KR20110102192A - Photoelectric transformation element amd manufacturing method thereof, and composition for forming optical waveguide and cured body thereof - Google Patents

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KR20110102192A
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Abstract

(과제) 내용제성 및, 내열성이 양호한 광도파로를 갖는 광전 변환 소자를 제공한다.
(해결 수단) 본 발명에 따른 광전 변환 소자(100)는, 기판(10)과, 기판(10)의 상방에 형성된 광전 변환부(20)와, 광전 변환부(20)의 상방에 형성된 광도파로부(30)를 구비하고, 광도파로부(30)는, 황을 함유하고 633nm에서의 굴절률이 1.60 이상인 폴리이미드 및, 가교제를 함유하는 조성물의 경화물을 함유한다.
(Problem) Provided is a photoelectric conversion element having an optical waveguide having good solvent resistance and good heat resistance.
(Solution means) The photoelectric conversion element 100 according to the present invention includes a substrate 10, a photoelectric conversion unit 20 formed above the substrate 10, and an optical waveguide formed above the photoelectric conversion unit 20. The part 30 is provided, and the optical waveguide part 30 contains the cured product of the composition containing sulfur and the polyimide whose refractive index at 633 nm is 1.60 or more, and a crosslinking agent.

Description

광전 변환 소자 및 그 제조 방법, 그리고, 광도파로 형성용 조성물 및 그 경화물 {PHOTOELECTRIC TRANSFORMATION ELEMENT AMD MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND COMPOSITION FOR FORMING OPTICAL WAVEGUIDE AND CURED BODY THEREOF}Photoelectric conversion element, its manufacturing method, and the composition for optical waveguide formation, and its hardened | cured material TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은, 광전 변환 소자 및 그 제조 방법, 그리고, 광도파로 형성용 조성물 및 그 경화물에 관한 것이다.This invention relates to a photoelectric conversion element, its manufacturing method, the optical waveguide formation composition, and its hardened | cured material.

디지털 카메라나 휴대전화 등에 탑재되는 고체 촬상 소자 등의 광전 변환 소자는, CCD(Charge Coupled Device)나 MOS(Metal Oxide Semiconductor)와 같은 수광(受光)부(광전 변환 기구)를, 복수 2차원적으로 배열시킨 구조를 갖는다. 이러한 광전 변환 소자는, 종래로부터 화소수를 늘릴 것이 요구되어 오고 있다. 즉, 광전 변환 소자는, 점점 각 화소의 미세화가 진행되고 있다. 이에 수반하여 광전 변환 소자의 단위 화소당의 수광량은, 매우 작아지고 있다.BACKGROUND ART Photoelectric conversion elements such as solid-state imaging devices mounted in digital cameras, cellular phones, and the like are used in a plurality of two-dimensional optical reception units (photoelectric conversion mechanisms) such as CCD (Charge Coupled Device) and MOS (Metal Oxide Semiconductor). It has a structure arranged. Such photoelectric conversion elements have been required to increase the number of pixels conventionally. That is, miniaturization of each pixel is progressing in the photoelectric conversion element gradually. In connection with this, the light reception amount per unit pixel of a photoelectric conversion element becomes very small.

수광부가 받는 광량이 부족하면, 촬상되는 화상의 품질은 저하되어 버린다. 그 때문에, 화소당의 수광량을 크게 하는 방법이 제안되고 있다. 예를 들면, 광전 변환 소자의 수광부에 빛을 집광시키는 렌즈를 설치하는 것이나, 소자에 광도파로를 설치하는 것 등이 제안되고 있다. 광도파로를 형성하는 예로서, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 광도파로를 굴절률이 높은 재료에 의해 형성하는 것이 기재되어 있다. 동 문헌에는, 이러한 고(高)굴절률 재료로서, 투명성이 높은 수지와, 산화 티탄 등의 굴절률이 높은 금속 산화물 입자와의 복합 재료를 이용하는 것이 개시되어 있다.If the amount of light received by the light receiving portion is insufficient, the quality of the image to be imaged is degraded. Therefore, a method of increasing the amount of received light per pixel has been proposed. For example, providing a lens for focusing light on a light receiving portion of a photoelectric conversion element, providing an optical waveguide to the element, and the like have been proposed. As an example of forming an optical waveguide, for example, Patent Document 1 describes that the optical waveguide is formed of a material having a high refractive index. In this document, as such a high refractive index material, it is disclosed to use a composite material of a resin having high transparency and metal oxide particles having a high refractive index such as titanium oxide.

또한, 특허문헌 2에는, 특정의 폴리암산 및, 그 이미드화 중합체를 이용하여, 광학용 부재의 굴절률을 높이는 시도가 개시되어 있다.Moreover, Patent Literature 2 discloses an attempt to increase the refractive index of an optical member by using a specific polyamic acid and the imidized polymer thereof.

일본공개특허공보 2008-091744호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-091744 일본공개특허공보 2008-274234호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-274234

그러나, 광전 변환 소자의 화소는 매우 작아지고 있기 때문에, 광도파로의 치수도 매우 작아지고 있다. 즉, 광도파로는, 수광면의 면적이 작고, 도파 경로가 긴 형상(애스팩트비가 큰 형상)으로 되어 있다.However, since the pixel of the photoelectric conversion element is very small, the dimension of the optical waveguide is also very small. That is, the optical waveguide has a small light receiving surface area and a long waveguide path (a large aspect ratio).

그 때문에, 광도파로의 재료로서, 전술한 바와 같은 금속 산화물 입자를 함유하는 수지 조성물을 이용하는 경우는, 제조시에 광도파로를 형성하는 공정에 있어서, 광도파로를 위한 개구 전체에 걸쳐서 균일하게 재료를 충전하기 어려워지고 있다.Therefore, when using the resin composition containing the above-mentioned metal oxide particle as a material of an optical waveguide, in the process of forming an optical waveguide at the time of manufacture, a material is uniformly distributed over the whole opening for an optical waveguide. It is getting hard to charge.

또한, 예를 들면, 상기 특허문헌 2에 개시된 수지 등에 의해, 광도파로를 형성하는 수지 자체의 굴절률을 높일 수 있으면, 매입성은 양호해진다고 생각된다. 그러나, 동 문헌에 개시된 폴리이미드 수지 등은, 비교적 저(低)분자량체이기 때문에 용제 내성(耐性) 및 내열성이 불충분해지는 것이 우려된다. 그 때문에, 도파로부 상층에 컬러 필터, 반사 방지막, 또는 평탄화막 등을 형성하는 경우 등에서는, 이들과 혼합 백화(白化)하거나, 납땜 리플로 공정에 있어서 가열에 의한 착색이 생겨 집광성을 손상시키는 등의 우려가 있었다.For example, when the refractive index of resin itself which forms an optical waveguide can be improved by resin etc. which were disclosed in the said patent document 2, embedding property is considered to be favorable. However, since the polyimide resin disclosed in this document is a relatively low molecular weight body, there is a concern that solvent resistance and heat resistance become insufficient. Therefore, in the case of forming a color filter, an anti-reflection film, a planarization film, or the like on the upper part of the waveguide part, the mixture is whitened with these, or coloring by heating occurs in the solder reflow process, thereby deteriorating the light collecting property. There was a concern.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 몇 가지 태양(態樣)에 따른 목적의 하나는, 내용제성 및, 내열성이 양호한 광도파로를 갖는 광전 변환 소자를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 몇 가지 태양에 따른 목적의 하나는, 내용제성 및 내열성이 양호한 광도파로를 갖는 광전 변환 소자의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 몇 가지 태양에 따른 목적의 하나는, 광전 변환 소자의 광도파로에 적합한 조성물 및 그 경화물을 제공하는 것에 있다.This invention is made | formed in view of the said subject, One of the objectives in accordance with the some aspect is providing the photoelectric conversion element which has an optical waveguide with good solvent resistance and heat resistance. Moreover, one of the objectives in accordance with some aspects of this invention is providing the manufacturing method of the photoelectric conversion element which has an optical waveguide with favorable solvent resistance and heat resistance. Moreover, one of the objectives in accordance with some aspects of this invention is providing the composition suitable for the optical waveguide of a photoelectric conversion element, and its hardened | cured material.

본 발명은 전술의 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 이하의 태양 또는 적용예로서 실현할 수 있다.This invention is made | formed in order to solve at least one part of the above-mentioned subject, and can be implement | achieved as the following aspects or application examples.

[적용예 1] 본 발명에 따른 광전 변환 소자의 일 태양은, 기판과, 상기 기판의 상방(上方)에 형성된 광전 변환부와, 상기 광전 변환부의 상방에 형성된 광도파로부를 구비하고, 상기 광도파로부는, 황을 함유하고 633nm에 있어서의 굴절률이 1.60 이상인 폴리이미드 및, 가교제를 함유하는 조성물의 경화물을 함유한다.[Application Example 1] An aspect of a photoelectric conversion element according to the present invention includes a substrate, a photoelectric conversion portion formed above the substrate, and an optical waveguide portion formed above the photoelectric conversion portion. Part contains the hardened | cured material of the composition containing sulfur and the polyimide whose refractive index in 633 nm is 1.60 or more, and a crosslinking agent.

또한, 본 명세서에서는, 「상방」이라는 용어를, 예를 들면, 「특정의 것(이하 「A」라고 함)의 「상방」에 다른 특정의 것(이하 「B」라고 함)을 형성한다」 등으로 이용하고 있다. 본 명세서에서, 이와 같이 기재하는 경우에는, 특별히 언급이 없는 한, A 상에 직접 B를 형성하는 경우와, A 상에 다른 것을 개재하여 B를 형성하는 경우와, A의 상부에 B가 형성되는 경우가 포함되는 것으로 한다.In addition, in this specification, the term "upper" is used, for example, "it forms another specific thing (henceforth" B ") in" upper "of a specific thing (henceforth" A "). It is used for such. In this specification, in this case, unless otherwise indicated, the case of forming B directly on A, the case of forming B through another on A, and the formation of B on the top of A It shall be included.

[적용예 2] 적용예 1에 있어서, 상기 경화물은, 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함해도 좋다.Application Example 2 In Application Example 1, the cured product may include a structure represented by the following General Formula (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

(일반식 (1) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).(In General Formula (1), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4).

[적용예 3] 적용예 2에 있어서, 상기 R이 탄소수 4∼12의 4가의 지방족 또는 지환족 탄화수소라도 좋다.[Application Example 3] In Application Example 2, R may be a tetravalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon having 4 to 12 carbon atoms.

[적용예 4] 적용예 1 내지 적용예 3 중 어느 일 예에 있어서, 상기 가교제가, 메틸올멜라민의 알킬에테르화물, 메틸올멜라민 축합물의 알킬에테르화물 및, 다관능 비닐에테르 화합물로부터 선택되는 적어도 1종이라도 좋다.[Application Example 4] In at least one of Application Examples 1 to 3, the crosslinking agent is at least selected from alkyl etherates of methylol melamine, alkyl ether compounds of methylol melamine condensates, and polyfunctional vinyl ether compounds. One kind may be sufficient.

[적용예 5] 적용예 1 내지 적용예 4 중 어느 일 예에 있어서, 상기 광도파로부는, 기둥 형상을 갖고, 상기 기둥 형상의 길이 방향의 한쪽 끝이, 상기 광전 변환부에 광학적으로 접속되어 있어도 좋다.[Application Example 5] In any of Application Examples 1 to 4, the optical waveguide part has a columnar shape, and one end in the longitudinal direction of the columnar shape is optically connected to the photoelectric conversion part. good.

[적용예 6] 적용예 5에 있어서, 상기 광도파로부의 상기 길이 방향에 평행한 단면(斷面)에 있어서, 상기 길이 방향의 길이는, 상기 길이 방향에 수직인 방향의 길이 중의 최대의 길이의 0.5배 이상 10배 이하라도 좋다.Application Example 6 In Application Example 5, in the cross section parallel to the longitudinal direction of the optical waveguide portion, the length in the longitudinal direction is the maximum length in the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction. 0.5 times or more and 10 times or less may be sufficient.

[적용예 7] 본 발명에 따른 광전 변환 소자의 제조 방법의 일 태양은, 기판의 상방에, 광전 변환부를 형성하는 공정과, 상기 광전 변환부를 덮도록 층간 절연층을 형성하는 공정과, 상기 층간 절연층에, 상기 광전 변환부의 상면에 관통하는 구멍을 형성하는 공정과, 상기 구멍에, 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체 및, 가교제를 포함하는 조성물을 충전하는 공정과, 상기 조성물을 경화시키는 공정을 포함한다.[Application Example 7] One aspect of the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the present invention includes a step of forming a photoelectric conversion part above the substrate, a step of forming an interlayer insulating layer to cover the photoelectric conversion part, and the interlayer. Forming a hole penetrating the upper surface of the photoelectric conversion unit in the insulating layer, filling the hole with a composition containing a structure represented by the following general formula (1), and a composition containing a crosslinking agent, and Curing the composition.

Figure pat00002
Figure pat00002

(일반식 (1) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).(In general formula (1), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, and represents a bivalent sulfur atom, and a respectively represents the number of 0-4 independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4).

[적용예 8] 적용예 7에 있어서, 상기 R이 탄소수 4∼12의 4가의 지방족 또는 지환족 탄화수소라도 좋다.Application Example 8 In Application Example 7, R may be a tetravalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon having 4 to 12 carbon atoms.

[적용예 9] 적용예 7 또는 적용예 8에 있어서, 상기 조성물에는, 상기 조성물의 유기 용제를 제외한 성분 전체량을 100질량%로 한 경우에, 상기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체가 80질량% 이상 99질량% 이하, 가교제가 1질량% 이상 20질량% 이하 함유되어도 좋다.[Application Example 9] In Application Example 7 or Application Example 8, the composition includes a structure represented by General Formula (1) when the total amount of components excluding the organic solvent of the composition is 100% by mass. 80 mass% or more and 99 mass% or less of a polymer may contain 1 mass% or more and 20 mass% or less of a crosslinking agent.

[적용예 10] 본 발명에 따른 광도파로 형성용 조성물의 일 태양은, 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 중합체, 가교제 및, 이들을 균일하게 용해할 수 있는 유기 용제를 포함하고, 유기 용제를 제외한 성분 전체량을 100질량%로 한 경우에, 상기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체가 80질량% 이상 99질량% 이하, 가교제가 1질량% 이상 20질량% 이하 함유된다.[Application Example 10] One embodiment of the optical waveguide forming composition according to the present invention includes a polymer having a structure represented by the following General Formula (1), a crosslinking agent, and an organic solvent capable of dissolving these uniformly, and an organic solvent. When the component whole quantity except this is 100 mass%, the polymer containing the structure represented by the said General formula (1) contains 80 mass% or more and 99 mass% or less, and the crosslinking agent contains 1 mass% or more and 20 mass% or less.

Figure pat00003
Figure pat00003

(일반식 (1) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).(In general formula (1), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyno group, or a bivalent R <1> couple | bonded, represents a divalent sulfur atom, and a respectively represents the integer of 0-4 independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4).

