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JP2759726B2 - How to change the refractive index of polyimide - Google Patents

How to change the refractive index of polyimide

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Publication number
JP2759726B2
JP2759726B2 JP4226549A JP22654992A JP2759726B2 JP 2759726 B2 JP2759726 B2 JP 2759726B2 JP 4226549 A JP4226549 A JP 4226549A JP 22654992 A JP22654992 A JP 22654992A JP 2759726 B2 JP2759726 B2 JP 2759726B2
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JP
Japan
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bis
polyimide
trifluoromethyl
refractive index
electron beam
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重邦 佐々木
容子 丸尾
慎治 安藤
松浦  徹
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フッ素化ポリイミドの
屈折率を簡便に変化させる方法に関する。
The present invention relates to a method for easily changing the refractive index of a fluorinated polyimide.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリイミドは耐熱性、電気的性質、機械
的性質に優れているため電子部品の絶縁膜、フレキシブ
ルプリント配線板などの電子材料として多く用いられて
いる。一方光通信システムの進展に伴い、高性能、高機
能な種々の光部品の開発が期待される中で各々の光学部
品に適合した性能を有する光学材料が必要になってい
る。これまで光通信用の光学材料としては光ファイバの
材料でもある石英が主に検討され、種々の光学部品が開
発されている。しかし石英系光学材料を用いた光部品の
作製には1000℃以上の高温が必要であることから作
製できる基板が限定され、またフレキシブル性に欠ける
などの欠点もあり、万能な光学材料ではない。石英に代
表される無機光学材料に対してフレキシブル性、製造性
に優れたプラスチック光学材料、特に信頼性、プロセス
適合性の観点から耐熱性に優れたプラスチック光学材料
が期待される。
2. Description of the Related Art Polyimide is widely used as an electronic material for insulating films of electronic parts and flexible printed wiring boards because of its excellent heat resistance, electrical properties, and mechanical properties. On the other hand, with the development of optical communication systems, the development of various high-performance, high-performance optical components is expected, and optical materials having performance suitable for each optical component are required. So far, as an optical material for optical communication, quartz, which is also a material of an optical fiber, has been mainly studied, and various optical components have been developed. However, the production of an optical component using a quartz-based optical material requires a high temperature of 1000 ° C. or higher, which limits the substrate that can be produced, and has drawbacks such as lack of flexibility, and is not a universal optical material. Plastic optical materials excellent in flexibility and manufacturability with respect to inorganic optical materials typified by quartz, especially plastic optical materials excellent in heat resistance from the viewpoint of reliability and process compatibility are expected.

【0003】このような観点に立ち、本発明者らはポリ
イミド光学材料について研究開発を進めている。ポリイ
ミドを光学材料として適用していく上で光の透過性に優
れていること、屈折率を自由に制御できることの二点が
特に重要である。本発明者らは特願平1−201170
号明細書で透明なフッ素化ポリイミドを明らかにしてい
る。更に特願平2−110498号明細書ではこのフッ
素化ポリイミドを共重合することにより例えば光導波路
の形成に必要な屈折率制御が可能であることを明らかに
している。またこのフッ素化ポリイミドを用いた光導波
路については特願平2−110500号、同3−125
71号、同3−12572号各明細書で明らかにしてい
る。
[0003] From such a viewpoint, the present inventors are conducting research and development on polyimide optical materials. When polyimide is used as an optical material, it is particularly important to have excellent light transmittance and to be able to freely control the refractive index. The present inventors have filed Japanese Patent Application No. Hei 1-211170.
Discloses a transparent fluorinated polyimide. Further, Japanese Patent Application No. 2-110498 discloses that copolymerization of this fluorinated polyimide makes it possible to control, for example, the refractive index necessary for forming an optical waveguide. The optical waveguide using this fluorinated polyimide is disclosed in Japanese Patent Application Nos. 2-110500 and 3-125.
Nos. 71 and 3-12572.

