(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二組以上のコア層およびクラッド層が積層されてなる光導波路層を有する平面型光導波路であって、
前記光導波路層は、平面型光導波路用樹脂シートを複数積層して得られ、
前記平面型光導波路用樹脂シートは、前記コア層と、これに積層された前記クラッド層とを備え、前記クラッド層が感圧接着剤からなり、前記コア層が非接着性樹脂からなり、前記感圧接着剤のガラス転移温度が−２０℃以上、５℃以下であり、
前記光導波路層が、平坦な切断端面を有することを特徴とする平面型光導波路。  
【請求項２】
請求項１に記載の平面型光導波路において、前記感圧接着剤のガラス転移温度が−１８℃以上、０℃以下であることを特徴とする平面型光導波路。
【請求項３】
請求項１に記載の平面型光導波路において、前記感圧接着剤のガラス転移温度が−１３℃以上、−５℃以下であることを特徴とする平面型光導波路。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の平面型光導波路において、
前記非接着性樹脂が、感光性樹脂であることを特徴とする平面型光導波路。
【請求項５】
前記切断端面が、ダイシングソーで形成された、光導波方向に対し９０度±２０度の平坦面であることを特徴とする請求項２に記載の平面型光導波路。
【請求項６】
前記切断端面が、ダイシングソーで形成された、光導波方向に対し４５度±２０度の平坦面であることを特徴とする請求項３に記載の平面型光導波路。
【請求項７】
前記コア層またはクラッド層にホログラム凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の平面型光導波路。
【請求項８】
二組以上のコア層およびクラッド層が積層されてなる光導波路層を有する平面型光導波路を製造する方法であって、
前記コア層と、これに積層された前記クラッド層とを備え、前記クラッド層が感圧接着剤からなり、前記コア層が非接着性樹脂からなり、前記感圧接着剤のガラス転移温度が−２０℃以上、５℃以下である平面型光導波路用樹脂シートを使用し、
複数の前記樹脂シートを基板上に積層し、前記コア層および／またはクラッド層にパターニングを施して前記光導波路層とし、
前記光導波路層に、平坦な切断端面を形成することを特徴とする平面型光導波路の製造方法。
【請求項９】
前記非接着性樹脂が、感光性樹脂であり、
前記パターニングは、前記非接着性樹脂を露光させる工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の平面型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、多層光配線用光導波路、多層光導波路メモリ等に用いられる平面型光導波路およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信用にスプリッタ、カプラ、光スイッチ、光フィルタなどの光導波路が開発されている。特に、装置間、架間、ボード間、ボード内の大容量のデータ伝送・処理を実現するための光インターコネクション用には、ポリマーからなる光導波路が開発されている。ポリマー導波路は多層化が容易であるため、高密度な光配線用として、多層光導波路が実現されている（非特許文献１を参照）。
非特許文献１には、４層導波路が紹介されているが、この４層は、個別にフォトブリーチングで作製した感光性ポリマーからなる導波路を２５０μｍ厚のガラスを介して挟み込んで積層したものであり、各層の貼り合わせ精度（位置決め精度）が低くなるのは避けられない（例えば±５μｍ）。
多層導波路の各層の間の位置決め精度は、スピナーで上記感光性ポリマーを塗布し、フォト加工して感光性ポリマー層を形成することを繰り返す方法によって改善することはできるが、この場合には、製造工程が煩雑になるという欠点があった。
【０００３】
そこで、製造工程の簡略化のため、コアとなる感光性ポリマー層と、クラッドとなる感圧接着シートを積層した２層積層シートを用いることが提案されているが、予めコアおよびクラッドが形成されている２層積層シートを用いると、各層の貼り合わせ精度（位置決め精度）は低くなってしまう（例えば±５μｍ）。
このため、２層積層シートを基板等にラミネートした後、感光性ポリマー層を露光させコアおよびクラッドを形成することが試みられている。この方法によれば、位置合わせ精度を高めることができる（例えば±０．５μｍ以下）。
感圧接着シートの代わりに、紫外線硬化型接着シートあるいは熱硬化型接着シートを用いることもできるが、紫外線硬化型接着シートには、フォトブリーチングの段階で露光してしまうという問題があり、熱硬化型接着シートには、熱硬化型接着シートを加熱硬化する際に、感光性ポリマーからなるコア層も熱により変化してしまうという問題がある。このため、接着シートとしては、感圧接着シートが好ましい。
しかし、感圧接着シートは、一般に粘着シートと呼ばれ、粘性が低く、切断・研磨しても端面が平坦にならず、端面から垂れたり、はみ出したり、ダレたり、染みだしたりするという問題があった。さらに、導波路の光の光路を変換するために、４５度ミラーを形成する際にも、ミラー面から粘着剤が染み出したり、はみ出したり、ダレたりして、良好なミラー面が得られないことがあった。
【０００４】
平面型光導波路は、多層情報記録媒体にも適用されている（例えば、特許文献１を参照）。
この多層記録媒体は多層光導波路のクラッドとコアの間に凹凸からなる導波路ホログラムが形成されており、光を目的の層に導波させると、この層に書き込まれた情報が導波路と垂直方向に出力されて、その情報をＣＣＤで読み出すことができる。
上記多層情報記録媒体を構成する多層平面型光導波路は、まず、透明基板上にクラッド層を形成するための樹脂溶液をコートし、それを紫外線露光で硬化させ、コア層を形成するための樹脂溶液をコートし、スタンパによって周期的な凹凸を形成して、紫外線露光で硬化して薄膜ホログラムを形成し、続いてクラッド層形成用の樹脂溶液をコートし、紫外線露光で硬化させるという積層作業を繰り返すことによって多層化されている。
【０００５】
