JP2001264560A - 受発光機能付きポリマー光導波路とその作製方法 - Google Patents
受発光機能付きポリマー光導波路とその作製方法Info
- Publication number
- JP2001264560A JP2001264560A JP2000070276A JP2000070276A JP2001264560A JP 2001264560 A JP2001264560 A JP 2001264560A JP 2000070276 A JP2000070276 A JP 2000070276A JP 2000070276 A JP2000070276 A JP 2000070276A JP 2001264560 A JP2001264560 A JP 2001264560A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- light
- polymer optical
- thin film
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可とう性を有するポリマー光導波
路上に，電気-光変換機能を有し，しかも，低温形成が
可能な有機薄膜を形成した受発光機能付きポリマー光導
波路を、有機薄膜を直接加工することなく作製する方法
を提供する。 【解決手段】 本発明による受発光機能付きポリ
マー光導波路は，基板にポリマー材料により構成された
可とう性を有する光導波路を用い，その上に形成される
光導波路に結合された発光素子、受光素子などの能動素
子は有機分子、高分子材料により構成される。ポリマー
光導波路基板上に均一に形成された透明電極上に、金属
薄膜を形成し、該金属薄膜を微細加工技術にてパターン
化し、孔をミラー構造の上部に形成した後、酸素ガス雰
囲気にて酸化させ，または，陽極酸化法にて酸化させ，
電気的な絶縁膜とすることにより、簡便にミラー構造の
上部に孔を有する絶縁膜パターンを形成する事が可能で
ある。
路上に，電気-光変換機能を有し，しかも，低温形成が
可能な有機薄膜を形成した受発光機能付きポリマー光導
波路を、有機薄膜を直接加工することなく作製する方法
を提供する。 【解決手段】 本発明による受発光機能付きポリ
マー光導波路は，基板にポリマー材料により構成された
可とう性を有する光導波路を用い，その上に形成される
光導波路に結合された発光素子、受光素子などの能動素
子は有機分子、高分子材料により構成される。ポリマー
光導波路基板上に均一に形成された透明電極上に、金属
薄膜を形成し、該金属薄膜を微細加工技術にてパターン
化し、孔をミラー構造の上部に形成した後、酸素ガス雰
囲気にて酸化させ，または，陽極酸化法にて酸化させ，
電気的な絶縁膜とすることにより、簡便にミラー構造の
上部に孔を有する絶縁膜パターンを形成する事が可能で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光情報処理回路に用
いる、可とう性に優れ小型軽量で、しかも、高性能な受
発光機能付きポリマー光導波路とその作製方法に関する
ものである。
いる、可とう性に優れ小型軽量で、しかも、高性能な受
発光機能付きポリマー光導波路とその作製方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）革命が急速に進展する中、あらゆ
るところに光情報処理回路が必要とされている。その中
で、可とう性に優れ小型軽量で、しかも、高性能な受発
光素子は、必要とされている部品の一つである。このよ
うな部品開発には、従来、以下の様な問題点があり、開
発が困難であった。
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）革命が急速に進展する中、あらゆ
るところに光情報処理回路が必要とされている。その中
で、可とう性に優れ小型軽量で、しかも、高性能な受発
光素子は、必要とされている部品の一つである。このよ
うな部品開発には、従来、以下の様な問題点があり、開
発が困難であった。
【０００３】従来の光回路はシリコン基板上に形成され
た石英系の材料により形成されたものであり可とう性は
ない。また、光導波回路に組み込まれる能動素子は無機
の半導体により形成されており、基板を加熱した状態で
能動素子を作製するために、高温に耐える基板を必要と
した。
た石英系の材料により形成されたものであり可とう性は
ない。また、光導波回路に組み込まれる能動素子は無機
の半導体により形成されており、基板を加熱した状態で
能動素子を作製するために、高温に耐える基板を必要と
した。
【０００４】最近、可とう性を有する光回路として、ポ
リマー光導波路フィルムが提案されている（疋田：“有
機光導波路素子”、電子情報通信学会誌、Ｖｏｌ．８
１，Ｎｏ．１，ｐｐ．３７−４０（１９９８））。しか
し、能動素子機能を有する半導体素子は、通常、高温で
形成するため、可とう性を有するポリマー光導波路上に
直接作製することは困難であった。
リマー光導波路フィルムが提案されている（疋田：“有
機光導波路素子”、電子情報通信学会誌、Ｖｏｌ．８
１，Ｎｏ．１，ｐｐ．３７−４０（１９９８））。しか
し、能動素子機能を有する半導体素子は、通常、高温で
