JP2003026799A - ポリアミド酸及びポリイミド並びに光学材料 - Google Patents
ポリアミド酸及びポリイミド並びに光学材料Info
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Abstract
特性及び光学特性に優れるポリイミド、およびその原料
として有用なポリアミド酸を提供する。 【解決手段】 下記式(3): 【化1】 ただし、Xは、4価の有機基を表わし;Yは、塩素、臭
素またはヨウ素原子を表わし;pは、ベンゼン環へのフ
ッ素原子(式(3)中のF)の結合数を表わし、0〜3
の整数であり;qは、1〜4の整数であり;およびp+
qは4である、で示される繰り返し単位を有するポリイ
ミド。
Description
性、撥水性、誘電特性、電気特性及び光学特性に優れる
ポリイミド、その前駆体として有用なポリアミド酸およ
びこのポリイミドを用いてなる光学材料に関するもので
ある。
クトロニクス産業が現在興隆を極めているが、このエレ
クトロニクス技術の進展に果たした高分子材料の役割は
非常に大きく、絶縁用および微細加工用高分子なくして
は、今日のエレクトロニクス時代はないといえるほどで
ある。このように電気を流さないことを主たる特徴とし
て、エレクトロニクス時代の産業・技術の進展を支えて
きた高分子材料は、その分子及び集合体構造に適切な条
件が整えば、強誘電性、電子やイオンの高導電性、超伝
導性、さらに強磁性など、従来金属や半導体、さらには
無機材料の特徴とされた諸機能を発現できることが分か
り、近年、電子機能材料としての高分子の研究領域が非
常に広がった。その結果、近年では、トランジスタ、サ
イリスタ、IC等の層間絶縁膜やパッシベーション材、
シリコーン樹脂に代表されるジャンクションコート材、
モールドストレスを緩和するチッピコート用バッファ
材、メモリー素子のソフトエラー対策としてのα線シー
ルド材、ダイボンディング材、レジスト材、半導体封止
材料、ハイブリッドICの防湿コート材、TAB(TapeA
utomated Bonding)用チップキャリヤーテープ、多層回
路基板など、様々な用途に使用されている。
材料のうち、その優れた機能や耐熱性などの観点から、
ポリイミドに注目が集まり、その研究・開発が現在盛ん
に行なわれ、現在、上述したような用途への応用が盛ん
に試みられている。例えば、特開平5−1148号公報
には、炭素−水素結合(C−H結合)の代わりに炭素−
フッ素結合(C−F結合)のみを含む繰り返し単位から
構成される全フッ素化ポリイミドが開示されている。し
かしながら、このポリイミドは、光電子集積回路を作製
するに十分な耐熱性があり、近赤外域光、特に光通信波
長域(1.0〜1.7μm)における光透過損失の極め
て少ないものの、上記材料の組合わせでそれぞれ光導波
路もしくは、光ファイバーのコア・クラッドを製造した
場合、屈折率差Δn=0.2%程度と、実用に耐えうる
屈折率差0.5%以上を提供できなかった。
性、誘電特性、電気特性及び光学特性に優れるポリイミ
ドに対する要求は高いものの、いまだ存在しなかった。
は、上記事情を鑑みてなされたものであり、耐熱性、耐
薬品性、撥水性、誘電特性、電気特性及び光学特性に優
れ、概存の全フッ素化ポリイミドに対して屈折率差Δn
が0.5%を超えるポリイミド、およびその原料として
有用なポリアミド酸を提供することを目的とする。
いてなる光学材料を提供することである。
的を達成すべく鋭意検討を行った結果、炭素−フッ素結
合(C−F結合)のみからなるのではなく、その一部を
炭素とフッ素原子以外の他のハロゲン原子との一価元素
の化学結合に置換したポリイミドが耐熱性、耐薬品性、
撥水性、誘電特性、電気特性及び光学特性に優れること
を見出し、この知見に基づいて、本発明を完成するに至
った。
(13)によって達成される。
は、塩素、臭素またはヨウ素原子を表わし;pは、ベン
ゼン環へのフッ素原子(式(1)中のF)の結合数を表
わし、0〜3の整数であり;qは、1〜4の整数であ
