고 있음으로써 만일 광 도파로용 필름 (10)이 치수의 개체차를 포함하고 있었다고 해도 이 광 도파로용 필름 (10)으로부터 제조되는 복수의 광 도파로는 모두 코어부의 편심이 보다 확실히 억제된 것이 된다.
여기서, 상기 식 (7) 및 상기 식 (8)에서의 최대 배율 Rmax 및 최소 배율 Rmin은 1 이상인 임의의 실수가 되지만, 각각 바람직하게는 1~1.05의 범위내, 보다 바람직하게는 1.01~1.03 정도의 범위내에서 적절히 설정된다. 또, 최대 배율 Rmax는 최소 배율 Rmin보다 큰 값으로 설정되고, 그 차이는 바람직하게는 0.02~0.05 정도로 여겨진다. 또한, 최대 배율 Rmax는 각 코어부 (94A~94H)간에 서로 달라도 되지만 본 실시형태에서는 동일하게 설정된다. 한편, 최소 배율 Rmin도 각 코어부 (94A~94H)간에 서로 달라도 되지만 본 실시형태에서는 동일하게 설정된다.
또한, 전술한 바와 같이 광 도파로용 필름 (10)을 구성하는 재료가 수지 재료와 같이 고화시에 수축을 수반하는 재료인 경우 최대 배율 Rmax 및 최소 배율 Rmin을 포함하는 상기 식 (7), (8)은 엄밀하게는 고화 전의 각 코어부 (94A~94H)의 형상을 규정하는 식이다. 그렇지만, 수지 재료의 수축에 의한 광 도파로용 필름 (10)의 형상 변화는 매우 적기 때문에 실질적으로는 수축 후의 각 코어부 (94A~94H)의 형상도 수축 전과 거의 동일하다고 간주할 수 있다. 환언하면 수축 후의 각 코어부 (94A~94H)의 형상도 상기 식 (7), (8)로 규정할 수 있다고 해도 상관없다.
또, 상기 식 (7) 및 상기 식 (8)에서의 배설 순서 N'는 전술한 바와 같이 X 축을 따라 병렬 배치된 각 코어부 (94A~94H) 각각의 순서이기 때문에 각 코어부에 있어서 다른 값이 된다. 본 실시형태에서는 각 코어부 (94A~94H)의 개수는 5개이기 때문에 코어부 (94B)의 배설 순서 N'는 코어부 (94C)의 배설 순서를 0으로 하여 기산한 순서가 된다. 예를 들면 코어부 (94B)의 배설 순서 N'는 1이 되고, 코어부 (94A)의 배설 순서 N'는 2가 된다.
또, 광 도파로의 폭 P는 광 도파로용 필름 (10)을 멀티블레이드 소 (7)를 이용하여 분리하여 얻어지는 복수의 광 도파로의 폭에 상당하는 값이다. 따라서, 광 도파로의 폭 P는 멀티블레이드 소 (7)의 서로 이웃하는 블레이드 소 (71)의 대향하는 면끼리의 이간 거리와 동일한 값이다.
일례로서 광 도파로의 폭 P는 200~10000㎛ 정도로 여겨진다.
또, 절단폭 W는 광 도파로용 필름 (10)의 절단에 이용되는 절단 도구의 절단폭에 상당하는 값이고, 이른바 커프이다. 예를 들면 절단 도구로서 멀티블레이드 소 (7)를 이용하는 경우에는 블레이드 소 (71)의 두께가 이것에 상당한다.
일례로서 절단폭 W는 10~500㎛ 정도가 된다.
이상 설명한 바와 같은 식 (7) 및 식 (8)에 의해 각 코어부 (94A~94H)가 차지하는 영역과 각 커터 레인 (1315~1365)이 차지하는 영역의 간섭이 방지되고, 이것에 의해 각 코어부 (94A~94H)의 편심을 억제하면서 같은 폭의 광 도파로를 효율적으로 제조할 수 있다.
그런데 식 (7) 및 식 (8)에서는 코어부 (94B)의 윤곽선 (1331)의 형상을 함수 fa(X)로 나타내고 윤곽선 (1332)의 형상을 함수 fb(X)로 나타냈지만, 이하에서는 이들 함수가 삼각함수인 경우를 예로 설명한다. 이 경우 함수 fa(X) 및 함수 fb(X)는 이하의 식 (9-1) 및 식 (10-1)로 규정된다.
fa(X)=Acos(2πX/L)+B-C/2 (9-1)
fb(X)=Acos(2πX/L)+B+C/2 (10-1)
[상기 식 (9-1) 및 상기 식 (10-1) 중 A, B, C, L은 각각 임의의 실수로서, A는 진폭, B는 오프셋량, C는 코어부 (94B)의 폭, L은 주기이다.]
이와 같은 식 (9-1) 및 식 (10-1)에 의해 코어부 (94B)의 윤곽선 (1331, 1332)의 형상이 규정된다. 그리고 상기 식으로 규정되는 윤곽선 (1331, 1332)의 형상은 이른바 「코사인 곡선」을 그리고 있다. 또한, 식 (9-1)과 식 (10-1) 사이에서 A, B, C, L은 각각 동일한 값이다.
여기서, 주기 L은 파형 코사인 곡선에서의 「파장」에 상당하는 매개변수이다. 주기 L은 각 코어부 (94A~94H) 사이에 각각 달라도 되지만, 바람직하게는 동일한 값으로 설정된다.
또, 주기 L은 광 도파로 집합체 (1)의 길이에 따라 적절히 설정되지만, 일례로는 광 도파로 집합체 (1)의 길이가 200mm 정도이면 5~100mm 정도인 것이 바람직하고, 10~50mm 정도인 것이 보다 바람직하다.
한편, 진폭 A 및 오프셋량 B는 코사인 곡선에 있어서 파형이나 X 축으로부터의 거리를 규정하는 매개변수이지만 이들은 각 코어부 (94A~94H) 사이에서 각각 다른 값으로 설정된다.
진폭 A는 코사인 곡선에서의 「파의 높이」에 상당하는 매개변수이지만, 이 진폭 A는 이하의 식 (11)로 나타낸다.
A=(Rmax-Rmin)(P+W)N'/2 (11)
[상기 식 (11) 중 N', P, W, Rmax 및 Rmin은 상기 식 (7) 및 상기 식 (8)에서의 N', P, W, Rmax 및 Rmin와 동일하다.]
오프셋량 B는 코사인 곡선의 X 축으로부터의 이간 거리에 상당하는 매개변수이지만, 이 오프셋량 B는 하기 식 (12)로 나타낸다.
B=(Rmax+Rmin)(P+W)N'/2 (12)
[상기 식 (12) 중 N', P, W, Rmax 및 Rmin은 상기 식 (7) 및 상기 식 (8)에서의 N', P, W, Rmax 및 Rmin와 동일하다.]
또, 코어부의 폭 C는 각 코어부 (94A~94H)의 폭이지만, 이들은 각 코어부 (94A~94H) 사이에서 동일한 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
일례로서 코어부의 폭 C는 10~200㎛ 정도가 된다.
각 매개변수를 이상과 같이 설정함으로써 각 코어부 (94A~94H)는 서로 간섭하는 일 없이, 또 도파로 간격(측면 클래드부 (95)의 폭)이 X 방향을 따라서 연속적으로 변화하는 것으로 할 수 있다. 이것에 의해 각 코어부 (94A~94H)는 각각을 전반하는 빛의 독립성이 확보되어 채널간의 혼신(크로스 토크) 등을 방지할 수 있는 동시에 도파로 간격이 연속적으로 변화함으로써 광 도파로용 필름 (10)(본 발명의 광 도파로 집합체)은 상술한 바와 같은 작용·효과를 발휘할 수 있는 것이 된다.
이와 같은 형상의 각 코어부 (94A~94H)에 있어서 그 광축의 각 점의 접선의 X 축에 대한 경사 각도(이하, 생략하여 「경사 각도」라고 한다.)는 X 축에 대해 연속적으로(매끄럽게) 변화하도록 설계되게 된다. 이것에 의해 각 코어부 (94A~94H)는 작은 곡률의 굴곡 부위를 갖지 않기 때문에 이 굴곡 부위에서의 빛의 누출을 억제할 수 있다. 그 결과 각 코어부 (94A~94H)는 광 전반 특성이 뛰어난 것이 된다.
구체적으로는 경사 각도는 1° 이하인 것이 바람직하고, 0° 이상 0.8° 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.01° 이상 0.5° 이하인 것이 더욱 바람직하다. 경사 각도를 상기 범위내로 설정함으로써 빛의 누출을 최소한으로 억제할 수 있다. 또, 입사측 단면에서의 빛의 입사 각도 및 출사측 단면에서의 빛의 출사 각도가 각각 X 축에 대해 현저하게 기우는 것이 방지되므로, 광 도파로용 필름 (10)을 분리하여 얻어지는 광 도파로는 이것에 접속되는 상대편과의 접속성이 향상하여 광 접속 손실을 확실히 억제할 수 있다. 또한, 상기 경사 각도는 전술한 주기 L이나 진폭 A 등에 의존하기 때문에 이들 매개변수는 상기 경사 각도의 바람직한 범위에 따라 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 도 25 등에 나타내는 각 코어부 (94A~94H)의 곡률은 판별하기 쉽게 강조되고 있지만, 실제의 광 도파로용 필름에서는 곡률이 큰 경우 언뜻 본 것만으로는 경사하고 있는 것과 같이 보이지 않을 가능성도 있다.
