(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便な方法により、低コストで高分子光導波路を製造する方法であって、任意の厚み、特に薄膜の高分子光導波路の製造が可能な高分子光導波路の製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも１本の光導波路コア32に相当する凹部22を備えたシリコーン樹脂製のコア用鋳型を用意し、前記コア用鋳型の凹部22側を平坦基板30に密着させ、コア用硬化性樹脂を吸引及び／又は毛細管現象で前記凹部22に充填させた後、硬化手段により前記コア用硬化性樹脂を硬化させ光導波路コア32を形成し、該光導波路コア32を前記コア用鋳型及び前記平坦基板30から剥離する工程を有することを特徴とする高分子光導波路50の製造方法である。【選択図】図２
2005208376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本の光導波路コアに相当する凹部を備えたシリコーン樹脂製のコア用鋳型を用意し、前記コア用鋳型の凹部側を平坦基板に密着させ、コア用硬化性樹脂を吸引及び／又は毛細管現象で前記凹部に充填させた後、硬化手段により前記コア用硬化性樹脂を硬化させ光導波路コアを形成し、該光導波路コアを前記コア用鋳型及び前記平坦基板から剥離する工程を有することを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記コア用鋳型の凹部両端に貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記コア用鋳型に光導波路コアに相当する凹部が複数設けられていて、前記コア用鋳型の複数の凹部の両端に、該複数の凹部すべてに連通する凹部又は貫通孔を有することを特徴とする請求項１または２に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項４】
さらに、前記コア用鋳型及び前記平坦基板から剥離した光導波路コアと、クラッド用硬化性樹脂とによって、前記光導波路コアがクラッド用硬化性樹脂に埋没してなるクラッド用硬化性樹脂層を形成し、前記クラッド用硬化樹脂を硬化させる工程を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項５】
さらに、光導波路クラッドに相当する凹部を備えたクラッド用鋳型を用意し、該クラッド用鋳型を、前記コア用鋳型及び前記平坦基板から剥離した光導波路コアが載置された平坦基板に、クラッド用鋳型の凹部に前記光導波路コアが収容されるように密着させた後、クラッド用硬化性樹脂を吸引及び／又は毛細管現象で前記クラッド用鋳型の凹部に充填し、硬化手段により前記クラッド用硬化性樹脂を硬化させ、さらに硬化したクラッド用硬化性樹脂を前記クラッド用鋳型及び前記平坦基板から剥離する工程を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の高分子光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
フレキシブルな高分子光導波路を低コスト複製生産するための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子光導波路の製造方法としては、（１）フイルムにモノマーを含浸させてコア部を選択的に露光して屈折率を変化させフイルムを貼り合わせる方法（選択重合法）。（２）コア層クラッド層を塗布後、反応性イオンエチングを用いてクラッド部を形成する方法（RIE法）。（３）高分子材料中に感光性の材料を添加した紫外線硬化樹脂を用いて、露光・現像するフォトリソグラフィー法を用いる方法（直接露光法）。（４）射出成形利用法。（５）コア層クラッド層を塗布後、コア部を露光してコア部の屈折率を変化させる方法（フォトブリーチング法）等が提案されている。しかし、（１）の選択重合法はフイルムの貼り合わせに問題がある。（２）や（３）の方法は、フォトリソグラフィー法を使うためコスト高になる。（４）の方法は、コア径の精度に課題がある。（５）の方法は十分な屈折率差が取れないという課題がある。現在、実用上性能的に優れた方法は、（２）や（３）の方法のみであるが、どの技術も大面積でフレキシブルな基材に形成した高分子光導波路の製造方法はないのが現状である。
【０００３】
