JPH11202144A - 光配線用材料およびその光配線方法並びにこれを用いた光導波路 - Google Patents
光配線用材料およびその光配線方法並びにこれを用いた光導波路Info
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- JPH11202144A JPH11202144A JP369398A JP369398A JPH11202144A JP H11202144 A JPH11202144 A JP H11202144A JP 369398 A JP369398 A JP 369398A JP 369398 A JP369398 A JP 369398A JP H11202144 A JPH11202144 A JP H11202144A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光インターコネクション用光導波路の提供。
【解決手段】 屈折率の異なる２種の有機高分子材料層
が積層されており、前記の有機高分子層の高屈折率層中
に光照射により分極率が増大するフォトクロミック分子
が少なくとも２種含まれており、これに露光マスクを介
して露光を２回以上行うことで光導波路コア２５，２６
が２本以上交差した高屈折率交差光導波路を有する光導
波路。
が積層されており、前記の有機高分子層の高屈折率層中
に光照射により分極率が増大するフォトクロミック分子
が少なくとも２種含まれており、これに露光マスクを介
して露光を２回以上行うことで光導波路コア２５，２６
が２本以上交差した高屈折率交差光導波路を有する光導
波路。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機高分子材料を
用いた光配線用材料およびその光配線方法並びにこれを
用いた光導波路に関する。
用いた光配線用材料およびその光配線方法並びにこれを
用いた光導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子デバイスの高性能化に伴い、
電子デバイス間を光通信で結ぶ光インターコネクション
技術が注目を集めており、いろいろな光通信方式、およ
びそのための材料が提案されている。
電子デバイス間を光通信で結ぶ光インターコネクション
技術が注目を集めており、いろいろな光通信方式、およ
びそのための材料が提案されている。
【０００３】光インターコネクションは、従来の電子回
路とは比較にならない大容量，高速通信が可能であり、
超並列計算機等の電子デバイス間の大容量高速通信を必
要とする情報機器に極めて重要な技術である。
路とは比較にならない大容量，高速通信が可能であり、
超並列計算機等の電子デバイス間の大容量高速通信を必
要とする情報機器に極めて重要な技術である。
【０００４】有機高分子材料を用いた光導波路は安価で
あり、また、大型化も容易であることから、光インター
コネクション用光配線材料として適している。有機光導
波路は、化学反応その他により屈折率差を高分子マトリ
ックス内部に誘起することにより形成可能であり、これ
まで高分子の光重合反応を利用した検討が行われてき
た。
あり、また、大型化も容易であることから、光インター
コネクション用光配線材料として適している。有機光導
波路は、化学反応その他により屈折率差を高分子マトリ
ックス内部に誘起することにより形成可能であり、これ
まで高分子の光重合反応を利用した検討が行われてき
た。
【０００５】例えば、高分子学会編「高分子新素材便
覧」（丸善、１９８９年）第１０１〜１０７頁に記載さ
れているように、有機高分子を用いた導波路を形成する
方法としては、（１） ポリメタクリル酸メチルに紫外
光を照射し、被照射部の屈折率を高くして導波路とする
方法、（２） 光リソグラフィー法により高分子基板上
にリッジ（凸部）を構成してリッジ導波路を形成する方
法、（３） 液状の感光性高分子材料を基板上に塗布
し、マスク露光により露光部を重合硬化させた後、未反
応部を除去してリッジ導波路を形成する方法、（４）露
光マスクを用いて選択的光重合を行い露光部をクラッド
とする方法、（５）選択的光重合により露光部をコアと
する方法等があり、特に上記（４）の方法は実用化され
ている。
覧」（丸善、１９８９年）第１０１〜１０７頁に記載さ
れているように、有機高分子を用いた導波路を形成する
方法としては、（１） ポリメタクリル酸メチルに紫外
光を照射し、被照射部の屈折率を高くして導波路とする
方法、（２） 光リソグラフィー法により高分子基板上
にリッジ（凸部）を構成してリッジ導波路を形成する方
法、（３） 液状の感光性高分子材料を基板上に塗布
し、マスク露光により露光部を重合硬化させた後、未反
応部を除去してリッジ導波路を形成する方法、（４）露
光マスクを用いて選択的光重合を行い露光部をクラッド
とする方法、（５）選択的光重合により露光部をコアと
する方法等があり、特に上記（４）の方法は実用化され
ている。
【０００６】また、近年、高分子材料中に光照射により
異性化して分極率が増大するフォトクロミック分子を分
散し、光照射により露光部分をコア部とする光導波路の
作製法が提案されている。
異性化して分極率が増大するフォトクロミック分子を分
散し、光照射により露光部分をコア部とする光導波路の
作製法が提案されている。
【０００７】例えば、特開平６−３１７８１９号公報お
よび特開平７−１８１５３０号公報では、フォトクロミ
ック分子を非線形光学材料中に分散し、マスク露光を行
うことにより非線形光導波路の製法が開示されている。
また、特開平８−１３６７５２号公報では、コア層にフ
ォトクロミック分子を分散させたスラブ型導波路光スイ
ッチの製法が開示されている。
よび特開平７−１８１５３０号公報では、フォトクロミ
ック分子を非線形光学材料中に分散し、マスク露光を行
うことにより非線形光導波路の製法が開示されている。
また、特開平８−１３６７５２号公報では、コア層にフ
ォトクロミック分子を分散させたスラブ型導波路光スイ
ッチの製法が開示されている。
【０００８】フォトクロミック分子を利用するこれらの
光導波路の製法は、導波路形成に要する時間がミリ秒程
度と極めて短く、光重合反応を用いる前記の（１）〜
（５）の方法と比較して優れている。また、これらの方
法は、重合反応を伴わないために反応の前後で体積が変
化せず、材料内部に残留応力が発生しない等の利点も有
する。
光導波路の製法は、導波路形成に要する時間がミリ秒程
度と極めて短く、光重合反応を用いる前記の（１）〜
（５）の方法と比較して優れている。また、これらの方
法は、重合反応を伴わないために反応の前後で体積が変
化せず、材料内部に残留応力が発生しない等の利点も有
する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フォトクロミック分子を利用した光導波路の製法は、光
インターコネクションで必要とする複雑な構造の光導波
路には不向きである。
フォトクロミック分子を利用した光導波路の製法は、光
インターコネクションで必要とする複雑な構造の光導波
路には不向きである。
【００１０】即ち、光インターコネクションでは、図１
の模式図に示すように、複数の電子デバイス間を相互に
光導波路で結合するための交差型導波路が必要とされる
が、従来の方法で交差型導波路を作製すると、交差部１
の屈折率が、コア２，４の屈折率と同じ等屈折率交差光
導波路となって、コア２を導波する導波光９が、交差部
１でコア４へ漏光９となって漏れてしまうからである。
の模式図に示すように、複数の電子デバイス間を相互に
光導波路で結合するための交差型導波路が必要とされる
が、従来の方法で交差型導波路を作製すると、交差部１
の屈折率が、コア２，４の屈折率と同じ等屈折率交差光
導波路となって、コア２を導波する導波光９が、交差部
１でコア４へ漏光９となって漏れてしまうからである。
