(57)【要約】本発明は、透明部材のコアパターンの表層部位付近及び中心部の屈折率を位置的に高精度で制御できる光学部材の製造方法及び低光損失の光導波路を提供する。本発明の光学部材の製造方法は、透明部材を溶液に曝し、溶液に曝露された透明部材の表層部位の屈折率を、溶液に曝露されていない透明部材の中心部の屈折率より実質的に低くする工程Ａを有する。表層部位の実質的な低屈折率化は、透明部材の表層部位に含有させる屈折率制御剤にその機能を発現させることによって達成できる。また、本発明の光導波路は、主に、コア部を形成するコアパターンの２辺以上の周囲が前記コアパターンの中心部よりも低屈折率を有する表層部位を有し、該表層部位が低屈折率化のための屈折率制御剤を含み、さらに、低屈折率を有する表面部位の外側に、より低屈折率の下部クラッド層又は／及び上部クラッド層を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明部材を溶液に曝し、前記溶液に曝露された前記透明部材の表層部位の屈折率を、前記溶液に曝露されていない前記透明部材の中心部の屈折率より実質的に低くする工程Ａを有する光学部材の製造方法。
【請求項２】
前記工程Ａにおいて、前記の透明部材を溶液に曝すときに、前記溶液を前記透明部材に含浸させる請求項１に記載の光学部材の製造方法。
【請求項３】
前記溶液が、前記透明部材の表層部位に含まれることによって前記表層部位の屈折率を実質的に低くする機能を発現する屈折率制御剤を含有する請求項１又は２に記載の光学部材の製造方法。
【請求項４】
透明部材に、前記透明部材の屈折率を実質的に低下させる屈折率制御剤を前記透明部材の表層部位に含有させ、前記屈折率制御剤の含有した表層部位の屈折率を、屈折率制御剤の含有していない前記透明部材の中心部の屈折率より、実質的に低くする工程Ａ’を有する光学部材の製造方法。
【請求項５】
前記透明部材が、エッチング液によってエッチング可能な透明部材であって、エッチングによってパターン化する工程Ｂを有し、前記工程Ｂが、前記工程Ａ又は前記工程Ａ’と同時、又は、前記工程Ａ又は前記工程Ａ’の前に行われる請求項１〜４のいずれかに記載の光学部材の製造方法。
【請求項６】
前記透明部材が透明樹脂であって、前記屈折率制御剤が１価のカチオンである請求項１〜５のいずれかに記載の光学部材の製造方法。
【請求項７】
前記溶液がアルカリ溶液である請求項６に記載の光学部材の製造方法。
【請求項８】
前記１価のカチオンがカリウムイオン及びナトリウムイオンの少なくともいずれかである請求項６又は７に記載の光学部材の製造方法。
【請求項９】
前記透明樹脂が感光性透明樹脂であって、前記工程Ａ又は前記工程Ａ’の前に、又は／及び前記工程Ｂの前に、前記感光性透明樹脂を光硬化し得る活性光線を照射する工程Ｃを有する請求項６〜８のいずれかに記載の光学部材の製造方法。
【請求項１０】
前記工程Ａ又は前記工程Ａ’の後に前記透明樹脂を熱硬化する工程Ｄ’を有する請求項６〜９のいずれかに記載の光学部材の製造方法。
【請求項１１】
透明樹脂を熱硬化し、前記透明樹脂の表層部位付近の屈折率を、前記透明樹脂の中心部の屈折率より実質的に低くする工程Ｄを有する光学部材の製造方法。
【請求項１２】
前記透明樹脂が、（Ａ）熱重合性の官能基を有するベース樹脂、（Ｂ）熱重合性化合物を少なくとも有する請求項１０又は１１に記載の光学部材の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の光学部材の製造方法に用いられる光学部材形成用透明部材。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかに記載の光学部材の製造方法によって得られる光学部材。
【請求項１５】
コア部及びクラッド部を有する光導波路であって、前記コア部を形成するコアパターンにおいて、前記コアパターンの少なくとも周囲の一部が前記コアパターンの中心部よりも低屈折率を有する表層部位を有する光導波路。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光導波路が、下部クラッド層、コアパターン、上部クラッド層が積層された光導波路であって、前記低屈折率を有する表層部位の外側に、さらに屈折率の低い下部クラッド層又は／及び上部クラッド層を有してなる光導波路。
【請求項１７】
前記２辺以上の周囲を有するコアパターンが、少なくとも両側壁の２辺を含むコアパターンである請求項１５又は１６に記載の光導波路。
【請求項１８】
前記コアパターン中心とコアパターンの周囲の低屈折率部位との屈折率差より、前記低屈折率部位と前記下部クラッド層又は／及び上部クラッド層との屈折率差の力が大きい請求項１６又は１７に記載の光導波路。
【請求項１９】
請求項１５〜１８のいずれかに記載の光導波路であって、前記コアパターンが請求項１３に記載の光学部材形成用透明部材によって形成される光導波路。
【請求項２０】
前記表層部位は低屈折率化のための屈折率制御剤を含む請求項１５〜１９のいずれかに記載の光導波路
【請求項２１】
請求項１５〜２０のいずれかに記載の光導波路を用いた光モジュール。
【請求項２２】
下部クラッド層、コアパターン、上部クラッド層が積層された光導波路に用いられるコアパターン形成用透明部材であって、前記コアパターンを形成する際に、２辺以上の周囲が、前記コアパターンの中心部よりも屈折率が低い表層部位を実質的に形成し得るものである光導波路コアパターン形成用透明部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部材の製造方法並びに光学部材、光学部材形成用透明部材、光導波路及び光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
反射防止部材は様々な用途に用いられており、特にディスプレイ等のデバイス本体や部材にフィルム状の反射防止部材を貼り付けて使用されている。一般に反射防止機能は、透明基材上に金属酸化物等の透明材料からなる高屈折率部位と低屈折率部位からなり、それらの繰り返し構造による多層構造とすることで反射防止フィルムを形成できる。これらの多層構造は、一般的に、物理蒸着（ＰＶＤ）法や、化学蒸着（ＣＶＤ）法といった乾式成膜法により形成することができる。上記の方法では低屈折率部位及び高屈折率部位の膜厚を精密に制御できる利点がある。
また、情報容量の増大に伴い、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。具体的には、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるために、電気配線板に光伝送路を複合した光電気複合基板の開発がなされている。光伝送路としては、光ファイバに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路を用いることが望ましく、中でも、加工性や経済性に優れたポリマー材料を用いた光導波路が有望である。
この光導波路としては、例えば、特許文献１に、キャリアフィルム上に下部クラッド層を硬化形成した後に、下部クラッド層上にコアパターン形成用樹脂を形成し、露光とエッチングを行うことによってパターン化されたコアパターンを形成し、上部クラッド層を積層したものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９５０８１号公報
【発明の開示】
【０００４】
しかしながら、上記の乾式成膜法を用いて反射防止部材を形成する場合において、成膜を真空中で行う必要があるため、生産性が低い問題があり、真空中に曝すことによる透明部材へダメージの懸念や、フィルム形状が湾曲している場合（製造中に湾曲する場合も含む）や、複雑な場合や、入り組んだ形状の透明部材であると、屈折率の位置的ばらつきが発生することが懸念された。
また、特許文献１に記載のようにエッチングによってコアパターンを形成する光導波路の場合、クラッド−コアパターン間の界面粗さや、エッチング液によるコアパターン内の屈折率の不均一性等により、コアパターンを伝搬する光損失の悪化が懸念された。
本発明は、上記問題の解決を鑑みたものであり、量産性に優れ、透明部材の表層部位付近及び中心部の屈折率の制御を位置的に高精度で行うことができる光学部材の製造方法、並びに下部クラッド層、コアパターン、上部クラッド層からなる光導波路のコアパターンに用いることによって低光損失な光導波路を提供することを目的とする。
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、用いる透明部材に特徴を持たせ、一例として、溶液を曝し、前記透明部材の曝露された曝露部位の屈折率を、前記透明部材の曝露部位ではない透明部材中心部の屈折率より実質的に低くする工程Ａを有する光学部材の製造方法とすること、また、該このような特徴を呈する光学部材形成用透明部材をコアパターン形成用部材とした光導波路とすることで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見にもとづいて完成したものである。
すなわち、本発明は、次の各項に関する。
（１）透明部材を溶液に曝し、前記溶液に曝露された前記透明部材の表層部位の屈折率を、前記溶液に暴露されていない前記透明部材の中心部の屈折率より実質的に低くする工程Ａを有する光学部材の製造方法。
（２）前記工程Ａにおいて、前記の透明部材を溶液に曝すときに、前記溶液を前記透明部材に含浸させる前記（１）に記載の光学部材の製造方法。
（３）前記溶液が、前記透明部材の表層部に含まれることによって前記表層部位の屈折率を実質的に低くする機能を発現する屈折率制御剤を含有する前記（１）又は（２）に記載の光学部材の製造方法。
（４）透明部材に、前記透明部材の屈折率を実質的に低下させる屈折率制御剤を前記透明部材の表層部位に含有させ、前記屈折率制御剤の含有した表層部位の屈折率を、屈折率制御剤の含有していない前記透明部材の中心部の屈折率より、実質的に低くする工程Ａ’を有する光学部材の製造方法。
（５）前記透明部材が、エッチング液によってエッチング可能な透明部材であって、エッチングによってパターン化する工程Ｂを有し、前記工程Ｂが、前記工程Ａ又は前記工程Ａ’と同時、又は、前記工程Ａ又は前記工程Ａ’の前に行われる前記（１）〜（４）のいずれかに記載の光学部材の製造方法。
（６）前記透明部材が透明樹脂であって、前記屈折率制御剤が１価のカチオンである前記（１）〜（５）のいずれかに記載の光学部材の製造方法。
（７）前記溶液がアルカリ溶液である請求項６に記載の光学部材の製造方法。
（８）前記１価のカチオンがカリウムイオン及びナトリウムイオンの少なくともいずれかである前記（６）又は（７）に記載の光学部材の製造方法。
（９）前記透明樹脂が感光性透明樹脂であって、前記工程Ａ又は前記工程Ａ’の前に、又は／及び前記工程Ｂの前に、前記感光性透明樹脂を光硬化し得る活性光線を照射する工程Ｃを有する前記（６）〜（８）のいずれかに記載の光学部材の製造方法。
（１０）前記工程Ａ又は前記工程Ａ’の後に前記透明樹脂を熱硬化する工程Ｄ’を有する前記（６）〜（９）のいずれかに記載の光学部材の製造方法。
（１１）透明樹脂を熱硬化し、前記透明樹脂の表層部位付近の屈折率を、前記透明樹脂の中心部の屈折率より実質的に低くする工程Ｄを有する光学部材の製造方法。
（１２）前記透明樹脂が、（Ａ）熱重合性の官能基を有するベース樹脂、（Ｂ）熱重合性化合物を少なくとも有する前記（１０）又は（１１）に記載の光学部材の製造方法。
