JP3987404B2 - 光導波路およびその製造方法、回路基板、光モジュール、光伝達装置 - Google Patents
光導波路およびその製造方法、回路基板、光モジュール、光伝達装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光導波路およびその製造方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、前記光導波路を用いた回路基板、光モジュール、光伝達装置に関する。
【０００３】
【背景技術】
光導波路は、近赤外光や可視光を伝送するために用いられている。この光導波路は、例えば、光信号の伝送、エネルギー伝送、光センサ、光ファイバスコープ等、様々な用途がある。
【０００４】
光導波路の製造方法としては、例えば、以下に示す方法がある。（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２４３８５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光導波路およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、前記光導波路を含む回路基板、光モジュール、および光伝達装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
１．第１の光導波路の製造方法
本発明の第１の光導波路の製造方法は、
（ａ）基体の表面に対して液滴を吐出して、光導波路前駆体を形成し、
（ｂ）前記光導波路前駆体を硬化させて、光導波路を形成すること、を含む。
【０００９】
本発明の第１の光導波路の製造方法によれば、前記基体の表面に対して前記液滴を吐出して、前記前駆体を形成した後、該前駆体を硬化させて前記光導波路を形成する。ここで、前記液滴の吐出量を調整することにより、所定の形状および大きさを有する前記光導波路を形成することができる。また、前記液滴を所望の位置に吐出することにより、所定の位置に前記光導波路を形成することができる。
【００１０】
この場合、さらに、（ｃ）前記液滴を吐出する前に、前記基体とは異なる濡れ性を有する膜パターンを該基体上に形成すること、を含むことができる。これにより、前記液滴に対する前記基体表面の濡れ性を制御することによって、前記光導波路の設置位置を制御することができる。
【００１１】
また、この場合、前記膜パターンは、前記液滴に対する濡れ性が前記基体よりも高く、前記（ａ）において、前記膜パターンに対して前記液滴を吐出して、前記光導波路前駆体を形成することができる。
【００１２】
あるいは、この場合、前記膜パターンは、前記液滴に対する濡れ性が前記基体よりも低く、前記（ａ）において、前記基体のうち前記膜パターンを除く領域に対して前記液滴を吐出して、前記光導波路前駆体を形成することができる。
２．第２の光導波路の製造方法
本発明の第２の光導波路の製造方法は、
（ａ）基体に凸部を形成し、
（ｂ）前記凸部の上面に対して液滴を吐出して、光導波路部の前駆体を形成し、
（ｃ）前記前駆体を硬化させて、光導波路部を形成すること、を含む。
【００１３】
ここで、「基体」とは、前記凸部を設置できる面を有する物をいう。前記面は、前記凸部を設置できる限り、平面であってもよいし曲面であってもよい。したがって、このような面を有していれば、前記基体自体の形状は特に限定されない。また、前記凸部は基体と一体化して設置されていてもよい。
【００１４】
また、「凸部」とは、前記光導波路部を設置できる上面を有する部材をいい、「凸部の上面」とは、前記光導波路部が設置される面をいう。前記凸部の上面の形状は特に限定されるわけではなく、前記光導波路部を設置できる限り、平面であってもよいし曲面であってもよい。
【００１５】
本発明の第２の光導波路の製造方法によれば、前記（ａ）において、前記凸部の上面の形状、大きさおよび設置位置等を調整し、前記（ｂ）において、前記液滴の吐出量を調整すること等によって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光導波路部を形成することができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００１６】
この場合、前記（ａ）において、前記基体上に土台部材を設置することにより、該基体に凸部を形成することができる。
【００１７】
あるいは、この場合、前記（ａ）において、前記基体に溝を形成することにより、該基体に凸部を形成することができる。
【００１８】
また、この場合、さらに、（ｆ）前記液滴を吐出する前に、前記液滴に対する前記凸部の上面の濡れ性を調整すること、を含むことができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光導波路部を形成することができる。ここで、例えば、前記凸部の上面に、前記液滴に対して親液性または撥液性を有する膜を形成することにより、前記液滴に対する前記凸部の上面の濡れ性を制御することができる。
３．本発明の第１および第２の光導波路の製造方法は、以下の態様（１）〜（６）をとることができる。
【００１９】
（１）前記前駆体の硬化を、エネルギーの付加により行なうことができる。
【００２０】
（２）前記液滴は、エネルギーを付与することによって硬化可能な性質を有することができる。
【００２１】
（３）前記液滴の吐出は、インクジェット法により行なうことができる。この方法によれば、前記液滴の吐出量の微妙な調整が可能であるため、微細な光導波路部（または光導波路）を、前記凸部の上面上（または基体上）に簡便に設置することができる。
【００２２】
（４）さらに、（ｄ）前記光導波路部よりも屈折率が小さい層で、該光導波路部を被覆すること、を含むことができる。この工程によれば、前記光導波路部からの光の漏れを低減できる。これにより、前記光導波路部内を伝搬する光の伝搬効率を高めることができる。
【００２３】
（５）前記光導波路部の周囲には、被覆層が形成され、前記凸部の屈折率と前記被覆層の屈折率とをほぼ等しく形成することができる。これにより、光ファイバの構造と同様に、前記光導波路部の周囲をすべて、ほぼ同一の屈折率を有する材質で覆うことができる。
【００２４】
（６）さらに、（ｅ）前記光導波路部を、前記基体上から取り外すこと、を含むことができる。この工程によれば、前記光導波路部を単独の光導波路として用いることができる。
４．第３の光導波路の製造方法
本発明の第３の光導波路の製造方法は、
（ａ）基体に第１の凸部を形成し、
（ｂ）前記第１の凸部と平行に、第２の凸部を前記基体に形成し、
（ｃ）第１の液滴を前記第１の凸部の上面に対して吐出して、光導波路部の前駆体を形成し、
（ｄ）前記光導波路部の前駆体を硬化させて、光導波路部を形成し、
（ｅ）前記第２の凸部の上面上に形成され、かつ、前記光導波路部を覆う被覆層前駆体を形成し、
（ｆ）前記被覆層前駆体を硬化させて、前記光導波路部よりも屈折率が小さい被覆層を形成すること、を含む。
【００２５】
ここで、「基体」、「凸部」、「凸部の上面」の意義は、第２の光導波路の製造方法の欄で説明した通りである。また、「凸部」および「凸部の上面」の意義は、第１の凸部および第２の凸部においても同様である。
【００２６】
本発明の第３の光導波路の製造方法によれば、第１および第２の光導波路の製造方法と同様の作用効果を有する。加えて、前記光導波路部を覆う前記被覆層前駆体を前記第２の凸部の上面上に形成して、該被覆層前駆体を硬化させて、前記光導波路部よりも屈折率が小さい被覆層を形成することにより、前記光導波路部からの光の漏れを低減できる。これにより、光の伝搬効率がより優れた光導波路を得ることができる。また、断面がより円形に近い光導波路を得ることができる。
【００２７】
本発明の第３の光導波路の製造方法は、以下の態様（１）〜（６）をとることができる。
【００２８】
（１）前記（ｅ）において、前記被覆層前駆体は、第２の液滴を、前記光導波路部および前記第２の凸部の上面に対して吐出することにより形成できる。
【００２９】
（２）前記（ｂ）において、前記第２の凸部を２つ形成し、かつ、前記２つの第２の凸部の間に前記第１の凸部が配置されるようにすることができる。前記被覆層前駆体を形成するために、前記液滴を吐出する工程において、前記２つの第２の凸部が前記第１の凸部を挟むように設置されていることにより、前記第２の凸部の上面上および前記第２の凸部より内側に、前記被覆層を形成することができる。すなわち、前記第２の凸部を所定の位置に設置することにより、前記被覆層の設置位置、形状および大きさを制御することができる。
【００３０】
（３）前記第１および第２の液滴は、エネルギーを付与することによって硬化可能な性質を有することができる。
【００３１】
（４）前記被覆層前駆体の硬化は、エネルギーの付加により行なうことができる。
【００３２】
（５）前記第１および第２の液滴は、エネルギーを付与することによって硬化可能な性質を有することができる。
【００３３】
（６）前記第１および前記第２の液滴の吐出を、インクジェット法により行なうことができる。
５．第１の光導波路
本発明の第１の光導波路は、
基体に設けられた凸部と、
前記凸部上に設けられた光導波路部と、を含む。
【００３４】
ここで、「基体」、「凸部」、「凸部の上面」の意義は、第２の光導波路の製造方法の欄で説明した通りである。
【００３５】
本発明の第１の光導波路によれば、上記構成を有することにより、前記凸部の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光導波路部を含む光導波路を得ることができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００３６】
本発明の第１の光導波路は、以下の態様（１）〜（１４）をとることができる。
【００３７】
（１）前記光導波路部は、エネルギーを付与することによって硬化可能な材料を硬化させて形成できる。
【００３８】
（２）前記光導波路部は、紫外線硬化型樹脂または熱硬化型樹脂からなることができる。
【００３９】
（３）前記光導波路部の端面が曲面であることができる。
【００４０】
（４）前記光導波路部は、該光導波路部よりも屈折率が小さい層で被覆できる。
【００４１】
この場合、前記光導波路部を、前記層で埋め込むことができる。
【００４２】
（５）前記凸部を、前記光導波路部よりも屈折率を小さくすることができる。
【００４３】
（６）前記凸部は、前記基体上に形成された土台部材であることができる。
【００４４】
（７）前記凸部は、前記基体と一体化して形成できる。
【００４５】
（８）前記光導波路部の断面は、切断円状または切断楕円状であることができる。ここで、「切断円状」とは、円を直線で切断して得られる形状をいい、該円は完全な円のみならず、円に近似する形状をも含む。また、「切断楕円状」とは、楕円を直線で切断して得られる形状をいい、該楕円は完全な楕円のみならず、楕円に近似する形状をも含む。
【００４６】
（９）前記光導波路部の断面は、円または楕円であることができる。
【００４７】
（１０）前記光導波路部は、１つ以上の曲部を有することができる。
【００４８】
（１１）前記光導波路部は、１つ以上の分岐を有することができる。
【００４９】
（１２）前記凸部の上面は、曲面であることができる。
【００５０】
（１３）前記凸部の上面と、前記凸部の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角であることができる。この構成によれば、液滴を吐出して光導波路部の前駆体を形成した後硬化させて前記光導波路部を形成する場合、前記凸部の側面が前記液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光導波路部を確実に形成することができる。
【００５１】
（１４）前記凸部の上部を、逆テーパ状に形成できる。ここで、「前記凸部の上部」とは、前記凸部のうち前記上面近傍の領域をいう。この構成によれば、液滴を吐出して光導波路部の前駆体を形成した後硬化させて前記光導波路部を形成する場合、前記凸部の安定性を保持しつつ、前記凸部の上面と側面とのなす角をより小さくすることができる。これにより、前記凸部の側面が前記液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光導波路部をより確実に形成することができる。
【００５２】
（１５）前記光導波路を、前記光導波路部よりも屈折率が小さい層で埋め込むことができる。これにより、前記光導波路部を前記凸部の上面上に確実に固定することができる。
６．第２の光導波路
本発明の第２の光導波路は、
前記第１の凸部の上面上に設けられた光導波路部と、
前記第１の凸部と平行に配置された第２の凸部と、
前記光導波路部を覆い、かつ、その一部が前記第２の凸部の上面上に設けられた被覆層と、を含む。
【００５３】
ここで、「基体」、「凸部」、「凸部の上面」の意義は、第２の光導波路の製造方法の欄で説明した通りである。また、「凸部」および「凸部の上面」の意義は、第１の凸部および第２の凸部においても同様である。
【００５４】
本発明の第２の光導波路によれば、前記第１の光導波路と同様の作用効果を有する。加えて、光導波路部の断面をより円形に近い形状に形成することができる。これにより、光の伝搬効率がより優れた光導波路を得ることができる。
【００５５】
この場合、前記第２の凸部を２つ含み、前記第１の凸部は、前記２つの第２の凸部の間に配置することができる。この構成によれば、前記第２の凸部が所定の位置に設置することにより、設置位置、形状および大きさが制御された前記被覆層を有する光導波路を得ることができる。
７．回路基板、光モジュール、光伝達装置
本発明の回路基板は、前記光導波路と、ＩＣと、光素子とを含む。
【００５６】
また、本発明の光モジュールは、前記光導波路と、光素子とを含む。さらに、本発明の光伝達装置は、前記本発明の光モジュールを含む。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５８】
［第１の実施の形態］
１．光導波路の製造方法
図１〜図３はそれぞれ、本発明を適用した第１の実施の形態に係る光導波路１１４（図３参照）の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。図４は、図３に示す光導波路１１４を模式的に示す平面図である。また、図５は、図３に示す光導波路１１４の製造工程の一追加工程である。
【００５９】
（１）まず、基体１０上に液滴１１４ｂを吐出して、光導波路の前駆体１１４を形成する（図１および図２参照）。具体的には、基体１０の所定の領域に、液滴吐出口１７から液滴１１４ｂを吐出する。この工程によれば、所望の位置に、所望の形状および大きさを有する光導波路の前駆体１１４ａを形成することができる。なお、基体１０としては、例えばシリコン基板やＧａＡｓ基板等の半導体基板や、ガラス基板等が挙げられるが、液滴１１４ｂを着弾できる面を有するものであれば特に限定されない。
【００６０】
液滴１１４ｂは、例えば熱または光等のエネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料からなる。前記液体材料としては、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の前駆体が挙げられる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂が挙げられる。また、熱硬化型樹脂としては、熱硬化型のポリイミド系樹脂が例示できる。
