JP2003515782A - 光デバイスの光画定 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
基板（２１２）又は別の下に位置する層（２０２）上に位置した光画定可能な物質を含む活性層（２０４）を形成し、活性層上に上側層（２１０）を形成し、次に、上側層を通して放射線を選択的に適用することにより活性層をパターニングすることにより光構造体を作製する。上側層は、活性層中の光画定可能な物質を活性化するのに必要な種類の放射線に対して実質的に透明である。
Description
【０００１】
本願は、１９９９年１２月２日に出願された米国仮特許出願第６０／１６８，
５７２号の権益を主張する出願である。なお、かかる米国仮特許出願の開示内容
を本明細書の内容の一部を形成するものとしてここに援用する。 本発明は、米国海軍のナーバル・サーフェス・ウォーフェア・センターによる
裁定に係る契約番号Ｎ６１３３１−９６−Ｃ−００３６により政府支援下でなさ
れたものである。米国政府は、本発明の権利の一部を共有している。
５７２号の権益を主張する出願である。なお、かかる米国仮特許出願の開示内容
を本明細書の内容の一部を形成するものとしてここに援用する。 本発明は、米国海軍のナーバル・サーフェス・ウォーフェア・センターによる
裁定に係る契約番号Ｎ６１３３１−９６−Ｃ−００３６により政府支援下でなさ
れたものである。米国政府は、本発明の権利の一部を共有している。
【０００２】
〔発明の背景〕
（発明の分野）
本発明は、光導波路及び透明なポリマー多層構造体中の屈折率又は厚さが変更
されたパターンを必要とするかかる他のコンポーネント又はデバイスを作製する
方法に関する。特に、本発明は、化学線で照射し、その後に処理を行った際にか
かる光導波路及び他のかかるコンポーネント又はデバイスを作製する方法に関す
る。これら光導波路及び他のかかるコンポーネント又はデバイスを、例えば電気
通信から光コンピュータ処理、データ記憶、ディスプレイ及びセンサまでの様々
な分野で用いることができる。
されたパターンを必要とするかかる他のコンポーネント又はデバイスを作製する
方法に関する。特に、本発明は、化学線で照射し、その後に処理を行った際にか
かる光導波路及び他のかかるコンポーネント又はデバイスを作製する方法に関す
る。これら光導波路及び他のかかるコンポーネント又はデバイスを、例えば電気
通信から光コンピュータ処理、データ記憶、ディスプレイ及びセンサまでの様々
な分野で用いることができる。
【０００３】
（関連技術の説明）
ポリマー光導波路を製造する現行のテクノロジーとしては当該技術分野で周知
の方法、例えば、リブ導波路を作製するためのコア又はクラッド層の反応性イオ
ンエッチング法（ＲＩＥ）又はレーザアブレーション、イオン打ち込み法、又は
コア又はクラッド層のフォトブリーチング法が挙げられる。加うるに、光導波路
を光画定法（フォトデフィニション：photodefinition ）、即ち、有機材料、例
えばポリマーの層を別の材料層上に堆積させ、ポリマー層の所定の領域に化学線
を施してこれら領域の屈折率を変更するようにする方法によって作製できる。
の方法、例えば、リブ導波路を作製するためのコア又はクラッド層の反応性イオ
ンエッチング法（ＲＩＥ）又はレーザアブレーション、イオン打ち込み法、又は
コア又はクラッド層のフォトブリーチング法が挙げられる。加うるに、光導波路
を光画定法（フォトデフィニション：photodefinition ）、即ち、有機材料、例
えばポリマーの層を別の材料層上に堆積させ、ポリマー層の所定の領域に化学線
を施してこれら領域の屈折率を変更するようにする方法によって作製できる。
【０００４】
光画定法における最初の工程は、１以上の透明な感光性モノマーを基板上に堆
積させることである。選択したモノマーを露光した際に二量化し又は重合させる
これらの能力及び相対的な屈折率に基づいて選択する。かかるモノマーを後で光
、例えば紫外線（ＵＶ）光のパターンで照射すると、重合が露光材料で始まる。
ポリマーは反応ポリマーから作られるので、ポリマー濃度は照射領域で減少し、
露光領域と非露光領域との間に化学的なポテンシャルの勾配が生じる。結果的に
得られた勾配は不安定であり、光化学的に反応した材料を包囲している分子量の
より小さなモノマーが、可能な限り多量に重合領域中に拡散し、屈折率を増大さ
せると共に平らな層中に特徴部を形成する。材料系全体を後で少なくとも１回高
密度ＵＶ又は熱放射線に暴露させる（当てる）ことにより光画定法を完了させる
ことができる。この固定段階により残っている全ての反応体を重合させ、効率的
に完全に硬化して不活性状態になったシステムを形成する。この手順の重要な特
徴は、パターニングされた（露出された）領域中の結果的に得られた物理的密度
が、パターニングされなかった材料中のものよりも高いか低いかの何れかである
ということにある。この密度の差により、これに関連した屈折率の差が生じる。
フォトニックデバイスにとって重要なこととして、この屈折率の変化は、次に行
われる処理に対して安定性を示し、効率的な導波を可能にするのに十分顕著であ
る。光により誘起される拡散によって光導波路を作製する方法は、チャンドロス
氏等の特許（米国特許第３，８０９，７３２号、第３，８０９，６９６号、第３
，９９３，４８５号及び第３，９５３，６２０号、なお、これらの開示内容を本
明細書の一部を形成するものとしてここに援用する）によって説明されていて、
フォトニックデバイスを作製するために広範に用いられている。
積させることである。選択したモノマーを露光した際に二量化し又は重合させる
これらの能力及び相対的な屈折率に基づいて選択する。かかるモノマーを後で光
、例えば紫外線（ＵＶ）光のパターンで照射すると、重合が露光材料で始まる。
ポリマーは反応ポリマーから作られるので、ポリマー濃度は照射領域で減少し、
露光領域と非露光領域との間に化学的なポテンシャルの勾配が生じる。結果的に
得られた勾配は不安定であり、光化学的に反応した材料を包囲している分子量の
より小さなモノマーが、可能な限り多量に重合領域中に拡散し、屈折率を増大さ
せると共に平らな層中に特徴部を形成する。材料系全体を後で少なくとも１回高
密度ＵＶ又は熱放射線に暴露させる（当てる）ことにより光画定法を完了させる
ことができる。この固定段階により残っている全ての反応体を重合させ、効率的
に完全に硬化して不活性状態になったシステムを形成する。この手順の重要な特
徴は、パターニングされた（露出された）領域中の結果的に得られた物理的密度
が、パターニングされなかった材料中のものよりも高いか低いかの何れかである
ということにある。この密度の差により、これに関連した屈折率の差が生じる。
フォトニックデバイスにとって重要なこととして、この屈折率の変化は、次に行
われる処理に対して安定性を示し、効率的な導波を可能にするのに十分顕著であ
る。光により誘起される拡散によって光導波路を作製する方法は、チャンドロス
氏等の特許（米国特許第３，８０９，７３２号、第３，８０９，６９６号、第３
，９９３，４８５号及び第３，９５３，６２０号、なお、これらの開示内容を本
明細書の一部を形成するものとしてここに援用する）によって説明されていて、
フォトニックデバイスを作製するために広範に用いられている。
【０００５】
光画像化法も又、光画定法の一形態であると考えられることは注目されるべき
である。この方法では、画像化層を基材上に被着させ、画像を画像化層全体の表
面中へ又はこれ全体に転写させる。この場合、画像化層は、感光性分子を含んで
いる。この方法により、例えば、基板／下側クラッド層をフォトレジスト又は電
子ビームに感受性のある材料、例えば、ＰＭＭＡでコーティングし、適当な光源
からの光（例えば、紫外線領域の光）を所定のパターンを持つフォトマスクに当
ててパターンをフォトレジストに転写させ、そしてフォトレジストを現像して所
定のパターンを持つフォトレジストを生じさせることによって導波路を作製する
ことができる。この場合、所定のパターンは、導波路のリブ／コアについてのパ
ターンであり、画像化層から材料を除去して後に自立形の特徴部を残す。追加の
層をパターニングされたリブ／コア層上に被着させることにより導波路の作製を
完了させ、これら層は、追加のコア又はクラッド層である。ここで述べた光学的
特徴部又はリブはそのデフィニションのためには拡散に依存しないということは
理解されよう。
である。この方法では、画像化層を基材上に被着させ、画像を画像化層全体の表
面中へ又はこれ全体に転写させる。この場合、画像化層は、感光性分子を含んで
いる。この方法により、例えば、基板／下側クラッド層をフォトレジスト又は電
子ビームに感受性のある材料、例えば、ＰＭＭＡでコーティングし、適当な光源
からの光（例えば、紫外線領域の光）を所定のパターンを持つフォトマスクに当
ててパターンをフォトレジストに転写させ、そしてフォトレジストを現像して所
定のパターンを持つフォトレジストを生じさせることによって導波路を作製する
ことができる。この場合、所定のパターンは、導波路のリブ／コアについてのパ
ターンであり、画像化層から材料を除去して後に自立形の特徴部を残す。追加の
層をパターニングされたリブ／コア層上に被着させることにより導波路の作製を
完了させ、これら層は、追加のコア又はクラッド層である。ここで述べた光学的
特徴部又はリブはそのデフィニションのためには拡散に依存しないということは
理解されよう。
【０００６】
本発明者の知る限りポリマー光導波路の光画定法の従来技術では、光画定法は
、光画定可能な層の被着の直後であって上側クラッド層の被着前に効果的に行わ
れることが必要である。なお、この上側クラッド層は、光画定可能な層にならな
いことを条件とする。その結果、光画定法では、層のコーティング／被着法を中
断させ、コーティング前に行われる中間の光画定法又は他の加工及び処理を最終
的に再開してデバイスの製造を完了させなければならない。光画定法を実施する
ためのコーティング法の中断が原因となって最終的には、加工中の光学的層のと
ころ又はこれに密接したところに被着されているダスト又は汚れに起因して導波
路損失が高くなると共に光学的層に対して直接行わなければならない光画定法の
工程数が多いために光学的層中又はこの近くに欠陥の生じる恐れが大きくなる場
合がある。
、光画定可能な層の被着の直後であって上側クラッド層の被着前に効果的に行わ
れることが必要である。なお、この上側クラッド層は、光画定可能な層にならな
いことを条件とする。その結果、光画定法では、層のコーティング／被着法を中
断させ、コーティング前に行われる中間の光画定法又は他の加工及び処理を最終
的に再開してデバイスの製造を完了させなければならない。光画定法を実施する
ためのコーティング法の中断が原因となって最終的には、加工中の光学的層のと
ころ又はこれに密接したところに被着されているダスト又は汚れに起因して導波
路損失が高くなると共に光学的層に対して直接行わなければならない光画定法の
工程数が多いために光学的層中又はこの近くに欠陥の生じる恐れが大きくなる場
合がある。
【０００７】
図１ａ〜図１ｄは、光画定法を従来技術において従来実施されている技術を概
略的に示している。図１ａに示すように、下側クラッド１０２を基板１０３上に
被着させて硬化させ、次にコア層１０４を下側クラッド層１０２上に被着させる
。次に、コア層１０４を図１ｃに示すように例えば光画定法によって光学的にパ
ターニングする。この例では、光パターニングは、リソグラフィー法であり、こ
のリソグラフィー法ではマスク１０６を通して投射された放射線１０５を用いて
光学要素をパターニングする。変形例として、暴露又は露光の結果として、化学
的変化が生じ、その後、ウエットエッチング、レーザアブレーション又は別の処
理法を用いて残留ポリマー／モノマーを除去して後にリブ導波路（図示せず）を
残すことができる。この工程により、図１ｃに示す屈折率の増大又は減少領域１
０８が得られる。必要ならば、次に、適当な熱又は放射線暴露処理法を用いてコ
ア層をロックし又は安定化させてそれ以上の屈折率の変化が達成されないように
する。次に、上側クラッド層１１０を図１ｄに示すように被着させて硬化させる
。この方法では、パターニングされるべき層１０４を次の層１１０の被着前に光
画定を達成するよう処理されることは明らかであろう。層コーティング法のこの
中断の最終結果として、光画定法の工程中、又は処理、平坦化の際にコア／上側
クラッドの境界面のところ又はそのすぐ近くのところの何れかに堆積されている
ダスト又は汚れ又は一様性の問題に起因して導波路の損失が多くなる場合がある
。「上側」及び「下側」という用語は、本明細書においては特定の層について言
う場合に便宜上用いられているにすぎないことは注目されるべきである。これら
の用語と関連した層は、もし構造体を逆さまにしたり傾けても変わるものではな
いということにする。
略的に示している。図１ａに示すように、下側クラッド１０２を基板１０３上に
被着させて硬化させ、次にコア層１０４を下側クラッド層１０２上に被着させる
。次に、コア層１０４を図１ｃに示すように例えば光画定法によって光学的にパ
ターニングする。この例では、光パターニングは、リソグラフィー法であり、こ
のリソグラフィー法ではマスク１０６を通して投射された放射線１０５を用いて
光学要素をパターニングする。変形例として、暴露又は露光の結果として、化学
的変化が生じ、その後、ウエットエッチング、レーザアブレーション又は別の処
理法を用いて残留ポリマー／モノマーを除去して後にリブ導波路（図示せず）を
残すことができる。この工程により、図１ｃに示す屈折率の増大又は減少領域１
０８が得られる。必要ならば、次に、適当な熱又は放射線暴露処理法を用いてコ
ア層をロックし又は安定化させてそれ以上の屈折率の変化が達成されないように
する。次に、上側クラッド層１１０を図１ｄに示すように被着させて硬化させる
。この方法では、パターニングされるべき層１０４を次の層１１０の被着前に光
画定を達成するよう処理されることは明らかであろう。層コーティング法のこの
中断の最終結果として、光画定法の工程中、又は処理、平坦化の際にコア／上側
クラッドの境界面のところ又はそのすぐ近くのところの何れかに堆積されている
ダスト又は汚れ又は一様性の問題に起因して導波路の損失が多くなる場合がある
。「上側」及び「下側」という用語は、本明細書においては特定の層について言
う場合に便宜上用いられているにすぎないことは注目されるべきである。これら
の用語と関連した層は、もし構造体を逆さまにしたり傾けても変わるものではな
いということにする。
【０００８】
本発明は、完全な光学的多層構造体／スタックを被着させた後に画定できる光
導波路、コンポーネント（素子）又はデバイスを提供する。加うるに、多数の感
光性分子の利用により、導波路作製のための屈折率の所要の変化及び処理の容易
性の促進（例えば、処理工程を少なくできること、付着が良好なこと）が可能に
なる。さらに、本発明では、連続又は漸次作製法の実施を考慮することができ、
導波路の光画定を実施するのにコーティング法を中断させる必要を軽減させ（も
し不要にできなくても）可能にすると共に（或いは）連続（ロール）製造型多層
構造体／スタック被着法の中断を必要とすることはない。本発明の利用により、
幾つかの利点を得ることができる。これら利点としては、例えば、次のもの、即
ち、処理中における光学層中又はそのすぐ近くに堆積するダスト／汚れの減少に
起因して導波路損失が少なくなること、被着／コーティング法を導波路フォトパ
ターニング法とは別個独立に行う選択肢が得られること、中断しない層コーティ
ング法の結果として作製工程数の減少及び中間層付着性の向上を含む処理全体の
容易性の増大の可能性が得られることが挙げられる。本発明は又、チャネル導波
路をコンポーネントの相互接続のために多層構造体内に必要とされる場所に正確
に位置決めして形成するのに利用される融通性を提供する。
導波路、コンポーネント（素子）又はデバイスを提供する。加うるに、多数の感
光性分子の利用により、導波路作製のための屈折率の所要の変化及び処理の容易
性の促進（例えば、処理工程を少なくできること、付着が良好なこと）が可能に
なる。さらに、本発明では、連続又は漸次作製法の実施を考慮することができ、
導波路の光画定を実施するのにコーティング法を中断させる必要を軽減させ（も
し不要にできなくても）可能にすると共に（或いは）連続（ロール）製造型多層
構造体／スタック被着法の中断を必要とすることはない。本発明の利用により、
幾つかの利点を得ることができる。これら利点としては、例えば、次のもの、即
ち、処理中における光学層中又はそのすぐ近くに堆積するダスト／汚れの減少に
起因して導波路損失が少なくなること、被着／コーティング法を導波路フォトパ
ターニング法とは別個独立に行う選択肢が得られること、中断しない層コーティ
ング法の結果として作製工程数の減少及び中間層付着性の向上を含む処理全体の
容易性の増大の可能性が得られることが挙げられる。本発明は又、チャネル導波
路をコンポーネントの相互接続のために多層構造体内に必要とされる場所に正確
に位置決めして形成するのに利用される融通性を提供する。
【０００９】
〔発明の概要〕
本発明によれば、大まかに説明すると、基板又は別の下に位置する層上に位置
した光画定可能な物質を含む活性層を形成し、活性層上に上側層を形成し、次に
上側層を通して放射線を選択的に適用することにより活性層をパターニングする
ことにより光構造体を作製する。上側層は、活性層中の光画定可能な物質を活性
化するのに必要な種類の放射線に対して実質的に透明である。 本発明の内容は、本願の一部を形成する添付の図面を参照して以下の詳細な説
明を読むと一層完全に理解できよう。
した光画定可能な物質を含む活性層を形成し、活性層上に上側層を形成し、次に
上側層を通して放射線を選択的に適用することにより活性層をパターニングする
ことにより光構造体を作製する。上側層は、活性層中の光画定可能な物質を活性
化するのに必要な種類の放射線に対して実質的に透明である。 本発明の内容は、本願の一部を形成する添付の図面を参照して以下の詳細な説
明を読むと一層完全に理解できよう。
【００１０】
〔詳細な説明〕
本発明の実施形態の略図が図２ａ〜図２ｅに示されている。本質的には、これ
らの図は、少なくとも１つのオーバ層及びアンダ層（アンダ層を用いるかどうか
は任意である）の存在下で光多層スタックの内側層を光画定する方法を示してい
る。最終的に光画定される層は従って、光画定法の実施中、ダスト又は他の異物
の導入、外因性表面欠陥の発生から「保護され」、その結果、低い光導波路損失
を維持する可能性を有する。加うるに、非中断層コーティング法は、中間層付着
性の向上の見込みを与える。かかる処理法によって達成できる欠陥の数の減少の
結果として、最終的には故障モードが少なくなり、作製された光導波路の歩留ま
りが高くなり、しかも、製品の品質が向上する。
らの図は、少なくとも１つのオーバ層及びアンダ層（アンダ層を用いるかどうか
は任意である）の存在下で光多層スタックの内側層を光画定する方法を示してい
る。最終的に光画定される層は従って、光画定法の実施中、ダスト又は他の異物
の導入、外因性表面欠陥の発生から「保護され」、その結果、低い光導波路損失
を維持する可能性を有する。加うるに、非中断層コーティング法は、中間層付着
性の向上の見込みを与える。かかる処理法によって達成できる欠陥の数の減少の
結果として、最終的には故障モードが少なくなり、作製された光導波路の歩留ま
りが高くなり、しかも、製品の品質が向上する。
【００１１】
図２に示す方法の実施では、２つの一般的な要件を満足させる内側層ポリマー
化学組成系が必要であり、かかる２つの要件としては、第１に、内側層が上側層
をその上に配置させ、所望ならば下側層上にコーティングさせるのに十分安定性
があるべきこと、第２に、内側層が上側層をその上に配置した後でも制御自在に
パターニング化される程十分活性状態のままであることである。
化学組成系が必要であり、かかる２つの要件としては、第１に、内側層が上側層
をその上に配置させ、所望ならば下側層上にコーティングさせるのに十分安定性
があるべきこと、第２に、内側層が上側層をその上に配置した後でも制御自在に
パターニング化される程十分活性状態のままであることである。
【００１２】
本発明の実施形態によれば、ポリマー光導波路を製作する方法は、（ａ）機械
的且つ化学的に安定化された光学的多層スタックを形成する工程と、（ｂ）放射
線例えばＵＶ光でパターニングして複数の感光性分子を活性化させてこれらが光
デバイスを画定できるようにする工程と、（ｃ）最終構造体を放射線で永続的に
ロックして将来における望ましくない屈折率の変化を実質的に防止する工程と、
を含むのがよい。
的且つ化学的に安定化された光学的多層スタックを形成する工程と、（ｂ）放射
線例えばＵＶ光でパターニングして複数の感光性分子を活性化させてこれらが光
デバイスを画定できるようにする工程と、（ｃ）最終構造体を放射線で永続的に
ロックして将来における望ましくない屈折率の変化を実質的に防止する工程と、
を含むのがよい。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、ポリマー光導波路を作製する方法は、（
ａ）例えば、可視光である第１の波長に当てることにより第１形式の感光性分子
を活性化させ、スタックの層が少なくとも流動しないようにする程十分ポリマー
分子を互いに結合させることにより機械的及び化学的に安定化された光学的多層
スタックを形成する工程と、（ｂ）光導波路を画定することができる第２形式の
感光性分子を活性化させる第２の光の波長、例えば紫外線（ＵＶ）光でパターニ
ングする工程と、（ｃ）例えば光学的スタックを焼くことにより拡散又は架橋法
を促進する工程（この工程を用いるかどうかは任意である）と、（ｄ）最終構造
体を使用した第２の波長とは異なる波長の第３の光の波長、例えば紫外線光で永
続的にロックする工程とを含む。この方法の目的は、第１形式の感光性分子のう
ち少なくとも任意のもの及び好ましくは先に活性化されなかった第２形式の感光
性分子のうちの任意のものを活性化させて最終構造体を効果的にロックし、将来
における望ましくない屈折率の変化を実質的に防止することにある。これら工程
は図２に概略的に示されている。
ａ）例えば、可視光である第１の波長に当てることにより第１形式の感光性分子
を活性化させ、スタックの層が少なくとも流動しないようにする程十分ポリマー
分子を互いに結合させることにより機械的及び化学的に安定化された光学的多層
スタックを形成する工程と、（ｂ）光導波路を画定することができる第２形式の
感光性分子を活性化させる第２の光の波長、例えば紫外線（ＵＶ）光でパターニ
ングする工程と、（ｃ）例えば光学的スタックを焼くことにより拡散又は架橋法
を促進する工程（この工程を用いるかどうかは任意である）と、（ｄ）最終構造
体を使用した第２の波長とは異なる波長の第３の光の波長、例えば紫外線光で永
続的にロックする工程とを含む。この方法の目的は、第１形式の感光性分子のう
ち少なくとも任意のもの及び好ましくは先に活性化されなかった第２形式の感光
性分子のうちの任意のものを活性化させて最終構造体を効果的にロックし、将来
における望ましくない屈折率の変化を実質的に防止することにある。これら工程
は図２に概略的に示されている。
【００１４】
光学的多層スタックの形成
本発明のこの実施形態では、光学的多層スタックを構成するには１つの層を次
の層の頂部上に形成する。光学的に透明なポリマー下側クラッド層２０２は、基
板２１２（この基板を用いるかどうかは任意である）上に位置している。この支
持により、処理中及び処理後に表面品質及び一様性に悪影響を及ぼすフィルムの
機械的破損、例えば、破断又はしわよりを防止する。任意的に用いられる基板２
１２である支持層は、或る形態の不撓性材料、例えば、ガラス、サファイア又は
シリコン又は可撓性ウェブ状材料、例えば、マイラー（Mylar ：登録商標）又は
ケプトン（Kapton：登録商標）であるのがよい。基板が設けられない場合、下側
クラッド２０２の一部それ自体が、支持材料として働くことができるということ
は明らかであろう。
の層の頂部上に形成する。光学的に透明なポリマー下側クラッド層２０２は、基
板２１２（この基板を用いるかどうかは任意である）上に位置している。この支
持により、処理中及び処理後に表面品質及び一様性に悪影響を及ぼすフィルムの
機械的破損、例えば、破断又はしわよりを防止する。任意的に用いられる基板２
１２である支持層は、或る形態の不撓性材料、例えば、ガラス、サファイア又は
シリコン又は可撓性ウェブ状材料、例えば、マイラー（Mylar ：登録商標）又は
ケプトン（Kapton：登録商標）であるのがよい。基板が設けられない場合、下側
クラッド２０２の一部それ自体が、支持材料として働くことができるということ
は明らかであろう。
【００１５】
下側クラッド２０２は好ましくは、架橋ポリマー、例えば（アクリルオキシプ
ロピル）メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー（ペンシルベニア州
トリータウン所在のゲレスト・インコーポレイテッドから製品コードＵＭＳ−９
９２として入手できる）、或いは、変形例として、無機又は非架橋有機材料、例
えば、石英ガラス、半導体、ゾル−ゲル、エーロゲル、液晶、自己結合型単分子
層又はセラミックから成っていてもよい。架橋ポリマーが多機能モノマー／ポリ
マーによって形成された網状構造又はネットワークとして規定される。ルーズに
架橋された材料では、鎖セグメントの小規模な動作と関連した局所的な運動の自
由度は保持されるが、大規模な運動（流れ）は、拡散網状構造の拘束によって防
止される。完成品としての物品全体を貫通して延びる架橋網状構造は熱に対して
安定性があり、線状（架橋されていない）ポリマーを流動させ又は溶融させる条
件下では流動し又は溶融するようには作ることができない。
ロピル）メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー（ペンシルベニア州
トリータウン所在のゲレスト・インコーポレイテッドから製品コードＵＭＳ−９
９２として入手できる）、或いは、変形例として、無機又は非架橋有機材料、例
えば、石英ガラス、半導体、ゾル−ゲル、エーロゲル、液晶、自己結合型単分子
層又はセラミックから成っていてもよい。架橋ポリマーが多機能モノマー／ポリ
マーによって形成された網状構造又はネットワークとして規定される。ルーズに
架橋された材料では、鎖セグメントの小規模な動作と関連した局所的な運動の自
由度は保持されるが、大規模な運動（流れ）は、拡散網状構造の拘束によって防
止される。完成品としての物品全体を貫通して延びる架橋網状構造は熱に対して
安定性があり、線状（架橋されていない）ポリマーを流動させ又は溶融させる条
件下では流動し又は溶融するようには作ることができない。
【００１６】
下側クラッド２０２を当該技術分野で知られている多くの利用可能な方法のう
ちの１つ（使用される材料に応じて）、例えば、ポリマー材料についてはスピン
コーティング法、メニスカスコーティング法、押出しコーティング法、スプレー
コーティング法、浸漬コーティング法、スロットダイコーティング法、又はフラ
ッシュ蒸発コーティング法、硬質酸化物又は窒化物、例えば、ＳｉＯ2 又は、
ＳｉＮx については真空蒸着法（例えば、蒸着、スパッタリング、化学的気相
成長（ＣＶＤ）又はプラズマエンハンストＣＶＤ）によって基板上に堆積させる
のがよい。その結果得られた下側クラッド層の頂面（基板から最も遠くに位置す
る表面）は、光学的にスムーズで且つ欠陥のないものであり、その結果、コアと
クラッドの境界部のところで光モードの散乱が低いものであり、その結果、光集
積回路内での光導波路伝搬損失が低いものであるようなものであることが必要で
ある。加うるに、クラッド層材料それ自体は本来的に、光構造体中で案内される
波長では低い吸収率及び散乱率を示すものであることが必要である。
ちの１つ（使用される材料に応じて）、例えば、ポリマー材料についてはスピン
コーティング法、メニスカスコーティング法、押出しコーティング法、スプレー
コーティング法、浸漬コーティング法、スロットダイコーティング法、又はフラ
ッシュ蒸発コーティング法、硬質酸化物又は窒化物、例えば、ＳｉＯ2 又は、
ＳｉＮx については真空蒸着法（例えば、蒸着、スパッタリング、化学的気相
成長（ＣＶＤ）又はプラズマエンハンストＣＶＤ）によって基板上に堆積させる
のがよい。その結果得られた下側クラッド層の頂面（基板から最も遠くに位置す
る表面）は、光学的にスムーズで且つ欠陥のないものであり、その結果、コアと
クラッドの境界部のところで光モードの散乱が低いものであり、その結果、光集
積回路内での光導波路伝搬損失が低いものであるようなものであることが必要で
ある。加うるに、クラッド層材料それ自体は本来的に、光構造体中で案内される
波長では低い吸収率及び散乱率を示すものであることが必要である。
【００１７】
この下側クラッド層はいったん被着されると、安定性があり、即ち、基板上に
又は基板内へ流動しないようなコンシステンシー（稠度）のものであり、この下
側クラッド層は、構造的又は化学的に悪影響を受けることなく、即ち、導波路を
クラッド層として働くことができないようにはならず、或いは、上に位置する層
がその所望の光画定可能な態様で動作するのを防止することなく、その上にコア
層を構造的にしかも化学的に受け入れることができることが好ましい。被着され
たままの状態ではこれらの性質を本来的には示さない下側クラッド材料の場合、
これら下側クラッド材料を少なくとも部分的に硬化させてこれらの性質を達成す
ることが好ましい。部分的な硬化は、適当に活性化させると共にそれが望ましい
場合、処理中又は処理後におけるそれ以上の反応が可能になるような処理又は加
工を意味する。少なくとも部分的な硬化は、第１形式の複数の感光性分子、下側
クラッド材料中の選択された波長λLC又は選択された波長範囲で活性化可能な感
光性モノマー、電荷移動剤、光開始剤又は他のかかる分子を含む感光性分子を組
み込むことによって達成できる。例えば、この第１形式の感光性分子を長波長、
例えば、４３０ｎｍ以上の波長を持つ可視光の波長で活性化できる。例えばスパ
ッタリングによりいったん堆積又は被着すると、下側クラッドポリマー層を次に
、例えば従来型ランプ／フィルタの組合せによってこの可視光に当てるのがよく
、それにより、材料が流動し又は膨潤することがないような十分な分子相互間の
結合を生じさせる。かかる第１形式の感光性分子を含ませることにより、下側ク
ラッド層がいったん被着されると、少なくとも部分的に硬化可能となり、即ち、
次に行われる処理にも関わらずその厚さ及び一様性を実質的に保持することがで
きる。
又は基板内へ流動しないようなコンシステンシー（稠度）のものであり、この下
側クラッド層は、構造的又は化学的に悪影響を受けることなく、即ち、導波路を
クラッド層として働くことができないようにはならず、或いは、上に位置する層
がその所望の光画定可能な態様で動作するのを防止することなく、その上にコア
層を構造的にしかも化学的に受け入れることができることが好ましい。被着され
たままの状態ではこれらの性質を本来的には示さない下側クラッド材料の場合、
これら下側クラッド材料を少なくとも部分的に硬化させてこれらの性質を達成す
ることが好ましい。部分的な硬化は、適当に活性化させると共にそれが望ましい
場合、処理中又は処理後におけるそれ以上の反応が可能になるような処理又は加
工を意味する。少なくとも部分的な硬化は、第１形式の複数の感光性分子、下側
クラッド材料中の選択された波長λLC又は選択された波長範囲で活性化可能な感
光性モノマー、電荷移動剤、光開始剤又は他のかかる分子を含む感光性分子を組
み込むことによって達成できる。例えば、この第１形式の感光性分子を長波長、
例えば、４３０ｎｍ以上の波長を持つ可視光の波長で活性化できる。例えばスパ
ッタリングによりいったん堆積又は被着すると、下側クラッドポリマー層を次に
、例えば従来型ランプ／フィルタの組合せによってこの可視光に当てるのがよく
、それにより、材料が流動し又は膨潤することがないような十分な分子相互間の
結合を生じさせる。かかる第１形式の感光性分子を含ませることにより、下側ク
ラッド層がいったん被着されると、少なくとも部分的に硬化可能となり、即ち、
次に行われる処理にも関わらずその厚さ及び一様性を実質的に保持することがで
きる。
【００１８】
次に、光学的コア層２０４、好ましくは、上述したようなポリマー層を下側ク
ラッド層２０２上に被着させて最終的に光導波路構造体を生じさせる。この段階
では、堆積されたままのコアとコア層の厚さと組み合わされた上側及び下側クラ
ッド層の屈折率の差は、構造体の少なくとも１つの伝搬モードについて閉込めを
可能にする程十分である必要はないが、材料の選択により、後で行う光画定法を
いったん完了した後にかかる閉込めが可能になる。それ故、後で光画定を行った
コア層の部分は、クラッド層の何れとも異なる、即ち、これよりも大きいか又は
小さい屈折率を有する。しかしながら、本発明は、光学的構造体の互いに異なる
層について垂直方向において互いに異なる開始（堆積されたままの）屈折率を用
い、横方向導波路モード閉込め作用を生じさせるよう光画定拡散法を利用する。
加うるに、コアとクラッド層との間の厚さ及び屈折率の差は、好ましくは、クラ
ッド層中の光学モードのエバネッセント場がクラッドの最も外側に位置する境界
部に達する前に実質的にゼロに減衰するようにするのに十分であるべきである。
その目的は、伝搬又は吸収損及び環境の影響を最小限に抑えることにある。しか
しながら、導波路モードがこれに隣接したクラッド表面又は特徴部、例えば電極
と相互作用することが望ましいような場合、エバネッセントモードがかかる値に
減衰することは必要ではない場合がある。適当な光学的厚さを求める方程式が当
該技術分野では周知であり、これは、例えば、にしはら等の著の「光学的集積回
路（Optical Integrated Circuits ）」マッグロウヒル社、１９８９年にみるこ
とができ、かかる文献の記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてこ
こに援用する。
ラッド層２０２上に被着させて最終的に光導波路構造体を生じさせる。この段階
では、堆積されたままのコアとコア層の厚さと組み合わされた上側及び下側クラ
ッド層の屈折率の差は、構造体の少なくとも１つの伝搬モードについて閉込めを
可能にする程十分である必要はないが、材料の選択により、後で行う光画定法を
いったん完了した後にかかる閉込めが可能になる。それ故、後で光画定を行った
コア層の部分は、クラッド層の何れとも異なる、即ち、これよりも大きいか又は
小さい屈折率を有する。しかしながら、本発明は、光学的構造体の互いに異なる
層について垂直方向において互いに異なる開始（堆積されたままの）屈折率を用