この平面型光導波路は、クラッド用材料コート→露光→コア用材料コート→スタンパで凹凸形成→露光→クラッド用材料コート→露光、という工程を繰り返す必要があり、工程が非常に煩雑であった。
またクラッドとコアとなる、屈折率が異なる２層の紫外線硬化型樹脂層を有する２層積層シートを基板等に積層→紫外線硬化型樹脂層をスタンパ加工→紫外線露光で硬化→さらにその上に２層積層シート貼り合わせ→紫外線樹脂層をスタンパ加工→紫外線露光による硬化、を繰り返して積層光メモリを作製することも提案されている（特許文献２を参照）。
しかし、この構造の平面型光導波路でも、スタンパ加工後に、紫外線全面露光をする必要があり、先の方法よりも作業量は少ないが、やはり工程が煩雑であった。
工程の簡易化のために、予めスタンパで凹凸を形成したシートと感圧接着シートを２層化して剥離フィルムで挟んでおき、紫外線露光を行わず、これを貼り合わせて多層化することが試みられている。
しかし、この場合も、多層化した後、その垂直端面や、４５度ミラーを形成する時に、感圧接着シートを構成する感圧接着剤が端面に垂れたり、染み出したり、端面がダレたりするという問題点があった。
【特許文献１】特許第３３２３１４６号公報
【特許文献２】特開２００７−１７５２２号公報
【非特許文献１】津島宏、ポリマー光導波路材料「グラシアＷＧ」の展開、ＴＥＣＨＮＯ−ＣＯＳＭＯＳ  ２００６  Ｍａｒ．  Ｖｏｌ．１９、ｐ．３７−ｐ．  ４１，  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｐｐｏｎｐａｉｎｔ．ｃｏ．ｊｐ／ｒ＆ｄ／ｔｃ１９／ｋ４．ｐｄｆ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、感圧接着剤を用いた平面型光導波路において、光導波路層の端面での感圧接着剤の垂れ、染み出し等を防止でき、かつ光導波路層を構成する各層の剥がれを防ぐことができる平面型光導波路およ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】
【０００７】
本発明者らは、感圧接着剤を用いて平面型光導波路において、導波路端面からの感圧接着剤のはみ出し、垂れ、染み出し、端面のダレを抑制するために、感圧接着剤の組成について鋭意、検討を重ねた。
接着力が高い感圧接着剤は、端面形成のための切断・研磨の際に、感圧接着剤が垂れたり、ダレたり、しみ出したりする。この垂れ、ダレ、染み出しを抑えるために、粘着性が低く硬い感圧接着剤を用いると、この層がすぐに剥がれてしまうという欠点があった。
特に端面形成のためのダイシングを行う際には、高圧で吹き付ける水や、高速で回転するブレードによって層が剥がれやすい。
また、感圧接着剤は接着力だけでなく弾性率も重要であり、これら２つのパラメータの最適化を図る必要がある。
端面の感圧接着剤の垂れ、はみ出し、染み出しを抑制しつつ、十分な接着性を有する感圧接着剤を開発するには、当初接着力を最適化すればよいと考えた。しかし、接着力が高くても良好な垂直端面を形成できたり、４５度ミラー面を形成できるものがあり、接着力と導波路端面の平坦性の間にはリニアな関係がないことがわかった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、感圧接着剤のガラス転移温度（Ｔｇ）に着目し、上記のトレードオフを打破できうるのではないかと考えた。すなわち、感圧接着剤のＴｇをある限られた範囲に抑えることにより、接着力を低下させず、端面の垂れ、ダレ、染みだし等を防ぎ、しかも４５度ミラーの平坦化ができると予想した。
また、感圧接着剤をシート状に形成すると、積層作業を非常に容易に行うことができ、積層するだけでコア層もしくはクラッド層を形成できる。
【０００９】
本発明者らは、鋭意、実験、検討を重ねた結果、以下のような知見を得た。
従来の感圧接着剤よりもＴｇの高い感圧接着剤を種々調製して積層化、切断・研磨する試験によって、積層工程を支障なく行え、かつ積層シートを切断、研磨しても端面が垂れたり、ダレたり、はみ出したり、しみ出したりしない感圧接着剤について検討した。
切削による感圧接着剤のはみ出し、ダレ、染み出しを抑制するには、Ｔｇが高いモノマーを使用することにより感圧接着剤をより硬くする必要があるものの、このモノマーの共重合割合が多すぎると接着力が低下しすぎることが確認された。
【００１０】
一般に感圧接着剤として用いられるポリマーのＴｇは−４０℃以上−２０℃未満であり、この感圧接着剤では、感圧接着シートを切断・研磨した時、垂れ、はみ出し、染み出しを抑制することは不可能であることがわかった。
また、切断・研磨の方法によって、好ましいＴｇの範囲に差があることがわかった。即ち（ｉ）裁断機で切断する場合には、比較的広い範囲のＴｇで端面形成ができるが、その端面の平坦性は比較的低い。（ii）ダイシングソーで切断・研磨する場合には、さらにＴｇの範囲が限られてくるが、その範囲内であれば、層が剥がれることなく、端面は平坦に切断・研磨することができる。（iii）ダイシングソーを用いて４５度ミラーを形成する場合には、Ｔｇの範囲をより狭くする必要があるが、その範囲に入っていれば、層が剥がれることなく、平坦なミラー面を形成できる。
さらに、Ｔｇが−５℃を越える感圧接着剤は接着力が低く、ダイシング垂直切断、ミラー形成の際に感圧接着層が剥がれやすくなるが、貼り合わせ時に６０℃〜７０℃と温度を高めて貼り合わせると、冷却後の感圧接着層の接着力が向上することわかった。この場合でも、好ましい結果が得られるＴｇの最大値は＋５℃であり、Ｔｇはこれ以下にする必要があった。
【００１１】
本発明の請求項１にかかる発明は、二組以上のコア層およびクラッド層が積層されてなる光導波路層を有する平面型光導波路であって、前記光導波路層は、平面型光導波路用樹脂シートを複数積層して得られ、前記平面型光導波路用樹脂シートは、前記コア層と、これに積層された前記クラッド層とを備え、前記クラッド層が感圧接着剤からなり、前記コア層が非接着性樹脂からなり、前記感圧接着剤のガラス転移温度が−２０℃以上、５℃以下であり、前記光導波路層が、平坦な切断端面を有することを特徴とする平面型光導波路である。
【００１２】
