JPH10273615A - 光学用ポリマーワニス及びこれを用いた光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可視光〜近赤外光域にわたり低損失でありか
つ成形性の良い特性を有する光学用ポリマーワニス及び
これを用いた光学用素子の提供。 【解決手段】 １個以上のフルオロアルキル基および／
または１個以上のフッ素を含むハロゲンを２個以上有す
る、沸点１４０℃以上、融点３０℃以下である芳香族フ
ッ素系溶剤に、フッ素化ビニルポリマーを１〜５０重量
％溶解してなる光学用ポリマーワニス及びこれを用いた
光学用素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いるコ
ネクタ、分波器、結合器等の光導波部品に使用可能な光
学用ポリマーワニス及びこれを用いた光学素子に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】光導波部品の基材としては、伝送損失が
小さくかつ伝送帯域が広いことから一般に石英ガラス及
び多成分ガラス等の無機系の物質が使われてきた。特に
石英は、現在の光通信に用いられている近赤外領域波長
（1300、1550nm）において、0.1dB/cm以下の低損失が達
成されている。しかしその反面、(1)光導波路の作成に
長時間を必要とする、(2)作成時に高温が必要である、
(3)大面積化が困難である、(4)高価であるなどの問題点
がある。そこで、加工性、経済性に優れる有機ポリマー
による光導波路材料、及びこれらを用いた導波路部品が
種々提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平１−２０１１７
０号公報、特開平２−１１０４９８号公報、特開平２−
１１０５００号公報、特開平３−１２５７１号公報、特
開平３−１２５７２号公報、特開平６−５１１４６号公
報などでは、分子中の水素を部分的にフッ素化したポリ
イミド光導波路について提案されている。この材料は、
分子中の炭素−水素結合の割合がポリメチルメタクリレ
ートと比べ少ないため、近赤外領域の吸収損失（炭素−
水素結合の吸収によるもの）が少なく、耐熱性も非常に
高い（300℃以上）ために、高温工程を必要とする光電
子集積回路に適している。しかし反面、ポリイミド層の
製膜には高温処理が必要であるため、これに適用可能な
製膜基板類は高耐熱材料に限られる。また、石英(nd=1.
46)と屈折率(1.49〜1.65)が相当異なるため、石英ファ
イバや石英導波路との互換が困難である。更に、近赤外
領域波長（1300、1550nm）における伝送損失(0.5dB/cm)
においても、石英(0.1dB/cm以下)と比べると相当高く、
十分とはいえない。

【０００４】特開平４−１５７４０２号公報及び特開平
６−１０９９３６号公報には、シロキサン系光導波路に
ついて提案されている。この材料は分子中にＣ−Ｈ結合
を含まないため近赤外波長領域の吸収がほとんどない。
しかし、ケイ素−酸素結合は、一般に光導波路の作成に
用いられるリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）耐
性が良いため、ＲＩＥの代わりに電子線照射により溶解
度を変化させてパターンをエッジングする必要があり、
加工性が相当劣る。

【０００５】特開平３ー１８８４０２号公報には、重水
素またはハロゲン原子を含むポリマを用いた平板型プラ
スチック光導波路が提案されている。この材料には、炭
素−水素結合の水素を重水素やハロゲン原子に置き換え
ることにより、吸収波長を近赤外領域よりも長波長側へ
シフトする方法が採られている。しかし、重水素化合物
は極めて高価であり、かつ1550nm付近に炭素−重水素結
合による吸収が残るため、近赤外領域の吸収損失の低減
効果も十分でない。一方、水素をフッ素に置換する方法
は吸収損失の低減効果が大きいが、一般的な溶剤に対す
るポリマーの溶解性が著しく低下する。このため、フッ
素化ポリマーのワニス化は難しく、ワニス化しても製膜
性に劣るため多層化した導波路の作成が難しいという問
題がある。また、全ての水素をフッ素及び重水素に置換
することは、合成が難しく、かつ経済的にも極めて高価
となるため、実用的でない。上記のように、これまで
は、性能、加工性、経済性の全てを満足するポリマーワ
ニスはなかった。

【０００６】本発明は、第一に製膜性に優れ、かつ可視
〜近赤外波長域にわたり伝送損失の小さい光学用ポリマ
ーワニス及びこれを用いた光学素子を提供するものであ
り、第二に上記の特性に加え、石英ファイバ−や石英導
波路との整合が可能な屈折率を有するフッ素化ビニルポ
リマーを用いた光学用ポリマーワニス及びそれを用いた
光学素子を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、１個以上のフ
ルオロアルキル基および／または１個以上のフッ素を含
むハロゲンを２個以上有する、沸点１４０℃以上、融点
３０℃以下である芳香族フッ素系溶剤に、フッ素化ビニ
ルポリマーを１〜５０重量％として溶解してなる光学用
ポリマーワニス及びこれを用いた光学素子に関する。

