JPH09124793A - 高分子光学材料及びその製造方法及び高分子光導波路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可視から近赤外域にわたって低損失であり、
耐熱性に優れた高分子光学材料とその製造方法、及び当
該材料を用いた耐溶剤性にも優れた高分子光導波路を提
供する。 【解決手段】 少なくともＲ−Ｓｉ−Ｏ−〔ＲはＣ_n Ｙ
_2n+1（Ｙ：Ｈ、重水素、ハロゲン、ｎ：５以下の正の整
数）又はＣ₆ Ｙ₅ を示す〕、−Ｓｉ−Ｏ_1/2 、−Ｓｉ−
ＯＨ、−Ｓｉ−ＯＥ（Ｅはエポキシ含有の有機基）結合
をもつ繰返し単位の共重合体からなる光学材料。その相
当するクロロシランのエポキシエーテル化と加水分解に
よる製法。該材料の硬化物をコア、クラッド材料とする
高分子光導波路。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学材料、その製
造方法、及び当該材料を用いた高分子光導波路に関す
る。特に光通信や光情報処理の分野で用いられる光集積
回路、光配線板、光コネクタ、光合分波器などを効率よ
く製造するのに利用できる。

【０００２】

【従来の技術】高分子材料はスピンコート法やディップ
法などによる大面積フィルム形成が容易であり、また、
ホトリソグラフィー、エッチング、エンボス加工が可能
なことから、石英ガラス等の無機ガラス材料や無機結晶
材料を用いる場合に比べてかなり低温での導波路加工が
可能であり、高温処理に弱い半導体デバイスと光導波路
の一体成形が容易に行える利点がある。また、高分子の
柔軟性や強じんさを活かしたフレキシブル光導波路の作
製も可能であり、光配線の観点からも大きな期待が寄せ
られている。一方、高分子材料はこれまで、耐熱性や光
通信波長帯（可視から近赤外域）における透明性の点で
問題であるとされてきたが、近年、これを大幅に改善し
た材料が発明され、報告されるに至っている〔例えば、
特開平３−４３４２３号公報、及びエレクトロニクス
レターズ（Electron. Lett.)、第３０巻、第１２号、第
９５８〜９５９頁（１９９４）〕。この材料は耐熱性に
優れたポリシロキサン系の材料であり、分子中の水素が
ハロゲンや重水素に置換されているために、Ｃ−Ｈ結合
の振動に起因する可視から近赤外領域での吸収が大幅に
低減されている。このような高分子材料をスピンコート
法やディップ法を用いてコア／クラッド構造からなる光
導波路に加工するには、以下のような方法が最も一般的
である。まず、下部クラッド層をスピンコート法やディ
ップ法により適当な基板上に形成し、次いで、この上に
コア層を形成する。更に、コア層を所望のパターンにエ
ッチング加工し、最後に上部クラッド層を形成する。コ
ア材料とクラッド材料の屈折率差は導波させる光の波長
やモードに合せて決定されるが、通常はコア材料の屈折
率をクラッドよりも数％以内程度大きく設定される。上
述のような方法で前記の耐熱性ポリシロキサン系材料の
光導波路を作製する場合にしばしば生じる問題として、
高分子層間のインターミキシングが挙げられる。インタ
ーミキシングとは、高分子層上に別の高分子層を塗布す
る際に下層の表面が上層の塗布溶液に溶解されて界面が
乱れることをさす。例えば、下部クラッド層上にコア層
を塗布する場合、コア層の塗布溶液により下部クラッド
層が局所的に溶解し、コア／クラッド間の形状が乱れた
り、屈折率分布に変化が生じて、光導波路としての機能
発現が困難となる。すなわち、前記のようなポリシロキ
サン系高分子材料は従来のホトリソグラフィー技術によ
って光導波路や更に複雑な光部品へと加工されるが、コ
ア部及びクラッド部を構成する材料の耐溶剤性が十分で
ないために、作製工程の中で、あるいは導波路完成後の
組立て段階において一般的に使用されるアセトン等のケ
トン系溶剤やベンゼン、トルエン、キシレンのような芳
香族系に侵され易い。このため、光導波路部品の表面が
一部溶解したり、溶剤が内部に浸透することにより、光
部品としての機能が損なわれるという問題があった。前
記のような問題を克服するために、従来は、高分子材料
の分子量を調節したり、適当な塗布溶媒を選択する、な
どの方法がとられてきたが、必ずしも満足できる解決方
法ではなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状にかんがみてなされたものであり、その目的は、イン
ターミキシングの発生を抑え、可視から近赤外域にわた
って低損失であり、しかも、耐熱性に優れた高分子光学
材料とその製造方法、及び当該材料を用いた、耐溶剤性
にも優れた高分子光導波路を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明の第１の発明は高分子光学材料の発明であって、式
（Ｉ）〜（IV）の各単位を構成分とする下記一般式（化
１）：

