WO2011138856A1 - 光学装置および光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

　光学装置の製造方法は、基材（１）上に、光導波路が形成されたフィルム（２）を設ける工程と、光学部品（３）を、フィルム（２）上に固定する工程と、基材（１）と、光学部品（３）が固定されたフィルム（２）とを分離する工程とを含む。

Description

光学装置および光学装置の製造方法

　本発明は、光学装置および光学装置の製造方法に関する。

　近年、光通信分野において、石英系の光導波路にかえて、フレキシブルなフィルム状の光導波路（光導波路フィルム）が開発されている。
　たとえば、特許文献１には、光導波路フィルムを形成する技術が開示されている。

　具体的には、基板上に下部クラッド用の樹脂組成物を塗布し、その後、この下部クラッド用の樹脂組成物に凹部を形成する。次に、凹部にコア用の樹脂組成物を充填する。その後、上部クラッド用の樹脂組成物を塗布し、さらに、基板を取り外すことで、光導波路フィルムが得られると開示されている。

国際公開２００４／１０４０５９号パンフレット

  以上のような特許文献１に開示された技術では、以下のような課題（第一の課題）が生じることがわかった。
　特許文献１に開示された手順で光導波路フィルムを形成し、その後、光導波路フィルム上に光学部品を搭載した場合、光学部品と光導波路フィルムとの位置ずれが生じ、光学部品と光導波路フィルムとの間で光の伝播損失が起こることがわかった。
　また、以上のような特許文献１に開示された技術では、以下のような課題（第二の課題）が生じることがわかった。
　コア領域上には、上部クラッドが設けられているが、上部クラッドのうち、光学部品が搭載される部分と、他の部分とは同じ材料で構成されている。そのため、たとえば、光学部品の搭載部分に適した材料と、光学部品が搭載されない部分に適した材料の双方を使用することができず、クラッド部の設計が制限され、最適な構成の光学装置を提供することができない。

　本発明者らは第一の課題について鋭意検討を行った結果、光学部品と光導波路フィルムとの位置ずれは、光導波路フィルムを基板から剥離した際の光導波路フィルムの収縮に起因するものであることがわかった。
　本発明は、このような知見に基づいたものであり、
　本発明によれば、
　基材上に、光導波路が形成されたフィルムを設ける工程と、
　光学部品を、前記フィルム上に固定する工程と、
　前記基材と、前記光学部品が固定された前記フィルムとを分離する工程とを含む光学装置の製造方法が提供される。

　この発明によれば、基材上に光導波路が形成されたフィルムを設けた状態で、光学部品を搭載している。その後、基材を分離することで、光導波路が形成されたフィルムのうち、光学部品が搭載された部分の収縮を抑制できる。
　これにより、光学部品と、光導波路との位置ずれを防止でき、光損失の少ない光学装置を提供することができる。

　また、本発明者らは、第二の課題について鋭意検討を行い、以下の発明を発案した。
　すなわち、本発明によれば、
　コア領域と、フィルム面と平行な方向から前記コア領域を挟む一対のクラッド領域とが形成されたフィルムと、
　前記フィルムの前記フィルム面上であり、前記コア領域上に設けられる光学部品と、
　前記フィルムの前記フィルム面上に設けられ、前記光学部品と、前記コア領域との間に配置される第一クラッド部と、
　前記フィルムの前記フィルム面の前記光学部品搭載領域以外の領域上に設けられる第二クラッド部とを備え、
　第一クラッド部の材料と、第二クラッド部の材料とが異なる光学装置も提供できる。

　この発明によれば、第一クラッド部の材料と、第二クラッド部の材料とを異なるものとすることで、第一クラッド部、第二クラッド部それぞれに適した材料を選択することができ、クラッド部の設計の自由度があがる。たとえば、第一クラッド部の材料を弾性率の高いものとし、第二クラッド部の材料を比較的弾性率が低く、フレキシブルな材料とすることができる。

　本発明によれば、光損失の少ない光学装置を製造するための光学装置の製造方法およびクラッド部の設計の自由度の高い光学装置が提供される。

　上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
本発明の光学装置の製造工程を示す斜視図である。 本発明の光学装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の光学装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の光学装置の製造工程を示す斜視図である。 本発明の光学装置の製造工程を示す斜視図である。 本発明の光学装置の製造工程を示す斜視図である。 本発明の光学装置を示す斜視図である。 実施例における評価方法を示す図である。 比較例における評価方法を示す図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１～図７を参照して説明する。
　はじめに、本実施形態の概要について説明する。

　本実施形態の光学装置の製造方法は、
　基材１上に、光導波路が形成されたフィルム２（以下、光導波路フィルム２という場合もある）を設ける工程と、
　光学部品３を、フィルム２上に固定する工程と、
　基材１と、光学部品３が固定されたフィルム２とを分離する工程とを含む。

