JP2015106035A - 光導波路及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光路変換ミラー形成が容易であり、かつ、基板からコアパターンまでの層間にて剥離及びバリの発生を低減することが可能な光導波路を提供する。
【解決手段】基板１１と、基板１１上に設けられたコアパターン１３及びコアパターン１３の少なくとも一部を覆うクラッド層２０と、底部１６が基板１１に設けられ、コアパターン１３の光軸上である一部が光路変換ミラー１９として機能する溝部１７とを備える光導波路である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光デバイスに用いる光導波路及びその製造方法に関する。

情報容量の増大に伴い、幹線及びアクセス系といった通信分野のみならず、ルータ及び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。特に、ルータ及びサーバ装置内のボード間、又はボード内の短距離信号伝送に光を用いるための光伝送路としては、光ファイバに比べて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、加工性及び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。

光導波路としては、まず、基板上に下部クラッド層を硬化形成した後に、下部クラッド層上にコアパターンを形成し、下部クラッド及びコアパターン上に上部クラッド層を積層した光導波路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このような光導波路に、コアパターンを通過する光信号の光路変換を行う光路変換ミラーを設ける場合は、上部クラッド層側からダイシングブレード等を用いて形成する。

特開２００６−０１１２１０号公報

しかし、従来の光導波路では、ダイシングブレード等を用いて光路変換ミラーを形成する工程において、下部クラッド層が薄い場合であると、下部クラッド層で留めるダイシングブレードの深さ制御が困難であった。また、光路変換ミラーを形成する工程において、下部クラッド層が薄いと、基板と下部クラッド層間で剥離及びバリが発生することがあり、発生したバリ等が路変換ミラーに付着した場合には、光損失の悪化が生じる問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、光路変換ミラー形成が容易であり、かつ、基板からコアパターンまでの層間にて剥離及びバリの発生を低減することが可能な光導波路及び光導波路の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、光路変換ミラーの機能を有する溝部を基板にまで到達するように設ける光導波路とすることにより、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見にもとづいて完成したものである。

すなわち、本発明は、
（１）基板と、前記基板上に設けられたコアパターン及び前記コアパターンの少なくとも一部を覆うクラッド層と、底部が前記基板に設けられ、前記コアパターンの光軸上である一部が光路変換ミラーとして機能する溝部とを備える光導波路、
（２）前記溝部は、前記底部から少なくとも前記コアパターン上端までの連続した溝形成面を有する（１）に記載の光導波路、
（３）前記基板に設けられた前記底部の少なくとも一部は、曲面である（１）又は（２）に記載の光導波路、
（４）前記溝部を構成する前記基板の深さは、前記基板の厚さの半分以下である（１）〜（３）のいずれかに記載の光導波路、
（５）前記基板の厚さと前記基板表面から前記コアパターン下端までの厚さの総和は、下記式（１）を満たす（３）又は（４）に記載の光導波路、
Ｄ≧ｒ（１−１／２^１／２） ・・・・・（１）
［式中、Ｄは、基板の厚さと基板表面からコアパターン下端までの厚さの総和であり、ｒは、曲面である溝形成面の曲率半径である。］、
（６）前記溝部上方に、前記溝部を覆う蓋を備える（１）〜（５）のいずれかに記載の光導波路、
（７）前記クラッド層は、前記基板上に設けられた下部クラッド層と、前記コアパターン上に設けられた上部クラッド層とからなる（１）〜（６）のいずれかに記載の光導波路、
（８）前記基板の厚さは、前記下部クラッド層の厚さより厚い（７）に記載の光導波路、
（９）前記基板の弾性率は、前記下部クラッド層の弾性率より高い（７）又は（８）に記載の光導波路、
（１０）基板上に、コアパターン及び前記コアパターンの少なくとも一部を覆うクラッド層を形成する工程と、底部が前記基板に設けられ、前記コアパターンの光軸上である一部が光路変換ミラーとして機能する溝部を形成する工程とを含む光導波路の製造方法、
（１１）前記コアパターン及びクラッド層を形成する工程は、前記基板上に下部クラッド層を積層する工程と、前記コアパターンを形成する工程と、前記コアパターン上に上部クラッド層を積層する工程とを含む（１０）に記載の光導波路の製造方法、
（１２）前記溝部を形成する工程は、前記底部から少なくとも前記コアパターン上端までの連続した溝形成面を形成する（１０）又は（１１）に記載の光導波路の製造方法、
（１３）前記溝部を形成する工程は、前記基板に設けられた前記底部の少なくとも一部を曲面とする（１０）〜（１２）のいずれかに記載の光導波路の製造方法、
（１４）前記溝部を形成する工程は、先端に丸みを帯びたダイシングブレードによって前記溝部を形成する（１０）〜（１３）のいずれかに記載の光導波路の製造方法、
（１５）前記溝部を形成する工程は、レーザによって前記溝部を形成する（１０）〜（１３）のいずれかに記載の光導波路の製造方法、
（１６）前記溝部を形成する工程の後に、前記溝部を覆う蓋を積層する（１０）〜（１５）のいずれかに記載の光導波路の製造方法
を提供するものである。

