JP2003202444A - Optical circuit component and its manufacturing method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein it has not been possible to obtain a manufacturing facility which does not require a vacuum device which supplies at a low price by mass-production optical circuit components such as an optical waveguide used to lay an optical fiber communication system into respective homes, as can give high dimensional precision and high reliability, and can incorporate even a large-area component on the back. <P>SOLUTION: The optical circuit component is produced by using an ink which is transparent to signal light after setting and has a larger refractive index than a substrate and air and drawing the optical circuit component directly on the substrate by a printing technique. Variation in the shrinkage rate, the contact angle with the substrate, etc., of the ink are variously devised. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷技術を用い
た、光導波路とその他の光学部品の少なくとも一方また
は双方を有する光回路部品ならびにその光回路部品の製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical circuit component having at least one or both of an optical waveguide and other optical components using a printing technique, and a method for manufacturing the optical circuit component.

【０００２】[0002]

【従来の技術】光ファイバネットワークを各家庭まで引
き込む計画が進められている。この計画の最大の難関は
各家庭と１マイル程度離れた基地局との接続コストであ
る。大容量を伝送する幹線に使用されるシステムと同様
の通信回線およびそのシステム構成を家庭まで引き込む
回線に用いることは非常に高いコストがかかるものであ
り、経済的観点から、実用的なものではない。2. Description of the Related Art There are plans to introduce an optical fiber network to each home. The biggest challenge with this plan is the cost of connecting each home to a base station about a mile away. It is very costly to use a communication line similar to the system used for the trunk line that transmits a large capacity and a line that pulls the system configuration to the home, and it is not practical from an economical point of view. .

【０００３】光回路に光導波路（以下、単に導波路とも
いう）を使用する提案が多くなされているが、前記の事
情は同様で、必要な使用を満足した上でその使用コスト
が安くなければならない。Many proposals have been made for using an optical waveguide (hereinafter, also simply referred to as a waveguide) in an optical circuit. However, the above circumstances are the same, and if the required use is satisfied and the use cost is low. I won't.

【０００４】従来の光回路上の光導波路は、ＬｉＮｂＯ
３（ニオブ酸リチウム，以下ＬＮともいう）基板などの
上にプロトン交換などの技術を用いて構成された光導波
路や、樹脂を面上に塗布した後、イオン注入などの手法
を用いて書き込まれた光学線路や、特開平８−３０４６
５０号公報に示されているような高分子材料で構成した
フレキシビリティを有する光導波路などであった。しか
し、これらの光導波路は、実用レベルのものを製造しよ
うとすると、いずれも、その製造過程において基本的に
真空容器が必要になり、大面積の光回路を製造すること
は容易ではなく、さらに、真空容器を使用するため製造
コストが高くなってしまっていた。A conventional optical waveguide on an optical circuit is LiNbO.
3 (lithium niobate, hereinafter also referred to as LN) An optical waveguide formed by a technique such as proton exchange on a substrate or the like, or a resin is applied on the surface and then written by a technique such as ion implantation. Optical line and JP-A-8-3046
It is an optical waveguide having flexibility, which is composed of a polymer material as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 50. However, in order to manufacture a practical level optical waveguide, a vacuum container is basically required in the manufacturing process, and it is not easy to manufacture a large-area optical circuit. Since the vacuum container is used, the manufacturing cost is high.

【０００５】そのため、ポリマー光ファイバーをはじめ
とする樹脂材料を利用した、大面積で、大量生産が可能
であり、かつ、安価な光回路の実用化が望まれている。
このような光導波路の提案はいくつかなされている。た
とえば、特開２００１−１５４０５２号公報（以下、文
献１ともいう）や特開平８−１１８７７７（以下、文献
２ともいう）などにその例を見ることができる。Therefore, it has been desired to put into practical use an inexpensive optical circuit which uses a resin material such as a polymer optical fiber and which can be mass-produced in a large area.
Several proposals for such an optical waveguide have been made. Examples thereof can be found, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-154052 (hereinafter also referred to as Document 1) and Japanese Patent Laid-Open No. 8-118777 (hereinafter also referred to as Document 2).

【０００６】図２３〜２７は、前記文献１に記載された
従来の光回路の製造工程の第１の例を説明するための断
面図である。23 to 27 are sectional views for explaining the first example of the conventional manufacturing process of the optical circuit described in the above-mentioned Document 1.

【０００７】図２３は、光回路、特に光導波路を製造す
る、第１の製造工程を示す断面図である。図２３におい
て、符号５０はステンレス（ＳＵＳ）製の基板、符号５
２，５２ａはドライフィルム、符号５４はＣｕ（銅）厚
膜、符号５６は凹凸構造部である。まず、図２３（Ａ）
のように、基板５０の上面に、感光性樹脂フィルムであ
るドライフィルム５２をラミネートする。この場合のド
ライフィルム５２の大きさは２００ｍｍ角で、厚さは５
０μｍである。次に、図２３（Ｂ）のように、コアおよ
び電気配線のパターンを併せ持つ開口パターンを有する
露光マスクを用いて、ドライフィルム５２に対してＵＶ
（紫外線）照射を行う。これにより、ドライフィルム５
２に潜像を形成し、続いて、露光したドライフィルム５
２を現像する。この結果、ドライフィルム５２の所定の
位置が除去され、除去部分を凹部とするドライフィルム
５２ａが基板５０上に得られる。残存したドライフィル
ム５２ａのパターンは、中間クラッド層のパターンに一
致している。次に、図２３（Ｃ）のように、ドライフィ
ルム５２ａの凹部を埋めるように、Ｃｕ厚膜５４を電気
メッキ法により５０μｍより少し厚めに形成する。Ｃｕ
厚膜５４のパターンは、コアおよび電気配線のパターン
に一致している。続いて、図２３（Ｄ）のように、Ｃｕ
厚膜５４とドライフィルム５２ａで形成されている層を
３％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して、ドライフィル
ム５２ａを剥離することにより、基板５０上の所定の位
置にＣｕ厚膜５４が形成された凹凸構造５６が得られ
る。この凹凸構造５６が中間クラッド層の鋳型となる。
ここで、Ｃｕ厚膜５４の表面の粗化処理を行う。この粗
化処理では、銅の表面を酸化させてその表面に微小な凹
凸や針状突起を形成する。FIG. 23 is a sectional view showing a first manufacturing process for manufacturing an optical circuit, particularly an optical waveguide. In FIG. 23, reference numeral 50 denotes a stainless steel (SUS) substrate, reference numeral 5
2, 52a are dry films, 54 is a Cu (copper) thick film, and 56 is an uneven structure portion. First, FIG. 23 (A)
As described above, the dry film 52 which is a photosensitive resin film is laminated on the upper surface of the substrate 50. In this case, the dry film 52 has a size of 200 mm square and a thickness of 5
It is 0 μm. Next, as shown in FIG. 23B, UV is applied to the dry film 52 by using an exposure mask having an opening pattern having both core and electric wiring patterns.
Irradiate (ultraviolet). This allows the dry film 5
2 to form a latent image, and then exposed dry film 5
Develop 2. As a result, a predetermined position of the dry film 52 is removed, and a dry film 52a having the removed portion as a recess is obtained on the substrate 50. The pattern of the remaining dry film 52a matches the pattern of the intermediate cladding layer. Next, as shown in FIG. 23C, a Cu thick film 54 is formed to be a little thicker than 50 μm by an electroplating method so as to fill the concave portion of the dry film 52a. Cu
The pattern of the thick film 54 matches the pattern of the core and the electric wiring. Then, as shown in FIG.
The layer formed of the thick film 54 and the dry film 52a was dipped in a 3% sodium hydroxide aqueous solution and the dry film 52a was peeled off, whereby the Cu thick film 54 was formed at a predetermined position on the substrate 50. The uneven structure 56 is obtained. The concavo-convex structure 56 serves as a mold for the intermediate cladding layer.
Here, the surface of the Cu thick film 54 is roughened. In this roughening treatment, the surface of copper is oxidized to form minute irregularities or needle-like protrusions on the surface.

【０００８】次に、図２４（Ａ）のように、作製した凹
凸構造５６の凹部５８に、クラッド材料であるフッ素化
ポリイミドの溶液（日立化成製のＯＰＩＮ−３２０５：
商品名）をスクリーン印刷法により流し込み、３５０℃
の温度で１時間の熱処理を行う。この焼成により、フッ
素化ポリイミド溶液の溶媒の揮発やイミド化が生じて、
凹部５８にフッ素化ポリイミド膜６０が形成される。な
お、イミド化の際に体積収縮が起こるため、溶液の流し
込みと焼成とを３回に分けて繰り返して行い、最終的に
おおよそ５０μｍ程度の厚さのフッ素化ポリイミド膜６
０を得るようにしている。続いて、図２４（Ｂ）のよう
に、光導波路として必要な寸法精度が得られるように、
フッ素化ポリイミド膜６０及びＣｕ厚膜５４の表面を研
磨して、それらの表面を平坦化すると共に、約５０μｍ
の厚さに調整する。この研磨後のフッ素化ポリイミド膜
が中間クラッド層６０ａとなる。次に、図２４（Ｃ）の
ように、研磨により平坦化した中間クラッド層６０ａお
よびＣｕ厚膜５４の上面に、ドライフィルム６２をラミ
ネートする。次に、図２４（Ｄ）のように、コアを形成
する予定の位置にあるＣｕ厚膜５４ａの上側のドライフ
ィルム６２の部分を除去する。このため、ドライフィル
ム６２の除去領域を露光し現像して除去する。これによ
り、Ｃｕ厚膜５４ａの上側に位置するドライフィルム６
２の部分に開口６４が形成される。したがって、除去さ
れるＣｕ厚膜５４ａの上面が露出する。Next, as shown in FIG. 24A, a solution of fluorinated polyimide as a cladding material (OPIN-3205 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd .:
Product name) is poured by screen printing method, 350 ℃
Heat treatment is performed at the temperature of 1 hour. By this firing, the solvent of the fluorinated polyimide solution volatilizes or imidizes,
A fluorinated polyimide film 60 is formed in the recess 58. Since volume contraction occurs during imidization, solution pouring and baking are repeated three times, and finally the fluorinated polyimide film 6 having a thickness of about 50 μm.
I am trying to get 0. Then, as shown in FIG. 24 (B), in order to obtain the dimensional accuracy required for the optical waveguide,
The surfaces of the fluorinated polyimide film 60 and the Cu thick film 54 are polished to flatten the surfaces, and at the same time, approximately 50 μm.
Adjust to the thickness of. The fluorinated polyimide film after the polishing serves as the intermediate clad layer 60a. Next, as shown in FIG. 24C, a dry film 62 is laminated on the upper surfaces of the intermediate cladding layer 60a and the Cu thick film 54, which are flattened by polishing. Next, as shown in FIG. 24D, the portion of the dry film 62 above the Cu thick film 54a at the position where the core is to be formed is removed. Therefore, the removed area of the dry film 62 is exposed, developed and removed. As a result, the dry film 6 located above the Cu thick film 54a
The opening 64 is formed in the second portion. Therefore, the upper surface of the removed Cu thick film 54a is exposed.

