JP2009256613A - 光学部品用組成物及び光学部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】光学特性、耐熱特性、密着特性及び加工性などに優れる光学部品用組成物を提供し、さらには、光学特性及び耐熱性に優れた光学部品を提供する。
【解決手段】芳香核にヒドロキシル基を有する特定のヒドロキシアミド重合体、及び側鎖にエチニル基を有する特定のポリアミド重合体及び溶剤を含む光学部品用組成物。前記光学部品用組成物を用いて製膜し、前記光学部品用組成物中のヒドロキシアミド重合体のヒドロキシアミド部を縮合反応及びアミド重合体を架橋反応させて得られる光学部品。
【選択図】図1

Description

本発明は、光学部品用組成物及び光学部品に関する。
光通信に代表される光学材料として、石英ガラス等の無機材料、ポリマー系の有機材料が検討されている。無機材料は、一般的に、製作プロセスに高温加熱が必要等の問題や、光学材料として特性向上が望まれている。有機材料としては、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリイミド及びポリベンゾオキサゾールなどが知られている。ポリメチルメタクリレート及びポリカーボネートは耐熱性の観点から、その適用用途が制限されたり、適用のために工程が複雑化する問題が生じる。
また、フッ素化ポリイミド及びフッ素化ポリベンゾオキサゾールは、幅広く検討されており(例えば、特許文献1及び2参照。)、光学材料としての適用がなされているが、その構造中にフッ素を導入しているため、使用用途に制限されることがあり、より信頼性の高い材料が望まれる。
また、光学材料として、可視光域の透過率が良好な嵩高い特定構造を持つポリベンゾオキサゾールに関して報告がなされている(例えば、特許文献3参照。)。これは、ノルボルナン骨格等の嵩高い特定構造を導入することにより、光透過率は向上するが、その反面、脂肪族構造及び疎水構造の導入により、耐熱性が低下し、その適用用途が制限されたり、樹脂の基板への濡れ性は低下し、下地基板への製膜性に関して、その使用が限定されたり、塗布均一性が低下する等の問題があり、実用化するにはマージンが狭い、または難しいという問題がある。
また、光学部品としての光導波路において、SiO等の無機酸化物による導波路(例えば、特許文献4参照。)の作製は、その製膜方法から、コンフォーマルに製膜が進むため、下地凹凸の影響を受け易く、平坦化処理等の工夫が必要となり、工程が複雑化する。また、ポリイミドを用いた場合は、ポリイミド構造中にカルボニル基を含むため、吸湿による影響を受けることがあり、実用化は難しい。また、光導波路に、ポリイミドやポリベンゾオキサゾールと無機粒子の複合材料を用いる報告(例えば、特許文献5及び6参照。)がなされているが、これらは、ポリマーの溶液中に無機粒子を分散する必要があり、分散性制御する必要がある。組成物均一性の観点から、特性分布の制御、ヘイズ等が起こりやすく、使用時のマージンが狭い、使用できないと言った問題が生じる。
また、耐熱性及び高屈折率のポリアミド(例えば、特許文献7及び8参照。)が報告されており、溶解性も優れているが、開示されているポリアミドは線状構造であり、ガラス転移温度を持ち、高温域での使用が抑制される問題がある。
特開2000−290374号公報 国際公開第2003/010223号パンフレット 特開平11−322929号公報 特開平08−139300号公報 特開2006−222270号公報 特開2007−63502号公報 特開昭62−230823号公報 特開平2−84472号公報
本発明は、このような事情のもとで、光学特性、耐熱特性、密着特性及び加工性などに優れる光学部品用組成物を提供し、さらには、光学特性及び耐熱性に優れた光学部品を提供するものである。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定構造の架橋基を含まないヒドロキシアミド重合体と特定構造の架橋基を有するアミド重合体を溶剤に溶解させて使用することにより、均一な製膜性を発現し、ヒドロキシアミド重合体の縮合反応と、アミド重合体中の特定構造の架橋基が架橋反応することにより、光学特性、耐熱特性、物理特性の高い樹脂に変換され、その目的に適合し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、下記第(1)項から第(9)項の手段により達成される。
(1) 式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体、式(I)で表されるアミド重合体及び溶剤を含む光学部品用組成物。
Figure 2009256613
[式(A)中、Xは下記式(B)
Figure 2009256613
で表される基の中から選ばれる基を示し、
Yは下記式(C)
Figure 2009256613
で表される基の中から選ばれる少なくとも1種の基を示す。mは、2以上の整数を示す。また、式(A)におけるYとして、上記式(C)で表される基の中から2種以上を用いた場合、式(A)における繰り返し単位の配列は、ブロック的配列、ランダム的配列のいずれであってもよい。
上記式(B)及び式(C)中のX1は、式(H)
Figure 2009256613
で表される基の中から選ばれる基を示す。
また、上記式(B)及び式(C)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基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よい。]
Figure 2009256613
[式(I)中、Z1及びZ2は、それぞれ、上記式(C)で表される基の中から選ばれる基を示し、同一でも異なっていてもよい。
Aは、下記式(D)
Figure 2009256613
、下記式(E)
Figure 2009256613
、下記式(F)
Figure 2009256613
及び下記式(G)
Figure 2009256613
で表される基の中から選ばれる少なくとも1種の基を示す。
式(D)及び式(E)におけるRは、フェニル基又はアルキル基を示す。nは0又は1以上の整数、oは1以上の整数かつ、n+oが4以上の整数かつ、o/(n+o)が0.5以上を示す。また、式(I)における繰り返し単位の配列は、ブロック的配列、ランダム的配列のいずれであってもよい。また、上記式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基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よい。]
(2) 前記式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が、5000以上、15000以下である第(1)項記載の光学部品用組成物。
(3) 前記式(I)で表されるアミド重合体の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が、5000以上、15000以下である第(1)項又は第(2)項記載の光学部品用組成物。
(4) 前記式(I)で表されるアミド重合体中のZ1が、式(J)で表される基の中から選ばれる基である第(1)項〜第(3)項のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
Figure 2009256613
[式(J)中のX1は、上記式(H)で表される基の中から選ばれる基を示す。]
(5) 前記式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体中のXが、式(K)で表わされる基である第(1)項〜第(4)項のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
Figure 2009256613
(6) 前記光学部品用組成物を用いて、プラズマCVD法により製膜されたSiOx膜表面へ製膜する際に、該組成物と該SiOx膜との接触角が0°以上、10°以下である第(1)項〜第(5)項のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
(7) 前記光学部品用組成物は、23℃/湿度45%での雰囲気下で、スピンコータの回転数を1400rpmで塗膜を形成し、これを380℃/250秒加熱したフィルムの平均厚みが500nmになるように、前記ヒドロキシアミド重合体の含有量を調整した時の25℃での溶液粘度が、7mPa・s以上、11mPa・s以下である第(1)項〜第(6)項のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
(8) 第(1)項〜第(7)項のいずれか1項に記載の光学部品用組成物を用いて製膜し、前記光学部品用組成物中のヒドロキシアミド重合体のヒドロキシアミド部を縮合反応及びアミド重合体を架橋反応させて得られる光学部品。
(9) 前記光学部品は、380nmの波長における光の減衰係数が、0以上、0.01以下である、第(8)項に記載の光学部品。
本発明によれば、光学特性、耐熱特性、密着特性及び加工性などに優れる光学部品用組成物が得られる。前記光学部品用組成物より得られる光学部品は、光学特性、耐熱特性、密着特性などに優れ、これを具備する光学デバイスは、光学特性及び耐熱性に優れたものである。また、前記光学部品用組成物は、製膜をする際に基材への濡れ性にも優れることから、製膜の均一性も優れることより、得られる膜の特性も良好なものとなる。
本発明の光学部品の1つである光導波路の構造例を説明するための断面図である。
1 半導体基板
2 半導体基板上の無機膜
3 光導波路部
4 上部無機膜
本発明は、式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体、式(I)で表されるアミド重合体及び溶剤を含む光学部品用組成物であることを特徴とする光学部品用組成物である。これにより、光学部品とした場合に、ヒドロキシアミド重合体により発現する密着性、光学特性及び加工性と、アミド重合体により発現する耐熱性を兼ね備えた、優れた光学部品用組成物を提供できる。
前記式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体は、前記式(B)で表される基の中から選ばれる基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)で表される基の中から選ばれる基であるジカルボン酸化合物の1種又は2種以上とを、反応させて得ることができる。反応方法としては、従来の酸クロリド法、活性化エステル法、ポリリン酸や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を用いることができる。
なお、前記ビスアミノフェノール化合物において、前記式(B)で表される基は、アミノ基及びフェノール性水酸基と結合し得る結合手を四つ有するものである。また、前記ジカルボン酸化合物において、式(C)で表される基は、カルボキシル基と結合し得る結合手を二つ有するものである。
本発明で用いる、式(B)で表される基を有するビスアミノフェノール化合物の具体例としては、
2,4−ジアミノレゾルシノール、4,6−ジアミノレゾルシノール、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、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、
