(57)【要約】【課題】微細な加工が可能で、面精度が高く、簡略な工程で製造できる、光路変換機能を有する光導波路の製造方法および該製造方法により製造した光導波路を提供する。【解決手段】コア部分を光硬化性樹脂またはポジ型感光性樹脂を用いて形成する、光路変換機能を有する光導波路の製造方法であって、該光硬化性樹脂または該ポジ型感光性樹脂への照射光の照射量を連続的に変化させることで光路変換ミラー面を形成する工程を有する光導波路の製造方法および該製造方法により製造した光導波路である。光導波路が基板または支持体フィルム上に、クラッド部分および前記コア部分を有することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部分を光硬化性樹脂またはポジ型感光性樹脂を用いて形成する、光路変換機能を有する光導波路の製造方法であって、該光硬化性樹脂または該ポジ型感光性樹脂への照射光の照射量を連続的に変化させることで光路変換ミラー面を形成する工程を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
基板または支持体フィルム上に、クラッド部分および前記コア部分を有する請求項１記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
基板または支持体フィルム上に、前記コア部分形成のための前記光硬化性樹脂の層を形成し、該光硬化性樹脂層の側から照射光を照射する請求項２記載の光導波路の製造方法。
【請求項４】
基板または支持体フィルム上に、前記コア部分形成のための前記ポジ型感光性樹脂の層を形成し、該基板または支持体フィルムの側から照射光を照射する請求項２記載の光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記光路変換ミラー面と前記コア部分の基板又は支持体フィルム側の面とのなす角の角度が鈍角になるように光路変換ミラー面を形成する請求項２〜４のうちいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記照射光の照射時間を変化させることで前記照射量を連続的に変化させる請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項７】
移動マスクの上方から照射光を照射することで前記照射時間を変化させる請求項６記載の光導波路の製造方法。
【請求項８】
移動する被照射物に対して固定されたマスクの上方から照射光を照射することで前記照射時間を変化させる請求項７記載の光導波路の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の光導波路の製造方法により製造された光路変換機能を有する光導波路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信、光情報処理等で用いられる光路変換機能を有する光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路は、光導波路デバイス、光集積回路、光配線基板等の光デバイスに組み込まれ、光通信、光情報処理等の分野で広く用いられており、光硬化性樹脂やポジ型感光性樹脂等の高分子樹脂材料を使用した光導波路の開発も盛んに行われている。これは、高分子材料が、スピンコート法やディップ法等により薄膜形成が容易で、大面積の光学部品の作製が容易であること、成膜に際して高温での熱処理工程が不要であり、半導体基板やプラスチック基板等の、高温での熱処理が困難な基板上に光導波路を作製することが可能であること、高分子の柔軟性や強靱性を生かしたフレキシブルな光導波路の作製も可能であること等の利点によるものである（例えば、特許文献１参照）。光インターコネクションをはじめとする種々の光通信用光源として、コスト、性能の点から、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）が注目されているが、面発光レーザからのレーザ光は基板面に対し垂直方向に出射されるため、これを基板面に対し水平に配置された光導波路に入射するには、約９０°の光路変換が必要となる。
【０００３】
光路変換の方法としては、光路変換用素子を用いる方法の他に、光導波路自体に光変換ミラー面を設ける方法がある。光導波路自体に光変換ミラー面を設ける方法としては、例えば、傾斜角を有するブレードによる切削加工によって生成した研削面を光路変換ミラー面とする方法（例えば、特許文献２参照）、レーザ光で光導波路板に斜め方向の貫通孔を設け、その貫通孔の壁面を光路変換ミラー面とする方法（例えば、特許文献３参照）等がある。
