説明

光学部品用組成物及び光学部品

【課題】光学特性、耐熱性、密着特性及び加工性などに優れる光学部品用組成物を提供し、さらには、光学特性及び耐熱性に優れた光学部品を提供する。
【解決手段】(a)一般式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体と、(b)比表面積が30〜200m2/gの無機粒子及び(c)溶剤を含む光学部品用組成物。


[式(A)中、X、Y1、及びY2はそれぞれ異なる基を示す。l及びmは、lが4以上の整数、mが0以上の整数かつ、l+mが4以上の整数を示す。また、式(A)における繰り返し単位の配列はブロック的、ランダム的のいずれであってもよい。]

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学部品用組成物及び光学部品に関する。
【背景技術】
【0002】
光通信に代表される光学材料として、石英ガラス等の無機材料、ポリマー系の有機材料が検討されている。無機材料は、一般的に、光学部品の製作プロセスに、高温加熱が必要とされる等の加工性の問題がある。有機材料としては、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリイミド及びポリベンゾオキサゾールなどが知られている。ポリメチルメタクリレート及びポリカーボネートは耐熱性の観点から、その適用用途が制限されたり、適用のために工程が複雑化する問題が生じる。
【0003】
また、フッ素化ポリイミド及びフッ素化ポリベンゾオキサゾールは、幅広く検討されており(例えば、特許文献1参照。)、光学材料としての適用がなされているが、その構造中にフッ素を導入しているため、使用用途に制限されることがあり、より信頼性の高い材料が望まれる。
【0004】
また、光学材料として、可視光域の透過率が良好な嵩高い特定構造を持つポリベンゾオキサゾールが知られている(例えば、特許文献2参照。)。これは、ノルボルナン骨格等の嵩高い特定構造を導入することにより、光透過率は向上するが、その反面、脂肪族構造及び疎水構造が導入されていることにより、耐熱性が低下し、その適用用途が制限されたり、樹脂の基板への濡れ性が低下することから、塗布均一性が低下する等の問題があり、実用化するには適用範囲が狭い、または難しいという問題がある。
【0005】
また、光学部品としての光導波路において、SiO等の無機酸化物による導波路の作製は、その製膜方法から、コンフォーマルに製膜が進むため、下地凹凸の影響を受け易く、平坦化処理等の工夫が必要となり、工程が複雑化する。また、ポリイミドを用いた場合は(例えば、特許文献3参照。)、ポリイミド構造中にカルボニル基を含むため、吸湿による影響を受けることが問題となる。また、光導波路に、ポリイミドやポリベンゾオキサゾールと無機粒子の複合材料を用いることが知られている(例えば、特許文献4)。これらは、ポリマーの溶液中に、無機粒子を分散する必要があり、光導波路の製造において、無機粒子の分散性を制御する必要がある。しかしながら、十分な光学特性を得るために、無機粒子の添加量が多くなると、製膜性が低下する問題が生じる。
【0006】
【特許文献1】国際公開第2003/010223号パンフレット
【特許文献2】特開平11−322929号公報
【特許文献3】特開2001−354853号公報
【特許文献4】特開2007−63502号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、このような事情のもとで、光学特性、耐熱性及び加工性などに優れる光学部品用組成物を提供し、さらには、光学特性及び耐熱性に優れた光学部品を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定構造のヒドロキシアミド重合体と、比表面積が30〜200m2/gの無機粒子及び溶剤を用いることにより、均一な製膜性を発現し、光学特性、耐熱性及び物理特性の高い樹脂に変換され、その目的に適合し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち、本発明は、下記第(1)項から第(9)項の手段により達成される。
【0010】
(1) 一般式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体(a)と、比表面積が30〜200m2/gの無機粒子(b)及び溶剤(c)を含む光学部品用組成物。
【0011】
【化1】

【0012】
[式(A)中、Xは下記式(B)で表される基の中から選ばれる基を示し、2つの繰り返し単位中のXは同一でも異なっていてもよい。Y1は下記式(C)及び式(D)で表される基の中から選ばれる基を示す。Y2は下記式(E)及び式(F)で表される基の中から選ばれる基を示す。l及びmは、lが4以上の整数、mが0以上の整数かつ、l+mが4以上の整数を示す。また、式(A)における繰り返し単位の配列はブロック的、ランダム的のいずれであってもよい。]
【0013】
【化2】

【0014】
【化3】

【0015】
【化4】

【0016】
【化5】

【0017】
【化6】

【0018】
[式(B)及び式(C)中のX1は、下記式(G)
【0019】
【化7】

【0020】
で表される基の中から選ばれる基を示し、式(E)の中のRは、アリール基又は炭素数1〜10のアルキル基で表される基の中から選ばれる基を示す。式(D)中のpは1以上、4以下の整数を示す。
また、式(B)、式(C)、式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基の中から選ばれる少なくとも1個の基で置換されていてもよい。]
【0021】
(2) 前記ヒドロキシアミド重合体(a)は、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が5000以上、15000以下である、第(1)項に記載の光学部品用組成物。
(3) 前記無機粒子(b)が、表面が被覆されていてもよい、酸化チタンまたは酸化ジルコニウムである、第(1)項または第(2)項に記載の光学部品用組成物。
(4) 前記ヒドロキシアミド重合体(a)は、一般式(H)で表される、第(1)項〜第(3)項のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
【0022】
【化8】

【0023】
[式(H)中、X’は下記式(I)で表される基の中から選ばれる基を示し、式中の2つの繰り返し単位中のX’は同一でも異なっていてもよい。Y3は下記式(J)及び式(K)で表される基の中から選ばれる基を示す。Y4は下記式(L)で表される基の中から選ばれる基を示す。l’及びm’は、l’が4以上の整数、m’が0以上の整数かつ、l’+m’が4以上の整数を示す。また、式(H)における繰り返し単位の配列はブロック的、ランダム的のいずれであってもよい。]
【0024】
【化9】

【0025】
【化10】

【0026】
【化11】

【0027】
【化12】

【0028】
[式(I)及び式(J)中のX2は、下記式(M)
【0029】
【化13】

【0030】
で表される基の中から選ばれる基を示し、式(L)の中のRは、アリール基又は炭素数1〜10のアルキル基で表される基の中から選ばれる基を示す。式(K)中のp’は1以上、4以下の整数を示す。
また、式(I)、式(J)、式(K)、式(L)及び式(M)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基の中から選ばれる少なくとも1個の基で置換されていてもよい。]
【0031】
(5) 前記ヒドロキシアミド重合体は、一般式(N)で表される、第(1)項〜第(4)項のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
【0032】
【化14】

【0033】
[式(N)中、X’’は下記式(O)で表される基の中から選ばれる基を示し、式中の2つのX’’は同一でも異なっていてもよい。Y5は下記式(P)で表される基の中から選ばれる基を示す。Y6は下記(Q)で表される基の中から選ばれる基を示す。l’’及びm’’は、l’’が4以上の整数、m’’が0以上の整数かつ、l’’+m’’が4以上の整数を示す。また、式(N)における繰り返し単位の配列はブロック的、ランダム的のいずれであってもよい。]
【0034】
【化15】