[적용예 11] 적용예 10에 있어서, 상기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체가, 하기 일반식 (2)로 나타나는 구조를 갖는 중합체라도 좋다.APPLICATION EXAMPLE 11 The polymer which has a structure represented by following General formula (2) may be sufficient as the polymer containing the structure represented by the said General formula (1) in Application Example 10.

Figure pat00004
Figure pat00004

(일반식 (2) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타내고, l과 m은 그 합계 l+m이 1∼100,000의 정수이며, l:m이 50:50∼100:0임).(In General Formula (2), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, and represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4, l and m represent an integer of 1 to 100,000 in total, and l: m is 50:50 to 100: 0.

[적용예 12] 적용예 10 또는 적용예 11에 있어서, 상기 R이 탄소수 4∼12의 4가의 지방족 또는 지환족 탄화수소라도 좋다.Application Example 12 In Application Example 10 or Application Example 11, R may be a tetravalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon having 4 to 12 carbon atoms.

[적용예 13] 본 발명에 따른 경화물의 일 태양은, 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체 및, 가교제를 함유하는 조성물을 경화시켜 얻어진다.Application Example 13 One aspect of the cured product according to the present invention is obtained by curing a polymer containing a structure represented by the following General Formula (1) and a composition containing a crosslinking agent.

Figure pat00005
Figure pat00005

(일반식 (1) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).(In General Formula (1), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4).

본 발명에 따른 광전 변환 소자는, 광도파로부가, 테트라카본산 이무수물, 황 원자를 함유하는 방향족 디아민 및, 가교제에 기재하는 구조를 갖는 경화물을 함유하고 있다. 그 때문에, 내용제성 및 내열성이 양호한 광도파로를 갖고, 광도파로부의 평탄성, 충전성이 양호하고, 그리고 제조가 용이하다. 또한, 광도파로부는, 황 원자 및 방향환을 함유하기 때문에, 굴절률이 크다. 이에 따라, 본 발명에 따른 광전 변환 소자는, 집광 효율이 양호하다. 본 발명에 따른 광전 변환 소자의 제조 방법에 의하면, 광도파로부가, 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체 및, 가교제를 포함하는 조성물을 충전하는 공정을 갖는다. 그 때문에, 내용제성 및 내열성이 양호한 광도파로를 갖는 광전 변환 소자를 용이하게 제조할 수 있다.The photoelectric conversion element which concerns on this invention contains the hardened | cured material which has a structure as described in an optical waveguide part containing tetracarboxylic dianhydride, an aromatic diamine containing a sulfur atom, and a crosslinking agent. Therefore, it has an optical waveguide with good solvent resistance and heat resistance, the flatness and the filling property of an optical waveguide part are favorable, and manufacture is easy. Moreover, since the optical waveguide part contains a sulfur atom and an aromatic ring, the optical waveguide part has a large refractive index. Thereby, the photoelectric conversion element which concerns on this invention has favorable condensing efficiency. According to the manufacturing method of the photoelectric conversion element which concerns on this invention, the optical waveguide part has the process of filling the polymer containing the structure represented by General formula (1), and the composition containing a crosslinking agent. Therefore, the photoelectric conversion element which has an optical waveguide with favorable solvent resistance and heat resistance can be manufactured easily.

도 1은 실시 형태의 일 예에 따른 광전 변환 소자(100)의 요부의 단면의 모식도이다.
도 2는 실시 형태의 일 예에 따른 광전 변환 소자(100)의 요부의 단면을 확대한 모식도이다.
도 3은 실시 형태의 일 예에 따른 광전 변환 소자(100)의 제조 공정 중 층간 절연층을 형성하는 공정의 모식도이다.
도 4는 실시 형태의 일 예에 따른 광전 변환 소자(100)의 제조 공정 중 층간 절연층에 구멍을 형성하는 공정의 모식도이다.
도 5는 실시 형태의 일 예에 따른 광전 변환 소자(100)의 제조 공정 중 조성물을 충전하는 공정의 모식도이다.
도 6은 실시 형태의 일 예에 따른 광전 변환 소자(100)의 제조 공정 중 층간 절연층 위에 형성된 광도파로부를 제거하는 공정의 모식도이다.
FIG. 1: is a schematic diagram of the cross section of the main part of the photoelectric conversion element 100 which concerns on the example of embodiment.
2 is an enlarged schematic view of a main portion of a photoelectric conversion element 100 according to an example of the embodiment.
3 is a schematic diagram of a step of forming an interlayer insulating layer during the manufacturing process of the photoelectric conversion element 100 according to the example of the embodiment.
4 is a schematic diagram of a step of forming a hole in an interlayer insulating layer during the manufacturing process of the photoelectric conversion element 100 according to the example of the embodiment.
5 is a schematic view of a step of filling a composition in a process of manufacturing the photoelectric conversion element 100 according to the example of the embodiment.
6 is a schematic view of a step of removing the optical waveguide part formed on the interlayer insulating layer during the manufacturing process of the photoelectric conversion element 100 according to the example of the embodiment.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Form to carry out invention)

이하에 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 설명한다. 이하에 설명하는 실시 형태는, 본 발명의 일 예를 설명하는 것이다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 실시되는 각종의 변형예도 포함한다. 또한, 이하의 실시 형태에서 설명되는 구성의 전부가 본 발명의 필수 구성 요건이라고는 할 수 없다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, preferred embodiment of this invention is described. Embodiment described below demonstrates an example of this invention. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, but also includes various modified examples implemented in the range which does not change the summary of this invention. In addition, not all the structures demonstrated in the following embodiment are essential components of this invention.

본 발명에 따른 광전 변환 소자의 예로서는, 전하 결합 소자(CCD)나 MOS형의 촬상 소자를 들 수 있다. 이하의 실시 형태에서는, CCD를 포함하는 광전 변환 소자(100)를 예시한다.As an example of the photoelectric conversion element which concerns on this invention, a charge coupling element (CCD) and an MOS type imaging element are mentioned. In the following embodiment, the photoelectric conversion element 100 containing a CCD is illustrated.

1. 광전 변환 소자1. Photoelectric conversion element

도 1은 실시 형태의 일 예에 따른 광전 변환 소자(100)의 요부의 단면의 모식도이다. 도 2는 광전 변환 소자(100)의 요부의 단면을 확대한 모식도이다.FIG. 1: is a schematic diagram of the cross section of the main part of the photoelectric conversion element 100 which concerns on the example of embodiment. 2 is an enlarged schematic view of a cross section of a main portion of the photoelectric conversion element 100.

본 실시 형태의 광전 변환 소자(100)는, 기판(10)과, 광전 변환부(20)와, 광도파로부(30)를 구비한다.The photoelectric conversion element 100 of the present embodiment includes a substrate 10, a photoelectric conversion unit 20, and an optical waveguide part 30.

1. 1. 기판1. 1. Substrate

기판(10)은 광전 변환 소자(100)의 기체(基體)가 된다. 기판(10)은 평판 형상, 필름 형상, 시트 형상 등의 형상을 갖는다. 기판(10)은 복수의 기판의 적층체라도 좋다. 기판(10)은 예를 들면, 반도체 기판이나 배선 기판을 포함하여 구성되어도 좋다. 기판(10)에는, 광전 변환부(20)(후술함), 레지스터 등이 형성될 수 있다. 또한, 기판(10)은 트랜지스터(예를 들면 TFT)나 제어용의 IC 및, 배선층 등을 가져도 좋다. 도 1에는, 기판(10)에 광전 변환부(20)가 형성되어 있는 예가 도시되어 있다.The substrate 10 becomes a base of the photoelectric conversion element 100. The substrate 10 has a shape such as a flat plate shape, a film shape, a sheet shape, or the like. The substrate 10 may be a laminate of a plurality of substrates. The board | substrate 10 may be comprised including a semiconductor substrate and a wiring board, for example. On the substrate 10, a photoelectric conversion unit 20 (to be described later), a resistor, and the like may be formed. The substrate 10 may have a transistor (for example, a TFT), an IC for control, a wiring layer, or the like. 1 shows an example in which the photoelectric conversion unit 20 is formed on the substrate 10.

기판(10)의 재질로서는, 특별히 한정되지 않고, 금속, 유리, 실리콘, 비화(砒化) 갈륨 등의 무기물이나, (메타)아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 지환식 올레핀 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 고분자 재료 등을 예시할 수 있다. 또한, 기판(10)은, 복수층이 적층된 것이라도 좋다. 또한, 예를 들면 기판(10)은, 빛을 반사하는 반사층 등을 포함하고 있어도 좋다. 기판(10)을 실리콘 기판이나 GaAs 기판과 같은 반도체 기판으로 하면, 광전 변환부(20)를 기판(10) 내에 형성하는 것이 용이해진다.It does not specifically limit as a material of the board | substrate 10, Inorganic materials, such as a metal, glass, silicon, and gallium arsenide, (meth) acrylic resin, a polyimide resin, an alicyclic olefin resin, a polycarbonate, a polyethylene terephthalate Polymeric materials, such as these, can be illustrated. In addition, the board | substrate 10 may be what laminated | stacked multiple layers. For example, the board | substrate 10 may contain the reflecting layer etc. which reflect light. When the substrate 10 is a semiconductor substrate such as a silicon substrate or a GaAs substrate, it is easy to form the photoelectric conversion section 20 in the substrate 10.

1. 2. 광전 변환부1. Photoelectric conversion unit

광전 변환부(20)는, 기판(10)의 상방에 형성된다. 광전 변환부(20)는, 기판(10)의 상면에 매입되도록 형성되어도 좋다. 본 실시 형태의 광전 변환 소자(100)에서는, 기판(10)의 상면측에 광전 변환부(20)가 형성되어 있다.The photoelectric conversion unit 20 is formed above the substrate 10. The photoelectric conversion unit 20 may be formed to be embedded in the upper surface of the substrate 10. In the photoelectric conversion element 100 of the present embodiment, the photoelectric conversion unit 20 is formed on the upper surface side of the substrate 10.

광전 변환부(20)의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 평면에서 볼 때에 있어서, 타원형, 원형, 직사각형, 정방형 등으로 할 수 있다. 평면에서 볼 때에 있어서의 광전 변환부(20)의 면적은, 광전 변환 소자(100)의 해상도 등의 설계에 따라 적절히 설계될 수 있지만, 예를 들면, 정방형 형상으로 한 경우의 한 변의 길이가 100nm 이상 10㎛ 이하로 할 수 있다. 광전 변환부(20)는, 기판(10)에 복수 형성될 수 있다. 기판(10)에 형성되는 광전 변환부(20)의 수는, 광전 변환 소자(100)의 해상도 등의 설계에 따라 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 광전 변환부(20)의 두께 등도 특별히 한정되지 않는다.The shape of the photoelectric conversion part 20 is not specifically limited, In planar view, it can be set as elliptical, circular, rectangular, square, etc. Although the area of the photoelectric conversion part 20 in plan view can be suitably designed according to design, such as the resolution of the photoelectric conversion element 100, For example, the length of one side in the case of square shape is 100 nm. It can be 10 micrometers or less as mentioned above. The photoelectric converter 20 may be formed in plural on the substrate 10. The number of photoelectric conversion units 20 formed in the substrate 10 is appropriately selected depending on the design of the resolution of the photoelectric conversion element 100 and the like, and is not particularly limited. In addition, the thickness of the photoelectric conversion unit 20 is not particularly limited.

광전 변환부(20)는, 빛을 전기 신호로 변환하는 부분(광센서) 또는, 전기를 빛으로 변환하는 부분이며, 공지의 광전 변환 소자, 예를 들면 포토다이오드를 적용할 수 있다. 또한, 예를 들면, 광전 변환부(20)는, 기판(10)을 반도체 기판으로 하고, 그 표면에 도전형의 상이한 영역이 형성된 pn 접합 등에 의해 구성될 수 있다. 또한, 광전 변환부(20)는, 레지스터 등의 다른 구성을 포함하여 형성되어도 좋다.The photoelectric conversion part 20 is a part (light sensor) which converts light into an electric signal, or a part which converts electricity into light, and can apply a well-known photoelectric conversion element, for example, a photodiode. For example, the photoelectric conversion part 20 can be comprised by the pn junction etc. which made the board | substrate 10 a semiconductor substrate, and the different area | region of a conductive type was formed in the surface. In addition, the photoelectric conversion unit 20 may be formed including other structures such as a resistor.

광전 변환부(20)에 의해 검지되는 전자파(빛)의 파장역은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 300nm 이상 1100nm 이하의 범위이다. 광전 변환부(20)는, 전형적으로는 가시광을 검지하여 전기 신호로 변환할 수 있다.Although the wavelength range of the electromagnetic wave (light) detected by the photoelectric conversion part 20 is not specifically limited, For example, it is the range of 300 nm or more and 1100 nm or less. The photoelectric conversion unit 20 can typically detect visible light and convert it into an electrical signal.

1. 3. 광도파로부1.3. Optical waveguide part

1. 3. 1. 광도파로부의 형상 등1. 3. 1. Shape of optical waveguide

광도파로부(30)는, 광전 변환부(20)의 상방에 형성된다. 광도파로부(30)는, 광전 변환부(20)에 광학적으로 접속하여 형성된다. 또한, 광도파로부(30)는, 광전 변환부(20)에 광학적으로 접속되는 한, 광전 변환부(20)와의 사이에 다른 부재(예를 들면 렌즈 등의 광학 부재)를 개재하여 접속되어도 좋다. 또한, 「광학적으로 접속한다」란, 빛의 전달이 가능한 상태를 가리킨다.The optical waveguide part 30 is formed above the photoelectric conversion part 20. The optical waveguide part 30 is formed by optically connecting to the photoelectric conversion part 20. In addition, as long as the optical waveguide part 30 is optically connected to the photoelectric conversion part 20, you may connect it with the photoelectric conversion part 20 via another member (for example, optical members, such as a lens). . In addition, "optically connecting" means the state which can transmit light.

광도파로부(30)의 기능의 하나는, 광전 변환 소자가 수광 소자인 경우는, 광전 변환부(20)에 대하여 광전 변환 소자(100)에 입사하는 빛을 집광시키는 것을 들 수 있다. 한편, 광전 변환 소자가 발광 소자인 경우는, 광전 변환부(20)로부터 발하는 빛에 대하여 광전 변환 소자(100)로부터 출사하는 빛의 취출 효율을 높이는 것을 들 수 있다. 그 때문에, 광도파로부(30)는, 근접하는 다른 부재보다도 굴절률이 큰 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 광도파로부의 굴절률은, 1.60 이상인 것이 바람직하고, 1.65 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서 「굴절률」이란, 25℃에서 633nm에서의 굴절률을 의미한다. 이에 따라, 광도파로부(30)로의 빛의 가둠이 가능해져, 광전 변환부(20)로의 집광 효율을 더욱 높일 수 있다. 광도파로부(30)의 재질의 상세에 대해서는 후술한다.One of the functions of the optical waveguide part 30 includes condensing light incident on the photoelectric conversion element 100 with respect to the photoelectric conversion part 20 when the photoelectric conversion element is a light receiving element. On the other hand, when a photoelectric conversion element is a light emitting element, the extraction efficiency of the light radiate | emitted from the photoelectric conversion element 100 with respect to the light emitted from the photoelectric conversion part 20 is mentioned. Therefore, it is preferable that the optical waveguide part 30 is formed from the material whose refractive index is larger than the other member which adjoins. It is preferable that it is 1.60 or more, and, as for the refractive index of an optical waveguide part, it is more preferable that it is 1.65 or more. In addition, in this invention, a "refractive index" means the refractive index in 633 nm at 25 degreeC. As a result, light can be confined to the optical waveguide part 30, and the light condensing efficiency to the photoelectric converter 20 can be further increased. The detail of the material of the optical waveguide part 30 is mentioned later.

