(57)【要約】【課題】光学素子と光導波路基板との間の空間ギャップを少なくし、ミラー部から反射された光信号の広がりを押さえ低損失で信号伝搬可能であり、かつミラー部上の透明樹脂を小型に形成できる光導波路の製造方法を提供すること。【解決手段】（Ａ）少なくとも１つの開口部を有する基板の両面に、透明樹脂を用いて透明樹脂層Ａ及びＢを形成し、かつ該開口部を該透明樹脂で充填する工程、（Ｂ）該開口部中の少なくとも一部の透明樹脂を硬化する工程、（Ｃ）該透明樹脂層Ａ及びＢの少なくとも一方の面にクラッド層及びコア層からなる光導波路を形成する工程、（Ｄ）該コア層にミラー部を形成する工程、を有する光導波路の製造方法である。【選択図】図１
2013142826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）少なくとも１つの開口部を有する基板の両面に、透明樹脂を用いて透明樹脂層Ａ及びＢを形成し、かつ該開口部を該透明樹脂で充填する工程、（Ｂ）該開口部中の少なくとも一部の透明樹脂を硬化する工程、（Ｃ）該透明樹脂層Ａ及びＢの少なくとも一方の面にクラッド層及びコア層からなる光導波路を形成する工程、（Ｄ）該コア層にミラー部を形成する工程、を有する光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ａ）において、前記基板の両面の透明樹脂層Ａ及びＢを同時に形成する請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記工程（Ｂ）において、前記開口部中の少なくとも一部の透明樹脂と、前記基板両面上に形成された透明樹脂層Ａ及びＢの少なくとも一部を硬化する請求項１又は２に記載の光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記工程（Ｂ）において、前記透明樹脂が感光性の透明樹脂であって、露光及び現像することによって透明樹脂層Ａ及びＢの少なくとも一方をパターン化する請求項１〜３のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記工程（Ｃ）が、下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を順次形成する工程である請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記クラッド層及びコア層の少なくとも一つが、前記透明樹脂により形成される請求項１〜５のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記工程（Ｄ）において、前記開口部の直上部にミラー部を形成する請求項１〜６のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項８】
前記基板が電気配線板であり、前記工程（Ａ）において、透明樹脂を該電気配線保護用の電気配線保護層とする請求項１〜７のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法によって製造される光導波路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路の製造方法に関し、特にミラー付き光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報容量の増大に伴い、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。特に、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるための光伝送路としては、光ファイバに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路を用いることが望ましく、中でも、加工性や経済性に優れたポリマー材料を用いた光導波路が有望である。
【０００３】
このような光導波路としては、例えば、特許文献１に記載されているように、まず、下部クラッド層を硬化形成した後に、下部クラッド層上にコアパターンを形成し、上部クラッド層を積層し、光導波路を形成する。その後、切削加工によってミラー部を形成した光導波路が提案されている。
このような光導波路の場合、ミラー部によって光路変換された光信号が、基板を通過するため、該基板は光信号に対して透過率の高い材料である必要がある。さらには、基板と光学素子との間に空間がある場合には、ミラー部によって光路変換された光信号のスポット径が、大きくなり、伝搬損失の悪化につながっていた。
【０００４】
また、基板と光学素子との間に空間を低減させた光導波路としては、例えば、特許文献２に記載のように、コアの途上または端部に開口する穴部を設け、該穴部に光路変換部品を挿入したミラー付き光導波路が提案されている。
しかし、このような光導波路の場合、光路変換部品を各光導波路の光路変換部ごとに挿入する必要があるため、作業が煩雑であり、また、基板平面方向及び基板垂直方向の位置合わせをする必要があるため高精度な位置合わせが必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０１１２１０