形成するため、可とう性を有するポリマー光導波路上に
直接作製することは困難であった。
【０００５】この問題を解決するために、可とう性を有
するポリマー光導波路上に、電気−光変換機能を有し、
しかも、低温形成が可能な有機薄膜を形成した受発光機
能付きポリマー光導波路フィルムを作製する試みがなさ
れている（Ｙ．Ｏｈｍｏｒｉ，Ｈ．Ｕｅｔａ，Ｙ．Ｋｕ
ｒｏｓａｋａ，Ｍ．Ｈｉｋｉｔａ ａｎｄ Ｋ．Ｙｏｓ
ｈｉｎｏ，“Ｏｒｇａｎｉｃ ＥＬ ｄｉｏｄｅ ｗｉ
ｔｈ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｎｏｎ
ｌｉｎｅａｒ Ｏｐｔｉｃｓ，ｖｏｌ．２２，ｐｐ．４
６１−４６４（１９９９））。このような素子では、機
能有機薄膜部分で発光した光が光導波路のコア部に有効
に導入されることが必要であり、特に、多数個のコアを
有する光集積回路には、光が導入される効率が高いこと
が求められる。しかし、従来のこの様な素子において
は、電気−光変換機能を有する有機薄膜での発光が素子
の膜厚方向全面に広がるためポリマー光導波路のコア部
に光が効率よく導入されないという問題点があった。ま
た、光−電気変換機能を有する有機薄膜で、ポリマー光
導波路を伝搬してきた光を受光する場合にも、ポリマー
光導波路からの光を効率よく受光できないという問題点
があった。
するポリマー光導波路上に、電気−光変換機能を有し、
しかも、低温形成が可能な有機薄膜を形成した受発光機
能付きポリマー光導波路フィルムを作製する試みがなさ
れている（Ｙ．Ｏｈｍｏｒｉ，Ｈ．Ｕｅｔａ，Ｙ．Ｋｕ
ｒｏｓａｋａ，Ｍ．Ｈｉｋｉｔａ ａｎｄ Ｋ．Ｙｏｓ
ｈｉｎｏ，“Ｏｒｇａｎｉｃ ＥＬ ｄｉｏｄｅ ｗｉ
ｔｈ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｎｏｎ
ｌｉｎｅａｒ Ｏｐｔｉｃｓ，ｖｏｌ．２２，ｐｐ．４
６１−４６４（１９９９））。このような素子では、機
能有機薄膜部分で発光した光が光導波路のコア部に有効
に導入されることが必要であり、特に、多数個のコアを
有する光集積回路には、光が導入される効率が高いこと
が求められる。しかし、従来のこの様な素子において
は、電気−光変換機能を有する有機薄膜での発光が素子
の膜厚方向全面に広がるためポリマー光導波路のコア部
に光が効率よく導入されないという問題点があった。ま
た、光−電気変換機能を有する有機薄膜で、ポリマー光
導波路を伝搬してきた光を受光する場合にも、ポリマー
光導波路からの光を効率よく受光できないという問題点
があった。
【０００６】光を光導波路のコア部内に効率よく導入す
るには、又は、光導波路のコア部から効率よく受光する
には、微細加工技術を用いて、能動機能を有する有機薄
膜を加工する方法が考えられるが、しかしながら、通常
の微細加工技術で、有機膜を直接パターン化することに
は困難で有った。
るには、又は、光導波路のコア部から効率よく受光する
には、微細加工技術を用いて、能動機能を有する有機薄
膜を加工する方法が考えられるが、しかしながら、通常
の微細加工技術で、有機膜を直接パターン化することに
は困難で有った。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、能動
機能を有する有機薄膜を加工する以外の微細加工技術を
見出すことにより、可とう性を有するポリマー光導波路
上に、電気−光変換機能を有し、しかも、低温形成が可
能な有機薄膜を形成した受発光機能付きポリマー光導波
路を作製する方法を提供し、合わせて、電気−光変換機
能を有する有機薄膜での発光をポリマー光導波路のコア
部に効率よく導入できる、又は、光−電気変換機能を有
する有機薄膜で、光導波路のコア部から効率よく受光で
きる、受発光機能付きポリマー光導波路を提供する事に
有る。
機能を有する有機薄膜を加工する以外の微細加工技術を
見出すことにより、可とう性を有するポリマー光導波路
上に、電気−光変換機能を有し、しかも、低温形成が可
能な有機薄膜を形成した受発光機能付きポリマー光導波
路を作製する方法を提供し、合わせて、電気−光変換機
能を有する有機薄膜での発光をポリマー光導波路のコア
部に効率よく導入できる、又は、光−電気変換機能を有
する有機薄膜で、光導波路のコア部から効率よく受光で
きる、受発光機能付きポリマー光導波路を提供する事に
有る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による受発光機能付きポリマー光導波路は、
ミラー構造を有するポリマー光導波路上に、透明電極
と、該ミラー構造の上部に孔を有する絶縁体膜と、電気
−光変換機能もしくは光−電気変換機能を有する有機導
電体膜と、対向電極からなる受光機能又は発光機能を有
する能動素子が形成されていることを特徴とする。また
好ましくは、絶縁体膜が酸化アルミニウム膜もしくは表
面を酸化アルミニウム膜で覆われたアルミニウム薄膜か
らなることを特徴とする。
に、本発明による受発光機能付きポリマー光導波路は、
ミラー構造を有するポリマー光導波路上に、透明電極
と、該ミラー構造の上部に孔を有する絶縁体膜と、電気
−光変換機能もしくは光−電気変換機能を有する有機導
電体膜と、対向電極からなる受光機能又は発光機能を有
