JP2007033688A - 光導波路フィルム、及び光送受信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】極めて低コストで、電力供給を可能とした光導波路フィルム、及びこれを利用した光送受信用モジュールを提供すること。
【解決手段】フィルムの長さ方向に延在する口型のコア部１８と、フィルムの長さ方向に延在して前記導波路コアと並設される口型の電力供給線１９と、このコア部１８及び電力供給線１９を包囲するクラッド部１６、２０とで、高分子光導波路フィルム１０を構成させる。高分子光導波路フィルム１０内には、複数のコア部１８がフィルムの幅方向に並列に配置されフィルム内に複数の光導波路が形成され、そして、この複数のコア部１８を挟むように２本の電力供給線１９がフィルムの幅方向に並列に配置させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、モバイル機器などに利用する、光を導波光として導く光導波路フィルム及びこれを用いた光送受信モジュールに関する。

光導波路フィルム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。

これらの方法に対して、ソフトリソグラフィー技術を応用した筆者らが提唱するマイクロモールド法を使った導波路の複製技術は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簡便な方法で複製でき量産性に優れた方法である。

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、チップ間において光配線を行なうことが注目されている。この光配線を実現させるためにフレキシブル光導波路基板が提案されている。

例えば、特開平４−２８１４０６号公報では、ベース基材に補強部材を形成した後、光導波路フイルムを形成し、補強したい部分を残して選択的にベース基材の除去を行い補強部付きのフレキシブル光導波路を形成している。

また、特開２０００−２３５１２７公報には、電子素子と光素子とを集積化した光電融合回路基板の上に高分子光導波路回路が直接組み立てられた光電子集積回路が記載されている。

光配線において前記のごとき素子を実装して、装置内に組み込むことができれば、光配線の組み立てを考える際の自由度を大きくすることが可能になり、その結果としてコンパクトな装置を作ることができる。

一方、光ファイバーに電力供給線を設けた構造は、特開２００５−３７５９２公報には金属装荷光ファイバーを用いて電力供給する例が考案されている。

特開平４−２８１４０６号公報 特開２０００−２３５１２７公報 特開２００５−３７５９２公報

しかしながら、特開２００５−３７５９２公報で提案されている光導波路においては、光導波路単体で機能させる場合が多く、モバイル機器など電力の供給など電気配線と光導波路を混在させて使用した導波路はこれまで提案されていなかった。

そこで、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、電力供給を可能とした光導波路フィルム、及びこれを利用した光送受信用モジュールを提供することにある。

本発明の光導波路フィルムは、
フィルムの長さ方向に延在し、光を導波光として導く導波路コアと、
フィルムの長さ方向に延在して前記導波路コアと並設された電力供給用の導電線と、
前記導波路コア及び前記導電線を包囲するグラッドと、
を有することを特徴としている。

本発明の光導波路フィルムでは、導波路コアとは別に、これと併設するように電力供給用の導電線を設け、グラッドで包囲して一体成型させている。このため、極めて低コストで、電力供給を可能となる光導波路フィルムとなっている。

本発明の光導波路フィルムにおいては、前記導電線を一対の位置規定部材に挟持して設けることができる。この構成により、導電線の位置決めが容易になると共に、位置規定部材により導電線が衝撃により歪んだり、ずれたりすることが防止され信頼性が向上する。

本発明の光導波路フィルムにおいては、前記導電線を２つ設け、当該２つの導電線の間に前記導波路コアを設けることができる。この構成により、導電線が光導波路フィルム幅方向の両端に位置し、外部接続が容易となる。

本発明の光導波路フィルムにおいては、前記導電線を、銅、鉄、ニッケル、金、アルミニウム、及びそれらの合金から選択される少なくとも１種を含んで構成することができる。これら材料を適用することで、良好な電力供給が図れる。

本発明の光導波路フィルムにおいては、前記導電線を、導電性ペーストを塗布して設けることができる。これにより、簡易に導電線を形成することができる。

一方、本発明の光送受信モジュールは、
光導波路が形成され光導波路フィルムと、
発光素子と該発光素子を保持するサブマウントとを備え、前記発光素子から射出された光が前記光導波路の入射端面に結合されるように、前記サブマウント上に前記光導波路フィルムの一方の端部を保持する光送信部と、
受光素子と該受光素子を保持するサブマウントとを備え、前記光導波路の出射端面から射出された光が前記受光素子に受光されるように、前記サブマウント上に前記光導波路フィルムの他方の端部を保持する光受信部と、
を備え、
前記光導波路フィルムが上記本発明の光導波路フィルムであることを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、極めて低コストで、電力供給を可能とした光導波路フィルム、及びこれを利用した光送受信用モジュールを安価に提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

［光送受信モジュール］
図１は、本実施の形態に係る光送受信モジュールの概略構成図である。この光送受信モジュールは、図１に示すように、ベルト状の高分子光導波路フィルム１０と、高分子光導波路フィルム１０に形成された光導波路を介して光信号を送受信する光送受信部１２、１４とで構成されている。光送受信部１２はサブマウント２２を備えており、高分子光導波路フィルム１０の一方の端部はサブマウント２２上に保持されている。また、光送受信部１４はサブマウント２４を備えており、高分子光導波路フィルム１０の他方の端部はサブマウント２４上に保持されている。

高分子光導波路フィルム１０は、可とう性を有する透明樹脂フィルムからなり、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、「折り曲げ」や「ねじれ」等の変形に対して追従性を有している。このためフィルムが変形した状態でも、光送受信部１２から送信された光信号が、高分子光導波路フィルム１０に形成された光導波路を導波して、光送受信部１４により受信される。高分子光導波路フィルム１０は、曲率半径３ｍｍ以下の可とう性を備えていることが好ましい。曲げ半径は、フィルムを折り曲げたときにフィルムの内側に形成される曲線の微小な部分を円と近似したとき、その円の半径の長さを表す値であり、ＡＳＴＭ Ｄ―２１７６に従いその許容値が測定される。なお、高分子光導波路フィルム１０に用いる樹脂材料については後述する。

高分子光導波路フィルム１０は、変形に対する追従性を高めるために、フィルムの厚さを５０μｍ〜３００μｍの範囲とすることが好ましく、１００μｍ〜２００μｍの範囲とすることがより好ましい。また、同様の理由から、フィルムの幅を０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とすることが好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とすることがより好ましい。

［高分子光導波路フィルム］
次に、図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、高分子光導波路フィルム１０の構造について説明する。図３（Ａ）は高分子光導波路フィルム１０端部の斜視図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図（光導波路の光軸に沿った断面図）であり、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図であり、図３（Ｄ）は高分子光導波路フィルム１０の平面図である。

