JP4063045B2 - 光導波路板の製造方法及びその方法により製造された光導波路板 - Google Patents
光導波路板の製造方法及びその方法により製造された光導波路板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4063045B2 JP4063045B2 JP2002312786A JP2002312786A JP4063045B2 JP 4063045 B2 JP4063045 B2 JP 4063045B2 JP 2002312786 A JP2002312786 A JP 2002312786A JP 2002312786 A JP2002312786 A JP 2002312786A JP 4063045 B2 JP4063045 B2 JP 4063045B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- optical waveguide
- manufacturing
- waveguide plate
- upper mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 94
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 42
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 176
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 91
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 50
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 33
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 18
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 18
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 16
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 12
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 8
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 6
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 6
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 4
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光損失の少ない光導波路板の製造方法及び、その方法によって製造された光導波路板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光導波路の一つの構成例を図１１に示す。光導波路１００はクラッド基板１とクラッド基板１の上に形成されたコア２とこれらの上に設けられたカバークラッド３から構成されている。コア２はクラッド基板１及びカバークラッド３よりも屈折率を高く設定してあり、コア２の一端から入射した光が他端に導波される。この光導波路は、コア２が分岐したＹ型をしており、光の合流又は分岐に用いられる。この光導波路１００の製造に際しては、まず、屈折率の低い透明なクラッド基板用の樹脂を金型に流し込んでクラッド基板１が作製される。次に、前記金型の一部が取り外され、代りに前記基板上に細い帯状の空間ができるような金型が重ねられ、この空間内に屈折率の高いコア用の樹脂を流し込むことによって、前記クラッド基板１に接合した光導波路（コア２）が形成される。次に、前記コア形成に用いた金型が取り外され、カバークラッド用の金型を用いてカバークラッドが形成される。こうして光導波路が製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
光導波路の他の従来構成例を図１２に示す。光導波路２００は、コア２がクラッド基板１に埋設されて構成されている点が上記例とは異なる。この光導波路の製造工程について図１３を参照して説明する。図１３（ａ）〜（ｃ）はクラッド基板の形成工程を示し、第１の下型４０と第１の上型５０とで構成されたキャビティ４１にクラッド材１１が充填され、このクラッド材１１が硬化してクラッド基板１０が形成される。図１３（ｄ）〜（ｅ）はコアの形成工程を示し、第１の上型５０が取り外され、第１の下型４０及びそこに納まっているクラッド基板１０の上面に接するように第２の上型６０が重ねられる。クラッド基板１０の上面には第１の上型５０の凸部によりコア用の凹部が形成されており、この凹部と第２の上型６０によりコア材注入用のキャビティ２１が形成される。このコア用キャビティ２１にコア材２３が充填され、このコア材２３が硬化してコア２０が形成される。図１３（ｇ）（ｈ）はカバークラッドの形成工程を示し、第２の上型６０が取り外され、かわりに下面に凹部を有する第３の上型９０が重ねられる。前記凹部により形成されたキャビティ９１にカバークラッド材３１が充填され、このカバークラッド材３１が硬化してカバークラッドが形成される。この後、上下型が取り外され光導波路が得られる。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５５−１２０００４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような製造方法においては、コア巾５〜６μｍの光導波路を有する光導波路板を作製しようとする際に、第１の型と第２の型との平面度を少なくとも０．５μｍ以内の誤差で構成する必要がある。通常、第１の型と第２の型との平面度を完全に一致させることが難しく、前出の図１３（ｄ）に示されるように隙間２２が発生することがある。このような隙間２２が発生すると、充填したコア材２３がこの隙間２２にしみ込み、図１３（ｆ）に示されるようにコア２０の領域からはみ出した、屈折率の高い部分２２０がコア以外に形成される。この状態でカバークラッドが形成されると、図１４に示されるように、作製された光導波路板は、クラッド基板１０とカバークラッド３０との間に生じた隙間にコアの一部がはみ出たものになってしまう。このため、作製された導波路板は、光導波時に、この部分から光が漏れてしまうため、損失の大きいものにならざるを得ないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するものであって、光損失の少ない光導波路板の製造方法及び、その方法によって製造された光導波路板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、第１の上型と下型を用いてクラッド材を射出成形して凹部溝を有するクラッド基板を形成する工程と、この工程の後、第２の上型と下型を用いて前記凹部溝に前記クラッド基板よりも屈折率の大きいコア材を射出成形してコアを形成する工程とを有し、クラッド基板とコアとを含む光導波路板の製造方法において、前記第２の上型としてクラッド基板よりも弾性率の低い材料からなるものを用い、コアを形成するとき型閉じ力により該第２の上型をクラッド基板に密着させた状態でコア材を前記凹部溝に充填するものである。
【０００８】
上記製造方法においては、コア形成時に第２の上型としてクラッド基板よりも弾性率の低い材料からなるものを用いるので、型閉じ力により第２の上型をクラッド基板に押圧したときに、クラッド基板を変形させることなく、第２の上型の方が変形して、クラッド基板の表面に密着する。このため、コア形成用溝の上辺縁においてクラッド基板と第２の上型との隙間が発生しない。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、第２の上型における下型に対向する面に平滑性を有する樹脂フィルムを配するものである。
【００１０】
上記製造方法においては、平滑性を有する樹脂フィルムによって、第２の上型の表面仕上げを代替できる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２記載の光導波路板の製造方法において、平滑性を有する樹脂フィルムとして、クラッド基板と同程度の屈折率を有するフィルムを用い、この樹脂フィルムがコア材を介してクラッド基板に接着されるものである。
【００１２】