【０００４】
一方、傾斜面が得られる加工方法としては、Ｘ線リソグラフィー法を応用し、Ｘ線マスクを移動させることによりＸ線のエネルギー分布を連続的に変化させ、Ｘ線のエネルギー分布の深さに応じた深さの加工を行うことができる移動マスク法を用いて、レジスト等に連続的または段階的に変化する傾斜を与える加工方法が知られている（例えば、特許文献４、５参照）。
【特許文献１】特開２００５−１２８３０２号公報
【特許文献２】特開平１０−３００９６１号公報
【特許文献３】特開２０００−３４７０５２号公報
【特許文献４】特開２０００−３５５００号公報
【特許文献５】特開２００７−３３３８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ブレードを用いた方法では、必要な部分以外にも溝が形成され、光回路基板の微細化、高密度化が困難であり、レーザ光を用いた方法では、加工中の除去物による壁面ダメージが発生して平滑面を確保することが難しいという問題があった。また、これらの方法は、光導波路を製造してから光路変換ミラー面を形成するため、工程が煩雑になるという欠点があった。このため、微細な加工が可能で、面精度が高く、光路変換機能を有する光導波路を簡略な工程で製造できる製造方法が求められていた。
【０００６】
一方、従来、移動マスク法を用いた加工方法は、光学材料の分野では、反射防止膜等の微細加工への応用が知られているが、光導波路のような比較的大きな素子への応用は知られていない。また、Ｘ線リソグラフィーが可能となるほどのＸ線を照射するには大型の設備が必要であり、光導波路程度の大きさの物品を加工するには多大なエネルギーが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、光硬化性樹脂又はポジ型感光性樹脂により製造される光導波路において、照射光の照射量を調整することにより簡略な工程で光路変換機能を有する光導波路を作製できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明の光導波路の製造方法は、コア部分を光硬化性樹脂またはポジ型感光性樹脂を用いて形成する、光路変換機能を有する光導波路の製造方法であって、該光硬化性樹脂またはポジ型感光性樹脂への照射光の照射量を連続的に変化させることで光路変換ミラー面を形成する工程を有することを特徴とする。樹脂を硬化又は分解するために照射される照射光の照射量を連続的に変化させることにより傾斜角を有する面を形成でき、その傾斜角を有する面をミラー面とすることにより光路変換が可能である。
【０００９】
また、本発明の光導波路の製造方法においては、基板または支持体フィルム上に、前記コア部分形成のための光硬化性樹脂の層を形成し、該光硬化性樹脂層の側から照射光を照射するのが好ましく、基板または支持体フィルム上に、前記コア部分形成のためのポジ型感光性樹脂の層を形成し、該基板または支持体フィルムの側から照射光を照射するのも好ましい。さらに本発明の光導波路の製造方法においては、前記光路変換ミラー面とコア部分の基板又は支持体フィルム側の面とのなす角の角度が鈍角になるように光路変換ミラー面を形成することが好ましい。また本発明の光導波路の製造方法においては、前記照射光の照射時間を変化させることで前記照射量を連続的に変化させることが好ましい。
【００１０】
さらに本発明の光導波路の製造方法においては、移動マスクの上方から照射光を照射することで前記照射時間を変化させることが好ましい。
【００１１】
さらに本発明の光導波路の製造方法においては、移動する被照射物に対して固定されたマスクの上方から照射光を照射することで前記照射時間を変化させることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の光路変換機能を有する光導波路は、前記製造方法により製造されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、微細な加工が可能で、面精度が高く、簡略な工程で製造できる、光路変換機能を有する光導波路が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においては、光硬化性樹脂とは、特定の波長の光によって重合、架橋等の反応が起こり硬化する樹脂をいう。光硬化性樹脂は、硬化により溶剤又はアルカリ性溶液への溶解性又は分散性が低下する。また、ポジ型感光性樹脂とは、特定の波長の光によって、溶剤又はアルカリ性溶液への溶解性又は分散性が増大する樹脂をいう。光硬化性樹脂及びポジ型感光性樹脂は、通常、樹脂成分と他の成分との組成物であるが、本発明においてはそれぞれ、単に光硬化性樹脂又はポジ型感光性樹脂という。
