KR20120003809A

KR20120003809A - 광도파로의 제법

Info

Publication number: KR20120003809A
Application number: KR1020110065578A
Authority: KR
Inventors: 류스케 나이토; 아키코 나가후지
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2012-01-11
Also published as: TWI498618B; US8778451B2; TW201222040A; JP5351102B2; JP2012014124A; US20120003393A1; CN102313926A; CN102313926B

Abstract

본 발명은 오버 클래드층의 형성에 버르를 생기게 하지 않는 성형 형을 이용하는 광도파로의 제법을 제공한다. 오버 클래드층 형성용의 성형 형(20)을 투광성 수지(20A)를 형성 재료로 하고, 오버 클래드층의 형상과 동일 형상의 돌기 부분(41)과, 그 돌기 부분(41)의 주위에 형성된 돌조 부분(42)을 갖는 형 부재(40)를 이용하여 형 성형함으로써 제작한다. 이 성형 형(20)은, 돌기 부분(41)의 이탈 흔적이 오버 클래드층 형성용의 오목부(21)에 형성되고, 돌조 부분(42)의 이탈 흔적이 홈부(22)에 형성된다. 그리고, 오버 클래드층을 형성할 때에는, 오목부(21) 내에, 오버 클래드층 형성용의 감광성 수지를 충전하고, 그 감광성 수지 내에, 언더 클래드층의 표면에 형성된 코어를 담가, 오목부(21)로부터 흘러넘친 감광성 수지를 홈부(22)에 모은 상태에서, 성형 형(20)을 통해 노광하여 경화시킨다.

Description

광도파로의 제법{PROCESS FOR PRODUCING OPTICAL WAVEGUIDE}

본 발명은 광통신, 광정보 처리, 위치 센서, 그 외 일반 광학 기술의 분야에서 넓게 이용되는 광도파로의 제법에 관한 것이다.

광도파로는 통상, 언더 클래드층의 표면에 광의 통로인 코어를 소정 패턴으로 형성하고, 그 코어를 피복한 상태에서, 오버 클래드층을 형성해 구성되어 있다. 그 중에서도, 상기 오버 클래드층의 단부를 렌즈부로 하는 등, 오버 클래드층을 소망한 형상으로 형성하는 경우, 그 소망한 형상에 대응하는 형 면을 갖는 오목부가 형성된 성형 형을 이용해 오버 클래드층을 형성한다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

또한, 본 출원인은 상기 오버 클래드층 형성용의 성형 형으로서 치수 정밀도가 뛰어난 투광성이 있는 수지제의 성형 형을 제안해 이미 출원하였다(일본 특허 출원 제 2010-126714 호). 이 성형 형은 다음과 같이 하여 제작된다. 즉, 우선 오버 클래드층의 형상과 동일 형상의 형 부재를 준비하고, 그 형 부재를 성형 형 형성용의 용기 내에 설치한다. 이어서, 그 용기 내에 투광성 수지를 충전해 경화시킨다. 그리고, 그 경화한 것을 상기 용기로부터 취출하여, 상기 형 부재를 이탈시키는 것에 의해, 상기 형 부재의 이탈 흔적을 오버 클래드층 형성용의 오목부로 하는 투광성 수지제의 성형 형을 얻는다.

상기 성형 형을 이용한 광도파로의 제작은 다음과 같이 하여 실행된다. 즉, 우선 상기 성형 형의 오목부 내에, 오버 클래드층 형성용의 감광성 수지를 충전한다. 이어서, 그 감광성 수지 내에, 언더 클래드층의 표면에 형성한 코어를 담그고, 상기 언더 클래드층을 상기 성형 형에 가압한다. 다음에, 상기 성형 형을 통해 상기 감광성 수지를 노광해 경화시켜, 오버 클래드층을 형성한다. 그 후, 탈형하여, 상기 언더 클래드층, 코어 및 오버 클래드층으로 이루어지는 광도파로를 얻는다.

일본 특허 공개 제 2008-281654 호 공보

상기 광도파로의 오버 클래드층 형성 공정에서는, 코어가 형성된 언더 클래드층을 상기 성형 형에 가압할 때에, 상기 오버 클래드층 형성용의 감광성 수지에 공기가 혼입되지 않도록, 통상 상기 성형 형의 오목부 내에 감광성 수지를 넉넉하게 충전한다. 그 때문에, 상기 성형 형에 언더 클래드층을 가압했을 때에, 잉여의 감광성 수지가 오목부로부터 흘러 넘쳐, 오목부의 주변부에서는, 그 흘러넘친 감광성 수지가 성형 형과, 언더 클래드층 사이에 끼이는 경향을 보인다. 그 끼인 감광성 수지는, 상기 노광에 의해, 그대로 경화하여 버르(burr)가 되는 경향을 보인다. 그 버르는 탈형 후 절제되지만, 오버 클래드층의 렌즈부가 형성되면, 그 버르를 렌즈 곡면 형상으로 절제하지 못하여, 렌즈 성능이 불충분하게 되는 경향을 보인다.