一方、シャープ（株）のデビット・ハートはキャピラリーとなる溝のパターンが形成された基板と平板とをクランプ用治具で密着させ、減圧させてモノマー溶液をキャピラリーに充填させることで製造する高分子光導波路の製造方法を提案している（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この方法はクランプを用いて平板と密着させないとコア部以外にもモノマー溶液が含浸し精密な導波路構造を形成できないことと、また、モノマー溶液が高分子に反応して固化するときに体積変化を起こしコアの形状が変化するという欠点を持つ。また、キャピラリーを除去するときにモノマー溶液が反応した高分子とキャピラリーが部分的に接着していることから、コア形状を崩してしまうという欠点を持つ。
【０００４】
また、最近、ハーバード大学のGeorge M. Whitesides  らは、ナノ構造を作る新技術としてソフトリソグラフィーの一つとして毛細管マイクロモールドという方法を提唱している。これは、フォトリソグラフィーを利用してマスター基板を作り、ポリジメチルシロキサン（PDMS）の密着性と容易な剥離性を利用してナノ構造をマスター基板からＰＤＭＳの鋳型を作り、この鋳型に毛細管現象を利用して液体ポリマーを流し込んで固化させる方法である。以下の非特許文献１に詳しい解説記事が記載されている。また、ハーバード大学のGeorge M. Whitesides  のグループのKim Enochらによって毛細管マイクロモールド法に関する特許が出願されている（以下の特許文献２参照。）。しかし、この特許に記載の製造方法は、光導波路のコア部のような断面積が小さい場合には、時間がかかり量産に適さないし、モノマー溶液が高分子に反応して固化するときに体積変化を起こしコアの形状が変化するという欠点を持つ。
【０００５】
これに対して本発明者等は、フィルム基材に光導波路を設けたフレキシブル高分子光導波路を作製する方法を提案した（特願２００３−５８８７２号）。この方法は、製造工程が極めて単純化されたもので、容易に高分子光導波路を作製することができ、従来の高分子光導波路の製造方法に比較し、非常に低コストで高分子光導波路を作製することができる。
【０００６】
しかしながら、前記高分子光導波路は、フィルム基材で光導波路コアを挟んだ構造となっており、導波路フィルムの厚みを前記フィルム基材の２倍以下の厚みにすることは困難である。また、導波路フィルムとして使用可能でかつ市販される安価なフィルム基材を用いる場合は、可撓性の要求を満たさなくなる可能性がある。従って、可撓性を重視した高分子光導波路においては、フィルム基材の２倍の厚みよりもさらに薄いことが好ましい。
【特許文献１】特許第３１５１３６４号公報
【特許文献２】米国特許第６３５５１９８号明細書
【非特許文献１】ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ  ＡＭＥＲＩＣＡＮ  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２００１（日経サイエンス２００１年１２月号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記のごとき問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便な方法により、低コストで高分子光導波路を製造する方法であって、任意の厚み、特に薄膜の高分子光導波路の製造が可能な高分子光導波路の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する手段は以下の通りである。
＜１＞  少なくとも１本の光導波路コアに相当する凹部を備えたシリコーン樹脂製のコア用鋳型を用意し、前記コア用鋳型の凹部側を平坦基板に密着させ、コア用硬化性樹脂を吸引及び／又は毛細管現象で前記凹部に充填させた後、硬化手段により前記コア用硬化性樹脂を硬化させ光導波路コアを形成し、該光導波路コアを前記コア用鋳型及び前記平坦基板から剥離する工程を有することを特徴とする高分子光導波路の製造方法である。
【０００９】
＜２＞  前記コア用鋳型の凹部両端に貫通孔を有することを特徴とする前記＜１＞に記載の高分子光導波路の製造方法である。
【００１０】
＜３＞  前記コア用鋳型に光導波路コアに相当する凹部が複数設けられていて、前記コア用鋳型の複数の凹部の両端に、該複数の凹部すべてに連通する凹部又は貫通孔を有することを特徴とする前記＜１＞または＜２＞に記載の高分子光導波路の製造方法である。
【００１１】
＜４＞  さらに、前記コア用鋳型及び前記平坦基板から剥離した光導波路コアと、クラッド用硬化性樹脂とによって、前記光導波路コアがクラッド用硬化性樹脂に埋没してなるクラッド用硬化性樹脂層を形成し、前記クラッド用硬化樹脂を硬化させる工程を有することを特徴とする前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の高分子光導波路の製造方法である。
