JP2002333538A - Optical waveguide forming method, electrodeposition liquid used for it, and optical waveguide manufacturing apparatus - Google Patents

Optical waveguide forming method, electrodeposition liquid used for it, and optical waveguide manufacturing apparatus

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JP2002333538A
JP2002333538A JP2002010240A JP2002010240A JP2002333538A JP 2002333538 A JP2002333538 A JP 2002333538A JP 2002010240 A JP2002010240 A JP 2002010240A JP 2002010240 A JP2002010240 A JP 2002010240A JP 2002333538 A JP2002333538 A JP 2002333538A
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optical waveguide
thin film
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electrodeposition
optical
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JP2002010240A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Akutsu
Shigemi Otsu
Takashi Shimizu
Kazutoshi Tanida
英一 圷
茂実 大津
敬司 清水
和敏 谷田
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
富士ゼロックス株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily manufacturing an optical waveguide with good accuracy and with sufficient mass-productivity by using an electrodeposition process or an optical electrodeposition process by which a fine pattern having excellent resolution can be easily formed and little harmful waste liquid is produced, and its manufacturing apparatus. SOLUTION: This optical waveguide forming method contains a process for carrying out deposition formation of a material on a semiconductor thin film or an electrically conductive thin film by irradiating an optical semiconductor thin film with a light and applying voltage between the optical semiconductor thin film and a counter electrode, or applying voltage between an electrically conductive thin film and the counter electrode, in a state where the optical waveguide manufacturing substrate with the electrically conductive thin film and the optical semiconductor thin film, or the electrically conductive thin film stacked on the insulating substrate is placed to an electrodeposition liquid of the water system including a film formation material in which solubility or diffusivity to the aqueous liquid is lowered by the change of pH so that the optical semiconductor thin film or the electrically conductive thin film may be brought into contact with the electrodeposition liquid, or the process which further transfers the deposited material to other substrates.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子材料を用いた光導波路形成方法に関するものであり、一般光学や微小光学分野で、また光通信や光情報処理の分野で用いられる種々の光導波路、光集積回路または光配線板等に利用できる。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an optical waveguide forming method using a polymer material, various optical waveguide used in the general optical and micro-optics, also in the fields of optical communication and optical information processing It can be utilized in an optical integrated circuit or an optical wiring board and the like.

【0002】 [0002]

【従来の技術】光導波路は、石英、ガラス、酸化物強誘電体等の無機材料、高分子材料などが用いられている。 BACKGROUND ART optical waveguides, quartz, glass, inorganic material such as an oxide ferroelectric, such as a polymeric material is used.
これらの中で高分子材料は無機材料に比較して、スピンコート法やディップ法等による薄膜形成が容易であり、 Polymer material Among these are compared to the inorganic material, it is easy to thin film formation by spin coating or dip method, or the like,
面積の大きい光導波路を作製するのに適している。 Suitable for making large optical waveguide area. またこの方法によれば、膜形成に際して高温での熱処理工程を含まないので、石英等の無機ガラス材料と比べて高分子材料は、半導体基板やプラスチック基板等高温での熱処理が困難な基板上にでも光導波路を作製できるという利点がある。 According to this method does not include a heat treatment step at a high temperature during film forming, polymeric material as compared to inorganic glass material such as quartz, a semiconductor substrate or a plastic substrate heat treatment difficult substrate at high temperatures But there is an advantage that the optical waveguide can be manufactured. さらに、高分子材料の柔軟性や強靭性を活かしたフレキシブルな光導波路の作製も可能である。 Moreover, the production of a flexible optical waveguide that utilize the flexibility and toughness of the polymeric materials are possible. こうしたことから、光通信の分野で用いられる光集積回路や、光情報処理の分野で用いられる光配線板等の光導波路部品を、光学用高分子材料を用いて大量・安価に製造することが期待されている。 For these reasons, and optical integrated circuits used in the field of optical communication, optical waveguide parts of the optical wiring board and the like used in the field of optical information processing, be manufactured in large quantities, at low cost by using the optical polymer material It is expected. 光学用高分子材料は、耐熱性や耐湿性等の耐環境性の点で問題があるとされてきたが、近年は改善が進んでいる。 Polymeric material for optics, has been a problem in terms of environmental resistance such as heat resistance and humidity resistance, in recent years, has advanced improvement. また感光性高分子あるいはレジストを用いた方法は、非常に簡易で、量産性にも優れている。 The method using the photosensitive polymer or resist is a very simple and is excellent in mass productivity.

【0003】ところが、従来は、感光性材料として室温で固体の高分子材料を用いていたので、厚膜にすると、 [0003] However, conventionally, because it was using the polymer material of the solid at room temperature as a photosensitive material, when the thick film,
紫外領域や可視領域における散乱が多くなって光透過特性が劣化し、特に厚膜におけるパターンの信頼性が低く、硬化した際の解像度が悪くなるため、作製された光導波路の損失にも悪影響を与えていた。 Increasingly scattered in the ultraviolet region or visible region degraded light transmission characteristics, particularly low reliability of a pattern in a thick film, since the resolution when cured worse, an adverse effect to the loss of the fabricated optical waveguide given had. また、透明性に関しては、材料の吸収損失等の低減が配慮されていないため、導波路損失も高いという欠点を有していた。 With respect to transparency, since the reduction of such absorption loss of the material is not taken into consideration, the waveguide loss had the disadvantage that high. このためこのような感光性材料を用いて作製された光部品等は実用性の面から不十分なものであった。 Thus an optical component or the like which is manufactured by using such photosensitive material was unsatisfactory in terms of practicality. これを解決する手段として、室温で固体の高分子材料ではなく液状の光硬化性樹脂を用いてパターン化する方法が考えられた。 As means for solving this was considered a method of patterning using a photo-curable resin liquid rather than a polymeric material of a solid at room temperature. しかし、かかる材料は流動性があるため、樹脂を塗布した後に塗布膜厚が変化したりして、光導波路を再現性よく、かつ制御性よく作製することができなかった。 However, such because the material is flowable, the coating film thickness after the resin is applied is or changed, reproducibly an optical waveguide, and could not be manufactured with high controllability.
さらに感光性材料を用いた方法はエッチング処理などの手間がかかり、有害なアルカリ廃液が大量に発生する上に工数がかさむ難点があった。 Further methods using photosensitive material is awkward, such as etching, hazardous alkali waste liquid had difficulties man-hours increase over that large quantities produced.

【0004】一方、本発明者等は、先に着色材を含む電着材料を用い、低電圧印加で電着あるいは光電着させることにより、解像度に優れた画像形成方法およびカラーフィルターの製造方法を提供したが、これらは特開平1 On the other hand, the present inventors have used electrodeposition material containing previously colorant, by wearing electrodeposition or the photoelectric at a low voltage is applied, an excellent image forming method and a manufacturing method of a color filter to the resolution have provided, they Hei 1
0−119414号公報、特開平11−189899号公報、特開平11−15418号公報、特開平11−1 0-119414, JP-A No. 11-189899, ​​JP-A No. 11-15418, JP-A No. 11-1
74790号公報、特開平11−133224号公報、 74790, JP-A No. 11-133224, JP-
特開平11−335894号公報等に詳細に開示されている。 It is disclosed in detail in JP-A-11-335894 Patent Publication. これらの画像形成方法およびカラーフィルターの製造方法は、簡易な方法で着色膜を解像度よく形成することを特長とするが、主として、液晶表示装置等の表示装置の分野において応用されている技術である。 Preparation of these image forming method and a color filter is that feature to form good color film resolution in a simple manner, primarily, is the technology that is applied in the field of display devices such as liquid crystal display devices . これに対し、光導波路は、光通信等の分野における技術であり、表示装置の分野とは異なる他、前記のように、光導波路は、誘電体材料あるいは感光性材料を、フォトリソグラフィー法を含む複雑な工程を経て微細加工することにより作製されており、光導波路をフォトリソグラフィー法などの複雑な工程を用いない電着法により作製しようとする試みはなされていないのが現状である。 In contrast, the optical waveguide is a technology in the field of optical communications, other different from the field of display devices, as described above, the optical waveguide, a dielectric material or a photosensitive material, including photolithography are produced by microfabrication through complicated steps, the attempt to prepare by electrodeposition without using a complicated process of an optical waveguide such as photolithography at present, not been made.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、解像度に優れた微細パターン形成を簡易に行なえ、有害廃液が少ない、電着法または光電着法を用いることにより、精度のよい光導波路を簡易にまた量産性よく作製する方法およびその装置を提供することにある。 It has been made in view of the INVENTION Problems to be Solved] The present invention is such circumstances, and its object is performed excellent fine pattern formed on the resolution simply, less harmful waste, an electrodeposition method or by using the optical electrodeposition method is to provide a method and apparatus also be manufactured with high mass productivity and good optical waveguide accurate easily.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】前記課題は、以下の光導波路形成方法、そのための電着液および光導波路製造装置を提供することにより解決される。 The object, according to an aspect of the following optical waveguide forming method, is solved by providing a electrodeposition solution and the optical waveguide manufacturing apparatus therefor. (1)絶縁性基板上に導電性薄膜および光半導体薄膜をこの順に積層した光導波路作製基板を、pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、前記光導波路作製基板の少なくとも前記光半導体薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、前記光半導体薄膜の選択領域に光を照射することにより選択領域の光半導体薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、前記半導体薄膜の選択領域に前記材料を析出形成する工程を含む光導波路形成方法。 (1) an optical waveguide prepared substrate a conductive thin film and the optical semiconductor thin film on an insulating substrate laminated in this order, the aqueous system containing the film-forming material to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by pH changes the electrodeposition liquid, at least a state in which the optical semiconductor thin film is placed in contact with the electrodeposition solution of the optical waveguide manufacturing substrate, an optical semiconductor thin film of the selected area by irradiating light to selected regions of the optical semiconductor thin film and a voltage is applied between the counter electrode, forming an optical waveguide comprising the step of precipitating forming the material into selected regions of the semiconductor thin film. (2)絶縁性基板上に、導電性薄膜、光半導体薄膜および剥離層をこの順に積層した着膜基板を、pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、前記着膜基板の少なくとも光半導体薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、光半導体薄膜の選択領域に光を照射することにより選択領域の光半導体薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、前記半導体薄膜の選択領域に前記材料を析出形成する工程、および前記の析出した材料を光導波路用基板上に転写する工程を含む、光導波路形成方法。 (2) on an insulating substrate, conductive thin film, the film deposition substrate laminated optical semiconductor thin film and the peeling layer in this order, the film-forming material to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by pH changes the electrodeposition liquid aqueous containing, in a state arranged such that at least the optical semiconductor thin film of the film deposition substrate is in contact with the electrodeposition solution, the selected region by applying light to selected regions of the optical semiconductor thin film optical semiconductor thin film and a voltage is applied between the opposing electrodes, the step formed by deposition of the material on selected areas of the semiconductor thin film, and a step of transferring said deposited material to the optical waveguide substrate, optical waveguide forming method.

【0007】(3)クラッド層用電着液を用い、クラッド層を形成した後、形成したクラッド層を乾燥させることなく、コア層用電着液を用い、コア層を形成することを特徴とする前記(1)または(2)に記載の光導波路形成方法。 [0007] (3) using a cladding layer for electrodepositing solution, after forming a clad layer, without drying the formed clad layer, a core layer for electrodepositing solution, and characterized in that to form the core layer optical waveguide forming method according to (1) or (2) to be. (4)形成したクラッド層およびコア層を乾燥させることなく、クラッド層用電着液を用い、コア層の上にさらにクラッド層を形成することを特徴とする前記(1)ないし(3)のいずれか1に記載の光導波路形成方法。 (4) forming the cladding layer and without drying the core layer, cladding layer electrodeposition solution, to the (1), characterized by further forming a clad layer on the core layer (3) an optical waveguide forming method according to any one. (5)クラッド層の形成において、光照射することなく、光導波路作製基板または着膜基板の光半導体薄膜のもつショットキーバリアーを超える電圧を印加することによって、全面にクラッド層を電着形成することを特徴とする前記(1)ないし(4)のいずれか1に記載の光導波路形成方法。 (5) In the formation of the cladding layer, without light irradiation, by applying a voltage exceeding the Schottky barrier with the optical semiconductor thin film of the optical waveguide manufacturing substrate or film deposition substrate, a cladding layer formed electrodeposition on the entire surface an optical waveguide forming method according to any one of (1) to be characterized (4) it.

【0008】(6)光導波路作製基板または着膜基板が、導電性基板上に光半導体薄膜を形成したものであることを特徴とする前記(1)ないし(5)のいずれか1 [0008] (6) an optical waveguide manufacturing substrate or film deposition substrate, either to the (1), characterized in that is obtained by forming an optical semiconductor thin film on a conductive substrate (5) 1
に記載の光導波路形成方法。 An optical waveguide forming method according to. (7)導電性材料が、鉄及びその化合物、ニッケル及びその化合物、亜鉛及びその化合物、銅及びその化合物、 (7) a conductive material, iron and its compounds, nickel and its compounds, zinc and its compounds, copper and copper compounds,
チタン及びその化合物、及びこれらの混合材料より選択される少なくとも一種である前記(1)ないし(6)のいずれか1に記載の光導波路形成方法。 Titanium and its compounds, and optical waveguide forming method according to any one of from a are the (1) at least one selected from a mixed material (6).

【0009】(8)絶縁性基板上に導電性薄膜またはパターン状の導電性薄膜を設けた光導波路作製基板を、p [0009] The optical waveguide formation substrate having a (8) conductive thin film or patterned conductive thin film on an insulating substrate, p
Hが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、前記光導波路作製基板の少なくとも前記導電性薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、前記導電性薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、前記導電性薄膜の上に前記膜形成材料を析出形成する工程を含む光導波路形成方法。 The electrodeposition liquid aqueous containing film-forming material soluble or dispersible is reduced in an aqueous liquid by H varies, arranged so that at least the conductive thin film of the optical waveguide manufacturing substrate is in contact with the electrodeposition solution in state, the conductive voltage is applied between the thin film and the counter electrode, the optical waveguide forming method comprising the film forming material to the precipitation formation process on the conductive thin film. (9)絶縁性基板上に、導電性薄膜またはパターン状の導電性薄膜および剥離層をこの順に積層した着膜基板を、pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、前記着膜基板の少なくとも前記導電性薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、前記導電性薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、前記導電性薄膜の上に前記膜形成材料を析出形成する工程、および前記の析出した膜形成材料を光導波路用基板上に転写する工程を含む、 (9) on an insulating substrate, a film deposition substrate formed by laminating a conductive thin film or patterned conductive thin film and the release layer in this order, to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by changing the pH membrane the electrodeposition liquid aqueous containing formation material, with at least the conductive thin film was placed in contact with the electrodeposition solution of the film deposition substrate, a voltage is applied between the conductive thin film and the counter electrode, comprising the step of transferring process the film-forming material formed by deposition on the conductive thin film, and the film-forming material deposited in the optical waveguide on the substrate,
光導波路形成方法。 Optical waveguide forming method.

【0010】(10)前記pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料が高分子材料であることを特徴とする前記(1)ないし(9)のいずれか1に記載の光導波路形成方法。 [0010] (10) either film-forming material to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by the pH changes are to the (1), which is a polymer material (9) 1 an optical waveguide forming method according to. (11)前記クラッド層用電着液が前記高分子材料を含み、かつ、前記コア層用電着液が該高分子材料および該高分子材料より屈折率が高い微粒子を含有することを特徴とする前記(1)ないし(10)のいずれか1に記載の光導波路形成方法。 (11) wherein said cladding layer for electrodepositing solution said polymer material, and the wherein the core layer for electrodepositing solution refractive index than the polymeric material and the polymeric material contains a high particulate an optical waveguide forming method according to any one of (1) to (10) to be. (12)前記コア層用電着液が前記高分子材料を含み、 (12) said core layer electrodeposition solution comprises the polymer material,
かつ、前記クラッド層用電着液が該高分子材料および該高分子材料より屈折率が低い微粒子を含有することを特徴とする前記(1)ないし(10)のいずれか1に記載の光導波路形成方法。 And, an optical waveguide according to any one of (1) to which said cladding layer for electrodepositing solution refractive index than the polymeric material and the polymeric material contains less fine particles (10) forming method.

【0011】(13)前記クラッド層用電着液が前記高分子材料および前記高分子材料より屈折率が低い微粒子を含有し、かつ、前記コア層用電着液が該高分子材料および該高分子材料より屈折率が高い微粒子を含有することを特徴とする前記(1)ないし(10)のいずれか1 [0011] (13) the clad layer for electrodepositing solution containing said polymeric material and said lower refractive index than the polymer material particles, and the core layer electrodeposition liquid polymer material and the high it wherein (1), characterized in that the refractive index than the molecular material contains a high particulate or (10) 1
に記載の光導波路形成方法。 An optical waveguide forming method according to. (14)前記光導波路作製基板を陽極電極とし、かつ電着電圧が5V以下である前記(1)ないし(13)のいずれか1に記載の光導波路形成方法。 (14) the optical waveguide manufacturing substrate as an anode electrode, and an optical waveguide forming method according to any one of from the electrodeposition voltage is above (1) is less than 5V (13). (15)前記膜形成材料が高分子材料であり、かつ、すべての光導波路を形成した後に、少なくとも光導波路を加熱処理する工程を行うことを特徴とする、前記(1) (15) the film forming material is a polymer material, and, after forming all the light waveguide, characterized in that a step of heat processing at least an optical waveguide, wherein (1)
ないし(14)のいずれか1に記載の光導波路形成方法。 An optical waveguide forming method according to any one of from (14).

