(57)【要約】【課題】作製コストや作製時間を抑え、大面積化を容易に行える押し出しラミネートによる導波路作製方法および金型の作製方法を提供すること。【解決手段】クラッドフィルム４２上に、コア材４３を付与し、該コア材４３上にソフトスタンパ４４の凸部４５および凹部４６が接触するように配置する。次いで、ソフトスタンパ４４における凹凸が形成された面と対向する面について、ソフトスタンパ４４とコア材４３が接触している領域に対向する位置から、所定の方向に向かって圧力を印加しながらコア形成に余分なコア材を押し出し、クラッドフィルム４２と凹部４６との間の空間にコア材４８を残しながら、押し出しラミネートを行う。次いで、コア材４８を硬化して、ソフトスタンパ４４をクラッドフィルム４２から剥離する。【選択図】図４
2008058530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッド上の少なくとも一部に、流動性を有し、硬化することによりコアとなる材料を付与する付与工程と、
一方の面に凸部および凹部が形成された、可撓性を有する金型の、前記一方の面の少なくとも一部を、前記材料に接触させる接触工程と、
前記金型における前記一方の面と対向する面について、前記金型と前記材料が接触している領域に対向する位置から、所定の方向に向かって圧力を印加しながら前記コア形成に余分な前記材料を押し出し、前記クラッドと前記凹部との間の空間に前記材料を残しながら、前記金型を前記クラッドに貼り合わせる押し出し工程と、
前記空間に残った材料を硬化する硬化工程と、
前記金型を前記クラッドから剥離する剥離工程と
を有することを特徴とする導波路作製方法。
【請求項２】
前記付与工程では、前記クラッドの全面に前記材料を配置することを特徴とする請求項１記載の導波路作製方法。
【請求項３】
前記接触工程では、前記一方の面の全部を前記材料に接触させることを特徴とする請求項１または２記載の導波路作製方法。
【請求項４】
前記押し出し工程では、ローラを前記対向する位置に接触させ、前記所定の方向に向かって前記圧力を印加しながら前記金型との相対速度が０となるように移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の導波路作製方法。
【請求項５】
前記凹部の端面は、前記金型の面内に対して所定の角度をなす端面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の導波路作製方法。
【請求項６】
前記凹部の一部には、前記金型の面内に対して所定の角度をなす端面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の導波路作製方法。
【請求項７】
前記金型は、シクロオレフィン系ポリマ、ポリアクリレート、ポリカボーネート、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミド、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、アクリル、エポキシ樹脂を紫外線硬化性にした樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂のいずれか１つであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の導波路作製方法。
【請求項８】
高分子導波路の作製に用いる金型の作製方法であって、
一方の面に、所望のコア形状となるように凸部および凹部が形成された板を用意する工程と、
流動性を有し、硬化することによって可撓性を有する樹脂となる材料を、前記板の一方の面に付与する工程と、
前記材料を硬化する工程と、
前記硬化して樹脂となった材料を、前記板から剥離する工程と
を有することを特徴とする金型の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押し出しラミネートによる導波路作製方法および金型の作製方法に関し、より詳細には、高分子導波路を作製するための押し出しラミネートによる導波路作製方法および金型の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化から、大容量の情報を高速に伝送できる通信システムが望まれており、そのような通信システムとして光通信システムの開発がさかんに行われている。このようなシステムとして、波長分割多重（ＷＤＭ）システム等、様々な光通信システムが開発されているが、光通信システムにおいて、導波路は非常に重要な構成要素である。この導波路として最近では、その柔軟性や強靭性から、高分子導波路が注目されている。  
従来では、高分子導波路の作製方法として、直接露光法、ナノインプリント法が挙げられる。
【０００３】
図１（ａ）〜（ｃ）は、従来の直接露光法を説明するための断面図である。  
