JPH0588036A - シロキサン系ポリマ由来のガラスから成る導波路膜 - Google Patents
シロキサン系ポリマ由来のガラスから成る導波路膜Info
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- JPH0588036A JPH0588036A JP24624691A JP24624691A JPH0588036A JP H0588036 A JPH0588036 A JP H0588036A JP 24624691 A JP24624691 A JP 24624691A JP 24624691 A JP24624691 A JP 24624691A JP H0588036 A JPH0588036 A JP H0588036A
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- Silicon Polymers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 可視光〜近赤外光域にわたり低損失であり、
容易に屈折率制御でき、しかも耐熱性に優れるシロキサ
ン系ポリマ由来のガラスから成る導波路膜を提供する。 【構成】 フェニルトリクロルシラン，フェニルトリク
ロルシランｄ−５，ジフェニルジクロルシランまたはフ
ェニルトリエトキシシランを塩化アルミニウム，フェニ
ルトリゲルマニウム，塩化リン，塩化ホウ素，塩化ビス
マス，フェニル塩化スズ，テトラキス（トリメチルシロ
キシ）チタン，ペンチルトリクロロシランまたはジフェ
ニルジクロルゲルマニウムと反応させて得られたＳｉ以
外の元素を含有するシロキサン系ポリマをシリコン基板
上に塗布し２５０℃，１時間ベークした後酸素存在下１
１００℃の電気炉中でガラス化して製膜し導波路を形成
する。
容易に屈折率制御でき、しかも耐熱性に優れるシロキサ
ン系ポリマ由来のガラスから成る導波路膜を提供する。 【構成】 フェニルトリクロルシラン，フェニルトリク
ロルシランｄ−５，ジフェニルジクロルシランまたはフ
ェニルトリエトキシシランを塩化アルミニウム，フェニ
ルトリゲルマニウム，塩化リン，塩化ホウ素，塩化ビス
マス，フェニル塩化スズ，テトラキス（トリメチルシロ
キシ）チタン，ペンチルトリクロロシランまたはジフェ
ニルジクロルゲルマニウムと反応させて得られたＳｉ以
外の元素を含有するシロキサン系ポリマをシリコン基板
上に塗布し２５０℃，１時間ベークした後酸素存在下１
１００℃の電気炉中でガラス化して製膜し導波路を形成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光集積回路用導波路など
として使用可能な、シロキサン系ポリマ由来のガラスか
ら成る導波路膜に関するものである。
として使用可能な、シロキサン系ポリマ由来のガラスか
ら成る導波路膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光学部品や光ファイバの基材としては光
伝送損失が小さく、伝送帯域が広いことから一般に石英
ガラスや多成分ガラスなどの無機系のものが使用されて
いる。一方、プラスチックを基材とする光学材料も開発
されている。これらのプラスチック光学材料は、無機系
に比べ加工性がよく、取扱い易いなどの特徴を持つこと
から注目されている。例えば光ファイバにおいてはポリ
メチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）あるいはポリスチレ
ンのような透明性に優れたプラスチックを芯（コア）と
し、その芯成分よりも屈折率の低いプラスチックを鞘
（クラッド）成分とした同心のコア−クラッド構造から
なるものが知られている。しかし、これらのプラスチッ
ク光ファイバは、無機系のファイバに比べて内部を伝達
する光の減衰度合が大きいという欠点がある。光の伝達
は光回路あるいはファイバの一般に入射した光を長さ方
向に沿って内部で全反射させて行うが、プラスチックの
内部を光が伝達するにあたり、光が吸収あるいは散乱さ
れることによって光の減衰を強めるような要因を最小に
することが重要である。光回路部品においては現状の光
ファイバ通信に用いられている光の波長が６５０ｎｍ〜
１６００ｎｍの光を用いてることから、プラスチックを
用いる場合、その領域における低損失化はより切実であ
る。これを解決する方法としてプラスチック材料を前駆
体として、ガラスに変換することが考えられる。例え
ば、シリコン系のポリマは酸素プラズマで処理（Ａ．
Ｄ．Ｂｕｔｈｅｒｕｓら、ジャーナル オブ バキュウ
ムサイエンスアンド テクノロジー，２９巻，１７号，
１１９７頁）したり、空気あるいは酸素中で加熱する
（Ｂ．Ｇ．Ｂａｇｌｅｙら、ベター セラミックス ス
ルーケミストリー ｐ２８７）ことによりガラスに変換
することができる。また小野瀬らはシリコン系のレジス
トをパターン化し、後加熱することによりガラス化する
新しいガラスパターン形成法を報告している（小野瀬、
木村，ジャーナル オブ フォトポリマー サイエンス
アンド テクノロジー，４巻，１号 １１９頁）。し
かしながら、これらはＳｉＯ2 の形に変換するのみで屈
折率制御に関しては触れていない。一般にコアとクラッ
ドの屈折率比により、伝搬する光のモードが変化するた
