JP2002202421A - 高分子光導波路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 損失量０．７ｄＢ／ｃｍ以下の低い光損失
性、複屈折率０．０１以下の高い光学的等方性、高
い耐薬品性を有することによる優れた加工性、及び３
００℃以上の耐熱性を併せ持つ高分子光導波路を提供す
る。 【解決手段】 式（１）を主鎖骨格に有し、その分子末
端の一部または全てが式（２）で表される架橋基を有す
るポリイミドを光学コア及び／あるいは光学クラッドと
して用いることを特徴とするシングルモードあるいはマ
ルチモードの高分子光導波路。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリイミドを用い
た光導波路に関するものであり、光通信、光情報処理、
微小光学あるいはその他の一般光学の分野で広く用いら
れる種々の光導波路、光導波路デバイス、光集積回路又
は光配線板に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】低損失光ファイバの開発による光通信シ
ステムの実用化に伴い、種々の光通信用部品の開発が望
まれている。またこれら光部品を高密度に実装する光配
線技術、特に光導波路技術の確立が望まれている。

【０００３】一般に、光導波路には、光損失が小さい、
製造が容易、コアとクラッドの屈折率差を制御できる、
耐熱性に優れている、等の条件が要求される。低損失な
光導波路としては石英系が主に検討されている。光ファ
イバで実証済のように石英は光透過性が極めて良好であ
るため導波路とした場合も波長が1.３μｍにおいて０．
１ｄＢ／ｃｍ以下の低光損失化が達成されている。しか
しその光導波路作製に長時間を必要とする、作製時に高
温が必要である、大面積化が困難であるなど製造上の問
題点がある。

【０００４】これに対してポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）などからなる高分子光導波路は低い温度で
成形が可能であり、低価格が期待できるなどの長所があ
る一方、耐熱性に劣る、長波長で十分な低損失化が達成
されていない、などの欠点がある。すなわち、ＰＭＭＡ
に代表される脂肪族系高分子は、光インタコネクション
においてはＬＳＩチップを実装する際に要求されるハン
ダ耐熱性を有していない。さらに、脂肪族系高分子は光
通信波長領域に脂肪族Ｃ−Ｈ結合の赤外吸収の高波長吸
収を有しているため光損失が大きい。従って、脂肪族Ｃ
−Ｈ結合を有さない高耐熱性透明樹脂からなる高分子光
導波路が求められていた。

【０００５】芳香族ポリイミドはプラスチックの中で最
も耐熱性に優れ、さらに脂肪族Ｃ−Ｈ結合を有さない。
このため、芳香族ポリイミドの透明性を高め、光通信分
野に利用するための研究が精力的に行われてきた。透明
性を有するポリイミドについては、例えば「ポリイミド
樹脂」（発行：(株)技術情報協会，１９９１）、「躍進
するポリイミドの最新動向」（発行：住ベテクノリサー
チ(株)社，１９９７）等に詳細に述べられている。

【０００６】透明性を有する芳香族ポリイミドとして
は、全芳香族ポリイミドの分子構造中にトリフルオロメ
チル基等を導入したフッ素含有ポリイミドが数多く開発
されてきた。なかでも、ＮＴＴが開発したフッ素含有ポ
リイミド「ＦＬＵＰＩ」は、可視から近赤外波長領域で
の透明性が高く、その光学的等方性も高い（複屈折が従
来の芳香族ポリイミドより１桁小さい）ため、高分子光
導波路用材料として最も研究が進んでいるポリイミドで
あり、現在工業的に入手できる唯一の光導波路用ポリイ
ミドである（プラスチックス，Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．
９，ｐ．４７、ＭＥＳ’９７ 第７回マイクロエレクト
ロニクス論文集，ｐ．７７等参照）。

【０００７】しかしながら、「ＦＬＵＰＩ」に代表され
るフッ素含有ポリイミドは、有機溶剤に対する溶解性が
極めて高く、すなわち耐薬品性が低い。ポリイミドを光
導波路として用いるためには、コアとクラッドの多層構
造にする必要があるが、フッ素含有ポリイミドは耐薬品
性が低いために、積層時に溶解、膨潤したり、白化、ク
ラックが入る等の問題を起こすため、多層化が困難であ
るという決定的な問題を抱えている（特許２８１６７７
１号公報、特許３０１９１６６号公報等）。また、フッ
素化合物は一般的に製造コストが高いという課題を有し
ており、効率よく安価に製品を供給することが望まれて
いる。

【０００８】これに対し、フッ素を含有させることな
く、透明性すなわち高い光線透過性を有する芳香族ポリ
イミドの検討も行われている。例えば「ポリイミド樹
脂」（発行：(株)技術情報協会，１９９１）、特開平８
−２２５６４５号公報、特開２０００−５３７６７号公
報等に報告されている。これらのポリイミドは、芳香環
同士の結合様式とその位置を工夫することにより、隣り
合った芳香環同士の共役を弱めることで、芳香族ポリイ
ミドの光線透過性を高めている。特にベンゼン環におけ
る結合位置が、光線透過性に大きく寄与し、その結合位
置によって光線透過性が異なることが知られている。例
えば、芳香族ジアミンにジアミノジフェニルエーテルを
用いたケースでは、アミノ基が二つともエーテル結合に
対してメタ位にある場合、すなわち３，３’−ジアミノ
ジフェニルエーテルを用いた場合に光線透過性が高く、
一つがパラ位にある場合、すなわち３，４’−ジアミノ
ジフェニルエーテルを用いた場合には、光線透過性が大
きく劣る。これは、メタ位結合構造によって分子鎖が屈
曲性を有し、分子間相互作用が弱まるためと推察されて
いる。また、これらのフッ素を含有しない芳香族ポリイ
ミドは一般に、フッ素を含有する芳香族ポリイミドに比
べて有機溶剤に対する溶解性が低く、すなわち高い耐薬
品性を有している。