【００１１】こうした交差部１での光信号の漏れを防ぐ
ためには、交差部１の屈折率がコア２，４の屈折率より
も高い、高屈折率交差光導波路とする必要がある。高屈
折率交差光導波路では、図２の模式図に示すように交差
部１の屈折率がコア２，４の屈折率よりも大きいために
光の漏れが起こらない。
ためには、交差部１の屈折率がコア２，４の屈折率より
も高い、高屈折率交差光導波路とする必要がある。高屈
折率交差光導波路では、図２の模式図に示すように交差
部１の屈折率がコア２，４の屈折率よりも大きいために
光の漏れが起こらない。
【００１２】本発明の目的は、光インターコネクション
に必要な高屈折率交差光導波路を含む光導波路の作製に
必要な光配線用材料およびその光配線方法、並びにこれ
を用いた光導波路を提供することにある。
に必要な高屈折率交差光導波路を含む光導波路の作製に
必要な光配線用材料およびその光配線方法、並びにこれ
を用いた光導波路を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の要旨は次のとおりである。
明の要旨は次のとおりである。
【００１４】〔１〕 屈折率の異なる２種の有機高分子
材料層が積層されており、前記の有機高分子層の高屈折
率層中に光照射により分極率が増大する分子が、少なく
とも２種含まれている光配線用材料にある。
材料層が積層されており、前記の有機高分子層の高屈折
率層中に光照射により分極率が増大する分子が、少なく
とも２種含まれている光配線用材料にある。
【００１５】〔２〕 前記光照射により分極率が増大す
る分子が、光照射により分子構造が異性化するフォトク
ロミック分子である前記の光配線用材料にある。
る分子が、光照射により分子構造が異性化するフォトク
ロミック分子である前記の光配線用材料にある。
【００１６】〔３〕 前記高屈折率層が、可視光照射に
より異性化するフォトクロミック分子と、紫外光照射に
より異性化するフォトクロミック分子とを含む前記の光
配線用材料にある。
より異性化するフォトクロミック分子と、紫外光照射に
より異性化するフォトクロミック分子とを含む前記の光
配線用材料にある。
【００１７】〔４〕 前記可視光照射により異性化する
フォトクロミック分子が、下記〔化１〕〜〔化３〕
フォトクロミック分子が、下記〔化１〕〜〔化３〕
【００１８】
【化３】
【００１９】〔ＸおよびＹは酸素原子，硫黄原子，セレ
ン原子またはＮＲ基（Ｒはアルキル基）、Ｒ1，Ｒ2は水
素原子，アルキル基，アルコキシ基，アリール基，アリ
ールオキシ基，アミノ基，ピロリル基，フリル基または
ハロゲン原子、Ｒ3はアルキル基、Ｒ4は水素原子，シア
ノ基またはアリールオキシ基、Ｒ5は水素原子またはア
ルコキシ基である〕で表されるジアリールエテン系フォ
トクロミック分子である前記の光配線用材料にある。
ン原子またはＮＲ基（Ｒはアルキル基）、Ｒ1，Ｒ2は水
素原子，アルキル基，アルコキシ基，アリール基，アリ
ールオキシ基，アミノ基，ピロリル基，フリル基または
ハロゲン原子、Ｒ3はアルキル基、Ｒ4は水素原子，シア
ノ基またはアリールオキシ基、Ｒ5は水素原子またはア
ルコキシ基である〕で表されるジアリールエテン系フォ
トクロミック分子である前記の光配線用材料にある。
【００２０】〔５〕 前記紫外光照射により異性化する
フォトクロミック分子が、下記〔化４〕〜〔化６〕で表
されるジアリールエテン系フォトクロミック分子、ある
いは〔化７〕および〔化８〕で表されるフルギド系フォ
トクロミック分子
フォトクロミック分子が、下記〔化４〕〜〔化６〕で表
されるジアリールエテン系フォトクロミック分子、ある
いは〔化７〕および〔化８〕で表されるフルギド系フォ
トクロミック分子
【００２１】
【化４】
【００２２】〔Ｒ6およびＲ7は水素またはアルキル基、
Ｒ8はアルキル基またはシアノ基、Ｘ1はＯ，Ｓ，Ｓｅ原
子またはＮＲ基（Ｒはアルキル基）、Ｒ10はシアノ基、
Ｘ2はＯ，Ｓ原子およびＮＲ基、Ｒ9はアルキル基、Ｘ3
はＳ原子またはＮＲ基、Ｒ11はアルキル基、Ｘ4はＯま
たはＳ原子、Ｒ12は水素原子，ＣＨ3Ｓ−基，ＣＨ3Ｏ−
基，(ＣＨ3)2Ｎ−基、Ｘ5はＮＲ基を示す〕である前記
の光配線用材料にある。
Ｒ8はアルキル基またはシアノ基、Ｘ1はＯ，Ｓ，Ｓｅ原
子またはＮＲ基（Ｒはアルキル基）、Ｒ10はシアノ基、
Ｘ2はＯ，Ｓ原子およびＮＲ基、Ｒ9はアルキル基、Ｘ3
はＳ原子またはＮＲ基、Ｒ11はアルキル基、Ｘ4はＯま
たはＳ原子、Ｒ12は水素原子，ＣＨ3Ｓ−基，ＣＨ3Ｏ−
基，(ＣＨ3)2Ｎ−基、Ｘ5はＮＲ基を示す〕である前記
の光配線用材料にある。
【００２３】〔６〕 屈折率の異なる２種の有機高分子
材料層が積層されており、前記有機高分子層の高屈折率
層中に光照射により分極率が増大するフォトクロミック
分子が、少なくとも２種含まれており、これに露光マス
クを介して光照射を複数回行うことにより、前記高屈折
率層の露光部に光導波路コアを形成する光配線方法にあ
る。
材料層が積層されており、前記有機高分子層の高屈折率
層中に光照射により分極率が増大するフォトクロミック
分子が、少なくとも２種含まれており、これに露光マス
クを介して光照射を複数回行うことにより、前記高屈折
率層の露光部に光導波路コアを形成する光配線方法にあ
る。
【００２４】〔７〕 前記フォトクロミック分子が、前
記〔化１〕〜〔化３〕で示す可視光照射により異性化す
るフォトクロミック分子の少なくとも１種と、前記〔化
４〕〜〔化８〕で示す紫外光照射により異性化するフォ
トクロミック分子の少なくとも１種である前記の光配線
方法にある。
記〔化１〕〜〔化３〕で示す可視光照射により異性化す
るフォトクロミック分子の少なくとも１種と、前記〔化
４〕〜〔化８〕で示す紫外光照射により異性化するフォ
トクロミック分子の少なくとも１種である前記の光配線
方法にある。
【００２５】〔８〕 前記光導波路コアが２本以上交差
した高屈折率交差光導波路を形成できるよう高屈折率層
に２回以上の露光を行なう前記の光配線方法にある。
した高屈折率交差光導波路を形成できるよう高屈折率層
に２回以上の露光を行なう前記の光配線方法にある。
【００２６】
〔９〕 屈折率の異なる２種の有機高分子
材料層が積層されており、前記有機高分子層の高屈折率
層中には光照射により分極率が増大するフォトクロミッ
ク分子が少なくとも２種含まれており、これに露光マス
クを介して光照射を行なうことで光導波路コアが形成さ
れている光導波路にある。
材料層が積層されており、前記有機高分子層の高屈折率
層中には光照射により分極率が増大するフォトクロミッ
ク分子が少なくとも２種含まれており、これに露光マス
クを介して光照射を行なうことで光導波路コアが形成さ
れている光導波路にある。
【００２７】〔１０〕 前記高屈折率層に対する露光を
２回以上行うことで前記光導波路コアが２本以上交差し
た高屈折率交差光導波路が形成された前記の光導波路に
ある。
２回以上行うことで前記光導波路コアが２本以上交差し
た高屈折率交差光導波路が形成された前記の光導波路に
ある。
【００２８】フォトクロミック分子は、前記のとおり紫
外線照射により異性化するものと可視光照射により異性
化するものとの２種類に大別できる。特に、本発明では
上記両者を高屈折率層中に分散含有させることで、紫外
光および可視光の露光を独立して行い、高屈折率交差光
導波路を形成できるようにした点が特長である。
外線照射により異性化するものと可視光照射により異性
化するものとの２種類に大別できる。特に、本発明では
上記両者を高屈折率層中に分散含有させることで、紫外
光および可視光の露光を独立して行い、高屈折率交差光
導波路を形成できるようにした点が特長である。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に記述
する。通常、非結晶有機材料の屈折率ｎと、材料を構成
する分子の分極率の間には、下記〔数１〕の関係があ
り、分極率が大きい分子を含む材料ほど屈折率が大き