4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、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−((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−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−((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((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(4−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシフェニルエーテル及び2,2’―ジヒドロキシ−3,3’―ジアミノ−1,1’―ビナフチル等が挙げられる。また、これらの中でも、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−((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−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−((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((2−アミノ−3−ヒドロキシ−4−フェニル)−フェニル)−フルオレン及び9,9−ビス((2−ヒドロキシ−3−アミノ−4−フェニル)−フェニル)−フルオレン等が好ましい。また、これらは単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明で用いる、式(C)で表される基を有するジカルボン酸化合物の具体例としては、イソフタル酸、テレフタル酸、
4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−スルホニルビス安息香酸、3,4’−スルホニルビス安息香酸、3,3’−スルホニルビス安息香酸、4,4’−オキシビス安息香酸、3,4’−オキシビス安息香酸、3,3’−オキシビス安息香酸、4,4’−チオビス安息香酸、3,4’−チオビス安息香酸、3,3’−チオビス安息香酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)プロパン、2,2’−ジメチル−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ジメチル−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、ビス(4−(2−カルボキシフェノキシ)フェニル)ベンゼン、ビス(4−(3−カルボキシフェノキシ)フェニル)ベンゼン、ビス(4−(4−カルボキシフェノキシ)フェニル)ベンゼン、ビス(4−(2−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)ベンゼン、ビス(4−(3−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)ベンゼン、ビス(4−(4−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)ベンゼン、9,9−ビス(4−(4−カルボキシフェノキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−カルボキシフェノキシ)フェニル)フルオレン、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,3’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,3’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス((4−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)ビフェニル、4,4’−ビス((3−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)ビフェニル、3,4’−ビス((4−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)ビフェニル、3,4’−ビス((3−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)ビフェニル、3,3’−ビス((4−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)ビフェニル、3,3’−ビス((3−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)ビフェニル、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、3,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、3,3’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、3,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、3,3’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、4,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、4,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、3,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、3,3’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、3,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、3,3’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、9,9−ビス−(2−カルボキシ−フェニル)フルオレン、9,9−ビス−(3−カルボキシ−フェニル)フルオレン、9,9−ビス−(4−カルボキシ−フェニル)フルオレン、ビス−((2−カルボキシ−3−フェニル)−フェニル)−フルオレン、ビス−((4−カルボキシ−3−フェニル)−フェニル)−フルオレン、ビス−((5−カルボキシ−3−フェニル)−フェニル)−フルオレン、ビス−((6−カルボキシ−3−フェニル)−フェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−(2−カルボキシ−フェノキシ)−フェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−(3−カルボキシ−フェノキシ)−フェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−(4−カルボキシ−フェノキシ)−フェニル)−フルオレン、9,9−ビス((4−(2−カルボキシ−フェノキシ)−3−フェニル)−フェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−(2−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(4−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス((4−(3−カルボキシ−フェノキシ)−3−フェニル)−フェニル)−フルオレン及び9,9−ビス((4−(4−カルボキシ−フェノキシ)−3−フェニル)−フェニル)−フルオレン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明に用いる式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体の製造方法としては、例えば、酸クロリド法では、使用する酸クロリドは、まず、N,N’−ジメチルホルムアミド等の触媒存在下で、前記ジカルボン酸化合物と、過剰量の塩化チオニルとを、室温ないし130℃程度の温度で反応させ、過剰の塩化チオニルを加熱及び減圧により留去した後、残査をヘキサン等の溶媒で再結晶することにより得ることができる。このようにして製造したジカルボン酸クロリド化合物を、前記ビスアミノフェノール化合物と共に、通常、N−メチル−2−ピロリドン及びN,N’−ジメチルアセトアミド等の極性溶媒に溶解し、ピリジン等の酸受容剤存在下で、室温ないし−30℃程度の温度で反応させることにより、ヒドロキシアミド重合体を得ることができる。
また、該ビスアミノフェノール化合物として、前記式(B)で表される基の中から選ばれる基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、該ジカルボン酸化合物として、式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸の1種又は2種以上と、を用いることにより得られる。このようにして得られたヒドロキシアミド重合体の繰り返し単位の配列は、ブロック的で合ってもランダム的であっても良い。
上記で得られるヒドロキシアミド重合体において、式(A)で表される構造中のmは、2以上の整数であり、重合体の合成に用いたビスアミノフェノール化合物およびジカルボン酸化合物により異なるが、一般的には、2〜100の範囲である。
式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体の重量平均分子量は、特に規定はされないが、好ましくは標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が5000以上、15000以下であり、より好ましくは8000以上、12000以下である。前記分子量の範囲外でも用いることができるが、上記下限値より小さいと製膜後のプロセス中に耐熱性がやや劣ることがあり、ガス発生の問題が生じるおそれがあり、上記上限値より大きいと、溶剤への溶解性が低下する傾向があり、また、本発明の光学部品用組成物における粘度が上昇することにより、塗膜形成時に下地基板への濡れ性が低下して、基材面の性質の影響を受け易く、製膜における条件調整範囲が狭くなったり、膜厚均一性の低下が起こる恐れがある。
上記重量平均分子量は、高速液体クロマトグラフを用い、標準ポリスチレンで検量線を作成し、ポリスチレン換算で求めたものをいう。例えば、装置として、東ソー株式会社製高速液体クロマトグラフSC−8020システムに、TSKgelGMH−HRH高速SEC用カラム、UV(λ=270nm)検出器を用い、移動相としてLiBr0.5%を添加したN−メチル−2−ピロリドン液を用いて測定し、標準ポリスチレンとして、東ソー製PS−オリゴマーキットにより、リテンションタイムと分子量の検量線を作製し、ヒドロキシアミド重合体のポリスチレン換算の重量平均分子量を求めることができる。
また、式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量を前記の範囲にするための反応方法としては、例えば、ジカルボン酸化合物と該ビスアミノフェノール化合物の反応モル比を調整して、分子量を制御する方法、該ジカルボン酸クロリド化合物と該ビスアミノフェノール化合物に、カルボン酸クロライド化合物又は、及びアミノフェノール化合物を用いて、反応を停止させ、任意の分子量に調整する方法等を例示することができる。上記カルボン酸クロライド及びアミノフェノール化合物は、末端として反応を終結させ、それ以上分子量が大きくならないようにするために用い、例えば、安息香酸クロライド、2−アミノフェノールを例示することができる。