광도파로부(30)는, 각 광전 변환부(20)에 대응하여 설치된다. 광도파로부(30)는, 기둥 형상을 갖는다. 그리고, 광도파로부(30)는, 기둥 형상의 길이 방향의 한쪽 끝이 광전 변환부(20)에 광학적으로 접속되도록 배치된다. 광도파로부(30)의 구체적인 형상으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 원기둥 형상, 각기둥 형상, 원뿔대, 각뿔대 등으로 할 수 있다.The optical waveguide part 30 is provided corresponding to each photoelectric conversion part 20. The optical waveguide part 30 has a columnar shape. And the optical waveguide part 30 is arrange | positioned so that one end of the columnar longitudinal direction may be optically connected to the photoelectric conversion part 20. As shown in FIG. Although it does not specifically limit as a specific shape of the optical waveguide part 30, For example, it can be set as cylindrical shape, a prismatic shape, a truncated cone, a pyramid, etc.

본 실시 형태의 광전 변환 소자(100)에서는, 광도파로부(30)의 형상이 기둥 형상이기 때문에, 광도파로부(30)를 고밀도로 배치할 수 있음(광전 변환 소자(100)의 해상도를 높일 수 있음)과 함께, 두께 방향(광도파로부(30)의 길이 방향)의 절연성을 확보할 수 있다. 또한, 광도파로부(30)는, 기둥 형상을 갖기 때문에, 광전 변환 소자(100)의 외부로부터 입사한 빛을, 광전 변환부(20)에 대하여 집광시키기 쉽다.In the photoelectric conversion element 100 of the present embodiment, since the shape of the optical waveguide part 30 is columnar, the optical waveguide part 30 can be arranged at a high density (the resolution of the photoelectric conversion element 100 is increased. And insulation in the thickness direction (the longitudinal direction of the optical waveguide part 30) can be ensured. In addition, since the optical waveguide part 30 has a columnar shape, it is easy to condense light incident from the outside of the photoelectric conversion element 100 with respect to the photoelectric conversion part 20.

도 1의 예에서는, 광도파로부(30)는, 광전 변환부(20)측의 단면 쪽이 작아지는 원추대의 형상을 갖고 있다. 또한, 광도파로부(30)의 상면 또는 하면은, 볼록 형상 또는 오목 형상의 형상을 갖고 있어도 좋다. 이와 같이 하면, 광도파로부(30)에, 광학적 렌즈의 기능을 부여할 수 있다. 이 경우의 요철 형상은, 입사광의 광로를 고려하여 자유로이 설계될 수 있다.In the example of FIG. 1, the optical waveguide part 30 has the shape of the truncated cone which becomes smaller in the cross section side on the photoelectric conversion part 20 side. In addition, the upper or lower surface of the optical waveguide part 30 may have a convex shape or a concave shape. In this way, the optical waveguide part 30 can be given the function of an optical lens. The uneven shape in this case can be freely designed in consideration of the optical path of the incident light.

또한, 광도파로부(30)는, 길이 방향에 평행한 단면에 있어서, 길이 방향의 길이가, 길이 방향에 수직인 방향의 길이 중의 최대의 길이의 0.5배 이상 10배 이하인 것이 더욱 바람직하다. 광도파로부(30)를 이러한 형상으로 함으로써, 광전 변환 소자(100)의 해상도를 더욱 높일 수 있음과 함께, 광도파로부(30)의 길이 방향의 절연성을 확보할 수 있다.In the cross section parallel to the longitudinal direction, the optical waveguide part 30 is more preferably 0.5 to 10 times the maximum length in the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction. By setting the optical waveguide part 30 in such a shape, the resolution of the photoelectric conversion element 100 can be further increased, and the insulation in the longitudinal direction of the optical waveguide part 30 can be ensured.

광도파로부(30)는, 광전 변환부(20)의 상방에 배치되는 한, 단독으로 배치되어도 좋지만, 예를 들면, 본 실시 형태의 광전 변환 소자(100)와 같이, 기판(10)의 상방에 형성된 층간 절연층(40)에, 구멍(42)을 형성하고, 당해 구멍(42)의 내측에 광도파로부(30)를 형성해도 좋다(도 2 참조). 이와 같이 하면, 예를 들면, 광도파로부(30)의 제조를 보다 용이화할 수 있다.Although the optical waveguide part 30 may be arrange | positioned independently as long as it is arrange | positioned above the photoelectric conversion part 20, like the photoelectric conversion element 100 of this embodiment, it is upper side of the board | substrate 10, for example. A hole 42 may be formed in the interlayer insulating layer 40 formed therein, and an optical waveguide portion 30 may be formed inside the hole 42 (see FIG. 2). By doing in this way, manufacture of the optical waveguide part 30 can be made easier, for example.

광도파로부(30)의 굴절률은, 그 주위의 굴절률보다도 높은 것이 바람직하다. 층간 절연층(40)을 형성하는 경우는, 광전 변환부(20)로의 집광 효율을 높이기 위해, 층간 절연층(40)의 재질로서, 굴절률이 1.4에서 1.5 정도의 SiO2나, 굴절률이 1.4∼1.5 정도인 BPSG(보로포스포실리케이트 유리), PSG(포스포실리케이트 유리), SOG(스핀 온 유리) 등의 SiO2계 재료나 SiON(산화질화 실리콘)계 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 층간 절연층(40)이 산화 실리콘(SiO2)으로 형성되는 경우는, 예를 들면, 열산화법이나 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등에 의해 형성될 수 있다.It is preferable that the refractive index of the optical waveguide part 30 is higher than the refractive index of the surrounding. When the interlayer insulating layer 40 is formed, SiO 2 having a refractive index of 1.4 to 1.5 and a refractive index of 1.4 to 1.5 are used as the material of the interlayer insulating layer 40 in order to improve the light collecting efficiency to the photoelectric conversion unit 20. It is preferable to be formed from SiO 2 materials such as BPSG (borophosphosilicate glass), PSG (phosphosilicate glass), SOG (spin-on glass), or SiON (silicon oxynitride) materials that are about 1.5. When the interlayer insulating layer 40 is formed of silicon oxide (SiO 2 ), for example, the interlayer insulating layer 40 may be formed by a thermal oxidation method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or the like.

또한, 본 실시 형태의 광전 변환 소자(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 광도파로부(30)로의 집광을 위해, 온칩 렌즈(50)를 가져도 좋다. 온칩 렌즈(50)는, 도시의 예에서는, 광도파로부(30)의 상방에 설치되어 있지만, 하방에 설치되어도 좋다. 또한, 온칩 렌즈(50)는 복수 설치되어도 좋다.In addition, the photoelectric conversion element 100 of this embodiment may have the on-chip lens 50 for condensing to the optical waveguide part 30, as shown in FIG. Although the on-chip lens 50 is provided above the optical waveguide part 30 in the example of illustration, it may be provided below. In addition, the on-chip lens 50 may be provided in plurality.

1. 3. 2. 광도파로부의 재질1. 3. 2. Material of optical waveguide

1. 3. 2. 1. 조성물1. 3. 2. 1. Composition

광도파로부(30)는, 황을 함유하고 633nm에서의 굴절률이 1.60 이상인 폴리이미드 및, 가교제를 갖는 조성물의 경화물로 형성된다. 상기 폴리이미드는, 예를 들면, 테트라카본산 이무수물과 황을 함유하는 방향족 디아민 화합물을 축합시키고, 추가로 이미드화함으로써 얻을 수 있다.The optical waveguide portion 30 is formed of a cured product of a composition containing sulfur and having a refractive index of 1.60 or more at 633 nm and a crosslinking agent. The said polyimide can be obtained by condensing an aromatic diamine compound containing tetracarboxylic dianhydride and sulfur, for example, and imidizing it further.

<1> 테트라카본산 이무수물<1> tetracarboxylic dianhydride

상기 폴리이미드를 얻기 위한 원료로서 사용되는 테트라카본산 이무수물은, 하기 일반식 (3)으로 나타나는 화합물을 사용할 수 있다.The compound represented by following General formula (3) can be used for the tetracarboxylic dianhydride used as a raw material for obtaining the said polyimide.

Figure pat00006
Figure pat00006

(일반식 (3) 중, R은, 4가의 유기기를 나타냄).(In General Formula (3), R represents a tetravalent organic group.).

일반식 (3) 중, R은, 지방족, 지환족 및 방향족의 적어도 일종으로 분류되는 구조를 갖고 있어도 좋다. 테트라카본산 이무수물은, 얻어지는 경화물의 투명성을 높이는 관점에서는, R이 지방족 또는 지환족인, 지방족 또는 지환족 테트라카본산 이무수물이 바람직하고, 지방족 테트라카본산 이무수물이 더욱 바람직하다.In General Formula (3), R may have a structure classified into at least one of aliphatic, alicyclic and aromatic. The tetracarboxylic dianhydride is preferably an aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydride in which R is aliphatic or alicyclic, and more preferably an aliphatic tetracarboxylic dianhydride from the viewpoint of increasing the transparency of the cured product obtained.

지방족 및 지환족 테트라카본산 이무수물의 구체예로서는, 1,2,3,4-부탄테트라카본산 이무수물, 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 이무수물, 1,2,3,4-사이클로펜탄테트라카본산 이무수물, 4,10-디옥사트리사이클로[6.3.1.02,7]도데칸-3,5,9,11-테트라온, 1,2,4,5-사이클로헥산테트라카본산 이무수물, 3,5,6-트리카복시노르보르난-2-아세트산 이무수물, 2,3,4,5-테트라하이드로푸란테트라카본산 이무수물, 1,3,3a,4,5,9b-헥사하이드로-5-(테트라하이드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]-푸란-1,3-디온, 5-(2,5-디옥소테트라하이드로푸랄)-3-메틸-3-사이클로헥센-1,2-디카본산 이무수물, 바이사이클로[2.2.2]-옥토-7-엔-2,3,5,6-테트라카본산 이무수물 등의 테트라카본산 이무수물을 들 수 있다. 이들 중, 1,2,3,4-부탄테트라카본산 이무수물, 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 이무수물, 4,10-디옥사트리사이클로[6.3.1.02,7]도데칸-3,5,9,11-테트라온, 5-(2,5-디옥소테트라하이드로푸랄)-3-메틸-3-사이클로헥센-1,2-디카본산 이무수물 및 1,3,3a,4,5,9b-헥사하이드로-5-(테트라하이드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]-푸란-1,3-디온이 보다 바람직하고, 1,2,3,4-부탄테트라카본산 이무수물, 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 이무수물, 4,10-디옥사트리사이클로[6.3.1.02,7]도데칸-3,5,9,11-테트라온, 1,2,4,5-사이클로헥산테트라카본산 이무수물이, 경화물의 투명성을 높이는 관점에서 보다 바람직하다.Specific examples of aliphatic and alicyclic tetracarboxylic dianhydrides include 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4 -Cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 4,10-dioxatricyclo [6.3.1.0 2,7 ] dodecane-3,5,9,11-tetraone, 1,2,4,5-cyclohexanetetra Carboxylic acid dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorbornane-2-acetic acid dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 1,3,3a, 4,5, 9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 5- (2,5-di Oxotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] -octo-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride Tetracarboxylic dianhydrides, such as water, are mentioned. Among them, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 4,10-dioxatricyclo [6.3.1.0 2,7 ] Dodecane-3,5,9,11-tetraone, 5- (2,5-dioxotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride and 1,3, More preferred is 3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 4,10-dioxatricyclo [6.3.1.0 2,7 ] dode CAN-3,5,9,11-tetraone and 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride are more preferable from a viewpoint of improving transparency of hardened | cured material.

방향족 테트라카본산 이무수물의 구체예로서는, 피로멜리트산 이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카본산 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐술폰테트라카본산 이무수물, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카본산 이무수물, 2,3,6,7-나프탈렌테트라카본산 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐에테르테트라카본산 이무수물, 3,3',4,4'-디메틸디페닐실란테트라카본산 이무수물, 3,3',4,4'-테트라페닐실란테트라카본산 이무수물, 2,3,4,5-테트라하이드로푸란테트라카본산 이무수물, 4,4'-비스(3,4-디카복시페녹시)디페닐술피드 이무수물, 4,4'-비스(3,4-디카복시페녹시)디페닐술폰 이무수물, 4,4'-비스(3,4-디카복시페녹시)디페닐프로판 이무수물, 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)비스(프탈산) 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐테트라카본산 이무수물, 비스(프탈산)페닐포스핀옥사이드 이무수물, p-페닐렌-비스(트리페닐프탈산) 이무수물, m-페닐렌-비스(트리페닐프탈산) 이무수물, 비스(트리페닐프탈산)-4,4'-디페닐에테르 이무수물, 비스(트리페닐프탈산)-4,4'-디페닐메탄 이무수물 등의 방향족 테트라카본산 이무수물을 들 수 있다. 이들 중에서는, 피로멜리트산 이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카본산 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐술폰테트라카본산 이무수물, 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)비스(프탈산) 이무수물 및 3,3',4,4'-비페닐테트라카본산 이무수물이, 경화물이 고굴절률이 되기 때문에 보다 바람직하다.Specific examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenylsulfontetracarboxylic dianhydride Water, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-biphenylethertetracarboxylic dianhydride , 3,3 ', 4,4'-dimethyldiphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-tetraphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydro Furantetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfide dianhydride, 4,4'-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride Water, 4,4'-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) bis (phthalic acid) dianhydride, 3,3', 4 , 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride, p-phenylene-bis Phenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4'-diphenylether dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4'- Aromatic tetracarboxylic dianhydrides, such as diphenylmethane dianhydride, are mentioned. Among these, pyromellitic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenylsulfontetracarboxylic dianhydride, 4,4 '-(Hexafluoroisopropylidene) bis (phthalic acid) dianhydride and 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride are more preferable because the cured product has a high refractive index.

또한, 보다 높은 굴절률의 경화물이 얻어지는 관점에서, 테트라카본산 이무수물은, 황 원자를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 황 원자를 함유하는 테트라카본산 이무수물의 예로서는, 4,4'-[p-티오비스(페닐렌-술파닐)]디프탈산 이무수물 등을 들 수 있다.Moreover, it is more preferable that tetracarboxylic dianhydride contains a sulfur atom from a viewpoint of obtaining the hardened | cured material of a higher refractive index. As an example of the tetracarboxylic dianhydride containing a sulfur atom, 4,4 '-[p-thiobis (phenylene sulfanyl)] diphthalic dianhydride etc. are mentioned.