い、横方向導波路モード閉込め作用を生じさせるよう光画定拡散法を利用する。
加うるに、コアとクラッド層との間の厚さ及び屈折率の差は、好ましくは、クラ
ッド層中の光学モードのエバネッセント場がクラッドの最も外側に位置する境界
部に達する前に実質的にゼロに減衰するようにするのに十分であるべきである。
その目的は、伝搬又は吸収損及び環境の影響を最小限に抑えることにある。しか
しながら、導波路モードがこれに隣接したクラッド表面又は特徴部、例えば電極
と相互作用することが望ましいような場合、エバネッセントモードがかかる値に
減衰することは必要ではない場合がある。適当な光学的厚さを求める方程式が当
該技術分野では周知であり、これは、例えば、にしはら等の著の「光学的集積回
路（Optical Integrated Circuits ）」マッグロウヒル社、１９８９年にみるこ
とができ、かかる文献の記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてこ
こに援用する。
【００１９】
コア層についての被着又は堆積法はこの場合も、例えば下側クラッド層につい
ては材料の選択で決まる。コア層についての適当な選択肢は、ポリマー材料、例
えば、ノーランド光接着剤（Norland Optical Adhesive）６８、ＰＭＭＡ、又は
適当に選択された架橋可能なポリマーである。選択された材料は、クラッド層の
両方とは異なる屈折率（例えば、これよりも高い又は低い）を生じさせ（少なく
とも光画定法がいったん完了した場合）、そして所望の波長が許容可能な程の低
さの損失で（許容可能な損失は、正確なデバイスの設計及び機能によって決まる
）光学的構造体を通って伝搬するのに十分な光学的透明度を備えることができる
ことが必要である。加うるに、このコア層は、中間層の境界部のところでの散乱
に起因して過剰の伝搬損を防止するよう表面粗さが低いものであることが必要で
ある。
ては材料の選択で決まる。コア層についての適当な選択肢は、ポリマー材料、例
えば、ノーランド光接着剤（Norland Optical Adhesive）６８、ＰＭＭＡ、又は
適当に選択された架橋可能なポリマーである。選択された材料は、クラッド層の
両方とは異なる屈折率（例えば、これよりも高い又は低い）を生じさせ（少なく
とも光画定法がいったん完了した場合）、そして所望の波長が許容可能な程の低
さの損失で（許容可能な損失は、正確なデバイスの設計及び機能によって決まる
）光学的構造体を通って伝搬するのに十分な光学的透明度を備えることができる
ことが必要である。加うるに、このコア層は、中間層の境界部のところでの散乱
に起因して過剰の伝搬損を防止するよう表面粗さが低いものであることが必要で
ある。
【００２０】
下側クラッド２０２に関し、コア層２０４の限定された又は部分的な硬化が、
利用される材料に応じて有利な場合がある。かかる限定された又は部分的な硬化
は、コア層を光画定しようとする場合に好ましい場合がある。この場合、光画定
工程の実施前にポリマーの部分的硬化を行うと、材料が流動し、膨潤し又は他の
層と化学的に相互作用するのを防止するのに十分な架橋が可能になり、それ故に
、巻取りが可能であり（基板が剛性ではないことを条件とする）、あらかじめパ
ターン付けされた状態で貯蔵できる頑丈な構造体が得られる。しかしながら、架
橋は、適当な処理後に次の拡散又はそれ以上の架橋が生じるのを完全に阻止する
には十分ではない。部分的な硬化を、下側クラッド２０２と同一の波長λLC又は
これとは異なるλC で行ってもよい。コア層２０４の部分的な硬化が下側クラ
ッド２０２と同一の波長で行われる場合、同じ第１形式の感光性分子を被着時に
コア層２０４中に混ぜ込むのがよいことは明らかである。
利用される材料に応じて有利な場合がある。かかる限定された又は部分的な硬化
は、コア層を光画定しようとする場合に好ましい場合がある。この場合、光画定
工程の実施前にポリマーの部分的硬化を行うと、材料が流動し、膨潤し又は他の
層と化学的に相互作用するのを防止するのに十分な架橋が可能になり、それ故に
、巻取りが可能であり（基板が剛性ではないことを条件とする）、あらかじめパ
ターン付けされた状態で貯蔵できる頑丈な構造体が得られる。しかしながら、架
橋は、適当な処理後に次の拡散又はそれ以上の架橋が生じるのを完全に阻止する
には十分ではない。部分的な硬化を、下側クラッド２０２と同一の波長λLC又は
これとは異なるλC で行ってもよい。コア層２０４の部分的な硬化が下側クラ
ッド２０２と同一の波長で行われる場合、同じ第１形式の感光性分子を被着時に
コア層２０４中に混ぜ込むのがよいことは明らかである。
【００２１】
この第１形式の感光性分子に加えて、この実施形態ではコア層２０４は、第２
形式の感光性分子を含むのが好ましい。この第２形式の感光性分子は、第１の波
長とは別個の第２の波長、例えばＵＶ波長で活性化される感光性モノマー、電荷
移動剤、光開始剤、又は他のかかる分子を含むのがよい。後で光導波路の作製の
ために利用されるのはこの第２形式の感光性分子である。一般に、コア層材料中
の第２形式の感光性分子の濃度が高ければ高い程それだけ一層、後で行われる光
画定の際に達成できる屈折率の変化をポリマー中に生じる場合のある全ての結合
部の数によって課される限度まで大きくすることができる。好ましくは、第２形
式の感光性分子の濃度は、コア層材料の０．１体積％〜２０体積％の範囲にある
ことが必要であるが、８０％という高い濃度であってもよい。第２形式の感光性
分子の応答性、例えば、吸収波長は、第１形式の感光性分子の性質によって設定
される或る閾値よりも大きいか低いかの何れかであることが重要である。このよ
うに、第２形式の感光性分子を、第１形式の感光性分子又は第２形式の感光性分
子のうち実質的に何れか一方のみが所与の波長で応答するように配置するのがよ
い。
形式の感光性分子を含むのが好ましい。この第２形式の感光性分子は、第１の波
長とは別個の第２の波長、例えばＵＶ波長で活性化される感光性モノマー、電荷
移動剤、光開始剤、又は他のかかる分子を含むのがよい。後で光導波路の作製の
ために利用されるのはこの第２形式の感光性分子である。一般に、コア層材料中
の第２形式の感光性分子の濃度が高ければ高い程それだけ一層、後で行われる光
画定の際に達成できる屈折率の変化をポリマー中に生じる場合のある全ての結合
部の数によって課される限度まで大きくすることができる。好ましくは、第２形
式の感光性分子の濃度は、コア層材料の０．１体積％〜２０体積％の範囲にある
ことが必要であるが、８０％という高い濃度であってもよい。第２形式の感光性
分子の応答性、例えば、吸収波長は、第１形式の感光性分子の性質によって設定
される或る閾値よりも大きいか低いかの何れかであることが重要である。このよ
うに、第２形式の感光性分子を、第１形式の感光性分子又は第２形式の感光性分
子のうち実質的に何れか一方のみが所与の波長で応答するように配置するのがよ
い。
【００２２】
図３は、特に図２ａ〜図２ｅの実施形態で混ぜ込まれる２つの仮想形式の感光
性分子、即ち、第１形式の感光性分子３０２及び第２形式の感光性分子３０４の
スペクトルレスポンス又は感度を示している。これらの互いに異なる感度特性を
利用するとこれら分子を互いに異なる光の波長に当てることにより別々に活性化
させることができる。長波長３０６のところで強い感度を持つ第１形式の感光性
分子３０２を活性化するには、まず最初に、第２形式の感光性分子３０４の特性
によって設定された或る低い閾値よりも低い急峻な波長カットオフを備えたラン
プ／フィルタの組合せを用いる。この第１の波長への暴露は、第２形式の感光性
分子３０４に実質的に影響を及ぼさず、又は活性化させない。ただし、第２形式
の感光性分子による弱い吸収性が生じる場合があり、かかる吸収としては場合に
よってはその化学種（活性種とも呼ばれる）の僅かな活性化が含まれる。第１形
式の感光性分子による最初の活性化反応が部分的に又は完全に生じた後、第２形
式の感光性分子３０４を活性化させて短い波長３０８での第２の暴露を用いてい
つか後の時期で硬化させるのがよい。第１形式の感光性分子３０２と関連した短
波長吸収テール（tail）（多種多様なポリマーの一般的な性質）のために、暴露
の順序を逆にしないことが望ましい。
性分子、即ち、第１形式の感光性分子３０２及び第２形式の感光性分子３０４の
スペクトルレスポンス又は感度を示している。これらの互いに異なる感度特性を
利用するとこれら分子を互いに異なる光の波長に当てることにより別々に活性化
させることができる。長波長３０６のところで強い感度を持つ第１形式の感光性
分子３０２を活性化するには、まず最初に、第２形式の感光性分子３０４の特性
によって設定された或る低い閾値よりも低い急峻な波長カットオフを備えたラン
プ／フィルタの組合せを用いる。この第１の波長への暴露は、第２形式の感光性
分子３０４に実質的に影響を及ぼさず、又は活性化させない。ただし、第２形式
の感光性分子による弱い吸収性が生じる場合があり、かかる吸収としては場合に
よってはその化学種（活性種とも呼ばれる）の僅かな活性化が含まれる。第１形
式の感光性分子による最初の活性化反応が部分的に又は完全に生じた後、第２形
式の感光性分子３０４を活性化させて短い波長３０８での第２の暴露を用いてい
つか後の時期で硬化させるのがよい。第１形式の感光性分子３０２と関連した短
波長吸収テール（tail）（多種多様なポリマーの一般的な性質）のために、暴露
の順序を逆にしないことが望ましい。
【００２３】
この段階では、光画定可能な層中に存在する第２形式の感光性分子の量は屈折
率の変化及びかくして光画定された導波路内で達成できる光学モード幅に影響を
与えることは注目されるべきである。コア層中に用いられる第２形式の感光性分
子の量が多ければ多いほどそれだけ一層、光画定によって生じる屈折率の変化が
高くなり、しかも、達成できるモードの形状が、パターニングされた暴露によっ
て引き起こされる優先的な硬化法を用いて材料中に作ることができる最大屈折率
差によって設定される或る限度まで狭くなるのが通例である。コア層２０４のポ
リマーの硬化の度合い（即ち、形成可能な結合部の総数の一部として形成される
結合部の数によって決まる反応の程度）は、加えられる硬化エネルギに確実に比
例し、或いは変形例として放射線への暴露によって活性化される感光性分子の化
学種の量に確実に比例する。コア層を化学的且つ機械的に安定化させて頑丈にす
るために被着後にコア層に加えられる硬化の部分的な度合いは、本明細書におい
て説明している光画定法により狭い導波路モード幅及び高い品質のチャネル導波
路を達成するうえで重要な要因である。最も狭く且つ最も高い閉込め導波路は一
般に、コア層のフィルムの必要とする化学的及び機械的安定性と依然として両立
する最も低い度合いの部分的硬化を与えることによって達成される。次に、最終
のロック工程（以下に説明する）を好ましくは施して結果的に化学的、熱的及び
物理的に安定したデバイスが得られるようにする。
率の変化及びかくして光画定された導波路内で達成できる光学モード幅に影響を
与えることは注目されるべきである。コア層中に用いられる第２形式の感光性分
子の量が多ければ多いほどそれだけ一層、光画定によって生じる屈折率の変化が
高くなり、しかも、達成できるモードの形状が、パターニングされた暴露によっ
て引き起こされる優先的な硬化法を用いて材料中に作ることができる最大屈折率
差によって設定される或る限度まで狭くなるのが通例である。コア層２０４のポ
リマーの硬化の度合い（即ち、形成可能な結合部の総数の一部として形成される
結合部の数によって決まる反応の程度）は、加えられる硬化エネルギに確実に比
例し、或いは変形例として放射線への暴露によって活性化される感光性分子の化
学種の量に確実に比例する。コア層を化学的且つ機械的に安定化させて頑丈にす
るために被着後にコア層に加えられる硬化の部分的な度合いは、本明細書におい
て説明している光画定法により狭い導波路モード幅及び高い品質のチャネル導波
路を達成するうえで重要な要因である。最も狭く且つ最も高い閉込め導波路は一
般に、コア層のフィルムの必要とする化学的及び機械的安定性と依然として両立
する最も低い度合いの部分的硬化を与えることによって達成される。次に、最終
のロック工程（以下に説明する）を好ましくは施して結果的に化学的、熱的及び
物理的に安定したデバイスが得られるようにする。
【００２４】
コア層の被着及び予備硬化に続き、例えば別の（アクリルオキシプロピル）メ
チルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー（ペンシルベニア州トリータウ
ン所在のゲレスト・インコーポレイテッドから製品コードＵＭＳ−１８２として
入手できる）で構成できる上側クラッド２１０を設けて光学モードをアクチュエ
ータ又は環境の影響から隔絶する。コアと上側クラッドの屈折率の差（少なくと
も、光画定を完了した後）と上側クラッドの厚さの組合せは、光学モードのエバ
ネッセント場がクラッドの外面に到達する前に実質的にゼロに減衰して吸収損が
上に位置する領域で生じないようにするのに十分なものであることが必要である
。変形例として、光学モードが光学的多層スタックの外部に位置する特徴部又は
材料（例えば、センサ内の化学種）と相互作用することが望ましい場合、光学モ
ードのエバネッセント場が上側クラッドの頂面のところで所定の強度を備えて望
ましいモード相互作用を生じさせるように上側クラッドの厚さと屈折率を選択す
るのがよい。上側クラッド層２１０の材料についての他の適当な選択肢としては
、架橋可能なポリマー、無機又は非架橋有機材料、例えば、石英ガラス、ポリマ
ー、ゾル−ゲル、エーロゲル、液晶又は自己結合型単分子層が挙げられる。この
上側クラッド層に利用される化学的性質及び被着法は、その被着が、上側クラッ
ド層の下に位置するコア層を変形させ又は損傷させず、或いは、コア層を必要な
らば次に行う光画定ができないようにするようなものであることが必要である。
チルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー（ペンシルベニア州トリータウ
ン所在のゲレスト・インコーポレイテッドから製品コードＵＭＳ−１８２として
入手できる）で構成できる上側クラッド２１０を設けて光学モードをアクチュエ
ータ又は環境の影響から隔絶する。コアと上側クラッドの屈折率の差（少なくと
も、光画定を完了した後）と上側クラッドの厚さの組合せは、光学モードのエバ
ネッセント場がクラッドの外面に到達する前に実質的にゼロに減衰して吸収損が
上に位置する領域で生じないようにするのに十分なものであることが必要である
。変形例として、光学モードが光学的多層スタックの外部に位置する特徴部又は
材料（例えば、センサ内の化学種）と相互作用することが望ましい場合、光学モ
ードのエバネッセント場が上側クラッドの頂面のところで所定の強度を備えて望
ましいモード相互作用を生じさせるように上側クラッドの厚さと屈折率を選択す
るのがよい。上側クラッド層２１０の材料についての他の適当な選択肢としては
、架橋可能なポリマー、無機又は非架橋有機材料、例えば、石英ガラス、ポリマ
ー、ゾル−ゲル、エーロゲル、液晶又は自己結合型単分子層が挙げられる。この
上側クラッド層に利用される化学的性質及び被着法は、その被着が、上側クラッ
ド層の下に位置するコア層を変形させ又は損傷させず、或いは、コア層を必要な
らば次に行う光画定ができないようにするようなものであることが必要である。
【００２５】
この場合も又、この層の部分的硬化が、下側クラッドと同一の波長λLC、コア
層λC 又はこれとは異なる波長λUCの何れかで望ましい場合がある。上側クラ
ッド層の部分的硬化が下側クラッドと同一の波長で生じることになる場合、同じ
第１形式の感光性分子を被着の際に上側クラッド層中に混ぜ込むのがよいことは
明らかであろう。加うるに、上側クラッド層の部分的硬化がコア層の硬化のレベ
ルをそれ程増大させてはならないが、少なくとも後で行う光画定法の邪魔になら
ないような程度まで増大させることが重要である。
層λC 又はこれとは異なる波長λUCの何れかで望ましい場合がある。上側クラ
ッド層の部分的硬化が下側クラッドと同一の波長で生じることになる場合、同じ
第１形式の感光性分子を被着の際に上側クラッド層中に混ぜ込むのがよいことは
明らかであろう。加うるに、上側クラッド層の部分的硬化がコア層の硬化のレベ
ルをそれ程増大させてはならないが、少なくとも後で行う光画定法の邪魔になら
ないような程度まで増大させることが重要である。
【００２６】
このように、下側クラッド層、コア層及び上側クラッド層の３つ全ての材料を
少なくとも部分的に硬化させるのがよく、それにより、一時的に制御可能な化学
的性質が所定のやり方で得られる。一時的に制御可能な化学的性質は、３種類の
材料の化学的及び物理的性質が、開示される多層構造体を形成することができる
が、必要ならば、それ以上加工できるような程十分に安定性があることを意味し
ている。これら材料はかくして、少なくとも部分的に硬化時に、構造的な面と化
学的な面の両方の面において実質的に安定であることができるように当初選択さ
れる。多層スタックの作製を場合によっては３つの層の少なくとも部分的硬化を
必要とするものとして説明したことは注目されるべきである。それ故、スタック
の作製は、上側及び下側クラッド層を完全に硬化させることができるが、光画定
されることが望ましく又はそのように設計されたコア層及び任意他の層が導波路
の光画定に先だって完全には硬化されないようにすることは明らかであろう。 本発明者は、本明細書において記載した実施形態に従って光画定法を利用して
形成される光導波路の結果的に得られるモードプロフィール直径が、部分的硬化
のために加えられるエネルギの減少に連れて減少するという考えを持っている。
しかしながら、モードプロフィール直径は、他のパラメータ、例えば、コア層の
厚さ、クラッドの屈折率等に依存することも又注目されたい。
少なくとも部分的に硬化させるのがよく、それにより、一時的に制御可能な化学
的性質が所定のやり方で得られる。一時的に制御可能な化学的性質は、３種類の
材料の化学的及び物理的性質が、開示される多層構造体を形成することができる
が、必要ならば、それ以上加工できるような程十分に安定性があることを意味し
ている。これら材料はかくして、少なくとも部分的に硬化時に、構造的な面と化
学的な面の両方の面において実質的に安定であることができるように当初選択さ
れる。多層スタックの作製を場合によっては３つの層の少なくとも部分的硬化を
必要とするものとして説明したことは注目されるべきである。それ故、スタック
の作製は、上側及び下側クラッド層を完全に硬化させることができるが、光画定
されることが望ましく又はそのように設計されたコア層及び任意他の層が導波路
の光画定に先だって完全には硬化されないようにすることは明らかであろう。 本発明者は、本明細書において記載した実施形態に従って光画定法を利用して
形成される光導波路の結果的に得られるモードプロフィール直径が、部分的硬化
のために加えられるエネルギの減少に連れて減少するという考えを持っている。
しかしながら、モードプロフィール直径は、他のパラメータ、例えば、コア層の
厚さ、クラッドの屈折率等に依存することも又注目されたい。
【００２７】
上述の説明は３つの層から成る光学的スタック、即ち、基板／下側クラッド、
コア及び上側クラッド層に関するものであるが、これ以上の多くの層を構造体に
付け足してもよいことは注目されるべきである。特に、コア層の上又は下の何れ
かにこれよりも多くの層を配置し、本明細書において説明したようなＵＶ光でパ
ターニングしてもよい。別段指摘するところが無ければ、「上」及び「下」とい
う用語は、相互に移り変わるものとして解釈されるべきである。即ち、１つの層
がたとえ第１の層と第２の層との間に中間又は介在層があっても第２の層の「上
」又は「下」にあると考えられる。加うるに、説明している実施形態では、上側
クラッド、コア及び下側クラッド層の屈折率は、それぞれ個々の屈折率を有して
いるものとして説明されているが、上側及び下側クラッド層が同一の屈折率を有
することは全く構わず、又、コア層がパターニング段階の実施前にクラッド層の
何れか一方又は両方と同一の屈折率を有することが可能である。この場合、コア
層は、光画定法が起こることができるようにする感光性分子を有している。した
がって、３つ全ての層、即ち、下側クラッド、上側クラッド及びコアは、同一材
料から成り、光画定に先だって実質的に同一の屈折率を有することが可能であり
、コア層は、少なくとも第１の感光性分子を更に含む点において異なっている。
コア及び上側クラッド層に関するものであるが、これ以上の多くの層を構造体に
付け足してもよいことは注目されるべきである。特に、コア層の上又は下の何れ
かにこれよりも多くの層を配置し、本明細書において説明したようなＵＶ光でパ
ターニングしてもよい。別段指摘するところが無ければ、「上」及び「下」とい
う用語は、相互に移り変わるものとして解釈されるべきである。即ち、１つの層
がたとえ第１の層と第２の層との間に中間又は介在層があっても第２の層の「上
」又は「下」にあると考えられる。加うるに、説明している実施形態では、上側
クラッド、コア及び下側クラッド層の屈折率は、それぞれ個々の屈折率を有して
いるものとして説明されているが、上側及び下側クラッド層が同一の屈折率を有
することは全く構わず、又、コア層がパターニング段階の実施前にクラッド層の
何れか一方又は両方と同一の屈折率を有することが可能である。この場合、コア
層は、光画定法が起こることができるようにする感光性分子を有している。した
がって、３つ全ての層、即ち、下側クラッド、上側クラッド及びコアは、同一材
料から成り、光画定に先だって実質的に同一の屈折率を有することが可能であり
、コア層は、少なくとも第１の感光性分子を更に含む点において異なっている。
【００２８】
上述の方法は、光学的多層スタックを作成する方法の非限定的な例として与え
られている。他の作製法は当業者には、明らかであろう。例えば、光学的多層ス
タックを積層法で作製してもよい。この方法では、少なくとも部分的に硬化下側
クラッド、コア及び上側クラッド層を、互いに接触して配置し、圧力を制御可能
に一様に加えてこれら層相互間の空気が実質的に除かれるようにすることによっ
て積層する。この段階では、積層後、導波路を作製する光画定法は依然として行
われず、積層法は拡散法の役割を果たしていない。
られている。他の作製法は当業者には、明らかであろう。例えば、光学的多層ス
タックを積層法で作製してもよい。この方法では、少なくとも部分的に硬化下側
クラッド、コア及び上側クラッド層を、互いに接触して配置し、圧力を制御可能
に一様に加えてこれら層相互間の空気が実質的に除かれるようにすることによっ
て積層する。この段階では、積層後、導波路を作製する光画定法は依然として行
われず、積層法は拡散法の役割を果たしていない。
【００２９】
紫外線光によるパターニング、光画定
光学的多層構造体をいったん構成すると、光画定された層の平面内において任
意所望の寸法形状をとることができる光導波路、例えば、プレーナ型又はチャン
ネル型導波路を光画定法によって作製する。所望の導波路パターンをマスク２０
６によって画定することができ、このマスクは化学線又は他の放射線２０５を通
過させることができる少なくともパターニング化領域を有している。マスク２０
６は例えば、２回目の硬化の波長では、不透明であり、露光させて所望のパター
ンにエッチングした従来のフォトレジスト層であってよい。マスクを上側クラッ
ド層２１０の最も上に位置した表面上にいったん配置し又は作製すると（例えば
、リソグラフィーによりパターン化された金属又はレジスト層の状態で）、ＵＶ
光源又は他の適当な源を放射線がマスクされた表面に差し向けられるように差し
向ける。放射線暴露（優先的な硬化）が原因となって屈折率領域の増大が得られ
る実施形態では、光導波路を照明が行われない領域（即ち、マスク２０６の不透
明な部分によって覆われた領域）ではなく、化学線が通過することができる領域
に作製する。
意所望の寸法形状をとることができる光導波路、例えば、プレーナ型又はチャン
ネル型導波路を光画定法によって作製する。所望の導波路パターンをマスク２０
６によって画定することができ、このマスクは化学線又は他の放射線２０５を通
過させることができる少なくともパターニング化領域を有している。マスク２０
６は例えば、２回目の硬化の波長では、不透明であり、露光させて所望のパター
ンにエッチングした従来のフォトレジスト層であってよい。マスクを上側クラッ
ド層２１０の最も上に位置した表面上にいったん配置し又は作製すると（例えば
、リソグラフィーによりパターン化された金属又はレジスト層の状態で）、ＵＶ
光源又は他の適当な源を放射線がマスクされた表面に差し向けられるように差し
向ける。放射線暴露（優先的な硬化）が原因となって屈折率領域の増大が得られ
る実施形態では、光導波路を照明が行われない領域（即ち、マスク２０６の不透
明な部分によって覆われた領域）ではなく、化学線が通過することができる領域
に作製する。
【００３０】
変形例として、投射又は近接暴露システムを利用して、もしくはポリマーの表
面に決して接触することはなく、レンズ又は視準光の何れかを用いてポリマー中
へ画像化して接触法と実質的に同一の効果を得られるようにするのがよい。同様
に、放射線の合焦ビーム、例えば、ＵＶレーザ（エキシマー）又は電子ビームを
ポリマー層の表面を横切って走査して照射パターンを定め、場合によっては、強
度変調を利用して導波路ネットワーク中に特徴部の正確な位置を制御することも
行う直接書込み法を利用してもよい。
面に決して接触することはなく、レンズ又は視準光の何れかを用いてポリマー中
へ画像化して接触法と実質的に同一の効果を得られるようにするのがよい。同様
に、放射線の合焦ビーム、例えば、ＵＶレーザ（エキシマー）又は電子ビームを
ポリマー層の表面を横切って走査して照射パターンを定め、場合によっては、強
度変調を利用して導波路ネットワーク中に特徴部の正確な位置を制御することも
行う直接書込み法を利用してもよい。
【００３１】
この光画定工程では、放射線ビームがマスクを通って上側クラッドの最も上に
位置する表面上を加工する際の放射線ビームの断面が一様であることが望ましい
。かかる一様性は、体積全体を通じて達成される屈折率の変化の一様性及び光画
定法によって形成される光導波路ネットワークの一様性を得るのに役立つ。 放射線２０５は、導波路マスク２０６の開放領域を通過し、上側クラッド層２
１０を通過してコア層（又は、光画定可能な層）２０４内へ進む。コア層のこの
選択された体積、即ち、放射線２０５に当てられた体積内において、第２形式の
感光性分子が化学線によって「活性化」され、光導波路が形成される。
位置する表面上を加工する際の放射線ビームの断面が一様であることが望ましい
。かかる一様性は、体積全体を通じて達成される屈折率の変化の一様性及び光画
定法によって形成される光導波路ネットワークの一様性を得るのに役立つ。 放射線２０５は、導波路マスク２０６の開放領域を通過し、上側クラッド層２
１０を通過してコア層（又は、光画定可能な層）２０４内へ進む。コア層のこの
選択された体積、即ち、放射線２０５に当てられた体積内において、第２形式の
感光性分子が化学線によって「活性化」され、光導波路が形成される。
【００３２】
マスク２０６、曲線、Ｘ字形枝部及びＹ字形枝部を含む導波路構造体を適当に
作製することにより導波路ネットワークを光画定された層の平面内で任意の所望
の２つの寸法形状に合わせて容易に画定することができ、互いに平行なカプラー
又は結合器を作ることができる。製作された導波路は、光閉込めの強さ及びガイ
ドの寸法に応じて多数の横光モード又は単一横モードの何れかを維持することが
できる。一般に、光モードは、２種類の寸法であらわされるその電磁界の幾何学
的形状、その偏波状態、及びその波長によって区別される。光モードによって生
じる屈折率の変化が十分に小さく（例えば、Δｎ＝０．００３）、ガイドの寸法
が十分に狭い（例えば５．０μｍ）である場合、導波路は、或る範囲の波長にわ
たって単一横モード（最も低い次数のモード）だけを含むことになろう。屈折率
の差が大きく且つ（或いは）導波路の物理的寸法が大きい場合、光モードの数が
増大する。好ましくは、導波路は、単一の、即ち最も低い次数のモードだけを維
持するよう設計され、それにより、高い次数のモードと関連した複雑さを無くす
。次数の高いモードは、次数の低いモードとは異なる伝搬定数及び或る用途では
問題となる場合のある高い散乱損失を有する。パワーが高いことが望ましい他の
用途では、次数の高いモードは一層有利な場合がある。
作製することにより導波路ネットワークを光画定された層の平面内で任意の所望
の２つの寸法形状に合わせて容易に画定することができ、互いに平行なカプラー
又は結合器を作ることができる。製作された導波路は、光閉込めの強さ及びガイ
ドの寸法に応じて多数の横光モード又は単一横モードの何れかを維持することが
できる。一般に、光モードは、２種類の寸法であらわされるその電磁界の幾何学
的形状、その偏波状態、及びその波長によって区別される。光モードによって生
じる屈折率の変化が十分に小さく（例えば、Δｎ＝０．００３）、ガイドの寸法
が十分に狭い（例えば５．０μｍ）である場合、導波路は、或る範囲の波長にわ
たって単一横モード（最も低い次数のモード）だけを含むことになろう。屈折率
の差が大きく且つ（或いは）導波路の物理的寸法が大きい場合、光モードの数が
増大する。好ましくは、導波路は、単一の、即ち最も低い次数のモードだけを維
持するよう設計され、それにより、高い次数のモードと関連した複雑さを無くす
。次数の高いモードは、次数の低いモードとは異なる伝搬定数及び或る用途では
問題となる場合のある高い散乱損失を有する。パワーが高いことが望ましい他の
用途では、次数の高いモードは一層有利な場合がある。
【００３３】
上述の説明はコア層が第２形式の感光性分子を含み、かくして導波路を作製す
る屈折率変化を生じさせる実施形態に関するものであるが、クラッド層が第２形
式の感光性分子を含む実施形態も又想到できることは明らかであろう。これら実
施形態では、当該技術分野では「ストリップ付き（strip-loaded）」導波路と呼
ばれている構造体を作ることができる。選択されたクラッド層（例えば、上側ク
ラッド層又は下側クラッド層）の、選択された体積の露光の際、第２形式の感光
性分子の活性化及び更に重合が生じ、その屈折率を増大させ、又これに伴って、
クラッド層の選択された体積中への第２形式の感光性分子及びモノマーの拡散が
生じる場合がある。プレーナ型コア層に隣接して位置する屈折率の増大したリブ
は、チャンネル（又は、３次元）型光導波路を誘発させる（これについては、例
えば上述のにしはら等の文献を参照されたい）。クラッドの選択された体積内で
の屈折率の変化（これと一緒に、その隣のクラッド領域内での任意の関連した屈
折率の減少）を導波路の設計の際に考慮に入れて単一モード（又は、所望ならば
多モード）伝搬が得られるようにする必要がある。屈折率の増大したリブをコア
に隣接して局所化する必要はないが、これはクラッド層の厚さ全体を貫通して延
びる場合のがよいことは注目されたい。
る屈折率変化を生じさせる実施形態に関するものであるが、クラッド層が第２形
式の感光性分子を含む実施形態も又想到できることは明らかであろう。これら実
施形態では、当該技術分野では「ストリップ付き（strip-loaded）」導波路と呼
ばれている構造体を作ることができる。選択されたクラッド層（例えば、上側ク
ラッド層又は下側クラッド層）の、選択された体積の露光の際、第２形式の感光
性分子の活性化及び更に重合が生じ、その屈折率を増大させ、又これに伴って、
クラッド層の選択された体積中への第２形式の感光性分子及びモノマーの拡散が
生じる場合がある。プレーナ型コア層に隣接して位置する屈折率の増大したリブ
は、チャンネル（又は、３次元）型光導波路を誘発させる（これについては、例
えば上述のにしはら等の文献を参照されたい）。クラッドの選択された体積内で
の屈折率の変化（これと一緒に、その隣のクラッド領域内での任意の関連した屈
折率の減少）を導波路の設計の際に考慮に入れて単一モード（又は、所望ならば
多モード）伝搬が得られるようにする必要がある。屈折率の増大したリブをコア
に隣接して局所化する必要はないが、これはクラッド層の厚さ全体を貫通して延
びる場合のがよいことは注目されたい。
【００３４】
変形例として、光画定可能な層は、コア層又は上側はクラッド層の何れの機能
も実行する必要はない。薄い光画定可能な層をコア層に隣接して（この上又は下
に）配置することにより、上述した屈折率の増大したリブを光画定法によって形
成することができる。しかしながら、光モードは、光画定された層それ自体には
内部には閉じ込められず、むしろその隣のコア層内に閉じ込められ、リブは、横
方向閉込め及び案内を可能にする。リブは光モードを隔離するのに十分な厚さの
ものではないのでそれ自体クラッド層に隣接して配置されるので、クラッド層の
機能性を発揮することが無いことも又注目されたい。
も実行する必要はない。薄い光画定可能な層をコア層に隣接して（この上又は下
に）配置することにより、上述した屈折率の増大したリブを光画定法によって形
成することができる。しかしながら、光モードは、光画定された層それ自体には
内部には閉じ込められず、むしろその隣のコア層内に閉じ込められ、リブは、横
方向閉込め及び案内を可能にする。リブは光モードを隔離するのに十分な厚さの
ものではないのでそれ自体クラッド層に隣接して配置されるので、クラッド層の
機能性を発揮することが無いことも又注目されたい。
【００３５】
導波路を多層ポリマー構造体内に光画定するために、一般に関心のある層の上
下に位置した他の層内での変化の相対的な排除に合わせて１つの層内の屈折率の
変化をに光誘起することが好ましい。しかしながら、種々の層内における屈折率
の変化が制御可能であって予測可能である限り、屈折率の変化が同一の露光の結
果として２以上の層内で生じることを可能にしながら導波路構造体を作製するこ
とが可能である。
下に位置した他の層内での変化の相対的な排除に合わせて１つの層内の屈折率の
変化をに光誘起することが好ましい。しかしながら、種々の層内における屈折率
の変化が制御可能であって予測可能である限り、屈折率の変化が同一の露光の結
果として２以上の層内で生じることを可能にしながら導波路構造体を作製するこ
とが可能である。
【００３６】
好ましくは少なくとも２つの形式の感光性分子を含むポリマーを利用した上述
の方法を利用すると、チャネル型導波路を上側クラッドを通してコア層中に直接
作製することにより高品質の光導波路を作製することができる。特に、この方法
は、互いに異なるスペクトル感度を備えた２つの形式の感光性分子を利用してい
る。第１形式の感光性分子は、選択的に活性化されて少なくとも部分的な硬化レ
