JPH08160239A

JPH08160239A - 高分子光導波路の製造方法

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Publication number: JPH08160239A
Application number: JP6300807A
Authority: JP
Inventors: Haato Debitsudo; ハートデビッド
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1996-06-21
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: EP0718646A1; JP3151364B2; DE69527260T2; DE69527260D1; EP0718646B1; US5716556A

Abstract

(57)【要約】【目的】基板間の間隙を無くして、各コア間における
光の漏洩がない、光導波特性に優れた高分子光導波路の
製造方法を提供する。【構成】キャピラリとなる溝のパターンが形成された
パターン基板のパターン面を平面基板に密着させてその
溝によりキャピラリを形成した後、光導波路のコアの原
料であるモノマ溶液６を毛細管現象によりキャピラリに
充填させてから、モノマ溶液を高分子化させることを特
徴とする高分子光導波路の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イメージスキャナ等、
様々な光学デバイスに応用される高分子光導波路の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光導波路は、屈折率ｎ１の誘電体材料
が、ｎ１より小さい屈折率の誘電体材料の間に配置され
て形成されるものである。このような光導波路に光が入
射されると、それぞれの誘電体の屈折率が異なるので、
入射された光は、高屈折率ｎ１の誘電体内部においてそ
の全てが繰り返し反射され、光導波路に沿って導波され
る。このようにして、光は１点から別の点へ伝播され
る。

【０００３】光導波路には、プレーナ型光導波路とチャ
ネル型光導波路とがある。プレーナ型光導波路とは、光
が導波する部分（コア）が平面状に形成されているもの
で、これに対し、チャネル型導波路とは、線状にコアが
形成されているものである。つまり、プレーナ型光導波
路は、光の進行方向が一次元的に制限されるものであ
り、一方、チャネル型光導波路は、導波路の形状が曲が
ったようにパターン化されていても光が導波できるの
で、二次元的に光の進行方向が制限されるものである。

【０００４】また、光導波路の製造方法には、無機材料
や有機材料を用いた多くのものがある。無機材料を用い
た光導波路の製造方法においては、局所的に屈折率を変
化させるのに、イオン交換プロセスが用いられる。例え
ば、ガラス内のナトリウムイオンは、融解させた窒化銀
が容れられた容器内で３３０℃、３０分間ガラスシート
を浸しておくだけで、銀イオンと交換することができ
る。このようにして銀を含ませた領域は、高い屈折率を
もち、光導波路のコアとして作用する。しかしながら、
無機材料から光導波路を製造するには、材料自体と作製
工程のコストのため、コストが高くなってしまう。

【０００５】一方、有機材料を用いても、光導波路を製
造することができ、例えば、次のような原理のものがあ
る。まず、高分子材料中に感光性の添加物を添加し、そ
こに紫外線を露光させて選択的に高分子化させ、その
後、加熱して、その周囲よりも高い屈折率をもつ未露光
部の添加物を除去することにより、光導波路を形成す
る。しかしながら、この製造方法の原理は簡単ではある
が、実際のデバイスを実現するためには、多くの製造工
程を必要とする。

【０００６】有機材料を用いた他の光導波路の製造方法
としては、レーザビーム法、反応性イオンエッチング法
（ＲＩＥ法）、湿式エッチング法等を用いて、薄膜を選
択的に除去し、光導波路を形成するようなものもある。

【０００７】これらの他に、有機材料を用いた光導波路
の製造方法として、生産コストが低いものが、Electron
ics Letters,1993,Vol.29,No4,pp.309-401（Fabricatio
n ofLow Polymer Wavegides using Injection Mouldin
g Technology)に提案されている。この光導波路の製造
方法は、キャピラリとなる溝のパターンが形成されたパ
ターン基板作製を、高分子材料を用いた射出成形法によ
り行い、これによりチャネル型の高分子光導波路を製造
するものである。この高分子光導波路の製造方法は、射
出成形法を用いるので生産性に優れており、安価で量産
性に優れた高分子光導波路を提供することができる。

