JP2003286346A - Optical waveguide and plastic material therefor - Google Patents

Optical waveguide and plastic material therefor

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JP2003286346A
JP2003286346A JP2002093100A JP2002093100A JP2003286346A JP 2003286346 A JP2003286346 A JP 2003286346A JP 2002093100 A JP2002093100 A JP 2002093100A JP 2002093100 A JP2002093100 A JP 2002093100A JP 2003286346 A JP2003286346 A JP 2003286346A
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bis
optical waveguide
amino
acid
group
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Kenji Miyao
憲治 宮尾
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plastic material for an optical waveguide having excellent electric properties, heat resistance and transparency and capable of forming a waveguide of a wide surface area at a low cost. <P>SOLUTION: The plastic material for an optical waveguide useful for optical communication comprises a polybenzoxazole resin having a structure formed by ring-closure of a polybenzoxazole precursor containing a repeating unit of general formula (1) (wherein m and n are each an integer fulfilling m>0, n≥0, 2≤m+n≤1000 and 0.05≤m/(m+n)≤1; R<SB>1</SB>to R<SB>4</SB>are each hydrogen or a monovalent organic group; X is a group selected from a structure shown by the equation B; and Y is a group selected from a structure shown by the equation C). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック光導
波路用材料及び光導波路に関するものである。更に詳し
くは、耐熱性、電気特性、機械特性、物理特性、特に光
学特性にレーザー光などを低損失で結合伝送するプラス
チック光導波路を用いたインターコネクション・光通信
デバイス等に好適なプラスチック光導波路用材料及びそ
れを用いた光導波路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic optical waveguide material and an optical waveguide. More specifically, for plastic optical waveguides suitable for interconnection and optical communication devices, etc. using a plastic optical waveguide that couples laser light to heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, physical characteristics, especially optical characteristics with low loss. The present invention relates to a material and an optical waveguide using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光導波路材料としては、ガラス
(石英)やプラスチックなどの材料が検討されている。
そのうち、石英で構成した光導波路は、低損失および高
耐熱性などの利点を有するため、光ファイバーや光イン
ターコネクション・光通信デバイスなどの分野に置いて
数多く検討され実際に利用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, materials such as glass (quartz) and plastic have been studied as optical waveguide materials.
Among them, the optical waveguide made of quartz has advantages such as low loss and high heat resistance, and therefore, it has been extensively studied and actually used in the fields of optical fibers, optical interconnections and optical communication devices.

【0003】一方、プラスチックで構成された光導波路
は、石英光導波路よりも作製および大面積化が容易であ
り、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートおよ
び紫外線硬化型樹脂などのポリマーを用いたプラスチッ
ク光導波路が検討されている。
On the other hand, an optical waveguide made of plastic is easier to manufacture and has a larger area than a quartz optical waveguide, and a plastic optical waveguide using a polymer such as polymethylmethacrylate, polycarbonate and an ultraviolet curable resin is considered. Has been done.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の石英光導波路では、作製に長い工程を要するた
め、本質的に低価格化は困難である。また、製作プロセ
スに置いて1000℃前後の高熱処理を要するため、電
気回路基板との融合性が悪い悪いうえ大面積化が困難で
ある問題があった。
However, in the above-mentioned conventional quartz optical waveguide, it is essentially difficult to reduce the cost because it takes a long process to manufacture. Further, since a high heat treatment of about 1000 ° C. is required in the manufacturing process, there is a problem that the fusion with the electric circuit board is poor and it is difficult to increase the area.

【0005】また、ポリメタクリレート、ポリカーボネ
ートもしくはポリスチレンで構成したプラスチック光導
波路では、その分子鎖内に、脂肪族のC−H結合を多数
有するため、近赤外領域では大きな吸収が存在し、通信
分野波長への適用が困難である。その構成材料の耐熱性
は、100℃前後であるため使用環境が限定されると共
に、実装回路として組み込むためには数百度のハンダ工
程を通過することが必要となり、電気回路基板との融合
性が悪くなるという問題があった。
Further, a plastic optical waveguide made of polymethacrylate, polycarbonate or polystyrene has a large number of aliphatic C—H bonds in its molecular chain, so that there is a large absorption in the near infrared region, which is a communication field. Difficult to apply to wavelength. Since the heat resistance of the constituent material is around 100 ° C., the usage environment is limited, and it is necessary to pass through a soldering process of several hundreds of degrees in order to be incorporated as a mounting circuit, and the compatibility with an electric circuit board is not achieved. There was a problem of getting worse.

【0006】また、プラスチック材料でありながら30
0℃以上の耐熱性を有するポリイミドをプラスチック光
導波路に用いようとする試みも一部でなされているが、
現状のポリイミドでは、その特異な分子構造のため、構
造に起因する吸収による光損失がはなはだ大きく、光導
波路には適さないという問題があった。また、ポリイミ
ド樹脂において、その構造から結晶性の高い樹脂があ
り、膜厚が薄い場合は影響が少ないが、導波路に使用す
る膜厚になると、その結晶性の高さから膜が脆くなる場
合や、屈折率が変化することがある。
[0006] Moreover, although it is a plastic material,
Some attempts have been made to use polyimide having a heat resistance of 0 ° C. or higher for a plastic optical waveguide,
Due to its unique molecular structure, the current polyimide has a problem that the optical loss due to the absorption due to the structure is extremely large and is not suitable for an optical waveguide. In the case of a polyimide resin, which has a high crystallinity due to its structure and has a small film thickness, there is little effect, but when the film thickness used for the waveguide is reached, the film becomes brittle due to its high crystallinity. Or, the refractive index may change.

【0007】また、ポリイミドよりも耐熱性に優れるポ
リベンゾオキサゾールを光通信波長帯である1.3μm
や1.55μmで用いる場合、従来のポリベンゾオキサ
ゾールではこの波長での吸収が大きく、適用が困難であ
った。
Further, polybenzoxazole, which is superior in heat resistance to polyimide, is used in the optical communication wavelength band of 1.3 μm.
When used with 1.55 μm or 1.5 μm, the conventional polybenzoxazole has large absorption at this wavelength and is difficult to apply.

【0008】そこで、本発明は、電気特性、耐熱性、特
に透明性に優れ、低価格で、大面積化を実現することが
できるプラスチック光導波路用材料を提供することにあ
る。
Therefore, the present invention is to provide a material for a plastic optical waveguide, which is excellent in electrical characteristics, heat resistance, particularly transparency, and which can realize a large area at a low cost.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記従来
の問題点を鑑み、鋭意検討を重ねた結果、特定構造のポ
リベンゾオキサゾール前駆体を閉環した構造を有するポ
リベンゾオキサゾール樹脂からなることを特徴とする光
通信用のプラスチック光導波路用材料を見いだし、本発
明を完成するに至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have made earnest studies in view of the above-mentioned conventional problems, and as a result, they have a polybenzoxazole resin having a structure in which a polybenzoxazole precursor having a specific structure is ring-closed. The inventors have found a material for a plastic optical waveguide for optical communication characterized by the above, and completed the present invention.