図示した通り、高分子光導波路フィルム１０は、フィルムの長さ方向に延在する口型のコア部１８と、フィルムの長さ方向に延在して前記導波路コアと並設される口型の電力供給線１９と、このコア部１８及び電力供給線１９を包囲するクラッド部１６、２０とで構成されている。高分子光導波路フィルム１０内には、複数のコア部１８がフィルムの幅方向に並列に配置されフィルム内に複数の光導波路が形成されている。この例では、フィルム１０内に２本の光導波路が形成されている。

そして、この複数のコア部１８を挟むように２本の電力供給線１９がフィルムの幅方向に並列に配置されている。２本の電力供給線１９は、フィルムの長さ方向に延在して設けられた一対の位置規定部２１で挟持されるようにそれぞれ敷設されている。即ち、一対の位置規定部２１は２組配設されている。そして、これらが複数のコア部１８のフィルム幅方向両端側に並設され、それぞれの規定部間隙に電力供給線１９が敷設されている。この位置規定部２１は、コア部１８と同一材料でされ、断面形状が口型としている。この位置規定部２１により、電力供給線２１の位置決めが容易になると共に、電力供給線１９が衝撃により歪んだり、ずれたりすることが防止され信頼性が向上する。また、位置規定部２１の構成材料をコア部１８と同一とすることで、製造コストを低減することができる。

高分子光導波路フィルム１０の端部には、光導波路の光軸に対し４５°の角度を有するミラー面１０ｂが形成されている。ミラー面１０ｂは光導波路を導波する光の光路を変換する光路変換面として機能する。即ち、光導波路を導波してきた光はこのミラー面１０ｂでその光路が９０°折り曲げられ、光入出射側のフィルム面１０ｃから射出される。また、ミラー面１０ｂが形成されたクラッド部１６の先端部が切断され、光導波路の光軸と直交する突き当て面１０ａが形成されている。突き当て面１０ａはサブマウントに対する突き当て面であり、実装時にサブマウント上での位置合わせに利用される。また、ミラー面１０ｂには電力供給線１９が露出している。

上記の高分子光導波路フィルム１０は、例えば、以下の（１）〜（７）の工程により作製することができる。（１）鋳型形成用硬化性樹脂の硬化層から形成され、かつ、光導波路コア部に対応する凹部及び電力供給線の位置決め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）前記鋳型に該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工程、（３）クラッド用可撓性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、鋳型をクラッド用可撓性フィルム基材から剥離する工程、（５）クラッド用可撓性フィルム基材に形成された位置規定部の間に電力供給線を敷設する工程、（６）コア、電力供給線及び位置規定部が形成されたクラッド用可撓性フィルム基材の上にクラッド層を形成する工程、（７）得られた高分子光導波路フィルムの端面に４５°ミラー面と突き当て面とを形成する工程。

まず、説明を簡明にするため、高分子光導波路フィルムの製造工程を、図４（Ａ）〜（Ｉ）を参照して、光導波路（コア部）を１本設けたものについて説明する。なお、光導波路と同一材料で構成された電力供給線の位置規定部も同様に形成することができる。図４（Ａ）は原盤１００を示し、１２０は光導波路のコア部（電力供給線の位置規定部も含む）に対応する凸部である。この原盤１００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、２００ａは硬化樹脂層である。その後硬化樹脂層２００ａを剥離すると、凹部が形成された硬化樹脂層２００ａが得られる（図示せず）。凹部２２０が形成された硬化樹脂層２００ａに、凹部２２０に連通する貫通孔２６０及び２８０を凹部両端に打ち抜き等により形成して鋳型２００（図４（Ｃ）参照）を得る。

次に、図４（Ｄ）が示すように、鋳型にクラッド用可撓性フィルム基材３００を密着させる。その後鋳型に形成されている貫通孔２６０にコア形成用硬化性樹脂を入れ、他端の貫通孔２８０から減圧吸引して鋳型凹部２２０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、クラッド用可撓性フィルム基材３００の上にコア部３２０が形成される。次に、クラッド部（上部クラッド層）４００を形成し（図４（Ｆ）参照）、貫通孔２６０及び２８０内で硬化した樹脂部分をダイサー等で切り落として、高分子光導波路フィルム１０とする（図４（Ｇ）参照）。

最後に、４５°の角度付きブレードを備えたダイシングソーを用いて高分子光導波路フィルム１０の端部をダイシングし、高分子光導波路フィルム１０の端面に４５°ミラー面１０ｂを形成する（図４（Ｈ）参照）。更に、ダイシングソーを用いて４５°ミラー面の先端をクラッド部分のみを含む所定の長さだけ高分子光導波路フィルムの長手方向に対し直角に切断し、突き当て面１０ａを形成する（図４（Ｉ）参照）。

以下、本発明の光導波路フィルムの製造方法の具体的一例を、図５を用いて工程順に説明する。なお、図５（Ａ）〜（Ｋ）は、図Ｋに示した双方向通信用光導波路を作製する工程を順に示した断面図である。

まず、例えば、０．７ｍｍ厚のガラス基板７０を準備する（図５（Ａ）参照）。次に、ガラス基板７０上に５０μｍ厚のレジスト７２を形成する（図５（Ｂ）参照）。次に、レジスト７２に対してパターン露光を施し（図５（Ｃ）参照）、現像を施して、レジストからなる導波路コア部に対応する凸部７４Ａ及び電力供給線の位置規定部に対応する凸部７４Ｂが形成されたガラス基板７０を得る（図５（Ｄ）参照）。このようにして原盤７６を得る。

次に、この原盤７６の凸部形成面に鋳型形成用硬化性樹脂（例えばＰＤＭＳ）を塗布又は注型した後硬化させて、硬化樹脂層７８Ａを形成する（図５（Ｅ）参照）。その後硬化樹脂層７８Ａを剥離すると、凹部が形成された硬化樹脂層７８Ａが得られる。このようにして、コア凸部に対応する凹部８０Ａ及び電力供給線の位置規定凸部に対応する凹部８０Ｂが形成された鋳型７８（図５（Ｆ）参照）を得る。なお、図示しないが、鋳型７８には、上述したようにコア形成用硬化性樹脂を注入するための貫通孔が各凹部両端に連通するように設けられている。