또한, 상기와 같이 성형 형과 언더 클래드층 사이에 감광성 수지가 끼이면, 그 두께만큼, 상기 성형 형의 높이 위치가 어긋나기 때문에, 오버 클래드층의 높이가 설계값보다 높게 형성되어, 코어와 오버 클래드층 위치 관계에 편차가 생긴다. 그 때문에, 코어의 선단으로부터 출사한 광은 오버 클래드층의 단부의 렌즈부에서 적정하게 좁혀지지 않고, 넓어진 상태로, 그 렌즈부로부터 출사된다. 따라서, 그 광을 받는 측의 수광 강도(광전파 특성)가 저하한다. 게다가, 상기 버르는 두께가 두꺼운 부분과 얇은 부분이 있어, 그것이 원인으로, 제품(광도파로)의 특성에 편차가 생겨 특성의 균일성을 방해하고 있었다. 상기 성형 형을 이용한 오버 클래드층의 형성은 이러한 점에서 개선의 여지가 있다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 오버 클래드층의 형성에 버르를 생기게 하지 않는 성형 형을 이용하는 광도파로의 제법의 제공을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 광도파로의 제법은, 언더 클래드층의 표면에 코어를 패턴 형성한 후, 오버 클래드층의 형상에 대응하는 형 면을 갖는 오목부가 형성되어 있는 성형 형을 이용하여, 상기 코어를 피복한 상태에서 오버 클래드층을 형성하는 공정을 갖는 광도파로의 제법에 있어서, 상기 성형 형으로서, 하기 (A)의 성형 형을 이용해, 오버 클래드층의 형성을, 상기 성형 형의 오목부 내에, 오버 클래드층 형성용의 감광성 수지를 충전하고, 그 감광성 수지 내에, 상기 코어를 담그는 동시에, 상기 오목부로부터 흘러넘친 감광성 수지를 상기 성형 형의 홈부 내에 모은 상태에서, 상기 성형 형을 통해 상기 오목부 내의 감광성 수지를 노광해 경화시켜, 오버 클래드층에 형성함으로써 실행한다는 구성을 취한다.

(A) 오버 클래드층의 형상과 동일 형상의 돌기 부분과, 그 돌기 부분의 주위에 형성된 돌조 부분을 갖는 형 부재를 성형 형 형성용의 용기 내에 설치하고, 그 용기 내에 투광성 수지를 충전해 경화시킨 후, 상기 용기로부터 취출하여, 상기 형 부재를 이탈시켜 얻어진, 상기 돌기 부분의 이탈 흔적을 오버 클래드층 형성용의 오목부로 하고, 상기 돌조 부분의 이탈 흔적을 상기 오목부로부터 흘러넘친 오버 클래드층 형성용의 감광성 수지를 모으는 홈부로 하는 투광성 수지제의 성형 형.

본 발명자는, 오버 클래드층의 형성에 이용하는 성형 형으로서, 버르를 생기게 하지 않는 것을 제작하는 것을 목적으로 하여, 그 성형 형의 형상에 대해 연구를 거듭했다. 그 과정에서, 성형 형에 있어서, 오버 클래드층 형성용의 오목부의 주위에 홈부를 형성하고, 버르의 원인이 되는 상기 오목부로부터 흘러넘치는 오버 클래드층 형성용의 감광성 수지를 상기 홈부에 모아 그 상태에서, 오버 클래드층을 형성하는 것을 착상했다. 그래서, 본 출원인이 이미 출원한 투광성 수지를 형성 재료로 하고, 오버 클래드층의 형상과 동일 형상의 형 부재를 이용해 형 성형하는 방법으로 개량을 가해 상기 형 부재에 상기 홈부 형성용의 돌조 부분을 형성하여, 상기 홈부가 형성된 성형 형을 제작했다. 그리고, 그 성형 형을 이용해 오버 클래드층을 형성하면, 버르가 생기지 않는 광도파로를 제작할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명에 도달했다.