【0010】即ち、本発明は、 1. 一般式(A)で表される構造を有するポリベンゾ
オキサゾール前駆体を閉環させたポリベンゾオキサゾー
ル樹脂からなることを特徴とするプラスチック光導波路
用材料、および
That is, the present invention is as follows: A plastic optical waveguide material comprising a polybenzoxazole resin obtained by ring-closing a polybenzoxazole precursor having a structure represented by the general formula (A), and

【化5】 (但し、式中のmおよびnは、m>0、n≧0、2≦m
+n≦1000、および0.05≦m/(m+n)≦1
を満たす整数である。また、R1〜R4は、水素原子また
は一価の有機基を示し、Xは式(B)で表される基の中
から選ばれる4価の基、Y1及びY2は式(C)で表され
る基の中から選ばれる2価の基を示す。)
[Chemical 5] (However, m and n in the formula are m> 0, n ≧ 0, and 2 ≦ m.
+ N ≦ 1000, and 0.05 ≦ m / (m + n) ≦ 1
Is an integer that satisfies. R 1 to R 4 represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, X is a tetravalent group selected from the groups represented by formula (B), and Y 1 and Y 2 are represented by the formula (C ) A divalent group selected from the groups represented by )

【0011】[0011]

【化6】 [Chemical 6]

【0012】[0012]

【化7】 (但し、式(B)及び式(C)中、X1、X2は式(D)
で表される基の中から選ばれる2価の基を示す。また、
式(C)中のi,j,kはそれぞれ2〜10までの整数
を表す。また式(B)、及び式(C)で表される構造
中、ベンゼン環上の水素原子は、メチル基、エチル基、
プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル
基、t−ブチル基、フッ素原子、トリフルオロメチル基
および塩素原子の中から選ばれる、少なくとも1個の基
で置換されていても良い。)
[Chemical 7] (However, in the formula (B) and the formula (C), X 1 and X 2 are the formula (D).
A divalent group selected from the groups represented by Also,
I, j, and k in the formula (C) each represent an integer of 2 to 10. In the structures represented by the formulas (B) and (C), the hydrogen atom on the benzene ring is a methyl group, an ethyl group,
It may be substituted with at least one group selected from propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, fluorine atom, trifluoromethyl group and chlorine atom. )

【0013】[0013]

【化8】 [Chemical 8]

【0014】2. 前記第1項記載のプラスチック光導
波路用材料により形成されたコア層を具備してなる光導
波路、を提供するものである。
2. An optical waveguide comprising a core layer formed of the plastic optical waveguide material according to item 1.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明に用いるポリベンゾオキサ
ゾール前駆体は、前記一般式(A)で表される構造を有
するものであり、前記式(B)で表される四価の基の中
のいずれかを有するビスアミノフェノール化合物の少な
くとも1種と、式(C)に表される二価の中のいずれか
を有するジカルボン酸の少なくとも1種とを用いて、従
来の酸クロリド法、活性化エステル法またはポリリン酸
もしくはジシクロヘキシルカルボジイミド等の脱水縮合
剤の存在下での縮合反応等の方法により得ることができ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polybenzoxazole precursor used in the present invention has a structure represented by the general formula (A), and is a tetravalent group represented by the general formula (B). By using at least one bisaminophenol compound having any of the following and at least one dicarboxylic acid having any of the divalent groups represented by the formula (C), a conventional acid chloride method, activity Esterification method or condensation reaction in the presence of a dehydrating condensation agent such as polyphosphoric acid or dicyclohexylcarbodiimide.