【0004】これらの光導波路において光を通す役割を
持つコア層と光を閉じ込める役割を持つクラッド層の間
の屈折率差の制御は、ポリイミドに含有するフッ素の含
量を調節して行っている。すなわちコア層用とクラッド
層用の屈折率の異なる2種類のフッ素化ポリイミドを使
用している。そのためコア層とクラッド層の間の熱的な
特性が異なる、複屈折が異なるなどある種の光導波路に
おいては問題となることもある。同じポリイミドを用い
て屈折率を自由に制御できれば、これまでにないポリイ
ミド光導波路の形成が可能となる。
[0004] In these optical waveguides, the refractive index difference between a core layer having a role of transmitting light and a cladding layer having a role of confining light is controlled by adjusting the content of fluorine contained in polyimide. That is, two types of fluorinated polyimides having different refractive indexes for the core layer and the cladding layer are used. For this reason, a problem may occur in a certain type of optical waveguide, such as different thermal characteristics between the core layer and the clad layer and different birefringence. If the refractive index can be freely controlled by using the same polyimide, it is possible to form an unprecedented polyimide optical waveguide.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はフッ素
ポリイミドの屈折率を変化させる方法を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide fluorine.
It is an object of the present invention to provide a method for changing the refractive index of a polyimide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明はフッ素化ポリイミドの屈折率変化方法に関する発
明であって、フッ素化ポリイミドに電子線を照射するこ
とを特徴とする。
If outlined present invention According to an aspect of the present invention is an invention relating to the refractive index change method of fluorinated polyimide, and then irradiating an electron beam to the fluorinated polyimide.

【0007】前記のような状況にかんがみ本発明者らは
鋭意検討を行った結果、フッ素化ポリイミドに電子線を
照射させることにより、フッ素化ポリイミドの屈折率を
変化させることを見出し本発明を完成するに至った。
In view of the above situation, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result , have found that irradiating a fluorinated polyimide with an electron beam changes the refractive index of the fluorinated polyimide, and completed the present invention. I came to.

【0008】本発明に用いるフッ素化ポリイミドは、例
えば以下に示すテトラカルボン酸又はその誘導体とジア
ミンから製造される、それぞれ少なくともフッ素化物を
含む、ポリアミド酸、ポリアミド酸共重合体、ポリアミ
ド酸混合物、ポリイミド、ポリイミド共重合体、ポリイ
ミド混合物から製造することができる。
[0008] fluorinated polyimide used in the present invention is produced, for example, from the tetracarboxylic acid or its derivative and the diamine shown below, respectively at least fluoride
It can be produced from a polyamic acid, a polyamic acid copolymer, a polyamic acid mixture, a polyimide, a polyimide copolymer, and a polyimide mixture.