테트라카본산 이무수물에 기초하는 구조는, 예를 들면, 테트라카본산의 상태(상기 예시한 테트라카본산 이무수물의 무수물이 아닌 상태)에서 중합시켜, 폴리아미드산에 기초하는 구조를 형성하고, 그 후에 이미드화 촉매를 이용하여 탈수 반응을 행함으로써 형성되어도 좋다.The structure based on tetracarboxylic dianhydride is, for example, polymerized in the state of tetracarboxylic acid (state not being an anhydride of the above-described tetracarboxylic dianhydride) to form a structure based on polyamic acid, and It may be formed by performing a dehydration reaction using an imidization catalyst later.

테트라카본산의 상태로 중합하여 형성되는 폴리아미드산은, 화학 이미드화 또는 열 이미드화할 수 있다. 화학 이미드화시에 이용되는 이미드화 촉매로서는, 예를 들면, 무수 아세트산-피리딘 혼합 용액 등을 들 수 있다. 또한, 무수 아세트산-트리에틸아민 혼합 용액이나, 무수 트리플루오로 아세트산, 디사이클로헥실카보디이미드도 사용할 수 있다. 또한, 이미드화 촉매로서, 빛의 조사에 의해 산 또는 염기를 발생시키는 화합물인 광산 발생제 또는 광염기 발생제를 이용해도 좋다. 광염기 발생제로서는, 예를 들면, 카르바메이트형 광염기 발생제 등을 들 수 있다.The polyamic acid formed by superposition | polymerization in the state of tetracarboxylic acid can be chemical imidation or thermal imidation. As an imidation catalyst used at the time of chemical imidation, an acetic anhydride-pyridine mixed solution etc. are mentioned, for example. Moreover, the acetic anhydride-triethylamine mixed solution, trifluoro acetic anhydride, and dicyclohexyl carbodiimide can also be used. As the imidation catalyst, a photoacid generator or a photobase generator, which is a compound that generates an acid or a base by irradiation with light, may be used. As a photobase generator, a carbamate-type photobase generator etc. are mentioned, for example.

<2> 황 원자를 함유하는 방향족 디아민<2> aromatic diamines containing sulfur atoms

상기 폴리이미드를 얻기 위한 원료로서 사용되는 황 원자를 함유하는 방향족 디아민으로서는, 하기 일반식 (4)로 나타나는 화합물을 들 수 있다.As aromatic diamine containing the sulfur atom used as a raw material for obtaining the said polyimide, the compound represented by following General formula (4) is mentioned.

Figure pat00007
Figure pat00007

(일반식 (4) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).(In General Formula (4), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , n represents an integer of 1 to 4).

또한, 일반식 (4)에 있어서, a는 0(즉, 치환기 없음)이거나, 또는 R1이 시아노기이고, a가 1인 것이, 굴절률의 관점에서 보다 바람직하다. 또한, n은 2∼4의 정수인 것이, 굴절률의 관점에서 보다 바람직하다.In General Formula (4), it is more preferable that a is 0 (that is, no substituent) or R 1 is a cyano group and a is 1 from the viewpoint of the refractive index. In addition, it is more preferable that n is an integer of 2-4 from a refractive index viewpoint.

일반식 (4)로 나타나는 디아민의 예로서는, 예를 들면, 4,4'-(p-페닐렌디술파닐)디아닐린, 1,3-비스(4-아미노페닐술파닐)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페놀술파닐)-5-시아노벤젠, 4,4'-티오비스[(p-페닐렌술파닐)아닐린], 4,4'-비스(4-아미노페닐술파닐)-p-디티오페녹시벤젠 등을 들 수 있고, 이들 중, 4,4'-티오비스[(p-페닐렌술파닐)아닐린]은, 굴절률의 관점에서 보다 바람직하다.As an example of the diamine represented by General formula (4), it is 4,4 '-(p-phenylene disulfanyl) dianiline, 1, 3-bis (4-aminophenylsulfanyl) benzene, 1, 3-, for example. Bis (4-aminophenolsulfanyl) -5-cyanobenzene, 4,4'-thiobis [(p-phenylenesulfanyl) aniline], 4,4'-bis (4-aminophenylsulfanyl) -p -Dithiophenoxybenzene, etc. are mentioned, Among these, 4,4'- thiobis [(p-phenylenesulfanyl) aniline] is more preferable from a refractive index viewpoint.

<3> 그 외의 모노머 성분<3> other monomer components

본 실시 형태에서 사용되는 폴리이미드에는, 다른 모노머 유래의 구조가 포함되어도 좋다. 예를 들면, 상기 폴리이미드에는 황 원자를 함유하는 방향족 디아민 이외의 디아민에 기초하는 구조가 포함되어도 좋다. 이러한 디아민으로서는, 예를 들면, p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐에탄, 4,4'-디아미노디페닐술피드, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 1,5-디아미노나프탈렌, 3,3-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 4,4'-디아미노벤즈아닐리드, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 3,3'-디아미노벤조페논, 3,4'-디아미노벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 9,9-비스(4-아미노페닐)-10-하이드로안트라센, 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌, 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린), 2,2',5,5'-테트라클로로-4,4'-디아미노비페닐, 2,2'-디클로로-4,4'-디아미노-5,5'-디메톡시비페닐, 3,3'-디메톡시-4,4'-디아미노비페닐, 4,4'-(p-페닐렌디이소프로필리덴)비스아닐린, 4,4'-(m-페닐렌디이소프로필리덴)비스아닐린, 디아미노테트라페닐티오펜 등의 헤테로 원자를 갖는 방향족 디아민; 1,1-메타자일렌디아민, 1,3-프로판디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 4,4-디아미노헵타메틸렌디아민, 1,4-디아미노사이클로헥산, 이소포론디아민, 테트라하이드로디사이클로펜타디에닐렌디아민, 헥사하이드로-4,7-메타노인다닐렌디메틸렌디아민, 트리사이클로[6.2.1.02,7]-운데실렌디메틸디아민 등의 지방족 또는 지환족 디아민을 들 수 있다.The polyimide used by this embodiment may contain the structure derived from another monomer. For example, the polyimide may contain a structure based on diamines other than aromatic diamines containing sulfur atoms. As such diamine, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4'- diamino diphenylmethane, 4,4'- diaminodiphenylethane, 4,4'- diaminodi, for example. Phenylsulfide, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylether, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,4'-diaminodiphenylether, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone , 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4- Aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-amino Phenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -10-hydroanthracene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4'-methylene-bis (2-chloroanyl Lin), 2,2 ', 5,5'-tetrachloro-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dichloro-4,4'-diamino-5,5'-dimethoxybiphenyl , 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4 '-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 4,4'-(m-phenylenediisopropylidene) Aromatic diamines having hetero atoms such as bisaniline and diaminotetraphenylthiophene; 1,1-methylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminoheptamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane, isophoronediamine, tetrahydrodicyclopentadienylenediamine, hexahydro-4,7-methanoindenylenedimethylenediamine, tricyclo [6.2.1.0 2,7 ] -undecylenedimethyl Aliphatic or alicyclic diamine, such as diamine, is mentioned.

상기 폴리이미드에 상기 디아민에 기초하는 구조를 도입하는 경우에는, 상기 폴리이미드의 모노머 단위 전체를 100질량%로 한 경우, 상기 디아민에 기초하는 구조는, 바람직하게는 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 20질량% 이하로 하여, 경화물의 굴절률을 조절하기 위해, 배합량을 적절히 조절할 수 있다.When introducing the structure based on the said diamine into the said polyimide, when making the whole monomeric unit of the said polyimide into 100 mass%, the structure based on the said diamine becomes like this. Preferably it is 30 mass% or less, More preferably, The compounding quantity can be suitably adjusted in order to set it as 20 mass% or less, and to adjust the refractive index of hardened | cured material.

<4> 폴리이미드<4> polyimide

본 실시 형태의 조성물에 사용되는 폴리이미드는, 황을 함유하고 633nm에서의 굴절률이 1.60 이상인 폴리이미드가 사용된다. 폴리이미드가 황을 함유함으로써, 얻어지는 폴리이미드의 굴절률이 높아져, 결과로서 광도파로부(30)의 굴절률을 높일 수 있다. 또한, 폴리이미드의 굴절률은 1.65 이상인 것이 바람직하다. 또한, 폴리이미드를 겔 투과 크로마토그래피로 측정한 수평균 분자량은, 광도파로부(30)를 형성할 때의 가공성(용액으로 한 경우의 도포 용이성), 특히 광도파로부(30)를 형성하는 구멍으로의 매입성의 점에서, 2,000 이상 10,000 이하인 것이 바람직하고, 3,000 이상 8,000 이하인 것이 보다 바람직하다.As for the polyimide used for the composition of this embodiment, the polyimide which contains sulfur and whose refractive index in 633 nm is 1.60 or more is used. When polyimide contains sulfur, the refractive index of the polyimide obtained becomes high and as a result, the refractive index of the optical waveguide part 30 can be raised. Moreover, it is preferable that the refractive index of a polyimide is 1.65 or more. In addition, the number average molecular weight which measured the polyimide by the gel permeation chromatography is workability at the time of forming the optical waveguide part 30 (easiness of application in the case of making it into a solution), especially the hole which forms the optical waveguide part 30 It is preferable that they are 2,000 or more and 10,000 or less, and, as for the embedding property to, it is more preferable that they are 3,000 or more and 8,000 or less.

테트라카본산 이무수물 및 황 원자를 함유하는 방향족 디아민으로부터 얻어지는 폴리이미드로서는, 하기 일반식 (1)로 나타나는 반복 단위를 가질 수 있다.As a polyimide obtained from the tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine containing a sulfur atom, it can have a repeating unit represented by following General formula (1).

Figure pat00008
Figure pat00008

(일반식 (1) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).(In General Formula (1), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4).

일반식 (1)로 나타나는 구조의 중합체는, 예를 들면, 상기 예시한 황 원자를 함유하는 방향족 디아민과, 전술의 테트라카본산 이무수물을 반응시켜 얻을 수 있다.The polymer of the structure represented by General formula (1) can be obtained, for example by making aromatic diamine containing the above-mentioned sulfur atom react with the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride.

황 원자를 함유하는 방향족 디아민과 테트라카본산 이무수물의 반응은, 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈 등의 비(非)프로톤성 유기 용제 중에 있어서 행할 수 있다. 황 원자를 함유하는 방향족 디아민 화합물과 테트라카본산 이무수물을 교반 혼합함으로써, 일반식 (1)의 중합체를 얻을 수 있다. 또한, 예를 들면, 황 원자를 함유하는 방향족 디아민을 유기 용제에 용해하고, 이것에 테트라카본산 이무수물을 더하여 교반 혼합해도 좋다. 반응은, 예를 들면, 100℃ 이하, 바람직하게는, 80℃ 이하의 온도에서, 상압하에 행해진다. 필요에 따라서, 가압하 또는 감압하에서 행해도 좋다. 반응 시간은, 이용하는 디아민 화합물과 산 이무수물이나, 유기 용제, 반응 온도 등에 따라 상이하지만, 예를 들면, 1∼24시간의 범위이다. 이와 같이 하여 얻어진 중합체를, 가열함으로써 이미드화할 수 있다. 이때, 무수 아세트산-피리딘 혼합 용액, 무수 아세트산-트리에틸아민 혼합 용액이나, 무수 트리플루오로 아세트산, 디사이클로헥실카보디이미드 등의 공지의 이미드화 촉매를 사용할 수도 있다.Reaction of the aromatic diamine containing a sulfur atom with tetracarboxylic dianhydride can be performed in non-protic organic solvents, such as N-methyl- 2-pyrrolidone, for example. The polymer of General formula (1) can be obtained by stirring and mixing the aromatic diamine compound containing a sulfur atom, and tetracarboxylic dianhydride. For example, you may melt | dissolve the aromatic diamine containing a sulfur atom in the organic solvent, add tetracarboxylic dianhydride to this, and stir and mix. The reaction is performed under normal pressure, for example, at a temperature of 100 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower. As needed, you may carry out under pressure or reduced pressure. Although reaction time changes with the diamine compound to be used, an acid dianhydride, an organic solvent, reaction temperature, etc., it is the range of 1 to 24 hours, for example. The polymer thus obtained can be imidized by heating. Under the present circumstances, well-known imidation catalysts, such as an acetic anhydride-pyridine mixed solution and an acetic anhydride-triethylamine mixed solution, and trifluoro acetic anhydride and dicyclohexyl carbodiimide, can also be used.

일반식 (1)로 나타나는 반복 단위를 갖는 폴리이미드로서는, 하기 일반식 (2)로 나타나는 중합체라도 좋다.As a polyimide which has a repeating unit represented by General formula (1), the polymer represented by following General formula (2) may be sufficient.

Figure pat00009
Figure pat00009

(일반식 (2) 중, R1, a, R, n은 식 (1)과 동일하며, 몰비(l:m)는, 50:50∼100:0임).(In General formula (2), R <1> , a, R, n are the same as Formula (1), and molar ratio (l: m) is 50: 50-100: 0).

여기에서, 몰비(l:m)는, 일반식 (2)로 나타나는 중합체의 이미드화율을 표현하고 있으며, 이미드 골격(폴리이미드 부위)(1)과, 아미드산 골격(폴리암산(폴리아미드산) 부위)(m)와의 몰비를 나타내고 있다. 즉, 몰비(l:m)가 50:50∼100:0인 것은, 일반식 (2)로 나타나는 중합체에 있어서, 이미드화율이 50% 이상 100% 이하인 것을 나타내고 있다. 바꿔 말하면, 몰비(l:m)가, 50:50∼100:0인 것은, 일반식 (2)로 나타나는 중합체에 있어서, 암산의 함유 비율이 0% 이상 50% 이하인 것을 나타내고 있다. 일반식 (2)로 나타나는 중합체의 이미드화율이 50% 이상 100% 이하이면, 광도파로부(30)의 용제 내성을 높일 수 있다. 상기 이유에서, 일반식 (2)로 나타나는 중합체의 이미드화율은 70% 이상 100% 이하인 것이 바람직하다. 여기에서, 본 실시 형태에 있어서 폴리이미드란, 폴리아미드산의 이미드화물을 의미하고, 모든 결합이 이미드화되어 있지 않아도 좋다.Here, molar ratio (l: m) expresses the imidation ratio of the polymer represented by General formula (2), and imide frame | skeleton (polyimide site | part) (1) and amic acid skeleton (polyamic acid (polyamide) Molar ratio with acid) site | part) (m) is shown. That is, the thing whose molar ratio (l: m) is 50: 50-100: 0 has shown that the imidation ratio is 50% or more and 100% or less in the polymer represented by General formula (2). In other words, a molar ratio (l: m) of 50:50 to 100: 0 indicates that the content ratio of the dark acid is 0% or more and 50% or less in the polymer represented by the general formula (2). When the imidation ratio of the polymer represented by General formula (2) is 50% or more and 100% or less, the solvent tolerance of the optical waveguide part 30 can be improved. For the reason mentioned above, it is preferable that the imidation ratio of the polymer represented by General formula (2) is 70% or more and 100% or less. Here, in this embodiment, polyimide means the imidate of polyamic acid, and all the bonds do not need to be imidized.

