JP2003139975A - 光導波路およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、濡れ性変化層上に親液性のパター
ンを形成する際の露光後の後処理を不要とし、かつこの
パターンが精度良く形成されたものであり、また光導波
路自体に光触媒を含まない構成であることから、劣化の
心配がない光導波路を提供することを主目的とするもの
である。 【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、エ
ネルギー照射に伴う光触媒の作用により液体との接触角
が低下するように濡れ性が変化し、かつ光触媒を含まな
い濡れ性変化層と、前記濡れ性変化層上にパターン状に
形成されたコア層と、前記コア層を覆うように濡れ性変
化層上に形成された上部クラッド層とを有することを特
徴とする光導波路を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、濡れ性変化層の親
液性、撥液性のパターニングを利用することにより、高
精度で製造が容易な光導波路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日のインターネットの急激な普及にと
もない、光通信システムの商用化展開が非常な勢いで進
んでいる。このような光通信に使用される光導波路の製
造方法および構造として、次のものが知られている。

【０００３】まず、石英ガラス、多成分ガラス、無機結
晶などの無機材料を用いた方法が挙げられる。この方法
では、透明ガラスのクラッド層を形成するためにかなり
高温な製造温度が要求され、かつ大面積な光導波路の形
成が不可能であるため商用化には不向きとされている。

【０００４】次に、高分子材料を用いた製造方法を挙げ
ることができる。高分子材料はスピンコート法やディッ
プコート法等による基板上への薄膜形成が容易であり、
大面積の光導波路を製造するのに適している。また成膜
の際、高温での熱処理工程を含まないことから上述した
石英ガラス等の無機材料を用いた製造方法に比べ、耐熱
性に乏しい基板上でも光導波路を形成することが可能で
ある。また、高分子材料の特性である柔軟性や強靭性を
活かしてフレキシブルな光導波路の製造も可能である。
したがって、現在光通信の分野で用いられる光集積回路
や光情報通信の分野で用いられる光配線板等の光導波路
部品を、このような高分子材料を用いた製造方法により
大量、安価に製造することが期待されている。

【０００５】上記高分子材料を用いた製造方法、具体的
にはコア層及びクラッド層から構成される光導波路をフ
ォトリソグラフィー法を用いて製造する製造方法を示し
たのが図４である。以下、図４を工程順に説明する。

【０００６】図４（ａ）に示すように、基板４１上に第
１クラッド層４２を形成する高分子材料を塗布し、乾燥
させて第１クラッド層４２を形成する。次に図４（ｂ）
に示すように、コア層形成用塗工液を上記第１クラッド
層４２上に塗布し、硬化させることによってコア層形成
用層４３を形成する。さらに上記コア層形成用層４３上
にフォトレジストを塗布し、乾燥させてフォトレジスト
層４４を形成する。次いで上記コア層形成用層４３を所
望のコア層にパターニングするためコア層がパターニン
グされる位置をフォトマスク４５で覆い、フォトマスク
４５を介し紫外線４６を照射する（図４（ｃ））。フォ
トレジスト層４４のうち紫外線４６を照射された領域
は、フォトレジスト現像液で現像、洗浄により除去さ
れ、図４（ｄ）に示すようにコア層が形成される位置の
上部のみにフォトレジスト層が残存した形状となる。こ
の形状のフォトレジスト層をフォトレジスト部４４´と
する。フォトレジスト層が除去され剥き出しになった部
分のコア層形成用層４３をコア層現像液で除去すると、
図４（ｅ）に示すように、フォトレジスト部４４´を上
部に有するコア層４３´が形成される。続いてコア層４
３´上に残存するフォトレジスト部４４´をフォトレジ
スト剥離液によって剥離すると図４（ｆ）に示すように
コア層４３´が剥き出しにされる。最後にコア層４３´
を有する第１クラッド層４２上に、第２クラッド層４７
を形成する高分子材料を塗布し、第１クラッド層４２と
同様の方法で、第２クラッド層４７を形成する。これら
の工程を経て図４（ｇ）に示すような光導波路が完成す
る。

【０００７】しかしながら、このようなフォトリソグラ
フィー法を用いた製造方法においても、いくつかの問題
点が存在する。第１に製造工程が多いため手間を要し、
それに伴う様々な高精度な装置を必要とすることからコ
ストもかさむといった問題、第２にコア層のパターニン
グの際に行う現像、洗浄工程における廃液処理の問題、
第３にコア層のパターニング精度の限界によるコア層と
クラッド層との界面不整を要因とする光伝送損失の問題
等が挙げられる。一方、このような問題点を解決するた
めに、光触媒の作用により濡れ性が変化する物質を用い
てパターンを形成する光導波路の製造方法等が本発明者
等において検討されてきた。しかしながら、これまでの
光触媒の作用による光導波路の製造方法は、製造される
光導波路自体に光触媒が含まれる構成となることから、
光導波路の種類によっては、この光触媒によって劣化が
生じる可能性があり、また、光導波路内を導波する光に
よっては、この光触媒を励起させてしまうため、このこ
とを考慮して導波光を選択する必要があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、濡れ性変化層上に親液性
のパターンを形成する際の露光後の後処理を不要とし、
かつこのパターンが精度良く形成されたものであり、ま
た光導波路自体に光触媒を含まない構成であることか
ら、劣化の心配がない光導波路を提供することを主目的
とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、請求項１に記載するように、エネルギー
照射に伴う光触媒の作用により液体との接触角が低下す
るように濡れ性が変化し、かつ光触媒を含まない濡れ性
変化層と、上記濡れ性変化層上にパターン状に形成され
たコア層と、上記コア層を覆うように濡れ性変化層上に
形成された上部クラッド層とを有することを特徴とする
光導波路を提供する。

【００１０】本発明においては、光触媒の作用を利用し
て濡れ性変化層上に液体との接触角が低下するように濡
れ性を変化させたパターンを形成し、このパターンに沿
って濡れ性変化層上にコア層を形成するので、従来行わ
れてきたフォトリソグラフィー法と比較して、エネルギ
ー照射後に不要な層を取り除く等の工程が不要であるこ
とから、大幅に製造効率を向上させることができると共
に、フォトリソグラフィー法特有の問題点も解消するこ
とができる。また、光導波路自体に光触媒が含まれない
構成とすることにより、光触媒の作用による経時的な劣
化に対する心配がない光導波路を得ることができる。

【００１１】上記請求項１に記載された発明において
は、請求項２に記載するように、上記上部クラッド層は
上記濡れ性変化層上にパターン状に形成されていること
が好ましい。このように、上部クラッド層をパターン状
に形成することにより、平面基板上に複雑な光配線を施
し、分岐、スイッチィング、コネクト等の光インターコ
ネクション機能を有する平面光導波路を、低損失にて、
容易に作製できるといった利点を有するからである。

【００１２】上記請求項１または請求項２に記載された
発明においては、請求項３に記載するように、上記濡れ
性変化層は、基体上に形成されていることが好ましい。
上記濡れ性変化層の強度が弱い場合若しくは自己支持性
を有さない場合、上記濡れ性変化層を基体上に形成する
ことが好ましいからである。

【００１３】上記請求項１から請求項３までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項４に記載
するように、上記濡れ性変化層上における表面張力４０
ｍＮ／ｍの液体との接触角が、エネルギー照射されてい
ない部分において１０°以上であり、エネルギー照射さ
れた部分において９°未満であることが好ましい。エネ
ルギー照射されていない部分は、撥液性が要求される部
分であり、エネルギー照射された部分は親液性が要求さ
れる部分であることから、この程度の濡れ性である必要
があるからである。

【００１４】上記請求項１から請求項４までのいずれか
の請求項に記載された発明は、請求項５に記載するよう
に、上記濡れ性変化層が、オルガノポリシロキサンを含
有する層であることが好ましい。中でも請求項６に記載
するように、上記オルガノポリシロキサンが、フルオロ
アルキル基を含有するポリシロキサンであることが好ま
しい。このようにフルオロアルキル基を含有する濡れ性
変化層は、後述する光触媒含有層が接触した状態でのエ
ネルギー照射により、大幅な濡れ性の変化を得ることが
できるからである。

【００１５】上記請求項５または請求項６に記載された
発明においては請求項７に記載するように、上記オルガ
ノポリシロキサンが、Ｙ_ｎＳｉＸ_{（４−ｎ）}（ここで、
Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミ
ノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコ
キシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数
である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上
の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオル
ガノポリシロキサンであることが好ましい。このような
オルガノポリシロキサンを用いることにより、上述した
ような濡れ性の変化に対する特性を発揮することができ
るからである。

【００１６】上記請求項１記載された発明においては、
請求項８に記載するように、上記濡れ性変化層は、自己
支持性を有する樹脂製であることが好ましい。濡れ性変
化層が自己支持性を有する樹脂製であれば、別に基体等
を用いる必要がなく、容易に光導波路を製造することが
できるからである。

【００１７】上記請求項１から請求項８までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項９に記載
するように、上記濡れ性変化層とその上に形成されたコ
ア層との屈折率の差が０．０３以上であることが好まし
い。屈折率の差が上記範囲よりも小さくなると、コア層
内を良好に光が導波することが困難となるからである。
また、上記範囲程度の屈折率差があれば、濡れ性変化層
をクラッド層として機能させることが可能であるからで
ある。

【００１８】上記請求項１から請求項９までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項１０に記
載するように、上記上部クラッド層が透明性を有する材
料で形成されている場合、上記上部クラッド層とコア層
との屈折率の差が０．０３以上であることが好ましい。
上部クラッド層とコア層との屈折率差が少なくとも上述
した範囲であることより、コア層から上部クラッド層へ
の光の吸収損失を抑制することができるからである。

【００１９】上記請求項１から請求項９までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項１１に記
載するように、上記上部クラッド層が不透明である場
合、上記上部クラッド層および上記コア層の界面が鏡面
として作用する金属からなることが好ましい。このよう
にコア層と上部クラッド層との界面が鏡面として作用す
ることにより、コア層内を導波する光が全反射されるた
め、光の損失を最大限抑制することができるからであ
る。

【００２０】本発明はまた、請求項１２に記載するよう
に、基板上に光触媒含有層を設け、光触媒含有層側基板
を形成する工程と、上記光触媒含有層中の光触媒の作用
により、表面の濡れ性が変化する濡れ性変化層を有する
光導波路基板を形成する工程と、上記光触媒含有層およ
び上記濡れ性変化層が接触するように配置した後、所定
の方向からエネルギー照射をし、濡れ性変化層上に親液
性領域および撥液性領域からなるパターンを形成する工
程と、上記光触媒含有層側基板を上記光導波路基板から
取り外す工程と、上記濡れ性変化層上にパターン状に形
成された親液性領域上に、コア層を形成する工程と、上
記コア層を覆うように上部クラッド層を上記濡れ性変化
層上に形成する工程とを有する光導波路の製造方法を提
供する。

【００２１】このように、本発明においては、光触媒含
有層および濡れ性変化層を接触するように配置した後、
エネルギー照射することにより、照射した部分の濡れ性
変化層の濡れ性を変化させてパターンを形成することが
可能である。従って、従来行われてきたフォトリソグラ
フィー法と比較して、エネルギー照射後に不要な層を取
り除く等の工程が不要であることから、大幅に製造効率
を向上させることができ、フォトリソグラフィー法特有
の問題点も解決することができる。さらに、エネルギー
照射後、光導波路基板から光触媒含有層側基板を取り外
すので、光導波路自体には光触媒が含まれることがな
く、光触媒の作用による経時的な劣化に対する心配がな
い光導波路を得ることができる。

