(57)【要約】【課題】  光伝播損失が低く抑えられた光導波路を提供する。【解決手段】  発光素子からの光を伝送するための光導波路において、該光導波路として、（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）に由来する重合物と、環状エーテルモノマー（Ｂ１）に由来する重合物とを少なくとも含み、且つ、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）とがともに、メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有している光導波路を用いる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子からの光を伝送するための光導波路であって、該光導波路は、（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）に由来する重合物と、環状エーテルモノマー（Ｂ１）に由来する重合物とを少なくとも含み、且つ、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）とがともにメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有していることを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記の光導波路がさらに、芳香環を有しない環状エーテルモノマー（Ｂ２）に由来する部位を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）とがともに、同一のメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格の濃度が、コアにおいてクラッドよりも高くなっていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の光導波路。
【請求項５】
前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）とが、下記一般式（Ｉ）で表される構造単位を有していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路。
【化１】
2014191280.tif 000012
（上記（Ｉ）式において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は任意の有機基であり、ｊおよびｋは０〜４の整数である。Ｒ３またはＲ４が複数存在する場合、それらが互いに異なっていてもよい。また、Ｒ１〜Ｒ４のうちの少なくとも１つは、末端に（メタ）アクリロイル基または環状エーテル基を有する。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号伝送に用いる光導波路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信技術の発達やクラウドコンピューティングの進展に伴い、電子機器間の光信号伝送に対する要求が高まっている。数メートル以下、さらには数１０センチメートル以下の短距離の光信号伝送技術を特に光インターコネクションと呼び、実装密度の向上や従来の電気配線の製造工程との整合性などの観点から、フィルム状のポリマー光導波路（光導波路フィルム）の適用が主に検討されている。
【０００３】
光インターコネクションにおける課題のひとつである光軸のアライメントを簡便に行うための技術として、以下に述べる自己形成光導波路が提案されている。すなわち、所定の組成からなる感光性樹脂を、対向する光ファイバどうしや光ファイバと光導波路フィルムとの間、または光ファイバ／光導波路フィルムと受発光素子との間に満たし、一方の光ファイバ、光導波路フィルムまたは発光素子から、該感光性樹脂の（第１の）感光波長の光を入射させる。または、他方の光ファイバや光導波路フィルムからも同時に同じ波長の光を入射させる。すると、前記感光性樹脂内部に含まれるモノマーの重合反応が生じ、それに伴い重合部の屈折率が周辺部より高くなる。重合部と周辺部との間に屈折率差が生じることによって光の閉じ込めが起こり、光導波路コアが形成される。光の進行方向に沿って上記反応が連続的に起きることによって、最終的に全光路に亘って光導波路コアが形成される。
【０００４】
一方の光ファイバ／光導波路フィルムと、他方の光ファイバ／光導波路フィルムまたは発光素子との双方から同時に光を入射した場合、前記光導波路コアが前記感光性樹脂の両側から成長する。このとき、双方の光軸に若干のずれがあった場合でも、上記の光導波路コアの形成機構に基づき、前記コアは低損失で結合される。従って、受発光素子と光ファイバとの間で従来必要であった高精度のアライメントが不要になる。
【０００５】
前記光導波路コアが形成された時点では、コアの周辺部、すなわちクラッドとなるべき領域の感光性樹脂は未反応の状態、つまり液状またはゲル状である。従って、このまま最終製品とすることはできない。前記光導波路コアの形成後に、前記クラッドを安定化させるための方法として、以下の２通りが提案されている。
【０００６】
第１の方法は、前記光導波路コアを、感光性樹脂の重合前後の屈折率差によって形成するものである（特許文献１）。一般的な感光性樹脂は、重合による自由体積の減少に伴い、屈折率が上昇する。すなわち、モノマーが重合することで、重合部と未重合部との間に屈折率差が生じる。従って、重合前後における屈折率差が所定の条件を満たせば、重合により光導波路コアが自律的に形成される。その後、コア周辺部に残存する未反応のモノマーを洗浄・除去すれば、空気をクラッドとする自己形成光導波路が得られる（段落［００５６］）。空気の代わりに、窒素やアルゴンなどの不活性ガスを充填してもよい（段落［００５３］）。さらに、前記未反応モノマーの洗浄・除去後に、前記光導波路コアよりも屈折率の低い、第２の感光性樹脂を充填し、全体に光を照射して硬化することもできる（段落［００５６］）。
【０００７】
第２の方法は、重合メカニズムと屈折率とがともに異なる２種類の重合性モノマーの混合物を用いる（特許文献１、２）。すなわち、前記感光性樹脂として、屈折率が相対的に高く、且つ、所定波長λ１の光の照射によって重合するモノマーＭ１と、屈折率が相対的に低く、且つ、前記λ１と異なる所定波長λ２の光の照射によって重合するモノマーＭ２との混合物を用いる。前記波長λ１とλ２との間には、λ１＞λ２の関係があり、両者の重合メカニズムが互いに異なるため、共重合することはない。このとき、前記感光性樹脂に挿入された光ファイバまたは光導波路フィルムの先端から波長λ１の光を出射すると、前記モノマーＭ１が選択的に重合し、屈折率が上昇する。また、モノマーＭ１の重合に伴い、当該箇所では未反応のモノマーＭ１が消費されるため、周辺部との間で未反応のモノマーＭ１の濃度勾配が生じる。濃度勾配を補償するため、未反応のモノマーＭ１が周辺部から光照射部に拡散し、モノマーＭ１の重合がさらに進行する。その結果、光照射部の屈折率がさらに上昇する。すなわち、本法においては、モノマーＭ１の重合による屈折率上昇に加え、モノマーＭ１の光照射部への偏在に伴う屈折率上昇が共に生じることによりコアが形成される。その際、相対的に低屈折率であるモノマーＭ２は、相補的にモノマーＭ１と逆の方向に拡散し、前記光照射部以外の領域に偏在する。
【０００８】
続いて、波長λ２の光を前記感光性樹脂全体に照射することにより、コア周辺部を硬化させる。波長λ２の光の照射により、モノマーＭ２の重合が進行する。一方、すべてのモノマーＭ１が前記コアに局在化する訳ではないため、波長λ２の光の照射前の段階では、コア周辺部にも未反応のモノマーＭ１が残存している。一般に、波長λ１によって重合するモノマーＭ１は、それよりも短波長の光の照射によっても重合するから、波長λ１の光の照射と、それに続く波長λ２の光の照射により、前記感光性樹脂全体が硬化することになる。その結果、コア周辺部の未硬化樹脂の除去や置換を行うことなく、自己形成光導波路のコアとクラッドが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許公開２０００−３４７０４３号公報
