JPH0968620A

JPH0968620A - 光導波路用組成物、光導波路、パッシブ光導波路、アクティブ光導波路及びその製造法

Info

Publication number: JPH0968620A
Application number: JP22613295A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hayashida; 茂林田
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1995-09-04
Filing date: 1995-09-04
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性に優れた光導波路用組成物、耐熱性に
優れた光導波路、光学特性の優れたパッシブ光導波路、
光学特性、電気光学効果の優れたアクティブ光導波路及
び耐熱性、光学特性、電気光学効果の優れたアクティブ
光導波路の製造法を提供する。【解決手段】含窒素複素環を含む繰り返し単位を有す
る高分子を含む光導波路用組成物、含窒素複素環を含む
繰り返し単位を有する高分子を構成要素とする光導波
路、下部クラッド層、コア層及び上部クラツド層から成
る３層構造を有するパッシブ光導波路、下部クラッド
層、コア層及び上部クラッド層から成る３層構造を有す
るアクティブ光導波路及び含窒素複素環を含む繰り返し
単位を有する高分子中の電気光学材料を、加熱と外部場
の力により、配向させることを特徴とするアクティブ光
導波路の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路用組成
物、光導波路、パッシブ光導波路、アクティブ光導波路
及びその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】オプトエレクトロニクスＩＣ（ＯＥＩ
Ｃ）における光導波路には、従来からＬｉＮｂＯ₃、Ｌ
ｉＴａＯ₃、ＰＬＺＴ、Ｓｒ₂Ｎｂ₂Ｏ₇等の無機材料が用
いられている。しかし、これらの材料は、潮解性や低い
被破壊しきい値、さらには高誘電率のため応答速度が遅
く、そのため適用できる周波数帯域が限定される等の問
題点がある。これに対して、有機高分子材料は、一般に
潮解性もなく、被破壊しきい値が高い等無機材料に比べ
て優れているが、このような高分子材料は、一般には配
向性がなく、このままでは電気光学効果を利用した光ス
イッチや変調素子等の材料として用いることができな
い。

【０００３】一般に配向性のない高分子材料に対し、加
熱しながら直流電場を印加し、配向させる、すなわち、
ポーリング処理により電気光学効果を発現させる手法が
用いられるが、ポーリング後、常温に戻し放置すること
及び使用することによって配向が失われ、電気光学効果
が消失する重大な問題点がある。従来、高分子系光導波
路材料として、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
等が精力的に研究されているが、ガラス転移温度（Ｔ
ｇ）が１５０程度と低く、ＯＥＩＣ製造中にかかる２０
０℃以上の温度において、ポーリングによって発現した
配向性が完全に消失する問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、耐熱性に優れた光導波路用組成物を提供するもので
ある。請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に加
えて、電気光学効果に優れた光導波路用組成物を提供す
るものである。請求項３記載の発明は、請求項１又は２
記載の発明に加えて、透明性に優れ、広い周波数帯域に
適用できる光導波路用組成物を提供するものである。請
求項４記載の発明は、耐熱性に優れた光導波路を提供す
るものである。請求項５記載の発明は、請求項４記載の
発明に加えて、光学特性の優れたパッシブ光導波路を提
供するものである。請求項６記載の発明は、請求項５記
載の発明に加えて、より光学特性の優れたパッシブ光導
波路を提供するものである。請求項７記載の発明は、請
求項４記載の発明に加えて、光学特性、電気光学効果の
優れたアクティブ光導波路を提供するものである。請求
項８記載の発明は、請求項７記載の発明に加えて、より
光学特性が優れ、より電気光学効果の優れたアクティブ
光導波路を提供するものである。請求項９記載の発明
は、耐熱性、光学特性、電気光学効果の優れたアクティ
ブ光導波路の製造法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、含窒素複素環
を含む繰り返し単位を有する高分子を含む光導波路用組
成物に関する。また、本発明は、さらに、電気光学材料
を含む前記光導波路用組成物に関する。また、本発明
は、含窒素複素環を含む繰り返し単位を有する高分子の
屈折率が１．４〜１．９（５８９nm）、誘電率が２．３
〜３．２（１MHz）及びガラス転移温度（Ｔｇ）が３０
０℃である前記光導波路用組成物に関する。また、本発
明は、含窒素複素環を含む繰り返し単位を有する高分子
を構成要素とする光導波路に関する。

【０００６】また、本発明は、下部クラッド層、コア層
及び上部クラツド層から成る３層構造を有するパッシブ
光導波路に関する。また、本発明は、下部クラッド層及
び上部クラツド層の少なくとも１つの層が、含窒素複素
環を含む繰り返し単位を有する高分子から成る前記パッ
シブ光導波路に関する。また、本発明は、下部クラッド
層、コア層及び上部クラッド層から成る３層構造を有す
るアクティブ光導波路に関する。また、本発明は、コア
層が、含窒素複素環を含む繰り返し単位を有する高分子
及び電気光学材料から成る前記アクティブ光導波路に関
する。また、本発明は、含窒素複素環を含む繰り返し単
位を有する高分子中の電気光学材料を、加熱と外部場の
力により、配向させることを特徴とするアクティブ光導
波路の製造法に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明における含窒素複素環を含
む繰り返し単位を有する高分子としては、例えば、縮合
系の含窒素複素環式ポリマ（ポリキノリン、ポリキノキ
サリン、ポリベンズオキサゾール、ポリベンズイミダゾ
ール等）、ビニル重合系の含窒素複素環式ポリマ（ポリ
ビニル−２−ピリジン、ポリビニル−３−ピリジン、ポ
リビニル−４−ピリジン、ポリビニル−２−キノリン、
ポリビニル−３−キノリン、ポリビニル−３−イソキノ
リン、ポリビニル−４−イソキノリン、ポリビニル−９
−アクリジン等）などが挙げられる。中でも、繰り返し
単位中の含窒素複素環が、キノリン環又はキノキサリン
環である含窒素複素環式ポリマが、耐熱性、機械特性、
電気特性、合成容易性等の点で好ましく、その中でも、
繰り返し単位中の含窒素複素環が、キノリン環である含
窒素複素環式ポリマが、より高い耐熱性、より高い光学
特性等の点でより好ましい。

【０００８】ポリキノリンとしては、例えば、米国特許
第４，０００，１８７号明細書、米国特許第５，０１
７，６７７号明細書、米国特許第５，２４７，０５０号
明細書、マクロモレキュールズ(Macromolecules)14巻(1
981年),870-880ページ(J.K.Stille)等に合成法と共に記
載されている。ポリキノキサリンとしては、J.Macromo
l.Sci.-Rev.Macromol.Chem.1971,C6,1(P.M.Hergenrothe
r)、Encyclopedia of Polymer Science and Technolog
y;Interscience:NewYork,1969,vol.11p389(J.K.Still
e)、Polymer Eng. and Sci.1976,16,303 (P.M.Hergenro
ther)、特開平３−１２２１２４号公報、特開平５−２
９５１１４号公報等に合成法と共に記載されている。

