(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便な方法により、導波損失が非常に小さい、フレキシブルな高分子光導波路を製造する方法を提供すること。【解決手段】鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層から形成され、凹部と該凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する貫通孔が２以上設けられた鋳型を準備する工程、下部クラッド層を設けた下部フイルム基材を準備する工程、前記鋳型と前記下部フィルム基材を密着させ、鋳型の凹部の一端にある貫通孔に、コア形成用硬化性樹脂を充填し、他端にある貫通孔から減圧吸引してコア形成用硬化性樹脂を充填する工程、充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程、鋳型を下部フィルム基材から剥離する工程、下部フィルム基材のコア形成面と上部フィルム基材の間にクラッド用硬化性樹脂の層を設ける工程、及びクラッド用硬化性樹脂の層を硬化させ下部フィルム基材と上部フィルム基材を貼り合わせる工程、を有する高分子光導波路の製造方法。【選択図】図２
2005202231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層から形成され、かつ、光導波路コア凸部に対応する凹部と、該凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する貫通孔が２以上設けられた鋳型を準備する工程、２）下部フィルムに平坦な下部クラッド層を設けた下部フイルム基材を準備する工程、３）前記鋳型と前記下部フィルム基材を密着させ、下部フィルム基材を密着させた鋳型の凹部の一端にある貫通孔に、コア形成用硬化性樹脂を充填し、鋳型の凹部の他端にある貫通孔から減圧吸引してコア形成用硬化性樹脂を前記鋳型の凹部に充填する工程、４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程、５）鋳型を下部フィルム基材から剥離する工程、６）コアが形成された下部フィルム基材のコア形成面と上部フィルム基材の間にクラッド用硬化性樹脂の層を設ける工程、及び７）クラッド用硬化性樹脂の層を硬化させ下部フィルム基材と上部フィルム基材を貼り合わせる工程、を有する高分子光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記下部クラッド層が、クラッド用硬化性樹脂を塗布後、硬化させることにより形成され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７）の工程において、上部フィルム基材の上に形状保持部材を載せ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４】
前記形状保持部材が、ガラス板又は光透過性フィルムからな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５】
前記形状部材の厚さが１５０μｍ以上であ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６】
前記形状保持部材の表面に離型層が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記離型層が、フッ素樹脂であることを特徴とする、請求項６に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項８】
前記フッ素樹脂がアモルファスフッ素樹脂であることを特徴とする、請求項７に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項９】
前記６）の工程において、クラッド用硬化性樹脂の層の厚さを規制するためのギャップ形成部材を用い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１０】
前記鋳型形成用硬化性樹脂が、硬化性ポリジメチルシロキサンゴムであ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１１】
前記鋳型の表面粗さが100nm以下であ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１２】
前記下部フイルムが、耐熱性樹脂フィルムであ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１３】
前記下部フイルムが、低吸水性樹脂フィルムであ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１４】
前記コア形成用硬化性樹脂及びクラッド用硬化性樹脂が紫外線硬化型であ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１５】
前記コア形成用硬化性樹脂とクラッド用硬化性樹脂との硬化後の屈折率の差が０．０１以上あ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１６】
前記コア形成用硬化性樹脂及びクラッド用硬化性樹脂の硬化収縮率が１０％以下であ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１７】
前記コア形成用硬化性樹脂及びクラッド用硬化性樹脂の粘度が2000mP・ｓ以下であ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１８】
前記高分子光導波路が、厚さ３００μｍ以下のフィルム状高分子光導波路であ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１９】
１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層から形成され、かつ、光導波路コア凸部に対応する凹部と、該凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する貫通孔が２以上設けられた鋳型を準備する工程、２）下部フィルムに平坦な下部クラッド層を設けた下部フイルム基材を準備する工程、３）前記鋳型と前記下部フィルム基材を密着させ、下部フィルム基材を密着させた鋳型の凹部の一端にある貫通孔に、コア形成用硬化性樹脂を充填し、鋳型の凹部の他端にある貫通孔から減圧吸引してコア形成用硬化性樹脂を前記鋳型の凹部に充填する工程、４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程、５）鋳型を下部フィルム基材から剥離する工程、６）コアが形成された下部フィルム基材のコア形成面と表面に離型層を有する形状保持部材との間にクラッド用硬化性樹脂の層を設ける工程、７）クラッド用硬化性樹脂の層を硬化させる工程、及び８）前記形状保持部材をクラッド用硬化性樹脂の硬化層から剥離する工程、を有する高分子光導波路の製造方法。
