JPH09258043A - ポリイミド光学導波管構造体 - Google Patents
ポリイミド光学導波管構造体Info
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- JPH09258043A JPH09258043A JP8333681A JP33368196A JPH09258043A JP H09258043 A JPH09258043 A JP H09258043A JP 8333681 A JP8333681 A JP 8333681A JP 33368196 A JP33368196 A JP 33368196A JP H09258043 A JPH09258043 A JP H09258043A
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- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
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- G02B2006/12035—Materials
- G02B2006/12069—Organic material
- G02B2006/12076—Polyamide
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- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【解決手段】 コア及びクラッドのうち少なくとも一つ
が6FDA含有ポリイミドであり、導波路構造体の相補
部分がコア又はクラッド組成の6FDAをBPDAで部
分置換したポリイミドであり、コア及びクラッドの複屈
折率の差が屈折率の差より小さいポリイミド光導波路構
造体であり、また、6FDA及びBPDA部分と少なく
とも一つのジアミンとを含むコポリイミド。有用なコポ
リイミドコア/クラッド導波路構造体を形成するために
6FDA/BPDA比を制御することにより屈折率を調
整する。 【効果】低光学損失、低吸光度、高熱安定性溶媒耐性を
有し、さらに屈折率、複屈折率が調整制御可能である。
が6FDA含有ポリイミドであり、導波路構造体の相補
部分がコア又はクラッド組成の6FDAをBPDAで部
分置換したポリイミドであり、コア及びクラッドの複屈
折率の差が屈折率の差より小さいポリイミド光導波路構
造体であり、また、6FDA及びBPDA部分と少なく
とも一つのジアミンとを含むコポリイミド。有用なコポ
リイミドコア/クラッド導波路構造体を形成するために
6FDA/BPDA比を制御することにより屈折率を調
整する。 【効果】低光学損失、低吸光度、高熱安定性溶媒耐性を
有し、さらに屈折率、複屈折率が調整制御可能である。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】発明の分野 本発明は光学導波管構造体に有用なポリイミドに関す
る。詳細には本発明は、コア/クラッド対が低い光学損
失、低い吸光度、および高い熱安定性のほかに、調節可
能な屈折率および制御された複屈折をもつポリイミド光
学導波管、ならびにコア/クラッド対として有用なポリ
イミドおよびポリイミドコポリマー組成物を選択および
製造する方法に関する。
る。詳細には本発明は、コア/クラッド対が低い光学損
失、低い吸光度、および高い熱安定性のほかに、調節可
能な屈折率および制御された複屈折をもつポリイミド光
学導波管、ならびにコア/クラッド対として有用なポリ
イミドおよびポリイミドコポリマー組成物を選択および
製造する方法に関する。
【0002】発明の背景 電気信号を用いて得られるデータ速度は、信号路が長く
なり、またデータ伝送速度が大きくなるほど達成が困難
になる。1つの解決策は、信号の伝達を電子の伝達から
光子の伝達に変換することであり、これによって高速か
つ高いデータ速度の処理信号(数百メガヘルツないしギ
ガヘルツの周波数)をエレクトロニクスにより達成でき
る長距離にわたって運搬できる。これらの接続はチップ
−チップ、モジュール−モジュール、ボード−ボード、
バックプレーン(backplane)の一部、または
ボックス−ボックスのいずれであってもよい。さらに、
信号の統合性を維持するためにも電子より光子の使用が
望ましい。
なり、またデータ伝送速度が大きくなるほど達成が困難
になる。1つの解決策は、信号の伝達を電子の伝達から
光子の伝達に変換することであり、これによって高速か
つ高いデータ速度の処理信号(数百メガヘルツないしギ
ガヘルツの周波数)をエレクトロニクスにより達成でき
る長距離にわたって運搬できる。これらの接続はチップ
−チップ、モジュール−モジュール、ボード−ボード、
バックプレーン(backplane)の一部、または
ボックス−ボックスのいずれであってもよい。さらに、
信号の統合性を維持するためにも電子より光子の使用が
望ましい。
【0003】光学データ伝達は、クラッド材料に埋封し
た光搬送コア材料を備えた光学導波管により達成でき
る。光信号は全内部反射によりコア材料を通って伝送さ
れる。光学導波管はプリント配線板レベルでクロックの
分布およびシングルチップパッケージの接続のために用
いられる。光学導波管はバックプレーン、ボードおよび
MCMレベルでクロックおよび信号の分布を達成するた
めに使用できる。光学導波管はシリコンその他の基板上
でチップ−チップ接続を達成するためにも使用できる。
た光搬送コア材料を備えた光学導波管により達成でき
る。光信号は全内部反射によりコア材料を通って伝送さ
れる。光学導波管はプリント配線板レベルでクロックの
分布およびシングルチップパッケージの接続のために用
いられる。光学導波管はバックプレーン、ボードおよび
MCMレベルでクロックおよび信号の分布を達成するた
めに使用できる。光学導波管はシリコンその他の基板上
でチップ−チップ接続を達成するためにも使用できる。
【0004】導波管構成部品の他の用途は、より大型の
システムに特殊な機能を付与することである。結合器、
スプリッター、コンバイナーなどのデバイスは一般にフ
ァイバーオプティクス工業全般に用いられる。
システムに特殊な機能を付与することである。結合器、
スプリッター、コンバイナーなどのデバイスは一般にフ
ァイバーオプティクス工業全般に用いられる。
【0005】有用な光学導波管は、低い光伝送損失、低
い吸光度、ならびに制御された屈折率および複屈折をも
たなければならない。
い吸光度、ならびに制御された屈折率および複屈折をも
たなければならない。
【0006】有用な光学導波管構造体は、光搬送コア材
料およびクラッドからなる。導波管構造体に対する要件
の1つは、クラッド材料の屈折率がコア材料の屈折率よ
り小さいことである。受動導波管のためにはクラッドは
空気であってもよいが、コア材料がいかなる導電(金属
化)層からも隔離されるように、ポリマークラッドの方
が一般に好ましい。ポリマー製のコアおよびクラッド層
を用いると、コア材料とクラッド材料の間で特定の屈折
率比が得られるように屈折率を調整できる。
料およびクラッドからなる。導波管構造体に対する要件
の1つは、クラッド材料の屈折率がコア材料の屈折率よ
り小さいことである。受動導波管のためにはクラッドは
空気であってもよいが、コア材料がいかなる導電(金属
化)層からも隔離されるように、ポリマークラッドの方
が一般に好ましい。ポリマー製のコアおよびクラッド層
を用いると、コア材料とクラッド材料の間で特定の屈折
率比が得られるように屈折率を調整できる。
【0007】プレーナ導波管はコアおよびクラッドの両
方につき2つのモード(TEおよびTM)をもち、両モ
ードともコアの屈折率の方がクラッドの屈折率より大き
い。平坦な表面にコーティングされた導波管はすべてT
EおよびTMモードをもつであろう。TMモード(ni
とも呼ばれる)は平坦な表面に対して垂直であり、TE
モード(niiとも呼ばれる)は平坦な表面に対して平行
である。導波管により搬送された光波はTEおよびTM
モードで偏光した、すなわち基板表面に対して垂直およ
び平行に偏光した2成分で表示できる。コアの屈折率の
方がクラッドの屈折率より大きい場合(そのモード内
で)、光波は1モード内に限定される。“限定される”
とは光が導波管から逃散しないことを意味し、“限定さ
れない”とは光が分散することを意味する。
方につき2つのモード(TEおよびTM)をもち、両モ
ードともコアの屈折率の方がクラッドの屈折率より大き
い。平坦な表面にコーティングされた導波管はすべてT
EおよびTMモードをもつであろう。TMモード(ni
とも呼ばれる)は平坦な表面に対して垂直であり、TE
モード(niiとも呼ばれる)は平坦な表面に対して平行
である。導波管により搬送された光波はTEおよびTM
モードで偏光した、すなわち基板表面に対して垂直およ
び平行に偏光した2成分で表示できる。コアの屈折率の
方がクラッドの屈折率より大きい場合(そのモード内
で)、光波は1モード内に限定される。“限定される”
とは光が導波管から逃散しないことを意味し、“限定さ
れない”とは光が分散することを意味する。
【0008】複屈折はプレーナ導波管に存在する2種の
偏光TEおよびTMについての屈折率の差の尺度であ
る。複屈折は多数の原因により生じる可能性があり、そ
れらのうちの多くは導波管に用いられるポリマーの化学
構造に関係すると思われる。複屈折の2つの一般的原因
はポリマーの配向、および導波管を形成する過程で誘発
されるひずみである。一般に、大きな複屈折は2偏光を
異なる特性のものにするので、導波管の性能にとって有
害である。複屈折によって最も大きく影響される特性は
モードサイズおよび伝播速度である。モードサイズの相
異は、ファイバー(円形モードをもつ)への導波管の結
合効率を低下させる。伝播速度の相異は分散をもたら
し、データがそのデバイスによって効果的に伝送される
速度に対して上限を設定する。複屈折は連続目盛りで測
定され、0.0が理想的である。約−0.05〜約+
0.05の数値は導波管として用いるための許容できる
ポリイミドを提供し、−0.025〜約+0.025の
複屈折が好ましい。
偏光TEおよびTMについての屈折率の差の尺度であ
る。複屈折は多数の原因により生じる可能性があり、そ
れらのうちの多くは導波管に用いられるポリマーの化学
構造に関係すると思われる。複屈折の2つの一般的原因
はポリマーの配向、および導波管を形成する過程で誘発
されるひずみである。一般に、大きな複屈折は2偏光を
異なる特性のものにするので、導波管の性能にとって有
害である。複屈折によって最も大きく影響される特性は
モードサイズおよび伝播速度である。モードサイズの相
異は、ファイバー(円形モードをもつ)への導波管の結
合効率を低下させる。伝播速度の相異は分散をもたら
し、データがそのデバイスによって効果的に伝送される
速度に対して上限を設定する。複屈折は連続目盛りで測
定され、0.0が理想的である。約−0.05〜約+
0.05の数値は導波管として用いるための許容できる
ポリイミドを提供し、−0.025〜約+0.025の
複屈折が好ましい。
【0009】プレーナ導波管のコア材およびクラッド材
の両方の複屈折をできるだけ小さくすることが望ましい
けれども、コアとクラッドとの複屈折の差をできるだけ
小さくすることも、同様に望ましい。以下の考察は、コ
ア材とクラッド材との複屈折の差がどのように導波管の
性能に影響を及ぼすかを説明する。TEまたはTMモー
ドのいずれかにおいて、コアの屈折率がクラッドの屈折
率よりも大きい場合には、そのモードは常に閉じ込めら
れて、導波がそのモードに存在する。TEおよびTMモ
ードの両方を同様に閉じ込めるか、または等しく複屈折
させることが望ましい。しかし、複屈折の状況には、い
くつかのコア/クラッドの屈折率の関係が存在する。T
Eが閉じ込められる場合、すなわちTEモードにおい
て、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きい場合
を考えて見よう。TEとTMとの屈折率の差が等しい場
合には、導波管モードは、一次まで、TEおよびTMモ
ードのいずれにおいても同じである。これは、コア材と
クラッド材との複屈折の差がゼロとなるもっとも好まし
い場合を示す。TMの屈折率の差がTEの場合よりも大
きくかつTMのコアの屈折率がクラッドの屈折率よりも
大きい場合には、TMモードの場合よりも小さなモード
の直径をもたらすTEモードよりもTMモードの方がす
き間なく閉じこめられる。TMの屈折率の差がTEの場
合よりも小さくかつTMのコアの屈折率がクラッドの屈
折率よりも大きい場合には、TMモードの場合より大き
なモードの直径をもたらすTEモードほどにはTMモー
ドは閉じ込められない。TMのコアの屈折率がTMのク
ラッドの屈折率よりも小さい場合には、TMモードは全
く閉じ込められず、かなりの量の光学出力が導波管から
放散されることがある。したがって、コアおよびクラッ
ドの屈折率と複屈折との両方を制御する能力はプレーナ
光学導波管においてはとくに重要である。前記考察にお
いてTEとTMとを置き換える場合、すなわちTMモー
ドを閉じ込めてTEの屈折率を考える場合にも同じ関係
があてはまる。
の両方の複屈折をできるだけ小さくすることが望ましい
けれども、コアとクラッドとの複屈折の差をできるだけ
小さくすることも、同様に望ましい。以下の考察は、コ
ア材とクラッド材との複屈折の差がどのように導波管の
性能に影響を及ぼすかを説明する。TEまたはTMモー
ドのいずれかにおいて、コアの屈折率がクラッドの屈折
率よりも大きい場合には、そのモードは常に閉じ込めら
れて、導波がそのモードに存在する。TEおよびTMモ
ードの両方を同様に閉じ込めるか、または等しく複屈折
させることが望ましい。しかし、複屈折の状況には、い
くつかのコア/クラッドの屈折率の関係が存在する。T
Eが閉じ込められる場合、すなわちTEモードにおい
て、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きい場合
を考えて見よう。TEとTMとの屈折率の差が等しい場
合には、導波管モードは、一次まで、TEおよびTMモ
ードのいずれにおいても同じである。これは、コア材と
クラッド材との複屈折の差がゼロとなるもっとも好まし
い場合を示す。TMの屈折率の差がTEの場合よりも大
きくかつTMのコアの屈折率がクラッドの屈折率よりも
大きい場合には、TMモードの場合よりも小さなモード
の直径をもたらすTEモードよりもTMモードの方がす
き間なく閉じこめられる。TMの屈折率の差がTEの場
合よりも小さくかつTMのコアの屈折率がクラッドの屈
折率よりも大きい場合には、TMモードの場合より大き
なモードの直径をもたらすTEモードほどにはTMモー
ドは閉じ込められない。TMのコアの屈折率がTMのク
ラッドの屈折率よりも小さい場合には、TMモードは全
く閉じ込められず、かなりの量の光学出力が導波管から
放散されることがある。したがって、コアおよびクラッ
ドの屈折率と複屈折との両方を制御する能力はプレーナ
光学導波管においてはとくに重要である。前記考察にお
いてTEとTMとを置き換える場合、すなわちTMモー
ドを閉じ込めてTEの屈折率を考える場合にも同じ関係
があてはまる。
【0010】光学ファイバ−・プレーナ導波管結合用途
の場合には、プレーナ導波管のコア材およびクラッド材
の屈折率と複屈折とが制御可能であること、ならびにプ
レーナ導波管をファイバ−に接続するか、または散乱に
よって引き起される損失を減少させるようにコアとクラ
ッドとの複屈折を正確に一致させることが重要である。
の場合には、プレーナ導波管のコア材およびクラッド材
の屈折率と複屈折とが制御可能であること、ならびにプ
レーナ導波管をファイバ−に接続するか、または散乱に
よって引き起される損失を減少させるようにコアとクラ
ッドとの複屈折を正確に一致させることが重要である。
【0011】光学導波管における望ましい特性はすぐれ
た熱安定性であって、これは導波管が製造時に用いられ
る電子的パッケージングおよびアセンブリプロセスに耐
えるために必要である。光学マルチチップモジュール
は、ダイアタッチ、金属化やワイヤボンディングのよう
な半導体アセンブリプロセスに耐えなければならないで
あろう。印刷回路板はリフローソルダリングや再加工に
耐えなければならないであろう。光学カプラーはファイ
バーアタッチやアセンブリ操作に耐えなければならない
であろう。
た熱安定性であって、これは導波管が製造時に用いられ
る電子的パッケージングおよびアセンブリプロセスに耐
えるために必要である。光学マルチチップモジュール
は、ダイアタッチ、金属化やワイヤボンディングのよう
な半導体アセンブリプロセスに耐えなければならないで
あろう。印刷回路板はリフローソルダリングや再加工に
耐えなければならないであろう。光学カプラーはファイ
バーアタッチやアセンブリ操作に耐えなければならない
であろう。
【0012】光学導波管のコアまたはクラッドを平滑な