【特許文献２】特許公開２００４−１４９５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記第２の方法は、前記第１の方法における課題を改善するために提案されたものであり、前記第１の方法におけるクラッドの洗浄・置換の必要がないという利点を有する。しかしながら、単一の感光性樹脂中にコアとクラッドを形成する難しさから、新たな課題が生じた。
【００１１】
すなわち、前記モノマーＭ１とモノマーＭ２とが所期の屈折率差を有するように両者を選択しても、必ずしも良好な伝播損失が得られない。モノマーＭ１とモノマーＭ２、或いはそれらの重合物どうしの相溶性が低いと、重合時のミクロ相分離におけるドメインサイズが大きくなり、光散乱の原因となる。一方、両者の相溶性が高すぎる場合、モノマーＭ１のクラッドからコアへの拡散が十分に起きず、高い比屈折率差を得ることができない。
【００１２】
本発明の第１の目的は、光伝播損失が低く抑えられた光導波路を提供することである。さらに、本発明の第２の目的は、自己形成光導波路のような特殊な手法によっても、従来より光伝搬損失が低く抑えられた光導波路を提供することである。なお、受発光素子を含む光回路全体としての性能は、光導波路に固有の前記光伝播損失に加え、光素子と光導波路との結合損失や、光路変換部における放射損失などを含めた全損失因子の総和として定義される光挿入損失によって決まる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは鋭意検討し、光導波路のコア及びクラッドが３次元架橋ポリマーからなり、前記ポリマーが、特定の（メタ）アクリル酸エステルモノマーと環状エーテルモノマーとに由来するものとすることにより、光伝播損失が顕著に抑えられることを見出した。
【００１４】
本発明には、以下の発明が含まれる。
（１）発光素子からの光を伝送するための光導波路であって、該光導波路が、（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）に由来する重合物と、環状エーテルモノマー（Ｂ１）に由来する重合物とを少なくとも含み、且つ、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）とがともにメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有していることを特徴とする光導波路。
【００１５】
（２）前記の光導波路がさらに、芳香環を有しない環状エーテルモノマー（Ｂ２）に由来する部位を含んでいることを特徴とする、上記（１）に記載の光導波路。
【００１６】
（３）前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）とがともに、同一のメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有していることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の光導波路。
【００１７】
（４）前記メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格の濃度が、コアにおいてクラッドよりも高くなっていることを特徴とする、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の光導波路。
【００１８】
（５）前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）とが、下記一般式（Ｉ）で表される構造単位を有していることを特徴とする、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の光導波路。
【００１９】
【化１】
2014191280.tif 000002
（上記（I）式において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は任意の有機基であり、ｊおよびｋは０〜４の整数である。Ｒ３またはＲ４が複数存在する場合、それらが互いに異なっていてもよい。また、Ｒ１〜Ｒ４のうちの少なくとも１つは、末端に（メタ）アクリロイル基または環状エーテル基を有する。）
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光導波路は、メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有する（メタ）アクリル酸エステルモノマーと環状エーテルモノマーとが、共動的に高屈折率のコアを形成している。重合速度が速い（メタ）アクリル酸エステルモノマーと、重合速度が遅い環状エーテルモノマーとからコアが形成されるため、急速な重合反応に起因するコア／クラッド界面での相分離が緩和され、光導波路内部の光散乱を低く抑えることができる。また、コアとクラッドとの間の比屈折率差も高めやすい。その結果、光伝播損失が従来より顕著に抑制された光導波路が得られる。本発明の光導波路は、それが自己形成光導波路である場合に特に望ましい効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例で用いた、光導波路評価光学系の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の光導波路は、（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）に由来する重合物と、環状エーテルモノマー（Ｂ１）に由来する重合物とを少なくとも含む樹脂硬化物である。さらに、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）は、ともにメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有している。
【００２３】
なお、本明細書において、（メタ）アクリル酸エステルモノマーとは、アクリル酸エステルモノマーとメタクリル酸エステルモノマーとを総称する意味である。また、本明細書において環状エーテルモノマーとは、カチオン重合性の環状エーテル部位を有する化合物を指す。具体的には、グリシジル基、３，４−エポキシシクロヘキシル基などのオキシラン部位や、オキセタニル基（オキセタン−３−イル基）を有する化合物が挙げられる。本明細書において、上記の環状エーテル部位を総称して環状エーテル基と呼ぶことがある。前記樹脂硬化物は、（メタ）アクリル酸エステル基と環状エーテル基とをともに含むモノマーに由来する部位を有していても差し支えない。
【００２４】
また、メソゲン骨格とは、ＩＵＰＡＣの定義に基づけば、中間相、特に液晶相の形成に寄与する異方性を有する部位を指す。一般的には特に、液晶性を発現しうる芳香環などの剛直構造を有する有機基と理解され、典型的なメソゲン骨格は、例えば特表１９９６−５０３７２８号公報、特開１９９９−３２３１６２号公報、特開２００４−３３１８１１号公報、及び特開２００９−２４２５７２号公報等において開示されている。一方、本発明においてメソゲン類縁骨格とは、液晶性を示さないが、メソゲン骨格に準ずる分子配向性を有する構造を指す。具体的には、従来公知のメソゲン骨格のうち、芳香環を有するものにおいて、該芳香環上の置換基の位置または種類のみが異なるものを指す。すなわち、該芳香環の環構造自体がメソゲン骨格と異なるものや、メソゲン骨格を特徴づける該芳香環どうしの結合構造を有していないものはメソゲン類縁骨格とみなさない。例えば、ビフェニル骨格における芳香環どうしの単結合や、安息香酸フェニル骨格におけるエステル結合を含んでいないものはメソゲン類縁骨格に分類しない。本発明では、得られた重合物が室温または溶融状態において液晶性を示さなくてもよい。