め、導波路構造を決定するのにそれぞれの屈折率制御は
重要である。特にシングルモードを用いる光回路部品の
導波路ではより精密で簡易な屈折率制御が求められてい
る。
伝送損失が小さく、伝送帯域が広いことから一般に石英
ガラスや多成分ガラスなどの無機系のものが使用されて
いる。一方、プラスチックを基材とする光学材料も開発
されている。これらのプラスチック光学材料は、無機系
に比べ加工性がよく、取扱い易いなどの特徴を持つこと
から注目されている。例えば光ファイバにおいてはポリ
メチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）あるいはポリスチレ
ンのような透明性に優れたプラスチックを芯（コア）と
し、その芯成分よりも屈折率の低いプラスチックを鞘
（クラッド）成分とした同心のコア−クラッド構造から
なるものが知られている。しかし、これらのプラスチッ
ク光ファイバは、無機系のファイバに比べて内部を伝達
する光の減衰度合が大きいという欠点がある。光の伝達
は光回路あるいはファイバの一般に入射した光を長さ方
向に沿って内部で全反射させて行うが、プラスチックの
内部を光が伝達するにあたり、光が吸収あるいは散乱さ
れることによって光の減衰を強めるような要因を最小に
することが重要である。光回路部品においては現状の光
ファイバ通信に用いられている光の波長が６５０ｎｍ〜
１６００ｎｍの光を用いてることから、プラスチックを
用いる場合、その領域における低損失化はより切実であ
る。これを解決する方法としてプラスチック材料を前駆
体として、ガラスに変換することが考えられる。例え
ば、シリコン系のポリマは酸素プラズマで処理（Ａ．
Ｄ．Ｂｕｔｈｅｒｕｓら、ジャーナル オブ バキュウ
ムサイエンスアンド テクノロジー，２９巻，１７号，
１１９７頁）したり、空気あるいは酸素中で加熱する
（Ｂ．Ｇ．Ｂａｇｌｅｙら、ベター セラミックス ス
ルーケミストリー ｐ２８７）ことによりガラスに変換
することができる。また小野瀬らはシリコン系のレジス
トをパターン化し、後加熱することによりガラス化する
新しいガラスパターン形成法を報告している（小野瀬、
木村，ジャーナル オブ フォトポリマー サイエンス
アンド テクノロジー，４巻，１号 １１９頁）。し
かしながら、これらはＳｉＯ2 の形に変換するのみで屈
折率制御に関しては触れていない。一般にコアとクラッ
ドの屈折率比により、伝搬する光のモードが変化するた
め、導波路構造を決定するのにそれぞれの屈折率制御は
重要である。特にシングルモードを用いる光回路部品の
導波路ではより精密で簡易な屈折率制御が求められてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状に鑑みてなされたものであり、その目的は可視光〜近
赤外光域にわたり低損失であり、容易に屈折率制御で
き、しかも耐熱性に優れるシロキサン系ポリマ由来のガ
ラスから成る導波路膜を提供することにある。
状に鑑みてなされたものであり、その目的は可視光〜近
赤外光域にわたり低損失であり、容易に屈折率制御で
き、しかも耐熱性に優れるシロキサン系ポリマ由来のガ
ラスから成る導波路膜を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明のシロキサン系ポリマ由来のガラスか
ら成る導波路膜は、下記一般式（Ｉ）：
るために、本発明のシロキサン系ポリマ由来のガラスか
ら成る導波路膜は、下記一般式（Ｉ）：
【０００５】
【化７】
【０００６】［式中Ｒ1 はＣn Ｙ2n+1（Ｙは水素，重水
素あるいはハロゲン、ｎは５以下の正の整数）で表され
るアルキル基，重水素化あるいはハロゲン化アルキル
基，あるいはＣ6 Ｙ5（Ｙは水素，重水素化あるいはハ
ロゲン）で表されるフェニル基，重水素あるいはハロゲ
ン化フェニル基］で表される繰り返し単位と、下記一般
式（ＩＩ）：
素あるいはハロゲン、ｎは５以下の正の整数）で表され
るアルキル基，重水素化あるいはハロゲン化アルキル
基，あるいはＣ6 Ｙ5（Ｙは水素，重水素化あるいはハ
ロゲン）で表されるフェニル基，重水素あるいはハロゲ
ン化フェニル基］で表される繰り返し単位と、下記一般
式（ＩＩ）：
【０００７】
【化８】
【０００８】［式中Ｍ1 はＳｉを除く４価の元素、Ｒ2
はＣn Ｙ2n+1（Ｙは水素，重水素あるいはハロゲン、ｎ
は５以下の正の整数）で表されるアルキル基，重水素化
あるいはハロゲン化アルキル基，あるいはＣ6 Ｙ5 （Ｙ
は水素，重水素あるいはハロゲン）で表されるフェニル
基，重水素化あるいはハロゲン化フェニル基］で表され
る繰り返し単位とを有することを特徴とする。
はＣn Ｙ2n+1（Ｙは水素，重水素あるいはハロゲン、ｎ
は５以下の正の整数）で表されるアルキル基，重水素化
あるいはハロゲン化アルキル基，あるいはＣ6 Ｙ5 （Ｙ
は水素，重水素あるいはハロゲン）で表されるフェニル
基，重水素化あるいはハロゲン化フェニル基］で表され
る繰り返し単位とを有することを特徴とする。
【０００９】また、本発明のシロキサン系ポリマ由来の
ガラスから成る導波路膜は、下記一般式（ＩＩＩ）：
ガラスから成る導波路膜は、下記一般式（ＩＩＩ）：
【００１０】
【化９】
【００１１】［式中Ｒ1 ，Ｒ2 は同一または異なり、Ｃ
n Ｙ2n+1（Ｙは水素，重水素あるいはハロゲン、ｎは５