【００１２】
＜５＞  さらに、光導波路クラッドに相当する凹部を備えたクラッド用鋳型を用意し、該クラッド用鋳型を、前記コア用鋳型及び前記平坦基板から剥離した光導波路コアが載置された平坦基板に、クラッド用鋳型の凹部に前記光導波路コアが収容されるように密着させた後、クラッド用硬化性樹脂を吸引及び／又は毛細管現象で前記クラッド用鋳型の凹部に充填し、硬化手段により前記クラッド用硬化性樹脂を硬化させ、さらに硬化したクラッド用硬化性樹脂を前記クラッド用鋳型及び前記平坦基板から剥離する工程を有することを特徴とする前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の高分子光導波路の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡便な方法により、低コストで高分子光導波路を製造する方法であって、任意の厚み、特に薄膜の高分子光導波路の製造が可能な高分子光導波路の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の高分子光導波路の製造方法は、少なくとも１本の光導波路コアに相当する凹部を備えたシリコーン樹脂製のコア用鋳型を用意し、前記コア用鋳型の凹部側を平坦基板に密着させ、コア用硬化性樹脂を吸引及び／又は毛細管現象で前記凹部に進入させた後、硬化手段により前記コア用硬化性樹脂を硬化させ光導波路コアを形成し、該光導波路コアを前記コア用鋳型及び前記平坦基板から剥離する工程を有することを特徴としている。
以下、本発明の高分子光導波路の製造方法について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の高分子光導波路の製造方法の概略を説明する図であり、図１は、光導波路コアが１本の態様である。
図１（Ａ）は原盤１０を示し、１２は光導波路コアに対応する凸部である。この原盤１０の凸部形成面に鋳型形成用硬化性樹脂を塗布又は注型した後硬化させ硬化樹脂層を形成する（図１（Ｂ）参照）。図１（Ｂ）中、２０ａは硬化樹脂層である。その後硬化樹脂層２０ａを剥離すると、凹部２２が形成された硬化樹脂層２０ａが得られる（図示せず）。そして、凹部２２が形成された硬化樹脂層２０ａに、凹部２２に連通する貫通孔２６及び２８を凹部両端に打ち抜き等により形成してコア用鋳型２０（図１（Ｃ）参照）を得る。
【００１６】
次に、図１（Ｄ）が示すように、コア用鋳型２０を平坦基板３０に密着させる。そして、コア用鋳型２０に形成されている貫通孔２６にコア形成用硬化性樹脂を注入し、他端の貫通孔２８から減圧吸引して鋳型凹部２２にコア形成用硬化性樹脂を充填する。その後、該樹脂を硬化させると、光導波路コア３２が形成される。次いで、光導波路コア３２をコア用鋳型２０及び平坦基板３０から剥離し、図１（Ｅ）に示されるように、光導波路コア３２を単離する。
【００１７】
次に、単離した光導波路コア３２を、クラッド用硬化性樹脂の液溜まりに浸漬し、光導波路コア３２がクラッド用硬化性樹脂に埋没してなるクラッド用硬化性樹脂層を形成する（図示せず）。このとき、クラッド用硬化性樹脂の液溜まりは、光導波路コア３２を浸漬したとき、作製しようとする高分子光導波路の光導波路クラッドの厚みと同じ深さとなるように設定することが好ましい。そして、前記クラッド用硬化性樹脂３３を硬化させ、硬化後、端部の余分な部分を切断し、クラッド用硬化性樹脂３３と光導波路コア３２からなる高分子光導波路を得る。
【００１８】
以上のように、本発明の高分子光導波路の製造方法においては、光導波路コアをクラッド基板上に形成するのではなく、形成した光導波路コアそのものを単離し、その光導波路コアをクラッド用硬化性樹脂に埋没させて高分子光導波路を製造するため、光導波路クラッドの厚みを任意に設定することができる。特に、クラッドフィルムを用いる必要がないため、該クラッドフィルムの厚みの制約を受けることなく、必要最小限のクラッド用硬化性樹脂で覆うことにより、極限の薄さを確保することができる。
【００１９】
次に、光導波路コアを複数本、すなわち４本有する高分子光導波路の製造方法について図２を参照してさらに詳細に説明する。以下の（１）〜（８）は図２に記された（１）〜（８）に対応している。図２において、図１の構成要素と実質的に同じものには同一の符号を付している。
【００２０】
（１）基板上に、複数本の光導波路コアに相当する複数の凸部を形成した原盤を準備する。