【０００９】次に、図２５（Ａ）のように、製造中の光
導波路チップをエッチング液に浸漬し、前工程で露出さ
せたＣｕ厚膜５４ａを除去する。このとき、他の部分の
Ｃｕ厚膜５４はドライフィルム６２により保護されてい
るため除去されない。エッチング終了後、図２５（Ｂ）
のように不要となったドライフィルム６２を剥離する。
Ｃｕ厚膜５４ａの除去部分６６は、コアの鋳型となる。
次に、図２５（Ｃ）のように、Ｃｕ厚膜の除去部分６６
にコア材料を注入する。コア用の高分子材料としては、
クラッド材料よりもフッ素含有量が少ないフッ素化ポリ
イミドの溶液を用いている。このようにフッ素含有量を
少なくすることにより、コアの光学的屈折率は中間クラ
ッド層６０ａの屈折率に比べて大きくなる。中間クラッ
ド層６０ａの形成工程と同様に、コア材料のフッ素化ポ
リイミド溶液を所定部に流し込んだ後、３５０℃の温度
で１時間の熱処理を行う。上述のように、イミド化の際
に体積収縮が起こるため、溶液の流し込みと焼成とを３
回に分けて繰り返して行うようにする。そして、最終的
に、５０μｍ以上の厚さのフッ素化ポリイミド膜６８を
形成する。続いて、図２５（Ｄ）のように、光導波路と
して必要な寸法精度が得られるようにフッ素化ポリイミ
ド膜６８の表面を研磨して、約５０μｍの厚さに調整す
る。この研磨後のフッ素化ポリイミド膜がコア６８ａと
なる。ここで、Ｃｕ厚膜５４の研磨された上面の粗化処
理を行う。Next, as shown in FIG. 25A, the optical waveguide chip being manufactured is immersed in an etching solution to remove the Cu thick film 54a exposed in the previous step. At this time, the Cu thick film 54 in the other portion is not removed because it is protected by the dry film 62. After etching, FIG. 25 (B)
The unnecessary dry film 62 is peeled off.
The removed portion 66 of the Cu thick film 54a serves as a core template.
Next, as shown in FIG. 25C, the removed portion 66 of the Cu thick film is removed.
Inject the core material into. As the polymer material for the core,
A solution of fluorinated polyimide having a lower fluorine content than the clad material is used. By reducing the fluorine content in this way, the optical refractive index of the core becomes larger than the refractive index of the intermediate cladding layer 60a. Similar to the step of forming the intermediate clad layer 60a, after the fluorinated polyimide solution of the core material is poured into a predetermined portion, heat treatment is performed at a temperature of 350 ° C. for 1 hour. As described above, since volume contraction occurs during imidization, the pouring of the solution and the firing are performed three times.
Try to repeat in divided times. Then, finally, the fluorinated polyimide film 68 having a thickness of 50 μm or more is formed. Subsequently, as shown in FIG. 25D, the surface of the fluorinated polyimide film 68 is polished so that the dimensional accuracy required for the optical waveguide is obtained, and the thickness is adjusted to about 50 μm. The fluorinated polyimide film after this polishing becomes the core 68a. Here, a roughening process of the polished upper surface of the Cu thick film 54 is performed.

【００１０】図２６（Ａ）のように、このＣｕ厚膜５４
の上面と、コア６８ａおよび中間クラッド層６０ａの上
面とに、中間クラッド層６０ａと同じ高分子光導波路材
料のフッ素化ポリイミド溶液を塗布する。そして、塗布
した溶液に対して３５０℃の温度で１時間の熱処理を施
すことにより、３０μｍの厚さのフッ素化ポリイミド膜
を上部クラッド層７０として得る。次に、図２６（Ｂ）
のように、基板５０を機械的に剥離する。引き続き、図
２６（Ｃ）のように、露出したＣｕ厚膜５４の表面に粗
化処理を施す。そして、基板５０を除去した部分に、中
間クラッド層６０ａと同じ高分子光導波路材料のフッ素
化ポリイミド溶液を塗布する。塗布したフッ素化ポリイ
ミド溶液に対して、３５０℃の温度で１時間の熱処理を
施す。この焼成により、３０μｍの厚さのフッ素化ポリ
イミド膜が下部クラッド層７２として形成される。As shown in FIG. 26A, this Cu thick film 54 is formed.
And the upper surfaces of the core 68a and the intermediate cladding layer 60a are coated with a fluorinated polyimide solution of the same polymeric optical waveguide material as that of the intermediate cladding layer 60a. Then, the applied solution is heat-treated at a temperature of 350 ° C. for 1 hour to obtain a fluorinated polyimide film having a thickness of 30 μm as the upper clad layer 70. Next, FIG. 26 (B)
As described above, the substrate 50 is mechanically peeled off. Subsequently, as shown in FIG. 26C, the exposed surface of the Cu thick film 54 is roughened. Then, a fluorinated polyimide solution of the same polymeric optical waveguide material as that of the intermediate cladding layer 60a is applied to the portion where the substrate 50 is removed. The applied fluorinated polyimide solution is heat-treated at a temperature of 350 ° C. for 1 hour. By this baking, a fluorinated polyimide film having a thickness of 30 μm is formed as the lower clad layer 72.

【００１１】以上説明したように、ドライフィルム５２
の露光および現像工程とＣｕ厚膜５４のメッキ工程とを
行い、中間クラッド層６０ａの鋳型を形成する。また、
中間クラッド層６０ａの形成後、Ｃｕ厚膜の一部５４ａ
を除去することによって、コア６８ａの鋳型を形成す
る。このような形成方法によれば、上部クラッド、中間
クラッド、コア及び下部クラッドからなる光導波路と、
Ｃｕ厚膜からなる電気配線とを併せ持つ電気配線付きフ
レキシブル光導波路を形成することができる。As described above, the dry film 52
The exposure and development steps and the Cu thick film 54 plating step are performed to form a template for the intermediate cladding layer 60a. Also,
After forming the intermediate cladding layer 60a, a portion 54a of the Cu thick film
Are removed to form a mold for the core 68a. According to such a forming method, an optical waveguide including an upper clad, an intermediate clad, a core and a lower clad,
It is possible to form a flexible optical waveguide with electric wiring that also has electric wiring made of a Cu thick film.

【００１２】図２７は、以上説明した従来の光回路の製
造方法の第１の例をまとめて示した断面図である。図２
７において、符号１０は基板、符号１２は厚膜、符号１
２ａは厚膜の一部、符号１４は凹凸構造部分、符号１６
は凹部である、符号１８は中間クラッド層、符号２０は
コア、符号２２は上部クラッド層、符号２４は下部クラ
ッド層である。FIG. 27 is a sectional view collectively showing a first example of the conventional method for manufacturing an optical circuit described above. Figure 2
7, reference numeral 10 is a substrate, reference numeral 12 is a thick film, reference numeral 1
2a is a part of the thick film, reference numeral 14 is an uneven structure portion, reference numeral 16
Is a concave portion, reference numeral 18 is an intermediate cladding layer, reference numeral 20 is a core, reference numeral 22 is an upper cladding layer, and reference numeral 24 is a lower cladding layer.

【００１３】この製造方法は、真空容器を用いないこと
により、大面積の光導波路の処理を行うことができ、印
刷技術をその製造過程の一部に用いて、製造コストの削
減をしているが、この製造過程には、エッチングが多用
されており、工数などを考慮すると安価な大量生産を可
能にするのには適した製造方法ではない。In this manufacturing method, a large-area optical waveguide can be processed without using a vacuum container, and the printing technique is used as part of the manufacturing process to reduce the manufacturing cost. However, etching is frequently used in this manufacturing process, and considering the number of steps and the like, it is not a suitable manufacturing method for enabling inexpensive mass production.

【００１４】図２８、図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）は、
文献２に記載されている従来の光回路の製造方法の第２
の例を説明する図である。図２８、図２９（Ａ）、図２
９（Ｂ）において、符号１はガラス製の凹板、符号２は
溝、符号３はインク、符号４はガラス板固定台、符号５
はブランケット胴、符号６はブランケット胴の回転軸に
対して直角の向きの矢印、符号７はシリコーンゴム製の
ブランケット、符号８は基板である。28, 29 (A) and 29 (B),
Second method of manufacturing a conventional optical circuit described in Reference 2
It is a figure explaining the example of. 28, 29A, and 2
9 (B), reference numeral 1 is a glass concave plate, reference numeral 2 is a groove, reference numeral 3 is ink, reference numeral 4 is a glass plate fixing base, reference numeral 5
Is a blanket cylinder, reference numeral 6 is an arrow directed at right angles to the axis of rotation of the blanket cylinder, reference numeral 7 is a blanket made of silicone rubber, and reference numeral 8 is a substrate.

【００１５】図２８のようにブランケットを移動させな
がら印刷すると、溝中のインクの一部がブランケットに
転移していく。このときブランケットの回転する方向に
対して、ガラス板の溝２が約３０°傾いていると、凹板
からブランケットが離れるときに溝内のインクはブラン
ケットに引き上げられ水飴を引き延ばしたように糸を引
く。その時、図２９（Ａ）に示したように、ブランケッ
トは溝に対し斜め方向に移動していくので、糸はブラン
ケットの進行方向に引き寄せられる。そのため、溝内の
インクはブランケットの進行方向に移動する。このブラ
ンケットを被印刷物である基板８に転動して印刷を行う
と、印刷された膜が図２９（Ｂ）のように、左右非対称
の膜となる。When printing is performed while moving the blanket as shown in FIG. 28, a part of the ink in the groove is transferred to the blanket. At this time, when the groove 2 of the glass plate is inclined about 30 ° with respect to the direction of rotation of the blanket, when the blanket is separated from the concave plate, the ink in the groove is pulled up by the blanket and the thread is stretched as if extending the starch syrup. Pull. At that time, as shown in FIG. 29 (A), the blanket moves diagonally with respect to the groove, so that the yarn is attracted in the traveling direction of the blanket. Therefore, the ink in the groove moves in the traveling direction of the blanket. When this blanket is rolled on the substrate 8 to be printed and printing is performed, the printed film becomes a left-right asymmetric film as shown in FIG.

【００１６】このような印刷方法を用いると、印刷され
た膜の断面が左右非対称になるため、光導波路の印刷が
可能となるが、インクの粘性を利用して左右の非対称性
を作っているため、印刷した膜の断面の形状を精度良く
作製するのは困難である。また、この印刷方法では従来
の印刷精度でしか光導波路を製造できないため、光導波
路を十分細くすることが出来ず、シングルモードの伝搬
に有効なサイズの光導波路の製造方法は難しく、精密な
光導波路の製造方法としては使えないものである。When such a printing method is used, since the cross section of the printed film becomes asymmetrical to the left and right, it is possible to print the optical waveguide, but the viscosity of the ink is used to create the asymmetry to the left and right. Therefore, it is difficult to accurately manufacture the cross-sectional shape of the printed film. Also, with this printing method, the optical waveguide can be manufactured only with the conventional printing accuracy, so the optical waveguide cannot be made sufficiently thin, and it is difficult to manufacture an optical waveguide of a size effective for single-mode propagation, and precise optical It cannot be used as a waveguide manufacturing method.

【００１７】すなわち、従来の光回路の製造方法の第１
の例は、真空容器を用いないことにより、大面積の光導
波路の処理を行うことができるが、その製造過程には、
エッチングなどが多用されており、工数などを考えると
安価な大量生産には不向きなものである。That is, the first method of manufacturing a conventional optical circuit.
In the above example, a large-area optical waveguide can be processed by not using a vacuum container.
Since etching and the like are frequently used, it is not suitable for inexpensive mass production, considering the number of steps.