まず、基板１上に、コア材である紫外線硬化型樹脂２を塗布する（図１（ａ））。紫外線硬化型樹脂２は、後述のように硬化することによってコアとなる。次いで、紫外線硬化型樹脂２上にフォトマスク３を配置して、紫外線４を照射する（図１（ｂ））。すなわち、フォトマスク３を通して紫外線４を紫外線硬化型樹脂２に対して照射する。この照射により、図１（ｂ）に示すように、紫外線硬化型樹脂２のうち、紫外線４が照射された領域は硬化部分５となる。次いで、溶剤により、紫外線硬化型樹脂２のうち未硬化部分を流しとる（現像する）ことによって硬化部分５が残り、硬化部分５は、コア６となる（図１（ｃ））。このようにして直接露光法により高分子導波路が作製される。
【０００４】
図２（ａ）〜（ｅ）は、従来のナノインプリント法の一例（特許文献１参照）を説明するための断面図である。  
一方の面に凹凸部を有する金型２２を、該凹凸部が接するようにしてクラッド２１に押し当てる（図２（ａ））。そして、加熱しながら金型２２の凹凸部に対向する面の全面から圧力を加えることによって、クラッド２１に金型２２の凹凸を熱転写する（図２（ｂ））。この熱転写によって、クラッドには凹凸部に対応した凹部２３が形成される。次いで、コア材である紫外線硬化型樹脂２４をクラッド２１の、凹部２３が形成された面に塗布して、凹部２３に紫外線硬化型樹脂２４を流し込み、紫外線を照射することによって紫外線硬化型樹脂２４を硬化する（図２（ｃ））。このとき、クラッド２１の一面では、凹部２３および凹部２３以外の領域に紫外線硬化型樹脂２４が存在している。
【０００５】
次いで、上記一面の凹部２３以外の領域に存在する、硬化した紫外線硬化型樹脂２４を除去する（図２（ｄ））。すなわち、余分なコア材を削り取る。このようにして、凹部２３に残った紫外線硬化型樹脂２４がコア２５となる。次いで、クラッドをオーバーコートして、コア２５がクラッド２６に埋め込まれた高分子導波路を作製する。
【０００６】
図３（ａ）〜（ｃ）は、従来のナノインプリント法の他の例を説明するための断面図である。  
クラッド３１上に、コア材となる紫外線硬化型樹脂３２を塗布する（図３（ａ））。次いで、一方の面に凹凸部を有する金型３３を、紫外線硬化型樹脂３２に圧力をかけて押し当て、金型３３の凹凸を転写する（図３（ｂ））。すなわち、紫外線硬化型樹脂３２と凹凸部とが接するように金型３３を配置してから、金型３３の凹凸部に対向する面の全面から圧力をかける。この金型３３の全面からの圧力により、金型３３の凹部に紫外線硬化型樹脂３２が侵入し、それ以外の紫外線硬化型樹脂３２はクラッド３１外へと押し出される。次いで、紫外線を照射することによって、凹部に存在する紫外線硬化型樹脂３４を硬化し、金型３３をクラッド３１から取り外す。すると、クラッド３１上にコア３５が形成された高分子導波路が作製される（図３（ｃ））。
【０００７】
【特許文献１】特許第３７８１０４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１にて説明した直接露光法では、現像によりコア６を形成しているので、コア６の端部にミラーを作り込めない。よって、現像によりコア６を形成した後に、切削加工プロセスが別個に必要となる。従って、作製コストや作製時間の増大を招いてしまう。さらに、上述の現像の際に、溶剤を用いるのでその分、作製コストや作製コストが増大する。また、上述のように現像によりコアを形成しているので、壁面角度の調整が困難である。
【０００９】
また、図２にて説明したナノインプリント法では、コア２５を形成する際に余分な紫外線硬化型樹脂を除去するプロセスが必要である。すなわち、コア２５を形成する際に、凹部２３がちょうど埋まるように紫外線硬化型樹脂２４を流し込めれば、上記除去プロセスを行う必要は無いが、ちょうど凹部２３が埋まるように紫外線硬化型樹脂２４を流し込むことは非常に困難である。従って、十分な量の紫外線硬化型樹脂２４を流し込み、凹部２３から溢れ出した紫外線硬化型樹脂２４を削り取るのである。この削り取るプロセスの分だけ余計なプロセスが増えるので、作製コストや作成時間が増大してしまう。
【００１０】
さらに、図２にて説明したナノインプリント法では、埋め込み型導波路の作製方法であるので、コアの形成と同時にコア２５の端部に全反射ミラーを作製することができない。このミラーを作製するには、真空プロセスを伴う金属面が必要となり、作製コスト増や作成時間の増大に繋がってしまう。
【００１１】