【0035】
【化16】

【0036】
【化17】

【0037】
[式(O)及び式(P)中のX3は、式(R)
【0038】
【化18】

【0039】
で表される基の中から選ばれる基を示し、式(Q)の中のRは、アリール基又は炭素数1〜10のアルキル基で表される基の中から選ばれる基を示す。また、式(O)、式(P)、式(Q)及び式(R)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基の中から選ばれる少なくとも1個の基で置換されていてもよい。]
【0040】
(6) 前記光学部品用組成物を用いて、プラズマCVD法により製膜されたSiOx膜表面へ製膜する際に、該組成物と該SiOx膜との接触角が0°以上、10°以下である第(1)項〜第(5)項のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
(7) 前記光学部品用組成物は、23℃/湿度45%での雰囲気下で、スピンコータの回転数を1400rpmで塗膜を形成し、これを380℃/250秒加熱したフィルムの平均厚みが500nmになるように、前記ヒドロキシアミド重合体の含有量を調整した時の25℃での溶液粘度が、3mPa・s以上、11mPa・s以下である第(1)項〜第(6)項のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
(8) 第(1)項〜第(7)項のいずれか1項に記載の光学部品用組成物を用いて製膜し、前記光学部品用組成物中のヒドロキシアミド重合体を縮合反応させて得られる光学部品。
(9) 前記光学部品は、380nmの波長における光の減衰係数が、0以上、0.01以下である、第(8)項に記載の光学部品。
【発明の効果】
【0041】
本発明によれば、光学特性、耐熱性、密着特性及び加工性などに優れる光学部品用組成物が得られる。また、前記光学部品用組成物は、製膜をする際に基材への濡れ性にも優れることから、製膜の均一性も優れることより、得られる膜の特性も良好なものとなる。
前記光学部品用組成物より得られる光学部品は、光学特性及び耐熱性などに優れ、これを具備する光学デバイスは、光学特性及び耐熱性に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0042】
本発明は、一般式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体(a)と、比表面積が30〜200m2/gの無機粒子(b)及び溶剤(c)を含むことを特徴とするとする光学部品用組成物である。これにより、光学特性、耐熱性、密着特性及び加工性などに優れる光学部品用組成物を提供できる。
【0043】
前記一般式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体(a)は、前記式(B)で表される基の中から選ばれる基を有するビスアミノフェノール化合物の少なくとも1種と、前記式(C)及び前記式(D)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸化合物の少なくとも1種とを用いて反応させて合成することができる。
【0044】
また、ジカルボン酸化合物として、前記式(C)及び前記式(D)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸化合物の少なくとも1種と、式(E)及び式(F)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸化合物とを用いて反応させることもできる。
【0045】
上記ヒドロキシアミド重合体(a)の合成において、ビスアミノフェノール化合物と、ジカルボン酸化合物とを反応させる方法としては、従来の酸クロライド法、活性化エステル法、ポリリン酸やジシクロヘキシルカルボジイミド等の脱水縮合剤の存在下での縮合反応等の方法を挙げることができる。
【0046】
なお、前記ビスアミノフェノール化合物における基とは、アミノ基及びフェノール性水酸基と結合し得る結合手を四つ有する基を意味する。また、前記ジカルボン酸化合物における基とは、カルボキシル基と結合し得る結合手を二つ有する基を意味する。
【0047】
本発明で用いる、式(B)で表される基を有するビスアミノフェノール化合物の具体例としては、2,5−ジアミノヒドロキノン、2,3−ジアミノヒドロキノン、3,6−ジアミノカテコール、4,6−ジアミノレゾルシノール、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−(2,3’−アミノ−3,4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−(3,4’−アミノ−2,3’−ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、2,3’−ジアミノ−3,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノ−2,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、2,3’−ジアミノ−3,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノ−2,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,3−ビス(3−アミノ−4ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−3ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−3ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4ヒドロキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−3ヒドロキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4ヒドロキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−3ヒドロキシフェニルスルファニル)ベンゼン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,4’−ジアミノ−2,3’−ジヒドロキシビフェニル、2,3’−ジアミノ−3,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジアミノ−2,2’−ジヒドロキシビナフチル、2,2’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビナフチル、2,3’−ジアミノ−3,2’−ジヒドロキシビナフチル、9,9−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェノキシ)フェニル)フルオレン及び9,9−ビス(4−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)フェニル)フルオレン等が挙げられる。
【0048】
これらの中でも、溶剤に対する溶解性と、耐熱性の上で、2,5−ジアミノヒドロキノン、4,6−ジアミノレゾルシノール、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−(2,3’−アミノ−3,4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−(3,4’−アミノ−2,3’−ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、2,3’−ジアミノ−3,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノ−2,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、2,3’−ジアミノ−3,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノ−2,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,3−ビス(3−アミノ−4ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−3ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−3ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4ヒドロキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−3ヒドロキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4ヒドロキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−3ヒドロキシフェニルスルファニル)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェノキシ)フェニル)フルオレン及び9,9−ビス(4−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)フェニル)フルオレンが好ましく、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,3−ビス(3−アミノ−4ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−3ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)フルオレン及び9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、がより好ましい。これらのビスアミノフェノール化合物は単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【0049】
本発明で用いる、式(C)で表される基を有するジカルボン酸化合物の具体例としては、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−スルホニルビス安息香酸、3,3’−スルホニルビス安息香酸、4,4’−チオビス安息香酸、3,3’−チオビス安息香酸、4,4’−オキシビス安息香酸、3,3’−オキシビス安息香酸、ビス(4−カルボキシフェニル)メタン、ビス(3−カルボキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)プロパン、2,2’−ジメチル−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ジメチル−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、1,3−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−カルボキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,3−ビス(3−カルボキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,4−ビス(4−カルボキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,4−ビス(3−カルボキシフェニルスルファニル)ベンゼン、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,3’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,3’−ビス(3―カルボキシフェノキシ)ビフェニル、9,9−ビス(3−カルボキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−カルボキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(4−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−カルボキシフェノキシフェニル)フルオレン及び9,9−ビス(3−カルボキシフェノキシフェニル)フルオレン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0050】