　次に、本実施形態の光学装置の製造方法について説明する。
　はじめに、図１に示すように、基材１上に、光導波路フィルム２を設ける。
　光導波路フィルム２は、以下のようにして形成することができる。
　まず、感光性樹脂組成物を用意する。この感光性樹脂組成物は特に限定されないが、たとえば、
（Ａ）環状オレフィン樹脂と、
（Ｂ）（Ａ）とは屈折率が異なり、かつ、環状エーテル基を有するモノマーおよび環状エーテル基を有するオリゴマーのうち少なくともいずれか一方と、
（Ｃ）光酸発生剤と、を備える。
　（Ａ）の環状オレフィン樹脂は、感光性樹脂組成物のフィルム成形性を確保するために添加されるものであり、ベースポリマーとなるものである。
　ここで、環状オレフィン樹脂は、無置換のものであってもよいし、水素が他の基により置換されたものであってもよい。環状オレフィン樹脂としては、たとえばノルボルネン系樹脂や、ベンゾシクロブテン系樹脂である。
　なかでも、耐熱性、透明性等の観点からノルボルネン系樹脂を使用することが好ましい。

　ノルボルネン系樹脂としては、例えば、
（１）ノルボルネン型モノマーを付加（共）重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加（共）重合体、
（２）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα－オレフィン類との付加共重合体、
（３）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体のような付加重合体、
（４）ノルボルネン型モノマーの開環（共）重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、
（５）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα－オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、
（６）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加したポリマーのような開環重合体が挙げられる。これらの重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等が挙げられる。

　これらのノルボルネン系樹脂は、例えば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。

　これらの中でも、ノルボルネン系樹脂としては、付加（共）重合体が好ましい。付加（共）重合体は、透明性、耐熱性および可撓性に富むことからも好ましい。
　なかでも、ノルボルネン系樹脂は、重合性基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位や、アリール基を含む置換基を有するノルボンネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。

　重合性基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位としては、エポキシ基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位、（メタ）アクリル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位、および、アルコキシシリル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位のうちの少なくとも１種が好適である。これらの重合性基は、各種重合性基の中でも、反応性が高いことから好ましい。

　また、このような重合性基を含むノルボルネンの繰り返し単位を、２種以上含むものを用いれば、可撓性と耐熱性の両立を図ることが出来る。

　一方、アリール基を含む置換基を有するノルボンネンの繰り返し単位を含むことにより、アリール基は、疎水性が極めて高いため、吸水による寸法変化等をより確実に防止することができる。

　さらに、ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。なお、アルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。

　アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高くなるため、高いフレキシビリティ（可撓性）を付与することができる。

　また、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、特定の波長領域（特に、８５０ｎｍ付近の波長領域）の光に対する透過率が優れることからも好ましい。

　以上のようなノルボルネン系樹脂は、脱離性基を有するものであることが好ましい。ここで、脱離性基とは、酸の作用により離脱するものである。
　具体的には、分子構造中に、－Ｏ－構造、－Ｓｉ－アリール構造および－Ｏ－Ｓｉ－構造のうちの少なくとも１つを有するものが好ましい。かかる酸離脱性基は、カチオンの作用により比較的容易に離脱する。
　具体的には、以下のようなノルボルネン系樹脂を使用することが好ましい。式（１）に示される化合物はたとえば、ヘキシルノルボルネン（ＨｘＮＢ）と、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランとをＮｉ触媒下で反応させることで得ることができる。

（Ｒ７は、炭素数１～１０のアルキル基を表し、ｉは、０～３の整数を表し、ｐ_５／ｑ_５が２０以下である）

（（Ｂ）環状エーテル基を有するモノマー、環状エーテル基を有するオリゴマー）
　次に、（Ｂ）の成分について説明する。
　（Ｂ）は、環状エーテル基を有するモノマーおよび環状エーテル基を有するオリゴマーのうち少なくともいずれか一方である。この成分（Ｂ）は、（Ａ）の樹脂と屈折率が異なり、かつ、（Ａ）の樹脂と相溶性のあるものであればよい。成分（Ｂ）と、（Ａ）の樹脂との屈折率差は、０．０１以上であることが好ましい。
　なお、成分（Ｂ）の屈折率は、（Ａ）の樹脂よりも高いものであってもよいが、成分（Ｂ）は、（Ａ）の樹脂よりも屈折率が低いことが好ましい。

　（Ｂ）の環状エーテル基を有するモノマー、環状エーテル基を有するオリゴマーは、酸の存在下において開環により重合するものである。モノマー、オリゴマーの拡散性を考慮すると、このモノマーの分子量（重量平均分子量）、オリゴマーの分子量（重量平均分子量）は、それぞれ１００以上、４００以下であることが好ましい。
　（Ｂ）は、たとえば、オキセタニル基あるいは、エポキシ基を有する。このような環状エーテル基は、酸により開環しやすいため、好ましい。

　オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーとしては、たとえば、式（２）や、式（３）が使用できる。これらを使用することで波長850nm近傍での透明性に優れ、可撓性と耐熱性の両立が可能という利点がある。また、これらを単独でも混合して用いても差し支えない。式（２）や、式（３）としては、東亜合成製、ＤＯＸ、ＣＡＳ＃１８９３４－００－４、東亜合成製　ＣＨＯＸ、ＣＡＳ＃４８３３０３－２５－９等がある。

