(57)【要約】【課題】  近赤外線硬化組成物を用いることで効率よく光導波路構造を得る方法及びこの方法により得られた近赤外線硬化樹脂からなるコア部を有する光導波路構造を備えるデバイスを提供する。【解決手段】  本デバイス１００は、硬化した近赤外線硬化樹脂からなり且つ光が伝搬するコア部１１と、コア部１１を取り囲むクラッド部１２と、を有する光導波路構造１０を備える。また、他のデバイス１００は、近赤外線により硬化され且つ光が伝搬するコア部１１と、コア部１１を取り囲むクラッド部１２と、を有する光導波路構造１０を備える。本製造方法は、硬化されて近赤外線硬化樹脂となる近赤外線硬化組成物からなる未硬化層を形成する未硬化層形成工程と、未硬化層に近赤外線を照射することによりコア部を形成するコア部形成工程と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化した近赤外線硬化樹脂からなり且つ光が伝搬するコア部と、該コア部を取り囲むクラッド部と、を有する光導波路構造を備えることを特徴とする光導波路構造付きデバイス。
【請求項２】
近赤外線により硬化され且つ光が伝搬するコア部と、該コア部を取り囲むクラッド部と、を有する光導波路構造を備えることを特徴とする光導波路構造付きデバイス。
【請求項３】
上記コア部の少なくとも１つの端部側に近赤外線を発する発光素子を備え、該コア部は、該発光素子から発せられた近赤外線により硬化されてなる請求項１又は２に記載の光導波路構造付きデバイス。
【請求項４】
上記コア部内を伝搬する上記光を反射する光路変換部を有し、該コア部は該光路変換部において屈曲されている請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の光導波路構造付きデバイス。
【請求項５】
上記コア部と上記クラッド部とは、同種の樹脂からなる請求項１乃至４のうちのいずれかに記載の光導波路構造付きデバイス。
【請求項６】
上記コア部は、アクリル系樹脂を含む請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の光導波路構造付きデバイス。
【請求項７】
上記コア部は、エポキシ系樹脂を含む請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の光導波路構造付きデバイス。
【請求項８】
硬化した近赤外線硬化樹脂からなり且つ光が伝搬するコア部と、該コア部を取り囲むクラッド部と、を有する光導波路構造を備える光導波路構造付きデバイスの製造方法であって、
硬化されて近赤外線硬化樹脂となる近赤外線硬化組成物からなる未硬化層を形成する未硬化層形成工程と、
該未硬化層に近赤外線を照射することにより上記コア部を形成するコア部形成工程と、を備えることを特徴とする光導波路構造付きデバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の光導波路構造付きデバイスの製造方法であって、
上記未硬化層形成工程の後且つ上記コア部形成工程の前に、上記未硬化層上に、近赤外線を発する発光素子を配設する発光素子配設工程を備え、
上記コア部形成工程では、上記近赤外線を該発光素子を用いて照射し、該未硬化層の該近赤外線が照射及び透過された部位を選択的に硬化させて上記コア部を形成する光導波路構造付きデバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の光導波路構造付きデバイスの製造方法であって、
上記コア部形成工程では、該未硬化層に該近赤外線を用いたフォトリソグラフィ法を施して上記コア部を形成する光導波路構造付きデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路構造付きデバイス及びその製造方法に関する。更に詳しくは、近赤外線硬化樹脂を用いた光導波路構造を有するデバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報処理分野及び情報通信分野においては、電気信号を用いた処理が多くなされている。しかし、情報処理分野及び情報通信分野の進歩が著しく、扱われるデータ量等は増加しており、今後も益々大きくなることが予測される。また、これに伴う通信速度の高速化も求められている。このため、電気信号に比べて処理速度が大きい光信号を用いた情報処理及び情報通信への移行が望まれている。特に近年は、光通信ケーブルに代表される伝達距離の長い信号伝達経路及びこれに付随する専用デバイスだけでなく、汎用電子機器内の基板及び電子部品等の接続等の短い信号伝達経路に関しても、電気伝送媒体から、光伝送媒体への移行が検討されている。しかし、光伝送媒体を備えるデバイスを製造する際には、伝送ロスを極力低減するために極めて高い位置精度等を要するが、これにより製造工程は煩雑となり、コスト高等につながっている。
【０００３】
この新たな情報処理及び情報通信において利用される光伝送媒体としては光導波路が知られており、更に、光導波路には有機系のものと、無機系のものとが知られている。このうち有機系のものは、加工性、可とう性等の材料特性及びコスト的な面等に優れるため有望視されている。この有機系の光導波路には光硬化樹脂が多く利用されており、これらは紫外線硬化樹脂である。一方、近赤外線硬化樹脂としては、下記特許文献１〜３に開示された技術が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９５４９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２３３１７８号公報
【特許文献３】特開平９−１３７０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１〜３では、光導波路構造に関する示唆は認められない。
本発明は上記観点に鑑みてなされたものであり、近赤外線硬化樹脂を用いて形成された光導波路構造付きデバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。更に、光通信に用いられる近赤外線発光素子を利用して形成された、伝送ロスの抑制された光導波路構造付きデバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記紫外線硬化樹脂を用いて形成する光導波路構造について検討を行い、製造工程における精度を向上させることで効率よく伝送ロスを低減できると考えた。そして、従来、紫外線硬化樹脂を使用しているために生じている伝送ロスがあることを見知した。即ち、通常、光通信では近赤外線が使用されているが、光導波路構造を形成するための光としては紫外線が使用されている。このため、例えば、位置合わせ精度が高いために注目されている自己形成手段により光導波路構造を形成しようとした場合、紫外線発光素子をまず光導波路構造を形成するためだけに取り付け、この紫外線発光素子を利用し、その後、この紫外線発光素子を、通信に使用する近赤外線発光素子にそのまま取り替える必要がある。従って、自己形成手段のメリットを十分に活かされていない場合がある。本発明者らは、この知見に基づき、近赤外線を用いた光導波路の形成について検討し、これに基づき本発明を完成させた。
【０００７】
即ち、本発明は、以下に示す通りである。
（１）硬化した近赤外線硬化樹脂からなり且つ光が伝搬するコア部と、該コア部を取り囲むクラッド部と、を有する光導波路構造を備えることを特徴とする光導波路構造付きデバイス。
（２）近赤外線により硬化され且つ光が伝搬するコア部と、該コア部を取り囲むクラッド部と、を有する光導波路構造を備えることを特徴とする光導波路構造付きデバイス。
（３）上記コア部の少なくとも１つの端部側に近赤外線を発する発光素子を備え、該コア部は、該発光素子から発せられた近赤外線により硬化されてなる上記（１）又は（２）に記載の光導波路構造付きデバイス。
（４）上記コア部内を伝搬する上記光を反射する光路変換部を有し、該コア部は該光路変換部において屈曲されている上記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の光導波路構造付きデバイス。
（５）上記コア部と上記クラッド部とは、同種の樹脂からなる上記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の光導波路構造付きデバイス。
（６）上記コア部は、アクリル系樹脂を含む上記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の光導波路構造付きデバイス。