【０００９】また、ポリキノリンは、上記した方法とは
別に、キノリン環を有するジフルオロモノマ、ジオール
モノマ及び必要に応じて用いるモノフルオロモノヒドロ
キシモノマ（通常、フルオロ基とヒドロキシ基とが、ほ
ぼ当量となるような使用割合で、各モノマを使用する）
と塩基とを、無水溶媒中で加熱し、共沸的に水を除去す
ることにより、製造することもできる。また、モノフル
オロモノヒドロキシモノマと塩基とを、無水溶媒中で加
熱し、共沸的に水を除去することにより、製造すること
もできる。このときの、加熱条件は、使用する溶媒の共
沸温度／還流温度を考慮して、適宜決定されるが、通
常、１００〜２５０℃で、１〜２４時間とされる。

【００１０】キノリン環を有するジフルオロモノマとし
ては、例えば、２−（２−フルオロフェニル）−５−フ
ルオロ−４−フェニルキノリン、２−（４−フルオロフ
ェニル）−５−フルオロ−４−フェニルキノリン、４−
（２−フルオロフェニル）−５−フルオロ−２−フェニ
ルキノリン、２−（４−フルオロフェニル）−７−フル
オロ−４−フェニルキノリン、２，４−ジフルオロキノ
リン、２，７−ジフルオロキノリン、２，５−ジフルオ
ロキノリン、２，７−ジフルオロ−６−フェニルキノリ
ン、４−（４−フルオロフェニル）−７−フルオロキノ
リン、６，６′−ビス〔２−（４−フルオロフェニル）
−４−フェニルキノリン〕、６，６′−ビス〔２−（２
−フルオロフェニル）−４−フェニルキノリン〕、６，
６′−ビス〔２−（４−フルオロフェニル）−４−tert
−ブチルキノリン〕、６，６′−ビス〔４−（４−フル
オロフェニル）−２フェニルキノリン〕、６，６′−ビ
ス−４−フルオロキノリン、６，６′−ビス〔４−（４
−フルオロフェニル）−２−（２−ピリジル）キノリ
ン〕、６，６′−ビス−２−フルオロキノリン、６，
６′−ビス〔４−（４−フルオロフェニル）−２−（メ
チル）キノリン〕、６，６′−ビス〔２−フルオロ−４
−フェニルキノリン〕、オキシ−６，６′−ビス〔２−
（４−フルオロフェニル）−４−フェニルキノリン〕、
１，４−ベンゼン−ビス−２，２−〔４−（４−フルオ
ロフェニル）キノリン〕、１，４−ベンゼン−ビス−
２，２−〔４−フルオロキノリン〕、１，４−ベンゼン
−ビス−４，４−〔２−（４−フルオロフェニル）キノ
リン〕、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソ
プロピリデン−ビス−〔（４−フェノキシ−４−フェニ
ル）−２−（４−フルオロキノリン）〕等が挙げられ
る。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使
用される。

【００１１】ジオールモノマとしては、例えば、レゾル
シノール、ヒドロキノン、４，４′−ジヒドロキシビフ
ェニル、１，３−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジ
ヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒドロキシナフタレ
ン、３，４′−ジヒドロキシビフェニル、３，３′−ジ
ヒドロキシビフェニル、メチル−２，４−ジヒドロキシ
ベンゾエート、イソプロピリデンジフェノール（ビスフ
ェノールＡ）、ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェ
ノール（ビスフェノールＡＦ）、トリフルオロイソプロ
ピリデンジフェノール、フェノールフタレイン、フェノ
ールレッド、１，２−ジ（４−ヒドロキシフェニル）エ
タン、ジ（４−ヒドロキシフェニル）メタン、４，４−
ジヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。これら
は、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

【００１２】モノフルオロモノヒドロキシモノマとして
は、例えば、２−（４−フルオロフェニル）−６−ヒド
ロキシ−４−フェニルキノリン、２−（２−フルオロフ
ェニル）−６−ヒドロキシ−４−フェニルキノリン、４
−（２−フルオロフェニル）−６−ヒドロキシ−２−フ
ェニルキノリン、２，３−ジフェニル−４−（２−フル
オロフェニル）−６−ヒドロキシキノリン、２，３−ジ
フェニル−４−（４−フルオロフェニル）−６−ヒドロ
キシキノリン、２，３−ジフェニル−６−（２−フルオ
ロフェニル）−４−ヒドロキシキノリン、２，３−ジフ
ェニル−６−（４−フルオロフェニル）−４−ヒドロキ
シキノリン、７−フルオロ−２−ヒドロキシキノリン、
７−フルオロ−２−ヒドロキシ−４−フェニルキノリ
ン、７−（４−フルオロフェニル）−２−ヒドロキシ−
４−フェニルキノリン、７−フルオロ−４−ヒドロキシ
−４−フェニルキノリン、７−（４−フルオロフェニ
ル）−４−ヒドロキシ−２−フェニルキノリン、２−
（４−フルオロフェニル）−４−ヒドロキシ−３−フェ
ニルキノリン、２−（４−フルオロフェニル）−６−ヒ
ドロキシ−３−フェニルキノリン、２−（４−フルオロ
フェニル）−８−ヒドロキシ−３−フェニルキノリン、
２−（４−フルオロフェニル）−８−ヒドロキシキノリ
ン、２−（２−フルオロフェニル）−４−（４−ヒドロ
キシフェニル）キノリン等が挙げられる。これらは、単
独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

【００１３】溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メ
チルピロリドン、テトラメチルウレア、ジメチルスルフ
ォキシド、スルホラン、ジフェニルスルホン、トルエ
ン、ジクロロベンゼン等が挙げられる。これらは、単独
で又は２種類以上を組み合わせて使用される。塩基とし
ては、例えば、炭酸カリウム、水酸化カリウム、炭酸ナ
トリウム、水酸化ナトリウム、金属ハイドライド、金属
アマイド、ブチルリチウム等が挙げられる。これらは、
単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

【００１４】ポリキノリンとしては、取扱性、電気特
性、低吸湿性等の点から、下記の一般式（Ｉ）又は一般
式（II）

【化１】〔式中、Ｒ¹及びＲ²は、各々独立に、アルキル基、アリ
ール基、アルコキシ基、アリルオキシ基、ホルミル基
（−ＣＯＨ）、ケトン基（−ＣＯＲ³）、エステル基
（−ＣＯ₂Ｒ⁴若しくは−ＯＣＯＲ⁵）、アミド基（−Ｎ
Ｒ⁶ＣＯＲ⁷若しくは−ＣＯＮＲ⁸Ｒ⁹）、ヘテロアリール
基、シアノ基又は２つがつながって形成される不飽和結
合を含んでいてもよい２価の炭化水素基を示し（但し、
Ｒ³〜Ｒ⁹は、水素原子、アルキル基、アリール基又はヘ
テロアリール基を示す）、ｍ及びｎは、各々独立に０〜
５の整数であり、Ｘは、無し（化学結合）、

【化２】（但し、ｑは１〜３の整数であり、Ａは、−Ａｒ¹−
（アリーレン基）、−Ｈｒ¹−（ヘテロアリレン基）、
−Ａｒ¹−Ｏ−Ａｒ¹−、−Ａｒ¹−ＣＯ−Ａｒ¹−、−Ａ
ｒ¹−Ｓ−Ａｒ¹−、−Ａｒ¹−ＳＯ−Ａｒ¹−、−Ａｒ¹
−ＳＯ₂−Ａｒ¹−又は−Ａｒ¹−Ｑ−Ａｒ¹を示し、Ｑは