側壁を有するチャネルやリッジ内に湿式エッチングする
能力も、ポリイミド層を他の層でオーバーコートして、
最初の層がオーバーコート層に用いられる溶剤によって
冒されずに多層構造物を形成する能力と同様に、光学導
波管の望ましい性質である。
側壁を有するチャネルやリッジ内に湿式エッチングする
能力も、ポリイミド層を他の層でオーバーコートして、
最初の層がオーバーコート層に用いられる溶剤によって
冒されずに多層構造物を形成する能力と同様に、光学導
波管の望ましい性質である。
【0013】ポリイミドがエレクトロニクスや半導体の
用途に必要とされる熱安定性を有することは公知である
が、多くの半導体グレードのポリイミドは近赤外可視領
域において高吸光度を示す。典型的な商用のレーザーや
光源は近赤外可視領域(350nmないし2,000nm)で放射を
行うので、この領域に高吸光度を有するポリマーは光学
導波管として用いるには概して望ましくない。
用途に必要とされる熱安定性を有することは公知である
が、多くの半導体グレードのポリイミドは近赤外可視領
域において高吸光度を示す。典型的な商用のレーザーや
光源は近赤外可視領域(350nmないし2,000nm)で放射を
行うので、この領域に高吸光度を有するポリマーは光学
導波管として用いるには概して望ましくない。
【0014】米国特許第5,304,626号は、すぐれた耐溶
剤性を有する。6FDAおよびAPBP、CODA、O
DA、BDAF、BAAFならびにFAPBを混合した
ものを含めたBPDAのコポリイミドを開示している。
具体的に例示されている唯一のジアミンはAPBPおよ
びCODAである。この参考資料は、そのコポリマーの
光学導波材料としての使用を示唆してもいないし、また
該ポリイミドの光学的性質を開示してもいない。
剤性を有する。6FDAおよびAPBP、CODA、O
DA、BDAF、BAAFならびにFAPBを混合した
ものを含めたBPDAのコポリイミドを開示している。
具体的に例示されている唯一のジアミンはAPBPおよ
びCODAである。この参考資料は、そのコポリマーの
光学導波材料としての使用を示唆してもいないし、また
該ポリイミドの光学的性質を開示してもいない。
【0015】米国特許第 5,317,082号は、6FDA/B
TDA酸二無水物成分、アミンに対してオルト位に大き
なメチル基を有する芳香族ジアミン成分、および複屈折
を減らすためのフッ素化コジアミン成分を有する光を限
定しうる(photodefinable)感光性コポリイミドおよび
その導波管構造物を開示している。そのコポリマー構造
物中には前記コジアミンが含まれているので、多くの用
途に対して、これらポリマーをコア/クラッド対として
は不適当なものにする屈折率の変化よりは、複屈折の変
化の方が大きい。さらに、感光性コポリイミドは比較的
大きな複屈折を有し、そのため該ポリイミドは本発明の
ポリイミドよりも光学導波管用としては、不適当にな
る。
TDA酸二無水物成分、アミンに対してオルト位に大き
なメチル基を有する芳香族ジアミン成分、および複屈折
を減らすためのフッ素化コジアミン成分を有する光を限
定しうる(photodefinable)感光性コポリイミドおよび
その導波管構造物を開示している。そのコポリマー構造
物中には前記コジアミンが含まれているので、多くの用
途に対して、これらポリマーをコア/クラッド対として
は不適当なものにする屈折率の変化よりは、複屈折の変
化の方が大きい。さらに、感光性コポリイミドは比較的
大きな複屈折を有し、そのため該ポリイミドは本発明の
ポリイミドよりも光学導波管用としては、不適当にな
る。
【0016】米国特許第 5,108,201号は、2,2’−ビ
ス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニ
ル(TFMB)を含むポリイミドおよびコポリイミドな
らびに制御可能なコア/クラッド屈折率比を有する光学
導波管としての使用を開示している。6FDA/PMD
A/TFMBコポリマーを用いて、屈折率を1.55ない
し1.65に制御することを実証する実施例が示されて
いる。しかし、6FDA/BPDA/TFMBポリイミ
ドの具体的な例はなく、またコア/クラッド対の複屈折
を一致させることまたは適当なコポリマー組成物を選ぶ
ことによって、どのようにそれが得られるであろうかに
ついては考察されていない。
ス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニ
ル(TFMB)を含むポリイミドおよびコポリイミドな
らびに制御可能なコア/クラッド屈折率比を有する光学
導波管としての使用を開示している。6FDA/PMD
A/TFMBコポリマーを用いて、屈折率を1.55ない
し1.65に制御することを実証する実施例が示されて
いる。しかし、6FDA/BPDA/TFMBポリイミ
ドの具体的な例はなく、またコア/クラッド対の複屈折
を一致させることまたは適当なコポリマー組成物を選ぶ
ことによって、どのようにそれが得られるであろうかに
ついては考察されていない。
【0017】米国特許第 5,344,916号は、液晶ディスプ
レーに使用する負の複屈折を有するポリイミドおよびコ
ポリイミドフィルムならびに負の複屈折を制御する方法
を開示している。BPDA/PMDA/TFMBコポリ
マーを用いて、ポリマーの酸二無水物組成物を変えるこ
とによる負の複屈折を変化させる能力を例示している。
酸二無水物成分中のPMDAの量が増すと、負の複屈折
が大きくなる。しかし、複屈折の変化は屈折率の変化よ
りも大きく、プレーナ光学導波管のコア/クラッド用と
しては望ましくないと思われる。これらポリマーの光学
導波管としての使用に関する示唆はない。
レーに使用する負の複屈折を有するポリイミドおよびコ
ポリイミドフィルムならびに負の複屈折を制御する方法
を開示している。BPDA/PMDA/TFMBコポリ
マーを用いて、ポリマーの酸二無水物組成物を変えるこ
とによる負の複屈折を変化させる能力を例示している。
酸二無水物成分中のPMDAの量が増すと、負の複屈折
が大きくなる。しかし、複屈折の変化は屈折率の変化よ
りも大きく、プレーナ光学導波管のコア/クラッド用と
しては望ましくないと思われる。これらポリマーの光学
導波管としての使用に関する示唆はない。
【0018】A.J.Beuhlerらの「Fabrication of Low L
oss Polyimide Optical WaveguidesUsing Thin-Film Mu
ltichip Module Process Technology」、IEEE Transactio
nsonComponents、Packaging、and Manufactuing Techno
logy--Part B、Vol.18、No.2、May 1995 は、低濃度の
光増感剤およびアルキル化光架橋基をポリマー主鎖中に
共重合させることにより光結像可能となった6FDAお
よびBAAFの感光性ポリイミドを用いる低損失導波管
の湿式化学的パターン化加工法を開示している。ポリイ
ミド中の脂肪族水素原子をフッ素原子と置き換えて、反
応混合物中のメチル化ジアミン対フルオロメチル化ジア
ミンの比を変えることによって、コア/クラッド対用の
ポリイミドの屈折率を変えることができる。
oss Polyimide Optical WaveguidesUsing Thin-Film Mu
ltichip Module Process Technology」、IEEE Transactio
nsonComponents、Packaging、and Manufactuing Techno
logy--Part B、Vol.18、No.2、May 1995 は、低濃度の
光増感剤およびアルキル化光架橋基をポリマー主鎖中に
共重合させることにより光結像可能となった6FDAお
よびBAAFの感光性ポリイミドを用いる低損失導波管
の湿式化学的パターン化加工法を開示している。ポリイ
ミド中の脂肪族水素原子をフッ素原子と置き換えて、反
応混合物中のメチル化ジアミン対フルオロメチル化ジア
ミンの比を変えることによって、コア/クラッド対用の
ポリイミドの屈折率を変えることができる。
【0019】T.C.Kowalczykらの「Loss Mechanisms in
Polyimide Waveguides」、J. Appl.Phys.76(4): 25
05(15 August 1994)は、6FDA/APBP、6FD
A/BDAF、および6FDA/BAAF/R(R=ア
ルキル化光架橋基)のポリイミドの硬化サイクルおよび
構造の関数としての薄膜ポリイミドにおける導波管損失
を開示している。フッ素化を増しても複屈折に対して予
想通りの効果は得られなかった。R基を有しないポリイ
ミドの場合には、フッ素化を増すと屈折率のみならず複
屈折も減少すると報じられたが、6FDA/BDAF/
Rポリイミドは非アルキル化ポリイミドよりも屈折率は
小さいが複屈折は大きかった。
Polyimide Waveguides」、J. Appl.Phys.76(4): 25
05(15 August 1994)は、6FDA/APBP、6FD
A/BDAF、および6FDA/BAAF/R(R=ア
ルキル化光架橋基)のポリイミドの硬化サイクルおよび
構造の関数としての薄膜ポリイミドにおける導波管損失
を開示している。フッ素化を増しても複屈折に対して予
想通りの効果は得られなかった。R基を有しないポリイ
ミドの場合には、フッ素化を増すと屈折率のみならず複
屈折も減少すると報じられたが、6FDA/BDAF/
Rポリイミドは非アルキル化ポリイミドよりも屈折率は
小さいが複屈折は大きかった。
【0020】A.J.Beuhlerらの「Optical Polyimide fo
r Single Mode Waveguides」、SPIE、Vol.1849、Optoe
lectronic Interconnects、pp.92-103(1993)は受動導
波管や電気光学装置に用いられる可能性があるフッ素化
ポリイミド系の合成および光学特性を開示し、また光学
的性能の必要性から見て屈折率、複屈折および近赤外吸
光度のような光学的特性に対するフッ素化の影響を再検
討している。適当なコア/クラッド差を得るためにパラ
メータおよび屈折率を調整する綜合的方法が検討されて
いる。開示されているポリイミドはBPDA/pPD
A;BPDA/APBP、BPDA/FAPB;6FD
A/APBP;および6FDA/BDAFである。この
フッ素化ポリイミドは耐溶剤性が悪く、加工しにくいと
いう欠点がある。耐溶剤性を高め、フッ素化ポリイミド
にパターン化能力(patternability)を導入させるため
に、光化学架橋を採用した。前書きの第3節には、ビフ
ェニル酸二無水物を原料とするような硬質ロッドポリイ
ミドは異方性であり、かつ分子内電荷移動錯体により甚
しく着色する傾向があること、およびこれらの性質は実
質的な光学的吸収および散乱損失をもたらすことが述べ
られている。
r Single Mode Waveguides」、SPIE、Vol.1849、Optoe
lectronic Interconnects、pp.92-103(1993)は受動導
波管や電気光学装置に用いられる可能性があるフッ素化
ポリイミド系の合成および光学特性を開示し、また光学
的性能の必要性から見て屈折率、複屈折および近赤外吸
光度のような光学的特性に対するフッ素化の影響を再検
討している。適当なコア/クラッド差を得るためにパラ
メータおよび屈折率を調整する綜合的方法が検討されて
いる。開示されているポリイミドはBPDA/pPD
A;BPDA/APBP、BPDA/FAPB;6FD
A/APBP;および6FDA/BDAFである。この
フッ素化ポリイミドは耐溶剤性が悪く、加工しにくいと
いう欠点がある。耐溶剤性を高め、フッ素化ポリイミド
にパターン化能力(patternability)を導入させるため
に、光化学架橋を採用した。前書きの第3節には、ビフ
ェニル酸二無水物を原料とするような硬質ロッドポリイ
ミドは異方性であり、かつ分子内電荷移動錯体により甚
しく着色する傾向があること、およびこれらの性質は実
質的な光学的吸収および散乱損失をもたらすことが述べ
られている。
【0021】T.C.Kowakczykらの「Guest-Host Crossli
nked Polyimides」、J.Appl.Phys.78(10):5876(1
5 November 1955)は、DADCまたはDCMをドーピ
ングした6FDA/BAAF/Rコアとのクラッドとし
て6FDA/BAAF/Rを用いる導波管を開示し、ま
たNLOドーパントを含有させることによってコア材の
屈折率がどのように高められるかについて述べている。
このドーパントは散乱部位および吸収テイルの形を取っ
た損失を生じることがある。
nked Polyimides」、J.Appl.Phys.78(10):5876(1
5 November 1955)は、DADCまたはDCMをドーピ
ングした6FDA/BAAF/Rコアとのクラッドとし
て6FDA/BAAF/Rを用いる導波管を開示し、ま
たNLOドーパントを含有させることによってコア材の
屈折率がどのように高められるかについて述べている。
このドーパントは散乱部位および吸収テイルの形を取っ
た損失を生じることがある。
【0022】ほそかわ T.C.Kowaiczyk らの「Guest-H
ost Crosslinked Polyimides forintcgrated Optic
s」、ACS Symp. ser.(1996)、601(Polymers Second-
Order Non-Linear Optics)p.381−400は、EFDA/
BAAF/Rを含む多層フィルムに関するポーリング問
題(poling issue)を報じ、また発色団中の長い吸収テ
イルによる光学損失増大の問題を指摘している。
ost Crosslinked Polyimides forintcgrated Optic
s」、ACS Symp. ser.(1996)、601(Polymers Second-
Order Non-Linear Optics)p.381−400は、EFDA/
BAAF/Rを含む多層フィルムに関するポーリング問
題(poling issue)を報じ、また発色団中の長い吸収テ
イルによる光学損失増大の問題を指摘している。
【0023】Beuhler らの「Optical Waveguides from
Photosensitive Polyimides」、Extended Abstracts、5
th International Conference Polyimides、Nov.2-4、
1994をも参照されたい。
Photosensitive Polyimides」、Extended Abstracts、5
th International Conference Polyimides、Nov.2-4、
1994をも参照されたい。
【0024】Meinhardtらの「Characterization of Ther
mally Stable Dye-Dopid PolyimideBased Electrooptic
Materials」、Mater、Res.Soc.Symp.Proc.(1994)
328(Electrical,Optical and Magnetic Propertics o
f Organic Solid Statc Materials)、p 467-475。6F
DA/BAAF/Rおよび6FDA/TFMB/R(式
中、Rは構造が開示されていないアルキル化芳香族架橋
種である)にオキサゾール類をドーピングして、その吸
収損失を測定した。オキサゾールをドーピングしたある
種のポリイミドの熱分解はドーピングしなかったポリイ
ミドの場合よりも大きかった。
mally Stable Dye-Dopid PolyimideBased Electrooptic
Materials」、Mater、Res.Soc.Symp.Proc.(1994)
328(Electrical,Optical and Magnetic Propertics o
f Organic Solid Statc Materials)、p 467-475。6F
DA/BAAF/Rおよび6FDA/TFMB/R(式
中、Rは構造が開示されていないアルキル化芳香族架橋
種である)にオキサゾール類をドーピングして、その吸
収損失を測定した。オキサゾールをドーピングしたある
種のポリイミドの熱分解はドーピングしなかったポリイ
ミドの場合よりも大きかった。
【0025】Meinhardtらの「Characterization of Cro
sslinked Electrooptic Polyimides」、Proc、SPIE-1n
t.Soc.Opt.Eng.(1994)、2143(Organic.Metallo-
Organic and Polymeric Materials for Nonlinear Opti
