JPH09255782A - 光硬化型無機・有機ハイブリッド材料とそれより成る三次元光導波路 - Google Patents
光硬化型無機・有機ハイブリッド材料とそれより成る三次元光導波路Info
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- JPH09255782A JPH09255782A JP8068111A JP6811196A JPH09255782A JP H09255782 A JPH09255782 A JP H09255782A JP 8068111 A JP8068111 A JP 8068111A JP 6811196 A JP6811196 A JP 6811196A JP H09255782 A JPH09255782 A JP H09255782A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、精度の高い三次元光導波路を簡単
なプロセスで作製するための材料および精度の高い三次
元光導波路を提供するものである。 【解決手段】 β−ジケトンで化学修飾した金属アルコ
キシドと、ポリジメチルシロキサンおよび／またはアル
キルアルコキシシランとから構成される光硬化特性を有
する無機・有機ハイブリッド材料を用いて、三次元光導
波路を作製する。紫外線照射により、β−ジケトンと金
属アルコキシドの間に形成されるキレート間が切れるた
め、重合・架橋反応が進み有機溶剤に不溶となるが、未
照射部は可溶であることを利用して、三次元光導波路を
作製することができる。
なプロセスで作製するための材料および精度の高い三次
元光導波路を提供するものである。 【解決手段】 β−ジケトンで化学修飾した金属アルコ
キシドと、ポリジメチルシロキサンおよび／またはアル
キルアルコキシシランとから構成される光硬化特性を有
する無機・有機ハイブリッド材料を用いて、三次元光導
波路を作製する。紫外線照射により、β−ジケトンと金
属アルコキシドの間に形成されるキレート間が切れるた
め、重合・架橋反応が進み有機溶剤に不溶となるが、未
照射部は可溶であることを利用して、三次元光導波路を
作製することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報処理分野に
おいて、光回路を作製するための無機・有機ハイブリッ
ド材料およびそれを利用した三次元光導波路に関するも
のである。
おいて、光回路を作製するための無機・有機ハイブリッ
ド材料およびそれを利用した三次元光導波路に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】三次元光導波路は、映像・動画などの大
容量の情報伝送、または光コンピュータなどを実現する
ために必要となるデバイスの基本構成要素である。三次
元光導波路用材料としては、ニオブ酸リチウム、タンタ
ル酸リチウムなどの光学結晶、ガラス、および有機ポリ
マーなどが知られている。光学結晶やガラスで三次元光
導波路を作製する場合は、次のような複雑なプロセスで
作製を行っている。まず、ガラス、あるいは光学結晶上
に金属膜を成膜後、レジストをコーティングする。フォ
トリソグラフィでレジストに穴あけ加工を施した後、レ
ジストをマスクにして金属膜にエッチングを施す。次
に、エッチングした金属膜をマスクにしてイオン交換さ
せたい元素を含む溶融塩中でイオン交換を行う。このよ
うな多段階のプロセスを経るため、レジストの穴あけ、
金属膜のエッチング時などに作製誤差が入りやすい。ま
た、高温で熱処理するためにイオン交換する元素が横方
向にも拡散し、光導波路の幅を設計通りに作製すること
が難しい。
容量の情報伝送、または光コンピュータなどを実現する
ために必要となるデバイスの基本構成要素である。三次
元光導波路用材料としては、ニオブ酸リチウム、タンタ
ル酸リチウムなどの光学結晶、ガラス、および有機ポリ
マーなどが知られている。光学結晶やガラスで三次元光
導波路を作製する場合は、次のような複雑なプロセスで
作製を行っている。まず、ガラス、あるいは光学結晶上
に金属膜を成膜後、レジストをコーティングする。フォ
トリソグラフィでレジストに穴あけ加工を施した後、レ