본 발명의 광도파로의 제법에서는, 오버 클래드층 형성용의 성형 형의 제작을 투광성 수지를 형성 재료로 하고, 오버 클래드층의 형상과 동일 형상의 돌기 부분과, 그 돌기 부분의 주위에 형성된 돌조 부분을 갖는 형 부재를 이용해 형 성형함으로써 실행하고 있다. 그 때문에, 상기 성형 형을 오버 클래드층 형성용의 오목부의 주위에, 그 오목부로부터 흘러넘친 오버 클래드층 형성용의 감광성 수지를 모으는 홈부가 형성된 것으로 할 수 있다. 그리고, 오버 클래드층을 형성하는 공정에서는, 상기 성형 형을 이용함으로써, 버르의 원인이 되는 감광성 수지를 상기 홈부에 모을 수 있기 때문에, 버르가 없는 광도파로를 제작할 수 있다. 이 때문에, 버르의 절제 공정이 불필요해져, 광도파로의 생산성을 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 코어의 선단부를 피복하는 오버 클래드층 부분에 대응하는 상기 성형 형의 오목부의 형 면 부분이 렌즈 곡면에 형성되어 있는 경우에는, 코어의 선단부를 피복하는 오버 클래드층 부분을 렌즈부에 형성한 광도파로를 얻을 수 있다. 그리고, 그 광도파로에서는 코어의 선단부로부터 출사하는 광을, 상기 오버 클래드층의 렌즈부의 굴절 작용에 의해, 발산을 억제한 상태에서 출사할 수 있다. 또한, 상기 오버 클래드층의 렌즈부의 표면으로부터 입사한 광을 상기 렌즈부의 굴절 작용에 의해, 좁게 수습시킨 상태에서 코어의 선단부에 입사시킬 수 있다. 즉, 얻어진 상기 광도파로는 광전파 특성이 뛰어난 것으로 되어 있다.

또한, 상기 성형 형의 형성 재료인 투광성 수지가 실리콘 수지를 포함하고 있는 경우에는, 상기 성형 형을 보다 치수 정밀도가 뛰어난 것으로 할 수 있어 보다 광전파 특성이 뛰어난 광도파로를 얻을 수 있다.

도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 광도파로의 제법의 일 실시형태에 있어서 이용되는, 오버 클래드층 형성용의 성형 형의 제법을 모식적으로 도시하는 설명도,
도 2의 (a) 내지 (d)는 상기 성형 형을 이용한 광도파로의 제법을 모식적으로 도시하는 설명도,
도 3의 도 2의 (a) 내지 (d)에 도시하는 제법에 의해 얻어진 광도파로를 모식적으로 도시하는 단면도.

다음에, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거해 상세하게 설명한다.

본 발명의 광도파로의 제법의 일 실시형태에서는, 오버 클래드층(3)[도 2의 (d) 참조]을 형성할 때에, 투광성 수지를 형성 재료로서 형 성형에 의해 일체적으로 제작되고, 오버 클래드층 형성용의 오목부(21)의 주위에 홈부(22)가 형성된 성형 형(20)을 이용한다. 이와 같은 성형 형(20)을 이용해 오버 클래드층(3)을 형성하는 것이 본 발명의 큰 특징이다. 즉, 그 성형 형(20)을 이용해 오버 클래드층(3)을 형성하면, 코어(2)가 형성된 언더 클래드층(1)을 상기 성형 형(20)에 가압했을 때에, 상기 오목부(21)로부터 흘러넘친 잉여의 감광성 수지(3A)를 성형 형(20)과 언더 클래드층(1)의 사이에 끼우는 일 없이, 상기 홈부(22) 내에 모으는 것이 가능해져, 버르가 없는 광도파로를 제작할 수 있다.

또한, 이 실시형태에서는, 상기 성형 형(20)[도 2의 (c) 참조]의 오목부(21)는 2개 형성되어 있고, 각 오목부(21)의 일단 부분[도 2의 (c)에서는 좌단 부분]이 렌즈 곡면(21a)에 형성되어 있다. 또한, 상기 홈부(22)의 횡단면은 V자 형상으로 형성되어 있다.

상기 성형 형(20)의 제법에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 오버 클래드층(3)(도 3 참조)의 형상과 동일 형상의 돌기 부분(41)과, 그 돌기 부분(41)의 주위에 형성된 돌조 부분(42)을 갖는 형 부재(40)를 받침부재(43)의 상면에 돌출시킨 상태로 제작한다. 상기 형 부재(40)의 제작은 예를 들어, 판 모양의 부재를 칼날을 이용해 절삭함으로써 실행된다. 또한, 상기 형 부재(40)의 형성 재료로서는 예를 들어, 알루미늄, 스테인리스, 철 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 가공성의 관점으로부터 알루미늄이 바람직하다. 또한, 이 실시형태에서는, 상기 돌조 부분(42)의 횡단면은 삼각 형상으로 형성되어 있다.