い。
する。通常、非結晶有機材料の屈折率ｎと、材料を構成
する分子の分極率の間には、下記〔数１〕の関係があ
り、分極率が大きい分子を含む材料ほど屈折率が大き
い。
【００３０】
【数１】
【００３１】ここで、Ｎiは材料１ｃｍ3中に含まれる分
子種ｉの分子数、＜α＞iは分子種ｉの平均分極率、Ｖ
は単位体積（１ｃｍ3）であり、右辺の和は材料を構成
する分子の種類に関してとることを意味する。
子種ｉの分子数、＜α＞iは分子種ｉの平均分極率、Ｖ
は単位体積（１ｃｍ3）であり、右辺の和は材料を構成
する分子の種類に関してとることを意味する。
【００３２】一般に、材料内部に屈折率の異なる領域が
存在する場合、光は高屈折率領域に閉じこめられる。ま
た、高屈折領域が導波路形状となっている場合、光はそ
の領域（コア）内部を伝播する。従って、光導波路は材
料内部に屈折率差を誘起することにより形成できる。特
開平６−３１７８１９号公報および特開平７−１８１５
３０号公報には、フォトクロミック分子の分極率が光反
応により増大することを利用して、露光部分をコアとす
る光導波路の製法が開示されている。しかしこれらの方
法では、高屈折率交差光導波路を形成できないと云う問
題があった。
存在する場合、光は高屈折率領域に閉じこめられる。ま
た、高屈折領域が導波路形状となっている場合、光はそ
の領域（コア）内部を伝播する。従って、光導波路は材
料内部に屈折率差を誘起することにより形成できる。特
開平６−３１７８１９号公報および特開平７−１８１５
３０号公報には、フォトクロミック分子の分極率が光反
応により増大することを利用して、露光部分をコアとす
る光導波路の製法が開示されている。しかしこれらの方
法では、高屈折率交差光導波路を形成できないと云う問
題があった。
【００３３】一方、通常光反応は、分子の電子状態を励
起することにより引き起こされ、励起エネルギーは分子
により異なるのが通常である。従って、材料内部に光照
射により分極率が増大する分子が２種以上存在する場
合、露光毎に目的とする分子の励起エネルギーに相当す
る波長の光を照射して、材料の屈折率を増大させること
ができる。さらにこの場合、多重露光部は、より少ない
回数露光を受けた部分よりも大きな屈折率を有すると云
う特徴がある。
起することにより引き起こされ、励起エネルギーは分子
により異なるのが通常である。従って、材料内部に光照
射により分極率が増大する分子が２種以上存在する場
合、露光毎に目的とする分子の励起エネルギーに相当す
る波長の光を照射して、材料の屈折率を増大させること
ができる。さらにこの場合、多重露光部は、より少ない
回数露光を受けた部分よりも大きな屈折率を有すると云
う特徴がある。
【００３４】そこで、本発明では、光照射により分極率
が増大する分子を、本発明の光配線用材料の高屈折率高
分子層中に少なくとも２種分散することにより、露光毎
に材料の屈折率が増大するようにして、多重露光により
高屈折率交差光導波路を含む光導波路を形成できるよう
にした。
が増大する分子を、本発明の光配線用材料の高屈折率高
分子層中に少なくとも２種分散することにより、露光毎
に材料の屈折率が増大するようにして、多重露光により
高屈折率交差光導波路を含む光導波路を形成できるよう
にした。
【００３５】即ち、本発明において、図１の交差光導波
路を作製する場合、コア２およびコア３の部分をそれぞ
れ異なる光波長で露光することにより作製でき、２重露
光部である交差部１の屈折率を、コア２および３の屈折
率よりも大きくすることができる。このように、本発明
の光配線材料によれば、従来では作製できなかった、高
屈折率交差光導波路を容易に作製することができる。
路を作製する場合、コア２およびコア３の部分をそれぞ
れ異なる光波長で露光することにより作製でき、２重露
光部である交差部１の屈折率を、コア２および３の屈折
率よりも大きくすることができる。このように、本発明
の光配線材料によれば、従来では作製できなかった、高
屈折率交差光導波路を容易に作製することができる。
【００３６】さらに、本発明によれば、同様にして図３
に示すような高屈折率３重交差光導波路を作製すること
も可能である。この場合、コア１８，１９，２０を伝播
する光は、交差部１７で他のコア部分に漏れることな
く、各コア内部を伝播する。
に示すような高屈折率３重交差光導波路を作製すること
も可能である。この場合、コア１８，１９，２０を伝播
する光は、交差部１７で他のコア部分に漏れることな
く、各コア内部を伝播する。
【００３７】また、本発明の光配線用材料は、光照射に
より分極率が増大する分子として、特定の波長で光異性
化反応を起こすフォトクロミック分子を用いて構成する
ことができる。日本化学会編「有機フォトクロミズムの
化学」（学会出版センター、１９９６年）に記載されて
いるように、フォトクロミック分子構造は分子に固有な
波長の光を吸収して分子構造が異性化し、共役鎖長が伸
びて分極率が増大すると云う特徴を有する。
より分極率が増大する分子として、特定の波長で光異性
化反応を起こすフォトクロミック分子を用いて構成する
ことができる。日本化学会編「有機フォトクロミズムの
化学」（学会出版センター、１９９６年）に記載されて
いるように、フォトクロミック分子構造は分子に固有な
波長の光を吸収して分子構造が異性化し、共役鎖長が伸
びて分極率が増大すると云う特徴を有する。
【００３８】フォトクロミック分子としては、「有機フ
ォトクロミズムの化学」に記載されているように、スピ
ロベンゾピランおよびその誘導体、スピロナフトオキサ
ジンおよびその誘導体、チオスピロピランおよびその誘
導体、フルギド分子およびその誘導体、ジアリールエテ
ン系分子等があり、特に、フルギド分子誘導体およびジ
アリールエテン系分子は、光安定性と熱安定性に優れて
いるので本発明の光配線用材料に適している。
ォトクロミズムの化学」に記載されているように、スピ
ロベンゾピランおよびその誘導体、スピロナフトオキサ
ジンおよびその誘導体、チオスピロピランおよびその誘
導体、フルギド分子およびその誘導体、ジアリールエテ
ン系分子等があり、特に、フルギド分子誘導体およびジ
アリールエテン系分子は、光安定性と熱安定性に優れて
いるので本発明の光配線用材料に適している。
【００３９】フォトクロミック分子は、紫外光を吸収し
て反応を起こす分子と、可視光を吸収して反応する分子
の２種類に大別することができる。殆どのフォトクロミ
ック分子は、波長４００ｎｍ以下の紫外光を吸収して光
異性化反応を起こすが、エテン部にマレイン酸無水物基
をもつジアリールエテン誘導体は、波長が４８８ｎｍの
可視光を吸収して光異性化反応を起こすことが知られて
いる。
て反応を起こす分子と、可視光を吸収して反応する分子
の２種類に大別することができる。殆どのフォトクロミ
ック分子は、波長４００ｎｍ以下の紫外光を吸収して光
異性化反応を起こすが、エテン部にマレイン酸無水物基
をもつジアリールエテン誘導体は、波長が４８８ｎｍの
可視光を吸収して光異性化反応を起こすことが知られて
いる。
【００４０】従って、本発明の光配線用材料は、その高
屈折率高分子層内部に前記〔化１〕〜〔化３〕で示され
るジアリールエテン誘導体と、紫外光に反応する前記
〔化４〕〜〔化６〕で示されるジアリールエテン系フォ
トクロミック分子、または前記〔化７〕，〔化８〕で示
されるフルギド系フォト分子を、高分子材料中に分散す
ることにより作製することができる。
屈折率高分子層内部に前記〔化１〕〜〔化３〕で示され
るジアリールエテン誘導体と、紫外光に反応する前記
〔化４〕〜〔化６〕で示されるジアリールエテン系フォ
トクロミック分子、または前記〔化７〕，〔化８〕で示
されるフルギド系フォト分子を、高分子材料中に分散す
ることにより作製することができる。
【００４１】本発明の光配線材料は、有機高分子材料の
多層膜であるが、該有機高分子材料としては、導波光に
対して高い透明性を有するものであればよく、例えば、
ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネー
ト（ＰＣ）、ポリジエチレングリコールビスアリルカー
ボネート（ＣＲ−３９）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチ
レン／メタクリル酸メチル共重合体（ＭＳ樹脂）、アク
リロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ポリメ
タクリル酸シクロヘキシル（ＰＣＨＭＡ）、ポリ(４−
メチルペンテン−１)（ＴＰＸ）、テトラフルオロエチ
レン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリメタクリル酸トリフルオロエチ
レン、ポリ(メタクリル酸−２−クロロエチル)、ポリ
（メタクリル酸−２−ブロモエチル)、ポリメタクリル
酸ベンジル、ポリメタクリル酸フェニル、ポリフタル酸
ジアリル、ポリ(メタクリル酸−ｐ−ブロモフェニル)、
ポリメタクリル酸ペンタクロロフェニル、ポリ(ｏ−ク
ロロスチレン)、ポリ(メタクリル酸ナフチル)、ＰＭＭ
Ａの水素原子を全て重水素化した重水素置換ＰＭＭＡ、
ＰＭＭＡの水素原子を全てフッ素化したフッ素置換ＰＭ
ＭＡ、およびこれらの混合物等を用いることができる。
多層膜であるが、該有機高分子材料としては、導波光に
対して高い透明性を有するものであればよく、例えば、
ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネー
ト（ＰＣ）、ポリジエチレングリコールビスアリルカー
ボネート（ＣＲ−３９）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチ
レン／メタクリル酸メチル共重合体（ＭＳ樹脂）、アク
リロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ポリメ
タクリル酸シクロヘキシル（ＰＣＨＭＡ）、ポリ(４−
メチルペンテン−１)（ＴＰＸ）、テトラフルオロエチ
レン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリメタクリル酸トリフルオロエチ
レン、ポリ(メタクリル酸−２−クロロエチル)、ポリ
（メタクリル酸−２−ブロモエチル)、ポリメタクリル
酸ベンジル、ポリメタクリル酸フェニル、ポリフタル酸
ジアリル、ポリ(メタクリル酸−ｐ−ブロモフェニル)、
ポリメタクリル酸ペンタクロロフェニル、ポリ(ｏ−ク
ロロスチレン)、ポリ(メタクリル酸ナフチル)、ＰＭＭ
Ａの水素原子を全て重水素化した重水素置換ＰＭＭＡ、
ＰＭＭＡの水素原子を全てフッ素化したフッ素置換ＰＭ
ＭＡ、およびこれらの混合物等を用いることができる。
【００４２】
【実施例】本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
下記の実施例１〜３は、前記〔化１〕および〔化７〕の
フォトクロミック分子を用いて作製する本発明の基本形
態であり、実施例４〜９は、〔化１〕および〔化７〕以
外のフォトクロミック分子を用いた本発明の光配線材料
の例を示すものである。
下記の実施例１〜３は、前記〔化１〕および〔化７〕の
フォトクロミック分子を用いて作製する本発明の基本形
態であり、実施例４〜９は、〔化１〕および〔化７〕以
外のフォトクロミック分子を用いた本発明の光配線材料
の例を示すものである。
【００４３】〔実施例 １〕本発明によるクラッドの一
部が空気層である高屈折率交差光導波路の作製例につい
て述べる。
部が空気層である高屈折率交差光導波路の作製例につい
て述べる。
【００４４】ＰＭＭＡの全ての水素原子をフッ素原子に
置換したフッ素置換ＰＭＭＡを、イソブチルケトンに溶
解して２０重量％溶液を調製した。この溶液を用いてス
ピンコート成膜（回転数２０００ｒｐｍ、３０秒間）に
より、図４に示すガラス基板２２上にフッ素置換ＰＭＭ
Ａ薄膜（膜厚３０ｍｍ）を形成し、完全に乾燥させて導
波路の下部クラッド層２３を形成した。
置換したフッ素置換ＰＭＭＡを、イソブチルケトンに溶
解して２０重量％溶液を調製した。この溶液を用いてス
ピンコート成膜（回転数２０００ｒｐｍ、３０秒間）に
より、図４に示すガラス基板２２上にフッ素置換ＰＭＭ
Ａ薄膜（膜厚３０ｍｍ）を形成し、完全に乾燥させて導
波路の下部クラッド層２３を形成した。
【００４５】次に、フッ素置換ＰＭＭＡ中に〔化９〕で
示すジアリールエテン系フォトクロミック分子と、〔化
１０〕で示すフルギド系フォトクロミック分子とを、そ
れぞれ１５重量％分散させ、これをクロロベンゼン中に
溶解して、２０重量％溶液を調製した。ここで、〔化
９〕の分子は〔化１〕においてＲ1，Ｒ2，Ｒ3がＣＨ
3基、Ｘ1がＳ原子の分子であり、〔化１０〕の分子は
〔化７〕においてＲ11がＣＨ3基、Ｘ4がＯ原子の分子で
ある。
示すジアリールエテン系フォトクロミック分子と、〔化
１０〕で示すフルギド系フォトクロミック分子とを、そ
れぞれ１５重量％分散させ、これをクロロベンゼン中に
溶解して、２０重量％溶液を調製した。ここで、〔化
９〕の分子は〔化１〕においてＲ1，Ｒ2，Ｒ3がＣＨ
3基、Ｘ1がＳ原子の分子であり、〔化１０〕の分子は
〔化７〕においてＲ11がＣＨ3基、Ｘ4がＯ原子の分子で
ある。
【００４６】
【化５】
【００４７】この溶液を用いてスピンコート成膜（回転
数１３００ｒｐｍ、１５秒間）により、フォトクロミッ
ク分子を含むフッ素置換ＰＭＭＡ薄膜（膜厚１０ｍｍ）
を前記下部クラッド層２３上に形成し、完全に乾燥させ
て本実施例導波路のコア層２４とした。その結果、ガラ
ス基板２２上に２層構造の光配線用材料を得た。
数１３００ｒｐｍ、１５秒間）により、フォトクロミッ
ク分子を含むフッ素置換ＰＭＭＡ薄膜（膜厚１０ｍｍ）
を前記下部クラッド層２３上に形成し、完全に乾燥させ
て本実施例導波路のコア層２４とした。その結果、ガラ
ス基板２２上に２層構造の光配線用材料を得た。
【００４８】上記の光配線用材料を用い、本発明の光配
線方法に基づき、図４に示す交差光導波路を作製した。
線方法に基づき、図４に示す交差光導波路を作製した。
【００４９】最初に、直線状のスリットを有する露光マ
スクを用いて、アルゴンイオンレーザの波長４８８ｎｍ
の可視光を照射し、前記コア層２４中に分散されている
〔化９〕のフォトクロミック分子を反応させ、被照射部
の屈折率を増大させることにより直線状の導波路コア２
５を作製した。
スクを用いて、アルゴンイオンレーザの波長４８８ｎｍ
の可視光を照射し、前記コア層２４中に分散されている
〔化９〕のフォトクロミック分子を反応させ、被照射部
の屈折率を増大させることにより直線状の導波路コア２
５を作製した。
【００５０】続いて、前記導波路コア２５に交差するよ
うに露光マスクのスリットを配置し、エキシマレーザポ
ンプ色素レーザの波長３６０ｎｍの紫外光を照射し、
〔化１０〕のフォトクロミック分子を反応させて、上記
コア２５に交差する第２の導波路コア２６をコア層２４
中に形成した。その結果、図４に示すＸ字状の交差光導
波路を得た。なお、交差光導波路のクラッドはコア層２
３，２４の非露光部と空気層である。
うに露光マスクのスリットを配置し、エキシマレーザポ
ンプ色素レーザの波長３６０ｎｍの紫外光を照射し、
〔化１０〕のフォトクロミック分子を反応させて、上記
コア２５に交差する第２の導波路コア２６をコア層２４
中に形成した。その結果、図４に示すＸ字状の交差光導
波路を得た。なお、交差光導波路のクラッドはコア層２
３，２４の非露光部と空気層である。
【００５１】作製した交差光導波路コア２５，２６のＡ
とＢの端面に、石英ガラスファイバーコア（図示省略）
の端面を直接接合し、ガラスファイバーに光を導波させ
ることにより前記コア２５，２６に光入力し、交差光導
波路の導波特性を調べた。即ち、コア２６に入力光Ａを
