JPH0251132A - 電気光学コンポーネント及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は薄層中の光の伝導に関し、そし【より特には、
電気光学〔一般に−１０と称されている、以下１電気光
学”のことをａ１０″′と略記する〕特性を有する媒体
から成り、電場の作用下で屈折率の変化が媒体中で起こ
り、その結果として薄層中の光の伝導に影響を与えるよ
うなかかる薄層を持つコンポーネントに関する。

更に本発明は上述の種類のコンポーネントの製造方法に
関する。

本発明は特に光ＩＣ技術の分野で利用できる。

〈従来の技術及び発明が解決すべき課題〉前記の種類の
コンポーネント自身は、例えば米国特許慮３６９５７４
５、同／Ｖ、３８０１１８５、ヨーロッパ特許出願ＡＯ
２４１９６７，４１、同４０１４９６７８　　、（１か
ら知られている。それらはａ１０活性物質の実質上平坦
な光伝導層を有し、そして更に予め定められたパターン
で核層の一方の側又は両側に配置されており且つ（ｓ１
０活性では無く、非活性化状態のｇ１０活性物質の屈折
率に等しり・か又はそれより低い屈折率を有する）通光
又はバッファー物質で場合忙よっては一１０活性層と離
されている少なくとも２個の操作電極を備えている。印
加された電圧差によって該′Ｒ１極間に電場が発生し、
この１！場はそれが存在する眠り、それらの電極の間に
誘起された′ｆＩＬ場の方向及び均一性の度合い及びａ
１０物質の光軸の方向に従って、ａ、／を物質中に空間
的な屈折率プロフィル又はその中の変化を惹起する。

電場の作用かり４物質中に空間的な屈折率プロフィルを
誘起することから、該プロフィルは選ばれた電極パター
ンに強（左右される３、米国特許４３８０１１８５のよ
５にその二つが和瓦に平行であるか、又は米国特許、％
３６９５７４５の方向で印加するための、血縁の又は彎
曲した通常ストリップ型の電極が知られている。更に米
国特許４３６９５７４５及びヨーロッパ特許出ＪＥｉＡ
Ｏ２４１９６７，４１からｇ１０物質の平面層の一方（
上）の側にあるストリップを１！極が該ノーの他方（下
）の側の全平面層にわたって延びている電極と協同操作
することも知られている。

前述の種類の電極パターンによって誘起された空間的屈
折率プロフィルは平坦な光伝導層中の光導波路として利
用でき、これに恒久的光導波路例えばガラスファイバー
（光ファイバー）を接続できる。その性質からこれらの
＃ｈ誘起性光導波路はスイッチオン及びスイッチオンで
きる。前記の特許から知られている電極パターンで得ら
れる所望の光導波路パターンは多くの場合多少楕円断面
を有する若干管状の性質を有している。断面図では屈折
率変化が中Ｊ□ｊ領域で最大でありそして中Ｊ［，１領
域から離れるに従って、誘起電場が全く又は殆んど影響
を与えないｇ１０物質の屈折率レベルに次第に減少する
か、又は隣接のａ１０活性の無いバッファー物質の屈折
率レベルに飛躍を持って減少してゆくかしている。

誘起光導体の、特に元エネルギーの損失を考慮した光保
持性能は横方向の解像力ＣＬａｔｅｒａｌ　　ｄａハｎ
１ｔｉｏｎ）の性質で左右され、この横方向の解像力（
鮮明度、デイフィニツション、分解能とも言う）は断面
図で見た時の光導体の甲ＩＬＪ領域から周囲にある物質
の屈折率のレベルに向っての屈折率の減少の急さの度合
い又は飛躍の度合いを示すものである。横方向の解像力
は電場自身か、又は−１０非活性物質に隣接するｉ　／
　ｏ物質の境界面によってきまる。

この解像力については頂部及び底部の境界面は通常問題
は無い、即ち１０μ惧の厚さの薄層では問題無い。

このオーダーの厚さのｓ　／　ｏ物質の平坦層の両側の
協同操作用電極パターンによって得られる電場は該境界
面のすぐ両側にあるので、充分大きな屈折率飛躍が誘起
される。

然し平坦層自身の中に誘導された光導波路の両側横方向
の解像力は電場強度の推移とその減少し℃ゆくその均一
さに専ら左右される。電場の強度の減少が光導体の中心
領域から離れるにつれである減少率を常に存している場
合にはシャープな屈折率遷移が達成できない。より良い
横方向の境界形成はｅ１０物質を遮光物質と横に隣接さ
せることで得られる。米国特許４３８０１１８５及びヨ
ーロッパ特許出願７！６．０２４１９６７Ａ１では、余
分の細長い＃１０物質の隆起を平坦層の下に一体化して
配置してシャープな屈折率飛躍を企図している、しかし
境界の一部は電場の推移によって専らきまる。かかる−
１０物質の横方向の境界形成方法以外に、別に公知の光
リトグラフ法を利用する方法があり、この方法では一１
０物質を層として塗布し、そしてその後、光導体とし℃
利用しない物質の部分をエツチングで除去する。

この方法が非常に複雑な手段を用いる以外に、該エツチ
ング除去された側面は光伝導に関しては著しく大きな壁
の粗さがある。隆起型光導体の彎曲の外側カーブよりも
大きなこの問題の解決策として、ヨーロッパ特許出願４
０１４９６７８、（１は正確にきめた厚さの耐熱性合成
樹脂の特別上層でかかる隆起型光導体をカバーし、壁の
粗さの結果である光学的ロスを減少することを提案して
（・る。上記の解決策で殆んどの場合、該ロスの充分な
減少が達成できるこれから考える必要がある以外に、こ
の解決策を実行するには骨が折れる仕事がある。