【0016】本発明に用いる式(B)で表される4価の
基を有するビスアミノフェノール化合物しては、ビス
(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビ
ス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル、
ビス(4−アミノ−3−メトキシフェニル)エーテル、
ビス(3−アミノ−4−メトキシフェニル)エーテル、
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルフィ
ド、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スル
フィド、ビス(3−アミノ−4−メトキシフェニル)ス
ルフィド、ビス(4−アミノ−3−メトキシフェニル)
スルフィド、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニ
ル)ケトン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニ
ル)ケトン、ビス(3−アミノ−4−メトキシフェニ
ル)ケトン、ビス(4−アミノ−3−メトキシフェニ
ル)ケトン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニ
ル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェ
ニル)スルホン、ビス(3−アミノ−4−メトキシフェ
ニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−メトキシフェ
ニル)スルホン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒド
ロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ
−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス
(3−アミノ−4−メトキシフェニル)プロパン、2,
2−ビス(4−アミノ−3−メトキシフェニル)プロパ
ン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタ
ン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニ
ル)メタン、ビス(3−アミノ−4−メトキシフェニ
ル)メタン、2,2−ビス(4−アミノ−3−メトキシ
フェニル)メタン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒ
ドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフ
ルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−メト
キシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(3−アミノ−4−メトキシフェニル)ヘキサフルオロ
プロパン、9,9−ビス(4−((4−アミノ−3−ヒ
ドロキシ)フェノキシ)フェニル)フルオレン、9,9
−ビス(4−((3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェノ
キシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−
((4−アミノ−3−メトキシ)フェノキシ)フェニ
ル)フルオレン、9,9−ビス(4−((3−アミノ−
4−メトキシ)フェノキシ)フェニル)フルオレン、
9,9−ビス−((4−アミノ−3−ヒドロキシ)フェ
ニル)フルオレン、9,9−ビス−((3−アミノ−4
−ヒドロキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス−
((4−アミノ−3−メトキシ)フェニル)フルオレ
ン、9,9−ビス−((3−アミノ−4−メトキシ)フ
ェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−((4−アミ
ノ−3−ヒドロキシ)フェノキシ)−3−フェニル−フ
ェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−((3−ア
ミノ−4−ヒドロキシ)フェノキシ)−3−フェニル−
フェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−((4−
アミノ−3−メトキシ)フェノキシ)−3−フェニル−
フェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−((3−
アミノ−4−メトキシ)フェノキシ)−3−フェニル−
フェニル)−フルオレン、9,9−ビス−((2−アミ
ノ−3−ヒドロキシ−4−フェニル)−フェニル)−フ
ルオレン、9,9−ビス−((2−ヒドロキシ−3−ア
ミノ−4−フェニル)−フェニル)−フルオレン、9,
9−ビス−((2−アミノ−3−メトキシ−4−フェニ
ル)−フェニル)−フルオレン、9,9−ビス−((2
−メトキシ−3−アミノ−4−フェニル)−フェニル)
−フルオレン等を挙げることができ、またこれらのエス
テル化合物やエーテル化合物などの誘導体を挙げること
ができるるが、これらに限定されるものではない。これ
らのビスアミノフェノール化合物は単独、または組み合
わせて使用することができる。
Examples of the bisaminophenol compound having a tetravalent group represented by the formula (B) used in the present invention include bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) ether and bis (3-amino-4-). Hydroxyphenyl) ether,
Bis (4-amino-3-methoxyphenyl) ether,
Bis (3-amino-4-methoxyphenyl) ether,
Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfide, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfide, bis (3-amino-4-methoxyphenyl) sulfide, bis (4-amino-3-methoxyphenyl)
Sulfide, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) ketone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) ketone, bis (3-amino-4-methoxyphenyl) ketone, bis (4-amino-3-methoxy) Phenyl) ketone, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-amino-4-methoxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3) -Methoxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-amino- 4-methoxyphenyl) propane, 2,
2-bis (4-amino-3-methoxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) methane, bis (3-amino -4-Methoxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-amino-3-methoxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-
Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4-amino-3-methoxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-methoxyphenyl) hexa Fluoropropane, 9,9-bis (4-((4-amino-3-hydroxy) phenoxy) phenyl) fluorene, 9,9
-Bis (4-((3-amino-4-hydroxy) phenoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis (4-
((4-amino-3-methoxy) phenoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis (4-((3-amino-
4-methoxy) phenoxy) phenyl) fluorene,
9,9-bis-((4-amino-3-hydroxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis-((3-amino-4
-Hydroxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis-
((4-Amino-3-methoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis-((3-amino-4-methoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis (4-((4-amino-3-) Hydroxy) phenoxy) -3-phenyl-phenyl) -fluorene, 9,9-bis (4-((3-amino-4-hydroxy) phenoxy) -3-phenyl-
Phenyl) -fluorene, 9,9-bis (4-((4-
Amino-3-methoxy) phenoxy) -3-phenyl-
Phenyl) -fluorene, 9,9-bis (4-((3-
Amino-4-methoxy) phenoxy) -3-phenyl-
Phenyl) -fluorene, 9,9-bis-((2-amino-3-hydroxy-4-phenyl) -phenyl) -fluorene, 9,9-bis-((2-hydroxy-3-amino-4-phenyl) ) -Phenyl) -fluorene, 9,
9-bis-((2-amino-3-methoxy-4-phenyl) -phenyl) -fluorene, 9,9-bis-((2
-Methoxy-3-amino-4-phenyl) -phenyl)
Examples thereof include, but are not limited to, fluorene and the like, and derivatives thereof such as ester compounds and ether compounds. These bisaminophenol compounds can be used alone or in combination.

【0017】本発明に用いる式(C)で表される2価の
基を有するジカルボン酸としては、4,4’−オキシビ
ス安息香酸、3,3’−オキシビス安息香酸、3,4’
−オキシビス安息香酸、2,4’−オキシビス安息香
酸、3,4’−オキシビス安息香酸、2,3’−オキシ
ビス安息香酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニ
ル)−ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−カルボキシ
フェニル)−スルフィド、ビス(4−カルボキシフェニ
ル)−スルホン、ビス(4−カルボキシフェニル)−メ
タン、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−プロ
パン、ビス(4−カルボキシフェニル)−ケトン、コハ
ク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカル
ボン酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、1,12−ド
デカンジカルボン酸、テトラフルオロコハク酸、ヘキサ
フルオログルタル酸、オクタフルオロアジピン酸、パー
フルオロピメリン酸、パーフルオロスベリン酸、パーフ
ルオロアゼライン酸、パーフルオロセバシン酸、1,9
−パーフルオロノナンジカルボン酸、パーフルオロドデ
カン二酸、パーフルオロトリデカン二酸、1,12−パ
ーフルオロドデカンジカルボン酸、テトラクロロコハク
酸、ヘキサクロログルタル酸、オクタクロロアジピン
酸、パークロロピメリン酸、パークロロスベリン酸、パ
ークロロアゼライン酸、パークロロセバシン酸、1,9
−パークロロノナンジカルボン酸、パークロロドデカン
二酸、パークロロトリデカン二酸、1,12−パークロ
ロドデカンジカルボン酸、1,4−パーフルオロシクロ
ヘキサンジカルボン酸、1,3−パーフルオロシクロヘ
キサンジカルボン酸、1,2−パーフルオロシクロヘキ
サンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン
酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シ
クロヘキサンジカルボン酸、1,4−パークロロシクロ
ヘキサンジカルボン酸、1,3−パークロロシクロヘキ
サンジカルボン酸、1,2−パークロロヘキサンジカル
ボン酸等を挙げることができるるが、これらに限定され
るものではない。これらのジカルボン酸は単独、または
組み合わせて使用することができる。
The dicarboxylic acid having a divalent group represented by the formula (C) used in the present invention includes 4,4'-oxybisbenzoic acid, 3,3'-oxybisbenzoic acid and 3,4 '.
-Oxybisbenzoic acid, 2,4'-oxybisbenzoic acid, 3,4'-oxybisbenzoic acid, 2,3'-oxybisbenzoic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -hexafluoropropane, bis ( 4-carboxyphenyl) -sulfide, bis (4-carboxyphenyl) -sulfone, bis (4-carboxyphenyl) -methane, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -propane, bis (4-carboxyphenyl)- Ketone, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid, tetrafluorosuccinic acid Acid, hexafluoroglutaric acid, octafluoroadipic acid, perfluoropimelic acid, per Ruorosuberin acid, perfluoro azelaic acid, perfluoro sebacic acid, 1,9
-Perfluorononanedicarboxylic acid, perfluorododecanedioic acid, perfluorotridecanedioic acid, 1,12-perfluorododecanedicarboxylic acid, tetrachlorosuccinic acid, hexachloroglutaric acid, octachloroadipic acid, perchloropimelic acid, par Chlorosuberic acid, perchloroazelaic acid, perchlorosebacic acid, 1,9
-Perchlorononanedicarboxylic acid, perchlorododecanedioic acid, perchlorotridecanedioic acid, 1,12-perchlorododecanedicarboxylic acid, 1,4-perfluorocyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-perfluorocyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-perfluorocyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-perchlorocyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-perchloro Examples thereof include, but are not limited to, cyclohexanedicarboxylic acid and 1,2-perchlorohexanedicarboxylic acid. These dicarboxylic acids can be used alone or in combination.

