(57)【要約】【課題】コアの先端部に対応するオーバークラッド層の光路部分にボイドが存在しないようにする光導波路の製法を提供する。【解決手段】オーバークラッド層３を型成形により形成する際に、その型成形に用いる成形型１０のオーバークラッド層成形用のキャビティ１１のうちコア２の先端部２ａに対応する部分が下側になるよう、上記成形型１０を水平方向に対して２５°以上傾斜させた状態で、オーバークラッド層成形用の成形空間に、オーバークラッド層３の形成材料である液状の樹脂３Ａを注入する。これにより、その樹脂注入の際に上記成形空間に入り込んだ気泡５を、その成形空間の上側に向かって移動させ、コア２の先端部２ａに対応するオーバークラッド層３の光路部分３ａから外し、製造された光導波路では、その光路部分３ａに、上記気泡５に起因するボイドが存在しないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンダークラッド層の表面にコアをパターン形成し、そのコアを被覆した状態でオーバークラッド層を下記（Ａ）の型成形により形成して光導波路を製造する方法であって、上記型成形に用いる成形型のキャビティのうち上記コアの先端部に対応する部分が下側になるよう、上記成形型を水平方向に対して２５°以上傾斜させた状態で、上記型成形における樹脂注入が行われることを特徴とする光導波路の製法。
（Ａ）上記型成形が、オーバークラッド層の表面形状に対応する型面を有する凹形のキャビティとこのキャビティに連通する樹脂流路とが形成されている成形型を準備し、その成形型の上記凹形のキャビティの開口面をアンダークラッド層の表面に密着させ、その状態で、上記キャビティの型面とアンダークラッド層の表面とコアの表面とで囲まれる成形空間に、オーバークラッド層の形成材料である液状の樹脂を上記樹脂流路から注入した後、硬化させる型成形。
【請求項２】
上記成形型の凹部の型面のうち、コアの先端部に対応する部分が、レンズ曲面に形成されている請求項１記載の光導波路の製法。
【請求項３】
上記樹脂流路が、上記キャビティの近傍部分で幅狭部に形成され、その幅狭部が、上記成形型の傾斜状態において、上記樹脂流路の下側に配置された状態になる請求項１または２記載の光導波路の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路の製法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光導波路は、一般に、アンダークラッド層の上面に、光の通路であるコアが所定のパターンに形成され、そのコアを被覆するように、オーバークラッド層が形成されている。
【０００３】
その光導波路の製法の一例として、上記オーバークラッド層を型成形により形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、まず、水平に形成された上記アンダークラッド層１の上面に、上記コア２を所定のパターンに形成する（図９参照）。ついで、オーバークラッド層３の表面形状に対応する型面を有する凹形のキャビティ９１とこのキャビティ９１に連通する樹脂流路（図示せず）とが形成されている成形型９０を準備する（図９参照）。そして、図９に示すように、その成形型９０を水平にし、上記凹形のキャビティ９１の開口面をアンダークラッド層１の表面に密着させ、その状態で、上記キャビティ９１の型面とアンダークラッド層１の表面とコア２の表面とで囲まれる成形空間に、オーバークラッド層３の形成材料である液状の樹脂３Ａを上記樹脂流路から注入した後、硬化させ、オーバークラッド層３を形成する。その後、脱型し、光導波路を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８１６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記オーバークラッド層形成用の成形空間に注入される樹脂３Ａに、気泡５が混入する場合がある。その場合、その樹脂３Ａが上記成形空間に注入された際に、気泡５もその成形空間に入り込み、その気泡５がボイド５ａとしてオーバークラッド層３に残留する。