【００１８】また、従来の光回路の製造方法の第２の例
は、前記大面積の光回路の大量生産を可能にし、かつ、
安価な光回路を提供せんとして提案されたものである。
この技術は、印刷技術を応用して、光回路に用いる光導
波路の印刷による製造を可能にするものであるが、この
製造方法では光導波路を十分に細くできないため、シン
グルモードの伝搬に有効なサイズの光導波路の製造方法
として十分なものでなく、また、材料の粘性を利用した
製造方法であるため、精密な製造には適していなかっ
た。The second example of the conventional method for manufacturing an optical circuit enables mass production of the large-area optical circuit, and
It was proposed to provide an inexpensive optical circuit.
This technology makes it possible to manufacture an optical waveguide used for an optical circuit by printing by applying a printing technology. However, since the optical waveguide cannot be made sufficiently thin by this manufacturing method, it is effective for propagation of a single mode. It is not sufficient as a manufacturing method of an optical waveguide of a size, and is not suitable for precise manufacturing because it is a manufacturing method utilizing the viscosity of a material.

【００１９】[0019]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような課
題を解決しようとしてなされたものであり、本発明の目
的は真空容器を必要とする電子ビーム描画方法を用いず
に、光の合波、分波、スイッチなど通信に必要な基本処
理を行う光回路の部品を、高い寸法精度と優れた性能を
有する光回路を大面積のものまで含めて大量生産出来る
ようにすることにある。そして、コンピュータ上で設計
した光回路をコンピュータに連動した形で製造できるよ
うにし、高い寸法精度で、信頼性が高く、優れた特性を
有する光回路を安価に提供しようとするものである。The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to combine light without using an electron beam drawing method requiring a vacuum container. The purpose is to enable mass production of optical circuit parts that perform basic processing required for communication, such as demultiplexing and switches, including optical circuits having high dimensional accuracy and excellent performance, even in large areas. Then, an optical circuit designed on a computer can be manufactured in a form interlocking with the computer, and an optical circuit having high dimensional accuracy, high reliability, and excellent characteristics is provided at low cost.

【００２０】そして、本発明は、印刷による描画精度
を、従来電子ビームなどを用いないと実現できない、シ
ングルモードの光を伝搬する光通信部品として通用する
線幅を実現できるような精度にし、光の損失が少ない良
質な光回路の大量生産を実現せんとするものである。Further, according to the present invention, the drawing accuracy by printing is set to such an accuracy that a line width that can be realized as an optical communication component for propagating a single mode light, which cannot be realized by using an electron beam or the like, can be realized. It aims to realize mass production of high-quality optical circuits with low loss.

【００２１】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の目的の達成を図
るため、本発明の光導波路およびその他の光学部品のい
ずれか一方または双方を有する光回路部品は、印刷する
前は液体で、印刷後に硬化し、印刷後に硬化したとき
に、伝送する光の波長において透明であって、基板およ
び空気よりも屈折率の高い特性を持ったインクを用い
て、光導波路や光学部品のパターンを基板上に直接描画
して後硬化させて光回路部品を形成したことを特徴とし
ている。In order to achieve the object of the present invention, an optical circuit component having one or both of the optical waveguide and the other optical component of the present invention is printed with a liquid before printing. The pattern of the optical waveguide or optical component is printed on the substrate using ink that is transparent at the wavelength of the transmitted light when cured after printing and has a higher refractive index than the substrate and air when cured after printing. It is characterized in that an optical circuit component is formed by directly drawing on the surface and then curing it.

【００２２】本発明の光回路部品の例は、前記基板上に
直接描画して光回路部品を形成する方法で作られている
第１の面とは異なる側の第２の面にも、光回路部品を前
記の面と同様の方法で作られていることを特徴としてい
る。The example of the optical circuit component of the present invention is such that the second surface, which is different from the first surface formed by the method of directly drawing on the substrate to form the optical circuit component, also has an optical surface. The circuit component is characterized in that it is made in the same manner as the above-mentioned surface.

【００２３】本発明の光回路部品の例は、前記第１の面
と第２の面のいずれか一方が前記基板の表側にあり他方
が前記基板の裏側にあることを特徴とすることを特徴と
している。An example of the optical circuit component of the present invention is characterized in that one of the first surface and the second surface is on the front side of the substrate and the other is on the back side of the substrate. I am trying.

【００２４】本発明の光回路部品の例は、前記インク
は、そのインクで描画される基板とインクの接触角が９
０度以下となるようなインクであることを特徴としてい
る。In the example of the optical circuit component of the present invention, the ink has a contact angle of 9 with the substrate drawn with the ink.
The ink is characterized in that it is 0 degrees or less.

【００２５】本発明の光回路部品の例は、前記基板とし
て、光導波路や光学部品を描く方向における基板とイン
クの接触角が９０度以上で、且つ、光導波路や光学部品
を描く方向と直交する方向における基板とインクの接触
角が９０度以下である異方性の表面張力を有する基板
を、あるいは異方性の表面張力を有するように表面処理
された基板を用いたことを特徴としている。In the example of the optical circuit component of the present invention, as the substrate, the contact angle between the substrate and the ink in the direction in which the optical waveguide or the optical component is drawn is 90 degrees or more, and the substrate is orthogonal to the direction in which the optical waveguide or the optical component is drawn. A substrate having an anisotropic surface tension in which the contact angle between the substrate and the ink in the direction of rotation is 90 degrees or less, or a substrate surface-treated to have an anisotropic surface tension is used. .

【００２６】本発明の光回路部品の例は、前記インクが
紫外線硬化性樹脂を用いたインクであることを特徴とし
ている。An example of the optical circuit component of the present invention is characterized in that the ink is an ink using an ultraviolet curable resin.

【００２７】本発明の光回路部品の例は、前記印刷され
た光導波路と光学部品のいずれか一方または双方の上に
ヒーターを配置したことを特徴としている。An example of the optical circuit component of the present invention is characterized in that a heater is arranged on one or both of the printed optical waveguide and the optical component.

【００２８】本発明の光回路部品の例は、硬化前は液体
で、硬化後は電気伝導を有するインクを用いた印刷を施
すことにより、ヒーターを形成したことを特徴としてい
る。An example of the optical circuit component of the present invention is characterized in that the heater is formed by printing using a liquid before curing and an ink having electrical conductivity after curing.

【００２９】本発明の光回路部品の例は、前記インクの
材料として、硬化したときよりも硬化する前の方が屈折
率が低い透明電極材料を用いたことを特徴としている。An example of the optical circuit component of the present invention is characterized in that as the ink material, a transparent electrode material having a lower refractive index before curing than before curing is used.

【００３０】本発明の光回路部品の例は、前記ヒーター
と光導波路の間に、硬化したときの前記インクよりも屈
折率が低い、信号光に対して透明な材料を配置してある
ことを特徴としている。In the example of the optical circuit component of the present invention, a material, which has a lower refractive index than the ink when cured and is transparent to signal light, is arranged between the heater and the optical waveguide. It has a feature.

【００３１】本発明の光回路部品の例は、前記光導波路
の周りを、光導波路を描いたインクの硬化したときの屈
折率よりも高い屈折率の材料で覆ったことを特徴として
いる。An example of the optical circuit component of the present invention is characterized in that the periphery of the optical waveguide is covered with a material having a refractive index higher than the refractive index of the ink in which the optical waveguide is drawn when cured.

【００３２】本発明の光回路部品の例は、前記光回路部
品の少なくとも一部をペルチェ素子の上に配置したこと
を特徴としている。An example of the optical circuit component of the present invention is characterized in that at least a part of the optical circuit component is arranged on a Peltier element.

【００３３】本発明の目的の達成を図るため、本発明の
光回路部品の製造方法は、印刷する前は液体で、印刷後
に硬化し、印刷後に硬化したときに、伝送する光の波長
において透明であって、基板および空気よりも屈折率の
高い特性を有するインクを用いて、光導波路や光学部品
のパターンを基板上に直接描画して後硬化させて光回路
部品を形成することを特徴としている。In order to achieve the object of the present invention, the method for producing an optical circuit component of the present invention is a liquid before printing, cured after printing, and when cured after printing, transparent at the wavelength of light to be transmitted. It is characterized by forming an optical circuit component by directly drawing a pattern of an optical waveguide or an optical component on the substrate and post-curing it by using an ink having a characteristic of having a higher refractive index than that of the substrate and air. There is.

【００３４】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記直接描画の方法がスクリーン印刷やインクジェット印
刷であることを特徴としている。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is characterized in that the direct drawing method is screen printing or ink jet printing.

【００３５】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記直接描画の方法が、インクを細い管から押し出し、そ
の管の先を３次元で任意の位置に移動できるような機構
を有する装置で描画することを特徴としている。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is an apparatus having a mechanism in which the direct drawing method has a mechanism capable of extruding ink from a thin tube and moving the tip of the tube to an arbitrary position in three dimensions. It is characterized by drawing with.

【００３６】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記基板上に直接描画して光導波路や光学部品を形成する
方法で作られている第１の面とは異なる側の第２の面に
も、光導波路や光学部品を前記第１の面と同様の方法で
作製することを特徴としている。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is the second surface on the side different from the first surface formed by the method of directly drawing on the substrate to form an optical waveguide or an optical component. The surface is characterized in that the optical waveguide and the optical component are manufactured by the same method as the first surface.

【００３７】本発明の光回路部品の製造方法の例は、イ
ンクの硬化収縮が、従来の光導波路の材料に比べて非常
に大きい事を特徴としている。The example of the method for producing an optical circuit component of the present invention is characterized in that the curing shrinkage of the ink is much larger than that of the conventional optical waveguide material.

【００３８】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記インクは、そのインクで描画される基板とインクの接
触角が、少なくとも１つの方向で９０度以下となるよう
なインクであることを特徴としている。An example of the method of manufacturing an optical circuit component of the present invention is that the ink is such that the contact angle between the ink drawn on the substrate and the ink is 90 degrees or less in at least one direction. Is characterized by.

【００３９】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記基板のインクをのせる面が、表面未処理の時は基板と
インクの接触角が９０度より大きく、表面処理されてい
るときは基板とインクの接触角が少なくとも１つの方向
において９０度以下となるように、基板の表面を処理を
して印刷することを特徴としている。In the example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention, when the surface of the substrate on which the ink is placed is untreated, the contact angle between the substrate and the ink is larger than 90 degrees, and the surface is treated. Is characterized in that the surface of the substrate is processed and printed so that the contact angle between the substrate and the ink is 90 degrees or less in at least one direction.

【００４０】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記基板として光導波路や光学部品を描く方向における基
板とインクの接触角が９０度以上で、且つ、光導波路や
光学部品を描く方向と直交する方向における基板とイン
クの接触角が９０度以下である異方性の表面張力を有す
る基板を、あるいは異方性の表面張力を有するように表
面処理された基板を用いることを特徴としている。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is that the contact angle between the substrate and the ink in the direction in which the optical waveguide or the optical component is drawn as the substrate is 90 degrees or more, and the direction in which the optical waveguide or the optical component is drawn. Characterized by using a substrate having an anisotropic surface tension in which a contact angle between the substrate and the ink is 90 degrees or less in a direction orthogonal to the substrate, or a substrate surface-treated so as to have an anisotropic surface tension. There is.

【００４１】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記インクが紫外線硬化性樹脂を用いたインクであること
を特徴としている。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is characterized in that the ink is an ink using an ultraviolet curable resin.

【００４２】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記印刷された光導波路と光学部品のいずれか一方または
双方の上にヒーターを配置することを特徴としている。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is characterized in that a heater is arranged on one or both of the printed optical waveguide and the optical component.

