JP2009156952A - 発光装置用光導波路およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コア内を伝播する光を、効率よく外部に取り出して発光させることができる発光装置用光導波路およびその製造方法を提供する。
【解決手段】アンダークラッド層２と、このアンダークラッド層２の表面の所定部分に形成されたコア３と、このコア３を被覆した状態でアンダークラッド層２の表面に形成されたオーバークラッド層４とを備え、オーバークラッド層４の所定部分にコア３に達する孔部４１が形成され、この孔部４１が上記コア３の屈折率以上の屈折率を有するコート材５で埋められている。
【選択図】図２

Description

本発明は、装飾等に用いられる発光装置用光導波路およびその製造方法に関するものである。

従来より、装飾品等に使用できる発光板として、光導波路を用いたものが提案されている（特許文献１参照）。この発光板は、基板上に導光部（コア）が線状に形成され、その導光部（コア）を被覆した状態で、上記基板上に低屈折部（オーバークラッド層）が形成されている。上記基板および低屈折部（オーバークラッド層）の屈折率は、導光部（コア）の屈折率よりも低くなっている。そして、上記導光部（コア）内に光散乱体を分散させることにより、上記導光部（コア）内を伝播する光が上記光散乱体に当たって光路を変え、そのうち、上記低屈折部（オーバークラッド層）の表面方向に光路を変えた光により、上記発光板が、導光部（コア）形状である線状に発光するようになっている。
特許第２８１４６８４号公報

しかしながら、上記発光板では、光が伝播する導光部（コア）上を、その導光部（コア）よりも低屈折率の低屈折部（オーバークラッド層）が被覆しているため、上記導光部（コア）内を伝播する光は、低屈折部（オーバークラッド層）方向に進み難くなっている。すなわち、上記発光板は、外部への発光効率が小さい状態にある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、コア内を伝播する光を、効率よく外部に取り出して発光させることができる発光装置用光導波路およびその製造方法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、平板状の基体と、この基体の表面の所定部分に形成されたコアと、このコアを被覆した状態で上記基体の表面に形成されたオーバークラッド層とを備え、上記オーバークラッド層の所定部分にコアに達する孔部が形成され、この孔部が上記コアの屈折率以上の屈折率を有するコート材で埋められている発光装置用光導波路を第１の要旨とする。

また、本発明は、上記発光装置用光導波路を製造する方法であって、平板状の基体の表面の所定部分にコアを形成する工程と、このコアを被覆するように、上記基体の表面に感光性樹脂層を形成した後、孔部形成予定部を除いて露光し、その露光部分をオーバークラッド層に形成する工程と、上記未露光部分を除去して除去跡を孔部に形成する工程と、その孔部に、上記コアの屈折率以上の屈折率を有するコート材を充填した後、そのコート材を硬化させて上記孔部を埋める工程とを備えている発光装置用光導波路の製造方法を第２の要旨とする。

本発明の発光装置用光導波路は、オーバークラッド層の所定部分にコアに達する孔部が形成され、この孔部を埋めるコート材の屈折率が上記コアの屈折率以上であるため、コア内を伝播する光の少なくとも一部は、コート材内に抵抗なく進み、コート材の表面から出射される。すなわち、本発明の発光装置用光導波路は、コア内を伝播する光の少なくとも一部を、効率よく外部に取り出して発光させることができる。

特に、上記孔部を埋めるコート材中に、光散乱粒子が分散されている場合には、そのコート材中を通る光が、光散乱粒子により、屈折または反射して散乱し、その散乱状態で発光されるため、発光される光の視認性が向上する。

また、上記孔部を埋めるコート材の表面が、凹凸粗面に形成されている場合は、そのコート材の表面から出射する光が、凹凸粗面により、ランダムな方向に屈折して散乱するため、発光される光の視認性が向上する。