【0018】本発明に用いるポリベンゾオキサゾール前
駆体製造方法の中で、酸クロリド法による合成の例を挙
げると、まず前記ジカルボン酸を、N,N−ジメチルホ
ルムアミド等の触媒存在下、過剰量の塩化チオニルと、
室温から75℃で反応させ、過剰の塩化チオニルを加熱
及び減圧により留去する。その後残査をヘキサン等の溶
媒で再結晶することにより、酸クロリドであるジカルボ
ン酸クロリドを得ることができる。次いで、前記ビスア
ミノフェノール化合物を、通常、N−メチル−2−ピロ
リドン等の極性溶媒に溶解し、ピリジン等の酸受容剤存
在下で、ジカルボン酸クロリドと、−30℃から室温で
反応する。このようにしてポリベンゾオキサゾール前駆
体を得ることができる。
Among the methods for producing the polybenzoxazole precursor used in the present invention, an example of synthesis by the acid chloride method is given. First, the dicarboxylic acid is added in an excess amount in the presence of a catalyst such as N, N-dimethylformamide. With thionyl chloride,
The reaction is carried out at room temperature to 75 ° C., and excess thionyl chloride is distilled off by heating and reducing pressure. Then, the residue is recrystallized with a solvent such as hexane to obtain dicarboxylic acid chloride which is an acid chloride. Then, the bisaminophenol compound is usually dissolved in a polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone and reacted with dicarboxylic acid chloride in the presence of an acid acceptor such as pyridine at −30 ° C. to room temperature. Thus, the polybenzoxazole precursor can be obtained.

【0019】本発明において、ポリベンゾオキサゾール
樹脂は、このようにして得られたポリベンゾオキサゾー
ル前駆体を、従来法の通り、加熱または脱水剤で処理す
るにより、閉環反応して得ることができる。このポリベ
ンゾオキサゾール前駆体又は樹脂に、必要により、各種
添加剤として、界面活性剤やカップリング剤等を添加し
て用いることができる。
In the present invention, the polybenzoxazole resin can be obtained by subjecting the polybenzoxazole precursor thus obtained to a ring-closing reaction by heating or treating with a dehydrating agent as in the conventional method. If necessary, a surfactant, a coupling agent, or the like can be added to the polybenzoxazole precursor or resin as various additives for use.

【0020】また、本発明におけるポリベンゾオキサゾ
ール樹脂の前駆体は、一般式(A)において、R1〜R4
の少なくとも一つが、水素である場合は、感光剤として
のナフトキノンジアジド化合物と一緒に用いることで、
ポジ型の感光性樹脂組成物として、一般式(A)におい
て、R1〜R4の少なくとも一つが、メタクリロイル基の
ような光架橋性基を有する基である場合は、光開始剤を
用いることでネガ型感光性樹脂組成物として用いること
が可能である。
Further, the precursor of the polybenzoxazole resin in the present invention is represented by R 1 to R 4 in the general formula (A).
When at least one of the above is hydrogen, by using together with a naphthoquinonediazide compound as a photosensitizer,
As a positive type photosensitive resin composition, in the general formula (A), when at least one of R 1 to R 4 is a group having a photocrosslinkable group such as a methacryloyl group, a photoinitiator is used. And can be used as a negative photosensitive resin composition.

【0021】本発明のプラスチック光導波路用材料は、
光導波路のコア層に用いることができるが、光屈折率を
調整することにより、クラッド層に用いることができ
る。また、一般に製造されている基板上のシングルモー
ド光導波路と同様の構造に適用できる。例えば、スラブ
型、リッジ型、埋め込み型等がある。
The plastic optical waveguide material of the present invention is
Although it can be used for the core layer of the optical waveguide, it can be used for the cladding layer by adjusting the optical refractive index. Further, it can be applied to a structure similar to that of a generally manufactured single mode optical waveguide on a substrate. For example, there are a slab type, a ridge type, a buried type and the like.

【0022】前記光導波路構造の内、埋め込み型シング
ルモード光導波路の製造方法について、図1を参照しつ
つ説明する。まず、シリコン等の基板1の上に下部クラ
ッド用として、本発明の光導波路用材料のポリベンゾオ
キサゾールの前駆体溶液を、スピンコート等の方法によ
り塗布し、これを加熱等により硬化して閉環し樹脂とし
た下部クラッド層2を得る。次に、この上に下部クラッ
ド層として用いた前記ポリベンゾオキサゾールより、屈
折率が高い本発明の光導波路用材料のポリベンゾオキサ
ゾールの前駆体溶液を用いて、前記下部クラッド層2を
形成したときと同様の方法により、コア層3を形成す
る。次に、この上にコアパターンを形成するためのマス
ク層4を形成する(図1(a))。マスク層用材料とし
ては、Al、Ti等の金属、SiO2、スピンオングラ
ス(SOG)、Si含有レジスト、感光性ポリベンゾオ
キサゾール等を用いることができる。
A method of manufacturing an embedded single mode optical waveguide in the optical waveguide structure will be described with reference to FIG. First, a precursor solution of polybenzoxazole, which is a material for an optical waveguide of the present invention, is applied onto a substrate 1 made of silicon or the like by a method such as spin coating, and is cured by heating or the like to close a ring. Then, the lower clad layer 2 made of resin is obtained. Next, when the lower clad layer 2 is formed by using a precursor solution of polybenzoxazole, which is a material for an optical waveguide of the present invention having a higher refractive index than the polybenzoxazole used as the lower clad layer, The core layer 3 is formed by a method similar to. Next, a mask layer 4 for forming a core pattern is formed thereon (FIG. 1A). As the material for the mask layer, metals such as Al and Ti, SiO 2 , spin-on-glass (SOG), Si-containing resist, and photosensitive polybenzoxazole can be used.

【0023】次いで、マスク層4の上に、レジストを塗
布して、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5を得る(図1
(b))。次に、レジスト層5で保護されていないマス
ク層4をエッチングで除去(図1(c))した後、レジ
スト層5をエッチング液で除去し、マスク層4でコア層
3のポリベンゾオキサゾールをドライエッチングにより
除去する(図1(d))。マスク層4にSi含有レジス
トや感光性ポリベンゾオキサゾールを用いた場合には、
フォトレジストを使用する必要はない。
Next, a resist is applied on the mask layer 4 and prebaked, exposed, developed and afterbaked to obtain a patterned resist layer 5 (FIG. 1).
(B)). Next, after removing the mask layer 4 not protected by the resist layer 5 by etching (FIG. 1C), the resist layer 5 is removed by an etching solution, and the polybenzoxazole of the core layer 3 is removed by the mask layer 4. It is removed by dry etching (FIG. 1D). When Si-containing resist or photosensitive polybenzoxazole is used for the mask layer 4,
There is no need to use photoresist.

