JP2020134799A - ポリマー光導波路 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッドとの界面でのコアの剥離が抑制されたポリマー光導波路の提供。【解決手段】コアと、コアよりも屈折率が低いクラッドとで構成され、コアおよびクラッドが光照射により硬化性樹脂を硬化させてなるポリマー光導波路であって、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの前記クラッドの吸光度が０．２３以下である、ポリマー光導波路。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリマー光導波路に関する。

例えば通信機器の分野では、機器の小型化および通信の高速化に伴い、信号の伝送に樹 脂製のポリマー光導波路を用いることが注目されている（特許文献１参照）。

ポリマー光導波路は、例えば、下記手順で製造される。
（１）基材上に硬化性組成物を塗布し、光照射を行って硬化させ、アンダークラッドを形成する。
（２）アンダークラッド上に硬化性組成物の塗膜を形成した後、該塗膜をフォトリソグラフィ法で加工してコアを形成する。
（３）アンダークラッドおよびコア上に硬化性組成物を塗布し、光照射を行って硬化させ、オーバークラッドを形成する。

特許第５４５９３１０号明細書

上記の手順で製造されたポリマー光導波路では、アンダークラッドとの界面でのコアの剥離が問題になりやすい。アンダークラッドとの界面でのコアの剥離は、製造されたポリマー光導波路の断線等の問題を生じるため問題となる。

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため、クラッドとの界面でのコアの剥離が抑制されたポリマー光導波路を提供することを課題とする。

上記した目的を達成するため、本発明は、コアと、前記コアよりも屈折率が低いクラッドとで構成され、前記コアおよび前記クラッドが光照射により硬化性樹脂を硬化させてなるポリマー光導波路であって、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの前記クラッドの吸光度が０．２３以下である、ポリマー光導波路を提供する。

また、本発明は、コアと、前記コアよりも屈折率が低いクラッドとで構成され、前記コアおよび前記クラッドが光照射により硬化性樹脂を硬化させてなるポリマー光導波路であって、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの前記クラッドの透過率が５９％以上である、ポリマー光導波路を提供する。

本発明のポリマー光導波路では、クラッドとの界面でのコアの剥離が抑制されている。

以下、本発明のポリマー光導波路について説明する。
本発明のポリマー光導波路は、コアと、コアよりも屈折率が低いクラッドとで構成される。該コアおよびクラッドが光照射により硬化性樹脂を硬化させてなる。この目的で実施される光照射には、中心波長が３６５ｎｍのｉ線が広く用いられている。

本願発明者らは、クラッドのｉ線吸収特性が、クラッドとの界面でのコアの剥離の起こりやすさに影響を及ぼすことを見出した。すなわち、クラッドがｉ線を吸収しやすいと、クラッド形成時において、硬化性樹脂の硬化が不十分になる場合がある。この状態でクラッド上にコアを形成すると、クラッドとの界面でのコアの密着が不十分になり、クラッドとの界面でのコアの剥離が起こりやすくなる。
クラッドのｉ線吸収特性に関して、本願発明者らは、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度に着目した。膜厚５０μｍ当たりの吸光度に着目した理由は、吸光度の評価が容易であるため。膜厚５０μｍ未満だと、曲げや反りが発生しやすくなり、取り扱いが困難になる。膜厚が５０μｍ超だと、基板上に形成した際の反りが大きくなり、応力も大きくなるため、クラックが発生する原因にもなる。

本発明のポリマー光導波路は、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの吸光度が０．２３以下である。この場合、クラッドにおけるｉ線の吸収が少ないため、クラッド形成時において、硬化性樹脂が十分硬化する。この状態でクラッド上にコアを形成すると、クラッドとの界面にコアが十分に密着するため、クラッドとの界面でのコアの剥離が抑制される。
なお、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの吸光度は、例えば、分光光度計により測定できる。

本発明のポリマー光導波路の吸光度および透過率は、硬化性組成物の硬化後において測定しているが、硬化前の硬化性組成物であっても同様の数値を示す。
本発明のポリマー光導波路において、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの吸光度が０．２２以下が好ましく、０．２１以下がより好ましく、０．１８以下がさらに好ましい。