次に、鋳型７８の凹部形成面にクラッド用可撓性フィルム基材８２を密着させる（図５（Ｇ）参照）。その後鋳型７８に形成されている貫通孔（図示せず）にコア形成用硬化性樹脂を入れ、他端の貫通孔から減圧吸引して鋳型の各凹部にコア形成用硬化性樹脂８４を充填して、該樹脂を硬化させる（図５（Ｈ）参照）。その後、鋳型７８を剥離すると、クラッド用可撓性フィルム基材８２の上に２つのコア部８６Ａが形成され、それを挟むような一対の位置規定部８６Ｂが２箇所に形成される（図５（Ｉ）参照）。

そして、一対の位置規定部８６Ｂの間隙に電力供給線９０を敷設した後、コア部８６Ａ及び位置規定部８６Ｂが形成されたクラッド用可撓性フィルム基材８２を、固定用冶具８８Ａにより固定しつつ、離型層が形成された透明基板８８Ｂ（ガラス基板）によりスペーサー８８Ｃを介して挟持し、当該固定用冶具８８Ａ及び透明基板８８Ｂの間隙に例えば、クラッド用硬化性樹脂９２を充填して硬化させる（図５（Ｊ）参照）。

その後、固定用冶具８８Ａ、透明基板８８Ｂ及びスペーサー８８Ｃを取り除き、図示しないが、４５°の角度付きブレードを備えたダイシングソーを用いてフィルムの端部をダイシングし、光導波路フィルム１０の端面に４５°ミラー面及び突き当て面を形成することで、光導波路フィルム９４が得られる（図５（Ｋ）参照）。

更に、高分子光導波路フィルム１０を作製するための各工程を詳細に説明する。

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及び電力供給線の位置決め凸部に対応した凹部と、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及び電力供給線の位置規定部に対応した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及び電力供給線の位置規定部に対応した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。電力供給線の位置規定部もコア部と同程度の大きさで形成される。

＜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虞はない。

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。

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。

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。

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及び電力供給線の位置規定部に対応した凸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。

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及び電力供給線の位置規定部に対応した凸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。

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。

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。

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。

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及び電力供給線の位置規定部に対応した凸を正確に写し取り、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。

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。表面エネルギーは、Ｚｉｓｍａｎ法による臨界表面張力を測定する手法により測定される。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。シェアゴム硬度は、デュロメータを用いてＪＩＳ Ｋ ６２５３に従って測定することができる。
鋳型の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、０．２μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下にすることが、型取り性能の点からみて好ましい。算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に従い測定することができる。

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。

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。

２）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工程
本発明の光導波路フィルムから作製される光学素子（光送受信モジュール）は、種々の階層における光配線に用いられるので、前記クラッド用可撓性フィルム基材の材料は光学素子の用途に応じ、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。

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。

また、前記フィルム基材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。

３）クラッド用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
この工程においては、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、鋳型とクラッド用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、鋳型とクラッド用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。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。

コア形成用硬化性樹脂は、毛細管現象により鋳型と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。

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に限定されるものではない。

コア形成用硬化性樹脂の硬化物の屈折率は、クラッドとなる前記フィルム基材（以下の５）の工程におけるクラッド層を含む）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、好ましくは０．０３以上である。

４）充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させ、鋳型をクラッド用フィルム基材から剥離する工程
この工程では充填したコア形成用硬化性樹脂を硬化させる。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。

また、前記１）〜３）の工程で用いる鋳型は、屈折率等の条件を満たせばそのままクラッド層に用いることも可能で、この場合は、鋳型を剥離する必要はなくそのままクラッド層として利用することができる。この場合、鋳型とコア材料の接着性を向上させるために鋳型をオゾン処理することが好ましい。

５）クラッド用可撓性フィルム基材に形成された位置規定部の間に電力供給線を敷設する工程
この工程では、クラッド用可撓性フィルム基材に形成された位置規定部の間に、金属或いは合金からなる金属線を敷設したり、導電性ペーストを塗布したりして、電力供給線を一対の位置規定部に挟持されるように形成する。特に導電性ペーストを用いて電力供給線を形成することで、金属線を適用した場合に比べ、簡易に電力供給線を直線状で且つ他部材との密着性が良く形成することができる。

電力供給線としての金属線は、銅、鉄、ニッケル、金、アルミニウム、及ぶそれらの合金から選択される金属線を適用することができる。また、導電ペーストは、銅、鉄、ニッケル、金、アルミニウム、及ぶそれらの合金から選択される少なくとも１種の金属粉を、樹脂バインダーに分散させたペースト状のものが適用できる。電力供給線の構成材料として、これら材料を適用することで、良好な電力供給が図れる。

電力供給線の径は、光導波路コア径に近く、且つ３μｍ〜２００μｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜１００μｍの範囲であり、さらに好ましくは３０μｍ〜８０μｍの範囲である。径を上記範囲とすることで良好な電力供給が図れる。ここで、当該径は最大径を示す。

６）コア、電力供給線及び位置規定部が形成されたクラッド用可撓性フィルム基材の上にクラッド層を形成する工程、
コア、電力供給線及び位置規定部が形成されたフィルム基材の上にクラッド層を形成するが、クラッド層としてはフィルム（たとえば前記２）の工程で用いたようなクラッド用フィルム基材が同様に用いられる）や、クラッド用硬化性樹脂を塗布して硬化させた層、高分子材料の溶剤溶液を塗布して乾燥して得られる高分子膜等が挙げられる。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。

クラッド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（例えばメタクリル酸系、エポキシ系）を該樹脂に添加することができる。

クラッド層としてフィルムを用いる場合は、接着剤を用いて貼り合わされるが、その際、接着剤の屈折率が該フィルムの屈折率と近いことが望ましい。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。前記紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするために、クラッド層に添加するポリマーと同様のポリマーを添加することができる。

クラッド層の屈折率は、コアとの屈折率差を確保するため、１．５５以下、好ましくは１．５３以下にすることが望ましい。また、クラッド層の屈折率を前記フィルム基材の屈折率と同じにすることが、光の閉じ込めの点からみて好ましい。

７）得られた高分子光導波路フィルムの端面に４５°ミラー面と突き当て面とを形成する工程
この工程では、得られた高分子光導波路フィルムを例えばダイシングソーなどを用いて、４５°ミラー面と突き当て面をフィルム端面に形成する。このミラー面には、コア部と共に、電力供給線が露出される。

上述した高分子光導波路フィルムの製造方法は、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ことで、両者を特別な手段を用いて固着させなくても、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ある。これにより、製造工程が極めて単純化され、容易に高分子光導波路フィルムを作製することができる。従って、従来の高分子光導波路フィルムの製造方法と比較し、極めて低コストで高分子光導波路フィルムを作製することが可能になる。

