JP2006139147A

JP2006139147A - Optical waveguide and its manufacturing method

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Publication number: JP2006139147A
Application number: JP2004329819A
Authority: JP
Inventors: Masami Aoki; 正己青木; Takahiro Matsuse; 貴裕松瀬; Hideki Kitano; 秀樹北野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2006-06-01

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide for satisfying a request to space saving and high mounting density by transmitting large capacity and various optical signals even more than ever before when the number of core layers has one same waveguide layer, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The optical waveguide includes a clad layer and a core layer, and signal light is made incident, propagated and emitted through the core layer. The core layer 1 is formed of collection of a plurality of cores 1a and 1b in at least a part thereof. The clad layer comprises a lower clad layer 2 and an upper clad layer 3 in the method for manufacturing the optical waveguide. After coating the lower clad layer 2, a mold forming a recess and projection pattern to the coated lower clad layer 2 is pressed to form a groove on the lower clad layer 2 by transferring the recess and projection pattern on the surface of the lower clad layer 2, and successively the plurality of the cores 1a and 1b are coated at prescribed height to form the core layer in the groove. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は光導波路およびその製造方法に関し、詳しくは、配線用として、または、配線板、特には、電気配線と光配線との併用により構成される電気・光混載配線板における実装用として、電気配線部とともに配設されて用いられる光導波路およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical waveguide and a method for manufacturing the same, and more specifically, for wiring, or for mounting on a wiring board, in particular, an electric / optical mixed wiring board constituted by a combination of electric wiring and optical wiring. The present invention relates to an optical waveguide disposed and used together with a wiring portion and a manufacturing method thereof.

近年、電子機器内の電気配線板においては、信号の伝送速度向上を目的として、光回路の技術が導入されてきている。具体的には、配線板内に光回路として光導波路が適用され、電気配線層と積層して使用されている。このような、電気回路と光回路との混載により構成された配線板は、一般に、電気・光混載配線板と呼ばれる。 2. Description of the Related Art In recent years, an optical circuit technology has been introduced in an electric wiring board in an electronic device for the purpose of improving a signal transmission speed. Specifically, an optical waveguide is applied as an optical circuit in the wiring board, and is used by being laminated with an electric wiring layer. Such a wiring board configured by mixing an electric circuit and an optical circuit is generally called an electric / optical mixed wiring board.

かかる電気・光混載配線板に関しては、これまでに種々検討がなされてきており、例えば、特許文献１には、高密度実装または小型化が可能で、しかも光部品の実装が電気部品の実装と同じ方法で行える光・電気配線基板の実現を目的として、電気配線が埋設された電気配線基板と、光導波路が埋設された光基板とが積層された光・電気配線基板において、光基板を、電気配線基板に形成された柱状導電性ガイドにより貫通させる技術が記載されている。また、特許文献２、３等にも、電気・光混載配線板に係る改良技術が開示されている。
特開２０００−３４０９０６号公報（特許請求の範囲等）特開２００３−２８７６３７号公報（特許請求の範囲等）特開２００４−１６３７２２号公報（特許請求の範囲等） Various studies have so far been made on such an electric / optical mixed wiring board. For example, Patent Document 1 discloses that high-density mounting or miniaturization is possible, and that mounting of optical components is mounting of electrical components. For the purpose of realizing an optical / electrical wiring board that can be performed by the same method, an optical / electrical wiring board in which an electric wiring board in which electric wiring is embedded and an optical substrate in which an optical waveguide is embedded is laminated, A technique for penetrating through a columnar conductive guide formed on an electric wiring board is described. Further, Patent Documents 2, 3 and the like also disclose improved techniques related to the electric / optical mixed wiring board.
JP 2000-340906 A (Claims etc.) JP 2003-287737 A (Claims etc.) JP 2004-163722 A (Claims etc.)

ところで、従来の光導波路は、直線状やＹ字分岐状等のいかなるコアパターンを有するものであれ、１個づつのコア層が独立して形成されており、決められた寸法の中で必要なコア数を実現するためには、細かな加工技術が必要となっていた。従って、所定寸法での設計を考えた場合、従来の光導波路では、伝送可能な光信号の容量や種類が制限されてしまうという難点があった。 By the way, the conventional optical waveguide has any core pattern such as a linear shape or a Y-shaped branch shape, and each core layer is formed independently, and is necessary within a predetermined size. In order to realize the number of cores, fine processing technology was required. Therefore, when designing with a predetermined dimension, the conventional optical waveguide has a problem in that the capacity and type of optical signals that can be transmitted are limited.

そこで本発明の目的は、上記問題を解決して、コア層の本数が同じ一つの導波路層を有する場合でも、従来に比しより大容量かつ多種の光信号を伝送することができ、これにより省スペース化や高実装密度に対する要請を満足することができる光導波路およびその製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problem and transmit a large amount of optical signals with a larger capacity than in the past even when the waveguide layer has the same number of core layers. Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical waveguide that can satisfy the demands for space saving and high mounting density, and a method for manufacturing the same.

本発明者らは鋭意検討した結果、一つのコア層を複数のコア部により形成することで、上記問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problem can be solved by forming one core layer with a plurality of core portions, and have completed the present invention.

即ち、本発明の光導波路は、クラッド層とコア層とを含み、該コア層を介して信号光を入射−伝播−出射する光導波路において、前記コア層が、少なくとも一部において複数のコア部の集合により形成されていることを特徴とするものである。 That is, the optical waveguide of the present invention includes a clad layer and a core layer, and in the optical waveguide through which signal light is incident-propagated-emitted via the core layer, the core layer is at least partially composed of a plurality of core portions. It is formed by the set of.

また、本発明の光導波路の製造方法は、前記クラッド層が下部クラッド層と上部クラッド層とからなる上記本発明の光導波路の製造方法において、該下部クラッド層の塗工後に、塗工された該下部クラッド層に対し凹凸パターンが形成されたモールドをプレスして、該凹凸パターンを該下部クラッド層表面に転写することにより該下部クラッド層に溝部を形成し、該溝部内に順次、所定の部位に前記複数のコア部を塗工して、前記コア層を形成することを特徴とすることを特徴とするものである。 Further, the optical waveguide manufacturing method of the present invention is the optical waveguide manufacturing method of the present invention, wherein the cladding layer is composed of a lower cladding layer and an upper cladding layer, and is applied after the lower cladding layer is applied. A mold having a concavo-convex pattern formed on the lower clad layer is pressed, and the concavo-convex pattern is transferred to the surface of the lower clad layer to form a groove in the lower clad layer. The core layer is formed by coating the plurality of core portions on a part.

さらに、本発明の他の光導波路の製造方法は、前記クラッド層が下部クラッド層と、一層以上の中間クラッド層と、上部クラッド層とからなる上記本発明の光導波路の製造方法において、
前記下部クラッド層の塗工後に、塗工された該下部クラッド層に対し凹凸パターンが形成された第一のモールドをプレスして、該凹凸パターンを該下部クラッド層表面に転写することにより該下部クラッド層に溝部を形成し、該溝部内に第一のコア部を塗工する第一のコア部形成工程と、
前記第一のコア部の形成された下部クラッド層上に中間クラッド層を塗工して、塗工された該中間クラッド層に対し凹凸パターンが形成された第二のモールドをプレスして、該凹凸パターンを該中間クラッド層表面に転写することにより該中間クラッド層に溝部を形成し、該溝部内に第二のコア部を塗工することを１回以上繰り返して、少なくとも一層の第二のコア部を形成する第二のコア部形成工程と、
前記第二のコア部の形成された中間クラッド層上に上部クラッド層を塗工する上部クラッド層形成工程と、を含むことを特徴とするものである。 Furthermore, in another method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention, the cladding layer includes a lower cladding layer, one or more intermediate cladding layers, and an upper cladding layer.
After applying the lower clad layer, the lower mold layer is pressed by pressing a first mold having a concavo-convex pattern formed on the coated lower clad layer, and transferring the concavo-convex pattern to the surface of the lower clad layer. Forming a groove in the cladding layer, and coating the first core in the groove;
An intermediate clad layer is applied on the lower clad layer on which the first core portion is formed, and a second mold on which a concavo-convex pattern is formed is pressed against the coated intermediate clad layer, The groove pattern is formed in the intermediate cladding layer by transferring the uneven pattern to the surface of the intermediate cladding layer, and the coating of the second core portion in the groove is repeated one or more times, so that at least one second layer is formed. A second core part forming step for forming the core part;
An upper clad layer forming step of applying an upper clad layer on the intermediate clad layer on which the second core portion is formed.

さらに、本発明の他の光導波路の製造方法は、上記本発明の光導波路の製造方法において、
フォトブリーチング材料を含む単層膜を、一または二方向からマスク部材により被覆するマスク工程と、前記単層膜に対し、該マスク部材を介して一または二方向から光を照射する光照射工程と、前記単層膜から該マスク部材を剥離する剥離工程と、を含む一連のコア層形成工程後に、
前記単層膜上に金属薄膜および誘電体薄膜のうちのいずれか一方または双方を形成する薄膜形成工程と、前記一連のコア層形成工程とを１回以上繰り返すことを特徴とするものである。 Furthermore, another method for manufacturing an optical waveguide of the present invention is the above-described method for manufacturing an optical waveguide of the present invention.
A mask process for coating a single layer film containing a photobleaching material with a mask member from one or two directions, and a light irradiation process for irradiating the single layer film with light from one or two directions through the mask member And after a series of core layer forming steps including a peeling step of peeling the mask member from the single layer film,
A thin film forming step of forming one or both of a metal thin film and a dielectric thin film on the single layer film and the series of core layer forming steps are repeated one or more times.

本発明によれば、コア層を複数のコア部の集合により形成したことで、コア層の本数が同じ一つの導波路層を有する場合でも、従来に比しより大容量かつ多種の光信号を伝送することができ、これにより省スペース化や高実装密度に対する要請を満足することができる光導波路およびその製造方法を提供することが可能となった。本発明の光導波路は、配線用または配線板内で使用される実装用のいずれの用途においても好適に使用可能である。 According to the present invention, the core layer is formed by an assembly of a plurality of core portions, so that even when the number of core layers is one waveguide layer, a large capacity and various types of optical signals can be obtained compared to the conventional case. Accordingly, it is possible to provide an optical waveguide that can satisfy the demands for space saving and high mounting density, and a method for manufacturing the same. The optical waveguide of the present invention can be suitably used for any use for wiring or mounting used in a wiring board.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の光導波路は、クラッド層とコア層とを含み、コア層を介して信号光を入射−伝播−出射するものであって、コア層が、少なくとも一部において複数のコア部の集合により形成されている点に特徴を有する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
The optical waveguide of the present invention includes a clad layer and a core layer, and emits, propagates, and emits signal light through the core layer, and the core layer is at least partially formed by an assembly of a plurality of core portions. It is characterized in that it is formed.