ジストをマスクにして金属膜にエッチングを施す。次
に、エッチングした金属膜をマスクにしてイオン交換さ
せたい元素を含む溶融塩中でイオン交換を行う。このよ
うな多段階のプロセスを経るため、レジストの穴あけ、
金属膜のエッチング時などに作製誤差が入りやすい。ま
た、高温で熱処理するためにイオン交換する元素が横方
向にも拡散し、光導波路の幅を設計通りに作製すること
が難しい。
【０００３】有機ポリマーの三次元光導波路において
は、例えば紫外線による選択的光重合を利用する方法が
報告されている(T. Kurokawa, et al., Appl. Opt., v
ol.19,No18, pp.3124-3129, 1980)。まず、母材として
ポリカーボネートを使用し、モノマとしてアクリル酸メ
チルを混入させたフィルムを作製し、マスクパターンを
通して紫外線を露光する。紫外線照射部はモノマが重合
して安定な高分子重合体となる。このフィルムを真空乾
燥して未露光部のモノマを蒸発させると、光重合部に対
してこの部分の屈折率が高くなり光導波路化する。この
ような作製方法は、イオン交換法に比べて簡便で精度良
く作製できる。しかし、有機ポリマの光導波路は温度変
化に弱く、耐熱性にも劣るという欠点がある。
は、例えば紫外線による選択的光重合を利用する方法が
報告されている(T. Kurokawa, et al., Appl. Opt., v
ol.19,No18, pp.3124-3129, 1980)。まず、母材として
ポリカーボネートを使用し、モノマとしてアクリル酸メ
チルを混入させたフィルムを作製し、マスクパターンを
通して紫外線を露光する。紫外線照射部はモノマが重合
して安定な高分子重合体となる。このフィルムを真空乾
燥して未露光部のモノマを蒸発させると、光重合部に対
してこの部分の屈折率が高くなり光導波路化する。この
ような作製方法は、イオン交換法に比べて簡便で精度良
く作製できる。しかし、有機ポリマの光導波路は温度変
化に弱く、耐熱性にも劣るという欠点がある。
【０００４】最近、無機材料の強度・安定性と有機材料
の柔軟性を兼ね備えた無機・有機ハイブリッド材料の研
究が進められている。無機・有機ハイブリッドは、無機
成分と有機成分を分子レベルで融合させた新しい材料で
あり、無機・有機ハイブリッド材料を光導波路に適用す
る研究も試みられている。無機・有機ハイブリッドは主
構成成分としてＳｉＯ2 を含むので有機ポリマに比べて
耐熱性や長期安定性に優れるという特徴がある。無機・
有機ハイブリッド材料は、スピンコート法でガラス基板
上に塗布することによって、二次元導波路化することが
できる。しかし、このような光導波路を三次元化する有
効な方法はほとんど知られていない。
の柔軟性を兼ね備えた無機・有機ハイブリッド材料の研
究が進められている。無機・有機ハイブリッドは、無機
成分と有機成分を分子レベルで融合させた新しい材料で
あり、無機・有機ハイブリッド材料を光導波路に適用す
る研究も試みられている。無機・有機ハイブリッドは主
構成成分としてＳｉＯ2 を含むので有機ポリマに比べて
耐熱性や長期安定性に優れるという特徴がある。無機・
有機ハイブリッド材料は、スピンコート法でガラス基板
上に塗布することによって、二次元導波路化することが
できる。しかし、このような光導波路を三次元化する有
効な方法はほとんど知られていない。
【０００５】一方、光硬化材料としては、レジストなど
に使われる有機材料が広く知られている。最近は、無機
材料についても、光を利用したパターニングの例が報告
されている( 例えばG. Zhao and N. Tohge, J. Ceram.
Soc. Jpn., vol. 103, pp. 1293-1296, 1995) 。これ
は、ゾル・ゲル法でセラミックスを作製する際、原料の
金属アルコキシドをβ−ジケトンで化学修飾し、紫外線
照射によってゲルの溶解性が変わることを利用したもの
である。このように、有機材料、無機材料ともに光硬化
する材料は知られているが、無機・有機ハイブリッドで
光硬化する材料は知られていない。
に使われる有機材料が広く知られている。最近は、無機
材料についても、光を利用したパターニングの例が報告
されている( 例えばG. Zhao and N. Tohge, J. Ceram.