（１３）前記（１）〜（１２）のいずれかに記載の光学部材の製造方法に用いられる光学部材形成用透明部材。
（１４）前記（１）〜（１２）のいずれかに記載の光学部材の製造方法によって得られる光学部材。
（１５）コア部及びクラッド部を有する光導波路であって、前記コア部を形成するコアパターンにおいて、前記コアパターンの少なくとも周囲の一部が前記コアパターンの中心部よりも低屈折率を有する表層部位を有する光導波路。
（１６）前記（１５）に記載の光導波路が、下部クラッド層、コアパターン、上部クラッド層が積層された光導波路であって、前記低屈折率を有する表層部位の外側に、さらに屈折率の低い下部クラッド層又は／及び上部クラッド層を有してなる光導波路。
（１７）前記２辺以上の周囲を有するコアパターンが、少なくとも両側壁の２辺を含むコアパターンである前記（１５）又は（１６）に記載の光導波路。
（１８）前記コアパターン中心とコアパターンの周囲の低屈折率部位との屈折率差より、前記低屈折率部位と前記下部クラッド層又は／及び上部クラッド層との屈折率差の方が大きい前記（１６）又は（１７）に記載の光導波路。
（１９）前記（１５）〜（１８）のいずれかに記載の光導波路であって、前記コアパターンが前記（１３）に記載の光学部材形成用透明部材によって形成される光導波路。
（２０）前記表層部位は低屈折率化のための屈折率制御剤を含む前記（１５）〜（１９）のいずれかに記載の光導波路
（２１）前記（１５）〜（２０）のいずれかに記載の光導波路を用いた光モジュール。
（２２）下部クラッド層、コアパターン、上部クラッド層が積層された光導波路に用いられるコアパターン形成用透明部材であって、前記コアパターンを形成する際に、２辺以上の周囲が、前記コアパターンの中心部よりも屈折率が低い表層部位を実質的に形成し得るものである光導波路コアパターン形成用透明部材。
発明の効果
本発明の光学部材の製造方法は、量産性に優れ、透明部材のコアパターンの表層部位付近及び中心部の屈折率の制御を位置的に高精度で行うことができるため、光導波路に好適な光学部材の製造方法である。また、本発明の光導波路は特定のコアパターンを用いることによって低光伝搬損失を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
図１は、本発明の光導波路の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の光学部材の製造方法の１つは、透明部材を、溶液に曝し、透明部材の曝露された曝露部位の屈折率を、透明部材の曝露部位ではない透明部材中心部の屈折率より実質的に低くする工程Ａを有する。これにより、屈折率の異なる部位を有する透明部材を形成できるため、反射防止部材や、後述する光導波路のコアパターン等に用いることができる。本発明における「透明」とは、本発明の光学部材に用いる光の波長に対する透明性を指し、光の伝搬に悪影響のない程度の透明性を有していればよい。また、本発明における「屈折率を実質的に低くし得る」とは、透明部材を溶液に曝すことによって溶液の暴露部位が低屈折率化されることだけでなく、後の工程を経ることによって最終的に屈折率差が生じ相対的に屈折率が低くなることを指す。屈折率差が生じる工程は、本工程Ａの直後であっても、また、後述するパターン化する工程Ｂや熱硬化する工程Ｄの後であってもよい。
本発明において、溶液を用いて実質的に低屈折率化することにより、光学部材の曝露部位を均一な条件で屈折率制御が可能となる利点がある。また、曝露面が低屈折率化するため、例えば透明部材を被写体に積層した後に、工程Ａを行うことによって、該被写体と反対面の屈折率差を低下させることができる。
透明部材の種類としては、特に限定はなく、屈折率差が生じ得る材料であればよい。溶液を用いて該透明樹脂の屈折率差を生じさせる方法としては、例えば、（ａ）溶液によって透明部材の曝露部位に疎密の疎の部分を作り出すことによって屈折率差を生じさせる方法、（ｂ）あらかじめ透明部材中に溶液に可溶な高屈折率成分を含有し、溶液によって該高屈折率可溶成分を溶解させて屈折率差を生じさせる方法、（ｃ）透明部材よりも低屈折率成分を含む溶液を該透明部材に曝露・含浸させ屈折率制御剤として低屈折率成分を透明部材中に固定させて屈折率差を生じさせる方法がある。それ以外にも、後述するように（ｄ）分子構造、分子ネットワーク様式を変化させ得る屈折率制御剤を曝露・含浸させて、曝露・含浸された部位とそれ以外の部位の間で屈折率差を生じさせる方法等が挙げられる。この（ｄ）の方式では、後工程を経て分子構造、分子ネットワーク様式を変化させることができる。上述する屈折率差を生じさせる方法はいずれの方法を用いてもよく、本発明において肝要なのは溶液によって曝露・含浸された部位の屈折率が実質的に低下することである。
また、得られた光学部材は、透明であり、透過する光の拡散や散乱を起こし得ないとよく、例えば、使用する光に対して吸収帯を有する物質（透過率の低下要因）や空隙（拡散・散乱の要因）を透明部材内に可能な限り内在させないことが、透明性、ヘイズ等が良好となるため好ましい。特に空隙を有すると空隙回りの屈折率制御が困難となるため、内在させないことが好ましい。
工程Ａにおいて、透明部材に屈折率を実質的に低下させ得る溶液を含浸させるとよい。含浸とは、任意の深さ方向まで浸透させることを意味し、曝露させる溶液の濃度、量、時間、温度、圧力等を適宜調整することによって、深さ方向の屈折率変調が可能となる。本発明における光学部材の製造方法では、一般的に光学部材表面から中心部方向（曝露方向）にかけての屈折率は、グラデーションがかかるように形成されるのだが、一定深さまで一様に屈折率が変化していてもよい。特に後述する透明部材が樹脂の場合は溶液の曝露による浸透深さと溶液の浸透量は反比例傾向になりやすいため前者になりやすい。なお、本発明でいう「屈折率を実質的に低下させ得る溶液」とは、屈折率分布型光学部品等の作製において使用される室温で液状の、透明部材の表層部付近に残存させる低屈折率モノマー群だけからなる液を指すものではない。本発明においては、後の工程を経ても透明部材の表層部付近に残存しない溶媒としての水や有機溶剤やそれらの混合液等、又はそれらに別の成分（例えば、アルカリ成分、酸成分、溶液調整用添加成分又は後述の屈折率制御剤等）を混合した液のことを指す。
本発明は、工程Ａにおいて水を主成分とする溶液を使用することによって、透明部材の溶解又は膨潤による悪影響が避けられるため、透明部材の形状を十分に保持した状態で表層部位の低屈折率化を行うことができるという利点を有する。さらに、後述のパターン化する工程Ｂにおいて形成するパターン形状を前記の水溶液で処理することによって高精度で得ることも可能になる。
本発明において、屈折率制御剤を透明部材の一部に含有させることによって任意の部位の屈折率を変調させることができる。本発明は、この屈折率制御剤を特に透明部材の表層部位に含有させることによって、前記表層部位の屈折率を実質的に低くする機能を発現させる点に特徴を有する。また、屈折率制御剤は、使用する光に対して吸収帯を有する物質（透過率の低下要因）や空隙（拡散・散乱の要因）ではない方が透明性、ヘイズの観点から好ましい。
溶液中には、透明部材の屈折率を実質的に低下し得る効果を有する屈折率制御剤を含有すると良い。この屈折率制御剤を含有させておくことにより、溶液の曝露・含浸により、屈折率制御剤が同時に透明部材に曝露・含浸され、効率的に屈折率が相対的に低くなる部位を形成しやすい。
本発明の別の光学部材の製造方法は、透明部材に、透明部材の屈折率を実質的に低下させる屈折率制御剤を透明部材の表層部位に含有させ、屈折率制御剤の含有した表層部位の屈折率を、屈折率制御剤の含有していない透明部材の中心部の屈折率より、実質的に低くする工程Ａ’を有する。工程Ａ’には、透明部材を作製する段階で屈折率制御剤を透明部材の表面層にあらかじめ含有させておく方法と、透明部材を作製し、その後に溶液に暴露や含浸等を行ってその表層に含有させる方法の両者が含まれる。後者の場合、例えば、熱硬化等の後工程を経ることによって、結果として表層部位の屈折率を相対的に低くできるようにしても良い。
これにより、上述した工程Ａと同様に、屈折率の異なる部位を有する透明部材を形成できるため、反射防止フィルム部材や、後述する光導波路のコアパターン等に用いることができる。
透明部材は、エッチング液によってエッチング可能な透明部材であって、エッチングによってパターン化する工程Ｂを有していると、任意の形状に該透明部材を加工することができる。さらに、透明部材をパターン化する工程Ｂと同時又は工程Ｂの後に、上述した工程Ａ又は工程Ａ’を行うことにより、パターン化した透明部材の側壁表層部位付近の屈折率を低下させることが可能となる。また、エッチング可能な透明部材であると、複数の透明部材を一括して形成することもでき、生産性に優れる。
透明部材の種類としては、溶液の曝露や、屈折率制御剤の含有によって屈折率が実質的に低下し得る材料であれば特に制限はないが、透明部材が透明樹脂であると加工が容易である観点から好ましく、上述した屈折率制御剤がカチオンであると曝露・含浸させることが容易であり、透明部材を曝す溶液が、アルカリ溶液であると取り扱い性がよく、それらの組み合わせであると上記の製造方法の効果を発現しやすいため好ましい。
上記の組み合わせであると、該カチオンが屈折率制御剤として機能する樹脂組成からなる透明部材に、アルカリ溶液としてカチオンを含む溶液を用い、曝露して該透明部材にカチオンを含浸させることで容易に、効率的に光学部材が製造できる。本発明を達成し得る具体的な樹脂組成の一例は後述する。
上記のカチオンは、正の電荷を帯びたイオンであると、透明樹脂内に曝露・含浸させやすく、透明樹脂内でイオン結合等により固定されやすいため好ましい。さらに、１価のカチオンであると透明樹脂内のイオン結合性の架橋による密度上昇を抑制し実質的な低屈折率化が容易である。２価以上のカチオンは、イオン架橋や多価カチオンの反応物の生成による密度上昇があるため、実質的な低屈折率化を行うこが難しい。１価のカチオンの中で、特に、カリウムイオン又は／及びナトリウムイオンであると、取り扱い性が容易であると共に、他のアルカリ金属イオンより一般に吸湿性が低い透明樹脂となるためさらに好ましい。
本発明においては、前記のカチオンと同じ機能を有する屈折率制御剤として、１官能性の化合物（単量体）又は前記透明部材の中心部よりも硬化反応が遅い重合性官能基を含有する化合物（単量体）を使用しても良い。例えば、１官能性の化合物（単量体）を含む有機溶剤からなる溶液に透明部材を暴露することによって、１官能性の化合物（単量体）が透明部材の表層に吸着又は含浸される。その後の光硬化又は熱硬化等の処理によって、透明部材の表層部位は架橋密度が低下するため、含浸されていない部位と比べて相対的に屈折率が低くなる。同様に、透明部材の中心部よりも硬化反応が遅い重合性官能基を含有する化合物（単量体）を使用する場合も透明部材の表層部位では硬化が遅くなり架橋反応が抑制されるため、透明部材の中心部と比べて相対的に屈折率が低い部位を形成することができる。
前記の１官能性の化合物（単量体）としては、例えば、アクリレートやメタクリレート等のエチレン性不飽和結合を１分子中に１個有する化合物やエポキシ基を１個有するエポキシド化合物等が挙げられる。透明部材の中心部よりも硬化反応が遅い重合性官能基を含有する化合物（単量体）としては、本発明で使用する透明部材がエチレン性不飽和結合を２個以上有する多官能性のアクリレートやメタクリレート等を少なくとも含む場合は、それよりも反応が遅い付加重合性アリール基、エポキシ基及びウレタン結合を形成するイソシアネート基から選ばれる群のいずれか一つの基だけを有する化合物等を使用することができる。また、これらの化合物が低屈折率の材料であれば、屈折率制御剤として使用したときに実質的に屈折率を低くする効果が一層大きくなる。そのような機能を有する化合物としては、例えば、芳香族環や脂環式環を含まない１官能性の化合物（単量体）又は硬化反応が遅い重合性官能基を含有する化合物（単量体）が挙げられる。それれ以外にも、フッ素元素を含む化合物を使用しても良い。