（７）上記コア部は、エポキシ系樹脂を含む上記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の光導波路構造付きデバイス。
（８）硬化した近赤外線硬化樹脂からなり且つ光が伝搬するコア部と、該コア部を取り囲むクラッド部と、を有する光導波路構造を備える光導波路構造付きデバイスの製造方法であって、
硬化されて近赤外線硬化樹脂となる近赤外線硬化組成物からなる未硬化層を形成する未硬化層形成工程と、
該未硬化層に近赤外線を照射することにより上記コア部を形成するコア部形成工程と、を備えることを特徴とする光導波路構造付きデバイスの製造方法。
（９）上記（８）に記載の光導波路構造付きデバイスの製造方法であって、
上記未硬化層形成工程の後且つ上記コア部形成工程の前に、上記未硬化層上に、近赤外線を発する発光素子を配設する発光素子配設工程を備え、
上記コア部形成工程では、上記近赤外線を該発光素子を用いて照射し、該未硬化層の該近赤外線が照射及び透過された部位を選択的に硬化させて上記コア部を形成する光導波路構造付きデバイスの製造方法。
（１０）上記（８）に記載の光導波路構造付きデバイスの製造方法であって、
上記コア部形成工程では、該未硬化層に該近赤外線を用いたフォトリソグラフィ法を施して上記コア部を形成する光導波路構造付きデバイスの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本第１観点及び本第２観点に係る光導波路構造付きデバイスによれば、光により回路を作動させることができる。
コア部が発光素子から発せられた近赤外線により硬化されてなるものである場合は、光学素子とコア部とを高い精度で光学的に接続でき、特に伝送ロスが抑制された回路を得ることができる。また、製造工程を簡略化できる。これによりコスト面、歩留まり面等においても優れる。
コア部が光路変換部において屈曲されている場合は、最適な光路を得ることができ、通信効率を向上させること及び小型化することができる。
コア部とクラッド部とが同種の樹脂からなる場合は、製造工程を簡略化できる。これによりコスト面、歩留まり面等においても優れる。
コア部がアクリル系樹脂を含む場合は、製造時における感光性に優れ、また、透明性に特に優れたコア部を有する光導波路構造付きデバイスとなる。
コア部がエポキシ系樹脂を含む場合は、耐熱性、耐絶縁性及び耐水性に特に優れた光導波路構造付きデバイスとなる。
本発明の光導波路構造付きデバイスの製造方法によれば、効率よく光により作動される回路を得ることができる。
発光素子配設工程を備え、コア部形成工程では発光素子を用いて選択的に硬化させてコア部を形成する場合は、光学素子とコア部とを高い精度で光学的に接続でき、特に伝送ロスが抑制された回路を得ることができる。また、製造工程を簡略化できる。これによりコスト面、歩留まり面等においても優れる。
フォトリソグラフィ法を施してコア部を形成する場合は、効率よく平面の光通信回路パターンを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明について、以下詳細に説明する。
［１］光導波路構造付きデバイス
本第１観点に係る光導波路構造付きデバイスは、硬化した近赤外線硬化樹脂からなり且つ光が伝搬するコア部と、コア部を取り囲むクラッド部と、を有する光導波路構造を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記「光導波路構造」は、コア部とクラッド部とを備える。
上記「コア部」は、光が伝搬する部分である。コア部は、硬化された近赤外線硬化樹脂からなる。この「近赤外線硬化樹脂」は、後述する近赤外線硬化組成物が硬化されてなる樹脂であり、近赤外線の照射により重合（「重合」には「共重合」及び「単独重合」を含む。以下同様。）されて（「更に重合が進行されて」を含む意味である。）硬化する樹脂である。本発明でいう近赤外線硬化樹脂は、熱硬化性重合体（「重合体」には「共重合体」及び「単独重合体」を含む。以下同様。）並びに熱可塑性重合体等を含むものである。また、樹脂中の三次元構造の有無等も限定されない。
【００１１】
コア部を構成する近赤外線硬化樹脂の種類は特に限定されない。例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素樹脂、ビスマレイミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノキシ系樹脂及びポリオレフィン系樹脂等を用いることができる。また、これらの各樹脂の備える水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子に置換された各ハロゲン化樹脂、これらの樹脂の備える少なくとも一部の水素原子が重水素原子に置換された各重水素化樹脂等を用いることができる。これらの樹脂は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１２】
これらのなかでも、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ハロゲン化アクリル系樹脂、ハロゲン化エポキシ系樹脂、重水素化アクリル系樹脂、及び、重水素化エポキシ系樹脂が好ましい。これらの樹脂は近赤外線の透過性に優れるからである。これらのなかでも、特にフッ素化アクリル系樹脂、フッ素化エポキシ系樹脂、重水素化アクリル系樹脂、及び、重水素化エポキシ系樹脂がより好ましい。これらの樹脂は、後述する本発明による製造方法では特に伝送ロスの少ない接続を行うことができる。また、材料自体も近赤外線の透過率に優れるため伝送ロスを効果的に抑制できるからである。上記各ハロゲン化樹脂は、Ｆ、Ｃｌ及びＢｒの少なくとも１種による置換が好ましく、Ｆによる置換が特に好ましい。
【００１３】
コア部は、コア部を構成する近赤外線硬化樹脂の種類及びその種数に関わらず、全体にわたってほぼ均一な屈折率であってもよく、屈折率の異なる部分を有していてもよい。即ち、全体にわたってほぼ均一な屈折率であるとは、例えば、コア部とクラッド部との界面で屈折率が急激に変化する場合等である。また、屈折率の異なる部分を有するとは、例えば、コア部の中心部で最大の屈折率を有し、クラッド部に近づくに従い屈折率が小さくなる場合等である。但し、屈折率は、異種の樹脂間で異なることもあれば同じであることもあり、また、同じ単量体に由来する樹脂であってもその重合度により変化する。このため、均一な屈折率の部分及び屈折率の異なる部分は、各々同種の樹脂から得てもよく、異種の樹脂から得てもよい。
また、コア部の光に対する透過特性は特に限定されず、例えば、赤外線（近赤外線を含む）、可視光線及び紫外線等、どのような光が透過できるものであってもよい。なかでも、特に近赤外線（０．７〜２５μｍ）が透過できるものであることが好ましく、更には近赤外線（０．７〜２μｍ）の透過に適したものであることがより好ましい。
【００１４】
コア部の形態は特に限定されないが、通常、光の入出力を行うことができる端面を有する。この端面の数は特に限定されないが、通常、２つ以上であり、少なくとも１つは入光面として、少なくとも他の１つは出光面として用いることができる。３つ以上の端面を有する場合には、２つ以上の入光面及び／又は出光面を有するコア部とすることができる。
また、平面形状は特に限定されず、直線状であってもよく、曲線状であってもよく、屈曲部を有してもよく、枝分かれを有してもよい。更に、端部近傍では端面に向かって広がるラッパ形状等とすることもできる。このうち、屈曲部とは、光路が曲がる部分を意味する。屈曲部を有することにより、最適な光路を得ることができ、通信効率を向上させること及び小型化すること等ができる。この屈曲部は、一連のコア部に１ヶ所のみを有してもよく、２ヶ所以上を有してもよい。この屈曲部における光路変換部については後述する。
更に、断面形状（光の伝搬方向に対する断面）も特に限定されず、四角形（正方形及び矩形など）及び円形等とすることができる。また、四角形以外の他の多角形とすることもでき、楕円形等のように完全な円形ではない断面形状であってもよい。
【００１５】
