JP2002173532A - プラスチック光導波路用材料 - Google Patents
プラスチック光導波路用材料Info
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Abstract
格で、大面積化を実現することができるプラスチック光
導波路用材料を提供する。 【課題手段】 一般式(1)で表される繰り返し単位を
有するポリベンゾオキサゾール前駆体を閉環した構造を
有するポリベンゾオキサゾール樹脂からなるなることを
特徴とする光通信用のプラスチック光導波路用材料。 【化1】 (式(1)中、nは1〜1000までの整数を示し、X
及びYは、2価の有機基を示し、少なくとも一方にフッ
素を含む。)
Description
に、機械特性、物理特性に優れたプラスチック光導波路
用材料に関するものであり、詳しくはレーザー光などを
低損失で結合伝送するプラスチック光導波路を用いたイ
ンターコネクション・光通信デバイス等に適用すること
ができる。
(石英)やプラスチックなどの材料が検討されている。
そのうち、石英で構成した光導波路は、低損失および高
耐熱性などの利点を有するため、光ファイバーや光イン
ターコネクション・光通信デバイスなどの分野に置いて
数多く検討され実際に利用されている。
は、石英光導波路よりも作成および大面積化が容易であ
り、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートおよ
び紫外線硬化型樹脂などのポリマーを用いたプラスチッ
ク光導波路が検討されている。
た従来の石英光導波路では、作製に長い工程を要するた
め、本質的に低価格化は困難である。また、製作プロセ
スに置いて1000℃前後の高熱処理を要するため、電
気回路基板との融合性が悪い悪いうえ大面積化が困難で
ある問題があった。
ートもしくは紫外線硬化型樹脂で構成したプラスチック
光導波路では、その構成材料の耐熱性は、100℃前後
であるため使用環境が限定されると共に、実装回路とし
て組み込むためには数百度のハンダ工程を通過すること
が必要となり、電気回路基板との融合性が悪くなるとい
う問題があった。
0℃以上の耐熱性を有するポリイミドをプラスチック光
導波路に用いようとする試みも一部でなされているが、
現状のポリイミドでは、その特異な分子構造のため、構
造に起因する吸収による光損失がはなはだ大きく、光導
波路には適さないという問題があった。また、ポリイミ
ド樹脂において、その構造から結晶性の高い樹脂があ
り、膜厚が薄い場合は影響が少ないが、導波路に使用す
る膜厚になると、その結晶性の高さから膜が脆くなる場
合や、屈折率が変化することがある。
び透明性に優れ、低価格で、大面積化を実現することが
できるプラスチック光導波路用材料を提供することにあ
る。
の問題点を鑑み、鋭意検討を重ねた結果、一般式(1)
で表される繰り返し単位を有するポリベンゾオキサゾー
ル前駆体を閉環した構造を有するポリベンゾオキサゾー
ル樹脂からなるなることを特徴とする光通信用のプラス
チック光導波路用材料を見いだし、本発明を完成するに
至った。
びYは、2価の有機基を示し、少なくとも一方にフッ素
を含む。)
〜(4)で表される構造から選ばれることを特徴とする
前記光通信用のプラスチック光導波路用材料、
は、フッ素またはフッ素を有する1価の有機基であり、
R2,R6,R7,R8, R33,R34,R35,R36及びR
37は、水素、フッ素またはフッ素を有する1価の有機基
であり、互いに同じであっても異なっても良く、R3,
R4,R9,R10, R38,R39は、水素または1価の有
機基であり、互いに同じであっても異なっても良い。Z
は、単結合、−O−,−SO2−又は式(5)、式
(6)で表される構造の2価の有機基を示し、前記2価
の有機基は、フッ素を含んでいても良い。また、式
(2)〜(4)中の2個のOR基は、式(1)中のアミ
ド基とOR基が、それぞれ芳香族基の隣り合った炭素に
結合しているものを表す。
はフッ素またはフルオロアルキル基であり互いに同じで
あっても異なってもよい。 iは1〜8までの整数、j
は0〜7までの整数で、かつi+j≦8をみたすものと
する。
58,R59,R60及びR61は、水素、フッ素またはフッ素
を有する1価の有機基であり、互いに同じであっても異
なっても良い。
(7)〜(9)で表される構造から選ばれることを特徴
とする前記光通信用のプラスチック光導波路用材料であ
る。
40は、フッ素またはフッ素を有する1価の有機基であ
り、R20,R21,R22,R24,R25,R26,R27,
R28, R4 1,R42,R43,R44,R45,R46及びR47
は、水素、フッ素またはフッ素を有する1価の有機基で
あり、互いに同じであっても異なっても良い。Zは、単
結合、−O−,−SO2−又は式(10)、式(11)
で表される構造の2価の有機基を示し、前記2価の有機
基は、フッ素を含んでいても良い。