光導波路コアに対応する凸部及び必要に応じて位置基準線を形成した原盤の作製には、従来の方法、たとえばフォトリソグラフィー法を特に制限なく用いることができる。また、本出願人が先に出願した電着法又は光電着法により高分子光導波路を作製する方法（特願２００２−１０２４０号）も、原盤を作製するのに適用できる。原盤に形成される光導波路用凸部の大きさは高分子光導波路の用途等に応じて適宜決められる。例えばシングルモード用の光導波路の場合には、１０μｍ角程度のコアを、マルチモード用の光導波路の場合には、５０〜１００μｍ角程度のコアが一般的に用いられるが、用途によっては数百μｍ程度と更に大きなコア部を持つ光導波路も利用される。
【００２１】
（２）原盤上に、シリコーン樹脂を塗布して加熱して硬化し、シリコーン樹脂製のコア用鋳型を作製する。コア用鋳型は、原盤１０に、鋳型形成用硬化性樹脂２０ａを塗布したり注型し、必要に応じ乾燥処理をした後、該樹脂を硬化させ、次いでその硬化樹脂層を剥離して作製される。
【００２２】
前記硬化樹脂層の厚さは、鋳型としての取り扱い性を考慮して適宜決められるが、一般的に０．１〜５０ｍｍ程度が適切である。
【００２３】
鋳型形成用硬化性樹脂としては、その硬化物が原盤から容易に剥離できること、鋳型（繰り返し用いる）として一定以上の機械的強度・寸法安定性を有すること、凹部形状を維持する硬さ（硬度）を有すること、平坦基板との密着性が良好なことが好ましい。鋳型形成用硬化性樹脂には、必要に応じて各種添加剤を加えることができる。
鋳型形成用硬化性樹脂は、原盤の表面に塗布や注型等することが可能で、また、原盤に形成された個々のコアに対応する凸部を正確に写し取らなければならないので、ある限度以下の粘度、たとえば、５００〜７０００ｍＰａ・ｓ程度を有することが好ましい。（なお、本発明において用いる「鋳型形成用硬化性樹脂」の中には、硬化後、弾性を有するゴム状体となるものも含まれる。）また、粘度調節のために溶剤を、溶剤の悪影響が出ない程度に加えることができる。
【００２４】
前記鋳型形成用硬化性樹脂としては、前記のごとき剥離性、機械強度・寸法安定性、硬度、平坦基板との密着性の点から、硬化後、シリコーンゴム（シリコーンエラストマー）又はシリコーン樹脂となる硬化性オルガノポリシロキサンが好ましく用いられる。前記硬化性オルガノポリシロキサンは、分子中にメチルシロキサン基、エチルシロキサン基、フェニルシロキサン基を含むものが好ましい。また、前記硬化性オルガノポリシロキサンは、一液型のものでも硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものでもよく、また、熱硬化型のものでも室温硬化型（例えば空気中の水分で硬化するもの）のものでもよく、更に他の硬化（紫外線硬化等）を利用するものであってもよい。
【００２５】
前記硬化性オルガノポリシロキサンとしては、硬化後シリコーンゴムとなるものが好ましく、これには通常液状シリコーンゴム（「液状」の中にはペースト状のように粘度の高いものも含まれる）と称されているものが用いられ、硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものが好ましく、中でも付加型の液状シリコーンゴムは、表面と内部が均一にかつ短時間に硬化し、またその際副生成物が無く又は少なく、かつ離型性に優れ収縮率も小さいので好ましく用いられる。
【００２６】
硬化性シリコーンゴムオリゴマー又はモノマー及び硬化性シリコーン樹脂オリゴマー又はモノマーとしては、メチルシロキサン基、エチルシロキサン基、フェニルシロキサン基を含むものが好ましく、特に硬化性ジメチルシロキサンゴムオリゴマー（ＰＤＭＳ）が密着性及び剥離性の点から好ましい。
【００２７】
前記液状シリコーンゴムの粘度は、光導波路コアに対応する凸部を正確に写し取り、かつ気泡の混入を少なくして脱泡し易くする観点と、数ミリの厚さの鋳型形成の点から、５００〜７０００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましく、さらには、２０００〜５０００ｍＰａ・ｓ程度のものがより好ましい。
【００２８】
さらに、コア用鋳型の表面エネルギーは、５ｍＮ／ｍ〜３５ｍＮ／ｍ、好ましくは１０ｍＮ／ｍ〜２０ｍＮ／ｍの範囲にあることが、平坦基板との密着性とコア形成用硬化性樹脂の浸透速度の点からみて好ましい。
コア用鋳型のシェア（Ｓｈａｒｅ）ゴム硬度は、１５〜８０、好ましくは２０〜６０であることが、型取り性能、凹部形状の維持、剥離性の点からみて好ましい。
コア用鋳型の表面粗さ（二乗平均粗さ（ＲＭＳ））は、０．５μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下、より好ましくは０．０５μｍ以下にすることが、形成されたコアの光導波特性において光損失を大幅に低減することができる。
【００２９】