Soc. Jpn., vol. 103, pp. 1293-1296, 1995) 。これ
は、ゾル・ゲル法でセラミックスを作製する際、原料の
金属アルコキシドをβ−ジケトンで化学修飾し、紫外線
照射によってゲルの溶解性が変わることを利用したもの
である。このように、有機材料、無機材料ともに光硬化
する材料は知られているが、無機・有機ハイブリッドで
光硬化する材料は知られていない。
【０００６】また、有機色素を含有した三次元光導波路
は、無機の光学結晶やガラスの場合、三次元光導波路を
作製するとき前述のプロセスを経るため、作製すること
ができない。有機ポリマーによる三次元光導波路ではプ
ロセス上は可能であるが、現在のところ有機ポリマーの
光導波路自体が多くの課題を有しており、実用的なもの
は作製されていない。
は、無機の光学結晶やガラスの場合、三次元光導波路を
作製するとき前述のプロセスを経るため、作製すること
ができない。有機ポリマーによる三次元光導波路ではプ
ロセス上は可能であるが、現在のところ有機ポリマーの
光導波路自体が多くの課題を有しており、実用的なもの
は作製されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、精度の高い
三次元光導波路を簡単なプロセスで作製するための材料
および精度の高い三次元光導波路を提供するものであ
る。
三次元光導波路を簡単なプロセスで作製するための材料
および精度の高い三次元光導波路を提供するものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題は下記の本発
明によって解決される。 （１） （Ａ）β−ジケトンで化学修飾した金属アルコ
キシドと、（Ｂ）ポリジメチルシロキサンおよび／また
はアルキルアルコキシシランとから構成される光硬化特
性を有する無機・有機ハイブリッド材料。 （２） 前記（Ａ）と（Ｂ）とのモル比が、０．１以上
２０以下であり、かつ、β−ジケトンと金属アルコキシ
ドのモル比が０．２以上５．０以下であることを特徴と
する光硬化特性を有する無機・有機ハイブリッド材料。 （３） （Ａ）β−ジケトンで化学修飾した金属アルコ
キシドと、（Ｂ）ポリジメチルシロキサンおよび／また
はアルキルアルコキシシランとから構成される前記
（１）または（２）記載の材料よりなる三次元光導波
路。 （４） 前記（１）または（２）記載の材料に有機色素
を含有させることを特徴とする前記（３）記載の三次元
光導波路。
明によって解決される。 （１） （Ａ）β−ジケトンで化学修飾した金属アルコ
キシドと、（Ｂ）ポリジメチルシロキサンおよび／また
はアルキルアルコキシシランとから構成される光硬化特
性を有する無機・有機ハイブリッド材料。 （２） 前記（Ａ）と（Ｂ）とのモル比が、０．１以上
２０以下であり、かつ、β−ジケトンと金属アルコキシ
ドのモル比が０．２以上５．０以下であることを特徴と
する光硬化特性を有する無機・有機ハイブリッド材料。 （３） （Ａ）β−ジケトンで化学修飾した金属アルコ
キシドと、（Ｂ）ポリジメチルシロキサンおよび／また
はアルキルアルコキシシランとから構成される前記
（１）または（２）記載の材料よりなる三次元光導波
路。 （４） 前記（１）または（２）記載の材料に有機色素
を含有させることを特徴とする前記（３）記載の三次元
光導波路。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、ある種の無機・有機ハ
イブリッド材料に紫外線を当てると、有機溶剤に対する
溶解度が変化するという性質を利用して、三次元光導波
路を作製するものである。即ち、ある種の無機・有機ハ
イブリッド材料はガラス基板に塗布した段階では有機溶
剤に可溶であるが、紫外線を当てると、それによって重
合・架橋反応が進行して無機・有機ハイブリッドは硬化
し、有機溶剤に不溶となる。従って、三次元光導波路の
パターンを刻んだフォトマスクを用い、マスクを通して
光照射を行った後、有機溶剤に浸すと、光の当たった部
分のみがリッジ状に残って三次元光導波路となる。この
ときの光の波長は、２００nm〜３９０nm、光強度は１mW
／cm2 〜１００mW／cm2 である。
イブリッド材料に紫外線を当てると、有機溶剤に対する
溶解度が変化するという性質を利用して、三次元光導波
路を作製するものである。即ち、ある種の無機・有機ハ
イブリッド材料はガラス基板に塗布した段階では有機溶
剤に可溶であるが、紫外線を当てると、それによって重
合・架橋反応が進行して無機・有機ハイブリッドは硬化
し、有機溶剤に不溶となる。従って、三次元光導波路の
パターンを刻んだフォトマスクを用い、マスクを通して
光照射を行った後、有機溶剤に浸すと、光の当たった部