上記製造方法においては、樹脂フィルムがカバークラッド機能を代替できる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、コアを形成する際の射出圧力として、少なくともコア上面が凸形状となる圧力で射出成形するものである。
【００１４】
上記製造方法においては、射出圧力を調整することによって、コア断面形状を調整できる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４記載の光導波路板の製造方法において、コアを形成する際にコア材注入口をクラッド基板における入光側に配するものである。
【００１６】
上記製造方法においては、コア材注入の圧力が注入側と流動端側とで異なることを利用して、コア断面の形状を入光側と出光側とで、より最適状態に調整できる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、第２の上型を振動させながら射出成形を行うものである。
【００１８】
上記製造方法においては、第２の上型及び内部のコア材に振動を与えるので、コア材の流動性を上げて円滑で一様な射出成形ができる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、第２の金型として第１の上型における下型に対向する面にフィルムを配したものを用いるものである。
【００２０】
上記製造方法においては、第１の上型とフィルムを第２の上型として代替させることができる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、コアを形成した後、第３の上型と下型を用いて射出成形することによりカバークラッドを形成する工程をさらに有するものである。
【００２２】
上記製造方法においては、上型を交換するだけでカバークラッド形成ができる。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の製造方法を用いて製造された光導波路板である。
【００２４】
上記の光導波路板は、コア材がコア形成用溝の上辺縁を越えてクラッド基板上面にはみ出た部分のないものとなり、さらに、請求項３に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、樹脂フィルムをそのままカバークラッドとして用いることができ、カバークラッドの接合・形成が同時にできるので、生産性が向上したものとなっており、請求項４に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、射出圧力を調整することによって、コア断面形状が凸形状に調整されてコア上面が、凹形状となる場合と比較すると、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減したものとなっており、請求項５に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、コア材注入の圧力が注入側と流動端側とで異なることを利用して、コア断面の形状を入光側と出光側とで異ならせたものとなっていて、コアと光ファイバの接続部における光損失を低減する最適状態に調整したものとなっている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る光導波路板の製造方法及びその方法によって製造された光導波路板について、図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態におけるポリマー光導波路板の製造工程を示す。図１（ａ）〜（ｃ）に示したクラッド基板形成工程において、第１の下型４と第１の上型５によりキャビティ４１が構成され、そこにクラッド材１１が射出成形により充填され、クラッド材１１が硬化した後第１の上型５が取り除かれる。第１の上型５は下面にキャビティ４１に向かって突出する凸部を有しており、この凸部によってクラッド基板１表面にコア形成用の溝が形成される。クラッド材１１としては、ＰＭＭＡ樹脂またはポリカーポネート等の透明樹脂が用いられる。第１の上型におけるキャビティ４１に面する表面を完全な平面に構成することは難しく、平面度は±０．５〜１μｍ程度である。また、クラッド基板１が硬化時に樹脂収縮するため、成形後のクラッド基板１上面は±１μｍ程度のうねりを有したものになる。
【００２６】
続いて、図１（ｄ）〜（ｇ）に示したコア形成工程において、第２の上型６が第１の上型に代わって第１の下型４の上に配置され、型閉じ力が加えられて第１の下型４及びクラッド基板１の表面に押圧される。なお、この第１の下型４は、図１（ａ）〜（ｃ）に示した第１の下型４とは別のものであってもよい。クラッド基板１と第１の上型６により形成されたコア空間２１にクラッド基板１よりも屈折率の大きいコア材２３が充填され、これが硬化した後、第２の上型が取り除かれる。第２の上型６は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、シリコンゴム等のエラストマ樹脂）で構成されている。このため、型閉じ力により第２の上型６をクラッド基板１に押圧したときに、クラッド基板１を変形させることがなく、第２の上型６の方が変形して、クラッド基板１の表面に密着する。このため、クラッド基板１上面に多少のうねりや凹凸が存在しても、図１（ｄ）に示される隙間２２が解消され、コア材が外部にしみ出す隙間がない状態でコア空間２１を構成することができる。
【００２７】
続いて、図１（ｈ）（ｉ）に示したカバークラッド形成工程において、カバークラッド形成用のキャビティ９１を有する第３の上型９が、第１の下型４及び上記において形成されたクラッド基板１とコア２の上部に型閉じされ、カバークラッド材３１がキャビティ９１内に充填される。カバークラッド材３１としては、クラッド材と同一のものが望ましい。
【００２８】
上記のようなコア形成方法によれば、図２に示されるように、本来のコア空間からコア材がしみ出すことがなく、従って低損失の光導波路板を製造可能となる。上記において製造方法として射出成形の工程について述べたが、注型によってクラッド基板及びコアを同様に成形することも可能である。上型と下型の上下の配置を変えて製造することも可能である。また、上記のようなカバークラッド形成方法によれば、コア上面の凹凸の有無にかかわらず、クラッド基板とカバークラッドとの間に隙間を発生させることなくカバークラッドを形成できるので、隙間による光漏れを低減することが可能である。また、同一の下型を用いた状態でクラッド基板形成からカバークラッド形成に至るまでの全工程を行う場合は、生産性が向上する。
【００２９】
次に、他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図３（ａ）〜（ｅ）に示したコア形成工程において、第２の上型７はブロック７１と、このブロック７１の下面に樹脂フィルム７２を密着させて構成される。このような第２の上型７を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間２２をなくし、できたコア空間２１にコア材２３を充填する。コア材２３が硬化してコア２ができた後、第２の上型７を取り外す。
【００３０】
上記の製造方法において、ブロック７１は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、シリコンゴム等のエラストマ樹脂が用いられる。また、樹脂フィルム７２は、コア空間２１に向かう面に平滑性を有する樹脂フィルムである。その材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用い、フィルム厚は１ｍｍ以下、好ましくはＲａ（中心線平均粗さ）０．０５以下程度が望ましい。この方法によれば、コア２の上面を平滑面とすることが可能となり、コア２の内部を通る光がコア２の上面で反射されずに外部に漏れる反射ロスを低減できる。このため、低損失の光導波路板を製造することが可能となる。
【００３１】
また、第２の上型７のブロック７１を通常の金属金型材料で構成し、樹脂フィル７２としてポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂フィルムを密着させた構成とする方法も可能である。この場合には、樹脂フィルム７２がクラッド基板上面のうねりや凹凸を吸収することになる。この方法によれば、金属ブロック７１の型摩耗が、殆どないので、型のメンテナンスはフィルム部分の交換のみで対応でき、製品のコスト低減に有効である。
【００３２】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図４（ａ）〜（ｅ）に示したコア形成工程において、第２の上型７はエア孔７４を有するブロック７１と、このブロック７１の下面に樹脂フィルム７３をエア孔７４からの吸引力ａによって保持して構成される。このような第２の上型７を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間２２をなくし、できたコア空間２１にコア材２３を充填する。コア材２３が硬化してコア２ができた後、第２の上型７のブロック７１を取り外す。
