JPH07258604A

JPH07258604A - 光学材料および光学材料用コーティング組成物

Info

Publication number: JPH07258604A
Application number: JP3249695A
Authority: JP
Inventors: Yuka Yamaho; 有香山舗; Masaya Asano; 昌也浅野
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【構成】シラン単位組成を特定の割合で含有するシリカ
系被膜を用いた光学材料及び原料シランを特定の割合で
含有する光学材料用コーティング組成物。【効果】近赤外光領域での透明性に優れ、かつ、耐クラ
ック性、耐熱性、耐湿性にも優れるので、光通信システ
ムの高度化、高速化および信頼性の向上に有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信や光を利用する
システムに用いられる光学材料及び光学材料用コーティ
ング組成物に関するものであり、特に光導波路、光フィ
ルター等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気通信システムの伝送高速化の
手段として光通信システムが注目されてきており、その
部品材料として光に対応したものが要求されてきた。

【０００３】例えば、エポキシ系やアクリル系樹脂、特
にポリイミド系樹脂などが報告されているが、耐熱性や
耐湿性、特に光損失率などに問題がある。そこで、低損
失、つまり透明性が良好で、かつ耐熱性、耐湿性の良好
な材料としてシリカ系被膜の適用が考えられる。

【０００４】しかしながら、従来のシリカ系被膜は透明
性は良いものの、耐クラック性が低く、膜厚は２μｍ程
度が限界であったため、光学材料に用いるには不十分な
ものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、特に近赤外光領域での透明性および耐熱性、耐湿性
に優れ、かつ、耐クラック性に優れた光学材料を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
以下の構成により達成される。

【０００７】一般式（１）Ｒ₂ＳｉＯで表される単位組成１モルに対して、一般式（２）ＲＳｉＯ_1.5 で表される単位組成を１〜２０モル含有するシリカ系被
膜から成ることを特徴とする光学材料により達成され
る。

【０００８】（ただし、Ｒは水素、アルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、およびそれらの置換体を表わし、
それぞれ、同一でも、異なっていても良い。）一般式（４）Ｒ₂ＳｉＲ´₂ で表される２官能性シラン１モルに対して、一般式（５）ＲＳｉＲ´₃ で表される３官能性シランを１〜２０モル含有するシラ
ン混合物を加水分解および縮合させることによって得ら
れるシロキサンポリマーを含有することを特徴とする光
学材料用コーティング組成物。

【０００９】（ただし、Ｒは水素、アルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、およびそれらの置換体を表わし、
それぞれ、同一でも、異なっていても良い。Ｒ´は加水
分解性基を表わし、それぞれ、同一でも、異なっていて
も良い。）

【００１０】すなわち、本発明者等は、光学材料として
は、従来のポリイミド系膜に代わって、シリカ系被膜が
その透明性の観点から適当であることを見い出した。

【００１１】しかも、２官能性シランを用いることが耐
クラック性の向上に大きな効果があることを膜中ストレ
ス測定等の考察により見出したことに基づいている。ま
た、４官能性シランの含有率が耐クラック性に大きく作
用している。つまり、単位組成を特定の割合で含有する
シリカ系被膜は、従来のシリカ系被膜では得られなかっ
た耐クラック性を有する。

【００１２】さらに、Ｒがフェニル基であるシランの含
有率も耐クラック性の向上に大きな効果を有する。

【００１３】以下、本発明の構成を順に説明する。

【００１４】本発明の光学材料は、一般式（１）Ｒ₂ＳｉＯで表される単位組成１モルに対して、一般式（２）ＲＳｉＯ_1.5 で表される単位組成を１〜２０モル含有するシリカ系被
膜から成る。

【００１５】（ただし、Ｒは水素、アルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、およびそれらの置換体を表わし、
それぞれ、同一でも、異なっていても良い。）単位組成（１）のみを用いた場合には膜が柔軟すぎて脆
く、単位組成（１）に対する単位組成（２）の割合が１
モル未満である場合はいくらか強靭になるものの基板と
の接着性が不十分である。一方、単位組成（１）に対す
る単位組成（２）の割合が２０モルを越えると耐クラッ
ク性が低くなる。単位組成（１）に対する単位組成
（２）の割合が１〜２０モルである場合のみ、光学材料
として適当な柔軟性と耐クラック性を具備している。