【0024】次に、残ったマスク層4を、ドライエッチ
ングやはく離液を用いることにより除去する。(図1
(e))。更に、この上に、前記下部クラッド材に用い
たのと同じ本発明の光導波路用材料であるポリベンゾオ
キサゾール前駆体を、スピンコート等で塗布して、上部
クラッド層6を形成し、これを加熱など硬化して閉環し
樹脂とした上部クラッド層6を得る(図1(f))。こ
のようにして、光損失等の光導波路特性の良好なポリベ
ンゾオキサゾール樹脂からなるシングルモード光導波路
を作製できる。
Next, the remaining mask layer 4 is removed by dry etching or using a peeling liquid. (Fig. 1
(E)). Further, a polybenzoxazole precursor, which is the same material for the optical waveguide of the present invention as that used for the lower clad material, is applied thereon by spin coating or the like to form an upper clad layer 6, and this is formed. The upper clad layer 6 which is cured by heating and closed to obtain a resin is obtained (FIG. 1 (f)). In this way, a single mode optical waveguide made of polybenzoxazole resin having good optical waveguide characteristics such as optical loss can be manufactured.

【0025】本発明のプラスチック光導波路用材料であ
る含フッ素ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾオキサ
ゾール共重合体及び混合物の前駆体溶液を閉環させた含
フッ素ポリベンゾオキサゾール樹脂からなるシングルモ
ード光導波路を作製することにより、その光導波路にお
ける光損失等の光導波特性の偏光波に対する相違を低減
できる。
A single mode optical waveguide made of a fluorine-containing polybenzoxazole resin obtained by ring-closing the precursor solution of the fluorine-containing polybenzoxazole, the polybenzoxazole copolymer and the mixture, which is the material for the plastic optical waveguide of the present invention, is prepared. As a result, it is possible to reduce the difference in the optical waveguide characteristics such as the optical loss in the optical waveguide with respect to the polarized wave.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれらに限定されない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

【0027】合成例1 2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン73.2部(0.2mol)を
乾燥したジメチルアセトアミド200部に溶解し、ピリ
ジン39.6部(0.5mol)を添加後、乾燥窒素
下、−15℃でシクロヘキサン100部に2,2−ビス
(4−カルボキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン
クロリド85.8部(0.2mol)を溶解したものを
30分掛けて滴下した。滴下終了後、室温まで戻し、室
温で5時間かく拌した。その後、反応溶液を蒸留水7L
に滴下し、沈殿物を集め、乾燥することによりポリベン
ゾオキサゾール前駆体(A)143.1部を得た。前駆
体の分子量をゲル・パーミエイション・クロマトグラフ
ィ(以下GPCと略記)を用いて測定した所、22,0
00であった。屈折率は1.521であった。
Synthesis Example 1 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
73.2 parts (0.2 mol) of hexafluoropropane was dissolved in 200 parts of dried dimethylacetamide, and after adding 39.6 parts (0.5 mol) of pyridine, 2 parts was added to 100 parts of cyclohexane at -15 ° C under dry nitrogen. , 2-bis (4-carboxyphenyl) -hexafluoropropane chloride dissolved in 85.8 parts (0.2 mol) was added dropwise over 30 minutes. After the dropping was completed, the temperature was returned to room temperature and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. Then, the reaction solution is distilled water 7L
Then, 143.1 parts of polybenzoxazole precursor (A) was obtained by collecting the precipitate and drying it. When the molecular weight of the precursor was measured by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC), it was 22.0
It was 00. The refractive index was 1.521.

【0028】合成例2 2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン73.2部(0.2mol)を
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン
56.0部(0.2mol)に置き換えた以外は合成例
1と同様にして、ポリベンゾオキサゾール前駆体(B)
127.6部を得た。前駆体(B)の分子量をGPCを
用いて測定した所、23,000であった。屈折率は
1.545であった。
Synthesis Example 2 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Polybenzoxazole was produced in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 73.2 parts (0.2 mol) of hexafluoropropane was replaced with 56.0 parts (0.2 mol) of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone. Precursor (B)
127.6 parts were obtained. When the molecular weight of the precursor (B) was measured by GPC, it was 23,000. The refractive index was 1.545.

【0029】合成例3 2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−ヘキサフル
オロプロパン85.8部(0.2mol)を4,4’−
オキシビス安息香酸クロリド59.0部(0.2mo
l)に置き換えた以外は、合成例1と同様にして、ポリ
ベンゾオキサゾール前駆体(C)130.3部を得た。
前駆体(C)の分子量をGPCを用いて測定した所、2
4,000であった。屈折率は1.586であった。
Synthesis Example 3 2,5-bis (4-carboxyphenyl) -hexafluoropropane (85.8 parts, 0.2 mol) was added to 4,4'-
Oxybisbenzoic acid chloride 59.0 parts (0.2mo
130.3 parts of a polybenzoxazole precursor (C) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that it was replaced with l).
When the molecular weight of the precursor (C) was measured using GPC, 2
It was 4,000. The refractive index was 1.586.

【0030】合成例4 2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−ヘキサフル
オロプロパン85.8部(0.2mol)をパーフルオ
ロアゼライン酸クロリド95.4部(0.2mol)に
置き換えた以外は合成例1と同様にして、ポリベンゾオ
キサゾール前駆体(D)151.7部を得た。前駆体
(D)の分子量をGPCを用いて測定した所、23,0
00であった。屈折率は1.513であった。
Synthesis Example 4 Except that 85.8 parts (0.2 mol) of 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -hexafluoropropane was replaced with 95.4 parts (0.2 mol) of perfluoroazelainyl chloride. In the same manner as in Synthesis Example 1, 151.7 parts of polybenzoxazole precursor (D) was obtained. When the molecular weight of the precursor (D) was measured by GPC, it was 23,0.
It was 00. The refractive index was 1.513.

【0031】合成例5 2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン73.2部(0.2mol)を
9,9−ビス(4−((4−アミノ−3−ヒドロキシ)
フェノキシ)フェニル)フルオレン76.0部(0.2
mol)に、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)
−ヘキサフルオロプロパンクロリド85.8部(0.2
mol)をアゼライン酸クロリド45.0部(0.2m
ol)に置き換えた以外は合成例1と同様にして、ポリ
ベンゾオキサゾール前駆体(E)108.9部を得た。
前駆体(E)の分子量をGPCを用いて測定した所、1
8,000であった。屈折率は1.621であった。
Synthesis Example 5 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Hexafluoropropane 73.2 parts (0.2 mol) was added to 9,9-bis (4-((4-amino-3-hydroxy))
Phenoxy) phenyl) fluorene 76.0 parts (0.2
mol), 2,2-bis (4-carboxyphenyl)
-Hexafluoropropane chloride 85.8 parts (0.2
45.0 parts (0.2 m) of azelaic acid chloride
ol), and in the same manner as in Synthesis Example 1, 108.9 parts of polybenzoxazole precursor (E) was obtained.
When the molecular weight of the precursor (E) was measured by GPC, 1
It was 8,000. The refractive index was 1.621.

