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情報・通信用光有機材料の最新技術
Recent Advance on Photonic Organic Materials for
Information and Telecommunication Applications
[コードNo.2007T558]

■監修/ 戒能俊邦(東北大学 教授)
■体裁/ B5判 363ページ
■発行/ 2007年 5月 (株)シーエムシー出版
■定価/ 70,200円(税込価格)

情報・通信用光有機材料の「基礎(要素技術)」「材料開発」「応用技術」の最新動向を詳細!
さらに次世代「FTTD」用有機部材、ポリマー光回路の研究開発動向を詳細!
産学官の第一線で活躍する34名の研究開発者による分担執筆!

※ 本書籍はご試読頂けません ※

刊行のねらい
 情報・通信にかかわる技術開発では、レーザーの実現と低損失光ファイバの開発以降今日に至るまで、化合物半導体やシリカガラスが中心的素材として活躍している。一時期の“ITバブルの崩壊“による低迷時期はあったものの、我が国を中心とするファイバーツーザホーム(FTTD)の急速な広がりを背景に、各種光学部品の開発が活性化するとともに、次世代の情報・通信システムへの適用を狙い、材料の機能化に関心が高まっている。このような状況下、光有機材料は、有機材料でも現れる光学特性への興味から、有機材料ならではの光学特性の活用へと、相転移をおこしている。面発光レーザー(VCSEL)を活用した有機系システム開発も進み、データコム分野におけるポリマー光材料採用への期待も大きい。
 有機感光体に端を発した光機能有機材料も、液晶ディスプレイの普及や、発光材料の実用化など、その可能性は大きな広がりを示している。現在、エレクトロニクス機能とともにフォトニクス機能の向上が進み、有機LEDなどのデバイス応用へと展開している。有機ELを使う光リンク構築や通信波長帯発光デバイスなど、情報・通信への光有機材料の適用とともに、酸化チタンと有機色素を組み合わせた光電変換素子の実現、有機トランジスタやフォトニック結晶などの研究開発も進んでいる。一方、車載ネットワーク媒体の、ワイヤハーネスからプラスチック光ファイバへの移行の流れがあり、関連するポリマー光導波路実用化への期待が高まっている。
 本書は、光有機材料研究開発の第一線で活躍されている研究者の方々にお願いし、第I編では、要素技術に関わるフォトニクスおよびオプトエレクトロニクスの基礎の視点から解説をいただき、第II編では、材料開発に関わる最新技術として、有機半導体を含む機能材料の加工プロセス、光学部品の展開についてご紹介いただき、第III編では、応用技術における最新動向として、フォトニック結晶、無線タグ、光路切替スイッチ、有機EL応用などを取り上げていただき、第IV編では、経済産業省及びNEDOのプロジェクトとして実施された次世代FTTD構築用有機部材開発の状況について、プロジェクト参加メンバーからご報告いただき、第V編では、応用展開が期待されているポリマー光回路について、企業における開発状況についてご執筆いただいている。パッシブ材料からアクティブ材料まで、光有機材料に関する幅広いトピックスが、読者の研究開発の一助となり、更には、執筆者の方々との連携の引き金となれば幸いである。
 最後に、ご多忙の中、ご執筆をご快諾いただき、場合によっては原稿督促にもご対応いただいた著者の方々、また、本書の刊行に辛抱強くご尽力くださったシーエムシー出版の江幡雅之氏に感謝いたします。
(「はじめに」より)
2007年5月 戒能俊邦