本発明の発光装置用光導波路の製造方法では、コアを被覆するように形成した感光性樹脂層のうち、孔部形成予定部を除いて露光し、その露光部分をオーバークラッド層に形成し、未露光部分を除去して除去跡を孔部に形成し、その孔部に、上記コアの屈折率以上の屈折率を有するコート材を充填した後、そのコート材を硬化させて上記孔部を埋めるため、コア内を伝播する光の少なくとも一部を、効率よく外部に取り出して発光させることができる本発明の発光装置用光導波路を得ることができる。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１および図２は、本発明の発光装置用光導波路の第１の実施の形態を示している。この実施の形態の発光装置用光導波路Ａ１は、アンダークラッド層（平板状の基体）２の表面の所定部分に、光Ｌの通路であるコア３が所定パターンに形成され、そのコア３を被覆するように、上記アンダークラッド層２の表面に、オーバークラッド層４が形成されている。そして、上記オーバークラッド層４には、コア３に達する孔部４１が部分的に形成されており、その孔部４１は、上記コア３の屈折率以上の屈折率を有するコート材５で埋められている。さらに、この実施の形態では、オーバークラッド層４の表面にも、上記コート材５で層状に形成されたコート層５１が形成されている。なお、上記アンダークラッド層２，コア３およびオーバークラッド層４の各屈折率は、通常の光導波路と同様、アンダークラッド層２およびオーバークラッド層４の各屈折率が、コア３の屈折率よりも小さくなっている。

そして、上記発光装置用光導波路Ａ１のコア３内に光Ｌを伝播させると、コート材５の屈折率がコア３の屈折率以上であることから、コア３内を伝播する光Ｌの少なくとも一部は、まず、上記孔部４１を埋めるコート材５内に抵抗なく進み、その孔部４１の上方に位置するコート層５１の表面部分およびその周辺部分から出射される。

このような発光装置用光導波路Ａ１の製造方法の一例について説明する。

まず、上記発光装置用光導波路Ａ１（図１参照）を製造する際に用いる平板状の基台１〔図３（ａ）参照〕を準備する。この基台１の形成材料としては、例えば、ガラス，石英，シリコン，樹脂，金属等があげられる。また、基台１の厚みは、例えば、２０μｍ（フィルム状の基台１）〜５ｍｍ（板状の基台１）の範囲内に設定される。

ついで、図３（ａ）に示すように、上記基台１上の所定領域に、アンダークラッド層２の形成材料である、感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布する。このワニスの塗布は、例えば、スピンコート法，ディッピング法，キャスティング法，インジェクション法，インクジェット法等により行われる。そして、それを５０〜１２０℃×１０〜３０分間の加熱処理により乾燥させる。これにより、アンダークラッド層２に形成される感光性樹脂層２ａを形成する。

つぎに、上記感光性樹脂層２ａを照射線により露光する。上記露光用の照射線としては、例えば、可視光，紫外線，赤外線，Ｘ線，α線，β線，γ線等が用いられる。好適には、紫外線が用いられる。紫外線を用いると、大きなエネルギーを照射して、大きな硬化速度を得ることができ、しかも、照射装置も小型かつ安価であり、生産コストの低減化を図ることができるからである。紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀灯，高圧水銀灯，超高圧水銀灯等があげられ、紫外線の照射量は、通常、１０〜１００００ｍＪ／ｃｍ² 、好ましくは、５０〜３０００ｍＪ／ｃｍ² である。

上記露光後、光反応を完結させるために、加熱処理を行う。この加熱処理は、８０〜２５０℃、好ましくは、１００〜２００℃にて、１０秒〜２時間、好ましくは、５分〜１時間の範囲内で行う。これにより、上記感光性樹脂層２ａをアンダークラッド層２に形成する。アンダークラッド層２（感光性樹脂層２ａ）の厚みは、通常、通常、１〜５０μｍの範囲内に設定され、好ましくは、５〜３０μｍの範囲内に設定される。

ついで、図３（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層２の表面に、コア３に形成される感光性樹脂層３ａを形成する。この感光性樹脂層３ａの形成は、図３（ａ）で説明した、アンダークラッド層２に形成される感光性樹脂層２ａの形成方法と同様にして行われる。なお、このコア３の形成材料は、上記アンダークラッド層２および後記のオーバークラッド層４〔図３（ｄ）参照〕の形成材料よりも屈折率が大きい材料が用いられる。この屈折率の調整は、例えば、上記アンダークラッド層２，コア３，オーバークラッド層４の各形成材料の種類の選択や組成比率を調整して行うことができる。

つぎに、上記感光性樹脂層３ａの上方に、コア３のパターンに対応する開口パターンが形成されている露光マスクを配置し、この露光マスクを介して上記感光性樹脂層３ａを照射線により露光した後、加熱処理を行う。この露光および加熱処理は、図３（ａ）で説明したアンダークラッド層２の形成方法と同様にして行われる。