【００２５】
本発明において、前記メソゲン骨格及びメソゲン類縁骨格は下記一般式（Ｉ）〜（III）で示される構造を有していることが好ましい。
【００２６】
【化１】
2014191280.tif 000003
（上記（Ｉ）式において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は任意の有機基であり、ｊおよびｋは０〜４の整数である。Ｒ３またはＲ４が複数存在する場合、それらが互いに異なっていてもよい。また、Ｒ１〜Ｒ４のうちの少なくとも１つは、末端に（メタ）アクリロイル基または環状エーテル基を有する。）
【００２７】
【化２】
2014191280.tif 000004
（上記（II）式において、Ｘは単結合、−Ｃ＝Ｃ−基または−ＣＯＯ−基を示す。また、Ｒ５およびＲ６は互いに連結していてもよい任意の有機基であり、ｍおよびｎは０〜５の整数である。Ｒ５またはＲ６が複数存在する場合、それらが互いに異なっていてもよい。また、Ｒ５またはＲ６のうちの少なくとも１つは、末端に（メタ）アクリロイル基または環状エーテル基を有する。）
【００２８】
【化３】
2014191280.tif 000005
（上記（III）式において、Ｒ７およびＲ８は任意の有機基であり、ｐおよびｑは０〜４の整数である。Ｒ７またはＲ８が複数存在する場合、それらが互いに異なっていてもよい。また、Ｒ７またはＲ８のうちの少なくとも１つは、末端に（メタ）アクリロイル基または環状エーテル基を有する。）
【００２９】
前記メソゲン骨格又はメソゲン類縁骨格は、上記一般式（I）で示されるフルオレン骨格を有していることがより好ましい。
【００３０】
本発明において、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）とが、同一のメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有していることが好ましい。これらのモノマーは、前記のメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有しているために、前記感光性樹脂組成物中の他の成分よりも屈折率が高く、主に光導波路コアの形成に寄与する。
【００３１】
本発明の光導波路は、例えば以下の方法によって作ることができる。すなわち、（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と、環状エーテルモノマー（Ｂ１）とを少なくとも含む感光性樹脂組成物に対し、光ファイバや光導波路フィルムを接触または挿入し、所定波長λ１の光を入射させる。このとき、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）のラジカル重合を進行させるため、前記感光性樹脂組成物は、波長λ１の光によってラジカル種を発生する光ラジカル発生剤を含んでいる必要がある。また、前記波長λ１より短い波長λ２の光によってカチオン種（ルイス酸またはブレンステッド酸）を発生する光酸発生剤を含んでいることが好ましい。但し、該光酸発生剤に替えて、または該光酸発生剤と併用して、加熱によって該カチオン種を生じる、熱潜在性酸発生剤を用いてもよい。
【００３２】
上記の感光性樹脂組成物に対し、前記λ１の波長の光を入射すると、光照射領域において前記光ラジカル発生剤が開裂し、ラジカル種が発生する。該ラジカル種をトリガーとして、前記光照射領域では前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）が重合する。その結果、前記領域の屈折率が上昇し、光導波路コアが形成される。重合の進行に伴って、前記領域では未反応の前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）の濃度が減少する。生じた濃度勾配を補償するために、周辺領域の（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）が前記光照射領域へと拡散移動し、さらに重合が進む。それに伴い、コアの屈折率がさらに上昇する。
【００３３】
このとき、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）はラジカル重合活性を有しないため、重合反応に関与しない。しかしながら、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）は、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と同様に、分子内にメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有しているため、両者の親和性が高い。従って、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）の拡散移動に追随して、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）の拡散も促進される。すなわち、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）及びその重合生成物が偏在している光導波路コア領域に、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）も局在化する。分子内にメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有する前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）が前記コアに局在化することにより、該コアの屈折率はさらに上昇する。
【００３４】
その後、前記感光性樹脂組成物全体に前記波長λ２の光を照射するか、前記感光性樹脂組成物全体を加熱することにより、環状エーテルモノマーがカチオン重合する。その結果、コアだけでなく、コア周辺のクラッドに存在する未反応の環状エーテルモノマーも重合し、樹脂全体が３次元架橋硬化物として安定化される。
【００３５】
前記感光性樹脂組成物は、さらに、分子内にメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有する前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）のほかに、分子内に芳香環を有しない環状エーテルモノマー（Ｂ２）を含んでいることが好ましい。該環状エーテルモノマー（Ｂ２）は、分子内に芳香環を有していないため、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）のいずれとも親和性に乏しい。このため、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）および前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）の、前記光導波路コアへの拡散移動に伴い、相補的に該コア周辺領域に拡散、局在化し、クラッドの形成に寄与する。すなわち、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）と前記環状エーテルモノマー（Ｂ２）は、ともにカチオン重合性のモノマーであるにもかかわらず、互いに逆方向に拡散する。また、前記環状エーテルモノマー（Ｂ２）は、分子内に芳香環を有していないため、その屈折率は、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）および前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）の屈折率よりも相対的に低く、形成されるコアとクラッドとの間の比屈折率差の増大に寄与する。
【００３６】