上記のように近赤外線硬化樹脂は、近赤外線重合組成物が近赤外線の照射により重合された樹脂である。このコア部はどのような方法により近赤外線重合組成物が、重合されたものであってもよいが、例えば、下記（１）〜（３）のコア部を挙げることができる。即ち、（１）近赤外線硬化組成物からなる未硬化層上に近赤外線発光素子を配設し、次いで、この近赤外線発光素子から近赤外線を発して未硬化層の所望の部位を選択的に硬化させて得られたコア部、（２）近赤外線硬化組成物からなる未硬化層に近赤外線を用いたフォトリソグラフィ法を施して未硬化層の所望の部位を選択的に硬化させて得られたコア部、（３）近赤外線硬化組成物からなる未硬化層の所望の部位が硬化するように近赤外線レーザーにより描画形成して得られたコア部である。
【００１６】
これらのなかでは、上記（１）のコア部が好ましい。このコア部は、特に伝送ロスが抑制された精度の高い接続を近赤外線発光素子との間で得ることができるからである。即ち、従来公知の紫外線硬化樹脂からなるコア部は、紫外線発光素子を用いてコア部を形成した後、このコア部の形成のためだけに使用された紫外線発光素子を取り外し、その後、実際に通信光を発する近赤外線発光素子を高精度で位置決めした上で取り付けて、コア部と近赤外線発光素子とが接続されている。対して上記（１）のコア部は、近赤外線発光素子を用いて直接コア部が形成されている。このため、伝送ロスを生じ難く、また、伝送ロスを抑制するため大きなコストを要しない。即ち、より効率的に、より確実に、位置精度等に起因する伝導ロスが抑制された接続を得ることができる。
【００１７】
この上記（１）のコア部を形成する際に用いられる近赤外線発光素子の種類等は特に限定されず、用いる近赤外線重合組成物の構成等により適宜のものとすることができる。この発光素子としては、例えば、面発光レーザー（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ；ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）、及び、半導体レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ  ；ＬＤ）等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
本発明の光導波路構造付きデバイスにおけるコアは、近赤外線により硬化されたものであるため、紫外線硬化によるコアに比べて損傷が少なく、信頼性が高い。紫外線照射は、近赤外線照射に比べて高いエネルギーを与えることとなるため、樹脂が酸化されたり、場合によっては分解及び変質されたりするおそれがある。また、樹脂を選択する際には紫外線照射に耐え得る特性を備えているものを選択する必要がある。しかし、近赤外線硬化によるコア及びそのための樹脂においてはこれらの制約がない点において優れる。
【００１８】
上記「クラッド部」は、コア部を取り囲む部分である。また、クラッド部は、コア部との界面においてコア部内を伝搬する光を反射できる部分である。例えば、クラッド部は、コア部に比べて屈折率を小さく（通常、０．２％以上）することで、この作用を得ることができる。
このクラッド部を構成する材料は特に限定されない。このクラッド部には無機系材料を用いてもよいが、加工が容易であり、コア部を構成する近赤外線硬化樹脂と熱膨張率の合わせこみがより容易であること等から有機系材料を用いることが好ましい。有機系材料としては、近赤外線を用いて硬化されたか否かに関係なく、上記近赤外線硬化樹脂として挙げた各樹脂を用いることができる。但し、コア部とクラッド部とは、同じ樹脂からなってもよく、異なる樹脂からなってもよい。
また、クラッド部の形状は特に限定されない。即ち、例えば、図６に例示するように所定の層及び部位においてコア部を除く部分全てがクラッド部となるように形成されていてもよく、図７に例示するように所定の層及び部位内の一部として、コア部及びクラッド部を備え、クラッド部はコア部の表面を薄く覆うように形成されていてもよい。更に、断面形状（光の伝搬方向に対する断面）も特に限定されず、コア部と同様な断面形状であってもよく、異なる形状であってもよい。
【００１９】
また、前述のようにコア部には必要に応じて屈曲部を設けることができるが、本デバイスにおける光導波路構造ではクラッド部を有するために、光路変換部を有さなくとも光路を変換（屈曲）することができる。しかし、クラッド部とコア部との屈折率差等によりクラッド部による反射が十分に得られない角度を生じ、コア部内から漏光する場合がある。このため、光路変換部を有することが好ましい（例えば、コア部とクラッド部の屈折率差が０．３％であり、７度以上の角度で光路変換をする場合等）。即ち、コア部内を伝搬する光を反射する光路変換部を有し、この光路変換部において屈曲する構造とすることが好ましい。この光路変換部は、光導波路構造中に１つのみを有してもよく、２つ以上を有してもよい。
【００２０】
上記「光路変換部」は、コア部内を伝搬する光を反射できる部分である。光路変換部を有することにより、漏光を防止しつつ、光路を効率よく変換できる。この光路変換部の構成及び形状等は特に限定されない。即ち、例えば、図８の４３〜４５に例示するように、傾斜された反射面を設ける（例えば、Ｖ字溝、Ｖ字凸部、台形溝及び台形凸部等の一面を利用する）ことにより構成できる。この反射面は、１つの光路変換部内に１つのみを備えてもよく、２つ以上を備えてもよい。また、この反射面は、光を反射できる面であればどのような材料から形成されてもよいが、例えば、金属等の反射率の高い材料で形成することが好ましく、なかでも、金、銀、銅、ロジウム及びニッケル等が好ましい。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
これらの光路変換部４３〜４５の形成方法は特に限定されないが、例えば、図８の光路変換部４３は、金属塊をキャピラリ等を用いて所望形状に押圧成形して得ることができる。図８の光路変換部４４は、クラッド部にダイシングブレード等を用いて切欠き（凹部）を設け、この切欠き内に金属等からなる反射層４７を形成することで得ることができる。図８の光路変換部４５及び４６は、上記と同様に切欠き（凹部）内に反射層４７を設けた後に、クラッド部と同じ材料又は異なるなんらかの材料を用いて切り欠き内を充填することで得ることができる。また、この図８の光路変換部４５及び４６は、傾斜面を有する凸部を樹脂等により形成し、凸部の表面を金属等からなる反射層４７で覆って得ることもできる。
【００２２】
本発明の光導波路構造付きデバイスは、光導波路構造、発光素子及び光路変換部以外にも他部を備えることができる。他部としては、受光素子等の光学部品が挙げられる。更に、各種電子部品等が挙げられる。
これらのうち受光素子としては、例えば、ｐｉｎフォトダイオード（ｐｉｎ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ；ｐｉｎ  ＰＤ）及びアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等が挙げられる。尚、前記発光素子と上記受光素子とは一体化されたものであってもよい。
また、電子部品としては、各種能動部品（集積回路素子及びトランジスタ等）、受動部品（コンデンサ、キャパシタ及びインダクタ等）、変換部品（フィルタ及びトランス等）及び接続部品等が挙げられる。
これらの光学部品及び電子部品の搭載方法等は特に限定されず、ワイヤボンディング及び／又はフリップチップボンディング等によるものとすることができる。
【００２３】
更に、本光導波路構造付きデバイスは、導体部を備えることができる。特に前記発光素子及び上記受光素子等の光学素子を備える場合は、導体部を備えることが好ましい。導体部を備えることにより光学素子は、他の電子部品と電気的に接続でき、光導波路構造、光学素子及び電子部品等を一体物として扱えるようになる。また、本光導波路構造付きデバイス内に導体部を備えることにより、光学素子と電子部品との接続距離等を短く抑えることができ、応答性を向上させることができる。更に、光導波路構造付きデバイス自体の小型化にも寄与することとなる。
【００２４】
導体部の種類は特に限定されず、例えば、通常配線、スルーホール導体、ビア導体、抵抗として機能する配線パターン、インダクタとして機能する配線パターン、キャパシタとして機能する配線パターン及びランド等が挙げられる。これらの導体部の配設場所は特に限定されないが、クラッド内、クラッド部表面及び後述する基体部内等に配設することができる。更に、導体部を構成する材料も特に限定されず、例えば、金、銀、銅、白金、ニッケル、クロム、チタン、アルミニウム、タングステン及びモリブデン等を用いることができる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