【０００９】しかし、メタ位結合構造の場合、その分子
鎖屈曲性によって高い光線透過性が得られる反面、ガラ
ス転移温度が低くなる傾向にある。例えば、芳香族テト
ラカルボン酸二無水物にピロメリット酸二無水物を用
い、パラ位の結合のみを有する４，４’−ビス（４−ア
ミノフェノキシ）ビフェニルを芳香族ジアミンに用いた
場合、そのガラス転移温度が３１０℃であるのに対し、
結合位置異性体である、メタ位の結合を持つベンゼン環
を二つ有する４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）
ビフェニルを芳香族ジアミンに用いた場合には、そのガ
ラス転移温度が２５０℃と大きく低下する。従って、耐
熱性が要求される光導波路に、これらメタ位結合構造を
有する光線透過性の高い芳香族ポリイミドを適用するこ
とは困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点に鑑み、損失量０．７ｄＢ／ｃｍ以
下の低い光損失性、複屈折率０．０１以下の高い光学
的等方性、高い耐薬品性を有することによる優れた加
工性、及び３００℃以上の耐熱性を併せ持つ高分子光
導波路を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、分子末端に架
橋基を有するポリイミドが、低光損失性、高光学的等方
性、高い耐薬品性、及び耐熱性を併せ持つことを見出
し、この分子末端に架橋基を有するポリイミドを用いる
ことにより、本発明の低光損失性、高光学的等方性、高
い耐薬品性による優れた加工性、及び耐熱性を併せ持つ
高分子光導波路を完成した。

【００１２】すなわち、本発明は、以下の［１］〜
［４］に記載した事項により特定される。

【００１３】［１］ 化学式（１）で表される繰り返し
単位を主鎖骨格に有し、その分子末端の一部または全て
が化学式（２）で表される架橋基を有するポリイミドを
光学コア及び／あるいは光学クラッドとして用いること
を特徴とするシングルモードあるいはマルチモードの高
分子光導波路（化学式（１）において、Ｒ１は化学式
（３）で表される２価の結合基を表し、これらから選ば
れる異なる複数の結合基から構成されてもよい。また化
学式（１）において、Ｒ２は化学式（５）で表される４
価の結合基を表し、これらから選ばれる異なる複数の結
合基から構成されてもよい。化学式（２）において、Ｒ
３は化学式（７）で表される２価の結合基を表す。化学
式（３）において、Ｘ１〜Ｘ６は化学式（４）で表され
る２価の結合基を表し、これらは独立して異なっていて
も同じでもよい。化学式（５）において、Ｙ１は化学式
（６）で表される２価の基を表す。化学式（７）におい
て、Ｚ１〜Ｚ６は化学式（８）で表される１価の結合基
を表し、これらは独立して異なっていても同じでもよ
い。また化学式（７）において、芳香環の水素原子はフ
ッ素原子またはトリフルオロメチル基で置換されたもの
でもよい。）。

【００１４】

【化５】

【００１５】

【化６】 ［２］ 化学式（９）で表される芳香族ジアミン、化学
式（１１）で表される芳香族テトラカルボン酸二無水
物、及び化学式（１３）で表される架橋基を有するジカ
ルボン酸無水物とを反応させて得られる、架橋基を有す
るポリアミック酸を加熱処理することを特徴とする、
［１］記載の高分子光導波路の製造方法（化学式（９）
において、Ｘ１〜Ｘ６は化学式（１０）で表される２価
の結合基を表し、これらは独立して異なっていても同じ
でも良い。化学式（１１）において、Ｙ１は化学式（１
２）で表される２価の基を表す。化学式（１３）におい
て、Ｚ１〜Ｚ６は化学式（１４）で表される１価の結合
基を表し、これらは独立して異なっていても同じでも良
い。また化学式（１３）において、芳香環の水素原子は
フッ素原子またはトリフルオロメチル基で置換されたも
のでもよい。）。

【００１６】

【化７】

【００１７】

【化８】 ［３］ 架橋基を有するポリアミック酸を製造するに際
し、化学式（９）で表される芳香族ジアミンを含む芳香
族ジアミン類の総使用量、化学式（１１）で表される芳
香族テトラカルボン酸二無水物を含む芳香族テトラカル
ボン酸二無水物類の総使用量、及び化学式（１３）で表
される架橋基を有するジカルボン酸無水物の使用量が、
数式（Ａ）及び数式（Ｂ）で表される範囲であることを
特徴とする［２］記載の高分子光導波路の製造方法（数
式（Ａ）及び数式（Ｂ）において、Ｍ１、Ｍ２、及びＭ
３はそれぞれ、架橋基を有するポリアミック酸を製造す
るのに際して用いる、化学式（９）で表される芳香族ジ
アミンを含む芳香族ジアミン類の総使用モル数、化学式
（１１）で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物を
含む芳香族テトラカルボン酸二無水物類の総使用モル
数、及び化学式（１３）で表される架橋基を有するジカ
ルボン酸無水物の使用モル数を表す。ここで、化学式
（９）において、Ｘ１〜Ｘ６は化学式（１０）で表され
る２価の結合基を表し、これらは独立して異なっていて
も同じでも良い。化学式（１１）において、Ｙ１は化学
式（１２）で表される２価の基を表す。化学式（１３）
において、Ｚ１〜Ｚ６は化学式（１４）で表される１価
の結合基を表し、これらは独立して異なっていても同じ
でも良い。また化学式（１３）において、芳香環の水素
原子はフッ素原子またはトリフルオロメチル基で置換さ
れたものでもよい。）。

【００１８】 ０．８ ≦ Ｍ２／Ｍ１ ≦ ０．９９９ （Ａ） ０．２ ≦ Ｍ３／（Ｍ１−Ｍ２） ≦ ４．０ （Ｂ） ［４］ 加熱処理の温度が、２５０℃以上３７０℃以下
であることを特徴とする［２］又は［３］記載の高分子
光導波路の製造方法。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。

【００２０】本発明の高分子光導波路は、化学式（１）
で表される繰り返し単位を主鎖骨格に有し、その分子末
端の一部または全てが化学式（２）で表される架橋基を
有するポリイミドを光学コア及び／あるいは光学クラッ
ドとして用いる。ここで化学式（１）において、Ｒ１は
化学式（３）で表される２価の結合基を表し、これらか
ら選ばれる異なる複数の結合基から構成されてもよい。
また化学式（１）において、Ｒ２は化学式（５）で表さ
れる４価の結合基を表し、これらから選ばれる異なる複
数の結合基から構成されてもよい。化学式（２）におい
て、Ｒ３は化学式（７）で表される２価の結合基を表
す。化学式（３）において、Ｘ１〜Ｘ６は化学式（４）
で表される２価の結合基を表し、これらは独立して異な
っていても同じでも良い。化学式（５）において、Ｙ１
は化学式（６）で表される２価の基を表す。化学式
（７）において、Ｚ１〜Ｚ６は化学式（８）で表される
１価の結合基を表し、これらは独立して異なっていても
同じでも良い。また化学式（７）において、芳香環の水
素原子はフッ素原子またはトリフルオロメチル基で置換
されたものでもよい。