また、図３にて説明したナノインプリント法では、コア３５以外の紫外線硬化型樹脂３２、すなわち金型３３の凹部に残った紫外線硬化型樹脂３４以外の紫外線硬化型樹脂３２を完全にないしはほぼ排除するために、金型３３のクラッド３１と接する領域の面精度の要求値、およびクラッド３１の面精度の要求値が高い。金型３３およびクラッド３１の面精度が悪いと、すなわち、表面が粗く凹凸があると、金型３３に対して面で圧力をかけて、余分な紫外線硬化型樹脂３２を押し出す際に、上記凹凸に紫外線硬化型樹脂が残ってしまう。このとき、表面が入射光の波長よりも大きい粗さであると、完成した高分子導波路は精度の悪いものになってしまう。従って、金型３３の表面は、少なくとも入射光の波長よりも小さいスケールの粗さにする必要があり、金型３３は高価なものとなってしまう。また、クラッド３１の表面も上記スケールの粗さにする必要があるので、コスト増を招いてしまう。
【００１２】
さらに、図３にて説明したナノインプリント法では、大面積な導波路を作製することは困難である。すなわち、図３にて説明したナノインプリント法では、余計な紫外線硬化型樹脂を押し出すために、金型３３の全面に均一に圧力をかける必要があるが、作製したい導波路の面積が大きいと、用いる金型の面積も大きくなり、該金型全面に均一に圧力をかけるのが困難となるからである。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、作製コストや作製時間を抑え、大面積化を容易に行える押し出しラミネートによる導波路作製方法および金型の作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１記載の発明は、導波路作製方法であって、クラッド上の少なくとも一部に、流動性を有し、硬化することによりコアとなる材料を付与する付与工程と、一方の面に凸部および凹部が形成された、可撓性を有する金型の、前記一方の面の少なくとも一部を、前記材料に接触させる接触工程と、前記金型における前記一方の面と対向する面について、前記金型と前記材料が接触している領域に対向する位置から、所定の方向に向かって圧力を印加しながら前記コア形成に余分な前記材料を押し出し、前記クラッドと前記凹部との間の空間に前記材料を残しながら、前記金型を前記クラッドに貼り合わせる押し出し工程と、前記空間に残った材料を硬化する硬化工程と、前記金型を前記クラッドから剥離する剥離工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記付与工程では、前記クラッドの全面に前記材料を配置することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記接触工程では、前記一方の面の全部を前記材料に接触させることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記押し出し工程では、ローラを前記対向する位置に接触させ、前記所定の方向に向かって前記圧力を印加しながら前記金型との相対速度が０となるように移動させることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記凹部の端面は、前記金型の面内に対して所定の角度をなす端面であることを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記凹部の一部には、前記金型の面内に対して所定の角度をなす端面が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記金型は、シクロオレフィン系ポリマ、ポリアクリレート、ポリカボーネート、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミド、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、アクリル、エポキシ樹脂を紫外線硬化性にした樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂のいずれか１つであることを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の発明は、高分子導波路の作製に用いる金型の作製方法であって、一方の面に、所望のコア形状となるように凸部および凹部が形成された板を用意する工程と、流動性を有し、硬化することによって可撓性を有する樹脂となる材料を、前記板の一方の面に付与する工程と、前記材料を硬化する工程と、前記硬化して樹脂となった材料を、前記板から剥離する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、可撓性を有する金型を用い、コア形成に余分なコア材としての材料を押し出し、クラッドと金型が有する凹部との間の空間に上記材料を残しながら、金型をクラッドに貼り合わせるようにしたので、作製コストや作製時間を抑えて高分子導波路を作製することが可能である。また、作製する高分子導波路の大面積化も容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。  