り;およびp+qは4である、で示される繰り返し単位
を有するポリアミド酸。
示される繰り返し単位を有する、前記(1)に記載のポ
リアミド酸。
芳香族有機基を表わす、前記(1)または(2)に記載
のポリアミド酸。
含ハロゲン芳香族有機基を表わす、前記(3)に記載の
ポリアミド酸。
示される繰り返し単位をさらに有する、前記(1)〜
(4)のいずれか一に記載のポリアミド酸。
は、塩素、臭素またはヨウ素原子を表わし;pは、ベン
ゼン環へのフッ素原子(式(3)中のF)の結合数を表
わし、0〜3の整数であり;qは、1〜4の整数であ
り;およびp+qは4である、で示される繰り返し単位
を有するポリイミド。
示される繰り返し単位を有する、前記(6)に記載のポ
リイミド。
芳香族有機基を表わす、前記(7)まは(6)に記載の
ポリイミド。
含ハロゲン芳香族有機基を表わす、前記(8)に記載の
ポリイミド。
示される繰り返し単位をさらに有する、前記(6)〜
(9)のいずれか一に記載のポリイミド。
子を表わし;pは、ベンゼン環へのフッ素原子(式
(7)中のF)の結合数を表わし、0〜3の整数であ
り;qは、1〜4の整数であり;およびp+qは4であ
る、で示される1,3−ジアミノベンゼン誘導体を、下
記式(8):
示されるハロゲン化テトラカルボン酸、その酸無水物も
しくは酸塩化物、またはそのエステル化物と反応させる
ことからなる、前記(1)に記載のポリアミド酸の製造
方法。
一に記載のポリアミド酸を加熱閉環することからなる、
前記(6)に記載のポリイミドの製造方法。
か一に記載のポリイミドを含む光学材料。
(1)で示されるポリアミド酸に関するものである。こ
のような構造を有するポリアミド酸は、耐熱性、耐薬品
性、撥水性、誘電特性、電気特性及び光学特性に優れる
ポリイミドの原料として有用である。
基を表わす。この際4価の有機基としては、環状アルキ
ル、鎖状アルキル、オレフィン、グリコールなど由来
の、4価の脂肪族有機基;ベンゼンビフェニル、ビフェ
ニルエーテル、ビスフェニルベンゼン、ビスフェノキシ
ベンゼンなど由来の、4価の芳香族有機基;ならびにこ
れらの含ハロゲン脂肪族および芳香族有機基などが挙げ
られる。これらのうち、4価の芳香族有機基、より好ま
しくは4価の含ハロゲン芳香族有機基が、上記(1)に
おける「X」として好ましい。これらのうち、上記
(1)における「X」として特に好ましい4価の有機基
の例としては、下記式:
有機基を表わす式において、R1及びR2は、ハロゲン原
子、即ち、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素原子を表わ
し、好ましくはフッ素または塩素原子、最も好ましくは
フッ素原子を表わす。この際、R1及びR2は、同一であ
ってもまたは異なるものであってもよく、また、R 1及
びR2がそれぞれの相当するベンゼン環中で複数個存在
する(即ち、m及びm’が2または3である)場合に
は、R1及びR2は、それぞれ、各ベンゼン環中で同一で
あってもまたは異なるものであってもよい。また、m及
びm’は、それぞれ、相当するベンゼン環へのR1及び
R2の結合数を表わし、1〜3の整数であり、耐熱性、
耐薬品性、撥水性及び低誘電性を考慮すると、C−H結
合が存在しないことが好ましいため、好ましくは3であ
る。この際、m及びm’は、同一の数であってもまたは
異なる数であってもよい。
下記式:
ち、Zは、結合子または下記式:
い。
Y”は、ハロゲン原子、即ち、フッ素、塩素、臭素また
はヨウ素原子を表わし、好ましくはフッ素または塩素原
子、最も好ましくはフッ素原子を表わす。上記「Z」を
表わす式において、Y’及びY”双方が存在する際に
は、Y’及びY”は、同一であってもまたは異なるもの
であってもよく、また、Y’及びY”がそれぞれの相当
するベンゼン環中で複数個存在する(即ち、r及びr’
が2〜4の整数である)場合には、Y’及びY”は、そ
れぞれ、各ベンゼン環中で同一であってもまたは異なる