これらの中でも、溶剤に対する溶解性の上で、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’−スルホニルビス安息香酸、3,3’−スルホニルビス安息香酸、4,4’−チオビス安息香酸、3,3’−チオビス安息香酸、4,4’−オキシビス安息香酸、3,3’−オキシビス安息香酸、ビス(4−カルボキシフェニル)メタン、ビス(3−カルボキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)プロパン、1,3−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−カルボキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,3−ビス(3−カルボキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,4−ビス(4−カルボキシフェニルスルファニル)ベンゼン、1,4−ビス(3−カルボキシフェニルスルファニル)ベンゼン、9,9−ビス(3−カルボキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−カルボキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(4−カルボキシフェニル)スルファニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−カルボキシフェノキシフェニル)フルオレン及び9,9−ビス(3−カルボキシフェノキシフェニル)フルオレンが好ましく、イソフタル酸、4,4’−スルホニルビス安息香酸、3,3’−スルホニルビス安息香酸、4,4’−チオビス安息香酸、3,3’−チオビス安息香酸、4,4’−オキシビス安息香酸、3,3’−オキシビス安息香酸、1,3−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビス(3−カルボキシフェニル)フルオレン及び9,9−ビス(4−カルボキシフェニル)フルオレンがより好ましい。これらのジカルボン酸化合物は単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【0051】
本発明で用いる、式(D)で表される基を有するジカルボン酸化合物の具体例としては、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、cis−1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、cis−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−デカリンジカルボン酸、1,4−デカリンジカルボン酸、2,6−デカリンジカルボン酸、1,3−アダマンタンジカルボン酸、5−メチル−1,3−アダマンタンジカルボン酸、2,2−アダマンタンジカルボン酸、3,3’−(2,2−アダマンチル)フェニルジカルボン酸、4,4’−(2,2−アダマンチル)フェニルジカルボン酸、3,3’−(2,2−アダマンチルオキシ)フェニルジカルボン酸、4,4’−(2,2−アダマンチルオキシ)フェニルジカルボン酸、3,3’−(1,3−アダマンチル)フェニルジカルボン酸、4,4’−(1,3−アダマンチル)フェニルジカルボン酸、3,3’−(1,1’−ビアダマンタン)ジカルボン酸、3,5−(1,1’−ビアダマンタン)ジカルボン酸、3,3’−(1,1’−ビアダマンタン)ジカルボン酸、3,5’−(1,1’−ビアダマンタン)ジカルボン酸、3’,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン−3,5−ジカルボン酸、5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン−3,3’ジカルボン酸及び3’,5,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン−3,5’−ジカルボン酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0052】
これらの中でも、溶剤に対する溶解性と、耐熱性の上で、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、cis−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−アダマンタンジカルボン酸、5−メチル−1,3−アダマンタンジカルボン酸、3,3’−(1,1’−ビアダマンタン)ジカルボン酸、3,5−(1,1’−ビアダマンタン)ジカルボン酸、3,3’−(1,1’−ビアダマンタン)ジカルボン酸、3,5’−(1,1’−ビアダマンタン)ジカルボン酸、3’,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン−3,5−ジカルボン酸、5,5’,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン−3,3’ジカルボン酸及び3’,5,7,7’−テトラメチル−1,1’−ビアダマンタン−3,5’−ジカルボン酸が好ましい。これらのジカルボン酸化合物は単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【0053】
本発明で用いる、式(E)で表される基を有するジカルボン酸化合物において、R置換基としては、アリール基又は炭素数1〜10のアルキル基であり、具体的には、前記アリール基としては、フェニル基、ベンジル基、トリル基、o−キシリル基、m−キシリル基及びp−キシリル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基及びアダマンチル基などが挙げられる。これらのなかでも、フェニル基、トリル基、o−キシリル基、m−キシリル基、p−キシリル基、メチル基、イソブチル基及びt−ブチル基が好ましく、フェニル基、トリル基、o−キシリル基、m−キシリル基及びp−キシリル基がより好ましい。
【0054】
そのような式(E)で表される基を有するジカルボン酸化合物の具体例として、R置換基がフェニル基であるフェニルエチニル基を有するジカルボン酸化合物の具体例としては、4−フェニルエチニルイソフタル酸、5−フェニルエチニルイソフタル酸、2−フェニルエチニルテレフタル酸、3−フェニルエチニルテレフタル酸、2−フェニルエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、3−フェニルエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、4−フェニルエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、1−フェニルエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、3−フェニルエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−フェニルエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、3,7−ビスフェニルエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、4,8−ビスフェニルエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−フェニルエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、6−フェニルエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、2−フェニルエチニル−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ビスフェニルエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、6,6'−ビスフェニルエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ビスフェニルエチニル−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、2,2−ビス(3−カルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−3−フェニルエチニルフェニル)プロパン、ビス(3−カルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)スルホン、ビス(3−カルボキシ−5−フェニルエチニルフェニル)スルホン、ビス(4−カルボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)スルホン、ビス(4−カルボキシ−3−フェニルエチニルフェニル)スルホン、ビス(3−カルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)エーテル、ビス(3−カルボキシ−5−フェニルエチニルフェニル)エーテル、ビス(4−カルボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)エーテル、ビス(4−カルボキシ−3−フェニルエチニルフェニル)エーテル、等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0055】
これらの中でも、溶剤に対する溶解性の上で、4−フェニルエチニルイソフタル酸、5−フェニルエチニルイソフタル酸、2−フェニルエチニルテレフタル酸、3−フェニルエチニルテレフタル酸、2,2−ビス(3−カルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−3−フェニルエチニルフェニル)プロパン、ビス(3−カルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)スルホン、ビス(3−カルボキシ−5−フェニルエチニルフェニル)スルホン、ビス(4−カルボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)スルホン、ビス(4−カルボキシ−3−フェニルエチニルフェニル)スルホン、ビス(3−カルボキシ−4−フェニルエチニルフェニル)エーテル、ビス(3−カルボキシ−5−フェニルエチニルフェニル)エーテル、ビス(4−カルボキシ−2−フェニルエチニルフェニル)エーテル、ビス(4−カルボキシ−3−フェニルエチニルフェニル)エーテルが好ましく、4−フェニルエチニルイソフタル酸、5−フェニルエチニルイソフタル酸、2−フェニルエチニルテレフタル酸、3−フェニルエチニルテレフタル酸がより好ましい。これらのジカルボン酸化合物は単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【0056】
本発明で用いる、式(F)で表される基を有するジカルボン酸化合物の具体例としては、4−エチニルイソフタル酸、5−エチニルイソフタル酸、2−エチニルテレフタル酸、3−エチニルテレフタル酸、2−エチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、3−エチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、4−エチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、1−エチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、3−エチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−エチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、3,7−ジエチニル−1,5−ナフタレンジカルボン酸、4,8−ジエチニル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、4−エチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、6−エチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、2−エチニル−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ジエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、6,6'−ジエチニル−2,2'−ビフェニルジカルボン酸、2,2'−ジエチニル−4,4'−ビフェニルジカルボン酸、2,2−ビス(3−カルボキシ−4−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−3−エチニルフェニル)プロパン、ビス(3−カルボキシ−4−エチニルフェニル)スルホン、ビス(3−カルボキシ−5−エチニルフェニル)スルホン、ビス(4−カルボキシ−2−エチニルフェニル)スルホン、ビス(4−カルボキシ−3−エチニルフェニル)スルホン、ビス(3−カルボキシ−4−エチニルフェニル)エーテル、ビス(3−カルボキシ−5−エチニルフェニル)エーテル、ビス(4−カルボキシ−2−エチニルフェニル)エーテル、ビス(4−カルボキシ−3−エチニルフェニル)エーテル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0057】