分のみがリッジ状に残って三次元光導波路となる。この
ときの光の波長は、２００nm〜３９０nm、光強度は１mW
／cm2 〜１００mW／cm2 である。
【００１０】このように光照射を利用して有機溶剤に対
する溶解度を変化させるには、効率よく光エネルギーを
吸収して重合・架橋反応を進行させる材料を使用しなけ
ればならない。そのような材料の具体例として、β−ジ
ケトンで化学修飾した金属アルコキシドと、ポリジメチ
ルシロキサンおよび／またはアルキルアルコキシシラン
とから構成される無機・有機ハイブリッドがあげられ
る。
する溶解度を変化させるには、効率よく光エネルギーを
吸収して重合・架橋反応を進行させる材料を使用しなけ
ればならない。そのような材料の具体例として、β−ジ
ケトンで化学修飾した金属アルコキシドと、ポリジメチ
ルシロキサンおよび／またはアルキルアルコキシシラン
とから構成される無機・有機ハイブリッドがあげられ
る。
【００１１】金属アルコキシドを溶媒中でβ−ジケトン
と反応させると、アルコキシル基の一部がβ−ジケトン
で置換され、キレート環が形成される。適切な波長の光
エネルギーが当てられると、このキレート環はそのエネ
ルギーを吸収して分解するので、金属アルコキシドによ
る重合・架橋反応が促進して安定な重合物となり、有機
溶剤に不溶となる。このようなβ−ジケトンとしては、
アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ベンゾイルアセ
トンなどがあげられる。金属アルコキシドを構成する金
属の種類としては、Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｐｂ，Ｂａなどがある。アルコキシド
は特に限定しないが、例えば、メトキシド、エトキシ
ド、プロポキシド、ブトキシドなどが挙げられる。
と反応させると、アルコキシル基の一部がβ−ジケトン
で置換され、キレート環が形成される。適切な波長の光
エネルギーが当てられると、このキレート環はそのエネ
ルギーを吸収して分解するので、金属アルコキシドによ
る重合・架橋反応が促進して安定な重合物となり、有機
溶剤に不溶となる。このようなβ−ジケトンとしては、
アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ベンゾイルアセ
トンなどがあげられる。金属アルコキシドを構成する金
属の種類としては、Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｐｂ，Ｂａなどがある。アルコキシド
は特に限定しないが、例えば、メトキシド、エトキシ
ド、プロポキシド、ブトキシドなどが挙げられる。
【００１２】本発明で使用するアルキルアルコキシシラ
ンとしては、例えば、メチルトリエトキシシラン、メチ
ルトリフェニルシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジ
メチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラ
ン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメトキシシ
ラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキ
シシラン、ジエチルジブトキシシラン、ジプロピルジメ
トキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピ
ルジプロポキシシラン、ジプロピルジブトキシシラン、
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、ジフェニルジプロポキシシラン、ジフェニルジブ
トキシシランなどが挙げられる。ポリジメチルシロキサ
ンの分子量は４００〜４５００であることが望ましい。
ンとしては、例えば、メチルトリエトキシシラン、メチ
ルトリフェニルシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジ
メチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラ
ン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメトキシシ
ラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキ
シシラン、ジエチルジブトキシシラン、ジプロピルジメ
トキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピ
ルジプロポキシシラン、ジプロピルジブトキシシラン、