ものであってもよい。また、r及びr’は、それぞれ、
相当するベンゼン環へのY’及びY”の結合数を表わ
し、1〜4、好ましくは2〜4の整数であり、耐熱性、
耐薬品性、撥水性及び低誘電性を考慮すると、C−H結
合が存在しないことが好ましいため、最も好ましくは4
である。この際、r及びr’は、同一の数であってもま
たは異なる数であってもよい。
またはヨウ素原子を表わし、好ましくは塩素または臭素
原子、最も好ましくは塩素原子を表わす。また、上記式
(1)において、pは、ベンゼン環へのフッ素原子の結
合数を表わし、0〜3の整数であり、好ましくは1〜3
の整数、より好ましくは3である。さらに、上記式
(1)において、qは、ベンゼン環へのYの結合数を表
わし、1〜4の整数であり、好ましくは1〜3の整数、
より好ましくは1である。なお、上記式において、Yが
ベンゼン環中で複数個存在する(即ち、qが2〜4の整
数である)場合には、Yは、それぞれ、ベンゼン環中で
同一であってもあるいは異なるものであってもよい。な
お、上記式(1)において、p及びqの合計は必ず4で
ある(即ち、p+q=4)。これは、最終産物であるポ
リイミドの耐熱性、耐薬品性、撥水性及び低誘電性を考
慮すると、ポリアミド酸中にC−H結合が存在しないこ
とが好ましいからである。
い例としては、前記式(5)で示される繰り返し単位を
有するポリアミド酸が挙げられる。より好ましくは、下
記式:
ド酸が挙げられ、特にこれらのうち、上記(1)〜
(3)で示される繰り返し単位を有するポリアミド酸が
好ましい。
ついては以下に詳述するが、この記載から、本発明のポ
リアミド酸の末端は、1,3−ジアミノベンゼン誘導体
及びハロゲン化テトラカルボン酸誘導体の添加量(モル
比)によって異なるが、アミン末端または酸誘導体末端
のいずれかであると考えられる。また、本発明のポリア
ミド酸は、同一の繰り返し単位からなるものであっても
または異なる繰り返し単位からなるものであってもよ
く、後者の場合には、その繰り返し単位はブロック状で
あってもまたはランダム状であってもよい。
れる繰り返し単位に加えて、ベンゼン環が全フッ素化さ
れた前記式(2)で示される繰り返し単位を有してもよ
い。このような、式(1)及び式(2)の繰り返し単位
からなる共重合体の形態を有するポリアミド酸は、有機
溶剤に対する溶解性、耐熱性及び耐吸湿性の点から、本
発明において好ましい。この際、式(1)及び式(2)
の繰り返し単位は、ブロック状であってもまたはランダ
ム状であってもよい。
み合わせによって製造でき、その製造方法は、特に制限
されるものではないものの、一般的には、有機溶媒中
で、前記式(7)で示される1,3−ジアミノベンゼン
誘導体を、前記式(8)で示されるハロゲン化テトラカ
ルボン酸、その酸無水物もしくは酸塩化物、またはその
エステル化物等と反応させる方法が好ましく使用され
る。したがって、第二の態様によると、本発明は、有機
溶媒中で、上記式(7)で示される1,3−ジアミノベ
ンゼン誘導体(本明細書中では、単に「1,3−ジアミ
ノベンゼン誘導体」とも称する)を、上記式(8)で示
されるハロゲン化テトラカルボン酸、その酸無水物もし
くは酸塩化物、またはそのエステル化物(本明細書中で
は、一括して、「ハロゲン化テトラカルボン酸誘導体」
とも称する)と反応させることからなる本発明の第一の
態様のポリアミド酸の製造方法を提供するものである。
なお、上記式(7)における「Y」、「p」及び
「q」、ならびに上記式(8)における「X」は、上記
式(1)における定義と同様であるため、ここでの説明
を省略する。
アミノベンゼン誘導体は、上記式(7)で示されかつハ
ロゲン化テトラカルボン酸誘導体と反応して所望のポリ
アミド酸が製造できるような構造を有するものであれ
ば、特に制限されるものではない。したがって、本発明
の好ましいポリアミド酸の構造から、5−クロロ−1,
3−ジアミノ−2,4,6−トリフルオロベンゼン、
2,4,5,6−テトラクロロ−1,3−ジアミノベン