する能動素子が形成されていることを特徴とする。また
好ましくは、絶縁体膜が酸化アルミニウム膜もしくは表
面を酸化アルミニウム膜で覆われたアルミニウム薄膜か
らなることを特徴とする。
【０００９】上記課題を解決するために、本発明による
受発光機能付きポリマー光導波路の作製方法は、ミラー
構造を有するポリマー光導波路上に透明電極を形成し、
該ミラー構造の上部に孔を有する絶縁体膜を形成し、そ
の上に電気−光変換機能もしくは光−電気変換素子を有
する有機導電体膜を形成し、その上に対向電極を形成す
ることを特徴とする。また好ましくは、絶縁体膜が酸化
アルミニウム膜もしくは表面を酸化アルミニウム膜で覆
われたアルミニウム薄膜からなるものであり、アルミニ
ウム薄膜を酸素を含むガス雰囲気中で酸化して形成す
る、もしくはアルミニウム薄膜を陽極酸化して形成する
ことを特徴とする。
受発光機能付きポリマー光導波路の作製方法は、ミラー
構造を有するポリマー光導波路上に透明電極を形成し、
該ミラー構造の上部に孔を有する絶縁体膜を形成し、そ
の上に電気−光変換機能もしくは光−電気変換素子を有
する有機導電体膜を形成し、その上に対向電極を形成す
ることを特徴とする。また好ましくは、絶縁体膜が酸化
アルミニウム膜もしくは表面を酸化アルミニウム膜で覆
われたアルミニウム薄膜からなるものであり、アルミニ
ウム薄膜を酸素を含むガス雰囲気中で酸化して形成す
る、もしくはアルミニウム薄膜を陽極酸化して形成する
ことを特徴とする。
【００１０】すなわち、本発明による受発光機能付きポ
リマー光導波路は、基板にポリマー材料により構成され
た可とう性を有する光導波路を用い、その上に形成され
る光導波路に結合された発光素子、受光素子などの能動
素子は有機分子、高分子材料により構成される。これら
の能動素子は低温で作製可能であり、また無機半導体の
様に特定の基板を必要としないために、ポリマー光導波
路上に直接作製する事が可能である。ポリマー光導波路
基板上に均一に形成された透明電極上に、金属薄膜を形
成し、該金属薄膜を微細加工技術にてパターン化し、孔
をミラー構造の上部に形成した後、酸素ガス雰囲気にて
酸化させ、または、陽極酸化法にて酸化させ、電気的な
絶縁膜とすることにより、簡便にミラー構造の上部に孔
を有する絶縁膜パターンを形成する事が可能である。微
細加工技術により金属薄膜にパターンを形成し、この金
属薄膜から絶縁膜を形成することが従来の技術と異な
る。
リマー光導波路は、基板にポリマー材料により構成され
た可とう性を有する光導波路を用い、その上に形成され
る光導波路に結合された発光素子、受光素子などの能動
素子は有機分子、高分子材料により構成される。これら
の能動素子は低温で作製可能であり、また無機半導体の
様に特定の基板を必要としないために、ポリマー光導波
路上に直接作製する事が可能である。ポリマー光導波路
基板上に均一に形成された透明電極上に、金属薄膜を形
成し、該金属薄膜を微細加工技術にてパターン化し、孔
をミラー構造の上部に形成した後、酸素ガス雰囲気にて
酸化させ、または、陽極酸化法にて酸化させ、電気的な
絶縁膜とすることにより、簡便にミラー構造の上部に孔
を有する絶縁膜パターンを形成する事が可能である。微
細加工技術により金属薄膜にパターンを形成し、この金
属薄膜から絶縁膜を形成することが従来の技術と異な
る。
【００１１】また、光導波路と能動素子が有機材料によ
り作製されているにも関わらず、能動素子を簡便に微細
加工で作製した点が従来の技術と異なる。
り作製されているにも関わらず、能動素子を簡便に微細
加工で作製した点が従来の技術と異なる。
【００１２】また、このようにして微細加工技術により
作製された本発明による受発光機能付きポリマー光導波
路は、電気−光変換機能を有する有機薄膜での発光をポ
リマー光導波路のコア部に効率よく導入できる、又は、
光−電気変換機能を有する有機薄膜で、光導波路のコア
部から効率よく受光できる、という効果を有する。
作製された本発明による受発光機能付きポリマー光導波
路は、電気−光変換機能を有する有機薄膜での発光をポ
リマー光導波路のコア部に効率よく導入できる、又は、
光−電気変換機能を有する有機薄膜で、光導波路のコア
部から効率よく受光できる、という効果を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に本発明による受発光機能付
きポリマー光導波路の構成の一実施形態を示す。図１は
基板として使用するポリマー光導波路に垂直な方向から
見た断面図であり、ポリマー光導波路上に透明電極（下
部電極）、絶縁膜、能動素子、対向電極（上部電極）を
順番に作製し、能動素子と導波路を集積化した実施形態
を示す図である。１は第１の能動素子と第１の光導波路
のコア部の中心線、２は第２の能動素子と第２の光導波
路のコア部の中心線、３は第３の能動素子と第３の光導
波路のコア部の中心線、４は第４の能動素子と第４の光
導波路のコア部の中心線、５はポリマー光導波路のクラ
ッド部、６は第１の光導波路のコア部、７は第２の光導
波路のコア部、８は第３光導波路のコア部、９は第４の
光導波路のコア部、１０はポリマー光導波路上に形成さ
れた能動素子の透明電極（下部電極）、１１〜１５は能
動素子の絶縁被膜、１６は能動素子の有機薄膜層、１７