つづいて、現像液を用いて現像を行うことにより、上記感光性樹脂層３ａにおける未露光部分を溶解させて除去し、アンダークラッド層２上に残存した感光性樹脂層３ａをコア３のパターンに形成する。上記現像は、例えば、浸漬法，スプレー法，パドル法等が用いられる。また、現像液としては、例えば、有機系の溶媒，アルカリ系水溶液を含有する有機系の溶媒等が用いられる。このような現像液および現像条件は、感光性樹脂組成物の組成によって、適宜選択される。

上記現像後、コア３のパターンに形成された残存感光性樹脂層３ａ中の現像液を加熱処理により除去する。この加熱処理は、通常、８０〜１２０℃×１０〜３０分間の範囲内で行われる。これにより、上記コア３のパターンに形成された残存感光性樹脂層３ａを、コア３に形成する。コア３（感光性樹脂層３ａ）の厚みは、通常、２０〜１５０μｍの範囲内に設定され、好ましくは、４０〜１００μｍの範囲内に設定される。また、コア３の幅は、通常、１０〜５００μｍの範囲内に設定され、好ましくは、２０〜３００μｍの範囲内に設定される。

そして、図３（ｃ）に示すように、上記コア３を被覆するように、上記アンダークラッド層２の表面に、オーバークラッド層４〔図３（ｄ）参照〕に形成される感光性樹脂層４ａを形成する。この感光性樹脂層４ａの形成は、図３（ａ）で説明した、アンダークラッド層２に形成される感光性樹脂層２ａの形成方法と同様にして行われる。

ついで、上記感光性樹脂層４ａの上方に、オーバークラッド層４〔図３（ｄ）参照〕のパターンに対応する開口パターンが形成されている露光マスクを配置し、この露光マスクを介して上記感光性樹脂層４ａを照射線により露光した後、加熱処理を行う。この露光および加熱処理は、図３（ａ）で説明したアンダークラッド層２の形成方法と同様にして行われる。ここで、上記オーバークラッド層４のパターン（露光マスクの開口パターン）は、図３（ｄ）に示すように、前記孔部４１（図１参照）が形成される部分以外の部分が、オーバークラッド層４に形成されるパターンである。

つづいて、図３（ｄ）に示すように、現像液を用いて現像を行うことにより、上記感光性樹脂層４ａにおける未露光部分を溶解させて除去し、アンダークラッド層２およびコア３の表面に残存した感光性樹脂層４ａを上記オーバークラッド層４のパターンに形成する。このとき、上記未露光部分の除去跡は、コア３に達する孔部４１に形成される。その後、その残存感光性樹脂層４ａ中の現像液を加熱処理により除去する。上記現像および加熱処理は、図３（ｂ）で説明したコア３の形成方法と同様にして行われる。これにより、上記オーバークラッド層４のパターンに形成された残存感光性樹脂層４ａを、オーバークラッド層４に形成する。オーバークラッド層４（感光性樹脂層４ａ）の厚み（コア３の表面からの厚み）は、通常、３〜４０μｍの範囲内に設定され、好ましくは、５〜１０μｍの範囲内に設定される。また、上記孔部（上記感光性樹脂層４ａの未露光部分の除去跡）４１の開口形状は、例えば、円，多角形，コア３に沿った線状等があげられる。その大きさは、通常、幅５０〜５０００μｍの範囲内、長さ５０〜５０００μｍの範囲内に設定され、好ましくは、幅１００〜３０００μｍの範囲内、長さ１００〜３０００μｍの範囲内に設定される。

そして、図３（ｅ）に示すように、上記オーバークラッド層４の表面に、コート材５の形成材料である、下記に示す樹脂等が溶媒に溶解しているワニスを塗布するとともに、そのワニスを上記孔部（上記感光性樹脂層４ａの未露光部分の除去跡）４１に充填する。このワニスの塗布は、例えば、スピンコート法，ディッピング法，キャスティング法，インジェクション法，インクジェット法等により行われる。つぎに、下記に示す上記コート材５の材料に応じて、適正な方法（加熱処理，紫外線照射等）により、上記コート材５の形成材料を硬化させ、コート材５およびコート層５１を形成する。コート層５１の厚み（コア３の表面からの厚み）は、通常、５〜１００μｍの範囲内に設定され、好ましくは、１０〜５０μｍの範囲内に設定される。

