JP2000292635A - フッ素化ポリイミド樹脂およびそれらを用いた光導波路 - Google Patents
フッ素化ポリイミド樹脂およびそれらを用いた光導波路Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 可視光および近赤外線領域において、耐熱
性、透明性に優れ、吸湿率および複屈折率の小さいフッ
素化ポリイミド樹脂を提供する。さらにこれらのフッ素
化ポリイミド樹脂を用いることにより、ICの製造工程
で300℃の高温に耐え、光損失および複屈折率が小さ
く、耐久性に優れ、製造コストが安価で、軽量である光
通信に用いることができる近赤外波長領域での透明度の
高い光導波路を提供する。 【解決手段】 式 で表されるナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボ
ン酸無水物と、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリ
デンジフタル酸無水物の混合物を式 で表される2,2’−ビス(4−アミニフェニル)ヘキ
サフルオロプロパンまたは、2,2’−ビス(トリフル
オロメチル)ベンチジンまたは、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
ロパンと共重合してえられるフッ素化ポリイミド樹脂が
用いられる。
性、透明性に優れ、吸湿率および複屈折率の小さいフッ
素化ポリイミド樹脂を提供する。さらにこれらのフッ素
化ポリイミド樹脂を用いることにより、ICの製造工程
で300℃の高温に耐え、光損失および複屈折率が小さ
く、耐久性に優れ、製造コストが安価で、軽量である光
通信に用いることができる近赤外波長領域での透明度の
高い光導波路を提供する。 【解決手段】 式 で表されるナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボ
ン酸無水物と、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリ
デンジフタル酸無水物の混合物を式 で表される2,2’−ビス(4−アミニフェニル)ヘキ
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オロメチル)ベンチジンまたは、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
ロパンと共重合してえられるフッ素化ポリイミド樹脂が
用いられる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フッ素化ナフタレ
ンテトラカルボン酸無水物と4,4‘−ヘキサフルオロ
イソピリデンジフタル酸無水物の混合物を、2,2’−
ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンま
たは、2,2‘−ビス(トリフルオロメチル)ベンチジ
ンまたは、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と共重合してえ
られるフッ素化ポリイミド樹脂、ならびにそれらを用い
た光通信用の光導波路に関する。
ンテトラカルボン酸無水物と4,4‘−ヘキサフルオロ
イソピリデンジフタル酸無水物の混合物を、2,2’−
ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンま
たは、2,2‘−ビス(トリフルオロメチル)ベンチジ
ンまたは、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と共重合してえ
られるフッ素化ポリイミド樹脂、ならびにそれらを用い
た光通信用の光導波路に関する。
【0002】
【従来の技術】光信号によって非常に大容量の情報を伝
送できる光通信が、従来の電気信号に替わって急速に利
用されるようになった。従来のIC製造工程およびデバ
イスの信頼性を保証するうえで、耐熱性に優れた材料が
望まれている。中でもポリイミド樹脂は耐熱性に優れて
いるので、電子材料にしばしば使用されている。St.
Clair等はC(CF3)2基、SO2基を含有する
フッ素化ポリイミド樹脂は、従来のポリイミド樹脂と比
較して光学的透明性に優れている事を報告している。
〔Polym.Mater.Sci.Eng.51,6
2(1984)〕。Beuhler等は光架橋性基を有
するフッ素化ポリイミド樹脂を用いた低損失の光導波路
の製造に成功している。〔SPIE,1849,92
(1993)〕しかし、これらの光導波路は光学的透明
性にまだ問題があるので、長距離光通信に利用される近
赤外波長領域(1.3〜1.5μm)において透明度の
高いフッ素化ポリイミド樹脂が望まれている。Jour
nal of PhotopolymerScienc
e and Technology Vol.10,N
o.1,P.31(1997)には、耐熱性、透明性に
優れ、光学損失の小さいフッ素化ポリイミド樹脂が報告
されているが、複屈折率のより小さいフッ素化ポリイミ
ド樹脂が要望されている。
送できる光通信が、従来の電気信号に替わって急速に利
用されるようになった。従来のIC製造工程およびデバ
イスの信頼性を保証するうえで、耐熱性に優れた材料が
望まれている。中でもポリイミド樹脂は耐熱性に優れて
いるので、電子材料にしばしば使用されている。St.
