JPH05502950A - 光学活性導波路の製造法 - 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】 ・・弓　゛　カｊ′ユ 見則ム分舅 本発明は、化学線を用いて有機被膜に電気光学的（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ 　）または非線形光学的特性分備えた導波路領域を形成することに関するもので ある。

ル叫の背景 電気光学または非線形光学の分野は、主として光を情報のキャリヤーとして利用 することに関連する。この情報は可視像、ディジタルデータまたはアナログ信号 情報の形をとることかできる。この様式で光を利用するためには、光にｆ寸法さ れた情報の形成、伝達、検知および処理を行う媒木を開発する必要がある。光の 方向づけおよび処理のために極めて重要な手段は導波路を用いるものである。導 波路は、光を透過しくすなわち透明である）、一方では同時にそれを空閏の特定 の領域に閉じ込めることができる物理的構造体である。光導波路の場き、光の閉 じ込めは導波路領域内の屈折率く光学材料特性）がその周囲のものより高くなる ように変化させることによって達成される。光は屈折率が高い方の領域内で伝搬 する傾向があるので、出発点から終点まで導波路領域により定められた通路に沿 って移動させることができる。

重要な導波路の１種は、非線形および電気光学活性導波路である。これらの導波 路においては、光は単に受動的に１地点から他の地点へ搬送されるのではなく、 導波路内を移動する間に作用を受け、または処理される。すなわちこれらの導波 路は通過するのに件って光の性質を変化させることができる。重要な種類の変化 には、漏光状態の回転または変更、光の強度の振幅の変調、光線の相の変調、光 線の方向性の変更、および光線の周波数（または波長）の変更が含まれる。導波 路または導波路領域内の光線の特性を変更することにより、情報と符号化および 復調し、それを目的に従って方向づけることがてきる。

電気光学活性導波路は主として無機結晶質材料、たとえばニオブ酸リチウムから 製造されている。これらの材料は一般に高い誘電率および中程度の電気光学係数 をもつ。それらは高温処理を必要とする結晶質材料であり、従って容易には加工 することができず、また容易には他の半導体デバイスと一体化することができな い、さらに、それらの電気光学活性はそれらの結晶格子内の原子の運動に由来し 、それは光の周波数と比較して低速であるので、これらの材料の周波数応答は制 限される。これらの制限があるため、非線形および電気光学的用途について有機 材料、特に高分子有機材料の採用に関心が向けられてきた。有機材料は一般によ り低い誘電率をもち、ある種の有機材料は極めて大きな非線形性および電気光学 係数をもつことが示された。有機材料および高分子有機材料は無機材料よりはる かに低い温度で処理され、溶液塗布その他の塗布法を採用することができるので 、それらは無機結晶質材料よりはるかに加工が容易であり、これは繊細な半導体 デバイスと一体化するのに適した処理条件を備えている。従って有機材料は、光 の形成、光の処理および検知とすへて、外部と接続する一１要なしに近接して行 うことができる、一体化した電気光学の目的を達成するのにはるかに適している 。

さらに有機材料の光学的非線形性の供給源は結晶格子の動きよりはるかに速いそ １１らの電子の運動にあるので、有機材料は高い周波数での情報処理にいっそう 有用である。

しかし、薄膜または厚膜状の非線形および電気光学活性有機材料の導波路を製造 する技術およびＮ料がめらｈている。不活性高分子膜のフィルムに導ｔＬｎ領域 を形成するための数種の方法が先行技術により教示されている。米国特許第３゜ ８０９．７３２号明細書には、〜フオトーロＶキング（ｐｈｏｔｏ−ｌｏｃｋｉ ｎｇ）”と呼ばれる方法が教示さｔし、これによれば透明なポリマーと高指数め 光字活性″ドーピング″モノマーとの化学反応３種類のらち１種類を伴う多工程 法によって、受動的な不活性導波路を製造することができる。これら３種類は化 学的結合、２量体化および重きである。それぞれの場合、ポリマー３モノマー（ これは揮発性でなければならない）でドープし、次いで目的領域にフォト−ロッ クし、そしてベークして池のすへての領域から揮発性七ツマ−を除去する。ブラ ディＣＭ、Ｂｒａｄｙ、Ｐ、Ｈｅ１ｄｒｉｃｈ、ＩＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　 Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、２３．２９９９（１９８０）］は、 ポリイミド有機フィルムをレーザーで加熱して特定領域の屈折率を熱的に高めう ろことを示した。トムリンソン［Ｗ、Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ、、Ａｐ ｐｌＰｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、１６．４８６　＜１９７０）コは、光架橋によってポ リ（メチルメタクリレート）の局部的密度が高まり、従ってその屈折率が高まる ことを示した。ウェルズ［Ｐ、Ｗｅｔ　Ｉｓ、Ｄ、Ｂｌｏｏｒ、“非線形オプチ ・７クスのための有機材料”　［Ｒｏｙａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｅｍ ｉｓｔｒｙ。

Ｌｏｎｄｏｎ、Ｐ、３９８（１９８９＞］コは、ポリマーであるポリ（４−ビニ ルピリジン・）に溶解した有機色素を水銀放電灯に露光することにより光化学的 に漂白して、導波路領域の周囲の屈折率を低下させうろことを示した。ハラム［ ＡＨａｌｌａｍ　ｅｔ　ａｌ、、ＩＥＥ　Ｃｏｎｆ、Ｐｕｂｌ、λ０１．２６　 （１９８１）］は、ポリマーに溶解した先方変異性フルギド系物質と無色から有 色の状態に変換し、これにより導波路領域の屈折率を高めうろことを示した。ウ ェーバ−［Ｈ，Ｗｅｂｅｒ　ｅｔ　ａｌ、、、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、 ２０゜１４３　（１９７２＞］は、フォトレジストをアルゴンイオンレーザ−で パターン形成して導波路構造を形成しうろことを示した。

多数の文献により、光化学的に架橋し、残存する非架橋材料を溶解除去したのち ポリマーの自立〜リブ〜を形成しうるポリマーの使用が教示されている［ウェー バ−ら（Ｈ，Ｗｅｂｅｒ　ｅｔ　ａｌ、、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、ｉｏ 、１４３　（１９７２））；タカトおよびクロカワ＜Ｎ、Ｔａｋａｔｏ、Ｔ、Ｋ ｕｒｏｋａｗａ、Ａｐｐｌ、Ｏｐｔ、、ｇｌ、１９４０　（１９８２））；スリ ニバサンおよびマーチン（Ｂ、５ｒｉｎｉｖａｓａｎ、Ｇ、Ｍａｒｔｉｎ、Ｊ、 、Ａｐｐｌ、Ｐｏｌｙｍ、Ｓｃｉ、、２９．２２３１　（１９８４））；ならび にギリアニら（Ｊ　Ｇｉｕｌｉａｎｉ　ｅｔ　ａｔ。、、Ａｐｐ　１．Ｐｈｙｓ 、Ｌｅｔｔ。

体である。より望ましい非線形または電気光字活性の導波路構造体の製造はなさ れていない。非線形または電気光学活性の導波路構造体は、基板上または有機材 料層上にリソグラフィーおよびエンチングにより製造された　ＩＪステル［ＡＣ ３研究会、有機および高分子非線形光学材料、５月１６−１９日、バージニア州 パージニア　ビー±（１９８８）］は、リングラフイーおよびエンチングにより 金属薄膜に導波路パターンを形成しうろことを示した。その際ｉｌＬ属は、それ らの間の有機材料を一ボールする（ｐｏｌｅ）“電極をなし、これによりこの電 極方向に沿って屈折率を変化させる。ブシノトル［Ｊ、Ｂｒｅｔｔｌｅ　ｅｔ　 ａｔ、。

°゛高分子非線形光導波路”、Ｐｒｏｃ、５ＰＩＥ　旦ユＡ、１７１　（１９８ ７）コは、エンチングされた金属電極が、七ツマー状の非線形有機分子の高温溶 液に浸漬することによりこれらのモノマーとポリカーボネートフィルム中へ拡散 させるためのマスクとして用いられることを示した。スモール［Ｒ，Ｄ、Ｓｍａ 　ｌ　ｌｅｔ　ａｌ、、’“非線形オプチンクスのためのポリマーめ薄膜処理” 、Ｐｒ□ｃ。

５ＰＩＥ　支足４．１６０　（１９８６）］は、有機ポリマー層上のマスク材料 をエツチングしたのち異方性エツチングすることによりポリマー層中に導波路構 造を形成しうろことを示した。これらの例においては、リソグラフィーおよびエ ンチング技術を利用することにより非線形または電気光学活性有機材料中に物理 的に規定された導波路領域が得られる。これらの方法は加工の複雑さが増大する だけでなく、基板をリソグラフィーならびに液体または反応性イオンエツチング の過酷な条件下に宣かなければならないという事実が障害となる。一体化したオ ブチックスの目的はオプチカルプロセッサーおよび検出器を近接した状態に加工 することであるので、これらの方法は感受性の高い電気光学デバイスおよび関連 プロセンサーに損傷の生じる可能性があるため著しく不適当である一結晶質無機 材料において可能である非線形または電気光学活性導波路構造体を、より望まし い有機薄膜において、ただし他の基板部品に有害となる可能性のある技術を用い ることなしに製造する方法がめられている。

凡咀Ｏ！豹 本発明者らは、本来光学活性で・ある（すなわち光学活性または電気光学活性） か、または光学的に非線形または電気光学活性応答を生じさせることができる前 駆物質である特定の有機材料および高分子有機材料の屈折率を変化させるために 、化学線を利用しうろことを見出した。この屈折率の変化によって、露光線量お よび露光時間の空間パターン３制御することによりこれらの材料の導波路領域の デリニエーションを制御することが可能となる。従って本発明によれば、有機材 料中に非線形または電気光学活性導波路を形成することができる。さらにこの方 法は屈折率を変化させるために照射を利用するので、また変化の程度は照射量に 正比例するので、この方法は導波路内の屈折率および屈折率プロフィルを慎重に 制御することができる。