前記硬化性オルガノポリシロキサン、中でも硬化後シリコーンゴムとなる液状シリコーンゴムは、平坦基板との密着性と剥離性という相反した特性に優れ、ナノ構造を写し取る能力を持ち、シリコーンゴムと平坦基板とを密着させると液体の進入さえ防ぐことができる。このようなシリコーンゴムを用いたコア用鋳型は高精度に原盤を写し取り、平坦基板によく密着するため、コア用鋳型と平坦基板との間の凹部のみに効率よくコア形成用樹脂を充填することが可能となり、さらに平坦基板とコア用鋳型の剥離も容易である。したがって、このコア用鋳型からは高精度に形状を維持した高分子光導波路を、極めて簡便に作製することができる。
【００３０】
また、前記硬化樹脂層、とりわけ硬化樹脂層がゴム弾性を有する場合、硬化樹脂層の一部すなわち原盤凸部を写し取る部分以外の部分を他の剛性材料に置き換えることができ、この場合、鋳型のハンドリング性が向上する。
【００３１】
（３）コア用鋳型の凹部の両端にコア形成用硬化性樹脂を充填するための貫通孔を設ける。
コア用鋳型２０には、前記凸部に対応する凹部２２にコア形成用硬化性樹脂を充填するための貫通孔、すなわち注入口、及び前記凸部に対応する凹部から前記樹脂を排出させるための貫通孔、すなわち排出口を形成することが好ましい。具体的には、図２（３）に示すように、凹部に連通する貫通孔２６、２８を凹部２２の両端に設ける。進入部側の貫通孔は液（樹脂）溜まりとして利用でき、排出部の貫通孔は減圧吸引管をその中に挿入して凹部内部を減圧吸引装置に接続することができる。貫通孔は、凹部のピッチにより、各凹部に対応してそれぞれ設けてもよく、また、各凹部に共通に連通する１つの貫通孔を設けてもよいが、本発明においては、形成した導波路コア部分を一旦すべての基板、鋳型上から分離する工程を経るため、複数の光導波路コアが一定の間隔で配列しているような場合における相対位置を確保するという観点から、各凹部に共通に連通する１つの貫通孔を設けることが好ましい。このように構成すると、光導波路コア端部が互いに同じ硬化樹脂で接続された構成となり、光導波路コアの相対位置のズレを防止することができる。これを実現する最も簡単な手段は樹脂充填の注入部と排出部を各１つに共通化し、注入部および排出部で、各光導波路コアを接続することである。また、コア用鋳型の複数の凹部の両端に、該複数の凹部すべてに連通する別の凹部を設けてもよい。
【００３２】
また、同様な方法により、光導波路コアと同時に位置基準線を形成することが可能である。この場合、位置基準線の樹脂注入部と排出部は光導波路コアのものと同一にすれば簡単に作製可能になる。
【００３３】
（４）コア用鋳型の凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填する。
コア用鋳型２０を平坦基板３０に密着させた後、コア用硬化性樹脂を吸引及び／又は毛細管現象で前記凹部に充填する。
コア用鋳型の凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填するには、平坦基板を密着させ、凹部の進入部にコア形成用硬化性樹脂を少量垂らし毛細管現象を利用して充填したり、凹部にコア形成用硬化性樹脂を加圧充填したり、凹部の排出部を減圧吸引したり、あるいは加圧充填と減圧吸引の両方を行うなどにより充填することができる。前記のごとく、進入側貫通孔に樹脂を溜め加圧充填したり、排出側貫通孔にポンプにつながった減圧吸引管を挿入して減圧吸引するなどすることができる。
また、前記加圧充填と減圧吸引を併用する場合はこれらを同期して行うことがさらに、前記加圧充填において圧力を段階的に増加させ、前記減圧吸引において圧力を段階的に減少させることが、鋳型が安定して固定された状態で、コア形成用硬化性樹脂をより高速に注入する相反則を両立させる点からみて好ましい。
【００３４】
コア形成用硬化性樹脂としては放射線硬化性、電子線硬化性、熱硬化性等の樹脂を用いることができ、中でも紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。
前記コア形成用の紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が好ましく用いられる。
また、前記紫外線硬化性樹脂としてエポキシ系、ポリイミド系、アクリル系紫外線硬化性樹脂が好ましく用いられる。
【００３５】
コア形成用硬化性樹脂は、コア用鋳型と平坦基板との間に形成された空隙（鋳型の凹部）に充填させるため、用いるコア形成用硬化性樹脂はそれが可能なように十分低粘度であることが必要である。また、一般的には低粘度の硬化性樹脂は以下に記載するように体積収縮が大きいため、形成されるコア形状を良好にするには粘度を極端に下げると悪影響が出る場合がある。よって、前記硬化性樹脂の粘度は、１０ｍＰａ・ｓ〜２０００ｍＰａ・ｓ、望ましくは１００ｍＰａ・ｓ〜１３００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは２５０ｍＰａ・ｓ〜８００ｍＰａ・ｓにするのが、充填速度、コア形状の良さ及び光損失の少なさの点から好ましい。