【化３】（Ｌ¹及びＬ²はメチル基、トリフルオロメチル基又は２
つがつながって形成される不飽和結合を含んでいてもよ
い２価の炭化水素基を示す）を示し、Ｚ¹及びＺ²は、そ
れぞれ独立に、無し（化学結合）又はアリーレン基を示
し、Ｙは、−Ｏ−又は−Ｏ−Ａ−Ｏ−を示す〕で表され
る繰り返し単位を有するポリキノリンが好ましい。

【００１５】上記一般式（Ｉ）又は一般式（II）の定義
中で、アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブ
チル基、tert−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル
基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オク
チル基、２−エチルヘキシル基、デシル基、ウンデシル
基、ドデシル基、ドコシル基等が挙げられる。アリール
基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ナフ
チル基、アントラセニル基、ジフェニルフェニル基等が
挙げられる。ヘテロアリール基としては、例えば、ピリ
ジル基、キノリニジル基、ピラジル基等が挙げられる。

【００１６】Ｒ¹が２つ、Ｒ²が２つ、並びにＬ¹及びＬ²
がそれぞれ２つ、つながって形成される、不飽和結合を
含んでいてもよい２価の炭化水素基としては、例えば、
１，３−プロピレン基、１．４−ブチレン基、１，５−
ペンチレン基等のアルキレン基、

【化４】などが挙げられる。

【００１７】本発明におけるポリキノリンの分子量は、
機械特性、取扱性等の点から、ゲルパーミェーションク
ロマトグラフィ（ＧＰＣ）により標準ポリスチレンの検
量線を使用して測定したときに、数平均分子量が、１，
０００〜４００，０００であることが好ましく、５，０
００〜２００，０００であることがより好ましい。

【００１８】ポリキノキサリンとしては、取扱性、電気
特性、低吸湿性等の点から、下記の一般式（III）又は
一般式（IV）

【化５】〔式中、Ｒ¹〜Ｒ⁹、Ｘ、Ｚ¹、Ｚ²、Ｙ、ｍ及びｎは、上
記一般式（Ｉ）、一般式（II）におけると同意義であ
る〕で表わされるポリキノキサリンが好ましい。

【００１９】本発明における含窒素複素環を含む繰り返
し単位を有する高分子は、屈折率が１．４〜１．９（５
８９nm）、誘電率が２．３〜３．２（１MHz）及びガラ
ス転移温度（Ｔｇ）が３００℃であることが、の点で好
ましい。

【００２０】本発明における電気光学材料としては、特
に制限はなく、公知のものを使用することができる。一
般的な電気光学材料を下記に示す。ここで、耐熱性に優
れるペリレン系化合物についてさらに詳述するが、これ
に限定されるものではない。ペリレン化合物として、非
対称構造を有するペリレン化合物が特に好ましく、非対
称構造を有するペリレン化合物としては、次の一般式
（Ｖ）

【化６】（式中、Ｒ¹⁰は水素原子、アルキル基、フルオロアルキ
ル基、アルキル基若しくはアルコキシ基置換された炭素
数６〜１０のアリール基又はフルオロアルコキシ基置換
された炭素数６〜１０のアリール基を示し、Ｒ¹¹はアミ
ノ基、アルコキシ基、ニトリル基又はニトロ基を示し
す）で表される非対称型３，４：９，１０−ペリレンビ
ス（ジカルボキシミド）化合物又は一般式（VI）

【化７】（式中、Ｒ¹⁰は一般式（Ｖ）と同意義であり、Ａｒ²は
置換基を有するアリール基を示す）で表される非対称型
３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミド）
化合物が好ましい。

【００２１】上記一般式（Ｖ）及び（VI）で表される非
対称型３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシ
ミド）化合物としては、例えば、下記のような化合物等
が挙げられる。

【００２２】

【化８】

【００２３】

【化９】

【００２４】前記一般式（Ｖ）又は（VI）で表される非
対称型３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシ
ミド）化合物は、以下のようにして合成することができ
る。下記式（VII）

【化１０】で表される３，４：９，１０−ペリレンテトラカルボン
酸無水物と、アミン類の反応によって得られる下記一般
式（VIII）

【化１２】（式中、Ｒ¹²は水素原子、アルキル基、フルオロアルキ
ル基、アルキル基若しくはアルコキシ基置換された炭素
数６〜１０のアリール基又はフルオロアルコキシ基置換
された炭素数６〜１０のアリール基を示す）で表される
３，４：９，１０−ペリレンテトラカルボン酸モノアン
ヒドリド＝モノイミドと芳香族ジアミン誘導体又は芳香
族アミン誘導体の反応によって、それぞれ、前記一般式
（Ｖ）又は（VI）の化合物が合成できる。これらの反応
は、例えば、日本化学会誌1979年、528頁、1980年、139
1頁等に報告されている。

【００２５】以下、前記一般式（Ｖ）又は（VI）で表さ
れる非対称型３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカル
ボキシミド）化合物の合成法を詳述する。前記一般式
（Ｖ）又は（VI）で表される非対称型３，４：９，１０
−ペリレンビス（ジカルボキシミド）化合物の合成原料
である、上記一般式（VIII）で表される化合物は、以下
のように合成できる。三つ口フラスコに、適当量の水と
３，４：９，１０−ペリレンテトラカルボン酸無水物
（式（VII））（１２．８ミリモル）を入れ、かきまぜ
ながら恒温槽で、温度を２０〜４０℃に保ち、あらかじ
め同じ温度に保ってある、アミン化合物（１３０ミリモ
ル）を、一度に加え、かきまぜて反応させる。この時の
反応時間は、２０〜３６０分である。反応後、塩酸で酸
性とし、沈殿物をろ過し、充分に水洗してアミンを除い
た後、１重量％水酸化カリウム溶液中に入れ、加熱しな
がらろ過する。熱ろ過により得られたろ液に、塩化カリ
ウムが１０重量％濃度になるように加え、沈殿を析出さ
せる。この塩析を繰り返して精製し、上記一般式（VII
I）で表される化合物を得ることができる。

【００２６】この一般式（VIII）で表される３，４：
９，１０−ペリレンテトラカルボン酸モノアンヒドリド
＝モノイミド化合物としては、例えば、下記のような化
合物等が挙げられる。

【００２７】

【化１３】

【００２８】

【化１４】

【００２９】前記一般式（Ｖ）で表される非対称型３，
４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミド）化合
物は、次のように合成できる。三つ口フラスコに前記一
般式（VIII）の化合物（２．５ミリモル）と、オルソフ
ェニレンジアミン誘導体（３２ミリモル）を入れ、かき
まぜながら、１８０℃で４時間加熱反応させる。放冷し
た反応混合物に、メタノールを加え、沈殿をろ別し、メ
タノールで洗浄した後、この沈殿に、１重量％水酸化カ
リウム溶液を加え、加熱しながらろ過する。次いで、ア
ルカリ性亜ジチオン酸ナトリウム溶液（水２００重量
部、水酸化カリウム４重量部、亜ジチオン酸ナトリウム
４重量部）を加え、４５℃で１５分処理した後、可溶物
をろ過して除き、残留物を、水に入れ、塩酸で酸性にし
た後、沈殿物をろ別し、水洗し、乾燥して、一般式
（Ｖ）で表される非対称型３，４：９，１０−ペリレン
ビス（ジカルボキシミド）化合物を得ることができる。