米国特許４３６９５７４５は更に、ｇ１０物質の薄膜中
の相互に小さな間隔の２個以上又は２個以下の反射用の
垂直平行１壁”を光導波路中に形成するよ５に誘起でき
る一１０コンボーネ／トを開示している。これらの反射
用壁”はｅ１０物質の両側に配置した２対のストリップ
型協同操作用を極で発生される電場によって誘起でき、
この１！場が６対の電極間の一／′Ｏ物質中に屈折率の
減少を起すことができる。

＠壁”の間の＃１０物負は全（又は殆んど電場の影響を
受けず、セして光導波路として利用できる。かかる導波
路の横方向の解像力は前述の場合の一つに対して多少相
補的でおって、結果とし℃定性的に余り良くない。

ヨーロッパ特許出願４０２４１９６７．４１から、平坦
層の両側に配置された２個の電極が協同操作される領域
の一１０物質は局部的に極北されることも知られている
。これはコンポーネントかっ（られた時にその領域の一
１０物質がその光学的配向を行なったことを意味してい
る。これはｅ１０物質から成る極比可能なガラス状ポリ
マーを、未だガラス軟化（転移つ温度以上より高い状態
におる時に外部電場の作用下に置（と起る。電場は該協
同操作電極を介して発生できる。該光学的配向はこれを
冷却することによって次に凍結される。該領域の外側で
は物質は等方性でらりｇ１０不活性でおり、その領域に
誘起された光導波路の横方向の解像力は、瞬間的に誘起
された電場の推移又はその誘起作用下で電場によって物
質が極北された（“凍結されたつａ１０活性の度合いの
推移によってきめられるものより良（はならない；これ
らはすべて極北を惹起した電場に対応する瞬間的電場の
度合いに依存している。

要約すると、この公知の技術では以下のことが述べられ
ていると言５ことができる、即ちａ１０誘起屈折率遷移
を起した薄膜、特に光導波路を一時的に設定するのに用
いるような全反射用に利用する薄膜での光伝導について
のａ１０効果を行なう場では、横方向の分解能は誘起用
電場か、ｔｐ／。

不活性バッファー物質に隣接する境界面かによって実質
的に決定され、この境界面は比較的大きな壁の粗さを持
って例えば公知のリトグラフ法で得られた。

これはいずれの場合も＃１０コンポーネント中での好ま
しからさる光エネルギーのロスを招来し、第２の場合で
はロスの形成がさらに複雑で千ノる。

く課題を解決するための手段〉 本発明の目的＆ツ°、公知の方法を利用した時よりもよ
りシーヤープにθ１０誘起性屈折率遷移を実行する光伝
導作用な実施するための薄層中での光伝導用の一１０コ
ンポーネントを提供すると共に、かかるコンポーネント
の製造方法も提供しようとするものである。本発明の更
なる目的は薄層中のＪｏ誘起性光導波路の横方向の解像
力の向上法を提供することである。

本発明は、ヨーロッパ特許出願／１６０２４１９６７Ａ
ｌ及びオランダ特許出願４８７００７８７から知られた
種類の極比可能な（−１０活性を待つが未だ中性な）又
は極比した（＃１０活性化された）ポリマー物質を、イ
オン化照射線を用いて照射すると活性化できる又は極比
によって活性化されているその一１０活性が確実に失わ
れるとい５発見を本発明は利用し℃いる。この場合例え
ばマスクを用いた被覆を行なうと平行光束を用いる選択
的照射でシャープな影が得られ、これは当初の同一物質
中で一１０活性領域又はこれから活性化できる領域から
一１０不活性領域へのシャープな遷移が起こることを意
味している。この現象がこれ迄知られているものよりシ
ャープな一１０ｎ起性屈折率遷移を、特にかかる−１０
ｖ！Ｊ質を薄層とし、て使用し該層中を光波伝導させる
コンポーネント中で明確に設定できる可能性を与えた。

この目的に対し；本発明によれば、 −電気光学活性領域を有するほぼ平坦な光伝導層と、−
−一核層に対して予め定められたパターンで配置された
少なくとも２個のそして少なくとも部分的に協同操作さ
れる電極、而して該を極間に電圧差を印加することによ
って該電匝間に電気光学活性領域中に拡がり作用するｔ
ａが形成ｄ１能である； とを有する電気光学コンポーネントであって、光伝導層
がイオン化照射線下でその電気光学活性を破壊できる物
質から成り、選択的照射によって、その中に電気光学活
性領域が予め（活性化可能な中性の又は活性化された）
オープンな状態（オープンな状態とは１活性化可能な中
性の状態と活性化され℃いる状態の両方”を指すものと
する）で残されており、！極間に印加される電圧の差が
該オープンな状態で残された領域が被照射物質と境を接
している場所の両側の境界領域中に迄を場分布を少なく
とも誘起し且つその電場が高度の強度及び／又は均一性
を示すように電極が該残された領域に対して配置されて
いることを％徴とする電気光学コンポーネントが提供さ
れる。

このことは−１０活性領域が照射を受けた、ｅ１０不活
性領域に変化する場所で、充分な強度及び／又は均一性
の誘起を場を構成することによって、該境界領域中でシ
ャープな飛躍（段差）を持つ屈折率プロフィルを形成で
きることを意味する。誘起電場によって境界の一方の側
の一１０活性領域の屈折率が変化し、−万、境界の他方
の側−／Ｑ不活性物質（の屈折率）が変化しない事実か
らこの飛躍が起る。

照射を受けた物質はもはや一１０活性を示さないので、
かかる物質は照射されていたい−１０活性物質と一１０
活性物質に対する電極の電極物質との間の遮光用バッフ
ァー物質に利用できる。この目的のために電極をａ１０
活性領域から離しておくために設けられているバッファ
ー物質は、好ましくは平坦な光伝導層の被照射部分に属
する。