【0009】テトラカルボン酸並びにその誘導体として
の酸無水物、酸塩化物、エステル化物等としては次のよ
うなものが挙げられる。ここではテトラカルボン酸とし
ての例を挙げる。(トリフルオロメチル)ピロメリット
酸、ジ(トリフルオロメチル)ピロメリット酸、ジ(ヘ
プタフルオロプロピル)ピロメリット酸、ペンタフルオ
ロエチルピロメリット酸、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、2,3,
3' ,4' −ビフェニルテトラカルボン酸、3,3' ,
4,4' −テトラカルボキシジフェニルエーテル、2,
3,3' ,4' −テトラカルボキシジフェニルエーテ
ル、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸、2,3,6,7−テトラカルボキシナフタレン、
1,4,5,7−テトラカルボキシナフタレン、1,
4,5,6−テトラカルボキシナフタレン、3,3′,
4,4′−テトラカルボキシジフェニルメタン、3,
3′,4,4′−テトラカルボキシジフェニルスルホ
ン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プ
ロパン、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、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、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、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、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、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、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、
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、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、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、3,4,9,10−テトラカルボキシペリレン、
2,2−ビス{4−(3,4−ジカルボキシフェノキ
シ)フェニル}プロパン、ブタンテトラカルボン酸、シ
クロペンタンテトラカルボン酸、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、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、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、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、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、ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)ジメチルシラン、1,3−ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)テトラメチルジシロキサン、ジフルオロ
ピロメリット酸、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシ
トリフルオロフェノキシ)テトラフルオロベンゼン、
1,4−ビス(3,4−ジカルボキシトリフルオロフェ
ノキシ)オクタフルオロビフェニルなどである。
[0009] Examples of the tetracarboxylic acid and its derivatives such as acid anhydrides, acid chlorides and esterified compounds are as follows. Here, an example of tetracarboxylic acid will be given. (Trifluoromethyl) pyromellitic acid, di (trifluoromethyl) pyromellitic acid, di (heptafluoropropyl) pyromellitic acid, pentafluoroethylpyromellitic acid, bis {3,5-di (trifluoromethyl) phenoxy} Pyromellitic acid, 2,3
3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ′,
4,4′-tetracarboxydiphenyl ether, 2,
3,3 ′, 4′-tetracarboxydiphenyl ether, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, 2,3,6,7-tetracarboxynaphthalene,
1,4,5,7-tetracarboxynaphthalene, 1,
4,5,6-tetracarboxynaphthalene, 3,3 ′,
4,4'-tetracarboxydiphenylmethane, 3,
3 ', 4,4'-tetracarboxydiphenyl sulfone, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, 5,5 '-Bis (trifluoromethyl) -3,3', 4,4'-tetracarboxybiphenyl, 2,2 ', 5,5'-tetrakis (trifluoromethyl) -3,3', 4,4'- Tetracarboxybiphenyl, 5,5'-bis (trifluoromethyl) -3,3 ', 4,4'-tetracarboxydiphenyl ether, 5,5'-bis (trifluoromethyl)-
3,3 ', 4,4'-tetracarboxybenzophenone, bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} benzene, bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} (trifluoromethyl) benzene,
Bis (dicarboxyphenoxy) (trifluoromethyl) benzene, bis (dicarboxyphenoxy) bis (trifluoromethyl) benzene, bis (dicarboxyphenoxy) tetrakis (trifluoromethyl) benzene, 3,4,9,10-tetra Carboxyperylene,
2,2-bis {4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl} propane, butanetetracarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid, 2,2-bis {4-
(3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl {hexafluoropropane, bis (trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} biphenyl, bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} bis (trifluoromethyl) biphenyl, bis} ( Trifluoromethyl)
Dicarboxyphenoxy diphenyl ether, bis (dicarboxyphenoxy) bis (trifluoromethyl) biphenyl, bis (3,4-dicarboxyphenyl) dimethylsilane, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl) tetramethyldi Siloxane, difluoropyromellitic acid, 1,4-bis (3,4-dicarboxytrifluorophenoxy) tetrafluorobenzene,
1,4-bis (3,4-dicarboxytrifluorophenoxy) octafluorobiphenyl and the like.