【００６１】
また、液滴１１４ｂの吐出方法としては、例えば、ディスペンサ法またはインクジェット法が挙げられる。ディスペンサ法は、液滴を吐出する方法として一般的な方法であり、比較的広い領域に液体材料を吐出する場合に有効である。また、インクジェット法は、インクジェットヘッドを用いて液滴を吐出する方法であり、液滴を吐出する位置についてμｍオーダーの単位で制御が可能である。また、吐出する液滴の量を、ピコリットルオーダーの単位で制御することができるため、微細な構造の光導波路１１４（図３参照）を作製することができる。
【００６２】
（２）次いで、光導波路の前駆体１１４ａを硬化させて、光導波路１１４を形成する（図２参照）。具体的には、光導波路の前駆体１１４ａに対して、熱または光等のエネルギーを付与する。光導波路の前駆体１１４ａを硬化する際は、液滴１１４ｂの種類により適切な方法を用いる。具体的には、例えば、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。以上の工程により、図３および図４に示すように、光導波路１１４が得られる。光導波路１１４は、所定波長の光を伝搬できる材質からなる。
【００６３】
なお、この工程において、液滴１１４ｂを基体１０上に着弾させた後順次硬化させることもできる。すなわち、光導波路の前駆体１１４ａ全体を形成した後に一括して硬化させてもよいし、液滴１１４ｂが基体１０上に着弾した部分から順次硬化させることもできる。
【００６４】
また、前記工程（１）において、液滴１１４ｂを吐出する前に、必要に応じて、基体１０の所定の領域に、基体１０と異なる濡れ性を有する膜パターンを形成することができる。すなわち、基体１０の所定の領域に対して、親液性処理または撥液性処理を行なうことができる。これにより、液滴１１４ｂに対する基体１０表面の濡れ性を制御することによって、光導波路１１４の設置位置を制御することができる。
【００６５】
例えば、図５に示すように、光導波路１１４を形成する予定の領域以外の領域に、液滴１１４ｂに対して撥液性を有する膜パターン１８０を形成する。この後、図１に示すように、液滴１１４ｂを基体１０上に吐出すると、液滴１１４ｂは膜パターン１８０に対して撥液性を有することから、液滴１１４ｂに対する親液性が膜パターン１８０よりも高い領域１８０ｂに液滴１１４ｂが設置される。すなわち、液滴１１４ｂは基体１０に対する濡れ性よりも膜パターン１８０に対する濡れ性のほうが低いため、液滴１１４ｂはより濡れ性が高い領域１８０ｂ上に設置される。その後、前記硬化工程を経ることにより、所望の位置に形成された光導波路１１４を得ることができる。以上に示したように、膜パターン１８０を基体１０上に形成することによって、光導波路１１４の形成位置を制御することができる。
【００６６】
あるいは、図示しないが、液滴１１４ｂに対して基体１０の表面の濡れ性が低い場合、光導波路１１４を形成する予定の領域に、液滴１１４ｂに対して親液性を有する膜パターンを形成する。この後、図１に示すように、液滴１１４ｂを基体１０上に吐出すると、液滴１１４ｂは前記膜パターンに対して濡れ性が高いため、膜パターンの形成領域に液滴１１４ｂが設置される。その後、前記硬化工程を経ることにより、所望の位置に形成された光導波路１１４を得ることができる。この場合においても、前記膜パターンを基体１０上に形成することによって、光導波路１１４の形成位置を制御することができる。
【００６７】
上記製造方法によって得られた光導波路１１４は、図３および図４に示すように、基体１０上に設けられている。
【００６８】
本実施の形態に係る光導波路の製造方法によれば、液滴１１４ｂを基体１０上に吐出して、光導波路の前駆体１１４ａを形成した後、この前駆体１１４ａを硬化させて光導波路１１４を形成する。ここで、液滴１１４ｂの吐出量を調整することにより、所定の形状および大きさを有する光導波路１１４を形成することができる。また、液滴１１４ｂを所望の位置に吐出することにより、所定の位置に光導波路１１４を形成することができる。
【００６９】
［第２の実施の形態］
１．光導波路の構造
図６は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る光導波路１００を模式的に示す断面図である。図７は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る光導波路１００を模式的に示す平面図である。図８は、図７は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る光導波路１００を模式的に示す側面図である。なお、図６は、図７のＡ−Ａにおける切断面を示している。
【００７０】
また、図９〜図１３は、本実施の形態の光導波路の一変形例を示す図である。具体的には、図９は、本実施の形態の光導波路の一変形例を模式的に示す平面図であり、図１０は、図９に示す光導波路１０１を模式的に示す斜視図である。図１１は、本実施の形態の光導波路の別の一変形例を模式的に示す平面図であり、図１２は、図１１に示す光導波路１０２を模式的に示す斜視図である。また、図１３は、本実施の形態の光導波路の別の一変形例を模式的に示す断面図である。なお、各変形例において、本実施の形態の光導波路１００と同じ構成を有する部分には同じ符号を付して、詳しい説明は省略するものとする。
【００７１】
本実施の形態の光導波路１００は、基体１０に設けられた凸部（土台部材）１２と、凸部１２の上面１２ａ上に設けられた光導波路部１４とを含む。本実施の形態においては、光導波路部１４は、第１の実施の形態の光導波路１１４と同じ材質からなる場合について説明する。このため、光導波路部１４の材質についての説明は省略する。以下、主に図６〜図８を参照して、本実施の形態の光導波路１００の各構成要素について説明する。
【００７２】
［凸部］
（Ａ）材質
凸部１２の材質は特に限定されるわけではないが、光導波路部１４よりも屈折率が小さいことが望ましい。この構成によれば、光導波路部１４内で光を効率良く伝播させることができる。
【００７３】
凸部１２は樹脂からなることができる。この場合、凸部１２は、例えば、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはフッ素系樹脂からなることができる。本実施の形態の光導波路１００においては、凸部１２がポリイミド系樹脂からなる場合について説明する。
【００７４】
なお、凸部は、基体１０上に設置された土台部材であってもよいし、あるいは、基体１０に溝を形成することにより、凸部を形成することもできる。本実施の形態の光導波路１００においては、凸部１２が、基体１０上に設けられた土台部材からなる場合について示す。
【００７５】
あるいは、図１３に示す変形例（光導波路１０３）のように、凸部５２が基体１０と一体化して形成されたものであってもよい。すなわち、この場合、凸部５２は基体１０と同一の材質からなる。このような凸部５２は、例えば、基体１０をパターニングして溝を形成することにより形成される。なお、後述する実施形態の光導波路を構成する凸部も、基体１０と一体化して形成されるものであってもよい。
【００７６】
（Ｂ）立体形状
凸部の立体形状は特に限定されるわけではないが、少なくともその上面上に光導波路を設置することができる構造であることが必要とされる。例えば図１に示すように、光導波路１００の凸部１２の上面１２ａ上に光導波路部１４を設置することができる。凸部の立体形状については、後述する第２の実施形態にて詳しく説明する。
【００７７】
（Ｃ）上面の形状
凸部の上面の形状は、凸部の上面上に形成される光導波路の機能や用途によって定められる。すなわち、本実施の形態の光導波路は、凸部の上面上に液滴を吐出して光導波路部前駆体を形成し、この前駆体を硬化させて光導波路部を形成するため、凸部の上面の形状を制御することによって、光導波路の形状を制御することができる。
【００７８】
例えば、光導波路１００（図６〜図８参照）では、凸部１２の上面１２ａの形状は矩形である。これにより、光導波路部１４は直線状である。また、図９および図１０に示す光導波路１０１は、凸部８２の上面８２ａ（図１０参照）が曲部８２ｂを有する。これにより、光導波路部８４は曲部を有する。あるいは、図１１および図１２に示す光導波路１０２は、凸部９２の上面９２ａ（図１２参照）が分岐９２ｂを有する。これにより、光導波路部９４は分岐を有する。図１０および図１１に示すように、本実施の形態の光導波路によれば、曲部や分岐を有する場合でも、光導波路部の断面を円形に近い形状に形成することができる。これにより、曲部や分岐を有する光導波路においても、光の伝搬効率を高めることができる。なお、曲部や分岐の数および形状は特に限定されるわけではなく、凸部の上面の形状を適宜設定することにより、曲部や分岐の数および形状を適宜設定することが可能である。
【００７９】
また、後述する実施形態における光導波路についても、前述した変形例と同様に、凸部の上面を、曲部や分岐を有する形状にすることにより、曲部や分岐を有する光導波路部にすることができる。
【００８０】
［光導波路部］
（Ａ）立体形状
光導波路部は、その用途および機能に応じた立体形状を有する。本実施の形態の光導波路部１４は、図６に示すように、その断面が切断円状である。この場合、光導波路部１４を形成するために用いる液滴の量を調整することによって、光導波路部１４の断面形状を切断楕円状にすることもできる。光導波路部の立体形状については、［凸部］の欄で併せて説明したので、詳しい説明は省略する。
【００８１】
（Ｂ）材質
光導波路部１４は、所定波長の光を伝搬させることができる材質からなることができる。また、光導波路部１４は、第１の実施の形態の光導波路１１４と同様に、例えば熱または光等のエネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成される。具体的には、本実施の形態において光導波路部１４は、凸部１２の上面１２ａに対して、前記液体材料からなる液滴１４ｂを吐出して、光導波路部の前駆体１４ａを形成した後、この前駆体１４ａを硬化させることにより形成される。詳しくは後述する。
２．光導波路の製造方法
次に、図６〜図８に示す光導波路１００の製造方法について、図１４（ａ）〜図１４（ｅ）、ならびに図１５（ａ）および図１５（ｂ）を参照して説明する。図１４（ａ）〜図１４（ｅ）、ならびに図１５（ａ）および図１５（ｂ）はそれぞれ、図６〜図８に示す光導波路１００の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【００８２】
（１）凸部１２の形成
まず、基体１０に凸部１２を形成する（図１４（ａ）〜図１４（ｅ）参照）。凸部１２の形状が決定されることによって、後の工程にて形成される光導波路部１４の形状が決定される。すなわち、所望の光導波路部１４の形状に応じて凸部１２の形状を決定する。また、凸部１２の形成は、凸部１２の材質や形状ならびに大きさに応じて適切な方法（例えば選択成長法、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、リフトオフ法、転写法等）を選択することができる。また、前述したように、本実施の形態においては、凸部１２がポリイミド樹脂からなる場合について説明する。
【００８３】
まず、ガラス基板からなる基体１０上に、ポリイミド前駆体を塗布した後、約１５０℃で熱処理を行なう（図１４（ａ）参照）。これにより、樹脂層１２ｘを形成する。ここで、樹脂層１２ｘは、形状を保持できる状態であるものの、完全に硬化していない状態である。
【００８４】
次に、樹脂層１２ｘ上にレジスト層Ｒ１を形成した後、所定のパターンのマスク１３０を用いてフォトリソグラフィ工程を行なう（図１４（ｂ）参照）。これにより、所定のパターンのレジスト層Ｒ１が形成される（図１４（ｃ）参照）。
【００８５】
次いで、レジスト層Ｒ１をマスクとして、例えばアルカリ系溶液を用いたウエットエッチングによって、樹脂層１２ｘをパターニングする。これにより、凸部（土台部材）１２が形成される（図１４（ｄ）参照）。その後、レジスト層Ｒ１を除去した後、約３５０℃で熱処理を行なうことにより、凸部１２を完全に硬化させる（図１４（ｅ）参照）。
【００８６】
（２）光導波路部１４の形成
次いで、光導波路部１４を形成する（図１５（ａ）および図１５（ｂ）参照）。まず、図１５（ａ）に示すように、凸部１２の上面１２ａに対して、光導波路部１４を形成するための液滴１４ｂを吐出して、光導波路部の前駆体１４ａを形成する。前述したように、液滴１４ｂを構成する液体材料は、エネルギーを付加することによって硬化可能な性質を有する。
【００８７】
液滴１４ｂを吐出する方法としては、前述の第１の実施形態において、液滴１１４ｂを吐出する方法と同様の方法を用いることができる。なお、液滴１４ｂを吐出する前に、必要に応じて、凸部１２の上面１２ａに親液性処理または撥液性処理を行なうことにより、液滴１４ｂに対する上面１２ａの濡れ性を制御することができる。これにより、所定の形状および大きさを有する光導波路部１４を形成することができる。
【００８８】
次いで、図１５（ａ）に示すように、光導波路部の前駆体１４ａを硬化させて、光導波路部１４を形成する。具体的には、光導波路部の前駆体１４ａに対して、熱または光等のエネルギー１５を付与する。光導波路部の前駆体１４ａを硬化する際は、前記液体材料の種類により適切な方法を用いる。具体的には、エネルギー１５の付与としては、例えば、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。ここで、エネルギー１５の量は、光導波路部の前駆体１４ａの形状、大きさおよび材質によって適宜調整する。以上の工程により、光導波路部１４を含む光導波路１００が得られる（図６〜図８参照）。
【００８９】
なお、得られた光導波路１００から光導波路部１４を取り外することができる。取り外された光導波路部１４は、他の装置に設置することができる。図１６および図１７はそれぞれ、光導波路部１４を凸部１２から取り外す方法の一例を模式的に示す断面図である。
【００９０】
例えば、図１６に示すように、光導波路１００のうち凸部１２と光導波路部１４との接合部に対して、ガス（例えばアルゴンガスまたは窒素ガス等の不活性ガス）１６を吹きかけることにより、光導波路部１４を取り外すことができる。
【００９１】
あるいは、図１７に示すように、光導波路部１４上に粘着テープ１５０を貼り付けた後剥がすことにより、光導波路部１４を凸部１２の上面１２ａから取り外すことができる。なお、この場合において、凸部１２の上面１２ａにあらかじめ撥液処理を施しておくと、光導波路部１４の取り外しが容易となる。
３．作用効果
本実施の形態の光導波路１００およびその製造方法によれば、第１の実施の形態の光導波路１１４およびその製造方法と同様の作用効果を有する。加えて、本実施の形態の光導波路１００およびその製造方法は、以下に示す作用効果を有する。
【００９２】
（１）第１に、光導波路部１４の大きさおよび形状を厳密に制御することができる。すなわち、光導波路部１４の形状は液滴１４ｂの吐出量によって制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光導波路部１４を含む光導波路１００を得ることができる。
【００９３】
上記作用効果について、図面を参照して詳述する。図３３は、前述した本実施の形態に係る光導波路１００の製造工程において、凸部１２と光導波路部の前駆体１４ａとの接合部分の近傍を模式的に示す断面図であり、具体的には、図１５（ｂ）における断面の拡大図である。