上記コート材５の材料としては、コア３の屈折率以上の屈折率を有するものであればよく、例えば、コア３と同様の樹脂，熱硬化性樹脂，熱可塑性樹脂，エンジニアリングプラスチックならびに放射線硬化樹脂等があげられる。上記熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂，ユリア樹脂，イミド，ポリイミド樹脂，メラニン樹脂，不飽和ポリエステル，ジアリルフタレート樹脂，キシレン樹脂，アルキルベンゼン樹脂，エポキシ樹脂，エポキシアクリレート樹脂およびケイ素樹脂等があげられる。上記熱可塑性樹脂としては、フッ素樹脂，塩化ビニル樹脂，塩化ビニリデン樹脂，ポリエチレン，塩素化ポリオレフィン，ポリプロピレン，変性ポリオレフィン，ポリ酢酸ビニル，エチレン−エチルアクリレート共重合体，ポリスチレン，ＡＢＳ樹脂，ポリアミド，（メタ）アクリル樹脂，ポリアセタール，ポリカーボネート，セルロース系樹脂およびポリビニルアルコール等があげられる。上記エンジニアリングプラスチックとしては、ポリイミド，ポリカルボジイミド，アイオノマー樹脂，ポリフェニレンオキサイド，ポリメチルペンテン，ポリアリルスルホン，ポリアリルエーテル，ポリフェニレンサルファイド，ポリスルホン，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およびポリテトラメチレンテレフタレート等があげられる。上記放射線硬化樹脂としては、紫外線硬化型樹脂および電子線硬化型樹脂等があげられる。

このようにして、基台１上に、アンダークラッド層２とコア３とオーバークラッド層４とコート材５とコート層５１とからなる発光装置用光導波路Ａ１を形成することができる。

その後、上記発光装置用光導波路Ａ１は、基台１から剥離して使用してもよいし、剥離することなく基台１とともに使用してもよい。剥離する場合は、例えば、真空吸引ステージ（図示せず）上に、基台１の下面を当接させ、基台１をエア吸着により固定する。ついで、コート層５１の上面を真空吸着機（図示せず）で吸着し、その状態でその吸着部分を持ち上げる。これにより、コート層５１とともに、コート材５とオーバークラッド層４とコア３とアンダークラッド層２とを接着させた状態で、発光装置用光導波路Ａ１のアンダークラッド層２を基台１から剥離する。ここで、基台１とアンダークラッド層２との間の接着力は、その材料から、コート層５１とオーバークラッド層４との間の接着力，オーバークラッド層４とコア３およびアンダークラッド層２との間の接着力ならびにコア３とアンダークラッド層２との間の接着力よりも弱く、上記のようにすることにより、簡単に剥離することができる。

上記発光装置用光導波路Ａ１は、そのコア３の端部に光源を接続し、さらにその光源を点灯したり消灯したりする制御回路、電源等を設けることにより、発光装置として使用することができる。例えば、上記発光装置用光導波路Ａ１を、コート層５１が外側を向くようにして、図４（ａ）に示すように、モバイル機Ｍ等の周側面に貼着したり、図４（ｂ）に示すように、モバイル機Ｍ等の正面に貼着したりし、着信時に上記光源を点灯するようにすると、着信を上記発光装置用光導波路Ａ１の発光により知ることができる。なお、図４（ａ）では、コア３の長手方向がモバイル機Ｍ等の側面の周方向になるように貼着しており、また、わかり易くするために、発光装置用光導波路Ａ１を厚く図示している。図４（ｂ）では、コア３を平面視リング状に形成しており、また、そのコア３も太く図示している。図４（ａ），（ｂ）において、符号Ｂは、上記光源，制御回路等を備えた発光制御部である。このような発光装置として使用する場合、発光される光は、可視光であることが好ましく、その光源としては、発光ダイオード，半導体レーザ等があげられる。また、その光源として、光色の異なるものを複数用いると、発光される光の色パターンを変えることができる。

図５は、本発明の発光装置用光導波路の第２の実施の形態を示している。この実施の形態の発光装置用光導波路Ａ２は、上記孔部４１を埋めるコート材５中に、光散乱粒子６が分散されている。それ以外は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

この第２の実施の形態の発光装置用光導波路Ａ２では、コート材５内に入ってきた光Ｌは、上記光散乱粒子６により、屈折または反射して散乱し、その散乱状態で外部に発光されるため、発光される光Ｌの視認性が向上する。

