(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面における液体との接触角が低下するように濡れ性が変化し、かつ光触媒を含まない濡れ性変化層と、
光触媒含有層および前記濡れ性変化層が接触するように配置して所定の方向からエネルギーを照射し、前記濡れ性変化層上にコア層が形成される親液性領域をパターン状に形成した後、前記光触媒含有層を取り外し、その後前記濡れ性変化層上にコア層形成用塗工液を塗布することによりパターン状に形成されたコア層と、
前記コア層を覆うように濡れ性変化層上に上部クラッド層形成用塗工液を塗布することにより形成された上部クラッド層と、
を有することを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記上部クラッド層は前記濡れ性変化層上にパターン状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記濡れ性変化層は、基体上に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記濡れ性変化層上における表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、エネルギー照射されていない部分において１０°以上であり、エネルギー照射された部分において９°未満であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の光導波路。
【請求項５】
前記濡れ性変化層が、オルガノポリシロキサンを含有する層であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の光導波路。
【請求項６】
前記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンであることを特徴とする請求項５に記載の光導波路。
【請求項７】
前記オルガノポリシロキサンが、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の光導波路。
【請求項８】
前記濡れ性変化層は、自己支持性を有する樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項９】
前記濡れ性変化層とその上に形成されたコア層との屈折率の差が０．０３以上であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の光導波路。
【請求項１０】
前記上部クラッド層が透明性を有する材料で形成されており、前記上部クラッド層とコア層との屈折率の差が０．０３以上であることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載の光導波路。
【請求項１１】
前記上部クラッド層が不透明であり、前記上部クラッド層および前記コア層の界面が鏡面として作用する金属からなることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載の光導波路。
【請求項１２】
基板上に光触媒含有層を設け、光触媒含有層側基板を形成する工程と、
前記光触媒含有層中の光触媒のエネルギー照射に伴う作用により、表面の濡れ性が液体との接触角が低下するように変化し、かつ光触媒を含まない濡れ性変化層を有する光導波路基板を形成する工程と、
前記光触媒含有層および前記濡れ性変化層が接触するように配置した後、所定の方向からエネルギー照射をし、濡れ性変化層上に親液性領域および撥液性領域からなるパターンを形成する工程と、
前記光触媒含有層側基板を前記光導波路基板から取り外す工程と、
前記濡れ性変化層上にパターン状に形成された親液性領域上に、コア層形成用塗工液を塗布することによりコア層を形成する工程と、
前記コア層を覆うように上部クラッド層を前記濡れ性変化層上に上部クラッド層形成用塗工液を塗布することにより形成する工程と、
を有する光導波路の製造方法。
【請求項１３】
前記コア層を覆うように上部クラッド層を前記濡れ性変化層上に形成する工程が、
前記濡れ性変化層を再び光触媒含有層側基板の光触媒含有層と接触するように配置した後、所定の方向からエネルギーを照射し、濡れ性変化層上の全面を親液性領域とする工程と、
前記濡れ性変化層上の全面に形成された親液性領域に上部クラッド層を形成することにより、濡れ性変化層上の全面に上部クラッド層を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１２に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１４】
前記コア層を覆うように上部クラッド層を前記濡れ性変化層上に形成する工程が、
前記濡れ性変化層上に再び光触媒含有層側基板の光触媒含有層と接触するように配置した後、所定の方向からエネルギーを照射し、コア層の両側部に所定の幅を持つようにパターン状の親液性領域を濡れ性変化層上に形成する工程と、
前記濡れ性変化層上に形成されたパターン状の親液性領域上に上部クラッド層を形成し、コア層表面を覆うようにパターン状の上部クラッド層を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１２に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１５】
前記光触媒含有層側基板は、基板と、前記基板上にパターン状に形成された光触媒含有層とを有することを特徴とする請求項１２から請求項１４までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１６】
前記光触媒含有層側基板は、基板が透明性を有する材料で形成されている透明な基板と、前記透明な基板上に形成された光触媒含有層と、パターン状に形成された遮光部とを有し、前記エネルギー照射は、前記光触媒含有層側基板側から照射することを特徴とする請求項１２から請求項１４までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１７】
前記光触媒含有層が、光触媒からなる層であることを特徴とする請求項１２から請求項１６までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１８】
前記光触媒含有層が、光触媒を真空製膜法により基板上に製膜してなる層であることを特徴とする請求項１７に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１９】
前記光触媒含有層が、光触媒とバインダとを有する層であることを特徴とする請求項１２から請求項１６までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２０】
前記光触媒が、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から選択される１種または２種以上の物質であることを特徴とする請求項１２から請求項１９のいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２１】
前記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ２）であることを特徴とする請求項２０に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２２】
前記光導波路基板は、基体と、前記基体上に形成された光触媒を含まない濡れ性変化層とを有することを特徴とする請求項１２から請求項２１までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２３】
前記濡れ性変化層上における表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、エネルギー照射されていない部分において１０°以上であり、エネルギー照射された部分において９°未満であることを特徴とする請求項１２から請求項２２までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２４】
前記濡れ性変化層が、オルガノポリシロキサンを含有する層であることを特徴とする請求項１２から請求項２３までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２５】
前記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンであることを特徴とする請求項２４に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２６】
前記オルガノポリシロキサンが、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項２４または請求項２５に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２７】
前記光導波路基板は、自己支持性を有する樹脂製の濡れ性変化層を有することを特徴とする請求項１２から請求項２１までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２８】
前記濡れ性変化層の表面に、前記光触媒含有層を接触させてエネルギー照射する際に、前記光触媒含有層と、前記濡れ性変化層表面との間隔を、０．２μｍ〜１０μｍの範囲内とすることを特徴とする請求項１２から請求項２７までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２９】
前記濡れ性変化層上にパターン状に形成された親液性領域上に、コア層を形成する工程が、ノズル吐出法で塗布されることを特徴とする請求項１２から請求項２８までのいずれかの請求項に記載の光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濡れ性変化層の親液性、撥液性のパターニングを利用することにより、高精度で製造が容易な光導波路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日のインターネットの急激な普及にともない、光通信システムの商用化展開が非常な勢いで進んでいる。このような光通信に使用される光導波路の製造方法および構造として、次のものが知られている。
【０００３】
まず、石英ガラス、多成分ガラス、無機結晶などの無機材料を用いた方法が挙げられる。この方法では、透明ガラスのクラッド層を形成するためにかなり高温な製造温度が要求され、かつ大面積な光導波路の形成が不可能であるため商用化には不向きとされている。
【０００４】
次に、高分子材料を用いた製造方法を挙げることができる。高分子材料はスピンコート法やディップコート法等による基板上への薄膜形成が容易であり、大面積の光導波路を製造するのに適している。また成膜の際、高温での熱処理工程を含まないことから上述した石英ガラス等の無機材料を用いた製造方法に比べ、耐熱性に乏しい基板上でも光導波路を形成することが可能である。また、高分子材料の特性である柔軟性や強靭性を活かしてフレキシブルな光導波路の製造も可能である。したがって、現在光通信の分野で用いられる光集積回路や光情報通信の分野で用いられる光配線板等の光導波路部品を、このような高分子材料を用いた製造方法により大量、安価に製造することが期待されている。
【０００５】
上記高分子材料を用いた製造方法、具体的にはコア層及びクラッド層から構成される光導波路をフォトリソグラフィー法を用いて製造する製造方法を示したのが図４である。以下、図４を工程順に説明する。
【０００６】
図４（ａ）に示すように、基板４１上に第１クラッド層４２を形成する高分子材料を塗布し、乾燥させて第１クラッド層４２を形成する。次に図４（ｂ）に示すように、コア層形成用塗工液を上記第１クラッド層４２上に塗布し、硬化させることによってコア層形成用層４３を形成する。さらに上記コア層形成用層４３上にフォトレジストを塗布し、乾燥させてフォトレジスト層４４を形成する。次いで上記コア層形成用層４３を所望のコア層にパターニングするためコア層がパターニングされる位置をフォトマスク４５で覆い、フォトマスク４５を介し紫外線４６を照射する（図４（ｃ））。フォトレジスト層４４のうち紫外線４６を照射された領域は、フォトレジスト現像液で現像、洗浄により除去され、図４（ｄ）に示すようにコア層が形成される位置の上部のみにフォトレジスト層が残存した形状となる。この形状のフォトレジスト層をフォトレジスト部４４´とする。フォトレジスト層が除去され剥き出しになった部分のコア層形成用層４３をコア層現像液で除去すると、図４（ｅ）に示すように、フォトレジスト部４４´を上部に有するコア層４３´が形成される。続いてコア層４３´上に残存するフォトレジスト部４４´をフォトレジスト剥離液によって剥離すると図４（ｆ）に示すようにコア層４３´が剥き出しにされる。最後にコア層４３´を有する第１クラッド層４２上に、第２クラッド層４７を形成する高分子材料を塗布し、第１クラッド層４２と同様の方法で、第２クラッド層４７を形成する。これらの工程を経て図４（ｇ）に示すような光導波路が完成する。