【００２２】上記請求項１２に記載された発明において
は、請求項１３に記載するように、上記コア層を覆うよ
うに上部クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成する工
程が、上記濡れ性変化層を再び光触媒含有層側基板の光
触媒含有層と接触するように配置した後、所定の方向か
らエネルギーを照射し、濡れ性変化層上の全面を親液性
領域とする工程と、上記濡れ性変化層上の全面に形成さ
れた親液性領域に上部クラッド層を形成することによ
り、濡れ性変化層上の全面に上部クラッド層を形成する
工程とを有することが好ましい。このような製造方法と
することにより、濡れ性変化層上の全面に上部クラッド
層を容易に形成することができるからである。

【００２３】上記請求項１２に記載された発明において
は、請求項１４に記載するように、上記コア層を覆うよ
うに上部クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成する工
程が、上記濡れ性変化層上に再び光触媒含有層側基板の
光触媒含有層と接触するように配置した後、所定の方向
からエネルギーを照射し、コア層の両側部に所定の幅を
持つようにパターン状の親液性領域を濡れ性変化層上に
形成する工程と、上記濡れ性変化層上に形成されたパタ
ーン状の親液性領域上に上部クラッド層を形成し、コア
層表面を覆うようにパターン状の上部クラッド層を形成
する工程とを有することが好ましい。

【００２４】このような製造方法とすることにより、コ
ア層表面を被覆するようにかつパターン状に配置された
上部クラッド層を容易に形成することができるからであ
る。上述したように、上部クラッド層をパターン状に形
成することにより、平面基板上に複雑な光配線を施し、
分岐、スイッチィング、コネクト等の光インターコネク
ション機能を有する平面光導波路を、低損失にて、容易
に作製できるといった利点を有する。

【００２５】上記請求項１２から請求項１４までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項１５
に記載するように、上記光触媒含有層側基板は、基板
と、上記基板上にパターン状に形成された光触媒含有層
とを有することが好ましい。親液性領域が形成される領
域の濡れ性変化層上のみ光触媒含有層と接するようにパ
ターン状に光触媒含有層を形成し、全面にエネルギーを
照射することにより、濡れ性変化層上に親液性および撥
液性のパターンを形成することができるからである。ま
たこの場合拡散光をエネルギーとして用いることも可能
である。

【００２６】上記請求項１２から請求項１４までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項１６
に記載するように、上記光触媒含有層側基板は、基板が
透明性を有する材料で形成されている透明な基板と、上
記透明な基板上に形成された光触媒含有層と、パターン
状に形成された遮光部とを有し、上記エネルギー照射
は、上記光触媒含有層側基板側から照射することが好ま
しい。濡れ性変化層上の撥液性が要求される領域にエネ
ルギーが照射されることを遮るため、遮光部を光触媒含
有層側基板にパターン状に形成することにより、透明な
基板側からエネルギーを全面に照射するだけで、濡れ性
変化層上に親液性および撥液性のパターンを形成するこ
とができるからである。

【００２７】上記請求項１２から請求項１６までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項１７
に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒からな
る層であることが好ましい。光触媒含有層が光触媒のみ
からなる層であれば、濡れ性変化層の濡れ性を変化させ
る効率を向上させることが可能であり、効率的に光導波
路を製造することができるからである。

【００２８】上記請求項１７に記載された発明において
は、請求項１８に記載するように、上記光触媒含有層
が、光触媒を真空製膜法により基板上に製膜してなる層
であることが好ましい。このように、真空製膜法により
光触媒含有層を形成することにより、表面の凹凸が少な
く均一な膜厚の光触媒含有層とすることが可能であり、
濡れ性変化層と接触させる際、十分な密着性が保たれ、
濡れ性変化層表面への親液性パターンの形成を均一にか
つ効率良く行うことができるからである。

【００２９】上記請求項１２から請求項１６までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項１９
に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒とバイ
ンダとを有する層であることが好ましい。このように、
バインダを用いることにより、比較的容易に光触媒含有
層を形成することが可能となり、結果的に低コストで光
導波路の製造を行うことができるからである。

【００３０】上記請求項１２から請求項１９までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項２０
に記載するように、上記光触媒が、上記光触媒が、酸化
チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ
（ＳｎＯ_２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉ
Ｏ_３）、酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化ビスマス
（Ｂｉ _２Ｏ_３）、および酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）から選択
される１種または２種以上の物質であることが好まし
く、中でも請求項２１に記載するように、上記光触媒が
酸化チタン（ＴｉＯ_２）であることが好ましい。これは
酸化チタンのバンドキャップエネルギーが高いため光触
媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もな
く、入手も容易だからである。

【００３１】上記請求項１２から請求項２１までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項２２
に記載するように、上記光導波路基板は、基体と、上記
基体上に形成された光触媒を含まない濡れ性変化層とを
有することが好ましい。上記濡れ性変化層の強度が弱い
場合若しくは自己支持性を有さない場合、上記濡れ性変
化層を基体上に形成することが好ましいからである。ま
た、濡れ性変化層を光触媒を含まない層とすることによ
り、濡れ性変化層が、光触媒により経時的に劣化すると
いった不具合の発生を減じることができるからである。

【００３２】上記請求項１２から請求項２２までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項２３
に記載するように、上記濡れ性変化層上における表面張
力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、エネルギー照射さ
れていない部分において１０°以上であり、エネルギー
照射された部分において９°未満であることが好まし
い。上述したように、エネルギー照射されていない部分
は撥液性が要求される部分であり、照射された部分は親
液性が要求される部分であることから、この程度の濡れ
性である必要があるからである。

【００３３】上記請求項１２から請求項２３までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項２４
に記載するように、上記濡れ性変化層が、オルガノポリ
シロキサンを含有する層であることが好ましい。中でも
請求項２５に記載するように、上記オルガノポリシロキ
サンが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサン
であることが好ましい。このような濡れ性変化層は光触
媒含有層が接触した状態でのエネルギー照射により、大
幅な濡れ性の変化を得ることができるからである。

【００３４】上記請求項２４または請求項２５に記載さ
れた発明においては、請求項２６に記載するように、上
記オルガノポリシロキサンが、Ｙ_ｎＳｉＸ
_{（４−ｎ）}（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキ
ル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ
基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。
ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物
の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水
分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが
好ましい。このようなオルガノポリシロキサンを材料と
して濡れ性変化層を形成することにより、親液性領域お
よび撥液性領域の濡れ性の差を大きくすることが容易だ
からである。

【００３５】上記請求項１２から請求項２１までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項２７
に記載するように、上記光導波路基板は、自己支持性を
有する樹脂製の濡れ性変化層を有することが好ましい。
濡れ性変化層が自己支持性を有する樹脂製であれば、基
体等を用いる必要がなく、容易に光導波路を製造するこ
とができるからである。

【００３６】上記請求項１２から請求項２７までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項２８
に記載するように、上記濡れ性変化層の表面に、上記光
触媒含有層を接触させてエネルギー照射する際に、上記
光触媒含有層と、上記濡れ性変化層表面との間隔を、
０．２μｍ〜１０μｍの範囲内とすることが好ましい。
上記光触媒含有層と濡れ性変化層とを接触させてエネル
ギー照射する際に、上述した程度の微細な間隔を開けた
状態でエネルギー照射することにより、濡れ性変化層表
面の濡れ性をより効果的に変化させることが可能となる
からである。

【００３７】上記請求項１２から請求項２８までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項２９
に記載するように、上記濡れ性変化層上にパターン状に
形成された親液性領域上に、コア層を形成する工程が、
ノズル吐出法で塗布されることが好ましい。ノズル吐出
法で塗布することにより、効率良くコア層を形成する塗
工液を塗布することが可能となる。またこの塗工液の塗
布位置が正確であり、撥液性領域に残存する塗工液の量
を抑えることが可能であるので、コア層の周囲を被覆す
る濡れ性変化層および上部クラッド層との界面における
界面不整による光伝送損失を防止することができるから
である。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光導波路およびそ
の製造方法について説明する。 Ａ．光導波路 本発明の光導波路は、エネルギー照射に伴う光触媒の作
用により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化
し、かつ光触媒を含まない濡れ性変化層と、前記濡れ性
変化層上にパターン状に形成されたコア層と、前記コア
層を覆うように濡れ性変化層上に形成された上部クラッ
ド層とを有することを特徴とするものである。

【００３９】光導波路は、コア層内を光が導波すること
により、光に変換された様々な情報を他の機器に伝達す
る役割を担っている。昨今の急速な光通信システム等の
発達により、より高精度で、長時間の使用に耐えうる光
導波路の開発が急務となっている。

【００４０】従来、高精度なコア層を有する光導波路を
形成する方法として、上述したフォトリソグラフィー法
が一般的に用いられてきた。この方法によれば、複雑な
コア層のパターンを要する場合にも対応できるなど利点
も多い。しかし、上述したように、工程に要する手間が
多いことから、製造効率の向上に限界があり、かつコス
ト的にも不利であるといったいくつかの問題点もあっ
た。

【００４１】そこで、本発明者等はこのような問題点を
解決するために、光触媒を利用したパターン形成の方法
を確立している。具体的には、光触媒を有する層は、エ
ネルギー照射により、その光触媒の作用から、光触媒を
有する層の濡れ性が変化する性質がある。そこでこの性
質を光導波路に応用し、光触媒を有する層にコア層のパ
ターンに応じて、エネルギーをパターン照射することに
より、光触媒を有する層上に親液性および撥液性のパタ
ーンを形成する。次いで、この親液性および撥液性のパ
ターンを利用しコア層を形成することにより、容易に所
望のパターンのコア層を有する光導波路を得ることがで
きる。しかしながら、フォトリソグラフィー法と比較し
て、大幅に短縮された製造方法による光導波路を提供す
ることが可能となったものの、光触媒含有層中に残存す
る光触媒の半永久的な作用により、光導波路の経時的な
劣化が生じ、結果として光導波路の寿命を縮める可能性
があるといった問題も考えられる。

【００４２】そこで本発明においては、光触媒の作用を
利用して親液性および撥液性のパターンを形成するが、
製造された光導波路自体には光触媒を含まない構成とす
ることにより、光触媒が光導波路に悪影響を及ぼさない
ようにした光導波路を提供するようにした。以下、この
ような本発明の光導波路について、各要素毎に詳細に説
明する。

【００４３】（濡れ性変化層）本発明の光導波路に用い
られる濡れ性変化層の態様としては、濡れ性変化層が基
体上に形成された態様と、濡れ性変化層自体が自己支持
性を有しており、基体を有さない態様とがある。以下、
これらを第１実施態様および第２実施態様として、以下
に説明する。

【００４４】（１）第１実施態様 本発明における第１実施態様は、上述したように濡れ性
変化層が基体上に形成されている態様である。この態様
は、濡れ性変化層自体が自己支持性を有さない場合や、
物理的強度に問題がある場合等において用いられる態様
である。以下、このような濡れ性変化層の第１実施態様
および基体について説明する。

【００４５】本実施態様における濡れ性変化層は、光触
媒の作用により表面の濡れ性が変化する層であれば特に
限定されるものではないが、一般的にはエネルギーの照
射に伴う光触媒の作用により、その濡れ性変化層表面に
おける液体との接触角が低下するように濡れ性が変化す
る層であることが好ましい。

【００４６】このように、露光（本発明においては、光
が照射されたことのみならず、エネルギーが照射された
ことも意味するものとする。）により液体との接触角が
低下するように濡れ性が変化する濡れ性変化層とするこ
とができるので、露光のみで親液性および撥液性のパタ
ーンを形成することが可能となり、この親液性領域にコ
ア層形成用塗工液を付着させることにより、容易に光導
波路を形成することができる。したがって、効率的に光
導波路が製造でき、コスト的に有利となるからである。