【００９４】
図３３は、光導波路部１４を形成するための液体材料が、基体１０上に吐出された状態を示している。すなわち、図３３は、光導波路部の前駆体１４ａを硬化させる前の状態、言い換えれば、前記液体材料からなる光導波路部の前駆体１４ａが基体１０上に設置されている状態を示している。
【００９５】
図３３において、γＬは液体材料（光導波路部の前駆体１４ａ）の表面張力であり、γＳＬは基体１０と前記液体材料との界面張力である。本実施の形態に係る光導波路の製造方法によれば、図３３に示すように、光導波路部の前駆体１４ａは凸部１２の上面１２ａ上に形成される。これにより、凸部１２の側面１２ｂが光導波路部の前駆体１４ａで濡れない限り、光導波路部の前駆体１４ａには凸部１２の表面張力は作用せず、光導波路部の前駆体１４ａの表面張力γＬが主に作用する。このため、光導波路部の前駆体１４ａを形成するために吐出する液滴の量を調整することによって、光導波路部の前駆体１４ａの形状を制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光導波路部１４を得ることができる。また、本実施の形態の光導波路１００の製造方法によれば、図６に示すように、円形に近い形状の断面を有する光導波路部１４を得ることができる。これにより、光の伝搬効率に優れた光導波路を得ることができる。
【００９６】
（２）第２に、光導波路部１４の設置位置を厳密に制御することができる。前述したように、光導波路部１４は、凸部１２の上面１２ａに対して液滴１４ｂを吐出して、光導波路部の前駆体１４ａを形成した後、光導波路部の前駆体１４ａを硬化させることにより形成される（図１５（ｂ）参照）。一般に、吐出された液滴の着弾位置を厳密に制御するのは難しい場合が多い。しかしながら、この方法によれば、特に位置合わせを行なうことなく凸部１２の上面１２ａ上に光導波路部１４を形成することができる。すなわち、凸部１２の上面１２ａに対して単に液滴１４ｂを吐出することによって、位置合わせを行なうことなく光導波路部の前駆体１４ａを形成することができる。言い換えれば、凸部１２を形成する際のアライメント精度にて光導波路部の前駆体１４ａを形成することができる。これにより、設置位置が制御された光導波路部１４を簡易に得ることができる。
【００９７】
（３）第３に、凸部１２の上面１２ａの形状を設定することによって、光導波路部１４の形状を設定することができる。すなわち、凸部１２の上面１２ａの形状を適宜選択することによって、所定の機能を有する光導波路部１４を形成することができる。例えば、変形例（図９〜図１２）に示したように、凸部の上面の形状を適宜選択することにより、分岐や曲部を有する光導波路を簡便な方法にて形成することができる。したがって、凸部の上面の形状が異なる複数の凸部を基体上に形成することにより、異なる形状を有する光導波路部を同一の基体上に複数設置することもできる。
【００９８】
（４）第４に、光導波路部１４は、前述したように、液滴１４ｂを吐出して前駆体１４ａを形成した後この前駆体１４ａを硬化させて形成される。このため、図８に示すように、光導波路部１４の端面１４ｃが曲面である。すなわち、光導波路部１４の端面１４ｃが曲面であることにより、この端面１４ｃが、光導波路部１４から出射する光を集光するレンズとして機能する。これにより、光導波路部１４から出射した光を例えば光素子等に結合させる際に、光の結合効率を高めることができる。その結果、光を集光するための光学部材等を用いた複雑な光学系が不要となる。
【００９９】
［第３の実施の形態］
１．光導波路の構造
図１８，図２０，図２２，図２４はそれぞれ、第３の実施の形態の光導波路の一例を示す断面図である。また、図１９，図２１，図２３，図２５はそれぞれ、図１８，図２０，図２２，図２４に示す光導波路を模式的に示す平面図である。なお、図１８，図２０，図２２，図２４はそれぞれ、図１９，図２１，図２３，図２５のＡ−Ａにおける切断面を示している。
【０１００】
なお、図１８〜図２５に示す各光導波路において、前述の第２の形態の光導波路１００と同じ構成を有する部分には同じ符号を付して、詳しい説明は省略するものとする。
【０１０１】
本実施の形態の光導波路においては、図１８〜図２５に示すように、凸部の形状が、第２の実施の形態の光導波路１００（図６〜図８参照）を構成する凸部１２の形状と異なる。また、本実施の形態においては、基体１０上に土台部材が設置されており、この土台部材が凸部である場合を示す。
【０１０２】
また、前述したように、凸部の立体形状は特に限定されるわけではないが、少なくともその上面上に光導波路部を設置することができる構造であることが必要とされる。以下、図１８〜図２５に示す光導波路（光導波路１０４〜１０７）についてそれぞれ説明する。
【０１０３】
（Ａ）図１８および図１９に示す光導波路１０４では、凸部２２の上面２２ａと側面２２ｂとのなす角θが鋭角である。ここで、凸部２２の側面２２ｂとは、凸部２２の側部において上面２２ａに接する面をいう。凸部２２においては、凸部２２の側部が凸部２２の側面２２ｂである。
【０１０４】
光導波路部１４は、第２の実施の形態の光導波路部１４と同様の工程にて形成される。すなわち、凸部２２の上面２２ａに対して液滴を吐出して、光導波路部１４の前駆体（図示せず）を形成した後、該前駆体を硬化させることにより形成される。ここで、凸部２２の上面２２ａと側面２２ｂとのなす角θが鋭角であることにより、凸部２２の上面２２ａに対して液滴を吐出する際に、凸部２２の側面２２ｂが液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光導波路部１４を確実に形成することができる。
【０１０５】
（Ｂ）図２０および図２１に示す光導波路１０５では、凸部３２の上部３２ｃが逆テーパ状である。言い換えれば、凸部３２はひさし型形状を有する。この場合においても、凸部３２の上面３２ａと、側面３２ｂ（凸部３２の側部において上面３２ａに接する面）とのなす角θが鋭角となる。この構成によれば、凸部３２の安定性を保持しつつ、凸部３２の上面３２ａと側面３２ｂとのなす角θをより小さくすることができる。これにより、凸部３２の側面３２ｂが液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光導波路部１４をより確実に形成することができる。
【０１０６】
また、凸部３２は、第２の実施の形態の光導波路１００の凸部１２と同様に、ポリイミド系樹脂からなる。
【０１０７】
（Ｃ）図２２および図２３に示す光導波路１０６では、凸部３２の断面形状が台形である。
【０１０８】
（Ｄ）図２４および図２５に示す光導波路１０７では、凸部６２の上面６２ａが曲面である。前述の光導波路においてはいずれも、凸部の上面が平面からなる場合を示したが、図２４および図２５に示す光導波路１０７では、凸部６２の上面６２ａが曲面である。また、光導波路部３４は、光導波路部１４と同じ方法にて、かつ同じ材質からなることができる。
【０１０９】
光導波路１０７によれば、ほぼ円球状の光導波路部３４を、凸部６２の上面６２ａ上に設置することができる。なお、前述した実施形態の光導波路（図６〜図１３および図１８〜図２３参照）においても、凸部の上面を曲面にすることができる。また、光導波路１０７において、凸部６２の上面６２ａの形状および大きさや、光導波路部３４を形成するために用いる液滴の量を調整することによって、楕円球状の光導波路部を形成することもできる。この場合、前記光導波路の断面は楕円である。
２．光導波路の製造方法
次に、本実施の形態の光導波路１０４〜１０７（図１８〜図２５参照）のうち、光導波路１０５（図２０および図２１参照）の製造方法について、図２６（ａ）〜図２６（ｅ）を参照して説明する。図２６（ａ）〜図２６（ｅ）はそれぞれ、図２０および図２１に示す光導波路１０５の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【０１１０】
（１）凸部３２の形成
本実施の形態の光導波路１０５の製造方法は、凸部３２のパターニング工程を除いて、第２の実施の形態の光導波路１００の製造方法と同様である。このため、ここでは、凸部３２のパターニング工程について主に説明する。
【０１１１】
まず、基体１０上に樹脂層３２ｘを形成した後、所定のパターンのレジスト層Ｒ１を形成する（図２６（ａ）〜図２６（ｃ）参照）。ここまでの工程は、前述の第２の実施形態の光導波路１００の製造方法（図１４（ａ）〜図１４（ｃ）参照）と同様である。
【０１１２】
次に、レジストを変質させない程度の温度（例えば１３０℃）で熱処理を行なう。この熱処理においては樹脂層３２ｘの上面側から熱を加えることにより、樹脂層３２ｘのうち基体１０側部分よりも、樹脂層３２ｘの上面側（レジスト層Ｒ１側）部分の硬化の度合いを大きくするのが望ましい。
【０１１３】
次いで、レジスト層Ｒ１をマスクとして、樹脂層３２ｘをウエットエッチングする。この工程において、レジスト層Ｒ１の直下部分すなわち樹脂層３２ｘの上部は、他の部分と比較してエッチャントの侵入速度が遅いためエッチングされにくい。また、前記熱処理により、樹脂層３２ｘの上面側部分の硬化の度合いが、基体１０側部分の硬化の度合いよりも大きくなっている。これにより、樹脂層３２ｘの上面側部分は、基体１０側部分よりもウエットエッチングにおけるエッチングレートが小さい。このため、該ウエットエッチング時において、樹脂層３２ｘの上面側部分は基体１０側部分に比較してエッチング速度が遅いため、樹脂層３２ｘの上面側部分は基体１０側部分と比較してより多く残存する。これにより、上部３２ｃが逆テーパ状に形成された凸部３２を得ることができる（図２６（ｄ）参照）。次いで、レジスト層Ｒ２を除去する（図２６（ｅ）参照）。
【０１１４】
（Ｂ）光導波路部１４の形成
次いで、光導波路部１４を形成する。光導波路部１４を形成する方法は、第２の実施の形態の光導波路部１４の形成方法と同様であるため、説明を省略する。以上により、光導波路１０５が得られる（図２０および図２１参照）。
３．作用効果
本実施の形態の光導波路１０５およびその製造方法によれば、第１および第２の実施の形態の光導波路およびその製造方法と同様の作用効果を有する。加えて、本実施の形態の光導波路およびその製造方法は、光導波路の構造および光導波路の製造方法の欄で述べた作用効果を有する。
【０１１５】
［第４の実施の形態］
１．光導波路の構造
図２７は、第４の実施の形態の光導波路１０８を模式的に示す断面図である。図２８は、図２７に示す光導波路１０８を模式的に示す平面図である。なお、図２７は、図２８のＡ−Ａにおける切断面を示している。
【０１１６】
本実施の形態の光導波路１０８は、図２７および図２８に示すように、基体１０に設けられた凸部（土台部材）１２と、凸部１２の上面１２ａ上に設けられた光導波路部１４と、光導波路部１４を覆う被覆層１６０と含む。具体的には、図２７および図２８に示すように、本実施の形態の光導波路１０８は、第２の実施の形態の光導波路１００を、被覆層１６０で埋め込んで形成されたものである。
【０１１７】
この被覆層１６０は、光導波路部１４よりも屈折率が小さい。また、凸部１２は、光導波路部１４よりも屈折率が小さい。すなわち、光導波路部１４は、光導波路部１４よりも屈折率が小さい層（被覆層１６０および凸部１２）で被覆されている。言い換えれば、この光導波路１０８においては、光導波路部１４がコアとして機能し、凸部１２および被覆層１６０がクラッドとして機能する。なお、被覆層１６０の材質は特に限定されないが、例えば樹脂を用いることができる。
【０１１８】
また、この場合、凸部１２および被覆層１６０を、屈折率がほぼ等しい材質にて形成することができる。これにより、光ファイバの構造と同様に、光導波路部１４の周囲をすべて、ほぼ同一の屈折率を有する材質で覆うことができる。
２．光導波路の製造方法
本実施の形態の光導波路は、第２の実施の形態の光導波路１００（図６〜図８参照）に対して、光導波路部１４を被覆層１６０で埋め込むことにより形成することができる。被覆層１６０の形成は、被覆層１６０の材質や膜厚によって適宜選択することができる。例えば、被覆層１６０が樹脂からなる場合、ディスペンサ法、インクジェット法、スピンコート法、蒸着法、ＬＢ法などが例示できる。
３．作用効果
本実施の形態の光導波路１０８およびその製造方法によれば、第１および第２の実施の形態の光導波路およびその製造方法と同様の作用効果を有する。加えて、本実施の形態の光導波路１０８およびその製造方法は、以下の作用効果を有する。
【０１１９】
本実施の形態の光導波路１０８によれば、光導波路部１４よりも屈折率が小さい層（被覆層１６０および凸部１２）で光導波路部１４が被覆されていることにより、光導波路部１４からの光の漏れを低減できる。これにより、光導波路部１４内を伝搬する光の伝搬効率をより高めることができる。
【０１２０】
また、光導波路部１４が被覆層１６０で埋め込まれていることにより、光導波路部１４を凸部１２の上面１２ａ上に強固に固定することができる。
【０１２１】
なお、本実施の形態の光導波路１０８は、第２の実施の形態の光導波路１００に被覆層１６０を形成した場合について示したが、第１および第３の実施の形態の光導波路においても同様に、必要に応じて、これらの光導波路に被覆層を形成することができる。
【０１２２】
［第５の実施の形態］
１．光導波路の構造
図２９は、第５の実施の形態の光導波路１０９を模式的に示す断面図である。図３０は、図２９に示す光導波路１０９を模式的に示す平面図である。なお、図２９は、図３０のＡ−Ａにおける切断面を示している。
【０１２３】
本実施の形態の光導波路１０９は、図２９および図３０に示すように、基体１０に設けられた凸部（第１の凸部）１２と、光導波路部１４と、第２の凸部７２と、被覆層７４とを含む。
【０１２４】
より具体的には、図２９および図３０に示すように、この光導波路１０９は、第２の実施の形態の光導波路１００を含む。また、２つの第２の凸部７２は、この光導波路１００を挟むように設置されている。さらに、被覆層７４は、この光導波路１００を埋め込んでいる。また、この被覆層７４は、その一部が２つの第２の凸部７２の上面７２ａ上に形成されている。
【０１２５】
第２の凸部７２は、第１の凸部１２と平行に配置されている。具体的には、図３０に示すように、２つの第２の凸部７２が、第１の凸部１２を挟むように形成され、かつ、第１の凸部１２とともに、Ｘ方向と平行な方向に延びている。
【０１２６】
被覆層７４は、光導波路部１４よりも屈折率が小さい。第１の凸部１２もまた、光導波路部１４よりも屈折率が小さい。すなわち、光導波路部１４は、光導波路部１４よりも屈折率が小さい層（被覆層７４および第１の凸部１２）で被覆されている。言い換えれば、この光導波路１０９においては、光導波路部１４がコアとして機能し、第１の凸部１２および被覆層７４がクラッドとして機能する。
【０１２７】
被覆層７４の材質は特に限定されないが、例えば樹脂を用いることができる。本実施の形態の光導波路１０９においては、被覆層７４が、光導波路部１４と同様に、エネルギーを付与することによって硬化可能な液体材料を硬化させて形成される場合について説明する。
２．光導波路の製造方法
次に、本実施の形態の光導波路の製造方法について、図３１（ａ）および図３１（ｂ）を用いて説明する。図３１（ａ）および図３１（ｂ）はそれぞれ、図２９および図３０に示す光導波路１０９の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【０１２８】