本発明の請求項２にかかる発明は、請求項１において、前記感圧接着剤のガラス転移温度が−１８℃以上、０℃以下である平面型光導波路である。
本発明の請求項３にかかる発明は、請求項１において、前記感圧接着剤のガラス転移温度が−１３℃以上、−５℃以下である平面型光導波路である。
【００１３】
本発明の請求項４にかかる発明は、請求項１〜３のうちいずれか１項において、前記非接着性樹脂が、感光性樹脂である平面型光導波路である。
【００１４】
本発明の請求項５にかかる発明は、前記切断端面が、ダイシングソーで形成された、光導波方向に対し９０度±２０度の平坦面である平面光導波路である。
本発明の請求項６にかかる発明は、前記切断端面が、ダイシングソーで形成された、光導波方向に対し４５度±２０度の平坦面である平面光導波路である。
本発明の請求項７にかかる発明は、前記コア層またはクラッド層にホログラム凹凸が形成されている平面光導波路である。
【００１５】
本発明の請求項８にかかる発明は、二組以上のコア層およびクラッド層が積層されてなる光導波路層を有する平面型光導波路を製造する方法であって、前記コア層と、これに積層された前記クラッド層とを備え、前記クラッド層が感圧接着剤からなり、前記コア層が非接着性樹脂からなり、前記感圧接着剤のガラス転移温度が−２０℃以上、５℃以下である平面型光導波路用樹脂シートを使用し、複数の前記樹脂シートを基板上に積層し、前記コア層および／またはクラッド層にパターニングを施して前記光導波路層とし、前記光導波路層に、平坦な切断端面を形成する平面型光導波路の製造方法である。
本発明の請求項９にかかる発明は、前記非接着性樹脂が、感光性樹脂であり、前記パターニングは、前記非接着性樹脂を露光させる工程を含む平面型光導波路の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃以上、５℃以下である感圧接着剤を使用することによって、光導波路層を切断・研磨して形成された端面における感圧接着剤の垂れ、はみ出し、染み出し等を防止できる。平坦な端面が得られ、光特性が良好となる。
また、上記感圧接着剤の使用により、光導波路層を構成する各層に十分な接着力を与え、層の剥離を防ぐことができる。
さらに、コア層とクラッド層を備えた樹脂シートを使用するので、均一かつ大面積の光導波路層を容易に形成することができる。よって、高品質の平面型光導波路製品を高効率で生産できる。
また、感圧接着剤を使用するので、紫外線硬化型接着剤または熱硬化型接着剤を使用する場合に比べ、感光性樹脂からなる層がある場合でも、露光や加熱によりその層に悪影響を与えることなく平面型光導波路製品を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかる平面型光導波路用樹脂シート（以下、単に樹脂シートということがある）の実施の形態について説明する。
本発明における平面型光導波路用樹脂シートは、形成する感圧接着層のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃以上、５℃以下である必要がある。
感圧接着層のＴｇが−２０℃未満である場合、切削工程において光導波路端部において感圧接着層が垂れたり、はみ出したり、染み出してしまい光入射が不可能となる。一方、感圧接着層のＴｇが５℃より高い場合、端面が垂れることはないが、積層工程において接着性が乏しく貼付不可能であり、実用上満足するものが得られない。
【００１８】
端面を形成する手段がダイシングソーである場合には、感圧接着層のＴｇが−１８℃以上、０℃以下である必要がある。Ｔｇがこの範囲未満であると、感圧接着層を構成する感圧接着剤がダイシングソーのブレードに付着してしまい、感圧接着剤がはみ出してしまう。
一方、Ｔｇがこの範囲を越える場合には、ダイシング時の水の吹きつけによって、感圧接着層が剥がれてしまうことがある。
【００１９】
さらに、９０度光路変換用の４５度ミラーを形成する手段がダイシングソーである場合には、感圧接着層のＴｇが−１３℃以上、―５℃以下である必要がある。Ｔｇがこの範囲未満であると、感圧接着剤がダイシングソーのブレードに付着してしまい、感圧接着剤がはみ出してしまうし、面が平坦にならない。Ｔｇがこの範囲を越える場合には、ダイシング時の水の吹きつけ、ブレードの回転によって、感圧接着層が剥がれてしまう。
【００２０】
本発明の樹脂シートは、コア層およびクラッド層が一組以上積層されて構成される。
コア層およびクラッド層のうち一方または両方は、感圧接着剤からなる感圧接着層である。すなわち、コア層およびクラッド層の両方が感圧接着層であってもよいし、一方が感圧接着層であり、他方が非接着層であってもよい。なお、本発明の樹脂シートは、一組のコア層およびクラッド層を有する構成であってもよいし、コア層およびクラッド層が二組以上積層されて構成されていてもよい。
【００２１】
非接着層に使用可能な非接着性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、エチレン／１−ブテン共重合体、エチレン／４−メチル−１−ペンテン共重合体、エチレン／１−ヘキセン共重合体、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン／１−ブテン共重合体、ポリ１−ブテン、１−ブテン／４−メチル−１−ペンテン共重合体、ポリ４−メチル−１−ペンテン、ポリ３−メチル−１−ブテン、エチレン／環状オレフィン共重合体、環状オレフィン系樹脂などのポリオレフィン類；エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／アクリル酸共重合体またはその金属塩；ポリ（メタ）アクリル酸メチル、脂環式アクリル樹脂などのポリ（メタ）アクリレート；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などのポリエステル樹脂；ポリパーフルオロエチレン，パーフルオロアルケニルビニルエーテル共重合体などのフッ素系樹脂；ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリフェニレンオキシド、オレフィン／Ｎ−置換マレイミド共重合体、アリルカーボネート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂などが挙げられる。
これらのポリマーの中でも、光学的特性や加工適性の点から、ポリ（メタ）アクリレート（ＰＭＭＡ、屈折率１．４９）を好ましくは用いることができる。また、これらのポリマーは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
非接着性樹脂としては、感光性樹脂を使用してもよい。感光性樹脂としては、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリシラン樹脂などが使用できる。
【００２３】
感圧接着層に使用可能な感圧接着剤としては、アクリル系、シリコーン系、ゴム系などが使用できるが、光学用途の面からアクリル系が好適である。アクリル系の感圧接着剤としては、例えば、（メタ）アクリル酸エステル重合体を含むものを用いることができる。この（メタ）アクリル酸エステル重合体としては、エステル部分のアルキル基の炭素数が１〜２０の（メタ）アクリル酸エステルなどや、所望により得られる活性水素を持つ官能基を有する単量体および他の単量体との共重合体を好ましくは挙げることができる。
ここで、エステル部分のアルキル基の炭素数が１〜２０の（メタ）アクリル酸エステルの例としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ミリスチル（メタ）アクリレート、パルミチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
その他のアクリル酸エステルとしては、シクロヘキシル（メタ）アクリレート，２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート，ラウリル（メタ）アクリレート，ステアリル（メタ）アクリレート，イソボルニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートがある。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
所望により用いられる活性水素を持つ官能基を有する単量体の例としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル；モノメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、モノエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、モノメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、モノメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、モノエチルアミノプロピル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸モノアルキルアミノアルキルエステル；（メタ）アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸などが挙げられる。これらの単量体は単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
また、所望により用いられる他の単量体の例としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類；エチレン、プロピレンなどのオレフィン類；スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系単量体；ブタジェン、イソプレン、クロロプレンなどのジエン系単量体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミドなどの（メタ）アクリルアミド類などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
感圧接着剤は、上記材料を組み合わせて共重合を行い、Ｔｇを−２０℃以上、５℃以下とすることで、感圧接着剤の垂れ、ダレ、はみ出し、染み出しを抑制でき、さらに、貼付適性を損なわない組成とすることができる。
【００２７】
アクリル系感圧接着剤において、樹脂成分として用いられる（メタ）アクリル酸エステル系共重合体は、その共重合形態については特に制限がなく、ランダム、ブロック、グラフト共重合体のいずれであってもよい。また、（メタ）アクリル酸エステル系共重合体の分子量は、重量平均分子量で１０万〜２００万の範囲が好ましい。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定したポリスチレン換算の値である。
本発明においては、（メタ）アクリル酸エステル系共重合体は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
感圧接着剤には、所望により各種の添加剤を加えることができる。このような添加剤としては、例えば、架橋剤、老化防止剤、着色剤、粘着付与剤、充填剤、可塑剤などが挙げられる。このような添加剤の配合量は、通常、０．０１〜５０重量％程度である。
架橋剤としては、特に制限はなく、例えばポリイソシアネート化合物、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ジアルデヒド類、メチロールポリマー、金属キレート化合物、金属アルコキシド、金属塩などの中から適宜選択することができる。これらは、特にアクリル系感圧接着剤に好適に使用できる。
【００２９】
本発明の平面型光導波路用樹脂シートは、上記組成の感圧接着剤または非接着性樹脂からなるコア層およびクラッド層を備えたものである。例えば、コア層およびクラッド層がいずれも上記組成の感圧接着剤からなるものであってもよいし、一方が上記組成の感圧接着剤からなり、他方が上記組成の非接着性樹脂からなるものであってもよい。
