TWI525151B - A photoelectric conversion element, a method for producing the same, and a composition for forming an optical waveguide and a hardened product thereof - Google Patents
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Description
本發明關於光電轉換元件及其製造方法及光波導形成用組成物及其硬化物。
搭載於數位照相機或行動電話等的固體攝像元件等之光電轉換元件，係具有將如CCD(電荷耦合裝置)或MOS(金屬氧化物半導體)的受光部(光電轉換機構)以複數二次元排列的構造。如此的光電轉換元件係要求比以往更增加畫素數。即，光電轉換元件係愈來愈往各畫素的微細化進展。伴隨此，光電轉換元件的每單位畫素之受光量係變非常小。
若受光部所接受的光量不足，則所攝影的影像之品質會降低。因此，有提案增大每畫素的受光量之方法。例如，有提案設置透鏡以使得光聚光於光電轉換元件的受光部，或在元件上設置光波導等。作為形成光波導之例，例如專利文獻1中記載藉由折射率高的材料來形成光波導。該文獻中揭示作為如此高折射率材料，使用透明性高的樹脂與氧化鈦等之折射率高的金屬氧化物粒子之複合材料。
又，專利文獻2中揭示使用某種的聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物，嘗試提高光學用構件的折射率。
[專利文獻1]特開2008-091744號公報
[專利文獻2]特開2008-274234號公報
然而，由於光電轉換元件的畫素變非常小，光波導的尺寸亦變非常小。即，光波導係成為受光面的面積小，導波路徑長之形狀(縱橫比大的形狀)。
因此，作為光波導的材料，於使用如上述之含有金屬氧化物粒子的樹脂組成物之情況，製造時在形成光波導的步驟中，變難以均勻地將材料填充於光波導用的開口之全體。
又，例如藉由上述專利文獻2中揭示的樹脂等，只要能提高形成光波導的樹脂本身之折射率，則判斷埋入性為良好。然而，該文獻中所揭示的聚醯亞胺樹脂等，由於係比較低的分子量體，故有耐溶劑性及耐熱性不充分之虞。因此，於波導部上層形成彩色濾光片、防反射膜或平坦化膜等的情況等中，有與此等混合而白化，或在廻焊步驟中發生加熱所致的著色而損害聚光性等之虞。
本發明係鑒於上述問題而完成者，在其幾個態樣中的一個目的係在於提供一種具有良好的耐溶劑性及耐熱性之光波導的光電轉換元件。又，在本發明的幾個態樣中的一個目的係在於提供一種具有良好的耐溶劑性及耐熱性之光波導的光電轉換元件之製造方法。再者，在本發明的幾個態樣中的一個目的係在於提供適合於光電轉換元件的光波導之組成物及其硬化物。
本發明係為了解決上述的問題的至少一部分而完成者，可作為以下的態樣或適用例而實現。
[適用例1]本發明的光電轉換元件之一態樣含有：基板，形成於前述基板之上方的光電轉換部，及形成於前述光電轉換部之上方的光波導部，其中前述光波導部含有組成物之硬化物，該組成物含有含硫，且在633nm的折射率為1.60以上的聚醯亞胺，及交聯劑。
再者，本說明書中的「上方」用語，例如係在「特定者(以下稱為「A」)的「上方」形成其它特定者(以下稱為「B」)等而使用。本說明書中，於如此記載時，只要沒有特別預先指明，則包含在A上直接形成B的情況，在A上隔著其它者而形成B的情況，及在A的上部形成B的情況。
[適用例2]於適用例1中，前述硬化物可含有下述通式(1)所示的構造。
[化1]
(通式(1)中，R1各自獨立地表示碳數1～3的烷基或氰基，或2個R1鍵結表示2價硫原子，a各自獨立地表示0～4的整數，R表示4價有機基，n表示1～4的整數)。
[適用例3]於適用例2中，前述R可為碳數4～12的4價脂肪族或脂環族烴。
[適用例4]於適用例1至適用例3的任一例中，前述交聯劑可為由羥甲基蜜胺的烷基醚化物、羥甲基蜜胺縮合物的烷基醚化物及多官能乙烯基醚化合物中所選出的至少一種。
[適用例5]於適用例1至適用例4的任一例中，前述光波導部可具有柱狀的形狀，前述柱狀形狀的長度方向之一端係可光學地連接於前述光電轉換部。
[適用例6]於適用例5中，於前述光波導部之與前述長度方向呈平行的截面中，前述長度方向的長度可為與前述長度方向呈垂直的方向之長度中的最大長度之0.5倍以上10倍以下。
[適用例7]本發明的光電轉換元件之製造方法的一態樣包含：於基板的上方，形成光電轉換部之步驟；形成層間絕緣層以覆蓋前述光電轉換部之步驟；於前述層間絕緣層，形成貫通至前述光電轉換部之上面的孔洞之步驟；於前述孔洞中，填充含有下述通式(1)所示構造的聚合物及交聯劑的組成物之步驟；及使前述組成物硬化之步驟。
[化2]
(通式(1)中，R1各自獨立地表示碳數1～3的烷基或氰基，或2個R1鍵結表示2價硫原子，a各自獨立地表示0～4的整數，R表示4價有機基，n表示1～4的整數)。
[適用例8]於適用例7中，前述R可為碳數4～12的4價脂肪族或脂環族烴。
[適用例9]於適用例7或適用例8中，在前述組成物中，以前述組成物去掉有機溶劑後的成分全量為100質量%時，可含有80質量%以上99質量%以下的前述通式(1)所示構造的聚合物，含有1質量%以上20質量%以下的交聯劑。
[適用例10]本發明的光波導形成用組成物之一態樣含有：具有下述通式(1)所示構造的聚合物、交聯劑及可均勻溶解此等的有機溶劑；以去掉有機溶劑後的成分全量為100質量%時，含有80質量%以上99質量%以下的含有前述通式(1)所示構造的聚合物，含有1質量%以上20質量%以下的交聯劑，
[化3]
(通式(1)中，R1各自獨立地表示碳數1～3的烷基或氰基，或2個R1鍵結表示2價硫原子，a各自獨立地表示0～4的整數，R表示4價有機基，n表示1～4的整數)。
[適用例11]於適用例10中，含有前述通式(1)所示構造的聚合物可為具有下述通式(2)所示構造的聚合物。