【００１６】また、シリカ系被膜は、一般式（３）ＳｉＯ₂ で表される単位組成を含有していてもよいが、膜の緻密
性を向上させる利点がある反面、耐クラック性の低下に
繋がるため、その量としては一般式（１）で表わされる
単位組成１モルに対して、５モル以下であることが好ま
しい。

【００１７】また、Ｒがフェニル基である単位組成を５
〜５０モル％含有することが好ましい。Ｒがフェニル基
である単位組成が多すぎる場合には、膜の透過性が低下
し、また、少なすぎる場合には、耐クラック性が低下す
る。

【００１８】Ｒの具体例としては、炭素数１〜６のもの
が好ましく、水素；メチル基、エチル基、プロピル基な
どのアルキル基；フェニル基、トリル基、ナフチル基な
どのアリール基；ビニル基、アリル基などのアルケニル
基、および、トリフルオロメチル基などのフルオロ置換
体、３−グリシドキシプロピル基などのエポキシ置換
体、３−アミノプロピル基などのアミン置換体などのア
ルキル基、アリール基、アルケニル基のそれぞれ置換体
が挙げられ、特にフルオロ置換体はＣ−Ｈ結合の高調波
吸収による損失を減らすことができるため好ましい。し
かし、これらに限定されず、また、それらは同一であっ
ても異なっていてもよい。

【００１９】シリカ系被膜中のこれらの単位組成の比率
を測定する方法としては、²⁹Ｓｉ−固体ＮＭＲスペクト
ルの測定があげられる。例えば、ＴＭＳ（テトラメチル
シラン）を標準とした場合、一般式（１）、（２）、
（３）で表される単位組成は、各々、−２ppm 、−５０
ppm 、−１００ppm にケミカルシフトが見られる。これ
らのピークの積分値から各単位組成の組成比が算出され
る。また、その他、ＥＳＣＡ測定におけるＳｉ２ｐ分割
測定によって組成比を算出することも可能であるが、こ
の場合は各単位組成のケミカルシフトが小さいため誤差
が大きくなるので注意を要する。測定方法はこれらの方
法には限定されない。

【００２０】次に、本発明のシリカ系被膜を得るための
コーティング組成物について、以下に説明する。

【００２１】本発明のシリカ系被膜を得るためのコーテ
ィング組成物は、例えば、一般式（４）Ｒ₂ＳｉＲ´₂ で表わされる２官能性シラン１モルに対して、一般式（５）ＲＳｉＲ´₃ で表わされる３官能性シランを１〜２０モル含有するシ
ラン混合物を加水分解および縮合させることによって得
られる。

【００２２】（ただし、Ｒは水素、アルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、およびそれらの置換体を表わし、
それぞれ、同一でも、異なっていても良い。Ｒ´は加水
分解性基を表わし、それぞれ、同一でも、異なっていて
も良い。）シラン混合物は、一般式（６）ＳｉＲ´₄ で表わされる４官能性シランを含有していても良いが、
その量としては、一般式（４）で表わされる２官能性シ
ラン１モルに対して、５モル以下であることが好まし
い。

【００２３】上記の２，３，４官能性シランは、それぞ
れ、単位組成Ｒ₂ＳｉＯ，ＲＳｉＯ_1.5，ＳｉＯ₂に対
応する。

【００２４】Ｒは、前述の通りである。また、Ｒ´の具
体例としては、メトキシ基、エトキシ基、メトキシエト
キシ基などのアルコキシ基；クロロ、ブロモなどのハロ
ゲン；アセトキシル基などの加水分解性基が挙げられる
が、これらに限定されず、また、それらは同一であって
も異なっていてもよい。