【００３３】
上記の製造方法において、ブロック７１は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂が用いられる。樹脂フィルム７３はコア樹脂充填後にブロックと離反するように構成する。例えば、ブロック７１のエア孔７４に真空ポンプを連通するさせ、第２の上型７を型閉じする前からコア樹脂充填完了までは樹脂フィルム７３を吸着し、コア樹脂充填後は真空排気を解いて樹脂フィルム７３の吸着を開放する。樹脂フィルム７３の材料は、クラッド基板１と同じ屈折率を有する材料とする。フィルム厚は１ｍｍ以下、好ましくは１００〜２００μｍ程度が望ましい。また、コア空間２１と向かい合うフィルム平滑面の面粗度としては、Ｒａ（中心線平均粗さ）０．３以下、好ましくはＲａ０．０５以下程度が望ましい。以上のような構成とすれば、コア材料２３の充填後、樹脂フィルム７３はコア樹脂を介してクラッド基板と接着される。この方法によれば、カバークラッドの接合も同時にできるので、生産性が向上する。
【００３４】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図５（ａ）〜（ｃ）に示したコア形成工程において、第２の上型８を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間２２をなくし、できたコア空間２１にコア材２３を充填する。このとき、射出成形におけるコア材充填圧として、コア空間２１に面する第２の上型８の下面が、矢印Ｐで示すように上側に凸形状に変形する圧力を印加する。コア材２３が硬化してコア２が形成された後、第２の上型８を取り外す。
【００３５】
この工程において、第２の上型８は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂で構成されており、型閉じ力によりクラッド基板１を変形させず、第２の上型８のみをクラッド基板１と密着するように変形させ、隙間２２をなくすことができる。コア空間２１に充填されるコア材２３は、基板樹脂よりも屈折率の大きい材料である。このような方法によって製造された光導波路に光ファイバを接続した状態の端面を図６（ａ）に示す。従来の製造方法により得られる構成の端面を、図６（ｂ）に示す。本発明によるコア断面は、従来の製造方法によるコア断面に比べて、より円形に近く、その平均半径は光ファイバＦの径に略一致している。このため、光導波路（コア２）と光ファイバＦを接続する接続部において、光の接続損失を低減可能となる。
【００３６】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。この製造方法において、コア形成工程における第２の上型は、上記同様にクラッド基板よりも弾性率の低い材料で構成されている。さらに、コア材をコア空間に充填してコアを形成する際のコア材注入口が、コアへの光入射側となるコア端（クラッド基板における入光側）に配される。一般に、コア材の充填時において、コア材注入側の圧力がコア材流動末端側の圧力に比べて高圧になる。従って、この方法によれば、クラッド基板よりも弾性率の低い材料で構成された第２の上型の変形量は、コア材注入側（入光側）がコア材流動末端側（出光側）に比べて大きくなる。
【００３７】
図７は上記により形成された導波部の断面を示す。出光側におけるコア２の断面は、コア材の注入圧力によって第２の上型が変形した結果、矢印Ｑ１で示されるように上方に向かって凸形状となっている。また、入光側におけるコア２の断面も、出光側の断面同様に矢印Ｑ２で示されるように上方に向かって凸形状になっている。また、その変形量（突出量）はコア材注入時の圧力差に依存して、コア材注入側である入光側の方が大きくなっている。図８はこのようなコア断面形状を有する導波路板に光ファイバＦを接続した様子を示す。出光側においてコア２の断面は光ファイバＦの断面とほぼ一致しており、他方、入光側においては、コア２の断面が光ファイバＦの断面を包含する形状となっている。従って、この方法で得られた光導波路板は、そのコア２の受光側（入光側）では光ファイバＦから出射された光（信号）を漏れなく受光し、出光側では光（信号）を漏れなく光ファイバＦへと伝えることが可能となる。この方法により、光損失の小さい光導波路板を製造することができる。
【００３８】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図９に示すコア形成工程において、第２の上型６は、超音波振動子Ｕによって振動可能な構成となっている。また、第２の上型６は上記同様に、クラッド基板１よりも弾性率の低いブロック、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂で構成されている。このような第２の上型６を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間なくクラッド基板１に密着させてできたコア空間２１にコア材を充填する。コア材充填工程において、超音波振動子Ｕを作動させ、第２の上型６を振動させながらコア材充填を行う。振動周波数は１０〜１００ｋＨｚ（好ましくは２０〜５００ｋＨｚ）、振幅は０．２〜１μｍ程度が好ましい。この方法によれば、コア空間においてコア材が流動する際にコア材の滑りが良くなり、射出成形時の圧力を低減できる。そのため成形圧力や残留応力によるクラッド基板変形を防止でき、また、コアの密度を均一化することが可能となる。
【００３９】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図１０（ａ）（ｂ）に示したクラッド基板形成工程において、第１の下型４と第１の上型５によりキャビティ４１が構成され、そこにクラッド材１１が射出成形により充填され、クラッド材１１が硬化した後第１の上型５が第１のした型４及びクラッド基板１から離脱される。次に、図１０（ｃ）〜（ｅ）に示したコア形成工程において、第１の上型５の下面に樹脂フィルム７５を配して、第１の上型５及び樹脂フィルム７５を合わせて第２の上型として機能させる。このような第２の上型を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間なくクラッド基板１に密着させてできたコア空間２１にクラッド基板１よりも屈折率の大きいコア材２３を充填する。なお、この第１の下型４は、図１０（ａ）（ｂ）に示した第１の下型４とは別のものであってもよい。コア材２３が硬化してコアが形成された後、第２の上型７を取り外す。
【００４０】
この工程において、第１の上型５に配した樹脂フィルム７５は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂で構成されており、型閉じ力により、クラッド基板１に沿って変形し、コア空間２１を形成する。第２の上型として第１の上型が用いられるため、樹脂フィルム７５におけるコア空間２１の上面を形成する部分を第１の上型の凸部が局所的に押圧する。このため、コア空間２１の上部周辺において、樹脂フィルム７５とクラッド基板１の密着性が良くなり、この部分に隙間が発生するのを防止される。また、このような方法によれば、第１の上型が第２の上型として兼用できるので、設備コストを低減できる。
【００４１】
なお、上記において各物質の屈折率は、製造工程における物質（クラッド材、コア材、カバークラッド材）の屈折率ではなく、光導波路板として用いられる状態における物質（クラッド基板、コア、カバークラッド）の屈折率である。また、上記樹脂フィルム７２，７３，７５は、薄板状のものであってもよく、請求項でいうフィルムはそのようなものをも含む。
【００４２】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、本発明は溝部に、溝の上端境界辺を越えることなく充填材を充填する技術に関するものであり、このような技術を要する分野に広く応用可能である。また、上述した実施形態はそれぞれ独立に実施することも、また組み合わせて実施することも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、クラッド基板上面とコア形成用の第２の上型との間に隙間が発生しないので、クラッド基板とカバークラッドの間に、コア溝からはみ出たコア樹脂層が形成されることがなく、そのような構造欠陥がなく光漏洩・損失のない光導波路板が得られる。また、コア形成用の第２の上型の平坦度に対する要求が緩和されるため、型コストを低減でき、低コストの光導波路板が得られる。
【００４４】