コア層とクラッド層の屈折率と厚さは、光導波条件に応じて適宜設定されるが、導波路を形成するためには次の範囲とするのが好ましい。
コア層：屈折率１．３５〜１．７９、厚さ０．５〜３０μｍ。
クラッド層：屈折率１．３６〜１．８０  、厚さ１．０〜４０μｍ。
コア層の屈折率はクラッド層の屈折率よりも０．００５以上高いことが望ましい。
【００３０】
本発明の平面型光導波路用樹脂シートは、剥離フィルム上に積層して使用することができる。剥離フィルムの材料は特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート等を挙げることができる。剥離フィルムの厚さは、１０〜２００μｍとすることが好ましい。
また、必要に応じて、感圧接着層から剥離フィルムを容易に剥離できるように、剥離フィルムの表面に、例えば、シリコーン樹脂層、長鎖アルキル基含有（共）重合体層等からなる剥離層を設けることができる。
【００３１】
本発明の平面型光導波路用樹脂シートは、次のようにして作製できる。例えば、ナイフコーター、ロールコーター、グラビアコーター、アプリケーターコーター、ダイコーター、回転塗布装置等を用いて、前記樹脂材料からなる塗布液を剥離フィルム上に塗布し、それを乾燥させて感圧接着層を形成することができる。
その上に、別に用意した剥離フィルムを貼り合わせることによって、２枚の剥離フィルム間にコア層とクラッド層のいずれかとなる単層の感圧接着層を有する構成の樹脂シートを形成することができる。
【００３２】
前記感圧接着層と、同様の方法で別に形成した異なる屈折率を有する感圧接着層とを貼り合わせることによって、２枚の剥離フィルム間に、コア層となる感圧接着層とクラッド層となる感圧接着層が積層された２層構造の樹脂シートを形成することができる。
また、前記樹脂材料からなる塗布液を剥離フィルム上に塗布し乾燥させて得た感圧接着層と、同様の方法で別に形成した異なる屈折率を有する透明度の高い非接着層とを貼り合わせることによって、２枚の剥離フィルム間に、クラッド層となる感圧接着層とコア層となる非接着層が積層された２層構造の樹脂シートを形成することができる。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例を説明する。以下に示す実施例は、本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。
本発明にかかる樹脂シートは、平面型光導波路を作製するものであるため、光を導波するに適切な屈折率を有していること、また、積層工程において良好な貼付適性を示すこと、さらには、切削工程において導波路端面における感圧接着剤の垂れ、ダレ、染み出しが無いことが必要となる。
これらの物性の評価および試験方法を、以下に説明する。
【００３４】
（評価および試験方法）
図１は、平面型光導波路の製造方法の一例を示す工程図である。
符号１は非接着性樹脂材料からなるコア層である。ここではＰＭＭＡからなる６μｍ厚の層（屈折率１．４９）である。
符号２は感圧接着剤からなるクラッド層である。ここでは厚さ１０μｍとした。後述するように、ここに例示する感圧接着剤の屈折率は１．４８９以下である。符号３はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる剥離フィルムである。符号４はコア層１とクラッド層２を一組積層した平面型光導波路用樹脂シートであり、２枚の剥離フィルム３で挟んだものである。符号５はガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリルなどからなる基板である。符号６はラミネータのローラーである。符号７は１または複数組のコア層１およびクラッド層２が積層された光導波路層である。
【００３５】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、樹脂シート４の一方の面の剥離フィルム３を剥がす。
図１（ｃ）に示すように、基板５に、クラッド層２と同じ材料からなる感圧接着シート２を貼り付けておき、その上にラミネータで樹脂シート４を貼り付ける。貼り付けが終了したら、樹脂シート４から剥離フィルム３を剥がして、同様の作業を繰り返すことにより、複数組のコア層１およびクラッド層２からなる光導波路層７を有する平面型光導波路８を作製できる（図１（ｄ）参照）。
【００３６】
図１（ｄ）に示す例では、基板５上に、４組のコア層１およびクラッド層２（すなわち４つの樹脂シート４）からなる光導波路層７が形成されているが、以下に示す実施例では、標準品として、基板５上に２組のコア層１およびクラッド層２（すなわち２つの樹脂シート４）を積層した構成の光導波路層７を形成したサンプルを作製し、切断端面、導波特性の評価を行った。
なお、１０組のコア層１およびクラッド層２を積層した構成の光導波路層７も作製したが、切断端面、導波特性の評価は、上記２組のものとほとんど変わらなかった。
【００３７】
（１）屈折率：感圧接着剤からなる厚さ約１０μｍの感圧接着層を作製し、その屈折率をアッベ屈折計（株式会社アタゴ製、製品名；ＮＡＲ−１Ｔ）により、光源としてナトリウムＤ線（波長：５８９ｎｍ）を用いて、温度２３℃で測定した。
（２）接着力：ＰＭＭＡ製の板を被着体とし、ＪＩＳ  Ｚ０２３７に従って測定した。
（３）Ｔｇ：ＤＳＣ（Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ製：  ＤＳＣ  Ｐｙｒｉｓ１）を用いて昇温・降温速度２０℃／ｍｉｎ．で測定した。
【００３８】
（４）導波路端面評価：光導波路層７を切断する方法を図２〜図４に示す。これらの図において、符号１１は裁断機の刃であり、符号１２はダイシングソーのブレードであり、符号１３は先端部両面が±４５度で傾斜したダイシングソーのブレードである。
【００３９】
図２は裁断機による垂直切断を説明する図である。
裁断機（荻野製作所、スーパーカッタＰＮ１−６００）の刃１１でサンプルを切断する。端面１４には、感圧接着剤が垂れたり、はみ出したり、ダレたりすることが少なくなる。
【００４０】
図３はダイシングによる垂直切断を説明する図である。光導波路層７をダイシングソーのブレード１２で切断、研磨して顕微鏡によってその断面（端面１４）を評価する。