本発明によれば、光路変換ミラー形成が容易であり、かつ、基板からコアパターンまでの層間にて剥離及びバリの発生を低減することが可能な光導波路及び光導波路の製造方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の一態様を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光導波路における式（１）の関係を示すための模式図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の工程断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光導波路の一態様を示す断面図である。 本発明のその他の実施の形態に係る光導波路の一態様を示す断面図である。

（第１の実施の形態）
［光導波路］
本発明の第１の実施の形態に係る光導波路は、図１に示すように、基板１１と、基板１１上に設けられたコアパターン１３及びコアパターン１３の少なくとも一部、好ましくは周囲を覆うクラッド層２０と、底部１６が基板１１に設けられ、コアパターン１３の光軸上である一部が光路変換ミラー１９として機能する溝部１７とを備える。
クラッド層２０は、図１で示したように、基板１１上に設けられた下部クラッド層１２と、コアパターン１３上に設けられた上部クラッド層１４とからなることが好ましい。下部クラッド層１２と上部クラッド層１４を別々とすることで、材料の選択肢や設計の自由度を増やすことができる。

以下に、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路に用いられる各部材について詳細に説明する。

＜基板＞
基板１１は、光導波路の基板１１側からの破断を抑制する効果や、光導波路にダイシングソー等を用いて溝部１７を形成する場合に、光導波路の破断を抑制する効果がある。基板１１として、柔軟性及び強靭性のあるフレキシブル性を有する材質を用いると光導波路にフレキシブル性を付与することができるので好ましい。
基板１１としては、上記の観点から、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、それらに電気配線が形成されたフレキシブルな電気配線板等が好適に挙げられる。より好適な基板１１としては、寸法安定性、耐熱性、高屈曲の観点から、ポリイミド、ポリイミドを主とした積層体等が挙げられる。
基板１１としては、光導波路を伝送する光信号波長に対して透明な材質であると、光信号が基板１１を透過することができるため好ましい。また、基板１１としては、コアパターン１３の検査に用いる検査光の波長に対して透明であると基板１１越しにコアパターン１３の視認性が得られるため好ましい。上記の観点から、紫外光、可視光、赤外光の少なくともいずれかの波長に対する透明性であることが好ましい。

基板１１の厚さは、下部クラッド層１２がある場合、下部クラッド層１２の厚さより厚いことが好ましい。基板１１の厚さが下部クラッド層１２の厚さより厚いことで、基板１１の強度を保つことができ、光導波路の強度を保つことができる。また、基板１１の厚さが下部クラッド層１２の厚さより厚いことで、溝部１７を生成する際の裕度を確保することができ、ダイシングブレード及びレーザーアブレーション等による加工の際の深さ制御が容易になる。
基板１１の厚さは、特に限定はないが、５μｍ以上であると、強度が得やすいという利点があり、３７．５μｍ以下であると低背な光導波路を得られる利点がある。上記の観点から、基板１１の厚さは、５〜３７．５μｍの範囲であることが好ましく、１０〜２５μｍの範囲であることがより好ましい。

