(57)【要約】【課題】配線やコネクターへの接続が誤りなく容易に行え、低コストの積層型高分子光導波路を提供することにあり、また前記積層型高分子光導波路を簡便かつ低コストで作製しうる製造方法を提供する。【解決手段】光透過性クラッドフィルムの上に少なくとも光導波路コアを形成した複数の導波路フィルムが、光透過性クラッドフィルムと屈折率の等しいクラッド用硬化性樹脂の硬化層により積層された積層型高分子光導波路であって、前記複数の導波路フィルムの光透過性クラッドフィルムの各表面にそれぞれ異なる色の着色層が設けられている積層型高分子光導波路、前記複数の導波路フィルムの間に光透過性クラッドフィルムと屈折率の等しいクラッド用硬化性樹脂の層を挟み込み、その後クラッド用硬化性樹脂を硬化させ、複数の導波路フィルムを一体に積層する積層型高分子光導波路の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性クラッドフィルムの上に少なくとも光導波路コアを形成した複数の導波路フィルムが、光透過性クラッドフィルムと屈折率の等しいクラッド用硬化性樹脂の硬化層により積層された積層型高分子光導波路であって、前記複数の導波路フィルムの光透過性クラッドフィルムの各表面にそれぞれ異なる色の着色層が設けられている積層型高分子光導波路。
【請求項２】
前記光透過性クラッドフィルムの厚みが２０μｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の積層型高分子光導波路。
【請求項３】
前記クラッド用硬化性樹脂が紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の積層型高分子光導波路。
【請求項４】
前記導波路フィルムが、光透過性クラッドフィルムの上に光導波路コアを有し、その上にクラッド用硬化性樹脂の硬化層を介して他の光透過性クラッドフィルムが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の積層型高分子光導波路。
【請求項５】
前記導波路フィルムがアライメントマークを有することを特徴とする請求項１に記載の積層型高分子光導波路。
【請求項６】
前記導波路フィルムがピッチ変換型導波路フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の積層型高分子光導波路。
【請求項７】
光透過性クラッドフィルムの上に光導波路コアを形成した複数の導波路フィルムであって、複数の導波路フィルムの光透過性クラッドフィルムの各表面にそれぞれ異なる色の着色層が形成された導波路フィルムを準備し、前記複数の導波路フィルムの間に光透過性クラッドフィルムと屈折率の等しいクラッド用硬化性樹脂の層を挟み込み、その後クラッド用硬化性樹脂を硬化させ、複数の導波路フィルムを一体に積層する積層型高分子光導波路の製造方法。
【請求項８】
前記導波路フィルムに挟み込まれたクラッド用硬化性樹脂の硬化を同時に行うことを特徴とする請求項７に記載の積層型高分子光導波路の製造方法。
【請求項９】
前記導波路フィルムを以下の工程で作製することを特徴とする請求項７に記載の積層型高分子光導波路の製造方法。
１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、光導波路コア凸部に対応する凹部を有する鋳型を準備する工程
２）鋳型に、着色層が設けられた光透過性クラッドフィルムの前記着色層が設けられていない面を密着させる工程
３）光透過性クラッドフィルムを密着させた鋳型の凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填する工程
４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程
５）鋳型を光透過性クラッドフィルムから剥離する工程
【請求項１０】
前記５）の工程の後、コア形成面に光導波路クラッドフィルムを積層することを特徴とする請求項９に記載の積層型高分子光導波路の製造方法。
【請求項１１】
前記鋳型が、光導波路コア凸部に対応する凹部を有する鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層と、前記硬化樹脂層を補強する強化部材を有することを特徴とする請求項９に記載の積層型高分子光導波路の製造方法。
【請求項１２】
前記鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層に圧力緩和のための空隙を設けることを特徴とする請求項１１に記載の積層型高分子光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型高分子光導波路及び積層型高分子光導波路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高分子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）コア層及びクラッド層を塗布後、反応性イオンエッ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性樹脂を用いて、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）射出成形を利用する方法、（５）コア層及び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り、（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り、（４）の方法は、得られるコア径の精度に課題がある。また、（５）の方法はコア層とクラッド層との十分な屈折率差がとれないという問題がある。
現在、性能的に優れた実用的な方法は、（２）や（３）の方法だけであるが前記のごときコストの問題がある。そして（１）ないし（５）のいずれの方法も、大面積でフレキシブルなプラスチック基材に高分子導波路を形成するのに適用しうるものではない。
【０００３】
また、高分子光導波路を製造する方法として、キャピラリーとなる溝のパターンが形成されたパターン基板（クラッド）にコア用のポリマー前駆体材料を充填し、その後硬化させてコア層を作り、その上に平面基板（クラッド）を貼り合わせる方法が知られているが、この方法ではキャピラリー溝にだけでなく、パターン基板と平面基板の間にも全面的にポリマー前駆体材料が薄く充填され硬化されてコア層と同じ組成の薄い層が形成される結果、この薄い層を通って光が漏洩してしまうという問題があった。
この問題を解決する方法の１つとして、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パターン基板と平面基板とをクランプ用治具で固着し、さらにパターン基板と平面基板との接触部分を樹脂でシールなどした後減圧して、モノマー（ジアリルイソフタレート）溶液をキャピラリーに充填して、高分子光導波路を製造する方法を提案した（以下の特許文献１を参照）。この方法はコア形成用樹脂材料としてポリマー前駆体材料を用いる代わりにモノマーを用いて充填材料を低粘度化し、キャピラリー内に毛細管現象を利用して充填させ、キャピラリー以外にはモノマーが充填されないようにする方法である。