（１）第１の凸部１２、光導波路部１４、第２の凸部７２の形成
本実施の形態では、まず、第２の実施の形態の光導波路１００を形成する。この光導波路１００の製造方法については、第２の実施の形態の欄（図１４（ａ）〜図１４（ｅ）および図１５（ａ）〜図１５（ｃ）参照）で説明したので、ここでは詳しい説明は省略する。
【０１２９】
次いで、基体１０に、２つの第２の凸部７２を形成する。この２つの第２の凸部７２の間に第１の凸部１２が形成され、かつ、この２つの第２の凸部７２が第１の凸部１２と平行に延びるように、２つの第２の凸部７２を形成する。
【０１３０】
あるいは、光導波路１００を形成した後に第２の凸部７２を形成するかわりに、この凸部７２を、光導波路１００の凸部（第１の凸部）１２を形成する工程と同時に形成してもよい。
【０１３１】
以上により、光導波路１００と、第２の凸部７２とを形成する（図３１（ａ）参照）。光導波路１００は、図３１（ａ）に示すように、第１の凸部１２および光導波路部１４を含む。
【０１３２】
（２）被覆層７４の形成
次いで、被覆層７４を形成する。本実施の形態においては、この被覆層７４が光導波路部１４と同様に、エネルギーを付与することによって硬化可能な性質を有する液体材料を用いて形成される。
【０１３３】
まず、液滴（第２の液滴）７４ｂを、光導波路部１４および第２の凸部７２上面７２ａ上に吐出する。ここで、２つの第２の凸部７２に挟まれている領域を「第２の凸部７２より内側」とし、第２の凸部７２を基準として第１の凸部１２が形成されている側と反対側を「第２の凸部７２より外側」とする。この工程では、着弾した液滴７４ｂが、第２の凸部７２よりも外側に設置されないように、液滴７４ｂの吐出量を調整する。また、液滴７４ｂの吐出方法は、第２の実施の形態にて光導波路部１４を形成する場合と同様の方法を用いることができる。このため、詳しい説明は省略する。以上の工程により、被覆層前駆体７４ａが形成される（図３１（ｂ）参照）。
【０１３４】
この被覆層前駆体７４ａは、第２の凸部７２の上面７２ａ上に形成され、かつ、光導波路部１４を覆っている。より具体的には、図３１（ｂ）に示すように、第１の凸部１２および光導波路部１４が被覆層前駆体７４ａによって埋め込まれ、２つの第２の凸部７２の上面７２ａ上に、被覆層前駆体７４ａの一部が形成されている。
【０１３５】
次いで、被覆層前駆体７４ａに対してエネルギーを付与することによって硬化させる。被覆層前駆体７４ａを硬化する方法は、第２の実施の形態にて光導波路部１４を形成する場合と同様の方法を用いることができる。このため、詳しい説明は省略する。以上の工程により、光導波路部１４および被覆層７４を含む光導波路１０９が得られる。
【０１３６】
なお、本実施の形態においては、光導波路１０９が、第２の実施の形態の光導波路１００を含む場合について示したが、光導波路１００のかわりに、第１および第３の実施の形態の光導波路を用いた場合でも同様に、本実施の形態の光導波路を形成することができる。
３．作用効果
本実施の形態の光導波路１０９およびその製造方法によれば、第４の実施の形態の光導波路およびその製造方法と同様の作用効果を有する。加えて、本実施の形態の光導波路１０９およびその製造方法は、以下の作用効果を有する。
【０１３７】
（１）第１に、液滴（第２の液滴）７４ｂを、光導波路部１４および第２の凸部７２上面７２ａ上に吐出して、被覆層前駆体７４ａを形成する。この工程において、被覆層前駆体７４ａを、第２の凸部７２の上面７２ａ上に形成することにより、断面がより円形に近い光導波路１０９を得ることができる。これにより、光導波路部１４からの光の漏れを低減できる。この結果、光の伝搬効率がより優れた光導波路を得ることができる。
【０１３８】
（２）第２に、被覆層前駆体７４ａを形成するために液滴７４ｂを吐出する工程において、２つの第２の凸部７２が第１の凸部１２を挟むように設置されていることにより、第２の凸部７２の上面７２ａ上および第２の凸部７２より内側に、被覆層７４を形成することができる。すなわち、第２の凸部７２を所定の位置に設置することにより、被覆層７４の設置位置、形状および大きさを制御することができる。また、第２の凸部７２を所定の位置に設置してから液滴７４ｂを吐出することにより、必要な部分にのみ被覆層７４を形成することができるため、材料の節約になる。
【０１３９】
ところで、例えば、素子や電気配線が混載された基板上に、第２の実施の形態の光導波路１００を形成する場合、光導波路部１４から外部への光の漏れによって光導波路部１４内での光の伝搬効率が低下するのを防ぐためには、光導波路部１４が被覆層で覆われているのが望ましい。しかしながら、この場合、前記基板上には素子や電気配線が搭載されているため、該基板全体に被覆層を形成することが困難な場合がある。これに対して、本実施の形態の光導波路１０９によれば、光導波路１００を挟むように第２の凸部７２を設置したうえで、液滴７４ｂを吐出して被覆層７４を形成することにより、必要な部分にのみ被覆層７４を形成することができる。これにより、前記素子や電気配線と、光導波路とが混載された基板を形成することができる。
【０１４０】
［第６の実施の形態］
１．回路基板、光モジュール、光伝達装置
図３２は、本実施の形態に係る回路基板５００を模式的に示す斜視図である。
【０１４１】
回路基板５００は、図３２に示すように、第２の実施の形態の光導波路１００と、発光素子２００と、ＩＣ３００，４００とを含む。これらは、基板１１０上に形成されている。
【０１４２】
光導波路１００は、発光素子２００に接続されており、発光素子２００から出射する光を伝搬する。また、発光素子２００とＩＣ３００、ＩＣ３００とＩＣ４００とはそれぞれ、電気配線２１０によって電気的に接続されている。また、光導波路１００および発光素子２００から光モジュールが構成される。この光モジュールは、光伝達装置（図示せず）の一部として用いられる。この光伝達装置は、コンピュータ、ディスプレイ、記憶装置、プリンタ等の電子機器を相互に接続する。
【０１４３】
電気配線２１０は、第１の実施の形態または第２の実施の形態の光導波路の製造方法と同様の方法にて形成することができる。具体的には、例えば、導電性材料を含む液状の樹脂前駆体を、インクジェット法を用いて基板１１０上に吐出した後硬化させて、電気配線２１０を形成することができる。あるいは、導電性材料を溶媒に分散させて得られた分散液を同様の方法にて吐出した後、溶媒を除去させることにより乾燥させて、電気配線２１０を形成することもできる。
【０１４４】
なお、本実施の形態の回路基板５００において、発光素子２００のかわりに受光素子（図示せず）を設置することもできる。この場合、光導波路１００を伝搬する光が前記受光素子へと入射する。また、本実施の形態の回路基板５００は、第２の実施の形態の光導波路１００を含む場合について示したが、第２の実施の形態の光導波路１００のかわりに、第１，第３〜第５の実施の形態のいずれかの光導波路を用いることができる。
【０１４５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態の光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２】 第１の実施の形態の光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図３】 第１の実施の形態の光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図４】 図３に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図５】 第１の実施の形態の光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図６】 第２の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図７】 第２の実施の形態の光導波路を模式的に示す平面図である。
【図８】 第２の実施の形態の光導波路を模式的に示す側面図である。
【図９】 第２の実施の形態の光導波路の一変形例を模式的に示す平面図である。
【図１０】 図９に示す光導波路を模式的に示す斜視図である。
【図１１】 第２の実施の形態の光導波路の別の一変形例を模式的に示す平面図である。
【図１２】 図１１に示す光導波路を模式的に示す斜視図である。
【図１３】 第２の実施の形態の光導波路の別の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１４】 図１４（ａ）〜図１４（ｅ）はそれぞれ、図６〜図８に示す光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１５】 図１５（ａ）および図１５（ｂ）はそれぞれ、図６〜図８に示す光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１６】 光導波路部の前駆体の取り外し方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図１７】 光導波路部の前駆体の取り外し方法の別の一例を模式的に示す断面図である。
【図１８】 第３の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図１９】 図１８に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図２０】 第３の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図２１】 図２０に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図２２】 第３の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図２３】 図２２に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図２４】 第３の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図２５】 図２４に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図２６】 図２６（ａ）〜図２６（ｅ）はそれぞれ、図２０および図２１に示す光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２７】 第４の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図２８】 図２７に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図２９】 第５の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図３０】 図２９に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図３１】 図３１（ａ）および図３０（ｂ）はそれぞれ、図２９および図３０に示す光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図３２】 第６の実施の形態の回路基板を模式的に示す断面図である。
【図３３】 図１５（ｂ）における断面の拡大図である。
【符号の説明】
１０ 基体、 １２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２ 凸部、 １２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，８２ａ，９２ａ 凸部の上面、 １２ｂ，２２ｂ，３２ｂ 凸部の側面、 １２ｘ，３２ 樹脂層、１４，８４，９４ 光導波路部、 １４，３４ 光導波路部、 １４ａ 光導波路部の前駆体、 １４ｂ，７４ｂ 液滴、 １５ エネルギー、 １６ ガス、 １７ 液滴吐出口、 ３２ｃ 凸部の上部、 ７４ 被覆層、 ７４ａ 被覆層前駆体、 ８２ｂ 曲部、 ９２ｂ 分岐、 １００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９ 光導波路、 １１０基板、 １１４ａ 光導波路前駆体、 １１４ｂ 液滴、 １３０，２３０ マスク、 １５０ 粘着シート、 １６０ 被覆層、１８０ 撥液パターン、 ２００ 発光素子、 ２１０ 電気配線、 ３００，４００ ＩＣ、 ５００ 回路基板、 Ｒ１，Ｒ２ レジスト層
【発明の属する技術分野】
本発明は、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光導波路およびその製造方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、前記光導波路を用いた回路基板、光モジュール、光伝達装置に関する。
【０００３】
【背景技術】
光導波路は、近赤外光や可視光を伝送するために用いられている。この光導波路は、例えば、光信号の伝送、エネルギー伝送、光センサ、光ファイバスコープ等、様々な用途がある。
【０００４】
光導波路の製造方法としては、例えば、以下に示す方法がある。（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２４３８５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光導波路およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、前記光導波路を含む回路基板、光モジュール、および光伝達装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
１．第１の光導波路の製造方法
本発明の第１の光導波路の製造方法は、
（ａ）基体の表面に対して液滴を吐出して、光導波路前駆体を形成し、
（ｂ）前記光導波路前駆体を硬化させて、光導波路を形成すること、を含む。
【０００９】
本発明の第１の光導波路の製造方法によれば、前記基体の表面に対して前記液滴を吐出して、前記前駆体を形成した後、該前駆体を硬化させて前記光導波路を形成する。ここで、前記液滴の吐出量を調整することにより、所定の形状および大きさを有する前記光導波路を形成することができる。また、前記液滴を所望の位置に吐出することにより、所定の位置に前記光導波路を形成することができる。
【００１０】
この場合、さらに、（ｃ）前記液滴を吐出する前に、前記基体とは異なる濡れ性を有する膜パターンを該基体上に形成すること、を含むことができる。これにより、前記液滴に対する前記基体表面の濡れ性を制御することによって、前記光導波路の設置位置を制御することができる。
【００１１】
また、この場合、前記膜パターンは、前記液滴に対する濡れ性が前記基体よりも高く、前記（ａ）において、前記膜パターンに対して前記液滴を吐出して、前記光導波路前駆体を形成することができる。
【００１２】
あるいは、この場合、前記膜パターンは、前記液滴に対する濡れ性が前記基体よりも低く、前記（ａ）において、前記基体のうち前記膜パターンを除く領域に対して前記液滴を吐出して、前記光導波路前駆体を形成することができる。
２．第２の光導波路の製造方法
本発明の第２の光導波路の製造方法は、
（ａ）基体に凸部を形成し、
（ｂ）前記凸部の上面に対して液滴を吐出して、光導波路部の前駆体を形成し、
（ｃ）前記前駆体を硬化させて、光導波路部を形成すること、を含む。
【００１３】