コア２の先端部２ａに対応するオーバークラッド層３の部分（図９に示す一点鎖線のハッチング部分）３ａは、光路となっていることから、その光路部分３ａに上記ボイド５ａが存在すると、そのボイド５ａにより、光が反射したり屈折したりするため、オーバークラッド層３の先端からの光の出力が低下したりノイズが発生したりするおそれがある。この点で、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、コアの先端部に対応するオーバークラッド層の光路部分にボイドが存在しないようにする光導波路の製法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の光導波路の製法は、アンダークラッド層の表面にコアをパターン形成し、そのコアを被覆した状態でオーバークラッド層を下記（Ａ）の型成形により形成して光導波路を製造する方法であって、上記型成形に用いる成形型のキャビティのうち上記コアの先端部に対応する部分が下側になるよう、上記成形型を水平方向に対して２５°以上傾斜させた状態で、上記型成形における樹脂注入が行われるという構成をとる。
（Ａ）上記型成形が、オーバークラッド層の表面形状に対応する型面を有する凹形のキャビティとこのキャビティに連通する樹脂流路とが形成されている成形型を準備し、その成形型の上記凹形のキャビティの開口面をアンダークラッド層の表面に密着させ、その状態で、上記キャビティの型面とアンダークラッド層の表面とコアの表面とで囲まれる成形空間に、オーバークラッド層の形成材料である液状の樹脂を上記樹脂流路から注入した後、硬化させる型成形。
【０００８】
本発明者は、オーバークラッド層の光路部分にボイドが存在しないようにするために、注入樹脂の流れ方向に着想し、多くの実験を重ねた結果、成形型を上記のように傾斜させて樹脂注入を行うことが有効であることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光導波路の製法は、オーバークラッド層形成用のキャビティのうちコアの先端部に対応する部分が下側になるよう、成形型を水平方向に対して２５°以上傾斜させた状態で、オーバークラッド層形成用の成形空間に樹脂が注入される。そのため、その成形空間に入り込んだ気泡は、その成形空間の上側に向かって移動することから、コアの先端部に対応するオーバークラッド層の光路部分から外れる。その結果、製造された光導波路では、上記オーバークラッド層の光路部分にボイドが存在せず、上記オーバークラッド層の先端から設計どおりの光の出力を得ることができる。なお、上記成形型の傾斜角度が２５°未満であると、上記気泡が上記光路部分から外れず、その光路部分にボイドが残留する。
【００１０】
特に、上記成形型のキャビティの型面のうち、コアの先端部に対応する部分が、レンズ曲面に形成されている場合には、そのレンズ曲面の転写により、コアの先端部に対応するオーバークラッド層の部分がレンズ部に形成される。そして、そのオーバークラッド層の光路部分にボイドが存在しないことから、その光路部分で不要な光の反射や屈折が起こらず、上記オーバークラッド層のレンズ部は、設計どおりのレンズ特性を発揮することができる。
【００１１】
また、上記樹脂流路が、上記キャビティの近傍部分で幅狭部に形成され、その幅狭部が、上記成形型の傾斜状態において、上記樹脂流路の下側に配置された状態になる場合には、樹脂流路を流れる樹脂内の気泡は、その樹脂流路の上側に向かって移動することから、その樹脂流路の下側に位置する上記幅狭部に流れ込み難くなる。そのため、上記気泡を、オーバークラッド層形成用の成形空間にあまり入り込まないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光導波路の製法の一実施の形態におけるオーバークラッド層の形成方法を模式的に示す説明図である。