【０００５】

【化１】

【０００６】〔式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ は同一又は異な
り、Ｃ_n Ｙ_2n+1（Ｙは水素あるいは重水素あるいはハロ
ゲン、ｎは５以下の正の整数）で表されるアルキル基あ
るいは重水素化アルキル基あるいはハロゲン化アルキル
基、あるいはＣ₆ Ｙ₅ （Ｙは水素あるいは重水素あるい
はハロゲン）で表されるフェニル基あるいは重水素化フ
ェニル基あるいはハロゲン化フェニル基であり、Ｅはエ
ポキシ官能性の有機置換基である〕で表される繰返し単
位からなる共重合体であることを特徴とする。第２の発
明は高分子光学材料の製造方法の発明であって、フェニ
ルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、それら
の水素の一部あるいは全部をフッ素や重水素に置換した
ものからなるシラン化合物のうちの少なくとも１つを非
プロトン性溶媒に溶解したのち、グリシジルアルコール
系エポキシ化剤を該溶液に加える工程、該溶液中の反応
中間体を加水分解する工程、を包含することを特徴とす
る。第３の発明も高分子光学材料の製造方法の発明であ
って、フェニルトリクロロシラン、メチルトリクロロシ
ラン、それらの水素の一部あるいは全部をフッ素や重水
素に置換したものからなるシラン化合物のうちの少なく
とも１つを非プロトン性溶媒に溶解したのち、グリシジ
ルアルコール系エポキシ化剤を該溶液に加える工程、該
溶液に前記シラン原料のうち、前記の工程で使用したも
のとは異なる少なくとも１つを加える工程、該溶液中の
反応中間体を加水分解する工程、を包含することを特徴
とする。第４の発明は高分子光導波路の発明であって、
水素あるいは重水素あるいはハロゲンを含む高分子から
なるコア部と、該コア部を囲む、コア部よりも小さい屈
折率を有する高分子からなるクラッド部を有し、該コア
部とクラッド部が、前記第１の発明における一般式（化
１）で表される繰返し単位からなる共重合体の硬化物で
あることを特徴とする。

【０００７】本発明者らは前記問題を解決するために、
従来のような分子量調節や溶媒選択ではなく、後述する
ようにポリシロキサン系材料そのものをエポキシ官能性
に改良することにより、耐インターミキシング性、可視
〜近赤外領域での透明性、及び耐熱性を同時に満足でき
ることを見出し、更に、そのようなエポキシ官能性を持
たせた低損失ポリシロキサン系材料を用いることにより
耐溶剤性、可視〜近赤外領域での透明性、及び耐熱性を
同時に満足できることを見出し、本発明を完成するに至
った。