しかし、この方法はコア形成用材料としてモノマーを用いているため、モノマーが重合してポリマーになる際の体積収縮率が大きく、高分子光導波路の透過損失が大きくなるいう問題がある。
また、この方法は、パターン基板と平面基板とをクランプで固着する、あるいはこれに加えさらに接触部を樹脂でシールするなど煩雑な方法であり、量産にはむかず、その結果コスト低下を期待することはできない。また、クラッドとして厚さがｍｍオーダーあるいは１ｍｍ以下のフィルムを用いる高分子光導波路の製造に適用することは不可能である。
【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である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マスター基板のナノ構造をＰＤＭＳの鋳型に写し取り、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には詳しい解説記事が記載されている。
【０００５】
又はハーバード大学の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を参照）。
しかし、この特許に記載の製造方法を高分子光導波路の製造に適用しても、光導波路のコア部は断面積が小さいので、コア部を形成するのに時間がかかり、量産に適さない。また、モノマー溶液が重合して高分子になるときに体積変化を起こしコアの形状が変化し、透過損失が大きくなるという欠点を持つ。
【０００６】
また、ＩＢＭチュリッヒ研究所のＢ．  ＭｉｃｈｅｌらはＰＤＭＳを用いた高解像度のリソグラフィー技術を提案しており、この技術により数十ｎｍの解像力が得られると報告している。詳しい解説記事は、以下の非特許文献２に記載されている。このように、ＰＤＭＳを使ったソフトリソグラフィー技術や、毛細管マイクロモールド法は、ナノテクノロジーとして最近、米国を中心に注目を集めている技術である
【０００７】
しかしながら、前記のごときマイクロモールド法を用いて光導波路を作製すると、硬化時の体積収縮率を小さくする（したがって透過損失を小さくする）ことと、充填を容易にするために充填液体（モノマー等）を低粘度化することを両立させえない。したがって、透過損失を小さくすることを優先的に考慮すると、充填液体の粘度をある限度以下にすることができず、充填速度が遅くなり、量産は望めない。また前記のマイクロモールド法は、基板としてガラスやシリコン基板を用いることが前提になっており、フレキシブルなフィルム基材を用いることは考慮されていない。
【０００８】
これに対して本発明者等は特願２００２−１８７４７３号として、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極めて低コストで作製する方法を提案した。この方法により作製した高分子光導波路は、損失ロスが少なく高精度のコア形状を維持し、また、全体としてフレキシブルであるので各種機器への自由な装填が可能である。しかし、さらに回路の集積度を高めるためには、高分子光導波路同士を積層した構造、又は光導波路を電気回路基板に積層した構造とするのが有効である。しかし、フレキシブルな高分子光導波路を積層する際の位置決めは容易なことではない。
【０００９】
そこでさらに本発明者らは特願２００２−２２４６４２号として、導波路フィルムにアライメントマークを導波路コアと同時に作製し、これを利用して積層する積層型高分子光導波路の製造方法を提案した。この方法を利用すると、フレキシブルな導波路フィルムを効率よく積層して積層型高分子光導波路を作製することができる。
ところで、前記のごときフレキシブルな積層型高分子光導波路をコネクタに接続する場合、その一端の光導波路を複数のコネクタに再分配して接続することが求められる場合があるが、接続すべき光導波路とコネクタを判別するのは導波路フィルムが非常に薄いこともあって容易ではない。
【００１０】
【特許文献１】
特許公報３１５１３６４号明細書
【特許文献２】
米国特許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）
【非特許文献２】
ＩＢＭ  Ｊ．  ＲＥＶ．  ＆  ＤＥＶ．  ＶＯＬ．  ４５  ＮＯ．  ５  ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ  ２００１
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
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、配線やコネクターへの接続が誤りなく容易に行え、低コストの積層型高分子光導波路を提供することにあり、また前記積層型高分子光導波路を簡便かつ低コストで作製しうる製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、以下のような構造をもつ積層型高分子光導波路およびその製造方法を提供することにより解決される。
（１）光透過性クラッドフィルムの上に少なくとも光導波路コアを形成した複数の導波路フィルムが、光透過性クラッドフィルムと屈折率の等しいクラッド用硬化性樹脂の硬化層により積層された積層型高分子光導波路であって、前記複数の導波路フィルムの光透過性クラッドフィルムの各表面にそれぞれ異なる色の着色層が設けられている積層型高分子光導波路。
（２）前記光透過性クラッドフィルムの厚みが２０μｍ〜２ｍｍであることを特徴とする前記（１）に記載の積層型高分子光導波路。
（３）前記クラッド用硬化性樹脂が紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂であることを特徴とする前記（１）に記載の積層型高分子光導波路。
【００１３】
（４）前記導波路フィルムが、光透過性クラッドフィルムの上に光導波路コアを有し、その上にクラッド用硬化性樹脂の硬化層を介して他の光透過性クラッドフィルムが設けられていることを特徴とする前記（１）に記載の積層型高分子光導波路。
（５）前記導波路フィルムがアライメントマークを有することを特徴とする前記（１）に記載の積層型高分子光導波路。
（６）前記導波路フィルムがピッチ変換型導波路フィルムであることを特徴とする前記（１）に記載の積層型高分子光導波路。
【００１４】
（７）光透過性クラッドフィルムの上に光導波路コアを形成した複数の導波路フィルムであって、複数の導波路フィルムの光透過性クラッドフィルムの各表面にそれぞれ異なる色の着色層が形成された導波路フィルムを準備し、前記複数の導波路フィルムの間に光透過性クラッドフィルムと屈折率の等しいクラッド用硬化性樹脂の層を挟み込み、その後クラッド用硬化性樹脂を硬化させ、複数の導波路フィルムを一体に積層する積層型高分子光導波路の製造方法。
（８）前記導波路フィルムに挟み込まれたクラッド用硬化性樹脂の硬化を同時に行うことを特徴とする前記（７）に記載の積層型高分子光導波路の製造方法。
【００１５】
（９）前記導波路フィルムを以下の工程で作製することを特徴とする請求項７に記載の積層型高分子光導波路の製造方法。