【０００７】
しかしながら、このようなフォトリソグラフィー法を用いた製造方法においても、いくつかの問題点が存在する。第１に製造工程が多いため手間を要し、それに伴う様々な高精度な装置を必要とすることからコストもかさむといった問題、第２にコア層のパターニングの際に行う現像、洗浄工程における廃液処理の問題、第３にコア層のパターニング精度の限界によるコア層とクラッド層との界面不整を要因とする光伝送損失の問題等が挙げられる。
一方、このような問題点を解決するために、光触媒の作用により濡れ性が変化する物質を用いてパターンを形成する光導波路の製造方法等が本発明者等において検討されてきた。しかしながら、これまでの光触媒の作用による光導波路の製造方法は、製造される光導波路自体に光触媒が含まれる構成となることから、光導波路の種類によっては、この光触媒によって劣化が生じる可能性があり、また、光導波路内を導波する光によっては、この光触媒を励起させてしまうため、このことを考慮して導波光を選択する必要があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、濡れ性変化層上に親液性のパターンを形成する際の露光後の後処理を不要とし、かつこのパターンが精度良く形成されたものであり、また光導波路自体に光触媒を含まない構成であることから、劣化の心配がない光導波路を提供することを主目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載するように、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化し、かつ光触媒を含まない濡れ性変化層と、上記濡れ性変化層上にパターン状に形成されたコア層と、上記コア層を覆うように濡れ性変化層上に形成された上部クラッド層とを有することを特徴とする光導波路を提供する。
【００１０】
本発明においては、光触媒の作用を利用して濡れ性変化層上に液体との接触角が低下するように濡れ性を変化させたパターンを形成し、このパターンに沿って濡れ性変化層上にコア層を形成するので、従来行われてきたフォトリソグラフィー法と比較して、エネルギー照射後に不要な層を取り除く等の工程が不要であることから、大幅に製造効率を向上させることができると共に、フォトリソグラフィー法特有の問題点も解消することができる。また、光導波路自体に光触媒が含まれない構成とすることにより、光触媒の作用による経時的な劣化に対する心配がない光導波路を得ることができる。
【００１１】
上記請求項１に記載された発明においては、請求項２に記載するように、上記上部クラッド層は上記濡れ性変化層上にパターン状に形成されていることが好ましい。このように、上部クラッド層をパターン状に形成することにより、平面基板上に複雑な光配線を施し、分岐、スイッチィング、コネクト等の光インターコネクション機能を有する平面光導波路を、低損失にて、容易に作製できるといった利点を有するからである。
【００１２】
上記請求項１または請求項２に記載された発明においては、請求項３に記載するように、上記濡れ性変化層は、基体上に形成されていることが好ましい。上記濡れ性変化層の強度が弱い場合若しくは自己支持性を有さない場合、上記濡れ性変化層を基体上に形成することが好ましいからである。
【００１３】
上記請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項４に記載するように、上記濡れ性変化層上における表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、エネルギー照射されていない部分において１０°以上であり、エネルギー照射された部分において９°未満であることが好ましい。エネルギー照射されていない部分は、撥液性が要求される部分であり、エネルギー照射された部分は親液性が要求される部分であることから、この程度の濡れ性である必要があるからである。
【００１４】
上記請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載された発明は、請求項５に記載するように、上記濡れ性変化層が、オルガノポリシロキサンを含有する層であることが好ましい。中でも請求項６に記載するように、上記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンであることが好ましい。このようにフルオロアルキル基を含有する濡れ性変化層は、後述する光触媒含有層が接触した状態でのエネルギー照射により、大幅な濡れ性の変化を得ることができるからである。
【００１５】
上記請求項５または請求項６に記載された発明においては請求項７に記載するように、上記オルガノポリシロキサンが、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。このようなオルガノポリシロキサンを用いることにより、上述したような濡れ性の変化に対する特性を発揮することができるからである。
【００１６】
上記請求項１記載された発明においては、請求項８に記載するように、上記濡れ性変化層は、自己支持性を有する樹脂製であることが好ましい。濡れ性変化層が自己支持性を有する樹脂製であれば、別に基体等を用いる必要がなく、容易に光導波路を製造することができるからである。
【００１７】
上記請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項９に記載するように、上記濡れ性変化層とその上に形成されたコア層との屈折率の差が０．０３以上であることが好ましい。屈折率の差が上記範囲よりも小さくなると、コア層内を良好に光が導波することが困難となるからである。また、上記範囲程度の屈折率差があれば、濡れ性変化層をクラッド層として機能させることが可能であるからである。
【００１８】
上記請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１０に記載するように、上記上部クラッド層が透明性を有する材料で形成されている場合、上記上部クラッド層とコア層との屈折率の差が０．０３以上であることが好ましい。上部クラッド層とコア層との屈折率差が少なくとも上述した範囲であることより、コア層から上部クラッド層への光の吸収損失を抑制することができるからである。
【００１９】
上記請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１１に記載するように、上記上部クラッド層が不透明である場合、上記上部クラッド層および上記コア層の界面が鏡面として作用する金属からなることが好ましい。このようにコア層と上部クラッド層との界面が鏡面として作用することにより、コア層内を導波する光が全反射されるため、光の損失を最大限抑制することができるからである。
【００２０】
本発明はまた、請求項１２に記載するように、基板上に光触媒含有層を設け、光触媒含有層側基板を形成する工程と、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により、表面の濡れ性が変化する濡れ性変化層を有する光導波路基板を形成する工程と、上記光触媒含有層および上記濡れ性変化層が接触するように配置した後、所定の方向からエネルギー照射をし、濡れ性変化層上に親液性領域および撥液性領域からなるパターンを形成する工程と、上記光触媒含有層側基板を上記光導波路基板から取り外す工程と、上記濡れ性変化層上にパターン状に形成された親液性領域上に、コア層を形成する工程と、上記コア層を覆うように上部クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成する工程とを有する光導波路の製造方法を提供する。
【００２１】
このように、本発明においては、光触媒含有層および濡れ性変化層を接触するように配置した後、エネルギー照射することにより、照射した部分の濡れ性変化層の濡れ性を変化させてパターンを形成することが可能である。従って、従来行われてきたフォトリソグラフィー法と比較して、エネルギー照射後に不要な層を取り除く等の工程が不要であることから、大幅に製造効率を向上させることができ、フォトリソグラフィー法特有の問題点も解決することができる。さらに、エネルギー照射後、光導波路基板から光触媒含有層側基板を取り外すので、光導波路自体には光触媒が含まれることがなく、光触媒の作用による経時的な劣化に対する心配がない光導波路を得ることができる。
【００２２】
上記請求項１２に記載された発明においては、請求項１３に記載するように、上記コア層を覆うように上部クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成する工程が、上記濡れ性変化層を再び光触媒含有層側基板の光触媒含有層と接触するように配置した後、所定の方向からエネルギーを照射し、濡れ性変化層上の全面を親液性領域とする工程と、上記濡れ性変化層上の全面に形成された親液性領域に上部クラッド層を形成することにより、濡れ性変化層上の全面に上部クラッド層を形成する工程とを有することが好ましい。このような製造方法とすることにより、濡れ性変化層上の全面に上部クラッド層を容易に形成することができるからである。
【００２３】
上記請求項１２に記載された発明においては、請求項１４に記載するように、上記コア層を覆うように上部クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成する工程が、上記濡れ性変化層上に再び光触媒含有層側基板の光触媒含有層と接触するように配置した後、所定の方向からエネルギーを照射し、コア層の両側部に所定の幅を持つようにパターン状の親液性領域を濡れ性変化層上に形成する工程と、上記濡れ性変化層上に形成されたパターン状の親液性領域上に上部クラッド層を形成し、コア層表面を覆うようにパターン状の上部クラッド層を形成する工程とを有することが好ましい。
【００２４】
このような製造方法とすることにより、コア層表面を被覆するようにかつパターン状に配置された上部クラッド層を容易に形成することができるからである。上述したように、上部クラッド層をパターン状に形成することにより、平面基板上に複雑な光配線を施し、分岐、スイッチィング、コネクト等の光インターコネクション機能を有する平面光導波路を、低損失にて、容易に作製できるといった利点を有する。
【００２５】
上記請求項１２から請求項１４までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１５に記載するように、上記光触媒含有層側基板は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された光触媒含有層とを有することが好ましい。親液性領域が形成される領域の濡れ性変化層上のみ光触媒含有層と接するようにパターン状に光触媒含有層を形成し、全面にエネルギーを照射することにより、濡れ性変化層上に親液性および撥液性のパターンを形成することができるからである。またこの場合拡散光をエネルギーとして用いることも可能である。
【００２６】
上記請求項１２から請求項１４までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１６に記載するように、上記光触媒含有層側基板は、基板が透明性を有する材料で形成されている透明な基板と、上記透明な基板上に形成された光触媒含有層と、パターン状に形成された遮光部とを有し、上記エネルギー照射は、上記光触媒含有層側基板側から照射することが好ましい。濡れ性変化層上の撥液性が要求される領域にエネルギーが照射されることを遮るため、遮光部を光触媒含有層側基板にパターン状に形成することにより、透明な基板側からエネルギーを全面に照射するだけで、濡れ性変化層上に親液性および撥液性のパターンを形成することができるからである。
【００２７】
上記請求項１２から請求項１６までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１７に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒からなる層であることが好ましい。光触媒含有層が光触媒のみからなる層であれば、濡れ性変化層の濡れ性を変化させる効率を向上させることが可能であり、効率的に光導波路を製造することができるからである。
【００２８】