垂直ダイシングは、高速で回転する円板状のブレードであるダイシングソーのブレード１２でサンプルを研磨しながら切断する。
従来の感圧接着剤はダイシングソーのブレード１２の側面に付着してしまい、平坦な端面１４を形成することができなかったが、本発明では、上記感圧接着剤を用いることによって、図２に示す裁断機で切断した場合よりもさらに平坦な端面１４を形成することができる。
【００４１】
図４は、４５度ミラー１５の形成方法を説明する図である。４５度ミラー１５は、光路を９０度変換させるミラーであり、光導波路における重要なミラーである。
４５度ミラー１５は先端部両面１３ａ、１３ａがそれぞれ中央線１３ｂに対し±４５度で傾斜したダイシングソーのブレード１３を用いてダイシング切削することによって形成された傾斜面であり、傾斜角度は、光導波方向（コア層１に沿う方向。図中左右方向）に対し４５度±２０度が好ましい。
４５度ミラー１５はダイシングソーのブレード１３の先端面１３ａで研磨することによって形成されるので、感圧接着剤の接着力が高いと、ブレード１３に感圧接着剤が付着してしまう。ミラー面が平坦でないとミラーとしての機能を果たせないため、図２、図３に示す裁断機および垂直ダイシングよりも高い特性が要求される。なお、ミラー１５の傾斜角度（光導波方向に対する傾斜角度）は４５度±５度の範囲であることが望ましい。
【００４２】
図５および図６は、光導波路層７の垂直端面１４および４５度ミラー１５の形状の例を示すものである。
図５（ａ）に示すように、垂直端面１４が平坦であれば、光導波路端面として用いることができるため、評価は○である。これに対し、図５（ｂ）に示すように感圧接着剤が垂れたり、図５（ｃ）に示すようにはみ出したり、ダレたりした場合は評価が×であり、導波路端面としては用いることができない。
垂直端面１４は光導波方向（コア層１に沿う方向。図中左右方向）に対して、正確に９０度である必要はなく、９０度±２０度の範囲であれば光の入出射に支障はない。
【００４３】
図６（ａ）に示すように、４５度ミラー１５においては、４５度±５度で平坦なミラー面が形成出来ていれば、評価は○であるが、ミラー１５が曲面であったり（図６（ｂ）、図６（ｃ））、感圧接着剤がはみ出したり（図６（ｄ））、ダレたりした場合は、ミラーとして使えないため、評価を×とした。
【００４４】
（５）導波路評価：図７および図８は、光導波路層７の評価方法を示す説明図である。
図７において、符号２１は光ファイバ、符号２２は光ファイバ２１から出射された波長６６０ｎｍのレーザ光、符号２３はレンズ付きＣＣＤカメラ、符号２４はレンズである。
光導波路層７の端面にコア径６μｍの光ファイバ２１を突き当て、波長６６０ｎｍのレーザ光２２をコア層１に入射させて、垂直端面１４からの出射光よりファーフィールドパターンを測定することによって導波特性を観測した。
【００４５】
図８に示すように、レーザ光２２を、基板５側から基板５に対し垂直に入射させ、光導波路層７に入射させ４５度ミラー１５で内面反射させて光路を９０度変換してコア層１に入射させ、垂直端面１４から出射させ、出射光の導波特性を観測した。
図９（ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ２３で観測した垂直端面１４において、出射光が層１、２に平行な直線状になっている場合には、導波特性良好「○」と評価した。
これに対し、図９（ｂ）に示すように、クラッド層２を構成する感圧接着剤が垂直端面１４にはみ出したり、垂れたりすると、出射光は均一な直線状にはならない。この場合は、導波特性不良「×」と評価した。
なお、導波路のロスは、長さの異なる導波路のロスを測定することによって測定した。ロスは感圧接着剤の種類によらずほぼ一定（約０．１ｄＢ／ｃｍ）であった。
【００４６】
（実施例１）
ｎ−ブチルアクリレート６００ｇとメチルメタアクリレート３００ｇと２−ヒドロキシエチルアクリレート１００ｇとを酢酸エチル／メチルエチルケトン混合溶媒（重量比５０：５０）２０００ｇ中で反応させてアクリル酸エステル共重合体溶液（固形分濃度３３．３重量％、固形分重量１０００ｇ）を得た。
得られた共重合体溶液の固形分１００ｇに対して、イソシアネート系架橋剤（東洋インキ製造製、商品名：ＢＸＸ  ４７７３）６ｇを加えた後、固形分濃度が３０重量％となるようにメチルエチルケトンを加えて塗布液とした。
この塗布液を、厚さ３８μｍ、幅６００ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムにシリコーン樹脂が塗布された剥離フィルム上に、ナイフコーターを用いて５００ｍｍの幅で塗布し、９０℃で１分間乾燥させ、厚さ約１０μｍの感圧接着層を形成し、さらに別に用意した同厚、同幅のＰＥＴ剥離フィルム（剥離性がより強い）を貼り合わせることによって感圧接着層をクラッド層とする積層シートを得た。
【００４７】
さらに、５００ｇのＰＭＭＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ製  分子量  ３５００００）を酢酸エチル／メチルエチルケトン混合溶媒（重量比５０：５０）２０００ｇ中に溶解し塗布液とした。
この塗布液を、厚さ３８μｍ、幅６００ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムにシリコーン樹脂が塗布された剥離フィルム上に、ナイフコーターを用いて５００ｍｍの幅で塗布し、９０℃で１分間乾燥させ、厚さ約６μｍのコア層を形成した。
さらに、上述の感圧接着層を有する光導波路形成用シートの一方の剥離フィルムを剥離し、上記コア層を貼り合わせることによって、図１に示す樹脂シート４を作製した。図１に示す手順に従って、基板５上に、２つの樹脂シート４を積層し光導波路層７を形成した。この光導波路層７について、上述の方法に従って端面、導波特性を評価した。
【００４８】
（実施例２〜９、比較例１〜４）
実施例１においてクラッド層となる感圧接着層に、表１に示す材料を用いること以外は実施例１と同様に光導波路層７を形成した。実施例９では、各層を貼り合わせる時の温度を６０℃とした。