図１に、本発明の光導波路の一例の概略斜視図を示す。図示する光導波路１０においては、二層のコア部１ａ、１ｂを高さ方向に積層することにより、コア層１が形成されている。このように、コア層１をコア部１ａ、１ｂの集合からなるものとしたことで、コア層１の本数が同じ一つの導波路層を有する場合であっても、光の伝播経路の数自体を増やすことができるため、従来に比し、より大容量かつ多種の光信号を伝送することが可能となった。従って本発明の光導波路によれば、従来に比し省スペース化が可能であるとともに、高実装密度の要請についても良好に満足することができるものである。 FIG. 1 shows a schematic perspective view of an example of the optical waveguide of the present invention. In the illustrated optical waveguide 10, the core layer 1 is formed by laminating two layers of core portions 1a and 1b in the height direction. As described above, the core layer 1 is made up of a set of the core portions 1a and 1b, so that the number of light propagation paths itself even when the number of the core layers 1 is one waveguide layer. Therefore, it is possible to transmit a larger capacity and a wider variety of optical signals than in the past. Therefore, according to the optical waveguide of the present invention, it is possible to save space as compared with the prior art, and it is possible to satisfactorily satisfy the demand for high mounting density.

本発明においては、コア層が少なくとも一部において複数のコア部の集合により形成されているものであれば、その全体の導波路形状や積層形状、材質等については、特に制限されるものではない。コア層の平面形状としては、例えば、直線状若しくは曲線状またはその組み合わせからなるものとすることができ、コア層の平面形状の少なくとも一部が格子状となるようにすることも可能である。 In the present invention, as long as the core layer is formed at least in part by an assembly of a plurality of core portions, the overall waveguide shape, laminated shape, material, and the like are not particularly limited. . The planar shape of the core layer can be, for example, a linear shape, a curved shape, or a combination thereof, and at least a part of the planar shape of the core layer can be a lattice shape.

本発明の光導波路は、配線用または配線板内で使用される実装用のいずれの用途においても好適に使用可能であるが、配線板内における実装用の光回路として用いることがより好適であり、特には、電気・光混載配線板内に電気配線部とともに配設されて好適に用いられる。図２に、本発明の光導波路を用いた配線板の一例としての電気・光混載配線板の一構成例を示す。図示する電気・光混載配線板は、コア層１と下部のクラッド層２および上部のクラッド層３とを含む本発明の光導波路１０と、電気配線部（図示せず）を含む電気配線層４０とが積層されてなり、光導波路１０は、例えば、発光素子３１と受光素子３２との間で光信号を伝達する。本発明の光導波路を適用し得る配線板については、光導波路を用いた光回路が適用できるものであれば、その具体的構成については特に制限されるものではない。なお、特に、実装用の光回路として用いる場合には、本発明の光導波路は、フィルム状に形成することが好ましい。 The optical waveguide of the present invention can be suitably used in any application for wiring or mounting used in a wiring board, but is more preferably used as an optical circuit for mounting in a wiring board. In particular, it is preferably used by being disposed in the electric / light mixed wiring board together with the electric wiring portion. FIG. 2 shows a configuration example of an electric / light mixed wiring board as an example of a wiring board using the optical waveguide of the present invention. The illustrated electric / optical mixed wiring board includes an optical waveguide 10 according to the present invention including a core layer 1, a lower cladding layer 2 and an upper cladding layer 3, and an electric wiring layer 40 including an electric wiring portion (not shown). And the optical waveguide 10 transmits an optical signal between the light emitting element 31 and the light receiving element 32, for example. The wiring board to which the optical waveguide of the present invention can be applied is not particularly limited as long as the optical circuit using the optical waveguide can be applied. In particular, when used as an optical circuit for mounting, the optical waveguide of the present invention is preferably formed in a film shape.

本発明においては、かかる複数のコア部１ａ、１ｂの界面部分に、金属薄膜および誘電体薄膜のうちのいずれか一方または双方が設けられている。即ち、一層目のコア部の形成後に、二層目のコア部と重なるその境界部分において、金属薄膜や誘電体薄膜等の光を反射する薄膜を形成する。これにより、各コア部を夫々光の経路として独立させて、本発明の所期の効果を奏させることができる。かかる金属薄膜および誘電体薄膜は、スパッタリング等の公知の手法により形成することができる。 In the present invention, one or both of a metal thin film and a dielectric thin film are provided at the interface between the plurality of core portions 1a and 1b. That is, after the formation of the first core portion, a thin film that reflects light, such as a metal thin film or a dielectric thin film, is formed at the boundary portion overlapping the second core portion. Thereby, each core part can be made independent as a light path, and the desired effect of the present invention can be achieved. Such metal thin film and dielectric thin film can be formed by a known method such as sputtering.

図３に、格子状のコア層１を形成するコア部の拡大部分斜視図を示す。図示するように、本発明の光導波路１０においては、例えば、ミラー５０またはそれに準ずるスリット構造を用いて光の進行方向を変えることができる。ミラー５０は、光の進行方向に対しある程度の角度をもって、例えば、４５°をなす方向に設けることができ、例えば、図示するように一個のミラー５０等を用いることで、光路を９０°変更することが可能となる。また、図示する例ではコア層１の面内に直交する方向にミラー５０を設けているが、例えば、光の進行方向に対し４５°をなしかつコア層面に対しても４５°をなす方向にミラー５０を設ければ（図示せず）、その部分から光を取り出すことができることになる。ミラー５０は、ブレードによるダイシング法、光ピン法、レーザー法等による加工により、作製することができ、また、金などをコーティングしてもよい。 FIG. 3 shows an enlarged partial perspective view of the core portion that forms the lattice-shaped core layer 1. As shown in the figure, in the optical waveguide 10 of the present invention, the traveling direction of light can be changed using, for example, a mirror 50 or a slit structure corresponding thereto. The mirror 50 can be provided at a certain angle with respect to the traveling direction of light, for example, in a direction of 45 °. For example, by using a single mirror 50 or the like as illustrated, the optical path is changed by 90 °. It becomes possible. In the example shown in the figure, the mirror 50 is provided in a direction orthogonal to the plane of the core layer 1. If the mirror 50 is provided (not shown), light can be extracted from that portion. The mirror 50 can be manufactured by a dicing method using a blade, an optical pin method, a laser method, or the like, or may be coated with gold or the like.

一方、格子状のコア層１を形成するコア部の交差部では、進行方向に対し直交する方向に生ずる光の損失を防止するために、図示するように、光の進行方向に直交する経路を遮断するスリット６０を設けることが好ましい。スリット６０は、光の進行方向に平行して、コア部を分断するように設けることができる。なお、図示する例ではスリット６０を一対にて設けているが、格子状のコア部の交差部がＴ字状の場合には、スリット６０を一箇所設ければ、光の損失を防止することができる。かかるスリット６０は、ダイシング法、レーザー法等により形成可能である。 On the other hand, in order to prevent the loss of light that occurs in the direction perpendicular to the traveling direction, the path perpendicular to the traveling direction of the light is shown at the intersection of the cores forming the lattice-like core layer 1 as shown in the figure. It is preferable to provide a slit 60 for blocking. The slit 60 can be provided so as to divide the core portion in parallel with the light traveling direction. In the example shown in the figure, a pair of slits 60 is provided. However, when the crossing portion of the lattice-like core portion is T-shaped, if one slit 60 is provided, light loss can be prevented. Can do. The slit 60 can be formed by a dicing method, a laser method, or the like.

以上のように、本発明の光導波路１０内における光路の設定は、光路変更や他の光導波路層との光結合の必要なコア層の適宜箇所に上記ミラー５０やスリット６０等を設けることにより、行うことが可能である。 As described above, the setting of the optical path in the optical waveguide 10 according to the present invention is performed by providing the mirror 50, the slit 60, and the like at appropriate locations in the core layer that requires optical path change and optical coupling with other optical waveguide layers. Is possible to do.

本発明の光導波路の製造方法としては、例えば、下部クラッド層２の形成後、コア層材料を塗工してマスク露光によりコア部を形成し、これを繰り返してコア層とした後、その上面および側面にさらに上部のクラッド層３を塗工形成する直接露光法や、下部クラッド層２の形成後、コア層材料を塗工して、電子線や紫外線、レーザー光などの放射線の照射による直接描画によりコア部を形成し、これを繰り返してコア層とする方法、多層押出しを用いる方法など、公知の手法を適宜用いることができ、特に制限されるものではないが、いわゆるインプリント法（ホットエンボス法またはナノインプリント法とも称する）を用いる方法が好適である。 As an optical waveguide manufacturing method of the present invention, for example, after forming the lower clad layer 2, a core layer material is applied and a core portion is formed by mask exposure. Further, a direct exposure method in which an upper cladding layer 3 is further formed on the side surface, or a core layer material is applied after the formation of the lower cladding layer 2, and direct irradiation by irradiation with an electron beam, ultraviolet light, laser light or the like. A known method such as a method of forming a core part by drawing and repeating this to form a core layer or a method of using multi-layer extrusion can be used as appropriate. Although not particularly limited, a so-called imprint method (hot A method using an embossing method or a nanoimprinting method) is preferable.

図４に、かかるインプリント法を用いた本発明の光導波路１０の製造工程の一例を示す。図示する例では、（ａ）基板５上に下部クラッド層２を塗工した後、（ｂ）かかる下部クラッド層２に対し凹凸パターンが形成されたモールド７０をプレスして、その凹凸パターンを下部クラッド層２表面に転写することにより、溝部４を形成している（インプリント工程）。その後、（ｃ）溝部４内に順次、所定の部位に複数のコア部１ａ、１ｂを塗工することでコア層１を形成して、さらに、所望に応じ（ｄ）上部クラッド層３を積層することにより、光導波路１０を製造することができる。 FIG. 4 shows an example of a manufacturing process of the optical waveguide 10 of the present invention using such an imprint method. In the example shown in the figure, (a) after coating the lower clad layer 2 on the substrate 5, (b) pressing the mold 70 on which the concave / convex pattern is formed on the lower clad layer 2, The groove 4 is formed by transferring to the surface of the cladding layer 2 (imprint process). Thereafter, (c) the core layer 1 is formed by applying a plurality of core portions 1a and 1b to predetermined portions sequentially in the groove portion 4, and (d) the upper cladding layer 3 is laminated as desired. By doing so, the optical waveguide 10 can be manufactured.