ａ１０誘起性を薄層で利用する米国特許４３８０１１８
５に記載された光導波路の横方向の解像力の向上に本発
明を利用する場合には、本発明による＃／Ｑコンポーネ
ントは好ましくは電極が層の一方の側、即ち上側に配置
されており、そしてオープンな状態で残された一１０活
性領域が一１０誘起性光導波路パターンを有し℃おり、
そして層の上に垂線を立てて上側から見た一１０活性領
域が協同操作用ストリップ型！極と側面で接しているよ
うに見える１１ｆ成である。

ヨーロッパ特許比Ｊｉ［４０２４１９６７Ａ１で知られ
るような、薄層中でａ１０誘起性でちる光導波路の横方
向の解像力の向上に本発明を用いる場合には、本発明に
よる＃１０コンポーネントは好ましくは、を極が光伝導
層の上側と下側の両側に配置されており、オープンな状
態で残されたφ１０活性領域がａ１０ｔｊ起性光導彼路
パターンを有しており、層の上に垂線を立てて上方から
見た一１０活性領域が対応するパターンのストリップ型
電極で被覆されるように見える構成である。

本発明による一１０コンポーネントを製造するために、
層中にオープンな状態で残された＃１０活性領域がその
層に対して横方向で、照射された領域と実質上垂直な境
界面を有しており、層の上に垂直を立てて上側から見る
と層の上側に配置された電極の輪郭とオープンな状態で
残された一１０活性領域の輪郭とが少なくとも部分的に
一致し℃いるのが好ましい。この利点は、マスクを利用
する選択的照射の際に、同一の又は相補的マスクが選択
的照射用と電極パターン構成用とに使用できることであ
る。電極パターン自身がシャープな形状になっていれば
、かかるパターンが選択的照射用にも利用できる。マス
ク選択の自由度が該−１０コンポーネントの製造プロセ
スの７レキシビリテイーを増し工いる。

シャープな一７０誘起性屈折率遷移はスイッチング目的
に好適であって、この場合ちる角度で入射する光信号に
かかる遷移で回折又は反射を与える作用を起こすよ５に
利用される。この目的では、本発明の好ましい態様の光
伝導層はオープンな状態で残された一１０活性領域と該
境界領域で接続されている少なくともｌの恒久的光導波
路を有している。

オランダ特許出願４８７０２８０４から、スイッチの目
的で恒久的光導波路を接続するためには、中性の、徳化
可能な光伝導用ポリマー層中に局部的極比を与えて、そ
の中の作動領域を全反射屈折率遷移を誘起でき、そして
再びとり去る必要があることが知られている。この誘起
及び除去プロセスは作動領域を極化しないこと及び再び
極化することで起こり、この場合ポリマー軟化温度以上
の局部加熱を短時間性ない、その間に像化用電場を設定
するか、設定しないかする。かかる屈折率励起は分子再
配向（カー効果）にもとづ（ものであり、従って電子応
答（ポッケルス効果）によって専ら起こる一１ｏｆｔｓ
性によるものよりもはるかにゅつ（つと実施できる。更
に、この場合、屈折率遷移のシャープさは作動領域を極
化した電場の推移によって完全にきまる。本発明による
元スイッチとしての一１０コンポーネントは好ましくは
光伝導層が少なくとも３の恒久的光導波路を有しており
、これらはオープンな状態で残されているａ１０活性領
域と該境界領域で接続されており、且つ恒久的光導波路
の１を通って入射する光信号について全反射屈折重遷移
を誘起でき、且つ屈折率遷移誘起用電場が存在する場合
と無い場合に、他の恒久的光導波路の１がその光信号を
受取ってさらに伝播してゆ（よ５な角度で接続されてい
ることを特徴とする。

１選択的照射”の概念にはポリマー物質を２以上の干渉
照射ビームにあてることも包含されており、これらは物
質中に干渉パターンを起こす。これはほぼ周期的な構造
をポリマー物質中に、例えば−１０誘起性バーのために
、持込む利点がある。

本発明は又、平坦な光伝導薄膜中にａ１０活性領域を導
入するための上述のｅ１０コンポーネントの製造方法で
らって選択的イオン化照射で、好ましくは紫外光を用い
て、平坦な光伝導層中にａ１０活性領域をオープンな状
態で残してこの導入を実施することを特徴とする一１０
コンポーネントの製造方法に関する。

更に平坦な光伝導層中にオーブンな状態で残されたａ／
。

宿性領域が１ｊＬ極パターンを配置するのくも使用され
るマスクを用いた選択的イオン化照射で得られるのが好
ましい。

最後に本発明は本発明による上述の＃１０コンポーネン
ト製造に便利に利用できる半製品に関する。かかる半製
品は下側で基板に支持されており、且つ上側に遮光用第
１バッファー層を備えたほぼ平坦な光伝導層より成る。

本発明によるかかる半製品は、光伝導層がイオン化照射
線下で破壊できる一１０活性を有する物質から成り、核
層が照射されていない該物質の第１サブ層と、照射を受
けた該物質から成り第１バッファー層を形成している第
２層を有することを％−徴とする。

前述の型の半製品は更に第２遮光バッファー層を有して
おり、これは光伝導層と基板の間に配置された電極でｆ
、伝導層から離れ℃いる、第２のバッファー層は好まし
くはこれも照射された該物質から成る。かかる半製品は
必要なプロセスが常に上方から本発明に従って実施でき
本発明による一１０コンポーネントをつくるのに大きな
利点を有する。

利点を要約すると、本発明はシ・ヤープな横方向解像力
を持つ℃所望のパターンで平坦な層中に＃１０（活性）
領域を与え、その上では電場の横方向への拡がりが何の
影響もないとい５０Ｔ能性な与える。電極の巾は横方向
の解像力にとってもはや臨界的では無い。薄層中に一１
０領域を設定するための製造方法もかなり簡単である。