【０００８】これの製造方法について、図５から図７を
用いて説明する。まず、キャピラリとなる溝のパターン
が形成されたパターン基板を作製するための射出成形用
の金型の作製について図５を用いて説明する。

【０００９】第１に、図５（ａ）に示すように、シリコ
ン基板２０上に、紫外線用のフォトレジスト２１を塗布
する。このとき、フォトレジスト２１の厚さは、最終的
なパターン基板の溝の深さとなるので、パターン基板の
設計に応じて設定されるものである。また、ここで、基
板としてシリコン基板を用いたが、これは、後の工程で
電気メッキ技術を用いるからであり、この他にも種々の
ものが用いられ、ガラス上に酸化インジウム錫がコート
されたＩＴＯ基板等の導電性基板であればよい。

【００１０】それから、図５（ｂ）に示すように、溝の
パターンが描画されたマスク２２を用いた紫外線２３に
よる露光を行い、これを現像すると、図５（ｃ）に示す
ように、フォトレジスト２１をパターニングすることが
できる。

【００１１】次に、電気メッキ技術により、図５（ｄ）
に示すように、上記のようにしてパターン化されたフォ
トレジスト２１上に、ニッケルや亜鉛等の金属材料を電
着させて金属薄板２４を形成し、図５（ｅ）に示すよう
なフォトレジストのパターンが転写された金型２５を作
製することができる。なお、このような金型２５は、比
較的大きな光導波路のコアを形成するものであれば、金
属研削技術を用いて加工することができる。

【００１２】上記のようにして作製した金型２５を用い
れば、通常の射出成形機によって、図６のようにＰＭＭ
Ａ（polymethyl methacrylate）等の高分子材料からな
る高分子パターン基板１を作製することができる。ここ
で用いる射出成形技術は、光ディスクの製造に用いられ
ているような通常の技術であり、ＰＭＭＡ等の高分子材
料を用いて、６μｍの幅で６μｍの深さの矩形の溝形状
のパターンをもつようなパターン基板を作製することが
できる。

【００１３】次いで、このようにして作製したパターン
基板の溝部１に導波路のコア用の高分子の原料となるポ
リマ前駆体材料を充填して、ＰＭＭＡ等の高分子材料か
らなる平面基板をパターン基板の溝部に接するように密
着させた後、紫外線照射等で高分子化させることによ
り、重水素置換されたＥＧＤＭＡ（ethleneglycol dime
thacrylate）等の高分子材料からなる光導波路のコアを
形成することができる。この後、上記のようにして形成
した光導波路のコアがある面を平面基板に張り合わせ
る。ここで、重水素置換とは、水素を重水素に置換する
ことをいう。

【００１４】なお、パターン基板及び平面基板と、光導
波路のコアとは、ＰＭＭＡと重水素置換されたＥＧＤＭ
Ａとの組み合わせのように、光導波路のコアの屈折率の
方が高くなるように、それぞれの屈折率が異なる材料を
用いる（ＰＭＭＡとＥＧＤＭＡとの組み合わせの場合、
ＥＧＤＭＡの屈折率の方が、ＰＭＭＡの屈折率より高
い）。

【００１５】以上のようにして、図７に示すように、平
面基板２が上部クラッド、パターン基板１が下部クラッ
ドとなり、パターン基板の溝部に形成された高分子材料
がコア８となる高分子光導波路を製造することができ
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高分子光導波路の製造方法により作製した光導波路
は、図８に示すように、平面基板２とパターン基板１と
の間に、コア用の高分子材料の原料がはみ出した状態で
高分子化されてしまい、１〜１０μｍ程度の厚い間隙８
ａが生じてしまう。したがって、この間隙８ａのため、
この光導波路に光を入射させると、光が間隙８ａに漏洩
し、デバイス全体に拡散してしまい、光導波路のコア８
を正常に伝播することができなくなってしまう。この間
隙８ａの厚さは、入射させる光の波長や導波路のコアの
屈折率等に依存するが、通常１μｍ以下でも、損失の原
因となるとされているものである。