【請求項２０】
前記高分子光導波路が、厚さ３００μｍ以下のフィルム状高分子光導波路であることを特徴とする、請求項１９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】
本発明は、高分子光導波路の製造方法に関し、特に、薄いフレキシブルなフィルム状の高分子光導波路に関する。
【背景技術】
【０００２】
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張り合わせる方法（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張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】
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もつ。
【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】
一方、下記の特許文献３には、高分子光導波路を、剛性の低い型を用いることにより作製する方法が示されている。この方法は、第１の凹型から第２の凸型を作製し、第２の凸型に樹脂を塗布硬化させてコアパターンとなる凹部を有する第１のクラッドを形成し、第２の凸型を剥離した後、コアパターンとなる凹部に樹脂を塗布硬化させてコアを形成し、その後、さらに樹脂を塗布硬化させて第２クラッドを形成する方法であるが、凹部だけにコア用樹脂を充填することは難しく、微細なコアパターンを精度高く作製することは困難である。
【０００９】
ところで、最近、ＩＣ技術やＬＳＩ技術において、動作速度や集積度向上のために、高密度に電気配線を行なう代わりに、機器装置間、機器装置内のボード間、チップ内において光配線を行なうことが注目されている。
光配線のための素子として、例えば、光ファイバーをシート状のボードに布線した光ファイバー布線ボードが実用化されている。しかし、光ファイバーは端面の研磨が必要で接続のための光コネクタも高価である。
【００１０】
このようなことから、光ファイバーを高分子導波路に置き換えて低コスト化をはかることが求められている。また、フイルムの特性を生かしてフレキシブルな高分子導波路を作ることが求められている。しかし、一般にフレキシブルにするためにはフイルムを薄くする必要があるが、薄いと取扱が難しく高精度の加工方法である半導体プロセスを使うことができない。
【００１１】
本発明者らは、このような要請に対し、特願２００３−５８８７１号や特願２００３−５８８７２号等においてフレキシブルな高分子光導波路を非常に簡便な方法で製造する方法を提案した。この方法は、コアに対応する凹部を設けた鋳型を用いる方法で、下部クラッド層となるクラッド用フィルム基材に鋳型を密着させ、鋳型凹部にコア形成用硬化性樹脂を充填する方法である。この方法により、従来用いられていた高分子光導波路の製造方法に比較して、非常に安価であるにもかかわらず、導波損失の低い高分子光導波路を極めて低価格で提供することができる。しかしながら、この方法で得られる高分子光導波路は、導波損失の点においては未だ改善の余地を残すものであった。
【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
【特許文献３】特開２００２−３１１２７３号公報
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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、極めて低コストで単純化された簡便な方法により、導波損失が非常に小さい、フレキシブルな高分子光導波路を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題は、以下の高分子光導波路の製造方法を提供することにより解決される。
（１）１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層から形成され、かつ、光導波路コア凸部に対応する凹部と、該凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する貫通孔が２以上設けられた鋳型を準備する工程、２）下部フィルムに平坦な下部クラッド層を設けた下部フイルム基材を準備する工程、３）前記鋳型と前記下部フィルム基材を密着させ、下部フィルム基材を密着させた鋳型の凹部の一端にある貫通孔に、コア形成用硬化性樹脂を充填し、鋳型の凹部の他端にある貫通孔から減圧吸引してコア形成用硬化性樹脂を前記鋳型の凹部に充填する工程、４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程、５）鋳型を下部フィルム基材から剥離する工程、６）コアが形成された下部フィルム基材のコア形成面と上部フィルム基材の間にクラッド用硬化性樹脂の層を設ける工程、及び７）クラッド用硬化性樹脂の層を硬化させ下部フィルム基材と上部フィルム基材を貼り合わせる工程、を有する高分子光導波路の製造方法。
【００１４】
（２）前記下部クラッド層が、クラッド用硬化性樹脂を塗布後、硬化させることにより形成され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。
（３）前記７）の工程において、上部フィルム基材の上に形状保持部材を載せ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。
（４）前記形状保持部材が、ガラス板又は光透過性フィルムからな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。
（５）前記形状部材の厚さが１５０μｍ以上であ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。
【００１５】
（６）前記形状保持部材の表面に離型層が設けられていることを特徴とする前記（２）に記載の高分子光導波路の製造方法。
（７）前記離型層が、フッ素樹脂であることを特徴とする、前記（６）に記載の高分子光導波路の製造方法。