導体部の形成方法は特に限定されないが、例えば、スパッタ法、イオンプレーティング法、蒸着法（ＣＶＤ法及びＰＶＤ法等を含む）、気相成長法及びめっき法等と、フォトリソグラフィ法等のパターニング法とを併用して得ることができる。
【００２５】
光導波路構造は単独で存在していてもよい。即ち、例えば、光導波路構造中のクラッド部が所望の目的において十分な機械的強度を有する場合には、このクラッド部が光導波路構造の形状を保持する基体部として機能することとなる。
一方、光導波路構造は基体部を備えていてもよい。即ち、例えば、上記のようにクラッド部が光導波路構造の形状を保持することができない場合、又は、保持できる場合であっても必要な場合、更には、剥離可能に保持されて後に他部と接合される目的である場合、等には、基体部を備えることができる。この基体部は、光導波路構造と接合されて一体化されていてもよく、剥離可能に保持されていてもよい。更に、基体部は、光導波路構造と直接接していてもよく、他部を介していてもよい。
【００２６】
基体部を構成する材料は特に限定されず、有機系材料、無機系材料及びこれら両方を用いた複合材料等が挙げられる。
有機系材料は特に限定されず、例えば、エポキシ系樹脂、ＢＴ（ビスマレイミド・トリアジン）系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン系樹脂、熱硬化性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）系樹脂、ＬＣＰ（液層ポリマー）、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）及びポリノルボルネン等を挙げることができる。これらの有機系材料は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、これらの樹脂に改質のための各種ゴム等を含有することもできる。更に、基体部は芯材としてガラスクロス、ガラス不織布、樹脂（ポリアミド等）クロス、樹脂（ポリアミド等）不織布、樹脂（ポリアミド等）フィルム、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等で形成された３次元網目構造を有するフッ素樹脂系芯材及び金属箔等を有していてもよい。
【００２７】
無機系材料も特に限定されず、例えば、アルミナ、石英、チタニア、ジルコニア、ガーナイト、チタン酸塩（チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等）、ムライト、コーディエライト、フォルステライト、ワラストナイト、アノーサイト、エンスタタイト、ジオプサイト、アーケルマナイト、ゲーレナイト及びスピネル等のセラミックス系材料が挙げられる。更に、結晶性又は非結晶性のガラス系材料が挙げられる。ガラス系材料を構成する成分としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ、Ｐｂ及びＺｎ等が挙げられる。具体的には、アルミノケイ酸系ガラス及びアルミノホウケイ酸系ガラス等が挙げられる。これらのセラミック系材料及びガラス系材料は単独で用いてもよく、併用してもよい。併用する場合には、セラミックス系材料をフィラー等としてガラス系材料中に含有させることができる。これらの無機系材料は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２８】
また、本第２観点に係る光導波路構造付きデバイスは、近赤外線により硬化され且つ光が伝搬するコア部と、該コア部を取り囲むクラッド部と、を有する光導波路構造を備えることを特徴とする。本発明におけるコア部、クラッド部、光導波路構造及び他部等は前記本第１観点に係る光導波路構造付きデバイスにおける各々をそのまま適用できる。
【００２９】
［２］光導波路構造付きデバイスの製造方法
上記本発明の光導波路構造付きデバイスはどのような方法により製造してもよいが、後述のように未硬化層形成工程において近赤外線硬化組成物を用いる。以下、先ず近赤外線硬化組成物について説明する。
〈１〉近赤外線硬化組成物
上記「近赤外線硬化組成物」は、近赤外線の照射により重合されて前記近赤外線硬化樹脂となる組成物である。この近赤外線硬化組成物に含有される成分は特に限定されないが、例えば、（１）重合されて近赤外線硬化樹脂を構成するモノマー及び／又はオリゴマーと、重合開始剤とを含有する組成物とすることができる。また、（２）近赤外線の照射により重合を開始することができる重合開始基を備え、且つ、重合されて近赤外線硬化樹脂を構成するモノマー及び／又はオリゴマーを含有する組成物とすることができる。
更に、これらのうち上記（１）の近赤外線硬化組成物では、例えば、下記（１−１）に後述するα，β−不飽和エチレン基含有重合性化合物と、ラジカル発生剤と、を含有する組成物（以下、単に「エチレン系組成物」という）とすることができる。また、下記（１−２）に後述するエポキシ系重合性化合物と、酸発生剤と、を含有する組成物（以下、単に「エポキシ系組成物」という）とすることができる。更に、下記（１−３）に後述するα，β−不飽和エチレン基エポキシ基両含有重合性化合物と、ラジカル発生剤と、酸発生剤と、を含有する組成物（以下、単に「エチレンエポキシ系組成物」という）とすることができる。
【００３０】
（１−１）エチレン系組成物
エチレン系組成物（アクリル系組成物等を含む）は、上記近赤外線硬化組成物の１種であり、α，β−不飽和エチレン基含有重合性化合物と、ラジカル発生剤と、を含有する組成物である。
【００３１】
「α，β−不飽和エチレン基含有重合性化合物」は、下記化学式（１）で示されるα，β−エチレン性不飽和基を有することにより重合できる化合物（以下、単に「エチレン性化合物」という）をいう。このエチレン性化合物は、α，β−不飽和エチレン基を１つのみ有する単官能化合物であってもよく、この基を２つ以上備える多官能化合物であってもよい。
【００３２】
【化１】
2005215529.tif 000003
但し、式（１）中のＲ１〜Ｒ４は、各々有機基、水素原子、重水素原子又はハロゲン原子を表す。
【００３３】
α，β−不飽和エチレン基としては、例えば、アクリロイル基及びメタアクリロイル基が挙げられる。更にこれらの基を構成する水素原子の一部又は全部が重水素原子により置換された重水素化アクリロイル基及び重水素化メタアクリロイル基などが挙げられる。また、これらの基を構成する水素原子の一部又は全部がハロゲン原子により置換されたハロゲン化アクリロイル基及びハロゲン化メタアクリロイル基などが挙げられる。エチレン性化合物が多官能化合物である場合には、これらの基は、１種のみを備えてもよく、２種以上を備えてもよい。
このα，β−不飽和エチレン基を有するエチレン性化合物としては、アクリル酸エステル（例えば、アルコール性水酸基をアクリル酸によりエステル化して得ることができる）、メタクリル酸エステル（例えば、アルコール性水酸基をメタクリル酸によりエステル化して得ることができる）及びこれらの誘導体等が挙げられる。
【００３４】
「ラジカル発生剤」は、前述の重合開始剤の１種であって、近赤外線の照射によりラジカルを発生できる化合物、及び／又は、近赤外光増感剤への近赤外線の照射に起因してラジカルを発生できる化合物をいう。このラジカル発生剤は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
このラジカル発生剤は特に限定されないが、例えば、有機ホウ素系錯体、カルボニル化合物、有機過酸化物、アゾ化合物、ｓ−トリアジン系化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物及びチタノセン化合物等が挙げられる。これらのなかでも、特に、有機ホウ素系錯体、カルボニル化合物及び有機過酸化物が好ましい。
【００３５】
このうち有機ホウ素系錯体としては、下記一般式で表される化合物が挙げられる。
【化２】
2005215529.tif 000004
但し、式（２）中のＲ５〜Ｒ８は、各々アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、脂環式基及び複素環基である。また、各基は各々置換基を有してもよく、有さなくてもよい。更に、Ｒ５〜Ｒ８は互いに連結して環状構造であってもよく、連結していなくてもよい。一方、Ｌ＋は、対カチオンである。
【００３６】