【００２１】本発明の高分子光導波路は、化学式（９）
で表される芳香族ジアミン、化学式（１１）で表される
芳香族テトラカルボン酸二無水物、及び化学式（１３）
で表される架橋基を有するジカルボン酸無水物とを反応
させて得られるポリアミック酸を、加熱処理することに
より得ることができる。ここで化学式（９）において、
Ｘ１〜Ｘ６は化学式（１０）で表される２価の結合基を
表し、これらは独立して異なっていても同じでも良い。
化学式（１１）において、Ｙ１は化学式（１２）で表さ
れる２価の基を表す。化学式（１３）において、Ｚ１〜
Ｚ６は化学式（１４）で表される１価の結合基を表し、
これらは独立して異なっていても同じでも良い。また化
学式（１３）において、芳香環の水素原子はフッ素原子
またはトリフルオロメチル基で置換されたものでもよ
い。

【００２２】本発明で用いる、化学式（９）で表される
芳香族ジアミンの具体例としては、例えば、３，３’−
ジアミノビフェニル、３，３’−ジアミノジフェニルエ
ーテル、３，３’−ジアミノジフェニルスルフィド、
３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、１，３−ビス
（３−アミノフェニル）ベンゼン、１，３−ビス（３−
アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミ
ノフェニルスルフィド）ベンゼン、１，３−ビス（３−
アミノフェニルスルホニル）ベンゼン、４，４’−ビス
（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、３，４’−ビス
（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、３，３’−ビス
（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス（４−（３
−アミノフェノキシ）フェニル）スルホン、ビス（３−
（３−アミノフェノキシ）フェニル）スルホン、ビス
（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）スルフィ
ド、ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェニル）ス
ルフィド、ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニ
ル）エーテル、ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フ
ェニル）エーテル等が挙げられる。これらのうち、より
低い光損失性が得られることを勘案して、化学式（１
５）で表される３，３’−ジアミノジフェニルスルホ
ン、化学式（１６）で表される１，３−ビス（３−アミ
ノフェノキシ）ベンゼン、化学式（１７）で表される
１，３−ビス（３−アミノフェニルスルホニル）ベンゼ
ン、化学式（１８）で表される４，４’−ビス（３−ア
ミノフェノキシ）ビフェニル、化学式（１９）で表され
るビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）スル
ホンを用いることが好ましい。また純度は特に規定され
るものではないが、９０重量％以上のものを用いるのが
好ましい。これらの芳香族ジアミンは、単独で用いて
も、また複数種類を混合して用いてもよい。

【００２３】

【化９】 本発明において、屈折率等の物性を制御する目的で本発
明の効果を損なわない範囲で、上記で挙げた芳香族ジア
ミン以外の芳香族ジアミンを用いることができる。用い
ることができる芳香族ジアミンの具体例としては、例え
ば、１，３−ジアミノベンゼン、１，４−ジアミノベン
ゼン、３，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジア
ミノビフェニル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテ
ル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’
−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノ
ジフェニルスルフィド、３，４’−ジアミノジフェニル
スルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、
１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，
４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，
４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジアミノジフェニ
ルエーテル、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）
ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ビス（４−
アミノフェノキシ）ジアミノジフェニルスルホン等が挙
げられる。また、本発明の効果を損なわない範囲であれ
ば、芳香環の水素原子の一部または全てが、フッ素原子
またはトリフルオロメチル基で置換されたものを用いて
もよい。具体例としては、例えば、２−フルオロ−１，
３−ジアミノベンゼン、２−トリフルオロメチル−１，
３−ジアミノベンゼン、２−フルオロ−１，４−ジアミ
ノベンゼン、２−トリフルオロメチル−１，４−ジアミ
ノベンゼン、２，５−ジフルオロ−１，４−ジアミノベ
ンゼン、２，５−ビス（トリフルオロメチル）−１，４
−ジアミノベンゼン、２，２’−ビス（トリフルオロメ
チル）−４，４’−ジアミノビフェニル、２−トリフル
オロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、２，
２’，６，６’−テトラ（トリフルオロメチル）−４，
４’−ジアミノビフェニル、，２，２’−ジフルオロ−
４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ビス（トリ
フルオロメチル）−４，４’−ジアミノジフェニルエー
テル、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，
４’−ジアミノジフェニルスルフィド、２，２’−ビス
（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノジフェニ
ルスルホン、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−
４，４’−ジアミノジフェニル−１，１，１，３，３，
３−ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（４−アミ
ノフェノキシ）−４−トリフルオロメチルベンゼン、
１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）−４−フルオロ
ベンゼン、１−（４−アミノフェノキシ）−３−（２−
トリフルオロメチル−４−アミノフェノキシ）−ベンゼ
ン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）−２−トリ
フルオロメチルベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフ
ェノキシ）−４−トリフルオロメチルベンゼン、２，
２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ビス
（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２’−ジフ
ルオロ−３，３’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフ
ェニル、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，
４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ジアミノジフェニ
ルエーテル、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−
４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ジアミノジフ
ェニルスルフィド、６，６’−ビス（トリフルオロメチ
ル）−３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、２，
２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ビス
（３−アミノフェノキシ）ジアミノジフェニルスルホ
ン、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’
−ビス（３−アミノフェノキシ）−１，１，１，３，
３，３−ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。純度
は特に規定されるものではないが、９０重量％以上のも
のを用いるのが好ましい。これらの芳香族ジアミンは、
単独で用いても、また複数種類を混合して用いてもよ
い。

【００２４】本発明で用いる、化学式（１１）で表され
る芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、
例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’
―ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，
３’，４’―ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
２，２’，３，３’―ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル
二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スル
フィド二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニ
ル）スルホン二無水物等が挙げられる。これらのうち、
より低い光損失性が得られることを勘案して、化学式
（２０）で表される３，３’，４，４’―ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物、化学式（２１）で表される
２，３，３’，４’―ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物、化学式（２２）で表される２，２’，３，３’―
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、化学式（２３）
で表されるビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エー
テル二無水物を用いることが好ましい。また純度は特に
規定されるものではないが、９０重量％以上のものを用
いるのが好ましい。これらの芳香族テトラカルボン酸二
無水物は、単独で用いても、また複数種類を混合して用
いてもよい。