本発明の一実施形態では、可撓性を有する金型（以下、ソフトスタンパとも呼ぶ）を用い押し出しラミネートを行うことによって、クラッド上にコアを形成して高分子導波路を作製する。本発明の一実施形態は、主に以下の手順により高分子導波路が作製される。  
図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る高分子導波路の作製方法を説明する図である。
【００２４】
クラッド上にコア材を付与する工程 
本工程では、クラッドに対して、後に硬化されてコアとなる、所定の粘性を有するコア材を付与して、該コア材をクラッド上の少なくとも一部に存在させる。
【００２５】
図４（ａ）において、ガラス基板などの作業基板４１上にクラッドフィルム４２を貼り付ける。このクラッドフィルム４２の貼り付けは通常のラミネート法によって行えば良い。次いで、クラッドフィルム４２上に、コア材４３を付与して、クラッドフィルム４２上の全面にコア材４３を配置する。上記コア材４３の付与は、コア材４３の滴下であっても良いし、スプレーによる吹き付けであっても良い。また、ローラなどによる塗布であっても良い。すなわち、結果として、クラッドフィルム４２上にコア材４３を配置できればいずれの方法であっても良い。また、コア材４３をクラッドフィルム４２の一部に付与してから、コア材４３を全面に広げる場合は、作業基板４１を傾けることによって広げても良いし、スピンコートなどによって広げても良い。結果としてコア材４３を全面に配置できればいずれの方法も用いることができる。
【００２６】
なお、図４（ａ）では、コア材４３をクラッドフィルム４２の全面に配置しているが、これに限らない。本発明の一実施形態では、後述するローラなどの押し出し手段による押し出しの開始地点（押し出し手段の移動開始位置）にコア材４３が少なくとも配置されていれば、全面にコア材４３を配置しなくても良い。
【００２７】
また、図４（ａ）では、クラッドフィルム４２を作業基板４１上に貼り付けているが、光や熱などによって硬化するクラッド材を作業基板４１上に付与して硬化することによりクラッドを形成するようにしても良い。
【００２８】
なお、上記コア材は、液体状の材料であっても良いし、ゲル状の材料であっても良い。本発明で重要なことは、後述する押し出しラミネートの際に、クラッド上に存在するコア材が押し出されることである。よって、この押し出しが可能な程度の流動性を少なくとも有し、光や熱などによって硬化し、該硬化後に高分子導波路のコアとして機能し、スタンパから剥離可能な材料であればいずれの材料もコア材として用いることができる。
【００２９】
本発明の一実施形態では、コア材として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ポリイミド、シリコーン樹脂、アクリル樹脂・エポキシ樹脂を紫外線硬化性にした樹脂、ポリシラン、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリアミド等を用いることができる。
【００３０】
ソフトスタンパを配置する工程 
図４（ｂ）において、一方の面に凸部４５および凹部４６を有するソフトスタンパ４４を、凸部４５および凹部４６がコア材４３に接触させるようにしてソフトスタンパ４４を配置する。すなわち、ソフトスタンパ４４を、コア材４３を介してクラッドフィルム４２と貼り合わせる。なお、凸部４５および凹部４６は、後述の押し出しラミネート工程においてソフトスタンパ４４をクラッドフィルム４２に張り合わせた際に形成されるコア材４８が、所望の導波路形状となるようにソフトスタンパ４４に形成されている。このとき、後述のローラの移動開始位置において、少なくともソフトスタンパ４４の一部とコア材４３の一部とが接触していることは言うまでもない。
【００３１】
なお、クラッドの一部、すなわち、ローラの移動開始位置に少なくともコア材を配置する場合は、本工程では、少なくともソフトスタンパの一方端をコア材と接触させれば良い。
【００３２】
なお、本明細書において、「凸部」とは、ある面に形成された突起状のものを含む。また、ある面に形成された凹部以外の領域も含む。すなわち、ある面に凹部が形成されると、凹部から見るとそれ以外の領域は突起したものと見ることができるからである。  
同様に本明細書において、「凹部」とは、ある面に形成された窪み状のものを含む。また、ある面に形成された凸部以外の領域も含む。すなわち、ある面に凸部が形成されると、凸部から見るとそれ以外の領域は窪んだものと見ることができるからである。
【００３３】
押し出しラミネート工程 
図４（ｃ）において、ソフトスタンパ４４の一方端において、ローラ４７をソフトスタンパ４４の凹凸が形成されている面と対向する面に押し当てる。次いで、上記一方端から他方端に向かって（図中の矢印方向）、ソフトスタンパ４４に対して面ではなく線で圧力印加するように、所定の圧力をかけながら、ソフトスタンパ４４との相対速度が０となるように、ローラ４７を転がして、押し出しラミネートを行う。