ゼン、4,5,6−トリクロロ−1,3−ジアミノ−2
―フルオロベンゼン、5−ブロモ−1,3−ジアミノ−
2,4,6−トリフルオロベンゼン、2,4,5,6−
テトラブロモ−1,3−ジアミノベンゼンが好ましく、
5−クロロ−1,3−ジアミノ−2,4,6−トリフル
オロベンゼンが特に好ましい。なお、これらの1,3−
ジアミノベンゼン誘導体は、単独で使用されてもあるい
は2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
アミノベンゼン誘導体の添加量は、ハロゲン化テトラカ
ルボン酸誘導体と効率よく反応できる量であればよく、
特に制限されない。具体的には、1,3−ジアミノベン
ゼン誘導体の添加量は、化学量論的には、ハロゲン化テ
トラカルボン酸誘導体と等モルであるが、好ましくは、
ハロゲン化テトラカルボン酸誘導体の全モル数を1モル
としたのに対して、0.8〜1.2モル、より好ましく
は0.9〜1.1モルである。この際、1,3−ジアミ
ノベンゼン誘導体の添加量が0.8モル未満であると、
ハロゲン化テトラカルボン酸誘導体が多量に残存してし
まい精製工程が複雑になる恐れがあり、また、重合度が
大きくならない場合があり、逆に1.2モルを超える
と、1,3−ジアミノベンゼン誘導体が多量に残存して
しまい精製工程が複雑になる恐れがあり、また、重合度
が大きくならない場合がある。
テトラカルボン酸誘導体は、上記式(8)で示されるハ
ロゲン化テトラカルボン酸、その酸無水物もしくは酸塩
化物、またはそのエステル化物である。具体的には、ヘ
キサフルオロ−3,3’,4,4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸、ヘキサクロロ−3,3’,4,4’−ビフ
ェニルテトラカルボン酸、ヘキサフルオロ−3,3’,
4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸、ヘキ
サクロロ−3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテ
トラカルボン酸、ビス(3,4−ジカルボキシトリフル
オロフェニル)スルフィド、ビス(3,4−ジカルボキ
シトリクロロフェニル)スルフィド、1,4−ビス
(3,4−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ)テト
ラフルオロベンゼン、1,4−ビス(3,4−ジカルボ
キシトリクロロフェノキシ)テトラフルオロベンゼン、
1,4−ビス(3,4−ジカルボキシトリフルオロフェ
ノキシ)テトラクロロベンゼン、1,4−ビス(3,4
−ジカルボキシトリクロロフェノキシ)テトラクロロベ
ンゼン、3,6−ジフルオロピロメリット酸、3,6−
ジクロロピロメリット酸、3−クロロ−6−フルオロピ
ロメリット酸等の、上記式(8)のハロゲン化テトラカ
ルボン酸;対応する酸二無水物;対応する酸塩化物;メ
チルエステル、エチルエステル等の対応するエステル化
物などが挙げられる。これらのうち、ヘキサフルオロ−
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、ヘ
キサフルオロ−3,3’,4,4’−ビフェニルエーテ
ルテトラカルボン酸、1,4−ビス(3,4−ジカルボ
キシトリフルオロフェノキシ)テトラフルオロベンゼ
ン、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシトリフルオロ
フェノキシ)テトラクロロベンゼン、ならびにこれらの
対応する酸二無水物及び酸塩化物が好ましく、ヘキサフ
ルオロ−3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテト
ラカルボン酸、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシト
リフルオロフェノキシ)テトラフルオロベンゼン、1,
4−ビス(3,4−ジカルボキシトリフルオロフェノキ