그런데 각 코어부 (94A~94H)와 클래드부 (96)의 계면에서 전반사를 생기게 하기 위해서는 계면에 굴절률 차가 존재할 필요가 있다. 각 코어부 (94A~94H)의 굴절률은 클래드부 (96)의 굴절률보다 높고, 그 차이는 특별히 한정되지 않기는 하지만 0.5% 이상인 것이 바람직하고, 0.8% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 굴절률 차의 상한값은 특별히 설정되지 않아도 되지만, 바람직하게는 5.5% 정도가 된다. 굴절률 차가 상기 하한값 미만이면 빛을 전반하는 효과가 저하하는 경우가 있고, 또 상기 상한값을 초과해도 빛의 전반 효과 그 이상의 증대는 기대할 수 없다.
또한, 상기 굴절률 차는 각 코어부 (94A~94H)의 굴절률을 n1, 클래드부 (96)의 굴절률을 n2로 했을 때 다음 식 (6)으로 나타낸다.
굴절률 차(%) =|n1/n2-1|×100 (6)
또, 각 코어부 (94A~94H)의 횡단면 형상은 정방형 또는 직사각형(장방형)과 같은 사각형을 이루고 있다.
각 코어부 (94A~94H)의 폭 및 높이는 특별히 한정되지 않지만 각각 1~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 5~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하고, 10~60㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다.
이와 같은 각 코어부 (94A~94H) 및 클래드부 (96)의 각 구성 재료는 각각 상술한 바와 같은 굴절률 차가 발생하는 재료이면 특별히 한정되지 않지만 구체적으로는 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 에폭시 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리벤조옥사졸, 폴리실란, 폴리실라잔, 또 벤조시클로부텐계 수지나 노르보르넨계 수지 등의 환상 올레핀계 수지와 같은 각종 수지 재료 등을 들 수 있다.
본 실시형태에서는 코어층 (93)에 있어서 각 코어부 (94A~94H) 및 측면 클래드부 (95)가 동일한 베이스 재료(기본 성분)로 구성되어 있고, 각 코어부 (94A~94H)와 측면 클래드부 (95)의 굴절률 차는 각각의 구성 재료의 화학 구조 차이에 의해 발현되고 있다.
화학 구조의 차이에 의해 굴절률 차를 발현시키기 위해서는 각 코어부 (94A~94H) 및 측면 클래드부 (95)의 각 구성 재료로서 자외선, 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해(혹은 추가로 가열함으로써) 굴절률이 변화하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 굴절률이 변화하는 재료로는 예를 들면 활성 에너지선의 조사나 가열에 의해 적어도 일부의 결합이 절단하거나 적어도 일부의 관능기가 이탈하는 등 하여 화학 구조가 변화 할 수 있는 재료를 들 수 있다.
구체적으로는 폴리실란(예: 폴리메틸페닐실란), 폴리실라잔(예:퍼히드로폴리실라잔) 등의 실란계 수지나 상술한 바와 같은 구조 변화를 수반하는 재료의 베이스가 되는 수지로는 분자의 측쇄 또는 말단에 관능기를 갖는 이하의 (1)~(6)과 같은 수지를 들 수 있다. (1) 노르보넨형 모노머를 부가 (공)중합하여 얻어지는 노르보넨형 모노머의 부가 (공)중합체, (2) 노르보넨형 모노머와 에틸렌이나 α-올레핀류의 부가 공중합체, (3) 노르보넨형 모노머와 비공역디엔 및 필요에 따라 다른 모노머의 부가 공중합체, (4) 노르보넨형 모노머의 개환 (공)중합체 및 필요에 따라 상기 (공)중합체를 수소 첨가한 수지, (5) 노르보넨형 모노머와 에틸렌이나 α-올레핀류와의 개환 공중합체 및 필요에 따라 상기 (공)중합체를 수소 첨가한 수지, (6) 노르보넨형 모노머와 비공역 디엔 또는 다른 모노머의 개환 공중합체 및 필요에 따라 상기 (공)중합체를 수소 첨가한 수지 등의 노르보르넨계 수지, 그 외에 광 경화 반응성 모노머를 중합함으로써 얻어지는 아크릴계 수지, 에폭시 수지. 또한, 이들 중합체로는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 교호 공중합체 등을 들 수 있다.
또, 이들 중에서도 특히 노르보르넨계 수지가 바람직하다. 이들 노르보르넨계 폴리머는 예를 들면 개환 복분해 중합(ROMP), ROMP와 수소화 반응의 조합, 라디칼 또는 카티온에 의한 중합, 카티온성 팔라듐 중합 개시제를 이용한 중합, 이 이외의 중합 개시제(예를 들면 니켈이나 다른 천이 금속의 중합 개시제)를 이용한 중합 등 공지의 모든 중합 방법으로 얻을 수 있다.
한편, 클래드층 (91) 및 (92)는 각각 각 코어부 (94A~94H)의 하부 및 상부에 위치하는 클래드부를 구성하는 것이다. 이와 같은 구성에 의해 각 코어부 (94A~94H)는 그 외주가 클래드부 (96)에 둘러싸인 도광로로서 기능한다.
클래드층 (91, 92)의 평균 두께는 코어층 (93) 평균 두께(각 코어부 (94A~94H)의 평균 높이)의 0.1~1.5배 정도인 것이 바람직하고, 0.2~1.25배 정도인 것이 보다 바람직하며, 구체적으로는 클래드층 (91, 92)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만 각각 통상 1~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 5~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하며, 10~60㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다. 이것에 의해 광 도파로용 필름 (10)이 불필요하게 대형화(후막화)하는 것을 방지하면서 클래드층으로서의 기능이 매우 적합하게 발휘된다.
또, 클래드층 (91) 및 (92)의 구성 재료로는 예를 들면 전술한 코어층 (93)의 구성 재료와 동일한 재료를 이용할 수 있지만, 특히 노르보르넨계 폴리머가 바람직하다.
또한, 본 실시형태에서는 코어층 (93)의 구성 재료와 클래드층 (91, 92)의 구성 재료 사이에서 양자간의 굴절률 차를 고려하여 적절히 다른 재료를 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 따라서, 코어층 (93)과 클래드층 (91, 92)의 경계에 있어서 빛을 확실히 전반사시키기 위해 충분한 굴절률 차가 발생하도록 재료를 선택하면 된다. 이것에 의해 광 도파로 집합체 (1)의 두께 방향에 있어서 충분한 굴절률 차를 얻을 수 있어 각 코어부 (94A~94H)로부터 클래드층 (91, 92)으로 빛이 누출되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과 각 코어부 (94A~94H)를 전반하는 빛의 감쇠를 억제할 수 있다.
또, 빛의 감쇠를 억제하는 관점에서는 코어층 (93)과 클래드층 (91, 92) 사이의 밀착성이 높은 것이 바람직하다. 따라서, 클래드층 (91, 92)의 구성 재료는 코어층 (93)의 구성 재료보다도 굴절률이 낮고, 또한 코어층 (93)의 구성 재료와 밀착성이 높다고 하는 조건을 만족시키는 것이면 어떠한 재료여도 된다.
이상, 광 도파로 영역 (11A)에 대해서 설명하였지만 코어층 (93)에는 이와 같은 광 도파로 영역 (11A)과 동등한 영역이 복수 개 설치되어 있어도 된다.
또, 광 도파로용 필름 (10)에는 전술한 바와 같이 광 도파로 영역 (11A)의 바깥 테두리에 띠모양 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B)이 설치되어 있다.
도 24(A)~(C)는 광 도파로용 필름 (10)과 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B) 사이의 관계를 나타내는 도면이다. 도 24(C)는 광 도파로용 필름 (10) 코어층 (13)의 일부 상면을 나타내는 도면이고, 도 24(A)는 도 24(C)의 S1-S1선에 따른 광 도파로용 필름 (10)의 단면을 나타내는 도면이며, 도 24(B)는 도 24(C)의 S2-S2 선에 따른 광 도파로용 필름 (10)의 단면을 나타내고 있다.
여기서, 얼라인먼트 패턴 (12A)은 코어부 (94A) 외측의 여백 부분에 설치되고, X 방향으로 신장하는 한 쌍의 평행한 라인상 패턴 (121A, 122A)을 가지고 있다.
한편, 얼라인먼트 패턴 (12B)은 코어부 (94H) 외측의 여백 부분에 설치되고, X 방향으로 신장하는 한 쌍의 평행한 라인상 패턴 (121B, 122B)을 가지고 있다.