ここで、「基体」とは、前記凸部を設置できる面を有する物をいう。前記面は、前記凸部を設置できる限り、平面であってもよいし曲面であってもよい。したがって、このような面を有していれば、前記基体自体の形状は特に限定されない。また、前記凸部は基体と一体化して設置されていてもよい。
【００１４】
また、「凸部」とは、前記光導波路部を設置できる上面を有する部材をいい、「凸部の上面」とは、前記光導波路部が設置される面をいう。前記凸部の上面の形状は特に限定されるわけではなく、前記光導波路部を設置できる限り、平面であってもよいし曲面であってもよい。
【００１５】
本発明の第２の光導波路の製造方法によれば、前記（ａ）において、前記凸部の上面の形状、大きさおよび設置位置等を調整し、前記（ｂ）において、前記液滴の吐出量を調整すること等によって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光導波路部を形成することができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００１６】
この場合、前記（ａ）において、前記基体上に土台部材を設置することにより、該基体に凸部を形成することができる。
【００１７】
あるいは、この場合、前記（ａ）において、前記基体に溝を形成することにより、該基体に凸部を形成することができる。
【００１８】
また、この場合、さらに、（ｆ）前記液滴を吐出する前に、前記液滴に対する前記凸部の上面の濡れ性を調整すること、を含むことができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光導波路部を形成することができる。ここで、例えば、前記凸部の上面に、前記液滴に対して親液性または撥液性を有する膜を形成することにより、前記液滴に対する前記凸部の上面の濡れ性を制御することができる。
３．本発明の第１および第２の光導波路の製造方法は、以下の態様（１）〜（６）をとることができる。
【００１９】
（１）前記前駆体の硬化を、エネルギーの付加により行なうことができる。
【００２０】
（２）前記液滴は、エネルギーを付与することによって硬化可能な性質を有することができる。
【００２１】
（３）前記液滴の吐出は、インクジェット法により行なうことができる。この方法によれば、前記液滴の吐出量の微妙な調整が可能であるため、微細な光導波路部（または光導波路）を、前記凸部の上面上（または基体上）に簡便に設置することができる。
【００２２】
（４）さらに、（ｄ）前記光導波路部よりも屈折率が小さい層で、該光導波路部を被覆すること、を含むことができる。この工程によれば、前記光導波路部からの光の漏れを低減できる。これにより、前記光導波路部内を伝搬する光の伝搬効率を高めることができる。
【００２３】
（５）前記光導波路部の周囲には、被覆層が形成され、前記凸部の屈折率と前記被覆層の屈折率とをほぼ等しく形成することができる。これにより、光ファイバの構造と同様に、前記光導波路部の周囲をすべて、ほぼ同一の屈折率を有する材質で覆うことができる。
【００２４】
（６）さらに、（ｅ）前記光導波路部を、前記基体上から取り外すこと、を含むことができる。この工程によれば、前記光導波路部を単独の光導波路として用いることができる。
４．第３の光導波路の製造方法
本発明の第３の光導波路の製造方法は、
（ａ）基体に第１の凸部を形成し、
（ｂ）前記第１の凸部と平行に、第２の凸部を前記基体に形成し、
（ｃ）第１の液滴を前記第１の凸部の上面に対して吐出して、光導波路部の前駆体を形成し、
（ｄ）前記光導波路部の前駆体を硬化させて、光導波路部を形成し、
（ｅ）前記第２の凸部の上面上に形成され、かつ、前記光導波路部を覆う被覆層前駆体を形成し、
（ｆ）前記被覆層前駆体を硬化させて、前記光導波路部よりも屈折率が小さい被覆層を形成すること、を含む。
【００２５】
ここで、「基体」、「凸部」、「凸部の上面」の意義は、第２の光導波路の製造方法の欄で説明した通りである。また、「凸部」および「凸部の上面」の意義は、第１の凸部および第２の凸部においても同様である。
【００２６】
本発明の第３の光導波路の製造方法によれば、第１および第２の光導波路の製造方法と同様の作用効果を有する。加えて、前記光導波路部を覆う前記被覆層前駆体を前記第２の凸部の上面上に形成して、該被覆層前駆体を硬化させて、前記光導波路部よりも屈折率が小さい被覆層を形成することにより、前記光導波路部からの光の漏れを低減できる。これにより、光の伝搬効率がより優れた光導波路を得ることができる。また、断面がより円形に近い光導波路を得ることができる。
【００２７】
本発明の第３の光導波路の製造方法は、以下の態様（１）〜（６）をとることができる。
【００２８】
（１）前記（ｅ）において、前記被覆層前駆体は、第２の液滴を、前記光導波路部および前記第２の凸部の上面に対して吐出することにより形成できる。
【００２９】
（２）前記（ｂ）において、前記第２の凸部を２つ形成し、かつ、前記２つの第２の凸部の間に前記第１の凸部が配置されるようにすることができる。前記被覆層前駆体を形成するために、前記液滴を吐出する工程において、前記２つの第２の凸部が前記第１の凸部を挟むように設置されていることにより、前記第２の凸部の上面上および前記第２の凸部より内側に、前記被覆層を形成することができる。すなわち、前記第２の凸部を所定の位置に設置することにより、前記被覆層の設置位置、形状および大きさを制御することができる。
【００３０】
（３）前記第１および第２の液滴は、エネルギーを付与することによって硬化可能な性質を有することができる。
【００３１】
（４）前記被覆層前駆体の硬化は、エネルギーの付加により行なうことができる。
【００３２】
（５）前記第１および第２の液滴は、エネルギーを付与することによって硬化可能な性質を有することができる。
【００３３】
（６）前記第１および前記第２の液滴の吐出を、インクジェット法により行なうことができる。
５．第１の光導波路
本発明の第１の光導波路は、
基体に設けられた凸部と、
前記凸部上に設けられた光導波路部と、を含む。
【００３４】
ここで、「基体」、「凸部」、「凸部の上面」の意義は、第２の光導波路の製造方法の欄で説明した通りである。
【００３５】
本発明の第１の光導波路によれば、上記構成を有することにより、前記凸部の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光導波路部を含む光導波路を得ることができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００３６】
本発明の第１の光導波路は、以下の態様（１）〜（１４）をとることができる。
【００３７】
（１）前記光導波路部は、エネルギーを付与することによって硬化可能な材料を硬化させて形成できる。
【００３８】
（２）前記光導波路部は、紫外線硬化型樹脂または熱硬化型樹脂からなることができる。
【００３９】
（３）前記光導波路部の端面が曲面であることができる。
【００４０】
（４）前記光導波路部は、該光導波路部よりも屈折率が小さい層で被覆できる。
【００４１】
この場合、前記光導波路部を、前記層で埋め込むことができる。
【００４２】
（５）前記凸部を、前記光導波路部よりも屈折率を小さくすることができる。
【００４３】
（６）前記凸部は、前記基体上に形成された土台部材であることができる。
【００４４】
（７）前記凸部は、前記基体と一体化して形成できる。
【００４５】
（８）前記光導波路部の断面は、切断円状または切断楕円状であることができる。ここで、「切断円状」とは、円を直線で切断して得られる形状をいい、該円は完全な円のみならず、円に近似する形状をも含む。また、「切断楕円状」とは、楕円を直線で切断して得られる形状をいい、該楕円は完全な楕円のみならず、楕円に近似する形状をも含む。
【００４６】
（９）前記光導波路部の断面は、円または楕円であることができる。
【００４７】
（１０）前記光導波路部は、１つ以上の曲部を有することができる。
【００４８】
（１１）前記光導波路部は、１つ以上の分岐を有することができる。
【００４９】
（１２）前記凸部の上面は、曲面であることができる。
【００５０】
（１３）前記凸部の上面と、前記凸部の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角であることができる。この構成によれば、液滴を吐出して光導波路部の前駆体を形成した後硬化させて前記光導波路部を形成する場合、前記凸部の側面が前記液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光導波路部を確実に形成することができる。
【００５１】
（１４）前記凸部の上部を、逆テーパ状に形成できる。ここで、「前記凸部の上部」とは、前記凸部のうち前記上面近傍の領域をいう。この構成によれば、液滴を吐出して光導波路部の前駆体を形成した後硬化させて前記光導波路部を形成する場合、前記凸部の安定性を保持しつつ、前記凸部の上面と側面とのなす角をより小さくすることができる。これにより、前記凸部の側面が前記液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光導波路部をより確実に形成することができる。
【００５２】
（１５）前記光導波路を、前記光導波路部よりも屈折率が小さい層で埋め込むことができる。これにより、前記光導波路部を前記凸部の上面上に確実に固定することができる。
６．第２の光導波路
本発明の第２の光導波路は、
前記第１の凸部の上面上に設けられた光導波路部と、
前記第１の凸部と平行に配置された第２の凸部と、
前記光導波路部を覆い、かつ、その一部が前記第２の凸部の上面上に設けられた被覆層と、を含む。
【００５３】
ここで、「基体」、「凸部」、「凸部の上面」の意義は、第２の光導波路の製造方法の欄で説明した通りである。また、「凸部」および「凸部の上面」の意義は、第１の凸部および第２の凸部においても同様である。
【００５４】
本発明の第２の光導波路によれば、前記第１の光導波路と同様の作用効果を有する。加えて、光導波路部の断面をより円形に近い形状に形成することができる。これにより、光の伝搬効率がより優れた光導波路を得ることができる。
【００５５】
この場合、前記第２の凸部を２つ含み、前記第１の凸部は、前記２つの第２の凸部の間に配置することができる。この構成によれば、前記第２の凸部が所定の位置に設置することにより、設置位置、形状および大きさが制御された前記被覆層を有する光導波路を得ることができる。
７．回路基板、光モジュール、光伝達装置
本発明の回路基板は、前記光導波路と、ＩＣと、光素子とを含む。
【００５６】
また、本発明の光モジュールは、前記光導波路と、光素子とを含む。さらに、本発明の光伝達装置は、前記本発明の光モジュールを含む。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５８】
［第１の実施の形態］
１．光導波路の製造方法
図１〜図３はそれぞれ、本発明を適用した第１の実施の形態に係る光導波路１１４（図３参照）の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。図４は、図３に示す光導波路１１４を模式的に示す平面図である。また、図５は、図３に示す光導波路１１４の製造工程の一追加工程である。
【００５９】
（１）まず、基体１０上に液滴１１４ｂを吐出して、光導波路の前駆体１１４を形成する（図１および図２参照）。具体的には、基体１０の所定の領域に、液滴吐出口１７から液滴１１４ｂを吐出する。この工程によれば、所望の位置に、所望の形状および大きさを有する光導波路の前駆体１１４ａを形成することができる。なお、基体１０としては、例えばシリコン基板やＧａＡｓ基板等の半導体基板や、ガラス基板等が挙げられるが、液滴１１４ｂを着弾できる面を有するものであれば特に限定されない。
【００６０】
液滴１１４ｂは、例えば熱または光等のエネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料からなる。前記液体材料としては、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の前駆体が挙げられる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂が挙げられる。また、熱硬化型樹脂としては、熱硬化型のポリイミド系樹脂が例示できる。
【００６１】
また、液滴１１４ｂの吐出方法としては、例えば、ディスペンサ法またはインクジェット法が挙げられる。ディスペンサ法は、液滴を吐出する方法として一般的な方法であり、比較的広い領域に液体材料を吐出する場合に有効である。また、インクジェット法は、インクジェットヘッドを用いて液滴を吐出する方法であり、液滴を吐出する位置についてμｍオーダーの単位で制御が可能である。また、吐出する液滴の量を、ピコリットルオーダーの単位で制御することができるため、微細な構造の光導波路１１４（図３参照）を作製することができる。
【００６２】
（２）次いで、光導波路の前駆体１１４ａを硬化させて、光導波路１１４を形成する（図２参照）。具体的には、光導波路の前駆体１１４ａに対して、熱または光等のエネルギーを付与する。光導波路の前駆体１１４ａを硬化する際は、液滴１１４ｂの種類により適切な方法を用いる。具体的には、例えば、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。以上の工程により、図３および図４に示すように、光導波路１１４が得られる。光導波路１１４は、所定波長の光を伝搬できる材質からなる。
【００６３】
なお、この工程において、液滴１１４ｂを基体１０上に着弾させた後順次硬化させることもできる。すなわち、光導波路の前駆体１１４ａ全体を形成した後に一括して硬化させてもよいし、液滴１１４ｂが基体１０上に着弾した部分から順次硬化させることもできる。
【００６４】
また、前記工程（１）において、液滴１１４ｂを吐出する前に、必要に応じて、基体１０の所定の領域に、基体１０と異なる濡れ性を有する膜パターンを形成することができる。すなわち、基体１０の所定の領域に対して、親液性処理または撥液性処理を行なうことができる。これにより、液滴１１４ｂに対する基体１０表面の濡れ性を制御することによって、光導波路１１４の設置位置を制御することができる。
【００６５】
例えば、図５に示すように、光導波路１１４を形成する予定の領域以外の領域に、液滴１１４ｂに対して撥液性を有する膜パターン１８０を形成する。この後、図１に示すように、液滴１１４ｂを基体１０上に吐出すると、液滴１１４ｂは膜パターン１８０に対して撥液性を有することから、液滴１１４ｂに対する親液性が膜パターン１８０よりも高い領域１８０ｂに液滴１１４ｂが設置される。すなわち、液滴１１４ｂは基体１０に対する濡れ性よりも膜パターン１８０に対する濡れ性のほうが低いため、液滴１１４ｂはより濡れ性が高い領域１８０ｂ上に設置される。その後、前記硬化工程を経ることにより、所望の位置に形成された光導波路１１４を得ることができる。以上に示したように、膜パターン１８０を基体１０上に形成することによって、光導波路１１４の形成位置を制御することができる。
【００６６】
あるいは、図示しないが、液滴１１４ｂに対して基体１０の表面の濡れ性が低い場合、光導波路１１４を形成する予定の領域に、液滴１１４ｂに対して親液性を有する膜パターンを形成する。この後、図１に示すように、液滴１１４ｂを基体１０上に吐出すると、液滴１１４ｂは前記膜パターンに対して濡れ性が高いため、膜パターンの形成領域に液滴１１４ｂが設置される。その後、前記硬化工程を経ることにより、所望の位置に形成された光導波路１１４を得ることができる。この場合においても、前記膜パターンを基体１０上に形成することによって、光導波路１１４の形成位置を制御することができる。