入射した場合の出力光ａの強度Ｉａと、出力光ｂの強度
Ｉｂ、および、コア２５に入力光Ｂを入射した場合のＩ
ａとＩｂとをそれぞれ測定した。測定は石英ガラスファ
イバーに出力１０ｍＷ、波長１.３ｍｍの半導体レーザ
を直接結合し、ＩａおよびＩｂを光電子倍増管により計
測した。
とＢの端面に、石英ガラスファイバーコア（図示省略）
の端面を直接接合し、ガラスファイバーに光を導波させ
ることにより前記コア２５，２６に光入力し、交差光導
波路の導波特性を調べた。即ち、コア２６に入力光Ａを
入射した場合の出力光ａの強度Ｉａと、出力光ｂの強度
Ｉｂ、および、コア２５に入力光Ｂを入射した場合のＩ
ａとＩｂとをそれぞれ測定した。測定は石英ガラスファ
イバーに出力１０ｍＷ、波長１.３ｍｍの半導体レーザ
を直接結合し、ＩａおよびＩｂを光電子倍増管により計
測した。
【００５２】その結果、コア２６に入力光Ａを入射した
場合のＩｂ／Ｉａはほぼ零、コア２５に入射光Ｂを入射
した場合のＩａ／Ｉｂも同様にほぼ零であった。即ち、
本実施例の交差光導波路ではコア２５を導波する光がコ
ア２６に、コア２６を導波する光がコア２５には漏れ
ず、本実施例の交差光導波路は高屈折率交差光導波路と
して機能することが分かった。
場合のＩｂ／Ｉａはほぼ零、コア２５に入射光Ｂを入射
した場合のＩａ／Ｉｂも同様にほぼ零であった。即ち、
本実施例の交差光導波路ではコア２５を導波する光がコ
ア２６に、コア２６を導波する光がコア２５には漏れ
ず、本実施例の交差光導波路は高屈折率交差光導波路と
して機能することが分かった。
【００５３】〔実施例 ２〕本実施例ではクラッドが高
分子層である高屈折率交差光導波路の例を述べる。
分子層である高屈折率交差光導波路の例を述べる。
【００５４】実施例１で用いたフッ素置換ＰＭＭＡのイ
ソブチルケトン２０重量％溶液（溶液１）を、スピンコ
ート成膜（回転数２０００ｒｐｍ、３０秒間）により、
図５に示すガラス基板２７上に、フッ素置換ＰＭＭＡ薄
膜（膜厚３０ｍｍ）を形成し、完全に乾燥させて導波路
の下部クラッド層２８を形成した。
ソブチルケトン２０重量％溶液（溶液１）を、スピンコ
ート成膜（回転数２０００ｒｐｍ、３０秒間）により、
図５に示すガラス基板２７上に、フッ素置換ＰＭＭＡ薄
膜（膜厚３０ｍｍ）を形成し、完全に乾燥させて導波路
の下部クラッド層２８を形成した。
【００５５】実施例１同様にフッ素置換ＰＭＭＡ中に
〔化９〕，〔化１０〕のフォトクロミック分子をそれぞ
れ１５重量％で分散させ、これをクロロベンゼン中に溶
解して、２０重量％溶液を調製した。この溶液を用いて
スピンコート成膜（回転数１３００ｒｐｍ、１５秒間）
により、フォトクロミック分子を含むフッ素置換ＰＭＭ
Ａ薄膜（膜厚１０ｍｍ）を前記下部クラッド層２８上に
形成し、完全に乾燥させて導波路のコア層２９とした。
〔化９〕，〔化１０〕のフォトクロミック分子をそれぞ
れ１５重量％で分散させ、これをクロロベンゼン中に溶
解して、２０重量％溶液を調製した。この溶液を用いて
スピンコート成膜（回転数１３００ｒｐｍ、１５秒間）
により、フォトクロミック分子を含むフッ素置換ＰＭＭ
Ａ薄膜（膜厚１０ｍｍ）を前記下部クラッド層２８上に
形成し、完全に乾燥させて導波路のコア層２９とした。
【００５６】次いで、上記溶液１を用い、スピンコート
成膜（回転数２０００ｒｐｍ、３０秒間）により、上記
コア層２９上にフッ素置換ＰＭＭＡ薄膜（膜厚３０ｍ
ｍ）を形成し、完全に乾燥させて上部クラッド層３０を
形成した。これによりガラス基板２７上に３層構造の光
配線用材料を得た。
成膜（回転数２０００ｒｐｍ、３０秒間）により、上記
コア層２９上にフッ素置換ＰＭＭＡ薄膜（膜厚３０ｍ
ｍ）を形成し、完全に乾燥させて上部クラッド層３０を
形成した。これによりガラス基板２７上に３層構造の光
配線用材料を得た。
【００５７】次に、上記の光配線用材料を用いて、本発
明方法光配線方法に基づき、図５に示す交差光導波路を
作製した。
明方法光配線方法に基づき、図５に示す交差光導波路を
作製した。
【００５８】最初に、直線状のスリットを有する露光マ
スクを用いて、アルゴンイオンレーザの波長４８８ｎｍ
の可視光を照射し、前記〔化４〕および〔化５〕のフォ
トクロミック分子が分散されているコア層２９中の、
〔化４〕のフォトクロミック分子を反応させ、被照射部
の屈折率を増大させて直線状の導波路コア３１を形成し
た。
スクを用いて、アルゴンイオンレーザの波長４８８ｎｍ
の可視光を照射し、前記〔化４〕および〔化５〕のフォ
トクロミック分子が分散されているコア層２９中の、
〔化４〕のフォトクロミック分子を反応させ、被照射部
の屈折率を増大させて直線状の導波路コア３１を形成し
た。
【００５９】続いて、前記導波路コア３１に交差するよ
うに露光マスクのスリットを配置し、エキシマレーザポ
ンプ色素レーザの波長３６０ｎｍの紫外光を照射して、
先に形成したコア３１に交差する第２のコア３２をコア
層２９中に形成し、図５に示す交差光導波路を得た。な
お、本実施例の交差光導波路のクラッドは２８、３０お
よび２９の非露光部である。
うに露光マスクのスリットを配置し、エキシマレーザポ
ンプ色素レーザの波長３６０ｎｍの紫外光を照射して、
先に形成したコア３１に交差する第２のコア３２をコア
層２９中に形成し、図５に示す交差光導波路を得た。な
お、本実施例の交差光導波路のクラッドは２８、３０お
よび２９の非露光部である。
【００６０】上記の交差光導波路コア３２，３１のＡ，
Ｂ端面に、石英ガラスファイバーのコア（図示省略）の
端面を直接接合し、ガラスファイバーに光を導波させる
ことにより前記コア３２，３１に光入力し、交差光導波
路の導波特性を調べた。即ち、コア３２に入力光Ａを入
射した場合の出力光ａの強度Ｉａと出力光ｂの強度Ｉ
ｂ、およびコア３１に入力光Ｂを入射した場合のＩａと
Ｉｂを測定した。測定は実施例１と同様にしてＩａおよ
びＩｂを光電子倍増管により計測した。
Ｂ端面に、石英ガラスファイバーのコア（図示省略）の
端面を直接接合し、ガラスファイバーに光を導波させる
ことにより前記コア３２，３１に光入力し、交差光導波
路の導波特性を調べた。即ち、コア３２に入力光Ａを入
射した場合の出力光ａの強度Ｉａと出力光ｂの強度Ｉ
ｂ、およびコア３１に入力光Ｂを入射した場合のＩａと
Ｉｂを測定した。測定は実施例１と同様にしてＩａおよ
びＩｂを光電子倍増管により計測した。
【００６１】その結果、コア３２に入力光Ａを入射した
場合のＩｂ／Ｉａはほぼ零、コア３１に入力光Ｂを入射
した場合のＩａ／Ｉｂも同様にほぼ零で、交差光導波路
でコア３２の導波光がコア３１に、コア３１の導波光が
コア３２に漏れることはなかった。
場合のＩｂ／Ｉａはほぼ零、コア３１に入力光Ｂを入射
した場合のＩａ／Ｉｂも同様にほぼ零で、交差光導波路
でコア３２の導波光がコア３１に、コア３１の導波光が
コア３２に漏れることはなかった。
【００６２】〔実施例 ３〕本実施例では３重交差光導
波路の作製例につき述べる。
波路の作製例につき述べる。
【００６３】実施例２と同様に、図６に示すように３層
構造を有する本発明の光配線用材料をガラス基３３板上
に形成した。
構造を有する本発明の光配線用材料をガラス基３３板上
に形成した。
【００６４】上記の光配線用材料に以下の手順で３重交
差光導波路を形成した。最初にＸ字型の露光マスクを用
い光配線用材料に、アルゴンイオンレーザの波長４８８
ｎｍの可視光を照射し、コア層３５のフッ素置換ＰＭＭ
Ａ薄膜中に分散されている〔化９〕のフォトクロミック
分子を反応させ、被照射部の屈折率を増大させてＸ字型
の交差光導波路のコア３７をコア層３５内に形成した。
差光導波路を形成した。最初にＸ字型の露光マスクを用
い光配線用材料に、アルゴンイオンレーザの波長４８８
ｎｍの可視光を照射し、コア層３５のフッ素置換ＰＭＭ
Ａ薄膜中に分散されている〔化９〕のフォトクロミック
分子を反応させ、被照射部の屈折率を増大させてＸ字型