이들 라인상 패턴 (121A, 122A, 121B, 122B)은 각 코어부 (94A~94H)와 동일한 공정으로 형성할 수 있다. 또, 광 도파로용 필름 (10)에 복수의 광 도파로 영역 (11A)이 설치되어 있는 경우에는 이들 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B)이 각 광 도파로 영역 (11A)을 구획하여 이들을 분리할 때의 표적으로서 사용된다.
또, 한 쌍의 라인상 패턴 (121A, 122A) 사이에는 Y 방향으로 신장하는 선상 얼라인먼트 표시 (13A)가 복수 형성되어 있다. 이들 얼라인먼트 표시 (13A)는 같은 간격 또는 소정의 간격으로 배열하고 있다.
한편, 한 쌍의 라인상 패턴 (121B, 122B) 사이에도 Y 방향으로 신장하는 선상 얼라인먼트 표시 (13B)가 복수 형성되어 있다. 이들 얼라인먼트 표시 (13B)도 같은 간격 또는 소정의 간격으로 배열하고 있다.
이와 같은 각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)는 각 코어부 (94A~94H)와 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
이들 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)는 광 도파로용 필름 (10)을 X 축과 직교 하는 방향으로 절단할 때의 표지(기준 표시)으로서 사용된다.
광 도파로용 필름 (10)을 절단하는 경우 눈짐작 또는 계측에 의해 자르려고 하는 광 도파로의 폭과 도파로 간격이 일치하는 위치를 찾아내어 이 위치에서 절단하도록 해도 되지만 각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)로 이루어진 기준 표시를 이용함으로써 이 절단을 정확하게 실시할 수 있다. 이와 같이 하면 각 코어부 (94A~94H)의 편심을 보다 확실히 방지할 수 있다.
또, 각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)는 도파로 간격을 파악하기 위한 기준으로서 이용할 수 있다. 즉, 각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)를 각 코어부 (94A~94H)와 동일한 층내에 형성하고, 또한 동일한 수지 재료로 구성함으로써 각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)와 도파로 간격 사이에 불변인 일정한 위치 관계를 갖게 할 수 있다. 이것에 의해 예를 들면 눈짐작 또는 계측 등을 실시하지 않고, 수지 재료의 종류를 특정하는 것만으로 각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)에 기초하여 광 도파로용 필름 (10)을 절단하였다고 해도, 얻어진 광 도파로용 필름 (10)에서는 자르려고 하는 광 도파로의 폭과 도파로 간격을 일치시킬 수 있다. 그 결과 코어부의 편심이 적은 광 도파로를 보다 간단하게 제조할 수 있다.
또한, 각 얼라인먼트 표시 (13A)는 도 24에 나타내는 바와 같이 한 쌍의 라인상 패턴 (121A, 122A)과 분리되어 있고, 각 얼라인먼트 표시 (13B)도 도 24에 나타내는 바와 같이 한 쌍의 라인상 패턴 (121B, 122B)과 분리되어 있지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 얼라인먼트 표시 (13A)는 라인상 패턴 (121A, 122A)의 한쪽 또는 양쪽과 연속하고, 얼라인먼트 표시 (13B)는 라인상 패턴 (121B, 122B)의 한쪽 또는 양쪽과 연속하고 있어도 된다.
또, 각 얼라인먼트 패턴 (12A, 12B)간의 수축을 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 광 도파로용 필름 (10)의 Y 방향 수축률을 산출할 수 있다.
한편, 광 도파로용 필름 (10)의 X 방향 수축률은 산출한 Y 방향 수축률과 동등하다고 간주할 수도 있지만 각 얼라인먼트 표시 (13A)간 또는 각 얼라인먼트 표시 (13B)간의 수축을 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 산출할 수도 있다.
또한, 광 도파로용 필름 (10)을 제조하기 전에는 광 도파로용 필름 (10)의 구성 재료와 동일한 재료의 시험편을 준비하고, 상술한 방법과 동일하게 하여 수지 재료의 수축률을 미리 취득해 두는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 식 (7) 및 식 (8)에서의 최대 배율 Rmax, 최소 배율 Rmin을 보다 정확하게 구할 수 있다.
또, 각 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)는 평면시에서 Y 방향을 따라서 그은 단순한 선이어도 되지만 각각의 얼라인먼트 표시 (13A, 13B)를 식별하기 위해서 이들 표시 근방에 번호나 기호 등이 첨부되어 있어도 된다.
또, 각 코어부 (94A~94H)간에는 각각 얼라인먼트 라인이 형성되어 있다. 구체적으로는 도 25에 나타내는 바와 같이 광 도파로용 필름 (10)은 코어부 (94A)와 코어부 (94B) 사이에 설치된 얼라인먼트 라인 (191)과, 코어부 (94B)와 코어부 (94C) 사이에 설치된 얼라인먼트 라인 (192)과, 코어부 (94C)와 코어부 (94G) 사이에 설치된 얼라인먼트 라인 (193)과, 코어부 (94G)와 코어부 (94H) 사이에 설치된 얼라인먼트 라인 (194)을 가지고 있다.
이들 얼라인먼트 라인 (191~194)은 각 코어부 (94A~94H)와 동일한 공정으로 형성할 수 있다(도 24).
또, 이들 얼라인먼트 라인 (191~194)은 도파로 간격의 중점(측면 클래드부 (95)의 중점)을 이어서 이루어지는 중간선상에 형성되어 있다.
이들 얼라인먼트 라인 (191~194)은 항상 측면 클래드부 (95)의 중간점을 나타내고 있기 때문에 멀티블레이드 소 (7)를 이용하여 광 도파로용 필름 (10)을 분리할 때에는 광 도파로용 필름 (10)의 단면에 있어서 이 중간점을 절단의 기점이 되도록 하면 코어부의 편심이 적은 광 도파로를 간단하게 제조할 수 있다.
예를 들면 도 25에 나타내는 절단선 CL1 및 절단선 CL2의 위치에 있어서 서로 이웃하는 얼라인먼트 라인간의 간격 m이 자르려고 하는 광 도파로의 폭과 일치하였다고 하면 각 절단선 CL1, CL2와 각 얼라인먼트 라인 (191~194)의 교점을 기점으로 하여 절단하도록 하면 된다. 또한, 이 절단 방법에 대해서는 후에 상술한다.
도 26은 광 도파로 영역 (11A)에 형성될 수 있는 각 코어부 (94A~94H)의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 도 26에 나타내는 광 도파로 집합체 (1')는 각 코어부 (94A~94H)의 평면시 형상이 다른 것 이외에는 도 25에 나타내는 광 도파로 집합체 (1)와 동일하다.
도 26에 나타내는 각 코어부 (94A~94H)는 그 긴 방향의 일부가 각각 X 축으로 평행한 직선상으로 되어 있다. 즉, 도 26에 나타내는 각 코어부 (94A~94H)는 직선상 부분 (1311)과 전술한 바와 같은 코사인 곡선을 그리고 있는 부분(곡선 부분 (1312))으로 나뉘어 있다.
이와 같은 광 도파로 집합체 (1')에 있어서도 전술한 광 도파로 집합체 (1)와 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다.
또, 이 곡선 부분 (1312)은 광 도파로 집합체 (1')의 적어도 양 단부에 설치되어 있으면 된다. 이것에 의해 광 도파로 집합체 (1')는 곡선 부분 (1312)에 있어서 접속 상대편과의 접속에서의 광 접속 손실 억제를 도모할 수 있고, 한편 직선상 부분 (1311)에 있어서는 굴곡 부분이 존재하지 않기 때문에 클래드부 (96)로의 빛의 누출을 최소한으로 억제할 수 있다. 그 결과 광 도파로 집합체 (1')로부터 얻어지는 광 도파로는 광 통신 품질을 더욱 높일 수 있는 것이 된다.
또, 도 27은 광 도파로 영역 (11A)에 형성될 수 있는 각 코어부 (94A~94H)의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 도 27에 나타내는 광 도파로 집합체 (1")는 각 코어부 (94A~94H)의 평면시 형상이 다른 것 이외에는 도 25에 나타내는 광 도파로 집합체 (1)와 동일하다.
도 27에 나타내는 광 도파로 집합체 (1")에서는 각 코어부 (94A~94H) 중 X 축의 기점이 되는 좌측 단부가 곡선 부분의 「골짜기」에 상당하는 부위에 일치하고 있다. 이것에 대해, 전술한 도 25에 나타내는 광 도파로 집합체 (1)에서는 각 코어부 (94A~94H) 중 X 축의 기점이 되는 좌측 단부는 곡선 부분의 「산」에 상당하는 부위에 일치하고 있고, 이 점이 광 도파로 집합체 (1")와의 상위점이다.
즉, 도 27에 나타내는 광 도파로 집합체 (1")는 각 코어부 (94A~94H) 윤곽선의 형상을 나타내는 함수가 하기 식 (9-3) 및 식 (10-3)으로 규정되는 것 이외에는 광 도파로 집합체 (1)와 동일하다.