【００３０】また、一般式（VI）で表される非対称型
３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミド）
化合物は、次のように合成できる。三つ口フラスコに前
記一般式（VIII）の化合物（２．５ミリモル）と、芳香
族ジアミン誘導体（３２ミリモル）を入れ、かきまぜな
がら、１８０℃で６時間加熱反応させる。放冷した反応
混合物に、メタノールを加え、沈殿をろ別し、メタノー
ルで洗浄した後、この沈殿に、１重量％水酸化カリウム
溶液を加え、加熱しながらろ過し、得られた沈殿物を、
水洗し、メタノール洗浄した後、乾燥して、一般式（V
I）で表される非対称型３，４：９，１０−ペリレンビ
ス（ジカルボキシミド）化合物を得ることができる。

【００３１】本発明の光導波路用組成物は、前記した含
窒素複素環を含む繰り返し単位を有する高分子を、有機
溶媒に溶解して製造することができる。

【００３２】本発明の光導波路用組成物を用いた、パッ
シブ光導波路の製造法の一例を、図１を用いて説明す
る。基板１として、例えば、シリコンウエハ等の基板１
の上に、下層クラッド２として、本発明における含窒素
複素環を含む繰り返し単位を有する高分子又は他の高分
子を有機溶媒に溶解した、本発明の光導波路用組成物又
は他の組成物を、スピナー等で塗布し、乾燥して、下層
クラッド２を形成する。次いで、この下層クラッド２の
上に、コア層３して、含窒素複素環を含む繰り返し単位
を有する高分子又は他の高分子を有機溶媒に溶解した、
本発明の光導波路用組成物又は他の組成物を、スピナー
等で塗布し、乾燥して膜とした後、この膜の上に、フォ
トレジストを適用して、レジスト層４を形成し、このレ
ジスト層をマスクとして、リアクティブイオンエッチン
グ（ＲＩＥ）法により、膜の所定のパターンを残して、
コア層３（光導波路）とするようにエッチングを行った
後、レジスト層４を剥離する。

【００３３】次いで、この上に上層クラッド５として、
含窒素複素環を含む繰り返し単位を有する高分子又は他
の高分子を有機溶媒に溶解した、本発明の光導波路用組
成物又は他の組成物を、スピナー等で塗布し、乾燥し
て、上層クラッド５を形成することにより、パッシブ光
導波路を製造することができる。なお、このときに使用
する本発明の光導波路用組成物又は他の組成物は、コア
層３の屈折率が、下層クラッド２及び上層クラッド５の
屈折率より大きくなるように、選択する必要がある。

【００３４】本発明のアクティブ光導波路用組成物は、
例えば、含窒素複素環を含む繰り返し単位を有する高分
子を、有機溶媒に溶解した溶液に、電気光学材料を加え
て、撹拌等して混合することにより、製造することがで
きる。この際、電気光学材料の使用量は、含窒素複素環
を含む繰り返し単位を有する高分子１００重量部に対し
て、０．１〜１０重量部とすることが好ましく、０．５
〜５重量部とすることがより好ましく、０．５〜３重量
部とすることが特に好ましい。この使用量が、０．１重
量部未満でも、１０重量部を超えても、電気光学特性、
その他の光学特性、機械特性、安定性、作業性等が劣る
傾向がある。

【００３５】本発明のアクティブ光導波路用組成物に
は、含窒素複素環を含む繰り返し単位を有する高分子以
外のポリマ（例えば、フッ素原子を含んでいないポリア
ミド酸、液晶ポリエステル等の液晶性ポリマ）、ピンホ
ール防止剤、レベリング剤、可塑剤、密着性向上剤等の
添加剤などを含ませることができる。

【００３６】本発明のアクティブ光導波路用組成物を用
いたアクティブ光導波路について、図２及び図３に基づ
いて説明する。本発明のアクティブ光導波路は、例え
ば、光マトリックススイッチ、変調器、光偏光器、光ア
イソレーター等に用いられる。光マトリックススイッ
チ、変調器の基本形態を図２に示す。

【００３７】本発明のアクティブ光導波路は、アクティ
ブ光導波路用組成物を、例えば、シリコン基板上にスピ
ンコートし、窒素雰囲気下で、加熱処理しながら電圧を
印加して、アクティブ光導波路用組成物中の、電気光学
材料を配向させることにより形成することができる。

【００３８】例えば、アクティブ光導波路の一態様であ
る、方向性結合器型光スイッチの製造について図３を参
照しつつ説明する。図３中、１は基板、２は下層クラッ
ド、３はコア層、４はレジスト層、５は上層クラッド、
６は下部電極、７はアルミニウム層、８は上部電極を意
味する。シリコン等の基板１の上に、アルミニウム等の
下部電極６を、蒸着法やスパッタ法等により作製する。
次いで、本発明のアクティブ光導波路用組成物からなる
コア層３よりも屈折率の小さい、本発明のアクティブ光
導波路用組成物からなる下層クラッド２を形成した後、
この上に、本発明のアクティブ光導波路用組成物を所定
の厚さに塗布し、加熱し、乾燥することにより、コア層
３を形成する。

【００３９】次いで、蒸着法等により、アルミニウム層
７を積層した後に、レジストを塗布し、プリベーク、露
光、現像、アフターベークを行い、パターニングされた
レジスト層４を形成した後、レジスト層４により保護さ
れていないアルミニウムを、ウェットエッチングにより
除去し、アルミニウム層７で保護されていないコア層３
を、ドライエッチングにより除去する。残ったアルミニ
ウム層７を、ウエットエッチングで除去し、この上に、
前記下部クラッド層２の形成に用いた、本発明のアクテ
ィブ光導波路用組成物を用いて、上層クラッド５を形成
し、最後に、マスクパターンを通して、所定のコア層３
の上方に、上部電極８を、蒸着法やスパッタ法等により
形成し、方向性結合器型光スイッチが得られる。

【００４０】前記アクティブ光導波路中のコア層に含ま
れる、電気光学材料を配向させるには、ポーリング処理
等を行えばよい。例えば、電場を印加しながら、含窒素
複素環を含む繰り返し単位を有する高分子のＴｇより、
わずかに高い温度に加熱して、電気光学材料を配向させ
ることができる。電場の印刷方法には、電極を設けて行
う方法、コロナ放電で、表面を帯電させる方法等が挙げ
られる。電場の強さは、１０⁵V/mとすることが好まし
く、１０⁶V/m以上とすることがより好ましい。導波路
は、通常、１０μｍ〜１５μｍ幅で、３μｍ〜４μｍの
高さで形成され、パターン間隔は、２μｍ〜３μｍ程度
である。

【００４１】本発明のアクティブ光導波路の製造法は、
プラスチック中で、高い耐熱性を有する含窒素複素環を
含む繰り返し単位を有する高分子を、光導波路の、コア
層、クラツド層のいずれか又は両方に用いて、加熱と外
部場の力により、配向させることを特徴とする。また、
スピンコート法により、容易に大面積光導波路が作製で
きるという利点を持ち、光導波路の低価格化が可能であ
る。