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、ジフェニルジプロポキシシラン、ジフェニルジブ
トキシシランなどが挙げられる。ポリジメチルシロキサ
ンの分子量は４００〜４５００であることが望ましい。
【００１３】ポリジメチルシロキサンあるいはアルキル
アルコキシシランは、有機成分の結合したＳｉによって
Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ骨格を構成するので、石英ガラス同様、
約２００nmの紫外線まで透過する。従って、上述の化学
修飾された金属アルコキシドは、ポリジメチルシロキサ
ンおよび／またはアルキルアルコキシドと反応させてハ
イブリッドを作製したとき、そのハイブリッド中で、紫
外線を吸収して構造変化を起こすことが十分可能であ
る。また、ポリジメチルシロキサンあるいはアルキルア
ルコキシドは、可視〜赤外の波長においても高い透過率
を示すので、光導波路用薄膜の構成成分として優れてい
る。しかも、ポリジメチルシロキサンのメチル基、アル
キルアルコキシシランのアルキル基が、有機成分として
含まれたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ骨格となるので、有機成分を含
まないガラスに比べて柔軟性に富み、成膜時のクラック
防止に有益である。
アルコキシシランは、有機成分の結合したＳｉによって
Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ骨格を構成するので、石英ガラス同様、
約２００nmの紫外線まで透過する。従って、上述の化学
修飾された金属アルコキシドは、ポリジメチルシロキサ
ンおよび／またはアルキルアルコキシドと反応させてハ
イブリッドを作製したとき、そのハイブリッド中で、紫
外線を吸収して構造変化を起こすことが十分可能であ
る。また、ポリジメチルシロキサンあるいはアルキルア
ルコキシドは、可視〜赤外の波長においても高い透過率
を示すので、光導波路用薄膜の構成成分として優れてい
る。しかも、ポリジメチルシロキサンのメチル基、アル
キルアルコキシシランのアルキル基が、有機成分として
含まれたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ骨格となるので、有機成分を含
まないガラスに比べて柔軟性に富み、成膜時のクラック
防止に有益である。
【００１４】このように、β−ジケトンで化学修飾した
金属アルコキシドと、ポリジメチルシロキサンおよび／
またはアルキルアルコキシドとから構成される無機・有
機ハイブリッドは、紫外線照射によって重合・架橋反応
が促進され有機溶剤に対して不溶となる。従って、ガラ
スなどの基板上に成膜後、乾燥させ、パターンを施した
フォトマスクを通して紫外線を照射した後、有機溶剤中
で紫外線未露光部を溶かすことにより、リッジ型に無機
・有機ハイブリッドを残すことができる。これを１５０
〜４００℃で熱処理することにより、三次元光導波路が
得られる。
金属アルコキシドと、ポリジメチルシロキサンおよび／
またはアルキルアルコキシドとから構成される無機・有
機ハイブリッドは、紫外線照射によって重合・架橋反応
が促進され有機溶剤に対して不溶となる。従って、ガラ
スなどの基板上に成膜後、乾燥させ、パターンを施した
フォトマスクを通して紫外線を照射した後、有機溶剤中
で紫外線未露光部を溶かすことにより、リッジ型に無機
・有機ハイブリッドを残すことができる。これを１５０
〜４００℃で熱処理することにより、三次元光導波路が
得られる。
【００１５】次に、構成成分の比率について述べる。金
属アルコキシドと、ポリジメチルシロキサンおよび／ま
たはアルキルアルコキシシランとのモル比が０．１未満
の場合、紫外線を照射した際の、金属アルコキシドによ
る重合・架橋反応が減少するため安定な重合体が得られ
ず、有機溶剤に可溶となる。また、この比が２０を越え
ると、ハイブリッド中の有機成分の割合が少なくなりす
ぎ、クラック発生を抑制する効果が小さくなる。β−ジ
ケトンと金属アルコキシドのモル比が０．２未満の場
合、β−ジケトンが金属アルコキシドに配位して形成さ
れるキレート環が減少するため、紫外線照射による溶解
度の差が小さくなり、パターニングの精度が低下する。
また、この比が５．０を越えると、金属アルコキシドに
対して過剰のβ−ジケトンが存在することになり膜質が
低下する。
属アルコキシドと、ポリジメチルシロキサンおよび／ま
たはアルキルアルコキシシランとのモル比が０．１未満
の場合、紫外線を照射した際の、金属アルコキシドによ
る重合・架橋反応が減少するため安定な重合体が得られ
