(57)【要約】【課題】外形加工をし易い光導波路積層体、光導波路及びその製造方法を提供する。【解決手段】一方の表面８２が光導波路範囲８２ａと切りしろ層範囲８２ｂとを有する第１基板８０と、光導波路範囲８２ａの上方に積層された光導波路１０であってコアパターン３０とコアパターン３０を埋設するクラッド層４０とを有する光導波路１０と、光導波路１０に並ぶように第１基板８０の一方の表面８２の切りしろ層範囲８２ｂの上方に積層された切りしろ層９０と、光導波路１０及び切りしろ層９０の上方に積層された第２基板８４と、を備えた光導波路積層体１００。第１基板８０及び第２基板８４は、クラッド層４０より高い弾性率を有し、光導波路１０と切りしろ層９０との間の仮想的な外形加工線Ｃに沿って、第１基板８０及び第２基板８４と共に光導波路積層体１００のせん断加工を行うことで、光導波路１０と切りしろ層９０とは分離される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面が光導波路範囲と切りしろ層範囲とを有する第１基板と、
前記第１基板の一方の表面の光導波路範囲に積層された光導波路であってコアパターンと前記コアパターンを埋設するクラッド層とを有する光導波路と、
前記光導波路に並ぶように前記第１基板の一方の表面の切りしろ層範囲に積層された切りしろ層と、
前記光導波路及び前記切りしろ層に積層された第２基板と、を備えた光導波路積層体であって、
前記第１基板及び前記第２基板は、前記クラッド層より高い弾性率を有し、
前記光導波路と前記切りしろ層との間の仮想的な外形加工線に沿って、前記第１基板及び前記第２基板と共に前記光導波路積層体のせん断加工を行うことで、前記光導波路と前記切りしろ層とは分離される、光導波路積層体。
【請求項２】
さらに、前記第１基板と前記第２基板との間に挟まれ、前記光導波路と前記切りしろ層との間に形成された空洞領域を備えた、請求項１に記載の光導波路積層体。
【請求項３】
前記空洞領域は、前記外形加工線に沿って延在する、請求項２に記載の光導波路積層体。
【請求項４】
前記光導波路は、前記外形加工線から所定の距離をおいた位置に形成された側壁を有する、請求項２又は３に記載の光導波路積層体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の光導波路積層体から光導波路を製造する製造方法であって、
前記光導波路積層体をせん断加工によって前記外形加工線で第１基板及び第２基板と共に分離される、光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記せん断加工が、金型又は刃型による請求項５に記載の光導波路の製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載の光導波路の製造方法によって得られた光導波路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路積層体、光導波路及びそ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の分野のみならず、ルーターやサーバー内の情報処理の分野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。具体的には、光インターコネクション技術は、ルーターやサーバーの装置内のボード間又はボード内の電子部品間の短距離信号の伝送に、電気的なノイズの影響を受けない光を用いる。このため、光インターコネクション技術は、光が伝搬する光伝送路として、光ファイバに比べて光伝送路の設計自由度が高く、かつ、高密度化が可能な光導波路を用いる。そして、光導波路は、光伝送路の設計自由度を高くするために、フレキシブル性を有する材料でシート状に形成される。
【０００３】
光導波路としては、まず、基板上に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、下部クラッド及びコアパターン上に上部クラッド層を積層した光導波路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、その光導波路を挟むように、光導波路の上面及び下面に一対の基板が設けられる。
【０００４】
このような光導波路は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、基板にクラッド層やコアパターンを適宜積層して、光導波路の周囲に切りしろ部分が設けられた光導波路積層体を作成する。
その後、光導波路積層体の周囲の切りしろ部分を切断する外周加工を行い、光導波路積層体から光導波路を得る。このとき、例えば、光導波路積層体の外形加工には、型抜きのようなせん断力を用いた切断方法が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０１１２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光導波路を切り出す外形加工は、光導波路積層体にせん断力を付与して行われるので、切断された光導波路に応力が残り、光伝搬の損失が大きくなったり、光導波路のコアパターンに亀裂が入ったりする恐れがあった。
本発明の課題は、外形加工をし易い光導波路積層体、光導波路及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光導波路積層体、光導波路及びその製造方法は、以下の（１）〜（９）を提供する。
【０００８】
（１）  一方の表面が光導波路範囲と切りしろ層範囲とを有する第１基板と、
前記第１基板の一方の表面の光導波路範囲の上方に積層された光導波路であってコアパターンと前記コアパターンを埋設するクラッド層とを有する光導波路と、