（８）前記フッ素樹脂がアモルファスフッ素樹脂であることを特徴とする、前記（７）に記載の高分子光導波路の製造方法。
【００１６】
（９）前記６）の工程において、クラッド用硬化性樹脂の層の厚さを規制するためのギャップ形成部材を用い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。
（１０）前記鋳型形成用硬化性樹脂が、硬化性ポリジメチルシロキサンゴムであ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。
（１１）前記鋳型の表面粗さが100nm以下であ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。
【００１７】
（１２）前記下部フイルムが、耐熱性樹脂フィルムであ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。
（１３）前記下部フイルムが、低吸水性樹脂フィルムであ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。
（１４）前記コア形成用硬化性樹脂及びクラッド用硬化性樹脂が紫外線硬化型であ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。
（１５）前記コア形成用硬化性樹脂とクラッド用硬化性樹脂との硬化後の屈折率の差が０．０１以上あ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。
（１６）前記コア形成用硬化性樹脂及びクラッド用硬化性樹脂の硬化収縮率が１０％以下であ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。
（１７）前記コア形成用硬化性樹脂及びクラッド用硬化性樹脂の粘度が2000mP・ｓ以下であ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。
（１８）前記高分子光導波路が、厚さ３００μｍ以下のフィルム状高分子光導波路であ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。
【００１８】
（１９）１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層から形成され、かつ、光導波路コア凸部に対応する凹部と、該凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する貫通孔が２以上設けられた鋳型を準備する工程、２）下部フィルムに平坦な下部クラッド層を設けた下部フイルム基材を準備する工程、３）前記鋳型と前記下部フィルム基材を密着させ、下部フィルム基材を密着させた鋳型の凹部の一端にある貫通孔に、コア形成用硬化性樹脂を充填し、鋳型の凹部の他端にある貫通孔から減圧吸引してコア形成用硬化性樹脂を前記鋳型の凹部に充填する工程、４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程、５）鋳型を下部フィルム基材から剥離する工程、６）コアが形成された下部フィルム基材のコア形成面と表面に離型層を有する形状保持部材との間にクラッド用硬化性樹脂の層を設ける工程、７）クラッド用硬化性樹脂の層を硬化させる工程、及び８）前記形状保持部材をクラッド用硬化性樹脂の硬化層から剥離する工程、を有する高分子光導波路の製造方法。
（２０）前記高分子光導波路が、厚さ３００μｍ以下のフィルム状高分子光導波路であることを特徴とする、前記（１９）に記載の高分子光導波路の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の高分子光導波路の製造方法は、製造工程が極めて単純化され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、極めて低コストで高分子光導波路を作製することができ、さらに、鋳型に貫通孔を設け、鋳型凹部のコア形成用硬化性樹脂排出側を減圧吸引するので、鋳型とフイルム基材との密着性が向上し、気泡の混入を避けることができる。また、下部フィルムに表面が平坦な下部クラッド層を設けその上にコアを形成したため、伝搬損失を非常に小さく（０．１dB/cm以下）することが可能になった。
したがって、本発明の製造方法により作製される高分子光導波路は、伝搬損失が非常に少なく高精度であり、かつ各種機器への自由な装填を可能とするフレキシブルな高分子光導波路である。また、本件発明では、フイルム基材を自由に選べるため耐熱性が高く、低損失で高精度な高分子光導波路を作製することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明者らは、前記のごとき高分子光導波路の導波損失は、下部クラッド層となるクラッド用フィルム基材表面の平坦性に依るところが大きいことを見出したことに基づき、コア形成表面の平坦性を高めることにより、非常に簡便な方法であるにもかかわらず、導波損失が極めて小さい高分子光導波路の作製を可能にしたものである。すなわち、クラッド用フィルム基材として用いることができるフィルムは微視的には必ずしも平坦ではないこと、そのため、フィルム（以下で説明する下部フィルム）の上にその表面が平坦なクラッド層を設け、このクラッド層の上にコアを形成することにより、伝搬損失が非常に小さい（０．１dB/cm以下）高分子光導波路が得られることとなった。
【００２１】
［高分子光導波路の製造方法］
初めに、高分子光導波路の第１の製造方法について説明する。本発明の高分子光導波路の第１の製造方法は以下の工程により行われる。
１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層から形成され、かつ、光導波路コア凸部に対応する凹部と、該凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する貫通孔が２以上設けられた鋳型を準備する工程
２）下部フィルムに平坦な下部クラッド層を設けた下部フイルム基材を準備する工程
３）前記鋳型と前記下部フィルム基材を密着させ、下部フィルム基材を密着させた鋳型の凹部の一端にある貫通孔に、コア形成用硬化性樹脂を充填し、鋳型の凹部の他端にある貫通孔から減圧吸引してコア形成用硬化性樹脂を前記鋳型の凹部に充填する工程
４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程
５）鋳型を下部フィルム基材から剥離する工程
