JPH0854647A - 光アクティブマトリクスおよびその製造方法 - Google Patents
光アクティブマトリクスおよびその製造方法Info
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- JPH0854647A JPH0854647A JP7136265A JP13626595A JPH0854647A JP H0854647 A JPH0854647 A JP H0854647A JP 7136265 A JP7136265 A JP 7136265A JP 13626595 A JP13626595 A JP 13626595A JP H0854647 A JPH0854647 A JP H0854647A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/06—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 integrated waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 透明基板の中に、該基板の屈折率より屈折率
の大きな物質が連続的に設けられた領域よりなる光導波
路において、外部からの光が光導波路内に入射し誤動作
を生じる。特に、バックライトを有する液晶表示装置に
応用する場合は、バックライトからの光が光導波路内も
しくは光導電体材料に入射し、光導電スイッチのオフ電
流が上昇し、液晶素子の階調表現が難しくなるという技
術的課題を解決した光アクティブマトリクスを提供す
る。 【構成】 前記光導波路と前記基板との間に、遮光膜が
形成されていることを特徴とする光アクティブマトリク
スを提供する。
の大きな物質が連続的に設けられた領域よりなる光導波
路において、外部からの光が光導波路内に入射し誤動作
を生じる。特に、バックライトを有する液晶表示装置に
応用する場合は、バックライトからの光が光導波路内も
しくは光導電体材料に入射し、光導電スイッチのオフ電
流が上昇し、液晶素子の階調表現が難しくなるという技
術的課題を解決した光アクティブマトリクスを提供す
る。 【構成】 前記光導波路と前記基板との間に、遮光膜が
形成されていることを特徴とする光アクティブマトリク
スを提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光走査回路を有する光
アクティブマトリクスに関するものであり、特に大面積
の液晶表示装置に適した装置である。
アクティブマトリクスに関するものであり、特に大面積
の液晶表示装置に適した装置である。
【０００２】
【従来の技術】アクティブマトリクス駆動液晶ディスプ
レイは、表示品位が高いことから液晶ディスプレイの本
流となりつつある。しかし、アクティブマトリクスを構
成する大面積の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、その素
子数が膨大であり、製造工程が複雑であり、配線の重な
り部分において欠陥が発生しやすく、歩留まりが低いた
めに、価格を低減するのが難しいという問題があった。
レイは、表示品位が高いことから液晶ディスプレイの本
流となりつつある。しかし、アクティブマトリクスを構
成する大面積の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、その素
子数が膨大であり、製造工程が複雑であり、配線の重な
り部分において欠陥が発生しやすく、歩留まりが低いた
めに、価格を低減するのが難しいという問題があった。
【０００３】このような問題を解決できる技術として、
図４に示すような光アクティブマトリクスが提案されて
いる。これは、ガラス基板（１０１）中に多数の平行な
光導波路（１１５）が形成されており、この光導波路
（１１５）の一部に光の通路となる窓部（１１３）が設
けられ、その上に光導電体材料（１０６）を配設されて
おり、光導波路（１１５）を通る光の一部がその上に形
成された光導電体材料（１０６）に入射するように構成
されている。
図４に示すような光アクティブマトリクスが提案されて
いる。これは、ガラス基板（１０１）中に多数の平行な
光導波路（１１５）が形成されており、この光導波路
（１１５）の一部に光の通路となる窓部（１１３）が設
けられ、その上に光導電体材料（１０６）を配設されて
おり、光導波路（１１５）を通る光の一部がその上に形
成された光導電体材料（１０６）に入射するように構成
されている。
【０００４】それぞれの光導電体材料（１０６）は薄膜
配線（１０７）と薄膜配線（１０８）との間をオン・オ
フ制御するものであり、これらが光導電スイッチ素子
（１１６）を構成している。薄膜配線（１０８）は、液
晶表示の画素を構成する各透明導電膜（１０９）に接続
されており、他方の薄膜配線（１０７）に液晶表示のた
めの画素の電気信号を印加し、光導電スイッチ素子（１
１６）を介して透明導電膜（１０９）にその画素の電気
信号を印加するようになっている。
配線（１０７）と薄膜配線（１０８）との間をオン・オ
フ制御するものであり、これらが光導電スイッチ素子
（１１６）を構成している。薄膜配線（１０８）は、液
晶表示の画素を構成する各透明導電膜（１０９）に接続
されており、他方の薄膜配線（１０７）に液晶表示のた
めの画素の電気信号を印加し、光導電スイッチ素子（１
１６）を介して透明導電膜（１０９）にその画素の電気
信号を印加するようになっている。
【０００５】例えば、横方向に薄膜配線（１０７）が形
成され、縦方向に光導波路（１１５）が形成されている
ようなアクティブマトリクスにおいて、光導波路（１１
５）に光が入射された場合、光はこの光導波路（１１
５）中を伝搬して各窓部分（１１３）上の光導電スイッ
チ素子（１１６）がオン状態となり、薄膜配線（１０
７）に印加された電気信号が光導電スイッチ素子（１１
６）を介して透明導電膜（１０９）に印加され、液晶の
配向を制御する。
成され、縦方向に光導波路（１１５）が形成されている
ようなアクティブマトリクスにおいて、光導波路（１１
５）に光が入射された場合、光はこの光導波路（１１
５）中を伝搬して各窓部分（１１３）上の光導電スイッ
チ素子（１１６）がオン状態となり、薄膜配線（１０
７）に印加された電気信号が光導電スイッチ素子（１１
６）を介して透明導電膜（１０９）に印加され、液晶の
配向を制御する。
【０００６】このような光アクティブマトリクスにおい
ては、外部からの光により光導電スイッチが誤動作する
ことがないようにすることが重要である。
ては、外部からの光により光導電スイッチが誤動作する
ことがないようにすることが重要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した光導
波路では、遮光層を持たないため、外部からの光が光導
波路内に入射し誤動作を生じる原因となる。特に、バッ
クライトを有する液晶表示装置に応用する場合は、バッ
クライトからの光が光導波路内もしくは光導電体材料に
入射し、光導電スイッチのオフ電流が上昇し、液晶素子
の階調表現が難しくなる。
波路では、遮光層を持たないため、外部からの光が光導
波路内に入射し誤動作を生じる原因となる。特に、バッ
クライトを有する液晶表示装置に応用する場合は、バッ
クライトからの光が光導波路内もしくは光導電体材料に
入射し、光導電スイッチのオフ電流が上昇し、液晶素子
の階調表現が難しくなる。
【０００８】本発明の目的は、上記のような技術的な課
題を解決した光アクティブマトリクスを提供しようとす
るものである。
題を解決した光アクティブマトリクスを提供しようとす
