KR101096300B1 - 광도파로 및 광도파로 구조체 - Google Patents

Abstract

광도파로 구조체는 내열성이 뛰어난 동시에 흡수성이 낮으며, 또 재료 비용도 낮게 억제되는 것이다. 이 광도파로 구조체는 코어부와 이 코어부보다 굴절률이 낮은 클래드부를 구비한 코어층과, 이 코어층의 양면에 접촉해서 설치되며 상기 코어부보다 굴절률이 낮은 클래드층을 가지는 광도파로와, 광도파로의 양면에 설치된 도체층을 가지며, 각 상기 클래드층은 각각 노르보넨계 폴리머를 주재료로 하여 구성되어 있다. 또, 상기 노르보넨계 폴리머는 하기 화학식 1로 표시되는 것을 주로 하는 것이 바람직하다.

[화학식 1]

[식 중, R은 탄소수 1~10의 알킬기를 나타내고, a는 0~3의 정수를 나타내며, b는 1~3의 정수를 나타내고, p/q가 20 이하이다.]

Description

광도파로 및 광도파로 구조체{LIGHT GUIDE AND LIGHT GUIDE STRUCTURE}

본 발명은 광도파로 및 광도파로 구조체에 관한 것이다.

최근 광주파 반송파를 사용하여 데이터를 이송하는 광통신이 점점 중요해지고 있다. 이와 같은 광통신에 있어서, 광주파 반송파를 한 지점으로부터 다른 지점으로 안내하기 위한 수단으로서 광도파로가 있다.

이 광도파로는, 예를 들어 한 쌍의 클래드층과 한 쌍의 클래드층 사이에 설치된 코어층을 가지고 구성된다. 코어층은 선상(線狀)의 코어부와 클래드부를 가지며, 이것들이 번갈아 배열되어 있다. 코어부는 광주파 반송파의 광에 대해 실질적으로 투명한 재료에 의해서 구성되며, 클래드층 및 클래드부는 코어부보다 굴절률이 낮은 재료에 의해서 구성되어 있다.

이와 같은 광도파로에서는, 코어부가 코어부보다 굴절률이 낮은 클래드층 및 클래드부에 의해서 둘러싸인 구성으로 되어 있다. 따라서, 코어부의 단부(端部)로부터 도입된 빛은 클래드층 및 클래드부의 경계에서 반사되면서 코어부의 축을 따라 반송된다.

이 광도파로의 재료로는 종래부터 범용되고 있는 유리 이외, 폴리머 등을 들 수 있다. 이 중 폴리머는 미세 가공이 용이하여 광도파로가 도입된 회로 기판의 고 밀도화에 유리하기 때문에 유망시되고 있다.

이와 같은 광도파로의 재료가 되는 폴리머로는, 폴리메틸메타크릴레이트(예를 들어, 일본 특개평09-258051호 공보 참조.), 에폭시 수지(예를 들어, 일본 특개2005-070556호 공보 참조.), 불소화 폴리이미드(예를 들어, 일본 특개평4-9807호 공보 참조.), 폴리벤조옥사졸(예를 들어, 일본 특개2002-173532호 공보 참조.), 셀룰로오스·아세테이트·부티레이트/아크릴레이트 모노머(예를 들어, 미국 특허 제5292620호 공보 참조.) 등이 사용되고 있다.

그러나 이들 폴리머에는 다음과 같은 문제가 있다.

우선 폴리메틸메타크릴레이트 및 에폭시 수지는 내열 온도가 200℃ 이하이다. 이 때문에, 이들 폴리머에 의해서 구성된 광도파로를 회로 기판에 실장하려 하면 땜납 처리 등의 열처리에 의해서 연화되어 버릴 우려가 있다.

또, 불소화 폴리이미드는 불소화에 의해 고내열성, 고투명성, 저흡수성이 부여된 폴리머이다. 그러나 불소화를 합성 과정에 가지기 때문에 비용이 들어 실용성이 부족하다.

게다가, 폴리이미드나 폴리벤조옥사졸 등의 중축합에 의해서 합성되는 폴리머는, 중축합의 공정에서 이미드 환 혹은 벤조옥사졸 환을 폐환시키기 위한 고온(250℃ 이상)에 의한 경화 처리가 필요하다. 이 때문에, 작업성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.

또, 셀룰로오스·아세테이트·부티레이트/아크릴레이트 모노머는, 내열 온도가 100℃ 이하로 매우 낮아 땜납 처리 등의 열처리에 의해서 연화되어 버린다. 또, 셀룰로오스·아세테이트·부티레이트가 수산기를 많이 가지기 때문에 흡수성이 높다. 이 때문에, 이와 같은 폴리머에 의해서 구성된 광도파로는 고습도 환경에 방치되면 흡수에 따른 치수 변화가 생기게 된다.

본 발명의 목적은 내열성이 뛰어난 동시에 흡수성이 낮고, 또 재료 비용이 낮게 억제되는 광도파로 및 광도파로 구조체를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 광도파로는

코어부와 이 코어부보다 굴절률이 낮은 클래드부를 구비한 코어층과,

이 코어층의 적어도 한쪽 면에 접촉하여 설치되며 상기 코어부보다 굴절률이 낮은 클래드층을 가지는 광도파로를 가지는 광도파로로서,

상기 클래드층은 노르보넨계 폴리머를 주재료로 하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 내열성이 뛰어난 동시에 흡수성이 낮고, 또 재료 비용이 낮게 억제되는 광도파로를 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 부가 중합체인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 중합성 기를 포함하는 치환기를 가지는 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 하기 화학식 1로 표시되는 것을 주로 하는 것이 바람직하다.

[화학식 1]

[식 중, R은 탄소수 1~10의 알킬기를 나타내고, a는 0~3의 정수를 나타내며, b는 1~3의 정수를 나타내고, p/q가 20 이하이다.]

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 그 적어도 일부의 것이 중합성 기에서 가교하고 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 클래드층의 평균 두께는 상기 코어층의 평균 두께의 0.1~1.5배인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 코어층은 폴리머와, 이 폴리머와 상용하며 또 이 폴리머와 다른 굴절률을 가지는 모노머와, 활성 방사선의 조사에 의해 활성화하는 제1 물질과, 상기 모노머의 반응을 개시시킬 수 있는 제2 물질로서, 활성화한 상기 제1 물질의 작용에 의해 활성화 온도가 변화하는 제2 물질을 포함하는 층을 형성하고,

그 후 상기 층에 대해 상기 활성 방사선을 선택적으로 조사함으로써 상기 활성 방사선이 조사된 조사 영역에서 상기 제1 물질을 활성화시킴과 동시에, 상기 제2 물질의 활성화 온도를 변화시키며,

계속해서 상기 층에 대해 가열 처리를 실시함으로써, 상기 제2 물질 또는 활성화 온도가 변화한 상기 제2 물질 중 어느 쪽이든 활성화 온도가 낮은 쪽을 활성화시키고, 상기 조사 영역 또는 상기 활성 방사선의 미조사 영역 중 어느 한쪽에서 상기 모노머를 반응시켜, 상기 조사 영역과 상기 미조사 영역 사이에 굴절률차를 생기게 함으로써, 상기 조사 영역 및 상기 미조사 영역 중 어느 한쪽을 상기 코어부로 하고, 다른 한쪽을 상기 클래드부로 하여 얻어진 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 코어층은 상기 층의 상기 조사 영역 또는 상기 미조사 영역 중 어느 한쪽의 영역에서 상기 모노머의 반응이 진행됨에 따라, 다른 한쪽의 영역으로부터 미반응의 상기 모노머가 집합됨으로써 얻어진 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 제1 물질은 상기 활성 방사선의 조사에 수반하여 양이온과 약(弱)배위 음이온을 발생시키는 화합물을 포함하는 것이며, 상기 제2 물질은 상기 약배위 음이온의 작용에 의해 활성화 온도가 변화하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 제2 물질은 활성화한 상기 제1 물질의 작용에 의해 활성화 온도가 저하되고, 상기 가열 처리의 온도보다 높은 온도에서의 가열에 의해, 상기 활성 방사선의 조사를 수반하지 않고 활성화하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 제2 물질은 하기 식 Ia로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

(E(R)₃)₂Pd(Q)₂ … (Ia)

[식 중, E(R)₃은 제15족의 중성 전자 도너 배위자를 나타내고, E는 주기율표의 제15족으로부터 선택되는 원소를 나타내며, R은 수소 원자(또는 그 동위체의 하나) 또는 탄화수소기를 포함하는 부위를 나타내고, Q는 카르복실레이트, 티오카르복실레이트 및 디티오카르복실레이트로부터 선택되는 음이온 배위자를 나타낸다.]

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 제2 물질은 하기 식 Ib로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

[(E(R)₃)_aPd(Q)(LB)_b]_p[WCA]_r … (Ib)

[식 중, E(R)₃은 제15족의 중성 전자 도너 배위자를 나타내고, E는 주기율표의 제15족으로부터 선택되는 원소를 나타내며, R은 수소 원자(또는 그 동위체의 하나) 또는 탄화수소기를 포함하는 부위를 나타내고, Q는 카르복실레이트, 티오카르복실레이트 및 디티오카르복실레이트로부터 선택되는 음이온 배위자를 나타내며, LB는 루이스 염기를 나타내고, WCA는 약배위 음이온을 나타내며, a는 1~3의 정수를 나타내고, b는 0~2의 정수를 나타내며, a와 b의 합계는 1~3이고, p 및 r은 팔라듐 양이온과 약배위 음이온의 전하 균형을 잡는 수를 나타낸다.]

또, 본 발명의 광도파로에서는 p 및 r은 각각 1 또는 2의 정수로부터 선택되는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 코어층은 상기 가열 처리 후, 상기 층을 상기 가열 처리 온도보다도 높은 제2 온도로 가열 처리함으로써 얻어진 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 코어층은 상기 제2 온도에서의 가열 처리 후, 상기 층을 상기 제2 온도보다도 높은 제3 온도로 가열 처리함으로써 얻어진 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 제3 온도는 상기 제2 온도보다 20℃ 이상 높은 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 모노머는 가교성 모노머를 포함하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 모노머는 노르보넨계 모노머를 주로 하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 모노머는 노르보넨계 모노머를 주로 하는 것이며, 상기 가교성 모노머로서 디메틸 비스(노르보넨 메톡시)실란을 포함하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 폴리머는 활성화한 상기 제1 물질의 작용에 의해 분자 구조 중 적어도 일부가 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기를 가지며, 상기 층에 대해 상기 활성 방사선을 선택적으로 조사했을 때에, 상기 조사 영역에서 상기 폴리머의 상기 이탈성 기가 이탈하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 제1 물질은 상기 활성 방사선의 조사에 수반하여 양이온과 약배위 음이온을 발생시키는 화합물을 포함하는 것이며, 상기 이탈성 기는 상기 양이온의 작용에 의해 이탈하는 산(酸) 이탈성 기인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 코어층은 활성 방사선의 조사에 의해 활성화하는 물질과, 주쇄와 이 주쇄로부터 분기하고 활성화한 상기 물질의 작용에 의해 분자 구조 중 적어도 일부가 상기 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기를 가지는 폴리머를 포함하는 층을 형성하며,

그 후, 상기 층에 대해 상기 활성 방사선을 선택적으로 조사함으로써, 상기 활성 방사선이 조사된 조사 영역에서 상기 물질을 활성화시키고, 상기 폴리머의 상기 이탈성 기를 이탈시켜, 해당 조사 영역과 상기 활성 방사선의 비조사 영역 사이에 굴절률차를 생기게 함으로써, 상기 조사 영역 및 상기 비조사 영역 중 어느 한쪽을 상기 코어부로 하고, 다른 한쪽을 상기 클래드부로 하여 얻어진 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 코어층은 상기 활성 방사선의 조사 후, 상기 층에 대해 가열 처리를 실시함으로써 얻어진 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 물질은 상기 활성 방사선의 조사에 수반하여 양이온과 약배위 음이온을 생기게 하는 화합물을 포함하는 것이며, 상기 이탈성 기는 상기 양이온의 작용에 의해 이탈하는 산 이탈성 기인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 산 이탈성 기는 -O- 구조, -Si-아릴 구조 및 -O-Si- 구조 중 적어도 하나를 가지는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 이탈성 기는 그 이탈에 의해 상기 폴리머의 굴절률에 저하를 생기게 하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 이탈성 기는 -Si-디페닐 구조 및 -O-Si-디페닐 구조 중 적어도 한쪽인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 활성 방사선은 200~450㎚의 범위에 피크 파장을 가지는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 활성 방사선의 조사량은 0.1~9J/㎠인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 활성 방사선은 마스크를 통하여 상기 층에 조사되는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 층은 추가로 산화 방지제를 포함하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 층은 추가로 증감제를 포함하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 폴리머는 노르보넨계 폴리머를 주로 하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 부가 중합체인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 코어부는 제1 노르보넨계 재료를 주재료로 하여 구성되며, 상기 클래드부는 상기 제1 노르보넨계 재료보다 낮은 굴절률을 가지는 제2 노르보넨계 재료를 주재료로 하여 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 제1 노르보넨계 재료와 상기 제2 노르보넨계 재료는 모두 동일한 노르보넨계 폴리머를 함유하며, 또한 상기 노르보넨계 폴리머와 다른 굴절률을 가지는 노르보넨계 모노머의 반응물의 함유량이 다름으로 인하여 그들의 굴절률이 상이하게 되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 반응물은 상기 노르보넨계 모노머의 중합체, 상기 노르보넨계 폴리머끼리를 가교하는 가교 구조, 및 상기 노르보넨계 폴리머로부터 분기하는 분기 구조 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 아랄킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 벤질 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 페닐 에틸 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 주쇄와, 이 주쇄로부터 분기하고 분자 구조 중 적어도 일부가 상기 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기를 가지며,

상기 코어부와 상기 클래드부는, 상기 주쇄에 결합한 상태의 상기 이탈성 기의 수가 다른 것 및 상기 노르보넨계 폴리머와 다른 굴절률을 가지는 노르보넨계 모노머의 반응물의 함유량이 다름으로 인하여 그들의 굴절률이 상이하게 되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 코어층은 주쇄와, 이 주쇄로부터 분기하고 분자 구조 중 적어도 일부가 상기 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기를 가지는 노르보넨계 폴리머를 주재료로 하여 구성되며,

상기 제1 노르보넨계 재료와 제2 노르보넨계 재료는, 상기 주쇄에 결합한 상태의 상기 이탈성 기의 수가 다름으로 인하여 그들의 굴절률이 상이하게 되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 디페닐 메틸 노르보넨 메톡시 실란 반복 단위를 포함하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 헥실 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 노르보넨계 폴리머는 부가 중합체인 것이 바람직하다.

또, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 광도파로 구조체는

전술한 광도파로와, 이 광도파로의 적어도 한쪽 면측에 설치된 도체층을 가지는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 내열성이 뛰어난 동시에 흡수성이 낮고, 또 재료 비용이 낮게 억제되는 광도파로 구조체를 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 광도파로 구조체에서는, 상기 도체층의 평균 두께는 상기 광도파로의 평균 두께의 10~90%인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광도파로 구조체에서는, 상기 도체층은 건식 도금법, 습식 도금법 및 도전성 시트재의 접합 중 적어도 하나의 방법에 의해 형성된 것인 것이 바람직하다.

발명을 실시하기 위한 바람직한 형태

이하, 본 발명의 광도파로 및 광도파로 구조체에 대하여 첨부 도면에 나타내는 바람직한 실시형태에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 광도파로 구조체의 실시형태를 나타내는 사시도(일부를 잘라내서 나타냄)이다.

또한, 이하의 설명에서는, 도 1 중의 상측을 「위」 또는 「위쪽」이라 하고, 하측을 「아래」 또는 「아래쪽」이라 한다(이하의 도면에서도 동일함).

또, 각 도면은 층의 두께 방향(각 도면의 상하 방향)이 과장되게 그려져 있다.