基板１１の弾性率は、下部クラッド層１２がある場合、下部クラッド層１２の弾性率より高いことが好ましい。基板１１の弾性率が下部クラッド層１２の弾性率より高いことで、光導波路全体の反りを低減させることができる。また、基板１１の弾性率が下部クラッド層１２の弾性率より高いことで、加工時に第１基板１１全体が変形することに起因するバリを低減させることができ、下部クラッド層１１が低弾性であることによる加工時の振動が原因の下部クラッド層１１のバリを低減させることができる。

＜クラッド層＞
クラッド層２０（図１における下部クラッド層１２及び上部クラッド層１４）は、コアパターン１３よりも低屈折率で、熱及び光により硬化する樹脂であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂や感光性樹脂を好適に使用することができる。下部クラッド層１２及び上部クラッド層１４を形成するクラッド層形成用樹脂は、含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、屈折率が同一であっても異なっていてもよい。
本発明において、下部クラッド層１２とは、少なくとも基板１１とコアパターン１３との間に配置されるクラッド層をいい、上部クラッド層１４とは、少なくともコアパターン１３上に配置されるクラッド層をいう。また、コアパターン１３の側面を覆う同一階層に設けられたクラッド層は、下部クラッド層１２や上部クラッド層１４から連続する層であっても、下部クラッド層１２及び上部クラッド層１４と別に形成されていてもよい。換言すると、コアパターン１３の側面を覆うクラッド層は、下部クラッド層１２であっても上部クラッド層１４であっても、それらとは異なるコアパターン１３よりも低屈折率な層であってもよい。

下部クラッド層１２及び上部クラッド層１４の厚さに関しては、特に限定するものではないが、５〜５００μｍの範囲であることが好ましい。パターン形成後の厚さが５μｍ以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、５００μｍ以下であると、低背な光導波路を得ることができる。上記の観点から、下部クラッド層１２及び上部クラッド層１４の厚さは、更に１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。

＜コアパターン＞
コアパターン１３としては、下部クラッド層１２及び上部クラッド層１４より高屈折率で、用いる光信号に対して光信号の伝送に影響がない程度に透明であれば特に限定はなく、活性光線によりパターン化し得るものを用いることが好ましい。パターン化する方法の一例としては、コアパターン１３を形成する樹脂層を下部クラッド層１２上に積層し、露光現像することで形成することができる。上記の観点からコアパターン１３を形成する樹脂としては、感光性樹脂組成物であることが好ましい。

コアパターン１３の厚さについては特に限定されないが、パターン形成後の厚さが、１０μｍ以上であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、１００μｍ以下であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。上記の観点から、コアパターン１３の厚さは、１０〜１００μｍの範囲であることが好ましく、３０〜９０μｍの範囲であることが更に好ましい。

＜溝部＞
溝部１７のコアパターン１３の光軸上である一部は、コアパターン１３を通過する光信号の光路変換を行う光路変換ミラー１９として機能する。光路変換ミラー１９は、コアパターン１３を伝搬した光信号を下部クラッド層１２や上部クラッド層１４に略垂直な方向に光路変換する機能を有する３０度以上６０度以下の傾斜面であることが好ましく、３５度以上５５度以下の傾斜面であることがより好ましい。光路変換ミラー１９は、空気反射ミラーであってもよいし、溝形成面１８に反射金属層を形成した金属反射ミラーであってもよい。
溝部１７を形成する具体例としては、基板１１が設けられた反対面側からダイシングブレード及びレーザーアブレーション等を用いて、クラッド層２０、コアパターン１３及び基板１１を切削除去することで形成できる。
ダイシングブレードの形状として、具体的には、溝部１７を形成する際に光路変換ミラー１９を形成する深さに該当する箇所は傾斜面で、溝部１７を形成する際に上部基板１５を形成する深さに該当する箇所は垂直面となり、先端に丸みを帯びたブレードが挙げられる。また、ダイシングブレードの形状としては、一方の面が傾斜面で、もう一方の面が略垂直面からなり、先端に丸みを帯びたブレードが挙げられる。