【００３４】
このローラ４７の移動に伴って、ローラ４７の移動開始位置から順に、凸部４５がローラ４７の移動方向に向かってコア材４３を押し出してクラッドフィルム４２と接触することになる。一方、凹部４６については、ソフトスタンパ４４をクラッドフィルム４２に張り合わせた際に凹部４６にコア材４３が充填されている場合はその状態が維持され、充填されてない場合であっても、上記凸部による押し出しにより、各凹部４６にはコア材４３が充填される。このようにして、凹部に充填されたコア材４８が形成される。
【００３５】
このようにローラ４７を他方端まで転がして、凹部４６とクラッドフィルム４２との間の領域にコア材４８を残した状態でソフトスタンパ４４とクラッドフィルム４２とを貼り合わせて、ソフトスタンパ４４の凹凸を、コア材４３に転写する。そして、ローラ４７を他方端まで転がすと、各凸部４５にて押し出された余分なコア材は他方端から外へと押し出され、各凹部４６とクラッドフィルム４２との間の空間には、コア材４８が残ることになる。
【００３６】
本発明の一実施形態では、上述のように可撓性を有するソフトスタンパ４４を用いて押し出しラミネートを行うので、凸部４５の表面やクラッドフィルム４２の表面が粗くても、押し出されるコア材は、ローラ４７の移動方向に向かって、凸部４５およびクラッドフィルム４２の表面に沿ってローラ４７の移動による押し出し力により移動するので、残渣として残るコア材の量を低減することができる。すなわち、残渣が残ったとしても、用いる光の波長と同程度かそれ以下のスケールにまでその量を低減することができる。よって、ソフトスタンパおよびクラッドの面精度の要求値を低くすることが可能となり、作製コストや作製時間を低減することができる。
【００３７】
また、本発明の一実施形態では、コア形状の原版となる凹部および凸部が形成されたソフトスタンパを用い、ローラ等の押し出し手段をソフトスタンパと接触させながら所定の方向に移動させているので、上述の面精度の要求値を低く抑えつつ、コア形成に余分なコア材の除去と、コア形成とを同一の工程で行うことができる。
【００３８】
また、本発明の一実施形態では、押し出しラミネートの際に、ローラ４７をソフトスタンパ４３に対して面ではなく線で圧力印加を行っているので、比較的弱い圧力で転写を行うことが可能である。
【００３９】
また、大面積の導波路を作製するために、大面積のソフトスタンパを用いたとしても、本発明の一実施形態は従来のように面ではなく線で圧力を印加するので、より簡単に均一な圧力を印加することができる。また、本発明の一実施形態では、上記線接触においてローラの移動により押し出しを行っているので、印加する圧力は厳密に均一でなくても良い。すなわち、ローラの移動により余分なコア材が凸部表面やクラッド表面に沿って押し出されていくので、その押し出しが可能な圧力さえ印加されていれば、ローラ全体に渡って圧力が均一でなくても良好に押し出しが行われるからである。よって、導波路の大面積化を容易に行うことができる。
【００４０】
さらに、複数のソフトスタンパを切り貼りして大型のソフトスタンパにして転写する（押し出しラミネートする）ことで、低コストで大型化を実現することができる。
【００４１】
なお、本明細書において、「可撓性を有する金型（ソフトスタンパ）」とは、当接した、ローラ等の押し出し手段の移動に伴ってたわむ樹脂を指す。本発明の一実施形態では、可撓性を有する金型（ソフトスタンパ）として、シクロオレフィン系ポリマ；、ポリメチルメタクリレートを初めとしたポリアクリレート、ポリカボーネート、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミド、エポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂；、エポキシ樹脂を初めとした熱硬化性樹脂；、アクリル、エポキシ樹脂を紫外線硬化性にした樹脂；、シリコーン樹脂；、フッ素樹脂などを用いることができる。
【００４２】
本発明の一実施形態において、ソフトスタンパは十分にしなやかであればよく、ソフトスタンパの曲げの強さは、ガーレー強さ（単位は、［ｍｇ］）で、４０００００［ｍｇ］以下であることが好ましく、２０００［ｍｇ］以下であることがさらに好ましい。
【００４３】
また、本明細書において、「押し出しラミネート」とは、ソフトスタンパが有する凹部にコア材を充填させ、それ以外のコア材を押し出すための工程であって、ソフトスタンパの一端から所定の方向に向かってローラ等の押し出し手段を移動させることによって、ソフトスタンパをクラッドに張り合わせながら、余分なコア材を押し出す工程を指す。すなわち、押し出しラミネートとは、ソフトスタンパをクラッドにくっ付けることが目的ではなく、高分子導波路のコアを形成するために、余分なコア材を除去することを目的として工程である。よって、押し出しラミネートの後は、ソフトスタンパはクラッドにくっ付くこともあるし、くっつかないこともあり、ソフトスタンパがクラッドにくっ付くか否かは本質ではない。