クラッドのｉ線吸収特性については、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度の代わりに、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの透過率に着目してもよい。
本発明のポリマー光導波路は、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの透過率が５９％以上である。この場合、クラッドにおけるｉ線の吸収が少ないため、クラッド形成時において、硬化性樹脂が十分硬化する。この状態でクラッド上にコアを形成すると、クラッドとの界面にコアが十分に密着するため、クラッドとの界面でのコアの剥離が抑制される。
なお、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの透過率は、例えば、分光光度計により測定できる。
本発明のポリマー光導波路において、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの透過率が６０％以上が好ましく、６１％以上がより好ましく、６５％以上が好ましい。

本発明のポリマー光導波路において、クラッドの全ての部位が、上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度、あるいは、上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０ｎｍ当たりの透過率を満たしていなくてもよい。

本発明のポリマー光導波路において、クラッドが、コアの周囲に存在するアンダークラッド、および、前記アンダークラッドとは反対側のコア周囲に存在するオーバークラッドとで構成されることが好ましい。
段落［０００３］に例示した手順で上記構成のポリマー光導波路を製造する場合、アンダークラッド上にコアを形成するため、アンダークラッドが上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度、あるいは、上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの透過率を満たしていれば、クラッドとの界面でのコアの剥離が抑制される。この場合、オーバークラッドは、上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度、あるいは、上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの透過率を満たしていなくてもよい。

但し、アンダークラッド、およびオーバークラッドは、ポリマー光導波路の構成要素に関する用語であるので、オーバークラッドとなる部位上にコアを形成した後に、アンダークラッドとなる部位を形成し、その後、上下反転させて、アンダークラッド、コア、オーバークラッドの構成とすることも可能である。この場合、オーバークラッドが上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度、あるいは、上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの透過率を満たしていれば、クラッドとの界面でのコアの剥離が抑制される。この場合、アンダークラッドは、上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度、あるいは、上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの透過率を満たしていなくてもよい。

一方、再表２０１７／０２２７１９号、再表２０１７／０２２７１７号に記載のポリマー光導波路のように、シリコン光導波路とアディアバティック結合させる用途のポリマー光導波路の場合、シリコン光導波路とアディアバティック結合させる部位の少なくとも一部に、オーバークラッドが存在せず、コアおよび該コア周辺のアンダークラッドが露出したコア露出部が設けられている。この場合、コア露出部におけるアンダークラッドが上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度、あるいは、上述した波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの透過率を満たす。

本発明のポリマー光導波路について、さらに記載する。

本発明のポリマー光導波路において、コアおよびクラッドの構成材料は、コアの屈折率よりもクラッドの屈折率が低くなるような屈折率の差が生じる硬化性樹脂であれば特に限定されない。例えば、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなメタクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、オキセタン系樹脂、フェノキシ樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ（イミド・イソインドロキナゾリンジオンイミド）樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエステルイミド樹脂等）のようなポリイミド系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリシラン、ポリシラザンゾイミダゾール系樹脂、のような各種の樹脂材料や、有機無機ハイブリット材料を用いることができる。
これらの材料のうち、フッ素系樹脂は、吸水率又は吸湿率が低く、高温高湿に対する耐性に優れ、化学的な安定性が高いため、コアやクラッドの材料として好適である。フッ素系樹脂を用いたポリマー光導波路は、外的環境の変化、特に湿度の変化による屈折率の変動が小さくて特性が安定しており、また、光通信波長帯域における透明性が高い。

ポリマー光導波路のコア、クラッドの構成材料としては、ポリマー光導波路としての要求特性を満たす限り特に限定されないが、以下に示す材料を用いることが好ましい。
コアおよびクラッドの少なくとも一方が、架橋性官能基を有する含フッ素ポリアリーレンプレポリマー（Ａ）（以下、単にプレポリマー（Ａ）ということもある。）を硬化させることが好ましい。

コアの構成材料の好適例
コアの構成材料の好適例は、架橋性官能基を有する含フッ素ポリアリーレンプレポリマー（Ａ）であり、プレポリマー（Ａ）を硬化させてコアを形成する。
硬化方法としては、熱でも光でもよいが光照射がより好ましい。