【0012】(16)pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む電着液であって、前記膜形成材料が、疎水性基と親水性基を有し、疎水基の数が、親水基と疎水基の総数の30%から80%の範囲にある高分子材料であることを特徴とする前記(1)ないし(15)のいずれか1に記載の光導波路形成方法に用いるための電着液。 [0012] (16) pH A electrodeposition liquid containing film-forming material soluble or dispersible is reduced in an aqueous liquid by changes, the film forming material, have a hydrophobic group and a hydrophilic group and, the number of hydrophobic groups, to the (1), characterized in that the polymeric material is in the range of 30% of the total number of hydrophilic groups and hydrophobic groups of 80% or 1 according to the (15) Chakueki collector for use in an optical waveguide forming method. (17)さらに、屈折率調節のための微粒子を含むことを特徴とする前記(16)に記載の電着液。 (17) Furthermore, Chakueki conductive according to (16), characterized in that it comprises microparticles for adjusting refractive index.

【0013】(18)光を照射するための光源、第一の結像光学レンズと第二の結像光学レンズを有する結像光学系、第一の結像光学レンズと第二の結像光学レンズの間に挿入したフォトマスク、対向電極、バイアス電圧を印加可能な手段、および電着液を収納した電着槽を備えた光導波路製造装置であって、前記光導波路作製用基板または着膜基板の少なくとも光半導体薄膜が電着液に接触するように、電着槽に配置することを特徴とする、前記(1)ないし(7)、(10)ないし(15)のいずれか1に記載の方法により光導波路を作製するための光導波路製造装置。 [0013] (18) a light source for irradiating light, the first image-forming optical lens and an imaging optical system having a second image-forming optical lens, the first imaging optical lens and the second imaging optical inserted photomask between the lens, the counter electrode, means capable of applying a bias voltage, and the electrodeposition solution comprising an optical waveguide manufacturing apparatus having a housing electrodeposited tank, the optical waveguide substrate for manufacturing or-deposit so that at least the optical semiconductor thin film of the substrate is in contact with the electrodeposition liquid, characterized in that arranged in the electrodeposition bath, said (1) through (7), according to any one of (10) to (15) an optical waveguide manufacturing apparatus for the method for fabricating an optical waveguide. (19)対向電極、バイアス電圧を印加可能な手段、および電着液を収納した電着槽を備えた光導波路製造装置であって、前記光導波路作製用基板または着膜基板の少なくとも導電性薄膜が電着液に接触するように、電着槽に配置することを特徴とする、前記(8)または(9)、(10)ないし(15)のいずれか1に記載の方法により光導波路を作製するための光導波路製造装置。 (19) the counter electrode, means capable of applying a bias voltage, and the electrodeposition solution comprising an optical waveguide manufacturing apparatus having a housing electrodeposited tank, at least a conductive thin film of the optical waveguide substrate for manufacturing or film deposition substrate so they contact the electrodeposition liquid, characterized in that arranged in the electrodeposition bath, the (8) or (9), an optical waveguide by the method according to any one of from (10) to (15) an optical waveguide manufacturing apparatus for making.

【0014】 [0014]

【発明の実施の形態】本発明は、光導波路を、前記特開平10−119414号公報、特開平11−18989 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an optical waveguide, the JP-A 10-119414, JP-A No. 11-18989
9号公報、特開平11−15418号公報、特開平11 9 JP, Hei 11-15418, JP-A No. 11
−174790号公報、特開平11−133224号公報、特開平11−335894号公報等に記載の電着法あるいは光電着法を用いて形成するものである。 -174790 discloses and forms with JP 11-133224, JP-electrodeposition method described in JP-A 11-335894 discloses such or optical electrodeposition method.

【0015】この電着法とは、基本的に、絶縁性基板上にパターン状の導電性薄膜を設けたものに、pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、少なくとも前記導電体薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、前記導電性薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、前記導電性薄膜の上に前記材料を析出させる方法である。 [0015] and the electrodeposition method basically, those having a patterned conductive thin film on an insulating substrate, film formation to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by pH changes the electrodeposition liquid aqueous containing material, in a state arranged such that at least the conductive thin film is in contact with the electrodeposition solution, voltage is applied between the conductive thin film and the counter electrode, on the conductive thin film a method of precipitating the material.
また、光電着法は、光半導体薄膜に生ずる光起電力を利用するもので、絶縁性基板上に導電性薄膜および光半導体薄膜をこの順に積層したものを、pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、少なくとも前記光半導体薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、前記光半導体薄膜の選択領域に光を照射することにより選択領域の光半導体薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、 Further, the optical electrodeposition method is for use of photovoltaic generated in the optical semiconductor thin film, a material obtained by laminating a conductive thin film and the optical semiconductor thin film in this order on an insulating substrate, in an aqueous liquid by pH changes irradiating the electrodeposition liquid aqueous solubility or the dispersibility includes a membrane-forming material to decrease, while arranged so that at least the optical semiconductor thin film is in contact with the electrodeposition solution, the light in the selected region of the optical semiconductor thin film a voltage is applied between the optical semiconductor thin film and the counter electrode of the selected region by,
前記半導体薄膜の選択領域に前記材料を析出させる方法である。 A method of precipitating the material on selected areas of the semiconductor thin film.

【0016】これらの電着法および光電着法を用いることにより、高電圧を印加することなく(5V以下)、微細なパターンを有する光導波路を精度よく形成することができる。 [0016] By using these electrodeposition method and optical electrodeposition method, (5V or less) without applying a high voltage, it is possible to accurately form the optical waveguide having a fine pattern. また、従来の感光性樹脂を用いる光導波路の作製法では、基板に膜厚を精度よく制御して塗布する必要があり、またエッチングによりアルカリ廃液を出すなどの問題があったが、本発明によれば、光照射時間または電圧印加時間を調節することによってコア層とクラッド層の膜厚が容易に制御でき、また、パターン形成のためのエッチング処理も不用で環境に対する負荷も小さい。 Further, in the method for producing the optical waveguide using a conventional photosensitive resin, it is necessary to apply a film thickness on the substrate accurately controlled to, also there were problems such as issuing an alkali waste by etching, the present invention According words, the thickness of the core layer and the cladding layer by adjusting the light irradiation time or the voltage application time can be easily controlled, also, less load on the etching processing environment in waste for pattern formation.

【0017】さらに、現在、電子回路と光回路を混載した基板を作製する試みがなされているが、従来の方法では、どちらか先に形成した回路が、次に形成する回路のパターニング時のエッチングにより傷む恐れがあるが、 Furthermore, currently, but attempts to produce a substrate embedded with an electronic circuit and the optical circuit has been made, in the conventional method, either prior to forming the circuit, then etching for patterning of the circuit forming Although there is a possibility that hurts by,
本発明の光電着法による光導波路の形成方法ではエッチング工程がないのでこのような問題も避けられる。 Such problem because there is no etching step in the method of forming the optical waveguide by the optical electrodeposition method of the present invention is avoided. このように、本発明の光導波路の作製は簡易な方法であるので、量産化が可能で、量産性が要求される光導波路型部品の製造に有利に適用可能である。 Thus, the fabrication of an optical waveguide of the present invention is a simple method, capable of mass production, it is possible advantageously applied to the manufacture of optical waveguide components mass production is required. この他、一般光学や微小光学分野、光通信や光情報処理の分野で用いられる種々の光導波路、光集積回路または光配線板等にも適用することが可能である。 In addition, general optics and micro-optics, various optical waveguide used in the field of optical communication and optical information processing, it can also be applied to an optical integrated circuit or an optical wiring board and the like.

【0018】最初に、光電着法を用いて光導波路を作製する方法について説明する。 [0018] First, a description will be given of a method of manufacturing an optical waveguide using the optical electrodeposition method. この方法で用いる光導波路作製基板は、絶縁性基板上に導電性薄膜および光半導体薄膜をこの順に積層したもので、絶縁性基板としては、 Optical waveguide manufacturing substrate is used in this method, a conductive thin film and the optical semiconductor thin film on an insulating substrate formed by laminating in this order, as the insulating substrate,
ガラス板、石英板、プラスチックフィルム、エポキシ基板等が、導電性薄膜としてはITO、酸化インジウム、 A glass plate, a quartz plate, a plastic film, an epoxy substrate or the like, as the electrically conductive thin film ITO, indium oxide,
ニッケル、アルミニウム等が、また、光半導体薄膜としては、以下で述べるような酸化チタン薄膜等が用いられる。 Nickel, aluminum or the like, also, as the optical semiconductor thin film, a titanium oxide thin film such as described below is used. なお、絶縁性基板を通して光半導体薄膜に光照射する場合には、絶縁性基板および導電性薄膜は光透過性であることが必要である。 In the case of light irradiation to the optical semiconductor thin film through the insulating substrate, the insulating substrate and the conductive thin film is required to be light-transmissive. ただし、電着液を通して光照射する場合はこの限りでない。 However, if the light irradiation shall not apply through electrodeposition solution. また、電着液は以下で述べる電着法と共通であるので、まとめて後述する。 Further, the electrodeposition liquid is because it is a common and described electrodeposition method below, collectively described below.

【0019】本発明において「選択領域」とは、光導波路作製基板の部分的領域だけでなく、全面領域をさすことがあり、たとえば、クラッド層を前記基板に対し全面に形成する場合には、全面に光照射することを意味する。 [0019] In the present invention, the "selected area" includes not only partial regions of the optical waveguide manufacturing substrate, may refer to the entire surface area, for example, in the case of forming a clad layer on the entire surface to the substrate, It means that light irradiated on the entire surface. 本発明の方法によりコア層および/またはクラッド層を作製することができる。 It can be manufactured core layer and / or the cladding layer by the method of the present invention. また、本発明においてクラッド層およびコア層を重ねて形成する場合には、クラッド形成用電着液を用い、クラッド層を形成した後、形成したクラッド層を乾燥させることなく、コア形成用電着液を用い、コア層を形成することができる。 In the case of forming overlapping the cladding layer and the core layer in the present invention, using for forming a clad electrodepositing solution, after forming a clad layer, without drying the formed cladding layer, electrodeposition core-forming using a liquid, it is possible to form the core layer. また、逆の場合もあることは勿論である。 In addition, it is a matter of course that there is also the opposite case. さらに、クラッド層−コア層−クラッド層の積層体にする場合には、前記のようにして形成したクラッド層およびコア層を乾燥させることなく、クラッド形成用電着液を用い、コア層の上にさらにクラッド層を形成することができる。 Further, the cladding layer - core layer - in the case of the laminate of the cladding layer, without drying the cladding layer and a core layer formed as described above, using for forming a clad electrodepositing solution, on the core layer It may be further formed a cladding layer. 光電着後、水分を除去して乾燥すると、クラッド層あるいはコア層は絶縁性であるため、その上に光電着法によりコア層あるいはクラッド層を重ねることができないが、前記のようにすることにより電着膜の導電性を維持することが可能となり、コア層あるいはクラッド層の上に他の層を積層することができる。 After photoelectrodeposition, and dried to remove water, since the cladding layer or the core layer is insulating, it can not be superimposed a core layer or the cladding layer by an optical electrodeposition method thereon, by such the it becomes possible to maintain the conductivity of the electrodeposition film can be laminated to another layer on the core layer or the cladding layer.

【0020】本発明の方法により、クラッド層およびコア層を積層して作製する場合であって、かつクラッド層を全面に形成するには、まず、クラッド形成用電着液を用い、前記光導波路作製基板または着膜基板の選択領域(全面)に光照射することにより、クラッド層を形成した後、形成したクラッド層を乾燥させることなく、コア形成用電着液を用い、選択領域(コア形成領域)に光照射することによりコア層を形成することができる。 [0020] By the method of the present invention, in the case to prepare by laminating cladding layer and the core layer, and for forming a cladding layer on the entire surface is first used for forming a clad electrodeposition solution, said optical waveguide by light irradiation in the selection area of ​​formation substrate or film deposition substrate (entire surface), after forming a clad layer, without drying the formed clad layer, the core forming the electrodeposition liquid, selected region (core formation it is possible to form the core layer by light irradiation region). また、このようにして形成した、クラッド層およびコア層を乾燥させることなく、クラッド形成用電着液を用い、 Furthermore, it formed in this way, without drying the cladding layer and the core layer, for forming a clad electrodepositing solution,
全面に光照射することにより、コア層の上にさらにクラッド層を形成することもできる(下部クラッド層−コア層−上部クラッド層)。 By light irradiation to the entire surface, it is also possible to form a further cladding layer on the core layer (lower cladding layer - core layer - an upper cladding layer). さらに、前記のクラッド層を形成する場合、光照射することなく、光導波路作製基板の光半導体薄膜がもつショットキーバリアーを超える電圧を印加することによって、クラッド層を電着形成することも可能である。 Furthermore, when forming the cladding layer, without light irradiation, an optical waveguide by applying a voltage exceeding the Schottky barrier with the optical semiconductor thin film fabrication substrate, it is also possible to form a cladding layer electrodeposition is there. この方法では露光工程を省くことができ、より簡易な方法となる。 In this way it is possible to omit an exposure process, a more simple method. ここで、図を用いて本発明の光導波路形成法について説明する。 Here, the optical waveguide forming method of the present invention will be described with reference to FIG. 図1(A)ないし図1(D)は、クラッド層を基板の全面に形成する光導波路の形成工程を示す。 Figure 1 (A) through FIG. 1 (D) shows a step of forming the optical waveguide forming a clad layer on the entire surface of the substrate. 図1(A)は光導波路作製基板の一例を示し、10は絶縁性基板、12は導電性膜、1 1 (A) is shows an example of the optical waveguide formation substrate, the insulating substrate 10, 12 conductive film, 1
4は光半導体薄膜をそれぞれ示す。 4 shows an optical semiconductor thin film, respectively. 図1(B)は、光半導体薄膜の上にクラッド層用電着液を用い、全面光照射するか、あるいは光照射することなく前記光半導体薄膜がもつショットキーバリアーを超える電圧を印加することによってクラッド層16(未乾燥状態)を形成した状態を示す図である。 FIG. 1 (B), using the cladding layer for electrodepositing solution over the optical semiconductor thin film, either irradiated the entire surface light, or the optical semiconductor thin film to apply a voltage exceeding the Schottky barrier with without light irradiation that by is a diagram showing a state of forming the cladding layer 16 (undried). 図1(C)は、未乾燥状態にあるクラッド層の上に、コア層用電着液を用い、選択領域に光照射することにより、選択領域にコア層18を形成した状態を示す。 FIG. 1 (C) on the cladding layer in the undried state, using a core layer for electrodepositing solution, by light irradiation in the selection area indicates a state in which a core layer 18 in selected areas. また、図1(D)は、未乾燥状態のコア層18の上に、クラッド層用電着液を用い、全面光照射するか、あるいは光照射することなく前記光半導体薄膜がもつショットキーバリアーを超える電圧を印加することによってクラッド層20(未乾燥状態)を形成した状態を示す図である。 Further, FIG. 1 (D) Not on the dry core layer 18, using the cladding layer for electrodepositing solution, Schottky barrier with said optical semiconductor thin film without either irradiating the entire surface light, or irradiated with light it is a diagram showing a state of forming a clad layer 20 (undried) by applying a voltage in excess of. この後、各層を乾燥させ光導波路とする。 Thereafter, the optical waveguide dried layers.

【0021】次に、クラッド層を光導波路作製基板に対し全面に形成しない光導波路の作製例について図を用いて説明する。 Next, it will be described with reference to the drawings manufacturing example of the optical waveguide which does not form a clad layer on the entire surface to the optical waveguide formation substrate. 図2(A)ないし図2(E)は、クラッド層が基板に対し全面に設けられていない場合の光導波路の作製例を示す。 Figure 2 (A) through FIG. 2 (E) illustrates the production of optical waveguides in the case where the clad layer is not provided on the entire surface to the substrate. 図2(A)は、図1(A)と同様の光導波路作製基板を示す。 Figure 2 (A) shows the same optical waveguide manufacturing substrate and FIG. 1 (A). 図2(B)は、光半導体薄膜の上にクラッド層用電着液を用い、選択領域に光照射することによって下部クラッド層16(未乾燥状態)を形成した状態を示す図である。 FIG. 2 (B), using the cladding layer for electrodepositing solution over the optical semiconductor thin film is a diagram showing a state of forming a lower cladding layer 16 (undried) by light irradiation in the selection area. 図2(C)は、未乾燥状態にある下部クラッド層16の上に、コア層用電着液を用い、選択領域に光照射することにより、選択領域にコア層18を形成した状態を示す。 FIG. 2 (C), on the lower clad layer 16 in a wet state, using a core layer for electrodepositing solution, by light irradiation in the selection area indicates a state in which a core layer 18 in selected areas . また、図2(D)は、未乾燥状態のコア層18の側面に、クラッド層用電着液を用い、選択領域に光照射することにより側部クラッド層17を形成した図を示す。 Also, FIG. 2 (D) on the side surfaces of the core layer 18 of undried, using cladding layer electrodeposition solution shows a diagram to form a lateral cladding layer 17 by light irradiation in the selection area. さらに、図2(E)は、未乾燥状態のクラッド層17およびコア層18の上に、クラッド層用電着液を用い、選択領域に光照射することにより上部クラッド層20を形成した図を示す。 Furthermore, FIG. 2 (E) is on the cladding layer 17 and core layer 18 of undried, using cladding layer electrodeposition solution, a diagram obtained by forming the upper clad layer 20 by light irradiation in the selection area show.