R65,R66及びR67はフッ素またはフルオロアルキル基
であり互いに同じであっても異なってもよい。 iは1
〜8までの整数、jは0〜7までの整数で、かつi+j
≦8をみたすものとする。
R74,及びR75は、水素、フッ素またはフッ素を有する
1価の有機基であり、互いに同じであても異なっても良
い。
ゾール前駆体は、ビスアミノフェノール化合物もしくは
ジアミノジヒドロキシ化合物、またはそれらのエステル
化物やエーテル化物などの誘導体とジカルボン酸とか
ら、酸クロリド法、活性化エステル法またはポリリン酸
もしくはジシクロヘキシルカルボジイミド等の脱水縮合
剤の存在下での縮合反応等の方法により得ることができ
る。
物の例で、特に式(2)を構成するものとしては、1,
3−ジアミノ−4,6−ジヒドロキシジフルオロベンゼ
ン、1,4−ジアミノ−3,6−ジヒドロキシジフルオ
ロベンゼン、1,4−ジアミノ−2,3−ジヒドロキシ
ジフルオロベンゼン、1,2−ジアミノ−3,6−ジヒ
ドロキシジフルオロベンゼン、1−トリフルオロメチル
−2,4−ジアミノ−3,5−ジヒドロキシベンゼン、
1−トリフルオロメチル−2,5−ジアミノ−3,6−
ジヒドロキシベンゼン、1−トリフルオロメチル−2,
4−ジアミノ−3,5−ジヒドロキシフルオロベンゼ
ン、1−トリフルオロメチル−2,5−ジアミノ−3,
6−ジヒドロキシフルオロベンゼン、1,4−ビス(ト
リフルオロメチル)−2,5−ジアミノ−3,6−ジヒ
ドロキシベンゼン、1−ペンタフルオロエチル−2,5
−ジアミノ−3,6−ジヒドロキシベンゼン、1−パー
フルオロシクロヘキシル−2,5−ジアミノ−3,6−
ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジアミノ−4,6−ジ
エトキシジフルオロベンゼン等を挙げることができ、ま
たこれらのエステル化合物やエーテル化合物などの誘導
体を挙げることができるが、これらに限定されるもので
はない。これらのジアミノジヒドロキシ化合物は単独、
または組み合わせて使用することができる。
物の例で、特に式(3)を構成するものとしては、2,
7−ジアミノ−3,6−ジヒドロキシテトラフルオロナ
フタレン、2,6−ジアミノ−3,7−ジヒドロキシテ
トラフルオロナフタレン、1,6−ジアミノ−2,5−
ジヒドロキシテトラフルオロナフタレン、3,6−ジア
ミノ−2,5−ジヒドロキシテトラフルオロナフタレ
ン、2,7−ジアミノ−1,8−ジヒドロキシテトラフ
ルオロナフタレン、1−トリフルオロメチル−3,6−
ジアミノ−2,7−ジヒドロキシナフタレン、1,5−
ビス(トリフルオロメチル)−3,7−ジアミノ−2,
6−ジヒドロキシナフタレン、1−トリフルオロメチル
−3,6−ジアミノ−2,5−ジヒドロキシナフタレ
ン、1−ペンタフルオロエチル−3,6−ジアミノ−
2,7−ジヒドロキシナフタレンン、1−パーフルオロ
シクロヘキシル−3,6−ジアミノ−2,7−ジヒドロ
キシナフタレン、1,5−ビス(トリフルオロメチル)
−3,7−ジアミノ−2,6−ジヒドロキシジフルオロ
ナフタレン、2,6−ジアミノ−3,7−ジエトキシテ
トラフルオロナフタレン、1,4,5,8−テトラ(ト
リフルオロメチル)−2,7−ジアミノ−3,6−ジヒ
ドロキシナフタレン等を挙げることができ、またこれら
のエステル化合物やエーテル化合物などの誘導体を挙げ
ることができるが、これらに限定されるものではない。
これらのジアミノジヒドロキシル化合物は単独、または
組み合わせて使用することができる。
物の例で、特に、式(4)を構成するものとしては、
4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシ−5,
5’−トリフルオロメチルビフェニル、4,4’−ジア
ミノ−3,3’−ジヒドロキシ−5,5’−ペンタフル
オロエチルビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’
−ジヒドロキシ−6,6’−トリフルオロメチルビフェ
ニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシ−
6,6’−ペンタフルオロエチルビフェニル、3,3’
−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−トリ
フルオロメチルビフェニル、3,3’−ジアミノ−4,
4’−ジヒドロキシ−5,5’−ペンタフルオロエチル
ビフェニル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロ
キシ−6,6’−トリフルオロメチルビフェニル、3,
3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−6,6’−
ペンタフルオロエチルビフェニル、3,4’−ジアミノ
−4,3’−ジヒドロキシ−5,5’−トリフルオロメ
チルビフェニル、3,4’−ジアミノ−4,3’−ジヒ