【００２５】

【化１０】 本発明において、屈折率等の物性を制御する目的で本発
明の効果を損なわない範囲で、上記で挙げた芳香族テト
ラカルボン酸二無水物以外の芳香族テトラカルボン酸二
無水物を用いることができる。用いることができる芳香
族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例え
ば、１，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）
ベンゼン二無水物、１，４−ビス（３，４−ジカルボキ
シフェノキシ）ベンゼン二無水物等が挙げられる。ま
た、本発明の効果を損なわない範囲であれば、フッ素を
含有する芳香族テトラカルボン酸二無水物を用いてもよ
い。具体例としては、例えば、２，２−ビス（３，４−
ジカルボキシフェニル）―１，１，１，３，３，３−ヘ
キサフルオロプロパン二無水物、２，２−ビス（１，
２，５，６−テトラフルオロ−３，４−ジカルボキシフ
ェニル）―１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプ
ロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシ
フェニル）―１，３，−ジフェニル−１，１，３，３−
テトラフルオロプロパン二無水物等が挙げられる。純度
は特に規定されるものではないが、９０重量％以上のも
のを用いるのが好ましい。これらの芳香族テトラカルボ
ン酸二無水物は、単独で用いても、また複数種類を混合
して用いてもよい。

【００２６】本発明で用いる、化学式（１３）で表され
る架橋基を有するジカルボン酸無水物の具体例として
は、例えば、２，３−ジフルオロマレイン酸無水物、
２，３−ビス（トリフルオロメチル）マレイン酸無水
物、２，３−ジフェニルマレイン酸無水物、１，２，
３，４，５，６，７，７−オクタフルオロ−５−ノルボ
ルネン−２，３−ジカルボン酸無水物、１，２，３，
４，７，７−ヘキサフルオロ−５，６−ビス（トリフル
オロメチル）−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン
酸無水物、１，２，３，４，７，７−ヘキサフルオロ−
５，ジフェニル−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボ
ン酸無水物、１，２，３，３，４，５，６，６−オクタ
フルオロ−４，５−ジカルボキシ―シクロヘキセン無水
物、１，２−ビス（トリフルオロメチル）−３，３，
４，５，６，６−ヘキサフルオロ−４，５−ジカルボキ
シ―シクロヘキセン無水物、１，２−ジフェニル−３，
３，４，５，６，６−ヘキサフルオロ−４，５−ジカル
ボキシ―シクロヘキセン無水物、１−フルオロ−２−
（３，４−ジカルボキシフェニル）アセチレン無水物、
１−（３，４−ジカルボキシフェニル）アセチレン無水
物、１−フェニル−２−（３，４−ジカルボキシフェニ
ル）アセチレン無水物、１，１，２−トリフルオロ−２
−（３，４−ジカルボキシフェニル）エチレン無水物等
が挙げられる。これらのうち、より高い耐薬品性が得ら
れることを勘案して、化学式（２３）で表される２，３
−ジフルオロマレイン酸無水物、化学式（２４）で表さ
れる２，３−ビス（トリフルオロメチル）マレイン酸無
水物、化学式（２５）で表される１，２，３，４，５，
６，７，７−オクタフルオロ−５−ノルボルネン−２，
３−ジカルボン酸無水物、化学式（２６）で表される
１，２，３，４，７，７−ヘキサフルオロ−５，６−ビ
ス（トリフルオロメチル）−５−ノルボルネン−２，３
−ジカルボン酸無水物、化学式（２７）で表される１−
フルオロ−２−（３，４−ジカルボキシフェニル）アセ
チレン無水物、化学式（２８）で表される１−（３，４
−ジカルボキシフェニル）アセチレン無水物、化学式
（２９）で表される１−フェニル−２−（３，４−ジカ
ルボキシフェニル）アセチレン無水物を用いることが好
ましい。また純度は特に規定されるものではないが、９
０重量％以上のものを用いるのが好ましい。これらのジ
カルボン酸無水物は、単独で用いても、また複数種類を
混合して用いてもよい。

【００２７】

【化１１】 本発明において、架橋基を有するポリアミック酸を製造
するに際し、化学式（９）で表される芳香族ジアミンを
含む芳香族ジアミン類の総使用量、化学式（１１）で表
される芳香族テトラカルボン酸二無水物を含む芳香族テ
トラカルボン酸二無水物類の総使用量、及び化学式（１
３）で表される架橋基を有するジカルボン酸無水物の使
用量は、数式（Ａ）及び数式（Ｂ）で表される範囲であ
ることが好ましい。ここで、数式（Ａ）及び数式（Ｂ）
において、Ｍ１、Ｍ２、及びＭ３はそれぞれ、架橋基を
有するポリアミック酸を製造するのに際して用いる、化
学式（９）で表される芳香族ジアミンを含む芳香族ジア
ミン類の総使用モル数、化学式（１１）で表される芳香
族テトラカルボン酸二無水物を含む芳香族テトラカルボ
ン酸二無水物類の総使用モル数、及び化学式（１３）で
表される架橋基を有するジカルボン酸無水物の使用モル
数を表す。

【００２８】 ０．８ ≦ Ｍ２／Ｍ１ ≦ ０．９９９ （Ａ） ０．２ ≦ Ｍ３／（Ｍ１−Ｍ２） ≦ ４．０ （Ｂ） Ｍ２／Ｍ１が０．８未満の場合、分子量が小さいために
十分な耐薬品性が得られなくなる等の問題が生じる恐れ
がある。また、Ｍ２／Ｍ１が０．９９９を超える場合、
分子末端に導入できる架橋基の量が限られるため、十分
な耐熱性が得られなくなる等の問題が生じる恐れがあ
る。

【００２９】Ｍ３／（Ｍ１−Ｍ２）が０．２未満の場
合、分子末端の導入される架橋基の量が少ないため、十
分な耐熱性が得られなくなる等の問題が生じる恐れがあ
る。また、Ｍ３／（Ｍ１−Ｍ２）が４．０を超える場
合、架橋基を有するジカルボン酸無水物が化学量論に対
して過剰に存在するため、ポリアミック酸溶液がゲル化
するなどの保存安定性が悪くなる等の問題が生じる恐れ
がある。

【００３０】本発明で用いる架橋基を有するポリイミド
及びその前駆体である架橋基を有するポリアミック酸
は、用いる芳香族ジアミン類と芳香族テトラカルボン酸
二無水物類のモル比Ｍ２／Ｍ１を、上述の範囲内で制御
することで、任意の分子量に調節することができる。分
子量を調節することにより、光導波路作成に用いる架橋
基を有するポリアミック酸溶液の粘度を、濾過や塗布に
適した値に調整することができる。