１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、光導波路コア凸部に対応する凹部を有する鋳型を準備する工程
２）鋳型に、着色層が設けられた光透過性クラッドフィルムの前記着色層が設けられていない面を密着させる工程
３）光透過性クラッドフィルムを密着させた鋳型の凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填する工程
４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程
５）鋳型を光透過性クラッドフィルムから剥離する工程
【００１６】
（１０）前記５）の工程の後、コア形成面に光導波路クラッドフィルムを積層することを特徴とする前記（９）に記載の積層型高分子光導波路の製造方法。
（１１）前記鋳型が、光導波路コア凸部に対応する凹部を有する鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層と、前記硬化樹脂層を補強する強化部材を有することを特徴とする前記（９）に記載の積層型高分子光導波路の製造方法。
（１２）前記鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層に圧力緩和のための空隙を設けることを特徴とする前記（１１）に記載の積層型高分子光導波路の製造方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［積層型高分子光導波路］
本発明の積層型高分子光導波路は、光透過性クラッドフィルム（以下において単に「クラッドフィルム」ということがある。）の上に少なくとも光導波路コアを形成した導波路フィルムであり、かつ該導波路フィルムのクラッドフィルムの表面に着色層を設けたもの（図２の３１を参照）を、クラッドフィルムと屈折率の等しいクラッド用硬化性樹脂の硬化層により複数接着積層されたものである。前記の「クラッドフィルムと屈折率の等しいクラッド用硬化性樹脂の硬化層」における「等しい」とは、両者の屈折率が全く同じことを意味するだけでなく、両者の屈折率の差が０．０５以内にある場合も両者の屈折率は等しいことを意味する。
【００１８】
本発明の積層型高分子光導波路は前記のように着色層を設けた導波路フィルムを積層したものであるため、色による導波路フィルムの識別が容易で、導波路フィルムの接続部分の取り出しやグループ分けが簡易に行え、その結果、配線やコネクターへの接続が誤りなく容易に行え、作業効率も高く低コストである。従来の高分子光導波路はＳｉ表面等の剛性体の表面に設けられていたため、その端部を曲げるなどしてコネクタ等に接続することは不可能であったが、本発明においては、導波路フィルムのクラッドの一部をクラッドフィルムにより構成しているので、導波路フィルムは可撓性が高く、そのため、積層型高分子光導波路の端部を曲げてコネクタに接続することが可能になったものである。
また、本発明の積層型高分子光導波路は、導波路フィルムのクラッド部分をすべてクラッド用硬化性樹脂で構成しておらず、クラッドの一部を光透過性フィルムで占めることになるため、材料費を低コストにすることができる。また、低接続損失でＮ×Ｎ構造のレーザー発光素子等と直接接続できる利点がある。
さらに、クラッドフィルム自体を着色するとコアからの光が一部吸収され、光導波損失を生じやすいが、本発明においては、クラッドフィルムとは別に着色層を設けているため、光導波損失が生じることはない。
【００１９】
図２に導波路フィルム４０Ｒ（赤色着色層を設けたもの）を光導波路コアの長手方向に沿った方向からみた側面図を示す。３０はクラッドフィルム、３１は着色（赤色）層、３２は光導波路コアをそれぞれ示す。
【００２０】
前記導波路フィルムに用いるクラッドフィルムの厚みは２０μｍ〜２ｍｍであることが好ましい。２０μｍより膜厚が薄いと、導波路フィルムを積層する際のハンドリングが容易でなくなり、導波路フィルム単体としての機械的強度を保つことが難しく、製造時に光導波路コアに曲げの力が加わってコアに歪が入りやすく、歩留まりの悪化や性能が著しく低下する虞があり、また、クラッド層としての機能が不完全になり、光の漏れを生じる可能性が出てくるからである。
また、前記の点以外にコスト面からみても、導波路フィルムはその設計ピッチ（積層方向のコアピッチ）が許す限り厚いほうが望ましい。これは一般に光導波路として用いることができるクラッド用硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂）の価格が高いため、なるべくその使用量を減らすほうが低コストになるためである。しかし、クラッドフィルムが２ｍｍより厚くなるとフィルムが剛直となり、各光導波路の分配やコネクタへの結合時に余裕がなくなるので、２ｍｍ以下にすることが好ましい。
【００２１】
クラッドフィルムが薄く、必要なコアピッチを得るためにクラッド用硬化性樹脂の使用量が多くなる場合には、導波路フィルムとして、クラッドフィルムの上に光導波路コアを有し、その上にクラッド用硬化性樹脂等の硬化層を介して他の光透過性クラッドフィルムが設けられているものを用いることができる。
【００２２】
導波路フィルムのクラッドフィルム表面に設ける着色層としては、コネクタ等への接続時に、他の導波路フィルムと視覚的に区別できるものであれば、どのような色相のものでもよい。着色剤としては染料が好ましく用いられる。また着色剤のクラッドフィルムへの密着性を高めるために、バインダー樹脂を併用することが好ましい。着色層は、例えば、溶媒、染料及びバインダー樹脂を含む塗布液を、クラッドフィルム表面に塗布・乾燥することにより形成される。着色層は、導波路フィルムを作製する前にあらかじめクラッドフィルムの片面に形成することも、導波路フィルムを作製後クラッドフィルムの表面に形成することもできる。着色層の厚さは０．０５〜１００μｍ程度が適切であり、好ましくは０．１〜１０μｍ程度である。
【００２３】
前記クラッド用硬化性樹脂は導波路フィルム同士を貼り合わせる接着剤の機能も果たす。前記硬化性樹脂としては紫外線硬化性樹脂を用いることによって、良好な光透過性を確保することができる。紫外線硬化性樹脂はアクリル系、エポキシ系など各種存在するが、無溶剤系のもので体積収縮率が４〜８％程度のものが市販されており入手可能である。さらに、この部分に熱硬化性樹脂を用いることによってさらに体積収縮率を下げることも可能であるが、この場合一般的には紫外線硬化性樹脂に比べて光透過性が若干低下する。
体積収縮率に関しては、コア上面とその上に位置するクラッドフィルムとの間の間隙に存在するクラッド用硬化性樹脂の硬化層の厚さはコア分だけ薄いため、その厚さを１０μｍ以下にすることも容易である。したがって、この部分の体積収縮に伴うピッチ変化は無視することが可能である。
【００２４】
［積層型高分子光導波路の作製］
本発明の積層型高分子光導波路の作製は、前記のごとき導波路フィルムを複数準備し、複数の導波路フィルムの間に光透過性クラッドフィルムと屈折率の等しいクラッド用硬化性樹脂の層を挟み込み、その後クラッド用硬化性樹脂を硬化させ、複数の導波路フィルムを一体に積層することを特徴とする。