シ)テトラクロロベンゼン、およびこれらの酸二無水物
が特に好ましい。なお、これらのハロゲン化テトラカル
ボン酸誘導体は、単独で使用されてもあるいは2種以上
の混合物の形態で使用されてもよい。
(8)で示されるハロゲン化テトラカルボン酸は、特に
制限されるものではなく、特開平11−147955号
公報に記載の方法など、公知の技術またはその組み合わ
せによって製造できる。
は、1,3−ジアミノベンゼン誘導体及びハロゲン化テ
トラカルボン酸誘導体との反応が効率よく進行でき、か
つこれらの原料に対して不活性であれば、特に制限され
るものではない。例えば、N−メチル−2−ピロリジノ
ン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メ
チルイソブチルケトン、アセトニトリル及びベンゾニト
リルなどの極性有機溶媒が挙げられる。なお、これらの
有機溶媒は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混
合物の形態で使用されてもよい。また、有機溶媒の量
は、1,3−ジアミノベンゼン誘導体及びハロゲン化テ
トラカルボン酸誘導体との反応が効率よく進行できる量
であれば特に制限されないが、有機溶媒中の1,3−ジ
アミノベンゼン誘導体の濃度が1〜80質量%、より好
ましくは5〜50質量%となるような量であることが好
ましい。
アミノベンゼン誘導体及びハロゲン化テトラカルボン酸
誘導体との反応条件は、これらの反応が十分進行できる
条件であれば特に制限されるものではない。例えば、反
応温度は、好ましくは0〜100℃、より好ましくは2
0〜50℃である。また、反応時間は、通常、1〜72
時間、好ましくは2〜48時間である。また、反応は、
加圧下、常圧下または減圧下のいずれの圧力下で行なっ
てもよいが、好ましくは常圧下で行われる。また、1,
3−ジアミノベンゼン誘導体及びハロゲン化テトラカル
ボン酸誘導体との反応は、反応効率、吸水性などを考慮
すると、乾燥した不活性ガス雰囲気下で行なわれること
が好ましく、この際の反応雰囲気における相対湿度は、
好ましくは10%以下、より好ましくは1%以下であ
り、不活性ガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴンな
どが使用できる。
または本発明の第二の態様の方法によって製造されるポ
リアミド酸を加熱閉環することによって、新規なポリイ
ミドが調製できる。したがって、第三の態様によると、
本発明は、上記式(3)で示される繰り返し単位を有す
るポリイミドを提供するものである。また、第四の態様
によると、本発明は、本発明の第一の態様のまたは本発
明の第二の態様の方法によって製造されるポリアミド酸
を加熱閉環することからなる本発明の第三の態様のポリ
イミドの製造方法を提供するものである。このような構
造を有するポリイミドは、耐熱性、耐薬品性、撥水性、
誘電特性、電気特性及び光学特性に優れる。なお、上記
式(3)における「X」、「Y」、「p」及び「q」
は、上記式(1)における定義と同様であるため、ここ
での説明を省略する。
は、上記式(3)で示されるものであれば特に制限され
ないが、耐熱性、耐薬品性、撥水性及び低誘電性を考慮
すると、C−H結合を持たない構造を有することが好ま
しい。
例としては、前記式(6)で示される繰り返し単位を有
するポリイミドが挙げられる。上記式(6)において、
「X」は上記第一の態様(上記式(1))における定義
と同様である。すなわち、上記式(6)における「X」
は、4価の芳香族有機基、より好ましくは4価の含ハロ
ゲン芳香族有機基を表わす。これらのうち、上記式
(6)における「X」として特に好ましい4価の有機基
の例としては、下記式:
有機基を表わす式において、Z、R 1、R2、m及びm’
は、上記式(1)におけるXの好ましい4価の有機基を
表わす式における定義と同様であるため、説明を省略す
る。
下記式:
