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JP2008169393A - Polyimide for optical part - Google Patents

Polyimide for optical part Download PDF

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JP2008169393A
JP2008169393A JP2008014433A JP2008014433A JP2008169393A JP 2008169393 A JP2008169393 A JP 2008169393A JP 2008014433 A JP2008014433 A JP 2008014433A JP 2008014433 A JP2008014433 A JP 2008014433A JP 2008169393 A JP2008169393 A JP 2008169393A
Authority
JP
Japan
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bis
polyimide
optical
dianhydride
purity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008014433A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Yamagishi
智明 山岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2008014433A priority Critical patent/JP2008169393A/en
Publication of JP2008169393A publication Critical patent/JP2008169393A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyimide for optical parts that are used as optical parts such as optical wave guides optical filters, and light transmission films, having characteristic values, particularly a constant optical transmission loss. <P>SOLUTION: A tetracarboxylic dianhydride having a purity of ≥95 mol% and a diamine having a purity of ≥95 mol%, at least one of which is a fluorine-containing compound, are reacted to manufacture the polyimide for optical parts excluding wholly fluorinated polyimides. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光導波路、光フィルタや光透過膜などの光部品に用いられるポリイミドの製造法に関する。   The present invention relates to a method for producing polyimide used for optical parts such as an optical waveguide, an optical filter, and a light transmission film.

ポリイミドは、有機材料の中でも優れた耐熱性を有し、かつ種々の有機溶剤に対する耐性があるなどの特長を持つために、高温の製造プロセスを必要とする半導体装置や回路形成用基板などに用いられている。また、この特長を利用して耐熱性の要求される光部品に用いられている。ポリイミドを光部品に用いるためには、光学特性を向上させることが必要であり、その方法としては、特許文献1に示されているようにフッ素原子を含むポリイミドを用いる方法などが知られている。
光部品に用いられるポリイミドは、一般にポリイミドの前駆体溶液であるポリアミド酸溶液あるいはポリアミド酸溶液からイミド化を行なったポリイミドを有機溶剤に溶解したポリイミド溶液を、スピン塗布やキャスティングなどの塗布を行ない、これを熱硬化することにより形成される。
ポリイミド前駆体溶液であるポリアミド酸溶液は、一般に原料として酸二無水物モノマとジアミンモノマを有機溶剤中で反応・高分子化させる合成工程により得られる。
Polyimide has excellent heat resistance among organic materials and has the characteristics of being resistant to various organic solvents, so it is used for semiconductor devices and circuit forming substrates that require high-temperature manufacturing processes. It has been. In addition, this feature is used for optical parts that require heat resistance. In order to use polyimide for an optical component, it is necessary to improve optical characteristics, and as such a method, a method using a polyimide containing a fluorine atom as shown in Patent Document 1 is known. .
Polyimide used for optical components is generally a polyimide precursor solution that is a polyimide precursor solution or a polyimide solution in which a polyimide that has been imidized from a polyamic acid solution is dissolved in an organic solvent, such as spin coating or casting, It is formed by thermosetting this.
The polyamic acid solution, which is a polyimide precursor solution, is generally obtained by a synthesis process in which an acid dianhydride monomer and a diamine monomer are reacted and polymerized in an organic solvent as raw materials.

このような方法で形成されるポリイミドは、ポリイミド前駆体溶液の状態や膜の硬化条件などにより特性が影響を受ける。種々の特性のうちでも光部品用で重要な光学的特性は特に変化が大きく、ポリイミド前駆体溶液中のポリマ分子量の制御により複屈折を制御したり、溶媒に用いる有機溶剤の種類を換えることで屈折率や光伝送損失を変えることなどが可能であり、また膜の硬化温度、時間や雰囲気あるいは硬化装置などによっても屈折率や光伝送損失をある程度制御することが可能である。
しかしながら、ポリイミド前駆体溶液は、その合成毎に特性値、特に光伝送損失の値が一定にならず、時に大きな値を示すという問題があった。
特開平3−72528号公報
The characteristics of the polyimide formed by such a method are affected by the state of the polyimide precursor solution and the curing conditions of the film. Among the various properties, the optical properties important for optical components vary particularly greatly. By controlling the molecular weight of the polymer in the polyimide precursor solution, birefringence can be controlled, or the type of organic solvent used in the solvent can be changed. The refractive index and the optical transmission loss can be changed, and the refractive index and the optical transmission loss can be controlled to some extent by the curing temperature, time, atmosphere and curing device of the film.
However, the polyimide precursor solution has a problem that the characteristic value, in particular, the value of optical transmission loss is not constant every time it is synthesized, and sometimes shows a large value.
JP-A-3-72528