上記Ｒ５〜Ｒ８が備えることのできる上記置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヒドロキシル基、アミノ基、重水素原子及びハロゲン原子が挙げられる。Ｒ５〜Ｒ８となり得る上記各基は、アルキル基では炭素数が１〜１０であることが好ましい。アルケニル基、アルキニル基及び脂環式基では炭素数が３〜２０であることが好ましい。アリール基及び複素環基では炭素数が６〜３０であることが好ましい。
更に、Ｒ５〜Ｒ８は、このうちの３つがアリール基であり、残りの１つがアルキル基であることが好ましい。これらアリール基及びアルキル基は各々上記各置換基を有していてもよく、有してしなくてもよい。
【００３７】
即ち、有機ホウ素アニオンとしては、例えば、ブチルトリフェニルホウ素アニオン、ブチルトリス（メチルフェニル）ホウ素アニオン、ブチルトリス（トリメチルフェニル）ホウ素アニオン、ブチルトリス（メトキシフェニル）ホウ素アニオン、ブチルトリス（クロロフェニル）ホウ素アニオン、ブチルトリス（ジクロロフェニル）ホウ素アニオン、ブチルトリス（トリクロロフェニル）ホウ素アニオン、ブチルトリス（フルオロフェニル）ホウ素アニオン、ブチルトリス（ジフルオロフェニル）ホウ素アニオン、ブチルトリス（トリフルオロフェニル）ホウ素アニオン、ブチルトリス（フルオロメチルフェニル）ホウ素アニオン、及び、ブチルトリス（ジフルオロピロリルフェニル）ホウ素アニオン等が挙げられる。
【００３８】
上記Ｌ＋は、上記有機ホウ素アニオンに対する対カチオンとなることができるものであれば特に限定されないが、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、オキソニウムカチオン、スルホニウムカチオン、アルソニウムカチオン、スチボニウムカチオン、セレニウムカチオン、スタンノニウムカチオン、ヨードニウムカチオン等のオニウム化合物、及び遷移金属配位カチオン等が挙げられる。これらのなかでもアンモニウムカチオンが好ましく、テトラアルキルアンモニウムカチオンが特に好ましい。このテトラアルキルアンモニウムカチオンにおけるアルキル基は炭素数１〜１０が好ましい。
【００３９】
更に、上記Ｌ＋としては、７００〜２５００ｎｍの範囲に吸収極大を有するカチオン性化合物が挙げられる。即ち、例えば、ヘテロ原子（Ｎ、Ｏ及びＳ等）がポリメチン鎖で結合された構造を有するカチオン性化合物を用いることができる。更には、ポリメチン鎖で結合されたヘテロ原子が、複素環構造を構成するカチオン性化合物であることが好ましい。
この複素環構造としては、ベンゾピロール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾピラゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトピロール、ナフトフラン、ナフトチオフェン、ナフトピラゾール、ナフトチアゾール、ナフトオキサゾール、キノリン、クロメン、ベンゾチオピラン、ベンゾキノリン、ベンゾクロメン及びナフトチオピラン等が挙げられる。更には、これらの複素環構造の一部又は全部の水素原子が重水素原子及び／又はハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。
即ち、例えば、ポリメチン系色素、メロシアニン系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、アントラキノン系色素、ナフトラクタム系色素、ペンセタン系色素、オキシインドリジン系色素、キノイド系色素及びインドアニリン系色素等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。尚、これらの化合物が中心金属を有する場合には、その中心金属の種類は特に限定されない。
【００４０】
また、カルボニル化合物としては、ベンゾフェノン、２-メチルベンゾフェノンのようなベンゾフェノン誘導体、アセトフェノン誘導体、チオキサントン誘導体（２，４-ジエチルチオキサントン、２-クロロチオキサントン等）、安息香酸エステル誘導体（ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル等）、［４−（メチルフェニルチオ）フェニル］フェニルメタノン、及び、エチルアントラキノン等が挙げられる。
更に、有機過酸化物としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、及び、過酸化物−金属アルキル等が挙げられる。
【００４１】
（１−２）エポキシ系組成物
エポキシ系組成物は、近赤外線硬化組成物の１種であり、エポキシ系重合性化合物と、酸発生剤と、を含有する組成物である。
これらのうち、エポキシ系重合性化合物は、エポキシ基を有することにより重合できる化合物（以下、単に「エポキシ化合物」という）をいう。このエポキシ化合物の種類は特に限定されない。即ち、例えば、オリゴマーでもよく、モノマーでもよく、これらの混合物であってもよい。また、モノマー（オリゴマーにおいてはオリゴマー化前のモノマーも）及びオリゴマーは、二官能性でも、多官能性でもよく、これらの混合物であってもよい。更に、これらのモノマー及びオリゴマーとして、一部又は全部の水素原子が重水素原子に置換された重水素化物を用いることができる。また、一部又は全部の水素原子がハロゲン原子に置換されたハロゲン化物を用いることができる。更に、分子内にシリコーン鎖を有してもよく、有さなくてもよい。
【００４２】
二官能性エポキシ化合物としては、グリシジルエーテル型、グリシジルアミン型、グリシジルエステル型及び脂環型（シクロヘキセンオキシド構造を持つエポキシ化合物等）等が挙げられる。このうちグリシジルエーテル型としては、各種ビスフェノール型、ビフェニル型、ナフタレン型及びフルオレン型等が挙げられる。これらのうちビスフェノール型としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、水添ビスフェノール型及びビスフェノールＡＦ型、ビスフェノールＳ型、等が挙げられる。また、グリシジルアミン型としては、ヒダントイン型、アニリン型及びトルイジン型等が挙げられる。
一方、多官能性エポキシ化合物としては、グリシジルエーテル型及びグリシジルアミン型等が挙げられる。このうちグリシジルエーテル型としては、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ジフェニルプロパン型、トリスヒドロキシフェニルメタン型及びテトラフェニロールエタン型等が挙げられる。また、グリシジルアミン型としては、アミノフェノール型、テトラグリシジルジアミニジフェニルメタン型、トリグリシジルイソシアヌレート型及び１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン型等が挙げられる。
これらのグリシジルエーテル型の各エポキシ化合物には、１価脂肪族アルコール、多価脂肪族アルコール、１価芳香族アルコール及び多価芳香族アルコール、１価フェノール及び多価フェノールから誘導されたグリシジルエーテル型エポキシ化合物が含まれる。各芳香族アルコールを構成する芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環及びアントラセン環等が挙げられる。
これらの各エポキシ化合物の一部又は全部の水素原子が重水素原子及び／又はハロゲン原子に置換された化合物が挙げられる。
【００４３】
また、酸発生剤は、前述の重合開始剤の１種であって、近赤外線の照射、及び／又は、前述の近赤外光増感剤への近赤外線の照射に伴って酸を発生させることができる化合物をいう。この酸発生剤としては、イオン性酸発生剤及び非イオン性酸発生剤が挙げられる。イオン性酸発生剤としては、ルイス酸発生剤（アリールジアゾニウム塩等の各種ジアゾニウム塩）、ブレンステッド酸発生剤｛各種オニウム塩（ジアリールヨードニウム塩等のヨードニウム塩、ジアリールスルホニウム塩等のスルホニウム塩、ジアリールセレノニウム塩等のセレノニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩等のスルホニウム塩など）｝等が挙げられる。また、非イオン性酸発生剤としては、スルホン酸発生剤（スルホン酸エステルなど）、カルボン酸発生剤（カルボン酸エステルなど）、アミド誘導体等が挙げられる。これらの酸発生剤は、１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
更に、このエポキシ系組成物には、上記（１−１）におけるエチレン系組成物と同様に近赤外線増感剤を含有させることができる。
【００４４】