ベルをもたらして多層スタックを構造的に固定してこれが安全に取り扱われ、貯
蔵され、配給されることができるようにする。第２形式の感光性分子は後で用い
られて関心の対象である層を光画定する。
の方法を利用すると、チャネル型導波路を上側クラッドを通してコア層中に直接
作製することにより高品質の光導波路を作製することができる。特に、この方法
は、互いに異なるスペクトル感度を備えた２つの形式の感光性分子を利用してい
る。第１形式の感光性分子は、選択的に活性化されて少なくとも部分的な硬化レ
ベルをもたらして多層スタックを構造的に固定してこれが安全に取り扱われ、貯
蔵され、配給されることができるようにする。第２形式の感光性分子は後で用い
られて関心の対象である層を光画定する。
【００３７】
本発明は、２つの形式の感光性分子のみの利用には限定されないことは明らか
であろう。例えば、第３形式の感光性分子を混ぜ込んで、それ以上の光画定を次
の工程で可能にしてもよい。第３形式の感光性分子は、第１形式及び（又は）第
２形式の感光性分子の光の波長とは異なる第３の光の波長に反応することになる
。これと同様に、第４、第５等の形式の感光性分子を設計及び製作法に取り込ん
でもよい。
であろう。例えば、第３形式の感光性分子を混ぜ込んで、それ以上の光画定を次
の工程で可能にしてもよい。第３形式の感光性分子は、第１形式及び（又は）第
２形式の感光性分子の光の波長とは異なる第３の光の波長に反応することになる
。これと同様に、第４、第５等の形式の感光性分子を設計及び製作法に取り込ん
でもよい。
【００３８】
変形実施形態では、コア（又は、光画定可能な）層が２つの互いに異なる形式
の感光性分子を含む必要はない。かかる実施形態では、下側クラッド層の部分的
硬化を熱の作用で、或いは第１形式の感光性分子の活性化によって誘起すること
ができる。次にコア層を被着させ、このコア層は、第２形式の感光性分子を含む
。実施形態によっては、第１及び第２の感光性分子が同一形式のものであってよ
い場合がある。第２形式の感光性分子のうちの幾分かを活性化させ、或いは熱的
又は電子ビーム硬化法によりコア層の部分的硬化を達成することができる。上側
クラッド層の被着法及び部分硬化法は、これらがコア（光画定可能）層中の硬化
のレベルに実質的に影響を与えず、或いは悪影響を及ぼさないように選択されな
ければならない。即ち、露光を用いて上側クラッド層中の或る形式の感光性分子
を活性化させる場合、その露光は、コア層中の上記形式の感光性分子を活性化さ
せるのに適した波長の次に行われるパターン化された暴露で光画定を達成するこ
とができないようにコア層中の硬化のレベルに影響を及ぼすようなものであって
はならない。コア層の次に行う光画定は、残りの第２形式の感光性分子を活性化
させることによって達成され、これは、部分的硬化法で用いられた同一波長への
暴露によって達成できる。
の感光性分子を含む必要はない。かかる実施形態では、下側クラッド層の部分的
硬化を熱の作用で、或いは第１形式の感光性分子の活性化によって誘起すること
ができる。次にコア層を被着させ、このコア層は、第２形式の感光性分子を含む
。実施形態によっては、第１及び第２の感光性分子が同一形式のものであってよ
い場合がある。第２形式の感光性分子のうちの幾分かを活性化させ、或いは熱的
又は電子ビーム硬化法によりコア層の部分的硬化を達成することができる。上側
クラッド層の被着法及び部分硬化法は、これらがコア（光画定可能）層中の硬化
のレベルに実質的に影響を与えず、或いは悪影響を及ぼさないように選択されな
ければならない。即ち、露光を用いて上側クラッド層中の或る形式の感光性分子
を活性化させる場合、その露光は、コア層中の上記形式の感光性分子を活性化さ
せるのに適した波長の次に行われるパターン化された暴露で光画定を達成するこ
とができないようにコア層中の硬化のレベルに影響を及ぼすようなものであって
はならない。コア層の次に行う光画定は、残りの第２形式の感光性分子を活性化
させることによって達成され、これは、部分的硬化法で用いられた同一波長への
暴露によって達成できる。
【００３９】
本発明が上述したような上側クラッド層のみを貫通して行われる光画定を必要
とする方法に限定されないことも又明らかであろう。任意の層、或いは層のうち
の幾つか、例えば、下側クラッド層又は基板それ自体を通して光画定を行うこと
によりこの方法を利用することが可能である。 本明細書に記載した方法が特定形式の感光性分子を必要とする場合にはどのよ
うな場合であっても、その形式の分子にはこれとは異なる形式の追加の分子が伴
う場合があり、これら分子は特定形式の分子と同一の工程で活性化されることは
理解されよう。追加形式の分子は、特定形式と同一の放射線への暴露によって活
性化されるよう選択されるのがよく、或いは変形例として、特定形式の分子を活
性化させる放射線とは異なる形態又は波長の放射線への暴露によって活性化され
るよう選択してもよい。特定形式の分子を活性化する放射線の形態又は波長とは
異なる放射線の形態又は波長への暴露によって追加形式の分子を活性化すると、
互いに異なる実施形態が、２つの形式の放射線を同時に又は順次生じさせること
ができる。
とする方法に限定されないことも又明らかであろう。任意の層、或いは層のうち
の幾つか、例えば、下側クラッド層又は基板それ自体を通して光画定を行うこと
によりこの方法を利用することが可能である。 本明細書に記載した方法が特定形式の感光性分子を必要とする場合にはどのよ
うな場合であっても、その形式の分子にはこれとは異なる形式の追加の分子が伴
う場合があり、これら分子は特定形式の分子と同一の工程で活性化されることは
理解されよう。追加形式の分子は、特定形式と同一の放射線への暴露によって活
性化されるよう選択されるのがよく、或いは変形例として、特定形式の分子を活
性化させる放射線とは異なる形態又は波長の放射線への暴露によって活性化され
るよう選択してもよい。特定形式の分子を活性化する放射線の形態又は波長とは
異なる放射線の形態又は波長への暴露によって追加形式の分子を活性化すると、
互いに異なる実施形態が、２つの形式の放射線を同時に又は順次生じさせること
ができる。
【００４０】
拡散／架橋の促進
考慮して必要であるならば、任意的に焼付け法を多層スタックに施して拡散又
は架橋法を促進するのがよい。この工程は、パターン化された光画定暴露とポリ
マー構造体中に導波路パターンを固定するのに行われる最終の「ロックアップ」
暴露との間で行われる。熱を加えるべき温度及び時間の範囲は、多層スタックの
化学的性質に応じて様々であろう。加えた熱は、分子が動くことができるように
室温よりも高いが、これら分子が蒸発し、昇華し、或いは多層スタックから乖離
する程高くはなく、例えば２５℃〜１００℃の範囲にあることが望ましい。熱を
加える時間は好ましくは、所望の領域中に拡散又は架橋の平衡状態を達成するに
足る程長い。上述の多層スタックの場合、６０℃〜８５℃の範囲の温度、好まし
くは７５℃で１５分〜１時間の範囲の期間、好ましくは３０分間かけて行われる
焼付け法が、光画定された導波路作製を達成するのに有効である。
は架橋法を促進するのがよい。この工程は、パターン化された光画定暴露とポリ
マー構造体中に導波路パターンを固定するのに行われる最終の「ロックアップ」
暴露との間で行われる。熱を加えるべき温度及び時間の範囲は、多層スタックの
化学的性質に応じて様々であろう。加えた熱は、分子が動くことができるように
室温よりも高いが、これら分子が蒸発し、昇華し、或いは多層スタックから乖離
する程高くはなく、例えば２５℃〜１００℃の範囲にあることが望ましい。熱を
加える時間は好ましくは、所望の領域中に拡散又は架橋の平衡状態を達成するに
足る程長い。上述の多層スタックの場合、６０℃〜８５℃の範囲の温度、好まし
くは７５℃で１５分〜１時間の範囲の期間、好ましくは３０分間かけて行われる
焼付け法が、光画定された導波路作製を達成するのに有効である。
【００４１】
最終構造体の永続的なロック
従来の方法は未反応の物質が処理後に残存し次にこれら未反応の物質が装置の
性能を低下させるような仕方で（即ち、屈折率の遅い変化）使用中又は保管中に
更に反応を生じ又は劣化する可能性を残したままであることは注目されるべきで
ある。例えば、米国特許第４，７１２，８５４号（みかみ等）は、光画定された
材料の屈折率のばらつきを材料の光重合の進捗状況によって制御する方法を記載
しており、かかる米国特許の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてこ
こに援用する。従来技術は、案内されるべき光の波長が優先的に感光性の波長範
囲の外に位置し、かかる波長範囲が、ガイド内での反応又は屈折率の断面のばら
つきの変化を回避するために（例えば）サンプルを露光させる光の波長を含むこ
とを必要とし又は推奨している。
性能を低下させるような仕方で（即ち、屈折率の遅い変化）使用中又は保管中に
更に反応を生じ又は劣化する可能性を残したままであることは注目されるべきで
ある。例えば、米国特許第４，７１２，８５４号（みかみ等）は、光画定された
材料の屈折率のばらつきを材料の光重合の進捗状況によって制御する方法を記載
しており、かかる米国特許の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてこ
こに援用する。従来技術は、案内されるべき光の波長が優先的に感光性の波長範
囲の外に位置し、かかる波長範囲が、ガイド内での反応又は屈折率の断面のばら
つきの変化を回避するために（例えば）サンプルを露光させる光の波長を含むこ
とを必要とし又は推奨している。
【００４２】
図２ａ〜図２ｅの実施形態は、最終のロック工程に関するものであり、この最
終ロック工程はこの段階と、実施の可能性のある次に行われる処理に続く段階の
両方において化学的、熱的及び物理的に安定性のある導波路が得られるように行
なわれる。構造体全体は、放射線の波長２１４に暴露され、活性化されなかった
形式の感光性分子のうちの任意のものがこの時点で利用され、かくして、先に上
述したような部分的硬化レベルを備えているに過ぎなかった任意の層の硬化を完
了させる。それ故、所与の例では３つ全ての層（下側クラッド、上側クラッド及
びコア層）が波長λLCに対して反応を示した第１形式の感光性分子を含んでいる
場合、構造体を安定化させるよう少なくともこの波長に対する暴露が必要になろ
う。加うるに、第２形式の感光性分子の任意のもの又は全てを活性化させる波長
λC ，λUCへの暴露がそれ以上の屈折率の変化を防止するために望ましい。上
述の実施形態では、構造体は３つの層からなる構造体中へ取り入れられた全ての
形式の感光性分子の活性化波長で一様に暴露され、ポリマー多層構造体中の実質
的に全ての形式の感光性分子が活性化されるようにすることが望ましい。このよ
うにすると、処理中に化学線にそれ以上の暴露を行っても、ポリマー層のそれ以
上の硬化が誘発されることはなく、かくして先に行った光画定法によって作られ
たパターンニング化屈折率構造には悪影響が生じないであろう（原理的には）。
終ロック工程はこの段階と、実施の可能性のある次に行われる処理に続く段階の
両方において化学的、熱的及び物理的に安定性のある導波路が得られるように行
なわれる。構造体全体は、放射線の波長２１４に暴露され、活性化されなかった
形式の感光性分子のうちの任意のものがこの時点で利用され、かくして、先に上
述したような部分的硬化レベルを備えているに過ぎなかった任意の層の硬化を完
了させる。それ故、所与の例では３つ全ての層（下側クラッド、上側クラッド及
びコア層）が波長λLCに対して反応を示した第１形式の感光性分子を含んでいる
場合、構造体を安定化させるよう少なくともこの波長に対する暴露が必要になろ
う。加うるに、第２形式の感光性分子の任意のもの又は全てを活性化させる波長
λC ，λUCへの暴露がそれ以上の屈折率の変化を防止するために望ましい。上
述の実施形態では、構造体は３つの層からなる構造体中へ取り入れられた全ての
形式の感光性分子の活性化波長で一様に暴露され、ポリマー多層構造体中の実質
的に全ての形式の感光性分子が活性化されるようにすることが望ましい。このよ
うにすると、処理中に化学線にそれ以上の暴露を行っても、ポリマー層のそれ以
上の硬化が誘発されることはなく、かくして先に行った光画定法によって作られ
たパターンニング化屈折率構造には悪影響が生じないであろう（原理的には）。
【００４３】
５〜５０ｍＷ／ｃｍ2 範囲の強度で５〜３０分間の期間にわたる暴露が、材
料を化学的に劣化させることなく化学的構造をロックするのに必要であると考え
られる。２０ｍＷ／ｃｍ2 での１０分間にわたる暴露が、上述の材料にとって
好ましい。強度及び放射線を当てるべき時間の範囲は、多層スタックの化学的性
質に応じて様々であろう。個々の層の破壊が生じる強度ではなく感光性分子の活
性化を可能にする強度で放射線を当てることが好ましい。放射線を当てる時間は
好ましくは、全ての形式の感光性分子の完全な活性化を達成し、硬化を「完全に
する」のに十分長いものであるべきであり、この時間は、約１分間〜５時間にわ
たるのがよい。最終のロックアップ暴露について言えば、硬化を「完全にする」
という用語は、ポリマー材料中に存在する実質的に全ての感光性分子の活性化を
意味し、かくして、それ以上の処理の結果として、或いは任意の波長の誘導光エ
ネルギへの暴露の結果として、時間の経過につれてそれ程変化しない硬化又は結
合の実質的に変化しない状態を意味している。 ポリマーを増感して市販の増感剤、例えばベンゾイルペルオキシドのような過
酸化物を用いて感光性分子の活性化に影響を及ぼす条件を制御することが可能で
あるということは注目されるべきである。これら分子を、被着後であって光画定
前の処理中、又は適当な場合に添加するのがよい。
料を化学的に劣化させることなく化学的構造をロックするのに必要であると考え
られる。２０ｍＷ／ｃｍ2 での１０分間にわたる暴露が、上述の材料にとって
好ましい。強度及び放射線を当てるべき時間の範囲は、多層スタックの化学的性
質に応じて様々であろう。個々の層の破壊が生じる強度ではなく感光性分子の活
性化を可能にする強度で放射線を当てることが好ましい。放射線を当てる時間は
好ましくは、全ての形式の感光性分子の完全な活性化を達成し、硬化を「完全に
する」のに十分長いものであるべきであり、この時間は、約１分間〜５時間にわ
たるのがよい。最終のロックアップ暴露について言えば、硬化を「完全にする」
という用語は、ポリマー材料中に存在する実質的に全ての感光性分子の活性化を
意味し、かくして、それ以上の処理の結果として、或いは任意の波長の誘導光エ
ネルギへの暴露の結果として、時間の経過につれてそれ程変化しない硬化又は結
合の実質的に変化しない状態を意味している。 ポリマーを増感して市販の増感剤、例えばベンゾイルペルオキシドのような過
酸化物を用いて感光性分子の活性化に影響を及ぼす条件を制御することが可能で
あるということは注目されるべきである。これら分子を、被着後であって光画定
前の処理中、又は適当な場合に添加するのがよい。
【００４４】
図４は、２つの互いに異なる導波路中のモードプロフィールの比較図であり、
第１の導波路は、公知の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用いて作製され
、第２の導波路は、上述の光画定法を用いて作製されている。最適化された光画
定導波路プロフィール（図４ｂ）についてのモード幅はＲＩＥ導波路プロフィー
ル（図４ａ）についてのモード幅よりも約１μｍだけ広いと言うことが判明した
。ＲＩＥ法によって作製された導波路は、階段状の屈折率プロフィールを生じさ
せ、ＵＶ光画定法によって作製された導波路は勾配の付いた（例えば、ガウス分
布）屈折率プロフィールを生じさせると考えられる。
第１の導波路は、公知の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用いて作製され
、第２の導波路は、上述の光画定法を用いて作製されている。最適化された光画
定導波路プロフィール（図４ｂ）についてのモード幅はＲＩＥ導波路プロフィー
ル（図４ａ）についてのモード幅よりも約１μｍだけ広いと言うことが判明した
。ＲＩＥ法によって作製された導波路は、階段状の屈折率プロフィールを生じさ
せ、ＵＶ光画定法によって作製された導波路は勾配の付いた（例えば、ガウス分
布）屈折率プロフィールを生じさせると考えられる。
【００４５】
９８０ｎｍの光を上述の方法を用いて作製されたガイド中へ合焦させると、単
一横モード光導波路モードパターンが透過光中に観察される。一例で用いられた
材料及び厚さは次の通り、即ち、コーニング（Corning ）１７３４ガラス基板、
ゲレスト（Gelest）ＵＭＳ−９９２ポリアクリレート下側クラッド（層の厚さ５
μｍ）、ノーランド光接着剤６８コア（層の厚さ１．２μｍ）及びゲレストＵＭ
Ｓ−１０２ポリアクリレート上側クラッド（層の厚さ１．４μｍ）に第１及び第
２の感光性分子としてそれぞれダロカ（ Darocur ）１１７３ （ シバギージー
（Ciba Giegy））にイルガキュア（Irgacure）３６９（シバギージー）を加えた
ものである。３つの層の実験的構成で用いられた材料は、完全に処理されると、
それぞれ１．４８８、１．５２２、１．４２２の屈折率をもたらす。長さ４ｃｍ
の導波路の光学的スループットは、最高２５％であり、モード直径は、コア層の
平面内において１０．５ミクロンである。かくして、本発明は、新規な一体形光
学系フラットパネルディスプレイ、例えば、ビッチェル氏等に付与された米国特
許第５，５４４，２６８号に記載された形式のディスプレイにおける用途に適し
た光画定光導波路を提供することができ、かかる米国特許の内容を本明細書の一
部を形成するものとしてここに援用する。
一横モード光導波路モードパターンが透過光中に観察される。一例で用いられた
材料及び厚さは次の通り、即ち、コーニング（Corning ）１７３４ガラス基板、
ゲレスト（Gelest）ＵＭＳ−９９２ポリアクリレート下側クラッド（層の厚さ５
μｍ）、ノーランド光接着剤６８コア（層の厚さ１．２μｍ）及びゲレストＵＭ
Ｓ−１０２ポリアクリレート上側クラッド（層の厚さ１．４μｍ）に第１及び第
２の感光性分子としてそれぞれダロカ（ Darocur ）１１７３ （ シバギージー
（Ciba Giegy））にイルガキュア（Irgacure）３６９（シバギージー）を加えた
ものである。３つの層の実験的構成で用いられた材料は、完全に処理されると、
それぞれ１．４８８、１．５２２、１．４２２の屈折率をもたらす。長さ４ｃｍ
の導波路の光学的スループットは、最高２５％であり、モード直径は、コア層の
平面内において１０．５ミクロンである。かくして、本発明は、新規な一体形光
学系フラットパネルディスプレイ、例えば、ビッチェル氏等に付与された米国特
許第５，５４４，２６８号に記載された形式のディスプレイにおける用途に適し
た光画定光導波路を提供することができ、かかる米国特許の内容を本明細書の一
部を形成するものとしてここに援用する。
【００４６】
プロセス作業の数及び順序並びに作業の系列に関する上記説明は本発明の一実
施形態を構成する例示の一方法に関するものであることは認識されるべきである
。上述のプロセスの順序並びにある特定の作業又は系列の部分的性能と他の作業
又は系列の部分的性能を織り交ぜたものの多くの変形例が存在し、これらは本発
明の範囲に属する。
施形態を構成する例示の一方法に関するものであることは認識されるべきである
。上述のプロセスの順序並びにある特定の作業又は系列の部分的性能と他の作業
又は系列の部分的性能を織り交ぜたものの多くの変形例が存在し、これらは本発
明の範囲に属する。
【００４７】
屈折率を変えるための、考えられる機構の説明
光画定された導波路の作製は、屈折率の変化の誘起に起因して生じることは周
知である。導波路の光画定についての従来技術は、僅かな分子拡散が光画定法が
生じるのに必要であると仮定している。選択した体積（光画定が施されている領
域）内への幾分かの小さな分子の拡散は、屈折率の増大に役立つが、光画定法に
役割を果たすことができる他の機構が存在すると考えられる。
知である。導波路の光画定についての従来技術は、僅かな分子拡散が光画定法が
生じるのに必要であると仮定している。選択した体積（光画定が施されている領
域）内への幾分かの小さな分子の拡散は、屈折率の増大に役立つが、光画定法に
役割を果たすことができる他の機構が存在すると考えられる。
【００４８】
当業者には知られているように、モノマー／ポリマーの屈折率を変える一機構
が、ポリマーがモノマーとは異なる屈折率を備えていることを利用してモノマー
／ポリマーと反応を起こすことにより得られる。光画定法は反応の発生を促進し
、かかる反応としては、選択された体積内でのモノマーの重合を誘起させる反応
が挙げられる。一般に、モノマー及びこれに対応したポリマーは、互いに異なる
屈折率を有し、例えば、メチルメタクリレートの屈折率（ｎD 20＝１．４１４
０）とスチレンの屈折率（ｎD 20＝１．５４７０）はそれぞれ、ポリ（メチル
メタクリレート）の屈折率（ｎD 20＝１．４９２０）及びポリスチレンの屈折
率（ｎD 20＝１．５９１６）とは著しく異なっている。一般に、網状又は架橋
ポリマーを形成することにより、より多くの結合部が形成されるので線状ポリマ
ーを形成する場合よりも屈折率が非常に大きくなる。
が、ポリマーがモノマーとは異なる屈折率を備えていることを利用してモノマー
／ポリマーと反応を起こすことにより得られる。光画定法は反応の発生を促進し
、かかる反応としては、選択された体積内でのモノマーの重合を誘起させる反応
が挙げられる。一般に、モノマー及びこれに対応したポリマーは、互いに異なる
屈折率を有し、例えば、メチルメタクリレートの屈折率（ｎD 20＝１．４１４
０）とスチレンの屈折率（ｎD 20＝１．５４７０）はそれぞれ、ポリ（メチル
メタクリレート）の屈折率（ｎD 20＝１．４９２０）及びポリスチレンの屈折
率（ｎD 20＝１．５９１６）とは著しく異なっている。一般に、網状又は架橋
ポリマーを形成することにより、より多くの結合部が形成されるので線状ポリマ
ーを形成する場合よりも屈折率が非常に大きくなる。
【００４９】
モノマーの重合に加えて、他の感光性分子、例えば、光開始剤、増感剤等も又
、活性化され、ポリマー網状構造内に架橋結合部を形成する場合がある。ある形
式の感光性分子の存在量は、形成された架橋結合部の数を制御し、モノマーがポ
リマー（例えば）と架橋結合できるようにする上での一因となっており、したが
って、生じる反応の数は変数のうちでとりわけ、感光性分子の濃度を変えること
によって制御できる。かくして、感光性分子の濃度は、形成された架橋結合部の
数に影響を及ぼすことにより、反応を起こした材料の最終密度及び屈折率に、ポ
リマー網状構造によって支持できる最大数まで影響を及ぼす。単位体積当たりの
架橋結合部の数の増大により、ポリマー鎖が互いに一層密に引き付けられ、構造
体が圧密化され、材料密度が増大し、かくして屈折率が増大するという傾向があ
る。また、架橋密度を光画定によるのではなく、熱的に、放射線の作用により或
いは他の手段によって変えることができるということは注目されるべきである。
反応が不完全であり（残留モノマー又は非活性化感光性分子）、或いは架橋密度
が低いと、達成できる屈折率の変化の量が減少する。しかしながらこの機構によ
って達成される屈折率の変化は比較的小さいのでこれは本明細書において開示す
る発明において稼働する唯一の機構ではないということも又周知である。
、活性化され、ポリマー網状構造内に架橋結合部を形成する場合がある。ある形
式の感光性分子の存在量は、形成された架橋結合部の数を制御し、モノマーがポ
リマー（例えば）と架橋結合できるようにする上での一因となっており、したが
って、生じる反応の数は変数のうちでとりわけ、感光性分子の濃度を変えること
によって制御できる。かくして、感光性分子の濃度は、形成された架橋結合部の
数に影響を及ぼすことにより、反応を起こした材料の最終密度及び屈折率に、ポ
リマー網状構造によって支持できる最大数まで影響を及ぼす。単位体積当たりの
架橋結合部の数の増大により、ポリマー鎖が互いに一層密に引き付けられ、構造
体が圧密化され、材料密度が増大し、かくして屈折率が増大するという傾向があ
る。また、架橋密度を光画定によるのではなく、熱的に、放射線の作用により或
いは他の手段によって変えることができるということは注目されるべきである。
反応が不完全であり（残留モノマー又は非活性化感光性分子）、或いは架橋密度
が低いと、達成できる屈折率の変化の量が減少する。しかしながらこの機構によ
って達成される屈折率の変化は比較的小さいのでこれは本明細書において開示す
る発明において稼働する唯一の機構ではないということも又周知である。
【００５０】
ポリマーの屈折率を変化させるための、考えられる第２の機構は、単位体積当
たりの架橋結合部の数を必ずしも増大させないで、問題の材料系の材料密度を増
大させることによって得られる。上述の多層スタックの材料系では、上述の重合
反応により、第２形式の感光性分子と未反応モノマーの両方或いはこれらの何れ
か一方の減少が生じる。これら減少により、濃度及び化学ポテンシャルの勾配が
生じ、これにより、その隣の影響を受けていない（露光されていない）領域中の
第２形式の感光性分子及び（又は）モノマーが選択された体積内へ拡散する。こ
の種の拡散機構は、研究文献（コルバーン（Colburn ）等の著の“Applied
Optics”10, 1636(1971)、及び、ウォプシャル（Wopshall）氏他著“JOSA”61,6
49(1971)、これら両方の文献の記載内容を本明細書の一部を形成するものとして
ここに援用する）に記載されている。モノマーが選択された体積中へ拡散すると
その体積の密度が増大しそれにより、選択された体積の屈折率が増大すると共に
光導波路が潜在的に形成される（ただし、選択された材料について、屈折率が密
度につれて増大することを条件とする）。
たりの架橋結合部の数を必ずしも増大させないで、問題の材料系の材料密度を増
大させることによって得られる。上述の多層スタックの材料系では、上述の重合
反応により、第２形式の感光性分子と未反応モノマーの両方或いはこれらの何れ
か一方の減少が生じる。これら減少により、濃度及び化学ポテンシャルの勾配が
生じ、これにより、その隣の影響を受けていない（露光されていない）領域中の
第２形式の感光性分子及び（又は）モノマーが選択された体積内へ拡散する。こ
の種の拡散機構は、研究文献（コルバーン（Colburn ）等の著の“Applied
Optics”10, 1636(1971)、及び、ウォプシャル（Wopshall）氏他著“JOSA”61,6
49(1971)、これら両方の文献の記載内容を本明細書の一部を形成するものとして
ここに援用する）に記載されている。モノマーが選択された体積中へ拡散すると
その体積の密度が増大しそれにより、選択された体積の屈折率が増大すると共に
光導波路が潜在的に形成される（ただし、選択された材料について、屈折率が密
度につれて増大することを条件とする）。
【００５１】
光導波路のコア層が第２形式の感光性分子を含み、コア層が周囲のクラッド層
よりも大きな屈折率を備えている上述の実施形態では、以下の条件が注目される
べきである。隣の平らなコア層から選択された体積部へのモノマー及び第２形式
の感光性分子の拡散（第２形式の感光性分子の活性化及びその次に行われたモノ
マーの重合によって誘起される濃度の勾配及び化学ポテンシャルを無くすため）
の結果として、導波路の直ぐ隣に位置した領域の屈折率は、第２形式の感光性分
子の優先的な活性化のために選択された体積部が存在しない一様に硬化された平
らな層から見込まれる屈折率と比べてわずかに減少する場合がある。
よりも大きな屈折率を備えている上述の実施形態では、以下の条件が注目される
べきである。隣の平らなコア層から選択された体積部へのモノマー及び第２形式
の感光性分子の拡散（第２形式の感光性分子の活性化及びその次に行われたモノ
マーの重合によって誘起される濃度の勾配及び化学ポテンシャルを無くすため）
の結果として、導波路の直ぐ隣に位置した領域の屈折率は、第２形式の感光性分
子の優先的な活性化のために選択された体積部が存在しない一様に硬化された平
らな層から見込まれる屈折率と比べてわずかに減少する場合がある。
【００５２】
屈折率を変化させる考えられる第３の機構としては、第２形式の感光性分子又
は最終のポリマーとは屈折率が異なる任意の反応性又は非反応性の小さな分子を
選択された体積中へ拡散することが挙げられる。未反応の小さな分子を安定の分
子で包囲するのがよく、それにより、相互浸透網状構造又は反相互浸透網状構造
の何れかが形成される。第２形式の感光性分子の場合、この機構は、第２形式の
感光性分子の活性化後残留物が選択された体積部の分極率を増大させ、それ故に
屈折率を増大させると、選択された体積部の屈折率を増大させることができる。
は最終のポリマーとは屈折率が異なる任意の反応性又は非反応性の小さな分子を
選択された体積中へ拡散することが挙げられる。未反応の小さな分子を安定の分
子で包囲するのがよく、それにより、相互浸透網状構造又は反相互浸透網状構造
の何れかが形成される。第２形式の感光性分子の場合、この機構は、第２形式の
感光性分子の活性化後残留物が選択された体積部の分極率を増大させ、それ故に
屈折率を増大させると、選択された体積部の屈折率を増大させることができる。
【００５３】
Ｔｇに対する光画定の効果
形成されたポリマー架橋結合部の数は、ガラス転移温度Ｔｇに強い影響を与え
る。ガラス転移温度Ｔｇは、ポリマーバックボーン（主鎖）の相当大きな局所的
運動が生じる温度範囲である。Ｔｇは通常、約１０のバックボーン単位の協働運
動、或いは１０14ポアズの粘度又は熱利用量の二次相転移として定義される。温
度による体積変化率曲線中で傾きの測定された変化が生じる温度が、ガラス転移
温度Ｔｇ又は軟化点であると考えられる。詳細な説明については、Ｇ．Ｂ．マッ
ケーナ（G.B. McKenna）氏著の次の文献、即ちchapter 10, Comprehensive
Polymer Science, Volume 2, Edited by C. Booth and C. Price, Pergamon
Press,Oxford(1989)を参照されたい。なお、かかる文献を本明細書の内容の一部
を形成するものとしてここに援用する。
る。ガラス転移温度Ｔｇは、ポリマーバックボーン（主鎖）の相当大きな局所的
運動が生じる温度範囲である。Ｔｇは通常、約１０のバックボーン単位の協働運
動、或いは１０14ポアズの粘度又は熱利用量の二次相転移として定義される。温
度による体積変化率曲線中で傾きの測定された変化が生じる温度が、ガラス転移
温度Ｔｇ又は軟化点であると考えられる。詳細な説明については、Ｇ．Ｂ．マッ
ケーナ（G.B. McKenna）氏著の次の文献、即ちchapter 10, Comprehensive
Polymer Science, Volume 2, Edited by C. Booth and C. Price, Pergamon
Press,Oxford(1989)を参照されたい。なお、かかる文献を本明細書の内容の一部
を形成するものとしてここに援用する。
【００５４】
ポリマーの任意の領域中のガラス転移温度Ｔｇは、その領域の密度ρの関数で
ある。一般的に、密度は増大すると、屈折率も増大する。かくして、光画定法と
関連していると考えられる密度の変化は、光画定された導波路中の屈折率の変化
を生じさせることに加えてガラス転移温度の変化も又生じさせるはずである。し
たがって、ガラス転移温度は、ポリマー系の光学的性質を定性的に評価する別の
パラメータであると考えることができる。
ある。一般的に、密度は増大すると、屈折率も増大する。かくして、光画定法と
関連していると考えられる密度の変化は、光画定された導波路中の屈折率の変化
を生じさせることに加えてガラス転移温度の変化も又生じさせるはずである。し
たがって、ガラス転移温度は、ポリマー系の光学的性質を定性的に評価する別の
パラメータであると考えることができる。
【００５５】
例えば、本発明の実施形態では、 TA Instruments Atomic Force Microscope
-Thermo-Mechanical Analyzer(AFM-TMA)のＴＭＡ機能部を用いて得た測定値の示
すところによれば、光画定された導波路領域の内部の架橋ポリマーのガラス転移
温度は、光画定された導波路領域の外部のガラス転移温度よりも約２０℃高い。
Ｔｇのこの変化は、導波路領域中の架橋の結合部の数が相当多いことを意味して
いる。
-Thermo-Mechanical Analyzer(AFM-TMA)のＴＭＡ機能部を用いて得た測定値の示
すところによれば、光画定された導波路領域の内部の架橋ポリマーのガラス転移
温度は、光画定された導波路領域の外部のガラス転移温度よりも約２０℃高い。
Ｔｇのこの変化は、導波路領域中の架橋の結合部の数が相当多いことを意味して
いる。
【００５６】
光画定可能な層がＴｇが低く架橋の度合いの軽い材料から成ることが望ましい
場合があり、かかる材料では、架橋結合部の量の一定の絶対的変化により、Ｔｇ
が高く架橋の度合いの高い材料よりも材料特性の変化の割合が高くなり、かくし
て、光画定法が一層効果的になる場合がある。
場合があり、かかる材料では、架橋結合部の量の一定の絶対的変化により、Ｔｇ
が高く架橋の度合いの高い材料よりも材料特性の変化の割合が高くなり、かくし
て、光画定法が一層効果的になる場合がある。
【００５７】
網状ポリマーの屈折率は、処理法の関数であり、即ち、重合方法で決まること
は注目されるべきである。これは或る程度、達成される架橋密度（一般に、架橋
密度が高ければ高い程それだけ一層屈折率が高くなる）に関連しており、或いは
、モノマー又は或る形式の感光性分子が多数の実質的同一の反応座を有している
系では、形成される架橋結合部のタイプに関連している。かくして、本明細書に
記載しているような遊離基重合を用いて形成されたポリマーは、電子ビーム硬化
、陰イオン又は陽イオン重合等を用いて形成されたものとは異なる屈折率を潜在
的に有することになろう。これは、硬化後の互いに異なる層の材料屈折率が光画
定後に所望の導波路構造を形成するよう正確に選択される限り重要なことではな
い。
は注目されるべきである。これは或る程度、達成される架橋密度（一般に、架橋
密度が高ければ高い程それだけ一層屈折率が高くなる）に関連しており、或いは
、モノマー又は或る形式の感光性分子が多数の実質的同一の反応座を有している
系では、形成される架橋結合部のタイプに関連している。かくして、本明細書に
記載しているような遊離基重合を用いて形成されたポリマーは、電子ビーム硬化
、陰イオン又は陽イオン重合等を用いて形成されたものとは異なる屈折率を潜在
的に有することになろう。これは、硬化後の互いに異なる層の材料屈折率が光画