光路変換ミラー１９以外の溝形成面１８の形状は特に限定はないが、上記光路変換ミラー１９の傾斜角よりも急峻な面を有していると、切削除去される上部クラッド層１４の体積を減らすことができるため、加工効率が良好であると共に、光路変換ミラー１９面の平滑性を向上させることができるため、低光損失な光路変換ミラー１９を得られる。さらに、上部クラッド層１４に開口される部位の面積を低減することができるため、光路変換ミラー１９への異物等の付着の低減や、光路変換ミラー１９の強度向上に寄与できる。具体的には、ダイシングブレードの形状を光路変換ミラー１９形成深さは傾斜面で、上部クラッド層１４の深さは垂直面となるブレードや、一方の面が傾斜面で、もう一方の面が略垂直面からなるブレードを用いて加工する方法等が挙げられる。

溝部１７の一部は、底部１６として基板１１に設けられている。溝部１７の一部が基板１１にまで到達していることで、基板１１と下部クラッド層１２との層間は連続した一面となり、下部クラッド層１２が薄くても、基板１１と下部クラッド層１２間で剥離及びバリが生じるのを防ぐことができ、バリ等が光路変換ミラー１９に付着することによる光損失の低下を防ぐことができる。また、溝部１７の一部が基板１１にまで到達していることで、光導波路を上方から見た場合、光路変換ミラー１９が解離して見えることになり、光路変換ミラー１９を視認しやすくなる。

溝部１７は、底部１６から少なくともコアパターン１３上端までの連続した溝形成面１８を有することが好ましい。底部１６から少なくともコアパターン１３上端までの連続した溝形成面１８であることによって、基板１１からコアパターン１３上端まで連続した一面となり、基板１１からコアパターン１３までの層間にて、剥離及びバリが生じるのを防ぐことができ、バリ等が光路変換ミラー１９に付着することによる光損失の低下を防ぐことができる。

基板１１に設けられた底部１６の少なくとも一部は、曲面であることが好ましい。ここでいう曲面とは、滑らかな面をいい、例えば曲面と平面の組み合わせであっても角張っていない面をいう。基板１１に設けられた底部１６の少なくとも一部が曲面であることで、光導波路に応力が加わった際に、溝部１７にかかる応力を分散させることができ、溝部１７での破断を抑制し、光導波路の強度を向上させることができる。

溝部１６を構成する基板１１の深さは、基板１１の厚さの半分以下であることが好ましい。溝部１６を構成する基１１板の深さを基板１１の厚さの半分以下にすることで、基板１１の強度を保つことができるので、光導波路全体の強度を確保することができる。

基板１１の厚さと基板１１表面からコアパターン１３下端までの厚さの総和は、下記式（１）を満たすことが好ましい。
Ｄ≧ｒ（１−１／２^１／２） ・・・・・（１）
式中、Ｄは、基板１１の厚さと基板表面からコアパターン１３下端までの厚さの総和である。本実施の形態に係る光導波路においては、Ｄは、図１に示すように、基板１１の厚さと下部クラッド層１２の厚さの総和となる。式中、ｒは、曲面（図２の太線で示した箇所）である溝形成面１８の曲率半径である。
本実施の形態に係る光導波路において、曲面である溝形成面１８の深さｄは、下記式（２）で表される。
ｄ＝ｒ（１−１／２^１／２） ・・・・・（２）
式（１）及び式（２）より、Ｄ≧ｄとなり、曲面である溝形成面１８の深さｄが、Ｄ以下を満たすことにより、光路変換ミラー１９として機能するコアパターン１３の光軸上の溝形成面１８は、平面となる。つまり、式（１）を満たすことによって、コアパターン１３の光軸上の溝形成面１８は、平面であって、光路変換ミラー１９として効率よく機能することができ、コアパターン１３の光軸上から下方の溝形成面１８は、曲面であって、溝部１７にかかる応力を分散させて溝部１７での破断を抑制し、光導波路の強度を向上させることができるという効果を併せもつ。