前記光導波路に並ぶように前記第１基板の一方の表面の切りしろ層範囲の上方に積層された切りしろ層と、
前記光導波路及び前記切りしろ層の上方に積層された第２基板と、を備えた光導波路積層体であって、
前記第１基板及び前記第２基板は、前記クラッド層より高い弾性率を有し、
前記光導波路と前記切りしろ層との間の仮想的な外形加工線に沿って、前記第１基板及び前記第２基板と共に前記光導波路積層体のせん断加工を行うことで、前記光導波路と前記切りしろ層とは分離される、光導波路積層体。
【０００９】
本発明によれば、光導波路と切りしろ層との間の仮想的な外形加工線に沿って、第１基板及び第２基板と共に光導波路積層体のせん断加工を行うことで、光導波路と切りしろ層とは分離され、所定形状の外形を有する光導波路を得ることができる。
このとき、せん断加工の際に生じるせん断力が第１基板又は第２基板における外形加工線の位置に生じるが、第１基板及び第２基板はクラッド層より高い弾性率を有しているので、光導波路にかかる応力を局所的にとどめることができ、ひいてはコアパターンにかかる亀裂や欠けの発生を抑制することができる。
【００１０】
（２）  さらに、前記第１基板と前記第２基板との間に挟まれ、前記光導波路と前記切りしろ層との間に形成された空洞領域を備えた、（１）に記載の光導波路積層体。
第１基板又は第２基板の外形加工線の箇所がつぶれたり、ねじられたりするように、せん断力は空洞領域に向けて第１基板又は第２基板に直接作用する。
しかし、空洞領域は、せん断加工において第１基板又は第２基板に作用するせん断力が緩和されるように、第１基板と第２基板との間に挟まれ、光導波路と切りしろ層との間に形成されているので、第１基板の外形加工線の箇所が応力緩和部として作用する。
つまり、せん断加工時に、第１基板又は第２基板がせん断方向に局所的に変形するだけで、せん断力がコアパターンには殆ど作用しないので、光導波路ひいてはコアパターンに亀裂や欠けの発生をより抑制することができ、コアパターンの光損失の少ない光導波路を得ることができる。
例えば、第１基板側から図１のように刃で加工する場合、第１基板は光導波路方向に局所変形し、第２基板は、光導波路と反対方向に局所変形するため、第１基板の変形による光導波路への圧縮応力や、第２基板の変形による光導波路への引っ張り応力が軽減される。
【００１１】
（３）  前記空洞領域は、前記外形加工線に沿って延在する、（２）に記載の光導波路積層体。
外形加工線は、光導波路の外形となる位置を示す線であり、空洞領域が外形加工線に沿って延在している。このため、第１基板の広い範囲に空洞領域が形成されるので、第１基板の広い範囲に亘って、せん断加工による応力の緩和をすることができる。
【００１２】
（４）  前記光導波路は、前記外形加工線から所定の距離をおいた位置に形成され、前記空洞領域の一部を構成する側壁を有する、（２）又は（３）に記載の光導波路積層体。
光導波路の側壁から所定の距離をおいた位置に外形加工線が位置するので、光導波路のどの側壁にもせん断加工により生じるせん断力がおおよそ等しく作用するので、せん断力による第１基板又は第２基板と光導波路との間の応力を局所的に集中させにくくすることができる。また、せん断加工時に第１基板又は第２基板に発生する局所的な変形を光導波路側及び切りしろ層側にもほぼ等価に発生させることができるため、より応力の伝搬を低減できる。
【００１３】
（５）  （１）から（４）のいずれかに記載の光導波路積層体から光導波路を製造する製造方法であって、
前記光導波路積層体をせん断加工によって前記外形加工線で第１基板及び第２基板と共に分離される光導波路を製造する製造方法。
【００１４】
（６）  前記せん断加工が、金型又は刃型による（５）に記載の光導波路の製造方法。
（７）  （５）に記載の光導波路の製造方法によって得られた光導波路。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外形加工をし易い光導波路積層体、光導波路及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る光導波路積層体、光導波路及びその製造方法を説明するための一部を省略した斜視図である。
【図２】図１に続く、光導波路積層体、光導波路及びその製造方法を説明するための一部を省略した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照して、本発明に係る光導波路積層体１００の説明をする。
【００１８】
図１に示すように、光導波路積層体１００は、下側基板８０と光導波路１０と切りしろ層９０と上側基板８４とを備える。光導波路１０は、下部クラッド層２０と、コアパターン３０と、第１上部クラッド層４０と、第２上部クラッド層５０とを備える。光導波路１０と切りしろ層９０とは、上側基板８４と下側基板８０との間に挟まれている。
光導波路積層体１００は下側基板８０と上側基板８４とを備えているので、光導波路積層体１００をせん断加工しても、光導波路積層体１００の反りを抑制できるため、光導波路積層体１００のせん断加工の作業性が向上する。また、光導波路１０と切りしろ層９０の上側基板８４と下側基板８０とを配置しているため、上方向からのせん断に対しても下方向からのせん断に対しても光導波路１０への応力伝搬やそれに付随する亀裂等を抑制できる。
【００１９】
下側基板８０は、一方の表面８２と他方の表面８１とを有する板状の基板であり、一方の表面８２には、光導波路範囲８２ａと、切りしろ層範囲８２ｂとを有する。
【００２０】
下部クラッド層２０は、表面が平坦な板状に形成されており、光導波路範囲８２ａと切りしろ層範囲８２ｂとを含む、下側基板８０の表面８２に積層されている。下部クラッド層２０は、コアパターン３０よりも屈折率の低い材料で形成されていればよく、寸法安定性のある厚みのある材料で形成されることが好ましい。