ドロキシ−5,5’−ペンタフルオロエチルビフェニ
ル、3,4’−ジアミノ−4,3’−ジヒドロキシ−
6,6’−トリフルオロメチルビフェニル、3,4’−
ジアミノ−4,3’−ジヒドロキシ−6,6’−ペンタ
フルオロエチルビフェニル等を挙げることができ、また
これらのエステル化合物やエーテル化合物などの誘導体
を挙げることができる
ドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミ
ノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス
(3−アミノ−4−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチ
ルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3
−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルフェニル)プロ
パン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−5
−トリフルオロメチルフェニル)プロパン、2,2−ビ
ス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−5−トリフルオロメ
チルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アミノ−
4−ヒドロキシ−6−トリフルオロメチルフェニル)プ
ロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−
6−トリフルオロメチルフェニル)プロパン、2,2−
ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−2−トリフルオロ
メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビ
ス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−2−トリフルオロメ
チルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−トリフルオロメチ
ルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(4−アミノ−3−ヒドロキシ−5−トリフルオロメチ
ルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(3−アミノ−4−ヒドロキシ−6−トリフルオロメチ
ルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(4−アミノ−3−ヒドロキシ−6−トリフルオロメチ
ルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)
プロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ
フェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4
−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプ
ロパン、4,4’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ
フェノキシ)オクタフルオロビフェニル、4,4’−ビ
ス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェノキシ)オクタフ
ルオロビフェニル、2,2−ビス(3-アミノ-4-ヒド
ロキシ−5−ペンタフルオロフェニル)ヘキサフルオロ
プロパン等が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。これらのビスアミノフェノール化合物は単独、
または組み合わせて使用することができる。
物の例で、特に、式(5)を構成するものとしては、
1,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニノキ
シ)テトラフルオロシクロプロパン、1,2−ビス(3
−アミノ−4−ヒドロキシフェニノキシ)テトラフルオ
ロシクロプロパン、1,2−ビス(4−アミノ−3−ヒ
ドロキシフェニノキシ)ヘキサフルオロシクロブタン、
1,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニノキ
シ)ヘキサフルオロシクロブタン、1,3−ビス(4−
アミノ−3−ヒドロキシフェニノキシ)ヘキサフルオロ
シクロブタン、1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロ
キシフェニノキシ)ヘキサフルオロシクロブタン、1,
2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニノキシ)
オクタフルオロシクロヘキサン、1,2−ビス(3−ア
ミノ−4−ヒドロキシフェニノキシ)オクタフルオロシ
クロヘキサン、1,3−ビス(4−アミノ−3−ヒドロ
キシフェニノキシ)オクタフルオロシクロヘキサン、
1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニノキ
シ)オクタフルオロシクロヘキサン、1,2−ビス(4
−アミノ−3−ヒドロキシフェニノキシ)デカルオロシ
クロヘキサン、1,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロ
キシフェニノキシ)デカルオロシクロヘキサン、1,3
−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニノキシ)デ
カルオロシクロヘキサン、1,3−ビス(3−アミノ−
4−ヒドロキシフェニノキシ)デカルオロシクロヘキサ
ン、1,4−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニ
ノキシ)デカルオロシクロヘキサン、1,4−ビス(3
−アミノ−4−ヒドロキシフェニノキシ)デカルオロシ
クロヘキサン等が挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。これらのビスアミノフェノール化合物は単
独、または組み合わせて使用することができる。
物の例で、特に、式(6)を構成するものとしては、
2,6−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−フェニノ
キシ)オクタフルオロフルオレン、2,6−ビス(3−
アミノ−4−ヒドロキシ−フェニノキシ)オクタフルオ
ロフルオレン、2,7−ビス(4−アミノ−3−ヒドロ
キシ−フェニノキシ)オクタフルオロフルオレン、2,
7−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−フェニノキ
シ)オクタフルオロフルオレン、3,6−ビス(4−ア
ミノ−3−ヒドロキシ−フェニノキシ)オクタフルオロ
フルオレン、3,6−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキ
シ−フェニノキシ)オクタフルオロフルオレン、4,6
−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−フェニノキシ)
オクタフルオロフルオレン等が挙げられるが、これらに
限定されるものではない。これらのビスアミノフェノー
ル化合物は単独、または組み合わせて使用することがで
きる。
ール前駆体において、式(2)及び式(3)で表される
構造を有するジアミノジヒドロキシ化合物や式(4)〜
(6)で表される構造を有するビスアミノフェノール化
合物から1種、または2種、あるいは、それぞれ1種以
上混合して用いることが出来る。
も、芳香族ジアミノジヒドロキ化合物の例を挙げると
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニ
ル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフ
ェニル、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシビフ
ェニル、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシビフ
ェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
エーテル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニ
ル)スルフィド、ビス(3−アミノー4ーヒドロキシフ
ェニル)ケトン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフ
ェニル)スルホン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパン、等であり、またこれらの
エステル化合物やエーテル化合物などの誘導体を挙げる
ことができるが、これらに限られるものではない。
は、フッ素を含む前記化合物と併用するか、フッ素含有
ジカルボン酸と組み合わせて用いられる。また2種類以
上の芳香族ジアミノジヒドロキ化合物を組み合わせて使
用することも可能である。また、これらは、式(2)〜
(5)を構成する前記ビスアミノフェノール化合物やジ
アミノジヒドロキシ化合物と、得られる樹脂の性能を損
なわない範囲で併用することも可能である。
的には式(7)〜(11)の構造を有するが、それらの
例を挙げるとイソフタル酸、テレフタル酸、2−フルオ