従って本発明は、光学活性導波路の製法において、基板上に１種または２種以上 の光学活性成分または光学活性状態に変換しうる成分を含んでなる有機材料−通 常は高分子有機材料−の層を形成し、次いで該有機材料層の予め定められた１ま たは２以上の領域の屈折率を変化させる波長ならびにそれに十分な量および強度 の化学線でそれらの予め定められた領域を処理し、これにより光学活性導波路を 形成する工程を含んでなる方法を提供する。光学活性状態への変換はいずれか適 切な手段で、たとえばデリニエーション（ｄｅ　Ｉ　１ｎｅａｔｉｏｎ）工程の 前、途中もしくは後に前駆物質を照射誘導によって反応させることにより、また は同様にデリニエーション工程の前、途中もしくは後に行いうる後記の″ポーリ ングにより実施される。

光可図１０」を叉明 本発明は、非線形もしくは電気光学活性有機材料または活性となしうる前駆物質 中に導波路をデリニエーションするための多用な方法を詳述するものである。

本発明の目的に関して、化学線はスペクトルの可視、紫外または赤外領域の光、 および電子ビーム、イオンもしくは中性子ビームまたはＸ線であると定義される 。

それは非干渉性の光または干渉性の光源、たとえばレーザーの形であってもよい 。

デリニエーションとは、導波路領域の位！、寸法および経路が有機材料上の化学 線の露光線量および露光時間の空間パターンにより定められることを意味する。

本方法はすべての主要な種顕の導波路に利用することができ、それらは当業者に 周知のスラブ、チャンネルおよびリプ導波路である１本発明の知見は、光学的に 非線形の有機材料または光学的に非線形の応答を生じさせることができる前駆物 質の屈折率を化学線照射により変化させうろこと、およびこの変化によりこれら の材料内に光導波路をデリニエーションしうろことである。従って本発明は、化 学線を用いて有機材料中に活性導波路構造を形成しうるという点で先行技術と区 別される。

本発明方法においては、非線形もしくは電気光学活性有機材料の薄膜または厚膜 を適切な基板上に形成する。被膜は当技術分野で周知の多数の方法、たとえば溶 剤からのスピニング、浸漬塗布、ローラー塗布、ドクターブレード塗布または蒸 発により形成しうる。

光学的非線形もしくは電気光学活性有機材料は、たとえば下記の電子供与体また は電子受容体型の基を含むものであってもよい−Ｚ−Ａ この式において、Ｄは電子供与性置換基、たとえばＨ、メトキシ、エトキシ、ア ルコキシ、フェノキシ、アミン、アルキル置換アミノ、フェニル、ピロール、イ ンドール、ナアゾール、ＣＨ３Ｓ、　Ｎ　Ｒ（ＣＲ２）。ＣＨ（式中、Ｒは１− ２０個の炭素原子を含むアルキル基てあり、ｎは１−２０の整数である）、また は（ＨＯ（ＣＨ２）　、）　ＨＮ　Ｃ式中、ｎは１−２０の整数である〉であり 、Ａは電子受容性質換基、たとえばシアン、ニトロ、ジシアノビニル、トリシア ノビニルまたはＣ０２Ｒ（式中、Ｒはアリールまたはアルキル基である）であり 、そしてＺは供与基と受容基を結きしうる要素、たとえば下記のものである（式 中、ＸはＣ，Ｎまたは他の電子供与基であり、Ｙはｃ、Ｎ、ＮＣＨ，”または他 の電子受容基であり、Ｂはπ結き基、たとえばフェニル、ビフェニル、ピリジル または他の複素環、Ｃ＝Ｃ，Ｎ＝Ｎ、Ｃ＝Ｎ、Ｃ＝Ｎ’Ｏ−などである）、所望 により、化学線照射により除去して上記の有機非線形材料Ｄ−Ｚ−Ａを与える光 子安定性保護基でＤもしくはＡのいずれか、または両者を化学的に修飾すること ができる。

光学的に非線形の有機材料は七ツマ−の形であってもよく、または光学的非線形 性の本質を備えたものとガラス質、フィルム形成性の透明なポリマーとの固溶体 であってもよく、あるいは結き基を用いることによりこの本質を備えたものがフ ィルム形成性ポリマーの一部となり、こうして活性基がポリマー主鎖から懸垂し たものであってもよい。ポリマー主鎖はホモポリマーま、たはコポリマー鎖のい ずれであってもよい、コポリマーである場き、それは通常は光学的に透明な、一 般に非晶質のポリマーを形成しうるコモノマー、たとえばメチルもしくはより高 級アルキルメタクリレート、メチルもしくはより高級アルキルアクリシート、ア クリルアミド、メタクリルアミド、スチレンまたは置換スチレンから誘導される 。

材料に非−中心対称性（ｎｏｎ−ｃｅｎｔｒｏｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　ｃｈａｒａ ｃｔｅｒ）を付与するために、所望によりシンガーらの方法（Ｓｉｎｇｅｒ　ｅ ｔ　ａｌ、、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、旦、２４８　（１９８６））によ り有機被膜層を処理することができる。これは“ポーリング″として知られてい る操作を伴うものであり、その際適切には変調器の形、通常は被膜状である材料 をそのガラス転移温度、Ｔ９、付近またはそれより高い温度に加熱し、それに適 宜な強さの電界を適切な期間付与し、次いでＴ９より低い温度に冷却する。この 操作の結果、分子トランスジューサーに非−中心対称性配向が付与され、材料は 電気光学的応答性を獲得する。すなわち材料の屈折率が、付与された電界に直接 に線形応答（ｄｉｒｅｃｔ　１ｉｎｅａｒ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ）　して変化する であろう。

本発明の目的に特に望ましい光学活性材料は、同一出願人により同日に出願され た出願中のウー等の米国特許出願第　号明細書（代理人トゲノドＮ。

Ｐ、Ｄ、８２−２８１３）、゛電気光学材料およびそれを含む光変調器デバイス “に開示されている。これらには次式の化き物が含まれる。

上記の式において、 （ａ）Ｘは下記よりなる群から選ばれる・（３１Ｃ○○Ｒ’（式中、Ｒ３は１− ２０個の炭素原子と含む直鎖、環式または分枝鎖アルキルて゛ある）、 （４）−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２および （５）−Ｃ（ＣＮ）　−Ｃ（ＣＮ）２；（ｂ）Ａｒは下記よりなる群から選ばれ る：（ｉ）　−Ｈ （ｉｉｉ）　−ＱＣ（０）−ＣＨ：ＣＨ２（ｉｖ）　−ＱＣ（０）−Ｃ（Ｃ）ｌ −）”ＣＨ２（ｖ）　−０−Ｃｔ１２−ＣＨ−ＣＨ：０″ （ｖｉｉ）　−０（ＣＨ２）ニーＯＣＨ：ＣＨ２：（ｃ）Ｚ”は−Ｈおよび一〇 Ｈよりなる群から選ばれる；（ｄ）Ｒ’は下記よりなる群から選ばれる。

（１）−Ｈｌ （２）約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、分枝鎖または環式アルキル、（３） −Ｃ，Ｒ２，ＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である）、（４）−（ＣＨ２） 、−ＣＨ＝ＣＨ２（式中、ｍは約１−２０の整数である）、〈式中、ｍは約１− ２０の整数であり、−Ｃ）Ｉ＝ＣＨｌ置換基はｍ−またはｐ−位にある）、 ＜６　＞　−（ＣＨ２）　、−０１−Ｍ　（式中、ｍは約１−１０の整数であり 、Ｍは下記のものである・ （ｉ）　−ＣＨ＝ＣＨ，、 （ｉｉ）　−Ｃ（０）−ＣＨ−Ｃ）Ｉ２゜（ｉｉｉ）　−Ｃ（０）−Ｃ（ＣＨ， ）・ＣＬ。

（ｉｖ＞　−Ｃ）ｌニーＣ）Ｉ−Ｃ）Ｉ２．　または（式中、−ＣＨ＝ＣＨＪ換 基はｍ−４たはｐ−位に７）る））および（７）Ｎ原子を該Ｎ原子が結合してい る芳香環の。−位に連結する、２〜４個の炭素原子を含むアルキレン系架橋基、 そして（ｅ）Ｒ’は下記よりなる群から選ばれる（１）−Ｈｌ （２）約１−２０１１ａの炭素原子を含む直頒、分枝Ｍまたは環式アルキル、（ ３）−Ｃ，Ｈ，、ＯＨ（式中、ｒｌは約１−２０の整数である）および（４）Ｎ 原子３該Ｎ原子が結きしている芳香環の。−位に連結する、２−４個の炭素原子 を含むアルキレン系架橋基。

より好ましい形態の上記化音物において、Ｒ゛およびＲ２の一方または両方が、 Ｎ原子を該Ｎ原子が結合している芳香環の〇−位に連結する、２−４個の炭素原 子を含むアルキレン系架橋基でない場合、ＺｌおよびＺ２は同時にＨであること はない。