cal Appli-cations)p110−16は、DCMおよびDAD
C、DCMのビス(カルバゾール)類似体、ならびに2
種のオキサゾール類をドーピングした6FDA/BAA
F/Rポリイミドの電気光学特性を検討している。これ
ら種々のドーパントによる吸収損失を報じている。
sslinked Electrooptic Polyimides」、Proc、SPIE-1n
t.Soc.Opt.Eng.(1994)、2143(Organic.Metallo-
Organic and Polymeric Materials for Nonlinear Opti
cal Appli-cations)p110−16は、DCMおよびDAD
C、DCMのビス(カルバゾール)類似体、ならびに2
種のオキサゾール類をドーピングした6FDA/BAA
F/Rポリイミドの電気光学特性を検討している。これ
ら種々のドーパントによる吸収損失を報じている。
【0026】P.A.Cahill らの「Polyimide-based Elec
trooptic Materials」、NonlinearOptical Properties
of Organic Materials VI、SPIE Vol.2025、pp.48-55(19
93)。ドーピングした6FDA/BAAF/Rおよび6
FDA/TFMB/Rポリイミド(R=アルキル化光架
橋基)の、該ポリイミドの比誘導体、屈折率および熱膨
張係数に体する影響が示されている。ドーパントとして
アゾール染料が用いられた。
trooptic Materials」、NonlinearOptical Properties
of Organic Materials VI、SPIE Vol.2025、pp.48-55(19
93)。ドーピングした6FDA/BAAF/Rおよび6
FDA/TFMB/Rポリイミド(R=アルキル化光架
橋基)の、該ポリイミドの比誘導体、屈折率および熱膨
張係数に体する影響が示されている。ドーパントとして
アゾール染料が用いられた。
【0027】Beuhler らの「Polyimide Optical Wavegu
ides」、Organic Thin Films ForPhotonic Application
s、1993 Technical Digest Series、Vol.7、p.254-25
7。この論文はポリイミドからプレーナ導波管をつくる
ことに興味を示し、光学的損失の少ない芳香族ポリイミ
ド組成物はほとんど6FDAを原料とするものであるこ
とを指摘している。該論文は、また、ビフェニル酸二無
水物を原料とするポリイミドのような硬質ロッド・ポリ
イミドが、低熱膨張や高ガラス転移点のような、該ポリ
イミドを半導体コーティング用として好ましいものにす
る顕著な熱機械特性を示すこと、しかし該硬質ロッドポ
リイミドの多くは極めて異方性であり、また電子の豊富
なジアミンと実質的な光学的損失をもたらす電子が不足
する酸二無水物とから生じる分子内電荷移動錯体によっ
て本質的に着色するという欠点があることを述べてい
る。複屈折に対するポリイミド構造の影響は図1のBP
DA/pPDA;BPDA/APBP;BPDP/FA
PB;6FDA/APBP;ならびに6FDA/BDA
Fおよび6FDA/BAAF/Rに示してある。該論文
は、第2頁の第2節において、6FDA/BDAFおよ
び6FDA/BAAF/Rが近赤外可視部において最高
の透明度を有し、散乱損失が少なければ、最小減衰の導
波管を生成するはずであるが、該ポリイミドは耐溶剤性
が悪くかつ熱機械特性に劣る点で不利な場合があると述
べている。該論文は、このような場合に、熱機械的特性
を向上させるのに硬質モノマーとの共重合を採用しうる
ことを述べている。このことは論文の最後の文章にも繰
返されているが、このようなポリイミドをつくって試験
したという実施例はない。
ides」、Organic Thin Films ForPhotonic Application
s、1993 Technical Digest Series、Vol.7、p.254-25
7。この論文はポリイミドからプレーナ導波管をつくる
ことに興味を示し、光学的損失の少ない芳香族ポリイミ
ド組成物はほとんど6FDAを原料とするものであるこ
とを指摘している。該論文は、また、ビフェニル酸二無
水物を原料とするポリイミドのような硬質ロッド・ポリ
イミドが、低熱膨張や高ガラス転移点のような、該ポリ
イミドを半導体コーティング用として好ましいものにす
る顕著な熱機械特性を示すこと、しかし該硬質ロッドポ
リイミドの多くは極めて異方性であり、また電子の豊富
なジアミンと実質的な光学的損失をもたらす電子が不足
する酸二無水物とから生じる分子内電荷移動錯体によっ
て本質的に着色するという欠点があることを述べてい
る。複屈折に対するポリイミド構造の影響は図1のBP
DA/pPDA;BPDA/APBP;BPDP/FA
PB;6FDA/APBP;ならびに6FDA/BDA
Fおよび6FDA/BAAF/Rに示してある。該論文
は、第2頁の第2節において、6FDA/BDAFおよ
び6FDA/BAAF/Rが近赤外可視部において最高
の透明度を有し、散乱損失が少なければ、最小減衰の導
波管を生成するはずであるが、該ポリイミドは耐溶剤性
が悪くかつ熱機械特性に劣る点で不利な場合があると述
べている。該論文は、このような場合に、熱機械的特性
を向上させるのに硬質モノマーとの共重合を採用しうる
ことを述べている。このことは論文の最後の文章にも繰
返されているが、このようなポリイミドをつくって試験
したという実施例はない。
【0028】C.Feger らの「Polyimide Waveguiding at
830nm」、Ann.Tech.Soc.Conf.Soc.Plast.Eng.4
9th.p.1594-1597(1991)は、主鎖中に1個または2
個のヘキサフルオロイソプロピリデン基を含有する、P
MDA−6FDAm、BTDA−6FDAm、およびB
PDA−6FDAm(6FDAmは本明細書でBAAF
というジアミンである)を含む若干のポリイミドの導波
特性を述べている。種々の波長および温度における該ポ
リイミドの複屈折によって生じる散乱損失のような光学
的損失の挙動が測定された。
830nm」、Ann.Tech.Soc.Conf.Soc.Plast.Eng.4
9th.p.1594-1597(1991)は、主鎖中に1個または2
個のヘキサフルオロイソプロピリデン基を含有する、P
MDA−6FDAm、BTDA−6FDAm、およびB
PDA−6FDAm(6FDAmは本明細書でBAAF
というジアミンである)を含む若干のポリイミドの導波
特性を述べている。種々の波長および温度における該ポ
リイミドの複屈折によって生じる散乱損失のような光学
的損失の挙動が測定された。
【0029】NASA Technical Support Package LAR-135
39 ならびに米国特許第4,595,548号および同第4,603,06
1号は、6FDA、ODPAおよびBDSDA、ならび
にエーテルまたはチオエーテル架橋ジアミンを含む柔軟
な「セパレータ」部分で架橋させた種々の酸二無水物か
ら誘導した透明な芳香族ポリイミドを開示しているが、
BPDAや他の未架橋の酸二水物またはジアミンの使用
は開示されていない。該ポリイミドは温度制御装置の裏
面ミラーコーティングとして評価された。
39 ならびに米国特許第4,595,548号および同第4,603,06
1号は、6FDA、ODPAおよびBDSDA、ならび
にエーテルまたはチオエーテル架橋ジアミンを含む柔軟
な「セパレータ」部分で架橋させた種々の酸二無水物か
ら誘導した透明な芳香族ポリイミドを開示しているが、
BPDAや他の未架橋の酸二水物またはジアミンの使用
は開示されていない。該ポリイミドは温度制御装置の裏
面ミラーコーティングとして評価された。
【0030】Stoakleyらは J.Appl.Polym. Sci、Vol.5
1、1479-83(1994)で、フッ素化酸二無水物およびBP
DAとフッ素化ジアミンとのコポリマーであるDABT
Fを航空機母材樹脂として使用するフィルムや複合積層
品として調製したことを述べている。BPDAの添加は
UVのカットオフを増し、透過率を僅かに低下させるけ
れども、該コポリマーは溶解度とすぐれた光学的透明性
を低下させたことが認められた。
1、1479-83(1994)で、フッ素化酸二無水物およびBP
DAとフッ素化ジアミンとのコポリマーであるDABT
Fを航空機母材樹脂として使用するフィルムや複合積層
品として調製したことを述べている。BPDAの添加は
UVのカットオフを増し、透過率を僅かに低下させるけ
れども、該コポリマーは溶解度とすぐれた光学的透明性
を低下させたことが認められた。
【0031】米国特許第 4,952,669号は、BPDA/6
FDA/3,4’−6Fジアミンを含むジアミン上のア
ミノ基のメタ/パラ位置に決めの結果として、すぐれた
溶解性、底比誘電率、およびすぐれた熱流動性を示す、
2−(3−アミノフェニル)2−(4−アミノフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン(3,4’−6Fジアミ
ン)を含むコポリイミドおよびコポリアミド酸を開示し
ている。該参考資料は前記コポリマーの光学的導波材料
としての利用については開示も示唆もしていない。
FDA/3,4’−6Fジアミンを含むジアミン上のア
ミノ基のメタ/パラ位置に決めの結果として、すぐれた
溶解性、底比誘電率、およびすぐれた熱流動性を示す、
2−(3−アミノフェニル)2−(4−アミノフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン(3,4’−6Fジアミ
ン)を含むコポリイミドおよびコポリアミド酸を開示し
ている。該参考資料は前記コポリマーの光学的導波材料
としての利用については開示も示唆もしていない。
【0032】米国特許第 4,978,738号は、BAAFジア
ミンと、場合により適当量の6FDA を含むBPD
A、ODPAおよびBTDA酸二無水物との高分子量
(90,000)を上回る)ポリイミドを開示しているが、導
波材料としての該ポリイミドの使用または導波構造物中
で有用な性質を有するポリマー組成物がどのように選べ
るであろうかについては示唆していない。
ミンと、場合により適当量の6FDA を含むBPD
A、ODPAおよびBTDA酸二無水物との高分子量
(90,000)を上回る)ポリイミドを開示しているが、導
波材料としての該ポリイミドの使用または導波構造物中
で有用な性質を有するポリマー組成物がどのように選べ
るであろうかについては示唆していない。
【0033】米国特許第 4,954,609号は、制御可能な分
子量および分子量分布を有するポリアミド酸およびポリ
イミドを生成させ、さらに該ジアミンまたは酸二無水物
の少なくとも1種にフッ素化架橋基を含有させる方法を
開示している。該ポリイミドの導波管として、または導
波管構造物中での考えられる使用についての示唆はな
い。
子量および分子量分布を有するポリアミド酸およびポリ
イミドを生成させ、さらに該ジアミンまたは酸二無水物
の少なくとも1種にフッ素化架橋基を含有させる方法を
開示している。該ポリイミドの導波管として、または導
波管構造物中での考えられる使用についての示唆はな
い。
【0034】米国特許第 5,025,089号は、BAAFおよ
び少なくとも1種の他のジアミンとピロメリット酸二無
水物(PMDA)およびジアリール核を有する少なくと
も1種の他の酸二無水物とのコポリイミドであって、メ
チルエチルケトンやNメチルピロリドン(NMP)のよ
うな有機溶剤に可溶で、すぐれた機械的および電気的特
性を示すコポリイミドを開示している。これらポリイミ
ドを光学導波管として用いるという示唆はない。さら
に、コポリイミド中のPMDAの使用は複屈折に望まし
くない変化を生じて、該コポリマーを光学導波管構造物
としては不適当なものにする。
び少なくとも1種の他のジアミンとピロメリット酸二無
水物(PMDA)およびジアリール核を有する少なくと
も1種の他の酸二無水物とのコポリイミドであって、メ
チルエチルケトンやNメチルピロリドン(NMP)のよ
うな有機溶剤に可溶で、すぐれた機械的および電気的特
性を示すコポリイミドを開示している。これらポリイミ
ドを光学導波管として用いるという示唆はない。さら
に、コポリイミド中のPMDAの使用は複屈折に望まし
くない変化を生じて、該コポリマーを光学導波管構造物
としては不適当なものにする。
【0035】米国特許第 5,049,649号は、BAAFまた
はそのメタ異性体と6FDAとより本質的になる高分子
量の無色で光学的に透明なフィルムを開示している。導
波管または導波管構造物生成に対する考察も、適当なコ
ポリマーをつくることによる屈折率や複屈折の調整に対
する考察も行われていない。
はそのメタ異性体と6FDAとより本質的になる高分子
量の無色で光学的に透明なフィルムを開示している。導
波管または導波管構造物生成に対する考察も、適当なコ
ポリマーをつくることによる屈折率や複屈折の調整に対
する考察も行われていない。
【0036】米国特許第 5,089,593号は、4,4’−ビ
ス(4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキ
シビフェニルを含む、超小型電子デバイスに有用なポリ
イミドを開示している。該参考資料はこれらポリイミド
の光学的特性を開示もしなければ、これらポリイミドの
光学導波材料としての使用を示唆していない。
ス(4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキ
シビフェニルを含む、超小型電子デバイスに有用なポリ
イミドを開示している。該参考資料はこれらポリイミド
の光学的特性を開示もしなければ、これらポリイミドの
光学導波材料としての使用を示唆していない。
【0037】米国特許第 5,354,839号は、フッ素化ビス
(3−アミノフェノキシ)アレン部分を含むポリイミド
を開示している。6FDA/BPDAコポリマーの例は
挙げてあるが、導波材料としての該コポリマーの使用の
示唆もなければ、また該コポリマーが導波材料のコア/
クラッド対の有用成分となるであろうという示唆もな
い。
(3−アミノフェノキシ)アレン部分を含むポリイミド
を開示している。6FDA/BPDAコポリマーの例は
挙げてあるが、導波材料としての該コポリマーの使用の
示唆もなければ、また該コポリマーが導波材料のコア/
クラッド対の有用成分となるであろうという示唆もな
い。
【0038】米国特許第 5,326,600号は、置換ジアミノ
ビフェニル部分を含むポリイミドおよび液晶装置におけ
る配向フィルムとしての該ポリイミドの使用を開示して
いる。コポリマーをつくるのが有利であろうという示唆
もなければ、また開示されたポリマーが光学的導波管と
して、または導波材料のコア/クラッド対の一成分とし
て役に立つかもしれないという示唆もない。
ビフェニル部分を含むポリイミドおよび液晶装置におけ
る配向フィルムとしての該ポリイミドの使用を開示して
いる。コポリマーをつくるのが有利であろうという示唆
もなければ、また開示されたポリマーが光学的導波管と
して、または導波材料のコア/クラッド対の一成分とし
て役に立つかもしれないという示唆もない。
【0039】本発明は、熱的に安定で、光学的損失が少
なく、吸光度の小さいポリイミド導波管を提供する。
なく、吸光度の小さいポリイミド導波管を提供する。
【0040】本発明のポリイミドは、コアおよびクラッ
ドの屈折率と複屈折との両方を制御することができる6
FDA/DIAMINE、BPDA/DIAMINE、
および6FDA/BPDA/DIAMINEポリイミド
光学導波管はコア/クラッドポリマー対を提供する。複
屈折は光学的異方性(すなわち、一方向、たとえば面内
と他方向、たとえば面外では性質が異なる)の尺度であ
る。半導体用に一般に好まれる典型的な硬質ロッドポリ
イミドはコーティングの面内で著しく配向しており、し
たがって複屈折が大きい。複屈折の大きい測定値は大き
な光学的散乱損失および屈折率の非再現性に対応し、光
学導波管としては望ましくない(理想的複屈折は0.
0)。したがって、複屈折が比較的小さく、プレーナ導
波管用として好ましくは複屈折が約0.025未満のポ
リイミドを選ぶのが望ましい。
ドの屈折率と複屈折との両方を制御することができる6
FDA/DIAMINE、BPDA/DIAMINE、
および6FDA/BPDA/DIAMINEポリイミド
光学導波管はコア/クラッドポリマー対を提供する。複
屈折は光学的異方性(すなわち、一方向、たとえば面内
と他方向、たとえば面外では性質が異なる)の尺度であ
る。半導体用に一般に好まれる典型的な硬質ロッドポリ
イミドはコーティングの面内で著しく配向しており、し
たがって複屈折が大きい。複屈折の大きい測定値は大き
な光学的散乱損失および屈折率の非再現性に対応し、光
学導波管としては望ましくない(理想的複屈折は0.