이어서, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 상기 형 부재(40) 및 받침부재(41)로 이루어지는 구조체를 성형 형 형성용의 용기(30) 내에 설치한다. 이 때, 도시하는 바와 같이, 상기 형 부재(40)를 상측, 받침부재(43)를 하측으로 한 상태에서, 상기 용기(30)의 바닥에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 용기(30)의 내면, 상기 형 부재(40) 및 받침부재(43)의 표면에 이형제를 도포하는 것이 바람직하다.

다음에, 도시하는 바와 같이, 상기 형 부재(40) 전체가 잠길 때까지, 상기 용기(30) 내에 액상의 투광성 수지(20A)를 충전한다. 이 투광성 수지(20A)로서는 예를 들어, 실록산 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있고, 이들 수지는 단독으로 또는 2종 이상 함께 이용된다. 그 중에서도, 성형 형(20)을 보다 치수 정밀도가 뛰어난 것으로 할 수 있는 관점으로부터 실리콘 수지를 포함하고 있는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 투광성 수지(20A)를 경화시킨다. 이 경화는 투광성 수지(20A)의 종류에 따라서 상온하, 가열하 또는 그 조합에 의해 실행된다.

그 후, 상기 경화한 투광성 수지를 상기 형 부재(40) 및 받침부재(43)와 함께, 상기 용기(30)로부터 취출한다. 그리고, 상기 형 부재(40) 및 받침부재(43)로 이루어지는 구조체를 경화한 투광성 수지로부터 이탈시킨다. 상기 형 부재(40)의 돌기 부분(41)의 이탈 흔적은, 오버 클래드층(3)[도 2의 (d) 참조]의 형상에 대응하는 형 면을 갖는 오목부(21)[도 1의 (c) 참조]가 된다. 또한, 상기 형 부재(40)의 돌조 부분(42)의 이탈 흔적은 상기 오목부(21)의 주위의 홈부(22)[도 1의 (c) 참조]가 된다. 그리고, 상기 경화한 투광성 수지 중, 받침부재(43)의 둘레측 부분에 대응하는 부분(불필요한 부분)을 절제한다. 이와 같이 하여, 도 1의 (c)[도 1의 (b)와는 상하를 역으로 도시하고 있음]에 도시하는 투광성 수지제의 상기 성형 형(20)을 얻는다. 또한, 이 성형 형(20)에 있어서, 도 1의 (c)에서 본 상기 오목부(21)의 저면과 성형 형(20)의 하면 사이의 부분의 두께(T)는 투광성, 강도 등의 관점으로부터 0.5 내지 5.0㎜의 범위내로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 홈부(22)의 크기는 통상 상기 오목부(21)로부터 흘러넘치는 감광성 수지(3A)[도 2의 (d) 참조]로 채워지지 않는 정도로 설정되고, 예를 들어 폭이 1 내지 10㎜의 범위내로 설정되며, 깊이가 0.1 내지 1.0㎜의 범위내로 설정된다.

다음에, 광도파로의 제법에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 언더 클래드층(1)을 형성할 때에 이용하는 평판 모양의 기대(10)[도 2의 (a) 참조]를 준비한다. 이 기대(10)의 형성 재료로서는, 예를 들어 금속, 수지, 유리, 석영, 실리콘 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 스테인리스(SUS)제 기판이 바람직하다. 스테인리스제 기판은 열에 대한 신축 내성이 뛰어나, 상기 광도파로의 제조 과정에 있어서, 여러 가지 치수가 설계값에 대략 유지되기 때문이다. 또한, 기대(10)의 두께는 예를 들어, 20㎛(필름 형상) 내지 5㎜(판 형상)의 범위내로 설정된다.

그 다음에, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 상기 기대(10)의 표면에 언더 클래드층(1)을 형성한다. 이 언더 클래드층(1)의 형성 재료로서는, 열경화성 수지 또는 감광성 수지를 들 수 있다. 상기 열경화성 수지를 이용하는 경우는, 그 열경화성 수지가 용매에 용해하고 있는 니스를 기대(10)의 표면에 도포한 후, 그 니스를 가열함으로써, 언더 클래드층(1)에 형성한다. 한편, 상기 감광성 수지를 이용하는 경우는 그 감광성 수지가 용매에 용해하고 있는 니스를 기대(10)의 표면에 도포한 후, 그 니스를 자외선 등의 조사선으로 노광함으로써, 언더 클래드층(1)에 형성한다. 언더 클래드층(1)의 두께는 예를 들어, 5 내지 50㎛의 범위내로 설정된다.