電気光学的応答、特に電気光字係数を最大限に高めるためには、大きな双極子モ ーメントともつ化き物、たとえばＡｒが下記のものを用いることが望ましい。

他の特に望ましい上記式（Ｉ）の化合物には、Ｘが−Ｎ○２であるもの、ならび にＲ１およびＲ２の少なくとも一方が、Ｎ原子を該Ｎ原子が結合している芳香環 の〇−位に連結する、２−４個の炭素原子を含むアルキレン系架橋基であるもの 、またはそれらの組み自わせが含まれる。本発明において意図するように化学線 で処理された際に架橋しうる上記式＜Ｉ）の化合物には、特にＲ１が上記の末端 −ＣＨ＝ＣＨ２または−Ｃ（ＣＨ３）　＝　ＣＨ２基をもつものが含まれる。

本発明により光学活性導波路を製造するためのフィルム形成性組成物にはさらに 下記のものが含まれるが、これらに限定されない・光学活性（光学的に非線形ま たは電気光学的に活性）材料、特に上記式（Ｉ）のＣヒ合物からなる電気光学活 性ポリマー組成物、ならびに光学的に透明なポリマー、一般に非晶質ポリマー（ ポリメチルメタクツレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレンおよびポリカーボネート よりなる群から選ぶことが適切である）；その際式（Ｉ）の化合物はこの化＝Ｗ およびポリマーの全重量の約１−約６０重量％を構成する。これらの組成物を溶 融物から、または適切な溶剤中の溶液から、適切な基板上に付与して被膜を形成 し、これを本発明方法により導波路に変換することができる。

屈折率の変化を最大限に高め、かつ所望により電気光学的応答を最大限に高める ために、最高濃度の光化学的感受性（かつ電気光字活性）要素？用いることが好 ましい、し力化これは、溶液からのスピンキャスチングを採用する場き、適宜な 溶剤中における溶解性を維持するように行われなければならない。こｔしは適切 な透明度をも維持するものでなければならない。一般に２０−８０９５の置換（ モル）によって良好な性能が得られる。

さらに本発明は光学活性、特に電気光学活性ビニルモノマー組成物を効果的に用 いる二とができ、これには一般に既知の重き法により重合させて光学活性、特に 電気光字活性ホモポリマーを形成しうる、または他のモノマーと共重合させて光 学的に透明な、一般に非晶質のポリマーを形成しうる種顕のアクリル系組成物、 たとえばメチルもしくはより高級アルキルメタクリレート、メチルもしくはより 高級アルキルアクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、スチレンまた は買換スチレンが含まれる。これらのホモポリマーおよびコポリマーは有効な光 変調器デバイスに加工するのに適している。本発明のモノマー組成物は上記の一 般式（Ｉ）のものにおいて、Ｒ：が下記よりなる群から選ばれるものである。

（ａ）　（ＣＨ２）−ＣＨ＝ＣＨ２（式中、ｍは約１〜２０の整数である）、− ＣＨ＝ＣＨ，置換基はｍ−またはｐ−位にある）、および（Ｃ）　（ＣＨ２）　 ＯＭ（式中、Ｍは−ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ（○）−ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ＜Ｏ）　Ｃ （ＣＨ３）＝ＣＨ２、または［式中、−ＣＨ＝ＣＨ２置換基はｍ−またはｐ−位 にある］）。

上記のビニルモノマー組成物のホモポリマーは既知の重き法により得られる。

これらのホモポリマーは、下記の反復単位から形成される１請に結きしたートラ ンスジューサー“部分であるペンダント基（下記の各式においてＲと表示する） をもつことを特徴とする 特許 室 これらの式中、Ｒは下記のものである 上記の式において、 （ａ）Ｘは−Ｎｏ、、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）　２、−１：　（ＣＮ）　− Ｃ（ＣＮ＞　２および−ＣＯＯＲ’　Ｃ式中、Ｒ３は約１−２０個の炭素原子を 含む直鎖、分枝鎖または環式アルキルである）よりなる群から選ばれる（ｂ）、 へｒは下記よりなる群から選ばれる（ｃ）Ｚ’は−Ｈおよび一〇Ｈよりなる群か ら選ばれる。

（ｄ）Ｒ２は下記よりなる群から選ばれる：（１）−Ｒ５ く２）約１−２個の炭素原子を含む直鎖、分枝鎖または環式アルキル、（３）　 −Ｃｎ）（２，ＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である）および（４）Ｎ原子 を該Ｎ原子が結きしている芳香環の〇−位に連結する、２−４個の炭素原子を含 むアルキレン系架橋基：そして（ｅ）ｍは約１−２０の整数である。

上記の好ましいホモポリマー組成物（Ａ）−（Ｆ）は、前記式（１）の化き物に 関して好ましいものとして述べたーＸ　、Ａ　ｒ　、　Ｚ　’、Ｚ２およびＲ２ の形態を表す。これらのホモポリマー組成物はそのままで、または低い光散乱損 失を示す非晶質のフィルム形成性ポリマー、たとえばポリメチルアクリレート、 ポリメチルメタクリレートポリカーボネートおよびポリスチレンとのブレンドと して使用しうる。

最ｊ炎に、本発明に陸用するのに好ましいフィルム形成性組成物には、下記より なる群から選ばれるコモノマーのコポリマーが含まれる　アルキルアクリレート （アルキル部分が約１−５個の炭素原子を含む）、アルキルメタクリし一ト（ア ルキル部分が約１−５個の炭素原子を含む）、アクリルアミド、メタクリルアミ ド、スチレンおよび買換スチレン、ならびに次式のコモノマー上記の式において 、 （ａ）Ｘは−Ｎｏ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）　２、−Ｃ＜ＣＮ）＝Ｃ（Ｃ Ｎ）１および−Ｃ００Ｒ’（式中、Ｒ３は約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、 環式または分枝鎖アルキルである）よりなる群から選ばれる（ｂ）Ａｒは下記よ りなる群から選ばれる。

（ｃ）Ｚ’は−Ｈおよび一○Ｈよりなる群から選ばれる：（ｄ）Ｒ’は下記より なる群から選ばれる・（１）−（ＣＨ２）、−ＣＨ＝ＣＨ，（式中、ｍは約１− ２０の整数である）、（式中、ｍは約１−２０の整数であり、−ＣＨ＝　ＣＨ２ １ｊ換基はｍ−またはｐ−位にある）、 （３）−（ＣＨ２）、−０−Ｍ　（式中、ｍは約１−１０の整数であり、Ｍは下 記のものである： （ｉ）　−ＣＨ＝ＣＨ，。

（＋＋）　−Ｃ（０）−ＣＨ＝ＣＨ２゜（ｉｉｉ）　−Ｃ（０）−Ｃ（ＣＨ＝） ・ＣＨ２，または（式中、−ＣＨ＝ＣＨ２置換基はｍ−またはｐ−位にある）） 、そして（ｅ）Ｒ２は下記よりなる群から選ばれる：（１）−Ｈｌ 〈２）約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、分枝鎖または環式アルキル、（３） −Ｃ，Ｒ２，ＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である）および（４）Ｎ原子を 該Ｎ原子が結合している芳香環の〇−位に連結する、２−４個の炭素原子を含む アルキレン系架橋基。

上記コポリフル組成物の好ましい形態は、−Ｘ、Ａｒ、Ｚ’、Ｚ２およびＲ２が 前記式（Ｉ）に関して好ましいものとして述べた形態を表すものである。さらに これらのコポリマー組成物は、約１−約９０モル％程度の下記コモノマーから誘 導される単位を含有し： より望ましくは約２−約９５モル％、好ましくは約２０−約８０モル？６の上記 より誘導されるものを含有する。好ましいコモノマーには、メチルアクリレート およびメチルメタクリレートが含まれる。分子量は、高品質の薄い（厚さ０．１ −１０μｍ）被膜シスビンキャスチングするのに適したものであることが好まし い。

一般に重量平均分子量に関して５．０００−２００．０００、好ましくは約１０ ゜０００−１００．０００の分子量が適切である（固有粘度により、またはポリ スチレン基準品と比較したサイズエクスクル−ジョンクロマトグラフィーにより 測定）、最高の操作温度３得るために２可能な限り高いガラス転移温度をもつポ リマーを用いることが奸才しい、これはらちろん他の処理に許容される処理温度 およびポリマーの熱分解温度と調和しなければならない。９０−２２０℃のガラ ス転移温度が多くの用途にとって好ｇきであり、かつ好ましい１特に９０−１５ ０℃のガラス転移温度が好都合である。

一般的提案として感光性要素は、特定の化学線を照射した際に、用いた波長にお いて吸光性である種を生成することなく（たとえ少量であっても）著しい偏光性 （すなわち屈折率）の変化と生じる光化学的変換を行うべく選ばれなければなら ない。二次的光化学（すなわち目的生成物の光分解）の作用な最小限に抑えるこ とも、特にこの光化学によって用いた波長において吸光性である生成物が生じる 場きには重要である。露光線量を最小限に抑えるためには、光化学的変換が比較 的効果的であることが望ましい：しがし強力な光源が得られるので、感度は主要 なことではない、特に有用なものはジアゾ組成物であり、同一出願人による米国 特許出願第　号明細書く本出願と同日に出願〉に記載されている。

基板はそれに導波路を形成したい材料いずれであってもよく、これには半導体材 料、たとえばシリコン、酸化ケイ素、ヒ化ガリウム、窒化ケイ素、ならびにガラ ス、石英、プラスチックス、セラミックスおよび結晶質材料が含まれる。基板は 電気的もしくは電気化学的性質なもつ他のデバイス、または目的とする構造、た とえば溝を含んでもよく、または含まなくてもよい、有機層中の導波路領域が基 板材料より低い屈折率のものである基板においては、まず有機導波路材料より低 い屈折率の層を形成する必要がある。この層は当技術分野においてＭｇ２層とし て知られており、半導体酸化物、より低い屈折率のポリマー、またはスピンオン 二酸化ケイ素ガラス材料からなるものであってもよい。