透明部材が透明樹脂である場合、該透明樹脂はさらに感光性の透明樹脂であるとよい。さらに、感光性透明樹脂を、上述した工程Ａ又は工程Ａ’の前に、又は／及び工程Ｂの前に光硬化し得る活性光線を照射する工程Ｃを有するとよい。これにより、溶液（水溶液、アルカリ溶液又は有機溶剤）に曝露させても活性光線に光硬化が進むことによって耐溶液性が向上する。さらに、エッチングによってパターン化する際のエッチング液の耐エッチング液性が向上する。溶液とエッチング液を同一の液（混合液でも構わない）とすると、工程Ａと工程Ｂを同時に行うことができるため作業性・量産性が向上する。
本発明の別の光学部材の製造方法は、透明部材が透明樹脂であって、該透明部材が熱によって硬化し得る場合、透明樹脂を加熱硬化し、熱硬化後の該透明樹脂の表層部位付近の屈折率を、熱硬化後の透明樹脂の中心部の屈折率より実質的に低い透明樹脂とする工程Ｄを有する。このときに使用される透明樹脂の材料は熱硬化によって、硬化後の表層部位付近の屈折率が中心部の屈折率よりも相対的に低くなり得る透明樹脂を選択すると良い。屈折率差は、透明樹脂表層の熱硬化の抑制（例えば酸素による硬化阻害機能等）によって生み出されても、上述したように屈折率制御剤をあらかじめ透明樹脂表層に暴露・含浸させておいても良い。前者の場合、透明樹脂の熱硬化時に周囲の雰囲気を調整するだけで透明樹脂の表層部位付近の硬化を抑制できるため、表層部位付近の屈折率はその中心部より低くなる。後者の場合は、熱による架橋のネットワークを中心部よりも疎の状態に変化し得る屈折率制御剤を用いて架橋反応を抑制させると良い。本発明において、架橋ネットワークの変化や架橋反応の抑制は広義に硬化抑制とし、該硬化抑制によって屈折率差を発現させると屈折率の制御が容易であるだけでなく、屈折率制御を位置的に高精度で行うことができるため、後者の方法が好ましい。このような現象を発現し得る材料組成例は後述する。
熱硬化によって屈折率差を生じさせると、後の工程で加熱されるような部材であっても安定して屈折率差を保持させることができる。また、工程Ｄの前に屈折率差を生じさせる場合でも、前者と同様に、加熱工程（工程Ｄ）の後の工程で再加熱されるような部材であっても安定して屈折率差を保持させることができる。なお、熱硬化によって屈折率差を生じさせると、屈折率差が確保されやすいためより好ましい。上記の観点から前述した架橋ネットワークの変化が屈折率差に起因する材料組成であるとさらによい。
工程Ｄ’として、工程Ａ又は工程Ａ’の後に透明樹脂を熱硬化する工程を有すると良い。熱硬化すると、未反応な光硬化成分、熱硬化成分を熱によって硬化させるとともに、曝露・含浸させた屈折率低下剤をある程度固定させることができる。工程Ｄ’は上述した工程Ｄであってもよい。
本発明の透明部材に用いられる一例である透明樹脂としては、（Ａ）熱重合性の官能基を有するベース樹脂、（Ｂ）熱重合性化合物を少なくとも有する透明樹脂であると良い。この場合、前記屈折率制御剤として、例えば（Ａ）と（Ｂ）の架橋反応を抑制する物質を曝露・含浸させることによって屈折率差を生じさせることが可能となる。特に（Ａ）が分子内にカルボキシル基を有し、（Ｂ）が分子内に該カルボキシル基と熱架橋するエポキシ基等を有し、屈折率制御剤がこのカルボキシル基とエポキシ基の架橋反応を抑制させる物質であるのが好ましい。さらに具体的には、上述したカチオンを該カルボキシル基とカルボキシル基塩とすることにより、カルボキシル基−エポキシ基間の架橋反応を抑制させることができる。この架橋反応の抑制により、曝露・含浸された表層部位は（Ａ）と、（Ｂ）の架橋体の２成分系となり、架橋反応の抑制を受けていない中心部は（Ａ）と（Ｂ）とが架橋する１成分系となる。これらの成分系の数の違いは、材料密度に影響し、一般に成分系の数が多くなるほど密度は低下する傾向にある。そのため、中心部の屈折率は高く、表層は低くなる。なお、一般にカチオン等のイオンが含有されると分極が大きくなり、屈折率は上昇する（屈折率は材料密度と分極におおよそ一次の相関がある）傾向にあるが、上述した架橋密度が屈折率に支配的に寄与する樹脂組成にすると、カチオン等のイオンが含有されていても屈折率を低下させることが可能となる。この効果は、カチオンとして１価のカチオンを使用するときに顕著になる。
また、工程Ｄによって、熱硬化によって屈折率差を生じさせる場合は、露光後（熱硬化前）の屈折率よりも、熱硬化後の屈折率（中心部の屈折率に相当）が０．００３以上高い樹脂、より好ましくは０．００５以上、さらに好ましくは０．００８以上高い樹脂であると、熱による硬化阻害が屈折率に与える影響が大きくなるため好ましい。
次に前記光学部材の具体例として好ましい、光導波路について詳述する。
本発明の光導波路を図１に示す。図１において、（ａ）は光導波路の断面図を模式的に表した図であり、（ｂ）は光導波路に形成されたコア部断面の一つ（点線で囲んだ部分）を拡大して撮影した写真である。本発明の光導波路は、図１に示すように、基板１に上に形成される下部クラッド層２、コアパターン３、上部クラッド層４からなる光導波路であって、コアパターン３の周囲のうちの２辺以上（即ちコアパターンの断面形状である四辺形の４辺のうちの２辺以上）が、コアパターンの中心部４よりも屈折率が低い低屈折率部位５を有し、低屈折率部位５の外側に、さらに屈折率の低い下部クラッド層２又は／及び上部クラッド層６を有してなる光導波路である。
本発明においてコアパターン３の周囲とは、コアパターン３「内」の周辺部位を指す。少なくとも２辺以上の周囲が、コアパターン中心部４よりも屈折率が低い低屈折率部位５を有することにより、コアパターンを伝搬する光が、コアパターン中心部４を伝搬しやすくなり、光損失を低減できる。さらに、低屈折率部位５の外側にさらに屈折率の低い下部クラッド層２や上部クラッド層６を配置することにより、コアパターン３を伝搬する光のうち、低屈折率部位５の外側に漏れ出そうとする成分を効率的にコアパターン３内にとどめることができる。このような光導波路であると、例えば直線状のコアパターン３を伝搬する光はコアパターン中心部４を伝搬しやすく低光損失であり、コアパターン３の曲げ等によってコアパターン３の外側に漏れ出そうとする光は、屈折率差のより大きい下部クラッド層２や上部クラッド層６とコアパターン３との界面で全反射されるため、光損失が発生しにくくなる。
上記のことから、２辺とはコアパターン３の両側壁であることが好ましく、３辺以上であると上述の効果が３辺以上で行われるためより低光損失化が可能となるためより好ましい。
なお、コアパターン中心部４とコアパターンの周囲の低屈折率部位５との以下の式で表される屈折率差より、低屈折率部位５と下部クラッド層２又は／及び上部クラッド層６との屈折率差の方が大きいと、低屈折率部位５から漏れだそうとする光成分をより効率的にコアパターン３内にとどめることができるため好ましい。
［式１］
（屈折率差）＝（ｎ１２−ｎ２２）１／２／（２×ｎ１２）
ここで、ｎ１及びｎ２は、それぞれ高屈折率部位の屈折率及び低屈折率部位の屈折率である。
上記の光導波路を得るためのコアパターンの形成方法としては特に限定はないが、上述した本発明の光学部材及び光学部材の製造方法によって形成できる。特に、溶液をエッチング液と同一の液とすると、エッチングによってコアパターンを形成すると同時に、上述した実質的に屈折率差を有するコアパターンを形成できる。
この形成に用いられるコアパターン形成用透明部材は、コアパターンを形成した際に、２辺以上の周囲表層が、前記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実質的に形成し得るものであり、例えば、前述の（Ａ）熱重合性の官能基を有するベース樹脂、（Ｂ）熱重合性化合物を少なくとも有する透明樹脂のドライフィルム等が挙げられる。
図１は本発明の代表的な光導波路の例を示したものであるが、本発明による光導波路は図１に示すフィルム形状の例だけに限定されるものではない。例えば、通常の光ファイバ状のコア部及びクラッド部を有する光導波路にも適用でき、前記コア部を形成するコアパターンにおいて、前記コアパターンの少なくとも周囲の一部が前記コアパターンの中心部よりも低屈折率を有する表層部位を有する光導波路とすることができる。また、図１に示す光導波路において、下部クラッド層２を有さないフィルム状の光導波路とすることもできる。その場合は、基板１が下部クラッド層を兼ねることになり、基板１としてはシリコン基板、ガラス基板又はガラスエポキシ樹脂基板等の硬い基板だけでなく、フィルム基材を使用しても良い。
本発明の光導波路は、光ファイバや発光素子や受光素子と光学的に結合された光モジュールとして使用することができる。
以下、本発明に用いられる各部材及び材料について詳細に説明する。
［透明部材］
本発明に用いられる透明部材の種類としては、透明部材の表層部位付近の屈折率が、実質的に低下し得る材料で、用いる光の波長に対して悪影響の出ない範囲で透明性を有していればよく、石英、ガラス、樹脂等であればよい。屈折率の変調・制御のしやすさの観点から、透明樹脂であることが好ましい。また、透明部材の中心部の屈折率は部材そのものの屈折率であると屈折率の安定性、透過性を保持しやすいため好ましい。
［透明樹脂］
本発明に用いられる透明樹脂は上記の透明部材の性能を有している透明樹脂であれば制限はない。本発明の透明部材に用いられる一例である透明樹脂としては、（Ａ）熱重合性の官能基を有するベース樹脂、（Ｂ）熱重合性化合物を少なくとも有する透明樹脂であると良い。（Ａ）と（Ｂ）の架橋反応を抑制する物質を曝露・含浸・含有させることによって屈折率差を生じさせることが可能となる。特に（Ａ）が分子内にカルボキシル基を有し、（Ｂ）が分子内に該カルボキシル基と熱架橋するエポキシ基等を有すると、カルボキシル基とエポキシ基との架橋反応を抑制することができ、具体的には上述したカチオンを該カルボキシル基とカルボン酸塩とすることにより、カルボキシル基−エポキシ基間の架橋反応を抑制させることができるので好ましい。この架橋反応の抑制により、曝露・含浸・含有された表層部位は（Ａ）と、（Ｂ）の架橋体の２成分系となり、架橋反応の抑制を受けていない中心部は（Ａ）と（Ｂ）とが架橋する１成分系となる。これらの成分系の数の違いは、材料密度に影響し、一般に成分系の数が多くなるほど密度は低下する傾向にある。そのため、中心部の屈折率は高く、表層は低くなる。なお、一般にカチオン等のイオンが含有されると分極が大きくなり、屈折率は上昇する（屈折率は材料密度と分極におおよそ一次の相関がある）傾向にあるが、上述した架橋密度が屈折率に支配的に寄与する樹脂組成にすると、カチオン等のイオンが含有されていても屈折率を低下することが可能となる。上記のように本発明の一例を透明樹脂の屈折率差を生じさせる機構を詳細に説明したが、重要な点は屈折率差が生じ、かつ表層部位付近の屈折率が中心部の屈折率よりも小さくなることである。
また、上記の透明樹脂には（Ｃ）光重合性化合物、さらに（Ｄ）光重合開始剤を含有するとよい。（Ｃ）や（Ｄ）を含有することによって、工程Ｃの露光によって、光硬化でき、溶液やエッチング液に対する耐性を付与することができる。さらに工程Ｂのエッチング工程を経ることにより、任意の形状に加工が容易となる。なお、（Ｃ）を含み、（Ｃ）が（Ａ）や（Ｂ）と架橋しない場合には、上述したような成分系数は、表層部位付近は３成分系、中心部は２成分系となり、上記と同様に屈折率差を生じさせることが可能となる。
