(57)【要約】【課題】伝搬損失が小さく、交差や曲げによる光損失の増加が小さい光導波路及び係る光導波路を用いた電子機器を提供すること。【解決手段】光導波路１０は、第１のクラッド層４０と、第１のクラッド層４０に積層されたコアパターン３０と、を備える。コアパターン３０は、光路の方向に伸びるコア周面３１とコア周面の内側に形成されたコア本体３４とを有する。コア周面３１は、第１のクラッド層４０に接触した接触コア周面３１ａと接触コア周面３１ａ以外の非接触コア周面３１ｂとを有する。コア本体３４には、コア本体３４のうち非接触コア周面３１ｂから所定の範囲の非接触面近傍コア領域３４ｂと、コア本体３４のうち非接触面近傍コア領域３４ｂ以外のコア中央領域３４ａとが有る。非接触面近傍コア領域３４ｂの屈折率は、コア中央領域３４ａの屈折率より小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のクラッド層と、
光信号の光路を形成する前記第１のクラッド層に積層されたコアパターンと、を備え、
前記コアパターンは、前記光路の方向に伸びるコア周面と前記コア周面の内側に形成されたコア本体とを有し、
前記コア周面は、前記第１のクラッド層に接触した接触コア周面と前記接触コア周面以外の非接触コア周面とを有し、
前記コア本体には、前記コア本体のうち前記非接触コア周面から所定の範囲の非接触面近傍コア領域と、前記コア本体のうち前記非接触面近傍コア領域以外のコア中央領域とが有り、
前記非接触面近傍コア領域の屈折率は、前記コア中央領域の屈折率より小さい、光導波路。
【請求項２】
さらに、前記コアパターンの前記非接触コア周面を覆うように、前記第１のクラッド層に積層された第２のクラッド層を備え、
前記第２のクラッド層における、前記非接触コア周面から所定の範囲の領域の屈折率は、その領域内で略均一である、請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記第２のクラッド層における前記非接触コア周面から所定の範囲の領域は、前記非接触コア周面から２μｍ以上５μｍ以下の間の領域である、請求項２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記非接触面近傍コア領域は、前記非接触コア周面から２〜１５μｍの厚さを有する、請求項１から３のいずれかに記載の光導波路。
【請求項５】
前記コア中央領域は、前記非接触面近傍コア領域の屈折率より高い高屈折率領域であり、
前記非接触面近傍コア領域は、前記コア中央領域の屈折率より低い低屈折率領域である、請求項１から４のいずれかに記載の光導波路。
【請求項６】
前記コアパターンは、露光後アルカリ現像液によってパターン形成された、請求項１から５のいずれかに記載の光導波路。
【請求項７】
前記コアパターンにおいて、直線のコアパターンに対し、曲げ半径が４ｍｍ以上の曲げパターンの損失増加が０．１ｄＢ／ｃｍ以下である請求項１から６のいずれかに記載の光導波路。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の光導波路を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路及び電子機器に関し、特に、透明性（低光伝搬損失）に優れ、かつ、アルカリ性水溶液に可溶な光導波路用樹脂組成物からなる光導波路用樹脂フィルムを用いた光導波路及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子素子間や配線基板間の高速かつ高密度信号伝送において、従来の電気配線による伝送では、電気信号の相互干渉や減衰が障壁となり、高速かつ高密度化の限界が見え始めている。これを打ち破るため、電子素子間や配線基板間を光で接続する技術、いわゆる光インタコネクションが検討されている。光の伝送路としては加工の容易さ、低コスト、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な点からポリマ光導波路が注目を集めている。
ポリマ光導波路の形態としては、光電気混載基板への適用を想定したガラスエポキシ樹脂基板上に作製するタイプやボード同士の接続を想定した硬い支持基板を持たないフレキシブルタイプが好適と考えられる。
【０００３】
ポリマ光導波路には、直線での透明性（低光伝搬損失）と共に曲線や交差での低損失であることも要求される。
また、光配線設計の自由度向上、デバイスの高機能化、工程簡略化等の要求に従い、露光や現像により要求されるパターンを自由に形成可能な材料であることが望まれている。
【０００４】
ポリマ光導波路の作製方法としてフィルム状の第１のクラッド材、コア材、第２のクラッド材を用い、基板上に第１のクラッド材、コア材を順番にラミネート後フォトマスクを通して光を照射し、現像をおこなうことによりコアパターンを形成した後第２のクラッド材をラミネートする例が報告されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、コアは露光によって十分硬化し、コア内で屈折率も均一な状態になっている。
そして、この状態で第２のクラッド材で覆った場合、コアとクラッドとの間の屈折率分布は、コアとクラッドとの間の界面で階段状に変化するステップインデックス型になっている。また、基板上に第１のクラッド材、コア材を順番にラミネート後フォトマスクを通して光を照射し、加熱することによりコア層のモノマーが移動し屈折率分布が生じ屈折率が高いコアと低いクラッドを形成し、更に第２のクラッド材をラミネートすることにより光導波路を作製する方法が報告されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、この特許文献１に記載のステップインデックス型の光導波路はコアを導波する光がコアとクラッドとの間の界面にも存在することからコア側面の荒れの影響を受け伝搬損失が大きくなり、特に曲げや交差によって光損失が大きくなる。
また、特許文献２に記載のグレーデドインデックス型光導波路ではコアとクラッドの屈折率差を大きく出来ないことや、熱による拡散を用いることから拡散の制御が難しいという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４７１５４３７号公報
【特許文献２】特開２０１２−６８６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、伝搬損失が小さく、交差や曲げによる光損失の増加が小さい光導波路及びかかる光導波路を用いた電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、このような目的は下記（１）〜（８）の本発明により達成される。
【０００８】
（１）第１のクラッド層と、光信号の光路を形成する前記第１のクラッド層に積層されたコアパターンと、を備え、前記コアパターンは、前記光路の方向に伸びるコア周面と前記コア周面の内側に形成されたコア本体とを有し、前記コア周面は、前記第１のクラッド層に接触した接触コア周面と前記接触コア周面以外の非接触コア周面とを有し、前記コア本体には、前記コア本体のうち前記非接触コア周面から所定の範囲の非接触面近傍コア領域と、前記コア本体のうち前記非接触面近傍コア領域以外のコア中央領域とが有り、前記非接触面近傍コア領域の屈折率は、前記コア中央領域の屈折率より小さい、光導波路。
【０００９】
（２）  さらに、前記コアパターンの前記非接触コア周面を覆うように、前記第１のクラッド層に積層された第２のクラッド層を備え、
前記第２のクラッド層における、前記非接触コア周面から所定の範囲の領域の屈折率は、その領域内で略均一である、（１）に記載の光導波路。
【００１０】
（３）前記第２のクラッド層における前記非接触コア周面から所定の範囲の領域は、前記非接触コア周面から２μｍ以上５μｍ以下の間の領域である、（２）に記載の光導波路。
（４）前記非接触面近傍コア領域は、前記非接触コア周面から２〜１５μｍの厚さを有する、（１）から（３）のいずれかに記載の光導波路。
【００１１】
（５）前記コア中央領域は、前記非接触面近傍コア領域の屈折率より高い高屈折率領域であり、前記非接触面近傍コア領域は、前記コア中央領域の屈折率より低い低屈折率領域である、（１）から（４）のいずれかに記載の光導波路。
（６）前記コアパターンは、露光後アルカリ現像液によってパターン形成された、（１）から（５）のいずれかに記載の光導波路。
【００１２】
（７）前記コアパターンにおいて、直線のコアパターンに対し、曲げ半径が４ｍｍ以上の曲げパターンの損失増加が０．１ｄＢ／ｃｍ以下である（１）から（６）のいずれかに記載の光導波路。
【００１３】
（８）（１）から（７）のいずれかに記載の光導波路を備える電子機器。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低損失で曲げや交差による損失の増加が小さい光導波路を得ることができる。また、このような光導波路を用いることにより、高速で大伝送容量の光伝送が可能な電子機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は、本発明の光導波路の例を示す断面図、（Ｂ）は、光導波路に形成されたコアパターンを拡大して撮影した写真である。