また、上述した製造方法では、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。更に、簡便な方法でありながら、得られる高分子光導波路フィルムは導波損失が少なく高精度であり、かつ各種機器への自由な装填が可能である。

［サブマウント及びその製造方法］
本発明のサブマウントは、光学部品を埋め込み実装するための実装用凹部を有している。

本発明のサブマウントは、（１）サブマウントの表面形状を写し取るように凹凸が形成された複製用鋳型を作製する鋳型作製工程、（２）作製された複製用鋳型に硬化性材料を充填する充填工程、（３）充填された前記硬化性材料を硬化させる硬化工程、（４）複製されたサブマウントを前記複製用鋳型から剥離する剥離工程、とを有する製造方法により得ることができる。

鋳型を作製する方法としては、（Ａ）液状シリコーンゴムをサブマウントの原盤上で硬化させて作製する方法、（Ｂ）シリコン基板をエッチングして作製する方法、（Ｃ）金属を鋳造して作製する方法等がある。以下では、方法（Ａ）で作製された鋳型を用いたサブマウントの製造方法を「シリコーン樹脂を用いた複製法」、方法（Ｂ）又は方法（Ｃ）で作製された鋳型を用いたサブマウントの製造方法を「スタンパー法」と称する。

−シリコーン樹脂を用いた複製法−
次に、「シリコーン樹脂を用いた複製法」の全体像を、図６を参照して説明する。図６（Ａ）はシリコン基板５０を示す。このシリコン基板５０の主面にＲＩＥにより凹凸を形成し、サブマウントの原盤５２を作製する（図６（Ｂ）参照）。ＲＩＥ等の精密加工技術を用いることで、サブマウントの原盤５２が精密に作製される。この原盤にはサブマウント複数個分の凹凸が形成されており、この原盤を用いて複数個のサブマウントを一度に複製することができる。

この原盤５２の凹凸形成面に液状シリコーンゴムを塗布又は注型し、硬化させる（図６（Ｃ）参照）。その後、シリコーン樹脂層５４Ａを剥離すると、サブマウントの表面形状を写し取るように凹凸が形成されたシリコーン樹脂製の鋳型５４が得られる（図６（Ｄ）参照）。液状シリコーンゴムを用いることで、この材料の密着性と剥離性とを利用して、原盤５２の凹凸が正確に写し取られる。これらの工程が「鋳型作製工程」に相当する。

次に、この鋳型５４に紫外線硬化樹脂を充填し、紫外線照射により硬化させる（図６（Ｅ）参照）。これらの工程が「充填工程」及び「硬化工程」に相当する。その後、硬化樹脂層５６を鋳型５４から剥離すると、サブマウント表面の凹凸が複製される。この工程が「剥離工程」に相当する。この複製物（図示せず）を個々のサブマウントにダイシングすることで、表面に凹凸が形成された紫外線硬化樹脂製のサブマウント５８が得られる（図６（Ｆ）参照）。

以下、「シリコーン樹脂を用いた複製法」の主な工程を更に詳しく説明する。

（原盤の作製）
上記ではＲＩＥを用いてシリコン基板をエッチングしサブマウントの原盤を作製する例について説明したが、原盤の材料としては、シリコン基板の外に、石英ガラス基板等のガラス基板、ニッケル（Ｎｉ）基板等の金属基板を用いることができる。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。ミラー面の作製には、ダイシングを用いることもできる。また、本出願人が先に出願した電着法又は光電着法（特願２００２−１０２４０号）も、原盤を作製するのに適用できる。

（鋳型の作製）
「シリコーン樹脂を用いた複製法」では、上述した通り、作製された原盤の凹凸形成面に、液状シリコーンゴムを塗布したり注型し、必要に応じ乾燥処理をした後、硬化処理を行って、シリコーン樹脂層を形成する。その後、シリコーン樹脂層を原盤から剥離して、サブマウントの表面形状を型取った鋳型を作製する。

シリコーン樹脂層の厚さは、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。

液状シリコーンゴムは、硬化後シリコーンゴムとなる硬化性オルガノポリシロキサンであり、「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。液状シリコーンゴムは、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。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（ポリジメチルシロキサン：ＰＤＭＳ）が密着性、剥離性、強度及び硬度の点から好ましい。

液状シリコーンゴムは、密着性と剥離性という相反した特性に優れ、微細構造を写し取る能力を備えている。このため、シリコーンゴムを用いた鋳型は、高精度に原盤を写し取ることができ、さらに後述するサブマウント形成用の紫外線硬化性樹脂との剥離も容易である。また、液状シリコーンゴムは、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、凹凸形状を維持する硬さ（硬度）を有すること、等の利点を有する。従って、この鋳型からは高精度に形状を維持したサブマウントを、極めて簡便に作製することができる。

液状シリコーンゴムは、硬化剤と組み合わせて用いる二液型のものが好ましい。この中でも、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特に好ましい。液状シリコーンゴムには、必要に応じて各種添加剤を加えることができる。

液状シリコーンゴムは、原盤の表面に塗布や注型等することが可能で、また、原盤に形成された凹凸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を有することが好ましい。液状シリコーンゴムの粘度は、５００ｍＰａ・ｓ〜７０００ｍＰａ・ｓ程度が好ましく、２０００ｍＰａ・ｓ〜５０００ｍＰａ・ｓ程度がより好ましい。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。

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、樹脂との密着性の点からみて好ましい。表面エネルギーは、固体と液体との接触角を測定することで解析できることから専用の接触角測定装置により測定される。鋳型のショア（Ｓｈａｒｅ）ゴム硬度は、１５〜８０、好ましくは２０〜６０であることが、型取り性能や凹凸形状の維持、剥離性の点からみて好ましい。ショアゴム硬度は、非測定物の表面に押針を押し込み変形させ、その変形量を測定するスプリング式ゴム硬度計により測定される。鋳型の表面粗さ（最大高さ（Ｒｙ））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。表面粗さＲｙは、粗さ曲線の最大値と最小値の差でと定義された最大高さを表す値であり、触針式の膜厚計で測定される。

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、樹脂が鋳型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、鋳型を通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。

（サブマウントの複製）
「シリコーン樹脂を用いた複製法」では、上述した通り、サブマウントの表面形状を型取った鋳型に、サブマウント形成用の紫外線硬化性樹脂を充填し、充填された樹脂を硬化させた後、硬化樹脂層を鋳型から剥離することで、表面に凹凸が形成されたサブマウントを複製する。