請求項２の発明によれば、コア形成用の第２の上型の表面粗さに依存せずに、コア上面の表面粗さを小さくしたコアが形成され、この面における光反射率が上がるため光損失が低減される。また、コア形成用の第２の上型の表面粗さに対する要求が緩和されるため、型コストを低減でき、低コストの光導波路板が得られる。
【００４５】
請求項３の発明によれば、コア形成に用いたフィルムをそのままカバークラッドとして用いることができ、カバークラッドの接合・形成が同時にできるので、生産性が向上する。
【００４６】
請求項４の発明によれば、コア上面が凹み形状となる場合と比較すると、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減できる。
【００４７】
請求項５の発明によれば、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減できる。
【００４８】
請求項６の発明によれば、コア材流動部において、コア材の流動性（滑り）が良くなり、射出成形時の圧力を低減できる。そのため、成形圧力や残留応力によるクラッド基板変形を防止でき、また、コアの密度を均一化できる。このため、光導波効率が向上し、光損失が低減できる。
【００４９】
請求項７の発明によれば、第１の上型が第２の上型と兼用できるので、設備コストを低減できる。また、コア形成用の溝の上辺縁部において局所的に型閉じ力が作用するためクラッド基板と樹脂フィルムの密着性が良く、コア材しみ出しがなく光損失の少ない光導波路板が得られる。
【００５０】
請求項８の発明によれば、コア上面の凹凸に関係なく、クラッド基板とカバークラッド間の隙間が発生しないので、光漏れを低減可能であり、また、同一下型内でクラッド基板からカバークラッド成形を行うので、生産性が向上する。
【００５１】
請求項９の発明によれば、製造された光導波路板が、コア形成用溝の上辺縁を越えてクラッド基板上面にはみ出たコア材部分のない光導波路板であるため、従来、そのような部分から光漏洩していた光損失を防止できる。また、より高精度の射出成型用型を用いる必要がなく、低コストの光導波路板が得られる。さらに、請求項３に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、樹脂フィルムをそのままカバークラッドとして用いることができ、カバークラッドの接合・形成が同時にできるので、生産性が向上したものとなっており、請求項４に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、射出圧力を調整することによって、コア断面形状が凸形状に調整されてコア上面が、凹形状となる場合と比較すると、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減したものとなっており、請求項５に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、コア材注入の圧力が注入側と流動端側とで異なることを利用して、コア断面の形状を入光側と出光側とで異ならせたものとなっていて、コアと光ファイバの接続部における光損失を低減する最適状態に調整したものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態による光導波路板の製造方法のクラッド基板形成工程を示す断面図、（ｄ）〜（ｇ）は同コア形成工程を示す断面図、（ｈ）〜（ｉ）は同カバークラッド形成工程を示す断面図。
【図２】 同製造方法により得られた光導波路板の断面図。
【図３】 （ａ）〜（ｅ）は本発明の他の一実施形態による光導波路板の製造方法のコア形成工程を示す断面図。
【図４】 （ａ）〜（ｅ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法のコア形成工程を示す断面図。
【図５】 （ａ）〜（ｅ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法のコア形成工程を示す断面図。
【図６】 （ａ）は同上製造方法により製造された光導波路板のコア断面に光ファイバ断面を重ねた図、（ｂ）は従来方法により製造された光導波路板のコア断面に光ファイバ断面を重ねた図。
【図７】 （ｂ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の縦断面図、（ａ）は（ｂ）におけるＡ１−Ａ１矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ２−Ａ２矢視図。
【図８】 （ｂ）は図７（ｂ）の断面図に光ファイバを接続した図、（ａ）は（ｂ）におけるＢ１−Ｂ１矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＢ２−Ｂ２矢視図。
【図９】 本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法を示す断面図。
【図１０】 （ａ）（ｂ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法のクラッド基板形成工程を示す断面図、（ｃ）〜（ｅ）は同コア形成工程を示す断面図。
【図１１】 従来の製造方法による光導波路板の斜視図。
【図１２】 従来及び本発明が適用される光導波路板の斜視図。
【図１３】 （ａ）〜（ｃ）は従来の光導波路板製造方法のクラッド基板形成工程を示す断面図、（ｄ）〜（ｈ）は同コア形成工程を示す断面図。
【図１４】 従来の製造方法による光導波路板の断面図。
【符号の説明】
１ クラッド基板
１１ クラッド材
２ コア
２３ コア材
３ カバークラッド
３１ カバークラッド材
４ 第１の下型
５ 第１の上型
６ 第２の上型
７ 第２の上型
８ 第２の上型
７１ ブロック
７２，７３，７５ 樹脂フィルム
７４ エア孔
９ 第３の上型
Ｕ 超音波振動子
【発明の属する技術分野】
本発明は、光損失の少ない光導波路板の製造方法及び、その方法によって製造された光導波路板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光導波路の一つの構成例を図１１に示す。光導波路１００はクラッド基板１とクラッド基板１の上に形成されたコア２とこれらの上に設けられたカバークラッド３から構成されている。コア２はクラッド基板１及びカバークラッド３よりも屈折率を高く設定してあり、コア２の一端から入射した光が他端に導波される。この光導波路は、コア２が分岐したＹ型をしており、光の合流又は分岐に用いられる。この光導波路１００の製造に際しては、まず、屈折率の低い透明なクラッド基板用の樹脂を金型に流し込んでクラッド基板１が作製される。次に、前記金型の一部が取り外され、代りに前記基板上に細い帯状の空間ができるような金型が重ねられ、この空間内に屈折率の高いコア用の樹脂を流し込むことによって、前記クラッド基板１に接合した光導波路（コア２）が形成される。次に、前記コア形成に用いた金型が取り外され、カバークラッド用の金型を用いてカバークラッドが形成される。こうして光導波路が製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
光導波路の他の従来構成例を図１２に示す。光導波路２００は、コア２がクラッド基板１に埋設されて構成されている点が上記例とは異なる。この光導波路の製造工程について図１３を参照して説明する。図１３（ａ）〜（ｃ）はクラッド基板の形成工程を示し、第１の下型４０と第１の上型５０とで構成されたキャビティ４１にクラッド材１１が充填され、このクラッド材１１が硬化してクラッド基板１０が形成される。図１３（ｄ）〜（ｅ）はコアの形成工程を示し、第１の上型５０が取り外され、第１の下型４０及びそこに納まっているクラッド基板１０の上面に接するように第２の上型６０が重ねられる。クラッド基板１０の上面には第１の上型５０の凸部によりコア用の凹部が形成されており、この凹部と第２の上型６０によりコア材注入用のキャビティ２１が形成される。このコア用キャビティ２１にコア材２３が充填され、このコア材２３が硬化してコア２０が形成される。図１３（ｇ）（ｈ）はカバークラッドの形成工程を示し、第２の上型６０が取り外され、かわりに下面に凹部を有する第３の上型９０が重ねられる。前記凹部により形成されたキャビティ９１にカバークラッド材３１が充填され、このカバークラッド材３１が硬化してカバークラッドが形成される。この後、上下型が取り外され光導波路が得られる。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５５−１２０００４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような製造方法においては、コア巾５〜６μｍの光導波路を有する光導波路板を作製しようとする際に、第１の型と第２の型との平面度を少なくとも０．５μｍ以内の誤差で構成する必要がある。