【００３１】本発明における架橋基を有するポリアミッ
ク酸の製造方法には、従来公知の方法を用いることがで
きる。一般的な方法としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセト
アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジ
ノン、ジメチルスルホキシド、フェノール、クロロフェ
ノール、クレゾール、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、ピリジン、ピコリン、ジメチルスルホン、トリクロ
ロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベ
ンゼンなどの有機溶媒に、芳香族ジアミン、芳香族テト
ラカルボン酸二無水物、及び架橋基を有するジカルボン
酸無水物を添加し、０〜１５０℃、好ましくは１０〜８
０℃で１分から１００時間、好ましくは１０分〜２０時
間、攪拌混合することにより得られる。芳香族ジアミ
ン、芳香族テトラカルボン酸二無水物、及び架橋基を有
するジカルボン酸無水物の添加方法は特に制限されず、
全てを一括して添加してもよいが、芳香族ジアミン及び
芳香族テトラカルボン酸二無水物を添加し、攪拌混合し
た後に架橋基を有するジカルボン酸無水物を添加する方
法が好ましい。反応圧力は特に制限されるものではな
く、通常常圧下で行われ、窒素やアルゴンなどの不活性
ガス雰囲気が好適に用いられる。

【００３２】本発明のポリイミド光導波路は、前駆体で
ある架橋基を有するポリアミック酸を用いて成膜し、成
膜後に加熱処理することによりポリイミド化して導波路
加工を施すことにより得ることができる。ここで、用い
るポリアミック酸は、ポリイミド化された際に所望の屈
折率を有するよう、予め調整しておく。屈折率の調整
は、例えば、化学式（９）で表される芳香族ジアミン及
び／または化学式（１１）で表される芳香族テトラカル
ボン酸二無水物の中から、複数の異なる芳香族ジアミン
及び／また芳香族テトラカルボン酸二無水物を用いる方
法、また本発明の効果を損なわない範囲でこれらに包含
されない複数の異なる芳香族ジアミン及び／また芳香族
テトラカルボン酸二無水物を用いる方法等が挙げられ
る。膜形成にはポリアミック酸の有機溶媒溶液を基材上
にスピンコートする方法が最も一般的である。この際に
用いられる溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノ
ン、ジメチルスルホキシド、フェノール、クロロフェノ
ール、クレゾール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、
ピリジン、ピコリン、ジメチルスルホン、トリクロロエ
タン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼ
ン等が挙げられる。ポリアミック酸は、溶媒の種類の選
択と溶液濃度の調整により、薄膜の形成工程に対応した
適当な粘性、重ね塗り特性を得ることができる。 本発
明のポリイミド光導波路は、より具体的には、以下に示
すような方法で一般的に製造することができる。すなわ
ち、所望の比屈折率差に調整されたコア用／クラッド用
のポリアミック酸溶液を用意し、まず、スピンコート法
によりクラッド用ポリアミック酸溶液から基板にクラッ
ド膜を作製し、不活性ガス雰囲気下、２５０℃以上３７
０℃以下で加熱処理してポリイミド下層クラッドを形成
する。次いで、この上に同様にしてコア用ポリアミック
酸溶液を塗布し、加熱処理してポリイミドコア層を形成
する。次に、このコア層の上にエッチングマスクとなる
層を形成し、フォトリソグラフィー等により導波路パタ
ンに加工する。エッチングマスクの材料としては、有機
フォトレジスト又は金属等が用いられる。次に、エッチ
ングマスク越しにコア層を反応性イオンエッチングする
ことにより所望の導波路パターンを形成することができ
る。その後、再度クラッド用ポリアミック酸溶液を塗
布、加熱処理してポリイミド上層クラッドを形成する。
この方法は、特に、シングルモード光導波路の作製に有
効であり、作製時間を十分確保できる場合にはマルチモ
ード光導波路の作製にも有効である。

【００３３】ポリイミド光導波路の作成に用いるコア用
／クラッド用ポリイミドは、両者の屈折率の差が０．０
１〜１０％程度の組み合わせを用いることが好ましい。
なお、下層クラッド用ポリイミドと上層クラッド用ポリ
イミドは同一のものでもよく、また異なるものを用いて
もよい。

【００３４】本発明でいう加熱処理とは、光導波路作成
時においてポリアミック酸を塗布した後、これをポリイ
ミド化するために行う加熱のことをいう。また、本発明
でいう加熱処理の温度または加熱処理温度とは、この加
熱処理する際の温度をいう。

【００３５】本発明において、前駆体である架橋基を有
するポリアミック酸をポリイミド化する際の加熱処理
は、２５０℃以上３７０℃以下の温度において行われる
ことが好ましく、２８０℃以上３６０℃以下がより好ま
しい。２５０℃未満であると、本発明の効果である耐熱
性が十分に発現しなくなる恐れがあり、また３７０℃を
超えると、本発明の効果である低い光損失性が損なわれ
る恐れがある。熱処理における雰囲気は特に制限されな
いが、窒素やアルゴンなどの不活性ガスであることが好
ましい。加熱処理の時間は温度等の条件により異なる
が、通常１秒〜１００時間が好ましく、１０秒〜１０時
間程度がより好ましい。

【００３６】本発明において用いる架橋基を有するポリ
イミドは、光損失性０．７ｄＢ／ｃｍと低く、高分子光
導波路に適している。これは、主鎖骨格のベンゼン環が
メタ位結合を有しているためと推察される。また、主鎖
骨格にフッ素原子を有していないため、高い耐薬品性を
有し、高分子光導波路を作成時において優れた加工性を
有する。すなわち光導波路作成時において、フッ素を含
有するポリイミドと異なり、一度形成されたポリイミド
層は耐薬品性を有するため、その上にＮ，Ｎ−ジメチル
アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダ
ゾリジノン、ジメチルスルホキシド、フェノール、クロ
ロフェノール、クレゾール、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、ピリジン、ピコリン、ジメチルスルホン、トリ
クロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロ
ロベンゼン等の有機溶媒に溶解したポリアミック酸溶液
を塗布しても、溶解、膨潤、白化、クラックの発生を起
こさない。したがって、使用する有機溶媒並びにポリア
ミック酸、ポリイミドを任意に選択することができる利
便性も併せ持つ。なお、分子末端に導入する架橋基を有
するジカルボン酸無水物にフッ素が含まれていても、本
発明の効果は損なわれない。

【００３７】本発明において用いる架橋基を有するポリ
イミドは、架橋基を有しない場合に比べて耐熱性が大幅
に向上し、高分子光導波路として十分な３００℃以上の
耐熱性を有するようになる。さらには上述の耐薬品性の
向上にも寄与する。３００℃以上の耐熱性を有するよう
になるのは、次の理由によるものと推察している。すな
わち、ポリイミド分子の分子末端の一部または全てに炭
素−炭素三重結合や二重結合等の不飽和基を有している
ため、熱的な要因によってその一部または全てが架橋反
応を起こして架橋し、通常の線上の分子形状に対し、網
目状の高分子体を形成するため、メタ位結合によるポリ
イミドの優れた性能を維持したまま、耐熱性が大幅に向
上し、また耐薬品性も併せて有するようになるものと考
えられる。