（１−３）エチレンエポキシ系組成物
エチレンエポキシ系組成物は、近赤外線硬化組成物の１種であり、α，β−不飽和エチレン基エポキシ基両含有重合性化合物と、ラジカル発生剤と、酸発生剤と、を含有する組成物である。
これらのうちα，β−不飽和エチレン基エポキシ基両含有重合性化合物は、上記（１−１）におけるα，β−エチレン性不飽和基と、上記（１−２）におけるエポキシ基との両方の基を備える化合物であり、例えば、エポキシ基を有する上記各エチレン性化合物、及び、α，β−不飽和エチレン基を有する上記エポキシ化合物が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。即ち、例えば、エポキシ性オリゴマーの有する一部又は全部のエポキシ基に、α，β−エチレン性不飽和基を有するカルボン酸（アクリル酸及びメタクリル酸等）を付加した化合物（例えば、エポキシアクリレート等）が挙げられる。
また、ラジカル発生剤及び酸発生剤については、上記エチレン系組成物及び上記エポキシ系組成物における各々をそのまま適用できる。
【００４５】
上記（１−１）〜（１−３）のエチレン系組成物、エポキシ系組成物及びエチレンエポキシ系組成物の各組成物には、他の成分には関係なく近赤外線増感剤を含有させることができる。近赤外光増感剤は、近赤外線に対して増感作用を有し、重合開始剤を補助できるものである。この近赤外線増感剤は、重合開始剤又は重合開始基のみでは十分な近赤外線に対する感光性が得られ難い場合には効果的である。
近赤外線増感剤としては７００〜２５００ｎｍの範囲に吸収極大を有する赤外吸収色素が挙げられる。即ち、例えば、ヘテロ原子（Ｎ、Ｏ及びＳ等）がポリメチン鎖で結合された構造を有する近赤外線増感剤を用いることができる。更には、ポリメチン鎖で結合されたヘテロ原子が、複素環構造を構成する近赤外線増感剤であることが好ましい。
この複素環構造としては、ベンゾピロール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾピラゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトピロール、ナフトフラン、ナフトチオフェン、ナフトピラゾール、ナフトチアゾール、ナフトオキサゾール、キノリン、クロメン、ベンゾチオピラン、ベンゾキノリン、ベンゾクロメン及びナフトチオピラン等が挙げられる。更には、これらの複素環構造の一部又は全部の水素原子が重水素原子及び／又はハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。
即ち、例えば、ポリメチン系色素、メロシアニン系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、アントラキノン系色素、ナフトラクタム系色素、ペンセタン系色素、オキシインドリジン系色素、キノイド系色素及びインドアニリン系色素等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。尚、これらの化合物が中心金属を有する場合には、その中心金属の種類は特に限定されない。
これらの近赤外線増感剤は、光硬化反応の進行に伴い、分解されるものを用いることができる。このため硬化に伴い近赤外線が次第に透過されるようになり、また、硬化後には近赤外線は十分な透過性を有することとなる。
【００４６】
更に、上記（１−１）〜（１−３）のエチレン系組成物、エポキシ系組成物及びエチレンエポキシ系組成物の各組成物には、他の成分には関係なく近赤外線による硬化後に、最終的に熱硬化させるために、熱重合開始剤を含有させることができる。熱重合開始剤の種類等は特に限定されない。エチレン系組成物及びエチレンエポキシ系組成物に対しては、各種熱ラジカル発生剤等を用いることができる。即ち、例えば、各種有機過酸化物（過酸化ベンゾイル等）が挙げられる。一方、エポキシ系組成物及びエチレンエポキシ系組成物に対しては、芳香族スルホニウム塩系化合物（対アニオンとしては、例えば、ＳｂＦ６−及びＰＦ６−等）、チオフェン系化合物塩（対アニオンとしては、例えば、ＳｂＦ６−及びＰＦ６−等）、ピリジン系化合物、可溶性有機酸（例えば、トリフルオロ酢酸及びパラトルエンスルホン酸等）、及び、ルイス酸（例えば、三フッ化ホウ素モノエチルアミン、三フッ化ホウ素ベンジルアミン、四フッ化ホウ素酸塩等）などが挙げられる。具体的には、三新化学株式会社製のＳＩ−１００Ｌ、ＳＩ−８０Ｌ、ＳＩ−６０Ｌ、ＳＩ−１１０Ｌ及びＳＩ−１８０Ｌ等、旭電化株式会社製のアデカオプトンＣＰ−６６及びＣＰ−７７、日本曹達株式会社製のＣＩ−２６３９及びＣＩ−２６２４、住友精化株式会社製のＢＳＰ（２−トリブロモメチルスルホニルピリジン）、ＢＭＰＳ（α，α，α−トリブロモメチルフェニルスルホン）等が挙げられる。
これらの熱重合開始剤の含有量は特に限定されないが、例えば、近赤外線硬化組成物全体に対して、０．１〜３０質量％（好ましくは０．５〜２０質量％、より好ましくは１〜１０質量％、特に好ましくは１〜５質量％）含有させることができる。
【００４７】
〈２〉光導波路構造付きデバイスの製造方法
本発明の光導波路構造付きデバイスの製造方法は、硬化した近赤外線硬化樹脂からなり且つ光が伝搬するコア部と、コア部を取り囲むクラッド部と、を有する光導波路構造を備える光導波路構造付きデバイスの製造方法であって、硬化されて近赤外線硬化樹脂となる近赤外線硬化組成物からなる未硬化層を形成する未硬化層形成工程と、未硬化層に近赤外線を照射することによりコア部を形成するコア部形成工程と、を備えることを特徴とする。
【００４８】
上記「未硬化層形成工程」は、硬化されて近赤外線硬化樹脂となる近赤外線硬化組成物からなる未硬化層を形成する工程である。
上記「未硬化層」は、近赤外線硬化組成物からなる層である。この未硬化層の形成部位は特に限定されないが、例えば、前述のように基体部を有する場合には、基体部となる部位の表面に形成することができる。また、この層の平面形状は特に限定されない。更に、その厚さも特に限定されないが、通常、３００μｍ以下である。
この未硬化層は、未硬化な層であって、重合が完了したものではないことを表す。即ち、未硬化層は、固体状であってもよく、液体状であってもよい。また、粘性の有無等も特に限定されない。
未硬化層の形成方法は特に限定されない。例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、スプレー法、カーテンコート法及びロールコート法等の各種印刷法を用いて形成位置へ直接的に形成することができる。また、基層（剥離シート等）に剥離可能に保持された未硬化層を所望の位置へ転写して間接的に形成することができる。
【００４９】
上記「コア部形成工程」は、未硬化層に近赤外線を照射することによりコア部を形成する工程である。このコア部形成工程におけるコア部の形成方法は特に限定されず、近赤外線硬化組成物を硬化することができる近赤外線を用いればよい。即ち、例えば、下記（１）〜（３）の方法等が挙げられる。即ち、
（１）未硬化層形成工程の後且つコア部形成工程の前に、未硬化層上に、近赤外線を発する発光素子を配設する発光素子配設工程を備え、コア部形成工程では、近赤外線を該発光素子を用いて照射し、未硬化層の近赤外線が照射及び透過された部位を選択的に硬化させてコア部を形成する方法（以下、単に「自己形成法」ともいう）、
（２）未硬化層に近赤外線を用いたフォトリソグラフィ法を施してコア部を形成する方法（以下、単に「フォトリソ法」ともいう）、
（３）近赤外線レーザーを照射してコア部を描画形成する方法（以下、単に「レーザー描画法」ともいう）である。
【００５０】
（１）自己形成法
自己形成法における上記「発光素子配設工程」は、未硬化層形成工程の後且つコア部形成工程の前に、未硬化層上に、近赤外線を発する発光素子を配設する工程である。発光素子は、特に限定されず前記本発明の光導波路構造付きデバイスにおける発光素子をそのまま適用できる。また、特にこの自己形成法では、発光素子の位置決定を正確に行うことにより光導波路構造の位置精度を向上させることができ、伝送ロスを低減できる。また、紫外線発光素子を用いる、従来法とは異なり、通信に利用できる近赤外線発光素子を利用するため、位置決め回数が少なくてすみ、位置精度を向上させることができる。
【００５１】