以下に、前記（Ａ）〜（Ｄ）の化合物について詳細に説明する。
（Ａ）成分としては、例えば、熱重合性の官能基を有するベース樹脂（ポリマー）が挙げられ、好ましい例としては、カルボキシル基含有ポリマーが挙げられる。このポリマーとして、特に制限はないが、
例えば、下記（１）〜（６）で表されるポリマーなどが挙げられる。
（１）分子中にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有する化合物と、それ以外のエチレン性不飽和基を有する化合物を共重合して得られるカルボキシル基含有アルカリ可溶性ポリマー。
（２）分子中にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有する化合物と、それ以外のエチレン性不飽和基を有する化合物の共重合体に、側鎖にエチレン性不飽和基を部分的に導入して得られるカルボキシル基含有アルカリ可溶性ポリマー。
（３）分子中にエポキシ基とエチレン性不飽和基を有する化合物と、それ以外のエチレン性不飽和基を有する化合物の共重合体に、分子中にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させ、生成したヒドロキシル基に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有アルカリ可溶性ポリマー。
（４）エチレン性不飽和基を有する酸無水物と、それ以外のエチレン性不飽和基を有する化合物の共重合体に、分子中にヒドロキシル基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有アルカリ可溶性ポリマー。
（５）２官能エポキシ樹脂と、ジカルボン酸又は２官能フェノール化合物の重付加体に、多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有アルカリ可溶性ポリマー。
（６）２官能オキセタン化合物と、ジカルボン酸又は２官能フェノール化合物の重付加体のヒドロキシル基に、多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有アルカリ可溶性ポリマー。
これらの中で、透明性、エッチング液にアルカリ溶液を用いる場合のアルカリ溶液への溶解性の観点から、上記（１）〜（４）で表されるカルボキシル基含有アルカリ可溶性ポリマーであることが好ましい。なお、前記ポリマーは（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリルポリマーであることが好ましい。ここで、（メタ）アクリロイル基とはアクリロイル基及び／又はメタクリロイル基を、（メタ）アクリルポリマーとはアクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、及びこれらの誘導体を単量体とし、これを重合してなるポリマーをいう。該（メタ）アクリルポリマーは、上記単量体の単独重合体であってもよいし、また、これらのモノマーの２種以上を重合させた共重合体であってもよい。さらには、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記のモノマーと、必要に応じて（メタ）アクリロイル基以外のエチレン性不飽和基を有する上記以外のモノマーとを含む共重合体であってもよい。また、複数の（メタ）アクリルポリマーの混合物であってもよい。
（Ａ）成分のポリマー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以上であれば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、アルカリ溶液からなるエッチング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、（Ａ）成分の重量平均分子量は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。
（Ａ）成分としてカルボキシル基含有アルカリ可溶性ポリマーを用いる場合は、エッチングによりパターンを形成する工程において、アルカリ溶液によりエッチング可能となるように酸価を規定することができる。例えば、後述するアルカリ溶液を用いる場合には、酸価が２０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。
２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であればエッチングが容易で、３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であれば耐エッチング液性が低下することがない。以上の観点から、酸価は３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがさらに好ましく、４０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。
なお、耐エッチング液性とは、エッチングにより除去されずにパターンとなる部分が、エッチング液によって侵されない性質をいう。
また、アルカリ溶液として、アルカリ性水溶液と１種以上の有機溶剤からなるアルカリ性準水系エッチング液を用いる場合には、酸価が１０〜２６０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であれば現像が容易で、２６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であれば耐エッチング液性（エッチングにより除去されずにパターンとなる部分が、エッチング液によって侵されない性質）が低下することがない。以上の観点から、酸価は２０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがさらに好ましく、３０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。
（Ａ）成分の配合量は、（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％以上であれば、透明樹脂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、耐エッチング液性が不足することがない。以上の観点から、（Ａ）成分の配合量は２０〜８０質量％であることがさらに好ましく、２５〜７５質量％であることが特に好ましい。
（Ｂ）成分の熱重合性化合物としては、熱によって架橋し得る化合物であればよく、例えば、エポキシ基などの熱重合性置換基を有する化合物などが好適に挙げられる。
具体的には、２官能フェノールグリシジルエーテル型エポキシ樹脂；水添２官能フェノールグリシジルエーテル型エポキシ樹脂；３官能以上の多官能フェノールグリシジルエーテル型エポキシ樹脂；２官能脂肪族アルコールグリシジルエーテル型エポキシ樹脂；２官能脂環式アルコールグリシジルエーテル型エポキシ樹脂；３官能以上の多官能脂肪族アルコールグリシジルエーテル型エポキシ樹脂；２官能芳香族グリシジルエステル；２官能脂環式グリシジルエステル；２官能芳香族グリシジルアミン；３官能以上の多官能芳香族グリシジルアミン；２官能脂環式エポキシ樹脂；３官能以上の多官能脂環式エポキシ樹脂；３官能以上の多官能複素環式エポキシ樹脂；ケイ素含有２官能又は３官能以上の多官能エポキシ樹脂などが挙げられる。
以上の化合物は、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、さらにその他の重合性化合物と組み合わせて使用することもできる。
（Ｃ）成分の光重合性化合物としては、光によって架橋し得る化合物であればよく、例えば、エチレン性不飽和基などの光重合性置換基を有する化合物などが好適に挙げられる。
具体的には、（メタ）アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルエステル、ビニルピリジン、ビニルアミド、アリール化ビニルなどが挙げられるが、これらのうち透明性の観点から、（メタ）アクリレートやアリール化ビニルであることが好ましい。（メタ）アクリレートとして、単官能のもの、２官能のもの又は多官能のもののいずれも用いることができる。
単官能（メタ）アクリレートとしては、特に制限はなく、例えば、各種アルキル（メタ）アクリレート、各種ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の脂肪族（メタ）アクリレート；脂環式（メタ）アクリレート；芳香族（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；これらのカプロラクトン変性体などが挙げられる。
２官能（メタ）アクリレートとしては、特に制限はなく、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート等の各種脂肪族ジ（メタ）アクリレート；シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート等の各種脂環式ジ（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート等の各種芳香族（メタ）アクリレート；イソシアヌル酸ジ（メタ）アクリレート等の各種複素環式ジ（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；これらのカプロラクトン変性体；ネオペンチルグリコール型エポキシジジ（メタ）アクリレート等の各種脂肪族エポキシジ（メタ）アクリレート；水添ビスフェノールＡ型エポキシ（メタ）アクリレート等の各種脂環式エポキシジ（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡ型エポキシジ（メタ）アクリレート等の各種芳香族エポキシジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
３官能以上の多官能（メタ）アクリレートとしては、特に制限はなく、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の各種脂肪族（メタ）アクリレート；イソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレート等の各種複素環式（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；これらのカプロラクトン変性体；フェノールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート等の各種芳香族エポキシ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
上述の単官能（メタ）アクリレート、２官能（メタ）アクリレート、３官能以上の多官能（メタ）アクリレートは、それぞれ、単独又は２種類以上組み合わせて使用することができる。また、官能基数の異なる（メタ）アクリレートを組み合わせて用いることもできる。さらにその他の重合性化合物と組み合わせて使用することもできる。