【００４３】本発明の光回路部品の製造方法の例は、硬
化前は液体で、硬化後は電気伝導を有するインクを用い
た印刷を施すことにより、ヒーターを形成することを特
徴としている。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is characterized in that a heater is formed by printing using a liquid before curing and an ink having electrical conductivity after curing.

【００４４】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記インクの材料として、硬化したときよりも硬化する前
の方が屈折率が低い、信号光に対して透明な透明電極材
料を用いたことを特徴としている。In the example of the method for producing an optical circuit component of the present invention, as the ink material, a transparent electrode material having a lower refractive index before curing than that when curing and transparent to signal light is used. It is characterized by having been.

【００４５】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記ヒーターと光導波路の間に、硬化したときの前記イン
クよりも屈折率が低い材料を配置してあることを特徴と
している。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is characterized in that a material having a refractive index lower than that of the ink when cured is arranged between the heater and the optical waveguide.

【００４６】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記光導波路の周りを、光導波路を描いたインクの硬化し
たときの屈折率よりも高い屈折率の材料で覆ったことを
特徴としている。An example of the method for producing an optical circuit component of the present invention is characterized in that the periphery of the optical waveguide is covered with a material having a higher refractive index than the refractive index of the ink in which the optical waveguide is drawn when cured. There is.

【００４７】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記光導波路の周りを覆う材料に、硬化前は液体で、硬化
後は固体となり、且つ、前記材料に覆われている光導波
路を形成しているインクよりも高い屈折率を有するイン
クを用いて描くことを特徴としている。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is that the material covering the circumference of the optical waveguide is an optical waveguide which is liquid before curing and solid after curing, and which is covered with the material. It is characterized in that the ink is drawn using an ink having a higher refractive index than the ink being formed.

【００４８】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記光回路部品が同じ基板に複数個形成されることを特徴
としている。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is characterized in that a plurality of the optical circuit components are formed on the same substrate.

【００４９】本発明の光回路部品の製造方法の例は、前
記光回路部品の少なくとも１つをペルチェ素子の上に配
置することを特徴としている。An example of the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention is characterized in that at least one of the optical circuit components is arranged on a Peltier element.

【００５０】[0050]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、説明に用いる各図は
本発明を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配
置関係などを概略的に示してある。そして本発明の説明
の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあ
り、本発明の説明に用いる図は、必ずしも実施の形態な
どの実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図
において、同様な構成成分については同一の番号を付け
て示し、重複する説明を省略することもある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that each of the drawings used for the description schematically shows the dimensions, shapes, arrangement relationships and the like of the respective constituent components so that the present invention can be understood. For convenience of explanation of the present invention, the enlargement ratio may be partially changed for illustration, and the drawings used for explanation of the present invention may not necessarily be similar to the real thing or description such as the embodiment. Further, in each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals, and the duplicate description may be omitted.

【００５１】図１は、スクリーン印刷による本発明の光
回路部品を有する光回路の製造工程を示した図である。
図１において、３０１はインクの補充および、製造に必
要な諸条件を設定する工程、３０２は作製する光回路部
品のパターンの決定を行う工程、３０３は工程３０２で
決定された光回路部品のパターンに沿って原版を作製す
る工程、３０４は工程３０３で作製された原版によって
光回路部品を印刷する工程、３０５は印刷されたインク
を硬化・乾燥させる工程である。また、このときに必要
であれば、印刷された光回路部品の上に保護膜を印刷に
より形成する工程３０５−ａ、前記保護膜を硬化乾燥さ
せる工程３０５−ｂを用いる。３０６は製造を完了させ
る工程である。FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of an optical circuit having an optical circuit component of the present invention by screen printing.
In FIG. 1, 301 is a step of replenishing ink and setting various conditions necessary for manufacturing, 302 is a step of determining a pattern of an optical circuit component to be manufactured, and 303 is a pattern of the optical circuit component determined in step 302. A step of manufacturing an original plate according to the above, 304 is a step of printing an optical circuit component by the original plate prepared in step 303, and 305 is a step of curing and drying the printed ink. At this time, if necessary, a step 305-a of forming a protective film on the printed optical circuit component by printing and a step 305-b of curing and drying the protective film are used. 306 is a step of completing the manufacturing.

【００５２】以上の工程３０１〜３０６を行うことによ
って、光回路部品を製造する。また、同じ光回路を製造
する場合は、完了工程３０６に達する前に、工程３０
４，３０５を繰り返して製造する。An optical circuit component is manufactured by performing the above steps 301 to 306. If the same optical circuit is to be manufactured, before the completion step 306 is reached, the step 30
Repeat 4,305 to manufacture.

【００５３】図２は、インクジェットプリンタあるいは
ディスペンサーによる本発明の光回路の製造工程を示し
た図である。図２で、３０７はインクの補充および製造
に必要な諸条件を設定する工程、３０８は作製する光回
路部品のパターンの決定を行う工程、３０９は工程３０
８において決定された光回路部品のパターンに沿って、
コンピュータに接続されたインクジェットプリンタまた
はｘ、ｙ、ｚ微動機構を持ったディスペンサーを用いて
光導波路を作製する工程、３１０は印刷されたインクを
硬化・乾燥させる工程、３１１は製造を完了させる工程
である。FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the optical circuit of the present invention by an ink jet printer or a dispenser. In FIG. 2, 307 is a step of setting various conditions necessary for ink replenishment and manufacturing, 308 is a step of determining a pattern of an optical circuit component to be manufactured, and 309 is a step 30.
According to the pattern of the optical circuit parts determined in 8,
A step of manufacturing an optical waveguide using an inkjet printer connected to a computer or a dispenser having an x, y, z fine movement mechanism, 310 is a step of curing and drying the printed ink, and 311 is a step of completing manufacturing. is there.

【００５４】図２において、工程３０７〜３１１を行う
ことによって光回路部品を製造する。また、同じ光回路
部品を製造する場合は、終了工程３１１を行う前に、工
程３０９，３１０を繰り返して製造する。In FIG. 2, steps 307 to 311 are carried out to manufacture an optical circuit component. When the same optical circuit component is manufactured, steps 309 and 310 are repeated before the end step 311 is performed.

【００５５】前記図１または図２において、光回路部品
をインクジェットプリンターを用いて製造する場合、プ
リンターに接続したコンピュータによって、プリンター
を制御して光導波路や光学部品を製造した。また、光回
路をスクリーン印刷によって製造する場合、光導波路や
光学部品のパターンを作製し、それを基に原版を作製
し、光導波路や光学部品を製造した。In FIG. 1 or FIG. 2, when the optical circuit component is manufactured by using the ink jet printer, the printer is controlled by the computer connected to the printer to manufacture the optical waveguide and the optical component. Further, in the case of manufacturing an optical circuit by screen printing, a pattern of an optical waveguide or an optical component was prepared, an original plate was prepared based on the pattern, and the optical waveguide or the optical component was manufactured.

【００５６】以下、前記図１または図２で説明した製造
工程の詳細および、前記製造された光回路部品の構造を
説明する。The details of the manufacturing process described with reference to FIG. 1 or 2 and the structure of the manufactured optical circuit component will be described below.

【００５７】図３はディスペンサーによる本発明による
光回路部品の製造方法を説明する図である。図３におい
て、符号３３０は光回路の基板、符号３３１はディスペ
ンサー、符号３３２はディスペンサーから押し出された
インクによって書かれた光導波路または光学部品であ
る。FIG. 3 is a diagram for explaining a method of manufacturing an optical circuit component according to the present invention using a dispenser. In FIG. 3, reference numeral 330 is a substrate of an optical circuit, reference numeral 331 is a dispenser, and reference numeral 332 is an optical waveguide or an optical component written by ink extruded from the dispenser.

【００５８】図３で、ディスペンサー３３１はインクを
保持しておくことができ、かつ、基板３３０に細い線が
書けるような孔部を持った円筒形の筒３３１ａと筒３３
１ａに入っているインクを筒３３１ａの孔部から押し出
すことが出来るような、筒３３１ａの内径よりわずかに
小さい外径を持つ押し出し部分３３１ｂによって構成さ
れている。In FIG. 3, the dispenser 331 is capable of holding ink and has a cylindrical tube 331a and a tube 33 having holes for writing a thin line on the substrate 330.
It is composed of a push-out portion 331b having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the cylinder 331a so that the ink contained in 1a can be pushed out from the hole of the cylinder 331a.

【００５９】光回路部品をディスペンサーによって製造
する場合、図３に示すように、ディスペンサーの筒３３
１ａに入っているインクを、ディスペンサーの押し出し
部分３３１ｂによって押し出しながら、ディスペンサ３
３１を図示の直交座標系での各直交するｘ，ｙ，ｚ方向
に移動し、光導波路や光学部品のパターンを書くことに
よって、光導波路や光学部品を製造した。When the optical circuit component is manufactured by the dispenser, as shown in FIG. 3, the barrel 33 of the dispenser is used.
While the ink contained in 1a is being pushed out by the push-out portion 331b of the dispenser, the dispenser 3
An optical waveguide or an optical component was manufactured by moving 31 in each of the orthogonal x, y, and z directions in the Cartesian coordinate system shown and writing a pattern of the optical waveguide or the optical component.

【００６０】このように、既存の印刷技術を用いて光導
波路や光学部品を基板上に作り光回路部品を大量に製造
した場合、光回路部品一つあたりの工数を大幅に減らす
ことができ、光回路部品製造の際のコストを下げること
が出来る。また、他の工業分野で使われている既存の技
術を用いているため、大量な製造を開始するためのコス
トも大幅に下げることが出来る。加えて、既存の印刷技
術は大量生産に非常に適しているため、この技術を用い
た本発明の光回路部品の製造方法は、光回路部品の大量
生産を容易に可能にするものである。As described above, when the optical waveguide or the optical component is formed on the substrate by using the existing printing technique and the optical circuit component is mass-produced, the man-hour for each optical circuit component can be greatly reduced. It is possible to reduce the cost when manufacturing optical circuit parts. Moreover, since the existing technology used in other industrial fields is used, the cost for starting mass production can be significantly reduced. In addition, since the existing printing technology is very suitable for mass production, the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention using this technology enables mass production of optical circuit components easily.

【００６１】図４は本発明の光回路部品の製造方法によ
って製造された光回路部品の構造を説明する図である。
図４において、符号３４０は基板、符号３４１は基板３
４０上に半球状に形成されたマイクロレンズ、符号３４
２は基板に対して垂直な方向から見たときの半球状マイ
クロレンズ３４１の中心を通る直線である。この半球状
マイクロレンズ３４１は、基板３４０上に図１または２
に示した方法で印刷されたものである。図４のように、
半球状に基板３４０の上にマイクロレンズの材料を印刷
することによって、基板上にマイクロレンズ３４１を形
成した。また、このとき基板３４０が基板面の垂直方向
に対し、透明な材質で形成されている場合、マイクロレ
ンズ３４１は平凸レンズとして使用することが出来る。FIG. 4 is a diagram for explaining the structure of an optical circuit component manufactured by the method for manufacturing an optical circuit component of the present invention.
In FIG. 4, reference numeral 340 is a substrate, and reference numeral 341 is a substrate 3.
A hemispherical microlens on 40, 34
Reference numeral 2 is a straight line passing through the center of the hemispherical microlens 341 when viewed from the direction perpendicular to the substrate. This hemispherical microlens 341 is formed on the substrate 340 as shown in FIG.
It is printed by the method shown in. As shown in Figure 4,
The microlens 341 was formed on the substrate by printing the material of the microlens on the substrate 340 in a hemispherical shape. At this time, when the substrate 340 is made of a transparent material in the direction perpendicular to the substrate surface, the microlens 341 can be used as a plano-convex lens.