【００４２】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるもので
はない。

【００４３】合成例１〔６−クロロ−２−（４−フルオロフェニル）−４−フ
ェニルキノリンの合成〕温度計、撹拌器、塩化カルシウ
ム管及び水分除去のためのデイーンスターク管を付け
た、水冷式の冷却管並びに乾燥窒素導入管を備えた２リ
ットルの３つ口フラスコに、２−アミノ−５−クロロベ
ンゾフェノン（６９５．０ｇ、３．００モル）、４−フ
ルオロアセトフェノン（４５６．０ｇ、３．３０モル）
及びｐ−トルエンスルホン酸（４７．６２ｇ、０．２５
モル）を仕込み、窒素下で、１６５℃で４４時間加熱し
ながら撹拌した。加熱中、水と共に留出してくる黄色の
４−フルオロアセトフェノンを、水と分離し、反応系に
戻した。さらに、１９０℃で２時間加熱し、次いで、１
２０℃に冷却し、反応混合物を、１０リットルの９５重
量％エタノールを、激しく撹拌させている中に投入し、
次いで、濾過により採取した粗製物を、１リットルのエ
タノールで洗浄した。得られた固体を、真空乾燥器によ
り、８０℃で１６時間乾燥させて、目的化合物である、
６−クロロ−２−（４−フルオロフェニル）−４−フェ
ニルキノリン（融点１４１．０〜１４２．１℃）を９６
９ｇ（収率９７重量％）得た。

【００４４】合成例２〔６，６′−ビス（２−（４″−フルオロフェニル）−
４−フェニルキノリニル）の合成〕温度計、撹拌器、塩
化カルシウム管及び水分除去のためのデイーンスターク
管を付けた、水冷式の冷却管並びに乾燥窒素導入管を備
えた１リットルの３つ口フラスコに、６−クロロ−２−
（４−フルオロフェニル）−４−フェニルキノリン（１
００．０ｇ、０．３モル）、ビス（トリフェニルフォス
フィン）ニッケルジクロライド（２．７２７ｇ、４．１
６ミリモル）、ヨウ化ナトリウム（５．６０ｇ、３７．
４８ミリモル）、トリフェニルフォスフィン（３２．７
６ｇ、１３３．２ミリモル）、活性亜鉛粉末（１２．５
２ｇ、１９１．６ミリモル）及びＮ−メチル−２−ピロ
リドン（３４４ミリリットル）を仕込み、窒素下で、７
０℃で１６時間加熱しながら撹拌した。次いで、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン（４０ミリリットル）を加え、１
７０℃に昇温し、反応混合物をセライトを通して濾過し
た。母液を−２０℃に冷却し、濾過により採取した黄色
の固体（生成物）を、冷エタノール／メチレンクロライ
ド（重量比３／１）で洗浄し、真空乾燥器により、１０
０℃で乾燥させて、目的化合物である、６，６′−ビス
（２−（４″−フルオロフェニル）−４−フェニルキノ
リニル）（融点２８０〜２８２℃）を７６．３ｇ（収率
８５重量％）得た。

【００４５】合成例３〔含窒素複素環を含む繰り返し単位を有する高分子（ポ
リキノリン（Ｉ））の合成〕

【表１】表１の材料を、１リットルのステンレスフラスコに加
え、溶媒として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（４５０
ml）、トルエン（９０ml）をさらに加えた。

【００４６】塩化カルシウム管及び水分除去のためのデ
イーンースターク管をつけた水冷式の冷却管、乾燥窒素
導入管、メカニカルスターラ、温度計をセットした。オ
イルバスを使用し、２４時間加熱リフラックスし、さら
に２４時間トルエンとともに系中の水分を留去した。溶
液は、最初は黄色であったが、段々茶褐色に変わり、こ
の段階で黒色になった。さらに反応温度を２００℃まで
上げ、６時間反応させた。反応溶液は黒色から粘度の上
昇とともに深青色に変わっていった。Ｎ−メチル−２−
ピロリドン、６５０mlを加えて希釈し、冷却することに
よって反応を停止した。

【００４７】得られたポリマ溶液を精製するために、水
中へ投入し沈殿させて、引き続いて、５０℃の水中で２
時間撹拌し、洗浄することを３度繰り返した後、ポリマ
を濾過し、６０℃の真空乾燥器で一昼夜乾燥させてポリ
キノリン（Ｉ）を得た。得られたポリキノリン（Ｉ）の
収量は、１０１．１ｇ（８９．４重量％）であり、重量
平均分子量は、ポリスチレン換算で８７，０００であっ
た。

【００４８】合成例４〔含窒素複素環を含む繰り返し単位を有する高分子（ポ
リキノリン（II））の合成〕合成例３において、４，
４′−（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−
２、２ープロピリデン）ビスフェノール（４０．６ｇ、
０．１２１モル、１．００当量）を、４，４′−（２、
２ープロピリデン）ビスフェノール（２７．６ｇ、０．
１２１モル、１．００当量）に代えた以外は、合成例３
と同様にして、ポリキノリン（II）を得た。得られたポ
リキノリン（II）の収量は、８８．２ｇ（８８．３重量
％）であり、重量平均分子量は、ポリスチレン換算で７
８、０００であった。

【００４９】（パッシブ光導波路の作製）実施例１図１を用いて、パッシブ光導波路の製造法を説明する。
基板１として、５インチのシリコンウエハを用い、この
上に、下層クラッド２として、ポリキノリン（Ｉ）のＮ
−メチル−２−ピロリドンの１５重量％溶液を、スピン
塗布し、乾燥器で、２００℃で３０分加熱し、膜厚１０
μｍのポリキノリン（Ｉ）の膜を形成した。この膜の上
に、コア層３として、ポリキノリン（II）のＮ−メチル
−２−ピロリドンの１５重量％溶液を、スピン塗布し、
乾燥器で、２００℃で３０分加熱し、膜厚１５μｍのポ
リキノリン（II）の膜を形成した。

【００５０】次に、レジストとして、ＲＵ−１６００Ｐ
（日立化成工業(株)製商品名）を、スピン塗布した後、
１００℃で乾燥し、水銀ランプで露光し、現像を行い、
レジスト層４を得、このレジスト層４を、マスクとし
て、酸素でリアクティブイオンエッチング（Ｏ₂−ＲＩ
Ｅ）を行い、光導波路の所定のパターンを残すようにエ
ッチングを行なった後、レジストを剥離し、さらにこの
上に、上層クラッド５として、ポリキノリン（Ｉ）のＮ
−メチル−２−ピロリドンの１５重量％溶液を、乾燥後
の膜厚が２０μｍとなるように、スピン塗布、乾燥を行
い、縦１５μｍ×横１５μｍ×長さ１０cmの直線型のパ
ッシブ光導波路を作製した。

【００５１】この光導波路の光の損失を調べるために、
シリコンウエハの両端をダイシング装置で切断して、試
料を作製した。光損失の測定法を図４に示した。なお、
図４において、１は基板、２は下層クラッド、３はコア
層、５は上層クラッド、９は光ファイバー、１０は光セ
ンサーである。切断した光導波路の端面に、石英の光フ
ァイバー９とコア層３が、一致するように合わせ、波長
１３００nmの光を入射し、光導波路内を透過して、反対
側の端面から出る光を、光センサー１０で検出した。試
料の長さを、５cmと１０cmのものを作製し、光の減衰の
傾きから光導波路の損失を求めたところ、光損失は小さ
く、光伝送性は良好であった。