は能動素子の対向電極（上部電極）、１８は第１の能動
素子、１９は第２の能動素子、２０は第３の能動素子、
２１は第４の能動素子である。
きポリマー光導波路の構成の一実施形態を示す。図１は
基板として使用するポリマー光導波路に垂直な方向から
見た断面図であり、ポリマー光導波路上に透明電極（下
部電極）、絶縁膜、能動素子、対向電極（上部電極）を
順番に作製し、能動素子と導波路を集積化した実施形態
を示す図である。１は第１の能動素子と第１の光導波路
のコア部の中心線、２は第２の能動素子と第２の光導波
路のコア部の中心線、３は第３の能動素子と第３の光導
波路のコア部の中心線、４は第４の能動素子と第４の光
導波路のコア部の中心線、５はポリマー光導波路のクラ
ッド部、６は第１の光導波路のコア部、７は第２の光導
波路のコア部、８は第３光導波路のコア部、９は第４の
光導波路のコア部、１０はポリマー光導波路上に形成さ
れた能動素子の透明電極（下部電極）、１１〜１５は能
動素子の絶縁被膜、１６は能動素子の有機薄膜層、１７
は能動素子の対向電極（上部電極）、１８は第１の能動
素子、１９は第２の能動素子、２０は第３の能動素子、
２１は第４の能動素子である。
【００１４】図２は本実施形態の構成を示す図で、ポリ
マー光導波路に平行な方向から見た断面図であり、中心
線１〜４のいずれかを含む断面であるが、いずれをとっ
ても同様である。２２は光導波路のコア部（６〜９のい
ずれか）の中心線、２３は能動素子（１８〜２１のいず
れか）の中心線、２４は光導波路のコア部（６〜９のい
ずれか）、２５はクラッド部（５と同じ）、２６はポリ
マー光導波路のミラー構造、２７はポリマー光導波路に
対する第２のクラッド部、２８は能動素子の透明電極
（下部電極）（１０と同じ）、２９，３０は能動素子の
絶縁被膜、３１は能動素子の有機薄膜層（１６と同
じ）、３２は能動素子の対向電極（上部電極）（１７と
同じ）、ａは光導波路上部のクラッド部の膜厚、ｂは光
導波路のコア部（６〜９のいずれか）の膜厚、ｃは光導
波路下部のクラッド部の膜厚である。
マー光導波路に平行な方向から見た断面図であり、中心
線１〜４のいずれかを含む断面であるが、いずれをとっ
ても同様である。２２は光導波路のコア部（６〜９のい
ずれか）の中心線、２３は能動素子（１８〜２１のいず
れか）の中心線、２４は光導波路のコア部（６〜９のい
ずれか）、２５はクラッド部（５と同じ）、２６はポリ
マー光導波路のミラー構造、２７はポリマー光導波路に
対する第２のクラッド部、２８は能動素子の透明電極
（下部電極）（１０と同じ）、２９，３０は能動素子の
絶縁被膜、３１は能動素子の有機薄膜層（１６と同
じ）、３２は能動素子の対向電極（上部電極）（１７と
同じ）、ａは光導波路上部のクラッド部の膜厚、ｂは光
導波路のコア部（６〜９のいずれか）の膜厚、ｃは光導
波路下部のクラッド部の膜厚である。
【００１５】光導波路上部の下部電極１０は光を通すた
めに、例えば酸化スズと酸化インジウムの混合物から成
る透明電極により構成されている。絶縁被膜１１，１
２，１３，１４，１５は、金属膜を用い、光導波路上の
ミラー構造上部（光導波路のコア部内を伝搬し、ミラー
構造で反射された光が通過する部分）を、フォトリソグ
ラフィーとエッチングにより取り除き、所望の孔パター
ンに作製した後、表面を酸化して絶縁膜とする。絶縁膜
を形成する方法としては、室温で１０分間、７６０ｍＴ
ｏｒｒのガス圧の酸素ガス雰囲気下でアルミニウム等の
表面を酸化させる方法や陽極酸化による方法などがあ
る。また、酸化させる時の酸素圧力は必ずしも上記圧力
に限らず、酸素ガスと窒素ガスの混合気体である空気で
も同様にアルミニウム表面に酸化膜を形成することが可
能である。有機薄膜層１６は有機分子線蒸着法により形
成される。本実施形態では、絶縁膜の厚さは非常に薄く
（例えば、６ｎｍ程度）、有機薄膜層１６の合計の膜厚
がそれに比べ、十分に厚い（例えば、６０ｎｍ程度）た
め、パターン化された絶縁膜上に形成される有機膜およ
び対向電極（金属膜）は平坦性よく成膜される。平坦性
が悪い場合にはパターン界面での放電や劣化が見られる
が、本実施形態による発光機能付きポリマー光導波路で
は、平坦性が良く、この問題点に対しても、充分有効で
ある。
めに、例えば酸化スズと酸化インジウムの混合物から成
る透明電極により構成されている。絶縁被膜１１，１
２，１３，１４，１５は、金属膜を用い、光導波路上の
ミラー構造上部（光導波路のコア部内を伝搬し、ミラー
構造で反射された光が通過する部分）を、フォトリソグ
ラフィーとエッチングにより取り除き、所望の孔パター
ンに作製した後、表面を酸化して絶縁膜とする。絶縁膜
を形成する方法としては、室温で１０分間、７６０ｍＴ
ｏｒｒのガス圧の酸素ガス雰囲気下でアルミニウム等の
表面を酸化させる方法や陽極酸化による方法などがあ
る。また、酸化させる時の酸素圧力は必ずしも上記圧力
に限らず、酸素ガスと窒素ガスの混合気体である空気で
も同様にアルミニウム表面に酸化膜を形成することが可
能である。有機薄膜層１６は有機分子線蒸着法により形
成される。本実施形態では、絶縁膜の厚さは非常に薄く
（例えば、６ｎｍ程度）、有機薄膜層１６の合計の膜厚
がそれに比べ、十分に厚い（例えば、６０ｎｍ程度）た
め、パターン化された絶縁膜上に形成される有機膜およ