定後に所望の導波路構造を形成するよう正確に選択される限り重要なことではな
い。
【００５８】
バンプ
従来技術においては、光画定された導波路には、一般的に、光画定（コア）層
の表面上に膨潤又はバンプの発生が伴っていた。これらは、感光性分子の活性化
により重合が生じる選択された体積場所内へのモノマーの拡散に起因していると
考えられている（これについてはアシュレイ （Ashley）氏等の論文であるIEEE
Photonics Tech. Lett., 4(9) 1026 (1992)で説明されており、かかる文献の記
載内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに援用する）。硬化又は架橋
法中のモノマーの不拡散により、選択された容積部は、全てではないが或る条件
の下で膨潤する。バンプの存在の結果として、ビームが導波路チャネルに一層厳
密に閉じ込められるので導波路作用が促進される場合がある。しかしながら、上
に位置する層の平坦化と関連した問題点は、この利点を相殺して余りあるものが
あり、その結果、光画定は今日まで想像するほどには広く利用されてはいない。
本明細書において説明している方法（２つの形式の感光性分子を利用する方法）
の主要な属性のうちの１つは、これが拡散により誘起されたバンプを効果的に最
小限に抑え又は実質的に無くすことができるということにある。
の表面上に膨潤又はバンプの発生が伴っていた。これらは、感光性分子の活性化
により重合が生じる選択された体積場所内へのモノマーの拡散に起因していると
考えられている（これについてはアシュレイ （Ashley）氏等の論文であるIEEE
Photonics Tech. Lett., 4(9) 1026 (1992)で説明されており、かかる文献の記
載内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに援用する）。硬化又は架橋
法中のモノマーの不拡散により、選択された容積部は、全てではないが或る条件
の下で膨潤する。バンプの存在の結果として、ビームが導波路チャネルに一層厳
密に閉じ込められるので導波路作用が促進される場合がある。しかしながら、上
に位置する層の平坦化と関連した問題点は、この利点を相殺して余りあるものが
あり、その結果、光画定は今日まで想像するほどには広く利用されてはいない。
本明細書において説明している方法（２つの形式の感光性分子を利用する方法）
の主要な属性のうちの１つは、これが拡散により誘起されたバンプを効果的に最
小限に抑え又は実質的に無くすことができるということにある。
【００５９】
パターニング工程の実施前に光画定されるべきポリマー層を部分的に硬化させ
ることにより、架橋法は、材料が膨潤しないようにする程十分であるが、拡散が
生じるのを必然的に防止するには足りない程度まで生じることができる。架橋領
域中へのモノマー及び（又は）第２形式の感光性分子の拡散は、必要ならば追加
の熱又は他の補助手段を用いることにより依然として効果的に生じることができ
、その結果得られた光画定導波路層は、所望ならばバンプの無い状態の実質的に
平らな状態であるように示される場合がある。かくして、選択された体積部の屈
折率を、ポリマー構造体が伸び又は膨潤してバンプを形成すること無く、増大さ
せることができる。予備硬化とパターニング暴露の適当な割合を用いれば、当初
の架橋の度合いを制御することができ、又、光画定に関する膨潤の程度も又制御
して必要に応じてバンプを生じさせることができ、即ち、予備硬化のレベルが低
いと、その結果として、光画定後にバンプが一層多く生じるということが見込ま
れる。
ることにより、架橋法は、材料が膨潤しないようにする程十分であるが、拡散が
生じるのを必然的に防止するには足りない程度まで生じることができる。架橋領
域中へのモノマー及び（又は）第２形式の感光性分子の拡散は、必要ならば追加
の熱又は他の補助手段を用いることにより依然として効果的に生じることができ
、その結果得られた光画定導波路層は、所望ならばバンプの無い状態の実質的に
平らな状態であるように示される場合がある。かくして、選択された体積部の屈
折率を、ポリマー構造体が伸び又は膨潤してバンプを形成すること無く、増大さ
せることができる。予備硬化とパターニング暴露の適当な割合を用いれば、当初
の架橋の度合いを制御することができ、又、光画定に関する膨潤の程度も又制御
して必要に応じてバンプを生じさせることができ、即ち、予備硬化のレベルが低
いと、その結果として、光画定後にバンプが一層多く生じるということが見込ま
れる。
【００６０】
予備光画定スタックの少なくとも部分的に架橋された構造体も又、光画定硬化
法の実施中、材料の膨潤（拡散に起因する）を殆ど阻止することができ、その結
果として、必要に応じて光画定導波路系に実質的に平らな表面が与えられること
になる。加うるに、光画定導波路作製法は、余分の化学的薬品又は溶剤を使用し
ないで達成でき、しかも、活性化エネルギ（暴露）容量をスタックに加えると直
ぐに実施できる。
法の実施中、材料の膨潤（拡散に起因する）を殆ど阻止することができ、その結
果として、必要に応じて光画定導波路系に実質的に平らな表面が与えられること
になる。加うるに、光画定導波路作製法は、余分の化学的薬品又は溶剤を使用し
ないで達成でき、しかも、活性化エネルギ（暴露）容量をスタックに加えると直
ぐに実施できる。
【００６１】
本明細書で開示している実施形態の魅力的な特徴は、光学的多層ポリマースタ
ックが導波路光画定工程の実施前では少なくとも部分的に架橋された構造体であ
るということにある。この結果、スタックは、材料が厚さ数ミクロンの薄膜の形
態をしているにもかかわらず、環境条件、化学的条件、物理的条件及び処理条件
に関して実質的に安定している。かくして、相当長い遅延を導入することができ
、或いは、中間処理を完全な光導波路多層スタックの堆積／構成と導波路の光画
定パターニングとの間で実施できる。例えば、基板が可動性であれば、スタック
を光画定工程の実施直前に処理し、次に、短期間又は長期間の保管のためにリー
ルに巻き取ることができ、その後、再び次の処理のために引き出すことができる
。
ックが導波路光画定工程の実施前では少なくとも部分的に架橋された構造体であ
るということにある。この結果、スタックは、材料が厚さ数ミクロンの薄膜の形
態をしているにもかかわらず、環境条件、化学的条件、物理的条件及び処理条件
に関して実質的に安定している。かくして、相当長い遅延を導入することができ
、或いは、中間処理を完全な光導波路多層スタックの堆積／構成と導波路の光画
定パターニングとの間で実施できる。例えば、基板が可動性であれば、スタック
を光画定工程の実施直前に処理し、次に、短期間又は長期間の保管のためにリー
ルに巻き取ることができ、その後、再び次の処理のために引き出すことができる
。
【００６２】
迅速な原型作製
本明細書において説明している導波路光画定法の別の用途は、光導波路デバイ
スの迅速な原型作製分野にある。この用途では、マスクタイプのフォトリソグラ
フィーを用い、或いは、直接書込みレーザ（例えば、ＵＶエキシマーレーザ、固
体ＵＶレーザ又はアルゴンレーザ）又は電子ビームシステムを用いてシート状の
予備堆積部分硬化多層光学スタックを露光し、それにより構造体の光画定可能な
層中に導波路ネットワークを構成することができる。走査型直接書込みレーザ露
光システムの特定の利点は、原型デバイスを作製するのに時間がかかり且つコス
トのかかるフォトリソグラフィーマスクを製作する必要が無いということにある
。光学的設計のコンピュータ支援設計ファイルを、走査型レーザ又は電子ビーム
の使用により光画定可能な層中に直接書き込むだけでよい。加うるに、予備堆積
光学的多層スタックを、導波路作製日よりも相当前に準備し又は購入し、それに
より、「原料」の備蓄が可能になる。これら利点の組合せにより、デバイス設計
を繰り返す度に多層スタックを構成して新しい露光マスクを設計して製作しなけ
ればならない技術の現状と比べて、デバイス設計、検査及び最適化時間サイクル
が著しく減少する場合がある。
スの迅速な原型作製分野にある。この用途では、マスクタイプのフォトリソグラ
フィーを用い、或いは、直接書込みレーザ（例えば、ＵＶエキシマーレーザ、固
体ＵＶレーザ又はアルゴンレーザ）又は電子ビームシステムを用いてシート状の
予備堆積部分硬化多層光学スタックを露光し、それにより構造体の光画定可能な
層中に導波路ネットワークを構成することができる。走査型直接書込みレーザ露
光システムの特定の利点は、原型デバイスを作製するのに時間がかかり且つコス
トのかかるフォトリソグラフィーマスクを製作する必要が無いということにある
。光学的設計のコンピュータ支援設計ファイルを、走査型レーザ又は電子ビーム
の使用により光画定可能な層中に直接書き込むだけでよい。加うるに、予備堆積
光学的多層スタックを、導波路作製日よりも相当前に準備し又は購入し、それに
より、「原料」の備蓄が可能になる。これら利点の組合せにより、デバイス設計
を繰り返す度に多層スタックを構成して新しい露光マスクを設計して製作しなけ
ればならない技術の現状と比べて、デバイス設計、検査及び最適化時間サイクル
が著しく減少する場合がある。
【００６３】
光画定グレーティング（格子）デバイス
本明細書に記載するように作製される光画定光学的ポリマーアクティブ及びパ
ッシブデバイスの他の用途としては、アレイ型導波路グレーティング（ＡＷＧ）
デバイス及びブラッググレーティングが挙げられ、これらは両方とも高密度波長
多重（ＤＷＤＭ）コンポーネント用の通信分野及び他の用途で用いられている。
ＡＷＧデバイスは、多（１６以上）のチャンネルを有する場合が多く、これらは
一体化デバイスなので通信分野では固有のサイズの面における利点を有している
。入力信号を、各々が互いに異なる経路長を備えた状態で設計され、経路長を再
結合してＮ×Ｎ結合器の状態にするＮチャンネル導波路中へ分離することにより
、波長多重データチャンネルは、干渉及び拡散効果により空間的に分離状態にな
る。ブラッググレーティングは、波長を選択的に濾波し、この場合、例えば、標
的波長を除く全ての波長がデバイスを通過し、この標的波長は反射される。
ッシブデバイスの他の用途としては、アレイ型導波路グレーティング（ＡＷＧ）
デバイス及びブラッググレーティングが挙げられ、これらは両方とも高密度波長
多重（ＤＷＤＭ）コンポーネント用の通信分野及び他の用途で用いられている。
ＡＷＧデバイスは、多（１６以上）のチャンネルを有する場合が多く、これらは
一体化デバイスなので通信分野では固有のサイズの面における利点を有している
。入力信号を、各々が互いに異なる経路長を備えた状態で設計され、経路長を再
結合してＮ×Ｎ結合器の状態にするＮチャンネル導波路中へ分離することにより
、波長多重データチャンネルは、干渉及び拡散効果により空間的に分離状態にな
る。ブラッググレーティングは、波長を選択的に濾波し、この場合、例えば、標
的波長を除く全ての波長がデバイスを通過し、この標的波長は反射される。
【００６４】
ポリマー熱光学グレーティングデバイスを光フィルタ、アド／ドロップマルチ
プレクサ（ＭＵＸ）として使用でき、より一般的には、熱光学的にチューナブル
（同調）ブラッググレーティングとして使用することができる。望ましい特性と
しては、屈折率の長期安定性があること、材料の熱光学係数が大きいこと、温度
の関数としてのレスポンスの直線性があること、複屈折が無いことが挙げられる
。これら特性は全て、本明細書において記載しているポリマー光導波路材料で得
られる。
プレクサ（ＭＵＸ）として使用でき、より一般的には、熱光学的にチューナブル
（同調）ブラッググレーティングとして使用することができる。望ましい特性と
しては、屈折率の長期安定性があること、材料の熱光学係数が大きいこと、温度
の関数としてのレスポンスの直線性があること、複屈折が無いことが挙げられる
。これら特性は全て、本明細書において記載しているポリマー光導波路材料で得
られる。
【００６５】
本発明の特徴によれば、図７に示すブラッググレーティングを、基板７０８上
に設けられていて、下側クラッド層７０２、コア層７０４及び上側クラッド層７
０６から成るポリマー多層スタックの状態で形成することができる。コア層を多
層スタックの被着後に画定してこれが、導波路７１０内の光モードが今やグレー
ティング７１２を含む領域とオーバーラップする導波路（上述した導波路）を含
むようにすることができる。光画定グレーティングを作製するには、光画定可能
なポリマーを、このポリマー内部に所望周期の干渉パターンを生じさせるよう設
計された角度で入射する２つの干渉平面波に当てるのがよい。干渉パターンの周
期的に強度の高い領域と低い領域は、上述した機構により周期的な屈折率の変化
を誘起する。変形例として、単一の照明ビームを用いて位相（フェーズ）マスク
を透過させてグレーティングを構成してもよい。これら作製方法は、光画定法が
所望の周期性を持って屈折率の適当な調整をもたらすので有利である。加うるに
、導波路及びグレーティングを同一の処理工程で形成することができ、これによ
り、処理工程の数が最小限に抑えられ、位置合わせ上の誤差が無くなり、かくし
て、歩留まり及びデバイス性能が向上する。
に設けられていて、下側クラッド層７０２、コア層７０４及び上側クラッド層７
０６から成るポリマー多層スタックの状態で形成することができる。コア層を多
層スタックの被着後に画定してこれが、導波路７１０内の光モードが今やグレー
ティング７１２を含む領域とオーバーラップする導波路（上述した導波路）を含
むようにすることができる。光画定グレーティングを作製するには、光画定可能
なポリマーを、このポリマー内部に所望周期の干渉パターンを生じさせるよう設
計された角度で入射する２つの干渉平面波に当てるのがよい。干渉パターンの周
期的に強度の高い領域と低い領域は、上述した機構により周期的な屈折率の変化
を誘起する。変形例として、単一の照明ビームを用いて位相（フェーズ）マスク
を透過させてグレーティングを構成してもよい。これら作製方法は、光画定法が
所望の周期性を持って屈折率の適当な調整をもたらすので有利である。加うるに
、導波路及びグレーティングを同一の処理工程で形成することができ、これによ
り、処理工程の数が最小限に抑えられ、位置合わせ上の誤差が無くなり、かくし
て、歩留まり及びデバイス性能が向上する。
【００６６】
他のグレーティング作製法、例えば、エッチング、アブレーション、成形、エ
ンボス法、積層法等として当該技術分野で知られている他の方法は、この処理の
利点をもたらさないことは注目されるべきである。グレーティング周期（代表的
には、光の波長のオーダである）は、導波路中を伝搬し、又は導波路中へ結合さ
れる光７１４の少なくとも所定の波長についてブラッグ反射を達成するよう選択
される。ブラッグ条件を満足させる波長の光は、別の経路中へ反射され又は結合
される。好ましい実施形態では、グレーティングは、導波路内の光を再帰反射す
る。本明細書に開示した処理方法のもう１つの利点は、種々の周期又は他の特徴
部を備えた追加のグレーティングを、所望ならば第１のグレーティングの後に付
け加えることができるということにある。
ンボス法、積層法等として当該技術分野で知られている他の方法は、この処理の
利点をもたらさないことは注目されるべきである。グレーティング周期（代表的
には、光の波長のオーダである）は、導波路中を伝搬し、又は導波路中へ結合さ
れる光７１４の少なくとも所定の波長についてブラッグ反射を達成するよう選択
される。ブラッグ条件を満足させる波長の光は、別の経路中へ反射され又は結合
される。好ましい実施形態では、グレーティングは、導波路内の光を再帰反射す
る。本明細書に開示した処理方法のもう１つの利点は、種々の周期又は他の特徴
部を備えた追加のグレーティングを、所望ならば第１のグレーティングの後に付
け加えることができるということにある。
【００６７】
ブラッグ導波路デフレクタを、加熱電極７１６をグレーティング要素に近接し
てデバイス上に作製することにより、熱的にチューナブルにすることができる。
制御要素７１８が電流を加熱要素に送ると、グレーティングを構成するポリマー
の屈折率が熱光学硬化の結果として変化することになる。グレーティングの屈折
率の変化は、異なる波長が今や導波路内でブラッグ反射されるようにブラッグ条
件を満足させる光の波長に影響を及ぼす。この方法を別の温度で繰り返すと、別
の波長がブラッグ反射条件を満足することになる。このように、デバイスはチュ
ーナブル。というのは、所望の波長でブラッグ反射を達成するよう温度を選択で
きるからである。かかるデバイスは通常は、定常状態の温度条件で動作が行われ
て単一の波長が所与の時間間隔にわたりブラッグ反射条件を満足するようになっ
ている。好ましい具体例では、グレーティングを構成するポリマー材料は、温度
に関して屈折率の実質的に直線状の変化を示し（少なくとも、動作温度範囲内に
おいては）、かくして、共鳴波長の直線チューナビリティ（同調性）が得られる
。
てデバイス上に作製することにより、熱的にチューナブルにすることができる。
制御要素７１８が電流を加熱要素に送ると、グレーティングを構成するポリマー
の屈折率が熱光学硬化の結果として変化することになる。グレーティングの屈折
率の変化は、異なる波長が今や導波路内でブラッグ反射されるようにブラッグ条
件を満足させる光の波長に影響を及ぼす。この方法を別の温度で繰り返すと、別
の波長がブラッグ反射条件を満足することになる。このように、デバイスはチュ
ーナブル。というのは、所望の波長でブラッグ反射を達成するよう温度を選択で
きるからである。かかるデバイスは通常は、定常状態の温度条件で動作が行われ
て単一の波長が所与の時間間隔にわたりブラッグ反射条件を満足するようになっ
ている。好ましい具体例では、グレーティングを構成するポリマー材料は、温度
に関して屈折率の実質的に直線状の変化を示し（少なくとも、動作温度範囲内に
おいては）、かくして、共鳴波長の直線チューナビリティ（同調性）が得られる
。
【００６８】
上述の説明は、導波路構造体上に重ねて配置されたブラッググレーティングの
作製に関している。同じ技術を用いると、ブラッググレーティングを任意の一体
形光学的屈折率特徴部上に積層することができる。また、ブラッグパターンを一
体形光学系パターンの暴露の前又は後、或いは暴露装置が許せばこれと同時にス
タック上に露光作製することができることも又注目されたい。必須の要件ではな
いが好ましくは、本明細書において説明している方法を用いてブラッググレーテ
ィングをコア層だけを通してではなく、材料全体を通してパターニングする。
作製に関している。同じ技術を用いると、ブラッググレーティングを任意の一体
形光学的屈折率特徴部上に積層することができる。また、ブラッグパターンを一
体形光学系パターンの暴露の前又は後、或いは暴露装置が許せばこれと同時にス
タック上に露光作製することができることも又注目されたい。必須の要件ではな
いが好ましくは、本明細書において説明している方法を用いてブラッググレーテ
ィングをコア層だけを通してではなく、材料全体を通してパターニングする。
【００６９】
ファイバ
本発明によれば光画定導波路のもう１つの用途は、グレーデッド型（勾配屈折
率型）ポリマー光ファイバの作製にある。ポリマー光ファイバのプレフォーム（
予備形成物）を本発明によれば以下のようにして形成することができる。薄手の
毛管又はポリマーチューブに、例えば上述した好ましい実施形態において説明し
た２つの形式の感光性分子を加えたノーランド光接着剤のようなポリマーを充填
する（代替材料及びこれらを選択する判断基準については上述しており、これを
この実施形態において同様に適用できる）。チューブの一端に好ましくは透明な
窓を設け、この窓は、ポリマー充填チューブファイバプレフォームに対して平面
上又は湾曲した端面の表面を提供できる。充填工程後のポリマーの部分硬化を、
第１形式の感光性分子を活性化させる一様なフラッド露光又は暴露（flood
exposure）を用いて実施でき、かかる部分硬化により、構造的及び化学的な頑丈
さを提供するのに十分な限定された度合いの材料の架橋が得られる。この予備硬
化露出を、光画定可能なポリマーを包囲したチューブの壁を通して行うことがで
きる。
率型）ポリマー光ファイバの作製にある。ポリマー光ファイバのプレフォーム（
予備形成物）を本発明によれば以下のようにして形成することができる。薄手の
毛管又はポリマーチューブに、例えば上述した好ましい実施形態において説明し
た２つの形式の感光性分子を加えたノーランド光接着剤のようなポリマーを充填
する（代替材料及びこれらを選択する判断基準については上述しており、これを
この実施形態において同様に適用できる）。チューブの一端に好ましくは透明な
窓を設け、この窓は、ポリマー充填チューブファイバプレフォームに対して平面
上又は湾曲した端面の表面を提供できる。充填工程後のポリマーの部分硬化を、
第１形式の感光性分子を活性化させる一様なフラッド露光又は暴露（flood
exposure）を用いて実施でき、かかる部分硬化により、構造的及び化学的な頑丈
さを提供するのに十分な限定された度合いの材料の架橋が得られる。この予備硬
化露出を、光画定可能なポリマーを包囲したチューブの壁を通して行うことがで
きる。
【００７０】
ポリマーファイバのコアの光画定を達成するには、チューブ内のポリマーを上
述の透明な窓を通して照明するのがよい。照明用放射線をファイバの所望のコア
直径と同等な（或いは、変形例として所望の光モード寸法と同等な）スポットサ
イズに合焦させる必要があり、この照明用放射線は、第２形式の感光性分子の活
性化及び次に行われる光画定可能なポリマーの優先的な硬化を生じさせるのに適
した波長のものであることが必要である。
述の透明な窓を通して照明するのがよい。照明用放射線をファイバの所望のコア
直径と同等な（或いは、変形例として所望の光モード寸法と同等な）スポットサ
イズに合焦させる必要があり、この照明用放射線は、第２形式の感光性分子の活
性化及び次に行われる光画定可能なポリマーの優先的な硬化を生じさせるのに適
した波長のものであることが必要である。
【００７１】
入射した合焦状態の放射線は、入力窓に最も近いポリマー材料中に硬化状態を
誘起し、その材料の屈折率を増大させる。入射放射線の最も高い強度は、単一の
グレーデッド型ファイバが所望ならば、焦点領域の中心に位置するのがよいが、
より複雑な強度プロフィール、例えば、中央強度が減少した状態の合焦モードを
用いると、より複雑な屈折率構造体を作製することができる。
誘起し、その材料の屈折率を増大させる。入射放射線の最も高い強度は、単一の
グレーデッド型ファイバが所望ならば、焦点領域の中心に位置するのがよいが、
より複雑な強度プロフィール、例えば、中央強度が減少した状態の合焦モードを
用いると、より複雑な屈折率構造体を作製することができる。
【００７２】
最大強度がモードの実質的に中心に位置した単純な横方向ガウス型（又は、シ
ルクハット形）モード入力の場合、照明体積部の中心は、第２形式の感光性分子
の最も高い度合いの光誘起による活性化及びかくして最も高い誘起された架橋の
度合い及び屈折率の変化を受けることになろう。照明の強さが合焦入力のエッジ
に向かって減少するにつれ、光画定されたポリマー中に誘起される屈折率の増大
分は減少し、それにより、作製されたファイバ内に勾配屈折率プロフィールが生
じる。
ルクハット形）モード入力の場合、照明体積部の中心は、第２形式の感光性分子
の最も高い度合いの光誘起による活性化及びかくして最も高い誘起された架橋の
度合い及び屈折率の変化を受けることになろう。照明の強さが合焦入力のエッジ
に向かって減少するにつれ、光画定されたポリマー中に誘起される屈折率の増大
分は減少し、それにより、作製されたファイバ内に勾配屈折率プロフィールが生
じる。
【００７３】
入力窓に最も近い材料が硬化すると、照明用放射線を、誘起された屈折率変化
によって合焦させることができ、それにより、合焦ビームの自然回折に打ち勝ち
、即ち、光ファイバの機能性を呈する。こうした事態が生じると、更にチューブ
／ファイバに沿うポリマー材料が、入力照明の空間的に（横方向に）変化する合
焦強度プロフィールによって照明されるようになり、それにより、ファイバの長
さ全体に沿って重合及び屈折率変化が入力照明の自己誘導型効果を介して生じる
。
によって合焦させることができ、それにより、合焦ビームの自然回折に打ち勝ち
、即ち、光ファイバの機能性を呈する。こうした事態が生じると、更にチューブ
／ファイバに沿うポリマー材料が、入力照明の空間的に（横方向に）変化する合
焦強度プロフィールによって照明されるようになり、それにより、ファイバの長
さ全体に沿って重合及び屈折率変化が入力照明の自己誘導型効果を介して生じる
。
【００７４】
光画定及び（望ましい場合には）拡散焼付け後、露光を好ましくはチューブの
壁を通して施してポリマーを包み込むことが必要であり、したがって、実質的に
全ての形式の感光性分子を活性化させ、時間又は照明の度合いによるそれ以上の
屈折率の変化が実質的に防止されるようにする。
壁を通して施してポリマーを包み込むことが必要であり、したがって、実質的に
全ての形式の感光性分子を活性化させ、時間又は照明の度合いによるそれ以上の
屈折率の変化が実質的に防止されるようにする。
【００７５】
化学的及び物理的な頑丈さを提供するよう実施された当初の予備硬化後、原理
的には、１本のプレフォームを切断し、次に、透明な窓をプレフォームの切断部
端部に当てて設ける必要なく、コアの画定露光を実施することが可能である。切
断端面の粗さに打ち勝つのに必要な当業者に周知の屈折率整合用流体を用いるこ
とは、コア画定暴露放射線を物理的に安定化されたプレフォーム内へ放出する適
当な手段となる。
的には、１本のプレフォームを切断し、次に、透明な窓をプレフォームの切断部
端部に当てて設ける必要なく、コアの画定露光を実施することが可能である。切
断端面の粗さに打ち勝つのに必要な当業者に周知の屈折率整合用流体を用いるこ
とは、コア画定暴露放射線を物理的に安定化されたプレフォーム内へ放出する適
当な手段となる。
【００７６】
光ファイバのコア又はクラッド層（例えば、当該技術分野で知られているシリ
カ型光ファイバのクラッド）のような光画定可能なポリマー材料では、構造体の
誘導モードと相互作用するよう用いることができる屈折率調整グレーティングを
光画定することも又可能である。グレーティング構造体を形成するには、所望の
周期性のポリマー中に干渉パターンを生じさせるよう決定された角度に設定され
た２本の（それ以上の）干渉放射線ビームを用いてファイバを側から照明するの
がよい。干渉パターンの強度が周期的に高い領域と低い領域により、光画定可能
なポリマー内での優先的な硬化により周期的な屈折率の調整が得られる。変形例
として、ＵＶエキシマーレーザで用いて利用した場合のように位相マスクを透過
した単一のビームによってポリマーを照明して回折グレーティング（回折格子）
をゲルマニウム添加シリカ光ファイバのコア／クラッド内に書き込んでもよい。
カ型光ファイバのクラッド）のような光画定可能なポリマー材料では、構造体の
誘導モードと相互作用するよう用いることができる屈折率調整グレーティングを
光画定することも又可能である。グレーティング構造体を形成するには、所望の
周期性のポリマー中に干渉パターンを生じさせるよう決定された角度に設定され
た２本の（それ以上の）干渉放射線ビームを用いてファイバを側から照明するの
がよい。干渉パターンの強度が周期的に高い領域と低い領域により、光画定可能
なポリマー内での優先的な硬化により周期的な屈折率の調整が得られる。変形例
として、ＵＶエキシマーレーザで用いて利用した場合のように位相マスクを透過
した単一のビームによってポリマーを照明して回折グレーティング（回折格子）
をゲルマニウム添加シリカ光ファイバのコア／クラッド内に書き込んでもよい。
【００７７】
かかるグレーティングをブラッグフィルタとして用いると、ファイバ内の所望
の波長を再帰反射させ、或いは、例えば構造体のコアモードとクラッドモードの
間で光を結合させることができる。グレーティングが予め定められた屈折率調整
強さ及び長さを生じさせることにより、グレーティングの反射効率及び帯域幅を
特定のデバイス、例えば、現在ＷＤＭ通信用のエルビウム添加光増幅器システム
で用いられている利得（ゲイン）フラットニンググレーティングの必要性を満た
すよう設計できる。
の波長を再帰反射させ、或いは、例えば構造体のコアモードとクラッドモードの
間で光を結合させることができる。グレーティングが予め定められた屈折率調整
強さ及び長さを生じさせることにより、グレーティングの反射効率及び帯域幅を
特定のデバイス、例えば、現在ＷＤＭ通信用のエルビウム添加光増幅器システム
で用いられている利得（ゲイン）フラットニンググレーティングの必要性を満た
すよう設計できる。
【００７８】
多層光画定導波路
構造体の互いに異なる層中に任意の数の非相互作用型感光性分子が用いられて
いる場合、相互作用及び（又は）非相互作用導波路のネットワークを一連の光画
定工程により形成することができる。互いに異なる波長での互いに異なる露光は
、スタック内の互いに異なる垂直方向位置のところに互いに異なる層の状態で導
波路を構成する。導波路層相互間の隔離層は、非相互作用構造体をもたらすこと
ができる。 隔離層までも光画定可能にすることにより、光暴露（photo exposure）法を用
いて或る特定のあらかじめ定められた場所で非相互作用導波路ネットワークを互
いにリンクさせることができる。
いる場合、相互作用及び（又は）非相互作用導波路のネットワークを一連の光画
定工程により形成することができる。互いに異なる波長での互いに異なる露光は
、スタック内の互いに異なる垂直方向位置のところに互いに異なる層の状態で導
波路を構成する。導波路層相互間の隔離層は、非相互作用構造体をもたらすこと
ができる。 隔離層までも光画定可能にすることにより、光暴露（photo exposure）法を用
いて或る特定のあらかじめ定められた場所で非相互作用導波路ネットワークを互
いにリンクさせることができる。
【００７９】
かくして、１つの垂直方向レベルでの単一の光入力を互いに異なる水平方向及
び垂直方向位置で１以上の出力に分割することができる。これは原理的には、あ
る特定の光デバイスにとって一層コンパクトな構造体をもたらすことができる。
というのは、デバイスを垂直方向だけでなく水平方向にも、或いは直線状に多重
化できるからである。
び垂直方向位置で１以上の出力に分割することができる。これは原理的には、あ
る特定の光デバイスにとって一層コンパクトな構造体をもたらすことができる。
というのは、デバイスを垂直方向だけでなく水平方向にも、或いは直線状に多重
化できるからである。
【００８０】
本発明の改良型実施形態の用途は、多層（３次元）光導波路構造体及びネット
ワークにある。この意味においては、上述の第２の実施形態は、光導波路モード
が多層光スタック構造体の単一の層内に封じ込められ、一般的には層のうち１つ
だけが本発明の光画定導波路作製法に反応を示す材料を含む本発明の簡単な形態
を具体化しているにすぎない。
ワークにある。この意味においては、上述の第２の実施形態は、光導波路モード
が多層光スタック構造体の単一の層内に封じ込められ、一般的には層のうち１つ
だけが本発明の光画定導波路作製法に反応を示す材料を含む本発明の簡単な形態
を具体化しているにすぎない。
【００８１】
しかしながら、多層光スタックを上述の一般的に必要とされる３つの層（下側
クラッド、コア及び上側クラッド）を越えて拡張することが可能である。かかる
構造体が図５に示されている。かかる構造では、下側クラッド層５０２、第１の
コア層５０４、隔離又はバッファ層５０６、第２のコア層５０８及び上側クラッ
ド層５１０が設けられている。この実施形態では、光スタックの層の各々は、放
射線、例えばＵＶ光の適用に応動して層の硬化を開始させるために少なくとも第
１形式の感光性分子を含んでいる。互いに別々の層が同一又は互いに異なる波長
の光の適用で互いに別々の層の硬化が生じるように同一又は異なる形式の感光性
分子を含むのがよいことに注目されたい。第１及び第２のコア層はそれぞれ、第
２形式の感光性分子、好ましくは、２つのコア層の各々の中に互いに異なる形式
の分子を更に有し、好ましくは隔離／バッファ層も又、第１又は第２の何れかの
中に含まれた形式とは異なる第２形式の感光性分子を更に含む。
クラッド、コア及び上側クラッド）を越えて拡張することが可能である。かかる
構造体が図５に示されている。かかる構造では、下側クラッド層５０２、第１の
コア層５０４、隔離又はバッファ層５０６、第２のコア層５０８及び上側クラッ
ド層５１０が設けられている。この実施形態では、光スタックの層の各々は、放
射線、例えばＵＶ光の適用に応動して層の硬化を開始させるために少なくとも第
１形式の感光性分子を含んでいる。互いに別々の層が同一又は互いに異なる波長
の光の適用で互いに別々の層の硬化が生じるように同一又は異なる形式の感光性
分子を含むのがよいことに注目されたい。第１及び第２のコア層はそれぞれ、第
２形式の感光性分子、好ましくは、２つのコア層の各々の中に互いに異なる形式
の分子を更に有し、好ましくは隔離／バッファ層も又、第１又は第２の何れかの
中に含まれた形式とは異なる第２形式の感光性分子を更に含む。
【００８２】
図５の多層光スタックは、図２を参照して説明した方法と類似した方法で作製
される。下側クラッド層５０２を例えばスピン法により基板（図示せず）上に被
着させ、かかる基板はガラス、シリコン又はポリマーであるのがよい。次に、こ
の層５０２を化学線に当てることにより少なくとも部分的に硬化させ、それによ
り、第１形式の感光性分子を活性化させ、ポリマー材料の少なくとも部分的な架
橋を生じさせる。上述の例の場合と同様に、少なくとも部分的な硬化を光暴露に
よるだけでなく、熱的に、放射線の作用により、或いは他の手段で施すのがよい
。少なくとも部分的な硬化は、特性を被着させたままの状態では表示しない材料
について第１のコア層５０４の被着（この場合も又、スピン法を用いて達成でき
る）を可能にするのに十分な化学的及び物理的な安定性をもたらすのに必要であ
る。
される。下側クラッド層５０２を例えばスピン法により基板（図示せず）上に被
着させ、かかる基板はガラス、シリコン又はポリマーであるのがよい。次に、こ
の層５０２を化学線に当てることにより少なくとも部分的に硬化させ、それによ
り、第１形式の感光性分子を活性化させ、ポリマー材料の少なくとも部分的な架
橋を生じさせる。上述の例の場合と同様に、少なくとも部分的な硬化を光暴露に
よるだけでなく、熱的に、放射線の作用により、或いは他の手段で施すのがよい
。少なくとも部分的な硬化は、特性を被着させたままの状態では表示しない材料
について第１のコア層５０４の被着（この場合も又、スピン法を用いて達成でき
る）を可能にするのに十分な化学的及び物理的な安定性をもたらすのに必要であ
る。
【００８３】
