JP2007293244A - 多層光導波路 - Google Patents
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Abstract
【課題】平坦性が良好で小型・高密度の多層光導波路を提供すること。
【解決手段】複数のコアと、該コアを囲んで形成されるクラッドとから構成され、かつ、平面方向コア中心間距離（コアピッチ）が６２．５μｍ以上５００μｍ以下である光導波路が、２層以上積層された多層光導波路であって、厚み方向コア間距離（上層コアの下面と下層コアの上面間距離）が８μｍ以上２５μｍ以下、かつ、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差が５μｍ以下である多層光導波路である。
【選択図】図１
【解決手段】複数のコアと、該コアを囲んで形成されるクラッドとから構成され、かつ、平面方向コア中心間距離（コアピッチ）が６２．５μｍ以上５００μｍ以下である光導波路が、２層以上積層された多層光導波路であって、厚み方向コア間距離（上層コアの下面と下層コアの上面間距離）が８μｍ以上２５μｍ以下、かつ、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差が５μｍ以下である多層光導波路である。
【選択図】図１
Description
本発明は、平坦性が良好で小型・高密度の多層光導波路に関するものである。
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。具体的には、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に、電気配線板に光伝送路を複合した光電気混載基板の開発がなされている。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。
また、光導波路は、電気配線板と共存するため、高透明性とともに高耐熱性も要求されるが、このような光導波路材として、フッ素化ポリイミド（例えば非特許文献１参照）やエポキシ樹脂（例えば特許文献１参照）が提案されている。
また、上記の光導波路材が液状であるのに対して、光導波路材としてドライフィルムを用いる方法が提案されている。例えば、放射線重合可能な成分を含有するドライフィルムを基板上に積層し、所定量の光を照射することで所定場所を放射線硬化させるとともに、必要に応じて未露光部を現像することによりコア部分等を形成して、伝送特性に優れる光導波路を製造することができる。
一方、光導波路の高密度化のため、光導波路を複数積層した多層光導波路が考えられる。例えば、クラッドフィルムの上にコアを形成した複数の導波路フィルムがクラッド用硬化性樹脂の硬化層により積層された積層型高分子光導波路が開示されている（例えば特許文献２参照）。特許文献２の実施例において、クラッドフィルムに厚さ１８６〜１９０μｍのアートンフィルム（ＪＳＲ（株）製）を用いている。
光導波路材として用いられるフッ素化ポリイミドは、３００℃以上の高耐熱性と、波長８５０ｎｍにおいて０．３ｄＢ／ｃｍの高透明性を有するものの、製膜には３００℃以上で数十分から数時間の加熱条件が必要であるため、電気配線板上での製膜が困難であった。
また、フッ素化ポリイミドには感光性がないため、感光・現像による光導波路作製法が適用できず、生産性・大面積化に劣っていた。さらに、液状の材料を基板上に塗布し製膜する方法を用いて光導波路を作製するため、膜厚管理が煩雑であり、しかも基板上に塗布した樹脂が、硬化前は液状であるため、基板上で樹脂が流れてしまい、膜厚の均一性を保つことが困難である等、材料形態が液状であることに起因した課題があった。
一方、液状エポキシ樹脂に光重合開始剤を添加した光導波路形成用エポキシ樹脂は、感光・現像法によりコアパターンが形成可能であり、高透明、高耐熱性を有するものもあるが、材料が液状であることに起因した同様な課題があった。
また、フッ素化ポリイミドには感光性がないため、感光・現像による光導波路作製法が適用できず、生産性・大面積化に劣っていた。さらに、液状の材料を基板上に塗布し製膜する方法を用いて光導波路を作製するため、膜厚管理が煩雑であり、しかも基板上に塗布した樹脂が、硬化前は液状であるため、基板上で樹脂が流れてしまい、膜厚の均一性を保つことが困難である等、材料形態が液状であることに起因した課題があった。
一方、液状エポキシ樹脂に光重合開始剤を添加した光導波路形成用エポキシ樹脂は、感光・現像法によりコアパターンが形成可能であり、高透明、高耐熱性を有するものもあるが、材料が液状であることに起因した同様な課題があった。
特許文献２に開示された積層型高分子光導波路は、導波路フィルムを積層する際のハンドリングの容易さや、導波路フィルム単体としての機械的強度を保つために、上記のような膜厚の厚いクラッドフィルムを用いている。また、コア積層部分におけるクラッド用硬化性樹脂の硬化層の厚さとして、クラッドフィルムの厚み公差を打ち消す厚さを必要とする。そのために、厚み方向コア間距離が大きくなり、配線の高密度化が困難であった。
本発明は、上記問題点に鑑み、平坦性が良好で小型・高密度の多層光導波路を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、下記に記載の方法により、上記課題を解決し得ることを見出した。すなわち、本発明は、以下に関する。
（１）複数のコアと、該コアを囲んで形成されるクラッドとから構成され、かつ、平面方向コア中心間距離（コアピッチ）が６２．５μｍ以上５００μｍ以下である光導波路が、２層以上積層された多層光導波路であって、厚み方向コア間距離（上層コアの下面と下層コアの上面間距離）が８μｍ以上２５μｍ以下、かつ、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差が５μｍ以下である多層光導波路。
（２）コア及びクラッドの少なくとも１つに光導波路形成用樹脂フィルムを用いて製造して成る上記（１）に記載の多層光導波路。
（３）更に電気回路配線を有する上記（１）又は（２）記載の多層光導波路。
（１）複数のコアと、該コアを囲んで形成されるクラッドとから構成され、かつ、平面方向コア中心間距離（コアピッチ）が６２．５μｍ以上５００μｍ以下である光導波路が、２層以上積層された多層光導波路であって、厚み方向コア間距離（上層コアの下面と下層コアの上面間距離）が８μｍ以上２５μｍ以下、かつ、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差が５μｍ以下である多層光導波路。
（２）コア及びクラッドの少なくとも１つに光導波路形成用樹脂フィルムを用いて製造して成る上記（１）に記載の多層光導波路。
（３）更に電気回路配線を有する上記（１）又は（２）記載の多層光導波路。
本発明によれば、平坦性が良好で小型・高密度の多層光導波路を製造することができる。また、該多層光導波路は、高速、大容量光通信の実現・普及に寄与するところが大きい。
図１は、本発明の多層光導波路の一例を示す図である。また、本発明で使用する平面方向コア中心間距離、及び厚み方向コア間距離の定義を示す図である。
本発明の多層光導波路は、複数のコアと、該コアを囲んで形成されるクラッドとから構成され、かつ、平面方向コア中心間距離（コアピッチ）が６２．５μｍ以上５００μｍ以下の光導波路が、２層以上積層された多層光導波路であって、厚み方向コア間距離（上層コアの下面と下層コアの上面間距離）が８μｍ以上２５μｍ以下、かつ、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差が５μｍ以下の多層光導波路である。
平面方向コア中心間距離（コアピッチ）が６２．５μｍ未満であると、隣接チャネル間とのクロストークが生じる。一方、５００μｍより大きいと、配線の高密度化が困難となる。以上の観点から、平面方向コア中心間距離（コアピッチ）が１２５μｍ以上２５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
厚み方向コア間距離が８μｍ未満であると、隣接チャネル間とのクロストークが生じる。一方、２５μｍより大きいと、配線の高密度化が困難となる。以上の観点から、厚み方向コア間距離が１０μｍ以上２０μｍ以下であることがさらに好ましい。
一般的に光電気混載基板で用いられる光導波路のコアサイズは５０μｍ角程度であり、この場合、コアサイズの１０％より位置ずれが大きいと、光素子との結合損失が急激に増大する。この観点から、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差が３μｍ以下であることがさらに好ましい。
平面方向コア中心間距離（コアピッチ）が６２．５μｍ未満であると、隣接チャネル間とのクロストークが生じる。一方、５００μｍより大きいと、配線の高密度化が困難となる。以上の観点から、平面方向コア中心間距離（コアピッチ）が１２５μｍ以上２５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
厚み方向コア間距離が８μｍ未満であると、隣接チャネル間とのクロストークが生じる。一方、２５μｍより大きいと、配線の高密度化が困難となる。以上の観点から、厚み方向コア間距離が１０μｍ以上２０μｍ以下であることがさらに好ましい。
一般的に光電気混載基板で用いられる光導波路のコアサイズは５０μｍ角程度であり、この場合、コアサイズの１０％より位置ずれが大きいと、光素子との結合損失が急激に増大する。この観点から、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差が３μｍ以下であることがさらに好ましい。
ここで、平面方向コア中心間距離は、図１中、例えば、１５で示されるコアピッチであり、それ以外の平面方向コア中心間についても同様である。
また、厚み方向コア間距離は、図１中、１１で示される距離であり、具体的に、上層コアの下面と、下層コアの上面との間におけるクラッドの厚さで示される。
なお、上層コアの下面とは、上層側に並列するすべてのコアの下面の中で、最も上位に位置する面と、最も下位に位置する面との間の中央に位置する仮想面である。