コアパターン３０は、下部クラッド層２０の表面に形成されている。コアパターン３０は、矩形の断面を有する細長い形状を有する。コアパターン３０の数は特に限定されず、複数であってもよい。
【００２１】
第１上部クラッド層４０は、下側基板８０の光導波路範囲８２ａの上方であり、かつ、コアパターン３０を埋設するように、下部クラッド層２０に積層されている。第１上部クラッド層４０の上面は平坦にされている。第１上部クラッド層４０はコアパターン３０よりも低屈折率になるように設計されている。第１上部クラッド層４０は、外形加工線Ｃから所定の距離をおいた位置に形成され、空洞領域９５の一部を構成する側壁４１を有する。
【００２２】
切りしろ層９０は、光導波路１０の外周と切りしろ層９０との間には、仮想的な外形加工線Ｃが形成されるように、下側基板８０の切りしろ層範囲８２ｂの上方であり、かつ、空洞領域９５をおいて第１上部クラッド層４０と並ぶように、下部クラッド層２０に積層されている。仮想的な外形加工線Ｃは、後述するように、光導波路１０の外形となる位置を示す線であり、せん断加工を行う基準線である。外形加工線Ｃは空洞領域９５の中央に位置することが好ましい。
【００２３】
切りしろ層９０の上面は、第１上部クラッド層４０の上面と略同じ位置にされ、平坦にされている。切りしろ層９０は、第１上部クラッド層４０と同じ材料で形成されていることが好ましい。
切りしろ層９０は、光導波路１０が下側基板８０に積層された積層方向Ｙにおいて、第１上部クラッド層４０と同じ厚さである。
【００２４】
空洞領域９５は、後述するように、せん断加工において下側基板８０又は／及び上側基板８４に作用するせん断力が緩和されるように、下側基板８０と上側基板８４との間に挟まれ、光導波路１０と切りしろ層９０との間に形成される。
空洞領域９５は、切りしろ層９０と光導波路１０の外周との間の仮想的な外形加工線に沿って延在している。
【００２５】
第２上部クラッド層５０は、空洞領域９５を跨ぐように、第１上部クラッド層４０と切りしろ層９０とに積層されている。第２上部クラッド層５０は、第１上部クラッド層４０と同一材料からなっていてもよく、異なっていてもよい。第２上部クラッド層５０は、コアパターン３０と直接接触していないため、異なる材料で、屈折率も問わない。第２上部クラッド層５０を光が透過しない場合には、第２上部クラッド層５０は、透明性も問わない。本発明においてはコアパターン３０の上方に設けられる上側基板８４以外の樹脂層であるため、第２上部クラッド層５０と言い表すこととする。
【００２６】
上側基板８４は、光導波路１０及び切りしろ層９０の上方を覆うように、第２上部クラッド層５０の上方に積層されている。下側基板８０及び上側基板８４は、光導波路１０の第１上部クラッド層４０より高い弾性率を有する材料で形成されている。
【００２７】
以上の光導波路積層体１００は、光導波路１０と切りしろ層９０との間の仮想的な外形加工線Ｃに沿って、第１基板及び第２基板と共に光導波路積層体のせん断加工を行うことで、光導波路と切りしろ層とは分離され、所定形状の外形を有する光導波路が得られる。
上記のように空洞領域９５の上面及び下面を覆うように下側基板８０と上側基板８４を配置することによって、光導波路積層体１００の反り（特に空洞領域９５を設けることによって発生しやすい光導波路１０と切りしろ層９０との間に局所的な反り）を抑制できる。このため、空洞領域９５を有する光導波路積層体１００であってもせん断加工時の反り等による作業性の低下を抑制できる。
なお、空洞領域９５を備える光導波路積層体１００の場合、せん断加工時に下側基板８０又は／及び上側基板８４の局所的な変形によって、光導波路１０への応力伝搬を抑制する効果が大きいため、下側基板８０と上側基板８４の弾性率は、光導波路１０のクラッド層よりも高くても低くてもよいが、より応力の伝搬の抑制の観点から、下側基板８０と上側基板８４の弾性率は、光導波路１０のクラッド層よりも高いほうが好ましい。
【００２８】
以上の光導波路積層体１００を構成する部位について以下に説明する。
（下側基板及び上側基板）
下側基板８０及び上側基板８４は、可撓性であっても、非可撓性であっても良く、上記の観点から、光導波路１０に用い得る下側基板８０及び上側基板８４の材質としては、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、ＦＲ−４基板、電気配線板などが挙げられる。下側基板８０及び上側基板８４は、せん断加工が容易である観点から可撓性を有するとよりよい。
【００２９】
光導波路積層体１００をせん断加工する際に、光導波路積層体１００に空洞領域９５を設け、せん断加工時に、下側基板８０又は／及び上側基板８４を局所的に変形させて光導波路１０に作用する応力を緩和する際には、柔軟性及び強靭性のある下側基板８０及び上側基板８４を用いると良い。下側基板８０及び上側基板８４の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドが好適に挙げられる。
【００３０】
下側基板８０と上側基板８４の引っ張り弾性率は、光導波路１０への応力を抑制する観点から３ＧＰａ以上〜１０ＧＰａ以下であるとよく、より応力を緩和可能であり、空洞領域９５を用いたときに応力緩和するための変形が容易である観点から３ＧＰａ以上〜９ＧＰａ以下であるとより良く、光導波路積層体１００の反り抑制の観点から４ＧＰａ以上〜８ＧＰａ以下であると好ましい。上記の範囲で下部クラッド層２０、第１上部クラッド層４０、第２上部クラッド層５０よりも引っ張り弾性率が高いと光導波路１０の応力や亀裂等を抑制できる。