【００１７】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであって、キャピラリとなる溝のパタ
ーンが形成されたパターン基板のパターン面を平面基板
に密着させてキャピラリを形成して、そのキャピラリに
高分子材料からなるコアを形成した高分子光導波路にお
いて、パターン基板と平面基板との間の間隙を無くし
て、各コア間における光の漏洩がない、光導波特性に優
れた高分子光導波路の製造方法を提供することを目的と
している。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、高分子光導波路の製造方法において、
キャピラリとなる溝のパターンが形成されたパターン基
板のパターン面を平面基板に密着させてその溝によりキ
ャピラリを形成した後、光導波路のコアの原料であるモ
ノマ溶液を毛細管現象によりキャピラリに充填させてか
ら、モノマ溶液を高分子化させている。

【００１９】また、本発明では、高分子光導波路の製造
方法において、キャピラリとなる溝のパターンが形成さ
れたパターン基板のパターン面を平面基板に密着させて
その溝によりキャピラリを形成した後、キャピラリの一
方の開口部を封止し、そのキャピラリの内部と光導波路
のコアの原料であるモノマ溶液の周囲とを真空にし、キ
ャピラリの封止していない他方の開口部をモノマ溶液に
浸し、そのモノマ溶液の周囲を真空から大気圧まで徐々
に変化させることによりそのモノマ溶液をキャピラリに
充填させてから、そのモノマ溶液を高分子化させてい
る。

【００２０】また、本発明では、高分子光導波路の製造
方法において、キャピラリとなる溝のパターンが形成さ
れたパターン基板のパターン面を平面基板に密着させて
その溝によりキャピラリを形成した後、キャピラリの一
方の開口部を光導波路のコアの原料であるモノマ溶液に
浸し、そのキャピラリの他方の開口部を真空引きするこ
とによりモノマ溶液をキャピラリに充填させてから、そ
のモノマ溶液を高分子化させている。

【００２１】

【作用】本発明の高分子光導波路の製造方法によれば、
上記のように光導波路のキャピラリにコアの原料となる
モノマ溶液を毛細管現象により充填させた後、そのモノ
マ溶液を高分子化しているので、従来のもののように、
パターン基板と平面基板との境界面にモノマ溶液が回り
込んで間隙を形成することがない。

【００２２】さらに、本発明によれば、光導波路のキャ
ピラリへモノマ溶液を充填させるときに、毛細管現象を
補助するように、キャピラリ内部とモノマ溶液周囲との
真空を用いた圧力変化を利用しているので、比較的長い
キャピラリや粘度の高い状態でモノマ溶液を充填させる
ときにでも、速やかに充填工程を行うことができる。

【００２３】また、本発明によれば、光導波路のキャピ
ラリへモノマ溶液を充填させるときに、毛細管現象を補
助するように、キャピラリの一方の開口部を真空引きし
て、モノマ溶液を吸入してキャピラリへ充填しているの
で、比較的長いキャピラリや粘度の高い状態でモノマ溶
液を充填させるときにでも、速やかに充填工程を行うこ
とができる。

【００２４】したがって、本発明によれば、パターン基
板と平面基板との境界に間隙を形成しないので、各コア
間の漏洩光によるクロストークがなく光導波特性に優れ
た高分子光導波路を実現することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。なお、従来の技術で説明したものと同じ
構成要素については、同一の符号を用いる。第１の実施
例として、光導波路のキャピラリへモノマ溶液を充填さ
せるときに、毛細管現象を補助するように、キャピラリ
内部とモノマ溶液周囲との真空を用いた圧力変化を利用
した高分子光導波路の製造方法について説明する。ま
た、この実施例では、パターン基板及び平面基板の材料
としてＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）を用い、
光導波路のコアの材料としてＤＡＩ（diallyl isophthl
ate）を用いている。