【００３８】なお、本発明のように架橋基を有すること
なく、ポリイミドがガラス転移温度以上の高温に曝され
ると、コアとクラッドの形状が崩れ、コアとクラッドと
の界面に乱れや不均一が生じる、また導波路形状が設計
寸法と差異が生じる等の問題が発生する恐れがあり、光
が散乱することにより損失が増大し、実質的には光導波
路として用いることができず、また製品の信頼性にも大
きく影響する。耐薬品性が乏しい場合にも、積層時に溶
解、膨潤、白化、クラックの発生を起こし、同様の問題
が生じる恐れがある。

【００３９】以上、説明した特徴を有しかつ説明した方
法により作製された光導波路は、低い光損失性、高い光
学的等方性、高い耐薬品性を有することによる優れた加
工性、及び耐熱性を併せ持つ高分子光導波路であり、従
来解決できなかった課題を満足することができる高分子
光導波路である。

【００４０】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。

【００４１】実施例中の各評価方法及び光導波路の作成
方法を以下に示す。

【００４２】屈折率及び複屈折率 ： 粘度が２，０
００〜４０，０００ｃＰ程度となるように濃度を調整し
たポリアミック酸のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液
を用意し、この溶液をシリコンウェハにスピンコーティ
ングした後、窒素雰囲気下、６０℃で２時間、その後３
００℃まで昇温してさらに２時間乾燥した。この操作に
より、シリコンウェハ上に膜厚５〜２０μｍのポリイミ
ド薄膜が得られた。ＭＥＴＲＩＣＯＮ社プリズムカプラ
２０１０を用いてプリズムカップリング法により、この
膜の波長８５０ｎｍでの屈折率及び複屈折率を測定し
た。なお、ここにおける屈折率はＴＥモードで測定した
値を示し、複屈折率はＴＥモードとＴＭモードでのそれ
ぞれの屈折率の差（ＴＥ―ＴＭ）を示す。

【００４３】光導波路作成 ： ４インチのシリコン
基板に、粘度が２，０００〜４０，０００ｃＰ程度とな
るように濃度を調整したクラッド用ポリアミック酸の
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を、加熱処理後のポ
リイミド膜厚が１５μｍになるようにスピンコート法に
より塗布した。これを７０℃で２時間、１６０℃で１時
間、２５０℃で３０分、さらに所定の加熱処理温度で１
時間熱処理をしてポリイミド膜を形成した。次いでこの
上に、粘度が２，０００〜４０，０００ｃＰ程度となる
ように濃度を調整したコア用ポリアミック酸のＮ，Ｎ−
ジメチルアセトアミド溶液を、加熱処理後のポリイミド
膜厚が７μｍになるようにスピンコート法により塗布し
た。これを７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０
℃で３０分、さらに所定の加熱処理温度で１時間熱処理
をして、下部クラッド層上にポリイミドのコア層を形成
した。この上に膜厚１．５μｍのシリコン含有レジスト
層を塗布した後約９０℃でプリベークを行った。次に線
幅７μｍ、長さ１０ｃｍの直線状光導波路パターンが１
００μｍ間隔に４０本描かれたフォトマスクを用いて密
着露光した後、現像液を用いて露光部分のフォトレジス
トを現像除去した。その後９０℃でポストベークを行っ
た。このパターンニングされたレジスト層をマスクとし
てポリイミド膜を酸素の反応性イオンエッチングにより
膜表面から７μｍの深さまでエッチングした。次にポリ
イミドの上層に残ったレジスト層を剥離液で除去した。
最後に、粘度が２，０００〜４０，０００ｃＰ程度とな
るように濃度を調整したクラッド用ポリアミック酸の
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を、加熱処理後のポ
リイミド膜厚が１５μｍになるようにスピンコート法に
より塗布した。これを７０℃で２時間、１６０℃で１時
間、２５０℃で３０分、さらに所定の加熱処理温度で１
時間熱処理をしてポリイミド膜を形成し、上部クラッド
層を形成した。このようにして、幅７μｍ、高さ７μｍ
の埋め込み型光導波路を作成した。

【００４４】光損失量 ： 通常のカットバック法に
より測定した。

【００４５】耐熱性試験 ： 窒素雰囲気下、３２０
℃で１時間加熱条件に曝露し、曝露前後での光損失量の
比較により耐熱性を評価した。

【００４６】なお、実施例の表中において、用いた化合
物を以下の略号で示す。 ３，３’−ＤＡＳＯ２ ： ３，３’−ジアミノジフェ
ニルスルホン ｍ，ｍ−ＡＰＢ ： １，３−ビス（３−アミノフェノ
キシ）ベンゼン ｍ，ｍ−ＡＳＯ２Ｂ ： １，３−ビス（３−アミノフ
ェニルスルホニル）ベンゼン ｍＢＰ ： ４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）
ビフェニル ｍＢＳ ： ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェ
ニル）スルホン ３，３’，４，４’−ＢＰＤＡ ： ３，３’，４，
４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 ２，３，３’，４’−ＢＰＤＡ ： ２，３，３’，
４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 ２，２’，３，３’−ＢＰＤＡ ： ２，２’，３，
３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 ＯＤＰＡ ： ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）
エーテル二無水物 ＭＡ−Ｆ ： ２，３−ジフルオロマレイン酸無水物 ＭＡ−ＣＦ３ ： ２，３−ビス（トリフルオロメチ
ル）マレイン酸無水物 ＮＢＤＣ−Ｆ ： １，２，３，４，５，６，７，７−
オクタフルオロ−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボ
ン酸無水物 ＮＢＤＣ−ＣＦ３ ： １，２，３，４，７，７−ヘキ
サフルオロ−５，６−ビス（トリフルオロメチル）−５
−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物、 ＤＣＰＡ ： １−（３，４−ジカルボキシフェニル）
アセチレン無水物 ＤＣＰＡ−Ｆ ： １−フルオロ−２−（３，４−ジカ
ルボキシフェニル）アセチレン無水物 ＤＣＰＡ−Ｐ ： １−フェニル−２−（３，４−ジカ
ルボキシフェニル）アセチレン無水物 ＜実施例１＞クラッド用の架橋基を有する含有ポリアミ
ック酸溶液を以下の以下のようにして合成した。撹拌
機、窒素導入管、温度計を備えたフラスコに、３，３’
−ジアミノジフェニルスルホン０．１ｍｏｌ（２２．０
２９ｇ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド２０５ｇを装
入し、窒素雰囲気下３０分間撹拌して溶解した。その
後、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二
無水物０．０９８ｍｏｌ（３０．４０２ｇ）を溶液温度
の上昇に注意しながら分割して加え、室温で６時間攪拌
し、次いで２，３−ジフルオロマレイン酸無水物０．０
０４ｍｏｌ（０．５３６ｇ）を同様に溶液温度の上昇に
注意しながら分割して加え、さらに室温で６時間攪拌
し、Ｍ２／Ｍ１が０．９８でかつＭ３／（Ｍ１−Ｍ２）
が２．０のクラッド用ポリアミック酸溶液を得た（Ｍ
１、Ｍ２及びＭ３はそれぞれ、芳香族ジアミン類の総使
用モル数、芳香族テトラカルボン酸二無水物類の総使用
モル数、及び架橋基を有するジカルボン酸無水物の使用
モル数を表す。）。