上記請求項１７に記載された発明においては、請求項１８に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒を真空製膜法により基板上に製膜してなる層であることが好ましい。このように、真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、表面の凹凸が少なく均一な膜厚の光触媒含有層とすることが可能であり、濡れ性変化層と接触させる際、十分な密着性が保たれ、濡れ性変化層表面への親液性パターンの形成を均一にかつ効率良く行うことができるからである。
【００２９】
上記請求項１２から請求項１６までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１９に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒とバインダとを有する層であることが好ましい。このように、バインダを用いることにより、比較的容易に光触媒含有層を形成することが可能となり、結果的に低コストで光導波路の製造を行うことができるからである。
【００３０】
上記請求項１２から請求項１９までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項２０に記載するように、上記光触媒が、上記光触媒が、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から選択される１種または２種以上の物質であることが好ましく、中でも請求項２１に記載するように、上記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ２）であることが好ましい。これは酸化チタンのバンドキャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易だからである。
【００３１】
上記請求項１２から請求項２１までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項２２に記載するように、上記光導波路基板は、基体と、上記基体上に形成された光触媒を含まない濡れ性変化層とを有することが好ましい。上記濡れ性変化層の強度が弱い場合若しくは自己支持性を有さない場合、上記濡れ性変化層を基体上に形成することが好ましいからである。また、濡れ性変化層を光触媒を含まない層とすることにより、濡れ性変化層が、光触媒により経時的に劣化するといった不具合の発生を減じることができるからである。
【００３２】
上記請求項１２から請求項２２までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項２３に記載するように、上記濡れ性変化層上における表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、エネルギー照射されていない部分において１０°以上であり、エネルギー照射された部分において９°未満であることが好ましい。上述したように、エネルギー照射されていない部分は撥液性が要求される部分であり、照射された部分は親液性が要求される部分であることから、この程度の濡れ性である必要があるからである。
【００３３】
上記請求項１２から請求項２３までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項２４に記載するように、上記濡れ性変化層が、オルガノポリシロキサンを含有する層であることが好ましい。中でも請求項２５に記載するように、上記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンであることが好ましい。このような濡れ性変化層は光触媒含有層が接触した状態でのエネルギー照射により、大幅な濡れ性の変化を得ることができるからである。
【００３４】
上記請求項２４または請求項２５に記載された発明においては、請求項２６に記載するように、上記オルガノポリシロキサンが、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。このようなオルガノポリシロキサンを材料として濡れ性変化層を形成することにより、親液性領域および撥液性領域の濡れ性の差を大きくすることが容易だからである。
【００３５】
上記請求項１２から請求項２１までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項２７に記載するように、上記光導波路基板は、自己支持性を有する樹脂製の濡れ性変化層を有することが好ましい。濡れ性変化層が自己支持性を有する樹脂製であれば、基体等を用いる必要がなく、容易に光導波路を製造することができるからである。
【００３６】
上記請求項１２から請求項２７までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項２８に記載するように、上記濡れ性変化層の表面に、上記光触媒含有層を接触させてエネルギー照射する際に、上記光触媒含有層と、上記濡れ性変化層表面との間隔を、０．２μｍ〜１０μｍの範囲内とすることが好ましい。上記光触媒含有層と濡れ性変化層とを接触させてエネルギー照射する際に、上述した程度の微細な間隔を開けた状態でエネルギー照射することにより、濡れ性変化層表面の濡れ性をより効果的に変化させることが可能となるからである。
【００３７】
上記請求項１２から請求項２８までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項２９に記載するように、上記濡れ性変化層上にパターン状に形成された親液性領域上に、コア層を形成する工程が、ノズル吐出法で塗布されることが好ましい。ノズル吐出法で塗布することにより、効率良くコア層を形成する塗工液を塗布することが可能となる。またこの塗工液の塗布位置が正確であり、撥液性領域に残存する塗工液の量を抑えることが可能であるので、コア層の周囲を被覆する濡れ性変化層および上部クラッド層との界面における界面不整による光伝送損失を防止することができるからである。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光導波路およびその製造方法について説明する。
Ａ．光導波路
本発明の光導波路は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化し、かつ光触媒を含まない濡れ性変化層と、前記濡れ性変化層上にパターン状に形成されたコア層と、前記コア層を覆うように濡れ性変化層上に形成された上部クラッド層とを有することを特徴とするものである。
【００３９】
光導波路は、コア層内を光が導波することにより、光に変換された様々な情報を他の機器に伝達する役割を担っている。昨今の急速な光通信システム等の発達により、より高精度で、長時間の使用に耐えうる光導波路の開発が急務となっている。
【００４０】
従来、高精度なコア層を有する光導波路を形成する方法として、上述したフォトリソグラフィー法が一般的に用いられてきた。この方法によれば、複雑なコア層のパターンを要する場合にも対応できるなど利点も多い。しかし、上述したように、工程に要する手間が多いことから、製造効率の向上に限界があり、かつコスト的にも不利であるといったいくつかの問題点もあった。
【００４１】
そこで、本発明者等はこのような問題点を解決するために、光触媒を利用したパターン形成の方法を確立している。具体的には、光触媒を有する層は、エネルギー照射により、その光触媒の作用から、光触媒を有する層の濡れ性が変化する性質がある。そこでこの性質を光導波路に応用し、光触媒を有する層にコア層のパターンに応じて、エネルギーをパターン照射することにより、光触媒を有する層上に親液性および撥液性のパターンを形成する。次いで、この親液性および撥液性のパターンを利用しコア層を形成することにより、容易に所望のパターンのコア層を有する光導波路を得ることができる。しかしながら、フォトリソグラフィー法と比較して、大幅に短縮された製造方法による光導波路を提供することが可能となったものの、光触媒含有層中に残存する光触媒の半永久的な作用により、光導波路の経時的な劣化が生じ、結果として光導波路の寿命を縮める可能性があるといった問題も考えられる。
【００４２】
そこで本発明においては、光触媒の作用を利用して親液性および撥液性のパターンを形成するが、製造された光導波路自体には光触媒を含まない構成とすることにより、光触媒が光導波路に悪影響を及ぼさないようにした光導波路を提供するようにした。以下、このような本発明の光導波路について、各要素毎に詳細に説明する。
【００４３】
（濡れ性変化層）
本発明の光導波路に用いられる濡れ性変化層の態様としては、濡れ性変化層が基体上に形成された態様と、濡れ性変化層自体が自己支持性を有しており、基体を有さない態様とがある。以下、これらを第１実施態様および第２実施態様として、以下に説明する。
【００４４】
（１）第１実施態様
本発明における第１実施態様は、上述したように濡れ性変化層が基体上に形成されている態様である。この態様は、濡れ性変化層自体が自己支持性を有さない場合や、物理的強度に問題がある場合等において用いられる態様である。以下、このような濡れ性変化層の第１実施態様および基体について説明する。
【００４５】
本実施態様における濡れ性変化層は、光触媒の作用により表面の濡れ性が変化する層であれば特に限定されるものではないが、一般的にはエネルギーの照射に伴う光触媒の作用により、その濡れ性変化層表面における液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であることが好ましい。
【００４６】
このように、露光（本発明においては、光が照射されたことのみならず、エネルギーが照射されたことも意味するものとする。）により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する濡れ性変化層とすることができるので、露光のみで親液性および撥液性のパターンを形成することが可能となり、この親液性領域にコア層形成用塗工液を付着させることにより、容易に光導波路を形成することができる。したがって、効率的に光導波路が製造でき、コスト的に有利となるからである。
【００４７】
ここで、コア層形成用塗工液とは、コア層を形成する材料を適当な溶剤に溶かし、塗工液として調整したものである。詳しくは後述する（コア層）および（コア層形成工程）の項目で説明する。
【００４８】
また、親液性領域とは、液体との接触角が小さい領域であり、コア層形成用塗工液に対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。一方、撥液性領域とは、液体との接触角が大きい領域であり、上述したコア層形成用塗工液に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。
【００４９】
上記濡れ性変化層は、露光していない部分、すなわち撥液性領域においては、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、好ましくは表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上の濡れ性を示すことが好ましい。これは、露光していない部分は、本発明においては撥液性が要求される部分であることから、液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、上記コア層形成用塗工液が残存する可能性が生じるため好ましくないからである。
【００５０】
また、上記濡れ性変化層は、露光すると液体との接触角が低下して、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が９°以下、好ましくは表面張力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下、特に表面張力６０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下となるような層であることが好ましい。露光した部分、すなわち親液性領域における液体との接触角が高いと、この部分でのコア層形成用塗工液の広がりが劣る可能性があり、コア層を好適な形状に形成できなくなる。このため、コア層周囲を覆う上部クラッド層との界面が不整となり、この不整界面を要因とすする光伝送損失といった問題が生じる可能性があるからである。
【００５１】
なお、ここでいう液体との接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いた。
【００５２】