以下の正の整数）で表されるアルキル基，重水素化ある
いはハロゲン化アルキル基，あるいはＣ6 Ｙ5 （Ｙは水
素，重水素あるいはハロゲン）で表されるフェニル基，
重水素化あるいはハロゲン化フェニル基］で表される繰
り返し単位と、下記一般式（ＩＶ）：
n Ｙ2n+1（Ｙは水素，重水素あるいはハロゲン、ｎは５
以下の正の整数）で表されるアルキル基，重水素化ある
いはハロゲン化アルキル基，あるいはＣ6 Ｙ5 （Ｙは水
素，重水素あるいはハロゲン）で表されるフェニル基，
重水素化あるいはハロゲン化フェニル基］で表される繰
り返し単位と、下記一般式（ＩＶ）：
【００１２】
【化１０】
【００１３】［式中Ｍ1 はＳｉを除く４価の元素、Ｒ
3 ，Ｒ4 は同一または異なり、Ｃn Ｙ2n+1（Ｙは水素，
重水素あるいはハロゲン、ｎは５以下の正の整数）で表
されるアルキル基，重水素化あるいはハロゲン化アルキ
ル基，あるいはＣ6 Ｙ5（Ｙは水素，重水素あるいはハ
ロゲン）で表されるフェニル基，重水素化あるいはハロ
ゲン化フェニル基］で表される繰り返し単位とを有する
ことを特徴とする。
3 ，Ｒ4 は同一または異なり、Ｃn Ｙ2n+1（Ｙは水素，
重水素あるいはハロゲン、ｎは５以下の正の整数）で表
されるアルキル基，重水素化あるいはハロゲン化アルキ
ル基，あるいはＣ6 Ｙ5（Ｙは水素，重水素あるいはハ
ロゲン）で表されるフェニル基，重水素化あるいはハロ
ゲン化フェニル基］で表される繰り返し単位とを有する
ことを特徴とする。
【００１４】さらにまた、本発明のシロキサン系ポリマ
由来のガラスから成る導波路膜は、下記一般式（Ｉ）：
由来のガラスから成る導波路膜は、下記一般式（Ｉ）：
【００１５】
【化１１】
【００１６】［式中Ｒ1 はＣn Ｙ2n+1（Ｙは水素，重水
素あるいはハロゲン、ｎは５以下の正の整数）で表され
るアルキル基，重水素化あるいはハロゲン化アルキル
基，あるいはＣ6 Ｙ5（Ｙは水素，重水素あるいはハロ
ゲン）で表されるフェニル基，重水素化あるいはハロゲ
ン化フェニル基］で表される繰り返し単位と、下記一般
式（Ｖ）：
素あるいはハロゲン、ｎは５以下の正の整数）で表され
るアルキル基，重水素化あるいはハロゲン化アルキル
基，あるいはＣ6 Ｙ5（Ｙは水素，重水素あるいはハロ
ゲン）で表されるフェニル基，重水素化あるいはハロゲ
ン化フェニル基］で表される繰り返し単位と、下記一般
式（Ｖ）：
【００１７】
【化１２】
【００１８】［式中Ｍ2 は希土類を除く３価の元素］で
表される繰り返し単位とを有することを特徴とする。
表される繰り返し単位とを有することを特徴とする。
【００１９】
【作用】本発明における光導波路はＳｉ以外の３価また
は４価の元素を含有するシロキサン系ポリマ由来のガラ
スすなわち前記一般式（Ｉ）および（ＩＩ）で示される
繰り返し単位の組合せ、前記一般式（ＩＩＩ）および
（ＩＶ）で示される繰り返し単位の組合せあるいは前記
一般式（Ｉ）および（Ｖ）で示される繰り返し単位の組
合せを有するポリマを熱酸化あるいは酸素プラズマなど
により処理することによりガラス化して得たガラスを用
いることを本質とする。Ｓｉ以外の３価の元素として
は、例えばＡｌ，Ｐ，Ｂ，Ｂｉ等が挙げられる。また、
４価の元素としては、例えばＧｅ，Ｓｎ，Ｔｉ等が挙げ
られる。これらの繰り返し単位の組合せあるいは共重合
化により種々の屈折率を持つものが得られ、屈折率制御
が容易である。
は４価の元素を含有するシロキサン系ポリマ由来のガラ
スすなわち前記一般式（Ｉ）および（ＩＩ）で示される
繰り返し単位の組合せ、前記一般式（ＩＩＩ）および
（ＩＶ）で示される繰り返し単位の組合せあるいは前記
一般式（Ｉ）および（Ｖ）で示される繰り返し単位の組
合せを有するポリマを熱酸化あるいは酸素プラズマなど
により処理することによりガラス化して得たガラスを用
いることを本質とする。Ｓｉ以外の３価の元素として
は、例えばＡｌ，Ｐ，Ｂ，Ｂｉ等が挙げられる。また、
４価の元素としては、例えばＧｅ，Ｓｎ，Ｔｉ等が挙げ
られる。これらの繰り返し単位の組合せあるいは共重合
化により種々の屈折率を持つものが得られ、屈折率制御
が容易である。
【００２０】本発明で用いるガラスを製造するのに使用
するシロキサン系ポリマは一般的に次のようにして調製
される。すなわち、下記一般式（ＶＩ），（ＶＩＩ），
（ＶＩＩＩ）
するシロキサン系ポリマは一般的に次のようにして調製
される。すなわち、下記一般式（ＶＩ），（ＶＩＩ），
（ＶＩＩＩ）
【００２１】
【化１３】
【００２２】
【化１４】
【００２３】
【化１５】
【００２４】［式中Ｍは４価の元素、Ｍ′は希土類を除
く３価の元素、Ｒ，Ｒ′は同一または異なり、Ｃn Ｙ
2n+1（Ｙは水素，重水素あるいはハロゲン、ｎは５以下
の正の整数）で表されるアルキル基，重水素化あるいは
ハロゲン化アルキル基，あるいはＣ6 Ｙ5 （Ｙは水素，
重水素あるいはハロゲン）で表されるフェニル基，重水
素化あるいはハロゲン化フェニル基］で表される塩化物
の加水分解、重合により得ることができる。また（Ｖ
Ｉ），（ＶＩＩ），（ＶＩＩＩ）で表される塩化物とア
ルコールを反応して得られる各種のアルコラートの重合
や塩化物とアルコラートの縮重合によってもシロキサン
系ポリマを得ることができる。なお、ｎが６以上ではポ
リマのガラス転移温度が低くなるため、取扱いに問題が
あり、ｎは５以下が望ましい。