[化4]
(通式(2)中，R1各自獨立地表示碳數1～3的烷基或氰基，或2個R1鍵結表示2價硫原子，a各自獨立地表示0～4的整數，R表示4價有機基，n表示1～4的整數，l與m的合計l+m為1～100,000的整數，l：m為50：50～100：0)。
[適用例12]於適用例10或適用例11中，前述R可為碳數4～12的4價脂肪族或脂環族烴。
[適用例13]本發明的硬化物之一態樣係使含有下述通式(1)所示構造的聚合物及交聯劑的組成物進行硬化而得。
[化5]
(通式(1)中，R1各自獨立地表示碳數1～3的烷基或氰基，或2個R1鍵結表示2價硫原子，a各自獨立地表示0～4的整數，R表示4價有機基，n表示1～4的整數)。
本發明的光電轉換元件係光波導部含有具有以四羧酸二酐、含硫原子的芳香族二胺及交聯劑為基礎的構造之硬化物。因此，具有良好的耐溶劑性及耐熱性之光波導，光波導部的平坦性、填充性係良好，而且製造係容易。又，光波導部由於含有硫原子及芳香環，故折射率大。藉此，本發明的光電轉換元件係聚光效率良好。若依照本發明的光電轉換元件之製造方法，則具有將光波導部為含有含通式(1)所示構造的聚合物及交聯劑之組成物填充之步驟。因此，可容易製作具有良好的耐溶劑性及耐熱性之光波導的光電轉換元件。
以下說明本發明的合適實施形態。以下說明的實施形態係說明本發明的一例。又，本發明係不受以下的實施形態所限定，在不變更本發明的要旨之範圍內，亦包含實施的各種變形例。再者，以下實施形態所說明的全部構成不一定是本發明的必須構成要件。
作為本發明的光電轉換元件之例，可舉出電荷耦合元件(CCD)或MOS型的攝像元件。於以下的實施形態中，例示含有CCD的光電轉換元件100。
圖1係實施形態的一例之光電轉換元件100的主要部分之截面的模型圖。圖2係光電轉換元件100的主要部分之放大模型圖。
本實施形態的光電轉換元件100具備基板10、光電轉換部20與光波導部30。
基板10係為光電轉換元件100的基體。基板10具有平板狀、薄膜狀、薄片狀等的形狀。基板10亦可為複數的基板之積層體。基板10例如也可含有半導體基板或配線基板而構成。於基板10上可形成光電轉換部20(後述)、電阻等。又，基板10亦可具有電晶體(例如TFT)或控制用的IC及配線層等。圖1中描繪出在基板10上形成有光電轉換部20之例。
基板10的材質係沒有特別的限定，可例示金屬、玻璃、矽、砷化鎵等的無機物，或(甲基)丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、脂環式烯烴樹脂、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯等的高分子材料等。又，基板10亦可為積層複數層者。還有，例如基板10也可含有將光反射的反射層等。基板10若成為如矽基板或GaAs基板的半導體基板，則可容易在基板10內形成光電轉換部20。
光電轉換部20係形成在基板10的上方。光電轉換部20亦可以埋入基板10的上面之方式來形成。於本實施形態的光電轉換元件100中，在基板10的上面側形成光電轉換部20。
光電轉換部20的形狀係沒有特別的限定，於俯視中，可為橢圓形、圓形、矩形、正方形等。俯視的光電轉換部20之面積係可按照光電轉換元件100的解析度等之設計而適宜設計，例如正方形形狀時的一邊長度可為100nm以上10μm以下。光電轉換部20係可複數形成在基板10上。形成於基板10上的光電轉換部20之數目，係按照光電轉換元件100的解析度等之設計而適宜選擇，沒有特別的限定。又，光電轉換部20的厚度等亦沒有特別的限定。
光電轉換部20係將光轉換成電信號的部分(光感測器)或將電轉換成光的部分，可採用眾所周知的光電轉換元件，例如光二極體。又，例如光電轉換部20係可藉由以基板10當作半導體基板，在其表面上形成不同導電型的區域之pn接合等而構成。再者，光電轉換部20亦可含有電阻等的其它構造而形成。
光電轉換部20所檢測的電磁波(光)之波長區域係沒有特別的限定，例如為300nm以上1100nm以下的範圍。光電轉換部20典型地係可檢測可見光，而轉換成電信號。
光波導部30係形成在光電轉換部20的上方。光波導部30係光學地連接於光電轉換部20而形成。再者，光波導都30只要光學地連接於光電轉換部20，則在與光電轉換部20之間亦可經由其它構件(例如透鏡等的光學構件)而連接。再者，「光學地連接」係指光的傳達為可能的狀態。
光波導部30的機能之一個，當光電轉換元件為受光元件時，可舉出對於光電轉換部20，使入射光電轉換元件100發生聚光者。另一方面，當光電轉換元件為發光元件，可舉出對於自光電轉換部20所發出的光，提高由光電轉換元件100所出射的光之取出效率者。因此，光波導部30宜由折射率比附近的其它構件還大的材料所形成。光波導部的折射率較佳為1.60以上，更佳為1.65以上。再者，本發明中的「折射率」係意味在25℃的633nm之折射率。藉此，將光關進光波導部30內係成為可能，可進一步提高對光電轉換部20的聚光效率。光波導部30的材質之詳細係如後述。
光波導部30係對應於各光電轉換部20而設置。光波導部30具有柱狀的形狀。而且，光波導部30係配置成使得柱狀形狀的長度方向之一端光學地連接於光電轉換部20。光波導部30的具體形狀係沒有特別的限定，例如可為圓柱狀、角柱狀、圓錐台、角錐台等。
於本實施形態的光電轉換元件100中，由於光波導部30的形狀為柱狀，故可高密度地配置光波導部30(可提高光電轉換元件100的解析度)，同時可確保厚度方向(光波導部30的長度方向)之絕緣性。又，光波導部30由於具有柱狀的形狀，故可容易使由光電轉換元件100的外部所入射的光對光電轉換部20聚光。
於圖1之例中，光波導部30係具有光電轉換部20之側的截面變小的圓錐台形狀。再者，光波導部30的上面或下面亦可具有凸狀或凹狀的形狀。藉由成為如此，可對光波導部30賦予光學透鏡的機能。此時的凹凸形狀係可考慮入射光的光路而自由設計。