前記ジカルボン酸化合物とビスアミノフェノール化合物の反応モル比は、特に規定されないが、反応モル比を調整することにより分子量を制御することが可能である。例えば、上記の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量とも関係し、上記で用いるジカルボン酸化合物及びビスアミノフェノール化合物の構造によりモル比が異なるが、一方の化合物のモル数を過剰に、例えば、アミノフェノール化合物のモル数を過剰とすることにより、0.7以上、0.9以下に調整されることが好ましく、0.75以上、0.90以下がより好ましく、さらに好ましくは、0.8以上、0.90以下とするのが良い。反応モル比は、前記範囲外でも使用できるが、前記下限値より低いと比較的低分子の成分が多く生じるため、その除去等により、工程の複雑化する恐れがある。また、前記上限値を超える場合、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が目的とする範囲よりも大きくなる恐れがある。
前記式(I)で表されるアミド重合体は、前記式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジアミン化合物の少なくとも1種と、式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸化合物、並びに式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基の中から選ばれる基であるジカルボン酸化合物の1種又は2種以上とを、反応させて得ることができる。反応方法としては、従来の酸クロリド法、活性化エステル法、ポリリン酸や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を用いることができる。
なお、前記ジアミン化合物において、前記式(C)で表される基は、アミノ基と結合し得る結合手を二つ有するものである。また、前記ジカルボン酸化合物において、式(C)、式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基は、カルボキシル基と結合し得る結合手を二つ有するものである。
本発明で用いる、式(C)で表される基を有するジアミン化合物の具体例としては、
1,2−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、1,4−ジアミノベンゼン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、3,3’−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、
3,3’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノビフェニル、9,9−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)−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−4−フェニル)−フェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−(4−アミノフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−アミノフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、3,3’−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、3,3’−ジアミノ−ジフェニルチオエーテル、4,4’−ジアミノ−ジフェニルチオエーテル、及び2,2’―ジアミノ−1,1’−ビナフチル等が挙げられる。これらの中でも、3,3’−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、9,9−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−アミノ)フェノキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)−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−4−フェニル)−フェニル)−フルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−フルオレン、3,3’−ジアミノ−ジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノ−フェニルエーテル及び4,4’−ジアミノ−フェニルエーテル等が好ましい。これらは単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
式(I)で表されるアミド重合体で用いる式(C)で表される基を有するジカルボン酸化合物の具体例としては、式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体で用いる式(C)で表される基を有するジカルボン酸化合物の具体例と同様のものを挙げることができる。
本発明で用いる、式(D)及び式(E)で表される基を有するジカルボン酸化合物において、Rとしては、フェニル基又はアルキル基であり、前記アルキル基としては、メチル基、エチニル基、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、シクロヘキシル基及びアダマンチル基などが挙げられる。
そのようなジカルボン酸化合物の具体例として、Rがフェニル基であるフェニルエチニル基を有するジカルボン酸化合物の例としては、3−フェニルエチニルフタル酸、4−フェニルエチニルフタル酸、2−フェニルエチニルイソフタル酸、4−フェニルエチニルイソフタル酸、5−フェニルエチニルイソフタル酸、2−フェニルエチニルテレフタル酸、3−フェニルエチニルテレフタル酸、2−フェニルエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、3−フェニルエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、4−フェニルエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、1−フェニルエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、3−フェニルエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−フェニルエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、2−フェニルエチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、3−フェニルエチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、4−フェニルエチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、5−フェニルエチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、7−フェニルエチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、8−フェニルエチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、3,3'−ジフェニルエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、5,5'−ジフェニルエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、6,6'−ジフェニルエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ジフェニルエチニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエチニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、5,5'−ジフェニルエチニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、6,6'−ジフェニルエチニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ジフェニルエチニル−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、3,3'−ジフェニルエチニル−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、2,2−ビス(2−カルボキシ−3−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−5−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−6−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−6−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−3−フェニルエチニルフェニル)プロパン、4−フェニルエチニル−1,3−ジカルボキシシクロプロパン、5−フェニルエチニル−2,2−ジカルボキシシクロプロパン、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−5−フェニルエチニル−ベンゼンの構造異性体、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−5−フェニルエチニル−ベンゼンの構造異性体、5−(1−フェニルエチニル−フェノキシ)−イソフタル酸、5−(2−フェニルエチニル−フェノキシ)イソフタル酸、5−(3−フェニルエチニル−フェノキシ)イソフタル酸、2−(1−フェニルエチニル−フェノキシ)テレフタル酸、2−(2−フェニルエチニル−フェノキシ)テレフタル酸、2−(3−フェニルエチニル−フェノキシ)テレフタル酸、5−(1−フェニルエチニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(2−フェニルエチニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(3−フェニルエチニル−フェニル)−イソフタル酸、2−(1−フェニルエチニル−フェニル)−テレフタル酸、2−(2−フェニルエチニル−フェニル)−テレフタル酸及び2−(3−フェニルエチニル−フェニル)−テレフタル酸等が挙げられる。