【特許文献２】特開２００５−７０１４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、光学素子と光導波路基板との間の空間ギャップを少なくし、ミラー部から反射された光信号の広がりを押さえ低損失で信号伝搬可能であり、かつミラー部上の透明樹脂を小型に形成できる光導波路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】
【０００７】
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意研究した結果、開口部を有する基板の両面に透明樹脂層を設け、該開口部を両透明樹脂層によって充填し、該充填された透明樹脂を硬化することで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見にもとづいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）（Ａ）少なくとも１つの開口部を有する基板の両面に、透明樹脂を用いて透明樹脂層Ａ及びＢを形成し、かつ該開口部を該透明樹脂で充填する工程、（Ｂ）該開口部中の少なくとも一部の透明樹脂を硬化する工程、（Ｃ）該透明樹脂層Ａ及びＢの少なくとも一方の面にクラッド層及びコア層からなる光導波路を形成する工程、（Ｄ）該コア層にミラー部を形成する工程、を有する光導波路の製造方法、
（２）前記工程（Ａ）において、前記基板の両面の透明樹脂層Ａ及びＢを同時に形成する上記（１）に記載の光導波路の製造方法、
（３）前記工程（Ｂ）において、前記開口部中の少なくとも一部の透明樹脂と、前記基板両面上に形成された透明樹脂層Ａ及びＢの少なくとも一部を硬化する上記（１）又は（２）に記載の光導波路の製造方法、
（４）前記工程（Ｂ）において、前記透明樹脂が感光性の透明樹脂であって、露光及び現像することによって、透明樹脂層Ａ及びＢの少なくとも一方をパターン化する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の光導波路の製造方法、
（５）前記工程（Ｃ）が、下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を順次形成する工程である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の光導波路の製造方法、
（６）前記クラッド層及びコア層の少なくとも一つが、前記透明樹脂により形成される上記（１）〜（５）のいずれかに記載の光導波路の製造方法、
（７）前記工程（Ｄ）において、前記開口部の直上部にミラー部を形成する上記（１）〜（６）のいずれかに記載の光導波路の製造方法、
（８）前記基板が電気配線板であり、前記工程（Ａ）において、透明樹脂を該電気配線保護用の電気配線保護層とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の光導波路の製造方法、
（９）上記（１）〜（８）のいずれかに記載の方法によって製造される光導波路。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板によらず光信号の伝達が可能で、かつ光学素子と光導波路基板との間の空間ギャップが小さいため、ミラー部から反射された光信号の広がりを押さえ低損失で信号伝搬が可能である。また、基板の表裏の透明樹脂が開口部で接続されているため、透明樹脂層の基板に対する優れた接着強度が得られ、さらにミラー部上の透明樹脂（以下、「柱状透明部材」と称する場合がある。）の強度を高めることができ、該柱状透明部材を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の光導波路の製造方法の一例を説明する図である。
【図２】本発明の製造方法により得られる光導波路の一例を説明する図である。
【図３】本発明の製造方法により得られる光導波路の他の一例を説明する図である。
【図４】本発明の製造方法により得られる光導波路の他の一例を説明する図である。
【図５】本発明の製造方法により得られる光導波路の他の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の製造方法は、次の工程（Ａ）〜（Ｄ）により構成される。
（Ａ）少なくとも１つの開口部を有する基板の両面に、透明樹脂を用いて透明樹脂層Ａ及びＢを形成し、かつ該開口部を該透明樹脂で充填する工程、
（Ｂ）該開口部中の少なくとも一部の透明樹脂を硬化する工程、
（Ｃ）該透明樹脂層Ａ及びＢの少なくとも一方の面にクラッド層及びコア層からなる光導波路を形成する工程、
（Ｄ）該コア層にミラー部を形成する工程である。
各工程について、以下、図１を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１１】
工程（Ａ）
工程（Ａ）は、図１（ａ）に示されるように、少なくとも１つの開口部２を有する基板１の両面に、透明樹脂を用いて透明樹脂層Ａ（図１の記号３）及び透明樹脂層Ｂ（図１の記号４）を形成し、かつ該開口部２を該透明樹脂で充填する工程である。
透明樹脂層Ａ及び透明樹脂層Ｂを基板１に積層する方法については、特に制限はないが、透明樹脂が液状の場合は、基板１に常法によって塗布すれば良い。また、透明樹脂がフィルム状の場合は、ロールラミネータ、真空加圧ラミネータ、プレス、真空プレス等の各種方法を用いれば良い。積層する順番については特に限定はなく、（ａ）透明樹脂を基板１の一方の面に積層して透明樹脂層Ａを形成した後に、透明樹脂を基板１の他方の面に積層して透明樹脂層Ｂを形成しても良いし、（ｂ）透明樹脂を基板１の一方の面に積層して透明樹脂層Ｂを形成した後に、透明樹脂を基板１の他方の面に積層して透明樹脂層Ａを形成しても良いし、（ｃ）透明樹脂を基材１の両面に同時に積層して透明樹脂層Ａ及び透明樹脂層Ｂを形成しても良い。