【００４７】ここで、コア層形成用塗工液とは、コア層
を形成する材料を適当な溶剤に溶かし、塗工液として調
整したものである。詳しくは後述する（コア層）および
（コア層形成工程）の項目で説明する。

【００４８】また、親液性領域とは、液体との接触角が
小さい領域であり、コア層形成用塗工液に対する濡れ性
の良好な領域をいうこととする。一方、撥液性領域と
は、液体との接触角が大きい領域であり、上述したコア
層形成用塗工液に対する濡れ性が悪い領域をいうことと
する。

【００４９】上記濡れ性変化層は、露光していない部
分、すなわち撥液性領域においては、表面張力４０ｍＮ
／ｍの液体との接触角が１０°以上、好ましくは表面張
力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、特に表
面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上の濡
れ性を示すことが好ましい。これは、露光していない部
分は、本発明においては撥液性が要求される部分である
ことから、液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十
分でなく、上記コア層形成用塗工液が残存する可能性が
生じるため好ましくないからである。

【００５０】また、上記濡れ性変化層は、露光すると液
体との接触角が低下して、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体
との接触角が９°以下、好ましくは表面張力５０ｍＮ／
ｍの液体との接触角が１０°以下、特に表面張力６０ｍ
Ｎ／ｍの液体との接触角が１０°以下となるような層で
あることが好ましい。露光した部分、すなわち親液性領
域における液体との接触角が高いと、この部分でのコア
層形成用塗工液の広がりが劣る可能性があり、コア層を
好適な形状に形成できなくなる。このため、コア層周囲
を覆う上部クラッド層との界面が不整となり、この不整
界面を要因とすする光伝送損失といった問題が生じる可
能性があるからである。

【００５１】なお、ここでいう液体との接触角は、種々
の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協
和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイク
ロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果
から、もしくはその結果をグラフにして得たものであ
る。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する
液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を
用いた。

【００５２】また、本発明において上述したような濡れ
性変化層を用いた場合、この濡れ性変化層中にフッ素が
含有され、さらにこの濡れ性変化層表面のフッ素含有量
が、濡れ性変化層に対しエネルギーを照射した際に、上
記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下
するように上記濡れ性変化層が形成されていてもよい。

【００５３】このような特徴を有する濡れ性変化層であ
れば、エネルギーをパターン照射することにより、容易
にフッ素の含有量の少ない部分からなるパターンを形成
することができる。ここで、フッ素は極めて低い表面エ
ネルギーを有するものであり、このためフッ素を多く含
有する物質の表面は、臨界表面張力がより小さくなる。
したがって、フッ素の含有量の多い部分の表面の臨界表
面張力に比較してフッ素の含有量の少ない部分の臨界表
面張力は大きくなる。これはすなわち、フッ素含有量の
少ない部分はフッ素含有量の多い部分に比較して親液性
領域となっていることを意味する。よって、周囲の表面
に比較してフッ素含有量の少ない部分からなるパターン
を形成することは、撥液性領域内に親液性領域のパター
ンを形成することとなる。

【００５４】したがって、このような濡れ性変化層を用
いた場合は、エネルギーをパターン照射することによ
り、撥液性領域内に親液性領域のパターンを容易に形成
することができるので、この親液性領域のみに良好な濡
れ性を示すコア層形成用塗工液を塗布することで、容易
にコア層を形成することが容易に可能となる。これによ
り低コスト化も実現可能となる。

【００５５】上述したような、フッ素を含む濡れ性変化
層中に含まれるフッ素の含有量としては、エネルギーが
照射されて形成されたフッ素含有量が低い親液性領域に
おけるフッ素含有量が、エネルギー照射されていない部
分のフッ素含有量を１００とした場合に１０以下、好ま
しくは５以下、特に好ましくは１以下であることが好ま
しい。

【００５６】このような範囲内とすることにより、エネ
ルギー照射部分と未照射部分との濡れ性に大きな違いを
生じさせることができる。したがって、このような濡れ
性変化層にコア層を形成することにより、フッ素含有量
が低下した親液性領域のみに正確にコア層を形成するこ
とが可能となり、精度良く光導波路を得ることができる
からである。なお、この低下率は重量を基準としたもの
である。

【００５７】このような濡れ性変化層中のフッ素含有量
の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いるこ
とが可能であり、例えばＸ線光電子分光法（X-ray Phot
oelectron Spectroscopy, ESCA(Electron Spectroscop
y for Chemical Analysis)とも称される。）、蛍光Ｘ線
分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測
定できる方法であれば特に限定されるものではない。

【００５８】このような濡れ性変化層に用いられる材料
としては、上述した濡れ性変化層の特性、すなわち露光
により接触する光触媒含有層中の光触媒により濡れ性が
変化する材料で、かつ光触媒の作用により劣化、分解し
にくい主鎖を有するものであれば、特に限定されるもの
ではなく、具体的にはオルガノポリシロキサン等を挙げ
ることができる。本発明においては、中でも上記オルガ
ノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するオ
ルガノポリシロキサンであることが好ましい。

【００５９】このようなオルガノポリシロキサンとして
は、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたは
アルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度
を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥液性に優
れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサ
ン等のオルガノポリシロキサンを挙げることができる。

【００６０】上記の（１）の場合、一般式： Ｙ_ｎＳｉＸ_{（４−ｎ）} （ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニ
ル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、
Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示
す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化
合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共
加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであるこ
とが好ましい。なお、ここでＹで示される基の炭素数は
１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Ｘで示
されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロ
ポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。

【００６１】また、特にフルオロアルキル基を含有する
オルガノポリシロキサンが好ましく用いることができ、
具体的には、下記のフルオロアルキルシランの１種また
は２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げ
られ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知ら
れたものを使用することができる。

【００６２】ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ_３）_３；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ_３）_３；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ_３）_３；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ_３）_３；（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ
_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_６
ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；（ＣＦ_３）_２ＣＦ
（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；ＣＦ_３
（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；ＣＦ_３（Ｃ
Ｆ_２）_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；Ｃ
Ｆ_３（ＣＦ_２）_５（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ_３）_３；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓ
ｉ（ＯＣＨ_３）_３；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓ
ｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２Ｃ
Ｈ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７Ｃ
Ｈ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；ＣＦ_３（Ｃ
Ｆ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；（Ｃ
Ｆ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（Ｏ
ＣＨ_３）_２；（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_６ＣＨ_２ＣＨ
_２Ｓｉ ＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；（ＣＦ_３）_２ＣＦ（Ｃ
Ｆ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ ＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；Ｃ
Ｆ_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ
_３（ＯＣＨ_３）_２；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ
_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７
（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；ＣＦ
_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２Ｃ
Ｈ_３）_３；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ_２ＣＨ_３）_３；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ
（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３；ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ
_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３；およびＣＦ_３（ＣＦ_２）
_７ＳＯ_２Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）Ｃ_２Ｈ_４ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ_３）_３。

【００６３】上記のようなフルオロアルキル基を含有す
るポリシロキサンをバインダとして用いることにより、
濡れ性変化層の未露光部の撥液性が大きく向上し、コア
層形成用塗工液の付着を妨げる機能を発現する。

【００６４】また、上記の（２）の反応性シリコーンと
しては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げ
ることができる。

【００６５】

【化１】

【００６６】ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ^１，
Ｒ^２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換の
アルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキ
ル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェ
ニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ^１、Ｒ^２が
メチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので
好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが
好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に
少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。

【００６７】また、上記のオルガノポリシロキサンとと
もに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしな
い安定なオルガノシリコーン化合物を混合してもよい。

【００６８】本発明においては、このようにオルガノポ
リシロキサン等の種々の材料を濡れ性変化層に用いるこ
とができるのであるが、上述したように、濡れ性変化層
にフッ素を含有させることが、濡れ性のパターン形成に
効果的である。したがって、光触媒の作用により劣化・
分解しにくい材料にフッ素を含有させる、具体的にはオ
ルガノポリシロキサン材料にフッ素を含有させて濡れ性
変化層とすることが好ましいといえる。

【００６９】このように、オルガノポリシロキサン材料
にフッ素を含有させる方法としては、通常高い結合エネ
ルギーを有する主剤に対し、フッ素化合物を比較的弱い
結合エネルギーで結合させる方法、比較的弱い結合エネ
ルギーで結合されたフッ素化合物を濡れ性変化層に混入
させる方法等を挙げることができる。このような方法で
フッ素を導入することにより、エネルギーが照射された
場合に、まず結合エネルギーの比較的小さいフッ素結合
部位が分解され、これによりフッ素を濡れ性変化層中か
ら除去することができるからである。

【００７０】上記第１の方法、すなわち、高い結合エネ
ルギーを有するバインダに対し、フッ素化合物を比較的
弱い結合エネルギーで結合させる方法としては、上記オ
ルガノポリシロキサンにフルオロアルキル基を置換基と
して導入する方法等を挙げることができる。

【００７１】例えば、オルガノポリシロキサンを得る方
法として、上記（１）として記載したように、ゾルゲル
反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分
解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロ
キサンを得ることができる。ここで、この方法において
は、上述したように上記一般式： Ｙ_ｎＳｉＸ_{（４−ｎ）} （ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニ
ル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、
Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示
す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化
合物の１種または２種以上を、加水分解縮合物もしくは
共加水分解縮合することによりオルガノポリシロキサン
を得るのであるが、この一般式において、置換基Ｙとし
てフルオロアルキル基を有する珪素化合物を用いて合成
することにより、フルオロアルキル基を置換基として有
するオルガノポリシロキサンを得ることができる。この
ようなフルオロアルキル基を置換基として有するオルガ
ノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、エネ
ルギーが照射された際、接触する光触媒含有層中の光触
媒の作用により、フルオロアルキル基の炭素結合の部分
が分解されることから、濡れ性変化層表面にエネルギー
を照射した部分のフッ素含有量を低減させることができ
る。

【００７２】この際用いられるフルオロアルキル基を有
する珪素化合物としては、フルオロアルキル基を有する
ものであれば特に限定されるものではないが、少なくと
も１個のフルオロアルキル基を有し、このフルオロアル
キル基の炭素数が４から３０、好ましくは６から２０、
特に好ましくは６から１６である珪素化合物が好適に用
いられる。このような珪素化合物の具体例は上述した通
りであるが、中でも炭素数が６から８であるフルオロア
ルキル基を有する上記珪素化合物、すなわちフルオロア
ルキルシランが好ましい。

【００７３】本発明においては、このようなフルオロア
ルキル基を有する珪素化合物を上述したフルオロアルキ
ル基を有さない珪素化合物と混合して用い、これらの共
加水分解縮合物を上記オルガノポリシロキサンとして用
いてもよいし、このようなフルオロアルキル基を有する
珪素化合物を１種または２種以上用い、これらの加水分
解縮合物、共加水分解縮合物を上記オルガノポリシロキ
サンとして用いてもよい。

【００７４】このようにして得られるフルオロアルキル
基を有するオルガノポリシロキサンにおいては、このオ
ルガノポリシロキサンを構成する珪素化合物の内、上記
フルオロアルキル基を有する珪素化合物が０．０１モル
％以上、好ましくは０．１モル％以上含まれていること
が好ましい。

【００７５】フルオロアルキル基がこの程度含まれるこ
とにより、濡れ性変化層上の撥液性を高くすることがで
き、エネルギーを照射して親液性領域とした部分との濡
れ性の差異を大きくすることができるからである。