이하의 식 (9-3)은 도 27에 나타내는 광 도파로 집합체 (1")의 코어부 (94B) 윤곽선 (1331)의 형상을 나타내고, 식 (10-3)은 코어부 (94B) 윤곽선 (1332)의 형상을 나타내는 함수이다.
fa(X)=-Acos(2πX/L)+B-C/2 (9-3)
fb(X)=-Acos(2πX/L)+B+C/2 (10-3)
[상기 식 (9-3) 및 상기 식 (10-3) 중 A, B, C, L은 각각 임의의 실수로서, A는 진폭, B는 오프셋량, C는 코어부 (94B)의 폭, L은 주기이다.]
이와 같은 식 (9-3) 및 식 (10-3)에 의해 코어부 (94B) 윤곽선 (1331, 1332)의 형상이 규정된다. 그리고 상기 식으로 규정되는 윤곽선 (1331, 1332)의 형상은 이른바 「코사인 곡선」을 그리고 있다. 또한, 식 (9-3)과 식 (10-3) 사이에서 A, B, C, L은 각각 동일한 값이다. 또, 이들 A, B, C, L은 상기 식 (9-1) 및 식 (10-1) 중 A, B, C, L과 동일한 매개변수이다.
또한, 이 광 도파로 집합체 (1")는 상술한 광 도파로 집합체 (1)를 평행이동시킨 것과 실질적으로는 동등하다. 따라서, 상술한 광 도파로 집합체 (1)와 동일한 작용·효과를 나타낸다.
이상과 같은 광 도파로 집합체 (1') 및 광 도파로 집합체 (1")에 있어서도 상기 광 도파로 집합체 (1)와 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다.
또, 도시하지 않지만 상기 함수 fa(X) 및 함수 fb(X)는 하기의 식 (9-2) 및 식 (10-2)로 규정되는 「사인 곡선」이어도 된다.
fa(X)=Asin(2πX/L)+B-C/2 (9-2)
fb(X)=Asin(2πX/L)+B+C/2 (10-2)
[상기 식 (9-2) 및 상기 식 (10-2) 중 A, B, C, L은 각각 임의의 실수로서, A는 진폭, B는 오프셋량, C는 코어부 (94B)의 폭, L은 주기이다.]
이와 같은 식 (9-2) 및 식 (10-2)에 의해 코어부 (94B) 윤곽선 (1331, 1332)의 형상이 규정된다. 또한, 식 (9-2)과 식 (10-2) 사이에서 A, B, C, L은 각각 동일한 값이다. 또, 이들 A, B, C, L은 상기 식 (9-1) 및 식 (10-1) 중 A, B, C, L과 동일한 매개변수이다.
또한, 이 「사인 곡선」으로 규정되는 광 도파로 집합체는 상술한 광 도파로 집합체 (1) 및 광 도파로 집합체 (1")와 같은 「코사인 곡선」으로 규정되는 광 도파로를 평행이동시킨 것과 실질적으로는 동등하다. 따라서, 상술한 광 도파로 집합체 (1) 및 광 도파로 집합체 (1")와 동일한 작용·효과를 나타낸다.
(광 도파로 집합체의 제조 방법)
이상과 같은 광 도파로 집합체는 상술한 광 도파로용 필름과 동일한 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
(광 도파로의 제조 방법)
다음에 광 도파로용 필름 (10)을 복수 개로 분리하여 복수의 광 도파로 (20)를 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 또한, 이하에서는 광 도파로용 필름 (10)을 절단하는 절단 수단으로서 멀티블레이드 소 (7)를 이용했을 경우에 대해서 설명한다.
도 28 및 도 29는 도 25에 나타내는 광 도파로용 필름을 분리하여 복수의 광 도파로를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 광 도파로용 필름 (10)의 광 도파로 집합체 (1)에 대해서 제조해야할 광 도파로 (20)의 폭과 도파로 간격(측면 클래드부 (95)의 폭)이 일치하는 부분을 눈짐작 또는 계측에 의해 특정한다. 여기에서는 일례로서 상기 일치를 얻을 수 있는 위치가 도 25에 절단선 CL1으로 나타나는 위치와 절단선 CL2로 나타나는 위치인 경우에 대해서 설명한다.
다음에 도 28(a)에 나타내는 바와 같이 이들 절단선 CL1 및 절단선 CL2를 따라서 광 도파로용 필름 (10)을 절단한다. 절단 후의 절단선 CL1 보다 우측의 절단편 및 절단선 CL2 보다 좌측의 절단편은 각각 불필요하다.
그 다음에 제조해야할 광 도파로 (20)의 폭과 멀티블레이드 소 (7)가 서로 이웃하는 블레이드 소 (71)끼리의 간격(대향하는 면끼리의 이간 거리)이 일치하도록 블레이드 소 (71)끼리의 간격을 조정한다. 일단 블레이드 소 (71)끼리의 간격을 조정한 후에는 제조해야할 광 도파로 (20)의 폭이 변함없는 한, 이 블레이드 소 (71)끼리의 간격을 변경할 필요는 없다.
그리고 광 도파로용 필름 (10)의 절단선 CL1과 각 얼라인먼트 라인 (191, 192)의 교점 Q에 각 블레이드 소 (71)가 위치하도록 광 도파로용 필름 (10)과 멀티블레이드 소 (7)의 위치를 맞춘다. 또한, 제조해야할 광 도파로 (20)의 폭과 도파로 간격이 일치하고 있고, 또한 제조해야할 광 도파로 (20)의 폭과 멀티블레이드 소 (7)가 서로 이웃하는 블레이드 소 (71)끼리의 간격이 일치하고 있는 것으로부터 당연히 도파로 간격의 중간선인 각 얼라인먼트 라인 (191, 192)의 간격은 블레이드 소 (71)끼리의 간격과 일치하고 있다. 이 때문에 1개의 교점 Q에 대해서 1개의 블레이드 소 (71)의 위치를 맞추기만 하면 그 외의 교점 Q와 그 외의 블레이드 소 (71)의 위치 맞춤은 자연스럽게 된다. 이와 같이 하면 간단하게 위치 맞춤을 실시할 수 있다.
그 다음에 멀티블레이드 소 (7)에 의해 광 도파로용 필름 (10)을 절단한다. 각 블레이드 소 (71)는 절단선 CL1과 각 얼라인먼트 라인 (191, 192)의 교점 Q를 기점으로 하고, X 축과 평행으로 이동하면서 광 도파로용 필름 (10)을 절단한다. 그 결과 도 29에 나타내는 바와 같이 광 도파로용 필름 (10)을 복수로 분리할 수 있어 복수의 광 도파로 (20)가 동시에 제조된다.
이와 같이 하여 제조된 광 도파로 (20)는 긴 방향의 도중에 각 코어부 (94A~94H)가 만곡하여 광 도파로 (20)의 폭에 대해서 각 코어부 (94A~94H)가 편심한 부분을 가지고 있지만, 광 도파로 (20)의 양 단면에서는 광 도파로 (20) 폭의 중앙에 각 코어부 (94A~94H)의 단면이 노출하고 있다. 이와 같은 광 도파로 (20)에서는 그 긴 방향의 도중에 각 코어부 (94A~94H)가 만곡하고 있었다고 해도 광 전송 특성에는 거의 영향이 없다. 한편, 단면에서는 광 도파로 (20)와 접속 상대편의 접속성의 관점으로부터 각 코어부 (94A~94H)에 편심이 있으면 이것에 의해 광 손실이 생겨 접속성이 저하할 우려가 있다. 그렇지만, 도 29에 나타내는 광 도파로 (20)는 단면에서의 각 코어부 (94A~94H)의 편심이 억제되어 있기 때문에 광 손실이 적은 것이 된다.
또, 멀티블레이드 소 (7)가 구비한 복수의 블레이드 소 (71)는 각각의 두께에 개체차가 있기 때문에 그에 따라 절단폭이 균일하지 않을 우려가 있다. 그렇지만, 광 도파로용 필름 (10)은 상술한 바와 같이 각각이 갖는 치수의 개체차를 고려한 것으로 되어 있기 때문에 블레이드 소 (71) 두께의 개체차가 광 도파로용 필름 (10) 치수의 개체차의 범위내이면 블레이드 소 (71) 두께의 개체차도 흡수할 수 있다.
이상과 같은 방법에 의해 치수에서의 미지의 개체차를 포함하는 광 도파로용 필름 (10)을 절단하는 경우에서도 그때마다 개체차를 계측하고 거기에 맞추어 블레이드 소 (71)끼리의 간격을 조정하는 등의 번잡한 작업을 수반하는 일 없이 코어부의 편심이 적은 복수의 광 도파로 (20)를 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 도 28 및 도 29에서는 광 도파로용 필름 (10)을 5개의 광 도파로 (20)로 개편화할 때 6매의 블레이드 소 (71)를 구비하는 멀티블레이드 소 (7)를 이용했을 경우에 대해서 도시하고 있지만, 6매 미만(예를 들면 1매 또는 2매)의 블레이드 소 (71)를 이용하여 이것을 제조해야할 광 도파로 (20)의 폭에 맞춘 피치로 Y 방향으로 옮기면서 광 도파로용 필름 (10)을 절단하도록 해도 된다. 이 경우에서도, 블레이드 소 (71)를 옮기는 피치를 광 도파로용 필름 (10) 치수의 개체차에 따라 그때마다 변경하는 일 없이, 즉 상기 피치를 같은 간격으로 고정하였다고 해도 광 도파로용 필름 (10)의 절단을 실시할 수 있다. 그 결과 번잡한 작업을 수반하는 일 없이 코어부의 편심이 적은 복수의 광 도파로 (20)를 효율적으로 제조할 수 있다.