（ａ）の場合、透明樹脂層Ａと透明樹脂層Ｂとの境界面は、透明樹脂層Ｂ形成面側の基板１の表面付近となり、（ｂ）の場合、透明樹脂層Ａと透明樹脂層Ｂとの境界面は、透明樹脂層Ａ形成面側の基板１表面付近となり、（ｃ）の場合、透明樹脂層Ａと透明樹脂層Ｂとの境界面は、開口部５の基板１の厚み方向の中心付近となる。（ｃ）の場合、透明樹脂層Ａ及び透明樹脂層Ｂのそれぞれの樹脂表面の平坦性を確保しやすいため特に好ましい。
また、本発明の方法では、工程（Ａ）において、開口部２を該透明樹脂で充填しており、開口部２内で、透明樹脂層Ａ及び透明樹脂層Ｂが接合しているため、基材と透明樹脂層の接着強度を高く維持することができ、後のパターン化の工程（現像等）において透明樹脂層が剥離することがない。さらには、露光・現像等の方法により、図１（ｃ）〜（ｅ）に示されるような、小型化した柱状透明部材５を開口部２上に設けた場合であっても、十分な強度があり、後のパターン化の工程（現像等）において柱状透明部材５が剥離することなく形成できる。
【００１２】
工程（Ｂ）
本発明の工程（Ｂ）は開口部２中の少なくとも一部の透明樹脂を硬化する工程である。
透明樹脂を硬化する方法としては、特に限定はなく、熱硬化でも光硬化でも、光と熱の併用でも良い。これらのうち、透明樹脂として感光性の樹脂を用い、光硬化する方法が好ましい。透明樹脂が光硬化性である場合、開口部２中の少なくとも一部の透明樹脂を硬化するためには、パターン露光すればよく、露光方向は、透明樹脂層Ａ側からでも、透明樹脂層Ｂ側からでも、両面側からでも良い。いずれにせよ、開口部中で透明樹脂層Ａと透明樹脂層Ｂとを同時に硬化することができる。
【００１３】
また、光硬化の場合、透明樹脂層Ａ側から透明樹脂層Ｂを露光すると、基板１を遮光部として開口部５を輪郭とした透明樹脂硬化部４０２と基板１上の透明樹脂未硬化部４０１を形成できる（図１（ｂ）参照）。したがって、露光後、現像することで容易に透明樹脂層Ｂをパターン化することができる（図１（ｃ）参照）。
また、当該工程（Ｂ）において、開口部中の少なくとも一部の透明樹脂を硬化するのと同時に、基板１の両面に設けられた透明樹脂層Ａ及びＢの少なくとも一部を硬化することは、生産性の点から好ましい。
【００１４】
工程（Ｃ）
本発明の工程（Ｃ）は、透明樹脂層Ａ及びＢの少なくとも一方の面にクラッド層及びコア層からなる光導波路を形成する工程である。
当該工程では、透明樹脂層Ａ上に、下部クラッド層６、コア層７、上部クラッド層８を順次形成しても良いし、クラッド層及びコア層からなる光導波路をあらかじめ作製しておいて、基板１に貼り合せても良い。
順次形成する場合の各層の形成方法としては特に限定はなく、液状のクラッド層形成用樹脂組成物又はコア層形成用樹脂組成物をスピンコート等で塗布しても良いし、フィルム形状のクラッド層形成用樹脂組成物又はコア層形成用樹脂組成物を、ロールラミネータ、真空ラミネータ、プレス、真空プレス等の方法でラミネートしても良い。
図１に示す態様では、透明樹脂層Ｂを露光・現像によりパターン化しているが、透明樹脂層Ｂをパターン化することなく、硬化させることができ、図５に示す光導波路を得ることもできる。この場合には、透明樹脂層Ｂ上にも透明樹脂層Ａと同様に光導波路を設けることができる。
【００１５】
本発明では、透明樹脂層Ａと下部クラッド層６を兼用することができ、その場合には、透明樹脂層Ａの上に、上述の方法を用いてコア層７及び上部クラッド層８を順次形成すればよい。また、本発明では、透明樹脂層Ａとコア層７を兼用することができ、その場合には、透明樹脂層Ａ上に上部クラッド層８を形成すればよい。
【００１６】
工程（Ｄ）
本発明の工程（Ｄ）はコア層にミラー部を形成する工程である。
ミラー部９の形成方法としては、公知の方法を適用することができる。例えば、コア層７形成面側から、ダイシングソー等を用いて、コア層７を切削することにより形成することができる。形成するミラー部９は、４５°であることが好ましい。
また、ミラー部に蒸着装置を用いて、金等の金属を蒸着し、反射金属層を備えたミラー部としても良い。本工程（Ｄ）は、前述の工程（Ｃ）において、コア層を積層した後の工程、すなわち、コア層を形成する工程と上部クラッド層を形成する工程の間に行っても良い。
ミラー部９は、基板平面に対して並行方向に設置したコア層を伝搬した光信号を基板垂直方向に光路変換する構造であれば特に限定はなく、４５°に切り欠きを形成した空気反射ミラーであっても良いし、切り欠き部に反射金属層を形成した金属反射ミラーであっても良い。
【００１７】
次に、本発明の製造方法において用いる部材、材料等について説明する。
（基板）
基板１の材質としては、特に制限はなく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、電気配線板などが挙げられる。
後に詳述する透明樹脂層Ａ及びＢを異なるパターンで露光硬化するために、透明樹脂層Ａと透明樹脂層Ｂを光硬化するための活性光線に対して、遮光効果があることが肝要である。例えば、透明樹脂を光硬化するための活性光線が紫外光であれば、金属基板や紫外光を透過しないプラスチック基板やガラスエポキシ樹脂基板などが好適に挙げられる。