これらの中でも、溶剤に対する溶解性の上で、4−エチニルイソフタル酸、5−エチニルイソフタル酸、2−エチニルテレフタル酸、3−エチニルテレフタル酸、2,2−ビス(3−カルボキシ−4−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシ−5−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−2−エチニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシ−3−エチニルフェニル)プロパン、ビス(3−カルボキシ−4−エチニルフェニル)スルホン、ビス(3−カルボキシ−5−エチニルフェニル)スルホン、ビス(4−カルボキシ−2−エチニルフェニル)スルホン、ビス(4−カルボキシ−3−エチニルフェニル)スルホン、ビス(3−カルボキシ−4−エチニルフェニル)エーテル、ビス(3−カルボキシ−5−エチニルフェニル)エーテル、ビス(4−カルボキシ−2−エチニルフェニル)エーテル、ビス(4−カルボキシ−3−エチニルフェニル)エーテルが好ましく、4−エチニルイソフタル酸、5−エチニルイソフタル酸、2−エチニルテレフタル酸、3−エチニルテレフタル酸がより好ましい。これらのジカルボン酸化合物は単独で用いてもよく、また2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【0058】
なお、式(B)、式(C)、式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基の中から選ばれる少なくとも1個の基で置換されていてもよい。上記炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基及びt−ブチル基などが挙げられる。
【0059】
本発明に用いるヒドロキシアミド重合体(a)の製造方法としては、例えば、酸クロライド法では、使用する酸クロライドは、まず、N,N’−ジメチルホルムアミド等の触媒存在下で、前記ジカルボン酸化合物と、過剰量の塩化チオニルとを、室温ないし100℃程度の温度で反応させ、過剰の塩化チオニルを加熱及び減圧により留去した後、残査をヘキサン等の溶媒で再結晶することにより得ることができる。このようにして製造したジカルボン酸クロライド化合物を、前記ビスアミノフェノール化合物と共に、通常、N−メチル−2−ピロリドン及びN,N’−ジメチルアセトアミド等の極性溶媒に溶解し、ピリジン等の酸受容剤存在下で、室温ないし−30℃程度の温度で反応させることにより、ヒドロキシアミド重合体を得ることができる。このようにして得られるヒドロキシアミド重合体が共重合体である場合の繰り返し単位の配列は、ブロック的であっても、ランダム的であっても良い。
【0060】
例えば、ブロック的な繰り返し単位の製造方法としては、酸クロライド法による場合、式(B)で表される基の中から選ばれる基を有するビスアミノフェノール化合物と、式(C)及び式(D)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロライド化合物の少なくとも1種とを、予め反応させて分子量を上げた後、更に式(B)で表される基の中から選ばれる基を有するビスアミノフェノール化合物と、式(E)及び式(F)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロライドの少なくとも1種とを反応させることにより得ることができる。
【0061】
また、逆に、式(B)で表される基の中から選ばれる基を有するビスアミノフェノール化合物と、式(E)及び式(F)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロライド化合物の少なくとも1種とを、予め反応させて、重合体の分子量を上げた後、更に式(B)で表される基の中から選ばれる基を有するビスアミノフェノール化合物と式(C)又は式(D)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロライド化合物の少なくとも1種とを反応させてもよい。
【0062】
ランダム的な繰り返し単位の場合は、式(B)で表される基の中から選ばれる基を有するビスアミノフェノール化合物と式(C)又は式(D)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロライド化合物の少なくとも1種と、式(E)及び式(F)で表される基の中から選ばれる基を有するジカルボン酸クロライド化合物の少なくとも1種とを、同時に反応させることにより得ることができる。
【0063】
式(A)で表される構造中のl及びmは、lが4以上の整数、mが0以上の整数、且つl+mが4以上の整数であり、上記ヒドロキシアミド重合体に用いるビスアミノフェノール化合物及びジカルボン酸化合物の組み合わせにより異なるが、一般的には、l+mが4〜100の範囲である。
【0064】
このようにして得られる一般式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体(a)は、溶剤(c)に対する溶解性、及び耐熱性の上で、一般式(H)で表される構造を有するヒドロキシアミド重合体であることが好ましく、一般式(N)で表される構造を有するヒドロキシアミド重合体であることがより好ましい。
【0065】
また、上記一般式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体(a)は、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が5000以上、15000以下が好ましく、より好ましくは8000以上、12000以下である。重量平均分子量は上記範囲外でも使用できるが、下限値より小さいと製膜後のプロセス中に耐熱性が劣化するおそれがあり、上限値より大きいと、溶剤への溶解性が低下するおそれがあり、また、本発明の光学部品用組成物における溶液粘度が上昇することにより、塗膜形成時に基板への濡れ性が低下して、膜厚均一性の低下が起こるおそれがある。
【0066】
上記重量平均分子量は、高速液体クロマトグラフを用い、標準ポリスチレンで検量線を作成し、ポリスチレン換算で求めたものをいう。例えば、装置として、東ソー株式会社製高速液体クロマトグラフSC−8020システムに、TSKgelGMH−HRH高速SEC用カラム、UV(λ=270nm)検出器を用い、移動相としてLiBr0.5%を添加したN−メチル−2−ピロリドン液を用いて測定し、標準ポリスチレンとして、東ソー製PS−オリゴマーキットにより、リテンションタイムと分子量の検量線を作製し、ヒドロキシアミド重合体のポリスチレン換算の重量平均分子量を求めることができる。
【0067】
また、ヒドロキシアミド重合体の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量を前記の範囲にするための反応方法としては、例えば、上記製造方法において、ジカルボン酸クロライド化合物とビスアミノフェノール化合物の反応モル比を調整して分子量を制御する方法、ジカルボン酸クロライド化合物とビスアミノフェノール化合物に、カルボン酸クロライド化合物又はアミノフェノール化合物を用いて、反応を停止させ、任意の分子量に調整する方法等を例示することができる。上記カルボン酸クロライド化合物及びアミノフェノール化合物は、ヒドロキシアミド重合体の末端基として反応を終結させ、それ以上分子量が大きくならないようにするために用い、例えば、安息香酸クロライド、2−アミノフェノールなどを例示することができる。
【0068】
前記ジカルボン酸化合物とビスアミノフェノール化合物の反応モル比を調整することにより分子量を制御する方法においては、上記の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量とも関係し、上記で用いるジカルボン酸化合物及びビスアミノフェノール化合物の構造によりモル比が異なるが、一方の化合物のモル数を過剰に、例えば、アミノフェノール化合物のモル数を過剰とすることにより、反応モル比が0.7以上、0.9以下に調整されることが好ましく、0.75以上、0.90以下がより好ましく、さらに好ましくは、0.8以上、0.90以下とするのが良い。反応モル比は、前記範囲外でも使用できるが、前記下限値より低いと比較的低分子の成分が多く生じるため、その除去等により、工程の複雑化する恐れがある。また、前記上限値を超える場合、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が目的とする範囲よりも大きくなる恐れがある。
【0069】
なお、本発明に用いるヒドロキシアミド重合体(a)は、加熱することにより縮合反応を生じさせ、ベンゾオキサゾール重合体を得ることができる。
【0070】
本発明に用いる無機粒子(b)としては、酸化アルミニウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、硫化鉛粒子、硫化亜鉛粒子、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、窒化ガリウムなどが挙げられる。これらの中でも、屈折率及び透明性などの点で、酸化チタン粒子及び酸化ジルコニウム粒子が好ましい。これらの無機粒子は、それ自身の触媒活性を抑制するためや、ヒドロキシアミド重合体(a)や溶剤(c)との分散性を向上させるために、粒子表面がシリカやアルミナなどで被覆されていてもよい。
これらの無機粒子は、単独で用いてもよく、また、2種類以上を混合して使用することもできる。
【0071】
これらの無機粒子の比表面積は、30〜200m2/gであり、60〜200m2/gであることがより好ましい。比表面積が前記下限値より小さいと、光の散乱により透明性が低下する。また、比表面積が前記上限値より大きいと、表面自由エネルギーが大きくなり、凝集を起こし易くなるため、膜の均一性が低下する。上記比表面積は、一般的なBET法により求めることができる。
【0072】
無機粒子の平均粒子径としては、1〜60nmが好ましく、1〜40nmがより好ましい。上記平均粒子径は、動的光散乱法による有効径として測定することができる。
【0073】
本発明に用いる溶剤(c)としては、ヒドロキシアミド重合体(a)の構造により、それぞれ異なるが、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒及び非プロトン極性溶媒などが挙げられ、例えば、ケトン系溶媒として、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、4−メチル−シクロヘキサノン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、炭酸プロピレン、ジアセトンアルコール及びγ−ブチロラクトンなど;エーテル系溶媒として、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコール1−モノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル及び1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテルなど;エステル系溶媒として、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテート、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル及びメチル−3−メトキシプロピオネートなど;非プロトン系極性溶媒として、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド及びジメチルスルホキシドなど;等を挙げることができる。これらは1種又は2種以上を混合して用いることができる。これらの中で、ヒドロキシアミド重合体の構造により異なるが、N−メチル−2−ピロリドンと上記N−メチル−2−ピロリドン以外の溶媒の混合物、シクロペンタノンと上記シクロペンタノン以外の溶媒の混合物、シクロヘキサノンと上記シクロヘキサノン以外の溶媒の混合物が、好適に使用することができる。