【０００８】また本発明になるポリマーワニスは、フッ
素化ビニルポリマーとして下記の一般式（Ｉ）で表され
る単量体０〜100重量部、一般式（ＩＩ）で表される
（メタ）アクリル酸エステル単量体０〜100重量部を、
これらの合計が100重量部になるように配合した重合性
単量体の重合体であることが好ましく、さらに、この屈
折率が1.400以上1.500以下であるフッ素化ビニルポリマ
ーを用いることが好ましい

【化３】 一般式（Ｉ） ここで、ＸはＨまたはＦ、ＹはＨ、Ｆ、ＣＨ₃またはＣ
Ｆ₃を表す。ｎは１〜５の整数である。

【化４】 一般式（ＩＩ） ここで、ＸはＨまたはＦ、ＹはＨ、Ｆ、ＣＨ₃またはＣ
Ｆ₃を表す。Ｒはフルオロアルキル基を表す。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明で用いる芳香族フッ素系溶
剤としては、例えば、一般式（ＩＩＩ）に示す構造のも
のがある。

【化５】 ここでＸはＦ，ＣＦ₃、ＯＣＦ₃等を表し、Ｙは水素、ハ
ロゲン原子、アルキル基、アルコキシル基、アリル基、
ホルミル基、ニトリル基、ニトロ基、アミノ基、シアノ
基、ヒドロキシル基、チオシアノ基、イソチオシアノ
基、メトキシ基、スルフィン酸、これらの置換基のハロ
ゲン化物等を表す。ｍ，ｎはＸ，Ｙの置換基の数を示す
１〜５の整数を表し、ｍ＋ｎは６以下の整数である。

【００１０】一般式（ＩＩＩ）中のＸがフッ素原子のも
のとしては、例えば、１−ブロモ−４−フルオロベンゼ
ン、４−フルオロベンジルクロリド、１−フルオロ−３
−ヨードベンゼン、１−フルオロ−４−ヨードベンゼ
ン、３−フルオロフェノール、４−フルオロフェノー
ル、 ２−クロロ−４−フルオロフェノール、４−クロ
ロ−２−フルオロフェノール、２−クロロ−４−フルオ
ロトルエン、２−ブロモ−４−フルオロアニリン、２，
４−ジブロモ−１−フルオロベンゼン、１，４−ジブロ
モ−２−フルオロベンゼン、１，２−ジクロロ−４−フ
ルオロベンゼン、１，３−ジクロロ−４−フルオロベン
ゼン、 １−ブロモ−２，４−ジフルオロベンゼン、１
−ブロモ−２，５−ジフルオロベンゼン、１−ブロモ−
３，４−ジフルオロベンゼン、１−ブロモ−３，５−ジ
フルオロベンゼン、α−ブロモ−３，５−ジフルオロト
ルエン、２，４−ジフルオロアセトフェノン、２，６−
ジフルオロアセトフェノン、３，４−ジフルオロアセト
フェノン、２，４−ジフルオロアニソール、２，３−ジ
フルオロベンズアルデヒド、２，４−ジフルオロベンズ
アルデヒド、２，５−ジフルオロベンズアルデヒド、
２，６−ジフルオロベンズアルデヒド、２，４−ジフル
オロニトロベンゼン、２，５−ジフルオロニトロベンゼ
ン、３，４−ジフルオロニトロベンゼン、３，５−ジフ
ルオロニトロベンゼン、 ２，３，４−トリフルオロベ
ンゾニトリル、１，２，４−トリフルオロ−５−ニトロ
ベンゼン、１−ブロモ−２，４，５−トリフルオロベン
ゼン、２，３，４−トリフルオロアニリン、１，２，３
−トリフルオロ−４−ニトロベンゼン、１，２，４−ト
リフルオロ−５−ニトロベンゼン、２，４，６−トリフ
ルオロ−１−ニトロベンゼン、 １，３−ジクロロ−
２，４，６−トリフルオロベンゼン、３，５−ジクロロ
−２，４，６−トリフルオロベンゼン、 １−ブロモ−
２，３，４，６−テトラフルオロベンゼン、１−ブロモ
−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン、 １，２
−ジブロモテトラフルオロベンゼン、１，３−ジクロロ
テトラフルオロベンゼン、２，３，５，６−テトラフル
オロベンズアルデヒド、２，３，４，５−テトラフルオ
ロベンゾニトリル、２，３，４，５−テトラフルオロニ
トロベンゼン、２，３，５，６−テトラフルオロチオフ
ェノール、〔α，α，α，２，３，５，６−ヘプタフル
オロ−ｐ−キシレン〕 ペンタフルオロベンゾニトリ
ル、ペンタフルオロベンゾイルクロリド、ペンタフルオ
ロニトロベンゼン、ペンタフルオロチオフェノール等が
挙げられる。