執筆者一覧
城田靖彦福井工業大学 環境・生命未来工学科 教授;大阪大学名誉教授
景山弘大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 講師
八瀬清志(独)産業技術総合研究所 光技術研究部門 副研究部門長
小林潤也日本電信電話(株) NTTフォトニクス研究所 主幹研究員
戒能俊邦東北大学 多元物質科学研究所 有機系応用システム(光材料)研究分野 教授
渡辺敏行東京農工大学 大学院共生科学技術研究院 教授
戸谷健朗東京農工大学 大学院工学府応用化学専攻
林秀樹次世代モバイル用表示材料共同研究組合;(現)住友化学工業(株) 光学製品事業部
長澤敦次世代モバイル用表示材料共同研究組合
小池康博慶應義塾大学 理工学部 物理情報工学科・総合デザイン工学専攻 教授;(独)科学技術振興機構 ERATO-SORST 小池フォトニクスポリマープロジェクト 統括責任者
工藤一浩千葉大学 大学院 工学研究科 教授
早瀬修二九州工業大学大学院 生命体工学研究科 教授
横尾篤日本電信電話(株) NTT物性科学基礎研究所 量子光物性研究部
渡辺修(株)豊田中央研究所 バイオ研究室 主席研究員
谷垣宣孝(独)産業技術総合研究所 光技術研究部門 デバイス機能化技術グループ 研究グループ長
安藤慎治東京工業大学大学院 理工学研究科 物質科学専攻 教授
大森裕大阪大学 先端科学イノベーションセンター 教授
尾崎雅則大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報工学専攻 教授
和田達夫(独)理化学研究所 中央研究所 和田超分子科学研究室 主任研究員
田中教雄大日精化工業(株) 技術研究センター 基礎技術研究室 室長
鈴木博之日本電信電話(株) NTTフォトニクス研究所 主幹研究員
田中爾文旭硝子(株) 新事業推進センター ルキナ事業推進部 技術開発グループー リーダー
杉原興浩東北大学 多元物質科学研究所 准教授
伊藤雄三日立電線(株) 研究開発本部 シニアエキスパート;(現)工学院大学 工学部 マテリアル科学科 教授
田尻浩三(株)日本触媒 電子情報材料研究所 アシスタントリサーチリーダー
各務学(株)豊田中央研究所 光デバイス・システム研究室 室長
圷(あくつ)英一富士ゼロックス(株) 研究本部 先端技術研究所 主幹研究員
柿本正也住友電気工業(株) エレクトロニクス・材料研究所 高分子材料技術研究部 主席
柴田智章日立化成工業(株) 先端材料研究所
山本礼日立化成工業(株) 先端材料研究所
江利山祐一JSR(株) 筑波研究所 主任研究員
今村三郎NTTアドバンステクノロジ(株) 先端技術事業本部 光材料技術事業ユニット 主幹担当部長
村田則夫NTTアドバンステクノロジ(株) 先端技術事業本部 光材料技術事業ユニット 担当部長
村越裕NTTアドバンステクノロジ(株) 市場開拓総括営業部 主査

構成および内容
【第I編 基礎(要素技術)】

第1章躍進する有機エレクトロニクス―次世代デバイスの科学技術―(城田靖彦、景山弘)
1はじめに
2エレクトロニクス・オプトエレクトロニクス用有機材料―有機半導体―
3分子性結晶材料
4アモルファス分子材料
4.1アモルファス分子材料の創製
4.2アモルファス分子材料の光・電子機能
5有機EL素子
5.1素子構造と動作原理
5.2有機EL素子用材料
5.3有機EL素子の性能
6有機光電変換素子用材料
6.1素子構造と動作原理
6.2研究の進展
6.3有機光電変換用材料
6.4有機光電変換素子の性能
7有機FET
7.1素子構造と動作原理
7.2有機FET研究の流れ
7.3有機FET用材料
7.4有機FETの性能
8おわりに
第2章プラスチック・エレクトロニクスおよびフォトニクス―有機薄膜トランジスタ、発光素子および太陽電池―(八瀬清志)
1はじめに
2有機薄膜トランジスタ
3有機EL
4有機薄膜太陽電池
5おわりに
第3章光通信用平面導波路型光デバイス技術(小林潤也)
1はじめに
2光導波路
3導波路型光デバイス
3.1方向性結合器
3.2熱光学光スイッチ
3.3波長合分波器
3.3.1アレイ導波路格子波長合分波器
3.3.2フィルタ型波長合分波器
第4章ポリマー光導波路(戒能俊邦)
1はじめに
2光導波路中の光の伝搬
3光導波路の光吸収
4反射・屈折
5散乱
6ポリマー光導波路の光透過性
7ポリマー光導波路の研究開発状況
8光導波路作製技術
9電気光学ポリマー光導波路
10おわりに
第5章平面ディスプレー用光学部材(渡辺敏行、戸谷健朗、林秀樹、長澤敦)
1はじめに
2偏光板
3微小光学部材
4おわりに
第6章高速光伝送・高画質ディスプレイのためのフォトニクスポリマー(小池康博)
1はじめに―フォトニクスポリマー―
2屈折の制御―GI型プラスチック光ファイバ―
2.1光ファイバの概要
2.2プラスチック光ファイバ
2.3GI型屈折率分布による高速化
2.4重水素化或いはフッ素化による低損失化
3光散乱の制御―高輝度光散乱導光体―
4分極の制御―ゼロ複屈折性光学ポリマー―
4.1ポリマーの複屈折発現メカニズム
4.1.1ランダム共重合法
4.1.2異方性低分子ドープ法
4.1.3複屈折性結晶ドープ法
4.2ポリマーの光弾性複屈折の消去
4.3ゼロ・ゼロ複屈折ポリマー
5おわりに
【第II編 材料開発の最新技術】