６）コアが形成された下部フィルム基材のコア形成面と上部フィルム基材の間にクラッド用硬化性樹脂の層を設ける工程
７）クラッド用硬化性樹脂の層を硬化させ下部フィルム基材と上部フィルム基材を貼り合わせる工程
第１の方法においては、下部フィルム又は上部フィルム基材としてクラッドの機能を果たすことが可能なフィルムを用いることにより、下部クラッド層の厚さ又は８）におけるクラッド用硬化性樹脂の層を薄くすることが可能である。
【００２２】
また、本発明の第２の高分子光導波路の製造方法は、前記第１の製造方法において、上部クラッド層をクラッド用硬化性樹脂の硬化層だけで構成し、また、クラッド用硬化性樹脂の層を硬化させる際、表面に離型層を設けた形状保持部材を前記層の上に置いて硬化させることを特徴とするものである。上部フィルム基材を設けない場合は、このように形状保持部材を用いることにより、作製される高分子光導波路が反るなどの変形が防止される。第２の製造方法は第１の製造方法をこのように変更するもので他の工程は第１の方法と共通である。
【００２３】
本発明の高分子光導波路の製造方法は、前記のごとく鋳型に、鋳型との密着性が良好なクラッド用可撓性フィルム基材を密着させると、両者を特別な手段を用いて固着させなくても（前記特許第３１５１３６４号明細書に記載のごとき固着手段）、鋳型に形成された凹部構造以外には、鋳型とクラッド用基材の間に空隙が生ずることなく、コア形成用硬化性樹脂を前記凹部のみに進入させることができることを見い出したことに基づくもので、本発明の高分子光導波路の製造方法は、製造工程が極めて単純化され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、極めて低コストで高分子光導波路を作製することを可能にする。また、本発明の高分子光導波路の製造方法は、鋳型に貫通孔を設け、鋳型凹部のコア形成用硬化性樹脂排出側を減圧吸引するので、鋳型とフイルム基材との密着性が更に向上し、気泡の混入を避けることができる。  したがって、本発明の高分子光導波路の製造方法により、損失ロスが少なく高精度であり、かつ各種機器への自由な装填を可能とするフレキシブルな高分子光導波路が低コストで得られる。さらに高分子光導波路の形状等を自由に設定することができる。そして、本発明の第１及び第２の高分子光導波路の製造方法においては、下部フィルムに表面が平坦な下部クラッド層を形成した後コアを作製するため、下部クラッドをクラッド用フィルムだけで構成していた場合に比較して格段と導波損失が小さくなる。
フレキシブルな高分子導波路（フィルム状高分子光導波路）を作製する場合には、高分子光導波路の全体の厚さを３００μｍ以下にする必要があるが、本発明の製造方法により、極めて簡便な方法で３００μｍ以下の高分子光導波路が作製可能となる。
【００２４】
以下に、本発明による高分子光導波路の製造方法を工程順に説明する。
１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層から形成され、かつ、光導波路コア凸部に対応する凹部と、該凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する貫通孔が２以上設けられた鋳型を準備する工程
鋳型の作製は、光導波路コアに対応する凸部を形成した原盤を用いて行うのが好ましいが、これに限定されるものではない。以下では、原盤を用いる方法について説明する。
＜原盤の作製＞
光導波路コアに対応する凸部を形成した原盤の作製には、従来の方法、例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に対応する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程度とさらに大きなコア部を持つ光導波路も利用される。
【００２５】
＜鋳型の作製＞
鋳型の作製の一例として、前記のようにして作製した原盤の凸部形成面に、鋳型形成用硬化性樹脂を塗布したり注型するなどの方法により鋳型形成用硬化性樹脂の層を形成した後、必要に応じ乾燥処理をし、硬化処理を行い、その後硬化樹脂層を原盤から剥離して前記凸部に対応する凹部が形成された型をとり、その型に凹部の一端及び他端にそれぞれ連通する貫通孔を形成する方法が挙げられる。前記連通孔は、例えば前記型を所定形状に打ち抜くことにより形成できる。打ち抜いた貫通孔の場合であっても、鋳型とクラッド用フィルム基材との密着性がよく、鋳型凹部以外にクラッド用フィルム基材との間に空隙が形成されないため、凹部以外にコア形成用硬化性樹脂が浸透することはない。
前記型（樹脂硬化層）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。
【００２６】
コア形成用硬化性樹脂進入側に設ける貫通孔は液（コア形成用硬化性樹脂）だめの機能を有する。また、コア形成用硬化性樹脂排出側に設ける貫通孔は、該樹脂を鋳型凹部に充填する際、鋳型凹部を減圧するための減圧吸引用に用いられる。進入側の貫通孔の形状や大きさは、貫通孔が凹部の進入端に連通しかつ液だめの機能を有していれば特に制限はない。また、排出側の貫通孔は、凹部の排出端に連通しかつ減圧吸引用に用いることができれば、その形状や大きさに特に制限はない。
【００２７】
鋳型凹部のコア形成用硬化性樹脂進入側に設けた貫通孔は液だめの機能をもっているため、その断面積が、鋳型をクラッド用フィルム基材に密着させた場合、該基材に接する側が大きく、基材から離れるに従って小さくなるようにすると、コア形成用硬化性樹脂を凹部に充填、硬化後、鋳型と基材との剥離がしやすくなる。コア形成用硬化性樹脂排出側の貫通孔には、液だめの機能を持たせる必要はないので、特にこのような断面構造を採用することを要しない。
【００２８】
また、鋳型作製の他の例として、原盤に光導波路コアに対応する凸部だけでなく貫通孔形成のための凸部（この凸部の高さは鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層の厚さより高くする）を設け、この原盤に鋳型形成用硬化性樹脂を貫通孔形成のための凸部が樹脂層を突き抜けるように塗布等し、次いで樹脂層を硬化させ、その後硬化樹脂層を原盤から剥離する方法を挙げることができる。
【００２９】
鋳型作製に用いる鋳型形成用硬化性樹脂しては、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、クラッド用フィルム基材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。
【００３０】