又，光波導部30更佳為在與長度方向呈平行的截面中，長度方向的長度係為與長度方向呈垂直的方向之長度中的最大長度之0.5倍以上10倍以下。藉由使光波導部30成為如此的形狀，可進一步提高光電轉換元件100的解析度，同時可確保光波導部30的長度方向之絕緣性。
光波導部30只要配置於光電轉換部20的上方，則亦可單獨地配置，但例如像本實施形態的光電轉換元件100，可在基板10之上方所形成的層間絕緣層40中，設置孔洞42，在該孔洞42的內側形成光波導部30(參照圖2)。若成為如此，則例如可使光波導部30的製造成為更容易化。
光波導部30的折射率較佳為比其周圍的折射率還高。當形成層間絕緣層40時，為了提高對光電轉換部20的聚光效率，作為層間絕緣層40的材質，較宜用折射率為1.4至1.5左右的SiO2或折射率為1.4～1.5左右的BPSG(硼磷矽酸鹽玻璃)、PSG(磷矽酸鹽玻璃)、SOG(旋塗式玻璃)等之SiO2系材料或SiON(氧化氮化矽)系材料來形成。當層間絕緣層40係由氧化矽(SiO2)形成時，例如可藉由熱氧化法或CVD(化學蒸氣沈積)法等來形成。
又，本實施形態的光電轉換元件100係如圖1所示，為了對光波導部30進行聚光，亦可具有晶片上(on-chip)透鏡50。於圖示之例中，晶片上透鏡50係設置在光波導部30的上方，但亦可設置在下方。又，晶片上透鏡50亦可複數設置。
光波導部30係由具有含硫且在633nm的折射率為1.60以上之聚醯亞胺及交聯劑之組成物之硬化物所形成。前述聚醯亞胺例如可藉由四羧酸二酐與含硫的芳香族二胺化合物進行縮合，再醯亞胺化而獲得。
作為得到前述聚醯亞胺用的原料而使用的四羧酸二酐，可使用下述通式(3)所示的化合物。
通式(3)中，R可具有分類於脂肪族、脂環族及芳香族中的至少一種之構造。從提高所得之硬化物的透明性之觀點來看，四羧酸二酐較佳為R係脂肪族或脂環族的脂肪族或脂環族四羧酸二酐，更佳為脂肪族四羧酸二酐。
作為脂肪族及脂環族四羧酸二酐的具體例，可舉出1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、4,10-二氧雜三環[6.3.1.02,7]十二烷-3,5,9,11-四酮、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、3,5,6-三羧基原冰片烷-2-醋酸二酐、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氫呋喃甲叉基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸二酐、雙環[2.2.2]-辛-7-酮-2,3,5,6-四羧酸二酐等的四羧酸二酐。於此等之中，更佳為1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、4,10-二氧雜三環[6.3.1.02,7]十二烷-3,5,9,11-四酮、5-(2,5-二氧代四氫呋喃甲叉基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸二酐及1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮，從提高硬化物的透明性之觀點來看，更佳為1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、4,10-二氧雜三環[6.3.1.02,7]十二烷-3,5,9,11-四酮、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐。
作為芳香族四羧酸二酐的具體例，可舉出苯均四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯基碸四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯基醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二甲基二苯基矽烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-四苯基矽烷四羧酸二酐、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫化物二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯基碸二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酐、4,4’-(六氟亞異丙基)雙(苯二甲酸)二酐、3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸二酐、雙(苯二甲酸)苯基膦氧化物二酐、對伸苯基-雙(三苯基苯二甲酸)二酐、間伸苯基-雙(三苯基苯二甲酸)二酐、雙(三苯基苯二甲酸)-4,4’-二苯基醚二酐、雙(三苯基苯二甲酸)-4,4’-二苯基甲烷二酐等的芳香族四羧酸二酐。於此等之中，苯均四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯基碸四羧酸二酐、4,4’-(六氟亞異丙基)雙(苯二甲酸)二酐及3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸二酐係由於硬化物變高折射率而更佳。
又，從得到更高折射率的硬化物之觀點來看，四羧酸二酐更佳為含有硫原子。作為含有硫原子的四羧酸二酐之例，可舉出4,4’-[對硫代雙(伸苯基-磺醯基)]二苯二甲酸二酐等。
以四羧酸二酐為基礎的構造，例如可藉由以四羧酸的狀態(不是上述例示的四羧酸二酐之酐的狀態)使聚合，形成以聚醯胺酸為基礎的構造，然後使用醯亞胺化觸媒進行脫水反應而形成。