また、クラッドフィルムは厚み公差を有するものがあるため、この場合には、クラッド用硬化性樹脂の層厚を、少なくともコア積層部分において、硬化後光透過性クラッドフィルムの厚み公差を打ち消すような厚さに制御することが好ましい。このようにクラッドフィルムの厚み公差をクラッド用硬化性樹脂の硬化層の厚さで補償する場合には、コアとその上に位置するクラッドフィルムとの間にはクラッド用硬化性樹脂が挿入される間隙が必要である。コアとその上に位置するクラッドフィルムとの間の間隙は、フィルム自体の平面性を考慮に入れると少なくとも１μｍであり、またクラッド用硬化性樹脂を隙間なく充填できるかどうかという点からは、望ましくは少なくとも５μｍである。
したがって、この点も考慮して前記クラッドフィルムの厚さを選択する必要がある。また、この際、コア径、コアピッチ、クラッドフィルム公差を考慮する必要があることは勿論である。
導波路フィルムの積層は、積層に用いるクラッド用硬化性樹脂の体積収縮率を考慮した厚み設定を持った製造治具によって行うことができる。またレーザー変位計によって、積層する導波路フィルムの上方から、少なくともコア積層部分に積層される膜厚を適宜測定することによって、正確な積層膜厚を得ることができる。
【００２５】
また前記複数の導波路フィルムを同時にまとめて積層接着（前記導波路フィルムに挟み込まれたクラッド用硬化性樹脂の硬化を同時に行う）することにより、積層に必要な工数を削減することが可能である。この場合、複数の導波路フィルムの位置決めが行える治具が必須となる。ただし、クラッド用硬化性樹脂の接着を一度に行うため、厚みによっては接着強度むらが生じやすくなる虞もある。たとえば２５０μｍピッチで８×８のコアパターンの積層導波路の場合、積層厚みが２ｍｍに達する。このようなサンプルに対して紫外線硬化性樹脂を用いてまとめて積層接着すると、上部と下部で接着速度が異なるため、上部と下部の間に歪が発生する恐れがある。このような虞がある場合は２枚ずつ積層するなど、積層工程を分割することが好ましい。
【００２６】
本発明の積層型高分子光導波路の製造は、導波路フィルムをクラッド用硬化性樹脂で積層するだけでよいので、従来のものに比べ極めて簡便にまた低コストで積層型高分子光導波路を作製することができる。
【００２７】
次に、図を用いて、本発明の積層型高分子光導波路を説明する。図１は、それぞれ異なる色相の着色層を有する導波路フィルムを積層し、これをコネクタに接続する態様を説明するための概念図で、図１（Ａ）はそれぞれ赤、青及び黄色の着色層を有する３種類の導波路フィルム（４０Ｒ、４０Ｂ、４０Ｙ）の平面図を示す。導波路フィルムは、図１の点線で示すような矩形に形成し、その後、実線で示す形状に切り抜かれる。このような形状に切り抜く理由は、図１（Ａ）に示す導波路フィルムの一端部の光導波路のピッチは、コネクタの接続部のピッチと同じに設定されており、そのため１つ１つの光導波路をそれぞれ切り離す必要がないが、導波路フィルムの他端部ではそれぞれの光導波路端部を特定のコネクタ（図１（Ｂ）の６２ａ〜６２ｃ）に接続可能にするために１つ１つの光導波路を切り離す必要があるからである。図１（Ｂ）は３種類の導波路フィルムを積層した４×３の積層型高分子光導波路５０にコネクタ６０ａ〜６０ｃ、及び６２ａ〜６２ｃを接続したものの平面図（概念図）を、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）で示すものの側面図（概念図）をそれぞれ示す。導波路フィルムの光導波路両端部はすべて同一線上にのっている（図示せず）。
【００２８】
本発明の導波路フィルムはフレキシブルであるため、光導波路端部を曲げることにより光導波路端面を水平に一直線に配列させることが可能で、余裕をもってコネクタに接続することができる。また、導波路フィルムは着色層を備えているため、特定の光導波路を特定のコネクタに、誤りなく容易に接続することができる。
【００２９】
また、図３は、８×３の積層型高分子光導波路５０の一端部にレーザー発光素子７０（例えば富士ゼロックス（株）製のＶＣＳＥＬ    ＡＬＬＡＹ）を、また他端部にＭＴコネクタ８０を接続する例を示すもので、図３（Ａ）はその平面図を示し、また、図３（Ｂ）は積層型高分子光導波路端部とレーザー発光素子との接続を説明するための概念図である。図３（Ｂ）中、積層した導波路フィルムの端部は例えばダイシングソーにより４５°にカットされており、レーザー発光素子から照射された光は７５で示すミラーにより反射され、光導波路中を進む。
本発明の導波路フィルムの端部をダイシングソーによりカットすると、鏡面平滑性を有する切断面が得られるので、切断面を研磨せずそのまま用いることができるという利点を有する。
【００３０】
また導波路フィルムを作製する際に、クラッドフィルムの上に光導波路コアと複数のアライメントマークを形成し、このアライメントマークを用いて複数の導波路フィルムを積層する際の面方向位置を定めることが望ましい。このような導波路フィルムを作製するには、以下に述べるように、同じ鋳型に複数のアライメントマーク作製用凹部と光導波路コア作製用凹部を形成した鋳型を用いることが好ましい。この鋳型を用いると、アライメントマークと光導波路コアの位置ずれを極小にできる。
【００３１】
［導波路フィルムの作製］
次に、本発明の導波路フィルムの作製方法について説明すると、先ず、光導波路コアに対応する凸部を形成した原盤に、鋳型形成用硬化性樹脂を塗布或いは注型し、該樹脂を硬化させ、得られる硬化樹脂層を原盤から剥離して光導波路コア凸部に対応する凹部を有する鋳型を準備し、該鋳型にクラッドフィルムを密着させ、鋳型の凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填し、充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させ、最後に鋳型を剥離して導波路フィルムを得る。また、その後同様の光透過性クラッドフィルムをコア形成面に接着剤（クラッド用硬化性樹脂等）により積層して他の態様の導波路フィルムとすることができる。着色層は、あらかじめクラッドフィルムに形成しても、導波路フィルムを作製後クラッドフィルム表面に形成してもよく、以下の説明では着色層の形成は省略する。
以下に更に具体的に導波路フィルムの作製方法について説明する。
【００３２】
前記原盤は従来の方法、たとえばフォトリソグラフィー法やＲＩＥ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。また、原盤にアライメントマーク作製用の凸部を複数設けることが好ましい。アライメントマーク作製については特願２００２−２２４６４２号明細書に詳しく説明されている。
【００３３】