通常、第１の型と第２の型との平面度を完全に一致させることが難しく、前出の図１３（ｄ）に示されるように隙間２２が発生することがある。このような隙間２２が発生すると、充填したコア材２３がこの隙間２２にしみ込み、図１３（ｆ）に示されるようにコア２０の領域からはみ出した、屈折率の高い部分２２０がコア以外に形成される。この状態でカバークラッドが形成されると、図１４に示されるように、作製された光導波路板は、クラッド基板１０とカバークラッド３０との間に生じた隙間にコアの一部がはみ出たものになってしまう。このため、作製された導波路板は、光導波時に、この部分から光が漏れてしまうため、損失の大きいものにならざるを得ないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するものであって、光損失の少ない光導波路板の製造方法及び、その方法によって製造された光導波路板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、第１の上型と下型を用いてクラッド材を射出成形して凹部溝を有するクラッド基板を形成する工程と、この工程の後、第２の上型と下型を用いて前記凹部溝に前記クラッド基板よりも屈折率の大きいコア材を射出成形してコアを形成する工程とを有し、クラッド基板とコアとを含む光導波路板の製造方法において、前記第２の上型としてクラッド基板よりも弾性率の低い材料からなるものを用い、コアを形成するとき型閉じ力により該第２の上型をクラッド基板に密着させた状態でコア材を前記凹部溝に充填するものである。
【０００８】
上記製造方法においては、コア形成時に第２の上型としてクラッド基板よりも弾性率の低い材料からなるものを用いるので、型閉じ力により第２の上型をクラッド基板に押圧したときに、クラッド基板を変形させることなく、第２の上型の方が変形して、クラッド基板の表面に密着する。このため、コア形成用溝の上辺縁においてクラッド基板と第２の上型との隙間が発生しない。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、第２の上型における下型に対向する面に平滑性を有する樹脂フィルムを配するものである。
【００１０】
上記製造方法においては、平滑性を有する樹脂フィルムによって、第２の上型の表面仕上げを代替できる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２記載の光導波路板の製造方法において、平滑性を有する樹脂フィルムとして、クラッド基板と同程度の屈折率を有するフィルムを用い、この樹脂フィルムがコア材を介してクラッド基板に接着されるものである。
【００１２】
上記製造方法においては、樹脂フィルムがカバークラッド機能を代替できる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、コアを形成する際の射出圧力として、少なくともコア上面が凸形状となる圧力で射出成形するものである。
【００１４】
上記製造方法においては、射出圧力を調整することによって、コア断面形状を調整できる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４記載の光導波路板の製造方法において、コアを形成する際にコア材注入口をクラッド基板における入光側に配するものである。
【００１６】
上記製造方法においては、コア材注入の圧力が注入側と流動端側とで異なることを利用して、コア断面の形状を入光側と出光側とで、より最適状態に調整できる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、第２の上型を振動させながら射出成形を行うものである。
【００１８】
上記製造方法においては、第２の上型及び内部のコア材に振動を与えるので、コア材の流動性を上げて円滑で一様な射出成形ができる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、第２の金型として第１の上型における下型に対向する面にフィルムを配したものを用いるものである。
【００２０】
上記製造方法においては、第１の上型とフィルムを第２の上型として代替させることができる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１記載の光導波路板の製造方法において、コアを形成した後、第３の上型と下型を用いて射出成形することによりカバークラッドを形成する工程をさらに有するものである。
【００２２】
上記製造方法においては、上型を交換するだけでカバークラッド形成ができる。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の製造方法を用いて製造された光導波路板である。
【００２４】
上記の光導波路板は、コア材がコア形成用溝の上辺縁を越えてクラッド基板上面にはみ出た部分のないものとなり、さらに、請求項３に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、樹脂フィルムをそのままカバークラッドとして用いることができ、カバークラッドの接合・形成が同時にできるので、生産性が向上したものとなっており、請求項４に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、射出圧力を調整することによって、コア断面形状が凸形状に調整されてコア上面が、凹形状となる場合と比較すると、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減したものとなっており、請求項５に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、コア材注入の圧力が注入側と流動端側とで異なることを利用して、コア断面の形状を入光側と出光側とで異ならせたものとなっていて、コアと光ファイバの接続部における光損失を低減する最適状態に調整したものとなっている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る光導波路板の製造方法及びその方法によって製造された光導波路板について、図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態におけるポリマー光導波路板の製造工程を示す。図１（ａ）〜（ｃ）に示したクラッド基板形成工程において、第１の下型４と第１の上型５によりキャビティ４１が構成され、そこにクラッド材１１が射出成形により充填され、クラッド材１１が硬化した後第１の上型５が取り除かれる。第１の上型５は下面にキャビティ４１に向かって突出する凸部を有しており、この凸部によってクラッド基板１表面にコア形成用の溝が形成される。クラッド材１１としては、ＰＭＭＡ樹脂またはポリカーポネート等の透明樹脂が用いられる。第１の上型におけるキャビティ４１に面する表面を完全な平面に構成することは難しく、平面度は±０．５〜１μｍ程度である。また、クラッド基板１が硬化時に樹脂収縮するため、成形後のクラッド基板１上面は±１μｍ程度のうねりを有したものになる。
【００２６】
続いて、図１（ｄ）〜（ｇ）に示したコア形成工程において、第２の上型６が第１の上型に代わって第１の下型４の上に配置され、型閉じ力が加えられて第１の下型４及びクラッド基板１の表面に押圧される。なお、この第１の下型４は、図１（ａ）〜（ｃ）に示した第１の下型４とは別のものであってもよい。クラッド基板１と第１の上型６により形成されたコア空間２１にクラッド基板１よりも屈折率の大きいコア材２３が充填され、これが硬化した後、第２の上型が取り除かれる。第２の上型６は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、シリコンゴム等のエラストマ樹脂）で構成されている。このため、型閉じ力により第２の上型６をクラッド基板１に押圧したときに、クラッド基板１を変形させることがなく、第２の上型６の方が変形して、クラッド基板１の表面に密着する。このため、クラッド基板１上面に多少のうねりや凹凸が存在しても、図１（ｄ）に示される隙間２２が解消され、コア材が外部にしみ出す隙間がない状態でコア空間２１を構成することができる。
【００２７】
続いて、図１（ｈ）（ｉ）に示したカバークラッド形成工程において、カバークラッド形成用のキャビティ９１を有する第３の上型９が、第１の下型４及び上記において形成されたクラッド基板１とコア２の上部に型閉じされ、カバークラッド材３１がキャビティ９１内に充填される。カバークラッド材３１としては、クラッド材と同一のものが望ましい。
【００２８】