ず、有機溶剤に可溶となる。また、この比が２０を越え
ると、ハイブリッド中の有機成分の割合が少なくなりす
ぎ、クラック発生を抑制する効果が小さくなる。β−ジ
ケトンと金属アルコキシドのモル比が０．２未満の場
合、β−ジケトンが金属アルコキシドに配位して形成さ
れるキレート環が減少するため、紫外線照射による溶解
度の差が小さくなり、パターニングの精度が低下する。
また、この比が５．０を越えると、金属アルコキシドに
対して過剰のβ−ジケトンが存在することになり膜質が
低下する。
【００１６】また、本発明で使用する有機色素とは、ス
ピロピラン、アゾベンゼンなどフォトクロミック効果を
有するものが望ましい。Ｙ字型の三次元光導波路パター
ンにおいて、光導波路の交差部に有機色素を有する領域
を設ける。波長λ１の光によって有機色素がフォトクロ
ミック効果を起こして交差部が著しく着色し、波長λ２
の光の透過率が減少するように二つの光λ１とλ２を選
ぶ。Ｙ分岐の一方から光λ１を、もう一方からλ２を導
波させることができるようにする。このときλ１が導波
されないとλ２の光は高い透過率を示すのでＯＮ、λ１
が導波されるとλ２はほとんど伝搬しないのでＯＦＦ、
というように、光によるスイッチング機能を持たせるこ
とができる。
ピロピラン、アゾベンゼンなどフォトクロミック効果を
有するものが望ましい。Ｙ字型の三次元光導波路パター
ンにおいて、光導波路の交差部に有機色素を有する領域
を設ける。波長λ１の光によって有機色素がフォトクロ
ミック効果を起こして交差部が著しく着色し、波長λ２
の光の透過率が減少するように二つの光λ１とλ２を選
ぶ。Ｙ分岐の一方から光λ１を、もう一方からλ２を導
波させることができるようにする。このときλ１が導波
されないとλ２の光は高い透過率を示すのでＯＮ、λ１
が導波されるとλ２はほとんど伝搬しないのでＯＦＦ、
というように、光によるスイッチング機能を持たせるこ
とができる。
【００１７】本発明の光硬化型無機・有機ハイブリッド
材料は、光導波路以外にも、例えばＬＳＩ用の絶縁膜な
どに使用可能である。この場合、無機・有機ハイブリッ
ド材料から成る絶縁膜は、それ自体紫外線によってパタ
ーニングが可能なので、レジストを利用してパターニン
グする必要がなく、製造プロセスを簡略にすることがで
きる。
材料は、光導波路以外にも、例えばＬＳＩ用の絶縁膜な
どに使用可能である。この場合、無機・有機ハイブリッ
ド材料から成る絶縁膜は、それ自体紫外線によってパタ
ーニングが可能なので、レジストを利用してパターニン
グする必要がなく、製造プロセスを簡略にすることがで
きる。
【００１８】
（実施例１）エタノール溶媒に、ポリジメチルシロキサ
ンを溶かし溶液１を作製する。同じくエタノールを溶媒
として、アセト酢酸エチルとＴａ（ＯＣ2 Ｈ5 ）5 を攪
拌し溶液２を作製する。溶液１に溶液２を加えて攪拌
し、エタノールと水の混合溶液を加えさらに攪拌する。
このとき、ポリジメチルシロキサン、アセト酢酸エチ
ル、Ｔａ（ＯＣ2 Ｈ5 ）5 、水の混合比は、０．２５：
２：１：２とする。このようにして作製したゾルを、ソ
ーダガラス基板上にスピンコータで成膜する。７０℃で
１０分間乾燥させた後、幅４．０μｍ〜２０．０μｍの
光導波路のパターンを刻んだフォトマスクを用いて、波
長５４nm、強度１０mW／cm2 の紫外線を露光した。露光
後、この基板をエタノールに浸漬し、紫外線の未露光部
をエタノールに溶かした。その後、１５０℃で３０分間
熱処理することにより、三次元光導波路を作製した。プ
リズム結合法で光導波路の評価を行ったところ、良好な
伝搬特性を示した。
ンを溶かし溶液１を作製する。同じくエタノールを溶媒
として、アセト酢酸エチルとＴａ（ＯＣ2 Ｈ5 ）5 を攪
拌し溶液２を作製する。溶液１に溶液２を加えて攪拌
し、エタノールと水の混合溶液を加えさらに攪拌する。
このとき、ポリジメチルシロキサン、アセト酢酸エチ
ル、Ｔａ（ＯＣ2 Ｈ5 ）5 、水の混合比は、０．２５：
２：１：２とする。このようにして作製したゾルを、ソ
ーダガラス基板上にスピンコータで成膜する。７０℃で
１０分間乾燥させた後、幅４．０μｍ〜２０．０μｍの
光導波路のパターンを刻んだフォトマスクを用いて、波
長５４nm、強度１０mW／cm2 の紫外線を露光した。露光
後、この基板をエタノールに浸漬し、紫外線の未露光部
をエタノールに溶かした。その後、１５０℃で３０分間
熱処理することにより、三次元光導波路を作製した。プ
リズム結合法で光導波路の評価を行ったところ、良好な
伝搬特性を示した。
【００１９】（比較例１）エタノール溶媒に、ポリジメ
チルシロキサンを溶かし溶液１を作製する。同じくエタ
ノールを溶媒として、酢酸とＴａ（ＯＣ2 Ｈ5 ）5 を攪