【図２】本発明の光導波路の構成例を示す断面図である。
【図３】光導波路形成用樹脂フィルムを第１のクラッド層、コアパターン及び第２のクラッド層に用いて形成する光導波路の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の光導波路の曲げ損失を測定した結果である。
【図５】本発明の光導波路の交差による光損失の増加量を評価した結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者らは、アルカリ現像に用いられる光導波路形成用樹脂組成物において、アルカリ現像のプロセスによって形成したコアパターン（コア部）の表層にアルカリカチオンが残存し、残存したアルカリカチオンが起因となって、全光線透過率や黄変を引き起こし、結果として光損失が悪化するという現象を捉えた。
本発明者らは、その原因を分析し、ポリマの屈折率Ｌｏｒｅｎｔｚ−Ｌｏｒｅｎｚの式の近似式
屈折率ｎ  ≒  定数ａ×分極（α）×材料密度（Ｖ）＋ｂ
を想定し、この式において、上記式の材料密度（Ｖ）に着目した。
本発明者らは、アルカリ現像の影響を受ける表層の材料密度（Ｖ）が小さくなれば、表層の屈折率が低下するので、屈折率が高いコアパターンの内部を光が多く伝搬し、光伝搬損失を向上できるではないかと想定して、材料全体の特性や材料の成分面から検討し、本発明を完成させた。
より具体的には、本発明者らは、紫外線照射後も、アルカリ水溶液に曝された部位が、アルカリ水溶液の影響のないコアパターンの中心部と比較し、多少なりともアルカリ水溶液への該樹脂組成物の溶解される光導波路形成用樹脂組成物を完成させ、これを用いて優れた光導波路を完成させた。
【００１７】
すなわち、本発明の光導波路は、例えば、次のような光導波路形成用樹脂組成物を用いることで形成することができる。
【００１８】
本組成物は、（Ａ）ポリマ、（Ｂ）重合性化合物及び（Ｃ）重合開始剤を含有してなる光導波路形成用樹脂組成物である。前記組成物は、先ず、組成物をフィルム状に形成し、紫外線（波長３６５ｎｍ）を５００〜４０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲にある所定の照射量（Ｘ１）で２０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、測定した、８３０〜８５０ｎｍの範囲にある所定の波長（λ１）における屈折率Ａと、組成物をフィルム状に形成し、紫外線（波長３６５ｎｍ）を前記所定の照射量（Ｘ１）で２０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、次いで、１〜５質量％の範囲の所定の濃度を有する炭酸カリウム水溶液に温度２０〜４０℃の範囲にある所定の温度及び１〜５時間の範囲にある所定の時間で浸漬し、測定した、前記所定の波長（λ１）における屈折率Ｂとの関係が、Ａ＞Ｂとなるものである。
これにより、該樹脂組成物を、コア層形成用樹脂として光導波路とすると、通常コアパターンの形成の際にその周囲が、例えば炭酸カリウム水溶液等のアルカリ溶液にさらされるため、形成されるコアパターンの周囲表層の少なくとも一部が、コアパターンの中心よりも屈折率が低い低屈折率部位を有することになる。
これにより、コアパターンを伝搬する光は、コアパターンの中心付近を主に伝搬するようになり、コアとクラッドとの間の界面の荒れの影響を受けなくなり、低光損失化が可能となる。
【００１９】
また、エッチングし、パターン化した後又はパターン化すると同時に上記アルカリ溶液に該コアパターンを充分に浸漬することによって、コアパターンの周囲、例えばコアパターンの断面形状が矩形で有り、これが第１のクラッド層の上に形成されている場合は、コアパターンの両側壁の２辺又は上辺を含む３辺に低屈折率部位を形成できるためさらに、低損失化が可能となる。
低屈折率部位の外側に、さらにそれより屈折率の低い第１のクラッド層又は／及び第２のクラッド層を有することで、さらに低光損失化が可能となる。
この時、コアパターンと第１のクラッドとの間の境界領域及びコアパターンと第２のクラッドとの間の境界領域では、屈折率が急峻に変化したステップインデックス型になっており、第２のクラッドの屈折率はコアパターンの近傍のコア−第２のクラッド境界から好ましくは２〜５μｍの範囲を含んで略均一になっている。さらには、コアパターンの内部でもアルカリ溶液の影響を受けた第２のクラッド層に接する低屈折率領域と影響を受けていないコアパターンの中央部の高屈折率領域に分かれた構造になる。影響を受けたコアパターンの領域は図１の第２のクラッド層と接する３辺近傍で、コアと第２のクラッドとの間の境界から５〜１５μｍの範囲である。
一方、第１のクラッド層との界面付近ではコアパターンは均一に見え、屈折率の低下は起きていない。換言すると、コアパターンの中心を通り第１のクラッド層に垂直な線上でコアパターンの屈折率が第２のクラッド層側では５μｍ以上の幅で変化し、かつ、第１のクラッド層側は変化しない。
【００２０】
また、光導波路形成用樹脂組成物は前記屈折率Ａ及び屈折率Ｂの関係がＡ−Ｂ≧０．００３となるものであることが好ましい。このような特性を満たせば、パターン周辺部の屈折率よりパターンの中心付近の屈折率上昇を大きくでき、これにより光がコアパターンの中心部を主に伝搬するようになり、低光伝搬損失化が可能となる。
さらに具体的なＡ−Ｂの値（屈折率差）としては０．００３以上となることが好ましい。また、屈折率差が顕著であれば、全光線透過率が低下した低屈折率部位の光伝搬を避けることができる。以上の観点から、Ａ−Ｂの値が０．００５以上となるのがより好ましく、０．００８以上であれば特に好ましい。
【００２１】
図１を参照して、以上の原理に基づいて、光導波路形成用樹脂組成物を用いて作製した光導波路の例を説明する。
図１（Ａ）は、光導波路の断面を模式的に表した図、（Ｂ）は、光導波路に形成されたコアパターンを拡大して撮影した写真である。
光導波路１０は、第１のクラッド層４０と、第１のクラッド層４０に積層されたコアパターン３０と、を備える。
【００２２】
コアパターン３０は、光路の方向に伸びるコア周面３１とコア周面の内側に形成されたコア本体３４とを有する。コア本体３４は、光信号の光路を形成する。
コア周面３１は、第１のクラッド層４０に接触した接触コア周面３１ａと接触コア周面３１ａ以外の非接触コア周面３１ｂとを有する。
コアパターン３０は、後述する露光後アルカリ現像液によってパターン形成される。このため、アルカリ現像液は、第１のクラッド層４０に接触した接触コア周面３１ａからは浸透しないが、接触コア周面３１ａ以外の非接触コア周面３１ｂからは所定の深さまで浸透する。そして、コア本体３４には、コア本体３４のうち非接触コア周面３１ｂから所定の範囲（深さ）の非接触面近傍コア領域３４ｂと、コア本体３４のうち非接触面近傍コア領域３４ｂ以外のコア中央領域３４ａとが形成されることになる。そして、アルカリ現像液が浸透しているので、非接触面近傍コア領域３４ｂの屈折率はコア中央領域３４ａの屈折率より小さくなる。
【００２３】
光導波路１０は、さらに、コアパターン３０の非接触コア周面３１ｂを覆うように、第１のクラッド層４０に積層された第２のクラッド層２０を備える。
第２のクラッド層２０における、非接触コア周面３１ｂから所定の範囲の領域２２の屈折率は、略均一になっている。なお、略均一とは、屈折率が完全に均一である場合に加え、他の領域の屈折率も観察し対比して、所定の範囲の領域のほぼ全部、好ましくは全部が、光学的に均一と判断できる場合を含む。
非接触面近傍コア領域３４ｂは、非接触コア周面３１ｂから２〜１５μｍの厚さを有する。所定の範囲の領域２２は、非接触コア周面３１ｂから２μｍ以上５μｍ以下の間の領域である。
コア中央領域３４ａは、非接触面近傍コア領域３４ｂの屈折率より高い高屈折率領域であることが好ましい。非接触面近傍コア領域３４ｂは、コア中央領域３４ａの屈折率より低い低屈折率領域である。
【００２４】
したがって、このような光導波路１０のコアパターン３０には中心部（コア中央領域３４ａ）と低屈折率部位（非接触面近傍コア領域３４ｂ）が形成されることになる。
そして、低屈折率部位（非接触面近傍コア領域３４ｂ）の外側にさらに屈折率の低い第１のクラッド層４０や基材５２（図２（ａ）参照）の上に設けられた第２のクラッド層２０が配置されるので、コアパターン３０を伝搬する光のうち、低屈折率部位（非接触面近傍コア領域３４ｂ）の外側に漏れ出そうとする光を効率的にコアパターン３０の内側にとどめることができる。
このような光導波路１０であると、例えば、直線状のコアパターンを伝搬する光は、その直線状のコアパターンの中心部（コア中央領域３４ａ）を伝搬しやすく低光損失であり、また、曲がっているコアパターンを伝搬する光も、コアパターンの中心部（コア中央領域３４ａ）を伝搬するため、コアパターン３０と第２のクラッド層２０との間の界面の荒れの影響を受けにくい。このため、光導波路１０は、低光損失である。