【００６２】図５〜図１１は、本発明の製造方法によっ
て製造された光導波路を説明する図である。また、前記
光導波路は前記図１または図２に示した工程によって製
造されたものである。5 to 11 are views for explaining the optical waveguide manufactured by the manufacturing method of the present invention. The optical waveguide is manufactured by the process shown in FIG. 1 or 2.

【００６３】図５は、本発明の製造方法によって製造さ
れた光導波路を説明するための図である。図５におい
て、符号３５０は基板、符号３５１は光導波路のコア部
である。図５のように、インクを用いて基板上にコア部
３５１を印刷することによって、光導波路を形成するこ
とができる。FIG. 5 is a diagram for explaining an optical waveguide manufactured by the manufacturing method of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 350 is a substrate, and reference numeral 351 is a core portion of the optical waveguide. As shown in FIG. 5, the optical waveguide can be formed by printing the core portion 351 on the substrate using ink.

【００６４】図６は本発明による光導波路波の図５のＩ
−ＩＩで示した部分の一例を説明する断面図である。FIG. 6 shows the optical waveguide wave according to the present invention shown in FIG.
It is sectional drawing explaining an example of the part shown by -II.

【００６５】図７は図６に示した部分の製造方法を説明
する断面図である。図７において、符号３７０は基板、
符号３７１と３７２は光導波路のコア部である。図７
で、コア部３７１は適宜選択されたインクを用いて基板
３７０上に印刷され、インクが硬化すると収縮してコア
部３７２になる。なお、図７の硬化前と硬化後の図は同
一の縮尺で表されている。図７のように、書いた直後は
用いる印刷装置の限界までしか小さくないが、書いた後
に、材料の効果収縮により印刷装置の限界以上に小さく
なるような材料、を用いることによって、シングルモー
ドを伝搬させることが出来る光導波路をも作製すること
が出来る。これにより、従来出来なかった、シングルモ
ードを伝搬させることが出来る光導波路を有する光回路
の安価な大量生産が可能となる。FIG. 7 is a sectional view for explaining a method of manufacturing the portion shown in FIG. In FIG. 7, reference numeral 370 is a substrate,
Reference numerals 371 and 372 are core portions of the optical waveguide. Figure 7
Then, the core part 371 is printed on the substrate 370 by using an appropriately selected ink, and when the ink cures, the core part 371 contracts to become the core part 372. The drawings before and after curing in FIG. 7 are shown at the same scale. As shown in FIG. 7, by using a material that is smaller than the limit of the printing device used immediately after writing but becomes smaller than the limit of the printing device due to the effect shrinkage of the material after writing, the single mode is An optical waveguide capable of propagating can also be manufactured. As a result, it becomes possible to mass-produce inexpensively an optical circuit having an optical waveguide capable of propagating a single mode, which has been impossible in the past.

【００６６】また、コア部の材料に紫外線硬化樹脂を用
いることで、描画と硬化の工程を分離することができ、
工程管理が容易となる。また、印刷のあとで、一部を取
り去るなどの修正も容易に行える。さらに、集光した赤
外の超短パルスレーザ光を照射して２光子吸収過程を生
じさせることによって、照射した部分だけを硬化させる
ことができ、印刷で書いた光導波路よりも、さらに細い
光導波路を形成することが出来る。Further, by using an ultraviolet curable resin as the material of the core part, the drawing and curing steps can be separated,
Process control becomes easy. Further, after printing, it is possible to easily make corrections such as removing a part. Furthermore, by irradiating a focused infrared ultra-short pulse laser beam to cause a two-photon absorption process, only the irradiated part can be cured, and the light guide is thinner than the light guide printed. Waveguides can be formed.

【００６７】図８は本発明による光導波路の図５のＩ−
ＩＩで示した部分の他の例を説明する断面図である。図
８において、符号８０は基板、符号８１はコア部であ
る。図８で、コア部８１は適宜選択されたインクを用い
て図１または２に示した方法で、材料を適宜選択された
基板８０上に印刷されている。図８のように、インクを
基板８０に印刷したとき、コア部８１と基板８０の接触
角θが鋭角になるようなインクの材料、基板材料、雰囲
気ガスを選択して、基板８０上に光導波路を形成した。FIG. 8 shows the optical waveguide according to the present invention in FIG.
It is sectional drawing explaining the other example of the part shown by II. In FIG. 8, reference numeral 80 is a substrate, and reference numeral 81 is a core portion. In FIG. 8, the core portion 81 is printed on the substrate 80 whose material is appropriately selected by the method shown in FIG. 1 or 2 by using the appropriately selected ink. As shown in FIG. 8, when the ink is printed on the substrate 80, the ink material, the substrate material, and the atmosphere gas are selected so that the contact angle θ between the core portion 81 and the substrate 80 becomes an acute angle, and the light is projected onto the substrate 80. A waveguide was formed.

【００６８】このように光導波路を製造した場合、コア
の断面形状を円に近づけることができ、その結果、伝搬
する光の横モードが円に近くなる。これによって、伝搬
の際に損失の少ない光導波路の作成が可能となる。ま
た、同じインクの量でもより半径の小さい円柱が書ける
ことになるので、より細い光導波路を作成することが可
能となる。When the optical waveguide is manufactured in this manner, the cross-sectional shape of the core can be made close to a circle, and as a result, the transverse mode of propagating light becomes close to a circle. This makes it possible to create an optical waveguide with little loss during propagation. Further, since a cylinder having a smaller radius can be written even with the same amount of ink, it is possible to create a thinner optical waveguide.

【００６９】図９は本発明による光導波路の図５のＩ−
ＩＩで示した部分のさらに他の例を説明する断面図であ
る。図９において、符号９０は基板、符号９１はコア部
である。図９のように、コア部９１が接触する部分の基
板９０の表面層９０ａを、コア部９１を形成するインク
と基板９０の接触角θ１が鋭角になるように改質して、
光導波路を作製した。この場合は図８に示した光導波路
と同様にコアの断面形状が円に近く、伝搬する光の横モ
ードが円に近い光導波路の作成が可能となる。FIG. 9 shows the optical waveguide according to the present invention in FIG.
It is sectional drawing explaining the further another example of the part shown by II. In FIG. 9, reference numeral 90 is a substrate, and reference numeral 91 is a core portion. As shown in FIG. 9, the surface layer 90a of the substrate 90 in the portion in contact with the core portion 91 is modified so that the contact angle θ1 between the ink forming the core portion 91 and the substrate 90 is an acute angle,
An optical waveguide was prepared. In this case, like the optical waveguide shown in FIG. 8, it is possible to form an optical waveguide in which the cross-sectional shape of the core is close to a circle and the transverse mode of propagating light is close to a circle.

【００７０】図１０は本発明による図５のＩ−ＩＩで示
した部分のさらに他の例を説明する断面図である。図１
０において、符号１００は基板、符号１０１は基板をコ
ートしている材料、符号１０２はコア部である。図１０
のように、基板１００の表面をコア部１０２とコート材
料１０１の接触角θ２が鋭角になるように材料を選択し
たコート材料１０１でコートすることによって、図８に
示した光導波路と同様の光導波路の作成が可能となる。FIG. 10 is a sectional view for explaining still another example of the portion shown by I-II in FIG. 5 according to the present invention. Figure 1
In 0, reference numeral 100 is a substrate, reference numeral 101 is a material coating the substrate, and reference numeral 102 is a core portion. Figure 10
As described above, by coating the surface of the substrate 100 with the coating material 101 whose material is selected so that the contact angle θ2 between the core portion 102 and the coating material 101 is an acute angle, the optical waveguide similar to the optical waveguide shown in FIG. It is possible to create a waveguide.

【００７１】図１１は本発明による光導波路の図５のＩ
−ＩＩで示した部分のさらに他の例を説明する断面図で
ある。図１１において、符号１１０は基板、符号１１１
は改質された基板部分、または基板をコートしている材
料、符号１１２はコア部である。図１１のように、効果
収縮性を持ち、かつ、適宜選択された基板表面部または
コート素材１１１に対して、接触角θ２が鋭角になるよ
うな材料でコア部１１２を形成した。図１１のように材
料を選択して、印刷を行うと、図７のような、印刷限界
より小さな径で、かつ、図８または図９または図１０に
記載の光導波路のような、コアの断面形状が円に近く、
伝搬光の横モードを円に近くすることが出来る光導波路
を作製することが出来る。これにより、シングルモード
を伝搬させることができ、かつ、伝搬の際の損失が少な
い良質な光導波路の生産が出来る。FIG. 11 shows an optical waveguide according to the present invention shown in FIG.
It is sectional drawing explaining the further another example of the part shown by -II. In FIG. 11, reference numeral 110 is a substrate and reference numeral 111.
Is a modified substrate portion or a material coating the substrate, and reference numeral 112 is a core portion. As shown in FIG. 11, the core portion 112 was formed of a material having an effect shrinkability and having a contact angle θ2 of an acute angle with respect to the substrate surface portion or the coating material 111 selected appropriately. When a material is selected as shown in FIG. 11 and printing is performed, a core having a diameter smaller than the printing limit as shown in FIG. 7 and a core such as the optical waveguide shown in FIG. 8 or 9 or 10 is formed. The cross-sectional shape is close to a circle,
It is possible to manufacture an optical waveguide in which the transverse mode of propagating light can be made close to a circle. This makes it possible to propagate a single mode and produce a good-quality optical waveguide with little loss during propagation.

【００７２】図１２〜１４は、本発明の光導波路や光学
部品の製造方法において使用されるインクおよび基板の
特性を説明する図である。12 to 14 are views for explaining the characteristics of the ink and the substrate used in the method of manufacturing the optical waveguide and the optical component of the present invention.

【００７３】図１２は、本発明に用いるインクおよび基
板を説明するための、基板の真上から見た図である。図
１２において、基板１２０は、図の座標軸のｘ軸方向に
対してのみ、特定の材料に対する接触角（図示せず）が
鋭角になるような性質を持った基板、符号１２１は光回
路部品、１２２と１２３は説明の都合上用いる点線、
ｘ、ｙ、ｚは座標軸でｚ軸は紙面に垂直である。FIG. 12 is a view for explaining the ink and the substrate used in the present invention as seen from directly above the substrate. In FIG. 12, a substrate 120 is a substrate having a property that a contact angle (not shown) with respect to a specific material becomes an acute angle only in the x-axis direction of the coordinate axis in the figure, and reference numeral 121 denotes an optical circuit component. 122 and 123 are dotted lines used for convenience of explanation,
x, y, and z are coordinate axes, and the z axis is perpendicular to the paper surface.

【００７４】図１３は、図１２の点線１２２に沿っての
光回路部品１２１のｘｚ平面による断面図である。FIG. 13 is a sectional view of the optical circuit component 121 taken along the dotted line 122 of FIG. 12 taken along the xz plane.

【００７５】図１４は、図１２の点線１２３に沿っての
光回路部品１２１のｙｚ平面による断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the optical circuit component 121 taken along the dotted line 123 in FIG. 12, taken along the yz plane.