【００２５】これらシラン化合物の具体例としては、２
官能性シランでは、ジメチルジメトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジ
フェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシ
シラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニル
ジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジ
メトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピ
ルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルメチル
ジメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジエトキ
シシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ヘ
プタデカフルオロデシルメチルジメトキシシラン、３−
メタクリロキシプロピルジメトキシシラン、オクタデシ
ルメチルジメトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラ
ン、ジフェニルジアセトキシシラン、ジメチルジクロロ
シラン、ジエチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロ
シラン、メチルフェニルジクロロシラン、メチルビニル
ジクロロシラン、オクタデシルメチルジクロロシラン、
ヘプタデカフルオロデシルメチルジクロロシラン、３官
能性シランでは、メチルトリメトキシシラン、メチルト
リエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オク
タデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキ
シシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルト
リエトキシシラン、トリフルオロメチルメトキシシラ
ン、トリフルオロメチルエトキシシラン、３−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルト
リエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピル
トリメトキシシラン、３−（Ｎ，Ｎ−ジグリシジル）ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシシ
プロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシ
ルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリ
メトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシ
ラン、メチルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、
フェニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、メチ
ルトリアセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラ
ン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリクロロシ
ラン、フェニルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシ
ラン、オクタデシルトリクロロシラン、ヘプタデカフル
オロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロオクチ
ルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリクロロ
シラン、４官能性シランでは、テトラメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テト
ラセアセトキシシラン、テトラクロロシランなどを挙げ
ることができる。用いるシラン混合物の具体例として
は、ジフェニルジエトキシシラン１モルに対して、メチ
ルトリエトキシシラン５モル、テトラエトキシシラン１
モルの混合物、ジメチルジメトキシシラン１モルに対し
て、メチルトリメトキシシラン２モル、フェニルトリメ
トキシシラン１モルの混合物、メチルフェニルジアセト
キシシラン１モルに対して、メチルトリアセトキシシラ
ン１０モルの混合物、ジメチルジクロロシラン１モルに
対して、メチルトリクロロシラン３モル、フェニルトリ
クロロシラン７モルの混合物などが挙げられる。

【００２６】これらのシラン混合物に水を加え、加水分
解および部分縮合させることにより、シロキサンポリマ
ーが得られる。

【００２７】反応は無溶媒でも良いが、通常は溶媒中で
行なわれる。溶媒は有機溶媒が好ましく、メタノール、
エタノール、プロパノール、ブタノール、３−メチル−
３−メトキシ−１−ブタノールなどのアルコール類；エ
チレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコ
ール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリ
コールモノブチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエ
ーテル類；メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケト
ンなどのケトン類；ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミドなどのアミド類；エチルアセテート、エチル
セロソルブアセテート、３−メチル−３−メトキシ−１
−ブタノールアセテートなどのアセテート類；トルエ
ン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの芳香族
あるいは脂肪族炭化水素のほか、γ−ブチロラクトン、
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシドな
どを挙げることができる。溶媒の量は任意に選択可能で
あるが、シラン１重量に対して、０．１〜３．０重量の
範囲で用いるのが好ましい。

【００２８】加える水はイオン交換水が好ましい。水の
量は任意に選択可能であるが、シラン１モルに対して、
１．０〜４．０モルの範囲で用いるのが好ましい。

【００２９】また、反応には、酸あるいは塩基触媒を用
いることができる。塩酸、硫酸、酢酸、トリフルオロ酢
酸、リン酸、多価カルボン酸あるいはその無水物、イオ
ン交換樹脂などの酸触媒、トリエチルアミン、ジエチル
アミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミノ基を有する
アルコキシシランなどの塩基触媒が挙げられる。

【００３０】また、反応温度は、反応系の凝固点から沸
点の範囲で通常選択されるが、沸点以上の温度で加圧状
態で反応することも可能である。高分子量のシロキサン
ポリマーを得るには、還流下で１〜１００時間行なうの
が好ましい。そのほかシロキサンポリマーの重合度を上
げるために、再加熱もしくは塩基触媒の添加を行なうこ
とも可能である。