【００２５】
さらに、コアパターン３０の曲げ半径が小さい場合、光は、コアパターン３０の外側に漏れ出そうとするが、屈折率差のより大きい第１のクラッド層４０とコアパターン３０との間や第２のクラッド層２０とコアパターン３０との間の界面で全反射されるため、光損失の発生を抑えることができる。
【００２６】
また、複数のコアパターンが互いに横切るように交差する交差領域が形成されている交差光導波路の場合、交差領域における光路の幅は、通常のコアパターンの幅より広くなる。
しかし、光路の方向における交差領域の長さがコアパターンの幅程度と非常に短い長さになるので、交差領域を伝搬する光は交差領域及びその前後のコアパターンの外に殆ど漏れない。このため、光路の方向における交差領域の長さが長いコア幅の２倍以上の場合であっても、光損失の増加を小さく抑えることができる。
【００２７】
前記形態を実現するための光導波路形成用樹脂組成物の具体的な組成の一例としては、（Ａ）ポリマ、（Ｂ）重合性化合物、及び、（Ｃ）重合開始剤を含有してなる光導波路形成用樹脂組成物であって、（Ａ）成分が、水酸基及びカルボキシル基を有するアルカリ可溶性ポリマであり、（Ｂ）成分が、２つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物を含むものである。
【００２８】
なかでも、（Ａ）ポリマが、（ａ）カルボキシル基を有する重合性化合物に由来する構造単位、（ｂ）水酸基を有する重合性化合物に由来する構造単位、（ｃ）脂肪族環又は芳香族環を有する重合性化合物に由来する構造単位、並びに（ｄ）前記（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）以外の重合性化合物に由来する構造単位を有し、（Ｂ）重合性化合物が、２つ以上のエチレン性不飽和基を有する場合における、（Ａ）ポリマ、（Ｂ）重合性化合物及び（Ｃ）重合開始剤を含有してなる光導波路形成用樹脂組成物が好ましい。
【００２９】
前記（ａ）カルボキシル基を有する重合性化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
（ｂ）水酸基を有する重合性化合物としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等の脂肪族（メタ）アクリレート；２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−（ｏ−フェニルフェノキシ）プロピル（メタ）アクリレート等の芳香族（メタ）アクリレートが挙げられる。
前記（ｃ）脂肪族環又は芳香族環を有する重合性化合物としてはシクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロペンチル（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、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ｏ−ビフェニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
前記（ｄ）の重合性化合物は、主としてポリマ（Ａ）の機械的特性、透明性、屈折率をコントロールする目的で使用する。このような（ｄ）重合性化合物としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル（（メタ）アクリルアルキルエステル）が挙げられる。
【００３０】
（Ａ）成分において、カルボキシル基を有する重合性化合物（ａ）の含有率は、３〜６０質量％であることが好ましい。水酸基を有する重合性化合物由来の構造単位（ｂ）の含有率は、３〜５０質量％であることが好ましい。脂肪族環又は芳香族環を有する重合性化合物由来の構造単位（ｃ）の含有率は、５〜８０質量％であることが好ましい。前記（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）以外の重合性化合物に由来する構造単位（ｄ）の含有率は、（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）とともに全体が１００質量％となる量であるが、この含有率は、５〜８０質量％であることが好ましい。以上のように、（Ａ）成分の前記アルカリ可溶性（メタ）アクリルポリマにおいて前記構成単位（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の含有率は、上記の各構成単位の含有率から、全体で１００質量％となるように選択される。
さらに（Ａ）アルカリ可溶性（メタ）アクリルポリマは、必要に応じて側鎖にエチレン性不飽和基を含んでいてもよい。その組成や合成方法に特に制限はないが、例えば上記の（Ａ）（メタ）アクリルポリマに、少なくとも１つのエチレン性不飽和基とエポキシ基、オキセタニル基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の１つの官能基を有する化合物とを付加反応させて側鎖にエチレン性不飽和基を導入することができる。
【００３１】
（Ａ）アルカリ可溶性ポリマの重量平均分子量は、１，０００〜３，０００，０００であることが好ましい。１，０００以上であると分子量が大きいため樹脂組成物とした場合の硬化物の強度が十分で、３，０００，０００以下であれば、アルカリ性水溶液からなる現像液に対する溶解性や（Ｂ）重合性化合物との相溶性が良好である。以上の観点から３，０００〜２，０００，０００とすることがさらに好ましく、５，０００〜１，０００，０００であることが特に好ましい。なお、本発明における重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレン換算した値である。
【００３２】
（Ａ）アルカリ可溶性（メタ）アクリルポリマは、後述する現像により感光性樹脂組成物の層を選択的に除去してパターンを形成する工程において、公知の各種現像液により現像可能となるように酸価を規定することができる。例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミン等のアルカリ性水溶液を用い現像する場合には、酸価が２０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。
【００３３】
（Ａ）成分の含有量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対して、１０〜８５質量％であることが好ましい。１０質量％以上であると、光導波路形成用樹脂組成物の硬化物の強度や可撓性が十分で、８５質量％以下であれば、露光時に（Ｂ）成分によって絡め込まれて容易に硬化し、耐現像液性が不足することがない。
【００３４】
以下、（Ｂ）成分について説明する。
（Ｂ）成分の重合性化合物は、エチレン性不飽和基を２以上有する化合物である。エチレン性不飽和基を有する化合物としては、特に制限はなく、例えば、（メタ）アクリレート、ビニルエーテル、ビニルエステル、ビニルアミド、アリール化ビニル、ビニルピリジン、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン等のエチレン性不飽和基を２つ以上有する化合物が挙げられる。
これらの中でも、透明性及び耐熱性の観点から、（メタ）アクリレートやアリール化ビニルが好ましい。（メタ）アクリレートとしては、２官能のもの又は３官能以上のもののいずれも用いることができる。
【００３５】
２官能又は３官能以上の（メタ）アクリレートとしては、特に制限はなく、例えば、脂環式（メタ）アク、脂環式エポキシ（メタ）アクリレート、芳香族（メタ）アクリレート、芳香族エポキシ（メタ）アクリレート；複素環式（メタ）アクリレート、これらのエトキシ化体、これらのプロポキシ化体、これらのエトキシ化プロポキシ化体、及びこれらのカプロラクトン変性体などが挙げられる。
【００３６】
前記（Ｂ）成分の含有量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対して、１５〜９０質量％であることが好ましい。
【００３７】
以下、（Ｃ）成分について説明する。
（Ｃ）成分の重合開始剤としては、加熱又は紫外線等の照射によって重合を開始させるものであれば特に制限はなく、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤等が挙げられるが、硬化速度が速く常温硬化が可能なことから、光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。光ラジカル重合開始剤と熱ラジカル重合開始剤とを組み合わせて用い、光硬化性と熱硬化性とを有する光導波路形成用樹脂組成物とすることもできる。
【００３８】
（Ｃ）成分の重合開始剤の含有量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して、０．３〜１０質量部であることが好ましい。