【００１５】
本発明において、コア成分として使用可能な光硬化性樹脂としては、（メタ）アクリル系の光硬化性樹脂、エポキシ系の光硬化性樹脂、シリコーン系の光硬化性樹脂が挙げられ、光学特性の点からシリコーン系の光硬化性樹脂が好ましい。（メタ）アクリル系の光硬化性樹脂としては、特開２００３−１９５０７９号公報に記載された光硬化性樹脂が好ましい。エポキシ系の光硬化性樹脂としては、特開２００５−２７４６６４号公報に記載された光硬化性樹脂が好ましい。シリコーン系の光硬化性樹脂としては、特開２００７−２３８８６８号公報に記載された光硬化性樹脂、特開２００４−０１０８４９号公報に記載された光硬化性樹脂が好ましい。
【００１６】
本発明において、コア部分として使用可能なポジ型感光性樹脂としては、ポリイミド系のポジ型感光性樹脂、エポキシ系のポジ型感光性樹脂、シリコーン系のポジ型感光性樹脂が挙げられ、光学特性の点からシリコーン系のポジ型感光性樹脂が好ましい。ポリイミド系のポジ型感光性樹脂としては、特開２００２−３７８８５号公報に記載された含フッ素ポリイミド系のポジ型感光性樹脂、特開２００１−６６４４５号公報に記載されたポリジメチルグルタールイミド系のポジ型感光性樹脂が好ましい。エポキシ系のポジ型感光性樹脂としては、特開２００８―１８５６９２号公報に記載されたポジ型感光性樹脂が好ましい。シリコーン系のポジ型感光性樹脂としては、特開２００８−２３１０６８号公報に記載されたポジ型感光性樹脂が好ましい。
【００１７】
また、光導波路は、光路となる芯状のコア部分の一部又は全部をクラッド部分で取り囲んだもので、コア部分は、通常、シート状又は板状である。光導波路は、コア部分及びクラッド部分の構造により、スラブ型、埋め込み型、半埋め込み型、リッジ型等に分類されるが、本発明の光導波路の製造方法ではいずれの構造の光導波路へも応用が可能である。以下、本発明の光導波路の製造方法が好ましく使用される埋め込み型光導波路について説明し、以下の説明では特に記載がない限り光導波路とは埋め込み型光導波路をいうが、上記の通り本発明は埋め込み型光導波路に限定されるものではない。
【００１８】
なお、本発明で、照射光の照射量とは、光硬化性樹脂層又はポジ型感光性樹脂層における単位面積あたりの照射光の吸収量をいう。
【００１９】
コア部分を光硬化性樹脂又はポジ型感光性樹脂により製造する光導波路の製造方法では、（１）底面部のクラッド部分を形成する工程、（２）底面部のクラッド部分上に、コア部分形成用の光硬化性樹脂層又はポジ型感光性樹脂層を所望の厚さに形成する工程、（３）コア部分形成用の光硬化性樹脂層又はポジ型感光性樹脂硬化性樹脂層に、マスクを通して照射光を照射する工程、（４）コア部分を形成する工程、（５）コア部分を囲い込むように側面部及び上面部のクラッド部分を形成する工程に大別されるが、本発明は、（３）の工程において光路変換ミラー面を形成するために、照射光の照射量を連続的に変化させることに特徴がある。底面部のクラッド部分は、基板又は支持体フィルム上に形成されることが好ましい。
【００２０】
コア部分に光硬化性樹脂を用いて光導波路を作製する場合は、底面部のクラッド部分上に形成されたコア部分形成用の光硬化性樹脂層に、マスクを通して照射光を照射し、照射していない部分を溶媒又はアルカリ性溶液で溶解又は分散させて除去することにより光導波路のパターンが形成される。照射光による硬化は、光硬化性樹脂層の光照射表面部分より始まり、照射光進行方向に沿って上部から下部（深部）へと硬化が徐々に進み、最終的に光硬化性樹脂層の最深部（光照射光源の反対側の界面部分）まで硬化がおこる。通常、コア部分形成のために光硬化性樹脂層の最深部が硬化するのに十分な量以上の照射光が照射される。照射光の照射量が不十分な場合には光硬化性樹脂層の表面又は表面に近い部分では硬化が起こるが、光硬化性樹脂層の深部では硬化が起こらない。照射光の照射量を０（未照射）から最深部が硬化するのに十分な量まで、若しくは最深部が硬化するのに十分な照射量から照射量０まで、連続して変化させれば、硬化部分の深さ方向の厚さが連続的に変化し、未硬化部分を溶解除去することにより、深さ方向の厚さが連続して変化した硬化物、即ち、傾斜角を有する硬化物が得られる。