プレポリマー（Ａ）は、複数の芳香族環が単結合または連結基を介して結合しているポリアリーレン構造を有するとともに、フッ素原子を有し、かつ架橋性官能基を有する。
ポリアリーレン構造における連結基は、例えばエーテル結合（−Ｏ−）、スルフィド結合（−Ｓ−）、カルボニル基（−ＣＯ−）、スルホン酸基から水酸基を除いた二価基（−ＳＯ₂−）等が挙げられる。プレポリマー（Ａ）のうち、特に芳香族環どうしがエーテル結合（−Ｏ−）を含む連結基で結合されている構造を有するものを含フッ素ポリアリーレンエーテルプレポリマー（Ａ１）という。本明細書におけるプレポリマー（Ａ）は含フッ素ポリアリーレンエーテルプレポリマー（Ａ１）を含む概念である。
該エーテル結合を含む連結基の具体例としては、エーテル性酸素原子のみからなるエーテル結合（−Ｏ−）、炭素鎖中にエーテル性酸素原子を含むアルキレン基等が例示される。

プレポリマー（Ａ）の架橋性官能基は、プレポリマー製造時には実質上反応を起こさず、光照射により反応し、プレポリマー分子間の架橋又は鎖延長により高分子量化を引き起こす反応性官能基である。上述したように、光照射には、中心波長が３６５ｎｍのｉ線が広く用いられている。

架橋性官能基の具体例としては、ビニル基、アリル基、アリルオキシ基、メタクリロイル（オキシ）基、アクリロイル（オキシ）基、ビニルオキシ基、トリフルオロビニル基、トリフルオロビニルオキシ基、エチニル基、１−オキソシクロペンタ−２，５−ジエン−３−イル基、シアノ基、アルコキシシリル基、ジアリールヒドロキシメチル基、ヒドロキシフルオレニル基、シクロブタレン環、オキシラン環等が挙げられる。反応性が高く、高い架橋密度が得られる点で、ビニル基、メタクリロイル（オキシ）基、アクリロイル（オキシ）基、トリフルオロビニルオキシ基、エチニル基、シクロブタレン環、およびオキシラン環が好ましく、高分子量化後の耐熱性が良好となる点から、ビニル基、およびエチニル基が最も好ましい。
なお、メタクリロイル（オキシ）基とは、メタクリロイル基またはメタクリロイルオキシ基を意味する。アクリロイル（オキシ）基も同様である。

プレポリマー（Ａ）は、芳香族環を有するため、耐熱性が良好である。
プレポリマー（Ａ）のうちでも、特に、含フッ素ポリアリーレンエーテルプレポリマー（Ａ１）は、エーテル性酸素原子を有するため、分子構造が柔軟性を有し、硬化物の可とう性が良好である点で好ましい。
プレポリマー（Ａ）はフッ素原子を有する。すなわちプレポリマー（Ａ）はＣ−Ｈ結合の水素原子がフッ素原子に置換されたＣ−Ｆ結合を有するため、Ｃ−Ｈ結合の存在割合が少なくなっている。Ｃ−Ｈ結合は光通信波長帯域（１２５０〜１６５０ｎｍ）において吸収を有するため、Ｃ−Ｈ結合が少ないプレポリマー（Ａ）は、光通信波長帯域における光の吸収が抑えられる。またプレポリマー（Ａ）はフッ素原子を有するため、吸水性または吸湿性が低く、高温高湿に対する耐性に優れるとともに、化学的にも安定性が高い。したがって、プレポリマー（Ａ）を用いたポリマー光導波路は、外的環境の変化、特に湿度変化、による屈折率変動が小さく特性が安定しており、また光通信波長帯域における透明性が高い。
また、プレポリマー（Ａ）の硬化物は、波長１３１０ｎｍ付近における透明性が高いため、既存の光学素子との適合性が良いポリマー光導波路が得られる。すなわち、一般に石英系光ファイバを用いた光伝送装置においては、１３１０ｎｍを使用波長とする場合が多いため、この使用波長に適合する受光素子等の光学素子が多く製造されており、信頼性も高い。

好ましいプレポリマー（Ａ）の例としては、ペルフルオロ（１，３，５−トリフェニルベンゼン）、ペルフルオロビフェニル等の含フッ素芳香族化合物と；１，３，５−トリヒドロキシベンゼン、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン等のフェノール系化合物と；ペンタフルオロスチレン、アセトキシスチレン、クロルメチルスチレン等の架橋性化合物と；を炭酸カリウム等の脱ハロゲン化水素剤の存在下で反応させて得られるポリマーが挙げられる。