【００３９】
また、この他に必要に応じて、本発明の光導波路形成用樹脂組成物中には、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、可視光吸収剤、着色剤、可塑剤、安定剤、充填剤等のいわゆる添加剤を本発明の効果に悪影響を与えない割合で添加してもよい。
【００４０】
（Ａ）ポリマ、（Ｂ）重合性化合物及び（Ｃ）重合開始剤を含有する光導波路形成用樹脂組成物を重合、硬化してなる硬化フィルムの、温度２５℃における波長８３０〜８５０ｎｍの範囲での屈折率は１．４００〜１．７００であることが好ましい。１．４００〜１．７００であれば、通常の光学樹脂との屈折率が大きく異ならないため、光学材料としての汎用性が損なわれることがない。以上の観点から、１．４２５〜１．６７５以下であることがさらに好ましく、１．４５０〜１．６５０であることが特に好ましい。
【００４１】
（Ａ）ポリマ、（Ｂ）重合性化合物及び（Ｃ）重合開始剤を含有する光導波路形成用樹脂組成物を重合、硬化してなる厚み５０μｍの硬化フィルムの波長４００ｎｍでの透過率は８０％以上であることが好ましい。８０％以上であると、光の透過量が十分である。以上の観点から８５％以上であることがさらに好ましい。なお、透過率の上限については特に制限されない。
【００４２】
以下、光導波路形成用樹脂フィルムについて説明する。
光導波路形成用樹脂フィルムは、前記光導波路形成用樹脂組成物から形成され、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する光導波路形成用樹脂ワニスを好適な基材フィルムに塗布し、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。また、光導波路形成用樹脂組成物を直接基材フィルムに塗布して製造してもよい。
【００４３】
基材フィルムとしては、特に制限はなく、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、ポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、液晶ポリマなどが挙げられる。
【００４４】
基材フィルムの厚みは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、３〜２５０μｍであることが好ましい。３μｍ以上であるとフィルム強度が十分であり、２５０μｍ以下であると十分な柔軟性が得られる。以上の観点から、５〜２００μｍであることがさらに好ましく、７〜１５０μｍであることが特に好ましい。なお、樹脂層との剥離性向上の観点から、シリコーン系化合物、含フッ素化合物等により離型処理が施されたフィルムを必要に応じて用いてもよい。
【００４５】
基材フィルム上に光導波路形成用樹脂ワニス又は光導波路形成用樹脂組成物を塗布して製造した光導波路形成用樹脂フィルムは、必要に応じて保護フィルムを樹脂層上に貼り付け、基材フィルム、樹脂層及び保護フィルムからなる３層構造としてもよい。
【００４６】
保護フィルムとしては、特に制限はなく、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、ポリプロピレン等のポリオレフィンなどが挙げられる。保護フィルムの厚みは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、１０〜２５０μｍであることが好ましい。１０μｍ以上であるとフィルム強度が十分であり、２５０μｍ以下であると十分な柔軟性が得られる。以上の観点から、１５〜２００μｍであることがさらに好ましく、２０〜１５０μｍであることが特に好ましい。
【００４７】
光導波路形成用樹脂フィルムの樹脂層の厚みについては特に限定されないが、乾燥後の厚みで、通常は５〜５００μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると、厚みが十分であるため樹脂フィルム又は該フィルムの硬化物の強度が十分であり、５００μｍ以下であると、乾燥が十分に行えるため樹脂フィルム中の残留溶媒量が増えることなく、該フィルムの硬化物を加熱したときに発泡することがない。
【００４８】
このようにして得られた光導波路形成用樹脂フィルムは、例えばロール状に巻き取ることによって容易に保存することができる。または、ロール状のフィルムを好適なサイズに切り出して、シート状にして保存することもできる。
【００４９】
以下、光導波路について説明する。図２は、光導波路の構成例を示す断面図である。
【００５０】
図２（ａ）に示すように、光導波路１０ａは、基材５２と、第１のクラッド層４０と、コアパターン３０と、第２のクラッド層２０と、を備える。第１のクラッド層４０は、基材５２上に形成され、低屈折率であるクラッド層形成用樹脂組成物からなる。コアパターン３０は、高屈折率であるコア部形成用樹脂組成物からなる。
光導波路１０ａのコアパターン３０は、光導波路１０のコアパターン３０と同様に、露光後アルカリ現像液によってパターン形成される。このため、コア本体３４には、非接触面近傍コア領域３４ｂと、コア中央領域３４ａとが形成されることになる。そして、アルカリ現像液が浸透した非接触面近傍コア領域３４ｂの屈折率は、コア中央領域３４ａの屈折率より小さくなる。
光導波路形成用樹脂組成物及び光導波路形成用樹脂フィルムを、光導波路１０ａの第１のクラッド層４０、コアパターン３０及び第２のクラッド層２０のうち、少なくとも１つに用いることが好ましい。その中で、アルカリ性水溶液からなる現像液によりパターン形成可能の観点から、これらのうち少なくともコアパターン３０に用いることがさらに好ましい。
【００５１】
光導波路形成用樹脂フィルムを用いることによって、クラッドとコアとの間の層間密着性や光導波路コアパターン形成時のパターン形成性（細線又は狭線間対応性）をより向上させることができ、線幅や線間の小さい微細パターン形成が可能となる。また、大面積の光導波路を一度に製造できるという生産性に優れたプロセスを提供することが可能となる。
【００５２】
光導波路１０ａにおいて、基材５２としてはシリコーン基板、ガラス基板又はＦＲ−４等のガラスエポキシ樹脂基板のような硬い基板を用いることができる。光導波路１０ａは、上記基板の代わりに、柔軟性及び強靭性のある前記基材フィルムを用いて、フレキシブル光導波路としてもよい。
【００５３】
また、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、柔軟性及び強靭性のある基材フィルムをカバーフィルム５４として第１のクラッド層４０又は第２のクラッド層２０に積層してもよい。カバーフィルム５４を第１のクラッド層４０や第２のクラッド層２０に積層することにより、カバーフィルム５４の柔軟性や強靭性を光導波路１０ｂ、１０ｃが付与することが可能となる。また、光導波路１０ｂ、１０ｃが汚れや傷を受けなくなるため、取り扱いやすさが向上する。
光導波路１０に柔軟性や強靭性が十分に備わっているならば、図２（ｄ）のように、カバーフィルム５４を積層していなくてもよい。
【００５４】
第１のクラッド層４０の厚みは、特に制限はないが、２〜２００μｍであることが好ましい。２μｍ以上であると伝搬光をコアパターンの内部に閉じ込めるのが容易となり、２００μｍ以下であると、光導波路の全体の厚みが大きすぎることがない。なお、第１のクラッド層４０の厚みとは、コアパターン３０と第１のクラッド層４０との境界から第１のクラッド層４０の下面までの値である。
第１のクラッド層形成用樹脂フィルムの厚みについては特に制限はなく、硬化後の第１のクラッド層４０の厚みが上記の範囲となるように厚みが調整される。
【００５５】
コアパターン３０の高さは、露光後アルカリ現像液によって、非接触面近傍コア領域３４ｂとコア中央領域３４ａとを形成することができれば、特に制限はないが、１０〜１００μｍであることが好ましい。コアパターン３０の高さが１０μｍ以上であると、光導波路を形成した後の受発光素子又は光ファイバとの結合において位置合わせトレランスが小さくなることがなく、１００μｍ以下であれば、光導波路を形成した後の受発光素子又は光ファイバとの結合において、結合効率が小さくなることがない。以上の観点から、コアパターン３０の高さは、１５〜８０μｍであることがさらに好ましく、２０〜７０μｍであることが特に好ましい。なお、コア部形成用樹脂フィルムの厚みについては特に制限はなく、硬化後のコアパターン３０の高さが上記の範囲となるように厚みが調整される。
【００５６】
第２のクラッド層２０の厚みは、コアパターン３０を埋め込むことができる範囲であれば、特に制限はないが、乾燥後の厚みで、１２〜５００μｍであることが好ましい。第２のクラッド層２０の厚みとしては、最初に形成される第１のクラッド層４０の厚みと同一であっても異なってもよいが、コアパターン３０を埋め込むという観点から、第１のクラッド層４０の厚みよりも厚くすることが好ましい。なお、第２のクラッド層２０の厚みとは、コアパターン３０と第１のクラッド層４０との境界から第２のクラッド層２０の上面までの値である。