このときの下側基板８０及び上側基板８４の厚さは、特に限定はないが、５μｍ以上であると、下側基板８０及び上側基板８４としての強度が得やすいという利点があり、２００μｍ以下であると低背で加工しやすく、光導波路にフレキシブル性も付与可能であるという利点がある。せん断加工性及びハンドリング性の観点から、１０〜５０μｍの範囲であることがより好ましい。上記の範囲で空洞領域９５の高さよりも下側基板８０又は上側基板８４が薄いとよく、空洞領域９５の幅の１／２以下の厚みであると、せん断時に下側基板８０又は上側基板８４が局所変形しても、光導波路に応力を与えにくいためさらに好ましい。
【００３１】
（クラッド層）
下側基板８０及び上側基板８４よりも低弾性率であるクラッド層とは、少なくともコアパターン３０と同一階層に形成されるクラッド層を指し、本実施例中では、第１上部クラッド層４０である。より好ましくは下部クラッド層２０及び／又は第２上部クラッド層５０も低弾性率であるとよい。クラッド層の弾性率は、下側基板８０及び上側基板８４より引っ張り弾性率が低く、５０ＭＰａ以上〜３ＧＰａ未満であるとよく、加工性の観点から３００ＭＰａ以上〜２ＧＰａ以下であるとよりよく、５００ＭＰａ以上〜１．５ＧＰａ以下であるとさらによい。なお、上述したように下部クラッド層２０及び第２上部クラッド層５０の弾性率も上記の範囲であるとよいが、３ＭＰａ以上である場合には、下部基板又は上側基板８４の一部としてみなす。ただし、空洞領域９５を設けない場合には、下部クラッド層２０及び第２上部クラッド層５０も上述した第１上部クラッド層４０と同様の範囲の引っ張り弾性率である必要がある。
【００３２】
（空洞領域）
空洞領域９５の幅（加工線に対して垂直方向の幅）は、上述の通り、下側基板８０又は上側基板８４の厚みの２倍以上であるとよい。上記の観点から空洞領域９５の幅は、１０μｍ以上〜１ｍｍ以上であるとよく、光導波路１０側に残存する空洞領域９５を小さくする観点、光導波路１０を小型化する観点から１０μｍ以上〜５００μｍであるとよりよく、加工精度の観点から５０μｍ以上〜５００μｍであるとさらによい。
空洞領域９５の高さは、コアパターン３０の高さ以上であるとよく、より好ましくは下部クラッド層２０表面から第１上部クラッド層４０上面までであるとよりよく、さらに下部クラッド層２０及び／又は第２上部クラッド層５０を含む高さであるとさらによい。
【００３３】
（切りしろ層）
切りしろ層９０とは、光導波路１０と接続し、せん断加工によって分離される部位であり、ダミーの光導波路層であっても、光導波路と隣接する別の光導波路であっても良い。
【００３４】
以上の光導波路積層体１００は、以下のようにして製造される。
まず、下側基板８０の表面に下部クラッド層２０を形成する。
【００３５】
次に、下部クラッド層２０にコアパターン３０を積層する。なお、第１上部クラッド層４０と、（第１上部クラッド層からなる）切りしろ層９０との厚みばらつきを低減するために、切りしろ層９０には、ダミーのコアパターンを配置してもよい。
次に、コアパターン３０を覆うように、下部クラッド層２０のうち下側基板８０の光導波路範囲８２ａの上方の範囲に第１上部クラッド層４０を積層すると共に、下部クラッド層２０のうち下側基板８０の切りしろ層範囲８２ｂの上方の範囲に切りしろ層９０を積層する。
【００３６】
例えば、コアパターン３０を覆うように、かつ、下側基板８０の光導波路範囲８２ａと切りしろ層範囲８２ｂの上方を覆うように、下部クラッド層２０に第１上部クラッド層形成用樹脂フィルムを積層する。次に、フォトレジスト等により、第１上部クラッド層形成用樹脂フィルムに空洞領域９５を形成する。これにより、第１上部クラッド層４０と切りしろ層９０とが形成されると共に、第１上部クラッド層４０の側壁４１が形成される。
フォトリソグラフィー加工によって空洞領域９５を形成すると、コアパターン３０と空洞領域９５の位置精度が確保しやすいため好ましい。
フォトリソグラフィー加工とは、第１上部クラッド層形成用樹脂フィルムを積層した後に、活性光線によって、空洞領域を未硬化部に、第１上部クラッド層４０を硬化部とし、その後、エッチングによって未硬化部を除去する方法や、積層した第１上部クラッド層形成用樹脂フィルム上にエッチングレジストパターンを形成し、エッチングによって空洞領域９５を形成し、その後、エッチングレジストパターン等を除去する方法等である。
このように、光導波路１０が下側基板８０に積層された積層方向Ｙにおいて、切りしろ層９０は、第１上部クラッド層４０と同じ厚さであるので、第１上部クラッド層４０と切りしろ層９０とを下側基板８０の上方に同時に積層することにより、両者を同時に形成することができる。
【００３７】
また、本発明の変形例として、第１上部クラッド層４０に加え、さらに下部クラッド層２０にも空洞領域９５を形成しても、また、さらに第２上部クラッド層にも空洞領域９５を形成してもよい。別の変形例としては、コアパターンと同一階層のみに空洞領域９５を有していてもよい。別の変形例としては、例えば、コアパターンと同一階層のみに空洞領域９５を有するように、コアパターン３０を形成した後にコアパターン３０上面のみを覆う第１上部クラッド層４０を形成する。
肝要なのは、せん断加工時の応力を緩和するだけの積層方向に厚みのある空洞領域９５であり、可能な限り厚みの厚い空洞領域９５であると本発明の効果が得られやすい。
【００３８】
そして、第２上部クラッド層５０及び上側基板８４を積層して、光導波路積層体１００を得る。なお、第１上部クラッド層４０と上側基板８４とに接着力がある場合には、第２上部クラッド層５０を省略してもよい。
【００３９】
図２に示すように、次に、この光導波路積層体１００を、金型又は刃型のような型抜き工具２００を用いて外形加工線Ｃに沿って、下側基板８０及び上側基板８４と共に、せん断加工を行い、光導波路１０と切りしろ層９０とに分離させる。
なお、せん断加工方向（特に図１に示すように刃で加工する場合）は、下側基板８０側からの加工でも上側基板８４側かわの加工であってもよい。