【００７６】図１３と図１４からわかるように、光回路
部品１２１を作製するインクと基板１２０の接触角は、
ｘ方向においては鋭角となり、ｙ軸方向においては鈍角
となっている。したがって、この場合、光導波路の断面
がｘｚ平面にあるようにして、ｙ方向に光導波路を伸ば
して形成することができる。As can be seen from FIGS. 13 and 14, the contact angle between the ink for producing the optical circuit component 121 and the substrate 120 is
It has an acute angle in the x direction and an obtuse angle in the y axis direction. Therefore, in this case, the optical waveguide can be formed by extending the optical waveguide in the y direction with the cross section of the optical waveguide lying in the xz plane.

【００７７】図１５は、本発明の製造方法によって製造
された光導波路をさらに説明する図である。また、前記
光導波路は図１または図２に示した工程によって製造さ
れたものである。図１５において、符号１５０は図１２
の基板１２０と同じ性質を持った、図の座標軸のｘ軸方
向に対してのみ、特定の材料に対して接触角（図示せ
ず）が鋭角になるような性質を持った基板、符号１５１
は基板１５０に対して前記特定の材料で形成されたコア
部である。図１５のように、図１２〜図１４で説明した
ような性質を持つ基板に対し、適宜選択した材料で光導
波路を形成した。これにより従来等方性の界面張力を持
つ基板に用いた場合の問題を解決することができた。FIG. 15 is a diagram for further explaining the optical waveguide manufactured by the manufacturing method of the present invention. The optical waveguide is manufactured by the process shown in FIG. 1 or 2. In FIG. 15, reference numeral 150 designates FIG.
151, which has the same property as that of the substrate 120, and has a property that the contact angle (not shown) becomes an acute angle with respect to a specific material only in the x-axis direction of the coordinate axis in the figure.
Is a core portion made of the specific material for the substrate 150. As shown in FIG. 15, an optical waveguide was formed of a material appropriately selected on a substrate having the properties described in FIGS. 12 to 14. As a result, it was possible to solve the problem when used for a substrate having a conventional isotropic interfacial tension.

【００７８】図１６は、本発明の製造方法によって製造
された光導波路をさらに説明する図で、図１と図２を用
いて説明した工程によって製造されたものである。図１
６において、１６０は基板、１６１は紫外線硬化樹脂を
材料とするインクを用いて作製したコア部である。図１
６のように、基板１６０上に印刷して作製したコア部１
６１の一部１６１ａに、集光した赤外の短パルス光を照
射することで２光子吸収過程を起こし、前記１６１ａ部
を硬化させることにより、硬化部分１６１ｂを形成する
ことができた。これにより、印刷で書いた線幅よりも細
い線幅を有する光導波路を作製することができた。ま
た、上記の方法は、描画と硬化の工程を分離することが
でき、工程管理が容易となる、そのため、光導波路の生
産コストを下げることが出来る。FIG. 16 is a diagram for further explaining the optical waveguide manufactured by the manufacturing method of the present invention, which is manufactured by the process described with reference to FIGS. 1 and 2. Figure 1
In FIG. 6, 160 is a substrate, and 161 is a core portion manufactured using an ink made of an ultraviolet curable resin. Figure 1
6, the core portion 1 produced by printing on the substrate 160.
It was possible to form the cured portion 161b by irradiating the portion 161a of 61 with condensed infrared short pulse light to cause a two-photon absorption process and curing the portion 161a. Thereby, an optical waveguide having a line width narrower than the line width written by printing could be manufactured. In addition, the above-mentioned method can separate the drawing and curing steps and facilitates the process control. Therefore, the production cost of the optical waveguide can be reduced.

【００７９】以上、図５〜図１６で説明した本発明の光
導波路の製造方法を用いて、マルチモードの伝搬をする
ための伝搬損失が少ない良質な光導波路を、安価に大量
生産することができる。また、本発明によれば、マルチ
モード伝搬用の光導波路のみならず、シングルモードの
伝搬をするための伝搬損失が少ない良質な光導波路をも
安価に大量生産することが出来る。As described above, the optical waveguide manufacturing method of the present invention described with reference to FIGS. 5 to 16 can be used to mass-produce inexpensive optical waveguides of low propagation loss for multimode propagation at low cost. it can. Further, according to the present invention, not only optical waveguides for multi-mode propagation but also high-quality optical waveguides with low propagation loss for propagating single mode can be mass-produced at low cost.

【００８０】図１７は、本発明の製造方法によって製造
された光導波路および光学部品をさらに説明する図であ
る。また、前記光導波路は図１と図２を用いて説明した
工程によって製造されたものである。図１７において、
１７０は基板、１７１は光導波路のコア部、１７２はマ
イクロヒーターである。FIG. 17 is a diagram further explaining the optical waveguide and the optical component manufactured by the manufacturing method of the present invention. The optical waveguide is manufactured by the process described with reference to FIGS. In FIG.
170 is a substrate, 171 is a core portion of an optical waveguide, and 172 is a micro heater.

【００８１】図１８は図１７の点線１７３のところでの
基板に対して垂直な平面で切った断面図である。図１７
および図１８で、マイクロヒーター１７２は基板１７０
上に印刷された光導波路のコア部１７１を覆うように設
けられている。FIG. 18 is a sectional view taken along the plane perpendicular to the substrate at the dotted line 173 in FIG. FIG. 17
18 and FIG. 18, the micro heater 172 is the substrate 170.
It is provided so as to cover the core portion 171 of the optical waveguide printed above.

【００８２】上記のようにマイクロヒーターで光導波路
のコア部を覆うと、前記光導波路の材料が、屈折率Ｎの
温度Ｔに関する変化率ｄＮ／ｄＴが大きいものである場
合、温度を制御することで光導波路の透過や、カットオ
フ周波数などを制御することができる。また、前記マイ
クロヒーターは前記制御を利用することによって、光量
調整器として用いることもできる。When the core portion of the optical waveguide is covered with the microheater as described above, if the material of the optical waveguide has a large rate of change dN / dT of the refractive index N with respect to the temperature T, the temperature should be controlled. Can control the transmission of the optical waveguide and the cutoff frequency. Further, the micro-heater can also be used as a light quantity adjuster by utilizing the control.

【００８３】また、前記マイクロヒーターは電気伝導性
のインクで印刷によって製造することもでき、マイクロ
ヒーターに用いる電気配線も図１と図２を用いて説明し
た工程によって製造することができ、さらに、電極の材
料として屈折率がコアの屈折率より低いものを選択すれ
ば、面に垂直な方向の光も遮らないので、設計の幅を増
すことができる。The micro-heater can also be manufactured by printing with an electrically conductive ink, and the electric wiring used for the micro-heater can also be manufactured by the process described with reference to FIGS. 1 and 2. If a material having a refractive index lower than that of the core is selected as the material of the electrode, the light in the direction perpendicular to the plane is not blocked, so that the range of design can be increased.

【００８４】図１９は、本発明の製造方法によって製造
された光導波路や光学部品さらにを説明する断面図であ
る。また、前記光導波路や光学部品は図１と図２を用い
て説明した工程によって製造することができるものであ
る。図１９において、１９０は基板、１９１は光導波路
のコア部、１９２マイクロヒーター、１９３はコア部１
９１とマイクロヒーターとの中間層である。コア部１９
１は基板１９０上に印刷されて製造されており、中間層
１９３はコア部１９１が印刷された後に、コア部１９１
の屈折率より低い屈折率をもつ材料でコア部１９１を覆
うように印刷されており、マイクロヒーター１９２は中
間層１９３を覆うように設けられている。FIG. 19 is a sectional view for explaining an optical waveguide and an optical component manufactured by the manufacturing method of the present invention. Further, the optical waveguide and the optical component can be manufactured by the steps described with reference to FIGS. In FIG. 19, reference numeral 190 is a substrate, 191 is a core portion of an optical waveguide, 192 micro heaters, and 193 is a core portion 1.
It is an intermediate layer between 91 and the micro heater. Core part 19
1 is printed on the substrate 190, and the intermediate layer 193 has the core portion 191 after the core portion 191 is printed.
It is printed so as to cover the core portion 191 with a material having a refractive index lower than that of the micro heater 192, and the micro heater 192 is provided so as to cover the intermediate layer 193.

【００８５】上記のように、マイクロヒーターとコア部
の間に中間層を設けることによって、図１７および１８
で説明した、電極の材料として透明電極に使われている
材料と同じものを使用した場合と同様に設計の幅を増す
ことができる。また、マイクロヒーター及び中間層は印
刷によっても作製でき、それ以外の方法によっても作製
できる。As described above, by providing the intermediate layer between the micro-heater and the core portion, as shown in FIGS.
The range of design can be increased in the same manner as in the case of using the same material as that used for the transparent electrode as the material of the electrode described in the above. Further, the micro-heater and the intermediate layer can be produced by printing, and can also be produced by other methods.

【００８６】図２０は本発明の製造方法によって製造さ
れた光導波路や光学部品をさらに説明する断面図であ
る。前記光導波路や光学部品は図１と図２を用いて説明
した工程によって製造できるものである。図２０におい
て、２００は基板、２０１はコア部、２０２はコア部２
０１の屈折率よりも低い屈折率の材料でつくられた被覆
部である。図２０で、コア部２０１は基板２００上に印
刷によって製造されており、被覆部２０２はコア部２０
１を覆うように配置されている。FIG. 20 is a sectional view for further explaining the optical waveguide and the optical component manufactured by the manufacturing method of the present invention. The optical waveguide and the optical component can be manufactured by the process described with reference to FIGS. In FIG. 20, reference numeral 200 is a substrate, 201 is a core portion, and 202 is a core portion 2.
The coating is made of a material having a refractive index lower than that of 01. In FIG. 20, the core part 201 is manufactured by printing on the substrate 200, and the covering part 202 is the core part 20.
It is arranged so as to cover 1.

【００８７】図２１は本発明の製造方法によって製造さ
れた光導波路や光学部品を説明する断面図である。ま
た、前記光導波路や光学部品は前記図１または図２に示
した工程によって製造できるものである。図２１におい
て、２１０は基板、２１１はコア部、２１２はコア部２
１１の屈折率よりも低い屈折率の材料でつくられた被覆
部である。図２１で、コア部２１１は基板２１０上に印
刷によって製造されており、被覆部２１２はコア部２１
１を覆うように配置されている。FIG. 21 is a sectional view for explaining an optical waveguide or an optical component manufactured by the manufacturing method of the present invention. Further, the optical waveguide and the optical component can be manufactured by the process shown in FIG. 1 or 2. In FIG. 21, 210 is a substrate, 211 is a core part, and 212 is a core part 2.
A coating made of a material having a refractive index lower than that of 11. In FIG. 21, the core part 211 is manufactured by printing on the substrate 210, and the covering part 212 is the core part 21.
It is arranged so as to cover 1.

【００８８】図２０および図２１に示した、コア部の屈
折率よりも低い屈折率の材料でつくられた被覆部でコア
部を覆うと、コア部が被覆部によって保護され、かつ、
被覆部の屈折率がコア部の屈折率よりも低いため、本来
の特性を変えることなく、外部からの影響を受けにくく
することができる。また、前記被覆部は図１と図２を用
いて説明した工程によって製造することもでき、また、
それ以外の方法によっても製造できるものである。When the core portion is covered with the covering portion made of a material having a refractive index lower than that of the core portion shown in FIGS. 20 and 21, the core portion is protected by the covering portion, and
Since the refractive index of the covering portion is lower than the refractive index of the core portion, it is possible to prevent the influence from the outside without changing the original characteristics. Further, the covering portion can be manufactured by the process described with reference to FIGS. 1 and 2, and
It can also be manufactured by other methods.