【００４４】
また、押し出しラミネート後において、クラッドと凸部との界面において、コア材が完全には押し出されず残渣としてコア材が残る場合があるが、本発明の一実施形態では、上述のようにローラ等の押し出し手段の移動によって余分なコア材が押し出されるので、残ってしまったコア材の量を、用いる光の波長程度またはそれ以下のスケールに抑えることができる。
【００４５】
なお、本発明の一実施形態では、押し出しラミネートにおいて余分なコア材を押し出すための押し出し手段としてローラを用いているがこれに限定されない。本発明の一実施形態では、線状に圧力を印加することが可能であり、それを連続的に移動可能であればいずれの手段を用いても良い。例えば、スキージや平らな板の角部分など、ソフトスタンパの一方端から他方端に向かって移動しながら、余分なコア材を押し出すことができればいずれの手段を用いることができる。また、作製する導波路の大きさに制約が生じるが、半月状のものを用いても良い。さらに、作製する導波路が小型であれば、指で押し出すようにしても良い。
【００４６】
硬化／ソフトスタンパ剥離工程 
図４（ｄ）において、紫外線を照射することによって、コア材４８を硬化して、コア４９を形成する。このとき、ソフトスタンパ４４または作業基板４１のうち、紫外線に対して透明な材料である方から紫外線をコア材４８に照射するようにすれば良い。上記硬化が終了したら、ソフトスタンパ４４をクラッドフィルム４２から剥離する。このようにして、クラッドフィルム４２上にコア４９を形成して、リッジ型の高分子導波路を作製する。
【００４７】
このソフトスタンパ４４は、別の高分子導波路作製時にも用いることができる。すなわち、１つのソフトスタンパを繰り返し用いることができるので、作製コストを抑えて高分子導波路を大量生産することができる。
【００４８】
本発明の一実施形態では、ソフトスタンパによってコアを作製しているが、このソフトスタンパにミラー面などを作りこむことができるため、後のミラー形成工程を省くことができる。また、上述のようにソフトスタンパにミラー面を作りこむことができるので、後で切削するよりも高い位置精度でミラー加工を行うことができる。このようにソフトスタンパに予めミラー面が形成されるように凹凸を形成することにより、このミラー面を反映した形でコアが形成されるので、図５に示すように、作製されたコア５１の端面にミラー５２を形成することができる。すなわち、コア端面を所望の形状（基板面内に対して垂直な面や、所定の角度をなす斜面）にすることができる。
【００４９】
（第１の実施形態）  
図６は、本実施形態に係る、ソフトスタンパを作製するための金型を示す図である。  
ソフトスタンパ用の金型（ｇｒａｎｄｍａｔｈｅｒ（ＧＭ）とも呼ぶ）作製工程 
図６において、硬質ポリイミドを材料とする板６１に、エンドミルおよびテーパー付回転歯にて溝加工と傾斜面加工とを行い、コア形状の凸部６２、凹部６３、および傾斜面６４を形成する。すなわち、領域６５を縁として残すように凹部６３を形成し、かつ凹部６３内に凸部６２を形成する。この板６１に形成された凸部６２、凹部６３、傾斜面６４が後にクラッド上に転写されることになる。
【００５０】
なお、本実施形態では、後の転写の際に凸部６２がコアの原版として機能するが、これに限定されず、図６と凹凸を逆転して、後の転写の際に凹部をコアの原版として機能させるように、凹凸を形成しても良い。すなわち、本実施形態では、後の転写の際に所望のコアが形成されるように、ＧＭのある面に凸部および凹部を形成するのである。
【００５１】
本実施形態において具体的には、２００μｍφのエンドミルを用いて、高さ５０μｍ、幅５０μｍ、長さ５０ｍｍの直方体形状の凸部６２を２つ形成する。次いで、一方の凸部６２について、その中央に、１２０°のテーパーをもつ回転歯を回転させながら当接させて下方向に移動させることによって、傾斜面６４を形成する。なお、コア端面にミラー面を形成したい場合は、上記回転歯を凸部６２の端面に当接させて下方向に移動させれば良い。  
このようにして、ＧＭ６０が作製される。
【００５２】
ソフトスタンパ作製工程 
作製されたＧＭ６０の凹部６３にシクロオレフィン樹脂（メシチレン８０％溶液）を滴下し、スピンコートにてＧＭの加工表面全体に広げる。シクロオレフィン樹脂の硬化（自然乾燥）後、接着剤をスピンコートし、シクロオレフィンフィルムを接着し、ＧＭから剥離する。この剥離したものが、図７に示すソフトスタンパ７０である。上記接着剤は硬化されたシクロオレフィン樹脂とシクロオレフィンフィルムとを接着する目的で塗布される。
【００５３】
なお、ソフトスタンパを構成する材料としては、所定の流動性を有し、光や熱によって硬化し、該硬化後には可撓性を有するような材料を用いる。