【００５２】実施例２実施例１と同様にして、下層クラッド及び上層クラッド
を形成し、コア層として、３，３′，４，４′−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物と１，４−フェニレンジ
アミンからなるポリイミドを用いて、直線型のパッシブ
光導波路を作製し、光損失を測定したところ、光損失は
小さく、光伝送性は良好であった。

【００５３】合成例４〔Ｎ−メチル−３，４：９，１０−ペリレンテトラカル
ボン酸モノアンヒドリド＝モノイミド（Ａ−１）の合
成〕三つ口フラスコに、１００mlの水と３，４：９，１
０−ペリレンテトラカルボン酸無水物（式（VII））５
ｇ（１２．８ミリモル）を入れ、かきまぜながら、恒温
槽で、２０℃に保ち、あらかじめ同じ温度に保ってあ
る、４０重量％メチルアミン７．８ｇを、一度に加え、
２５分間かきまぜて反応させた。反応後、塩酸で酸性に
して、沈殿物を、ろ過し、充分に水洗して、アミンを除
いた後、１重量％水酸化カリウム溶液中に入れ、加熱し
ながらろ過した。沈殿物は、さらに、１重量％水酸化ナ
トリウム中に入れ、加熱しながらろ過することを、ろ液
の赤色がうすくなるまで繰り返し、アルカリ不溶物を除
いた。これらの、熱ろ過により得られたろ液を、全部集
め、塩化カリウムを、１０重量％濃度になるように加
え、（Ａ−１）をカリウム塩として析出させ、溶存して
いる原料を除いた。この塩析を、繰り返して精製し、最
後に、塩酸を加えて塩析させ、水洗乾燥して（Ａ−１）
を得た。

【００５４】合成例５〔Ｎ−エチル−３，４：９，１０−ペリレンテトラカル
ボン酸モノアンヒドリド＝モノイミド（Ａ−２）の合
成〕合成例４において、４０重量％メチルアミン７．８
ｇを、７０重量％エチルアミン９．４ｇに代えた以外
は、合成例４と同様にして、（Ａ−２）を得た。

【００５５】合成例６〔Ｎ−プロピル−３，４：９，１０−ペリレンテトラカ
ルボン酸モノアンヒドリド＝モノイミド（Ａ−３）の合
成〕合成例４において、４０重量％メチルアミン７．８
ｇを、７０重量％プロピルアミン９．０ｇに代えた以外
は、合成例４と同様にして、（Ａ−３）を得た。

【００５６】合成例７〔Ｎ−ブチル−３，４：９，１０−ペリレンテトラカル
ボン酸モノアンヒドリド＝モノイミド（Ａ−４）の合
成〕合成例４において、４０重量％メチルアミン７．８
ｇを、７０重量％ブチルアミン９．４ｇに代えた以外
は、合成例４と同様にして、（Ａ−４）を得た。

【００５７】合成例８〔Ｎ−ｐ−メトキシフェニル−３，４：９，１０−ペリ
レンテトラカルボン酸モノアンヒドリド＝モノイミド
（Ａ−５）の合成〕合成例４において、４０重量％メチ
ルアミン７．８ｇを、ｐ−メトキシアニリン１８．７ｇ
に代えた以外は、合成例４と同様にして、（Ａ−５）を
得た。

【００５８】合成例９〔ｐ−トリフルオロメトキシアニリンの合成〕窒素雰囲
気下、３００mlの三つ口フラスコ中で、トリフルオロメ
タノール２００mlに、ナトリウム１０．１ｇ（０．４４
モル）を溶解させ、これに、ｐ−フルオロニトロベンゼ
ン４０ml（０．３８モル）を滴下し、４時間還流した
後、室温まで冷却後、注水（１リットル）し、析出した
固体を、水洗し、乾燥して、ｐ−トリフルオロメトキシ
ニトロベンゼンを得た。窒素雰囲気下、２００mlの三つ
口フラスコ中に、上記で得られたｐ−トリフルオロメト
キシニトロベンゼン３０．１ｇ（０．１４モル）、還元
鉄８２．１ｇ（１．４７モル）、エタノール１２０ml及
び水４０mlを入れ、撹拌しながら、濃塩酸１．４mlを滴
下し、続いて、１時間還流した後、室温まで冷却し、ろ
別し、反応溶液を、氷水（２リツトル）に注ぎ、析出し
た固体を、水洗し、乾燥して、ｐ−トリフルオロメトキ
シアニリン２３．６ｇ（０．１３モル）（融点６３．５
℃）を得た。

【００５９】合成例１０〔Ｎ−ｐ−トリフルオロメトキシフェニル−３，４：
９，１０−ペリレンテトラカルボン酸モノアンヒドリド
＝モノイミド（Ａ−６）の合成〕合成例４において、４
０重量％メチルアミン７．８ｇを、ｐ−トリフルオロメ
トキシアニリン２６．９ｇに代えた以外は、合成例４と
同様にして、（Ａ−６）を得た。

【００６０】合成例１１〔ｐ−（２，２，２−トリフルオロエトキシ）アニリン
の合成〕合成例９において、トリフルオロメタノール
を、２，２，２−トリフルオロエタノールに代えた以外
は、合成例９と同様にして、ｐ−（２，２，２−トリフ
ルオロエトキシ）ニトロベンゼンを得、合成例９におい
て、ｐ−トリフルオロメトキシニトロベンゼンを、上記
で得られたｐ−（２，２，２−トリフルオロエトキシ）
ニトロベンゼンに代えた以外は、合成例９と同様にし
て、ｐ−（２，２，２−トリフルオロエトキシ）アニリ
ン２４．４ｇ（０．１３モル）（収率９４％、融点６
９．４℃）を得た。

【００６１】合成例１２〔Ｎ−ｐ−（２，２，２−トリフルオロエトキシ）フェ
ニル−３，４：９，１０−ペリレンテトラカルボン酸モ
ノアンヒドリド＝モノイミド（Ａ−７）の合成〕合成例
４において、４０重量％メチルアミン７．８ｇを、ｐ−
（２，２，２−トリフルオロエトキシ）アニリン２９．
０ｇに代えた以外は、合成例４と同様にして、（Ａ−
７）を得た。

【００６２】合成例１３〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）ベンゾイミダゾール誘導体（Ｐ−１）の合成〕三つ
口フラスコに、合成例４で得られた（Ａ−１）１．０ｇ
（２．５ミリモル）と、４−ニトロ−１，２−フェニレ
ンジアミン３．９ｇ（３２ミリモル）を入れ、かきまぜ
ながら、１８０℃で４時間加熱し、反応させた後、放冷
した。この反応混合物に、メタノールを加え、沈殿物を
ろ別し、メタノール洗浄して、４−ニトロ−１，２−フ
ェニレンジアミンを除いた後、１重量％水酸化カリウム
溶液を加え、加熱し、ろ過して、未反応の（Ａ−１）を
除いた。次いで、アルカリ性亜ジチオン酸ナトリウム溶
液（水２００重量部、水酸化カリウム４重量部、亜ジチ
オン酸ナトリウム４重量部）で、４５℃で１５分間処理
した後、可溶物をろ過して除き、残留物は、水に入れ塩
酸で酸性にした後、沈殿物をろ別し、水洗し、乾燥し
て、（Ｐ−１）１．０ｇ（収率８０％）を得た。得られ
た（Ｐ−１）の、元素分析、吸収極大波長及び質量スペ
クトル（ｍ／ｅ）を測定し、結果を表２に示した。