請求項1記載の発明は、特性値、特に光伝送損失の値が一定の光部品用ポリイミドを、安定して歩留まりよく製造することを可能とする光部品用ポリイミドの製造法を提供するものである。   The invention according to claim 1 provides a method for producing a polyimide for optical parts, which makes it possible to stably produce a polyimide for optical parts having a constant characteristic value, in particular, a value of optical transmission loss, stably with a high yield. is there.

本発明は、純度95モル%以上のテトラカルボン酸二無水物と純度95モル%以上のジアミンを反応させることを特徴とする光部品用ポリイミドの製造法に関する。   The present invention relates to a method for producing a polyimide for optical parts, characterized by reacting a tetracarboxylic dianhydride having a purity of 95 mol% or more with a diamine having a purity of 95 mol% or more.

請求項1記載の光部品用ポリイミドの製造法は、特性値、特に光伝送損失の値が一定の光部品用ポリイミドを、安定して歩留まりよく製造することを可能とするものである。   The method for producing a polyimide for optical parts according to claim 1 makes it possible to stably produce a polyimide for optical parts having a constant characteristic value, in particular, a value of optical transmission loss, with a high yield.

本発明の光部品用ポリイミドは、ポリイミド前駆体を常法によりイミド閉環することにより得ることができる。ポリイミド前駆体は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド等の極性有機溶剤を溶媒として、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより合成される。
このときのジアミンとテトラカルボン酸二無水物の使用割合は、ジアミン1モルに対して、テトラカルボン酸二無水物を0.95〜1.05モルとすることが高分子量化の点から好ましく、1モルとすることがより好ましい。
このときの反応温度は、通常0〜50℃とされ、反応時間は通常0.5〜50時間の範囲とされる。また、合成されたポリイミド前駆体の溶液は、穴径0.2〜20μmのフィルタで、圧力0.1〜10気圧で加圧濾過し、合成中に混入した異物を除去できる。
The polyimide for optical components of the present invention can be obtained by imide ring closure of a polyimide precursor by a conventional method. The polyimide precursor is synthesized by reacting a diamine with tetracarboxylic dianhydride using a polar organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, γ-butyrolactone, and dimethyl sulfoxide as a solvent. The
The proportion of diamine and tetracarboxylic dianhydride used at this time is preferably 0.95 to 1.05 mol of tetracarboxylic dianhydride with respect to 1 mol of diamine, from the viewpoint of increasing the molecular weight, More preferably, it is 1 mol.
The reaction temperature at this time is usually 0 to 50 ° C., and the reaction time is usually in the range of 0.5 to 50 hours. The synthesized polyimide precursor solution can be filtered under pressure at a pressure of 0.1 to 10 atm with a filter having a hole diameter of 0.2 to 20 μm to remove foreign matters mixed during the synthesis.

溶媒として用いる有機溶剤は、不純物の混入を防ぐことおよび水等の不純物による反応抑制を抑えるために純度96モル%以上のものが好ましく、99モル%以上のものを用いることがより好ましい。
このようにして、合成されたポリイミド前駆体の重量平均分子量(GPC測定、標準ポリスチレン換算)は、強度、取り扱い性の点から、10,000〜1000,000であることが好ましく、100,000〜400,000であることがより好ましい。
The organic solvent used as the solvent preferably has a purity of 96 mol% or more, more preferably 99 mol% or more, in order to prevent contamination by impurities and to suppress reaction suppression due to impurities such as water.
Thus, the weight average molecular weight (GPC measurement, standard polystyrene conversion) of the synthesized polyimide precursor is preferably 10,000 to 1,000,000 from the viewpoint of strength and handleability, and 100,000 to More preferably, it is 400,000.