サブマウント形成用の紫外線硬化性樹脂としては、耐熱性の高い樹脂が好ましく、エポキシ系、ポリイミド系の紫外線硬化性樹脂が好ましく用いられる。また、紫外線硬化性のモノマー、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。

紫外線硬化性樹脂は、鋳型の凹凸に充填されるため、十分低粘度であることが必要である。従って、紫外線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。

また、原盤に形成された凹凸を高精度に再現するため、紫外線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。体積変化は１０％以下が好ましく、６％以下がより好ましい。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。

紫外線硬化性樹脂の硬化後の体積変化（収縮）を小さくするため、紫外線硬化性樹脂にポリマーを添加することができる。添加するポリマーは、紫外線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。このようなポリマーとしては、例えば、アクリル系、メタクリル酸系、エポキシ系のポリマーが用いられるが、これに限定されるものではない。

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照射装置等を用いて紫外領域（２５０ｎｍ〜４００ｎｍ）の光を照射する。

−スタンパー法−
次に、「スタンパー法」の全体像を、図７を参照して説明する。「スタンパー法」では、鋳型を「スタンパー」として使用する。図７（Ａ）はシリコン基板６０を示す。このシリコン基板６０の主面にＲＩＥにより凹凸を形成し、シリコン製の鋳型６２を作製する（図７（Ｂ）参照）。この鋳型にはサブマウント複数個分の凹凸が形成されており、この鋳型を用いて複数個のサブマウントを一度に複製することができる。ＲＩＥ等の精密加工技術を用いることで、サブマウントの凹凸を正確に写し取った鋳型６２が精密に作製される。これらの工程が「鋳型作製工程」に相当する。

次に、熱可塑性樹脂を鋳型６２に密着させ、加熱しながら加圧し、その後放冷して硬化させる（図７（Ｃ）参照）。これらの工程が「充填工程」及び「硬化工程」に相当する。その後、硬化樹脂層６４を鋳型６２から剥離すると、サブマウント表面の凹凸が複製される。この工程が「剥離工程」に相当する。この複製物（図示せず）を個々のサブマウントにダイシングすることで、表面に凹凸が形成された熱可塑性樹脂製のサブマウント６６が得られる（図７（Ｄ）参照）。

以下、「スタンパー法」の主な工程を更に詳しく説明する。以下では、「シリコーン樹脂を用いた複製法」の鋳型と区別するため、鋳型を「スタンパー」と称する。

（スタンパーの作製）
上記ではＲＩＥを用いてシリコン基板をエッチングしスタンパーを作製する例について説明したが、スタンパーの材料としては、シリコン基板の外に、石英ガラス基板等のガラス基板、ニッケル（Ｎｉ）基板等の金属基板を用いることができる。スタンパーの作製には、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（特願２００２−１０２４０号）も、スタンパーを作製するのに適用できる。フォトリソグラフィー及びＲＩＥを用いることで鋳型の作製精度が向上する。

（サブマウントの複製）
「スタンパー法」では、上述した通り、サブマウントの表面形状を型取ったスタンパーに、サブマウント形成用の熱可塑性樹脂を密着させ、加熱しながら加圧した後、常温まで放冷して硬化させ、硬化樹脂層を鋳型から剥離することで、表面に凹凸が形成されたサブマウントを複製する。

サブマウント形成用の熱可塑性樹脂としては、耐熱性の高い樹脂が好ましく、不飽和ポリエステル樹脂系、エポキシ系、ポリイミド系、ＰＰＳ系（ポリフェニレンサルファイド系）の熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。また、紫外線硬化性のモノマー、オリゴマー若しくはモノマーとオリゴマーの混合物を用いてもよい。また、熱硬化性樹脂にフィラーを混入させた精密成型用の樹脂も好ましく用いられる。このような樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂に硝子繊維などのフィラーを混入させ収縮を抑えたＢＭＣ樹脂などが挙げられる。

熱可塑性樹脂は、収縮率が１％以下の高い寸法精度、熱変形温度が２００℃以上、線膨張係数は金属に近く、金属部品との組合せが容易（アルミニウムより小さい）であることが好ましい。

熱可塑性樹脂に凹凸を形成するには、スタンパーに密着させた熱可塑性樹脂を、ガラス転移点（Ｔｇ）＋５０℃位の温度に加熱し、１０Ｎ程度の圧力で加圧する。

また、スタンパー法では、熱可塑性樹脂に代えて、加熱により溶融する低融点ガラス、例えば６００℃以下で軟化（溶融）する低融点ガラスを用いることができる。例えば、低融点ガラスを、金属製の金型を「スタンパー」として用いて５００℃程度に加熱することで、ガラス製のサブマウントを複製することができる。更に、パイレックス（登録商標）ガラスなど融点８００℃と高いガラス材料でも、加熱温度を６５０℃位にして加圧すると変形してスタンパー法で複製することが可能である。低融点ガラスとしては、ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃を主要成分とする硬質ガラスが好適に適用される。

［光送受信部］
次に、図８及び図９を参照して、サブマウント２２を備えた光送受信部１２の構成について説明する。なお、サブマウント２４はサブマウント２２と同じ構成であり、光送受信部１４は光送受信部１２と同じ構成となるため、サブマウント２４及び光送受信部１４については説明を省略する。

まず、図８を参照して、サブマウント２２の構成を説明する。図８（Ａ）はサブマウント２２の斜視図であり、図８（Ｂ）はサブマウント２２の平面図であり、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。

サブマウント２２は、略直方体状の基板から構成されている。このサブマウント２２には、高分子光導波路フィルム１０を取付けるための凹部２６（光学部品実装用凹部）と、受光素子及び発光素子を嵌め込んでそれぞれ保持（実装）するための凹部２８（光学部品実装用凹部）とが形成されている。この例では、１つの凹部２８が形成されているが、受光素子及び発光素子の各々に対応して２つの凹部を設けてもよい。凹部２６は、高分子光導波路フィルム１０の突き当て面１０ａが突き当てられる当接面２６ａと、高分子光導波路フィルム１０のフィルム面１０ｃが載置される載置面２６ｂとを備えている。

また、サブマウント２２の表面の一部には、受光素子及び発光素子に対して電気的な配線を行うための電極膜３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが形成されている。この例では、電極膜３０ａ、３０ｂは、凹部２８の底面から側面を通ってサブマウント２２の上面まで延在するように各々パターニングされている。また、電極膜３０ｃ、３０ｄは、電極膜３０ａ、３０ｂとは絶縁されるように、サブマウント２２の上面に各々パターニングされている。サブマウント２２側に電極膜を形成することで、光送受信モジュールをパッケージに格納する場合に、受光素子及び発光素子に対する電気的な配線が容易になる。