【００７６】また、上記（２）に示す方法では、撥液牲
に優れた反応性シリコーンを架橋することによりオルガ
ノポリシロキサンを得るのであるが、この場合も同様
に、上述した一般式中のＲ^１，Ｒ^２のいずれかもしくは
両方をフルオロアルキル基等のフッ素を含有する置換基
とすることにより、濡れ性変化層中にフッ素を含ませる
ことが可能であり、またエネルギーが照射された場合
に、シロキサン結合より結合エネルギーの小さいフルオ
ロアルキル基の部分が分解されるため、エネルギー照射
により濡れ性変化層表面におけるフッ素の含有量を低下
させることができる。

【００７７】一方、後者の例、すなわち、バインダの結
合エネルギーより弱いエネルギーで結合したフッ素化合
物を導入させる方法としては、例えば、低分子量のフッ
素化合物を導入させる場合は、例えばフッ素系の界面活
性剤を混入する方法等を挙げることができ、また高分子
量のフッ素化合物を導入させる方法としては、バインダ
樹脂との相溶性の高いフッ素樹脂を混合する等の方法を
挙げることができる。

【００７８】本発明における濡れ性変化層には、さらに
界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日
光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ、ＢＣ、Ｂ
Ｏ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製Ｚ
ＯＮＹＬ ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロン
Ｓ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メ
ガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フター
ジェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製
ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製
フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいは
シリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかで
き、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性
剤、両性界面活性剤を用いることもできる。

【００７９】また、濡れ性変化層には上記の界面活性剤
の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステ
ル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレー
ト、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポ
リカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイ
ミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポ
リプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸
ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイ
ミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリ
ン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマ
ー、ポリマー等を含有させることができる。

【００８０】このような濡れ性変化層は、上述した成分
を必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗
布液を調製し、この塗布液を基体上に塗布することによ
り形成することができる。使用する溶剤としては、エタ
ノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤
が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、デ
ィッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の
塗布方法により行うことができる。また、紫外線硬化型
の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理
を行うことにより濡れ性変化層を形成することかでき
る。

【００８１】本発明において、濡れ性変化層は、最終的
には光導波路のクラッド層として用いるため、濡れ性変
化層の厚みは、０．１〜１μｍの範囲内が好ましく、特
に好ましくは、０．１〜０．５μｍの範囲内である。濡
れ性変化層の厚みが上記範囲内であれば、濡れ性変化層
をクラッド層として用いることが可能であるからであ
る。

【００８２】本発明において上述した成分の濡れ性変化
層を用いることにより、接触する光触媒含有層中の光触
媒の作用により、上記成分の一部である有機基や添加剤
の酸化、分解等の作用を用いて、露光部の濡れ性を変化
させて親液性とし、未露光部との濡れ性に大きな差を生
じさせることができる。よって、コア層形成用塗工液、
との受容性（親液性）および反撥性（撥液性）を高める
ことによって、品質の良好でかつコスト的にも有利な光
導波路を得ることができる。

【００８３】また、本発明においては、濡れ性変化層上
に直接コア層を形成するため、通常クラッド層と呼ばれ
る光導波路に不可欠な層としての役割も担う。

【００８４】このように濡れ性変化層をクラッド層とし
て機能させるために、本発明においては、濡れ性変化層
の屈折率を１．１〜１．７の範囲内、好ましくは１．１
〜１．５の範囲内であることが好ましい。

【００８５】また、濡れ性変化層およびコア層の屈折率
差は０．０３以上であることが好ましく、特に０．０５
以上、中でも０．１以上であることが好ましい。通常光
導波路においてクラッド層は、コア層内を導波する光を
反射させる働きを主目的とする層である。つまりコア層
内を導波する光がクラッド層を構成する物質によって吸
収されることによる吸収損失を防止する働きを持つ層で
ある。このような効果を及ぼすために、コア層の屈折率
をクラッド層の屈折率よりも高くする必要がある。そこ
で本発明においては、濡れ性変化層およびコア層の屈折
率差を上記範囲とすることにより、濡れ性変化層がクラ
ッド層として十分に機能するようにした。

【００８６】本実施態様においては、上記濡れ性変化層
が自己支持性を有さない場合や物理的強度に問題がある
場合に、濡れ性変化層を基体上に形成するものである。

【００８７】このような基体としては、最終的に得られ
る光導波路の用途等を考慮し、支持体としての役割を担
う他、外部からの応力によるコア層への影響を和らげる
働きも持つ。このような働きを担う材料であれば特に限
定されないが、具体的には、ソーダガラス、石英ガラ
ス、光学ガラス、無アルカリガラス等のガラス基板およ
びポリカーボネート、メチルメタクリレート単重合体ま
たは共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチ
レン等のプラスチックフィルム、プラスチックシートな
どを挙げることができる。

【００８８】（２）第２実施態様 第２実施態様は、濡れ性変化層が自己支持性を有するも
のであり、この濡れ性変化層自体が後述する光導波路基
板となる態様である。

【００８９】なお、本発明でいう自己支持性を有すると
は、他の支持材、すなわち基体無しで有形な状態で存在
し得ることをいうこととする。

【００９０】本実施態様においては、例えば濡れ性変化
層となり得る材料からなる市販の樹脂を用いることが可
能であり、コスト面で有利であるといえる。

【００９１】このような本実施態様に用いられる濡れ性
変化層は、表面の濡れ性が光触媒の作用により変化し得
る材料で形成されたものであれば特に限定されるもので
はなく、例えば上述したような第１実施態様に用いられ
る材料を製膜したものが自己支持性を有するのであれ
ば、これを用いることも可能である。

【００９２】このような材料としては、例えば、シリコ
ン樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネイト樹
脂、酸化珪素、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂、エポキシ樹
脂、フッソ化ポリイミド、ポリイミド、ポリカーボネイ
ト−ＭＭＡ、重水素化ポリフルオロメタクリレート等を
挙げることができる。

【００９３】なお、本実施態様の濡れ性変化層におい
て、好ましい屈折率、およびコア層との屈折率差は、上
記第１実施態様におけるものと同様であるので、ここで
の説明は省略する。

【００９４】（コア層）一般に光導波路において、コア
層はその内部に光を閉じ込めながら伝搬させることによ
り、光に変換された情報を他の機器に伝送する役割を担
う。このため光導波路は屈折率の大きいコア層と、コア
層の周囲を覆うコア層よりも屈折率の小さいクラッド層
とを有する構造をとる。このコア層の周囲を覆うクラッ
ド層が、本発明においては濡れ性変化層および上部クラ
ッド層に該当するため、コア層は両者よりも屈折率を高
くすることが必要である。

【００９５】上記の必要性を満足するために、コア層の
屈折率を１．１〜１．７の範囲内、好ましくは１．４〜
１．７の範囲内とすることが好ましい。さらに、コア層
および、濡れ性変化層又は上部クラッド層との屈折率差
は０．０３以上であることが好ましく、特に０．０５以
上であることが好ましい。上記範囲内の屈折率および屈
折率差とすることにより、光導波路としての機能を十分
に果たしうるからである。

【００９６】また、上記範囲内の屈折率に制御する方法
として、コア層を形成する材料の選択や混合比率を変え
ることにより調節する方法が好ましい。この方法によれ
ば、濡れ性変化層および上部クラッド層の屈折率に応じ
て適度な屈折率を持つコア層を形成することが可能であ
るからである。

【００９７】さらにコア層内部を導波する光が滞りなく
伝送されるため、コア層の周辺部は整った形状であるこ
とが好ましい。コア層の周辺部が整った形状であること
により、コア層とこれに接する上部クラッド層との界面
が整っていない界面不整による光伝送損失を防止するこ
とができるからである。

【００９８】この界面不整は、本発明におけるコア層の
形成方法が、濡れ性変化層に対するエネルギー照射を伴
う光触媒の作用により生じる親液性および撥液性の濡れ
性の違いを利用する方法であることにより、回避するこ
とができる。具体的には、コア層を形成する際に用いる
コア層形成用塗工液が、濡れ性変化層上に形成された親
液性領域に良好な濡れ性を示すものであることから、親
液性領域にのみにコア層形成用塗工液が付着し、撥液性
領域に残存するコア層形成用塗工液の量を最小限に抑え
られ、かつ適度な濡れ広がりによりコア層の形状を良好
なものとすることができるからである。これによりコア
層表面を覆う上部クラッド層との界面が整えられ、界面
不整を要因とする光伝送損失を防止することが可能であ
る。

【００９９】このようなコア層を形成するするための材
料としては、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリメタ
クリル酸メチル、ポリスチレン、酸化ケイ素等が挙げら
れる。これらの材料をスピンコート法やディップコート
法等の各種コーティング法やインクジェット法等のノズ
ル吐出法、蒸着法および無電解メッキ法等を材料の特性
に応じて選択し、コア層を形成する。上述したように選
択する材料の種類や混合比率により屈折率を制御するこ
とが可能である。

【０１００】ここでコア層の形状に関しては、通常コア
層内を導波する光のモード等を考慮して決定する。導波
光としては、一般に赤外光を用いることから、コア層の
頂部から底部までの膜厚が、０．８〜３００μｍの範囲
内、好ましくは１〜１００μｍの範囲内が好ましい。ま
たコア層底部の幅は０．８〜３００μｍの範囲内、好ま
しくは１〜１００μｍの範囲内が好ましい。上記範囲内
のコア層とすることにより、コア層内を滞りなく光が導
波し、効率の良好な光導波路を得ることができるからで
ある。

【０１０１】（上部クラッド層）本発明において、上部
クラッド層はコア層の表面を被覆するように設けられて
いる層である。従って、コア層表面を被覆するような形
状であれば、特に限定はされない。例えば、コア層を有
する濡れ性変化層上の全面に形成されていても、コア層
表面のみを被覆するようにパターン状に形成されていて
もよい。

【０１０２】また、光導波路におけるクラッド層の役割
としては、光導波路の光伝送損失を抑制することの他
に、外部からの応力等による悪影響の防止や、光導波路
端面を切断して端面研磨する際、高い寸法精度の加工を
可能とすること等を挙げることができる。

【０１０３】本発明において上部クラッド層は、透明性
を有する材料で形成されている場合と、不透明である場
合とのいずれの態様であってもよい。

【０１０４】まず、上部クラッド層が透明性を有する材
料で形成されている場合について説明する。

【０１０５】上部クラッド層が透明性を有する材料で形
成されている場合に用いられる材料としては、例えば、
シリコン樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、酸化珪素、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂、エポキ
シ樹脂、フッ素化ポリイミド、ポリイミド、ポリカーボ
ネイト―ＭＭＡ、重水素化ポリフルオロメタクリレート
等を挙げることができる。

【０１０６】これらの材料は例えば蒸着法等により付着
させることも可能であるが、好ましくはスピンコート、
スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビー
ドコート等の各種コーティング法やインクジェットなど
の吐出法等により、塗工液とした上記材料を塗布するこ
とによって上部クラッド層を形成する。また選択する材
料の種類や材料の混合比率によって屈折率を容易に変化
させることができるため、コア層の屈折率に応じて屈折
率差を制御した上部クラッド層の形成が可能である。

【０１０７】本発明において上部クラッド層の屈折率は
１．１〜１．７の範囲内、好ましくは１．４〜１．７の
範囲内であることが好ましい。上部クラッド層を上記範
囲内とすることにより、光伝送損失の一要因である吸収
損失を効果的に防止することができるからである。

【０１０８】また、上部クラッド層とコア層との屈折率
の差は、０．０３以上、特に０．０５以上であることが
好ましい。上記範囲程度にコア層の屈折率が上部クラッ
ド層の屈折率よりも高ければ、吸収損失による光伝送損
失を効率よく防止でき伝送効率の良好な光導波路が製造
できるからである。

【０１０９】ところで、上述したように、本発明におい
ては上部クラッド層の形状は、濡れ性変化層上の全面に
形成されている場合と、コア層表面を被覆するようにパ
ターン状に形成されている場合とがある。