Clair等はC(CF3)2基、SO2基を含有する
フッ素化ポリイミド樹脂は、従来のポリイミド樹脂と比
較して光学的透明性に優れている事を報告している。
〔Polym.Mater.Sci.Eng.51,6
2(1984)〕。Beuhler等は光架橋性基を有
するフッ素化ポリイミド樹脂を用いた低損失の光導波路
の製造に成功している。〔SPIE,1849,92
(1993)〕しかし、これらの光導波路は光学的透明
性にまだ問題があるので、長距離光通信に利用される近
赤外波長領域(1.3〜1.5μm)において透明度の
高いフッ素化ポリイミド樹脂が望まれている。Jour
nal of PhotopolymerScienc
e and Technology Vol.10,N
o.1,P.31(1997)には、耐熱性、透明性に
優れ、光学損失の小さいフッ素化ポリイミド樹脂が報告
されているが、複屈折率のより小さいフッ素化ポリイミ
ド樹脂が要望されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明のひとつの目的
は、可視光および近赤外線領域において、耐熱性、透明
性に優れ、吸湿率が小さく、複屈折率の小さいフッ素化
ポリイミド樹脂を提供することである。
は、可視光および近赤外線領域において、耐熱性、透明
性に優れ、吸湿率が小さく、複屈折率の小さいフッ素化
ポリイミド樹脂を提供することである。
【0004】本発明の更なる目的は、そのようなフッ素
化ポリイミド樹脂を用いることにより、ICの製造工程
で300゜Cの高温に耐え、光損失および複屈折率が小
さく、耐久性に優れ、製造コストが安価で、軽量であ
り、光通信に利用される近赤外波長領域での透明度の高
い光導波路を提供することである。
化ポリイミド樹脂を用いることにより、ICの製造工程
で300゜Cの高温に耐え、光損失および複屈折率が小
さく、耐久性に優れ、製造コストが安価で、軽量であ
り、光通信に利用される近赤外波長領域での透明度の高
い光導波路を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、フッ素化ナ
フタレンテトラカルボン酸無水物と4,4’−ヘキサフ
ルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物の混合物をフ
ッ素化芳香族ジアミン化合物と共重合することにより、
耐熱性、透明性に優れ、吸湿率および複屈折率の小さい
フッ素化ポリイミド樹脂を見出し、これらのフッ素化ポ
リイミド樹脂を用いることにより、ICの製造工程で3
00゜Cの高温に耐え、光損失および複屈折率が小さ
く、耐久性に優れ、製造コストが安価で、軽量であり、
光通信に利用される近赤外波長領域での透明度の高い光
導波路を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち
本発明によるフッ素化ナフタレンテトラカルボン酸無水
物は、式
フタレンテトラカルボン酸無水物と4,4’−ヘキサフ
ルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物の混合物をフ
ッ素化芳香族ジアミン化合物と共重合することにより、
耐熱性、透明性に優れ、吸湿率および複屈折率の小さい
フッ素化ポリイミド樹脂を見出し、これらのフッ素化ポ
リイミド樹脂を用いることにより、ICの製造工程で3
00゜Cの高温に耐え、光損失および複屈折率が小さ
く、耐久性に優れ、製造コストが安価で、軽量であり、
光通信に利用される近赤外波長領域での透明度の高い光
導波路を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち
本発明によるフッ素化ナフタレンテトラカルボン酸無水
物は、式
【0006】
【化3】 (式中、R1〜R4はH、CF3、C2F5、C3F7
またはC4F9からなる群より選択され、パーフルオロ
アルキル基の数は1〜4)で表されるナフタレン−1,
4,5,8−テトラカルボン酸無水物からなる。
またはC4F9からなる群より選択され、パーフルオロ
アルキル基の数は1〜4)で表されるナフタレン−1,
4,5,8−テトラカルボン酸無水物からなる。
【0007】また、本発明によるフッ素化芳香族ジアミ
ン化合物は、式
ン化合物は、式
【化4】 (式中、R5〜R12はH、CF3、C2F5、C3F
7またはC4F9からなる群より選択される)で表され
る2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン化合物または、2,2’−ビス(トリフルオ
ロメチル)ベンチジン、または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
ンが好ましい。
7またはC4F9からなる群より選択される)で表され
る2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン化合物または、2,2’−ビス(トリフルオ
ロメチル)ベンチジン、または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
ンが好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明によるフッ素化ポリイミド
樹脂は、可視光および近赤外線領域において、耐熱性、
透明性に優れ、吸湿率および複屈折率の小さい樹脂であ
る。このようなフッ素化ポリイミド樹脂を用いることに