【００３１】加水分解および部分縮合反応を施した後の
反応溶液に必要に応じて、溶剤を追加あるいは除去する
ことができる。あるいは、反応溶液から触媒、溶媒、
水、反応副生物などを適宜除去した後、溶剤を追加する
ことも可能である。ポリマー濃度は、５〜８０重量％と
するのが好ましく、さらには、２０〜７０重量％とする
のが好ましい。

【００３２】ここで用いられる溶剤は有機溶剤が好まし
く、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル、３−メチル−３−メトキシ−１−ブタノールなどの
アルコール類；エチレングリコール、プロピレングリコ
ールなどのグリコール類；エチレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチ
ルエーテルなどのエーテル類；メチルイソブチルケト
ン、ジイソブチルケトンなどのケトン類；ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類；エチ
ルアセテート、エチルセロソルブアセテート、３−メチ
ル−３−メトキシ−１−ブタノールアセテートなどのア
セテート類；トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘ
キサンなどの芳香族あるいは脂肪族炭化水素のほか、γ
−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメ
チルスルホキシドなどを挙げることができる。

【００３３】本発明のシリカ系被膜を得るための塗布液
においては、２官能性シランを用いているため、３官能
性シラン、４官能性シランを用いた場合に比べて、膜が
硬化しにくい難点がある。そこで、膜硬化剤を含有する
ことが好ましい。膜硬化剤としては、酸および塩基触媒
が使用され、反応に用いた酸あるいは塩基をそのまま残
存させることができる。また、熱によって酸、あるいは
塩基を発生する化合物、および、光によって酸、あるい
は塩基を発生する化合物を新たに添加することも可能で
ある。具体的には、熱あるいは光によって酸を発生する
化合物として、ベンゾイントシレート、トリ（ニトロベ
ンジル）フォスフェート、トリアニソインフォスフェー
ト、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニ
ウム塩など、熱あるいは光によって塩基を発生する化合
物として、ニトロベンジルシクロヘキシルカルバメー
ト、ジ（メトキシベンジル）ヘキサメキレンジカルバメ
ートなどを挙げることができる。これら化合物の使用量
としては、シロキサンポリマーに対して、０．０１〜２
０重量％であることが好ましく、より好ましくは０．１
〜１０重量％であるさらに、本発明のシリカ系被膜を得るための塗布液に
は、膜硬化剤のほか、必要に応じて、粘度調整剤、界面
活性剤、安定化剤、着色剤、ガラス質形成剤などを添加
することができる。

【００３４】次に、本発明の光学材料を用いた光学部材
の形成方法を順に説明する。

【００３５】前記塗布液をスピンナー、ディッピングな
どの公知の方法によって、形成されるべき基板、例えば
ガラス板上に塗布し、乾燥する。乾燥は、５０〜１５０
℃の範囲で３０秒〜３０分間行ない、乾燥後の膜厚は、
１〜２０μｍとするのが好ましい。

【００３６】乾燥後、必要であれば、ＰＬＡなどの露光
機を用い、５０〜２０００ｍＪ／ｃｍ^２（３６５ｎｍ）
を全面露光する。

【００３７】前記塗布液が光によって酸または塩基を発
生する化合物を含有している時等、所望のマスクを介し
て露光することによって、パターン形成を行うこともで
きる。パターン形成を行う場合は、露光後、加熱（ポス
トエクスポージャーベーク）を行なうことが好ましい。
ポストエクスポージャーベークを行なうことによって、
露光によって発生した酸または塩基性化合物の作用によ
り露光部の高分子量化が未露光部より進行し、未露光部
との現像液溶解度差が広がり、解像コントラストが向上
するという効果が得られる。ポストエクスポージャベー
クは５０〜１５０℃の範囲で、３０秒〜３０分間行なう
のが好ましい。

【００３８】次に、現像を行なう。現像液としては、有
機溶剤、アルカリ性水溶液などを用いることができる。
具体的には、イソプロパノール、プロピレングリコール
モノメチルエーテルなどの有機溶剤；テトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド水溶液、炭酸ナトリウム水
溶液などのアルカリ性水溶液が挙げられる。現像方法
は、これらの現像液に１０秒〜１０分間浸漬することが
好ましい。