【0010】ジアミンとしては、例えば次のものが挙げ
られる。m−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノト
ルエン、2,4−ジアミノキシレン、2,4−ジアミノ
デュレン、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、
p−フェニレンジアミン、2,5−ジアミノトルエン、
2,3,5,6−テトラメチル−p−フェニレンジアミ
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、ベンジジン、2,2′−
ジメチルベンジジン、3,3′−ジメチルベンジジン、
3,3′−ジメトキシベンジジン、2,2′−ジメトキ
シベンジジン、3,3′,5,5′−テトラメチルベン
ジジン、3,3′−ジアセチルベンジジン、2,2′−
ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノビフ
ェニル、オクタフルオロベンジジン、3,3′−ビス
(トリフルオロメチル)−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、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、2,2−ビス(p−アミノフェニル)
プロパン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジ
フェニルエーテル、3,3′−ジメチル−4,4′−ジ
アミノジフェニルメタン、1,2−ビス(アニリノ)エ
タン、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、4,4′′′−ジアミノ−p−クオーターフェニ
ル、4,4′−ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェニ
ル、2,2−ビス{4−(p−アミノフェノキシ)フェ
ニル}プロパン、4,4′−ビス(3−アミノフェノキ
シフェニル)ジフェニルスルホン、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、ジアミノアントラキノン、1,5−ジ
アミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン、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、ビス(2,3,5,6−テ
トラフルオロ−4−アミノフェニル)エーテル、ビス
(2,3,5,6−テトラフルオロ−4−アミノフェニ
ル)スルフィド、1,3−ビス(3−アミノプロピル)
テトラメチルジシロキサン、1,4−ビス(3−アミノ
プロピルジメチルシリル)ベンゼン、ビス(4−アミノ
フェニル)ジエチルシラン、1,3−ジアミノテトラフ
ルオロベンゼン、1,4−ジアミノテトラフルオロベン
ゼン、4,4′−ビス(テトラフルオロアミノフェノキ
シ)オクタフルオロビフェニル等がある。
[0010] Examples of the diamine include the following. m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,4-diaminoxylene, 2,4-diaminodulene, 4- (1H, 1H, 11H-eicosafluoroundecanooxy) -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-perfluoro-1-dodecanoxy) -1,3-diaminobenzene,
p-phenylenediamine, 2,5-diaminotoluene,
2,3,5,6-tetramethyl-p-phenylenediamine, 2,5-diaminobenzotrifluoride, bis (trifluoromethyl) phenylenediamine, diaminotetra (trifluoromethyl) benzene, diamino (pentafluoroethyl) benzene , 2,5-diamino (perfluorohexyl) benzene, 2,5-diamino (perfluorobutyl) benzene, benzidine, 2,2'-
Dimethylbenzidine, 3,3'-dimethylbenzidine,
3,3'-dimethoxybenzidine, 2,2'-dimethoxybenzidine, 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine, 3,3'-diacetylbenzidine, 2,2'-
Bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl, octafluorobenzidine, 3,3'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4 ′
-Diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 2,2-bis (p-aminophenyl)
Propane, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 1,2-bis (anilino) ethane, 2,2-bis (p- Aminophenyl) hexafluoropropane, 1,3-bis (anilino) hexafluoropropane, 1,4-bis (anilino) octafluorobutane, 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-trifluoromethylphenoxy) benzene, bis (aminophenoxy)
Bis (trifluoromethyl) benzene, bis (aminophenoxy) tetrakis (trifluoromethyl) benzene, 4,4 ″ ″-diamino-p-quarterphenyl, 4,4′-bis (p-aminophenoxy) biphenyl, , 2-bis {4- (p-aminophenoxy) phenyl} propane, 4,4'-bis (3-aminophenoxyphenyl) diphenylsulfone, 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-trifluoromethylphenoxy) diphenylsulfone, 4,4 '
-Bis (3-amino-5-trifluoromethylphenoxy) diphenylsulfone, 2,2-bis {4- (4-amino-3-trifluoromethylphenoxy) phenyl}
Hexafluoropropane, bis {(trifluoromethyl) aminophenoxy} biphenyl, bis [{(trifluoromethyl) aminophenoxy} phenyl] hexafluoropropane, diaminoanthraquinone, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, Bis {2-[(aminophenoxy) phenyl] hexafluoroisopropyl} benzene, bis (2,3,5,6-tetrafluoro-4-aminophenyl) ether, bis (2,3,5,6-tetrafluoro- 4-aminophenyl) sulfide, 1,3-bis (3-aminopropyl)
Tetramethyldisiloxane, 1,4-bis (3-aminopropyldimethylsilyl) benzene, bis (4-aminophenyl) diethylsilane, 1,3-diaminotetrafluorobenzene, 1,4-diaminotetrafluorobenzene, 4, 4'-bis (tetrafluoroaminophenoxy) octafluorobiphenyl and the like.