同様に、下層コアの上面とは、下層側に並列するすべてのコアの上面の中で、最も上位に位置する面と、最も下位に位置する面との間の中央に位置する仮想面である。
また、厚み方向コア間距離の最大値とは、上層側に並列するすべてのコアの下面の中で、最も上位に位置する面と、下層側に並列するすべてのコアの上面の中で、最も下位に位置する面との間におけるクラッドの厚さで示される。
同様に、厚み方向コア間距離の最小値とは、上層側に並列するすべてのコアの下面の中で、最も下位に位置する面と、下層側に並列するすべてのコアの上面の中で、最も上位に位置する面との間におけるクラッドの厚さで示される。
また、厚み方向コア間距離は、図１中、１１で示される距離であり、具体的に、上層コアの下面と、下層コアの上面との間におけるクラッドの厚さで示される。
なお、上層コアの下面とは、上層側に並列するすべてのコアの下面の中で、最も上位に位置する面と、最も下位に位置する面との間の中央に位置する仮想面である。
同様に、下層コアの上面とは、下層側に並列するすべてのコアの上面の中で、最も上位に位置する面と、最も下位に位置する面との間の中央に位置する仮想面である。
また、厚み方向コア間距離の最大値とは、上層側に並列するすべてのコアの下面の中で、最も上位に位置する面と、下層側に並列するすべてのコアの上面の中で、最も下位に位置する面との間におけるクラッドの厚さで示される。
同様に、厚み方向コア間距離の最小値とは、上層側に並列するすべてのコアの下面の中で、最も下位に位置する面と、下層側に並列するすべてのコアの上面の中で、最も上位に位置する面との間におけるクラッドの厚さで示される。
また、多層化された光導波路コアの上下位置関係は、必ずしも上層のコアが下層コアの直上にある必要はなく、図３に示すように、千鳥格子状配置であってもよい。
上層コア及び下層コアにおける導波路（コア）の本数は、必ずしも同一である必要はなく、図４に示すように、その本数が異なっていてもよい。
上層コア及び下層コアにおける導波路（コア）の本数は、必ずしも同一である必要はなく、図４に示すように、その本数が異なっていてもよい。
上述の構造の多層光導波路を形成する際には、平坦性確保が容易であり、かつ、小型・高密度の多層光導波路を得る観点から、コア、及びクラッドの少なくとも１つに光導波路形成用樹脂フィルムを用いることが好ましい。これにより、厚み方向コア間距離を精度よく制御することができ、大面積の多層光導波路を製造することにも適している。
本発明における多層光導波路の製造方法は、図２に示すように、基板１上に光導波路の第１クラッド２となる薄膜を製膜する工程と、この第１クラッド２上に当該第１クラッドよりも高い屈折率を有する薄膜を製膜してパターニングすることにより第１コア６を形成する工程と、この第１コア６よりも低い屈折率を有する薄膜を、第２クラッド７として製膜する工程と、この第２クラッド７上に、当該第２クラッド７よりも高い屈折率を有する薄膜を製膜してパターニングすることにより、第２コア９を形成する工程と、この第２コア９よりも低い屈折率を有する薄膜を、第３クラッド１０として製膜する工程によって作製される。
さらに必要に応じてこれらの工程を繰り返し、図６に示すように、光導波路層を３層以上積層した多層光導波路を作製することもできる。
さらに必要に応じてこれらの工程を繰り返し、図６に示すように、光導波路層を３層以上積層した多層光導波路を作製することもできる。
次に、本発明の多層光導波路は、電気配線基板の片面又は両面上に、複数の光導波路層を積層し、図５、図６や図７に示すように、光導波路と電気回路配線とを複合化したものであってもよい。高密度に作製された電気回路を含む多層光導波路は、基板上の金属配線の信号伝送線と、光導波路の信号伝送線との両方を備えることにより、高速でかつ長い距離の信号伝送を容易に行うことが出来る。
（光導波路材料）
上記の光導波路形成用樹脂フィルムの材料としては、（Ａ）ベースポリマー、（Ｂ）光重合性化合物、及び（Ｃ）光重合開始剤を含有する樹脂組成物が好ましい。
上記の光導波路形成用樹脂フィルムの材料としては、（Ａ）ベースポリマー、（Ｂ）光重合性化合物、及び（Ｃ）光重合開始剤を含有する樹脂組成物が好ましい。
ここで用いる（Ａ）ベースポリマーは、フィルム等の硬化物を形成する場合に、その強度を確保するためのものであり、その目的を達成し得るものであれば特に限定されず、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等、あるいはこれらの誘導体等が挙げられる。これらのベースポリマーは１種単独でも、また２種以上を混合して用いてもよい。
上記で例示したベースポリマーのうち、耐熱性が高いとの観点から、主鎖に芳香族骨格を有することが好ましく、特にフェノキシ樹脂が好ましい。また、３次元架橋し、耐熱性を向上できるとの観点からは、エポキシ樹脂、特に室温で固形のエポキシ樹脂が好ましい。
また、上記の樹脂組成物を用いてフィルム化する場合に、該フィルムの透明性を確保することが重要であり、そのためには、後に詳述する（Ｂ）光重合性化合物との相溶性が高いことが必要である。この点からは、上記フェノキシ樹脂及び（メタ）アクリル樹脂が好ましい。なお、ここで（メタ）アクリル樹脂とは、アクリル樹脂及びメタクリル樹脂を意味するものである。
上記フェノキシ樹脂とは、非晶質のポリマーであり、一般的に下記一般式（Ｉ）で表される。
ここで、ｎは１以上の整数、ｍは０又は１、−Ｒｏ−は下記一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）あるいは（ＩＶ）で表される基、又は−Ｏ−である。
ここで、Ｒ1〜Ｒ10は、それぞれ独立に水素原子、又は、メチル基若しくはトリフルオロメチル基等で表される有機基である。
上記フェノキシ樹脂の中でも、下記式（Ｖ）で表される繰り返しを有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の直鎖状高分子重合体は、高い耐熱性を有するため好ましい。
ここで、ｎは、上記に同じである。
上記直鎖状高分子重合体のフェノキシ樹脂は、一般的にビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとを重縮合反応させる一段法によって、又は低分子量のエポキシ樹脂とビスフェノールＡとを重付加反応させる二段法によって製造されるものであり、具体例としては、東都化成（株）製「ＹＰ−５０」（商品名）、特開平４−１２０１２４号公報、特開平４−１２２７１４号公報、特開平４−３３９８５２号公報に記載のもの等が挙げられる。
上記直鎖状高分子重合体のフェノキシ樹脂は、一般的にビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとを重縮合反応させる一段法によって、又は低分子量のエポキシ樹脂とビスフェノールＡとを重付加反応させる二段法によって製造されるものであり、具体例としては、東都化成（株）製「ＹＰ−５０」（商品名）、特開平４−１２０１２４号公報、特開平４−１２２７１４号公報、特開平４−３３９８５２号公報に記載のもの等が挙げられる。
また、上記一般式（Ｉ）で表されるフェノキシ樹脂の他に、種々の２官能エポキシ樹脂とビスフェノール類とを重付加反応した高分子量体、例えば臭素化フェノキシ樹脂（特開昭６３−１９１８２６号公報、特公平８−２６１１９号公報）、ビスフェノールＡ／ビスフェノールＦ共重合型フェノキシ樹脂（特許第２９１７８８４号公報、特許第２７９９４０１号公報）、リン含有フェノキシ樹脂（特開２００１−３１０９３９号公報）、フルオレン骨格を導入した高耐熱性フェノキシ樹脂（特開平１１−２６９２６４号公報、特開平１１−３０２３７３号公報）等もフェノキシ樹脂として知られている。
上記ビスフェノールＡ／ビスフェノールＦ共重合型フェノキシ樹脂に代表される以下に示すフェノキシ樹脂は、（Ａ）成分として好適である。すなわち、（ａ−１）ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、又はそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種及び（ａ−２）ビスフェノールＦ、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物、又はそれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種を共重合成分の構成単位として含むものである。
このような、（ａ−１）成分と（ａ−２）成分を共重合成分とする樹脂を含む樹脂組成物からなる光導波路形成用樹脂フィルムを用いることによって、クラッドとコアの層間密着性や光導波路コアパターン形成時のパターン形成性（細線又は狭線間対応性）をより向上させることができ、線幅や線間の小さい微細パターン形成が可能となる。
ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、又はそれらの誘導体としては、テトラブロモビスフェノールＡ、又はテトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。
また、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物、又はその誘導体としては、テトラブロモビスフェノールＦ、又はテトラブロモビスフェノールＦ型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。
また、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物、又はその誘導体としては、テトラブロモビスフェノールＦ、又はテトラブロモビスフェノールＦ型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。
（Ａ）ベースポリマーとしては、上述のように、ビスフェノールＡ／ビスフェノールＦ共重合型フェノキシ樹脂が特に好適に挙げられ、例えば、東都化成（株）製、商品名「フェノトートＹＰ−７０」として入手可能である。
次に、室温で固形のエポキシ樹脂としては、例えば、東都化成（株）製「エポトートＹＤ−７０２０、エポトートＹＤ−７０１９、エポトートＹＤ−７０１７」（いずれも商品名）、ジャパンエポキシレジン（株）製「エピコート１０１０、エピコート１００９、エピコート１００８」（いずれも商品名）等のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂がある。
（Ａ）ベースポリマーの分子量については、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の光信号伝送用光導波路等に要求される５０μｍ程度の厚膜のフィルムでも形成を可能となる観点から、数平均分子量で５，０００以上であることが好ましく、さらに１０，０００以上が好ましく、特に３０，０００以上であることが好ましい。
数平均分子量の上限については、特に制限はないが、（Ｂ）光重合性化合物との相溶性や露光現像性の観点から、１，０００，０００以下であることが好ましく、さらには５００，０００以下、特には２００，０００以下であることが好ましい。なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレン換算した値である。
数平均分子量の上限については、特に制限はないが、（Ｂ）光重合性化合物との相溶性や露光現像性の観点から、１，０００，０００以下であることが好ましく、さらには５００，０００以下、特には２００，０００以下であることが好ましい。なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレン換算した値である。
（Ａ）ベースポリマーの配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対して、５〜８０質量％とすることが好ましい。この配合量が、５質量％以上であると、光重合性化合物及び光重合開始剤を含有する樹脂組成物をフィルム化することが容易となる。特に、１０質量％以上であるとフィルムを形成する場合に、膜厚５０μｍ以上の厚膜フィルムでも容易に製造することが可能であり、より好ましい。
一方、（Ａ）成分の配合量が、８０質量％以下であると、光導波路を形成する際に、パターン形成性が向上し、かつ光硬化反応が十分に進行する。以上の観点から、（Ａ）ベースポリマーの配合量は、２０〜７０質量％とすることがさらに好ましい。
一方、（Ａ）成分の配合量が、８０質量％以下であると、光導波路を形成する際に、パターン形成性が向上し、かつ光硬化反応が十分に進行する。以上の観点から、（Ａ）ベースポリマーの配合量は、２０〜７０質量％とすることがさらに好ましい。
次に、（Ｂ）光重合性化合物は、紫外線等の光の照射によって重合するものであれば特に制限はない。例えば、光に対する反応性の観点から、（Ｂ）光重合性化合物としては、分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物であることが好ましい。具体的には、（メタ）アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルピリジン、ビニルフェノール等が挙げられる。これらの中で、透明性と耐熱性の観点から、（メタ）アクリレートが好ましい。
（メタ）アクリレートとしては、１官能性のもの、２官能性のもの、３官能性のもののいずれをも用いることができる。なお、ここで（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。
（メタ）アクリレートとしては、１官能性のもの、２官能性のもの、３官能性のもののいずれをも用いることができる。なお、ここで（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。
１官能性（メタ）アクリレートとしては、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイロキシエチルコハク酸、パラクミルフェノキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−テトラヒドロピラニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート等がある。
また、２官能性（メタ）アクリレートとしては、エトキシ化２−メチル−１，３−プロパンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−へキサンジオールジ（メタ）アクリレート、２−メチル−１，８−オクタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１０−デカンジオールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−１−アクリロキシ−３−メタクリロキシプロパン、２−ヒドロキシ−１，３−ジメタクリロキシプロパン、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、９，９−ビス（３−フェニル−４−アクリロイルポリオキシエトキシ）フルオレン、ビスフェノールＡ型，フェノールノボラック型，クレゾールノボラック型，及びグリシジルエーテル型のエポキシ（メタ）アクリレート等がある。
さらに、３官能以上の（メタ）アクリレートとしては、エトキシ化イソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレート、エトキシ化グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等がある。これらは１種単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
重合により生じた３次元網目構造中にベースポリマーを絡み込んで硬化することができる観点から、（Ｂ）成分として少なくとも１つは、２官能性以上のメタ）アクリレートを用いるのが好ましい。
重合により生じた３次元網目構造中にベースポリマーを絡み込んで硬化することができる観点から、（Ｂ）成分として少なくとも１つは、２官能性以上のメタ）アクリレートを用いるのが好ましい。
上述した（Ｂ）成分の中では、特に透明性と耐熱性を両立し得る観点から、エポキシ（メタ）アクリレートを用いるのが好ましい。
代表的なエポキシ（メタ）アクリレートとしては、下記式（ＶＩ）で表されるビスフェノールＡエポキシアクリレートがある。
ビスフェノールＡエポキシアクリレートは、フェノキシ樹脂との相溶性に優れており、高い透明性が実現できるため、（Ａ）成分としてフェノキシ樹脂を、（Ｂ）成分としてビスフェノールＡエポキシアクリレートを用いることは、非常に好ましい態様である。
なお、このビスフェノールＡエポキシアクリレートは、新中村化学工業（株）製、商品名「ＥＡ−１０２０」として商業的に入手可能である。
代表的なエポキシ（メタ）アクリレートとしては、下記式（ＶＩ）で表されるビスフェノールＡエポキシアクリレートがある。
ビスフェノールＡエポキシアクリレートは、フェノキシ樹脂との相溶性に優れており、高い透明性が実現できるため、（Ａ）成分としてフェノキシ樹脂を、（Ｂ）成分としてビスフェノールＡエポキシアクリレートを用いることは、非常に好ましい態様である。
なお、このビスフェノールＡエポキシアクリレートは、新中村化学工業（株）製、商品名「ＥＡ−１０２０」として商業的に入手可能である。
また、透明性の観点からは、（Ｂ）成分として、アクリル（メタ）アクリレートを使用することも好適であり、特に（Ａ）成分として、（メタ）アクリル樹脂を組み合わせた場合にその効果は著しく高い。
アクリル（メタ）アクリレートとしては、特に制限はなく、一般的にはグリシジルアクリレートの重合体に１官能性の（メタ）アクリレートを付加させたものである。該１官能性の（メタ）アクリレートとしては種々のものが挙げられ、例えば、（メタ）アクリル酸や上述の１官能性（メタ）アクリレートとして例示したものと同様のものが挙げられる。なお、ここで（メタ）アクリル酸とは、アクリル酸及びメタクリル酸を意味するものである。
アクリル（メタ）アクリレートとしては、特に制限はなく、一般的にはグリシジルアクリレートの重合体に１官能性の（メタ）アクリレートを付加させたものである。該１官能性の（メタ）アクリレートとしては種々のものが挙げられ、例えば、（メタ）アクリル酸や上述の１官能性（メタ）アクリレートとして例示したものと同様のものが挙げられる。なお、ここで（メタ）アクリル酸とは、アクリル酸及びメタクリル酸を意味するものである。
光導波路形成用樹脂フィルムを用いて光導波路を形成する場合、後に詳述するように屈折率の高いコアフィルムと、屈折率の低いクラッドフィルムが必要となる。ここで、光導波路形成用樹脂フィルムをコアフィルムとして用いる場合には、（Ｂ）光重合性化合物としては、高透明性、高耐熱性、（Ａ）成分との相溶性に加え、高屈折率性を考慮して、フルオレンジ（メタ）アクリレートを構成成分として含むことが好ましい。特に、下記一般式（ＶＩＩ）で表されるフルオレンジ（メタ）アクリレートを構成成分として含むことが好ましい。
ここで、Ｒ11〜Ｒ26は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数２〜７のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１０のアリール基、又は炭素数７〜９のアラルキル基である。Ｒ19〜Ｒ26は、それぞれベンゼン環のいずれの位置にあってもよく、これらの置換基のない部分（式（ＶＩＩＩ）中での“＊”印）において、式（ＶＩＩ）の骨格中の酸素と結合している。なお、一般式（ＶＩＩ）及び（ＶＩＩＩ）において、Ｙが水素原子、Ｒ11〜Ｒ26が水素原子、ｐが１、及びｑが１であるものが、市販品として入手可能である（新中村化学（株）製、商品名「Ａ−ＢＰＥＦ」）。
また、コアフィルムとして、同様な観点から、下記一般式（ＩＸ）で表される（メタ）アクリレートを用いてもよい。
ここで、Ｒ27は、−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−、−（Ｃ2Ｈ4Ｏ）hＣ2Ｈ4−、−（Ｃ3Ｈ6Ｏ）iＣ3Ｈ6−、又は（Ｃ2Ｈ4Ｏ）j−（Ｃ3Ｈ6Ｏ）kＣ3Ｈ6−であり、Ｕは、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−ＣＨ2−、−ＳＯ2−、又は−Ｏ−であり、Ｖは、水素原子又はハロゲン原子であり、Ｗは、水素原子又はメチル基である。また、ｈ、ｉ、ｊ及びｋは、それぞれ０から１０の整数である。これらのうち、特に、Ｒ27が−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−、Ｕが−Ｃ（ＣＨ3）2−、Ｖが水素原子、及びＷが水素原子で表されるビスフェノールＡ型エポキシアクリレートが好ましく、この化合物は市販品として入手可能である（新中村化学（株）製、商品名「ＥＡ−１０２０」）。