次に、この第１のコア層５０４を、この中に含まれている第１形式の感光性分
子（これは、下側クラッド層５０２内に含まれているのと同一の分子であるのが
よい）を活性化させることによって部分的に硬化させる。部分的な硬化法は、第
１のコア層５０４内の第２形式の感光性分子を活性化させず、かかる第２形式の
感光性分子は後で光画定法で用いられることになる。部分的に硬化した状態の第
１のコア層５０４は、隔離又はバッファ層５０６を頂部上に被着させ、その第１
形式の感光性分子を活性化させることにより部分的に硬化させるのに足る程の化
学的に且つ物理的に安定性がある。この場合も又、この部分的硬化は、第２形式
の感光性分子を活性化させず、かかる第２形式の感光性分子は後で光画定法で用
いられることになろう。第２のコア層５０８をバッファ／隔離層５０６の頂部上
に同様に被着させて部分的に硬化させ、その後、上側クラッド層５１０の被着及
び少なくとも部分的な硬化を行う。
子（これは、下側クラッド層５０２内に含まれているのと同一の分子であるのが
よい）を活性化させることによって部分的に硬化させる。部分的な硬化法は、第
１のコア層５０４内の第２形式の感光性分子を活性化させず、かかる第２形式の
感光性分子は後で光画定法で用いられることになる。部分的に硬化した状態の第
１のコア層５０４は、隔離又はバッファ層５０６を頂部上に被着させ、その第１
形式の感光性分子を活性化させることにより部分的に硬化させるのに足る程の化
学的に且つ物理的に安定性がある。この場合も又、この部分的硬化は、第２形式
の感光性分子を活性化させず、かかる第２形式の感光性分子は後で光画定法で用
いられることになろう。第２のコア層５０８をバッファ／隔離層５０６の頂部上
に同様に被着させて部分的に硬化させ、その後、上側クラッド層５１０の被着及
び少なくとも部分的な硬化を行う。
【００８４】
上述すると共に図５に示すように構成された光多層スタックは今や、隔離／バ
ッファ層５０６によって互いに分離された２つの光画定可能な導波路コア層５０
４，５０８を有しており、かかる隔離／バッファ層５０６も又光画定可能である
。互いに異なる層がこれらの第２形式の感光性分子として互いに異なる化学種を
有しているので、１つの層の光画定は、他の層とは別個独立に実施可能である（
ただし、光画定露光が、関連の第２形式の感光性分子の活性化波長及びスペクト
ルを考慮した適当な次数で行われることを条件とする）。かくして、本発明では
、第１のコア層５０４中の第２形式の感光性分子のパターニングされた活性化を
生じさせるために第１のパターニングされた放射線暴露を用いることができ、そ
の結果、暴露のパターンに従って架橋／硬化、拡散及び屈折率の変化（これらに
ついては上述している）が生じることになる。
ッファ層５０６によって互いに分離された２つの光画定可能な導波路コア層５０
４，５０８を有しており、かかる隔離／バッファ層５０６も又光画定可能である
。互いに異なる層がこれらの第２形式の感光性分子として互いに異なる化学種を
有しているので、１つの層の光画定は、他の層とは別個独立に実施可能である（
ただし、光画定露光が、関連の第２形式の感光性分子の活性化波長及びスペクト
ルを考慮した適当な次数で行われることを条件とする）。かくして、本発明では
、第１のコア層５０４中の第２形式の感光性分子のパターニングされた活性化を
生じさせるために第１のパターニングされた放射線暴露を用いることができ、そ
の結果、暴露のパターンに従って架橋／硬化、拡散及び屈折率の変化（これらに
ついては上述している）が生じることになる。
【００８５】
これにより、第１のコア層５４０に第１の導波路ネットワークが形成される。
隔離／バッファ層５０６を光画定せず、多層光スタックの材料の屈折率を正確に
選択した場合には、第１のコア層５０４中の第１の導波路ネットワークは第２の
コア層５０８から完全に隔離される。第２のパターニングされた放射線暴露を用
いると、この場合も又第２のコア層５０８中の第２形式の感光性分子のパターニ
ングされた活性化及びその結果としての架橋／硬化及び拡散の結果として第２の
コア層５８２第２の導波路ネットワークが今や形成できる。これら２つの導波路
ネットワークを完全に隔離することができ、第１のコア層中にいかに多くの導波
路が第２のコア層５０８中の導波路と交差していても、相互作用又は交差損失を
生じずに互いに任意の角度での伝搬が可能になる（伝搬モードのエバネッセント
テールがバッファ層５０６の厚さによって十分に減衰されているものと仮定する
）。
隔離／バッファ層５０６を光画定せず、多層光スタックの材料の屈折率を正確に
選択した場合には、第１のコア層５０４中の第１の導波路ネットワークは第２の
コア層５０８から完全に隔離される。第２のパターニングされた放射線暴露を用
いると、この場合も又第２のコア層５０８中の第２形式の感光性分子のパターニ
ングされた活性化及びその結果としての架橋／硬化及び拡散の結果として第２の
コア層５８２第２の導波路ネットワークが今や形成できる。これら２つの導波路
ネットワークを完全に隔離することができ、第１のコア層中にいかに多くの導波
路が第２のコア層５０８中の導波路と交差していても、相互作用又は交差損失を
生じずに互いに任意の角度での伝搬が可能になる（伝搬モードのエバネッセント
テールがバッファ層５０６の厚さによって十分に減衰されているものと仮定する
）。
【００８６】
バッファ／隔離層５６０の第２形式の感光性分子は、第１の導波路ネットワー
クと第２の導波路ネットワークが相互に作用できる領域を光画定することができ
るようにするのに役立つ。例えば、図６に示す領域では、第１のネットワーク６
０２及び第２のネットワーク６０４のそれぞれからの導波路セグメントはそれぞ
れ、互いに実質的に平行に且つ実質的に互いに直に上下になって延びている。パ
ターニングされた暴露を用いてこの領域６０６中のバッファ層内の第２形式の感
光性分子を活性化させることにより、バッファ層の屈折率を増大させ、導波路相
互間の隔離の度合いを減少させ、或いは無くす。これは、垂直方向に平行な又は
方向性結合器を形成し、この結合器は、第１及び第２のコア層並びにバッファ層
の（この光画定された領域の）屈折率及び厚さについて適当な選択がなされた状
態で光を第１及び第２導波路ネットワーク内の導波路相互間で結合することがで
きる。結合の効率は、２つのネットワーク中の導波路の光モードと結合領域６０
６の長さとの間で行われる重なり積分によって決まる。
クと第２の導波路ネットワークが相互に作用できる領域を光画定することができ
るようにするのに役立つ。例えば、図６に示す領域では、第１のネットワーク６
０２及び第２のネットワーク６０４のそれぞれからの導波路セグメントはそれぞ
れ、互いに実質的に平行に且つ実質的に互いに直に上下になって延びている。パ
ターニングされた暴露を用いてこの領域６０６中のバッファ層内の第２形式の感
光性分子を活性化させることにより、バッファ層の屈折率を増大させ、導波路相
互間の隔離の度合いを減少させ、或いは無くす。これは、垂直方向に平行な又は
方向性結合器を形成し、この結合器は、第１及び第２のコア層並びにバッファ層
の（この光画定された領域の）屈折率及び厚さについて適当な選択がなされた状
態で光を第１及び第２導波路ネットワーク内の導波路相互間で結合することがで
きる。結合の効率は、２つのネットワーク中の導波路の光モードと結合領域６０
６の長さとの間で行われる重なり積分によって決まる。
【００８７】
最初の光画定工程に続き、多層構造体を多数の波長に一様に暴露して残ってい
る実質的に全ての形式の感光性分子を活性化させることによりロック工程を施し
て将来の望ましくない屈折率変化を防止する。拡散促進焼付けを多層光画定法の
際に任意適当な箇所、例えば、暴露相互間、或いは全ての暴露後であるがロック
アップ工程の実施前で施すのがよく、その目的は導波路作製法を最適化すること
にあることは注目されたい。
る実質的に全ての形式の感光性分子を活性化させることによりロック工程を施し
て将来の望ましくない屈折率変化を防止する。拡散促進焼付けを多層光画定法の
際に任意適当な箇所、例えば、暴露相互間、或いは全ての暴露後であるがロック
アップ工程の実施前で施すのがよく、その目的は導波路作製法を最適化すること
にあることは注目されたい。
【００８８】
かくして、図５に示す構造体により、光多層構造体内の互いに異なる垂直方向
レベル（高さ位置）で伝搬する光導波路の隔離されたネットワークの形成が可能
になり、この場合、或る特定の限定された領域内での導波路ネットワーク相互間
での相互作用又は結合を制御可能に導入できるという追加の利点が得られる。導
波路の作製及び結合の誘起は全て、予備作製された光多層スタックを互いに異な
る波長でパターニングされた照明に当てて互いに異なる層中に光画定を引き起こ
して行われる。
レベル（高さ位置）で伝搬する光導波路の隔離されたネットワークの形成が可能
になり、この場合、或る特定の限定された領域内での導波路ネットワーク相互間
での相互作用又は結合を制御可能に導入できるという追加の利点が得られる。導
波路の作製及び結合の誘起は全て、予備作製された光多層スタックを互いに異な
る波長でパターニングされた照明に当てて互いに異なる層中に光画定を引き起こ
して行われる。
【００８９】
本発明の商業的な用途としては、通信、ディスプレールーチング又はタッチス
クリーン用途が挙げられ、この場合、光導波路は、多数の他の導波路を交差させ
て好ましくは交差の結果として過剰の損失を生じさせないでこれらの最終目的地
に達するようにするために必要とされる。
クリーン用途が挙げられ、この場合、光導波路は、多数の他の導波路を交差させ
て好ましくは交差の結果として過剰の損失を生じさせないでこれらの最終目的地
に達するようにするために必要とされる。
【００９０】
さらに、光を単一の箇所で多層構造体中に取り込み、次に、これを構造体の平
面内と構造体内の垂直方向に位置した多数の平面内へ分布できるということによ
り、所与の機能性についてデバイスの集積化の度合いを高めると共にデバイスの
サイズを縮小するという見込みが得られる（例えば、最小長さがカスケード接続
／分岐（ブランチ）のための必要性によって制限される１−Ｎスプリッターを水
平方向寸法と垂直方向寸法の両方向に広げてよりコンパクトな全体的構造を生じ
させることができる）。
面内と構造体内の垂直方向に位置した多数の平面内へ分布できるということによ
り、所与の機能性についてデバイスの集積化の度合いを高めると共にデバイスの
サイズを縮小するという見込みが得られる（例えば、最小長さがカスケード接続
／分岐（ブランチ）のための必要性によって制限される１−Ｎスプリッターを水
平方向寸法と垂直方向寸法の両方向に広げてよりコンパクトな全体的構造を生じ
させることができる）。
【００９１】
多層構造体中のアクティブなデバイス
別の設計では、グレーティング支援方向性結合器又は平行結合器を作製し、そ
れにより、光画定グレーティングを位相反転マスクパターンを通る２本の干渉ビ
ーム又は単一ビームの露光を用いてバッファ層中に形成することができる。光画
定されたグレーティングの調整屈折率は、２つの導波路ネットワーク相互間の光
結合を準位相整合させるｋベクトルを提供する。モード伝搬定数、導波路寸法、
バッファ層の厚さ、グレーティングの周期及び屈折率の調整を正確に選択した状
態では、垂直方向グレーティング支援方向性結合器の結合効率及び波長帯域幅を
所定の値を満足させるよう設計できる。かかるデバイスを薄膜（又はバルク）加
熱器の使用により熱光学的に調製してグレーティング支援方向性結合器中のポリ
マーの温度を変え、かくして、屈折率を変更すると共に熱膨張によりグレーティ
ングの物理的周期を変更することができる。これらの硬化からの物理的及び光学
的周期の変化の組合せの結果として、２つの導波路ネットワーク相互間における
結合効率曲線の波長ピークがシフトすることになる。かくして、原理的には、加
熱器への制御信号を用いることにより所望の波長で２つのネットワーク相互間の
結合をオンにしたりオフにすることができる。
れにより、光画定グレーティングを位相反転マスクパターンを通る２本の干渉ビ
ーム又は単一ビームの露光を用いてバッファ層中に形成することができる。光画
定されたグレーティングの調整屈折率は、２つの導波路ネットワーク相互間の光
結合を準位相整合させるｋベクトルを提供する。モード伝搬定数、導波路寸法、
バッファ層の厚さ、グレーティングの周期及び屈折率の調整を正確に選択した状
態では、垂直方向グレーティング支援方向性結合器の結合効率及び波長帯域幅を
所定の値を満足させるよう設計できる。かかるデバイスを薄膜（又はバルク）加
熱器の使用により熱光学的に調製してグレーティング支援方向性結合器中のポリ
マーの温度を変え、かくして、屈折率を変更すると共に熱膨張によりグレーティ
ングの物理的周期を変更することができる。これらの硬化からの物理的及び光学
的周期の変化の組合せの結果として、２つの導波路ネットワーク相互間における
結合効率曲線の波長ピークがシフトすることになる。かくして、原理的には、加
熱器への制御信号を用いることにより所望の波長で２つのネットワーク相互間の
結合をオンにしたりオフにすることができる。
【００９２】
原理的には、屈折率及び周期を適切に選択した状態では、かかるグレーティン
グ支援デバイス中に反転方向性結合を生じさせることができ、即ち、導波路Ａか
ら導波路Ｂに結合されたモードが導波路Ｂ中を逆方向に伝わることができる。
グ支援デバイス中に反転方向性結合を生じさせることができ、即ち、導波路Ａか
ら導波路Ｂに結合されたモードが導波路Ｂ中を逆方向に伝わることができる。
【００９３】
同一のコア層中の２つの導波路相互間で作用して光を同一ネットワーク内の別
々の導波路相互間に配分する方向性結合器又はグレーティング支援結合器（前方
又はこれと逆方向）を構成することも可能であることは注目されるべきである。
加うるに、多層導波路構造体中の各導波路ネットワークは、デバイスにとって所
望の機能性をもたらすよう必要に応じて任意の数のアクティブ又はパッシブな素
子、例えば、スイッチ、減衰器、反射／透過グレーティング（透過格子）、結合
器、アレイ状の導波路グレーティング、干渉部分等を有するのがよい。
々の導波路相互間に配分する方向性結合器又はグレーティング支援結合器（前方
又はこれと逆方向）を構成することも可能であることは注目されるべきである。
加うるに、多層導波路構造体中の各導波路ネットワークは、デバイスにとって所
望の機能性をもたらすよう必要に応じて任意の数のアクティブ又はパッシブな素
子、例えば、スイッチ、減衰器、反射／透過グレーティング（透過格子）、結合
器、アレイ状の導波路グレーティング、干渉部分等を有するのがよい。
【００９４】
図１２は、上側ネットワーク及び下側ネットワークとして示され、光多層構造
体内において互いに異なるレベルで伝搬する光導波路の２つの互いに隔離された
ネットワークが存在するデバイス１２００を示している。デバイス１２００に入
った光エネルギを、ネットワーク内及びこれら相互間に設けられた適当な結合器
又はスイッチ１２１２，１２１４を作動することにより、下側ネットワーク１２
０６の平面内で出力ポート１２０２又は１２０４から、或いは上側ネットワーク
１２１０の平面内で出力ポート１２０８から出るように制御自在に配分するのが
よい。
体内において互いに異なるレベルで伝搬する光導波路の２つの互いに隔離された
ネットワークが存在するデバイス１２００を示している。デバイス１２００に入
った光エネルギを、ネットワーク内及びこれら相互間に設けられた適当な結合器
又はスイッチ１２１２，１２１４を作動することにより、下側ネットワーク１２
０６の平面内で出力ポート１２０２又は１２０４から、或いは上側ネットワーク
１２１０の平面内で出力ポート１２０８から出るように制御自在に配分するのが
よい。
【００９５】
導波路ネットワーク又は互いに別々の層の相互リンクは、デバイスにとっての
一体構造を保持しながら垂直寸法におけるコンポーネントの積重ねを可能にする
ことにより、機能性を向上させると共にデバイス全体の所要寸法を減少させるこ
とができる。
一体構造を保持しながら垂直寸法におけるコンポーネントの積重ねを可能にする
ことにより、機能性を向上させると共にデバイス全体の所要寸法を減少させるこ
とができる。
【００９６】
本発明によって可能な多層導波路構造体の例示の用途は、図１１に概略的に示
すＷＤＭ通信システム用のアド／ドロップ（ａｄｄ／ｄｒｏｐ）マルチプレクサ
−デルチプレクサ（ＭＵＸ−ＤＥＭＵＸ）である。この例では、多チャンネル多
波長ＷＤＭ信号をコア層１１０５内の導波路に入力し、次にこれはアレイ状に配
置された導波路グレーティング波長多重分離（逆多重）要素１１１０に入力され
、ここで、ＷＤＭ信号の波長チャンネルが空間的に分離され、別々のチャンネル
導波路１１１５に出力される。波長チャンネルは、各々が（例えば）熱光学的同
調／切換えグレーティング支援反転方向性結合器１１２０，１１２２に達するま
でコア層１１０５中で更に伝搬される。結合器１１２０は、コア層１１０５内で
２つの導波路を接続し、結合器１１２２は、コア層１１０５内の１つの導波路と
コア層１１３５内の１つの導波路を互いに接続する。熱光学的同調グレーティン
グ支援反転方向性結合器１１２０を作動させてチャンネル１１２５中を伝搬して
いる波長を偏向させると（例えば、適当な制御信号をグレーティング支援反転方
向性結合器１１２０と熱的に連絡関係にある加熱器に送ると）、導波路１１２５
中のＷＤＭ信号が導波路１１３０内へ結合される。後続の垂直方向方向性結合器
１１３２は、信号が層１１３５内の導波路１１３７に達するようにし、次にアレ
イ状の導波路グレーティング１１４０まで伝搬させるのに必要であり、ここで、
信号が他の波長チャンネルと再結合され、ＷＤＭ出力信号１１４５を出力する。
すＷＤＭ通信システム用のアド／ドロップ（ａｄｄ／ｄｒｏｐ）マルチプレクサ
−デルチプレクサ（ＭＵＸ−ＤＥＭＵＸ）である。この例では、多チャンネル多
波長ＷＤＭ信号をコア層１１０５内の導波路に入力し、次にこれはアレイ状に配
置された導波路グレーティング波長多重分離（逆多重）要素１１１０に入力され
、ここで、ＷＤＭ信号の波長チャンネルが空間的に分離され、別々のチャンネル
導波路１１１５に出力される。波長チャンネルは、各々が（例えば）熱光学的同
調／切換えグレーティング支援反転方向性結合器１１２０，１１２２に達するま
でコア層１１０５中で更に伝搬される。結合器１１２０は、コア層１１０５内で
２つの導波路を接続し、結合器１１２２は、コア層１１０５内の１つの導波路と
コア層１１３５内の１つの導波路を互いに接続する。熱光学的同調グレーティン
グ支援反転方向性結合器１１２０を作動させてチャンネル１１２５中を伝搬して
いる波長を偏向させると（例えば、適当な制御信号をグレーティング支援反転方
向性結合器１１２０と熱的に連絡関係にある加熱器に送ると）、導波路１１２５
中のＷＤＭ信号が導波路１１３０内へ結合される。後続の垂直方向方向性結合器
１１３２は、信号が層１１３５内の導波路１１３７に達するようにし、次にアレ
イ状の導波路グレーティング１１４０まで伝搬させるのに必要であり、ここで、
信号が他の波長チャンネルと再結合され、ＷＤＭ出力信号１１４５を出力する。
【００９７】
熱光学的同調グレーティング支援反転方向性結合器１１２２を作動させてチャ
ンネル１１２７中を伝搬している波長を偏向させると（例えば、適当な制御信号
をグレーティング支援反転方向性結合器１１２２と熱的に連絡関係にある加熱器
に送ると）、導波路１１２７中のＷＤＭ信号がコア層１１３５中の導波路１１３
９内へ結合される。この信号は今や、第２のアレイ状導波路グレーティング１１
４０に直接戻るよう伝搬でき、ここで、信号が他の波長チャンネルと再結合され
、ＷＤＭ出力信号１１４５を出力する。
ンネル１１２７中を伝搬している波長を偏向させると（例えば、適当な制御信号
をグレーティング支援反転方向性結合器１１２２と熱的に連絡関係にある加熱器
に送ると）、導波路１１２７中のＷＤＭ信号がコア層１１３５中の導波路１１３
９内へ結合される。この信号は今や、第２のアレイ状導波路グレーティング１１
４０に直接戻るよう伝搬でき、ここで、信号が他の波長チャンネルと再結合され
、ＷＤＭ出力信号１１４５を出力する。
【００９８】
グレーティング支援反転方向性結合器１１２０，１１２２を所与のチャンネル
について作動させない場合、このチャンネルは層１１０５上のドロップ出力１１
５０，１１５２に運び、ここで、サンプリングしてデータを抽出し、或いは単に
破棄するのがよい。 波長チャンネルについての新しい入力データが、層１１３５上のアド入力１１
５５，１１５９のところに得られ、次に、ＷＤＭ出力信号１１４５内への結合の
ためにアレイ状導波路グレーティングに伝搬する。 この構造を、それ以上のコア層と、それぞれの隔離／バッファ層によって分離
されたそれ以上の互いに異なる（又は同一の）感光性分子と一体化することによ
り一段と拡張できることは明らかであろう。
について作動させない場合、このチャンネルは層１１０５上のドロップ出力１１
５０，１１５２に運び、ここで、サンプリングしてデータを抽出し、或いは単に
破棄するのがよい。 波長チャンネルについての新しい入力データが、層１１３５上のアド入力１１
５５，１１５９のところに得られ、次に、ＷＤＭ出力信号１１４５内への結合の
ためにアレイ状導波路グレーティングに伝搬する。 この構造を、それ以上のコア層と、それぞれの隔離／バッファ層によって分離
されたそれ以上の互いに異なる（又は同一の）感光性分子と一体化することによ
り一段と拡張できることは明らかであろう。
【００９９】
可撓性基板の利点
ポリマーフィルムは本来的に薄く且つ脆いので、ある種のキャリヤ又は基板が
製品を製造サイクルを通して移動させるのに必要である。この基板は上述したよ
うに、ガラス、シリコン又は他の或る剛性材料であるのがよい。しかしながら、
キャリヤとして剛性材料を用いる場合、製造工場は別々の、場合によっては脆い
パネルを取り扱うことが必要になる。大きなサイズへのスケーラビリティ（拡張
性）は、技術的観点と経済的観点の両面から問題になる。後者の場合、既存のフ
ラットパネルディスプレイ技術に関する経験によれば、バッチ製造設備の費用は
デバイスサイズの増大につれていかに急増するか及び売れる可能性がある製品で
も価格が高いためにどれほど市場から閉め出されるかということが分かっている
。かくして、ポリマー系フォトニックデバイスの場合、キャリヤについての良好
な、そしてより自然な選択肢は、連続した可撓性基板、又は「ウェブ」である。
剛性キャリヤ上で作製されるフォトニックデバイスと比較して、ロールツーロー
ル（roll-to-roll）法を用いて可動性ウェブ上で作製されるフォトニックデバイ
スは本来的に、製造費及び所要の資本投資の面で有利である可能性を持っている
。それと同時に、スケーラビリティ及び堅牢性についての可能性が大幅に向上す
る。これら利点は、もし既存の技術及び設備を利用できれば一段と高められる。
製品を製造サイクルを通して移動させるのに必要である。この基板は上述したよ
うに、ガラス、シリコン又は他の或る剛性材料であるのがよい。しかしながら、
キャリヤとして剛性材料を用いる場合、製造工場は別々の、場合によっては脆い
パネルを取り扱うことが必要になる。大きなサイズへのスケーラビリティ（拡張
性）は、技術的観点と経済的観点の両面から問題になる。後者の場合、既存のフ
ラットパネルディスプレイ技術に関する経験によれば、バッチ製造設備の費用は
デバイスサイズの増大につれていかに急増するか及び売れる可能性がある製品で
も価格が高いためにどれほど市場から閉め出されるかということが分かっている
。かくして、ポリマー系フォトニックデバイスの場合、キャリヤについての良好
な、そしてより自然な選択肢は、連続した可撓性基板、又は「ウェブ」である。
剛性キャリヤ上で作製されるフォトニックデバイスと比較して、ロールツーロー
ル（roll-to-roll）法を用いて可動性ウェブ上で作製されるフォトニックデバイ
スは本来的に、製造費及び所要の資本投資の面で有利である可能性を持っている
。それと同時に、スケーラビリティ及び堅牢性についての可能性が大幅に向上す
る。これら利点は、もし既存の技術及び設備を利用できれば一段と高められる。
【０１００】
現在用いられている従来型設備作製可能性では、もしウェブを利用した製造法
を利用する場合、ポリマーデバイスの各層を、必要ならば次の層をこの上にコー
ティングし又は積層する前にパターニングする必要がある。本発明の利点は、本
発明により完全な光多層スタックを、層の被着相互間で中間のパターニング工程
を必要とせず、実質的に全てのパターニング工程を完全な多層構造を作製した後
に実施できるような仕方で可撓性基板上にコーティングできるということにある
。それ故、多層構造体のロールを前もって準備するのがよく、すると、光画定導
波路パターニング及びその後に行われる活性剤（光画定に利用される感光性分子
とは異なる）又は特徴部パターニングを後の段階で実施できる。所望ならば多層
構造の連続ロールを所望の個々のコンポーネント又はデバイスを作製するための
パターニングの実施前に所定長さに切断してもよい。「後の段階」という用語は
、多層構造の完成直後又は或る程度の遅延期間後、或いは極端には数年後を意味
している。本発明は、選択された時期に種々の場所で、連続形態で或いはバッチ
処理モードで光多層構造体の作製及びパターニング法を実施できるようにする。
を利用する場合、ポリマーデバイスの各層を、必要ならば次の層をこの上にコー
ティングし又は積層する前にパターニングする必要がある。本発明の利点は、本
発明により完全な光多層スタックを、層の被着相互間で中間のパターニング工程
を必要とせず、実質的に全てのパターニング工程を完全な多層構造を作製した後
に実施できるような仕方で可撓性基板上にコーティングできるということにある
。それ故、多層構造体のロールを前もって準備するのがよく、すると、光画定導
波路パターニング及びその後に行われる活性剤（光画定に利用される感光性分子
とは異なる）又は特徴部パターニングを後の段階で実施できる。所望ならば多層
構造の連続ロールを所望の個々のコンポーネント又はデバイスを作製するための
パターニングの実施前に所定長さに切断してもよい。「後の段階」という用語は
、多層構造の完成直後又は或る程度の遅延期間後、或いは極端には数年後を意味
している。本発明は、選択された時期に種々の場所で、連続形態で或いはバッチ
処理モードで光多層構造体の作製及びパターニング法を実施できるようにする。
【０１０１】
ウェブ製造法との適合性を最大にするため、これらデバイスパターニング工程
は好ましくは、連続形態で実施するのが困難なプロセス条件、例えば高圧又は高
温条件を必要としないものであることが必要である。その結果、或るパターニン
グ技術、例えば光画定、レーザアブレーション及びスクリーン印刷は、ウェブを
利用したフォトニック製造作業の一部をなすものとして最適である。しかしなが
ら、実用的な所与の可能性がロール又はウェブ基板上縁の金属質又は非金属質薄
膜の真空コーティングについて存在し、したがって、非真空法に対する選好は要
件として解釈されるべきではない。
は好ましくは、連続形態で実施するのが困難なプロセス条件、例えば高圧又は高
温条件を必要としないものであることが必要である。その結果、或るパターニン
グ技術、例えば光画定、レーザアブレーション及びスクリーン印刷は、ウェブを
利用したフォトニック製造作業の一部をなすものとして最適である。しかしなが
ら、実用的な所与の可能性がロール又はウェブ基板上縁の金属質又は非金属質薄
膜の真空コーティングについて存在し、したがって、非真空法に対する選好は要
件として解釈されるべきではない。
【０１０２】
多層構造体の連続ロールを所定長さに切断しないで、これをロールとして処理
し、その後所望ならば切断してもよい。ロールを切断すると（長手方向及び（又
は）幅方向に）、幅の狭いロール及び（又は）長さの短いロール／小片を生じさ
せることができる。切断作業を、１以上の中間処理の実施後又は最終工程の実施
後に実施できる。それ故、デバイスサイズが現時点においてはＲＩＥ機械それ自
体の真空室によって制限される他の導波路パターニング技術、例えばＲＩＥによ
って課される制約なく、相当大きなサイズの光コンポーネント又はデバイスを作
製することができる。例えば、非常に大型のディスプレイスクリーンを、これら
ロールツーロール処理法の利用により製造することができる。
し、その後所望ならば切断してもよい。ロールを切断すると（長手方向及び（又
は）幅方向に）、幅の狭いロール及び（又は）長さの短いロール／小片を生じさ
せることができる。切断作業を、１以上の中間処理の実施後又は最終工程の実施
後に実施できる。それ故、デバイスサイズが現時点においてはＲＩＥ機械それ自
体の真空室によって制限される他の導波路パターニング技術、例えばＲＩＥによ
って課される制約なく、相当大きなサイズの光コンポーネント又はデバイスを作
製することができる。例えば、非常に大型のディスプレイスクリーンを、これら
ロールツーロール処理法の利用により製造することができる。
【０１０３】
本発明の結果として、２段階作業を利用して光デバイスの作製を実施すること
ができ、かかる作業では、多層構造体のウェブをまず最初に作り（おそらくは、
多層の段階で）、次に導波路光画定法を実施する光デバイス作製機械で利用する
。しかしながら、変形例として、この作製法全体を連続作業として実施してもよ
く、これは、多層構造体を連続ウェブの状態で作製する工程と問題のデバイスを
作製する工程の両方から成り、かかる方法としては、所要の要素を光画定する方
法が挙げられる。
ができ、かかる作業では、多層構造体のウェブをまず最初に作り（おそらくは、
多層の段階で）、次に導波路光画定法を実施する光デバイス作製機械で利用する
。しかしながら、変形例として、この作製法全体を連続作業として実施してもよ
く、これは、多層構造体を連続ウェブの状態で作製する工程と問題のデバイスを
作製する工程の両方から成り、かかる方法としては、所要の要素を光画定する方
法が挙げられる。
【０１０４】
方法
図８は、多層構造体のウェブを形成する第１方法の実施形態を示す流れ図であ
る。結果的に得られた多層スタックの構造が、図２ｂに断面で示されており、こ
の構造は、多層構造体の平面内にパターニング可能な導波路閉込めをもたらすこ
とができる簡単な実施形態を示している。例えばカプトン、マイラのような材料
のウェブ基材ロールを巻出しロール上に配置する。工程８０２では、次にローラ
の機械的システムを利用してウェブ基材を巻き出して移動させ、これを必要に応
じてコーティングして処理し、それにより最終製品である多層構造体のウェブを
形成する。ウェブ基材の移動速度は、毎分数ｍ未満から毎分数百ｍまでの何れか
のものであるのがよい。
る。結果的に得られた多層スタックの構造が、図２ｂに断面で示されており、こ
の構造は、多層構造体の平面内にパターニング可能な導波路閉込めをもたらすこ
とができる簡単な実施形態を示している。例えばカプトン、マイラのような材料
のウェブ基材ロールを巻出しロール上に配置する。工程８０２では、次にローラ
の機械的システムを利用してウェブ基材を巻き出して移動させ、これを必要に応
じてコーティングして処理し、それにより最終製品である多層構造体のウェブを
形成する。ウェブ基材の移動速度は、毎分数ｍ未満から毎分数百ｍまでの何れか
のものであるのがよい。
【０１０５】
最初に巻き出すと、基材は１又は複数の予備処理ステーションを下を通る（工
程８０４）。これらステーションは、例えば基板をクリーニングし、次にコロナ
放電又はプラズマ処理を行って接着層を形成することにより基材を準備してこれ
が多層構造体の第１の層、例えば下側クラッド層を受け取るようにする。予備処
理ステーションは、クリーニング溶液を塗布し、接着層を形成するコータ（塗工
機）を有するのがよい。また、この予備処理ステーションは、別の技術又は処理
、例えばダストの静電除去法を実施するユニットを更に有するのがよい。
程８０４）。これらステーションは、例えば基板をクリーニングし、次にコロナ
放電又はプラズマ処理を行って接着層を形成することにより基材を準備してこれ
が多層構造体の第１の層、例えば下側クラッド層を受け取るようにする。予備処
理ステーションは、クリーニング溶液を塗布し、接着層を形成するコータ（塗工
機）を有するのがよい。また、この予備処理ステーションは、別の技術又は処理
、例えばダストの静電除去法を実施するユニットを更に有するのがよい。
【０１０６】
基材は、いったん予備処理されると、下側クラッド材料の所定厚さの層を基材
上に被着させるコータ（工程８０６）又は搬送手段の下を移動する。下側クラッ
ド材料の配合物は、被着のために必要な形態、即ち、所望に応じて分散形態、溶
解形態、又は濾過形態で１つのホッパー又は多数のホッパー内に位置するのがよ
い。連続フィードバック制御装置を設置して被着層の厚さをモニタしてこれを維
持するのがよい。さらに、被着されるべき材料の粘度をモニタし、ホッパーから
の蒸発による溶剤の損失分に代わる溶剤又は他の粘度制御物質を追加することに
より、あらかじめ設定された値に連続的に維持するのがよい。搬送手段は、面接
触又は非接触ローラ、ブレード、ナイフ又は当業者に知られている任意他の形式
の搬送手段、例えば、スロットダイの形態をしているのがよい。
上に被着させるコータ（工程８０６）又は搬送手段の下を移動する。下側クラッ
ド材料の配合物は、被着のために必要な形態、即ち、所望に応じて分散形態、溶
解形態、又は濾過形態で１つのホッパー又は多数のホッパー内に位置するのがよ
い。連続フィードバック制御装置を設置して被着層の厚さをモニタしてこれを維
持するのがよい。さらに、被着されるべき材料の粘度をモニタし、ホッパーから
の蒸発による溶剤の損失分に代わる溶剤又は他の粘度制御物質を追加することに
より、あらかじめ設定された値に連続的に維持するのがよい。搬送手段は、面接
触又は非接触ローラ、ブレード、ナイフ又は当業者に知られている任意他の形式
の搬送手段、例えば、スロットダイの形態をしているのがよい。
【０１０７】
次に、下側クラッド被覆物質に少なくとも部分的な効果を施し（工程８０８）
次に行うコーティング及び処理工程に対して機械的且つ化学的な安定性を与える
。先の実施形態で説明したＵＶ硬化材料の場合、部分的硬化を行うのに、ＵＶ／
可視放射線に当てて第１の感光性分子を活性化させるのがよい。変形例としての
材料系は、少なくとも部分的な硬化を得るために他の波長又は熱的方法を利用し
てもよい。
次に行うコーティング及び処理工程に対して機械的且つ化学的な安定性を与える
。先の実施形態で説明したＵＶ硬化材料の場合、部分的硬化を行うのに、ＵＶ／
可視放射線に当てて第１の感光性分子を活性化させるのがよい。変形例としての
材料系は、少なくとも部分的な硬化を得るために他の波長又は熱的方法を利用し
てもよい。
【０１０８】
次に、所定厚さのコア層を少なくとも部分的に硬化した下側クラッドに被着さ
せる（工程８１０）。所望ならば、コア層にも部分的な硬化を施し（工程８１２