以四羧酸的狀態使聚合而形成的聚醯胺酸，係可進行化學醯亞胺化或熱醯亞胺化。作為化學醯亞胺化之際使用的醯亞胺化觸媒，例如可舉出醋酸酐-吡啶混合溶液等。又，亦可使用醋酸酐-三乙胺混合溶液，或三氟乙酸酐、二環己基碳化二亞胺。再者，作為醯亞胺化觸媒，亦可使用藉由光的照射使產生酸或鹼的化合物之光酸產生劑或光鹼產生劑。作為光鹼產生劑，例如可舉出胺基甲酸酯型光鹼產生劑等。
作為得到前述聚醯亞胺用的原料而使用之含有硫原子的芳香族二胺，可舉出下述通式(4)所示的化合物。
[化7]
[通式(4)中，R1各自獨立地碳數1～3的烷基或氰基，或2個R1鍵結表示2價硫原子，a各自獨立地表示0～4的整數，n表示1～4的整數]。
又，於通式(4)中，從折射率的觀點來看，較佳係a為0(即無取代基)，或R1為氰基，a為1者。還有，從折射率的觀點來看，n更佳為2～4的整數。
作為通式(4)所示的二胺之例，例如可舉出4,4’-(對伸苯基二磺醯基)二苯胺、1,3-雙(4-胺基苯基磺醯基)苯、1,3-雙(4-胺基苯酚磺醯基)5-氰基苯、4,4’-硫代雙[(對伸苯基磺醯基)苯胺]、4,4’-雙(4-胺基苯基磺醯基)-對二硫代苯氧基苯等，於此等之中，從折射率的觀點來看，更佳為4,4’-硫代雙[(對伸苯基磺醯基)苯胺]。
＜3＞其它的單體成分
於本實施形態所使用的聚醯亞胺中，亦可含有來自其它單體的構造。例如，於前述聚醯亞胺中，亦可含有以含有硫原子的芳香族二胺以外之二胺為基礎的構造。作為如此的二胺，例如可舉出對苯二胺、間苯二胺、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基乙烷、4,4’-二胺基二苯基硫化物、4,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基醚、1,5-二胺基萘、3,3-二甲基-4,4’-二胺基聯苯基、4,4’-二胺基苯甲醯苯胺、3,4’-二胺基二苯基醚、3,3’-二胺基二苯基酮、3,4’-二胺基二苯基酮、4,4’-二胺基二苯基酮、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、9,9-雙(4-胺基苯基)-10-氫蒽、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、4,4’-亞甲基-雙(2-氯苯胺)、2,2’,5,5,-四氯-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基-5,5’-二甲氧基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-(對伸苯基二亞異丙基)雙苯胺、4,4’-(間伸苯基二亞異丙基)雙苯胺、二胺基四苯基噻吩等之具有雜原子的芳香族二胺；1,1-間苯二甲基二胺、1,3-丙二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、七亞甲基二胺、八亞甲基二胺、九亞甲基二胺、4,4-二胺基七亞甲基二胺、1,4-二胺基環己烷、異佛爾酮二胺、四氫二環二戊烯二胺、六氫-4,7-亞甲基茚二亞甲基二胺、三環[6.2.1.02,7]-十一烯二甲基二胺等的脂肪族或脂環族二胺。
於前述聚醯亞胺中導入以上述二胺為基礎的構造時，當前述聚醯亞胺的單體單位全體為100質量%時，以上述二胺為基礎的構造較佳為30質量%以下，更佳為20%以下，為了調節硬化物的折射率，可適宜調節配合量。
＜4＞聚醯亞胺
本實施形態的組成物中所使用的聚醯亞胺，係使用含硫且在633nm的折射率為1.60以上的聚醯亞胺。由於聚醯亞胺含有硫，可使所得之聚醯亞胺的折射率變高，結果可提高光波導部30的折射率。又，聚醯亞胺的折射率較佳為1.65以上。另外，藉由凝膠滲透層析術所測定的聚醯亞胺之數量平均分子量，從形成光波導部30時的加工性(成為溶液時的塗佈容易性)，尤其對形成光波導部30的孔洞之埋入性之點來看，較佳為2,000以上10,000以下，更佳為3,000以上8,000以下。
作為由四羧酸二酐及含有硫原子的芳香族二胺所得之聚醯亞胺，可具有下述通式(1)所示的重複單位。
[化8]
[通式(1)中，R1各自獨立地表示碳數1～3的烷基或氰基，或2個R1鍵結表示2價硫原子，a各自獨立地表示0～4的整數，R表示4價有機基，n表示1～4的整數]。
通式(1)所示的構造之聚合物，例如係可使上述例示之含有硫原子的芳香族二胺與上述四羧酸二酸酐反應而獲得。
含有硫原子的芳香族二胺與四羧酸二酸酐之反應，例如可在N-甲基-2-吡咯烷酮等的非質子性有機溶劑中進行。藉由將含有硫原子的芳香族二胺化合物與四羧酸二酐攪拌混合，可得到通式(1)的聚合物。又，例如亦可將含有硫原子的芳香族二胺溶解於有機溶劑中，於其中添加四羧酸二酐，進行攪拌混合。反應例如在100℃以下，較佳在80℃以下的溫度，於常壓下進行。按照需要，亦可在加壓下或減壓下進行。反應時間係隨著所使用的二胺化合物與酸二酐、或有機溶劑、反應溫度等而不同，例如為1～24小時的範圍。藉由將如此所得之聚合物加熱，可進行醯亞胺化。此時，也可使用醋酸酐-吡啶混合溶液、醋酸酐-三乙胺混合溶液，或三氟乙酸酐、二環己基碳化二亞胺等眾所周知的醯亞胺化觸媒。
作為具有通式(1)所示的重複單位之聚醯亞胺，亦可為下述通式(2)所示的聚合物。
[化9]
[通式(2)中，R1、a、R、n係與式(1)同義，莫耳比(l：m)為50：50～100：0]。
此處，莫耳比((l：m)表現通式(2)所示的聚合物之醯亞胺化率，顯示醯亞胺骨架(聚醯亞胺部位)(l)與醯胺酸骨架(聚醯胺酸(聚醯胺酸)部位)(m)之莫耳比。即，莫耳比(l：m)為50：50～100：0者係表示在通式(2)所示的聚合物中，醯亞胺化率為50%以上100%以下。換言之，莫耳比(l：m)為50：50～100：0者係表示在通式(2)所示的聚合物中，醯胺酸的含有比例為0%以上50%以下。通式(2)所示的聚合物之醯亞胺化率若為50%以上100%以下，則可提高光波導部30的耐溶劑性。基於上述理由，通式(2)所示的聚合物之醯亞胺化率較佳為70%以上100%以下。此處，本實施形態中的聚醯亞胺係意味聚醯胺酸的醯亞胺化物，可不必所有的鍵結皆醯亞胺化。