【０００８】すなわち、本発明は、従来のポリシロキサ
ン系光学材料が、架橋性の官能基を含まないためにイン
ターミキシングの防止を分子量の調節や溶媒の選択とい
った面倒な方法で行うのに対し、エポキシ基を導入した
材料を用いて架橋硬化させ、より簡便な方法でインター
ミキシングを防止するものである。また、通常のエポキ
シ樹脂の製造においては、ビスフェノールのようなヒド
ロキシル型の原料にエピクロルヒドリン等を反応させた
のちにアルカリを用いてエポキシ環を生成させるのが一
般的であるが、アルカリの使用はシロキサン系材料の分
子量をかなり増加させるため、ここで得ようとする塗布
・硬化が容易な低分子量ポリシロキサンの製造には適当
ではない。そこで、ヒドロキシル基を有するエポキシ原
料をハロゲン化シラン類と反応させることによりアルカ
リの使用を不要にし、なおかつ、複数の原料の使用によ
り屈折率の制御を可能にするものである。更に、本発明
は、従来のポリシロキサン系光学材料が架橋性の官能基
を含まないために完成した光導波路部品が溶剤に侵され
易いのに対し、エポキシ基を導入した材料を用いて架橋
硬化させ、より簡便な方法で耐溶剤性を付与するもので
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内容を更に詳細に
説明する。 〔製造方法の詳細〕まず第２の発明である高分子光学材
料の製造方法について説明する。本発明の高分子光学材
料の製造方法は２つの工程を包含し、例えば次のように
行われる。まず、第１の工程として、ハロゲン化シラン
を非プロトン性溶媒に溶解したのち、ヒドロキシル基を
有するエポキシ原料を該溶液に加える。ハロゲン化シラ
ンは特に限定されるものではないが、例えば、フェニル
トリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルト
リクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、それらの水
素の一部あるいは全部をフッ素や重水素に置換したも
の、等を用いることができる。また、１種類のみではな
く、２種類以上のシラン類を混合して用いることもでき
る。しかしながら、導波損失と経済性を考慮すれば、フ
ェニルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、及
びそれらの水素の一部あるいは全部をフッ素や重水素に
置換したものの使用が効果的である。これらを溶解する
非プロトン性溶媒としては、─ＯＨ基を持たない溶媒で
あれば特に限定されないが、例えば、ベンゼン、トルエ
ン、キシレンのような芳香族系溶媒、テトラヒドロフラ
ン（ＴＨＦ）、ジオキサン、アニソール、フェネトール
のようなエーテル系溶媒が使用可能である。得られた溶
液に加えるヒドロキシル基を有するエポキシ原料として
は、グリシジルアルコール、３−フェニルグリシジルア
ルコール、α−エポキシベンジルアルコール、α，β−
エポキシフェネチルアルコール、α，β−エポキシ−α
−メチルフェネチルアルコール、ｏ−あるいはｐ−
（２，３−エポキシプロピルオキシ）ベンジルアルコー
ル等、あるいは、それらの分子中の水素をハロゲンや重
水素に置換したものが挙げられる。しかして、経済的に
はグリシジルアルコールの使用が効果的である。この段
階では、該ハロゲン化シランと該エポキシ原料とが反応
して反応中間体が形成されている。次に、第２の工程と
して、上記溶媒に水を添加して加水分解を起こさせ、エ
ポキシ基とヒドロキシル基を有する低分子量のシロキサ
ン系化合物を生成させる。この溶液をそのまま使用する
ことも可能であるが、必要に応じて生成した化合物を単
離・精製して用いることもできる。次に、第３の発明で
ある高分子光学材料の製造方法について説明する。本発
明の高分子光学材料の製造方法は、上記第２の製造方法
に包含される工程の途中に、屈折率制御のための成分を
添加する工程を包含するため、全体として３つの工程を
包含し、例えば次のように行われる。まず、第１の工程
として、ハロゲン化シランを非プロトン性溶媒に溶解し
たのち、ヒドロキシル基を有するエポキシ原料を該溶液
に加える。ハロゲン化シラン、非プロトン性溶媒、及び
ヒドロキシル基を有するエポキシ原料は特に限定される
ものではなく、第２の方法で用いたのと同様のものを使
用することができる。この段階では、該ハロゲン化シラ
ンと該エポキシ原料とが反応して反応中間体が形成され
ている。次に、第２の工程として、上記溶液に屈折率制
御用のハロゲン化シランを添加する。添加されるハロゲ
ン化シランは最初に加えたハロゲン化シランとは異なる
種類のものであれば特に限定されるものではなく、例え
ば、フェニルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラ
ン、エチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラ
ン、それらの水素の一部あるいは全部をフッ素や重水素
に置換したもの、等の中から選ぶことができる。次に、
第３の工程として、上記溶液に水を添加して加水分解を
起こさせ、エポキシ基とヒドロキシル基を有する低分子
量のシロキサン系化合物を生成させる。この溶液をその
まま使用することも可能であるが、必要に応じて生成し
た化合物を単離・精製して用いることもできる。