도 1에 나타낸 광도파로 구조체(9)는 광도파로(90)와 그 윗면 및 아랫면에 각각 설치된 도체층(901, 902)을 가지며, 이들 각 층이 접합된 것이다.

도체층(901, 902)의 구성 재료로는, 각각 예를 들어, 구리, 구리계 합금, 알루미늄, 알루미늄계 합금과 같은 각종 금속 재료, 인듐 주석 산화물(ITO), 불소 함유 인듐 주석 산화물(FTO)과 같은 각종 산화물 재료 등을 들 수 있다.

도체층(901, 902)의 평균 두께는 각각 광도파로(90)의 평균 두께의 10~90% 정도인 것이 바람직하고, 20~80% 정도인 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는 도체층(901, 902)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 각각 통상 3~100㎛ 정도가 바람직하고, 5~70㎛ 정도가 보다 바람직하다. 이에 의해, 광도파로 구조체(9)의 가요성이 저하하는 것을 방지하면서, 도체층(901, 902)을 도전성이 뛰어난 것으로 할 수 있다.

또, 도 1에 나타낸 구성에서는, 도체층(901, 902)은 모두 평판상(시트상)을 이루고 있다. 이 경우, 도체층(901, 902)을 소정의 패턴으로 가공한 후 원하는 개소에 광학 소자(발광 소자, 수광 소자 등)를 실장함으로써 광학 회로와 전기 회로를 구비하는 복합 장치를 제조할 수 있다.

또한, 도체층(901, 902)은 각각 사전에 패터닝된 것(배선)이어도 된다. 또, 필요에 따라 도체층(901) 및 도체층(902) 중 어느 한쪽을 생략해도 된다.

또, 도체층(901, 902)과 광도파로(90) 사이에는 임의의 목적(예를 들어, 밀착성을 향상시킬 목적 등)의 층이 1층 또는 2층 이상 설치되어 있어도 된다.

광도파로(90)는 도 1 중, 하측으로부터 클래드층(하부 클래드층)(91), 코어층(93) 및 클래드층(상부 클래드층)(92)을 이 순서대로 적층하여 이루어진 것이며, 코어층(93)에는 소정 패턴의 코어부(94)와 이 코어부(도파로 채널)(94)에 인접하는 클래드부(95)가 형성되어 있다.

코어부(94)와 클래드부(95)의 굴절률의 차는 특별히 한정되지 않지만, 0.3~5.5% 정도가 바람직하며, 특히 0.8~2.2% 정도가 바람직하다. 굴절률의 차가 상기 하한값 미만이면 빛을 전달하는 효과가 저하되는 경우가 있고, 상기 상한값을 넘더라도 광의 전송 효율의 그 이상의 증대는 기대할 수 없다.

또한, 상기 굴절률차란, 코어부(94)의 굴절률을 A, 클래드부(95)의 굴절률을 B로 했을 때, 다음 식으로 표시된다.

굴절률차(%) = |A/B - 1| × 100

또, 도 1에 나타낸 구성에서는, 코어부(94)는 평면에서 보아 직선 모양으로 형성되어 있으나, 도중에 만곡, 분기 등 해도 되며, 그 형상은 임의이다. 또한, 후술하는 광도파로 구조체(9)의 제조 방법을 이용하면, 복잡하고도 임의의 형상의 코어부(94)를 용이하게 또한 치수 정밀도 좋게 형성할 수 있다.

또, 코어부(94)는 그 횡단면 형상이 정사각형 또는 직사각형(장방형)과 같은 사각형을 이루고 있다.

코어부(94)의 폭 및 높이는 특별히 한정되지 않지만, 각각 1~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 5~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하며, 10~60㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다.

이 코어부(94)는 클래드부(95)에 비해 굴절률이 높은 재료로 구성되며, 또 클래드층(91, 92)에 대해서도 굴절률이 높은 재료로 구성되어 있다.

클래드층(91, 92)은 각각 코어부(94)의 하부 및 상부에 위치하는 클래드부를 구성하는 것이다. 이와 같은 구성에 의해, 코어부(94)는 그 외주를 클래드부로 둘러싸인 도광로로서 기능한다.

클래드층(91, 92)의 평균 두께는 코어층(93)의 평균 두께의 0.1~1.5배 정도인 것이 바람직하고, 0.3~1.25배 정도인 것이 보다 바람직하며, 구체적으로는 클래드층(91, 92)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 각각 통상 1~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 5~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하며, 10~60㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해, 광도파로(90)가 불필요하게 대형화(압막화(壓膜化))하는 것을 방지하면서, 클래드층으로서의 기능이 바람직하게 발휘된다.

또한, 클래드층(91), 클래드부(95) 및 클래드층(92)의 구성 재료는 각각 동일(동종)인 것이어도 되고 다른 것이어도 되지만, 이들은 굴절률이 같던지 또는 근사해 있는 것인 것이 바람직하다. 클래드층(91, 92) 및 코어층(93)의 구성 재료의 상세에 대해서는 뒤에서 설명한다.

본 발명의 광도파로 구조체(9)는 코어부(94) 재료의 광학 특성 등에 따라서도 약간 다르며, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 600~1550㎚ 정도의 파장 영역의 빛을 사용한 데이터 통신에서 적합하게 사용된다.

다음으로, 광도파로 구조체(9)의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다.

<제1 제조 방법>

먼저, 광도파로 구조체(9)의 제1 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 2~도 7은 각각 본 발명의 광도파로 구조체의 제1 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

[1A] 우선 지지 기판(951) 위에 층(910)을 형성한다(도 2 참조).

층(910)은 코어층 형성용 재료(바니시)(900)를 도포하여 경화(고화)시키는 방법에 의해 형성된다.

구체적으로는, 층(910)은 지지 기판(951) 위에 코어층 형성용 재료(900)를 도포하여 액상 피막을 형성한 후, 이 지지 기판(951)을 환기된 레벨 테이블에 두고, 액상 피막 표면의 불균일한 부분을 수평화하는 동시에 용매를 증발(탈용매)시킴으로써 형성한다.

층(910)을 도포법으로 형성할 경우, 예를 들어 닥터 블레이드법, 스핀 코트법, 디핑(dipping)법, 테이블 코트법, 스프레이법, 애플리케이터법, 커튼 코트법, 다이 코트법 등의 방법을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

지지 기판(951)으로는, 예를 들어 실리콘 기판, 이산화규소 기판, 유리 기판, 석영 기판, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등이 이용된다.

코어층 형성용 재료(900)는 폴리머(915)와 첨가제(920)(본 실시형태에서는 적어도 모노머, 조(助)촉매 및 촉매 전구체를 포함함)로 구성되는 광유발 열현상성 재료(PITDM)를 함유하며, 활성 방사선의 조사 및 가열에 의해 폴리머(915) 중에서 모노머의 반응이 일어나는 재료이다.

그리고 얻어진 층(910) 중에서는 폴리머(매트릭스)(915)는 모두 실질적으로 고르면서도 랜덤으로 분배되며, 첨가제(920)는 폴리머(915) 내에 실질적으로 고르면서도 랜덤으로 분산되어 있다. 이에 의해, 층(910) 중에는 첨가제(920)가 실질적으로 고르면서도 임의로 분산되어 있다.

이와 같은 층(910)의 평균 두께는 형성해야 할 코어층(93)의 두께에 따라서 적절히 설정되며, 특별히 한정되지 않지만, 5~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 10~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하며, 15~65㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다.

폴리머(915)로는 투명성이 충분히 높고(무색투명함), 또한 후술하는 모노머와 상용성을 가지는 것, 나아가 그 중에서, 후술하는 바와 같이 모노머가 반응(중합 반응이나 가교 반응) 가능하며, 모노머가 중합한 후에도 충분한 투명성을 가지는 것이 적합하게 이용된다.

여기서, 「상용성을 갖는다」라고 하는 것은, 모노머가 적어도 혼화하여 코어층 형성용 재료(900) 중이나 층(910) 중에서 폴리머(915)와 상 분리를 일으키지 않는 것을 말한다.

이와 같은 폴리머(915)로는, 예를 들어 노르보넨계 수지나 벤조시클로부텐계 수지 등의 환상 올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 에폭시 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리벤조옥사졸 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여(폴리머 얼로이, 폴리머 블렌드(혼합물), 공중합체 등) 이용할 수 있다.

이들 중에서도, 특히 노르보넨계 수지(노르보넨계 폴리머)를 주로 하는 것이 바람직하다. 폴리머(915)로서 노르보넨계 폴리머를 이용함으로써 뛰어난 광전송 성능이나 내열성을 가지는 코어층(93)을 얻을 수 있다.

또, 노르보넨계 폴리머는 높은 소수성을 가지기 때문에, 흡수에 따른 치수 변화 등을 일으키기 어려운 코어층(93)을 얻을 수 있다.

노르보넨계 폴리머로는 단독의 반복 단위를 가지는 것(호모폴리머), 2 이상의 노르보넨계 반복 단위를 가지는 것(코폴리머) 중 어느 것이라도 된다.

이와 같은 노르보넨계 폴리머로는, 예를 들어 (1) 노르보넨형 모노머를 부가 (공)중합하여 얻어지는 노르보넨형 모노머의 부가 (공)중합체, (2) 노르보넨형 모노머와 에틸렌이나 α-올레핀류의 부가 공중합체, (3) 노르보넨형 모노머와 비공역 디엔, 및 필요에 따라 다른 모노머와의 부가 공중합체와 같은 부가 중합체, (4) 노르보넨형 모노머의 개환 (공)중합체, 및 필요에 따라 이 (공)중합체를 수소 첨가한 수지, (5) 노르보넨형 모노머와 에틸렌이나 α-올레핀류의 개환 공중합체, 및 필요에 따라 이 (공)중합체를 수소 첨가한 수지, (6) 노르보넨형 모노머와 비공역 디엔, 또는 다른 모노머의 개환 공중합체, 및 필요에 따라 이 (공)중합체를 수소 첨가한 폴리머와 같은 개환 중합체를 들 수 있다. 이들 중합체로는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 교호 공중합체 등을 들 수 있다.

이들 노르보넨계 폴리머는, 예를 들어 개환 메타세시스 중합(ROMP), ROMP와 수소화 반응의 조합, 라디칼 또는 양이온에 의한 중합, 양이온성 팔라듐 중합 개시제를 이용한 중합, 이 이외의 중합 개시제(예를 들어, 니켈이나 다른 천이 금속의 중합 개시제)를 이용한 중합 등, 공지의 모든 중합 방법으로 얻을 수 있다.

이들 중에서도, 노르보넨계 폴리머로는, 하기 화학식 2(구조식 B)로 표시되는 적어도 하나의 반복 단위를 가지는 것, 즉 부가 (공)중합체가 바람직하다. 이것은 투명성, 내열성 및 가요성이 풍부하기 때문에라도 바람직하다.

[화학식 2]

이러한 노르보넨계 폴리머는, 예를 들어 후술하는 노르보넨계 모노머(후술할 화학식 4로 표시되는 노르보넨계 모노머나 가교성 노르보넨계 모노머)를 이용함으로써 적합하게 합성된다.

또한, 비교적 높은 굴절률을 가지는 폴리머(915)를 얻기 위해서는, 분자 구조 중에 방향족환(방향족기), 질소 원자, 브롬 원자나 염소 원자를 가지는 모노머를 일반적으로 선택하여 폴리머(915)가 합성(중합)된다. 한편, 비교적 낮은 굴절률을 가지는 폴리머(915)를 얻기 위해서는, 분자 구조 중에 알킬기, 불소 원자나 에테르 구조(에테르기)를 가지는 모노머를 일반적으로 선택하여 폴리머(915)가 합성(중합)된다.

비교적 높은 굴절률을 가지는 노르보넨계 폴리머로는 아랄킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 노르보넨계 폴리머는 특히 높은 굴절률을 갖는다.

아랄킬 노르보넨 반복 단위가 가지는 아랄킬기(아릴 알킬기)로는, 예를 들어 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 페닐부틸기, 나프틸에틸기, 나프틸프로필기, 플루오레닐에틸기, 플루오레닐프로필기 등을 들 수 있으나, 벤질기나 페닐에틸기가 특히 바람직하다.

이러한 반복 단위를 가지는 노르보넨계 폴리머는 매우 높은 굴절률을 가지는 것이기 때문에 바람직하다.

또, 노르보넨계 폴리머는 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 노르보넨계 폴리머는 유연성이 높기 때문에, 이러한 노르보넨계 폴리머를 이용함으로써 광도파로(90)에 높은 플렉시빌리티(가요성)를 부여할 수 있다.

알킬 노르보넨 반복 단위가 가지는 알킬기로는, 예를 들어 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등을 들 수 있으나, 헥실기가 특히 바람직하다. 또한, 이들 알킬기는 직쇄상 또는 분기상 중 어느 것이라도 된다.

헥실 노르보넨 반복 단위를 포함함으로써 노르보넨계 폴리머 전체의 굴절률이 저하하는 것을 방지하고, 또한 높은 유연성을 유지할 수 있다. 또, 이러한 노르보넨계 폴리머는, 전술한 바와 같은 파장 영역(특히, 850㎚ 부근의 파장 영역)의 빛에 대한 투과율이 뛰어나기 때문에 바람직하다.

이와 같은 노르보넨계 폴리머의 바람직한 구체적인 예로는, 헥실 노르보넨의 호모폴리머, 페닐에틸 노르보넨의 호모폴리머, 벤질 노르보넨의 호모폴리머, 헥실 노르보넨과 페닐에틸 노르보넨의 코폴리머, 헥실 노르보넨과 벤질 노르보넨의 코폴리머 등을 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

본 실시형태의 코어층 형성용 재료(900)는 첨가제(920)로서 모노머, 조촉매(제1 물질) 및 촉매 전구체(제2 물질)를 포함하고 있다.

모노머는 후술하는 활성 방사선에 조사에 의해 활성 방사선의 조사 영역에서 반응하여 반응물을 형성하고, 이 반응물의 존재에 의해 층(910)에서 조사 영역과 활성 방사선의 미조사 영역에서 굴절률차를 생기게 할 수 있는 화합물이다.

여기서, 이런 반응물로는, 모노머가 폴리머(매트릭스)(915) 중에서 중합하여 형성된 폴리머(중합체), 폴리머(915)끼리를 가교하는 가교 구조, 및 폴리머(915)에 중합하여 폴리머(915)로부터 분기한 분기 구조(브랜치 폴리머나 측쇄(펜던트 그룹)) 중 적어도 하나를 들 수 있다.

여기서, 층(910)에서 조사 영역의 굴절률이 높아지는 것이 요망되는 경우에는, 비교적 낮은 굴절률을 가지는 폴리머(915)와 이 폴리머(915)에 대해 높은 굴절률을 가지는 모노머가 조합되어 사용되며, 조사 영역의 굴절률이 낮아지는 것이 요망되는 경우에는, 비교적 높은 굴절률을 가지는 폴리머(915)와 이 폴리머(915)에 대해 낮은 굴절률을 가지는 모노머가 조합되어 사용된다.

또한, 굴절률이 「높다」 또는 「낮다」는, 굴절률의 절대값을 의미하는 것이 아니라, 어느 재료끼리의 상대적인 관계를 의미한다.

그리고 모노머의 반응(반응물의 생성)으로 인하여 층(910)에서 조사 영역의 굴절률이 저하하는 경우, 해당 부분이 클래드부(95)가 되고, 조사 영역의 굴절률이 상승하는 경우 해당 부분이 코어부(94)가 된다.

이와 같은 모노머로는 중합 가능한 부위를 가지는 화합물이면 되고, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 노르보넨계 모노머, 아크릴산(메타크릴산)계 모노머, 에폭시계 모노머, 스티렌계 모노머 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.

이들 중에서도, 모노머로는 노르보넨계 모노머를 이용하는 것이 바람직하다. 노르보넨계 모노머를 이용함으로써 광전송 성능이 뛰어나며, 또한 내열성 및 유연성이 뛰어난 코어층(93)(광도파로(90))을 얻을 수 있다.