鋳型は、前記のようにして作製した原盤の光導波路コアに対応する凸部が形成された面に、鋳型形成用硬化性樹脂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。また、鋳型には、前記凸部に対応する凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填するための進入口、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排出口が形成されるが、その形成方法は特に制限はない。原盤に予め進入口や排出口に対応する凸部を設けておくこともできるが、簡便な方法としては、例えば、原盤に鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層を形成した後剥離して型をとり、その後、型の両端を前記凹部が露出するように切断することにより進入口及び排出口を形成する方法が挙げられる。また、鋳型凹部に連通する貫通孔を凹部の両端に設け、後述のようにコア形成用硬化性樹脂の充填速度を上げることもできる。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。
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。
また、前記原盤にはあらかじめ離型剤塗布などの離型処理を行なって鋳型との剥離を促進することが望ましい。
【００３４】
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、クラッドフィルム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光導波路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。
【００３５】
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、クラッドフィルム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。
【００３６】
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。
【００３７】
前記液状シリコーンゴムの中でも特に液状ジメチルシロキサンゴムが密着性、剥離性、強度及び硬度の点から好ましい。
【００３８】
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。
【００３９】
さらに、鋳型の表面エネルギーは、１０ｄｙｎ／ｃｍ〜３０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは１５ｄｙｎ／ｃｍ〜２４ｄｙｎ／ｃｍの範囲にあることが、クラッドフィルムとの密着性の点からみて好ましい。
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。
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できる。
【００４０】
また、鋳型は、紫外領域及び／又は可視領域において光透過性であることが好ましい。鋳型が可視領域において光透過性であることが好ましいのは、鋳型をクラッドフィルムに密着させる際位置決めが容易に行え、また、コア形成用硬化性樹脂が鋳型凹部に充填される様子が観察でき、充填完了等が容易に確認しうるからである。また、鋳型が紫外領域において光透過性であることが好ましいのは、コア形成用硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いる場合に、鋳型を透して紫外線硬化を行うためであり、鋳型の、紫外領域（２５０ｎｍ〜４００ｎｍ）における透過率が８０％以上であることが好ましい。
【００４１】
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、クラッドフィルム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、シリコーンゴムとクラッドフィルム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鋳型は高精度に原盤を写し取り、クラッドフィルムに良く密着するため、鋳型とクラッドフィルム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、さらにクラッドフィルムと鋳型の剥離も容易である。したがって、この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。
【００４２】
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。
【００４３】
本発明において用いるクラッドフィルムとしては、屈折率が１．５５より小さく、好ましくは１．５０より小さいプラスチックフィルムが用いられる。特に、コア材の屈折率より０．０１以上、好ましくは０．０５以上小さいことが必要である。また、クラッドフィルムは、平坦で、鋳型との密着性に優れ、両者を密着させた場合、鋳型凹部以外に空隙が生じないものが好ましい。また、クラッドフィルムと鋳型及び／又はコアとの密着性が余り良好でない場合には、クラッドフィルム及び／又は鋳型の表面をオゾン雰囲気に曝す処理や、波長３００ｎｍ以下の紫外線照射処理を行って、鋳型等との密着性を改善することが好ましい。
プラスチックフィルムの中でも、フレキシブルなフィルムを用いた高分子光導波路は、カプラー、ボード間の光配線や光分波器等としても使用できる。前記フィルムは、作製される高分子光導波路の用途に応じて、その屈折率、光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、鋳型との密着性、フレキシビリティー（可撓性）等を考慮して選択される。
【００４４】
前記フィルムの材料としては、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、脂環式アクリル樹脂、スチレン系樹脂（ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等）、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等）、脂環式オレフィン樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、含フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系樹脂、二又は三酢酸セルロース、アミド系樹脂（脂肪族、芳香族ポリアミド等）、イミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、または前記樹脂のブレンド物等が挙げられる。
【００４５】
前記脂環式アクリル樹脂としてはトリシクロデカン等の脂肪族環状炭化水素をエステル置換基に導入した、ＯＺ−１０００、ＯＺ−１１００（日立化成（株）製）等が用いられる。
また、脂環式オレフィン樹脂としては主鎖にノルボルネン構造を有するもの、及び主鎖にノルボルネン構造を有しかつ側鎖にアルキルオキシカルボニル基（アルキル基としては炭素数１から６のものやシクロアルキル基）等の極性基をもつものが挙げられる。中でも前記のごとき主鎖にノルボルネン構造を有しかつ側鎖にアルキルオキシカルボニル基等の極性基をもつ脂環式オレフィン樹脂は、低屈折率（屈折率が１．５０近辺であり、コア・クラッドの屈折率の差を確保できる）及び高い光透過性等の優れた光学的特性を有し、鋳型との密着性に優れ、さらに耐熱性に優れているので特に本発明の高分子光導波路の作製に適している。