また、透明樹脂と接着力が少ない基板を用いる際には、接着層付きの基板を用いても良い。このときの接着層は、開口部２にかからないように基板に設置すれば良い。なお、透明樹脂層Ａと透明樹脂層Ｂが異なる波長の活性光線で硬化する場合は、透明な基板でも良い。
基板１の厚みは、両面の透明樹脂で開口部を埋められる厚さであれば特に制限はなく、厚みが薄いほうが、ミラー部にて反射された光信号の広がる前に受光素子や光ファイバ等で受光できるため好ましい。以上の観点から、基板の厚みは５μｍ〜１ｍｍであることが好ましく、作業性の観点から１０μｍ〜１００μｍであることがさらに好ましい。
本発明における該基板１は１つ以上の開口部２を有するが、他のデバイスとの接合を考慮すると、２つ以上の開口部を有することが好ましい。
【００１８】
（開口部）
開口部２としては、基板１に穴があけられていれば良く、例えば、ドリル加工や、レーザ加工によって好適に形成することができる。また、開口部の側面に各種金属を蒸着、スパッタ、めっき等によって形成した金属層付きスルーホールであっても良い。
開口部２の開口形状としては、特に限定はなく、円状、楕円状、多角形状等の開口部であれば良い。また、側壁は垂直に形成された柱状でも、テーパ状に形成された錐台形状でも良い。
開口部の大きさとしては、光伝搬損失に影響のない範囲であれば良く、基板表面側からミラー部を見たときに、該ミラー部が開口部内に位置される大きさであることが好ましい。具体的には、ミラー部の大きさが５０μｍ×５０μｍの大きさで、開口部が円状の場合、該開口部にミラー部が内接する大きさの円である直径５０√２μｍ以上であるのが好ましい。
【００１９】
（透明樹脂）
本発明で用いる透明樹脂としては、用いる光信号に対して透明であれば特に制限はなく、後述するクラッド層形成用樹脂やコア層形成用樹脂を用いることができる。形状としては、液状でもフィルム状でも良いが、膜厚を制御したい場合にはフィルム状であることが好ましい。
また、当該透明樹脂により形成される透明樹脂層Ａ及びＢは、下部クラッド層６やコア層７と兼用しても良い。下部クラッド層６を透明樹脂と兼用する場合には、基板１と接着力のある下部クラッド層６を用いれば良く、コア層７と透明樹脂を兼用する場合には、下部クラッド層６をパターン化し、開口部２の少なくとも一部に開口を設けた状態を維持しておき、その後コア層７を形成することで得ることができる。
【００２０】
（下部クラッド層及び上部クラッド層）
下部クラッド層６及び上部クラッド層８としては、クラッド層形成用樹脂組成物又はクラッド層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
本発明で用いるクラッド層形成用樹脂組成物としては、コア層７より低屈折率で、光又は熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。クラッド層形成用樹脂に用いる樹脂組成物は、下部クラッド層６及び上部クラッド層８において、該樹脂組成物に含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、該樹脂組成物の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。またクラッド層形成用樹脂組成物を透明樹脂として用い、露光によってパターン化する場合には、感光性樹脂組成物であり、活性光線によりパターンを形成し得るものを用いることが肝要である。
【００２１】
本発明においては、クラッド層の形成方法は特に限定されず、上述のように、クラッド層形成用樹脂組成物の塗布又はクラッド層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すれば良い。
ここで、ラミネートに用いるクラッド層形成用樹脂フィルムは、例えば、クラッド層形成用樹脂組成物を溶媒に溶解して、キャリアフィルムに塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。
【００２２】
下部クラッド層６及び上部クラッド層８の厚さに関しては、特に限定するものではないが、乾燥後の厚さで、５〜５００μｍの範囲が好ましい。５μｍ以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、５００μｍ以下であると、膜厚を均一に制御することが容易である。以上の観点から、下部クラッド層６及び上部クラッド層８の厚さは、さらに１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
【００２３】
（コア層）
以下、本発明の製造方法におけるコア層７について説明する。コア層７としては、コア層形成用樹脂又はコア層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
コア層形成用樹脂は、クラッド層６及び８より高屈折率であるように設計され、活性光線によりコアパターンを形成し得るものを用いることが好ましい。パターン化する前のコア層の形成方法は限定されず、前記コア層形成用樹脂組成物を常法により塗布する方法等が挙げられる。
【００２４】
コア層形成用樹脂フィルムの厚さについては特に限定されず、乾燥後のコア層の厚さが、通常は１０〜１００μｍとなるように調整される。該フィルムの仕上がり後のコア層７の厚さが１０μｍ以上であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、１００μｍ以下であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚さは、さらに３０〜９０μｍの範囲であることが好ましく、該厚みを得るために適宜フィルム厚みを調整すれば良い。