有機材料が基板上に薄い、または厚い被膜状で形成された時点で、導波路領域を デリニエーションするために化学線を被膜上に向ける。光学的に非線形の有機材 料の屈折率がその本来の非露光値から変化するように、化学線の波長領域を選ば なければならない、照射された材料の屈折率が非照射材料のものより高められる 場き、導波路を形成すべき領域に光が落下するように方向づける。照射された材 料の屈折率が非照射材料のものより低い場合、導波路の周囲の領域に光が落下す るように方向づける。本発明方法により屈折率を変化させるために最も重要な機 構は、有機材料の吸光の強さまたは位置を変更することである。すなわち化学線 が吸光の振動子強度または吸光の波長を低下さする場合、屈折率は低下するであ ろう。化学線が吸光の振動子強度または吸光の波長を増大させる場合、屈折率は 増大するであろう。化学線に対してこれら両種類の応答を示す光学的に非線形の 有機材料が、本発明を実施するために極めて好ましい方法を構成する。

導波路がデリニエーションされたのち、光学デバイスは形成された状態を維持し 、経時的に分解しない二とが望ましい。従って光化学的励起を比較的短い波長（ すなわち高いエネルギー）で実施し、二のため処理に際して普通に遭遇する化学 線（たとえば室内灯）への露光が導波路を変化させないことが好ましい。あるい は高強度の化学線源、たとえばレーザーにより開始される多光子法を処理に採用 することができる。従って紫外線（波長３００−４００ｎｍ）による活性化が杆 部きである。深部紫外線（波長１９ｌ９０−３００ｎによる活性化も有用であル ターを備えた高圧キセノンまたは水銀アーク灯である。短波長のコヒーレント光 も本発明の実施に有用である。３５０　ｎｍ（す近の数種の波長の−ＵＶ−モー ドで作動するアルゴンイオンレーザ−が望ましい。２５７ｎｍｆ寸近の波長の出 力を備えた周波数２倍型アルゴンイオンレーザ−も極めて望ましい。電子ビーム またはイオンビーム励起も採用しうる。

化学線の空間プロフィル、すなわちそれが有機材料上に落下する位置の制御は２ 方法のいずれかによって行われる。第１法においては、目的とする導波路パター ンを保有するマスクを、化学線源と光学的に非線形の有機材料被膜との間に挿入 する。マスクは透明領域および不透明領域を備え、これにより被膜表面の目的領 域のみに化学線を落下させることができる。薄い被膜のマスク露光は当技術分野 で周知であり、被膜上に導波路パターンを−プリント〜するための接触法、近接 法および投影法が含まれる。空間制御の第２法は、有向または集束ビーム、たと えばレーザーまたは電子ビームからなる化学線源を用いるものである。この種の ビームは有機被膜表面の小領域のみで交差する。目的とする導波路のパターンは 、ビームを空間内で走査することにより、または基板を移動させて交差点を静止 ビームに対して変化させることにより、この小さな交差点を被膜表面上で移動さ せることによって得られる。ビーム源を用いるこの種の露光は、当技術分野で“ 直配〜法として知られている。本発明によりこれら２種類の万能露光法を用いて 導波路を製造しうることにより、処理条件が大幅に簡略化され、大量生産が先行 技術方法より容易に達成される。

照射の空間特性を選ぶことにより、有機被膜にスラブおよびチャンネル導波路の 双方を形成することができる。スラブ導波路は、光波を被膜平面のみに限定する ものである。チャンネル導波路は、光波を同様に被膜内に、横方向に限定するも のである。チャンネル構造は光３基板の特定領域に向けることができ、カリ光波 のスブリンティシグおよび結合のための機構を提供するので、多くの非線形およ び電気光学デバイスに必要である。化学線の空間プロフィルを簡単に制御するこ とによってより万能なチャンネル導波路を容易に規定しうろことは、本発明方法 を先行技術、たとえば被膜の物理的チャンネルを規定するためにリソグラフィー およびエツチングを採用する方法と頴著に異なるものにする。それらの方法は幾 つかの付加的工程、ならびに多くの感受性デバイスおよび基板と全く不適合であ る過酷なエンチング条ｆ＋″！：必要とする。さらにエツチングされた導波路チ ャンネルは導波路の縁において屈折率の急激な変化を伴うはずであり、一般に縁 の粗薙さはリソグラフィーの品質と同程度に不良である可能性があり、このため 散乱による光学損失が増大する。これに対し化学線の空間プロフィルは調節可能 であり、従って本発明方法により製造された導波路はそれらの境界において段階 的な屈折率の変化を伴うか、または縁が平滑であり、光学損失の少ない高品質の 導波路が得られる。

光学的に非線形のデバイスに有機材料分用いる利点は多数ある。これらのうち最 も重要なものは、他の半導体材料およびデバイスと適陰性である様式でデバイス を加工しうろことである。このことにより数種の光学機能、たとえば光の産生、 光学的符号化、スイッチングおよび検出をすべて、余分なデバイス接続なしに単 一基板上で行うデバイスを製造するという一体化オブチックスの目的が達成され る。本発明方法はさらに、材料の簡単な照射により導波路を製造する技術を提供 する点で、有機材料の利用性を拡大する。この“緩和な“技術は他の感受性デバ イスを保有する基板にとって、化学的エツチングまたは反応性イオンエツチング （ＲＩＥ）により物理的にデリニエーションされた導波路を形成する方法よりは るかに適切である。導波路を形成するために、より過酷でない条件を採用するほ か、この方法は空間的に制御しうる。すなわち、感受性デバイスを含む領域では なく、導波路き形成したい領域にのみ化学線を向ける必要があるにすぎない、こ れは基板全体をエツチング媒質中へ装入する必要がある前記エツチング法と対照 的である。

本発明の好ましい形態においては、適切なポリマー主鎖に強固に結きした光化学 的要素および所望により電気化学的活性要素を含有する材料を用いる。これらの 材料は、先行技術が述べるポリマーマトリックス中の色素の温き物から調製され る導波路に優る著しい、かつ重要な進歩を示す先導波路デバイスを提供する。

これらの利点には下記のものが含まれる：１、活性要素の凝集が防止される。一 般にポリマーマトリックス、たとえばＰＭＭＡに溶解した小分子はＩｉ集するで あろう、目的とする高濃度では、これは被膜のスピニング法（または他の付与法 ）に際して自然に起こる可能性がある。比較的低い濃度においてすら、この凝集 は経時的に起こる可能性がある。

このような凝集は下記の理由から本発明の導波路デバイスには極めて望ましくな い　＜ａ）凝集は導波路内で光の散乱を生じ、従って光学的損失をもたらす、（ ｂ）凝集は材料の光学的一体性を低下させる可能性がある。（Ｃ）凝集は使用温 度を低下させる可能性がある；および（ｄ）凝集はポーリングされる電気化学的 活性材料のポーリング処理を妨害する可能性がある。これに対しポリマー結合し た材料は一般に極めて高い濃度においてすら、または長期間にわたっても、凝集 しない。従って望ましい光学的および物理的特性が維持される。

２　ベークアウトに際しての材料の損失、高分子材料、特に有機溶剤からのスピ ンキャスチングにより調製されたものの処理に際しては、残留する有機溶剤を除 去し、かつポリマー内の内部歪を除くために、一般にガラス転移温度１オ近また はそれより高い温度で材料にベーキング工程を施すことが一般的である。ポリマ ーマトリックスに溶解しただけの光化学的または電気光学的要素は、この過程で 直ちに気化（または移行）する可能性がある。しかしポリマーに結きした要素は そうでない。

３、健康上の危険性、光化学的または電気光学的活性を示す要素は、しばしば分 子の形で発癌、催奇形その他の様式で環境に対して危険性をもつ、これらの要素 を取り込んだポリマーは一般に環境への放出または環境との相互作用を行わず、 デバイスの製造に用いるのにはるかに安全である。

４、電界、溶存する分子種を含有する高分子材料は、帯電した移動性種が形成さ れる可能性があるため高電界に耐えられない場合がしばしばある０強固に結合し た要素を取り込んだポリマーはより高い電界を付与することができ、従ってより 高度の電気光学的活性をもつであろう。

本発明の目的に関して光導波路デバイスは、光の伝搬に際して目的とする何らか の変化を生じるデバイスである。これらにはたとえば下記のものが含まれるニー スラブ−もしくはプレーナー導波路におけるレンズもし、くは格子；光が溝もし くは通路を通って案内されるチャンネルガイド；光ビームを２以上の先ビームに 分裂させるスプリッター；案内された２以上の光ビームを単一に案内された光ビ ームとなすコンバイナー、または単一の案内された光ビームを他の光ビームの通 路と交差させるクロスオーバー、本発明の特に重要な観点である電気光学的導波 路デバイスは、導波路内での光の伝搬を変化させるために電界が用いられるデバ イスである。電気光学導波路デバイスの例には下記のものが含まれる：電気光学 変調器、この場きは伝達される光の強度が付与された電界によって直接に決定さ れる。！気光学位相シフター、この場合は光の位相が電界の付与によって変化す る：および電気光学スイッチ、この場合は案内された光ビームの通路が電界によ って決定される。