また、本発明において上述したような濡れ性変化層を用いた場合、この濡れ性変化層中にフッ素が含有され、さらにこの濡れ性変化層表面のフッ素含有量が、濡れ性変化層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記濡れ性変化層が形成されていてもよい。
【００５３】
このような特徴を有する濡れ性変化層であれば、エネルギーをパターン照射することにより、容易にフッ素の含有量の少ない部分からなるパターンを形成することができる。ここで、フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素を多く含有する物質の表面は、臨界表面張力がより小さくなる。したがって、フッ素の含有量の多い部分の表面の臨界表面張力に比較してフッ素の含有量の少ない部分の臨界表面張力は大きくなる。これはすなわち、フッ素含有量の少ない部分はフッ素含有量の多い部分に比較して親液性領域となっていることを意味する。よって、周囲の表面に比較してフッ素含有量の少ない部分からなるパターンを形成することは、撥液性領域内に親液性領域のパターンを形成することとなる。
【００５４】
したがって、このような濡れ性変化層を用いた場合は、エネルギーをパターン照射することにより、撥液性領域内に親液性領域のパターンを容易に形成することができるので、この親液性領域のみに良好な濡れ性を示すコア層形成用塗工液を塗布することで、容易にコア層を形成することが容易に可能となる。これにより低コスト化も実現可能となる。
【００５５】
上述したような、フッ素を含む濡れ性変化層中に含まれるフッ素の含有量としては、エネルギーが照射されて形成されたフッ素含有量が低い親液性領域におけるフッ素含有量が、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を１００とした場合に１０以下、好ましくは５以下、特に好ましくは１以下であることが好ましい。
【００５６】
このような範囲内とすることにより、エネルギー照射部分と未照射部分との濡れ性に大きな違いを生じさせることができる。したがって、このような濡れ性変化層にコア層を形成することにより、フッ素含有量が低下した親液性領域のみに正確にコア層を形成することが可能となり、精度良く光導波路を得ることができるからである。なお、この低下率は重量を基準としたものである。
【００５７】
このような濡れ性変化層中のフッ素含有量の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いることが可能であり、例えばＸ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy,  ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)とも称される。）、蛍光Ｘ線分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測定できる方法であれば特に限定されるものではない。
【００５８】
このような濡れ性変化層に用いられる材料としては、上述した濡れ性変化層の特性、すなわち露光により接触する光触媒含有層中の光触媒により濡れ性が変化する材料で、かつ光触媒の作用により劣化、分解しにくい主鎖を有するものであれば、特に限定されるものではなく、具体的にはオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。本発明においては、中でも上記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【００５９】
このようなオルガノポリシロキサンとしては、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥液性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンを挙げることができる。
【００６０】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＹで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Ｘで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【００６１】
また、特にフルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。
【００６２】
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ  ＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ  ＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）５（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）７（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；および
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＳＯ２Ｎ（Ｃ２Ｈ５）Ｃ２Ｈ４ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３。
【００６３】
上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダとして用いることにより、濡れ性変化層の未露光部の撥液性が大きく向上し、コア層形成用塗工液の付着を妨げる機能を発現する。
【００６４】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【００６５】
【化１】
0003786860.tif 000002
【００６６】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１、Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【００６７】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコーン化合物を混合してもよい。
【００６８】
本発明においては、このようにオルガノポリシロキサン等の種々の材料を濡れ性変化層に用いることができるのであるが、上述したように、濡れ性変化層にフッ素を含有させることが、濡れ性のパターン形成に効果的である。したがって、光触媒の作用により劣化・分解しにくい材料にフッ素を含有させる、具体的にはオルガノポリシロキサン材料にフッ素を含有させて濡れ性変化層とすることが好ましいといえる。
【００６９】
このように、オルガノポリシロキサン材料にフッ素を含有させる方法としては、通常高い結合エネルギーを有する主剤に対し、フッ素化合物を比較的弱い結合エネルギーで結合させる方法、比較的弱い結合エネルギーで結合されたフッ素化合物を濡れ性変化層に混入させる方法等を挙げることができる。このような方法でフッ素を導入することにより、エネルギーが照射された場合に、まず結合エネルギーの比較的小さいフッ素結合部位が分解され、これによりフッ素を濡れ性変化層中から除去することができるからである。
【００７０】
上記第１の方法、すなわち、高い結合エネルギーを有するバインダに対し、フッ素化合物を比較的弱い結合エネルギーで結合させる方法としては、上記オルガノポリシロキサンにフルオロアルキル基を置換基として導入する方法等を挙げることができる。
【００７１】
例えば、オルガノポリシロキサンを得る方法として、上記（１）として記載したように、ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサンを得ることができる。ここで、この方法においては、上述したように上記一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上を、加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合することによりオルガノポリシロキサンを得るのであるが、この一般式において、置換基Ｙとしてフルオロアルキル基を有する珪素化合物を用いて合成することにより、フルオロアルキル基を置換基として有するオルガノポリシロキサンを得ることができる。このようなフルオロアルキル基を置換基として有するオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、エネルギーが照射された際、接触する光触媒含有層中の光触媒の作用により、フルオロアルキル基の炭素結合の部分が分解されることから、濡れ性変化層表面にエネルギーを照射した部分のフッ素含有量を低減させることができる。
【００７２】
この際用いられるフルオロアルキル基を有する珪素化合物としては、フルオロアルキル基を有するものであれば特に限定されるものではないが、少なくとも１個のフルオロアルキル基を有し、このフルオロアルキル基の炭素数が４から３０、好ましくは６から２０、特に好ましくは６から１６である珪素化合物が好適に用いられる。このような珪素化合物の具体例は上述した通りであるが、中でも炭素数が６から８であるフルオロアルキル基を有する上記珪素化合物、すなわちフルオロアルキルシランが好ましい。
【００７３】
本発明においては、このようなフルオロアルキル基を有する珪素化合物を上述したフルオロアルキル基を有さない珪素化合物と混合して用い、これらの共加水分解縮合物を上記オルガノポリシロキサンとして用いてもよいし、このようなフルオロアルキル基を有する珪素化合物を１種または２種以上用い、これらの加水分解縮合物、共加水分解縮合物を上記オルガノポリシロキサンとして用いてもよい。
【００７４】
このようにして得られるフルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンにおいては、このオルガノポリシロキサンを構成する珪素化合物の内、上記フルオロアルキル基を有する珪素化合物が０．０１モル％以上、好ましくは０．１モル％以上含まれていることが好ましい。
【００７５】
フルオロアルキル基がこの程度含まれることにより、濡れ性変化層上の撥液性を高くすることができ、エネルギーを照射して親液性領域とした部分との濡れ性の差異を大きくすることができるからである。
【００７６】
また、上記（２）に示す方法では、撥液牲に優れた反応性シリコーンを架橋することによりオルガノポリシロキサンを得るのであるが、この場合も同様に、上述した一般式中のＲ１，Ｒ２のいずれかもしくは両方をフルオロアルキル基等のフッ素を含有する置換基とすることにより、濡れ性変化層中にフッ素を含ませることが可能であり、またエネルギーが照射された場合に、シロキサン結合より結合エネルギーの小さいフルオロアルキル基の部分が分解されるため、エネルギー照射により濡れ性変化層表面におけるフッ素の含有量を低下させることができる。
【００７７】
一方、後者の例、すなわち、バインダの結合エネルギーより弱いエネルギーで結合したフッ素化合物を導入させる方法としては、例えば、低分子量のフッ素化合物を導入させる場合は、例えばフッ素系の界面活性剤を混入する方法等を挙げることができ、また高分子量のフッ素化合物を導入させる方法としては、バインダ樹脂との相溶性の高いフッ素樹脂を混合する等の方法を挙げることができる。
【００７８】
本発明における濡れ性変化層には、さらに界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ  ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ  ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【００７９】
また、濡れ性変化層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。
【００８０】
このような濡れ性変化層は、上述した成分を必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基体上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。また、紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより濡れ性変化層を形成することかできる。
【００８１】
本発明において、濡れ性変化層は、最終的には光導波路のクラッド層として用いるため、濡れ性変化層の厚みは、０．１〜１μｍの範囲内が好ましく、特に好ましくは、０．１〜０．５μｍの範囲内である。濡れ性変化層の厚みが上記範囲内であれば、濡れ性変化層をクラッド層として用いることが可能であるからである。
【００８２】