【０１１０】上部クラッド層が濡れ性変化層上の全面に
形成されている場合は、比較的製造が容易であるという
利点を有する。さらに、上部クラッド層が濡れ性変化層
上の全面に形成されており、かつ透明性を有する場合、
コア層頂部から上部クラッド層表面までの上部クラッド
層の膜厚が、０．５〜３００μｍの範囲内、その中でも
特に１〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。こ
の膜厚が上記範囲よりも薄くなるとコア層を導波する光
の損失が顕著に大きくなり、光導波路として機能しなく
なるからである。

【０１１１】一方、上部クラッド層が濡れ性変化層上の
コア層を被覆するようにパターン状に形成されていても
よい。このように上部クラッド層をパターン状に形成す
ることにより、平面基板上に複雑な光配線を施し、分
岐、スイッチィング、コネクト等の光インターコネクシ
ョン機能を有する平面光導波路を、低損失にて、容易に
作製できるといった利点を有するからである。

【０１１２】さらに、上部クラッド層がパターン状に形
成され、かつ透明性を有する材料で形成されている場
合、コア層の頂部から上部クラッド層の頂部までの上部
クラッド層の膜厚は０．５〜３００μｍの範囲内、その
中でも特に１〜１００μｍの範囲内であることが好まし
い。またこの場合上部クラッド層はコア層の両側部に所
定の幅を持つように形成されており、コア層の側部から
上部クラッド層の側部までの上部クラッド層の幅は０．
５〜３００μｍの範囲内、その中でも特に１〜１００μ
ｍの範囲内であることが好ましい。上記範囲内の膜厚お
よび幅で形成されている上部クラッド層であれば、コア
層内を導波する光を反射させ、コア層を表面からの塵や
汚れから防御し、外部からの応力等からの影響を防止す
るクラッド層としての機能を十分に発揮することができ
るからである。

【０１１３】次に、上部クラッド層が不透明な場合につ
いて説明する。この場合、上記上部クラッド層とコア層
との界面が鏡面として作用する金属からなることが好ま
しい。このような金属として具体的には、金、アルミニ
ウム、銅、銀等を挙げることができ、本発明においては
その中でも特にアルミニウムが好ましい。これらの金属
を蒸着法等を用いて形成し、上部クラッド層とすること
により、上部クラッド層とコア層との界面が鏡面として
作用し、コア層内を導波する光を全反射させるため、上
部クラッド層への光の吸収損失が抑えられ、光伝送損失
の少ない効率的な光導波路が得られるからである。

【０１１４】また、上部クラッド層の形状に関しては、
コア層および上部クラッド層との界面で、隙間なく両者
が接していればその界面における鏡面効果は十分に得る
ことができる。したがって、上部クラッド層が全面形成
されている場合の上述した膜厚や、上部クラッド層がパ
ターン状に形成されている場合の上述した膜厚および幅
は、この鏡面効果に影響を及ぼさないため、上部クラッ
ド層が不透明である場合は、これらの膜厚および幅は光
の全反射に不都合がない程度であればよい。

【０１１５】Ｂ．光導波路の製造方法 次に、本発明の光導波路の製造方法について説明する。

【０１１６】本発明の光導波路の製造方法は、基板上に
光触媒含有層を設け、光触媒含有層側基板を形成する工
程と、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により、表面
の濡れ性が変化する濡れ性変化層を有する光導波路基板
を形成する工程と、上記光触媒含有層および上記濡れ性
変化層が接触するように配置した後、所定の方向からエ
ネルギー照射をし、濡れ性変化層上に親液性領域および
撥液性領域からなるパターンを形成する工程と、上記光
触媒含有層側基板を上記光導波路基板から取り外す工程
と、上記濡れ性変化層上にパターン状に形成された親液
性領域上に、コア層を形成する工程と、上記コア層を覆
うように上部クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成す
る工程とを有するものである。

【０１１７】このように、本発明の光導波路の製造方法
においては、光触媒含有層および濡れ性変化層が接触す
るように配置した後、所定の方向から全面に露光するこ
とにより、光触媒含有層中の光触媒の作用により露光し
た部分の濡れ性変化層の濡れ性が変化し、親液性および
撥液性のパターンが形成される。次いで、濡れ性変化層
の親液性領域に沿ってコア層を形成することにより、容
易にかつ安価にコア層のパターニングを行うことができ
る。したがって、従来、実施されていたフォトリソグラ
フィー法と比較して、露光後の現像・洗浄等の後処理が
不要となるため、コア層のパターン形成にかかる手間が
省かれ、それにより安価に光導波路を製造することがで
きる。

【０１１８】さらに、本発明においては、濡れ性変化層
上の濡れ性を光触媒含有層中の光触媒の作用により変化
させた後、光触媒含有層側基板を取り外し、濡れ性変化
層上にコア層等を形成して光導波路としたものであるの
で、得られる光導波路に光触媒を含有させない構成とす
ることが可能である。これにより、光触媒の作用による
光導波路の経時的な劣化といった不具合を防止すること
ができる。

【０１１９】このような本発明の光導波路の製造方法に
ついて、図面を用いて説明する。

【０１２０】図１は、本発明の光導波路の製造方法の一
例を示すものである。この製造方法においては、まず基
板１とこの基板１上に形成された光触媒含有層２とから
なる光触媒含有層側基板Ａと、濡れ性変化層３を有する
光導波路基板Ｂとを調整する（光触媒含有層側基板調整
工程、光導波路基板調整工程、図１（ａ）参照）。

【０１２１】次に、この光触媒含有層側基板Ａの光触媒
含有層２と、光導波路基板Ｂの濡れ性変化層３とを接触
するように配置する（接触工程、図１（ｂ）参照)。な
お、この際の接触状態は、後述するように完全に密着し
た状態に限定されるものではなく、わずかな空隙を介し
て配置された状態であってもよい。

【０１２２】そして、上述のように光触媒含有層２と濡
れ性変化層３とを接触させた状態で、必要とされる濡れ
性パターンが描かれたフォトマスク５を介して、エネル
ギー４を光触媒含有層側基板Ａ側から照射する（エネル
ギー照射工程、図１（ｃ）参照）。

【０１２３】図１には、フォトマスクを介したエネルギ
ー照射の方法を図示したが、後述するパターン状に形成
された光触媒含有層の場合および光触媒含有層基板に遮
光部を設ける方法によっては、フォトマスク５等を用い
ることなく、全面照射により本工程を行うことが可能で
ある。

【０１２４】エネルギー照射部分の濡れ性変化層３の濡
れ性が変化し、親液性領域６が形成される。また、エネ
ルギーの未照射領域は、撥液性領域７となる（図１
（ｄ）参照）。

【０１２５】その後、光触媒含有層側基板Ａを取り外す
（離す）ことにより、親液性領域６と撥液性領域７のパ
ターンが形成された光導波路基板Ｂを得ることができる
（光触媒含有層側基板取り外し工程、図１（ｅ）参
照）。

【０１２６】さらに、親液性領域６と良好な濡れ性を示
すコア層形成用塗工液を塗布し、コア層８を形成する
（コア層形成工程、図１（ｆ）参照）。

【０１２７】最後に、コア層８を覆うように上部クラッ
ド層９を形成し、光導波路が製造される（上部クラッド
層形成工程、図１（ｇ）参照）。

【０１２８】以下、上述した製造方法を例として、本発
明の光導波路の製造方法について各工程ごとに詳しく説
明する。

【０１２９】１．光触媒含有層側基板調整工程 本発明における、光触媒含有層側基板調整工程は、光触
媒を含有する光触媒含有層および基板を有する光触媒含
有層側基板を調製する工程である。

【０１３０】この工程で製造される光触媒含有層側基板
は、このように、少なくとも光触媒含有層と基板とを有
するものであり、通常は基板上に所定の方法で形成され
た薄膜状の光触媒含有層が形成されてなるものである。
また、この光触媒含有層側基板には、パターン状に形成
された遮光部が形成されたものも用いることができる。

【０１３１】（光触媒含有層）本発明に用いられる光触
媒含有層は、光触媒含有層中の光触媒が、接触する濡れ
性変化層の濡れ性を変化させるような構成であれば、特
に限定されるものではなく、光触媒とバインダとから構
成されているものであってもよいし、光触媒単体で製膜
されたものであってもよい。また、その表面の濡れ性は
特に親液性であっても撥液性であってもよい。

【０１３２】本発明において用いられる光触媒含有層
は、例えば上記図１（ａ）等に示すように、基板１上に
全面に形成されたものであってもよいが、例えば図２に
示すように、基板１上に光触媒含有層２がパターン状に
形成されたものであってもよい。

【０１３３】このように光触媒含有層をパターン状に形
成することにより、後述するエネルギー照射工程におい
て説明するように、光触媒含有層を濡れ性変化層と接触
させてエネルギーを照射する際に、フォトマスク等を用
いるパターン照射をする必要がなく、全面に照射するこ
とにより、濡れ性変化層上に親液性領域と撥液性領域と
からなる濡れ性パターンを形成することができる。

【０１３４】また、実際に光触媒含有層と接触する濡れ
性変化層上の部分のみの濡れ性が変化するものであるの
で、エネルギーの照射方向は上記光触媒含有層と濡れ性
変化層とが接触する部分にエネルギーが照射されるもの
であれば、いかなる方向から照射されてもよく、さらに
は、照射されるエネルギーも特に平行光等の平行なもの
に限定されないという利点を有するものとなる。

【０１３５】このようなパターン状の光触媒含有層を形
成する方法としては、フォトリソグラフィー法等が挙げ
られる。

【０１３６】光触媒含有層における、後述するような二
酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも
明確なものではないが、光の照射によって生成したキャ
リアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、
水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学
構造に変化を及ぼすものと考えられている。本発明にお
いては、このキャリアが光触媒含有層上で接触する濡れ
性変化層中の化合物に作用を及ぼすものであると思われ
る。

【０１３７】本発明で使用する光触媒としては、光半導
体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、チタン酸ス
トロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、酸化タングステン（Ｗ
Ｏ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ _２Ｏ_３）、および酸化鉄
（Ｆｅ_２Ｏ_３）を挙げることができ、これらから選択し
て１種または２種以上を混合して用いることができる。

【０１３８】本発明においては、特に二酸化チタンが、
バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性
もなく、入手も容易であることから好適に使用される。
二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発
明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型
の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタン
は励起波長が３８０ｎｍ以下にある。

【０１３９】このようなアナターゼ型二酸化チタンとし
ては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル
（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、
石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナタ
ーゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平
均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。

【０１４０】光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効
果的に起こるので好ましく、平均粒径か５０ｎｍ以下が
好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好
ましい。

【０１４１】本発明における光触媒含有層は、上述した
ように光触媒単独で形成されたものであってもよく、ま
たバインダと混合して形成されたものであってもよい。

【０１４２】光触媒のみからなる光触媒含有層の場合
は、濡れ性変化層上の濡れ性の変化に対する効率が向上
し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。一
方、光触媒とバインダとからなる光触媒含有層の場合
は、光触媒含有層の形成が容易であるという利点を有す
る。

【０１４３】光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方
法としては、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真
空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることがで
きる。真空製膜法により光触媒含有層を形成することに
より、均一な膜でかつ光触媒のみを含有する光触媒含有
層とすることが可能であり、これにより濡れ性変化層上
の濡れ性を均一に変化させることが可能であり、かつ光
触媒のみからなることから、バインダを用いる場合と比
較して効率的に濡れ性変化層上の濡れ性を変化させるこ
とが可能となる。