【００４０】
このとき、せん断加工の際に生じるせん断力が下側基板８０及び上側基板８４における外形加工線Ｃの位置に生じるが、下側基板８０及び上側基板８４は第１上部クラッド層４０より高い弾性率を有しているので、光導波路にかかる応力を局所的にとどめることができ、せん断力がコアパターン３０には作用しにくい。このため、光導波路１０ひいてはコアパターン３０に亀裂や欠けの発生を抑制することができ、コアパターン３０の光損失の少ない光導波路１０を得ることができる。
【００４１】
また、せん断加工において上側基板８４に作用するせん断力が緩和されるように、下側基板８０と上側基板８４との間に挟まれ、光導波路１０と切りしろ層９０との間に形成された空洞領域９５を備えているので、上側基板８４の外形加工線Ｃの箇所がつぶれたり、ねじられたりするように、せん断力は空洞領域９５に向けて上側基板８４又は下側基板８０に直接作用する。
しかし、空洞領域９５は、せん断加工において上側基板８４に作用するせん断力が緩和されるように、下側基板８０と上側基板８４との間に挟まれ、光導波路１０と切りしろ層９０との間に形成されているので、上側基板８４の外形加工線Ｃの箇所が応力緩和部として作用する。このため、光導波路１０ひいてはコアパターン３０に亀裂や欠けの発生をより抑制することができ、コアパターン３０の光損失の少ない光導波路１０を得ることができる。
【００４２】
また、空洞領域９５は、外形加工線Ｃに沿って延在している。ここで、外形加工線Ｃは、光導波路１０の外形となる位置を示す線である。このため、上側基板８４の広い範囲に空洞領域９５が形成されるので、上側基板８４の広い範囲に亘って、せん断加工による応力の緩和をすることができる。
【００４３】
光導波路１０は、外形加工線Ｃから所定の距離をおいた位置に形成された側壁４１を有するので、空洞領域９５の延在方向Ｘに亘って光導波路１０の側壁４１にせん断加工により生じるせん断力が等しく作用するので、せん断力による上側基板８４と光導波路１０との間の応力を局所的に集中させにくくすることができる。
【００４４】
外形加工線Ｃは空洞領域９５の略中央に位置していると、空洞領域９５の中心に向いたせん断力を上側基板８４又は下側基板８０に作用させることができるので、せん断加工の際の応力をより低減できる。
なお、外形加工線Ｃは、図示したように直線状であっても、曲線状（図示しない）であってもよい。曲線状の場合、該曲線に沿って空洞領域９５も曲線を描くとよい。
【００４５】
以上の説明では、光導波路１０と切りしろ層９０との間に空洞領域９５があるとして説明したが、クラッド層よりも高弾性率の上側基板８４及び下側基板８０を配置させる場合には、この空洞領域９５は省略しても良い。
また、光導波路１０は、第２上部クラッド層５０を備えるとして説明したが、この第２上部クラッド層５０を省略してもよい。
また、下側基板８０又は／及び上側基板８４は、せん断加工した後に除去してもよい。
また、下側基板８０が下部クラッド層２０と同じ性質（コアパターン３０よりも低屈折率であり、コアパターン３０の光の伝搬に悪影響がない等）を有する場合、下部クラッド層２０を省略してもよい。
【００４６】
以上の説明から明らかなように、光導波路１０と切りしろ層９０との間の仮想的な外形加工線Ｃに沿って、下側基板８０及び上側基板８４と共に光導波路積層体１００のせん断加工を行うことで、光導波路１０と切りしろ層９０とは分離され、所定形状の外形を有する光導波路１０を得ることができる。
このとき、せん断加工の際に生じるせん断力が下側基板８０又は上側基板８４における外形加工線Ｃの位置に生じるが、下側基板８０及び上側基板８４は第１上部クラッド層４０より高い弾性率を有しているので、下側基板８０又は上側基板８４が局所的に変形するだけで、せん断力がコアパターン３０には殆ど作用しないので、光導波路１０ひいてはコアパターン３０に亀裂や欠けの発生を抑制することができ、コアパターン３０の光損失の少ない光導波路１０を得ることができる。
【実施例】
【００４７】
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。
【００４８】
実施例１
＜クラッド層形成用樹脂フィルムの作製＞
［（Ａ）（メタ）アクリルポリマー（ベースポリマー）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、（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの溶液（固形分４５質量％）を得た。
【００４９】
［重量平均分子量の測定］
（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（東ソー株式会社製「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、カラムは日立化成株式会社製「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
【００５０】
［酸価の測定］
（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価は（Ａ）（メタ）アクリルポリマー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。
【００５１】
［クラッド層形成用樹脂ワニスの調合］