本発明において、原料として用いるテトラカルボン酸二無水物とジアミンの純度はともに95%重量以上であることが必要であり、98モル%以上であることが好ましく、99モル%以上であることがより好ましい。この純度が95%重量未満であると、特性値、特に光伝送損失の値が一定の光部品用ポリイミドを、安定して歩留まりよく製造することが不可能となる。原料として用いるテトラカルボン酸二無水物とジアミンの純度は、形成されるポリイミドの光伝送損失に影響を与え、純度が低ければポリイミド膜中への不純物の残留および膜形成時の加熱による発色団置換基の形成などにより光伝送損失が増大し、純度が高ければ形成されるポリイミドの純度が上がり理論的な光伝送損失の限界値近くまで低下していく。   In the present invention, the purity of tetracarboxylic dianhydride and diamine used as raw materials must be 95% by weight or more, preferably 98% by mole or more, more preferably 99% by mole or more. preferable. When the purity is less than 95% by weight, it is impossible to stably produce polyimide for optical components having a constant characteristic value, particularly, a value of optical transmission loss. The purity of tetracarboxylic dianhydride and diamine used as raw materials affects the optical transmission loss of the formed polyimide. If the purity is low, impurities remain in the polyimide film and the chromophore is replaced by heating during film formation. The optical transmission loss increases due to the formation of a group, and if the purity is high, the purity of the formed polyimide increases and decreases to near the limit value of the theoretical optical transmission loss.

原料として用いるテトラカルボン酸二無水物とジアミンに含まれる不純物は、ジアミンにあっては、ゴミ、アミノ基の結合位置の異なる異性体、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、プラチナ等の貴金属、モノアミンやニトロ基を有する化合物等が挙げられ、テトラカルボン酸二無水物にあっては、ゴミ、カルボキシル基の結合位置の異なる異性体、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、プラチナ等の貴金属、無水物化されていないテトラカルボン酸やフッ素化されているべきであるのにフッ素化されていないテトラカルボン酸、トリカルボン酸、ジカルボン酸、モノカルボン酸等が挙げられる。
テトラカルボン酸二無水物とジアミンの純度の測定方法としては、示差走査熱量(DSC)測定、マススペクトル、核磁気共鳴(NMR)測定や液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー等が挙げられる。
The impurities contained in tetracarboxylic dianhydride and diamine used as raw materials are trash, isomers having different amino group bonding positions, alkali metals such as lithium, sodium and potassium, noble metals such as platinum, Examples include compounds having monoamines and nitro groups. In tetracarboxylic dianhydrides, dust, isomers having different bonding positions of carboxyl groups, alkali metals such as lithium, sodium and potassium, noble metals such as platinum, Non-anhydride tetracarboxylic acid, tetracarboxylic acid that should be fluorinated but not fluorinated, tricarboxylic acid, dicarboxylic acid, monocarboxylic acid and the like can be mentioned.
Examples of methods for measuring the purity of tetracarboxylic dianhydride and diamine include differential scanning calorimetry (DSC) measurement, mass spectrum, nuclear magnetic resonance (NMR) measurement, liquid chromatography, and gas chromatography.

また、テトラカルボン酸二無水物の純度を上げる方法としては、無水酢酸等の有機溶剤を用いた再結晶等があり、ジアミンの純度を上げる方法としては、n−ブタノール、エチルアルコール等の有機溶剤を用いた再結晶、減圧蒸留等がある。
本発明で使用するテトラカルボン酸二無水物とジアミンの種類には特に制約はないが、透明性を向上させる点から、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの少なくとも一方には、フッ素を含む化合物を用いることが好ましい。
Further, as a method for increasing the purity of tetracarboxylic dianhydride, there are recrystallization using an organic solvent such as acetic anhydride, and as a method for increasing the purity of diamine, an organic solvent such as n-butanol and ethyl alcohol is used. There are recrystallization using, vacuum distillation and the like.
Although there is no restriction | limiting in particular in the kind of tetracarboxylic dianhydride and diamine used by this invention, From the point which improves transparency, the compound containing a fluorine is used for at least one of tetracarboxylic dianhydride and diamine. It is preferable to use it.