【0022】この態様においては、光導波路作製基板に対しクラッド層が存在しない部分には、さらに同様の光電着プロセスを行うことによって光導波路やマイクロレンズアレイなどの光機能部品を形成することが可能である。 [0022] In this embodiment, the portion having no clad layer with respect to the optical waveguide formation substrate, it is possible to form an optical functional component such as an optical waveguide or a microlens array by performing a further similar optical electrodeposition process it is. さらに、得られる光導波路は精度が良くかつ光導波路上部が平坦になるため、精度が良い光導波路の上部に、別プロセスにより光機能部品を設けることが容易となる。 Furthermore, since the resulting optical waveguide may precision and optical waveguide top is flat, the top of the accuracy is good optical waveguide, it is easy to provide an optical functional component by a separate process.

【0023】また、前記光電着法において、光導波路作製基板として、導電性基板の上に光半導体薄膜を設けたものを用いてもよい。 Further, in the optical electrodeposition method, as an optical waveguide manufacturing substrate, it may also be used provided an optical semiconductor thin film on a conductive substrate. 導電性基板の材料としては、鉄及びその化合物、ニッケル及びその化合物、亜鉛及びその化合物、銅及びその化合物、チタン及びその化合物、及びこれらの混合材料より選択される少なくとも一種を用いることができる。 As a material of the conductive substrate, iron and its compounds, nickel and its compounds, zinc and its compounds, copper and copper compounds, titanium and compounds thereof, and may be at least one selected from a mixed material thereof. 導電性基板としては、このほかに導電性プラスチックフィルムを用いることもできる。 As the conductive substrate, it is also possible to use a conductive plastic film on the other. また、光半導体が酸化チタンあるいは酸化亜鉛の場合、後述のような方法で形成される他、金属チタンあるいは金属亜鉛の板の表面を酸化処理することによって板の表面に光半導体薄膜を形成することができる。 Further, when the optical semiconductor is titanium oxide or zinc oxide, in addition to being formed in a manner as described below, to form an optical semiconductor thin film on a surface of the plate by oxidizing the surface of the plate of metallic titanium or metallic zinc can. この場合、光導波路作製基板あるいは着膜基板は、導電性基板およびその上の光半導体薄膜から構成されることになる。 In this case, the optical waveguide manufacturing substrate or film deposition substrate will be made of a conductive substrate and an optical semiconductor thin film thereon. 酸化処理は、空気中での高温加熱処理、陽極酸化処理などの安価な方法を用いることができ、高価なスパッタリング法を用いることなく光透過性半導体薄膜を形成することが可能となる。 Oxidation treatment, high-temperature heat treatment in air, an inexpensive method such as anodic oxidation treatment can be used, it is possible to form a light transmitting semiconductor thin film without using an expensive sputtering. なお、下地金属基板の酸化処理を行っていない部分は不要な電着膜形成を避けるため絶縁膜処理を行うことが望ましい。 The portion not subjected to oxidation treatment of the underlying metal substrate is preferably performed insulating film treatment to avoid unnecessary electrodeposited film formation.

【0024】次に、電着法を用いて光導波路を作製する方法について説明する。 Next, a method for fabricating an optical waveguide using the electrodeposition method. この方法においては、絶縁性基板上に導電性薄膜またはパターン状の導電性薄膜を設けた光導波路作製基板を用い、これを、pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、少なくとも前記導電性薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、前記導電性薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、前記導電性薄膜の上に前記材料を析出させるものである。 In this method, using an optical waveguide formation substrate in which a conductive thin film or patterned conductive thin film on an insulating substrate, which, solubility or dispersibility is lowered relative to the aqueous liquid by a change in pH the electrodeposition liquid aqueous containing film-forming material, in a state arranged such that at least the conductive film is in contact with the electrodeposition solution, a voltage is applied between the conductive thin film and the counter electrode, wherein the conductive thin film in which the material is deposited on top of. 絶縁性基板としては光電着法の場合と同様のものが使用できる。 Those similar to the case of the optical electrodeposition method can be used as the insulating substrate. また、パターン状の導電性薄膜は、導電性薄膜を常法によりパターン化するか、または、導電性基板に必要な部分だけ残して絶縁膜を塗布してパターン状の導電部分を露出される方法を用いてもよい。 Further, a method patterned conductive thin film, or a conductive thin film is patterned by a conventional method, or exposed to patterned conductive portions leaving only the portion necessary for the conductive substrate with an insulating film coating to it may be used. これらの基板を用いて、電着法によりクラッド層またはコア層を作製することができる。 Using these substrates can be manufactured cladding layer or core layer by electrodeposition.

【0025】次に、前記のようにして形成した光導波路を他の基板に転写する方法について説明する。 Next, a method for transferring an optical waveguide formed in the manner of the other substrate. まず、前記のごとき光電着法により作製した光導波路を光導波路用基板に転写する方法について説明する。 First, a method for transferring an optical waveguide produced by the optical electrodeposition method such as the optical waveguide substrate. 光電着法により作製した光導波路、またはコア層単独あるいはクラッド層単独、あるいはクラッド層およびコア層を他の基板に転写することができる。 Can be transferred optical waveguide was fabricated by optical electrodeposition method or core layer alone or the clad layer alone, or the cladding layer and the core layer to another substrate. この基板としてクラッド層としても機能する基板を用いることができる。 It is possible to use a substrate which also functions as a cladding layer as the substrate. このようにすることにより電着工程を含む全工程数を減らすことができる。 It is possible to reduce the total number of steps including electrodeposition step by doing so. ただし、コア層とクラッド層を別々に電着で作成し、転写を繰り返すことによって光導波路を形成する場合は、転写を繰り返すことになるので、コア層とクラッド層の界面の損失および導波路形状が崩れる可能性は若干増大する。 However, to create the core layer and the cladding layer separately in electrodeposition, the case of forming an optical waveguide by repeating the transfer, it means that repeated transfer, loss and waveguide shape of the interface between the core layer and the cladding layer is slightly increased possibility that the collapse. 光導波路用基板としては、通常用いられるガラス基板やエポキシ基板を用いることができ、また、クラッド層としても機能する光導波路用基板としては、ポリエチレン等のポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリル樹脂フィルム、フッ素化ポリマーフィルム等を用いることができる。 As the substrate for an optical waveguide, it can be used a normal glass substrate or an epoxy substrate used, and as the substrate for an optical waveguide which also functions as a cladding layer, a polyolefin film such as polyethylene, polyester film, polycarbonate film, an acrylic resin film, a fluorinated polymer film or the like.

【0026】図3(A)ないし(F)を用いて作製した光導波路を基板に転写する態様を説明する。 [0026] FIGS 3 (A) without an optical waveguide fabricated illustrate aspects to be transferred to the substrate with (F). 図3(A) Figure 3 (A)
は着膜基板の一例を示し、10は絶縁性基板、12は導電性薄膜、14は光半導体薄膜、13は剥離層をそれぞれ示す。 Shows an example of a film deposition substrate, 10 denotes an insulating substrate, 12 is a conductive thin film, the optical semiconductor thin film 14, 13 a release layer, respectively. この着膜基板を用い、図2(B)ないし(E) Using this film deposition substrate, Figures 2 (B) (E)
について説明したように、下部クラッド層16、コア層18、側部クラッド層17および上部クラッド層20を形成し(図3(B)ないし(E)参照)、次いで、基板30を上部クラッド層20の上に重ねて載せ、加熱加圧処理をする。 As described, the lower cladding layer 16, core layer 18, to form a side cladding layer 17 and the upper cladding layer 20 (see Figures 3 (B) (E)), then the upper cladding layer 20 to the substrate 30 placed on top of, the heat pressure treatment. その後、剥離層と下部クラッド層の間で剥離して光導波路とする(図3(F)参照)。 Thereafter, by peeling between the release layer and the lower clad layer and an optical waveguide (see FIG. 3 (F)).

【0027】また、電着法により作製したクラッド層またはコア層を他の基板に転写することもでき、この際、 [0027] It is also possible to transfer the cladding layer or core layer produced by electrodeposition on the other substrate, this time,
該基板としてクラッド層の機能をもつものを用いることが有利である。 It is advantageous to use those having the function of the cladding layer as a substrate. 図4(A)ないし(D)に、電着法によりコア層を形成し、これをクラッド層としても機能する基板に転写する態様を示す。 In to FIG. 4 (A) without (D), the core layer is formed by electrodeposition, showing the manner of transferring this to a substrate that also functions as a cladding layer. 図4(A)中、10は絶縁性基板、12はパターン状の導電性薄膜、13は剥離層をそれぞれ示す。 4 in (A), 10 denotes an insulating substrate, 12 is patterned conductive thin film, 13 a release layer, respectively. 次に、上記のようにしてパターン状の導電性薄膜12の上にコア層18を形成し(図4(B) Next, the core layer 18 is formed on the patterned conductive thin film 12 as described above (see FIG. 4 (B)
参照)、クラッド層としても機能する基板32を得られたコア層の上に重ね、加熱加圧処理を行ない、その後、 See), overlying the core layer obtained substrate 32 which also functions as a cladding layer, subjected to heating and pressing treatment, then,
剥離層とコア層の間で剥離する(図4(C)参照)。 Peeling between the release layer and the core layer (see FIG. 4 (C)). その後、もう1枚のクラッド層としても機能する基板34 Thereafter, the substrate 34 which also functions as the other one of the cladding layer
をコア層18の表面に重ね同様に加熱加圧処理を行ない光導波路とする(図4(D)参照)。 The conducted heat and pressure treatment in the same manner overlaid on the surface of the core layer 18 and the optical waveguide (see FIG. 4 (D)).

【0028】前記光電着法および電着法において、着膜基板に剥離層を設けているため、光導波路等を基板に転写する際、大きな熱や圧力を加える必要がなく、基板、 [0028] In the optical electrodeposition method and electrodeposition method, since the release layer provided on the film deposition substrate, when transferring the optical waveguide or the like to the substrate, a large heat and there is no need to apply pressure, substrate,
光導波路等を損傷させることがない。 No damaging the optical waveguide and the like. 剥離層は、臨界表面張力が30dyne/cm以下で、かつ電着電流に影響を与えないものが好ましい。 The release layer, the critical surface tension below 30 dyne / cm, and shall not affect the electrodeposition current is preferred. 具体的には、市販の防水用フッ素樹脂スプレー等が使用できる。 Specifically, fluorine resin spray or the like for commercial waterproof can be used. またシリコン樹脂やシリコンオイルも使用できる。 The silicone resin and silicone oil can also be used. さらにオレイン酸などの不飽和脂肪酸などの薄膜も好適である。 Further thin film such as unsaturated fatty acids such as oleic acid are also suitable.

【0029】また、前記光電着法および電着法において、クラッド層およびコア層の屈折率の調節は、前記膜形成材料として異なる屈折率のものを用いる他、屈折率調節用の微粒子を電着液に添加する、あるいはこれらを組合わせることなどにより行なうことができる。 Further, in the optical electrodeposition method and electrodeposition method, adjustment of the refractive index of the cladding layer and the core layer, in addition to use of a different refractive index as the film-forming material, fine particles electrodeposited for adjusting refractive index added to the liquid, or can be carried out, such as by combining them. これについては電着液の説明の箇所において記載する。 For which describes the location of the description of the electrodeposition solution.

【0030】以下、上記の光電着法および電着法で使用する光導波路形成用電着液について詳細に説明する。 [0030] Hereinafter, will be described in detail for forming an optical waveguide electrodeposition solution used in the optical electrodeposition method and electrodeposition method described above. 本発明の電着液は、少なくともpHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む。 Chakueki electrodeposition of the present invention comprises a film-forming material to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by at least pH changes. 1種類以上の材料がこのような電着性を持っていれば、単体では薄膜形成能力が無い種々の屈折率制御材料を電着液中に分散させても、膜形成時において前記電着性材料に取り込まれて、光導波路中に固定されることになる。 If one or more materials if you have such electrodepositable, be dispersed various refractive index controlling material no film forming capability during electrodeposition solution by itself, the electrodepositable during film formation incorporated into the material, it will be fixed in the optical waveguide.

【0031】pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料としては、 [0031] film-forming material to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by pH changes,
カルボキシル基やアミノ基などのように、液のpHが変わることにより、そのイオン解離性が変化する基(イオン性基)を分子中に有している物質を含むことが好ましい。 Such as a carboxyl group or an amino group, by the pH of the liquid is changed, it is preferable to include a substance having the ion dissociation property change based on the (ionic group) in the molecule. しかし、前記材料は必ずしもイオン性基の存在が必須ではない。 However, the material is not essential always the presence of ionic groups. また、イオンの極性も問わない。 Also, it does not matter also the polarity of the ion.

【0032】pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料は、薄膜(光導波路)の機械的強度等の観点から、このような性質を有する高分子材料であることが好ましい。 The film-forming material to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by pH changes, from the viewpoint of the mechanical strength of the thin film (optical waveguide), is a polymeric material having such properties it is preferable. このような高分子材料としては、前記のようにイオン性基を有する高分子材料(イオン性高分子)が挙げられる。 Such polymeric materials, polymeric material having an ionic group such as the (ionic polymer) and the like. 前記イオン性高分子は、水系液体(pH調節を行った水系液体を含む。)に対して十分な溶解性あるいは分散性を有していること、また光透過性を有していることが必要である。 The ionic polymer, it has a sufficient solubility or dispersibility in aqueous liquids (. Containing an aqueous liquid subjected to pH adjustment), also needs to have optical transparency it is.

【0033】また、pHの変化により水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する機能をもたせるために、 Further, in order to have the ability to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by a change in pH,
分子中に親水基と疎水基を有していることが好ましく、 It is preferable to have a hydrophilic group and a hydrophobic group in the molecule,
親水基として、カルボキシル基(アニオン性基)、アミノ基(カチオン性基)等のイオン化可能性基(以下、単に「イオン化基」という)が導入されていることが好ましい。 As a hydrophilic group, a carboxyl group (anionic group), an ionizable group such as an amino group (cationic group) (hereinafter, simply referred to as "ionic group") it is preferred to have been introduced. たとえばカルボキシル基を有する高分子材料の場合、pHがアルカリ性領域においてはカルボキシル基が解離状態になって水性液体に溶解し、また酸性領域においては解離状態が消失し溶解度が低下し析出する。 For example, in the case of polymeric material having a carboxyl group, pH is dissolved in an aqueous liquid carboxyl group becomes dissociated state in the alkaline range, also in the acidic region solubility dissociated state disappears precipitates decreases.

【0034】前記高分子材料における疎水基の存在により、前記のようなpHの変化によってイオン解離している基がイオン性を失うこととあいまって、瞬時に膜を析出させるという機能を高分子材料に付与している。 [0034] The by the presence of hydrophobic groups in the polymer material, together with the pH-groups is ionically dissociated by changes, such as losing ionic, polymeric material functions as to instantly precipitate the membrane It has granted to. また、この疎水基は、後述する本発明の光導波路形成方法において、屈折率制御微粒子を吸着する能力があり、重合体に良好な分散機能を付与する。 Further, the hydrophobic group is the optical waveguide forming method of the present invention to be described later, is capable of adsorbing the refractive index control particles, to impart good dispersion function to the polymer. また、親水基として、イオン化基の他にヒドロキシ基等を挙げることができる。 Further, as the hydrophilic group include a hydroxy group in addition to the ionic groups.

【0035】疎水基と親水基を有する重合体中の疎水基の数が、親水基と疎水基の総数の30%から80%の範囲にあるものが好ましい。 [0035] The number of hydrophobic groups in the polymer having a hydrophobic group and a hydrophilic group, is preferable in the range of 30% to 80% of the total number of hydrophilic groups and hydrophobic groups. 疎水基の数が親水基と疎水基の総数の30%未満のものは、形成された膜が再溶解し易く、膜の耐水性や膜強度が不足する場合があり、また疎水基数が親水基と疎水基の総数の80%より大きい場合は、水系液体への重合体の溶解性が不十分となるため、電着液が濁ったり、材料の沈殿物が生じたり、電着液の粘度が上昇しやすくなるので、前記の範囲にあることが望ましい。 Ones having a hydrophobic group is less than 30% of the total number of hydrophilic groups and hydrophobic groups, easily formed film is redissolved, there may be insufficient water resistance and film strength of the film, also hydrophobic groups are hydrophilic groups and if greater than 80% of the total number of hydrophobic groups, the solubility of the polymer in an aqueous liquid is insufficient, or turbid electrodeposition liquid, or resulting precipitate of the material, the viscosity of the electrodepositing solution since elevated easily, it is preferably in the range of the. 親水基と疎水基の総数に対する疎水基数は、より好ましくは55%から70%の範囲である。 Hydrophobic groups to the total number of hydrophilic groups and hydrophobic groups, more preferably from 70% to 55%. この範囲のものは、特に膜の析出効率が高く、電着液の液性も安定している。 Those in this range are particularly high deposition efficiency of the membrane, the liquid of the electrodeposition solution is also stable. また、光起電力程度の低い電着電位で膜形成ができる。 Further, it is film forming at low electrodeposition potential of about photovoltaic.