ドが挙げられ、特にこれらのうち、上記(a)〜(c)
で示される繰り返し単位を有するポリイミドが好まし
い。
リアミド酸を加熱閉環することによって製造され、本発
明のポリイミドの末端は、使用されるポリアミド酸の構
造によって異なるが、アミン末端または酸誘導体末端で
あると考えられる。また、本発明のポリイミドは、同一
の繰り返し単位からなるものであってもまたは異なる繰
り返し単位からなるものであってもよく、後者の場合に
は、その繰り返し単位はブロック状であってもまたはラ
ンダム状であってもよい。
る繰り返し単位に加えて、ベンゼン環が全フッ素化され
た前記式(4)で示される繰り返し単位を有してもよ
い。このような、式(3)及び式(4)の繰り返し単位
からなる共重合体の形態を有するポリイミドは、有機溶
剤に対する溶解性、耐熱性及び耐吸湿性の点から、本発
明において好ましい。この際、式(3)及び式(4)の
繰り返し単位は、ブロック状であってもまたはランダム
状であってもよい。
は、上述したように、本発明のポリアミド酸を加熱閉環
することによって製造されるが、この際のポリアミド酸
の加熱処理は、溶剤中で行なわれても、あるいは溶剤の
不存在下で行なわれてもよいが、反応効率などを考慮す
ると、溶剤中で行なわれることが好ましい。この際、ポ
リアミド酸は、上述したポリアミド酸の製造工程により
1,3−ジアミノベンゼン誘導体とハロゲン化テトラカ
ルボン酸誘導体との反応で得られた溶液の形態で加熱処
理されても、またはこれからポリアミド酸を固体として
分離した後、溶剤に再溶解して加熱処理されてもよい。
後者の方法において使用できる他の溶剤としては、例え
ば、N−メチル−2−ピロリジノン、N,N−ジメチル
アセトアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ニト
ロベンゼン、ニトロメタン、ジメチルスルフォキシド、
アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルケトンおよ
びメタノール等の極性溶剤やトルエンやキシレン等の非
極性溶剤などが挙げられる。これらのうち好ましくは、
N−メチル−2−ピロリジノン及びN,N−ジメチルア
セトアミドが使用される。また、これらの溶剤は、単独
でまたは2種類以上の混合物の形態で使用されてもよ
い。
件は、特に制限されるものではなく、本発明のポリアミ
ド酸が効率良く閉環されて、所望のポリイミドが製造で
きる条件であればよい。具体的には、加熱処理は、通
常、空気中、好ましくは、窒素、ヘリウム、アルゴンな
どによる不活性ガス雰囲気中で、70〜350℃程度で
2〜5時間程度、行なわれ、本発明による加熱処理は、
段階的に行なわれてもあるいは連続的に行なわれてもよ
い。好ましい実施態様によれば、ポリアミド酸は、70
℃で2時間、160℃で1時間、250℃で30分、及
び350℃で1時間、段階的に加熱処理が行なわれる。
水素結合(C−H結合)を持たないため、近赤外域の吸
収スペクトルにおいてC−H結合の伸縮振動の高調波あ
るいはC−H結合の伸縮信号の高調波と変角振動の結合
振動に由来するピークが存在せず、ゆえに光通信波長域
(1.0〜1.7μm)の全域にわたって低い光損失が
達成できる。したがって、本発明のポリイミドは、通信
波長全域における高い光透過性と耐熱性を同時に満足で
きるものであり、また、耐薬品性、撥水性、誘電特性、
電気特性及び光学特性にも優れるため、プリント基板、
LSI用層間絶縁膜、半導体部品用封止材料、光学部
品、光電子集積回路(OEIC)、光電子混載実装配線
板における光導波路など、様々な光学材料に有用であ
る。
は、本発明のポリイミドを含む光学材料を提供するもの
である。
は、本発明のポリイミドを含むことを必須とするが、こ
れに加えて、所望の特性、例えば、光透過性、耐熱性、
耐薬品性、撥水性、誘電特性、電気特性及び光学特性な
どの特性をさらに向上することを目的として、他の成分
を含んでいてもよい。この際、他の成分としては、例え