【0074】
本発明の光学部品用組成物において、ヒドロキシアミド重合体(a)と無機粒子(b)と溶剤(c)の混合割合としては、光学部品の使用目的等により異なるが、無機粒子(b)は、前記ヒドロキシアミド重合体(a)100質量部に対して、10質量部〜200質量部が好ましく、50質量部〜150質量部がより好ましい。前記範囲外でも使用できるが、無機粒子(b)が200質量部を超えると、粘度が増加し、均一な膜が得られなくなるおそれがある。また、10質量部より少ないと、屈折率が上昇せず、良好な光学特性を得られなくなるおそれがある。
【0075】
また、溶剤(c)は、前記ヒドロキシアミド重合体(a)100質量部に対して、400質量部〜3000質量部が好ましく、900質量部〜2000質量部がより好ましい。前記範囲外でも使用できるが、溶剤(c)が3000質量部を超えると、十分な膜厚が得られ得られなくなるおそれがある。また、400質量部より少ないと、組成物の溶液粘度が増加し、均一な膜が得られ得られなくなるおそれがある。
【0076】
本発明の光学部品用組成物は、(a)と無機粒子(b)と溶剤(c)以外の成分として、表面処理剤、分散剤、界面活性剤、シラン系に代表されるカップリング剤、酸素ラジカルやイオウラジカルを加熱により発生するラジカル開始剤等の添加剤を添加することができる。また、当該ヒドロキシアミド重合体に、感光剤としての例えばナフトキノンジアジド化合物と一緒に用いることで、感光性樹脂組成物として用いることが可能である。
上記表面処理剤としては、シランカップリング剤やキレート剤などが挙げられる。また、分散剤としては、グリセリンやステアリン酸及びオレイン酸などの脂肪酸、アルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルメタリン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタンなどが挙げられる。
【0077】
本発明の光学部品用組成物は、上記で得られたヒドロキシアミド重合体(a)と無機粒子(b)と溶剤(c)、必要に応じて添加剤を混合することにより得ることができる。
上記組成物の混合において、無機粒子(b)と溶剤(c)を予め混合して、溶剤中に無機粒子を分散させた分散液を用意すると好ましい。
【0078】
これらの無機粒子を溶剤に均一に分散させる方法としては、例えば、溶剤と、無機粒子と、必要に応じて表面処理剤や分散剤とを混合し、高周波超音波ホモジナイザーや、微小ビーズを用いたビーズミル処理により、無機粒子が均一に分散された分散液を得ることができる。
【0079】
本発明においては、光学部品用組成物を用いて光学部品を得ることができる。光学部品がフィルム状である場合の製造例としては、例えば、上記で得られたヒドロキシアミド重合体(a)と無機粒子(b)と溶剤(c)を用いて、光学部品用組成物を作製し、この光学部品用組成物を、適当な支持体、例えば、シリコンウエハやセラミック基板等に塗布して、塗膜を形成する。塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等が挙げられる。その後、上記で得た塗膜を、例えば、好ましくは窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中で、40℃以上、425℃以下の温度で加熱して溶剤を除去し、引き続き、300℃以上、425℃以下の温度で、加熱及び/又は300℃以上、425℃以下の温度下で活性エネルギー線を照射して、前記光学部品用組成物中のヒドロキシアミド重合体を、縮合反応させ、ベンゾオキサゾール重合体としてフィルムを形成し、それを用いて光学部品として使用することができる。
前記活性エネルギー線としては、例えば、電子線、紫外線領域から赤外線領域の任意の波長の光線を用いることができる。
【0080】
このように光学部品用フィルムに用いることができる上記光学部品用組成物は、上記同様に塗布して形成した塗膜を、380℃で250秒間加熱して得られたフィルムが、380nmの波長におけるフィルム中の光の減衰係数が、0以上、0.01以下であることが好ましい。前記減衰係数は、数値が小さいほど、フィルム中での光の吸収が小さいことを意味しており、減衰係数が小さいほど、透明性がよいことから、フィルムの透明性が良好なものとなる。前記減衰係数は前記範囲外でも使用できるが、0.01を越えるとフィルム中で光が吸収されて減衰することを意味し、その使用用途によっては、好ましくない恐れがある。好ましくは0に近いほうがよく、0.008以下、より好ましくは0.005以下とするのが良い。
【0081】
上記減衰係数は、n&k Technology Inc.製n&kアナライザーや市販の分光エリプソメーターにより、測定することができ、前記分光エリプソメーターとしては、例えば、J.A.Woollam Co. Inc.製分光エリプソメーターにより測定することができる。減衰係数の測定に関しては、380nmでの波長の値を用いる。例えば、シリコン基板上にスピンコートで作製した塗膜を、窒素ガス雰囲気下で380℃で250秒間加熱処理して得られたフィルムを、n&k Technology Inc.社製n&kアナライザー1500を用いて、反射率測定を行い、380nmの波長での減衰係数を得ることができる。
【0082】
本発明の光学部品用組成物は、特定の条件により形成される塗膜の厚みが500nmとなり、さらに、該組成物の溶液粘度が下記の範囲となるように、ヒドロキシアミド重合体の含有量を調整することが製膜性の上で好ましい。
上記溶液粘度としては、25℃で測定した時、3mPas以上、11mPas以下であることが好ましく、より好ましくは、4mPas以上、10mPas以下、さらに好ましくは、4mPas以上、8mPas以下である。溶液粘度は、前記範囲外でも使用できるが、前記下限値より低いと、ヒドロキシアミド重合体における比較的低分子成分が多く含まれる可能性が高く、アウトガスに代表される耐熱性の低下を生じる恐れがある。また、前記上限値を超えると、下地基板への濡れ性が低下することにより、製膜時のマージンの低下又は膜厚均一性等が低下する恐れがある。
【0083】
上記溶液粘度におけるヒドロキシアミド重合体の含有量を調整する評価方法としては、上記で得られるヒドロキシアミド重合体を、標準溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンに溶解した組成物とし、該組成物を、23℃/湿度45%での雰囲気下で、支持体上に、スピンコータの回転数を1400rpmで塗膜を形成し、該塗膜を380℃で250秒間加熱した後の塗膜の厚みが500nmになるように、該ヒドロキシアミド重合体の含有量が調整される。
【0084】
上記溶液粘度は、市販のE型粘度計、B型粘度計により測定することができ、JIS Z 8809により規格制定された粘度計を校正する標準物質として製造された標準液により校正して用いる。例えば、E型粘度計としては、TVE−20L:東機産業(株)製を、標準液としては、東機産業(株)製の粘度計校正用の標準液JS10を例示することができる。
【0085】
また、上記光学部品用組成物は、プラズマCVD法により製膜されたSiOx膜の表面に、上記同様に塗布して塗膜を形成する際の光学部品用組成物の該SiOx膜に対する接触角が0°以上、10°以下であることが好ましく、前記範囲においては0°に近いほうがよく、好ましくは8°以下、より好ましくは5°以下である。前記接触角は、前記範囲外でも使用できるが、前記上限値を越えると、基板表面に対して、濡れ性が悪く、製膜性を低下させるため、膜特性のバラツキが大きくなったり、製膜のマージンが狭まる等の問題が生じる恐れがある。
【0086】
上記接触角は、一般的なθ/2法により求めることができる。具体的には、基板上に、光素子用組成物の液滴を落とし、液滴の左右端点を結んだ線に対して、左右端点と頂点を線で結んだ角度を2倍して接触角とする。測定装置として、例えば、協和界面科学(株)製CA−X型の接触角測定装置を用いて、測定することができる。
【0087】
本発明の光学部品は、上記光学部品用組成物を用いて得られるものである。例えば、光学レンズ、光学フィルター、光スイッチ、光導波路、光ファイバー、集光レンズ等が挙げられる。
【0088】
本発明の光学部品の1つである光導波路の構造例として、特に限定はされないが、特開平08−139300号公報に記載されている。
例えば、図1に示すように、半導体基板(1)上に、クラッド層としてプラズマCVD法によりSiOx膜に代表される無機膜(2)を形成し、フォトレジスト法により、コア部として凹状に加工する。その後、上記で凹状を形成した無機膜の面に、本発明の光学部品用組成物を用いて、これを塗布して塗膜を形成する。塗布の方法としては、スピンナーによる回転塗布、スプレーコーターによる噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等が挙げられる。その後、上記で得た塗膜を、所定温度でプリベーク後、加熱及び/又は活性エネルギー線を照射して、光導波路部(3)を形成する。
次に、必要によりエッチング等をして、不必要な部分を除去する。この際に、レジスト等を用いてパターニングをしても構わない。その後、上部に、プラズマCVD法によりSiOx膜に代表される無機膜(4)を形成して、光導波路を作製できる。
【実施例】
【0089】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【0090】
製造例1
5−エチニルイソフタル酸ジクロライドの製造
(1)5−トリフルオロメタンスルホニロキシイソフタル酸ジメチルの合成
温度計、ジムロー卜冷却管、塩化カルシウム管、撹拌機を備えた4つ口の5Lフラスコに、5−ヒドロキシイソフタル酸ジメチル190.0g(0.904mol)、脱水トルエン3L、脱水ピリジン214.7g(2.718mol)を仕込み、撹拌しながら、−30℃まで冷却した。ここに、無水トリフルオロメタンスルホン酸510.2g(1.808mol)を、温度が−25℃以上に上がらないように注意しながら、ゆっくりと滴下した。この場合、滴下が終了するまでに1時間を要した。滴下終了後、反応温度を0℃に昇温し1時間、さらに室温に昇温し5時間反応させた。得られた反応混合物を4Lの氷水に注ぎ、水層と有機層を分離した。更に水層を500mLのトルエンで2回抽出し、これを先の有機層とあわせた。この有機層を水3Lで2回洗浄し、無水硫酸マグネシウム100gで乾燥、ろ過により無水硫酸マグネシウムを除去し、ロータリーエバポレーターでトルエンを留去、減圧乾燥することによって、淡黄色固体の5−トリフルオロメタンスルホニロキシイソフタル酸ジメチルを294.0g得た(収率95%)。この粗生成物をヘキサンで、再結晶することによって、白色針状晶を得、これを次の反応に用いた。
【0091】
(2)4−[3,5−ビス(メトキシカルボニル)フェニル]−2−メチル−3−ブチン−1−オールの合成
温度計、ジムロート冷却管、窒素導入管、撹拌機を備えた4つ口の1Lフラスコに、上記(1)で得られた5−トリフルオロメタンスルホニロキシイソフタル酸ジメチル125g(0.365mol)、トリフェニルホスフィン1.1g(0.00419mol)、ヨウ化銅0.275g(0.00144mol)、3−メチル−1−ブチン−3−オール33.73g(0.401mol)を仕込み、窒素を流した。脱水トリエチルアミン375mL及び脱水ピリジン200mLを加え、撹拌溶解した。1時間窒素を流し続けた後、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.3g(0.000427mol)を素早く添加し、オイルバスで1時間加熱還流した。その後、トリエチルアミン及びピリジンを減圧留去し、粘稠な褐色溶液を得た。これを水500mLに注ぎ析出した固形物をろ取し、さらに水500mL、5モル/リットル濃度塩酸500mL、水500mLで各2回洗浄した。この固形物を、50℃で減圧乾燥することにより、98.8gの4−[3,5−ビス(メトキシカルボニル)フェニル]−2−メチル−3−ブチン−1−オールを得た(収率98%)。
【0092】
(3)5−エチニルイソフタル酸二カリウム塩の合成