第1章発光・受光トランジスタ用有機半導体とデバイス特性(工藤一浩)
1はじめに
2受光デバイス
2.1光電変換素子
2.2フォトトランジスタ素子
3発光デバイス
3.1有機発光ダイオード
3.2有機発光トランジスタ
3.3受光・発光複合素子
4まとめ
第2章ナノチタニア粒子を使った光電変換素子(早瀬修二)
1はじめに
2作製方法
3光を電気に変換する光電変換素子
3.1チタニア内部まで凝固体化する方法
3.2液晶性イオン液体の自己組織化によるイオンパスを有する擬固体膜
4電気化学発光素子
5まとめ
第3章ナノインプリント技術による微細構造作製と有機材料(横尾篤)
1はじめに―有機機能性材料と微細構造―
2ナノインプリント技術を使った有機材料への微細構造作製
2.1直接ナノプリント法
2.2直接ナノプリント法を用いた有機機能性材料への微細構造形成によるフォトニック結晶デバイス
3微細構造骨格と有機機能性材料
3.1アルミナナノホールアレイへの有機機能性材料の注入によるフォトニック結晶デバイス
3.2ナノ電極リソグラフィ
4まとめ
第4章アゾポリマーの光機能性を利用したフォトニクス応用(渡辺修)
1はじめに
2アゾポリマー中の配向変化と可逆化現象
3光誘起表面レリーフグレーティング
4近接場ナノ加工
5光固定
6微粒子配列
7今後の展開
第5章高分子材料の光機能化のためのプロセス(谷垣宣孝)
1はじめに
2真空スプレー法
3摩擦転写法
4蒸気輸送法
4.1高分子導波路
4.2パターニング
第6章含フッ素ポリイミド光学材料と光学部品(安藤慎治)
1はじめに
2含フッ素ポリイミドの諸特性
2.1初期の含フッ素ポリイミド
2.2光透過損失の原理と低減化
2.3屈折率と複屈折の制御
2.4屈折率の波長依存性
2.5熱光学定数とその制御
3ポリイミドの光学部品への応用例
3.1薄膜光フィルタ基板
3.2薄膜ポリイミド波長板
3.3薄膜ポリイミド偏光子
3.4平面光導波路
3.4.1FPIを用いたチャネル型光導波路の作製と特性
3.4.2ポリイミド光導波路の光インターコネクションへの応用
3.4.3FPIの光導波路部品への応用
4おわりに
【第III編 応用技術の最新動向】

第1章ウェットプロセスによる高効率有機ELとポリマー光リンクの形成(大森裕)
1はじめに
2ウェットプロセスで作製した高輝度・高効率赤色燐光EL素子
3低分子系有機EL素子による光信号伝送
4ウェットプロセスによる有機EL素子による光信号伝送
5有機受光素子の作製と受光特性
6まとめ
第2章ナノ周期構造液晶のフォトニクス応用(尾崎雅則)
1まえがき
2ナノ周期構造/液晶複合系とチューナブルフォトニック結晶
2.1三次元周期構造/液晶複合系
2.2二次元周期構造/液晶複合系
2.3一次元周期構造/液晶複合系
2.4光造形周期構造/液晶複合系
3カイラル液晶の自己組織螺旋ナノ周期構造
3.1選択反射
3.2液晶レーザー
4螺旋周期構造に特徴的な欠陥
5非線形光学効果
6むすび
第3章光書き込み型無線IC・リライト複合媒体タグ(和田達夫)
1はじめに
2サーマルリライト材料
3無線ICタグ・リライト複合媒体タグ
4非接触光書き込み型無線IC・リライト複合媒体
5非接触光書き込み・読み取り装置
6非接触光書き込み複合媒体タグの応用
7まとめ
第4章有機色素薄膜積層型マイクロ熱レンズ形成素子を用いる光路切替スイッチの開発(田中教雄)
1はじめに
2原理
3開発の経緯
4マイクロ熱レンズ効果の応用
5応答速度
6熱レンズ方式光路切替スイッチの特徴と用途展開
7熱レンズ方式光路切替スイッチの開発課題
第5章光通信波長帯有機発光材料・デバイスの研究開発(鈴木博之)
1はじめに
2有機赤外EL材料の現状
3イオン性色素の探索
3.1EL素子の作製
3.2EL特性
3.3SO447赤外ELの濃度依存性
4イオン性色素における赤外EL過程
5まとめと今後の展開
【第IV編 次世代FTTD構築用有機部材】