また、図５は、インプリント法を用いた本発明の他の光導波路１０の製造工程の一例を示している。図示する例では、（ａ）基板５上に下部クラッド層２を塗工した後、（ｂ）かかる下部クラッド層２に対し凹凸パターンが形成された第一のモールド７０をプレスして、その凹凸パターンを下部クラッド層２表面に転写することにより溝部４を形成し（インプリント工程）、その後、（ｃ）溝部４内に第一のコア部１ａを塗工する（第一のコア部形成工程）。次いで、（ｄ）第一のコア部１ａの形成された下部クラッド層２上に中間のクラッド層６を塗工して、下部クラッド層２の場合と同様に、塗工された中間クラッド層６に対し凹凸パターンが形成された第二のモールド（図示せず）をプレスして、凹凸パターンを中間クラッド層６表面に転写することにより溝部を形成し、溝部内に第二のコア部１ｂを塗工する（第二のコア部形成工程）。第二のコア部１ｂを２層以上で形成する場合には、（ｄ）に示す中間クラッド層６の塗工、溝部の形成および第二のコア部の塗工を適宜繰り返して行えばよい。さらに、（ｅ）第二のコア部１ｂの形成された中間クラッド層６上に上部クラッド層３を塗工することにより（上部クラッド層形成工程）、光導波路１０を製造することができる。ここで、コア部を高さ方向に積層することによりコア層を形成する場合には、第一のコア層１ａおよび第二のコア層１ｂは、略同一形状にて積層して形成する。 FIG. 5 shows an example of the manufacturing process of another optical waveguide 10 of the present invention using the imprint method. In the example shown in the figure, (a) after coating the lower clad layer 2 on the substrate 5, (b) pressing the first mold 70 on which the concave / convex pattern is formed on the lower clad layer 2, The groove 4 is formed by transferring the pattern to the surface of the lower cladding layer 2 (imprint process), and then (c) the first core 1a is applied in the groove 4 (first core formation process). ). Next, (d) an intermediate cladding layer 6 is applied onto the lower cladding layer 2 on which the first core portion 1a is formed, and the applied intermediate cladding layer 6 is applied in the same manner as the lower cladding layer 2. On the other hand, a second mold (not shown) on which a concavo-convex pattern is formed is pressed, and the concavo-convex pattern is transferred to the surface of the intermediate cladding layer 6 to form a groove, and the second core portion 1b is formed in the groove. Coating is performed (second core part forming step). When the second core portion 1b is formed of two or more layers, the application of the intermediate cladding layer 6, the formation of the groove portion, and the coating of the second core portion shown in (d) may be repeated as appropriate. Further, (e) the optical waveguide 10 can be manufactured by coating the upper cladding layer 3 on the intermediate cladding layer 6 on which the second core portion 1b is formed (upper cladding layer forming step). Here, when forming a core layer by laminating | stacking a core part in a height direction, the 1st core layer 1a and the 2nd core layer 1b are laminated | stacked and formed in a substantially identical shape.

上記のように、インプリント法を用いて溝部の形成を行うことにより、従来のリソグラフィー法に必要な現像作業が不要となり、簡易な工程で効率良く製造を行うことが可能となる。また、ビーム系が不要であるため装置コストが抑制でき、化学増幅系などの高価なレジスト材料が不要となる点でもコストの低減に寄与することができる。さらに、インプリント法では、パターンの形状をそのまま転写することができるため、設計通りの３次元形状を容易に得ることができるとともに、従来のリソグラフィー法では対応できなかった曲面などの多様な断面形状にも、光導波路を形成することが可能となるという利点もある。従って、図１に示すような格子状のコア層１も、容易に形成可能である。なお、図示する例では、断面矩形状の凸部を有するモールド（テンプレート）７０を用いているが、例えば、断面略円形状のコア層を形成する場合などには、凸部断面が半円形やＵ字形、Ｖ字形などであるモールドを用いてもよく、特に制限されるものではない。 As described above, by forming the groove portion using the imprint method, the development work required for the conventional lithography method becomes unnecessary, and it becomes possible to efficiently manufacture in a simple process. Further, since the beam system is unnecessary, the cost of the apparatus can be suppressed, and it is possible to contribute to cost reduction in that an expensive resist material such as a chemical amplification system is unnecessary. Furthermore, since the imprint method can transfer the pattern shape as it is, it can easily obtain the three-dimensional shape as designed, and various cross-sectional shapes such as curved surfaces that cannot be handled by the conventional lithography method. In addition, there is an advantage that an optical waveguide can be formed. Therefore, the lattice-like core layer 1 as shown in FIG. 1 can be easily formed. In the illustrated example, a mold (template) 70 having a convex portion having a rectangular cross section is used. However, for example, when a core layer having a substantially circular cross section is formed, the cross section of the convex portion is semicircular. A mold that is U-shaped, V-shaped, or the like may be used, and is not particularly limited.

ここで、上記複数のコア部（第一のコア部および第二のコア部）の形成時には、コア部間に、スパッタリング等により金属薄膜および誘電体薄膜等の光を反射する薄膜を形成することが好ましく、これにより、各コア部を光路として独立させることができる。 Here, when forming the plurality of core parts (first core part and second core part), a thin film that reflects light, such as a metal thin film and a dielectric thin film, is formed between the core parts by sputtering or the like. It is preferable that each core part can be made independent as an optical path.

ここで、上記インプリント工程においては、下部クラッド層２の材料として、熱可塑性材料または熱硬化性材料を用いる熱インプリント法、または、光硬化材料を用いる光インプリント法のいずれかを、好適に採用することができる。このうち、熱可塑性材料を用いる場合には、そのガラス転移点以上の温度でモールド７０のプレスを行った後、モールド７０からの離型前に下部クラッド層２の冷却硬化を行うことにより、形状精度良く溝部４のパターンを形成した下部クラッド層２を形成することができる。また、熱硬化性材料を用いた場合には、プレス後、モールド７０からの離型前に下部クラッド層２の熱硬化を行い、光硬化材料を用いた場合には、同様にプレス後、モールド７０からの離型前に、下部クラッド層２の光硬化を行えばよい。いずれの場合においても、モールド７０からの離型前に下部クラッド層２を硬化させることができるため、所望の形状の溝部４のパターン、即ちコア層１のパターンを、歪みを生ずることなく形成することができる。一方、中間クラッド層６については、熱可塑性材料、熱硬化性材料および光硬化材料（光硬化性樹脂）のいずれを用いてもよいが、特には、下部クラッド層と同一の樹脂を用いて形成することが好ましい。 Here, in the imprint process, as the material of the lower clad layer 2, either a thermal imprint method using a thermoplastic material or a thermosetting material or a photoimprint method using a photocuring material is preferable. Can be adopted. Among these, in the case of using a thermoplastic material, after pressing the mold 70 at a temperature equal to or higher than its glass transition point, the lower clad layer 2 is cooled and cured before releasing from the mold 70, thereby forming the shape. The lower cladding layer 2 in which the pattern of the groove 4 is formed with high accuracy can be formed. Further, when a thermosetting material is used, the lower clad layer 2 is thermally cured after pressing and before releasing from the mold 70, and when a photocuring material is used, similarly, after pressing, the mold Before releasing from 70, the lower clad layer 2 may be photocured. In any case, since the lower clad layer 2 can be cured before releasing from the mold 70, the pattern of the groove 4 having a desired shape, that is, the pattern of the core layer 1 is formed without causing distortion. be able to. On the other hand, for the intermediate clad layer 6, any of a thermoplastic material, a thermosetting material, and a photocuring material (photocuring resin) may be used. In particular, the intermediate clad layer 6 is formed using the same resin as the lower clad layer. It is preferable to do.

熱インプリント法に用いることのできるクラッド層の材料としては、透明性に優れた熱可塑性材料および熱硬化性材料であればよく、特に制限されるものではない。例えば、熱可塑性材料としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などが挙げられる。これらの材料は、単独もしくはブレンドして用いてもよく、ブレンドの場合には、ブレンドされる各々の材料の３次元網目構造が相互貫通している構造（ＩＰＮ（Ｉｎｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｓ）構造）をとってもよい。上記材料の成分をブロックとして、共重合体としてもよい。また、上記材料に適量の溶剤を添加して、転写性を改良することも可能である。 The clad layer material that can be used in the thermal imprint method is not particularly limited as long as it is a thermoplastic material and a thermosetting material excellent in transparency. For example, examples of the thermoplastic material include polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyethylene (PE), and polypropylene (PP). These materials may be used alone or blended. In the case of blending, each material to be blended has a structure in which a three-dimensional network structure of each material is interpenetrated (IPN (Inter penetrating networks) structure). Good. A component of the above material may be used as a block to form a copolymer. It is also possible to improve transferability by adding an appropriate amount of solvent to the above material.

また、熱硬化性材料としては、シリコン系材料、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート樹脂、フッ素系樹脂、これら樹脂の重水素化物などが挙げられる。これらの材料は、単品もしくはブレンドして用いてもよく、ブレンドの場合には、ブレンドされる各々の材料の３次元網目構造が相互貫通している構造（ＩＰＮ構造）をとってもよい。上記材料の成分をブロックとして、共重合体としてもよい。 Thermosetting materials include silicon materials, polydimethylsiloxane (PDMS), acrylic resins, polyimide resins, epoxy resins, polyester resins, polyarylate resins, fluorine resins, and deuterated products of these resins. Etc. These materials may be used singly or as a blend, and in the case of blending, the materials to be blended may take a structure (IPN structure) in which the three-dimensional network structure of each material is interpenetrated. A component of the above material may be used as a block to form a copolymer.

次に、光インプリント法は、一般的に材料の硬化速度が速いので、熱インプリント法と比較して、プロセス時間を短くできる利点がある。かかる光インプリント法に用いることのできる光硬化材料は、（ａ）重クロム酸塩系感光性樹脂、（ｂ）光分解型感光性樹脂、（ｃ）光二量化型感光性樹脂、（ｄ）光重合型感光性樹脂に分類される。 Next, the photoimprint method has an advantage that the process time can be shortened compared with the thermal imprint method because the curing speed of the material is generally high. Photocuring materials that can be used in such a photoimprint method include (a) a dichromate-based photosensitive resin, (b) a photodecomposable photosensitive resin, (c) a photodimerized photosensitive resin, (d) It is classified as a photopolymerization type photosensitive resin.

（ａ）重クロム酸塩系感光性樹脂としては、ゼラチン、グルー、卵白、アラビアゴム、セラミックなどの天然高分子、あるいは、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ポリアクリルアミドのような合成高分子に、重クロム酸アンモニウムあるいは重クロム酸カリウムを加えたものを挙げることができる。また、（ｂ）光分解型感光性樹脂としては、芳香族ジアゾニウム塩系樹脂、ｏ−キノンジアジド類樹脂、アジド化合物含有樹脂があり、（ｃ）光二量化型感光性樹脂としては、桂皮酸エステル系樹脂が挙げられる。これらはいずれも、光インプリント法における下部クラッド層材料として用いることができる。 (A) Bichromate-based photosensitive resins include natural polymers such as gelatin, glue, egg white, gum arabic, and ceramics, or synthetic polymers such as PVA (polyvinyl alcohol) and polyacrylamide, and heavy chromium. Examples include ammonium acid or potassium dichromate. In addition, (b) photodegradable photosensitive resins include aromatic diazonium salt resins, o-quinonediazide resins, and azide compound-containing resins. (C) Photodimerized photosensitive resins include cinnamic acid ester resins. Resin. Any of these can be used as the lower cladding layer material in the optical imprint method.