）、次に行うコーティング及び処理工程に対して機械的且つ化学的な安定性を与
える。下側クラッド層の場合、材料系に応じて、種々の波長又は熱的方法を利用
してこの部分的な硬化を行うのがよく、例としては、第１の感光性分子を活性化
させるためのＵＶ／可視放射線への暴露が挙げられる。
せる（工程８１０）。所望ならば、コア層にも部分的な硬化を施し（工程８１２
）、次に行うコーティング及び処理工程に対して機械的且つ化学的な安定性を与
える。下側クラッド層の場合、材料系に応じて、種々の波長又は熱的方法を利用
してこの部分的な硬化を行うのがよく、例としては、第１の感光性分子を活性化
させるためのＵＶ／可視放射線への暴露が挙げられる。
【０１０９】
最後に、説明している実施形態の目的上、所定厚さの上側クラッド層をコア／
下側クラッド被覆物質に被着させる（工程８１４）。上述の層の場合、材料系に
応じて、種々の波長又は熱的方法を利用してこの部分的な硬化を行うのがよく（
工程８１６）、例としては、第１の感光性分子を活性化させるためのＵＶ／可視
放射線への暴露が挙げられる。
下側クラッド被覆物質に被着させる（工程８１４）。上述の層の場合、材料系に
応じて、種々の波長又は熱的方法を利用してこの部分的な硬化を行うのがよく（
工程８１６）、例としては、第１の感光性分子を活性化させるためのＵＶ／可視
放射線への暴露が挙げられる。
【０１１０】
このようにして、他の材料層を更に被着させることができ、かかる材料層とし
ては、付着促進材料層、気密封止材料層及び追加の光学層が挙げられる。上述の
一連の工程を必要に応じて何回も実施すると、最終の多層構造体中に望まれる数
の層を得ることができる。加うるに、他の処理を用いて他の層、例えばバリヤ又
は、電極金属層を蒸着又はスパッタリング或いはプラズマ促進化学的気相成長（
ＰＥＣＶＤ）によって被着させることができる。多層スタックの完全な被着及び
巻取り（工程８１８）に続き、光多層材料の巻取りロールが得られ、これを次に
貯蔵し、輸送し、或いはすぐに次の処理を施すことができる。
ては、付着促進材料層、気密封止材料層及び追加の光学層が挙げられる。上述の
一連の工程を必要に応じて何回も実施すると、最終の多層構造体中に望まれる数
の層を得ることができる。加うるに、他の処理を用いて他の層、例えばバリヤ又
は、電極金属層を蒸着又はスパッタリング或いはプラズマ促進化学的気相成長（
ＰＥＣＶＤ）によって被着させることができる。多層スタックの完全な被着及び
巻取り（工程８１８）に続き、光多層材料の巻取りロールが得られ、これを次に
貯蔵し、輸送し、或いはすぐに次の処理を施すことができる。
【０１１１】
上述したようにコーティングステーションを個々のステーションとして特定し
たが、多層構造体の２以上の層を１つのコーティングステーションで１度に被着
してもよく、或いは各層を１つのステーションによりその別々の部分から被着し
てもよい。構造体の多くの層をウェブ基材上にコーティングできる多くの方法が
存在しており、かかる方法としては、ウェブ基材が同一のコーティングステーシ
ョンを、多くの回数にわたるが異なるコーティングが施される度毎に通過するよ
うにする方法が挙げられる。多層構造体の目的を達成する他の方法は、当業者に
は明らかであろう。特に、ポリマー材料を、モノマーの粘度が所望の厚さの層の
コーティングを可能にするよう設定された無溶剤の形態でコーティングされるこ
とが望ましい場合がある。この方法では、被着中、溶剤を蒸発させる必要がない
。被着されたままの状態で十分な化学的且つ構造的安定性を示す或る特定の材料
に関しては、予備硬化法は不要であり、多層スタック作製法は、被着工程のみか
らなり、この場合、硬化工程を介在させない。
たが、多層構造体の２以上の層を１つのコーティングステーションで１度に被着
してもよく、或いは各層を１つのステーションによりその別々の部分から被着し
てもよい。構造体の多くの層をウェブ基材上にコーティングできる多くの方法が
存在しており、かかる方法としては、ウェブ基材が同一のコーティングステーシ
ョンを、多くの回数にわたるが異なるコーティングが施される度毎に通過するよ
うにする方法が挙げられる。多層構造体の目的を達成する他の方法は、当業者に
は明らかであろう。特に、ポリマー材料を、モノマーの粘度が所望の厚さの層の
コーティングを可能にするよう設定された無溶剤の形態でコーティングされるこ
とが望ましい場合がある。この方法では、被着中、溶剤を蒸発させる必要がない
。被着されたままの状態で十分な化学的且つ構造的安定性を示す或る特定の材料
に関しては、予備硬化法は不要であり、多層スタック作製法は、被着工程のみか
らなり、この場合、硬化工程を介在させない。
【０１１２】
任意特定の層の完全な又は部分的硬化が必要な場合、コーティングステーショ
ンの構成は、この工程に対応するよう設計され、それ故に、本明細書に記載した
繰返しコーティング及び部分的硬化法を実施できることは明らかであろう。
ンの構成は、この工程に対応するよう設計され、それ故に、本明細書に記載した
繰返しコーティング及び部分的硬化法を実施できることは明らかであろう。
【０１１３】
図９は、本発明の光多層構造体のロール、即ちウェブ９０２を準備し、この中
に特徴部を光画定し、次に、これを更に二次加工してこの実施形態の光デバイス
の追加の特徴部を画定する作製法を概略的に示している。この実施形態では、デ
バイスは、熱化学的（ＴＯ）反射スイッチ（例えば、全反射又は部分反射スイッ
チ）、グレーティングスイッチ、又は当該技術分野で知られている他の光導波路
スイッチがフレキシブル光学的ディスプレイパネルの基礎として用いられるデバ
イスであると考えられるべきである。この一般形式のディスプレイアーキテクチ
ャは、例えばビッチェル氏等に付与された米国特許第５，５４４，２６８号、ロ
ックウェル氏に付与された米国特許第５，００９，４８３号に開示されており、
これら米国特許の両方の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに
援用する。
に特徴部を光画定し、次に、これを更に二次加工してこの実施形態の光デバイス
の追加の特徴部を画定する作製法を概略的に示している。この実施形態では、デ
バイスは、熱化学的（ＴＯ）反射スイッチ（例えば、全反射又は部分反射スイッ
チ）、グレーティングスイッチ、又は当該技術分野で知られている他の光導波路
スイッチがフレキシブル光学的ディスプレイパネルの基礎として用いられるデバ
イスであると考えられるべきである。この一般形式のディスプレイアーキテクチ
ャは、例えばビッチェル氏等に付与された米国特許第５，５４４，２６８号、ロ
ックウェル氏に付与された米国特許第５，００９，４８３号に開示されており、
これら米国特許の両方の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに
援用する。
【０１１４】
図１０は、この方法によって作製できるフレキシブル光学的ディスプレイパネ
ルの例示の部分１０００を示している。この部分１０００は本質的に、電気活性
化層１０１５と、光導波路構造体１０１０とこの例では基板にもなる配電層１０
４５とから成る。光導波路構造体１０１０は、下側クラッド層１０７０、コア層
１０７５及び上側クラッド層１０８０を有している。光１０２５が、光源、例え
ば、レーザダイオードアレイから光導波路構造体１０１０内へ結合され、この光
導波路構造はディスプレイの列（又は行）を形成するチャンネル導波路１０３０
を有している。光は、導波路に沿って伝搬し続け、ついには、電気活性化層１０
１５中のアプリケータの影響により特定の場所で導波路から向きが変えられる。
アプリケータは、活性化されると、導波路に沿って伝搬している光を導波路１０
３０から偏向し、そして画素１０３５に差し向け、それにより光がこの画素に入
り、最終的に、光は基板から観察者に向かって向きが変えられる。画素は少なく
とも部分的に、再輻射体（re-radiator ）材料、例えば蛍光体を含む媒質で満た
され、この媒質は入力光を観察者によって最終的に観察される光に変換すること
ができる。再輻射体材料は、入力光の特性を変え、出力光の出る任意の単一成分
又は多成分材料であるのがよい。アプリケータは、光導波路構造体１０１０の表
面上又は表面内に配置された導電性要素から成り、これら導電性要素は、これら
の下を延びる導波路１０３０に対して正しい向きに配置されている。
ルの例示の部分１０００を示している。この部分１０００は本質的に、電気活性
化層１０１５と、光導波路構造体１０１０とこの例では基板にもなる配電層１０
４５とから成る。光導波路構造体１０１０は、下側クラッド層１０７０、コア層
１０７５及び上側クラッド層１０８０を有している。光１０２５が、光源、例え
ば、レーザダイオードアレイから光導波路構造体１０１０内へ結合され、この光
導波路構造はディスプレイの列（又は行）を形成するチャンネル導波路１０３０
を有している。光は、導波路に沿って伝搬し続け、ついには、電気活性化層１０
１５中のアプリケータの影響により特定の場所で導波路から向きが変えられる。
アプリケータは、活性化されると、導波路に沿って伝搬している光を導波路１０
３０から偏向し、そして画素１０３５に差し向け、それにより光がこの画素に入
り、最終的に、光は基板から観察者に向かって向きが変えられる。画素は少なく
とも部分的に、再輻射体（re-radiator ）材料、例えば蛍光体を含む媒質で満た
され、この媒質は入力光を観察者によって最終的に観察される光に変換すること
ができる。再輻射体材料は、入力光の特性を変え、出力光の出る任意の単一成分
又は多成分材料であるのがよい。アプリケータは、光導波路構造体１０１０の表
面上又は表面内に配置された導電性要素から成り、これら導電性要素は、これら
の下を延びる導波路１０３０に対して正しい向きに配置されている。
【０１１５】
アプリケータ、画素及び導波路は、本明細書で「特徴部」というものの例であ
る。本発明はディスプレイとは別の多くの分野で利用されるので、この説明の目
的上特徴部は或る有用な目的に役立つ区別できる構造体であり、例えば、特徴部
は、ディスプレイ又は通信デバイスの作製に役立つ目的を有し、ディスプレイそ
れ自体を構成する要素を提供する。特徴部の他の例としては、ルータ、テーパ、
バイア及び光分配構造体等が挙げられるが、これらには限定されない。本明細書
でいう特徴部のうちの多くは、一体形光学的屈折率特徴部である。「一体形光学
的屈折率特徴部」は、薄膜内を伝搬している光信号を閉じ込め、案内すると共に
（或いは）処理するが、薄膜内を伝搬するのではなく薄膜に入射する光エネルギ
を処理するホログラフィー特徴部を除く特徴部である。
る。本発明はディスプレイとは別の多くの分野で利用されるので、この説明の目
的上特徴部は或る有用な目的に役立つ区別できる構造体であり、例えば、特徴部
は、ディスプレイ又は通信デバイスの作製に役立つ目的を有し、ディスプレイそ
れ自体を構成する要素を提供する。特徴部の他の例としては、ルータ、テーパ、
バイア及び光分配構造体等が挙げられるが、これらには限定されない。本明細書
でいう特徴部のうちの多くは、一体形光学的屈折率特徴部である。「一体形光学
的屈折率特徴部」は、薄膜内を伝搬している光信号を閉じ込め、案内すると共に
（或いは）処理するが、薄膜内を伝搬するのではなく薄膜に入射する光エネルギ
を処理するホログラフィー特徴部を除く特徴部である。
【０１１６】
図９は、光デバイスの列の少なくとも所要数の作製を可能にするのに十分な幅
の連続多層構造体のロールを回転自在に支持する巻出しステーション９０２を概
略的に示している。必要な列の数は、問題のデバイスの最終的なサイズに応じて
１個から多数個までの範囲の何れかでありこの特定の場合、列の数は１である。
供給ロールからの多層構造体は最初に張力制御ユニット（図示せず）を通過し、
次に、位置合わせユニット９０４を通過するのがよく、位置合わせユニット９０
４の目的のうちの１つは、多層構造体を作製ベルト上に迅速且つ正しく配置でき
るようにし、ウェブがローラ上を直角に走行できるようにすることにある。変形
例として、ウェブを他の手段、例えば真空保持法により定位置に保持してもよい
。
の連続多層構造体のロールを回転自在に支持する巻出しステーション９０２を概
略的に示している。必要な列の数は、問題のデバイスの最終的なサイズに応じて
１個から多数個までの範囲の何れかでありこの特定の場合、列の数は１である。
供給ロールからの多層構造体は最初に張力制御ユニット（図示せず）を通過し、
次に、位置合わせユニット９０４を通過するのがよく、位置合わせユニット９０
４の目的のうちの１つは、多層構造体を作製ベルト上に迅速且つ正しく配置でき
るようにし、ウェブがローラ上を直角に走行できるようにすることにある。変形
例として、ウェブを他の手段、例えば真空保持法により定位置に保持してもよい
。
【０１１７】
位置合わせユニット９０４は、デバイスウェブ上に位置した位置合わせ制御要
素９０６を備え、この位置合わせ制御要素は、パンチ穴の形態又はウェブ上に印
刷された適当な標識の形態をしているのがよい。これら位置合わせ制御要素９０
６は後で、ウェブの長さに沿う種々の箇所で、直送式機械的アラインメントシス
テム又は他のかかるフィードバック機構によって検出され、ウェブが作製ベルト
上に正しく配置されるようにする。
素９０６を備え、この位置合わせ制御要素は、パンチ穴の形態又はウェブ上に印
刷された適当な標識の形態をしているのがよい。これら位置合わせ制御要素９０
６は後で、ウェブの長さに沿う種々の箇所で、直送式機械的アラインメントシス
テム又は他のかかるフィードバック機構によって検出され、ウェブが作製ベルト
上に正しく配置されるようにする。
【０１１８】
位置合わせユニット９０４は又、ウェブと次に位置する特徴部作製装置との位
置合わせ及び（又は）ウェブとこれら特徴部作製装置とのアラインメントを可能
にし、その目的は、ウェブ上に設けられた作製要素９１０，９１２とウェブの送
り経路に沿って配置された走査装置９０８の協働により特徴部作製装置の作動を
制御することにある。ウェブ上には、ウェブの位置を特徴部作製装置に位置合わ
せするための１組の特徴部作製要素９１０が設けられており、これらは、各装置
のためのかかる要素の１つであり、かかる要素は各々、装置と関連づけられてい
る。また、ウェブ上には特徴部作製装置の作動を制御する別々の装置制御要素９
１２を設けるのがよい。
置合わせ及び（又は）ウェブとこれら特徴部作製装置とのアラインメントを可能
にし、その目的は、ウェブ上に設けられた作製要素９１０，９１２とウェブの送
り経路に沿って配置された走査装置９０８の協働により特徴部作製装置の作動を
制御することにある。ウェブ上には、ウェブの位置を特徴部作製装置に位置合わ
せするための１組の特徴部作製要素９１０が設けられており、これらは、各装置
のためのかかる要素の１つであり、かかる要素は各々、装置と関連づけられてい
る。また、ウェブ上には特徴部作製装置の作動を制御する別々の装置制御要素９
１２を設けるのがよい。
【０１１９】
制御要素が印刷標識の形態で多層構造体に施される場合、かかる標識は、人の
目又は周囲光又は所与の波長の光の下で検出手段に見えるのがよく、或いは、か
かる標識は人の目又は周囲光の下で検出手段には見えないが、所与の波長の光の
下では見えるものであってもよい。かかる標識を、見える標識と見えない標識の
組合せで構成してもよく、上述したように見えても見えなくても、他の手段、例
えば、電気光学的及び電磁気的検出手段によって検出可能である。かくして、所
与の製品の場合、赤色の光を放出する蛍光インクを製品に塗布してもよい。
目又は周囲光又は所与の波長の光の下で検出手段に見えるのがよく、或いは、か
かる標識は人の目又は周囲光の下で検出手段には見えないが、所与の波長の光の
下では見えるものであってもよい。かかる標識を、見える標識と見えない標識の
組合せで構成してもよく、上述したように見えても見えなくても、他の手段、例
えば、電気光学的及び電磁気的検出手段によって検出可能である。かくして、所
与の製品の場合、赤色の光を放出する蛍光インクを製品に塗布してもよい。
【０１２０】
また、２つの走査装置、例えば、作製ベルト上でのウェブロールの位置合わせ
を制御する一方の走査装置及びウェブと特徴部作製装置との位置合わせを制御す
る他方の走査装置を使用することが望ましいと考えられる状況においては、特徴
部作製要素を位置合わせ制御要素と非整列関係をなしてウェブ上に配置するのが
よいことは理解されよう。また、これら要素を上述したようにまず最初にウェブ
に全て施し、或いは以下に説明しようとする種々の特徴部の作製内に分散して配
置してもよいことも又理解されよう。
を制御する一方の走査装置及びウェブと特徴部作製装置との位置合わせを制御す
る他方の走査装置を使用することが望ましいと考えられる状況においては、特徴
部作製要素を位置合わせ制御要素と非整列関係をなしてウェブ上に配置するのが
よいことは理解されよう。また、これら要素を上述したようにまず最初にウェブ
に全て施し、或いは以下に説明しようとする種々の特徴部の作製内に分散して配
置してもよいことも又理解されよう。
【０１２１】
上記のことを念頭に置くと共に装置の作動においてロール供給方向が図９で見
て左向きであると仮定し、ウェブロールをウェブ送り手段によって逐次方式で送
る。多層構造体送り手段によって多層構造体に与えられる逐次的運動を、走査手
段９０８によって制御するのがよく、かかる走査手段は、位置合わせ制御マーク
９０６をこれによって走査する度毎に、信号を多層構造体送り手段に送って多層
構造体の送りを続行させ又は停止させる。
て左向きであると仮定し、ウェブロールをウェブ送り手段によって逐次方式で送
る。多層構造体送り手段によって多層構造体に与えられる逐次的運動を、走査手
段９０８によって制御するのがよく、かかる走査手段は、位置合わせ制御マーク
９０６をこれによって走査する度毎に、信号を多層構造体送り手段に送って多層
構造体の送りを続行させ又は停止させる。
【０１２２】
走査装置９０８が特徴部作製要素を検出すると、走査装置はこれに応動して信
号を送って上述したように特徴部作製装置を始動させる。最後の特徴部作製要素
９１０が、走査中のディスプレイ上にいったん検出されると、電気回路が切り換
えられて送り手段の送りロール及び特徴部作製装置を制御する。走査装置が今装
置制御要素９１２を検出すると、走査装置はそれと同時に送りロールを停止させ
、特徴部作製装置を作動させて多層構造体の一時停止中、ディスプレイの所与の
領域にある多層構造体を印付けし又は処理することになろう。電気回路は、走査
装置９０８がデバイス制御容器９２のその検出の結果として信号を、かかる信号
を受け取っていたらその後にの所与の期間内に、即ち、特徴作製要素９１０の検
出の受け取り後、機械の停止動作を行うよう構成されている。特徴部作製装置及
び機能に応じて、問題の特徴部を施しながらウェブを連続的に運動させることが
可能であり、ウェブの運動を停止させる必要が無いことは明らかであろう。
号を送って上述したように特徴部作製装置を始動させる。最後の特徴部作製要素
９１０が、走査中のディスプレイ上にいったん検出されると、電気回路が切り換
えられて送り手段の送りロール及び特徴部作製装置を制御する。走査装置が今装
置制御要素９１２を検出すると、走査装置はそれと同時に送りロールを停止させ
、特徴部作製装置を作動させて多層構造体の一時停止中、ディスプレイの所与の
領域にある多層構造体を印付けし又は処理することになろう。電気回路は、走査
装置９０８がデバイス制御容器９２のその検出の結果として信号を、かかる信号
を受け取っていたらその後にの所与の期間内に、即ち、特徴作製要素９１０の検
出の受け取り後、機械の停止動作を行うよう構成されている。特徴部作製装置及
び機能に応じて、問題の特徴部を施しながらウェブを連続的に運動させることが
可能であり、ウェブの運動を停止させる必要が無いことは明らかであろう。
【０１２３】
特徴部作製装置は、問題のデバイスにとってユニークであり、図１０に示すフ
レキシブルディスプレイパネルを製造するのに望ましい特徴部作製装置に関連し
て以下に説明する。ウェブ９０２の形態をした多層構造体が基板（これは、配電
層１０４５の２つ分から成る）下側クラッド層、コア層及び上側クラッド層をこ
の段階でのみ有していると仮定する。
レキシブルディスプレイパネルを製造するのに望ましい特徴部作製装置に関連し
て以下に説明する。ウェブ９０２の形態をした多層構造体が基板（これは、配電
層１０４５の２つ分から成る）下側クラッド層、コア層及び上側クラッド層をこ
の段階でのみ有していると仮定する。
【０１２４】
必要な第１の特徴部作製装置は、光画定装置９１４であるのがよい。例えば、
多層構造体の上方に設けられた光画定源は、例えば紫外線光の所望の波長をもた
らす電球を有するのがよい。プロジェクションリソグラフィー（projection
lithography）を用いる場合、電球によって生じた光ビームは、マスク及びレン
ズ系を通って差し向けられ、これらビームは光導波路を作製するのに必要な領域
内へ集中する。変形例として、接触リソグラフィー又は当業者に知られている他
の技術を利用することができ、これら技術の中には導波路マスクを使用しなけれ
ばならないものがある。紫外線光は、ウェブの上側クラッド層を通ってコア層に
達する。所定時間経過後、光画定源を非動作状態にし、ウェブを次の位置合わせ
制御要素がウェブの運動を止めるまで運動させる。変形例として、レーザタイプ
の光源を合焦ビームとして用いてウェブを横方向に走査して所望の導波路パター
ンを作製してもよい。最終的には、次の要素が次の特徴部作製装置を動作状態に
する。次の特徴部作製装置９１６は、画定された導波路を上述したように所定の
時間の間所定の条件の下で完全に硬化させ、焼き付け又は露光させる手段を単に
設けたものであってもよい。光画定装置の機能性は、上述の被着作製多層ポリマ
ー光構造体を露光することにより本発明の上述の実施形態としての光導波路を作
製することにある。
多層構造体の上方に設けられた光画定源は、例えば紫外線光の所望の波長をもた
らす電球を有するのがよい。プロジェクションリソグラフィー（projection
lithography）を用いる場合、電球によって生じた光ビームは、マスク及びレン
ズ系を通って差し向けられ、これらビームは光導波路を作製するのに必要な領域
内へ集中する。変形例として、接触リソグラフィー又は当業者に知られている他
の技術を利用することができ、これら技術の中には導波路マスクを使用しなけれ
ばならないものがある。紫外線光は、ウェブの上側クラッド層を通ってコア層に
達する。所定時間経過後、光画定源を非動作状態にし、ウェブを次の位置合わせ
制御要素がウェブの運動を止めるまで運動させる。変形例として、レーザタイプ
の光源を合焦ビームとして用いてウェブを横方向に走査して所望の導波路パター
ンを作製してもよい。最終的には、次の要素が次の特徴部作製装置を動作状態に
する。次の特徴部作製装置９１６は、画定された導波路を上述したように所定の
時間の間所定の条件の下で完全に硬化させ、焼き付け又は露光させる手段を単に
設けたものであってもよい。光画定装置の機能性は、上述の被着作製多層ポリマ
ー光構造体を露光することにより本発明の上述の実施形態としての光導波路を作
製することにある。
【０１２５】
次の特徴部作製装置９１８は、電気活性化層１０１５内のアプリケータを構成
する装置であるのがよい。アプリケータの構成は、金属アプリケータを作製する
ために金属層の一様な被着、次に行われるフォトレジストのコーティング、露光
、現像及びエッチングを必要とする別のリソグラフィー法から成るのがよい。こ
れらアプリケータを、要素９１０，９１２とこれらと関連した特徴部作製装置９
１８の注意深いアラインメントを行うことにより既に作製された導波路に自動的
に整列させることができる。上述したように、特徴部作製装置９１８は、上述の
工程全てを実施する作製能力を有しているが、実際にはこれらの段階は別々の特
徴部作製装置ユニットによって実施できることは明らかであろう。
する装置であるのがよい。アプリケータの構成は、金属アプリケータを作製する
ために金属層の一様な被着、次に行われるフォトレジストのコーティング、露光
、現像及びエッチングを必要とする別のリソグラフィー法から成るのがよい。こ
れらアプリケータを、要素９１０，９１２とこれらと関連した特徴部作製装置９
１８の注意深いアラインメントを行うことにより既に作製された導波路に自動的
に整列させることができる。上述したように、特徴部作製装置９１８は、上述の
工程全てを実施する作製能力を有しているが、実際にはこれらの段階は別々の特
徴部作製装置ユニットによって実施できることは明らかであろう。
【０１２６】
アブレーション加工装置９２０（例えば、エキシマーレーザアブレーションシ
ステム）が次に設けられ、これにより、光導波路構造体１０１０を貫通した穴を
作って表面上のアプリケータ１０１５と配電層１０４５中の電気導体１０４０の
接続及び（又は）後で行う蛍光体被着を受け入れる凹部形成を可能にする。符号
９２２は、金属化工程を示し、この金属化工程では、形成した穴及び凹部を金属
化させ、次に、リソグラフィー工程を実施し、このリソグラフィー工程では、後
で生じる電気的短絡を無くすために金属化をスイッチ除くと共に金属化を除去し
て光エネルギが導波路から、蛍光体被着を受け入れるよう形成された凹部内へ進
むことができるようにする。この場合も又、従来のリソグラフィー法を用いるこ
とができ、かかるリソグラフィー法は、例えば、フォトレジストを被着させ、焼
き付け、現像し、そして例えばドライエッチングによりパターニングする工程を
含む。画素の側壁及び底部の金属化を利用すると、画素中の電気的結合経路を形
成することができる。最終工程は、蛍光体９２４の被着（例えば、印刷による）
及び次に行われるウェブの切断（図示せず）であり、ウェブの切断により個々の
フレキシブルディスプレイパネルが形成される。
ステム）が次に設けられ、これにより、光導波路構造体１０１０を貫通した穴を
作って表面上のアプリケータ１０１５と配電層１０４５中の電気導体１０４０の
接続及び（又は）後で行う蛍光体被着を受け入れる凹部形成を可能にする。符号
９２２は、金属化工程を示し、この金属化工程では、形成した穴及び凹部を金属
化させ、次に、リソグラフィー工程を実施し、このリソグラフィー工程では、後
で生じる電気的短絡を無くすために金属化をスイッチ除くと共に金属化を除去し
て光エネルギが導波路から、蛍光体被着を受け入れるよう形成された凹部内へ進
むことができるようにする。この場合も又、従来のリソグラフィー法を用いるこ
とができ、かかるリソグラフィー法は、例えば、フォトレジストを被着させ、焼
き付け、現像し、そして例えばドライエッチングによりパターニングする工程を
含む。画素の側壁及び底部の金属化を利用すると、画素中の電気的結合経路を形
成することができる。最終工程は、蛍光体９２４の被着（例えば、印刷による）
及び次に行われるウェブの切断（図示せず）であり、ウェブの切断により個々の
フレキシブルディスプレイパネルが形成される。
【０１２７】
最終の熱的又はＵＶ処理が感光性分子を全てロックアップし、ディスプレイパ
ネルの機械的及び化学的性質を変えるそれ以上の反応が生じないようにするのに
必要であることは注目されるべきである。この最終処理は、光画定に続く処理中
の任意の段階で、個々のフレキシブルディスプレイパネルを画定するようウェブ
を切断する前又は切断した後の何れかで行うのがよい。
ネルの機械的及び化学的性質を変えるそれ以上の反応が生じないようにするのに
必要であることは注目されるべきである。この最終処理は、光画定に続く処理中
の任意の段階で、個々のフレキシブルディスプレイパネルを画定するようウェブ
を切断する前又は切断した後の何れかで行うのがよい。
【０１２８】
上述したように、プロセス作業の数及び順序並びに作業の系列に関する上記説
明は本発明の一実施形態を構成する例示の一方法に関するものであることは認識
されるべきである。上述のプロセスの順序並びにある特定の作業又は系列の部分
的性能と他の作業又は系列の部分的性能を織り交ぜたものの多くの変形例が存在
し、これらは本発明の範囲に属する。加うるに、追加の層をかかるデバイスの作
製の際に設けることが望ましく、これら追加の層は、バリヤ層（例えば、気密封
止）、フィルタ層又は任意他のかかる層の追加であるのがよい。
明は本発明の一実施形態を構成する例示の一方法に関するものであることは認識
されるべきである。上述のプロセスの順序並びにある特定の作業又は系列の部分
的性能と他の作業又は系列の部分的性能を織り交ぜたものの多くの変形例が存在
し、これらは本発明の範囲に属する。加うるに、追加の層をかかるデバイスの作
製の際に設けることが望ましく、これら追加の層は、バリヤ層（例えば、気密封
止）、フィルタ層又は任意他のかかる層の追加であるのがよい。
【０１２９】
上述の説明は、特徴部をウェブの長さに沿う所定の場所に形成するものである
ことを仮定している。しかしながら、追加の装置位置合わせマークをロール上に
形成してもよく、これらマークは所与の例では個々の装置の始めと終わりを位置
合わせしディスプレイの始めと終わりをマーク付けする。ディスプレイの始めと
終わりの位置合わせを確実にすることにより、ディスプレイの開始の位置合わせ
と特徴部作製装置の位置合わせとの間に関係があるようにすることによって後で
作製される特徴部のアラインメントを高めることができる。
ことを仮定している。しかしながら、追加の装置位置合わせマークをロール上に
形成してもよく、これらマークは所与の例では個々の装置の始めと終わりを位置
合わせしディスプレイの始めと終わりをマーク付けする。ディスプレイの始めと
終わりの位置合わせを確実にすることにより、ディスプレイの開始の位置合わせ
と特徴部作製装置の位置合わせとの間に関係があるようにすることによって後で
作製される特徴部のアラインメントを高めることができる。
【０１３０】
本明細書においては、所与の信号、事象又は値は、その前の信号、事象又は値
が所与の信号、事象又は値に影響した場合にはかかる前の信号、事象又は値に「
応動」する。中間に位置する処理要素、工程又は時間間隔があれば、所与の信号
、事象又は値は依然として、その前の信号、事象又は値に「応動」することがで
きる。介在する処理要素又は工程が２以上の信号、事象又は値を組み合わせると
、処理要素又は工程の信号出力は、信号、事象又は値の入力の各々に「応動」す
ると考えられる。所与の信号、事象又は値がその前の信号、事象又は値と同一で
あれば、これは、所与の信号、事象又は値がその前の信号、事象又は値に「応動
」すると依然として考えられる単なる先行ケースである。所与の信号、事象又は
値の別の信号、事象又は値に対する「依存性」は同様に定義される。
が所与の信号、事象又は値に影響した場合にはかかる前の信号、事象又は値に「
応動」する。中間に位置する処理要素、工程又は時間間隔があれば、所与の信号
、事象又は値は依然として、その前の信号、事象又は値に「応動」することがで
きる。介在する処理要素又は工程が２以上の信号、事象又は値を組み合わせると
、処理要素又は工程の信号出力は、信号、事象又は値の入力の各々に「応動」す
ると考えられる。所与の信号、事象又は値がその前の信号、事象又は値と同一で
あれば、これは、所与の信号、事象又は値がその前の信号、事象又は値に「応動
」すると依然として考えられる単なる先行ケースである。所与の信号、事象又は
値の別の信号、事象又は値に対する「依存性」は同様に定義される。
【０１３１】
本発明の好ましい実施形態の上記説明は、例示及び説明の目的になされたもの
である。本発明は排他的なものではなく、又本発明を開示した形態そのものに限
定するものではない。当業者であれば多くの設計変更例及び改造例を想到できる
ことは明らかである。例えば、上述の説明は作製されたスタックのウェブを利用
とする処理をどのようにして用いると光学的特徴部を光画定できるかということ
に関しているが、他の実施形態では、調製された光学的スタックを剛性支持体上
又はロールの予め切断された部分として設けることができるということは理解さ
れよう。かかるスタックを、現場で処理工程のうち１以上実施するリソグラフィ
ー装置内に挿入してもよい。その後に多くの工程が必要な場合、部分的に完成さ
れたプレートを現場で１以上の次の処理工程を実施する装置の別の部分に移して
もよい。これら変形例及びその他の変形例は、本発明の特徴に含まれるものであ
る。本明細書において開示した実施形態は、本発明の原理及びその実用的用途を
最も良く説明するために選択されたものであり、それにより、当業者は本発明を
種々の実施形態に関し並びに思いつく適当な用途に適するような種々の設計変更
として理解することができる。本発明の範囲は特許請求の範囲の記載及びこれら
の均等範囲によって定められる。
である。本発明は排他的なものではなく、又本発明を開示した形態そのものに限
定するものではない。当業者であれば多くの設計変更例及び改造例を想到できる
ことは明らかである。例えば、上述の説明は作製されたスタックのウェブを利用
とする処理をどのようにして用いると光学的特徴部を光画定できるかということ
に関しているが、他の実施形態では、調製された光学的スタックを剛性支持体上
又はロールの予め切断された部分として設けることができるということは理解さ
れよう。かかるスタックを、現場で処理工程のうち１以上実施するリソグラフィ
ー装置内に挿入してもよい。その後に多くの工程が必要な場合、部分的に完成さ
れたプレートを現場で１以上の次の処理工程を実施する装置の別の部分に移して
もよい。これら変形例及びその他の変形例は、本発明の特徴に含まれるものであ
る。本明細書において開示した実施形態は、本発明の原理及びその実用的用途を
最も良く説明するために選択されたものであり、それにより、当業者は本発明を
種々の実施形態に関し並びに思いつく適当な用途に適するような種々の設計変更
として理解することができる。本発明の範囲は特許請求の範囲の記載及びこれら
の均等範囲によって定められる。
【図１】
図１ａ〜図１ｄ（ひとまとめにして、図１とする）は、従来型の光画定法の工
程の略図である。
程の略図である。
【図２】
図２ａ〜図２ｅ（ひとまとめにして、図２とする）は、本発明を実施するのに
用いることができる工程の略図である。
用いることができる工程の略図である。
【図３】
２つの光開始剤又は光開始剤の光応答特性を示す図である。
【図４】
図４（ａ）及び図４（ｂ）（ひとまとめにして、図４とする）は、それぞれ、
反応性イオンエッチング法及び本発明のＵＶ光画定法により得られた導波路につ
いての観察されたモードプロフィールを実験的に示す図である。
反応性イオンエッチング法及び本発明のＵＶ光画定法により得られた導波路につ
いての観察されたモードプロフィールを実験的に示す図である。
【図５】
２つのコア層を組み込んだ多層光学的スタックを示す図である。
【図６】