遮光用バッファー層も簡単に配置できる。

本発明を例示する態様についての以下の説明では、特に
ヨーロッパ特許出願４０２４１９６７　ＡＩ及びオラン
ダ特許用Ｍ／１６８７００７８７から知られている穐類
の有機ポリマーを平坦な薄い光伝導層用の物質として使
用するものとする。かかるポリマーは一１０側鎖を持っ
た例えばＰＭＭＡ又はポリウムタンの様な骨格（”バッ
クボーン″）を有し、これらはポリマーが軟化状態、換
言すればガラス軟化温度以上の温度、に未だある時に外
部電場によって指向させることができる又は″極比可能
な（ｐｏｒｔａｂｌｍ）′な双極子モーメントを有して
いる。冷却し電場をかけたままにし℃おくとこの１極化
”は保持され、当初の状態でこの物質に光字配向を付与
するように凍結される。その結果、この物質は同時に方
向性の無い光学的等方性（即ち中性）状態から物質が一
１０活性な状態となる。極北可能なポリマー物質のかか
る層は例えばその全体にわたり薄膜に垂直に配向された
電場によって極比でき、この電場は薄層の両側にある平
坦１！極の間で発生され、ポリマー物質の破壊電圧より
も僅か低い薄層をよぎる電圧差（極比電圧）を有してい
る。

薄層の一方の側又は両側の適切に選ばれたパターンを待
り協動を極の間に発生する（薄膜に必ずしも直交する様
に配向される必要の無い）電場を用いて局部的極北も０
］′能でらる。か＜Ｌ”（薄膜中で得られた一１０活性
領域は、この様な物質の高い一１０係数にかんがみ（ヨ
ーロッパ特許出＠３６５な）電場形成用のｔｆｆｉ間の
比較的低い電圧下で作動できる。ｌ　Ｖ／μ惟で△ｎ）
０．００５の屈折率の変化が知られているので、層の厚
さが１−１０μ慣のオーダーで例えばある時は、５−１
ｏＶの操作電圧を使用できる。屈折率の変化は正とも負
ともなり得る。極北電圧に対応する符号を持つ操作電圧
の場合は△ｔｓ　）　Ｑであり、逆の符号を持つ操作電
圧の場合には△ｎく０となる。実験によれば一／Ｑ側鎖
を待つかかるポリマーをイオン化照射線例えば紫外光で
照射すると、これの側鎖か確実に破壊され、そして結果
的にｍ１０効来が無くなることが判明した。この破壊は
極化した物質並びに禾極化物質について起り、これは極
化と選択的照射が互換性ある方法であることを意味して
いる。さらに中性状態におるか、又は瞬間的に存在する
ｔＶＢで物質がｇ１０活性化されていない状態の物質の
一つについて屈折率の小さな変化（減少）が起こる。（
“マスク調節”ＫＳ−ＭＪＥ３ＨＰ、２００Ｆ高圧水銀
灯を用いる）紫外光で照射したポリウレタン骨格を持つ
ポリマーは；＝　△ｎ　−０，１の大きさのオーダの屈
折率の変化；□１３０℃で約１μｍｌｋ及び２０℃で約
×μｍ／ｈの平面層中への破壊作用の貫通速度、いずれ
も約１μ扉の７！！！移帯を有している； 一マスクを用いた選択的照射下で１０μ毎迄の層厚を待
つ０．１−０．２μｍの解像力を持つ極めてシャープな
影の生起； 一使用した紫外光に対ｌ−てポリマーが透明のままであ
ること；を示した。

本発明はイオン化照射下で先述の攬類の作用を、即ちか
かる物質の薄層主とし℃平坦な層中での光の伝播に影響
を与えるためにシャープなａ１０誘起性屈折率変化を得
るために、 （１）　　Ｊｏ活性の破壊、及び （１１）シャープな投影、を持つ光伝導性ポリマー物質
の用途を有している。これらはすべて適切な選択でのｅ
ｌｏ物質の選択的照射と誘起用電場を発生する部材を、
ａ１０活性物質と一１０非活性物質の間の境界線の両側
の少なくとも周辺領域に配置し、この境界線は該選択的
照射で得られ、電場が高度の均−性及び／又は強度を示
すよ５にすることを組合わせることで実現される。照射
で不活性化した物質はこの場合、電極物質と一１０活性
物質との間の遮光バッファー物質としても利用できる。

以下に本発明を利用した３つの実施例を説明する。その
２つは薄層中での一１０誘起性光導波路の横方向の解像
力を目的とするもので、残りの１つは薄層中での−１０
誘起性光りフレフタ−を目的とするものである。本発明
の説明を行なうために図１を用いて説明する。図１はそ
れを用いて本発明による電気光学（−１０）コンボーネ
／トをり（ることができる半製品で、その中に既に本発
明が利用され又いる半製品の構造である。

図１（α）は例えばガラス又は、５ＳＯｔ上層を持つＳ
ｉ−ウェーハの基板１と、この基板ｌ上に有機の種化可
能な又は極化ガラス状ポリマーでその６／Ｑ活性がイオ
ン化照射線例えば紫外線で破壊できるポリマーの光伝導
層２かも成る半製品を示す。光伝導層２は、イオン化照
射線に対して透明である、第１のバッファー層３を有し
得るし、そしてこの層は例えば別に該バッファー層に塗
布したＳＳＯ，又はポリスチレンの層を有していても良
く、又は本発明によってはっきり規定された貫通深度の
紫外光で該ポリマーの光伝導層を照射しても得られる、
この場合当初の光伝導層は図の２と３の層を形成する。

該バッファー層の利点は層を塗布するの必要な工程を１
つ少（して半製品を製造できることでおる。外層を塗布
するよりも照射を行なう方が一般に簡単でらる。

図１（ｂ）は図１（ｃｃ）の基板、光伝導層２及び場合
によっである第１バッファー層３だけで無く、基板ｌの
すぐ上にそしてその全面にわたり伸びることもできる例
えばアルミニウム又は金の第１ｔ極４と、第１Ｎ極を光
伝導層２から離し℃いる第２バッファー層より成る半製
品を示している。第１バッファー層３と全（同様に、第
２バッファー層５も光伝導層２の物質と異なるものであ
るバッファー物質か、又は照射されたガラス状ポリマー
から成ることができる。後者の場合、この層５は例えば
別の工程で製造時に塗布されて次に光伝導層よりも前に
完全に照射することができる。