［光導波路の製造方法］
以下に、本発明の第１の実施の形態に係る光導波路の製造方法について図３を用いて説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、基板１１上に、下部クラッド層１２を積層することが好ましい。
下部クラッド層１２を形成する方法としては、特に限定はなく、例えば、基板１１の形成面側からクラッド層形成用樹脂ワニスを、スピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコーター等を用いて直接塗布し、適宜硬化して下部クラッド層１２にする方法が挙げられる。

次に、図３（ｂ）に示すように、下部クラッド層１２上にコア形成用樹脂層１３ａを積層することが好ましい。
下部クラッド層１２上にコア形成用樹脂層１３ａを積層する方法としては、特に限定はなく、例えば、コア層形成用樹脂ワニスやコア層形成用樹脂フィルムを用い、下部クラッド層１２上に、スピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコーター等を用いて直接塗布し、適宜硬化して、コア形成用樹脂層１３ａにする方法が挙げられる。別の方法としては、あらかじめ支持フィルム上にコア形成用樹脂ワニスを塗布して形成したコア形成用樹脂フィルムを、ロールラミネート、真空ロールラミネート、平板ラミネート、真空平板ラミネート、常圧プレス、真空プレス等を用いてコア形成用樹脂層１３ａを積層する方法が挙げられる。
コア形成用樹脂としては、塗布の際の流動性及び積層した後に硬化するという観点から、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂、光／熱併用硬化性樹脂であることが好ましい。

次いで、図３（ｃ）に示すように、コア形成用樹脂層１３ａをパターン化してコアパターン１３を形成する。
コアパターン１３を形成する方法としては、特に限定はなく、例えば、コア形成用樹脂層１３ａを形成した後に、エッチング等により所望の形状にコアパターン１３を形成する方法が挙げられる。
コア形成用樹脂層１３ａが感光性の樹脂である場合には、フォトリソグラフィー加工によってパターン化することができるので好ましい。具体的なフォトリソグラフィー加工としては、所望するパターン形状が描画されたフォトマスクを介し、露光にてコア層に未硬化部と硬化部を形成し、未硬化部を溶解、除去可能な各種溶剤及びアルカリ溶液等の現像液を用いた現像処理によってパターン化することができる。

次に、図３（ｄ）に示すように、コアパターン１３上に上部クラッド層１４を積層する。
上部クラッド層１４を形成する方法としては、特に限定はなく、例えば、コアパターン１３の形成面側からクラッド層形成用樹脂ワニスを、スピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコーター等を用いて直接塗布し、上述したようなフォトリソグラフィー加工によって形成する方法が挙げられる。別の方法としては、あらかじめ支持フィルム上にクラッド層形成用樹脂ワニスを塗布したクラッド層形成用樹脂フィルムを、ロールラミネート、真空ロールラミネート、平板ラミネート、真空平板ラミネート、常圧プレス、真空プレス等を用いてコアパターン１３の形成面側から積層し、同じくフォトリソグラフィー加工によって形成する方法が挙げられる。また、別の方法としては、クラッド層形成用樹脂ワニスを、スクリーン印刷及び所望箇所に部分的に塗布することによって形成する方法が挙げられる。

次に、図３（ｅ）に示すように、底部１６が基板１１に設けられ、コアパターン１３の光軸上である一部が光路変換ミラー１９として機能する溝部１７を形成する。
溝部１７を形成する方法としては、特に限定はなく、例えば、上部クラッド層１４側からダイシングブレード及びレーザーアブレーション等を用いて、第２基板１５、上部クラッド層１４及びコアパターン１３を切削除去する方法が挙げられる。溝部１７を形成するにあたって、切削除去する量が多い場合には、ダイシングブレードによる加工が容易であり好ましい。

溝部１７を形成する工程は、底部１６から少なくともコアパターン１３上端までの連続した溝形成面１８を形成することが好ましい。底部１６から少なくともコアパターン１３上端までの連続した溝形成面１８として形成することによって、基板１１からコアパターン１３上端まで連続した一面となり、基板１１からコアパターン１３までの層間にて、剥離及びバリが生じるのを防ぐことができ、バリ等が光路変換ミラー１９に付着することによる光損失の低下を防ぐことができる。