【００２６】パターン基板は、従来の技術において述べ
たものと同様にして作製することができるので、本実施
例でのパターン基板の作製について、従来の技術の説明
に用いた図５を用いて詳細に説明する。まず、図５
（ａ）のように膜厚が８μｍのフォトレジスト膜２１を
シリコン基板２０上に形成し、次に、図５（ｂ）に示す
ように、フォトリソグラフィ技術を用いて溝パターンの
転写を行う。即ち、このフォトレジスト膜２１にマスク
２２を密着させて紫外線２３を露光すると、マスク２２
の溝２２ａ、２２ｂのパターンがフォトレジスト膜２１
に転写される。すると、図５（ｃ）に示すように、キャ
ピラリとなる溝２１ａ、２１ｂのパターンが形成され
る。ここで、この溝２１ａ、２１ｂの幅も８μｍとし
た。

【００２７】それから、パターン化されたフォトレジス
ト膜の表面に、塩化ニッケル（■）の水溶液を用いて電
気メッキ法により、図５（ｄ）に示すように、厚さが１
０μｍのニッケル製の金属薄板２４を形成する。そし
て、このようにして形成した金属薄板２４のパターン面
の反対側の平面に、図示しない支持板をエポキシベース
の接着剤を用いて接着する。

【００２８】最後に、レジスト剥離剤を用いて、フォト
レジスト膜２１を溶解することにより、金属薄板２３を
シリコン基板２０から分離させると、図５（ｅ）に示す
ような、射出成形機に使用可能な８μｍ矩形の凸部２５
ａ、２５ｂをもった凸形状のパターンをもった金型２５
を作製することができる。

【００２９】上記のようにして作製した金型２５を用い
れば、従来の技術で前述したのと同様に、図６のように
して、射出成形技術により高分子材料としてＰＭＭＡを
用いて、溝形状のパターンをもったパターン基板１を作
製することができる。なお、本実施例では、パターン基
板１の厚さは、溝部がないところで２ｍｍとした。ま
た、図７に２として示した平面基板も、高分子材料とし
てＰＭＭＡを用いて、射出成形技術により作製すること
ができ、本実施例では、２ｍｍのものを射出成型技術に
より作製した。ここで、ＰＭＭＡは、射出成形に用いる
のに適しており、かつ、光学特性に優れたものである。

【００３０】なお、パターン基板１のサイズについて、
厚さは前述のとおり２ｍｍとしたが、縦と横の長さは、
溝の長さ方向を５ｃｍで、溝の幅方向を２．５ｃｍと
し、一方、平面基板の縦と横の長さもパターン基板のサ
イズと同様に５ｃｍ×２．５ｃｍとした。

【００３１】次いで、上記のようにして作製したパター
ン基板と平面基板とを密着させる工程について、図１を
用いて説明する。図１（ａ）に示すように、パターン基
板１と平面基板２とをクランプ用治具３の内部にセッテ
ィングし、クランプ用治具３によりパターン基板１と平
面基板２とを密着させる。すると、パターン基板の溝部
が空洞状になりキャピラリ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１
ｅ、１ｆが形成される。そして、図１（ｂ）に示すよう
に、パターン基板１と平面基板２とを密着させて形成さ
れる四側面のうち、モノマの吸入口となるキャピラリ１
ａ〜１ｆの一方の開口部のある面１０ａを除いた三側
面、側面１０ｂ、１０ｃ及び図１の紙面の裏面に相当す
る図示されない面を、エポキシ樹脂等からなる低真空用
のシール用樹脂１１を用いて封止する。これにより、キ
ャピラリ１ａ〜１ｆのモノマの吸入口とはならない他方
の開口部も封止されたことになる。

【００３２】クランプ用治具３は、厚さが５ｍｍのアル
ミ合金製の２枚の金属板３ａ、３ｂと、ネジ３ｃ、３ｄ
及び図示されないネジの合計６個のネジから構成され
る。そして、このクランプ用治具３は、パターン基板１
及び平面基板２を曲げたり破損させることなく、パター
ン基板１及び平面基板２を密着するのに充分な圧力を与
えるように、その周囲を６個のネジを用いて固定するも
のである。