ベースポリマーとして、前記（Ａ）（メタ）アクリルポリマー溶液（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（新中村化学工業株式会社製「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（新中村化学工業株式会社製「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式会社製「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・ジャパン株式会社製「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・ジャパン株式会社製「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式会社製「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。
【００５２】
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスを、支持フィルムであるＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製「コスモシャインＡ４１００」、厚み５０μｍ）の非処理面上に、塗工機（マルチコーターＴＭ−ＭＣ、株式会社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式会社製「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、クラッド層形成用樹脂ワニスより形成される樹脂層の厚みは、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、乾燥後の膜厚については後述する。
【００５３】
＜コアパターン形成用樹脂フィルムの作製＞
［コアパターンクラッド層形成用樹脂形成用ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−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４２質量部及び乳酸メチル２１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、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド１４．５質量部、ベンジルアクリレート２０質量部、Ｏ−フェニルフェノール１．５ＥＯアクリレート３９質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１４質量部、メタクリル酸１２．５質量部、２，２´−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）４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３７質量部、及び乳酸メチル２１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（Ｐ−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
上記の方法で、Ｐ−１溶液の酸価及び重量平均分子量を測定した結果、それぞれ８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、３２，０００であった。光及び熱硬化後のクラッド層の引っ張り弾性率は８００ＭＰａであった。
【００５４】
［コアパターン形成用樹脂ワニスの調合］
（Ａ）主鎖にマレイミド骨格を含むアルカリ可溶性（メタ）アクリルポリマーとして、前記Ｐ−１溶液（固形分４５質量％）６０質量部、（Ｂ）重合性化合物として、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（日立化成株式会社製、商品名：ファンクリルＦＡ−３２４Ａ（「ファンクリル」は登録商標））１５質量部及びエトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（日立化成株式会社製、商品名：ファンクリルＦＡ−３２１Ａ）１５質量部、フェノールビフェニレン型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、商品名：ＮＣ−３０００、エポキシ当量２７５ｇ／ｅｑ）１０質量部、（Ｃ）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（ＢＡＳＦジャパン株式会社製、商品名：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（ＢＡＳＦジャパン株式会社製、商品名：イルガキュア８１９）１質量部を広口のポリ瓶に秤量し、撹拌機を用いて、温度２５℃、回転数４００ｍｉｎ−１の条件で、６時間撹拌して、コア部形成用樹脂ワニスを調合した。その後、孔径２μｍのポリフロンフィルタ（東洋濾紙株式会社製、商品名：ＰＦ０２０）及び孔径０．５μｍのメンブレンフィルタ（東洋濾紙株式会社製、商品名：Ｊ０５０Ａ）を用いて、温度２５℃、圧力０．４ＭＰａの条件で加圧濾過した。続いて、真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度５０ｍｍＨｇの条件で１５分間減圧脱泡し、コアパターン形成用樹脂ワニスを得た。
【００５５】
［コアパターン形成用樹脂フィルムの作製］
上記コアパターン形成用樹脂ワニスを、ＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製、商品名：Ａ１５１７、厚み１６μｍ）の非処理面上に塗工機（株式会社ヒラノテクシード製マルチコーター、商品名：ＴＭ−ＭＣ）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名：ピューレックスＡ３１、厚み２５μｍ）を貼付け、コアパターン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、乾燥後の膜厚については後述する。