さらに、（ｄ）光重合型感光性樹脂としては、不飽和二重結合のラジカル重合反応を利用した光ラジカル重合系組成物、二重結合へのチオール基の付加反応を利用した光付加反応系組成物、および、エポキシ基の開環付加反応（カチオン重合）を利用した光カチオン重合系組成物等が挙げられる。このうち光ラジカル重合系組成物としては、（メタ）アクリロイル基、マレイン酸、フマル酸基を官能基として導入した不飽和ポリエステル、不飽和ポリウレタン、不飽和エポキシ樹脂、オリゴエステル（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。また、二重結合へのチオール基の付加反応を利用した光付加反応系組成物としては、ポリウレタンプレポリマーの末端イソシアネート基にアリルアルコールを反応結合させたポリエンにペンタエリスリトールテトラキス（β−メルカプトプロピオネート）のようなチオール基を持つ化合物が挙げられ、光カチオン重合系組成物としては、光の照射により、ＢＦ₃、ＳｎＣｌ₄、ＰＦ₅などのルイス酸を放出する化合物を光カチオン重合開始剤として用いて、エポキシ基などを光開環重合させるものが挙げられる。上記の光重合型感光性樹脂は、いずれも光インプリント法に使用可能である。 Furthermore, (d) as a photopolymerizable photosensitive resin, a photoradical polymerization composition using a radical polymerization reaction of an unsaturated double bond, a photoaddition reaction system using an addition reaction of a thiol group to a double bond Examples thereof include a composition and a photocationic polymerization composition utilizing a ring-opening addition reaction (cationic polymerization) of an epoxy group. Among these, as radical photopolymerization compositions, unsaturated polyesters, unsaturated polyurethanes, unsaturated epoxy resins, oligoester (meth) acrylates, poly (meth) acryloyl groups, maleic acid, fumaric acid groups introduced as functional groups are used. Examples include ether (meth) acrylate. In addition, as a photoaddition reaction system composition utilizing the addition reaction of a thiol group to a double bond, pentaerythritol tetrakis (β-mercaptopropio A compound having a thiol group such as nate), and the photocationic polymerization composition is a photocationic polymerization initiator that releases a Lewis acid such as BF ₃ , SnCl ₄ , or PF ₅ by light irradiation. Used for photo ring-opening polymerization of an epoxy group or the like. Any of the above photopolymerizable photosensitive resins can be used in the photoimprinting method.

なお、インプリント法では、前述したように熱収縮や光硬化収縮により寸法変化が生ずるため、使用する材料に応じて変化量をあらかじめ予測して、光導波路を設計する必要がある。また、解像度がモールドで定まってしまう点、モールド内に樹脂の残膜が発生する場合がある点にも注意を要する。 In the imprint method, as described above, a dimensional change occurs due to thermal shrinkage or photocuring shrinkage. Therefore, it is necessary to design the optical waveguide by predicting the amount of change in advance according to the material to be used. Also, it should be noted that the resolution is determined by the mold and that a resin residual film may be generated in the mold.

インプリント法を用いる場合の、図４（ａ）、（ｄ）等に示す各クラッド層の形成は、使用する材料に応じて慣用の塗工方法により行えばよく、特に制限されるものではない。例えば、スピンコート法、コンマ法、グラビア法等を用いることができる。また、所望に応じ別途作製したフィルム状のクラッド層を積層してもよい。また、図４（ｃ）等に示す溝部４内へのコア部の形成は、特に制限されるものではなく、例えば、スピンコート法、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、インクジェット、ディスペンサー塗布、アプリケーター塗布等の、液状かまたは少なくとも流動性を有する材料を供給することが可能な慣用の方法を用いて行うことができ、特には、インクジェットまたはディスペンサー塗布、中でも、ディスペンサー塗布の手法を用いることが好適である。図４（ｄ）等に示す上部クラッド層３の塗工後には、熱ないし光（紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）等）を適宜付与して、未硬化の部分を硬化させることにより、光導波路１０を得ることができる。なお、コア部の塗工後にも、コア部をある程度硬化させて形状を保持するために、熱ないし光を付与することが好ましい。 The formation of each cladding layer shown in FIGS. 4A and 4D when using the imprint method may be performed by a conventional coating method depending on the material used, and is not particularly limited. . For example, a spin coating method, a comma method, a gravure method, or the like can be used. Moreover, you may laminate | stack the film-form clad layer produced separately as needed. In addition, the formation of the core part in the groove part 4 shown in FIG. 4C or the like is not particularly limited. For example, spin coating, screen printing, offset printing, gravure printing, inkjet, dispenser application, applicator It can be carried out by using a conventional method capable of supplying a liquid or at least fluid material such as coating, and in particular, it is preferable to use an ink jet or dispenser coating, particularly a dispenser coating method. It is. After application of the upper cladding layer 3 shown in FIG. 4 (d) and the like, heat or light (ultraviolet (UV), electron beam (EB), etc.) is appropriately applied to cure the uncured portion, The optical waveguide 10 can be obtained. In addition, it is preferable to give heat or light after the coating of the core part in order to cure the core part to some extent and maintain the shape.

また、本発明においては、コア層を、光照射により屈折率が変化するフォトブリーチング材料を用いたフォトブリーチ法にて形成する方法も、好適に用いることができる。フォトブリーチング材料を用いたコア層の形成は、具体的には例えば、以下のように行うことができる。 In the present invention, a method in which the core layer is formed by a photobleaching method using a photobleaching material whose refractive index changes by light irradiation can also be suitably used. Specifically, for example, the core layer using the photobleaching material can be formed as follows.

図６に、フォトブリーチ法を用いた光導波路の製造工程の一例を示す概略説明図を示す。図示する製造方法は、フォトブリーチング材料を含む単層膜１１１を一対のマスク部材１１２Ａ、１１２Ｂにより挟持するマスク工程（ａ）〜（ｃ）と、単層膜１１１に対し、一対のマスク部材１１２Ａ、１１２Ｂを介して対向する二方向から光を照射する第一の光照射工程（ｄ）と、単層膜１１１から一対のマスク部材１１２Ａ、１１２Ｂを剥離する剥離工程（ｅ）と、一対のマスク部材１１２Ａ、１１２Ｂが剥離された単層膜１１１に対し、再度前記二方向から光を照射する第二の光照射工程（ｆ）と、を含む一連のコア層形成工程後に、コア部１０１とクラッド層１０２とが形成された単層膜１１１（ｇ）上に金属薄膜および誘電体薄膜のうちのいずれか一方または双方（図示せず）を形成する薄膜形成工程と、上記一連のコア層形成工程（ａ）〜（ｆ）とを１回以上繰り返すものであり、これにより、複数のコア部からなるコア層を備えた光導波路を簡易な手法で得ることができるものである。 FIG. 6 is a schematic explanatory view showing an example of a manufacturing process of an optical waveguide using the photobleaching method. The manufacturing method shown in the figure includes mask steps (a) to (c) in which a single layer film 111 containing a photobleaching material is sandwiched between a pair of mask members 112A and 112B, and a pair of mask members 112A with respect to the single layer film 111. , 112B, a first light irradiation step (d) for irradiating light from two opposite directions, a peeling step (e) for peeling the pair of mask members 112A, 112B from the single layer film 111, and a pair of masks After a series of core layer forming steps including a second light irradiation step (f) in which the single layer film 111 from which the members 112A and 112B have been peeled is irradiated again from the two directions, the core portion 101 and the clad A thin film forming step of forming one or both of a metal thin film and a dielectric thin film (not shown) on the single-layer film 111 (g) on which the layer 102 is formed; It is those repeating extent (a) ~ (f) and one or more times, thereby, in which it is possible to obtain an optical waveguide having a core layer comprising a plurality of core portions by a simple technique.

図示するマスク工程（ａ）〜（ｃ）においては、マスク部材１１２Ｂを基板として用い（ａ）、このマスク部材１１２Ｂ上にフォトブリーチング材料を含む単層膜材料を塗工して単層膜１１１を形成し（ｂ）、その後、形成された単層膜１１１上にさらにマスク部材１１２Ａを積層することにより、単層膜１１１を一対のマスク部材１１２Ａ、１１２Ｂにより挟持している。ここで、図示する一対のマスク部材１１２Ａ、１１２Ｂは、コア部１０１に対応する形状がパターニングされたパターニングマスクであり、符号１１３Ａ、１１３Ｂで示す部分がコア部１０１に対応している。従って、マスク部材１１２Ａ、１１２Ｂにより単層膜１１１を挟持する際には、両側のマスク部材１１２Ａ、１１２Ｂのパターニング形状１１３Ａ、１１３Ｂが互いに合致するよう留意する必要がある。 In the illustrated mask steps (a) to (c), the mask member 112B is used as a substrate (a), and a single layer film material containing a photobleaching material is applied onto the mask member 112B to form the single layer film 111. (B), and then a mask member 112A is further laminated on the formed single layer film 111, whereby the single layer film 111 is sandwiched between the pair of mask members 112A and 112B. Here, the illustrated pair of mask members 112A and 112B is a patterning mask in which a shape corresponding to the core portion 101 is patterned, and portions indicated by reference numerals 113A and 113B correspond to the core portion 101. Therefore, when the single layer film 111 is sandwiched between the mask members 112A and 112B, care must be taken that the patterning shapes 113A and 113B of the mask members 112A and 112B on both sides match each other.

この場合、マスク部材１１２Ａ、１１２Ｂは、単層膜１１１に対し固定することは必ずしも必要ではなく、光照射の際に単層膜１１１とマスク部材１１２Ａ、１１２Ｂとの位置関係にズレが生じないものであれば、両者は密着させてもギャップを持たせても、いずれでもよい。また、マスク部材を基板として用いる場合のように、マスク部材と単層膜とを密着させる場合には、マスク工程に先立って、一方または双方のマスク部材の単層膜１１１に対向する表面に離型処理を施しておくことが好ましく、これにより、その後の剥離工程（ｅ）におけるマスク部材の剥離が容易となる。なお、基板またはマスク部材上に単層膜１１１を形成するための手法としては、特に制限されるものではなく、スピンコート法、コンマバー塗工法、マイクログラビア法等の慣用の塗工手段を適宜用いて単層膜材料を塗工した後、熱により乾燥、硬化させる手法を用いればよい。 In this case, it is not always necessary to fix the mask members 112A and 112B to the single layer film 111, and the positional relationship between the single layer film 111 and the mask members 112A and 112B is not displaced during light irradiation. As long as both are in close contact with each other, a gap may be provided. In addition, when the mask member and the single layer film are brought into close contact as in the case where the mask member is used as a substrate, the mask member is separated from the surface of the one or both mask members facing the single layer film 111 prior to the mask process. It is preferable to perform a mold treatment, which facilitates peeling of the mask member in the subsequent peeling step (e). The method for forming the monolayer film 111 on the substrate or the mask member is not particularly limited, and a conventional coating means such as a spin coating method, a comma bar coating method, or a micro gravure method is appropriately used. Then, after applying the single layer film material, a method of drying and curing by heat may be used.