るものである。
【０００９】なお、本発明者らは、光ファイバ埋め込み
型の光導波路を用いた光アクティブマトリクスについて
は、光導波路の外周面に遮光膜を形成した光アクティブ
マトリクスを開示した（特願平５−２１７３６２号）。
型の光導波路を用いた光アクティブマトリクスについて
は、光導波路の外周面に遮光膜を形成した光アクティブ
マトリクスを開示した（特願平５−２１７３６２号）。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板の中
に、該基板の屈折率より屈折率の大きな物質が連続的に
設けられた領域よりなる光導波路が並行に多数本配列さ
れ、該光導波路上に配置された光感度を有する光導電ス
イッチ素子のアレイを具備し、該光導電スイッチ素子の
一端が画像信号を印加するソース電極線に接続され、そ
の他端が液晶表示のための画素を形成する透明導電膜に
接続されており、前記光導波路を通る光が前記光導電ス
イッチ素子に入射することにより、前記光導電スイッチ
素子をオフ状態からオン状態に変化させる光アクティブ
マトリクスにおいて、前記光導波路と前記基板との間
に、遮光膜が形成されていることを特徴とする光アクテ
ィブマトリクスを提供する。
に、該基板の屈折率より屈折率の大きな物質が連続的に
設けられた領域よりなる光導波路が並行に多数本配列さ
れ、該光導波路上に配置された光感度を有する光導電ス
イッチ素子のアレイを具備し、該光導電スイッチ素子の
一端が画像信号を印加するソース電極線に接続され、そ
の他端が液晶表示のための画素を形成する透明導電膜に
接続されており、前記光導波路を通る光が前記光導電ス
イッチ素子に入射することにより、前記光導電スイッチ
素子をオフ状態からオン状態に変化させる光アクティブ
マトリクスにおいて、前記光導波路と前記基板との間
に、遮光膜が形成されていることを特徴とする光アクテ
ィブマトリクスを提供する。
【００１１】
【作用】上述した光アクティブマトリクスにおいて、光
源から透明基板の面内に形成された光導波路の端面のコ
ア部分に入射した光は、光導波路のクラッド部分に対し
て全反射を繰り返しながらコア部分を伝搬していく。途
中に配設された窓部はクラッドが一部除去されているた
め、光の一部が光導電膜に入射しこの光導電スイッチは
オン状態となる。
源から透明基板の面内に形成された光導波路の端面のコ
ア部分に入射した光は、光導波路のクラッド部分に対し
て全反射を繰り返しながらコア部分を伝搬していく。途
中に配設された窓部はクラッドが一部除去されているた
め、光の一部が光導電膜に入射しこの光導電スイッチは
オン状態となる。
【００１２】本発明では、この透明基板と光導波路との
境界面に遮光膜を設けることにより、外部からの光を遮
光できる構造とした。このことで、例えば液晶表示用の
バックライトや照明光などの外光の入射による誤動作
や、オフ電流の増加を防ぐことができる。
境界面に遮光膜を設けることにより、外部からの光を遮
光できる構造とした。このことで、例えば液晶表示用の
バックライトや照明光などの外光の入射による誤動作
や、オフ電流の増加を防ぐことができる。
【００１３】
【実施例】以下、発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。図１ないし図３は、本発明の光アクティブマトリク
スの一実施例を示す概略構成図であり、このうち図１は
第１発明に関わる要部断面図、図２は第２発明に関わる
要部断面図、また図３は第１発明および第２発明に関わ
る要部平面図である。
る。図１ないし図３は、本発明の光アクティブマトリク
スの一実施例を示す概略構成図であり、このうち図１は
第１発明に関わる要部断面図、図２は第２発明に関わる
要部断面図、また図３は第１発明および第２発明に関わ
る要部平面図である。
【００１４】図１のガラス基板（１０１）の表面には、
多数の溝部（１１１）が形成されている。また、この溝
部には、階段屈折率型の光導波路（１０２）あるいは図
２では屈折率分布型の光導波路（１１２）からなる光導
波路が形成されている。
多数の溝部（１１１）が形成されている。また、この溝
部には、階段屈折率型の光導波路（１０２）あるいは図
２では屈折率分布型の光導波路（１１２）からなる光導
波路が形成されている。
【００１５】また、ガラス基板（１０１）裏面からの外
光を遮断するための金属膜（１０５）は溝部（１１１）
の全面に形成されている。
光を遮断するための金属膜（１０５）は溝部（１１１）
の全面に形成されている。
【００１６】光導波路からの光信号（１１６）の損失を
防ぐために、ガラス基板（１０１）表面および光導波路
（１０２，１１２）表面に形成されたクラッド層（１１
７）に設けられた窓部（１１３）は、階段屈折率型の光
導波路（１０２）のコア（１０３）、または屈折率分布
型の光導波路（１１２）の上部の光導電材料（１０６）
に、光を導く窓部（１１３）となっている。
防ぐために、ガラス基板（１０１）表面および光導波路
（１０２，１１２）表面に形成されたクラッド層（１１
７）に設けられた窓部（１１３）は、階段屈折率型の光
導波路（１０２）のコア（１０３）、または屈折率分布
型の光導波路（１１２）の上部の光導電材料（１０６）
に、光を導く窓部（１１３）となっている。
【００１７】なお、透明絶縁膜（１１０）上に形成され
てる光導電スイッチ素子（１１６）の構造は、従来の光
導電スイッチ素子の構造と同様である。
てる光導電スイッチ素子（１１６）の構造は、従来の光
導電スイッチ素子の構造と同様である。
【００１８】（第１発明）本発明の一製造方法を第１発
明に基づいて説明する。まず、ガラス基板（１０１）上
に光導波路（１０２）を形成するための溝部を並行に多
数本形成する（図１では一本の溝のみ表示）。この溝部
（１１１）の断面形状としては、図１に示す半円形のほ
か、半楕円形、Ｖ字形、Ｕ字形、角形であってもよい。
また、溝部（１１１）の大きさは幅約５〜５００μｍ、
深さ約５〜５００μｍの範囲が好ましい。
明に基づいて説明する。まず、ガラス基板（１０１）上
に光導波路（１０２）を形成するための溝部を並行に多
数本形成する（図１では一本の溝のみ表示）。この溝部
（１１１）の断面形状としては、図１に示す半円形のほ
か、半楕円形、Ｖ字形、Ｕ字形、角形であってもよい。
また、溝部（１１１）の大きさは幅約５〜５００μｍ、
深さ約５〜５００μｍの範囲が好ましい。
【００１９】また、溝部（１１１）の形成方法として、
ダイシングソーを用いてダイヤモンド刃により掘削する
方法や、エッチング法により形成する方法や、サンドブ
ラストを用いて形成する方法等を適用することができ
る。
ダイシングソーを用いてダイヤモンド刃により掘削する
方法や、エッチング法により形成する方法や、サンドブ
ラストを用いて形成する方法等を適用することができ
る。
【００２０】続いて、この溝部（１１１）上に、遮光膜
となる金属膜（１０５）を成膜する。この金属膜（１０
５）の形成方法については特に限定はなく、例えばスパ
ッタ法や真空蒸着法、めっき法等によりＣｒ膜を光を遮
断できる程度に、０．１〜１．０μｍの厚さに形成する
ことができる。
となる金属膜（１０５）を成膜する。この金属膜（１０
５）の形成方法については特に限定はなく、例えばスパ
ッタ法や真空蒸着法、めっき法等によりＣｒ膜を光を遮
断できる程度に、０．１〜１．０μｍの厚さに形成する
ことができる。
【００２１】さらに、この溝部（１１１）にクラッド層
（１０４）を成膜する。このクラッド層（１０４）の形
成方法については特に限定はなく、例えば、ＣＶＤ法や
スパッタ法、ゾルゲル法等によりガラス材を１〜５０μ