여기서, 노르보넨계 모노머란 하기 화학식 3(구조식 A)으로 표시되는 노르보넨 골격을 적어도 하나 포함하는 모노머를 총칭하며, 예를 들어 하기 화학식 4(구조식 C)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.

[화학식 3]

[화학식 4]

[식 중, a는 단결합 또는 이중 결합을 나타내고, R¹~R⁴는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 무치환의 탄화수소기, 또는 관능 치환기를 나타내며, m은 0~5의 정수를 나타낸다. 단, a가 이중 결합인 경우, R¹ 및 R² 중 어느 한쪽, R³ 및 R⁴ 중 어느 한쪽은 존재하지 않는다.]

무치환의 탄화수소기(하이드로카르빌기(hydrocarbyl group))로는, 예를 들어, 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 1~10(C₁~C₁₀)의 알킬기, 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 2~10(C₂~C₁₀)의 알케닐기, 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 2~10(C₂~C₁₀)의 알키닐기, 탄소수 4~12(C₄~C₁₂)의 시클로알킬기, 탄소수 4~12(C₄~C₁₂)의 시클로알케닐기, 탄소수 6~12(C₆~C₁₂)의 아릴기, 탄소수 7~24(C₇~C₂₄)의 아랄킬기(아릴알킬기) 등을 들 수 있으며, 그 외, R¹ 및 R², R³ 및 R⁴가 각각 탄소수 1~10(C₁~C₁₀)의 알킬리데닐기여도 된다.

알킬기의 구체적인 예로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기 및 데실기를 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

알케닐기의 구체적인 예로는 비닐기, 알릴기, 부테닐기 및 시클로헥세닐기를 들 수 있으나, 이들로 한정되지 않는다.

알키닐기의 구체적인 예로는 에티닐기, 1-프로피닐기, 2-프로피닐기, 1-부티닐기 및 2-부티닐기를 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

시클로알킬기의 구체적인 예로는 시클로펜틸기, 시클로헥실기 및 시클로옥틸기를 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 나프틸기 및 안트라세닐(anthracenyl) 기를 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

아랄킬(aralkyl)기의 구체적인 예로는 벤질기 및 페닐에틸(페네틸: phenethyl)기를 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

또, 알킬리데닐(alkylidenyl)기의 구체적인 예로는 메틸리데닐(methylidenyl)기 및 에틸리데닐(ethylidenyl)기를 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

치환된 탄화수소기로는, 상기의 탄화수소기가 가지는 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환된 것, 즉 할로하이드로카르빌(halohydrocarbyl)기, 퍼할로하이드로카르빌(perhalohydrocarbyl)기이거나, 퍼할로카르빌(perhalocarbyl)기와 같은 할로겐화 탄화수소기를 들 수 있다.

이들 할로겐화 탄화수소기에서, 수소 원자로 치환하는 할로겐 원자로는 염소 원자, 불소 및 브롬으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하며, 불소 원자가 보다 바람직하다.

이 중, 퍼할로겐화된 탄화수소기(퍼할로하이드로카르빌기, 퍼할로카르빌기)의 구체적인 예로는, 예를 들어 퍼플루오로페닐기, 퍼플루오로메틸기(트리플루오로메틸기), 퍼플루오로에틸기, 퍼플루오로프로필기, 퍼플루오로부틸기, 퍼플루오로헥실기 등을 들 수 있다.

또한, 할로겐화 알킬기로는 탄소수 1~10인 것 이외에 탄소수 11~20인 것도 적합하게 이용할 수 있다. 즉, 할로겐화 알킬기로는, 부분적 또는 완전하게 할로겐화되어 직쇄상 또는 분기상을 이루며, 일반식: -C_ZX"_2Z+1로 표시되는 기를 선택할 수 있다. 여기서, X"는 각각 독립적으로 할로겐 원자 또는 수소 원자를 나타내며, Z는 1~20의 정수를 나타낸다.

또, 치환된 탄화수소기로는, 할로겐 원자 이외, 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 1~5(C₁~C₅)의 알킬기 또는 할로알킬기, 아릴기 및 시클로알킬기로 추가로 치환된 시클로알킬기, 아릴기 및 아랄킬기(아릴알킬기) 등을 들 수 있다.

또, 관능 치환기로는, 예를 들어 -(CH₂)_n-CH(CF₂)₂-O-Si(Me)₃, -(CH₂)_n-CH(CF₃)₂-O-CH₂-O-CH₃, -(CH₂)_n-CH(CF₃)₂-O-C(O)-O-C(CH₃)₃, -(CH₂)_n-C(CF₃)₂-OH, -(CH₂)_n-C(O)-NH₂, -(CH₂)_n-C(O)-Cl, -(CH₂)_n-C(O)-O-R⁵, -(CH₂)_n-O-R⁵, -(CH₂)_n-O-C(O)-R⁵, -(CH₂)_n-C(O)-R⁵, -(CH₂)_n-O-C(O)-OR⁵, -(CH₂)_n-Si(R⁵)₃, -(CH₂)_n-Si(OR⁵)₃, -(CH₂)_n-O-Si(R⁵)₃ 및 -(CH₂)_n-C(O)-OR⁶ 등을 들 수 있다.

여기서, 상기 각 식에서 각각 n은 0~10의 정수를 나타내고, R₅는 각각 독립적으로 수소 원자, 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 1~20(C₁~C₂₀) 알킬기, 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 1~20(C₁~C₂₀)의 할로겐화 혹은 퍼할로겐화 알킬기, 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 2~10(C₂~C₁₀)의 알케닐기, 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 2~10(C₂~C₁₀)의 알키닐기, 탄소수 5~12(C₅~C₁₂)의 시클로알킬기, 탄소수 6~14(C₆~C₁₄)의 아릴기, 탄소수 6~14(C₆~C₁₄)의 할로겐화 혹은 퍼할로겐화 아릴기 또는 탄소수 7~24(C₇~C₂₄)의 아랄킬기를 나타낸다.

또한, R⁵로 표시되는 탄화수소기는 R¹~R⁴로 표시되는 것과 동일한 탄화수소기를 나타낸다. R¹~R⁴로 나타낸 바와 같이, R⁵로 표시되는 탄화수소기는 할로겐화 또는 퍼할로겐화되어 있어도 된다.

예를 들어, R⁵가 탄소수 1~20(C₁~C₂₀)의 할로겐화 또는 퍼할로겐화 알킬기인 경우, R⁵는 일반식: -C_ZX"_2Z+1로 표시된다. 여기서, z 및 X"는 각각 상기의 정의와 같으며, X"의 적어도 하나는 할로겐 원자(예를 들어, 브롬 원자, 염소 원자 또는 불소 원자)이다.

여기서, 퍼할로겐화 알킬기란 상기 일반식에서 모든 X"가 할로겐 원자인 기이며, 그 구체적인 예로는, 트리플루오로메틸기, 트리클로로메틸기, -C₇F₁₅, -C₁₁F₂₃을 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

퍼할로겐화 아릴기의 구체적인 예로는, 펜타클로로페닐기, 펜타플루오로페닐기를 들 수 있으나, 이것들로 한정되는 것은 아니다.

또, R⁶으로는, 예를 들어 -C(CH₃)₃, -Si(CH₃)₃, -CH(R⁷)-O-CH₂CH₃, -CH(R⁷)OC(CH₃)₃ 및 하기 화학식 5의 환상기 등을 들 수 있다.

[화학식 5]

여기서, R₇은 수소 원자, 혹은 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 1~5(C₁~C₅)의 알킬기를 나타낸다.

알킬기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, i-프로필기, 부틸기, i-부틸기, t-부틸, 펜틸기, t-펜틸기, 네오펜틸기를 들 수 있다.

또한, 상기 화학식 5로 표시되는 환상기에서는, 환 구조로부터 연장되는 단결합과 산 치환기 사이에서 에스테르 결합이 형성된다.

R⁶의 구체적인 예로는, 예를 들어 1-메틸-1-시클로헥실기, 이소보닐(isobornyl)기, 2-메틸-2-이소보닐기, 2-메틸-2-아다만틸기, 테트라히드로푸라닐(tetrahydrofuranyl)기, 테트라히드로피라노일(tetrahydropyranoyl)기, 3-옥소시클로헥사노일(3-oxocyclohexanoyl)기, 메발로닉 락토닐(mevalonic lactonyl)기, 1-에톡시 에틸기, 1-t-부톡시 에틸기 등을 들 수 있다.

또, 다른 R⁶으로는, 예를 들어 하기 화학식 6으로 표시되는 디시클로프로필메틸기(Dcpm), 디메틸시클로프로필메틸기(Dmcp) 등을 들 수 있다.

[화학식 6]

또, 모노머로는 상기의 모노머 대신에, 또는 상기의 모노머와 함께 가교성 모노머(가교제)를 이용할 수도 있다. 이 가교성 모노머는 후술하는 촉매 전구체의 존재하에서 가교 반응을 일으킬 수 있는 화합물이다.

가교성 모노머를 이용함으로써 다음과 같은 이점이 있다. 즉, 가교성 모노머는 보다 빠르게 중합하므로, 코어층(93)(광도파로(90))의 형성(프로세스)에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또, 가교성 모노머는 가열해도 증발하기 어렵기 때문에 증기압의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 가교성 모노머는 내열성이 뛰어나기 때문에 코어층(93)의 내열성을 향상시킬 수 있다.

이 중, 가교성 노르보넨계 모노머는 상기 화학식 3(구조식 A)으로 표시되는 노르보넨계 부위(노르보넨계 이중 결합)를 포함하는 화합물이다.

가교성 노르보넨계 모노머로는 연속 다환환계(fused multicyclic ring systems)의 화합물과 연결 다환환계(linked multicyclic ring systems)의 화합물이 있다.

연속 다환환계의 화합물(연속 다환환계의 가교성 노르보넨계 모노머)로는 하기 화학식 7로 표시되는 화합물을 들 수 있다.

[화학식 7]

[식 중, Y는 메틸렌(-CH₂-)기를 나타내며, m은 0~5의 정수를 나타낸다. 단, m이 0인 경우, Y는 단결합이다.]

또한, 간략화를 위해, 노르보나디엔(norbornadiene)은 연속 다환환계에 포함되어, 중합성 노르보넨계 이중 결합을 포함하는 것으로 생각하기로 한다.

이 연속 다환환계의 화합물의 구체적인 예로는, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물을 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

[화학식 8]

한편, 연결 다환환계의 화합물(연결 다환환계의 가교성 노르보넨계 모노머)로는 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 들 수 있다.

[화학식 9]

[식 중, a는 각각 독립적으로 단결합 또는 이중 결합을 나타내고, m은 각각 독립적으로 0~5의 정수를 나타내며, R⁹는 각각 독립적으로 2가의 탄화수소기, 2가의 에테르기 또는 2가의 실릴기를 나타낸다. 또, n은 0 또는 1이다.]

여기서, 2가의 치환기란, 단부에 노르보넨 구조에 결합할 수 있는 결합손을 2개 가지는 기를 말한다.

2가의 탄화수소기(하이드로카르빌기)의 구체적인 예로는 일반식: -(C_dH_2d)-로 표시되는 알킬렌기(d는 바람직하게는 1~10의 정수를 나타낸다.)와 2가의 방향족기(아릴기)를 들 수 있다.

2가의 알킬렌기로는 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 1~10(C₁~C₁₀)의 알킬렌기가 바람직하고, 예를 들어 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기, 노닐렌기, 데실렌기를 들 수 있다.

또한, 분기 알킬렌기는 주쇄의 수소 원자가 직쇄상 또는 분기상의 알킬기로 치환된 것이다.

한편, 2가의 방향족기로는 2가의 페닐기, 2가의 나프틸기가 바람직하다.

또, 2가의 에테르기는 -R¹⁰-O-R¹⁰으로 표시되는 기이다.

여기서, R¹⁰은 각각 독립적으로 R⁹와 같은 것을 나타낸다.

이 연결 다환환계의 화합물의 구체적인 예로는, 하기 화학식 10, 화학식 11, 화학식 12, 화학식 13, 화학식 14로 표시되는 화합물 이외, 화학식 15, 화학식 16으로 표시되는 불소함유 화합물(불소함유 가교성 노르보넨계 모노머)을 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

[화학식 10]

[화학식 11]

이 화학식 11로 표시되는 화합물은 디메틸비스[비시클로[2.2.1]헵트-2-엔-5-메톡시]실란이며, 다른 명명으로는 디메틸비스(노르보넨메톡시)실란(「SiX」로 약기된다.)으로 불린다.

[화학식 12]

[식 중, n은 0~4의 정수를 나타낸다.]

[화학식 13]

[화학식 14]

[식 중, m 및 n은 각각 1~4의 정수를 나타낸다.]

[화학식 15]

[화학식 16]

각종 가교성 노르보넨계 모노머 중에서도, 특히 디메틸비스(노르보넨메톡시)실란(SiX)이 바람직하다. SiX는 알킬 노르보넨 반복 단위 및/또는 아랄킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 노르보넨계 폴리머에 대해 충분히 낮은 굴절률을 갖는다. 이 때문에, 후술하는 활성 방사선을 조사하는 조사 영역의 굴절률을 확실하게 낮게 하여 클래드부(95)로 할 수 있다. 또, 코어부(94)와 클래드부(95) 사이의 굴절률차를 크게 할 수 있어, 코어층(93)(광도파로(90))의 특성(광전송 성능)의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 이상과 같은 모노머는 단독 또는 임의로 조합하여 이용하도록 해도 된다.

촉매 전구체(제2 물질)는 상기의 모노머의 반응(중합 반응, 가교 반응 등)을 개시시킬 수 있는 물질이며, 후술하는 활성 방사선의 조사에 의해 활성화한 조촉매(제1 물질)의 작용에 의해 활성화 온도가 변화하는 물질이다.

이 촉매 전구체(프로촉매: procatalyst)로는 활성 방사선의 조사에 수반하여 활성화 온도가 변화(상승 또는 저하)하는 것이면, 어떠한 화합물을 이용해도 되지만, 특히 활성 방사선의 조사에 수반하여 활성화 온도가 저하하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 비교적 저온에 의한 가열 처리로 코어층(93)(광도파로(90))을 형성할 수 있어, 다른 층에 불필요한 열이 가해져서 광도파로(90)의 특성(광전송 성능)이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 촉매 전구체로는, 하기 식 (Ia) 및 (Ib)로 표시되는 화합물 중 적어도 한쪽을 포함하는(주로 한다) 것이 적합하게 이용된다.

[화학식 17]

[식 Ia, Ib 중, 각각 E(R)₃은 제15족의 중성 전자 도너 배위자를 나타내고, E는 주기율표의 제15족으로부터 선택되는 원소를 나타내며, R은 수소 원자(또는 그 동위체의 하나) 또는 탄화수소기를 포함하는 부위를 나타내고, Q는 카르복실레이트, 티오카르복실레이트 및 디티오카르복실레이트로부터 선택되는 음이온 배위자를 나타낸다. 또, 식 Ib 중, LB는 루이스 염기를 나타내고, WCA는 약배위 음이온을 나타내며, a는 1~3의 정수를 나타내고, b는 0~2의 정수를 나타내며, a와 b의 합계는 1~3이고, p 및 r은 팔라듐 양이온과 약배위 음이온의 전하의 균형을 잡는 수를 나타낸다.]

식 Ia에 따르는 전형적인 촉매 전구체로는 Pd(OAc)₂(P(i-Pr)₃)₂, Pd(OAc)₂(P(Cy)₃)₂, Pd(O₂CCMe₃)₂(P(Cy)₃)₂, Pd(OAc)₂(P(Cp)₃)₂, Pd(O₂CCF₃)₂(P(Cy)₃)₂, Pd(O₂CC₆H₅)₃(P(Cy)₃)₂를 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 여기서, Cp는 시클로펜틸(cyclopentyl)기를 나타내고, Cy는 시클로헥실기를 나타낸다.