く３価の元素、Ｒ，Ｒ′は同一または異なり、Ｃn Ｙ
2n+1（Ｙは水素，重水素あるいはハロゲン、ｎは５以下
の正の整数）で表されるアルキル基，重水素化あるいは
ハロゲン化アルキル基，あるいはＣ6 Ｙ5 （Ｙは水素，
重水素あるいはハロゲン）で表されるフェニル基，重水
素化あるいはハロゲン化フェニル基］で表される塩化物
の加水分解、重合により得ることができる。また（Ｖ
Ｉ），（ＶＩＩ），（ＶＩＩＩ）で表される塩化物とア
ルコールを反応して得られる各種のアルコラートの重合
や塩化物とアルコラートの縮重合によってもシロキサン
系ポリマを得ることができる。なお、ｎが６以上ではポ
リマのガラス転移温度が低くなるため、取扱いに問題が
あり、ｎは５以下が望ましい。
【００２５】式（ＶＩ），（ＶＩＩ），（ＶＩＩＩ）で
表わされる塩化物の具体的化合物としては、例えばフェ
ニルトリクロルシラン，フェニルトリクロルシランｄ−
５，ジフェニルジクロルシラン，フェニルトリエトキシ
シラン，ベンチルトリクロルシラン，テトラキス（トリ
メチルシロキシ）チタン，塩化アルミニウム，塩化リ
ン，塩化ホウ素，塩化ビスマス，フェニル塩化スズ，フ
ェニルトリクロルゲルマニウム，ジフェニルジクロルゲ
ルマニウム等が挙げられる。
表わされる塩化物の具体的化合物としては、例えばフェ
ニルトリクロルシラン，フェニルトリクロルシランｄ−
５，ジフェニルジクロルシラン，フェニルトリエトキシ
シラン，ベンチルトリクロルシラン，テトラキス（トリ
メチルシロキシ）チタン，塩化アルミニウム，塩化リ
ン，塩化ホウ素，塩化ビスマス，フェニル塩化スズ，フ
ェニルトリクロルゲルマニウム，ジフェニルジクロルゲ
ルマニウム等が挙げられる。
【００２６】本発明で使用するシロキサン系ポリマの製
造法は、一般のポリシロキサン製造法と同様であり、塩
化物，アルコラートなどの加水分解をトルエン，キシレ
ンなどの有機溶媒に溶解し、ＫＯＨなどのアルカリで重
合を行わせるものである。また、シロキサン系ポリマの
分子量は膜を形成したときのクラッキングを避けるため
１０万以上が望ましい。
造法は、一般のポリシロキサン製造法と同様であり、塩
化物，アルコラートなどの加水分解をトルエン，キシレ
ンなどの有機溶媒に溶解し、ＫＯＨなどのアルカリで重
合を行わせるものである。また、シロキサン系ポリマの
分子量は膜を形成したときのクラッキングを避けるため
１０万以上が望ましい。
【００２７】本発明における膜の形成方法としては、ま
ずポリマを適切な溶媒に溶かし、スピンコート法，ディ
ップ法，スプレー法により所望の厚さに基板上に塗布す
る。溶媒をとばすためにベーク処理した後、酸素存在
下，電気炉で５００〜１１００℃で熱処理するか、円筒
型酸素プラズマエッチング装置で処理してガラス化す
る。
ずポリマを適切な溶媒に溶かし、スピンコート法，ディ
ップ法，スプレー法により所望の厚さに基板上に塗布す
る。溶媒をとばすためにベーク処理した後、酸素存在
下，電気炉で５００〜１１００℃で熱処理するか、円筒
型酸素プラズマエッチング装置で処理してガラス化す
る。
【００２８】以下に本発明の導波路膜を製造するのに使
用するガラスの原料となるシロキサン系ポリマ（以下、
単にポリマという）の製造例を示す。
用するガラスの原料となるシロキサン系ポリマ（以下、
単にポリマという）の製造例を示す。
【００２９】（ポリマ製造例１）内容約１００ｍｌのフ
ラスコにフェニルトリクロルシラン１０ｇと塩化アルミ
ニウム１．３ｇに１００ｍｇのＫＯＨを添加し、１５ｍ
ｌのトルエンと混合した。そして、この混合液を１６時
間還流した。反応終了後冷却し、小量の沈殿物をろ過し
た後、メタノールに溶液を流し込むことにより再沈殿を
行った。得られたポリマは、一般式（Ｉ）でＲ1 ＝フェ
ニル基の構造と一般式（Ｖ）でＭ2 ＝Ａｌの構造を有す
るシロキサン系ポリマであることがＩＲ分析およびＮＭ
Ｒ分析により確認できた。またポリマの分子量はＭｗ＝
１２５０００，Ｍｗ／Ｍｎ＝６．１であった。このポリ
マの屈折率は１．６０であり、Ａｌの入っていないポリ
シルセスキオキサンが１．５６であるのに２．６％上昇
した。またこのポリマは高い耐熱性を示し、３００℃で
１時間熱処理してもなんらの変化がみられなかった。
ラスコにフェニルトリクロルシラン１０ｇと塩化アルミ
ニウム１．３ｇに１００ｍｇのＫＯＨを添加し、１５ｍ
ｌのトルエンと混合した。そして、この混合液を１６時
間還流した。反応終了後冷却し、小量の沈殿物をろ過し
た後、メタノールに溶液を流し込むことにより再沈殿を
行った。得られたポリマは、一般式（Ｉ）でＲ1 ＝フェ
ニル基の構造と一般式（Ｖ）でＭ2 ＝Ａｌの構造を有す
るシロキサン系ポリマであることがＩＲ分析およびＮＭ
Ｒ分析により確認できた。またポリマの分子量はＭｗ＝
１２５０００，Ｍｗ／Ｍｎ＝６．１であった。このポリ
マの屈折率は１．６０であり、Ａｌの入っていないポリ
シルセスキオキサンが１．５６であるのに２．６％上昇
した。またこのポリマは高い耐熱性を示し、３００℃で
１時間熱処理してもなんらの変化がみられなかった。
【００３０】（ポリマ製造例２）原料のモノマを重水素
化フェニルトリクロルシラン ｄ−５とした他はポリマ
製造例１と同じようにして重水素化ポリマを得た。得ら
れたポリマは、一般式（Ｉ）でＲ1 ＝重水素化フェニル
基の構造と一般式（Ｖ）でＭ2 ＝Ａｌの構造を有するシ