【００６７】
上記製造方法によって得られた光導波路１１４は、図３および図４に示すように、基体１０上に設けられている。
【００６８】
本実施の形態に係る光導波路の製造方法によれば、液滴１１４ｂを基体１０上に吐出して、光導波路の前駆体１１４ａを形成した後、この前駆体１１４ａを硬化させて光導波路１１４を形成する。ここで、液滴１１４ｂの吐出量を調整することにより、所定の形状および大きさを有する光導波路１１４を形成することができる。また、液滴１１４ｂを所望の位置に吐出することにより、所定の位置に光導波路１１４を形成することができる。
【００６９】
［第２の実施の形態］
１．光導波路の構造
図６は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る光導波路１００を模式的に示す断面図である。図７は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る光導波路１００を模式的に示す平面図である。図８は、図７は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る光導波路１００を模式的に示す側面図である。なお、図６は、図７のＡ−Ａにおける切断面を示している。
【００７０】
また、図９〜図１３は、本実施の形態の光導波路の一変形例を示す図である。具体的には、図９は、本実施の形態の光導波路の一変形例を模式的に示す平面図であり、図１０は、図９に示す光導波路１０１を模式的に示す斜視図である。図１１は、本実施の形態の光導波路の別の一変形例を模式的に示す平面図であり、図１２は、図１１に示す光導波路１０２を模式的に示す斜視図である。また、図１３は、本実施の形態の光導波路の別の一変形例を模式的に示す断面図である。なお、各変形例において、本実施の形態の光導波路１００と同じ構成を有する部分には同じ符号を付して、詳しい説明は省略するものとする。
【００７１】
本実施の形態の光導波路１００は、基体１０に設けられた凸部（土台部材）１２と、凸部１２の上面１２ａ上に設けられた光導波路部１４とを含む。本実施の形態においては、光導波路部１４は、第１の実施の形態の光導波路１１４と同じ材質からなる場合について説明する。このため、光導波路部１４の材質についての説明は省略する。以下、主に図６〜図８を参照して、本実施の形態の光導波路１００の各構成要素について説明する。
【００７２】
［凸部］
（Ａ）材質
凸部１２の材質は特に限定されるわけではないが、光導波路部１４よりも屈折率が小さいことが望ましい。この構成によれば、光導波路部１４内で光を効率良く伝播させることができる。
【００７３】
凸部１２は樹脂からなることができる。この場合、凸部１２は、例えば、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはフッ素系樹脂からなることができる。本実施の形態の光導波路１００においては、凸部１２がポリイミド系樹脂からなる場合について説明する。
【００７４】
なお、凸部は、基体１０上に設置された土台部材であってもよいし、あるいは、基体１０に溝を形成することにより、凸部を形成することもできる。本実施の形態の光導波路１００においては、凸部１２が、基体１０上に設けられた土台部材からなる場合について示す。
【００７５】
あるいは、図１３に示す変形例（光導波路１０３）のように、凸部５２が基体１０と一体化して形成されたものであってもよい。すなわち、この場合、凸部５２は基体１０と同一の材質からなる。このような凸部５２は、例えば、基体１０をパターニングして溝を形成することにより形成される。なお、後述する実施形態の光導波路を構成する凸部も、基体１０と一体化して形成されるものであってもよい。
【００７６】
（Ｂ）立体形状
凸部の立体形状は特に限定されるわけではないが、少なくともその上面上に光導波路を設置することができる構造であることが必要とされる。例えば図１に示すように、光導波路１００の凸部１２の上面１２ａ上に光導波路部１４を設置することができる。凸部の立体形状については、後述する第２の実施形態にて詳しく説明する。
【００７７】
（Ｃ）上面の形状
凸部の上面の形状は、凸部の上面上に形成される光導波路の機能や用途によって定められる。すなわち、本実施の形態の光導波路は、凸部の上面上に液滴を吐出して光導波路部前駆体を形成し、この前駆体を硬化させて光導波路部を形成するため、凸部の上面の形状を制御することによって、光導波路の形状を制御することができる。
【００７８】
例えば、光導波路１００（図６〜図８参照）では、凸部１２の上面１２ａの形状は矩形である。これにより、光導波路部１４は直線状である。また、図９および図１０に示す光導波路１０１は、凸部８２の上面８２ａ（図１０参照）が曲部８２ｂを有する。これにより、光導波路部８４は曲部を有する。あるいは、図１１および図１２に示す光導波路１０２は、凸部９２の上面９２ａ（図１２参照）が分岐９２ｂを有する。これにより、光導波路部９４は分岐を有する。図１０および図１１に示すように、本実施の形態の光導波路によれば、曲部や分岐を有する場合でも、光導波路部の断面を円形に近い形状に形成することができる。これにより、曲部や分岐を有する光導波路においても、光の伝搬効率を高めることができる。なお、曲部や分岐の数および形状は特に限定されるわけではなく、凸部の上面の形状を適宜設定することにより、曲部や分岐の数および形状を適宜設定することが可能である。
【００７９】
また、後述する実施形態における光導波路についても、前述した変形例と同様に、凸部の上面を、曲部や分岐を有する形状にすることにより、曲部や分岐を有する光導波路部にすることができる。
【００８０】
［光導波路部］
（Ａ）立体形状
光導波路部は、その用途および機能に応じた立体形状を有する。本実施の形態の光導波路部１４は、図６に示すように、その断面が切断円状である。この場合、光導波路部１４を形成するために用いる液滴の量を調整することによって、光導波路部１４の断面形状を切断楕円状にすることもできる。光導波路部の立体形状については、［凸部］の欄で併せて説明したので、詳しい説明は省略する。
【００８１】
（Ｂ）材質
光導波路部１４は、所定波長の光を伝搬させることができる材質からなることができる。また、光導波路部１４は、第１の実施の形態の光導波路１１４と同様に、例えば熱または光等のエネルギーを付加することによって硬化可能な液体材料を硬化させることにより形成される。具体的には、本実施の形態において光導波路部１４は、凸部１２の上面１２ａに対して、前記液体材料からなる液滴１４ｂを吐出して、光導波路部の前駆体１４ａを形成した後、この前駆体１４ａを硬化させることにより形成される。詳しくは後述する。
２．光導波路の製造方法
次に、図６〜図８に示す光導波路１００の製造方法について、図１４（ａ）〜図１４（ｅ）、ならびに図１５（ａ）および図１５（ｂ）を参照して説明する。図１４（ａ）〜図１４（ｅ）、ならびに図１５（ａ）および図１５（ｂ）はそれぞれ、図６〜図８に示す光導波路１００の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【００８２】
（１）凸部１２の形成
まず、基体１０に凸部１２を形成する（図１４（ａ）〜図１４（ｅ）参照）。凸部１２の形状が決定されることによって、後の工程にて形成される光導波路部１４の形状が決定される。すなわち、所望の光導波路部１４の形状に応じて凸部１２の形状を決定する。また、凸部１２の形成は、凸部１２の材質や形状ならびに大きさに応じて適切な方法（例えば選択成長法、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、リフトオフ法、転写法等）を選択することができる。また、前述したように、本実施の形態においては、凸部１２がポリイミド樹脂からなる場合について説明する。
【００８３】
まず、ガラス基板からなる基体１０上に、ポリイミド前駆体を塗布した後、約１５０℃で熱処理を行なう（図１４（ａ）参照）。これにより、樹脂層１２ｘを形成する。ここで、樹脂層１２ｘは、形状を保持できる状態であるものの、完全に硬化していない状態である。
【００８４】
次に、樹脂層１２ｘ上にレジスト層Ｒ１を形成した後、所定のパターンのマスク１３０を用いてフォトリソグラフィ工程を行なう（図１４（ｂ）参照）。これにより、所定のパターンのレジスト層Ｒ１が形成される（図１４（ｃ）参照）。
【００８５】
次いで、レジスト層Ｒ１をマスクとして、例えばアルカリ系溶液を用いたウエットエッチングによって、樹脂層１２ｘをパターニングする。これにより、凸部（土台部材）１２が形成される（図１４（ｄ）参照）。その後、レジスト層Ｒ１を除去した後、約３５０℃で熱処理を行なうことにより、凸部１２を完全に硬化させる（図１４（ｅ）参照）。
【００８６】
（２）光導波路部１４の形成
次いで、光導波路部１４を形成する（図１５（ａ）および図１５（ｂ）参照）。まず、図１５（ａ）に示すように、凸部１２の上面１２ａに対して、光導波路部１４を形成するための液滴１４ｂを吐出して、光導波路部の前駆体１４ａを形成する。前述したように、液滴１４ｂを構成する液体材料は、エネルギーを付加することによって硬化可能な性質を有する。
【００８７】
液滴１４ｂを吐出する方法としては、前述の第１の実施形態において、液滴１１４ｂを吐出する方法と同様の方法を用いることができる。なお、液滴１４ｂを吐出する前に、必要に応じて、凸部１２の上面１２ａに親液性処理または撥液性処理を行なうことにより、液滴１４ｂに対する上面１２ａの濡れ性を制御することができる。これにより、所定の形状および大きさを有する光導波路部１４を形成することができる。
【００８８】
次いで、図１５（ａ）に示すように、光導波路部の前駆体１４ａを硬化させて、光導波路部１４を形成する。具体的には、光導波路部の前駆体１４ａに対して、熱または光等のエネルギー１５を付与する。光導波路部の前駆体１４ａを硬化する際は、前記液体材料の種類により適切な方法を用いる。具体的には、エネルギー１５の付与としては、例えば、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。ここで、エネルギー１５の量は、光導波路部の前駆体１４ａの形状、大きさおよび材質によって適宜調整する。以上の工程により、光導波路部１４を含む光導波路１００が得られる（図６〜図８参照）。
【００８９】
なお、得られた光導波路１００から光導波路部１４を取り外することができる。取り外された光導波路部１４は、他の装置に設置することができる。図１６および図１７はそれぞれ、光導波路部１４を凸部１２から取り外す方法の一例を模式的に示す断面図である。
【００９０】
例えば、図１６に示すように、光導波路１００のうち凸部１２と光導波路部１４との接合部に対して、ガス（例えばアルゴンガスまたは窒素ガス等の不活性ガス）１６を吹きかけることにより、光導波路部１４を取り外すことができる。
【００９１】
あるいは、図１７に示すように、光導波路部１４上に粘着テープ１５０を貼り付けた後剥がすことにより、光導波路部１４を凸部１２の上面１２ａから取り外すことができる。なお、この場合において、凸部１２の上面１２ａにあらかじめ撥液処理を施しておくと、光導波路部１４の取り外しが容易となる。
３．作用効果
本実施の形態の光導波路１００およびその製造方法によれば、第１の実施の形態の光導波路１１４およびその製造方法と同様の作用効果を有する。加えて、本実施の形態の光導波路１００およびその製造方法は、以下に示す作用効果を有する。
【００９２】
（１）第１に、光導波路部１４の大きさおよび形状を厳密に制御することができる。すなわち、光導波路部１４の形状は液滴１４ｂの吐出量によって制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光導波路部１４を含む光導波路１００を得ることができる。
【００９３】
上記作用効果について、図面を参照して詳述する。図３３は、前述した本実施の形態に係る光導波路１００の製造工程において、凸部１２と光導波路部の前駆体１４ａとの接合部分の近傍を模式的に示す断面図であり、具体的には、図１５（ｂ）における断面の拡大図である。
【００９４】
図３３は、光導波路部１４を形成するための液体材料が、基体１０上に吐出された状態を示している。すなわち、図３３は、光導波路部の前駆体１４ａを硬化させる前の状態、言い換えれば、前記液体材料からなる光導波路部の前駆体１４ａが基体１０上に設置されている状態を示している。
【００９５】
図３３において、γＬは液体材料（光導波路部の前駆体１４ａ）の表面張力であり、γＳＬは基体１０と前記液体材料との界面張力である。本実施の形態に係る光導波路の製造方法によれば、図３３に示すように、光導波路部の前駆体１４ａは凸部１２の上面１２ａ上に形成される。これにより、凸部１２の側面１２ｂが光導波路部の前駆体１４ａで濡れない限り、光導波路部の前駆体１４ａには凸部１２の表面張力は作用せず、光導波路部の前駆体１４ａの表面張力γＬが主に作用する。このため、光導波路部の前駆体１４ａを形成するために吐出する液滴の量を調整することによって、光導波路部の前駆体１４ａの形状を制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光導波路部１４を得ることができる。また、本実施の形態の光導波路１００の製造方法によれば、図６に示すように、円形に近い形状の断面を有する光導波路部１４を得ることができる。これにより、光の伝搬効率に優れた光導波路を得ることができる。
【００９６】
（２）第２に、光導波路部１４の設置位置を厳密に制御することができる。前述したように、光導波路部１４は、凸部１２の上面１２ａに対して液滴１４ｂを吐出して、光導波路部の前駆体１４ａを形成した後、光導波路部の前駆体１４ａを硬化させることにより形成される（図１５（ｂ）参照）。一般に、吐出された液滴の着弾位置を厳密に制御するのは難しい場合が多い。しかしながら、この方法によれば、特に位置合わせを行なうことなく凸部１２の上面１２ａ上に光導波路部１４を形成することができる。すなわち、凸部１２の上面１２ａに対して単に液滴１４ｂを吐出することによって、位置合わせを行なうことなく光導波路部の前駆体１４ａを形成することができる。言い換えれば、凸部１２を形成する際のアライメント精度にて光導波路部の前駆体１４ａを形成することができる。これにより、設置位置が制御された光導波路部１４を簡易に得ることができる。
【００９７】
（３）第３に、凸部１２の上面１２ａの形状を設定することによって、光導波路部１４の形状を設定することができる。すなわち、凸部１２の上面１２ａの形状を適宜選択することによって、所定の機能を有する光導波路部１４を形成することができる。例えば、変形例（図９〜図１２）に示したように、凸部の上面の形状を適宜選択することにより、分岐や曲部を有する光導波路を簡便な方法にて形成することができる。したがって、凸部の上面の形状が異なる複数の凸部を基体上に形成することにより、異なる形状を有する光導波路部を同一の基体上に複数設置することもできる。
【００９８】