【００１０】本発明の高分子光導波路は、コア部と、コ
ア部よりもわずかに屈折率が小さいクラッド部から構成
される。これらの材料は、水素あるいは重水素あるいは
ハロゲンを含むハロゲン化シラン系原料を非プロトン性
溶媒に溶解したのち、ヒドロキシル基を有するエポキシ
原料を該溶液に加えて反応中間体を形成させたのちに、
この中間体を加水分解することにより容易に得られる。
また、屈折率の制御は、使用するハロゲン化シラン系原
料の種類、数、混合比率等を変化させることにより行わ
れる。以下、これらの材料を用いた高分子光導波路の製
造過程を順を追って説明するが、本発明の高分子光導波
路は上記のような材料から構成されるものであれば限定
されるものではない。上記の２種類の材料のうち、屈折
率の小さい材料を基板上にスピンコートやディップコー
ト等の方法により塗布したのち、架橋・硬化させること
により下層クラッドが形成される。基板としては、高分
子光導波路を支持できるものであればよく、例えば、シ
リコン、ガラス、プラスチック、セラミックス、紙、鉱
物、あるいはこれらの材質を組合せたものを用いること
ができる。架橋・硬化には加熱あるいは光照射のいずれ
の方法を用いてもよく、光照射の場合には触媒量のオニ
ウム塩系光開始剤を添加することが望ましい。次いで、
予め製造してあった導波路用材料のうちクラッドよりも
わずかに大きい屈折率を有する材料を用い、上記と同様
の方法で下層クラッド上にコア層が形成される。更に、
レジスト塗布、ホトリソグラフィー、エッチング等の既
存の微細加工技術により、所望のコアリッジパターンを
形成することができる。この上に下層クラッドと同じ材
料を塗布し加熱・硬化させることにより、本発明の高分
子光導波路を完成することができる。この高分子光導波
路は基板に密着させたままで使用することもできるが、
必要に応じて基板からはく離させて独立に使用すること
もできる。

【００１１】以上の工程を添付図面により説明する。す
なわち、図１は本発明の１例の高分子光導波路を製造す
る場合の各工程を示す模式的断面図である。図１におい
て、符号１は基板、２はクラッド部、３はコア部、４は
レジスト、５はマスク、６はＵＶ光、７はクラッド部を
意味する。また（Ａ）は下層クラッド形成工程、（Ｂ）
はコア層形成工程、（Ｃ）はレジスト塗布、ホトリソグ
ラフィー工程、（Ｄ）〜（Ｆ）はエッチング等の微細加
工工程、（Ｇ）は上層クラッド形成工程に相当する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。

【００１３】実施例１ 以下の手順によりフェニルケイ素単位とエポキシ基を含
む高分子光導波路用材料を製造した。１リットルの反応
容器にテトラヒドロフラン３００ｃｃを入れ、フェニル
トリクロロシラン１００ｇを溶解した。これにグリシジ
ルアルコール３５ｇを１００ｃｃのテトラヒドロフラン
に溶解した溶液を氷冷かくはん下で加え、更に室温で２
時間反応させた。次いで、水１７ｃｃをテトラヒドロフ
ラン１００ｃｃに溶解した溶液を氷冷かくはん下で加え
たのち、室温で２時間かくはんした。溶媒を減圧留去す
ることにより無色透明の油状物が得られた。波長１．３
μｍにおける屈折率は１．５４２０であった。酢酸エチ
ルセロソルブ溶液から作製した１５μｍ厚のスピンコー
ト膜は２５０℃１時間の加熱でクラックなしに硬化し
た。