【００４６】
前記フィルムの屈折率は、コアとの屈折率差を確保するため、１．５５より小さく、好ましくは１．５３より小さくすることが望ましい。
また、前記フィルムの厚さはフレキシビリティーと剛性や取り扱いの容易さ等を考慮して適切に選ばれ、一般的には０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい。
【００４７】
鋳型凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填するには、鋳型に鋳型より一回り大きいサイズのクラッドフィルム（既に着色層が設けられている場合には該着色層が設けられていない面）を密着させ、凹部の進入口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、あるいは凹部に連通する貫通孔にコア形成用硬化性樹脂を満たした後加圧充填したり、又は反対側の貫通孔から減圧吸引したり、あるいは加圧充填と減圧吸引の両方を行うことにより充填することができる。前記加圧充填と減圧吸引は同期して行うことが好ましく、また、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。
【００４８】
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。
【００４９】
コア形成用硬化性樹脂は、毛細管現象により鋳型とクラッドフィルム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。前記硬化性樹脂の粘度は、１０ｍＰａ・ｓ〜２０００ｍＰａ・ｓ、望ましくは１００ｍＰａ・ｓ〜１０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは３００ｍＰａ・ｓ〜７００ｍＰａ・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。
【００５０】
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、クラッドフィルムより大きいことが必要である。コアとクラッドフィルムとの屈折率の差は、０．０１以上、好ましくは０．０５以上である。
【００５１】
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（０．１〜２００Ｐａ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。
【００５２】
充填したコア形成用硬化性樹脂が紫外線硬化性樹脂の場合には、紫外線ランプ、紫外線ＬＥＤ、ＵＶ照射装置等が用いられる。また、熱硬化性樹脂の場合には、オーブン中での加熱硬化等が行われる。
この後、鋳型をクラッドフィルムから剥離して本発明の導波路フィルムとする。
【００５３】
本発明における導波路フィルムとして、前記のごとき方法により作製した導波路フィルムの上に、クラッドフィルムの屈折率と近い接着剤を用いて他のクラッドフィルムを貼り合わせたものを用いることができる。用いる接着剤は紫外線硬化性樹脂又は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。
また、前記２つのクラッドフィルムの屈折率差は小さい方が好ましく、その差は０．０５以内、好ましくは０．００１以内、更に好ましくは差がないことが光の閉じ込めの点からみて好ましい。
【００５４】
以上の導波路フィルムの作製において、鋳型に貫通孔を設ける態様について図を用いて説明する。
図４（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る（図４（Ｂ）参照）。図４（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、凹部が形成された硬化樹脂層２０ａが得られる（図示せず）。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鋳型２０（図４（Ｃ）参照）を得る。
次に、図４（Ｄ）が示すように、鋳型にクラッドフィルムを密着させ、その後鋳型に形成されている貫通孔２６にコア形成用硬化性樹脂を入れ、他端の貫通孔２８から減圧吸引（加圧充填でもよく両者を併用してもよい）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鋳型を剥離すると、図４（Ｅ）に示されるように、クラッドフィルム３０の上に光導波路コア３２と貫通孔２６及び２８内において硬化した樹脂部分が形成される。最後に貫通孔で硬化した樹脂部分をダイサー等で切り落として導波路路フィルムとする（図４（Ｆ）参照）。コア端面は鏡面平滑性を有している。
【００５５】
また、図５は、導波路フィルムにアライメントマークを形成する際に用いる原盤の一例を示す図である。図４中１０は原盤、１２は光導波路コア凸部に対応する凸部、１６はアライメントマークに対応する凸部をそれぞれ示す。
【００５６】
また、本発明の導波路フィルムの製造方法においては、前記１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化樹脂層から形成され、光導波路コア凸部に対応する凹部を有する鋳型を準備する工程において、前記硬化樹脂層を強化部材によって補強することが好ましい。また、強化部材にはコア形成用硬化性樹脂を圧入するための注入口（図９（Ａ）の仮想線で示す２４ｂを参照）が設けられる。注入口には注入管が挿入連結される。注入口は複数設け、加圧状態が各凹部の進入部（充填口）において均一になるようにすることが好ましい。さらに、鋳型内部を減圧状態にすることにより充填速度をさらに上げられるように、強化部材の注入口とは反対側（コア樹脂が鋳型凹部より排出される側）に排気口（９図（Ａ）の仮想線で示す２４ｃを参照）を設け、これに減圧脱気管を挿入連結し凹部排出側を減圧吸引することができる。排気口も複数設け、鋳型凹部の排出側において減圧状態が偏らないようにすることが好ましい。
【００５７】
強化部材を設けた鋳型を用いる場合について図を用いて説明する。図６（Ａ）はクラッドフィルムに強化部材を設けた鋳型を密着させた斜視図を示す。図６（Ａ）中２４は強化部材であり鋳型凹部形成領域（紫外線等の照射領域）は強化部材を切り欠いた構造のものとなっている。また２６ａ、２６ｂは注入管を、２８ａ、２８ｂは減圧脱気管をそれぞれ示し、９０は鋳型強化部材２４とクラッドフィルム３０とがわずかでも位置ズレを起こさないようにするために、両者を固定するためのネジである。２０ａは鋳型の硬化樹脂層であり、この部分は強化部材により覆われていない。
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、２２は鋳型凹部を示す。
【００５８】
次に図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、図６と同様な強化部材を備えた鋳型を用いる例を示し、クラッドフィルムと鋳型が位置づれしないように、クラッドフィルムを保持する保持部（凹部）を有する保持部材９２を用いるもので、これも特にクラッドフィルムとしてフレキシブルフィルムを用いる場合に有効である。また、この例では、鋳型凹部形成領域（紫外線等の照射領域）に石英板、ガラス板、硬質プラスチック板のように光透過性の天板２４ａを用いている。