【００５７】
光導波路は、光伝搬損失として０．２５ｄＢ／ｃｍ以下を実現することができる。さらに、０．１５ｄＢ／ｃｍ以下が実現できるため、光の損失が小さくなり、伝送信号の強度が十分である。以上の観点から、０．１０ｄＢ／ｃｍ以下を達成することも可能である。
【００５８】
以下、前記の光導波路形成用樹脂フィルムを用いた最も好適な光導波路製造例について説明する。
コア部形成用樹脂フィルムの製造過程で用いる基材としては、後述のコアパターン形成に用いる露光用活性光線が透過するものであれば特に制限はなく、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、ポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレートなどが挙げられる。
これらの中で、露光用活性光線の透過率、柔軟性及び強靭性の観点から、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等のポリエステル；ポリプロピレン等のポリオレフィンであることが好ましい。さらに、露光用活性光線の透過率向上及びコアパターンの側壁荒れ低減の観点から、高透明タイプな基材フィルムを用いることがさらに好ましい。このような高透明タイプな基材フィルムとしては、東洋紡績株式会社製コスモシャインＡ１５１７、コスモシャインＡ４１００が挙げられる。なお、樹脂層との剥離性向上の観点から、シリコーン系化合物、含フッ素化合物等により離型処理が施されたフィルムを必要に応じて用いてもよい。
【００５９】
コア部形成用樹脂フィルムの基材フィルムの厚みは、５〜５０μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると、支持体としての強度が十分であり、５０μｍ以下であると、コアパターン形成時にフォトマスクとコア部形成用樹脂組成物層のギャップが大きくならず、パターン形成性が良好である。以上の観点から、基材フィルムの厚みは１０〜４０μｍであることがさらに好ましく、１５〜３０μｍであることが特に好ましい。
【００６０】
上記基材フィルム上に光導波路形成用樹脂ワニス又は光導波路形成用樹脂組成物を塗布して製造した光導波路形成用樹脂フィルムは、必要に応じて前記保護フィルムを樹脂層上に貼り付け、基材フィルム、樹脂層及び保護フィルムからなる３層構造としてもよい。
【００６１】
このようにして得られた光導波路形成用樹脂フィルムは、例えばロール状に巻き取ることによって容易に保存することができる。又は、ロール状のフィルムを好適なサイズに切り出して、シート状にして保存することもできる。
【００６２】
以下、光導波路形成用樹脂組成物及び／又は光導波路形成用樹脂フィルムを用いて光導波路１０を形成するための製造方法について説明する。
光導波路１０を製造する方法としては、特に制限はないが、コア部形成用樹脂ワニス及びクラッド層形成用樹脂組成物を用いてスピンコート法等により製造する方法、又はコア部形成用樹脂フィルム及びクラッド層形成用樹脂フィルムを用いて積層法により製造する方法などが挙げられる。また、これらの方法を組み合わせて製造することもできる。これらの中では、生産性に優れた光導波路製造プロセスが提供可能という観点から、光導波路形成用樹脂フィルムを用いて積層法により製造する方法が好ましい。
【００６３】
以下、図３を参照して、光導波路形成用樹脂フィルムを第１のクラッド層、コア部及び第２のクラッド層に用いて光導波路１０ａを形成するための製造方法を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、第１の工程として第１のクラッド層形成用樹脂フィルムを基材５２上に積層して第１のクラッド層４０を形成する。
第１の工程における積層方式としては、ロールラミネータ、又は平板型ラミネータを用いて加熱しながら圧着することにより積層する方法が挙げられるが、密着性及び追従性の観点から、平板型ラミネータを用いて減圧下で第１のクラッド層形成用樹脂フィルムを積層することが好ましい。なお、平板型ラミネータとは、積層材料を一対の平板の間に挟み、平板を加圧することにより圧着させるラミネータのことを指し、例えば、真空加圧式ラミネータを好適に用いることができる。ここでの加熱温度は、４０〜１３０℃であることが好ましく、圧着圧力は、０．１〜１．０ＭＰａであることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。第１のクラッド層形成用樹脂フィルムに保護フィルムが存在する場合には、保護フィルムを除去した後に積層する。
【００６４】
なお、真空加圧式ラミネータによる積層の前に、ロールラミネータを用いて、あらかじめ第１のクラッド層形成用樹脂フィルムを基材５２上に仮貼りしておいてもよい。ここで、密着性及び追従性向上の観点から、圧着しながら仮貼りすることが好ましく、圧着する際、ヒートロールを有するラミネータを用いて加熱しながら行っても良い。ラミネート温度は、２０〜１３０℃であることが好ましい。２０℃以上であると第１のクラッド層４０の形成用樹脂フィルムと基材５２との密着性が向上し、１３０℃以下であると樹脂層がロールラミネート時に流動しすぎることがなく、必要とする膜厚が得られる。以上の観点から、４０〜１００℃であることがより好ましい。圧力は０．２〜０．９ＭＰａであることが好ましく、ラミネート速度は０．１〜３ｍ／ｍｉｎであることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
【００６５】
続いて、基材５２上に積層された第１のクラッド層形成用樹脂フィルムを光及び／又は加熱により硬化し、第１のクラッド層形成用樹脂フィルムの基材フィルムを除去し、第１のクラッド層４０を形成する。
第１のクラッド層４０を形成する際の活性光線の照射量は、０．１〜５Ｊ／ｃｍ２とすることが好ましく、加熱温度は５０〜２００℃とすることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
【００６６】
次いで、図３（ｂ）に示すように、第２の工程としてコア部形成用樹脂フィルム３０ａを第１の工程と同様な方法で積層する。ここで、コア部形成用樹脂フィルム３０ａは第１のクラッド層形成用樹脂フィルムより高屈折率であるように設計され、活性光線によりコアパターンを形成し得る感光性樹脂組成物からなることが好ましい。
【００６７】
次に、図３（ｃ）に示すように、第３の工程としてコア部を露光し、光導波路のコアパターン（コア部）３０を形成する。具体的には、アートワークと呼ばれるネガ又はポジマスクパターンを有するフォトマスク６０を通して活性光線が画像状に照射される。また、レーザ直接描画を用いてフォトマスク６０を通さずに直接活性光線を画像上に照射してもよい。活性光線の光源としては、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射する公知の光源が挙げられる。また、他にも写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光を有効に放射するものが挙げられる。
ここでの活性光線の照射量は、０．０１〜１０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましい。０．０１Ｊ／ｃｍ２以上であると、硬化反応が十分に進行し、後述する現像工程によりコアパターン３０が流失することがなく、１０Ｊ／ｃｍ２以下であると露光量過多によりコアパターン３０が太ることがなく、微細なパターンが形成でき好適である。以上の観点から、０．０５〜５Ｊ／ｃｍ２であることがより好ましく、０．１〜３Ｊ／ｃｍ２であることが特に好ましい。
なお、露光後にコアパターン３０の解像度及び密着性向上の観点から、露光後加熱を行ってもよい。紫外線照射から露光後加熱までの時間は、１０分以内であることが好ましい。１０分以内であると紫外線照射により発生した活性種が失活することがない。露光後加熱の温度は４０〜１６０℃であることが好ましく、時間は３０秒〜１０分であることが好ましい。
【００６８】
露光後、図３（ｄ）に示すように、コア部形成用樹脂フィルム３０ａの基材フィルムを除去し、アルカリ性水溶液、水系現像液等の前記コア部形成用樹脂フィルムの組成に対応した現像液を用いて、例えば、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング、ディップ及びパドル等の公知の方法により現像する。また、必要に応じて２種類以上の現像方法を併用してもよい。
【００６９】