び対向電極（金属膜）は平坦性よく成膜される。平坦性
が悪い場合にはパターン界面での放電や劣化が見られる
が、本実施形態による発光機能付きポリマー光導波路で
は、平坦性が良く、この問題点に対しても、充分有効で
ある。
【００１６】有機薄膜層１６から発光された光は、ポリ
マー光導波路のミラー構造２６で反射され、ポリマー光
導波路のコア部２４に導かれ、光導波路を伝搬した光は
導波路端面から発せられる。ポリマー光導波路に対する
第２のクラッド部２７はクラッド部２５とは異なる屈折
率を持つＵＶエポキシ樹脂であり固体のみならず、空気
などのガスの場合もある。本実施形態におけるミラー構
造２６では、ポリマー光導波路のコア部２４と第２のク
ラッド部２７との境界が４５度の傾斜をなしており、コ
ア部２４を伝播してきた光が全反射して当該ミラー構造
上部に設けられた絶縁体膜の孔に導かれるように、コア
部２４と第２のクラッド部２７の屈折率が選択されてい
る。
マー光導波路のミラー構造２６で反射され、ポリマー光
導波路のコア部２４に導かれ、光導波路を伝搬した光は
導波路端面から発せられる。ポリマー光導波路に対する
第２のクラッド部２７はクラッド部２５とは異なる屈折
率を持つＵＶエポキシ樹脂であり固体のみならず、空気
などのガスの場合もある。本実施形態におけるミラー構
造２６では、ポリマー光導波路のコア部２４と第２のク
ラッド部２７との境界が４５度の傾斜をなしており、コ
ア部２４を伝播してきた光が全反射して当該ミラー構造
上部に設けられた絶縁体膜の孔に導かれるように、コア
部２４と第２のクラッド部２７の屈折率が選択されてい
る。
【００１７】以下、実施例により、具体的に述べる。
【００１８】
【実施例】図１、図２を用いて、本実施例を説明する。
基板に用いるポリマー光導波路は、クラッド部５，２５
は紫外線硬化エポキシ樹脂により、光導波路のコア部６
〜９，２４は重水素化メタクリレートにより構成されて
いる。クラッド部の膜厚ａは１５μｍ、光導波路のコア
部の膜厚ｂは４０μｍ、光導波路下部の膜厚ｃは６５μ
ｍである。光導波路のコア部６〜９，２４は４０μｍ角
の正方形の断面を持つ。また、ポリマー光導波路端面の
一方は、４５度傾斜に加工されている。ミラー構造２６
を構成するコア部６〜９，２４及び第２のクラッド部２
７の波長１．３μｍでの屈折率はそれぞれ、１．４９
４，１．４７７で、４５度傾斜面で全反射される。
基板に用いるポリマー光導波路は、クラッド部５，２５
は紫外線硬化エポキシ樹脂により、光導波路のコア部６
〜９，２４は重水素化メタクリレートにより構成されて
いる。クラッド部の膜厚ａは１５μｍ、光導波路のコア
部の膜厚ｂは４０μｍ、光導波路下部の膜厚ｃは６５μ
ｍである。光導波路のコア部６〜９，２４は４０μｍ角
の正方形の断面を持つ。また、ポリマー光導波路端面の
一方は、４５度傾斜に加工されている。ミラー構造２６
を構成するコア部６〜９，２４及び第２のクラッド部２
７の波長１．３μｍでの屈折率はそれぞれ、１．４９
４，１．４７７で、４５度傾斜面で全反射される。
【００１９】このポリマー光導波路上に、スパッタ法で
膜厚２００ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘ
ｉｄｅ：インジュームスズ酸化物）薄膜からなる透明電
極１０，２８を形成した。その上に、アルミニウム薄膜
を６ｎｍ蒸着法により形成した。その後、フォトリソグ
ラフィー技術を用いて、能動素子１８，１９，２０，２
１を形成すべきミラー構造２６上部のアルミニウム薄膜
を燐酸を主成分とした酸で除去し、さらに室温で１０分
間、７６０ｍＴｏｒｒのガス圧の酸素ガス雰囲気下でア
ルミニウムの表面を酸化させ絶縁膜１１〜１５，２９，
３０とした。
膜厚２００ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘ
ｉｄｅ：インジュームスズ酸化物）薄膜からなる透明電
極１０，２８を形成した。その上に、アルミニウム薄膜
を６ｎｍ蒸着法により形成した。その後、フォトリソグ
ラフィー技術を用いて、能動素子１８，１９，２０，２
１を形成すべきミラー構造２６上部のアルミニウム薄膜
を燐酸を主成分とした酸で除去し、さらに室温で１０分
間、７６０ｍＴｏｒｒのガス圧の酸素ガス雰囲気下でア
ルミニウムの表面を酸化させ絶縁膜１１〜１５，２９，
３０とした。
【００２０】次に、有機薄膜層１６，３１を、３０ｎｍ
の膜厚の８−ヒドロオキシキノリアルミニウムと３０ｎ
ｍの膜厚のジアミンを続けて、有機分子線蒸着法により
積層形成した。有機薄膜層１６，３１の厚さの合計は、
６０ｎｍである。次に、対向電極１７，３２を、マグネ
シウムと銀の合金を蒸着法により、有機薄膜層１６，３
１上に堆積し、フォトリソグラフィとアルゴンイオンミ
リングを用いたエッチングにより形成する事により、発
光機能付きポリマー光導波路を作製した。なお、有機薄
膜層１６，３１のエッチングには酸素反応性イオンエッ
チングを用いた。
の膜厚の８−ヒドロオキシキノリアルミニウムと３０ｎ
ｍの膜厚のジアミンを続けて、有機分子線蒸着法により
積層形成した。有機薄膜層１６，３１の厚さの合計は、
６０ｎｍである。次に、対向電極１７，３２を、マグネ
シウムと銀の合金を蒸着法により、有機薄膜層１６，３
１上に堆積し、フォトリソグラフィとアルゴンイオンミ