ｍの厚さに形成することができる。また、このクラッド
層（１０４）を構成するガラス材としては、一般的な石
英系光ファイバのクラッド材であるＳｉＯ2 やＳｉＯ2
にＦやＢ2Ｏ3を添加した石英系ガラス材や、あるいは一
般的な多成分系光ファイバ材であるＳｉＯ2 を主成分と
し、加工温度とガラス材の熱膨張係数を調節するため
に、第２のガラス形成成分としてＢ2Ｏ3やＧｅＯ2 等、
およびガラス修飾成分として、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、 Ｃ
ａＯ、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ等の金属酸化物を添加し
た多成分系ガラス材を用いることができる。
（１０４）を成膜する。このクラッド層（１０４）の形
成方法については特に限定はなく、例えば、ＣＶＤ法や
スパッタ法、ゾルゲル法等によりガラス材を１〜５０μ
ｍの厚さに形成することができる。また、このクラッド
層（１０４）を構成するガラス材としては、一般的な石
英系光ファイバのクラッド材であるＳｉＯ2 やＳｉＯ2
にＦやＢ2Ｏ3を添加した石英系ガラス材や、あるいは一
般的な多成分系光ファイバ材であるＳｉＯ2 を主成分と
し、加工温度とガラス材の熱膨張係数を調節するため
に、第２のガラス形成成分としてＢ2Ｏ3やＧｅＯ2 等、
およびガラス修飾成分として、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、 Ｃ
ａＯ、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ等の金属酸化物を添加し
た多成分系ガラス材を用いることができる。
【００２２】特に、クラッド層として用いるガラス材
は、ガラス基板（１０１）の熱膨張係数とほぼ一致させ
ておくことが好ましく、ガラス基板（１０１）として石
英基板を用いた場合は、クラッド材として前記の石英系
ガラス材でクラッド層（１０４）を形成することが好ま
しく、ガラス基板（１０１）としてコーニング社製７０
５９基板（以下、７０５９基板という）やソーダライム
ガラス基板を用いた場合は、７０５９基板やソーダライ
ムガラス基板の熱膨張係数とほぼ一致させた前記の多成
分系ガラス材を用いて、クラッド層（１０４）を形成す
ることが好ましい。
は、ガラス基板（１０１）の熱膨張係数とほぼ一致させ
ておくことが好ましく、ガラス基板（１０１）として石
英基板を用いた場合は、クラッド材として前記の石英系
ガラス材でクラッド層（１０４）を形成することが好ま
しく、ガラス基板（１０１）としてコーニング社製７０
５９基板（以下、７０５９基板という）やソーダライム
ガラス基板を用いた場合は、７０５９基板やソーダライ
ムガラス基板の熱膨張係数とほぼ一致させた前記の多成
分系ガラス材を用いて、クラッド層（１０４）を形成す
ることが好ましい。
【００２３】続いて、この溝部（１１１）にコア（１０
３）を充填ないしは成膜する。このコア（１０３）の形
成方法については特に限定はなく、例えば、ＣＶＤ法、
ゾルゲル法、液層析出法、焼結法等によりガラス材を溝
部（１１１）が充填されて、その表面が平坦になるまで
形成することができる。
３）を充填ないしは成膜する。このコア（１０３）の形
成方法については特に限定はなく、例えば、ＣＶＤ法、
ゾルゲル法、液層析出法、焼結法等によりガラス材を溝
部（１１１）が充填されて、その表面が平坦になるまで
形成することができる。
【００２４】また、このコア（１０３）を構成するガラ
ス材としては、一般的な石英系光ファイバのコア材であ
るＳｉＯ2 やＳｉＯ2 にＧｅＯ2 やＰ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3を
添加した石英系ガラス材や、あるいは一般的な多成分系
光ファイバ材であるＳｉＯ2を主成分とし、加工温度と
ガラス材の熱膨張係数を調節するために、第２のガラス
形成成分としてＢ2Ｏ3やＧｅＯ2等、およびガラス修飾
成分として、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＣａＯ、ＺｎＯ、Ｂａ
Ｏ、ＺｒＯ 等の金属酸化物を添加した多成分系ガラス
材を用いることができる。
ス材としては、一般的な石英系光ファイバのコア材であ
るＳｉＯ2 やＳｉＯ2 にＧｅＯ2 やＰ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3を
添加した石英系ガラス材や、あるいは一般的な多成分系
光ファイバ材であるＳｉＯ2を主成分とし、加工温度と
ガラス材の熱膨張係数を調節するために、第２のガラス
形成成分としてＢ2Ｏ3やＧｅＯ2等、およびガラス修飾
成分として、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＣａＯ、ＺｎＯ、Ｂａ
Ｏ、ＺｒＯ 等の金属酸化物を添加した多成分系ガラス
材を用いることができる。
【００２５】特にコアとして用いるガラス材は、ガラス
基板（１０１）の熱膨張係数とほぼ一致させておくこと
が好ましく、ガラス基板（１０１）として石英基板を用
いた場合は、コア材として前記の石英系ガラス材でコア
（１０３）を形成することが好ましい。ガラス基板（１
０１）として、７０５９基板やソーダライムガラス基板
を用いた場合は、７０５９基板やソーダライムガラス基
板の熱膨張係数とほぼ一致させた前記の多成分系ガラス
材を用いて、コア（１０３）を形成することが好まし
い。
基板（１０１）の熱膨張係数とほぼ一致させておくこと
が好ましく、ガラス基板（１０１）として石英基板を用
いた場合は、コア材として前記の石英系ガラス材でコア
（１０３）を形成することが好ましい。ガラス基板（１
０１）として、７０５９基板やソーダライムガラス基板
を用いた場合は、７０５９基板やソーダライムガラス基
板の熱膨張係数とほぼ一致させた前記の多成分系ガラス
材を用いて、コア（１０３）を形成することが好まし
い。
【００２６】次に、ガラス基板（１０１）表面を研磨
し、ガラス基板（１０１）表面に形成された余分なコア
材とクラッド材を除去したり、あるいは、コア（１０
３）とクラッド層（１０４）とガラス基板（１０１）の
表面を平坦でほぼ面一状態にする。
し、ガラス基板（１０１）表面に形成された余分なコア
材とクラッド材を除去したり、あるいは、コア（１０
３）とクラッド層（１０４）とガラス基板（１０１）の
表面を平坦でほぼ面一状態にする。
【００２７】なお、研磨前に既に光導波路（１０２）の
表面が平坦であり、クラッド層（１０４）がコア（１０
３）で覆われていなかったり、ガラス基板（１０１）表
面に形成された光導波路（１０２）表面以外のコア材や
クラッド材の膜厚が、均一でその表面が平坦であれば、
本工程を行う必要はない。
表面が平坦であり、クラッド層（１０４）がコア（１０
３）で覆われていなかったり、ガラス基板（１０１）表
面に形成された光導波路（１０２）表面以外のコア材や
クラッド材の膜厚が、均一でその表面が平坦であれば、
本工程を行う必要はない。
【００２８】さらに、光導波路（１０２）のコア（１０
３）からの光の損失を防ぐためにクラッド層（１１７）
を形成する。このクラッド層の形成方法については特に
限定はなく、例えば、ＣＶＤ法やスパッタ法、ゾルゲル
法等によりガラス材を１〜５０μｍの厚さに形成するこ
とができる。
３）からの光の損失を防ぐためにクラッド層（１１７）
を形成する。このクラッド層の形成方法については特に
限定はなく、例えば、ＣＶＤ法やスパッタ法、ゾルゲル
法等によりガラス材を１〜５０μｍの厚さに形成するこ
とができる。