【００３３】なお、パターン基板１及び平面基板２をク
ランプ用治具３によりクランプする際には、パターン基
板１及び平面基板２が歪曲すると、高精度な光導波路を
形成することができないので、パターン基板１及び平面
基板２が歪曲しないように、均一に圧力を与えるように
クランプしなければならない。

【００３４】そして、後述する工程において、クランプ
されたパターン基板１及び平面基板２をコア用高分子の
原料のモノマ溶液に浸すとき、即ちキャピラリ１ａ〜１
ｆの開口端をモノマ溶液に接触させてモノマをキャピラ
リ１ａ〜１ｆに充填するときに、気泡が混入されること
がないように、パターン基板１及び平面基板２の端面１
０ａは、同一平面になるように配置してクランプしなけ
ればならない。

【００３５】なお、本実施例では、クランプ用治具とし
て、アルミニウム合金からなる金属板とネジから構成さ
れるものを用いたが、これに限定されるものではなく、
基板を密着させるために圧力をかけるのに水圧応用機構
を用いたものなどでもよく、基板の大きさや形状等によ
り適宜に設計されるものである。

【００３６】次いで、上記のようにしてパターン基板と
平面基板とを密着させたもののキャピラリに、コアの原
料であるモノマ溶液を充填する工程について、図２を用
いて説明する。上記のようにしてパターン基板１及び平
面基板２をクランプ用治具３によりクランプしたもの
を、図２（ａ）に示すように、真空室４内の保持具５に
セッティングする。ここで保持具５は、クランプ用治具
３を上下方向に移動可能な構成になっている。また、真
空室４の内部には、５％の過酸化ベンゾイルを含むＤＡ
Ｉのモノマ溶液６が入れられた容器７が、クランプ用治
具３の真下に位置するように配置される。なお、ＤＡＩ
モノマ溶液６中に含有される過酸化ベンゾイルは、加熱
されると、ＤＡＩのモノマを高分子化させる重合剤とし
て作用するものである。

【００３７】次に、真空室４内を、１０^- ⁴ Ｔｏｒｒの
真空度まで真空引きして、ＤＡＩのモノマ溶液６に含ま
れる気体を取り除かれるまで、脱ガス処理を施し、その
後、保持具５を用いてクランプ用治具３を下方向に移動
させ、図１で示したキャピラリ１ａ〜１ｆの開口部をＤ
ＡＩモノマ溶液６に浸す。

【００３８】それから、真空室４内部を、真空から大気
圧まで徐々に変化するようにリークさせると、キャピラ
リ内部の圧力が、ＤＡＩモノマ溶液６の周囲の圧力より
相対的に小さくなるので、ＤＡＩモノマ溶液６がキャピ
ラリ内部に吸入される。このように、比較的長いキャピ
ラリにモノマを充填させる場合には、毛細現象による効
果を補助するように、真空を用いた圧力変化を利用すれ
ば、キャピラリへのモノマの充填工程を行うことができ
る。

【００３９】このようにして、キャピラリ内にＤＡＩモ
ノマ溶液６が充填され、真空室４内が大気圧に達した
後、クランプ用治具３を、保持具５から取り外してオー
ブンを用いて８５℃の温度で６時間加熱して、ＤＡＩモ
ノマ溶液６を高分子化させる。

【００４０】ここで、モノマが高分子化されると、その
高分子は、パターン基板１と平面基板２との接着剤とし
ても作用するので、光導波路パターンが形成された部分
が接着に充分な領域（接着面）となり、クランプ用治具
３を取り外しても、パターン基板１及び平面基板２をク
ランプする必要はなくなる。なお、より細い光導波路パ
ターンの場合には、接着用のダミーパターンを形成する
ことにより、基板の接着に充分な部分（接着面）を光導
波路に接触するようにすればよい。