上記光散乱粒子６としては、シリカ粒子，アルミナ粒子，シリコーン粒子，チタニア粒子，ジルコニア粒子，プラスチック粒子，液晶粒子，気泡（中空粒子）等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。また、その平均粒子径は、光散乱性に優れる観点から、０．１〜５０μｍの範囲内が好ましい。なお、この平均粒子径は、任意の１０個の光散乱粒子６の粒子径の平均値であり、各光散乱粒子６の粒子径は、顕微鏡で観て測定し、その最大径をとっている。そして、上記光散乱粒子６をコート材５中に分散させる方法は、コート材５の形成材料に、予め上記光散乱粒子６を混合しておき、それを前記のように塗布することにより行われる。また、その混合割合は、光散乱性に優れる観点から、コート材５の形成材料１００体積部に対して、３０体積部以下であることが好ましい。

図６は、本発明の発光装置用光導波路の第３の実施の形態を示している。この実施の形態の発光装置用光導波路Ａ３は、光Ｌが出射されるコート層５１の表面が、凹凸粗面５２に形成されている。それ以外は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

この第３の実施の形態の発光装置用光導波路Ａ３では、コート層５１の表面から発光される光Ｌは、コート層５１の表面の凹凸により、ランダムな方向に屈折して散乱するため、発光される光Ｌの視認性が向上する。なお、光Ｌが発光されるコート層５１の表面部分は、前記孔部４１の上方に位置する部分およびその周辺部分であるため、その光Ｌが発光されるコート層５１の表面部分のみを凹凸粗面５２に形成してもよい。

上記コート層５１の表面を凹凸粗面５２に形成する方法としては、コート層５１の形成後、そのコート層５１の表面を紙やすり等で傷付ける方法，レーザ加工方法，金型によるモールド加工方法等があげられる。

図７は、本発明の発光装置用光導波路の第４の実施の形態を示している。この実施の形態の発光装置用光導波路Ａ４は、上記第２の形態（図５参照）と第３の形態（図６参照）とを組み合わせたものになっている。すなわち、上記孔部４１を埋めるコート材５中に、光散乱粒子６が分散されているとともに、そのコート層５１の表面が、凹凸粗面５２に形成されている。それ以外は、上記第２，第３の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

この第４の実施の形態の発光装置用光導波路Ａ４では、光散乱粒子６と凹凸粗面５２との相乗効果により、発光される光Ｌの散乱が増すため、その光Ｌの視認性がより向上する。

図８は、本発明の発光装置用光導波路の第５の実施の形態を示している。この実施の形態の発光装置用光導波路Ａ５は、上記第２の形態（図５参照）において、コート材５が、オーバークラッド層４に形成された孔部４１のみに形成され、オーバークラッド層４の表面にコート層５１が形成されていない。それ以外は、上記第２の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

この第５の実施の形態において、コート材５を上記孔部４１のみに形成する方法としては、コート材５の形成材料を上記孔部４１にポッティングする方法（細い管の先端から孔部４１に充填する方法）があげられる。このようにすると、コート材５の表面が、球面の一部またはそれに近い形状の凸状曲面５３になり、コート材５の表面から発光される光Ｌは、コート材５の表面の凸状曲面５３により、様々な方向に屈折して散乱するため、発光される光Ｌの視認性が向上する。

上記第１の形態（図２参照），第３の形態（図６参照），第４の形態（図７参照）においても、この第５の実施の形態と同様に、コート材５を、オーバークラッド層４に形成された孔部４１のみに形成することができる。

なお、上記各実施の形態では、オーバークラッド層４にコート材５形成用の孔部４１を形成するにあたって、オーバークラッド層４の材料として感光性樹脂を用い、露光および現像により行ったが、他でもよく、例えば、他の樹脂を材料とし、レーザ加工，エッチング，印刷，金型成形等により、コート材５形成用の孔部４１が形成されたオーバークラッド層４を形成してもよい。

また、上記各実施の形態では、アンダークラッド層２の形成において、アンダークラッド層２の材料として感光性樹脂を用い、そのアンダークラッド層２の形成を露光および現像により行ったが、他でもよく、例えば、アンダークラッド層２の材料としてポリイミド樹脂，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用い、その熱硬化性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、加熱処理（通常、３００〜４００℃×６０〜１８０分間）により硬化させる等してアンダークラッド層２を形成してもよい。