【００１１】ＸがＣＦ₃である溶剤としては、例えば、
２−（トリフルオロメチル）ベンゾニトリル、３−トリ
フルオロメチルフェニルイソチオシアネート、３−トリ
フルオロフェニルイソシアネート、４−トリフルオロフ
ェニルイソシアネート、３−トリフルオロメチルフェノ
ール、３’−（トリフルオロメチル）アセトフェノン、
２−（トリフルオロメチル）フェネチルアルコール、３
−（トリフルオロメチル）フェネチルアルコール、、３
−（トリフルオロメチル）ビニルアセトニトリル、３−
（トリフルオロメチル）ベンズアルデヒド、４−（トリ
フルオロメチル）ベンズアルデヒド、２−（トリフルオ
ロメチル）ベンゾニトリル、３−（トリフルオロメチ
ル）ベンゾニトリル、２−クロロ−５−ニトロベンゾト
リフルオリド、４−クロロ−３−ニトロベンゾトリフル
オリド、３−（トリフルオロメチル）ベンジルブロミ
ド、３，４−ジクロロベンゾトリフルオリド、４−ブロ
モ−α，α，α−トリフルオロ−ｏ−トルイジン ２，
５−ビス（トリフルオロメチル）アニリン、３，５−ビ
ス（トリフルオロメチル）アニリン、３，５−ビス（ト
リフルオロメチル）ベンズアルデヒド、３，５−ビス
（トリフルオロメチル）ブロモベンゼン、３，５−ビス
（トリフルオロメチル）ニトロベンゼン、３，５−（ビ
ストリフルオロメチル）フェノール等が挙げられる。

【００１２】ＸがＯＣＦ₃である溶剤として、例えば、
１−ブロモ−４−（トリフルオロメトキシ）ベンゼン、
４−（トリフルオロメトキシ）アニリン、３−（トリフ
ルオロメトキシ）アニリン、３−（トリフルオロメトキ
シ）ベンズアルデヒド、４−（トリフルオロメトキシ）
ベンゾニトリル、４−（トリフルオロメトキシ）フェノ
ール、４−（トリフルオロメトキシ）フェニルイソシア
ネート、 １，３−ジブロモ−５−（トリフルオロメト
キシ）ベンゼン等が挙げられる。

【００１３】また、一般式（ＩＩＩ）には含まれない
が、ベンゼンスルフォニルフロリド、２，２，２−トリ
フルオロアセトフェノン、α−（トリフルオロメチル）
ベンジルアルコール、１，１，１，３，３，３−ヘキサ
フルオロ−２−フェニル−２−プロパノール等の芳香族
の置換基中にフッ素原子が含まれるものなども用いられ
る。

【００１４】これらの溶剤は、ポリマーの種類に応じて
溶解能が若干異なるので、ポリマーごとに選択すること
が好ましい。

【００１５】溶剤の沸点が、１４０℃より低いと、コー
ティングの最中に溶媒が揮発してしまい、きれいな膜を
得ることが難しい。例えば、沸点が１３６℃付近の３−
クロロベンゾトリフルオリドを用いると、成膜はできる
が、条件によっては、溶媒の揮発後の膜表面に凸凹がで
きることがある。このように、コーティングの最中に溶
媒がほとんど揮発しないという点より溶媒の沸点は１４
０℃以上であることが必要であり、沸点が１５０℃以上
の溶剤であることがより好ましい。

【００１６】また、溶剤の融点が３０℃より高いと、溶
剤自体が室温で固化するため、コーティングをする際
に、ワニスや、基盤等をある程度加熱する必要が生じ
る。この点より溶剤の融点は３０℃以下であることが必
要であり、融点が２０℃以下の溶剤であることが好まし
い。

【００１７】一般式（Ｉ）で表される単量体としては、
ペンタフルオロスチレン、フルオロスチレン、ジフルオ
ロスチレン、トリフルオロスチレン、フルオロα−メチ
ルスチレン等、これらのα位とβ位の水素の一部又は全
部がフッ素で置換されたものが挙げられる。この中で
も、近赤外領域の吸収をある程度抑えられ、価格も比較
的抑える点から、ペンタフルオロスチレンが好ましい。