【００２９】また、このクラッド層（１１７）を構成す
るガラス材としては、一般的な石英系光ファイバのクラ
ッド材であるＳｉＯ2 やＳｉＯ2 にＦやＢ2Ｏ3を添加し
た石英系ガラス材や、あるいは一般的な多成分系光ファ
イバ材であるＳｉＯ2 を主成分とし、加工温度とガラス
材の熱膨張係数を調節するために、第２のガラス形成成
分として、Ｂ2Ｏ3やＰ2Ｏ5等およびガラス修飾成分とし
て、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＢａＯ、Ｚｒ
Ｏ等の金属酸化物を添加した多成分系ガラス材を用いる
ことができる。
るガラス材としては、一般的な石英系光ファイバのクラ
ッド材であるＳｉＯ2 やＳｉＯ2 にＦやＢ2Ｏ3を添加し
た石英系ガラス材や、あるいは一般的な多成分系光ファ
イバ材であるＳｉＯ2 を主成分とし、加工温度とガラス
材の熱膨張係数を調節するために、第２のガラス形成成
分として、Ｂ2Ｏ3やＰ2Ｏ5等およびガラス修飾成分とし
て、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＢａＯ、Ｚｒ
Ｏ等の金属酸化物を添加した多成分系ガラス材を用いる
ことができる。
【００３０】特にクラッド層として用いるガラス材は、
ガラス基板（１０１）の熱膨張係数とほぼ一致させてお
くことが好ましく、ガラス基板（１０１）として石英基
板を用いた場合は、クラッド材として前記の石英系ガラ
ス材でクラッド層（１１７）を形成することが好まし
く、ガラス基板（１０１）として７０５９基板やソーダ
ライムガラス基板を用いた場合は、７０５９基板やソー
ダライムガラス基板の熱膨張係数とほぼ一致させた前記
の多成分系ガラス材を用いて、クラッド層（１１７）を
形成することが好ましい。
ガラス基板（１０１）の熱膨張係数とほぼ一致させてお
くことが好ましく、ガラス基板（１０１）として石英基
板を用いた場合は、クラッド材として前記の石英系ガラ
ス材でクラッド層（１１７）を形成することが好まし
く、ガラス基板（１０１）として７０５９基板やソーダ
ライムガラス基板を用いた場合は、７０５９基板やソー
ダライムガラス基板の熱膨張係数とほぼ一致させた前記
の多成分系ガラス材を用いて、クラッド層（１１７）を
形成することが好ましい。
【００３１】続いて、コア（１０３）上面のクラッド層
（１１７）に光導波路（１０２）からの漏洩光を取り出
すための窓部（１１３）を、エッチング法等によりコア
（１０３）表面が露出する深さに形成する。なお、クラ
ッド層（１１７）形成時に予め、光導波路（１０２）上
からの漏洩光を取り出すための窓部（１１３）となる部
分にマスキングを施しておいてからクラッド層（１１
７）を形成し、その後、マスキングを除去することによ
り窓部（１１３）を形成することもできる。
（１１７）に光導波路（１０２）からの漏洩光を取り出
すための窓部（１１３）を、エッチング法等によりコア
（１０３）表面が露出する深さに形成する。なお、クラ
ッド層（１１７）形成時に予め、光導波路（１０２）上
からの漏洩光を取り出すための窓部（１１３）となる部
分にマスキングを施しておいてからクラッド層（１１
７）を形成し、その後、マスキングを除去することによ
り窓部（１１３）を形成することもできる。
【００３２】さらに、コア（１０３）の露出部分を含む
クラッド層（１１７）上の全面に、ガラス基板（１０
１）、クラッド層（１１７）、光導波路（１０２）内に
含まれるアルカリ不純物等が上部の光導電スイッチ素子
（１１６）に拡散するのを防ぐため、ＳｉＯ2 やＳｉＯ
Ｎ膜等の透明絶縁膜（１１０）をＣＶＤ法、スパッタ
法、ゾルゲル法や液相析出法等により約１００〜５００
ｎｍ厚さに成膜する。なお、ガラス基板（１０１）、ク
ラッド層（１１７）、光導波路（１０２）内にアルカリ
不純物等が含まれない場合は、本工程を行う必要はな
い。
クラッド層（１１７）上の全面に、ガラス基板（１０
１）、クラッド層（１１７）、光導波路（１０２）内に
含まれるアルカリ不純物等が上部の光導電スイッチ素子
（１１６）に拡散するのを防ぐため、ＳｉＯ2 やＳｉＯ
Ｎ膜等の透明絶縁膜（１１０）をＣＶＤ法、スパッタ
法、ゾルゲル法や液相析出法等により約１００〜５００
ｎｍ厚さに成膜する。なお、ガラス基板（１０１）、ク
ラッド層（１１７）、光導波路（１０２）内にアルカリ
不純物等が含まれない場合は、本工程を行う必要はな
い。
【００３３】そして、この後、ガラス基板（１０１）上
に光導電スイッチ素子（１１６）を従来周知の方法によ
り形成させる。
に光導電スイッチ素子（１１６）を従来周知の方法によ
り形成させる。
【００３４】（第２発明）次に、本発明の別の製造方法
を第２発明に基づいて説明する。まず、ガラス基板（１
０１）上に光導波路（１０２）を形成するための溝部を
並行に多数本形成する（図２では一本の溝のみ表示）。
この溝部（１１１）の断面形状として、図２に示す半円
形の他、半楕円形、Ｖ字形、Ｕ字形、角形であってもよ
く、また、溝部（１１１）の大きさは幅約５〜５００μ
ｍ、深さ約５〜５００μｍの範囲が好ましい。また溝部
（１１１）の形成方法として、ダイシングソーを用いて
ダイヤモンド歯により掘削する方法やエッチング法によ
り形成する方法やサンドブラストを用いて形成する方法
等を適用することができる。
を第２発明に基づいて説明する。まず、ガラス基板（１
０１）上に光導波路（１０２）を形成するための溝部を
並行に多数本形成する（図２では一本の溝のみ表示）。
この溝部（１１１）の断面形状として、図２に示す半円
形の他、半楕円形、Ｖ字形、Ｕ字形、角形であってもよ
く、また、溝部（１１１）の大きさは幅約５〜５００μ
ｍ、深さ約５〜５００μｍの範囲が好ましい。また溝部
（１１１）の形成方法として、ダイシングソーを用いて
ダイヤモンド歯により掘削する方法やエッチング法によ
り形成する方法やサンドブラストを用いて形成する方法
等を適用することができる。
【００３５】次に、この溝部（１１１）上に、遮光膜と
なる金属膜（１０５）を成膜する。この金属膜（１０
５）の形成方法については特に限定はなく、例えばスパ
ッタ法や真空蒸着法、めっき法等によりＣｒ膜を光を遮
断できる程度に、０．１〜１．０μｍの厚さに形成する
ことができる。
なる金属膜（１０５）を成膜する。この金属膜（１０
５）の形成方法については特に限定はなく、例えばスパ
ッタ法や真空蒸着法、めっき法等によりＣｒ膜を光を遮
断できる程度に、０．１〜１．０μｍの厚さに形成する
ことができる。
【００３６】続いて、この溝部（１１１）に屈折率分布
層からなる光導波路を形成するために、光導波路先駆体
材料を充填ないしは成膜する。この光導波路先駆体の形
成方法について特に限定はなく、例えば、ＣＶＤ法、ゾ
ルゲル法、液層析出法等により、ガラス材を溝部（１１
１）が充填されて平坦になるまで形成することができ
る。
層からなる光導波路を形成するために、光導波路先駆体
材料を充填ないしは成膜する。この光導波路先駆体の形
成方法について特に限定はなく、例えば、ＣＶＤ法、ゾ
ルゲル法、液層析出法等により、ガラス材を溝部（１１
１）が充填されて平坦になるまで形成することができ
る。
【００３７】また、この光導波路先駆体材料を構成する
ガラス材としては、ＳｉＯ2 （石英）や、ＳｉＯ2 を主
成分とし加工温度とガラス材の熱膨張係数を調節するた
めに、第２のガラス形成成分として、Ｂ2Ｏ3、Ｇｅ
Ｏ2、Ｐ2Ｏ5 等およびガラス修飾成分として、Ｌｉ
2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、 ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、Ｂａ