ロキサン系ポリマであることがＩＲ分析およびＮＭＲ分
析により確認できた。得られたポリマの物性値はポリマ
製造例１のポリマとほぼ同様であった。
化フェニルトリクロルシラン ｄ−５とした他はポリマ
製造例１と同じようにして重水素化ポリマを得た。得ら
れたポリマは、一般式（Ｉ）でＲ1 ＝重水素化フェニル
基の構造と一般式（Ｖ）でＭ2 ＝Ａｌの構造を有するシ
ロキサン系ポリマであることがＩＲ分析およびＮＭＲ分
析により確認できた。得られたポリマの物性値はポリマ
製造例１のポリマとほぼ同様であった。
【００３１】（ポリマ製造例３）内容約１００ｍｌのフ
ラスコにフェニルトリクロルシラン１０ｇとフェニルト
リクロルゲルマニウム２．４ｇに１００ｍｇのＫＯＨを
添加し、１５ｍｌのトルエンと混合した。そして、この
混合液を１６時間還流した。反応終了後冷却し、小量の
沈殿物をろ過した後、メタノールに溶液を流し込むこと
により再沈殿を行った。得られたポリマは、一般式
（Ｉ）でＲ1 ＝フェニル基の構造と一般式（ＩＩ）でＭ
1 ＝Ｇｅ，Ｒ2 ＝フェニル基の構造を有するシロキサン
系ポリマであることがＩＲ分析およびＮＭＲ分析により
確認できた。得られたポリマの分子量はＭｗ＝１３６０
００，Ｍｗ／Ｍｎ＝４．２であった。このポリマの屈折
率は１．５８であり、Ｇｅの入っていないポリシルセス
キオキサンが１．５６であるのに１．２％上昇した。ま
たこのポリマは高い耐熱性を示し、３００℃で１時間熱
処理してもなんらの変化がみられなかった。
ラスコにフェニルトリクロルシラン１０ｇとフェニルト
リクロルゲルマニウム２．４ｇに１００ｍｇのＫＯＨを
添加し、１５ｍｌのトルエンと混合した。そして、この
混合液を１６時間還流した。反応終了後冷却し、小量の
沈殿物をろ過した後、メタノールに溶液を流し込むこと
により再沈殿を行った。得られたポリマは、一般式
（Ｉ）でＲ1 ＝フェニル基の構造と一般式（ＩＩ）でＭ
1 ＝Ｇｅ，Ｒ2 ＝フェニル基の構造を有するシロキサン
系ポリマであることがＩＲ分析およびＮＭＲ分析により
確認できた。得られたポリマの分子量はＭｗ＝１３６０
００，Ｍｗ／Ｍｎ＝４．２であった。このポリマの屈折
率は１．５８であり、Ｇｅの入っていないポリシルセス
キオキサンが１．５６であるのに１．２％上昇した。ま
たこのポリマは高い耐熱性を示し、３００℃で１時間熱
処理してもなんらの変化がみられなかった。
【００３２】（ポリマ製造例４）内容約１００ｍｌのフ
ラスコにフェニルトリクロルシラン１０ｇと塩化リン
１．３ｇに１００ｍｇのＫＯＨを添加し、１５ｍｌのト
ルエンと混合した。そして、この混合液を１８時間還流
した。反応終了後冷却し、小量の沈殿物をろ過した後、
メタノールに溶液を流し込むことにより再沈殿を行っ
た。得られたポリマは、一般式（Ｉ）でＲ1 ＝フェニル
基の構造と一般式（Ｖ）でＭ2 ＝Ｐの構造を有するシロ
キサン系ポリマであることがＩＲ分析およびＮＭＲ分析
により確認できた。得られたポリマの分子量はＭｗ＝１
０５０００，Ｍｗ／Ｍｎ＝４．５であった。このポリマ
の屈折率は１．５７であり、Ａｌの入っていないポリシ
ルセスキオキサンが１．５６であるのに０．４％上昇し
た。
ラスコにフェニルトリクロルシラン１０ｇと塩化リン
１．３ｇに１００ｍｇのＫＯＨを添加し、１５ｍｌのト
ルエンと混合した。そして、この混合液を１８時間還流
した。反応終了後冷却し、小量の沈殿物をろ過した後、
メタノールに溶液を流し込むことにより再沈殿を行っ
た。得られたポリマは、一般式（Ｉ）でＲ1 ＝フェニル
基の構造と一般式（Ｖ）でＭ2 ＝Ｐの構造を有するシロ
キサン系ポリマであることがＩＲ分析およびＮＭＲ分析
により確認できた。得られたポリマの分子量はＭｗ＝１
０５０００，Ｍｗ／Ｍｎ＝４．５であった。このポリマ
の屈折率は１．５７であり、Ａｌの入っていないポリシ
ルセスキオキサンが１．５６であるのに０．４％上昇し
た。
【００３３】（ポリマ製造例５，６，７，８）ポリマ製
造例４において塩化リンの代わりに表１に示す塩化物を
用いてポリマを合成した。ポリマ製造例５で得られたポ
リマは、一般式（Ｉ）でＲ1 ＝フェニル基の構造と一般
式（Ｖ）でＭ2 ＝Ｂの構造を有するシロキサン系ポリマ
であること、ポリマ製造例６で得られたポリマは、一般
式（Ｉ）でＲ1 ＝フェニル基の構造と一般式（Ｖ）でＭ
2 ＝Ｂｉの構造を有するシロキサン系ポリマであるこ
と、ポリマ製造例７で得られたポリマは、一般式（Ｉ）
でＲ1 ＝フェニル基の構造と一般式（ＩＩ）でＭ1 ＝Ｓ
ｎ，Ｒ2 ＝フェニル基の構造を有するシロキサン系ポリ
マであること、ポリマ製造例８で得られたポリマは、一
般式（Ｉ）でＲ1 ＝フェニル基の構造と一般式（ＩＩ）
でＭ1 ＝Ｔｉ，Ｒ2 ＝フェニル基の構造を有するシロキ
サン系ポリマであることが、それぞれＩＲ分析およびＮ
ＭＲ分析により確認できた。得られたポリマの分子量と
屈折率を表１に示す。
造例４において塩化リンの代わりに表１に示す塩化物を
用いてポリマを合成した。ポリマ製造例５で得られたポ
リマは、一般式（Ｉ）でＲ1 ＝フェニル基の構造と一般
式（Ｖ）でＭ2 ＝Ｂの構造を有するシロキサン系ポリマ
であること、ポリマ製造例６で得られたポリマは、一般
式（Ｉ）でＲ1 ＝フェニル基の構造と一般式（Ｖ）でＭ
2 ＝Ｂｉの構造を有するシロキサン系ポリマであるこ
と、ポリマ製造例７で得られたポリマは、一般式（Ｉ）