【０１４４】また、光触媒のみからなる光触媒含有層の
形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合
は、基板上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成によ
り結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。
ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩
化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、
脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキ
シチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラブト
キシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合
物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得る
ことができる。次いで、４００℃〜５００℃における焼
成によってアナターゼ型チタニアに変性し、６００℃〜
７００℃の焼成によってルチル型チタニアに変性するこ
とができる。

【０１４５】また、バインダを用いる場合は、バインダ
の主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないよ
うな高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例え
ば上述の濡れ性変化層の欄で詳しく説明したオルガノポ
リシロキサン等を挙げることができる。

【０１４６】このようにオルガノポリシロキサンをバイ
ンダとして用いた場合は、上記光触媒含有層は、光触媒
とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応
じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製
し、この塗布液を基板上に塗布することにより薄膜状に
形成することができる。

【０１４７】使用する溶剤としては、エタノール、イソ
プロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。
塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコー
ト、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法に
より行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の
成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を
行うことにより光触媒含有層を形成することかできる。

【０１４８】また、バインダとして無定形シリカ前駆体
を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一
般式ＳｉＸ_４で表され、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エ
トキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、そ
れらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量
３０００以下のポリシロキサンが好ましい。

【０１４９】具体的には、テトラエトキシシラン、テト
ライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラ
ン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が
挙げられる。また、この場合には、無定形シリカの前駆
体と光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、
透明基板上に空気中の水分により加水分解させてシラノ
ールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより
光触媒含有層を形成できる。シラノールの脱水縮重合を
１００℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜
表面の強度を向上できる。また、これらの結着剤は、単
独あるいは２種以上を混合して用いることができる。

【０１５０】バインダを用いた場合の光触媒含有層中の
光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜
４０重量％の範囲で設定することができる。また、光触
媒含有層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ま
しい。

【０１５１】また、光触媒含有層には上記の光触媒、バ
インダの他に、界面活性剤を含有させることができる。
具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ Ｂ
Ｌ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デ
ュポン社製ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）
製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工
業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス
（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキ
ン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリ
ーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフ
ッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙
げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオ
ン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもでき
る。

【０１５２】さらに、光触媒含有層には上記の界面活性
剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステ
ル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレー
ト、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポ
リカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイ
ミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポ
リプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸
ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイ
ミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリ
ン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマ
ー、ポリマー等を含有させることができる。

【０１５３】（基板）本発明においては、図１に示すよ
うに、光触媒含有層側基板Ａは、少なくとも基板１とこ
の基板１上に形成された光触媒含有層２とを有するもの
である。

【０１５４】この際、用いられる基板を構成する材料
は、後述するエネルギー照射工程におけるエネルギーの
照射方向や、濡れ性変化層を有する光導波路基板が透明
性を必要とするか等により適宜選択される。

【０１５５】すなわち、例えば濡れ性変化層を有する光
導波路基板の基体を不透明な材料で形成した場合は、エ
ネルギー照射方向は必然的に光触媒含有層側基板側から
となり、図１（ｃ）に示すように、フォトマスク５を光
触媒含有層側基板Ａ側に配置して、エネルギー照射をす
る必要がある。また、後述するように光触媒含有層側基
板に遮光部を予め所定のパターンで形成しておき、この
遮光部を用いて濡れ性パターンを形成する場合において
も、光触媒含有層側基板側からエネルギーを照射する必
要がある。このような場合、光触媒含有層側基板の基板
は透明性を有する透明な基板であることが必要となる。

【０１５６】一方、濡れ性変化層が例えば透明樹脂製で
ある場合等であれば、光導波路基板側にフォトマスクを
配置してエネルギーを照射することも可能である。ま
た、遮光部を光導波路基板に設ける場合は、光導波路基
板側からエネルギーを照射する必要がある。このような
場合は、光触媒含有層側基板の基板の透明性は特に必要
とされない。

【０１５７】また本発明に用いられる基板は、可撓性を
有するものであってもよいし、可撓性を有さないもので
あってもよい。これは、後述するエネルギー照射工程に
おける照射方法により適宜選択されるものである。

【０１５８】このように、本発明における光触媒含有層
側基板に用いられる基板は特にその材料を限定されるも
のではないが、本発明においては、この光触媒含有層側
基板は、繰り返し用いられるものであることから、所定
の強度を有し、かつその表面が光触媒含有層との密着性
が良好である材料が好適に用いられる。

【０１５９】具体的には、ガラス、セラミック、金属、
プラスチック等を挙げることができる。特に、図３に図
示するように、遮光部が光触媒含有層側基板に設けられ
ている場合は、透明な基板が要求されるため、石英ガラ
ス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の
可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィ
ルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシ
ブル材等を挙げることができる。

【０１６０】なお、基板表面と光触媒含有層との密着性
を向上させるために、基板上にプライマー層を形成する
ようにしてもよい。このようなプライマー層としては、
例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げ
ることができる。

【０１６１】（遮光部）本発明においては、上述したよ
うに光触媒含有層側基板に遮光部を設けてもよく、この
場合、遮光部は例えば図３（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに光触媒含有層側基板のいずれの位置にも設けること
が可能であり、上記濡れ性変化層３表面を未露光部とす
る位置に相当する部位にパターン状に遮光部１０が形成
される。

【０１６２】このような遮光部は、スパッタリング法、
真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度のク
ロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングす
ることにより形成されてもよい。このパターニングの方
法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用
いることができる。

【０１６３】また、上記遮光部としては、樹脂バインダ
中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料
等の遮光性粒子を含有させた層であってもよい。用いら
れる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル
樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニル
アルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂
を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さ
らにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反
応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いるこ
とができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、
０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができる。こ
のような樹脂製遮光部のパターニングの方法は、フォト
リソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いる
ことができる。

【０１６４】２．光導波路基板調整工程 次に、本発明においては、上記光触媒含有層中の光触媒
の作用により表面の濡れ性が変化する濡れ性変化層を有
する光導波路基板を調製する光導波路基板調製工程が行
われる。

【０１６５】この工程で調製される光導波路基板は、上
記光触媒含有層中の光触媒の作用により表面の濡れ性が
変化する濡れ性変化層を少なくとも有するものであれば
特に限定されるものではない。このような光導波路基板
の態様としては、上述の濡れ性変化層の欄で説明したよ
うに、濡れ性変化層自体に自己支持性がなく基体上に濡
れ性変化層が形成された態様と、濡れ性変化層自体が自
己支持性を有しており、基体を有さない態様とがある。
この２つの態様に関しては上述したとおりなので、これ
らの態様に関する説明は省略する。

【０１６６】本工程においては、光導波路基板に遮光部
をパターン状に形成し、遮光部を有する光導波路基板と
することが可能である。これは、上述の第１実施態様お
よび第２実施態様のいずれの場合においても可能であ
る。

【０１６７】この場合は、後述するエネルギー照射工程
におけるエネルギー照射を、光導波路基板側から行う必
要が生じることから、上記第１実施態様においては、基
体および濡れ性変化層が、上記第２実施態様において
は、濡れ性変化層が透明な材料で形成されている必要が
ある。

【０１６８】また、第１実施態様においては、基体表面
に遮光部をパターン状に形成し、その上に濡れ性変化層
を形成することが好ましく、第２実施態様においては、
濡れ性変化層の濡れ性パターンが形成されない側の表面
に遮光部が形成されることが好ましい。これは、最終的
に光導波路基板が光導波路となる際に、濡れ性変化層は
クラッド層として機能するものである。従って、濡れ性
変化層上に形成されるコア層と同じ表面に遮光部が形成
されているのは、好ましい態様であるとはいえないため
である。

【０１６９】このような遮光部の形成方法としては、上
述した遮光部と同様であるので、ここでの説明は省略す
る。

【０１７０】３．接触工程 本発明においては、露光時に光触媒含有層と濡れ性変化
層とが接触するように配置される必要がある。

【０１７１】ここで、本発明でいう接触とは、実質的に
光触媒の作用が濡れ性変化層表面に及ぶような状態で配
置された状態をいうこととし、実際に物理的に接触して
いる状態の他、所定の間隔を隔てて光触媒含有層と濡れ
性変化層とが配置された状態をも含む概念とする。

【０１７２】ここで、上記所定の間隔としては、具体的
には、０．２μｍ〜１０μｍの範囲内であり、好ましく
は１μｍ〜５μｍの範囲内である。このように光触媒含
有層と濡れ性変化層表面とを所定の間隔で離して配置す
ることにより、酸素と水および光触媒作用により生じた
活性酸素種が脱着しやすくなる。すなわち、上記範囲よ
り光触媒含有層と濡れ性変化層との間隔を狭くした場合
は、上記活性酸素種の脱着がしにくくなり、結果的に濡
れ性の変化速度を遅くしてしまう可能性があることから
好ましくなく、上記範囲より間隔を離して配置した場合
は、生じた活性酸素種が濡れ性変化層に届き難くなり、
この場合も濡れ性の変化速度を遅くしてしまう可能性が
あることから好ましくないのである。

【０１７３】本発明においては、このような接触状態
は、少なくとも露光の間だけ維持されればよい。

【０１７４】このような極めて狭い間隙を均一に形成し
て光触媒含有層と濡れ性変化層とを配置する方法として
は、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができ
る。そして、このようにスペーサを用いることにより、
均一な間隙を形成することができると共に、このスペー
サが接触する部分は、光触媒の作用が濡れ性変化層表面
に及ばないことから、このスペーサを上述した濡れ性パ
ターンと同様のパターンを有するものとすることによ
り、濡れ性変化層上に所定の濡れ性パターンを形成する
ことが可能となる。

【０１７５】本発明においては、このようなスペーサを
一つの部材として形成してもよいが、工程の簡略化等の
ため、上記光触媒含有層側基板調整工程の欄で説明した
ように、光触媒含有層側基板の光触媒含有層表面に形成
することが好ましい。なお、上記光触媒含有層側基板調
製工程における説明においては、遮光部として説明した
が、本発明においては、このようなスペーサは濡れ性変
化層表面に光触媒の作用が及ばないように表面を保護す
る作用を有すればよいものであることから、特に照射さ
れるエネルギーを遮蔽する機能を有さない材料で形成さ
れたものであってもよい。

【０１７６】４．エネルギー照射工程 本発明においては、上述したような接触状態を維持した
状態で、接触する部分への露光が行われる。なお、本発
明でいう露光とは、光触媒含有層による濡れ性変化層表
面の濡れ性を変化させることが可能ないかなるエネルギ
ー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定さ
れるものではない。

【０１７７】通常このような露光に用いる光の波長は、
４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範
囲から設定される。これは、上述したように光触媒含有
層に用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、
この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネ
ルギーとして、上述した波長の光が好ましいからであ
る。

【０１７８】このような露光に用いることができる光源
としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノ
ンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げる
ことができる。

【０１７９】また、露光に際してのエネルギーの照射量
は、濡れ性変化層表面が光触媒含有層中の光触媒の作用
により濡れ性変化層表面の濡れ性の変化が行われるのに
必要な照射量とする。

【０１８０】この際、光触媒含有層を加熱しながら露光
することにより、感度を上昇させことが可能となり、効
率的な濡れ性の変化を行うことができる点で好ましい。
具体的には３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好
ましい。

【０１８１】本発明における露光方向は、遮光部が光触
媒含有層側基板又は光導波路基板のいずれに設けられて
いるか、および光触媒含有層側基板若しくは光導波路基
板が透明であるか否かにより決定される。