【００１８】一般式（ＩＩ）で表される（メタ）アクリ
ル酸エステルとしては、例えば、２，２，２，−トリフ
ルオロエチルアクリレート、２，２，３，３，−テトラ
フルオロプロピルアクリレート、２，２，３，３，３，
−ペンタフルオロプロピルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，
５Ｈ−オクタフルオロペンチルアクリレート、１Ｈ，１
Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチルアクリレート、１
Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロノニルアクリレー
ト、１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ−イコサフルオロウンデシルア
クリレート、２−（ペルフルオロブチル）エチルアクリ
レート、２−（ペルフルオロヘキシル）エチルアクリレ
ート、２−（ペルフルオロオクチル）エチルアクリレー
ト、２−（ペルフルオロドデシル）エチルアクリレー
ト、２，２，２−トリフルオロ−１−トリフルオロメチ
ルエチルアクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキ
サフルオロブチルアクリレート、２−（ペルフルオロ−
３−メチルブチル）エチルアクリレート、２−（ペルフ
ルオロ−５−メチルヘキシル）エチルアクリレート、２
−（ペルフルオロ−７−メチルオクチル）エチルアクリ
レート、２−（ペルフルオロ−９−メチルデシル）エチ
ルアクリレート、２，２，２，−トリフルオロエチルメ
タクリレート、２，２，３，３，−テトラフルオロプロ
ピルメタクリレート、２，２，３，３，３，−ペンタフ
ルオロプロピルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オ
クタフルオロペンチルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，７
Ｈ−ドデカフルオロヘプチルメタクリレート、１Ｈ，１
Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロノニルメタクリレート、
１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ−イコサフルオロウンデシルメタク
リレート、２−（ペルフルオロブチル）エチルメタクリ
レート、２−（ペルフルオロヘキシル）エチルメタクリ
レート、２−（ペルフルオロオクチル）エチルメタクリ
レート、２−（ペルフルオロドデシル）エチルメタクリ
レート、２，２，２−トリフルオロ−１−トリフルオロ
メチルエチルメタクリレート、２，２，３，４，４，４
−ヘキサフルオロブチルメタクリレート、２−（ペルフ
ルオロ−３−メチルブチル）エチルメタクリレート、２
−（ペルフルオロ−５−メチルヘキシル）エチルメタク
リレート、２−（ペルフルオロ−７−メチルオクチル）
エチルメタクリレート、２−（ペルフルオロ−９−メチ
ルデシル）エチルメタクリレート、ペンタフルオロシク
ロヘキシルメタクリレート、テトラフルオロシクロペン
チルメタクリレート、ジフルオロトリシクロデシルメタ
クリレート、ジフルオロイソボルニルメタクリレート等
及びこれらのα位とβ位の水素が一部又は全部フッ素で
置換されたものなどが挙げられる。

【００１９】以上のフッ素化ビニルポリマーは、必要に
応じて、ホモポリマー又は２種以上のコポリマーとして
用いることができる。

【００２０】また、これらのフッ素化ビニルポリマー
を、プラスチック光導波路のコア材のような、実際に光
信号を通す用途に用いる場合は、式（ＩＩＩ）で求めら
れる単位体積中に存在するＣ−Ｈ結合数が0.03以下にな
るように重合したものを用いる必要がある。単位体積中
に含まれるＣ−Ｈ結合数は近赤外領域に生じる吸収（11
80nm近傍及び1370nm近傍）と比例し、単位体積中に含ま
れるＣ−Ｈ結合数が0.03を越えると、これら２つの吸収
帯により、通信波長に用いられる1300nmと1550nmにも吸
収が生じ、結果として伝送損失が0.5db/cmを越え、導波
路等に用いることができなくなる。伝搬損失を押さえる
ために、好ましくは単位体積中に含まれるＣ−Ｈ結合数
を0.27以下、さらに好ましくは0.25以下にすることが好
ましい。 ［式（ＩＩＩ）］Ｘ=Ａ／（Ｍ／ｄ）ここでＸは単位体
積中に存在するＣ−Ｈ結合数、ｄは密度、Ｍはモノマー
単位当りの分子量、Ａはモノマー単位当りのＣーＨ結合
数、を表す。

【００２１】フッ素化ビニルポリマーのガラス転移温度
は特に制限しないが、ガラス転移温度が低すぎると多少
の熱でポリマーの形が崩れる可能性があり、環境試験に
耐えうる値として、好ましくは８０℃以上、より好まし
くは１００℃とされる。