以下の実施例により本発明の範囲をさらに説明する。それらは本発明方法をより 良く教示するためのものであって、本発明の限定を表すものではない。

実施億１ ９６％のメチルメタクリレートおよび４％のＣＩ（２＝Ｃ）１（ＣＨ，）Ｃｏ□ Ｃ１（２ＣＨ，Ｎ−ＣＪ、−Ｎ＝Ｎ−Ｃ，Ｉ（、−Ｎｏ□ＣＨ２Ｃｌ’ｌ。

から製造されたコポリマー１部に対して３部の２−メトキシエチルエーテルの溶 液を、厚さ１ミクロンのサーマル酸化グイ素層を保有するシリコンウェーハ上に スピンコーティングした。溶剤２−メトキシエチルエーテルを１２５℃のオーブ ン内で蒸発させたのち、厚さ２．２ミクロンの固い（ｓｏｌｉｄ）ポリマー被膜 を得た１幅１２ミクロン、長さ２ｃｍの不透明な線からなるマスクをポリマーｗ ｔ８層に乗せ、次いで被膜を５００Ｗ水銀−キセノン灯の紫外線に２時間露光し た。露光が終了した時点でマスクを取り除き、交差偏光子を用いて被膜を鏡検し た。マスクの下にあったく露光されていない）領域の被膜は、照射された領域と の屈折率の差のため明瞭に見えた。

実施■２ 実施例１の被膜を保有する基板を導波路の線に対して直角に２回切断し、長さ１ ２ｍｍの切片を得た。８１０ｎｍレーザー光なシングルモード漏光保存性ファイ バーオブチックケーブルにカッブリ、ングさせた。このファイバーの反対側末端 を、当技術分野で〜ファイバーバットカップリングーまたは“ファイバーエンド ファイアリング″として知られている方法で有機ポリマー被膜の切断縁と接触さ せた。ファイバー末端を非照射線領域の直前に配置すると、レーザー光は線内に カップリングされ、反対側の切断面から明るい出力スボ・：Ｉトとして出ること が赤外線視検装置によりｗ１察された。これは、マスクされた領域の周囲のポリ マー被膜の屈折率が紫外線によって低下し、これにより被膜のこの領域にチャン ネル導波路が形成されたことと表す。

夾旌暦旦 実施例１の場きと同じモノマーからコポリマーを製造し、ただしモル比は９６： ４ではなく９８：２であった。実施例１と同様にして、光学用石英ウィンドーの 基板上に乾燥ポリマー被膜を形成した。このポリマー被膜につき、同じ水銀−キ セノン灯下での４５分間の照射の前および後に紫外線／可視光線吸光スペクトル をめた。４７０ｎｍを中心とする主な可視光線吸光ノくンドにおける光学濃度が この露光によって１．３から０．６８に低下したことが観察された０次し）で被 膜を１３０℃くポリマーのガラス転移温度より高い）に２０分間加熱し、再度吸 光スペクトルをめた。吸光バンドの強度の回復は認められなかった。この例は、 実施例１および２の導波路形成源が可＃ｌ領域の振動子吸光の低下による照射領 域の屈折率の低下であることを示す。熱による回復がなかったことは、本方法の 永久性を確証し、たとえば大型モノマーのアゾ結合のシス−トランス異性化など 一時的な非平衡機構を除外する。

叉施凹Ａ 実施例１の方法で、実施例３の９８：２コポリマーの厚さ２ミクロンの被膜に一 対の交差チャンネル導波路をデリニエーションした。８１０ｎｍレーザー光をこ れら２本の導波路の一方にカップリングさせ、他端から出ることを観察した。

他方の導波路の末端からは光が出ないことが認められた。２本のチャンネル導波 路の交差角は１２°であった。この例は当技術分野で″クロスオーバー“として 知られている簡単なチャンネル導波路デバイスの形成を証明する。

実施伍５ 実施例１の方法で、実施例３の９８：２コポリマーの厚さ２ミクロンの被膜にチ ャンネル導波路を形成した。この場合、マスクは直線ではなく、曲線から構成さ れていた。８１０ｎｍレーザー光を導波路の入力末端に導入したところ、導波路 領域の曲線に従って入力面に直角の切断面から出ることが観察された。この光波 の弯曲は、被膜の平面内に横方向に限定されたチャンネル導波路が形成されたこ との決定的な証明であった。

夾旌医旦 透明な導電性インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の薄層で被覆したガラス基板上 に、実施例１のコポリマーの被膜をスピンコーティングし、乾燥させて、厚さ３ ．１ミクロンの層を得た。ポリマー層の上に金の薄層をスパッターした。金およ びＩＴＯの層を電気接続し、試料をオーブン内で１２９℃に加熱した。ポリマー 層に静電界強度０．７５ＭＶ／ｃｍが生じるように金層とＩＴＯ層の間に直流電 圧を印加した。オープンおよび試料が室温に冷却する間、電界を保持し、次いで 取り除いた。金層を王水に溶解し、被膜を水ですすぎ、乾燥させた。有機ポリマ ー層き保有するガラス基板と、波長１．０６４ミクロンの光線を発するパルスＮ ｄ：ＹＡＧレーザーのビーム内に固定した。ポリマー被膜カルーザービームに対 して傾斜するに従って、１．０６４ミクロンのレーザービームと同一線上にある ビーム内でポリマー被膜から発せられる波長０．５３２ミクロンの光と検出した 。ポリマー破膜がレーザービームに対して５７°の角度となった際に０．５３２ ミクロンの光が最大量で検出された。一定の角度では、検出された０　５３２ミ クロンの光の量は１．０６４ミクロンのレーザーの電力に対する２乗則依存に従 うことが認められた。高レーザー照射電力における周波数２倍（波長半減）光線 の検出は、このポリマーが光学的に非線形の材料であったことを確証する。

天施億ユ １ｍｍＸ１ｃｍＸ厚さ１００人の寸法のアルミニウム電極を、０．６６ミクロン のサーマル酸化物層を保有するシリコン基板上に蒸着した。この上に０６２ミク ロンのアノキュガラス（Ａｃｃｕｇｌａｓｓ、登録商標）４１０スピンオンガラ ス（アライド　シグナル社の製品）の層をスピンコーティングし、これを１６０ ℃で熱キユアリングした。８０モル５′６のメチルメタクリレートおよび２０モ ル０６の からなるコポリマーの厚さ１．４１ミクロンの被膜を、アノキュガラス４１０層 上に２−メトキンエチルエーテル溶液からスピンコーティングし、オーブンベー キングにより溶剤を除去した。導波路がアルミニウム電極の長軸の中心上を走行 するように配置したチャンネル導波路マスクを通して、ポリマー１ｉｔ’−１０ ００Ｗキヤノン灯からの紫外線に３時間露光した。導波路の幅は７ミクロンであ った。

この有機ポリマー被膜上に第２のアノキュガラス４１０層を０６０ミクロンの厚 さでスピンコーティングした。このアノキュガラス４１０上に第２のアルミニウ ム電極を第１電極の真上に、ポリマーの導波路領域なそれらの間に挟んだ状態で 蒸着した。上方および下方のアルミニウム電極に電気接続を形成し、試料全体な オーブンに装入して１３６℃に加熱した。ポリマー導波路に静電界強度０７２Ｍ Ｖ、”ｃｍが生μるように２アルミニウム電極間に直流電圧含印加し、試料が室 温に冷却する間、これを保持した。実施例２の方法で試料基板を切断し、ファイ バーカッブリジグさせ、８１０ｎｍレーザーが２部極間のチャンネル導波路を通 過しうる状態となした。導波路の他端から出る光をＧＲＩＮ口ｌドレ；ズで集め 、グラン−ティラー渓光子および光検出器に導通した。低電圧の方形波をアルミ ニラｉ−を極にけ与した場合、検出された光の量は印加電圧信号と一致して増減 することが認められた。このデバイスはチャンオ・ル導波路型の電気光学位相変 調器の１例をなす９通路長さ１ｃｍの電極にわたるπ相シフトを誘導するのに必 要な電圧は５Ｖ以下であった。変調器は最高ｌ　Ｍ　Ｈｚの周波数て′操ｆｉＥ された。この例は、本発明方法により電気光学活性有機材料中にチャンネル導波 路構造を形成しうる二と分証明する。

大施巳旦 実施例１の方法て、８０モル％のメチルメタクリレートおよび２０モル０゜のの コボＩツマー中にチャンネル導波路を形成した。

実施例９ 実施例７の方法で、ただし波長１３μｍの光？用い、実施例Ｓのツボ１ツマ−を 用いて、電気光学位相変調器を製造した。ただし導波路領域は幅３−１０ミクロ ンであった。それら？実施例２の方法でファイノ〈−カップリングさせ、千ヤシ ネル導波活性と証明した６ 犬旌Ａ上旦 下記構造のモノマー色素１部 Ｎ　（ＣＨｉ）ニーＣ６Ｈ，−Ｎ＝Ｎ−Ｃ６１−１，−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）：およ びポリ（スチレン）１９部を６０部のン′メチルスルホキシドに溶解し、１ミク ロンのサーマル酸化物を保有するシリコンウェーへ上にスピンコーティングする 。ウェーハを８０℃でベークして溶剤を除去すると、乾燥したポリマー７色素被 膜が残る。幅４ミクロンの不透明な線を保有するマスクを通してキセノン灯から の化学線に３時間、被膜と露光する。露光漫に基板分切断し、非露光線を波長１ ３ミクロンのレーザー光を保有するファイバーオプチンクとエンドファイア−カ ップリングする。レーザー光は有機ポリマー被膜の非露光領域内でチャンオ・ル 導波される。

実施例１ユ 実施例７の方法で、実施例１０の組成物を用いてチャンネル導波路型の電気光学 位相変調器を製造する。この電気光学位相変調器を用し）で、波長１．３ミクロ ンのレーザー光を変調する。

大施凹１ノ 下記構造の有機材料１部。

ＨＣＯＮＨ−Ｃ，Ｈ，−Ｎｏ２ およびポリ（メチルメタクルード）９部を３０部のジグライムに溶解し、石英基 板上にスピンコーティングした。実施例３の方法で、レイオネ・ント反応器中Ｇ こおいて被膜を３００ｎｍの光線に３時間露光する前および後に吸光スペクトル を記録した。３１５ｎｍにおける主吸光ピークが照射により消失し、より長（１ ３５６ｎｍにおける波長ピークで！換されていることが認められた。より長ν） 波長におけるこの吸光増大によって、有機被膜の屈折率が増大した。