２つのコア層相互間の結合状態を示す図５の選択部分の拡大図である。
【図７】
本発明に従って作製された熱光学的グレーティングデバイスの斜視図である。
【図８】
多層構造体をウェブ上にどのように作製できるかを示す流れ図である。
【図９】
ウェブ上に作製された多層構造体を更に処理するための「コンベヤベルト」型
作製法を概略的に示す図である。
作製法を概略的に示す図である。
【図１０】
アプリケータ及び電気的相互接続バイアを組み込んだ光ディスプレイシステム
を概略的に示す図である。
を概略的に示す図である。
【図１１】
ＷＤＭコミュニケーションシステムについてのアド／ドロップマルチプレクサ
−デマルチプレクサ（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）を概略的に示す図である。
−デマルチプレクサ（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）を概略的に示す図である。
【図１２】
２つのコア層を組み込んだ多層光スタックの別の実施形態を示す図である。
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フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
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ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ
，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，
ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ
Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ
，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，
ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ
Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ
，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，
ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 コワルツィック トニー シー
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
94306 パロ アルト アッシュ ストリ
ート 1850
(72)発明者 フィールド シモン ジェイ
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
94301 パロ イヴレット アヴェニュー
＃301 535
(72)発明者 トムス トラヴィス ピー エス
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
94580 サン ロレンゾ ヴィア メディ
ア 16158
(72)発明者 リー イェオン−チェン
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
95051 サンタ クララ ウッドハムズ
オークス プレイス 802
Ｆターム(参考） 2H047 KA03 LA03 LA19 PA01 PA02
PA03 PA04 PA05 PA22 QA01
QA04 QA05 TA36 TA43
Claims (118)
- 【請求項１】 第１の層、該第１の層の上に位置した第２の層及び前記第２
の層の上に位置した第３の層を有する放射線により画定可能な材料であって、 前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層はそれぞれ、第１の波長の入射
光エネルギに応答して重合を活性化する未活性化状態の第１の感光性分子を含有
したポリマーを有し、 前記第２の層中の前記ポリマーは、前記第１の層及び前記第３の層のポリマー
の場合よりも高い体積濃度の未活性化状態感光性分子を含有し、前記第２の感光
性分子は、第２の波長の入射光エネルギに応答して重合を活性化し、 前記第１の感光性分子は、前記第２の感光性分子の場合よりも、前記第２の波
長の入射光エネルギに応答した重合の活性化が生じにくく、前記第２の感光性分
子は、前記第１の感光性分子の場合よりも、前記第１の波長の入射光エネルギに
応答した重合の活性化が生じにくい、 ことを特徴とする材料。 - 【請求項２】 前記第２の層中の前記第２の感光性分子によって活性化され
た重合により、前記第２の層の屈折率の変化が生じることを特徴とする請求項１
記載の材料。 - 【請求項３】 前記第１の層及び前記第３の層は、クラッド層を有し、前記
第２の層は、コア層を有していることを特徴とする請求項１記載の材料。 - 【請求項４】 前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層は全て、同一
の屈折率を有していることを特徴とする請求項１記載の材料。 - 【請求項５】 前記材料は、前記第１の層の下に第４の層を更に有している
ことを特徴とする請求項１記載の材料。 - 【請求項６】 前記第１の層は、前記第３の層及び前記第４の層よりも屈折
率が大きく、前記第２の層は、前記第３の層と一致した屈折率を有していること
を特徴とする請求項５記載の材料。 - 【請求項７】 前記第３の層は、前記第１の形式の放射線に対して透明であ
ることを特徴とする請求項１記載の材料。 - 【請求項８】 前記第２の層中の前記ポリマーは、部分的に架橋されている
ことを特徴とする請求項１記載の材料。 - 【請求項９】 ポリマーを有する１つの層を有し、該ポリマーは、前記材料
の別の層の場合よりも高い体積濃度の未活性化状態の第３の感光性分子を含有し
、前記第３の感光性分子は、第３の波長の入射光エネルギに応答して重合を活性
化し、 前記第３の感光性分子は、前記第１の感光性分子の場合よりも、前記第１の波
長の入射光エネルギに応答した重合の活性化が生じにくく、しかも、前記第２の
感光性分子の場合よりも、前記第２の波長の入射光エネルギに応答した重合の活
性化が生じにくいことを特徴とする請求項１記載の材料。 - 【請求項１０】 前記１つの層は、前記第２の層であることを特徴とする請
求項９記載の材料。 - 【請求項１１】 前記第２の層と前記第３の層との間に位置した第４の層を
更に有し、 前記１つの層は、前記第４の層であることを特徴とする請求項９記載の材料。 - 【請求項１２】 前記第１の層は、前記第２の層及び第３の層の機械的支持
体を有していることを特徴とする請求項１記載の材料。 - 【請求項１３】 前記機械的支持体は、可撓性であることを特徴とする請求
項１２記載の材料。 - 【請求項１４】 ロールとして設けられていることを特徴とする請求項１記
載の材料。 - 【請求項１５】 第１の層、該第１の層の上に位置した第２の層及び前記第
２の層の上に位置した第３の層を有する放射線により画定可能な材料であって、 少なくとも前記第２の層及び第３の層は、同一の屈折率を有し、 前記第２の層は、前記第１の層又は前記第３の層の何れか一方よりも、第１の
形式の入射放射線に応答した屈折率の変化を生じやすい、 ことを特徴とする材料。 - 【請求項１６】 前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層は全て、同
一の屈折率を有していることを特徴とする請求項１５記載の材料。 - 【請求項１７】 前記第２の層は、前記第３の層の場合よりも高い体積濃度
の未活性化状態の第１の形式の感光性分子を含有したポリマーを有し、前記第１
形式の感光性分子は、前記第１形式の放射線に応答して重合を活性化することを
特徴とする請求項１５記載の材料。 - 【請求項１８】 前記第２の層中の前記ポリマーは、部分的に架橋されてい
ることを特徴とする請求項１７記載の材料。 - 【請求項１９】 前記第２の層中の前記ポリマーは、第２の形式の未活性化
状態の感光性分子を更に含有し、前記第２形式の感光性分子は、前記第１形式の
感光性分子よりも、前記第１形式の放射線に応答した重合の活性化が生じにくく
、前記第２形式の感光性分子は、第２の形式の放射線に応答して重合を活性化す
ることを特徴とする請求項１７記載の材料。 - 【請求項２０】 前記第１の層は、前記第２の層及び前記第３の層の機械的
支持体を有していることを特徴とする請求項１５記載の材料。 - 【請求項２１】 前記機械的支持体は、可撓性であることを特徴とする請求
項２０記載の材料。 - 【請求項２２】 ロールとして設けられていることを特徴とする請求項１５
記載の材料。 - 【請求項２３】 光学材料を作製する方法であって、 支持層上に光学的材料の第１の層を形成する工程と、 次に前記第１の層上に光学的材料の第２の層を形成する工程とを含み、 前記第１の層は、前記支持層と前記第２の層の両方よりも、第１の形式の入射
放射線に応答した屈折率の変化を生じやすいことを特徴とする方法。 - 【請求項２４】 前記支持層と前記第１の層との間に光学的材料の第３の層
を形成する工程を更に含み、前記第１の層は、前記第３の層よりも、前記第１の
形式の入射放射線に応答した屈折率の変化を生じやすいことを特徴とする請求項
２３記載の方法。 - 【請求項２５】 前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層は全て、同
一の屈折率を有していることを特徴とする請求項２３記載の方法。 - 【請求項２６】 前記支持層と前記第１の層との間に光学的材料の第３の層
を形成する工程と、前記支持層と前記第３の層との間に光学的材料の第４の層を
形成する工程とを更に含み、前記第３の層の屈折率は、前記第１の層の屈折率及
び前記第４の層の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項２５記載の方法。 - 【請求項２７】 前記第２の層は、前記第１の形式の放射線に対して透明で
あることを特徴とする請求項２３記載の方法。 - 【請求項２８】 前記支持層は、前記第１の形式の放射線に対して透明であ
ることを特徴とする請求項２３記載の方法。 - 【請求項２９】 第１の層を形成する前記工程は、前記第２の層の場合より
も高い体積濃度の未活性化状態の第１の形式の感光性分子を含有したポリマーを
形成する工程を含み、前記第１形式の感光性分子は、前記第１形式の放射線に応
答して重合を活性化することを特徴とする請求項２３記載の方法。 - 【請求項３０】 第２の層を形成する前記工程は、前記第２の層中への前記
第１形式の感光性分子の混入を防止する工程を含むことを特徴とする請求項２９
記載の方法。 - 【請求項３１】 前記第２の層の場合よりも高い体積濃度の未活性化状態の
第１形式の感光性分子を含有したポリマーを形成する前記工程は、前記第１形式
の未活性化状態感光性分子を含有したポリマーを形成する工程と、前記第１形式
の前記感光性分子を部分的に活性化するに過ぎない工程とを含むことを特徴とす
る請求項２９記載の方法。 - 【請求項３２】 第２の層を形成する前記工程は、前記第１形式の未活性化
状態感光性分子を含有したポリマーを形成する工程と、前記第２の層中の前記第
１形式の感光性分子を完全に活性化する工程とを含むことを特徴とする請求項３
１記載の方法。 - 【請求項３３】 第１の層を形成する前記工程は、前記第２の層中の前記ポ
リマー中に、第２の形式の未活性化状態の感光性分子を含有させる工程を更に含
み、前記第２形式の感光性分子は、前記第１形式の感光性分子の場合よりも、前
記第１形式の放射線に応答した重合の活性化が生じにくく、前記第２形式の感光
性分子は、第２の形式の放射線に応答して重合を活性化することを特徴とする請
求項２９記載の方法。 - 【請求項３４】 第２の層を形成する前記工程は、第１の波長の入射光エネ
ルギに応答して重合を活性化する未活性化状態の第１の感光性分子を含有したポ
リマーを形成する工程を含み、 第１の層を形成する前記工程は、追加の未活性化状態の前記第１の感光性分子
を含有し、前記第２の層の場合よりも高い体積濃度の未活性化状態の第２の感光
性分子を更に含有したポリマーを形成する工程を含み、前記第２の感光性分子は
、第２の波長の入射光エネルギに応答して重合を活性化し、 前記第１の感光性分子は、前記第２の感光性分子の場合よりも、前記第２の波
長の入射光エネルギに応答した重合の活性化が生じにくく、前記第２の感光性分
子は、前記第１の感光性分子の場合よりも、前記第１の波長の入射光エネルギに
応答した重合の活性化が生じにくいことを特徴とする請求項２３記載の方法。 - 【請求項３５】 第１の層を形成する前記工程と第２の層を形成する前記工
程は、前記第１の層及び前記第２の層を前記第１の波長の光エネルギに暴露させ
て前記第１の層及び第２の層中の第１の感光性分子を部分的に活性化するに過ぎ
ない工程を一括して更に有していることを特徴とする請求項３４記載の方法。 - 【請求項３６】 第１の層を形成する前記工程は、第２の層を形成する前記
工程の実施前に、前記第１の層前記第１の波長の光エネルギに暴露させて前記第
１の層中の第１の感光性分子を部分的に活性化するに過ぎない工程を更に含むこ
とを特徴とする請求項３４記載の方法。 - 【請求項３７】 第２の層を形成する前記工程は、前記第２の層を前記第１
の波長の光エネルギに暴露させて前記第２の層中の第１の感光性分子を少なくと
も部分的に活性化する工程を更に含むことを特徴とする請求項３６記載の方法。 - 【請求項３８】 前記第１の層中に形成される前記ポリマーは、第３の波長
の入射光エネルギに応答して重合を活性化する第３の感光性分子を含有し、 前記第１の感光性分子及び第２の感光性分子は、前記第３の感光性分子の場合
よりも、前記第３の波長の入射光エネルギに応答した重合の活性化が生じにくく
、 第１の層を形成する前記工程は、前記第１の層を前記第３の波長の光エネルギ
に暴露させて前記第１の層中の第３の感光性分子を少なくとも部分的に活性化す
る工程を更に含むことを特徴とする請求項３４記載の方法。 - 【請求項３９】 前記第２の層中に形成される前記ポリマーは、追加の前記
第３の感光性分子を含有し、 第２の層を形成する前記工程は、前記第２の層を前記第３の波長の光エネルギ
に暴露させて前記第２の層中の第３の感光性分子を少なくとも部分的に活性化す
る工程を更に含むことを特徴とする請求項３８記載の方法。 - 【請求項４０】 第１の層中に形成される前記ポリマーは、前記材料の前記
第２の層の場合よりも高い体積濃度の未活性化状態の第３の感光性分子を更に含
有し、前記第３の感光性分子は、第３の波長の入射光エネルギに応答して重合を
活性化し、 前記第３の感光性分子は、前記第１の感光性分子の場合よりも、前記第１の波
長の入射光エネルギに応答した重合の活性化が生じにくく、しかも、前記第２の
感光性分子の場合よりも、前記第２の波長の入射光エネルギに応答した重合の活
性化が生じにくいことを特徴とする請求項３４記載の方法。 - 【請求項４１】 前記第１の層と前記第２の層との間に設けた第３の層中に
ポリマーを形成する工程を更に含み、前記第３の層中の前記ポリマーは、前記材
料の前記第１の層及び第２の層の場合よりも高い体積濃度の未活性化状態の第３
の感光性分子を含有し、前記第３の感光性分子は、第３の波長の入射光エネルギ
に応答して重合を活性化し、 前記第３の感光性分子は、前記第１の感光性分子の場合よりも、前記第１の波
長の入射光エネルギに応答した重合の活性化が生じにくく、しかも、前記第２の
感光性分子の場合よりも、前記第２の波長の入射光エネルギに応答した重合の活
性化が生じにくいことを特徴とする請求項３４記載の方法。 - 【請求項４２】 前記支持層は、可撓性であることを特徴とする請求項２３
記載の方法。 - 【請求項４３】 前記材料をロール上に巻き取る工程を更に含むことを特徴
とする請求項２３記載の方法。 - 【請求項４４】 第２の層を形成する前記工程の実施前に前記第１の層を硬
化させる工程を更に含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。 - 【請求項４５】 前記第２の層を硬化させる工程を更に含むことを特徴とす
る請求項４４記載の方法。 - 【請求項４６】 前記第１の層を前記第２の層及び前記支持層のうちの一方
を通して前記第１の形式の放射線に選択的に暴露させて前記第２の層又は前記支
持層中にではなく前記第１の層中に屈折率特徴部を形成する工程を更に含むこと
を特徴とする請求項２３、２４、２６、２９、４３及び４４のうち何れか一項に
記載の方法。 - 【請求項４７】 請求項２３、２４、２６、２９、４３及び４４のうち何れ
か一項に記載の方法によって製造された製品。 - 【請求項４８】 光学的材料を作製する方法であって、 第１の層の上に第２のポリマー層を形成する工程を有し、前記第２の層は、第
１の形式の分子と第２の形式の分子の両方を有し、前記第１の分子は、第２の形
式の入射放射線の場合よりも、第１の形式の入射放射線に応答した重合の活性化
が生じやすく、前記第２の分子は、第１の形式の入射放射線の場合よりも、第２
の形式の入射放射線に応答した重合の活性化が生じやすく、 前記方法は、 前記第２の層を前記第２の形式ではなく前記第１形式の放射線に暴露させる工
程と、 前記第２の層の上に第３のポリマー層を形成する工程と、 前記第２形式の入射放射線に応答した前記第２の層中の前記第２の分子による
重合のそれ以上の活性化を阻止しないで前記第３の層を硬化させる工程と、 を更に含むことを特徴とする方法。 - 【請求項４９】 第２のポリマー層を形成する前記工程の実施前に支持層の
上に前記第１の層を形成する工程を更に含み、前記第１の層は、前記第１形式の
分子を含有したポリマーを有し、 前記方法は、第２のポリマー層を形成する前記工程の実施前に前記第１の層を
硬化させる工程を更に含み、第１の層を硬化させる前記工程は、前記第１の層を
前記第１形式の放射線に暴露させる工程を含むことを特徴とする請求項４８記載
の方法。 - 【請求項５０】 第３のポリマー層を形成する前記工程は、前記第３の層中
に第３の形式の分子を含有させる工程を含み、前記第３の分子は、第３の形式の
入射放射線に応答して重合を活性化し、前記第１の分子及び前記第２の分子はそ
れぞれ、前記第３の分子の場合よりも、前記第３の形式の入射放射線に応答した
重合の活性化が生じにくく、前記第３の層を硬化させる前記工程は、前記第３の
層を前記第３の形式の放射線に暴露させる工程を含むことを特徴とする請求項４
９記載の方法。 - 【請求項５１】 前記支持層は、可撓性ウェブであることを特徴とする請求
項４９記載の方法。 - 【請求項５２】 前記第３の層を硬化させる前記工程の実施後に、前記第２
の層を前記第１の層及び前記第３の層のうちの一方を通して前記第２の形式の放
射線に選択的に暴露させて前記第２の層中に一体形光学的屈折率特徴部を形成す
る工程を更に含むことを特徴とする請求項４９記載の方法。 - 【請求項５３】 前記第２の層を前記第２の形式の放射線に選択的に暴露さ
せる前記工程の実施後に、前記材料を全体的に前記第１の形式の放射線に暴露さ
せる工程を更に有することを特徴とする請求項５２記載の方法。 - 【請求項５４】 前記第３の層を硬化させる前記工程と前記第２の層を選択
的に暴露させる前記工程との間に、 前記材料をロールの状態に巻き取る工程と、 前記ロールを第１の場所から第２の場所に再配置する工程と、 前記ロールを、少なくとも前記第２の層を選択的に暴露させる前記工程を実施す
るウェブ処理装置内へ挿入する工程と、 を更に含むことを特徴とする請求項５３記載の方法。 - 【請求項５５】 請求項４８、５２及び５４のうち何れか一項に記載の方法
によって製造された製品。 - 【請求項５６】 光学的スタックをパターニングする方法であって、 支持層、前記支持層の上に位置した第１の層及び前記第１の層の上に位置した
第２の層を有する材料を準備する工程を含み、前記第１の層は、前記支持層と前
記第２の層の両方よりも、第１の形式の入射放射線に応答して屈折率の変化を生
じやすく、 前記方法は、 前記材料を選択的な暴露装置内へ挿入する工程と、 前記第１の層を前記支持層及び前記第２の層のうち一方を通して前記第１の形
式の放射線に選択的に暴露させて前記第１の層中に一体形光学的屈折率特徴部を
形成する工程とを更に有することを特徴とする方法。 - 【請求項５７】 前記第１の層を選択的に暴露させる前記工程は、前記第１
の層を前記第２の層を通して選択的に暴露させる工程を含むことを特徴とする請
求項５６記載の方法。 - 【請求項５８】 前記屈折率特徴部は、光導波路であることを特徴とする請
求項５６記載の方法。 - 【請求項５９】 前記第１の層を前記第１の形式の放射線に選択的に暴露さ
せる前記工程の実施後に、前記材料を全体として前記第１の形式の放射線に暴露
させる工程を更に有することを特徴とする請求項５６記載の方法。 - 【請求項６０】 前記第１の層は、第２の形式の入射放射線に応答して重合
が生じやすく、前記方法は、前記第１の層を前記第１の形式の放射線に選択的に
暴露させる前記工程の実施後に、前記材料を全体として前記第２の形式の放射線
に暴露させる工程を更に含むことを特徴とする請求項５６記載の方法。 - 【請求項６１】 前記第１の層を前記第１の形式の放射線に選択的に暴露さ
せる前記工程は、前記第１の層を第１の波長の光エネルギで選択的に照明する工
程を含み、 前記材料を全体として前記第２形式の放射線に暴露させる前記工程は、前記材
料を全体として第２の波長の光エネルギで照明する工程を含むことを特徴とする
請求項６０記載の方法。 - 【請求項６２】 前記第１の層を前記第１の形式の放射線に選択的に暴露さ
せる前記工程は、前記第１の層を第１の波長の光エネルギで選択的に照明する工
程を含むことを特徴とする請求項５６記載の方法。 - 【請求項６３】 前記第１の層を前記第１の形式の放射線に選択的に暴露さ
せる前記工程は、選択的にエッチングされたフォトリソグラフィーマスクを前記
第２の層の上の前記材料上に形成する工程と、前記材料を前記マスクを通して照
明する工程とを含むことを特徴とする請求項５６記載の方法。 - 【請求項６４】 前記第１の層を前記第１の形式の放射線に選択的に暴露さ
せる前記工程は、前記材料をレチクルを通して照明する工程を含むことを特徴と
する請求項５６記載の方法。 - 【請求項６５】 前記第１の層を前記第１の形式の放射線に選択的に暴露さ
せる前記工程は、レーザービームを用いてパターンを前記第１の層中に書き込む
工程を含むことを特徴とする請求項５６記載の方法。 - 【請求項６６】 少なくとも前記第１の層を選択的に暴露させて少なくとも
前記第１の層中にブラッググレーティングを形成する工程を更に含むことを特徴
とする請求項５６記載の方法。 - 【請求項６７】 前記材料を選択的暴露装置内へ挿入する前記工程は、前記
材料を単一ステーション処理装置内へ挿入する工程を含むことを特徴とする請求
項５６記載の方法。 - 【請求項６８】 前記材料を選択的暴露装置内へ挿入する前記工程は、 前記材料を多ステーション処理装置内へ挿入する工程と、 前記材料を前記多ステーション処理装置の選択された暴露ステーション内へ搬
送する工程と、 を含むことを特徴とする請求項５６記載の方法。 - 【請求項６９】 材料を準備する前記工程は、前記材料のロールを準備する
工程を含むことを特徴とする請求項５６記載の方法。 - 【請求項７０】 前記第１の層を前記第１の形式の放射線に選択的に暴露さ
せる前記工程の実施前に、前記材料をロールから巻き出す工程を更に含むことを
特徴とする請求項５６記載の方法。 - 【請求項７１】 請求項５６、５９、６０及び６９のうち何れか一項に記載
の方法によって製造された製品。 - 【請求項７２】 光学的スタックをパターニングする方法であって、 可撓性の支持層を、前記支持層の上に位置する第１の層及び前記第１の層の上
に位置する第２の層を有する材料を準備する工程を含み、前記第１の層は、前記
支持層又は前記第２の層の何れか一方よりも、第１の形式の入射放射線に応答し
て屈折率の変化を生じやすく、 前記方法は、 前記第１の層を前記支持層及び前記第２の層のうち一方を通して前記第１の形
式の放射線に選択的に暴露させる工程を更に含むことを特徴とする方法。 - 【請求項７３】 前記第１の層を選択的に暴露させる前記工程は、前記第１
の層を前記第２の層を通して選択的に暴露させる工程を含むことを特徴とする請
求項７２記載の方法。 - 【請求項７４】 前記第１の層を選択的に暴露させる前記工程に応答して前
記第１の層中に屈折率特徴部を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項
７２記載の方法。 - 【請求項７５】 前記屈折率特徴部は、一体形光学的屈折率特徴部を含むこ
とを特徴とする請求項７４記載の方法。 - 【請求項７６】 前記屈折率特徴部は、光導波路を含むことを特徴とする請
求項７４記載の方法。 - 【請求項７７】 前記屈折率特徴部は、光学的方向転換装置を含むことを特
徴とする請求項７４記載の方法。 - 【請求項７８】 前記屈折率特徴部は、光学グレーティングを含むことを特
徴とする請求項７４記載の方法。 - 【請求項７９】 前記選択的暴露工程の実施後に、前記材料を全体として前
記第１の層を硬化させる放射線に暴露させる工程を更に含むことを特徴とする請
求項７２記載の方法。 - 【請求項８０】 前記第１の層を前記第１の形式の放射線に選択的に暴露さ
せる前記工程は、前記第１の層を第１の波長の光エネルギで選択的に照明する工
程を含むことを特徴とする請求項７２記載の方法。 - 【請求項８１】 材料を準備する前記工程は、前記材料のロールを準備する
工程を含むことを特徴とする請求項７２記載の方法。 - 【請求項８２】 前記選択的暴露工程の実施前に前記材料をロールから巻き
出す工程を更に含むことを特徴とする請求項７２記載の方法。 - 【請求項８３】 請求項７２、７９及び８２のうち何れか一項に記載の方法
によって製造された製品。 - 【請求項８４】 光学材料を作製する方法であって、 光学材料の第１の層を支持層上に形成する工程と、 光学材料の第２の層を前記第１の層上に形成する工程と、 光学材料の第３の層を前記第２の層上に形成する工程と、 光学材料の第４の層を前記第３の層上に形成する工程と、 光学材料の第５の層を前記第４の層上に形成する工程とを含み、 前記第２の層は、他の前記層の何れよりも、第２の形式の入射放射線に応答し
て屈折率の変化を生じやすく、前記第４の層は、他の前記層の何れよりも、第４
の形式の入射放射線に応答して屈折率の変化を生じやすいことを特徴とする方法
。 - 【請求項８５】 前記第３の層は、他の前記層の何れよりも、第３の形式の
入射する放射線に応答して屈折率の変化を生じやすいことを特徴とする請求項８
４記載の方法。 - 【請求項８６】 前記第３の層、前記第４の層及び前記第５の層は、前記第
２の形式の放射線に対して透明であり、前記第５の層は、前記第４の形式の放射
線に対して透明であることを特徴とする請求項８４記載の方法。 - 【請求項８７】 前記支持層及び前記第１の層は、前記第２の形式と前記第
４の形式の両方の放射線に対して透明であることを特徴とする請求項８４記載の
方法。 - 【請求項８８】 第２の層を形成する前記工程は、前記層のうち任意他の場
合よりも高い体積濃度の第２の形式の未活性化状態感光性分子を含有したポリマ
ーを形成する工程を含み、前記第２形式の感光性分子は、前記第２の形式の放射
線に応答して重合を活性化することを特徴とする請求項８４記載の方法。 - 【請求項８９】 第４の層を形成する前記工程は、前記層のうち任意他の場
合よりも高い体積濃度の第４の形式の未活性化状態感光性分子を含有したポリマ
ーを形成する工程を含み、前記第４形式の感光性分子は、前記第４形式の放射線
に応答して重合を活性化することを特徴とする請求項８８記載の方法。 - 【請求項９０】 第２の層を形成する前記工程は、前記第２の層中の前記ポ
リマー中に別の形式の未活性化状態感光性分子を含有させる工程を更に含み、前
記別の形式の感光性分子は、前記第２形式の感光性分子の場合よりも、前記第２
形式の放射線に応答した重合の活性化が生じにくく、前記別の形式の感光性分子
は、第４の形式の放射線に応答して重合を活性化することを特徴とする請求項８
８記載の方法。 - 【請求項９１】 前記支持層は、可撓性であることを特徴とする請求項８４
記載の方法。 - 【請求項９２】 第２の層を形成する前記工程の実施前に、前記第１の層を
硬化させる工程を更に含むことを特徴とする請求項８４記載の方法。 - 【請求項９３】 第３の層を形成する前記工程の実施前に、前記第２の層を
部分的に硬化させるに過ぎない工程を更に含むことを特徴とする請求項９２記載
の方法。 - 【請求項９４】 第４の層を形成する前記工程の実施前に、前記第３の層を
硬化させる工程を更に含むことを特徴とする請求項９３記載の方法。 - 【請求項９５】 請求項８４記載の方法によって製造された製品。
- 【請求項９６】 多層光デバイスを作製する方法であって、 第１のクラッド層、前記第１のクラッド層の上に位置する第１のコア層、前記
第１のコア層の上に位置する第２のクラッド層、前記第２のクラッド層の上に位
置する第２のコア層及び前記第２のクラッド層の上に位置する第３のクラッド層
を有する材料を準備する工程と、 前記材料の前記第１のコア層中に第１の屈折率特徴部を形成する工程と、 前記材料の前記第２のコア層中に第２の屈折率特徴部を形成する工程と、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項９７】 前記第１のコア層は、前記第２のコア層、前記第１のクラ
ッド層、前記第２のクラッド層及び前記第３のクラッド層の何れの場合よりも、
第１の形式の入射放射線に応答して屈折率の変化を生じやすく、前記第２のコア
層は、前記第１のコア層、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前
記第３のクラッド層の何れの場合よりも、第２の形式の入射放射線に応答して屈
折率の変化を生じやすいことを特徴とする請求項９６記載の方法。 - 【請求項９８】 前記第１のコア層中に第１の屈折率特徴部を形成する前記
工程は、前記材料を前記第１形式の放射線に選択的に暴露させる工程を含み、 前記第２のコア層中に第２の屈折率特徴部を形成する前記工程は、前記材料を
前記第２形式の放射線に選択的に暴露させる工程を含むことを特徴とする請求項
９７記載の方法。 - 【請求項９９】 前記第１の屈折率特徴部は、前記第１のコア層中に設けら
れていて、前記第１のコア層の横に隣接して位置する領域、前記クラッド層の下
に隣接して位置する領域及び前記第２のクラッド層の上に隣接して位置する領域
と比較して高い屈折率を有する領域を含むことを特徴とする請求項９６記載の方
法。 - 【請求項１００】 前記材料の前記第２のクラッド層中に第３の屈折率特徴
部を形成する工程を更に有することを特徴とする請求項９６記載の方法。 - 【請求項１０１】 前記第１の屈折率特徴部は、第１の導波路を含み、前記
第２の屈折率特徴部は、前記第１の導波路の第１の長さ部分に平行な対応関係に
ある第２の長さ部分を有する第２の導波路を含み、前記第３の屈折率特徴部は、
前記第１の導波路の前記第１の長さ部分と前記第２の導波路の前記第２の長さ部
分との間に位置した相互作用領域を含み、前記相互作用領域は、前記第２のクラ
ッド層の横に隣接して位置する領域と比較して高い屈折率を有することを特徴と
する請求項１００記載の方法。 - 【請求項１０２】 請求項９６又は１００記載の方法によって製造された製
品。 - 【請求項１０３】 多層光デバイスを作製する方法であって、 第１のクラッド層、前記第１のクラッド層の上に位置する第１のコア層、前記
第１のコア層の上に位置する第２のクラッド層、前記第２のクラッド層の上に位
置する第２のコア層及び前記第２のクラッド層の上に位置する第３のクラッド層
を有する材料を準備する工程と、 前記材料の前記第１のコア層中に第１の導波路を形成する工程と、 前記材料の前記第２のコア層中に第２の導波路を形成する工程と、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１０４】 前記材料は、前記第１のコア層に隣接して介在層を更に
有し、 前記第１のコア層中に第１の導波路を形成する前記工程は、前記介在層中に屈
折率リブを形成する工程を含むことを特徴とする請求項１０３記載の方法。 - 【請求項１０５】 前記材料は、前記第２のコア層に隣接して介在層を更に
有し、前記第２のコア層中に第２の導波路を形成する前記工程は、前記介在層中
に屈折率リブを形成する工程を含むことを特徴とする請求項１０３記載の方法。 - 【請求項１０６】 前記材料の前記第２のクラッド層中に屈折率を高くした
結合領域を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１０３記載の方法。 - 【請求項１０７】 前記多層光デバイスは、垂直寸法方向に広がる光スプリ
ッターを含むことを特徴とする請求項１０３記載の方法。 - 【請求項１０８】 前記光スプリッターは更に、水平寸法方向に広がってい
ることを特徴とする請求項１０７記載の方法。 - 【請求項１０９】 前記多層光デバイスは、ＷＤＭアド／ドロップマルチプ
レクサ／デマルチプレクサを含むことを特徴とする請求項１０３記載の方法。 - 【請求項１１０】 前記材料の前記第１のコア層及び第２のコア層のうち一
方の中に導波路グレーティング波長多重分離要素を形成する工程と、 前記材料の前記第１のコア層及び第２のコア層のうち他方の中に導波路グレー
ティング波長多重要素を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１０９記
載の方法。 - 【請求項１１１】 光学的スタックをパターニングする方法であって、 支持層、前記支持層の上に位置する第１の層及び前記第１の層の上に位置する
第２の層を有する材料を準備する工程を含み、前記第１の層は、前記支持層と前
記第２の層の両方よりも、第１の形式の入射放射線に応答して屈折率の変化を生
じやすく、 前記方法は、 前記第１の層を前記支持層及び第２の層のうち一方を通して前記第１の形式の
放射線に選択的に暴露させて前記第１の層中に一体形光学的屈折率特徴部を形成
する工程と、 少なくとも前記第１の層を選択的に暴露させて少なくとも前記第１の層中に第
１のブラッググレーティングを形成する工程とを更に含むことを特徴とする方法
。 - 【請求項１１２】 前記一体形光学的屈折率特徴部は、一体形光導波路から
成ることを特徴とする請求項１１１記載の方法。 - 【請求項１１３】 前記第１のブラッググレーティングは、前記導波路によ