【００２２】フッ素化ビニルポリマーの屈折率は特に制
限はしないが、目的に応じて所望の屈折率を示すポリマ
ー組成を選択する。特に、石英ファイバー用の光導波路
として用いる場合、石英ファイバーと光導波路のコアと
の屈折率の差が大きいと、ファイバーと導波路の間で散
乱損失が生じる。このため、コア材に使用するフッ素系
ビニルポリマーは、コアの屈折率をある程度石英の屈折
率に近づけることが好ましい。また、クラッド材用のポ
リマーは、低い屈折率を有し、好ましくは１〜５％程度
低い屈折率を示す組成を選択する。このことから、光導
波路用として用いる場合には、屈折率を1.400以上1.500
以下とすることが好ましく、1.450以上1.500以下がより
好ましい。

【００２３】フッ素化ビニルポリマーの分子量には特に
制限はないが、耐熱性、機械的物性の観点から、重量平
均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィーに
よる標準ポリスチレンの検量線を用いて測定した場合）
が10,000〜1,000,000の範囲が好ましい。ポリマーの分
子量が1,000,000より高くなると、ポリマーの溶解性が
不十分となり、分子量が10,000を下回るとポリマーの機
械強度が低下する傾向がある。分子量は膜厚にも影響す
る。ワニスの濃度が同じ場合は、膜厚を厚くするのには
分子量を高めに、薄くするには、分子量を低めに調節す
ることが好ましい。

【００２４】フッ素化ビニルポリマーを得るための重合
方法は、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、
配位重合等の公知の方法が適用できる。例えば、重合開
始剤の存在下で塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重
合等の公知の方法で共重合できる。

【００２５】重合開始剤については特に制限はないが、
例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ジ−ｔ−
ブチルペルオキシヘキサヒドロテレフタレート、ｔ−ブ
チルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1−ジ−
ｔ−ブチルペルオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキ
サン等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、
アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリ
ル、アゾビスシクロヘキサノン−1−カルボニトリル、
アゾジベンゾイル等のアゾ化合物、過硫酸カリウム、過
硫酸アンモニウム等の水溶性触媒、過酸化物或いは過硫
酸塩と還元剤の組み合わせによるレドックス触媒など、
通常のラジカル重合の使用できるものはいずれも使用で
きる。重合開始剤は、モノマの総量に対して0.01〜10重
量％の範囲で使用されることが好ましい。

【００２６】重合調整剤については特に制限はないが、
メルカプタン系化合物、チオグリコール、四臭化炭素、
α−メチルスチレンダイマー等を必要に応じて分子量調
整のために添加することができる。

【００２７】重合温度は特に制限しないが、0〜200℃の
間で適宜選択することが望ましく、50〜130℃がより好
ましい。

【００２８】重合体を前記の溶剤に溶かしワニスを作る
ときの濃度は、重合体と溶剤の組み合わせによるが、１
〜５０重量％とされる。膜厚を厚くするときには濃度を
濃く、薄くするときには濃度を薄く調節する必要があ
る。ワニスの濃度が１重量％よりも薄いと、コーティン
グ後の膜厚が薄くなりすぎ導波路用等の使用用途には使
えない。また、濃度が５０重量％よりも濃いと、ワニス
の濃度が高すぎてうまく製膜ができない等のおそれがで
てくる。好ましくは５〜４５重量％、より好ましくは１
０〜３０重量％とされる。

【００２９】膜厚には特に制限はないが、目的に応じ適
宜選択することが望ましく、特に光導波路用では、５〜
１５μｍがより好ましい。

【００３０】ワニスによる光学素子の製造には、コーテ
ィング法が用いられる。コーティング方法としては、ス
ピンコート法、ポッティング法、塗工法等一般公知の方
法が挙げられる。光学素子の中でも、特に光導波路用と
しては均一な薄膜を要求されることが多いためスピンコ
ート法を用いることが好ましい。

【００３１】このようにして製造されてなる光学素子と
しては、光導波路のコアまたはクラッド、光ファイバー
のクラッド、光路封止された光素子などがある。その中
でも本ポリマーワニスは、主に光導波路のコア又はクラ
ッドの製造に好適に用いられる。

【００３２】光導波路の製造法には特に制限はないが、
主に基盤上に、スピンコート法で下層クラッド層を形成
し、その上に同様にコア層を形成する。これを反応性イ
オンエッチング法で導波路のパターンを形成した後、再
びスピンコート法で上層クラッド層を形成するという方
法が一般的に用いられる。また、基盤のガラス材と同等
の屈折率を有するフッ素系ビニルポリマーを選択するこ
とにより、基盤の上に下層クラッド層を形成せずに、直
接コア層を形成できる方法も用いることができ、経済性
の点からも好ましい。