溝部１７を形成する工程は、基板１１に設けられた底部１６の少なくとも一部を曲面とすることが好ましい。基板１１に設けられた底部１６の少なくとも一部が曲面とするように形成することで、底部１６が曲面であるので、光導波路に応力が加わった際に、溝部１７にかかる応力を分散させることができ、溝部１７での破断を抑制し、光導波路の強度を向上させることができる。

溝部１７を形成する工程は、先端に丸みを帯びたダイシングブレードによって溝部１７を形成することが好ましい。先端に丸みを帯びたダイシングブレードによって溝部１７を形成することによって、底部１６が曲面である溝部１７を容易に形成することができる。

溝部１７を形成する工程は、レーザーアブレーションによって溝部１７を形成することが好ましい。レーザーアブレーションによって溝部１７を形成することによって、光路変換ミラー１９となる箇所は平面で形成し、底部１６となる箇所は曲面で形成する等の緻密な切削を施すことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光導波路及び光導波路の製造方法によれば、光路変換ミラー１９の形成が容易であり、かつ、基板１１からコアパターン１３までの層間にて剥離及びバリの発生を低減することが可能である。

（第２の実施の形態）
［光導波路］
本発明の第２の実施の形態に係る光導波路は、図４に示すように、第１の実施の形態で示した光導波路と比して、蓋３０をさらに設けている点が異なる。第２の実施の形態に係る光導波路について、第１の実施の形態に係る光導波路と実質的に同様である箇所の記載については、重複した記載となるので省略する。

＜蓋＞
第２の実施の形態に係る光導波路としては、溝部１７上方に、溝部１７を覆う蓋３０を備えることが好ましい。溝部１７を覆う蓋３０を設けることで、溝部１７（光路変換ミラー１９）における光導波路の強度を向上させることができる。また、蓋３０を設けることで、光路変換ミラー１９に飛来物が付着するのを防ぐことができる。また、上部クラッド層１４が脆弱な場合であっても、蓋１６を上部クラッド層１４上に設けることで、接着性を高めて上部クラッド層１４の凝集破壊を抑制することができる。

蓋３０の厚さは、特に限定はないが、５μｍ以上であると、強度が得やすいという利点があり、３７．５μｍ以下であると低背な光導波路を得られる利点がある。上記の観点から、蓋３０の厚さは、５μｍ以上３７．５μｍｍ以下の範囲であることが好ましく、１０μｍ以上２５μｍｍ以下の範囲であることがより好ましい。

＜接着層＞
上部クラッド層１４と蓋３０とに接着力がない場合には、接着層４０を介して上部クラッド層１４及び蓋３０を貼合することが好ましい。
接着層４０の厚さは、蓋１６の厚さと同一以下であることが好ましく、蓋１６の厚さに対して、５０％以下の厚さであることがより好ましく、４０％以下の厚さであることがさらに好ましい。

［光導波路の製造方法］
第２の実施の形態に係る光導波路の製造方法は、第１の実施の形態に係る光導波路の製造方法として、図３（ｅ）で示した溝部１７を形成する工程の後に、溝部１７を覆う蓋３０を積層する工程をさらに含む。
蓋３０を積層する方法としては、特に限定はなく、例えば、第２基板１５上の所望の箇所に第２接着剤層２２を積層した後に、蓋３０を積層する方法が挙げられる。

本発明の第２の実施の形態に係る光導波路でも、第１の実施の形態に係る光導波路と同様の効果を得ることができる。
さらに、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路によれば、蓋３０を備えることによる効果を付加することができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。

例えば、第１の実施の形態において、底部１６が曲面である溝部１７を例示したが、図５に示すように、底部１６が平面であっても、底部１６から少なくともコアパターン１３上端までの連続した溝形成面１８を形成することで、基板１１からコアパターン１３上端まで連続した一面となり、基板１１からコアパターン１３までの層間にて、剥離及びバリが生じるのを防ぐことができ、バリ等が光路変換ミラー１９に付着することによる光損失の低下を防ぐことができる。また、この場合、台形の隅部に曲面を設け、切削面が滑らかに連続していると、光導波路の曲げ等による第１基板１１の破断が抑制できるため好ましい。この場合の曲面の曲率半径も上記式（１）、式（２）を満たすことが好ましい。