衷施声１ユ 実施例１２の有機組成物を、１ミクロンのサーマル酸化物を保有するシリコン基 板上にコーティングし、細い透明な線と有する不透明なマスク３通して３００ｎ ｍの光に露光する。露光された狭い領域の屈折率が増大し、チャンネル導波路が 得られる。

犬施偲土１ 実施例１３の実験３反復し、ただし化学線源は３０８ｎｍのエキンマーレーザー であり、これを細い集束ビーム状で有機被膜の表面を走査し、チャンネル導波路 を得る。

実ｍ旦 実施例１２の組成物を実施例６の方法で処理し、非線形光学材料を得る。これは １０６４ミクロシのし−デー光を周波数２倍となす。

夾旌刑１旦 実施ｙ４１のコポリマーの溶液を、厚さ１ミクロンのサーマル酸化ケイ素の層を 保有するノリコンウェーハ上にスピンコーティングする。溶剤をオーブン内で１ ２５℃において蒸発させ、厚さ約２ミクロンの被膜を得る。直径５ミクロンのス ポットに集束した５１４ｎｍのレーザービームを向けることができるプログラム 可能な可動ステージ上に、乾燥した被膜を乗せる。さらに被膜上方の空気内のコ ロナ放電を用いて、被膜の底面と上面の間に電界を付与する。レーザービームが ポリマー被膜上に細い線を描き出すようにスポットを移動させる１行われる熱物 理的方法において、レーザービームは細いポリマーストリップをポリマーのガラ ス転移温度より高温に瞬間的に加熱し、ストリツプを電気光学活性となす。

寒旌伍１ユ ９０％のメチルメタクリレートおよび１０％の・から製造されたコポリマーを、 ２−メトキシエチルエーテルの１８％固溶体からシリコンウェーハ上にスピンコ ーティングした。ウェーハを１３０”Ｃで３０分間ベークして、溶剤を除去した 。乾燥ポリマー被膜は厚さ０．８μｍであると測定された。被膜の半分を不透明 なマスクで覆い、残り半分を３６０ｎｍの幅広いバンドフィルター（５０ｎｍ　 ＦＷＨＭ）を通してｔｏｏｏｗキセノン灯に露光した。メトリコン薄膜分析袋！ を用いて、被膜の照射部分および非照射部分の屈折率を（６７０ｎｍにおいて） 測定した。結果を次表に挙げる３３２Ｊ、′ｃｍ”　Σ４４Ｊ二（」已ｎ（非露 光）　１．６０４　１．６０６ｎ（露光）　１．５７５　１．５６６ ｎの変化　０．０２９　０．０４０ 観察されたこれらの屈折率の変化は、この波長領域てＰＭＭＡにつき、匹敵する かまたはより大きな露光線量に関して報告されたものよりｌｏ−１３倍大きい。

犬施凹ユ５ ２−メトキシエチルエーテル４部、ならびに８０？≦のメチルメタクリレートお よび２Ｑ　Ｏ／の から製造されたコポリマー１部の溶液を溶融シリカディスク上にスピンコーティ ングした。溶剤２−メトキシエチルエーテルを８０℃のオーブン内で蒸発させて 、厚さ０．８μｍのポリマー被膜を得た。被膜の半分を不透明なマスクで覆った のち、試料を５００Ｗキセノンアーク灯に２時間露光した。露光が終了した時点 で試料を取り出し、メトリコンプリズムカップラーにより、被膜の照射部分およ び非照射部分の屈折率ｎを３種の異なる波長において（６３３ｎｍ、６７０ｎｍ および８１５ｎｍ）測定した。結果を次表に挙げる６３３ｎｍ　６７０ｎｍ　８ １５ｎｍ ｎ（非露光）　１．７２３　１．６８８　１．６３９ｎ（露光）　１．６１４　 １．６０６　１．５９２ｎの変化　０．１０９　０．０８２　０．０４７夾施Ａ よダ 実施例１めコポリマーの被膜を、厚さ１５ミクロンのサーマル酸化物層を保有す るシリコンウェーハ上にスピンコーティングする。直径約２ミクロンに集束した アルゴンイオンレーザ−からの３５１ｎｍのビームで、ウェーハ上を１００ミク ロン／秒の速度で走査する。レーザー電力は１ミリワツトである。次いでレーザ ービームを第１走査方向に直角な方向に１５ミクロン移動させる。レーザービー ムでウェーハ上を再度走査して、中心間隔１５ミクロンの２本の平行な１組の線 を得る。レーザーで描かれたこの２本の線はチャンネル導波路の境界を規定する 。ポリマー被膜の屈折率が、間隔を置いた２本の露光線内では線間の非露光傾城 より低いからである。実施例２の方法でウェーハを２回切断し、ダイオードレー ザ−からの８１０ｎｍの光を導波路の１端へ向ける５この光は反対側の切断面か ら明るいスポットとして現れることが観察され、チャンネル導波路が形成された ことを示す。

本発明においてはその精神および本質的特性から逸脱することなく各種の変更を なしうるので、本明細書に含まれるすべてのものは説明のためのものにすぎず、 限定ではなく、本発明の範囲は請求の範囲の記載により定められるものとする。

光学活性導波路の製造法 要約書 １種または２種以上の光学活性成分を含んでなる有機材料、典型的には高分子材 料の層を付着させ、次いでその層の所定領域を化学線で処理してそれら所定領域 の屈折率を変化させることによって光学活性（光学的に非線形のまたは電気光学 的に活性な）導波路を形成する。

補正嘗の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　４年　６月２を日 特許庁長官　麻　生　渡　殿　国 １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ９０１０７５３２ ２、発明の名称 光学活性導波路の製造す法 ３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国ニューシャーシー州０７９６０．モーリス・カウンティ 、モーリス・タウンシンプ、コロンビア・ロード・アンド・パーク・アベニュー （番地なし）名　称　アライド−シグナル・インコーボレーテット４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正書の提出日 請求の範囲 １　基板上に有機材料の層を形成し、そして該有機材料層の予め定められた工　 ゛または２以上の領域の屈折率を変化させる波長ならびにそれに十分な量および 強度の化学線でこれらの予め定められた領域と処理し、そして該層を印加された 電Ｕ　界の存在下で加熱し、次いで該印加電界の存在下で冷却する工程を含んで なる非線形光学特性または電気光学特性を有する導波路の製造法において、該有 機材料が次式の化合物１種または２種以上を含んでなる方法。

（ａ）Ｘは下記よりなる群から選ばれる：＜３）　−Ｃｏｏ）Ｒ’　（式中、Ｒ ′は１−２０個の炭素原子き含む直鎖、環式または分枝鎖アルキルである）、 （４）　Ｃ）Ｉ＝Ｃ（ＣＮ）２および （５）−Ｃ（ＣＮ）　−Ｃ（ＣＮ）２；（ｂ）、へｒは下記よりなる群がら選ば れる（ｌンーＨ （ｉｉｉ）−〇Ｃ−（○）−ＣＨ＝ＣＨ２（ｉｖ＞　−ＱＣ−（○）　Ｃ（ＣＨ ３）＝ＣＨ２（ｖｉｉ）−〇（ＣＨＩ）２−○ＣＨ＝ＣＨ１；（ｃ）Ｚ’は−Ｈ および−ＯＨよりなる群から選ばれる：（ｄ）Ｒ１は下記よりなる群から選ばれ る・（１）−Ｒ５ （２）約１−２０１１！ｉｔの炭素原子を含む直鎖、分枝鎖または環式アルキル 、（３）−Ｃ，Ｒ２，、ＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である〉、（４）− （ＣＨ２）、−ＣＨ＝ＣＨ２（式中、ｍは約１−２０の整数である）、（式中、 ｍは約１−２０の整数であり、−ＣＨ＝Ｃ）（２置換基はｍ−またはｐ−位にあ る）、 （６）−＜ＣＨ２）、−０−Ｍ　（式中、ｍは約１−１０の整数であり、Ｍは下 記のものである （ｉ）　−Ｃ）ｌ＝ｃＨ２゜ （ｉｉ）　−Ｃ（０）−ＣＨ：ＣＨ−３（ｉｉｉ）　−Ｃ（０）−Ｃ（Ｃ）ｌ、 ）；ＣＨ２゜〔式中、−ＣＨ＝ＣＨ２置換基はｍ−またはｐ−位にあるコ〉およ び（７）Ｎ原子を該Ｎ原子が結合している芳香環のＯ−位に連結する、２−４側 の炭素原子と含むアルキレン系架橋基：そして（ｅ）Ｒ２は下記よりなる群から 選ばれる：（１＞−Ｈｌ （２）約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、分枝鎖または環式アルキル、（３） 　−Ｃ，Ｒ２，ＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である）および（４）Ｎ原子 を該Ｎ原子が結合している芳香環の〇−位に連結する、２−４個の炭素原子を含 むアルキレン系架橋基］。

２、有機材料が、Ａｒが （式中、Ｚ２は前記の意味を有する）である化き物を含んでなる、請求の範囲第 １項に記載の方法。

３、有機材料が、Ａｒが である化き物を含んでなる、請求の範囲第１項に記載の方法。

４、有機材料が、Ａｒが である化合物を含んでなる、請求の範囲第１項に記載の方法。

５、有機材料が架橋性末端−ＣＨ＝ＣＨ，または−Ｃ（ＣＨ，）＝ＣＨ，基を保 有する化き物を含んでなる、請求の範囲第１項に記載の方法。

６　化合物が光学的に透明な非晶質ポリマーのマトリックス中に含有される、請 求の範囲第２項ないし第５項のいずれかに記載の方法。

７、光学的に透明な非晶質ポリマーがポリメチルアクリレートポリメチルメタク リレート、ポリスチレンおよびポリカーボネートよりなる群から選ばれる、請求 の範囲第６項に記載の方法。