上記アルカリ性水溶液の塩基としては、特に制限はないが、例えば、リチウム、ナトリウム又はカリウムの水酸化物等の水酸化アルカリ；リチウム、ナトリウム、カリウム若しくはアンモニウムの炭酸塩又は重炭酸塩等の炭酸アルカリ；リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等のアルカリ金属リン酸塩；ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等のアルカリ金属ピロリン酸塩；ホウ砂、メタケイ酸ナトリウム等のナトリウム塩；水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ジアミノプロパノール−２−モルホリン等の有機塩基などが挙げられる。現像に用いるアルカリ性水溶液のｐＨは９〜１１であることが好ましく、その温度はコア部形成用樹脂組成物層の現像性に合わせて調節される。また、アルカリ性水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させてもよい。
【００７０】
前記水系現像液としては、水又はアルカリ性水溶液と１種類以上の有機溶剤からなるものであれば特に制限はない。水系現像液のｐＨは、前記コア部形成用樹脂フィルムの現像が充分にできる範囲でできるだけ小さくすることが好ましく、ｐＨ８〜１２であることが好ましく、ｐＨ９〜１０であることが特に好ましい。
上記有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール；アセトン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン等のケトン；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテルなどが挙げられる。
これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。有機溶剤の濃度は、通常、２〜９０質量％であることが好ましく、その温度はコア部形成用樹脂組成物の現像性に合わせて調節される。また、水系現像液中には、界面活性剤、消泡剤等を少量混入させてもよい。
【００７１】
現像後の処理として、酸性水溶液等の洗浄液を用いて洗浄してもよい。洗浄方法として、特に制限はないが、例えば、スプレー法、ディップ法、パドル法、スピン法、ブラッシング法、スクラッピング法等が挙げられる。また必要に応じてこれらの洗浄方法を併用してもよい。
【００７２】
前記酸性水溶液の酸としては特に制限はなく、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸；ギ酸、酢酸、マロン酸、コハク酸等のカルボン酸；乳酸、サリチル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等のヒドロキシ酸などが挙げられる。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも、酸性度が高い、揮発性が低い、酸化力が小さいという観点から硫酸であることが好ましい。
【００７３】
洗浄に用いる酸性水溶液のｐＨは、０を超え５以下であることが好ましい。０を超えるものであれば、酸性度、腐食性が強すぎることがなく、５以下であれば、コアパターン内に残存した不安定な１価の塩を、元の酸性官能基に効果的に変換することができる。以上の観点から、酸性水溶液のｐＨは０．１〜４であることがさらに好ましく、０．３〜３であることが特に好ましい。酸性水溶液の温度はｐＨに合わせて調節される。また酸性水溶液中には、有機溶剤、表面活性剤、消泡剤などを混入させてもよい。
【００７４】
また、現像後の処理として、必要に応じて水と上記有機溶剤からなる洗浄液を用いて光導波路のコアパターン３０を洗浄してもよい。有機溶剤は単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。有機溶剤の濃度は通常、２〜９０質量％とすることが好ましく、その温度はコア部形成用樹脂組成物の現像性に合わせて調節される。
【００７５】
現像又は洗浄後の処理として、必要に応じて、６０〜２５０℃程度の加熱又は０．１〜１０００ｍＪ／ｃｍ２程度の露光を行うことによりコアパターン３０さらに硬化して用いてもよい。
【００７６】
続いて、図３（ｅ）に示すように、第４の工程として第２のクラッド層形成用樹脂フィルムを第１及び第２の工程と同様の方法で積層して第２のクラッド層２０を形成する。ここで、第２のクラッド層形成用樹脂フィルムは、コア部形成用樹脂フィルムよりも低屈折率になるように設計されている。また、第２のクラッド層２０の厚みは、コアパターン３０の高さより大きくすることが好ましい。
次いで、第１の工程と同様な方法で第２のクラッド層形成用樹脂フィルムを光及び／又は熱によって硬化し、第２のクラッド層２０を形成する。
上記クラッド層形成用樹脂フィルムの基材フィルムがＰＥＴの場合、活性光線の照射量は、０．１〜５Ｊ／ｃｍ２であることが好ましい。一方、基材フィルムがポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン等の場合、ＰＥＴに比べて紫外線等の短波長の活性光線を通しにくいことから、活性光線の照射量は、０．５〜３０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましい。０．５Ｊ／ｃｍ２以上であると硬化反応が十分に進行し、３０Ｊ／ｃｍ２以下であると光照射の時間が長くかかりすぎることがない。以上の観点から、３〜２７Ｊ／ｃｍ２であることがより好ましく、５〜２５Ｊ／ｃｍ２であることが特に好ましい。
なお、より硬化させるために、両面から同時に活性光線を照射することが可能な両面露光機を使用することができる。また、加熱をしながら活性光線を照射してもよい。活性光線照射中及び／又は照射後の加熱温度は５０〜２００℃であることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
第２のクラッド層２０を形成後、必要であれば基材フィルムを除去して、光導波路１０を作製することができる。
【００７７】
光導波路は、透明性及び光伝搬性に優れているために光モジュールの光伝送路として用いてもよい。光モジュールの形態としては、例えば光導波路の両端に光ファイバを接続した光ファイバ付き光導波路、光導波路の両端にコネクタを接続したコネクタ付き光導波路、光導波路とプリント配線板と複合化した光電気複合基板、光導波路と光信号と電気信号を相互に変換する光／電気変換素子を組み合わせた光電気変換モジュール、光導波路と波長分割フィルタを組み合わせた波長合分波器等が挙げられる。なお、光電気複合基板において、複合化するプリント配線板としては、特に制限はなくガラスエポキシ基板等のリジッド基板、ポリイミド基板などのフレキシブル基板のどちらを用いてもよい。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例をさらに具体的に説明する。
【００７９】
合成例１
［クラッド層形成用ベースポリマ；（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−１）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、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、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
【００８０】
［酸価の測定］
Ｐ−１の酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価はＰ−１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。
【００８１】
［重量平均分子量の測定］
Ｐ−１の重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）を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、カラムは日立化成株式会社製「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。溶離液としてはテトラヒドロフランを用い、サンプル濃度０．５ｍｇ／ｍｌとし、溶出速度を１ｍｌ／分として測定した。
【００８２】
合成例２
［コア層形成用ベースポリマ；（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−２）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４７質量部及び乳酸メチル２４質量部を秤量し、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３４質量部、ベンジルメタクリレート３４質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１４質量部、メタクリル酸１８質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）２．５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４３質量部、及び乳酸メチル２４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、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−２）溶液（固形分４３質量％）を得た。