フッ素を含むテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水物、ジ(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水物、ジ(ヘプタフルオロプロピル)ピロメリット酸二無水物、ペンタフルオロエチルピロメリット酸二無水物、ビス{3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェノキシ}ピロメリット酸二無水物、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、5,5′−ビス(トリフルオロメチル)−3,3′,4,4′−テトラカルボキシビフェニル二無水物、2,2′−5,5′−テトラキス(トリフルオロメチル)−3,3′,4,4′−テトラカルボキシビフェニル二無水物、5,5′−ビス(トリフルオロメチル)−3,3′,4,4′−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、5,5′−ビス(トリフルオロメチル)−3,3′,4,4′−テトラカルボキシベンゾフェノン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ベンゼン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、2,2−ビス{(4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ビフェニル二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ジフェニルエーテル二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル二無水物等が挙げられる。   Examples of the tetracarboxylic dianhydride containing fluorine include (trifluoromethyl) pyromellitic dianhydride, di (trifluoromethyl) pyromellitic dianhydride, di (heptafluoropropyl) pyromellitic dianhydride , Pentafluoroethylpyromellitic dianhydride, bis {3,5-di (trifluoromethyl) phenoxy} pyromellitic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane Dianhydride, 5,5'-bis (trifluoromethyl) -3,3 ', 4,4'-tetracarboxybiphenyl dianhydride, 2,2'-5,5'-tetrakis (trifluoromethyl)- 3,3 ', 4,4'-tetracarboxybiphenyl dianhydride, 5,5'-bis (trifluoromethyl) -3,3', 4,4'-tetracar Xydiphenyl ether dianhydride, 5,5'-bis (trifluoromethyl) -3,3 ', 4,4'-tetracarboxybenzophenone dianhydride, bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} benzene dianhydride Bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} (trifluoromethyl) benzene dianhydride, bis (dicarboxyphenoxy) (trifluoromethyl) benzene dianhydride, bis (dicarboxyphenoxy) bis (trifluoromethyl) Benzene dianhydride, bis (dicarboxyphenoxy) tetrakis (trifluoromethyl) benzene dianhydride, 2,2-bis {(4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl} hexafluoropropane dianhydride, bis {(Trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} Phenyl dianhydride, bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} bis (trifluoromethyl) biphenyl dianhydride, bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} diphenyl ether dianhydride, bis (dicarboxyphenoxy) bis (Trifluoromethyl) biphenyl dianhydride etc. are mentioned.