（４）第４に、光導波路部１４は、前述したように、液滴１４ｂを吐出して前駆体１４ａを形成した後この前駆体１４ａを硬化させて形成される。このため、図８に示すように、光導波路部１４の端面１４ｃが曲面である。すなわち、光導波路部１４の端面１４ｃが曲面であることにより、この端面１４ｃが、光導波路部１４から出射する光を集光するレンズとして機能する。これにより、光導波路部１４から出射した光を例えば光素子等に結合させる際に、光の結合効率を高めることができる。その結果、光を集光するための光学部材等を用いた複雑な光学系が不要となる。
【００９９】
［第３の実施の形態］
１．光導波路の構造
図１８，図２０，図２２，図２４はそれぞれ、第３の実施の形態の光導波路の一例を示す断面図である。また、図１９，図２１，図２３，図２５はそれぞれ、図１８，図２０，図２２，図２４に示す光導波路を模式的に示す平面図である。なお、図１８，図２０，図２２，図２４はそれぞれ、図１９，図２１，図２３，図２５のＡ−Ａにおける切断面を示している。
【０１００】
なお、図１８〜図２５に示す各光導波路において、前述の第２の形態の光導波路１００と同じ構成を有する部分には同じ符号を付して、詳しい説明は省略するものとする。
【０１０１】
本実施の形態の光導波路においては、図１８〜図２５に示すように、凸部の形状が、第２の実施の形態の光導波路１００（図６〜図８参照）を構成する凸部１２の形状と異なる。また、本実施の形態においては、基体１０上に土台部材が設置されており、この土台部材が凸部である場合を示す。
【０１０２】
また、前述したように、凸部の立体形状は特に限定されるわけではないが、少なくともその上面上に光導波路部を設置することができる構造であることが必要とされる。以下、図１８〜図２５に示す光導波路（光導波路１０４〜１０７）についてそれぞれ説明する。
【０１０３】
（Ａ）図１８および図１９に示す光導波路１０４では、凸部２２の上面２２ａと側面２２ｂとのなす角θが鋭角である。ここで、凸部２２の側面２２ｂとは、凸部２２の側部において上面２２ａに接する面をいう。凸部２２においては、凸部２２の側部が凸部２２の側面２２ｂである。
【０１０４】
光導波路部１４は、第２の実施の形態の光導波路部１４と同様の工程にて形成される。すなわち、凸部２２の上面２２ａに対して液滴を吐出して、光導波路部１４の前駆体（図示せず）を形成した後、該前駆体を硬化させることにより形成される。ここで、凸部２２の上面２２ａと側面２２ｂとのなす角θが鋭角であることにより、凸部２２の上面２２ａに対して液滴を吐出する際に、凸部２２の側面２２ｂが液滴で濡れるのを防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光導波路部１４を確実に形成することができる。
【０１０５】
（Ｂ）図２０および図２１に示す光導波路１０５では、凸部３２の上部３２ｃが逆テーパ状である。言い換えれば、凸部３２はひさし型形状を有する。この場合においても、凸部３２の上面３２ａと、側面３２ｂ（凸部３２の側部において上面３２ａに接する面）とのなす角θが鋭角となる。この構成によれば、凸部３２の安定性を保持しつつ、凸部３２の上面３２ａと側面３２ｂとのなす角θをより小さくすることができる。これにより、凸部３２の側面３２ｂが液滴で濡れるのを確実に防止することができる。この結果、所望の形状および大きさを有する光導波路部１４をより確実に形成することができる。
【０１０６】
また、凸部３２は、第２の実施の形態の光導波路１００の凸部１２と同様に、ポリイミド系樹脂からなる。
【０１０７】
（Ｃ）図２２および図２３に示す光導波路１０６では、凸部３２の断面形状が台形である。
【０１０８】
（Ｄ）図２４および図２５に示す光導波路１０７では、凸部６２の上面６２ａが曲面である。前述の光導波路においてはいずれも、凸部の上面が平面からなる場合を示したが、図２４および図２５に示す光導波路１０７では、凸部６２の上面６２ａが曲面である。また、光導波路部３４は、光導波路部１４と同じ方法にて、かつ同じ材質からなることができる。
【０１０９】
光導波路１０７によれば、ほぼ円球状の光導波路部３４を、凸部６２の上面６２ａ上に設置することができる。なお、前述した実施形態の光導波路（図６〜図１３および図１８〜図２３参照）においても、凸部の上面を曲面にすることができる。また、光導波路１０７において、凸部６２の上面６２ａの形状および大きさや、光導波路部３４を形成するために用いる液滴の量を調整することによって、楕円球状の光導波路部を形成することもできる。この場合、前記光導波路の断面は楕円である。
２．光導波路の製造方法
次に、本実施の形態の光導波路１０４〜１０７（図１８〜図２５参照）のうち、光導波路１０５（図２０および図２１参照）の製造方法について、図２６（ａ）〜図２６（ｅ）を参照して説明する。図２６（ａ）〜図２６（ｅ）はそれぞれ、図２０および図２１に示す光導波路１０５の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【０１１０】
（１）凸部３２の形成
本実施の形態の光導波路１０５の製造方法は、凸部３２のパターニング工程を除いて、第２の実施の形態の光導波路１００の製造方法と同様である。このため、ここでは、凸部３２のパターニング工程について主に説明する。
【０１１１】
まず、基体１０上に樹脂層３２ｘを形成した後、所定のパターンのレジスト層Ｒ１を形成する（図２６（ａ）〜図２６（ｃ）参照）。ここまでの工程は、前述の第２の実施形態の光導波路１００の製造方法（図１４（ａ）〜図１４（ｃ）参照）と同様である。
【０１１２】
次に、レジストを変質させない程度の温度（例えば１３０℃）で熱処理を行なう。この熱処理においては樹脂層３２ｘの上面側から熱を加えることにより、樹脂層３２ｘのうち基体１０側部分よりも、樹脂層３２ｘの上面側（レジスト層Ｒ１側）部分の硬化の度合いを大きくするのが望ましい。
【０１１３】
次いで、レジスト層Ｒ１をマスクとして、樹脂層３２ｘをウエットエッチングする。この工程において、レジスト層Ｒ１の直下部分すなわち樹脂層３２ｘの上部は、他の部分と比較してエッチャントの侵入速度が遅いためエッチングされにくい。また、前記熱処理により、樹脂層３２ｘの上面側部分の硬化の度合いが、基体１０側部分の硬化の度合いよりも大きくなっている。これにより、樹脂層３２ｘの上面側部分は、基体１０側部分よりもウエットエッチングにおけるエッチングレートが小さい。このため、該ウエットエッチング時において、樹脂層３２ｘの上面側部分は基体１０側部分に比較してエッチング速度が遅いため、樹脂層３２ｘの上面側部分は基体１０側部分と比較してより多く残存する。これにより、上部３２ｃが逆テーパ状に形成された凸部３２を得ることができる（図２６（ｄ）参照）。次いで、レジスト層Ｒ２を除去する（図２６（ｅ）参照）。
【０１１４】
（Ｂ）光導波路部１４の形成
次いで、光導波路部１４を形成する。光導波路部１４を形成する方法は、第２の実施の形態の光導波路部１４の形成方法と同様であるため、説明を省略する。以上により、光導波路１０５が得られる（図２０および図２１参照）。
３．作用効果
本実施の形態の光導波路１０５およびその製造方法によれば、第１および第２の実施の形態の光導波路およびその製造方法と同様の作用効果を有する。加えて、本実施の形態の光導波路およびその製造方法は、光導波路の構造および光導波路の製造方法の欄で述べた作用効果を有する。
【０１１５】
［第４の実施の形態］
１．光導波路の構造
図２７は、第４の実施の形態の光導波路１０８を模式的に示す断面図である。図２８は、図２７に示す光導波路１０８を模式的に示す平面図である。なお、図２７は、図２８のＡ−Ａにおける切断面を示している。
【０１１６】
本実施の形態の光導波路１０８は、図２７および図２８に示すように、基体１０に設けられた凸部（土台部材）１２と、凸部１２の上面１２ａ上に設けられた光導波路部１４と、光導波路部１４を覆う被覆層１６０と含む。具体的には、図２７および図２８に示すように、本実施の形態の光導波路１０８は、第２の実施の形態の光導波路１００を、被覆層１６０で埋め込んで形成されたものである。
【０１１７】
この被覆層１６０は、光導波路部１４よりも屈折率が小さい。また、凸部１２は、光導波路部１４よりも屈折率が小さい。すなわち、光導波路部１４は、光導波路部１４よりも屈折率が小さい層（被覆層１６０および凸部１２）で被覆されている。言い換えれば、この光導波路１０８においては、光導波路部１４がコアとして機能し、凸部１２および被覆層１６０がクラッドとして機能する。なお、被覆層１６０の材質は特に限定されないが、例えば樹脂を用いることができる。
【０１１８】
また、この場合、凸部１２および被覆層１６０を、屈折率がほぼ等しい材質にて形成することができる。これにより、光ファイバの構造と同様に、光導波路部１４の周囲をすべて、ほぼ同一の屈折率を有する材質で覆うことができる。
２．光導波路の製造方法
本実施の形態の光導波路は、第２の実施の形態の光導波路１００（図６〜図８参照）に対して、光導波路部１４を被覆層１６０で埋め込むことにより形成することができる。被覆層１６０の形成は、被覆層１６０の材質や膜厚によって適宜選択することができる。例えば、被覆層１６０が樹脂からなる場合、ディスペンサ法、インクジェット法、スピンコート法、蒸着法、ＬＢ法などが例示できる。
３．作用効果
本実施の形態の光導波路１０８およびその製造方法によれば、第１および第２の実施の形態の光導波路およびその製造方法と同様の作用効果を有する。加えて、本実施の形態の光導波路１０８およびその製造方法は、以下の作用効果を有する。
【０１１９】
本実施の形態の光導波路１０８によれば、光導波路部１４よりも屈折率が小さい層（被覆層１６０および凸部１２）で光導波路部１４が被覆されていることにより、光導波路部１４からの光の漏れを低減できる。これにより、光導波路部１４内を伝搬する光の伝搬効率をより高めることができる。
【０１２０】
また、光導波路部１４が被覆層１６０で埋め込まれていることにより、光導波路部１４を凸部１２の上面１２ａ上に強固に固定することができる。
【０１２１】
なお、本実施の形態の光導波路１０８は、第２の実施の形態の光導波路１００に被覆層１６０を形成した場合について示したが、第１および第３の実施の形態の光導波路においても同様に、必要に応じて、これらの光導波路に被覆層を形成することができる。
【０１２２】
［第５の実施の形態］
１．光導波路の構造
図２９は、第５の実施の形態の光導波路１０９を模式的に示す断面図である。図３０は、図２９に示す光導波路１０９を模式的に示す平面図である。なお、図２９は、図３０のＡ−Ａにおける切断面を示している。
【０１２３】
本実施の形態の光導波路１０９は、図２９および図３０に示すように、基体１０に設けられた凸部（第１の凸部）１２と、光導波路部１４と、第２の凸部７２と、被覆層７４とを含む。
【０１２４】
より具体的には、図２９および図３０に示すように、この光導波路１０９は、第２の実施の形態の光導波路１００を含む。また、２つの第２の凸部７２は、この光導波路１００を挟むように設置されている。さらに、被覆層７４は、この光導波路１００を埋め込んでいる。また、この被覆層７４は、その一部が２つの第２の凸部７２の上面７２ａ上に形成されている。
【０１２５】
第２の凸部７２は、第１の凸部１２と平行に配置されている。具体的には、図３０に示すように、２つの第２の凸部７２が、第１の凸部１２を挟むように形成され、かつ、第１の凸部１２とともに、Ｘ方向と平行な方向に延びている。
【０１２６】
被覆層７４は、光導波路部１４よりも屈折率が小さい。第１の凸部１２もまた、光導波路部１４よりも屈折率が小さい。すなわち、光導波路部１４は、光導波路部１４よりも屈折率が小さい層（被覆層７４および第１の凸部１２）で被覆されている。言い換えれば、この光導波路１０９においては、光導波路部１４がコアとして機能し、第１の凸部１２および被覆層７４がクラッドとして機能する。
【０１２７】
被覆層７４の材質は特に限定されないが、例えば樹脂を用いることができる。本実施の形態の光導波路１０９においては、被覆層７４が、光導波路部１４と同様に、エネルギーを付与することによって硬化可能な液体材料を硬化させて形成される場合について説明する。
２．光導波路の製造方法
次に、本実施の形態の光導波路の製造方法について、図３１（ａ）および図３１（ｂ）を用いて説明する。図３１（ａ）および図３１（ｂ）はそれぞれ、図２９および図３０に示す光導波路１０９の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【０１２８】
（１）第１の凸部１２、光導波路部１４、第２の凸部７２の形成
本実施の形態では、まず、第２の実施の形態の光導波路１００を形成する。この光導波路１００の製造方法については、第２の実施の形態の欄（図１４（ａ）〜図１４（ｅ）および図１５（ａ）〜図１５（ｃ）参照）で説明したので、ここでは詳しい説明は省略する。
【０１２９】
次いで、基体１０に、２つの第２の凸部７２を形成する。この２つの第２の凸部７２の間に第１の凸部１２が形成され、かつ、この２つの第２の凸部７２が第１の凸部１２と平行に延びるように、２つの第２の凸部７２を形成する。
【０１３０】
あるいは、光導波路１００を形成した後に第２の凸部７２を形成するかわりに、この凸部７２を、光導波路１００の凸部（第１の凸部）１２を形成する工程と同時に形成してもよい。
【０１３１】
以上により、光導波路１００と、第２の凸部７２とを形成する（図３１（ａ）参照）。光導波路１００は、図３１（ａ）に示すように、第１の凸部１２および光導波路部１４を含む。
【０１３２】
（２）被覆層７４の形成
次いで、被覆層７４を形成する。本実施の形態においては、この被覆層７４が光導波路部１４と同様に、エネルギーを付与することによって硬化可能な性質を有する液体材料を用いて形成される。
【０１３３】
まず、液滴（第２の液滴）７４ｂを、光導波路部１４および第２の凸部７２上面７２ａ上に吐出する。ここで、２つの第２の凸部７２に挟まれている領域を「第２の凸部７２より内側」とし、第２の凸部７２を基準として第１の凸部１２が形成されている側と反対側を「第２の凸部７２より外側」とする。この工程では、着弾した液滴７４ｂが、第２の凸部７２よりも外側に設置されないように、液滴７４ｂの吐出量を調整する。また、液滴７４ｂの吐出方法は、第２の実施の形態にて光導波路部１４を形成する場合と同様の方法を用いることができる。このため、詳しい説明は省略する。以上の工程により、被覆層前駆体７４ａが形成される（図３１（ｂ）参照）。
【０１３４】
この被覆層前駆体７４ａは、第２の凸部７２の上面７２ａ上に形成され、かつ、光導波路部１４を覆っている。より具体的には、図３１（ｂ）に示すように、第１の凸部１２および光導波路部１４が被覆層前駆体７４ａによって埋め込まれ、２つの第２の凸部７２の上面７２ａ上に、被覆層前駆体７４ａの一部が形成されている。
【０１３５】
次いで、被覆層前駆体７４ａに対してエネルギーを付与することによって硬化させる。被覆層前駆体７４ａを硬化する方法は、第２の実施の形態にて光導波路部１４を形成する場合と同様の方法を用いることができる。このため、詳しい説明は省略する。以上の工程により、光導波路部１４および被覆層７４を含む光導波路１０９が得られる。
【０１３６】
なお、本実施の形態においては、光導波路１０９が、第２の実施の形態の光導波路１００を含む場合について示したが、光導波路１００のかわりに、第１および第３の実施の形態の光導波路を用いた場合でも同様に、本実施の形態の光導波路を形成することができる。
３．作用効果
本実施の形態の光導波路１０９およびその製造方法によれば、第４の実施の形態の光導波路およびその製造方法と同様の作用効果を有する。加えて、本実施の形態の光導波路１０９およびその製造方法は、以下の作用効果を有する。
【０１３７】