【００３３】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳しく説明
するが、本発明はこれらによって制限されるものではな
い。 実施例１〜４ ペンタフルオロスチレン１００重量部及びｔ−ブチルパ
ーオキシ−２−エチルヘキサノエート1.0重量部を溶解
してモノマー液とした。前記モノマー溶液を窒素でよく
バブリングしてからガラスセルに注入した。次いで８０
℃±２℃に温度調節した恒温槽に６時間、その後100℃
±５℃に温度調節された乾燥器内に２時間、120℃±５
℃に上げて２時間保持した。これを室温で静置放冷して
ガラスセルを除去し、プラスチック板を得た。上記方法
で得たポリマーをテトラヒドロフランに溶解し、メタノ
ールでポリマーの再沈殿を行い濾過し、乾燥後、３，４
−ジクロロ−１−トリフルオロメチルベンゼンを表１に
示す割合に溶解し、光学用ポリマーワニスとした。この
ポリマーワニスをガラス基盤上にスピンコートで塗布し
た。基盤を150℃±５℃で３０分、180℃±５℃に上げて
１時間加熱して、塗布層を乾燥後、膜について評価し
た。 その結果を表１に示す。平坦性、製膜性の評価は
ともに目視で行なった。

【００３４】実施例５〜８ ペンタフルオロスチレン１００重量部及びｔ−ブチルパ
ーオキシ−２−エチルヘキサノエート0.5重量部を溶解
してモノマー液とした。その後は実施例１と同手順で光
学用ポリマーワニスを作製し、膜について実施例１と同
様に評価し、その結果を表１に示す。

【００３５】実施例９〜１２ ペンタフルオロスチレン１００重量部及びｔ−ブチルパ
ーオキシ−２−エチルヘキサノエート0.3重量部を溶解
してモノマー液とした。その後、実施例１と同手順でポ
リマーを作製して、テトラヒドロフランに溶解し、メタ
ノールで再沈殿を行い乾燥後、３−ブロモベンゾトリフ
ルオリドを表１に示す割合に溶解して光学用ポリマーワ
ニスとした。このポリマーワニスをガラス基盤上にスピ
ンコートで塗布した。基盤を120℃±５℃で３０分、160
℃±５℃に上げて１時間加熱して、塗布層を乾燥後、膜
について評価し、その結果を表１に示す。

【００３６】実施例１３〜１４ ペンタフルオロスチレン８０重量部、１Ｈ，１Ｈ，２
Ｈ，２Ｈ−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート２
０重量部、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノ
エート0.4重量部及び連鎖移動剤としてｔ−ドデシルメ
ルカプタン0.4重量部を溶解してモノマー液とした。そ
の後、実施例１と同手順で、ポリマーを作製して１．３
−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン表１に示す割合
に溶解し、メタノールで再沈殿を行い乾燥後、３，４−
ジクロロ−１−トリフルオロベンゼンを表１に示す割合
に溶解して光学用ポリマーワニスとしたこのポリマーワ
ニスをガラス基盤上にスピンコートで塗布した。基盤を
150℃±５℃で３０分、180℃±５℃に上げて１時間加熱
して、塗布層を乾燥後、膜について評価し、その結果を
表１に示す。

【００３７】実施例１５ ペンタフルオロスチレン７０重量部、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ
−オクタフルオロペンチルメタクリレート３０重量部、
ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート0.4
重量部及び連鎖移動剤としてｔ−ドデシルメルカプタン
0.4重量部を溶解してモノマー液とした。その後は実施
例１と同手順で光学用ポリマーワニスを作製し、膜につ
いて評価し、その結果を表１に示す。

【００３８】実施例１６〜１７ ペンタフルオロスチレン６０重量部、２，２，２−トリ
フルオロエチルメタクリレート４０重量部、ｔ−ブチル
パーオキシ−２−エチルヘキサノエート0.4重量部及び
連鎖移動剤としてｔ−ドデシルメルカプタン0.4重量部
を溶解してモノマー液とした。その後は実施例１と同手
順で光学用ポリマーワニスを作製し、膜について評価
し、その結果を表１に示す。

【００３９】実施例１８ 実施例１で得た光学用ポリマーワニスをコア成分とし
て、実施例１５で得た光学用ポリマーワニスをクラッド
成分とする導波路を以下の方法で試作した。まず、シリ
コン基盤上にクラッド成分ポリマーワニスを、スピンコ
ートで塗布し、実施例１と同様に乾燥処理を行い約10μ
ｍの下部クラッド層を得た。次にクラッド成分ポリマ上
にコア成分ポリマワニスをスピンコートで塗布し、先と
同条件で乾燥処理をを行い約10μｍの膜厚を得た。次に
シリコーン系フォトレジストを塗布し、露光現像をして
レジストパターンを形成した。さらに酸素ガスによる反
応性イオンエッチングを行い、パターン部位外のコア成
分、及びクラッド成分ポリマを除去し、コア成分のポリ
マを長さ50mm、幅７μｍ、高さ10μｍの直線矩形パター
ンに加工した。基盤をアルカリ溶液に浸漬してレジスト
を剥離し、最後に下層と同じクラッド層を塗布した。上
層クラッドの厚さはコア上で10μｍとした。この様にし
て作成された導波路の一端から光を照射し、他端から出
てくる光量を測定することにより光損失を計算したとこ
ろ、波長1300nmにおける光損失は0.4dB/cm、1550nmで0.
5dB/cmであった。