でＲ1 ＝フェニル基の構造と一般式（ＩＩ）でＭ1 ＝Ｓ
ｎ，Ｒ2 ＝フェニル基の構造を有するシロキサン系ポリ
マであること、ポリマ製造例８で得られたポリマは、一
般式（Ｉ）でＲ1 ＝フェニル基の構造と一般式（ＩＩ）
でＭ1 ＝Ｔｉ，Ｒ2 ＝フェニル基の構造を有するシロキ
サン系ポリマであることが、それぞれＩＲ分析およびＮ
ＭＲ分析により確認できた。得られたポリマの分子量と
屈折率を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】（ポリマ製造例９）フェニルトリクロルシ
ランｄ−５ ５ｇとペンチルトリクロロシランｄ−１１
４．５ｇに塩化アルミニウム１．３ｇに１００ｍｇのＫ
ＯＨを添加し、１５ｍｌのトルエンと混合した。そし
て、この混合液を２４時間還流した。反応終了後冷却
し、小量の沈殿物をろ過した後、メタノールに溶液を流
し込むことにより再沈殿を行った。得られたポリマは、
一般式（Ｉ）でＲ1 ＝重水素化フェニル基あるいは重水
素化ペンチル基の構造と一般式（Ｖ）でＭ2 ＝Ａｌの構
造を有するシロキサン系ポリマであることがＩＲ分析お
よびＮＭＲ分析により確認できた。得られたポリマの分
子量はＭｗ＝９１０００，ｎ＝１．５３であった。
ランｄ−５ ５ｇとペンチルトリクロロシランｄ−１１
４．５ｇに塩化アルミニウム１．３ｇに１００ｍｇのＫ
ＯＨを添加し、１５ｍｌのトルエンと混合した。そし
て、この混合液を２４時間還流した。反応終了後冷却
し、小量の沈殿物をろ過した後、メタノールに溶液を流
し込むことにより再沈殿を行った。得られたポリマは、
一般式（Ｉ）でＲ1 ＝重水素化フェニル基あるいは重水
素化ペンチル基の構造と一般式（Ｖ）でＭ2 ＝Ａｌの構
造を有するシロキサン系ポリマであることがＩＲ分析お
よびＮＭＲ分析により確認できた。得られたポリマの分
子量はＭｗ＝９１０００，ｎ＝１．５３であった。
【００３６】（ポリマ製造例１０）ジフェニルジクロル
シランｄ−１０ １５ｇとジフェニルジクロルゲルマニ
ウム１．３ｇに１００ｍｇのＫＯＨを添加し、１５ｍｌ
のトルエンと混合した。そして、この混合液を１６時間
還流した。反応終了後冷却し、小量の沈殿物をろ過した
後、メタノールに溶液を流し込むことにより再沈殿を行
った。得られたポリマは、一般式（ＩＩＩ）でＲ1 ＝Ｒ
2 ＝重水素化フェニル基の構造と一般式（ＩＶ）でＭ1
＝Ｇｅ，Ｒ3 ＝Ｒ4 ＝フェニル基の構造を有するシロキ
サン系ポリマであることがＩＲ分析およびＮＭＲ分析に
より確認できた。得られたポリマの分子量はＭｗ＝１０
６０００，ｎ＝１．５２であった。
シランｄ−１０ １５ｇとジフェニルジクロルゲルマニ
ウム１．３ｇに１００ｍｇのＫＯＨを添加し、１５ｍｌ
のトルエンと混合した。そして、この混合液を１６時間
還流した。反応終了後冷却し、小量の沈殿物をろ過した
後、メタノールに溶液を流し込むことにより再沈殿を行
った。得られたポリマは、一般式（ＩＩＩ）でＲ1 ＝Ｒ
2 ＝重水素化フェニル基の構造と一般式（ＩＶ）でＭ1
＝Ｇｅ，Ｒ3 ＝Ｒ4 ＝フェニル基の構造を有するシロキ
サン系ポリマであることがＩＲ分析およびＮＭＲ分析に
より確認できた。得られたポリマの分子量はＭｗ＝１０
６０００，ｎ＝１．５２であった。
【００３７】（ポリマ製造例１１）内容約１００ｍｌの
フラスコにフェニルトリエトキシシラン１０ｇと塩化ア
ルミニウム１．３ｇに１００ｍｇのＫＯＨを添加し、１
５ｍｌのトルエンと混合した。そして、この混合液を１
６時間還流した。反応終了後冷却し、小量の沈殿物をろ
過した後、メタノールに溶液を流し込むことにより再沈
殿を行った。得られたポリマは、一般式（Ｉ）でＲ1 ＝
フェニル基の構造と一般式（Ｖ）でＭ2 ＝Ａｌの構造を
有するシロキサン系ポリマであることがＩＲ分析および
ＮＭＲ分析により確認できた。またポリマの分子量はＭ
ｗ＝１１４０００，Ｍｗ／Ｍｎ＝６．１であった。この
ポリマの屈折率は１．６０であった。
フラスコにフェニルトリエトキシシラン１０ｇと塩化ア
ルミニウム１．３ｇに１００ｍｇのＫＯＨを添加し、１
５ｍｌのトルエンと混合した。そして、この混合液を１
６時間還流した。反応終了後冷却し、小量の沈殿物をろ
過した後、メタノールに溶液を流し込むことにより再沈
殿を行った。得られたポリマは、一般式（Ｉ）でＲ1 ＝
フェニル基の構造と一般式（Ｖ）でＭ2 ＝Ａｌの構造を
有するシロキサン系ポリマであることがＩＲ分析および
ＮＭＲ分析により確認できた。またポリマの分子量はＭ
ｗ＝１１４０００，Ｍｗ／Ｍｎ＝６．１であった。この
ポリマの屈折率は１．６０であった。
【００３８】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。
【００３９】実施例１ ポリマ製造例１で得られたポリマをメチルイソブチルケ
トンに溶解し、スピンコート法によりシリコン基板上に
１３μｍの厚さに塗布した。次に２５０℃で１時間ベー
クを行った。さらに酸素存在下１１００℃の電気炉で２
時間加熱した。加熱後の膜の赤外線吸収スペクトルで１
６００ｃｍ-1などのＣ−Ｈに帰属されている吸収が消失
していた。得られた膜の屈折率は１．４８であった。
トンに溶解し、スピンコート法によりシリコン基板上に
１３μｍの厚さに塗布した。次に２５０℃で１時間ベー
クを行った。さらに酸素存在下１１００℃の電気炉で２