（１）第１に、液滴（第２の液滴）７４ｂを、光導波路部１４および第２の凸部７２上面７２ａ上に吐出して、被覆層前駆体７４ａを形成する。この工程において、被覆層前駆体７４ａを、第２の凸部７２の上面７２ａ上に形成することにより、断面がより円形に近い光導波路１０９を得ることができる。これにより、光導波路部１４からの光の漏れを低減できる。この結果、光の伝搬効率がより優れた光導波路を得ることができる。
【０１３８】
（２）第２に、被覆層前駆体７４ａを形成するために液滴７４ｂを吐出する工程において、２つの第２の凸部７２が第１の凸部１２を挟むように設置されていることにより、第２の凸部７２の上面７２ａ上および第２の凸部７２より内側に、被覆層７４を形成することができる。すなわち、第２の凸部７２を所定の位置に設置することにより、被覆層７４の設置位置、形状および大きさを制御することができる。また、第２の凸部７２を所定の位置に設置してから液滴７４ｂを吐出することにより、必要な部分にのみ被覆層７４を形成することができるため、材料の節約になる。
【０１３９】
ところで、例えば、素子や電気配線が混載された基板上に、第２の実施の形態の光導波路１００を形成する場合、光導波路部１４から外部への光の漏れによって光導波路部１４内での光の伝搬効率が低下するのを防ぐためには、光導波路部１４が被覆層で覆われているのが望ましい。しかしながら、この場合、前記基板上には素子や電気配線が搭載されているため、該基板全体に被覆層を形成することが困難な場合がある。これに対して、本実施の形態の光導波路１０９によれば、光導波路１００を挟むように第２の凸部７２を設置したうえで、液滴７４ｂを吐出して被覆層７４を形成することにより、必要な部分にのみ被覆層７４を形成することができる。これにより、前記素子や電気配線と、光導波路とが混載された基板を形成することができる。
【０１４０】
［第６の実施の形態］
１．回路基板、光モジュール、光伝達装置
図３２は、本実施の形態に係る回路基板５００を模式的に示す斜視図である。
【０１４１】
回路基板５００は、図３２に示すように、第２の実施の形態の光導波路１００と、発光素子２００と、ＩＣ３００，４００とを含む。これらは、基板１１０上に形成されている。
【０１４２】
光導波路１００は、発光素子２００に接続されており、発光素子２００から出射する光を伝搬する。また、発光素子２００とＩＣ３００、ＩＣ３００とＩＣ４００とはそれぞれ、電気配線２１０によって電気的に接続されている。また、光導波路１００および発光素子２００から光モジュールが構成される。この光モジュールは、光伝達装置（図示せず）の一部として用いられる。この光伝達装置は、コンピュータ、ディスプレイ、記憶装置、プリンタ等の電子機器を相互に接続する。
【０１４３】
電気配線２１０は、第１の実施の形態または第２の実施の形態の光導波路の製造方法と同様の方法にて形成することができる。具体的には、例えば、導電性材料を含む液状の樹脂前駆体を、インクジェット法を用いて基板１１０上に吐出した後硬化させて、電気配線２１０を形成することができる。あるいは、導電性材料を溶媒に分散させて得られた分散液を同様の方法にて吐出した後、溶媒を除去させることにより乾燥させて、電気配線２１０を形成することもできる。
【０１４４】
なお、本実施の形態の回路基板５００において、発光素子２００のかわりに受光素子（図示せず）を設置することもできる。この場合、光導波路１００を伝搬する光が前記受光素子へと入射する。また、本実施の形態の回路基板５００は、第２の実施の形態の光導波路１００を含む場合について示したが、第２の実施の形態の光導波路１００のかわりに、第１，第３〜第５の実施の形態のいずれかの光導波路を用いることができる。
【０１４５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態の光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２】 第１の実施の形態の光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図３】 第１の実施の形態の光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図４】 図３に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図５】 第１の実施の形態の光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図６】 第２の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図７】 第２の実施の形態の光導波路を模式的に示す平面図である。
【図８】 第２の実施の形態の光導波路を模式的に示す側面図である。
【図９】 第２の実施の形態の光導波路の一変形例を模式的に示す平面図である。
【図１０】 図９に示す光導波路を模式的に示す斜視図である。
【図１１】 第２の実施の形態の光導波路の別の一変形例を模式的に示す平面図である。
【図１２】 図１１に示す光導波路を模式的に示す斜視図である。
【図１３】 第２の実施の形態の光導波路の別の一変形例を模式的に示す断面図である。
【図１４】 図１４（ａ）〜図１４（ｅ）はそれぞれ、図６〜図８に示す光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１５】 図１５（ａ）および図１５（ｂ）はそれぞれ、図６〜図８に示す光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１６】 光導波路部の前駆体の取り外し方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図１７】 光導波路部の前駆体の取り外し方法の別の一例を模式的に示す断面図である。
【図１８】 第３の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図１９】 図１８に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図２０】 第３の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図２１】 図２０に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図２２】 第３の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図２３】 図２２に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図２４】 第３の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図２５】 図２４に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図２６】 図２６（ａ）〜図２６（ｅ）はそれぞれ、図２０および図２１に示す光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２７】 第４の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図２８】 図２７に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図２９】 第５の実施の形態の光導波路を模式的に示す断面図である。
【図３０】 図２９に示す光導波路を模式的に示す平面図である。
【図３１】 図３１（ａ）および図３０（ｂ）はそれぞれ、図２９および図３０に示す光導波路の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図３２】 第６の実施の形態の回路基板を模式的に示す断面図である。
【図３３】 図１５（ｂ）における断面の拡大図である。
【符号の説明】
１０ 基体、 １２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２ 凸部、 １２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，８２ａ，９２ａ 凸部の上面、 １２ｂ，２２ｂ，３２ｂ 凸部の側面、 １２ｘ，３２ 樹脂層、１４，８４，９４ 光導波路部、 １４，３４ 光導波路部、 １４ａ 光導波路部の前駆体、 １４ｂ，７４ｂ 液滴、 １５ エネルギー、 １６ ガス、 １７ 液滴吐出口、 ３２ｃ 凸部の上部、 ７４ 被覆層、 ７４ａ 被覆層前駆体、 ８２ｂ 曲部、 ９２ｂ 分岐、 １００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９ 光導波路、 １１０基板、 １１４ａ 光導波路前駆体、 １１４ｂ 液滴、 １３０，２３０ マスク、 １５０ 粘着シート、 １６０ 被覆層、１８０ 撥液パターン、 ２００ 発光素子、 ２１０ 電気配線、 ３００，４００ ＩＣ、 ５００ 回路基板、 Ｒ１，Ｒ２ レジスト層
Claims (35)
- （ａ）基体に凸部を形成し、
（ｂ）前記凸部の上面に対して液滴を吐出して、光導波路部の前駆体を形成し、
（ｃ）前記前駆体を硬化させて、前記凸部よりも屈折率が大きい光導波路部を該凸部上に形成すること、を含み、
前記光導波路部の端面は、曲面であり、
前記凸部における前記光導波路部の設置面は、前記凸部の上面と一致する、光導波路の製造方法。 - 請求項１において、
前記（ａ）において、前記基体上に土台部材を設置することにより、該基体に凸部を形成する、光導波路の製造方法。 - 請求項１において、
前記（ａ）において、前記基体に溝を形成することにより、該基体に凸部を形成する、光導波路の製造方法。 - 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記前駆体の硬化は、エネルギーの付加により行なわれる、光導波路の製造方法。 - 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記液滴は、エネルギーを付与することによって硬化可能な性質を有する、光導波路の製造方法。 - 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記液滴の吐出は、インクジェット法により行なわれる、光導波路の製造方法。 - 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記（ｂ）において、前記光導波路部の断面の最大幅が前記凸部の断面の幅より大きくなるように、該光導波路部を形成する、光導波路の製造方法。 - 請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記（ｂ）において、前記光導波路部が前記凸部に接するように、該光導波路部を形成する、光導波路の製造方法。 - 請求項１ないし８のいずれかにおいて、
さらに、（ｄ）前記光導波路部よりも屈折率が小さい層で、該光導波路部を被覆すること、を含む、光導波路の製造方法。 - 請求項１ないし９のいずれかにおいて、
さらに、（ｅ）前記光導波路部を、前記基体上から取り外すこと、を含む、光導波路の製造方法。 - 請求項１ないし１０のいずれかにおいて、
さらに、（ｆ）前記液滴を吐出する前に、前記液滴に対する前記凸部の上面の濡れ性を調整すること、を含む、光導波路の製造方法。 - （ａ）基体に第１の凸部を形成し、
（ｂ）前記第１の凸部と平行に、かつ前記第１の凸部を挟むように２つの第２の凸部を前記基体に形成し、
（ｃ）第１の液滴を前記第１の凸部の上面に対して吐出して、光導波路部の前駆体を形成し、
（ｄ）前記光導波路部の前駆体を硬化させて、光導波路部を形成し、
（ｅ）前記第２の凸部の上面上に形成され、かつ、前記光導波路部を覆う被覆層前駆体を形成し、
（ｆ）前記被覆層前駆体を硬化させて、前記光導波路部よりも屈折率が小さい被覆層を形成すること、を含む、光導波路の製造方法。 - 請求項１２において、
前記（ｅ）において、前記被覆層前駆体は、第２の液滴を、前記光導波路部および前記第２の凸部の上面に対して吐出することにより形成される、光導波路の製造方法。 - 請求項１２または１３において、
前記（ｂ）において、前記第２の凸部を２つ形成し、かつ、前記２つの第２の凸部の間に前記第１の凸部が配置されるようにする、光導波路の製造方法。 - 請求項１２ないし１４のいずれかにおいて、
前記第１および第２の液滴は、エネルギーを付与することによって硬化可能な性質を有する、光導波路の製造方法。 - 請求項１２ないし１５のいずれかにおいて、
前記被覆層前駆体の硬化は、エネルギーの付加により行なわれる、光導波路の製造方法。 - 請求項１２ないし１６のいずれかにおいて、
前記第１および前記第２の液滴の吐出は、インクジェット法により行なわれる、光導波路の製造方法。 - 基体に設けられた凸部と、
前記凸部上に設けられた光導波路部と、を含み、
前記凸部は、前記光導波路部よりも屈折率が小さく、
前記光導波路部の端面は、曲面であり、
前記凸部における前記光導波路部の設置面は、前記凸部の上面と一致する、光導波路。 - 請求項１８において、
前記光導波路部の周囲には、被覆層が形成され、
前記凸部の屈折率と前記被覆層の屈折率とがほぼ等しい、光導波路。 - 請求項１８または１９において、
前記凸部は、前記基体上に形成された土台部材である、光導波路。 - 請求項１８ないし２０のいずれかにおいて、
前記凸部は、前記基体と一体化して形成されている、光導波路。 - 請求項１８ないし２１のいずれかにおいて、
前記光導波路部の断面の最大幅は、前記凸部の断面の幅より大きい、光導波路の製造方法。 - 請求項１８ないし２２のいずれかにおいて、
前記凸部は、前記光導波路部と接している、光導波路の製造方法。 - 請求項１８ないし２３のいずれかにおいて、
前記光導波路部の断面は、切断円状または切断楕円状である、光導波路。 - 請求項１８ないし２１のいずれかにおいて、
前記光導波路部の断面は、円または楕円である、光導波路。 - 請求項１８ないし２５のいずれかにおいて、
前記光導波路部は、１つ以上の曲部を有する、光導波路。 - 請求項２５において、
前記凸部の上面は、曲面である、光導波路。 - 請求項１８ないし２４のいずれかにおいて、
前記凸部の上面と、前記凸部の側部において該上面に接する面とのなす角が鋭角である、光導波路。 - 請求項１８ないし２４のいずれかにおいて、
前記凸部の上部は、逆テーパ状に形成されている、光導波路。 - 請求項１８ないし２９のいずれかにおいて、
前記光導波路部よりも屈折率が小さい層で埋め込まれている、光導波路。 - 基体に設けられた第１の凸部と、
前記第１の凸部の上面上に設けられた光導波路部と、
前記第１の凸部と平行に、かつ前記第１の凸部を挟むように配置された２つの第２の凸部と、
前記光導波路部を覆い、かつ、その一部が前記第２の凸部の上面上に設けられた被覆層と、
を含む、光導波路。 - 請求項３１において、
前記第２の凸部を２つ含み、
前記第１の凸部は、前記２つの第２の凸部の間に配置されている、光導波路。 - 請求項１８ないし３２のいずれかに記載の光導波路と、ＩＣと、光素子と、を含む、回路基板。
- 請求項１８ないし３２のいずれかに記載の光導波路と、光素子と、を含む、光モジュール。
- 請求項３４に記載の光モジュールを含む、光伝達装置。
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