なお、表１においては、ＭＡ〜ＡＡｃの添加量の合計が質量基準で１００である。架橋剤の添加量は、ＭＡ〜ＡＡｃの添加量の合計を１００としたときの質量基準の添加量で示した。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
実施例１〜９と比較例１〜４にて得られた樹脂層の各特性、それを用いて作製した光導波路層における切削特性（裁断機による垂直端面形成、ダイシングによる垂直端面形成、ダイシングによる４５度ミラー形成）、導波特性を、先に述べた評価および試験方法に基づき測定した。その結果を表２に示した。
比較例２については接着力が測定できないほど小さく、そのため、サンプルも作製できなかったため、感圧接着剤の染み出しを確認することが不可能であった。
【００５１】
【表２】
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【００５２】
表２から次のように結論できる。
（１）裁断機を用いて多層導波路を切断した場合、Ｔｇが−２０℃〜５℃内にあれば、端面が垂れることなく、ダレることなく、染み出すことなく、切断ができる。また導波特性も良好であった。
（２）ダイシングソーを用いて垂直に切断した場合、Ｔｇが−１８℃〜０℃内であれば、端面が垂れることなく、ダレることなく、はみ出すことなく、平坦に端面を形成することができる。Ｔｇがこの範囲を越えるとダイシング時に多層導波路を構成する層が剥がれることがある。また、Ｔｇがこの範囲を下回ると、感圧接着剤がダイシングブレードに付着してしまって、平坦な端面を形成できない。
但し、ラミネート貼り付け時に、ラミネータの温度を６０℃〜７０℃にすると、Ｔｇの高い感圧接着剤でも粘着性が高くなり、室温に戻しても層の剥がれが生じにくい。このため、Ｔｇが高い感圧接着剤を貼り付ける時は、温度を高くして（６０℃〜７０℃）貼り付け、ダイシングすると、垂直切断面時にも層が剥がれることがなくなるという利点があった。Ｔｇの上限は５℃であった。Ｔｇがこれを越えると、温度を高くしてラミネートしても、室温に戻して、ダイシングすると層が剥がれてしまった。但し温度を高くしてラミネートすると基板および貼り合わせた剥離フィルムが反りやすくなる。導波特性は良好であった。
【００５３】
（３）ダイシングブレードを用いて４５度ミラーを形成する場合には、Ｔｇは−１３℃から−５℃の範囲に入っている必要がある。Ｔｇがこの範囲を越えると多層導波路を構成する層が剥がれることがある。また、Ｔｇがこの範囲を下回ると４５度ミラーが平坦でなくなってしまい、ミラーの役割を果たさない。
Ｔｇが高い感圧接着剤を貼り付ける時は、温度を高めて（例えば６０℃〜７０℃）貼り付けると、ダイシングによる４５度ミラー形成時にも剥がれることがなくなるという利点があった。Ｔｇの上限は５℃であった。Ｔｇがこれを越えると、温度を高めてラミネートしても、室温に戻して、ダイシングすると膜が剥がれてしまった。但し温度を高くしてラミネートすると基板および剥離フィルムが反りやすくなる。Ｔｇがこの範囲内に入っていれば、４５度ミラーで垂直に光を９０度変換してコア層に導波させた場合も、導波特性が良好であった。
【００５４】
導波特性は、端面が平坦に形成されて、感圧接着剤が垂れてこなければ良好である。
表２の比較例３と実施例５を比較すると、比較例５の方が接着力が低いのにもかかわらず端面が良好に研磨することができず、実施例５の方が接着力が高いのにもかかわらず、端面を良好にすることができる。この結果から、接着力と端面形状との間には直接的な関係はないことがわかる。
表２から明らかなように、本発明の樹脂シートを用いて平面型光導波路を作製し切断した場合、積層工程においても問題なく、光導波路のコア層およびクラッド層を形成するための感圧接着剤の端面からのはみ出し、染み出し、ダレ、垂れが抑制できることが分かった。
【００５５】
（実施例１０）
上述の非特許文献１では、紫外線照射すると屈折率が低下するポリシラン系材料を用いて光導波路が形成することが提案されている。
フォトマスクを用いることによって、紫外線が当たらないマスク部分をコアとして形成し、クラッドとなる部分に紫外線を照射する方法（フォトブリーチング法）によって、ポリマー導波路が形成できる。
以下に説明するように、感光性樹脂層を、実施例１に記載の感圧接着剤からなる感圧接着シートに積層して、２枚の剥離フィルムで挟んだ樹脂シートを作製した。
感圧接着剤の屈折率は、露光前の感光性樹脂層の屈折率よりも低く、露光後の屈折率とほぼ等しいものを選択した。
但し、形成した導波路はマルチモード導波路であるので、厳密に屈折率が等しくなる必要はなく、露光後の感光性樹脂層の屈折率とほぼ同じであるか、あるいは低ければよい。
【００５６】
作製工程を図１０および図１１に示す。符号３１はポリシラン系感光性樹脂（日本ペイント社製グラシア）からなる感光性樹脂層であり、符号３２は感圧接着シートからなる感圧接着層であり、符号３３はＰＥＴからなる剥離フィルムであり、符号３４は紫外線であり、符号３５はフォトマスクであり、符号３６はフォトマスクのマスク部分であって、導波路のパターンが形成されたものである。
符号３７は、感光性樹脂層３１と感圧接着層３２からなる樹脂シートである。
符号３８は未露光の感光性樹脂層３１であり、符号３９は露光された感光性樹脂層３１であり、これらはアニールされている。符号４０はこのようにして作製された多層光導波路であり、符号４１は切断した端面を持つ多層光配線板である。
【００５７】
図１０（ａ）に示すように、２枚の剥離フィルム３３で挟んだ樹脂シート３７（３７Ａ）（感光性樹脂層３１／感圧接着層３２）（樹脂シート）を用意し、図１０（ｂ）に示すように、フォトマスク３５によって、感光性樹脂層３１をパターン露光する。
図１０(ｃ)に示すように、露光した部分３９の屈折率が低下してクラッド層となり、未露光部分３８がコア層となる。熱処理によって感光性樹脂層３１の光反応を止める。
図１０(ｄ)、図１０（ｅ）、図１１（ａ）に示すように、その上に、さらに樹脂シート３７（３７Ｂ）を貼り付け、フォトマスク３５でパターニングする。なお、感圧接着層３２はクラッド層として働く。
【００５８】
