JP4137653B2 - 光導波路用材料及び光導波路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、特に光学特性に優れ、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。
【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。
【0003】
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うえ大面積化が困難である問題があった。
【0004】
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。
【0005】
一方、プラスチック材料でありながら300℃以上の耐熱性を有するポリベンゾオキサゾールは電子部品の層間絶縁膜などの絶縁材に用いられているが、ポリベンゾオキサゾールを用いた光導波路材料についても報告されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、これまでプラスチック光導波路への適用の実績が無く、また、この方法による導波路材料を下部クラッドに用いて320℃で加熱硬化させ、その上層に同様にしてコア層を320℃以下で成膜後、リアクティブイオンエッチング(RIE)を用いて、矩形導波路を作製すると、コア側部の下部クラッドと接する部分にクラックが発生していた。また、そのコア層の上に、N−メチル−2−ピロリドン等の溶媒に溶解したポリベンゾオキサゾール前駆体溶液を塗布すると、コア層表面に微小なクラック(ソルベントクラック)が発生していた。これらのクラックは380℃以上の硬化温度で各層を処理すれば、回避可能であるが、そうした場合、樹脂自体の光吸収が大きくなり、光伝播損失が悪くなる傾向があり、この対応策として、樹脂の強靭さを改良する必要があった。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−173532号公報(第1−11頁)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低温硬化プロセスによる伝播損失劣化のないプラスチック光導波路用材料およびそれを用いて得られる光導波路を提供することにある。
【0008】
即ち、本発明は、
1. 一般式(A)で表される繰り返し単位を有するポリアミドであることを特徴とするプラスチック光導波路材料、
【化1】
(但し、式中のmは、0<m≦1000を満たす整数である。
また、R1〜R4は、それぞれ水素原子または一価の有機基を示し、Xは4価の有機基を示し、Yは式(B)、式(C)、式(D)、式(E)および式(E)で表される基の中から選ばれる2価の有機基を示す。Zは式(I)で表される1価の有機基を示す。)
【化2】
【化3】
(式(B)、(C)中のRは、水素原子、または1価の有機基を表す)
【化4】
【化5】
(式(B)〜式(E)で表される基において、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、及びトリフルオロメチ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良い。)
【化9】
2. ポリアミドが、一般式(A)におけるXとして、下記式(H)で表される基の中より選ばれる4価の基を有するものである第1項記載の光導波路用材料、
【化8】
3. 第1項又は第2項に記載の光導波路用材料により形成されたことを特徴とする光導波路、
を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明に用いるポリアミドは、前記一般式(A)で表される構造を有するものであり、ビスアミノフェノールと、式(B)〜式(E)で表される基の中から選ばれる2価の基を有するジカルボン酸と、エンドキャップ剤とを、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、反応させて得ることができる。また、本発明において、前記ビスアミノフェノールは、式(H)で表される基の中から選ばれる4価を有するビスアミノフェノールが好ましく、前記エンドキャップ剤としては、式(I)で表される基の中から選ばれる1価の基を有するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に用いるポリアミドは、前記一般式(A)で表される構造を有するものであり、ビスアミノフェノールと、式(B)〜式(G)で表される基の中から選ばれる2価の基を有するジカルボン酸と、エンドキャップ剤とを、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、反応させて得ることができる。また、本発明において、前記ビスアミノフェノールは、式(H)で表される基の中から選ばれる4価を有するビスアミノフェノールが好ましく、前記エンドキャップ剤としては、式(I)で表される基の中から選ばれる1価の基を有するものが好ましい。
【0011】
本発明に用いる、式(B)及び式(C)で表される2価の基を有するエチニル骨格を有するジカルボン酸化合物の例としては、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、2,4−ジエチニルイソフタル酸、2,5−ジエチニルイソフタル酸、4,5−ジエチニルイソフタル酸、4,6−ジ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、2,3−ジエチニルテレフタル酸、2,5−ジ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、4−(3−エチニル−4−カルボキシフェノキシ)安息香酸、4−(4−エチニル−3−カルボキシフェノキシ)安息香酸、4−(2−エチニル−4−カルボキシフェノキシ)安息香酸、ビス(3−エチニル−4−カルボキシフェニル)エーテル、ビス(4−エチニル−3−カルボキシフェニル)エーテル、4−(3−エチニル−4−カルボキシフェニル)カルボキシスルホン、4−(4−エチニル−3−カルボキシフェニル)カルボキシスルホン、ビス(3−エチニル−4−カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4−エチニル−3−カルボキシフェニル)スルホン、2−(3−エチニル−4−カルボキシフェニル)−2’−(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2−(2−エチニル−4−カルボキシフェニル)−2’−(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(2−カルボキシ−4−エチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−エチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−エチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−エチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−エチニル−4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、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、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、2−(3−エチニル−フェニル)−テレフタル酸、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、4−(3−フェニルエチニル−4−カルボキシフェノキシ)安息香酸、4−(4−エチニル−3−カルボキシフェノキシ)安息香酸、4−(2−フェニルエチニル−4−カルボキシフェノキシ)安息香酸、ビス(3−フェニルエチニル−4−カルボキシ)エーテル、ビス(4−フェニルエチニル−3−カルボキシ)エーテル、4−(3−フェニルエチニル−4−カルボキシフェニル)カルボキシスルホン、4−(4−フェニルエチニル−3−カルボキシフェニル)カルボキシスルホン、ビス(3−フェニルエチニル−4−カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4−フェニルエチニル−3−カルボキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(2−カルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−フェニルエチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、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、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、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。
【0012】
式(B)及び式(C)で表される2価の基を有するジカルボン酸におけるRがアルキル基である例としては、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、4−(3−ヘキシニル−4−カルボキシフェノキシ)安息香酸、4−(4−ヘキシニル−3−カルボキシフェノキシ)安息香酸、4−(2−ヘキシニル−4−カルボキシフェノキシ)安息香酸、ビス(3−ヘキシニル−4−カルボキシ)エーテル、ビス(4−ヘキシニル−3−カルボキシ)エーテル、4−(3−ヘキシニル−4−カルボキシフェニル)カルボキシスルホン、4−(4−ヘキシニル−3−カルボキシフェニル)カルボキシスルホン、ビス(3−ヘキシニル−4−カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヘキシニル−3−カルボキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(2−カルボキシ−4−へキシニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−へキシニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−へキシニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−へキシニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、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、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、2−(3−ヘキシニル−フェニル)−テレフタル酸等が挙げられるが、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種類以上組み合わせて使用してもよい。