ロイソフタル酸、3−フルオロフタル酸、2−フルオロ
テレフタル酸、2,4,5,6−テトラフルオロイソフ
タル酸、3,4,5,6−テトラフルオロフタル酸、
4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェニル
−1,1’ジカルボン酸、パーフルオロスベリン酸、
2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビ
フェニレンジカルボン酸、4,4’−オキシビス安息香
酸、2,3,4,6,7,8−ヘキサフルオロナフタレ
ン−1,5−ジカルボン酸、2,3,4,5,7,8−
ヘキサフルオロナフタレン−1,6−ジカルボン酸、
1,3,4,5,7,8−ヘキサフルオロナフタレン−
2,6−ジカルボン酸、1−トリフルオロメチルナフタ
レン−2,6−ジカルボン酸、1,5−ビス(トリフル
オロメチル)ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、1−
ペンタフルオロエチルナフタレン−2,6−ジカルボン
酸、1−トリフルオロメチルナフタレン−3,7−ジカ
ルボン酸、1,5−ビス(トリフルオロメチル)ナフタ
レン−3,7−ジカルボン酸、1−ペンタフルオロエチ
ルナフタレン−3,7−ジカルボン酸、1−ウンデカフ
ルオロシクロヘキシルナフタレン−3,7−ジカルボン
酸、1−トリフルオロメチル−2,4,5,6,8−ペ
ンタフルオロナフタレン−3,7−ジカルボン酸、1−
ビス(トリフルオロメチル)メトキシ−2,4,5,
6,8−ペンタフルオロナフタレン−3,7−ジカルボ
ン酸、1,5−ビス(トリフルオロメチル)−2,4,
6,8−テトラフルオロナフタレン−3,7−ジカルボ
ン酸、1,5−ビス[ビス(トリフルオロメチル)メト
キシ]−2,4,6,8−テトラフルオロナフタレン−
3,7−ジカルボン酸、テトラフルオロプロピレン−
1,2−ジカルボン酸、ヘキサフルオロシクロブチレン
−1,3−ジカルボン酸、デカフルオロシクロヘキシレ
ン−1,2−ジカルボン酸、デカフルオロシクロヘキシ
レン−1,3−ジカルボン酸、デカフルオロシクロヘキ
シレン−1,4−ジカルボン酸、オクタシクロペンチレ
ン−1,3−ジカルボン酸、オクタシクロペンチレン−
1,2−ジカルボン酸、オクタフルオロフルオレニレン
−3,6−ジカルボン酸、オクタフルオロフルオレニレ
ン−3,5−ジカルボン酸、オクタフルオロフルオレニ
レン−4,5−ジカルボン酸、、オクタフルオロフルオ
レニレン−4,6−ジカルボン酸、オクタフルオロフル
オレニレン−2,6−ジカルボン酸、オクタフルオロフ
ルオレニレン−2,7−ジカルボン酸等を挙げることが
できるが、これらに限定されるものではない。これらの
ジカルボン酸は単独、または組み合わせて使用すること
ができる。本発明では、フッ素を含まないジカルボン酸
は、少なくとも1種のフッ素含有ビスアミノフェノール
化合物やフッ素含有ジアミノジヒドロキシ化合物と併用
しなければならない。
駆体製造方法の中で、酸クロリド法による合成の例を挙
げると、まず前記ジカルボン酸を、N,N−ジメチルホ
ルムアミド等の触媒存在下、過剰量の塩化チオニルと、
室温から75℃で反応させ、過剰の塩化チオニルを加熱
及び減圧により留去する。その後残査をヘキサン等の溶
媒で再結晶することにより、酸クロリドであるジカルボ
ン酸クロリドを得ることができる。次いで前記ビスアミ
ノフェノール化合物及び/またはジアミノジヒドロキシ
化合物を、通常N−メチル−2−ピロリドン等の極性溶
媒に溶解し、ピリジン等の酸受容剤存在下で、ジカルボ
ン酸クロリドと、−30℃から室温で反応することによ
りポリベンゾオキサゾール前駆体を得ることができる。
樹脂は、このようにして得られたポリベンゾオキサゾー
ル前駆体を、従来法の通り、加熱または脱水剤で処理す
るにより、閉環反応して得ることができる。このポリベ
ンゾオキサゾール前駆体又は樹脂に、必要により、各種
添加剤として、界面活性剤やカップリング剤等を添加し
て用いることができる。
ール樹脂の前駆体は、一般式(1)のXの構造を表す一
般式(2)〜(4)において、 R3もしくはR4の少な
くとも一方、R9もしくはR10の少なくとも一方、R38
もしくはR39の少なくとも一方が、Hである場合は、感
光剤としてのナフトキノンジアジド化合物と一緒に用い
ることで、ポジ型の感光性樹脂組成物として、一般式
(1)のXの構造を表す一般式(2)〜(4)におい
て、 R3もしくはR4の少なくとも一方、R9もしくはR
10の少なくとも一方、R38もしくはR39の少なくとも一
方が、メタクリロイル基のような光架橋性基を有する基
である場合は、光開始剤を用いることでネガ型感光性樹
脂組成物として用いることが可能である。
一般に製造されている基板上のシングルモード光導波路
と同様の構造に適用できる。例えば、スラブ型、リッジ
型、埋め込み型等がある。