なお、（Ｂ）成分として、上述のフルオレンジ（メタ）アクリレートと分子内に少なくとも１つの（メタ）アクリロイル基を有する化合物を併用することもできる。
なお、（Ｂ）成分として、上述のフルオレンジ（メタ）アクリレートと分子内に少なくとも１つの（メタ）アクリロイル基を有する化合物を併用することもできる。
（Ｂ）光重合性化合物としては、分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物も好適である。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等の２官能芳香族グリシジルエーテル；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂等の多官能芳香族グリシジルエーテル；ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂、ヘキサンジオール型エポキシ樹脂等の２官能脂肪族グリシジルエーテル；水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の２官能脂環式グリシジルエーテル；トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、ソルビトール型エポキシ樹脂、グリセリン型エポキシ樹脂等の多官能脂肪族グリシジルエーテル；フタル酸ジグリシジルエステル等の２官能芳香族グリシジルエステル；テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の２官能脂環式グリシジルエステル；Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトリフルオロメチルアニリン等の２官能芳香族グリシジルアミン；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−４，４−ジアミノジフェニルメタン、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−グリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｏ−トリグリシジル−ｐ−アミノフェノール等の多官能芳香族グリシジルアミン；アリサイクリックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキシアジペート、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド等の２官能脂環式エポキシ樹脂；ジグリシジルヒダントイン等の２官能複素環式エポキシ樹脂；トリグリシジルイソシアヌレート等の多官能複素環式エポキシ樹脂；オルガノポリシロキサン型エポキシ樹脂等の２官能又は多官能ケイ素含有エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらの分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物は、その分子量が、通常１００〜２０００程度であり、さらに好ましくは１５０〜１０００程度であり、室温で液状のものが好適に用いられる。またこれらの化合物は、単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができ、さらにその他の光重合性化合物と組み合わせて用いることもできる。なお、光重合性化合物の分子量は、ＧＰＣ法又は質量分析法にて測定できる。
（Ｂ）光重合性化合物の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対して、２０〜９５質量％とすることが好ましい。この配合量が２０質量％以上であると、（Ａ）ベースポリマーを絡み込んで硬化させることが容易にでき、光導波路を形成する際に、パターン形成性が向上する利点がある。一方、９５質量％以下であると、（Ａ）成分の添加によるフィルム化が容易となり、さらに厚膜のフィルムを容易に製造するとの観点からは、９０質量％以下であることが好ましい。以上の観点から、（Ｂ）光重合性化合物の配合量は３０〜８０質量％とすることがさらに好ましい。
（Ｃ）光重合開始剤としては、紫外線等の光の照射により（Ｂ）光重合性化合物の重合を生じさせる化合物であれば、特に制限はない。例えば、（Ｂ）成分にフルオレンジ（メタ）アクリレートや（メタ）アクリレート等の分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物を用いる場合、（Ｃ）光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、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、１，２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン等の芳香族ケトン；２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ベンズアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、２−メチル１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチルアントラキノン等のキノン類；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物；ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物；ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体；２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体類；２−メルカプトベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール類；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、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等のフォスフィンオキサイド類；９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９’−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体；Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物等が挙げられる。また、２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体類において、２つの２，４，５−トリアリールイミダゾールのアリール基の置換基は同一で対称な化合物を与えてもよいし、相違して非対称な化合物を与えてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
上記化合物のうち、コア及びクラッドの透明性を向上させる観点から、芳香族ケトン及びフォスフィンオキサイド類が好ましい。
（Ｂ）成分にエポキシ樹脂を用いる場合、（Ｃ）光重合開始剤としては、例えば、ｐ−メトキシベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート等のアリールジアゾニウム塩；ジフェニルヨードニウムヘキサフロロホスホニウム塩、ジフェニルヨードニウムヘキサフロロアンチモネート塩等のジアリールヨードニウム塩；トリフェニルスルホニウムヘキサフロロホスホニウム塩、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、ジフェニル−４−チオフェノキシフェニルスルホニウムヘキサフロロホスホニウム塩、ジフェニル−４−チオフェノキシフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、ジフェニル−４−チオフェノキシフェニルスルホニウムペンタフロロヒドロキシアンチモネート塩等のトリアリールスルホニウム塩；トリフェニルセレノニウムヘキサフロロホスホニウム塩、トリフェニルセレノニウムホウフッ化塩、トリフェニルセレノニウムヘキサフロロアンチモネート塩等のトリアリールセレノニウム塩；ジメチルフェナシルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、ジエチルフェナシルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩等のジアルキルフェナシルスルホニウム塩；４−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、４−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート等のジアルキル−４−ヒドロキシフェニルスルホニウム塩；α−ヒドロキシメチルベンゾインスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシイミドスルホネート、α−スルホニロキシケトン、β−スルホニロキシケトン等のスルホン酸エステル等が挙げられる。
これらの（Ｃ）光重合開始剤は、単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
また、必要に応じて、上記の（Ｃ）光重合開始剤と光重合開始助剤（増感剤）とを併用することができる。
これらの（Ｃ）光重合開始剤は、単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