【００１４】実施例２ フェニルトリクロロシランの代りに重水素化フェニルト
リクロロシランを用いる以外は実施例１と同様にして、
重水素化フェニルケイ素単位とエポキシ基を含む無色透
明の高分子光導波路用材料を製造した。波長１．３μｍ
における屈折率は１．５４３２であった。酢酸エチルセ
ロソルブ溶液から作製した１５μｍ厚のスピンコート膜
は２５０℃１時間の加熱でクラックなしに硬化した。

【００１５】実施例３ 以下の手順によりフェニルケイ素単位、ジフェニルケイ
素単位、及びエポキシ基を含む高分子光導波路用材料を
製造した。１リットルの反応容器にテトラヒドロフラン
３００ｃｃを入れ、フェニルトリクロロシラン１００ｇ
とジフェニルジクロロシラン１３ｇを溶解した。これに
グリシジルアルコール３５ｇを１００ｃｃのテトラヒド
ロフランに溶解した溶液を氷冷かくはん下で加え、更に
室温で２時間反応させた。次いで、水１７ｃｃをテトラ
ヒドロフラン１００ｃｃに溶解した溶液を氷冷かくはん
下で加えたのち、室温で２時間かくはんした。溶媒を減
圧留去することにより無色透明の油状物が得られた。波
長１．３μｍにおける屈折率は１．５４８２であった。
酢酸エチルセロソルブ溶液から作製した１５μｍ厚のス
ピンコート膜は２５０℃１時間の加熱でクラックなしに
硬化した。

【００１６】実施例４ フェニルトリクロロシランとジフェニルジクロロシラン
の代りに、それぞれ重水素化フェニルトリクロロシラン
と重水素化ジフェニルジクロロシランを用いる以外は実
施例３と同様にして、重水素化フェニルケイ素単位、重
水素化ジフェニルケイ素単位、及びエポキシ基を含む高
分子光導波路用材料を製造した。波長１．３μｍにおけ
る屈折率は１．５５００であった。酢酸エチルセロソル
ブ溶液から作製した１５μｍ厚のスピンコート膜は２５
０℃１時間の加熱でクラックなしに硬化した。

【００１７】実施例５ 以下の手順によりフェニルケイ素単位、ジフェニルケイ
素単位、及びエポキシ基を含む高分子光導波路用材料を
製造した。１リットルの反応容器にテトラヒドロフラン
３００ｃｃを入れ、フェニルトリクロロシラン１００ｇ
を溶解した。これにグリシジルアルコール３５ｇを１０
０ｃｃのテトラヒドロフランに溶解した溶液を氷冷かく
はん下で加え、更に室温で２時間かくはんした。次に、
ジフェニルジクロロシラン１３ｇをテトラヒドロフラン
１００ｃｃに溶解した溶液を加え、水１７ｃｃをテトラ
ヒドロフラン１００ｃｃに溶解した溶液を氷冷かくはん
下で加えた。室温で２時間かくはんしたのち、溶媒を減
圧留去することにより無色透明の油状物が得られた。波
長１．３μｍにおける屈折率は１．５４８６であった。
酢酸エチルセロソルブ溶液から作製した１５μｍ厚のス
ピンコート膜は２５０℃１時間の加熱でクラックなしに
硬化した。