(적층형 광 도파로용 필름의 구조)
도 30(a) 및 도 30(b)는 적층형 광 도파로용 필름의 개략 구조를 나타내는 단면도이다.
도 30(a)에 나타내는 적층형 광 도파로용 필름은 상기 광 도파로용 필름 (10)(광 도파로 집합체)과 동일한 구조를 갖는 제1 광 도파로 집합체 (1A) 및 제2 광 도파로 집합체 (1B)가 접착층 (8)을 통해 적층된 구조를 가지고 있다. 제1 광 도파로 집합체 (1A) 및 제2 광 도파로 집합체 (1B) 각각의 제조 방법은 상기 광 도파로 집합체 (1)의 제조 방법과 동일하다.
또, 도 30(b)에 나타내는 적층형 광 도파로용 필름은 클래드층(하부 클래드층) (91), 코어층(하부 코어층) (93), 클래드층(중간 클래드층) (92), 코어층(상부 코어층) (93) 및 클래드층(상부 클래드층) (92)이 이 순서로 적층된 구조를 가지고 있다. 따라서, 도 30(b)에 나타내는 적층형 광 도파로용 필름은 실질적으로 2개의 광 도파로가 적층된 구조를 갖는다. 하부 클래드층 (91), 하부 코어층 (93) 및 중간 클래드층 (92)으로 이루어진 적층 구조는 상기 광 도파로 집합체 (1)의 제조 방법과 동일하게 형성된다. 그 후 이 적층 구조상에 상부 코어층 (93) 및 상부 클래드층 (92)이 상기 광 도파로 집합체 (1)의 코어층 (93) 및 클래드층 (92)과 동일한 공정으로 형성된다.
이와 같이 하여 얻어진 적층형 광 도파로용 필름을 상술한 바와 같은 방법으로 복수의 광 도파로로 분리한다. 이것에 의해 코어부의 편심이 적은 복수의 적층형 광 도파로를 효율적으로 제조할 수 있다.
<광 도파로 집합체의 제2 실시형태>
다음에 본 발명의 광 도파로 집합체의 제2 실시형태에 대해서 설명한다.
(광 도파로 집합체의 구조)
도 31은 본 발명의 광 도파로 집합체의 제2 실시형태를 나타내는 코어층의 개략 평면도이다.
이하, 제2 실시형태에 대해서 설명하지만 상기 제1 실시형태와의 상위점을 중심으로 설명하고 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.
본 실시형태는 커터 레인의 배설 패턴이 다른 것 이외에는 상기 제1 실시형태와 동일하다.
도 28에 나타내는 광 도파로용 필름 (10)(광 도파로 집합체 (1a))은 X 축을 따라 연재하는 병렬 배치된 12개의 코어부 (941A, 942A, 943A, 944A, 941B, 942B, 943B, 944B, 941C, 942C, 943C, 944C)를 가지고 있다.
또, 상기 제1 실시형태에서는 모든 서로 이웃하는 코어부 사이에 「커터 레인」을 설치하였지만 본 실시형태는 코어부 4개마다 「커터 레인」을 가지고 있다. 또한, 커터 레인을 설치한 측면 클래드부 (95)에는 각 얼라인먼트 라인 (191a, 192a, 193a, 194a)이 설치되어 있다. 그리고 이들 얼라인먼트 라인 (191a~194a)에 의해 12개의 코어부 (941A~944C)는 3개의 코어부 다발로 나뉘어 있다.
이와 같이 광 도파로 집합체 (1a)가 코어부 4개마다 설치된 「커터 레인」을 가지고 있음으로써 멀티블레이드 소 (7)를 이용하여 광 도파로 집합체 (1a)를 절단했을 경우에는 광 도파로 집합체 (1a)가 치수에서의 미지의 개체차를 포함하고 있었다고 해도 번잡한 작업을 수반하는 일 없이 4개의 코어부를 갖는 멀티채널 광 도파로를 복수 개 동시에 제조할 수 있다.
또, 광 도파로 집합체 (1a)에서는 측면 클래드부 (95)의 폭이 X 방향으로 나아감에 따라 연속적으로 변화하고 있고, 또한 커터 레인이 설치된 복수의 측면 클래드부 (95)간에서는 임의의 X 좌표에 있어서 측면 클래드부 (95)의 폭으로부터 커터 레인의 폭을 뺀 길이의 서로의 비율이 상기 변화에 있어서도 일정하게 유지되고 있기 때문에 X 방향 중 어느 하나의 위치에서 자르려고 하는 멀티채널 광 도파로의 폭과 상술한 코어부의 다발 간격이 일치한다. 또한, 코어부의 다발 간격은 서로 이웃하는 얼라인먼트 라인의 간격으로 해도 된다. 이 때문에 이 위치에서 광 도파로 집합체 (1a)를 X 축과 직교하는 방향으로 절단하면 그 절단면에서는 자르려고 하는 멀티채널 광 도파로의 폭에 대해서 치우침 없이 4개의 코어부가 배치되게 된다. 그 결과 광축의 차이가 억제되어 광 손실이 적은 멀티채널 광 도파로를 제조할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 4개의 코어부로 이루어진 다발을 1개의 굵은 코어부로 간주하여 이 코어부 윤곽선의 형상을 규정하는 함수가 상기 제1 실시형태에서의 식 (7) 및 식 (8)을 만족하도록 하면 된다.
또, 이 경우의 윤곽선의 형상을 규정하는 함수로는 상기 식 (9-1) 및 식 (10-1), 식 (9-2) 및 식 (10-2), 식 (9-3) 및 식 (10-3)을 적용할 수 있다.
이상, 본 발명은 클래드부가 절단 수단에 의해 절단폭 이상의 커터 레인을 미리 포함하고 있고, 또한 복수의 클래드부끼리의 사이에서는 임의의 X 좌표에 있어서 클래드부의 폭으로부터 커터 레인의 폭을 뺀 길이의 비율을 일정하게 유지하면서 이 길이가 연속적으로 변화하고 있는 변화 부분을 가지고 있다. 이 때문에 만일 광 도파로 집합체의 치수에 개체차가 있었다고 해도 단부에서의 편심의 발생을 방지하면서 복수의 광 도파로를 효율적으로 제조할 수 있다. 이와 같은 광 도파로 집합체를 이용하면 코어부의 편심에 수반하는 광 손실을 억제하여 고품질 광 통신이 가능한 광 도파로를 얻을 수 있다. 또, 절단시에는 광 도파로 집합체의 치수에 따라 그때마다 절단 피치를 변경할 필요가 없기 때문에 절단 피치를 같은 간격으로 고정한 멀티블레이드 소를 이용하였다고 해도 개체차를 포함하는 광 도파로 집합체를 효율적으로 절단하여 개편화할 수 있다.
(광 도파로 집합체의 제조 방법)
이상과 같은 광 도파로 집합체는 상술한 광 도파로용 필름과 동일한 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
이상, 본 발명의 광 도파로 집합체를 도시한 실시형태에 기초하여 설명하였지만 본 발명은 이들로 한정되는 것이 아니고, 각 부의 구성은 동일한 기능을 발휘할 수 있는 임의의 구성으로 치환될 수 있고, 또 임의의 구성이 부가되어 있어도 된다.
예를 들면 상기 실시형태에서는 얼라인먼트 표시 (13A)와 라인상 패턴 (121A, 122A)에 의해 얼라인먼트 패턴 (12A)이 구성되지만 이것으로 한정되는 것은 아니고, 얼라인먼트 표시를 나타내는 패턴과 라인상 패턴을 나타내는 패턴이 완전하게 분리되어 있어도 된다.
<광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기>
상술한 바와 같은 광 도파로용 필름(코어층)은 소정의 위치에서 절단하여 이용되고, 소정의 개소에 광학 소자(발광 소자, 수광 소자 등)를 실장함으로써 광 배선으로서 형성할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같은 본 발명의 광 도파로는 예를 들면 광 통신용 광 배선에 이용할 수 있다.
또, 광 도파로에 도체층을 설치함으로써 전기 배선과 광 배선을 갖는 광 전기 혼재 기판을 얻을 수 있다.