また、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、保持部材９２に固定用の嵌合用溝９３を設け、一方鋳型の強化部材に嵌合用部材２９を設け、嵌合用部材２９を嵌合用溝９３の中に嵌め込んで固定するものである。
【００５９】
前記強化部材の材料としては金属材料、セラミック材料、硬質プラスチック材料等で作られ、その厚さは１ｍｍ〜４０ｍｍ程度が適切である。
【００６０】
本発明の導波路フィルムの作製において、前記のように充填速度を上げるため、鋳型の進入口からコア形成用硬化性樹脂を加圧充填したり、これに加え鋳型凹部の排出側を減圧吸引すると、加圧又は減圧の圧力変化が起きた場合鋳型とクラッドフィルムとの間で位置ずれが生じたり、鋳型全体や部分で振動が発生して鋳型が変形したり、クラッドフィルムとの密着性が損なわれるなどの虞がある。しかし、強化部材を設けることにより前記のごとき不具合がなくなり、コア形状の精度を犠牲にすることなく、充填速度を大きくすることができる。
【００６１】
また、複数の光導波路コアをクラッドフィルム上に形成する場合、前記のごとき強化部材を設けた鋳型の硬化樹脂層に、圧力緩和のための空隙部を設けることが好ましい。空隙部は、鋳型の複数凹部の一方の端部における進入部（コア形成用硬化性樹脂の充填口）のすべての進入部に連通する共通の空間を意味する。また、前記の空隙に加え、鋳型の複数凹部の他端部における排出部のすべての排出部に連通する空隙部を設けることが好ましい。進入部に空隙部を設けることにより、進入部に直接注入圧力が作用せず、各進入部に対する注入圧力が緩和され均一化される。また、排出部空隙を設けることにより、吸引負圧の緩和と均一化が得られ、鋳型各凹部への樹脂の注入が均一化される。
空隙部の断面積は、すべての凹部の総断面積の５〜２００００倍であることが好ましく、より好ましくは５００〜２５００倍である。（ここで、「すべての凹部の総断面積」とは、空隙部を通じて連通する各凹部の端部の面積の総和を意味する。）
図９は進入部及び排出部に空隙部を設けた鋳型の一例を示す断面図である。
図９（Ａ）は、鋳型を鋳型凹部及び空隙部が現われるように切断した切断面を示す図で、図９（Ａ）中、２０は鋳型、２１は空隙部、２２は凹部、２４は強化部材、２４ｂは強化部材に設けた注入口、２４ｃは排出口をそれぞれ示す。また、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）をＡ−Ａ線で切断した切断面を示す。
【００６２】
【実施例】
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。
実施例１
＜導波路フィルムの作製＞
Ｓｉ基板に厚膜レジスト（マイクロケミカル（株）製、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、現像して、図５で示すような、断面が正方形の４本の光導波路用凸部（幅：５０μｍ、高さ：５０μｍ、長さ：５０ｍｍ、１端部の凸部ピッチ２５０μｍ、他端部の凸部ピッチ２ｍｍ）と、２つの断面が正方形のアライメントマーク用凸部（幅：５０μｍ、高さ：５０μｍ、辺の長さ：１２ｍｍ×３ｍｍ）とを形成した。次に、これを１２０℃でポストベークして、光導波路コア作製用原盤を得た。
【００６３】
次に、この原盤に離型剤を塗布した後、熱硬化性ジメチルシロキサン樹脂（ダウコウニングアジア社製：ＳＹＬＧＡＲＤ１８４）を流し込み、１２０℃で３０分間加熱して硬化させた後剥離して、断面が正方形の光導波路用及びアライメントマーク用凸部に対応する凹部を持った型（鋳型の厚さ：５ｍｍ）を作製した。
さらに、鋳型の一端（ピッチ２５０μｍ側）に４本の凹部が共通に連通するように直径３ｍｍの貫通孔を切り抜き、また、他端には各凹部に対応する貫通孔（直径３ｍｍ）を４つ切り抜いて、下記紫外線硬化性樹脂の入出力部を形成した。また、２つのアライメントマーク用凸部に対応する凹部の両端部が露出するように端部を切断した。これを鋳型として用いた。
【００６４】
鋳型より一回り大きい設計膜厚１８８μｍのクラッドフィルム（アートンフイルム、ＪＳＲ（株）製、屈折率１．５１０）の片面に、赤色染料とバインダー樹脂を含む塗布液を、乾燥膜厚が２μｍとなるように塗布乾燥して着色層を形成したものを用意した。このアートンフィルムの着色層を形成していない面に鋳型を密着させた。
次に、鋳型に形成されている光導波路作製用凹部充填側（ピッチ２５０μｍ側）の貫通孔に、粘度が１３００ｍＰａ・ｓの紫外線硬化性樹脂（ＪＳＲ社製：ＰＪ３００１）を数滴落とし、光導波路作製用凹部排出側の貫通孔からダイヤフラム式吸引ポンプ（最大吸引圧３３．２５ＫＰａ）で２０ｋＰａの吸引力で吸引したところ、前記凹部に紫外線硬化性樹脂が充填された。また、アライメントマーク作製用凹部が露出している一端部にも同じ樹脂を数滴落としたところ、該凹部に毛細管現象により樹脂が充填された。
【００６５】
次いで、５０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を鋳型を透して５分間照射して紫外線硬化させた。鋳型をクラッドフイルムから剥離したところ、クラッドフイルム上に前記原盤凸部と同じ形状のコア及びアライメントマークが形成された。コア及びアライメントマークの屈折率は１．５９１であった。
この導波路フィルムをフィルム切断用の刃を植えた型によって打ち抜き加工することにより、両端部の貫通孔内で硬化した樹脂部分を切り落とし、コアの凸部分以外の出っ張りのないリッジ型の導波路フィルムを作製した。さらに平面形状が図１の４０Ｒで示すような形状になるようにダイシングソーでカットした。ピッチ２５０μｍ側の光導波路接続部分の長さ（飛び出し部分）は１ｍｍとし、導波路フィルムの他端のそれぞれ切り離された光導波路接続部分の長さは１０ｍｍ、幅は１２０μｍとした。
【００６６】
次に、鋳型に密着させるアートンフィルムとして、青色の着色層を設けたもの及び黄色の着色層を設けたものを用いる他は、同様の工程を繰り返して、図１の４０Ｂ及び４０Ｙで示される平面形状を有し、青色着色層及び黄色着色層をそれぞれ有する導波路フィルムを２枚作製した。
なお、３枚の導波路フィルムの他端（切り離し側）は、これらを積層した場合、１つのコネクタに接続される４つの光導波路のピッチが２５０μｍになるように、各導波路フィルムの他端おける光導波路ピッチを設定した。
【００６７】
＜積層型高分子光導波路の作製＞