【0011】シリコンウェハなどの基板上に作製した
ッ素化ポリイミドに電子線を照射することにより屈折率
を変化させたフッ素化ポリイミドを得ることができる。
フッ素化ポリイミドが電子線照射方向で吸収する電子線
の吸収線量は、フッ素化ポリイミドの組成と電子線のエ
ネルギー、照射量によって決り、ほぼそれに応じて屈折
率も変化する。しかし屈折率の変化の度合はフッ素化
リイミドの化学構造によって異なる。電子線のエネルギ
ーによってフッ素化ポリイミドの厚さ方向の吸収線量の
プロファイルは大きく異なり例えば数10keV程度の
エネルギーであると厚さ50μm以下で吸収線量は極大
となり、屈折率も最も大きくなる。またもっと高エネル
ギーになると吸収線量の極大点はより厚いところとな
り、屈折率変化の極大点もより厚いところにずれてく
る。また照射量が多くするとそれに比例して吸収線量は
多くなり、屈折率変化も大きくなる。しかし照射量を多
くしすぎるとフッ素化ポリイミドの化学構造によっては
材料破壊を引起こす場合もある。このようなフッ素化
リイミドの化学構造、電子線のエネルギー、照射量を制
御することにより様々なプロファイルを持たせるように
屈折率を変化させることが可能である。
[0011] The marks were made on a substrate such as a silicon wafer
By irradiating the fluorinated polyimide with an electron beam, a fluorinated polyimide having a changed refractive index can be obtained.
The absorbed dose of the electron beam absorbed by the fluorinated polyimide in the electron beam irradiation direction is determined by the composition of the fluorinated polyimide, the energy of the electron beam, and the amount of irradiation, and the refractive index changes substantially in accordance therewith. But the degree of change in refractive index depends chemical structure of the fluorinated port <br/> polyimide. The absorption dose profile in the thickness direction of the fluorinated polyimide differs greatly depending on the energy of the electron beam. For example, if the energy is about several tens keV, the absorption dose becomes maximum and the refractive index becomes maximum at a thickness of 50 μm or less. When the energy becomes higher, the maximum point of the absorbed dose becomes thicker, and the maximum point of the change in the refractive index shifts to a thicker point. Also, as the irradiation amount increases, the absorbed dose increases in proportion to the irradiation amount, and the change in the refractive index also increases. However, if the irradiation amount is too large, material destruction may occur depending on the chemical structure of the fluorinated polyimide. The chemical structure of such fluorinated Po <br/> polyimide, electron beam energy, it is possible to change the refractive index so as to have a different profile by controlling the amount of irradiation.

【0012】[0012]

【実施例】以下いくつかの実施例を用いて本発明を詳し
く説明する。なお本発明はこれらの実施例のみに限定さ
れるものではない。
The present invention will be described in detail with reference to several examples. Note that the present invention is not limited to only these examples.

【0013】実施例1 三角フラスコに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88.8g
(0.2mol)と2,2′−ビス(トリフルオロメチ
ル)−4,4′−ジアミノビフェニル64.0g(0.
2mol)及びN,N−ジメチルアセトアミド1000
gを加えた。この混合物を窒素雰囲気下、室温で3日間
かくはんし、濃度約15wt%のポリアミド酸溶液を得
た。このポリアミド酸溶液をシリコンウェハ上にスピン
コートした後オーブン中で70℃2時間、160℃で1
時間、250℃で30分、350℃で1時間加熱し、イ
ミド化を行い、厚さ10μmのポリイミドフィルムを得
た。このフィルムのナトリウムD線における23℃での
屈折率を測定した結果、平均屈折率は1.552であっ
た。
Example 1 88.8 g of 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride was placed in an Erlenmeyer flask.
(0.2 mol) and 64.0 g of 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl (0.
2 mol) and N, N-dimethylacetamide 1000
g was added. This mixture was stirred under a nitrogen atmosphere at room temperature for 3 days to obtain a polyamic acid solution having a concentration of about 15 wt%. This polyamic acid solution is spin-coated on a silicon wafer and then heated in an oven at 70 ° C. for 2 hours and at 160 ° C. for 1 hour.
Heating was performed at 250 ° C. for 30 minutes and at 350 ° C. for 1 hour for imidization to obtain a polyimide film having a thickness of 10 μm. As a result of measuring the refractive index at 23 ° C. of the film at a sodium D line, the average refractive index was 1.552.