【００４０】実施例１９ 実施例１で得た光学用ポリマーワニスをコア成分とし
て、実施例１５で得た光学用ポリマーワニスをクラッド
成分とする導波路を以下の方法で試作した。まず、石英
=(nD1.46)基盤上にコア成分ポリマーワニスをスピンコ
ートで塗布し、実施例１と同様に乾燥処理を行い約10μ
ｍの膜厚を得た。次にシリコーン系フォトレジストを塗
布し、露光現像をしてレジストパターンを形成した。さ
らに酸素ガスによる反応性イオンエッチングを行い、パ
ターン部位外のコア成分ポリマを除去し、コア成分のポ
リマを長さ50mm、幅７μｍ、高さ10μｍの直線矩形パタ
ーンに加工した。基盤をアルカリ溶液に浸漬してレジス
トを剥離し、最後に石英基盤とほぼ同じ屈折率を持つ実
施例１５で得られるポリマーワニスをクラッド層として
用い、塗布した。上層クラッドの厚さはコア上で10μｍ
とした。この様にして作成された導波路の一端から光を
照射し、他端からでてくる光量を測定することにより光
損失を計算したところ、波長1300nmにおける光損失は0.
4dB/cm、1550nmで0.5dB/cmであった。

【００４１】比較例１〜３ 実施例９で得たポリマーを、テトラヒドロフランに溶解
し、メタノールで再沈殿を行い乾燥後、フルオロベンゼ
ンを表２に示す割合で溶解し、光学用ポリマーワニスと
した。このポリマーワニスをガラス基盤上にスピンコー
トで塗布した。基盤を80℃±５℃で３０分、100℃±５
℃に上げて１時間加熱して、塗布層を乾燥後、膜につい
て評価し、その結果を表２に示す。

【００４２】比較例４〜６ 実施例９で得たポリマーを、テトラヒドロフランに溶解
し、メタノールで再沈殿を行い乾燥後、トリフルオロメ
チルベンゼンを表２に示す割合で溶解し、光学用ポリマ
ーワニスとした。このポリマーワニスをガラス基盤上に
スピンコートで塗布した。基盤を80℃±５℃で３０分、
120℃±５℃に上げて１時間加熱して、塗布層を乾燥
後、膜について評価し、その結果を表２に示す。

【００４３】比較例７〜１０ ペンタフルオロスチレン１００重量部、ｔ−ブチルパー
オキシ−２−エチルヘキサノエート0.4重量部、連鎖移
動剤としてα−メチルスチレンダイマー0.2重量部を溶
解してモノマー液とした。その後、実施例１と同手順で
ポリマーを得、テトラヒドロフランに溶解し、メタノー
ルで再沈殿を行い乾燥後、１，３−ビス（トリフルオロ
メチル）ベンゼンを表２に示す割合に溶解し、光学用ポ
リマーワニスとした。このポリマーワニスをガラス基盤
上にスピンコートで塗布した。基盤を100℃±５℃で３
０分、120℃±５℃に上げて１時間加熱して、塗布層を
乾燥後、膜について評価し、その結果を表２に示す。

【００４４】比較例１１〜１２ 実施例１で得たポリマーを、テトラヒドロフランに溶解
し、メタノールで再沈殿を行い乾燥後、１，３−ビス
（トリフルオロメチル）ベンゼンを表１に示す割合に溶
解し、光学用ポリマーワニスとした。その後、比較例７
と同手順で、膜について評価し、その結果を表２に示
す。

【００４５】比較例１３〜１６ ペンタフルオロスチレン１００重量部、ｔ−ブチルパー
オキシ−２−エチルヘキサノエート0.4重量部及び連鎖
移動剤としてα−メチルスチレンダイマー0.4重量部を
溶解してモノマー液とした。その後、実施例１と同手順
でポリマーを得て、テトラヒドロフランに溶解し、メタ
ノールで再沈殿を行い乾燥後、３−クロロベンゾトリフ
ルオリドを表２に示す割合で溶解し、光学用ポリマーワ
ニスとした。このポリマーワニスをガラス基盤上にスピ
ンコートで塗布した。基盤を100℃±５℃で３０分、120
℃±５℃で３０分、150℃±５℃に上げて１時間加熱し
て、塗布層を乾燥後、膜について評価し、その結果を表
２に示す。