Ｏ、ＺｒＯ、ＰｂＯ等の金属酸化物を添加した多成分系
ガラス材を用いることができ、溝部（１１１）に充填さ
れたガラス材は、溶融法等により作製したガラスのよう
に細孔を持たない密なガラス材であってもよく、またゾ
ルゲル法、ＣＶＤ法、分相法等で作製したガラスのよう
に無数の小さい細孔を持ったポーラスなガラス材であっ
てもよい。
ガラス材としては、ＳｉＯ2 （石英）や、ＳｉＯ2 を主
成分とし加工温度とガラス材の熱膨張係数を調節するた
めに、第２のガラス形成成分として、Ｂ2Ｏ3、Ｇｅ
Ｏ2、Ｐ2Ｏ5 等およびガラス修飾成分として、Ｌｉ
2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、 ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、Ｂａ
Ｏ、ＺｒＯ、ＰｂＯ等の金属酸化物を添加した多成分系
ガラス材を用いることができ、溝部（１１１）に充填さ
れたガラス材は、溶融法等により作製したガラスのよう
に細孔を持たない密なガラス材であってもよく、またゾ
ルゲル法、ＣＶＤ法、分相法等で作製したガラスのよう
に無数の小さい細孔を持ったポーラスなガラス材であっ
てもよい。
【００３８】また、溝部（１１１）に低融点ガラスを３
００〜５５０℃で溶融して流し込んだ後スキージした
り、バインダー等を用いて、溶融法等で作製したソーダ
ライムガラスやアルカリホウケイ酸等のガラス材の粉末
や、低融点ガラス粉末をのり状にしたペーストを溝部
（１１１）に充填後、溶融法等で作製したガラス材の場
合は４５０〜７５０℃で、低融点ガラスの場合は２００
〜５５０℃で加熱してガラス粉末同士を融着させたり、
あるいは再溶融することにより溝部（１１１）に光導波
路先駆体を形成する。
００〜５５０℃で溶融して流し込んだ後スキージした
り、バインダー等を用いて、溶融法等で作製したソーダ
ライムガラスやアルカリホウケイ酸等のガラス材の粉末
や、低融点ガラス粉末をのり状にしたペーストを溝部
（１１１）に充填後、溶融法等で作製したガラス材の場
合は４５０〜７５０℃で、低融点ガラスの場合は２００
〜５５０℃で加熱してガラス粉末同士を融着させたり、
あるいは再溶融することにより溝部（１１１）に光導波
路先駆体を形成する。
【００３９】また、ガラス粉末の粒径は、ガラス粉末同
士が融着してできた粒界での光の散乱を防ぐために０．
３μｍ以下であることが望ましい。なお、このようにし
て形成された光導波路先駆体のガラス材の熱膨張係数
は、ガラス基板（１０１）とほぼ一致させておくことが
望ましい。
士が融着してできた粒界での光の散乱を防ぐために０．
３μｍ以下であることが望ましい。なお、このようにし
て形成された光導波路先駆体のガラス材の熱膨張係数
は、ガラス基板（１０１）とほぼ一致させておくことが
望ましい。
【００４０】さらに、形成された光導波路先駆体に屈折
率分布層を形成するために、周知のフォトリソグラフィ
技術により、ドーパントの拡散開口窓を光導波路先駆体
の表面中央部に設けた後、周知のイオン交換法や分子ス
タッフィング法等を用いてドーパントを拡散させる。イ
オン交換法を用いてドーパントを拡散させる具体例とし
ては、Ａｇ+、Ｔｌ+、Ｋ+ 等の１価の陽イオンを、２５
０〜５２０℃で溶融した硝酸塩中から、１価のアルカリ
金属を含むガラス材（ソーダライムガラスガラスや、ホ
ウケイ酸ガラス等）で形成された光導波路先駆体に拡散
させ屈折率分布層を形成することができる。
率分布層を形成するために、周知のフォトリソグラフィ
技術により、ドーパントの拡散開口窓を光導波路先駆体
の表面中央部に設けた後、周知のイオン交換法や分子ス
タッフィング法等を用いてドーパントを拡散させる。イ
オン交換法を用いてドーパントを拡散させる具体例とし
ては、Ａｇ+、Ｔｌ+、Ｋ+ 等の１価の陽イオンを、２５
０〜５２０℃で溶融した硝酸塩中から、１価のアルカリ
金属を含むガラス材（ソーダライムガラスガラスや、ホ
ウケイ酸ガラス等）で形成された光導波路先駆体に拡散
させ屈折率分布層を形成することができる。
【００４１】また、分子スタッフィング法を用いてドー
パントを拡散させる具体例としては、ゾルゲル法や、ホ
ウケイ酸ガラスを分相させ、酸処理して溝部（１１１）
に形成された１〜１００ｎｍの細孔を持つガラス材に、
ドーパントである硝酸塩（ＴｌＮＯ3、ＣｓＮＯ3等）等
の金属塩や金属錯体等の水あるいは有機溶媒に可溶な金
属化合物を溶液中から拡散させ、ガラス材中で金属塩や
金属錯体の溶解度を下げるために低温にしたり、溶解度
の低い溶媒に再度浸すことにより結晶として析出させた
後、３００〜７００℃で熱処理して、屈折率分布層を形
成することができる。
パントを拡散させる具体例としては、ゾルゲル法や、ホ
ウケイ酸ガラスを分相させ、酸処理して溝部（１１１）
に形成された１〜１００ｎｍの細孔を持つガラス材に、
ドーパントである硝酸塩（ＴｌＮＯ3、ＣｓＮＯ3等）等
の金属塩や金属錯体等の水あるいは有機溶媒に可溶な金
属化合物を溶液中から拡散させ、ガラス材中で金属塩や
金属錯体の溶解度を下げるために低温にしたり、溶解度
の低い溶媒に再度浸すことにより結晶として析出させた
後、３００〜７００℃で熱処理して、屈折率分布層を形
成することができる。
【００４２】次に、ガラス基板（１０１）表面を研磨
し、光導波路先駆体の形成においてガラス基板（１０
１）表面に形成された余分なガラス材を除去したり、あ
るいは、前記の余分なガラス材とガラス基板（１０１）
の表面を平坦でほぼ面一状態にする。なお、研磨前に既
に光導波路（１０２）の表面が平坦であり、ガラス基板
（１０１）表面に形成された光導波路（１０２）表面以
外の前記の余分なガラス材の膜厚が均一でその表面が平
坦であれば、本工程を行う必要はない。
し、光導波路先駆体の形成においてガラス基板（１０
１）表面に形成された余分なガラス材を除去したり、あ
るいは、前記の余分なガラス材とガラス基板（１０１）
の表面を平坦でほぼ面一状態にする。なお、研磨前に既
に光導波路（１０２）の表面が平坦であり、ガラス基板
（１０１）表面に形成された光導波路（１０２）表面以
外の前記の余分なガラス材の膜厚が均一でその表面が平
坦であれば、本工程を行う必要はない。
【００４３】続いて、光導波路（１０２）からの光の損
失を防ぐためにクラッド層（１１７）を形成する。この
クラッド層の形成方法について特に限定はなく、例え
ば、ＣＶＤ法やスパッタ法、ゾルゲル法等によりガラス
材を１〜５０μｍの厚さに形成することができる。
失を防ぐためにクラッド層（１１７）を形成する。この
クラッド層の形成方法について特に限定はなく、例え
ば、ＣＶＤ法やスパッタ法、ゾルゲル法等によりガラス
材を１〜５０μｍの厚さに形成することができる。
【００４４】また、このクラッド層（１１７）を構成す
るガラス材としては、一般的な石英系光ファイバのクラ
ッド材であるＳｉＯ2 やＳｉＯ2 にＦやＢ2Ｏ3を添加し
た石英系ガラス材や、あるいは一般的な多成分系光ファ
イバ材であるＳｉＯ2 を主成分とし、加工温度とガラス
材の熱膨張係数を調節するために、第２のガラス形成成
分としてＢ2Ｏ3、ＧｅＯ2、Ｐ2Ｏ5 等、およびガラス修
飾成分としてＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ、ＰｂＯ等の金属酸化物を
添加した多成分系ガラス材を用いることができる。
るガラス材としては、一般的な石英系光ファイバのクラ
ッド材であるＳｉＯ2 やＳｉＯ2 にＦやＢ2Ｏ3を添加し
た石英系ガラス材や、あるいは一般的な多成分系光ファ
イバ材であるＳｉＯ2 を主成分とし、加工温度とガラス