【0036】前記高分子材料としては、たとえば、親水基を有する重合性モノマー、疎水基を有する重合性モノマーを共重合させたものが挙げられる。 [0036] As the polymer material, for example, polymerizable monomer having a hydrophilic group include those obtained by copolymerizing a polymerizable monomer having a hydrophobic group. また、親水基を含む重合性モノマーとしては、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリルアミド、 As the polymerizable monomer containing a hydrophilic group, methacrylic acid, acrylic acid, hydroxyethyl methacrylate, acrylamide,
無水マレイン酸、フマル酸、プロピオル酸、イタコン酸、などおよびこれらの誘導体が用いられるが、これらに限定されるものではない。 Maleic anhydride, fumaric acid, propiolic acid, itaconic acid, and although these derivatives are used, but the invention is not limited thereto. 中でも特に、メタクリル酸、アクリル酸はpH変化による着膜効率が高く、有用な親水性モノマーである。 Inter alia, methacrylic acid, acrylic acid has a high film deposition efficiency by pH changes, it is useful hydrophilic monomers. また、疎水基を含む重合性モノマー材料、アルケン、スチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ラウリル、などおよびこれらの誘導体が用いられるが、これらに限定されるものではない。 The polymerizable monomer material containing a hydrophobic group, alkene, styrene, alpha-methyl styrene, alpha-ethyl styrene, methyl methacrylate, butyl methacrylate, acrylonitrile, vinyl acetate, ethyl acrylate, butyl acrylate, lauryl methacrylate, etc. and although these derivatives are used, but the invention is not limited thereto. 特に、スチレン、α−メチルスチレンは疎水性が強いために、再溶解に対するヒステリシス特性を得やすく有用な疎水性モノマーである。 In particular, styrene and α- methylstyrene due to strong hydrophobicity, it is easy Useful hydrophobic monomers to obtain a hysteresis characteristic with respect to re-dissolve.
本発明の光導波路形成方法において用いる高分子材料としては親水基含有モノマーとしてアクリル酸またはメタクリル酸を、疎水基含有モノマーとしてスチレンまたはα−メチルスチレンを用いる共重合体が好ましく用いられる。 Acrylic acid or methacrylic acid as the hydrophilic group-containing monomer as the polymer material used in the optical waveguide forming method of the present invention, a copolymer using styrene or α- methylstyrene is preferably used as the hydrophobic group-containing monomer.

【0037】本発明の光導波路形成方法において利用される高分子材料は、このような親水基および疎水基をそれぞれ含む重合性モノマーを、好ましくは、高分子中の親水基と疎水基の数の割合が前記のごとき比率となるように共重合させた高分子材料であり、各親水基及び疎水基の種類は1種に限定されるものではない。 The polymeric material utilized in the optical waveguide forming method of the present invention, a polymerizable monomer containing such a hydrophilic group and a hydrophobic group, respectively, preferably, the number of hydrophilic groups and hydrophobic groups in the polymer ratio is a polymeric material obtained by copolymerizing such that the such a ratio, the type of each hydrophilic group and hydrophobic group is not limited to one.

【0038】本発明の光導波路形成方法においては、すべての光導波路を形成した後に、少なくとも光導波路を加熱処理する工程を行うことが、好ましい。 [0038] In the optical waveguide forming method of the present invention, after forming all the light waveguide, it is possible to perform the step of heat-treating at least the optical waveguide, preferably. このような処理を行うことにより、光導波路の透過損失を低減させることができる。 By performing such processing, it is possible to reduce the transmission loss of the optical waveguide. ここで、「すべての光導波路」とは、 Here, "all of the optical waveguide" is,
光導波路を1つまたは複数形成する場合(たとえば1層以上のコア層および1層以上のクラッド層)において、 In the case of one or more forming an optical waveguide (e.g. one or more layers of a core layer and one or more layers of cladding layers),
1つまたは複数のすべての光導波路を指す。 It refers to one or more of all of the optical waveguide. また「形成した後に」とは、光導波路作製基板に光導波路を(光) The term "after formation", an optical waveguide to the optical waveguide formation substrate (light)
電着法により形成したものをそのまま光導波路として用いる光導波路形成方法においては、「光導波路を析出形成した後」を意味する。 In the optical waveguide forming method using one formed by electrodeposition as it optical waveguide means "after precipitated form an optical waveguide." ただし、前記加熱処理は光導波路が含む水が除去された後に行うことが好ましいので、 However, since the heat treatment is preferably carried out after the water contained in the optical waveguide has been removed,
通常は、この水を除去する乾燥工程を経た後を意味する。 Normally, it means after the drying step to remove the water. また、転写法により光導波路用基板に転写を行う光導波路形成方法においては、「光導波路用基板に光導波路を転写した後」を意味する。 Further, in the optical waveguide forming method for performing transfer to the optical waveguide substrate by a transfer method, which means "after transferring the optical waveguide to the optical waveguide substrate."

【0039】(光)電着法により析出形成した光導波路は、通常水分が僅かに膜中に取り込まれており、そのため、析出形成後の光導波路を乾燥して膜中の水分を除去する工程が行われるが、水分が抜けることにより光導波路に膜欠陥(たとえばピンホール)が生じ、これが光導波路の透過損失を大きくしていると推定される。 [0039] (Light) electrostatic optical waveguide formed by deposition by a deposition method, typically water have been slightly taken into the film, the process therefore, the optical waveguide after precipitation and drying the coating to remove moisture from a film Although is performed, film defects on the optical waveguide by the water exit (e.g. pinholes) occurs which is estimated to increase the transmission loss of the optical waveguide. 本発明におけるこの加熱処理により前記欠陥が修復され、さらに光導波路表面やコア/クラッド界面における面粗さが改善され、透過損失を低減させることが可能になると考えられる。 The defect is repaired by the heat treatment in the present invention, is further improved surface roughness of the surface of the optical waveguide and the core / cladding interface, it is considered to be possible to reduce the transmission loss.

【0040】前記加熱処理は、熱処理前に比べて熱処理後の光導波路の透過損失が低減するような加熱処理であればよく、加熱温度および加熱時間に特に制限はない。 [0040] The heat treatment may be any heat treatment, such as transmission loss of the optical waveguide after heat treatment than before the heat treatment is reduced, and there is no particular limitation on the heating temperature and the heating time.
加熱温度は、膜形成材料として用いる高分子材料のガラス転移温度、流動開始温度等を考慮することができる。 The heating temperature is a glass transition temperature of the polymer material used as the film-forming material, it is possible to consider the flow temperature or the like.
また、前記加熱処理を効率的に行うために、高分子材料の流動開始温度以上に加熱することが好ましい。 Further, in order to perform the heat treatment efficiently, it is preferred to heat above flow temperature of the polymeric material. 前記流動開始温度とは、高分子材料試験法(「高分子工学講座」14,364〜369頁、高分子学会編集、(株) Said The flow initiation temperature, the polymer material test method ( "Polymer Engineering Course" 14,364~369 pages, Society of Polymer Science, editing, (Ltd.)
地人書館、昭和38年)に記載されている「流出開始温度」を意味する。 Cytidine Shokan, means "flow starting temperature", which is described in 1963). 本発明で用いる高分子材料の流動開始温度は、概ね50〜200℃の範囲に収るものであり、 Flow temperature of the polymeric material used in the present invention is Osamuru those generally in the range of 50 to 200 ° C.,
好ましくは80〜150℃、さらに好ましくは110〜 Preferably 80 to 150 ° C., more preferably 110 to
130℃の範囲にあるものが望ましい。 Those in the range of 130 ° C. is preferred. また、加熱処理の際、光導波路に対して加圧を行うと、加熱時間を短くする、または加熱温度を低くすることが可能である。 Further, during the heat treatment, when the pressure against the optical waveguide, to shorten the heating time, or can the heating temperature is lowered.

【0041】また、本発明において用いる高分子材料には、架橋性基を導入することにより架橋可能な高分子材料とすることができ、光導波路形成後に熱処理を行って架橋し、光導波路の機械的強度や耐熱性を向上させることができる。 Further, the polymeric material used in the present invention may be a cross-linkable polymer material by introducing a crosslinkable group, crosslinking by heat treatment after forming the optical waveguide, the optical waveguide machine it is possible to improve the strength and heat resistance.

【0042】架橋性基としてはエポキシ基、ブロックイソシアネート基(イソシアネート基に変化しうる基を含む)、シクロカーボネート基、メラミン基等が挙げられる。 The epoxy group as a crosslinkable group, blocked isocyanate group (including a group capable of changing into an isocyanate group), cyclocarbonate group, melamine group and the like. したがって、前記高分子材料として、たとえば架橋性基を有する重合性モノマー、親水基を有する重合性モノマー、疎水基を有するモノマーを共重合させたものが好適に用いられる。 Thus, as the polymer material, for example a polymerizable monomer having a crosslinkable group, a polymerizable monomer having a hydrophilic group, are preferably used those obtained by copolymerizing a monomer having a hydrophobic group. 前記架橋性基を有する重合性モノマーとしては、たとえばグリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アジド、メタクリル酸2−(O The polymerizable monomer having a crosslinkable group, such as glycidyl (meth) acrylate, (meth) azido acrylate, 2-methacrylate (O
−〔1'−メチルプロピリデンアミノ〕カルボキシアミノ)エチル(昭和電工(株)製、商品名:カレンズMO - [1'-methyl propylidene amino] carboxyamino) ethyl (Showa Denko KK, trade name: Karenz MO
1−BN)、4−((メタ)アクリロイルオキシメチル)エチレンカーボネート、(メタ)アクリロイルメラミン等が挙げられる。 1-BN), 4 - ((meth) acryloyloxy methyl) ethylene carbonate, and (meth) acryloyl melamine. これらの架橋性モノマーは、用いるモノマーの種類によっても異なるが、一般的に電着性高分子化合物中1〜20モル%含まれる。 These crosslinking monomers varies depending on the type of monomer used, are generally included 20 mole% electrodepositable polymer compound.

【0043】前記高分子材料の重合度は、6,000から25,000のものが良好な着膜膜を得る高分子材料となる。 The degree of polymerization of the polymeric material, the polymeric material is one from 6,000 25,000 obtaining good Chakumakumaku. より好ましくは、重合度が9,000から2 More preferably, polymerization degree of from 9,000 2
0,000の材料である。 0,000 which is the material. 重合度が6,000より低いと再溶解し易くなる。 Polymerization degree tends to redissolve lower than 6,000. 重合度が25,000より高いと、水系液体への溶解性が不十分となり、液体が濁ったり沈殿物が生じたりて問題を生じる。 When the polymerization degree is higher than 25,000, the solubility in an aqueous liquid is insufficient, a precipitate or cloudy liquid Te or caused problems.

【0044】また、前記高分子材料がカルボキシル基等のアニオン性基を有している場合、この高分子材料の酸価は、60から300の範囲において良好な電着特性が得られる。 [0044] Also, when the polymeric material has an anionic group such as a carboxyl group, the acid value of the polymer material has good electrodeposition characteristics can be obtained in the range of 60 300. 特に90から195の範囲がより好ましい。 Particularly more preferably in the range of 90 to 195.
前記酸価が60より小さいと、水系液体への溶解性が不十分となり、電着液の固形分濃度を適正値まで上げることができなくなったり、液体が濁ったり沈殿物が生じたり、液粘度が上昇したりし問題が生じる。 Said acid value is less than 60, solubility in the aqueous liquid is insufficient, or becomes impossible to increase the solid concentration of the electrodeposition solution to a proper value, or cause liquid cloudy or precipitate, liquid viscosity There problem to arise or to rise. また、酸価が300を超えると、形成された膜が再溶解しやすいので、前記範囲が適切である。 Further, if the acid value exceeds 300, the formed film is so easily redissolved, the range is appropriate.

【0045】また前記高分子材料は、それが溶解している電着液のpH値の変化に応じて、溶解状態あるいは分散状態から上澄みを発生して沈殿を生じる液性変化が、 Further the polymer material, it is in accordance with a change in pH value of the electrodeposition liquid, dissolved, humoral changes resulting precipitate from the dissolved state or dispersed state by generating a supernatant,
pH範囲領域2以内で生じることが好ましい。 It is preferred that occurs within the pH range region 2. 前記のp Said of p
H範囲領域が2以内であると、急峻なpH変化に対しても瞬時に電着膜の析出が可能となり、また析出する電着膜の凝集力が高く、電着液への再溶解速度が低減するなどの効果が優れている。 When H coverage area is 2 less, also it enables deposition of instantly electrodeposited film against abrupt pH change, also cohesion of precipitated electrodeposition film is high, re-dissolution rate in electrodeposition solution effects such as reduction is excellent. そしてこのことにより、低い透過損失と高い解像度を有する光導波路が得られる。 And by this, the resulting optical waveguide having a low transmission loss and a high resolution. 前記pH範囲領域が2より大きい場合は、十分な薄膜構造を得るための電着速度の低下や、電着膜の耐水性の欠如(解像度の低下を招く)などが起こりやすい。 Wherein when the pH range area is greater than 2, sufficient lowering of electrodeposition rate for obtaining a thin film structure, conductive lack of water resistance of the film deposited (lowering the resolution) is likely to occur like. より好ましい特性を得るには、前記pH範囲領域が1以内である。 For the most preferred characteristics, the pH range region is within 1.

【0046】さらに、前記のごとき高分子材料が溶解した状態の電着液は、pH値の変化に対して沈殿を生じる状態変化が急峻に生じることの他に、さらに、再溶解しにくいという特性を有していることが好ましい。 [0046] Further, Chakueki conductive state in which said such polymeric material is dissolved, in addition to the state change caused the precipitation to changes in pH value occurs sharply, further characteristic that remelting difficult preferably it has a. この特性はいわゆるヒステリシス特性といわれるもので、たとえばアニオン性の高分子材料の場合、pHが低下することにより急激に析出が起こるが、pHが上昇しても(たとえば電着終了時等)再溶解が急激に起こらず、析出状態が一定時間保持されることを意味する。 This characteristic is a so-called hysteresis characteristics, for example in the case of anionic polymer materials, but rapidly precipitates occurs by pH drops, even if pH is raised (for example, electrodeposition end, etc.) remelting does not occur abruptly, precipitation state means that it is held for a certain time. 一方、ヒステリシス特性を示さないものは、pHがわずかに上昇しても溶解度が上昇し、析出膜が再溶解しやすい。 While those that do not exhibit hysteresis characteristics, increased solubility also increases the pH slightly, precipitate film tends to redissolve.

【0047】上記のごとき特性を有する高分子材料は、 The polymer material having such characteristics of the above,
親水基と疎水基の種類、親水基と疎水基のバランス、酸価、分子量等を適宜、調節することにより得られる。 Type of hydrophilic group and a hydrophobic group, the balance of hydrophilic and hydrophobic groups, acid value, appropriate molecular weight and the like, obtained by adjusting. 本発明の電着液に含まれる高分子材料は、薄膜の形成効果を損なわない限りにおいて、上で述べたような材料を任意に組み合わせることができ、2種類以上のアニオン性分子の混合物のような同極性分子の混合物、あるいはアニオン性分子とカチオン性分子の混合物のような異極性分子の混合物が挙げられる。 Polymeric material contained in the electrodeposition liquid of the present invention, as long as they do not impair the effect of forming a thin film, it is possible to combine materials, such as described above optionally as a mixture of two or more anionic molecules mixtures of such same polarity molecule, or a mixture of different polar molecules such as a mixture of anionic molecule and a cationic molecule.

【0048】次に電着液の導電率について説明する。 [0048] Next will be described the conductivity of the electrodeposition solution. 導電率は電着スピードいいかえれば、電着量に関連しており、導電率が高くなればなるほど一定時間に付着する電着膜の膜厚が厚くなり約20mS/cmで飽和する。 If conductivity other words electrodeposition speed is related to the electrodeposition amount, the thickness of which electrodeposition film adheres to the more certain time the higher conductivity is saturated at greater becomes about 20 mS / cm. 従って、 Therefore,
高分子材料だけでは導電率が足りない場合には、電着に影響を与えないイオン、例えばNH 4+イオンやCl -イオンを加えてやることで電着スピードをコントロールすることができる。 Only polymer material when the conductivity is insufficient, ions does not affect the electrodeposition, for example, NH 4+ ions and Cl - can be controlled that the electrodeposition speed'll addition of ion. 通常、電着液は、支持塩を加えて導電率を高める。 Usually, electrodeposition solution may increase the conductivity by adding a support salt. 電気化学で、一般的に使われる支持塩はN In electrochemical, supporting salt commonly used is N
aCl、やKCl等のアルカリ金属塩や、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、テトラエチルアンモニウムパークロレート(Et 4 NClO 4 )等のテトラアルキルアンモニウム塩が用いられる。 NaCl, and or an alkali metal salt of KCl, etc., ammonium chloride, ammonium nitrate, tetraethylammonium perchlorate (Et 4 NClO 4) tetraalkylammonium salts such use. 本発明でもこれらの支持塩を使用できる。 You can also use these supporting salt in the present invention. しかし、アルカリ金属は、薄膜トランジスタの特性に悪影響を及ぼすため、薄膜トランジスタを設けた基板に重ねて光導波路を形成する場合には、これを含む電着液は利用できない。 However, the alkali metal, which adversely affect the characteristics of the thin film transistor, when superimposed on the substrate provided with the thin film transistors to form an optical waveguide, electrodeposition comprising the same Chakueki is not available. そこで、このような場合にはNH 4 ClやNH 4 NO 3等のアンモニウム塩や、E Therefore, and ammonium salts such as NH 4 Cl or NH 4 NO 3 in this case, E
4 NClO 4 、n−Bu 4 NClO 4 、Et 4 NBF 4 、E t 4 NClO 4, n-Bu 4 NClO 4, Et 4 NBF 4, E
4 NBr、n−Bu 4 NBr等のテトラアルキルアンモニウム塩を用いることが好ましい。 t 4 NBr, it is preferable to use tetraalkylammonium salts such as n-Bu 4 NBr. このような化合物は電着中に存在しても、トランジスタ特性に悪影響を及ぼさない。 Also such compounds present in the electrodeposition, does not adversely affect the transistor characteristics.