다음에, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 상기 언더 클래드층(1)의 표면에, 포토리소그래픽법에 의해 소정 패턴의 코어(2)를 형성한다. 이 코어(2)의 형성 재료로서는 바람직하게는, 패터닝성이 뛰어난 감광성 수지가 이용된다. 그 감광성 수지로서는 예를 들어, 아크릴계 자외선 경화 수지, 에폭시계 자외선 경화 수지, 실록산계 자외선 경화 수지, 노르보르넨계 자외선 경화 수지, 폴리이미드계 자외선 경화 수지 등을 들 수 있고, 이들 수지는 단독으로 또는 2종 이상 함께 이용된다. 또한, 코어(2)의 단면 형상은 예를 들어, 패터닝성이 뛰어난 사다리꼴 또는 직사각형이다. 코어(2)의 폭은 예를 들어, 10 내지 500㎛의 범위내로 설정된다. 코어(2)의 두께(높이)는 예를 들어, 25 내지 100㎛의 범위내로 설정된다.

또한, 상기 코어(2)의 형성 재료로서는, 상기 언더 클래드층(1) 및 하기 오버 클래드층(3)(도 3 참조)의 형성 재료보다 굴절률이 높고, 전파하는 광의 파장으로 투광성이 높은 재료가 이용된다. 상기 굴절률의 조정은, 상기 언더 클래드층(1), 코어(2), 오버 클래드층(3)의 각 형성 재료인 수지에 도입하는 유기기의 종류 및 함유량의 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 적절하게 증가 내지 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 환상 방향족성의 기(페닐기 등)를 수지 분자 중에 도입하거나, 또는 그 방향족성기의 수지 분자 중의 함유량을 증가시킴으로써, 굴절률을 크게 할 수 있다. 한편, 직쇄 또는 환상 지방족성의 기(메틸기, 노르보르넨기 등)를 수지 분자 중에 도입하거나, 또는 그 지방 족성기의 수지 분자 중의 함유량을 증가시킴으로써, 굴절률을 작게 할 수 있다.

그리고, 도 2의 (c)에 도시하는 바와 같이, 상기의 공정으로 제작한 상기 오버 클래드층 형성용의 성형 형(20)을 그 오목부(21) 및 홈부(22)를 위로 하고, 성형 스테이지(도시하지 않음)상에 설치하여, 그 오목부(21)에 오버 클래드층(3)[도 2의 (d) 참조]의 형성 재료인 액상의 감광성 수지(3A)를 충전한다.

그 다음에, 도 2의 (d)에 도시하는 바와 같이, 상기 오버 클래드층(3)의 형성 재료인 감광성 수지(3A) 내에, 상기 언더 클래드층(1)의 표면에 패턴 형성된 코어(2)를 담근 상태에서, 그 코어(2)를 성형 형(20)의 오목부(21)에 대해서 위치 결정하고, 상기 언더 클래드층(1)을 상기 성형 형(20)에 가압한다. 이 때의 가압 하중은 예를 들어, 49 내지 980N의 범위내로 설정된다. 또한, 이 때 상기 오목부(21)로부터 잉여의 감광성 수지(3A)가 흘러넘쳐 상기 홈부(22) 내에 흘러들어 모인다. 여기서, 상기 성형 형(20)의 오목부(21)의 형성 부분은 수지제인 것이기 때문에, 내압성이 있는 것으로 되어 있다. 그 때문에, 상기와 같이 언더 클래드층(1)을 성형 형(20)에 가압하여 밀착시킬 수 있으며, 그 밀착 부분에는 상기 감광성 수지(3A)는 존재하지 않는다.

다음에, 자외선 등의 조사선을 상기 성형 형(20)을 통해 상기 감광성 수지(3A)에 조사함으로써, 그 감광성 수지(3A)를 노광한다. 이 노광에 의해, 상기 오목부(21) 내의 감광성 수지(3A)가 경화하여, 일단 부분이 렌즈부(3a)에 형성된 오버 클래드층(3)이 상기 언더 클래드층(1) 및 코어(2)에 접착한 상태에서 형성된다. 이 오버 클래드층(3)의 두께[언더 클래드층(1)의 표면으로부터의 두께]는 예를 들어, 25 내지 1500㎛의 범위내로 설정된다. 또한, 상기 홈부(22) 내의 감광성 수지(3A)는 통상, 상기 홈부(22)를 채우지 않기 때문에, 상기 노광에 의해 경화하지만 언더 클래드층(1)에는 접착하지 않는다.