また、必要に応じて、上記の（Ｃ）光重合開始剤と光重合開始助剤（増感剤）とを併用することができる。
（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して、０．１〜１０質量部とすることが好ましい。この配合量が０．１質量部以上であると、光感度が十分であり、一方１０質量部以下であると、露光時に感光性樹脂組成物の表層での吸収が増大することがなく、内部の光硬化が十分となる。さらに、光導波路として使用する際には、重合開始剤自身の光吸収の影響により伝搬損失が増大することもなく好適である。以上の観点から、（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、０．２〜５質量部とすることがさらに好ましい。
また、このほかに必要に応じて、上記した（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する樹脂組成物中に内部離型剤、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、可視光吸収剤、着色剤、可塑剤、安定剤、充填剤等のいわゆる添加剤を本発明の効果に悪影響を与えない割合で添加してもよい。
（光導波路形成用樹脂フィルム）
本発明に用いる光導波路形成用樹脂フィルムは、上記した樹脂組成物からなり、具体的には、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する樹脂組成物により構成されることが好ましい。
光導波路形成用樹脂フィルムは、本発明の多層光導波路のそれぞれのクラッド及びコアに用いることができ、これらのうち少なくとも１つに用いることが好ましい。
光導波路形成用樹脂フィルムをコアフィルムとして用いる場合、コアがクラッドより高屈折率であるように設計される。
本発明に用いる光導波路形成用樹脂フィルムは、上記した樹脂組成物からなり、具体的には、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する樹脂組成物により構成されることが好ましい。
光導波路形成用樹脂フィルムは、本発明の多層光導波路のそれぞれのクラッド及びコアに用いることができ、これらのうち少なくとも１つに用いることが好ましい。
光導波路形成用樹脂フィルムをコアフィルムとして用いる場合、コアがクラッドより高屈折率であるように設計される。
コアフィルムに用いる樹脂組成物としては、活性光線によりコアパターンを形成し得る樹脂組成物であれば限定されず、感光性樹脂組成物を好適に用いることができる。具体的には、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分、及び必要に応じて上記任意成分を含有する樹脂組成物が好ましい。
クラッドフィルムに用いる樹脂組成物としては、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用いることができる。具体的には、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分、及び必要に応じて上記任意成分を含有する樹脂組成物が好ましい。
光導波路形成用樹脂フィルムは、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する樹脂組成物を溶媒に溶解して、基材に塗布し、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。
ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物を溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶媒又はこれらの混合溶媒を用いることができる。 樹脂溶液中の固形分濃度は、通常３０〜８０質量％程度であり、好ましくは３０〜６０質量％である。
光導波路形成用樹脂フィルムの膜厚としては、製造される多層光導波路に応じて、適宜膜厚を選択すればよい。
例えば、光導波路形成用樹脂フィルムをコアフィルムとして用いる場合、その厚さは、乾燥後の厚みで、通常は５μｍ〜１２０μｍである。５μｍ以上であると、受発光素子又は光ファイバーとの結合トレランスが拡大できるという利点があり、一方１２０μｍ以下であると、受発光素子又は光ファイバーとの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２０μｍ〜７０μｍの範囲であることが好ましい。
例えば、光導波路形成用樹脂フィルムをコアフィルムとして用いる場合、その厚さは、乾燥後の厚みで、通常は５μｍ〜１２０μｍである。５μｍ以上であると、受発光素子又は光ファイバーとの結合トレランスが拡大できるという利点があり、一方１２０μｍ以下であると、受発光素子又は光ファイバーとの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２０μｍ〜７０μｍの範囲であることが好ましい。
また、光導波路形成用樹脂フィルムをクラッドフィルムとして用いる場合、その厚さは、光の閉じ込めやコアの埋込みが可能であれば特に制限はないが、厚み方向コア間距離が２５μｍ以下である多層光導波路を得るために、コアの厚さにより適宜設定され、通常は５〜１２０μｍである。さらに１５μｍ〜９０μｍの範囲であることが好ましい。
上記の光導波路形成用樹脂フィルムの製造過程で用いる基材としては、光導波路形成用フィルムを支持する支持体であって、その材料については特に限定されないが、後に光導波路形成用フィルムを剥離することが容易であり、かつ、耐熱性及び耐溶剤性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル；ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン等が好適に挙げられる。
該基材の厚みとしては、５〜５０μｍの範囲であることが好ましい。５μｍ以上であると、支持体としての強度が得やすいという利点があり、５０μｍ以下であると、コアパターン形成時にマスクとのギャップが小さくなり、より微細なコアパターンが形成できるという利点がある。以上の観点から、該基材の厚みは１０〜４０μｍの範囲であることがより好ましく、さらには１５〜３０μｍ、特には１５〜２５μｍであることが好ましい。
該基材の厚みとしては、５〜５０μｍの範囲であることが好ましい。５μｍ以上であると、支持体としての強度が得やすいという利点があり、５０μｍ以下であると、コアパターン形成時にマスクとのギャップが小さくなり、より微細なコアパターンが形成できるという利点がある。以上の観点から、該基材の厚みは１０〜４０μｍの範囲であることがより好ましく、さらには１５〜３０μｍ、特には１５〜２５μｍであることが好ましい。
また、露光用光線の透過率向上及びコアパターンの側壁荒れ低減のため、高透明タイプのフレキシブルな基材を用いるのが好ましい。高透明タイプの基材のヘイズ値は５％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましく、２％以下であることが特に好ましい。なお、ヘイズ値はＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して測定したものであり、例えば、ＮＤＨ−１００１ＤＰ（日本電色工業（株）製）等の市販の濁度計等で測定可能である。このような基材としては、東洋紡績（株）製、商品名「コスモシャインＡ１５１７」や「コスモシャインＡ４１００」として入手可能である。
このようにして得られた基材上に設けられた光導波路形成用フィルムは、例えばロール状に巻き取ることによって容易に貯蔵することができる。また、必要に応じて、光導波路形成用フィルムの上に保護フィルムを設けることもできる。なお、上記基材及び保護フィルムは、後に光導波路形成用フィルムの剥離を容易とするため、帯電防止処理等が施されていてもよい。
本発明に用いる光導波路形成用フィルムの硬化物の光伝搬損失は、光の損失による伝送信号の強度低下を抑えるとの観点から、０．５ｄＢ／ｃｍ以下であることが好ましい。ここで、光伝搬損失は、プリズムカプラ式光学特性測定装置（ＳＡＩＲＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製、ＳＰＡ−４０００）にて測定した値によるものである。
以下、本発明の多層光導波路、及びその製造方法について、光導波路形成用樹脂フィルムを用いた場合の実施形態の一例をそれぞれ具体的に説明する。
（多層光導波路の基本的構成）
図１は、光導波路形成用樹脂フィルムを適用して構成した本発明の多層光導波路の基本的構成を示す断面図である。
図１は、光導波路形成用樹脂フィルムを適用して構成した本発明の多層光導波路の基本的構成を示す断面図である。
図１に示すように、本発明の多層光導波路は、基板１と、この基板１の表面上に形成された第１クラッド２と、この第１クラッド２上に形成された第１コア６と、この第１コア６を含む第１クラッド２上に積層して形成された第２クラッド７とを含んで構成されている。ここで、第１コア６は、光損失が少なくなるように、その側部を含めて、第２クラッド７により被覆してあり、全体として埋設された状態である。さらに、第２クラッド７上に形成された第２コア９と、この第２コア９を含む第２クラッド７上に積層して形成された第３クラッド１０とを含んで構成されている。
（厚さ及び幅）
以上のような構成の多層光導波路において、第１クラッド２の厚さとしては、１５μｍ〜１２０μｍの範囲であることが好ましい。
また、第２クラッド７及び第３クラッド１０の厚さは、最初に形成される第１クラッド２と同一であっても異なってもよいが、コアパターンを埋め込む観点から、埋め込むコア部分の厚さよりも厚くすることが好ましい。
コア部分の厚さについては、特に限定されず、通常５〜１２０μｍ、さらには１０μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。
それぞれのコア及びクラッドが、異なる寸法、異なる材料から形成されていてもよい。また、厚み方向コア間距離１１は、下層コアの上面と上層コアの下面との間におけるクラッドの厚さを示す。