上記のようなコア形成方法によれば、図２に示されるように、本来のコア空間からコア材がしみ出すことがなく、従って低損失の光導波路板を製造可能となる。上記において製造方法として射出成形の工程について述べたが、注型によってクラッド基板及びコアを同様に成形することも可能である。上型と下型の上下の配置を変えて製造することも可能である。また、上記のようなカバークラッド形成方法によれば、コア上面の凹凸の有無にかかわらず、クラッド基板とカバークラッドとの間に隙間を発生させることなくカバークラッドを形成できるので、隙間による光漏れを低減することが可能である。また、同一の下型を用いた状態でクラッド基板形成からカバークラッド形成に至るまでの全工程を行う場合は、生産性が向上する。
【００２９】
次に、他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図３（ａ）〜（ｅ）に示したコア形成工程において、第２の上型７はブロック７１と、このブロック７１の下面に樹脂フィルム７２を密着させて構成される。このような第２の上型７を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間２２をなくし、できたコア空間２１にコア材２３を充填する。コア材２３が硬化してコア２ができた後、第２の上型７を取り外す。
【００３０】
上記の製造方法において、ブロック７１は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、シリコンゴム等のエラストマ樹脂が用いられる。また、樹脂フィルム７２は、コア空間２１に向かう面に平滑性を有する樹脂フィルムである。その材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用い、フィルム厚は１ｍｍ以下、好ましくはＲａ（中心線平均粗さ）０．０５以下程度が望ましい。この方法によれば、コア２の上面を平滑面とすることが可能となり、コア２の内部を通る光がコア２の上面で反射されずに外部に漏れる反射ロスを低減できる。このため、低損失の光導波路板を製造することが可能となる。
【００３１】
また、第２の上型７のブロック７１を通常の金属金型材料で構成し、樹脂フィル７２としてポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂フィルムを密着させた構成とする方法も可能である。この場合には、樹脂フィルム７２がクラッド基板上面のうねりや凹凸を吸収することになる。この方法によれば、金属ブロック７１の型摩耗が、殆どないので、型のメンテナンスはフィルム部分の交換のみで対応でき、製品のコスト低減に有効である。
【００３２】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図４（ａ）〜（ｅ）に示したコア形成工程において、第２の上型７はエア孔７４を有するブロック７１と、このブロック７１の下面に樹脂フィルム７３をエア孔７４からの吸引力ａによって保持して構成される。このような第２の上型７を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間２２をなくし、できたコア空間２１にコア材２３を充填する。コア材２３が硬化してコア２ができた後、第２の上型７のブロック７１を取り外す。
【００３３】
上記の製造方法において、ブロック７１は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂が用いられる。樹脂フィルム７３はコア樹脂充填後にブロックと離反するように構成する。例えば、ブロック７１のエア孔７４に真空ポンプを連通するさせ、第２の上型７を型閉じする前からコア樹脂充填完了までは樹脂フィルム７３を吸着し、コア樹脂充填後は真空排気を解いて樹脂フィルム７３の吸着を開放する。樹脂フィルム７３の材料は、クラッド基板１と同じ屈折率を有する材料とする。フィルム厚は１ｍｍ以下、好ましくは１００〜２００μｍ程度が望ましい。また、コア空間２１と向かい合うフィルム平滑面の面粗度としては、Ｒａ（中心線平均粗さ）０．３以下、好ましくはＲａ０．０５以下程度が望ましい。以上のような構成とすれば、コア材料２３の充填後、樹脂フィルム７３はコア樹脂を介してクラッド基板と接着される。この方法によれば、カバークラッドの接合も同時にできるので、生産性が向上する。
【００３４】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図５（ａ）〜（ｃ）に示したコア形成工程において、第２の上型８を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間２２をなくし、できたコア空間２１にコア材２３を充填する。このとき、射出成形におけるコア材充填圧として、コア空間２１に面する第２の上型８の下面が、矢印Ｐで示すように上側に凸形状に変形する圧力を印加する。コア材２３が硬化してコア２が形成された後、第２の上型８を取り外す。
【００３５】
この工程において、第２の上型８は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂で構成されており、型閉じ力によりクラッド基板１を変形させず、第２の上型８のみをクラッド基板１と密着するように変形させ、隙間２２をなくすことができる。コア空間２１に充填されるコア材２３は、基板樹脂よりも屈折率の大きい材料である。このような方法によって製造された光導波路に光ファイバを接続した状態の端面を図６（ａ）に示す。従来の製造方法により得られる構成の端面を、図６（ｂ）に示す。本発明によるコア断面は、従来の製造方法によるコア断面に比べて、より円形に近く、その平均半径は光ファイバＦの径に略一致している。このため、光導波路（コア２）と光ファイバＦを接続する接続部において、光の接続損失を低減可能となる。
【００３６】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。この製造方法において、コア形成工程における第２の上型は、上記同様にクラッド基板よりも弾性率の低い材料で構成されている。さらに、コア材をコア空間に充填してコアを形成する際のコア材注入口が、コアへの光入射側となるコア端（クラッド基板における入光側）に配される。一般に、コア材の充填時において、コア材注入側の圧力がコア材流動末端側の圧力に比べて高圧になる。従って、この方法によれば、クラッド基板よりも弾性率の低い材料で構成された第２の上型の変形量は、コア材注入側（入光側）がコア材流動末端側（出光側）に比べて大きくなる。
【００３７】
図７は上記により形成された導波部の断面を示す。出光側におけるコア２の断面は、コア材の注入圧力によって第２の上型が変形した結果、矢印Ｑ１で示されるように上方に向かって凸形状となっている。また、入光側におけるコア２の断面も、出光側の断面同様に矢印Ｑ２で示されるように上方に向かって凸形状になっている。また、その変形量（突出量）はコア材注入時の圧力差に依存して、コア材注入側である入光側の方が大きくなっている。図８はこのようなコア断面形状を有する導波路板に光ファイバＦを接続した様子を示す。出光側においてコア２の断面は光ファイバＦの断面とほぼ一致しており、他方、入光側においては、コア２の断面が光ファイバＦの断面を包含する形状となっている。従って、この方法で得られた光導波路板は、そのコア２の受光側（入光側）では光ファイバＦから出射された光（信号）を漏れなく受光し、出光側では光（信号）を漏れなく光ファイバＦへと伝えることが可能となる。この方法により、光損失の小さい光導波路板を製造することができる。
【００３８】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図９に示すコア形成工程において、第２の上型６は、超音波振動子Ｕによって振動可能な構成となっている。また、第２の上型６は上記同様に、クラッド基板１よりも弾性率の低いブロック、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂で構成されている。このような第２の上型６を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間なくクラッド基板１に密着させてできたコア空間２１にコア材を充填する。コア材充填工程において、超音波振動子Ｕを作動させ、第２の上型６を振動させながらコア材充填を行う。振動周波数は１０〜１００ｋＨｚ（好ましくは２０〜５００ｋＨｚ）、振幅は０．２〜１μｍ程度が好ましい。この方法によれば、コア空間においてコア材が流動する際にコア材の滑りが良くなり、射出成形時の圧力を低減できる。そのため成形圧力や残留応力によるクラッド基板変形を防止でき、また、コアの密度を均一化することが可能となる。
【００３９】