【0032】合成例6 2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン73.2部(0.2mol)を
9,9−ビス(4−((4−アミノ−3−ヒドロキシ)
フェノキシ)フェニル)フルオレン76.0部(0.2
mol)に、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)
−ヘキサフルオロプロパンクロリド85.8部(0.2
mol)を1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロリ
ド41.8部(0.2mol)に置き換えた以外は合成
例1と同様にして、ポリベンゾオキサゾール前駆体
(F)106.0部を得た。前駆体(F)の分子量をG
PCを用いて測定した所、23,000であった。屈折
率は1.618であった。
Synthesis Example 6 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Hexafluoropropane 73.2 parts (0.2 mol) was added to 9,9-bis (4-((4-amino-3-hydroxy))
Phenoxy) phenyl) fluorene 76.0 parts (0.2
mol), 2,2-bis (4-carboxyphenyl)
-Hexafluoropropane chloride 85.8 parts (0.2
was replaced with 41.8 parts (0.2 mol) of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid chloride to obtain 106.0 parts of a polybenzoxazole precursor (F) in the same manner as in Synthesis Example 1. The molecular weight of the precursor (F) is G
It was 23,000 when measured using a PC. The refractive index was 1.618.

【0033】合成例7 2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−ヘキサフル
オロプロパン85.8部(0.2mol)を2,2−ビ
ス(4−カルボキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパ
ン77.2部(0.18mol)と4,4’−オキシビ
ス安息香酸クロリド5.9部(0.02mol)の混合
物に置き換えた以外は合成例1と同様にして、ポリベン
ゾオキサゾール前駆体(G)140.8部を得た。前駆
体(G)の分子量をGPCを用いて測定した所、24,
000であった。屈折率は1.528であった。
Synthesis Example 7 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -hexafluoropropane 85.8 parts (0.2 mol) was replaced with 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -hexafluoropropane 77.2 parts. (0.18 mol) and 4,4′-oxybisbenzoic acid chloride 5.9 parts (0.02 mol), except that the mixture was replaced with the same manner as in Synthesis Example 1, polybenzoxazole precursor (G) 140.8. I got a part. When the molecular weight of the precursor (G) was measured using GPC, 24,
It was 000. The refractive index was 1.528.

【0034】合成例8 2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン73.2部(0.2mol)を
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン
56.0部(0.2mol)に、2,2−ビス(4−カ
ルボキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン85.8
部(0.2mol)を2,2−ビス(4−カルボキシフ
ェニル)−ヘキサフルオロプロパンクロリド77.2部
(0.18mol)と4,4’−オキシビス安息香酸ク
ロリド5.9部(0.02mol)の混合物に置き換え
た以外は合成例1と同様にして、ポリベンゾオキサゾー
ル前駆体(H)125.2部を得た。前駆体(H)の分
子量をGPCを用いて測定した所、22,000であっ
た。屈折率は1.551であった。
Synthesis Example 8 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Hexafluoropropane 73.2 parts (0.2 mol) was added to bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone 56.0 parts (0.2 mol), and 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -hexafluoro. Propane 85.8
Parts (0.2 mol) to 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -hexafluoropropane chloride 77.2 parts (0.18 mol) and 4,4'-oxybisbenzoic acid chloride 5.9 parts (0.02 mol). 125.2 parts of a polybenzoxazole precursor (H) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the mixture was replaced with the mixture of 1). It was 22,000 when the molecular weight of the precursor (H) was measured using GPC. The refractive index was 1.551.

【0035】合成例9 2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン73.2部(0.2mol)を
2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン65.9部(0.18mol)
とビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホ
ン5.6部(0.02mol)との混合物に、2,2−
ビス(4−カルボキシフェニル)−ヘキサフルオロプロ
パン85.8部(0.2mol)を4,4’−オキシビ
ス安息香酸クロリド59.0部(0.2mol)に置き
換えた以外は合成例1と同様にして、ポリベンゾオキサ
ゾール前駆体(I)117.5部を得た。前駆体(I)
の分子量をGPCを用いて測定した所、24,000で
あった。屈折率は1.592であった。
Synthesis Example 9 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Hexafluoropropane 73.2 parts (0.2 mol) was added to 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Hexafluoropropane 65.9 parts (0.18 mol)
And bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone 5.6 parts (0.02 mol) in a mixture of 2,2-
Similar to Synthesis Example 1 except that 85.8 parts (0.2 mol) of bis (4-carboxyphenyl) -hexafluoropropane was replaced with 59.0 parts (0.2 mol) of 4,4′-oxybisbenzoic acid chloride. Thus, 117.5 parts of polybenzoxazole precursor (I) was obtained. Precursor (I)
It was 24,000 when the molecular weight of was measured using GPC. The refractive index was 1.592.

【0036】合成例10 2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−ヘキサフル
オロプロパンクロリド85.8部(0.2mol)をパ
ーフルオロアゼライン酸クロリド85.9部(0.18
mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド5.
9部(0.02mol)に置き換えた以外は合成例1と
同様にして、ポリベンゾオキサゾール前駆体(J)14
8.6部を得た。前駆体(J)の分子量をGPCを用い
て測定した所、24,000であった。屈折率は1.5
19であった。
Synthesis Example 10 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -hexafluoropropane chloride 85.8 parts (0.2 mol) was replaced with perfluoroazelainyl chloride 85.9 parts (0.18).
mol) and 4,4′-oxybisbenzoic acid chloride 5.
Polybenzoxazole precursor (J) 14 was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 9 parts (0.02 mol) was replaced.
8.6 parts were obtained. The molecular weight of the precursor (J) was 24,000 as measured by GPC. Refractive index is 1.5
It was 19.