【００４７】同様にして、コア用の架橋基を有する含有
ポリアミック酸溶液を以下の以下のようにして合成し
た。撹拌機、窒素導入管、温度計を備えたフラスコに、
４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル
０．１ｍｏｌ（３６．８４６ｇ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルア
セトアミド２６８ｇを装入し、窒素雰囲気下３０分間撹
拌して溶解した。その後、ビス（３，４−ジカルボキシ
フェニル）エーテル二無水物０．０９８ｍｏｌ（３０．
４０２ｇ）を溶液温度の上昇に注意しながら分割して加
え、室温で６時間攪拌し、次いで２，３−ジフルオロマ
レイン酸無水物０．００４ｍｏｌ（０．５３６ｇ）を同
様に溶液温度の上昇に注意しながら分割して加え、さら
に室温で６時間攪拌し、Ｍ２／Ｍ１が０．９８でかつＭ
３／（Ｍ１−Ｍ２）が２．０のコア用ポリアミック酸溶
液を得た。

【００４８】これらのポリアミック酸溶液を用い、プリ
ズムカップリング法でそれぞれに対応するポリイミドの
８５０ｎｍにおける屈折率及び複屈折率を測定したとこ
ろ、クラッド用ポリイミドの屈折率及び複屈折率はそれ
ぞれ１．６５０、０．００６であり、またコア用ポリイ
ミドの屈折率及び複屈折率はそれぞれ１．６６６、０．
００６であった。

【００４９】これらのポリアミック酸溶液を用い、各層
を塗布後の加熱処理温度を３００℃として光導波路を作
成した。光導波路の作成中に、溶解や膨潤、白化、クラ
ックが入る等の問題は一切生じず、加工性に優れてい
た。

【００５０】作成した光導波路を用いて８５０ｎｍにお
ける光損失量を測定したところ、０．３ｄＢ／ｃｍであ
り、極めて低い光損失量を有していることがわかった。
また、３２０℃で１時間の加熱曝露後の光損失量も０．
３ｄＢ／ｃｍで同等であり、高い耐熱性を有しているこ
とがわかった。

【００５１】以上より、本発明の高分子光導波路が、
損失量０．７ｄＢ／ｃｍ以下の低い光損失性、複屈折
率０．０１以下の高い光学的等方性、高い耐薬品性を
有することによる優れた加工性、及び３００℃以上の
耐熱性を併せ持つ高分子光導波路であることがわかる。

【００５２】＜比較例１＞表１に示すように、クラッド
用及びコア用ポリアミック酸溶液作成時に架橋基を有す
るジカルボン酸無水物を用いずに実施例１と同様にし
て、各ポリアミック酸溶液、光導波路の作成を行い、ま
た各評価を実施した。結果をまとめて表１に示す。光導
波路作成中にクラック等の問題は見られなかったが、光
損失量が１．６ｄＢ／ｃｍと高く、３２０℃で１時間の
加熱曝露後は３．０ｄＢ／ｃｍに増大した。これは、耐
熱性が低いことに起因するコア・クラッドの破損が原因
と考えられ、高分子光導波路として適していないことが
分かる。

【００５３】＜実施例２〜３及び比較例２〜３＞表１に
示すように、Ｍ３／（Ｍ１−Ｍ２）を適宜変更して、実
施例１と同様にして、各ポリアミック酸溶液、光導波路
の作成を行い、また各評価を実施した。結果をまとめて
表１に示す。比較例３では、作成したポリアミック酸溶
液の保存安定性が悪く、常温で２ヶ月保存したところ、
一部がゲル状となっていた。Ｍ３／（Ｍ１−Ｍ２）が、
０．２≦Ｍ３／（Ｍ１−Ｍ２）≦４．０の範囲を外れる
と、本発明の効果が得られないことが分かる。

【００５４】＜実施例４〜５及び比較例４〜５＞表１に
示すように、Ｍ２／Ｍ１を適宜変更して、実施例１と同
様にして、各ポリアミック酸溶液、光導波路の作成を行
い、また各評価を実施した。結果をまとめて表１に示
す。Ｍ２／Ｍ１が、０．８≦Ｍ２／Ｍ１≦０．９９９の
範囲を外れると、本発明の効果が得られないことが分か
る。

【００５５】＜実施例６〜７及び比較例６〜７＞表１に
示すように、光導波路作成時における加熱処理温度を適
宜変更して、実施例１と同様にして、各ポリアミック酸
溶液、光導波路の作成を行い、また各評価を実施した。
結果をまとめて表１に示す。加熱処理温度が、２５０〜
３７０℃の範囲を外れると、本発明の効果が得られない
ことが分かる。

【００５６】＜実施例８〜１３＞表２に示すように、ク
ラッド用及びコア用ポリアミック酸溶液作成時に用いる
架橋基を有するジカルボン酸無水物を適宜変更して、実
施例１と同様にして、各ポリアミック酸溶液、光導波路
の作成を行い、また各評価を実施した。結果をまとめて
表２に示す。実施例１と同様に、低光損失性、低複屈折
性（高い光学的等方性）、優れた加工性、及び耐熱性を
併せ持つ高分子光導波路であることがわかる。

【００５７】＜実施例１４〜１６＞表２に示すように、
クラッド用及びコア用ポリアミック酸溶液作成時に用い
るテトラカルボン酸二無水物を適宜変更して、実施例１
と同様にして、各ポリアミック酸溶液、光導波路の作成
を行い、また各評価を実施した。結果をまとめて表２に
示す。実施例１と同様に、低光損失性、低複屈折性（高
い光学的等方性）、優れた加工性、及び耐熱性を併せ持
つ高分子光導波路であることがわかる。