フッ素を含むジアミンとしては、例えば、4−(1H,1H,11H−エイコサフルオロウンデカノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,1H−パーフルオロ−1−ブタノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,1H−パーフルオロ−1−ヘプタノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,1H−パーフルオロ−1−オクタノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−ペンタフルオロフェノキシ−1,3−ジアミノベンゼン、4−(2,3,5,6−テトラフルオロフェノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(4−フルオロフェノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−1−ヘキサノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−1−ドデカノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、(2,5)−ジアミノベンゾトリフルオライド、ビス(トリフルオロメチル)フェニレンジアミン、ジアミノテトラ(トリフルオロメチル)ベンゼン、ジアミノ(ペンタフルオロエチル)ベンゼン、2,5−ジアミノ(パーフルオロヘキシル)ベンゼン、2,5−ジアミノ(パーフルオロブチル)ベンゼン、2,2′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノビフェニル、3,3′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノビフェニル、オクタフルオロベンジジン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス(p−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(アニリノ)オクタフルオロブタン、1,5−ビス(アニリノ)デカフルオロペンタン、1,7−ビス(アニリノ)テトラデカフルオロヘプタン、2,2′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′,5,5′−テトラキス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノベンゾフェノン、4,4′−ジアミノ−p−テルフェニル、1,4−ビス(p−アミノフェニル)ベンゼン、p−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、ビス(アミノフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、ビス(アミノフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)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、2,2−ビス{4−(3−アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス{4−(2−アミノフェノキシ)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)−3,5−ジメチルフェニル}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)−3,5−ジトリフルオロメチルフェニル}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、4,4′−ビス(4−アミノ−3−トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4′−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4′−ビス(3−アミノ−5−トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2−ビス{4−(4−アミノ−3−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、ビス{(トリフルオロメチル)アミノフェノキシ}ビフェニル、ビス〔{ (トリフルオロメチル)アミノフェノキシ}フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、ビス{2−〔(アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロイソプロピル}ベンゼン等が挙げられる。   Examples of the diamine containing fluorine include 4- (1H, 1H, 11H-eicosafluoroundecanoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (1H, 1H-perfluoro-1-butanoxy) -1, 3-diaminobenzene, 4- (1H, 1H-perfluoro-1-heptanoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (1H, 1H-perfluoro-1-octanoxy) -1,3-diaminobenzene, 4 -Pentafluorophenoxy-1,3-diaminobenzene, 4- (2,3,5,6-tetrafluorophenoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (4-fluorophenoxy) -1,3-diaminobenzene 4- (1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro-1-hexanoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (1H, 1H, 2H, 2H- -Fluoro-1-dodecanoxy) -1,3-diaminobenzene, (2,5) -diaminobenzotrifluoride, bis (trifluoromethyl) phenylenediamine, diaminotetra (trifluoromethyl) benzene, diamino (pentafluoroethyl) benzene 2,5-diamino (perfluorohexyl) benzene, 2,5-diamino (perfluorobutyl) benzene, 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'- Bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl, octafluorobenzidine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis (p-aminophenyl) hexafluoropropane, 1,3-bis (anilino) Hexafluoropropane, 1,4-bis (anilino) Kutafluorobutane, 1,5-bis (anilino) decafluoropentane, 1,7-bis (anilino) tetradecafluoroheptane, 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminodiphenyl ether, 3 , 3'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3 ', 5,5'-tetrakis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-bis (Trifluoromethyl) -4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diamino-p-terphenyl, 1,4-bis (p-aminophenyl) benzene, p-bis (4-amino-2-tri Fluoromethylphenoxy) benzene, bis (aminophenoxy) bis (trifluoromethyl) benzene, bis (aminophenoxy) Tetrakis (trifluoromethyl) benzene, 2,2-bis {4- (4-aminophenoxy) phenyl} hexafluoropropane, 2,2-bis {4- (3-aminophenoxy) phenyl} hexafluoropropane, 2, 2-bis {4- (2-aminophenoxy) phenyl} hexafluoropropane, 2,2-bis {4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl} hexafluoropropane, 2,2-bis { 4- (4-aminophenoxy) -3,5-ditrifluoromethylphenyl} hexafluoropropane, 4,4′-bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4 -Amino-3-trifluoromethylphenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (4-amino-2-trifluoromethyl) Phenoxy) diphenylsulfone, 4,4'-bis (3-amino-5-trifluoromethylphenoxy) diphenylsulfone, 2,2-bis {4- (4-amino-3-trifluoromethylphenoxy) phenyl} hexafluoro Propane, bis {(trifluoromethyl) aminophenoxy} biphenyl, bis [{(trifluoromethyl) aminophenoxy} phenyl] hexafluoropropane, bis {2-[(aminophenoxy) phenyl] hexafluoroisopropyl} benzene, etc. It is done.

フッ素を含まないテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、p−ターフェニル−3,4,3″,4″−テトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、4,4′−スルホニルジフタル酸二無水物、3,3′,4,4′−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、メタ−ターフェニル−3,3″,4,4″−テトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン二無水物、1−(2,3−ジカルボキシフェニル)−3−(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン二無水物等が挙げられる。なお、ポリアミドイミド樹脂を得る場合には、通常、塩化無水トリメリット酸等が用いられる。   Examples of the tetracarboxylic dianhydride containing no fluorine include p-terphenyl-3,4,3 ″, 4 ″ -tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4. , 4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 1 , 2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5,6-pyridinetetracarboxylic dianhydride, 1,4 , 5,8-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-sulfonyldiphthalic dianhydride, 3,3 ', 4,4 '-Tetraphenylsilante Lacarboxylic acid dianhydride, meta-terphenyl-3,3 ″, 4,4 ″ -tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 1,3- Bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane dianhydride, 1- (2,3-dicarboxyphenyl) -3- (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane dianhydride and the like. In order to obtain a polyamideimide resin, chlorotrimellitic anhydride or the like is usually used.