このほかに、原盤に形成された光導波路コアに対応する凸部が有する元の形状を高精度に再現するため、前記コア形成用硬化性樹脂の硬化前後の体積変化が小さいことが必要である。例えば、体積が減少すると導波損失の原因になる。したがって、前記コア形成用硬化性樹脂は、体積変化ができるだけ小さいものが望ましく、１０％以下、好ましくは０．０１〜４％の範囲にあることが望ましい。溶剤を用いて低粘度化することは、硬化前後の体積変化が大きいのでできれば避ける方が好ましい。
コア形成用硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするため、前記樹脂にポリマーを添加することができる。前記ポリマーはコア形成用硬化性樹脂との相溶性を有し、かつ該樹脂の屈折率、弾性率、透過特性に悪影響を及ぼさないものが好ましい。またポリマーを添加することにより体積変化を小さくする他、粘度や硬化樹脂のガラス転移点を高度に制御できる。前記ポリマーとしては例えばアクリル系、メタクリル酸系、エポキシ系のものが用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
コア形成用硬化性樹脂の硬化物の屈折率は１．２０から１．６０の範囲、より好ましくは１．４から１．６の範囲が好ましく、硬化物の屈折率が前記範囲内に入る２種類以上の屈折率の異なる樹脂が用いられる。
コア形成用硬化性樹脂の硬化物の屈折率は、光導波路クラッドとなるクラッド用硬化性樹脂の硬化物の屈折率より大きいことが必要である。コアとクラッドとの屈折率の差は、０．００１以上、好ましくは０．０２以上である。
【００３７】
また、この工程において、毛細管現象によるコア形成用硬化性樹脂の鋳型凹部への充填を促進するために、系全体を減圧（０．１〜１００ｋＰａ程度）することが望ましい。
また、前記充填を促進するため、前記系の減圧に加えて、鋳型の進入口から充填するコア形成用硬化性樹脂を加熱することにより、より低粘度化することも有効な手段である。
【００３８】
充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる。紫外線硬化性樹脂を硬化させるには、紫外線ランプ、紫外線LED、UV照射装置等が用いられる。また、熱硬化性樹脂を硬化させるには、オーブン中での加熱等が用いられる。
【００３９】
（５）コア用鋳型と平坦基板とを剥離して光導波路コアを単離する。
コア用硬化性樹脂が硬化し光導波路コアが形成された後、光導波路コアをコア用鋳型と平坦基板とから剥離する（図２（５））。得られた光導波路コア３２は、その端部が同じ硬化樹脂で接続された構成となっている。
【００４０】
本発明においては、コア用鋳型の下側に密着されている平坦基板と、充填するコア用硬化性樹脂との組み合わせにより、樹脂固化時の接着性を制御する。そして、コア用鋳型よりは強いもののごく弱い接着性しか持たない平坦基板と、充填するコア用硬化性樹脂との組み合わせを選ぶことによって、コア用鋳型剥離後、形成された光導波路コア部分を平坦基板からも剥離する。
【００４１】
具体的な樹脂と平坦基板の組み合わせとしては、平坦基板としてゼオネアフィルム（日本ゼオン製）を、充填樹脂としてはガラス基板に対して強い接着性を発揮する紫外線硬化エポキシ、もしくは紫外線硬化アクリル樹脂（どちらもNTT−AT製）を用いたものが好適に用いられる。
【００４２】
また、平坦基板として、ゼオネックス（日本ゼオン製）の平面成型品や、ガラス基板に表面エネルギーがーが低下するフッ素コートをしたものなども同様に用いることができる。ただし全フッ素化ポリマーであるサイトップフィルムや、ガラス基板にサイトップコートしたものを平坦基板として用いると接着力がコア用鋳型より低下するため、コア用鋳型を剥離する工程において光導波路コア部分がコア用鋳型の側に残ってしまう。この場合、光導波路コア部分を取り出すことが困難となる。
【００４３】
（６）光導波路コアを平坦基板上に載置する。
コア用鋳型２０と平坦基板３０とから剥離した光導波路コア３２を、平坦基板４０上に載置する（図２（６））。平坦基板としては、前述のコア用硬化性樹脂を密着させた平坦基板と同様のものを使用することができる。
【００４４】
（７）クラッド用鋳型を用意する。