【００４１】最後に、以上のようにして作製した高分子
光導波路の表面を、０．５μｍ以下のサイズのダイアモ
ンド含有懸濁液を用いた標準的な研磨機器により、研磨
して、シール用樹脂を取り去る。以上のようにして、本
発明による高分子光導波路を作製することができる。

【００４２】ここで、本発明の高分子光導波路の製造方
法に用いる高分子材料の選定について説明する。第１
に、高分子光導波路のコアに光を導波させるためには、
クラッドとして作用するパターン基板及び平面基板の高
分子材料の屈折率は、コアの屈折率が基板の屈折率より
も小さくなければならない。

【００４３】第２に、高分子光導波路のコアにおける光
結合、即ち光をコアに入射させたりコアからの出射光を
取り出したりするときに用いる光学部品等との結合にお
いて、高分子光導波路の光学特性に大きく影響を受ける
ので、これを考慮しなければならない。そのため、光導
波路の光学特性を表す一つのパラメータとしてＮ．Ａ．
（開口数）がある。このＮ．Ａ．は、光導波路のコアと
クラッドの屈折率により求めることができ、コアの屈折
率をｎ_core、クラッド（基板）の屈折率をｎ_cladとする
と、下式で表される。

【００４４】Ｎ．Ａ．＝（（ｎ_core）²−（ｎ_clad）²）^１／２例えば、光導波路に光を入射させる光結合を考えた場
合、このＮ．Ａ．は、どれ位の広い角度からの光が光導
波路内を導波する光として取り入れられるかを表す指標
となり、その値が大きいほど広い角度からの光が光導波
路内に取り入れられる。そして、レンズを用いて光導波
路に光を入射させる光結合を考えると、レンズのＮ．
Ａ．が光導波路のＮ．Ａ．より大きければ、光導波路内
を導波しない、即ち光導波路内に取り入れられない光の
成分が生じるので、光導波路の入射端側のレンズのＮ．
Ａ．を光導波路のＮ．Ａ．より小さいものを用いる。こ
のように、実際の光デバイスの光学系の設計において
は、Ｎ．Ａ．が重要なファクタとなる。

【００４５】典型的な基板に用いられる高分子材料とし
ては、光学特性に優れ、温度安定性や化学安定性にも優
れているＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａ
ｃｒｙｌａｔｅ）やポリカーボネイト等のようなアクリ
ル高分子がよく用いられるので、実際の光結合に用いる
他の光学部品の光学特性に応じて、Ｎ．Ａ．とこれらの
基板材料の屈折率とを考慮して、コアの屈折率によりコ
アの高分子材料を選択すればよい。

【００４６】第３に、モノマ材料は、光導波路のコアを
作製するのに液体状態で用いることができるものでなけ
ればならず、かつ基板にもちいる高分子材料を溶解させ
るものであってはいけない。

【００４７】また、モノマが高分子化する、即ち重合反
応の際に、副生成物を生じないもので、比較的低温（１
００℃以下）で反応するものが望ましい。

【００４８】本実施例では、上記の点を考慮して、パタ
ーン基板及び平面基板の材料としてＰＭＭＡ（polymeth
yl methacrylate）を用い、光導波路のコアの材料とし
てＤＡＩ（diallyl isophthlalate）を用いてた。

【００４９】本実施例で作製した高分子光導波路では、
ＰＭＭＡ高分子の屈折率が１．４９であり、ＤＡＩの屈
折率が１．５９であったので、Ｎ．Ａ．が０．５５であ
った。