【００２１】
コア部分にポジ型感光性樹脂を用いて光導波路を作製する場合は、底面部のクラッド上に形成されたコア部分形成用のポジ型感光性樹脂層に、マスクを通して照射光を照射し、照射された部分を溶媒又はアルカリ性溶液で溶解又は分散させて除去することにより光導波路のパターンが形成される。照射光による溶媒又はアルカリ性溶液への溶解性又は分散性の増大は、ポジ型感光性樹脂層の表面部分より始まり徐々にポジ型感光性樹脂層の上部から下部へすすみ、最終的にポジ型感光性樹脂層の最深部（底面部のクラッドとの界面部分）まで溶解性又は分散性の増大がおこる。通常、コア部分形成のために溶解性又は分散性の増大がポジ型感光性樹脂層の最深部までおこるのに十分な量以上の照射光が照射される。照射光の照射量が不十分な場合には、溶解性又は分散性の増大が塗膜の表面又は表面に近い部分でのみおこり、塗膜の深部では溶解性又は分散性の増大が起こらない。照射光の照射量を０（未照射）から最深部で溶解性又は分散性の増大が起こるのに十分な量まで、若しくは最深部で溶解性又は分散性の増大が起こるのに十分な照射量から照射量０まで、連続して変化させれば、溶解性又は分散性が増大した部分の深さ方向の厚さが連続的に変化し、溶解性又は分散性が増大した部分を溶解又は分散させて除去した後、残されたポジ型感光性樹脂を熱硬化等の方法により硬化させることにより、深さ方向の厚さが連続して変化した硬化物、即ち、傾斜角を有する硬化物が得られる。
【００２２】
本発明の方法は、照射光の照射量を連続的に変化させることにより、光硬化性樹脂の場合には照射光により硬化した部分、ポジ型感光性樹脂の場合には照射光により溶解性又は分散性が増大した部分の、それぞれ深さ方向の厚さを連続的に変化させるところに特徴がある。さらに、光硬化性樹脂の場合には未硬化部分、ポジ型感光性樹脂の場合には照射光により溶解性又は分散性が増大した部分を、それぞれ除去して形成された傾斜角を有する硬化物の傾斜面を光路変換ミラー面とするところに特徴がある。光硬化性樹脂とポジ型感光性樹脂のどちらを用いてもよいが、照射光を照射した後の工程がより簡略であることから、光硬化性樹脂を用いることが好ましい。
【００２３】
照射光の照射量の調整方法としては、例えば、光源と光硬化性樹脂との深さ方向（照射光の進行方向）の距離を変化させる法、照射光の照射時間を変化させる方法、光源の光度を変化させる方法等が挙げられるが、照射量の制御が容易であることから、照射光の照射時間を変化させる方法が好ましい。照射時間を変化させる方法としては、移動マスク（moving mask）を用いて照射時間を変化させる方法、移動する被照射物に対して固定されたマスクから照射する方法等が挙げられる。照射光の波長は、使用する光硬化性樹脂又はポジ型感光性樹脂に応じて最適な波長が設定される。照射光の照射量は、照射光の強度、（移動）マスクのスリットの長さ、移動マスク若しくは被照射物の移動速度、光硬化性樹脂又はポジ型感光性樹脂の種類、光硬化性樹脂層若しくはポジ型感光性樹脂層の厚さ等により調整される。移動マスク若しくは被照射物の移動速度は、等速であることが好ましい。
【００２４】
コア部分の基板側の面と傾斜面とが成す角の角度（傾斜角度）は、特に限定されないが、光路を入射方向に対して９０°に変換するために、４０〜５０°又は１３０〜１４０°であることが好ましく、４３〜４７°又は１３３〜１３７°であることが更に好ましく、４４〜４６°又は１３４〜１３６°であることが最も好ましい。
【００２５】
本発明を図面に基づき、説明する。なお、本発明の材料として、光硬化性樹脂及びポジ型感光性樹脂のどちらを用いてもよいが、工程が簡便となる光硬化性樹脂を用いた場合を中心に説明する。
【００２６】
図１から図３では、光硬化性樹脂を用いた場合の、図４ではポジ型感光性樹脂を用いた場合の、それぞれ照射量を連続して変化させて照射光を照射する工程について説明する。なお、以下の説明では、移動マスク及び被照射物が移動する場合、図の左から右方向に移動するものとする。
【００２７】