ルモード光導波路の製造方法について、図1を参照しつ
つ説明する。まず、シリコン等の基板1の上に下部クラ
ッド用として、本発明の光導波路用材料のポリベンゾオ
キサゾールの前駆体溶液を、スピンコート等の方法によ
り塗布し、これを加熱等により硬化して閉環し樹脂とし
た下部クラッド層2を得る。次に、この上に下部クラッ
ド層として用いた前記ポリベンゾオキサゾールより、屈
折率が高い本発明の光導波路用材料のポリベンゾオキサ
ゾールの前駆体溶液を用いて、前記下部クラッド層2を
形成したときと同様の方法により、コア層3を形成す
る。次に、この上にコアパターンを形成するためのマス
ク層4を形成する(図1(a))。マスク層用材料とし
ては、Al、Ti等の金属、SiO2、スピオングラス
(SOG)、Si含有レジスト、感光性ポリベンゾオキ
サゾール等を用いることができる。
布して、プリベーク、露光、現像、アフターベークを行
い、パターニングされたレジスト層5を得る(図1
(b))。次に、レジスト層5で保護されていないマス
ク層4をエッチングで除去(図1(c))した後、レジ
スト層5をエッチング液で除去し、マスク層4でコア層
3のポリベンゾオキサゾールをドライエッチングにより
除去する(図1(d))。マスク層4にSi含有レジス
トや感光性ポリベンゾオキサゾールを用いた場合には、
フォトレジストを使用する必要はない。
ングやはく離液を用いることにより除去する。(図1
(e))。更に、この上に、前記下部クラッド材に用い
たのと同じ本発明の光導波路用材料であるポリベンゾオ
キサゾール前駆体を、スピンコート等で塗布して、上部
クラッド層6を形成し、これを加熱など硬化して閉環し
樹脂とした上部クラッド層6を得る(図1(f))。こ
のようにして、光損失等の光導波路特性の良好なポリベ
ンゾオキサゾール樹脂からなるシングルモード光導波路
を作製できる。
る含フッ素ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾオキサ
ゾール共重合体及び混合物の前駆体溶液を閉環させた含
フッ素ポリベンゾオキサゾール樹脂からなるシングルモ
ード光導波路を作製することにより、その光導波路にお
ける光損失等の光導波特性の偏光波に対する相違を低減
できる。
するが、本発明はこれらに限定されない。
ンゼン34.8部(0.2mol)を乾燥したジメチル
アセトアミド200部に溶解し、ピリジン39.6部
(0.5mol)を添加後、乾燥窒素下、−15℃でシ
クロヘキサン100部に2,2’−ビス(トリフルオロ
メチル)−4,4’−ビフェニレンジカルボン酸クロリ
ド83.0部(0.2mol)を溶解したものを30分
掛けて滴下した。滴下終了後、室温まで戻し、室温で5
時間かく拌した。その後、反応溶液を蒸留水7Lに滴下
し、沈殿物を集め、乾燥することによりポリベンゾオキ
サゾール前駆体(A)75.8部を得た。前駆体の分子
量をゲル・パーミエイション・クロマトグラフィ(以下
GPCと略記)を用いて測定した所、12,000であ
った。屈折率は1.511であった。
ンゼン34.8部(0.2mol)を1−トリフルオロ
メチル−2,4−ジアミノ−3,5−ジヒドロキシフル
オロベンゼン41.8部(0.2mol)に置き換えた
以外は合成例1と同様にして、ポリベンゾオキサゾール
前駆体(B)72.8部を得た。前駆体(B)の分子量
をGPCを用いて測定した所、13,000であった。
屈折率は1.521であった。
ンゼン34.8部(0.2mol)を1,3−ジアミノ
−4,6−ジエトキシジフルオロベンゼン46.4部
(0.2mol)に、2,2’−ビス(トリフルオロメ
チル)−4,4’−ビフェニレンジカルボン酸クロリド
83.0部(0.2mol)を1−トリフルオロメチル
ナフタレン−2,6−ジカルボン酸クロリド64.2部
(0.2mol)に置き換えた以外は、合成例1と同様
にして、ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)75.8
部を得た。前駆体(C)の分子量をGPCを用いて測定
した所、14,000であった。屈折率は1.515で
あった。
ンゼン34.8部(0.2mol)を2,7−ジアミノ
−3,6−ジヒドロキシテトラフルオロナフタレン5
2.4部(0.2mol)に置き換えた以外は合成例1
と同様にして、ポリベンゾオキサゾール前駆体(D)9
3.4部を得た。前駆体(D)の分子量をGPCを用い
て測定した所、13,000であった。屈折率は1.5
20であった。
ンゼン34.8部(0.2mol)を1−トリフルオロ
メチル−3,6−ジアミノ−2,7−ジヒドロキシナフ
タレン51.6部(0.2mol)に置き換えた以外は
合成例1と同様にして、ポリベンゾオキサゾール前駆体
(E)部を得た。前駆体(E)の分子量をGPCを用い
て測定した所、13,000であった。屈折率は1.5
18であった。
ンゼン34.8部(0.2mol)を2,6−ジアミノ
−3,7−ジエトキシテトラフルオロナフタレン85.