さらに、上記各実施の形態では、アンダークラッド層２を感光性樹脂を用いて形成したが、他でもよく、樹脂フィルムをアンダークラッド層２として用いてもよい。また、アンダークラッド層２に代えて、金属フィルム，金属薄膜が表面に形成された基板等を用い、その金属材の表面を、コア３内を伝播する光Ｌの反射面として作用させてもよい。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。

〔アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料〕
下記の一般式（１）で示されるビスフェノキシエタノールフルオレングリシジルエーテル（成分Ａ）３５重量部、脂環式エポキシである３，４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’，４’−エポキシヘキセンカルボキシレート（ダイセル化学社製、セロキサイド２０２１Ｐ）（成分Ｂ）４０重量部、シクロヘキセンオキシド骨格を有する脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学社製、セロキサイド２０８１）（成分Ｃ）２５重量部、４，４’−ビス〔ジ（βヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０％プロピオンカーボネート溶液（成分Ｄ）２重量部とを混合することにより、アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料を調製した。

〔コアの形成材料〕
上記成分Ａ：７０重量部、１，３，３−トリス｛４−〔２−（３−オキセタニル）〕ブトキシフェニル｝ブタン：３０重量部、上記成分Ｄ：１重量部を乳酸エチル２８重量部に溶解することにより、コアの形成材料を調製した。

〔コート材（コート層）の形成材料〕
上記コアの形成材料と同様のものを準備した。

〔発光装置用光導波路の作製〕
まず、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム〔１００ｍｍ×１００ｍｍ×１８８μｍ（厚み）〕の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料をスピンコート法により塗布した後、２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った。つづいて、１００℃×１５分間の加熱処理を行うことにより、アンダークラッド層を形成した。このアンダークラッド層の厚みを接触式膜厚計で測定すると２５μｍであった。また、このアンダークラッド層の、波長８３０ｎｍにおける屈折率は、１．５４２であった。

ついで、上記アンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料をスピンコート法により塗布した後、１００℃×１５分間の乾燥処理を行った。ついで、その上方に、コアのパターンと同形状の開口パターンが形成された合成石英系のクロムマスク（露光マスク）を配置した。そして、その上方から、コンタクト露光法にて４０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った後、１２０℃×１５分間の加熱処理を行った。つぎに、γ−ブチロラクトン水溶液を用いて現像することにより、未露光部分を溶解除去した後、１２０℃×３０分間の加熱処理を行うことにより、コアを形成した。このコアの断面寸法は、ＳＥＭで測定したところ、幅１００μｍ×高さ８０μｍであった。また、このコアの、波長８３０ｎｍにおける屈折率は、１．５８８であった。

そして、上記コアを被覆するよう、上記アンダークラッド層の表面に、上記オーバークラッド層の形成材料をスピンコート法により塗布した後、その上方に、オーバークラッド層のパターンと同形状の開口パターンが形成された合成石英系のクロムマスク（露光マスク）を位置決めした。そして、その上方から、コンタクト露光法にて２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った後、１２０℃×１５分間の加熱処理を行った。つぎに、γ−ブチロラクトン水溶液を用いて現像することにより、未露光部分を溶解除去し、コアに達する孔部を形成した。その後、１００℃×１５分間の加熱処理を行うことにより、オーバークラッド層を形成した。このオーバークラッド層の厚み（コアの表面からの厚み）を接触式膜厚計で測定すると５μｍであった。また、このオーバークラッド層の、波長８３０ｎｍにおける屈折率は、１．５４２であった。

その後、上記オーバークラッド層の表面に、上記コート材（コート層）の形成材料をスピンコート法により塗布した後、その上方から、４０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った。その後、１２０℃×１５分間の加熱処理を行うことにより、上記孔部を埋めたコート材およびオーバークラッド層表面のコート層を形成した。このコート層（オーバークラッド層の表面からの厚み）を接触式膜厚計で測定すると６μｍであった。また、このコート材（コート層）の、波長８３０ｎｍにおける屈折率は、その形成母材が上記コアと同様であることから、１．５８８であった。このようにして、発光装置用光導波路を得た。

上記実施例１において、コート材（コート層）の形成材料として、上記コアの形成材料１００体積部に、光散乱粒子として平均粒子径０．７μｍのシリコーン樹脂微粒子（屈折率１．４３）を５体積部混合したものを用いた。それ以外は、上記実施例１と同様にし、発光装置用光導波路を作製した。