그리고, 상기 성형 형(20)으로부터, 상기 오버 클래드층(3)을 상기 기대(10), 언더 클래드층(1) 및 코어(2)와 함께 탈형하고, 도 3[도 2의 (d)와는 상하를 역으로 도시하고 있음]에 도시하는 바와 같이, 기대(10)의 표면에 형성된 언더 클래드층(1)과 코어(2)와 오버 클래드층(3)으로 이루어지는 광도파로를 얻는다. 이 실시형태에서는, 2개의 광도파로가 형성되어 있으며, 광도파로를 사용할 때에는 각각 잘린다. 또한, 상기 홈부(22) 내의 감광성 수지(3A)의 경화체는 상기 탈형시에, 상기 홈부(22)로부터 제거된다.

또한, 상기 오버 클래드층(3)의 탈형 전 또는 탈형 후에, 필요에 따라서 가열 처리를 실시한다. 또한, 상기 기대(10)는 필요에 따라서, 언더 클래드층(1)으로부터 박리된다.

상기 광도파로는 예를 들어, L자 판 형상으로 형성함으로써, 터치 패널에 있어서 손가락 등의 닿는 위치의 검지 수단(위치 센서)으로서 이용할 수 있다. 즉, 상기 L자 판 형상의 광도파로에 있어서, 복수의 코어(2)를 상기 L자 판 형상의 모서리부에서 내측단 연부에 등간격으로 병렬 상태로 연장된 패턴으로 형성한다. 이와 같은 L자 판 형상의 광도파로를 2개 제작한다. 그리고, 한쪽의 광도파로의 모서리부의 외측에 발광 소자를 광결합하고, 다른쪽의 광도파로의 모서리부의 외측에 수광 소자를 광결합한다. 그리고, 그들 광도파로를 터치 패널의 사각형의 디스플레이의 화면 주연부를 따라서 설치하면, 터치 패널에 있어서 손가락 등의 닿는 위치의 검지 수단으로서 이용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 오버 클래드층(3)의 일단 부분을 렌즈부(3a)에 형성했지만, 타단 부분과 마찬가지로 평면 형상으로 형성해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 성형 형(20)에 형성한 홈부(22)의 횡단면의 형상을 V자 형상으로 했지만 다른 형상이어도 좋으며, 예를 들어 U자 형상, 사각 형상(직사각형, 사다리꼴 등) 등을 들 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 성형 형(20)을 투광성 수지(20A)를 형성 재료로서 제작했지만, 투광성 지지판을 그 형성 재료에 부가해도 좋다. 즉, 성형 형(20)의 제작 공정에 있어서, 성형 형 형성용의 용기(30) 내에 액상의 투광성 수지(20A)를 충전한 후, 그 투광성 수지(20A)의 표면에 투광성 지지판을 접촉시켜도 좋다. 이 투광성 지지판의 접촉은 상기 투광성 수지(20A)를 상기 용기(30) 내에 충전한 직후이어도 좋고, 당분간 시간을 거쳐 상기 투광성 수지(20A)가 조금 경화한 다음이어도 좋다. 바람직하게는, 그 경화 정도가 상기 투광성 지지판의 접촉에 있어서 적절한 2일 후이다. 이와 같이 하여 성형 형(20)을 제작하면, 성형 형(20)은 투광성 지지판에 의해, 보강된 상태가 되고, 형 부재(40)를 이탈시킬 때의 형 분리성이 뛰어난 동시에, 벽두께의 두께를 얇게 형성해 투광성[성형 형(20)을 통한 노광성]이 뛰어난 것으로 할 수 있다.

다음에, 실시예에 대해 비교예와 함께 설명한다. 단, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

[언더 클래드층의 형성 재료]

지환 골격을 갖는 에폭시 수지(아데카사제, EP4080E) 100중량부, 광산발생제(산아프로사제, CPI-200K) 2중량부, 자외선 흡수제(치바재팬사제, TINUVIN479) 5중량부를 혼합함으로써, 언더 클래드층의 형성 재료를 조제했다.

[코어의 형성 재료]

플루오렌 골격을 포함하는 에폭시 수지(오사카 가스케미컬사제, 오그소르 EG) 40중량부, 플루오렌 골격을 포함한 에폭시 수지(나가세켐텍스사제, EX-1040) 30중량부, 1, 3, 3-트리스{4-[2-(3-옥세타닐)]부톡시페닐｝부탄 30중량부, 광산발생제(산아프로사제, CPI-200K) 1중량부를 유산 에틸에 용해함으로써, 코어의 형성 재료를 조제했다.

[오버 클래드층의 형성 재료]

지환 골격을 갖는 에폭시 수지(아데카사제, EP4080E) 100중량부, 광산 발생제(산아프로사제, CPI-200K) 2중량부를 혼합함으로써, 오버 클래드층의 형성 재료를 조제했다.