【0013】
本発明に用いる、式(D)で表される2価の基を有するビフェニレン骨格を有するジカルボン酸の例としては、1,2−ビフェニレンジカルボン酸、1,3−ビフェニレンジカルボン酸、1,4−ビフェニレンジカルボン酸、1,5−ビフェニレンジカルボン酸、1,6−ビフェニレンジカルボン酸、1,7−ビフェニレンジカルボン酸、1,8−ビフェニレンジカルボン酸、2,3−ビフェニレンジカルボン酸、2,6−ビフェニレンジカルボン酸、2,7−ビフェニレンジカルボン酸などが挙げられ、得られる塗膜の性能から、2,6−ビフェニレンジカルボン酸、2,7−ビフェニレンジカルボン酸が特に好ましい。これらは単独で用いてもよく、また2種類以上組み合わせて使用してもよい。
【0014】
本発明に用いる式(E)で表される2価の基を有するジカルボン酸の例としては、4,4’−トランジカルボン酸、3,4’−トランジカルボン酸、3,3’−トランジカルボン酸、2,4’−トランジカルボン酸、2,3’−トランジカルボン酸、2,2’−トランジカルボン酸などを1種、または2種以上混合して用いることが出来る。
【0015】
本発明に用いる式(H)で表される4価の基を有するビスアミノフェノールとしては、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(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−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−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、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、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、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、1,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、1,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−3−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−3−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ビフェニル、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ビフェニル等を挙げることができる。これらのビスアミノフェノールは単独、または組み合わせて使用することができる。
本発明において、前記式(B)〜(E)で表される2価の基を有するジカルボン酸は2種以上用いても良い。
【0016】
本発明に用いる式(G)で表される2価の基を有するジカルボン酸としては、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、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等を挙げることができるる。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。
【0017】
本発明に用いる式(H)で表される4価の基を有するビスアミノフェノールとしては、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(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−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−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、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、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、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、1,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、1,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−3−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−3−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ビフェニル、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ビフェニル等を挙げることができる。これらのビスアミノフェノールは単独、または組み合わせて使用することができる。
本発明において、前記式(B)〜(G)で表される2価の基を有するジカルボン酸は2種以上用いても良い。
【0018】
本発明に用いる1価の有機基を有するエンドキャップ剤としては、塩化アクリロイル、塩化メタクリロイル、2−ビニル安息香酸クロリド、3−ビニル安息香酸クロリド、4−ビニル安息香酸クロリド、無水シトラコン酸、5−ノルボルネン−2−カルボン酸クロリド、3,4,5,6−テトラフルオロ安息香酸クロリド、2,4,5,6−テトラフルオロ安息香酸クロリド、2,3,5,6−テトラフルオロ安息香酸クロリド、2,3,4,5−テトラフルオロ安息香酸クロリド、3,4,5−トリフルオロ安息香酸クロリド、3,5−ジフルオロ安息香酸クロリド等が挙げられるが、光損失の少ない好ましいものとして、無水マレイン酸、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、ペンタフルオロ安息香酸クロリド、3,5−ビストリフルオロメチル安息香酸クロリドを挙げることができる。これらは単独、または組み合わせて用いることができる。
【0019】
本発明に用いるポリアミドの製造方法の中で、酸クロリド法による合成の例を挙げると、まず、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、ビスアミノフェノールを、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3時間反応する。その後、−10℃まで冷却し、γ−ブチロラクトンに溶解したエンドキャップ剤を滴下し、2時間攪拌し、室温に戻す。次いで、反応物混合物を水中に投入し、沈殿物を濾集し、水で十分洗浄後、真空下80℃で、一昼夜乾燥させる。このようにして、ポリアミドを得ることができる。
【0020】
本発明の導波路用材料は、前記ポリアミドを溶剤に溶解し、ワニス状にして使用するのが、好ましい。溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N,−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、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、ジ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メチルエーテルアセテート、乳酸メチル、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、メチル−3−メトキシプロピオネートなど単独または混合して使用する。本発明において、前記ポリアミドに、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。
【0021】
本発明の光導波路用材料は、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。また、フレキシブルなフィルム光導波路等としても適用できる。
【0022】
本発明の導波路用材料は、低温硬化プロセスが可能となることで、得られる光導波路の伝播損失劣化がなくなり、特に、式(B)〜(E)で表される2価の基を有するジカルボン酸を用いて得られたポリアミドからなる場合、架橋基を有するため、硬化後に弾性率が大きくなり、ウェハに積層した場合の樹脂の内部応力を押さえ込むことが可能となって、クラック抑制に大きく寄与する。クラッド層、コア層のどちらに用いても良いが、コア層に適用した場合、クラックによる伝搬損失劣化がなくなり、好ましい。
【0023】
本発明の光導波路の製造方法について、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を用いて、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、本発明のポリアミドからなる導波路用材料の溶液を、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、前記下部クラッド層として用いた前記導波路用材料より、屈折率が高いポリアミドからなる導波路用材料の溶液を、コア材として用いて、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、Cr、Al、Ti等の金属、SiO2、スピンオングラス(SOG)、Si含有レジスト等を用いることができる。
【0024】
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、ポストベークを行い、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をリアクティブイオンエッチングにより除去する(図1(d))。なお、マスク層4にSi含有レジストを用いた場合には、フォトレジストを使用する必要はない。
【0025】
次に、残ったマスク層4を、ドライエッチングや剥離液を用いることにより除去することにより、コアを形成する(図1(e))。更に、この上に、前記下部クラッド層に用いたのと同じ導波路用材料の溶液を、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。
【0026】
本発明の光導波路用材料であるポリアミドを閉環させた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。