【００２５】
（電気配線及び電気配線保護層）
本発明の製造方法により製造される光導波路は、コア形成面側と反対の面に各種光学素子を実装することができ、例えば図４に示すように、電気配線１０を備えた電気配線板付き光導波路の態様も考えられる。透明樹脂層Ｂは、用いる光信号に対して透明であり、活性光線によりパターンを形成し得るものであるが、電気配線保護層１１として使用可能であれば、前述の電気配線１０を保護する電気配線保護層１１として用いることもできる。すなわち、透明樹脂層Ｂと電気配線保護層１１が兼用される態様である。このような態様の場合に、開口部２に充填された透明樹脂と電気配線保護層１１をパターン化する工程は同一工程で行っても別工程で行っても良い。
【００２６】
（電気配線保護層の形成工程）
以下、透明樹脂層Ｂを電気配線保護層としてパターン化する工程について説明する。
透明樹脂層Ｂが、電気配線保護用の感光性樹脂組成物であり、透明樹脂層Ｂ形成面側の基板表面に電気配線１０が設けられている場合、透明樹脂層Ｂ形成後に、パターン露光し、透明樹脂硬化部４０２からなる電気配線保護層１１を形成できる。このとき、開口部２の透明樹脂層Ｂのパターン露光と、電気配線保護層１１のパターン露光とを同時に行い、透明樹脂未硬化部４０１をエッチング除去することによって、パターン化された開口部上の透明樹脂層Ｂ及び電気配線保護層１１を同時にパターン露光し、エッチングすることで形成できる。開口部２の透明樹脂層Ｂのパターン露光を透明樹脂層Ａ側から行う場合には、透明樹脂層Ｂ形成後に電気配線保護層１１のパターン露光のみを行い、エッチングすることで開口部のパターン化と電気配線保護層１１のパターン化を行える。
【００２７】
（本発明の製造方法により得られる光導波路）
本発明の製造方法により得られる光導波路は、図１（ｅ）に示すような、基板１の少なくとも１箇所に開口部２を有し、該基板１の一方の面に透明樹脂層Ａ、下部クラッド層６、コア層７、上部クラッド層８が順次形成され、開口部２の直上部にミラー部９を有する光導波路であって、コア層形成面と反対面の、基板１表面に硬化した透明樹脂層Ｂ（図５に示すようにパターン化してもしなくてもよい）を有するミラー付き光導波路が挙げられる。また、図２に示すように、図１（ｅ）において、透明樹脂層Ａと下部クラッド層６とが兼用されたミラー付き光導波路や、図３のように、透明樹脂層Ａの一部（開口部２の周囲）として下部クラッド層６を用い、同じく透明樹脂層Ａの一部（開口部２の中心）としてコア層７を用いたミラー付き光導波路も本発明の光導波路である。また、図４のように、電気配線を備えた電気配線板付き光導波路も包含される。
ここで、開口部２の直上部とは、コアパターンからミラーにより基板垂直方向へ光路変換される光信号において、又は、基板垂直方向からミラーによりコアパターンへ光路変換される光信号において、光信号が開口部を通過する際に、開口部周囲の基板が光信号に干渉し光損失として悪影響を与えることのないように、ミラーと開口部のそれぞれの大きさ及び位置関係であることをいう。
【００２８】
本発明の製造方法により得られる光導波路は、開口部２を光信号が透過するため、基板１の種類（光信号の透過率）によらず良好な光通信が行えるという利点がある。
仮に、基板１の透明性が高い場合であっても、基板は通常、透明樹脂、下部クラッド層、コア層よりも高い屈折率を持つので、光信号が該基板を透過する場合には、空気と基板間の屈折率差によってフレネル損失が発生する。これに対して、本発明の製造方法により得られる光導波路は、基板１よりも低屈折率の透明樹脂が開口部２に充填されており、該透明樹脂内を光が伝搬していくので、該フレネル損失を低減することができる。
【００２９】
さらに、透明樹脂層Ｂを基板１上に凸上に形成することにより、基板１に設置される光学素子と光導波路との間の空間ギャップを少なくすることができるので、ミラー部から反射された光信号の広がりを押さえ低損失で信号伝搬が可能となる。
なお、透明樹脂層Ａと透明樹脂層Ｂとは同一の樹脂組成物でも異なる樹脂組成物でもよいが、同一の樹脂組成物を用いることで、透明樹脂層Ａと透明樹脂層Ｂとの高い接着性が得られる。また、硬化する前に、開口部２内で透明樹脂層Ａと透明樹脂層Ｂとを接合させる必要がある。透明樹脂は、ワニス状でもフィルム状でも良いが、接合の観点からは、ワニス状が好ましく、透明樹脂層Ｂ
の高さ制御を容易とするとの観点からは、フィルム状の透明樹脂を用いることが好ましい。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
実施例１
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
［（A）ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部、及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌し、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマー（A−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
【００３１】
[重量平均分子量の測定］