時間加熱した。加熱後の膜の赤外線吸収スペクトルで１
６００ｃｍ-1などのＣ−Ｈに帰属されている吸収が消失
していた。得られた膜の屈折率は１．４８であった。
【００４０】実施例２〜１１ 実施例１と同様にポリマ製造例２〜１１で得たポリマを
膜とし、それぞれ電気炉で加温しガラス化した。表２に
得られた膜の屈折率を示す。
膜とし、それぞれ電気炉で加温しガラス化した。表２に
得られた膜の屈折率を示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】実施例１２ ポリマ製造例１で得られたポリマをメチルイソブチルケ
トンに溶解し、スピンコート法によりシリコン基板上に
３μｍの厚さに塗布した。次に２５０℃で１時間ベーク
を行った。さらに円筒型プラズマエッチング装置にい
れ、酸素を反応性ガスとし、１Ｔｏｒｒ，２５０Ｗの条
件で３０分処理した。処理後の膜の赤外線吸収スペクト
ルは１６００ｃｍ-1などのＣ−Ｈに帰属されている吸収
が消失していた。得られた膜の屈折率は１．４８であっ
た 実施例１３ 実施例１で得た膜をコア成分、実施例５で得た膜をクラ
ッド成分とする導波路を作製した。
トンに溶解し、スピンコート法によりシリコン基板上に
３μｍの厚さに塗布した。次に２５０℃で１時間ベーク
を行った。さらに円筒型プラズマエッチング装置にい
れ、酸素を反応性ガスとし、１Ｔｏｒｒ，２５０Ｗの条
件で３０分処理した。処理後の膜の赤外線吸収スペクト
ルは１６００ｃｍ-1などのＣ−Ｈに帰属されている吸収
が消失していた。得られた膜の屈折率は１．４８であっ
た 実施例１３ 実施例１で得た膜をコア成分、実施例５で得た膜をクラ
ッド成分とする導波路を作製した。
【００４３】前述の２種のポリマをメチルイソブチルケ
トンに溶かし溶液とした。まずクラッド成分ポリマをシ
リコン基板上に約２０μｍの厚さに塗布した。ベーク，
乾燥処理後電気炉で１１００℃で加温しガラス化した。
さらにクラッド成分上にコア成分ポリマを約１３μｍの
厚さに塗布して同様にしてガラス化した。次に、ホトリ
ソグラフィ，ドライエッチングによりコア成分ポリマを
長さ５０ｍｍ，幅８μｍの直線矩形パタンに加工した。
加工後クラッド成分をコア成分上に塗布し、ガラス化
し、導波路を得た。波長１３００ｎｍ，１５００ｎｍの
光を導波路の一端から照射し、他端から出てくる光量を
測定することにより導波路の損失を計算した。この導波
路の損失は０．０１ｄＢ／ｃｍ以下であり、充分に種々
の光回路に供しうると考えられる。
トンに溶かし溶液とした。まずクラッド成分ポリマをシ
リコン基板上に約２０μｍの厚さに塗布した。ベーク，
乾燥処理後電気炉で１１００℃で加温しガラス化した。
さらにクラッド成分上にコア成分ポリマを約１３μｍの
厚さに塗布して同様にしてガラス化した。次に、ホトリ
ソグラフィ，ドライエッチングによりコア成分ポリマを
長さ５０ｍｍ，幅８μｍの直線矩形パタンに加工した。
加工後クラッド成分をコア成分上に塗布し、ガラス化
し、導波路を得た。波長１３００ｎｍ，１５００ｎｍの
光を導波路の一端から照射し、他端から出てくる光量を
測定することにより導波路の損失を計算した。この導波
路の損失は０．０１ｄＢ／ｃｍ以下であり、充分に種々
の光回路に供しうると考えられる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による導波
路膜は、従来のものに比べ、金属含量を変えることによ
り広い範囲で屈折率制御が可能である。また可視〜近赤
外光域において優れた光伝送特性を有するとともに、高
温多湿条件下にさらされても損失増が著しく少ない。ま
た屈折率制御が容易であり、そのため、近赤外光域にお
ける光集積回路用材料として適している。また従来光フ
ァイバ通信に用いられている６５０〜１６００ｎｍの波
長域において低損失であるので、多成分系ガラスおよび
石英系光ファイバと光／電気，電気／光変換なしに接続
使用できる。すなわち、これらの光学材料を使って作製
した光部品により経済性に優れたローカルネットワーク
が形成できる。
路膜は、従来のものに比べ、金属含量を変えることによ
り広い範囲で屈折率制御が可能である。また可視〜近赤
外光域において優れた光伝送特性を有するとともに、高
温多湿条件下にさらされても損失増が著しく少ない。ま
た屈折率制御が容易であり、そのため、近赤外光域にお
ける光集積回路用材料として適している。また従来光フ
ァイバ通信に用いられている６５０〜１６００ｎｍの波
長域において低損失であるので、多成分系ガラスおよび
石英系光ファイバと光／電気，電気／光変換なしに接続
使用できる。すなわち、これらの光学材料を使って作製
した光部品により経済性に優れたローカルネットワーク
が形成できる。
Claims (3)
- 【請求項１】 下記一般式（Ｉ）： 【化１】 ［式中Ｒ1 はＣn Ｙ2n+1（Ｙは水素，重水素あるいはハ
ロゲン、ｎは５以下の正の整数）で表されるアルキル
基，重水素化あるいはハロゲン化アルキル基，あるいは
Ｃ6 Ｙ5 （Ｙは水素，重水素化あるいはハロゲン）で表
されるフェニル基，重水素化あるいはハロゲン化フェニ
ル基］で表される繰り返し単位と、下記一般式（Ｉ
Ｉ）： 【化２】 ［式中Ｍ1 はＳｉを除く４価の元素、Ｒ2 はＣn Ｙ2n+1
（Ｙは水素，重水素あるいはハロゲン、ｎは５以下の正
の整数）で表されるアルキル基，重水素化あるいはハロ