また、Rがアルキル基であるアルキルエチニル基を有するジカルボン酸化合物の例としては、3−ヘキシニルフタル酸、4−へキシニルフタル酸、2−へキシニルイソフタル酸、4−へキシニルイソフタル酸、5−へキシニルイソフタル酸、2−へキシニルテレフタル酸、3−へキシニルテレフタル酸、2−へキシニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、3−へキシニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、4−へキシニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、1−へキシニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、3−へキシニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−へキシニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、2−へキシニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、3−へキシニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、4−へキシニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、5−へキシニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、7−へキシニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、8−へキシニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、3,3'−ジへキシニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ジへキシニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、5,5'−ジヘキシニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、6,6'−ジへキシニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ジへキシニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ジへキシニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、5,5'−ジへキシニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、6,6'−ジへキシニル−3,3'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ジへキシニル−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、3,3'−ジへキシニル−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、2,2−ビス(2−カルボキシ−3−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−4−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−5−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−6−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−2−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−4−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−6−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−へキシニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−3−へキシニルフェニル)プロパン、4−へキシニル−1,3−ジカルボキシシクロプロパン、5−ヘキシニル−2,2−ジカルボキシシクロプロパン、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−5−ヘキシニル−ベンゼンの構造異性体、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−5−ヘキシニル−ベンゼンの構造異性体、5−(3−ヘキシニル−フェノキシ)−イソフタル酸、5−(1−ヘキシニル−フェノキシ)−イソフタル酸、5−(2−ヘキシニル−フェノキシ)イソフタル酸、2−(1−ヘキシニル−フェノキシ)テレフタル酸、2−(2−ヘキシニル−フェノキシ)テレフタル酸、2−(3−ヘキシニル−フェノキシ)テレフタル酸、5−(1−ヘキシニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(2−ヘキシニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(3−ヘキシニル−フェニル)−イソフタル酸、2−(1−ヘキシニル−フェニル)−テレフタル酸、2−(2−ヘキシニル−フェニル)−テレフタル酸及び2−(3−ヘキシニル−フェニル)−テレフタル酸等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明で用いる、式(F)及び式(G)で表される基を有するジカルボン酸化合物の具体例としては、3−エチニルフタル酸、4−エチニルフタル酸、2−エチニルイソフタル酸、4−エチニルイソフタル酸、5−エチニルイソフタル酸、2−エチニルテレフタル酸、3−エチニルテレフタル酸、5−エチニルテレフタル酸、2−エチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、3−エチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、4−エチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、1−エチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、3−エチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−エチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、2−エチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、3−エチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、4−エチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、5−エチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、7−エチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、8−エチニル−1,6−ナフタレンジカルボン酸、3,3’−ジエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ジエチニル−2,2’−ビフェニルジカルボン酸、5,5’−ジエチニル−2,2’−ビフェニルジカルボン酸、6,6’−ジエチニル−2,2’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ジエチニル−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ジエチニル−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、5,5’−ジエチニル−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、6,6’−ジエチニル−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ジエチニル−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ジエチニル−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,2−ビス(2−カルボキシ−3−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−4−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−5−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−6−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−2−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−4−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−6−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−3−エチニルフェニル)プロパン、4−エチニル−1,3−ジカルボキシシクロプロパン、5−エチニル−2,2−ジカルボキシシクロプロパン、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−5−エチニル−ベンゼンの構造異性体、1,3−ビス(4−カルボキシ−フェニル)−5−エチニル−ベンゼンの構造異性体、5−(3−エチニル−フェノキシ)−イソフタル酸、5−(1−エチニル−フェノキシ)−イソフタル酸、5−(2−エチニル−フェノキシ)イソフタル酸、2−(1−エチニル−フェノキシ)テレフタル酸、2−(2−エチニル−フェノキシ)テレフタル酸、2−(3−エチニル−フェノキシ)テレフタル酸、5−(1−エチニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(2−エチニル−フェニル)−イソフタル酸、5−(3−エチニル−フェニル)−イソフタル酸、2−(1−エチニル−フェニル)−テレフタル酸、2−(2−エチニル−フェニル)−テレフタル酸及び2−(3−エチニル−フェニル)−テレフタル酸等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
なお、式(B)、式(C)、式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基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よい。上記炭素数1〜4のアルキル基としては、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−ブチル基などが挙げられる。
本発明に用いる式(I)で表されるアミド重合体の製造方法としては、上記式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体と同様に、酸クロリド法で反応させることにより、アミド重合体を得ることができる。
また、該ジアミン化合物として、前記式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジアミン化合物の少なくとも1種と、該ジカルボン酸化合物として、式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸化合物と、式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸化合物との2種以上と、を用いることにより得られる。このようにして得られたアミド重合体の繰り返し単位の配列は、ブロック的で合ってもランダム的であっても良い。