リングを用いたエッチングにより形成する事により、発
光機能付きポリマー光導波路を作製した。なお、有機薄
膜層１６，３１のエッチングには酸素反応性イオンエッ
チングを用いた。
【００２１】透明電極１０，２８であるＩＴＯ薄膜を正
電位に、対向電極１７，３２であるマグネシウム銀合金
を負電位になるように両電極の間に５Ｖの電圧を印加し
たところ有機薄膜層１６，３１の絶縁膜が無い孔の部分
からのみ波長５２０ｎｍの緑色の発光が生じ、絶縁膜１
１〜１５，２９，３０を施した部分からは光は発せられ
なかった。また、平坦性が悪い場合に見られる、パター
ン界面での放電や劣化は見られなかった。発光素子とコ
ア部との結合率は９５％以上が得られた。また、本発明
による発光機能付きポリマー光導波路（集積回路はフィ
ルム状に形成される）を半径３０ｍｍの曲がり部分を有
する基板上に固定して、同様の測定を試みたが、平板上
で行った測定と結果に変化がなかった。以上の結果よ
り、可とう性に優れ小型軽量で、しかも、高性能な発光
機能付きポリマー光導波路を作製することができた。
電位に、対向電極１７，３２であるマグネシウム銀合金
を負電位になるように両電極の間に５Ｖの電圧を印加し
たところ有機薄膜層１６，３１の絶縁膜が無い孔の部分
からのみ波長５２０ｎｍの緑色の発光が生じ、絶縁膜１
１〜１５，２９，３０を施した部分からは光は発せられ
なかった。また、平坦性が悪い場合に見られる、パター
ン界面での放電や劣化は見られなかった。発光素子とコ
ア部との結合率は９５％以上が得られた。また、本発明
による発光機能付きポリマー光導波路（集積回路はフィ
ルム状に形成される）を半径３０ｍｍの曲がり部分を有
する基板上に固定して、同様の測定を試みたが、平板上
で行った測定と結果に変化がなかった。以上の結果よ
り、可とう性に優れ小型軽量で、しかも、高性能な発光
機能付きポリマー光導波路を作製することができた。
【００２２】能動素子が電界発光素子の場合は、実施例
１で示した材料のみならず、他の有機電界発光材料を用
いて作製した素子にも適用でき、さらに、受光素子の場
合にも同様に適用できる。有機薄膜層１６，３１はフタ
ロシアニンなどの光伝導体を、下部電極１０，２８は酸
化スズと酸化インジウムの混合物から成る透明電極を、
上部電極（対向電極）１７，３２はアルミニウムにより
形成することにより、ミラー構造２６の上部にのみ受光
素子が形成される実施形態も可能である。その他、ポリ
マー光導波路コアの本数、寸法等、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲での変更が可能である。
１で示した材料のみならず、他の有機電界発光材料を用
いて作製した素子にも適用でき、さらに、受光素子の場
合にも同様に適用できる。有機薄膜層１６，３１はフタ
ロシアニンなどの光伝導体を、下部電極１０，２８は酸
化スズと酸化インジウムの混合物から成る透明電極を、
上部電極（対向電極）１７，３２はアルミニウムにより
形成することにより、ミラー構造２６の上部にのみ受光
素子が形成される実施形態も可能である。その他、ポリ
マー光導波路コアの本数、寸法等、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲での変更が可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による受発
光機能付きポリマー光導波路の作製方法は、有機薄膜を
加工する以外の微細加工技術により、可とう性を有する
ポリマー光導波路上に、電気−光変換機能又は光−電気
変換機能を有し、しかも、低温形成が可能な有機薄膜を
形成した受発光機能付きポリマー光導波路を作製する方
法を提供するものであり、本発明による受発光機能付き
ポリマー光導波路は、電気−光変換機能を有する有機薄
膜での発光をポリマー光導波路のコア部に効率よく導入
できる、又は、光−電気変換機能を有する有機薄膜で、
コア部から効率よく受光できる、という効果を有する。
光機能付きポリマー光導波路の作製方法は、有機薄膜を
加工する以外の微細加工技術により、可とう性を有する
ポリマー光導波路上に、電気−光変換機能又は光−電気
変換機能を有し、しかも、低温形成が可能な有機薄膜を
形成した受発光機能付きポリマー光導波路を作製する方
法を提供するものであり、本発明による受発光機能付き
ポリマー光導波路は、電気−光変換機能を有する有機薄
膜での発光をポリマー光導波路のコア部に効率よく導入
できる、又は、光−電気変換機能を有する有機薄膜で、
コア部から効率よく受光できる、という効果を有する。
【００２４】すなわち、本発明は、簡易な作製プロセス
により光集積回路用の受発光機能付きポリマー光導波路
を提供するものであり、可とう性を持つ回路であるため
に、携帯機器等に用いることにより安価で軽量で加工性
に富む回路部品への応用を期待できる。
により光集積回路用の受発光機能付きポリマー光導波路
を提供するものであり、可とう性を持つ回路であるため
に、携帯機器等に用いることにより安価で軽量で加工性
に富む回路部品への応用を期待できる。
【図１】本発明による受発光機能付きポリマー光導波路
の構成の一実施形態を示す図で、導波路に垂直な方向か
ら見た断面図である。