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、クラッド用基材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、一液型のものでもまた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また室温硬化型（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。
【００３１】
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い。
【００３２】
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。また、液状ジメチルシロキサンゴムの硬化物は、一般に屈折率が１．４３程度と低いために、これから作った鋳型は、クラッド用基材から剥離させずに、そのままクラッド層として好ましく利用することができる。この場合には、鋳型と、充填したコア形成用樹脂及びクラッド用基材とが剥がれないような工夫が必要になる。
【００３３】
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。
【００３４】
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、基材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、型取り性能や凹部形状の維持、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、０．２μｍ以下、好ましくは０．１μｍ（100nm）以下にすることが、型取り性能の点からみて好ましい。
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、以下の２）の工程において鋳型をクラッド用フィルム基材に密着させる際、位置決めが容易に行え、また、以下の３）の工程において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。
【００３５】
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、クラッド用フィルム基材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用基材とを密着させると液体の進入させ防ぐことができる。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、クラッド用基材に良く密着するため、鋳型とクラッド用基材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、さらにクラッド用基材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。
【００３６】
２）下部フィルムに平坦な下部クラッド層を設けた下部フイルム基材を準備する工程
この工程では、コア形成面を平坦な表面とするために、下部フィルムにその表面が平坦な下部クラッド層を設ける。ここで「平坦な表面」とは、触針計ではかった表面平滑度が高分子光導波路に用いる光の波長の１／２００〜１／１０であることを意味する。前記平滑度は、好ましくは高分子光導波路に用いる光の波長の１／２００〜１／２０である。
下部フィルムとしてはクラッドとしての機能を果たすものでも、そうでないものでもいずれのものも使用可能である。また、高分子光導波路には耐熱性が求められる場合があるので、そのような場合には耐熱性樹脂フィルムからなる下部フィルムを用いることが好ましい。また、下部フィルムには水による屈折率の変化と赤外域の透過損失の増大を避けるため、低吸水性樹脂を用いることが好ましい。
【００３７】
また、平坦な下部クラッド層を形成するには、下部フィルムの上にクラッド用硬化性樹脂からなる表面が平坦な層を形成し、この層を硬化させて下部クラッド層とすることが好ましい。表面が平坦な前記層を形成するには、１）下部フィルム上にクラッド用硬化性樹脂をスピンコート法、ディップコート法等で塗布する方法、２）前記の方法により塗布した後、塗布面に表面が平坦な形状保持部材（層との接触面に離型層を設けてある）を置く方法、３）前記２）の方法においてクラッド用硬化性樹脂の層の厚さを規制するためにギャップ形成部材を用いる方法、４）ギャップ形成部材を用いて下部フィルムと形状保持部材との間に所定の間隙を形成し、この間隙にクラッド用硬化性樹脂を毛細管現象等により注入する方法などが挙げられる。
前記２）ないし４）の方法においては、クラッド用硬化性樹脂の層を硬化させた後、形状保持部材を剥離する。形状保持部材の表面には離型層が設けられているため、硬化層から容易に形状保持部材を剥離することができる。
【００３８】
前記の方法において形状保持部材を用いる場合（前記２）〜４）の方法）には、反りなどの変形がない下部クラッド基材が得られる他、非常に薄い下部フィルム基材の取り扱いが容易になる。また、前記の方法においてギャップ形成部材を用いる場合（前記３）及び４）の方法）には、膜厚が一定の下部クラッド層を形成することができる。
【００３９】
下部クラッド層の厚さは、前記下部フィルムがクラッドの機能を有しているかどうかにより適宜決めればよいが、下部フィルムがクラッドの機能を有している場合には、一般的に０．１〜３０μｍ、好ましくは１〜２０μｍ程度でよい。また、下部フィルムがクラッドの機能を有していない場合には、下部クラッド層の厚さは一般的に１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍ程度でよい。
【００４０】
前記下部フィルムがクラッドの機能を有するものとしては、高分子光導波路の用途に応じ、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等を考慮して選択される。前記フィルムとしては脂環式アクリル樹脂フイルム、脂環式オレフィン樹脂フイルム、三酢酸セルロースフイルム、含フッ素樹脂フイルム等が挙げられる。フィルム基材の屈折率は、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。
【００４１】
前記脂環式アクリル樹脂フイルム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フイルム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光導波路シートの作製に適している。