また、サブマウント２２の表面の一部には、電力供給線に対して電気的な配線を行うための電極膜３１ａ、３１ｂが形成されている。この例では、電極膜３１ａ、３１ｂは、サブマウント２２の当接面２６ａ周辺にそれぞれパターニングされている。また、電極膜３１ａ、３１ｂは、他の電極膜とは絶縁されるように、サブマウント２２の上面に各々パターニングされている。

上記のサブマウント２２は、上述した鋳型による複製技術を用いたサブマウントの製造方法により、精度よく作製されている。また、電極膜３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３１ａ、３１ｂは、例えば、サブマウント２２の表面に金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属膜を蒸着した後、この金属膜をフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより形成される。

次に、図９を参照して、光送受信部１２の実装状態について説明する。図９（Ａ）は光送受信部１２の平面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＤ−Ｄ断面図（光導波路の光軸に沿った断面図）であり、図９（Ｃ）は図９（Ｂ）の光結合部を拡大して示す部分拡大図である。但し、同図中、位置規定部２１は省略してある。

光送受信モジュールの実装時、光送受信部１２のサブマウント２２上には、発光素子である面発光型半導体レーザダイオード（ＬＤ）３２、受光素子であるフォトダイオード（ＰＤ）３４、及び高分子光導波路フィルム１０が保持されている。

高分子光導波路フィルム１０の端部は、サブマウント２２の凹部２６に嵌め込まれている。即ち、突き当て面１０ａがサブマウント２２の当接面２６ａの一部に突き当てられて所定の位置に位置決めされ、光入出射側のフィルム面１０ｃがサブマウント２２の載置面２６ｂと対向するようにサブマウント２２上に載置されている。このように高分子光導波路フィルム１０を載置面２６ｂで保持することで、フレキシブルな高分子光導波路フィルム１０を安定に保持することができる。

また、フィルム面１０ｃは、接着剤３６によって対向する載置面２６ｂ、ＬＤ３２及びＰＤ３４と接着されている。接着剤３６としては、紫外線硬化性樹脂等の光硬化性接着剤、熱硬化性接着剤等が用いられるが、光損失を低減するためには、高分子光導波路フィルム１０のクラッド部１６と同じ硬化性樹脂を用いることが好ましい。

また、光導波路フィルム１０のミラー面１０ｂから露出された２つの電力供給線１９は、それぞれ電極膜３１ａ、３１ｂと例えば導電性ペースト３３ａ、３３ｂを塗布することで電気的に接続されている。

ＬＤ３２とＰＤ３４とは、サブマウント２２の凹部２８に各々嵌め込まれ、凹部２８の底部（底面）に固定されている。ＬＤ３２及びＰＤ３４を凹部２８に嵌め込むことで、光送受信部１２がコンパクト化する。この例では、凹部２８の底部には電極膜３０ａ、３０ｂが形成されているため、ＬＤ３２の裏面電極と電極膜３０ａ、ＰＤ３４の裏面電極と電極膜３０ｂとが各々電気的に導通されるように、導電性を有するはんだ（導電性ペースト）等により凹部２８の底部に固定されている。なお、ＬＤ３２の他方の電極はワイヤー３８ａにより電極膜３０ｃと電気的に接続され、ＰＤ３４の他方の電極はワイヤー３８ｂにより電極膜３０ｄと電気的に接続されている。

また、ＬＤ３２及びＰＤ３４は、ＬＤ３２の発光部３２ａが高分子光導波路フィルム１０の送信用光導波路のコア部１８の端面（入射端面）と対向すると共に、ＰＤ３４の受光部３４ａが受信用光導波路のコア部１８の端面（出射端面）と対向するように、突き当て面１０ａの突き当て位置に応じて各々所定の位置に配置されている。

なお、ここでは、光送受信部１２から光信号を送信するための光導波路を送信用光導波路とし、光送受信部１２により光信号を受信するための光導波路を受信用光導波路としているが、光送受信部１４から見た場合には、送信用光導波路と受信用光導波路とが逆転することは言うまでもない。

上記の光送受信部１２は、サブマウント２２の凹部２８にＬＤ３２及びＰＤ３４を嵌め込んだ後に、サブマウント２２の凹部２６に高分子光導波路フィルム１０を取付けることで、簡単に組み立てることができる。

また、本実施の形態では、高分子光導波路フィルム１０が透明樹脂で構成されているため、ミラー面１０ｂによる裏面反射を利用して光導波路のコア部１８の端面の位置を観測することができる。従って、このミラー面１０ｂでの裏面反射像を用いることで、ＬＤ３２及びＰＤ３４のアライメントが容易になり、パッシブ・アライメントで高精度の実装が可能になる。

［光送受信モジュールの動作］
次に、図１０を参照して、本実施の形態に係る光送受信モジュールの動作について説明する。図１０は、光送受信モジュールの構成を模式的に表した図である。ここでは、光送受信部１２から光信号を送信するための光導波路を送信用光導波路とし、光送受信部１２により光信号を受信するための光導波路を受信用光導波路として説明する。但し、同図中、位置規定部２１は省略してある。

本実施の形態に係る光送受信モジュールでは、光送受信部１２から光送受信部１４に光信号を送信する場合には、光送受信部１２のサブマウント２２に保持されたＬＤ３２から射出された光が送信用光導波路のコア部１８の入射端面に結合され、高分子光導波路フィルム１０に形成された送信用光導波路を導波する。そして、送信用光導波路のコア部１８の出射端面から射出された光が、光送受信部１４のサブマウント２４に保持されたＰＤ３４により受光される。

同様に、光送受信部１４から送信された光信号を光送受信部１２で受信する場合には、光送受信部１４のサブマウント２４に保持されたＬＤ３２から射出された光が受信用光導波路のコア部１８の入射端面に結合され、高分子光導波路フィルム１０に形成された受信用光導波路を導波する。そして、受信用光導波路のコア部１８の出射端面から射出された光が、光送受信部１２のサブマウント２２に保持されたＰＤ３４により受光される。