【００１８】実施例６ フェニルトリクロロシランとジフェニルジクロロシラン
の代りに、それぞれ重水素化フェニルトリクロロシラン
と重水素化ジフェニルジクロロシランを用いる以外は実
施例５と同様にして、重水素化フェニルケイ素単位、重
水素化ジフェニルケイ素単位、及びエポキシ基を含む高
分子光導波路用材料を製造した。波長１．３μｍにおけ
る屈折率は１．５５０２であった。酢酸エチルセロソル
ブ溶液から作製した１５μｍ厚のスピンコート膜は２５
０℃１時間の加熱でクラックなしに硬化した。

【００１９】実施例７ 以下の手順によりフェニルケイ素単位、ジフェニルケイ
素単位、及びエポキシ基を含む高分子光導波路用材料を
製造した。１リットルの反応容器にジオキサン３００ｃ
ｃを入れ、フェニルトリクロロシラン１００ｇとジフェ
ニルジクロロシラン１３ｇを溶解した。これに３−フェ
ニルグリシジルアルコール７１ｇを１００ｃｃのジオキ
サンに溶解した溶液を氷冷かくはん下で加え、更に室温
で２時間反応させた。次いで、水１７ｃｃをジオキサン
１００ｃｃに溶解した溶液を氷冷かくはん下で加えたの
ち、室温で２時間かくはんした。溶媒を減圧留去するこ
とにより無色透明の油状物が得られた。波長１．３μｍ
における屈折率は１．５６７１であった。酢酸エチルセ
ロソルブ溶液から作製した１５μｍ厚のスピンコート膜
は２５０℃１時間の加熱でクラックなしに硬化した。

【００２０】実施例８ フェニルトリクロロシランとジフェニルジクロロシラン
の代りに、それぞれ重水素化フェニルトリクロロシラン
と重水素化ジフェニルジクロロシランを用いる以外は実
施例７と同様にして、重水素化フェニルケイ素単位、重
水素化ジフェニルケイ素単位、及びエポキシ基を含む高
分子光導波路用材料を製造した。波長１．３μｍにおけ
る屈折率は１．５６８２であった。酢酸エチルセロソル
ブ溶液から作製した１５μｍ厚のスピンコート膜は２５
０℃１時間の加熱でクラックなしに硬化した。

【００２１】実施例９ 前記実施例で得られた高分子光学材料を用い、従来のホ
トリソグラフィー技術により以下の手順で高分子光導波
路を製造した。まず、実施例３で製造したジフェニルケ
イ素単位を含まない材料からなる膜をスピンコート法に
よりシリコンウエハー上に形成した。この際、フィルム
厚が約１５μｍとなるようにスピンコーターの回転数を
調整した。形成した膜は２５０℃で十分に硬化乾燥し下
部クラッド層とした。次いで、この上に実施例４で製造
したジフェニルケイ素単位を含む材料をスピンコート
し、上記同様に加熱硬化して膜厚８μｍのコア層とし
た。コア層と下層クラッドの間のインターミキシングは
全く見られなかった。次に、ホトリソグラフィーにより
８μｍ幅の直線状マスクパターンを形成し、反応性イオ
ンエッチングによりマスクパターン以外のコア層をエッ
チングし、幅８μｍ、高さ８μｍの矩形のコアを形成し
た。この上に下層クラッドと同じ材料を塗布し加熱硬化
させた。コア層と上層クラッドの間のインターミキシン
グは全く見られなかった。このようにして得られた埋め
込み型光導波路の伝搬損失を測定したところ０．５ｄＢ
／ｃｍ以下であることが確認できた。