上記実施例１において、コート材（コート層）の表面を、紙やすりで粗面化した。それ以外は、上記実施例１と同様にし、発光装置用光導波路を作製した。

上記実施例２において、上記実施例３と同様にして、コート材（コート層）の表面を粗面化した。それ以外は、上記実施例２と同様にし、発光装置用光導波路を作製した。

上記実施例２において、コート材の形成材料を、オーバークラッド層に形成された孔部のみにポッティングし、その孔部のみにコート材を埋め、オーバークラッド層の表面にはコート層を形成しなかった。それ以外は、上記実施例１と同様にし、発光装置用光導波路を作製した。

〔発光試験〕
このようにして得られた上記実施例１〜５の各発光装置用光導波路に対して、コアの端部付近をダイシングし、光入射面を形成した。そして、波長６６０ｎｍの赤色発光ダイオードを手動調芯ステージを用いてコアに光が入射するように調芯を行った後、その赤色発光ダイオードを紫外線硬化性樹脂で固定した。そして、その赤色発光ダイオードを発光させると、いずれの実施例においても、コート材（オーバークラッド層に形成された孔部）上方のコート層表面部分から、赤色の光の出射が確認された。なかでも、実施例２〜５の発光が、目視による視認性がより良好であり、さらに、実施例４，５の発光が、目視による視認性がより一層良好であった。

さらに、実施例１，３，４において、実施例５と同様に、コート材を、オーバークラッド層に形成された孔部のみに形成した場合も、上記と同様の傾向を示す結果を得た。

本発明の発光装置用光導波路の第１の実施の形態を模式的に示す斜視図である。 図１のＸ−Ｘ断面を示す断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、上記発光装置用光導波路の製造方法を模式的に示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、上記発光装置用光導波路の使用例を模式的に示す説明図である。 本発明の発光装置用光導波路の第２の実施の形態を模式的に示す断面図である。 本発明の発光装置用光導波路の第３の実施の形態を模式的に示す断面図である。 本発明の発光装置用光導波路の第４の実施の形態を模式的に示す断面図である。 本発明の発光装置用光導波路の第５の実施の形態を模式的に示す断面図である。

符号の説明

２ アンダークラッド層
３ コア
４ オーバークラッド層
５ コート材
４１ 孔部

Claims (10)

1. 平板状の基体と、この基体の表面の所定部分に形成されたコアと、このコアを被覆した状態で上記基体の表面に形成されたオーバークラッド層とを備え、上記オーバークラッド層の所定部分にコアに達する孔部が形成され、この孔部が上記コアの屈折率以上の屈折率を有するコート材で埋められていることを特徴とする発光装置用光導波路。
2. 上記オーバークラッド層の表面に、それを被覆した状態でコート層が形成され、そのコート層の一部が上記孔部を埋めるコート材になっている請求項１記載の発光装置用光導波路。
3. 上記孔部を埋めるコート材中に、光散乱粒子が分散されている請求項１または２記載の発光装置用光導波路。
4. 上記孔部を埋めるコート材の表面が、凹凸粗面に形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置用光導波路。
5. 上記平板状の基体が、アンダークラッド材または金属材で形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置用光導波路。
6. 請求項１記載の発光装置用光導波路を製造する方法であって、平板状の基体の表面の所定部分にコアを形成する工程と、このコアを被覆するように、上記基体の表面に感光性樹脂層を形成した後、孔部形成予定部を除いて露光し、その露光部分をオーバークラッド層に形成する工程と、上記未露光部分を除去して除去跡を孔部に形成する工程と、その孔部に、上記コアの屈折率以上の屈折率を有するコート材を充填した後、そのコート材を硬化させて上記孔部を埋める工程とを備えていることを特徴とする発光装置用光導波路の製造方法。
7. 上記孔部を形成した後、上記オーバークラッド層の表面にコート層を形成するとともに、そのコート層を形成するコート材を上記孔部に充填し孔部を埋める工程を備えた請求項６記載の発光装置用光導波路の製造方法。
8. 上記孔部を埋めるコート材中に、光散乱粒子を分散させる請求項６または７記載の発光装置用光導波路の製造方法。
9. 上記孔部を埋めるコート材の表面を、凹凸粗面に形成する請求項６〜８のいずれか一項に記載の発光装置用光導波路の製造方法。
10. 上記平板状の基体が、アンダークラッド材または金属材で形成されている請求項６〜９のいずれか一項に記載の発光装置用光導波路の製造方法。

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