の交差光導波路のコア３７をコア層３５内に形成した。
【００６５】続いて、露光マスクの直線状スリットが、
先に形成した交差光導波路コア３７の交差部を横切るよ
うに配置し、エキシマレーザポンプ色素レーザの波長３
６０ｎｍの紫外光を照射して、同様に上記コア層３５の
フッ素置換ＰＭＭＡ薄膜中に分散されている〔化１０〕
のフォトクロミック分子を反応させ、先に形成した交差
光導波路コア３７の交差部を含む第２の導波路コア３８
をコア層３５中に形成した。これにより図６の交差光導
波路を得た。
先に形成した交差光導波路コア３７の交差部を横切るよ
うに配置し、エキシマレーザポンプ色素レーザの波長３
６０ｎｍの紫外光を照射して、同様に上記コア層３５の
フッ素置換ＰＭＭＡ薄膜中に分散されている〔化１０〕
のフォトクロミック分子を反応させ、先に形成した交差
光導波路コア３７の交差部を含む第２の導波路コア３８
をコア層３５中に形成した。これにより図６の交差光導
波路を得た。
【００６６】なお、３４および３６はフッ素置換ＰＭＭ
Ａ薄膜で、本実施例の交差光導波路のクラッドは３４、
３５の非露光部および３６で構成される。
Ａ薄膜で、本実施例の交差光導波路のクラッドは３４、
３５の非露光部および３６で構成される。
【００６７】前記実施例１と同様に、形成した交差光導
波路コア３７および３８の端面（Ａ，Ｂ，Ｃ）に、石英
ガラスファイバー（図示省略）のコア端面を直接接合し
て、上記コアに光入力し、前記交差光導波路の導波特性
を調べた。即ち、コア３７に入力光Ａを入射した場合の
出力光ａ、ｂ、ｃの強度Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、コア３８に
入力光Ｂを入射した場合のＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、およびコ
ア３７に入射光Ｃを入射した場合のＩａ、Ｉｂ、Ｉｃを
測定した。
波路コア３７および３８の端面（Ａ，Ｂ，Ｃ）に、石英
ガラスファイバー（図示省略）のコア端面を直接接合し
て、上記コアに光入力し、前記交差光導波路の導波特性
を調べた。即ち、コア３７に入力光Ａを入射した場合の
出力光ａ、ｂ、ｃの強度Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、コア３８に
入力光Ｂを入射した場合のＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、およびコ
ア３７に入射光Ｃを入射した場合のＩａ、Ｉｂ、Ｉｃを
測定した。
【００６８】その結果、コア３７に入力光Ａを入射した
場合のＩｂ／ＩａおよびＩｃ／Ｉａほぼ零、コア３８に
入射光Ｂを入射した場合のＩａ／ＩｂおよびＩｃ／Ｉｂ
も同様にほぼ零であった。また、コア３７に入力光Ｃを
入射した場合のＩａ／ＩｃおよびＩｂ／Ｉｃもほぼ零
で、３重交差部で互いのコアに光漏れは生じなかった。
場合のＩｂ／ＩａおよびＩｃ／Ｉａほぼ零、コア３８に
入射光Ｂを入射した場合のＩａ／ＩｂおよびＩｃ／Ｉｂ
も同様にほぼ零であった。また、コア３７に入力光Ｃを
入射した場合のＩａ／ＩｃおよびＩｂ／Ｉｃもほぼ零
で、３重交差部で互いのコアに光漏れは生じなかった。
【００６９】〔実施例 ４〕実施例１と同様に、可視光
照射により異性化反応を起こす〔化１１〕のジアリール
エテン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異
性化反応を起こす〔化１０〕のフルギド系フォトクロミ
ック分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配線用材
料を形成した。
照射により異性化反応を起こす〔化１１〕のジアリール
エテン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異
性化反応を起こす〔化１０〕のフルギド系フォトクロミ
ック分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配線用材
料を形成した。
【００７０】
【化６】
【００７１】〔化１１〕の分子は、前記〔化２〕におい
て、Ｒ1が水素原子、Ｒ3がＣＨ3基、ＸがＮＣＨ3基であ
るフォトクロミック分子である。
て、Ｒ1が水素原子、Ｒ3がＣＨ3基、ＸがＮＣＨ3基であ
るフォトクロミック分子である。
【００７２】この光配線用材料に対して、実施例１同様
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
【００７３】〔実施例 ５〕実施例１同様に、可視光照
射により異性化反応を起こす〔化１２〕のジアリールエ
テン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異性
化反応を起こす〔化１０〕のフルギド系フォトクロミッ
ク分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配線用材料
を形成した。
射により異性化反応を起こす〔化１２〕のジアリールエ
テン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異性
化反応を起こす〔化１０〕のフルギド系フォトクロミッ
ク分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配線用材料
を形成した。
【００７４】
【化７】
【００７５】〔化１２〕の分子は、前記〔化３〕におい
て、Ｒ1，Ｒ3，Ｒ4がＣＨ3基、ＸがＮＣＨ3基、ＹがＳ
原子、Ｒ5がＣＨ3Ｏ基である分子である。
て、Ｒ1，Ｒ3，Ｒ4がＣＨ3基、ＸがＮＣＨ3基、ＹがＳ
原子、Ｒ5がＣＨ3Ｏ基である分子である。
【００７６】この光配線用材料に対して、実施例１同様
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
【００７７】〔実施例 ６〕実施例１と同様に、可視光
照射により異性化反応を起こす〔化９〕のジアリールエ
テン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異性
化反応を起こす〔化１３〕のジアリールエテン系フォト
クロミック分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配
線用材料を形成した。
照射により異性化反応を起こす〔化９〕のジアリールエ
テン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異性
化反応を起こす〔化１３〕のジアリールエテン系フォト
クロミック分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配
線用材料を形成した。
【００７８】
【化８】
【００７９】〔化１３〕の分子は、前記〔化４〕におい
て、Ｒ6，Ｒ7，Ｒ9がＣＨ3基、Ｒ8がシアノ基、Ｘ1がＳ
原子である分子である。
て、Ｒ6，Ｒ7，Ｒ9がＣＨ3基、Ｒ8がシアノ基、Ｘ1がＳ
原子である分子である。
【００８０】この光配線用材料に対して、実施例１同様
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
【００８１】〔実施例 ７〕実施例１同様に、可視光照
射により異性化反応を起こす〔化９〕のジアリールエテ
ン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異性化
反応を起こす〔化１４〕のジアリールエテン系フォトク
ロミック分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配線
用材料を形成した。
射により異性化反応を起こす〔化９〕のジアリールエテ
ン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異性化