合成例１と同様な方法で、Ｐ−２の酸価及び重量平均分子量を測定した結果、それぞれ１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、３４，０００であった。
【００８３】
合成例３
［コア層形成用ベースポリマ；（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−３）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４７質量部及び乳酸メチル２４質量部を秤量し、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３４質量部、Ｏ−フェニルフェノール１．５ＥＯアクリレート３４質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１４質量部、メタクリル酸１８質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）２．５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４３質量部、及び乳酸メチル２４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、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−３）溶液（固形分４１質量％）を得た。
合成例１と同様な方法で、Ｐ−３の酸価及び重量平均分子量を測定した結果、それぞれ１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、３２，０００であった。
【００８４】
合成例４
［コア層形成用ベースポリマ；（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−４）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４７質量部及び乳酸メチル２４質量部を秤量し、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３４質量部、ジシクロペンタニルメタクリレート３４質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１４質量部、メタクリル酸１８質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）２．５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４３質量部、及び乳酸メチル２４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、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−４）溶液（固形分４２質量％）を得た。
合成例１と同様な方法で、Ｐ−４の酸価及び重量平均分子量を測定した結果、それぞれ１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、３６，０００であった。
【００８５】
合成例５
［クラッド層形成用樹脂ワニスＣＬＶ−１の調合］
（Ａ）ベースポリマとして、前記Ｐ−１溶液（固形分３５質量％）１４３質量部（固形分換算で５０質量部）、（Ｂ）重合性化合物として、２官能アクリレートのポリプロピレングリコールジアクリレート（日立化成株式会社製「ファンクリルＦＡ−Ｐ２４０Ａ」）４５質量部及び３官能アクリレートのペンタエリスリトールトリアクリレート（共栄社化学株式会社製「ＰＥ−３Ａ」）５質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、リン酸エステル系光開始剤のビス（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（ＢＡＳＦ社製「イルガキュア８１９」）１質量部を広口のポリ瓶に秤量し、撹拌機を用いて、温度２５℃、回転数４００ｒｐｍの条件で、６時間撹拌して、クラッド層形成用樹脂ワニスを調合した。その後、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」）及び孔径０．５μｍのメンブレンフィルタ（アドバンテック東洋株式会社製「Ｊ０５０Ａ」）を用いて、温度２５℃、圧力０．４ＭＰａの条件で加圧濾過した。続いて、真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度５０ｍｍＨｇの条件で１５分間減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。
【００８６】
［クラッド層形成用樹脂フィルムＣＬＦ−１の作製］
上記で得られたクラッド層形成用樹脂組成物を、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、前記塗工機を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥後、保護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、本実施例では第１のクラッド層の厚みは１５μｍ、第２のクラッド層の厚みは７０μｍとした。実施例中に記載するクラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００８７】
実施例１
［コア部形成用樹脂ワニスＣＯＶ−１の調合］
（Ａ）アルカリ可溶性（メタ）アクリルポリマとして、前記Ｐ−２溶液（固形分４２質量％）６０質量部、（Ｂ）重合性化合物として、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（日立化成株式会社製「ファンクリルＦＡ−３２４Ａ」）４０質量部
【００８８】
【化１】
2015215468.tif 000003
（Ｃ）重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製イルガキュア８１９）１質量部を広口のポリ瓶に秤量し、撹拌機を用いて、温度２５℃、回転数４００ｒｐｍの条件で、６時間撹拌して、コア部形成用樹脂ワニスを調合した。その後、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）及び孔径０．５μｍのメンブレンフィルタ（アドバンテック東洋株式会社製Ｊ０５０Ａ）を用いて、温度２５℃、圧力０．４ＭＰａの条件で加圧濾過した。続いて、真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度５０ｍｍＨｇの条件で１５分間減圧脱泡し、コア部形成用樹脂ワニスＣＯＶ−１を得た。
【００８９】
［コア部形成用樹脂フィルムＣＯＦ−１の作製］
上記コア部形成用樹脂ワニスＣＯＶ−１を、ＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製Ａ１５１７、厚み１６μｍ）の非処理面上に塗工機（株式会社ヒラノテクシード製マルチコーターＴＭ−ＭＣ）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製Ａ３１、厚み２５μｍ）を貼付け、コア部形成用樹脂フィルムＣＯＦ−１を得た。このとき樹脂層の厚みは、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るが、本実施例では硬化後の膜厚が、５０μｍとなるように調節した。
【００９０】
実施例２〜３
表１に示す配合比に従って、コア部形成用樹脂ワニスＣＯＶ−２〜８を調合し、実施例１と同様な方法で、コア部形成用樹脂フィルムＣＯＦ−２〜８を作製した。
【００９１】
［アルカリ現像液溶解性評価］
前記コア部形成用樹脂フィルムの保護フィルム（Ａ３１）を除去し、樹脂層が１質量％炭酸ナトリウム水溶液に溶解するかどうか、以下の基準で評価した。
○…完全に溶解して残存樹脂層なし
△…完全に溶解せず残存樹脂層あり
×…不溶
【００９２】
［波長８５０ｎｍにおける光線透過率の測定］
保護フィルム（ピューレックスＡ３１）を除去した前記コア部形成用樹脂フィルムを、スライドガラス（サイズ：７６ｍｍ×２６ｍｍ、厚さ：１ｍｍ）上に前記真空ラミネータを用いて、圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃及び加圧時間３０秒の条件で積層した。次いで、前記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を１０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、さらに１６０℃で１時間加熱し、光線透過率測定用のサンプルを作製した。このサンプルの波長８５０ｎｍにおける光線透過率を、分光光度計（株式会社日立ハイテクノロージーズ製、「Ｕ−３３１０」）を用いて測定した。