이미드화를 행하는 경우의 반응 온도는, 예를 들면, 70∼150℃로 할 수 있다. 반응 시간은 1∼24시간의 범위가 바람직하다. 열 이미드화를 행하는 경우는, 폴리아미드산에 기재하는 구조를 갖는 물질을, 고비점 용제 중에서 150∼250℃에서 1∼24시간 반응시킴으로써 행할 수 있다. The reaction temperature in the case of performing imidation can be 70-150 degreeC, for example. The reaction time is preferably in the range of 1 to 24 hours. When thermal imidation is performed, it can carry out by making the substance which has a structure described in polyamic acid react for 1 to 24 hours at 150-250 degreeC in a high boiling point solvent.

또한, 일반식 (2)로 나타나는 중합체에 있어서의 암산(아미드산)의 함유 비율은, 예를 들면, NMR(핵자기 공명법)에 의해 구할 수 있다.In addition, the content rate of the dark acid (amic acid) in the polymer represented by General formula (2) can be calculated | required by NMR (nuclear magnetic resonance method), for example.

상기 일반식 (1) 및 일반식 (2)로 나타나는 반복 단위를 갖는 폴리이미드는, 모두, 테트라카본산 이무수물 및, 황 원자를 함유하는 방향족 디아민으로부터 얻어지는 중합체로서, 전술의 가교제와 함께 반응시킴으로써, 광도파로부를 형성하는 경화물을 얻을 수 있다.The polyimide which has a repeating unit represented by the said General formula (1) and General formula (2) is a polymer obtained from the tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine containing a sulfur atom, by making it react with the crosslinking agent mentioned above. And the hardened | cured material which forms an optical waveguide part can be obtained.

<5> 가교제<5> crosslinking agent

가교제로서는, 다관능 화합물을 들 수 있고, 예를 들면, 다관능의, 멜라민 화합물, 요소(尿素) 화합물, 구아나민 화합물, 페놀 화합물, 에폭시 화합물, 이소시아네이트 화합물, 다염기산 등을 들 수 있다. 또한, 가교제는, 이들 화합물의 일종 단독 또는 이종 이상의 조합이라도 좋다.As a crosslinking agent, a polyfunctional compound is mentioned, For example, a polyfunctional melamine compound, a urea compound, a guanamine compound, a phenol compound, an epoxy compound, an isocyanate compound, a polybasic acid, etc. are mentioned. In addition, a crosslinking agent may be a single type of these compounds, or a combination of two or more types.

이들 가교제 중, 보존 안정성이 비교적 우수한 한편, 비교적 저온 경화가 가능한 점에서, 분자 내에 메틸올기 및 알콕시화 메틸기 혹은 어느 한쪽을 2개 이상 갖는 멜라민 화합물이 바람직하다. 또한, 이들 멜라민 화합물 중에서도, 헥사메틸에테르화 메틸올멜라민 화합물, 헥사부틸에테르화 메틸올멜라민 화합물, 메틸부틸 혼합 에테르화 메틸올멜라민 화합물, 메틸에테르화 메틸올멜라민 화합물, 부틸에테르화 메틸올멜라민 화합물 등의 메틸올멜라민의 알킬에테르화물, 메틸올멜라민의 축합물의 알킬에테르화물이 반응성과 보존안정성을 양립할 수 있기 때문에 더욱 바람직하다.Among these crosslinking agents, a melamine compound having a methylol group and an alkoxylated methyl group or two or more thereof in the molecule is preferable because the storage stability is relatively excellent and relatively low temperature curing is possible. In addition, among these melamine compounds, hexamethyl ether methylol melamine compound, hexabutyl ether methylated melamine compound, methyl butyl mixed ether methylol melamine compound, methyl ether methylol melamine compound, butyl ether methylol melamine compound The alkyl etherate of methylol melamine and the alkyl etherate of the condensate of methylol melamine are more preferable because both reactivity and storage stability can be compatible.

한편, 가교제로서는, 비닐기 등의 에틸렌성 불포화기를 복수 갖는 다관능 에테르 화합물, 비닐기 등의, 에틸렌성 불포화기를 복수 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트 화합물 등의 에틸렌성 불포화기를 복수 갖는 다관능 화합물을 이용할 수도 있다. 에틸레성 불포화기를 복수 갖는 다관능 화합물로서는, 예를 들면, 다관능 비닐에테르 화합물로서, 1,4-부탄디올디비닐에테르, 사이클로헥산디메탄올디비닐에테르, 디에틸렌글리콜디비닐에테르, 디에틸렌글리콜디비닐에테르 등의 알킬디비닐에테르, 다관능 (메타)아크릴레이트로서, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴에스테르류를 들 수 있다.On the other hand, as a crosslinking agent, the polyfunctional compound which has two or more ethylenically unsaturated groups, such as polyfunctional ether compounds which have two or more ethylenically unsaturated groups, such as a vinyl group, and polyfunctional (meth) acrylate compounds which have two or more ethylenically unsaturated groups, such as a vinyl group, Can also be used. As a polyfunctional compound which has two or more ethylenically unsaturated groups, it is a polyfunctional vinyl ether compound, for example, 1, 4- butanediol divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol di As alkyldivinyl ethers, such as vinyl ether, and polyfunctional (meth) acrylate, such as trimethylol propane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, etc. (Meth) acrylic esters are mentioned.

본 실시 형태에 있어서의 가교제의 양은, 유기 용제를 제외한 조성물 전체를 100%로 한 경우, 0.1% 이상 30% 이하가 바람직하고, 1% 이상 20% 이하가 보다 바람직하다. 가교제가 이 범위에 있으면, 얻어지는 경화물에 용제 내성을 부여할 수 있다.When the whole composition except the organic solvent is made into 100%, the quantity of the crosslinking agent in this embodiment has preferable 0.1% or more and 30% or less, and its 1% or more and 20% or less are more preferable. If a crosslinking agent exists in this range, solvent tolerance can be provided to the hardened | cured material obtained.

<6> 유기 용제<6> organic solvent

조성물에 사용되는 유기 용제로서는, 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체 및 가교제를 균일하게 용해할 수 있도록 선택된다.As an organic solvent used for a composition, it selects so that the polymer and crosslinking agent containing the structure represented by General formula (1) can be melt | dissolved uniformly.

이러한 유기 용제로서는, 예를 들면, 비프로톤계 유기 용제를 들 수 있다. 비프로톤계 유기 용제로서는, 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N,N-디메틸포름아미드(DMF), 사이클로헥사논(CHN), N,N-디메틸아세트아미드(DMAc), γ-부티로락톤(GBL) 등이 바람직하다. 이들 이외에도 N,N-디에틸아세트아미드, N,N-디메톡시아세트아미드, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, N-메틸카프로락탐, 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디메톡시에탄, 비스(2-메톡시에틸)에테르, 1,2-비스(2-메톡시에톡시)에탄, 비스〔2-(2-메톡시에톡시)에틸〕에테르, 테트라하이드로푸란, 1,3-디옥산, 1,4-디옥산, 피롤린, 피콜린, 디메틸술폭사이드, 디메틸술폰, 테트라메틸 우레아, 헥사메틸포스포르아미드, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), γ-부티로락톤(GBL), 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, m-크레졸산, p-클로로페놀, 아니솔, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는 단독으로, 또는 2종 이상의 혼합물로서 이용될 수 있다.As such an organic solvent, an aprotic organic solvent is mentioned, for example. As the aprotic organic solvent, for example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), cyclohexanone (CHN), N, N-dimethylacetamide ( DMAc), γ-butyrolactone (GBL), and the like. In addition to these, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethoxyacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylcaprolactam, 1,2-dimethoxyethane, 1,2 -Dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, bis [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] ether, tetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, pyrroline, picoline, dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, tetramethyl urea, hexamethylphosphoramide, propylene glycol monomethyl ether (PGME), γ-butyro Lactone (GBL), phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, m-cresolic acid, p-chlorophenol, anisole, benzene, toluene, xylene and the like. These organic solvents may be used alone or as a mixture of two or more thereof.

광도파로부(30)를 형성하기 위한 조성물에 있어서, 첨가되는 유기 용제의 양으로서는, 일반식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 중합체 및 가교제를 100질량부로 한 경우에, 100∼9,900질량부, 바람직하게는 150∼1,900질량부, 보다 바람직하게는 200∼1,900질량부의 범위 내에서 이용할 수 있다. 조성물에 대한 유기 용제의 배합량이 이러한 범위이면, 양호한 도포를 행할 수 있다. 유기 용제는, 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체의 제조에 유래한 유기 용제라도 좋다.In the composition for forming the optical waveguide part 30, the amount of the organic solvent to be added is 100 to 9,900 parts by mass, preferably 100 parts by mass of a polymer having a structure represented by the general formula (1) and a crosslinking agent. Preferably it is 150-1,900 mass parts, More preferably, it can use within the range of 200-1,900 mass parts. If the compounding quantity of the organic solvent with respect to a composition is such a range, favorable application can be performed. The organic solvent may be an organic solvent derived from the production of a polymer containing a structure represented by General Formula (1).

1. 3. 2. 2. 그 외의 성분1. 3. 2. 2. Other Ingredients

본 실시 형태의 광도파로부(30)는, 광도파로부(30)의 전체 질량에 대하여, 전술의 경화물을 80% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 90질량% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하다. 따라서, 본 실시 형태의 광도파로부(30)는, 20질량% 이하의 범위에서 전술의 경화물 이외의 물질을 함유해도 좋다.It is preferable to contain 80% or more of said hardened | cured material with respect to the total mass of the optical waveguide part 30, and, as for the optical waveguide part 30 of this embodiment, it is more preferable to contain 90 mass% or more. Therefore, the optical waveguide part 30 of this embodiment may contain substances other than the hardened | cured material mentioned above in 20 mass% or less.

<계면 활성제><Surfactant>

광도파로부(30)에는, 계면 활성제가 함유되어도 좋다. 계면 활성제는, 광도파로부(30)를 형성할 때에 이용되는 조성물의 젖음성이나 유동성을 조절하기 위해 이용될 수 있다. 그리고 광도파로부(30)가 형성된 후, 경화물과 함께 광도파로부(30)에 함유되어도 좋다.The optical waveguide part 30 may contain surfactant. The surfactant may be used to control the wettability or fluidity of the composition used when forming the optical waveguide part 30. After the optical waveguide part 30 is formed, it may be contained in the optical waveguide part 30 together with the cured product.

이러한 계면 활성제로서는, 규소계 계면 활성제, 불소계 계면 활성제 등을 들 수 있고, 폴리디메틸실록산계 계면 활성제를 들 수 있다.As such surfactant, a silicon type surfactant, a fluorine type surfactant, etc. are mentioned, A polydimethylsiloxane type surfactant is mentioned.

규소계의 계면 활성제의 예로서는, 예를 들면, SH28PA, DC57, DC190, 페인타드(Paintad) 19, 54(토레·다우코닝 가부시키가이샤 제조, 디메틸폴리실록산폴리옥시알킬렌 공중합체), SF8428(토레·다우코닝 가부시키가이샤 제조, 디메틸폴리실록산폴리옥시알킬렌 공중합체(측쇄 OH 함유)), 사일러플레인(Silaplane) FM-4411, FM-4421, FM-4425, FM-7711, FM-7721, FM-7725, FM-0411, FM-0421, FM-0425, FM-DA11, FM-DA21, FM-DA26, FM-0711, FM-0721, FM-0725, TM-0701, TM-0701T(칫소 가부시키가이샤 제조), UV3500, UV3510, UV3530(빅케미·재팬 가부시키가이샤 제조), BY16-004(토레·다우코닝·실리콘 가부시키가이샤 제조), VPS-1001(와코준야쿠코교 가부시키가이샤 제조), Tego Rad 2300, 2200N(테고·케미사 제조) 등을 들 수 있다.As an example of a silicon type surfactant, SH28PA, DC57, DC190, Paintad 19, 54 (made by Toray Dow Corning, dimethyl polysiloxane polyoxyalkylene copolymer), SF8428 (Torre, for example) Dow Corning Co., Ltd., dimethylpolysiloxane polyoxyalkylene copolymer (containing side chain OH), Silaplane FM-4411, FM-4421, FM-4425, FM-7711, FM-7721, FM-7725 , FM-0411, FM-0421, FM-0425, FM-DA11, FM-DA21, FM-DA26, FM-0711, FM-0721, FM-0725, TM-0701, TM-0701T (manufactured by Chisso Corp. ), UV3500, UV3510, UV3530 (manufactured by Big Chemi Japan Co., Ltd.), BY16-004 (manufactured by Torre Dow Corning Silicon Co., Ltd.), VPS-1001 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Tego Rad 2300, 2200N (made by Tego Chemical Co., Ltd.), etc. are mentioned.

불소계 계면 활성제의 예로서는, 메가팩(Magaface) F-114, F410, F411, F450, F493, F494, F443, F444, F445, F446, F470, F471, F472SF, F474, F475, R30, F477, F478, F479, F480SF, F482, F483, F484, F486, F487, F553, F172D, F178K, F178RM, ESM-1, MCF350SF, BL20, R08, R61, R90(다이닛폰잉키카가쿠코교 가부시키가이샤 제조)을 들 수 있다.Examples of fluorine-based surfactants include Megaface F-114, F410, F411, F450, F493, F494, F443, F444, F445, F446, F470, F471, F472SF, F474, F475, R30, F477, F478, and F479. , F480SF, F482, F483, F484, F486, F487, F553, F172D, F178K, F178RM, ESM-1, MCF350SF, BL20, R08, R61, R90 (manufactured by Dainippon Inking Chemical Co., Ltd.). .

계면 활성제의 기능의 하나로서는, 예를 들면, 광전 변환 소자(100)의 제조에 있어서, 광도파로부(30)를 스핀코팅에 의해, 상기 경화물을 형성하기 위한 원료를 함유하는 조성물을 도포하여 형성하는 경우에, 균일한 도막을 형성시키는 것을 들 수 있다.As one of the functions of the surfactant, for example, in the manufacture of the photoelectric conversion element 100, a composition containing a raw material for forming the cured product is applied by spin coating the optical waveguide part 30 to In the case of forming, forming a uniform coating film is mentioned.

광도파로부(30)에 계면 활성제가 함유되는 경우의 함유량은, 조성물 중의 유기 용제를 제외한 성분 전체량에 대하여, 0.001∼10질량%, 바람직하게는 0.01∼5질량%, 보다 바람직하게는 0.01∼2질량%의 범위 내이다. 계면 활성제의 배합량이 상기 범위 내임으로써, 경화물을 형성하기 위한 원료를 함유하는 조성물의 도포성이 양호해진다.Content in the case where surfactant is contained in the optical waveguide part 30 is 0.001-10 mass% with respect to the component whole quantity except the organic solvent in a composition, Preferably it is 0.01-5 mass%, More preferably, it is 0.01- It is in the range of 2 mass%. When the compounding quantity of surfactant exists in the said range, the applicability | paintability of the composition containing the raw material for forming hardened | cured material becomes favorable.