또, 식 Ib로 표시되는 촉매 전구체로는 p 및 r이 각각 1 및 2의 정수로부터 선택되는 화합물이 바람직하다.

이와 같은 식 Ib에 따르는 전형적인 촉매 전구체로는 Pd(OAc)₂(P(Cy)₃)₂를 들 수 있다. 여기서, Cy는 시클로헥실기를 나타내고, Ac는 아세틸기를 나타낸다.

이들 촉매 전구체는 모노머를 효율적으로 반응(노르보넨계 모노머의 경우, 부가 중합 반응에 의해서 효율적으로 중합 반응이나 가교 반응 등)할 수 있다.

또, 활성화 온도가 저하한 상태(활성 잠재 상태)에서, 촉매 전구체로는 그 활성화 온도가 본래의 활성화 온도보다 10~80℃ 정도(바람직하게는 10~50℃ 정도) 낮아지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 코어부(94)와 클래드부(95) 사이의 굴절률차를 확실히 생기게 할 수 있다.

이러한 촉매 전구체로는 Pd(OAc)₂(P(i-Pr)₃)₂ 및 Pd(OAc)₂(P(Cy)₃) 중 적어도 한쪽을 포함하는(주로 한다) 것이 적합하다.

또한, 이하에서는 Pd(OAc)₂(P(i-Pr)₃)₂를 「Pd545」로, 또 Pd(OAc)₂(P(Cy)₃)₂를 「Pd785」라 약기하는 경우가 있다.

조촉매(제1 물질)는 활성 방사선의 조사에 의해 활성화하여, 상기의 촉매 전구체(프로촉매)의 활성화 온도(모노머에 반응을 일으키게 하는 온도)를 변화시킬 수 있는 물질이다.

이 조촉매(코카탈리스트: cocatalyst)로는 활성 방사선의 조사에 의해 그 분자 구조가 변화(반응 또는 분해)하여 활성화하는 화합물이면, 어떠한 것이라도 이용할 수 있으나, 특정 파장의 활성 방사선의 조사에 의해서 분해되어, 프로톤이나 다른 양이온 등의 양이온과 촉매 전구체의 탈리기로 치환할 수 있는 약배위 음이온(WCA)을 발생하는 화합물(광 개시제)을 포함하는(주로 한다) 것이 적합하게 이용된다.

약배위 음이온으로는, 예를 들어 테트라키스(펜타플루오로페닐)붕산 이온(FABA^-), 헥사플루오로안티몬산 이온(SbF₆ ^-) 등을 들 수 있다.

이 조촉매(광산 발생제 또는 광염기 발생제)로는, 예를 들어 하기 화학식 18로 표시되는 테트라키스(펜타플루오로페닐)붕산염이나 헥사플루오로안티몬산염 이외, 테트라키스(펜타플루오로페닐)갈륨산염, 알루민산염류, 안티몬산염류, 다른 붕산염류, 갈륨산염류, 카르보란류, 할로카르보란류 등을 들 수 있다.

[화학식 18]

이와 같은 조촉매의 시판품으로는, 예를 들어 뉴저지주 크랜베리의 Rhodia USA사로부터 입수 가능한 「RHODORSIL(등록상표, 이하 동일하다.) PHOTOINITIATOR 2074(CAS 번호 제178233-72-2번)」, 일본 도쿄의 도요잉크제조 주식회사로부터 입수 가능한 「TAG-372R((디메틸(2-(2-나프틸)-2-옥소에틸)설포늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트: CAS 번호 제193957-54-9번)), 일본 도쿄의 미도리화학 주식회사로부터 입수 가능한 「MPI-103(CAS 번호 제87709-41-9번)」, 일본 도쿄의 도요잉크제조 주식회사로부터 입수 가능한 「TAG-371(CAS 번호 제193957-53-8번)」, 일본 도쿄의 도요합성공업 주식회사로부터 입수 가능한 「TTBPS-TPFPB(트리스(4-tert-부틸페닐)설포늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트)」, 일본 도쿄의 미도리화학공업 주식회사로부터 입수 가능한 「NAI-105(CAS 번호 제85342-62-7번)」등을 들 수 있다.

또한, 조촉매(제1 물질)로서 RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074를 이용할 경우, 후술하는 활성 방사선(화학선)으로는 자외선(UV광)이 적합하게 이용되며, 자외선의 조사 수단으로는 수은등(고압 수은램프)이 적합하게 이용된다. 이에 의해, 층(910)에 대해 300㎚ 미만의 충분한 에너지의 자외선(활성 방사선)을 공급할 수 있어, RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074를 효율적으로 분해하여 상기의 양이온 및 WCA를 발생시킬 수 있다.

또, 코어층 형성용 재료(바니시)(900) 중에는 필요에 따라 증감제를 첨가하도록 해도 된다.

증감제는 활성 방사선에 대한 조촉매의 감도를 증대시켜, 조촉매의 활성화(반응 또는 분해)에 필요로 하는 시간이나 에너지를 감소시키는 기능이라든가, 조촉매의 활성화에 적합한 파장으로 활성 방사선의 파장을 변화시키는 기능을 갖는 것이다.

이와 같은 증감제로는 조촉매의 감도나 증감제 흡수의 피크 파장 등에 따라 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 9,10-디부톡시안트라센(CAS 번호 제76275-14-4번)과 같은 안트라센류, 크산톤류, 안트라퀴논류, 페난트렌류, 크리센류, 벤즈피렌류, 플루오란텐류(fluoranthenes), 루브렌류, 피렌류, 인단트렌류, 티옥산텐-9-온류(thioxanthen-9-ones) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 혼합물로 이용된다.

증감제의 구체적인 예로는, 2-이소프로필-9H-티옥산텐-9-온, 4-이소프로필-9H-티옥산텐-9-온, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤, 페노티아진(phenothiazine) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.

또한, 9,10-디부톡시안트라센(DBA)은 일본 가나가와현의 가와사키화성공업 주식회사로부터 입수가 가능하다.

코어층 형성용 재료(900) 중의 증감제의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 0.01 중량% 이상인 것이 바람직하고, 0.5 중량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 1 중량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상한값은 5 중량% 이하인 것이 바람직하다.

또한, 코어층 형성용 재료(900) 중에는 산화 방지제를 첨가할 수 있다. 이에 의해, 바람직하지 않은 프리라디칼의 발생이나, 폴리머(915)의 자연 산화를 방지할 수 있다. 그 결과, 얻어진 코어층(93)(광도파로(90))의 특성의 향상을 도모할 수 있다.

이 산화 방지제로는 뉴욕주 타리타운의 Ciba Specialty Chemicals사로부터 입수 가능한 Ciba(등록상표, 이하 동일함.) IRGANOX(등록상표, 이하 동일함.) 1076 및 Ciba IRGAFOS(등록상표, 이하 동일함.) 168이 적합하게 이용된다.

또, 다른 산화 방지제로는, 예를 들어 Ciba Irganox(등록상표, 이하 동일함.) 129, Ciba Irganox 1330, Ciba Irganox 1010, Ciba Cyanox(등록상표, 이하 동일함.) 1790, Ciba Irganox(등록상표) 3114, Ciba Irganox 3125 등을 이용할 수도 있다.

또한, 이와 같은 산화 방지제는, 예를 들어 층(910)이 산화 조건에 노출되지 않는 경우나, 노출되는 기간이 매우 짧은 경우 등에는 생략할 수도 있다.

코어층 형성용 재료(바니시)(900)의 조제에 이용하는 용매로는, 예를 들어 디에틸에테르, 디이소프로필에테르, 1,2-디메톡시에탄(DME), 1,4-디옥산, 테트라히드로푸란(THF), 테트라히드로피란(THP), 아니솔, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르(디글림), 디에틸렌글리콜 에틸에테르(카비톨) 등의 에테르계 용매, 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 페닐 셀로솔브 등의 셀로솔브계 용매, 헥산, 펜탄, 헵탄, 시클로헥산 등의 지방족 탄화수소계 용매, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소계 용매, 피리딘, 피라진, 푸란, 피롤, 티오펜, 메틸피롤리돈 등의 방향족 복소환 화합물계 용매, N,N-디메틸포름아미드(DMF), N,N-디메틸아세트아미드(DMA) 등의 아미드계 용매, 디클로로메탄, 클로로포름, 1,2-디클로로에탄 등의 할로겐 화합물계 용매, 아세트산 에틸, 아세트산 메틸, 포름산 에틸 등의 에스테르계 용매, 디메틸설폭시드(DMSO), 설포란 등의 유황 화합물계 용매 등의 각종 유기용매, 또는 이들을 포함하는 혼합 용매 등을 들 수 있다.

한편 지지 기판(951) 위에 형성된 액상 피막 중으로부터 용매를 제거(탈용매)하는 방법으로는, 예를 들어 자연 건조, 가열, 감압하에서의 방치, 불활성 가스의 분사(블로우) 등에 의한 강제 건조 등의 방법을 들 수 있다.

이상과 같이 하여, 지지 기판(951) 위에는 코어층 형성용 재료(900)의 필름상 고화물(또는 경화물)인 층(910)이 형성된다.

이때, 층(PITDM의 건조 필름)(910)은 제1 굴절률(RI)을 가지고 있다. 이 제1 굴절률은 층(910) 중에 고르게 분산(분포)되는 폴리머(915) 및 모노머의 작용에 따라 다르다.

[2A] 다음으로, 개구(창)(9351)가 형성된 마스크(마스킹)(935)를 준비하고, 이 마스크(935)를 통하여 층(910)에 대해 활성 방사선(활성 에너지 광선)(930)을 조사한다(도 3 참조).

이하에서는, 모노머로서 폴리머(915)보다 낮은 굴절률을 가지는 것을 이용하고, 또 촉매 전구체로서 활성 방사선(930)의 조사에 수반하여 활성화 온도가 저하하는 것을 이용하는 경우를 일례로 설명한다.

즉, 여기서 나타내는 예에서는 활성 방사선(930)의 조사 영역(925)이 클래드부(95)가 된다.

따라서, 여기서 나타내는 예에서는, 마스크(935)에는 형성해야 할 클래드부(95)의 패턴과 등가인 개구(창)(9351)가 형성된다. 이 개구(9351)는 조사하는 활성 방사선(930)이 투과하는 투과부를 형성하는 것이다.

마스크(935)는 미리 형성(별도 형성)된 것(예를 들어, 플레이트상인 것)이어도 되고, 층(910) 위에 예를 들어 기상 성막법이나 도포법에 의해 형성된 것이어도 된다.

마스크(935)로서 바람직한 예로는, 석영 유리나 PET 기재 등으로 제작된 포토마스크, 스텐실마스크, 기상(氣相) 성막법(증착, 스퍼터링 등)에 의해 형성된 금속 박막 등을 들 수 있지만, 이들 중에서도 포토마스크나 스텐실마스크를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 미세한 패턴을 정밀도 좋게 형성할 수 있는 동시에 핸들링이 용이하며, 생산성의 향상에 유리하기 때문이다.

또, 도 3에서는, 형성해야 할 클래드부(95)의 패턴과 등가인 개구(창)(9351)는, 활성 방사선(930)의 미조사 영역(940)의 패턴에 따라 마스크를 부분적으로 제거한 것을 나타냈으나, 상기 석영 유리나 PET 기재 등으로 제작된 포토마스크를 이용하는 경우, 이 포토마스크 위에 예를 들어 크롬 등의 금속에 의한 차폐재로 구성된 활성 방사선(930)의 차폐부를 설치한 것을 이용할 수도 있다. 이 마스크에서는 차폐부 이외의 부분이 상기 창(투과부)이 된다.

이용하는 활성 방사선(930)은 조촉매에 대해 광화학적인 반응(변화)을 일으킬 수 있는 것이면 되며, 예를 들어 가시광, 자외광, 적외광, 레이저광 이외, 전자선이나 X선 등을 이용할 수도 있다.

이들 중에서도, 활성 방사선(930)은 조촉매 종류, 증감제를 함유하는 경우에는, 증감제 종류 등에 따라 적절히 선택되며 특별히 한정되지 않으나, 파장 200~450㎚의 범위에 피크 파장을 가지는 것인 것이 바람직하다. 이에 의해, 조촉매를 비교적 용이하게 활성화시킬 수 있다.

또, 활성 방사선(930)의 조사량은 0.1~9J/㎠ 정도인 것이 바람직하고, 0.2~6J/㎠ 정도인 것이 보다 바람직하며, 0.2~3J/㎠ 정도인 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해, 조촉매를 확실하게 활성화시킬 수 있다.

마스크(935)를 통하여 활성 방사선(930)을 층(910)에 조사하면, 활성 방사선(930)이 조사된 조사 영역(925) 내에 존재하는 조촉매(제1 물질: 코카탈리스트)는 활성 방사선(930)의 작용에 의해 반응(결합) 또는 분해되어, 양이온(프로톤 또는 다른 양이온)과 약배위 음이온(WCA)을 유리(발생)시킨다.

그리고 이들 양이온이나 약배위 음이온은 조사 영역(925) 내에 존재하는 촉매 전구체(제2 물질: 프로촉매)의 분자 구조에 변화(분해)를 생기게 하여, 이를 활성 잠재 상태(잠재적 활성 상태)로 변화시킨다.

여기서, 활성 잠재 상태(또는 잠재적 활성 상태)의 촉매 전구체란, 본래의 활성화 온도보다 활성화 온도가 저하되어 있으나, 온도 상승이 없으면, 즉 실온 정도에서는 조사 영역(925) 내에서 모노머의 반응을 일으킬 수 없는 상태에 있는 촉매 전구체를 말한다.

따라서, 활성 방사선(930) 조사 후에도, 예를 들어 -40℃ 정도에서 층(910)을 보관하면, 모노머의 반응을 일으키지 않고 그 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 활성 방사선(930) 조사 후의 층(910)을 복수 준비해 두고, 이들에 일괄적으로 가열 처리를 실시함으로써 코어층(93)을 얻을 수 있어 편리성이 높다.

또한, 활성 방사선(930)으로서 레이저 광과 같이 지향성이 높은 빛을 이용하는 경우에는, 마스크(935)의 사용을 생략해도 된다.

[3A] 다음으로, 층(910)에 대해 가열 처리(제1 가열 처리)를 실시한다.

이에 의해, 조사 영역(925) 내에서는, 활성 잠재 상태의 촉매 전구체가 활성화하여(활성 상태가 되고) 모노머의 반응(중합 반응이나 가교 반응)이 일어난다.

그리고 모노머의 반응이 진행하면, 조사 영역(925) 내에서의 모노머 농도가 서서히 저하된다. 이에 의해, 조사 영역(925)과 미조사 영역(940) 사이에는, 모노머 농도에 차이가 생겨 이를 해소하기 위해 미조사 영역(940)으로부터 모노머가 확산(모노머 디퓨전)하여 조사 영역(925)으로 모여온다.

그 결과, 조사 영역(925)에서는 모노머나 그 반응물(중합체, 가교 구조나 분기 구조)이 증가하여, 해당 영역의 굴절률에 모노머 유래의 구조가 크게 영향을 미치게 되어, 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률로 저하된다. 또한, 모노머의 중합체로는 주로 부가(공) 중합체가 생성된다.

한편, 미조사 영역(940)에서는, 해당 영역으로부터 조사 영역(925)으로 모노머가 확산됨으로써 모노머 양이 감소하기 때문에, 해당 영역의 굴절률에 폴리머(915)의 영향이 크게 나타나게 되어 제1 굴절률보다 높은 제3 굴절률로 상승된다.

이와 같이 해서, 조사 영역(925)과 미조사 영역(940) 사이에 굴절률차(제2 굴절률 < 제3 굴절률)가 생겨서 코어부(94)(미조사 영역(940))와 클래드부(95)(조사 영역(925))가 형성된다(도 4 참조).

이 가열 처리에서의 가열 온도는 특별히 한정되지 않으나, 30~80℃ 정도인 것이 바람직하고, 40~60℃ 정도인 것이 보다 바람직하다.