（Ｄ）成分の光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤などが用いられるが、熱硬化阻害による屈折率差を生じさせるためには、工程Ｂにおける光硬化による架橋数を少なくし、光硬化による屈性率の上昇を抑制するとよい。これにより、透明樹脂の屈折率上昇行程が熱硬化工程となり、上述したような架橋阻害の屈折率に対する影響を受けやすく、透明樹脂の表層部位付近の屈折率を低下させやすい。上記の観点から光カチオン硬化剤よりも光ラジカル硬化剤を用いることが好ましい。具体的には、ベンゾインケタール；α−ヒドロキシケトン；グリオキシエステル；α−アミノケトン；ホスフィンオキシド；２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体；ベンゾフェノン化合物；キノン化合物；ベンゾイン化合物；ベンジル化合物；アクリジン化合物；Ｎ−フェニルグリシン、クマリンなどが挙げられる。
また、前記２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体において、２つのトリアリールイミダゾール部位のアリール基の置換基は、同一で対称な化合物を与えてもよく、相違して非対称な化合物を与えてもよい。
これらの中で、硬化性、透明性、及び耐熱性の観点から、上記α−ヒドロキシケトン；上記グリオキシエステル；上記オキシムエステル；上記ホスフィンオキシドであることが好ましい。
以上の光ラジカル重合開始剤は、単独で又は２種類以上組み合わせて用いることができる。さらに、適切な増感剤と組み合わせて用いることもできる。
本発明に用いられる（Ｂ）成分、（Ｃ）成分は、一つの分子内に光重合性のエチレン性不飽和基及び熱重合性のエポキシ基を共に含有する混在型の化合物であるとさらによい。本発明では、この場合、１成分で（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を共に含有するとみなすことができる。
混在型を含有させることにより、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の３成分を有していても、上述したような熱硬化後の上述したような成分系数は、表層部位付近は２成分系、中心部は１成分系となり、上記と同様に屈折率差を生じさせることが可能となる。さらに、エチレン性不飽和基の架橋数が少なくなるため、透明樹脂の屈折率は、光硬化による屈折率上昇度より、熱硬化による屈折率上昇度が大きくなる。これにより、熱硬化が抑制されると、屈折率差が生じやすくなる。
混在型の重合性化合物としては、分子内に２つ以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂を（メタ）アクリル酸化合物と反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート等であり、エポキシ基に対し（メタ）アクリル酸化合物を０．１〜０．９当量反応させたものが好ましく、０．２〜０．８当量がより好ましい。０．４〜０．６当量が特に好ましい。
具体的にはビスフェノールＡ型エポキシ（メタ）アクリレート等の２官能フェノールグリシジルエーテル；水添ビスフェノールＡ型エポキシ（メタ）アクリレート等の水添２官能フェノールグリシジルエーテル由来のもの、フェノールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート等の多官能フェノールグリシジルエーテル由来；ポリエチレングリコール型エポキシ（メタ）アクリレート等の２官能脂肪族アルコールグリシジルエーテル由来；シクロヘキサンジメタノール型エポキシ（メタ）アクリレート等の２官能脂環式アルコールグリシジルエーテル由来；トリメチロールプロパン型エポキシ（メタ）アクリレート等の多官能脂肪族アルコールグリシジルエーテル由来；フタル酸ジグリシジルエステル等の２官能芳香族グリシジルエステル由来；テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の２官能脂環式グリシジルエステル由来のエポキシ（メタ）アクロレートなどが挙げられる。
これらの中で、透明性及び高屈折率、耐熱性の観点から、ビスフェノールＡ型エポキシ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＦ型エポキシ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡＦ型エポキシ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡＤ型エポキシ（メタ）アクリレート、ビフェニル型エポキシ（メタ）アクリレート、ナフタレン型エポキシ（メタ）アクリレート、フルオレン型エポキシ（メタ）アクリレート、フェノールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート等のエポキシ（メタ）アクリレートが好ましい。
［表層部位付近］
本発明光学部材において、透明部材の暴露されてなる暴露部位、含浸部位、屈折率低下剤が含有される部位は、透明部材の表層部位付近であって、暴露・含浸させる量や時間を調整することによって、または、含有させる深さを任意に選択することによって任意の深さ方向に実質的に屈折率が低下した層を形成できる。
その深さ（表層部位付近の厚み）には制限はないが、０．０１μｍ〜５ｍｍであるとよく、０．０５μｍ〜１ｍｍであると深さ制御が比較的容易となるためよりよく、０．１μｍ〜１００μｍであると深さ制御がより容易となるためさらによい。光導波路のコアパターンに用いる場合には、さらに、０．１〜３０μｍであると低光損失化が可能となるためよい。
溶液を用いて実質的な屈折率を低下させる場合には、溶液に曝される全ての面が上記の深さ方向分、屈折率が低下する。光導波路のコアパターンの場合には、少なくとも両側面、加えて上面に低屈折率な層が形成される。
［溶液］
本発明の光学部材の製造方法に用いられる溶液としては、透明部材に溶液を暴露した後に該透明部材の表層部位付近の屈折率が実質的に透明部材の中心部の屈折率よりも低下する溶液であればよい。溶液を用いて透明部材の表層部位付近の屈折率を実質的に低下させることによって、屈折率低下の位置的なばらつきを抑制することができ、透明部材が複雑な形状や入り組んだ形状であっても実質的な屈折率を低下させることができる。
溶液の種類としては、水、有機溶剤、アルカリ溶液、酸性溶液などが利用できる。例えば、上述したように溶液によって透明部材の曝露部位に疎密の疎の部分を作り出すことによって屈折率差を生じさせる方法を用いる場合には、暴露部位の少なくとも一部が溶解するような溶液を用いるとできる。また、透明部材に高屈折率な溶液に可溶成分を含有し、溶液によって該高屈折率可溶成分を溶解させて屈折率差を生じさせる方法を用いる場合には、高屈折率可溶成分を特に選択的に可溶する溶液を用いるとできる。また、透明部材よりも低屈折率成分を含む溶液を該透明部材に曝露・含浸させ低屈折率成分を透明部材中に固定させて屈折率差を生じさせる方法の場合、該低屈折率成分を溶解し、透明樹脂に浸透させ得る溶液を用いるとできる。後述するように分子構造、分子ネットワーク様式を変化させ得る屈折率制御剤を曝露・含浸させて屈折率差を生じさせる方法を用いる場合には、該屈折率制御剤を溶解し、透明樹脂に浸透させ得る溶液を用いるとできる。前記の溶液の中で、水を主成分とする溶液を使用すれば、透明部材の溶解又は膨潤による悪影響が避けられるため、透明部材の形状又は透明部材に形成したパターン形状を高精度で維持した状態で屈折率の制御を行うことができるようになる。
有機溶剤の種類としては、上記のような目的を達成し得る有機溶剤を選択すればよく、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、ｐ−シメン等の芳香族炭化水素；ジエチルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ジブチルエーテル等の鎖状エーテル；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等の環状エーテル；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、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン等のケトン；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル；エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の炭酸エステル；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、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、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、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の多価アルコールアルキルエーテルアセテート；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミドなどが挙げられる。
これらの有機溶剤は、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。
アルカリ溶液の種類としては、上記のような目的を達成し得るアルカリ溶液を選択すればよく、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩；炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属重炭酸塩；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；四ホウ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等のナトリウム塩；炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム等のアンモニウム塩；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の塩基が溶解した溶液が挙げられる。
これらの塩基は、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。
酸性溶液の種類としては、上記のような目的を達成し得る酸性溶液を選択すればよく、例えば、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、次亜臭素酸、亜臭素酸、臭素酸、過臭素酸、次亜ヨウ素酸、亜ヨウ素酸、ヨウ素酸、過ヨウ素酸、硫酸、フルオロスルホン酸、硝酸、リン酸、ヘキサフルオロアンチモン酸、テトラフルオロリン酸、クロム酸、ホウ酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ギ酸、酢酸、クエン酸、グルコン酸、乳酸、シュウ酸、酒石酸、アルコルビン酸、メルドラム酸などの酸、それらを２つ以上混合した溶液などが挙げられる。
また、上述した水、有機溶剤、アルカリ溶液、酸性溶液には、必要に応じて透明樹脂の屈折率を低下し得る屈折率低下剤を含有していてもよい。