ば、ポリアミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタ
レート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、
付加型ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリパラビニ
ルフェノール樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリエ
ーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリプロピレン
及びポリアゾメチン;ポリテトラフルオロエチレン(P
TFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体(FEP)、エチレン−テトラフルオ
ロエチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
(PFA)及びポリクロロトリフルオロエチレン(PC
TFE)等のフッ素樹脂;炭酸カルシウム、シリカ、ア
ルミナ、チタニア、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミ
ニウム、ケイ酸ジルコニウム、ジルコン、ガラス、タル
ク、マイカ、黒鉛、アルミニウム、銅及び鉄等の粉末や
短繊維状の無機充填材;脂肪酸やワックス類等の離型
剤;エポキシシラン、ビニルシラン、ボラン系化合物及
びアルキルチタネート系化合物等のカップリング剤;ア
ンチモンやリンの化合物およびハロゲン含有化合物等の
難燃剤;ならびに分散剤や溶剤等の各種添加剤が挙げら
れる。
ポリイミドを使用する以外は、従来と同様にして使用で
きる。例えば、本発明の光学材料をプリント基板に使用
する場合には、基板上に、ポリアミド酸溶液を、キャス
ティング(流延法)、スピンコーティング(回転塗布
法)、ロールコーティング、スプレイコーティング、バ
ーコーティング、フレキソ印刷、およびディップコーテ
ィングなどの公知の方法によって、塗布した後、窒素、
ヘリウム、アルゴンなどの、不活性ガス雰囲気中で、7
0〜350℃で、2〜5時間、加熱することによって、
基板上にポリイミドフィルムを形成することができる。
上記方法において、ポリアミド酸溶液は、上記第二の態
様の方法で1,3−ジアミノベンゼン誘導体とハロゲン
化テトラカルボン酸誘導体との反応で得られた溶液の形
態をそのまま使用しても、あるいはこれからポリアミド
酸を分離した後、他の溶媒に溶解して使用してもよい。
後者の方法において使用できる他の溶媒としては、例え
ば、N−メチル−2−ピロリジノン、N,N−ジメチル
アセトアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ニト
ロベンゼン、ニトロメタン、ジメチルスルフォキシド、
アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルケトンおよ
びメタノール等の極性溶媒やトルエンやキシレン等の非
極性溶媒などが挙げられる。これらのうち好ましくは、
N−メチル−2−ピロリジノン及びN,N−ジメチルア
セトアミドが使用される。また、これらの溶媒は、単独
でまたは2種類以上の混合物の形態で使用されてよい。
なお、上記方法において、フィルムの厚みなどは、その
用途に応じて適宜選択されればよく、公知の値を同様に
して使用できる。
る。
ジアミノ−2,4,6−トリフルオロベンゼン 1.0
72g(5.5ミリモル)、下記式:
−テトラフルオロ−1,4−フェニレン)ビス(オキ
シ)]ビス(3,5,6−トリフルオロフタル酸無水
物) 3.177g(5.5ミリモル)、及びN,N−
ジメチルアセトアミド、 5.7gを仕込んだ。この混
合液を、窒素雰囲気中で、室温で、2日間、攪拌するこ
とによって、ポリアミド酸溶液を得た。
いて、IRスペクトルで分析したところ、図1に示され