材の熱膨張係数を調節するために、第２のガラス形成成
分としてＢ2Ｏ3、ＧｅＯ2、Ｐ2Ｏ5 等、およびガラス修
飾成分としてＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ、ＰｂＯ等の金属酸化物を
添加した多成分系ガラス材を用いることができる。
【００４５】特に、クラッド層として用いるガラス材
は、ガラス基板（１０１）の熱膨張係数とほぼ一致させ
ておくことが好ましく、ガラス基板（１０１）として石
英基板を用いた場合は、クラッド材として前記の石英系
ガラス材でクラッド層（１１７）を形成することが好ま
しい。ガラス基板（１０１）として、７０５９基板やソ
ーダライムガラス基板を用いた場合は、７０５９基板や
ソーダライムガラス基板の熱膨張係数とほぼ一致させた
前記の多成分系ガラス材を用いて、クラッド層（１１
７）を形成することが好ましい。
は、ガラス基板（１０１）の熱膨張係数とほぼ一致させ
ておくことが好ましく、ガラス基板（１０１）として石
英基板を用いた場合は、クラッド材として前記の石英系
ガラス材でクラッド層（１１７）を形成することが好ま
しい。ガラス基板（１０１）として、７０５９基板やソ
ーダライムガラス基板を用いた場合は、７０５９基板や
ソーダライムガラス基板の熱膨張係数とほぼ一致させた
前記の多成分系ガラス材を用いて、クラッド層（１１
７）を形成することが好ましい。
【００４６】さらに、クラッド層（１１７）に、光導波
路（１０２）からの漏洩光を取り出すための窓部（１１
３）をエッチング法等により光導波路（１０２）表面が
露出する深さに形成する。なお、クラッド層（１１７）
形成時に予め、光導波路（１０２）上からの漏洩光を取
り出すための窓部（１１３）となる部分にマスキングを
施しておいてからクラッド層（１１７）を形成し、その
後、マスキングを除去することにより窓部（１１３）を
形成することもできる。
路（１０２）からの漏洩光を取り出すための窓部（１１
３）をエッチング法等により光導波路（１０２）表面が
露出する深さに形成する。なお、クラッド層（１１７）
形成時に予め、光導波路（１０２）上からの漏洩光を取
り出すための窓部（１１３）となる部分にマスキングを
施しておいてからクラッド層（１１７）を形成し、その
後、マスキングを除去することにより窓部（１１３）を
形成することもできる。
【００４７】次に、コア（１０３）の露出部分を含むク
ラッド層（１１７）上の全面に、ガラス基板（１０
１）、クラッド層（１１７）、光導波路（１０２）内に
含まれるアルカリ不純物等が、上部の光導電スイッチ素
子（１１６）に拡散するのを防ぐため、ＳｉＯ2 やＳｉ
ＯＮ膜等の透明絶縁膜（１１０）をＣＶＤ法、スパッタ
法、ゾルゲル法や液相析出法等により、約１００〜５０
０ｎｍ厚さに成膜する。なお、ガラス基板（１０１）、
クラッド層（１１７）、光導波路（１０２）内にアルカ
リ不純物等が含まれない場合は、本工程を行う必要はな
い。
ラッド層（１１７）上の全面に、ガラス基板（１０
１）、クラッド層（１１７）、光導波路（１０２）内に
含まれるアルカリ不純物等が、上部の光導電スイッチ素
子（１１６）に拡散するのを防ぐため、ＳｉＯ2 やＳｉ
ＯＮ膜等の透明絶縁膜（１１０）をＣＶＤ法、スパッタ
法、ゾルゲル法や液相析出法等により、約１００〜５０
０ｎｍ厚さに成膜する。なお、ガラス基板（１０１）、
クラッド層（１１７）、光導波路（１０２）内にアルカ
リ不純物等が含まれない場合は、本工程を行う必要はな
い。
【００４８】そして、この後、ガラス基板（１０１）上
に光導電スイッチ素子（１１６）を従来周知の方法によ
り形成させる。
に光導電スイッチ素子（１１６）を従来周知の方法によ
り形成させる。
【００４９】（実施例１）まず、石英ガラス基板表面
に、エッチング法により、幅４０μｍ、深さ３０μｍの
半楕円形状を有する溝部を形成させた。そして溝部にス
パッタ法によりＣｒ膜を０．２μｍ厚さに成膜させた。
に、エッチング法により、幅４０μｍ、深さ３０μｍの
半楕円形状を有する溝部を形成させた。そして溝部にス
パッタ法によりＣｒ膜を０．２μｍ厚さに成膜させた。
【００５０】次に、この溝部上にＣＶＤ法によりクラッ
ド層としてＳｉＯ2 膜を３μｍ厚さに成膜させた。さら
に、コアとして溝が完全に埋まるまで、クラッド層との
比屈折率差が約＋１．５％となるように、Ｇｅをドープ
したＳｉＯ2 膜を成膜した。
ド層としてＳｉＯ2 膜を３μｍ厚さに成膜させた。さら
に、コアとして溝が完全に埋まるまで、クラッド層との
比屈折率差が約＋１．５％となるように、Ｇｅをドープ
したＳｉＯ2 膜を成膜した。
【００５１】続いて、ガラス基板表面を研磨して、コア
とクラッド層の形成において、溝部以外のガラス基板表
面に形成されたガラス材を、並列に並んだ光導波路間の
光の伝搬を防ぐために除去し、ガラス基板表面を平滑化
させた。
とクラッド層の形成において、溝部以外のガラス基板表
面に形成されたガラス材を、並列に並んだ光導波路間の
光の伝搬を防ぐために除去し、ガラス基板表面を平滑化
させた。
【００５２】さらに、ガラス基板表面全面にわたり、Ｃ
ＶＤ法により前記クラッド層と同じＳｉＯ2 膜を１μｍ
厚さに成膜させた。次に、エッチング法により、３０×
３０μｍ、深さ０．９μｍ程度の窓部を形成させた。こ
の場合、前記コア部が露出するように、エッチングされ
ている。最後に、ガラス基板のＳｉＯ2 膜上に光導電ス
イッチ素子を成膜させた。
ＶＤ法により前記クラッド層と同じＳｉＯ2 膜を１μｍ
厚さに成膜させた。次に、エッチング法により、３０×
３０μｍ、深さ０．９μｍ程度の窓部を形成させた。こ
の場合、前記コア部が露出するように、エッチングされ
ている。最後に、ガラス基板のＳｉＯ2 膜上に光導電ス
イッチ素子を成膜させた。
【００５３】（実施例２）まず、７０５９基板表面に、
ダイシングソーにより、基板表面での角度４５゜、深さ
１００μｍのＶ字形状を有する溝部を形成させた。そし
て、この溝部にスパッタ法により、Ｃｒ膜を０．２μｍ
厚さに成膜させた。
ダイシングソーにより、基板表面での角度４５゜、深さ
１００μｍのＶ字形状を有する溝部を形成させた。そし
て、この溝部にスパッタ法により、Ｃｒ膜を０．２μｍ
厚さに成膜させた。
【００５４】次に、この溝部に熱膨張係数を７０５９基
板に合わせた、粒径が０．３μｍ以下に粉砕されたホウ
ケイ酸ナトリウムガラスを、バインダーを用いてペース
ト状にしたものを充填して、１５０〜２５０℃で数時
間、仮焼成してバインダーを分解した後、ガラス基板の
表面を均一に加圧しながら、４００〜６００℃で数時間
〜数十時間、本焼成を行い、ガラス粉末を焼結させた。
板に合わせた、粒径が０．３μｍ以下に粉砕されたホウ
ケイ酸ナトリウムガラスを、バインダーを用いてペース
ト状にしたものを充填して、１５０〜２５０℃で数時
間、仮焼成してバインダーを分解した後、ガラス基板の
表面を均一に加圧しながら、４００〜６００℃で数時間
〜数十時間、本焼成を行い、ガラス粉末を焼結させた。
【００５５】続いて、このガラス基板の表面を鏡面研磨
した後、真空蒸着法によりＩＴＯ膜を約２００ｎｍ厚さ
に成膜し、周知のフォトリソグラフィ技術により、溝部
に埋め込まれた光導波路先駆体に、幅が１０〜３０μｍ
の直線開口部を設けた。これを、４５０〜５３０℃の硝
酸タリウムの溶融塩中で、数時間から数十時間イオン拡
散処理を行い、屈折率分布層を形成した後、ＩＴＯ膜を
塩酸系の溶液中でエッチングにより剥離した。
した後、真空蒸着法によりＩＴＯ膜を約２００ｎｍ厚さ
に成膜し、周知のフォトリソグラフィ技術により、溝部
に埋め込まれた光導波路先駆体に、幅が１０〜３０μｍ
の直線開口部を設けた。これを、４５０〜５３０℃の硝