【図２】オーバークラッド層形成用の成形型を模式的に示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、上記成形型を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、そのＸ−Ｘ断面の拡大図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、上記光導波路の製法を模式的に示す説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｂ）は、上記図４に示す工程に続く上記光導波路の製法を模式的に示す説明図である。
【図６】上記成形型の変形例を示す平面図である。
【図７】上記成形型の他の変形例を示す平面図である。
【図８】上記成形型のさらに他の変形例を示す平面図である。
【図９】従来のオーバークラッド層の形成方法を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１４】
図１は、本発明の光導波路の製法の一実施の形態におけるオーバークラッド層の形成方法を模式的に示す説明図である。この実施の形態の光導波路の製法は、オーバークラッド層３の形成方法に特徴があり、図１に示すように、オーバークラッド層３を型成形により形成する際に、その型成形に用いる成形型１０のオーバークラッド層成形用のキャビティ１１のうちコア２の先端部２ａに対応する部分が下側になるよう、上記成形型１０を水平方向に対して２５°（傾斜角度θ：２５°）以上傾斜させた状態で、オーバークラッド層成形用の成形空間に、オーバークラッド層３の形成材料である液状の樹脂３Ａを注入する。このような特徴的な樹脂注入により、その樹脂注入の際に上記成形空間に入り込んだ気泡５を、その成形空間の上側に向かって移動させ（図１に示す矢印Ｄ参照）、コア２の先端部２ａに対応するオーバークラッド層３の光路部分（図１に示す一点鎖線のハッチング部分）３ａから外すようにしている。そして、製造された光導波路では、上記オーバークラッド層３の光路部分３ａに、上記気泡５に起因するボイド５ａ〔図５（ｂ）参照〕が存在しないようにし、上記オーバークラッド層３の先端から設計どおりの光の出力が得られるようにしている。
【００１５】
より詳しく説明すると、上記成形型１０は、その斜視図を図２に示し、その平面図を図３（ａ）に示し、そのＸ−Ｘ断面の拡大図を図３（ｂ）に示すように、オーバークラッド層３（図１参照）の表面形状に対応する型面を有する１個の凹形のキャビティ１１と、このキャビティ１１の一端部の側壁に連通する溝状の樹脂流路１２と、上記キャビティ１１の他端部の側壁に連通する溝状の排気流路１３とを有している。そして、この実施の形態では、上記キャビティ１１の型面のうち、コア２の先端部２ａ（図１参照）に対応する部分が、レンズ曲面１１ａに形成されている。なお、図示の符号１４は、樹脂注入口（上記樹脂流路１２の入り口）である。
【００１６】
さらに、この実施の形態では、上記樹脂流路１２は、上記キャビティ１１の近傍部分で幅狭部１２ａに形成され、その幅狭部１２ａが、上記樹脂流路１２の前側〔図２，図３（ａ）では左側〕に形成されている。それにより、上記樹脂流路１２の後側に段部１２ｂが形成されるとともに、上記成形型１０を上記のように傾斜させた状態（図１参照）において、上記幅狭部１２ａが、上記樹脂流路１２の下側に配置され、上記段部１２ｂが、上側に配置された状態になるようにしている。このように上記幅狭部１２ａを形成すると、樹脂流路１２を流れる樹脂３Ａ内の気泡５は、その樹脂流路１２の上側に向かって移動することから、上側の段部１２ｂで溜まり、その樹脂流路１２の下側に位置する上記幅狭部１２ａに流れ込み難くなり、上記成形空間にあまり入り込まなくなる。
【００１７】
また、この実施の形態では、上記樹脂流路１２の前端面〔図２，図３（ａ）では左端面〕１２ｃが、上記キャビティ１１の前端面〔図２，図３（ａ）では左端面〕１１ｃよりも後方に配置されている。それにより、上記成形型１０を上記のように傾斜させた状態（図１参照）において、上記樹脂流路１２の最下面（上記前端面１２ｃ）が、上記キャビティ１１の最下面（上記前端面１１ｃ）よりも上方に配置された状態になるようにしている。このような配置にすることにより、樹脂流路１２を流れる樹脂３Ａ内の気泡５は、上記成形空間により入り込み難くなる。逆に、上記樹脂流路１２の最下面（上記前端面１２ｃ）が、上記キャビティ１１の最下面（上記前端面１１ｃ）よりも下方に位置すると、気泡５は上側に向かって移動することから、気泡５が上記成形空間により入り込み易くなる。
【００１８】
上記光導波路の製法の一例について、以下に詳しく説明する。
【００１９】
まず、基板４〔図４（ａ）参照〕を準備する。この基板４の形成材料としては、例えば、金属，樹脂，ガラス，石英，シリコン等があげられる。
【００２０】
ついで、図４（ａ）に示すように、上記基板４の表面に、アンダークラッド層１を形成する。このアンダークラッド層１は、例えば、感光性樹脂を形成材料として、フォトリソグラフィ法により形成することができる。アンダークラッド層１の厚みは、例えば、５〜５０μｍの範囲内に設定される。
【００２１】
つぎに、図４（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層１の表面に、フォトリソグラフィ法により所定パターンのコア２を形成する。このコア２の寸法は、例えば、厚みが２０〜２００μｍの範囲内に設定され、幅が２０〜２００μｍの範囲内に設定される。このコア２の形成材料としては、上記アンダークラッド層１および下記オーバークラッド層３〔図５（ａ）参照〕の形成材料よりも屈折率が高い感光性樹脂が用いられる。
【００２２】
そして、図４（ｃ）に示すように、前記成形型１０を準備し、型面が形成された凹形のキャビティ１１の開口面ならびに溝状の樹脂流路１２および排気流路１３の開口面を上記アンダークラッド層１の表面に密着させ、その状態で、上記キャビティ１１のうちコア２の先端部２ａに対応する部分（レンズ曲面１１ａ）が下側になるよう、上記成形型１０を水平方向に対して２５°（傾斜角度θ：２５°）以上傾斜させる。
【００２３】
ついで、図５（ａ）に示すように、オーバークラッド層形成用の液状の樹脂３Ａを、上記成形型１０の樹脂注入口１４〔図２，図３（ａ）参照〕から注入し、上記樹脂流路１２を経て、上記キャビティ１１の型面とアンダークラッド層１の表面とコア２の表面とで囲まれた成形空間に供給する。これと同時に、上記排気流路１３を利用して、上記成形空間の空気を吸引により排気する。そして、上記成形空間を上記樹脂３Ａで満たす。なお、上記液状の樹脂３Ａの粘度は、上記供給を可能にする観点から、例えば、３００〜５００Ｐａ・ｓの範囲内に設定される。また、上記吸引の圧力は、例えば、−０．５〜−１０ｋＰａ（ゲージ圧）に設定される。
【００２４】
このとき、先に述べたように、上記成形型１０の傾斜角度θを２５°以上にした状態で樹脂３Ａを注入するため、上記成形空間に入り込んだ気泡５は、その成形空間の上側に向かって移動し〔図５（ａ）に示す矢印Ｄ参照〕、コア２の先端部２ａに対応するオーバークラッド層３の光路部分〔図５（ａ）に示す一点鎖線のハッチング部分〕３ａから外れる。上記成形型１０の傾斜角度が２５°未満であると、上記気泡５は、上記光路部分３ａから外れない。さらに、この実施の形態では、上記樹脂流路１２に幅狭部１２ａを形成することにより、樹脂３Ａ内の気泡５が上記成形空間にあまり入り込まないようにしている。また、この実施の形態では、上記成形型１０の傾斜状態において、上記樹脂流路１２の最下面が、上記キャビティ１１の最下面よりも上方に配置されるようにすることにより、樹脂流路１２を流れる樹脂３Ａ内の気泡５が上記成形空間により入り込み難くしている。
【００２５】
そして、上記樹脂３Ａが感光性樹脂である場合は、上記成形型１０を透光性のものとし、その成形型１０を通して紫外線等の照射線を露光した後に加熱処理を行い、上記樹脂３Ａを硬化させ、オーバークラッド層３を形成する。
【００２６】
ついで、図５（ｂ）に示すように、脱型し、コア２の先端部２ａに対応する部分がレンズ部３ｂに形成されているオーバークラッド層３を得る。このオーバークラッド層３の厚みは、例えば、５０〜２０００μｍの範囲内に設定される。
【００２７】
このようにして、基板４の表面に、アンダークラッド層１とコア２とオーバークラッド層３とからなる光導波路を製造することができる。この製法では、オーバークラッド層３の形成を、上記のように傾斜状態で型成形するため、コア２の先端部２ａに対応するオーバークラッド層３の光路部分３ａに、上記気泡５〔図５（ａ）参照〕に起因するボイド５ａが存在しないようにすることができ、オーバークラッド層３の先端から設計どおりの光の出力が得られる光導波路を製造することができる。
【００２８】
なお、上記実施の形態では、成形型１０のキャビティ１１の型面のうち、コア２の先端部２ａに対応する部分を、レンズ曲面１１ａに形成したが、オーバークラッド層３にレンズ部３ｂを形成する必要がない場合は、上記キャビティ１１に上記レンズ曲面１１ａを形成しなくてもよい。
【００２９】
また、上記実施の形態では、成形型１０の樹脂流路１２のうち、上記キャビティ１１の近傍部分を幅狭部１２ａに形成したが、その幅狭部１２ａを形成することなく、図６に平面図で示す成形型２０のように、一定幅の樹脂流路１２としてもよい。この場合、上記実施の形態と比較して、成形空間に気泡５が多少入り込むおそれがあるものの、上記実施の形態と同様に成形型２０を傾斜状態にするため、その気泡５をオーバークラッド層３の光路部分３ａから充分に外すことができる。
【００３０】
さらに、上記実施の形態では、上記のように成形型１０を傾斜させた状態において、上記樹脂流路１２の最下面が、上記キャビティ１１の最下面よりも上方に配置されるようにする一例として、図２，図３（ａ）に示すように、上記樹脂流路１２の前端面を、上記キャビティ１１の前端面と平行に形成したが、図７に平面図で示す成形型３０のように、樹脂流路１２の前端面１２ｃを傾斜面に形成し、その成形型３０を上記実施の形態と同様に傾斜させた際に、上記樹脂流路１２の最下面（上記前端面１２ｃ）が下り斜面となるようにしてもよい。このようにすると、成形空間への気泡５の浸入をより一層防ぐことができる。
【００３１】
また、上記実施の形態では、成形型１０に１個のキャビティ１１を形成したが、図８に平面図で示す成形型４０のように、複数（図８では４個）のキャビティ１１を形成してもよいし、それらキャビティ１１の大きさや形状を異なるものとしてもよい。
【００３２】
つぎに、実施例について説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
【実施例】
【００３３】
成形型の傾斜角度を変えて、上記実施の形態と同様にして、オーバークラッド層を形成した。このとき、注入する液状の樹脂は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、色素０．２重量部、酸発生剤２重量部、ワニス３００重量部を混合したものを用いた。また、その樹脂の粘度は３００Ｐａ・ｓ、温度は２３℃であった。
【００３４】
〔ボイドの残存〕
コアの先端部に対応するオーバークラッド層の光路部分に、コアの厚み（５０μｍ）の２０％以上のボイドが存在しないものを、オーバークラッド層の先端から設計どおりの光の出力が得られるとして○、上記ボイドが存在するものを、設計どおりの光の出力が得られないとして×と評価し、下記の表１に示した。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
上記表１の結果から、成形型の傾斜角度が２５°以上のものは、オーバークラッド層の光路部分に上記ボイドが存在せず、設計どおりの光の出力が得られることがわかる。
【００３７】
また、図６，図７に示す成形型を用いても、上記と同様の傾向を示す結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の光導波路の製法は、オーバークラッド層の先端からの光の出力を設計どおりにする際に利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
２  コア
２ａ  先端部
３  オーバークラッド層
３Ａ  樹脂
３ａ  光路部分
５  気泡
１０  成形型
１１  キャビティ
【図１】
2014035432.tif 000004
【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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