또, 가열 시간은 조사 영역(925) 내에서의 모노머의 반응이 거의 완료하도록 설정하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 0.1~2시간 정도인 것이 바람직하며, 0.1~1시간 정도인 것이 보다 바람직하다.

[4A] 다음으로, 층(910)에 대해 제2 가열 처리를 실시한다.

이에 의해, 미조사 영역(940) 및/또는 조사 영역(925)에 잔존하는 촉매 전구체를 직접 또는 조촉매의 활성화를 수반하여 활성화시킴으로써(활성 상태로 함), 각 영역(925, 940)에 잔존하는 모노머를 반응시킨다.

이와 같이, 각 영역(925, 940)에 잔존하는 모노머를 반응시킴으로써, 얻어지는 코어부(94) 및 클래드부(95)의 안정화를 도모할 수 있다.

이 제2 가열 처리에서의 가열 온도는 촉매 전구체 또는 조촉매를 활성화할 수 있는 온도이면 되며, 특별히 한정되지 않으나, 70~100℃ 정도인 것이 바람직하고, 80~90℃ 정도인 것이 보다 바람직하다.

또, 가열 시간은 0.5~2시간 정도인 것이 바람직하고, 0.5~1시간 정도인 것이 보다 바람직하다.

[5A] 다음으로, 층(910)에 대해 제3 가열 처리를 실시한다.

이에 의해, 얻어진 코어층(93)에 발생하는 내부 응력의 저감이나 코어부(94) 및 클래드부(95)의 추가적인 안정화를 도모할 수 있다.

이 제3 가열 처리에서의 가열 온도는, 제2 가열 처리에서의 가열 온도보다 20℃ 이상 높게 설정하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 90~180℃ 정도인 것이 바람직하며, 120~160℃ 정도인 것이 보다 바람직하다.

또, 가열 시간은 0.5~2시간 정도인 것이 바람직하고, 0.5~1시간 정도인 것이 보다 바람직하다.

이상의 공정을 거쳐 코어층(93)을 얻을 수 있다.

또한, 예를 들어 제2 가열 처리나 제3 가열 처리를 실시하기 전의 상태에서 코어부(94)와 클래드부(95) 사이에 충분한 굴절률차가 얻어지고 있는 경우 등에는, 본 공정 [5A]나 상기 공정 [4A]를 생략해도 된다.

[6A] 다음으로, 지지 기판(952) 위에 클래드층(91(92))을 형성한다(도 5 참조).

클래드층(91(92))의 형성 방법으로는, 클래드재를 포함하는 바니시(클래드층 형성용 재료)를 도포하여 경화(고화)시키는 방법, 경화성을 갖는 모노머 조성물을 도포하여 경화(고화)시키는 방법 등 어떠한 방법이라도 된다.

클래드층(91(92))을 도포법으로 형성하는 경우, 예를 들어 스핀 코트법, 디핑법, 테이블 코트법, 스프레이법, 애플리케이터법, 커튼 코트법, 다이 코트법 등의 방법을 들 수 있다.

지지 기판(952)으로는 지지 기판(951)과 같은 것을 사용할 수 있다.

클래드층(91(92))의 구성 재료로는 노르보넨계 폴리머를 주로 하는 것이 이용된다. 노르보넨계 폴리머는 내열성이 뛰어나기 때문에, 이것을 클래드층(91(92))의 구성 재료로 사용하는 광도파로(90)에서는, 광도파로(90)에 도체층(901, 902)을 형성할 때, 도체층(901, 902)을 가공하여 배선을 형성할 때, 광학 소자를 실장하는 등으로 가열되었다 하더라도 클래드층(91(92))이 연화하여 변형하는 것을 방지할 수 있다.

또, 높은 소수성을 갖기 때문에 흡수에 따른 치수 변화 등을 일으키기 어려운 클래드층(91(92))을 얻을 수 있다.

또, 노르보넨계 폴리머 또는 그 원료인 노르보넨계 모노머는 비교적 염가이며, 입수가 용이한 점에서도 바람직하다.

또한, 클래드층(91(92))의 재료로서 노르보넨계 폴리머를 주로 하는 것을 사용하면, 코어층(93)의 구성 재료로 적합하게 이용되는 재료와 동종으로 되기 때문에, 코어층(93)과의 밀착성이 더욱 높아져서, 클래드층(91(92))과 코어층(93) 사이에서의 층간 박리를 방지할 수 있다. 이와 같은 것으로 인하여, 내구성이 뛰어난 광도파로(90)를 얻을 수 있다.

이와 같은 노르보넨계 폴리머로는, 예를 들어 (1) 노르보넨형 모노머를 부가 (공)중합하여 얻어지는 노르보넨형 모노머의 부가 (공)중합체, (2) 노르보넨형 모노머와 에틸렌이나 α-올레핀류의 부가 공중합체, (3) 노르보넨형 모노머와 비공역 디엔, 및 필요에 따라 다른 모노머의 부가 공중합체와 같은 부가 중합체, (4) 노르보넨형 모노머의 개환 (공)중합체, 및 필요에 따라 이 (공)중합체를 수소 첨가한 수지, (5) 노르보넨형 모노머와 에틸렌이나 α-올레핀류의 개환 공중합체, 및 필요에 따라 이 (공)중합체를 수소 첨가한 수지, (6) 노르보넨형 모노머와 비공역 디엔, 또는 다른 모노머의 개환 공중합체, 및 필요에 따라 이 (공)중합체를 수소 첨가한 폴리머와 같은 개환 중합체를 들 수 있다. 이들 중합체로는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 교호 공중합체 등을 들 수 있다.

이들 노르보넨계 폴리머는, 예를 들어 개환 메타세시스 중합(ROMP), ROMP와 수소화 반응의 조합, 라디칼 또는 양이온에 의한 중합, 양이온성 팔라듐 중합 개시제를 이용한 중합, 이 이외의 중합 개시제(예를 들어, 니켈이나 다른 천이 금속 중합 개시제)를 이용한 중합 등, 공지의 모든 중합 방법으로 얻을 수 있다.

이들 중에서도, 노르보넨계 폴리머로는 부가 (공)중합체가 바람직하다. 이 것은 투명성, 내열성 및 가요성이 풍부한 점에서도 바람직하다.

또, 노르보넨계 폴리머는 중합성 기를 포함하는 치환기를 가지는 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 클래드층(91(92))에서 노르보넨계 폴리머의 적어도 일부의 것의 중합성 기끼리를 직접 또는 가교제를 통하여 가교시킬 수 있다. 또, 중합성 기의 종류, 가교제의 종류, 코어층(93)에 이용하는 폴리머의 종류 등에 따라서는, 이 노르보넨계 폴리머와 코어층(93)에 이용하는 폴리머를 가교시키는 것도 가능하다. 환언하면, 이러한 노르보넨계 폴리머는 그 적어도 일부의 것이 중합성 기에서 가교되어 있는 것이 바람직하다.

그 결과, 클래드층(91(92)) 자체의 강도를 향상시키는 것이나, 클래드층(91(92))과 코어층(93)의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

이와 같은 중합성 기로는, 예를 들어 에폭시기, (메타)아크릴기, 알콕시 실릴기 등 중의 1종 또는 2종 이상의 조합을 들 수 있으나, 특히 에폭시기가 바람직하다. 에폭시기는 각종 중합성 기 중에서도 반응성이 높기 때문에 바람직하다.

또, 노르보넨계 폴리머는 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 알킬기는 직쇄상 또는 분기상 중 어느 것이라도 된다. 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 노르보넨계 폴리머는 유연성이 높기 때문에, 이러한 노르보넨계 폴리머를 이용함으로써 광도파로(90)에 높은 플렉시빌리티(가요성)를 부여할 수 있다.

또, 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 노르보넨계 폴리머는, 전술한 바와 같은 파장 영역(특히, 850㎚ 부근의 파장 영역)의 광에 대한 투과율이 뛰어난 점에서도 바람직하다.

이와 같은 이유에서, 클래드층(91(92))에 이용하는 노르보넨계 폴리머로는 하기 화학식 19로 표시되는 것이 적합하다.

[화학식 19]

[식 중, R은 탄소수 1~10의 알킬기를 나타내고, a는 0~3의 정수를 나타내며, b는 1~3의 정수를 나타내고, p/q가 20 이하이다.]

이러한 노르보넨계 폴리머는, 전술한 특성에 더하여 비교적 낮은 굴절률의 것이며, 이러한 노르보넨계 폴리머를 주재료로 하여 클래드층(91(92))을 구성함으로써 광도파로(90)의 광전송 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 화학식 19로 표시되는 노르보넨계 폴리머 중에서도, 특히 R이 탄소수 4~10의 알킬기이며, a 및 b가 각각 1인 화합물, 예를 들어 부틸보넨과 메틸 글리시딜 에테르 노르보넨의 코폴리머, 헥실 노르보넨과 메틸 글리시딜 에테르 노르보넨의 코폴리머, 데실 노르보넨과 메틸 글리시딜 에테르 노르보넨의 코폴리머 등이 바람직하다.

또, p/q는 20 이하면 되지만, 15 이하인 것이 바람직하고, 0.1~10 정도가 보다 바람직하다. 이에 의해, 2종의 노르보넨 반복 단위를 포함하는 효과가 여하없이 발휘된다.

또한, 에폭시기를 포함하는 치환기를 가지는 노르보넨 반복 단위를 포함하는 노르보넨계 폴리머에서, 에폭시기끼리를 직접 가교시키기 위해서는, 클래드층 형성용 재료 중에, 전술한 조촉매와 동종의 물질(광산 발생제 또는 광 염기 발생제)을 혼합해 두고, 이 물질의 작용에 의해 에폭시기를 개열시켜 가교시키면 된다.

또, 에폭시기끼리를 가교제를 통하여 가교시키기 위해서는, 추가로 클래드층 형성용 재료 중에 가교제로서 적어도 하나의 에폭시기를 가지는 화합물을 혼합하도록 하면 된다.

이와 같은 가교제로는, 예를 들어 3-글리시독시 프로필 트리메톡시 실란(γ-GPS), 실리콘 에폭시 수지 등이 적합하게 이용된다.

이 에폭시기끼리의 가교 반응은 본 공정 [6A]의 최종 단계에서 실시하도록 해도 되고, 다음 공정 [7A]에서 광도파로(90)를 얻은 후에 실시하도록 해도 된다.

또, 클래드층 형성용 재료 중에는, 각종 첨가제를 첨가(혼합)하도록 해도 된다.

예를 들어, 클래드층 형성용 재료 중에는, 첨가제로서 상기 코어층 형성용 재료로 예를 든 모노머, 촉매 전구체 및 조촉매를 혼합해도 된다. 이에 의해, 클래드층(91(92)) 중에서, 전술한 것과 같게 하여 모노머를 반응시켜 클래드층(91(92))의 굴절률을 변화시킬 수 있다.

또, 이 경우, 클래드층(91(92)) 중에서 굴절률의 차를 설정할 것이 요구되지 않기 때문에, 조촉매를 생략하고, 가열에 의해 용이하게 활성화하는 촉매 전구체를 이용하는 것도 가능하다.

이러한 촉매 전구체로는, 예를 들어 [Pd(PCy₃)₂(O₂CCH₃)(NCCH₃)]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, [2-methallyl Pd(PCy₃)₂]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, [Pd(PCy₃)₂H(NCCH₃)]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, [Pd(P(iPr)₃)₂(OCOCH₃)(NCCH₃)]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등을 들 수 있다.

그 외의 첨가제로는, 전술한 것과 같은 산화 방지제를 들 수 있다. 산화 방지제를 혼합함으로써 클래드재(노르보넨계 폴리머)의 산화에 의한 열화를 방지할 수 있다.

이상과 같이 하여, 지지 기판(952) 위에 클래드층(91(92))이 형성된다.

[7A] 다음으로, 지지 기판(951)으로부터 코어층(93)을 박리하고, 이 코어층(93)을 클래드층(91)이 형성된 지지 기판(952)과 클래드층(92)이 형성된 지지 기판(952)으로 끼워 둔다(도 6 참조).

그리고 도 6 중의 화살표로 나타낸 바와 같이, 클래드층(92)이 형성된 지지 기판(952)의 윗면측으로부터 가압하여 클래드층(91, 92)과 코어층(93)을 압착한다.

이에 의해, 클래드층(91, 92)과 코어층(93)이 접합, 일체화된다.

또, 이 압착 작업은 가열하에서 행해지는 것이 바람직하다. 가열 온도는 클래드층(91, 92)이나 코어층(93)의 구성 재료 등에 따라 적절히 결정되지만, 통상은 80~200℃ 정도가 바람직하고, 120~180℃ 정도가 보다 바람직하다.

뒤이어, 클래드층(91, 92)으로부터 각각 지지 기판(952)을 박리, 제거한다. 이에 의해, 본 발명의 광도파로(90)를 얻을 수 있다.

[8A] 다음으로, 광도파로(90)의 윗면 및 아랫면에 각각 도체층(901, 902)을 형성한다(도 7 참조).

각 도체층(901, 902)의 형성 방법으로는, 각각 예를 들어 플라즈마 CVD법, 열CVD법, 레이저 CVD법과 같은 화학적 기상 성막법(CVD법), 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법과 같은 물리적 기상 성막법(PVD법) 등의 건식 도금법, 전해 도금, 침지 도금, 무전해 도금 등의 습식 도금법이나, 라미네이트법에 따른 도전성 시트재의 접합 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 이에 의해, 각 도체층(901, 902)과 광도파로(90)의 높은 밀착성을 얻을 수 있다.

이상과 같이 하여, 본 발명의 광도파로 구조체(9)가 완성한다.

이와 같은 광도파로 구조체(9)의 바람직한 예에서는, 코어층(93)에서 코어부(94)가 제1 노르보넨계 재료를 주재료로 하여 구성되고, 클래드부(95)가 제1 노르보넨계 재료보다 낮은 굴절률을 가지는 제2 노르보넨계 재료를 주재료로 하여 구성되며, 클래드층(91, 92)이 각각 제1 노르보넨계 재료(코어층(93)의 코어부(94))보다 굴절률이 낮은 노르보넨계 폴리머를 주재료로 하여 구성된다.

그리고 제1 노르보넨계 재료와 상기 제2 노르보넨계 재료는 모두 동일한 노르보넨계 폴리머를 함유하지만, 이 노르보넨계 폴리머와 다른 굴절률을 가지는 노르보넨계 모노머의 반응물의 함유량이 다르게 됨으로써 서로 굴절률이 상이하게 되어 있다.

노르보넨계 폴리머는 투명성이 높기 때문에, 이러한 구성의 광도파로 구조체(9)에서는 광도파로(90)의 높은 광전송 성능을 얻을 수 있다.

또, 이와 같은 구성에 의해, 코어부(94)와 클래드부(95) 사이의 높은 밀착성뿐만 아니라, 코어층(93)과 클래드층(91) 및 클래드층(92) 사이의 높은 밀착성을 얻을 수 있어, 광도파로 구조체(9)에 휨 등의 변형이 생겼을 경우에도, 코어부(94)와 클래드부(95)의 박리라든가, 코어층(93)과 클래드층(91, 92)의 층간 박리가 생기기 어려워, 코어부(94) 내나 클래드부(95) 내에 마이크로 크랙이 발생하는 것도 방지된다. 그 결과, 광도파로(90)의 광전송 성능이 유지된다.

또한, 노르보넨계 폴리머는 높은 내열성, 높은 소수성을 갖기 때문에, 이러한 구성의 광도파로(90)(광도파로 구조체(9))에서는 내구성이 뛰어난 것으로 된다.

또, 광도파로(90)에 높은 내열성이나 높은 소수성을 부여할 수 있기 때문에, 그 특성의 저하(열화)를 방지하면서, 전술한 바와 같은 각종 방법을 채용하여 도체층(901, 902)을 확실하게 형성할 수 있다. 특히, 광의 전송에 중요한 코어부(94)와 겹치도록 도체층(901, 902)을 형성했을 경우에도, 코어부(94)의 변질·열화를 방지할 수 있다.