本発明において上述した成分の濡れ性変化層を用いることにより、接触する光触媒含有層中の光触媒の作用により、上記成分の一部である有機基や添加剤の酸化、分解等の作用を用いて、露光部の濡れ性を変化させて親液性とし、未露光部との濡れ性に大きな差を生じさせることができる。よって、コア層形成用塗工液、との受容性（親液性）および反撥性（撥液性）を高めることによって、品質の良好でかつコスト的にも有利な光導波路を得ることができる。
【００８３】
また、本発明においては、濡れ性変化層上に直接コア層を形成するため、通常クラッド層と呼ばれる光導波路に不可欠な層としての役割も担う。
【００８４】
このように濡れ性変化層をクラッド層として機能させるために、本発明においては、濡れ性変化層の屈折率を１．１〜１．７の範囲内、好ましくは１．１〜１．５の範囲内であることが好ましい。
【００８５】
また、濡れ性変化層およびコア層の屈折率差は０．０３以上であることが好ましく、特に０．０５以上、中でも０．１以上であることが好ましい。通常光導波路においてクラッド層は、コア層内を導波する光を反射させる働きを主目的とする層である。つまりコア層内を導波する光がクラッド層を構成する物質によって吸収されることによる吸収損失を防止する働きを持つ層である。このような効果を及ぼすために、コア層の屈折率をクラッド層の屈折率よりも高くする必要がある。そこで本発明においては、濡れ性変化層およびコア層の屈折率差を上記範囲とすることにより、濡れ性変化層がクラッド層として十分に機能するようにした。
【００８６】
本実施態様においては、上記濡れ性変化層が自己支持性を有さない場合や物理的強度に問題がある場合に、濡れ性変化層を基体上に形成するものである。
【００８７】
このような基体としては、最終的に得られる光導波路の用途等を考慮し、支持体としての役割を担う他、外部からの応力によるコア層への影響を和らげる働きも持つ。このような働きを担う材料であれば特に限定されないが、具体的には、ソーダガラス、石英ガラス、光学ガラス、無アルカリガラス等のガラス基板およびポリカーボネート、メチルメタクリレート単重合体または共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン等のプラスチックフィルム、プラスチックシートなどを挙げることができる。
【００８８】
（２）第２実施態様
第２実施態様は、濡れ性変化層が自己支持性を有するものであり、この濡れ性変化層自体が後述する光導波路基板となる態様である。
【００８９】
なお、本発明でいう自己支持性を有するとは、他の支持材、すなわち基体無しで有形な状態で存在し得ることをいうこととする。
【００９０】
本実施態様においては、例えば濡れ性変化層となり得る材料からなる市販の樹脂を用いることが可能であり、コスト面で有利であるといえる。
【００９１】
このような本実施態様に用いられる濡れ性変化層は、表面の濡れ性が光触媒の作用により変化し得る材料で形成されたものであれば特に限定されるものではなく、例えば上述したような第１実施態様に用いられる材料を製膜したものが自己支持性を有するのであれば、これを用いることも可能である。
【００９２】
このような材料としては、例えば、シリコン樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネイト樹脂、酸化珪素、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂、エポキシ樹脂、フッソ化ポリイミド、ポリイミド、ポリカーボネイト−ＭＭＡ、重水素化ポリフルオロメタクリレート等を挙げることができる。
【００９３】
なお、本実施態様の濡れ性変化層において、好ましい屈折率、およびコア層との屈折率差は、上記第１実施態様におけるものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９４】
（コア層）
一般に光導波路において、コア層はその内部に光を閉じ込めながら伝搬させることにより、光に変換された情報を他の機器に伝送する役割を担う。このため光導波路は屈折率の大きいコア層と、コア層の周囲を覆うコア層よりも屈折率の小さいクラッド層とを有する構造をとる。このコア層の周囲を覆うクラッド層が、本発明においては濡れ性変化層および上部クラッド層に該当するため、コア層は両者よりも屈折率を高くすることが必要である。
【００９５】
上記の必要性を満足するために、コア層の屈折率を１．１〜１．７の範囲内、好ましくは１．４〜１．７の範囲内とすることが好ましい。さらに、コア層および、濡れ性変化層又は上部クラッド層との屈折率差は０．０３以上であることが好ましく、特に０．０５以上であることが好ましい。上記範囲内の屈折率および屈折率差とすることにより、光導波路としての機能を十分に果たしうるからである。
【００９６】
また、上記範囲内の屈折率に制御する方法として、コア層を形成する材料の選択や混合比率を変えることにより調節する方法が好ましい。この方法によれば、濡れ性変化層および上部クラッド層の屈折率に応じて適度な屈折率を持つコア層を形成することが可能であるからである。
【００９７】
さらにコア層内部を導波する光が滞りなく伝送されるため、コア層の周辺部は整った形状であることが好ましい。コア層の周辺部が整った形状であることにより、コア層とこれに接する上部クラッド層との界面が整っていない界面不整による光伝送損失を防止することができるからである。
【００９８】
この界面不整は、本発明におけるコア層の形成方法が、濡れ性変化層に対するエネルギー照射を伴う光触媒の作用により生じる親液性および撥液性の濡れ性の違いを利用する方法であることにより、回避することができる。具体的には、コア層を形成する際に用いるコア層形成用塗工液が、濡れ性変化層上に形成された親液性領域に良好な濡れ性を示すものであることから、親液性領域にのみにコア層形成用塗工液が付着し、撥液性領域に残存するコア層形成用塗工液の量を最小限に抑えられ、かつ適度な濡れ広がりによりコア層の形状を良好なものとすることができるからである。これによりコア層表面を覆う上部クラッド層との界面が整えられ、界面不整を要因とする光伝送損失を防止することが可能である。
【００９９】
このようなコア層を形成するするための材料としては、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、酸化ケイ素等が挙げられる。これらの材料をスピンコート法やディップコート法等の各種コーティング法やインクジェット法等のノズル吐出法、蒸着法および無電解メッキ法等を材料の特性に応じて選択し、コア層を形成する。上述したように選択する材料の種類や混合比率により屈折率を制御することが可能である。
【０１００】
ここでコア層の形状に関しては、通常コア層内を導波する光のモード等を考慮して決定する。導波光としては、一般に赤外光を用いることから、コア層の頂部から底部までの膜厚が、０．８〜３００μｍの範囲内、好ましくは１〜１００μｍの範囲内が好ましい。またコア層底部の幅は０．８〜３００μｍの範囲内、好ましくは１〜１００μｍの範囲内が好ましい。上記範囲内のコア層とすることにより、コア層内を滞りなく光が導波し、効率の良好な光導波路を得ることができるからである。
【０１０１】
（上部クラッド層）
本発明において、上部クラッド層はコア層の表面を被覆するように設けられている層である。従って、コア層表面を被覆するような形状であれば、特に限定はされない。例えば、コア層を有する濡れ性変化層上の全面に形成されていても、コア層表面のみを被覆するようにパターン状に形成されていてもよい。
【０１０２】
また、光導波路におけるクラッド層の役割としては、光導波路の光伝送損失を抑制することの他に、外部からの応力等による悪影響の防止や、光導波路端面を切断して端面研磨する際、高い寸法精度の加工を可能とすること等を挙げることができる。
【０１０３】
本発明において上部クラッド層は、透明性を有する材料で形成されている場合と、不透明である場合とのいずれの態様であってもよい。
【０１０４】
まず、上部クラッド層が透明性を有する材料で形成されている場合について説明する。
【０１０５】
上部クラッド層が透明性を有する材料で形成されている場合に用いられる材料としては、例えば、シリコン樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、酸化珪素、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂、エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド、ポリイミド、ポリカーボネイト―ＭＭＡ、重水素化ポリフルオロメタクリレート等を挙げることができる。
【０１０６】
これらの材料は例えば蒸着法等により付着させることも可能であるが、好ましくはスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の各種コーティング法やインクジェットなどの吐出法等により、塗工液とした上記材料を塗布することによって上部クラッド層を形成する。また選択する材料の種類や材料の混合比率によって屈折率を容易に変化させることができるため、コア層の屈折率に応じて屈折率差を制御した上部クラッド層の形成が可能である。
【０１０７】
本発明において上部クラッド層の屈折率は１．１〜１．７の範囲内、好ましくは１．４〜１．７の範囲内であることが好ましい。上部クラッド層を上記範囲内とすることにより、光伝送損失の一要因である吸収損失を効果的に防止することができるからである。
【０１０８】
また、上部クラッド層とコア層との屈折率の差は、０．０３以上、特に０．０５以上であることが好ましい。上記範囲程度にコア層の屈折率が上部クラッド層の屈折率よりも高ければ、吸収損失による光伝送損失を効率よく防止でき伝送効率の良好な光導波路が製造できるからである。
【０１０９】
ところで、上述したように、本発明においては上部クラッド層の形状は、濡れ性変化層上の全面に形成されている場合と、コア層表面を被覆するようにパターン状に形成されている場合とがある。
【０１１０】
上部クラッド層が濡れ性変化層上の全面に形成されている場合は、比較的製造が容易であるという利点を有する。さらに、上部クラッド層が濡れ性変化層上の全面に形成されており、かつ透明性を有する場合、コア層頂部から上部クラッド層表面までの上部クラッド層の膜厚が、０．５〜３００μｍの範囲内、その中でも特に１〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。この膜厚が上記範囲よりも薄くなるとコア層を導波する光の損失が顕著に大きくなり、光導波路として機能しなくなるからである。
【０１１１】
一方、上部クラッド層が濡れ性変化層上のコア層を被覆するようにパターン状に形成されていてもよい。このように上部クラッド層をパターン状に形成することにより、平面基板上に複雑な光配線を施し、分岐、スイッチィング、コネクト等の光インターコネクション機能を有する平面光導波路を、低損失にて、容易に作製できるといった利点を有するからである。
【０１１２】
さらに、上部クラッド層がパターン状に形成され、かつ透明性を有する材料で形成されている場合、コア層の頂部から上部クラッド層の頂部までの上部クラッド層の膜厚は０．５〜３００μｍの範囲内、その中でも特に１〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。またこの場合上部クラッド層はコア層の両側部に所定の幅を持つように形成されており、コア層の側部から上部クラッド層の側部までの上部クラッド層の幅は０．５〜３００μｍの範囲内、その中でも特に１〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。上記範囲内の膜厚および幅で形成されている上部クラッド層であれば、コア層内を導波する光を反射させ、コア層を表面からの塵や汚れから防御し、外部からの応力等からの影響を防止するクラッド層としての機能を十分に発揮することができるからである。
【０１１３】
次に、上部クラッド層が不透明な場合について説明する。この場合、上記上部クラッド層とコア層との界面が鏡面として作用する金属からなることが好ましい。このような金属として具体的には、金、アルミニウム、銅、銀等を挙げることができ、本発明においてはその中でも特にアルミニウムが好ましい。これらの金属を蒸着法等を用いて形成し、上部クラッド層とすることにより、上部クラッド層とコア層との界面が鏡面として作用し、コア層内を導波する光を全反射させるため、上部クラッド層への光の吸収損失が抑えられ、光伝送損失の少ない効率的な光導波路が得られるからである。
【０１１４】