【００５６】
＜図１の光導波路の作製例＞
［下部クラッド層の形成］
下側基板として１００ｍｍ×１００ｍｍのポリイミドフィルム（ポリイミド：カプトンＥＮ、厚さ；２５μｍ、引っ張り弾性率；５．３ＧＰａ）を用い、一方の面に、上記で得られた１５μｍ厚みの下部クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度９０℃、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、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、下部クラッド層形成用樹脂フィルムの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３０００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、厚さ１５μｍの下部クラッド層２０を形成した（このときの光硬化及び熱硬化条件は上述した引っ張り弾性率測定時の効果条件と同様）。
【００５７】
［コアパターンの形成］
上記で得られた下部クラッド層形成面に、上記で得られた５０μｍ厚みのコアパターン形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度６５℃、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、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、開口部（５０μｍ×９０ｍｍ、ピッチ；２５０μｍ×１２本／組、組のピッチ；６ｍｍ×１０箇所）を有する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２５００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。その後、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、未硬化のコアパターン層形成用樹脂を除去し、次いで水洗浄を行った。続いて、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、形成した第１コアパターン４側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３０００ｍＪ／ｃｍ２で照射し光硬化した。次いで１６０℃で１時間加熱硬化した。得られたコアパターンの厚みは５０μｍで、幅は５０μｍ、ピッチは２５０μｍであった。
【００５８】
［上部クラッド層の形成］
上記で得られた７５μｍ厚みの第１上部クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度９０℃、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、コアパターンの組の間の中央に空洞領域形成用の３００μｍ幅の遮光部（長さ１００ｍｍ、最外部の組の外側にも遮光部を設けたため遮光部数は１１箇所（６ｍｍピッチ））を有するネガ型フォトマスクを介し、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、第１上部クラッド層形成用樹脂フィルムの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を５００ｍＪ／ｃｍ２で照射した。その後、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、未硬化の第１上部クラッド層形成用樹脂を除去し、次いで水洗浄を行った。続いて、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、形成した第１上部クラッド層側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３０００ｍＪ／ｃｍ２で照射し光硬化した。次いで１６０℃で１時間加熱硬化した。下部クラッド層表面からの上部クラッド層上面までの高さは８３μｍであった（空洞領域の高さも８３μｍであった）。
【００５９】
（第２上部クラッド層及び上側基板の形成）
第２上部クラッド層として熱硬化型接着層（厚さ１５μｍ、硬化後の引っ張り弾性率；１ＧＰａ）を全面に有する上側基板８４であるポリイミドフィルム（カプトンＥＮ（東レデュポン製）、厚さ１２．５μｍ）（サイズ；９５ｍｍ×９５ｍｍ）を、上記で得られた第１上部クラッド層側から真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．１ＭＰａ、温度１１０℃、加圧時間１２０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。その後、１７０℃１時間加熱し、第２上部クラッド層である熱硬化型樹脂層を硬化し、光導波路積層体とした。
【００６０】
（外形加工；光導波路短手方向の加工）
ダイシングソー（ＤＡＣ５５２、株式会社ディスコ社製）を用いてコアパターン長が８０ｍｍになるように両端面を切断した。
【００６１】
（せん断加工；光導波路長手方向の加工）
得られた光導波路積層体を、両刃の刃を有するピナクル刃型（株式会社蔵持製）を用い、空洞領域の中心部（空洞領域の側壁までの距離１５０μｍ）の位置を下側基板８０側から刃が入るようにせん断加工し、１０本の光導波路を得た。せん断加工時は光導波路の反りはほとんど無くハンドリングが容易であった。
【００６２】
（検査）