【００５８】＜実施例１７〜２１＞表２に示すように、
クラッド用及びコア用ポリアミック酸溶液作成時に用い
るジアミン及びテトラカルボン酸二無水物を適宜変更し
て、実施例１と同様にして、各ポリアミック酸溶液、光
導波路の作成を行い、また各評価を実施した。結果をま
とめて表２に示す。実施例１と同様に、低光損失性、低
複屈折性（高い光学的等方性）、優れた加工性、及び耐
熱性を併せ持つ高分子光導波路であることがわかる。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】

【００６１】

【発明の効果】本発明のポリイミド光導波路は、損失
量０．７ｄＢ／ｃｍ以下の低い光損失性、複屈折率
０．０１以下の高い光学的等方性、高い耐薬品性を有
することによる優れた加工性、及び３００℃以上の耐
熱性を併せ持つ高分子光導波路である。本発明は、光通
信、光情報処理、微小光学あるいはその他の一般光学の
分野で用いられる種々の光導波路デバイス（光スイッ
チ、光フィルタなど）、光集積回路、又は、光配線板等
に広く適用できる。

フロントページの続き (72)発明者 塩田 剛史 千葉県袖ヶ浦市長浦580−32 三井化学株 式会社内 (72)発明者 玉井 正司 千葉県袖ヶ浦市長浦580−32 三井化学株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 PA02 PA15 PA24 PA28 QA05 RA08 TA11 4J043 PA04 PA08 PA19 PB02 PB05 QB26 QB31 RA35 SA06 SA54 TA12 TA14 TA21 TA22 TA47 TA48 TA71 TA72 UA042 UA082 UA121 UA122 UA131 UA132 UA141 UA151 UA632 UA652 UA762 UB062 UB121 UB122 UB131 UB132 UB141 UB281 UB282 UB301 UB302 UB401 UB402 VA011 VA012 VA021 VA022 VA031 VA032 VA041 VA051 VA061 VA062 VA071 VA072 VA081 VA092 VA102 XA16 XA19 YA06 ZA51 ZB11 ZB24

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化学式（１）で表される繰り返し単位を
   主鎖骨格に有し、その分子末端の一部または全てが化学
   式（２）で表される架橋基を有するポリイミドを光学コ
   ア及び／あるいは光学クラッドとして用いることを特徴
   とするシングルモードあるいはマルチモードの高分子光
   導波路（化学式（１）において、Ｒ１は化学式（３）で
   表される２価の結合基を表し、これらから選ばれる異な
   る複数の結合基から構成されてもよい。また化学式
   （１）において、Ｒ２は化学式（５）で表される４価の
   結合基を表し、これらから選ばれる異なる複数の結合基
   から構成されてもよい。化学式（２）において、Ｒ３は
   化学式（７）で表される２価の結合基を表す。化学式
   （３）において、Ｘ１〜Ｘ６は化学式（４）で表される
   ２価の結合基を表し、これらは独立して異なっていても
   同じでもよい。化学式（５）において、Ｙ１は化学式
   （６）で表される２価の基を表す。化学式（７）におい
   て、Ｚ１〜Ｚ６は化学式（８）で表される１価の結合基
   を表し、これらは独立して異なっていても同じでもよ
   い。また化学式（７）において、芳香環の水素原子はフ
   ッ素原子またはトリフルオロメチル基で置換されたもの
   でもよい。）。 【化１】 【化２】
2. 【請求項２】 化学式（９）で表される芳香族ジアミ
   ン、化学式（１１）で表される芳香族テトラカルボン酸
   二無水物、及び化学式（１３）で表される架橋基を有す
   るジカルボン酸無水物とを反応させて得られる、架橋基
   を有するポリアミック酸を加熱処理することを特徴とす
   る、請求項１記載の高分子光導波路の製造方法（化学式
   （９）において、Ｘ１〜Ｘ６は化学式（１０）で表され
   る２価の結合基を表し、これらは独立して異なっていて
   も同じでも良い。化学式（１１）において、Ｙ１は化学
   式（１２）で表される２価の基を表す。化学式（１３）
   において、Ｚ１〜Ｚ６は化学式（１４）で表される１価
   の結合基を表し、これらは独立して異なっていても同じ
   でも良い。また化学式（１３）において、芳香環の水素
   原子はフッ素原子またはトリフルオロメチル基で置換さ
   れたものでもよい。）。 【化３】 【化４】
3. 【請求項３】 架橋基を有するポリアミック酸を製造す
   るに際し、化学式（９）で表される芳香族ジアミンを含
   む芳香族ジアミン類の総使用量、化学式（１１）で表さ
   れる芳香族テトラカルボン酸二無水物を含む芳香族テト
   ラカルボン酸二無水物類の総使用量、及び化学式（１
   ３）で表される架橋基を有するジカルボン酸無水物の使
   用量が、数式（Ａ）及び数式（Ｂ）で表される範囲であ
   ることを特徴とする請求項２記載の高分子光導波路の製
   造方法（数式（Ａ）及び数式（Ｂ）において、Ｍ１、Ｍ
   ２、及びＭ３はそれぞれ、架橋基を有するポリアミック
   酸を製造するのに際して用いる、化学式（９）で表され
   る芳香族ジアミンを含む芳香族ジアミン類の総使用モル
   数、化学式（１１）で表される芳香族テトラカルボン酸
   二無水物を含む芳香族テトラカルボン酸二無水物類の総
   使用モル数、及び化学式（１３）で表される架橋基を有
   するジカルボン酸無水物の使用モル数を表す。ここで、
   化学式（９）において、Ｘ１〜Ｘ６は化学式（１０）で
   表される２価の結合基を表し、これらは独立して異なっ
   ていても同じでも良い。化学式（１１）において、Ｙ１
   は化学式（１２）で表される２価の基を表す。化学式
   （１３）において、Ｚ１〜Ｚ６は化学式（１４）で表さ
   れる１価の結合基を表し、これらは独立して異なってい
   ても同じでも良い。また化学式（１３）において、芳香
   環の水素原子はフッ素原子またはトリフルオロメチル基
   で置換されたものでもよい。）。 ０．８ ≦ Ｍ２／Ｍ１ ≦ ０．９９９ （Ａ） ０．２ ≦ Ｍ３／（Ｍ１−Ｍ２） ≦ ４．０ （Ｂ）
4. 【請求項４】 加熱処理の温度が、２５０℃以上３７０
   ℃以下であることを特徴とする請求項２又は３記載の高
   分子光導波路の製造方法。