　また、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーとしては、たとえば、以下のようなものがあげられる。このエポキシ基を有するモノマー、オリゴマーは、酸の存在下において開環により重合するものである。
　エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーとしては、エポキシノルボルネン（プロメラス社製　ＥｐＮＢ）、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製　Ｚ－６０４０）、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン（東京化成製　Ｅ０３２７）を使用することができる。
　さらに、3、4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3、'4'-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート（ダイセル化学社製　セロキサイド２０２１Ｐ）や、1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン（ダイセル化学社製　セロキサイド２０００）、1,2：8,9ジエポキシリモネン（ダイセル化学社製　セロキサイド３０００）を使用することができる。
　この（Ｂ）成分は、（Ａ）成分１００重量部に対し１重量部以上、５０重量部以下であることが好ましい。なかでも2重量部以上、２０重量部以下が好ましい。これにより、コア／クラッド間の屈折率変調を可能にし、可撓性と耐熱性との両立が図れるという効果がある。

（（Ｃ）光酸発生剤）
　光酸発生剤 としては、光のエネルギーを吸収してブレンステッド酸あるいはルイス酸を生成するものであれば良く、例えば、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス（４－ｔ－ブチルフェニル）スルホニウム－トリフルオロメタンスルホネートなどのスルホニウム塩類、ｐ－ニトロフェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェートなどのジアゾニウム塩類、アンモニウム塩類、ホスホニウム塩類、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、（トリキュミル）ヨードニウム－テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートなどのヨードニウム塩類、キノンジアジド類、ビス（フェニルスルホニル）ジアゾメタンなどのジアゾメタン類、１－フェニル－１－（４－メチルフェニル）スルホニルオキシ－１－ベンゾイルメタン、Ｎ－ヒドロキシナフタルイミド－トリフルオロメタンサルホネートなどのスルホン酸エステル類、ジフェニルジスルホンなどのジスルホン類、トリス（２，４，６－トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（３．４－メチレンジオキシフェニル）－４，６－ビス－（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジンなどのトリアジン類などの化合物を挙げることができる。これらの光酸発生剤は、単独、または複数を組み合わせて使用することができる。

　光酸発生剤の含有量は、（Ａ）成分１００重量部に対し０．０１重量部以上、０．３重量部以下であることが好ましい。なかでも、０．０２重量部以上、０．２重量部以下が好ましい。これにより、反応性の向上という効果がある。

　感光性樹脂組成物は、以上の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の成分に加えて、増感剤等の添加剤を含有していてもよい。
　増感剤は、光に対する光酸発生剤の感度を増大して、光酸発生剤の活性化（反応または分解）に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、光酸発生剤の活性化に適する波長に光の波長を変化させる機能を有するものである。
　このような増感剤としては、光酸発生剤の感度や増感剤の吸収のピーク波長に応じて適宜選択され、特に限定されないが、たとえば、９，１０－ジブトキシアントラセン（ＣＡＳ番号第７６２７５－１４－４番）のようなアントラセン類、キサントン類、アントラキノン類、フェナントレン類、クリセン類、ベンツピレン類、フルオラセン類（fluoranthenes）、ルブレン類、ピレン類、インダンスリーン類、チオキサンテン－９－オン類（thioxanthen-9-ones）が挙げられ、これらを単独または混合物として用いられる。

　増感剤の具体例としては、２－イソプロピル－９Ｈ－チオキサンテン－９－オン、４－イソプロピル－９Ｈ－チオキサンテン－９－オン、１－クロロ－４－プロポキシチオキサントン、フェノチアジン（phenothiazine）またはこれらの混合物が挙げられる。
　増感剤の含有量は、感光性樹脂組成物中で、０．０１重量％以上であるのが好ましく、０．５重量％以上であるのがより好ましく、１重量％以上であるのがさらに好ましい。なお、上限値は、５重量％以下であるのが好ましい。

　次に、以上のような感光性樹脂組成物を使用してフィルムを製造する方法について説明する。図２～図３は、基材１の長手方向と直交する方向からの断面図である。
　ここでは、成分（Ｂ）が、（Ａ）環状オレフィン樹脂よりも屈折率が低い感光性樹脂組成物を使用する。

　はじめに、図２（Ａ）に示すように、感光性樹脂組成物を、溶媒に溶かしてワニス２０を構成し、このワニス２０を基材１上に塗布する。
　感光性樹脂組成物をワニス状に調整する溶媒としては、たとえば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２－ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４－ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）などのエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブなどのセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、メシチレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドンなどの芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）などのアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２－ジクロロエタンなどのハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチルなどのエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホランなどの硫黄化合物系溶媒の各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒が挙げられる。
　基材１としては、たとえば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、ガラス等があげられるが、コスト、柔軟性、しなやかさの観点からＰＥＴフィルムが好ましい。

　次に、基材１上にワニス２０を塗布した後、乾燥させて、溶媒を蒸発（脱溶媒）させる。これにより、図２（Ｂ）に示すように、ワニス２０は、光導波路形成用のフィルム２１となる。
　ここで、ワニス２０を塗布する方法としては、たとえば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法の方法が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。