また、上部クラッド層の形状に関しては、コア層および上部クラッド層との界面で、隙間なく両者が接していればその界面における鏡面効果は十分に得ることができる。したがって、上部クラッド層が全面形成されている場合の上述した膜厚や、上部クラッド層がパターン状に形成されている場合の上述した膜厚および幅は、この鏡面効果に影響を及ぼさないため、上部クラッド層が不透明である場合は、これらの膜厚および幅は光の全反射に不都合がない程度であればよい。
【０１１５】
Ｂ．光導波路の製造方法
次に、本発明の光導波路の製造方法について説明する。
【０１１６】
本発明の光導波路の製造方法は、基板上に光触媒含有層を設け、光触媒含有層側基板を形成する工程と、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により、表面の濡れ性が変化する濡れ性変化層を有する光導波路基板を形成する工程と、上記光触媒含有層および上記濡れ性変化層が接触するように配置した後、所定の方向からエネルギー照射をし、濡れ性変化層上に親液性領域および撥液性領域からなるパターンを形成する工程と、上記光触媒含有層側基板を上記光導波路基板から取り外す工程と、上記濡れ性変化層上にパターン状に形成された親液性領域上に、コア層を形成する工程と、上記コア層を覆うように上部クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成する工程とを有するものである。
【０１１７】
このように、本発明の光導波路の製造方法においては、光触媒含有層および濡れ性変化層が接触するように配置した後、所定の方向から全面に露光することにより、光触媒含有層中の光触媒の作用により露光した部分の濡れ性変化層の濡れ性が変化し、親液性および撥液性のパターンが形成される。次いで、濡れ性変化層の親液性領域に沿ってコア層を形成することにより、容易にかつ安価にコア層のパターニングを行うことができる。したがって、従来、実施されていたフォトリソグラフィー法と比較して、露光後の現像・洗浄等の後処理が不要となるため、コア層のパターン形成にかかる手間が省かれ、それにより安価に光導波路を製造することができる。
【０１１８】
さらに、本発明においては、濡れ性変化層上の濡れ性を光触媒含有層中の光触媒の作用により変化させた後、光触媒含有層側基板を取り外し、濡れ性変化層上にコア層等を形成して光導波路としたものであるので、得られる光導波路に光触媒を含有させない構成とすることが可能である。これにより、光触媒の作用による光導波路の経時的な劣化といった不具合を防止することができる。
【０１１９】
このような本発明の光導波路の製造方法について、図面を用いて説明する。
【０１２０】
図１は、本発明の光導波路の製造方法の一例を示すものである。この製造方法においては、まず基板１とこの基板１上に形成された光触媒含有層２とからなる光触媒含有層側基板Ａと、濡れ性変化層３を有する光導波路基板Ｂとを調整する（光触媒含有層側基板調整工程、光導波路基板調整工程、図１（ａ）参照）。
【０１２１】
次に、この光触媒含有層側基板Ａの光触媒含有層２と、光導波路基板Ｂの濡れ性変化層３とを接触するように配置する（接触工程、図１（ｂ）参照)。なお、この際の接触状態は、後述するように完全に密着した状態に限定されるものではなく、わずかな空隙を介して配置された状態であってもよい。
【０１２２】
そして、上述のように光触媒含有層２と濡れ性変化層３とを接触させた状態で、必要とされる濡れ性パターンが描かれたフォトマスク５を介して、エネルギー４を光触媒含有層側基板Ａ側から照射する（エネルギー照射工程、図１（ｃ）参照）。
【０１２３】
図１には、フォトマスクを介したエネルギー照射の方法を図示したが、後述するパターン状に形成された光触媒含有層の場合および光触媒含有層基板に遮光部を設ける方法によっては、フォトマスク５等を用いることなく、全面照射により本工程を行うことが可能である。
【０１２４】
エネルギー照射部分の濡れ性変化層３の濡れ性が変化し、親液性領域６が形成される。また、エネルギーの未照射領域は、撥液性領域７となる（図１（ｄ）参照）。
【０１２５】
その後、光触媒含有層側基板Ａを取り外す（離す）ことにより、親液性領域６と撥液性領域７のパターンが形成された光導波路基板Ｂを得ることができる（光触媒含有層側基板取り外し工程、図１（ｅ）参照）。
【０１２６】
さらに、親液性領域６と良好な濡れ性を示すコア層形成用塗工液を塗布し、コア層８を形成する（コア層形成工程、図１（ｆ）参照）。
【０１２７】
最後に、コア層８を覆うように上部クラッド層９を形成し、光導波路が製造される（上部クラッド層形成工程、図１（ｇ）参照）。
【０１２８】
以下、上述した製造方法を例として、本発明の光導波路の製造方法について各工程ごとに詳しく説明する。
【０１２９】
１．光触媒含有層側基板調整工程
本発明における、光触媒含有層側基板調整工程は、光触媒を含有する光触媒含有層および基板を有する光触媒含有層側基板を調製する工程である。
【０１３０】
この工程で製造される光触媒含有層側基板は、このように、少なくとも光触媒含有層と基板とを有するものであり、通常は基板上に所定の方法で形成された薄膜状の光触媒含有層が形成されてなるものである。また、この光触媒含有層側基板には、パターン状に形成された遮光部が形成されたものも用いることができる。
【０１３１】
（光触媒含有層）
本発明に用いられる光触媒含有層は、光触媒含有層中の光触媒が、接触する濡れ性変化層の濡れ性を変化させるような構成であれば、特に限定されるものではなく、光触媒とバインダとから構成されているものであってもよいし、光触媒単体で製膜されたものであってもよい。また、その表面の濡れ性は特に親液性であっても撥液性であってもよい。
【０１３２】
本発明において用いられる光触媒含有層は、例えば上記図１（ａ）等に示すように、基板１上に全面に形成されたものであってもよいが、例えば図２に示すように、基板１上に光触媒含有層２がパターン状に形成されたものであってもよい。
【０１３３】
このように光触媒含有層をパターン状に形成することにより、後述するエネルギー照射工程において説明するように、光触媒含有層を濡れ性変化層と接触させてエネルギーを照射する際に、フォトマスク等を用いるパターン照射をする必要がなく、全面に照射することにより、濡れ性変化層上に親液性領域と撥液性領域とからなる濡れ性パターンを形成することができる。
【０１３４】
また、実際に光触媒含有層と接触する濡れ性変化層上の部分のみの濡れ性が変化するものであるので、エネルギーの照射方向は上記光触媒含有層と濡れ性変化層とが接触する部分にエネルギーが照射されるものであれば、いかなる方向から照射されてもよく、さらには、照射されるエネルギーも特に平行光等の平行なものに限定されないという利点を有するものとなる。
【０１３５】
このようなパターン状の光触媒含有層を形成する方法としては、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。
【０１３６】
光触媒含有層における、後述するような二酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本発明においては、このキャリアが光触媒含有層上で接触する濡れ性変化層中の化合物に作用を及ぼすものであると思われる。
【０１３７】
本発明で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
【０１３８】
本発明においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【０１３９】
このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【０１４０】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径か５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。
【０１４１】
本発明における光触媒含有層は、上述したように光触媒単独で形成されたものであってもよく、またバインダと混合して形成されたものであってもよい。
【０１４２】
光触媒のみからなる光触媒含有層の場合は、濡れ性変化層上の濡れ性の変化に対する効率が向上し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。一方、光触媒とバインダとからなる光触媒含有層の場合は、光触媒含有層の形成が容易であるという利点を有する。
【０１４３】
光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることができる。真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、均一な膜でかつ光触媒のみを含有する光触媒含有層とすることが可能であり、これにより濡れ性変化層上の濡れ性を均一に変化させることが可能であり、かつ光触媒のみからなることから、バインダを用いる場合と比較して効率的に濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることが可能となる。
【０１４４】
また、光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基板上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得ることができる。次いで、４００℃〜５００℃における焼成によってアナターゼ型チタニアに変性し、６００℃〜７００℃の焼成によってルチル型チタニアに変性することができる。
【０１４５】
また、バインダを用いる場合は、バインダの主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えば上述の濡れ性変化層の欄で詳しく説明したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【０１４６】
このようにオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、上記光触媒含有層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基板上に塗布することにより薄膜状に形成することができる。
【０１４７】
使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することかできる。
【０１４８】
また、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一般式ＳｉＸ４で表され、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましい。
【０１４９】
具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。また、この場合には、無定形シリカの前駆体と光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、透明基板上に空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより光触媒含有層を形成できる。シラノールの脱水縮重合を１００℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上できる。また、これらの結着剤は、単独あるいは２種以上を混合して用いることができる。
【０１５０】
バインダを用いた場合の光触媒含有層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ましい。
【０１５１】
また、光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ  ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ  ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【０１５２】
さらに、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。
【０１５３】
（基板）
本発明においては、図１に示すように、光触媒含有層側基板Ａは、少なくとも基板１とこの基板１上に形成された光触媒含有層２とを有するものである。
【０１５４】
この際、用いられる基板を構成する材料は、後述するエネルギー照射工程におけるエネルギーの照射方向や、濡れ性変化層を有する光導波路基板が透明性を必要とするか等により適宜選択される。
【０１５５】
すなわち、例えば濡れ性変化層を有する光導波路基板の基体を不透明な材料で形成した場合は、エネルギー照射方向は必然的に光触媒含有層側基板側からとなり、図１（ｃ）に示すように、フォトマスク５を光触媒含有層側基板Ａ側に配置して、エネルギー照射をする必要がある。また、後述するように光触媒含有層側基板に遮光部を予め所定のパターンで形成しておき、この遮光部を用いて濡れ性パターンを形成する場合においても、光触媒含有層側基板側からエネルギーを照射する必要がある。このような場合、光触媒含有層側基板の基板は透明性を有する透明な基板であることが必要となる。