温度計、ジムロート冷却管、撹拌機を備えた5Lの4つ口フラスコに、n−ブタノール3L、水酸化カリウム(85%)182g(2.763mol)を仕込み、加熱還流して溶解した。これに、上記(2)で合成した4−[3,5−ビス(メトキシカルボニル)フェニル]−2−メチル−3−ブチン−1−オール95g(0.344mol)を加えて、30分間加熱還流した。これを氷浴にて冷却し、析出した結晶をろ取した。この結晶をエタノール1Lで2回洗浄し、60℃で減圧乾燥することによって、88.87gの5−エチニルイソフタル酸二カリウム塩を得た(収率97%)。
【0093】
(4)5−エチニルイソフタル酸ジクロライドの合成
温度計、ジムロート冷却管、撹拌機を備えた2Lの4つ口フラスコに、上記(3)で得られた5−エチニルイソフタル酸二カリウム塩80g(0.3mol)、クロロホルム400Lを仕込み、0℃に冷却した。これに塩化チオニル391g(4.5mol)を、5℃以下で1時間かけて滴下した。その後、ジメチルホルムアミド4mL、ヒドロキノン4gを加え、45〜50℃で3時間撹拌した。冷却後ろ過して結晶を除き、結晶をクロロホルム150mLで洗浄した。ろ液と洗浄液をあわせて、40℃以下で減圧濃縮し、得られた残渣を、ジエチルエーテル200mLで2回抽出した後に、ろ過した。抽出液からジエチルエーテルを減圧留去することで、半固体の粗生成物を得た。これを、乾燥したn−へキサンで洗浄し、続いてジエチルエーテルで再結晶することで、13gの5−エチニルイソフタル酸ジクロライドを得た(収率19%)。
【0094】
製造例2
5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロライドの製造
(1)5−ブロモイソフタル酸の合成
温度計、撹拌機、滴下ロートを備えた4つ口の1Lフラスコに、5−アミノイソフタル酸99.18g(0.55mol)と48重量%臭化水素酸165mL、蒸留水150mLを入れ、撹拌した。フラスコを5℃以下まで冷却し、ここへ、亜硝酸ナトリウム39.4g(0.57mol)を蒸留水525mLに溶解したものを、1時間かけて滴下し、ジアゾニウム塩水溶液を得た。温度計、ジムロート冷却管、滴下ロート、撹拌機を備えた4つ口の3Lフラスコに、臭化第一銅94.25g(0.66mol)と48重量%臭化水素酸45mLを入れ、撹拌した。フラスコを0℃以下に冷却し、上記のジアゾニウム塩水溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後に室温で30分間撹拌し、続けて30分間還流させた。放冷後、析出物をろ別し、蒸留水2Lで2回洗浄し、得られた白色固体を50℃で2日間減圧乾燥し、5−ブロモイソフタル酸の粗生成物117gを得た。精製せずに次の反応へ用いた。
【0095】
(2)5−ブロモイソフタル酸ジメチルの合成
温度計、撹拌機、ジムロート冷却管を備えた500mLフラスコに、上記(1)で得られた5−ブロモイソフタル酸110g、メタノール500mL、濃硫酸10gを入れ、6時間還流させた。放冷後、蒸留水1Lに滴下し、これを、5重量%炭酸水素ナトリウム水溶液で中和した。析出物をろ別し、蒸留水2Lで2回洗浄した後、得られた白色固体を50℃で2日間減圧乾燥し、5−ブロモイソフタル酸ジメチル109g(0.4mol)を得た(収率89%)。
【0096】
(3)5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロライドの合成
製造例1(2)において、5−トリフルオロメタンスルホニロキシイソフタル酸ジメチル125g(0.365mol)を、上記(2)で得られた5−ブロモイソフタル酸ジメチル99.7g(0.365mol)とする以外は製造例1(2)と同様にして、80.8gの1−[3,5−ビス(メトキシカルボニル)フェニル]−2−フェニルエチンを得た(収率75%)。
以下、製造例1(3)及び(4)と同様にして、5−(2−フェニルエチニル)イソフタル酸二カリウム塩を得たのち、5−(2−フェニルエチニル)イソフタル酸ジクロライドを得た。
【0097】
製造例3
3,3’−チオビス安息香酸ジクロライドの合成
(1)3,3’−チオビス安息香酸の合成
温度計、ジムロート冷却管、撹拌機を備えた2Lの4つ口フラスコに、3−ヨード安息香酸49.6g(0.200mol)、炭酸カリウム13.8g(0.100mol)及びN,N−ジメチルホルムアミド200mLを入れ、窒素ガスフロー下で、100℃で溶解させた後、硫化ナトリウム8.6g(0.110mol)及びヨウ化銅3.8g(0.020mol)を加え、12時間還流した。反応液に水1L及び活性炭20gを加え、100℃で1時間加熱した。ろ過により活性炭を除き、反応液を6mol/Lの塩酸100mLを滴下して中和し、沈殿物を集め、蒸留水1Lで2回洗浄した。得られた沈殿物を60℃で12時間真空乾燥し、11.52gの3,3’−チオビス安息香酸を得た。(収率42%)
【0098】
(2)3,3’−チオビス安息香酸ジクロライドの合成
温度計、ジムロート冷却管、撹拌機を備えた300mLの4つ口フラスコに、上記(1)で得られた3,3’−チオビス安息香酸10.97g(0.04mol)、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド0.08g(0.0004mol)及び塩化チオニル50g(0.42mol)を加え、3時間還流した。100℃で塩化チオニルを留去し、残留物を60℃で12時間真空乾燥し、11.8gの3,3’−チオビス安息香酸ジクロライドを得た。(収率95%)
【0099】
製造例4
酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液の調製
酸化チタン粒子(堺化学工業(株)製SSP−20、比表面積170m2/g)20質量部、メチルエチルケトン78質量部及びポリプロピレングリコール2質量部を混合し、微粉砕・分散機(寿工業(株)製ウルトラアペックスミルUAM−015)を用いて、ビーズミル分散処理を行い、酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液を得た。
【0100】
製造例5
酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液の調製
酸化チタン粒子(石原産業(株)製TTO−55(B)、比表面積35m2/g)20質量部、メチルエチルケトン78質量部及びポリプロピレングリコール2質量部を混合し、微粉砕・分散機(寿工業(株)製ウルトラアペックスミルUAM−015)を用いて、ビーズミル分散処理を行い、酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液を得た。
【0101】
製造例6
酸化ジルコニウム粒子メチルエチルケトン分散液の調製
酸化ジルコニウム粒子(日本稀元素化学工業(株)製UEP−100、比表面積90m2/g)20質量部、メチルエチルケトン78質量部及びポリプロピレングリコール2質量部を混合し、微粉砕・分散機(寿工業(株)製ウルトラアペックスミルUAM−015)を用いて、ビーズミル分散処理を行い、酸化ジルコニウム粒子メチルエチルケトン分散液を得た。
【0102】
製造例7
製造例3に用いた酸化チタン粒子のかわりに、酸化チタン粒子(昭和電工(株)製スーパータイタニアF−10、比表面積9m2/g)を用いた以外は、製造例3と同様にして、酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液を得た。
【0103】
製造例8
製造例3に用いた酸化チタン粒子のかわりに、酸化チタン粒子(堺化学工業(株)製SSP−25、比表面積270m2/g)を用いた以外は、製造例3と同様にして、酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液を得た。
【0104】
実施例1
[ヒドロキシアミド重合体の合成]
窒素ガスフロー下で、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン32.3g(0.08mol)を、乾燥したN−メチル−2−ピロリドン400gに溶解し、0〜10℃において4,4’−オキシビス安息香酸クロライド29.5g(0.1mol)を少量ずつ添加した。0〜10℃で3時間攪拌後、室温まで戻し、室温で5時間撹拌した。その後、反応液を50%メタノール水溶液4リットルに小さな液滴で滴下し、沈殿物を集め、さらに、50%メタノール水溶液4リットル中で3回繰り返した。その後、沈殿物を乾燥することにより、ヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、下記の方法により、重量平均分子量(Mw)及び溶液粘度を評価した。
【0105】
(1)標準ポリスチレン換算重量平均分子量
装置として、東ソー株式会社製高速液体クロマトグラフSC−8020システムに、TSKgelGMH−HRH高速SEC用カラム、LiBr0.5%入りN−メチル−2−ピロリドン移動相、UV(λ=270nm)検出器を用いて測定し、標準ポリスチレン(東ソー製PS−オリゴマーキット)を用いて換算して重量平均分子量を求めた。
【0106】
(2)溶液粘度
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例3で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gと、シクロヘキサノン9.0gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。これを、23℃/湿度45%の雰囲気中で、スピンコータ(回転数1400rpm)により、支持体上に塗膜を形成し、さらに該塗膜を380℃/250秒加熱した後の塗膜の厚みが500nmであることを確認した。次いで、本測定に用いた前記組成物を、ふた付きのガラス製サンプル容器に精秤し、溶解後に1.1mlを測り取りサンプルとした。粘度計は、E型粘度計TVE−20L:東機産業(株)製を用い、25.0℃において、コーンロータ1°34’×R24を用い、コーンロータ回転数:50rpmで測定した。測定はそれぞれ3回行い、平均値を算出した。
【0107】
[組成物及びフィルムの作製]
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gと、シクロヘキサノン9.0gを、ガラス製サンプル瓶中で混合して、ヒドロキシアミド重合体を溶解した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。該組成物を用いて、シリコン基板上に、スピンコートにより、塗膜を形成し、該塗膜をN2ガス雰囲気下で、200℃/90秒間加熱して乾燥し、さらに380℃/250秒間熱処理をし、フィルムを得た。
上記で得た組成物及びフィルムのそれぞれを用いて、下記に示した測定法により、接触角、ガラス転移温度、密着性、膜質均一性について、評価を行った。各特性を第1表に示す。
【0108】
(3)接触角
上記で得た組成物を、ふた付きのガラス製サンプル容器に投入し、溶解後、協和界面科学(株)製CA−X型の接触角測定装置を用いて、マイクロシリンジにより1μlを測り取り、SiOx膜付き基盤へ滴下後5秒後の接触角を、θ/2法により測定した。測定は、それぞれ3回行い平均値を算出した。
【0109】
(4)ガラス転移温度
上記で得たフィルムを削り落とした粉末について、MDSC(温度サイクルモード示差操作熱量計:ティー・エイ・インスツルメント社製2910MDSC)により、N2ガスを30mL/分の流量で流しながら、昇温速度2℃/分、温度振幅±2℃/分の条件で昇温しながら、40℃から420℃までの温度範囲で測定を行い、リバース曲線の変移点から算出を行った。
【0110】
(5)密着性
上記フィルム作製工程において、シリコン基板として、SiOx膜付きシリコン基板を用いた以外は同様にして、フィルムを作製し、さらに上層にSiOxを100nm製膜し、N2ガス雰囲気下で400℃/3時間アニールしたフィルムについて、JIS K−5400に従い、テープ接着テストを行い、100マス(分母)中の剥れ個数(分子)により評価を行った。
【0111】
(6)膜質均一性
上記フィルム作製工程において、シリコン基板として、200mm直径のシリコンウエハに、上記で得た組成物を1400rpmでスピンコートして作製した塗膜を、N2ガス雰囲気下で380℃/250秒熱処理し、ウエハー面内をXY軸それぞれ10mm間隔に19ポイント(合計37ポイント)をn&k Technology Inc.社製n&kアナライザー1500を用いて測定し、屈折率は平均値、膜厚は3シグマからバラツキ度を計算した。
【0112】
[光学部品の評価]
光学部品は、図1に示すような、シリコン基板(半導体基板(1))上に凹部を有するSiOx膜(無機膜(2))を形成した基板を用意し、前記凹部に塗布膜を形成して得られるが、このような光学部品としての評価としては、上記で得られた塗布膜を評価することで、簡素化して行った。