さらに、式(I)において、不飽和炭化水素基を有する式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸化合物を用いて得られた繰り返し単位と、不飽和炭化水素基を有しない式(C)で表される基を有するジカルボン酸化合物を用いて得られた繰り返し単位を有する共重合体において、該不飽和炭化水素基を有する繰り返し単位と、それを有しない繰り返し単位の配列は、ブロック的であっても、ランダム的であってもかまわない。
例えば、ブロック的な繰り返し単位の製造方法としては、酸クロリド法による場合、式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジアミン化合物と式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロリド化合物とを、予め反応させて分子量を上げた後、更に式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジアミン化合物と、式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロリド化合物とを反応させることにより得ることができる。
また、逆に、式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジアミン化合物と、式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロリド化合物とを、予め反応させて、重合体の分子量を上げた後、更に式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジアミン化合物と式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロリド化合物とを反応させてもよい。
ランダムな繰り返し単位の場合は、式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジアミン化合物と式(C)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロリド化合物と式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロリド化合物とを、同時に反応させることにより得ることができる。
本発明で用いるアミド重合体中に、式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基において、架橋基を有することで、重合体を架橋反応させ、3次元化して、高温域まで不溶不融になり、耐熱性が向上することが可能である。
上記で得られるアミド重合体において、式(I)で表される構造中のnは0又は1以上の整数、oは1以上の整数かつ、n+oが2以上の整数かつ、o/(n+o)が0.5以上であり、重合体の合成に用いたジアミン化合物およびジカルボン酸化合物により異なるが、一般的には、n+oは2〜100の範囲である。
式(I)で表されるアミド重合体は、特に規定はされないが、好ましくは標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が5000以上、15000以下であり、より好ましくは8000以上、12000以下である。前記分子量の範囲外でも用いることができるが、上記下限値より小さいと製膜後のプロセス中に耐熱性がやや劣ることがあり、ガス発生の問題が生じるおそれがあり、上記上限値より大きいと、溶剤への溶解性が低下する傾向があり、また、本発明の光学部品用組成物における粘度が上昇することにより、塗膜形成時に下地基板への濡れ性が低下して、基材面の性質の影響を受け易く、製膜における条件調整範囲が狭くなったり、膜厚均一性の低下が起こる恐れがある。
上記重量平均分子量は、上記ヒドロキシアミド重合体と同様に、高速液体クロマトグラフを用い、標準ポリスチレンで検量線を作成し、ポリスチレン換算で求めたものをいう。
また、式(I)で表されるアミド重合体の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量を前記の範囲にするための反応方法としては、例えば、ジカルボン酸化合物とジアミン化合物の反応モル比を調整して分子量を制御する方法、ジカルボン酸クロリド化合物とジアミン化合物に、カルボン酸クロライド化合物又はアミン化合物を用いて、反応を停止させ、任意の分子量に調整する方法等を例示することができる。上記カルボン酸クロライド及びアミン化合物は、末端として反応を終結させ、それ以上分子量が大きくならないようにするために用い、例えば、安息香酸クロライド、4−プロピル安息香酸クロライド及び4−イソプロピル安息香酸クロライドなどのカルボン酸クロライド、アニリン、4−イソプロピルアニリン及び4−イソプロペニルアニリンなどのアミン化合物を例示することができる。
前記ジカルボン酸化合物とジアミン化合物の反応モル比は、特に規定されないが、反応モル比を調整することにより分子量を制御する事が可能である。例えば、上記の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量とも関係し、上記で用いるジカルボン酸化合物及びジアミン化合物の構造によりモル比が異なるが、一方の化合物のモル数を過剰に、例えば、ジアミン化合物のモル数を過剰とすることにより、0.7以上、0.9以下に調整されることが好ましく、0.75以上、0.90以下がより好ましく、さらに好ましくは、0.8以上、0.90以下とするのが良い。反応モル比は、前記範囲外でも使用できるが、前記下限値より低いと比較的低分子の成分が多く生じるため、その除去等により、工程の複雑化する恐れがある。また、前記上限値を超える場合、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が目的とする範囲よりも大きくなる恐れがある。
本発明の光学部品用組成物は、上記で得られたヒドロキシアミド重合体、アミド重合体及び溶剤を混合することにより得ることができる。前記ヒドロキシアミド重合体とアミド重合体の混合割合としては、その使用目的等により異なるが、一般的には、前記ヒドロキシアミド重合体に対するアミド重合体の重量比で、例えば、0.05倍以上3倍以下程度で用いることができる。
また、前記ヒドロキシアミド重合体と溶剤の混合割合としては、その使用目的等により異なるが、一般的には、前記ヒドロキシアミド重合体に対する溶剤の重量比で、例えば、3倍以上、50倍以下程度で用いることができる。
本発明に用いる溶剤としては、ヒドロキシアミド重合体及びアミド重合体の構造により、それぞれ異なるが、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒及び非プロトン極性溶媒が例示でき、例えば、ケトン系溶媒として、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、4−メチル−シクロヘキサノン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、炭酸プロピレン、ジアセトンアルコール及びγ−ブチロラクトンなど;エーテル系溶媒として、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコール1−モノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル及び1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテルなど;エステル溶媒系として、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル及びメチル−3−メトキシプロピオネートなど;非プロトン極性溶媒として、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド及びN,N−ジメチルアセトアミド等を挙げることができる。これらは1種又は2種以上を混合して用いることができる。この中で、ヒドロキシアミド重合体の構造により異なるが、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンと上記シクロペンタノン以外の溶媒の混合物、シクロヘキサノンと上記シクロヘキサノン以外の溶媒の混合物が好適に使用することができる。
本発明の光学部品用組成物は、前記ヒドロキシアミド重合体、アミド重合体及び溶剤に、必要に応じて、各種添加剤として、界面活性剤、シラン系に代表されるカップリング剤、酸素ラジカルやイオウラジカルを加熱により発生するラジカル開始剤等を添加することができる。また、当該ヒドロキシアミド重合体に、感光剤としての例えばナフトキノンジアジド化合物と一緒に用いることで、感光性樹脂組成物として用いることが可能である。
本発明においては、光学部品用組成物を用いて光学部品を得ることができる。光学部品がフィルム状である場合の製造例としては、例えば、まず、上記で得た光学部品用組成物を、適当な支持体、例えば、シリコンウエハやセラミック基板等に塗布して、塗膜を形成する。塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等が挙げられる。
次いで、上記で得た塗膜を、例えば、好ましくは窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中で、40℃以上、425℃以下の温度で加熱して溶剤を除去し、引き続き、350℃以上、425℃以下の温度で、加熱及び/又は300℃以上、425℃以下の温度下で活性エネルギー線を照射して、前記光学部品用組成物中のヒドロキシアミド重合体及びアミド重合体を、縮合反応及び架橋反応させ、ヒドロキシアミド重合体をベンゾオキサゾール重合体としてフィルムを形成し、それを用いて光学部品として使用することができる。
このように光学部品用フィルムに用いることができる上記光学部品用組成物は、上記同様に塗布して形成した塗膜を、380℃/250秒加熱して得られたフィルムが、380nmの波長におけるフィルム中の光の減衰係数が、0以上、0.01以下であることが好ましい。前記減衰係数は、数値が小さいほど、フィルム中での光の吸収が小さいことを意味しており、減衰係数が小さいほど、透明性がよいことから、透明性が良好なものとなる。前記減衰係数は前記範囲外でも使用できるが、0.01を越えるとフィルム中で光が吸収されて減衰することを意味し、その使用用途によっては、好ましくない恐れがある。好ましくは0に近いほうがよく、0.008以下、より好ましくは0.005以下とするのが良い。
上記減衰係数は、n&k Technology Inc.製n&kアナライザーや市販の分光エリプソメーターにより、測定することができ、前記分光エリプソメーターとしては、例えば、J.A.Woollam Co. Inc.製分光エリプソメーターにより測定することができる。減衰係数の測定に関しては、380nmでの波長の値を用いる。例えば、シリコン基板上にスピンコートで作製した塗膜を、窒素ガス雰囲気下で380℃/250秒熱処理して得られたフィルムを、n&k Technology Inc.社製n&kアナライザー1500を用いて、反射率測定を行い、380nmの波長での減衰係数を得ることができる。
本発明の光学部品用組成物は、特定の条件により形成される塗膜の厚みが500nmとなり、さらに、該組成物の溶液粘度は特に規定されないが、好ましくは下記の範囲となるように、ヒドロキシアミド重合体及びアミド重合体の含有量を調整することが製膜性の上で好ましい。