拌し溶液２を作製する。溶液１に溶液２を加えて攪拌
し、エタノールと水の混合溶液を加えさらに攪拌する。
このとき、ポリジメチルシロキサン、酢酸、Ｔａ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）5 、水の混合比は、０．２５：２：１：２とす
る。このようにして作製したゾルを、ソーダガラス基板
上にスピンコータで成膜する。７０℃で１０分間乾燥さ
せた後、幅４．０μｍ〜２０．０μｍの光導波路のパタ
ーンを刻んだフォトマスクを用いて、波長２５４nm、強
度１０mW／cm2 の紫外線を露光した。露光後、この基板
をエタノールに浸漬した。酢酸の場合β−ジケトンとは
異なり、紫外線による硬化作用を起こすことができない
ので、成膜部分はすべてエタノールに溶解しパターニン
グを行うことができなかった。
チルシロキサンを溶かし溶液１を作製する。同じくエタ
ノールを溶媒として、酢酸とＴａ（ＯＣ2 Ｈ5 ）5 を攪
拌し溶液２を作製する。溶液１に溶液２を加えて攪拌
し、エタノールと水の混合溶液を加えさらに攪拌する。
このとき、ポリジメチルシロキサン、酢酸、Ｔａ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）5 、水の混合比は、０．２５：２：１：２とす
る。このようにして作製したゾルを、ソーダガラス基板
上にスピンコータで成膜する。７０℃で１０分間乾燥さ
せた後、幅４．０μｍ〜２０．０μｍの光導波路のパタ
ーンを刻んだフォトマスクを用いて、波長２５４nm、強
度１０mW／cm2 の紫外線を露光した。露光後、この基板
をエタノールに浸漬した。酢酸の場合β−ジケトンとは
異なり、紫外線による硬化作用を起こすことができない
ので、成膜部分はすべてエタノールに溶解しパターニン
グを行うことができなかった。
【００２０】（比較例２）エトキシエタノールを溶媒と
して、ベンゾイルアセトンとＮｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）5 を攪
拌し、エトキシエタノールと水の混合溶液を加えさらに
攪拌する。このとき、ベンゾイルアセトン、Ｔａ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）5 、水の混合比は、３：１：２とする。このよ
うにして作製したゾルを、ソーダガラス基板上にスピン
コータで成膜する。７０℃で１０分間乾燥させたが、ア
ルキルアルコキシドやポリジメチルシロキサンのよう
に、有機成分を含んだガラス質のものが含まれていない
ためにクラックが発生した。
して、ベンゾイルアセトンとＮｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）5 を攪
拌し、エトキシエタノールと水の混合溶液を加えさらに
攪拌する。このとき、ベンゾイルアセトン、Ｔａ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）5 、水の混合比は、３：１：２とする。このよ
うにして作製したゾルを、ソーダガラス基板上にスピン
コータで成膜する。７０℃で１０分間乾燥させたが、ア
ルキルアルコキシドやポリジメチルシロキサンのよう
に、有機成分を含んだガラス質のものが含まれていない
ためにクラックが発生した。
【００２１】
【発明の効果】本発明の材料によれば、低温プロセスに
より高い精度で三次元光導波路を作製することが可能で
ある。さらに、光導波路中に高温プロセスでは添加する
ことのできない有機色素などをドープすることが可能で
あるため、従来の光回路とは違う新しい機能を持った光
素子への展開が期待できる。
より高い精度で三次元光導波路を作製することが可能で
ある。さらに、光導波路中に高温プロセスでは添加する
ことのできない有機色素などをドープすることが可能で
あるため、従来の光回路とは違う新しい機能を持った光
素子への展開が期待できる。
Claims (4)
- 【請求項１】 （Ａ）β−ジケトンで化学修飾した金属
アルコキシドと、（Ｂ）ポリジメチルシロキサンおよび
／またはアルキルアルコキシシランとから構成される光
硬化特性を有する無機・有機ハイブリッド材料。 - 【請求項２】 前記（Ａ）と（Ｂ）とのモル比が、０．
１以上２０以下であり、かつ、β−ジケトンと金属アル
コキシドのモル比が０．２以上５．０以下であることを
特徴とする請求項１記載の光硬化特性を有する無機・有
機ハイブリッド材料。 - 【請求項３】（Ａ）β−ジケトンで化学修飾した金属ア
ルコキシドと、（Ｂ）ポリジメチルシロキサンおよび／
またはアルキルアルコキシシランとから構成される前記
請求項１または２記載の材料よりなる三次元光導波路。 - 【請求項４】請求項１または２記載の材料に有機色素を