【0027】
【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。
【0028】
実施例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73.3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、イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)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時間撹拌した。その後、γ−ブチロラクトン30部に無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)を溶解したものを添加し、−10℃で1時間、室温で1時間攪拌した後、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、ポリアミド(A)100.6部を得た。ポリアミド(A)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)を用いて測定したところ、12,000であった。
合成したポリアミド(A)100重量部を、NMP200重量部に溶解し、孔径0.2μmのテフロン(R)フィルターでろ過し、ワニスを得た。このワニスを、窒素雰囲気下で硬化後、フィルム化し、屈折率の測定を行ったところ、1.564であった。
【0029】
実施例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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル46.4部(0.2mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(B)76.5部を得た。ポリアミド(B)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、13,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.601であった。
【0030】
実施例3
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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−カルボキシフェニル)スルホン56.1部(0.2mol)に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)を無水マレイン酸1.0部(0.01mol)に置き換えた以外は、実施例1と同様にして、ポリアミド(C)85.2部を得た。ポリアミド(C)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.612であった。
【0031】
実施例4
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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−カルボキシフェニル)ビフェニル48.9部(0.2mol)に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)を無水マレイン酸1.0部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(D)78.7部を得た。ポリアミド(D)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、13,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.598であった。
【0032】
実施例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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルフィド49.7部(0.2mol)に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)をパーフルオロ安息香酸クロリド2.3部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(E)79.4部を得た。ポリアミド(E)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、11,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.625であった。
【0033】
実施例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73.3部(0.2mol)を2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン51.7部(0.2mol)に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)をパーフルオロ安息香酸クロリド2.3部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(F)81.2部を得た。ポリアミド(F)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、13,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.614であった。
【0034】
実施例7
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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン46.1部(0.2mol)に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)を3,5−トリフルオロメチル安息香酸クロリド2.8部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(G)76.2部を得た。ポリアミド(G)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.588であった。
【0035】
実施例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73.3部(0.2mol)を1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン64.9部(0.2mol)に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)を3,5−トリフルオロメチル安息香酸クロリド2.8部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(H)93.1部を得た。ポリアミド(H)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、12,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.592であった。
【0036】
実施例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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ビフェニル43.2部(0.2mol)に、イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)を4,4’−オキシビス安息香酸クロリド28.0部(0.095mol)とイソフタル酸クロリド11.6部(0.095mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(I)74.6部を得た。ポリアミド(I)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.631であった。
【0037】
実施例10
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(4−カルボキシフェニル)スルホンクロリド32.6部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.095mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(J)110.4部を得た。ポリアミド(J)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.575であった。
【0038】
実施例11
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(4−カルボキシフェニル)ビフェニルクロリド29.2部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.095mol)との混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(K)107.3部を得た。ポリアミド(K)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、13,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.566であった。
【0039】
実施例12
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(4−カルボキシフェニル)スルフィドクロリド29.6部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.095mol)との混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(L)107.7部を得た。ポリアミド(L)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、15,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.582であった。
【0040】
実施例13