別の可能な方法は、基板ｌと第１電極４がイオン化照射
線に対して透明な物質でつ（られている時は、光伝導層
２を下側から照射して第２バッファー層５を得る。

図１の半製品は本発明による一１０コンポーネントを製
造するのに抜群に適している。大きな利点はかかる半製
品の構造に影響を与えずにその目的に必要なすべての工
程を半製品の上方から及び頂部に！施できることである
。該工程とは照射によって第１バッファー層３を構成す
ることを意味するだけで無（、これが必要によってｇ１
０コンポーネントの裏造相２に迄地期できることも意味
し、このことは結果的にその相で光伝導層の厚みをその
層に接続する例えばガラスファイバーの寸法に充分に調
節できるとい５利点を有する。

図２は本発明による−１０誘起性光波伝導用コンポーネ
ントの構造の断面図をＸ−Ｙ面で略図的に示している。

この構造は対応する層を対応して付番して図１　（ａ）
の半製品からつくったと考える。マスクの助けを利用し
た上方からの選択的照射で、垂直な境界面Ａ及びＢを有
している種化可能のままになつ℃いろポリマーの非照射
ストリップ型領域２．１が光伝導層２中にオープン状態
で残されている。次にバッファー層３に例工ばアルミニ
ウム又は金製の２個のストリップ型を極６及び７を取付
け、その中で少なくとも相互対向縁６．１と７．１は平
行に走っている。これらのストリップ型Ｍ１極は、上か
ら見ると、ストリップ型領域２．１の側面に位置するよ
うに、境界面Ａ、−Ｂ、（１点破巌）で領域２．１の横
方向の境界となっている場合には若干オーバラップする
か、又はＡ２　ＢｔＣ破線）の境界面での横方向の境界
に密に隣接しているか、又はＡｓ　　Ｂｓ（点線）の境
界面での横方向の境界の場合に少し間隔をおいているよ
うに、配置されている。１対の境界面Ａｉ　−Ｂｉ　（
ｉ　−１，２又は３）は好ましくは平面に対し℃対称に
位置し、電極の縁６．１及び７．１が等距離で平行でら
つ℃、領域２．１中に誘起された光導波路のためにでき
るだけ境界面Ａｓ−Ｂｉ対の間のス）　ＩＪツブにわた
って誘起！＠を適切に分割するようにする。層２及び３
中で均一で無い電場を起こす電圧が接点８及び９を介し
て電極６と７の間に印加される。矢印は該電場の７ラツ
クの線の方向を示している。図２のコンポーネントでは
、層２の選択照射後に取付ゆられているＮ極６及び７を
用いて、オープン状態に残された極比可能ポリマーの領
域２．１の極比が好ましくは局部的に起こる。電極６及
び７の巾及び（極比によって現在−１０活性である）非
照射領域２．１に対する電極の位置の選定は、一つには
光伝導層２の厚みと場合によっては存在するバッファー
層３の厚みに、その一方では誘起すべき導波路の所望の
寸法と七して場合によっては層中に誘起される別の導波
領域の所望の寸法によってきまる。電極６及び７が一１
０活性領域２．１に対してオーバラップした位置は（境
界面Ａ、−Ｂ、が近いので）電極の縁６．１及び７．１
をシャープにきめる必要が無いとい５利点がある。もし
あってもこれから生じた誘起（ｔ）場の不規則さは主と
してバッファー層３中に生じるので、ｅ１０誘起された
導波路の屈折率のプロフィルには何んの影響も無い。上
から見た電極６及び７の位置が、（境界面Ａ。

−Ｅ、又はＡ、−Ｂ、の近くで）−１０活性領域２．１
に対してオーバラップしていない時は第１バッファー層
３を無（しても、電極が一１０活性領域２．１に直接接
触しておらず、３を無（することができる利点がおり、
この場合が図２ｆｂ）に示しである。更なる利点は一１
０領域２．１が最大の電気フラックス密度を有する領域
からより良く構成され、セし℃より良いｇ１０誘起性作
動が保証されることでおる。

電極６及び７の縁６．１及び７．１がそれぞれ境界面Ａ
２及びＢ２と同一の面にある場合は、先に光伝導層２の
選択的照射に使用したものと（使用する配置方法によっ
て）、同様な又は相補的マスクを用いて電極６及び７が
配置できるという利点がある。電極６及び７がシャープ
な形状であれば、電極６及び７を配置してから、それら
をマスクとして使用して選択的照射を（その後Ｋ）行な
うこともできる。

極化に適切な符号を有し、接点８及び９を用いて’＊電
極及び７に印加される操作電圧は電場を発生させ、これ
が−１０活性領域２．１中の境界面Ａｓ−Ｅｉ内に、ス
トリップ型電極６及び７が伸びている全長にわたっての
屈折率の変化を誘起し、そしてシャープにきめられた横
方向に保持されている（基板１と第１バッファー層３の
間、又は電極６及び７０間の媒体に水平に、そし又境界
面Ａ１−Ｂ１に垂直に保持されている）＃１０誘起光導
波路形成する。図３（ｃＬ）及び（ｂ）はその屈折率プ
ロフィルを定性的に示す。図３（ｃＬ）は光伝導層２を
通る線に沿ってＸ−一定の場合でおり、図３（ｂ）は＃
１０領域２．１を通る光伝導層２に直角な線に沿ってＹ
−一定の場合である。