本発明の多層光導波路において、厚み方向コア間距離（図１の例では、第１コア６の上面と第２コア９の下面間距離）が、８μｍ以上２５μｍ以下であり、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差が５μｍ以下であることを特徴とする。これにより、平坦性が良好で小型・高密度の多層光導波路を製造することができ、光結合の効率化が図れる。
以上のような構成の多層光導波路において、第１クラッド２の厚さとしては、１５μｍ〜１２０μｍの範囲であることが好ましい。
また、第２クラッド７及び第３クラッド１０の厚さは、最初に形成される第１クラッド２と同一であっても異なってもよいが、コアパターンを埋め込む観点から、埋め込むコア部分の厚さよりも厚くすることが好ましい。
コア部分の厚さについては、特に限定されず、通常５〜１２０μｍ、さらには１０μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。
それぞれのコア及びクラッドが、異なる寸法、異なる材料から形成されていてもよい。また、厚み方向コア間距離１１は、下層コアの上面と上層コアの下面との間におけるクラッドの厚さを示す。
本発明の多層光導波路において、厚み方向コア間距離（図１の例では、第１コア６の上面と第２コア９の下面間距離）が、８μｍ以上２５μｍ以下であり、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差が５μｍ以下であることを特徴とする。これにより、平坦性が良好で小型・高密度の多層光導波路を製造することができ、光結合の効率化が図れる。
また、コアの厚み方向におけるコア間距離を所定の設定値にすることができるため、受発光素子、例えばレーザー発光素子やフォトダイオードを接続した場合、接続損失を小さくすることができる。
さらに、平面方向コア中心間距離（コアピッチ）については、６２．５μｍ以上５００μｍ以下とし、コアの幅については、特に限定されるものではないが、例えば５〜１２０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
さらに、平面方向コア中心間距離（コアピッチ）については、６２．５μｍ以上５００μｍ以下とし、コアの幅については、特に限定されるものではないが、例えば５〜１２０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
（屈折率）
本発明の多層光導波路において、コア部分の屈折率は、クラッドのいずれの屈折率よりも大きくなるように設計されることを要する。
したがって、波長４００〜１，６００ｎｍの光に対して、コア部分の屈折率としては、１．４２０〜１．７５０の範囲内の値とし、クラッドの屈折率としては、それぞれ１．４００〜１．７４８の範囲内の値とすることが好ましい。
また、コア部分の屈折率としては、クラッドの屈折率よりも少なくとも０．１％大きい値とすることが好ましく、特に、クラッドの屈折率よりも少なくとも０．５％大きい値とすることが好ましい。
本発明の多層光導波路において、コア部分の屈折率は、クラッドのいずれの屈折率よりも大きくなるように設計されることを要する。
したがって、波長４００〜１，６００ｎｍの光に対して、コア部分の屈折率としては、１．４２０〜１．７５０の範囲内の値とし、クラッドの屈折率としては、それぞれ１．４００〜１．７４８の範囲内の値とすることが好ましい。
また、コア部分の屈折率としては、クラッドの屈折率よりも少なくとも０．１％大きい値とすることが好ましく、特に、クラッドの屈折率よりも少なくとも０．５％大きい値とすることが好ましい。
（光伝搬損失）
本発明の多層光導波路において、光伝搬損失が、０．５ｄＢ／ｃｍ以下であることが好ましい。０．５ｄＢ／ｃｍ以下であると、高透明性を有し、光の損失による伝送信号の強度低下を抑えることができる。以上の観点から、さらに０．３ｄＢ／ｃｍ以下であることが好ましい。
本発明の多層光導波路において、光伝搬損失が、０．５ｄＢ／ｃｍ以下であることが好ましい。０．５ｄＢ／ｃｍ以下であると、高透明性を有し、光の損失による伝送信号の強度低下を抑えることができる。以上の観点から、さらに０．３ｄＢ／ｃｍ以下であることが好ましい。
本発明の多層光導波路において、最高温度２６５℃のリフロー試験を３回実施後の光伝搬損失の増加分が、０．１ｄＢ／ｃｍ以下であることが好ましい。０．１ｄＢ／ｃｍ以下であると、光の損失による伝送信号の強度低下を抑え、リフロープロセスによる部品実装を行うことができることから、多層光導波路の適用範囲を広げることができる。以上の観点から、さらに０．０５ｄＢ／ｃｍ以下であることが好ましい。なお、最高温度２６５℃のリフロー試験とは、ＩＰＣ／ＪＥＤＥＣ Ｊ−ＳＴＤ−０２０Ｂに準じた条件で実施する鉛フリーはんだリフロー試験のことを意味するものである。
（多層光導波路の製造方法）
本発明の多層光導波路の製造方法の一例を具体的に説明する。本発明の多層光導波路は、光導波路形成用樹脂フィルム及び／又は上述の光導波路形成用樹脂フィルムの製造に用いた樹脂組成物を順次、基材上に転写したのち、放射線硬化することにより形成することが好ましい。なお、以下の形成例では、それぞれのコア及びクラッドを、光導波路形成用樹脂フィルムを用いて作製することを想定して説明する。
本発明の多層光導波路の製造方法の一例を具体的に説明する。本発明の多層光導波路は、光導波路形成用樹脂フィルム及び／又は上述の光導波路形成用樹脂フィルムの製造に用いた樹脂組成物を順次、基材上に転写したのち、放射線硬化することにより形成することが好ましい。なお、以下の形成例では、それぞれのコア及びクラッドを、光導波路形成用樹脂フィルムを用いて作製することを想定して説明する。
まず、平坦な表面を有する基板１を用意する。
この基板１の種類としては、特に制限はないが、例えば、ＦＲ−４基板、ポリイミド、半導体基板、シリコン基板やガラス基板等を用いることができる。
この基板１の種類としては、特に制限はないが、例えば、ＦＲ−４基板、ポリイミド、半導体基板、シリコン基板やガラス基板等を用いることができる。
また、基材フィルムを基板に用いることで、光導波路に柔軟性及び強靭性を付与させることができる。
その材料については特に限定されないが、柔軟性及び強靭性を有するとの観点から、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、ポリイミド等が好適に挙げられる。
クラッドフィルムとしては、接着処理を施した基材フィルム上に製膜されているものが好ましい。これにより、クラッドフィルムと基材フィルムとの接着力を向上させ、基材フィルムのクラッドフィルムからの剥離不良を抑制できる。
ここで接着処理とは、易接着樹脂コート、コロナ処理、サンドブラスト等によるマット加工等により、基材フィルムとこの上に形成されるクラッドフィルムとの接着力を向上させる処理である。
基材フィルムの厚さとしては、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、５μｍ〜２５０μｍの範囲であることが好ましい。５μｍ以上であると強靭性が得易いという利点があり、２５０μｍ以下であると十分な柔軟性が得られる。
その材料については特に限定されないが、柔軟性及び強靭性を有するとの観点から、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、ポリイミド等が好適に挙げられる。
クラッドフィルムとしては、接着処理を施した基材フィルム上に製膜されているものが好ましい。これにより、クラッドフィルムと基材フィルムとの接着力を向上させ、基材フィルムのクラッドフィルムからの剥離不良を抑制できる。
ここで接着処理とは、易接着樹脂コート、コロナ処理、サンドブラスト等によるマット加工等により、基材フィルムとこの上に形成されるクラッドフィルムとの接着力を向上させる処理である。
基材フィルムの厚さとしては、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、５μｍ〜２５０μｍの範囲であることが好ましい。５μｍ以上であると強靭性が得易いという利点があり、２５０μｍ以下であると十分な柔軟性が得られる。
また、上述の基板の片面又は両面上に、複数の光導波路層を積層し多層光導波路を作製してもよい。さらに、上述の基板上には電気配線を設けてもよく、この場合、予め電気配線を設けたものを基板として用いることができる。
あるいは、多層光導波路製造後に、基板上に電気配線を形成することが可能である。これにより、基板上の金属配線の信号伝送線と光導波路の信号伝送線との両方を備えられ、両者を使い分けることが可能になり、高速でかつ長い距離の信号伝送を容易に行うことが出来る。
あるいは、多層光導波路製造後に、基板上に電気配線を形成することが可能である。これにより、基板上の金属配線の信号伝送線と光導波路の信号伝送線との両方を備えられ、両者を使い分けることが可能になり、高速でかつ長い距離の信号伝送を容易に行うことが出来る。
以下、多層光導波路の製造方法の一例として、図２に示す方法について詳述する。
まず、クラッドフィルムの製造過程で用いた基材がある場合には、該基材を剥離し、さらに、そのクラッドフィルムに保護フィルムが存在する場合には、保護フィルムを除去した後、該クラッドフィルムを、基板１上に加熱しながら圧着することにより積層して第１クラッド２を形成する〔図２（ａ）〕。ここで、密着性及び追従性の見地から減圧下で積層することが好ましい。該クラッドフィルムの加熱温度は５０〜１３０℃とすることが好ましく、圧着圧力は、０．１〜１．０ＭＰａ程度（１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2程度）とすることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
まず、クラッドフィルムの製造過程で用いた基材がある場合には、該基材を剥離し、さらに、そのクラッドフィルムに保護フィルムが存在する場合には、保護フィルムを除去した後、該クラッドフィルムを、基板１上に加熱しながら圧着することにより積層して第１クラッド２を形成する〔図２（ａ）〕。ここで、密着性及び追従性の見地から減圧下で積層することが好ましい。該クラッドフィルムの加熱温度は５０〜１３０℃とすることが好ましく、圧着圧力は、０．１〜１．０ＭＰａ程度（１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2程度）とすることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