【００５４】
図６および図７から分かるように、ＧＭ６０とソフトスタンパ７０とでは、凹凸が逆の表面形状となっている。
【００５５】
図７において、シクロオレフィンフィルム７１上に、２つのシクロオレフィン樹脂（凸部７２）が形成されており、シクロオレフィン樹脂７２のそれぞれには凹部７３が形成されている。２つの凹部７３のうち一方には、傾斜面７４が形成されている。上記シクロオレフィン樹脂７２が、図４にて説明した凸部４５に対応する凸部であり、凹部７３が図４にて説明した凹部４６に対応する凹部である。。
【００５６】
コア材の配置工程 
作業基板としてのガラス基板上に、クラッドフィルムとしてのアートンフィルムを接着し、アートンフィルム上にコア材としての紫外線硬化型エポキシ樹脂を滴下する。次いで、紫外線硬化型エポキシ樹脂をアートンフィルムの全面に広げるようにガラス基板を傾ける。このガラス基板の傾けにより、アートンフィルム全面に紫外線硬化型エポキシ樹脂が配置される。
【００５７】
なお、本実施形態では、押し出しラミネートにより押し出しながらコアとなる紫外線硬化型エポキシ樹脂を凹部７３に充填可能なので、アートンフィルム上に均一に紫外線硬化型エポキシ樹脂を配置する必要は無い。すなわち、スピンコートなどによって紫外線硬化型エポキシ樹脂を広げる必要が無く、ガラス基板を傾けるといった簡便な方法で紫外線硬化型エポキシ樹脂の配置を行うことができる。しかしながら、スピンコートなどによって紫外線硬化型エポキシ樹脂をアートンフィルム上に広げても良い。  
また、本実施形態では、コア材として紫外線硬化型の樹脂を用いているが、これに限らず、熱硬化型の樹脂を用いても良い。
【００５８】
ソフトスタンパの配置工程 
上記アートンフィルム上の紫外線硬化型エポキシ樹脂上に、ソフトスタンパ７０を、凸部７２および凹部７３が紫外線硬化型エポキシ樹脂と接するように、かつ気泡が入らないようにラミネートする。すなわち、ソフトスタンパ７０は可撓性を有するので、ガラス基板の一方端から接触させ、曲げながら徐々に他方端に向かって張り合わせていくことによって、気泡の混入を低減させながら、ソフトスタンパ７０を紫外線硬化型エポキシ樹脂を介してアートンフィルムに貼り合わせることができる。
【００５９】
押し出しラミネート工程 
ソフトスタンパ７０において、紫外線硬化型エポキシ樹脂と接する面（凸部７２および凹部７３とが形成された面）に対向する面における一方端に円筒形のローラを押し当てる。このとき、ローラが押し当てられた面と対向する面（ローラの移動開始位置）に紫外線硬化型エポキシ樹脂が配置されていることは言うまでも無い。次いで、ソフトスタンパ７０の、一方端から他方端に向かって、ローラ接触線のソフトスタンパ７０との相対速度が０となるように、ローラを転がしつつ、１０ｋｇ／ｃｍの圧力で押し付ける。このようにして押し出しラミネートを行うことによって、上記ローラの移動と共に余分な紫外線硬化型エポキシ樹脂が押し出される。このローラの移動が終了すると、コア形成に余分な紫外線硬化型エポキシ樹脂が除去され、凹部７３に紫外線硬化型エポキシ樹脂が残った状態となる。
【００６０】
硬化／剥離工程 
次いで、紫外線を照射して、上記凹部７３に残った紫外線硬化型エポキシ樹脂を硬化させ、ソフトスタンパ７３をアートンフィルムから剥離する。この剥離した状態を図８に示す。  
図８において、ガラス基板８１上にアートンフィルム８２が形成されており、アートンフィルム８２上に、硬化後の紫外線硬化型エポキシ樹脂８３、およびコア８４が形成されている。コア８４は硬化後の紫外線硬化型エポキシ樹脂からなり、ミラー面８５が形成されている。
【００６１】
最後に、アートンフィルム８２をガラス基板８１から剥離することにより、フレキシブルな高分子導波路（リッジ導波路）を得る。
【００６２】
（第２の実施形態）  
第１の実施形態では、コア材を、クラッドの全面に配置している。本実施形態では、コア材をクラッドの全面に配置しない形態について説明する。  
すなわち、本実施形態では、少なくとも、ソフトスタンパ７０の張り合わせと共に広げた際に、凹部７３に充填される程度の量の紫外線硬化型エポキシ樹脂を、アートンフィルムの一方端近傍に配置し（少なくともローラの移動開始位置に配置し）、ソフトスタンパ７０を上記一方端から他方端に向かってローラを移動させることにより、アートンフィルムにソフトスタンパ７３を張り合わせながら、紫外線硬化型エポキシ樹脂をアートンフィルム上に広げ、かつ凹部７３に紫外線硬化型エポキシ樹脂を充填していく。
【００６３】
図９（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る、押し出しラミネートを説明するための図である。  