この図では以下の略号が与えられている。

ｎ、−光伝導層２の（被）照射領域の屈折率；ｎｏ−誘
起電場の無い＃１０領域の屈折率；ｎ、−誘起電場のあ
るｇ１０領域の屈折率；ｎ１一基板ｌの屈折率； ３、−第１バッファー層又は電極６及び７０間の別の隣
接上層の屈折率； ４−境界面ＡのＹ値； Ｂ（−境界面ＢｉのＹ値； １−２一基板ｌと光伝導層２との間の遷移のＸ値；２−
３−光伝導層２と第１バッファー層（又は電極６．７間
の別の隣接上層）との間の遷移のＸ値；囚３（α）のＡ
ｓ−Ｂｓ間及び図３（ｂ）の１−２と２−３間の屈折率
プロフィルの彎曲は誘起電場の不均一性のためである。

プロフィルの急変（飛ｊ１りは一１０活性領域２．・１
と一１０非活性領域との間のシャープな遷移を示す。

図４はヨーロッパ特許出願４０２４１９６７　Ａｌで知
られており本発明を利用して横方向の解像力を改良しで
ある光波ｇ１０ｇ起性伝導用コンポーネントの構造をＸ
−Ｙ面で略図的に示す断面図である。この解像力は図１
（ｂ）による半製品に由来すると考えられる。この場合
、対応する層は対応して付番されている。マスクを使用
する上刃かもの選択的照射によって、種化可能なポリマ
ー又は極化されたままのポリマーの垂直境界面Ｃ及びＤ
のある非照射のストリップ状領域２．１は、光伝導層２
中に再びオーブン状態で残されている。エツジ１１．１
及び１１．２を持つストリップ型電極１１がバッファー
層３上に上から見ると少なくとも領域２．１が、境界面
Ｃ，−Ｄ、で領域２．１の横方向の境界では若干オーバ
ーラツプしているか又は境界面Ｃ２−Ｄ、で横方向の境
界では重なり合わずにきちんとなるような位置に配置さ
れ℃いる。

接点１２．１３を用いて、電極４．１１間に電圧が印加
でき、この電圧は層２．３及び５に電場をつ（り出し、
この電場は境界面Ｃ，−Ｄ、間の領域では均一な殆んど
均一でおりそしてこの領域の外側では次第次第にゆり（
りと消える。矢印１４はその電場の７ラツクのラインの
方向を示す。

電極４と選択的照射に先立って既にバッファー層３上に
一時的に配置されていた平面型電極との間の種化電圧に
よって、光伝導層２を形成する物質の極比が全体的に起
り得るが、ある場合には（例えば反対に向いた光学的配
向を持つａ１０活性領域が光伝導層の別の場所で必要な
場合には）、ここではｔ極１１を配置して後に同一の方
法で、即ち層２の選択的照射後に、好ましくは局部的に
極比させる。電極１１の巾はオーブン状態で残されてい
るａ１０活性領域２．１の巾に少なくとも等しい。上か
ら見てＣ，−り、境界面を越えて一１０活性領域２．１
外ヘオーバラツプしている場合のより広い巾の時は、電
極１１のエツジ１１．１及び１１．２をシャープにきめ
る必要が無いとい５利点がある。もしこれから不規則さ
が生じるとしても、ｅ１０活性領域２．１の外側の誘起
１！／Ｌ場中でちって、従ってそのａ１０活性領域２．
１の内側にｅ１０誘起された導波路の屈折率プロフィル
にはなんの影響も無い。領域２．１の巾に無しい、即ち
エツジ１１．１及び１１．２が境界面Ｃ２とり、にそれ
ぞれ重なる電極１１の巾の選択は、非照射領域２．１を
得る前に実施された光伝導層２の選択的照射に用いたの
と同球の又は相補的なマスクを用いて、第１バッファー
層３上に電極１１を塗布又は配置できるという利点があ
る。シャープに形状を与えた電極１１の場合には、マス
クの役をするその電極１１を配置して後に選択的照射を
ここでは行なうことができる。極化電圧に対応する符号
を有し、接点１２と１３から電極４と１１の間に印加さ
れた操作電圧は電場を発生させ、これがａ１０活性領域
２．１中の境界面Ｃｉ　−Ｄｉ　（ｉ　＝　１又は２）
内に、上にストリップ状電極１１が伸びている＃１０活
性領域２．１の全長にわたって屈折率の変化を誘起し、
その結果、極めてシャープに規定され横方向に保持され
る（２バツフア一層３と５の間に水平に、そして境界面
Ｃ１−Ｄｉの間に垂直に保持される）＃１０誘起光導波
路を生ずる。

図５（α）及び（ｂ）は図４に示した構造を持つ一１０
誘起光導波路の屈折率プロフィルを定性的に示す。図５
（α）は光伝導層２を通る線に沿ってＸ＝一定の場合で
おり、そして図５（ｂ）は−１０領域２．１を通る光伝
導層２に直角な線に沿ってＹ＝一定の場合である。この
図では次の略号を用いる：答２−元伝導層２の（被）照
射領域の屈折率；ｎ０−誘起電場の無い一１０領域の屈
折率；ｎ、−誘起電場のある一１０領域の屈折率；ＣＳ
−境界面ｃｉのＹ値； ハ＝境界面ＤｉのＹ値； ２−３−層２と第１バッファー層との間の遷移のＸ値；
５−２＝第２バツフア一層と層２との間の遷移のＸ値；
これらの図で印象深いのは水平方向でも垂直方向でも屈
折率プロフィルが（実際上）完全に直角で曲っている特
徴である。結果的に、このよ５に極め℃正確な横方向解
像方を持った１直角に曲った”　ｇ１０誘起性光導波路
が本発明を利用することで極めて簡単な方法で実現でき
る。