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)を2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)プロパンクロリド30.5部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.095mol)との混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(M)108.5部を得た。ポリアミド(M)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.553であった。
【0041】
実施例14
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(4−カルボキシフェニル)メタンクロリド27.8部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.095mol)との混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(N)106.1部を得た。ポリアミド(N)の分子量を、GPCを用いて測定した所、15,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.578であった。
【0042】
実施例15
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)を1,3−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ベンゼンクロリド36.8部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.095mol)との混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(O)114.2部を得た。ポリアミド(O)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、12,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.561であった。
【0043】
実施例16
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(3−カルボキシフェニル)ビフェニルクロリド26.5部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.095mol)との混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(P)104.9部を得た。ポリアミド(P)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.577であった。
【0044】
実施例17
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をイソフタル酸クロリド19.3部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.095mol)との混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(Q)98.4部を得た。ポリアミド(Q)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、15,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.567であった。
【0045】
実施例18
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)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40.8部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド11.6部(0.095mol)との混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(R)113.0部を得た。ポリアミド(R)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.530であった。
【0046】
実施例19
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)を1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロリド39.7部(0.19mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(S)101.7部を得た。ポリアミド(S)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、16,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.552であった。
【0047】
実施例20
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をアジピン酸クロリド40.1部(0.19mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(T)102.0部を得た。ポリアミド(T)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、16,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.547であった。
【0048】
実施例21
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をオクタフルオロアジピン酸クロリド81.1部(0.19mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(U)138.9部を得た。ポリアミド(U)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、12,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.521であった。
【0049】
実施例22
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をイソフタル酸クロリド19.3部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と5−エチニルイソフタル酸クロリド8.63部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(AA)106.2部を得た。ポリアミド(AA)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.570であった。
【0050】
実施例23
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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル46.4部(0.2mol)に、イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をイソフタル酸クロリド19.3部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と2,4−ジエチニルイソフタル酸クロリド9.54部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(BB)82.9部を得た。ポリアミド(BB)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、15,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.607であった。
【0051】
実施例24
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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−カルボキシフェニル)スルホン56.1部(0.2mol)に、イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をイソフタル酸クロリド19.3部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と4−(3−エチニル−4−カルボキシフェノキシ)安息香酸クロリド12.1部(0.057mol)の混合物に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)を無水マレイン酸1.0部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(CC)93.9部を得た。ポリアミド(CC)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.618であった。
【0052】
実施例25
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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−カルボキシフェニル)ビフェニル48.9部(0.2mol)に、イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をイソフタル酸クロリド19.3部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)とビス(3−エチニル−4−カルボキシフェニル)エーテルクロリド13.0部(0.038mol)の混合物に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)を無水マレイン酸1.0部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(DD)88.2部を得た。ポリアミド(DD)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、13,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.604であった。
【0053】
実施例26