　次に、フィルム２１に対し、選択的に光（たとえば、紫外線）を照射する。
　図３（Ａ）に示すように、フィルム２１の上方に開口が形成されたマスクＭを配置する。このマスクＭの開口を介して、フィルム２１に対し、光（図３（Ａ）の矢印）を照射する。
　フィルム２１のうち、光が照射された領域では、光酸発生剤から酸が発生することとなる。発生した酸により、成分（Ｂ）が重合する。
　光が照射されていない領域では、光酸発生剤から酸が発生しないため、成分（Ｂ）は重合しない。照射部分では、成分（Ｂ）が重合しポリマーとなるため、成分（Ｂ）量が少なくなる。これにより、未照射部分の成分（Ｂ）が照射部分に拡散し、これにより、照射部分と未照射部分とで屈折率差が生じる。
　ここで、成分（Ｂ）が、環状オレフィン樹脂よりも屈折率が低い場合には、未照射部分の成分（Ｂ）が照射部分に拡散することで、未照射部分の屈折率が高くなるとともに、照射部分の屈折率は低くなる。
　なお、成分（Ｂ）が重合したポリマーと、環状エーテル基を有するモノマーとの屈折率差は、０以上、０．００１以下程度であり、屈折率は略同じであると考えられる。

　さらに、（Ａ）として、脱離性基を有する環状オレフィン樹脂を使用している場合には、以下の作用が生じる。
　光を照射した部分では、光酸発生剤から発生した酸により、環状オレフィン樹脂の脱離性基が脱離することとなる。－Ｓｉ－アリール構造、－Ｓｉ－ジフェニル構造および－Ｏ－Ｓｉ－ジフェニル構造等の脱離性基の場合、離脱により樹脂の屈折率が低下することとなる。そのため、照射部分の屈折率は低下することとなる。

　このように本実施形態の感光性樹脂組成物を使用した場合には、光酸発生剤から発生する酸により、成分（Ｂ）の重合を開始させることが可能である。

　次に、フィルム２１を加熱する。この加熱工程において、光を照射した照射部分の成分（Ｂ）がさらに重合する。一方で、この加熱工程において、未照射部分の成分（Ｂ）は揮発することとなる。これにより、未照射部分では、成分（Ｂ）が少なくなり、環状オレフィン樹脂に近い屈折率となる。

　このフィルム２１においては、図3（Ｂ）に示すように、光が照射された領域がクラッド領域２２となり、未照射領域がコア領域２３となる。コア領域２３の屈折率は、前記クラッド領域２２の屈折率よりも高く、コア領域２３における前記（Ｂ）由来の構造体濃度と、クラッド領域２２における前記（Ｂ）由来の構造体濃度とが異なる。具体的には、コア領域２３における（Ｂ）由来の構造体濃度は、クラッド領域２２における（Ｂ）由来の構造体濃度より低い。
　クラッド領域２２は、コア領域２３よりも屈折率が低く、クラッド領域２２と、コア領域２３との屈折率差は、たとえば、０．０１以上となる。
　以上の工程により、光導波路フィルム２が得られることとなる。なお、図３（Ｂ）は、図１のIV-IV方向の断面図である。
　この光導波路フィルム２は、コア領域２３と、クラッド領域２２とが交互に形成されたものとなる。換言すると、フィルム２は、コア領域２３と、フィルム面と平行な方向からコア領域２３を挟む一対のクラッド領域２２とが形成されたものである。
　本実施形態では、クラッド領域２２、コア領域２３は一方向（フィルム２の長手方向）に直線状に延在するものとなっているが、これに限られるものではない。

　次に、光導波路フィルム２上に光学部品３を搭載する。
　このとき、図４および図５に示すように、接着剤４を介して、光学部品３を光導波路フィルム２に固定する。
　光学部品３としては、光導波路フィルム２へ光を導入するための発光素子、光導波路フィルム２からの光を受光する受光素子、発光素子や受光素子を搭載するための基板、発光素子と基板との積層体、受光素子と基板との積層体等があげられる。
　なお、光学部品３として、基板を搭載する場合、基板上に発光素子（受光素子）を搭載するタイミングは、特に限定されない。たとえば、フィルム２と基材１とを分離した後、基板上に発光素子（受光素子）を搭載してもよい。
　接着剤（第一クラッド部）４は、コア領域２３よりも屈折率が低くクラッドとして機能する。
　ここで接着剤４は液状であってもよく、また、フィルム状であってもよい。
　液状の接着剤４としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の少なくともいずれか１種以上を主成分とするものがあげられ、フィルム状の接着剤４としては、ＳＢシート（共同技研化学株式会社製、アクリル樹脂を主成分とする）等があげられる。
　本実施形態では、光導波路フィルム２の短辺方向に沿った一対の端部上にそれぞれ光学部品３が搭載されるが、これに限られるものではない。光導波路フィルム２の長手方向中心部に光学部品３を搭載してもよい。
　光学部品３は、フィルム面上に配置され、複数のコア領域２３上にまたがるように配置される。また、接着剤４も、フィルム面上に配置され、複数のコア領域２３を被覆する。