上記で説明したように、光導波路コアに偏在している前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）および前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）の重合は２段階で進行する。すなわち、光ファイバ／光導波路フィルムからの波長λ１の光の入射によって、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）がラジカル重合する。次いで、波長λ２の光の前記感光性樹脂全体への照射または加熱によって、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）がカチオン重合する。一般的に、カチオン重合はラジカル重合に比べ反応速度が遅いことが知られている。上記では、反応速度の遅いカチオン重合がコアの形成に関与するため、コア領域の急速な硬化に伴う相分離や、それによる光散乱因子の発生が抑えられる。そのため、損失の少ない光導波路を得ることができる。さらに、ともに高屈折率である前記モノマー（Ａ１）と前記モノマー（Ｂ１）とが、共動的にコアの形成に寄与するため、コアとクラッドとの間の比屈折率差を高くすることができる。
【００３７】
前記感光性樹脂組成物を用いて自己形成光導波路を形成することにより、該樹脂内部に自律的にコアとクラッドとが形成される。その結果、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）に由来する部位の濃度と、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）に由来する部位の濃度とがともに、コアにおいてクラッドよりも高くなっている樹脂硬化物が得られる。
【００３８】
すなわち、前記硬化物中のメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格の濃度は、コアにおいてクラッドよりも高くなる。このとき、前記濃度の変化の度合いや変化の仕方は、条件によって種々変化させることができる。すなわち、用いるモノマーの種類や比率、さらに光照射条件などに依存する。このことを利用して、前記部位の濃度がコアとクラッドとの界面で階段状に変化するステップインデックス型の光導波路を形成してもよいし、該濃度がコアからクラッドに向かって徐々に減少するグレーデッドインデックス型の光導波路を形成してもよい。本発明において、コアにおけるメソゲン骨格およびメソゲン類縁骨格の濃度の総和の平均値が、クラッドにおける該平均値を実質的に上回っていれば、それらの変化の仕方は特に限定されない。
【００３９】
前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）としては、市販品を含む各種の化合物を用いることができる。具体的には、ｏ−フェニルフェノール（メタ）アクリレート、２，３’−ジヒドロキシビフェニル  ジ（メタ）アクリレート、１−ヒドロキシナフタレン（メタ）アクリレート、２，３−ヒドロキシナフタレン  ジ（メタ）アクリレート、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン  ジ（メタ）アクリレート、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジヒドロキシスチルベンのエポキシアクリレート、４−ヒドロキシ安息香酸−４’−ヒドロキシフェニルのエポキシアクリレート、及びこれらのエチレンオキシド（ＥＯ）変性、プロピレンオキシド（ＰＯ）変性またはエピクロルヒドリン（ＥＣＨ）変性化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】
分子内にメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有する前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）に加えて、1個の芳香環を有するか、芳香環を有しない（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ２）を併用してもよい。このような化合物として、具体的には、ベンジル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニル（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール  ジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン  トリ（メタ）アクリレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４１】
一方、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）として、具体的には、ｏ−フェニルフェノール  グリシジルエーテル、４，４’−ビス（グリシジルオキシ）−１，１’−ビフェニル、２，２’−ビス（グリシジルオキシ）−１，１’−ビフェニル、ビス（グリシジルオキシ）ナフタレン、９，９−ビス［４−（グリシジルオキシ）フェニル］フルオレン、４，４’−ビス［（３，４−エポキシシクロヘキシル）メトキシメチル］−１，１’−ビフェニル、４，４’−ビス［３−（エチルオキセタン−３−イル）メトキシ］−１，１’−ビフェニル、２，２’−ビス［３−（エチルオキセタン−３−イル）メトキシ］−１，１’−ビフェニル、ビス［３−（エチルオキセタン−３−イル）メトキシ］ナフタレン、及びこれらのＥＯ変性、ＰＯ変性またはＥＣＨ変性化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、特開２００９−２４２５７２号公報に開示されている、メソゲン骨格を有するエポキシモノマーや、特開２００９−１７９５６８号公報に開示されている芳香族骨格含有脂環式エポキシ化合物のうち、メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有する脂環式エポキシモノマーも好適に用いることができる。
【００４２】
また、前記環状エーテルモノマー（Ｂ２）として、具体的には、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、グリセロール  ジグリシジルエーテル、ジエチレングリコール  ジグリシジルエーテル、１，２−シクロヘキサンカルボン酸ジグリシジル、１，４−シクロヘキサンジメタノール  ジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオール  ジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオール  ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール  ジグリシジルエーテル、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル、１，３−ビス（３−グリシドキシプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサン
カルボキシレート、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、ビス［２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル］テトラメチルジシロキサン、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、２−エチルヘキシルオキセタン、エチレングリコールビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジエチレングリコールビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ポリ（エチレングリコール）ビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４３】