（A−１）の重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（東ソー（株）製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、及び「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．９×１０4であった。なお、カラムは日立化成工業（株）製「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
［酸価の測定］
Ａ−１の酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価はＡ−１溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
【００３２】
［クラッド層形成用樹脂ワニスの調合］
（Ａ）ベースポリマーとして、前記Ａ−１溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「Ｕ−２００ＡＸ」）３３質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「ＵＡ−４２００」）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（住化バイエルウレタン（株）製「スミジュールＢＬ３１７５」）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（チバ・ジャパン（株）製「イルガキュア２９５９」）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・ジャパン（株）製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を攪拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（アドバンテック東洋（株）製「ＰＦ０２０」）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂組成物を、支持フィルムであるＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製「コスモシャインＡ４１００」、厚み５０μｍ）の非処理面上に、前記塗工機を用いて塗布し、塗工機（マルチコーターＴＭ−ＭＣ、（株）ヒラノテクシード製）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製「ピューレックスＡ３１」、厚み２５μｍ）を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用した下部クラッド層６、透明樹脂層Ａ、透明樹脂層Ｂの厚みに付いては、実施例中に記載する。また、下部クラッド層６、透明樹脂層Ａ、透明樹脂層Ｂの硬化後の膜厚と塗工後の膜厚は同一であった。本実施例で用いた上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚についても実施例中に記載する。実施例中に記載する上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００３３】
［コア層形成用樹脂フィルムの作製］
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成（株）製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業（株）製）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業（株）製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上記製造例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスＢを調合した。その後、上記製造例と同様の方法及び条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスＢを、支持フィルムであるＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績（株）製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム（株）、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用したコア層形成用樹脂フィルム厚みに付いては、実施例中に記載する。実施例中に記載するコア層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗工後の膜厚とする。
【００３４】
［開口部付き基板の作製］
基板１として１５０ｍｍ×１５０ｍｍのポリイミドフィルム（（ポリイミド；ユーピレックスＲＮ（宇部日東化成製）、厚み；２５μｍに、ドリル加工にて直径１５０μｍの開口部を２箇所（開口部中心間距離；１００ｍｍ）形成し、開口部２付き基板１を得た。
【００３５】
［透明樹脂層Ｂのパターン形成・硬化工程］