【0037】合成例11 2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン73.2部(0.2mol)を
9,9−ビス(4−((4−アミノ−3−ヒドロキシ)
フェノキシ)フェニル)フルオレン76.0部(0.2
mol)に、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)
−ヘキサフルオロプロパンクロリド85.8部(0.2
mol)を2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−
ヘキサフルオロプロパンクロリド8.6部(0.02m
ol)とアゼライン酸クロリド40.5部(0.18m
ol)との混合物に置き換えた以外は合成例1と同様に
して、ポリベンゾオキサゾール前駆体(K)112.6
部を得た。前駆体(K)の分子量をGPCを用いて測定
した所、23,000であった。屈折率は1.615で
あった。
Synthesis Example 11 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Hexafluoropropane 73.2 parts (0.2 mol) was added to 9,9-bis (4-((4-amino-3-hydroxy))
Phenoxy) phenyl) fluorene 76.0 parts (0.2
mol), 2,2-bis (4-carboxyphenyl)
-Hexafluoropropane chloride 85.8 parts (0.2
2,2-bis (4-carboxyphenyl)-
Hexafluoropropane chloride 8.6 parts (0.02 m
ol) and azelaic acid chloride 40.5 parts (0.18 m
ol) in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the polybenzoxazole precursor (K) 112.6 was used.
I got a part. When the molecular weight of the precursor (K) was measured by GPC, it was 23,000. The refractive index was 1.615.

【0038】合成例12 2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン73.2部(0.2mol)を
9,9−ビス(4−((4−アミノ−3−ヒドロキシ)
フェノキシ)フェニル)フルオレン76.0部(0.2
mol)に、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)
−ヘキサフルオロプロパンクロリド85.8部(0.2
mol)を2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−
ヘキサフルオロプロパンクロリド8.6部(0.02m
ol)と1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロリド
37.6部(0.18mol)との混合物に置き換えた
以外は合成例1と同様にして、ポリベンゾオキサゾール
前駆体(L)110.0部を得た。前駆体(L)の分子
量をGPCを用いて測定した所、25,000であっ
た。屈折率は1.612であった。
Synthesis Example 12 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Hexafluoropropane 73.2 parts (0.2 mol) was added to 9,9-bis (4-((4-amino-3-hydroxy))
Phenoxy) phenyl) fluorene 76.0 parts (0.2
mol), 2,2-bis (4-carboxyphenyl)
-Hexafluoropropane chloride 85.8 parts (0.2
2,2-bis (4-carboxyphenyl)-
Hexafluoropropane chloride 8.6 parts (0.02 m
ol) and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid chloride (37.6 parts, 0.18 mol) were replaced with a mixture, and polybenzoxazole precursor (L) (110.0 parts) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. It was The molecular weight of the precursor (L) was measured by GPC and found to be 25,000. The refractive index was 1.612.

【0039】実施例1 光導波路の製造;合成例1で合成したポリベンゾオキサ
ゾールの前駆体(A)をスピンコート法により、シリコ
ン基板上に塗布して成膜した。形成した薄膜は、320
℃で1時間加熱することにより硬化し、下部クラッド層
とした。次いで、この上に合成例6で合成したポリベン
ゾオキサゾールの前駆体(F)を用いて、コア層をスピ
ンコート法により形成した。下部クラッド膜とコア膜の
間でインターミキシングはまったく認められなかった。
形成したコア層は320℃で1時間加熱することにより
硬化した。
Example 1 Production of Optical Waveguide: The polybenzoxazole precursor (A) synthesized in Synthesis Example 1 was applied onto a silicon substrate by spin coating to form a film. The formed thin film is 320
It was cured by heating at 0 ° C. for 1 hour to form a lower cladding layer. Then, a core layer was formed thereon by spin coating using the polybenzoxazole precursor (F) synthesized in Synthesis Example 6. No intermixing was observed between the lower clad film and the core film.
The formed core layer was cured by heating at 320 ° C. for 1 hour.

【0040】次に、このコア層上に膜厚0.3μmのア
ルミニウム層を蒸着し、マスク層を形成した。次にこの
アルミニウム層上にポジ型フォトレジスト(ジアゾナフ
トキノン−ノボラック樹脂系、東京応化製、商品名OF
PR−800)をスピンコート法により塗布した後約9
5℃でプリベークを行った。次にパターン形成用のフォ
トマスク(Ti)を超高圧水銀ランプを用いて紫外線を照
射した後ポジ型レジスト用現像液(TMAH:テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド水溶液、東京応化製、商
品名NMD−3)を用いて現像した。その後、135℃
でポストベークを行った。これにより線幅8μmを有す
る直線状のレジストパターンが得られた。次にアルミニ
ウムのウエットエッチングを行い、レジストパターンを
アルミニウム層に転写した。更にパターニングされたア
ルミニウムをマスクとしてコア層のポリベンゾオキサゾ
ールをドライエッチングにより加工した。次にポリベン
ゾオキサゾールの上層にあるアルミニウムをエッチング
液で除去した。更にこの上に下部クラッド層と同じポリ
ベンゾオキサゾールの前駆体(A)をスピンコートによ
り塗布した。この塗膜を320℃で1時間熱処理して上
部クラッドを形成した。最後に光導波路の両端をダイシ
ングソーで切り落として光の入出射端面を形成した。こ
のようにしてシリコン基板上に埋め込み型シングルモー
ド光導波路が得られた。
Next, an aluminum layer having a thickness of 0.3 μm was vapor-deposited on this core layer to form a mask layer. Next, a positive photoresist (diazonaphthoquinone-novolak resin system, manufactured by Tokyo Ohka, trade name OF
After applying PR-800) by spin coating, about 9
Prebaking was performed at 5 ° C. Next, a photomask (Ti) for pattern formation is irradiated with ultraviolet rays using an ultra-high pressure mercury lamp, and then a positive resist developer (TMAH: tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, manufactured by Tokyo Ohka, trade name NMD-3). And developed. After that, 135 ℃
I did a post bake. As a result, a linear resist pattern having a line width of 8 μm was obtained. Next, wet etching of aluminum was performed to transfer the resist pattern to the aluminum layer. Further, using the patterned aluminum as a mask, the polybenzoxazole of the core layer was processed by dry etching. Next, the aluminum on the upper layer of polybenzoxazole was removed with an etching solution. Furthermore, the same polybenzoxazole precursor (A) as that of the lower clad layer was applied thereon by spin coating. This coating film was heat-treated at 320 ° C. for 1 hour to form an upper clad. Finally, both ends of the optical waveguide were cut off with a dicing saw to form light input / output end faces. In this way, an embedded single mode optical waveguide was obtained on the silicon substrate.