【０１５６】
一方、濡れ性変化層が例えば透明樹脂製である場合等であれば、光導波路基板側にフォトマスクを配置してエネルギーを照射することも可能である。また、遮光部を光導波路基板に設ける場合は、光導波路基板側からエネルギーを照射する必要がある。このような場合は、光触媒含有層側基板の基板の透明性は特に必要とされない。
【０１５７】
また本発明に用いられる基板は、可撓性を有するものであってもよいし、可撓性を有さないものであってもよい。これは、後述するエネルギー照射工程における照射方法により適宜選択されるものである。
【０１５８】
このように、本発明における光触媒含有層側基板に用いられる基板は特にその材料を限定されるものではないが、本発明においては、この光触媒含有層側基板は、繰り返し用いられるものであることから、所定の強度を有し、かつその表面が光触媒含有層との密着性が良好である材料が好適に用いられる。
【０１５９】
具体的には、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができる。特に、図３に図示するように、遮光部が光触媒含有層側基板に設けられている場合は、透明な基板が要求されるため、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等を挙げることができる。
【０１６０】
なお、基板表面と光触媒含有層との密着性を向上させるために、基板上にプライマー層を形成するようにしてもよい。このようなプライマー層としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。
【０１６１】
（遮光部）
本発明においては、上述したように光触媒含有層側基板に遮光部を設けてもよく、この場合、遮光部は例えば図３（ａ）および（ｂ）に示すように光触媒含有層側基板のいずれの位置にも設けることが可能であり、上記濡れ性変化層３表面を未露光部とする位置に相当する部位にパターン状に遮光部１０が形成される。
【０１６２】
このような遮光部は、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成されてもよい。このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。
【０１６３】
また、上記遮光部としては、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層であってもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができる。このような樹脂製遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。
【０１６４】
２．光導波路基板調整工程
次に、本発明においては、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により表面の濡れ性が変化する濡れ性変化層を有する光導波路基板を調製する光導波路基板調製工程が行われる。
【０１６５】
この工程で調製される光導波路基板は、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により表面の濡れ性が変化する濡れ性変化層を少なくとも有するものであれば特に限定されるものではない。このような光導波路基板の態様としては、上述の濡れ性変化層の欄で説明したように、濡れ性変化層自体に自己支持性がなく基体上に濡れ性変化層が形成された態様と、濡れ性変化層自体が自己支持性を有しており、基体を有さない態様とがある。この２つの態様に関しては上述したとおりなので、これらの態様に関する説明は省略する。
【０１６６】
本工程においては、光導波路基板に遮光部をパターン状に形成し、遮光部を有する光導波路基板とすることが可能である。これは、上述の第１実施態様および第２実施態様のいずれの場合においても可能である。
【０１６７】
この場合は、後述するエネルギー照射工程におけるエネルギー照射を、光導波路基板側から行う必要が生じることから、上記第１実施態様においては、基体および濡れ性変化層が、上記第２実施態様においては、濡れ性変化層が透明な材料で形成されている必要がある。
【０１６８】
また、第１実施態様においては、基体表面に遮光部をパターン状に形成し、その上に濡れ性変化層を形成することが好ましく、第２実施態様においては、濡れ性変化層の濡れ性パターンが形成されない側の表面に遮光部が形成されることが好ましい。これは、最終的に光導波路基板が光導波路となる際に、濡れ性変化層はクラッド層として機能するものである。従って、濡れ性変化層上に形成されるコア層と同じ表面に遮光部が形成されているのは、好ましい態様であるとはいえないためである。
【０１６９】
このような遮光部の形成方法としては、上述した遮光部と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１７０】
３．接触工程
本発明においては、露光時に光触媒含有層と濡れ性変化層とが接触するように配置される必要がある。
【０１７１】
ここで、本発明でいう接触とは、実質的に光触媒の作用が濡れ性変化層表面に及ぶような状態で配置された状態をいうこととし、実際に物理的に接触している状態の他、所定の間隔を隔てて光触媒含有層と濡れ性変化層とが配置された状態をも含む概念とする。
【０１７２】
ここで、上記所定の間隔としては、具体的には、０．２μｍ〜１０μｍの範囲内であり、好ましくは１μｍ〜５μｍの範囲内である。このように光触媒含有層と濡れ性変化層表面とを所定の間隔で離して配置することにより、酸素と水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しやすくなる。すなわち、上記範囲より光触媒含有層と濡れ性変化層との間隔を狭くした場合は、上記活性酸素種の脱着がしにくくなり、結果的に濡れ性の変化速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくなく、上記範囲より間隔を離して配置した場合は、生じた活性酸素種が濡れ性変化層に届き難くなり、この場合も濡れ性の変化速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくないのである。
【０１７３】
本発明においては、このような接触状態は、少なくとも露光の間だけ維持されればよい。
【０１７４】
このような極めて狭い間隙を均一に形成して光触媒含有層と濡れ性変化層とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。そして、このようにスペーサを用いることにより、均一な間隙を形成することができると共に、このスペーサが接触する部分は、光触媒の作用が濡れ性変化層表面に及ばないことから、このスペーサを上述した濡れ性パターンと同様のパターンを有するものとすることにより、濡れ性変化層上に所定の濡れ性パターンを形成することが可能となる。
【０１７５】
本発明においては、このようなスペーサを一つの部材として形成してもよいが、工程の簡略化等のため、上記光触媒含有層側基板調整工程の欄で説明したように、光触媒含有層側基板の光触媒含有層表面に形成することが好ましい。なお、上記光触媒含有層側基板調製工程における説明においては、遮光部として説明したが、本発明においては、このようなスペーサは濡れ性変化層表面に光触媒の作用が及ばないように表面を保護する作用を有すればよいものであることから、特に照射されるエネルギーを遮蔽する機能を有さない材料で形成されたものであってもよい。
【０１７６】
４．エネルギー照射工程
本発明においては、上述したような接触状態を維持した状態で、接触する部分への露光が行われる。なお、本発明でいう露光とは、光触媒含有層による濡れ性変化層表面の濡れ性を変化させることが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。
【０１７７】
通常このような露光に用いる光の波長は、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲から設定される。これは、上述したように光触媒含有層に用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。
【０１７８】
このような露光に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。
【０１７９】
また、露光に際してのエネルギーの照射量は、濡れ性変化層表面が光触媒含有層中の光触媒の作用により濡れ性変化層表面の濡れ性の変化が行われるのに必要な照射量とする。
【０１８０】
この際、光触媒含有層を加熱しながら露光することにより、感度を上昇させことが可能となり、効率的な濡れ性の変化を行うことができる点で好ましい。具体的には３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好ましい。
【０１８１】
本発明における露光方向は、遮光部が光触媒含有層側基板又は光導波路基板のいずれに設けられているか、および光触媒含有層側基板若しくは光導波路基板が透明であるか否かにより決定される。
【０１８２】
すなわち、遮光部が光触媒含有層側基板に形成されている場合は、光触媒含有層側基板側から露光が行なわれる必要があり、かつこの場合は光触媒含有層側基板が照射されるエネルギーに対して透明である必要がある。なお、この場合、光触媒含有層上に遮光部が形成され、かつこの遮光部を上述したようなスペーサとしての機能を有するように用いた場合においては、露光方向は光触媒含有層側基板側からでも光導波路基板側からであってもよい。
【０１８３】
一方、遮光部が光導波路基板側に形成されている場合は、光導波路基板側から露光が行われる必要があり、かつこの場合は、光導波路基板が照射されるエネルギーに対して透明である必要がある。
【０１８４】
また、光触媒含有層がパターン状に形成されている場合における露光方向は、上述したように、光触媒含有層と濡れ性変化層とが接触する部分にエネルギーが照射されるのであればいかなる方向から照射されてもよい。
【０１８５】
フォトマスクを用いる場合は、フォトマスクが配置された側からエネルギーが照射される。この場合は、フォトマスクが配置された側の基板、すなわち光触媒含有層側基板もしくは光導波路基板のいずれかが透明である必要がある。
【０１８６】
５．光触媒含有層側基板の取り外し工程
上述したような露光が終了すると、光触媒含有層側基板が濡れ性変化層との接触位置から離され、これにより図１（ｅ）に示すように親液性領域および撥液性領域が施された光導波路基板Ｂが得られる。
【０１８７】
６．コア層形成工程
次にコア層形成工程について説明する。このコア層形成工程は、上記濡れ性変化層の親液性領域上にコア層を形成する工程である。
【０１８８】
このコア層形成工程において、親液性領域にコア層を形成するために、コア層形成用材料を親液性領域上に付着させる方法がとられる。この方法としてはコーティング法、吐出法、蒸着法、無電解メッキ法等があるが、この中でも塗工液を用いるコーティング法および吐出法が好ましい。
【０１８９】
具体的には、上記コア層形成用材料を溶剤中に分散してコア層形成用塗工液を調製し、このコア層形成用塗工液を上記親液性領域上に塗布した後、硬化させることによりコア層を形成する方法等を挙げることができる。さらにこの塗工液を用いる方法の中でも、効率よくコア層形成用塗工液を塗布できるという観点から、ノズル吐出法が好ましい。ノズル吐出法であればコア層形成用塗工液の塗布位置が正確であり、撥液性の領域に残存するコア層形成用塗工液の量を抑えることができるからである。さらにこのノズル吐出法の中でもインクジョット法が好適に用いられる。これは、量産可能であるためコスト面で有利である等の理由によるものである。
【０１９０】
このコア層形成用材料を溶解させる溶剤としては、コア層形成用材料が溶解可能であり、かつ濡れ性変化層の親液性領域と撥液性領域との接触角の差が２０°以上となる溶剤であれば特に限定されない。特にＮ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキサノンおよびこれらを含む混合溶液が好ましい。また、結合剤として、紫外線硬化型の成分を含有している場合には、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより、光触媒含有層の親液性領域上にコア層を形成することができる。
【０１９１】
７．上部クラッド層形成工程