前記下部フィルムがクラッドの機能を有しないものとしては、例えば、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドなど屈折率が高いフイルムも使うこと事が可能である。
また、前記下部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る。フレキシブルなフィルム状高分子光導波路、一般的には０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい。
【００４２】
前記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。また、前記クラッド用硬化性樹脂の粘度は均一な膜厚に容易に塗布できるように、１０ｍPa・ｓ〜２０００ｍPa・ｓ程度であることが好ましい。
クラッド用硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）は１０％以下であることが好ましくさらには６％以下が好ましい。体積変化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（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。
【００４３】
３）前記鋳型と前記下部フィルム基材を密着させ、下部フィルム基材に密着させた鋳型の凹部の一端にある貫通孔に、コア形成用硬化性樹脂を充填し、鋳型の凹部の他端にある貫通孔から減圧吸引してコア形成用硬化性樹脂を前記鋳型の凹部に充填する工程
この工程においては、鋳型と下部フィルム基材を密着させ、コア形成用硬化性樹脂を、該樹脂の進入部側に設けた貫通孔に充填し、該樹脂の排出部側に設けた貫通孔から減圧吸引して、鋳型と下部フィルム基材との間に形成された空隙（鋳型の凹部）に充填する。減圧吸引することにより、鋳型と下部フィルム基材との密着性が向上し、気泡の混入を避けることができる。減圧吸引は、例えば、吸引管を排出部側に設けた貫通孔に挿入し、吸引管をポンプにつなげて行われる。
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。
【００４４】
コア形成用硬化性樹脂は、毛細管現象により鋳型と下部フィルム基材との間に形成された空隙（鋳型の凹部）に充填されるため、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。したがって、前記硬化性樹脂の粘度は、１０ｍPa・ｓ〜２０００ｍPa・ｓ、望ましくは２０ｍPa・ｓ〜１０００ｍPa・ｓ、更に好ましくは３０ｍPa・ｓ〜５００ｍPa・ｓにするのが好ましい。
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、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６％以下であるのが望ましい。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。
【００４５】
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に限定されるものではない。
【００４６】
コア形成用硬化性樹脂の硬化物の屈折率は、クラッド（下部クラッド層や６）の工程におけるクラッド用硬化性樹脂の硬化物など）より大きいことが必要で、１．５０以上、好ましくは１．５３以上である。クラッド（以下の５）の工程におけるクラッド層を含む）とコアの屈折率の差は、０．０１以上である。
【００４７】
４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる工程及び、５）鋳型を下部フィルム基材から剥離する工程
これらの工程では充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させ、その後鋳型を下部フィルム基材から剥離する。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、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。
【００４８】
６）コアが形成された下部フィルム基材のコア形成面と上部フィルム基材の間にクラッド用硬化性樹脂の層を設ける工程
下部フィルム基材のコア形成面と上部フィルム基材の間にクラッド用硬化性樹脂の層を設けるには、１）コア形成面にクラッド用硬化性樹脂をスピンコート法、ディップコート法等により塗布し、この上に上部フィルム基材を置く方法、２）前記１）の方法においてクラッド用硬化性樹脂の層の厚さを規制するためにギャップ形成部材を用いる方法、３）ギャップ形成部材を用いて下部フィルム基材と上部フィルム基材の間に所定の間隙を形成し、この間隙にクラッド用硬化性樹脂を毛細管現象等により注入する方法などが挙げられる。
また、前記１）ないし４）の方法において、上部フィルム基材の上に形状保持部材を載せることにより、この工程以降のハンドリング性が容易になる（薄いフィルム状の材料が取り扱いやすい）とともに、最終的に得られる高分子光導波路、特にフィルム状の高分子光導波路の変形を防止することができる（クラッド用硬化性樹脂の硬化層の上に上部フィルム基材があるため、ない場合に比較して変形しにくいが、形状保持部材を用いることにより、一層変形が抑制される）。形状保持部材には上部フィルム基材と接触する面に離型層を設けることが好ましい（クラッド用硬化性樹脂がはみ出て形状保持部材に付着しても容易に剥離できる）。
前記の方法において、ギャップ形成部材を設ける場所に特に限定はない。
【００４９】
クラッド用硬化性樹脂としては下部クラッド層に用いるものが同様に用いられる。
前記クラッド用硬化性樹脂の硬化層の厚さは、前記上部フィルム基材がクラッドの機能を有しているかどうかにより適宜決めればよいが、上部フィルム基材がクラッドの機能を有している場合には、一般的に０．１〜３０μｍ、好ましくは１〜２０μｍ程度でよい。また、上部フィルム基材がクラッドの機能を有していない場合には、前記硬化層の厚さは一般的に１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍ程度でよい。
【００５０】
上部フィルム基材としてはクラッドとしての機能を果たすものでも、そうでないものでもいずれも使用可能であり、前記の下部フィルムに用いるものが同様に用いられる。
【００５１】
本発明の高分子光導波路において、下部クラッドと上部クラッドと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。