[오버 클래드층 형성용의 성형 형의 제작]

우선, 알루미늄 판을 칼날을 회전시켜 절삭함으로써, 오버 클래드층의 형상과 동일 형상의 돌기 부분과, 그 돌기 부분의 주위에 형성된 돌조 부분을 갖는 형 부재를 받침부재의 상면에 돌출시킨 상태에서 제작했다.

이어서, 상기 형 부재를 상측, 받침부재를 하측으로 한 상태에서, 성형 형 형성용의 용기의 바닥에 상기 구조체를 설치했다. 또한, 상기 구조체의 설치에 앞서, 상기 용기의 내면, 상기 형 부재 및 받침부재의 표면에 이형제를 도포했다.

다음에, 상기 용기 내에 투광성 수지(신에츠 화학 공업사제, 폴리 디메틸 실록산 SIM-260)를 충전하고, 상기 형 부재의 상단면으로부터 상기 투광성 수지의 액면까지의 깊이를 1㎜로 했다. 그리고, 상온(25℃)에서 5일간 방치한 후, 150℃×30분간의 가열 처리를 실행함으로써, 상기 투광성 수지를 경화시켰다.

그 후, 상기 경화한 투광성 수지를 상기 형 부재 및 받침부재와 함께, 상기 용기로부터 취출한 후, 상기 형 부재 및 받침부재로 이루어지는 구조체를 경화한 투광성 수지로부터 이탈시키고, 또한 불필요한 부분을 절제했다. 이와 같이 하여, 투광성 수지로 이루어지고, 오버 클래드층 형성용의 오목부와, 그 오목부의 주위에 형성된 홈부를 갖는 성형 형을 얻었다. 이 성형 형에 있어서, 오버 클래드층 형성용의 오목부의 일단 부분은, 측단면 형상이 약 1/4 원호 형상의 렌즈 곡면(곡률 반경 1.4㎜)에 형성했다. 또한, 상기 홈부의 횡단면은 V자 형상(통로 폭 2㎜, 깊이 1㎜)으로 형성했다. 그리고, 오버 클래드층 형성용의 오목부의 저면과 성형 형의 하면 사이의 부분의 두께는 1㎜이었다.

[광도파로의 제조]

우선, 스테인리스제 기대(두께 50㎛)의 표면에, 상기 언더 클래드층의 형성 재료를 어플리케이터에 의해 도포했다. 이어서, 1500mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실행한 후, 80℃×5분간의 가열 처리를 실행함으로써, 두께 20㎛의 언더 클래드층(파장 830㎚에 있어서 굴절률=1.510)을 형성했다.

다음에, 상기 언더 클래드층의 표면에, 상기 코어의 형성 재료를 어플리케이터에 의해 도포한 후, 100℃×5분간의 가열 처리를 실행하여, 감광성 수지층을 형성했다. 다음에, 코어의 패턴과 동일 형상의 통로 패턴이 형성된 포토마스크를 거쳐서(갭 100㎛), 2500mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실시한 후, 100℃×10분간의 가열 처리를 실행했다. 다음에, γ-부틸올락톤 수용액을 이용해 현상함으로써, 미노광 부분을 용해 제거한 후, 120℃×5분간의 가열 처리를 실행함으로써, 폭 20㎛, 높이 50㎛의 단면 직사각형의 코어(파장 830㎚에 있어서 굴절률=1.592)를 패턴 형성했다.

그리고, 상기 오버 클래드층 형성용의 성형 형을 그 오목부 및 홈부를 위로 하고, 성형 스테이지상에 설치하여, 그 오목부에 상기 오버 클래드층의 형성 재료를 충전했다.

이어서, 상기 오버 클래드층의 형성 재료 내에, 상기 언더 클래드층의 표면에 패턴 형성된 코어를 담근 상태에서, 상기 코어를 성형 형의 오목부에 대해서 위치 결정하고, 상기 언더 클래드층을 상기 성형 형에 가압했다(가압 하중 196N).

다음에, 상기 성형 형을 통해서, 5000mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실시함으로써, 일단 부분이 렌즈부[측단면 형상이 대략 1/4 원호 형상의 볼록 렌즈부(곡률 반경 1.4㎜)]에 형성된, 코어의 정면으로부터의 두께 950㎛의 오버 클래드층(파장 830㎚에 있어서 굴절률=1.510)을 형성했다.

그리고, 상기 성형 형으로부터, 상기 오버 클래드층을 상기 스테인리스제 기대, 언더 클래드층 및 코어와 함께 탈형하고, 스테인리스제 기대의 표면에 형성된 언더 클래드층과 코어와 오버 클래드층으로 구성되는 광도파로를 얻었다. 이 광도파로의 오버 클래드층에는 버르가 형성되어 있지 않았다.