次に、さらに他の実施形態による光導波路板の製造方法を説明する。図１０（ａ）（ｂ）に示したクラッド基板形成工程において、第１の下型４と第１の上型５によりキャビティ４１が構成され、そこにクラッド材１１が射出成形により充填され、クラッド材１１が硬化した後第１の上型５が第１のした型４及びクラッド基板１から離脱される。次に、図１０（ｃ）〜（ｅ）に示したコア形成工程において、第１の上型５の下面に樹脂フィルム７５を配して、第１の上型５及び樹脂フィルム７５を合わせて第２の上型として機能させる。このような第２の上型を第１の下型４及びクラッド基板１の上面に配置し、これを押圧して隙間なくクラッド基板１に密着させてできたコア空間２１にクラッド基板１よりも屈折率の大きいコア材２３を充填する。なお、この第１の下型４は、図１０（ａ）（ｂ）に示した第１の下型４とは別のものであってもよい。コア材２３が硬化してコアが形成された後、第２の上型７を取り外す。
【００４０】
この工程において、第１の上型５に配した樹脂フィルム７５は、クラッド基板１よりも弾性率の低い材料、例えば、ポリエチレン樹脂、又は、ポリプロピレン樹脂、又は、シリコンゴムに代表されるエラストマ樹脂で構成されており、型閉じ力により、クラッド基板１に沿って変形し、コア空間２１を形成する。第２の上型として第１の上型が用いられるため、樹脂フィルム７５におけるコア空間２１の上面を形成する部分を第１の上型の凸部が局所的に押圧する。このため、コア空間２１の上部周辺において、樹脂フィルム７５とクラッド基板１の密着性が良くなり、この部分に隙間が発生するのを防止される。また、このような方法によれば、第１の上型が第２の上型として兼用できるので、設備コストを低減できる。
【００４１】
なお、上記において各物質の屈折率は、製造工程における物質（クラッド材、コア材、カバークラッド材）の屈折率ではなく、光導波路板として用いられる状態における物質（クラッド基板、コア、カバークラッド）の屈折率である。また、上記樹脂フィルム７２，７３，７５は、薄板状のものであってもよく、請求項でいうフィルムはそのようなものをも含む。
【００４２】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、本発明は溝部に、溝の上端境界辺を越えることなく充填材を充填する技術に関するものであり、このような技術を要する分野に広く応用可能である。また、上述した実施形態はそれぞれ独立に実施することも、また組み合わせて実施することも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、クラッド基板上面とコア形成用の第２の上型との間に隙間が発生しないので、クラッド基板とカバークラッドの間に、コア溝からはみ出たコア樹脂層が形成されることがなく、そのような構造欠陥がなく光漏洩・損失のない光導波路板が得られる。また、コア形成用の第２の上型の平坦度に対する要求が緩和されるため、型コストを低減でき、低コストの光導波路板が得られる。
【００４４】
請求項２の発明によれば、コア形成用の第２の上型の表面粗さに依存せずに、コア上面の表面粗さを小さくしたコアが形成され、この面における光反射率が上がるため光損失が低減される。また、コア形成用の第２の上型の表面粗さに対する要求が緩和されるため、型コストを低減でき、低コストの光導波路板が得られる。
【００４５】
請求項３の発明によれば、コア形成に用いたフィルムをそのままカバークラッドとして用いることができ、カバークラッドの接合・形成が同時にできるので、生産性が向上する。
【００４６】
請求項４の発明によれば、コア上面が凹み形状となる場合と比較すると、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減できる。
【００４７】
請求項５の発明によれば、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減できる。
【００４８】
請求項６の発明によれば、コア材流動部において、コア材の流動性（滑り）が良くなり、射出成形時の圧力を低減できる。そのため、成形圧力や残留応力によるクラッド基板変形を防止でき、また、コアの密度を均一化できる。このため、光導波効率が向上し、光損失が低減できる。
【００４９】
請求項７の発明によれば、第１の上型が第２の上型と兼用できるので、設備コストを低減できる。また、コア形成用の溝の上辺縁部において局所的に型閉じ力が作用するためクラッド基板と樹脂フィルムの密着性が良く、コア材しみ出しがなく光損失の少ない光導波路板が得られる。
【００５０】
請求項８の発明によれば、コア上面の凹凸に関係なく、クラッド基板とカバークラッド間の隙間が発生しないので、光漏れを低減可能であり、また、同一下型内でクラッド基板からカバークラッド成形を行うので、生産性が向上する。
【００５１】
請求項９の発明によれば、製造された光導波路板が、コア形成用溝の上辺縁を越えてクラッド基板上面にはみ出たコア材部分のない光導波路板であるため、従来、そのような部分から光漏洩していた光損失を防止できる。また、より高精度の射出成型用型を用いる必要がなく、低コストの光導波路板が得られる。さらに、請求項３に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、樹脂フィルムをそのままカバークラッドとして用いることができ、カバークラッドの接合・形成が同時にできるので、生産性が向上したものとなっており、請求項４に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、射出圧力を調整することによって、コア断面形状が凸形状に調整されてコア上面が、凹形状となる場合と比較すると、コアと光ファイバの接続部における光損失が低減したものとなっており、請求項５に記載の製造方法を用いて製造された光導波路板は、コア材注入の圧力が注入側と流動端側とで異なることを利用して、コア断面の形状を入光側と出光側とで異ならせたものとなっていて、コアと光ファイバの接続部における光損失を低減する最適状態に調整したものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態による光導波路板の製造方法のクラッド基板形成工程を示す断面図、（ｄ）〜（ｇ）は同コア形成工程を示す断面図、（ｈ）〜（ｉ）は同カバークラッド形成工程を示す断面図。
【図２】 同製造方法により得られた光導波路板の断面図。
【図３】 （ａ）〜（ｅ）は本発明の他の一実施形態による光導波路板の製造方法のコア形成工程を示す断面図。
【図４】 （ａ）〜（ｅ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法のコア形成工程を示す断面図。
【図５】 （ａ）〜（ｅ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法のコア形成工程を示す断面図。
【図６】 （ａ）は同上製造方法により製造された光導波路板のコア断面に光ファイバ断面を重ねた図、（ｂ）は従来方法により製造された光導波路板のコア断面に光ファイバ断面を重ねた図。
【図７】 （ｂ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の縦断面図、（ａ）は（ｂ）におけるＡ１−Ａ１矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ２−Ａ２矢視図。
【図８】 （ｂ）は図７（ｂ）の断面図に光ファイバを接続した図、（ａ）は（ｂ）におけるＢ１−Ｂ１矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＢ２−Ｂ２矢視図。
【図９】 本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法を示す断面図。
【図１０】 （ａ）（ｂ）は本発明のさらに他の一実施形態による光導波路板の製造方法のクラッド基板形成工程を示す断面図、（ｃ）〜（ｅ）は同コア形成工程を示す断面図。
【図１１】 従来の製造方法による光導波路板の斜視図。
【図１２】 従来及び本発明が適用される光導波路板の斜視図。
【図１３】 （ａ）〜（ｃ）は従来の光導波路板製造方法のクラッド基板形成工程を示す断面図、（ｄ）〜（ｈ）は同コア形成工程を示す断面図。
【図１４】 従来の製造方法による光導波路板の断面図。
【符号の説明】
１ クラッド基板
１１ クラッド材
２ コア
２３ コア材
３ カバークラッド
３１ カバークラッド材
４ 第１の下型
５ 第１の上型
６ 第２の上型
７ 第２の上型
８ 第２の上型
７１ ブロック
７２，７３，７５ 樹脂フィルム
７４ エア孔
９ 第３の上型
Ｕ 超音波振動子
Claims (9)
- 第１の上型と下型を用いてクラッド材を射出成形して凹部溝を有するクラッド基板を形成する工程と、この工程の後、第２の上型と下型を用いて前記凹部溝に前記クラッド基板よりも屈折率の大きいコア材を射出成形してコアを形成する工程とを有し、クラッド基板とコアとを含む光導波路板の製造方法において、