以上説明した通り、本実施の形態に係る光送受信モジュールでは、上述した通り一組の光送受信部の間で双方向の光通信が行われるが、フレキシブルなベルト状の高分子光導波路フィルムは「折り曲げ」や「ねじれ」等の変形に対して追従性を有しているので、フィルムが変形した状態でも、高分子光導波路フィルムに形成された光導波路を介して光信号の送受信を行うことができる。従って、折り畳むことが多い携帯電話や薄型パソコン等のモバイル装置の光配線にも使用することが可能である。

また、本実施の形態に係る光送受信モジュールでは、サブマウント側に電極膜が形成されているので、光送受信モジュールをパッケージに格納する場合に、光送受信部の受光素子及び発光素子に対する電気的な配線が容易になる。

そして、本実施の形態に係る光送受信モジュールでは、上述のように、光導波路フィルム１０が導波路コア部１８とは別に、これと併設するように電力供給線１９を設け、グラッド（クラッド部１６、２０）で包囲して一体成型させているので、極めて低コストで、電力供給を実現することができる。

なお、本実施の形態では、電力供給線１９を一対の位置規定部２１の間隙に敷設した形態を説明したが、これに限定されず、例えば、導電性ペーストを塗布したり、スパッタリング法などにより電力供給線１９を単独で設ける形態であてもよい。

［他の電極配置］
上記の実施の形態では、サブマウントに形成された凹部の底面から側面を通ってサブマウントの上面まで延在する電極膜を形成し、ＬＤ及びＰＤの裏面電極と電極膜とを電気的に導通する例について説明したが、電極膜の形成パターンはこれには限定されない。例えば、図１１(Ａ）に示すように、サブマウント２２の上面に相互に絶縁された電極膜４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを形成し、光送受信モジュールの実装時には、図１１（Ｂ）に示すように、これら電極膜４０ａ、４０ｂとＬＤ３２の各電極とをワイヤー４２ａ、４２ｂにより電気的に接続すると共に、電極膜４０ｃ、４０ｄとＰＤ３４の各電極とをワイヤー４２ｃ、４２ｄにより電気的に接続してもよい。

［他のモジュール構成］
上記の実施の形態では、発光素子及び受光素子の両方を実装した光送受信部の間で双方向の光通信を行う光送受信モジュールについて説明したが、発光素子を備えた光送信部と受光素子を備えた光受信部との間で一方向の光通信を行う光送受信モジュールとしてもよい。

［他のモジュール構成］
上記の実施の形態では、発光素子及び受光素子の両方を実装した光送受信部の間で双方向の光通信を行う光送受信モジュールについて説明したが、発光素子を備えた光送信部と受光素子を備えた光受信部との間で一方向の光通信を行う光送受信モジュールとしてもよい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１は、図１に示す光送受信モジュールを作製した実施例である。

＜高分子光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、４本の、断面が正方形の第１凸部（幅：５０μｍ、高さ：５０μｍ、長さ：８０ｍｍ：コアに対応する凸部）を形成し、２組の一対の第２凸部（幅：５０μｍ、高さ：５０μｍ、長さ：８０ｍｍ：電力供給線の位置規定部に対応する凸部）を４本の第１凸部の両側に並列してそれぞれ形成した。第１凸部同士及び第１凸部と一対の第２凸部（第１凸部と一番近い方の第２凸部）の間隔は２５０μｍとした。また、一対の第２凸部の間隔は５０μｍ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、前記断面が矩形の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。

この鋳型と、鋳型より一回り大きい膜厚５０μｍのクラッド用フィルム基材（アートンフイルム、ＪＳＲ（株）製、屈折率１．５１０）を密着させた。次に、鋳型の進入側貫通孔に、粘度が５００ｍＰａ・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５分間照射して紫外線硬化させた。鋳型をアートンフイルムから剥離したところ、アートンフイルム上に前記原盤凸部と同じ形状の４本のコアが形成された。また、４本のコアの両側に、これを挟むように一対の電力供給線がそれぞれ並列して形成された。

次に、直径５０μｍの銅線を２組の一対の第２凸部の間隙にそれぞれ敷設した後、アートンフイルムのコア形成面に、硬化後の屈折率がアートンフイルムと同じ１．５１０である紫外線硬化性樹脂を塗布した後、５０μｍのクラッド用フィルム基材を張り合わせ、５０ｍＷ／ｃｍ²のＵＶ光を５分間照射して紫外線硬化させることで２枚のフイルムを接着させ、幅１．５ｍｍ、膜厚１８０μｍのベルト状の高分子光導波路フイルムとした。

次に、４５°角度付きＳｉ用のブレードを備えたダイシングソーを用いて、この高分子導波路フイルムの両端を光軸に対し４５°の角度で切断し、４５°ミラー面を持ったコアを露出させた。次に、クラッド部分を先端から５０μｍの位置で光軸に対し垂直に切断し、両端部に４５°ミラー面と垂直切断面とを備えた高分子光導波路フイルムが得られた。この際、ミラー面には電力供給線としての銅線を露出させた。

＜サブマウントの作製＞
次に、厚さ６００μｍのＳｉ基板に発光素子及び受光素子を取り付ける２カ所の凹部をＲＩＥ法で形成した。凹部の深さは２５０μｍである。さらに、高分子光導波路フイルムを取り付けるために、高分子光導波路フイルムの垂直切断面を突き当てる当接面を備えた深さ５０μｍの凹部をＲＩＥ法で形成した。この凹部が形成されたＳｉ製のマスター基板を、サブマウントの原盤とした。この原盤にはサブマウント複数個分の凹部が形成されている。この原盤を用いて複数個のサブマウントを一度に複製することができる。

この原盤に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、硬化層を剥離して、表面に原盤の凹凸に対応する凹凸が形成されたシリコーン樹脂製の鋳型（型の厚さ：５ｍｍ）を作製した。

次に、粘度が３０００ｍＰａ・ｓの紫外線硬化性樹脂（ＮＴＴ−ＡＴ社製）を塗布した後、５０ｍＷ／ｃｍ²のＵＶ光を鋳型の上部から５分間照射して硬化させ、硬化樹脂層を鋳型から剥離した。次に、硬化樹脂層にＡｕを２００ｎｍの厚さ蒸着した後、フォトリソグラフィーでＡｕ電極のパターニングを行い、各々の凹部の底面から側面を通ってサブマウントの上面に延在する下部電極用の電極パッドと、この電極パッドと絶縁された上部電極用の電極パッドと、電力供給用の電極パッドと、を形成した。そして、電極パッドが形成された硬化樹脂層をダイサーで切断することで、紫外線硬化性樹脂製のサブマウントＡを複数個形成した。