図１（ａ）から（ｄ）は、光路変換ミラー面を形成するために、光硬化性樹脂に照射される照射光を連続して変化させるのに、移動マスクを通して照射光を照射する工程を示す概略図である。図１（ａ）に示すように、基板１上に所望の厚さに、クラッド部分２を形成する。クラッド部分は、コア部分よりも屈折率が低い樹脂であり、コア部分よりも屈折率が低い光硬化性樹脂の硬化物が好ましい。このクラッド部分２の上に、塗布等の方法により所望の厚さにコア形成用の光硬化性樹脂層３を形成させる。このコア形成用の光硬化性樹脂層３に対して、移動マスク４を通して照射光５が照射される。照射光５の照射は、移動マスク４のスリット部分がコア形成用の光硬化性樹脂層３の端を通過してから開始する。コア形成用の光硬化性樹脂層３では照射光５により、その表面から硬化が起こるが、移動マスクが移動しているため、コア形成用の光硬化性樹脂層３への照射光の照射量が連続的に変化することになる。このため、図１（ｂ）のように、コア形成用の光硬化性樹脂層３が硬化して形成されたコア部分７の左部と右部に傾斜面８が形成され、移動マスク４が右方向に移動することにより、コア部分７の右側の光硬化性樹脂層３で硬化が起こる。図１（ｂ）の状態で照射光の照射を停止すれば、左部と右部の両方に傾斜面を形成することができ、傾斜面が一方のみでよければ、図１（ｃ）のようにコア形成用の光硬化性樹脂層３の右端まで、照射光５を照射すればよい。
【００２８】
なお、図１（ａ）及び（ｂ）では、照射光５の照射を、移動マスク４のスリット部分がコア形成用の光硬化性樹脂層３の端を通過してから開始する場合について説明したが、照射光５の照射を、コア形成用の光硬化性樹脂層３上に到達する前に開始して、コア形成用の光硬化性樹脂層３を硬化させていき、コア形成用の光硬化性樹脂層３の端に到達する前に照射を停止しても、傾斜面を一方のみにすることができる。図１（ｄ）は、図１（ｃ）の中央部分の断面図である。
【００２９】
図２（ａ）から（ｄ）は、照射光とマスクの位置を固定し、被照射物の方を移動させた場合の工程を示す概略図である。図１では、照射光の照射量を連続的に変化させるのに移動マスクを使用した場合について説明したが、本発明では、照射光とマスクの位置を固定し、被照射物の方を移動させることにより、照射光の照射量を連続的に変化させてもよい。
【００３０】
例えば、図２（ａ）のように、図１の場合と同様に形成した、基板１、クラッド部分２及びコア形成用の光硬化性樹脂層３を移動させ、固定されたマスク９のスリット部分の下をコア形成用の光硬化性樹脂層３の端が通過してから照射光の照射を開始すれば、図２（ｂ）のようにコア部分７の左部と右部に傾斜面８が形成され、硬化が進行する。図２（ｂ）の状態で照射光の照射を停止すれば、図１（ｂ）の場合と同様に、左部と右部の両方に傾斜面を形成することができ、傾斜面が一方のみでよければ、図１（ｃ）の場合と同様に、図２（ｃ）のようにコア形成用の光硬化性樹脂層３の右端まで、照射光５を照射すればよい。なお、コア形成用の光硬化性樹脂層３の端が固定されたマスク９の下に到達する前に、照射光の照射を開始し、コア形成用の光硬化性樹脂層３のもう一方の端が固定されたマスク９の下に到達する前に、照射光の照射を停止しても、傾斜面を一方のみにすることができる。
【００３１】
図２（ｄ）は、図２（ｃ）の中央部分の断面図である。
図１及び図２では、光硬化性樹脂層３の側から照射光が照射される場合について説明したが、基板１及びクラッド部分２が透明であれば、基板１の側から照射光を照射してもよい。なお、コア部分７の基板１側の面と傾斜面８とが成す角の角度は、光硬化性樹脂層３の側から照射光を照射した場合には鈍角となるが、基板１の側から照射した場合には鋭角となる。
【００３２】
図３（ａ）から（ｄ）は、基板の側から照射光を照射した場合の工程を示す概略図である。図３（ａ）は、基板１とコア形成用の光硬化性樹脂層３の位置が上下逆になっている以外は、図１（ａ）と同一である。図３（ａ）のように、移動マスク４を通して照射光５が照射され、基板１及びクラッド部分２を透過し、コア形成用の光硬化性樹脂層３を硬化させ、図３（ｂ）のようにコア部分７が形成される。コア部分７の基板１側の面と傾斜面８とが成す角の角度は、図１（ｂ）では鈍角だが、図３（ｂ）では鋭角となる。図３（ｂ）の状態で、照射光５の照射を停止すれば、左部と右部の両方に傾斜面を形成することができる。傾斜面が一方のみでよければ、図３（ｃ）のようにコア形成用の光硬化性樹脂層３の右端まで、照射光５を照射すればよい。図３（ｄ）は、図３（ｃ）の中央部分の断面図である。
【００３３】
なお、コア部分７の基板１側の面と傾斜面８との角度が、鈍角となる傾斜面と鋭角となる傾斜面とをそれぞれ１つ有するコア部分を形成する場合には、光硬化性樹脂層３の側から照射光が照射する方法と基板１側から照射する方法を組み合わせて製造すればよい。