って案内される光モードと交差することを特徴とする請求項１１２記載の方法。 - 【請求項１１４】 少なくとも前記第１の層を選択的に暴露させて第１のブ
ラッググレーティングを形成する前記工程は、少なくとも前記第１の層を第１及
び第２の干渉平面波で照明して前記第１の層中に干渉パターンを作る工程を含む
ことを特徴とする請求項１１１記載の方法。 - 【請求項１１５】 少なくとも前記第１の層を選択的に暴露させて第１のブ
ラッググレーティングを形成する前記工程は、少なくとも前記第１の層を、位相
マスクを通過した光ビームで照明して前記第１の層中にグレーティングパターン
を作る工程を含むことを特徴とする請求項１１１記載の方法。 - 【請求項１１６】 少なくとも前記第１の層を選択的に暴露させて少なくと
も前記第１の層中に第２のブラッググレーティングを形成する工程を更に含み、
前記第２のブラッググレーティングは、前記第１の層中で前記第１のブラッググ
レーティングとオーバーラップしていることを特徴とする請求項１１１記載の方
法。 - 【請求項１１７】 前記第１のブラッググレーティングの熱的同調性が得ら
れるよう前記第１のブラッググレーティングの十分近くで前記スタック上に加熱
電極を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１１１記載の方法。 - 【請求項１１８】 請求項１１１、１１３及び１１７のうち何れか一項に記
載の方法によって製造された製品。
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| WO (1) | WO2001040836A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007514136A (ja) * | 2003-10-29 | 2007-05-31 | バイエル・テクノロジー・サービシーズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 光アドレス可能なポリマーに基づく層構造体及び光導波路センサー |
| JP2015504182A (ja) * | 2012-01-19 | 2015-02-05 | イクスブルー | 横断する減衰域を含む光集積回路 |
| JP2015194585A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 日本電信電話株式会社 | 光結合構造 |
Families Citing this family (86)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7005245B1 (en) * | 1996-06-25 | 2006-02-28 | Kubacki Ronald M | Plasma deposited optical waveguide |
| US7039289B1 (en) * | 2000-05-19 | 2006-05-02 | Optinetrics, Inc. | Integrated optic devices and processes for the fabrication of integrated optic devices |
| DE10032933B4 (de) * | 2000-07-06 | 2004-07-15 | Infineon Technologies Ag | Integrierte Wellenleiteranordnung |
| US20040028336A1 (en) * | 2001-09-04 | 2004-02-12 | Feuer Mark D. | Method for fabricating optical devices by assembling multiple wafers containing planar optical waveguides |
| US20030044118A1 (en) * | 2000-10-20 | 2003-03-06 | Phosistor Technologies, Inc. | Integrated planar composite coupling structures for bi-directional light beam transformation between a small mode size waveguide and a large mode size waveguide |
| US7087179B2 (en) * | 2000-12-11 | 2006-08-08 | Applied Materials, Inc. | Optical integrated circuits (ICs) |
| US6839491B2 (en) * | 2000-12-21 | 2005-01-04 | Xponent Photonics Inc | Multi-layer dispersion-engineered waveguides and resonators |
| US6706154B1 (en) * | 2001-03-09 | 2004-03-16 | Bayspec, Inc. | Method for fabricating integrated optical components using ultraviolet laser techniques |
| US7035518B2 (en) * | 2001-04-13 | 2006-04-25 | Hitachi Cable, Ltd. | Polymer waveguides and process for producing the same |
| US20020186949A1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-12 | Photon-X, Inc. | Integrated rare earth doped optical waveguide amplifier array |
| US6674944B2 (en) * | 2001-09-10 | 2004-01-06 | Altitun Ab | Waveguide coupler modulator |
| US20030083753A1 (en) * | 2001-10-22 | 2003-05-01 | Rajdeep Kalgutkar | Photocuring system database |
| JP2003131055A (ja) * | 2001-10-25 | 2003-05-08 | Fujitsu Ltd | 光導波路及びその製造方法 |
| CN102621630B (zh) * | 2001-10-30 | 2015-03-25 | Hoya美国公司 | 使用光学功率横向传送的光学接合设备和方法 |
| US6958814B2 (en) * | 2002-03-01 | 2005-10-25 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for measuring a property of a layer in a multilayered structure |
| US6884327B2 (en) * | 2002-03-16 | 2005-04-26 | Tao Pan | Mode size converter for a planar waveguide |
| US7378356B2 (en) * | 2002-03-16 | 2008-05-27 | Springworks, Llc | Biased pulse DC reactive sputtering of oxide films |
| EP1376170A3 (en) * | 2002-06-19 | 2004-12-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical waveguide, optical module, and method for producing same module |
| EP1533637B1 (en) * | 2002-06-27 | 2007-10-31 | Jtekt Corporation | Beam collecting device and laser emission device |
| DE10252563A1 (de) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Atotech Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung von integrierten Wellenleitern, Polymersysteme zur Herstellung solcher Wellenleiter sowie Verfahren zur Erzeugung von planaren Wellenleiterkanälen |
| CN1808195A (zh) * | 2002-07-02 | 2006-07-26 | 欧姆龙株式会社 | 光波导装置、光波导装置的制造方法以及光通信装置 |
| US20070264564A1 (en) | 2006-03-16 | 2007-11-15 | Infinite Power Solutions, Inc. | Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof |
| US8404376B2 (en) | 2002-08-09 | 2013-03-26 | Infinite Power Solutions, Inc. | Metal film encapsulation |
| US8236443B2 (en) | 2002-08-09 | 2012-08-07 | Infinite Power Solutions, Inc. | Metal film encapsulation |
| US8445130B2 (en) | 2002-08-09 | 2013-05-21 | Infinite Power Solutions, Inc. | Hybrid thin-film battery |
| US8021778B2 (en) | 2002-08-09 | 2011-09-20 | Infinite Power Solutions, Inc. | Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate |
| US7993773B2 (en) | 2002-08-09 | 2011-08-09 | Infinite Power Solutions, Inc. | Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate |
| US8431264B2 (en) | 2002-08-09 | 2013-04-30 | Infinite Power Solutions, Inc. | Hybrid thin-film battery |
| US8394522B2 (en) | 2002-08-09 | 2013-03-12 | Infinite Power Solutions, Inc. | Robust metal film encapsulation |
| US6818910B2 (en) * | 2002-08-23 | 2004-11-16 | Micron Technology, Inc. | Writing methodology to reduce write time, and system for performing same |
| AU2003261463A1 (en) * | 2002-08-27 | 2004-03-19 | Symmorphix, Inc. | Optically coupling into highly uniform waveguides |
| US7303339B2 (en) * | 2002-08-28 | 2007-12-04 | Phosistor Technologies, Inc. | Optical beam transformer module for light coupling between a fiber array and a photonic chip and the method of making the same |
| US8538208B2 (en) * | 2002-08-28 | 2013-09-17 | Seng-Tiong Ho | Apparatus for coupling light between input and output waveguides |
| US7426328B2 (en) * | 2002-08-28 | 2008-09-16 | Phosistor Technologies, Inc. | Varying refractive index optical medium using at least two materials with thicknesses less than a wavelength |
| US6937811B2 (en) * | 2002-11-19 | 2005-08-30 | Lumera Corporation | Polymer waveguide devices incorporating electro-optically active polymer clads |
| US7085453B2 (en) * | 2002-11-25 | 2006-08-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical functional device and optical module |
| US6906598B2 (en) * | 2002-12-31 | 2005-06-14 | Mcnc | Three dimensional multimode and optical coupling devices |
| US7095920B1 (en) * | 2003-02-11 | 2006-08-22 | Little Optics Inc | Broadband optical via |
| KR100691168B1 (ko) * | 2003-02-27 | 2007-03-09 | 섬모픽스, 인코포레이티드 | 유전 장벽층 필름 |
| US8728285B2 (en) | 2003-05-23 | 2014-05-20 | Demaray, Llc | Transparent conductive oxides |
| AU2003298103A1 (en) * | 2003-11-05 | 2005-06-08 | Pirelli And C. S.P.A. | Tuneable grating assisted directional optical coupler |
| US7139448B2 (en) * | 2003-11-20 | 2006-11-21 | Anvik Corporation | Photonic-electronic circuit boards |
| US7412119B2 (en) * | 2004-06-30 | 2008-08-12 | Poa Sana Liquidating Trust | Apparatus and method for making flexible waveguide substrates for use with light based touch screens |
| US7259106B2 (en) * | 2004-09-10 | 2007-08-21 | Versatilis Llc | Method of making a microelectronic and/or optoelectronic circuitry sheet |
| ATE553157T1 (de) * | 2004-10-07 | 2012-04-15 | Hitachi Chemical Co Ltd | Harzzusammensetzung für optisches material, harzfilm für optisches material und lichtwellenleiter damit |
| US8130210B2 (en) * | 2004-11-30 | 2012-03-06 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Touch input system using light guides |
| KR101127370B1 (ko) | 2004-12-08 | 2012-03-29 | 인피니트 파워 솔루션스, 인크. | ＬｉＣｏＯ２의 증착 |
| US7959769B2 (en) | 2004-12-08 | 2011-06-14 | Infinite Power Solutions, Inc. | Deposition of LiCoO2 |
| US7400809B2 (en) * | 2004-12-10 | 2008-07-15 | General Electric Company | Optical waveguide devices and method of making the same |
| US7923071B2 (en) * | 2005-02-15 | 2011-04-12 | Rpo Pty Limited | Photolithographic patterning of polymeric materials |
| GB0507012D0 (en) * | 2005-04-06 | 2005-05-11 | Univ Southampton | A tunable filter device comprising a waveguide, a bragg grating, and a planar substrate |
| US7742672B2 (en) * | 2005-08-24 | 2010-06-22 | General Electric Company | Composition, optical device article, and associated method |
| US7259102B2 (en) * | 2005-09-30 | 2007-08-21 | Molecular Imprints, Inc. | Etching technique to planarize a multi-layer structure |
| TW200809285A (en) * | 2006-05-01 | 2008-02-16 | Rpo Pty Ltd | Waveguide materials for optical touch screens |
| US7811640B2 (en) * | 2006-05-02 | 2010-10-12 | Rpo Pty Limited | Methods for fabricating polymer optical waveguides on large area panels |
| DE102006037433B4 (de) | 2006-08-09 | 2010-08-19 | Ovd Kinegram Ag | Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers sowie Mehrschichtkörper |
| CN101523571A (zh) | 2006-09-29 | 2009-09-02 | 无穷动力解决方案股份有限公司 | 柔性基板上沉积的电池层的掩模和材料限制 |
| US8197781B2 (en) | 2006-11-07 | 2012-06-12 | Infinite Power Solutions, Inc. | Sputtering target of Li3PO4 and method for producing same |
| US8288081B2 (en) | 2007-04-02 | 2012-10-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method and system for exposure of a phase shift mask |
| JP4791409B2 (ja) * | 2007-05-01 | 2011-10-12 | 日東電工株式会社 | 光導波路の製造方法 |
| KR100876836B1 (ko) * | 2007-06-29 | 2009-01-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조 방법 |
| US8192638B2 (en) * | 2007-10-18 | 2012-06-05 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Method for manufacturing multiple layers of waveguides |
| TWI441937B (zh) | 2007-12-21 | 2014-06-21 | Infinite Power Solutions Inc | 形成用於電解質薄膜之濺鍍靶材的方法 |
| US8268488B2 (en) | 2007-12-21 | 2012-09-18 | Infinite Power Solutions, Inc. | Thin film electrolyte for thin film batteries |
| CN101911367B (zh) | 2008-01-11 | 2015-02-25 | 无穷动力解决方案股份有限公司 | 用于薄膜电池及其他器件的薄膜包封 |
| US7930657B2 (en) * | 2008-01-23 | 2011-04-19 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming photomasks |
| CN101983469B (zh) | 2008-04-02 | 2014-06-04 | 无穷动力解决方案股份有限公司 | 与能量采集关联的储能装置的无源过电压/欠电压控制和保护 |
| WO2010019577A1 (en) | 2008-08-11 | 2010-02-18 | Infinite Power Solutions, Inc. | Energy device with integral collector surface for electromagnetic energy harvesting and method thereof |
| EP2332127A4 (en) | 2008-09-12 | 2011-11-09 | Infinite Power Solutions Inc | ENERGY DEVICE HAVING AN INTEGRATED CONDUCTIVE SURFACE FOR DATA COMMUNICATION VIA ELECTROMAGNETIC ENERGY AND ASSOCIATED METHOD |
| US8508193B2 (en) | 2008-10-08 | 2013-08-13 | Infinite Power Solutions, Inc. | Environmentally-powered wireless sensor module |
| US8442360B2 (en) * | 2008-11-05 | 2013-05-14 | Gigoptix, Inc. | Intrinsically low resistivity hybrid sol-gel polymer clads and electro-optic devices made therefrom |
| KR101792287B1 (ko) | 2009-09-01 | 2017-10-31 | 사푸라스트 리써치 엘엘씨 | 집적된 박막 배터리를 갖는 인쇄 회로 보드 |
| CN102947976B (zh) | 2010-06-07 | 2018-03-16 | 萨普拉斯特研究有限责任公司 | 可充电、高密度的电化学设备 |
| CN102096228B (zh) * | 2010-12-17 | 2012-07-04 | 湖南创图视维科技有限公司 | 一种显示系统和显示方法 |
| KR101083320B1 (ko) * | 2011-03-11 | 2011-11-14 | 한국기계연구원 | 경화 시스템 및 그 방법 |
| US8649645B2 (en) | 2011-06-10 | 2014-02-11 | Xyratex Technology Limited | Optical waveguide and a method of fabricating an optical waveguide |
| US9297951B2 (en) | 2012-02-27 | 2016-03-29 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Optical waveguide, optical wiring component, optical waveguide module and electronic device |
| US10317620B2 (en) * | 2015-07-01 | 2019-06-11 | Rockley Photonics Limited | Interposer beam expander chip |
| US10429582B1 (en) | 2018-05-02 | 2019-10-01 | Globalfoundries Inc. | Waveguide-to-waveguide couplers with multiple tapers |
| US10962710B2 (en) * | 2018-06-04 | 2021-03-30 | The Boeing Company | Multidimensional optical waveguide in planar dielectric structures |
| US10436982B1 (en) * | 2018-07-18 | 2019-10-08 | Globalfoundries Inc. | Waveguide bends with field confinement |
| US11275210B1 (en) * | 2018-12-07 | 2022-03-15 | PsiQuantum Corp. | Waveguide couplers for multi-mode waveguides |
| US11635570B1 (en) | 2019-02-08 | 2023-04-25 | PsiQuantum Corp. | Multi-mode multi-pass delay |
| US11391890B1 (en) | 2019-05-15 | 2022-07-19 | PsiQuantum Corp. | Multi-mode spiral delay device |
| FR3124002B1 (fr) * | 2021-06-09 | 2024-05-10 | Scintil Photonics | Assemblage photonique comprenant un composant photonique couplé optiquement avec un élément photonique |
| US11733468B2 (en) * | 2021-12-08 | 2023-08-22 | Viavi Solutions Inc. | Photonic structure using optical heater |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH540928A (de) | 1970-11-18 | 1973-10-15 | Ciba Geigy Ag | Verfahren zur Herstellung neuer Diglycidylderivate von zwei N-heterocyclische Ringe enthaltenen Verbindungen |
| US3809732A (en) | 1972-12-18 | 1974-05-07 | Bell Telephone Labor Inc | Photo-locking technique for producing integrated optical circuits |
| US3953620A (en) * | 1974-12-06 | 1976-04-27 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Producing integrated optical circuits |
| US3993485A (en) * | 1975-05-27 | 1976-11-23 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Photopolymerization process and related devices |
| US4712854A (en) * | 1983-07-11 | 1987-12-15 | Omron Tateisi Electronics Co. | Optical waveguide and method of making the same |
| GB2191603A (en) * | 1986-06-13 | 1987-12-16 | Northern Telecom Ltd | Optical conductor having at least three layers |
| US5292620A (en) * | 1988-01-15 | 1994-03-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Optical waveguide devices, elements for making the devices and methods of making the devices and elements |
| FR2643359B1 (fr) * | 1989-01-31 | 1993-12-10 | Centre Nal Recherc Scientifique | Procede de fabrication de fibres optiques scintillantes et fibres optiques obtenues |
| US5009483A (en) | 1989-04-12 | 1991-04-23 | Rockwell Iii Marshall A | Optical waveguide display system |
| DE69019889T2 (de) * | 1989-08-08 | 1995-11-16 | Ici Plc | Optische Komponente. |
| FR2660439B1 (fr) * | 1990-03-27 | 1993-06-04 | Thomson Csf | Structure guidante integree en trois dimensions et son procede de realisation. |
| WO1992000185A1 (en) * | 1990-06-22 | 1992-01-09 | Martin Russell Harris | Optical waveguides |
| EP0616234B1 (en) * | 1993-03-18 | 1999-06-02 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method of manufacturing a polyimide optical waveguide |
| EP0689094A1 (en) * | 1994-06-23 | 1995-12-27 | Akzo Nobel N.V. | Bleaching mask |
| US5544268A (en) | 1994-09-09 | 1996-08-06 | Deacon Research | Display panel with electrically-controlled waveguide-routing |
| US5932397A (en) * | 1996-05-28 | 1999-08-03 | Rvm Scientific, Inc. | Multicolor lithography for control of three dimensional refractive index gradient processing |
| US5874187A (en) * | 1996-08-15 | 1999-02-23 | Lucent Technologies Incorporated | Photo recording medium |
| US6335149B1 (en) | 1997-04-08 | 2002-01-01 | Corning Incorporated | High performance acrylate materials for optical interconnects |
| US6035083A (en) | 1997-10-02 | 2000-03-07 | 3M Innovative Company | Method for writing arbitrary index perturbations in a wave-guiding structure |
-
2000
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007514136A (ja) * | 2003-10-29 | 2007-05-31 | バイエル・テクノロジー・サービシーズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 光アドレス可能なポリマーに基づく層構造体及び光導波路センサー |
| JP2015504182A (ja) * | 2012-01-19 | 2015-02-05 | イクスブルー | 横断する減衰域を含む光集積回路 |
| JP2015194585A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 日本電信電話株式会社 | 光結合構造 |
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