【0049】また、電着液のpHも当然ながら薄膜の形成に影響する。 [0049] In addition, of course also the pH of the electrodeposition solution while affecting the formation of the thin film. 例えば、薄膜形成前には電着性分子の溶解度が飽和するような条件で電着を行えば薄膜形成後には再溶解しにくい。 For example, after solubility thin film formation by performing electrodeposition under conditions such that saturation of the electrodepositable molecules prior film formation difficult to redissolve. ところが、未飽和状態の溶液のpH However, pH of the solution of non-saturated
で膜の形成を行うと、薄膜が形成されても、光照射をやめた途端に膜が再溶解し始める。 In Doing film formation, be a thin film formation, film starts to redissolve as soon as stop light irradiation. 従って、溶解度が飽和するような溶液のpHで薄膜の形成を行うほうが望ましいことから、所望のpHに酸やアルカリを用いて電着液を調整する必要がある。 Therefore, since it is desirable to perform the formation of the thin film at the pH of the solution such as solubility is saturated, it is necessary to adjust the electrodeposition solution with an acid or alkali to the desired pH.

【0050】以上において説明した電着性高分子は、屈折率1.45〜1.6の範囲であり、析出状態で透明であり、光導波路に用いられる波長0.8〜1.6μmにおける吸収がないため、光導波路材料として好適である。 The electrodepositable polymers described in the above ranges of the refractive index 1.45 to 1.6, transparent in the precipitation state, the absorption at the wavelength 0.8~1.6μm used for the optical waveguide because there is no, it is suitable as an optical waveguide material. また電着液として水に溶解した状態でも紫外線を吸収しないため、電着液を通して光半導体に対してパターン紫外線を照射できる。 Since that does not absorb ultraviolet rays in a state dissolved in water as the electrodeposition solution, the pattern ultraviolet can be irradiated with respect to an optical semiconductor through electrodeposition solution. さらに5V以下の低電位で電着できるため、光半導体による光起電力により電着パターンを形成することが可能である。 To further be electrodeposited on these low potential 5V, it is possible to form the electrodeposited pattern by the optical semiconductor photovoltaic.

【0051】たとえば、同じ電着性高分子を用いてコア層とクラッド層を形成する場合、コア層とクラッド層の屈折率に差を生じさせる方法は以下のとおりである。 [0051] For example, when forming the core layer and the cladding layer using the same electrodeposited polymer, method of generating a difference in refractive index of the core layer and the cladding layer is as follows.
クラッド層用電着液として、前記のごとき電着性高分子を含むものを用い、一方、コア形成用電着液として、 As a cladding layer for electrodepositing solution, with those containing the such electrodepositable polymers, whereas, as a core for forming the electrodeposition liquid,
前記電着性高分子に加えて、前記電着性高分子より屈折率が高い微粒子を分散させたものを用いる。 In addition to the electrodepositable polymer, used as the refractive index than the electrodepositable polymer dispersed high microparticles. コア層用電着液として、前記のごとき電着性高分子を含むものを用い、一方、クラッド形成用電着液として、前記電着性高分子に加えて、前記電着性高分子より屈折率が低い微粒子を分散させたものを用いる。 As a core layer for electrodepositing solution, with those containing the such electrodepositable polymers, whereas, as a cladding forming electrodepositing solution, in addition to the electrodepositable polymer, refraction than the electrodepositable polymer use those rates is dispersed a low particulate. コア層用電着液として、前記のごとき電着性高分子に加えて、前記電着性高分子より屈折率が高い微粒子を分散させたものを用い、かつクラッド層用電着液として、前記電着性高分子に加えて、前記電着性高分子より屈折率が低い微粒子を分散させたものを用いる。 As a core layer for electrodepositing solution, in addition to the such electrodepositable polymers, used as the refractive index than the electrodepositable polymer dispersed high microparticles, and as a cladding layer for electrodepositing solution, wherein in addition to the electrodepositable polymer, used as the refractive index than the electrodepositable polymer dispersed low particulate. また、屈折率が異なる電着性高分子材料を2種用い、あるいはこれにさらに屈折率調整用の微粒子を適宜用いることにより、クラッド層およびコア層の屈折率を調整することも可能である。 Further, by using using two refractive index different electrodepositable polymer material, or which further refractive index particles for adjustment to an appropriate, it is also possible to adjust the refractive index of the cladding layer and the core layer.

【0052】次に、電着液に加える、層の屈折率調整のための微粒子について説明する。 Next, it added to the electrodeposition solution, described microparticles for refractive index adjustment layer. 前記微粒子の数平均粒子径としては、電着液への分散性及び電着膜の透明性の観点から、0.2〜150nmが好ましく、2〜20n The number average particle size of the fine particles, from the viewpoint of transparency of the dispersion and electrodeposition film on the electrodeposition solution, 0.2~150Nm preferably, 2~20N
mがより好ましい。 m is more preferable. 前記数平均粒子径が、0.2nm未満であると、製造時のコストが高くなると共に、安定した品質が得られないことがあり、150nm(すなわち通信で使用する波長帯である1.5μmの1/10)を超えると、透明性の低下や内部の乱反射を招き、内部損失が増大する。 The number average particle diameter is less than 0.2 nm, the cost at the time of production is high, may not stable quality is obtained, 150 nm (i.e., 1.5μm of the wavelength band used in the communication exceeds 1/10), it causes deterioration and internal diffuse transparency, internal loss is increased. コア層用電着液に加える高屈折率の微粒子としては酸化チタンや酸化亜鉛などが挙げられ、クラッド層用電着液に加える低屈折率の微粒子としては弗化マグネシウムに代表されるフッ素化合物などの材料が挙げられる。 The high refractive index of the fine particles added to the core layer for electrodeposition solution include titanium oxide and zinc oxide, the low refractive index of the fine particles added to the cladding layer for electrodepositing solution the fluorine compounds represented by magnesium fluoride, etc. and the like of the material.

【0053】次に、本発明における光半導体薄膜について説明する。 Next, a description will be given of an optical semiconductor thin film in the present invention. 光電着法に用いられる光半導体薄膜としては、基本的には、光照射により起電力を発生する透明薄膜半導体であれば全て使用できる。 The optical semiconductor thin film used in the optical electrodeposition method, basically, all be transparent thin film semiconductor which generates electromotive force by light irradiation can be used. 具体的には、前記半導体としてGaN、ダイヤモンド、c-BN、SiC、ZnSe、Ti Specifically, GaN as the semiconductor, diamond, c-BN, SiC, ZnSe, Ti
O 2 、ZnOなどがある。 O 2, ZnO, and the like. 中でも酸化チタンは吸収が400nm以下にしかないので、好ましく用いられる。 Among them because titanium oxide is absorbed only in the 400nm or less, it is preferably used. 基板に酸化チタン半導体薄膜を設ける方法としては、熱酸化法、スッパタリング法、電子ビーム蒸着法(EB法)、イオンプレーティング法、ゾル・ゲル法、などの方法があり、これらの方法によりn型半導体として特性の良いものが得られる。 As a method of providing a titanium oxide semiconductor thin film on a substrate, thermal oxidation, Suppataringu method, an electron beam evaporation method (EB method), an ion plating method is a method of sol-gel method, etc., n by these methods having good properties as a type semiconductor is obtained. ただし、基板が耐熱性の低いもの、たとえば、 However, those substrates having low heat resistance, for example,
プラスチックフィルムの場合や、TFTを設けた基板に重ねて光導波路を形成する場合には、プラスチックフィルムやTFTに悪影響を与えない成膜法を選択する必要がある。 Or if the plastic film, when superimposed on the substrate provided with the TFT to form an optical waveguide, it is necessary to select a film-forming method which does not adversely affect the plastic film and TFT. ゾル・ゲル法は、光半導体として光学活性が高い酸化チタンを形成できるが、500度で焼結させる必要があるため200℃程度の耐熱性しかもたないプラスチックフイルム基板を用いる場合や、250℃以上に加熱することができないTFTを設けた基板上に酸化チタン膜を作製することは困難である。 Sol-gel method is optically active can form a high titanium oxide as an optical semiconductor, and the case of using a plastic film substrate having only 200 ° C. heat resistance of about because it is necessary to sinter at 500 °, 250 ° C. or higher it is difficult that the preparation of the titanium oxide film on a substrate provided with a TFT can not be heated to. したがって、プラスチックフイルム基板を用いる場合には、なるべく低温で、できれば200度以下で製膜することが可能であり、また比較的基板に対するダメージが小さい成膜方法であるスパッタリング法、特にRFスパッタチング法が好ましく用いられる。 Therefore, in the case of using a plastic film substrate is possible at low temperatures, it is possible to form a film at 200 degrees or less, if possible, also the sputtering method, in particular an RF sputtering quenching method which is relatively damage small film forming method with respect to the substrate It is preferably used. (電子ビーム法やイオンプレーティング法は、200℃前後で基板を加熱するので好ましくない。) (Electron beam method, an ion plating method is undesirable because the substrate is heated at about 200 ° C..)

【0054】TFTを設けた基板を用いる場合には、スパッタリングや電子ビーム加熱法を用いたり、あるいは光触媒酸化チタン微粒子を分散させた薄膜形成用の塗布液(TOTO(株)や日本曹達(株)など)を使用して(フォトレジストを用いるリフトオフ法など)、低温で酸化チタン薄膜を形成する方法が適用される。 [0054] In the case of using a substrate provided with a TFT as sputtering and or an electron beam heating method, or a coating solution for forming a thin film obtained by dispersing titanium oxide photocatalyst particles (TOTO Ltd. and Nippon Soda Co., use etc.) (such as lift-off method using a photoresist), a method of forming a titanium oxide thin film is applied at a low temperature. また、光学活性の高いアナターゼ型の酸化チタン薄膜を形成するにはRFスパッタチング法を用いるのが好ましく、高い光起電力が得られる。 Further, it is preferable to use RF sputtering quenching method to form a titanium oxide thin film of high anatase optically active, high photovoltaic obtained. 光半導体薄膜の厚みは、0.05 The thickness of the optical semiconductor thin film is 0.05
μmから3μmの範囲が良好な特性が得られる範囲である。 Range μm of 3μm is in the range of good characteristics can be obtained. 0.05μm未満では光の吸収が不充分となりやすく、また、3μmを超えると膜にクラックが生ずるなどの成膜性が悪くなりやすいので、前記範囲が適切である。 Tends to be insufficient absorption of light is less than 0.05 .mu.m, also, since the film forming property tends to be poor, such as exceeds 3μm film cracking occurs in the range is appropriate. また、光半導体薄膜が酸化チタンや酸化亜鉛の場合には、前記のごとくチタンあるいは亜鉛の板を酸化することにより表面に光半導体薄膜を設けた基板を作製することができる。 Further, when the optical semiconductor thin film of titanium oxide or zinc oxide, can be manufactured substrate provided with an optical semiconductor thin film on a surface by oxidizing the titanium or zinc plate as the.

【0055】次に、本発明の光導波路製造装置について説明する。 Next, a description will be given of an optical waveguide manufacturing apparatus of the present invention. 本発明の光電着法において、光半導体薄膜に選択的に光を照射する方法は特に限定されるものではなく、フォトマスクを用いる方法の他、レーザ露光が挙げられるが、精度と取り扱いの点からみて、フォトマスクを用いることが好ましい。 In the optical electrodeposition method of the present invention, a method of irradiating selectively a light to the optical semiconductor thin film is not particularly limited, other methods using a photo mask, the laser exposure is mentioned, in terms of accuracy and handling look, it is preferable to use a photo-mask. 図5は、フォトマスクを用い、光電着法により光導波路を形成する光導波路製造装置を示す概念図である。 5, using a photomask, a conceptual diagram showing an optical waveguide manufacturing apparatus for forming an optical waveguide by the optical electrodeposition method. 図5で示す光導波路製造装置は、紫外線を照射するための光源(図示せず)、第一の結像光学レンズ72と、第二の結像光学レンズ73を有する結像光学系、第一の結像光学レンズと第二の結像光学レンズの間に挿入したフォトマスク71、電着液を収納した電着槽80、ポテンショスタットのごとき電圧印加のための手段90、対向電極91、飽和カロメル電極のごときリファレンス電極92を備えている。 An optical waveguide manufacturing apparatus shown in FIG. 5, a light source (not shown) for irradiating the ultraviolet rays, a first imaging optical lens 72, an imaging optical system having a second imaging optical lens 73, a first the imaging optical lens and the second imaging photomask 71 inserted between the optical lens, electrodeposition solution accommodated electrodeposition bath 80, means 90 for voltage application, such as a potentiostat, a counter electrode 91, saturated and a reference electrode 92 such as a calomel electrode. また、前記の光導波路製造装置において前記結像光学系に代え、 Further, instead of the imaging optical system in the optical waveguide manufacturing apparatus described above,
ミラー反射光学系を使用することも可能である。 It is also possible to use a mirror reflective optical system. そして、図5で示すように、前記装置に光導波路作製基板を、電着槽に配置させて使用する。 Then, as shown in Figure 5, an optical waveguide manufactured substrate to the device, used by disposed electrodeposition bath. 前記のごとき投影光学系を用いることにより、光半導体薄膜にパターン露光を結像させることができ、短い露光時間で光導波路の解像度を向上させることができる By using the such a projection optical system, it is possible to image the pattern exposure to light the semiconductor thin film, it is possible to improve the optical waveguide resolution in a short exposure time

【0056】また、前記結像光学系の結像光学レンズと光透過性の基板面との距離を1mm〜50cmにすることが取り扱いの点からみて好ましく、結像光学系の焦点深度は±10〜±100μmの範囲であることが精度と取り扱いの点から好ましい。 [0056] Further, preferable to the distance between said imaging optical system imaging optical lens and an optical transparent substrate surface of the 1mm~50cm is from the standpoint of handling, the focal depth of the imaging optical system is ± 10 in the range of ~ ± 100 [mu] m it is preferable in terms of accuracy and handling.

【0057】また、フォトマスクと光半導体薄膜が近接している場合、前記のごとき結像光学系やミラー反射光学系を有する露光装置を備えた装置を用いる必要はなく、平行光あるいは密着型の露光装置により光照射をすることができる。 [0057] Also, when approximated photomask and an optical semiconductor thin film, there is no need to use a device with an exposure apparatus having the above-mentioned imaging optical system and a mirror reflection optical system, parallel light or a contact type it is possible to light irradiation by an exposure apparatus. 照射光源としてはたとえば、Hg−X The irradiation source for example, Hg-X
eの均一照射光源を用いることができる。 It can be used e uniform illumination light source. たとえば、図6に示すように、Hg−Xe均一照射光源75を用い、 For example, as shown in FIG. 6, using a Hg-Xe uniform illumination light source 75,
フォトマスク71を液面に極く近接して置き、光導波路作製基板を前記フォトマスクの近くに配置することにより微細なパターン形成が可能となる。 Placed in close proximity to the photomask 71 on the liquid surface, it is possible to form a fine pattern by arranging an optical waveguide formation substrate proximate to the photomask. この場合、光導波路作製基板上の電着液の水深はなるべく浅いことが望ましい。 In this case, the water depth of the electrodeposition liquid on the optical waveguide formation substrate is possible shallow desirably. この他に、絶縁性基板を通して光半導体薄膜に露光する場合には、絶縁性基板を0.2mm以下にして光の回折を防ぎ、また、該基板にフォトマスクを密着させて露光することにより、解像度に優れたパターンが得られる。 In addition, when exposed to light the semiconductor thin film through the insulating substrate to prevent diffraction of light by an insulating substrate to 0.2mm or less, and by exposing it makes good contact with the photomask to the substrate, excellent pattern resolution. 0.2mm以下の絶縁性基板としてはプラスチックフィルムが好適に用いられる。 The following insulating substrate 0.2mm plastic film is preferably used.

【0058】もちろん、露光時間が長時間でもかまわないならば安価な走査型レーザー書き込み装置によっても光照射は可能である。 [0058] Of course, the light irradiation is also possible by inexpensive scanning laser writing device if the exposure time is not mind even a long time. 図7は、レーザ光により選択領域に光照射する装置を示す概念図である。 Figure 7 is a conceptual diagram showing an apparatus for light irradiation in the selection area by the laser beam. He−Cdレーザ等のレーザ光照射のための走査型レーザー書き込み装置78、電着液を収納した電着槽80、ポテンショスタットのごとき電圧印加のための手段90、対向電極9 He-Cd laser scanning writing device 78 for the laser beam irradiation of laser or the like, electrodeposition solution was stored electrodeposition bath 80, means 90 for voltage application, such as a potentiostat, a counter electrode 9
1、飽和カロメル電極のごときリファレンス電極92を備えている。 1, and a reference electrode 92 such as a saturated calomel electrode. この他に、パターン解像度の許す範囲ならばより安価なプロキシミティ型露光装置も使用可能である。 In addition, less expensive proximity type exposure apparatus, if the extent permitted by the pattern resolution may be used. 光電着法において、露光は、光導波路作製基板または着膜基板の絶縁性基板側からでも、光半導体薄膜側からでもよい。 In the optical electrodeposition method, exposure, even an insulating substrate side of the optical waveguide manufacturing substrate or film deposition substrate, may be from the optical semiconductor thin film side. 光半導体薄膜側から露光する場合には、前記基板は電着液中に浸漬されることになるが、本発明において用いられる電着液は、照射光として用いられる紫外線を吸収しないため、電着液を通して光半導体薄膜に露光することができる。 Since in the case of exposure from the optical semiconductor thin film side, the substrate is made to be immersed in the electrodeposition solution, Chakueki collector used in the present invention does not absorb ultraviolet rays used as the irradiation light, electrodeposition it can be exposed to the optical semiconductor thin film through the liquid. 図5は、露光を絶縁性基板側から行なう場合を、図6および図7は光半導体薄膜側から行なう場合を示す。 Figure 5 is a case of performing exposure from the insulating substrate side, 6 and 7 show a case where the optical semiconductor thin film side. また、光電着法において、光半導体により電着に充分な起電力が得られる場合には、電圧印加装置によりバイアス電圧を印加する必要はない。 In the optical electrodeposition method, when a sufficient electromotive force more electrodeposition optical semiconductor is obtained, it is not necessary to apply a bias voltage by the voltage applying device.