上記で得られた１０μｍ厚みのクラッド層形成用樹脂フィルムを透明樹脂層Ａとして、上記で得られた２５μｍ厚みのクラッド層形成用樹脂フィルムを透明樹脂層Ｂとして、保護フィルムを剥離後、上記で得られた開口部２付き基板１の両面に、真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Pａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした（図１（ａ）参照）。
【００３６】
次いで、紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて透明樹脂層Ｂ側から基板１の開口部２と同一形状の開口部を持つネガ型フォトマスクを介して支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３００ｍＪ／ｃｍ2照射し、透明樹脂層Ａ側から上記の露光機にて、支持フィルムを通して紫外線（波長３６５ｎｍ）を３００ｍＪ／ｃｍ2照射して全面露光を行い、透明樹脂硬化部４０２と透明樹脂未硬化部４０１を形成した（図１（ｂ）参照）。その後、両面の支持フィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて、透明樹脂未硬化部４０１をエッチングにより除去した。続いて、水洗浄し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、柱状の透明樹脂部材５を形成した（図１（ｃ）参照）。
【００３７】
上記で得られた基板の透明樹脂層Ａ上に、上記で得られた１５μｍ厚みのクラッド層形成用樹脂フィルムを下部クラッド層６として、保護フィルムを剥離後、上記で得られた開口部２付き基板１の両面に、真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Pａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、上記紫外線露光機を用いて、下部クラッド層６の支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３．０Ｊ／ｃｍ2照射し、支持フィルムを剥離後、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、下部クラッド層６を形成した。
【００３８】
次いで、上記で形成した下部クラッド層６上に、上記で得られた５０μｍ厚みのコア層形成用樹脂フィルムをコア層７として、保護フィルを剥離した後に、ロールラミネータ（日立化成テクノプラント（株）製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件でラミネートし、次いで上記の真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Pａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着した。
【００３９】
続いて、その後、コアパターン幅５０μｍの開口部を有するネガ型フォトマスクを、該コアパターンが、開口部上に形成されるように位置合わせし、上記紫外線露光機を用いて、支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．８Ｊ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、支持フィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、コアパターンをエッチングした。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、コアパターンを形成した。
【００４０】
得られたコアパターン上から、上記で得られた５５μｍ厚みのクラッド層形成用樹脂フィルムを下部クラッド層６として、保護フィルムを剥離後、真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Pａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、上記紫外線露光機を用いて、下部クラッド層６の支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３．０Ｊ／ｃｍ2照射し、支持フィルムを剥離後、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、光導波路を形成した（図１（ｄ）参照）。
【００４１】
（ミラー部の形成）
得られた光導波路の上部クラッド層８側からダイシングソー（ＤＡＣ５５２、（株）ディスコ社製）を用いて４５°のミラー部９を開口部２上に形成した（図１（ｅ）参照）。これにより、基板１表面から２５μｍ突出した柱状透明樹脂部材５を有するミラー付き光導波路を得た。
【００４２】
（ミラー部の光損失の測定）
得られたミラー付き光導波路のミラー部から光ファイバＡ（ＧＩ５０、ＮＡ＝０．２）を用いて８５０ｎｍの光信号を入射し、コアパターンを透過して別のミラー部から出力された光信号を、光ファイバＢ（ＧＩ５０、ＮＡ＝０．２）を用いて受光した時の光損失（Ａ）を測定した。このとき、基板１表面と光ファイバＡ及び光ファイバＢとの距離は３０μｍ（柱状透明部材５と光ファイバＡ，Ｂとの距離；５μｍ）とした。次いで、２箇所のミラー部を上記のダイシングソーを用いて切断し、ミラーなしの光導波路を得た。次いで、上記の光ファイバＡ及び光ファイバＢを用い、コアパターンと同軸方向に入射部側に光ファイバＡを、出射部側に光ファイバＢを調芯し、光損失（Ｂ）を測定した。