동일하게 본 발명의 광 도파로를 구비한 광 배선(본 발명의 광 배선)은 기존의 전기 배선과 함께 기판상에 혼재되는 것에 의해서도 광 전기 혼재 기판을 구성할 수 있다. 이러한 광 전기 혼재 기판(본 발명의 광 전기 혼재 기판)에서는 예를 들면 광 배선(광 도파로의 코어부)으로 전송된 광 신호를 광 디바이스에 있어서 전기신호로 변환하여 전기 배선에 전달한다. 이것에 의해 광 배선 부분에서 종래의 전기 배선보다도 고속이고 또한 대용량의 정보 전송을 가능하게 한다. 따라서, 예를 들면 CPU나 LSI 등의 연산 장치와 RAM 등의 기억장치 사이를 잇는 버스 등에 이 광 전기 혼재 기판을 적용함으로써 시스템 전체의 성능을 높이는 동시에 전자 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 이러한 광 전기 혼재 기판은 예를 들면 휴대 전화, 게임기, PC, 텔레비젼, 홈·서버 등 대용량 데이터를 고속으로 전송하는 전자기기류에 탑재하는 것이 고려된다. 이와 같이 광 전기 혼재 기판을 구비한 전자기기(본 발명의 전자기기)는 내부의 정보처리 속도가 뛰어난 높은 성능을 발휘할 수 있는 것이 된다.
환언하면 휴대 전화, 컴퓨터 등의 전자기기에 상술한 광 도파로용 필름을 절단하여 이용함으로써 데이터 전송성이 뛰어난 전자기기를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명에 의하면 상술한 바와 같은 고품질 광 통신이 가능한 광 도파로를 이용하여 성능이 뛰어난(신뢰성이 높은) 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기를 얻을 수 있다.
또, 본 발명에 의하면 광 도파로 집합체를 절단하여 제조된 고품질 광 통신을 가능하게 하는 광 도파로를 구비함으로써 신뢰성이 높은 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기를 제공할 수 있다.
실시예
다음에 실시예에 의해 본 발명을 더욱 자세하게 설명하지만 본 발명은 이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
도 32는 24개의 채널을 갖는 광 도파로용 필름 (10)의 실시예의 삽입 손실(IL: Insertion Loss) 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 이 그래프는 24개 채널 각각의 삽입 손실의 측정값을 나타내는 것이다. Y 방향 제일 바깥 위치의 채널은 1번과 24번 채널이다. 실시예의 광 도파로 패턴의 구조는 이하와 동일하다.
코어부의 폭: 40㎛.
도파로 간격의 X 방향에 따른 주기: 34mm.
X 방향의 전체 길이: 2 주기(=68mm).
도파로 간격의 최소값: 123.7㎛.
도파로 간격의 최대값: 125.8㎛.
이 실시예의 삽입 손실 측정 결과에 의하면 삽입 손실의 산술 평균값은 약 0.58 dB이고, 삽입 손실의 오차(표준 편차) σ는 0.02~0.03dB 정도였다. 따라서, Y 방향 외측의 채널과 중앙 부근의 채널 사이에서 삽입 손실의 차이는 거의 없는 것이 확인되었다. 또한, 점선 AL은 병렬로 배설된 24개의 직선상 코어부로 이루어진 광 도파로 패턴(도파로 간격은 123.125㎛, 각 코어부의 폭은 40㎛)의 삽입 손실 측정값의 산술 평균을 나타내고 있다.
상기 실시예의 광 도파로용 필름의 제법을 이하에 설명한다. 먼저, Avatrel(등록상표) 2000P 용액(오하이오주 브렉스빌의 Promerus LLC사로부터 입수)을 각도 4"의 유리 기판상에 붓고 스핀 코터로 실질적으로 일정 두께로 펼쳐 층을 형성하였다(젖은 상태의 두께: 1 미크론). 다음에 이 유리 기판을 핫 플레이트에 두고 100℃에서 10분간 가열하며, 그 다음에 이것에 포토마스크 없이 UV광을 조사하였다(조사량: 400mJ/cm2). 계속해서 이 층을 110℃에서 15분간, 그 후 160℃에서 1시간 가열함으로써 경화시켰다.
다음에 코어층 형성용 재료인 바니시 용액을 경화시킨 층의 표면에 부어 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 펼쳤다(젖은 상태의 두께: 70 미크론). 그 후 이 코팅된 유리 기판을 환기된 레벨 테이블에 하룻밤 두어 용제를 증발시켜 실질적으로 건조한 고체 필름을 형성하였다. 다음날 바니시 용액으로부터 형성한 이 고체 필름에 포토 마스크를 통해 UV광(파장: 365nm)을 조사하고(조사량: 3000mJ) 실온에서 30분간 숙성시키며 다음에 85℃에서 30분간 가열하고 150℃에서 60분간 추가로 가열하였다. 도파로 패턴은 85℃에서 30분간 가열한 시점에서 눈으로 볼 수 있었다.
다음에 Avatrel 2000P 용액을 바니시 용액으로부터 형성된 경화층의 표면에 붓고 스핀 코터로 실질적으로 일정 두께로 펼쳤다(젖은 상태의 두께: 1 미크론). 이 코팅된 유리판을 핫 플레이트에 두어 100℃에서 10분간 가열하고 이것에 포토 마스크없이 UV광을 조사하였다(조사량: 400mJ/cm2). 계속해서 110℃에서 15분간, 그 후 160℃에서 1시간 가열함으로써 경화시켰다. 도파로 패턴은 눈으로 볼 수 있었지만 필름 최상층의 클래드층이 갈색으로 되어 있었다.
상기 바니시 용액은 매트릭스 폴리머, 노르보르넨계 모노머, 프로카탈리스트, 산 발생제, 임의 성분의 산화 방지제 및 용제를 포함한다. 바니시 용액은 감광성 재료를 포함하고 있으므로 황색광(yellow light)하에서 용액이 조제되었다.
이 바니시 용액에는 촉매 전구체(Pd(OAc)2(P(Cy)3)2)와 공중합체가 함유되어 있다. 촉매 전구체의 조제는 이하와 같이 실시되었다. 깔때기를 장비한 2구 둥근 바닥 플라스크로 Pd(OAc)2(5.00g, 22.3mmol)와 CH2Cl2(30mL)로 이루어진 적갈색의 현탁액을 -78℃에서 교반하였다. 깔때기에 P(Cy)3(13.12mL(44.6mmol))의 CH2Cl2 용액(30 mL)을 넣고, 그리고 15분에 걸쳐 상기 교반 현탁액에 적하하였다. 그 결과 현탁액의 색이 서서히 적갈색으로부터 황색으로 변화하였다. 다음에 현탁액을 -78℃에서 1시간 교반한 후 현탁액을 실온으로 따뜻하게 하고, 추가로 2시간 교반하여 헥산(20mL)으로 희석하였다. 다음에 이 황색 고체를 공기 중에서 여과하고 펜탄으로 세정하여(5×10mL) 진공 건조시켰다. 2차 수집물은 여과액을 0℃로 냉각하여 분리시키고 상기와 동일하게 세정하여 건조시켰다.
상기 공중합체로는 헥실 노르보넨(HxNB)과 디페닐메틸 노르보르넨 메톡시실란(diPhNB)의 공중합체가 사용되었다. 이 공중합체의 합성은 이하와 같이 실시되었다. 먼저, HxNB(8.94g, 0.05mol), diPhNB(16.1g, 0.05mol), 1-헥센(4.2g, 0.05mol) 및 톨루엔(142.0g)을 250 mL의 세럼병(serum bottle)에서 혼합하고, 오일배스로 120℃에서 가열하여 용액을 형성하였다. 이 용액에 [Pd(PCy3)2(O2CCH3)(NCCH3)]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(Pd1446)(5.8×10-3g, 4.0×10-6mol) 및 N,N-디메틸아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(DANFABA)(3.2×10-3g, 4.0×10-6mol)를 각각 농축 디클로로메탄 용액의 형태로 첨가하였다. 첨가 후 얻어진 용액을 120℃에서 6시간의 가열을 유지하였다. 세차게 교반된 이 혼합 용액에 메탄올을 적하하면 공중합체가 침전하였다. 침전한 공중합체는 여집하여 80℃의 오븐에서 진공으로 건조시켰다. 건조 후의 중량은 12.0g이었다(48%). 공중합체의 분자량을 THF 용매중에서 GPC에 의해 측정하면(폴리스티렌 환산) Mw=16, 196 및 Mn=8,448이었다. 공중합체의 조성을 1H-NMR로 측정하면 1H-NMR:54/46=HxNB/diPhNB였다. 폴리머의 굴절률을 프리즘 커플링법으로 측정하였는데 파장 633nm에서 TE 모드로 1.5569이고, TM 모드로 1.5555였다. 건조시킨 공중합체를 충분한 메시틸렌에 용해하여 10 wt%의 공중합체 용액으로 하였다.