【００３４】
図４（ａ）〜（ｃ）は、光路変換ミラー面を形成するために、ポジ型感光性樹脂に照射される照射光を連続して変化させるのに、移動マスクを通して照射光を照射する工程を示す概略図である。図１（ａ）に示すように、基板１上に所望の厚さに、クラッド部分２を形成し、その上に、塗布等の方法により所望の厚さにコア形成用のポジ型感光性樹脂層１１が形成される。このポジ型感光性樹脂層１１に対して、移動マスク１２の上方から照射光５が照射される。図４（ａ）のように移動マスク１２がコア形成用のポジ型感光性樹脂層１１の端を過ぎてから照射光の照射を開始すると、照射光５により、ポジ型感光性樹脂層１１が、溶剤又はアルカリ性溶液への溶解性または分散性向上した部分１３に変化し、傾斜面８が形成される。左部と右部の両方に傾斜面８を形成する場合には、図４（ｂ）のように移動マスク１２のスリット部分がコア形成用のポジ型感光性樹脂層１１のもう一方の端に到達する前の状態で照射光の照射を停止すればよい。なお、傾斜面を一方のみにする方法としては、例えば、図４（ｂ）の状態で、移動マスク１２の移動を停止した後、移動マスク１２の左端直下より左側の部位のポジ型感光性樹脂層１１の最深部の溶解性又は分散性が向上するのに十分な照射量になるまで照射光を照射する方法等が挙げられる。後述するように、残ったポジ型感光性樹脂層１１は、この後の工程でコア部分に変換することになる。図４（ｂ）のように、残ったポジ型感光性樹脂層１１の基板１側の面と傾斜面８とがなす角の角度は、ポジ型感光性樹脂では、ポジ型感光性樹脂層の側から照射光を照射した場合に鋭角となり、基板側から照射光を照射した場合には鈍角となる。図４（ｃ）は図４（ｂ）の中央部分の断面図である。
【００３５】
図５（ａ）から（ｄ）は、光硬化性樹脂に対して、光硬化性樹脂層３の側から照射光を照射した後、光導波路を形成するまでの工程を示す概略図であり、図５（ａ’）から（ｄ’）は、それぞれ図５（ａ）から（ｄ）の中央部分の断面図である。図５（ａ）では、クラッド部分２上に未硬化の光硬化性樹脂層３と光硬化性樹脂が照射光により硬化されたコア部分７があり、コア形成用の光硬化性樹脂層３との界面のコア部分７には、傾斜面８が形成されている。未硬化の光硬化性樹脂層３を溶剤又はアルカリ性で溶解又は分散除去すると、図５（ｂ）のようにコア部分７及び傾斜面８が露出する。なお、光による硬化反応が不十分な場合は硬化反応をさらに進めるため、溶剤による溶解除去の前に、必要に応じて短時間の熱処理（ＰＥＢ（Post Exposure Bake）と呼ぶ場合がある）を行ってもよい。図５（ｃ）のように、コア部分７を埋め込むようにクラッド部分形成用の硬化性樹脂を所望の厚さに塗布することによりクラッド部分形成用の硬化性樹脂層１４を形成する。次に、クラッド部分形成用の硬化性樹脂層１４を硬化させることにより、図５（ｄ）のように、傾斜面８が光路変換ミラーとして機能する光導波路とすることができる。図５は、光硬化性樹脂層の側から照射光を照射してコア形成を行った場合、即ち、コア部分７の基板１側の面と傾斜面８との角度（傾斜角度）が、鈍角である場合について説明したが、クラッド部分側から照射光を照射したものの場合、即ち傾斜角度が鋭角である場合も、同様の工程により光導波路を製造できる。また、図５は、傾斜面が２つある場合について説明しているが、傾斜面が１つのみである場合でも、同様の工程により光導波路を製造できる。
【００３６】
図６（ａ）から（ｄ）は、ポジ型感光性樹脂に対して、ポジ型感光性樹脂層の側から照射光を照射した後、光導波路を製造するまでの工程を示す概略図であり、図６（ａ’）から（ｄ’）は、それぞれ図６（ａ）から（ｄ）の中央部分の断面図である。図６（ａ）では、クラッド部分２上にコア部分形成用のポジ型感光性樹脂層１１と溶解性又は分散性が向上した部分１３があり、溶解性又は分散性が向上した部分１３との界面のコア部分形成用のポジ型感光性樹脂層１１には、傾斜面８が形成されている。溶解性又は分散性が向上した部分１３を溶剤・アルカリ性溶液等により溶解又は分散させて除去すると、図６（ｂ）のように傾斜面８が露出する。なお、光による溶解性又は分散性の向上が不十分な場合は、溶剤・アルカリ性溶液等により溶解又は分散除去の前に、必要に応じて短時間の熱処理（ＰＥＢ）を行ってもよい。溶剤・アルカリ性溶液等による溶解又は分散除去の後、必要に応じて更に照射光を照射するブリーチング露光を行った後、ポジ型感光性樹脂層を熱硬化（ポストベイクという場合がある）させてコア部分を形成する。この後、図６（ｃ）のように、コア部分７を埋め込むようにクラッド部分形成用の硬化性樹脂を所望の厚さに塗布し、クラッド部分形成用の硬化性樹脂層１４を形成する。次に、クラッド部分形成用の硬化性樹脂層１４を硬化させることにより、図６（ｄ）のように、傾斜面８が光路変換ミラーとして機能する光導波路ができる。図６は、光硬化性樹脂の側から照射光を照射した場合について説明したが、クラッド部分から照射光を照射した場合も、同様の工程により光導波路を製造できる。図６は、傾斜面が２つある場合について説明しているが、傾斜面が１つのみである場合でも、同様の工程により光導波路を製造できる。