【００３９】現像後、水あるいは一般有機溶剤でリンス
し、乾燥し、必要であれば、パターン化された膜をさら
に全面露光することができる。

【００４０】その後、膜を加熱硬化する。加熱硬化は、
２００〜５００℃の範囲で１０分〜３時間行なうのが好
ましい。

【００４１】乾燥後あるいは加熱硬化後、所望のマスク
を介して、適当な波長を有する光源を用いて露光するこ
とも可能である。この工程によって、露光部と未露光部
の間に屈折率差が生じ、例えば光導波路のコア部材とク
ラッド部材に使い分けることも可能である。

【００４２】加熱硬化後の膜厚は、適用される光学部材
の種類や構造にもよるが、１〜２０μｍが適当であり、
さらには２〜１０μｍが好ましい。この膜厚は、塗布方
法によって調節することが可能である。

【００４３】さらに得られた膜を平坦化、高密着化など
の目的で、ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）
処理すること、プラズマ処理することなども可能であ
る。

【００４４】以上のようにして、光学部材が形成され
る。

【００４５】本発明において光学材料とは光学部材に用
いられるものであり、光学部材とは、光による信号伝達
システムに用いられるあらゆる部材をいう。例えば、光
導波路は、屈折率の高いコア部が屈折率の低いクラッド
部に覆われ、光信号はコア部を全反射しながら伝搬する
ものであり、本発明の光学材料をこのコア部材およびク
ラッド部材として用いることができる。また、光フィル
ターは、通信光以外の波長の光を遮断するために光ファ
イバーの間に挟んで用いられるものであり、本発明の光
学材料をこの光フィルターの基板として用いることがで
きる。

【００４６】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。

【００４７】実施例１ジフェニルジエトキシシラン１モル、メチルトリエトキ
シシラン５モル、テトラエトキシシラン１モルのシラン
混合物をメチルイソブチルケトン１００ｇに溶解し、こ
れに、水１０モル、リン酸０．１モルを攪拌しながら加
えた。得られた溶液を加熱し、還流させながら、３時間
反応させた。その後、メチルイソブチルケトン１ｋｇを
用いてシロキサンポリマーを抽出し、得られた有機層に
イオン交換水１ｋｇを加えて振とうし、静置後、水層を
分離除去した。得られた有機層を濃縮乾固して、シロキ
サンポリマーを得た。

【００４８】このシロキサンポリマーをプロピレングリ
コールモノメチルエーテルにポリマー濃度５０重量％に
なるように溶解し、さらに、ベンゾイントシレートをポ
リマーに対して、０．５重量％添加し、塗布液を得た。

【００４９】この塗布液を石英板上にスピンコーターを
用いて塗布し、３００℃で１時間キュアしたところ、無
色透明で膜厚８μｍでクラックのない良好な膜が得られ
た。また、得られた膜について単位組成を²⁹Ｓｉ−固体
ＮＭＲにより測定したところ、Ｒ₂ＳｉＯ，ＲＳｉＯ
_1.5，ＳｉＯ₂のモル比が、１：５：１と、原料の２，
３，４官能性シランのモル比と一致していた。

【００５０】比較例１実施例１において、メチルトリエトキシシラン５モル、
テトラエトキシシラン１モルのシラン混合物をを原料と
する以外は実施例１と同様にシロキサンポリマーを合成
し、塗布液を得た。

【００５１】この塗布液を石英板上にスピンコーターを
用いて塗布し、３００℃で１時間キュアしたところ、膜
厚８μｍでクラックが多数発生した。

【００５２】また、得られた膜について単位組成を²⁹Ｓ
ｉ−固体ＮＭＲにより測定したところ、ＲＳｉＯ_1.5，
ＳｉＯ₂のモル比が、５：１と、原料の３，４官能性シ
ランのモル比と一致していた。