前記のごとくして作製した導波路フィルムを３枚及び同じ大きさのアートンフィルムを１枚を用意した。赤色の着色層を有する導波路フィルムのコア形成面に、硬化後の屈折率がクラッドフィルム（アートンフイルム）と同じ１．５１０であり、体積収縮率が５％以下である紫外線硬化性樹脂（ＪＳＲ（株）製）を、塗布装置によって全面に塗布した。樹脂層の塗布厚は、体積収縮率も考慮して、紫外線硬化性樹脂を塗布した導波路フィルムの硬化後の厚さが概ね２５０μｍになるようにした。この上に青色の着色層を有する導波路フィルムを積層した。積層はレーザー変位計でコア上部からコア上部までの変位を測定し、この変位が正確に２５０μｍになるように計測しながら導波路フィルム表面を押し付けることにより行った。さらに積層体の上から顕微鏡光学系でアライメントマーク（屈折率がフィルム基材と違うので透明でも識別可能）により２枚の導波路フィルムの相対位置を微調整した。その後、５０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を１０分間照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させた。積層された２枚の導波路フィルムの相対位置誤差は面方向及び厚み方向とも２μｍ以下に収まった。
【００６８】
この工程を繰り返し、黄色の導波路フィルムを更に積層し、最後に最上層にアートンフィルムを前記の紫外線硬化性樹脂を用いて積層し、その後クラッド用硬化性樹脂がはみ出した不要な部分及び、光導波路コアの端面をダイシングソーで切断することにより１層につき４本の光導波路を持ち、それらが３層積層された積層型高分子光導波路を作製した。この積層型高分子光導波路は、積層時にフィルム位置により若干の収縮ばらつきが存在したものの、端面における断面のコア位置誤差は設計ピッチ２５０μｍに対して４μｍ以内であった。
【００６９】
この積層型高分子光導波路に、図１に示すように、一端に３つのコネクタ（接続部ピッチ２５０μｍ）を接続し、他端に３つのＭＴコネクタ（接続部ピッチ２５０μｍ）を接続して、光コネクタ付き導波路フィルムボードを完成させた。特に光導波路を再配分して特定のＭＴコネクタに接続する端部においては、赤、青及び黄の各色を確認しながら、各コネクタに対応する光導波路をグループ分けし、各コネクタに接続することができたので、効率よくかつ誤りなく接続作業を行うことができた。
この光コネクタ付き導波路フィルムボードの光導波損失は３．６ｄＢであった。これは、実使用に対応可能な特性である。
【００７０】
実施例２
原盤として、断面が正方形の８本の光導波路用凸部（幅：５０μｍ、高さ：５０μｍ、長さ：５０ｍｍ、一端部の凸部ピッチ２５０μｍ、他端部の凸部ピッチ１０ｍｍ〜５０ｍｍ）と、２つの断面が正方形のアライメントマーク用凸部（幅：５０μｍ、高さ：５０μｍ、辺の長さ：１２ｍｍ×３ｍｍ）設けられたものを用いる他は、実施例１と同様にして、原盤作製、鋳型作製、導波路フィルム作製及び導波路フィルムの積層を行った。また、８枚の導波路フィルムの他端は、これらを積層した場合、１つのコネクタに接続される３つの光導波路のピッチが２５０μｍになるように、各導波路フィルムの他端における光導波路ピッチを設定した。
【００７１】
この積層型高分子光導波路は、積層時に、クラッドフィルムの位置により若干の収縮ばらつきが存在したものの、導波路フィルム端面におけるコア位置誤差は設計ピッチ２５０μｍに対して５μｍ以内であった。
前記積層型高分子光導波路の光導波路ピッチが２５０μｍの接続部に、発光間隔が２５０μｍピッチの３×８のＶＣＳＥＬを直接接続した。この時の接続損失は１．１ｄＢ、伝搬損失０．２ｄＢ／ｃｍで接続できた。また、導波路フィルムの他端側の接続部には、ＶＣＳＥＬの２４個の発光点からの光を再配分して、８個のコネクタに３光部分つづ接続させた。各導波路フィルムが着色されているため、特定の発光点からの光を特定のコネクタに、誤りなくかつ容易にその分配配線作業を行うことができた。
【００７２】
実施例３
実施例２と同様の導波路フィルムを８枚（各導波路フィルムは赤、青、黄、橙、緑、空色、紫、黒の８色の着色層がそれぞれ形成されている）作製した後、体積収縮率が２％程度である熱硬化樹脂を用いて積層した。熱硬化樹脂の体積収縮率が小さいため、端面における断面におけるコア位置誤差は４μｍ以内になった。この積層型高分子光導波路の一方の端部に、発光間隔が２５０μｍピッチの８×８のＶＣＳＥＬを接続損失１ｄＢ以下、伝搬損失０．４ｄＢ／ｃｍで接続できた。また、他方の端部では、８個のコネクタに８個づつ接続させた。積層枚数が多いにもかかわらず、接続作業は容易に行うことができた。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の積層型高分子光導波路は着色層を設けた導波路フィルムを積層したものであるため、色による導波路フィルムの識別が容易で、導波路フィルムの接続部分の取り出しやグループ分けが簡易に行え、その結果、配線やコネクターへの接続が誤りなく容易に行え、作業効率も高く低コストである。
また、本発明の積層型高分子光導波路は、導波路フィルムのクラッド部分をすべてクラッド用硬化性樹脂で構成しておらず、クラッドの一部を光透過性フィルムで占めることになるため、材料費を低コストにすることができる。また、低接続損失でＮ×Ｎ構造のレーザー発光素子等と直接接続できる利点がある。
さらに、本発明の積層型高分子光導波路は可撓性が高く、各種機器への自由な装填が可能であり、例えば、カプラー、ボード間の光配線や光分波器等としても使用できる。
本発明の積層型高分子光導波路の製造は、導波路フィルムをクラッド用硬化性樹脂で積層するだけでよいので、従来のものに比べ極めて簡便にまた低コストで積層型高分子光導波路を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層型高分子光導波路のコネクタへの接続の態様を示す概念図である。
【図２】本発明の導波路フィルムの側面図を示す。
【図３】本発明の積層型高分子光導波路のレーザー発光素子及びコネクタへの接続の態様を示す概念図である。
【図４】本発明における導波路フィルムの作製工程を示す概念図である。
【図５】導波路フィルムの作製に用いる原盤の一例を示す概念図である。
【図６】導波路フィルムの作製において、強化部材を備えた鋳型を用いるコア材料充填工程を説明するための概念図である。
【図７】強化部材を備えた他の鋳型を用いるコア材料充填工程を説明するための概念図である。
【図８】強化部材を備えた他の鋳型を用いるコア材料充填工程を説明するための概念図である。
【図９】強化部材を備えかつ圧力緩和のための空隙部を設けた鋳型を用いるコア材料充填工程を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１０            原型
１２            光導波路コアに対応する凸部
２０            鋳型
３０            クラッドフィルム
３１            着色層
３２            光導波路コア
４０Ｒ〜４０Ｙ  導波路フィルム
５０            積層型高分子光導波路
６０ａ〜６０ｃ  コネクタ
６２ａ〜６２ｃ  コネクタ
７０            レーザー発光素子
８０            コネクタ
【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】
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【図８】
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【図９】
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