【0059】さらに、図8は、電着法により光導波路を作製する装置の概念図を示し、この装置は、電着液を収納した電着槽80、ポテンショスタットのごとき電圧印加のための手段90、対向電極91、飽和カロメル電極のごときリファレンス電極92を備えている。 [0059] Further, FIG. 8, an electrodeposition method by a conceptual diagram of an apparatus for making an optical waveguide, means for the apparatus, electrodeposition solution accommodated electrodeposition tank 80, the voltage application such as a potentiostat 90, counter electrode 91, and a reference electrode 92 such as a saturated calomel electrode. この図は、導電性の膜を基板に対し全面に設け、クラッド層を形成することを示している。 This figure, a conductive film is provided on the entire surface to the substrate, it has been shown to form a clad layer. 前記図5ないし図8において、電圧印加装置を導電性薄膜に連結しているが、光電着法においては、光半導体薄膜が作用電極として機能している。 In FIG. 5 to FIG. 8, but are connected to the voltage application device to the conductive thin film, in the optical electrodeposition method, an optical semiconductor thin film functions as the working electrode.

【0060】 [0060]

【実施例】以下に実施例を示し本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 The present invention shows an EXAMPLE The following more specifically described, the invention is not limited by these examples. 実施例1 この例では、図1(D)に示すような構造を有する光導波路の作製例を示す。 In Example 1 This example illustrates the production of an optical waveguide having a structure as shown in FIG. 1 (D). (クラッド層を形成する場合には光照射をせず、光半導体のショットキーバリアーを超す電圧を印加する。) (1) コア形成用電着液の調製 純水100gに、スチレン−アクリル酸共重合体(分子量13,000、疎水基/(親水基+疎水基)のモル比65%、酸価15 (Without light irradiation in the case of forming a cladding layer, applying a voltage above a Schottky barrier of the optical semiconductor.) (1) Preparation of pure water 100g of the core for forming electrodeposition solution, styrene - acrylic acid copolymer polymer (molecular weight 13,000, molar ratio of 65% of hydrophobic groups / (hydrophilic group + hydrophobic group), acid value 15
0)(以下、「電着性高分子材料A」と称する。〕5g 0) (hereinafter, referred to as "electrodeposited polymer material A".] 5g
と、直径2nmの酸化チタン5gを分散混合し、さらに180mmol/lの割合でジメチルアミノエタノール(水可溶で、沸点110℃以上かつ蒸気圧100mHg If, mixed and dispersed titanium oxide 5g diameter 2 nm, further 180 mmol / at a ratio of l in dimethylaminoethanol (water-soluble, boiling point 110 ° C. or higher and a vapor pressure 100mHg
以下の液体)を加え、更にテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドおよび塩化アンモニウムを用いてpH The following liquid) was added, pH further using a tetramethyl ammonium hydroxide and ammonium chloride
7.8、導電率12mS/cmになるように調整し、これをコア形成用電着液とした。 7.8, was adjusted to a conductivity 12 mS / cm, which was used as a core for forming the electrodeposition liquid. (2) クラッド形成用電着液の調製 前記(1)と同様に、純水100gに前記電着性高分子材料A5gを分散混合しさらに180mmol/lの割合でジメチルアミノエタノールを加え、更にテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドおよび塩化アンモニウムを用いてpH7.8、導電率12mS/cmになるように調整し、これをクラッド形成用電着液とした。 (2) Similar to the clad-forming electrodepositing solution of Preparation (1), dimethyl amino ethanol was added to the electrodepositable polymer material A5g pure water 100g at the rate of dispersion mixture further 180 mmol / l, further tetra pH7.8 using ammonium hydroxide and ammonium chloride, adjusted to a conductivity 12 mS / cm, which was used as a cladding forming electrodeposition solution. (3) 光導波路作製基板の作製 厚さ0.5mmの無アルカリガラス基板(7059ガラス)にITOの透明導電膜をスパッタリング法で100nm製膜し、さらに200nmのTiO 2をRFスパッタリング法で製膜した。 (3) 100nm film formation by sputtering the transparent conductive film of ITO is alkali-free glass substrate of fabrication thickness 0.5mm of the optical waveguide formation substrate (7059 glass), further deposition of TiO 2 200nm by an RF sputtering method did. (4) 光導波路の作製 図8で示すような電気化学で一般的な三極式の配置において、クラッド形成用電着液を電着液とし、飽和カロメル電極に対しTiO 2電極を作用電極として利用し、作用電極に印可するバイアス電圧を3.5Vとして20秒間印加したところ、TiO 2表面全面に厚み10μmの下部クラッド層が形成された。 (4) in the arrangement of common three-electrode electrochemical shown in Preparation 8 of the optical waveguide for forming a clad electrodeposition solution and electrodepositing solution, as the working electrode of TiO 2 electrode with respect to the saturated calomel electrode use, was applied for 20 seconds bias voltage applied to the working electrode as 3.5 V, the lower cladding layer having a thickness of 10μm was formed on the TiO 2 surface entire. 次にクラッド層を乾燥することなく、電着液をコア形成用電着液に入れ替えて、図6に示すような山下電装製近接型露光装置(波長365nmの光強度 Then without drying the cladding layer, interchanged electrodeposition solution to the core-forming electrodepositing solution, electrical steel proximity type exposure apparatus Yamashita as shown in FIG. 6 (wavelength 365nm light intensity
50mW/cm 2 )とコア用フォトマスクを用い、作用電極に印可するバイアス電圧を1.8Vにした状態で基板上側から電着液を通して紫外線を15秒間照射すると、TiO 2表面の光が照射された領域だけに厚み5μm、幅5μmのコア層が形成された。 50 mW / cm 2) and using a photomask for the core, when irradiated with ultraviolet light for 15 seconds through the substrate upper electrodeposition liquid in a state where the bias voltage applied to the working electrode was 1.8V, the light of the TiO 2 surface is irradiated area only in the thickness 5 [mu] m, the core layer having a width 5 [mu] m was formed. 次にクラッド層およびコア層を乾燥することなく、電着液をクラッド形成用電着液に入れ替えて、作用電極に印可するバイアス電圧を4Vとして35秒間印加したところ、TiO 2表面全面に厚み10μm Then without drying the cladding layer and the core layer, the electrodeposition solution replaced the cladding forming electrodepositing solution, was applied for 35 seconds a bias voltage applied to the working electrode as 4V, thickness 10μm on the TiO 2 surface entire
の上部クラッド層が形成された。 Upper clad layer is formed of. 基板を液槽から取り出し、純水中でディップ洗浄を3分間行うことにより、膜内にわずかに残る塩分を除去し、次いで、クリーンエアーで乾燥させて、光導波路基板を完成させた。 The substrate is taken out from the liquid tank, by performing a dip washed 3 minutes with pure water to remove the slightly remaining salt in the film, then dried in a clean air, to complete the optical waveguide substrate. 得られた光導波路を、ダイシングソーによって50mmの長さに切り出し挿入損失を測定したところ、波長0.85μm The obtained optical waveguide was measured insertion loss cut to a length of 50mm with a dicing saw, wavelength 0.85μm
で5dB程度の透過損失であることがわかった。 In was found to be the transmission loss of about 5 dB.

【0061】実施例2 実施例1で作製した光導波路を140℃で3分間加熱処理をした。 [0061] was 3 minutes heating the optical waveguide produced in Example 1 at 140 ° C.. その後実施例1と同様に透過損失を測定したところ、2dB程度の透過損失に改善されることが分かった。 When followed by measuring the transmission loss in the same manner as in Example 1, it was found to be improved in the transmission loss of about 2 dB. これは光導波路膜内にわずかに残っていたピンホールが除去されたことによるものと推定される。 It is presumed to be due to pinholes was slightly remaining in the optical waveguide film is removed.

【0062】実施例3 この例では、図2(E)で示すような構造の光導波路を作製した。 [0062] In Example 3 This example was to produce an optical waveguide having a structure as shown in FIG. 2 (E). 実施例1と同じ組成のクラッド形成用およびコア層形成用電着液および光導波路作製基板を用いた。 Example 1 and for clad formation and the core layer forming electrodeposition solution with the same composition and using the optical waveguide formation substrate.
図5に示すような電気化学で一般的な三極式の配置において、クラッド形成用電着液を電着液とし、飽和カロメル電極に対しTiO 2電極を作用電極として利用し、作用電極に印可するバイアス電圧を1.8Vにして基板の裏側から紫外線を照射する。 In the arrangement of a typical three-electrode electrochemical as shown in FIG. 5, for forming a clad electrodeposition solution and electrodeposition solution, to a saturated calomel electrode using the TiO 2 electrode as a working electrode, applied to the working electrode a bias voltage in the 1.8V irradiated with ultraviolet light from the backside of the substrate. 紫外線は、ウシオ電気製のプロジェクション型露光装置を使用した (波長365nmの光強度50mW/cm 2 )。 UV, was used projection type exposure apparatus manufactured by Ushio (light intensity of the wavelength 365nm 50mW / cm 2). プロジェクション型露光装置は、下部クラッド用フォトマスクに一旦結像し、更に光学レンズを介して基板の裏面である酸化チタン表面に結像するように調節した。 Projection type exposure apparatus, once focused on the lower cladding photomask was adjusted further to image the surface of titanium oxide is a back surface of the substrate through an optical lens. この装置で10秒間露光したところ、TiO 2 It was exposed with the apparatus 10 seconds, TiO 2
表面に光が照射された領域だけ厚み10μm、幅20μ The thickness only in the region where light is irradiated to the surface 10 [mu] m, width 20μ
mの下部クラッド層が形成された(図2(B)参照)。 Lower cladding layer of m was formed (see FIG. 2 (B)).

【0063】次にクラッド層を乾燥することなく、電着液をコア形成用電着液に入れ替えて、フォトマスクをコア用のものに代えて、作用電極に印可するバイアス電圧を1.8Vにして基板の裏側から紫外線を15秒間照射すると、TiO 2表面に光が照射された領域だけ厚み5μ [0063] Next, without drying the cladding layer, interchanged electrodeposition solution for forming a core electrodeposition solution in place of a photomask intended for the core, the bias voltage applied to the working electrode to 1.8V When irradiated for 15 seconds with ultraviolet rays from the back side of the substrate Te, thickness only region where light is irradiated on the TiO 2 surface 5μ
m、幅5μmのコア層が形成された(図2(C)参照)。 m, a core layer of width 5μm was formed (see FIG. 2 (C)).

【0064】次にクラッド層およびコア層を乾燥することなく、電着液をクラッド形成用電着液に入れ替えて、 [0064] Next, without drying the cladding layer and the core layer, the electrodeposition solution replaced the cladding forming electrodepositing solution,
フォトマスクを側面クラッド形成用のものに代えて、作用電極に印可するバイアス電圧を1.8Vにして基板の裏側から紫外線を15秒間照射すると、TiO 2表面に光が照射された領域だけ厚み5μmの側面クラッド層が形成された(図2(D)参照)。 The photomask instead one for side cladding formed, is irradiated for 15 seconds with ultraviolet rays from the back side of the substrate by a bias voltage applied to the working electrode to 1.8V, the thickness only region where light is irradiated on the TiO 2 surface 5μm side cladding layer is formed (see FIG. 2 (D)). 次にクラッド層およびコア層を乾燥することなく、電着液をクラッド形成用電着液に入れ替えて、フォトマスクを上部クラッド用のものに代えて、作用電極に印可するバイアス電圧を1.8Vにして基板の裏側から紫外線を35秒間照射すると、TiO 2 Then without drying the cladding layer and the core layer, the electrodeposition solution replaced the cladding forming electrodeposition solution in place of a photomask intended for the upper cladding, the bias voltage applied to the working electrode 1.8V a manner is irradiated for 35 seconds with ultraviolet rays from the back side of the substrate, TiO 2
表面に光が照射された領域だけ厚み10μmの上部クラッド層が形成された(図2(E)参照)。 Upper cladding layer having a thickness of 10μm only region where light is irradiated is formed on the surface (see FIG. 2 (E)). 基板を液槽から取り出し、純水中でディップ洗浄を3分間行うことにより、膜内にわずかに残る塩分を除去し、次いで、クリーンエアーで乾燥させて、光導波路基板を完成させた。 The substrate is taken out from the liquid tank, by performing a dip washed 3 minutes with pure water to remove the slightly remaining salt in the film, then dried in a clean air, to complete the optical waveguide substrate.
得られた光導波路を、ダイシングソーによって50mm The obtained optical waveguide, 50 mm by a dicing saw
の長さに切り出し挿入損失を測定したところ、波長0. Of it was measured insertion loss cut to length, wavelength 0.
85μmで2dB程度の透過損失であることがわかった。 It was found to be the transmission loss of about 2dB at 85 .mu.m.

【0065】実施例4 実施例3で作製した光導波路を200℃で15分間加熱処理をした。 [0065] was 15 minutes heat treatment at 200 ° C. The optical waveguide produced in Example 4 Example 3. その後実施例3と同様に透過損失を測定したところ、1dB程度の透過損失に改善されることが分かった。 When followed by measuring the transmission loss in the same manner as in Example 3, it was found to be improved in the transmission loss of about 1 dB. さらにこの光導波路は耐溶剤性(たとえばアセトン)が改善されたが、これは前記加熱処理により高分子材料が架橋されたことに基づくと推定される。 Although further the optical waveguide has been improved solvent resistance (e.g., acetone), but this polymer material is estimated that based on crosslinked by the heat treatment. 得られた光導波路は、精度が良くまたその上部は平坦であった。 The resulting optical waveguide may precision also its top was flat. クラッド層が存在しない部分には、さらに同様の光電着プロセスを行うことによって光導波路やマイクロレンズアレイなどの光機能部品を形成することが可能であった。 The portion where the clad layer is not present, it was possible to form the optical functional part such as an optical waveguide or a microlens array by performing a further similar optical electrodeposition process. さらに光導波路上部が平坦になるため、別プロセスにより、光導波路上部に光機能部品を形成することも容易であった。 To further optical waveguide top is flattened, by a separate process, it was also easy to form an optical functional component to the optical waveguide top.