次いで、第一の光照射工程（ｄ）においては、単層膜１１１に対しマスク部材１１２Ａ、１１２Ｂを介して光照射を行うことで、パターニング形状に対応して、図示する単層膜１１１の幅方向に屈折率分布が形成される。図示するように、この際、マスク部材１１２Ａ、１１２Ｂを透過した光は、回折現象によりコア部１０１に対応するパターニング幅よりも内側に回り込むため、単層膜１１１内では、幅方向の両端に近づくほど光の照射強度が高く、従って屈折率が低下する一方、中央近傍に近づくほど照射強度が低く、従って屈折率変化が小さくなるため、中央近傍は両端近傍に比して高屈折率となる。これにより、単層膜１１１の幅方向両端にクラッド層１０２を形成するとともに、幅方向中央近傍において連続的な屈折率傾斜を形成することができることになる。 Next, in the first light irradiation step (d), the single layer film 111 is irradiated with light through the mask members 112A and 112B, so that the width of the illustrated single layer film 111 corresponds to the patterning shape. A refractive index distribution is formed in the direction. As shown in the drawing, at this time, the light transmitted through the mask members 112A and 112B wraps inside the patterning width corresponding to the core portion 101 due to the diffraction phenomenon, and therefore approaches the both ends in the width direction in the single layer film 111. As the irradiation intensity of light is higher and therefore the refractive index is lower, the irradiation intensity is lower and the refractive index change is smaller as it is closer to the center, so that the vicinity of the center has a higher refractive index than the vicinity of both ends. As a result, the clad layer 102 can be formed at both ends in the width direction of the single layer film 111, and a continuous refractive index gradient can be formed in the vicinity of the center in the width direction.

次いで、剥離工程（ｅ）において単層膜１１１から一対のマスク部材１１２Ａ、１１２Ｂを剥離した後、第二の光照射工程（ｆ）において、単層膜１１１に対し再度前記二方向から光を照射することで、単層膜１１１内において、高さ方向に屈折率分布を形成することができる。この場合、図示するように、上下方向から光を照射することで、上下それぞれの表面に近いほど照射強度が高く、高さ方向中央近傍に近づくほど照射強度が低くなるため、幅方向の場合と同様に、上下方向表面近傍にクラッド層を形成するとともに、中央部近傍において屈折率傾斜を形成することができ、結果として、図示するように、断面略円形状であって、中心近傍に向かい屈折率が連続的に高くなっているコア部１０１と、その周囲に形成されたクラッド層１０２とからなる導波路構造を作製することが可能となるのである。なお、第一の光照射工程（ｄ）および第二の光照射工程（ｆ）における光の照射強度は、単層膜１１１の厚さや材質、目的とするコア部のサイズ等により適宜設定すればよく、特に制限されるものではない。 Next, after peeling the pair of mask members 112A and 112B from the single layer film 111 in the peeling step (e), the single layer film 111 is again irradiated with light from the two directions in the second light irradiation step (f). Thus, a refractive index distribution can be formed in the height direction in the single layer film 111. In this case, as shown in the figure, by irradiating light from the vertical direction, the irradiation intensity is higher as it is closer to the upper and lower surfaces, and the irradiation intensity is lower as it is closer to the center in the height direction. Similarly, a clad layer can be formed in the vicinity of the surface in the vertical direction, and a refractive index gradient can be formed in the vicinity of the center portion. As a result, as shown in the drawing, the cross section is substantially circular and refracts toward the center. It is possible to manufacture a waveguide structure including the core portion 101 having a continuously high rate and the cladding layer 102 formed around the core portion 101. Note that the light irradiation intensity in the first light irradiation step (d) and the second light irradiation step (f) may be appropriately set depending on the thickness and material of the single layer film 111, the size of the target core portion, and the like. Well, not particularly limited.

上記単層膜１１１は、上述したように、フォトブリーチング材料、即ち、光照射により屈折率が変化する材料を含むことが必要であり、これにより、単層膜１１１内において屈折率を変化させて、コア部１０１とクラッド層１０２とを形成することが可能となる。かかるフォトブリーチング材料としては、特に制限されるものではなく、従来使用されているもののうちから適宜選択して用いることができ、例えば、ポリシラン等を代表的に挙げることができる。特には、コア部１０１とクラッド層１０２との屈折率差を十分得るために、光照射による屈折率変化量が０．００１以上であるフォトブリーチング材料を用いることが好ましい。さらに、単層膜１１１の厚さは、図示するようなコア部１０１およびクラッド層１０２からなる構造を形成できる程度のものであればよく、好適には、厚さ１０μｍ以上とする。 As described above, the single-layer film 111 needs to include a photobleaching material, that is, a material whose refractive index changes by light irradiation, thereby changing the refractive index in the single-layer film 111. Thus, the core portion 101 and the clad layer 102 can be formed. Such a photobleaching material is not particularly limited, and can be appropriately selected and used from those conventionally used. For example, polysilane and the like can be representatively exemplified. In particular, in order to obtain a sufficient difference in refractive index between the core portion 101 and the clad layer 102, it is preferable to use a photobleaching material having a refractive index change amount by light irradiation of 0.001 or more. Further, the thickness of the single-layer film 111 may be as long as it can form a structure including the core portion 101 and the clad layer 102 as illustrated, and is preferably 10 μm or more in thickness.

なお、単層膜におけるコア部およびクラッド層の形成プロセスは、より具体的には、紫外線等の光と熱とを平行して用いることにより行われる。例えば、フォトブリーチングに用いられるポリシランは、紫外線照射により分解（Ｓｉ−Ｓｉ結合が切断）して分子量が下がるとともに、シロキサン結合やシラノール基が生成して、屈折率の低下を生ずる。その後、再度加熱処理を行うことで、シロキサン結合やシラノール結合がＳｉＯ₂に近づき、低損失化を起こす。従ってこの場合、所望に応じ形成した下部クラッド層上に単層膜を塗布して、弱く熱をかけた後、マスク部材を介してクラッド層にすべき部分に紫外線光等の光照射を行って、分解による屈折率低下を起こさせ、再度熱をかけることでクラッド層を形成する。次いで、単層膜上に金属薄膜や誘電体薄膜を形成して、さらに上記単層膜の積層、コア部およびクラッド層の形成、金属薄膜および／または誘電体薄膜の形成を順次繰り返し、最後に、複数のコア部の集合からなるコア層およびクラッド層の全面に再度光照射を行うことで、コア層の上面（または上下面）についても分解が生じて屈折率が低下し、クラッド層に相当する層になる。これを、再度熱処理することにより、光導波路が完成する。 Note that the process of forming the core portion and the cladding layer in the single layer film is more specifically performed by using light such as ultraviolet rays and heat in parallel. For example, polysilane used for photobleaching is decomposed by ultraviolet irradiation (Si—Si bond is broken) to lower the molecular weight, and a siloxane bond and a silanol group are generated to cause a decrease in refractive index. Thereafter, by performing the heat treatment again, the siloxane bond and the silanol bond approach SiO ₂ and the loss is reduced. Therefore, in this case, after applying a single layer film on the lower clad layer formed as desired and applying heat weakly, the portion to be the clad layer is irradiated with light such as ultraviolet light through the mask member. The clad layer is formed by lowering the refractive index due to decomposition and applying heat again. Next, a metal thin film or a dielectric thin film is formed on the single layer film, and the above-described single layer film stacking, core portion and cladding layer formation, metal thin film and / or dielectric thin film formation are sequentially repeated. By irradiating the entire surface of the core layer and the clad layer composed of a plurality of core portions with light again, the upper surface (or upper and lower surfaces) of the core layer is decomposed, and the refractive index is lowered, corresponding to the clad layer. It becomes a layer to do. This is heat-treated again to complete the optical waveguide.

単層膜１１１を形成するための単層膜材料は、上記フォトブリーチング材料のみで形成してもよいが、上記フォトブリーチング材料と他の材料とを適宜組み合わせて形成することもでき、特に制限されるものではない。フォトブリーチング材料と併用できる他の材料としては、通常この分野においてコアまたはクラッド材料として用いられるもののうちから、適宜選択して用いることができる。 The single-layer film material for forming the single-layer film 111 may be formed only by the photobleaching material, but may be formed by appropriately combining the photobleaching material and other materials, particularly It is not limited. Other materials that can be used in combination with the photobleaching material can be appropriately selected from those usually used as the core or cladding material in this field.

かかる他の材料としては、具体的には例えば、透明性に優れたポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などを初めとして、アクリル系、エポキシ系、ポリシラン系、あるいはポリイミド系の樹脂材料や、これらを重水素化またはフッ素化したものなどを挙げることが
できる。これら樹脂材料は、１．３μｍ以上１．５５μｍ以下の波長域の光に対して低吸収化が図られているため、これらの材料を用いることで、低損失な光デバイスを形成することができる。 Specific examples of such other materials include polymethyl methacrylate (PMMA) having excellent transparency, acrylic resin, epoxy resin, polysilane resin, polyimide resin material, and deuterium. Or fluorinated compounds. Since these resin materials have low absorption with respect to light in the wavelength region of 1.3 μm or more and 1.55 μm or less, a low-loss optical device can be formed by using these materials. .

また、目的とするコア部の形状によっては、図７に示すように、（Ａ）下部クラッド層２１４Ａ上に形成したフォトブリーチング材料を含む単層膜２１１を、（Ｂ）一方向からマスク部材２１２により被覆して、（Ｃ）このマスク部材２１２を介して単層膜２１１に対し光を照射し、（Ｄ）単層膜からマスク部材２１２を剥離した後（一連のコア層形成工程）、（Ｅ）コア部２０１とクラッド層２０２とが形成された単層膜２１１上に金属薄膜および誘電体薄膜のうちのいずれか一方または双方２２０を形成する薄膜形成工程と、（Ｆ）上記一連のコア層形成工程（Ａ）〜（Ｄ）とを１回以上繰り返して、所望に応じ（Ｇ）上部クラッド層２１４Ｂを設けることにより、クラッド層２０２と複数のコア部２０１からなるコア層とを備えた光導波路２００を得る手法を用いることもできる。この場合も、各製造工程は前記と同様に行うことができ、特に制限されるものではない。単層膜におけるコア部およびクラッド層の形成プロセスについても、前記に準じて行うことができる。 Depending on the shape of the target core, as shown in FIG. 7, (A) a single-layer film 211 containing a photobleaching material formed on the lower cladding layer 214A may be (B) a mask member from one direction. (C) After irradiating the single layer film 211 with light through the mask member 212, and (D) peeling the mask member 212 from the single layer film (a series of core layer forming steps), (E) a thin film forming step of forming one or both of a metal thin film and a dielectric thin film on the single layer film 211 on which the core portion 201 and the clad layer 202 are formed, and (F) the series of the above The core layer forming steps (A) to (D) are repeated one or more times, and (G) an upper clad layer 214B is provided as desired, thereby providing a clad layer 202 and a core layer composed of a plurality of core portions 201. Light It is also possible to use a method of obtaining a road 200. Also in this case, each manufacturing process can be performed in the same manner as described above, and is not particularly limited. The formation process of the core part and the clad layer in the single layer film can also be performed according to the above.