【００５３】実施例２ジメチルジメトキシシラン１モルに対して、メチルトリ
メトキシシラン２モル、フェニルトリメトキシシラン１
モルの混合物をメタノール１００ｇに溶解し、これに、
水１５モル、塩酸０．１モルを攪拌しながら加えた。得
られた溶液を加熱し、還流させながら、８時間反応させ
た。その後、この溶液をイオン交換樹脂１ｋｇを充填し
たカラムに通し、水および触媒を除去し、得られた有機
層を濃縮して、シロキサンポリマーを得た。

【００５４】このシロキサンポリマーをブチルセロソル
ブにポリマー濃度２０重量％になるように溶解し、さら
に、トリ（ニトロベンジル）フォスフェートをポリマー
に対して、０．１重量％添加し、塗布液を得た。

【００５５】この塗布液を石英板にスピンコーターを用
いて塗布し、３５０℃で１時間キュアしたところ、無色
透明で膜厚６μｍでクラックのない良好な膜が得られ
た。

【００５６】また、得られた膜について単位組成を²⁹Ｓ
ｉ−固体ＮＭＲにより測定したところ、Ｒ₂ＳｉＯ，Ｒ
ＳｉＯ_1.5，ＳｉＯ₂のモル比が、１：２：１と、原料
の２，３，４官能性シランのモル比と一致していた。

【００５７】比較例２実施例２において、メチルトリメトキシシラン２モル、
フェニルトリメトキシシラン１モルの混合物を原料とす
る以外は実施例２と同様にシロキサンポリマーを合成
し、塗布液を得た。

【００５８】この塗布液を石英板上にスピンコーターを
用いて塗布し、３５０℃で１時間キュアしたところ、膜
厚６μｍでクラックが多数発生した。

【００５９】また、得られた膜について単位組成を²⁹Ｓ
ｉ−固体ＮＭＲにより測定したところ、ＲＳｉＯ_1.5の
みであり、原料の３官能性シランと対応していた。

【００６０】実施例３メチルトリメトキシシラン９５．２ｇ（０．７ｍｏ
ｌ）、ジメチルジメトキシシラン３６ｇ（０．３ｍｏ
ｌ）、フェニルトリメトキシシラン３９．６ｇ（０．２
ｍｏｌ）をプロピレングリコールモノメチルエーテル２
００ｇに溶解し、これに、水６０ｇ、リン酸２ｇを攪拌
しながら加えた。得られた溶液をバス温１０５℃で２時
間加熱し、内温を９０℃まで上げて、主として副生する
メタノールからなる成分９０ｇを留出せしめた。次いで
バス温１３０℃で１．０時間加熱し、内温を１１８℃ま
で上げて、主として水とプロピレングリコールモノメチ
ルエーテルからなる成分７０ｇを留出せしめた後、室温
まで冷却し、塗布液を得た。

【００６１】この塗布液を石英板にスピンコーターを用
いて塗布し、２５０℃で１時間キュアしたところ、無色
透明で膜厚５μｍでクラックのない良好な膜が得られ
た。

【００６２】また、得られた膜について単位組成を²⁹Ｓ
ｉ−固体ＮＭＲにより測定したところ、Ｒ₂ＳｉＯ，Ｒ
ＳｉＯ_1.5のモル比が、１：３と、原料の２，３官能性
シランのモル比と一致していた。

【００６３】比較例３実施例３において、メチルトリメトキシシラン９５．２
ｇ（０．７ｍｏｌ）、フェニルトリメトキシシラン３
９．６ｇ（０．２ｍｏｌ）の混合物を原料とする以外は
実施例２と同様にシロキサンポリマーを合成し、塗布液
を得た。