光導波路クラッドに相当する凹部４２ａを備えたクラッド用鋳型４２を用意する（図２（７））。クラッド用鋳型４２の凹部４２ａは、光導波路コア３２を収容可能な形状及びサイズであり、かつ、製造しようとする高分子光導波路と同一の厚みを有する。そして、光導波路コア３２が載置された平坦基板４０に、クラッド用鋳型４２の凹部４２ａに光導波路コア３２が収容されるように密着させる（図示せず）。
【００４５】
次いで、クラッド用鋳型４２の凹部４２ａに、クラッド用硬化性樹脂を吸引及び／又は毛細管現象でクラッド用鋳型４２の凹部４２ａに進入させ充填する。これは、前述のコア用鋳型の凹部にコア用硬化性樹脂を充填させたのと同様にして行うことができる。
【００４６】
クラッド用硬化性樹脂としては紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が好ましく用いられ、例えば、紫外線硬化性又は熱硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物が用いられる。
クラッド用硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするために、該樹脂と相溶性を有し、また該樹脂の屈折率、弾性率、透過特性に悪影響を及ぼさないポリマー（例えばメタクリル酸系、エポキシ系）を該樹脂に添加することができる。
【００４７】
以上のように、クラッド用鋳型の凹部にクラッド用硬化性樹脂を充填させる態様では、前述のコア形成用硬化性樹脂と同様に、十分低粘度であることが好ましい。具体的には、２０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、８００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。
【００４８】
次に、クラッド用鋳型４２の凹部４２ａに充填した樹脂に応じて、該樹脂を硬化させ得るエネルギーを付与し、クラッド用硬化性樹脂を硬化させ、高分子光導波路を完成させる。紫外線硬化性樹脂を硬化させるには、紫外線ランプ、紫外線LED、UV照射装置等が用いられる。また、熱硬化性樹脂を硬化させるには、オーブン中での加熱等が用いられる。
【００４９】
（８）平坦基板とクラッド用鋳型を剥離して高分子光導波路を単離する。
クラッド用硬化性樹脂を硬化後、平坦基板４０とクラッド用鋳型４２と剥離し、光導波路クラッド４４に光導波路コア３２が埋没した高分子光導波路５０が得られる（図２（８））。
【００５０】
前記クラッド用鋳型の凹部の深さは、製造しようとする高分子光導波路の厚みに応じて適宜設定することできる。特に、本発明においては、高分子光導波路の厚みを薄く設定することが可能で、例えば、コア径に対して上下にそれぞれ５〜３０μｍ厚程度のクラッド層を設定することができる。例えば、コア径が５０μｍの場合、作製される高分子光導波路の膜厚は６０〜１１０μｍとすることができる。
【実施例】
【００５１】
以下に実施例を示し本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００５２】
［実施例１］
Ｓｉ基板に厚膜レジスト（ＳＵ−８）をスピンコート法で塗布した後、８０℃でプリベークし、フォトマスクを通して露光した後、現像して１２０℃ポストベークし、２５０μｍピッチでコア径５０μｍの８チャンネル導波路アレイ（８本の光導波路コア）に相当する凸部を形成し、これを原盤とした。
次に、原盤に離型剤を塗布した後でＰＤＭＳを１２０℃で３０分間加熱することで硬化させた後、剥離してコア径５０μｍの凹部をもった厚み５ｍｍのコア用鋳型を作製した。
【００５３】
次に、前記コア用鋳型の光導波路コアに対応する凹部端部に真上から貫通する直径１ｍｍの貫通孔を設け、この貫通孔をコア形成用硬化性樹脂の注入部、排出部とする。このコア用鋳型と、平坦基板として、平板ガラス上に真空チャックされたゼオネアフイルム（日本ゼオン社製）を接触させたところ、両者は密着した。
この状態のＰＤＭＳ鋳型に、コア形成用硬化性樹脂として、粘度が５００ｍＰａ・ｓのエポキシ系紫外線硬化樹脂（ＮＴＴ−ＡＴ社製）を樹脂注入部に垂らし、反対側の樹脂排出部から２０ｋＰａで吸引したところ、約１分で全領域に前記紫外線硬化樹脂が充填された。
【００５４】
上記状態において５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光を１０分間照射して固化させ、ＰＤＭＳを導波路長手方向に変形することによって剥離したところ、硬化した紫外線硬化樹脂（屈折率１．５４）はまずＰＤＭＳから剥離し、その後接着性の不足するゼオネアフィルムから剥離した。前記硬化した紫外線硬化樹脂（光導波路コア）は貫通孔の部分ですべての光導波路コアが連結しているため、それぞれの導波路間の相対位置（２５０μｍピッチ）は保持された。以下、光導波路コアが連結してなる複数の光導波路コアを「導波路コアアレイ」と称する。