또, 이상과 같은 제조 방법에 의하면, 간단한 처리로 게다가 단시간에 원하는 형상을 가지며, 또한 치수 정밀도가 높은 코어부(94)를 가지는 광도파로 구조체(9)를 얻을 수 있다.

<제2 제조 방법>

다음으로, 광도파로 구조체(9)의 제2 제조 방법에 대하여 설명한다.

이하, 제2 제조 방법에 대하여 설명하겠으나, 상기 제1 제조 방법과의 차이점을 중심으로 설명하고, 같은 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.

제2 제조 방법에서는 코어층 형성용 재료(900)의 조성이 다르며, 그 이외는 상기 제1 제조 방법과 같다.

즉, 제2 제조 방법에서 이용되는 코어층 형성용 재료(900)는, 활성 방사선의 조사에 의해 활성화하는 이탈제(물질)와, 주쇄와 이 주쇄로부터 분기하고 활성화한 이탈제의 작용에 의해 분자 구조 중 적어도 일부가 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기(이탈성 펜던트 그룹)를 가지는 폴리머(915)를 함유하고 있다.

이탈제로는, 상기 제1 제조 방법에서 예로 든 조촉매와 동일한 것을 이용할 수 있다.

제2 제조 방법에서 이용되는 폴리머(915)로는, 상기 제1 제조 방법에서 예로 든 폴리머(915)가 가지는 치환기를 이탈성 기로 치환한 것이나, 상기 제1 제조 방법에서 예로 든 폴리머(915)에 이탈성 기를 도입한 것 등을 들 수 있다.

이러한 폴리머(915)는 이탈성 기의 이탈(절단)에 의해 그 굴절률이 변화(상승 또는 저하)한다.

이탈성 기는 양이온, 음이온 또는 프리라디칼의 작용에 의해 이탈하는 것, 즉 산(양이온) 탈리성기, 염기(음이온) 탈리성기, 프리라디칼 탈리성기 중 어느 것이라도 되지만, 바람직하게는 양이온(프로톤)의 작용에 의해 이탈하는 것(산기 이탈성 기)이다.

산 이탈성 기로는 그 분자 구조 중에 -O- 구조, -Si-아릴 구조 및 -O-Si- 구조 중 적어도 하나를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 산 이탈성 기는 양이온의 작용에 의해 비교적 용이하게 이탈한다.

이 중, 이탈에 의해 폴리머(915)의 굴절률에 저하를 생기게 하는 산 이탈성 기로는, -Si-디페닐 구조 및 -O-Si-디페닐 구조 중 적어도 하나가 바람직하다.

또한, 프리라디칼의 작용에 의해 이탈하는 프리라디칼 이탈성 기로는, 예를 들어 말단에 아세토페논 구조를 가지는 치환기 등을 들 수 있다.

또, 폴리머(915)는 상기 제1 제조 방법에서 설명한 것과 같은 이유에서 노르보넨계 폴리머를 이용하는 것이 바람직하고, 알킬(특히, 헥실) 노르보넨 반복 단위를 포함하는 노르보넨계 폴리머를 이용하는 것이 보다 바람직하다.

이상의 것을 고려했을 경우, 이탈성 기의 이탈에 의해 굴절률이 저하하는 폴리머(915)로는, 디페닐 메틸 노르보넨 메톡시 실란의 호모폴리머나, 헥실 노르보넨과 디페닐 메틸 노르보넨 메톡시 실란의 코폴리머가 적합하게 이용된다.

이하에서는, 폴리머(915)로서 이탈성 기(특히, 산 이탈성 기)의 이탈에 의해 굴절률이 저하하는 것을 사용하는 경우를 일례로 설명한다.

즉, 여기서 나타낸 예에서는 활성 방사선(930)의 조사 영역(925)이 클래드부(95)가 된다.

[1B] 상기 공정 [1A]와 동일한 공정을 실시한다.

이때, 층(PITDM의 건조 필름)(910)은 제1 굴절률(RI)을 가지고 있다. 이 제1 굴절률은 층(910) 중에 고르게 분산(분포)하는 폴리머(915)의 작용에 따라 다르다.

[2B] 상기 공정 [2A]와 같은 공정을 실시한다.

마스크(935)를 통하여 활성 방사선(930)을 층(910)에 조사하면, 활성 방사선(930)이 조사된 조사 영역(925) 내에 존재하는 이탈제는, 활성 방사선(930)의 작용에 의해 반응(결합) 또는 분해하여, 양이온(프로톤 또는 다른 양이온)과 약배위 음이온(WCA)을 유리(발생)시킨다.

그리고 양이온은 이탈성 기 그 자체를 주쇄로부터 이탈시키던가 또는 이탈성 기의 분자 구조의 도중에서 절단한다(포토블리치).

이에 의해, 조사 영역(925)에서는 미조사 영역(940)보다 완전한 상태의 이탈성 기의 수가 감소하여, 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률로 저하된다. 또한, 이때 미조사 영역(940)의 굴절률은 제1 굴절률이 유지된다.

이와 같이 하여, 조사 영역(925)과 미조사 영역(940) 사이에 굴절률차(제2 굴절률 < 제1 굴절률)가 생겨, 코어부(94)(미조사 영역(940))와 클래드부(95)(조사 영역(925))가 형성된다.

또한, 이 경우, 활성 방사선(930)의 조사량은 0.1~9J/㎠ 정도인 것이 바람직하고, 0.3~6J/㎠ 정도인 것이 보다 바람직하며, 0.6~6J/㎠ 정도인 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해, 이탈제를 확실하게 활성화시킬 수 있다.

[3B] 다음으로, 층(910)에 대해 가열 처리를 실시한다.

이에 의해, 폴리머(915)로부터 이탈(절단)된 이탈성 기가, 예를 들어 조사 영역(925)으로부터 제거되거나, 폴리머(915) 내에서 재배열 또는 가교된다.

또한, 이때, 클래드부(95)(조사 영역(925))에 잔존하는 이탈성 기의 일부가 추가로 이탈(절단)하는 것으로 생각된다.

따라서, 이와 같은 가열 처리를 실시함으로써, 코어부(94)와 클래드부(95) 사이의 굴절률차를 보다 크게 할 수 있다.

이 가열 처리에서의 가열 온도는 특별히 한정되지 않으나, 70~195℃ 정도인 것이 바람직하고, 85~150℃ 정도인 것이 보다 바람직하다.

또, 가열 시간은 조사 영역(925)으로부터 이탈(절단)된 이탈성 기를 충분히 제거할 수 있는 것으로 설정되며 특별히 한정되지 않지만, 0.5~3시간 정도인 것이 바람직하고, 0.5~2시간 정도인 것이 보다 바람직하다.

또한, 예를 들어, 가열 처리를 실시하기 전의 상태에서 코어부(94)와 클래드부(95) 사이에 충분한 굴절률차가 얻어지고 있는 경우 등에는, 본 공정 [3B]를 생략해도 된다.

또, 필요에 따라 1회 또는 복수회의 가열 처리(예를 들어, 150~200℃×1~8시간 정도)의 공정을 추가할 수도 있다.

이상의 공정을 거쳐 코어층(93)을 얻을 수 있다.

[4B] 상기 공정 [6A]와 동일한 공정을 실시한다.

[5B] 상기 공정 [7A]와 동일한 공정을 실시한다.

[6B] 상기 공정 [8A]와 동일한 공정을 실시한다.

이상과 같이 하여, 본 발명의 광도파로 구조체(9)가 완성된다.

이와 같은 광도파로 구조체(9)의 바람직한 예에서는, 코어층(93)이 노르보넨계 재료를 주재료로 하여 구성되며, 클래드층(91, 92)이 각각 코어층(93)의 코어부(94)보다 굴절률이 낮은 노르보넨계 폴리머를 주재료로 하여 구성된다.

그리고 코어부(94)와 클래드부(95)는 주쇄와 주쇄로부터 분기하며 분자 구조 중 적어도 일부가 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기를 가지는 노르보넨계 폴리머를 주재료로 하여 구성되며, 코어부(94)와 클래드부(95)는 주쇄에 결합한 상태의 이탈성 기의 수가 다르게 됨으로 인해 그들의 굴절률이 상이하게 되어 있다.

노르보넨계 폴리머는 투명성이 높기 때문에, 이러한 구성의 광도파로 구조체(9)에서는 광도파로(90)의 높은 광전송 성능을 얻을 수 있다.

또, 이와 같은 구성에 의해 코어부(94)와 클래드부(95) 사이의 높은 밀착성뿐만 아니라, 코어층(93)과 클래드층(91) 및 클래드층(92) 사이의 높은 밀착성을 얻을 수 있어, 광도파로 구조체(9)에 휨 등의 변형이 생겼을 경우에도, 코어부(94)와 클래드부(95)의 박리나, 코어층(93)과 클래드층(91, 92)의 층간 박리가 생기기 어려워, 코어부(94) 내나 클래드부(95) 내에 마이크로 크랙이 발생하는 일도 방지된다. 그 결과, 광도파로(90)의 광전송 성능이 유지된다.

또한, 노르보넨계 폴리머는 높은 내열성, 높은 소수성을 갖기 때문에, 이러한 구성의 광도파로(90)(광도파로 구조체(9))에서는 내구성이 뛰어나게 된다.

또, 광도파로(90)에 높은 내열성이나 높은 소수성을 부여할 수 있기 때문에, 그 특성의 저하(열화)를 방지하면서, 전술한 바와 같은 각종 방법을 채용하여 도체층(901, 902)을 확실하게 형성할 수 있다. 특히, 광의 전송에 중요한 코어부(94)와 겹치도록 도체층(901, 902)을 형성했을 경우에도 코어부(94)의 변질·열화를 방지할 수 있다.

또, 이상과 같은 제조 방법에 의하면, 간단한 처리로 게다가 단시간에 원하는 형상을 가지며, 또한 치수 정밀도가 높은 코어부(94)를 가지는 광도파로 구조체(9)를 얻을 수 있다.

특히, 제2 제조 방법에 의하면, 적어도 활성 방사선을 쐬면 되고, 매우 간단한 처리로 코어층(93)을 형성할 수 있다.

<제3 제조 방법>

다음으로, 광도파로 구조체(9)의 제3 제조 방법에 대하여 설명한다.

이하, 제3 제조 방법에 대하여 설명하겠으나, 상기 제1 및 제2 제조 방법과의 차이점을 중심으로 설명하고, 같은 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.

제3 제조 방법에서는, 코어층 형성용 재료(900)로서 제1 및 제2 제조 방법에서 사용한 코어층 형성용 재료를 조합한 것을 이용하고, 그 이외는 상기 제1 또는 제2 제조 방법과 같다.

즉, 제3 제조 방법에서 이용되는 코어층 형성용 재료(900)는, 전술한 바와 같은 이탈성 기를 가지는 폴리머(915)와, 모노머와, 조촉매(제1 물질)와, 촉매 전구체(제2 물질)를 함유하고 있다. 또, 조촉매는 상기 제2 제조 방법에서의 이탈제와 같은 것으로, 이탈제를 이탈시키는 기능도 갖는다.

이와 같은 코어층 형성용 재료(900)에서는, 선택할 이탈성 기와 선택할 모노머의 조합에 의해, 얻어지는 코어층(93)에서 코어부(94)와 클래드부(95) 사이의 굴절률차를 보다 다단계로 조정하는 것이 가능해진다.

또한, 전술한 바와 같이, 모노머로서 폴리머(915)보다 낮은 굴절률을 가지는 것을 이용하고, 또 촉매 전구체로서 활성 방사선(930)의 조사에 수반하여 활성화 온도가 저하하는 것을 이용하며, 폴리머(915)로서 이탈성 기의 이탈에 의해 굴절률이 저하하는 것을 이용하면, 조사 영역(925)을 클래드부(95)로 하여, 코어부(94)와의 굴절률차가 매우 큰 코어층(93)을 얻을 수 있다.

이하에서는, 이와 같은 조합의 폴리머(915), 모노머 및 촉매 전구체를 이용하는 경우를 일례로 설명한다.

즉, 여기서 나타내는 예에서는, 활성 방사선(930)의 조사 영역(925)이 클래드부(95)가 된다.

[1C] 상기 공정 [1A]와 동일한 공정을 실시한다.

이때, 층(PITDM의 건조 필름)(910)은 제1 굴절률(RI)을 가지고 있다. 이 제1 굴절률은 층(910) 중에 고르게 분산(분포)하는 폴리머(915) 및 모노머의 작용에 따라 다르다.

[2C] 상기 공정 [2A]와 동일한 공정을 실시한다.

마스크(935)를 통하여 활성 방사선(930)을 층(910)에 조사하면, 활성 방사선(930)이 조사된 조사 영역(925) 내에 존재하는 조촉매(제1 물질: 코카탈리스트)는 활성 방사선(930)의 작용에 의해 반응 또는 분해하여, 양이온(프로톤 또는 다른 양이온)과 약배위 음이온(WCA)을 유리(발생)시킨다.

그리고 이들 양이온이나 약배위 음이온은 조사 영역(925) 내에 존재하는 촉매 전구체(제2 물질: 프로카탈시스트)의 분자 구조에 변화(분해)를 일으키게 하여, 이를 활성 잠재 상태(잠재적 활성 상태)로 변화시킨다.

또, 양이온은 이탈성 기 그 자체를 주쇄로부터 이탈시키던가 또는 이탈성 기의 분자 구조의 도중에서 절단한다.

이에 의해, 조사 영역(925)에서는 미조사 영역(940)보다 완전한 상태의 이탈성 기의 수가 감소하고, 굴절률이 저하하여 제1 굴절률보다 낮아진다. 또한, 이때 미조사 영역(940)의 굴절률은 제1 굴절률이 유지된다.

또한, 이 경우, 활성 방사선(930)의 조사량은 0.1~9J/㎠ 정도인 것이 바람직하고, 0.2~5J/㎠ 정도인 것이 보다 바람직하며, 0.2~4J/㎠ 정도인 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해, 조촉매를 확실하게 활성화시킬 수 있다.

[3C] 상기 공정 [3A]와 동일한 공정을 실시한다.

이에 의해, 조사 영역(925) 내에서는 활성 잠재 상태의 촉매 전구체가 활성화하여(활성 상태가 되어) 모노머의 반응(중합 반응이나 가교 반응)이 일어난다.

그리고 모노머의 반응이 진행하면, 조사 영역(925) 내에서의 모노머 농도가 서서히 저하된다. 이에 의해, 조사 영역(925)과 미조사 영역(940) 사이에는 모노머 농도에 차이가 생겨 이를 해소하기 위해 미조사 영역(940)으로부터 모노머가 확산되어 조사 영역(925)으로 모여온다.

또, 이 가열 처리에 의해, 폴리머(915)로부터 이탈(절단)된 이탈성 기가, 예를 들어 조사 영역(925)으로부터 제거되거나, 폴리머(915) 내에서 재배열 또는 가교된다.

그 결과, 조사 영역(925)에서는 모노머나 그 반응물(중합체, 가교 구조나 분기 구조)이 증가하여, 해당 영역의 굴절률에 모노머 유래의 구조가 크게 영향을 미치게 되는 것, 폴리머(915)로부터 이탈(절단)된 이탈성 기가 감소하는 것 등에 의해, 굴절률이 더욱 저하되어 제2 굴절률로 된다.

한편, 미조사 영역(940)에서는, 해당 영역으로부터 조사 영역(925)으로 모노머가 확산됨으로써 모노머 양이 감소하기 때문에, 해당 영역의 굴절률에 폴리머(915)의 영향이 크게 나타나게 되어 제1 굴절률보다 높은 제3 굴절률로 상승된다.

이와 같이 하여, 조사 영역(925)과 미조사 영역(940) 사이에 굴절률차(제2 굴절률 < 제3 굴절률)가 생겨 코어부(94)(미조사 영역(940))와 클래드부(95)(조사 영역(925))가 형성된다.