2部(0.2mol)に、2,2’−ビス(トリフルオ
ロメチル)−4,4’−ビフェニレンジカルボン酸クロ
リド83.0部(0.2mol)を1−ペンタフルオロ
エチルナフタレン−3,7−ジカルボン酸74.2部
(0.2mol)に置き換えた以外は合成例1と同様に
して、ポリベンゾオキサゾール前駆体(F)75.8部
を得た。前駆体(F)の分子量をGPCを用いて測定し
た所、13,000であった。屈折率は1.524であ
った。
ンゼン34.8部(0.2mol)を4,4’−ジアミ
ノ−3,3’−ジヒドロキシ−5,5’−トリフルオロ
メチルビフェニル70.8部(0.2mol)に置き換
えた以外は合成例1と同様にして、ポリベンゾオキサゾ
ール前駆体(G)74.3部を得た。前駆体(G)の分
子量をGPCを用いて測定した所、14,000であっ
た。屈折率は1.596であった。
ンゼン34.8部(0.2mol)を3,4’−ジアミ
ノ−4,3’−ジヒドロキシ−6,6’−トリフルオロ
メチルビフェニル70.8部(0.2mol)に、2,
2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェ
ニレンジカルボン酸クロリド83.0部(0.2mo
l)を1−ペンタフルオロエチルナフタレン−3,7−
ジカルボン酸74.2部(0.2mol)に置き換えた
以外は合成例1と同様にして、ポリベンゾオキサゾール
前駆体(H)78.4部を得た。前駆体(H)の分子量
をGPCを用いて測定した所、12,000であった。
屈折率は1.600であった。
ンゼン34.8部(0.2mol)を2,2−ビス(3
−アミノ−4−ヒドロキシ−5−トリフルオロメチルフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン73.4部(0.2m
ol)に置き換えた以外は合成例1と同様にして、ポリ
ベンゾオキサゾール前駆体(I)77.4部を得た。前
駆体(I)の分子量をGPCを用いて測定した所、1
4,000であった。屈折率は1.535であった。
ンゼン34.8部(0.2mol)を2,2−ビス(3
−アミノ−4−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン73.4部(0.2m
ol)に置き換えた以外は合成例1と同様にして、ポリ
ベンゾオキサゾール前駆体(J)78.5部を得た行っ
た。前駆体(J)の分子量をGPCを用いて測定した
所、14,000であった。屈折率は1.545であっ
た。
ンゼン34.8部(0.2mol)を1,3−ビス(4
−アミノ−3−ヒドロキシフェニノキシ)ヘキサフルオ
ロシクロブタン82.0部(0.2mol)に置き換え
た以外は合成例1と同様にして、ポリベンゾオキサゾー
ル前駆体(K)88.5部を得た行った。前駆体(K)
の分子量をGPCを用いて測定した所、13,000で
あった。屈折率は1.558であった。
ンゼン34.8部(0.2mol)を2,6−ビス(4
−アミノ−3−ヒドロキシ−フェニノキシ)オクタフル
オロフルオレン93.2部(0.2mol)に置き換え
た以外は合成例1と同様にして、ポリベンゾオキサゾー
ル前駆体(L)88.5部を得た行った。前駆体(L)
の分子量をGPCを用いて測定した所、15,000で
あった。屈折率は1.571であった。
ゾールの前駆体(A)をスピンコート法により、シリコ
ン基板上に塗布して成膜した。形成した薄膜は、320
℃で1時間加熱することにより硬化し、下部クラッド層
とした。次いで、この上に合成例6で合成したポリベン
ゾオキサゾールの前駆体(F)を用いて、コア層をスピ
ンコート法により形成した。下部クラッド膜とコア膜の
間でインターミキシングはまったく認められなかった。
形成したコア層は320℃で1時間加熱することにより
硬化した。
ルミニウム層を蒸着し、マスク層を形成した。次にこの
アルミニウム層上にポジ型フォトレジスト(ジアゾナフ
トキノン−ノボラック樹脂系、東京応化製、商品名OF
PR−800)をスピンコート法により塗布した後約9
5℃でプリベークを行った。次にパターン形成用のフォ
トマスク(Ti)を超高圧水銀ランプを用いて紫外線を照
射した後ポジ型レジスト用現像液(TMAH:テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド水溶液、東京応化製、商
品名NMD−3)を用いて現像した。その後、135℃
でポストベークを行った。これにより線幅8μmを有す
る直線状のレジストパターンが得られた。次にアルミニ
ウムのウエットエッチングを行い、レジストパターンを
アルミニウム層に転写した。更にパターニングされたア
ルミニウムをマスクとしてコア層のポリベンゾオキサゾ
ールをドライエッチングにより加工した。次にポリベン
ゾオキサゾールの上層にあるアルミニウムをエッチング
液で除去した。更にこの上に下部クラッド層と同じポリ