上記溶液粘度としては、特に規定されないが、好ましくは25℃で測定した時、7mPa・s以上、11mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは、8mPa・s以上、11mPa・s以下、さらに好ましくは、8mPa・s以上、10mPa・s以下である。溶液粘度は、前記範囲外でも使用できるが、前記下限値より低いと、ヒドロキシアミド重合体における比較的低分子成分が多く含まれる可能性が高く、アウトガスに代表される耐熱性の低下を生じる恐れがある。また、前記上限値を超えると、下地基板への濡れ性が低下することにより、製膜時のマージンの低下又は膜厚均一性等が低下する恐れがある。
上記溶液粘度におけるヒドロキシアミド重合体及びアミド重合体の含有量を調整する評価方法としては、上記で得られるヒドロキシアミド重合体及びアミド重合体を、標準溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンに溶解した組成物とし、該組成物を、23℃/湿度45%での雰囲気下で、支持体上に、スピンコータの回転数を1400rpmで塗膜を形成し、該塗膜を380℃/250秒加熱した後の塗膜の厚みが500nmになるように、該ヒドロキシアミド重合体の含有量が調整される。
上記溶液粘度は、市販のE型粘度計、B型粘度計により測定することができ、JIS Z 8809により規格制定された粘度計を校正する標準物質として製造された標準液により校正して用いる。例えば、E型粘度計としては、TVE−20L:東機産業(株)製を、標準液としては、東機産業(株)製の粘度計校正用の標準液JS10を例示することができる。
また、上記光学部品用組成物は、プラズマCVD法により製膜されたSiOx膜の表面に、上記同様に塗布して塗膜を形成する際の光学部品用組成物の該SiOx膜に対する接触角が0°以上、10°以下であることが好ましく、前記範囲においては0°に近いほうがよく、好ましくは8°以下、より好ましくは5°以下である。前記接触角は、前記範囲外でも使用できるが、前記上限値を越えると、基板表面に対して、濡れ性が悪く、製膜性を低下させるため、膜特性のバラツキが大きくなったり、製膜のマージンが狭まる等の問題が生じる恐れがある。
上記接触角は、一般的なθ/2法により求めることができる。具体的には、基板上に、光素子用組成物の液滴を落とし、液滴の左右端点を結んだ線に対して、左右端点と頂点を線で結んだ角度を2倍して接触角とする。測定装置として、例えば、協和界面科学(株)製CA−X型の接触角測定装置を用いて、測定することができる。
本発明の光学部品は、上記光学部品用組成物を用いて得られるものである。例えば、光学レンズ、光学フィルター、光スイッチ、光導波路、光ファイバー、集光レンズ等が挙げられる。
本発明の光学部品の1つである光導波路の構造例として、特に限定はされないが、例えば、特開平08−139300号公報に記載されているものを挙げることができる。
その製造方法としては、例えば、図1に示すように、半導体基板(1)上に、クラッド層としてプラズマCVD法によりSiOx膜に代表される無機膜(2)を形成し、フォトレジスト法により、コア部として凹状に加工する。その後、上記で凹状を形成した無機膜の面に、本発明の光学部品用組成物を用いて、これを塗布して塗膜を形成する。このとき、塗布の方法としては、スピンナーによる回転塗布、スプレーコーターによる噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等が挙げられる。その後、上記で得た塗膜を、所定温度でプリベーク後、加熱及び/又は活性エネルギー線を照射して、光導波路部(3)を形成する。
次に、必要によりエッチング等をして、不必要な部分を除去する。この際に、レジスト等を用いてパターニングをしても構わない。その後、上部に、プラズマCVD法によりSiOx膜に代表される無機膜(4)を形成して、光導波路を作製できる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
製造例1
5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリドの製造
(1)5−ブロモイソフタル酸の合成
温度計、撹拌機及び滴下ロートを備えた4つ口の1Lフラスコに、5−アミノイソフタル酸99.18g(0.55mol)と48重量%臭化水素酸165mL、蒸留水150mLを入れ、撹拌した。フラスコを5℃以下まで冷却し、ここへ、亜硝酸ナトリウム39.4g(0.57mol)を蒸留水525mLに溶解したものを、1時間かけて滴下し、ジアゾニウム塩水溶液を得た。
温度計、ジムロート冷却管、滴下ロート及び撹拌機を備えた4つ口の3Lフラスコに、臭化第一銅94.25g(0.66mol)と48重量%臭化水素酸45mLを入れ、撹拌した。フラスコを0℃以下に冷却し、上記で得たジアゾニウム塩水溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後に室温で30分間撹拌し、続けて30分間還流させた。放冷後、析出物をろ別し、蒸留水2Lで2回洗浄し、得られた白色固体を50℃で2日間減圧乾燥し、粗生成物117gを得た。精製せずに次の反応へ用いた。
(2)5−ブロモイソフタル酸ジメチルの合成
撹拌機及びジムロート冷却管を備えた500mLフラスコに、上記(1)で得られた5−ブロモイソフタル酸110g、メタノール500mL及び濃硫酸10gを入れ、6時間還流させた。放冷後、蒸留水1Lに滴下し、これを5重量%炭酸水素ナトリウム水溶液で中和した。析出物をろ別し、蒸留水2Lで2回洗浄した後、得られた白色固体を50℃で2日間減圧乾燥し、5−ブロモイソフタル酸ジメチル109g(0.4mol)を得た(収率89%)。
(3)1−[3,5−ビス(メトキシカルボニル)フェニル]−2−フェニルエチンの合成
温度計、ジムロート冷却管、窒素導入管及び撹拌機を備えた4つ口の1Lフラスコに、上記(2)で得られた5−ブロモイソフタル酸ジメチル99.7g(0.365mol)、トリフェニルホスフィン1.1g(0.00419mol)、ヨウ化銅0.275g(0.00144mol)、フェニルアセチレン40.9g(0.4mol)を仕込み、フラスコ内に窒素を流した。次いで、脱水トリエチルアミン375mLおよび脱水ピリジン200mLを加え、撹拌して溶解した。1時間窒素を流し続けた後、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.3g(0.000427mol)を素早く添加し、オイルバスで1時間加熱還流した。その後、トリエチルアミンおよびピリジンを減圧留去し、粘稠な褐色溶液を得た。これを、水500mLに注ぎ、析出した固形物をろ取し、さらに、水500mL、5モル/リットル濃度塩酸500mL、水500mLで各2回洗浄した。この固形物を、50℃で減圧乾燥することにより、90.8gの1−[3,5−ビス(メトキシカルボニル)フェニル]−2−フェニルエチンを得た(収率85%)。
(4)5−フェニルエチニルイソフタル酸二カリウム塩の合成
温度計、ジムロート冷却管及び撹拌機を備えた5Lの4つ口フラスコに、n−ブタノール3L、水酸化カリウム(85%)182g(2.763mol)を仕込み、加熱還流して溶解した。これに、上記(3)で合成した1−[3,5−ビス(メトキシカルボニル)フェニル]−2−フェニルエチン85g(0.29mol)を加えて、30分間加熱還流した。これを氷浴にて冷却し、析出した結晶をろ取した。この結晶をエタノール1Lで2回洗浄し、60℃で減圧乾燥することによって、94gの5−フェニルエチニルイソフタル酸二カリウム塩を得た(収率95%)。
(5)5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリドの合成
温度計、ジムロート冷却管及び撹拌機を備えた2Lの4つ口フラスコに、上記(4)で得られた5−フェニルエチニルイソフタル酸二カリウム塩85.6g(0.2mol)、クロロホルム1Lを仕込み、0℃に冷却した。これに塩化チオニル391g(4.5mol)を、5℃以下で1時間かけて滴下した。その後、ジメチルホルムアミド4mL、ヒドロキノン4gを加え、80〜130℃で3時間撹拌した。冷却後、ヘキサンを2L加え、生じた沈殿をろ過して集めた後、結晶をクロロホルム150mL、ヘキサン300mlに加熱下で溶解し、熱ろ過後、0℃の冷蔵庫で48時間静置し、結晶を得ることで、42gの5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリドを得た(収率55%)。
製造例2
5−エチニルイソフタル酸ジクロリドの製造
(1)5−トリフルオロメタンスルホニロキシイソフタル酸ジメチルの合成
温度計、ジムロー卜冷却管、塩化カルシウム管、撹拌機を備えた4つ口の5Lフラスコに、5−ヒドロキシイソフタル酸ジメチル190.0g(0.904mol)、脱水トルエン3L、脱水ピリジン214.7g(2.718mol)を仕込み、撹拌しながら−30℃まで冷却した。ここに、無水トリフルオロメタンスルホン酸510.2g(1.808mol)を、温度が−25℃以上に上がらないように注意しながら、ゆっくりと滴下した。この場合、滴下が終了するまでに1時間を要した。滴下終了後、反応温度を0℃に昇湿し1時間、さらに室温に昇温し5時間反応した。得られた反応混合物を4Lの氷水に注ぎ、水層と有機層を分離した。更に水層を500mLのトルエンで2回抽出し、これを先の有機層とあわせた。この有機層を水3Lで2回洗浄し、無水硫酸マグネシウム100gで乾燥、ろ過により無水硫酸マグネシウムを除去し、ロータリーエバポレーターでトルエンを留去、減圧乾燥することによって、淡黄色固体の5−トリフルオロメタンスルホニロキシイソフタル酸ジメチルを294.0g得た(収率95%)。この粗生成物をヘキサンで、再結晶することによって白色針状晶を得、これを次の反応に用いた。
(2)4−[3,5−ビス(メトキシカルボニル)フェニル]−2−メチル−3−ブチン−1−オールの合成
温度計、ジムロート冷却管、窒素導入管、撹拌機を備えた4つ口の1Lフラスコに、上記(1)で得られた5−トリフルオロメタンスルホニロキシイソフタル酸ジメチル125g(0.365mol)、トリフェニルホスフィン1.1g(0.00419mol)、ヨウ化銅0.275g(0.00144mol)、3−メチル−1−ブチン−3−オール33.73g(0.401mol)を仕込み、窒素を流した。脱水トリエチルアミン375mLおよび脱水ピリジン200mLを加え、撹拌溶解した。1時間窒素を流し続けた後、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.3g(0.000427mol)を素早く添加し、オイルバスで1時間加熱還流した。その後、トリエチルアミンおよびピリジンを減圧留去し、粘稠な褐色溶液を得た。これを水500mLに注ぎ析出した固形物をろ取し、さらに水500mL、5モル/リットル濃度塩酸500mL、水500mLで各2回洗浄した。この固形物を、50℃で減圧乾燥することにより、98.8gの4−[3,5−ビス(メトキシカルボニル)フェニル]−2−メチル−3−ブチン−1−オールを得た(収率98%)。
(3)5−エチニルイソフタル酸二カリウム塩の合成
温度計、ジムロート冷却管、撹拌機を備えた5Lの4つ口フラスコにn−ブタノール3L、水酸化カリウム(85%)182g(2.763mol)を仕込み、加熱還流して溶解した。これに上記(2)で合成した4−[3,5−ビス(メトキシカルボニル)フェニル]−2−メチル−3−ブチン−1−オール95g(0.344mol)を加えて30分間加熱還流した。これを氷浴にて冷却し、析出した結晶をろ取した。この結晶をエタノール1Lで2回洗浄し、60℃で減圧乾燥することによって、88.87gの5−エチニルイソフタル酸二カリウム塩を得た(収率97%)。
(4)5−エチニルイソフタル酸ジクロリドの合成