各クラッド層およびコア層の材料としては、上記した以外にも、従来慣用の無機材料や有機材料のうちから適宜選択して用いることができるが、コア層は、各クラッド層よりも高屈折率にて形成することが必要となるので、互いの層の材料との関連で選択することを要する。具体的には例えば、光硬化材料、熱硬化性材料、熱可塑性材料等の各種モノマー（溶液も含む）、オリゴマー（溶液も含む）、ポリマー溶液のうちから、透明性や耐熱性等のその要求特性等の観点から、適宜選択して用いることができる。 In addition to the materials described above, each cladding layer and core layer can be appropriately selected from conventionally used inorganic materials and organic materials, but the core layer has a higher refractive index than each cladding layer. It is necessary to make a selection in relation to the material of each other layer. Specifically, for example, various requirements such as photocuring materials, thermosetting materials, thermoplastic materials (including solutions), oligomers (including solutions), and polymer solutions, such as transparency and heat resistance. From the viewpoint of characteristics and the like, it can be appropriately selected and used.

上記のうちモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸およびこれらの低級アルコールエステル、下記一般式（１）、

（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ²は炭素数８〜２０のアルキル基を表す）で表される化合物、ジ（メタ）アクリルエステル、トリ（メタ）アクリルエステル、さらには、スチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系モノマーなどを挙げることができる。 Among the above monomers, for example, acrylic acid, methacrylic acid and their lower alcohol esters, the following general formula (1),

(Wherein R ¹ represents a hydrogen atom or a methyl group, and R ² represents an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms), a di (meth) acryl ester, a tri (meth) acryl ester, May include styrene monomers such as styrene and divinylbenzene.

アクリル酸およびメタクリル酸の低級アルコールエステルの低級アルコールとしては、炭素数１〜５、好ましくは１〜３の１価アルコール、より好ましくはメタノールが挙げられる。 Examples of the lower alcohol of the lower alcohol ester of acrylic acid and methacrylic acid include monohydric alcohols having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, more preferably methanol.

また、前記一般式（１）で表される化合物において、炭素数８〜２０の高級アルキル基を示すＲ²の好ましい炭素数は１０〜１６、より好ましくは１２〜１４である。この高級アルキル基Ｒ²は、単独アルキル基であっても混合アルキル基であってもよいが、最も好ましくは炭素数１２と１３との混合アルキル基である。この場合、炭素数１２のアルキル基のものと炭素数１３のアルキル基のものとの割合、即ち、ドデシル（メタ）アクリレートとトリデシル（メタ）アクリレートとの割合は、重量比として通常２０：８０〜８０：２０であり、特に４０：６０〜６０：４０であることが好ましい。 Moreover, in the compound represented by the general formula (1), R ² representing a higher alkyl group having 8 to 20 carbon atoms preferably has 10 to 16 carbon atoms, more preferably 12 to 14 carbon atoms. The higher alkyl group R ² may be a single alkyl group or a mixed alkyl group, but is most preferably a mixed alkyl group having 12 and 13 carbon atoms. In this case, the ratio of the alkyl group having 12 carbon atoms and the alkyl group having 13 carbon atoms, that is, the ratio of dodecyl (meth) acrylate and tridecyl (meth) acrylate is usually 20:80 to 80:20, and particularly preferably 40:60 to 60:40.

ジ（メタ）アクリルエステルとしては、エチレングリコールと（メタ）アクリル酸とのジエステル、ポリエチレングリコールと（メタ）アクリル酸とのジエステル、アルキル鎖の炭素数が３〜６のジオールと（メタ）アクリル酸とのジエステルが挙げられる。また、トリ（メタ）アクリルエステルとしては、アルキル鎖の炭素数が３〜６のトリオールと（メタ）アクリル酸とのトリエステルが挙げられる。なお、ポリエチレングリコールと（メタ）アクリル酸とのジエステルを構成するポリエチレングリコールとしては、下記一般式（２）、

において、ｎが１〜１５、特に１〜１０のものが好ましい。 Di (meth) acrylic esters include diesters of ethylene glycol and (meth) acrylic acid, diesters of polyethylene glycol and (meth) acrylic acid, diols having 3 to 6 carbon atoms in the alkyl chain, and (meth) acrylic acid. And a diester. Examples of tri (meth) acrylic esters include triesters of triols having 3 to 6 carbon atoms in the alkyl chain and (meth) acrylic acid. In addition, as polyethyleneglycol which comprises diester of polyethyleneglycol and (meth) acrylic acid, the following general formula (2),

In which n is 1 to 15, particularly 1 to 10.

上記モノマーを重合あるいは共重合させて層を形成するための方法としては、熱や光による硬化方法が一般的であるが、特に制限されるものではない。一般的には、熱硬化の場合には、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ジーｔ−ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジミリスチルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシ（２−エチルヘキサノエート）、クミルパーオキシオクトエートなどの有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンニトリルなどのアゾ化合物等の重合開始剤を添加し、５０〜１２０℃で１〜２０時間重合させる方法を採用することができる。また、光硬化の場合の重合開始剤としては、ベンジルメチルケタール、アセトフェノンジエチルケタールなどのケタール系化合物、α−ヒドロキシケトン、ミヒラーズケトン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのケトン系化合物、ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、メタロセンなどのメタロセン系化合物、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾイン化合物などが好適に用いられる。 As a method for forming a layer by polymerizing or copolymerizing the above monomers, a curing method using heat or light is generally used, but is not particularly limited. In general, in the case of thermosetting, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, dimyristyl peroxydicarbonate, t-butyl peroxyacetate, t- Polymerization initiators such as organic peroxides such as butyl peroxy (2-ethylhexanoate) and cumyl peroxy octoate, azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobiscyclohexanenitrile are added, and 50 to A method of polymerizing at 120 ° C. for 1 to 20 hours can be employed. In addition, as a polymerization initiator in the case of photocuring, ketal compounds such as benzyl methyl ketal and acetophenone diethyl ketal, ketone compounds such as α-hydroxyketone, Michler's ketone, α-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and benzophenones such as benzophenone A compound, a metallocene compound such as metallocene, a benzoin compound such as benzoin isopropyl ether, and the like are preferably used.

なお、上記モノマーとともに、リン酸エステル、芳香族カルボン酸エステル、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸エステル、グリコール類及びグリコール（メタ）アクリレート類の１種または２種以上をブレンドして用いることが、高温高湿下に長期間放置した場合の白濁を防止する点から好ましい。 In addition, together with the above monomers, one or more of phosphoric acid esters, aromatic carboxylic acid esters, aliphatic carboxylic acids, aliphatic carboxylic acid esters, glycols and glycol (meth) acrylates may be blended and used. From the point of preventing white turbidity when left for a long time under high temperature and high humidity.

また、ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂（（メタ）アクリル酸のエステル）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂（結晶、非結晶）、ポリシラン、ポリエーテルスルホン、ポリノルボルネン、エポキシ系樹脂、例えば、ビスフェノールＡ型、ノボラック型のエポキシ樹脂とポリアミノアミド、変性ポリアミノアミド、変性芳香族ポリアミン、変性脂肪族ポリアミン、変性脂環族ポリアミン，フェノールなどの活性水素を持つ硬化剤との混合硬化物、ポリアリール、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカルボジイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリアミド（ＰＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ）、メチルメタクリレート−スチレン共重合体（ＭＳ、ＭＭＡ−Ｓｔ）、スチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）等のスチレン系樹脂（中でも、ＳＢＳ、ＡＢＳは耐衝撃性に優れる利点を備える）、ポリフェニレンエーテル等のポリアリーレンエーテル、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトンやポリエーテルケトンケトン等のポリエーテルケトン類、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロックポリマー（ＳＥＢＳ）、フッ化ビニリデン系樹脂、ヘキサフルオロプロピレン系樹脂、ヘキサフルオロアセトン系樹脂等のフッ素系樹脂などを挙げることができ、中でも、（メタ）アクリル系樹脂が好ましい。 Examples of the polymer include polyester resins such as (meth) acrylic resin (ester of (meth) acrylic acid), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT) (crystal, non-crystalline). Crystal), polysilane, polyethersulfone, polynorbornene, epoxy resin, for example, bisphenol A type, novolac type epoxy resin and polyaminoamide, modified polyaminoamide, modified aromatic polyamine, modified aliphatic polyamine, modified alicyclic polyamine , Mixed cured products with curing agents with active hydrogen such as phenol, polyaryl, polyimide (PI), polycarbodiimide, polyetherimide, polyamideimide, polyesterimide, polyamide (PA), polystyrene (PS), polyester Styrene such as rilonitrile-styrene copolymer (AS), methyl methacrylate-styrene copolymer (MS, MMA-St), styrene-butadiene block copolymer (SBS), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) Resins (among other things, SBS and ABS have the advantage of excellent impact resistance), polyarylene ethers such as polyphenylene ether, polyarylate (PAR), polyacetal, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyether ether ketone and polyether ketone ketone Polyether ketones, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, styrene-ethylene-butadiene-styrene block polymer (SEBS), vinylidene fluoride resin, hexafluoropropylene resin, Etc. can be mentioned fluorine-based resin such as fluoro-acetone resins, among others, (meth) acrylic resin is preferable.

透明樹脂としては、他に、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、シクロオレフィンポリマー（商品名：アートン（ＪＳＲ（株））、ゼオネックス（日本ゼオン（株）等）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、フェノール樹脂、ポリサルフォン（ＰＳＦ）樹脂等が挙げられる。上記のうち、モノマーあるいは低分子材料から出発できるものとしては、スチレン系樹脂、特にはＭＳ樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂がある。 Other transparent resins include polyvinyl chloride (PVC), cycloolefin polymer (trade name: Arton (JSR Co., Ltd.), Zeonex (Nippon Zeon Co., Ltd., etc.), polypropylene (PP), polyethylene (PE), Examples include triacetyl cellulose (TAC) resin, polyether sulfone (PES), phenol resin, polysulfone (PSF) resin, etc. Among them, styrene resins, particularly those starting from monomers or low molecular weight materials MS resin, (meth) acrylic resin, and epoxy resin.