酸タリウムの溶融塩中で、数時間から数十時間イオン拡
散処理を行い、屈折率分布層を形成した後、ＩＴＯ膜を
塩酸系の溶液中でエッチングにより剥離した。
【００５６】さらに、ガラス基板表面全面にわたり、光
導波路上面への光の損失を防ぐために、ゾルゲル法を用
いて前記ホウケイ酸ナトリウムガラスよりも屈折率が低
いガラス材をクラッド層として約１μｍ厚みに成膜し、
１５０〜４５０℃で焼成させた後、エッチングにより面
積５０×５０μｍ、深さ０．９μｍ程度の窓部を形成さ
せた。この場合、前記光導波路が露出するように、エッ
チングされている。
導波路上面への光の損失を防ぐために、ゾルゲル法を用
いて前記ホウケイ酸ナトリウムガラスよりも屈折率が低
いガラス材をクラッド層として約１μｍ厚みに成膜し、
１５０〜４５０℃で焼成させた後、エッチングにより面
積５０×５０μｍ、深さ０．９μｍ程度の窓部を形成さ
せた。この場合、前記光導波路が露出するように、エッ
チングされている。
【００５７】次に、ガラス基板表面に、ＣＶＤ法により
ＳｉＯＮ膜を２００ｎｍ厚さに成膜させた。最後にガラ
ス基板のＳｉＯＮ膜上に光導電スイッチ素子を形成させ
た。
ＳｉＯＮ膜を２００ｎｍ厚さに成膜させた。最後にガラ
ス基板のＳｉＯＮ膜上に光導電スイッチ素子を形成させ
た。
【００５８】（実施例３）まず、ソーダライムガラス基
板表面にダイシングソーにより、基板表面での角度４５
゜、深さ１００μｍのＶ字形状を有する溝部を形成させ
た。そして、この溝部にスパッタ法により、Ｃｒ膜を
０．２μｍ厚さに成膜させた。
板表面にダイシングソーにより、基板表面での角度４５
゜、深さ１００μｍのＶ字形状を有する溝部を形成させ
た。そして、この溝部にスパッタ法により、Ｃｒ膜を
０．２μｍ厚さに成膜させた。
【００５９】次に、この溝部にクラッド層としてＮａ2
Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2系等のガラス材を、ゾルゲル法に
より金属アルコキシド等を主な出発原料とする塗布溶液
を用いて成膜した後、１５０〜５００℃で数時間〜数十
時間焼成し、約１μｍ厚みに成膜した。さらに、この溝
部分に前記出発原料を基に比屈折率差が約＋１．５％と
なるように調合した塗布溶液を用いて、溝部がほぼ埋ま
るまで成膜した後、１５０〜５００℃で数時間から数十
時間焼成してコアを形成させた。
Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2系等のガラス材を、ゾルゲル法に
より金属アルコキシド等を主な出発原料とする塗布溶液
を用いて成膜した後、１５０〜５００℃で数時間〜数十
時間焼成し、約１μｍ厚みに成膜した。さらに、この溝
部分に前記出発原料を基に比屈折率差が約＋１．５％と
なるように調合した塗布溶液を用いて、溝部がほぼ埋ま
るまで成膜した後、１５０〜５００℃で数時間から数十
時間焼成してコアを形成させた。
【００６０】続いて、ガラス基板表面を研磨して、コア
とクラッド層の形成において、溝部以外のガラス基板表
面に形成されたガラス材を並列に並んだ光導波路間の光
の伝搬を防ぐために除去し、ガラス基板表面を平滑化さ
せた。
とクラッド層の形成において、溝部以外のガラス基板表
面に形成されたガラス材を並列に並んだ光導波路間の光
の伝搬を防ぐために除去し、ガラス基板表面を平滑化さ
せた。
【００６１】さらに、ガラス基板表面全面にわたり、光
導波路上面への光の損失を防ぐために、ゾルゲル法を用
いて前記クラッド層と同じガラス材をクラッド層として
約１μｍ厚みに成膜し、１５０〜５００℃で数時間から
数十時間焼成させた後、エッチングにより光導波路の表
面部分までエッチングするように、５０×５０μｍ、深
さ０．９μｍ程度の窓部を形成させた。
導波路上面への光の損失を防ぐために、ゾルゲル法を用
いて前記クラッド層と同じガラス材をクラッド層として
約１μｍ厚みに成膜し、１５０〜５００℃で数時間から
数十時間焼成させた後、エッチングにより光導波路の表
面部分までエッチングするように、５０×５０μｍ、深
さ０．９μｍ程度の窓部を形成させた。
【００６２】次に、ガラス基板表面にＣＶＤ法によりＳ
ｉＯＮ膜を２００ｎｍ厚さに成膜させた。最後にガラス
基板のＳｉＯＮ膜上に光導電スイッチ素子を形成させ
た。
ｉＯＮ膜を２００ｎｍ厚さに成膜させた。最後にガラス
基板のＳｉＯＮ膜上に光導電スイッチ素子を形成させ
た。
【００６３】
【発明の効果】本発明は、上記のように透明基板と光導
波路層界面が金属膜で仕切られた光導波路を用いること
により、液晶表示のバックライトや照明光などの外光に
よる誤動作やオフ電流の増加などの悪影響を防ぐことが
でき、誤動作がなく階調表現に適した低損失の光アクテ
ィブマトリクスを提供できる。
波路層界面が金属膜で仕切られた光導波路を用いること
により、液晶表示のバックライトや照明光などの外光に
よる誤動作やオフ電流の増加などの悪影響を防ぐことが
でき、誤動作がなく階調表現に適した低損失の光アクテ
ィブマトリクスを提供できる。
【００６４】また、ガラス基板上の溝部分への光導波路
の形成において、幅広い材料（ガラス、樹脂、結晶等）
とその形成方法（ガラス材のＣＶＤ、スパッタ、ゾルゲ
ル、液層析出法等による成膜や充填、低融点ガラスの充
填、樹脂の充填やコーティング等）の選択と組み合わせ
が可能であり、これらの選択と組み合わせにより生産プ
ロセスへの最適化、低コスト化、光アクティブマトリク
スに要求される仕様への柔軟な対応が可能になる。
の形成において、幅広い材料（ガラス、樹脂、結晶等）
とその形成方法（ガラス材のＣＶＤ、スパッタ、ゾルゲ
ル、液層析出法等による成膜や充填、低融点ガラスの充
填、樹脂の充填やコーティング等）の選択と組み合わせ
が可能であり、これらの選択と組み合わせにより生産プ
ロセスへの最適化、低コスト化、光アクティブマトリク
スに要求される仕様への柔軟な対応が可能になる。
【図１】第１発明に係る光アクティブマトリクスの断面
図
図
【図２】第２発明に係る光アクティブマトリクスの断面
図
図
【図３】本発明に係る光アクティブマトリクスの平面図
【図４】従来の光アクティブマトリクスの断面図
１０１ ガラス基板（透明基板） １０２ 光導波路（階段屈折率型） １０３ コア １０４ クラッド層 １０５ 金属膜 １０６ 光導電体材料（ａ−Ｓｉ） １０７，１０８ 薄膜配線（Ｃｒ） １０９ 透明導電膜（ＩＴＯ） １１０ 透明絶縁膜 １１１ 溝 １１２ 光導波路（屈折率分布型） １１３ 窓部 １１５ 光導波路 １１６ 光導電スイッチ素子 １１７ クラッド層 １１８ 入射光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ 1/1335 ５００
Claims (4)
- 【請求項１】透明基板の中に、該基板の屈折率より屈折
率の大きな物質が連続的に設けられた領域よりなる光導
波路が並行に多数本配列され、該光導波路上に配置され
た光感度を有する光導電スイッチ素子のアレイを具備
し、該光導電スイッチ素子の一端が画像信号を印加する
ソース電極線に接続され、その他端が液晶表示のための
画素を形成する透明導電膜に接続されており、前記光導
波路を通る光が前記光導電スイッチ素子に入射すること
により、前記光導電スイッチ素子をオフ状態からオン状
態に変化させる光アクティブマトリクスにおいて、 前記光導波路と前記基板との間に、遮光膜が形成されて
いることを特徴とする光アクティブマトリクス。 - 【請求項２】透明基板の中に、該基板の屈折率より屈折
率の大きな物質が連続的に設けられた領域よりなる光導
波路が並行に多数本配列され、該光導波路上に配置した