図２及び図４による一１０ｎ起性光導波路については、
誘起性′を場を無くした時、ａ／６活性領域２．１の屈
折率は非照射ポリマーのｎＱ　レベルに落ちると一般に
言える。これは本発明を利用すると、ヨーロッパ特許出
願４０２４１９６７ＡＩからその利点が知られている、
“しきい値以下の導波路”が結果的に＃１０誘起性導波
路用にコンポーネントに生ずることを意味する。

光中間スイッチの構造で、シャープな響１０誘起性光反
射用屈折率遷移にもとづく一／Ｑコンポーネントが本発
明を用いて得られた、これを図６及び７も引用して態様
として説明する。図６はＹ−Ｚ面でのこの態様の平面図
であり、図ハα）及び（ｂ）は図６にそれぞれ示した線
■α及び■ｂによるＸ−Ｙ面の断面図を示す。該コンポ
ーネントは図４のコンポーネントの層に対応する多数の
層から成り、同様に付番しておる。しかしここでは第２
バッファー層５が厚い。製造工程中、図６に一点破線で
示しである実質上Ｘ字型で例えば直方形の断面を持つパ
ターンが該層５中に層５の厚さよりも若干小さい深さで
エツチングされる。イオン化照射線下では破壊できる一
１０活性を有するガラス状の種化可能物質の層２を核層
５に塗布する。同時に該物質はエツチングされたＸ字型
パターンを完全にふさぐ。核層２はａ１０活性領域２．
１１これは正面図並びに平面図で実質上直角な（直方形
の）断面（図６並びに図７（ｂ）の破線参照）を有し℃
いて、Ｘ字型のパターンを２つに分割している、を除い
て一体的に照射される。

第１及び第２バッファー層３及び５の物質は光伝導層２
の被照射物質よりも低い屈折率を有している。この方法
で“インバーテツド・リッジ（１ｎｖｅｒｔｅｄ　ｒｉ
ｄｇｅ　）　”ｑの恒久光導波路２１．２２．２３及び
２４がＸ字型パターンで形成され、この光導波路は領域
２．１と角度αで接続され、従って光導波路２３と２４
はそれぞれ光導波路２１及び２２と一直線上にある。第
１バッファー層３上に上から見ると領域２．１をカバー
するように電極１１が配置されており、領域２．１は接
点例えば１２と１３から電極５と１１に印加される種化
電圧による局部極比によって一１０活性化されている。

電極間に種化電圧に対して一符号を持つ充分高い操作電
圧を印加する、領域２．１の屈折率が第２バッファー層
５とほぼ等しくなるように領域２．１で屈折率減少がお
こる。恒久光導波路２１−２４の一つを経て入射する各
光信号に対してこの誘起屈折率減少が全反射屈折率遷移
となるように角度αが選ばれている。誘起電場が無けれ
ば入射光信号は小さな正の屈折率飛躍を持った薄い平面
の平行層を見出し、それで信号は入射方向に対して少し
シフトするであろう。同時に若干の反射も起るが、信号
は実質上弱められずにその光信号が入射して来た光導波
路と一直線になっている恒久光導波路中を伝播できる。

図８は線■ｂで切った屈折率プロフィルを定性的に示し
ている。この図では次の略号を用いる；−一光伝導層２
の（被）照射領域の屈折率；ｎＱ−誘起電場の無いｇ１
０領域の屈折率；ｎ、−誘起電場のある一１０領域の屈
折率；−一第２バッファー層５の屈折率； ５−２４−層５かも導波路２４への遷移のＹ値；２４−
２．１−導波路２４から領域２．１への遷移のＹ値；２
．１−２３−領域２．１から導波路２３への遷移のＹ値
；２３−５＝導波路２３から層５への遷移のＹ値。

ここに３つの態様しか詳細に示しただけであるが、本発
明の用途はこれらの態保に限定されるものではない。集
積光素子（コンポーネント）中で好ましくは一１０誘起
性屈折率遷移が望まれている時は常に、本発明が多大の
利点を持って活用できる。従ってこれは電気光学グレー
ティングリフレクタ−又はデフレクタ−にそれ自身使用
されるグレーティングのような、周期的構造にも利用さ
れる。周期的な電極構造で一１０物質の薄層中にかかる
グレーティングを励起することが知られている。かかる
グレーティングの質は電極の質（シャープさ）に太き（
左右される。一方の側に配置された電極、所謂゛インタ
ーリーブ電極を用いる場合には、その上に短絡の危険も
ある。本発明を利用すると、選択的照射で光伝導層中に
直接グレーティング構造を設定でき、この場合、全グレ
ーティング構造を好ましくは２つの平面状の電極の間に
はさ°むことができ、その結果、周期的１！極構造塗布
用の光リトグ２７エ程を省略できる。更に全グレーティ
ング構造にわたった誘起性電場の絶対的均一性が保証さ
れ、その結果そのグレーティング構造のそれぞれのバー
を極めてシャープな方法で誘起できる。