前記第２の上型としてクラッド基板よりも弾性率の低い材料からなるものを用い、コアを形成するとき型閉じ力により該第２の上型をクラッド基板に密着させた状態でコア材を前記凹部溝に充填することを特徴とする光導波路板の製造方法。 - 第２の上型における下型に対向する面に平滑性を有する樹脂フィルムを配することを特徴とする請求項１記載の光導波路板の製造方法。
- 平滑性を有する樹脂フィルムとして、クラッド基板と同程度の屈折率を有するフィルムを用い、この樹脂フィルムがコア材を介してクラッド基板に接着されることを特徴とする請求項２記載の光導波路板の製造方法。
- コアを形成する際の射出圧力として、少なくともコア上面が凸形状となる圧力で射出成形することを特徴とする請求項１記載の光導波路板の製造方法。
- コアを形成する際にコア材注入口をクラッド基板における入光側に配することを特徴とする請求項４記載の光導波路板の製造方法。
- 第２の上型を振動させながら射出成形を行うことを特徴とする請求項１記載の光導波路板の製造方法。
- 第２の金型として第１の上型における下型に対向する面にフィルムを配したものを用いることを特徴とする請求項１記載の光導波路板の製造方法。
- コアを形成した後、第３の上型と下型を用いて射出成形することによりカバークラッドを形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の光導波路板の製造方法。
- 請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする光導波路板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002312786A JP4063045B2 (ja) | 2002-10-28 | 2002-10-28 | 光導波路板の製造方法及びその方法により製造された光導波路板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002312786A JP4063045B2 (ja) | 2002-10-28 | 2002-10-28 | 光導波路板の製造方法及びその方法により製造された光導波路板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004145223A JP2004145223A (ja) | 2004-05-20 |
| JP4063045B2 true JP4063045B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=32457584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002312786A Expired - Fee Related JP4063045B2 (ja) | 2002-10-28 | 2002-10-28 | 光導波路板の製造方法及びその方法により製造された光導波路板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4063045B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006001434A1 (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Omron Corporation | フィルム光導波路及びその製造方法並びに電子機器装置 |
| CN111095057B (zh) * | 2017-09-15 | 2021-12-10 | 纳诺科普有限公司 | 抗冲击导光结构 |
-
2002
- 2002-10-28 JP JP2002312786A patent/JP4063045B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004145223A (ja) | 2004-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003172841A5 (ja) | ||
| US6272275B1 (en) | Print-molding for process for planar waveguides | |
| KR20070106643A (ko) | 캐스팅에 의해 고품질 광학 부품을 만들기 위한 방법 | |
| US7308180B2 (en) | Optical waveguide and process for manufacturing the same | |
| TWI501854B (zh) | 具凹形側壁的手機殼體製法及其結構 | |
| JP4063045B2 (ja) | 光導波路板の製造方法及びその方法により製造された光導波路板 | |
| CN1183299C (zh) | 抄纸用模具 | |
| US6663800B1 (en) | Light guide fabricating apparatus and method of manufacturing the same | |
| JP6275669B2 (ja) | 樹脂製品 | |
| JPH08187793A (ja) | プラスチック光学部材及びその製造方法 | |
| CN102814914B (zh) | 注射成型模具、注射成型品及注射成型方法 | |
| US9067344B2 (en) | Mold and method for producing plastic lens | |
| JPH03162933A (ja) | プラスチックの成形方法およびプラスチック成形用型の構造 | |
| JP2008000995A (ja) | 樹脂製接合品の製造方法、成形用金型および樹脂接合品 | |
| JP2023056889A (ja) | 金属樹脂複合体を製造するための装置、金型セット、および方法 | |
| JP2000071291A (ja) | 誘電体レンズの製造方法 | |
| JP3818153B2 (ja) | 光導波路装置 | |
| JP7057399B2 (ja) | ウェハレンズを成型するための金型及びウェハレンズを成型するための方法 | |
| JP4120473B2 (ja) | 微細成形品の成形方法と成形型及びその方法により製造された成形品 | |
| JP2004299289A (ja) | プラスチックレンズ成形用モールド | |
| CN113867046A (zh) | 背光胶框、背光模组及显示装置 | |
| JP2004117585A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JPWO2022201453A5 (ja) | ||
| CN214773668U (zh) | 一种可拼接的垫圈注塑模具 | |
| WO2026032614A1 (en) | Method of producing an optical arrangement, optical arrangement and head-mounted display |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050712 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070406 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070511 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070710 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070731 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070927 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071211 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071224 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111 Year of fee payment: 3 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120111 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120111 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130111 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |