(57)【要約】【課題】レンズの汚れや異物による汚染を抑制したレンズ部材を提供する。【解決手段】本発明のレンズ部材２０は、基板１と、基板１に設けられたレンズ２と、レンズ２の上方に設けられた透明層５とを備える。レンズ部材２０は、さらに、基板１と透明層５との間に設けられ、これらの間隔を保持するスペーサ部４をさらに備えてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられたレンズと、
前記レンズの上方に設けられた透明層と
を備えるレンズ部材。
【請求項２】
前記基板と透明層との間に設けられ、これらの間隔を保持するスペーサ部を備える請求項１に記載のレンズ部材。
【請求項３】
前記スペーサ部が、前記レンズが設けられた位置以外において、前記基板と前記透明層とを接合する請求項２に記載のレンズ部材。
【請求項４】
前記レンズが前記基板表面から突出し、そのレンズ高さが、前記スペーサ部の厚み以下である請求項２又は３に記載のレンズ部材。
【請求項５】
前記スペーサ部が、前記レンズを取り囲むように配置される請求項２〜４のいずれかに記載のレンズ部材。
【請求項６】
前記レンズが前記スペーサ部に取り囲まれる空間に配置され、該空間が密封された空間、又は１箇所のみで外部と繋がっている空間である請求項５に記載のレンズ部材。
【請求項７】
前記スペーサ部に取り囲まれた空間に、前記レンズが２つ以上配置される請求項５又は６に記載のレンズ部材。
【請求項８】
前記レンズが、前記基板表面から突出した凸レンズである請求項１〜７のいずれかに記載のレンズ部材。
【請求項９】
前記レンズと前記透明層との間に間隙を有する請求項１〜８のいずれかに記載のレンズ部材。
【請求項１０】
前記間隙が空気層である請求項９に記載のレンズ部材。
【請求項１１】
前記透明層の前記基板側と反対の面が前記基板と略平行である請求項１〜１０のいずれかに記載のレンズ部材。
【請求項１２】
前記レンズが、前記基板の光透過性を有する部分の上に形成される請求項１〜１１に記載のレンズ部材。
【請求項１３】
前記基板が、光透過性を有する透明樹脂によって内部が充填されたスルーホールを有するとともに、前記レンズがその透明樹脂上に形成される請求項１〜１１に記載のレンズ部材。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のレンズ部材と、
前記基板を挟んで前記レンズと対向する位置に又は前記透明層を挟んで前記レンズと対向する位置に配置される光路変換ミラーと
を備える光学ユニット。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれかに記載のレンズ部材と、
前記基板の前記レンズが設けられた面とは反対側の面上に設けられ、クラッドと該クラッドに埋設されたコアパターンとを有する光導波路とを備え、
前記光導波路には光路変換ミラーが設けられ、前記光路変換ミラーと前記レンズとが、前記基板を挟んで対向する位置に配置されるレンズ部材付き光導波路。
【請求項１６】
請求項１〜１３のいずれかに記載のレンズ部材と、
前記透明層の前記レンズ側とは反対側の面上に設けられ、クラッドと該クラッドに埋設されたコアパターンとを有する光導波路を備え、
前記光導波路には光路変換ミラーが設けられ、前記光路変換ミラーと前記レンズとが、前記透明層を挟んで対向する位置に配置されるレンズ部材付き光導波路。
【請求項１７】
前記レンズ部材に２つの前記レンズが設けられるとともに、前記光導波路には前記レンズそれぞれと対向する位置に、前記コアパターンを介して光学的に接続された２つの光路変換ミラーが設けられる請求項１５又は１６に記載のレンズ部材付き光導波路。
【請求項１８】
請求項２〜７に記載のレンズ部材の製造方法であって、
前記基板に、前記レンズを形成する工程Ａと、
前記基板上または前記透明層上に、前記スペーサ部を形成する工程Ｂと、
前記基板と前記透明層を、前記スペーサ部を介して接合する工程Ｃと
を備えるレンズ部材の製造方法。
【請求項１９】
前記工程Ａにおいて、フォトリソグラフィー加工によって、前記基板から突出したパターン化されたレンズ形成用樹脂を形成した後、加熱溶融によって、前記レンズ形成用樹脂を加熱溶融させて、凸レンズからなる前記レンズを形成する請求項１８に記載のレンズ部材の製造方法。
【請求項２０】
前記工程Ｂにおいて、前記スペーサ部が、前記基板又は前記透明層上にスペーサ部形成用樹脂層を形成し、フォトリソグラフィー加工によってパターン化されてなる請求項１８又は１９に記載のレンズ部材の製造方法。
【請求項２１】
請求項１５〜１７のいずれかに記載のレンズ部材付き光導波路の製造方法であって、
前記レンズ部材を用意する工程と、
前記レンズ部材上に前記クラッドに埋設された前記コアパターンを形成する工程と、
前記光路変換ミラーを形成する工程と、
を備えるレンズ部材付き光導波路の製造方法。
【請求項２２】
請求項１５又は１７に記載のレンズ部材付き光導波路の製造方法であって、
前記基板に、前記レンズを形成する工程と、
前記基板上に、前記スペーサ部を形成する工程と、
前記基板のレンズが形成される面とは反対側の面に、前記コアパターンと前記クラッドの一部をなす上部クラッド層とをこの順に積層する工程と、
前記コアパターンに前記光路変換ミラーを形成する工程と、
前記上部クラッド層を積層した後、又は前記光路変換ミラーを形成した後に、前記レンズ上に前記透明層を設ける工程と、
を備えるレンズ部材付き光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズの汚染を抑制可能なレンズ部材、レンズ部材付き光導波路、およびこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ技術やＬＳＩ技術において、動作速度や集積度の向上のために、電気配線基板における電気配線の一部を光ファイバや光導波路等の光配線に置き換え、電気信号の代わりに光信号を利用することが行われている。
例えば、特許文献１には、表面に光学素子を備えたＩＣチップの上方に光導波路フィルムを設置し、これらＩＣチップと光導波路フィルムとの間で光通信を行うことが開示されている。ところが、特許文献１のように光学素子のような光通信手段を備えた基板と光導波路のような光通信手段との間で光通信を行う場合、これら光通信手段同士を高精度に位置決めして実装しないと光通信することができないという問題や、集光しないと光損失（信号強度）が減少してしまう問題がある。
【０００３】
この問題を解決するために、基板の表面にマイクロレンズを設けることが行われている。
例えば、特許文献２には、透明層の表面にマイクロレンズが設置されたレンズ部材付き基板が開示されている。このレンズ部材付き基板を製造するには、透明層の表面に感光性樹脂レジストを形成すると共に基板の裏面に開口部を有する遮光膜を形成する。次いで、遮光膜側から光を照射して、感光性樹脂レジストのうち遮光膜の開口部との対向位置に存在する部分を露光した後、現像して円柱状のレジスト構造物を形成する。その後、このレジスト構造物を加熱し、レジスト構造物の表面を熱だれさせることにより、マイクロレンズが製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１２１０号公報
【特許文献２】特開２００４−３６１８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２のように基板の表面にレンズ（凸レンズ）を形成する場合、レンズ面が汚れたり、ほこり等の異物が付着したりすると、光信号の伝搬が良好に行えなくなる課題があった。またレンズ部材を、接着剤等を用いて光導波路や基板に接合する際に、接着剤の流動性によって、フローした接着剤がレンズ面に侵入すると、レンズの機能（集光やコリメート機能）を失ってしまう課題もあった。
本発明は、これら課題を解決するためになされたもので、レンズ面の汚れや異物による汚染を抑制したレンズ部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意研究した結果、レンズ部材が、基板と、基板に設けられたレンズと、レンズの上方に設けられた透明層とを有することで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（２２）を提供するものである。
（１）基板と、前記基板に設けられたレンズと、前記レンズの上方に設けられた透明層とを備えるレンズ部材。
（２）前記基板と透明層との間に設けられ、これらの間隔を保持するスペーサ部を備える上記（１）に記載のレンズ部材。
（３）前記スペーサ部が、前記レンズが設けられた位置以外において、前記基板と前記透明層とを接合する上記（２）に記載のレンズ部材。
（４）前記レンズが前記基板表面から突出し、そのレンズ高さが、前記スペーサ部の厚み以下である上記（２）又は（３）に記載のレンズ部材。
（５）前記スペーサ部が、前記レンズを取り囲むように配置される上記（２）〜（４）のいずれかに記載のレンズ部材。
（６）前記レンズが前記スペーサ部に取り囲まれる空間に配置され、該空間が密封された空間、又は１箇所のみで外部と繋がっている空間である上記（５）に記載のレンズ部材。
（７）前記スペーサ部に取り囲まれた空間に、前記レンズが２つ以上配置される上記（５）又は（６）に記載のレンズ部材。
（８）前記レンズが、前記基板表面から突出した凸レンズである上記（１）〜（７）のいずれかに記載のレンズ部材。
（９）前記レンズと前記透明層との間に間隙を有する上記（１）〜（８）のいずれかに記載のレンズ部材。
（１０）前記間隙が空気層である上記（９）に記載のレンズ部材。
（１１）前記透明層の前記基板側と反対の面が前記基板と略平行である上記（１）〜（１０）のいずれかに記載のレンズ部材。
（１２）前記レンズが、前記基板の光透過性を有する部分の上に形成される上記（１）〜（１１）に記載のレンズ部材。
（１３）前記基板が、光透過性を有する透明樹脂によって内部が充填されたスルーホールを有するとともに、前記レンズがその透明樹脂上に形成される上記（１）〜（１１）に記載のレンズ部材。
（１４）上記（１）〜（１３）のいずれかに記載のレンズ部材と、
前記基板を挟んで前記レンズと対向する位置に又は前記透明層を挟んで前記レンズと対向する位置に配置される光路変換ミラーと
を備える光学ユニット。
（１５）上記（１）〜（１３）のいずれかに記載のレンズ部材と、
前記基板の前記レンズが設けられた面とは反対側の面上に設けられ、クラッドと該クラッドに埋設されたコアパターンとを有する光導波路とを備え、
前記光導波路には光路変換ミラーが設けられ、前記光路変換ミラーと前記レンズとが、前記基板を挟んで対向する位置に配置されるレンズ部材付き光導波路。
（１６）上記（１）〜（１３）のいずれかに記載のレンズ部材と、
前記透明層の前記レンズ側とは反対側の面上に設けられ、クラッドと該クラッドに埋設されたコアパターンとを有する光導波路を備え、
前記光導波路には光路変換ミラーが設けられ、前記光路変換ミラーと前記レンズとが、前記透明層を挟んで対向する位置に配置されるレンズ部材付き光導波路。
（１７）前記レンズ部材に２つの前記レンズが設けられるとともに、前記光導波路には前記レンズそれぞれと対向する位置に、前記コアパターンを介して光学的に接続された２つの光路変換ミラーが設けられる上記（１５）又は（１６）に記載のレンズ部材付き光導波路。
（１８）上記（２）〜（７）に記載のレンズ部材の製造方法であって、
前記基板に、前記レンズを形成する工程Ａと、
前記基板上または前記透明層上に、前記スペーサ部を形成する工程Ｂと、
前記基板と前記透明層を、前記スペーサ部を介して接合する工程Ｃと
を備えるレンズ部材の製造方法。
（１９）前記工程Ａにおいて、フォトリソグラフィー加工によって、前記基板から突出したパターン化されたレンズ形成用樹脂を形成した後、加熱溶融によって、前記レンズ形成用樹脂を加熱溶融させて、凸レンズからなる前記レンズを形成する上記（１８）に記載のレンズ部材の製造方法。
（２０）前記工程Ｂにおいて、前記スペーサ部が、前記基板又は前記透明層上にスペーサ部形成用樹脂層を形成し、フォトリソグラフィー加工によってパターン化されてなる上記（１８）又は（１９）に記載のレンズ部材の製造方法。
（２１）上記（１５）〜（１７）のいずれかに記載のレンズ部材付き光導波路の製造方法であって、
前記レンズ部材を用意する工程と、
前記レンズ部材上に前記クラッドに埋設された前記コアパターンを形成する工程と、
前記光路変換ミラーを形成する工程と、
を備えるレンズ部材付き光導波路の製造方法。
（２２）上記（１５）又は（１７）に記載のレンズ部材付き光導波路の製造方法であって、
前記基板に、前記レンズを形成する工程と、
前記基板上に、前記スペーサ部を形成する工程と、
前記基板のレンズが形成される面とは反対側の面に、前記コアパターンと前記クラッドの一部をなす上部クラッド層とをこの順に積層する工程と、
前記コアパターンに前記光路変換ミラーを形成する工程と、
前記上部クラッド層を積層した後、又は前記光路変換ミラーを形成した後に、前記レンズ上に前記透明層を設ける工程と、
を備えるレンズ部材付き光導波路の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、レンズへの汚れや異物による汚染を抑制したレンズ部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のレンズ部材の一態様を示す断面図である。
【図２】本発明のレンズ部材の一態様を示す平面図である。
【図３】本発明のレンズ部材の別の一態様を示す平面図である。
【図４】本発明のレンズ部材の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明のレンズ部材の別の製造方法を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態におけるレンズ部材付き光導波路を示す断面図である。
【図７】図６の下側から見たレンズ部材付き光導波路の平面図である。
【図８】第２の実施形態におけるレンズ部材付き光導波路の製造方法の一態様を示す断面図である。
【図９】第２の実施形態におけるレンズ部材付き光導波路の製造方法の別の態様を示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態におけるレンズ部材付き光導波路の別の一態様を示す平面図である。
【図１１】第２の実施形態におけるレンズ部材付き光導波路の更に別の一態様を示す平面図である。
【図１２】第３の実施形態におけるレンズ部材付き光導波路を示す断面図である。
【図１３】第３の実施形態におけるレンズ部材付き光導波路の製造方法の一態様を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレンズ部材を示す。
第１の実施形態に係るレンズ部材２０は、図１に示すように、基板１と、基板１に設けられたレンズ２と、レンズ２の上方に設けられた透明層５とを備えるとともに、基板１と透明層５との間に設けられたスペーサ部４をさらに備える。また、図１に示すように、基板１にスルーホール３を設け、スルーホール３内を光信号に対して透明な透明樹脂６、７で埋め込み、レンズ２はそのスルーホール３内に充填された透明樹脂６上に形成する。ただし、基板１が光信号に対して透過性がある場合には、図示しないが、スルーホールと透明樹脂６、７とを省略してもよく、その場合、基板１の上に直接レンズ２を形成する。
以下、レンズ部材２０の各構成要素についてより詳細に説明する。
【００１０】
［基板］
基板１は、レンズ２や、後述する光導波路を支持する部材である。基板１は、レンズ２のハンドリング性を向上させる効果や、複数個のレンズ２を配置する場合に、レンズ２間のピッチを精度良くする効果や、レンズ部材上に後述するように光導波路を形成する際に光導波路に強靱性を付与する効果がある。また、後述するように光導波路にダイシングソー等を用いて光路変換ミラーを形成する場合、光導波路の破断を抑制する効果がある。基板１は、光信号に対して透過性がない場合等には、図１に示すように光信号が伝搬される部位にスルーホール３を設けるが、光信号に対して透過性がある場合には、スルーホールを設けなくてもよい。
【００１１】
基板１の材質としては、上記の観点から、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、電気配線板などが挙げられる。
レンズ部材や後述する光導波路に柔軟性を付与したい場合には、基板１としては、柔軟性及び強靭性のある材料を用いることが好ましい。柔軟性及び強靭性のある基板１としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドが好適に挙げられる。
基板１の厚さは、特に限定はないが、５μｍ以上であると、基板１としての強度が得やすいという利点があり、２００μｍ以下であると低背のレンズ部材が得られる利点がある。以上の観点から、基板１の厚さは５〜２００μｍの範囲であることが好ましく、１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
尚、基板１とスペーサ部４に接着力がない場合には、基板１は、接着層を設けた接着層付き基板１としてもよい。
【００１２】
［レンズ］
レンズ２は基板１に設けられるレンズであれば良く、凸レンズ、凹レンズ、でもよいが、光信号を低光損失で伝搬する観点からは、集光やコリメート化するレンズであるとよく、シリンドリカルレンズ、球面レンズ、非球面レンズ、フレネルレンズ等の凸レンズが好適に挙げられる。レンズ２は、基板１の表面から突出したレンズである。そのレンズ高さは、スペーサ部４の厚み以下であれば、レンズ２と、透明層５との間に間隙を形成しやすく、レンズ２の機能（集光・コリメート化）を得やすい利点もある。また、スペーサ部４の厚みより小さければ、透明層５に触れることのないレンズ２を得られるため更によい。
基板１にスルーホールを設ける場合、図１に示すように、スルーホール３内を光信号に対して透明な透明樹脂６、７で埋め込み、そのスルーホール３内の透明樹脂６、７上にレンズ２を形成する。一方、スルーホールを設けない場合、図示しないが、基板１上に直接レンズ２を形成する。この場合、基板１は、レンズ２が形成される部分は、少なくとも光信号に対して透過性を有する。
なお、本発明においてレンズ高さとは、レンズ２が設けられる側の基板１表面からのレンズ２の最大高さのこととする。
【００１３】
［スペーサ部］
本実施形態では、基板１と透明層５との間にスペーサ部４を設け、それにより、基板１と透明層５との間隔を一定に保持することができる。スペーサ部４は、レンズ２が設けられた位置以外において、基板１と透明層５とを接合する。すなわち、スペーサ部４は、レンズ２上にかからないように基板１と透明層５との間に設けられ、それにより、レンズ２を透過する光信号を干渉せず、低光損失で光信号の伝搬が行える。
スペーサ部４の厚みは、レンズ高さ以上の厚みであると、レンズ２と、透明層５との間に隙間を形成しやすいため、レンズ２の機能（集光・コリメート化）を得やすい利点がある。また、レンズ高さがスペーサ部４の厚みより薄ければ、透明層５に触れることのないレンズ２を得られるため更によい。上記の観点からスペーサ部４の厚みは、（レンズ高さ）以上、（レンズ高さ＋２ｍｍ）以下であることが好ましい。また、より好ましくは、（レンズ高さ）より大きく、レンズ部材の低背化の観点から（レンズ高さ＋２００μｍ）以下であるとよい。
【００１４】
スペーサ部４の形状は、レンズ２を透過する光信号を干渉せず、基板１と透明層５が良好に接合させられれば特に限定はないが、基板１の厚さ方向に沿って見たとき、図２に示すように、レンズ２の周囲を全周にわたって取り囲む形状が挙げられる。この構成により、スペーサ部に取り囲まれ、かつレンズ２が配置される空間１２は密閉される。
また、スペーサ部４は、図３に示すように、さらに一部が取り除かれた形状を呈し、その部分は、基板１と透明層５とにより挟まれた、空気抜き路１３を形成していてもよい。これにより、空間１２は、空気抜き路１３を介して、レンズ部材の外部と１箇所のみでつながることとなる。
スペーサ部４の材質としては、特に限定はないが、上記で基板１に使用可能な材料として列挙した材料や、熱硬化性樹脂、感光性樹脂等が好適に挙げられる。また、スペーサ部４には、形状加工してレンズ２形成部位付近を取り除いたものが使用可能である。スペーサ部４は、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィー加工にて形成すると、厚みの制御や、レンズ２との高精度な位置合わせが行える利点がある。
尚、基板１とスペーサ部４及び透明層５とスペーサ部４に接着力がない場合には、スペーサ部４は、接着層を設けた接着層付きスペーサ部４としてもよい。
基板１とレンズ２とスペーサ部４は、本実施形態では、それぞれ別部材から複合形成される態様を示すが、同一材料から例えば射出成形や凹版による形状転写等を用いて、一括形成されていてもよい。また、スペーサ部４と後述する透明層５も、同様に例えば射出成形や凹版による形状転写等を用いて、一括形成されていてもよい。
【００１５】
［透明層］
レンズ２上方に設けられる透明層５は、光信号波長に対して透明であれば特に限定はなく、上記で基板１に使用可能な材料として列挙した材料が好適に用いられる。
透明層５の厚さは、特に限定はないが、５μｍ以上であると、透明層５としての強度が得やすいという利点があり、２００μｍ以下であると低背のレンズ部材が得られる利点がある。以上の観点から、基板１の厚さは５〜２００μｍの範囲であることが好ましく、１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
透明層５の基板１側とは反対の面は、基板１と略平行であるとよい。略平行であるとレンズ部材を別の筐体に設置する際に、レンズ部材が、平行に貼り合わせられる利点がある。また、後述するように、透明層５上に光導波路を形成する場合には、光導波路のコアパターン９とレンズ部材とが略平行に形成できる利点がある。
ただし、上記の観点から、透明層５の基板１側とは反対の面は、一部にへこみや突起等があってもよいが、そのへこみ等における反対の面と基板１とのなす角は、−１°〜１°以内であればよく、０°であると更によい。
尚、透明層５とスペーサ部４に接着力がない場合には、透明層５は、接着層を設けた接着層付き透明層５としてもよい。
【００１６】
［空間］
本実施例において、スペーサ部４に囲まれ、レンズ２が配置される空間１２は、空気層の空間であるとよい。また、レンズ２の周囲とスペーサ部４の間に間隙があるとともに、レンズ２と透明層５との間も間隙があるとよい。このように、レンズ２の周囲や、レンズ２と透明層５との間の間隙に空気層があることにより、レンズ２と空気層との屈折率差が確保され、レンズ２の機能を効果的に発現できる。この空間１２は、上記したように、密封された空間（図２参照）または一箇所のみでレンズ部材２０の外部と接続された空間（図３参照）であるとよい。
密封された空間であると、異物等のレンズ２への侵入を限りなく抑制することができる。また、空間１２は、密封される場合、その空間の形状（特にレンズ２や透明層５）を変形させない範囲で減圧されてもよい。
一方、一箇所のみで外部と接続された空間１２であれば、異物等のレンズ２への侵入を抑制できるとともに、温度変化等によって空間が膨張や収縮することによるレンズ部材の変形を抑制することができる。また、例えば接着剤等を用いてレンズ部材を筐体に接着する際に、レンズ周囲の空間に接着剤が侵入するのを抑制することができる。
なお、一つの空間１２内に配置されるレンズ２の数は、図１〜３には１つの例を示すが、２つ以上でもよい。
【００１７】
［透明樹脂］
基板１にスルーホール３を設け、かつそのスルーホール３を透明樹脂で充填することにより、基板１が光信号を透過しない場合であっても、基板１に光信号を通過させることができる。スルーホール３を充填する樹脂は１種類でも２種類以上の樹脂で充填してもよい。
透明樹脂は、基板１の両面からスルーホール３に透明樹脂６，７それぞれとして充填されることが好ましく、図１に示すように透明樹脂６は基板１のレンズ２が設けられた面側から、透明樹脂７はその反対側の面から充填される。また、透明樹脂６，７それぞれは、樹脂層を基板１の両面それぞれに積層した後、フォトリソグラフィー加工等によって適宜パターン化することにより、所望の位置のみに形成されてもよい。本実施形態では、透明樹脂６は、パターン化されてスルーホール３内部のみに形成されるとともに、透明樹脂７は、パターン化されず、スルーホール３内部に充填された樹脂に加えて、基板１の反対側の面に積層された樹脂も含む。
透明樹脂６、７を形成する方法は、後述する上部又は下部クラッド層やコアパターンと同様であるので、その説明は省略する。ただし、スルーホール３を有することで基板１がフォトマスクとなるため、フォトリソグラフィー加工により透明樹脂６、７を形成するとき、透明樹脂６、７は、レンズ２が設けられない側から露光することで、フォトマスクを用いなくても一括して硬化・形成できる。また、上記したレンズ２も同様にフォトリソグラフィー加工により形成する際、フォトマスクが不要となる。
使用する透明樹脂は、使用する光信号に対して透過性があればよく、熱硬化性樹脂や感光性樹脂が好適に挙げられ、クラッド層形成用樹脂や、コア層形成用樹脂を用いてもよい。透明樹脂にクラッド層形成用樹脂を用いると、後述するように、透明樹脂７を、光導波路の下部クラッド層として使用することができる。
【００１８】
以上のレンズ部材２０では、透明層５を設けることにより、異物や汚れがレンズ面に付着することが抑制できるとともに、接着剤等を用いてレンズ部材２０を筐体等に接着する際に、接着剤がレンズ面に進入することも抑制できる。
【００１９】
次に、本実施形態のレンズ部材の製造方法について図４及び図５を用いて説明する。
［工程Ａ］
まず、図４（ａ）、図５（ａ）に示すように、必要に応じて、基板１のスルーホール３に透明樹脂を充填する。透明樹脂の充填は、上記したように、樹脂層を基板１の両面それぞれに積層し、次いで、フォトリソグラフィー加工等によって適宜パターン化することにより行い、透明樹脂６，７を形成することで行う。
次いで、基板１にレンズ２を形成する。形成する方法としては特に限定はないが、レンズ形成用樹脂の液滴を基板１や透明樹脂６上に垂らし、硬化してレンズ２としてもよく、好適には、フォトリソグラフィー加工によって基板１から突出したパターン化されたレンズ形成用樹脂を形成した後に、加熱溶融によって、レンズ形成用樹脂を加熱溶融し、凸レンズ２を形成する方法が挙げられる。フォトリソグラフィー加工及び加熱溶融でレンズ２を形成する方法であると、所望の位置に位置精度よく形成することができる。
スルーホールが無い場合には、凹版等を用いて基板１を変形させてレンズ２を形成してもよい。
【００２０】
［工程Ｂ］
工程Ｂとしては、図４（ｂ）に示すように基板１上にスペーサ部４を形成し、又は図５（ｂ）に示すように基板１と別体の透明層５上にスペーサ部４を形成する。形成する方法として特に限定はなく、例えば、スペーサ部４形状に加工した基板を基板１や透明層５に貼り合わせてもよい。または、基板１又は透明層５にスペーサ部形成用樹脂用を形成した後に、フォトリソグラフィー加工によってパターン化することが好ましい。
フォトリソグラフィー加工にて形成すると、所望の位置に位置精度よく、スペーサ部４を形成することができる。またレンズ２との位置合わせの観点から、より好適には図４（ｂ）に示すように基板１上にスペーサ部４を形成するとよい。
【００２１】
［工程Ｃ］
工程Ｃとして、図４（ｃ）、図５（ｃ）に示すように、基板１と透明層５とをスペーサ部４を介して接合する。接合する方法は特に限定はないが、スペーサ部４がない部分にレンズ２が配置されるように貼り合わせればよい。スペーサ部４と基板１又は透明層５とに接着力がない場合には、接着剤を介して貼り合わせてもよい。
透明層５とレンズ２とが接着しないように貼り合わせる際の条件（圧力や温度等）は、適宜調整するとよい。
【００２２】
以上の本発明のレンズ部材は、光導波路に適用することが可能である。以下、本発明の第２および第３の実施形態として、光導波路にレンズ部材が形成されたレンズ部材付き光導波路について説明する。
【００２３】
（第２の実施形態）
図６、７は、第２の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路を示す。図６に示すように、第２の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路３０は、レンズ部材２０と、基板１のレンズが設けられた面とは反対側の面に設けられた光路変換ミラー１１付きの光導波路２５とを備え、レンズ２と光路変換ミラー１１とが、基板１を挟んで、対向する位置に設けられる。
【００２４】
［光導波路］
光導波路２５は、クラッドと、クラッドに埋設されたクラッドよりも屈折率の高いコアパターンとからなる光導波路で光信号を伝搬し得る光導波路であれば特に限定はないが、本実施形態では、クラッドが下部クラッド層８および上部クラッド層１０から構成される光導波路２５を用いる。
コアパターン９は、基板１平面に対して平行に延在する断面矩形の細長の形状を呈し、その周囲がクラッドに取り囲まれている。また、下部クラッド層８は、上記した透明樹脂７である。
【００２５】
さらに、本実施形態におけるレンズ部材付き光導波路３０では、レンズ部材２０にレンズ２が２つ設けられる。レンズ部材２０には、レンズ２、２それぞれに対応して空間１２、１２が設けられ、各空間１２、１２には、図７から明らかなように、レンズ部材２０の外部と接続する空気抜き路１３，１３が設けられる。
このレンズ部材付き光導波路において、コアパターン９のレンズ２、２と重なる位置、つまりレンズ２、２と対向する位置それぞれには、光路変換ミラー１１，１１が形成される。光路変換ミラー１１，１１は、コアパターン９を介して光学的に接続される。したがって、一方のレンズ２に入射した光信号は、一方の光路変換ミラー１１で光路変換され、コアパターン９中を伝搬する。コアパターン９を伝搬した光信号は、さらに他方の光路変換ミラー１１で再度光路を変換されて、他方のレンズ２から出射することが可能になる。このとき、光路変換ミラー１１、１１は、例えば９０°で光信号を光路変換する。
【００２６】
以下、光導波路の各構成要素についてさらに詳細に説明する。
［下部クラッド層及び上部クラッド層］
下部クラッド層８及び上部クラッド層１０としては、コアパターン９より低屈折率で、光及び熱により硬化する樹脂であれば特に限定されず、感光性樹脂及び熱硬化性樹脂等を好適に使用することができる。下部クラッド層８及び上部クラッド層１０を形成するクラッド層形成用樹脂は、含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、屈折率が同一であっても異なっていてもよい。
【００２７】
下部クラッド層８及び上部クラッド層１０を形成するための方法として、クラッド層形成用樹脂層を積層する方法としては特に限定はなく、例えば、クラッド層形成用樹脂を溶媒に溶解して塗布するなどして積層してもよく、事前に用意したクラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートしてもよい。
下部クラッド層８及び上部クラッド層１０を形成するための方法として、塗布による場合には、その方法は限定されず、クラッド層形成用樹脂を常法により塗布すればよい。
また、下部クラッド層８及び上部クラッド層１０を形成するための方法として、ラミネートを採用する場合、ラミネートに用いるクラッド層形成用樹脂フィルムは、例えば、クラッド層形成用樹脂を溶媒に溶解して、キャリアフィルムに塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。
【００２８】
下部クラッド層８及び上部クラッド層１０の厚さに関しては、特に限定するものではないが、パターン形成後の厚さで、５〜５００μｍの範囲であることが好ましい。パターン形成後の厚さが５μｍ以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、５００μｍ以下であると、低背な光導波路を得ることができる。膜厚制御の観点から、下部クラッド層８及び上部クラッド層１０のパターン形成後の厚さはそれぞれ、更に１０〜１５０μｍの範囲であることがより好ましい。
【００２９】
［コアパターン］
コアパターン９としては、例えば、コア層形成用樹脂層を積層し、露光現像することで形成することができる。コア層形成用樹脂は、下部クラッド層８及び上部クラッド層１０より高屈折率であり、活性光線によりパターン化し得るものを用いることが好ましい。パターン化する前のコア層形成用樹脂層の形成方法は限定されず、例えば、コア層形成用樹脂を溶媒に溶解して塗布するなどして積層してもよく、事前に用意したコア層形成用樹脂フィルムをラミネートしてもよい。
【００３０】
コアパターン９の厚さについては特に限定されないが、形成後のコアパターン９の厚さが、１０μｍ以上であると、光導波路形成後の受発光素子等との結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、１００μｍ以下であると、光導波路形成後の受発光素子等との結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、コアパターン９の厚さは、１０〜１００μｍの範囲であることが好ましく、２０〜９０μｍの範囲であることが更に好ましい。このような厚さを得るために適宜コア層形成用樹脂フィルムの厚さを調整すればよい。
コア層形成用樹脂としては、用いる光信号の光に対して透過性があり、活性光線によりパターンを形成し得るものを用いることが好ましい。
【００３１】
［光路変換ミラー］
光路変換ミラー１１は、コアパターン９を伝搬した光信号を、下部クラッド層８側又は上部クラッド層１０側の略垂直方向に光路変換する構造であれば特に限定はない。光路変換ミラー１１としては、コアパターン９に形成された切り欠きの傾斜面からなる空気反射ミラーが挙げられる。傾斜面は、例えばコアパターン９の光軸方向に対して４５°で傾く面である。
空気反射ミラーは、特に限定はないが、上部クラッド層１０を形成した後に、ダイシング切削加工やレーザアブレーションによって、図７に示すように、上部クラッド層１０とコアパターン９の積層体を横断するように切削して切り欠き溝１１Ａを形成して、合わせてコアパターン９に切り欠きを形成する方法が挙げられる。光路変換ミラー１１は、傾斜面に金属層を形成し、金属反射ミラーとしてもよい。
ただし、上部クラッド層１０を形成する前に、傾斜面をコアパターン９に形成して空気反射ミラーとしてもよい。この場合には、上部クラッド層１０を形成する際、傾斜面上の上部クラッド層１０をエッチング除去する。一方、上部クラッド層１０を形成する前に傾斜面をコアパターン９に形成して、金属反射ミラーとする場合には、傾斜面に金属層を形成後、傾斜面は上部クラッド層１０で埋め込んでもよい。
金属層の形成方法としては特に限定はないが、蒸着、スパッタ、めっき等が好適に挙げられ、金属層の種類としては反射率の観点からＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等が好適に挙げられる。
【００３２】
以下に、本実施形態に係るレンズ部材付き光導波路の製造方法について図８を用いて説明する。
まず、上記した方法でレンズ部材２０を製造する（図８（ａ）参照）。次いで、レンズ部材２０の基板１の透明樹脂７（下部クラッド層８）の上に、コアパターン９、上部クラッド層１０を順次形成する（図８（ｂ）（ｃ）参照）。ここで、コアパターン９は、その両端部近傍それぞれに、レンズ２、２それぞれが重なるように形成する。その後、レンズ２、２それぞれと重なる位置に、上記した方法により光路変換ミラー１１を形成し、レンズ部材付き光導波路を得る（図８（ｄ）参照）。
【００３３】
本実施形態におけるレンズ部材付き光導波路は、異物や汚れがレンズ面に付着することを抑制できるとともに、接着剤等を用いて筐体等に接着する際に、接着剤がレンズ面に進入することを抑制することができる。また、上記のようにレンズ部材形成後に光導波路を形成することで、光導波路形成時のレンズ２への汚れや異物の付着が、透明層５によって抑制することができる。
また、基板１上に光導波路２５を形成することで、レンズ２と光路変換ミラーとを近づけることができるため、光路変換ミラー１１から出力された光信号のスポット径が小さいまま集光やコリメート化できる利点がある。
さらに、レンズ２を形成した後に、フィルム状のレンズ部材上に光導波路２５をビルドアップ形成できるため、入射側及び出射側の光路変換ミラー１１とレンズ２とを高い位置精度で形成することができる。また、ほぼ平坦なシート状のレンズ部材２０上に光導波路２５を形成するため、各層の平坦性が確保でき、良好に光導波路を形成できる。
【００３４】
なお、本実施形態におけるレンズ部材付き光導波路の別の製造方法としては、図９に示すように透明層５のないレンズ部材の基板１上に光導波路をビルドアップ形成した後に（図９（ｂ）（ｃ）参照）、透明層５を形成する（図９（ｄ）参照）方法が挙げられる。この方法では、スペーサ部４に囲まれた空間１２を光導波路形成後（または光路変換ミラー形成後）まで、開放系にしておくことで、光導波路形成時の加熱等で、空間１２の膨張によるレンズ２の変形を抑制することができる。
【００３５】
また、上記の構成では、本実施形態における空間１２はいずれも、空気抜き路１３のみを介して外部に繋がっているが、図１０に示すように、一方の空間１２は、その空気抜き路１３が他方の空間１２に繋がっており、他方の空間１２を介して外部に連通してもよい。もちろん、図１１に示すように、空気抜き路１３，１３は省略して、空間１２は外部に連通せずに密閉していてもよい。
【００３６】
（第３の実施形態）
図１２は、第３の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路を示す。図１３は、第３の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路の製造方法を示す。図１２に示すように、第３の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路３０は、レンズ部材２０と、レンズ部材の透明層５上に積層された光路変換ミラー１１付きの光導波路２５とを備え、レンズ２と光路変換ミラー１１とが、透明層５を挟んで、対向する位置に設けられたレンズ部材付き光導波路である。
本実施形態におけるレンズ部材付き光導波路３０は、透明層５上に、下部クラッド層８、コアパターン９、上部クラッド層１０がこの順に形成される点を除いて第２の実施形態におけるレンズ部材付き光導波路と同様であるので、その構造、製造方法は省略する。
【００３７】
以上の第３の実施形態のように透明層５上に光導波路２５を形成すると、レンズ２と光路変換ミラー１１の距離を大きくすることができるため、レンズ２を大きくしても、集光やコリメート化させられる利点がある。またスペーサ部４の厚みを調整するだけで光路変換ミラー１１とレンズ２との距離を制御することが可能である。更に、透明層５上に光導波路２５を形成すると、レンズ２の視認性が高く、位置合わせも容易となる。
【００３８】
以上のレンズ部材付き光導波路では、１つのコアパターン９に２つの光路変換ミラー１１を設け、レンズもそれに対応して２つ設ける例を説明したが、１つの光路変換ミラー１１及びレンズ２を有する光導波路でも本発明の効果は得られる。もちろん、レンズや光路変換ミラー１１は、それぞれ３つ以上あってもよいし、互いに異なる数設けられてもよい。
【００３９】
また、上記第２及び第３の実施形態では、レンズ部材は、光導波路に適用されてレンズ部材付き光導波路を構成したが、レンズ部材は、光導波路以外の部材に適用されて、レンズ部材付き光導波路以外の光学ユニットを構成してもよい。
ただし、その場合においても、光路変換ミラーは、例えば、基板上方に配置され、基板を挟んでレンズと対向する位置に配置され、或いは、透明層上方に配置され、透明層を挟んでレンズと対向する位置に配置されることが好ましい。また、その場合も、光路変換ミラーは、レンズを透過する光を基板に平行する光に光路変換し、又は基板に平行な光を、レンズの光軸方向に沿った光に光路変換することが好ましく、光路変換ミラーは、例えば９０°で光路変換する。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
（実施例１）
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
＜（Ａ）（メタ）アクリルポリマー（ベースポリマー）の作製＞
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量して移し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部、及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌した。更に９５℃で１時間撹拌を続けて、（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの溶液（固形分４５質量％）を得た。
【００４１】
＜重量平均分子量の測定＞
（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）は、ＧＰＣ（東ソー株式会社製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、及び「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．９×１０４であった。なお、カラムは日立化成工業株式会社製「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
＜酸価の測定＞
（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価は（Ａ）（メタ）アクリルポリマー溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
【００４２】
＜クラッド層形成用樹脂ワニスの調合＞
ベースポリマーとして、（Ａ）（メタ）アクリルポリマー溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業株式会社製「Ｕ−２００ＡＸ」）３３質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業株式会社製「ＵＡ−４２００」）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（住化バイエルウレタン株式会社製「スミジュールＢＬ３１７５」）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（チバ・ジャパン株式会社製「イルガキュア２９５９」）１質量部、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（チバ・ジャパン株式会社製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を攪拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（アドバンテック東洋株式会社製「ＰＦ０２０」）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。
【００４３】
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスを、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製「コスモシャインＡ４１００」、厚み５０μｍ）の非処理面上に、塗工機（マルチコーターＴＭ−ＭＣ、株式会社ヒラノテクシード製）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥後、カバーフィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスＡ３１」、厚み２５μｍ）を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。
このとき、クラッド層形成用樹脂ワニスより形成される樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、その膜厚については後述する。
【００４４】
［コア層形成用樹脂フィルムの作製］
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成株式会社製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、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（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ１０２０、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上述のクラッド層形成用樹脂ワニスの調合と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスを調合した。その後、上記と同様の方法及び条件で加圧濾過更に減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスを、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績株式会社製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いでカバーフィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。
このとき、コア層形成用樹脂ワニスより形成される樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、その膜厚については後述する。
＜レンズ部材形成用感光性樹脂（フィルム）の作製＞
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１９０質量部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で８０℃に昇温し、反応温度を８０℃に保ちながら、メタクリル酸１０質量部、メタクリル酸ｎ−ブチル１質量部、メタクリル酸ベンジル７４質量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル１５質量部、及び２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）２．５質量部を４時間かけて均一に滴下した。滴下終了後、８０℃で６時間撹拌を続け、重量平均分子量が約３０，０００のバインダポリマー（ａ）の溶液（固形分３５質量％）を得た。
次に、バインダポリマー（ａ）の溶液（固形分３５質量％）２００質量部（固形分：７０質量部）に、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル）プロパン８質量部、β−ヒドロキシエチル−β’−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート２２質量部、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体２．１質量部、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン０．３３質量部、メルカプトベンゾイミダゾール０．２５質量部、（３‐メタクリロイルプロピル）トリメトキシシラン８質量部、メチルエチルケトン３０質量部を加えて攪拌機を用いて１５分間混合し、レンズ形成用感光性樹脂組成物溶液を作製した。
【００４５】
キャリアフィルムとして厚さ１６μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、上記で得られたレンズ用感光性樹脂組成物溶液をキャリアフィルム上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で３分間乾燥して溶剤を除去し、レンズ形成用樹脂層を形成した。本実施例では使用したレンズ形成用感光性樹脂組成物（フィルム）厚みに付いては、実施例中に記載する。実施例中に記載するレンズ形成用感光性樹脂組成物の膜厚は塗工後の膜厚とする。
次いで、得られたレンズ形成用感光性樹脂層の上に、更に、２５μｍの厚さのポリエチレンテレフタレートフィルムを、カバーフィルムとして貼り合わせて、レンズ形成用感光性樹脂フィルムを作製した。
【００４６】
［接着フィルムの作製］
ＰＣＴ／ＪＰ２００８／０５４６５の実施例１に記載の接着フィルムを作製した。すなわち、（ａ）エポキシ樹脂としてＹＤＣＮ−７０３（東都化成株式会社製商品名、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０）５５質量部、（ｂ）硬化剤としてミレックスＸＬＣ−ＬＬ（三井化学株式会社製商品名、フェノール樹脂、水酸基当量１７５、吸水率１．８質量％、３５０℃における加熱重量減少率４％）４５質量部、シランカップリング剤としてＮＵＣ  Ａ−１８９（日本ユニカー株式会社製商品名、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン）１．７質量部とＮＵＣ  Ａ−１１６０（日本ユニカー株式会社製商品名、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン）３．２質量部、（ｄ）フィラーとしてアエロジルＲ９７２（シリカ表面にジメチルジクロロシランを被覆し、４００℃の反応器中で加水分解させた、メチル基などの有機基を表面に有するフィラー、日本アエロジル株式会社製商品名、シリカ、平均粒径０．０１６μｍ）３２質量部からなる組成物に、シクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、更にビーズミルを用いて９０分混練した。これに（ｃ）高分子化合物としてグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート３質量％を含むアクリルゴムＨＴＲ−８６０Ｐ−３（ナガセケムテックス株式会社製商品名、重量平均分子量８０万）を２８０質量部、及び（ｅ）硬化促進剤としてキュアゾール２ＰＺ−ＣＮ（四国化成工業株式会社製商品名、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール）を０．５質量部加え、攪拌混合、真空脱気した。この接着剤ワニスをキャリアフィルムとして厚さ７５μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（ピューレックスＡ３１）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が１０μｍの塗膜を形成した。次いでカバーフィルムとして２５μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（ピューレックスＡ３１）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、接着フィルムを得た。
【００４７】
［レンズ部材の製造例］
＜工程Ａ＞
［スルーホール付き基板の作製］
基板１として１５０ｍｍ×１５０ｍｍのポリイミドフィルム（宇部日東化成株式会社製、商品名；ユーピレックスＲＮ、厚み；２５μｍ）に、ドリル加工にて直径２１０μｍのスルーホールを形成し、スルーホール付き基板を得た。
【００４８】
［スルーホールの充填］
透明樹脂として上記で作製したクラッド層形成用樹脂フィルムを用い、得られた基板１の両面に２５μｍ厚みのクラッド層形成用樹脂フィルムを、それぞれカバーフィルムを剥離後、真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して樹脂層を積層しつつ、スルーホール３内を両面から透明樹脂で埋め込んだ。
【００４９】
次に、基板１の裏面（レンズが形成される面とは反対側の面）側から紫外線露光機（機種名：ＥＸＭ−１１７２、株式会社オーク製作所製）を用いて、紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．３Ｊ／ｃｍ２照射し、スルーホール内部の透明樹脂及び基板１の裏面上に積層した透明樹脂を光硬化した。その後、両面のキャリアフィルムを剥離し、現像液１．０質量％の炭酸カリウム水溶液を用いてエッチングして、基板１の表面（レンズが形成される面）から積層された透明樹脂をパターン化した。
次に、基板１の裏面側から上記紫外線露光機により、紫外線（波長３６５ｎｍ）を３．０Ｊ／ｃｍ２照射した。その後、１７０℃で１時間乾燥させ、透明樹脂６、７を形成した。
【００５０】
［レンズの形成］
上記で得られた５０μｍ厚みのレンズ部材形成用感光性樹脂フィルムを、それぞれカバーフィルムを剥離後、基板１の表面側から、真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度９０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。
続いて基板１の裏面側から、紫外線露光機（機種名：ＥＸＭ−１１７２、株式会社オーク製作所製）を用いて、紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．３Ｊ／ｃｍ２照射した。
【００５１】
その後、レンズ部材形成用感光性樹脂フィルムのキャリアフィルムを剥離し、現像液１．０質量％の炭酸カリウム水溶液を用いてエッチングし、透明樹脂６上にパターン化されたレンズ形成用樹脂を形成した。その後、１８０℃１時間加熱し、パターン化されたレンズ形成用樹脂を熱だれさせて透明樹脂６上に凸レンズ状のレンズ２を形成した（図４（ａ）参照）。
得られたレンズ２のレンズ高さは、５５μｍ（基板１表面からの高さ（なお、透明樹脂６上におけるレンズの実際の厚みは３０μｍ））で、曲率半径は、２００μｍ、レンズ２の直径は直径２１０μｍでであった。
【００５２】
＜工程Ｂ＞
［スペーサ部の形成］
スペーサ部形成用樹脂フィルムとして上記で得られた５８μｍ厚みのクラッド層形成用樹脂フィルムを、カバーフィルム剥離後、基板１のレンズ２形成面（表面）に、真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着してラミネートした。
続いて一辺が３００μｍの正方形の遮光部を有するネガ型フォトマスクを遮光部中心とレンズ２中心とを位置合わせし、基板１の表面側から紫外線露光機（機種名：ＥＸＭ−１１７２、株式会社オーク製作所製）により、紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．３Ｊ／ｃｍ２照射した。その後、キャリアフィルムを剥離し、現像液１．０質量％の炭酸カリウム水溶液を用いてエッチングした。その後、上記露光機を用いて３．０Ｊ／ｃｍ２照射し、１７０℃１時間乾燥させ、厚さ５８μｍのスペーサ部４を形成した（図４（ｂ）参照）。
【００５３】
＜工程Ｃ＞
［透明層の形成］
透明層５としての１５０ｍｍ×１５０ｍｍのポリイミドフィルム（宇部日東化成株式会社製、商品名；ユーピレックスＲＮ、厚み；２５μｍ）に、上記の接着フィルムを、カバーフィルムを剥離した後に真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度６０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。
続いて接着フィルムのキャリアフィルム側から上記紫外線露光機（機種名：ＥＸＭ−１１７２、株式会社オーク製作所製）を用いて、紫外線を（波長３６５ｎｍ）を１．０Ｊ／ｃｍ２照射した。
次に接着フィルムのキャリアフィルムを剥離して、透明層５の接着フィルム面と基板１に設けられたスペーサ部４とを真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．２ＭＰａ、温度６０℃、加圧時間１２０秒の条件にて加熱圧着し、１８０℃１時間加熱してレンズ部材２０を形成した（図４（ｃ）参照）。
形成したレンズ部材のレンズ面には異物の侵入はなかった。また、レンズ部材の透明層５側に、屈折率１．４９の液状の接着剤樹脂を塗布してもレンズ２を透過させた平行光の光信号は良好に集光し、広がり角を有する光信号はコリメート化され、広がり角が低減していた。また、レンズ部材の基板１側に、同様の液状の接着剤樹脂を塗布してもレンズ２を透過させた平行光の光信号は良好に集光し、広がり角を有する光信号はコリメート化され、広がり角が低減していた。
さらに、液状の接着剤樹脂に浸漬したところレンズ面に液状の接着剤樹脂が侵入することはなかった。
【００５４】
実施例２
実施例１において、スペーサ部形成用樹脂のネガ型フォトマスクを変更し、図３に示すように３００μｍ角の間隙形成部から５０μｍ幅の外部に繋がる空気抜き路１３を形成したスペーサ部４を透明層５側に形成した（図５（ｂ）参照）。そして、スペーサ部４と同一形状の上記接着フィルムをスペーサ部４上に貼り合わせ、上記紫外線露光機（機種名：ＥＸＭ−１１７２、株式会社オーク製作所製）を用いて、紫外線（波長３６５ｎｍ）を１．０Ｊ／ｃｍ２照射した後に、実施例１の工程Ａで得られたレンズ２付きの基板１に真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．２ＭＰａ、温度６０℃、加圧時間１２０秒の条件にて加熱圧着し、１８０℃１時間加熱してレンズ部材２０を形成した（図５（ｃ）参照）。
形成したレンズ部材のレンズ面には異物の侵入はなかった。また、レンズ部材の透明層５側に、屈折率１．４９の液状の接着剤樹脂を塗布してもレンズ２を透過させた平行光の光信号は良好に集光し、広がり角を有する光信号はコリメート化され、広がり角が低減していた。また、レンズ部材の基板１側に、同様の液状の接着剤樹脂を塗布してもレンズ２を透過させた平行光の光信号は良好に集光し、広がり角を有する光信号はコリメート化され、広がり角が低減していた。
【００５５】
実施例３
［第２の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路の製造例］
以下のように、図８に示す方法により、第２の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路を製造した。実施例１において、レンズ２を１０ｃｍの間隔を開けて２箇所形成し、スペーサ部４の形状を図１０のようにした以外は同様の方法でレンズ部材を形成した（図８（ａ）参照）。なお、レンズ２を内包する各空間１２は３００μｍ×３００μｍ、空気抜き路１３の幅はいずれも５０μｍであった。
得られたレンズ部材の透明樹脂７（下部クラッド層８）上に、上記で得られた５０μｍ厚みのコア層形成用樹脂フィルムを、カバーフィルムを剥離した後に、ロールラミネータ（日立化成テクノプラント株式会社製、ＨＬＭ−１５００）を用い、圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件でラミネートした。次に、上記の真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着した。
【００５６】
続いて、開口部（５０μｍ×１２ｍｍ）を有するネガ型フォトマスクを、開口部が２つのレンズ２と重なるように配置し、上記紫外線露光機を用いて、紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．８Ｊ／ｃｍ２で照射し、８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いてエッチングした。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、コアパターン９を形成した（図８（ｂ）参照）。
【００５７】
次に、上記で得られた６５μｍ厚みのクラッド層形成用樹脂フィルムのカバーフィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間３０秒の条件にて、コアパターン９の上に加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、３．０Ｊ／ｃｍ２で照射した。その後、キャリアフィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化作業を行い、上部クラッド層１０を形成した（図８（ｃ）参照）。
【００５８】
続いて、上部クラッド層１０形成面側から、ダイシングソー（ＤＡＣ５５２、（株）ディスコ社製）を用いて切り欠き溝１１Ａ、１１Ａを形成した。これにより、４５°の傾斜面からなる光路変換ミラー１１、１１をレンズ２、２それぞれに重なるように、コアパターン９に形成し、レンズ部材付き光導波路３０を得た（図８（ｄ）参照）。
【００５９】
得られたレンズ部材付き光導波路３０は、一方のレンズ２に向かって基板１垂直方向から光信号を入射したところ、もう一方のレンズ２から良好に光信号が出射され、レンズ２は十分なレンズ機能を有していた。レンズ２と光路変換ミラー１１との位置合わせズレ量は、所望の位置に対して１５μｍ以内であった。レンズ面への異物の侵入はなく、実施例１と同様に液状の接着剤樹脂をレンズ部材側に塗布しても良好に光信号は伝搬された。
【００６０】
実施例４
［第３の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路の製造例］
以下のように、図１３に示す方法により、第３の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路を製造した。実施例１において、レンズ２を１０ｃｍの間隔を開けて２箇所形成し、スペーサ部４の形状を図７のようにした以外は同様の方法でレンズ部材２０を形成した（図１３（ａ）参照）。なお、レンズ２を内包する各空間１２は３００μｍ×３００μｍ、空気抜き路１３の幅はいずれも５０μｍであった。
得られたレンズ部材の透明層５上に、上記で得られた２０μｍ厚みのクラッド層形成用樹脂フィルムのカバーフィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、３．０Ｊ／ｃｍ２で照射した。その後、キャリアフィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化作業を行い、下部クラッド層８を形成した（図１３（ｂ）参照）。
コアパターン９形成以降の工程は実施例３と同様に行い、レンズ部材付き光導波路を得た。（図１３（ｃ）〜（ｅ）参照）。
【００６１】
得られたレンズ部材付き光導波路３０は、一方のレンズ２に向かって基板１垂直方向から光信号を入射したところ、もう一方のレンズ２から良好に光信号が出射され、レンズ２は十分なレンズ機能を有していた。レンズ２と光路変換ミラー１１との位置合わせズレ量は所望の位置に対して１５μｍ以内であった。レンズ面への異物の侵入はなく、実施例１と同様に液状の接着剤樹脂をレンズ部材側に塗布しても良好に光信号は伝搬された。
【００６２】
実施例５
［第２の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路の製造例］
以下のように、図９に示す方法により、第２の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路を製造した。実施例１において、レンズ２およびスペース部４を形成するまで、レンズ２を１０ｃｍの間隔を開けて２箇所形成し、かつスペース部４の形状を図１１のようにした点を除いて同様に実施した（図９（ａ）参照）。なお、レンズ２を内包する各空間１２は３００μｍ×３００μｍであった。
その後、実施例４と同様に、透明樹脂７（下部クラッド層８）上に、コアパターン９、上部クラッド層１０を形成した（図９（ｂ）、（ｃ）参照）。その後、光路変換ミラー１１を形成し、次に、スペーサ部４上に実施例１と同様の方法で透明層５を形成し、レンズ部材付き光導波路３０を得た。（図９（ｄ）参照）。
【００６３】
得られたレンズ部材付き光導波路３０は、一方のレンズ２に向かって基板１垂直方向から光信号を入射したところ、もう一方のレンズ２から良好に光信号が出射され、レンズ２は十分なレンズ機能を有していた。レンズ２と光路変換ミラー１１との位置合わせズレ量は所望の位置に対して１５μｍ以内であった。レンズ面への異物の侵入はなく、実施例１と同様に液状の接着剤樹脂をレンズ部材側に塗布しても良好に光信号は伝搬された。また、レンズ２、透明層５、スペーサ部４の変形はなかった。
【００６４】
実施例６（図１２の光導波路の製造方法）
［第２の実施形態に係るレンズ部材付き光導波路の製造例］
透明層５を形成する工程と、光路変換ミラー１１を形成する工程の順番を入れ替えた以外実施例５と同様に実施した。すなわち、スペーサ部４上に透明層５を形成した後に、光路変換ミラー１１を形成した点を除いて実施例５と同様に、レンズ部材付き光導波路３０を製造した。
【００６５】
得られたレンズ部材付き光導波路３０は、一方のレンズ２に向かって基板１垂直方向から光信号を入射したところ、もう一方のレンズ２から良好に光信号が出射され、レンズ２は十分なレンズ機能を有していた。レンズ２と光路変換ミラー１１との位置合わせズレ量は所望の位置に対して１５μｍ以内であった。レンズ面への異物の侵入はなく、実施例１と同様にレンズ部材側を液状の接着剤樹脂に浸漬しても良好に光信号は伝搬された。また、レンズ２、透明層５、スペーサ部４の変形はなかった。
【００６６】
実施例７
実施例１において、スペーサ部４の高さを５５μｍにした以外は同様にレンズ部材を形成した。
【００６７】
形成したレンズ部材は、レンズ面中央（直径５μｍ）と透明層５とが接していたが、接していないレンズ面には異物の侵入はなかった。また、レンズ部材の透明層５側に、屈折率１．４９の液状の接着剤樹脂を塗布してもレンズ２を透過させた平行光の光信号は良好に集光し、広がり角を有する光信号はコリメート化され、広がり角が低減していた。
また、レンズ部材の基板１側に、同様の液状の接着剤樹脂を塗布してもレンズ２を透過させた平行光の光信号は良好に集光し、広がり角を有する光信号はコリメート化され、広がり角が低減していた。
【００６８】
比較例１
実施例１において透明層５を形成しなかった以外は同様の方法でレンズ部材を形成した。実施例１と同様に液状の接着剤樹脂に浸漬したところレンズ面に液状の接着剤樹脂が侵入し光信号はほとんど集光もコリメート化もされなかった。レンズ面への異物の侵入も見られた。
【００６９】
参考例１
実施例１において１箇所の空間１２に対して２箇所の空気抜き路を形成した以外は同様の方法でレンズ部材を形成した。実施例１と同様に液状の接着剤樹脂に浸漬したところレンズ面に液状の接着剤樹脂が侵入し光信号はほとんど集光もコリメート化もされなかった。レンズ面への異物の侵入も見られた。
【００７０】
参考例２
実施例１においてスペーサ部４の高さを５０μｍにした以外は同様の方法でレンズ部材を形成した。実施例１と同様に液状の接着剤樹脂に浸漬したところレンズ面に液状の接着剤樹脂が侵入しなかったが、光信号はほとんど集光もコリメート化もされなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のレンズ部材は、レンズへの汚れや異物による汚染を抑制したレンズ部材のため、各種光学結合装置、光インターコネクション等の幅広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１  基板
２  レンズ
３  スルーホール
４  スペーサ部
５  透明層
６、７  透明樹脂
８  下部クラッド層
９  コアパターン
１０  上部クラッド層
１１  光路変換ミラー
１２  間隙
１３  空気抜き路
２０  レンズ部材
２５  光導波路
３０  レンズ部材付き光導波路
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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