さらに、アクリル酸、メタクリル酸およびこれらの低級アルコールエステルとスチレン系モノマーとの共重合体の他、前述したモノマー類の一部または全ての水素原子をフッ素原子に置き換えたモノマーを用いた透明樹脂などを用いることもできる。かかるコア層および上下クラッド層の材料は、単独または２種以上を適宜混合して使用することが可能である。なお、各クラッド層は、伝送損失の低減の観点からは、同一の材料を用いて形成することが好ましい。 In addition to copolymers of acrylic acid, methacrylic acid and their lower alcohol esters and styrenic monomers, transparent resins using monomers in which some or all of the above-described monomers are replaced with fluorine atoms, etc. Can also be used. These materials for the core layer and the upper and lower cladding layers can be used alone or in admixture of two or more. Each cladding layer is preferably formed using the same material from the viewpoint of reducing transmission loss.

なお、製造工程において使用する基板５としては、従来より知られているものから適宜選択して用いることができ、特に制限されるものではない。例えば、シリコン基板や石英基板、金属箔、ガラス板などの他、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やアクリル樹脂フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルムなどの高分子フィルム等を用いることができる。但し、前述のインプリント工程において光インプリント法を用いる場合には、基板５側から、または、モールド側から光を照射して硬化を行う必要があるため、基板５またはモールドとして透明なものを用いることが必要となる。さらに、上記各層の塗工溶液の調製に用いる溶剤としては、特に制限されるものではなく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、酢酸エチル、酢酸セロソルブ、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ベンゼン、シクロヘキサノン等の慣用の有機溶剤から適宜選択して用いることができる。 In addition, as the board | substrate 5 used in a manufacturing process, it can select from the conventionally known thing suitably and can be used, It does not restrict | limit in particular. For example, in addition to silicon substrates, quartz substrates, metal foils, glass plates, etc., polymers such as polyethylene terephthalate (PET), acrylic resin films, polycarbonate (PC) films, triacetyl cellulose (TAC) films, polyimide (PI) films, etc. A film or the like can be used. However, when the optical imprint method is used in the above-described imprint process, it is necessary to cure by irradiating light from the substrate 5 side or from the mold side. It is necessary to use it. Furthermore, the solvent used for preparing the coating solution for each layer is not particularly limited, and examples thereof include acetone, methyl ethyl ketone (MEK), ethyl acetate, cellosolve, dioxane, tetrahydrofuran (THF), benzene, cyclohexanone, and the like. The conventional organic solvent can be appropriately selected and used.

さらに、本発明においては、上記のようにして作製した光導波路１０の表面に、ハードコートや吸湿防止層などを積層して用いてもよい。光導波路１０において光の経路となって情報を伝達する部位はコア層であるので、コア層が傷つかなければ光導波路としての性能に問題は生じないが、そのような大きな損傷を防止するために、表面にハードコートを設けることが必要となる場合もある。かかるハードコートの材料としては、（メタ）アクリレートモノマー、例えば、単官能（メタ）アクリレート、２官能（メタ）アクリレート、３官能以上の（メタ）アクリレートや、多官能のエポキシ、（メタ）アクリルオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、共重合系（メタ）アクリレート、エポキシオリゴマーに、光開始剤を加えて重合させる（メタ）アクリレート系またはエポキシ系ハードコート材料や、シラン化合物、有機金属化合物、無機酸化物微粒子、硬化用触媒、および、所望に応じその他の材料を含むシリコーン系ハードコート材料（プライマー処理を用いてもよい）、オルガノアルコキシシラン系、アルコキシシラン・ジルコネート系、水系シリケート系、水性アルミナ系、オルガノアルコキシシラン・樹脂ハイブリッド系、アルコキシシラン・ジルコネート・樹脂ハイブリッド系、水系シリケート・樹脂ハイブリッド系などの無機系ハードコート材料、光カチオン硬化型有機・無機ハイブリッド材料などの有機・無機ハイブリッド型ハードコート材料等が挙げられる。 Furthermore, in the present invention, a hard coat or a moisture absorption preventing layer may be laminated on the surface of the optical waveguide 10 produced as described above. In the optical waveguide 10, the portion that transmits information as a light path is the core layer. Therefore, if the core layer is not damaged, there is no problem in the performance as the optical waveguide, but in order to prevent such large damage. In some cases, it may be necessary to provide a hard coat on the surface. Such hard coat materials include (meth) acrylate monomers such as monofunctional (meth) acrylates, bifunctional (meth) acrylates, trifunctional or higher (meth) acrylates, polyfunctional epoxies, and (meth) acrylic oligomers. , Urethane (meth) acrylate, Epoxy (meth) acrylate, Polyester (meth) acrylate, Copolymer (meth) acrylate, Epoxy oligomer added to photoinitiator to polymerize (meth) acrylate or epoxy hard coat material , Silane compounds, organometallic compounds, inorganic oxide fine particles, curing catalysts, and silicone-based hardcoat materials (other than primer treatment may be used) containing other materials as desired, organoalkoxysilanes, alkoxysilanes・ Zirconate-based, water-based Organic hard coat materials such as Kate, aqueous alumina, organoalkoxysilane / resin hybrid, alkoxysilane / zirconate / resin hybrid, water silicate / resin hybrid, and organic such as photocation curable organic / inorganic hybrid materials -Inorganic hybrid type hard coat materials.

また、吸湿防止剤は、使用する光導波路材料によっては吸湿により屈折率が変化して、所期の設計値から大きく外れてしまうことがあるため、これを防ぐ目的で設けられる。吸湿防止層には、一般に疎水性が高い材料が用いられ、例えば、撥水性の塗料や、フッ素を含む化合物等が挙げられる。また、ＳｉＯ₂やＳｉＮ₄等を用いることもでき、これらを光導波路（フィルム）の上下面に塗布することで、光導波路材料自体の吸湿を防ぐものである。なお、片面のみに塗布した場合、異方性が生じて反りの発生につながる場合がある。 Further, the moisture absorption preventing agent is provided for the purpose of preventing the refractive index depending on the optical waveguide material to be used, because the refractive index changes due to moisture absorption and may deviate greatly from the intended design value. In general, a material having high hydrophobicity is used for the moisture absorption preventing layer, and examples thereof include water-repellent paints and fluorine-containing compounds. Also, SiO ₂ , SiN _4, etc. can be used, and these are applied to the upper and lower surfaces of the optical waveguide (film) to prevent moisture absorption of the optical waveguide material itself. In addition, when apply | coating only to one side, anisotropy arises and it may lead to generation | occurrence | production of curvature.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（実施例）
６インチ径の石英ガラス基板上に、スピンコーターを用いて、アクリル系樹脂（ＪＳＲ社製）を１００μｍ厚さに塗布し、引続き１００℃で３分間加熱して、下部クラッド層（屈折率１．５１）を形成した。次いで、凹凸パターンの凸側が図１に示す直線状のコア層形状に倣った形状を有する石英製モールドを準備し、プレス温度１８０℃にて熱インプリントを行い、下部クラッド層にコア形成用の凹溝を作製した後、光源として高圧水銀灯（３６５ｎｍ）を用いて、照度２０ｍＷ／ｃｍ²、光量１．０Ｊ／ｃｍ²にて露光した。下部クラッド層に形成された凹溝は断面寸法が幅５０μｍ、高さ５０μｍで、図１に示す直線状を有していた。 Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
(Example)
An acrylic resin (manufactured by JSR) was applied to a thickness of 100 μm on a 6-inch diameter quartz glass substrate using a spin coater, and then heated at 100 ° C. for 3 minutes to form a lower clad layer (refractive index 1.. 51) was formed. Next, a quartz mold is prepared in which the convex side of the concavo-convex pattern follows the shape of the linear core layer shown in FIG. 1, and thermal imprinting is performed at a press temperature of 180 ° C., and the core is formed on the lower cladding layer. After producing the groove, exposure was performed using a high pressure mercury lamp (365 nm) as a light source at an illuminance of 20 mW / cm ² and a light amount of 1.0 J / cm ² . The groove formed in the lower cladding layer had a cross-sectional dimension of 50 μm in width and 50 μm in height, and had a linear shape shown in FIG.

次に、上記下部クラッド層に用いたアクリル樹脂に対し高屈折率モノマーとしてのエポキシアクリレートを添加することで、下部クラッド層のアクリル系樹脂よりも屈折率を３％高くしたアクリル系樹脂組成物を、スクリーン印刷法にて下部クラッド層の直線状溝部に印刷して、温度１００℃にて３分間加熱後、光源として高圧水銀灯（３６５ｎｍ）を用いて、照度２０ｍＷ／ｃｍ²、光量１．０Ｊ／ｃｍ²にて露光することにより、屈折率１．５７で、幅５０μｍ、高さ５０μｍの直線状コア部を形成した。 Next, an acrylic resin composition having a refractive index 3% higher than that of the acrylic resin of the lower cladding layer by adding epoxy acrylate as a high refractive index monomer to the acrylic resin used for the lower cladding layer. , Printed on the linear groove of the lower clad layer by screen printing, heated for 3 minutes at a temperature of 100 ° C., and then using a high pressure mercury lamp (365 nm) as a light source, an illuminance of 20 mW / cm ² , a light quantity of 1.0 J / By exposing at cm ^2, a linear core part having a refractive index of 1.57, a width of 50 μm, and a height of 50 μm was formed.

次に、この直線状コア層の表面にスパッタリングによりアルミニウム薄膜を形成し、引き続いて、上記下部クラッド層に用いたアクリル樹脂に対し高屈折率モノマーとしてのエポキシアクリレートを添加することで下部クラッド層のアクリル系樹脂よりも屈折率を３％高くしたアクリル系樹脂組成物を、スクリーン印刷法にて、表面にアルミニウム薄膜が形成された直線状コア部上に再度印刷して、温度１００℃にて３分間加熱後、光源として高圧水銀灯（３６５ｎｍ）を用いて、照度２０ｍＷ／ｃｍ²、光量１．０Ｊ／ｃｍ²にて露光することにより、屈折率１．５７で、幅５０μｍ、高さ５０μｍの直線状コア部を形成した。 Next, an aluminum thin film is formed on the surface of the linear core layer by sputtering, and subsequently, an epoxy acrylate as a high refractive index monomer is added to the acrylic resin used for the lower cladding layer to thereby form the lower cladding layer. An acrylic resin composition having a refractive index 3% higher than that of the acrylic resin is printed again on the linear core portion having an aluminum thin film formed on the surface by a screen printing method. After heating for a minute, using a high-pressure mercury lamp (365 nm) as a light source and exposing at an illuminance of 20 mW / cm ² and a light amount of 1.0 J / cm ² , a straight line having a refractive index of 1.57, a width of 50 μm, and a height of 50 μm A core portion was formed.