一方、前記の光ラジカル発生剤としては、公知のものを用いることができる。具体例として、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン等のカルボニル化合物；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド化合物；テトラブチルアンモニウム  トリフェニルブチルボレート、テトラブチルアンモニウム
トリナフチルブチルボレート等のアルキルアリールホウ酸塩；ジフェニルヨードニウム  ヘキサフルオロホスフェート等のジアリールヨードニウム塩類；トリス（トリクロロメチル）トリアジン等のトリアジン化合物；３，３’−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシカルボニル）−４，４’−ジ（メトキシカルボニル）ベンゾフェノン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物；２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，１’−ビスイミダゾール等のビスイミダゾール誘導体；等が挙げられる。該光ラジカル発生剤は、前記感光性樹脂組成物に対して０．０５〜１０質量％添加することが好ましく、０．１〜５．０質量％添加することがより好ましい。
【００４４】
また、前記の光酸発生剤として、例えば、ジフェニルヨードニウム  ヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウム  テトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウム  ヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウム  テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート等のジアリールヨードニウム塩類；トリフェニルスルホニウム  ヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウム  ヘキサフルオロアンチモネート、（４−フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウム  ヘキサフルオロホスフェート等のトリアリールスルホニウム塩類；のほか、スルホン酸エステル、イミドスルホネート、ジアルキル−４−ヒドロキシスルホニウム塩、アリールスルホン酸−ｐ−ニトロベンジルエステル、シラノール−アルミニウム錯体等が挙げられる。該光酸発生剤は、前記感光性樹脂組成物に対して０．０５〜１０質量％添加することが好ましく、０．１〜５．０質量％添加することがより好ましい。
【００４５】
前記光酸発生剤に替えて、または共に用いることができる熱潜在性酸発生剤としては、例えば、トリフェニルスルホニウム
ヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、（４−フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート等のトリアリールスルホニウム塩類；１−（２−ブテニル）テトラヒドロチオフェニウム
ヘキサフルオロアンチモネート、１−（３−メチル−２−ブテニル）テトラヒドロチオフェニウム ヘキサフルオロアンチモネート等のトリアルキルスルホニウム塩類等が挙げられる。これらのうち、トリアリールスルホニウム塩類は、光酸発生剤としての機能を兼ねる。該熱潜在性酸発生剤は、前記感光性樹脂組成物に対して０．０５〜１０質量％添加することが好ましく、０．１〜５．０質量％添加することがより好ましい。
【００４６】
前記の、メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有する（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）、１個の芳香環を有するか、芳香環を有しない（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ２）、および、メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有する環状エーテルモノマー（Ｂ１）、芳香環を有しない環状エーテルモノマー（Ｂ２）の好ましい配合質量は、用いるモノマーおよび光ラジカル／酸発生剤の組合せにより異なるが、おおむね以下のようにするとよい。すなわち、
（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）  １０〜５０質量部、
（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ２）  ０〜２０質量部、
環状エーテルモノマー（Ｂ１）  １０〜５０質量部、
環状エーテルモノマー（Ｂ２）   １０〜８０質量部、
とすることが好ましく、
（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）  ２０〜４０質量部、
（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ２）  ０〜１０質量部、
環状エーテルモノマー（Ｂ１）  ２０〜４０質量部、
環状エーテルモノマー（Ｂ２）   ２０〜６０質量部、
とすることがより好ましい。なお、前記モノマー（Ａ１）、（Ａ２）、（Ｂ１）および（Ｂ２）は、それぞれ複数の化合物の混合物であっても差し支えない。
【００４７】
また、上記の各構成成分以外に、可塑剤として非反応性の低分子化合物を併用してもよく、バインダーとして熱可塑性ポリマーなどを含んでいてもよい。
【００４８】
上記の感光性樹脂組成物中に光導波路コアを自己形成させる光を入射するための光ファイバ／光導波路フィルムとしては、コア／クラッド間の屈折率が階段状に変化するステップインデックス型の光ファイバ／光導波路フィルムを用いてもよいし、前記屈折率が連続的に変化するグレーデッドインデックス型の光ファイバ／光導波路フィルムを用いてもよい。
【００４９】
また、シングルモードとマルチモードのいずれの光ファイバ／光導波路フィルムを用いてもよい。シングルモード光ファイバ／光導波路フィルムにおけるコア径またはモードフィールド径はおおむね１０μｍ以下、マルチモード光ファイバ／光導波路フィルムにおけるコア径またはモードフィールド径はおおむね数１０〜数１００μｍ程度である。それらの光ファイバ／光導波路フィルムによって前記感光性樹脂組成物中に形成される光導波路のコア径またはモードフィールド径は、前記光ファイバ／光導波路フィルムのそれとほぼ同じか、若干大きくなる。
【００５０】
光導波路コアを自己形成させる光源としては、前記光ラジカル発生剤を励起しうる波長λ１の光を発生できるものであれば特に限定されない。例えば、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ、固体レーザなどが利用できる。さらに、本発明の光導波路が組み込まれるデバイスや配線基板に実装された面発光半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）などの発光素子を、そのまま自己形成光導波路を形成するための光源として用いてもよい。
【００５１】
一方、前記光導波路コアを前記感光性樹脂中に形成した後に、周囲のクラッドを硬化させるための光源としては、前記光酸発生剤を励起しうる波長λ２の光を発生できるものであれば特に限定されない。具体的には、上記と同様の各種光源を使用できる。任意の光源からの光が、前記クラッドのほぼ全体に到達するように照射すればよい。また、前記光酸発生剤に替えて熱潜在性酸発生剤を用いる場合、または前記光酸発生剤と熱潜在性酸発生剤を併用する場合は、公知の熱源を用いて前記感光性樹脂を加熱し、硬化させればよい。
【００５２】