　その後、図６に示すように、基材１と、光学部品３が搭載された光導波路フィルム２とを分離する。具体的には、基材１を光導波路フィルム２から手で引き剥がす。
　基材１から光導波路フィルム２を引き剥がすことで、光導波路フィルム２のうち、光学部品３が搭載されていない領域が若干収縮する。
　一方で、光導波路フィルム２のうち、光学部品３が搭載されている領域は、ほとんど収縮しない。
　次に、図７に示すように、光導波路フィルム２表面のうち、光学部品３が搭載されている領域以外の領域をクラッド材（第二クラッド部、第三クラッド部）５でコーティングする。具体的には、光導波路フィルム２の一方のフィルム面のうち、光学部品３が搭載されていない領域および光導波路フィルム２の他方のフィルム面、さらには、光導波路フィルム２の側面をクラッド材５でコーティングする。クラッド材５は、コア領域２３よりも屈折率が低くクラッドとして機能する。
　クラッド材５は、接着剤４とは異なる材料であってもよく、接着剤４とは異なる材料である場合には接着剤４よりも弾性率が低いものであることが好ましい。たとえば、メタクリル樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、ベンゾシクロブテン系樹脂や環状オレフィン系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等から選択される樹脂のうちいずれか１種以上を主成分とするものがあげられる。この中でも、特に好ましくは、ポリビニルブチラール樹脂、環状オレフィン系樹脂（とくに、ノルボルネン樹脂）、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等から選択される樹脂のうちいずれか１種以上を主成分とするものがあげられる。クラッド材５の主成分となる樹脂は、接着剤４の主成分となる樹脂とは異なっていてもよい。たとえば、接着剤４がエポキシ樹脂を主成分とする場合には、クラッド材５は、ポリビニルブチラール樹脂、環状オレフィン系樹脂（とくに、ノルボルネン樹脂）、アクリル樹脂のうちいずれか１種以上を主成分とすることが好ましい。
　このクラッド材５はフィルム２を保護するものである。
　コーティング方法としては、特に限定されないが、光学部品３をマスクで被覆した状態で、光学部品３が搭載された光導波路フィルム２をクラッド材５に浸す方法等があげられる。
　また、クラッド材５の外側にさらに保護するフィルムを形成することもできる。形成方法は特に限定されないが、液状のワニスをコーティングする方法、フィルムを貼り合わせる方法などが挙げられる。
　以上の工程により、光学装置６を得ることができる。

　次に、本実施形態の作用効果について説明する。
　本実施形態では、基材１上に光導波路が形成されたフィルム２を設けた状態で、光学部品３を搭載している。その後、基材１を分離することで、光導波路が形成されたフィルム２のうち、光学部品３が搭載された部分の収縮を抑制できる。
　これにより、光学部品３と、光導波路との位置ずれを防止でき、光損失の少ない光学装置６を提供することができる。

　また、本実施形態では、接着剤４をクラッド機能を有するものとしている。これにより、接着剤４とは別にクラッド領域を設ける必要がなく、製造工程を簡略化することができる。

　さらに、本実施形態では、クラッド材５を設けている。これにより、フィルム２のコア領域をクラッドで囲むことができ、光の伝播損失を確実に抑制することができる。

　また、本実施形態では、フィルム２上に設けられるクラッド部のうち、フィルム２と光学部品３との間に配置される第一クラッド部（接着剤４）の材料と、フィルム２のうち、光学部品３が搭載されていない領域に設けられる第二クラッド部（クラッド材５）の材料とを異なるものとしている。
　これにより、第一クラッド部、第二クラッド部それぞれに適した材料を選択することができ、設計の自由度があがる。たとえば、第一クラッド部の材料を弾性率の高いものとし、第二クラッド部の材料を比較的弾性率が低く、フレキシブルな材料とすることができる。
　このようにすることで、第一クラッド部により、第一クラッド部直下のフィルム２の収縮を抑制することができる。また、比較的弾性率の低い第二クラッド部により、光導波路フィルム２のフレキシブル性を確保し、取り扱い性に優れたものとすることができる。
　ここで、たとえば、第一クラッド部および第二クラッド部の弾性率をいずれも０．３ＭＰａ以上、１０ＧＰａ以下とするとともに、第二クラッド部の弾性率を第一クラッド部の１．１から２０倍の弾性率としてもよい。

　さらに、クラッド材５をフィルム２の他のフィルム面にも塗布することで、フィルム２の一方のフィルム面に形成されるクラッド部と、他のフィルム面に形成されるクラッド部とを同じ材料とすることができ、光学装置６の製造コストの低減を図ることができる。

　なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
　例えば、前記実施形態では、フィルム２の他のフィルム面側にクラッド材５を塗布していたが、これに限られるものではない。たとえば、クラッド材５とは異なる材料のクラッド材を塗布してもよい。
　また、前記実施形態では、光導波路フィルム２を基材１から剥離した後、他のフィルム面にクラッド材５を塗布していたが、これに限らず、たとえば、基材１上にクラッド材を塗布しておき、このクラッド材上に光導波路フィルム２を形成し、光学部品３を搭載した後、クラッド材および光導波路フィルム２を基材１から剥離してもよい。
このような場合、クラッド材としては、基材１から剥離しやすいものであることが好ましく、たとえば、アクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。