温度計、ジムロート冷却管、撹拌機を備えた2Lの4つ口フラスコに、上記(3)で得られた5−エチニルイソフタル酸二カリウム塩80g(0.3mol)、クロロホルム400Lを仕込み、0℃に冷却した。これに塩化チオニル391g(4.5mol)を、5℃以下で1時間かけて滴下した。その後、ジメチルホルムアミド4mL、ヒドロキノン4gを加え、45〜50℃で3時間撹拌した。冷却後ろ過して結晶を除き、結晶をクロロホルム150mLで洗浄した。ろ液と洗浄液をあわせて40℃以下で減圧濃縮し、得られた残渣をジエチルエーテル200mLで2回抽出ろ過した。抽出液からジエチルエーテルを減圧留去することで、半固体の粗生成物を得た。これを乾燥したn−へキサンで洗浄し、続いてジエチルエーテルで再結晶することで13gの5−エチニルイソフタル酸ジクロリドを得た(収率19%)。
製造例2a
3,3’−チオビス安息香酸ジクロライドの合成
(1)3,3’−チオビス安息香酸の合成
温度計、ジムロート冷却管、撹拌機を備えた2Lの4つ口フラスコに、3−ヨード安息香酸49.6g(0.200mol)、炭酸カリウム13.8g(0.100mol)およびN,N−ジメチルホルムアミド200mLを入れ、窒素ガスフロー下で、100℃で溶解させた後、硫化ナトリウム8.6g(0.110mol)およびヨウ化銅3.8g(0.020mol)を加え、12時間還流した。反応液に水1Lおよび活性炭20gを加え、100℃で1時間加熱した。ろ過により活性炭を除き、反応液を6mol/Lの塩酸100mLを滴下して中和し、沈殿物を集め、蒸留水1Lで2回洗浄した。得られた沈殿物を60℃で12時間真空乾燥し、11.52gの3,3’−チオビス安息香酸を得た。(収率42%)
(2)3,3’−チオビス安息香酸ジクロライドの合成
温度計、ジムロート冷却管、撹拌機を備えた300mLの4つ口フラスコに、上記(1)で得られた3,3’−チオビス安息香酸10.97g(0.04mol)、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド0.08g(0.0004mol)および塩化チオニル50g(0.42mol)を加え、3時間還流した。100℃で塩化チオニルを留去し、残留物を60℃で12時間真空乾燥し、11.8gの3,3’−チオビス安息香酸ジクロライドを得た。(収率95%)
製造例3
[ヒドロキシアミド重合体の合成]
窒素ガスフロー下で、9,9−ビス((3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェニル))フルオレン56.6g(0.1mol)を、乾燥したN−メチル−2−ピロリドン200gに溶解し、ピリジン17.4g(0.22mol)を添加した後、−15℃に冷却し、イソフタル酸ジクロリド18.4g(0.092mol)を、少しずつ添加した。滴下終了後、−15℃で、1時間撹拌後、室温まで戻し、室温で5時間撹拌した。その後、反応液を50%メタノール水溶液4リットルに小さな液滴で滴下し、沈殿物を集め、さらに、50%メタノール水溶液4リットル中で3回繰り返した。その後、沈殿物を乾燥することにより、66gのヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、下記の方法により、溶解性、重量平均分子量(Mw)及び溶液粘度を評価した。各特性を第1表に示す。
製造例4
[ヒドロキシアミド重合体の合成]
製造例3において、イソフタル酸ジクロリド18.2g(0.09mol)の代わりに、4,4’−オキシビス安息香酸クロリド25.1g(0.085mol)を用いた以外は、全て製造例3と同様にして、37gのヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、製造例3と同様にして、溶解性、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。各特性を第1表に示す。
製造例5
[ヒドロキシアミド重合体の合成]
製造例3において、9,9−ビス((3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェニル))フルオレン56.6g(0.1mol)の代わりに、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル23.2g(0.1mol)を、イソフタル酸ジクロリド18.4g(0.092mol)の代わりにイソフタル酸ジクロリド17.0g(0.085mol)を用いた以外は、全て製造例3と同様にして、34gのヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、製造例3と同様にして、溶解性、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。各特性を第1表に示す。
製造例5’
[ヒドロキシアミド重合体の合成]
製造例3において、9,9−ビス((3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェニル))フルオレン56.6g(0.1mol)の代わりに、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル23.2g(0.1mol)を、イソフタル酸ジクロリド18.4g(0.092mol)の代わりに3,3’−チオビス安息香酸ジクロライド28.0g(0.09mol)を用いた以外は、全て製造例3と同様にして、37gのヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、製造例3と同様にして、溶解性、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。各特性を第1表に示す。
製造例6
[アミド重合体の合成]
窒素ガスフロー下で、9,9−ビス(3−アミノフェニル)フルオレン34.8g(0.1mol)を、乾燥したN−メチル−2−ピロリドン200gに溶解し、ピリジン17.4g(0.22mol)を添加した後、−15℃に冷却し、製造例1で得た5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド27.9g(0.092mol)を、少しずつ添加した。滴下終了後、−15℃で、1時間撹拌後、室温まで戻し、室温で5時間撹拌した。その後、反応液を50%メタノール水溶液4リットルに小さな液滴で滴下し、沈殿物を集め、さらに、50%メタノール水溶液4リットル中で3回繰り返した。その後、沈殿物を乾燥することにより、53gのアミド重合体を得た。得られたアミド重合体を用いて、下記の方法により、溶解性、重量平均分子量(Mw)及び溶液粘度を評価した。各特性を第1表に示す。
製造例7
[アミド重合体の合成]
製造例6において、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド27.3g(0.09mol)の代わりに、製造例1で得た5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド12.9g(0.0425mol)とイソフタル酸ジクロリド8.6g(0.0425mol)を用いた以外は、全て製造例6と同様にして、48gのヒドロキシアミド重合体を得た。得られたアミド重合体を用いて、製造例6と同様にして、溶解性、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。各特性を第1表に示す。
製造例8
[アミド重合体の合成]
製造例6において、9,9−ビス(3−アミノフェニル)フルオレン34.8g(0.1mol)の代わりに、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン34.3g(0.1mol)を、5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロリド27.3g(0.09mol)の代わりに、製造例2で得た5−エチニルイソフタル酸ジクロリド9.6g(0.0425mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド12.6g(0.0425mol)を用いた以外は、全て製造例6と同様にして、48gのヒドロキシアミド重合体を得た。得られたアミド重合体を用いて、製造例6と同様にして、溶解性、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。各特性を第1表に示す。
製造例9
[ヒドロキシアミド重合体の合成]
製造例3において、9,9−ビス((3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェニル))フルオレン56.6g(0.1mol)の代わりに、2,2−ビス(3−アミノ−4ヒロドキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン36.6g(0.1mol)を、イソフタル酸ジクロリド18.4g(0.092mol)の代わりに、イソフタル酸ジクロリド19.2g(0.095mol)を用いた以外は、全て製造例3と同様にして、50gのヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、製造例3と同様にして、溶解性、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。各特性を第1表に示す。
製造例10
[ヒドロキシアミド重合体の合成]
製造例3において、9,9−ビス((3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェニル))フルオレン56.6g(0.1mol)の代わりに、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル23.2g(0.1mol)を、イソフタル酸ジクロリド18.4g(0.092mol)の代わりに、イソフタル酸ジクロリド19.2g(0.095mol)を用いた以外は、全て製造例3と同様にして、35gのヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、製造例3と同様にして、溶解性、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。各特性を第1表に示す。
[ヒドロキシアミド重合体及びアミド重合体の評価]
(1)溶解性
上記で得たヒドロキシアミド重合体及びアミド重合体を用いて、それぞれ、溶剤N−メチル−2−ピロリドンに対する溶解性を評価した。ヒドロキシアミド重合体又はアミド重合体1g及びN−メチル−2−ピロリドン2gを、ふた付きのガラス製サンプル容器に投入し、30秒間手動で混合し、30分間静置し、不溶物の有無を目視で観察して溶解性を判断した。ここで、第一表中、◎は、30秒間手動で混合後に溶解し、○は、30秒間手動で混合後し、30分間静置後に溶解したことを意味する。
(2)標準ポリスチレン換算重量平均分子量
上記で得たヒドロキシアミド重合体及びアミド重合体について、それぞれ、装置として、東ソー株式会社製高速液体クロマトグラフSC−8020システムに、TSKgelGMH−HRH高速SEC用カラム、LiBr0.5%入りN−メチル−2−ピロリドン移動相、UV(λ=270nm)検出器を用いて測定し、標準ポリスチレン(東ソー製PS−オリゴマーキット)を用いて換算して重量平均分子量を求めた。
(3)溶液粘度
ヒドロキシアミド重合体又はアミド重合体1gとN−メチル−2−ピロリドン9gの割合で組成物として、これを、23℃/湿度45%の雰囲気中で、スピンコータ(回転数1400rpm)により、支持体上に塗膜を形成し、さらに該塗膜を380℃/250秒加熱した後の塗膜の厚みが500nmであることを確認した。次いで、本測定に用いた前記組成物を、ふた付きのガラス製サンプル容器に精秤し、溶解後に1.1mlを測り取りサンプルとした。粘度計は、E型粘度計TVE−20L:東機産業(株)製を用い、25.0℃において、コーンロータ1°34’×R24を用い、コーンロータ回転数:50rpmで測定した。測定はそれぞれ3回行い、平均値を算出した。