<그 외><Others>

광도파로부(30)에는, 무기 입자가 함유되어도 좋다. 무기 입자로서는, 예를 들면, 산화 티탄, 산화 지르코늄, 산화 알루미늄 등을 들 수 있다. 이들 중, 산화 티탄 입자는, 광도파로부(30)의 굴절률을 조정하기 위해 배합되어도 좋다. 광도파로부(30)에 무기 입자를 함유시키는 경우에는, 예를 들면, 유기 용제를 제외한 성분 전체량 100질량%에 대하여, 0.001∼10질량%, 바람직하게는 0.01∼5질량%, 보다 바람직하게는 0.01∼2질량%의 범위 내이다.The optical waveguide part 30 may contain an inorganic particle. As an inorganic particle, titanium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide etc. are mentioned, for example. Among these, the titanium oxide particles may be blended in order to adjust the refractive index of the optical waveguide part 30. In the case where the optical waveguide portion 30 contains inorganic particles, for example, the amount is 0.001 to 10 mass%, preferably 0.01 to 5 mass%, more preferably relative to 100 mass% of the component total amount excluding the organic solvent. Is in the range of 0.01 to 2% by mass.

또한, 광도파로부(30)에는, 폴리스티렌 등의 수지가 함유되어도 좋다.The optical waveguide part 30 may contain a resin such as polystyrene.

<경화물><Hardened product>

본 실시 형태의 경화물은, 전술의 조성물을 경화시켜 얻어진다. 경화는, 기판에 상기 조성물을 도포한 후, 가열함으로써 행해진다. 이때의 가열 온도는, 실온∼300℃, 바람직하게는 30∼250℃이다. 또한, 가열 시간은, 제조하는 경화물의 크기 형상을 고려하여 적절히 변경할 수 있지만, 통상, 1분∼2시간, 바람직하게는 3분∼1시간 정도 가열하는 것이 바람직하다. 이때, 일정 온도로 가열해도 좋고, 상이한 온도로 순차 가열해도 좋다. 상술의 조성물을 경화함으로써, 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 경화물을 얻을 수 있다.The hardened | cured material of this embodiment is obtained by hardening the above-mentioned composition. Hardening is performed by apply | coating the said composition to a board | substrate, and then heating. The heating temperature at this time is room temperature to 300 degreeC, Preferably it is 30-250 degreeC. Moreover, although heating time can be suitably changed in consideration of the size shape of the hardened | cured material to manufacture, it is preferable to heat normally for 1 minute-2 hours, Preferably it is about 3 minutes-1 hour. Under the present circumstances, you may heat at fixed temperature and you may heat at different temperature one by one. By hardening the above-mentioned composition, the hardened | cured material containing the structure represented by following General formula (1) can be obtained.

Figure pat00010
Figure pat00010

본 실시 형태의 경화물의 굴절률은, 1.60 이상이 바람직하고, 1.65 이상인 것이 보다 바람직하다.1.60 or more are preferable and, as for the refractive index of the hardened | cured material of this embodiment, it is more preferable that it is 1.65 or more.

1. 4. 그 외의 구성1. 4. Other Configuration

본 실시 형태의 광전 변환 소자(100)는, 각종의 다른 부재를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광전 변환 소자(100)는, 층내 렌즈, 전송 전극, 차광막, 컬러 필터, 평탄화층, 반사 방지막 등을 포함해도 좋다.The photoelectric conversion element 100 of the present embodiment may include various other members. For example, the photoelectric conversion element 100 may include an intralayer lens, a transfer electrode, a light shielding film, a color filter, a planarization layer, an antireflection film, or the like.

1. 5. 작용 효과 등1. 5. Effect of effect

본 실시 형태에 따른 광전 변환 소자(100)는, 광도파로부(30)가, 테트라카본산 이무수물, 황 원자를 함유하는 방향족 디아민 및, 가교제에 기초하는 구조를 갖는 경화물을 함유하고 있다. 그 때문에, 광도파로부(30)의 내용제성 및 내열성이 양호해진다. 또한, 본 실시 형태에 따른 광전 변환 소자(100)가 구비하는 광도파로부(30)에 함유되는 경화물은, 황 원자 및 방향환을 갖기 때문에 굴절률이 크다. 이에 따라, 광전 변환 소자(100)는, 광전 변환부(20)로의 집광 효율이 양호하다.In the photoelectric conversion element 100 according to the present embodiment, the optical waveguide part 30 contains a tetracarboxylic dianhydride, an aromatic diamine containing a sulfur atom, and a cured product having a structure based on a crosslinking agent. Therefore, the solvent resistance and heat resistance of the optical waveguide part 30 become favorable. Moreover, since the hardened | cured material contained in the optical waveguide part 30 with which the photoelectric conversion element 100 which concerns on this embodiment has a sulfur atom and an aromatic ring is large in refractive index. Thereby, the photoelectric conversion element 100 has good condensing efficiency to the photoelectric conversion part 20.

2. 광전 변환 소자의 제조 방법2. Manufacturing Method of Photoelectric Conversion Element

도 3 내지 도 6은, 본 실시 형태의 일 예인 광전 변환 소자(100)의 제조 공정의 모식도이다.3-6 is a schematic diagram of the manufacturing process of the photoelectric conversion element 100 which is an example of this embodiment.

본 발명에 따른 광전 변화 소자의 제조 방법은, 기판(10)의 상방에 광전 변환부를 형성하는 공정과, 상기 광전 변환부를 덮도록 층간 절연층을 형성하는 공정과, 상기 층간 절연층에 광전 변환부의 상면으로 관통하는 구멍을 형성하는 공정과, 상기 구멍에, 적어도 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체 및, 가교제를 포함하는 조성물을 충전하는 공정을 포함한다.The manufacturing method of the photoelectric conversion element which concerns on this invention is a process of forming a photoelectric conversion part above the board | substrate 10, the process of forming an interlayer insulation layer so that the said photoelectric conversion part may be covered, and the photoelectric conversion part of the said interlayer insulation layer The process of forming the hole penetrating to an upper surface, and the process of filling the said hole with the composition containing the structure represented by the following general formula (1) and a crosslinking agent at least are included.

Figure pat00011
Figure pat00011

(일반식 (1) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).(In General Formula (1), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4).

이하, 각 공정을 상술하지만, 전술의 광전 변환 소자(100)의 설명에 있어서, 서술한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, although each process is explained in full detail, in the description of the photoelectric conversion element 100 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected about the member mentioned above and detailed description is abbreviate | omitted.

처음에 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(10)을 준비하고, 기판(10)의 상방(상면)에 광전 변환부(20)를 형성한다. 광전 변환부(20)는, 공지의 방법으로 형성할 수 있고, 예를 들면 기판(10)에 불순물을 도핑함으로써 형성할 수 있다. 또한, 광전 변환부(20)의 형성과 동시 또는 전후하여, 필요에 따라서 전하 전송부 등을 형성할 수 있다. 또한, 광전 변환부(20)의 형성 후에, 필요에 따라서, 전송 전극, 반사 방지막, 차광막을 형성해도 좋다. 또한, 층간 절연층(40) 이외의 절연막을 형성해도 좋다.First, as shown in FIG. 3, the board | substrate 10 is prepared and the photoelectric conversion part 20 is formed above (upper surface) the board | substrate 10. FIG. The photoelectric conversion unit 20 can be formed by a known method, and can be formed, for example, by doping the substrate 10 with impurities. In addition, before or after the formation of the photoelectric conversion unit 20, a charge transfer unit or the like can be formed as necessary. In addition, after formation of the photoelectric conversion part 20, you may form a transfer electrode, an antireflection film, and a light shielding film as needed. Further, insulating films other than the interlayer insulating layer 40 may be formed.

이어서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 광전 변환부(20)를 덮도록, 층간 절연층(40a)을 형성한다. 층간 절연층(40a)은, 광전 변환부(20) 및 기판(10)을 덮어 형성되어도 좋다. 도시의 예에서는, 층간 절연층(40a)은, 광전 변환부(20) 및 기판(10)을 덮어 형성되어 있다. 층간 절연층(40a)은, 예를 들면, 스핀코팅법, CVD법 등에 의해 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 3, the interlayer insulation layer 40a is formed so that the photoelectric conversion part 20 may be covered. The interlayer insulating layer 40a may be formed to cover the photoelectric conversion unit 20 and the substrate 10. In the example of illustration, the interlayer insulation layer 40a covers the photoelectric conversion part 20 and the board | substrate 10, and is formed. The interlayer insulating layer 40a may be formed by, for example, a spin coating method, a CVD method, or the like.

다음으로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 층간 절연층(40)에, 층간 절연층(40)의 상면으로부터 광전 변환부(20)의 상면으로 관통하는 구멍(42)을 형성한다. 구멍(42)은, 광도파로부(30)의 외형에 대응하는 형상을 갖는다. 구멍(42)은, 광전 변환부(20)의 상방에 형성된다. 본 실시 형태에서는, 구멍(42)은, 광전 변환부(20)에 도달하도록, 층간 절연층(40)을 관통하여 형성되어 있지만, 광전 변환부(20)를 향하여 연장되는, 층간 절연층(40)에 형성된 오목부로 되어 있어도 좋다. 구멍(42)은, 적절한 마스크 및 에천트를 이용하여, 포토리소그래피 등에 의해 형성될 수 있다. 또한, 구멍(42)은, 공지의 방법, 예를 들면 이방성 드라이 에칭, 반응성 드라이 에칭 등에 의해서도 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 4, the hole 42 penetrating from the upper surface of the interlayer insulating layer 40 to the upper surface of the photoelectric conversion unit 20 is formed in the interlayer insulating layer 40. The hole 42 has a shape corresponding to the outer shape of the optical waveguide part 30. The hole 42 is formed above the photoelectric conversion unit 20. In the present embodiment, the hole 42 is formed through the interlayer insulating layer 40 so as to reach the photoelectric conversion unit 20, but extends toward the photoelectric conversion unit 20. It may be a concave portion formed in The hole 42 may be formed by photolithography or the like, using a suitable mask and etchant. In addition, the hole 42 can also be formed by a well-known method, for example, anisotropic dry etching, reactive dry etching, or the like.

이어서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 구멍(42)에, 황을 함유하고 633nm에서의 굴절률이 1.60 이상인 폴리이미드 및, 가교제를 포함하는 조성물을 충전하여, 광도파로부(30a)를 형성한다. 이 공정은, 구체적으로는, 디스펜서 등의 주액 노즐을 이용한 도포, 잉크젯법 등의 분사 도포, 스핀코팅 등 회전에 의한 도포, 인쇄 등 스퀴징에 의한 도포, 또는 전사 등의 방법을 이용할 수 있다.As shown in FIG. 5, the hole 42 is filled with a polyimide containing sulfur and having a refractive index of 1.60 or more at 633 nm and a composition containing a crosslinking agent to form the optical waveguide portion 30a. Specifically, this step can use a method such as coating using a liquid injection nozzle such as a dispenser, spray coating such as an inkjet method, coating by rotation such as spin coating, coating by squeeging such as printing, or transfer.

이 공정에서 이용하는 조성물은, 예를 들면, 황을 함유하고 633nm에서의 굴절률이 1.60 이상인 폴리이미드 및, 가교제의 외에, 조성물의 점도를 조절하기 위해, 유기 용제를 포함해도 좋다. 조성물에 사용되는 유기 용제로서는, 전술한 대로이다.The composition used in this step may contain, for example, an organic solvent in order to control the viscosity of the composition, in addition to polyimide containing sulfur and having a refractive index of 1.60 or more at 633 nm and a crosslinking agent. As an organic solvent used for a composition, it is as above-mentioned.

경화물의 내용제성을 향상시키기 위해, 조성물에, 이미드화 촉매를 배합할 수도 있다. 그 경우, 조성물에 대한 이미드화 촉매의 배합량은, 유기 용제를 제외한 성분 전체량 100질량%에 대하여, 20질량% 이하, 바람직하게는 10질량% 이하, 보다 바람직하게는 5질량% 이하의 범위 내이다. 전술의 이미드화 촉매를 사용한 경우, 필요에 따라서, 경화 처리를 행하는 공정을 부가할 수 있다. 경화 처리는, 예를 들면, 광경화, 열경화로 할 수 있다.In order to improve the solvent resistance of hardened | cured material, you may mix | blend an imidation catalyst with a composition. In that case, the compounding quantity of the imidation catalyst with respect to a composition is 20 mass% or less, Preferably it is 10 mass% or less, More preferably, in the range of 5 mass% or less with respect to 100 mass% of component total amounts except the organic solvent. to be. When the imidation catalyst mentioned above is used, the process of hardening treatment can be added as needed. A hardening process can be made into photocuring and thermosetting, for example.

본 공정에 있어서, 도포되는 조성물에는, 도포성, 매입성을 손상시키지 않는 범위이면, 입자 형상의 물질이 첨가되어도 좋다.In this process, a particulate matter may be added to the composition to be applied as long as it is a range that does not impair applicability and embedding properties.

본 공정에서는,이러한 조성물을 이용하기 때문에, 디스펜서 등의 주액 노즐을 이용한 도포, 잉크젯법 등의 분사 도포, 스핀코팅 등 회전에 의한 도포, 인쇄 등 스퀴징에 의한 도포, 또는 전사 등에 의해, 구멍(42)을 극간 없이 메우는 것이 용이하다. 이와 같이 하면, 특히, 광도파로부(30)의 장축 방향의 크기가 광도파로부(30)의 단축 방향의 크기의 0.5배 이상 10배 이하인 경우에 있어서, 구멍(42)을 극간 없이 메우는 것을 매우 용이하게 행할 수 있다.In this step, since such a composition is used, a hole (such as a coating by a spray nozzle such as a dispenser, a spray coating such as an inkjet method, a coating by rotation such as spin coating, a coating by squeeging such as printing, or a transfer) is used. It is easy to fill 42 without gaps. In this case, particularly, when the size of the long axis direction of the optical waveguide part 30 is 0.5 to 10 times the size of the short axis direction of the optical waveguide part 30, it is very important to fill the hole 42 without gaps. It can be performed easily.

그 후, 필요에 따라서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 층간 절연층(40)의 위에 형성된 (구멍(42) 이외의 부분의) 광도파로부(30a)를 제거하는 공정을 행할 수 있다. 이 공정은 드라이 에칭, 웨트 에칭 등에 의해 행할 수 있다. 이 공정을 행하는 경우에 있어서, 광도파로부(30a)의 도막에, 입자 형상 물질이 첨가되어 있지 않은 경우는, 드라이 에칭, 웨트 에칭 등의 에칭 레이트를 충분히 크게 할 수 있다.Then, as needed, as shown in FIG. 6, the process of removing the optical waveguide part 30a (part of parts other than the hole 42) formed on the interlayer insulation layer 40 can be performed. This step can be performed by dry etching, wet etching, or the like. In the case of performing this step, when no particulate matter is added to the coating film of the optical waveguide portion 30a, etching rates such as dry etching and wet etching can be sufficiently increased.

이어서, 예를 들면, 별도 준비한 마이크로 렌즈 어레이를 층간 절연층(40)의 상방에 설치함으로써, 도 1에 나타내는 본 실시 형태의 광전 변환 소자(100)를 얻을 수 있다.Subsequently, the photoelectric conversion element 100 of this embodiment shown in FIG. 1 can be obtained by providing the microlens array separately prepared above the interlayer insulation layer 40, for example.