【００５０】上記のようにして作製した高分子光導波路
のコアの入射端に、倍率が２０倍でＮ．Ａ．が０．４で
ある顕微鏡用対物レンズを用いて、光を入射させて、そ
の高分子光導波路のコアの出射端からの出射光を観察し
た。ここで、前述のとおり、本実施例で作製した高分子
光導波路のＮ．Ａ．が０．５５であったので、入射端に
おける光結合を考慮して、顕微鏡様態物レンズのＮ．
Ａ．が０．４のものを用いた。この観察結果として、一
つのコアの出射端からの出射光を拡大したものを図３に
示す。図３からも明らかなように、本実施例において作
製した高分子光導波路は、パターン基板１と平面基板２
との境界面においてコア８の原料となるモノマ溶液の回
り込みがなく間隙を形成することがないので、入射光が
その境界面で漏洩することなく、入射光が入射したコア
８のみを良好に導波してそのコア８の出射端のみから出
射されていた。

【００５１】第２の実施例として、上記第１の実施例と
は異なり、光導波路のキャピラリへモノマ溶液を充填さ
せるときに、毛細管現象を補助するように、キャピラリ
の一方の開口部を真空引きして、モノマ溶液を吸入して
キャピラリへ充填してものについて説明する。

【００５２】パターン基板及び平面基板の作製は、第１
の実施例と同様にして作製した。そして、パターン基板
と平面基板とを密着させるのに、図１に示したクランプ
用治具３を用いてクランプし、第１の実施例と同様に行
った。ただし、第１の実施例では、クランプ用治具によ
りパターン基板と平面基板とをクランプした後、シール
用樹脂を用いて三側面の封止をしたが、本実施例では、
必要がないので、シール用樹脂を用いた封止は行わなか
った。しかし、必要に応じて、図１に示した側面１０
ｂ、１０ｃのみに、シール用樹脂を用いた封止をしても
よい。また、基板材料やモノマ材料についても、第１の
実施例と同様のものを用いた。

【００５３】次に、コアの原料であるモノマ溶液のキャ
ピラリへの充填にていて、図４を用いて説明する。パタ
ーン基板及び平面基板をクランプ用治具によりクランプ
したものを、図４に示すように、キャピラリ１ａ、１ｂ
の一方の開口部を、容器７に容れられたモノマ溶液６に
浸しす。そして、一方の端部が図示しない真空装置に接
続された真空引き管１５の先端を、モノマ溶液６に浸し
ていないキャピラリの他方の開口部にあてっがえば、キ
ャピラリ１ａ、１ｂにモノマ溶液を充填することができ
る。なおここで、図４に示すように、真空引き管の先端
に、光導波路の真空引きをする面の全体を覆うような形
状のゴム製等のカバー１６を取り付けて真空引きすれ
ば、全てのキャピラリを同時に真空引きすることができ
る。

【００５４】この後は、上記第１の実施例と同様にし
て、キャピラリに充填したモノマを高分子化させた。た
だし、本実施例では、シール用樹脂を用いた封止を行わ
なかったので、第１の実施例で行った光導波路表面の研
磨工程は、省略することができる。以上のようにして、
第２の実施例における高分子光導波路を作製することが
できる。

【００５５】上記のように第２の実施例において作製し
た高分子光導波路を用いて、第１の実施例と同条件で、
光を入射させて、その出射端から出射される出射光を観
察した結果、第１の実施例と同様に図３に示したものと
同じ観察結果が得られた。すなわち、パターン基板１と
平面基板２との境界面においてコア８の原料となるモノ
マ溶液の回り込みがなく間隙を形成することがないの
で、入射光がその境界面で漏洩することなく、入射光が
入射したコア８のみを良好に導波してそのコア８の出射
端のみから出射されていた。

【００５６】なお、上記第２の実施例において、コアの
原料となるモノマ溶液の脱ガス工程については説明を省
略したが、この工程は、より高精度な光導波路を製造す
るためには必要な工程である。

【００５７】なお、上記第１及び第２の実施例におい
て、パターン基板の溝の数即ちキャピラリの数につい
て、図はあくまでも概念的に表したものであり、これら
に限定されるものではない。また、キャピラリの形状に
ついても、上記実施例に限定されるものではなく、直線
上のものばかりでなく、曲線部を有するようなキャピラ
リでもかまわない。