る結果が得られた。
2,4,6−トリフルオロベンゼンの代わりに0.99
g(5.5ミリモル)の1,3−ジアミノ−2,4,
5,6−テトラフルオロベンゼンを使用する以外は、実
施例1に記載の操作を繰り返すことによって、参考ポリ
アミド酸溶液を得た。
参考ポリアミド酸溶液を、それぞれ、直径4インチの大
きさのシリコン基板上に、フィルムの膜の厚さが8μm
となるように、スピンコーティングし、窒素雰囲気中
で、70℃で2時間、160℃で1時間、250℃で3
0分、及び350℃で1時間、加熱することによって、
シリコン基板上にポリイミドフィルム及び参考ポリイミ
ドフィルムを形成した。
ムについて、IRスペクトルで分析したところ、図2に
示される結果が得られた。
フィルムの光通信波長域(0.8〜1.7μm)での光
の吸収を測定したところ、当該波長域での光透過損失が
極めて少ないことを確認した。
ドフィルム及び参考ポリイミドフィルムについて、63
3及び1300nmでの屈折率を測定したところ、下記
表1に示される結果が得られた。
ミドフィルムは屈折率差が0.5%を超え、光導波路を
始めとする様々な光学材料の実用に耐え得ると考察され
る。
なポリアミド酸;上記式(3)で示される新規なポリイ
ミド;これらの製造方法;およびこのポリイミドからな
る光学材料を提供するものである。このポリイミドは、
通信波長全域における高い光透過性と耐熱性を同時に満
足できるものであり、また、耐薬品性、撥水性、誘電特
性、電気特性及び光学特性に優れるため、プリント基
板、LSI用層間絶縁膜、半導体部品用封止材料、光学
部品、光電子集積回路(OEIC)、及び光電子混載実
装配線板における光導波路など、様々な光学材料に有用
であることが期待される。
ペクトルのチャートを示すグラフである。
クトルのチャートを示すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項1】 下記式(1): 【化1】 ただし、Xは、4価の有機基を表わし;Yは、塩素、臭
素またはヨウ素原子を表わし;pは、ベンゼン環へのフ
ッ素原子(式(1)中のF)の結合数を表わし、0〜3
の整数であり;qは、1〜4の整数であり;およびp+
qは4である、で示される繰り返し単位を有するポリア
ミド酸。 - 【請求項2】 下記式(2): 【化2】 ただし、Xは、4価の有機基を表わす、で示される繰り
返し単位をさらに有する、請求項1に記載のポリアミド
酸。 - 【請求項3】 下記式(3): 【化3】 ただし、Xは、4価の有機基を表わし;Yは、塩素、臭
素またはヨウ素原子を表わし;pは、ベンゼン環へのフ
ッ素原子(式(3)中のF)の結合数を表わし、0〜3
の整数であり;qは、1〜4の整数であり;およびp+
qは4である、で示される繰り返し単位を有するポリイ
ミド。 - 【請求項4】 下記式(4): 【化4】 ただし、Xは、4価の有機基を表わす、で示される繰り
返し単位をさらに有する、請求項3に記載のポリイミ
ド。 - 【請求項5】 有機溶媒中で、下記式(7): 【化5】 ただし、Yは、塩素、臭素またはヨウ素原子を表わし;
pは、ベンゼン環へのフッ素原子(式(7)中のF)の
結合数を表わし、0〜3の整数であり;qは、1〜4の
整数であり;およびp+qは4である、で示される1,
3−ジアミノベンゼン誘導体を、下記式(8): 【化6】 ただし、Xは、4価の有機基を表わす、で示されるハロ
ゲン化テトラカルボン酸、その酸無水物もしくは酸塩化
物、またはそのエステル化物と反応させることからな
る、請求項1に記載のポリアミド酸の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1または2に記載のポリアミド酸
を加熱閉環することからなる、請求項2に記載のポリイ
ミドの製造方法。 - 【請求項7】 請求項3または4に記載のポリイミドを
含む光学材料。
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