フッ素を含まないジアミンとしては、例えば、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニルスルフィド、ベンジン、メタンフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、2,2−ビス−(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、ビス−(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス−(4−アミノフェノキシフェニル)スルフィド、ビス−(4−アミノフェノキシフェニル)ビフェニル、1,4−ビス−(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス−(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノビフェニル、3,3′−ジメトキシ−4,4′−ジアミノビフェニル、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル−3−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル−4−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル−3′−スルホンアミド、3,3′−ジアミノジフェニルエーテル−4−スルホンアミド、4,4′−ジアミノジフェニルメタン−3−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルメタン−4−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルメタン−3′−スルホンアミド、3,3′−ジアミノジフェニルメタン−4−スルホンアミド、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン−3−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルスルホン−4−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルスルホン−3′−スルホンアミド、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン−4−スルホンアミド、4,4′−ジアミノジフェニルサルファイド−3−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルサルファイド−4−スルホンアミド、3,3′−ジアミノジフェニルサルファイド−4−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルサルファイド−3′−スルホンアミド、1,4−ジアミノベンゼン−2−スルホンアミド、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル−3−カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル−4−カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル−3′−カルボンアミド、3,3′−ジアミノジフェニルエーテル−4−カルボンアミド、4,4′−ジアミノジフェニルメタン−3−カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルメタン−4−カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルメタン−3′−カルボンアミド、3,3′−ジアミノジフェニルメタン−4−カルボンアミド、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン−3−カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルスルホン−4−カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルスルホン−3′−カルボンアミド、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン−4′−カルボンアミド、4,4′−ジアミノジフェニルサルファイド−3−カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルサルファイド−4−カルボンアミド、3,3′−ジアミノジフェニルサルファイド−4−カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルサルファイド−3′−スルホンアミド、1,4−ジアミノベンゼン−2−カルボンアミド等が挙げられる。
上記したテトラカルボン酸二無水物及びジアミンは、それぞれ単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
Examples of the diamine not containing fluorine include 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, benzine, methanephenylenediamine, P-phenylenediamine, 2,2-bis- (4-aminophenoxyphenyl) propane, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, bis- (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis- (4-amino) Phenoxyphenyl) sulfide, bis- (4-aminophenoxyphenyl) biphenyl, 1,4-bis- (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis- (4-aminophenoxy) benzene, 3,4'-diamino Diphenyl ether, 3,3'-dimethyl 4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether-3-sulfonamide, 3,4'-diaminodiphenyl ether-4-sulfonamide, 3, 4,4'-diaminodiphenyl ether-3'-sulfonamide, 3,3'-diaminodiphenyl ether-4-sulfonamide, 4,4'-diaminodiphenylmethane-3-sulfonamide, 3,4'-diaminodiphenylmethane-4-sulfone Amides, 3,4'-diaminodiphenylmethane-3'-sulfonamide, 3,3'-diaminodiphenylmethane-4-sulfonamide, 4,4'-diaminodiphenylsulfone-3-sulfonamide, 3,4'-diaminodiphenyl Sulfone-4-sulfonamide, 3, 4 -Diaminodiphenyl sulfone-3'-sulfonamide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone-4-sulfonamide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide-3-sulfonamide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide-4- Sulfonamide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide-4-sulfonamide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide-3'-sulfonamide, 1,4-diaminobenzene-2-sulfonamide, 4,4'-diamino Diphenyl ether-3-carbonamide, 3,4'-diaminodiphenyl ether-4-carbonamide, 3,4'-diaminodiphenyl ether-3'-carbonamide, 3,3'-diaminodiphenyl ether-4-carbonamide, 4,4 '-Diaminodipheny Lumethane-3-carbonamide, 3,4'-diaminodiphenylmethane-4-carbonamide, 3,4'-diaminodiphenylmethane-3'-carbonamide, 3,3'-diaminodiphenylmethane-4-carbonamide, 4,4 '-Diaminodiphenylsulfone-3-carbonamide, 3,4'-diaminodiphenylsulfone-4-carbonamide, 3,4'-diaminodiphenylsulfone-3'-carbonamide, 3,3'-diaminodiphenylsulfone-4 '-Carbonamide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide-3-carbonamide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide-4-carbonamide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide-4-carbonamide, 3,4 '-Diaminodiphenyl sulfide-3 - sulfonamides, 1,4-diaminobenzene-2-carboxylic amide.
The above-mentioned tetracarboxylic dianhydrides and diamines are used alone or in combination of two or more.