본 발명의 광 도파로용 필름 및 적층형 광 도파로용 필름은 동일층내에 X 방향을 따라서 병렬로 배설된 복수의 코어부와 상기 각 코어부의 측면을 덮고, 또한 상기 코어부보다도 낮은 광 굴절률을 갖는 수지로 이루어진 클래드부를 갖추며, 상기 복수의 코어부 중 상기 X 방향과 직교하는 Y 방향으로 서로 이웃하는 코어부간의 간격이 광 도파로 영역 전체 중 적어도 일부 영역에서 상기 X 방향을 따라서 변화하고 있다. 이 때문에 광 도파로용 필름의 수축이 생겼다고 해도 광 도파로의 도파로 간격과 접속 상대편(커넥터)의 도파로 간격이 합치하는 위치를 선택하여, 이 위치에서 광 도파로용 필름을 절단함으로써 절단 단면에서의 치수를 정확하게 할 수 있으므로 접속 상대편과의 광 접속성을 높일(광 손실을 저감할) 수 있다. 이것에 의해 고품질 광 통신을 실시하는 것이 가능한 광 도파로용 필름을 얻을 수 있다. 또, 본 발명의 광 도파로 집합체는 XY 평면상에 X 방향을 따라서 연재하는 동시에 상기 X 방향과 직교하는 Y 방향으로 병렬하도록 설치된 복수의 띠모양 코어부와 상기 복수의 코어부의 측면에 인접하여 설치된 복수의 띠모양 클래드부를 갖고, 고화시에 수축을 수반하는 재료를 고화시킨 고화물로 구성되며 상기 복수의 클래드부 중 적어도 하나를 긴 방향을 따라서 절단함으로써 복수의 광 도파로를 제조가능한 광 도파로 집합체로서, 상기 복수의 클래드부에는 각각 X 방향으로 나아감에 따라 폭이 연속적으로 변화하고 있는 변화 부분이 있고, 또한 상기 복수의 클래드부에는 상기 XY 평면의 X 축에 평행한 띠모양 커터 레인이 설치되어 있어, 상기 복수의 클래드부에 있어서 그 임의의 X 좌표에서의 상기 클래드부의 폭으로부터 상기 커터 레인의 폭을 제외한 길이의 상기 복수의 클래드부간에서의 서로의 비율이 상기 변화 부분 전체에서 일정하게 되어있다. 이 때문에 상기 광 도파로용 필름과 동일한 효과에 덧붙여 만일 광 도파로 집합체의 치수에 개체차가 있었다고 해도 단부에서의 편심의 발생을 방지하면서 복수의 광 도파로를 효율적으로 제조할 수 있다고 하는 효과도 얻을 수 있다. 또, 본 발명의 광 도파로, 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기는 본 발명의 광 도파로용 필름 및 광 도파로 집합체를 이용하여 얻어진 것이다. 따라서, 본 발명의 광 도파로용 필름, 적층형 광 도파로용 필름, 광 도파로, 광 도파로 집합체, 광 배선, 광 전기 혼재 기판 및 전자기기는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

Claims (49)

  1. 동일층내에 X 방향을 따라서 병렬로 배설된 복수의 코어부와 상기 각 코어부의 측면을 덮고, 또한 상기 코어부보다도 낮은 광 굴절률을 갖는 수지로 이루어진 클래드부를 갖추며,
    상기 복수의 코어부 중 상기 X 방향과 직교하는 Y 방향으로 서로 이웃하는 코어부간의 간격이 광 도파로 영역 전체 중 적어도 일부 영역에서 상기 X 방향을 따라서 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 광 도파로용 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 도파로 영역에 서로 직교하는 XY 좌표를 설정했을 때 상기 Y 방향으로 서로 이웃하는 각 코어부는 그의 적어도 일부의 X 좌표 및 Y 좌표가 하기 식 (1) 또는 하기 식 (2)를 만족하는 광 도파로용 필름.
    Y=Acos(2πX/L)+B (1)
    Y=Asin(2πX/L)+B (2)
    [상기 식 (1) 및 상기 식 (2) 중 A, B, L은 각각 임의의 실수이다.]
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 코어부에 있어서 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)에서의 L은 서로 동일하고, 또한 A 및 B는 각각 서로 다른 광 도파로용 필름.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 광 도파로용 필름은 고화시에 수축하는 재료를 고화시킨 고화물로 구성되어 있고,
    상기 고화 전의 광 도파로용 필름에 대한 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)에 있어서 A는 하기 식 (3)을 만족하는 광 도파로용 필름.
    A=±(Rmax-Rmin)(N-1)P/4 (3)
    [상기 식 (3) 중 Rmax, Rmin은 각각 1 이상인 임의의 실수이고, 또한 Rmax>Rmin이다. 또, N은 하기 식 (5)를 만족시킨다. 또, P는 양의 실수이다.]
    N=N0+2-2n (5)
    [상기 식 (5) 중 N0는 상기 코어부의 전체 수이고, n은 상기 병렬하도록 설치된 복수의 코어부 중 외측으로부터의 배설 순서이다.]
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 광 도파로용 필름은 고화시에 수축하는 재료를 고화시킨 고화물로 구성되어 있고,
    상기 고화 전의 광 도파로용 필름에 대한 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)에 있어서 B는 하기 식 (4)를 만족하는 광 도파로용 필름.
    B=±(Rmax+Rmin)(N-1)P/4 (4)
    [상기 식 (4) 중 Rmax, Rmin은 각각 1 이상인 임의의 실수이고, 또한 Rmax>Rmin이다. 또, N은 하기 식 (5)를 만족시킨다. 또, P는 양의 실수이다.]
    N=N0+2-2n (5)
    [상기 식 (5) 중 N0는 상기 코어부의 전체 수이고, n은 상기 병렬하도록 설치된 복수의 코어부 중 외측으로부터의 배설 순서이다.]
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 코어부에 있어서 상기 식 (3) 및 상기 식 (4)에서의 Rmax는 서로 동일하고, 또한 Rmin도 서로 동일한 광 도파로용 필름.
  7. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 광 도파로용 필름은 상기 복수의 코어부와 각각 광학적으로 접속되는 복수의 수광부를 갖는 접속 상대의 접속에 제공되는 것이고,
    상기 식 (3) 및 상기 식 (4)에 있어서 P는 상기 복수의 수광부의 간격인 광 도파로용 필름.
  8. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 코어부에 있어서 상기 식 (3) 및 상기 식 (4)에서의 P는 서로 동일한 광 도파로용 필름.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 코어부는 M개(M은 3 이상인 정수)의 코어부로 이루어지고,
    상기 M개의 코어부 중 상기 X 방향과 직교하는 Y 방향으로 서로 이웃하는 코어부간의 간격이 M-1개 존재하며,
    상기 M-1개 간격의 비율이 상기 광 도파로 영역 전체에서 일정한 광 도파로용 필름.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 X 방향에 대한 상기 코어부 광로의 경사 각도는 상기 적어도 일부 영역에서 상기 X 방향을 따라서 연속적으로 변화하고 있는 광 도파로용 필름.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 코어부간의 간격은 상기 적어도 일부 영역에서 상기 X 방향을 따라서 연속적으로 변화하고 있는 광 도파로.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 코어부간의 간격은 상기 적어도 일부 영역에서 상기 X 방향을 따라서 주기적으로 변화하고 있는 광 도파로용 필름.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 X 방향에 대한 상기 코어부 광로의 경사 각도는 1° 이하의 범위내에 있는 광 도파로용 필름.
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 X 방향을 따라서 형성된 복수의 얼라인먼트 표시를 포함하는 얼라인먼트 패턴을 추가로 구비하는 광 도파로용 필름.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 얼라인먼트 패턴은 상기 복수의 코어부와 동일한 층내에 형성되어 있는 광 도파로용 필름.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 얼라인먼트 패턴은 상기 복수의 코어부를 포함하는 영역을 구획하는 라인상 패턴을 추가로 포함하는 광 도파로용 필름.
  17. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 코어부는 제1 노르보르넨계 재료를 주재료로 하여 구성되고, 상기 클래드부는 상기 제1 노르보르넨계 재료보다 낮은 광 굴절률을 갖는 제2 노르보르넨계 재료를 주재료로 하여 구성되어 있는 광 도파로용 필름.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 도파로용 필름은 상기 Y 방향으로 절단하여 이용하는 것이고,
    상기 광 도파로용 필름을 절단하는 절단 예정 영역에서, 상기 절단 예정 영역의 상기 X 방향의 일단측과 타단측 사이에서 인접하는 상기 복수의 코어부간에 위치하는 상기 클래드부의 폭이 연속적으로 변화하고 있는 광 도파로용 필름.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 절단 예정 영역에서의 상기 클래드부의 폭은 상기 일단측으로부터 타단 측을 향해 연속적으로 점증하고 있는 것인 광 도파로용 필름.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 절단 예정 영역에서의 상기 클래드부 폭의 최소값(W1)과 최대값(W2)의 비(W2/W1)가 1.01~1.1인 광 도파로용 필름.
  21. 청구항 18에 있어서,
    상기 절단 예정 영역이 상기 광 도파로용 필름의 X 방향으로 단속적으로 존재하고 있는 것인 광 도파로용 필름.
  22. 청구항 18에 있어서,
    복수의 상기 클래드부를 갖는 것인 광 도파로용 필름.
  23. 청구항 18에 있어서,
    상기 각 클래드부 폭의 변화 비율이 일정한 광 도파로용 필름.
  24. 청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 기재된 광 도파로용 필름이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층형 광 도파로용 필름.
  25. 청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 기재된 광 도파로용 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 도파로.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 광 도파로용 필름 중 적어도 한 면에 클래드층을 설치하여 이루어지는 광 도파로.