　さらには、前記実施形態では、光導波路フィルム２は、（Ａ）環状オレフィン樹脂と、（Ｂ）（Ａ）とは屈折率が異なり、かつ、環状エーテル基を有するモノマーおよび環状エーテル基を有するオリゴマーのうち少なくともいずれか一方と、（Ｃ）光酸発生剤と、を備える感光性樹脂組成物で構成されていたが、これに限られるものではない。
　たとえば、特開２００８－２４１８２３号公報に開示されている組成物を使用してもよい。
　この組成物は、ポリシラン化合物と、シクロペンタジエニル基を配位子として有する有機金属化合物とを含有する。
　シクロペンタジエニル基を配位子として持つ有機金属化合物は、光によるポリシラン化合物の分解を引き起こし、得られる光導波路の屈折率を高めることができる。この有機金属化合物は、金属とシクロペンタジエンとを反応させて得られる。上記金属としては、例えば、チタン、ジルコンおよび鉄を挙げることができる。このような有機金属化合物としては、具体的には、チタノセン系化合物、ジルコノセン系化合物およびフェロセン系化合物を挙げることができる。
「ポリシラン化合物」とは、主鎖がケイ素原子のみからなる高分子をいう。ポリシラン化合物は、直鎖型であってもよく分岐型であってもよい。分岐型が好ましい。光透過率に優れるからである。なお、分岐型と直鎖型は、ポリシラン中に含まれるＳｉ原子の結合状態によって区別される。分岐型ポリシランとは、隣接するＳｉ原子と結合している数（結合数）が、３または４であるＳｉ原子を含むポリシランである。これに対して、直鎖型のポリシランでは、Ｓｉ原子の、隣接するＳｉ原子との結合数は２である。通常、Ｓｉ原子の原子価は４であるので、ポリシラン中に存在するＳｉ原子の中で結合数が３以下のものは、Ｓｉ原子以外に、水素原子、炭化水素基、アルコキシ基等の有機置換基と結合している。好ましい炭化水素基の具体例としては、ハロゲンで置換されていてもよい炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、炭素数６～１４の芳香族炭化水素基が挙げられる。例えば、ポリシランの構造を変化させることにより（すなわち、置換基の種類を適切に選択することにより）、得られる層の屈折率を調整することができる。具体的には、高屈折率が所望の場合はジフェニル基を共重合にて多く導入し、低屈折率を所望の場合はジメチル基を共重合にて多く導入することで調整可能である。
上記ポリシラン化合物は、ハロゲン化シラン化合物をナトリウムのようなアルカリ金属の存在下、ｎ－デカンやトルエンのような有機溶媒中において８０℃以上に加熱することによる重縮合反応によって製造することができる。また、電解重合法や、金属マグネシウムと金属塩化物を用いた方法でも合成可能である。
　このような組成物を使用してフィルム２を形成する場合には、基材１上に前記組成物を塗布し、その後、選択的に光を照射する。光が照射された領域がクラッド領域となり、未照射領域がコア領域となる。光照射後、必要に応じて加熱処理をおこなってもよい。

　次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
　前記実施形態と同様の方法で光学装置６を製造した。
　<ヘキシルノルボルネン（ＨｘＮＢ）／ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン（ｄｉＰｈＮＢ）系コポリマーの合成>
　ＨｘＮＢ（ＣＡＳ番号：第２２０９４－８３－３番）（９．６３ｇ、０．０５４モル）、ｄｉＰｈＮＢ（ＣＡＳ番号：第３７６６３４－３４－３番）（４０．３７ｇ、０．１２６モル）、１－ヘキセン（４．５４ｇ、０．０５４モル）及びトルエン（１５０ｇ）を、ドライボックス内の５００ｍＬ容量シーラムボトルに入れて混合し、さらにオイルバスにおいて８０℃に加熱しながら撹拌して溶液とした。得られた溶液に、（Ｐｄ１４４６）（１．０４×１０^－２ｇ、７．２０×１０^－６モル）及びＮ，Ｎ－ジメチルアニリニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（略称：ＤＡＮＦＡＢＡ）（２．３０×１０^－２ｇ、２．８８×１０^－５モル）を、それぞれ濃縮ジクロロメタン溶液（０．１ｍＬ）の形態で添加した。添加後の混合物を、マグネチックスターラで８０℃において２時間撹拌した。その後、反応混合物（トルエン溶液）をより大きなビーカーに移し変え、これに貧溶媒であるメタノール（１Ｌ）を滴下すると、繊維状の白色固形分が沈殿した。沈殿した固形分をろ過して６０℃のオーブン内で真空乾燥させたところ、乾燥質量１９．０ｇ（収率３８％）の生成物が得られた。得られた生成物の分子量をゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ：ＴＨＦ溶媒、ポリスチレン換算）で測定したところ、質量平均分子量（Ｍｗ）は１１８，０００であり、数平均分子量（Ｍｎ）は６０，０００であった。得られた生成物を１Ｈ－ＮＭＲで測定し、下記構造式で表されるＨｘＮＢ／ｄｉＰｈＮＢ系コポリマー（ｘ＝０．３２、ｙ＝０．６８、ｎ＝５）であることを同定した。このコポリマーの屈折率をプリズムカップリング法で測定したところ、波長６３３ｎｍにおいて、ＴＥモードが１．５６９５、そしてＴＭモードが１．５６８１であった。