このポリイミド前駆体の溶液は、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板、石英、ガラス等の光学用基板などにスピン塗布法、印刷法などにより塗布され、ホットプレート、オーブン等の加熱装置により150〜400℃の温度でイミド閉環させ、乾燥、硬化させて本発明の光部品用ポリイミドの膜を形成することができる。また、これらの膜は必要に応じてウェットエッチング、ドライエッチング、レーザアプレーションなどの方法によりパターニングされ、所定の形に形成され、光部品となる。
光部品としては、レンズ、光導波路、光分岐器、光合波器、光スイッチング装置、光変調器、光フィルター、波長分割器、光増幅器、光減衰器、波長変換器、光回路等が挙げられる。
This polyimide precursor solution is applied to a semiconductor substrate such as silicon or gallium arsenide, or an optical substrate such as quartz or glass by a spin coating method, a printing method, or the like, and 150 to 400 by a heating device such as a hot plate or an oven. The polyimide film for optical parts of the present invention can be formed by ring-closing the imide at a temperature of ° C., drying and curing. Further, these films are patterned by a method such as wet etching, dry etching, or laser application, if necessary, and formed into a predetermined shape to become an optical component.
Examples of optical components include lenses, optical waveguides, optical splitters, optical multiplexers, optical switching devices, optical modulators, optical filters, wavelength dividers, optical amplifiers, optical attenuators, wavelength converters, optical circuits, and the like. .

実施例1
テトラカルボン酸二無水物として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酸二無水物(6FDA)を、ジアミンとしてパラフェニレンジアミン(PPD)を原料として用いてポリイミドを形成し、その光伝送損失を測定した。
再結晶を行なっていない純度94.3モル%の6FDAを無水酢酸を用いて再結晶し、高純度モノマを得た。また、再結晶を行なっていない純度93.8モル%のPPDをブタノールを用いて再結晶して高純度モノマを得た。これらの高純度モノマの純度はそれぞれ6FDAが99.5モル%で、PPDは99.0モル%であった。なお、モノマの純度は、デュポン社の9900 Computer/Thermal Analyzer System;Version 6.0装置にデュポン社のDSC DYNAMIC CALORIMETRIC PURITY DATA ANALYSIS PROGRAM;Version 1.0をインストールしたものを用いて測定した。
Example 1
A polyimide was formed using 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropanoic acid dianhydride (6FDA) as tetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine (PPD) as a diamine as raw materials. The optical transmission loss was measured.
6FDA having a purity of 94.3 mol% which had not been recrystallized was recrystallized using acetic anhydride to obtain a high purity monomer. Further, 93.8 mol% of PPD which had not been recrystallized was recrystallized using butanol to obtain a high purity monomer. The purity of these high-purity monomers was 99.5 mol% for 6FDA and 99.0 mol% for PPD, respectively. The purity of the monomer was measured by using DuPont's 9900 Computer / Thermal Analyzer System; Version 6.0 apparatus installed with DuPont's DSC DYNAMIC CALORIMETRIC PURITY DATA ANALYSIS PROGRAM; Version 1.0.