［屈折率制御剤］
本発明において透明部材の表層部位付近の実質的な屈折率を低下し得る屈折率制御剤としては、実質的に屈折率を低下し得る材料であれば特に制限はなく、例えば透明樹脂よりも屈折率が低く、透明樹脂の表面に暴露・含浸・含有により、定着する材料や、後述するように、透明部材が透明樹脂であり、架橋反応の抑制機能を有する物質を屈折率制御剤として透明樹脂の表面に暴露・含浸・含有させて屈折率を低減すればよい。このように、本発明は屈折率制御剤を透明部材の表層部位に含有させることによって、前記表層部位の屈折率を実質的に低くする機能を発現させる点に大きな特徴を有する。上述した樹脂組成物の場合は、屈折率制御剤としてカチオンであると効率的に実質的な屈折率を低下し得るため好ましく、正の１価の金属イオンであると、イオン架橋が抑制される一方で、イオン結合等を用いて定着させることが容易であるためより好ましく、カリウムイオンやナトリウムイオンであるとさらによい。従って、前述のアルカリ溶液を屈折率制御剤として用いることが可能である。
また、本発明においては、屈折率制御剤として１価の金属イオンの代わりに、１官能性の化合物（単量体）又は前記透明部材の中心部よりも硬化反応が遅い重合性官能基を含有する化合物（単量体）を使用した場合でも、架橋反応の抑制効果が得られ、透明部材の表層部位付近の屈折率を実質的に低くすることができる。
［光導波路］
本発明の光導波路は、下部クラッド層、コアパターン及び上部クラッド層を有してなる光導波路であって、コアパターンの断面形状の四辺形においてその４辺のうち２辺以上の周囲が、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し、低屈折率部位の外側に、さらに屈折率の低い下部クラッド層又は／及び上部クラッド層を有してなる光導波路である。上記の２辺とはコアパターンの両側壁であることが好ましく、３辺以上であるとより好ましい。
さらに、コアパターン中心とコアパターンの周囲の低屈折率部位との屈折率差（上記の式から算出される値）より、低屈折率部位と下部クラッド層又は／及び上部クラッド層との屈折率差の方を大きくすることが好ましい。それによって、低屈折率部位から漏れだそうとする光成分をより効率的にコアパターン内にとどめることができる。
コアパターン中心とコアパターンの周囲の低屈折率部位との屈折率差は、０．０１〜２．０％（式の値に１００を乗じている）であると良く、材料の屈折率制御の容易性の観点から、０．０２〜２．０％であるとより良く、０．０３〜１．０％であるとさらに良い。
低屈折率部位と下部クラッド層又は／及び上部クラッド層との屈折率差は、コアパターン中心とコアパターンの周囲の低屈折率部位との屈折率差よりも大きい範囲で、０．１〜６．０％であると良く、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、１．０〜５．０％であるとより良く、２．０〜５．０％であるとさらに良い。
また、コアパターン３の中心部４の屈折率はコアパターン形成用樹脂硬化物そのものの屈折率であると屈折率の安定性、透過性を保持しやすいため好ましい。
また、本発明の光導波路には、コアパターンの光軸上に光路を約９０°方向に変換する光路変換ミラーを設けてもよく、各種電気配線板と複合された光電気複合基板とされていてもよく、コネクタ等を介して光ファイバと接合された光ケーブルとして用いられてもよい。
［下部クラッド層・上部クラッド層］
本発明の光導波路に用いられる下部クラッド層及び上部クラッド層は少なくともコアパターンの下面及び上面を覆うように配置され、さらに両側壁を覆うように配置されているとよりよい。
下部クラッド層及び上部クラッド層の形成方法としては特に限定はないが、例えば、ワニス状のクラッド層形成用樹脂層を塗布したり、フィルム状のクラッド層形成用樹脂層をラミネートやプレス等を用いて被写体上に積層したりして下部クラッド層とする方法が挙げられる。塗布や積層した後に硬化する観点から熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、光／熱併用硬化性樹脂等が好ましい。
下部クラッド層の厚みとしては特に限定はないが、コアパターンの光の閉じ込め性の観点から５μｍ以上であると好ましく、厚い樹脂層の形成性の観点から２００μｍ以下であると良い。厚みの制御の観点から１０μｍ以上、１５０μｍ以下であるとより好ましく、低背化の観点から１０μｍ以上、１００μｍ以下であるとさらに好ましい。
なお、下部クラッド層は、単層であっても、複数層からなっていても良く、後述する上部クラッド層と同じ材料であっても異なる材料であっても良い。
上部クラッド層の厚みとしては特に限定はないが、コアパターン上面からの厚みが５μｍ以上であると光の閉じ込め性の観点から好ましく、使用するクラッド層形成用樹脂層の厚みは、厚い樹脂層の形成性の観点から２００μｍ以下であると良い。厚みの制御の観点から１０μｍ以上、１５０μｍ以下であるとより好ましく、低背化の観点から１０μｍ以上、１００μｍ以下であるとさらに好ましい。
［コアパターン］
本発明の光導波路に用いられるコアパターン３は、下部クラッド層２及び上部クラッド層６よりも高屈折率であり、光が伝搬する主要な部位である。
上記の観点から伝搬する光の波長に対して、光の伝搬に悪影響の出ない程度の透明性を有していればよい。
コアパターンの材料は、上記を満たすような、石英、ガラス、樹脂等であれば特に限定がないが、パターンとして形成する場合には、密着性の観点、形成性の観点から透明樹脂を用いることが好ましい。コアパターンの形成方法としては、被写体（下部クラッド層）上にワニス状のコアパターン形成用樹脂を塗布したり、フィルム状のコアパターン形成用樹脂をラミネート、プレス等にて積層した後に、露光・エッチングするフォトリソグラフィー加工や、異方性エッチング（ドライエッチング）等を用いてパターン形成したり、所望の箇所のみにフィルム状又はワニス状のコアパターン形成用樹脂を塗布するなどによってパターン形成したりすることでできる。高精度な位置合わせが可能である点から、フォトリソグラフィー加工が好適に挙げられ、その観点から、コアパターン形成用樹脂は、エッチング可能な樹脂層であることが好ましく、感光性の樹脂層であることがさらに好ましい。
上述の範囲でさらにコアパターンの２辺以上の周囲が、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形成し得る材料であることが肝要である。
コアパターンの断面形状としては、光が伝搬可能な形状であればよく、矩形（四辺形）、多角形、円、楕円等が挙げられる。矩形以外の多角形の場合は、その２辺以上の周囲が低い低屈折率部位を形成し得ることが好ましく、できる限り多い辺が同様であることが好ましく、円形や楕円の場合、その周囲の半分以上が低屈折率部位であることが好ましく、全周囲が低屈折率部位であることがより好ましい。上記のフォトリソグラフィー加工で形成する場合には、矩形であると形成しやすいため好ましい。
コアパターン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の厚さが、１０μｍ以上であると、光デバイス形成後の受発光素子又は光ファイバ又は光デバイス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、１６０μｍ以下であると、光デバイス形成後の受発光素子又は光ファイバ又は光デバイスとの結合において、結合効率が向上し、加えて、全反射によって生じる伝搬光の位相差を小さくする効果があり、光伝搬損失を低減できるという利点がある。以上の観点から、コアパターンの厚さは１０〜１６０μｍであるとよく、２０〜１００μｍであるとよりよく、さらに３０〜８０μｍの範囲であることがさらに好ましい。
［エッチング液］
エッチング液としては、特に制限はなく、有機溶剤又は有機溶剤と水からなる準水系エッチング液等の有機溶剤系エッチング液；アルカリ性水溶液、アルカリ性水溶液と１種類以上の有機溶剤からなるアルカリ性準水系エッチング液等のアルカリ性エッチング液などが挙げられる。また、エッチング温度は、コアパターン形成用樹脂層のエッチング性に合わせて調節される。
有機溶剤としては、特に制限はなく、上記の溶液に列挙した有機溶剤などが挙げられる。
それらの有機溶剤は、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。また、有機溶剤中には、表面活性剤、消泡剤、屈折率低下剤などを混入させてもよい。
アルカリ性水溶液の塩基としては、特に制限はないが、上記に列挙した塩基などが挙げられる。
それらの塩基は、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。
エッチングに用いるアルカリ性水溶液のｐＨは９〜１４であることが好ましい。また、アルカリ性水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、屈折率低下剤などを混入させてもよい。
アルカリ性準水系エッチング液として、アルカリ性水溶液と１種類以上の前記有機溶剤からなるものであれば特に制限はない。アルカリ性準水系エッチング液のｐＨは、エッチングが十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、ｐＨ８〜１３であることが好ましく、ｐＨ９〜１２であることがさらに好ましい。
有機溶剤の濃度は、通常、２〜９０質量％であることが好ましい。また、アルカリ性準水系エッチング液中には、界面活性剤、消泡剤などを少量混入させてもよく、屈折率低下剤などを混入させてもよい。
エッチング後の処理として、必要に応じて前記有機溶剤、前記有機溶剤と水からなる準水系洗浄液、又は水、酸性溶液を用いて洗浄してもよい。この洗浄により、過剰に透明樹脂中に含浸された屈折率低下剤をある程度除去してもよい。
上記の透明樹脂の場合、透明樹脂を酸性溶液で洗浄すると過剰なカリウムイオンやナトリウムイオンを除去することができ、さらに最表層部分のカリウムイオンやナトリウムイオンを除去できる（カルボン酸塩が、酸性溶液によってカルボン酸になると、疎水性が上がり、内部までカリウムやナトリウムの置換が行えない）ため、実質的に透明樹脂の表層部位付近にはカリウムイオンやナトリウムイオンを残存させておくことが可能となるため好ましい。
以下、本発明の光学部材の製造方法に用いられる各工程について詳細に説明する。
［工程Ａ・工程Ａ’］
本発明の光学部材の製造方法に用いる工程Ａとして、透明部材を、溶液に曝し、透明部材の曝露された曝露部位の屈折率を、透明部材の曝露部位ではない透明部材中心部の屈折率より実質的に低くし得るようにする。溶液を曝す方法は、特に限定はなく、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方法を併用してもよい。
これにより、溶液に曝された屈折率の異なる部位をほぼ均一に形成することができる。また、溶液を用いることにより、複雑な形状や入り組んだ形状の透明部材の暴露面であっても屈折率を実質的に低減することができる利点があり、光導波路のコアパターンなどの側面の表層部位付近の屈折率を実質的に低下させることもできる。