【００５２】
前記２）又は６）の工程において用いることができる、離型層を有する又は有しない形状保持部材は最終製品である高分子光導波路の変形を防いだり、薄いフィルム状の材料を取り扱いやすくするために用いるので、剛性が高く変形が少ない材料、例えばガラス、金属、プラスチック材料などを用いることが好ましい。プラスチック材料を用いる場合には十分な厚さを持たせることが好ましい。形状保持部材の厚さは１５０μｍ以上あることが好ましく、また、その上限は数ｃｍ程度である。
またその形状・大きさは、上部フィルム基材とほぼ同じ形状・大きさのものあるいはこれより一回り大きいものが用いられる。更に、形状保持部材を通してその下にある材料を観察できるように光透過性の形状保持部材を用いることが好ましく、さらに形状保持部材を通して紫外線照射によりクラッド用硬化性樹脂を硬化させる場合には、形状保持部材は紫外線透過性であることが必要である。
離型層に用いる離型材としてはアモルファスフッ素樹脂等のフッ素化樹脂が好ましく用いられる。例えば、旭硝子（株）のサイトップなどが均一に塗布できて好ましい。
【００５３】
また、前記２）又は６）の工程において用いることが可能なギャップ形成部材（スペーサー）には、金属、ガラスなど剛性の高いもの、例えばステンレス製の短冊状フィルム又は短冊状シートなどが用いられる。ギャップ形成部材を用いることにより、クラッド用硬化性樹脂の層が設定した膜厚に容易に形成できる。ギャップ形成部材を置く場所は、クラッド用硬化性樹脂の層厚を規制できればどこでもよい。ギャップ形成部材の厚さは作製する高分子光導波路の厚さ、用いるフィルムの厚さ、クラッド用硬化性樹脂の厚さ、置く場所などにより適宜選択される。
【００５４】
７）クラッド用硬化性樹脂の層を硬化させ下部フィルム基材と上部フィルム基材を貼り合わせる工程
クラッド用硬化性樹脂の種類に応じ適宜の手段によりこの層を硬化させて、下部フィルム基材と上部フィルム基材を貼り合わせる。
【００５５】
また、前記２）〜７）の工程においては、下部フィルム又は下部フィルム基材の下に表面が平滑で剛性が高い固定用治具を置いて各工程を行うと、薄いフィルム状の材料の取り扱いが容易になり、厚さの制御が簡単になるなどの点からみて好ましい。
【００５６】
前記のごとき工程の後、作製された高分子光導波路の両端をダイサーで切断し鏡面を形成することが好ましい。
【００５７】
また、本発明の第２の高分子光導波路の製造方法は、前記第１の製造方法において、上部クラッド層をクラッド用硬化性樹脂の硬化層だけで構成し、また、クラッド用硬化性樹脂の層を硬化させる際、表面に離型層を設けた形状保持部材を前記層の上に置いて硬化させることを特徴とするものである。
下部クラッド基材のコア形成面にクラッド用硬化性樹脂の層を設ける方法は、コア形成面にスピンコート法等によりクラッド用硬化性樹脂を塗布する方法、ギャップ形成部材を用いてコア形成面と形状保持部材の間に所定の間隔をあけて置き、両者の間にクラッド用硬化性樹脂を注入する方法などが挙げられる。
【００５８】
本発明の第１及び第２の高分子光導波路の製造方法によりフレキシブルな高分子光導波路が作製される。この高分子光導波路は、下部フィルム、上部フィルム基材、クラッド用硬化性樹脂の硬化層の厚さを適宜選択することにより、フィルム状ないしシート状のものとなるが、全体の厚さを３００μｍ以下にすると、非常にフレキシブルなフィルム状高分子光導波路となり、その適用範囲が非常に広い。
【００５９】
次に、図を用いて本発明における第１の高分子光導波路の製造方法の一例について説明する。
最初に、工程１）から工程５）までを図１を用いて説明する。
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１（Ｃ）参照）を得る。
次に、図１（Ｄ）が示すように、鋳型に下部フィルム基材を密着させる。下部フィルム基材は下部フィルム３０と下部クラッド層３１を有し、下部クラッド層３１を鋳型に密着させる。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１（Ｅ）に示されるように、下部クラッド層３１の上に光導波路コア３２が形成される。最後に貫通孔２６及び２８内で硬化した樹脂部分をダイサー等で切り落とす。
【００６０】
次に、図２に前記６）の工程を示す。図２中、３０は下部フィルムを、３１は下部クラッド層を、３２はコアを、４０はクラッド用硬化性樹脂の層を、５０は上部フィルム基材をそれぞれ示す。また、６０は表面に離型層（図示せず）を有する形状保持部材を、７０はギャップ形成部材を、８０は固定用治具をそれぞれ示す。ギャップ形成部材は、図示するように固定用治具８０と形状保持部材６０の間に置いても、上部フィルム基材５０と固定用治具８０の間に置いてもよい。
この状態でクラッド用硬化性樹脂を硬化させ、上部クラッド層を形成し、その後形状保持部材を上部フィルム基材から剥離すると、高分子光導波路１００が得られる。高分子光導波路１００は、クラッド用硬化性樹脂の硬化層（４０＋３１）の中に埋め込まれたコア３２を有し、硬化層を下部フィルム３０と上部フィルム基材５０が挟んだ構造となっている。
【００６１】
また、図３に本発明の第２の製造方法における６）の工程を示す。図２と同じ符号で示すものは同じものを意味する。第２の製造方法は、第１の製造方法とは上部フィルム基材が用いられていない点、また、クラッド用硬化性樹脂の層がより厚く形成されている点において異なっている。
この状態でクラッド用硬化性樹脂を硬化させ、その後形状保持部材６０を硬化層から剥離すると、高分子光導波路１００が得られる。
【００６２】
本発明の高分子光導波路の製造方法において、特に、鋳型形成用硬化性樹脂として硬化してゴム状になる液状シリコーンゴム、中でも液状ジメチルシロキサンゴムを用い、クラッド用フィルム基材として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を用いる組み合わせは、両者の密着性が特に高く、また、鋳型凹部構造の変形がなく、さらに凹部構造の断面積が極めて小さくても（たとえば１０×１０μｍの矩形）毛細管現象により素早く凹部に硬化性樹脂を充填することができる。
【実施例】
【００６３】
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
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、８本の、断面が正方形の凸部（幅：５０μｍ、高さ：５０μｍ、長さ：８０ｍｍ）を形成した。凸部と凸部の間隔は２５０μｍとした。次に、これを１２０℃でポストベークして、高分子光導波路作製用原盤を作製した。