光感度を有する光導電スイッチ素子のアレイを具備し、
該光導電スイッチ素子の一端が画像信号を印加するソー
ス電極線に接続し、その他端が液晶表示のための画素を
形成する透明導電膜に接続しており、前記光導波路を通
る光が前記光導電スイッチ素子に入射することにより、
前記光導電スイッチ素子をオフ状態からオン状態に変化
する光アクティブマトリクスを製造する方法において、 （イ）透明基板表面に一方向に並行な多数の溝を形成す
る工程 （ロ）前記溝部に遮光機能を有する金属膜を形成する工
程 （ハ）前記溝部にクラッド層（１）となる透明材料を成
膜する工程 （ニ）前記溝部に前記クラッド層（１）の屈折率より大
きな屈折率を有する透明材料を充填し、光導波路を形成
する工程 （ホ）前記光導波路を形成した前記基板表面に、前記ク
ラッド層（１）の屈折率と同程度の屈折率を持つ透明材
料で、所定の位置に多数の窓部を有するクラッド層
（２）を成膜する工程 （ヘ）光導電スイッチを形成する工程 以上の工程を含むことを特徴とする光アクティブマトリ
クス製造方法。 - 【請求項３】透明基板の中に、該基板の屈折率より屈折
率の大きな物質が連続的に設けられた領域よりなる光導
波路を並行に多数本配列し、該光導波路上に配置した光
感度を有する光導電スイッチ素子のアレイを具備し、該
光導電スイッチ素子の一端が画像信号を印加するソース
電極線に接続し、その他端が液晶表示のための画素を形
成する透明導電膜に接続しており、前記光導波路を通る
光が前記光導電スイッチ素子に入射することにより、前
記光導電スイッチ素子をオフ状態からオン状態に変化す
る光アクティブマトリクスを製造する方法において、 （イ）透明基板表面に、一方向に並行な多数の溝を形成
する工程 （ロ）前記溝部に、遮光機能を有する金属膜を形成する
工程 （ハ）前記溝部に、１価のアルカリガラス粉末を充填
し、焼成する工程 （ニ）前記溝部に、イオン拡散防止膜を形成し、前記溝
部に対応した直線開口をフォトリソグラフィ法により形
成する工程 （ホ）前記直線開口から、前記アルカリイオンよりイオ
ン半径の大きなイオンを拡散処理し、光導波路を形成す
る工程 （ヘ）光導波路を形成した前記基板表面に、前記光導波
路表面の屈折率より小さい屈折率を持つ透明材料で、所
定の位置に多数の窓部を有するクラッド層を成膜する工
程 （ト）光導電スイッチを形成する工程 以上の工程を含むことを特徴とする光アクティブマトリ
クス製造方法。 - 【請求項４】透明基板の中に、該基板の屈折率より屈折
率の大きな物質が連続的に設けられた領域よりなる光導
波路を並行に多数本配列し、該光導波路上に配置した光
感度を有する光導電スイッチ素子のアレイを具備し、該
光導電スイッチ素子の一端が画像信号を印加するソース
電極線に接続し、その他端が液晶表示のための画素を形
成する透明導電膜に接続しており、前記光導波路を通る
光が前記光導電スイッチ素子に入射することにより、前
記光導電スイッチ素子をオフ状態からオン状態に変化す
る光アクティブマトリクスを製造する方法において、 （イ）透明基板表面に、一方向に並行な多数の溝を形成
する工程 （ロ）前記溝部に、遮光機能を有する金属膜を形成する
工程 （ハ）前記溝部に、細孔を有するガラスを充填する工程 （ニ）前記溝部に、イオン拡散防止膜を形成し、前記溝
部に対応した直線開口をフォトリソグラフィ法により形
成する工程 （ホ）前記直線開口から、分子スタッフィング法によ
り、前記ガラスの屈折率を変化させる金属を、その濃度
に分布を持たせて析出させる工程 （ヘ）前記基板を熱処理し、前記ガラス部分を屈折率分
布を有する光導波とする工程 （ト）光導波路を形成した前記基板表面に、前記光導波
路表面の屈折率より小さい屈折率を持つ透明材料で、所
定の位置に多数の窓部を有するクラッド層を成膜する工
程 （チ）光導電スイッチを形成する工程 以上の工程を含むことを特徴とする光アクティブマトリ
クス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7136265A JPH0854647A (ja) | 1994-06-06 | 1995-06-02 | 光アクティブマトリクスおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12385694 | 1994-06-06 | ||
| JP6-123856 | 1994-06-06 | ||
| JP7136265A JPH0854647A (ja) | 1994-06-06 | 1995-06-02 | 光アクティブマトリクスおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0854647A true JPH0854647A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=26460654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7136265A Pending JPH0854647A (ja) | 1994-06-06 | 1995-06-02 | 光アクティブマトリクスおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0854647A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003066864A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Sharp Corp | 埋め込み構造を有する基板およびそれを用いた表示装置ならびにその製造方法 |
| JP2007183672A (ja) * | 2007-03-19 | 2007-07-19 | Sharp Corp | 埋め込み構造を有する基板およびそれを備える表示装置 |
| CN104375327A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-25 | 上海天马微电子有限公司 | 一种液晶显示装置及其制造方法 |
-
1995
- 1995-06-02 JP JP7136265A patent/JPH0854647A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003066864A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Sharp Corp | 埋め込み構造を有する基板およびそれを用いた表示装置ならびにその製造方法 |
| US6992008B2 (en) | 2001-08-24 | 2006-01-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of making a substrate having buried structure and method for fabricating a display device including the substrate |
| JP2007183672A (ja) * | 2007-03-19 | 2007-07-19 | Sharp Corp | 埋め込み構造を有する基板およびそれを備える表示装置 |
| CN104375327A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-25 | 上海天马微电子有限公司 | 一种液晶显示装置及其制造方法 |
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