８、化合物において、Ｒ１およびＲ２のいずれが一方または両方が、Ｎ原子を該 Ｎ原子が結合している芳香環の。−位に連結する、２−４ｆｉｌの炭素原子を含 むアルキレン系架橋基を表さない場合、Ｚｌおよびｚ２は同時にＨであることは ない、請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の方法９　基板上に高分 子材料の層を形成し、そして該高分子材料の予め定められた１または２以上の領 域の屈折率を変化させる波長ならびにそれに十分な量および強度の化学線でこれ らの予め定められた領域を処理し、そして該層を印加された電界の存在下で加熱 し、次いで該印加電界の存在下で冷却する工程を含んでなる非線形光学特性また は電気光学特性を有する導波路の製造法において、該高分子材料が下記よりなる 群から選ばれる反復単位の主鎖がら構成されるホモポリマーからなる方法・ Ｌ−一」 ［これらの式中、Ｒは下記のものである：（上記の式において、 （ａ＞Ｘは−Ｎｏ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−Ｃ（ＣＮ）＝Ｃ（ＣＮ ）２および−ＣＯＯＲ″　（式中、Ｒ３は約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、 分枝鎖または環式アルキルである）よりなる群から選ばれる：（ｂ）Ａｒは下記 よりなる群から選ばれる：（ｃ）Ｚ’は−Ｈおよび−ＯＨよりなる群から選ばれ る。

（ｄ）Ｒ２は下記よりなる群がら選ばれる：（１）−Ｈｌ （２）約１−２０個の炭素原子を含む直属、分枝鎖または環式アルキル、（３） −Ｃ，Ｒ２、ＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である）および（４）Ｎ原子と 該Ｎ原子が結合している芳香環の〇−位に連結する、２−４個の炭素原子を含む アルキレン系架橋基；そして（ｅｌｍは約１−２０の整数である）コ。

１０、Ｒ”が、Ｎ原子を該Ｎ原子が結合している芳香環の。−位に連結する、２ −４個の炭素原子を含むアルキレン系架橋基を表さない場合、Ｒ部分ｚＩおよび Ｚ２は同時にＨであることはない、請求の範囲第９項に記載の方法。

１１、有機材料の層がさらにポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレー ト、ポリカーボネートおよびポリスチレンよりなる群から選ばれるポリマーを含 んでなる、請求の範囲第１０項に記載の方法。

１２、有機材料の層が下記よりなる群から選ばれるコモノマーのコポリマーから なる、請求の範囲第１項に記載の方法：アルキルアクリレート（アルキル部分が 約１−５個の炭素原子を含む）：アルキルメタクリレート（アルキル部分が約１ −５個の炭素原子を含む）、アクリルアミド、メタクリルアミド、スチレンおよ び置換スチレン、ならびに次式のコモノマー：［上記の式において、 （ａ＞Ｘは−Ｎ　Ｏｚ、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−Ｃ（ＣＮ）＝Ｃ（Ｃ Ｎ）　２およびＣ０ＯＲ’　（式中、Ｒ″は１−２０個の炭素原子を含む直望、 環式または分枝鎖アルキルである）よりなる群から選ばれる（ｂ）Ａｒは下記よ りなる群から選ばれる゛（ｃ）Ｚ’は−Ｈおよび一○Ｈよりなる群から選ばれる 。

（ｄ）Ｒ’は下記よりなる群から選ばれる（１）−（ＣＨ２）、−ＣＨ＝ＣＨ２ （式中２ｍは約１−２０の整数である）、（式中、ｍは約１−２０の整数であり 、−ＣＨ＝ＣＨ，置換基はｍ−またはρ−位にある）、 （３）−（ＣＨ２）、−０−Ｍ　（式中、ｍは約１−１０の整数であり、Ｍは下 記のものである。

（式中、−Ｃ）ｌ　＝　ＣＨ２置換基はｍ−またはｐ−位にある））、そして（ ｅ）Ｒ２は下記よりなる群から選ばれる。

（１）−Ｈｌ （２）約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、分枝鎖または環式アルキル、（３） 　−Ｃ，Ｒ２，ＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である）および（４）Ｎ原子 を該Ｎ原子が結きしている芳香環の〇−位に連結する、２−４個の炭素原子を含 むアルキレン系架橋基；ただしＲ″およびＲ２のいずれか一方または両方が、Ｎ 原子を該Ｎ原子が結きしている芳香環の〇−位に連結する、２−４個の炭素原子 を含むアルキレン系架橋基を表さない場合、Ｚ゛およびＺ２は同時にＨであるこ とはない］。