次に、この原盤に離型剤を塗布した後、熱硬化性液状ジメチルシロキサンゴム（ダウ・コウニングアジア社製：ＳＹＬＧＡＲＤ１８４、粘度５０００ｍPa．ｓ）及びその硬化剤を混合したものを流し込み、１２０℃で３０分間加熱して硬化させた後、剥離して、断面が矩形の前記凸部に対応する凹部を持った型（型の厚さ：５ｍｍ）を作製した。
さらに、平面形状が円形で鋳型厚さ方向の断面形状がテーパー状の貫通孔を、凹部の一端及び他端において、凹部と連通するように、打ち抜きにより形成して鋳型を作製した。鋳型のコア形成用硬化性樹脂が進入する側の貫通孔は、鋳型がクラッド用フィルム基材に接する面においては直径を４ｍｍ、鋳型の反対側の面においては直径を３．５ｍｍとした。
鋳型は表面エネルギーが２２ｄｙｎ／ｃｍ、シェアゴム硬度が６０、表面粗さが10nm以下、紫外線透過率８０％以上であり、また、透明で下のものがよく観察できた。
【００６４】
次に、膜厚１００μｍのポリエーテルサルフォン（PES）フイルム（下部フィルム）に、波長172nmのエキシマ光（光強度：１０ｍW/cm2）を５分間照射して、表面処理した。ガラス製の固定用治具の上に、前記処理後の下部フィルムを置き、その処理面にクラッド用紫外線硬化性樹脂（屈折率：１．５１）をスピンコート法により塗布した。この後、紫外線を照射し硬化させて、膜厚２２μｍの下部クラッド層が形成された下部フィルム基材を作製した。（以下の工程はすべて前記固定用治具の上で行った。）
【００６５】
次に、前記鋳型の凹部形成面と下部フィルム基材の下部クラッド層とを密着させた後、鋳型の進入側貫通孔に、粘度が６００ｍPa・ｓの紫外線硬化性樹脂を数滴落とし、排出側（減圧吸引側）貫通孔から減圧吸引したところ、１０分で前記凹部に紫外線硬化性樹脂が充填された。次いで、５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光を鋳型の上部から１０分間照射して紫外線硬化させた。鋳型をPESフイルムから剥離したところ、前記原盤凸部と同じ形状のコアが形成された。コアの屈折率は１．５５であった。
【００６６】
次に、下部クラッド層を形成したのと同じ材料であるクラッド用紫外線硬化性樹脂を、下部フィルム基材のコア形成面にディスペンサーで塗布した。（塗布厚は、以下のようにクラッド用紫外線硬化性樹脂の表面にPESフイルムを載せ、更にスぺーサーの上にガラス板を置いた場合、PESフイルムとガラス板の間に間隙が生じないような厚さとした。）
前記クラッド用紫外線硬化性樹脂の塗布面にエキシマ光で表面処理した膜厚１００μｍのPESフイルムを載せた。次に、固定用治具の表面に厚さ３００μｍの金属製スぺーサー（ギャップ形成部材）を置き、スぺーサーの上に、サイトップ（旭硝子（株）製フッ素樹脂）を０．２μｍ被覆したガラス板（形状保持部材）を載せた。ガラス板を通して５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光を１０分間照射して硬化させた。全体の厚さが３００μｍのフレキシブルなフィルム状の高分子光導波路が得られた。
次に、Ｓｉ用のブレードを備えたダイシングソーを使って、この高分子光導波路をコアの長手方向に対し直角に切断し、鏡面を持ったコアを露出させ、光の入出力部とした。
得られた高分子導波路の伝搬損失は0.06dB/cmであった。
【００６７】
実施例２
PESフイルムの代わりに、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）フイルムを使ったこと以外は実施例１と同じようにしてフレキシブルな高分子光導波路を作製した。
得られた高分子導波路の伝搬損失は0.06dB/cmであった。
【００６８】
実施例３
PESフイルムの代わりに、アートンフイルムを使ったこと以外は実施例１と同じように
してフレキシブルな高分子光導波路を作製した。
得られた高分子導波路の伝搬損失は0.06dB/cmであった。
【００６９】
実施例４
実施例１において用いた下部フィルム及び上部フィルム基材であるPESフイルムを、厚さ５０μｍのPESフイルムに変更し、かつ、厚さが２００μｍの金属製スペーサーを用いる他は同様にして、全体の厚さが２００μｍのフィルム状高分子光導波路を作製した。
得られた高分子導波路の伝搬損失は0.06dB/cmであった。
【００７０】
実施例５
実施例１において用いた下部フィルムを厚さ100μｍのアートンフイルムに変更する他は、実施例１と同様にして下部クラッド層の上にコアを形成した。次に、コア形成面に、硬化後の屈折率がアートンフイルムと同じ１．５１であるクラッド用紫外線硬化性樹脂をディスペンサーで塗布した。（塗布厚は、以下のようにガラス板をスぺーサーの上に置いた場合、紫外線硬化性樹脂の塗布層表面とガラス板の間に間隙が生じないような厚さとした。）
次に、固定用治具の表面に厚さ２００μｍの金属製スぺーサー（ギャップ形成部材）を置き、スぺーサーの上に、サイトップ（旭硝子（株）製フッ素樹脂）を０．２μｍ被覆したガラス板（形状保持部材）を載せた。ガラス板を通して５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ光を１０分間照射して硬化させた。全体の厚さが２００μｍのフレキシブルなフィルム状の高分子光導波路が得られた。
次に、Ｓｉ用のブレードを備えたダイシングソーを使って、この高分子光導波路フィルムを、コアの長手方向に対し直角に切断し、鏡面を持ったコアを露出させ、光の入出力部とした。
得られた高分子導波路の伝搬損失は0.08dB/cmであった。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１及び第２の高分子光導波路の製造方法における１）から５）までの工程を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の製造方法における６）及び７）の工程を示す概念図である。
【図３】本発明の第２の製造方法における６）から８）までの工程を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０    原型
１２    光導波路コアに対応する凸部
２０    鋳型
３０    下部フィルム
３１    下部クラッド層
３２    コア
４０    クラッド用硬化性樹脂の層
５０    上部フィルム基材
６０    形状保持部材
７０    ギャップ形成部材
８０    固定用治具
１００  高分子光導波路
【図１】
2005202231.tif 000003
【図２】
2005202231.tif 000004
【図３】
2005202231.tif 000005