0)。したがって、複屈折が比較的小さく、プレーナ導
波管用として好ましくは複屈折が約0.025未満のポ
リイミドを選ぶのが望ましい。
【0041】また、実質的に複屈折を変えず、また光の
散乱を増すことのない光学信号を含むようにコアとクラ
ッドの屈折率を調整しうることも望ましい。本発明のポ
リイミドの屈折率は、ポリイミド組成物中の6FDAを
BPDAに取り替えることによって調整することができ
る。これによって、所望の導波条件をもたらすようにコ
アとクラッドの屈折率が調整され、またコアとクラッド
の複屈折が制御されるコア−クラッド対が提供される。
散乱を増すことのない光学信号を含むようにコアとクラ
ッドの屈折率を調整しうることも望ましい。本発明のポ
リイミドの屈折率は、ポリイミド組成物中の6FDAを
BPDAに取り替えることによって調整することができ
る。これによって、所望の導波条件をもたらすようにコ
アとクラッドの屈折率が調整され、またコアとクラッド
の複屈折が制御されるコア−クラッド対が提供される。
【0042】コアおよびクラッドのポリイミドの複屈折
の変化が、コアおよびクラッドのそれぞれのTM屈折率
の差よりも小さいように、コアおよびクラッド中の6F
DAをBPDAに取り替えることによって、6FDA/
BPDA/DIAMINE光学導波管コアまたはクラッ
ドの屈折率および複屈折を制御できようとは驚くべきほ
ど予期されないことである。BPDAを含有するポリイ
ミドは一般に複屈折が大きいと考えられている。したが
って、ポリイミド中の6FDAをBPDAと取り替える
ことが、導波管の用途にとって望ましくないと思われる
複屈折レベルを生じないことは思いもかけないことであ
る。
の変化が、コアおよびクラッドのそれぞれのTM屈折率
の差よりも小さいように、コアおよびクラッド中の6F
DAをBPDAに取り替えることによって、6FDA/
BPDA/DIAMINE光学導波管コアまたはクラッ
ドの屈折率および複屈折を制御できようとは驚くべきほ
ど予期されないことである。BPDAを含有するポリイ
ミドは一般に複屈折が大きいと考えられている。したが
って、ポリイミド中の6FDAをBPDAと取り替える
ことが、導波管の用途にとって望ましくないと思われる
複屈折レベルを生じないことは思いもかけないことであ
る。
【0043】本発明のBPDA含有ポリイミドは、耐溶
剤性があり、かつポリイミドの1層を他層の上にオーバ
ーコートすることによって、ポリイミドまたは他の材料
の1層を上塗りするのに用いる溶剤によって冒されるか
もしれない溶剤感受性ポリイミドに勝る利点を備えてい
る多層構造物に加工することができる。
剤性があり、かつポリイミドの1層を他層の上にオーバ
ーコートすることによって、ポリイミドまたは他の材料
の1層を上塗りするのに用いる溶剤によって冒されるか
もしれない溶剤感受性ポリイミドに勝る利点を備えてい
る多層構造物に加工することができる。
【0044】本発明の目的は、物理的および機械的特性
と厳密に一致させた導波管を生成させる材料のコア/ク
ラッド対を提供することにある。典型的な導波管操作条
件は、温度および湿度が広範囲にわたって変動する要求
の厳しい用途において、外界条件から著しく逸脱するこ
とがある。導波管が、種々の操作条件下で、最適の性能
を示すためには、コア材およびクラッド材のガラス転移
点、吸湿性、熱膨張係数、およびモジュラスを厳密に一
致させることが必要である。コポリマーをつくることに
よって屈折率を変えることは公知であるが、物理的およ
び機械的特性を保持した状態ではこのことは実証されて
いない。本発明は、物理的および機械的特性を厳密に一
致させた材料のコア/クラッド対を提供する。
と厳密に一致させた導波管を生成させる材料のコア/ク
ラッド対を提供することにある。典型的な導波管操作条
件は、温度および湿度が広範囲にわたって変動する要求
の厳しい用途において、外界条件から著しく逸脱するこ
とがある。導波管が、種々の操作条件下で、最適の性能
を示すためには、コア材およびクラッド材のガラス転移
点、吸湿性、熱膨張係数、およびモジュラスを厳密に一
致させることが必要である。コポリマーをつくることに
よって屈折率を変えることは公知であるが、物理的およ
び機械的特性を保持した状態ではこのことは実証されて
いない。本発明は、物理的および機械的特性を厳密に一
致させた材料のコア/クラッド対を提供する。
【0045】
【課題を解決するための手段】本発明は、コアーとクラ
ッドの両方の屈折率と複屈折が制御可能であるような光
学導波管に関する。本発明はさらに、光学損失が低く、
光学吸光度が低く、耐溶剤性が高く、そして熱安定性の
高い光学導波管を提供する。
ッドの両方の屈折率と複屈折が制御可能であるような光
学導波管に関する。本発明はさらに、光学損失が低く、
光学吸光度が低く、耐溶剤性が高く、そして熱安定性の
高い光学導波管を提供する。
【0046】本発明は、(a) 式(I)
【化13】 で示される反復構造単位を有するポリイミドを含んだ光
伝送用コア; (上記式中、Rは約0〜約100モル%の
伝送用コア; (上記式中、Rは約0〜約100モル%の
【化14】 および約100〜約0モル%の
【化15】 を含む)、および(b) 式(II)
【化16】 で示される反復構造単位を有するポリイミドを含んだク
ラッド; (式中、R2は約0〜約100モル%の
ラッド; (式中、R2は約0〜約100モル%の
【化17】 および約100〜約0モル%の
【化18】 を含む)で構成されるプレーナ光学導波管を提供する。
上記式中、R1とR3は二価の炭化水素基から独立的に選
ばれ;コアーポリイミド(I)とクラッドポリイミド
(II)が異なっていて、コアーポリイミド(I)とク
ラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、少なく
とも約1モル%の3,3’,4,4’−テトラカルボキ
シビフェニル・二無水物部分を含んだコポリマーである
という条件にて、コアーの屈折率のほうがクラッドの屈
折率より大きく、そしてコアーの複屈折とクラッドの複
屈折との差のほうが、コアーのTM屈折率とクラッドの
TM屈折率との差より小さい。
上記式中、R1とR3は二価の炭化水素基から独立的に選
ばれ;コアーポリイミド(I)とクラッドポリイミド
(II)が異なっていて、コアーポリイミド(I)とク
ラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、少なく
とも約1モル%の3,3’,4,4’−テトラカルボキ
シビフェニル・二無水物部分を含んだコポリマーである
という条件にて、コアーの屈折率のほうがクラッドの屈
折率より大きく、そしてコアーの複屈折とクラッドの複
屈折との差のほうが、コアーのTM屈折率とクラッドの
TM屈折率との差より小さい。
【0047】本発明は、(a) 式(I)
【化19】 で示される反復構造単位を有するポリイミドを含んだ光
伝送用コア; (式中、Rは、約0〜約100モル%の
伝送用コア; (式中、Rは、約0〜約100モル%の
【化20】 および約100〜約0モル%の
【化21】 を含む)、及び(b) 式(II)
【化22】 で示される反復構造単位を有するポリイミドを含んだク
ラッド; (式中、R2は約0〜約100モル%の
ラッド; (式中、R2は約0〜約100モル%の
【化23】 および約100〜約0モル%の
【化24】 を含む)で構成されるプレーナー光学導波管を含み、こ
のとき、R1は少なくとも1種の芳香族ジアミンであっ
て、R3はR1と同じでも異なっていてもよい少なくとも
1種の芳香族ジアミンであり;コアーポリイミド(I)
とクラッドポリイミド(II)が異なっていて、コアー
ポリイミド(I)とクラッドポリイミド(II)の少な
くとも一方が、少なくとも約10モル%の3,3’,
4,4’−テトラカルボキシビフェニル・二無水物部分
を含んだコポリマーであるという条件にて、コアーの屈
折率のほうがクラッドの屈折率より大きく、そしてコア
ーの複屈折とクラッドの複屈折との差のほうが、コアー
のTM屈折率とクラッドのTM屈折率との差より小さ
い。
のとき、R1は少なくとも1種の芳香族ジアミンであっ
て、R3はR1と同じでも異なっていてもよい少なくとも
1種の芳香族ジアミンであり;コアーポリイミド(I)
とクラッドポリイミド(II)が異なっていて、コアー
ポリイミド(I)とクラッドポリイミド(II)の少な
くとも一方が、少なくとも約10モル%の3,3’,
4,4’−テトラカルボキシビフェニル・二無水物部分
を含んだコポリマーであるという条件にて、コアーの屈
折率のほうがクラッドの屈折率より大きく、そしてコア
ーの複屈折とクラッドの複屈折との差のほうが、コアー
のTM屈折率とクラッドのTM屈折率との差より小さ
い。
【0048】本発明はさらに、コアーポリイミド(I)
とクラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、少
なくとも約25モル%の3,3’,4,4’−テトラカ
ルボキシビフェニル・二無水物部分を含んだコポリマー
である、という前述のプレーナー光学導波管を含む。
とクラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、少
なくとも約25モル%の3,3’,4,4’−テトラカ
ルボキシビフェニル・二無水物部分を含んだコポリマー
である、という前述のプレーナー光学導波管を含む。
【0049】本発明はさらに、コアーポリイミド(I)
とクラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、約
1モル%〜約75モル%の3,3’,4,4’−テトラ
カルボキシビフェニル・二無水物部分を含んだコポリマ
ーである、という前述のプレーナー光学導波管を含む。
とクラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、約
1モル%〜約75モル%の3,3’,4,4’−テトラ
カルボキシビフェニル・二無水物部分を含んだコポリマ
ーである、という前述のプレーナー光学導波管を含む。
【0050】本発明はさらに、コアーポリイミド(I)
とクラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、約
10モル%〜約90モル%の3,3’,4,4’−テト
ラカルボキシビフェニル・二無水物部分を含んだコポリ
マーである、という前述のプレーナー光学導波管を含
む。
とクラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、約
10モル%〜約90モル%の3,3’,4,4’−テト
ラカルボキシビフェニル・二無水物部分を含んだコポリ
マーである、という前述のプレーナー光学導波管を含
む。
【0051】本発明はさらに、コアーポリイミド(I)
とクラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、約
10モル%〜約75モル%の3,3’,4,4’−テト
ラカルボキシビフェニル・二無水物部分を含んだコポリ
マーである、という前述のプレーナー光学導波管を含
む。
とクラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、約
10モル%〜約75モル%の3,3’,4,4’−テト
ラカルボキシビフェニル・二無水物部分を含んだコポリ
マーである、という前述のプレーナー光学導波管を含
む。
【0052】本発明はさらに、コアーポリイミド(I)
とクラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、約
25モル%〜約75モル%の3,3’,4,4’−テト
ラカルボキシビフェニル・二無水物部分を含んだコポリ
マーである、という前述のプレーナー光学導波管を含
む。
とクラッドポリイミド(II)の少なくとも一方が、約
25モル%〜約75モル%の3,3’,4,4’−テト
ラカルボキシビフェニル・二無水物部分を含んだコポリ
マーである、という前述のプレーナー光学導波管を含
む。
【0053】好ましい実施態様においては、R1とR
3は、4,4’−ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェ
ニル(APBP);2,2−ビス(4−アミノフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン(BAAF);4,4’−
オキシジアニリン(ODA);1,3−ビス(4−アミ
ノフェノキシ)ベンゼン(1,3,4−APB);2,
2’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]
ヘキサフルオロプロパン(BDAF);4,4’−ビス
[4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキ
シ]ビフェニル(FAPB);2,2’−ビス[4−
[4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキ
シ]フェニル]ヘキサフルオロプロパン(BISAF−
OFA);および2,2’−ビス(トリフルオロメチ
ル)ベンジジン(TFMB);からなる群から選ばれる
少なくとも1種のジアミンである。
3は、4,4’−ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェ
ニル(APBP);2,2−ビス(4−アミノフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン(BAAF);4,4’−
オキシジアニリン(ODA);1,3−ビス(4−アミ
ノフェノキシ)ベンゼン(1,3,4−APB);2,
2’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]
ヘキサフルオロプロパン(BDAF);4,4’−ビス
[4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキ
シ]ビフェニル(FAPB);2,2’−ビス[4−
[4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキ
シ]フェニル]ヘキサフルオロプロパン(BISAF−
OFA);および2,2’−ビス(トリフルオロメチ
ル)ベンジジン(TFMB);からなる群から選ばれる
少なくとも1種のジアミンである。
【0054】本発明はさらに、6FDA/DIAMIN
Eポリイミドまたは6FDA/BPDA/DIAMIN
Eポリイミドを含んだポリイミドコアーまたはポリイミ
ドクラッドにおける屈折率と複屈折を制御する方法を提
供し、このとき前記方法は、コアーポリイミドとクラッ
ドポリイミドの個々の複屈折の変化が、コアーとクラッ
ドの個々のTM屈折率の差より小さくなるよう、コアー
またはクラッドにおいて6FDAの一部または全部をB
PDAで置き換える工程を含む。
Eポリイミドまたは6FDA/BPDA/DIAMIN
Eポリイミドを含んだポリイミドコアーまたはポリイミ
ドクラッドにおける屈折率と複屈折を制御する方法を提
供し、このとき前記方法は、コアーポリイミドとクラッ
ドポリイミドの個々の複屈折の変化が、コアーとクラッ
ドの個々のTM屈折率の差より小さくなるよう、コアー
またはクラッドにおいて6FDAの一部または全部をB
PDAで置き換える工程を含む。
【0055】本発明は、(a) 6FDAとBPDAの
少なくとも一方と少なくとも1種の芳香族ジアミンとの
縮合生成物であるポリイミドを含んだポリイミドコア
ー;および(b) 6FDAとBPDAの少なくとも一
方と少なくとも1種の芳香族ジアミンとの縮合生成物で
あるポリイミドを含んだポリイミドコアー;で構成され
る光学導波管における屈折率と複屈折を制御する方法を
含み、このときコアーポリイミドとクラッドポリイミド
が異なっていて、コアーポリイミドとクラッドポリイミ
ドの少なくとも一方が少なくとも約1モル%のBPDA
を含有し、このとき前記方法は、コアーの屈折率のほう
がクラッドの屈折率より大きくなるよう、またコアーの
複屈折とクラッドの複屈折との差のほうが、コアーのT
M屈折率とクラッドのTM屈折率との差より小さくなる
よう、コアーポリイミドまたはクラッドポリイミド中の
6FDAを、あるいはコアーポリイミドとクラッドポリ
イミドの両方中の6FDAを、コアーとクラッドの個々
の屈折率変化および複屈折変化をもたらすのに有効な量
のBPDAで置き換える工程を含む。
少なくとも一方と少なくとも1種の芳香族ジアミンとの
縮合生成物であるポリイミドを含んだポリイミドコア
ー;および(b) 6FDAとBPDAの少なくとも一
方と少なくとも1種の芳香族ジアミンとの縮合生成物で
あるポリイミドを含んだポリイミドコアー;で構成され
る光学導波管における屈折率と複屈折を制御する方法を
含み、このときコアーポリイミドとクラッドポリイミド
が異なっていて、コアーポリイミドとクラッドポリイミ
ドの少なくとも一方が少なくとも約1モル%のBPDA