【００５５】
次に、周辺部８０μｍ、中心部１００μｍ深さのくぼみをもったＰＤＭＳ製の平板を用意し、クラッド用硬化性樹脂として、屈折率１．５１の液体状態の紫外線硬化樹脂をくぼみに満たし、その中に前記作製した導波路コアアレイを端部が周辺部にかかるように設置し、５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光を１０分間照射して硬化させ、ＰＤＭＳを剥離してフレキシブルなフィルム導波路コアアレイを形成した。最後に接続部となる樹脂注入部および排出部をダイシングソーで切断し、高分子光導波路を完成させた。
【００５６】
このようにして作製された高分子光導波路は、厚み約１００μｍで充分なフレキシビリティをもつことができ、曲率半径３ｍｍ程度まで全体を曲げることが可能であった。また下部クラッド厚と上部クラッド厚はそれぞれ約２５μｍとなり、充分な光閉じ込め性能を発揮できた。
【００５７】
［実施例２］
Ｓｉ基板に厚膜レジスト（ＳＵ−８）をスピンコート法で塗布した後、８０℃でプリベークし、フォトマスクを通して露光した後、現像して１２０℃ポストベークし、２５０μｍピッチから２ｍｍピッチにピッチを変換するコア径５０μｍの８チャンネル導波路コアアレイに相当する凸部、および切断用の位置基準線に相当する凸部を作製し、これを原盤とした。
【００５８】
次に、原盤に離型剤を塗布した後でＰＤＭＳを１２０℃で３０分間加熱することで固化させた後、剥離してコア径５０μｍの凹部を持った厚み５ｍｍのコア用鋳型を作製した。
次に、前記コア用鋳型の光導波路コアに対応する凹部の２５０μｍピッチ側端部の真上から貫通する直径１ｍｍ貫通孔を設け、これを樹脂の注入部とする。また、２ｍｍピッチ側端部には、すべての光導波路コア終端が結ばれる長さ１４ｍｍの長孔状の貫通孔を設け、これを樹脂排出部とする。また位置基準線は前記樹脂注入部と排出部を兼用する。このコア用鋳型と、平坦基板として、成型したゼオネックス平板（厚み５ｍｍ）を接触させたところ、両者は密着した。
【００５９】
この状態のコア用鋳型に、コア用硬化性樹脂として、粘度が５００ｍＰａ・ｓのエポキシ系紫外線硬化樹脂（ＮＴＴ−ＡＴ社製）を樹脂注入部に垂らし、反対側の樹脂排出部から２０ｋＰａで吸引したところ、約１分で全領域に前記紫外線硬化樹脂が充填された。
上記状態において５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光を１０分間照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ、コア用鋳型を導波路長手方向に変形することによって剥離したところ、硬化した紫外線硬化樹脂（屈折率１．５４）はまずコア用鋳型から剥離し、その後接着性の不足するゼオネックス平板から剥離した。前記硬化した紫外線硬化樹脂（導波路コアアレイ）は貫通孔の部分ですべての光導波路コアが連結しているため、それぞれの導波路間の相対位置は保持された。
【００６０】
次に、周辺部８０μｍ、中心部１００μｍ深さのくぼみをもったＰＤＭＳ製の平板を用意し、屈折率１．５１の液体状態の紫外線硬化樹脂をくぼみに満たし、その中に前記作製した導波路コアアレイを端部が周辺部にかかるように設置し、５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光を１０分間照射して硬化させ、コア用鋳型を剥離してフレキシブルなフィルム導波路コアアレイを形成した。最後に位置基準線を利用してダイシングソーを用いて接続部を切断し、高分子光導波路を完成させた。
【００６１】
このようにして作製された高分子光導波路は、厚み約１００μｍで充分なフレキシビリティをもつことができ、曲率半径３ｍｍ程度まで全体を曲げることが可能であった。また下部クラッド厚と上部クラッド厚はそれぞれ約２５μｍとなり、充分な光閉じ込め性能を発揮することができた。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の高分子光導波路の製造方法の概略を説明する図である。
【図２】本発明の高分子光導波路の製造方法の概略を説明する図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  原盤
１２  凸部
２０  コア用鋳型
２０ａ  硬化樹脂層
２２  凹部
２６  ２８  貫通孔
３０  平坦基板
３２  光導波路用コア
４０  平坦基板
４２  クラッド用鋳型
４４  光導波路クラッド
５０  高分子光導波路
【図１】
2005208376.tif 000003
【図２】
2005208376.tif 000004