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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルフィド49.7部(0.2mol)に、イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をイソフタル酸クロリド19.3部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と4−(3−エチニル−4−カルボキシフェニル)カルボキシスルホンクロリド14.0部(0.038mol)の混合物に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)をパーフルオロ安息香酸クロリド2.3部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(EE)89.8部を得た。ポリアミド(EE)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、15,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.632であった。
【0054】
実施例27
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73.3部(0.2mol)を2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン51.7部(0.2mol)に、イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をイソフタル酸クロリド19.3部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)とビス(3−エチニル−4−カルボキシフェニル)スルホンクロリド14.9部(0.038mol)の混合物に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)をパーフルオロ安息香酸クロリド2.3部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(FF)92.4部を得た。ポリアミド(FF)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、18,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.620であった。
【0055】
実施例28
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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン46.1部(0.2mol)に、イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をイソフタル酸クロリド19.3部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と2−(3−エチニル−4−カルボキシフェニル)−2’−(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17.2部(0.038mol)の混合物に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)を3,5−トリフルオロメチル安息香酸クロリド2.8部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(GG)89.4部を得た。ポリアミド(GG)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、12,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.594であった。
【0056】
実施例29
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73.3部(0.2mol)を1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドキロキシフェノキシ)ベンゼン64.9部(0.2mol)に、イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をイソフタル酸クロリド19.3部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と2,2−ビス(3−エチニル−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の混合物に、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸1.6部(0.01mol)を3,5−トリフルオロメチル安息香酸クロリド2.8部(0.01mol)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(HH)107.2部を得た。ポリアミド(HH)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.598であった。
【0057】
実施例30
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73.3部(0.2mol)をビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ビフェニル43.2部(0.2mol)に、イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)を4,4’−オキシビス安息香酸クロリド28.0部(0.095mol)とイソフタル酸クロリド11.6部(0.057mol)と5−フェニルエチニルイソフタル酸クロリド12.1部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(II)85.5部を得た。ポリアミド(II)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、12,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.638であった。
【0058】
実施例31
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(4−カルボキシフェニル)スルホンクロリド32.6部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と1,3−ビス(4−カルボキシ−フェノキシ)−5−エチニル−ベンゼンクロリド15.6部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(JJ)124.5部を得た。ポリアミド(JJ)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、13,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.581であった。
【0059】
実施例32
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(4−カルボキシフェニル)ビフェニルクロリド29.2部(0.95mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と2,7−ビフェニレンジカルボン酸クロリド10.5部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(KK)116.8部を得た。ポリアミド(KK)の分子量を、GPCを用いて測定した所、12,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.572であった。
【0060】
実施例33
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(4−カルボキシフェニル)スルフィドクロリド29.6部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と1,4−ビフェニレンジカルボン酸10.5部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(LL)117.1部を得た。ポリアミド(LL)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、20,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.588であった。
【0061】
実施例34
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)を2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)プロパンクロリド30.5部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と4,4’−トランジカルボン酸クロリド11.5部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(MM)118.9部を得た。ポリアミド(MM)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、12,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.559であった。
【0062】
実施例35
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(4−カルボキシフェニル)メタンクロリド27.8部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と5−エチニルイソフタル酸クロリド8.63部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(NN)113.9部を得た。ポリアミド(NN)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、12,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.584であった。
【0063】
実施例36
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(3−カルボキシフェノキシ)ベンゼンクロリド36.8部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と5−エチニルイソフタル酸クロリド8.63部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(OO)121.9部を得た。ポリアミド(OO)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、15,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.567であった。