【００６４】この塗布液を石英板上にスピンコーターを
用いて塗布し、２５０℃で１時間キュアしたところ、膜
厚５μｍでクラックが多数発生した。

【００６５】また、得られた膜について単位組成を²⁹Ｓ
ｉ−固体ＮＭＲにより測定したところ、ＲＳｉＯ_1.5の
みであり、原料の３官能性シランと対応していた。

【００６６】実施例４次の塗布液を用いて、光導波路を作製した。

【００６７】Ａ液：バッファ層、クラッド層形成用塗布
液実施例３に示した塗布液を固形分濃度３０％に調製した
ものを用いた。

【００６８】Ｂ液：コア層形成用塗布液実施例１に示した塗布液を固形分濃度３０％に調製した
ものを用いた。

【００６９】ガラス板上にスピンコーターを用いてＡ液
を塗布し、２５０℃で１時間キュアして膜厚１０μｍの
バッファ層を形成した。さらに、Ｂ液をバッファ層上に
スピンコーターを用いて塗布し、２５０℃で１時間キュ
アして膜厚５μｍのコア層を形成した。次に、このコア
層上にフォトレジストパターンを所望の形状に公知の方
法で形成し、このパターンをマスクとして、コア層をＲ
ＩＥ（リアクティブイオンエッチング）によりエッチン
グした。マスクを除去した後に、再びＡ液をスピンコー
ターを用いて塗布し、２５０℃で１時間キュアして膜厚
１０μｍのクラッド層を形成し、埋め込み型光導波路を
形成した。

【００７０】この得られた光導波路にはクラックなどの
欠陥は見られず、１．５５μｍ波長光の伝搬損失を測定
したところ、１０ｄＢ／ｍと良好な低損失性を示した。
また、４００℃の加熱による耐熱性試験や、５０℃、８
５％ＲＨの高湿度下に１０００時間放置するという耐湿
性試験によっても、その特性は変化しなかった。

【００７１】実施例５実施例２に示した塗布液を固形分濃度３０％に調製した
ものを、シリコンウェハ（仮基板）上にスピンコーター
を用いて塗布し、３００℃で１時間キュアして膜厚１０
μｍの基板層を形成した。この基板層上にＴｉＯ₂とＳ
ｉＯ₂の多層膜を積層した。この後、仮基板から剥離
し、所定の大きさに切断し光フィルターを得た。

【００７２】得られた光フィルターは光通信用に用いら
れる１．３μｍおよび１．５５μｍの波長光に対して９
９％以上の透過率を示し、光フィルターとしての特性を
満足するものであった。

【００７３】

【発明の効果】本発明の光学材料は、近赤外光領域での
透明性に優れ、かつ耐クラック性、耐熱性、耐湿性にも
優れるので、光通信システムの高度化、高速化および信
頼性の向上に有効である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（１）Ｒ₂ＳｉＯで表される単位組成１モルに対して、一般式（２）ＲＳｉＯ_1.5 で表される単位組成を１〜２０モル含有するシリカ系被
膜から成ることを特徴とする光学材料。（ただし、Ｒは
水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基、および
それらの置換体を表わし、それぞれ、同一でも、異なっ
ていても良い。）
【請求項２】一般式（１）で表される単位組成１モルに
対して、一般式（３）ＳｉＯ₂ で表される単位組成を５モル以下含有することを特徴と
する請求項１記載の光学材料。
【請求項３】Ｒがフェニル基である単位組成を５〜５０
モル％含有することを特徴とする請求項１または２記載
の光学材料。
【請求項４】一般式（４）Ｒ₂ＳｉＲ´₂ で表される２官能性シラン１モルに対して、一般式（５）ＲＳｉＲ´₃ で表される３官能性シランを１〜２０モル含有するシラ
ン混合物を加水分解および縮合させることによって得ら
れるシロキサンポリマーを含有することを特徴とする光
学材料用コーティング組成物。（ただし、Ｒは水素、ア
ルキル基、アリール基、アルケニル基、およびそれらの
置換体を表わし、それぞれ、同一でも、異なっていても
良い。Ｒ´は加水分解性基を表わし、それぞれ、同一で
も、異なっていても良い。）
【請求項５】該シラン混合物が、一般式（１）で表され
る２官能性シラン１モルに対して、一般式（６）ＳｉＲ´₄ で表される４官能性シランを５モル以下含有することを
特徴とする請求項４記載の光学材料用コーティング組成
物。
【請求項６】該シラン混合物の５〜５０モル％が、Ｒ
がフェニル基であるシランであることを特徴とする請求
項４または５記載の光学材料用コーティング組成物。