この発光素子の取り付け位置をより正確に行うために、位置決め基準を用いることが好ましい。位置決め基準は特に限定されず、光導波路構造付きデバイスとなるものの一部を用いてもよく、光導波路構造付きデバイスとなるもの以外の他部を用いてもよい（光導波路構造付きデバイスを保持する治具の一部等）。光導波路構造付きデバイスとなるものの一部を用いる場合に、この位置決め基準のみを機能とする位置決め基準部を設けてもよく、既に光導波路構造付きデバイスとなるものの一部として含まれているもの（光路変換部、並びに、ランド、ビア導体及びスルーホール導体等の導体の一部等）を用いてもよい。
これら位置決め基準の利用方法も特に限定されないが、例えば、撮像手段（カメラ等）を用い位置決め基準を含む領域を撮影し、得られた映像又はこの映像を解析した結果に基づいて、発光素子を配置する方法が挙げられる。また、コア部の形成に用いる近赤外線を用いて自動焦点維持方式を用いることもできる。また、この位置決め基準は、発光素子の配設のためだけでなく、他の光学素子及び電子部品の搭載、導体部の形成等、種々の目的に用いることができる。
【００５２】
更に、発光素子配設工程以外にも、コア部形成工程を行う以前には他部を配設する工程を備えることができる。他部は、前記本発明の光導波路構造付きデバイスで述べた他部及び上記の位置決め基準部等が挙げられる。なかでも、発光素子から発せられた近赤外線を受光する受光素子を配設する受光素子配設工程を備えることができる。コア部形成工程前に、受光素子を配設することで、位置決め精度を更に向上させることができるため、得られる光導波路構造付きデバイスにおける伝送ロスを効果的に低減できる。また、光路変換部を設けることができる。光路変換部を有することでコア部形成工程で容易且つ正確に屈曲部を有するコア部を形成することができる。
【００５３】
一方、「コア部形成工程」は、先の工程で配設した発光素子から近赤外線を発しせしめて、この近赤外線を未硬化層の所望の部分へ照射し、未硬化層の近赤外線が照射及び透過された部位を選択的に硬化させる工程である。
【００５４】
（２）フォトリソ法
フォトリソ法とは、近赤外線を用いて所望のコア部パターンを未硬化層に露光して近赤外線硬化組成物の所望部分を硬化させ、その後、近赤外線が照射されなかったために未硬化のままである部分を除去する工程を含む方法をいう。露光の際には、マスクを未硬化層に密着させて露光を行う密着露光法を用いてもよく、マスクを未硬化層に密着させずに露光を行う投影露光法を用いてもよい。
【００５５】
（３）レーザー描画法
レーザー描画法とは、近赤外線を発するレーザー発信源を未硬化層に対して移動させ、レーザー光の照射された経路の屈折率を他部よりも上昇させてコア部とする方法である。この際、レーザー光は集光せず照射してもよく、集光して照射してもよい。即ち、例えば、集光せず用いる場合は、未硬化層の表面からレーザー光が照射又は透過された部分を硬化させることができる。一方、集光して用いる場合は、未硬化層内のレーザー光の焦点近傍のみを硬化させることができる。また、レーザー発信源を未硬化層に対して移動させる際は、レーザー発信源を移動させてもよく、未硬化層を移動させてもよく、これらの両方を相対的に移動させてもよい。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例及び図により本発明を具体的に説明する。
［１］光導波路構造付きデバイス
図１は、本発明の光導波路構造付きデバイスの一例の断面を模式的に示す図である。この光導波路構造付きデバイス１００は、光導波路構造１０、多層セラミック配線基板２０、光学素子３１及び３２、光路変換部４１及び４２、及び、導体部５１及び５２等を備える。
【００５７】
光導波路構造１０は、コア部１１と、クラッド部１２とからなる。コア部１１は、光路変換部４１及び４２により光路変換された屈曲部１１１及び１１２を有する。また、コア部１１は近赤外線硬化樹脂からなり、後述する自己形成法により形成されている。一方、クラッド部１２はコア部１１と重合度のみが異なるアクリル系樹脂からなる。
【００５８】
多層セラミック配線基板２０は、内部に図示しない導体部（配線パターン及び層間接続のためのビアホール並びにスルーホール等）とアルミナ基焼結材とを有し、これらの導体部はアルミナ基焼結材により絶縁されている。この多層セラミック基板２０の一面側には光導波路構造１０が設けられ、他面側には複数の接続端子５２が設けられている。この光導波路構造付きデバイスは、この接続端子５２を用いて図示しないプリント配線等に搭載することができる。
【００５９】
光学素子として、発光素子３１であるＶＣＳＥＬと、受光素子３２であるフォトダイオードとを備える。発光素子３１は近赤外線を発することができ、受光素子３２はこの近赤外線を検知できるものである。また、発光素子３１は発光部を備え、この発光部を下方に向けて搭載されている。一方、受光素子３２は受光部を備え、この受光部を下方に向けて搭載されている。各光学素子は、クラッド部１２の表面に形成された導体部５１を介して接合されている。
これらの各光学素子は、図示しない外部回路からの電気信号を受けて発光素子３１で光信号へ変換され、発光素子３１から光信号として発せられた近赤外線はコア部１１内を透過して受光素子３２で受光される。受光素子３２で受光された光信号は受光素子３２により電気信号へ変換され、図示しない外部回路へと伝達されることとなる。
【００６０】
また、光変換部として、金からなり、互いに向き合う約４５゜の傾斜面を有する四角錐形状の光路変換部４１及び４２とを備える。これら光路変換部４１及び４２は、多層セラミック配線基板２０の一面に搭載されている。
更に、導体部として、発光素子３１及び受光素子３２とを図示しない電気回路へ接続するための導体部５１と、光導波路構造付きデバイスを図示しないプリント配線板等に搭載するための接続端子である導体部５２と、を備える。これら導体部５１及び５２は銅及び銀配線からなる。
【００６１】
［２］光導波路構造付きデバイスの製造方法（自己形成法）
上記［１］で説明した本発明の光導波路構造付きデバイスの一例の製造方法を以下に説明する。尚、以下の製造方法の説明においては便宜上、各部は製造後における光導波路構造付きデバイスの符号を用いて説明する。
（１）多層セラミック配線基板２０
予め焼結された多層セラミック配線基板２０を用意した。多層セラミック配線基板の構成については上記［１］における通りである。
【００６２】
（２）光路変換部用パッド７１及び７２並びに位置決め基準パッド６１の形成
多層セラミック配線基板２０の一面に、パッドを形成しない部位をめっきレジストであるドライフィルムで保護した後、金めっきを施し、その後、ドライフィルムを剥離して光路変換部用パッド７１及び７２、並びに、位置決め基準パッド６１を形成した（図２における工程１参照）。
【００６３】
（３）光路変換部４１及び４２の形成
ワイヤボンディング装置に設けられたキャピラリ内に金ワイヤを供給し、この金ワイヤの先端部を塊状にする。その後、キャピラリを光路変換部用パッド７１へ押し付けると同時に、キャピラリ先端部により押圧し、四角錐形状の光路変換部４１を形成した。同様にして、光路変換部用パッド７２上に、光路変換部４１と向き合う略４５゜の傾斜面を備える四角錐形状の光路変換部４２を形成した。尚、この光路変換部４１及び４２の形成に際しては、映像手段を用いて位置決め基準６１の座標に基づき、所望の位置に正確に形成した（図２における工程２参照）。尚、金属塊を押し付けた後、型押し治具を用いてこの金属塊を所定形状に成形してもよい。
【００６４】
（４）近赤外線硬化組成物層１３の形成
α，β−不飽和エチレン基含有重合性化合物であるエポキシアクリレートを下記のように調製した。即ち、エポキシ当量２０６のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成社製、品名「エポトートＹＤＣＮ７０４」）２０６質量部、アクリル酸７２質量部、テトラエチルアンモニウムクロライド０．２質量部及びメチルハイドロキノン０．５質量部からなる混合物を、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート１９２質量部に加えて１００℃で１０時間反応させてエポキシアクリレートを得た。
その後、得られたエポキシアクリレート９０質量部、トリメチロールプロパンアクリレート（日本化薬社製、品名「ＫＳ−ＴＭＰＴＡ」）１０質量部、光ラジカル発生剤であるベンゾフェノン５質量部と、近赤外線増感剤である下記化学式（３）で示される陽イオン染料（吸収波長８２２ｎｍ）２質量部、熱ラジカル発生剤である過酸化ベンゾイル５質量部と混合して近赤外線硬化組成物を得た。
次いで、得られた近赤外線硬化組成物を、剥離シートに剥離可能に保持された厚さ１５０μｍのフィルム状に成形し、近赤外線硬化組成物層となるフィルムを用意した。