次いで、該クラッドフィルムを光又は加熱により硬化した後、該クラッドフィルムより屈折率の高い第１コアフィルム３を上記と同様な方法で積層する〔図２（ｂ）〕。
積層した第１コアフィルム３は、アートワークと呼ばれるネガ又はポジマスクパターンを通して活性光線が画像状に照射される〔図２（ｃ）〕。
活性光線の光源としては、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射する公知の光源が挙げられる。また、他にも写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光を有効に放射するものも用いることができる。
積層した第１コアフィルム３は、アートワークと呼ばれるネガ又はポジマスクパターンを通して活性光線が画像状に照射される〔図２（ｃ）〕。
活性光線の光源としては、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射する公知の光源が挙げられる。また、他にも写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光を有効に放射するものも用いることができる。
次いで、露光後、ウェット現像、ドライ現像等で未露光部を除去して現像し、コアパターン（第１コア６）を形成する〔図２（ｄ）〕。
ウェット現像の場合は、有機溶剤、アルカリ性水溶液、水系現像液等の前記樹脂フィルムの組成に対応した現像液を用いて、例えば、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像する。
ウェット現像の場合は、有機溶剤、アルカリ性水溶液、水系現像液等の前記樹脂フィルムの組成に対応した現像液を用いて、例えば、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像する。
現像液としては、有機溶剤、アルカリ性水溶液等の安全かつ安定であり、操作性が良好なものが好ましく用いられる。前記有機溶剤系現像液としては、例えば、１，１，１−トリクロロエタン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。これらの有機溶剤は、引火防止のため、１〜２０質量％の範囲で水を添加してもよい。
上記アルカリ性水溶液の塩基としては、例えば、リチウム、ナトリウム又はカリウムの水酸化物等の水酸化アルカリ、リチウム、ナトリウム、カリウム若しくはアンモニウムの炭酸塩又は重炭酸塩等の炭酸アルカリ、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等のアルカリ金属リン酸塩、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等のアルカリ金属ピロリン酸塩等が用いられる。
また、現像に用いるアルカリ性水溶液としては、例えば、０．１〜５質量％炭酸ナトリウムの希薄溶液、０．１〜５質量％炭酸カリウムの希薄溶液、０．１〜５質量％水酸化ナトリウムの希薄溶液、０．１〜５質量％四ホウ酸ナトリウムの希薄溶液等が好ましく挙げられる。また、現像に用いるアルカリ性水溶液のｐＨは９〜１１の範囲とすることが好ましく、その温度は、感光性樹脂組成物の層の現像性に合わせて調節される。
また、アルカリ性水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させてもよい。
また、アルカリ性水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させてもよい。
上記水系現像液としては、水又はアルカリ水溶液と一種以上の有機溶剤とからなる。ここでアルカリ物質としては、前記物質以外に、例えば、ホウ砂、メタケイ酸ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、エタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ジアミノプロパノール−２、モルホリン等が挙げられる。
現像液のｐＨは、レジストの現像が充分にできる範囲でできるだけ小さくすることが好ましく、ｐＨ８〜１２とすることが好ましく、ｐＨ９〜１０とすることがより好ましい。
現像液のｐＨは、レジストの現像が充分にできる範囲でできるだけ小さくすることが好ましく、ｐＨ８〜１２とすることが好ましく、ｐＨ９〜１０とすることがより好ましい。
上記有機溶剤としては、例えば、三アセトンアルコール、アセトン、酢酸エチル、炭素数１〜４のアルコキシ基をもつアルコキシエタノール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。
有機溶剤の濃度は、通常、２〜９０質量％とすることが好ましく、その温度は、現像性にあわせて調整することができる。また、水系現像液中には、界面活性剤、消泡剤等を少量混入することもできる。
有機溶剤の濃度は、通常、２〜９０質量％とすることが好ましく、その温度は、現像性にあわせて調整することができる。また、水系現像液中には、界面活性剤、消泡剤等を少量混入することもできる。
また、必要に応じて２種類以上の現像方法を併用してもよい。現像の方式としては、例えば、ディップ方式、バトル方式、高圧スプレー方式等のスプレー方式、ブラッシング、スラッピング等が挙げられる。
現像後の処理として、必要に応じて６０〜２５０℃程度の加熱又は０．１〜１０００ｍＪ／ｃｍ2程度の露光を行うことによりコアパターンをさらに硬化して用いてもよい。
次に、第１クラッド形成時と同様の方法で、第１コアフィルム３より屈折率の低いクラッドフィルムを積層して第２クラッド７を形成する〔図２（ｅ）〕。
次いで、第１コア形成時と同様の方法で、第２クラッドより屈折率の高い第２コアフィルム８を第２クラッド上に積層し〔図２（ｆ）〕、露光現像して〔図２（ｇ）〕、第２コア９を形成する〔図２（ｈ）〕。
続いて、第１クラッド形成時と同様の方法で、第２コアフィルムより屈折率の低いクラッドフィルムを積層して、第３クラッド１０を形成することにより〔図２（ｉ）〕、多層光導波路を作製することができる。
次いで、第１コア形成時と同様の方法で、第２クラッドより屈折率の高い第２コアフィルム８を第２クラッド上に積層し〔図２（ｆ）〕、露光現像して〔図２（ｇ）〕、第２コア９を形成する〔図２（ｈ）〕。
続いて、第１クラッド形成時と同様の方法で、第２コアフィルムより屈折率の低いクラッドフィルムを積層して、第３クラッド１０を形成することにより〔図２（ｉ）〕、多層光導波路を作製することができる。
さらに必要に応じて図２（ｆ）〜（ｉ）に示す工程を繰り返し、３層以上の光導波路を積層した多層光導波路を作製することができる。
以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に記述するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
表１に示す配合にて、コア及びクラッド用樹脂を用意し、これらに溶剤としてエチルセロソルブを全量に対して４０質量部加え、コア用及びクラッド用樹脂ワニスを調合した。なお、表１に示す配合において、（Ａ）ベースポリマー及び（Ｂ）光重合性化合物の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対する質量％であり、（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量１００質量部に対する割合（質量部）である。
実施例１
表１に示す配合にて、コア及びクラッド用樹脂を用意し、これらに溶剤としてエチルセロソルブを全量に対して４０質量部加え、コア用及びクラッド用樹脂ワニスを調合した。なお、表１に示す配合において、（Ａ）ベースポリマー及び（Ｂ）光重合性化合物の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対する質量％であり、（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量１００質量部に対する割合（質量部）である。
＊１ フェノトートＹＰ−７０；フェノキシ樹脂（東都化成（株）製）、ビスフェノールＡ／ビスフェノールＦ共重合型フェノキシ樹脂
＊２ Ａ−ＢＰＥＦ；フルオレンジアクリレート（新中村化学（株）製）、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
＊３ ＥＡ−１０２０；ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（新中村化学（株）製）
＊４ ＫＲＭ−２１１０；２官能脂環式エポキシ樹脂（旭電化工業（株）製）、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート
＊５ ２，２−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール；東京化成工業（株）製
＊６ Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン；東京化成工業（株）製
＊７ ２−メルカプトベンゾイミダゾール；東京化成工業（株）製
＊８ ＳＰ−１７０；トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩（旭電化工業（株）製）
＊２ Ａ−ＢＰＥＦ；フルオレンジアクリレート（新中村化学（株）製）、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
＊３ ＥＡ−１０２０；ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（新中村化学（株）製）
＊４ ＫＲＭ−２１１０；２官能脂環式エポキシ樹脂（旭電化工業（株）製）、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート
＊５ ２，２−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール；東京化成工業（株）製
＊６ Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン；東京化成工業（株）製
＊７ ２−メルカプトベンゾイミダゾール；東京化成工業（株）製
＊８ ＳＰ−１７０；トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩（旭電化工業（株）製）
これをＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製、商品名「Ａ−４１００」）上にアプリケーター（ヨシミツ精機（株）製、「ＹＢＡ−４」）を用いて塗布し、８０℃、１０分、その後１００℃、１０分で溶剤乾燥させ光導波路形成用樹脂フィルムを得た。このときの光導波路形成用樹脂フィルムの厚さは、アプリケーターの間隙を調節することで、５〜１００μｍの間で任意に調整可能であり、本実施例では、硬化後の膜厚が、コアフィルム５０μｍ、第１クラッドフィルム２０μｍ、第２及び第３クラッドフィルム６０μｍとなるように調節した。なお、本実施例におけるコアフィルム及びクラッドフィルムの屈折率をＭｅｔｒｉｃｏｎ社製プリズムカプラー（Ｍｏｄｅｌ２０１０）を用いて測定したところ（測定波長８３０ｎｍ）、コアフィルムの屈折率は１．５８６、クラッドフィルムの屈折率は１．５３７であった。
真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、クラッドフィルムをＦＲ−４基板（日立化成工業（株）製、商品名「Ｅ−６７９Ｆ」）上に、圧力０．５ＭＰａ、温度５０℃、加圧時間３０秒の条件にてラミネートした。
次いで紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を１０００ｍＪ／ｃｍ2照射し、第１クラッド２を形成した〔図２（ａ）〕。
次に、第１クラッド２上に、上記真空加圧式ラミネータを用い、第１コアフィルム３を圧力０．５ＭＰａ、温度５０℃、加圧時間３０秒の条件にてラミネートした〔図２（ｂ）〕。
続いて、フォトマスク５を介し、上記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を１０００ｍＪ／ｃｍ2照射した後〔図２（ｃ）〕、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを溶剤に用い、コアパターンを現像して、第１コア６を形成した〔図２（ｄ）〕。現像液の洗浄には、メタノール及び水を用いた。
次いで紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を１０００ｍＪ／ｃｍ2照射し、第１クラッド２を形成した〔図２（ａ）〕。
次に、第１クラッド２上に、上記真空加圧式ラミネータを用い、第１コアフィルム３を圧力０．５ＭＰａ、温度５０℃、加圧時間３０秒の条件にてラミネートした〔図２（ｂ）〕。
続いて、フォトマスク５を介し、上記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を１０００ｍＪ／ｃｍ2照射した後〔図２（ｃ）〕、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを溶剤に用い、コアパターンを現像して、第１コア６を形成した〔図２（ｄ）〕。現像液の洗浄には、メタノール及び水を用いた。
次いで、第１クラッド２形成時と同様な条件にて第２クラッド７を形成した〔図２（ｅ）〕。
第１コア６形成時と同様な条件にて、第２コア９を形成した後〔図２（ｆ）（ｇ）（ｈ）〕、第１クラッド２形成時と同様な条件にて第３クラッド１０を形成して〔図２（ｉ）〕、最後に１６０℃で加熱処理を行い、多層光導波路を作製した。
多層光導波路の平面方向コア中心間距離は、１２５μｍであり、厚み方向コア間距離は、１５．２μｍであり、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差は２．９μｍ以下であった。
第１コア６形成時と同様な条件にて、第２コア９を形成した後〔図２（ｆ）（ｇ）（ｈ）〕、第１クラッド２形成時と同様な条件にて第３クラッド１０を形成して〔図２（ｉ）〕、最後に１６０℃で加熱処理を行い、多層光導波路を作製した。
多層光導波路の平面方向コア中心間距離は、１２５μｍであり、厚み方向コア間距離は、１５．２μｍであり、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差は２．９μｍ以下であった。
このように作製した多層光導波路の伝搬損失を、光源に８５５ｎｍのＬＥＤ（（株）アドバンテスト製、Ｑ８１２０１）及び受光センサ（（株）アドバンテスト製、Ｑ８２２１４）を用い、カットバック法（測定導波路長５、３、２ｃｍ、入射ファイバ；ＧＩ−５０／１２５マルチモードファイバ（ＮＡ＝０．２０）、出射ファイバ；ＳＩ−１１４／１２５（ＮＡ＝０．２２）、入射光；実効コア径２６μｍ）により測定したところ、第１コア及び第２コア共に０．３ｄＢ／ｃｍであった。
さらに、作製した多層光導波路を最高到達温度２６５℃（２６０℃以上の保持時間１５〜２０秒）、窒素雰囲気下の条件で、はんだリフロー炉（古河電気工業（株）製、「サラマンダ」）中を３回通過させ、リフローによる損失劣化を測定したところ、リフローによる光伝搬損失の増加は見られなかった。
以上より、本発明の多層光導波路が高耐熱性、かつ高透明性を有することがわかる。
以上より、本発明の多層光導波路が高耐熱性、かつ高透明性を有することがわかる。
実施例２
実施例１において、表１のコア用の（Ｃ）光重合開始剤を、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（１質量部、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）、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（１質量部、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）に代え、またコアパターン露光時の紫外線照射量を４００ｍＪ／ｃｍ2に代えたこと以外は、実施例１と同様にして多層光導波路を作製した。なお、このときのコアフィルムの屈折率を、実施例１と同様に測定したところ、１．５８２であった。
実施例１において、表１のコア用の（Ｃ）光重合開始剤を、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（１質量部、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）、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（１質量部、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）に代え、またコアパターン露光時の紫外線照射量を４００ｍＪ／ｃｍ2に代えたこと以外は、実施例１と同様にして多層光導波路を作製した。なお、このときのコアフィルムの屈折率を、実施例１と同様に測定したところ、１．５８２であった。
作製した多層光導波路の平面方向コア中心間距離は、１２５μｍであり、厚み方向コア間距離は、１６．２μｍであり、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差は、２．５μｍ以下であった。
実施例１と同様に、カットバック法（測定導波路長５、３、２ｃｍ、入射ファイバ；ＧＩ−５０／１２５マルチモードファイバ（ＮＡ＝０．２０）、出射ファイバ；ＳＩ−１１４／１２５（ＮＡ＝０．２２）、入射光；実効コア径２６μｍ）により測定した多層光導波路の伝搬損失は、第１コア及び第２コア共に０．１ｄＢ／ｃｍであり、本実施例における（Ｃ）光重合開始剤を使用した場合、非常に高い透明性を有することがわかった。
また、実施例１と同様に、最高温度２６５℃のリフロー試験を３回実施後の光伝搬損失を測定したところ、リフローによる損失増加は０．０２ｄＢ／ｃｍ未満であり、作製した多層光導波路が高い耐熱性を有していることを確認した。
また、実施例１と同様に、最高温度２６５℃のリフロー試験を３回実施後の光伝搬損失を測定したところ、リフローによる損失増加は０．０２ｄＢ／ｃｍ未満であり、作製した多層光導波路が高い耐熱性を有していることを確認した。
本発明の多層光導波路は、平坦性が良好で、かつ、小型化・高密度化することが可能となる。また、高い透明性及び高い耐熱性を有する多層光導波路を製造することが可能となり、さらに、大面積の光導波路形成用樹脂フィルムを用いることで、生産性よく大面積の多層光導波路を製造することが可能となる。
１…基板
２…第１クラッド
３…第１コアフィルム
４…フィルム
５…フォトマスク
６…第１コア
７…第２クラッド
８…第２コアフィルム
９…第２コア
１０…第３クラッド
１１…厚み方向コア間距離
１２…電気配線基板
１３…第３コア
１４…第４クラッド
１５…平面方向コア中心間距離
２…第１クラッド
３…第１コアフィルム
４…フィルム
５…フォトマスク
６…第１コア
７…第２クラッド
８…第２コアフィルム
９…第２コア
１０…第３クラッド
１１…厚み方向コア間距離
１２…電気配線基板
１３…第３コア
１４…第４クラッド
１５…平面方向コア中心間距離
Claims (3)
- 複数のコアと、該コアを囲んで形成されるクラッドとから構成され、かつ、平面方向コア中心間距離（コアピッチ）が６２．５μｍ以上５００μｍ以下である光導波路が、２層以上積層された多層光導波路であって、厚み方向コア間距離（上層コアの下面と下層コアの上面間距離）が８μｍ以上２５μｍ以下、かつ、該厚み方向コア間距離の最大値と最小値の差が５μｍ以下である多層光導波路。
- コア及びクラッドの少なくとも１つに光導波路形成用樹脂フィルムを用いて製造して成る請求項１に記載の多層光導波路。
- 更に電気回路配線を有する請求項１又は２に記載の多層光導波路。
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