【００４６】比較例１７〜１９ 比較例７で得たポリマーをテトラヒドロフランに溶解
し、メタノールで再沈殿を行い乾燥後、１，３−ビス
（トリフルオロメチル）ベンゼンのＮーメチルピロリド
ンを表２に示す割合に溶解し、光学用ポリマーワニスと
した。このポリマーワニスをガラス基盤上にスピンコー
トで塗布した。基盤を100℃±５℃で３０分、120℃±５
℃で３０分、200℃±５℃に上げて１時間加熱して、塗
布層を乾燥後、膜について評価し、その結果を表２に示
す。

【００４７】比較例２０ フッ素化ポリイミドを用いて以下の方法で導波路を試作
した。まず、シリコン基盤上にコア成分であるＯＰＩ(O
ptical use polyimide)ワニス（日立化成工業製、商品
名：コア成分 ＯＰＩ−Ｎ１００５，クラッド成分 ＯＰ
Ｉ−Ｎ１３０５）をスピンコートで塗布し、100℃で30
分続けて200℃で30分さらに続けて350℃で１時間加熱
し、約５μｍの膜厚を得た。次にシリコーン系フォトレ
ジストを塗布し、露光現像をしてレジストパターンを形
成した。さらに酸素ガスによる反応性イオンエッチング
を行い、パターン部位外のコア成分ポリマを除去し、コ
ア成分のポリマを長さ50mm、幅５μｍ、高さ５μｍの直
線矩形パターンに加工した。基盤をアルカリ溶液に浸漬
してレジストを剥離し、コア層よりも屈折率の低いＯＰ
Ｉでクラッド層を塗布した。クラッドの厚さはコア上で
10μｍとした。この様にして作成された導波路の一端か
ら光を照射し、他端からでてくる光量を測定することに
より光損失を計算したところ、波長1300nmにおける光損
失は0.6dB/cm、1550nmで0.8dB/cmであった。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】

【発明の効果】本発明になる光学用ポリマーワニスを用
いた光学素子は可視光〜近赤外光域にわたり低損失であ
りかつ成形性の良い特性を有する。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １個以上のフルオロアルキル基および／
   または１個以上のフッ素を含むハロゲンを２個以上有す
   る、沸点１４０℃以上、融点３０℃以下である芳香族フ
   ッ素系溶剤に、フッ素化ビニルポリマーを１〜５０重量
   ％として溶解してなる光学用ポリマーワニス。
2. 【請求項２】 フッ素化ビニルポリマーが、一般式
   （Ｉ）で表される単量体０〜100重量部、一般式（Ｉ
   Ｉ）で表される（メタ）アクリル酸エステル単量体０〜
   100重量部を、これらの合計が100重量部になるように配
   合した重合性単量体の重合体である請求項１記載の光学
   用ポリマーワニス。 【化１】 一般式（Ｉ） ここで、ＸはＨまたはＦ、ＹはＨ、Ｆ、ＣＨ₃またはＣ
   Ｆ₃を表す。ｎは１〜５の整数である。 【化２】 一般式（ＩＩ） ここで、ＸはＨまたはＦ、ＹはＨ、Ｆ、ＣＨ₃またはＣ
   Ｆ₃を表し、Ｒはフルオロアルキル基を表す。
3. 【請求項３】 フッ素化ビニルポリマーの屈折率が1.40
   0以上1.500以下である請求項第１項または請求項２記載
   の光学用ポリマーワニス。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   の光学用ポリマーワニスをコーティングしてなる光学素
   子。
5. 【請求項５】 コア部と、該コア部を囲みコア部より低
   い屈折率を有するクラッド部とを有する光導波路におい
   て、クラッド部に請求項１から請求項３のいずれかに記
   載の光学用ポリマーワニスを用いた光学素子。
6. 【請求項６】 コア部が、請求項２記載のフッ素化ビニ
   ルポリマーからなり、式（ＩＩＩ）から求められるＸ
   （単位体積中に存在するＣ−Ｈ結合数）が、0.03以下で
   ある請求項第１項から第４項のいずれかに記載の光学用
   ポリマーワニスを用いた光学素子。 ［式（ＩＩＩ）］Ｘ=Ａ／（Ｍ／ｄ）ここでＸは単位体
   積中に存在するＣ−Ｈ結合数、ｄは密度、Ｍはモノマー
   単位当りの分子量、Ａはモノマー単位当りのＣーＨ結合
   数、を表す。