進行醯亞胺化時的反應溫度，例如可為70～150℃。反應時間較佳為1～24小時的範圍。進行熱醯亞胺化時，可使具有以聚醯胺酸為基礎的構造之物質在高沸點溶劑中，於150～250℃反應1～24小時而進行。
再者，通式(2)所示的聚合物中之醯胺酸(醯胺酸)的含有比例，例如係可藉由NMR(核磁共振法)來求得。
具有上述通式(1)及通式(2)所示的重複單位之聚醯亞胺，皆係由四羧酸二酐及含有硫原子的芳香族二胺所得之聚合物，藉由與上述交聯劑一起反應，可得到形成光波導部的硬化物。
＜5＞交聯劑
作為交聯劑，可舉出多官能化合物，例如可舉出多官能的蜜胺化合物、脲化合物、胍胺化合物、苯酚化合物、環氧化合物、異氰酸酯化合物、多元酸等。又，交聯劑亦可為此等化合物的單獨一種或組合二種以上。
於此等交聯劑之中，從保存安定性比較優異但可在比較低溫硬化之點來看，較佳為在分子內具有2個以上的羥甲基及烷氧基化甲基或任一者的蜜胺化合物。又，於此等蜜胺化合物之中，更佳為六甲基醚化羥甲基蜜胺化合物、六丁基醚化羥甲基蜜胺化合物、甲基丁基混合醚化羥甲基蜜胺化合物、甲基醚化羥甲基蜜胺化合物、丁基醚化羥甲基蜜胺化合物等的羥甲基蜜胺的烷基醚化物、羥甲基蜜胺的縮合物之烷基醚化物，因為可使反應性與保存安定性並存。
另一方面，作為交聯劑，亦可使用具有複數的乙烯基等之乙烯性不飽和基的多官能醚化合物、具有複數的乙烯基等之乙烯性不飽和基的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等之具有複數的乙烯性不飽和基之多官能化合物。作為具有複數的乙烯性不飽和基之多官能化合物，例如於多官能乙烯基醚化合物中，可舉出1,4-丁二醇二乙烯基醚、環己烷二甲醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚等的烷基二乙烯基醚，於多官能(甲基)丙烯酸酯中，可舉出三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等之(甲基)丙烯酸酯類。
本實施形態的交聯劑之量，當以去掉有機溶劑後的組成物全體為100%時，較佳為0.1%以上30%以下，更佳為1%以上20%以下。交聯劑若在此範圍，則可對所得之硬化物賦予耐溶劑性。
＜6＞有機溶劑
作為組成物中所使用的有機溶劑，選擇能均勻溶解含有通式(1)所示的構造之聚合物及交聯劑者。
作為如此的有機溶劑，例如可舉出非質子系有機溶劑。作為非質子系有機溶劑，例如較佳為N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、環己酮(CHN)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、γ-丁內酯(GBL)等。於此等以外，亦可舉出N,N-二乙基乙醯胺、N,N-二甲氧基乙醯胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N-甲基己內醯胺、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二甲氧基乙烷、雙(2-甲氧基乙基)醚、1,2-雙(2-甲氧基乙氧基)乙烷、雙[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]醚、四氫呋喃、1,3-二烷、1,4-二烷、吡咯啉、皮考啉、二甲亞碸、二甲基碸、四甲基脲、六甲基磺醯胺、丙二醇單甲基醚(PGME)、γ-丁內酯(GBL)、苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、間甲酚酸、對氯苯酚、茴香醚、苯、甲苯、二甲苯等。此等有機溶劑可為單獨或作為2種類以上的混合物使用。
於形成光波導部30用的組成物中，以具有通式(1)所示的構造之聚合物及交聯劑為100質量份時，所添加的有機溶劑之量可為100～9,900質量份，較佳可為150～1,900質量份，更佳可以200～1,900質量份的範圍內使用。有機溶劑對組成物的配合量若為如此的範圍，則可進行良好的塗佈。有機溶劑亦可為來自含有通式(1)所示的構造之聚合物的製造時的有機溶劑。
1.3.2.2. 其它成分
對於光波導部30的全質量而言，本實施形態的光波導部30較佳為含有80質量%以上的上述硬化物，更佳為含有90質量%以上。因此，本實施形態的光波導部30亦可含有20質量%以下的範圍之上述硬化物以外的物質。
＜界面活性劑＞
於光波導部30中，亦可含有界面活性劑。界面活性劑係可用於調節在形成光波導部30之際所用的組成物之潤濕性或流動性。而且，於形成光波導部30後，亦可與硬化物一起含於光波導部30中。
作為如此的界面活性劑，可舉出矽系界面活性劑、氟系界面活性劑等，可舉出聚二甲基矽氧烷系界面活性劑。
作為矽系界面活性劑之例，例如可舉出SH28PA、DC57、DC190、Paintad 19、54(東麗道康寧公司製，二甲基聚矽氧烷聚氧化烯共聚物)、SF8428(東麗道康寧公司製，二甲基聚矽氧烷聚氧化烯共聚物(側鏈含有OH))、Silaplane FM-4411、FM-4421、FM-4425、FM-7711、FM-7721、FM-7725、FM-0411、FM-0421、FM-0425、FM-DA11、FM-DA21、FM-DA26、FM-0711、FM-0721、FM-0725、TM-0701、TM-0701T(CHISSO公司製)、UV3500、UV3510、UV3530(BYK化學日本公司製)、BY16-004(東麗道康寧公司聚矽氧公司製)、VPS-1001(和光純藥製)、Tego Rad 2300、2200N(TEGO化學公司製)等。