　<光導波路形成用ワニスの調製>
　イエローライト下、上記ＨｘＮＢ／ｄｉＰｈＮＢ系コポリマーをメシチレンに溶解して１０質量％のコポリマー溶液（３０ｇ）を調製した。これとは別に、１００ｍＬ容量ガラス瓶に、ＨｘＮＢ（４２．０３ｇ、０．２４モル）及びビス－ノルボルネンメトキシジメチルシラン（ＳｉＸ、ＣＡＳ番号：第３７６６０９－８７－９番）（７．９７ｇ、０．０２６モル）を入れ、さらに２種類の酸化防止剤［Ｃｉｂａ社製Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（０．５ｇ）及びＩｒｇａｆｏｓ１６８（０．１２５ｇ）］を加えてモノマー酸化防止剤溶液を得た。上記のコポリマー溶液３０．０ｇに、上記のモノマー酸化防止剤溶液３．０ｇと、Ｐｄ（ＰＣｙ_３）_２（ＯＡｃ）_２（Ｐｄ７８５）（メチレンクロライド０．１ｍＬあたり、４．９５×１０^－４ｇ、６．２９×１０^－７モル）と、吸収極大波長２２０ｎｍの光酸発生剤［ＲＨＯＤＯＲＳＩＬ（登録商標）ＰＨＯＴＯＩＮＩＴＩＡＴＯＲ　２０７４（ＣＡＳ番号：第１７８２３３－７２－２番）］（メチレンクロライド０．１ｍＬあたり、２．５５×１０^－３ｇ、２．５１×１０^－６モル）とを加えて均一に溶解させた後、細孔径０．２μｍのフィルターでろ過して光導波路形成用ワニスを調製した。

　<光導波路フィルム形成用のフィルムの作製>
　前記実施形態と同様の方法で、光導波路フィルム形成用のフィルムを作製した。厚さ２５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（基材１）の上に、光導波路形成用ワニス１０ｇを注ぎ、これをドクターブレードでほぼ一定の厚さになるように広げて光導波路形成用ワニスの塗膜を形成させた（乾燥前の厚さ７０μｍ）。得られた塗膜をＰＥＴフィルムと共にホットプレート上に配置して５０℃で４５分間加熱することによりトルエンを蒸発させて厚さ５０μｍの乾燥塗膜を得た。
　<光導波路フィルムの作製>
得られた乾燥塗膜に、クラッド領域２２（図３参照）に対応する開口パターンを有するフォトマスクを通して、高圧水銀ランプ又はメタルハライドランプを用いて波長３００ｎｍ未満又は３６５ｎｍ以下の紫外光を照射した（照射量５００ｍＪ／ｃｍ^２）。照射後の塗膜をオーブンに入れ、最初に５０℃で３０分間、続いて８５℃で３０分間、その後１５０℃で６０分間の加熱処理を施した。最初の５０℃で１０分間加熱した時点で、塗膜内の導波路パターンを目視で確認することができた。

　<光学部品の搭載>
　以上のようにして得られた光導波路フィルム２のフィルム面上に、接着剤４を介して光学部品を搭載した。
　ここで、光学部品とは、電気配線が形成されたフレキシブル基板と、前記電気配線に接続された受光素子とで構成されるものである。
　接着剤４は、ＥＰＯ－ＴＥＫ　３１０（Ｅｐｏｘｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）（エポキシ樹脂を主成分として含む）であり、クラッド機能を有するものである。
　その後、光学部品が搭載されたフィルム２を基材１から手ではがし、フィルム２と基材１とを分離した。

　<クラッド材５の塗布>
次に、フィルム２の光学部品が搭載された領域以外の領域にクラッド材５を塗布した。
クラッド材５としては、エスレックＢ（積水化学工業株式会社製）（ポリビニルブチラール樹脂を主成分とする）を使用した。以上の工程により、光学装置６を得た。
　なお、接着剤４と、クラッド材５とは異なる材料で構成され、クラッド材５は接着剤４よりも弾性率が低い。

（評価）
　前述したように、光学部品とは、電気配線が形成されたフレキシブル基板と、前記電気配線に接続された受光素子とで構成されるものである。受光素子の受光点は前記基板側を向いて実装されており、受光素子の受光点は、光導波路フィルム２のコア領域２３と向き合っている。受光点は250μｍピッチで12個並んでおり、その直径は60μｍである。前記光導波路フィルム２に形成されたコア領域２３（コアパターン）も250μｍピッチに並んでいる。前記受光点の中心位置、コア領域の幅の中心位置（250μｍピッチで12箇所）を、光導波路フィルム２から基材１をはがす前に顕微鏡を使って観察、測定した。また、光導波路フィルム２から基材１をはがした後クラッド材５を塗布した後において、前記受光点の中心位置、コア領域の幅の中心位置（250μｍピッチで12箇所）を顕微鏡を使って観察、測定した。その結果、基材１の剥離前後において位置ズレ、ピッチの変化は生じていないことがわかった。

　また、実施例で得られた光学装置の光導波路の両端をダイシングソーで切断し、損失測定装置のステージに置き、光導波路の一端から光を入射し、他端から光を出射して、全チャンネル（全光導波路）の光損失を測定した。
　より、詳細に説明すると、図８の光学装置の平面図に示すように、点線Ａのラインで光学装置の光導波路の一端をダイシングした。すなわち、光学部品を切断するように光学装置をダイシングしている。また、光導波路の他端は、光学部品が搭載されていない領域をダイシングしている（図示略）。
　その後、図８の光学装置の平面図に示すように、２５０μｍピッチの受光点にあわせて、入射ファイバー、受光ファイバーを移動させて、各チャネル（各コア領域２３）の損失値を測定した。各チャネルの光損失値を測定した値を表１に示す。各チャネルで光損失にほとんど変化はなく、光損失値が０．７dB程度であり、良好な値を得られた。
　これは、光導波路フィルムの光学部品搭載領域以外の領域は若干収縮したものの、光学部品搭載領域がほとんど収縮していないためであると考えられる。実施例１では、入射光が確実にコア領域２３に入射している。