その際、下層側の樹脂シート３７Ａの未露光の部分が同時に露光されてしまうが光反応はほとんど進行しない。感光性樹脂層３１が光反応するためには酸素が必要であるが、樹脂シート３７Ｂによって酸素供給が遮られるためである。
さらにフォトマスク３５の位置合わせについては、樹脂シート３７Ａの感光性樹脂層３１のパターンに合わせることによって、±０．５μｍ程度の位置合わせ精度が得られる。
図１１(ｂ)、図１１(ｃ)に示すように、上記工程を繰り返すことにより、多層導波路４０が形成され、多層光配線板４１が得られる。多層光配線板４１では、ダイシングソーで切断することによって、端面を平坦に形成することができる。
【００５９】
通常、予めコア層およびクラッド層が形成されている導波路シートを、貼り合わせる方法では、位置合わせ精度は±５μｍ程度しかない。これに対し、本発明では、貼り合わせ、パターニング、貼り合わせ、パターニングを繰り返すことによって、位置合わせ精度を１桁高めることができた。
なお、本発明では、コア層とクラッド層のいずれか一方または両方にパターニングを施すことができる。
【００６０】
（実施例１１）
図１２に感圧接着シートを用いた導波路多層光メモリの作製工程を示す。
符号５１は紫外線硬化型樹脂からなるコア層であり、符号５２はスタンパで形成した厚さ０．１μｍ程度の凹凸であり、符号５３は剥離フィルムであり、符号５４は凹凸５２（ホログラム凹凸）を覆うように塗布した紫外線硬化型樹脂からなるクラッド層である。
なお、ホログラム凹凸はコア層、クラッド層のいずれに形成してもよい。
符号５５は、実施例１に記載の感圧接着剤からなる感圧接着層である。
図１２（ａ）に示すように、剥離フィルム５３上に紫外線硬化型樹脂を塗布してコア層５１を形成し、スタンパで高低差０．１μｍ程度の凹凸５２を形成し、紫外線照射して硬化させる。これが導波路ホログラムとなる。
図１２（ｂ）に示すように、紫外線硬化型樹脂を塗布し、紫外線硬化させてクラッド層５４とする。
図１２（ｃ）に示すように、さらにその上に感圧接着シートを貼りつけ、感圧接着層５５を形成する。さらにその上に剥離フィルム５６を貼り付け、３層樹脂シート５７（樹脂シート）とする。
図１２（ｄ）に示すように、図１に示す手順に従って、３層樹脂シート５７を１または複数回ラミネートすることにより、感圧接着層５５もクラッド層として働き、導波路型多層メモリを実現できる。
この方法によれば、貼り合わせごとに紫外線露光の必要がなくなる。上述の感圧接着剤を用いているため、光を入力するための、垂直端面、４５度ミラーも平坦に作製することができる。
【００６１】
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示すように、紫外線硬化型樹脂からなるクラッド層５４を形成せず、コア層５１および凹凸５２上に、直接、感圧接着シートを貼りつけ、感圧接着層５５としてもよい。感圧接着シートは弾性があるため凹凸５２に沿って変形し、感圧接着層５５はコア層５１および凹凸５２に隙間なく密着する。
このコア層５１上に感圧接着層５５を形成した２層樹脂シート５８を１または複数回ラミネートすることによって、導波路型多層メモリを作製することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃以上、５℃以下である感圧接着剤を使用することによって、光導波路層を切断・研磨して形成された端面における接着剤の垂れ、はみ出し、染み出し等を防止できる。平坦な端面が得られ、光特性が良好となる。
また、上記感圧接着剤の使用により、光導波路層を構成する各層に十分な接着力を与え、層の剥離を防ぐことができる。
さらに、コア層とクラッド層を備えた樹脂シートを使用するので、均一かつ大面積の光導波路層を容易に形成することができる。よって、高品質の平面型光導波路製品を高効率で生産できる。
また、感圧接着剤を使用するので、紫外線硬化型接着剤または熱硬化型接着剤を使用する場合に比べ、感光性樹脂からなる層がある場合でも、露光や加熱によりその層に悪影響を与えることなく平面型光導波路製品を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明にかかる平面型光導波路の製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】導波路端面の評価方法を説明する説明図であり、（ａ）は平面型光導波路を正面から見た図、（ｂ）は斜視図である。
【図３】導波路端面の評価方法を説明する説明図であり、（ａ）は平面型光導波路を正面から見た図、（ｂ）は斜視図である。
【図４】導波路端面の評価方法を説明する説明図であり、（ａ）は平面型光導波路を正面から見た図、（ｂ）は斜視図である。
【図５】光導波路層の垂直端面の形状の例を示すものである。
【図６】光導波路層の４５度ミラーの形状の例を示すものである。
【図７】光導波路層の評価方法を示す説明図である。
【図８】光導波路層の評価方法を示す説明図である。
【図９】光導波路層の評価方法を示す説明図である。
【図１０】本発明にかかる平面型光導波路の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図１１】図１０に続く工程図である。
【図１２】本発明にかかる平面型光導波路の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図１３】本発明にかかる平面型光導波路の製造方法の他の例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６４】
１、３８、５１・・・コア層、２、３９、５４・・・クラッド層、４、３７、５７、５８・・・平面型光導波路用樹脂シート、５・・・基板、７・・・光導波路層、８・・・平面型光導波路、１２、１３・・・ダイシングソーのブレード、１４・・・垂直端面（９０度±２０度の平坦な端面）、１５・・・４５度ミラー（４５度±２０度の平坦な面）、５２・・・凹凸（ホログラム凹凸）。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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