を含有し、このとき前記方法は、コアーの屈折率のほう
がクラッドの屈折率より大きくなるよう、またコアーの
複屈折とクラッドの複屈折との差のほうが、コアーのT
M屈折率とクラッドのTM屈折率との差より小さくなる
よう、コアーポリイミドまたはクラッドポリイミド中の
6FDAを、あるいはコアーポリイミドとクラッドポリ
イミドの両方中の6FDAを、コアーとクラッドの個々
の屈折率変化および複屈折変化をもたらすのに有効な量
のBPDAで置き換える工程を含む。
【0056】本発明はさらに、コアーポリイミド中の芳
香族ジアミンおよびクラッドポリイミド中の芳香族ジア
ミンが、APBP、BAAF、ODA、1,3,4−A
PB、BDAF、FAPB、Bis−AF−OFA、お
よびTFMBからなる群から独立的に選ばれる少なくと
も1種のジアミンである、という前述の方法を含む。
香族ジアミンおよびクラッドポリイミド中の芳香族ジア
ミンが、APBP、BAAF、ODA、1,3,4−A
PB、BDAF、FAPB、Bis−AF−OFA、お
よびTFMBからなる群から独立的に選ばれる少なくと
も1種のジアミンである、という前述の方法を含む。
【0057】本発明の光学導波管は、熱安定性が高く、
光学損失が少なく、また光学吸光度が低い。
光学損失が少なく、また光学吸光度が低い。
【0058】本発明は、式Iと式IIのポリイミドに対
するポリアミド酸(polyamic acid)前駆
体を含む。
するポリアミド酸(polyamic acid)前駆
体を含む。
【0059】本発明は、本発明のポリイミドの塩前駆
体、カルボン酸前駆体、またはエステル前駆体を含む。
本発明はさらに、本発明のポリイミドをそのポリアミド
酸前駆体、塩前駆体、またはエステル前駆体と組み合わ
せて含んだ組成物を含む。
体、カルボン酸前駆体、またはエステル前駆体を含む。
本発明はさらに、本発明のポリイミドをそのポリアミド
酸前駆体、塩前駆体、またはエステル前駆体と組み合わ
せて含んだ組成物を含む。
【0060】本発明はさらに、6FDAとBPDAの少
なくとも一方と少なくとも1種の芳香族ジアミンとの縮
合物であるポリイミドを含んだポリイミドコアー、およ
び6FDAとBPDAの少なくとも一方と少なくとも1
種の芳香族ジアミンとの縮合物であるポリイミドを含ん
だポリイミドクラッドで構成される光学導波管における
屈折率と複屈折を制御する方法を含み、このとき前記方
法は、コアーの屈折率のほうがクラッドの屈折率より大
きくなるよう、またコアーの複屈折とクラッドの複屈折
との差のほうが、コアーのTM屈折率とクラッドのTM
屈折率との差より小さくなるよう、コアーまたはクラッ
ド中の6FDAを、あるいはコアーとクラッドの両方中
の6FDAを、コアーポリイミドとクラッドポリイミド
の個々の屈折率変化および複屈折変化をもたらすのに有
効な量のBPDAで置き換える工程を含む。
なくとも一方と少なくとも1種の芳香族ジアミンとの縮
合物であるポリイミドを含んだポリイミドコアー、およ
び6FDAとBPDAの少なくとも一方と少なくとも1
種の芳香族ジアミンとの縮合物であるポリイミドを含ん
だポリイミドクラッドで構成される光学導波管における
屈折率と複屈折を制御する方法を含み、このとき前記方
法は、コアーの屈折率のほうがクラッドの屈折率より大
きくなるよう、またコアーの複屈折とクラッドの複屈折
との差のほうが、コアーのTM屈折率とクラッドのTM
屈折率との差より小さくなるよう、コアーまたはクラッ
ド中の6FDAを、あるいはコアーとクラッドの両方中
の6FDAを、コアーポリイミドとクラッドポリイミド
の個々の屈折率変化および複屈折変化をもたらすのに有
効な量のBPDAで置き換える工程を含む。
【0061】必要に応じて、式Iにおける二無水物成分
Rおよび式IIにおける二無水物成分R2はそれぞれ、
最大約50モル%までの追加の二無水物を含むことがで
きるが、好ましいのは最大約25モル%までである。好
ましい追加二無水物は3,3’,4,4’−テトラカル
ボキシベンゾフェノン(BTDA)である。
Rおよび式IIにおける二無水物成分R2はそれぞれ、
最大約50モル%までの追加の二無水物を含むことがで
きるが、好ましいのは最大約25モル%までである。好
ましい追加二無水物は3,3’,4,4’−テトラカル
ボキシベンゾフェノン(BTDA)である。
【0062】二価の炭化水素基(式IのR1および式I
IのR3)は同じであっても異なっていてもよい。二価
の炭化水素基(式IのR1および式IIのR3)は、脂肪
族基または芳香族基から独立的に選ばれる。ここで言う
脂肪族基は直鎖または枝分かれ鎖の炭化水素であること
を特徴とし、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、
テトラメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、ノ
ナメチレン、デカメチレン、およびドデカメチレンなど
があり、これらは非置換であっても、1種以上のハロゲ
ン(例えばフッ素)で置換されていても、あるいは低級
アルキル基で置換されていてもよい(例えば、2,2,
4−トリメチルヘキサメチレンや2,2−ジメチルプロ
ピレンなど)。脂肪族基はさらに、例えばキシレンジア
ミンやビス(アミノプロピル)−末端ポリジメチルシロ
キサン等のセグメントを導入してもよい。
IのR3)は同じであっても異なっていてもよい。二価
の炭化水素基(式IのR1および式IIのR3)は、脂肪
族基または芳香族基から独立的に選ばれる。ここで言う
脂肪族基は直鎖または枝分かれ鎖の炭化水素であること
を特徴とし、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、
テトラメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、ノ
ナメチレン、デカメチレン、およびドデカメチレンなど
があり、これらは非置換であっても、1種以上のハロゲ
ン(例えばフッ素)で置換されていても、あるいは低級
アルキル基で置換されていてもよい(例えば、2,2,
4−トリメチルヘキサメチレンや2,2−ジメチルプロ
ピレンなど)。脂肪族基はさらに、例えばキシレンジア
ミンやビス(アミノプロピル)−末端ポリジメチルシロ
キサン等のセグメントを導入してもよい。
【0063】ここで言う芳香族基は、単一の芳香環、あ
るいは縮合しているかもしくは1つ以上の安定な結合
(例えば、炭素−炭素共有結合、オキシ、スルホニル、
カルボニル、アルキレン、およびフルオロアルキレンな
ど)によって繋がった2つ以上の芳香環であることを特
徴とする。芳香族基としては、ベンゼン、ナフタレン、
フェナントレン、およびアントラセンなどの二価部分が
挙げられる。芳香環はさらに、非置換であっても、ある
いは例えば1つ以上のハロゲン、低級アルキル、フルオ
ロアルキル、もしくは芳香族基で置換されていてもよ
い。式Iと式IIで示されるポリイミドのポリアミド酸
前駆体は一般に、芳香族二無水物(これらのエステル形
と酸形も含む)と少なくとも1種の芳香族ジアミンから
造られる。適切な芳香族ジアミンとしては、例えば4,
4’−ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェニル(AP
BP)、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフ
ルオロプロパン(BAAF)、4,4’−オキシジアニ
リン(ODA)、1,3−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン(1,3,4−APB)、2,2’−ビス
[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフル
オロプロパン(BDAF)、4,4’−ビス[4−アミ
ノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキシ]フェニ
ル]ヘキサフルオロプロパン(FAPB)、2,2’−
ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)、
2,3,5,6−テトラメチル−1,4−フェニレンジ
アミン(DMDE)、2,4,6−トリメチル−1,3
−フェニレンジアミン(MEDA)、および3,3’,
5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)などがあ
る。
るいは縮合しているかもしくは1つ以上の安定な結合
(例えば、炭素−炭素共有結合、オキシ、スルホニル、
カルボニル、アルキレン、およびフルオロアルキレンな
ど)によって繋がった2つ以上の芳香環であることを特
徴とする。芳香族基としては、ベンゼン、ナフタレン、
フェナントレン、およびアントラセンなどの二価部分が
挙げられる。芳香環はさらに、非置換であっても、ある
いは例えば1つ以上のハロゲン、低級アルキル、フルオ
ロアルキル、もしくは芳香族基で置換されていてもよ
い。式Iと式IIで示されるポリイミドのポリアミド酸
前駆体は一般に、芳香族二無水物(これらのエステル形
と酸形も含む)と少なくとも1種の芳香族ジアミンから
造られる。適切な芳香族ジアミンとしては、例えば4,
4’−ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェニル(AP
BP)、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフ
ルオロプロパン(BAAF)、4,4’−オキシジアニ
リン(ODA)、1,3−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン(1,3,4−APB)、2,2’−ビス
[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフル
オロプロパン(BDAF)、4,4’−ビス[4−アミ
ノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキシ]フェニ
ル]ヘキサフルオロプロパン(FAPB)、2,2’−
ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)、
2,3,5,6−テトラメチル−1,4−フェニレンジ
アミン(DMDE)、2,4,6−トリメチル−1,3
−フェニレンジアミン(MEDA)、および3,3’,
5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)などがあ
る。
【0064】本発明のポリイミドは、6FDAおよび/
またはBPDAと少なくとも1種のジアミンとを含んだ
成分のポリ縮合生成物として製造することができる。
またはBPDAと少なくとも1種のジアミンとを含んだ
成分のポリ縮合生成物として製造することができる。
【0065】本明細書にて使用している略語は次のよう
に定義される。
に定義される。
【0066】略語:フルネーム 6FDA: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 BPDA:3,3’,4,4’−テトラカルボキシビフ
ェニル・二無水物 APBP:4,4’−ビス(p−アミノフェノキシ)ビ
フェニル BTDA:3,3’,4,4’−テトラカルボキシベン
ゾフェノン・二無水物 BAAF:2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキ
サフルオロプロパン ODA:4,4’−オキシジアニリン、4,4’−ジア
ミノフェニルエーテルとも呼ばれる 1,3,4−APB:1,3−ビス(4−アミノフェノ
キシ)ベンゼン BDAF:2,2’−ビス[4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン FAPB:4,4’−ビス[4−アミノ−2−(トリフ
ルオロメチル)フェノキシ]ビフェニル Bis−AF−0FA:2,2’−ビス[4−[4−ア
ミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキシ]フェニ
ル]ヘキサフルオロプロパン TFMB:2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベン
ジジン、ABL−21とも呼ばれる DMDE:ジアミノジュレンまたは2,3,5,6−テ
トラメチル1,4−フェニレンジアミン MEDA:2,4,6−トリメチル−1,3−フェニレ
ンジアミン TBM:3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン PMDA:ピロメリト酸二無水物 GBL:γ−ブチロラクトン NMP:N−メチルピロリドン 本明細書にて使用している本発明のポリアミド酸は、本
発明の硬化ポリイミドの前駆体である。さらに、本発明
の組成物は幾つかの形態を採ることができる。先ず最初
にポリマーを作製する場合、本発明の組成物は実質的に
ポリアミド酸形態である。しかしながら、ポリマーは動
的状態(dynamic state)にあり、幾らか
のポリイミドが存在することがある。同様に、ポリアミ
ド酸をキュアーしてポリイミド形にした後も、幾らかの
ポリアミド酸が存在することがある。したがって、理解
しておかなければならないことは、ポリマーはいずれか
の形を主として採っているけれども、両方の形がある程
度は存在することがあるということである。
ル)ヘキサフルオロプロパン・二無水物 BPDA:3,3’,4,4’−テトラカルボキシビフ
ェニル・二無水物 APBP:4,4’−ビス(p−アミノフェノキシ)ビ
フェニル BTDA:3,3’,4,4’−テトラカルボキシベン
ゾフェノン・二無水物 BAAF:2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキ
サフルオロプロパン ODA:4,4’−オキシジアニリン、4,4’−ジア
ミノフェニルエーテルとも呼ばれる 1,3,4−APB:1,3−ビス(4−アミノフェノ
キシ)ベンゼン BDAF:2,2’−ビス[4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン FAPB:4,4’−ビス[4−アミノ−2−(トリフ
ルオロメチル)フェノキシ]ビフェニル Bis−AF−0FA:2,2’−ビス[4−[4−ア
ミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキシ]フェニ
ル]ヘキサフルオロプロパン TFMB:2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベン
ジジン、ABL−21とも呼ばれる DMDE:ジアミノジュレンまたは2,3,5,6−テ
トラメチル1,4−フェニレンジアミン MEDA:2,4,6−トリメチル−1,3−フェニレ
ンジアミン TBM:3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン PMDA:ピロメリト酸二無水物 GBL:γ−ブチロラクトン NMP:N−メチルピロリドン 本明細書にて使用している本発明のポリアミド酸は、本
発明の硬化ポリイミドの前駆体である。さらに、本発明
の組成物は幾つかの形態を採ることができる。先ず最初
にポリマーを作製する場合、本発明の組成物は実質的に
ポリアミド酸形態である。しかしながら、ポリマーは動
的状態(dynamic state)にあり、幾らか
のポリイミドが存在することがある。同様に、ポリアミ
ド酸をキュアーしてポリイミド形にした後も、幾らかの
ポリアミド酸が存在することがある。したがって、理解
しておかなければならないことは、ポリマーはいずれか
の形を主として採っているけれども、両方の形がある程
度は存在することがあるということである。
【0067】本発明のポリアミド酸は一般に、“ポリイ
ミド−熱安定性ポリマー,プレナム・パプリッシング
(1987)”において詳細に説明されている公知のポ
リ縮合法にしたがって作製される(該文献を参照のこ
と)。トータルのジアミン成分とトータルの二無水物成
分は、約1:1の比にて存在する。しかしながら、反応
混合物において過剰のジアミンまたは二無水物を使用す
ることによって(好ましくは、約0.9:1〜約1.
1:1.0の範囲)、生成物の鎖長を調節することがで
きる。さらに、所定量のモノアミンまたはジカルボン酸
無水物を反応混合物に加えることによって鎖長を制限す
ることができる。反応は一般に、約−10℃〜約100
℃の温度にて行う。
ミド−熱安定性ポリマー,プレナム・パプリッシング
(1987)”において詳細に説明されている公知のポ
リ縮合法にしたがって作製される(該文献を参照のこ
と)。トータルのジアミン成分とトータルの二無水物成
分は、約1:1の比にて存在する。しかしながら、反応
混合物において過剰のジアミンまたは二無水物を使用す
ることによって(好ましくは、約0.9:1〜約1.