【0064】
実施例37
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をビス(3−カルボキシフェニル)ビフェニルクロリド26.5部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と5−エチニルイソフタル酸クロリド8.63部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(PP)112.7部を得た。ポリアミド(PP)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、13,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.583であった。
【0065】
実施例38
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をイソフタル酸クロリド19.3部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と5−エチニルイソフタル酸クロリド8.63部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(QQ)106.2部を得た。ポリアミド(QQ)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、12,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.573であった。
【0066】
実施例39
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)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40.8部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド11.6部(0.057mol)と5−エチニルイソフタル酸クロリド8.63部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(RR)120.8部を得た。ポリアミド(RR)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、12,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.536であった。
【0067】
実施例40
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)を1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロリド19.9部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と5−エチニルイソフタル酸クロリド8.63部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(SS)106.7部を得た。ポリアミド(SS)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、13,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.558であった。
【0068】
実施例41
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をアジピン酸クロリド20.1部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と5−エチニルイソフタル酸クロリド8.63部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(TT)106.9部を得た。ポリアミド(TT)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、15,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.553であった。
【0069】
実施例42
イソフタル酸クロリド38.6部(0.19mol)をパーフルオロアジピン酸クロリド40.6部(0.095mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド16.8部(0.057mol)と5−エチニルイソフタル酸クロリド8.63部(0.038mol)の混合物に置き換えた以外は実施例1と同様にして、ポリアミド(UU)125.3部を得た。ポリアミド(UU)の分子量を、GPCを用いて測定したところ、19,000であった。実施例1と同様にワニス化し硬化させ、屈折率の測定を行ったところ、1.527であった。
【0070】
実施例43
光導波路の製造;
実施例1で得られたポリアミド(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、この上に実施例22で得られたポリアミド(AA)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。
【0071】
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OFPR−5000)を、スピンコート法により塗布した後、約95℃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(Cr)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)2.38%水溶液、東京応化製、商品名NMD−W〕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7μm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、コア層をリアクティブイオンエッチングにより加工した。加工後に、コア側部の下部クラッドと接する部分の観察を行ったが、クラックの発生は見られなかった。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アミド(A)をスピンコートにより塗布した。この時、コア層に、ソルベントクラックは全く認められなかった。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。
【0072】
上記で得られた埋め込み型シングルモード光導波路の伝播損失を、カットバック法で測定したところ、波長1.3μmで0.3dB/cm、1.55μmで0.3dB/cmであった。この光導波路の伝播損失は、85℃/相対湿度85%の条件以下においても、1ヶ月以上変動しなかった。
【0073】
実施例44〜63は、表−1の組み合わせで、実施例43と同様にして行った。また、評価結果を表−1に示す。
【0074】
比較例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73.3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部にイソフタル酸クロリド40.6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時間撹拌した。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(V)102.5部を得た。前駆体の分子量を、GPCを用いて測定したところ、14,000であった。
合成したポリベンゾオキサゾール前駆体100重量部を、NMP200重量部に溶解し、孔径0.2μmのテフロン(R)フィルターでろ過し、ワニスを得た。このワニスを、窒素雰囲気下で硬化後フィルム化し、屈折率の測定を行ったところ、1.567であった。
【0075】
比較例2
イソフタル酸クロリド40.6部(0.2mol)をイソフタル酸クロリド28.4部(0.14mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロリド17.7部(0.06mol)との混合物に置き換えた以外は比較例1と同様にして、ポリベンゾオキサゾール前駆体(VV)107.4部を得た。前駆体(VV)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1.573であった。
【0076】
上記で得られたポリベンゾオキサゾールの前駆体(VV)をコア層に、比較例1で得られたポリベンゾオキサゾールの前駆体(V)を上部及び下部クラッド層に用いて、リアクティブイオンエッチングを用いてコア層の加工を行った。加工後、光学顕微鏡で観察を行ったところ、コア側部の下部クラッドと接する部分にクラックが認められた。その後、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た。作製終了後に光学顕微鏡で観察を行ったところ、コア上面にソルベントクラックが発生していた。カットバック法によって光伝播損失評価を行ったところ、波長1.3μmで0.8dB/cm、1.55μmで0.9dB/cmであった。結果の一覧を表−1に示す。
【0077】
【表1】
【0078】
【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、低温硬化プロセスにおいても光伝播損失の小さい光導波路に有用である。
【図面の簡単な説明】
【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。
【符号の説明】
1 基板
2 下部クラッド層1
3 下部クラッド層2
4 コアパターンを形成するための凹部
5 コア層
6 上部クラッド層
Claims (3)
- 一般式(A)で表される繰り返し単位を有するポリアミドからなり、プラスチック光導波路に用いられることを特徴とする光導波路用材料。
また、R1〜R4は、それぞれ水素原子または一価の有機基を示し、Xは4価の有機基を示し、Yは式(B)、式(C)、式(D)および式(E)で表される基の中から選ばれる2価の有機基を示す。Zは式(I)で表される1価の有機基を示す。)
- ポリアミドが、一般式(A)におけるXとして、下記式(H)で表される基の中より選ばれる4価の基を有するものである請求項1記載の光導波路用材料。
- 請求項1又は2に記載の光導波路用材料により形成されたことを特徴とする光導波路。
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