【0066】実施例5 この例では、光半導体薄膜である酸化チタンをチタンの酸化処理により形成し、(図1(D)で示す構造と同様の構造を有する光導波路を作製する例を示す。 (1) クラッド形成用電着液の調製 純水100gに、電着性高分子材料A5gと、直径5nm [0066] In Example 5 This example titanium oxide which is an optical semiconductor thin film formed by oxidation treatment of titanium, an example of manufacturing an optical waveguide having a structure similar to that shown in (FIG. 1 (D). (1) preparation of pure water 100g of the cladding forming electrodeposition solution, and electrodeposition polymer material A5g, diameter 5nm
の弗化マグネシウム微粒子(屈折率1.38)3gを分散混合し、さらに180mmol/lの割合でジメチルアミノエタノールを加え、更に水酸化ナトリウムおよび塩化ナトリウムを用いてpH7.8、導電率12mS/ Magnesium fluoride fine particles (refractive index 1.38) 3 g was dispersed and mixed, further dimethylaminoethanol was added at a rate of 180 mmol / l, pH 7.8 using a further sodium hydroxide and sodium chloride, conductivity 12 mS /
cmになるように調整し、これをクラッド形成用電着液とした。 It was adjusted to cm, which was used as a cladding forming electrodeposition solution. (2) コア形成用電着液の調製 純水100gに、電着性高分子材料A5gを分散混合し、これに180mmol/lの割合でジメチルアミノエタノールを加え、更に水酸化ナトリウムおよび塩化ナトリウムを用いてpH7.8、導電率12mS/cmになるように調整し、これをコア形成用電着液とした。 (2) Preparation of pure water 100g of the core for forming electrodeposition solution, the electrodepositable polymer material A5g mixed and dispersed, to which the dimethylamino ethanol was added at a rate of 180 mmol / l, more sodium hydroxide and sodium chloride used pH 7.8, adjusted to a conductivity 12 mS / cm, which was used as a core for forming the electrodeposition liquid. (3) 光導波路作製基板の作製 厚さ0.5mmの金属チタン板の表面に高熱をかける酸化処理を行い、厚さ1000nmの酸化チタン層を形成し、これを光導波路作製基板とした。 (3) performs the oxidation process of applying high heat to the surface of the metal titanium plate making thickness 0.5mm of the optical waveguide manufacturing substrate, and forming a titanium oxide layer having a thickness of 1000 nm, which was used as the optical waveguide formation substrate. また、酸化チタン層以外の部分をエポキシ樹脂で絶縁した。 Further, insulated portions other than the titanium oxide layer with an epoxy resin. (4) 光導波路の作製 図8に示すような電気化学で一般的な三極式の配置において、クラッド形成用電着液を電着液とし、飽和カロメル電極に対しTiO 2電極を作用電極として利用し、作用電極に印可するバイアス電圧を3.5Vとして20秒間印加したところ、TiO 2表面全面に厚み10μmの下部クラッド層が形成された。 (4) in the arrangement of common three-electrode electrochemical shown in Preparation 8 of the optical waveguide for forming a clad electrodeposition solution and electrodepositing solution, as the working electrode of TiO 2 electrode with respect to the saturated calomel electrode use, was applied for 20 seconds bias voltage applied to the working electrode as 3.5 V, the lower cladding layer having a thickness of 10μm was formed on the TiO 2 surface entire. 次にクラッド層を乾燥することなく、電着液をコア形成用電着液に入れ替えて、図6に示すような山下電装製近接型露光装置(波長365nmの光強度 Then without drying the cladding layer, interchanged electrodeposition solution to the core-forming electrodepositing solution, electrical steel proximity type exposure apparatus Yamashita as shown in FIG. 6 (wavelength 365nm light intensity
50mW/cm 2 )とコア用フォトマスクを用い、作用電極に印可するバイアス電圧を1.8Vにした状態で基板上側から電着液を通して紫外線を70秒間照射すると、TiO 2表面に光が照射された領域だけ厚み20μmのコア層が形成された。 50 mW / cm 2) and using a photomask for the core, when irradiated for 70 seconds with ultraviolet rays through the substrate upper electrodeposition liquid in a state where the bias voltage applied to the working electrode was 1.8V, the light is irradiated on the TiO 2 surface the core layer having a thickness of 20μm was formed only region. 次にクラッド層とコア層を乾燥することなく、電着液をクラッド形成用電着液に入れ替えて、図8 Then without drying the cladding layer and the core layer, the electrodeposition solution replaced the cladding forming electrodepositing solution, 8
に示すような装置で作用電極に印可するバイアス電圧を4Vとして50秒間印加したところ、TiO 2表面全面に厚み15μmの上部クラッド層が形成された。 It was applied 50 seconds bias voltage applied to the working electrode in the apparatus shown in as 4V, an upper clad layer having a thickness of 15μm was formed on the TiO 2 surface entire. 基板を液槽から取り出し、純水中でディップ洗浄を3分間行うことにより、膜内にわずかに残る塩分を除去し、次いで、クリーンエアーで乾燥させて、光導波路基板を完成させた。 The substrate is taken out from the liquid tank, by performing a dip washed 3 minutes with pure water to remove the slightly remaining salt in the film, then dried in a clean air, to complete the optical waveguide substrate. 得られた光導波路を、ダイシングソーによって50 The obtained optical waveguide, 50 a dicing saw
mmの長さに切り出し挿入損失を測定したところ、波長0.85μmで5dB程度の透過損失であることがわかった。 The measured insertion loss cut to a length of mm, it was found that at a wavelength of 0.85μm which is the transmission loss of about 5 dB.

【0067】実施例6 実施例5で作製した光導波路を140℃で3分間加熱処理をした。 [0067] was 3 minutes heating the optical waveguide produced in Example 6 Example 5 at 140 ° C.. その後実施例5と同様に透過損失を測定したところ、2dB程度の透過損失に改善されることが分かった。 When followed by measuring the transmission loss in the same manner as in Example 5, it was found to be improved in the transmission loss of about 2 dB.

【0068】実施例7 この例では、光半導体薄膜である酸化亜鉛を亜鉛の陽極酸化処理により形成し、(図1(D)で示す構造と同様の構造を有する光導波路を作製する例を示す。 (1) クラッド形成用電着液の調製 純水100gに、電着性高分子材料A5gと、直径5nm [0068] In Example 7 This example zinc oxide which is an optical semiconductor thin film is formed by anodic oxidation of zinc, an example of manufacturing an optical waveguide having a structure similar to that shown in (FIG. 1 (D) . (1) preparation of pure water 100g of the cladding forming electrodeposition solution, and electrodeposition polymer material A5g, diameter 5nm
の弗化マグネシウム微粒子(屈折率1.38)1.5g Magnesium fluoride fine particles (refractive index 1.38) 1.5 g
を分散混合し、これに180mmol/lの割合でジメチルアミノエタノールを加え、更に水酸化ナトリウムおよび塩化ナトリウムを用いてpH7.8、導電率12m The mixed and dispersed, to which the dimethylamino ethanol was added at a rate of 180 mmol / l, pH 7.8 using a further sodium hydroxide and sodium chloride, conductivity 12m
S/cmになるように調整し、これをクラッド形成用電着液とした。 It was adjusted to S / cm, which was used as a cladding forming electrodeposition solution. (2) コア形成用電着液の調製 純水100gに、電着性高分子材料A5gと、直径2nm (2) Preparation of pure water 100g of the core for forming the electrodeposition solution, and electrodeposition polymer material A5g, diameter 2nm
の酸化チタン微粒子(屈折率2.5)2.5gを分散混合し、これに180mmol/lの割合でジメチルアミノエタノールを加え、更に水酸化ナトリウムおよび塩化ナトリウムを用いてpH7.8、導電率12mS/cm Titanium oxide fine particles (refractive index 2.5) 2.5 g was dispersed and mixed in, this dimethylaminoethanol was added at a rate of 180 mmol / l, with more sodium hydroxide and sodium chloride pH 7.8, conductivity 12mS / cm
になるように調整し、これをコア形成用電着液とした。 Adjusted to be, which was used as a core for forming the electrodeposition liquid. (3) 光導波路作製基板の作製 光導波路作製基板として、表面を陽極酸化処理して、厚み1000nmの酸化亜鉛層を積層した亜鉛板を用いた。 As manufactured optical waveguide formation substrate (3) an optical waveguide prepared substrate, the surface is anodized, with a zinc plate formed by laminating a zinc oxide layer having a thickness of 1000 nm. また、酸化亜鉛層以外の部分をエポキシ樹脂で絶縁した。 Further, insulated portions other than the zinc oxide layer with an epoxy resin. (4) 光導波路の作製 図8に示す電気化学で一般的な三極式の配置において、 (4) in the arrangement of common three-electrode electrochemical shown in Preparation 8 of the optical waveguide,
クラッド形成用電着液を電解液とし、飽和カロメル電極に対し酸化亜鉛層を作用電極として利用し、作用電極に印可するバイアス電圧を3.5Vとして20秒間印加したところ、酸化亜鉛表面全面に厚み10μmの下部クラッド層が形成された。 For forming a clad electrodeposition solution as electrolyte, and used as the working electrode zinc oxide layer to a saturated calomel electrode, it was applied for 20 seconds bias voltage applied to the working electrode as 3.5 V, thickness of zinc oxide on the whole surface 10μm lower cladding layer is formed of. 次にクラッド層を乾燥することなく、電着液をコア形成用電着液に入れ替えて、図7に示すような走査ステージにより走査可能なHe-Cdレーザー(波長331nmの光強度10mW/cm 2 )を用い、作用電極に印可するバイアス電圧を1.8Vにした状態で基板上側から電着液を通してHe-Cdレーザーを毎秒1mmの速度で走査すると、酸化亜鉛表面に光が照射された領域だけ厚み5μmのコア層が形成された。 Then without drying the cladding layer, electrodeposition liquid replaced the core forming electrodeposition solution, the light intensity of the scannable He-Cd laser (wavelength 331nm by scanning stage as shown in FIG. 7 10 mW / cm 2 ) used, when scanning a He-Cd laser through electrodeposition liquid from the substrate top in a state where the bias voltage applied to the working electrode was 1.8V at a speed of 1 mm, only a region where light is irradiated to the surface of zinc oxide the core layer having a thickness of 5μm was formed. 次にクラッド層およびコア層を乾燥することなく、電着液をクラッド形成用電着液に入れ替えて、作用電極に印可するバイアス電圧を4 Then without drying the cladding layer and the core layer, the electrodeposition solution replaced the cladding forming electrodepositing solution, the bias voltage applied to the working electrode 4
Vとして35秒間印加したところ、クラッド層およびコア層の表面全面に厚み10μmの上部クラッド層が形成された。 Was applied for 35 seconds as a V, an upper clad layer having a thickness of 10μm was formed on the entire surface of the cladding layer and the core layer. 基板を液槽から取り出し、純水中でディップ洗浄を3分間行うことにより、膜内にわずかに残る塩分を除去し、次いで、クリーンエアーで乾燥させて、光導波路基板を完成させた。 The substrate is taken out from the liquid tank, by performing a dip washed 3 minutes with pure water to remove the slightly remaining salt in the film, then dried in a clean air, to complete the optical waveguide substrate. 得られた光導波路を、ダイシングソーによって50mmの長さに切り出し挿入損失を測定したところ、波長0.85μmで5dB程度の透過損失であることがわかった。 The obtained optical waveguide was measured insertion loss cut to a length of 50mm with a dicing saw, it was found that at a wavelength of 0.85μm which is the transmission loss of about 5 dB.

【0069】実施例8 実施例7で作製した光導波路を140℃で3分間加熱処理をした。 [0069] was 3 minutes heating the optical waveguide produced in Example 8 Example 7 at 140 ° C.. その後実施例7と同様に透過損失を測定したところ、2dB程度の透過損失に改善されることが分かった。 When followed by measuring the transmission loss in the same manner as in Example 7, it was found to be improved in the transmission loss of about 2 dB.

【0070】実施例9 この例では、光電着・転写法を用いて、図3(F)と同様の構造を有する光導波路を作製する例を示す。 [0070] In Example 9 This example uses the optical electrodeposition-transfer method, an example of manufacturing an optical waveguide having the same structure as shown in FIG. 3 (F). (1) 着膜基板の作製 厚さ1mmのパイレックス(R)ガラス板にITOの透明導電膜をスパッタリングで200nm製膜し、さらに300nmのTi (1) a-deposit prepared 1mm thick Pyrex (R) transparent conductive film made of ITO on a glass plate of the substrate was 200nm film formation by sputtering, addition 300nm of Ti
O 2をRFスパッタリング法で製膜した。 The O 2 was formed into a film by RF sputtering. TiO 2の上に、オレイン酸1%溶液(酢酸エチル溶媒)を4000rpmで20秒、スピンコートすることによって、剥離層を形成した。 On the TiO 2, 20 seconds at 4000rpm the 1% solution of oleic acid (ethyl acetate solvent), by spin-coating to form a release layer. (2) クラッド層用およびコア層用電着液 実施例4で用いた電着液と同じ組成のものを用いた。 (2) used was the same composition as the electrodeposition solution used for the cladding layer and the core layer for electrodepositing solution Example 4. (3) クラッド層およびコア層の形成 実施例2と同様にして剥離層の上に、下部クラッド層− (3) on the cladding layer and the release layer in the same manner as forming a second embodiment of the core layer, lower cladding layer -
コア層−側部クラッド層−上部クラッド層を形成し(図3(B)ないし(E)参照)、基板を液槽から取り出し、純水中でディップ洗浄を3分間行うことにより、膜内にわずかに残る塩分を除去し、次いで、クリーンエアーで乾燥を行った。 The core layer - side cladding layer - to form an upper cladding layer (see Figures 3 (B) (E)), the substrate is taken out of the liquid tank, by performing a dip washed 3 minutes with pure water, in the film removing the slightly remaining salt and then drying was carried out in clean air. (4) 光導波路の転写 150℃に熱した0.5mm厚のポリエチレンフィルムを前記光導波路表面に載せて、これらを200g/cm (4) a polyethylene film of 0.5mm thickness was heated to transfer 0.99 ° C. of optical waveguide placed on the optical waveguide surface, these 200 g / cm
の線加圧状態の2本のロールの間を線速度20mm/s 2 lines velocity 20 mm / s between the rolls of the line under pressure
ecで加熱加圧処理を行い、その後前記剥離層と光導波路の間で剥離し、作製した光導波路をポリエチレンフィルム上に転写させた。 Subjected to heat pressure treatment at ec, peeling between then the peeling layer and the optical waveguide and the optical waveguide fabricated by transferring on a polyethylene film. 得られた光導波路の50mmの直線部分を切り出し挿入損失を測定したところ、波長0. The resulting insertion loss cut straight portions of 50mm of the optical waveguide was was measured. Wavelength 0.
85μmで3dB程度の透過損失であることがわかった。 It was found to be 3dB about transmission loss at 85 .mu.m.

【0071】実施例10 この例では、光電着・転写法を用いて、図1(D)で示す構造の光導波路を作製する例を示す。 [0071] In Example 10 This example uses the optical electrodeposition-transfer method, an example of manufacturing an optical waveguide having the structure shown in FIG. 1 (D). この例では、 (1) 着膜基板の作製 厚さ0.3mmのポリイミドフィルム上に、ITOの透明導電膜をスパッタリング法で200nm製膜し、さらに300nmの In this example, (1) the film deposition Preparation thickness 0.3mm substrate on a polyimide film, a transparent conductive film of ITO is 200nm film formation by sputtering, addition of 300nm
TiO 2をRFスパッタリング法で製膜した。 The TiO 2 was formed into a film by RF sputtering. TiO 2の上に、 On top of the TiO 2,
シリコンオイル0.5%溶液(溶媒ヘキサン)を用いてディップコート(引き上げ速度20mm/s)を行い、 Perform dip coating (pulling rate 20 mm / s) using silicone oil 0.5% solution (solvent: hexane),
剥離層を形成した。 To form a release layer. (2) クラッド層用およびコア層用電着液 実施例1で用いた電着液と同じ組成のものを用いた。 (2) used was the same composition as the electrodeposition solution used for the cladding layer and the core layer for electrodeposition liquid Example 1. (3) クラッド層およびコア層の形成 実施例1と同様にして前記剥離層の上に、クラッド層− (3) on the release layer in the same manner as forming the first embodiment of the cladding layer and the core layer, the cladding layer -
コア層−クラッド層を形成し、基板を液槽から取り出し、純水中でディップ洗浄を3分間行うことにより、膜内にわずかに残る塩分を除去し、次いで、クリーンエアーで乾燥を行った。 The core layer - forming a cladding layer, the substrate is taken out of the liquid tank, by performing a dip washed 3 minutes with pure water to remove the slightly remaining salt in the membrane, then it was dried in clean air. (4) 光導波路の転写 表面に接着層を乗せたプリント基板用のガラスエポキシ基板を光導波路表面に載せて、これらを100g/cm (4) put a glass epoxy substrate for a printed circuit board carrying the adhesive layer on the transfer surface of the optical waveguide to the optical waveguide surface, these 100 g / cm
の線加圧状態の2本のロールの間を線速度20mm/s 2 lines velocity 20 mm / s between the rolls of the line under pressure
ecで加熱加圧処理を行い、その後前記剥離層と光導波路の間で剥離し、作製した光導波路基板をガラスエポキシ基板の上に転写させた。 Subjected to heat pressure treatment at ec, peeling between then the peeling layer and the optical waveguide and the optical waveguide substrate prepared was transferred onto a glass epoxy substrate. 得られた光導波路の50mm 50mm of the obtained optical waveguide
の直線部分を切り出し挿入損失を測定したところ、波長0.85μmで3dB程度の透過損失であることがわかった。 When the insertion loss cut straight portions was measured, and was found to be the 3dB about transmission loss at a wavelength of 0.85 .mu.m.

【0072】実施例11 この例では、電着・転写法により、図4(D)で示す構造の光導波路を作製する例を示す。 [0072] In Example 11 This example, by electrodeposition-transfer method, an example of manufacturing an optical waveguide having the structure shown in FIG. 4 (D). (1) 着膜基板の作製 厚さ3mmのパイレックス(R)ガラス板に、ITOの透明導電膜をスパッタリングで200nm製膜し、常法によるエッチング処理によって形成すべきコア層と同じパターンを形成した。 (1) Preparation of film deposition substrate thickness 3mm Pyrex (R) glass plate, a transparent conductive film of ITO is 200nm film formation by sputtering, to form the same pattern as the core layer to be formed by etching with a conventional method . このパターン化ITOの上に、オレイン酸1 On the patterned ITO, oleic acid 1
%溶液(酢酸エチル溶媒)を4000rpmで20秒、スピンコートすることによって、剥離層を形成した。 % Solution 20 seconds at 4000rpm the (ethyl acetate solvent), by spin-coating to form a release layer. (2) コア層の形成 実施例1と同じ組成のコア層用電着液を用い、図8に示すような電気化学で一般的な三極式の配置において、コア層用電着液を電解液とし、飽和カロメル電極に対しI (2) using the core layer electrodeposition solution having the same composition as formed in Example 1 of the core layer, in the arrangement of common three-electrode electrochemical as shown in FIG. 8, the electrolyte core layer electrodepositing solution and liquid, I to the saturated calomel electrode
TO膜を作用電極として利用し、作用電極に印可するバイアス電圧を3Vとして90秒間印加したところ、IT Utilizing TO film as a working electrode, where the bias voltage applied to the working electrode is applied for 90 seconds as 3V, IT
O上の領域だけ厚み30μm、幅30μmのコア層が形成された(図4(B)参照)。 The thickness only area on O 30 [mu] m, the core layer having a width 30 [mu] m was formed (see FIG. 4 (B)). 基板を液槽から取り出し、純水中でディップ洗浄を10分間行うことにより、 The substrate is taken out from the liquid tank, by performing a dip washed 10 minutes in pure water,
膜内にわずかに残る塩分を除去し、次いで、クリーンエアーで乾燥を行った。 Slightly to left salt is removed in the membrane, then it was dried with clean air. (3) コア層の転写 厚み0.2mmのポリエチレンフィルムをコア層表面に載せて、これらをローラー表面温度120度Cに加熱し 300g/cmの線加圧状態の2本のロールの間を線速度20mm/secで加熱加圧処理を行い、その後剥離層とコア層の間で剥離させ、作製したコア層をポリエチレンフィルム上に転写させた(図4(C)参照)。 (3) a polyethylene film transfer 0.2mm thick core layer placed on the core layer surface, the line between the two rolls of the line under pressure of these was heated to roller surface temperature of 120 ° C 300 g / cm subjected to heat pressing treatment at a rate of 20 mm / sec, then peeling during subsequent peeling layer and the core layer and the core layer prepared by transferring on a polyethylene film (see FIG. 4 (C)). さらに別途用意した厚み0.2mmのポリエチレンフィルムを転写されたコア層の上に密着させ、これをローラー表面温度170℃に加熱し 300g/cmの線加圧状態の2本のロールの間を線速度20mm/secで加熱加圧処理を行い、2枚のポリエチレンフィルムが下部および上部クラッド層を兼ねる光導波路を完成させた(図4(D)参照)。 Further in close contact with the top of the prepared separately 0.2mm thick core layer transferred to polyethylene film, which line between the two rolls of the line under pressure of the heated 300 g / cm on the roller surface temperature 170 ° C. subjected to heat pressing treatment at a rate of 20 mm / sec, polyethylene film two sheets to complete the optical waveguide which also serves as the lower and upper cladding layer (see FIG. 4 (D)). 得られた光導波路の50mmの直線部分を切り出し挿入損失を測定したところ、波長0.85 The resulting insertion loss cut straight portions of 50mm of the optical waveguide was was measured. Wavelength 0.85
μmで4dB程度の透過損失であることがわかった。 It was found to be the transmission loss of approximately 4dB in [mu] m.