ベンゾオキサゾールの前駆体(A)をスピンコートによ
り塗布した。この塗膜を320℃で1時間熱処理して上
部クラッドを形成した。最後に光導波路の両端をダイシ
ングソーで切り落として光の入出射端面を形成した。こ
のようにしてアルミニウム基板上に埋め込み型シングル
モード光導波路が得られた。
光導波路の挿入損失を測定したところ、波長1.3μm
で0.3dB/cm以下1.55μmで0.3dB/c
m以下であった。また、挿入損失の偏波依存性は波長
1.3μmでも波長1.55μmでも0.5dB/cm以
下であった。さらに、この光導波路の損失は75℃/9
0%RHの条件以下においても1ヶ月以上変動しなかっ
た。
施例1と同様にして行った。また、評価結果を表−1に
示す。
アミノビフェニル6.4部(20.0mmol)と2,
2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフル
オロプロパン二無水物、及びジメチルアセトアミド8
6.6部に溶解させ窒素雰囲気下、室温で3日間撹拌し
反応させ、ポリアミド酸(M)を得た。このポリアミド
酸の分子量をGPCを用いて測定した所、14,000
であった。屈折率は1.523であった。
層に、合成例1で得られたポリベンゾオキサゾールの前
駆体(A)を上部及び下部クラッド層に用いて、これら
以外は、実施例1と同様にして、埋め込み型シングルモ
ード光導波路を作製し、評価した。結果を表−1に示
す。
路用材料は、電気特性、耐熱性、及び透明性に優れ、低
価格で、大面積化を実現することができ、特に、光通信
に利用される近赤外波長領域で透明度が高く、光損失の
小さい光導波路に有用である。
一例を示す工程図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 一般式(1)で表される構造を有する含
フッ素ポリベンゾオキサゾール前駆体を閉環させた含フ
ッ素ポリベンゾオキサゾール樹脂からなることを特徴と
する光通信用のプラスチック光導波路用材料。 【化1】 (式中、nは1〜1000までの整数を示し、X及びY
は、2価の有機基を示し、少なくとも一方にフッ素を含
む。) - 【請求項2】 一般式(1)中のXが、一般式(2)〜
(4)から選ばれることを特徴とする請求項1記載の光
通信用のプラスチック光導波路用材料。 【化2】 【化3】 【化4】 式(2)〜(4)中、R1,R5,及びR32は、フッ素ま
たはフッ素を有する1価の有機基であり、R2,R6,R
7,R8, R33,R34,R35,R36及びR37は、水素、
フッ素またはフッ素を有する1価の有機基であり、互い
に同じであっても異なっても良く、R3,R4,R9,R
10, R38,R39は、水素または1価の有機基であり、
互いに同じであっても異なっても良い。Zは、単結合、
−O−,−SO2−又は式(5)、式(6)で表される
構造の2価の有機基を示し、前記2価の有機基は、フッ
素を含んでいても良い。また、式(2)〜(4)中の2
個のOR基は、式(1)中のアミド基とOR基が、それ
ぞれ芳香族基の隣り合った炭素に結合しているものを表
す。 【化5】 式(5)中、 R48,R49,R50,R51,R52及びR53
はフッ素またはフルオロアルキル基であり互いに同じで
あっても異なってもよい。 iは1〜8までの整数、j
は0〜7までの整数で、かつi+j≦8をみたすものと
する。 【化6】 式(6)中、R54,R55,R56,R57,R58,R59,R
60及びR61は、水素、フッ素またはフッ素を有する1価
の有機基であり、互いに同じであっても異なっても良
い。 - 【請求項3】 一般式(1)中のYが、一般式(7)〜
(9)から選ばれることを特徴とする請求項1記載の光
通信用のプラスチック光導波路用材料。 【化7】 【化8】 【化9】 式(7)〜(9)中、R19,R23,及びR40は、フッ素
またはフッ素を有する1価の有機基であり、R20,
R21,R22,R24,R25,R26,R27,R28, R4 1,
R42,R43,R44,R45,R46及びR47は、水素、フッ
素またはフッ素を有する1価の有機基であり、互いに同
じであっても異なっても良い。Zは、単結合、−O−,
−SO2−又は式(10)、式(11)で表される構造
の2価の有機基を示し、前記2価の有機基は、フッ素を
含んでいても良い。 【化10】 式(10)中、 R62,R63,R64,R65,R66及びR
67はフッ素またはフルオロアルキル基であり互いに同じ
であっても異なってもよい。 iは1〜8までの整数、
jは0〜7までの整数で、かつi+j≦8をみたすもの
とする。 【化11】 式(11)中、R68,R69,R70,R71,R72,R73,
R74,及びR75は、水素、フッ素またはフッ素を有する
1価の有機基であり、互いに同じであても異なっても良
い。
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