【００６５】
【化３】
2005215529.tif 000005
但し、式（３）中の「Ｐｈ」はフェニル基を表す。
【００６６】
得られたフィルムを多層セラミック配線基板の表面を覆うように貼り付け、圧着し、剥離シートを除去した。その後、８０℃で１時間乾燥して、近赤外線硬化組成物層１３を形成した（図２における工程３参照）。この段階で、近赤外線硬化組成物層１３には実質的に流動性が無く、以下の工程（配線の転写等）を行うことが可能となった。これは、この時点で、既に硬化反応が始まっており、３次元的な架橋構造が形成され始めているためであると考えられる。
【００６７】
（５）導体部５１及び位置決め基準パッド６２の形成
上記（４）で形成した近赤外線硬化組成物層１３の表面に、導体部５１及び位置決め基準パッド６２となる銅からなる薄膜が、剥離シートの表面に剥離可能に保持された転写フィルムを用意した。その後、上記と同様に映像手段を用いて位置決め基準６１に基づいて決定された位置に、この転写フィルムを近赤外線硬化組成物１０の表面に転写し、導体部５１及び位置決め基準パッド６２を形成した（図２における工程４参照）。
【００６８】
（６）発光素子３１及び受光素子３２の搭載（発光素子配設工程）
上記と同様に映像手段を用い位置決め基準６２に基づき、導電部５１上であって目的とする位置に正確に発光素子３１を載置し、予め発光素子３１の一面に設けられたハンダにより導体部５１と接続した。同様に位置決め基準６２に基づき、受光素子３２を載置し、同様にハンダにより接続した（図３における工程５参照）。
【００６９】
（７）コア部１１の自己形成（コア部形成工程）
発光素子３１から近赤外線を発し、近赤外線硬化組成物層１３の近赤外線の照射及び透過された部分を硬化した。発光素子３１から発せられた近赤外線により硬化された部分は、次第に延長され（図３における工程６参照）、光路変換部４１まで伸び、光路変換部４１で略９０°光路変換されて、光路変換部４２まで伸び、光路変換部４２で再び光路変換されて受光素子３２の直下まで達した。予め予測された近赤外線量が受光素子３２に達することを確認して硬化を停止した（図３における工程７参照）。
【００７０】
（８）光導波路構造１０の加熱硬化
上記（７）までに得られた構造物を、温度１５０℃の恒温槽に入れて、１時間加熱保持し、光導波路構造１０全体の硬化を進行させた。そして、予め近赤外線により硬化されたコア部１１となる部分と、熱ラジカル発生剤である過酸化ベンゾイルにより硬化したクラッド部１２となる部分との重合度の差異による屈折率差を形成し、コア部１１とクラッド部１２とを完成させた。得られたコア部１１とクラッド部１２との屈折率差は０．３％であった。このようにして、本発明の光導波路構造付きデバイス１００を得た（図３における工程８参照）。
【００７１】
［３］光導波路構造付きデバイスの製造方法（フォトリソ法）
本発明の光導波路構造付きデバイスの他例の製造方法を以下に説明する。尚、以下の製造方法の説明においては便宜上、各部は製造後における光導波路構造付きデバイスの符号を用いて説明する。
（１）多層セラミック配線基板２０及び光路変換部等の形成
予め焼結された多層セラミック配線基板２０を用意した。多層セラミック配線基板の構成については上記［１］と同様である。
その後、上記［２］（２）と同様にして、光路変換部用パッド７１及び７２並びに位置決め基準パッド６１を形成した（図４における工程１参照）。その後、上記［２］（３）と同様にして、光路変換部４１及び４２を形成した（図４における工程２参照）。
【００７２】
（２）下部クラッド部１２の形成
α，β−不飽和エチレン基含有重合性化合物として上記［２］の（４）で用いたエポキシアクリレートを用意した。このエポキシアクリレート７０質量部、トリメチロールプロパンアクリレート（日本化薬社製、品名「ＫＳ−ＴＭＰＴＡ」）３０質量部、光ラジカル発生剤であるベンゾフェノン５質量部と、近赤外線増感剤である上記化学式（３）で示される陽イオン染料（吸収波長８２２ｎｍ）２質量部、熱ラジカル発生剤である過酸化ベンゾイル５質量部と混合して近赤外線硬化組成物を得た。
得られた近赤外線硬化組成物を多層セラミック配線基板２０上にスピンコート法により塗工した。次いで、露光（露光量；１０００ｍＪ／ｃｍ２、光源；クセノンショートアークランプ、露光時間；約１０分間）を行って硬化させ、下部クラッド部１２を形成した（図４における工程９参照）。
【００７３】
（３）コア部１１の形成（コア部形成工程）
上記（２）で形成した下部クラッド部１２上に、上記（２）で得られた近赤外線硬化組成物をスピンコート法により塗工した。次いで、露光（露光量；１０００ｍＪ／ｃｍ２、光源；クセノンショートアークランプ、露光時間；約１０分間）を行って硬化させた。その後、２−メトキシエタノールを用いて現像（３０秒×２回）し、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）にて洗浄し、コア部１１を形成した（図４における工程１０参照）。
【００７４】
（４）上部クラッド部１２’の形成
上記（３）で形成したコア部１１上に、上記（２）で得られた近赤外線硬化組成物をスピンコート法により塗工した。次いで、露光（露光量；１０００ｍＪ／ｃｍ２、光源；クセノンショートアークランプ、露光時間；約１０分間）を行って硬化させ、上部クラッド部１２’を形成した（図５における工程１１参照）。
【００７５】
（５）導体部５１及び位置決め基準パッド６２の形成
上記（４）で形成した上部クラッド部１２’の表面に、導体部５１及び位置決め基準パッド６２となる銅からなる薄膜が、剥離シートの表面に剥離可能に保持された転写フィルムを用意した。その後、上記と同様に映像手段を用いて位置決め基準６１に基づいて決定された位置に、この転写フィルムを上部クラッド部１２’の表面に転写し、導体部５１及び位置決め基準パッド６２を形成した（図５における工程１２参照）。
尚、これら導体部５１及び位置決め基準パッド６２は、上記［２］（２）と同様に、めっき形成することもできる。
【００７６】
（６）発光素子３１及び受光素子３２の搭載（発光素子配設工程）
上記と同様に映像手段を用い位置決め基準６２に基づき、導電部５１上であって目的とする位置に正確に発光素子３１を載置し、予め発光素子３１の一面に設けられたハンダにより導体部５１と接続した。同様に位置決め基準６２に基づき、受光素子３２を載置し、同様にハンダにより接続した（図５における工程１３参照）。このようにして、本発明の光導波路構造付きデバイス１００’を得た。得られたコア部１１とクラッド部１２及び１２’との屈折率差は１．２％であった。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の光導波路構造付きデバイス及びその製造方法は、光通信分野、電気電子分野等において広く利用できる。例えば、光導波路、光分岐結合器、光合分波器、光アイソレーター、光ファイバーアンプ、配線基板等として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の光導波路構造付きデバイスの一例の模式的な断面図である。
【図２】本発明の光導波路構造付きデバイスの一例の製造方法の模式的に説明する説明図である。
【図３】本発明の光導波路構造付きデバイスの一例の製造方法の図２に続く工程を模式的に説明する説明図である。
【図４】本発明の光導波路構造付きデバイスの他例の製造方法の模式的に説明する説明図である。
【図５】本発明の光導波路構造付きデバイスの他例の製造方法の図４に続く工程を模式的に説明する説明図である。
【図６】コア部とクラッド部との断面の一例を説明する説明図である。
【図７】コア部とクラッド部との断面の他例を説明する説明図である。
【図８】光路変換部を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１００及び１００’；光導波路構造付きデバイス、１０；光導波路構造、１１；コア部、１１１及び１１２；屈曲部、１２及び１２’；クラッド部、１３；近赤外線硬化組成物層、２０；多層セラミック配線基板、３１；発光素子、３２；受光素子、４１〜４５；光路変換部、５１及び５２；導体部、６１及び６２；位置決め基準、７１及び７２；光路変換部用パッド。
【図１】
2005215529.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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