本発明の別の光学部材の製造方法である工程Ａ’として、透明部材に、透明部材の屈折率を実質的に低下させる屈折率制御剤を透明部材の表層部位に含有させ、屈折率制御剤の含有した表層部位の屈折率を、透明部材の非部位である透明部材中心部の屈折率より、実質的に低くし得る。屈折率制御剤の添加方法としては、あらかじめ透明部材の表層部位付近に屈折率制御剤を含有させておく方法や、透明部材に屈折率制御剤を各種既知の方法（例えばスパッタ等）で埋め込んだりする方法や、上述した工程Ａのように液状の屈折率制御剤または溶液に溶解させた屈折率制御剤を透明部材に曝し、該屈折率制御剤を透明部材の表層部位付近に含有させる方法が挙げられる。
あらかじめ含有させておく方法であれば、任意の箇所の屈折率を制御する観点から好ましいが、透明部材の表層を均一な条件で屈折率を低下させる観点から液状の屈折率制御剤または溶液に溶解させた屈折率制御剤を透明部材に曝す方法が好適である。
［工程Ｂ］
本発明の光学部材の製造方法に用いる工程Ｂとして、透明部材が、エッチング液によってエッチング可能であり、エッチングによってパターン化する工程Ｂを有している。エッチングでパターン化する工程を有することにより、任意の形状の透明部材を得られやすく、形状加工が一括で可能となるため好ましい。エッチングの方法は、特に限定はなくエッチング液でエッチング可能な部位と不可能な部位をあらかじめ作製し、エッチング可能な部位をエッチング液で除去すればよく、例えばパターン状のエッチングレジストを透明部材上に形成し、エッチングレジストのない部位をエッチングで除去する方法や、光や熱を用い透明部材を未硬化部及び硬化部（光硬化も含む）を作製した後にエッチング液によって未硬化部を除去することによってできる。また、エッチング液の浸漬方法は、特に限定はなく、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方法を併用してもよい。
上述した工程Ａ又は工程Ａ’は工程Ｂと同時又は工程Ｂの後に行うと良く、これにより、パターン化した透明部材の側壁表層の屈折率を実質的に低下させることが可能となる。工程Ａ又は工程Ａ’は、工程Ｂの後に行う場合、エッチング処理と溶液を曝す処理を連続して行うと効率的に本発明の光学部材を製造できるが、工程Ａ又は工程Ａ’は、工程Ｂと同時に行うと、工程数の削減による作業効率の向上が可能となるためより好ましい。上記の観点から工程Ａ又は工程Ａ’と工程Ｂを同時に行う場合、エッチング液は上述した屈折率を実質的に低下させ得る溶液と同一またはそれらの混合液であるとよい。
［工程Ｃ］
本発明の光学部材の製造方法に用いる工程Ｃとして、透明部材が感光性透明樹脂である場合、上述した工程Ａ又は工程Ａ’の前に、又は／及び工程Ｂの前に光硬化し得る活性光線を照射する工程Ｃを有する。これにより、溶液に曝露させても活性光線に光硬化が進むことによって耐溶液性が向上する。さらに、エッチングによってパターン化する際のエッチング液の耐エッチング液性が向上する。溶液とエッチング液を同一の液（混合液でも構わない）とすることによって、工程Ａと工程Ｂを同時に行うことができるため作業性が向上する。
感光性透明樹脂の光硬化に用いる活性光線は、該感光性透明樹脂を硬化し得る波長の光であればよく、紫外線、可視光線、赤外線等が好適に挙げられる。紫外線であると効率的に光硬化が行えるためよい。活性光線の照射量は特に制限はないが、１０〜１００００ｍＪ／ｃｍ２であるとよく、３０〜５０００ｍＪ／ｃｍ２であるとよりよく、４０〜４０００ｍＪ／ｃｍ２であるとさらによい。また、エッチングでパターン化する場合には、パターン化した後に、さらに活性光線を照射して光硬化を行ってもよい。このときの照射量は特に制限はないが１００〜１００００ｍＪ／ｃｍ２であるとよく、３００〜５０００ｍＪ／ｃｍ２であるとよりよく、４００〜４０００ｍＪ／ｃｍ２であるとさらによい。パターン化した後の露光によってパターンの密着性の向上等が可能となる。
［工程Ｄ］
本発明の別の光学部材の製造方法に用いる工程Ｄとして、透明部材が透明樹脂であって、該透明部材が熱によって硬化し得る場合、透明樹脂を加熱硬化し、熱硬化後の該透明樹脂の表層部位付近の屈折率を、熱硬化後の透明樹脂の中心部の屈折率より実質的に低い透明樹脂とする工程を有する。
また、工程Ｄ’として、工程Ａ又は工程Ａ’の後に透明樹脂を熱硬化する工程を有すると良い。熱硬化すると、未反応な光硬化成分、熱硬化成分を熱によって硬化させるとともに、曝露・含浸させた屈折率低下剤をある程度固定させることができる。
工程Ｄ又は工程Ｄ’熱硬化の温度は特に制限はないが、４０〜２８０℃であると、樹脂の透明性を維持することが容易であり、８０〜２００℃であるとよりよく、１００〜１９０℃であるとさらによい。加熱の時間は５分〜５時間であると熱硬化が可能であり、２０分〜３時間であるとよりよく、３０分〜２時間であるとさらによい。
本発明の透明部材の屈折率の測定方法は、特に制限はないが、以下の方法で測定するとよい。まず屈折率測定用サンプルは以下（１）〜（３）のいずれかの方法で作製できる。
（１）低屈折率化処理（溶液の曝露・含浸、屈折率低下剤の含有）を施していない透明部材と、低屈折率化処理を施したサンプルをそれぞれ作製し、それぞれの屈折率を測定する。
（２）透明部材の一部の表面を被覆したのちに、低屈折率化処理を施し、被覆していない透明部材の屈折率と、被覆を除去した透明部材の屈折率をそれぞれ測定する。
（３）透明部材に低屈折率化処理を行ったのちに、透明部材を破壊し、表層部位付近及び中心部の透明部材の屈折率をそれぞれ測定する。
屈折率の測定方法は、既知の方法で測定すればよく最小偏角法、臨界角法、干渉法（低コヒーレンス干渉法、位相シフト干渉法等）等を用いればよい。
【実施例】
【０００７】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、これらに限定されない。
｛実施例１｝
＜透明部材形成用樹脂フィルムの作製＞
［透明部材形成用ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマー（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４２質量部及び乳酸メチル２１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、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド１４．５質量部、ベンジルアクリレート２０質量部、ｏ−フェニルフェノール１．５Ｅ０アクリレート３９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１２．５質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）４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３７質量部、及び乳酸メチル２１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）アクリルポリマー（Ｐ−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
［酸価の測定］
Ｐ−１の酸価を測定した結果、８０ｍｇＫＯＨ／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。
［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）製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、及び「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．２×１０４であった。なお、カラムは日立化成（株）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。その結果３２，０００であった。
［透明部材形成用樹脂ワニスの調合］
（Ａ）主鎖にマレイミド骨格を含むアルカリ可溶性（メタ）アクリルポリマとして、前記Ｐ−１溶液（固形分４５質量％）６０質量部、（Ｂ）重合性化合物として、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（新中村化学工業（株）製ＥＡ−１０１０Ｎ）（エポキシ当量５１８ｇ／ｅｑ）４０質量部、
【化１】
2015029262.tif 000003
（Ｄ）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・スペシャルティ・ケミカルズ（株）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・スペシャルティ・ケミカルズ（株）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）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）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、透明部材形成用樹脂ワニスを得た。
［透明部材形成用樹脂フィルムの作製］
上記透明部材形成用樹脂ワニスを、ＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製Ａ１５１７、厚み１６μｍ）の非処理面上に塗工機（（株）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）製Ａ３１、厚み２５μｍ）を貼付け、透明部材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。
［屈折率の測定］
得られた透明部材形成用樹脂フィルムを１００ｍｍ×１００ｍｍに裁断し、支持フィルム側から紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、（波長３６５ｎｍ）を３５００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、１．０質量％炭酸カリウム水溶液（液温３０℃）に３分浸漬し、その後純水で水洗した。次いで１６０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、保護フィルムを剥離して光学部材を形成した。
この光学部材の支持フィルム面（炭酸カリウム水溶液浸漬面）の波長８３０ｎｍにおける屈折率を、プリズム結合式屈折率計（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ社製、商品名：Ｍｏｄｅｌ２０２０）を用いて測定したところ屈折率は１．５５６であり、任意の箇所（約１ｃｍごとに離した箇所）２０箇所測定しても同じ屈折率で位置的ばらつきはなかった。表面のＩＲ測定を行ったところ、カルボン酸陰イオンのピークが観測され、ＥＤＸ測定を行ったところ、カリウムが検出された。保護フィルム面（炭酸カリウム水溶液非浸漬面）の屈折率は１．５５８であり、任意の箇所（約１ｃｍごとに離した箇所）２０箇所測定しても同じ屈折率で位置的ばらつきはなかった。表面のＩＲ測定を行ったところ、カルボン酸陰イオンのピークはなく、ＥＤＸ測定を行ったところ、カリウムは検出されなかった。深さ方向にＥＤＸ分析を行ったところ、表面から５μｍの位置までカリウムが検出された。さらに、１６０℃で２時間加熱し、別の任意の箇所を上記と同様の方法を用いて屈折率を測定したところ、支持フィルム面側は１．５５６、保護フィルム面側は１．５５８と変化はなかった。