作為氟系界面活性劑之例，可舉出Megafac F-114、F410、F411、F450、F493、F494、F443、F444、F445、F446、F470、F471、F472SF、F474、F475、R30、F477、F478、F479、F480SF、F482、F483、F484、F486、F487、F553、F172D、F178K、F178RM、ESM-1、MCF350SF、BL20、R08、R61、R90(大日本油墨化學工業公司製)。
作為界面活性劑的機能之一個，例如可舉出在光電轉換元件100的製造中，藉由旋塗，塗佈含有形成上述硬化物用的原料之組成物而形成光波導部30時，使形成均勻的塗膜。
光波導部30中含有界面活性劑時的含量，對於組成物中去掉有機溶劑後的成分全量而言，係0.001～10質量%，較佳為0.01～5質量%，更佳為0.01～2質量%的範圍內。由於界面活性劑的配合量在上述範圍內，含有形成硬化物用的原料之組成物的塗佈性係變良好。
＜其它＞
於光波導部30中，亦可含有無機粒子。作為無機粒子，例如可舉出氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁等。於此等之中，為了調整光波導部30的折射率，亦可配合氧化鈦粒子。當光波導部30中含有無機粒子時，例如對於去掉有機溶劑後的成分全量100質量%而言，係0.001～10質量%，較佳為0.01～5質量%，更佳為0.01～2質量%的範圍內。
再者，於光波導部30中，亦可含有聚苯乙烯等的樹脂。
＜硬化物＞
本實施形態的硬化物係將上述組成物硬化而獲得。硬化係在基板上塗佈前述組成物後，藉由加熱而進行。此時的加熱溫度為室溫～300℃，較佳為30～250℃。又，加熱時間係可考慮所製造的硬化物之大小形狀而適宜變更，通常加熱1分鐘～2小時，較佳為3分鐘～1小時。此時，可以恆定溫度加熱，也可以不同溫度依順序加熱。藉由使上述組成物硬化，可得到含有下述通式(1)所示的構造之硬化物。
[化10]
本實施形態的硬化物之折射率較佳為1.60以上，更佳為1.65以上。
1.4. 其它構成
本實施形態的光電轉換元件100係可含有各種的其它構件。例如，光電轉換元件100可含有層內透鏡、轉送電極、遮光膜、彩色濾光片、平坦化層、防反射膜等。
1.5. 作用效果等
本實施形態的光電轉換元件100係光波導部30含有硬化物，該硬化物具有以四羧酸二酐、含硫原子的芳香族二胺及交聯劑為基礎的構造。因此，光波導部30的耐溶劑性及耐熱性係良好。又，本實施形態的光電轉換元件100所具備的光波導部30中所含有的硬化物，由於具有硫原子及芳香環，故折射率大。因此，光電轉換元件100係對光電轉換部20的聚光效率良好。
2. 光電轉換元件之製造方法
圖3至圖6係本實施形態的一例之光電轉換元件100的製造步驟之模型圖。
本發明的光電轉換元件之製造方法包含：於基板10的上方形成光電轉換部之步驟；形成層間絕緣層以覆蓋前述光電轉換部之步驟；於前述層間絕緣層形成貫通至前述光電轉換部之上面的孔洞之步驟；及，於前述孔洞中，填充至少含有含下述通式(1)所示構造的聚合物及交聯劑之組成物之步驟。
[化11]
(通式(1)中，R1各自獨立地表示碳數1～3的烷基或氰基，或2個R1鍵結表示2價硫原子，a各自獨立地表示0～4的整數，R表示4價有機基，n表示1～4的整數)。
以下詳述各步驟，惟於上述光電轉換元件100的說明中，對於所述的構件，附有同樣的符號，省略詳細的說明。
首先，如圖3所示，準備基板10，在基板10的上方(上面)形成光電轉換部20。光電轉換部20係可藉由眾所周知的方法來形成，例如可藉由在基板10中摻雜不純物而形成。又，於與光電轉換部20的形成之同時或前後，視需要可形成電荷轉送部等。另外，於光電轉換部20的形成後，視需要亦可形成轉送電極、防反射膜、遮光膜。還有，也可形成層間絕緣層40以外的絕緣膜。
其次，如圖3所示，形成層間絕緣層40a以覆蓋光電轉換部20。層間絕緣層40a亦可覆蓋光電轉換部20及基板10而形成。於圖示之例中，層間絕緣層40a係覆蓋光電轉換部20及基板10而形成。層間絕緣層40a例如可藉由旋塗法、CVD法等而形成。
接著，如圖4所示，於層間絕緣層40，形成自層間絕緣層40的上面貫通至光電轉換部20的上面之孔洞42。孔洞42具有對應於光波導部30的外形之形狀。孔洞42係形成在光電轉換部20的上方。於本實施形態中，孔洞42係以到達光電轉換部20的方式，貫通層間絕緣層40而形成，但亦可朝向光電轉換部20而延伸，成為形成在層間絕緣層40的凹部。孔洞42係可使用適宜的光罩及蝕刻劑，藉由微影術等來形成。又，孔洞42亦可藉由眾所周知的方法，例如異向性乾蝕刻、反應性乾蝕刻等來形成。
然後，如圖5所示，於孔洞42中填充組成物，該組成物含有含硫且在633nm的折射率為1.60以上之聚醯亞胺及交聯劑，而形成光波導部30a。此步驟具體地可採用使用分配器等的注液噴嘴之塗佈、噴墨法等的噴射塗佈、旋塗等旋轉所致的塗佈、印刷等擠壓所致的塗佈或轉印等之方法。
此步驟所用的組成物例如除了含有含硫且在633nm的折射率為1.60以上之聚醯亞胺及交聯劑以外，為了調節組成物的黏度，還可含有有機溶劑。組成物中所使用的有機溶劑係如前述。
為了提高硬化物的耐溶劑性，於組成物中亦可配合醯亞胺化觸媒。於該情況下，對於去掉有機溶劑後的成分全量100質量%而言，醯亞胺化觸媒對組成物的配合量為20質量%以下，較佳為10質量%以下，更佳為5質量%以下的範圍內。使用上述醯亞胺化觸媒時，視需要可附加進行硬化處理的步驟。硬化處理例如可為光硬化、熱硬化。
於本步驟中，在不損害塗佈性、埋入性的範圍內，於所塗佈的組成物中，亦可添加粒狀物質。
於本步驟中，由於使用如此的組成物，藉由使用分配器等的注液噴嘴之塗佈、噴墨法等的噴射塗佈、旋塗等旋轉所致的塗佈、印刷等擠壓所致的塗佈或轉印等，無縫隙地填埋孔洞42係容易。若成為如此，則尤其在光波導部30的長軸方向之大小為光波導部30的短軸方向之大小的0.5倍以上10倍以下時，可極容易地進行無縫隙地填埋孔洞42。