（比較例１）
　フィルム２を基材１から剥離した後、光学部品３を搭載した。
　他の点は、実施例１と同じである。
　具体的には、実施例と同様に光導波路フィルムを作製し、前記光導波路フィルムを基材から剥離した。その後、実施例と同様にクラッド材を塗布した。その後、実施例と同様の接着剤を使用し、前記光学部品を光導波路フィルムのコア領域と向き合う形で搭載した。このようにして製造された光学装置を観察したところ、受光点のピッチとコア領域のピッチが合っていなかった（図９の光学装置の平面図に示すように、受光点のピッチは、２５０μｍピッチであったが、コア領域のピッチは、２５０μｍピッチとはなっていなかった）。
　１チャネル目のコア領域の中心と受光点とが一致するように、光学部品を搭載したところ、１２チャネル目のコア領域の中心と受光点とでは、５５μｍのズレが生じた。また、図９に示すように、実施例と同様に各チャンネルの損失値を測定した。図９の点線Ａは、ダイシングラインを示す。
　その値を表１に示す。
　比較例では、チャネル損失が大きくなった。これは、光導波路フィルムの光学部品搭載領域および光学部品搭載領域以外の領域が収縮してしまったためと思われる。比較例１では、入射光を確実にコア領域に入射させることが難しかった。

　この出願は、２０１０年５月６日に出願された日本特許出願特願２０１０－１０６１４９を基礎とする優先権を主張し、その開示をすべてここに取り込む。

Claims (10)

1. 　基材上に、光導波路が形成されたフィルムを設ける工程と、
   　光学部品を、前記フィルム上に固定する工程と、
   　前記基材と、前記光学部品が固定された前記フィルムとを分離する工程とを含む光学装置の製造方法。
2. 　請求項１に記載の光学装置の製造方法において、
   　前記光学部品を、前記フィルム上に固定する前記工程では、
   　前記光学部品を、接着剤を介して、前記フィルムに固定する光学装置の製造方法。
3. 　請求項２に記載の光学装置の製造方法において、
   　前記光導波路が形成されたフィルムには、コア領域と、前記フィルム面と平行な方向から前記コア領域を挟む一対のクラッド領域とが形成され、
   　前記光学部品を、前記フィルム上に固定する前記工程では、
   　前記光学部品は、前記フィルムの前記フィルム面上に配置されるとともに、前記コア領域上に配置され、
   　前記接着剤は、前記コア領域よりも屈折率が低くクラッドとして機能するものである光学装置の製造方法。
4. 　請求項３に記載の光学装置の製造方法において、
   　前記接着剤はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂からなる群のなかから選択される１種以上の樹脂を主成分とするものである光学装置の製造方法。
5. 　請求項３または４に記載の光学装置の製造方法において、
   　前記基材と、前記光学部品が搭載された前記フィルムとを分離する前記工程の後段で、
   　前記フィルム面上であり、前記コア領域のうち、前記光学部品が搭載された光学部品搭載領域を除いた領域上にクラッド部を設ける光学装置の製造方法。
6. 　請求項５に記載の光学装置の製造方法において、
   　前記クラッド部は、ポリビニルブチラール樹脂、ノルボルネン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂からなる群から選択される樹脂のうちいずれか１種以上を主成分とするものである光学装置の製造方法。
7. 　コア領域と、フィルム面と平行な方向から前記コア領域を挟む一対のクラッド領域とが形成されたフィルムと、
   　前記フィルムの前記フィルム面上であり、前記コア領域上に設けられる光学部品と、
   　前記フィルムの前記フィルム面上に設けられ、前記光学部品と、前記コア領域との間に配置される第一クラッド部と、
   　前記フィルムの前記フィルム面の前記光学部品搭載領域以外の領域上に設けられる第二クラッド部とを備え、
   　第一クラッド部の材料と、第二クラッド部の材料とが異なる光学装置。　
8. 　請求項７に記載の光学装置において、
   　第一クラッド部は、光学部品と、コア領域とを接着する接着機能を有し、
   　第二クラッド部は、前記フィルム面の前記光学部品搭載領域以外の領域を保護する光学装置。
9. 　請求項７または８に記載の光学装置において、
   　前記第一クラッド部の材料がエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂からなる群のなかから選択される１種以上の樹脂を主成分とするものであり、
   　前記第二クラッド部の材料がポリビニルブチラール樹脂、ノルボルネン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂からなる群から選択される樹脂のうちいずれか１種以上を主成分とするものである光学装置。
10. 　請求項７乃至９のいずれかに記載の光学装置において、
    　前記フィルムの他のフィルム面上に設けられる第三クラッド部を備え、
    　前記第三クラッド部と、前記第二クラッド部が同じ材料で構成される光学装置。
     

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