合成は、0.5リットルの平底型フラスコ中で、溶剤として純度99.9モル%のN,N−ジメチルアセトアミド170.0gに純度99.0モル%のPPD5.88gを溶解し、これに純度99.5モル%の6FDA24.12gを加え、窒素雰囲気中の室温で10時間撹拌して粘度約20Pa・sのポリイミド前駆体溶液を得た。
次に、直径4インチの石英ウエハ上に前記前駆体溶液をスピン塗布法により塗布した後、オーブンで100℃で3分、次いで200℃で30分、次いで350℃で60分の条件で空気中で加熱してイミド閉環させて、乾燥、硬化を行い、厚さ約4μmのポリイミド膜を形成した。
光伝送損失の測定は、使用波長830nmの半導体レーザを用いて偏光フィルタによりTMモードの光をプリズムを通して膜中に入射し、プリズムからの距離と散乱光の強度から光損失を算出する光散乱法で測定した。
その結果、光伝送損失はTEおよびTMモードともに0.5dB/cmと光部品用として良好であることが確認できた。
The synthesis was conducted by dissolving 5.88 g of PPD having a purity of 99.0 mol% in 170.0 g of N, N-dimethylacetamide having a purity of 99.9 mol% as a solvent in a 0.5 liter flat bottom flask. 99.5 mol% 6FDA (24.12 g) was added, and the mixture was stirred at room temperature in a nitrogen atmosphere for 10 hours to obtain a polyimide precursor solution having a viscosity of about 20 Pa · s.
Next, the precursor solution is applied onto a quartz wafer having a diameter of 4 inches by spin coating, and then in an oven at 100 ° C. for 3 minutes, then at 200 ° C. for 30 minutes, and then at 350 ° C. for 60 minutes in air. The imide was ring-closed by heating, dried and cured to form a polyimide film having a thickness of about 4 μm.
The optical transmission loss is measured by a light scattering method in which TM mode light is incident on a film through a prism by a polarizing filter using a semiconductor laser having a working wavelength of 830 nm, and light loss is calculated from the distance from the prism and the intensity of scattered light. Measured with
As a result, it was confirmed that the optical transmission loss was 0.5 dB / cm in both the TE mode and the TM mode and was good for optical parts.

比較例1
再結晶を行なっていない純度93.8モル%のPPDを用い、6FDAとN,N−ジメチルアセトアミドは実施例1と同じ原料を用いて、実施例1と同じ方法でポリイミド前駆体溶液を合成した。この前駆体溶液の粘度は3.8Pa・sであった。
このポリイミド前駆体溶液を実施例1と同じ方法で評価したところ光伝送損失はTEおよびTMモードともに2.3dB/cmで劣っていた。
Comparative Example 1
A polyimide precursor solution was synthesized in the same manner as in Example 1, using 93.8 mol% pure PPD that had not been recrystallized, and using the same raw materials as in Example 1 for 6FDA and N, N-dimethylacetamide. . The viscosity of this precursor solution was 3.8 Pa · s.
When this polyimide precursor solution was evaluated by the same method as in Example 1, the optical transmission loss was inferior at 2.3 dB / cm in both the TE and TM modes.

Claims (3)

純度95モル%以上のテトラカルボン酸二無水物と純度95モル%以上のジアミンを反応させ、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの少なくとも一方にはフッ素を含む化合物を用いて製造した全フッ素化ポリイミド以外の光部品用ポリイミド。   A fully fluorinated polyimide produced by reacting a tetracarboxylic dianhydride having a purity of 95 mol% or more with a diamine having a purity of 95 mol% or more and using a compound containing fluorine in at least one of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine. Other polyimide for optical parts. テトラカルボン酸二無水物とジアミンの純度はともに98モル%以上であることを特徴とする請求項1記載の光部品用ポリイミド。   The polyimide for optical parts according to claim 1, wherein the purity of tetracarboxylic dianhydride and diamine is both 98 mol% or more. テトラカルボン酸二無水物とジアミンの純度はともに99モル%以上であることを特徴とする請求項1記載の光部品用ポリイミド。   2. The polyimide for optical parts according to claim 1, wherein the purity of tetracarboxylic dianhydride and diamine is 99 mol% or more.
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