より、ICの製造工程で300゜Cの高温に耐え、光損
失および複屈折率が小さく、耐久性に優れ、製造コスト
が安価で、軽量であり、光通信に利用される近赤外波長
領域での透明度の高い光導波路を得ることができる。
樹脂は、可視光および近赤外線領域において、耐熱性、
透明性に優れ、吸湿率および複屈折率の小さい樹脂であ
る。このようなフッ素化ポリイミド樹脂を用いることに
より、ICの製造工程で300゜Cの高温に耐え、光損
失および複屈折率が小さく、耐久性に優れ、製造コスト
が安価で、軽量であり、光通信に利用される近赤外波長
領域での透明度の高い光導波路を得ることができる。
【0009】本発明によるフッ素化ポリイミド樹脂とし
ては、例えば などが挙げられるが、2,6−トリフルオロメチル−ナ
フタレン−1,4,5,8−テトラカルボキシリックジ
アンハイドライドと4,4’−ヘキサフルオロイソプロ
ピリデンジフタル酸無水物の混合物と2,2’−ビス
(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンを共重
合してえられるフッ素化ポリイミド樹脂が特に好まし
い。以下に本発明を実施例によりより具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例によって限定されるもので
はない。
ては、例えば などが挙げられるが、2,6−トリフルオロメチル−ナ
フタレン−1,4,5,8−テトラカルボキシリックジ
アンハイドライドと4,4’−ヘキサフルオロイソプロ
ピリデンジフタル酸無水物の混合物と2,2’−ビス
(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンを共重
合してえられるフッ素化ポリイミド樹脂が特に好まし
い。以下に本発明を実施例によりより具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例によって限定されるもので
はない。
【0010】
【実施例】実施例1 乾燥窒素雰囲気中で、2,6−トリフルオロメチル−ナ
フタレン−1,4,5,8−テトラカルボキシリックジ
アンハイドライド12.12g(30mモル)、4,
4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水
物(東京化成製)13.32g(30mモル)をジメチ
ルアセトアミド400gに溶解させ、激しく攪拌しなが
ら20.06g(60mモル)の2,2’−ビス(4−
アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン(セントラル
硝子社製BIS−A−AF)を滴下し、48時間室温で
攪拌すると高粘度の溶液が得られる。このポリアミック
酸溶液を、清浄なシリコンウエハー基板上にスピン塗布
し、乾燥窒素雰囲気中で、70℃で2時間、160℃で
1時間、250℃で30分その後350℃で1時間加熱
することにより、膜厚10μmのポリイミドフィルムを
得た。赤外吸収スペクトルによれば、1740cm−1
および1790cm−1にイミド基の吸収が見られた。
ポリイミドフィルムのガラス転移温度、吸水率、熱膨張
係数および光損失の測定結果を表1に示す。また屈折率
nTE(面方向屈折率)、nTM(厚さ方向屈折率)を
図1に示す。 光導波路の製造:シリコンウエハー上に下部クラッドを
形成した後、耐ドライエッチ性のシリコーン含有フォト
レジスト(日立化成社製RU−1600P)を塗布し、
UV露光と現像によってコア層のパターンを形成した。
このパターンに沿ってドライエッチによって下部クラッ
ド層にコア層を埋め込み穴を形成した。続いてコア層ポ
リイミドを埋め込んだ後コア層を平坦化し、最後に上部
クラッド層を塗布して光導波路を作製した。光導波路の
断面図を図2に示す。干渉マイクログラフを用いて、コ
ア層とクラッド層の屈折率の差を測定したところ、約
0.4%であった。 光損失:光導波路フィルムの分極による接続損失を含め
た光損失の波長との関係を図3に示す。この光導波路は
通信波長(1.3μm)において光損失が0.3dB/
cm以下であった。 耐湿性:85℃の90%RH中に400時間以上暴露し
ても光損失の変化は見られなかった。 複屈折率:セナルモント法により、光導波路の複屈折率
を測定したところ、4×10−5と非常に小さかった。
フタレン−1,4,5,8−テトラカルボキシリックジ
アンハイドライド12.12g(30mモル)、4,
4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水
物(東京化成製)13.32g(30mモル)をジメチ
ルアセトアミド400gに溶解させ、激しく攪拌しなが
ら20.06g(60mモル)の2,2’−ビス(4−
アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン(セントラル
硝子社製BIS−A−AF)を滴下し、48時間室温で
攪拌すると高粘度の溶液が得られる。このポリアミック
酸溶液を、清浄なシリコンウエハー基板上にスピン塗布
し、乾燥窒素雰囲気中で、70℃で2時間、160℃で
1時間、250℃で30分その後350℃で1時間加熱
することにより、膜厚10μmのポリイミドフィルムを
得た。赤外吸収スペクトルによれば、1740cm−1
および1790cm−1にイミド基の吸収が見られた。
ポリイミドフィルムのガラス転移温度、吸水率、熱膨張
係数および光損失の測定結果を表1に示す。また屈折率