の構成の一実施形態を示す図で、導波路に垂直な方向か
ら見た断面図である。
【図２】本発明による受発光機能付きポリマー光導波路
の構成の一実施形態を示す図で、導波路に平行な方向か
ら見た断面図である。
の構成の一実施形態を示す図で、導波路に平行な方向か
ら見た断面図である。
１ 第１の能動素子と第１の光導波路の中心線 ２ 第２の能動素子と第２の光導波路の中心線 ３ 第３の能動素子と第３の光導波路の中心線 ４ 第４の能動素子と第４の光導波路の中心線 ５ ポリマー光導波路のクラッド部 ６ 第１の光導波路のコア部 ７ 第２の光導波路のコア部 ８ 第３の光導波路のコア部 ９ 第４の光導波路のコア部 １０ ポリマー光導波路上に形成された能動素子の透明
電極 １１〜１５ 能動素子の絶縁被膜 １６ 能動素子の有機薄膜層 １７ 能動素子の対向電極 １８ 第１の能動素子 １９ 第２の能動素子 ２０ 第３の能動素子 ２１ 第４の能動素子 ２２ ポリマー光導波路のコア部の中心線 ２３ 能動素子の中心線 ２４ ポリマー光導波路のコア部 ２５ ポリマー光導波路に対するクラッド部 ２６ ポリマー光導波路のミラー構造 ２７ ポリマー光導波路に対する第２のクラッド部 ２８ 能動素子の透明電極 ２９，３０ 能動素子の絶縁被膜 ３１ 能動素子の有機薄膜層 ３２ 能動素子の対向電極 ａ 光導波路上部のクラッド部の膜厚 ｂ 光導波路のコア部の膜厚 ｃ 光導波路下部の膜厚
電極 １１〜１５ 能動素子の絶縁被膜 １６ 能動素子の有機薄膜層 １７ 能動素子の対向電極 １８ 第１の能動素子 １９ 第２の能動素子 ２０ 第３の能動素子 ２１ 第４の能動素子 ２２ ポリマー光導波路のコア部の中心線 ２３ 能動素子の中心線 ２４ ポリマー光導波路のコア部 ２５ ポリマー光導波路に対するクラッド部 ２６ ポリマー光導波路のミラー構造 ２７ ポリマー光導波路に対する第２のクラッド部 ２８ 能動素子の透明電極 ２９，３０ 能動素子の絶縁被膜 ３１ 能動素子の有機薄膜層 ３２ 能動素子の対向電極 ａ 光導波路上部のクラッド部の膜厚 ｂ 光導波路のコア部の膜厚 ｃ 光導波路下部の膜厚
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 33/00 (72)発明者 疋田 真 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 竹中 久貴 東京都新宿区西新宿二丁目１番１号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 (72)発明者 今村 三郎 東京都新宿区西新宿二丁目１番１号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KA15 LA09 MA07 PA01 PA28 QA05 QA07 5F041 CA45 EE23 EE25 5F088 AA11 AB13 BA16 BA18 FA02 GA08 JA14
Claims (5)
- 【請求項１】 ミラー構造を有するポリマー光導波路上
に、透明電極と、該ミラー構造の上部に孔を有する絶縁
体膜と、電気−光変換機能もしくは光−電気変換機能を
有する有機導電体膜と、対向電極からなる受光機能又は
発光機能を有する能動素子が形成されていることを特徴
とする受発光機能付きポリマー光導波路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の絶縁体膜が酸化アルミ
ニウム膜あるいは表面を酸化アルミニウム膜で覆われた
アルミニウム薄膜からなることを特徴とする受発光機能
付きポリマー光導波路。 - 【請求項３】 ミラー構造を有するポリマー光導波路上
に透明電極を形成し、該ミラー構造の上部に孔を有する
絶縁体膜を形成し、その上に電気−光変換機能もしくは
光−電気変換機能を有する有機導電体膜を形成し、その
上に対向電極を形成することを特徴とする受発光機能付
きポリマー光導波路の作製方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の絶縁体膜が表面を酸化
アルミニウム膜で覆われたアルミニウム薄膜からなるも
のであり、アルミニウム薄膜を酸素を含むガス雰囲気中
で酸化して形成することを特徴とする受発光機能付きポ
リマー光導波路の作製方法。 - 【請求項５】 請求項３に記載の絶縁体膜が酸化アルミ
ニウム膜あるいは表面を酸化アルミニウム膜で覆われた
アルミニウム薄膜からなるものであり、アルミニウム薄
膜を陽極酸化して形成することを特徴とする受発光機能