上部クラッド層形成工程は、既に濡れ性変化層上に形成されたコア層の表面を覆うように上部クラッド層を形成する工程である。
【０１９２】
本発明における上部クラッド層は、透明である態様と、不透明である態様とがある。その中でも透明な上部クラッド層とする場合は、コア層表面のみを覆うようにパターン状に上部クラッド層を形成する場合と、コア層表面のみならず濡れ性変化層の全面を被覆するように形成する場合とがある。以下に、本工程について各態様ごとに分けて説明をする。
【０１９３】
ａ．第３実施態様
第３実施態様は上部クラッド層が透明性を有する材料で形成されている態様である。さらにこの第３実施態様の中でも上部クラッド層の形状の違いから、
（１）上部クラッド層がコア層を被覆するように濡れ性変化層上の全面に形成されている場合
（２）上部クラッド層がコア層の表面のみを覆うようにパターン状に形成されている場合
に分けることができる。
【０１９４】
以下に、第３実施態様を（１）、（２）の各場合について説明を行う。
【０１９５】
（１）  上部クラッド層がコア層を被覆するように濡れ性変化層上の全面に形成されている場合
まず、上部クラッド層がコア層を被覆するように光触媒含有層上の全面に形成されている場合について説明を行う。
【０１９６】
具体的には、上記コア層を覆うように上部クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成する工程が、上記濡れ性変化層を再び光触媒含有層側基板の光触媒含有層と接触するように配置した後、所定の方向からエネルギーを照射し、濡れ性変化層上の全面を親液性領域とする親液性領域全面形成工程と、上記濡れ性変化層上の全面に形成された親液性領域に上部クラッド層を形成することにより、濡れ性変化層上の全面に上部クラッド層を形成する上部クラッド層全面形成工程となる。以下に両工程について説明をする。
【０１９７】
（親液性領域全面形成工程）
親液性領域全面形成工程は、上記コア層形成工程により、濡れ性変化層上の所望の位置にコア層が形成された濡れ性変化層上の全面を親液性領域とする工程である。しかし、本発明においては、濡れ性変化層を光触媒が含まれていない構成としているため、そのままエネルギー照射を行うのみでは濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることはできない。そこで、コア層形成用の親液性領域を作製した方法と同様の方法で、上部クラッド層形成用の親液性領域を形成する。
【０１９８】
まず、濡れ性変化層のコア層が形成されている表面と、光触媒含有層側基板の光触媒含有層とを接触させるように配置する。ここで、濡れ性変化層は上部にコア層を有しているため、光触媒含有層と完全に接触させることはできないが、上述したように、濡れ性変化層と光触媒含有層との間隔が、０．２μｍ〜１０μｍの範囲内、好ましくは１μｍ〜５μｍの範囲内であれば、光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることが可能である。コア層の頂部から底部までの膜厚を上述した範囲内とすることにより、濡れ性変化層と光触媒含有層とを「接触」した状態とすることが可能であり、濡れ性変化層表面を親液性領域とすることが可能となる。
【０１９９】
なお、本工程に用いる光触媒含有層側基板およびエネルギー照射等に関する事項に関しては上述した通りであるので、ここでの説明は省略する。
【０２００】
このように、濡れ性変化層および光触媒含有層を「接触」させた状態で、所定の方向からエネルギーを照射することにより、濡れ性変化層上のコア層が形成されている領域以外を親液性領域とすることができる。
【０２０１】
なお、濡れ性変化層が撥液性領域であっても、上部クラッド層との密着性に問題が無い場合は、この「親液性領域全面形成工程」は特に行う必要はない。
【０２０２】
（上部クラッド層全面形成工程）
上部クラッド層全面形成工程は、上記親液性領域全面形成工程により形成された濡れ性変化層上の親液性領域に上部クラッド層形成用材料を付着させ、上記濡れ性変化層上の全面に上部クラッド層を形成する工程である。
【０２０３】
このような上部クラッド層形成用材料を濡れ性変化層上の親液性領域に付着させる方法としては、コーティング法、吐出法、蒸着法等があるが、この中でも塗工液を用いるコーティング法および吐出法が好ましい。
【０２０４】
具体的には、上記上部クラッド層形成用材料を溶剤中に分散して上部クラッド層形成用の塗工液を調製し、この塗工液を上記濡れ性変化層上の親液性領域に塗布した後、硬化させることにより上部クラッド層を形成する方法等が挙げられる。
【０２０５】
ここで、この上部クラッド層形成用材料を溶解させる溶剤としては、上部クラッド層形成用材料が溶解可能であり、かつ濡れ性変化層の親液性領域と、本工程では形成されていないが濡れ性変化層のエネルギー未照射領域である撥液性領域との接触角の差が２０°以上となる溶剤であれば特に限定されない。特にＮ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキサノンおよびこれらを含む混合溶液が好ましい。
【０２０６】
また、結合剤として、紫外線硬化型の成分を含有している場合には、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより、濡れ性変化層上の全面に上部クラッド層を形成することができる。
【０２０７】
（２）上部クラッド層がコア層の表面のみを覆うようにパターン状に形成されている場合
次に、上部クラッド層が透明性を有する材料で形成されており、かつコア層の表面を覆うようにパターン状に上部クラッド層が形成されている場合について説明する。
【０２０８】
この場合、具体的には上記コア層を覆うように上部クラッド層を上記濡れ性変化層上に形成する工程が、上記濡れ性変化層上に再び光触媒含有層側基板の光触媒含有層と接触するように配置した後、所定の方向からエネルギーを照射し、コア層の両側部に所定の幅を持つようにパターン状の親液性領域を濡れ性変化層上に形成する親液性領域パターン形成工程と、上記濡れ性変化層上に形成されたパターン状の親液性領域上に上部クラッド層を形成し、コア層表面を覆うようにパターン状の上部クラッド層を形成する上部クラッド層パターン形成工程となる。以下に、両工程について説明する。
【０２０９】
（親液性領域パターン形成工程）
親液性領域パターン形成工程は、コア層の側部から一定の幅までの濡れ性変化層の領域を親液性領域とする工程である。
【０２１０】
本工程においても、上記親液性領域全面形成工程と同様に、光触媒含有層と濡れ性変化層とをコア層の高さを所定の範囲内とすることにより、いわゆる「接触」状態とさせ、エネルギーを照射することにより親液性領域をパターン状に形成する。ただし、本工程においてはコア層の両側部から所定の幅を持ってパターン状に親液性領域を形成するものであり、この点が上記親液性領域全面工程と異なる点である。
【０２１１】
パターン状の親液性領域を形成する方法としては、撥液性領域となる領域にマスクを介してエネルギーをパターン照射する方法や、予め光触媒含有層側基板に遮光部をパターン状に配し、エネルギーを全面照射する方法等の上述した方法を全て用いることが可能である。したがって、特にここでの説明は省略する。ただし、未露光とする部分のパターンは、濡れ性変化層上の上部クラッド層が形成されない領域、例えばコア層が形成されている領域や、コア層の両側部から一定の幅以上の領域を未露光部とするようなパターンである必要がある。
【０２１２】
本工程により、コア層を取り囲むように所定の幅を持って親液性領域とすることが可能である。その他、コア層側部から上部クラッド層側部までの幅やエネルギーの照射方法等に関しては、上述したとおりなのでここでの説明は省略する。
【０２１３】
（上部クラッド層パターン形成工程）
上部クラッド層パターン形成工程は、上記親液性領域パターン形成工程により形成された濡れ性変化層上のパターン状の親液性領域に上部クラッド層を形成する工程である。
【０２１４】
この上部クラッド層パターン形成工程においては、パターン状に上部クラッド層が形成される以外は、上記上部クラッド層全面形成工程と同様であるのでここでの詳細な説明は省略する。
【０２１５】
ｂ．第４実施態様
本発明における第４実施態様は、上部クラッド層が不透明な材料で形成された態様である。
【０２１６】
このように、上部クラッド層が不透明な材料で形成される場合の製造方法としては、上述したようにコア層と上部クラッド層との界面が鏡面として作用する必要性があることから、具体的には、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、転写法、無電解メッキ法、溶解金属を用いたスプレーコート等によるコーティング法等を挙げることができ、中でも蒸着法による方法が好ましい。
【０２１７】
この場合は、コア層および上部クラッド層との界面において隙間なく金属が形成されてさえいれば、鏡面効果の作用による光の全反射が効率的に行われる。したがって、上述したように上部クラッド層が濡れ性変化層上の全面に形成されている場合でも、またパターン状に形成されている場合でも、コア層と上部クラッド層との界面において隙間なく上部クラッド層が形成されてさえいれば、この鏡面効果による光の全反射は起こる。そこで鏡面効果を損なわせない程度に、上部クラッド層が不透明な場合に用いられる上述した金属を上述した方法によって形成することが好ましい。
【０２１８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０２１９】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
【０２２０】
50×100mmの無アルカリガラス基板上に光触媒である二酸化チタンの水分散体であるSTS-01（商品名、石原産業（株）製）をスピンコーターにより塗布し、120℃で10分間の乾燥処理を行うことにより、厚さ0.1μmの光触媒含有層側基板を形成した（図１（ａ）−Ａに相当）。次にこの基板を、50×100mmのポリスチレン樹脂からなる濡れ性変化層上に、光触媒含有層が接触する向きにて密着させた（図１（ｂ）相当）。
【０２２１】
密着させた基板のガラス基板側より、開口線幅100μmのラインパターンが施されたマスクパターンを介して紫外線を900mJ/cm2照射した。
【０２２２】
照射後濡れ性変化層より光触媒含有層側基板を剥離したところ、濡れ性変化層上に同ラインパターンに即した表面エネルギーの異なるパターンを形成した。紫外線が照射された部分のみ親液性に変化し、水に対する接触角は５°以下となった。
【０２２３】
上記濡れ性変化層上の親液性領域に相当する100μmのラインパターン形成部に、ディスペンス方式にて、ポリメタクリル酸メチルのＮ−メチル−２−ピロリドン溶液を塗布したところ、ラインパターン形成部のみに溶液は付着した。これを２５０℃にて３０分間乾燥することにより硬化させた。
【０２２４】
次に上部にラインパターン状に形成されたポリメタクリル酸メチルを有する濡れ性変化層上の全面に、ポリスチレンのシクロヘキサノン溶液を塗布した。これを前述同様の乾燥方法にて硬化させることにより、ポリメタクリル酸メチルをコア層、ポリスチレン部を上部クラッド層とした光損失30dB/m以下の光導波路を形成することができた。
【０２２５】
【発明の効果】
本発明によれば、光触媒の作用を利用して濡れ性変化層上に液体との接触角が低下するように濡れ性を変化させたパターンを形成し、このパターンに沿って濡れ性変化層上にコア層を形成するので、従来行われてきたフォトリソグラフィー法と比較して、エネルギー照射後に不要な層を取り除く等の工程が不要であることから、大幅に製造効率を向上させることができと共に、フォトリソグラフィー法特有の問題点も解消することができる。また、光導波路自体に光触媒が含まれない構成とすることにより、光触媒の作用による経時的な劣化に対する心配がない光導波路を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光導波路の製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【図４】従来の光導波路の製造方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
Ａ  …  光触媒含有層側基板
Ｂ  …  光導波路基板
１  …  基板
２  …  光触媒含有層
３  …  濡れ性変化層
６  …  親液性領域
７  …  撥液性領域
８  …  コア層
９  …  上部クラッド層
【図１】
0003786860.tif 000003
【図２】
0003786860.tif 000004
【図３】
0003786860.tif 000005
【図４】
0003786860.tif 000006