１３、コモ７７−が、スチレンおよび！換スチレンよりなる群がら選ばれる、請 求の範囲第１２ｆｌＩに記載の方法。

１４　コポリマーがメチルアクリレートおよびメチルメタクリレートよりなる群 から選ばれる、請求の範囲第１２項に記載の方法。

１５、コポリマーが重量平均分子量約１０，０００−約１００．０００を有する 、請求の範囲第１２項に記載の方法。

１６、予め定められた領域が化学線への露光に対してマスクにより選ばれる、請 求の範囲第１．９および１２項のいずれかに記載の方法。

１７　予め定められた領域が、これらの領域を化学線の集束ビームに露光するこ とにより化学線で処理される、請求の範囲第１．９および１２項のいずれかに記 載の方法。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光学活性導波路の製法において、基板上に１種または２種以上の光学活性成 分または光学活性状態に変換しうる成分を含んでなる有機材料の層を形成し、次 いで該有機材料層の予め定められた１または２以上の領域の屈折率を変化させる 波長ならびにそれに十分な量および強度の化学線でこれらの予め定められた領域 を処理し、これにより光学活性導波路を形成する工程を含んでなる方法。 ２．光学活性導波路が電気光学活性導波路であり、印加された電界の存在下で該 層を加熱し、次いで該印加電界の存在下で冷却する追加の工程を含んでなる、請 求の範囲第１項に記載の方法。 ３．光学活性成分またはキュアリングして光学活性状態となしうる成分が下記構 造の電子供与体−電子受容体の分子群を含んでなる、請求の範囲第１項に記載の 方法： Ｄ−Ｚ−Ａ 〔式中、 （ａ）Ｄは、水素、メトキシ、エトキシ、１−２０個の炭素原子を含むアルコキ シ、フェノキシ、アミノ、１−２０個の炭素原子を含むアルキル置換アミノ、フ ェニル、ピロール、インドール、チアゾール、ＣＨ３Ｓ、−ＮＲ（ＣＨ２）ｎＯ Ｈ（式中、Ｒは１−２０個の炭素原子を含むアルキル基であり、ｎは１−２０の 整数である）、または−ＮＨ−（ＣＨ２）ｎＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数 である）よりなる群から選ばれる電子供与性置換基であり； （ｂ）Ａは、シアノ、ニトロ、ジシアノビニル、トリシアノビニルおよびＣＯ２ Ｒ置換基（式中、Ｒはアリールまたは１−２０個の炭素原子を含むアルキル基で ある）よりなる群から選ばれる電子受容性置換基であり；そして（ｃ）Ｚは、− Ｃ６Ｈ４−、−（ＣＨ＝ＣＨ）ｎ−（式中、ｎは１−５の整数である）および ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、 （１）Ｘは炭素または窒素であり； （２）Ｙは炭素、窒素またはＮＣＨ３であり；（３）Ｂはフェニル、ビフェニル 、ピリジル、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−または−ＣＨ＝Ｎ＋Ｏ −−である）よりなる群から選ばれる結合部分である］。 ４．電子供与体−電子受容体の分子群をフィルム形成性、ガラス質の透明なポリ マーに共有結合させる、請求の範囲第３項に記載の方法。 ５．ガラス質、フィルム形成性の透明なポリマーがポリメチルアクリレート、ポ リメチルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリス チレン、置換ポリスチレン、ポリカーボネートおよびそれらのコポリマーよりな る群から選ばれる、請求の範囲第４項に記載の方法。 ６．化学線が約１９０−約４００ｎｍの領域の波長を有する紫外線である、請求 の範囲第４項に記載の方法。 ７．印加された電界の存在下で該層を加熱し、次いで該印加電界の存在下で冷却 する追加の工程を含んでなる、請求の範囲第３項ないし第６項のいずれかに記載 の方法。 ８．光学活性成分または光学活性状態に変換しうる成分が次式の化合物１種また は２種以上を含んでなる、請求の範囲第１項に記載の方法：▲数式、化学式、表 等があります▼（Ｉ）［式中、 （ａ）Ｘは下記よりなる群から選ばれる：（１）−ＮＯ２、 （２）−ＣＮ、 （３）−ＣＯＯＲ３（式中、Ｒ３は１−２０個の炭素原子を含む直鎖、環式また は分枝鎖アルキルである）、 （４）−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２および （５）−Ｃ（ＣＮ）＝Ｃ（ＣＮ）２； （ｂ）Ａｒは下記よりなる群から選ばれる：（１）▲数式、化学式、表等があり ます▼式中、Ｚ２は下記のものである：（ｉ）−Ｈ （ｉｉ）−ＯＨ （ｉｉｉ）−ＯＣ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２（ｉｖ）−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（ＣＨ３）＝ ＣＨ２（ｖ）▲数式、化学式、表等があります▼（ｖｉ）▲数式、化学式、表等 があります▼または（ｖｉｉ）−Ｏ（ＣＨ２）２−ＯＣＨ＝ＣＨ２：（２）▲数 式、化学式、表等があります▼または（３）▲数式、化学式、表等があります▼ （ｃ）Ｚ１は−Ｈおよび−ＯＨよりなる群から選ばれる；（ｄ）Ｒ１は下記より なる群から選ばれる；（１）−Ｈ、 （２）約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、分枝鎖または環式アルキル、（３） −ＣｎＨ２ｎＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である）、（４）−（ＣＨ２） ｍ−ＣＨ＝ＣＨ２（式中、ｍは約１−２０の整数である）、（５）▲数式、化学 式、表等があります▼（式中、ｍは約１−２０の整数であり、−ＣＨ＝ＣＨ２置 換基はｍ−またはｐ−位にある）、 （６）−（ＣＨ２）ｍ−Ｏ−Ｍ（式中、ｍは約１−１０の整数であり、Ｍは下記 のものである： （ｉ）−ＣＨ＝ＣＨ２， （ｉｉ）−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２， （ｉｉｉ）−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，（ｉｖ）▲数式、化学式、表等 があります▼または（ｖ）▲数式、化学式、表等があります▼［式中、−ＣＨ＝ ＣＨ２置換基はｍ−またはｐ−位にある］）および（７）Ｎ原子を該Ｎ原子が結 合している芳香環のｏ−位に連結する、２−４個の炭素原子を含むアルキレン系 架橋基；そして（ｅ）Ｒ２は下記よりなる群から選ばれる：（１）−Ｈ、 （２）約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、分枝鎖または環式アルキル、（３） −ＣｎＨ２ｎＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である）および（４）Ｎ原子を 該Ｎ原子が結合している芳香環のｏ−位に連帯する、２−４個の炭素原子を含む アルキレン系架橋基］。 ９．光学活性成分または光学活性状態に変換しうる成分において、Ａｒが▲数式 、化学式、表等があります▼ （式中、Ｚ２は前記の意味を有する）である、請求の範囲第８項に記載の方法。 １０．光学活性成分または光学活性状態に変換しうる成分において、Ａｒが▲数 式、化学式、表等があります▼ である、請求の範囲第８項に記載の方法。 １１．光学活性成分または光学活性状態に変換しうる成分において、Ａｒが▲数 式、化学式、表等があります▼ である、請求の範囲第８項に記載の方法。 １２．光学活性成分がキュアリングして光学活性状態となしうる成分であり、か つ架橋性末端−ＣＨ＝ＣＨ２または−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２基を保有する、請求 の範囲第８項に記載の方法。 １３．光学活性成分または光学活性状態に変換しうる成分が光学的に透明な非晶 質ポリマーのマトリックス中に含有される、請求の範囲第９項ないし第１２項の いずれかに記載の方法。 １４．光学的に透明な非晶質ポリマーがポリメチルアクリレート、ポリメチルメ タクリレート、ポリスチレンおよびポリカーボネートよりなる群から選ばれる、 請求の範囲第１３項に記載の方法。 １５．光学活性導波路が電気光学活性導波路であり、印加された電界の存在下で 該層を加熱し、次いで該印加電界の存在下で冷却する追加の工程を含んでなる、 請求の範囲第９項ないし第１４項のいずれかに記載の方法。 １６．次式の化合物において： ▲数式、化学式、表等があります▼ Ｒ１およびＲ２のいずれか一方または両方が、Ｎ原子を該Ｎ原子が結合している 芳香環のｏ−位に連結する、２−４個の炭素原子を含むアルキレン系架橋基を表 さない場合、Ｚ１およびＺ２は同時にＨであることはない、請求の範囲第８項な いし第１４項のいずれかに記載の方法。 １７．光学活性導波路が電気光学活性導波路であり、印加された電界の存在下で 該層を加熱し、次いで該印加電界の存在下で冷却する追加の工程を含んでなる、 請求の範囲第１６項に記載の方法。 １８．有機材料の層が下記よりなる群から選ばれる反復単位の主鎖から構成され るホモポリマーからなる、請求の範囲第８項に記載の方法：（Ａ）▲数式、化学 式、表等があります▼（Ｂ）▲数式、化学式、表等があります▼（Ｃ）▲数式、 化学式、表等があります▼（Ｄ）▲数式、化学式、表等があります▼（Ｅ）▲数 式、化学式、表等があります▼および（Ｆ）▲数式、化学式、表等があります▼ ［これらの式中、Ｒは下記のものである：▲数式、化学式、表等があります▼ （上記の式において、 （ａ）Ｘは−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−Ｃ（ＣＮ）＝Ｃ（ＣＮ ）２および−ＣＯＯＲ３（式中、Ｒ３は約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、分 枝鎖または環式アルキルである）よりなる群から選ばれる：（ｂ）Ａｒは下記よ りなる群から選ばれる：（１）▲数式、化学式、表等があります▼（式中、Ｚ２ は−Ｈおよび−ＯＨである）；（２）▲数式、化学式、表等があります▼および （３）▲数式、化学式、表等があります▼（ｃ）Ｚ１は−Ｈおよび−ＯＨよりな る群から選ばれる；（ｄ）Ｒ２は下記よりなる群から選ばれる：（１）−Ｈ、 （２）約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、分枝鎖または環式アルキル、（３） −ＣｎＨ２ｎＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である）および（４）Ｎ原子を 該Ｎ原子が結合している芳香環のｏ−位に連結する、２−４個の炭素原子を含む アルキレン系架橋基；そして（ｅ）ｍは約１−２０の整数である）］。 １９．Ｒ２が、Ｎ原子を該Ｎ原子が結合している芳香環のｏ−位に連結する、２ −４個の炭素原子を含むアルキレン系架橋基を表さない場合、Ｒ部分Ｚ１および Ｚ２は同時にＨであることはない、請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２０．有機材料の層がさらにポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレー ト、ポリカーボネートおよびポリスチレンよりなる群から選ばれるポリマーを含 んでなる、請求の範囲第１９項に記載の方法。 ２１．有機材料の層が下記よりなる群から選ばれるコモノマーのコポリマーから なる、請求の範囲第８項に記載の方法：アルキルアクリレート（アルキル部分が 約１−５個の炭素原子を含む）；アルキルメタクリレート（アルキル部分が約１ −５個の炭素原子を含む）、アクリルアミド、メタクリルアミド、スチレンおよ び置換スチレン、ならびに次式のコモノマー：▲数式、化学式、表等があります ▼（Ｉ）［上記の式において、 （ａ）Ｘは・・・−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−Ｃ（ＣＮ）＝Ｃ（Ｃ・・・ （式中、Ｒ３は約１−２０個の炭素・・・を含む直鎖・・・分枝鎖アルキルであ る）・グループから選ばれる； （ｂ）Ａｒは・・・グロ・・・ （Ｉ）▲数式、化学式、表等があります▼（フェル（２）▲数式、化学式、表等 があります▼（３）▲数式、化学式、表等があります▼（ｃ）Ｚ１は・・・およ び−ＯＨ・・・グロから選ばれる；（ｄ）Ｒ１は下記よりなる群から選ばれる： （１）−（ＣＨ２）ｍ−ＣＨ＝ＣＨ２（式中、・・・約１−２０から・・・）、 （２）▲数式、化学式、表等があります▼（式中、・・・約から・・・にある） 、（３）−（ＣＨ２）ｍ−Ｏ−Ｍ（式中、ｎ・・・約１−１０から・・・、そし （ｉ）−ＣＨ＝ＣＥ２， （ｉｉ）−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝Ｃ （ｉｉｉ）−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（ＣＨ （ｉｖ）▲数式、化学式、表等があります▼（式中、−ＣＨ＝ＣＨ２置換基はｍ −またはｐ−位にある））、そして（ｅ）Ｒ２は下記よりなる群から選ばれる： （１）−Ｈ、 （２）約１−２０個の炭素原子を含む直鎖、分枝鎖または環式アルキル、（３） −ＣｎＨ２ｎＯＨ（式中、ｎは約１−２０の整数である）および（４）Ｎ原子を 該Ｎ原子が結合している芳香環のｏ−位に連結する、２−４個の炭素原子を含む アルキレン系架橋基；ただしＲ１およびＲ２のいずれか一方または両方が、Ｎ原 子を該Ｎ原子が結合している芳香環のｏ−位に連結する、２−４個の炭素原子を 含むアルキレン系架橋基を表さない場合、Ｚ１およびＺ２は同時にＨであること はない］。 ２２．コモノマーがスチレンおよび置換スチレンよりなる群から選ばれる、請求 の範囲第２１項に記載の方法。 ２３．コモノマーがメチルアクリレートおよびメチルメタクリレートよりなる群 から選ばれる、請求の範囲第２１項に記載の方法。 ２４．コポリマーが重量平均分子量約１０，０００−約１００，０００を有する 、請求の範囲第２１項に記載の方法。 ２５．予め定められた領域が化学線への露光に対してマスクにより選ばれる、請 求の範囲第１、３、８、１８および２１項のいずれかに記載の方法。 ２６．予め定められた領域が、これらの領域を化学線の集束ビームに露光するこ とにより化学線で処理される、請求の範囲第１、３．８、１８および２１項のい ずれかに記載の方法。 ２７．集束ビームがレーザービームである請求の範囲第２６項に記載の方法。 ２８．集束ビームが電子ビームである、請求の範囲第２６項に記載の方法。 ２９．光学活性導波路が電気光学活性導波路であり、印加された電界の存在下で 該層を加熱し、次いで該印加電界の存在下で冷却する追加の工程を含んでなる、 請求の範囲第１８項ないし第２４項のいずれかに記載の方法。