２箇所のミラー部の合計光損失（Ｃ）を以下の式に従って算出した。
（式）（Ｃ）＝（Ａ）−（Ｂ）
得られたミラー付き光導波路の２箇所のミラー部の合計光損失は、２．１０ｄＢであった。
【００４３】
実施例２
実施例１において、透明樹脂層Ａの厚さを２５μｍとし、下部クラッド層６として用いた以外は同様の方法で、ミラー付き光導波路を作製した（図２参照）。
得られたミラー付き光導波路の２箇所のミラー部の合計光損失は、２．００ｄＢであった。
【００４４】
実施例３
実施例２において、透明樹脂層Ｂとして、厚さ１５μｍのクラッド層形成用樹脂フィルムを用い、下部クラッド層６と兼用した透明樹脂層Ａ及び透明樹脂層Ｂとを露光する際に、実施例１と同様のネガ型フォトマスクの開口部の中心（８０μｍ）を遮光部（両面それぞれのフォトマスクに設置）としたネガ型フォトマスクを介して紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．３Ｊ／ｃｍ2照射し、開口部の中心をエッチング除去した後、水洗し、さらに、上記の露光機を用いて下部クラッド層６側から、３．０Ｊ／ｃｍ2照射し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化した。
次いで下部クラッド層上に保護フィルムを剥離したコア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、透明樹脂層４として、基板１の裏面側に上記と同様の２５μｍ厚のコア層形成用樹脂フィルムを、保護フィルムを剥離した後ラミネートした。２箇所の直径２００μｍの開口部と、該開口部同士を結ぶ５０μｍの開口部を有するネガ型フォトマスクを介し、直径２００μｍの開口部と、基板１の開口部２とを位置合わせした後、上記紫外線露光機を用いて、支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．８Ｊ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、支持フィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、コアパターンをエッチングした。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、コアパターンを形成した。
その後の工程は、実施例２と同様に行い、ミラー付き光導波路を得た（図３参照）。
得られたミラー付き光導波路の２箇所のミラー部の合計光損失は、１．９０ｄＢであった。
【００４５】
実施例４
基板２において、コア層形成面側に電気配線を有する基板１を用い、実施例２と同様に、透明樹脂層Ｂを露光した後に、透明樹脂層Ｂ側から、該電気配線保護層パターンを有したネガ型フォトマスクを介して、紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．３Ｊ／ｃｍ2照射し、透明樹脂層Ｂを再度パターン露光した以外は同様の方法で、ミラー付き光導波路を作製した（図４参照）。
得られたミラー付き光導波路の２箇所のミラー部の合計光損失は、２．１０ｄＢであった。
【００４６】
実施例５
実施例２において、透明樹脂層Ａ及び透明樹脂層Ｂを上記の紫外線露光機を用いて、紫外線（波長３６５ｎｍ）を３．０Ｊ／ｃｍ2ずつ両面に照射し、支持フィルムを剥離した後、１７０℃１ｈ加熱硬化した以外は、同様の方法でミラー付き光導波路を形成した（図５参照）。
得られたミラー付き光導波路の２箇所のミラー部の合計光損失は、２．１１ｄＢであった。
【００４７】
比較例１
実施例１において、基板１の開口部２を形成せず、透明樹脂層Ｂを形成しなかった以外は同様の方法でミラー付き光導波路を作製した。
得られたミラー付き光導波路の２箇所のミラー部の合計光損失は、２．８９ｄＢであった。（このときの光ファイバＡ及び光ファイバＢと基板１表面との距離は３０μｍ）
【００４８】
比較例２
実施例２において、基板１の開口部２を形成せず、透明樹脂層Ｂを形成しなかった以外は同様の方法でミラー付き光導波路を作製した。
得られたミラー付き光導波路の２箇所のミラー部の合計光損失は、２．８５ｄＢであった。（このときの光ファイバＡ及び光ファイバＢと基板１表面との距離は３０μｍ）
【００４９】
比較例３
実施例２において、基板１の開口部２を形成しなかった以外は同様の方法でミラー付き光導波路を作製した（透明樹脂層Ｂ側の開口部２上のパターン形成は行った）ところ、透明樹脂層Ｂのエッチング中に、透明樹脂層Ｂが剥離してしまった。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の製造方法により得られた光導波路は、各種光学装置、光インターコネクション等の幅広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１．基板
２．開口部
３．透明樹脂層Ａ
４．透明樹脂層Ｂ
４０１．透明樹脂未硬化部
４０２．透明樹脂硬化部
５．透明樹脂部材
６．下部クラッド層
７．コア層
８．上部クラッド層
９．ミラー部
１０．電気配線
１１．電気配線保護層
【図１】
2013142826.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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