【００２２】実施例１０ まず、フェニルケイ素単位とエポキシ基を含むクラッド
用材料を次の手順により製造した。１リットルの反応容
器にテトラヒドロフラン３００ｃｃを入れ、フェニルト
リクロロシラン１００ｇを溶解した。これにグリシジル
アルコール３５ｇを１００ｃｃのテトラヒドロフランに
溶解した溶液を氷冷かくはん下で加え、更に室温で２時
間反応させた。次いで、水１７ｃｃをテトラヒドロフラ
ン１００ｃｃに溶解した溶液を氷冷かくはん下で加えた
のち、室温で２時間かくはんした。溶媒を減圧留去する
ことにより無色透明の油状物が得られた。次に、フェニ
ルケイ素単位、ジフェニルケイ素単位、及びエポキシ基
を含むコア用材料を次の手順により製造した。１リット
ルの反応容器にテトラヒドロフラン３００ｃｃを入れ、
フェニルトリクロロシラン１００ｇとジフェニルジクロ
ロシラン１３ｇを溶解した。これ以降はクラッド用材料
と全く同じであった。次に、上記２種類の材料を用いて
高分子光導波路を作製した。まず、２種類の材料をそれ
ぞれメチルエチルケトン溶液とし、クラッド成分溶液を
シリコン基板上に硬化後の厚みが約１０μｍになるよう
に塗布した。２５０℃で１時間ベークしたのちに、コア
成分溶液を同様に約８μｍになるように塗布し、加熱硬
化させた。この上にシリコーン系ホトレジストを塗布
し、露光現像してレジストパターンを形成した。更に、
酸素ガスによる反応性イオンエッチングを行い、パター
ン部以外にコア成分硬化物を除去し、コア部の断面が幅
８μｍ、高さ８μｍの矩形になるように加工した。全体
をアルカリ溶液に浸漬してレジストをはく離し、最後に
下層と同じクラッド成分溶液を塗布、加熱硬化させた。
上層クラッドの厚みは１５μｍとなるようにした。この
ようにして作製された光導波路の一端から光ファイバー
を用いて光を入射し、他端からの出射光量を測定するこ
とにより光導波路の光損失を求めたところ、波長１．３
μｍにおけるこの高分子光導波路の光損失は０．３ｄＢ
／ｃｍ以下であった。また、この導波路をアセトン及び
トルエン中に一昼夜浸漬した後に同様の測定を行って
も、導波路の形状や光損失に変化は認められなかった。

【００２３】実施例１１ フェニルトリクロロシランとジフェニルジクロロシラン
の代りに、それぞれ重水素化フェニルトリクロロシラン
と重水素化ジフェニルジクロロシランを用いる以外は実
施例１０と同様にして、重水素化フェニルケイ素単位、
重水素化ジフェニルケイ素単位、及びエポキシ基を含む
高分子光導波路を作製し、光損失と耐溶剤性を評価した
ところ、波長１．３μｍにおけるこの高分子光導波路の
光損失は０．１５ｄＢ／ｃｍ以下であり、アセトン及び
トルエンに一昼夜浸漬後も導波路形状や光損失に変化は
認められなかった。

【００２４】実施例１２ クラッド用及びコア用材料の製造は実施例１０と同様に
行い、熱硬化させる代りに光照射による硬化方法を用い
る以下の手順で高分子光導波路を作製した。まず、２種
類の材料をそれぞれメチルエチルケトン溶液とし、それ
ぞれに光導波路用材料の重量の０．３％のヘキサフルオ
ロリン酸ジフェニルヨードニウムを光硬化触媒として加
えた。クラッド成分溶液をシリコン基板上に硬化後の厚
みが約１０μｍになるように塗布し、溶媒を完全に蒸発
させたのち、総光量２０ｍＪ／ｃｍ² のＵＶ光を照射し
て硬化させた。この上にコア成分溶液を同様に約８μｍ
になるように塗布し、乾燥後、光硬化させた。この上に
シリコーン系ホトレジストを塗布し、露光現像してレジ
ストパターンを形成した。更に、酸素ガスによる反応性
イオンエッチングを行い、パターン部以外のコア成分硬
化物を除去し、コア部の断面が幅８μｍ、高さ８μｍの
矩形になるように加工した。全体をアルカリ溶液に浸漬
してレジストをはく離し、最後に下層と同じクラッド成
分溶液を塗布、乾燥後、光硬化させた。上層クラッドの
厚みは１５μｍとなるようにした。このようにして作製
された光導波路の一端から光ファイバーを用いて光を入
射し、他端からの出射光量を測定することにより光導波
路の光損失を求めたところ、波長１．３μｍにおけるこ
の高分子光導波路の光損失は０．３５ｄＢ／ｃｍ以下で
あった。また、この導波路をアセトン及びトルエン中に
一昼夜浸漬した後に同様の測定を行っても、導波路の形
状や光損失に変化は認められなかった。