【００３７】
図５では、コア部分が全てクラッド部分で覆われているが、本発明の光導波路では、コア部分の一部が外部に露出してもよい。
【００３８】
図７（ａ）から（ｅ）は、コア部分の一部が外部に露出した光導波路を製造する工程を示す概略図であり、図７（ａ’）から（ｅ’）は、それぞれ図７（ａ）から（ｅ）の中央部分の断面図である。前記図５（ｂ）で示した傾斜面８が露出した状態のコア部分７の上部に光硬化性樹脂を塗布し、図７（ａ）のように、更にコア形成用の光硬化性樹脂層３を形成し、照射光のマスクの位置を調整して、新たに形成した光硬化樹脂層のうち傾斜面８の直上部のみに照射光を照射し、図７（ｂ）のように、傾斜面８の直上部のコア部分形成用の光硬化性樹脂層３を硬化させてコア部分７を伸ばす。図７（ｂ）の未硬化部分を溶剤で除去して、図７（ｃ）の状態とした後、図７（ｄ）のように、少なくともコア部分７の上端が出るような所望の厚さにクラッド部分形成用の硬化性樹脂を塗布して、クラッド部分形成用の硬化性樹脂層１４を形成する。次に、このクラッド部分形成用の硬化性樹脂層１４を硬化させることにより、図７（ｅ）のように、傾斜面８が光路変換ミラーである光導波路ができる。
【００３９】
この他、前記図５（ｂ）で示した傾斜面８が露出した状態のコア部分７の傾斜面８の上部に、図７（ｃ）の状態と同様の形態になるよう、他で形成したコア部分を接着した後、図７（ｄ）と同様にクラッド部分形成用の硬化性樹脂層を形成し、硬化させても図７（ｅ）と同様の光導波路ができる。
【００４０】
図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の光導波路に光が入射した場合の光の進行方向を示す模式図である。図８（ａ）又は（ｂ）に入射した光１５は、照射光の照射量を連続的に変化させる工程で形成された傾斜面８が光路変換ミラー面となり、光路が変換される。傾斜面８の傾斜角度が１３５°に近いほど、入射光の光路を９０°に近い角度で変換できる。図８（ａ）または（ｂ）の光の入射口及び／又は出口に他の光導波路を接着等の方法により連結してもよい。図８（ａ）及び（ｂ）では、光路変換ミラー面である傾斜面８が２つある場合を図示したが、本発明の光導波路では、傾斜面８が１つのみであってもよい。
【００４１】
本発明によれば、光硬化性樹脂又はポジ型感光性樹脂により光導波路を製造する際に光路変換ミラー面を形成することができ、従来のように、光導波路を製造した後に光路変換ミラー面を形成する方法に比べて、工程が簡略化でき、大量生産も可能である。本発明の光導波路は、光導波路デバイス、光集積回路、光配線基板等の光デバイス、特に、面発光レーザを光源とする光デバイスに好適に利用できる。本発明の光導波路は、基板上に設けられた光素子に接着等により接続しても、本発明の光導波路が設けられた基板に光素子を接続してもよいが、特に好ましいのは、本発明の光導波路が設けられた基板に光素子を接着等により接続することである。本発明の光導波路は、光硬化性樹脂又はポジ型感光性樹脂により光導波路を製造する際に光路変換ミラー面を形成できることから、基板上に光回路を形成する際に光路変換ミラー面を形成することが可能であり、光路変換ミラー面を有する光回路が容易に製造可能である。この場合、本発明の光導波路の光路変換ミラー面となるコア部分の傾斜面と、コア部分の基板側の面とが成す角の角度は、鈍角でなければならない。図９（ａ）〜（ｃ）は、基板上に形成された本発明の光導波路に面発光レーザを接続した場合の光の進行方向を示す模式図である。図９（ａ）において、コア部分の傾斜面と、コア部分の基板側の面とがなす角の角度は、鈍角である。図９（ａ）のように、コア部分の傾斜面８とコア部分７の基板１側の面とが成す角の角度が、鈍角である場合には、面発光レーザの発光部１８からの光が傾斜面８で光路変換されて、コア部分７の内部を進むが、図９（ｂ）のように、この角度が鋭角である場合には、面発光レーザの発光部１８からの光は傾斜面８で光路変換されて導波路の外部に出てしまいコア部分７には入ることができない。