図９（ａ）に示すように、ガラス基板９１上に形成されたアートンフィルム９２の一方端に紫外線硬化型エポキシ樹脂９３を配置する。この位置は、押し出しラミネートに用いるローラの移動開始位置である。次いで、上記一方端にソフトスタンパ７０の一方端を接するようにし、該ソフトスタンパ７０が接する面と対向する面にローラ９４を押し当てる。すなわち、このローラ９４を上記移動開始位置で押し当てる。このようにして、ソフトスタンパ７０の一部を紫外線硬化型エポキシ樹脂９３と接触させ、ソフトスタンパ７０の、該接触した領域に対向する面にローラ９４を当接させる。
【００６４】
次いで、ローラ９４を他方端（図９（ｂ）の矢印方向）に向かって転がすと、上記一方端に配置された紫外線硬化型エポキシ樹脂９３は、ローラ９４の移動と共に、他方端に向かって押し出される。このローラ９４の移動に伴って、一方端側から順に凸部７２がアートンフィルム９２に接するようになり、この凸部７２のアートンフィルム９２への接触によって紫外線硬化型エポキシ樹脂９３は他方端へと広がり、かつ凹部７３へと充填される。さらに、ローラ９４が移動することにより、凸部７２がアートンフィルム９２に接触して紫外線硬化型エポキシ樹脂９３を他方端へと移動させ、凹部７３への充填と共に、余分な紫外線硬化型エポキシ樹脂の押し出しを行ってゆく（図９（ｂ））。
【００６５】
図９（ｃ）に示すように、ローラ９４を他方端まで移動させると、凹部７３の各々には、紫外線硬化型エポキシ樹脂９３が充填され、余分な紫外線硬化型エポキシ樹脂は取り除かれる。本実施形態ではこのようにして押し出しラミネートを行う。
【００６６】
（その他の実施形態）  
上述の実施形態では、導波路作製時のハンドリングの点からガラス基板上にクラッドフィルムを接着する等して、基板上にクラッドを形成しているが、このような基板を用いず、クラッドフィルム等、クラッド単体上にコアを形成するようにしても良い。
【００６７】
また、上述の実施形態では、リッジ型導波路の作製方法を示しているが、これに限らない。すなわち、本発明の一実施形態では、ソフトスタンパを用い、押し出しラミネートにより光導波路を作製することが本質であり、導波路の形状は本質ではない。よって、リッジ型のコアに上部クラッドを形成して埋め込み型の導波路であっても良いことは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、従来の直接露光法による高分子導波路作製法を説明するための図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、従来のナノインプリント法による高分子導波路作成法を説明するための図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、従来のナノインプリント法による高分子導波路作成法を説明するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る高分子導波路の作製方法を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る、端面にミラー面が形成された導波路を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る、ソフトスタンパを作製するための金型を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る、ソフトスタンパを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る、ソフトスタンパを剥離した後の、高分子導波路を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る、押し出しラミネートを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６９】
４１    作業基板
４２    クラッドフィルム
４３、４８    コア材
４４    ソフトスタンパ
４５    凸部
４６    凹部
４７    ローラ
５１    コア
５２    ミラー
６０    ＧＭ
６１    板
６２    凸部
６３    凹部
６４    傾斜面
７０    ソフトスタンパ
７１    シクロオレフィンフィルム
７２    凸部
７３    凹部
７４    傾斜面
８１、９１    ガラス基板
８２、９２    アートンフィルム
８３、９３    紫外線硬化型エポキシ樹脂
８４    コア
８５    ミラー面
９４    ローラ
【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】
2008058530.tif 000009
【図８】
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【図９】
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