【００８９】また、図４〜２１で説明した光導波路や光
学部品は、アレイになるように、製造することができ
る。このようにすることで、集積度を上げることができ
る。The optical waveguides and optical components described with reference to FIGS. 4 to 21 can be manufactured so as to form an array. By doing so, the degree of integration can be increased.

【００９０】図２２は本発明の製造方法によって製造さ
れた光導波路や光学部品をさらに説明する断面図であ
る。前記光導波路や光学部品は図１と図２を用いて説明
した工程によって製造できるものである。図２２におい
て、２２０は基板、２２１は光導波路のコア部、２２２
はペルチェ素子である。図２２のように、ペルチェによ
ってコア部２２１の温度を制御することによって、温度
に敏感な高分子をインクの材料として用いることができ
る。FIG. 22 is a sectional view for further explaining the optical waveguide and the optical component manufactured by the manufacturing method of the present invention. The optical waveguide and the optical component can be manufactured by the process described with reference to FIGS. In FIG. 22, 220 is a substrate, 221 is a core portion of an optical waveguide, 222
Is a Peltier element. As shown in FIG. 22, by controlling the temperature of the core portion 221 by Peltier, a temperature-sensitive polymer can be used as a material for ink.

【００９１】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記実施の形態に狭く限定されるもので
はなく、本発明の技術思想に基づいて、種々の材率、形
状、構成などのバリエーションと包含するものである。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but various material ratios, shapes, configurations, etc., based on the technical idea of the present invention. Variations of and include.

【００９２】[0092]

【発明の効果】以上本発明について説明したように、本
発明によれば、真空容器を必要とする電子ビーム描画方
法を用いずに、光の合波、分波、スイッチなど通信に必
要な基本処理を行う光回路部品を、高い寸法精度と優れ
た性能を有する光回路を大面積のものまで含めて安価に
大量生産することができ、さらに、印刷による描画精度
を、従来電子ビームなどを用いないと実現できない、シ
ングルモードの光を伝搬する光通信部品として通用する
線幅を実現できるような精度にし、光の損失が少ない良
質な光回路を安価に大量生産することができ、高速大容
量通信の実用化に大きく貢献するという多大な効果をも
たらすものである。As described above, according to the present invention, the basics required for communication such as optical multiplexing, demultiplexing, and switching without using the electron beam drawing method that requires a vacuum container. Optical circuit components for processing can be mass-produced at low cost, including optical circuits with high dimensional accuracy and excellent performance, even in large areas. It is possible to mass-produce high-quality optical circuits with little loss of light at low cost, with high precision and with high precision so that a line width that can be used as an optical communication component that propagates single-mode light, which cannot be realized without it, can be realized. This has a great effect of making a great contribution to the practical use of communication.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明による光導波路や光学部品を有する光
回路部品の製造工程を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a manufacturing process of an optical circuit component having an optical waveguide and an optical component according to the present invention.

【図２】 本発明による光導波路や光学部品を有する光
回路部品の製造工程を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of an optical circuit component having an optical waveguide and an optical component according to the present invention.

【図３】 本発明による光回路部品の製造方法を説明す
る図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing an optical circuit component according to the present invention.

【図４】 本発明による光回路部品の構造を説明する図
である。FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of an optical circuit component according to the present invention.

【図５】 本発明による光導波路を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an optical waveguide according to the present invention.

【図６】 図５の光導波路の一例を説明する断面図であ
る。6 is a cross-sectional view illustrating an example of the optical waveguide of FIG.

【図７】 図６の光導波路の製造方法を説明する断面図
である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the optical waveguide in FIG.

【図８】 図５の光導波路の他の例を説明する断面図で
ある。8 is a cross-sectional view illustrating another example of the optical waveguide of FIG.

【図９】 図５の光導波路のさらに他の例を説明する断
面図である。9 is a cross-sectional view illustrating still another example of the optical waveguide in FIG.

【図１０】 図５の光導波路のさらに他の例を説明する
断面図である。10 is a sectional view illustrating still another example of the optical waveguide shown in FIG.

【図１１】 図５の光導波路のさらに他の例を説明する
断面図である。11 is a sectional view illustrating still another example of the optical waveguide shown in FIG.

【図１２】 本発明に用いるインクを説明する図であ
る。FIG. 12 is a diagram illustrating ink used in the present invention.

【図１３】 本発明に用いるインクを説明する図であ
る。FIG. 13 is a diagram illustrating ink used in the present invention.

【図１４】 本発明に用いるインクを説明する図であ
る。FIG. 14 is a diagram illustrating ink used in the present invention.

【図１５】 本発明による光導波路をさらに説明する図
である。FIG. 15 is a diagram further illustrating the optical waveguide according to the present invention.

【図１６】 本発明による光導波路をさらに説明する図
である。FIG. 16 is a diagram further illustrating the optical waveguide according to the present invention.

【図１７】 本発明による光導波路をさらに説明する図
である。FIG. 17 is a diagram further explaining the optical waveguide according to the present invention.

【図１８】 図１７の点線１７３の部分の断面図であ
る。FIG. 18 is a sectional view of a portion along a dotted line 173 in FIG.

【図１９】 本発明による光導波路をさらに説明する断
面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view further illustrating the optical waveguide according to the present invention.

【図２０】 本発明による光導波路をさらに説明する断
面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view further illustrating the optical waveguide according to the present invention.

【図２１】 本発明による光導波路をさらに説明する断
面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view further illustrating the optical waveguide according to the present invention.

【図２２】 本発明による光導波路をさらに説明する断
面図である。FIG. 22 is a sectional view for further explaining the optical waveguide according to the present invention.

【図２３】 従来の光回路の第１の例の製造工程を説明
する図である。FIG. 23 is a diagram illustrating a manufacturing process of the first example of the conventional optical circuit.

【図２４】 従来の光回路の第１の例の製造工程を説明
する図である。FIG. 24 is a diagram illustrating a manufacturing process of the first example of the conventional optical circuit.

【図２５】 従来の光回路の第１の例の製造工程を説明
する図である。FIG. 25 is a diagram illustrating a manufacturing process of the first example of the conventional optical circuit.

【図２６】 従来の光回路の第１の例の製造工程を説明
する図である。FIG. 26 is a diagram illustrating a manufacturing process of the first example of the conventional optical circuit.

【図２７】 従来の光回路の第１の例の製造工程を説明
する図である。FIG. 27 is a diagram illustrating a manufacturing process of the first example of the conventional optical circuit.

【図２８】 従来の光回路の第２の製造工程を説明する
図である。FIG. 28 is a diagram illustrating a second manufacturing process of the conventional optical circuit.

【図２９】 従来の光回路の第２の製造工程を説明する
図である。FIG. 29 is a diagram illustrating a second manufacturing process of the conventional optical circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：凹板 ２：溝 ３：インク ４：固定台 ５：ブランケット胴 ７：ブランケット ８，１０，５０，７０，８０，９０，１００，１１０，
１２０，１５０，１６０，１７０，１９０，２００，２
１０，２２０，３３０，３４０，３５０：基板 １２，１２ａ，５４，５４ａ：厚膜 １６：凹部 １８，２２，２４，６０ａ：クラッド層 ２０，６８ａ：コア ５２，５２ａ，６２：ドライフィルム ５６：凹凸部構造 ６０，６８：ポリイミド膜 ７１，７２，８１，９１，１０２，１１２，１５１，１
６１，１６１ａ，１６１ｂ，１７１，１９１，２０１，
２１１，２２１，３５１：光導波路のコア部 ９０ａ，１０１，１１１：基板の改質層または基板コー
ト材料 １２１：光回路部品 １２２，１２３，１７３：点線 １７２，１９２：ヒーター １９３：中間層 ２０２，２１２：被覆部 ２２２：ペルチェ素子 ３０１〜３１１：製造工程 ３３１：ディスペンサ ３３１ａ：ディスペンサの筒 ３３１ｂ：押し出し部分 ３３２：光導波路または光学部品 ３４１：マイクロレンズ θ，θ１，θ２：接触角1: concave plate 2: groove 3: ink 4: fixing table 5: blanket cylinder 7: blanket 8, 10, 50, 70, 80, 90, 100, 110,
120, 150, 160, 170, 190, 200, 2
10, 220, 330, 340, 350: Substrate 12, 12a, 54, 54a: Thick film 16: Recessed portions 18, 22, 24, 60a: Cladding layer 20, 68a: Core 52, 52a, 62: Dry film 56: Concavo-convex Part structure 60, 68: Polyimide film 71, 72, 81, 91, 102, 112, 151, 1
61, 161a, 161b, 171, 191, 201,
211, 221, 351: Core parts 90a, 101, 111 of optical waveguide: Modified layer of substrate or substrate coating material 121: Optical circuit components 122, 123, 173: Dotted lines 172, 192: Heater 193: Intermediate layers 202, 212 : Coating 222: Peltier elements 301 to 311: manufacturing process 331: dispenser 331a: dispenser cylinder 331b: extruded portion 332: optical waveguide or optical component 341: microlenses θ, θ1, θ2: contact angle