次に、上記下部クラッド層と同じアクリル系樹脂を用いてスピンコート法にて５０μｍの膜を積層して、温度１００℃にて３分間加熱後、光源として高圧水銀灯（３６５ｎｍ）を用いて、照度２０ｍＷ／ｃｍ²、光量１．０Ｊ／ｃｍ²にて露光した。さらに、１５０℃で６０分間加熱を行って上部クラッド層を形成し、基板一体の二層の直線状コア部からなるコア層を有する光導波路を得た。 Next, a 50 μm film is laminated by spin coating using the same acrylic resin as the lower cladding layer, heated at a temperature of 100 ° C. for 3 minutes, and then a high pressure mercury lamp (365 nm) is used as a light source. The exposure was performed at 20 mW / cm ² and a light amount of 1.0 J / cm ² . Further, heating was performed at 150 ° C. for 60 minutes to form an upper clad layer, and an optical waveguide having a core layer composed of two linear core portions integrated with the substrate was obtained.

次に、得られた光導波路を塩酸中に浸漬することにより、基板と導波路部とを剥離した。以上のようにして、二層の直線状コア部からなるコア層を有するフィルム導波路を得た。 Next, the obtained optical waveguide was immersed in hydrochloric acid to separate the substrate and the waveguide portion. As described above, a film waveguide having a core layer composed of two linear core portions was obtained.

得られた光導波路の夫々のコア部に異なる光を入射させたところ、設計通りに光の信号を取り出すことができることが確かめられた。 When different light was made incident on each core portion of the obtained optical waveguide, it was confirmed that the light signal could be taken out as designed.

本発明の一好適例の光導波路を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the optical waveguide of one suitable example of this invention. 図１の光導波路のコア層のみを取り出して示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which takes out and shows only the core layer of the optical waveguide of FIG. 本発明の光導波路を用いた配線板の一例としての電気・光混載配線板の一構成例である。It is an example of 1 structure of the electrical / light mixed wiring board as an example of the wiring board using the optical waveguide of this invention. インプリント法を用いた光導波路の製造工程の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the manufacturing process of the optical waveguide using the imprint method. インプリント法を用いた光導波路の製造工程の他の例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing process of the optical waveguide using the imprint method. フォトブリーチ法を用いた光導波路の製造工程の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the manufacturing process of the optical waveguide using a photo bleach method. フォトブリーチ法を用いた光導波路の製造工程の他の例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing process of the optical waveguide using a photo bleach method.

符号の説明Explanation of symbols

１コア層
１ａ、１ｂコア部
２下部クラッド層
３上部クラッド層
４溝部
５基板
６中間クラッド層
１０光導波路
３１発光素子
３２受光素子
４０電気配線層
５０ミラー
７０モールド
１０１、２０１コア部
１０２、２０２クラッド層
１１１、２１１単層膜
１１２Ａ、１１２Ｂ、２１２マスク部材
１１３Ａ、１１３Ｂ、２１３パターニング形状
２００光導波路
２１４Ａ下部クラッド層
２１４Ｂ上部クラッド層
２２０金属薄膜および／または誘電体薄膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core layer 1a, 1b Core part 2 Lower clad layer 3 Upper clad layer 4 Groove part 5 Substrate 6 Intermediate clad layer 10 Optical waveguide 31 Light emitting element 32 Light receiving element 40 Electric wiring layer 50 Mirror 70 Mold 101, 201 Core part 102, 202 Cladding Layers 111 and 211 Single layer films 112A, 112B, and 212 Mask members 113A, 113B, and 213 Patterned shape 200 Optical waveguide 214A Lower cladding layer 214B Upper cladding layer 220 Metal thin film and / or dielectric thin film

Claims

クラッド層とコア層とを含み、該コア層を介して信号光を入射−伝播−出射する光導波路において、前記コア層が、少なくとも一部において複数のコア部の集合により形成されていることを特徴とする光導波路。 In an optical waveguide that includes a cladding layer and a core layer and through which the signal light is incident-propagated-emitted, the core layer is formed at least in part by a set of a plurality of core portions. Characteristic optical waveguide.

前記コア層が、前記複数のコア部を積層して形成されている請求項１記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 1, wherein the core layer is formed by stacking the plurality of core portions.

前記コア層が、前記複数のコア部を高さ方向に積層して形成されている請求項２記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 2, wherein the core layer is formed by laminating the plurality of core portions in a height direction.

前記複数のコア部の界面部分に金属薄膜および誘電体薄膜のうちのいずれか一方または双方が設けられている請求項１〜３のうちいずれか一項記載の光導波路。 The optical waveguide according to any one of claims 1 to 3, wherein one or both of a metal thin film and a dielectric thin film are provided at interface portions of the plurality of core portions.

前記複数のコア部の界面部分に中間クラッド層を有する請求項１〜３のうちいずれか一項記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 1, further comprising an intermediate cladding layer at an interface portion of the plurality of core portions.

前記コア層の平面形状が直線状若しくは曲線状またはその組み合わせからなる請求項１〜５のうちいずれか一項記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 1, wherein a planar shape of the core layer is a linear shape, a curved shape, or a combination thereof.

前記コア層の平面形状の少なくとも一部が格子状である請求項６記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 6, wherein at least a part of the planar shape of the core layer has a lattice shape.

前記格子状のコア層を形成するコア部の交差部に、光の進行方向に直交する経路を遮断するスリットが設けられている請求項７記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 7, wherein a slit that blocks a path perpendicular to the light traveling direction is provided at an intersection of the core portions forming the lattice-shaped core layer.

光の進行方向に対し４５°をなす方向に、ミラーが少なくとも一個設けられている請求項１〜８のうちいずれか一項記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 1, wherein at least one mirror is provided in a direction that forms 45 ° with respect to the traveling direction of light.

配線板内に配設される請求項１〜９のうちいずれか一項記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide is disposed in a wiring board.

電気配線部とともに電気・光混載配線板内に配設される請求項１０記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 10, wherein the optical waveguide is disposed in the electric / light mixed wiring board together with the electric wiring portion.

前記電気配線部を含む電気配線層と積層されて前記電気・光混載配線板内に配設される請求項１１記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 11, wherein the optical waveguide is disposed in the electric / optical mixed wiring board by being laminated with an electric wiring layer including the electric wiring portion.

有機化合物からなる請求項１〜１２のうちいずれか一項記載の光導波路。 The optical waveguide according to claim 1, comprising an organic compound.

フィルム状である請求項１〜１３のうちいずれか一項記載の光導波路。 It is a film form, The optical waveguide as described in any one of Claims 1-13.

前記クラッド層が下部クラッド層と上部クラッド層とからなる請求項１〜１４のうちいずれか一項記載の光導波路の製造方法において、該下部クラッド層の塗工後に、塗工された該下部クラッド層に対し凹凸パターンが形成されたモールドをプレスして、該凹凸パターンを該下部クラッド層表面に転写することにより該下部クラッド層に溝部を形成し、該溝部内に順次、所定の部位に前記複数のコア部を塗工して、前記コア層を形成することを特徴とする光導波路の製造方法。 15. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein the clad layer includes a lower clad layer and an upper clad layer. A mold having a concavo-convex pattern formed on the layer is pressed, and the concavo-convex pattern is transferred to the surface of the lower clad layer to form a groove in the lower clad layer. A method for manufacturing an optical waveguide, comprising: coating a plurality of core portions to form the core layer.

前記複数のコア部間に、金属薄膜および誘電体薄膜のうちのいずれか一方または双方を形成する請求項１５記載の光導波路の製造方法。 The method for manufacturing an optical waveguide according to claim 15, wherein one or both of a metal thin film and a dielectric thin film is formed between the plurality of core portions.

前記クラッド層が下部クラッド層と、一層以上の中間クラッド層と、上部クラッド層とからなる請求項１〜１４のうちいずれか一項記載の光導波路の製造方法において、
前記下部クラッド層の塗工後に、塗工された該下部クラッド層に対し凹凸パターンが形成された第一のモールドをプレスして、該凹凸パターンを該下部クラッド層表面に転写することにより該下部クラッド層に溝部を形成し、該溝部内に第一のコア部を塗工する第一のコア部形成工程と、
前記第一のコア部の形成された下部クラッド層上に中間クラッド層を塗工して、塗工された該中間クラッド層に対し凹凸パターンが形成された第二のモールドをプレスし、該凹凸パターンを該中間クラッド層表面に転写することにより該中間クラッド層に溝部を形成し、該溝部内に第二のコア部を塗工することを１回以上繰り返して、少なくとも一層の第二のコア部を形成する第二のコア部形成工程と、
前記第二のコア部の形成された中間クラッド層上に上部クラッド層を塗工する上部クラッド層形成工程と、を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。 In the method of manufacturing an optical waveguide according to any one of claims 1 to 14, wherein the cladding layer includes a lower cladding layer, one or more intermediate cladding layers, and an upper cladding layer.
After applying the lower clad layer, the lower mold layer is pressed by pressing a first mold having a concavo-convex pattern formed on the coated lower clad layer, and transferring the concavo-convex pattern to the surface of the lower clad layer. Forming a groove in the cladding layer, and coating the first core in the groove;
An intermediate clad layer is applied on the lower clad layer on which the first core portion is formed, and a second mold having a concavo-convex pattern formed on the coated intermediate clad layer is pressed, and the concavo-convex By transferring a pattern to the surface of the intermediate cladding layer, a groove is formed in the intermediate cladding layer, and applying a second core in the groove is repeated one or more times, so that at least one second core is formed. A second core part forming step for forming the part;
And an upper clad layer forming step of coating the upper clad layer on the intermediate clad layer on which the second core portion is formed.

前記第一のコア部および第二のコア部の各層間に、金属薄膜および誘電体薄膜のうちのいずれか一方または双方を形成する請求項１７記載の光導波路の製造方法。 The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 17, wherein one or both of a metal thin film and a dielectric thin film is formed between the first core portion and the second core portion.

請求項１〜１４のうちいずれか一項記載の光導波路の製造方法において、
フォトブリーチング材料を含む単層膜を、一または二方向からマスク部材により被覆するマスク工程と、前記単層膜に対し、該マスク部材を介して一または二方向から光を照射する光照射工程と、前記単層膜から該マスク部材を剥離する剥離工程と、を含む一連のコア層形成工程後に、
前記単層膜上に金属薄膜および誘電体薄膜のうちのいずれか一方または双方を形成する薄膜形成工程と、前記一連のコア層形成工程とを１回以上繰り返すことを特徴とする光導波路の製造方法。 In the manufacturing method of the optical waveguide according to any one of claims 1 to 14,
A mask process for coating a single layer film containing a photobleaching material with a mask member from one or two directions, and a light irradiation process for irradiating the single layer film with light from one or two directions through the mask member And after a series of core layer forming steps including a peeling step of peeling the mask member from the single layer film,
A thin-film forming process for forming one or both of a metal thin film and a dielectric thin film on the single-layer film, and the series of core layer forming processes are repeated one or more times. Method.