【００９３】
［全光線透過率、ＹＩ、ヘイズの測定］
前記光線透過率測定用のサンプルにて、全光線透過率、ＹＩ（Ｙｅｌｌｏｗｎｅｓｓ  Ｉｎｄｅｘ）、ヘイズを測定した。測定には色度計（日本電飾工業株式会社製、「ＣＯＨ−３００Ａ」）を使用した。
【００９４】
［光導波路の作製法］
真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製「ＭＶＬＰ−５００／６００」）を用い、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃及び加圧時間３０秒の条件で、保護フィルム（ピューレックスＡ３１）を除去した前記第１のクラッド層形成用樹脂フィルムＣＬＦ−１を、ガラスエポキシ樹脂基板（日立化成株式会社製「ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＢ」、板厚０．６ｍｍ、銅箔はエッチングにより除去）上に積層した。次に、紫外線露光機（大日本スクリーン株式会社製「ＭＡＰ−１２００−Ｌ」）を用い、紫外線（波長３６５ｎｍ）を４０００ｍＪ／ｃｍ２照射後、支持フィルム（コスモシャインＡ４１００）を除去し、１２０℃で１時間加熱処理することによって、第１のクラッド層４０を形成した。
【００９５】
続いて、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、保護フィルム（ピューレックスＡ３１）を除去した前記コア部形成用樹脂フィルムＣＯＦ−１を、第１のクラッド層４０上に、圧力０．５ＭＰａ、温度５０℃、速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で積層した。次いで、幅５０μｍの光導波路形成用パターンを有するネガ型フォトマスクを介し、前記紫外線露光機で紫外線（波長３６５ｎｍ）を２５００ｍＪ／ｃｍ２照射して、コア部（コアパターン３０）を露光した。支持フィルム（コスモシャインＡ１５１７）を除去した後、スプレー式現像装置（株式会社山縣機械製「ＲＸ−４０Ｄ」）を用い、１質量％炭酸ナトリウム水溶液にて温度３０℃、スプレー圧０．１５ＭＰａ、現像時間１０５秒の条件で現像した。続いて、０．３質量％硫酸水溶液（ｐＨ１）を用いて洗浄した後、純水にて洗浄した。
【００９６】
次に、前記真空加圧式ラミネータを用い、保護フィルム（ピューレックスＡ３１）を除去した前記第２のクラッド層形成用樹脂フィルムＣＬＦ−１を、コアパターン３０及び第１のクラッド層４０上に、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃及び加圧時間３０秒の条件で積層した。紫外線（波長３６５ｎｍ）を４０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、支持フィルム（コスモシャインＡ４１００）を除去した後、１６０℃で１時間加熱硬化することによって、第２のクラッド層２０を形成し、図１に示す光導波路１０を得た。その後、ダイシングソー（株式会社ディスコ製「ＤＡＤ−３４１」）を用いて長さ１０ｃｍのリジッド光導波路を切り出した。
【００９７】
［光損失の測定］
得られた光導波路の光伝搬損失を、光源に波長８５０ｎｍを中心波長とするＶＣＳＥＬ（ＥＸＦＯ社製「ＦＬＳ−３００−０１−ＶＣＬ」）、受光センサ（株式会社アドバンテスト製「Ｑ８２２１４」）、入射ファイバ（ＧＩ−５０／１２５マルチモードファイバ、ＮＡ＝０．２０）、及び出射ファイバ（ＳＩ−１１４／１２５、ＮＡ＝０．２２）を用いて測定した。光伝搬損失は、光損失測定値（ｄＢ）を光導波路長（１０ｃｍ）で割ることにより算出し、以下の基準で評価した。
【００９８】
◎…０．１ｄＢ／ｃｍ以下
○…０．１ｄＢ／ｃｍより大きく、０．１５ｄＢ／ｃｍ以下
△…０．１５ｄＢ／ｃｍより大きく、０．３ｄＢ／ｃｍ以下
×…０．３ｄＢ／ｃｍより大きい
【００９９】
実施例１〜３の評価結果を表１、実施例１の光導波路断面を図１に示す。また、光導波路の曲げパターンの光損失（挿入損失）測定結果を図４に示す。曲げ半径が小さくなるに従い光損失は増加するが、光導波路は曲げ半径３ｍｍでも損失増加は０．１ｄＢ以下と小さい値が得られた。
図５に、交差光導波路の光損失測定結果を示す。本発明の光導波路では交差領域が小さい交差角度が４５°、直交（９０°）の場合では交差数が１〜５で明らかな増加は見られず、交差領域が大きくなる交差角度が３０°の場合でも交差数が５で光損失の増加量が０．３ｄＢ以下（１交差あたり０．０６ｄＢ以下）と小さい値が得られた。これらは本発明の構造の効果によるものである。
【０１００】
【表１】
2015215468.tif 000004
１）合成例２で作製した（メタ）アクリルポリマ溶液、重量平均分子量：３．４×１０４、酸価：１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ
２）合成例３で作製した（メタ）アクリルポリマ溶液、重量平均分子量：３．２×１０４、酸価：１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ
３）合成例４で作製した（メタ）アクリルポリマ溶液、重量平均分子量：３．６×１０４、酸価：１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ
４）エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（日立化成株式会社製「ファンクリルＦＡ−３２４Ａ」）
【０１０１】
【化２】
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５）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（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「イルガキュア８１９」）
【０１０２】
［浸漬前後の屈折率測定］
本発明の光導波路形成用樹脂組成物を用いて作製した光導波路において、コアパターンの周辺表層部位と中心部との屈折率の変化を確認するために、アルカリ現像液に浸漬前後のコア部形成用樹脂フィルムについて下記のようにして屈折率測定を行った。
【０１０３】
シリコーン基板（サイズ：６０×２０ｍｍ、厚さ：０．６ｍｍ）上に前記光線透過率測定用のサンプルと同様にしてコア部形成用樹脂フィルムを積層し、下記の条件でサンプルＡ及びＢを作製した。
・サンプルＡ：前記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を２０００ｍＪ／ｃｍ２照射したもの
・サンプルＢ：前記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を２０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、１質量％炭酸カリウム水溶液に温度３０℃、２分、浸漬したもの
【０１０４】
ついで、上記サンプルＡ、Ｂの波長８３０ｎｍにおける屈折率を、前記プリズム結合式屈折率計を用いて測定した実施例１〜３、比較例１〜４の結果を下記表２に示す。
【０１０５】
【表２】
2015215468.tif 000006
【０１０６】
表２に示すように、実施例１〜３のフィルムは、Ａ＞Ｂ、Ａ−Ｂ≧０．００３の関係を満たすことが分かる。したがって、本発明の光導波路が低い光伝搬損失を有する理由は、表２から明らかなように、コア部を形成するコアパターンの周辺においてコアパターンの中心部よりも充分に屈折率が低い表層部位が形成できたためであることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の光導波路は、低伝搬損失で曲げや交差による損失増加が非常に小さく、高速、大容量光伝送に適した非常に優れたものであり、本発明の光導波路を用いた電子機器は非常に高速に大量の情報を処理できる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  光導波路
２０  第２のクラッド層
２２  非接触コア周面から所定の範囲の領域
３０  コアパターン
３１  コア周囲
３１ａ  コア周面の接触コア周面
３１ｂ  コア周面の非接触コア周面
３４  コア本体
３４ａ  コア本体のコア中央領域
３４ｂ  コア本体の非接触面近傍コア領域
４０  第１のクラッド層
５２  基材
５４  カバーフィルム
【図２】
2015215468.tif 000007
【図３】
2015215468.tif 000008
【図５】
2015215468.tif 000009
【図１】
2015215468.tif 000010
【図４】
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