[4C] 상기 공정 [4A]와 동일한 공정을 실시한다.

[5C] 상기 공정 [5A]와 동일한 공정을 실시한다.

[6C] 상기 공정 [6A]와 동일한 공정을 실시한다.

[7C] 상기 공정 [7A]와 동일한 공정을 실시한다.

[8C] 상기 공정 [8A]와 동일한 공정을 실시한다.

이상과 같이 하여, 본 발명의 광도파로 구조체(9)가 완성된다.

이와 같은 광도파로 구조체(9)의 바람직한 예에서는, 코어층(93)은 주쇄와 이 주쇄로부터 분기하며 분자 구조 중 적어도 일부가 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기를 가지는 노르보넨계 폴리머를 함유하고 있으며, 코어부(94)와 클래드부(95)는 주쇄에 결합한 상태의 이탈성 기의 수가 다른 것 및 노르보넨계 폴리머와 다른 굴절률을 가지는 노르보넨계 모노머의 반응물의 함유량이 다름으로 인하여 그들의 굴절률이 다르며, 또, 클래드층(91, 92)이 각각 코어층(93)의 코어부(94)보다 굴절률이 낮은 노르보넨계 폴리머를 주재료로 하여 구성된다.

노르보넨계 폴리머는 투명성이 높기 때문에, 이러한 구성의 광도파로 구조체(9)에서는 광도파로(90)의 높은 광전송 성능을 얻을 수 있다.

또, 이와 같은 구성에 의해 코어부(94)와 클래드부(95) 사이의 높은 밀착성뿐만 아니라, 코어층(93)과 클래드층(91) 및 클래드층(92) 사이의 높은 밀착성을 얻을 수 있어, 광도파로 구조체(9)에 휨 등의 변형이 생겼을 경우에도, 코어부(94)와 클래드부(95)의 박리나, 코어층(93)과 클래드층(91, 92)의 층간 박리가 생기기 어려워, 코어부(94) 내나 클래드부(95) 내에 마이크로 크랙이 발생하는 일도 방지된다. 그 결과, 광도파로(90)의 광전송 성능이 유지된다.

또한, 노르보넨계 폴리머는 높은 내열성, 높은 소수성을 갖기 때문에, 이러한 구성의 광도파로(90)(광도파로 구조체(9))에서는 내구성이 뛰어나게 된다.

또, 광도파로(90)에 높은 내열성이나 높은 소수성을 부여할 수 있기 때문에, 그 특성의 저하(열화)를 방지하면서, 전술한 바와 같은 각종 방법을 채용하여 도체층(901, 902)을 확실히 형성할 수 있다. 특히, 광의 전송에 중요한 코어부(94)와 겹치도록 도체층(901, 902)을 형성했을 경우에도 코어부(94)의 변질·열화를 방지할 수 있다.

또, 이상과 같은 제조 방법에 의하면, 간단한 처리로 게다가 단시간에 원하는 형상을 가지며, 또한 치수 정밀도가 높은 코어부(94)를 가지는 광도파로 구조체(9)를 얻을 수 있다.

특히, 제3 제조 방법에 의하면, 코어부(94)와 클래드부(95) 사이의 굴절률차를 다단계로 설정하는 것이 가능해진다.

<제4 제조 방법>

다음으로, 광도파로 구조체(9)의 제4 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 8~도 13은, 각각 본 발명의 광도파로 구조체의 제4 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

이하, 제4 제조 방법에 대하여 설명하겠으나, 상기 제1~제3 제조 방법과의 차이점을 중심으로 설명하고, 같은 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.

제4 제조 방법에서는, 광도파로(90)의 형성 공정이 다르고, 그 이외는 상기 제1~제3 제조 방법과 같다.

즉, 코어층 형성용 재료(900)나 클래드층 형성용 재료로는, 상기 제1~제3 제조 방법에서 설명한 것과 같은 것을 이용할 수 있다.

또한, 이하에서는, 코어층 형성용 재료로서 상기 제1 제조 방법에서 예로 든 것을 이용하는 경우를 대표로 설명한다.

[1D] 먼저 지지 기판(1000) 위에 클래드층 형성용 재료(제1 바니시)를 전술한 것과 같은 방법을 이용하여 도포하고, 제1 층(1110)을 형성한다(도 8 참조).

지지 기판(1000)으로는 지지 기판(951)과 동일한 것을 이용할 수 있다.

제1 층(1110)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 5~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 10~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하며, 15~65㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다.

[2D] 다음으로, 제1 층(1110) 위에 코어층 형성용 재료(제2 바니시)를 전술한 것과 동일한 방법을 이용하여 도포하고, 제2 층(1120)을 형성한다(도 9 참조).

코어층 형성용 재료는, 제1 층(1110)을 거의 완전하게 건조시킨 후에 도포하도록 해도 되며, 제1 층(1110)이 건조하기 전에 도포하도록 해도 된다.

후자의 경우, 제1 층(1110)과 제2 층(1120)은 그들의 계면에서 서로 섞인 상태가 된다. 이 경우, 얻어진 광도파로(90)에서 클래드층(91)과 코어층(93)의 밀착성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 이 경우, 제1 바니시 및 제2 바니시는 각각 점도(상온)가 바람직하게는 100~10000cP 정도, 보다 바람직하게는 150~5000cP 정도, 더욱 바람직하게는 200~3500cP 정도로 조제된다. 이에 의해, 제1 층(1110)과 제2 층(1120)이 그들의 계면에서 필요 이상으로 섞이는 것을 방지할 수 있는 동시에, 제1 층(1110) 및 제2 층(1120)의 두께가 불균일해지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제2 바니시의 점도는 제1 바니시의 점도보다 높게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 층(1110)과 제2 층(1120)이 그들의 계면에서 필요 이상으로 섞이는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

제2 층(1120)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 5~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 15~125㎛ 정도인 것이 보다 바람직하며, 25~100㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다.

[3D] 다음으로, 제2 층(1120) 위에 클래드층 형성용 재료(제3 바니시)를 전술한 바와 같은 방법을 이용하여 도포하고, 제3 층(1130)을 형성한다(도 10 참조).

제3 층(1130)은 상기 제2 층(1120)과 같게 하여 형성할 수 있다.

제3 층(1130)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 5~200㎛ 정도인 것이 바람직하고, 10~100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하며, 15~65㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다.

이에 의해 적층체(2000)를 얻을 수 있다.

[4D] 다음으로, 적층체(2000) 중의 용매를 제거(탈용매)한다.

탈용매의 방법으로는, 예를 들어 가열, 대기압 또는 감압하에서의 방치, 불활성 가스 등의 분사(블로우) 등의 방법을 들 수 있으나, 가열에 의한 방법이 바람직하다. 이에 의해, 비교적 용이하면서도 단시간에 탈용매가 가능하다.

이 가열 온도는 25~60℃ 정도인 것이 바람직하고, 30~45℃ 정도인 것이 보다 바람직하다.

또, 가열 시간은 15~60분 정도인 것이 바람직하고, 15~30분 정도인 것이 보다 바람직하다.

[5D] 다음으로, 개구(창)(9351)가 형성된 마스크(마스킹)(935)를 준비하고, 이 마스크(935)를 통하여 적층체(2000)에 대해 활성 방사선(활성 에너지 광선)(930)을 조사한다(도 11 참조).

마스크(935)를 통하여 활성 방사선(930)을 적층체(2000)에 조사하면, 제2 층(1120)의 활성 방사선(930)이 조사된 조사 영역(925) 내에 존재하는 조촉매(제1 물질: 코카탈리스트)는 활성 방사선(930)의 작용에 의해 반응 또는 분해하여, 양이온(프로톤 또는 다른 양이온)과 약배위 음이온(WCA)을 유리(발생)시킨다.

그리고 이들 양이온이나 약배위 음이온은 조사 영역(925) 내에 존재하는 촉매 전구체(제2 물질: 프로카탈리스트)의 분자 구조에 변화(분해)를 일으키게 하여, 이들을 활성 잠재 상태(잠재적 활성 상태)로 변화시킨다.

[6D] 다음으로, 적층체(2000)에 대해 가열 처리(제1 가열 처리)를 실시한다.

이에 의해, 조사 영역(925) 내에서는 활성 잠재 상태의 촉매 전구체가 활성화하여(활성 상태가 되어) 모노머의 반응(중합 반응이나 가교 반응)이 일어난다.

그리고 모노머의 반응이 진행하면, 조사 영역(925) 내에서의 모노머 농도가 서서히 저하된다. 이에 의해, 조사 영역(925)과 미조사 영역(940) 사이에는 모노머 농도에 차이가 생겨 이를 해소하기 위하여 미조사 영역(940)으로부터 모노머가 확산되어 조사 영역(925)으로 모여온다.

그 결과, 조사 영역(925)에서는 모노머나 그 반응물(중합체, 가교 구조나 분기 구조)이 증가하여, 해당 영역의 굴절률에 모노머 유래의 구조가 크게 영향을 미치게 되어 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률로 저하된다.

한편, 미조사 영역(940)에서는, 해당 영역으로부터 조사 영역(925)으로 모노머가 확산됨으로써 모노머 양이 감소하기 때문에, 해당 영역의 굴절률에 폴리머(915)의 영향이 크게 나타나게 되어 제1 굴절률보다 높은 제3 굴절률로 상승된다.

이와 같이 하여, 조사 영역(925)과 미조사 영역(940) 사이에 굴절률차(제2 굴절률 < 제3 굴절률)가 생겨 코어부(94)(미조사 영역(940))와 클래드부(95)(조사 영역(925))가 형성된다(도 12 참조).

[7D] 다음으로, 적층체(2000)에 대해 제2 가열 처리를 실시한다.

이에 의해, 미조사 영역(940) 및/또는 조사 영역(925)에 잔존하는 촉매 전구체를 직접 또는 조촉매의 활성화를 수반하여 활성화시킴으로써(활성 상태로 함으로써) 각 영역(925, 940)에 잔존하는 모노머를 반응시킨다.

이와 같이, 각 영역(925, 940)에 잔존하는 모노머를 반응시킴으로써 얻어진 코어부(94) 및 클래드부(95)의 안정화를 도모할 수 있다.

[8D] 다음으로, 적층체(2000)에 대해 제3 가열 처리를 실시한다.

이에 의해, 얻어진 코어층(93)에 생기는 내부 응력의 저감이나, 코어부(94) 및 클래드부(95)의 추가적인 안정화를 도모할 수 있다.

이상의 공정을 거쳐 본 발명의 광도파로(90)를 얻을 수 있다.

[9D] 다음으로, 광도파로(90)의 윗면 및 아랫면에 각각 도체층(901, 902)을 형성한다(도 13 참조).

이는 상기 공정 [8A]와 동일하게 하여 실시할 수 있다.

이상과 같이 하여, 본 발명의 광도파로 구조체(9)가 완성된다.

이러한 방법에서는, 제1 가열 처리 후, 적층체(2000) 내에 코어부(94)를 눈으로 확인할 수 있게 된다.

또, 제1 바니시 및 제3 바니시로서, 제2 바니시와 같은 조성, 즉 폴리머(915), 모노머, 조촉매 및 촉매 전구체를 함유하는 것을 이용하도록 해도 된다. 이에 의해, 모노머의 반응이 제1 층(1110) 및 제3 층(1130)과 제2 층(1120)의 계면 및/또는 이러한 계면을 넘어 제1 층(1110) 및 제3 층(1130) 내에서 일어나 클래드층(91, 92)과 코어층(93)의 박리를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또, 이 경우, 예를 들어, I: 제1 층(1110) 및 제3 층(1130)의 폴리머(915)로서 제2 층(1120)의 폴리머(915)의 굴절률보다 상대적으로 낮은 굴절률(RI)인 것을 선택하거나, Ⅱ: 제1 층(1110) 및 제3 층(1130)의 모노머로서 제2 층(1120)의 모노머와 동일한 것을 이용하지만, 제1 층(1110) 및 제3 층(1130)에서의 촉매 전구체 및 모노머의 비율을 제2 층(1120)의 것보다 낮아지도록 조절하도록 하거나 하면 된다.

이에 의해, 활성 방사선(930)을 조사하더라도, 클래드층(91, 92) 내에 코어층(93)의 코어부(94)보다 높은 굴절률을 가지는 영역이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 코어층 형성용 재료(제2 바니시)로서 이탈성 기를 가지는 폴리머(915)를 함유하는 것을 이용할 경우, 클래드층 형성용 재료(제1 바니시, 제3 바니시)로는, 이탈성 기를 가지지 않는 폴리머(915)를 이용하여 조제한 것을 이용하던가, 이탈성 기를 가지는 폴리머(915)를 이용하지만 이탈제를 함유하지 않는 것을 이용하도록 하면 된다.

이에 의해, 제1 층(1110) 및 제3 층(1130)에서 폴리머(915)로부터 이탈성 기가 이탈(분해)하는 것을 방지할 수 있다.

또, 제4 제조 방법에서는, 제1 바니시 및 제3 바니시로는, 말단에 에폭시 구조를 포함하는 치환기를 가지는 노르보넨계 폴리머와 조촉매를 포함하는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 코어부(94) 및 클래드부(95)를 형성할 때에, 에폭시 구조가 개열하여, 코어층(93)의 폴리머(915)와의 반응(중합)을 일으키게 된다. 그 결과, 클래드층(91, 92)의 코어층(93)에 대한 밀착성의 향상을 도모할 수 있다.

이와 같은 노르보넨계 폴리머로는, 예를 들어 헥실노르보넨(HxNB)과 노르보넨메틸글리시딜에테르(AGENB)의 공중합체 등을 들 수 있다.

또, 이 경우, 조촉매로는 코어층(93)을 형성할 때에는 활성화하지 않는 것을 선택하도록 해도 된다. 예를 들어, 제2 바니시가 함유하는 조촉매의 활성화에 적합한 활성 방사선을 흡수하지 않던가, 또는 활성 방사선 대신에 열의 작용에 의해 활성화되는 조촉매를 선택하도록 하면 된다.

이와 같은 조촉매로는, 예를 들어 비흡수성 광염기 발생제(PBG)나 열염기 발생제(TBG) 등을 들 수 있다.

이상 설명한 것 같은 광도파로 구조체(9)는 활성 방사선의 조사라고 하는 간단한 방법으로 코어부(94)의 패터닝을 할 수 있어, 코어부(광 회로)(94)의 패턴 형상의 설계의 자유도가 넓으며, 게다가 치수 정밀도가 높은 코어부(94)를 얻을 수 있다.

또, 사전에 도체층(901, 902)이 형성되어 있기 때문에, 소자로의 배선(전기 회로의 형성)이 용이함과 동시에, 소자의 종류(단자의 설치 개소) 등에 관계없이 그에 적합한 배선이 가능하여, 배선 회로의 구성의 자유도(예를 들어, 단자의 설치 개소의 선택의 자유도)가 넓어 범용성이 풍부하다.

그리고 광도파로 구조체(9)는 배선(전기 회로) 및 코어부(광 회로)(94)의 양쪽을 높은 배설 밀도로 형성할 수 있기 때문에, 광 및 전기의 혼성 회로에서 효율이 좋은 회로 설계가 가능해지는 동시에 새로운 회로의 집적화가 가능해진다.

이와 같은 광도파로 구조체(9)는 광 회로(광도파로의 패턴)나 전기 회로의 설계의 폭이 넓고, 제품 수율 (yield rate)이 좋으며, 광전송 성능을 높게 유지하여 신뢰성, 내구성이 뛰어나서 범용성이 풍부하기 때문에 여러 가지의 전자 부품, 전자 기기 등에 대해 이용할 수 있다.

또한, 상기 제1~제4 제조 방법에서는, 모두 지지 기판(951, 952, 1000)을 제거하는 것으로 하여 설명하였으나, 이것들을 도전성 재료로 구성하여 제거하지 않고 그대로 도체층(901, 902)으로 이용하도록 해도 된다.