【００５８】また、上記第１及び第２の実施例では、キ
ャピラリに充填したモノマを加熱することにより高分子
化させたが、これに限定されるものではなく、紫外線を
照射することにより高分子化させるなど、用いるモノマ
材料によって適宜選定されるものである。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、光導波路のキャピラリにコアの原料となるモノ
マ溶液を毛細管現象により充填させた後、そのモノマ溶
液を高分子化して高分子光導波路を製造するので、従来
のもののように、パターン基板と平面基板との境界面に
モノマ溶液が回り込んで間隙を形成することがない。し
たがって、この基板の境界面において、それぞれのコア
からの漏洩光が発生してクロストークを生じることな
く、入射光を正確に導波させることができる。また、基
板を射出成形技術を用いて作製できるので、曲線を有す
るコアや、他のデバイス用部品を同じ一回の射出成形工
程で一体化させて作製できるなど、様々な形状の設計に
対応でき、設計の自由度が非常に高く、かつ光導波路特
性に優れた光導波路を実現することが可能となる。

【００６０】さらに、請求項２及び請求項３に記載の発
明によれば、光導波路のキャピラリへモノマ溶液を充填
させるときに、毛細管現象を補助するように、キャピラ
リ内部とモノマ溶液周囲との真空を用いた圧力変化を利
用しているので、比較的長いキャピラリや粘度の高い状
態でモノマ溶液を充填させるときにでも、速やかに充填
工程を行うことができるので、非常に生産性に優れた光
導波路を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施例のパターン基板と平
面基板との密着工程を及び封止工程を示す図である。

【図２】本発明による第１の実施例のコアの原料のモノ
マ溶液をキャピラリに充填する工程を示す図である。

【図３】本発明により作製した高分子光導波路の出射端
からの出射光の観察結果を示す図である。

【図４】本発明による第２の実施例のコアの原料のモノ
マ溶液をキャピラリに充填する工程を示す図である。

【図５】高分子光導波路を構成するパターン基板を作製
するための金型の製造工程を示す図である。

【図６】高分子光導波路を構成するパターン基板を金型
を用いて作製する工程を示す図である。

【図７】従来の高分子光導波路の製造方法の製造工程を
示す図である。

【図８】従来の高分子光導波路の製造方法により製造し
た高分子光導波路のコアの出射端の拡大図である。

【符号の説明】

１パターン基板１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆキャピラリ２平面基板３クランプ用治具４真空室５保持具６モノマ溶液７容器８コア１１シール用樹脂１５真空引き管１６カバー２０シリコン基板２１フォトレジスト膜２２マスク２３紫外線２４金属薄板２５金型

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャピラリとなる溝のパターンが形成さ
れたパターン基板のパターン面を平面基板に密着させて
前記溝によりキャピラリを形成した後、光導波路のコア
の原料であるモノマ溶液を毛細管現象により前記キャピ
ラリに充填させてから、前記モノマ溶液を高分子化させ
ることを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
【請求項２】キャピラリとなる溝のパターンが形成さ
れたパターン基板のパターン面を平面基板に密着させて
前記溝によりキャピラリを形成した後、前記キャピラリ
の一方の開口部を封止し、該キャピラリの内部と光導波
路のコアの原料であるモノマ溶液の周囲とを真空にし、
前記キャピラリの封止していない他方の開口部を前記モ
ノマ溶液に浸し、該モノマ溶液の周囲を真空から大気圧
まで徐々に変化させることにより該モノマ溶液を前記キ
ャピラリに充填させてから、前記モノマ溶液を高分子化
させることを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
【請求項３】キャピラリとなる溝のパターンが形成さ
れたパターン基板のパターン面を平面基板に密着させて
前記溝によりキャピラリを形成した後、前記キャピラリ
の一方の開口部を光導波路のコアの原料であるモノマ溶
液に浸し、前記キャピラリの他方の開口部を真空引きす
ることにより前記モノマ溶液を前記キャピラリに充填さ
せてから、前記モノマ溶液を高分子化させることを特徴
とする高分子光導波路の製造方法。