ゲン化アルキル基，あるいはＣ6 Ｙ5 （Ｙは水素，重水
素あるいはハロゲン）で表されるフェニル基，重水素化
あるいはハロゲン化フェニル基］で表される繰り返し単
位とを有するシロキサン系ポリマ由来のガラスから成る
ことを特徴とする導波路膜。 - 【請求項２】 下記一般式（ＩＩＩ）： 【化３】 ［式中Ｒ1 ，Ｒ2 は、同一または異なり、Ｃn Ｙ
2n+1（Ｙは水素，重水素あるいはハロゲン、ｎは５以下
の正の整数）で表されるアルキル基，重水素化あるいは
ハロゲン化アルキル基，あるいはＣ6 Ｙ5 （Ｙは水素，
重水素あるいはハロゲン）で表されるフェニル基，重水
素化あるいはハロゲン化フェニル基］で表される繰り返
し単位と、下記一般式（ＩＶ）： 【化４】 ［式中Ｍ1 はＳｉを除く４価の元素、Ｒ3 ，Ｒ4 は、同
一または異なり、Ｃn Ｙ2n+1（Ｙは水素，重水素あるい
はハロゲン、ｎは５以下の正の整数）で表されるアルキ
ル基，重水素化あるいはハロゲン化アルキル基，あるい
はＣ6 Ｙ5 （Ｙは水素，重水素あるいはハロゲン）で表
されるフェニル基，重水素化あるいはハロゲン化フェニ
ル基］で表される繰り返し単位とを有するシロキサン系
ポリマ由来のガラスから成ることを特徴とする導波路
膜。 - 【請求項３】 下記一般式（Ｉ）： 【化５】 ［式中Ｒ1 はＣn Ｙ2n+1（Ｙは水素，重水素あるいはハ
ロゲン、ｎは５以下の正の整数）で表されるアルキル
基，重水素化あるいはハロゲン化アルキル基，あるいは
Ｃ6 Ｙ5 （Ｙは水素，重水素あるいはハロゲン）で表さ
れるフェニル基，重水素化あるいはハロゲン化フェニル
基］で表される繰り返し単位と、下記一般式（Ｖ）： 【化６】 ［式中Ｍ2 は希土類を除く３価の元素］で表される繰り
返し単位とを有するシロキサン系ポリマ由来のガラスか
ら成ることを特徴とする導波路膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24624691A JPH0588036A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | シロキサン系ポリマ由来のガラスから成る導波路膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24624691A JPH0588036A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | シロキサン系ポリマ由来のガラスから成る導波路膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0588036A true JPH0588036A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17145680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24624691A Pending JPH0588036A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | シロキサン系ポリマ由来のガラスから成る導波路膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0588036A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6144239A (en) * | 1997-06-24 | 2000-11-07 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit with phase adjusting function and system using the same |
| JP2010518234A (ja) * | 2007-02-08 | 2010-05-27 | ダウ・コーニング・コーポレイション | ヘテロ元素を含むシロキサン化合物およびポリマー |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP24624691A patent/JPH0588036A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6144239A (en) * | 1997-06-24 | 2000-11-07 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit with phase adjusting function and system using the same |
| JP2010518234A (ja) * | 2007-02-08 | 2010-05-27 | ダウ・コーニング・コーポレイション | ヘテロ元素を含むシロキサン化合物およびポリマー |
| US9187602B2 (en) | 2007-02-08 | 2015-11-17 | Dow Corning Corporation | Heteroelement siloxane compounds and polymers |
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