含有させることを特徴とする請求項３記載の三次元光導
波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8068111A JPH09255782A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 光硬化型無機・有機ハイブリッド材料とそれより成る三次元光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8068111A JPH09255782A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 光硬化型無機・有機ハイブリッド材料とそれより成る三次元光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09255782A true JPH09255782A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=13364310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8068111A Pending JPH09255782A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 光硬化型無機・有機ハイブリッド材料とそれより成る三次元光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09255782A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003183399A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-03 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 無機・有機ハイブリット材料とその製造方法 |
| JP2008536187A (ja) * | 2005-04-19 | 2008-09-04 | 韓国科学技術院 | 有機−無機ハイブリッド材料を利用したフレキシブルフィルム光導波路及びその製造方法 |
| CN103044921A (zh) * | 2011-10-11 | 2013-04-17 | 信越化学工业株式会社 | 可光固化的有机基聚硅氧烷组合物 |
| JP2014517122A (ja) * | 2011-06-17 | 2014-07-17 | エルジー・ケム・リミテッド | 高屈折組成物 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP8068111A patent/JPH09255782A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003183399A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-03 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 無機・有機ハイブリット材料とその製造方法 |
| JP2008536187A (ja) * | 2005-04-19 | 2008-09-04 | 韓国科学技術院 | 有機−無機ハイブリッド材料を利用したフレキシブルフィルム光導波路及びその製造方法 |
| JP2014517122A (ja) * | 2011-06-17 | 2014-07-17 | エルジー・ケム・リミテッド | 高屈折組成物 |
| CN103044921A (zh) * | 2011-10-11 | 2013-04-17 | 信越化学工业株式会社 | 可光固化的有机基聚硅氧烷组合物 |
| JP2013082815A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 硬化性オルガノポリシロキサン組成物 |
| CN103044921B (zh) * | 2011-10-11 | 2017-03-01 | 信越化学工业株式会社 | 可光固化的有机基聚硅氧烷组合物 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040629 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050329 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051227 |