上記のようにして作製された光導波路は、前記メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格の濃度が、コアにおいてクラッドよりも高くなる態様をとる。実際にメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格がコアに偏在していることは、例えば以下の方法により確かめることができる。
【００５３】
まず、前記光導波路が形成された樹脂硬化物から、コアを相対的に多く含む領域（Ｐｃｏｒｅ）とクラッドを相対的に多く含む領域（Ｐｃｌａｄ）とをそれぞれ採取する。前記光導波路におけるコアの位置や形状は、従来の光導波路フィルム等と同様、一方の端面から光を入射させ、他端からの出射光のニアフィールドパターンを観察することで確認できる。
【００５４】
また、コアを取り囲むクラッドをその外部から光学顕微鏡などで観察できる場合は、透明なクラッドを通して内部のコアの範囲や形状を直接確認してもよい。コアの位置と範囲とを特定できれば、それに従って前記光導波路から上記ＰｃｏｒｅおよびＰｃｌａｄを分取する。例えば、エキシマレーザ加工や機械的なドリル加工などによってそれぞれ個別に採取することができる。
【００５５】
採取したサンプルの分析方法としては、例えば、サンプルに残存する未反応のモノマーを同定ならびに定量する方法が挙げられる。一般的に、光重合や熱重合によって得られた樹脂硬化物中には、微量の未反応モノマーが残存している。これは、重合反応の進行に伴う架橋密度の上昇によってモノマーの拡散が制限され、その結果孤立したモノマーは重合反応に関与できなくなるためである。一般的に、原料モノマーの数％〜２０％程度が重合せずに樹脂硬化物中に残存する。
【００５６】
前記未反応モノマーは、例えば、該未反応モノマーを前記樹脂硬化物から溶媒抽出した後、ＧＣ−ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析）によって同定ならびに定量することができる。前記方法によって同定ならびに定量される未反応モノマーの濃度は、対応するモノマーに由来する重合部位の量を相対的に反映している。すなわち、メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有する未反応モノマー（Ａ１）またはモノマー（Ｂ１）の濃度が、前記Ｐｃｌａｄよりも前記Ｐｃｏｒｅにおいて高ければ、重合して高分子鎖に取り込まれたモノマー中のメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格の濃度も、ＰｃｌａｄよりもＰｃｏｒｅにおいて高くなっていると判断できる。
【００５７】
一方、反応熱分解ＧＣ-ＭＳ法により、前記サンプルＰｃｏｒｅおよびＰｃｌａｄ中に含まれるメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を直接同定ならびに定量してもよい。例えば、水酸化テトラメチルアンモニウムなどの有機アルカリ試薬を用いた反応熱分解法や、超臨界メタノール分解法などにより、前記Ｐｃｏｒｅ、Ｐｃｌａｄ中に含まれるメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格をポリマー鎖から切断したうえで、ＧＣ-ＭＳなどにより同定ならびに定量する手法を用いることができる。
【００５８】
なお、上記では本発明の光導波路を自己形成法によって作製する場合に限って説明したが、本発明の光導波路は、それが自己形成光導波路である場合に限定されるものではない。例えば、いわゆるソフトリソグラフィー法によって前記光導波路を作製する場合においても、本発明によって光伝搬損失を低減することができる。
【００５９】
ソフトリソグラフィー法による光導波路は、例えば特開２００８−５８５３０号公報で開示されている方法によって作製することができる。その場合、コア材料として、主に（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と環状エーテルモノマー（Ｂ１）とを含む、光／熱硬化型の樹脂組成物を用い、クラッド材料として、主に環状エーテルモノマー（Ｂ２）を含む光／熱硬化型の樹脂組成物を用いればよい。
【００６０】
特開２００８−５８５３０号公報では、下記の６つの工程からなる方法が開示されている。まず、第１の工程において、アンダークラッド層を有する基材上の全面に、前記コア材料からなる均一な層を塗布する。その後、第２の工程において、コア形状を賦型するための凹溝が設けられた金型を前記コア材料層表面に配置する。該金型は、シクロオレフィンポリマーやシリコーンなどの樹脂製シートからなっており、可撓性を有する。第３の工程において、前記金型を前記基材の端部からローラーなどで押圧し、気泡を排除しつつ前記コア材料層全面にラミネートする。その結果、前記凹溝にコア材料が充填され、且つ、それ以外の領域に存在する過剰なコア材料が排除される。次いで、第４の工程において、ラミネートされた前記金型の上面または前記基材の下面から光を照射することにより、前記コア材料が、前記金型の凹溝形状を維持したまま硬化する。第５の工程において、硬化した前記コア材料層から前記金型を離型すると、所望のコア形状が賦型されたコア層が形成される。第６の工程において、該コア層に前記クラッド材料を被覆（オーバークラッド形成）し、光または熱によって硬化させることにより、埋め込み型の光導波路が得られる。
【００６１】
このとき、光伝播損失が低く抑えられた光導波路を得るためには、以下の２つの方法のいずれかを用いるとよい。第１の方法では、前記コア材料に含まれる前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）が波長λ１の光によって重合し、且つ前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）が波長λ２（λ２＜λ１）の光によって重合するように、それぞれ当該波長域に感度を有する光ラジカル発生剤および光酸発生剤を添加しておく。または、前記コア材料に含まれる前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）が波長λ１の光によって重合し、且つ前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）が熱によって重合するように、当該波長域に感度を有する光ラジカル発生剤および熱潜在性酸発生剤を添加しておく。
【００６２】
このようなコア材料組成物を用い、上記第４の工程において、波長λ１の光を照射する。波長λ１の光を照射することにより、前記コア材料組成物に含まれるモノマーのうち、（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）のみが重合する。その際、（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と環状エーテルモノマー（Ｂ１）の種類や組成比の最適化により、前記モノマー（Ｂ１）が未反応の状態であっても、前記金型の離型性が良好で、且つ離型後も前記コア形状が維持できる程度に流動性を失うような組成物としておくことが好ましい。波長λ１の光の照射後、前記金型を離型し、上記第６の工程であるオーバークラッドの形成を行う。その際、クラッド硬化前に適当な放置時間を設ける。このとき、前記コア中に含まれる未反応の環状エーテルモノマー（Ｂ１）が、未硬化の前記オーバークラッド材料中に拡散する。その後、オーバークラッド材料を光または熱によって硬化させれば、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）のほか、クラッド材料中の環状エーテルモノマー（Ｂ２）など、他の成分も重合、硬化し、目的とする光導波路が得られる。該第１の方法によれば、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）由来部位の濃度がコアからクラッドに向かって階段状に減少し、且つ、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）由来部位の濃度がコアからクラッドに向かって徐々に減少している光導波路が得られる。