【0014】このシリコン基板上のポリイミドフィルム
に400keVのエネルギーの電子線を、照射密度2.
93×1012e/cm2 で室温で総照射量が1×1015
e/cm2 になるように約6分間照射した。このポリイ
ミドフィルムの屈折率を測定した結果照射前面、裏面共
1.553であった。
The polyimide film on the silicon substrate is irradiated with an electron beam having an energy of 400 keV at an irradiation density of 2.
93 × 10 12 e / cm 2 at room temperature with a total dose of 1 × 10 15
Irradiation was performed for about 6 minutes to e / cm 2 . As a result of measuring the refractive index of this polyimide film, it was 1.553 for both the irradiation front surface and the back surface.

【0015】実施例2 実施例1と同様に作製したポリイミドフィルム(電子線
未照射)に400keVのエネルギーの電子線を、照射
密度2.93×1012e/cm2 で室温で総照射量が5
×1015e/cm2 になるように約30分間照射した。
このポリイミドフィルムの屈折率を測定した結果照射前
面、裏面共1.556であった。
Example 2 An electron beam having an energy of 400 keV was applied to a polyimide film (not irradiated with an electron beam) prepared in the same manner as in Example 1 at an irradiation density of 2.93 × 10 12 e / cm 2 and a total irradiation amount at room temperature. 5
Irradiation was performed for about 30 minutes so as to be × 10 15 e / cm 2 .
As a result of measuring the refractive index of this polyimide film, it was 1.556 for both the irradiation front surface and the back surface.

【0016】実施例3 実施例1と同様に作製したポリイミドフィルム(電子線
未照射)に400keVのエネルギーの電子線を、照射
密度2.93×1012e/cm2 で室温で総照射量が1
×1016e/cm2 になるように約60分間照射した。
このポリイミドフィルムの屈折率を測定した結果照射前
面、裏面共1.558であった。
Example 3 An electron beam having an energy of 400 keV was applied to a polyimide film (not irradiated with an electron beam) produced in the same manner as in Example 1 at an irradiation density of 2.93 × 10 12 e / cm 2 and a total irradiation amount at room temperature. 1
Irradiation was performed for about 60 minutes so as to be × 10 16 e / cm 2 .
As a result of measuring the refractive index of this polyimide film, it was 1.558 for both the irradiation front surface and the back surface.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように、電子線照射により
フッ素化ポリイミドの屈折率を変化させることが可能で
あり、マスクや描画装置を用いて自由に光導波路が形成
できる。また電子線のエネルギーを選択することにより
屈折率分布も持たせることが可能であり、グレーデッド
インデックス型の光導波路や平面レンズの形成も可能で
あるなどの効果が期待できる。
As described above, the electron beam irradiation
The refractive index of the fluorinated polyimide can be changed, and an optical waveguide can be freely formed using a mask or a drawing apparatus. Also, by selecting the energy of the electron beam, it is possible to provide a refractive index distribution, and it is possible to expect effects such as the formation of a graded index type optical waveguide and a planar lens.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 徹 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特公 昭64−976(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 6/12 C08J 7/00 305 C03F 7/004 521 C03F 7/038 504 C08G 73/10──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Toru Matsuura 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-B Showa 64-976 (JP, B2) (58) Surveyed field (Int.Cl. 6 , DB name) G02B 6/12 C08J 7/00 305 C03F 7/004 521 C03F 7/038 504 C08G 73/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 フッ素化ポリイミドに電子線を照射する
ことを特徴とするフッ素化ポリイミドの屈折率変化方
法。
1. A method for changing the refractive index of a fluorinated polyimide, which comprises irradiating the fluorinated polyimide with an electron beam.
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