【００２５】実施例１３ フェニルトリクロロシランとジフェニルジクロロシラン
の代りに、それぞれ重水素化フェニルトリクロロシラン
と重水素化ジフェニルジクロロシランを用いる以外は実
施例１２と同様にして、重水素化フェニルケイ素単位、
重水素化ジフェニルケイ素単位、及びエポキシ基を含む
高分子光導波路を作製し、光損失と耐溶剤性を評価した
ところ、波長１．３μｍにおけるこの高分子光導波路の
光損失は０．１８ｄＢ／ｃｍ以下であり、アセトン及び
トルエンに一昼夜浸漬後も導波路形状や光損失に変化は
認められなかった。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶剤に不溶な性質を有する耐熱性かつ低損失の高分子光
学材料を提供できる。このため、光導波路作製の障害と
なっていたインターミキシングの解消が可能となり、光
導波路の製造効率を飛躍的に向上させることが可能であ
る。また、本発明によれば、耐溶剤性に優れた耐熱性か
つ低損失の高分子光導波路を提供できる。したがって、
光ネットワークの構築に必要な高信頼性のフレキシブル
光導波路、光コネクター、光合分波器等を大量・安価に
提供できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１例の高分子光導波路を製造する場合
の各工程を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１：基板、２：クラッド部、３：コア部、４：レジス
ト、５：マスク、６：ＵＶ光、７：クラッド部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式（Ｉ）〜（IV）の各単位を構成分とす
   る下記一般式（化１）： 【化１】 〔式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ は同一又は異なり、Ｃ_n Ｙ
   _2n+1（Ｙは水素あるいは重水素あるいはハロゲン、ｎは
   ５以下の正の整数）で表されるアルキル基あるいは重水
   素化アルキル基あるいはハロゲン化アルキル基、あるい
   はＣ₆ Ｙ₅ （Ｙは水素あるいは重水素あるいはハロゲ
   ン）で表されるフェニル基あるいは重水素化フェニル基
   あるいはハロゲン化フェニル基であり、Ｅはエポキシ官
   能性の有機置換基である〕で表される繰返し単位からな
   る共重合体であることを特徴とする高分子光学材料。
2. 【請求項２】 フェニルトリクロロシラン、メチルトリ
   クロロシラン、それらの水素の一部あるいは全部をフッ
   素や重水素に置換したものからなるシラン化合物のうち
   の少なくとも１つを非プロトン性溶媒に溶解したのち、
   グリシジルアルコール系エポキシ化剤を該溶液に加える
   工程、該溶液中の反応中間体を加水分解する工程、を包
   含することを特徴とする高分子光学材料の製造方法。
3. 【請求項３】 フェニルトリクロロシラン、メチルトリ
   クロロシラン、それらの水素の一部あるいは全部をフッ
   素や重水素に置換したものからなるシラン化合物のうち
   の少なくとも１つを非プロトン性溶媒に溶解したのち、
   グリシジルアルコール系エポキシ化剤を該溶液に加える
   工程、該溶液に前記シラン原料のうち、前記の工程で使
   用したものとは異なる少なくとも１つを加える工程、該
   溶液中の反応中間体を加水分解する工程、を包含するこ
   とを特徴とする高分子光学材料の製造方法。
4. 【請求項４】 水素あるいは重水素あるいはハロゲンを
   含む高分子からなるコア部と、該コア部を囲む、コア部
   よりも小さい屈折率を有する高分子からなるクラッド部
   を有し、該コア部とクラッド部が、請求項１に記載の一
   般式（化１）で表される繰返し単位からなる共重合体の
   硬化物であることを特徴とする高分子光導波路。