본 실시 형태의 광전 변환 소자의 제조 방법에 의하면, 광전 변환부로의 집광성, 광도파로부의 평탄성, 충전성이 양호하고, 내용제성 및 내열성 가열 착색성이 양호한 광도파로를 갖는 광전 변환 소자를 용이하게 제조할 수 있다.According to the manufacturing method of the photoelectric conversion element of this embodiment, the photoelectric conversion element which has an optical waveguide with good light condensation to a photoelectric conversion part, flatness and filling property of an optical waveguide part, and good solvent resistance and heat resistance heat coloring property is easily manufactured. can do.

3. 실시예 및 비교예3. Examples and Comparative Examples

이하에 실시예 및 비교예를 나타내고, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 이들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Although an Example and a comparative example are shown to the following and this invention is demonstrated further more concretely, the scope of the present invention is not limited by these.

실시예 및 비교예에서는, 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체, 가교제 및 유기 용제를 함유하는 조성물의 구멍으로의 매입성, 가열 투명성 및, 용제 내성을 평가했다. 즉, 하기의 기재에 대하여, 하기의 조성물을 도포하고, 건조 후의 부재의 각종 형상, 열처리 후(경화 후)의 투명성, 아세톤 침지 후의 크랙, 막 감소, 또는 백화의 유무를 평가했다.In the Example and the comparative example, embedding property, heating transparency, and solvent tolerance to the hole of the composition containing the polymer represented by General formula (1), a crosslinking agent, and the organic solvent were evaluated. That is, the following composition was apply | coated to the following base material, and the various shapes of the member after drying, the transparency after heat processing (after hardening), the crack after acetone immersion, the film reduction, or the presence or absence of whitening were evaluated.

실시예 및 비교예는, 광전 변환 소자의 제조에 있어서의 광도파로의 형성 공정을 모델화한 것이며, 이 평가에 의해, 광도파로부의 광학 특성, 내용제성, 제조 용이성 등을 평가할 수 있다.The Example and the comparative example modeled the formation process of the optical waveguide in manufacture of a photoelectric conversion element. By this evaluation, the optical characteristic, solvent resistance, ease of manufacture, etc. of an optical waveguide part can be evaluated.

3. 1. 기재3. 1. Description

기판(10)으로서, 실리콘 기판을 이용했다. 이 실리콘 기판의 상면에, 3㎛ 두께의 SiO2막을 스핀코팅법에 의해 형성하여 소성했다. 그리고 당해 SiO2막을 에칭하여, 개구경 0.8㎛ 깊이 3㎛의 구멍(실리콘 기판까지 도달하는 관통공)을 형성했다. 또한, SiO2막의 굴절률은 1.45 근방이며, 실시예 등에서 형성되는 광도파로부의 굴절률이 높으면, 광전 변환 소자에 있어서의 집광성이 실현된다.As the substrate 10, a silicon substrate was used. On the upper surface of the silicon substrate, a SiO 2 film having a thickness of 3 µm was formed by spin coating and baked. The SiO 2 film was etched to form holes (through holes reaching the silicon substrate) with an opening diameter of 0.8 μm and a depth of 3 μm. The refractive index of the SiO 2 film is around 1.45, and when the refractive index of the optical waveguide portion formed in the embodiment is high, the light condensing property in the photoelectric conversion element is realized.

3. 2. 조성물3. 2. Composition

경화물을 형성하는 조성물로서, 표 1에 나타내는 A 내지 L의 조성물을 조제했다.As a composition which forms hardened | cured material, the composition of A-L shown in Table 1 was prepared.

Figure pat00012
Figure pat00012

표 중, 숫자의 단위는, 질량부이지만, 용제를 제외한 성분의 배합량에 대해서는, 질량%로 볼 수 있다.Although the unit of a number is a mass part in a table | surface, it can be seen by mass% about the compounding quantity of the component except a solvent.

표 1 중, P-1은, 산 이무수물로서, BT-100(신니혼리카 가부시키가이샤 제조 1,2,3,4-부탄테트라카본산 이무수물), 디아민으로서, 3SDA(4,4'-티오비스[(p-페닐렌술파닐)아닐린])을 이용하여 합성한 중합체를 나타낸다. 또한, 3SDA는 일본공개특허공보 2008-274234호에 기재된 방법으로 합성했다.In Table 1, P-1 is an acid dianhydride, 3SDA (4,4 ') as BT-100 (1,2,3,4- butanetetracarboxylic dianhydride by Shin-Nihon Rica Co., Ltd.) and diamine. -A polymer synthesized using -thiobis [(p-phenylenesulfanyl) aniline]). In addition, 3SDA was synthesize | combined by the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-274234.

P-1의 조제에서는, 우선 질소 도입관을 구비한 반응 용기에, 3SDA(11.9g, 27.5mmol)에 디메틸아세트아미드(30g)(이하, DMAc라고 함)를 더해, 실온에서 교반하여 완전히 용해시켰다. 다음으로, BT-100(5.45g, 27.5mmol)과 DMAc(10g)를 첨가하여, 40℃에서 4시간 교반했다. 이어서, DMAc(110g)를 첨가한 후, 이미드화 촉매로서 무수 아세트산(2.81g)과 피리딘(2.18g)을 더해, 110℃에서 5시간 교반하여, P-1의 DMAc 용액을 얻었다. 감압 증류법으로 소정량의 DMAc를 제거하여, 고형분 농도 20%의 용액으로 한 후, 소정량의 γ-부티로락톤(이하, GBL이라고 함)을 더하여, 고형분 농도 10%의 용액으로 했다. 이 조작을 2회 반복한 후, 재차 감압 증류법으로 고형분 농도 45%로 조정하여, P-1의 GBL 용액을 얻었다. P-1의 이미드화율은 50%였다. 즉, P-1은, 일반식 (2)로 나타나는 구조를 갖는 중합체에 있어서, l:m이 50:50이다.In preparation of P-1, first, dimethylacetamide (30 g) (hereinafter referred to as DMAc) was added to 3SDA (11.9 g, 27.5 mmol) in a reaction vessel equipped with a nitrogen inlet tube, and stirred at room temperature to completely dissolve it. . Next, BT-100 (5.45 g, 27.5 mmol) and DMAc (10 g) were added, and it stirred at 40 degreeC for 4 hours. Subsequently, after adding DMAc (110g), acetic anhydride (2.81g) and pyridine (2.18g) were added as an imidation catalyst, and it stirred at 110 degreeC for 5 hours, and obtained DM-1 solution of P-1. A predetermined amount of DMAc was removed by vacuum distillation to obtain a solution having a solid content concentration of 20%, and then a predetermined amount of γ-butyrolactone (hereinafter referred to as GBL) was added to a solution having a solid content concentration of 10%. After repeating this operation twice, it adjusted to solid content concentration 45% by the vacuum distillation again, and obtained the GBL solution of P-1. The imidation ratio of P-1 was 50%. That is, P-1 is 50:50 of l: m in the polymer which has a structure represented by General formula (2).

표 1 중 P-2는, 이미드화 촉매인 무수 아세트산과 피리딘을, P-1보다도 증량하여 P-1과 동일하게 합성한 중합체를 나타낸다. 무수 아세트산(5.61g)과 피리딘(4.35g)을 이용한 것 이외는 P-1과 동일하게 하여 P-2의 GBL 용액을 조제했다. P-2의 이미드화율은 90%였다. 즉, P-2는, 일반식 (2)로 나타나는 구조를 갖는 중합체에 있어서, l:m이 90:10이다.In Table 1, P-2 represents the polymer synthesize | combined similarly to P-1 by increasing the acetic anhydride and pyridine which are imidation catalysts, than P-1. A GBL solution of P-2 was prepared in the same manner as P-1 except that acetic anhydride (5.61 g) and pyridine (4.35 g) were used. The imidation ratio of P-2 was 90%. That is, l: m is 90:10 in P-2 which has a structure represented by General formula (2).

표 1 중, P-3은, 이미드화 촉매인 무수 아세트산과 피리딘을, P-2보다도 더욱 증량하여 합성한 중합체를 나타낸다. 무수 아세트산(8.43g)과 피리딘(6.54g)을 이용한 것 이외는 P-1과 동일하게 하여 P-3의 GBL 용액을 조제했다. P-3의 이미드화율은 93%이었다. 즉, P-3은, 일반식 (2)로 나타나는 구조를 갖는 중합체에 있어서, l:m이 93:7이다.In Table 1, P-3 represents the polymer which synthesize | combined the acetic anhydride and pyridine which are imidation catalysts further, and synthesize | combined more than P-2. A GBL solution of P-3 was prepared in the same manner as P-1 except that acetic anhydride (8.43 g) and pyridine (6.54 g) were used. The imidation ratio of P-3 was 93%. That is, in the polymer which has a structure represented by General formula (2) in P-3, l: m is 93: 7.

또한, P-1 내지 P-3의 이미드화율은, 암산의 함유 비율을 구하여 산출했다. 구체적으로는, P-1 내지 P-3의 NMR(핵자기 공명법)을 측정하여 구했다.In addition, the imidation ratio of P-1 to P-3 calculated | required and calculated the content rate of dark acid. Specifically, NMR (nuclear magnetic resonance method) of P-1 to P-3 was measured and calculated | required.

표 1 중, P-4는, 다음과 같이 조제했다. 우선 질소 도입관을 구비한 반응 용기에, 비스(p-아미노페닐)에테르(8.01g, 40mmol)(이하, ODA라고 함)에 N-메틸-2-피롤리돈(80g)(NMP)을 더해, 실온에서 교반하여 완전히 용해시켰다. 다음으로, 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 이무수물(이하, CBDA라고 함)(7.84g, 40mmol)과 NMP(25g)를 첨가해, 실온에서 24시간 교반하여, 폴리암산의 NMP 용액을 얻었다.In Table 1, P-4 was prepared as follows. First, N-methyl-2-pyrrolidone (80 g) (NMP) was added to bis (p-aminophenyl) ether (8.01 g, 40 mmol) (hereinafter referred to as ODA) in a reaction vessel having a nitrogen inlet tube. It stirred at room temperature and dissolved completely. Next, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (hereinafter referred to as CBDA) (7.84 g, 40 mmol) and NMP (25 g) are added and stirred for 24 hours at room temperature to obtain polyamic acid. An NMP solution was obtained.

표 1 중, P-5는, 다음과 같이 조제했다. 2,7-비스(4-아미노페닐렌술포닐)티안트렌(11.90g, 25.71mmol), BT-100(5.1g, 25.76mmol)을 이용한 것 이외에는 P-1과 동일하게 하여 폴리암산을 얻었다. 또한, 피리딘(6.11g), 무수 아세트산(7.89g)를 이용한 것 이외에는 P-2와 동일하게 이미드화 반응 및 후처리를 행하여 P-5의 GBL 용액을 얻었다. 이미드화율은 91%였다. 여기서, 2,7-비스(4-아미노페닐렌술포닐)티안트렌은 문헌[Macromolecules, Vol. 40, P4614, 2007]에 기재된 방법으로 합성하였다.In Table 1, P-5 was prepared as follows. Polyamic acid was obtained in the same manner as P-1 except that 2,7-bis (4-aminophenylenesulfonyl) thianthrene (11.90 g, 25.71 mmol) and BT-100 (5.1 g, 25.76 mmol) were used. In addition, except that pyridine (6.11 g) and acetic anhydride (7.89 g) were used, imidation reaction and post-treatment were carried out similarly to P-2, and the GBL solution of P-5 was obtained. The imidation ratio was 91%. Here, 2,7-bis (4-aminophenylenesulfonyl) thianthrene is described in Macromolecules, Vol. 40, P4614, 2007].

또한, 표 1 중, 가교제 X, Y, Z는 각각 X; 닛폰사이텍 인더스트리즈 가부시키가이샤 제조 사이멜 303(메틸올멜라민 축합물의 알킬에테르화물), Y; 닛폰 카바이드코교 가부시키가이샤 제조 CHDVE(다관능 비닐에테르 화합물), Z; 닛폰 카바이드코교 가부시키가이샤 제조 BDVE(다관능 비닐에테르 화합물)를 나타낸다.In Table 1, the crosslinking agents X, Y, and Z are each X; Nippon Cytec Industries, Ltd. Cymel 303 (alkyl etherate of methylolmelamine condensate), Y; Nippon Carbide Co., Ltd. CHDVE (polyfunctional vinyl ether compound), Z; Nippon Carbide Co., Ltd. make BDVE (polyfunctional vinyl ether compound).

계면 활성제로서는, 디메틸폴리실록산-폴리옥시알킬렌 공중합체(DC-190, 토레·다우코닝·실리콘 가부시키가이샤 제조)를 사용했다.As the surfactant, a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer (DC-190, manufactured by Toray Dow Corning Silicon Co., Ltd.) was used.

A 내지 L의 조성물은, 사이클로헥사논(CHN) 및 γ-부티로락톤(GBL)의 혼합 용제에 의해 희석하여, 최종적인 조성을 표 1에 나타냈다. 각 실시예 및, 각 비교예에 이용한 조성물은, 전술의 용제를 제외한 성분을 100질량부로 하여, 유기 용제를 표 1에 나타내는 질량부로 배합한 것이다.The compositions of A to L were diluted with a mixed solvent of cyclohexanone (CHN) and γ-butyrolactone (GBL), and the final composition is shown in Table 1. The composition used for each Example and each comparative example makes 100 mass parts of components except the above-mentioned solvent, and mix | blends the organic solvent by the mass part shown in Table 1.

3. 3. 평가 방법3. Evaluation Method

각 실시예 및 각 비교예에서는, 매입성, 가열 투명성, 내용제성 및, 굴절률의 평가를 이하와 같이 행하였다.In each Example and each comparative example, evaluation of embedding property, heating transparency, solvent resistance, and refractive index was performed as follows.

어느 예에 있어서도, 기판은, 전술한 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 SiO2막에 개구경 0.8㎛, 깊이 3㎛의 구멍이 형성되어 있는 것을 사용했다.In either case, the substrate was one in which a hole having an opening diameter of 0.8 µm and a depth of 3 µm was formed in the SiO 2 film formed on the silicon wafer described above.

매입성 평가 : 각 실시예 및 각 비교예의 조성물을, 구멍이 매입된 후의 막두께가 0.6㎛가 되는 조건에서, 각각, 기체에 스핀코팅법에 의해 도포하고, 이것을 120℃에서 1분간, 180℃에서 3분간, 250℃에서 5분간 순차 가열 건조시켜 평가 시료로 했다. 그리고, 각 실시예 및 비교예의 기판을, 각각 절단한 후, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 구멍의 단면을 관찰하여, 조성물 중에 보이드가 없는 것을, 매입서잉 양호하다고 평가하고, 표 중에 ○를 붙이고, 보이드가 발생한 것에는 표 중에 ×를 붙였다.Evaluation of embedding: The composition of each Example and each Comparative Example was applied to the substrate by spin coating method under the condition that the film thickness after embedding the pores was 0.6 µm, respectively, and this was carried out at 120 ° C for 1 minute and 180 ° C. 3 minutes at 250 degreeC for 5 minutes, and heat-dried sequentially, and it was set as the evaluation sample. And after cutting the board | substrate of each Example and the comparative example, respectively, the cross section of the hole was observed with a scanning electron microscope (SEM), the thing without voids in a composition was evaluated as having good embedding, and (circle) was attached to the table | surface. In the table, x is attached to the occurrence of voids.