nTE(面方向屈折率)、nTM(厚さ方向屈折率)を
図1に示す。 光導波路の製造:シリコンウエハー上に下部クラッドを
形成した後、耐ドライエッチ性のシリコーン含有フォト
レジスト(日立化成社製RU−1600P)を塗布し、
UV露光と現像によってコア層のパターンを形成した。
このパターンに沿ってドライエッチによって下部クラッ
ド層にコア層を埋め込み穴を形成した。続いてコア層ポ
リイミドを埋め込んだ後コア層を平坦化し、最後に上部
クラッド層を塗布して光導波路を作製した。光導波路の
断面図を図2に示す。干渉マイクログラフを用いて、コ
ア層とクラッド層の屈折率の差を測定したところ、約
0.4%であった。 光損失:光導波路フィルムの分極による接続損失を含め
た光損失の波長との関係を図3に示す。この光導波路は
通信波長(1.3μm)において光損失が0.3dB/
cm以下であった。 耐湿性:85℃の90%RH中に400時間以上暴露し
ても光損失の変化は見られなかった。 複屈折率:セナルモント法により、光導波路の複屈折率
を測定したところ、4×10−5と非常に小さかった。
【0011】実施例2 芳香族ジアミンとして、2,2’−ビス(トリフルオロ
メチル)ベンチジンを用いた以外は実施例1と同様な方
法で共重合して、フッ素化ポリイミドフィルムを作製し
た。諸特性を表1に示す。
メチル)ベンチジンを用いた以外は実施例1と同様な方
法で共重合して、フッ素化ポリイミドフィルムを作製し
た。諸特性を表1に示す。
【0012】実施例3 芳香族ジアミンとして、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を
用いた以外は実施例1と同様な方法で共重合して、フッ
素化ポリイミドフィルムを作製した。諸特性を表1に示
す。
ミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパンを
用いた以外は実施例1と同様な方法で共重合して、フッ
素化ポリイミドフィルムを作製した。諸特性を表1に示
す。
【0013】比較例1 ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボキリックジ
アンハイドライドと2,2’−ビス(4−アミノフェニ
ル)スルホンを共重合した以外は実施例1と同様な方法
で、ポリイミドフィルムを作製した。諸特性を表1に示
す。光損失は実施例1と比較して非常に大きかった。
アンハイドライドと2,2’−ビス(4−アミノフェニ
ル)スルホンを共重合した以外は実施例1と同様な方法
で、ポリイミドフィルムを作製した。諸特性を表1に示
す。光損失は実施例1と比較して非常に大きかった。
【0014】比較例2 ベンゼン−1,2,4,5−テトラカルボキリックアン
ハイドライドと4,4’−ジアミノジフェニルエーテル
を共重合した以外は実施例1と同様な方法で、ポリイミ
ドフィルムを作製した。諸特性を表1に示す。光損失は
実施例1と比較して非常に大きかった。
ハイドライドと4,4’−ジアミノジフェニルエーテル
を共重合した以外は実施例1と同様な方法で、ポリイミ
ドフィルムを作製した。諸特性を表1に示す。光損失は
実施例1と比較して非常に大きかった。
【0015】
【発明の効果】上述したとおり、本発明によれば可視光
および近赤外線領域において、耐熱性に優れ、吸湿率が
小さく、透明性に優れ、複屈折率の小さいフッ素化ポリ
イミド樹脂を得ることができる。本発明は、例えば光通
信に利用される近赤外波長領域において透明度が高く、
光損失の小さい光導波路に有用である。
および近赤外線領域において、耐熱性に優れ、吸湿率が
小さく、透明性に優れ、複屈折率の小さいフッ素化ポリ
イミド樹脂を得ることができる。本発明は、例えば光通
信に利用される近赤外波長領域において透明度が高く、
光損失の小さい光導波路に有用である。
Claims (2)
- 【請求項1】 式 【化1】 (式中、R1〜R4はH、CF3、C2F5、C3F7
またはC4F9からなる群より選択され、パーフルオロ
アルキル基の数は1〜4)で表されるナフタレン−1,
4,5,8−テトラカルボン酸無水物と、4,4’−ヘ
キサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物の混合
物を式 【化2】 (式中、R5〜R12はH、CF3、C2F5、C3F
7またはC4F9からなる群より選択される)で表され
る2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン又は、2,2’−ビス(トリフルオロメチ
ル)ベンチジン、または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と
共重合してえられるフッ素化ポリイミド樹脂。 - 【請求項2】 請求項1に記載のフッ素化ポリイミド樹