然後，視需要如圖6所示，進行去除層間絕緣層40之上所形成的(孔洞42以外的部分之)光波導部30a的步驟。此步驟係可藉由乾蝕刻、濕蝕刻等進行。於進行此步驟的情況，當在光波導部30a的塗膜中未添加有粒狀物質時，可充分增大乾蝕刻、濕蝕刻等之蝕刻速率。
接著，例如藉由將另途準備的微透鏡陣列設置在層間絕緣層40的上方，可得到圖1中所示的本實施形態之光電轉換元件100。
若藉由本實施形態的光電轉換元件之製造方法，可容易地製造對光電轉換部的聚光性、光波導部的平坦性、填充性良好，具有良好的耐溶劑性及耐熱性加熱著色性的光波導之光電轉換元件。
以下顯示實施例及比較例，更具體地說明本發明，惟本發明的範圍不受此等所限定。
於實施例及比較例中，評價含有含通式(1)所示的構造之聚合物、交聯劑及有機溶劑的組成物之對孔洞的埋入性、加熱透明性及耐溶劑性。即，對於下述的基材，塗佈下述的組成物，評價乾燥後的構件之各種形狀、熱處理後(硬化後)的透明性、丙酮浸漬後的龜裂、膜減薄、或白化之有無。
實施例及比較例係將光電轉換元件的製造中光波導之形成步驟模型化者，藉由此評價，可評價光波導部的光學特性、耐溶劑性、製造容易性等。
使用矽基板當作基板10。於此矽基板的上面，藉由旋塗法形成3μm的厚度的SiO2膜，進行煅燒。然後蝕刻該SiO2膜，形成開口徑0.8μm且深度3μm的孔洞(到達矽基板為止的貫通孔)。再者，SiO2膜的折射率係1.45附近，實施例等所形成的光波導部之折射率若高，則可實現光電轉換元件中的聚光性。
作為形成硬化物的組成物，調製表1中所示的A至L之組成物。
表中，數字的單位係質量份，但去掉溶劑後的成分之配合量係可視為質量%。
表1中，P-1係顯示使用BT-100(新日本理化株式會社製1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐)當作酸二酐，使用3SDA(4,4’-硫代雙[(對伸苯基磺醯基)苯胺]當作二胺，而合成的聚合物。再者，3SDA係藉由特開2008-274234號公報中記載的方法進行合成。
於P-1的調製中，首先在具備氮氣導入管的反應容器內，對3SDA(11.9g,27.5mmol)添加二甲基乙醯胺(30g)(以下稱為DMAc)，在室溫攪拌而使完全溶解。其次，添加BT-100(5.45g,27.5mmol)與DMAc(10g)，在40℃攪拌4小時。接著，在添加DMAc(110g)後，添加當作醯亞胺化觸媒的醋酸酐(2.81g)與吡啶(2.18g)，在110℃攪拌5小時，而得到P-1的DMAc溶液。藉由減壓蒸餾法去除指定量的DMAc，成為固體成分濃度20%的溶液後，添加指定量的γ-丁內酯(以下稱為GBL)，成為固體成分濃度10%的溶液。重複2次的此操作後，再度藉由減壓蒸餾法調整至固體成分濃度45%，而得到P-1的GBL溶液。P-1的醯亞胺化率為50%。即，P-1係在具有通式(2)所示的構造之聚合物中，l：m為50：50。
表1中顯示P-2係比P-1還增加醯亞胺化觸媒的醋酸酐與吡啶之量，與P-1同樣地合成之聚合物。除了使用醋酸酐(5.61g)與吡啶(4.35g)以外，與P-1同樣地調製P-2的GBL溶液。P-2的醯亞胺化率為90%。即，P-2係在具有通式(2)所示的構造之聚合物中，l：m為90：10。
表1中顯示P-3係比P-2還增加醯亞胺化觸媒的醋酸酐與吡啶之量而合成的聚合物。除了使用醋酸酐(8.43g)與吡啶(6.54g)以外，與P-1同樣地調製P-3的GBL溶液。P-3的醯亞胺化率為93%。即，P-3係在具有通式(2)所示的構造之聚合物中，l：m為93：7。
再者P-1至P-3的醯亞胺化率係求得醯胺酸的含有比例而算出。具體地，測定P-1至P-3的NMR(核磁共振法)而求得。
表1中，P-4係如以下地調製。首先在具備氮氣導入管的反應容器內，對雙(對胺基苯基)醚(8.01g,40mmol)(以下稱為ODA)添加N-甲基-2-吡咯烷酮(80g)(NMP)，在室溫攪拌而使完全溶解。其次，添加1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(以下稱為CBDA)(7.84g,40mmol)與NMP(25g)，在室溫攪拌24小時，而得到聚醯胺酸的NMP溶液。
表1中，P-5係如以下地調製。除了使用2,7-雙(4-胺基伸苯基磺醯基)噻蒽(11.90g,25.71mmol)、BT-100(5.10g,25.76mmol)以外，與P-1同樣地得到聚醯胺酸。又，除了使用吡啶(6.11g)、醋酸酐(7.89g)以外，與P-2同樣地進行醯亞胺化反應及後處理，而得到P-5的GBL溶液。醯亞胺化率為91%。此處，2,7-雙(4-胺基伸苯基磺醯基)噻蒽係藉由Macromolecules,Vol.40,P4614,2007中記載的方法進行合成。
又，表1中，交聯劑X、Y、Z各自為X表示日本CYTEC工業株式會社製Cymel 303(羥甲基蜜胺縮合物的烷基醚化物)，Y表示日本CARBIDE工業株式會社製CHDVE(多官能乙烯基醚化合物)，Z表示日本CARBIDE工業株式會社製BDVE(多官能乙烯基醚化合物)。
作為界面活性劑，使用二甲基聚矽氧烷-聚氧化烯共聚物(DC-190,東麗道康寧聚矽氧公司製)。
A至L的組成物係藉由環己酮(CHN)及γ-丁內酯(GBL)的混合溶劑進行稀釋，表1中顯示最終的組成。用於各實施例及各比較例的組成物，係以去掉上述溶劑後的成分為100質量份，以表1所示的質量份配合有機溶劑者。
於各實施例及各比較例中，如以下地進行埋入性、加熱透明性、耐溶劑性及折射率之評價。
於任一例中，基板皆使用在上述矽晶圓上所形成的SiO2膜中，形成有開口徑0.8μm、深度3μm的孔洞者。