プレポリマー（Ａ）における架橋性官能基の含有量は、プレポリマー１ｇに対して架橋性官能基が０．１〜４ミリモルが好ましく、０．２〜３ミリモルがより好ましい。この範囲を０．１ミリモル以上とすることで硬化物の耐熱性及び耐溶剤性を高くでき、また４ミリモル以下とすることで、脆性を小さく抑え、比誘電率の上昇を抑制することができる。

クラッドの構成材料の好適例
クラッドの構成材料の好適例は、分子量が１４０〜５０００であり、架橋性官能基を有し、フッ素原子を有していない化合物（Ｂ）と、上記のプレポリマー（Ａ）を含む硬化性組成物（Ｉ）であり、硬化性組成物（Ｉ）を硬化させてクラッドを形成する。
硬化方法としては、熱でも光でもよいが光照射がより好ましい。

なお、硬化性組成物（Ｉ）に用いるプレポリマー（Ａ）は、コアの形成に用いるプレポリマー（Ａ）と、同じであってもよく、異なっていてもよい。接着性、密着性、クラック抑制、または膨張率差の低減の点からは同じであることが好ましい。また、硬化性組成物（Ｉ）に用いるプレポリマー（Ａ）は、１種でも２種以上でもよい。

上記した化合物（Ｂ）は、フッ素原子を有していないため、良好な埋め込み平坦性が得られやすい。埋め込み平坦性が良いと、ポリマー光導波路を製造する際に、オーバークラッドの表面が平坦になりやすい。また含フッ素化合物に比べて低コストになりやすい。
化合物（Ｂ）の分子量が５０００以下であると、化合物（Ｂ）の粘度が低く抑えられ、プレポリマー（Ａ）と混合したときに均一な組成物が得られやすい。また良好な平坦性が得られやすい。
化合物（Ｂ）の分子量が１４０以上であると、良好な耐熱性が得られ、加熱による分解、揮発が生じ難い。化合物（Ｂ）の分子量の範囲は２５０〜３０００が好ましく、２５０〜２５００が特に好ましい。

化合物（Ｂ）の架橋性官能基は、フッ素原子を含有せず、上記プレポリマー（Ａ）の架橋性官能基を反応させる工程と同工程で反応する反応性官能基が好ましい。
化合物（Ｂ）の架橋性官能基は、少なくとも化合物（Ｂ）と反応して架橋又は鎖延長を引き起こす。化合物（Ｂ）の架橋性官能基が、プレポリマー（Ａ）および化合物（Ｂ）の両方と反応して架橋又は鎖延長を引き起こすことが好ましい。
化合物（Ｂ）の架橋性官能基としては、炭素原子−炭素原子における二重結合または三重結合が好ましい。ただし芳香族性の二重結合、三重結合は含まない。

架橋性官能基としての二重結合、三重結合は、分子鎖の内部に存在してもよく、末端に存在してもよいが、反応性が高いことから末端に存在することが好ましい。二重結合の場合には、内部オレフィンであっても、末端オレフィンであってもよいが、末端オレフィンが好ましい。分子鎖の内部にあるとは、シクロオレフィン類のように脂肪族環の一部に存在することも含む。
具体的には、ビニル基、アリル基、エチニル基、ビニルオキシ基、アリルオキシ基、アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシ基からなる群から選ばれる１種以上を含むことが好ましい。これらのうちで、感光剤の存在下でなくても、光照射により反応を生じる点でアクリロイル基、アクリロイルオキシ基が好ましい。

化合物（Ｂ）は架橋性官能基を２個以上有することが好ましく、２〜２０個有することがより好ましく、２〜８個有することが特に好ましい。架橋性官能基を２個以上有していると、分子間を架橋させることができるため、硬化膜における耐熱性を向上させ、硬化膜における加熱による膜厚減少を良好に抑えることができる。

化合物（Ｂ）の具体例としては、ジペンタエリスリトールトリアクリレートトリウンデシレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートモノウンデシレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−（２−アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールポリアクリレート、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、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、プロポキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、１，１０−デカンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート、１，４−ブタンジオールジビニルエーテル、１，９−ノナンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、アクリル酸２−（２−ビニロキシエトキシ）エチル、メタクリル酸２−（２−ビニロキシエトキシ）エチル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、下記式（１）で表されるエトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、下記式（２）で表されるプロポキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールメタクリレート、下記式（３）で表される化合物等が挙げられる。またポリエステルアクリレート（二価アルコールと二塩基酸との縮合物の両末端をアクリル酸で修飾した化合物：東亞合成社製、商品名アロニックス（Ｍ−６１００、Ｍ−６２００、Ｍ−６２５０、Ｍ−６５００）；多価アルコールと多塩基酸との縮合物の水酸基末端をアクリル酸で修飾した化合物：東亞合成社製、商品名アロニックス（Ｍ−７１００、Ｍ−７３００Ｋ、Ｍ−８０３０、Ｍ−８０６０、Ｍ−８１００、Ｍ−８５３０、Ｍ−８５６０、Ｍ−９０５０））も利用できる。これらは市販品から入手できる。
上記に挙げた中でも、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、１，１０−デカンジオールジアクリレートが硬化膜の成形性が良好であるので好ましい。