  27. XY 평면상에 X 방향을 따라서 연재(延在)하는 동시에 상기 X 방향에 직교하는 Y 방향으로 병렬하도록 설치된 복수의 띠모양 코어부와
    상기 복수의 코어부의 측면에 인접하여 설치된 복수의 띠모양 클래드부를 갖고,
    고화시에 수축을 수반하는 재료를 고화시킨 고화물로 구성되며, 상기 복수의 클래드부 중 적어도 하나를 긴 방향을 따라서 절단함으로써 복수의 광 도파로를 제조 가능한 광 도파로 집합체로서,
    상기 복수의 클래드부에는 각각 X 방향으로 나아감에 따라 폭이 연속적으로 변화하고 있는 변화 부분이 있고, 또한 상기 복수의 클래드부에는 상기 XY 평면의 X 축에 평행한 띠모양 커터 레인(cutter lane)이 설치되어 있으며,
    상기 복수의 클래드부에 있어서 그 임의의 X 좌표에서의 상기 클래드부의 폭으로부터 상기 커터 레인의 폭을 제외한 길이의 상기 복수의 클래드부간에서의 서로의 비율이 상기 변화 부분 전체에서 일정하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 도파로 집합체.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 복수의 커터 레인의 폭은 서로 동일한 광 도파로 집합체.
  29. 청구항 27에 있어서,
    상기 복수의 커터 레인의 폭은 상기 광 도파로 집합체의 절단에 이용되는 절단 수단의 절단폭 이상인 광 도파로 집합체.
  30. 청구항 27에 있어서,
    상기 커터 레인의 폭은 X 방향의 위치에 상관없이 일정한 광 도파로 집합체.
  31. 청구항 27에 있어서,
    상기 복수의 커터 레인은 상기 복수의 클래드부의 전체 또는 상기 복수의 클래드부 중 일정한 주기로 간헐적으로 설치되어 있는 광 도파로 집합체.
  32. 청구항 27에 있어서,
    상기 복수의 코어부의 형상 및 배치는 X 축에 대해 선대칭인 관계로 되어 있고,
    상기 고화 전 상기 복수의 코어부 중 X 축으로부터 Y의 양의 측에 위치하는 하나의 코어부에 대해서 상기 코어부를 형성하는 2개의 윤곽선 중 상기 X 축측에 위치하는 윤곽선의 Y 좌표를 X의 함수 fa(X)로 나타내고, 또한 상기 X 축과 반대측에 위치하는 윤곽선의 Y 좌표를 X의 함수 fb(X)로 나타낼 때
    상기 함수 fa(X)는 하기 식 (7)을 만족하고, 상기 함수 fb(X)는 하기 식 (8)을 만족하는 광 도파로 집합체.
    fa(X)>{(N'-1/2) P+N'W}Rmax (7)
    fb(X)<{(N'+1/2) P+N'W}Rmin (8)
    [상기 식 (7) 및 상기 식 (8) 중 N'는 상기 하나의 코어부를 X 축을 기점으로 하여 세었을 때의 배설 순서이고, 상기 코어부의 개수가 홀수일 때에는 배설 순서 N'는 중심의 코어부를 N'=0으로 하여 기산되는 정수로 나타내며, 상기 코어부의 개수가 짝수일 때에는 배설 순서 N'는 가장 내측의 코어부를 N'=0.5로 하여 기산되는 반정수로 나타낸다. 또, P, W, Rmax 및 Rmin은 상기 복수의 코어부간에 각각 동일하다. 또, P는 상기 광 도파로 집합체를 절단하여 얻어지는 상기 광 도파로 폭의 설정값이다. 또, W는 상기 광 도파로 집합체의 절단에 이용되는 절단 수단의 절단폭이다. 또, Rmax 및 Rmin은 1 이상인 임의의 실수이고, 또한 Rmax>Rmin이다.]
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 식 (7) 및 상기 식 (8) 중 Rmax 및 Rmin은 각각 상기 고화시에 수축을 수반하는 재료에 대해서 수축 후 치수에 대한 수축 전 치수의 배율로서 Rmax는 상기 배율의 개체차의 범위에서의 최대값이고, Rmin은 상기 배율의 개체차의 범위에서의 최소값인 광 도파로 집합체.
  34. 청구항 32에 있어서,
    상기 함수 fa(X) 및 상기 함수 fb(X)는 각각 사인 함수 또는 코사인 함수인 광 도파로 집합체.
  35. 청구항 32에 있어서,
    상기 함수 fa(X)는 하기 식 (9-1)을 만족하고, 상기 함수 fb(X)는 하기 식 (10-1)을 만족하는 광 도파로 집합체.
    fa(X)=Acos(2πX/L)+B-C/2 (9-1)
    fb(X)=Acos(2πX/L)+B+C/2 (10-1)
    [상기 식 (9-1) 및 상기 식 (10-1) 중 A, B 및 L은 각각 임의의 실수이다. 또, C는 임의의 양의 실수이다.]
  36. 청구항 32에 있어서,
    상기 함수 fa(X)는 하기 식 (9-2)를 만족하고, 상기 함수 fb(X)는 하기 식 (10-2)를 만족하는 광 도파로 집합체.
    fa(X)=Asin(2πX/L)+B-C/2 (9-2)
    fb(X)=Asin(2πX/L)+B+C/2 (10-2)
    [상기 식 (9-2) 및 상기 식 (10-2) 중 A, B 및 L은 각각 임의의 실수이다. 또, C는 임의의 양의 실수이다.]
  37. 청구항 35 또는 청구항 36에 있어서,
    상기 식 (9-1), 상기 식 (9-2), 상기 식 (10-1) 및 상기 식 (10-2) 중 L 및 C는 상기 복수의 코어부간에 각각 동일하고, 또한 A 및 B는 상기 복수의 코어부간에 각각 서로 상이한 광 도파로 집합체.
  38. 청구항 35 또는 청구항 36에 있어서,
    상기 고화 전의 상기 광 도파로 집합체에 대해서의 상기 식 (9-1), 상기 식 (9-2), 상기 식 (10-1) 및 상기 식 (10-2)에 있어서 A는 하기 식 (11)을 만족하는 광 도파로 집합체.
    A=(Rmax-Rmin)(P+W)N'/2 (11)
    [상기 식 (11) 중 N', P, W, Rmax 및 Rmin은 상기 식 (7) 및 상기 식 (8)에서의 N', P, W, Rmax 및 Rmin와 동일하다.]
  39. 청구항 35 또는 청구항 36에 있어서,
    상기 고화 전의 상기 광 도파로 집합체에 대해서의 상기 식 (9-1), 상기 식 (9-2), 상기 식 (10-1) 및 상기 식 (10-2)에 있어서 B는 하기 식 (12)를 만족하는 광 도파로 집합체.
    B=(Rmax+Rmin)(P+W)N'/2 (12)
    [상기 식 (12) 중 N', P, W, Rmax 및 Rmin은 상기 식 (7) 및 상기 식 (8)에서의 N', P, W, Rmax 및 Rmin와 동일하다.]
  40. 청구항 32에 있어서,
    상기 X 축을 따라 임의의 간격으로 배열된 복수의 얼라인먼트 표시를 구비하는 광 도파로 집합체.
  41. 청구항 40에 있어서,
    상기 복수의 얼라인먼트 표시는 상기 복수의 코어부가 집합하여 이루어지는 다발 외측의 양쪽에 각각 설치되어 있고,
    상기 각 얼라인먼트 표시는 각각 상기 다발을 사이에 두고 쌍을 이루고 있는 광 도파로 집합체.
  42. 청구항 40에 있어서,
    상기 각 얼라인먼트 표시는 상기 코어부와 동일한 재료로 구성되어 있는 광 도파로 집합체.
  43. 청구항 27에 있어서,
    상기 커터 레인이 설치된 상기 클래드부에 상기 클래드부 폭의 중점(中點)을 이은 중간선상에 설치된 얼라인먼트 라인을 갖는 광 도파로 집합체.
  44. 청구항 27에 있어서,
    상기 코어부는 제1 노르보르넨계 재료를 주재료로 하여 구성되어 있고, 상기 클래드부는 상기 제1 노르보르넨계 재료보다 낮은 광 굴절률을 갖는 제2 노르보르넨계 재료를 주재료로 하여 구성되어 있는 광 도파로 집합체.
  45. 청구항 27 내지 청구항 44 중 어느 한 항에 기재된 광 도파로 집합체를 상기 커터 레인이 설치된 상기 띠모양 클래드부를 따라서 절단하여 얻어진 광 도파로를 구비한 것을 특징으로 하는 광 배선.
  46. 청구항 25 또는 청구항 26에 기재된 광 도파로를 구비한 것을 특징으로 하는 광 배선.
  47. 전기 배선과, 청구항 45 또는 청구항 46에 기재된 광 배선을 기판상에 혼재하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 전기 혼재 기판.
  48. 청구항 25 또는 청구항 26에 기재된 광 도파로를 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기.
  49. 청구항 47에 기재된 광 전기 혼재 기판을 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기.
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