埋入性評價：於各實施例及各比較例的組成物理入孔洞後的膜厚成為0.6μm的條件下，各自藉由旋塗法塗佈在基體上，依順予以120℃1分鐘、180℃3分鐘、250℃5分鐘使加熱乾燥，而成為評價試料。然後將各實施例及各比較例的基板各自切斷後，用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察孔洞的截面，將組成物中無空洞者評價為埋入性良好，於表中附上○，有發生空洞者在表中附上×。
加熱透明性評價：於玻璃晶圓上，與埋入性評價時同樣地，將樹脂組成物塗佈‧乾燥而作成樣品。分別作成依順序經120℃1分鐘、180℃3分鐘、250℃5分鐘使加熱乾燥的樣品(記載於表中250℃之欄)及更經265℃5分鐘加熱的樣品(記載於表中265℃之欄)之2種。然後，對於各樣品的塗膜，用觸針式膜厚計測定膜厚，使用紫外可見分光光度計，測定所得之樣品在400nm的透過率，表2中在加熱後透過率(400nm)之欄中記載膜厚與在各自的溫度所測定之透過率。
耐溶劑性評價：與埋入性評價時同樣地，將組成物塗佈‧乾燥而作成樣品。將所得之樣品浸漬於丙酮中5分鐘後，以120℃乾燥1分鐘，求得外觀(白化、龜裂)及膜厚殘存率，當作耐溶劑性的評價。耐溶劑性係對於外觀進行目視評價，將沒有看到龜裂者當作○，將經由SEM觀察看到龜裂者當作△，將目視清楚看到龜裂者當作×，記載於表2中。又，將沒有看到白化者當作○，將白化者當作×，記載於表2中。膜厚殘存率係使用丙酮浸漬前後的經由觸針式膜厚計所求得的膜厚，藉由下式算出，記載於表2中。
式‧‧‧膜厚殘存率(%)=100×丙酮浸漬後的膜厚(μm)/丙酮浸漬前的膜厚(μm)
折射率：使用與耐溶劑性評價用樣品同樣地作成之樣品，藉由稜鏡耦合器求得在25℃的波長633nm之折射率。
表2中彙總各實施例及各比較例的評價結果。
若觀看表2，可瞭解由不含有交聯劑的組成物A或組成物B所形成的硬化物(比較例1、2)，雖然加熱後的透明性良好，但耐溶劑性不充分。又，可瞭解由使用不含有通式(1)的構造之聚合物的組成物K所形成的硬化物(比較例3)，係埋入性差。又，可瞭解於通式(2)的聚合物中，尤其由含有l：m為70：30～100：0之範圍的聚合物之組成物D～J及L所形成的硬化物(實施例2～9)，皆沒有伴隨埋入性或折射率的降低，而得到加熱後的透明性及耐溶劑性優異的塗膜。
本發明的光電轉換元件例如可適用於數位照相機、攝影機、附照相機的行動電話、掃描器、數位影印機、傳真機等各式各樣的用途。又，若依照本發明的光電轉換元件之製造方法，可容易製造具有透明性及耐溶劑性優異的光波導部之光電轉換元件。
10．．．基板
20．．．光電轉換部
30、30a．．．光波導部
40、40a．．．層間絕緣層
42．．．孔洞
50．．．晶片上透鏡
100．．．光電轉換元件
圖1係實施形態的一例之光電轉換元件100的主要部分之截面的模型圖。
圖2係實施形態的一例之光電轉換元件100的主要部分之截面的放大模型圖。
圖3係實施形態的一例之光電轉換元件100的製造步驟中，形成層間絕緣層之步驟的模型圖。
圖4係實施形態的一例之光電轉換元件100的製造步驟中，在層間絕緣層形成孔洞之步驟的模型圖。
圖5係實施形態的一例之光電轉換元件100的製造步驟中，填充組成物之步驟的模型圖。
圖6係實施形態的一例之光電轉換元件100的製造步驟中，去除層間絕緣層上所形成的光波導部之步驟的模型圖。
10．．．基板
20．．．光電轉換部
30．．．光波導部
40．．．層間絕緣層
50．．．晶片上透鏡
100．．．光電轉換元件
Claims (11)
- 一種光電轉換元件，其具備：基板，形成於前述基板之上方的光電轉換部，及形成於前述光電轉換部之上方的光波導部；其中前述光波導部含有組成物之硬化物，前述組成物含有含硫，且在633nm的折射率為1.60以上的聚醯亞胺及交聯劑，前述硬化物具有下述通式(2)所示構造，
- 如申請專利範圍第1項之光電轉換元件，其中前述R係碳數4~12的4價脂肪族或脂環族烴。
- 如申請專利範圍第1或2項之光電轉換元件，其中前述交聯劑係由羥甲基蜜胺的烷基醚化物、羥甲基蜜胺縮合物的烷基醚化物及多官能乙烯基醚化合物中所選出的至少一種。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光電轉換元件，其中前述光波導部係具有柱狀的形狀，前述柱狀形狀的長度方向之一端係光學地連接於前述光電轉換部。
- 如申請專利範圍第4項之光電轉換元件，其中於前述光波導部之與前述長度方向呈平行的截面中，前述長度方向的長度係為與前述長度方向呈垂直的方向之長度中的最大長度之0.5倍以上10倍以下。
- 一種光電轉換元件之製造方法，其包含：於基板的上方，形成光電轉換部之步驟，形成層間絕緣層以覆蓋前述光電轉換部之步驟，於前述層間絕緣層，形成貫通至前述光電轉換部之上面的孔洞之步驟，於前述孔洞中，填充含有含下述通式(2)所示構造的聚合物及交聯劑的組成物之步驟，及使前述組成物硬化之步驟，
- 如申請專利範圍第6項之光電轉換元件之製造方法，其中前述R係碳數4~12的4價脂肪族或脂環族烴。
- 如申請專利範圍第6或7項之光電轉換元件之製造方法，其中於前述組成物中，以前述組成物去掉有機溶劑後的成分全量為100質量%時，含有80質量%以上99質量%以下之含有前述通式(2)所示構造的聚合物，含有1質量%以上20質量%以下的交聯劑。
- 一種光波導形成用組成物，其含有具有下述通式(2)所示構造的聚合物、交聯劑及可均勻溶解此等的有機溶劑，以去掉有機溶劑後的成分全量為100質量%時，含有80質量%以上99質量%以下的含有前述通式(2)所示構造的聚合物，含有1質量%以上20質量%以下的交聯劑，
- 如申請專利範圍第9項之光波導形成用組成物，其中前述R係碳數4~12的4價脂肪族或脂環族烴。
- 一種組成物之硬化物，其含有含下述通式(2)所示構造的聚合物及交聯劑，
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