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 印刷する前は液体で、印刷後に硬化し、
印刷後に硬化したときに、伝送する光の波長において透
明であって、基板および空気よりも屈折率の高い特性を
持ったインクを用いて、光導波路とその他の光学部品の
少なくとも一方または双方を有する光回路部品のパター
ンを基板上に直接描画して後硬化させて光回路部品を形
成したことを特徴とする光回路部品。1. A liquid before printing, which hardens after printing,
An ink that is transparent at the wavelength of transmitted light when it is cured after printing and has a higher refractive index than the substrate and air, and has at least one or both of an optical waveguide and other optical components. An optical circuit component characterized in that the pattern of the optical circuit component is directly drawn on the substrate and post-cured to form the optical circuit component. 【請求項２】 請求項１に記載の光回路部品において、
前記基板上に直接描画して光回路部品を形成する方法で
作られている第１の面とは異なる側の第２の面にも、光
回路部品を前記の面と同様の方法で作製してあることを
特徴とする光回路部品。2. The optical circuit component according to claim 1,
An optical circuit component is formed on the second surface, which is different from the first surface formed by the method of directly drawing on the substrate to form the optical circuit component, by the same method as the above surface. Optical circuit parts characterized by being provided. 【請求項３】 請求項２に記載の光回路部品において、
前記第１の面と第２の面のいずれか一方が前記基板の表
側にあり他方が前記基板の裏側にあることを特徴とする
光回路部品。3. The optical circuit component according to claim 2,
An optical circuit component, wherein one of the first surface and the second surface is on the front side of the substrate and the other is on the back side of the substrate. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光
回路部品において、前記インクは、そのインクで描画さ
れる基板とインクの接触角が９０度以下となるようなイ
ンクであることを特徴とする光回路部品。4. The optical circuit component according to claim 1, wherein the ink is an ink having a contact angle of 90 degrees or less with a substrate drawn with the ink. Optical circuit parts characterized by the following. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の光
回路部品において、前記基板として、光回路部品を描く
方向における基板とインクの接触角が９０度以上で、且
つ、光回路部品を描く方向と直交する方向における基板
とインクの接触角が９０度以下である異方性の表面張力
を有する基板を、あるいは異方性の表面張力を有するよ
うに表面処理された基板を用いたことを特徴とする光回
路部品。5. The optical circuit component according to claim 1, wherein the substrate has a contact angle between the substrate and ink in the direction of drawing the optical circuit component of 90 degrees or more, and the optical circuit. A substrate having an anisotropic surface tension in which the contact angle between the substrate and the ink is 90 degrees or less in the direction orthogonal to the direction of drawing the component, or a substrate surface-treated to have the anisotropic surface tension is used. Optical circuit parts that are characterized by 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光
回路部品において、前記インクが紫外線硬化性樹脂を用
いたインクであることを特徴とする光回路部品。6. The optical circuit component according to claim 1, wherein the ink is an ink using an ultraviolet curable resin. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光
回路部品において、前記印刷された光回路部品の少なく
とも一部の上にヒーターを配置したことを特徴とする光
回路部品。7. The optical circuit component according to claim 1, wherein a heater is arranged on at least a part of the printed optical circuit component. 【請求項８】 請求項７に記載の光回路部品において、
硬化前は液体で、硬化後は電気伝導を有するインクを用
いた印刷を施すことにより、ヒーターを形成したことを
特徴とする光回路部品。8. The optical circuit component according to claim 7,
An optical circuit component characterized in that a heater is formed by printing with a liquid before curing and with an ink having electrical conductivity after curing. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の光
回路部品において、前記インクの材料として、硬化した
ときよりも硬化する前の方が屈折率が低い、信号光に対
して透明な透明電極材料を用いたことを特徴とする光回
路部品。9. The optical circuit component according to claim 1, wherein the material of the ink has a lower refractive index before curing than before curing, with respect to signal light. An optical circuit component using a transparent transparent electrode material. 【請求項１０】 請求項７〜９のいずれか１項に記載の
光回路部品において、前記ヒーターと光回路部品の間
に、硬化したときの前記インクよりも屈折率が低い、信
号光に対して透明な材料を配置してあることを特徴とす
る光回路部品。10. The optical circuit component according to claim 7, wherein the refractive index between the heater and the optical circuit component is lower than that of the ink when cured, with respect to signal light. An optical circuit component characterized in that a transparent material is arranged. 【請求項１１】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の
光回路部品において、前記光回路部品の少なくとも一部
の周りを、光導波路を描いたインクの硬化したときの屈
折率よりも高い屈折率の材料で覆ったことを特徴とする
光回路部品。11. The optical circuit component according to claim 1, wherein at least a part of the optical circuit component has a refractive index higher than that of the cured ink of the optical waveguide. An optical circuit component characterized by being covered with a material having a high refractive index. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１項に記載
の光回路部品において、前記光回路部品の少なくとも一
部をペルチェ素子の上に配置したことを特徴とする光回
路部品。12. The optical circuit component according to claim 1, wherein at least a part of the optical circuit component is arranged on a Peltier device. 【請求項１３】 印刷する前は液体で、印刷後に硬化
し、印刷後に硬化したときに、伝送する光の波長におい
て透明であって、基板および空気よりも屈折率の高い特
性を有するインクを用いて、光導波路とその他の光学部
品の少なくとも一方または双方を有する光回路部品のパ
ターンを基板上に直接描画して後硬化させて光回路部品
を形成することを特徴とする光回路部品の製造方法。13. An ink, which is liquid before printing, is cured after printing, and is transparent at a wavelength of light to be transmitted and has a higher refractive index than a substrate and air when cured after printing. Then, a pattern of an optical circuit component having at least one or both of the optical waveguide and the other optical component is directly drawn on the substrate and post-cured to form the optical circuit component. . 【請求項１４】 請求項１３に記載の光回路部品の製造
方法において、前記直接描画の方法がスクリーン印刷で
あることを特徴とする光回路部品の製造方法。14. The method for manufacturing an optical circuit component according to claim 13, wherein the direct drawing method is screen printing. 【請求項１５】 請求項１３に記載の光回路部品の製造
方法において、前記直接描画の方法がインクジェット印
刷であることを特徴とする光回路部品の製造方法。15. The method of manufacturing an optical circuit component according to claim 13, wherein the direct drawing method is ink jet printing. 【請求項１６】 請求項１３に記載の光回路部品の製造
方法において、前記基板上に直接描画する方法が、イン
クを細い管から押し出し、その管の先を３次元で任意の
位置に移動できるような機構を有する装置で描画するこ
とを特徴とする光回路部品の製造方法。16. The method of manufacturing an optical circuit component according to claim 13, wherein the method of directly drawing on the substrate pushes ink out of a thin tube, and the tip of the tube can be moved to an arbitrary position in three dimensions. A method for manufacturing an optical circuit component, which is characterized by performing drawing with an apparatus having such a mechanism. 【請求項１７】 請求項１３〜１６のいずれか１項に記
載の光回路部品において、前記基板上に直接描画して光
回路部品を形成する方法で作られている第１の面とは異
なる側の第２の面にも、光回路部品を前記第１の面と同
様の方法で作製することを特徴とする光回路部品の製造
方法。17. The optical circuit component according to claim 13, which is different from the first surface made by a method of directly drawing on the substrate to form an optical circuit component. A method for manufacturing an optical circuit component, characterized in that an optical circuit component is also formed on the second surface on the side by the same method as that for the first surface. 【請求項１８】 請求項１３〜１７のいずれか１項に記
載の光回路部品の製造方法において、インクの硬化収縮
が、従来の光導波路の材料に比べて非常に大きい事を特
徴とする光回路部品の製造方法。18. The method of manufacturing an optical circuit component according to claim 13, wherein the curing shrinkage of the ink is much larger than that of a conventional optical waveguide material. Method of manufacturing circuit parts. 【請求項１９】 請求項１３〜１７のいずれか１項に記
載の光回路部品の製造方法において、前記インクは、そ
のインクで描画される基板とインクの接触角が、少なく
とも１つの方向で９０度以下となるようなインクである
ことを特徴とする光回路部品の製造方法。19. The method of manufacturing an optical circuit component according to claim 13, wherein a contact angle between the ink and a substrate drawn with the ink is 90 in at least one direction. A method for manufacturing an optical circuit component, wherein the ink is an ink whose degree is less than or equal to 100 degrees. 【請求項２０】 請求項１３〜１７のいずれか１項に記
載の光回路部品の製造方法において、前記基板のインク
をのせる面が、表面未処理の時は基板とインクの接触角
が９０度より大きく、表面処理されているときは基板と
インクの接触角が少なくとも１つの方向において９０度
以下となるように、基板の表面を処理をして印刷するこ
とを特徴とする光回路部品の製造方法。20. The method of manufacturing an optical circuit component according to claim 13, wherein the surface of the substrate on which the ink is placed has a contact angle of 90 when the surface is untreated. The surface of the substrate is processed and printed such that the contact angle between the substrate and the ink is 90 degrees or less in at least one direction when the surface treatment is performed. Production method. 【請求項２１】 請求項１９または２０に記載の光回路
部品の製造方法において、前記基板として光回路部品を
描く方向における基板とインクの接触角が９０度以上
で、且つ、光回路部品を描く方向と直交する方向におけ
る基板とインクの接触角が９０度以下である異方性の表
面張力を有する基板を、あるいは異方性の表面張力を有
するように表面処理された基板を用いることを特徴とす
る光回路部品の製造方法。21. The method for manufacturing an optical circuit component according to claim 19 or 20, wherein a contact angle between the substrate and ink in the direction in which the optical circuit component is drawn as the substrate is 90 degrees or more, and the optical circuit component is drawn. A substrate having an anisotropic surface tension in which the contact angle between the substrate and the ink in the direction orthogonal to the direction is 90 degrees or less, or a substrate surface-treated to have the anisotropic surface tension is used. And a method for manufacturing an optical circuit component. 【請求項２２】 請求項１３〜２１のいずれか１項に記
載の光回路部品の製造方法において、前記インクが紫外
線硬化性樹脂を用いたインクであることを特徴とする光
回路部品の製造方法。22. The method for manufacturing an optical circuit component according to claim 13, wherein the ink is an ink using an ultraviolet curable resin. . 【請求項２３】 請求項１３〜２２のいずれか１項に記
載の光回路部品の製造方法において、前記印刷された光
回路部品の少なくとも一部の上にヒーターを配置するこ
とを特徴とする光回路部品の製造方法。23. The method for manufacturing an optical circuit component according to claim 13, wherein a heater is arranged on at least a part of the printed optical circuit component. Method of manufacturing circuit parts. 【請求項２４】 請求項２３に記載の光回路部品の製造
方法において、硬化前は液体で、硬化後は電気伝導を有
するインクを用いた印刷を施すことにより、ヒーターを
形成することを特徴とする光回路部品の製造方法。24. The method for manufacturing an optical circuit component according to claim 23, wherein the heater is formed by printing using a liquid before curing and an ink having electrical conductivity after curing. Method for manufacturing optical circuit component. 【請求項２５】 請求項２４に記載の光回路部品の製造
方法おいて、前記インクの材料として、硬化したときよ
りも硬化する前の方が屈折率が低い、信号光に対して透
明な透明電極材料を用いたことを特徴とする光回路部品
の製造方法。25. The method of manufacturing an optical circuit component according to claim 24, wherein the material of the ink has a lower refractive index before curing than before curing and is transparent to signal light. A method for manufacturing an optical circuit component, which uses an electrode material. 【請求項２６】 請求項２３〜２５のいずれか１項に記
載の光回路部品の製造方法において、前記ヒーターと光
導波路の間に、硬化したときの前記インクよりも屈折率
が低い材料を配置してあることを特徴とする光回路部品
の製造方法。26. The method for manufacturing an optical circuit component according to claim 23, wherein a material having a refractive index lower than that of the ink when cured is disposed between the heater and the optical waveguide. A method for manufacturing an optical circuit component characterized by being provided. 【請求項２７】 請求項１３〜２４のいずれか１項に記
載の光回路部品の製造方法において、前記光回路部品の
少なくとも一部の周りを、光導波路を描いたインクの硬
化したときの屈折率よりも高い屈折率の材料で覆ったこ
とを特徴とする光回路部品の製造方法。27. The method for manufacturing an optical circuit component according to claim 13, wherein at least a part of the optical circuit component is refracted when the ink for forming the optical waveguide is cured. A method of manufacturing an optical circuit component, characterized in that the optical circuit component is covered with a material having a refractive index higher than the refractive index. 【請求項２８】 請求項１５に記載の光回路部品の製造
方法において、前記光回路部品の少なくとも一部の周り
を覆う材料に、硬化前は液体で、硬化後は固体となり、
且つ、前記材料に覆われている光導波路を形成している
インクよりも高い屈折率を有するインクを用いて描くこ
とを特徴とする光回路部品の製造方法。28. The method for manufacturing an optical circuit component according to claim 15, wherein the material covering at least a part of the optical circuit component is liquid before curing and solid after curing.
Moreover, a method for manufacturing an optical circuit component is characterized in that the drawing is performed using an ink having a higher refractive index than the ink forming the optical waveguide covered with the material. 【請求項２９】 請求項１３〜２８のいずれか１項に記
載の光回路部品の製造方法において、前記光回路部品が
同じ基板に複数個形成されることを特徴とする光回路部
品の製造方法。29. The method of manufacturing an optical circuit component according to claim 13, wherein a plurality of the optical circuit components are formed on the same substrate. . 【請求項３０】 請求項１３〜２８のいずれか１項に記
載の光回路部品の製造方法において、前記光回路部品の
少なくとも一部をペルチェ素子の上に配置することを特
徴とする光回路部品の製造方法。30. The optical circuit component manufacturing method according to claim 13, wherein at least a part of the optical circuit component is arranged on a Peltier element. Manufacturing method.