【０１８２】すなわち、遮光部が光触媒含有層側基板に
形成されている場合は、光触媒含有層側基板側から露光
が行なわれる必要があり、かつこの場合は光触媒含有層
側基板が照射されるエネルギーに対して透明である必要
がある。なお、この場合、光触媒含有層上に遮光部が形
成され、かつこの遮光部を上述したようなスペーサとし
ての機能を有するように用いた場合においては、露光方
向は光触媒含有層側基板側からでも光導波路基板側から
であってもよい。

【０１８３】一方、遮光部が光導波路基板側に形成され
ている場合は、光導波路基板側から露光が行われる必要
があり、かつこの場合は、光導波路基板が照射されるエ
ネルギーに対して透明である必要がある。

【０１８４】また、光触媒含有層がパターン状に形成さ
れている場合における露光方向は、上述したように、光
触媒含有層と濡れ性変化層とが接触する部分にエネルギ
ーが照射されるのであればいかなる方向から照射されて
もよい。

【０１８５】フォトマスクを用いる場合は、フォトマス
クが配置された側からエネルギーが照射される。この場
合は、フォトマスクが配置された側の基板、すなわち光
触媒含有層側基板もしくは光導波路基板のいずれかが透
明である必要がある。

【０１８６】５．光触媒含有層側基板の取り外し工程 上述したような露光が終了すると、光触媒含有層側基板
が濡れ性変化層との接触位置から離され、これにより図
１（ｅ）に示すように親液性領域および撥液性領域が施
された光導波路基板Ｂが得られる。

【０１８７】６．コア層形成工程 次にコア層形成工程について説明する。このコア層形成
工程は、上記濡れ性変化層の親液性領域上にコア層を形
成する工程である。

【０１８８】このコア層形成工程において、親液性領域
にコア層を形成するために、コア層形成用材料を親液性
領域上に付着させる方法がとられる。この方法としては
コーティング法、吐出法、蒸着法、無電解メッキ法等が
あるが、この中でも塗工液を用いるコーティング法およ
び吐出法が好ましい。

【０１８９】具体的には、上記コア層形成用材料を溶剤
中に分散してコア層形成用塗工液を調製し、このコア層
形成用塗工液を上記親液性領域上に塗布した後、硬化さ
せることによりコア層を形成する方法等を挙げることが
できる。さらにこの塗工液を用いる方法の中でも、効率
よくコア層形成用塗工液を塗布できるという観点から、
ノズル吐出法が好ましい。ノズル吐出法であればコア層
形成用塗工液の塗布位置が正確であり、撥液性の領域に
残存するコア層形成用塗工液の量を抑えることができる
からである。さらにこのノズル吐出法の中でもインクジ
ョット法が好適に用いられる。これは、量産可能である
ためコスト面で有利である等の理由によるものである。

【０１９０】このコア層形成用材料を溶解させる溶剤と
しては、コア層形成用材料が溶解可能であり、かつ濡れ
性変化層の親液性領域と撥液性領域との接触角の差が２
０°以上となる溶剤であれば特に限定されない。特にＮ
−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキサノンおよびこ
れらを含む混合溶液が好ましい。また、結合剤として、
紫外線硬化型の成分を含有している場合には、紫外線を
照射して硬化処理を行うことにより、光触媒含有層の親
液性領域上にコア層を形成することができる。

【０１９１】７．上部クラッド層形成工程 上部クラッド層形成工程は、既に濡れ性変化層上に形成
されたコア層の表面を覆うように上部クラッド層を形成
する工程である。

【０１９２】本発明における上部クラッド層は、透明で
ある態様と、不透明である態様とがある。その中でも透
明な上部クラッド層とする場合は、コア層表面のみを覆
うようにパターン状に上部クラッド層を形成する場合
と、コア層表面のみならず濡れ性変化層の全面を被覆す
るように形成する場合とがある。以下に、本工程につい
て各態様ごとに分けて説明をする。

【０１９３】ａ．第３実施態様 第３実施態様は上部クラッド層が透明性を有する材料で
形成されている態様である。さらにこの第３実施態様の
中でも上部クラッド層の形状の違いから、 （１）上部クラッド層がコア層を被覆するように濡れ性
変化層上の全面に形成されている場合 （２）上部クラッド層がコア層の表面のみを覆うように
パターン状に形成されている場合 に分けることができる。

【０１９４】以下に、第３実施態様を（１）、（２）の
各場合について説明を行う。

【０１９５】（１） 上部クラッド層がコア層を被覆す
るように濡れ性変化層上の全面に形成されている場合 まず、上部クラッド層がコア層を被覆するように光触媒
含有層上の全面に形成されている場合について説明を行
う。

【０１９６】具体的には、上記コア層を覆うように上部
クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成する工程が、上
記濡れ性変化層を再び光触媒含有層側基板の光触媒含有
層と接触するように配置した後、所定の方向からエネル
ギーを照射し、濡れ性変化層上の全面を親液性領域とす
る親液性領域全面形成工程と、上記濡れ性変化層上の全
面に形成された親液性領域に上部クラッド層を形成する
ことにより、濡れ性変化層上の全面に上部クラッド層を
形成する上部クラッド層全面形成工程となる。以下に両
工程について説明をする。

【０１９７】（親液性領域全面形成工程）親液性領域全
面形成工程は、上記コア層形成工程により、濡れ性変化
層上の所望の位置にコア層が形成された濡れ性変化層上
の全面を親液性領域とする工程である。しかし、本発明
においては、濡れ性変化層を光触媒が含まれていない構
成としているため、そのままエネルギー照射を行うのみ
では濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることはできな
い。そこで、コア層形成用の親液性領域を作製した方法
と同様の方法で、上部クラッド層形成用の親液性領域を
形成する。

【０１９８】まず、濡れ性変化層のコア層が形成されて
いる表面と、光触媒含有層側基板の光触媒含有層とを接
触させるように配置する。ここで、濡れ性変化層は上部
にコア層を有しているため、光触媒含有層と完全に接触
させることはできないが、上述したように、濡れ性変化
層と光触媒含有層との間隔が、０．２μｍ〜１０μｍの
範囲内、好ましくは１μｍ〜５μｍの範囲内であれば、
光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させ
ることが可能である。コア層の頂部から底部までの膜厚
を上述した範囲内とすることにより、濡れ性変化層と光
触媒含有層とを「接触」した状態とすることが可能であ
り、濡れ性変化層表面を親液性領域とすることが可能と
なる。

【０１９９】なお、本工程に用いる光触媒含有層側基板
およびエネルギー照射等に関する事項に関しては上述し
た通りであるので、ここでの説明は省略する。

【０２００】このように、濡れ性変化層および光触媒含
有層を「接触」させた状態で、所定の方向からエネルギ
ーを照射することにより、濡れ性変化層上のコア層が形
成されている領域以外を親液性領域とすることができ
る。

【０２０１】なお、濡れ性変化層が撥液性領域であって
も、上部クラッド層との密着性に問題が無い場合は、こ
の「親液性領域全面形成工程」は特に行う必要はない。

【０２０２】（上部クラッド層全面形成工程）上部クラ
ッド層全面形成工程は、上記親液性領域全面形成工程に
より形成された濡れ性変化層上の親液性領域に上部クラ
ッド層形成用材料を付着させ、上記濡れ性変化層上の全
面に上部クラッド層を形成する工程である。

【０２０３】このような上部クラッド層形成用材料を濡
れ性変化層上の親液性領域に付着させる方法としては、
コーティング法、吐出法、蒸着法等があるが、この中で
も塗工液を用いるコーティング法および吐出法が好まし
い。

【０２０４】具体的には、上記上部クラッド層形成用材
料を溶剤中に分散して上部クラッド層形成用の塗工液を
調製し、この塗工液を上記濡れ性変化層上の親液性領域
に塗布した後、硬化させることにより上部クラッド層を
形成する方法等が挙げられる。

【０２０５】ここで、この上部クラッド層形成用材料を
溶解させる溶剤としては、上部クラッド層形成用材料が
溶解可能であり、かつ濡れ性変化層の親液性領域と、本
工程では形成されていないが濡れ性変化層のエネルギー
未照射領域である撥液性領域との接触角の差が２０°以
上となる溶剤であれば特に限定されない。特にＮ−メチ
ル−２−ピロリドン、シクロヘキサノンおよびこれらを
含む混合溶液が好ましい。

【０２０６】また、結合剤として、紫外線硬化型の成分
を含有している場合には、紫外線を照射して硬化処理を
行うことにより、濡れ性変化層上の全面に上部クラッド
層を形成することができる。

【０２０７】（２）上部クラッド層がコア層の表面のみ
を覆うようにパターン状に形成されている場合 次に、上部クラッド層が透明性を有する材料で形成され
ており、かつコア層の表面を覆うようにパターン状に上
部クラッド層が形成されている場合について説明する。

【０２０８】この場合、具体的には上記コア層を覆うよ
うに上部クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成する工
程が、上記濡れ性変化層上に再び光触媒含有層側基板の
光触媒含有層と接触するように配置した後、所定の方向
からエネルギーを照射し、コア層の両側部に所定の幅を
持つようにパターン状の親液性領域を濡れ性変化層上に
形成する親液性領域パターン形成工程と、上記濡れ性変
化層上に形成されたパターン状の親液性領域上に上部ク
ラッド層を形成し、コア層表面を覆うようにパターン状
の上部クラッド層を形成する上部クラッド層パターン形
成工程となる。以下に、両工程について説明する。

【０２０９】（親液性領域パターン形成工程）親液性領
域パターン形成工程は、コア層の側部から一定の幅まで
の濡れ性変化層の領域を親液性領域とする工程である。

【０２１０】本工程においても、上記親液性領域全面形
成工程と同様に、光触媒含有層と濡れ性変化層とをコア
層の高さを所定の範囲内とすることにより、いわゆる
「接触」状態とさせ、エネルギーを照射することにより
親液性領域をパターン状に形成する。ただし、本工程に
おいてはコア層の両側部から所定の幅を持ってパターン
状に親液性領域を形成するものであり、この点が上記親
液性領域全面工程と異なる点である。

【０２１１】パターン状の親液性領域を形成する方法と
しては、撥液性領域となる領域にマスクを介してエネル
ギーをパターン照射する方法や、予め光触媒含有層側基
板に遮光部をパターン状に配し、エネルギーを全面照射
する方法等の上述した方法を全て用いることが可能であ
る。したがって、特にここでの説明は省略する。ただ
し、未露光とする部分のパターンは、濡れ性変化層上の
上部クラッド層が形成されない領域、例えばコア層が形
成されている領域や、コア層の両側部から一定の幅以上
の領域を未露光部とするようなパターンである必要があ
る。

【０２１２】本工程により、コア層を取り囲むように所
定の幅を持って親液性領域とすることが可能である。そ
の他、コア層側部から上部クラッド層側部までの幅やエ
ネルギーの照射方法等に関しては、上述したとおりなの
でここでの説明は省略する。

【０２１３】（上部クラッド層パターン形成工程）上部
クラッド層パターン形成工程は、上記親液性領域パター
ン形成工程により形成された濡れ性変化層上のパターン
状の親液性領域に上部クラッド層を形成する工程であ
る。

【０２１４】この上部クラッド層パターン形成工程にお
いては、パターン状に上部クラッド層が形成される以外
は、上記上部クラッド層全面形成工程と同様であるので
ここでの詳細な説明は省略する。

【０２１５】ｂ．第４実施態様 本発明における第４実施態様は、上部クラッド層が不透
明な材料で形成された態様である。

【０２１６】このように、上部クラッド層が不透明な材
料で形成される場合の製造方法としては、上述したよう
にコア層と上部クラッド層との界面が鏡面として作用す
る必要性があることから、具体的には、蒸着法、スパッ
タ法、ＣＶＤ法、転写法、無電解メッキ法、溶解金属を
用いたスプレーコート等によるコーティング法等を挙げ
ることができ、中でも蒸着法による方法が好ましい。