Figure 2009256613
実施例1
製造例3で合成したヒドロキシアミド重合体0.07g、製造例6で合成したアミド重合体0.03gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。この組成物を用いて、スピンコートにより、塗膜を形成し、該塗膜をN2ガス雰囲気下で、200℃/90秒間加熱して乾燥し、さらに380℃/250秒間熱処理をし、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
実施例2
製造例4で合成したヒドロキシアミド重合体0.07g、製造例6で合成したアルコキシシラン重合体0.03gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
実施例3
製造例5で合成したヒドロキシアミド重合体0.07g、製造例6で合成したアミド重合体0.03gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
実施例3’
製造例5’で合成したヒドロキシアミド重合体0.07g、製造例6で合成したアミド重合体0.03gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
実施例4
製造例3で合成したヒドロキシアミド重合体0.09g、製造例6で合成したアミド重合体0.01gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
実施例5
製造例3で合成したヒドロキシアミド重合体0.06g、製造例6で合成したアミド重合体0.04gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
実施例6
製造例3で合成したヒドロキシアミド重合体0.08g、製造例7で合成したアミド重合体0.02gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
実施例7
製造例3で合成したヒドロキシアミド重合体0.08g、製造例8で合成したアミド重合体0.02gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
実施例8
製造例4で合成したヒドロキシアミド重合体0.08g、製造例7で合成したアミド重合体0.02gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
実施例9
製造例5で合成したヒドロキシアミド重合体0.08g、製造例8で合成したアミド重合体0.02gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
実施例10
製造例5’で合成したヒドロキシアミド重合体0.07g、製造例6で合成したアミド重合体0.03gと、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
比較例1
製造例9で合成したヒドロキシアミド重合体0.08gを、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
比較例2
製造例10で合成したヒドロキシアミド重合体0.08gを、N−メチル−2−ピロリドン1gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.1μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第2表、第3表に示す。
[光学部品用組成物の評価]
(4)接触角
上記で得た組成物を、ふた付きのガラス製サンプル容器に投入し、溶解後、協和界面科学(株)製CA−X型の接触角測定装置を用いて、マイクロシリンジにより1μlを測り取り、SiOx膜付き基盤へ滴下後5秒後の接触角を、θ/2法により測定した。測定は、それぞれ3回行い平均値を算出した。
(5)ガラス転移温度
上記で得たフィルムを削り落とした粉末について、MDSC(温度サイクルモード示差操作熱量計:ティー・エイ・インスツルメント社製2910MDSC)により、N2ガスを30mL/分の流量で流しながら、昇温速度2℃/分、温度振幅±2℃/分の条件で昇温しながら、40℃から420℃までの温度範囲で測定を行い、リバース曲線の変移点から算出を行った。
(6)密着性
上記フィルム作製工程において、シリコン基板として、SiOx膜付きシリコン基板を用いた以外は同様にして、フィルムを作製し、さらに上層にSiOxを100nm製膜し、N2ガス雰囲気下で400℃/3時間アニールしたフィルムについて、JIS K−5400に従い、テープ接着テストを行い、100マス(分母)中の剥れ個数(分子)により評価を行った。
(7)膜質均一性
上記フィルム作製工程において、シリコン基板として、200mm直径のシリコンウエハに、上記で得た組成物を1400rpmでスピンコートして作製した塗膜を、N2ガス雰囲気下で380℃/250秒熱処理し、ウエハー面内をXY軸それぞれ10mm間隔に19ポイント(合計37ポイント)をn&k Technology Inc.社製n&kアナライザー1500を用いて測定し、屈折率は平均値、膜厚は3シグマからバラツキ度を計算した。
[光学部品の評価]
光学部品は、図1に示すような、シリコン基板(半導体基板(1))上に凹部を有するSiOx膜(無機膜(2))を形成した基板を用意し、前記凹部に塗布膜を形成して得られるが、このような光学部品としての評価としては、上記で得られた塗布膜を評価することで、簡素化して行った。
上記で得た組成物を用いて、上記シリコン基板上に、凹部を埋設するように、スピンコートにより、塗膜を形成し、該塗膜をN2ガス雰囲気下で、200℃/90秒間加熱して乾燥し、さらに380℃/250秒間熱処理をし、フィルムを得た。
上記で得た塗布膜を用いて、下記に示した測定法により、屈折率、減衰係数について、評価を行った。各特性を第3表に示す。
(8)屈折率及び減衰係数
上記で得たフィルムを用いて、n&k Technology Inc.社製n&kアナライザー1500を用いて反射率測定を行い、190nm〜1000nmの波長域での反射率をカーブフィッティングして、算出した633nmの屈折率と380nmの減衰係数を用いた。
Figure 2009256613
Figure 2009256613
第2表から、密着性、加工性に代表される膜厚均一性、耐熱性に優れている。また、第3表から、光学特性として、屈折率、減衰係数に優れている光学部品用組成物、さらには光学部品を提供できる事が明らかである。

Claims (9)

  1. 式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体、式(I)で表されるアミド重合体及び溶剤を含む光学部品用組成物。
    Figure 2009256613
    [式(A)中、Xは下記式(B)
    Figure 2009256613
    で表される基の中から選ばれる基を示し、Yは下記式(C)
    Figure 2009256613
    で表される基の中から選ばれる少なくとも1種の基を示す。mは、2以上の整数を示す。また、式(A)におけるYとして、上記式(C)で表される基の中から2種以上を用いた場合、式(A)における繰り返し単位の配列は、ブロック的配列、ランダム的配列のいずれであってもよい。
    上記式(B)及び式(C)中のX1は、式(H)
    Figure 2009256613
    で表される基の中から選ばれる基を示す。また、上記式(B)及び式(C)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基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よい。]
    Figure 2009256613
    [式(I)中、Z1及びZ2は、それぞれ、上記式(C)で表される基の中から選ばれる基を示し、同一でも異なっていてもよい。Aは、下記式(D)
    Figure 2009256613
    、下記式(E)
    Figure 2009256613
    、下記式(F)
    Figure 2009256613
    及び下記式(G)
    Figure 2009256613
    で表される基の中から選ばれる少なくとも1種の基を示す。式(D)及び式(E)におけるRは、フェニル基又はアルキル基を示す。nは0又は1以上の整数、oは1以上の整数かつ、n+oが4以上の整数かつ、o/(n+o)が0.5以上を示す。また、式(I)における繰り返し単位の配列は、ブロック的配列、ランダム的配列のいずれであってもよい。また、上記式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基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よい。]
  2. 前記式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が、5000以上、15000以下である請求項1記載の光学部品用組成物。
  3. 前記式(I)で表されるアミド重合体の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が、5000以上、15000以下である請求項1又は2記載の光学部品用組成物。
  4. 前記式(I)で表されるアミド重合体中のZ1が、式(J)で表される基の中から選ばれる基である請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
    Figure 2009256613
    [式(J)中のX1は、上記式(H)で表される基の中から選ばれる基を示す。]
  5. 前記式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体中のXが、式(K)で表される基である請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
    Figure 2009256613
  6. 前記光学部品用組成物を用いて、プラズマCVD法により製膜されたSiOx膜表面へ製膜する際に、該組成物と該SiOx膜との接触角が0°以上、10°以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
  7. 前記光学部品用組成物は、23℃/湿度45%での雰囲気下で、スピンコータの回転数を1400rpmで塗膜を形成し、これを380℃/250秒加熱したフィルムの平均厚みが500nmになるように、前記ヒドロキシアミド重合体の含有量を調整した時の25℃での溶液粘度が、7mPa・s以上、11mPa・s以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学部品用組成物を用いて製膜し、前記光学部品用組成物中のヒドロキシアミド重合体のヒドロキシアミド部を縮合反応及びアミド重合体を架橋反応させて得られる光学部品。
  9. 前記光学部品は、380nmの波長における光の減衰係数が、0以上、0.01以下である、請求項8に記載の光学部品。
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KR20220170242A (ko) * 2021-06-22 2022-12-29 한국과학기술연구원 폴리아마이드, 이로부터 형성된 폴리벤조옥사졸 및 폴리벤조옥사졸 필름

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