[비교예]

상기 실시예에 있어서, 오버 클래드층 형성용의 성형 형으로서 오목부의 주위에 홈부가 형성되어 있지 않은 것을 이용했다. 이 성형 형의 제작은, 상기 실시예의 성형 형의 제작에 있어서, 형 부재로서 오버 클래드층의 형상과 동일 형상의 돌기 부분의 주위에 돌조 부분이 형성되어 있지 않은 것을 이용했다. 그 형 부재를 이용한 것 이외는, 상기 실시예와 동일하게 하여 성형 형을 제작했다. 그리고, 상기 성형 형을 이용하고, 상기 실시예와 동일하게 하여, 광도파로를 얻었다. 또한, 이 광도파로의 오버 클래드층에는 버르가 형성되어 있었기 때문에, 그 버르를 절제했다.

[수광 강도의 측정]

상기 실시예 및 비교예의 광도파로를 각각 2개씩 제작하고, 한쪽의 광도파로의 타단부(렌즈부가 형성되어 있지 않은 단부)에 발광 소자(오프트웨르사제, VCSEL)를 광결합하고, 다른쪽의 광도파로의 타단부에 수광 소자(TAOS사제, CMOS 리니어 센서 어레이)를 광결합했다. 그리고, 그들 2개의 광도파로를 좌표 입력 영역(대각 사이즈 76.2㎜)을 사이에 두고, 렌즈부가 대향하도록 배치했다. 이 상태에서, 상기 발광 소자로부터 강도 5.0mW의 광을 출사하여, 상기 수광 소자로의 수광 강도를 측정했다.

그 결과, 수광 강도는 실시예의 광도파로를 이용했을 경우는 최대값이 3V, 최소값이 2V이고, 그 차이는 1V이었다. 한편, 비교예의 광도파로를 이용했을 경우는 최대값이 3.5V, 최소값이 1.5V이고, 그 차이는 2V이었다.

상기 결과로부터, 실시예의 광도파로가 비교예의 광도파로보다 수광 강도의 최대값과 최소값의 차가 작은 것으로부터, 광전파 특성의 균일성이 뛰어난 것을 알 수 있다.

본 발명의 광도파로의 제법은 광통신, 광정보 처리, 터치 패널에 있어서 손가락 등의 검지 위치의 검지 수단(위치 센서) 등에 이용되는 광도파로의 제조에 이용 가능하다.

20 : 성형 형 20A : 투광성 수지
21 : 오목부 22 : 홈부
40 : 형 부재 41 : 돌기 부분
42 : 돌조 부분

Claims

언더 클래드층의 표면에 코어를 패턴 형성한 후, 오버 클래드층의 형상에 대응하는 형 면을 갖는 오목부가 형성되어 있는 성형 형을 이용하여, 상기 코어를 피복한 상태에서 오버 클래드층을 형성하는 공정을 갖는 광도파로의 제법에 있어서,
상기 성형 형으로서 하기 (A)의 성형 형을 이용해, 오버 클래드층의 형성을, 상기 성형 형의 오목부 내에, 오버 클래드층 형성용의 감광성 수지를 충전하고, 그 감광성 수지 내에, 상기 코어를 담그는 동시에, 상기 오목부로부터 흘러넘친 감광성 수지를 상기 성형 형의 홈부 내에 모은 상태에서, 상기 성형 형을 통해 상기 오목부 내의 감광성 수지를 노광해 경화시켜서 오버 클래드층에 형성함으로써 실행하며,
(A) 상기 성형 형이, 오버 클래드층의 형상과 동일 형상의 돌기 부분과, 그 돌기 부분의 주위에 형성된 돌조 부분을 가지는 형 부재를 성형 형 형성용의 용기 내에 설치하고, 그 용기 내에 투광성 수지를 충전해 경화시킨 후, 상기 용기로부터 취출해, 상기 형 부재를 이탈시켜 얻어진, 상기 돌기 부분의 이탈 흔적을 오버 클래드층 형성용의 오목부로 하고, 상기 돌조 부분의 이탈 흔적을 상기 오목부로부터 흘러넘친 오버 클래드층 형성용의 감광성 수지를 모으는 홈부로 하는 투광성 수지제의 성형 형인,
것을 특징으로 하는 광도파로의 제법.
제 1 항에 있어서,
상기 코어의 선단부를 피복하는 오버 클래드층 부분에 대응하는 상기 성형 형의 오목부의 형 면 부분이 렌즈 곡면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
광도파로의 제법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 성형 형의 형성 재료인 투광성 수지가 실리콘 수지를 포함하고 있는 있는 것을 특징으로 하는
광도파로의 제법.