【０２１７】この場合は、コア層および上部クラッド層
との界面において隙間なく金属が形成されてさえいれ
ば、鏡面効果の作用による光の全反射が効率的に行われ
る。したがって、上述したように上部クラッド層が濡れ
性変化層上の全面に形成されている場合でも、またパタ
ーン状に形成されている場合でも、コア層と上部クラッ
ド層との界面において隙間なく上部クラッド層が形成さ
れてさえいれば、この鏡面効果による光の全反射は起こ
る。そこで鏡面効果を損なわせない程度に、上部クラッ
ド層が不透明な場合に用いられる上述した金属を上述し
た方法によって形成することが好ましい。

【０２１８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【０２１９】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに説明す
る。

【０２２０】50×100mmの無アルカリガラス基板上に光
触媒である二酸化チタンの水分散体であるSTS-01（商品
名、石原産業（株）製）をスピンコーターにより塗布
し、120℃で10分間の乾燥処理を行うことにより、厚さ
0.1μmの光触媒含有層側基板を形成した（図１（ａ）−
Ａに相当）。次にこの基板を、50×100mmのポリスチレ
ン樹脂からなる濡れ性変化層上に、光触媒含有層が接触
する向きにて密着させた（図１（ｂ）相当）。

【０２２１】密着させた基板のガラス基板側より、開口
線幅100μmのラインパターンが施されたマスクパターン
を介して紫外線を900mJ/cm2照射した。

【０２２２】照射後濡れ性変化層より光触媒含有層側基
板を剥離したところ、濡れ性変化層上に同ラインパター
ンに即した表面エネルギーの異なるパターンを形成し
た。紫外線が照射された部分のみ親液性に変化し、水に
対する接触角は５°以下となった。

【０２２３】上記濡れ性変化層上の親液性領域に相当す
る100μmのラインパターン形成部に、ディスペンス方式
にて、ポリメタクリル酸メチルのＮ−メチル−２−ピロ
リドン溶液を塗布したところ、ラインパターン形成部の
みに溶液は付着した。これを２５０℃にて３０分間乾燥
することにより硬化させた。

【０２２４】次に上部にラインパターン状に形成された
ポリメタクリル酸メチルを有する濡れ性変化層上の全面
に、ポリスチレンのシクロヘキサノン溶液を塗布した。
これを前述同様の乾燥方法にて硬化させることにより、
ポリメタクリル酸メチルをコア層、ポリスチレン部を上
部クラッド層とした光損失30dB/m以下の光導波路を形成
することができた。

【０２２５】

【発明の効果】本発明によれば、光触媒の作用を利用し
て濡れ性変化層上に液体との接触角が低下するように濡
れ性を変化させたパターンを形成し、このパターンに沿
って濡れ性変化層上にコア層を形成するので、従来行わ
れてきたフォトリソグラフィー法と比較して、エネルギ
ー照射後に不要な層を取り除く等の工程が不要であるこ
とから、大幅に製造効率を向上させることができと共
に、フォトリソグラフィー法特有の問題点も解消するこ
とができる。また、光導波路自体に光触媒が含まれない
構成とすることにより、光触媒の作用による経時的な劣
化に対する心配がない光導波路を得ることができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光導波路の製造方法の一例を示す工程
図である。

【図２】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の一例
を示す概略断面図である。

【図３】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の他の
例を示す概略断面図である。

【図４】従来の光導波路の製造方法の一例を示す工程図
である。

【符号の説明】

Ａ … 光触媒含有層側基板 Ｂ … 光導波路基板 １ … 基板 ２ … 光触媒含有層 ３ … 濡れ性変化層 ６ … 親液性領域 ７ … 撥液性領域 ８ … コア層 ９ … 上部クラッド層

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エネルギー照射に伴う光触媒の作用によ
   り液体との接触角が低下するように濡れ性が変化し、か
   つ光触媒を含まない濡れ性変化層と、前記濡れ性変化層
   上にパターン状に形成されたコア層と、前記コア層を覆
   うように濡れ性変化層上に形成された上部クラッド層と
   を有することを特徴とする光導波路。
2. 【請求項２】 前記上部クラッド層は前記濡れ性変化層
   上にパターン状に形成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の光導波路。
3. 【請求項３】 前記濡れ性変化層は、基体上に形成され
   てい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。
4. 【請求項４】 前記濡れ性変化層上における表面張力４
   ０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、エネルギー照射されて
   いない部分において１０°以上であり、エネルギー照射
   された部分において９°未満であることを特徴とする請
   求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の光
   導波路。
5. 【請求項５】 前記濡れ性変化層が、オルガノポリシロ
   キサンを含有する層であることを特徴とする請求項１か
   ら請求項４までのいずれかの請求項に記載の光導波路。
6. 【請求項６】 前記オルガノポリシロキサンが、フルオ
   ロアルキル基を含有するポリシロキサンであることを特
   徴とする請求項５に記載の光導波路。
7. 【請求項７】 前記オルガノポリシロキサンが、Ｙ_ｎＳ
   ｉＸ_{（４−ｎ）}（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロア
   ルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポ
   キシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示
   す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化
   合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共
   加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであるこ
   とを特徴とする請求項５または請求項６に記載の光導波
   路。
8. 【請求項８】 前記濡れ性変化層は、自己支持性を有す
   る樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の光導
   波路。
9. 【請求項９】 前記濡れ性変化層とその上に形成された
   コア層との屈折率の差が０．０３以上であることを特徴
   とする請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に
   記載の光導波路。
10. 【請求項１０】 前記上部クラッド層が透明性を有する
    材料で形成されている場合、前記上部クラッド層とコア
    層との屈折率の差が０．０３以上であることを特徴とす
    る請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載
    の光導波路。
11. 【請求項１１】 前記上部クラッド層が不透明である場
    合、前記上部クラッド層および前記コア層の界面が鏡面
    として作用する金属からなることを特徴とする請求項１
    から請求項９までのいずれかの請求項に記載の光導波
    路。
12. 【請求項１２】 基板上に光触媒含有層を設け、光触媒
    含有層側基板を形成する工程と、 前記光触媒含有層中の光触媒の作用により、表面の濡れ
    性が変化する濡れ性変化層を有する光導波路基板を形成
    する工程と、 前記光触媒含有層および前記濡れ性変化層が接触するよ
    うに配置した後、所定の方向からエネルギー照射をし、
    濡れ性変化層上に親液性領域および撥液性領域からなる
    パターンを形成する工程と、 前記光触媒含有層側基板を前記光導波路基板から取り外
    す工程と、 前記濡れ性変化層上にパターン状に形成された親液性領
    域上に、コア層を形成する工程と、 前記コア層を覆うように上部クラッド層を前記濡れ性変
    化層上に形成する工程と、を有する光導波路の製造方
    法。
13. 【請求項１３】 前記コア層を覆うように上部クラッド
    層を前記濡れ性変化層上に形成する工程が、 前記濡れ性変化層を再び光触媒含有層側基板の光触媒含
    有層と接触するように配置した後、所定の方向からエネ
    ルギーを照射し、濡れ性変化層上の全面を親液性領域と
    する工程と、 前記濡れ性変化層上の全面に形成された親液性領域に上
    部クラッド層を形成することにより、濡れ性変化層上の
    全面に上部クラッド層を形成する工程と、を有すること
    を特徴とする請求項１２に記載の光導波路の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記コア層を覆うように上部クラッド
    層を前記濡れ性変化層上に形成する工程が、 前記濡れ性変化層上に再び光触媒含有層側基板の光触媒
    含有層と接触するように配置した後、所定の方向からエ
    ネルギーを照射し、コア層の両側部に所定の幅を持つよ
    うにパターン状の親液性領域を濡れ性変化層上に形成す
    る工程と、 前記濡れ性変化層上に形成されたパターン状の親液性領
    域上に上部クラッド層を形成し、コア層表面を覆うよう
    にパターン状の上部クラッド層を形成する工程と、を有
    することを特徴とする請求項１２に記載の光導波路の製
    造方法。
15. 【請求項１５】 前記光触媒含有層側基板は、基板と、
    前記基板上にパターン状に形成された光触媒含有層とを
    有することを特徴とする請求項１２から請求項１４まで
    のいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記光触媒含有層側基板は、基板が透
    明性を有する材料で形成されている透明な基板と、前記
    透明な基板上に形成された光触媒含有層と、パターン状
    に形成された遮光部とを有し、前記エネルギー照射は、
    前記光触媒含有層側基板側から照射することを特徴とす
    る請求項１２から請求項１４までのいずれかの請求項に
    記載の光導波路の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記光触媒含有層が、光触媒からなる
    層であることを特徴とする請求項１２から請求項１６ま
    でのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記光触媒含有層が、光触媒を真空製
    膜法により基板上に製膜してなる層であることを特徴と
    する請求項１７に記載の光導波路の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記光触媒含有層が、光触媒とバイン
    ダとを有する層であることを特徴とする請求項１２から
    請求項１６までのいずれかの請求項に記載の光導波路の
    製造方法。
20. 【請求項２０】 前記光触媒が、酸化チタン（Ｔｉ
    Ｏ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、
    チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、酸化タング
    ステン（ＷＯ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、およ
    び酸化鉄（Ｆｅ _２Ｏ_３）から選択される１種または２種
    以上の物質であることを特徴とする請求項１２から請求
    項１９のいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方
    法。
21. 【請求項２１】 前記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ_２）
    であることを特徴とする請求項２０に記載の光導波路の
    製造方法。
22. 【請求項２２】 前記光導波路基板は、基体と、前記基
    体上に形成された光触媒を含まない濡れ性変化層とを有
    することを特徴とする請求項１２から請求項２１までの
    いずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
23. 【請求項２３】 前記濡れ性変化層上における表面張力
    ４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、エネルギー照射され
    ていない部分において１０°以上であり、エネルギー照
    射された部分において９°未満であることを特徴とする
    請求項１２から請求項２２までのいずれかの請求項に記
    載の光導波路の製造方法。
24. 【請求項２４】 前記濡れ性変化層が、オルガノポリシ
    ロキサンを含有する層であることを特徴とする請求項１
    ２から請求項２３までのいずれかの請求項に記載の光導
    波路の製造方法。
25. 【請求項２５】 前記オルガノポリシロキサンが、フル
    オロアルキル基を含有するポリシロキサンであることを
    特徴とする請求項２４に記載の光導波路の製造方法。
26. 【請求項２６】 前記オルガノポリシロキサンが、Ｙ_ｎ
    ＳｉＸ_{（４−ｎ）}（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロ
    アルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエ
    ポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを
    示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素
    化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは
    共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンである
    ことを特徴とする請求項２４または請求項２５に記載の
    光導波路の製造方法。
27. 【請求項２７】 前記光導波路基板は、自己支持性を有
    する樹脂製の濡れ性変化層を有することを特徴とする請
    求項１２から請求項２１までのいずれかの請求項に記載
    の光導波路の製造方法。
28. 【請求項２８】 前記濡れ性変化層の表面に、前記光触
    媒含有層を接触させてエネルギー照射する際に、前記光
    触媒含有層と、前記濡れ性変化層表面との間隔を、０．
    ２μｍ〜１０μｍの範囲内とすることを特徴とする請求
    項１２から請求項２７までのいずれかの請求項に記載の
    光導波路の製造方法。
29. 【請求項２９】 前記濡れ性変化層上にパターン状に形
    成された親液性領域上に、コア層を形成する工程が、ノ
    ズル吐出法で塗布されることを特徴とする請求項１２か
    ら請求項２８までのいずれかの請求項に記載の光導波路
    の製造方法。