得られた光導波路を金属顕微鏡（倍率；１００倍）で、せん断加工部付近の光導波路を検査したところ、亀裂はなく、８５０ｎｍの光損失もいずれのコアパターンにおいても良好であった。
【００６３】
実施例２
実施例１において、下部クラッド層もさらにパターン化（第１上部クラッド層に用いたネガ型フォトマスクを使用）し下側基板上面から第２上部クラッド層までの高さの光導波路集合体とし、実施例１と同様にせん断加工した。
【００６４】
（検査）
得られた光導波路を金属顕微鏡（倍率；１００倍）で、せん断加工部付近の光導波路を検査したところ、亀裂はなく、８５０ｎｍの光損失もいずれのコアパターンにおいても良好であった。せん断加工時は光導波路の反りはほとんど無くハンドリングが容易であった。
【００６５】
実施例３
実施例１において、第１上部クラッド層に空洞領域を設けなかった以外は同様にして光導波路を作製した。
【００６６】
（検査）
得られた光導波路を金属顕微鏡（倍率；１００倍）で、せん断加工部付近の光導波路を検査したところ、微視的な亀裂は観察されたがコアパターンにまでは及ばず、８５０ｎｍの光損失もいずれのコアパターンにおいても良好であった。せん断加工時は光導波路の反りはほとんど無くハンドリングが容易であった。
【００６７】
実施例４
実施例１において、上側基板側から刃が入るようにせん断加工した以外は同様にして光導波路を作製した。
【００６８】
（検査）
得られた光導波路を金属顕微鏡（倍率；１００倍）で、せん断加工部付近の光導波路を検査したところ、亀裂はなく、８５０ｎｍの光損失もいずれのコアパターンにおいても良好であった。せん断加工時は光導波路の反りはほとんど無くハンドリングが容易であった。
【００６９】
実施例５
実施例１において、光導波路の配列奇数番目の組を上側基板側から押されるパンチ側、光導波路の配列偶数番目の組みを下側基板８０側から押されるダイ側として、金型によるせん断加工を行った（パンチとダイのクリアランス２０μｍ、クリアランス中心がせん断加工線となる位置）。
【００７０】
（検査）
得られた光導波路を金属顕微鏡（倍率；１００倍）で、せん断加工部付近の光導波路を検査したところ、亀裂はなく、８５０ｎｍの光損失もいずれのコアパターンにおいても良好であった。せん断加工時は光導波路の反りはほとんど無くハンドリングが容易であった。
【００７１】
実施例６〜８
実施例１において、空洞領域の幅を８０μｍ（実施例６）、５００μｍ（実施例７）、１ｍｍ（実施例８）にした以外は同様の方法で光導波路を作製した。
【００７２】
（検査）
得られた光導波路を金属顕微鏡（倍率；１００倍）で、せん断加工部付近の光導波路を検査したところ、いずれも亀裂はなく、８５０ｎｍの光損失もいずれのコアパターンにおいても良好であった。せん断加工時はいずれも光導波路の反りはほとんど無くハンドリングが容易であった。
【００７３】
実験例１
実施例１において、第２上部クラッド層及び上側基板を設けなかった以外は同様の方法で光導波路を作製した。
【００７４】
（検査）
得られた光導波路を金属顕微鏡（倍率；１００倍）で、せん断加工部付近の光導波路を検査したところ、亀裂はなく、８５０ｎｍの光損失もいずれのコアパターンにおいても良好であったが、せん断加工時は光導波路の反りがあり、ハンドリング性が悪かった。
【００７５】
比較例１
実施例３において、第２上部クラッド層及び上側基板を設けなかった以外は同様の方法で光導波路を作製した。
【００７６】
（検査）
得られた光導波路を金属顕微鏡（倍率；１００倍）で、せん断加工部付近の光導波路を検査したところ、亀裂がコアパターンまで及んでいる光導波路が発生し、光損失も両端のコアパターンの損失が悪い傾向（中央部付近のコアパターンよりも約＋０．５ｄＢ）があった、せん断加工時は光導波路の反りがあり、ハンドリング性が悪かった。
【００７７】
比較例２
実施例３において、第１上部クラッド層に引っ張り弾性率が１．７ＧＰａのものを用い、上側基板として、実施例３で用いたクラッド層（厚み１５μｍ、引っ張り弾性率；８００ＭＰａ）を用いた以外は同様の方法で光導波路を作製した。なお、上側基板から刃を入れせん断加工を行った。
【００７８】
（検査）
得られた光導波路を金属顕微鏡（倍率；１００倍）で、せん断加工部付近の光導波路を検査したところ、亀裂がコアパターンまで及んでいる光導波路が発生し、光損失も両端のコアパターンの損失が悪い傾向があった（中央部付近のコアパターンよりも約＋０．７ｄＢ）。
【００７９】
上述の通り、実施例中には、せん断加工によって、１つのせん断加工線の両脇が光導波路となる例を記載したが、例えば光導波路の奇数配列番号を光導波路とし、光導波路の偶数配列番号を切りしろ層とすることもできる。上記の様態は本発明における別の実施の様態として容易に類推できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上詳細に説明したように、本発明は、外形加工をし易い光導波路積層体、光導波路及びその製造方法を提供できる。
このため、光素子用の光導波路、光電気変換基板、フレキシブル光導波路、フレキシブル光電気複合基板及びそれらの製造方法等として有用である。
【符号の説明】
【００８１】
Ｃ  外形加工線
１０  光導波路
２０  下部クラッド層
３０  コアパターン
４０  第１上部クラッド層
４１  第１上部クラッド層の側壁
５０  第２上部クラッド層
８０  下側基板８０（第１基板）
８１  下側基板８０（第１基板）の他方の表面
８２  下側基板８０（第１基板）の一方の表面
８２ａ  下側基板８０（第１基板）の光導波路範囲
８２ｂ  下側基板８０（第１基板）の切りしろ層範囲
８４  上側基板８４（第２基板）
９０  切りしろ層
９５  空洞領域
１００  光導波路積層体
【図１】
2016035536.tif 000003
【図２】
2016035536.tif 000004