【００６３】合成例１４〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）ベンゾイミダゾール誘導体（Ｐ−２）の合成〕合成
例１３において、合成例４で得られた（Ａ−１）を、合
成例５で得られた（Ａ−２）１．０ｇ（２．５ミリモ
ル）に代えた以外は、合成例１３と同様にして、（Ｐ−
２）１．０ｇ（収率７８％）を得た。得られた（Ｐ−
２）の、元素分析、吸収極大波長及び質量スペクトル
（ｍ／ｅ）を測定し、結果を表２に示した。

【００６４】合成例１５〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）ベンゾイミダゾール誘導体（Ｐ−３）の合成〕合成
例１３において、合成例４で得られた（Ａ−１）を、合
成例６で得られた（Ａ−３）１．１ｇ（２．５ミリモ
ル）に代えた以外は、合成例１３と同様にして、（Ｐ−
３）１．１ｇ（収率７９％）を得た。得られた（Ｐ−
３）の、元素分析、吸収極大波長及び質量スペクトル
（ｍ／ｅ）を測定し、結果を表２に示した。

【００６５】合成例１６〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）ベンゾイミダゾール誘導体（Ｐ−４）の合成〕合成
例１３において、合成例４で得られた（Ａ−１）を、合
成例７で得られた（Ａ−４）１．１ｇ（２．５ミリモ
ル）に代えた以外は、合成例１３と同様にして、（Ｐ−
４）１．１ｇ（収率７８％）を得た。得られた（Ｐ−
４）の、元素分析、吸収極大波長及び質量スペクトル
（ｍ／ｅ）を測定し、結果を表２に示した。

【００６６】合成例１７〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）ベンゾイミダゾール誘導体（Ｐ−５）の合成〕合成
例１３において、合成例４で得られた（Ａ−１）を、合
成例８で得られた（Ａ−５）３．１ｇ（２．５ミリモ
ル）に代えた以外は、合成例１３と同様にして、（Ｐ−
５）１．１ｇ（収率７４％）を得た。得られた（Ｐ−
５）の、元素分析、吸収極大波長及び質量スペクトル
（ｍ／ｅ）を測定し、結果を表２に示した。

【００６７】合成例１８〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）ベンゾイミダゾール誘導体（Ｐ−６）の合成〕合成
例１３において、合成例４で得られた（Ａ−１）を、合
成例１０で得られた（Ａ−６）４．４ｇ（２．５ミリモ
ル）に代えた以外は、合成例１３と同様にして、（Ｐ−
６）１．２ｇ（収率７２％）を得た。得られた（Ｐ−
６）の、元素分析、吸収極大波長及び質量スペクトル
（ｍ／ｅ）を測定し、結果を表２に示した。

【００６８】合成例１９〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）ベンゾイミダゾール誘導体（Ｐ−７）の合成〕合成
例１３において、合成例４で得られた（Ａ−１）を、合
成例１２で得られた（Ａ−７）４．８ｇ（２．５ミリモ
ル）に代えた以外は、合成例１３と同様にして、（Ｐ−
７）１．２ｇ（収率７２％）を得た。得られた（Ｐ−
７）の、元素分析、吸収極大波長及び質量スペクトル
（ｍ／ｅ）を測定し、結果を表２に示した。

【００６９】

【表２】

【００７０】合成例２０〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）誘導体（Ｐ−８）の合成〕三つ口フラスコに、合成
例４で得られた（Ａ−１）１．０ｇ（２．５ミリモル）
と、ｐ−４−ニトロフェニルアゾアニリン７．７ｇ（３
２ミリモル）を入れ、かきまぜながら、１８０℃で６時
間、加熱し、反応させた後、放冷した。この反応混合物
に、メタノールを加え、沈殿物をろ別し、メタノールで
洗浄した後、この沈殿物に、１重量％水酸化カリウム溶
液を加えて、加熱しながらろ過し、得られた沈殿を、水
洗し、メタノール洗浄した後、乾燥して、（Ｐ−８）
０．５ｇ（収率３０％）を得た。得られた（Ｐ−８）
の、元素分析、吸収極大波長及び質量スペクトル（ｍ／
ｅ）を測定し、結果を表３に示した。

【００７１】合成例２１〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）誘導体（Ｐ−９）の合成〕合成例２０において、合
成例４で得られた（Ａ−１）を、合成例５で得られた
（Ａ−２）１．０ｇ（２．５ミリモル）に代えた以外
は、合成例２０と同様にして、（Ｐ−９）０．５ｇ（収
率３０％）を得た。得られた（Ｐ−９）の、元素分析、
吸収極大波長及び質量スペクトル（ｍ／ｅ）を測定し、
結果を表３に示した。

【００７２】合成例２２〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）誘導体（Ｐ−１０）の合成〕合成例２０において、
合成例４で得られた（Ａ−１）を、合成例６で得られた
（Ａ−３）１．１ｇ（２．５ミリモル）に代えた以外
は、合成例２０と同様にして、（Ｐ−１０）０．５ｇ
（収率３１％）を得た。得られた（Ｐ−１０）の、元素
分析、吸収極大波長及び質量スペクトル（ｍ／ｅ）を測
定し、結果を表３に示した。

【００７３】合成例２３〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）誘導体（Ｐ−１１）の合成〕合成例２０において、
合成例４で得られた（Ａ−１）を、合成例７で得られた
（Ａ−４）１．１ｇ（２．５ミリモル）に代えた以外
は、合成例２０と同様にして、（Ｐ−１１）０．５ｇ
（収率３２％）を得た。得られた（Ｐ−１１）の、元素
分析、吸収極大波長及び質量スペクトル（ｍ／ｅ）を測
定し、結果を表３に示した。

【００７４】合成例２４〔３，４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミ
ド）誘導体（Ｐ−１２）の合成〕合成例２０において、
合成例４で得られた（Ａ−１）を、合成例８で得られた
（Ａ−５）３．１ｇ（２．５ミリモル）に代えた以外
は、合成例２０と同様にして、（Ｐ−１２）０．６ｇ
（収率３４％）を得た。得られた（Ｐ−１２）の、元素
分析、吸収極大波長及び質量スペクトル（ｍ／ｅ）を測
定し、結果を表３に示した。

【００７５】

【表３】

【００７６】実施例３電気光学材料として、合成例１３で得られた、３，４：
９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミド）ベンゾイ
ミダゾール誘導体（Ｐ−１）１重量部と、含窒素複素環
を含む繰り返し単位を有する高分子として、合成例３で
得られた、ポリキノリン（Ｉ）１５重量部を、ＮＭＰ２
００重量部に溶解して得られた、アクティブ光導波路用
組成物の溶液を、厚さが１００nmの、半透明アルミ電極
を付けた石英ガラス上に、回転数２０００rpmで、スピ
ン塗工し、膜厚２μｍの膜を形成した。