第1章高機能全フッ素GI-POFの開発とFTTDへの応用(田中爾文)
1はじめに
2通信用POFとしての要求特性
3光学用透明フッ素樹脂
4全フッ素GI型POF
5高機能POFの開発目標
6高機能POFの開発
6.1マルチコアPOFの開発
6.2WラッドPOFの開発
7既築住宅へのFTTD配線の試み
8将来展望
第2章マルチモード光導波路の新規測定評価法(杉原興浩)
1はじめに
2簡易評価用光導波路チップ
2.1直線光導波路の新規伝搬損失測定法
2.2簡易評価チップの構成
2.3簡易評価チップの測定評価結果
3評価用光源およびモード分布の検討
4おわりに
第3章新規ポリマー導波路用材料および導波路素子(伊藤雄三)
1はじめに
2FTTDの最新の状況
3FTTD、アクセス系に用いられるポリマー光部品
4マルチモード導波路中の光の伝搬について
4.1マルチモード導波路光伝搬解析のためのシミュレーション手法
4.2BPM法のマルチモード導波路への適用
4.3壁面荒れマルチモード導波路中の光の伝搬
5おわりに
第4章フッ素化ポリイミド光導波路の作成(田尻浩三)
1はじめに
2ルクスビア®-PFの諸物性
3埋め込み型光導波路の作成
3.1熱イミド化条件
3.2埋め込み直線導波路の作成
3.3埋め込み型光導波路の特性
43ch.WDMフィルターの作成
5まとめ
第5章自己形成光導波路(各務学)
1はじめに
2自己形成光導波路
33次元光回路
4クラッド形成方法
4.1クラッド置換型
4.2コア選択重合型
4.3クラッド選択重合型
5まとめ
第6章LAMM法高分子導波路技術とその応用(圷英一)
1はじめに
2LAMM法導波路製造技術
2.1技術の概要
2.2LAMM法プロセス工程フロー概要
2.3LAMM法高分子導波路製造技術の特徴
2.3.1低コスト化
2.3.2高機能
2.3.3高信頼性
3LAMM法導波路の応用展開
3.1MT互換光コネクター実装フレキシブル導波路フィルム
3.2LAMM法導波路VCSELモジュール
3.312Gの送信/受信モジュール
3.4VCSEL/PD/電子素子実装2芯双方向フレキシブル導波路モジュール
3.5CAN型光モジュール
4まとめ
【第V編 ポリマー光回路】

第1章近赤外の広帯域で低光吸収損失な新規材料―高フッ素化ポリベンゾオキサゾールの合成とその光導波路材料への応用―(柿本正也)
1はじめに
2広帯域低光吸収損失高フッ素化ポリベンゾオキサゾールの分子設計
3高フッ素化ポリベンゾオキサゾールの合成
4高フッ素化PBOの耐熱性と光学特性
5高フッ素化PBOの熱可塑化とホットエンボス加工
6まとめ
第2章光情報通信用ポリマー光導波路部材および材料(柴田智章、山本礼)
1はじめに
2光通信用部材
2.1はじめに
2.2フッ素化ポリイミド
2.3映像信号配信WDM(wavelength division multiplexing)モジュール
2.3.1光ファイバーの実装構造
2.3.2光導波路回路設計
2.3.3映像信号配信WDM用ポリマー光導波路基板の作製と評価
2.4おわりに
3光配線用材料
3.1はじめに
3.2光配線の必要性
3.3光配線の課題
3.4光配線用ポリマー光導波路材の要求特性
3.5光配線用ポリマー光導波路材の開発
3.5.1開発材の特性
3.5.2プロセスと試作例
3.5.3光伝搬損失
3.5.4信頼性
3.5.5フレキシブル光導波路の屈曲特性
3.5.6高速光信号伝送特性
3.6おわりに
第3章新規感光性ゾルゲル材料を用いた低損失光導波路(江利山祐一)
1はじめに
2従来技術
2.1ゾルゲル反応
2.2従来の導波路用ゾルゲル材料
3感光性ゾルゲル材料
3.1材料設計
3.2設計の検証
3.3フォトリソグラフィー特性
3.4樹脂特性
3.5導波路特性
3.6信頼性
4試作スプリッタ
5まとめ
第4章エポキシ樹脂を用いた光導波路・光学接着剤の開発(今村三郎、村田則夫、村越裕)
1はじめに
2光導波路
2.1ポリマー導波路開発状況
2.2エポキシ導波路
2.2.1エポキシ導波路の特長
2.2.2エポシキ導波路の応用
3光学接着剤
3.1はじめに
3.2光路結合用光学接着剤
3.2.1屈折率制御性
3.2.2光路結合用光学接着剤の主な特性
3.2.3光路結合用光学接着剤の応用
3.3精密固定用接着剤
3.3.1精密固定用接着剤の特性
3.3.2精密固定用接着剤の応用
4おわりに

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