脂を用いた光通信用の光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13181599A JP2000292635A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | フッ素化ポリイミド樹脂およびそれらを用いた光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13181599A JP2000292635A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | フッ素化ポリイミド樹脂およびそれらを用いた光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292635A true JP2000292635A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=15066760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13181599A Pending JP2000292635A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | フッ素化ポリイミド樹脂およびそれらを用いた光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000292635A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7112647B2 (en) | 2001-12-26 | 2006-09-26 | Showa Denko K.K. | Fluorinated polymer |
| CN100478719C (zh) * | 2003-05-19 | 2009-04-15 | 日东电工株式会社 | 聚合物光导材料 |
| WO2013022011A1 (ja) | 2011-08-09 | 2013-02-14 | 三菱樹脂株式会社 | 透明積層フィルム |
| US20170309844A1 (en) * | 2014-09-30 | 2017-10-26 | Toray Industries, Inc. | Substrate for display, color filter using the same and method for the production thereof, organic el element and method for the production thereof, and flexible organic el display (as amended) |
| US10858482B2 (en) | 2015-02-12 | 2020-12-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Composition of preparing poly(imide-benzoxazole) copolymer, poly(imide-benzoxazole) copolymer, article containing poly(imide-benzoxazole) copolymer, and display device including same |
-
1999
- 1999-04-02 JP JP13181599A patent/JP2000292635A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7112647B2 (en) | 2001-12-26 | 2006-09-26 | Showa Denko K.K. | Fluorinated polymer |
| CN100478719C (zh) * | 2003-05-19 | 2009-04-15 | 日东电工株式会社 | 聚合物光导材料 |
| WO2013022011A1 (ja) | 2011-08-09 | 2013-02-14 | 三菱樹脂株式会社 | 透明積層フィルム |
| US20170309844A1 (en) * | 2014-09-30 | 2017-10-26 | Toray Industries, Inc. | Substrate for display, color filter using the same and method for the production thereof, organic el element and method for the production thereof, and flexible organic el display (as amended) |
| US10431753B2 (en) * | 2014-09-30 | 2019-10-01 | Toray Industries, Inc. | Substrate for display, color filter using the same and method for the production thereof, organic EL element and method for the production thereof, and flexible organic EL display |
| US10858482B2 (en) | 2015-02-12 | 2020-12-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Composition of preparing poly(imide-benzoxazole) copolymer, poly(imide-benzoxazole) copolymer, article containing poly(imide-benzoxazole) copolymer, and display device including same |
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