【図面の簡単な説明】

図１は木兄ψ」によるａ１０活性コンポーネント製造用
半製品の略図的断面図である、（α）は電極層の無い状
態、（６）は電極層のある状態である。 図２＆ｔ、本発明を利用した一１０Ｉｌ起性光導波路を
持つコンポーネントの二つの変脳α】及び（ｂ）の構造
のＸ−Ｙ面での略図的断面図である。 図３は図２に示したコンポーネントの一１０活性領域の
屈折率プロフィルを定性的に示す図である。 図４は本発明を利用した一１０誘起性光導波路を有する
コンポーネントのＸ−Ｙ面での略図的断面図である。 図５は図４のコンポーネントの＃１０活性領域の屈折率
プロフィルを定性的に示す図である。 図６は本発明を利用した光中間スイッチの略図的平面（
Ｙ−Ｚ面）図である。 図７は図６の光中間スイッチの略図的断面（Ｘ−Ｙ面）
図であり、（ｃＬ）は図６の■Ｇの面でＣｂ）は図６の
■ｂの面で切っである。 図８は図６の■ｂ面（図７（ｂ））での屈折率プロフィ
ルを定性的に示ず図である。 出　　願 人 コニンクリジケ　ピーテイーテイ− Ｆ旧６６ ＦＩＧ、７ 手 続 補 正 書 平成１年７月１０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気光学活性領域を有するほゞ平坦な光伝導層；と
   該層に対し予め定められたパターンで配置された少なく
   とも２個のそして少なくとも部分的に協同操作される電
   極、而して該電極間に電圧差を印加することによつて該
   電極間に電気光学活性領域中に拡がり作用する電場が形
   成可能である；とを有する電気光学コンポーネントであ
   つて、光伝導層がイオン化照射線下でその電気光学活性
   を破壊できる物質から成り、その中に選択的照射によつ
   て電気光学活性領域が予めオープンな状態で残されてお
   り、電極間に印加される電圧の差が該オープンな状態で
   残された領域の被照射物質と境を接している場所の両側
   の境界領域中に迄電場分布を少なくとも誘起し且つその
   電場が高度の強度及び／又は均一性を示すように電極が
   該残された領域に対して配置されていることを特徴とす
   る電気光学コンポーネント。 ２、電極が平坦な光伝導層の被照射部分に属するバツフ
   アー物質によつて電気光学活性領域から離されている請
   求項１記載の電気光学コンポーネント。 ３、電極が光伝導層の一方の側、即ち上側に配置されて
   おり、オープンな状態で残された電気光学活性領域が電
   気光学誘起性光導波路パターンを有しており、層の上に
   垂直線を立てると、上側から見た電気光学活性領域が協
   同作動用ストリップ型電極の対応するパターンと側面を
   接するように見える構造の請求項１又は２に記載の電気
   光学コンポーネント。 ４、電極が光伝導層の上側と下側と両方に配置されてお
   り、オープンな状態で残された電気光学活性領域が電気
   光学誘起性光導波路パターンを有しており、層の上に垂
   直線を立てると、上側から見た電気光学活性領域がスト
   リップ型電極の対応パターンでカバーされているように
   見える構造の請求項１又は２に記載の電気光学コンポー
   ネント。 ５、層中にオープンな状態で残された電気光学活性領域
   がその層に対して横方向の、実質上垂直な、被照射領域
   と境界面を有しており、層の上に垂直線を立てると、上
   側から見ると層の上側に配置された電極の輪郭とオープ
   ンな状態で残された電気光学活性領域の輪郭とが少なく
   とも部分的に一致しているように見える構造の請求項１
   乃至４のいずれかに記載の電気光学コンポーネント。 ６、オープンな状態で残された電気光学活性領域が電気
   光学誘起性光導波路パターンを有しており、光伝導層の
   上側と下側の両方に全層を覆う平面の型で電極が延びて
   いる構造の請求項１又は２に記載の電気光学コンポーネ
   ント。 ７、オープンな状態で残された電気光学活性領域が電気
   光学誘起性グレーテイング・パターンを有しており、光
   伝導層の上側と下側の両方に全グレーテイング・パター
   ンを少なくとも覆う平面の型で電極が延びている構造の
   請求項１又は２に記載の電気光学コンポーネント。 ８、光伝導層が、オープンな状態で残された電気光学活
   性領域に該境界領域中で結合された少なくとも１の恒久
   的光導波路を有している請求項１又は２に記載の電気光
   学コンポーネント。 ９、光伝導層がオープンな状態で残された電気光学活性
   領域に該境界領域中で結合された少なくとも３の恒久的
   光導波路を有しており；恒久光導波路の１を通して入射
   する光信号に対して全反射性屈折率遷移を誘起させるこ
   とが出来且つ屈折率遷移誘起用電場がある時及び無い時
   に他の恒久光導波路の１が光信号を受けこれを伝導する
   ような角度で、各光導波路の該電気光学活性領域との結
   合が形成されている請求項８記載の電気光学コンポーネ
   ントから成る光スイッチ。 １０、上から見ると狭い長方形の断面を有する、オープ
   ンな状態で残された電気光学活性領域と結合された４の
   恒久光導波路を光伝導層が有している請求項９の光スイ
   ッチ。 １１、平坦な光伝導用薄層に電気光学活性領域を導入す
   る請求項１乃至１０の１に記載の電気光学コンポーネン
   トの製造方法に於て、選択的イオン化照射を用いて平坦
   な光伝導層中に電気光学活性領域をオープンな状態で残
   してこの導入を実施することを特徴とする電気光学活性
   コンポーネントの製造方法。 １２、イオン化照射を紫外光を用いて実施する請求項１
   １記載の電気光学コンポーネントの製造方法。 １３、光リトグラフ法を用いる請求項５記載の電気光学
   コンポーネントの製造法に於て、平坦な光伝導層中にオ
   ープンな状態で残す電気光学活性領域を、配置すべき電
   極パターンについても使用するマスクを用いる選択的照
   射で得る電気光学コンポーネントの製造方法。 １４、電極パターン自身をマスクに用いてイオン化照射
   を実施する請求項１３記載の電気光学コンポーネントの
   製造方法。 １５、一方の側、即ち下側で基板に支持されており且つ
   反対側、即ち上側に遮光用第１バツフアー層を備えたほ
   ゞ平坦な光伝導層より成る、請求項１−８記載の電気光
   学コンポーネント製造用の半製品であつて、 光伝導層がイオン化照射線下で破壊できる電気光学活性
   を有する物質から成り、該層が未照射の該物質の第１サ
   ブ層と、照射を受け第１バッファー層を形成している該
   物質の第２サブ層を有していることを特徴とする電気光
   学コンポーネント製造用の半製品。 １６、基板に塗布した電極層を光伝導層から離しておく
   第２バツフアー層を有しており、第２バッファー層が該
   照射を受けた物質から成ることを特徴とする請求項１５
   に記載の半製品。