また、第１の実施の形態において、コアパターン１３の形成方法としてフォトリソグラフィー加工を例示したが、光導波路としては、光を伝搬する高屈折率部位のコアパターンとそれを取り巻く低屈折率のクラッド層からなればよく、少なくとも光路変換ミラー１９を形成する側に基板が配置されている構成であれば同様の効果が得られる。
同様の効果が得られる光導波路としては、例えば、下部クラッド層１２、パターン露光することによって高屈折率部位（コアパターン）及び低屈折率部位（クラッド）が発現する感光層、上部クラッド層の順に積層されてなる光導波路が挙げられる。さらには、下部クラッド層１２上に、凹版やインプリントによってコアパターン１３を形成し、該コアパターン１３の側面及び上面を覆う上部クラッド層１４を形成してなる光導波路が挙げられる。さらには、下部クラッド層に凹部が形成され、該凹部にコアパターンとしての高屈折率材が充填され、上部クラッド層によって該高屈折率材上が覆われてなる光導波路が挙げられる。さらには、クラッド層中にコアパターン形成用材料を任意の形状に注入して形成する光導波路が挙げられる。つまり、本発明においては、上記したような光導波路を採用することができ、光路変換ミラーを加工する方向は、それらの光導波路において基板が存在する側であればよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。

（実施例１）
＜光導波路の作製＞
下部基板１１としてのポリイミド基板（東レ・デュポン株式会社製、「カプトンＥＮ」、厚さ２５μｍ、引っ張り弾性率５．３ＧＰａ、サイズ１００ｍｍ×１００ｍｍ）上の全面に、下部クラッド層１２（日立化成株式会社製、厚さ１０μｍ、引っ張り弾性率０．７ＭＰａ）を積層形成した。
次いで、下部クラッド層１２上に、コアパターン１３（日立化成株式会社製、厚さ５０μｍ、幅５０μｍ、引っ張り弾性率１．５ＧＰａ）を４本（２５０μｍピッチ）形成した。
次いで、コアパターン１３側面及び上面を覆い、コアパターン１３上の厚さが１０μｍになるように、上部クラッド層１４（引っ張り弾性率０．８ＭＰａ）を下部クラッド層１２上の全面に積層し、光導波路が得られた。

＜ミラーの形成＞
得られたポリイミド付き光導波路の蓋形成面側から９０°開口（４５°の傾斜面）を有し、その先端が曲率半径５μｍの曲面（該曲面と上記の傾斜面は図２に示すように滑らかに連続している）を帯びたダイシングブレードを用い、回転数３０，０００ｒｐｍ、切削速度３．０ｍｍ／ｓの条件で、ブレード先端が、第１基板１１中（第１基板１１表面から７μｍ下方）に食い込むように切削加工した。
その結果、第１基板１１と下部クラッド層１２間、下部クラッド層１２とコアパターン１３間、下部クラッド層１２と上部クラッド層１４間の界面剥離もなく、光路変換ミラー１９表面の荒れも少なく良好であった。切削加工部を横方向から観察したところ、加工部の先端は第１基板１１表面から７μｍ下方であり、先端の曲率半径は５μｍであった。

（蓋の形成）
得られた光路変換ミラー付き光導波路の光路変換ミラー加工面側から、上部クラッド層１４の光路変換ミラー１９（溝部１７）が設けられた箇所に熱硬化型接着剤（日立化成株式会社製）を塗布し、接着層４０（厚さ１０μｍ、引っ張り弾性率１ＧＰａ）を積層した。積層した接着層４０上に、蓋３０としてのポリイミド基板（東レ・デュポン株式会社製、「カプトンＥＮ」、厚さ２５μｍ、引っ張り弾性率５．３ＧＰａ、サイズ１００ｍｍ×５ｍｍ）を積層した。
ミラー付き光導波路を曲率半径１０ｍｍで曲げても光導波路の破断はなかった。