上記で得た組成物を用いて、上記シリコン基板上に、凹部を埋設するように、スピンコートにより、塗膜を形成し、該塗膜をN2ガス雰囲気下で、200℃/90秒間加熱して乾燥し、さらに380℃/250秒間熱処理をし、フィルムを得た。
上記で得たフィルムを用いて、下記に示した測定法により、屈折率、減衰係数について、評価を行った。各特性を第二表に示す。
【0113】
(9)屈折率及び減衰係数
上記で得たフィルムを用いて、n&k Technology Inc.社製n&kアナライザー1500を用いて反射率測定を行い、190nm〜1000nmの波長域での反射率をカーブフィッティングして、算出した633nmの屈折率と380nmの減衰係数を用いた。
【0114】
実施例2
実施例1のヒドロキシアミド重合体の合成において、4,4’−オキシビス安息香酸クロライド29.5g(0.1mol)の代わりに、製造例3で得た3,3’−チオビス安息香酸ジクロライド31.1g(0.1mol)を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、ヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、実施例1と同様にして、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gと、シクロヘキサノン9.0gを、ガラス製サンプル瓶中で混合して、ヒドロキシアミド重合体を溶解した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0115】
実施例3
実施例1のヒドロキシアミド重合体の合成において、4,4’−オキシビス安息香酸クロライド29.5g(0.1mol)の代わりに、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジクロライド26.1g(0.1mol)を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、ヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、実施例1と同様にして、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gと、シクロヘキサノン9.0gを、ガラス製サンプル瓶中で混合して、ヒドロキシアミド重合体を溶解した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0116】
実施例4
実施例1のヒドロキシアミド重合体の合成において、4,4’−オキシビス安息香酸クロライド29.5g(0.1mol)の代わりに、9,9−ビス(4−カルボキシフェニル)フルオレンジクロライド44.3g(0.1mol)を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、ヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、実施例1と同様にして、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gと、シクロヘキサノン9.0gを、ガラス製サンプル瓶中で混合して、ヒドロキシアミド重合体を溶解した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0117】
実施例5
実施例1のヒドロキシアミド重合体の合成において、4,4’−オキシビス安息香酸クロライド29.5g(0.1mol)の代わりに、製造例1で得た5−エチニルイソフタル酸ジクロライド11.4g(0.05mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロライド14.8g(0.05mol)を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、ヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、実施例1と同様にして、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gと、シクロヘキサノン9.0gを、ガラス製サンプル瓶中で混合して、ヒドロキシアミド重合体を溶解した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0118】
実施例6
実施例1のヒドロキシアミド重合体の合成において、4,4’−オキシビス安息香酸クロライド29.5g(0.1mol)の代わりに、製造例2で得た5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロライド15.2g(0.05mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロライド14.8g(0.05mol)を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、ヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、実施例1と同様にして、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gと、シクロヘキサノン9.0gを、ガラス製サンプル瓶中で混合して、ヒドロキシアミド重合体を溶解した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0119】
実施例7
実施例1のヒドロキシアミド重合体の合成において、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン32.3g(0.08mol)の代わりに、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル18.6g(0.08mol)を用い、4,4’−オキシビス安息香酸クロライド29.5g(0.1mol)の代わりに、製造例1で得た5−エチニルイソフタル酸ジクロライド11.4g(0.05mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロライド14.8g(0.05mol)を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、ヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、実施例1と同様にして、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gと、シクロヘキサノン9.0gを、ガラス製サンプル瓶中で混合して、ヒドロキシアミド重合体を溶解した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0120】
実施例8
実施例1のヒドロキシアミド重合体の合成において、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン32.3g(0.08mol)の代わりに、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン22.4g(0.08mol)を用い、4,4’−オキシビス安息香酸クロライド29.5g(0.1mol)の代わりに、製造例2で得た5−フェニルエチニルイソフタル酸ジクロライド15.2g(0.05mol)と4,4’−オキシビス安息香酸クロライド14.8g(0.05mol)を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、ヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、実施例1と同様にして、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gと、シクロヘキサノン9.0gを、ガラス製サンプル瓶中で混合して、ヒドロキシアミド重合体を溶解した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0121】
実施例9〜16
実施例1〜8の組成物の作製において、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gの代わりに、製造例5で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液5.0gを用いた以外は、それぞれ、全て実施例1〜8と同様にして、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0122】
実施例17〜24
実施例1〜8の組成物の作製において、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gの代わりに、製造例6で得た酸化ジルコニウム粒子メチルエチルケトン分散液5.0gを用いた以外は、それぞれ、全て実施例1〜8と同様にして、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0123】
比較例1
実施例1の組成物の作製において、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gを用いなかった以外は、全て実施例1と同様にして、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0124】
比較例2
実施例1の組成物の作製において、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gの代わりに、製造例7で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gを用いた以外は、全て実施例1と同様にして、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0125】
比較例3
実施例1の組成物の作製において、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gの代わりに、製造例8で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gを用いた以外は、全て実施例1と同様にして、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0126】
比較例4
実施例1のヒドロキシアミド重合体の合成において、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン32.3g(0.08mol)の代わりに、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン29.3g(0.08mol)を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、ヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、実施例1と同様にして、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例4で得た酸化チタン粒子メチルエチルケトン分散液2.5gと、シクロヘキサノン9.0gをガラス製サンプル瓶中で溶解して混合した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0127】
比較例5
実施例1のヒドロキシアミド重合体の合成において、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン32.3g(0.08mol)の代わりに、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン29.3g(0.08mol)を用いた以外は、全て実施例1と同様にして、ヒドロキシアミド重合体を得た。得られたヒドロキシアミド重合体を用いて、実施例1と同様にして、重量平均分子量(Mw)、溶液粘度を評価した。
このヒドロキシアミド重合体1gと、製造例6で得た酸化ジルコニウム粒子メチルエチルケトン分散液5.0gと、シクロヘキサノン9.0gを、ガラス製サンプル瓶中で混合して、ヒドロキシアミド重合体を溶解した後、孔径0.5μmテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、組成物を得た。以下、実施例1と同様にして、フィルムを作製すると共に、評価を行った。各特性を第1表及び第2表に示す。
【0128】
【表1】