【0041】上記で得られた埋め込み型シングルモード
光導波路の挿入損失を測定したところ、波長1.3μm
で0.3dB/cm以下1.55μmで0.3dB/c
m以下であった。また、挿入損失の偏波依存性は波長
1.3μmでも波長1.55μmでも0.5dB/cm以
下であった。さらに、この光導波路の損失は75℃/9
0%RHの条件以下においても1ヶ月以上変動しなかっ
た。
When the insertion loss of the buried type single mode optical waveguide obtained above was measured, the wavelength was 1.3 μm.
0.3 dB / cm or less and 0.3 dB / c at 1.55 μm
It was m or less. Further, the polarization dependence of the insertion loss was 0.5 dB / cm or less at both the wavelength of 1.3 μm and the wavelength of 1.55 μm. Furthermore, the loss of this optical waveguide is 75 ° C / 9
Even under the condition of 0% RH, it did not change for more than 1 month.

【0042】実施例2〜6は表−1の組み合わせで実施
例1と同様にして行った。また、評価結果を表−1に示
す。
Examples 2 to 6 were carried out in the same manner as in Example 1 with the combinations shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table-1.

【0043】比較例1 2、2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジ
アミノビフェニル6.4部(20.0mmol)と2,
2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフル
オロプロパン二無水物、及びジメチルアセトアミド8
6.6部に溶解させ窒素雰囲気下、室温で3日間撹拌し
反応させ、ポリアミド酸(M)を得た。このポリアミド
酸の分子量をGPCを用いて測定した所、14,000
であった。屈折率は1.523であった。
Comparative Example 1 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl 6.4 parts (20.0 mmol) and 2,
2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, and dimethylacetamide 8
It was dissolved in 6.6 parts and stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere for 3 days to cause a reaction to obtain a polyamic acid (M). The molecular weight of this polyamic acid was measured by GPC and found to be 14,000.
Met. The refractive index was 1.523.

【0044】上記で得られたポリアミド酸(M)をコア
層に、合成例4で得られたポリベンゾオキサゾールの前
駆体(D)を上部及び下部クラッド層に用いて、これら
以外は、実施例1と同様にして、埋め込み型シングルモ
ード光導波路を作製し、評価した。結果を表−1に示
す。
The polyamic acid (M) obtained above was used for the core layer, and the polybenzoxazole precursor (D) obtained in Synthesis Example 4 was used for the upper and lower clad layers. In the same manner as in 1, an embedded single mode optical waveguide was prepared and evaluated. The results are shown in Table-1.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明の光通信用のプラスチック光導波
路用材料は、電気特性、耐熱性、及び透明性に優れ、低
価格で、大面積化を実現することができ、特に、光通信
に利用される近赤外波長領域で透明度が高く、光損失の
小さい光導波路に有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The plastic optical waveguide material for optical communication of the present invention is excellent in electrical characteristics, heat resistance and transparency, can be realized at a low cost and has a large area, and is particularly suitable for optical communication. It is useful for optical waveguides with high transparency in the near-infrared wavelength range and low optical loss.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による埋め込み型光導波路の作成方法の
一例を示す工程図である。
FIG. 1 is a process chart showing an example of a method for producing an embedded optical waveguide according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 下部クラッド層 3 コア層 4 コアパターンを形成するためのマスク層 5 レジスト層 6 上部クラッド層 1 substrate 2 Lower clad layer 3 core layers 4 Mask layer for forming core pattern 5 Resist layer 6 Upper clad layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H047 KA04 PA02 PA15 PA24 PA28 QA05 TA11 TA41 4J043 PA01 PA04 PA08 PA19 QB15 QB23 QB24 QB33 RA06 RA52 SA06 SA47 SA71 SA72 SB01 SB02 TA12 TA26 TA32 TB02 TB03 UA042 UA131 UA132 UA231 UA762 UB021 UB022 UB061 UB062 UB121 UB122 UB151 UB152 UB281 UB282 UB301 UB302 XA13 YA06 ZA12 ZA31 ZA41 ZA51 ZA52 ZB21    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2H047 KA04 PA02 PA15 PA24 PA28                       QA05 TA11 TA41                 4J043 PA01 PA04 PA08 PA19 QB15                       QB23 QB24 QB33 RA06 RA52                       SA06 SA47 SA71 SA72 SB01                       SB02 TA12 TA26 TA32 TB02                       TB03 UA042 UA131 UA132                       UA231 UA762 UB021 UB022                       UB061 UB062 UB121 UB122                       UB151 UB152 UB281 UB282                       UB301 UB302 XA13 YA06                       ZA12 ZA31 ZA41 ZA51 ZA52                       ZB21

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(A)で表される構造を有するポ
リベンゾオキサゾール前駆体を閉環させたポリベンゾオ
キサゾール樹脂からなることを特徴とするプラスチック
光導波路用材料。 【化1】 (但し、式中のmおよびnは、m>0、n≧0、2≦m
+n≦1000、および0.05≦m/(m+n)≦1
を満たす整数である。また、R1〜R4は、水素原子また
は一価の有機基を示し、Xは式(B)で表される基の中
から選ばれる4価の基、Y1及びY2は式(C)で表され
る基の中から選ばれる2価の基を示す。) 【化2】 【化3】 (但し、式(B)及び式(C)中、X1、X2は式(D)
で表される基の中から選ばれる2価の基を示す。また、
式(C)中のi,j,kはそれぞれ2〜10までの整数
を表す。また式(B)、及び式(C)で表される構造
中、ベンゼン環上の水素原子は、メチル基、エチル基、
プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル
基、t−ブチル基、フッ素原子、トリフルオロメチル基
および塩素原子の中から選ばれる、少なくとも1個の基
で置換されていても良い。) 【化4】
1. A plastic optical waveguide material comprising a polybenzoxazole resin obtained by ring-closing a polybenzoxazole precursor having a structure represented by the general formula (A). [Chemical 1] (However, m and n in the formula are m> 0, n ≧ 0, and 2 ≦ m.
+ N ≦ 1000, and 0.05 ≦ m / (m + n) ≦ 1
Is an integer that satisfies. R 1 to R 4 represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, X is a tetravalent group selected from the groups represented by formula (B), and Y 1 and Y 2 are represented by the formula (C ) A divalent group selected from the groups represented by ) [Chemical 2] [Chemical 3] (However, in the formula (B) and the formula (C), X 1 and X 2 are the formula (D).
A divalent group selected from the groups represented by Also,
I, j, and k in the formula (C) each represent an integer of 2 to 10. In the structures represented by the formulas (B) and (C), the hydrogen atom on the benzene ring is a methyl group, an ethyl group,
It may be substituted with at least one group selected from propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, fluorine atom, trifluoromethyl group and chlorine atom. ) [Chemical 4]
【請求項2】 請求項1記載のプラスチック光導波路用
材料により形成されたコア層を具備してなる光導波路。
2. An optical waveguide comprising a core layer formed of the plastic optical waveguide material according to claim 1.
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