【００４２】
本発明の光導波路としては、コア部分の傾斜面と、コア部分の基板側の面とが成す角の角度が、鈍角であることが好ましく、このような角度を有する光導波路を形成するためには、本発明の光導波路の製造方法において、光硬化性樹脂を用いてコア部分を形成する場合には、コア部分形成用の光硬化性樹脂層の側から照射光を照射することが好ましく、ポジ型感光性樹脂を用いてコア部分を形成する場合には、基板の側から照射光を照射することが好ましい。
【００４３】
なお、図９（ｃ）は、従来のブレードによる切削加工方法で作製した光導波路に面発光レーザを接続した場合の光の進行方向を示す模式図である。ブレードによる切削加工方法で作製した面発光レーザでも光路変換は可能であるが、前述した欠点の他に、切削加工を施した部分が空間となるため、光導波路と面発光レーザとの接続時や、その後の使用状態によっては、傾斜面８が汚染されやすいという欠点がある。
【００４４】
図１〜図９では、基板上に光導波路を設けたが、ドライフィルムレジスト等で用いられるような、フィルム状の支持体（転写シートともいう）上に光導波路を形成してもよい。フィルム状の支持体上に形成された光導波路の場合には、基板上に設けられた面発光レーザ等の光学素子に、本発明の光導波路の光路変換ミラーを有する部分を接着した後、フィルム状の支持体を剥離除去することにより、容易に光導波路を接続できるからである。即ち、図１０（ａ）のように、面発光レーザ１７の発光部１８の位置に傾斜面８がくるように位置合わせして接着した後、図１０（ｂ）のように、フィルム状の支持体１６を剥離させて除去すれば、光導波路を接続できる。図１０（ｃ）は、基板上に設けられた面発光レーザに、本発明の光導波路を接続した場合の光の進路を示す模式図である。
【００４５】
本発明の光路変換機能を有する光導波路は、光導波路デバイス、光集積回路、光配線基板等の光デバイス、特に、面発光レーザを光源とする光デバイスに好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】光硬化性樹脂に照射される照射光を連続して変化させるために、移動マスクを通して照射光を照射する工程を示す概略図である。
【図２】光硬化性樹脂に照射される照射光を連続して変化させるために、照射光とマスクの位置を固定し、被照射物の方を移動させた場合の工程を示す概略図である
【図３】光硬化性樹脂に照射される照射光を連続して変化させるために、移動マスクを通してクラッド部分側から照射光を照射した場合の工程を示す概略図である。
【図４】ポジ型感光性樹脂に光硬化性樹脂に照射される照射光を連続して変化させるために、移動マスクを通して照射光を照射する工程を示す概略図である。
【図５】光硬化性樹脂に対して、光硬化性樹脂層の側から照射光を照射した後、光導波路を形成するまでの工程を示す概略図である。
【図６】ポジ型感光性樹脂に対して、光硬化性樹脂層の側から照射光を照射した後、光導波路を形成するまでの工程を示す概略図である。
【図７】光硬化性樹脂を用いて、コア部分の一部が外部に露出した光導波路を製造する工程を示す概略図である。
【図８】本発明の光導波路に光が入射した場合の光の進行方向を示す模式図である。
【図９】基板上に形成された本発明の光導波路に面発光レーザを接続した場合の光の進行方向を示す模式図である。
【図１０】フィルム状の支持体上に形成された本発明の光導波路を、基板に実装された面発光レーザに実装する工程を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  基板
２  クラッド部分
３  コア部分形成用の光硬化性樹脂層
４  移動マスク
５  照射光
６  マスクの移動方向
７  コア部分
８  傾斜面
９  マスク（固定）
１０  被照射物の移動方向
１１  コア部分形成用のポジ型感光性樹脂層
１２  移動マスク
１３  溶解性又は分散性が向上した部分
１４  クラッド形成用の硬化性樹脂層
１５  光の進路
１６  フィルム状の支持体
１７  面発光レーザ
１８  面発光レーザの発光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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