【0129】
【表2】

【0130】
第1表及び第2表にまとめた結果から明らかなように、実施例では、1.7以上の高い屈折率を示し、減衰係数も低く、良好な光学特性を示した。また、低い接触角で良好な濡れ性を示し、密着性、耐熱性等の特性も優れたものとなった。一方、比較例1では、無機粒子を添加していないため、十分な屈折率が得られていない。比較例2は、比表面積の小さな無機粒子により、減衰係数の上昇がみられ、また、膜厚均一性も低く、の満足な光学特性が得られていない。比較例3は、比表面積の大きな無機粒子は、組成物中で凝集しているため、減衰係数の上昇がみられ、また、膜厚均一性も低く、満足な光学特性が得られていない。また、比較例4及び比較例5は、ヒドロキシアミド重合体にフッ素を含むことにより、濡れ性が悪く、密着性の低下が認められ、また、十分な屈折率が得られていないため、各種特性を全て満足できないことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0131】
【図1】本発明の光学部品の1つである光導波路の構造例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【0132】
1 半導体基板
2 半導体基板上の無機膜
3 光導波路部
4 上部無機膜

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(A)で表されるヒドロキシアミド重合体(a)と、比表面積が30〜200m2/gの無機粒子(b)及び溶剤(c)を含む光学部品用組成物。
【化1】

[式(A)中、Xは下記式(B)で表される基の中から選ばれる基を示し、2つの繰り返し単位中のXは同一でも異なっていてもよい。Y1は下記式(C)及び式(D)で表される基の中から選ばれる基を示す。Y2は下記式(E)及び式(F)で表される基の中から選ばれる基を示す。l及びmは、lが4以上の整数、mが0以上の整数かつ、l+mが4以上の整数を示す。また、式(A)における繰り返し単位の配列はブロック的、ランダム的のいずれであってもよい。]
【化2】

【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

[式(B)及び式(C)中のX1は、下記式(G)
【化7】

で表される基の中から選ばれる基を示し、式(E)の中のRは、アリール基又は炭素数1〜10のアルキル基で表される基の中から選ばれる基を示す。式(D)中のpは1以上、4以下の整数を示す。
また、式(B)、式(C)、式(D)、式(E)、式(F)及び式(G)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基の中から選ばれる少なくとも1個の基で置換されていてもよい。]
【請求項2】
前記ヒドロキシアミド重合体(a)は、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が5000以上、15000以下である、請求項1に記載の光学部品用組成物。
【請求項3】
前記無機粒子(b)が、表面が被覆されていてもよい、酸化チタンまたは酸化ジルコニウムである、請求項1または2に記載の光学部品用組成物。
【請求項4】
前記ヒドロキシアミド重合体(a)は、一般式(H)で表される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
【化8】

[式(H)中、X’は下記式(I)で表される基の中から選ばれる基を示し、式中の2つの繰り返し単位中のX’は同一でも異なっていてもよい。Y3は下記式(J)及び式(K)で表される基の中から選ばれる基を示す。Y4は下記式(L)で表される基の中から選ばれる基を示す。l’及びm’は、l’が4以上の整数、m’が0以上の整数かつ、l’+m’が4以上の整数を示す。また、式(H)における繰り返し単位の配列はブロック的、ランダム的のいずれであってもよい。]
【化9】

【化10】

【化11】

【化12】

[式(I)及び式(J)中のX2は、下記式(M)
【化13】

で表される基の中から選ばれる基を示し、式(L)の中のRは、アリール基又は炭素数1〜10のアルキル基で表される基の中から選ばれる基を示す。式(K)中のp’は1以上、4以下の整数を示す。
また、式(I)、式(J)、式(K)、式(L)及び式(M)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基の中から選ばれる少なくとも1個の基で置換されていてもよい。]
【請求項5】
前記ヒドロキシアミド重合体は、一般式(N)で表される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
【化14】

[式(N)中、X’’は下記式(O)で表される基の中から選ばれる基を示し、式中の2つのX’’は同一でも異なっていてもよい。Y5は下記式(P)で表される基の中から選ばれる基を示す。Y6は下記(Q)で表される基の中から選ばれる基を示す。l’’及びm’’は、l’’が4以上の整数、m’’が0以上の整数かつ、l’’+m’’が4以上の整数を示す。また、式(N)における繰り返し単位の配列はブロック的、ランダム的のいずれであってもよい。]
【化15】

【化16】

【化17】

[式(O)及び式(P)中のX3は、下記式(R)
【化18】

で表される基の中から選ばれる基を示し、式(Q)の中のRは、アリール基又は炭素数1〜10のアルキル基で表される基の中から選ばれる基を示す。また、式(O)、式(P)、式(Q)及び式(R)で表される基における環構造上の水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基の中から選ばれる少なくとも1個の基で置換されていてもよい。]
【請求項6】
前記光学部品用組成物を用いて、プラズマCVD法により製膜されたSiOx膜表面へ製膜する際に、該組成物と該SiOx膜との接触角が0°以上、10°以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
【請求項7】
前記光学部品用組成物は、23℃/湿度45%での雰囲気下で、スピンコータの回転数を1400rpmで塗膜を形成し、これを380℃/250秒加熱したフィルムの平均厚みが500nmになるように、前記ヒドロキシアミド重合体の含有量を調整した時の25℃での溶液粘度が、3mPa・s以上、11mPa・s以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学部品用組成物。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学部品用組成物を用いて製膜し、前記光学部品用組成物中のヒドロキシアミド重合体を縮合反応させて得られる光学部品。
【請求項9】
前記光学部品は、380nmの波長における光の減衰係数が、0以上、0.01以下である、請求項8に記載の光学部品。

【図1】
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【公開番号】特開2010−85607(P2010−85607A)
【公開日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−253249(P2008−253249)
【出願日】平成20年9月30日(2008.9.30)
【出願人】(000002141)住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Fターム(参考)】