付きポリマー光導波路の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000070276A JP2001264560A (ja) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | 受発光機能付きポリマー光導波路とその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000070276A JP2001264560A (ja) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | 受発光機能付きポリマー光導波路とその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001264560A true JP2001264560A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=18589038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000070276A Pending JP2001264560A (ja) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | 受発光機能付きポリマー光導波路とその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001264560A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7130511B2 (en) | 2004-03-30 | 2006-10-31 | Motorola, Inc. | Flexible active signal cable |
-
2000
- 2000-03-14 JP JP2000070276A patent/JP2001264560A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7130511B2 (en) | 2004-03-30 | 2006-10-31 | Motorola, Inc. | Flexible active signal cable |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3197758B2 (ja) | 光結合装置およびその製造方法 | |
| US7375463B2 (en) | Optical device and organic EL display | |
| KR100740965B1 (ko) | 유기 일렉트로루미네선스 소자의 제조 방법 | |
| US20130214301A1 (en) | Display apparatus and method for manufacturing display apparatus | |
| US7993800B2 (en) | Multilayer active mask lithography | |
| WO1998037445A1 (fr) | Guide d'ondes optique en polymere, circuit integre optique, module optique et appareil de communication optique | |
| KR20050018391A (ko) | 탄소나노튜브 에미터를 구비하는 전계 방출 디스플레이 및그 제조 방법 | |
| WO2020063296A1 (zh) | 柔性基底及其制造方法、显示装置 | |
| CN107479230B (zh) | 用于显示器与触控面板的超细铜质网线及其制造方法 | |
| CN110797303B (zh) | 一种基板及其制备方法、显示装置 | |
| US6639359B1 (en) | Organic EL display device higher brightness and a method for manufacturing the same | |
| WO2015009059A1 (ko) | 초박형 유기발광소자 제조방법 | |
| JP2001264560A (ja) | 受発光機能付きポリマー光導波路とその作製方法 | |
| KR100590579B1 (ko) | 탄소나노튜브 에미터를 구비한 전계방출소자의 제조방법 | |
| JP2011065394A (ja) | 保護フィルム付き狭額縁タッチ入力シート、保護フィルム付き積層狭額縁タッチ入力シート及びこれらの製造方法 | |
| CN111799387B (zh) | 显示面板及其制造方法、显示装置 | |
| JP2001264587A (ja) | コネクター付導波路型光能動素子 | |
| KR100236008B1 (ko) | 유기전계발광소자 및 그 제조방법 | |
| CN108365129B (zh) | 一种显示面板及其制作方法、显示装置 | |
| JP2001074949A (ja) | 保護層を備えた樹脂製光導波路、その製造方法および光部品 | |
| JP3630605B2 (ja) | ポリマー光集積回路光源及びその製造方法 | |
| JPH0959380A (ja) | フッ素化ポリイミドの表面改良方法 | |
| JP2000035524A (ja) | 光導波路およびその製造方法 | |
| JP2001074952A (ja) | 保護層を備えた樹脂製光導波路、その製造方法および光部品 | |
| JP2003243166A (ja) | 有機ｅｌ素子およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041213 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050406 |