また硬化性組成物（Ｉ）の硬化物は、クラッドをなすため、該硬化物の屈折率は、コアの屈折率よりも低いことが必要である。硬化性組成物（Ｉ）の硬化物の屈折率は、化合物（Ｂ）の種類、およびプレポリマー（Ａ）と化合物（Ｂ）の混合比率によって調整できる。
上記に挙げた化合物（Ｂ）の例示の中で、化合物（Ｂ）単独で硬化させた硬化物の屈折率が、プレポリマー（Ａ）を単独で硬化させた硬化物の屈折率より低いものは、これをプレポリマー（Ａ）に配合することにより、硬化性組成物（Ｉ）の硬化物の屈折率をプレポリマー（Ａ）の硬化物よりも低くできる。
化合物（Ｂ）単独で硬化させた硬化物の屈折率が、プレポリマー（Ａ）を単独で硬化させた硬化物の屈折率より高いものを用いる場合は、硬化物の屈折率がプレポリマー（Ａ）を単独で硬化させた硬化物の屈折率より低い化合物（Ｂ）と組み合わせて使用することによって、クラッドの屈折率を、コアの屈折率よりも低くできる。

硬化性組成物（Ｉ）は、比較的低分子量の化合物（Ｂ）を含むため、均一な組成物となりやすく、硬化させる際に表面が平坦になりやすい。また化合物（Ｂ）は架橋反応するため良好な耐熱性に寄与する。
硬化性組成物（Ｉ）に含まれる、プレポリマー（Ａ）と化合物（Ｂ）との合計質量に対する、プレポリマー（Ａ）の割合は１〜９７質量％が好ましく、５〜５０質量％がより好ましく、８〜３５質量％がさらに好ましい。
プレポリマー（Ａ）の含有割合が多いほど高耐熱性が得られやすく、化合物（Ｂ）の含有割合が多いほど硬化物表面の平坦性が良好となりやすい。

硬化性組成物（Ｉ）は、プレポリマー（Ａ）および化合物（Ｂ）を溶剤に溶解させて調製することもできる。この場合、溶剤は公知のものを使用できる。具体例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（以下、ＰＧＭＥＡともいう）、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、イソ酪酸イソブチル、メチル−３−メトキシプロピオネート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、シクロペンタノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジブチルケトン等が挙げられる。

硬化性組成物（Ｉ）に感光剤を含有させてもよい。感光剤の具体例としては、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ９０７（α−アミノアルキルフェノン系）、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３６９（α−アミノアルキルフェノン系）、ＤＡＲＯＣＵＲ ＴＰＯ（アシルホスフィンオキサイド系）、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ０１（オキシムエステル誘導体）、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ０２（オキシムエステル誘導体）（いずれもチバスペシャリティーケミカルズ社製）等が挙げられる。これらのうちで、ＤＡＲＯＣＵＲ ＴＰＯ、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ０１、およびＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ０２が特に好ましい。
但し、感光剤を含有量が多すぎると、形成されるクラッドのｉ線吸収特性に影響を及ぼし、波長３６５ｎｍにおける単位膜厚当たりの吸光度が増加する、波長３６５ｎｍにおける単位膜厚当たりの透過率が低下する、といった問題が生じるので留意する必要がある。

形成されるクラッドのｉ線吸収特性に影響を及ぼす要因としては、金属成分や気泡の混入が挙げられ、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度が増加する、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの透過率が低下する、といった問題が生じるので留意する必要がある。

ポリマー光導波路の製造手順

（製造方法）
本発明のポリマー光導波路の製造方法は特に限定されず、各種方法を用いることができる。具体的には、複製（スタンパ）法、直接露光法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）とフォトリソグラフィプロセスを組み合わせる方法、射出成形をもとにした方法、フォトブリーチング法、直接描画法、自己形成法等を使用できる。