【００６３】
第２の方法では、前記コア材料に含まれる前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）とが、同一波長λ１の光によって重合するように、前記光ラジカル発生剤および前記光酸発生剤を選んでおく。このようなコア材料組成物を用い、前記第４の工程において、波長λ１の光を照射する。光の照射エネルギーを適切に制御することにより、前記モノマー（Ａ１）の一部と前記モノマー（Ｂ１）の一部とが十分に重合していない、いわゆる半硬化の状態とすることができる。
【００６４】
このようにして得られた半硬化のコア材料層から、前記金型を離型する。その後、上記第６の工程であるオーバークラッドの形成において、クラッド硬化前に適当な放置時間を設ける。このとき、前記コア中に含まれる未反応の前記モノマー（Ａ１）および前記モノマー（Ｂ１）が、未硬化の前記オーバークラッド材料中に拡散する。その後、オーバークラッド材料を光または熱によって硬化させれば、前記モノマー（Ａ１）および（Ｂ１）のほか、クラッド材料中の環状エーテルモノマー（Ｂ２）など、他の成分も重合、硬化し、目的とする光導波路が得られる。該第２の方法によれば、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）由来部位の濃度と、前記環状エーテルモノマー（Ｂ１）由来部位の濃度とが、ともにコアからクラッドに向かって徐々に減少している光導波路が得られる。
【００６５】
上記第１の方法および第２の方法のいずれにおいても、前記コア材料組成物に含まれるモノマーのうち、少なくとも環状エーテルモノマー（Ｂ１）は、その一部が前記クラッド材料中に拡散している。従って、前記クラッド材料組成物中に含まれる環状エーテルモノマー（Ｂ２）と共重合し、コア／クラッド界面での光散乱因子の発生が抑えられ、且つ強固な３次元架橋構造を形成することができる。しかも、前記モノマー（Ａ１）と前記モノマー（Ｂ１）はともにメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有しているため、それらの間の電子的、立体的な親和性が高い。そのため、上述のプロセスを採った場合も、前記モノマー（Ａ１）またはモノマー（Ｂ１）が過度にクラッド領域に拡散することがない。従って、従来よりも光伝播損失が低く抑えられた光導波路を得ることができる。
【００６６】
このようにして作製された光導波路は、例えば、各種光素子が実装された基板内における光配線として用いることができる。さらに、前記光導波路を自己形成法によって作製した場合、光配線基板内において、光ファイバ／光導波路フィルムと発光素子や受光素子との間を低損失で結合するための光ビアとして用いることができる。また、光ファイバ／光導波路フィルムどうしを結合するために用いてもよい。
【００６７】
さらに、前記光導波路コア形成用光源の光路の途中に、前記光源から入射した光の少なくとも一部を反射するミラーを配置しておけば、前記ミラー部で光路変換が可能な光導波路コアを自律的に形成することができる。このような手法を採ることにより、光合波器や光分波器などを簡便に実現することができる。
【実施例】
【００６８】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００６９】
実施例で用いたモノマーの化学名、構造を以下に示す。なお、モノマー（Ｂ−１）は、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジヒドロキシ−ｔｒａｎｓ−スチルベンを出発原料とし、特開２００９−２４２５７２号公報の参考例（段落［００６８］）に記載の方法に従って合成した。また、モノマー（Ｂ−２）は、ｐ−ヒドロキシ安息香酸とヒドロキノンを出発原料とし、文献（Ｃｏｓｉｍｏ  Ｃａｒｆａｇｎａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌ．  Ｃｈｅｍ．  Ｐｈｙｓ．，  Ｖｏｌ．２０１，ｐｐ．２６３１−２６３８（２０００））に開示されている方法に従って合成した。
【００７０】
一方、モノマー（Ａ−１）およびモノマー（Ａ−２）は、それぞれ前記モノマー（Ｂ−１）およびモノマー（Ｂ−２）から、特開２０１１−２１３９９６号公報に記載の方法に従って合成した。それ以外のモノマーは、市販品をそのまま用いた。市販品については構造式を省略した。下記において、モノマー（Ａ−６）、（Ａ−７）、（Ａ−８）および（Ｂ−６）、（Ｂ−７）はメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有していないが、以下では便宜上それぞれ（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）および環状エーテルモノマー（Ｂ１）に分類している。
【００７１】
＜（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）＞
モノマー（Ａ−１）
４，４’−ビス（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）−３，３’，５，５’−テトラメチル−ｔｒａｎｓ−スチルベン
【００７２】
【化４】
2014191280.tif 000006
モノマー（Ａ−２）
４−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）安息香酸−４−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル
【００７３】
【化５】
2014191280.tif 000007
モノマー（Ａ−３）
２−（２−アクリロキシエチルオキシ）ビフェニル  （日本蒸溜工業（株）製、ＨＲＤ−０１）
モノマー（Ａ−４）
９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン  （新中村化学工業（株）製、ＮＫエステルＡ−ＢＰＥＦ）
モノマー（Ａ−５）
２−（１−ナフトキシ）エチルアクリレート  （日本蒸溜工業（株）製、ＨＲＤ−０２）
モノマー（Ａ−６）
ＥＯ変性ビスフェノールＡジアクリレート  （日本化薬（株）製、カヤラッドＲ−５５１）
モノマー（Ａ−７）
２−フェノキシエチルアクリレート  （東京化成工業（株）製）
モノマー（Ａ−８）
トリシクロデカンジメタノール  ジアクリレート  （新中村化学工業（株）製、Ａ−ＤＣＰ）
【００７４】
＜環状エーテルモノマー（Ｂ１）＞
モノマー（Ｂ−１）
４，４’−ジグリシジルオキシ−３，３’，５，５’−テトラメチル−ｔｒａｎｓ−スチルベン
【００７５】
【化６】
2014191280.tif 000008
モノマー（Ｂ−２）
４−（グリシジルオキシ）安息香酸−４−（グリシジルオキシ）フェニル
【００７６】
【化７】
2014191280.tif 000009
モノマー（Ｂ−３）
ｏ−フェニルフェノールグリシジルエーエル  （三光（株）製、ＯＰＰ−Ｇ）
モノマー（Ｂ−４）
ＥＯ変性９，９−ビス［４−（２−グリシジルオキシ）フェニル］フルオレン  （大阪ガスケミカル（株）製、オグソールＥＧ−２５０）
モノマー（Ｂ−５）
α−ナフチルグリシジルエーテル  （和光純薬工業（株）製）
モノマー（Ｂ−６）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル  （シグマ・アルドリッチ社製）
モノマー（Ｂ−７）
フェニルグリシジルエーテル  （シグマ・アルドリッチ社製）
【００７７】
＜環状エーテルモノマー（Ｂ２）＞
モノマー（Ｂ−８）
３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート  （シグマ・アルドリッチ社製）
モノマー（Ｂ−９）
ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート  （米ガブリエル・パフォーマンス・プロダクツ社製、ＧＰＥ−２２８）
モノマー（Ｂ−１０）
１，２−エポキシ−４−（２−メチルオキシラニル）−１−メチルシクロヘキサン  （（株）ダイセル製、セロキサイド３０００）
モノマー（Ｂ−１１）
３−エチル−３｛［（３−エチルオキセタン−３−イル）メトキシ］メチル｝オキセタン  （東亞合成（株）製、ＯＸＴ−２２１）
【００７８】
［実施例１］
（自己形成光導波路の作製）
図１の光学系を用い、表１に示す感光性樹脂組成物に対し、自己形成光導波路を形成した。さらに、形成した光導波路の光挿入損失を同時に測定した。
【００７９】
前記感光性樹脂組成物は、以下の手順で調製した。まず、（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）として、モノマー（Ａ−１）２．２ｇ、環状エーテルモノマー（Ｂ１）として、モノマー（Ｂ−１）１．８ｇ、環状エーテルモノマー（Ｂ２）として、モノマー（Ｂ−８）４．０ｇ、およびモノマー（Ｂ−１０）２．０ｇを混合し、さらに光ラジカル発生剤として、イルガキュア８１９（独ＢＡＳＦ社製）０．１ｇ、光酸発生剤として、トリアリールスルホニウム  ヘキサフルオロアンチモネート（シグマ・アルドリッチ社製）０．２ｇを添加し、前記感光性樹脂組成物とした。得られた該樹脂組成物を、対向させた光ファイバ（１４、１５）の先端部及びそれらの間隙部を完全に被覆するように滴下し、光導波路の形成を行った。なお、前記光ファイバとしては、グレーデッドインデックス型のマルチモード石英ファイバ（コア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ）を用いた。また、前記光ファイバは、幅約２２０μｍ、深さ約１９０μｍの直線状のＶ溝が表面に形成されたガラス板（図示していない）の該Ｖ溝部に対向するように嵌合し、双方の前記光ファイバの光軸を一致させた。
【００８０】
図１の光学系において、自己形成光導波路を形成するための光源（１１）として、波長４０５ｎｍのＬＥＤ（発光ダイオード）を用い、該光源から発振した光を、２本の光ファイバに入射し、分岐比５０／５０の１×２光カプラ（１２、１３）に導入した。前記ＬＥＤの光は２つの光カプラを透過後、前記光ファイバ（１４、１５）を介して前記感光性樹脂組成物（１）に対向して入射される。対向する光ファイバの離間距離は５．０ｍｍとした。前記ＬＥＤの光によって光導波路コアを形成した後、感光性樹脂組成物全体を、高圧水銀灯からの紫外光（図示していない）で均一に照射することにより、コア及びクラッドを完全に硬化させた。
【００８１】
（光挿入損失の測定）
形成した光導波路の光挿入損失を同時計測するための光源（１６）としては、波長８５０ｎｍの面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いた。該ＶＣＳＥＬからの光は、片方の前記光カプラ（１２）に入射し、上記と同じマルチモード光ファイバ（１４）を介して前記感光性樹脂（１）中に入射される。入射したＶＣＳＥＬからの光は、形成された光導波路コアを伝播し、対向する他方の光ファイバ（１５）に結合される。対向する光ファイバに結合したＶＣＳＥＬからの出射光は、他方の光カプラ（１３）を介してフォトディテクタ（１７）に入射する。該フォトディテクタで測定された光強度を、前記光ファイバ（１４）端面からの出射光強度と比較することにより、光挿入損失を算出した。結果を併せて表１に示した。
【００８２】
（光導波路の組成分析）
得られた光導波路のコアとクラッドにおけるメソゲン骨格及び／又はメソゲン類縁骨格の濃度を、以下の手順で同定ならびに定量した。
【００８３】
前記Ｖ溝つきガラス基板上に形成された樹脂硬化物を、該ガラス基板表面と同じ高さまで研磨することにより、過剰な樹脂硬化物を取り除いた。次いで、前記Ｖ溝内に残った樹脂硬化物をすべて掻き出し、コアとクラッドとを含む樹脂硬化物サンプル（Ｐｃｏｒｅ）とした。該樹脂硬化物サンプル（Ｐｃｏｒｅ）はコアだけでなくクラッドも含んでいるが、後述する樹脂硬化物サンプル（Ｐｃｌａｄ）と比較し、相対的にコアを多く含んでいる。
【００８４】
一方、光導波路のコアを除去した樹脂硬化物サンプル（Ｐｃｌａｄ）を以下の方法により別途作製した。すなわち、上記と同様に過剰な樹脂硬化物を研磨除去したのち、切削加工によって、Ｖ溝内部に残った樹脂硬化物のコアを選択的に取り除いた。まず、光学顕微鏡によって、前記Ｖ溝つきガラス基板上面からコア形状を観察した結果、形成されたコアの平均径は６５μｍであったことから、エンドミルでＶ溝中心線に沿って幅約６５μｍ、深さ約１００μｍとなるように樹脂硬化物を切削し、前記コアを含む樹脂を取り除いた。その後、Ｖ溝基板内に残った樹脂硬化物を掻き出し、クラッドのみからなる樹脂硬化物サンプル（Ｐｃｌａｄ）とした。
【００８５】
このようにして作製した前記サンプル（Ｐｃｏｒｅ）および（Ｐｃｌａｄ）を、それぞれ反応熱分解ＧＣ-ＭＳ法により分析した。各サンプルを３０μｇ秤量し、有機アルカリ試薬として水酸化テトラメチルアンモニウムの２５％メタノール溶液を約２μＬ加えた。このようにして得られた測定用試料を、反応熱分解ＧＣ−ＭＳにより分析した。熱分解炉内温度は４００℃とした。なお、前記測定用試料には、内部標準として所定量のステアリン酸メチルを添加しておいた。
【００８６】
得られたパイログラムにおいて、前記内部標準物質由来のピーク面積と、メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格に由来する分解物のピーク面積とを比較することにより、メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格に由来する分解性生物の濃度（分析サンプル単位質量あたり）を算出した。結果を表１に示す。
【００８７】
［実施例２〜１２、比較例１〜６］
前記感光性樹脂組成物として、表１および表２に示す組成としたほかは、実施例１と同様に感光性樹脂組成物を調製し、光挿入損失を測定した。結果を併せて表１および表２に示す。
【００８８】
【表１】
2014191280.tif 000010
【００８９】
【表２】
2014191280.tif 000011
【００９０】
実施例１〜１２の光導波路では、感光性樹脂の構成成分として、メソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有する（メタ）アクリル酸エステルモノマー（Ａ１）と環状エーテルモノマー（Ｂ１）とを併用している。そのため、光照射による重合硬化後も相分離を起こすことがなく、且つ、前記モノマー（Ａ１）およびモノマー（Ｂ１）のコアへの十分な局在化が生じていると考えられる。その結果、良好な光挿入損失が得られた。
【００９１】
それに対し、比較例１〜６では、（メタ）アクリル酸エステルモノマーと環状エーテルモノマーの両方または一方がメソゲン骨格またはメソゲン類縁骨格を有していないため、前記石英ファイバからの光入射時に十分なモノマーの局在化が生じず、コアとクラッドとの比屈折率差を高くすることができない。若しくは、モノマーの局在化が生じても、それが（メタ）アクリル酸エステルモノマーのみに起因しているため、ミクロ相分離に伴う光散乱が生じやすい。そのため光挿入損失が悪化したと考えられる。
【００９２】
これらの光挿入損失の値は、光導波路に固有の光伝播損失のほか、光ファイバと自己形成光導波路との接続界面における光結合損失などの光導波路評価用光学系に固有の損失成分の総和である。該光学系に固有の損失成分は各実施例及び比較例において実質的に同等であるから、表１および表２に示した光挿入損失の値の大小は、各実施例及び比較例の材料組成に固有の光伝播損失を反映している。
【符号の説明】
【００９３】
（１）感光性樹脂
（１１）ＬＥＤ
（１２）、（１３）光カプラ
（１４）、（１５）マルチモード光ファイバ
（１６）８５０ｎｍ面発光レーザ
（１７）フォトディテクタ
【図１】
2014191280.tif 000013