マスター基板から見た凹凸の作製誤差は１００ｎｍ以内であり、紫外線硬化性樹脂製のサブマウントＡを高い精度で作製することができた。

＜モジュールの実装＞
サブマウントＡの発光素子用の凹部に導電性ペースト（藤倉化成製：ＳＡ−０４２５）をディスペンサーで充填し、ＶＣＳＥＬ素子（富士ゼロックス社製）を載置すると共に、サブマウントＡの受光素子用の凹部に導電性ペースト（藤倉化成製：ＳＡ−０４２５）をディスペンサーで充填し、フォトダイオード素子を載置した後、１８０℃に３０分間加熱することでサブマウントＡの所定の凹部にＶＣＳＥＬ素子及びフォトダイオード素子を各々固定した。これにより、ＶＣＳＥＬ素子及びフォトダイオード素子の各々の下部電極が電極パッドと電気的に接続された。その後、ＶＣＳＥＬ素子の上部電極と電極パッド、フォトダイオード素子の上部電極と電極パッドの間をＡｕワイヤーを用いてボンディングした。

次に、４５°ミラー面が形成された高分子光導波路フイルムの両端部の各々を異なるサブマウントＡの凹部に埋め込み、垂直切断面をサブマウントＡの当接面に突き当てて位置合せを行った後、紫外線硬化樹脂（接着剤）を充填し、高分子光導波路フイルムをサブマウントＡに固定した。そして、高分子光導波路フィルムのミラー面に露出した電力供給線としての銅線とサブマウントＡの電力供給用の電極パッドとを導電性ペーストを塗布することで電気的に接続した。これにより、一対の光送受信部と高分子光導波路フイルムとを備えた実施例１の双方向光送受信モジュールが得られた。

＜通信性能の評価＞
サンプリング・オシロスコープ（アジレントテクノロジー社製、Ａｇｉｌｅｎｔ ８６１００Ｃ）とパルスパターン・ジェネレータとを用い、実施例１の双方向光送受信モジュールについて光送受信の性能を評価したところ、３．１２５Ｇｂｐｓまで良好なアイパターンを測定することができた。また、一方のサブマウントＡの電極供給用の電極パッドから電力供給を行ったところ、他方のサブマウントＡの電極供給用の電極パッドに通電されていることが確認され、高分子光導波路フイルムにより電力供給が可能であることがわかった。

（実施例２）
銅線の代わりに、金線を用いた以外は、実施例１と同様にして高分子光導波路フィルムを作製し、これを用いて双方向光送受信モジュールを得た。得られた双方向光送受信モジュール用い、一方のサブマウントＡの電極供給用の電極パッドから電力供給を行ったところ、他方のサブマウントＡの電極供給用の電極パッドに通電されていることが確認され、高分子光導波路フイルムにより電力供給が可能であることがわかった。

（実施例３）
銅線の代わりに、導電性ペースト（藤倉化成製：ＸＡ−８７４）をデイスペンサーにより２組の一対の第２凸部の間隙に塗布（充填）して電力供給線を形成した以外は、実施例１と同様にして高分子光導波路フィルムを作製し、これを用いて双方向光送受信モジュールを得た。得られた双方向光送受信モジュール用い、一方のサブマウントＡの電極供給用の電極パッドから電力供給を行ったところ、他方のサブマウントＡの電極供給用の電極パッドに通電されていることが確認され、高分子光導波路フイルムにより電力供給が可能であることがわかった。

以上により、本実施例では、極めて低コストで、電力供給を可能とした光導波路フィルム、及びこれを利用した光送受信用モジュールを作製できることがわかる。

本実施の形態に係る光送受信モジュールの概略構成図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本実施の形態に係る光送受信モジュールの変形に対する追従性を示す図である。 （Ａ）は本実施の形態に係る光送受信モジュールの高分子光導波路フィルム端部の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図であり、（Ｄ）は高分子光導波路フィルム１０の平面図である。 （Ａ）〜（Ｉ）は、本実施の形態に係る光送受信モジュールの高分子光導波路フィルムの導波路コアの製造工程を示す図である。 （Ａ）〜（Ｋ）は、本実施の形態に係る光送受信モジュールの高分子光導波路フィルムの具体的な製造工程を示す図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は、本発明のサブマウントの製造方法の工程を示す工程図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は、本発明のサブマウントの他の製造方法の工程を示す工程図である。 （Ａ）は本実施の形態に係る光送受信モジュールのサブマウントの斜視図であり、（Ｂ）は本実施の形態に係る光送受信モジュールのサブマウントの平面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。 （Ａ）は本実施の形態に係る光送受信モジュールの光送受信部の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の光結合部を拡大して示す部分拡大図である。 本実施の形態に係る光送受信モジュールの構成を模式的に表した図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、電極膜の他の配置パターンを示す図である。

符号の説明

１０ 高分子光導波路フィルム
１２、１４ 光送受信部
１６、１８ クラッド部
１８ コア部
１９ 電力供給線
２２、２４ サブマウント
２１ 位置規定部
２６，２８ 凹部（光学部品実装用凹部）

Claims (6)

1. フィルムの長さ方向に延在し、光を導波光として導く導波路コアと、
   フィルムの長さ方向に延在して前記導波路コアと並設された電力供給用の導電線と、
   前記導波路コア及び前記導電線を包囲するグラッドと、
   を有することを特徴とする光導波路フィルム。
2. 前記導電線を一対の位置規定部材に挟持して設けたことを特徴とする請求項１に記載の光導波路フィルム。
3. 前記導電線を２つ設け、当該２つの導電線の間に前記導波路コアを設けたことを特徴とする請求項１に記載の光導波路フィルム。
4. 前記導電線を、銅、鉄、ニッケル、金、アルミニウム、及ぶそれらの合金から選択される少なくとも１種を含んで構成したことを特徴とする請求項１に記載の光導波路フィルム。
5. 前記導電線を、導電性ペーストを塗布して設けたことを特徴とする請求項１に記載の光導波路フィルム。
6. 光導波路が形成され光導波路フィルムと、
   発光素子と該発光素子を保持するサブマウントとを備え、前記発光素子から射出された光が前記光導波路の入射端面に結合されるように、前記サブマウント上に前記光導波路フィルムの一方の端部を保持する光送信部と、
   受光素子と該受光素子を保持するサブマウントとを備え、前記光導波路の出射端面から射出された光が前記受光素子に受光されるように、前記サブマウント上に前記光導波路フィルムの他方の端部を保持する光受信部と、
   を備え、
   前記光導波路フィルムが請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光導波路フィルムであることを特徴とする光送受信モジュール。

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