本発明のポリマー光導波路の製造方法の一例について説明する。
まず、スピンコート法により、基板の上にアンダークラッドの構成材料である硬化性組成物（Ａ）を含有する塗布液を塗布する。続いて、光照射により該硬化性組成物（Ａ）を硬化させてアンダークラッドを形成する。
次に、スピンコート法により、アンダークラッドの上にコアの構成材料である硬化性組成物（Ｂ）を含有する塗布液を塗布する。続いて、フォトリソグラフィプロセスにより、該硬化性組成物（Ｂ）をパターニングし、アンダークラッドの上にコアを形成する。このとき、コアの幅が光の伝搬方向に沿って異なる形状を形成するには、コアの幅が光の伝搬方向に沿って異なる形状のフォトマスクを用いて露光を行った後、現像することによってコアを形成すればよい。また、コアを形成した後、必要に応じてポストベークを行ってもよい。
次に、スピンコート法により、アンダークラッド及びコアの上にオーバークラッドの構成材料である硬化性組成物（Ｃ）を含有する塗布液を塗布する。続いて、光照射により該硬化性組成物（Ｃ）を硬化させてオーバークラッドを形成する。オーバークラッドを形成する際、フォトリソグラフィプロセスにより、オーバークラッドが存在せず、コアおよび該コアの周辺のアンダークラッドが露出したコア露出部を形成できる。

本発明のポリマー光導波路は、シングルモード光導波路が好ましい。

以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（例１〜例６）
例１〜例６では、以下に示す手順でポリマー光導波路を作製した。例１〜例６のうち、例１〜例４が実施例、例５、例６が比較例である。
コア形成材料、クラッド形成材料の調製手順
コアの形成に用いる硬化性組成物（Ｉ−１）を以下の手順で調製した。
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡｃという）溶媒中で、ペルフルオロビフェニル（６７質量％）と、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン（１２質量％）とを炭酸カリウムの存在下に、下記表に示す平均温度Ａで５時間反応させた後、続けて４−アセトキシスチレン（２１質量％）を添加し、水酸化カリウム水溶液の存在下、下記表に示す平均温度Ｂに冷却しながら反応させてプレポリマーを合成した。得られたプレポリマーのＤＭＡｃ溶液を塩酸水溶液に投入することで再沈精製し、真空乾燥して粉末状の硬化性組成物を得た。粉末状の硬化性組成物３０質量％とポリプロピレングリコールメチルエーテルアセタート７０質量％に溶解させ、室温で５５時間混合して硬化性組成物（Ｉ−１）を調製した。
クラッドの形成に用いる硬化性組成物（Ｉ−２）、（Ｉ−３）を以下の手順で調製した。
上記手順で得られた粉末状の硬化性組成物（Ｉ−１）５０質量％を、ポリプロピレングリコールジメタクリレート１０質量％とをポリプロピレングリコールメチルエーテルアセタート５０質量％に溶解させ、室温で５５時間混合して、硬化性組成物（Ｉ−２）、（Ｉ−３）を得た。
なお、本実施例で用いた硬化性組成物（Ｉ−１）は、調製時における平均温度Ａが４１℃以下が好ましく、３０℃〜４１℃がより好ましく、３８〜４１℃が更に好ましい。