1:1.0の範囲)、生成物の鎖長を調節することがで
きる。さらに、所定量のモノアミンまたはジカルボン酸
無水物を反応混合物に加えることによって鎖長を制限す
ることができる。反応は一般に、約−10℃〜約100
℃の温度にて行う。
【0068】ポリアミド酸の溶液を支持体(例えばシリ
コンウエハー)上にスピンコーティングする。支持体に
塗布する前に、ポリアミド酸溶液を希釈してもよい。ポ
リアミド酸溶液の希釈の程度は、最終的な被膜の厚さ要
件、溶液の粘度と固形分、およびポリアミド酸のスピン
曲線データに基づいて決める。スピンコーティングによ
って支持体に塗布するための適切な粘度にするために
は、ポリアミド酸溶液の濃度は、分子量に応じて一般に
は約5〜約50重量%の範囲、好ましくは約10〜約4
0重量%の範囲である。
コンウエハー)上にスピンコーティングする。支持体に
塗布する前に、ポリアミド酸溶液を希釈してもよい。ポ
リアミド酸溶液の希釈の程度は、最終的な被膜の厚さ要
件、溶液の粘度と固形分、およびポリアミド酸のスピン
曲線データに基づいて決める。スピンコーティングによ
って支持体に塗布するための適切な粘度にするために
は、ポリアミド酸溶液の濃度は、分子量に応じて一般に
は約5〜約50重量%の範囲、好ましくは約10〜約4
0重量%の範囲である。
【0069】スピン曲線データは、ポリアミド酸を種々
のスピン速度で支持体上にスピンコーティングし、ポリ
アミド酸をキュアーし、得られた厚さを測定し、そして
厚さ対スピン速度をプロットすることによって得られ
る。希釈した溶液は、一般には、さらなる処理に付す前
に濾過する。
のスピン速度で支持体上にスピンコーティングし、ポリ
アミド酸をキュアーし、得られた厚さを測定し、そして
厚さ対スピン速度をプロットすることによって得られ
る。希釈した溶液は、一般には、さらなる処理に付す前
に濾過する。
【0070】ポリアミド酸溶液は、静的操作でも動的操
作でも塗布することができる。静的塗布においては、回
転していない支持体にポリアミド酸溶液を施し、そして
回転させることによって表面に広げる。動的塗布におい
ては、回転している支持体にポリアミド酸溶液を施す。
いずれの場合も、スピン曲線から求められるスピン速度
にて支持体を回転し、必要とする最終的な被膜厚さを得
る。
作でも塗布することができる。静的塗布においては、回
転していない支持体にポリアミド酸溶液を施し、そして
回転させることによって表面に広げる。動的塗布におい
ては、回転している支持体にポリアミド酸溶液を施す。
いずれの場合も、スピン曲線から求められるスピン速度
にて支持体を回転し、必要とする最終的な被膜厚さを得
る。
【0071】これとは別に、ポリアミド酸は、他の公知
の従来法によって適切なキャリヤーまたは支持体に塗布
することもできる。従来法としては、浸漬、刷毛塗り、
バーを使用したキャスティング、ローラー塗り、吹き付
け塗り、浸漬被覆、ワーラー塗り(whirler−c
oating)、カスケード塗り、および流し塗りなど
があるが、これらに限定されない。
の従来法によって適切なキャリヤーまたは支持体に塗布
することもできる。従来法としては、浸漬、刷毛塗り、
バーを使用したキャスティング、ローラー塗り、吹き付
け塗り、浸漬被覆、ワーラー塗り(whirler−c
oating)、カスケード塗り、および流し塗りなど
があるが、これらに限定されない。
【0072】支持体は、プロセシングに必要とされる高
温において分解しない材料であれば、いかなる材料でも
よい。適切なキャリヤーまたは支持体の例としては、プ
ラスチック;金属と合金(例えば、アルミニウムや銅な
ど);半金属;半導体(例えばSi、Ge、およびGa
Asなど);ガラス;セラミック;および他の無機材料
(例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化インジウ
ム錫など);などがある。さらに、支持体を乾燥(脱
水)処理して、ポリアミド酸を塗布する前に支持体表面
の水分を除去することができる。
温において分解しない材料であれば、いかなる材料でも
よい。適切なキャリヤーまたは支持体の例としては、プ
ラスチック;金属と合金(例えば、アルミニウムや銅な
ど);半金属;半導体(例えばSi、Ge、およびGa
Asなど);ガラス;セラミック;および他の無機材料
(例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化インジウ
ム錫など);などがある。さらに、支持体を乾燥(脱
水)処理して、ポリアミド酸を塗布する前に支持体表面
の水分を除去することができる。
【0073】ポリイミドは一般に、ジアミン成分と二無
水物成分とを相溶性のある溶媒中でミキシングして、ポ
リアミド酸の溶液を形成させることによって作製され
る。次いで、化学的もしくは熱的方法によってポリアミ
ド酸をイミド化してポリイミドを形成させ、これを単離
する。
水物成分とを相溶性のある溶媒中でミキシングして、ポ
リアミド酸の溶液を形成させることによって作製され
る。次いで、化学的もしくは熱的方法によってポリアミ
ド酸をイミド化してポリイミドを形成させ、これを単離
する。
【0074】本発明のポリイミド組成物の溶液を支持体
上に広げて、被膜を形成させる。多層のポリイミドを使
用して、多層の導波管を含んだ構造物を形成させる。
上に広げて、被膜を形成させる。多層のポリイミドを使
用して、多層の導波管を含んだ構造物を形成させる。
【0075】本発明の光学導波管構造体は、クラッド材
料内に配置された、コアーガイディング材料(core
guiding material)を含んだ少なく
とも1つの層を有する。単一のプリント回路基板上に多
層の導波管を組み付けることができる。本発明のポリイ
ミドは、コアー材料のほうがクラッド材料より高い屈折
率を有している限り、(1)コアー材料として;(2)
クラッド材料として;または(3)コアー材料およびク
ラッド材料として光学導波管に有用である。さらに、ポ
リイミドの組成を変えることによって、本発明のポリイ
ミドの屈折率と複屈折を調節して、所望の光学特性を付
与することができる。
料内に配置された、コアーガイディング材料(core
guiding material)を含んだ少なく
とも1つの層を有する。単一のプリント回路基板上に多
層の導波管を組み付けることができる。本発明のポリイ
ミドは、コアー材料のほうがクラッド材料より高い屈折
率を有している限り、(1)コアー材料として;(2)
クラッド材料として;または(3)コアー材料およびク
ラッド材料として光学導波管に有用である。さらに、ポ
リイミドの組成を変えることによって、本発明のポリイ
ミドの屈折率と複屈折を調節して、所望の光学特性を付
与することができる。
【0076】式Iのポリイミドコアーと式IIのポリイ
ミドクラッドは、光学導波管におけるコアー/クラッド
対として使用することができ、あるいは他の導波管材料
と組み合わせて、コアーまたはクラッドとして個別に使
用することもできる。言い換えると、例えば、ポリマ
ー、ガラス、SiO2、シリコーンゲル、およびエポキ
シ樹脂などがコアー材料となりうる。こうした場合、コ
アー材料より低い屈折率を有する本発明のポリイミドが
クラッド材料となりうる。一方、コアー材料が本発明の
ポリイミドであってもよく、このときはより低い屈折率
を有する別の材料(例えば他のポリマー、空気、真空、
ガラス、シリコーンゲル、エポキシ樹脂、PMMA、お
よびSiO2など)がクラッド材料となりうる。これと
は別に、コアー材料とクラッド材料の両方が本発明のポ
リイミドであってもよく、このとき個々のポリイミドの
組成は、コアーポリイミドのほうがクラッドポリイミド
より高い屈折率を有する、というような組成である。
ミドクラッドは、光学導波管におけるコアー/クラッド
対として使用することができ、あるいは他の導波管材料
と組み合わせて、コアーまたはクラッドとして個別に使
用することもできる。言い換えると、例えば、ポリマ
ー、ガラス、SiO2、シリコーンゲル、およびエポキ
シ樹脂などがコアー材料となりうる。こうした場合、コ
アー材料より低い屈折率を有する本発明のポリイミドが
クラッド材料となりうる。一方、コアー材料が本発明の
ポリイミドであってもよく、このときはより低い屈折率
を有する別の材料(例えば他のポリマー、空気、真空、
ガラス、シリコーンゲル、エポキシ樹脂、PMMA、お
よびSiO2など)がクラッド材料となりうる。これと
は別に、コアー材料とクラッド材料の両方が本発明のポ
リイミドであってもよく、このとき個々のポリイミドの
組成は、コアーポリイミドのほうがクラッドポリイミド
より高い屈折率を有する、というような組成である。
【0077】前述したように、本発明のポリイミドは、
米国特許第5,304,626号に開示のフォトレジス
ト・リトグラフィー法によってエッチングできるという
利点を有する(該特許を参照のこと)。コアーまたはク
ラッドを湿式エッチングして、必要に応じてチャンネル
やリッジにすることができる。
米国特許第5,304,626号に開示のフォトレジス
ト・リトグラフィー法によってエッチングできるという
利点を有する(該特許を参照のこと)。コアーまたはク
ラッドを湿式エッチングして、必要に応じてチャンネル
やリッジにすることができる。
【0078】本発明のポリイミドにはさらに、ゲスト/
ホスト法(すなわち、ポリイミドが活性ドーパントに対
する不活性マトリックスとして作用する)を使用して、
電気光学発色団または非線形光学発色団をドーピングす
ることができる。ドーパントの効果は2倍になる。ドー
パントが屈折率を増大させ、したがって選択的な導波が
行われる。すなわち、ドーピングされた区域は導波し、
ドーピングされていない区域はクラッドとして作用す
る。ドーパントはさらに、電気光学活性または非線形光
学活性を付与し、したがってドーピングされたポリマー
の電磁場に対するレスポンスは二次または非線形であ
る。これらのタイプのゲスト/ホスト・ドーピングポリ
マーは当業界に公知であり、光変調器や電気光学スイッ
チの製造に使用されている。電気光学ドーパントの例と
しては、ディスパース・レッド1、エリオクローム・ブ
ラックT、エリスロシン、p−ニトロアニリン、DAD
C、およびDCMなどがあるが、これらに限定されな
い。
ホスト法(すなわち、ポリイミドが活性ドーパントに対
する不活性マトリックスとして作用する)を使用して、
電気光学発色団または非線形光学発色団をドーピングす
ることができる。ドーパントの効果は2倍になる。ドー
パントが屈折率を増大させ、したがって選択的な導波が
行われる。すなわち、ドーピングされた区域は導波し、
ドーピングされていない区域はクラッドとして作用す
る。ドーパントはさらに、電気光学活性または非線形光
学活性を付与し、したがってドーピングされたポリマー
の電磁場に対するレスポンスは二次または非線形であ
る。これらのタイプのゲスト/ホスト・ドーピングポリ
マーは当業界に公知であり、光変調器や電気光学スイッ
チの製造に使用されている。電気光学ドーパントの例と
しては、ディスパース・レッド1、エリオクローム・ブ
ラックT、エリスロシン、p−ニトロアニリン、DAD
C、およびDCMなどがあるが、これらに限定されな
い。
【0079】以下の実施例は、本発明の特定の実施態様
を例証するためのものである。しかしながら、これらの
実施例によって本発明の範囲が限定されることはなく、
当業者にとっては、本発明の精神を逸脱することなく多
くの変形が可能である。
を例証するためのものである。しかしながら、これらの
実施例によって本発明の範囲が限定されることはなく、
当業者にとっては、本発明の精神を逸脱することなく多
くの変形が可能である。
【0080】実施例 特に指摘がない限り、ポリイミド組成%はモル%であ
る。ポリマーのインヘレント粘度は、ポリマーのNMP
中0.5%w/v溶液から25℃で測定した。
る。ポリマーのインヘレント粘度は、ポリマーのNMP
中0.5%w/v溶液から25℃で測定した。
【0081】ガラス転移温度の測定 実施例に従って製造したポリマーをガラス板上に流延
し、窒素雰囲気下350℃で硬化させた。ポリマーフィ
ルムを剥がし、示差走査熱量測定によってポリマーのガ
ラス転移温度(Tg)を測定した。特に指摘がない限
り、いずれの測定にも20℃/分の温度勾配を使用し
た。
し、窒素雰囲気下350℃で硬化させた。ポリマーフィ
ルムを剥がし、示差走査熱量測定によってポリマーのガ
ラス転移温度(Tg)を測定した。特に指摘がない限
り、いずれの測定にも20℃/分の温度勾配を使用し
た。
【0082】屈折率の測定 He−Ne(633nm)及びAmoco YAG M
icrolaser(1064nm)で修正したMet
ricon PC−2000プリズムカップラを用い
て、総てのポリマーコーティングの屈折率を測定した。
レーザー光を方向づける偏光子を用いて、面内(in
plane、TE)及び面外(out of plan
e、TM)屈折率を測定した。TM測定は、精度を高め
るために、計器の手動モードで実施した。
icrolaser(1064nm)で修正したMet
ricon PC−2000プリズムカップラを用い
て、総てのポリマーコーティングの屈折率を測定した。
レーザー光を方向づける偏光子を用いて、面内(in
plane、TE)及び面外(out of plan
e、TM)屈折率を測定した。TM測定は、精度を高め
るために、計器の手動モードで実施した。
【0083】複屈折率はTE屈折率とTM屈折率との差
である。
である。
【0084】実施例16FDA/APBP (6FDA/APBP)アミド酸溶液(イリノイ州Na
pervilleのAmoco Chemicalから
入手し得るUltradel 4212(登録商標))
をスピンコーティングによってシリコンウェーハ上に流
延し、最高温度300℃までの熱処理によりイミド化し
て、厚さ5.2ミクロンのコーティングを形成した。プ
リズムカップリングによって測定した屈折率は、TEモ
ードの場合が1.613、TMモードの場合が1.60
4であり、従って複屈折率は0.009であった。屈折
率及び複屈折率は表1に示す。
pervilleのAmoco Chemicalから
入手し得るUltradel 4212(登録商標))
をスピンコーティングによってシリコンウェーハ上に流
延し、最高温度300℃までの熱処理によりイミド化し
て、厚さ5.2ミクロンのコーティングを形成した。プ
リズムカップリングによって測定した屈折率は、TEモ
ードの場合が1.613、TMモードの場合が1.60
4であり、従って複屈折率は0.009であった。屈折
率及び複屈折率は表1に示す。
【0085】実施例20.75−6FDA/0.25BPDA/APBP 0.75−6FDA/0.25BPDA/APBPアミ
ド酸溶液(AmocoChemicalから入手し得る
Ultradel 3312(登録商標))をスピンコ
ーティングによってシリコンウェーハ上に流延し、最高
温度300℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ
2.3ミクロンのコーティングを形成した。実施例1と
同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
ド酸溶液(AmocoChemicalから入手し得る
Ultradel 3312(登録商標))をスピンコ
ーティングによってシリコンウェーハ上に流延し、最高
温度300℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ
2.3ミクロンのコーティングを形成した。実施例1と
同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0086】実施例30.5−6FDA/0.5BPDA/APBP 3.014gの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(6FD
A)、1.994gの3,3’,4,4’−テトラカル
ボキシビフェニル二無水物(BPDA)、5.095g
の4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル
(APBP)及び56.7gのN−メチルピロリドン
(NMP)を十分に混合して、室温でポリアミド酸溶液
を調製した。該アミド酸をスピンコーティングによって
シリコンウェーハ上に流延し、最高温度300℃までの
熱処理によりイミド化して、厚さ2.5ミクロンのコー
ティングを形成した。実施例1と同じ方法で屈折率を測
定した。結果は表1に示す。
フェニル)−ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FD
A)、1.994gの3,3’,4,4’−テトラカル
ボキシビフェニル二無水物(BPDA)、5.095g
の4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル
(APBP)及び56.7gのN−メチルピロリドン
(NMP)を十分に混合して、室温でポリアミド酸溶液
を調製した。該アミド酸をスピンコーティングによって
シリコンウェーハ上に流延し、最高温度300℃までの
熱処理によりイミド化して、厚さ2.5ミクロンのコー
ティングを形成した。実施例1と同じ方法で屈折率を測
定した。結果は表1に示す。
【0087】実施例40.25−6FDA/0.75BPDA/APBP 2.449gの6FDA、4.728gのBPDA、
7.893gのAPBP及び60.7gのNMPを十分
に混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該ア
ミド酸溶液の一部を9%固形分まで希釈し、次いでスピ
ンコーティングでシリコンウェーハ上に流延し、最高温
度300℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ2.
2ミクロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ
方法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
7.893gのAPBP及び60.7gのNMPを十分
に混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該ア
ミド酸溶液の一部を9%固形分まで希釈し、次いでスピ
ンコーティングでシリコンウェーハ上に流延し、最高温
度300℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ2.
2ミクロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ
方法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0088】実施例5BPDA/APBP 4.728gのBPDA、7.893gのAPBP及び
60.7gのNMPをよく混合して、室温でポリアミド
酸溶液を調製した。該アミド酸溶液の一部を9%固形分
まで希釈し、次いでスピンコーティングでシリコンウェ
ーハ上に流延し、最高温度300℃までの熱処理により
イミド化して、厚さ4.6ミクロンのコーティングを形
成した。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果
は表1に示す。
60.7gのNMPをよく混合して、室温でポリアミド
酸溶液を調製した。該アミド酸溶液の一部を9%固形分
まで希釈し、次いでスピンコーティングでシリコンウェ
ーハ上に流延し、最高温度300℃までの熱処理により
イミド化して、厚さ4.6ミクロンのコーティングを形
成した。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果
は表1に示す。
【0089】実施例60.75−6FDA/0.25BPDA/ODA 5.490gの6FDA、1.212gのBPDA、
3.365gの4,4’−オキシジアニリン(ODA)
及び56.7gのNMPをよく混合して、室温でポリア
ミド酸溶液を調製した。該アミド酸溶液を13%固形分
まで希釈し、次いでスピンコーティングでシリコンウェ
ーハ上に流延し、最高温度300℃までの熱処理により
イミド化して、厚さ2.4ミクロンのコーティングを形
成した。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果
は表1に示す。
3.365gの4,4’−オキシジアニリン(ODA)
及び56.7gのNMPをよく混合して、室温でポリア
ミド酸溶液を調製した。該アミド酸溶液を13%固形分
まで希釈し、次いでスピンコーティングでシリコンウェ
ーハ上に流延し、最高温度300℃までの熱処理により
イミド化して、厚さ2.4ミクロンのコーティングを形
成した。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果
は表1に示す。
【0090】実施例70.75−6FDA/0.25BPDA/0.5APB
P/0.5ODA 4.821gの6FDA、1.064gのBPDA、
1.449gのODA、2.772gのAPBP及び6
6.8gのNMPをよく混合して、室温でポリアミド酸
溶液を調製した。該アミド酸をスピンコーティングによ
ってシリコンウェーハ上に流延し、最高温度300℃ま
での熱処理によりイミド化して、厚さ2.6ミクロンの
コーティングを形成した。実施例1と同じ方法で屈折率
を測定した。結果は表1に示す。
P/0.5ODA 4.821gの6FDA、1.064gのBPDA、
1.449gのODA、2.772gのAPBP及び6
6.8gのNMPをよく混合して、室温でポリアミド酸
溶液を調製した。該アミド酸をスピンコーティングによ
ってシリコンウェーハ上に流延し、最高温度300℃ま
での熱処理によりイミド化して、厚さ2.6ミクロンの
コーティングを形成した。実施例1と同じ方法で屈折率
を測定した。結果は表1に示す。
【0091】実施例80.75−6FDA/0.25BPDA/1,3,4−
APB 5.490gの6FDA、1.212gのBPDA、
4.913gの1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)
ベンゼン(1,3,4−APB)及び65.8gのNM
Pをよく混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製す
る。該アミド酸溶液を13%固形分まで希釈し、次いで
スピンコーティングでシリコンウェーハ上に流延し、最
高温度300℃までの熱処理によりイミド化してコーテ
ィングを形成した。
APB 5.490gの6FDA、1.212gのBPDA、
4.913gの1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)
ベンゼン(1,3,4−APB)及び65.8gのNM
Pをよく混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製す
る。該アミド酸溶液を13%固形分まで希釈し、次いで
スピンコーティングでシリコンウェーハ上に流延し、最
高温度300℃までの熱処理によりイミド化してコーテ
ィングを形成した。
【0092】実施例90.75−6FDA/0.25BPDA/BDAE 5.416gの6FDA、1.193gのBPDA、
8.406gの2,2’−ビス[4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン(BDA
F)及び60.2gのNMPをよく混合して、室温でポ
リアミド酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピンコ
ーティングによってシリコンウェーハ上に流延し、最高
温度300℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ
3.2ミクロンのコーティングを形成した。実施例1と
同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
8.406gの2,2’−ビス[4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン(BDA
F)及び60.2gのNMPをよく混合して、室温でポ
リアミド酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピンコ
ーティングによってシリコンウェーハ上に流延し、最高
温度300℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ
3.2ミクロンのコーティングを形成した。実施例1と
同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0093】実施例100.75−6FDA/0.25BPDA/FAPB 5.499gの6FDA、1.211gのBPDA、
8.304gの4,4’−ビス[4−アミノ−2−(ト
リフルオロメチル)フェノキシ]ビフェニル(FAP
B)及び60.4gのNMPをよく混合して、室温でポ
リアミド酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピンコ
ーティングによってシリコンウェーハ上に流延し、最高
温度300℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ
2.9ミクロンのコーティングを形成した。実施例1と
同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
8.304gの4,4’−ビス[4−アミノ−2−(ト
リフルオロメチル)フェノキシ]ビフェニル(FAP
B)及び60.4gのNMPをよく混合して、室温でポ
リアミド酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピンコ
ーティングによってシリコンウェーハ上に流延し、最高
温度300℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ
2.9ミクロンのコーティングを形成した。実施例1と
同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0094】実施例110.75−6FDA/0.25BPDA/Bis−AF
−OFA 4.722gの6FDA、1.040gのBPDA、
9.251gの2,2’−ビス[4−[4−アミノ−2
−(トリフルオロメチル)フェノキシ]フェニル]ヘキ
サフルオロプロパン(Bis−AF−OFA)及び5
6.7gのNMPをよく混合して、室温でポリアミド酸
溶液を調製した。該アミド酸溶液を13%固形分まで希
釈し、次いでスピンコーティングでシリコンウェーハ上
に流延し、最高温度300℃までの熱処理でイミド化し
て、厚さ2.7ミクロンのコーティングを形成した。実
施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示
す。
−OFA 4.722gの6FDA、1.040gのBPDA、
9.251gの2,2’−ビス[4−[4−アミノ−2
−(トリフルオロメチル)フェノキシ]フェニル]ヘキ
サフルオロプロパン(Bis−AF−OFA)及び5
6.7gのNMPをよく混合して、室温でポリアミド酸
溶液を調製した。該アミド酸溶液を13%固形分まで希
釈し、次いでスピンコーティングでシリコンウェーハ上
に流延し、最高温度300℃までの熱処理でイミド化し
て、厚さ2.7ミクロンのコーティングを形成した。実
施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示
す。
【0095】実施例126FDA/BAAF 8.577gの6FDA、6.441gの2,2’−ビ
ス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン(B
AAF)及び60.6gのNMPをよく混合して、室温
でポリアミド酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピ
ンコーティングによってシリコンウェーハ上に流延し、
最高温度300℃までの熱処理によりイミド化して、厚
さ2.5ミクロンのコーティングを形成した。実施例1
と同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
ス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン(B
AAF)及び60.6gのNMPをよく混合して、室温
でポリアミド酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピ
ンコーティングによってシリコンウェーハ上に流延し、
最高温度300℃までの熱処理によりイミド化して、厚
さ2.5ミクロンのコーティングを形成した。実施例1
と同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0096】実施例130.75−6FDA/0.25BPDA/BAAF 6.762gの6FDA、1.490gのBPDA、
6.766gのBAAF及び62.1gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液をスピンコーティングによってシリコンウェー
ハ上に流延し、最高温度300℃までの熱処理によりイ
ミド化して、厚さ2.2ミクロンのコーティングを形成
した。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は
表1に示す。
6.766gのBAAF及び62.1gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液をスピンコーティングによってシリコンウェー
ハ上に流延し、最高温度300℃までの熱処理によりイ
ミド化して、厚さ2.2ミクロンのコーティングを形成
した。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は
表1に示す。
【0097】実施例140.5−6FDA/0.5BPDA/BAAF 4.755gの6FDA、3.138gのBPDA、
7.127gのBAAF及び60.7gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液をスピンコーティングによってシリコンウェー
ハ上に流延し、最高温度300℃までの熱処理によりイ
ミド化して、厚さ2.4ミクロンのコーティングを形成
した。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は
表1に示す。
7.127gのBAAF及び60.7gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液をスピンコーティングによってシリコンウェー
ハ上に流延し、最高温度300℃までの熱処理によりイ
ミド化して、厚さ2.4ミクロンのコーティングを形成
した。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は
表1に示す。
【0098】実施例150.25−6FDA/0.75BPDA/BAAF 2.521gの6FDA、4.970gのBPDA、
7.529gのBAAF及び60.9gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液をスピンコーティングによってシリコンウェー
ハ上に流延し、最高温度300℃までの熱処理によりイ
ミド化して、厚さ2.5ミクロンのコーティングを形成
した。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は
表1に示す。
7.529gのBAAF及び60.9gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液をスピンコーティングによってシリコンウェー
ハ上に流延し、最高温度300℃までの熱処理によりイ
ミド化して、厚さ2.5ミクロンのコーティングを形成
した。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は
表1に示す。
【0099】実施例16BPDA/BAAF 7.036gのBPDA、7.978gのBAAF及び
60.3gのNMPをよく混合して、室温でポリアミド
酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピンコーティン
グによってシリコンウェーハ上に流延し、最高温度30
0℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ3.0ミク
ロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方法で
屈折率を測定した。結果は表1に示す。
60.3gのNMPをよく混合して、室温でポリアミド
酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピンコーティン
グによってシリコンウェーハ上に流延し、最高温度30
0℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ3.0ミク
ロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方法で
屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0100】実施例176FDA/TFMB 8.716gの6FDA、6.283gの2,2’−ビ
ス(トリフルオロメチル)ベンズイジン(TFMB)及
び60.5gのNMPをよく混合して、室温でポリアミ
ド酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピンコーティ
ングによってシリコンウェーハ上に流延し、最高温度3
00℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ2.8ミ
クロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方法
で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
ス(トリフルオロメチル)ベンズイジン(TFMB)及
び60.5gのNMPをよく混合して、室温でポリアミ
ド酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピンコーティ
ングによってシリコンウェーハ上に流延し、最高温度3
00℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ2.8ミ
クロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方法
で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0101】実施例180.75−6FDA/0.25BPDA/TFMB 6.893gの6FDA、1.518gのBPDA、
6.608gのTFMB及び61.1gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液を10.9%固形分まで希釈し、次いでスピン
コーティングでシリコンウェーハ上に流延し、最高温度
300℃までの熱処理でイミド化して、厚さ2.1ミク
ロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方法で
屈折率を測定した。結果は表1に示す。
6.608gのTFMB及び61.1gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液を10.9%固形分まで希釈し、次いでスピン
コーティングでシリコンウェーハ上に流延し、最高温度
300℃までの熱処理でイミド化して、厚さ2.1ミク
ロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方法で
屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0102】実施例190.5−6FDA/0.5BPDA/TFMB 4.853gの6FDA、3.200gのBPDA、
6.967gのTFMB及び62.1gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液を10.9%固形分まで希釈し、次いでスピン
コーティングでシリコンウェーハ上に流延し、最高温度
300℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ2.1
ミクロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方
法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
6.967gのTFMB及び62.1gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液を10.9%固形分まで希釈し、次いでスピン
コーティングでシリコンウェーハ上に流延し、最高温度
300℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ2.1
ミクロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方
法で屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0103】実施例200.25 6FDA/0.75BPDA/TFMB 1.215gの6FDA、2.395gのBPDA、
3.476gのTFMB及び28.7gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液を10%固形分まで希釈し、次いでスピンコー
ティングでシリコンウェーハ上に流延し、最高温度30
0℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ1.9ミク
ロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方法で
屈折率を測定した。結果は表1に示す。
3.476gのTFMB及び28.7gのNMPをよく
混合して、室温でポリアミド酸溶液を調製した。該アミ
ド酸溶液を10%固形分まで希釈し、次いでスピンコー
ティングでシリコンウェーハ上に流延し、最高温度30
0℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ1.9ミク
ロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方法で
屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0104】実施例21BPDA/TFMB 7.197gのBPDA、7.818gのTFMB及び
60.6gのNMPをよく混合して、室温でポリアミド
酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピンコーティン
グによってシリコンウェーハ上に流延し、最高温度30
0℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ2.6ミク
ロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方法で
屈折率を測定した。結果は表1に示す。
60.6gのNMPをよく混合して、室温でポリアミド
酸溶液を調製した。該アミド酸溶液をスピンコーティン
グによってシリコンウェーハ上に流延し、最高温度30
0℃までの熱処理によりイミド化して、厚さ2.6ミク
ロンのコーティングを形成した。実施例1と同じ方法で
屈折率を測定した。結果は表1に示す。
【0105】実施例220.75−6FDA/0.25BTDA/DMDE ポリアミド酸を生成すべく46.0gの6FDA、1
1.1gのBTDA、22.7gのDMDE及び319
gのNMPをよく混合して室温でポリアミド酸溶液を調
製した。該ポリアミド酸を無水酢酸及びピリジンを用い
て化学的にイミド化し、沈殿させ、乾燥して、インヘレ
ント粘度(IV)1.1dl/gのポリイミド沈殿物を
得た。
1.1gのBTDA、22.7gのDMDE及び319
gのNMPをよく混合して室温でポリアミド酸溶液を調
製した。該ポリアミド酸を無水酢酸及びピリジンを用い
て化学的にイミド化し、沈殿させ、乾燥して、インヘレ
ント粘度(IV)1.1dl/gのポリイミド沈殿物を
得た。
【0106】ポリイミド溶液(GBL中12%固形分)
をスピンコーティングによってシリコンウェーハ上に流
延し、最高温度300℃までの熱処理によりイミド化し
て、厚さ4.6ミクロンのコーティングを形成した。実
施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示
す。
をスピンコーティングによってシリコンウェーハ上に流
延し、最高温度300℃までの熱処理によりイミド化し
て、厚さ4.6ミクロンのコーティングを形成した。実
施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は表1に示
す。
【0107】実施例230.6−6FDA/0.15BPDA/0.25BTD
A/DMDE ポリアミド酸を生成すべく48.07gの6FDA、
7.930gのBPDA、14.48gのBTDA、2
9.55gのDMDE及び416gのNMPをよく混合
して室温でポリアミド溶液を調製した。該ポリアミド酸
溶液に、無水酢酸58.7g、ピリジン25.2g、ト
ルエン53.4g及びNMP46.3gを加えて、ポリ
アミド酸を化学的にイミド化した。ポリイミドをメタノ
ールで沈殿させ、窒素でパージしながら60℃の真空炉
で乾燥した。ポリイミド沈殿物のIVは1.71dl/
gであった。
A/DMDE ポリアミド酸を生成すべく48.07gの6FDA、
7.930gのBPDA、14.48gのBTDA、2
9.55gのDMDE及び416gのNMPをよく混合
して室温でポリアミド溶液を調製した。該ポリアミド酸
溶液に、無水酢酸58.7g、ピリジン25.2g、ト
ルエン53.4g及びNMP46.3gを加えて、ポリ
アミド酸を化学的にイミド化した。ポリイミドをメタノ
ールで沈殿させ、窒素でパージしながら60℃の真空炉
で乾燥した。ポリイミド沈殿物のIVは1.71dl/
gであった。
【0108】ポリイミド溶液をGBL中9%固形分で調
製し、スピンコーティングによってシリコンウェーハ上
に流延し、最高温度300℃までの熱処理によりイミド
化して、厚さ3.4ミクロンのコーティングを形成し
た。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は表
1に示す。
製し、スピンコーティングによってシリコンウェーハ上
に流延し、最高温度300℃までの熱処理によりイミド
化して、厚さ3.4ミクロンのコーティングを形成し
た。実施例1と同じ方法で屈折率を測定した。結果は表
1に示す。
【0109】
【表1】 表1 633nmにおける屈折率測定値 実施例 TEモード TMモード 複屈折 Tg(℃) 1 1.613 1.604 0.009 282 2 1.635 1.625 0.010 285 3 1.657 1.640 0.017 273 4 1.685 1.659 0.026 279 5 1.741 1.673 0.068 観察されず 6 1.614 1.603 0.011 307 7 1.626 1.614 0.012 290 9 1.575 1.568 0.007 262 10 1.586 1.577 0.009 270 11 1.542 1.537 0.006 235 12 1.533 1.528 0.005 313 13 1.550 1.543 0.007 321 14 1.567 1.559 0.008 327 15 1.589 1.581 0.008 337 16 1.613 1.604 0.009 349 17 1.541 1.533 0.008 341 18 1.558 1.549 0.009 338 19 1.578 1.566 0.012 347 20 1.602 1.581 0.022 334 21 1.642 1.590 0.052 観察されず 22 1.574 1.545 0.029 観察されず 23 1.567 1.526 0.041 観察されず
【0110】BAFF含有ポリマーを用いるスラブ導波
路の製造 実施例24 実施例16のポリマーをスピンコーティングによってシ
リコンウェーハ基板上にコーティングし、350℃に加
熱して厚さ5ミクロンのコアを形成した。次いで、実施
例15のポリマーをスピンコーティングし且つ350℃
に加熱することによりクラッド用ポリマー層を適用し
て、コア上に厚さ10ミクロンのクラッド層を形成し
た。これは、BPDA/BAAFからなるコアと0.7
5BPDA/0.25−6FDA/BAAFからなる上
方クラッドとを含む、シリコン上二層型スラブ導波路の
製造方法である。
路の製造 実施例24 実施例16のポリマーをスピンコーティングによってシ
リコンウェーハ基板上にコーティングし、350℃に加
熱して厚さ5ミクロンのコアを形成した。次いで、実施
例15のポリマーをスピンコーティングし且つ350℃
に加熱することによりクラッド用ポリマー層を適用し
て、コア上に厚さ10ミクロンのクラッド層を形成し
た。これは、BPDA/BAAFからなるコアと0.7
5BPDA/0.25−6FDA/BAAFからなる上
方クラッドとを含む、シリコン上二層型スラブ導波路の
製造方法である。
【0111】実施例25 実施例15のポリマーをスピンコーティングによってシ
リコンウェーハ基板上にコーティングし、350℃に加
熱して、厚さ10ミクロンのクラッドを形成した。次い
で、実施例16のポリマーをスピンコーティングし且つ
350℃に加熱することによりコア用ポリマー層を適用
して、前記クラッド上に厚さ5ミクロンのコア層を形成
した。その後、実施例15のポリマーをスピンコーティ
ングし且つ350℃に加熱することにより上方クラッド
用ポリマー層を適用して、厚さ10ミクロンのクラッド
層を前記コア上に形成した。これは、BPDA/BAA
Fからなるコアと、0.75BPDA/0.25−6F
DA/BAAFからなる上方及び下方クラッド層とを含
む、シリコン上三層型スラブ導波路の製造方法である。
リコンウェーハ基板上にコーティングし、350℃に加
熱して、厚さ10ミクロンのクラッドを形成した。次い
で、実施例16のポリマーをスピンコーティングし且つ
350℃に加熱することによりコア用ポリマー層を適用
して、前記クラッド上に厚さ5ミクロンのコア層を形成
した。その後、実施例15のポリマーをスピンコーティ
ングし且つ350℃に加熱することにより上方クラッド
用ポリマー層を適用して、厚さ10ミクロンのクラッド
層を前記コア上に形成した。これは、BPDA/BAA
Fからなるコアと、0.75BPDA/0.25−6F
DA/BAAFからなる上方及び下方クラッド層とを含
む、シリコン上三層型スラブ導波路の製造方法である。
【0112】以上、特定実施例を詳述して本発明を説明
してきたが、これらの実施例は本発明を明らかにするた
めのものにすぎず、本発明の範囲は必ずしもこれらの実
施例に限定されない。当業者には明らかなように、特許
請求の範囲の精神及び範囲に包含される種々の変形例は
本明細書の開示から容易に想到されよう。
してきたが、これらの実施例は本発明を明らかにするた
めのものにすぎず、本発明の範囲は必ずしもこれらの実
施例に限定されない。当業者には明らかなように、特許
請求の範囲の精神及び範囲に包含される種々の変形例は
本明細書の開示から容易に想到されよう。
Claims (26)
- 【請求項1】 (a)式(I)の反復単位を有するポリ
イミドを含む光伝送用コア: 【化1】 [式中、Rは約0〜約100モル%の 【化2】 および約100〜約0モル%の 【化3】 を含む](b)式(II)の反復単位を有するポリイミ
ドを含むクラッド: 【化4】 [式中、R2は約0〜約100モル%の 【化5】 および約100〜約0モル%の 【化6】 を含む]を含み、これらの式中のR1およびR3は独立し
て二価の炭化水素基から選ばれ;コアの屈折率はクラッ
ドの屈折率より大きく、かつコアの複屈折とクラッドの
複屈折の差はコアのTM屈折率とクラッドのTM屈折率
の差より小さく、ただしコアポリイミド(I)とクラッ
ドポリイミド(II)は異なり;かつコアポリイミド
(I)およびクラッドポリイミド(II)のうち少なく
とも一方は少なくとも約1モル%の3,3′,4,4′
−テトラカルボキシビフェニル二無水物部分を含有する
コポリマーであるプレーナ光学導波管。 - 【請求項2】 (a)式(I)の反復単位を有するポリ
イミドを含む光伝送用コア: 【化7】 [式中、Rは約0〜約100モル%の 【化8】 および約100〜約0モル%の 【化9】 を含む](b)式(II)の反復単位を有するポリイミ
ドを含むクラッド: 【化10】 [式中、R2は約0〜約100モル%の 【化11】 および約100〜約0モル%の 【化12】 を含む]を含み、これらの式中のR1は少なくとも1種
の芳香族ジアミンであり、R3はR1と同じかまたは異な
る少なくとも1種の芳香族ジアミンであり;コアの屈折
率はクラッドの屈折率より大きく、かつコアの複屈折と
クラッドの複屈折の差はコアのTM屈折率とクラッドの
TM屈折率の差より小さく、ただしコアポリイミド
(I)とクラッドポリイミド(II)は異なり;かつコ
アポリイミド(I)およびクラッドポリイミド(II)
のうち少なくとも一方は少なくとも約10モル%の3,
3′,4,4′−テトラカルボキシビフェニル二無水物
部分を含有するコポリマーである、請求項1に記載のプ
レーナ光学導波管。 - 【請求項3】 コアポリイミド(I)およびクラッドポ
リイミド(II)のうち少なくとも一方が、少なくとも
約25モル%の3,3′,4,4′−テトラカルボキシ
ビフェニル二無水物部分を含有するコポリマーである、
請求項2に記載のプレーナ光学導波管。 - 【請求項4】 コアポリイミド(I)およびクラッドポ
リイミド(II)のうち少なくとも一方が、約1〜約7
5モル%の3,3′,4,4′−テトラカルボキシビフ
ェニル二無水物部分を含有するコポリマーである、請求
項1に記載のプレーナ光学導波管。 - 【請求項5】 コアポリイミド(I)およびクラッドポ
リイミド(II)のうち少なくとも一方が、約10〜約
75モル%の3,3′,4,4′−テトラカルボキシビ
フェニル二無水物部分を含有するコポリマーである、請
求項2に記載のプレーナ光学導波管。 - 【請求項6】 コアポリイミド(I)およびクラッドポ
リイミド(II)のうち少なくとも一方が、約25〜約
75モル%の3,3′,4,4′−テトラカルボキシビ
フェニル二無水物部分を含有するコポリマーである、請
求項3に記載のプレーナ光学導波管。 - 【請求項7】 R1およびR3が独立して、4,4′−ビ
ス(p−アミノフェノキシ)ビフェニル;2,2−ビス
(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン;4,
4′−オキシジアニリン;1,3−ビス(4−アミノフ
ェノキシ)ベンゼン;2,2′−ビス[4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン;
4,4′−ビス[4−アミノ−2−(トリフルオロメチ
ル)フェノキシ]ビフェニル;2,2′−ビス[4−
[4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキ
シ]フェニル]ヘキサフルオロプロパン;および2,
2′−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンよりなる
群から選ばれる少なくとも1種のジアミンである、請求
項1に記載のプレーナ光学導波管。 - 【請求項8】 R1およびR3が独立して、4,4′−ビ
ス(p−アミノフェノキシ)ビフェニル;2,2−ビス
(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン;4,
4′−オキシジアニリン;1,3−ビス(4−アミノフ
ェノキシ)ベンゼン;2,2′−ビス[4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン;
4,4′−ビス[4−アミノ−2−(トリフルオロメチ
ル)フェノキシ]ビフェニル;2,2′−ビス[4−
[4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキ
シ]フェニル]ヘキサフルオロプロパン;および2,
2′−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンよりなる
群から選ばれる少なくとも1種のジアミンである、請求
項2に記載のプレーナ光学導波管。 - 【請求項9】 R1およびR3が独立して、4,4′−ビ
ス(p−アミノフェノキシ)ビフェニル;2,2−ビス
(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン;4,
4′−オキシジアニリン;1,3−ビス(4−アミノフ
ェノキシ)ベンゼン;2,2′−ビス[4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン;
4,4′−ビス[4−アミノ−2−(トリフルオロメチ
ル)フェノキシ]ビフェニル;2,2′−ビス[4−
[4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノキ
シ]フェニル]ヘキサフルオロプロパン;および2,
2′−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンよりなる
群から選ばれる少なくとも1種のジアミンである、請求
項3に記載のプレーナ光学導波管。 - 【請求項10】 R1およびR3が独立して、2,2−ビ
ス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン;
2,2′−ビス[4−[4−アミノ−2−(トリフルオ
ロメチル)フェノキシ]フェニル]ヘキサフルオロプロ
パン;2,2′−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)
フェニル]ヘキサフルオロプロパン;および4,4′−
ビス[4−アミノ−2−(トリフルオロメチル)フェノ
キシ]ビフェニルよりなる群から選ばれる少なくとも1
種のジアミンである、請求項2に記載のプレーナ光学導
波管。 - 【請求項11】 R1およびR3が独立して、4,4′−
ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェニル;4,4′−
オキシジアニリン;1,3−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン;および2,2′−ビス(トリフルオロメ
チル)ベンジジンよりなる群から選ばれる少なくとも1
種のジアミンである、請求項3に記載のプレーナ光学導
波管。 - 【請求項12】 R1およびR3が2,2−ビス(4−ア
ミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンである、請求項
10に記載のプレーナ光学導波管。 - 【請求項13】 R1およびR3が独立して、4,4′−
ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェニル;および4,
4′−オキシジアニリンよりなる群から選ばれる少なく
とも1種のジアミンである、請求項11に記載のプレー
ナ光学導波管。 - 【請求項14】 RおよびR2がそれぞれ独立して、所
望によりさらに最高約25モル%の3,3′,4,4′
−テトラカルボキシベンゾフェノン部分を含有してもよ
い、請求項1に記載のプレーナ光学導波管。 - 【請求項15】 コアポリイミド(I)およびクラッド
ポリイミド(II)がそれぞれ独立して、所望によりさ
らにドーパントを含有してもよい、請求項1に記載のプ
レーナ光学導波管。 - 【請求項16】 6FDA、BPDA、ならびにAPB
P、BAAFおよびODAよりなる群から選ばれる少な
くとも1種のジアミンの縮合物を含むポリイミドを含む
光学導波管用ポリイミドクラッド。 - 【請求項17】 ポリイミドが6FDA約75モル%、
BPDA約25モル%、ならびにAPBPおよびODA
よりなる群から選ばれる少なくとも1種のジアミン約1
00モル%の縮合物を含む、請求項16に記載のクラッ
ド。 - 【請求項18】 ポリイミドが6FDA約50モル%、
BPDA約50モル%、ならびにAPBPおよびODA
よりなる群から選ばれる少なくとも1種のジアミン約1
00モル%の縮合物を含む、請求項16に記載のクラッ
ド。 - 【請求項19】 ポリイミドが6FDA約25モル%、
BPDA約75モル%、ならびにAPBPおよびODA
よりなる群から選ばれる少なくとも1種のジアミン約1
00モル%の縮合物を含む、請求項16に記載のクラッ
ド。 - 【請求項20】 6FDA約100〜0モル%、BPD
A約0〜100モル%、およびBAAF約100モル%
の縮合物を含むポリイミドを含む光学導波管用ポリイミ
ドクラッド。 - 【請求項21】 ポリイミドが6FDA約75モル%、
BPDA約25モル%、およびBAAF約100モル%
の縮合物を含む、請求項20に記載のクラッド。 - 【請求項22】 ポリイミドが6FDA約50モル%、
BPDA約50モル%、およびBAAF約100モル%
の縮合物を含む、請求項20に記載のクラッド。 - 【請求項23】 ポリイミドが6FDA約25モル%、
BPDA約75モル%、およびBAAF約100モル%
の縮合物を含む、請求項20に記載のクラッド。 - 【請求項24】 (a)6FDAおよびBPDAのうち
少なくとも1種と少なくとも1種の芳香族ジアミンとの
縮合物であるポリイミドを含むポリイミドコア、ならび
に(b)6FDAおよびBPDAのうち少なくとも1種
と少なくとも1種の芳香族ジアミンとの縮合物であるポ
リイミドを含むポリイミドクラッドを有し;コアポリイ
ミドとクラッドポリイミドが異なり、コアポリイミドお
よびクラッドポリイミドのうち少なくとも一方が少なく
とも約1モル%のBPDAを含有する光学導波管におけ
る屈折率および複屈折を制御する方法であって、コアポ
リイミドもしくはクラッドポリイミド、またはコアポリ
イミドおよびクラッドポリイミドの両方における6FD
Aを、コアの屈折率がクラッドの屈折率より大きく、か
つコアの複屈折とクラッドの複屈折の差がコアのTM屈
折率とクラッドのTM屈折率の差より小さくなるような
コアおよびクラッドそれぞれの屈折率および複屈折の変
化をもたらすのに有効な量のBPDAで置換することを
含む方法。 - 【請求項25】 コアポリイミド中の芳香族ジアミンお
よびクラッドポリイミド中の芳香族ジアミンが独立し
て、APBP、BAAF、ODA、1,3,4−AP
B、BDAF、FAPB、ビス−AF−OFAおよびT
FMBよりなる群から選ばれる少なくとも1種のジアミ
ンである、請求項24に記載の方法。 - 【請求項26】 コアポリイミド中の芳香族ジアミンお
よびクラッドポリイミド中の芳香族ジアミンが独立し
て、APBP、BAAF、およびODAよりなる群から
選ばれる少なくとも1種のジアミンである、請求項24
に記載の方法。
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