［実施例２、３］
実施例１において、ダイシングブレードの先端を、実施例２では曲率半径４μｍ、実施例３では曲率半径７μｍにした以外は同様の方法でミラー付き光導波路を作製した。切削加工部を横方向から観察したところ、加工部の先端は第１基板１１表面から７μｍ下方であり、先端の曲率半径はそれぞれ４μｍ、７μｍであった。
実施例１と同様に蓋３０を設け、ミラー付き光導波路を曲率半径１０ｍｍで曲げても光導波路の破断はなかった。

［比較例１］
実施例１において、ブレード先端を、下部クラッド層１２中（下部クラッド層１２表面から４μｍ下方）に食い込むように切削加工した以外は同様の方法でミラー付き光導波路を作製した。切削加工部を横方向から観察したところ、加工部先端と第１基板１１間の下部クラッド層１２が第１基板１１から剥離し、そのバリが光路変換ミラー１９に付着していた。

本発明の光導波路は、安定した光伝送を行うことが可能であり、光デバイスに利用可能であるため、各種光学装置、光インターコネクション等の幅広い分野に適用可能である。

１１…第１基板
１２…下部クラッド層
１３…コアパターン
１４…上部クラッド層
１６…底部
１７…溝部
１８…溝形成面
１９…光路変換ミラー
３０…蓋
４０…接着層

Claims (16)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられたコアパターン及び前記コアパターンの少なくとも一部を覆うクラッド層と、
   底部が前記基板に設けられ、前記コアパターンの光軸上である一部が光路変換ミラーとして機能する溝部
   とを備える光導波路。
2. 前記溝部は、前記底部から少なくとも前記コアパターン上端までの連続した溝形成面を有する請求項１に記載の光導波路。
3. 前記基板に設けられた前記底部の少なくとも一部は、曲面である請求項１又は２に記載の光導波路。
4. 前記溝部を構成する前記基板の深さは、前記基板の厚さの半分以下である請求項１〜３のいずれかに記載の光導波路。
5. 前記基板の厚さと前記基板表面から前記コアパターン下端までの厚さの総和は、下記式（１）を満たす請求項３又は４に記載の光導波路。
   Ｄ≧ｒ（１−１／２^１／２） ・・・・・（１）
   ［式中、Ｄは、基板の厚さと基板表面からコアパターン下端までの厚さの総和であり、ｒは、曲面である溝形成面の曲率半径である。］
6. 前記溝部上方に、前記溝部を覆う蓋を備える請求項１〜５のいずれかに記載の光導波路。
7. 前記クラッド層は、前記基板上に設けられた下部クラッド層と、前記コアパターン上に設けられた上部クラッド層とからなる請求項１〜６のいずれかに記載の光導波路。
8. 前記基板の厚さは、前記下部クラッド層の厚さより厚い請求項７に記載の光導波路。
9. 前記基板の弾性率は、前記下部クラッド層の弾性率より高い請求項７又は８に記載の光導波路。
10. 基板上に、コアパターン及び前記コアパターンの少なくとも一部を覆うクラッド層を形成する工程と、
    底部が前記基板に設けられ、前記コアパターンの光軸上である一部が光路変換ミラーとして機能する溝部を形成する工程
    とを含む光導波路の製造方法。
11. 前記コアパターン及びクラッド層を形成する工程は、前記基板上に下部クラッド層を積層する工程と、前記コアパターンを形成する工程と、前記コアパターン上に上部クラッド層を積層する工程とを含む請求項１０に記載の光導波路の製造方法。
12. 前記溝部を形成する工程は、前記底部から少なくとも前記コアパターン上端までの連続した溝形成面を形成する請求項１０又は１１に記載の光導波路の製造方法。
13. 前記溝部を形成する工程は、前記基板に設けられた前記底部の少なくとも一部を曲面とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
14. 前記溝部を形成する工程は、先端に丸みを帯びたダイシングブレードによって前記溝部を形成する請求項１０〜１３に記載の光導波路の製造方法。
15. 前記溝部を形成する工程は、レーザーアブレーションによって前記溝部を形成する請求項１０〜１３のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
16. 前記溝部を形成する工程の後に、前記溝部を覆う蓋を積層する請求項１０〜１５のいずれかに記載の光導波路。