ポリマー光導波路の作成手順
スピンコート法により、基板の上にアンダークラッドの構成材料である硬化性組成物（Ｉ−２）を含有する塗布液を塗布した。続いて、光照射により該硬化性組成物（Ｉ−２）を硬化させて、膜厚５０μｍとなるようにアンダークラッドを形成した。
次に、スピンコート法により、アンダークラッドの上にコアの構成材料である硬化性組成物（Ｉ−１）を含有する塗布液を塗布した。続いて、フォトリソグラフィプロセスにより、該硬化性組成物（Ｉ−１）をパターニングし、アンダークラッドの上に、厚さが２．０〜３．０μｍの範囲で、幅が２．０〜１０．０μｍの範囲の部分を有するコアを形成した。次に、スピンコート法により、アンダークラッド及びコアの上にオーバークラッドの構成材料である硬化性組成物（Ｉ−３）を含有する塗布液を塗布した。続いて、光照射により該硬化性組成物（Ｉ−３）を硬化させて、膜厚２０〜２５μｍとなるようにオーバークラッドを形成した。最後に形状を安定させるためＮ₂雰囲気化でポストベークを行って、ポリマー光導波路を作成した。
作製したポリマー光導波路について、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの吸光度と透過率を以下に示す手順で測定した。
膜厚５０μｍ当たりのクラッドの吸光度と透過率の測定方法
吸光度と透過率の測定には顕微紫外可視近赤外分光光度計（日本分光株式会社製、製品型式ＭＳＶ５２００）を使用して、測定範囲径φ５０ｕｍでクラッド部分を測定した。
測定箇所の膜厚測定には白色干渉計（ＺＹＧＯ社製、製品型式：３次元光学プロファイラーシステムＮｅｗｖｉｅｗ７３００）を使用した。対物レンズは２０倍を使用した。
顕微紫外可視近赤外分光光度計で測定された吸光度と透過率を白色干渉計で測定した膜厚から膜厚５０μｍあたりの吸光度と透過率を算出した。
各例について、ポリマー光導波路を１００サンプル作製し、コアの剥離の有無を目視で観察し、以下の基準で評価した。
Ａ：１〜９サンプルで剥離発生
Ｂ：１０〜１９のサンプルで剥離発生
Ｃ：２０以上のサンプルで剥離発生
波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの吸光度が０．２３以下、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの透過率が５９％以上の例１〜４はコア剥離評価がＡであったのに対し、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの吸光度が０．２３超、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりのクラッドの透過率が５９％未満の例５，６はコア剥離評価がＢ，Ｃであった。

Claims (9)

1. コアと、前記コアよりも屈折率が低いクラッドとで構成され、前記コアおよび前記クラッドが光照射により硬化性樹脂を硬化させてなるポリマー光導波路であって、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの前記クラッドの吸光度が０．２３以下である、ポリマー光導波路。
2. 前記クラッドが、前記コアの周囲に存在するアンダークラッド、および、前記アンダークラッドとは反対側のコア周囲に存在するオーバークラッドとで構成され、前記アンダークラッドおよび前記オーバークラッドのうち、少なくとも一方が、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度が０．２３以下である、請求項１に記載のポリマー光導波路。
3. 少なくとも一部に、前記オーバークラッドもしくは前記アンダークラッドが存在せず、前記コアおよび該コアの周囲の前記アンダークラッドもしくは前記オーバークラッドが露出した部位を有しており、前記部位における前記アンダークラッドもしくは前記オーバークラッドが、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの吸光度が０．２３以下である、請求項２に記載のポリマー光導波路。
4. コアと、前記コアよりも屈折率が低いクラッドとで構成され、前記クラッドが、波長３６５ｎｍの光照射により硬化性樹脂を硬化させてなるポリマー光導波路であって、前記クラッドが、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの透過率が５９％以上である、ポリマー光導波路。
5. 前記クラッドが、前記コアの周囲に存在するアンダークラッド、および、前記アンダークラッドとは反対側のコア周囲に存在するオーバークラッドとで構成され、前記アンダークラッドおよび前記オーバークラッドのうち、少なくとも一方が、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの透過率が５９％以上である、請求項４に記載のポリマー光導波路。
6. 少なくとも一部に、前記オーバークラッドもしくは前記アンダークラッドが存在せず、前記コアおよび該コアの周囲の前記アンダークラッドもしくは前記オーバークラッドが露出した部位を有しており、前記部位における前記アンダークラッドもしくは前記オーバークラッドが、波長３６５ｎｍにおける膜厚５０μｍ当たりの透過率が５９％以上である、請求項５に記載のポリマー光導波路。
7. 前記コアおよび前記クラッドの少なくとも一方が、架橋性官能基を有する含フッ素ポリアリーレンプレポリマー（Ａ）を硬化させてなる、請求項１〜６のいずれかに記載のポリマー光導波路。
8. 前記コアが、架橋性官能基を有する含フッ素ポリアリーレンプレポリマー（Ａ）を硬化させてなり、
   前記クラッドが、 分子量が１４０〜５０００であり、架橋性官能基を有し、フッ素原子を有していない化合物（Ｂ）、および含フッ素ポリアリーレンプレポリマー（Ａ）を含む硬化性組成物を硬化させてなる、請求項７に記載のポリマー光導波路。
9. シングルモード光導波路である、請求項１〜８のいずれかに記載のポリマー光導波路。