反応を起こす〔化１４〕のジアリールエテン系フォトク
ロミック分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配線
用材料を形成した。
【００８２】
【化９】
【００８３】〔化１４〕の分子は、前記〔化５〕におい
て、Ｒ9がＣＨ3基、Ｒ10がシアノ基、Ｘ2がＳ原子であ
る分子である。
て、Ｒ9がＣＨ3基、Ｒ10がシアノ基、Ｘ2がＳ原子であ
る分子である。
【００８４】この光配線用材料に対して、実施例１同様
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
【００８５】〔実施例 ８〕実施例１と同様に、可視光
照射により異性化反応を起こす〔化９〕のジアリールエ
テン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異性
化反応を起こす〔化１５〕のジアリールエテン系フォト
クロミック分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配
線用材料を形成した。
照射により異性化反応を起こす〔化９〕のジアリールエ
テン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異性
化反応を起こす〔化１５〕のジアリールエテン系フォト
クロミック分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配
線用材料を形成した。
【００８６】
【化１０】
【００８７】〔化１５〕の分子は、前記〔化６〕におい
て、Ｒ9がＣＨ3基、Ｘ3がＳ原子である分子である。
て、Ｒ9がＣＨ3基、Ｘ3がＳ原子である分子である。
【００８８】この光配線用材料に対して、実施例１同様
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
【００８９】〔実施例 ９〕実施例１と同様に、可視光
照射により異性化反応を起こす〔化９〕のジアリールエ
テン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異性
化反応を起こす〔化１６〕のジアリールエテン系フォト
クロミック分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配
線用材料を形成した。
照射により異性化反応を起こす〔化９〕のジアリールエ
テン系フォトクロミック分子と、紫外光照射により異性
化反応を起こす〔化１６〕のジアリールエテン系フォト
クロミック分子を用いてガラス基板上に２層構造の光配
線用材料を形成した。
【００９０】
【化１１】
【００９１】〔化１６〕の分子は、前記〔化８〕におい
て、Ｒ11がＣＨ3基、Ｒ12が水素原子、Ｘ5がＮＣＨ3基
である分子である。
て、Ｒ11がＣＨ3基、Ｒ12が水素原子、Ｘ5がＮＣＨ3基
である分子である。
【００９２】この光配線用材料に対して、実施例１同様
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
にアルゴンイオンレーザとエキシマレーザを順次照射す
ることにより、図４の交差光導波路を形成した。形成し
た導波路の光伝送特性を実施例１と同様に測定した結
果、高屈折率交差光導波路として優れた特性を有するこ
とを確認した。
【００９３】〔比較例〕実施例１と同様にして、ガラス
基板上にフッ素置換ＰＭＭＡ薄膜（膜厚３０ｍｍ）を形
成した。次に、フッ素置換ＰＭＭＡ中に〔化１０〕のフ
ルギド誘導体フォトクロミック分子を１５重量％分散さ
せ、これをクロロベンゼン中に溶解して２０重量％溶液
を調製した。
基板上にフッ素置換ＰＭＭＡ薄膜（膜厚３０ｍｍ）を形
成した。次に、フッ素置換ＰＭＭＡ中に〔化１０〕のフ
ルギド誘導体フォトクロミック分子を１５重量％分散さ
せ、これをクロロベンゼン中に溶解して２０重量％溶液
を調製した。
【００９４】この溶液を前記フッ素置換ＰＭＭＡ薄膜に
塗布し、スピンコート法（回転数１３００ｒｐｍ、１５
秒間）により膜厚１０ｍｍの薄膜とし、完全に乾燥させ
てコア層とした。この２層構造の高分子薄膜に対し、直
線状のスリットを有する露光マスクを用い、エキシマレ
ーザポンプ色素レーザの波長３６０ｎｍの紫外光を照射
し、直線状の導波路コアを前記コア層中に形成した。
塗布し、スピンコート法（回転数１３００ｒｐｍ、１５
秒間）により膜厚１０ｍｍの薄膜とし、完全に乾燥させ
てコア層とした。この２層構造の高分子薄膜に対し、直
線状のスリットを有する露光マスクを用い、エキシマレ
ーザポンプ色素レーザの波長３６０ｎｍの紫外光を照射
し、直線状の導波路コアを前記コア層中に形成した。
【００９５】続いて、上記のコアに交差する形に露光マ
スクのスリットを配置し、同様に３６０ｎｍの紫外光を
照射して第２のコアを形成し、図４に類似の交差光導波
路を形成した。
スクのスリットを配置し、同様に３６０ｎｍの紫外光を
照射して第２のコアを形成し、図４に類似の交差光導波
路を形成した。
【００９６】形成した交差導波路の導波光の導波特性
を、実施例１と同様に調べた。その結果、形成した導波
路は交差部で光の漏れが起こり、高屈折率交差光導波路
としての機能を有しないことが分かった。
を、実施例１と同様に調べた。その結果、形成した導波
路は交差部で光の漏れが起こり、高屈折率交差光導波路
としての機能を有しないことが分かった。
【００９７】
【発明の効果】本発明の光配線用材料を用い、本発明の
光配線方法で作製された高屈折率交差光導波路を含む光
導波路は、前記のとおり有機材料を用いることで容易に
形成することができ、その導波光の導波特性は優れた特
性を有する。
光配線方法で作製された高屈折率交差光導波路を含む光
導波路は、前記のとおり有機材料を用いることで容易に
形成することができ、その導波光の導波特性は優れた特
性を有する。
【００９８】また、有機材料を用いた光導波路は安価
で、大型化も容易であるため、電子デバイス間を光通信
で結ぶ光インターコネクション用として、必要な光配線
を実現することができる。
で、大型化も容易であるため、電子デバイス間を光通信
で結ぶ光インターコネクション用として、必要な光配線
を実現することができる。
【図１】等屈折率の交差光導波路の光導波状態の説明図
である。
である。
【図２】高屈折率の交差型光導波路の光導波状態の説明
図である。
図である。
【図３】高屈折率の３重交差型光導波路の説明図であ
る。
る。
【図４】実施例１および４〜９で用いた交差型光導波路
の模式図である。
の模式図である。
【図５】実施例２で用いた交差型光導波路の模式図であ
る。
る。
【図６】本発明の実施例３で用いた３重交差型光導波路
の模式図である。
の模式図である。
１，１７…交差部、２，４，１８，１９，２０，２５，
２６，３１，３２，３７，３８…コア、３，２１…クラ
ッド、９…導波光、１０…漏洩光、２２…ガラス基板、
２３，２８，３４…下部クラッド層、２４，２９，３５
…コア層、２７，３３…基板、３０，３６…上部クラッ
ド層。
２６，３１，３２，３７，３８…コア、３，２１…クラ
ッド、９…導波光、１０…漏洩光、２２…ガラス基板、
２３，２８，３４…下部クラッド層、２４，２９，３５
…コア層、２７，３３…基板、３０，３６…上部クラッ
ド層。
Claims (12)
- 【請求項１】 屈折率の異なる２種の有機高分子材料層
が積層されており、前記の有機高分子層の高屈折率層中
に光照射により分極率が増大する分子が、少なくとも２
種含まれていることを特徴とする光配線用材料。 - 【請求項２】 前記光照射により分極率が増大する分子
が、光照射により分子構造が異性化するフォトクロミッ
ク分子である請求項１に記載の光配線用材料。 - 【請求項３】 前記高屈折率層が、可視光照射により異
性化するフォトクロミック分子と、紫外光照射により異
性化するフォトクロミック分子とを含む請求項１に記載