なお、熱硬化しなかった以外は上記と同様に透明部材形成用樹脂フィルムを作製し、保護フィルムを剥離して光学部材を形成した。支持フィルム面（炭酸カリウム水溶液浸漬面）の波長８３０ｎｍにおける屈折率を上記と同様の方法で測定したところ１．５５２であり、保護フィルム面の屈折率は１．５４９であった。
｛実施例２｝
実施例１において１．０質量％炭酸カリウム水溶液を１．０質量％炭酸ナトリウム水溶液にした以外は同様の方法で光学部材を作製した。
この光学部材の支持フィルム面（炭酸カリウム水溶液浸漬面）の波長８３０ｎｍにおける屈折率を、プリズム結合式屈折率計（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ社製、商品名：Ｍｏｄｅｌ２０２０）を用いて測定したところ屈折率は１．５５６であり、任意の箇所（約１ｃｍごとに離した箇所）２０箇所測定しても同じ屈折率で位置的ばらつきはなかった。表面のＩＲ測定を行ったところ、カルボン酸陰イオンのピークが観測され、ＥＤＸ測定を行ったところ、ナトリウムが検出された。保護フィルム面（炭酸カリウム水溶液非浸漬面）の屈折率は１．５５８であり、任意の箇所（約１ｃｍごとに離した箇所）２０箇所測定しても同じ屈折率で位置的ばらつきはなかった。表面のＩＲ測定を行ったところ、カルボン酸陰イオンのピークはなく、ＥＤＸ測定を行ったところ、ナトリウムは検出されなかった。深さ方向にＥＤＸ分析を行ったところ、表面から５μｍの位置までナトリウムが検出された。さらに、１６０℃で２時間加熱し、別の任意の箇所を上記と同様の方法を用いて屈折率を測定したところ、支持フィルム面側は１．５５６、保護フィルム面側は１．５５８と変化はなかった。
なお、熱硬化しなかった以外は上記と同様に透明部材形成用樹脂フィルムを作製し、保護フィルムを剥離して光学部材を形成した。支持フィルム面（炭酸カリウム水溶液浸漬面）の波長８３０ｎｍにおける屈折率を上記と同様の方法で測定したところ１．５５２であり、保護フィルム面の屈折率は１．５４９であった。
｛実施例３｝
＜クラッド層形成用樹脂フィルムの作製＞
［（Ａ）ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマー（Ａ−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）アクリルポリマー（Ａ−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
［重量平均分子量の測定］
（Ａ−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）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）製「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
［酸価の測定］
（Ａ−１）の酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価はＡ−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。
［クラッド層形成用樹脂ワニスの調合］
（Ａ）ベースポリマーとして、前記（Ａ−１）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）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）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）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）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）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）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。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂組成物を、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）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）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）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、本実施例では使用した下部クラッド層２及び上部クラッド層６の厚みに付いては、実施例中に記載する。また、下部クラッド層２及び上部クラッド層６の硬化後の膜厚は塗工後の膜厚と同一であった。
［屈折率の測定］
シリコン基板（サイズ：６０×２０ｍｍ、厚さ：０．６ｍｍ）上にクラッド形成用樹脂フィルムを積層、硬化し、屈折率測定用のサンプルを作製した。このサンプルの波長８３０ｎｍにおける屈折率を、プリズム結合式屈折率計（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ社製、商品名：Ｍｏｄｅｌ２０２０）を用いて測定した。測定は、１５〜３０℃の範囲にある所定の一定温度（例えば２５℃）に設定して行った。硬化後の樹脂層の屈折率は１．４９６であった。
＜図１の光導波路の作製例＞
［下部クラッド層２の形成］
基板７として１００ｍｍ×１００ｍｍのポリイミドフィルム（ポリイミド：カプトンＥＮ、厚さ；２５μｍ）を用い、一方の面に、上記で得られた１５μｍ厚みのクラッド層形成用樹脂フィルムの保護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、紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、樹脂フィルムＡの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３０００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、下部クラッド層２を形成した。
［コアパターン３の形成］
上記で得られた下部クラッド層２形成面に、上記で得られた５０μｍ厚みの透明部材形成用樹脂フィルムをコアパターン形成用樹脂フィルムとして、保護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）製、ＨＬＭ−１５００）を用い、圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件をラミネートし、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６５℃、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）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、５０μｍ×９０ｍｍ×１２本（２５０μｍピッチ）の開口部を有するネガ型フォトマスクを介して、紫外線（波長３６５ｎｍ）を３５００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。次いで支持フィルムを剥離し、１．０質量％炭酸カリウム水溶液（液温３０℃）に３分間エッチングし、コアパターン形成用樹脂の未硬化部を除去し、その後１．０％硫酸及び純水で洗浄した。次いで１６０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、高さ５０μｍ、幅５０μｍのコアパターンを形成した。
［上部クラッド層６の形成］
コアパターン形成面側から、上記で得られた７５μｍ厚みのクラッド層形成用樹脂フィルムの保護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、紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、樹脂フィルムＡの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３０００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、上部クラッド層６を形成し、光導波路とした。
［外形加工］
上記で得られた光導波路のコアパターンを８０ｍｍになるようにダイシングソー（ＤＡＣ５５２、（株）ディスコ社製）を用いて基板ごと切断し、端面平滑化を行って光導波路を作製した
［光損失測定］
得られた光導波路の一方のコアパターン端面からＧＩ５０の光ファイバを用いて波長８５０ｎｍの光を入射し、もう一方の端面から出力した光をＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光導波路の光損失を作製した。その結果、平均０．０５ｄＢ／ｃｍであった。得られた光導波路の一方の面から白色光を入射し、もう一方の面のコアパターン端面を観察したところ、コアパターン中心の輝度が高かった（上辺及び側辺付近（コアパターンと上部クラッド層の界面から５μｍの範囲）のコアパターンの輝度は低かった）。断面のＥＤＸ測定を行ったところ、両側辺、上辺から５μｍの位置にカリウムが検出され、カリウムの検出された箇所の屈折率は１．５５６で、検出されなかったコアパターン中心部の屈折率は１．５５８だった。
｛比較例１｝
実施例３において、コアパターンをエッチングで形成した後に、１．０％塩化カルシウム水溶液で洗浄した以外は同様の方法で光導波路を作製した。
［光損失測定］
得られた光導波路の一方のコアパターン端面からＧＩ５０の光ファイバを用いて波長８５０ｎｍの光を入射し、もう一方の端面から出力した光をＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光導波路の光損失を作製した。その結果、平均０．４２ｄＢ／ｃｍであった。得られた光導波路の一方の面から白色光を入射し、もう一方の面のコアパターン端面を観察したところ、コアパターン中心の輝度が低かった（上辺及び側辺付近のコアパターンの輝度は高かった）。断面のＥＤＸ測定を行ったところ、両側辺及び上辺から５μｍの位置にカルシウムが検出され、カルシウムの検出された箇所の屈折率は１．５５９で、検出されなかったコアパターン中心部の屈折率は１．５５８だった。このように、２価のカルシウムカチオンを含む部位は中心部と比べて屈折率が高くなっており、１価のカチオンと異なり、イオン架橋等によって透明部材の架橋が促進することが確認された。そのため光導波路の光伝搬損失が高くなり、本発明の効果を奏することができなかったものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０００８】
本発明の光学部材の製造方法により、透明部材の表層部位付近の屈折率の位置的ばらつきの少ない光学部材を提供できる。また、本発明によれば、低光損失な光導波路を提供できる。このため、反射防止部材、反射防止フィルム、各種光学フィルム、各種光学装置、光導波路部材、光電気複合部材、光ケーブル、光インターコネクションなどの幅広い分野に適用可能である。
【図１】
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【国際調査報告】
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