【００７７】次いで、ＮＭＰ溶剤を除去するため、真空
下、１２０℃で６時間、ソフトベークし、続いて、前記
の膜の上に、厚さが１００nmの、半透明アルミ電極を形
成し、サンドウィッチ型のサンプルを作製した。電極間
に、４００Ｖの電圧を印加しながら、２℃／分の昇温速
度で、２５０℃（ポーリング温度）にサンプルを加熱
し、さらに、４００Ｖの電圧を印加しながら、同温度で
１時間保持し、その後、４００Ｖの電圧を印加しなが
ら、室温まで冷却して、アクティブ光導波路試験用サン
プル（ここでは、図３におけるコア層４の部分に対応す
る、コア層のみを含み、クラツド層にあたるものはな
い）を作製した。

【００７８】図５に示す測定装置を用いて、前記アクテ
ィブ光導波路試験用サンプルについて、熱安定性を調べ
た。図５に示す測定装置は、次のように構成されたもの
である。ＱスイッチパルスＮｄ：ＹＡＧレーザ１１から
の光を、偏光子１２、可視光カットフィルタ１３を通過
させ、１．０６μｍの偏光成分のみを取り出す。取り出
された偏光は、ハーフミラー１４により、二分割され、
一方は、ヒーター１５内に設置された、サンプル１６に
照射され、サンプル１６より発生する、０．５３２μｍ
の光の特定の偏光成分は、赤外光カットフィルタ１７
ａ、検光子１８、分光器１９を通して、光電子増倍管２
０ａにより測定される。また、他方は、レーザパワーの
変動を補正するために、水晶板２１に照射され、赤外光
カットフィルタ１７ｂを通して、光電子増倍管２０ｂに
よって、０．５３２μｍの光をモニタするのに使用され
る。

【００７９】室温において、光電子増倍管２０ａにより
測定された光の強度、すなわち、ＳＨＧ強度をｒ（０）
と定義する。また、５０時間、任意の温度Ｔにおいて、
アニールした後に測定された光の強度、すなわち、ＳＨ
Ｇ（セカンドハーモニツクジェネレーション）強度
をｒ（Ｔ）と定義する。熱安定性は、前記ｒ（０）とｒ
（Ｔ）から、下記式（１）を用いて求めた、電気光学特
性の保持率ｄ（Ｔ）から評価し、結果を表４に示した。

【数１】

【００８０】実施例３〜１４実施例１において用いた、電気光学材料としての、３，
４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミド）ベン
ゾイミダゾール誘導体（Ｐ−１）と、含窒素複素環を含
む繰り返し単位を有する高分子としての、ポリキノリン
（Ｉ）を、表４に示す、電気光学材料及び含窒素複素環
を含む繰り返し単位を有する高分子に代えた以外は、実
施例１と同様にして、アクティブ光導波路試験用サンプ
ルを作製し、電気光学特性の保持率ｄ（Ｔ）を評価し、
結果を表４及び表５に示した。

【００８１】比較例１実施例１において用いた、電気光学材料としての、３，
４：９，１０−ペリレンビス（ジカルボキシミド）ベン
ゾイミダゾール誘導体（Ｐ−１）を、４−〔Ｎ−エチル
−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）〕−アミノ−４′−ニ
トロアゾベンゼン（Disperse Red １）に代え、含窒素
複素環を含む繰り返し単位を有する高分子としての、ポ
リキノリン（Ｉ）を、ポリメチルメタクリレート（ＰＭ
ＭＡ）溶液（１２重量％）に代え、、ポーリング温度
を、１５０℃にした以外は、実施例１と同様にして、ア
クティブ光導波路試験用サンプルを作製し、電気光学特
性の保持率ｄ（Ｔ）を評価し、結果を表５に示した。な
お、電気光学特性は、１００℃に加熱するだけで２５％
まで低下した。

【００８２】

【表４】

【００８３】

【表５】

【００８４】

【発明の効果】請求項１記載の光導波路用組成物は、耐
熱性に優れる。請求項２記載の光導波路用組成物は、請
求項１記載の効果を奏し、さらに電気光学効果に優れ
る。請求項３記載の光導波路用組成物は、請求項１又は
２記載の効果を奏し、さらに透明性に優れ、広い周波数
帯域に適用できる。請求項４記載の光導波路は、耐熱性
に優れる。請求項５記載のパッシブ光導波路は、請求項
４記載の効果を奏し、さらに光学特性に優れる。請求項
６記載のパッシブ光導波路は、請求項５記載の効果を奏
し、より光学特性に優れる。請求項７記載のアクティブ
光導波路は、請求項４記載の効果を奏し、さらに光学特
性に優れ、電気光学効果に優れる。請求項８記載のアク
ティブ光導波路は、請求項７記載の効果を奏し、より光
学特性に優れ、より電気光学効果に優れる。請求項９記
載のアクティブ光導波路の製造法は、耐熱性、光学特
性、電気光学効果等に優れたアクティブ光導波路が製造
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】パッシブ光導波路作製工程の説明図である。

【図２】光マトリックススイッチ、変調器の基本形態で
ある。

【図３】アクティブ光導波路作製工程の説明図である。

【図４】光導波路の光損失測定機の模式図である。

【図５】ＳＨＧの測定装置の説明図である。

【符号の説明】

１基板２下層クラツド３コア層４レジスト層５上層クラツド６下部電極７アルミニウム層８上部電極９光ファイバー１０光センサー１１ＱスイッチパルスＮｄ：ＹＡＧレーザ１２偏光子１３可視光カットフィルタ１４ハーフミラー１５ヒーター１６サンプル１７ａ赤外光カットフィルタ１７ｂ赤外光カットフィルタ１８検光子１９分光器２０ａ光電子増倍管２０ｂ光電子増倍管２１水晶板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｆ 1/313 Ｇ０２Ｂ 6/12 ＭＪ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含窒素複素環を含む繰り返し単位を有す
る高分子を含む光導波路用組成物。
【請求項２】さらに、電気光学材料を含む請求項１記
載の光導波路用組成物。
【請求項３】含窒素複素環を含む繰り返し単位を有す
る高分子の屈折率が１．４〜１．９（５８９nm）、誘電
率が２．３〜３．２（１MHz）及びガラス転移温度（Ｔ
ｇ）が３００℃である請求項１又は２記載の光導波路用
組成物。
【請求項４】含窒素複素環を含む繰り返し単位を有す
る高分子を構成要素とする光導波路。
【請求項５】下部クラッド層、コア層及び上部クラツ
ド層から成る３層構造を有する請求項４記載のパッシブ
光導波路。
【請求項６】下部クラッド層及び上部クラツド層の少
なくとも１つの層が、含窒素複素環を含む繰り返し単位
を有する高分子から成る請求項５記載のパッシブ光導波
路。
【請求項７】下部クラッド層、コア層及び上部クラッ
ド層から成る３層構造を有する請求項４記載のアクティ
ブ光導波路。
【請求項８】コア層が、含窒素複素環を含む繰り返し
単位を有する高分子及び電気光学材料から成る請求項７
記載のアクティブ光導波路。
【請求項９】含窒素複素環を含む繰り返し単位を有す
る高分子中の電気光学材料を、加熱と外部場の力によ
り、配向させることを特徴とするアクティブ光導波路の
製造法。