の光配線用材料。 - 【請求項４】 前記が、下記〔化１〕〜〔化３〕 【化１】 〔ＸおよびＹは酸素原子，硫黄原子，セレン原子または
ＮＲ基（Ｒはアルキル基）、Ｒ1，Ｒ2は水素原子，アル
キル基，アルコキシ基，アリール基，アリールオキシ
基，アミノ基，ピロリル基，フリル基またはハロゲン原
子、Ｒ3はアルキル基、Ｒ4は水素原子，シアノ基または
アリールオキシ基、Ｒ5は水素原子またはアルコキシ基
である〕で表されるジアリールエテン系フォトクロミッ
ク分子である請求項３記載の光配線用材料。 - 【請求項５】 前記紫外光照射により異性化するフォト
クロミック分子が、下記〔化４〕〜〔化６〕で表される
ジアリールエテン系フォトクロミック分子、あるいは
〔化７〕および〔化８〕で表されるフルギド系フォトク
ロミック分子 【化２】 〔Ｒ6およびＲ7は水素またはアルキル基、Ｒ8はアルキ
ル基またはシアノ基、Ｘ1はＯ，Ｓ，Ｓｅ原子またはＮ
Ｒ基（Ｒはアルキル基）、Ｒ10はシアノ基、Ｘ2はＯ，
Ｓ原子およびＮＲ基、Ｒ9はアルキル基、Ｘ3はＳ原子ま
たはＮＲ基、Ｒ11はアルキル基、Ｘ4はＯまたはＳ原
子、Ｒ12は水素原子，ＣＨ3Ｓ−基，ＣＨ3Ｏ−基，(Ｃ
Ｈ3)2Ｎ−基、Ｘ5はＮＲ基を示す〕である請求項３に記
載の光配線用材料。 - 【請求項６】 屈折率の異なる２種の有機高分子材料層
が積層されており、前記の有機高分子層の高屈折率層中
に光照射により分極率が増大するフォトクロミック分子
が少なくとも２種含まれており、これに露光マスクを介
して光照射を複数回行うことにより、前記高屈折率層の
露光部に光導波路コアを形成することを特徴とする光配
線方法。 - 【請求項７】 前記フォトクロミック分子が、前記〔化
１〕〜〔化３〕で示す可視光照射により異性化するフォ
トクロミック分子の少なくとも１種と、前記〔化４〕〜
〔化８〕で示す紫外光照射により異性化するフォトクロ
ミック分子の少なくとも１種である請求項６に記載の光
配線方法。 - 【請求項８】 前記光照射を紫外光および可視光を用い
て行う請求項６または７に記載の光配線方法。 - 【請求項９】 前記光導波路コアが２本以上交差した高
屈折率交差光導波路を形成するため前記高屈折率層に対
する露光を２回以上行なう請求項６，７または８に記載
の光配線方法。 - 【請求項１０】 屈折率の異なる２種の有機高分子材料
層が積層されており、前記有機高分子層の高屈折率層中
には光照射により分極率が増大するフォトクロミック分
子が少なくとも２種含まれており、これに露光マスクを
介して光照射を行なうことで光導波路コアが形成されて
いることを特徴とする光導波路。 - 【請求項１１】 前記フォトクロミック分子が、前記
〔化１〕〜〔化３〕で示す可視光照射により異性化する
フォトクロミック分子の少なくとも１種と、前記〔化
４〕〜〔化８〕で示す紫外光照射により異性化するフォ
トクロミック分子の少なくとも１種である請求項１０に
記載の光導波路。 - 【請求項１２】 前記高屈折率層に対する露光を２回以
上行うことで前記光導波路コアが２本以上交差した高屈
折率交差光導波路が形成された請求項１０または１１に
記載の光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP369398A JPH11202144A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 光配線用材料およびその光配線方法並びにこれを用いた光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP369398A JPH11202144A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 光配線用材料およびその光配線方法並びにこれを用いた光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202144A true JPH11202144A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11564477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP369398A Pending JPH11202144A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 光配線用材料およびその光配線方法並びにこれを用いた光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11202144A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7217377B2 (en) | 2002-12-23 | 2007-05-15 | Pirelli & C. S.P.A. | Photochromic optical waveguides and method for the preparation thereof |
| US7470730B2 (en) | 2001-06-15 | 2008-12-30 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Ink-jet ink composition for color filter, production method for ink composition, and production method for color filter |
| CN102207581A (zh) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 富士通株式会社 | 光波导器件、电子器件以及光波导器件的制造方法 |
| JP2013174840A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光導波路、光配線部品および電子機器 |
-
1998
- 1998-01-12 JP JP369398A patent/JPH11202144A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7470730B2 (en) | 2001-06-15 | 2008-12-30 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Ink-jet ink composition for color filter, production method for ink composition, and production method for color filter |
| US7217377B2 (en) | 2002-12-23 | 2007-05-15 | Pirelli & C. S.P.A. | Photochromic optical waveguides and method for the preparation thereof |
| CN102207581A (zh) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 富士通株式会社 | 光波导器件、电子器件以及光波导器件的制造方法 |
| JP2011227439A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Fujitsu Ltd | 光導波路デバイス、電子機器および光導波路デバイスの製造方法 |
| JP2013174840A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光導波路、光配線部品および電子機器 |
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