가열 투명성 평가 : 유리 웨이퍼에 매입성 평가시와 동일하게 하여 수지 조성물을 도포·건조하여 샘플을 작성했다. 120℃에서 1분간, 180℃에서 3분간, 250℃에서 5분간 순차 가열 건조시킨 샘플(표 중 250℃의 난에 기재)과, 추가로 265℃에서 5분간 가열한 샘플(표 중 265℃의 난에 기재)의 2종을 각각 작성했다. 그리고, 각 샘플의 도막에 대해, 촉침식 막두께계로 막두께를 측정하고, 자외 가시 분광 광도계를 이용하여 얻어진 샘플의 400nm에서의 투과율을 측정하여, 표 2 중, 가열 후 투과율(400nm)의 난에, 막두께와 각각의 온도에서 측정된 투과율을 기재했다.Heating transparency evaluation: The resin composition was apply | coated and dried on the glass wafer similarly to the case of embedding evaluation, and the sample was created. A sample (described in the column at 250 ° C. in the table) sequentially heated for 1 minute at 120 ° C., 3 minutes at 180 ° C. for 5 minutes, and a sample heated at 265 ° C. for 5 minutes (the 265 ° C. in the table). 2 types of each of them) were created, respectively. The film thickness of each sample was measured with a stylus film thickness meter, and the transmittance at 400 nm of the sample obtained using an ultraviolet visible spectrophotometer was measured. The film thickness and the transmittance measured at each temperature are described.

용제 내성 평가 : 매입성 평가시와 동일하게 하여 조성물을 도포·건조하여 샘플을 작성했다. 얻어진 샘플을 아세톤에 5분간 침지 후, 120℃에서 1분간 건조하여, 외관(백화, 크랙) 및 막두께 잔존율을 구하여 내용제성의 평가로 했다. 내용제성은, 외관에 대해서 육안 평가로 크랙이 인정되지 않는 것은 ○, SEM 관찰에 의해 크랙이 인정된 것을 △, 육안으로 크랙이 분명히 인정된 것은 ×로서 표 2에 기재했다. 또한, 백화가 인정되지 않는 것을 ○, 백화한 것을 ×로 하여 표 2에 기재했다. 막두께 잔존율은 아세톤 침지 전후의 촉침식 막두께계에 의해 구한 막두께를 이용해 하기식에 의해 산출하여 표 2에 기재했다.Solvent resistance evaluation: The composition was apply | coated and dried similarly to the case of embedding evaluation, and the sample was created. After the obtained sample was immersed in acetone for 5 minutes, it dried at 120 degreeC for 1 minute, the external appearance (whitening, a crack), and film thickness residual rate were calculated | required and it was set as evaluation of solvent resistance. The solvent resistance described in Table 2 as (circle) that a crack was not recognized by visual evaluation about an external appearance, (circle) that a crack was recognized by SEM observation, (triangle | delta), and that the crack was clearly recognized by the naked eye. In addition, it was described in Table 2 as (circle) and the thing which whitened that whitening was not recognized. The film thickness residual ratio was calculated by the following formula using the film thickness determined by the tactile film thickness meter before and after acetone immersion and is shown in Table 2.

식…막두께 잔존율(%)=100×아세톤 침지 후의 막두께(㎛)/아세톤 침지 전의 막두께(㎛)expression… Film thickness residual rate (%) = film thickness (100 micrometers) after acetone immersion / film thickness (micrometer) before acetone immersion

굴절률 : 용제 내성 평가용 샘플과 동일하게 하여 작성한 샘플을 이용하여, 프리즘 커플러에 의해 25℃에서 파장 633nm에서의 굴절률을 구했다.Refractive index: The refractive index in wavelength 633nm was calculated | required at 25 degreeC with the prism coupler using the sample created similarly to the sample for solvent tolerance evaluation.

3. 4. 평가 결과3. 4. Evaluation result

각 실시예 및 각 비교예의 평가 결과를 표 2에 정리했다.The evaluation result of each Example and each comparative example was put together in Table 2.

Figure pat00013
Figure pat00013

표 2를 보면, 가교제를 함유하지 않는 조성물 A 또는 조성물 B에 의해 형성된 경화물(비교예 1, 2)에서는, 가열 후의 투명성은 양호하지만 용제 내성이 불충분해지는 것이 판명되었다. 또한, 일반식 (1)의 구조를 함유하지 않는 중합체를 사용한 조성물 K에 의해 형성된 경화물(비교예 3)에서는, 매입성이 나쁜 것이 판명되었다. 또한, 일반식 (2)의 중합체에 있어서, 특히 l:m이 70:30∼100:0의 범위인 중합체를 함유하는 조성물 D∼J 및 L에 의해 형성된 경화물(실시예 2∼9)에서는, 모두 매입성이나 굴절률의 저하를 수반하는 일 없이 가열 후의 투명성 및 용제 내성이 우수한 도막이 얻어지는 것이 판명되었다.In Table 2, in the cured product (Comparative Examples 1 and 2) formed by Composition A or Composition B containing no crosslinking agent, it was found that transparency after heating was good but solvent resistance was insufficient. Moreover, it turned out that embedding property is bad in the hardened | cured material (comparative example 3) formed with the composition K using the polymer which does not contain the structure of General formula (1). Moreover, especially in the polymer of General formula (2), in the hardened | cured material formed by the composition D-J and L containing the polymer whose l: m is the range of 70: 30-100: 0 (Examples 2-9), It turned out that the coating film excellent in transparency after a heating and solvent tolerance is obtained without all being accompanied by the fall of embedding property and refractive index.

본 발명의 광전 변환 소자는, 예를 들면, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 카메라 부착 휴대전화, 스캐너, 디지털 복사기, 팩시밀리와 같은 여러 가지 용도에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 광전 변환 소자의 제조 방법에 의하면, 투명성 및 용제 내성이 우수한 광도파로부를 갖는 광전 변환 소자를, 용이하게 제조할 수 있다.The photoelectric conversion element of this invention can be applied to various uses, such as a digital camera, a video camera, a mobile phone with a camera, a scanner, a digital copier, and a facsimile. Moreover, according to the manufacturing method of the photoelectric conversion element of this invention, the photoelectric conversion element which has the optical waveguide part excellent in transparency and solvent tolerance can be manufactured easily.

10 : 기판
20 : 광전 변환부
30, 30a : 광도파로부
40, 40a : 층간 절연층
42 : 구멍
50 : 온칩 렌즈
100 : 광전 변환 소자
10: substrate
20: photoelectric conversion unit
30, 30a: optical waveguide part
40, 40a: interlayer insulation layer
42: hole
50: on-chip lens
100: photoelectric conversion element

Claims (13)

기판과,
상기 기판의 상방에 형성된 광전 변환부와,
상기 광전 변환부의 상방에 형성된 광도파로부를 구비하고,
상기 광도파로부는, 황을 함유하고 633nm에서의 굴절률이 1.60 이상인 폴리이미드 및, 가교제를 함유하는 조성물의 경화물을 함유하는, 광전 변환 소자.
Substrate,
A photoelectric conversion unit formed above the substrate,
An optical waveguide portion formed above the photoelectric conversion portion;
The said optical waveguide part contains sulfur, the polyimide whose refractive index in 633 nm is 1.60 or more, and the hardened | cured material of the composition containing a crosslinking agent.
제1항에 있어서,
상기 경화물은, 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는, 광전 변환 소자:
Figure pat00014

(일반식 (1) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).
The method of claim 1,
The said hardened | cured material contains the structure represented by the following general formula (1):
Figure pat00014

(In General Formula (1), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4).
제2항에 있어서,
상기 R이 탄소수 4∼12의 4가의 지방족 또는 지환족 탄화수소인, 광전 변환 소자.
The method of claim 2,
The said photoelectric conversion element whose said R is a C4-C12 tetravalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가교제가, 메틸올멜라민의 알킬에테르화물, 메틸올멜라민 축합물의 알킬에테르화물 및, 다관능 비닐에테르 화합물로부터 선택되는 적어도 1종인, 광전 변환 소자.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The said crosslinking agent is at least 1 sort (s) chosen from the alkyl etherified product of methylol melamine, the alkyl etherified product of a methylol melamine condensate, and a polyfunctional vinyl ether compound.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광도파로부는, 기둥 형상을 갖고, 상기 기둥 형상의 길이 방향의 한쪽끝이, 상기 광전 변환부에 광학적으로 접속되어 있는, 광전 변환 소자.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The said optical waveguide part has a columnar shape, The one end of the said columnar longitudinal direction is optically connected to the said photoelectric conversion part.
제5항에 있어서,
상기 광도파로부의 상기 길이 방향에 평행한 단면(斷面)에 있어서, 상기 길이 방향의 길이는, 상기 길이 방향에 수직인 방향의 길이 중의 최대의 길이의 0.5배 이상 10배 이하인, 광전 변환 소자.
The method of claim 5,
The cross section parallel to the said longitudinal direction of the said optical waveguide part WHEREIN: The length of the said longitudinal direction is 0.5 times or more and 10 times or less of the maximum length in the length of the direction perpendicular to the said longitudinal direction.
기판의 상방에, 광전 변환부를 형성하는 공정과,
상기 광전 변환부를 덮도록 층간 절연층을 형성하는 공정과,
상기 층간 절연층에, 상기 광전 변환부의 상면에 관통하는 구멍을 형성하는 공정과,
상기 구멍에, 하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체 및, 가교제를 포함하는 조성물을 충전하는 공정과,
상기 조성물을 경화시키는 공정을 포함하는, 광전 변환 소자의 제조 방법:
Figure pat00015

(일반식 (1) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).
Forming a photoelectric conversion section above the substrate;
Forming an interlayer insulating layer to cover the photoelectric conversion unit;
Forming a hole penetrating the upper surface of the photoelectric conversion part in the interlayer insulating layer;
Filling the hole with a composition containing a structure represented by the following General Formula (1) and a crosslinking agent;
A method for producing a photoelectric conversion element, comprising the step of curing the composition:
Figure pat00015

(In General Formula (1), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4).
제7항에 있어서,
상기 R이 탄소수 4∼12의 4가의 지방족 또는 지환족 탄화수소인, 광전 변환 소자의 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The said R is a manufacturing method of the photoelectric conversion element which is a C4-C12 tetravalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 조성물에는, 상기 조성물의 유기 용제를 제외한 성분 전체량을 100질량%로 한 경우에, 상기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체가 80질량% 이상 99질량% 이하, 가교제가 1질량% 이상 20질량% 이하 함유되는, 광전 변환 소자의 제조 방법.
The method according to claim 7 or 8,
In the said composition, when the component whole quantity except the organic solvent of the said composition is 100 mass%, 80 mass% or more and 99 mass% or less of the polymer containing the structure represented by the said General formula (1), and 1 mass of crosslinking agents The manufacturing method of the photoelectric conversion element contained% or more and 20 mass% or less.
하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 중합체, 가교제 및, 이들을 균일하게 용해할 수 있는 유기 용제를 포함하고,
유기 용제를 제외한 성분 전체량을 100질량%로 한 경우에, 상기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체가 80질량% 이상 99질량% 이하, 가교제가 1질량% 이상 20질량% 이하 함유되는 광도파로 형성용 조성물:
Figure pat00016

(일반식 (1) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).
It includes the polymer which has a structure represented by following General formula (1), a crosslinking agent, and the organic solvent which can melt | dissolve these uniformly,
When the component whole quantity except the organic solvent is 100 mass%, 80 mass% or more and 99 mass% or less of the polymer containing the structure represented by the said General formula (1) contain 1 mass% or more and 20 mass% or less Composition for forming an optical waveguide:
Figure pat00016

(In General Formula (1), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4).
제10항에 있어서,
상기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체가, 하기 일반식 (2)로 나타나는 구조를 갖는 중합체인 광도파로 형성용 조성물:
Figure pat00017

(일반식 (2) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타내고, l과 m은 그 합계 l+m이 1∼100,000의 정수이며, l:m이 50:50∼100:0임).
The method of claim 10,
The composition for optical waveguide formation whose polymer containing the structure represented by the said General formula (1) is a polymer which has a structure represented by following General formula (2):
Figure pat00017

(In General Formula (2), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, and represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4, l and m represent an integer of 1 to 100,000 in total, and l: m is 50:50 to 100: 0.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 R이 탄소수 4∼12의 4가의 지방족 또는 지환족 탄화수소인 광도파로 형성용 조성물.
The method according to claim 10 or 11, wherein
The composition for forming an optical waveguide, wherein R is a tetravalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon having 4 to 12 carbon atoms.
하기 일반식 (1)로 나타나는 구조를 포함하는 중합체 및, 가교제를 함유하는 조성물의 경화물:
Figure pat00018

(일반식 (1) 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기, 시아노기, 또는 2가의 R1이 결합하여 2가의 황원자를 나타내고, a는 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고, R은 4가의 유기기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타냄).
Hardened | cured material of the polymer containing the structure represented by following General formula (1), and the composition containing a crosslinking agent:
Figure pat00018

(In General Formula (1), R <1> respectively independently represents a C1-C3 alkyl group, a cyano group, or bivalent R <1> couple | bonded, represents a bivalent sulfur atom, and a represents the integer of 0-4 each independently. , R represents a tetravalent organic group, n represents an integer of 1 to 4).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150136938A (en) * 2014-05-28 2015-12-08 엘지디스플레이 주식회사 Organic light emmiting diode display device and method thereof
US9842875B2 (en) 2013-08-05 2017-12-12 Apple Inc. Image sensor with buried light shield and vertical gate

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI469371B (en) * 2012-05-18 2015-01-11 Univ Nat Cheng Kung Solar cell module
WO2014021644A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 주식회사 엘지화학 Substrate for organic electronic device
JP6930530B2 (en) 2016-04-05 2021-09-01 三菱瓦斯化学株式会社 Polyimide resin composition, its manufacturing method, and polyimide film
US10686000B1 (en) * 2019-04-12 2020-06-16 Visera Technologies Company Limited Solid-state imaging device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3752925B2 (en) * 1999-10-26 2006-03-08 凸版印刷株式会社 Color liquid crystal display
JP2002050777A (en) * 2000-08-01 2002-02-15 Koike Yasuhiro Aggregate type light-receiving/emitting device
JP5134233B2 (en) 2006-11-29 2013-01-30 出光興産株式会社 ADAMANTAN DERIVATIVE, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND RESIN COMPOSITION CONTAINING ADAMANTAN DERIVATIVE
JP4986071B2 (en) * 2007-03-30 2012-07-25 国立大学法人東京工業大学 Resin composition, cured product and optical member
JP5369441B2 (en) * 2008-01-24 2013-12-18 ソニー株式会社 Solid-state image sensor
JP5011596B2 (en) * 2008-05-07 2012-08-29 Jsr株式会社 Novel diamine compound, polyamic acid and imidized polymer produced using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9842875B2 (en) 2013-08-05 2017-12-12 Apple Inc. Image sensor with buried light shield and vertical gate
KR20150136938A (en) * 2014-05-28 2015-12-08 엘지디스플레이 주식회사 Organic light emmiting diode display device and method thereof

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