【0073】 [0073]

【発明の効果】本発明の光導波路の形成法法は、電着法および光電着法を用いるので、高電圧を印加することなく(5V以下)、微細なパターンを有する光導波路を精度よく形成することができる。 Forming method method of an optical waveguide of the present invention according to the present invention, since use of the electrodeposition method and the optical electrodeposition method, (5V or less) without applying a high voltage, high precision forming an optical waveguide having a fine pattern can do. また、従来の感光性樹脂を用いる光導波路の作製法では、基板に膜厚を精度よく制御して塗布する必要があり、またエッチングによりアルカリ廃液を出すなどの問題があったが、本発明によれば、光照射時間または電圧印加時間を調節することによってコア層とクラッド層の膜厚が容易に制御でき、また、パターン形成のためのエッチング処理も不用で環境に対する負荷も小さい。 Further, in the method for producing the optical waveguide using a conventional photosensitive resin, it is necessary to apply a film thickness on the substrate accurately controlled to, also there were problems such as issuing an alkali waste by etching, the present invention According words, the thickness of the core layer and the cladding layer by adjusting the light irradiation time or the voltage application time can be easily controlled, also, less load on the etching processing environment in waste for pattern formation. このように、電着法または光電着法による本発明の光導波路の作製は簡易な方法であるので、量産化が可能で、量産性が要求される光導波路型部品の製造に有利に適用可能である。 Thus, electrodeposition because electrodeposition method or manufacturing the optical waveguide of the present invention by the optical electrodeposition method is a simple method, capable of mass production, advantageously applicable to the manufacture of optical waveguide components mass production is required it is. この他、一般光学や微小光学分野、光通信や光情報処理の分野で用いられる種々の光導波路、光集積回路または光配線板等にも適用することが可能である。 In addition, general optics and micro-optics, various optical waveguide used in the field of optical communication and optical information processing, it can also be applied to an optical integrated circuit or an optical wiring board and the like.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 実施例1における光導波路の形成過程を示す。 1 shows a process of forming an optical waveguide in Example 1.

【図2】 実施例3における光導波路の形成過程を示す。 Figure 2 shows a process of forming an optical waveguide in the third embodiment.

【図3】 実施例9における光導波路の形成過程を示す。 3 shows a process of forming an optical waveguide in Example 9.

【図4】 実施例11における光導波路の形成過程を示す。 4 shows a process of forming an optical waveguide in Example 11.

【図5】 プロジェクション露光装置を用いる光導波路製造装置を示す。 5 shows an optical waveguide manufacturing apparatus using the projection exposure apparatus.

【図6】 近接型露光装置を用いる光導波路製造装置を示す。 6 shows an optical waveguide manufacturing apparatus using a proximity type exposure apparatus.

【図7】 走査型レーザーによる露光装置を用いる光導波路製造装置を示す。 Figure 7 shows an optical waveguide manufacturing device using the exposure apparatus with a scanning laser.

【図8】 電着装置による光導波路製造装置を示す。 8 electrodeposition apparatus showing the optical waveguide manufacturing apparatus according to.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 絶縁性基板 12 導電性薄膜 13 剥離層 14、32 光半導体薄膜 16、17、20 クラッド層 18 コア層 30、32、34 光導波路用基板 71 フォトマスク 72、73 結像光学レンズ 75 Hg−Xe均一照射光源 78 走査型レーザー書き込み装置 10 insulating substrate 12 conductive thin film 13 peeling layer 14, 32 optical semiconductor thin film 16, 17, 20 the cladding layer 18 a core layer 30, 32, 34 optical waveguide substrate 71 photomask 72, 73 imaging optical lens 75 Hg-Xe uniform illumination light source 78 scanning laser writing device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 7識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 6/12 G02B 6/12 N (72)発明者 谷田 和敏 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 圷 英一 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 Fターム(参考) 2H047 KA03 PA01 PA28 QA05 TA43 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) G02B 6/12 G02B 6/12 N (72 ) inventor Kazutoshi Tanida Kanagawa Prefecture ashigarakami district Nakai-cho, Sakai 430 Green Te click Nakai Fuji Xerox Co., Ltd. in the (72) inventor Akutsu, Eiichi Kanagawa Prefecture ashigarakami district Nakai-cho, Sakai 430 Green Te-click a paddle Fuji Xerox Co., Ltd. in the F-term (reference) 2H047 KA03 PA01 PA28 QA05 TA43

Claims (19)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 絶縁性基板上に導電性薄膜および光半導体薄膜をこの順に積層した光導波路作製基板を、pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、前記光導波路作製基板の少なくとも前記光半導体薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、前記光半導体薄膜の選択領域に光を照射することにより選択領域の光半導体薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、前記半導体薄膜の選択領域に前記材料を析出形成する工程を含む光導波路形成方法。 1. A optical waveguide formation substrate having a conductive thin film and the optical semiconductor thin film on an insulating substrate laminated in this order, comprising the film-forming material to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by pH changes the electrodeposition liquid aqueous, at least a state in which the optical semiconductor thin film is placed in contact with the electrodeposition solution of the optical waveguide manufacturing substrate, the light of the selected area by irradiating light to selected regions of the optical semiconductor thin film a voltage is applied between the semiconductor thin film and the counter electrode, forming an optical waveguide comprising the step of precipitating forming the material into selected regions of the semiconductor thin film.
  2. 【請求項2】 絶縁性基板上に、導電性薄膜、光半導体薄膜および剥離層をこの順に積層した着膜基板を、pH To 2. A insulating substrate, conductive thin film, the optical semiconductor thin film and the release layer-deposit substrate laminated in this order, pH
    が変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、前記着膜基板の少なくとも光半導体薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、光半導体薄膜の選択領域に光を照射することにより選択領域の光半導体薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、前記半導体薄膜の選択領域に前記材料を析出形成する工程、および前記の析出した材料を光導波路用基板上に転写する工程を含む、光導波路形成方法。 State but the electrodeposition liquid aqueous containing film-forming material to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by varying, arranged so that at least the optical semiconductor thin film of the film deposition substrate is in contact with the electrodeposition solution , a voltage between the optical semiconductor thin film and the counter electrode of the selected region by applying light to selected regions of the optical semiconductor thin film is applied, the process deposited forming the material into selected regions of the semiconductor thin film, and the precipitation of the material comprising the step of transferring the optical waveguide on the substrate, the optical waveguide forming process.
  3. 【請求項3】 クラッド層用電着液を用い、クラッド層を形成した後、形成したクラッド層を乾燥させることなく、コア層用電着液を用い、コア層を形成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光導波路形成方法。 Using 3. A cladding layer for electrodepositing solution, after forming a clad layer, without drying the formed clad layer, the core layer electrodeposition liquid, and forming a core layer an optical waveguide forming method according to claim 1 or claim 2.
  4. 【請求項4】 形成したクラッド層およびコア層を乾燥させることなく、クラッド層用電着液を用い、コア層の上にさらにクラッド層を形成することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の光導波路形成方法。 4. The formed cladding layers and the core layer without drying, using a cladding layer for electrodepositing solution, claims 1 to 3, characterized in that further forming a clad layer on the core layer an optical waveguide forming method according to any one of.
  5. 【請求項5】 クラッド層の形成において、光照射することなく、光導波路作製基板または着膜基板の光半導体薄膜のもつショットキーバリアーを超える電圧を印加することによって、全面にクラッド層を電着形成することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の光導波路形成方法。 In the formation of 5. A cladding layer, without light irradiation, by applying a voltage exceeding the Schottky barrier with the optical semiconductor thin film of the optical waveguide manufacturing substrate or film deposition substrate, electrodepositing a clad layer on the entire surface optical waveguide forming method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that to form.
  6. 【請求項6】 光導波路作製基板または着膜基板が、導電性基板上に光半導体薄膜を形成したものであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の光導波路形成方法。 6. optical waveguide manufacturing substrate or film deposition substrate, light as claimed in any one of claims 1 to 5, characterized in that is obtained by forming an optical semiconductor thin film on a conductive substrate waveguide forming method.
  7. 【請求項7】 導電性材料が、鉄及びその化合物、ニッケル及びその化合物、亜鉛及びその化合物、銅及びその化合物、チタン及びその化合物、及びこれらの混合材料より選択される少なくとも一種である請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の光導波路形成方法。 7. A conductive material, iron and its compounds, nickel and its compounds, zinc and its compounds, copper and copper compounds, titanium and compounds thereof, and claims is at least one selected from the mixed material thereof an optical waveguide forming method according to any one of 1 to claim 6.
  8. 【請求項8】 絶縁性基板上に導電性薄膜またはパターン状の導電性薄膜を設けた光導波路作製基板を、pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、前記光導波路作製基板の少なくとも前記導電性薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、前記導電性薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、前記導電性薄膜の上に前記膜形成材料を析出形成する工程を含む光導波路形成方法。 8. The optical waveguide formation substrate in which a conductive thin film or patterned conductive thin film on an insulating substrate, a film-forming material to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by pH changes the electrodeposition liquid aqueous containing, in a state where at least the conductive thin film was placed in contact with the electrodeposition solution of the optical waveguide manufacturing substrate, a voltage is applied between the conductive thin film and the counter electrode, the conductive forming an optical waveguide comprising the step of the film forming material formed by deposition on the sex film.
  9. 【請求項9】 絶縁性基板上に、導電性薄膜またはパターン状の導電性薄膜および剥離層をこの順に積層した着膜基板を、pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む水系の電着液に、前記着膜基板の少なくとも前記導電性薄膜が電着液に接触するように配置した状態で、前記導電性薄膜と対向電極の間に電圧を印加し、前記導電性薄膜の上に前記膜形成材料を析出形成する工程、および前記の析出した膜形成材料を光導波路用基板上に転写する工程を含む、光導波路形成方法。 9. A insulating substrate, a film deposition substrate laminated in this order a conductive thin film or patterned conductive thin film and the release layer, decrease in solubility or dispersibility in an aqueous liquid by pH changes applied to the electrodeposition liquid aqueous containing film-forming material, with at least the conductive thin film was placed in contact with the electrodeposition solution of the film deposition substrate, a voltage between the conductive thin film and counter electrode and comprising the step of transferring process to deposit forming the film forming material on the conductive thin film, and the film-forming material deposited in the optical waveguide substrate, optical waveguide forming method.
  10. 【請求項10】 前記pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料が高分子材料であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の光導波路形成方法。 10. any one of claims 1 to 9 film-forming material to decrease solubility or dispersibility in an aqueous liquid by the pH changes that can be a polymer material an optical waveguide forming method according.
  11. 【請求項11】 前記クラッド層用電着液が前記高分子材料を含み、かつ、前記コア層用電着液が該高分子材料および該高分子材料より屈折率が高い微粒子を含有することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の光導波路形成方法。 11. includes the cladding layer for electrodepositing solution said polymer material, and said core layer electrodeposition solution refractive index than the polymeric material and the polymeric material contains a high particulate optical waveguide forming method according to any one of claims 1 to 10, characterized.
  12. 【請求項12】 前記コア層用電着液が前記高分子材料を含み、かつ、前記クラッド層用電着液が該高分子材料および該高分子材料より屈折率が低い微粒子を含有することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の光導波路形成方法。 12. includes the core layer electrodeposition solution said polymer material and said cladding layer for electrodepositing solution refractive index than the polymeric material and the polymeric material contains less fine optical waveguide forming method according to any one of claims 1 to 10, characterized.
  13. 【請求項13】 前記クラッド層用電着液が前記高分子材料および前記高分子材料より屈折率が低い微粒子を含有し、かつ、前記コア層用電着液が該高分子材料および該高分子材料より屈折率が高い微粒子を含有することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の光導波路形成方法。 Wherein said cladding layer for electrodepositing solution containing said polymeric material and said lower refractive index than the polymer material particles, and the core layer electrodeposition liquid polymer materials and polymer optical waveguide forming method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it contains fine particles having a higher refractive index than the material.
  14. 【請求項14】 前記光導波路作製基板を陽極電極とし、かつ電着電圧が5V以下である請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の光導波路形成方法。 14. The optical guiding the waveguide formation substrate as an anode electrode, and an optical waveguide forming method of electrodeposition voltage according to any one of claims 1 to 13 or less 5V.
  15. 【請求項15】 前記膜形成材料が高分子材料であり、 15. The film forming material is a polymer material,
    かつ、すべての光導波路を形成した後に、少なくとも光導波路を加熱処理する工程を行うことを特徴とする、請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の光導波路形成方法。 And, after forming all the light waveguide, characterized in that a step of heat processing at least an optical waveguide, the optical waveguide forming method according to any one of claims 1 to 14.
  16. 【請求項16】 pHが変化することにより水性液体に対する溶解性ないし分散性が低下する膜形成材料を含む電着液であって、前記膜形成材料が、疎水性基と親水性基を有し、疎水基の数が、親水基と疎水基の総数の30 16. A electrodeposition liquid containing film-forming material soluble or dispersible is reduced in an aqueous liquid by pH changes, the film-forming material has a hydrophobic group and a hydrophilic group , 30 of the total number of number of hydrophobic groups, hydrophilic and hydrophobic groups
    %から80%の範囲にある高分子材料であることを特徴とする請求項1ないし請求項15のいずれか1項に記載の光導波路形成方法に用いるための電着液。 Chakueki collector for use in an optical waveguide forming method percent can be a polymer material in a 80% range according to any one of claims 1 to 15.
  17. 【請求項17】 さらに、屈折率調節のための微粒子を含むことを特徴とする請求項16に記載の電着液。 17. Furthermore, Chakueki collector according to claim 16, characterized in that it comprises a particulate for adjusting refractive index.
  18. 【請求項18】 光を照射するための光源、第一の結像光学レンズと第二の結像光学レンズを有する結像光学系、第一の結像光学レンズと第二の結像光学レンズの間に挿入したフォトマスク、対向電極、バイアス電圧を印加可能な手段、および電着液を収納した電着槽を備えた光導波路製造装置であって、前記光導波路作製用基板または着膜基板の少なくとも光半導体薄膜が電着液に接触するように、電着槽に配置することを特徴とする、請求項1ないし請求項7、請求項10ないし請求項15のいずれか1項に記載の方法により光導波路を作製するための光導波路製造装置。 18. The light source for irradiating light, the first image-forming optical lens and an imaging optical system having a second image-forming optical lens, the first imaging optical lens and the second imaging optical lens photomask, the counter electrode, a waveguide manufacturing apparatus having means capable of applying a bias voltage, and the storage electrodeposited tank electrodeposition solution, said optical waveguide substrate for manufacturing or film deposition substrate inserted between the at least as optical semiconductor thin film is in contact with the electrodeposition liquid, characterized in that arranged in the electrodeposition bath, claims 1 to 7, according to any one of claims 10 to 15, an optical waveguide manufacturing apparatus for making an optical waveguide by the method.
  19. 【請求項19】 対向電極、バイアス電圧を印加可能な手段、および電着液を収納した電着槽を備えた光導波路製造装置であって、前記光導波路作製用基板または着膜基板の少なくとも導電性薄膜が電着液に接触するように、電着槽に配置することを特徴とする、請求項8または請求項9、請求項10ないし請求項15のいずれか1 19. The counter electrode, means capable of applying a bias voltage, and the electrodeposition solution comprising an optical waveguide manufacturing apparatus having a housing electrodeposited tank, at least conductive of the optical waveguide substrate for manufacturing or film deposition substrate as sex film is in contact with the electrodeposition solution, electrodeposition, characterized in that arranged in the vessel, according to claim 8 or claim 9, any one of claims 10 to 15 1
    項に記載の方法により光導波路を作製するための光導波路製造装置。 An optical waveguide manufacturing apparatus for making an optical waveguide by the method described in section.
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