또, 필요에 따라 클래드층(91, 92) 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 생략해도 된다.

또, 코어층(93)의 형성 방법도 전술한 방법으로 한정되지 않음을 말할 것도 없다.

또, 광도파로(90)는 도시한 구성으로 한정되지 않고, 예를 들어 2개의 클래드층 사이에 복수층의 코어층이 적층되어 설치되는 구성이라도 되고, 클래드층과 코어층을 순서대로 적층하여 구성한 것이어도 되며, 2개의 클래드층 사이에 하나의 코어층이 설치된 적층체를 복수층 적층하여 구성한 것 등이라도 된다.

또, 코어부(94)의 도중에는 그 광로, 즉 코어부(94)의 길이 방향에 대해 대략 45°경사진 경사면(반사면)을 형성해도 된다. 이에 의해, 코어부(94)를 전파하는 광(전송광)을 이 경사면에서 대략 90°굴곡시킬 수 있다.

그리고 이 경사면의 방향을 적절히 설정함으로써, 전송광의 광로를 코어층(90) 내(2차원 방향)뿐만 아니라, 광도파로(90)의 두께 방향도 포함한 3차원 방향으로 변경하는 것이 가능해진다.

이 경사면은, 코어부(94)를 예를 들어 절단, 제거(결손) 등 함으로써 형성할 수 있다. 또한, 경사면에는 예를 들어 다층 광학 박막이나 금속 박막(예를 들어, 알루미늄 증착막)과 같은 반사막 혹은 반사 증가막을 형성하도록 해도 된다.

이상, 본 발명의 광도파로 및 광도파로 구조체를 도시의 실시형태에 기초하여 설명하였으나 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니며, 각 부의 구성은 같은 기능을 발휘할 수 있는 임의의 구성으로 치환할 수 있으며, 또 임의의 구성이 부가되고 있어도 된다.

도 1은 본 발명의 광도파로 구조체의 실시형태를 나타내는 사시도(일부를 잘라내서 나타냄)이다.

도 2는 본 발명의 광도파로 구조체의 제1 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 광도파로 구조체의 제1 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 광도파로 구조체의 제1 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 광도파로 구조체의 제1 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 6은 본 발명의 광도파로 구조체의 제1 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명의 광도파로 구조체의 제1 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 8은 본 발명의 광도파로 구조체의 제4 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다,

도 9는 본 발명의 광도파로 구조체의 제4 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 10은 본 발명의 광도파로 구조체의 제4 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 11은 본 발명의 광도파로 구조체의 제4 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 12는 본 발명의 광도파로 구조체의 제4 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 13은 본 발명의 광도파로 구조체의 제4 제조 방법의 공정예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 14는 코어부의 길이 변화에 수반하는 총 광손실의 변화를 나타내는 차트 이다.

이하, 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 설명한다.

또한, 이하에서는 헥실 노르보넨(CAS 번호 제22094-83-3번)을 「HxNB」로, 디페닐 메틸 노르보넨 메톡시 실란(CAS 번호 제376634-34-3번)을 「diPhNB」로, 페닐 에틸 노르보넨(CAS 번호 제29415-09-6번)을 「PENB」로, 부틸 노르보넨(CAS 번호 제22094-81-1번)을 「BuNB」로, 데실 노르보넨(CAS 번호 제22094-85-5번)을 「DeNB」로, 벤질 노르보넨(CAS 번호 제265989-73-9번)을 「BzNB」로, 메틸 글리시딜 에테르 노르보넨(CAS 번호 제3188-75-8번)을 「AGENB」로, 노르보네닐 에틸 트리메톡시 실란(CAS 번호 제68245-19-2번)을 「TMSENB」로, 트리에톡시 실릴 노르보넨(CAS 번호 제18401-43-9번)을 「TESNB」로, 트리메톡시 실릴 노르보넨(CAS 번호 제7538-46-7번)을 「TMSNB」로, 디메틸비스(노르보넨메톡시)실란(CAS 번호 제376609-87-9번)을 「SiX」로, 1,1,3,3-테트라메틸-1,3-비스[2-(5-노르보넨-2-일)에틸]디실록산(CAS 번호 제198570-39-7번)을 「Si₂X」로 각각 약기하는 경우가 있다.

1. 폴리머의 합성 및 폴리머 용액의 조제

이하에 나타낸 바와 같이 하여, 각 폴리머 P1~5를 합성하여 그 용액을 조정하였다.

<<폴리머 P1: 부틸 노르보넨(BuNB)/메틸 글리시딜 에테르 노르보넨(AGENB) 코폴리머의 합성 및 폴리머 P1 용액의 조제>>

BuNB(10.52g, 0.07mol), AGENB(5.41g, 0.03mol) 및 톨루엔(58.0g)을 세럼 병(serum bottle)에서 혼합하고 오일 배스 중에서 80℃로 가열하여 혼합 용액을 얻었다.

이어서, 이 용액에 (η⁶-톨루엔)Ni(C₆F₅)₂(0.69g, 0.0014mol)의 톨루엔 용액(5g)을 첨가하였다.

첨가한 후, 얻어진 용액을 실온에서 4시간 유지하였다. 그 다음에, 톨루엔 용액(87.0g)을 반응 용액에 첨가하고 세차게 교반한 반응 혼합물에 메탄올을 적하하면 공중합체가 침전되었다.

침전한 공중합체를 여과하여 모아 60℃의 오븐 중에서 진공 분위기로 건조시켰다. 건조 후의 중량은 12.74g이었다(수율: 80%).

상기에서 얻은 공중합체의 분자량을 THF 용매로 GPC법(겔 침투 크로마토그래피법)에 의해 측정하면(폴리스티렌 환산), Mw=320,000 및 Mn=130,000이었다.

공중합체의 조성을 ¹H-NMR에 의해 측정하면, 78/22=BuNB/AGENB 코폴리머였다.

공중합체의 굴절률을 프리즘 커플링법으로 측정한 바, 파장 633㎚에서 TE 모드로 1.5162이며, TM 모드로 1.5157이었다.

그리고 건조시킨 공중합체를 톨루엔에 용해하여 30wt%의 폴리머 P1 용액으로 하였다.

<<폴리머 P2: 헥실 노르보넨(HxNB)/메틸 글리시딜 에테르 노르보넨(AGENB) 코폴리머의 합성 및 폴리머 P2 용액의 조제>>

HxNB(12.48g, 0.07mol), AGENB(5.41g, 0.03mol) 및 톨루엔(58.0g)을 드라이 박스 내의 세럼 병에 첨가하고, 이 용액을 80℃의 오일 배스 중에서 교반하였다.

계속해서, 이 용액에 (η⁶-톨루엔) Ni(C₆F₅)₂(0.69g, 0.0014mol)의 톨루엔 용액(5g)을 첨가하였다.

첨가 후, 얻어진 혼합물을 실온에서 4시간 유지하였다. 계속해서, 톨루엔 용액(87.0g)을 반응 용액에 첨가하고 세차게 교반한 반응 혼합물에 메탄올을 적하하면 공중합체가 침전하였다.

침전한 공중합체를 여과하여 모아 60℃의 오븐에서 진공으로 건조시켰다. 건조 후의 중량은 13.78g이었다(수율: 77%).

상기에서 얻은 공중합체의 분자량을 THF 용매로 GPC법에 의해 측정하면(폴리스티렌 환산), Mw=150,000 및 Mn=76,000이었다.

공중합체의 조성을 ¹H-NMR에 의해 측정하면 79/21=HxNB/AGENB 코폴리머였다.

공중합체의 굴절률을 프리즘 커플링법으로 측정한 바, 파장 633㎚에서 TE 모드로 1.5159이며, TM 모드로 1.5153이었다.

그리고 건조시킨 공중합체를 톨루엔에 용해하여 30wt%의 폴리머 P2 용액으로 하였다.

<<폴리머 P3: 데실 노르보넨(DeNB)/메틸 글리시딜 에테르 노르보넨(AGENB) 코폴리머의 합성 및 폴리머 P3 용액의 조제>>

DeNB(16.4g, 0.07mol), AGENB(5.41g, 0.03mol) 및 톨루엔(58.0g)을 드라이 박스 내의 세럼 병에 첨가하고, 이 용액을 80℃의 오일 배스 중에서 교반하였다.

이어서, 이 용액에 (η⁶-톨루엔)Ni(C₆F₅)₂(0.69g, 0.0014mol)의 톨루엔 용액(5g)을 첨가하였다.

첨가 후, 얻어진 혼합물을 실온에서 4시간 유지하였다. 그 다음에, 톨루엔 용액(87.0g)을 반응 용액에 첨가하고 세차게 교반시킨 반응 혼합물에 메탄올을 적하하면 공중합체가 침전하였다.

침전한 공중합체를 여과하여 모아 60℃의 오븐 중, 진공 분위기에서 건조시켰다. 건조 후의 중량은 17.00g이었다(수율: 87%).

상기에서 얻은 공중합체의 분자량을 THF 용매로 GPC법으로 측정하면(폴리스티렌 환산), Mw=45,000 및 Mn=26,000이었다.

공중합체의 조성을 ¹H-NMR에 의해 측정하면 77/23=DeNB/AGENB 코폴리머였다.

공중합체의 굴절률을 프리즘 커플링법으로 측정한 바, 파장 633㎚에서 TE 모드로 1.5153이고, TM 모드로 1.5151이었다.

그리고 건조시킨 공중합체를 톨루엔에 용해하여 30wt%의 폴리머 P3 용액으로 하였다.

<<폴리머 P4: 헥실 노르보넨(HxNB)/디페닐 메틸 노르보넨 메톡시 실란(diPhNB) 코폴리머의 합성 및 폴리머 P4 용액의 조제>>

HxNB(8.94g, 0.050mol), diPhNB(16.1g, 0.050mol), 1-헥센(2.95g, 0.035mol) 및 톨루엔(142g)을 칭량하고, 250㎖의 세럼 병에 넣고 오일 배스에서 80℃로 가열하여 혼합 용액을 얻었다.

이어서, 이 용액에 [Pd(PCy₃)₂(O₂CCH₃)(NCCH₃)]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(이하, 「Pd1446」으로 약기함.)(5.8×10^-3g, 4.0×10^-6mol), 및 N,N-디메틸아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(이하, 「DANFABA」라고 약기함.)(3.2×10^-3g, 4.0×10^-6mol)를 첨가하였다.

또한, 이때, 상기 노르보넨 모노머/Pd1446/DANFABA의 비율은 몰비로 25000/1/1이었다.

혼합물을 80℃에서 7시간 유지하고, 그 후 20㎖의 아세토니트릴을 첨가하여 Pd 촉매의 활성을 소실시켰다. 그 후, 반응 혼합물에 메탄올을 적하하면 공중합체가 침전하였다.

침전한 공중합체를 여과하여 모아 60℃의 오븐 중, 진공 분위기에서 건조시켰다. 건조 후의 중량은 19.8g이었다(수율: 79%).

상기에서 얻은 공중합체의 분자량을 THF 용매로 GPC법으로 측정하면(폴리스티렌 환산), Mw=86,000 및 Mn=21,000이었다.

공중합체의 조성을 ¹H-NMR에 의해 측정하면 46/54=HxNB/diPhNB 코폴리머였다.

공중합체의 굴절률을 프리즘 커플링법으로 측정하면, 파장 633㎚에서 TE 모 드로 1.5569이고, TM 모드로 1.5556이었다.

그리고 건조시킨 공중합체를 톨루엔에 용해하여 30wt%의 폴리머 P4 용액으로 하였다.

<<폴리머 P5: 부틸 노르보넨(BuNB)/페닐 에틸 노르보넨(PENB) 코폴리머의 합성 및 폴리머 P5 용액의 조제>>

BuNB(4.78g, 0.032mol), PENB(25.22g, 0.127mol), 1-헥센(13.36g, 0.16mol) 및 톨루엔(170.0g)을 500㎖의 세럼 병에서 혼합하고, 오일 배스에서 80℃로 가열하여 혼합 용액을 얻었다.

뒤이어서, 이 용액에 Pd1446(0.0092g, 6.36×10^-6mol) 및 DANFABA(0.020g, 2.54×10^-5mol)를 각각 농축 디클로로메탄 용액의 형태로 첨가하였다.

첨가 후, 얻어진 용액을 80℃에서 50분 유지하였다. 그 다음에, 세차게 교반된 혼합물에 메탄올을 적하하면 공중합체가 침전하였다.

침전한 공중합체를 여과하여 모아 60℃의 오븐 중, 진공 분위기에서 건조시켰다. 건조 후의 중량은 23.60g이었다(수율: 79%).

상기에서 얻은 공중합체의 분자량을 THF 용매로 GPC법으로 측정하면(폴리스티렌 환산), Mw=73,000 및 Mn=28,000이었다.

공중합체의 조성을 ¹H-NMR에 의해 측정하면, 15/85=BuNB/PENB 코폴리머였다.

공중합체의 굴절률을 프리즘 커플링법으로 측정하면, 파장 633㎚에서 TE 모드로 1.5684이고, TM 모드로 1.5657이었다.

그리고 건조시킨 공중합체를 톨루엔에 용해하여 30wt%의 폴리머 P5 용액으로 하였다.

이상 합성한 각 폴리머를 하기 표 1에 요약한다.

폴리머	조성비 중량 평균 분자량
P1	BuNB/AGENB(78/22) Mw=320,000
P2	HxNB/AGENB(79/21) Mw=150,000
P3	DeNB/AGENB(77/23) Mw=45,000
P4	HxNB/diPhNB(46/54) Mw=86,000
P5	BuNB/PENB(15/85) Mw=73,000

ㆍ HxNB: 헥실 노르보넨

ㆍ diPhNB: 디페닐 메틸 노르보넨 메톡시 실란

ㆍ PENB: 페닐 에틸 노르보넨

ㆍ BuNB: 부틸 노르보넨

ㆍ DeNB: 데실 노르보넨

ㆍ AGENB: 메틸 글리시딜 에테르 노르보넨

2. 노르보넨 모노머의 합성

<<비스(노르보넨 메틸)아세탈(NM ₂ X)>>

딘 스탁 트랩(Dean-Stark trap)에 직접 연결된 플라스크 중에 노르보넨 메탄올(100g, 0.81mol), 포름알데히드(~37%)(32.6g, 0.40mol) 및 촉매 적량의 p-톨루엔 술폰산(0.2g)을 공급하여 혼합물을 얻었다.

그리고 이 혼합물을 100℃에서 가열하였다. 반응이 진행됨에 따라 트랩 중의 물의 양이 증가하였다. 약 3시간 이내에 반응은 완료하며, 진공 증류에 의해서 순생성물을 얻었다(72.8%~70% 수율).

3. 바니시의 조제

이하에 나타낸 바와 같이 하여, 각 바니시 V1~4 및 V51~65를 각각 조제하였다.

<<바니시 V1의 조제>>

HxNB(42.03g, 0.24mol) 및 SiX(7.97g, 0.026mol)를 칭량하여 유리병에 넣었다.

이 모노머 용액에, 페놀계 산화 방지제로서 Ciba사제 IRGANOX 1076(0.5g) 및 유기 인계 산화 방지제로서 Ciba사제 IRGAFOS 168(0.125g)을 첨가하여 모노머 산화 방지제 용액을 얻었다.

상기 폴리머 P4 용액(30.0g)에, 모노머 산화 방지제 용액(3.0g), 촉매 전구체로서 Pd(OAc)₂(PCy₃)₂(4.93×10^-4g, 6.28×10^-7mol, 메틸렌클로라이드 0.1㎖ 중) 및 광산 발생제(조촉매)로서 Rhodia사제 RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074(2.55×10^-3g, 2.51×10^-6mol, 메틸렌클로라이드 0.1㎖ 중)를 첨가하여 바니시 V1을 얻었다.

이 바니시 V1을 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

또한, 이하에서는 「Ciba사제, IRGANOX 1076」을 「IRGANOX 1076」으로, 「Ciba사제, IRGAFOS 168」을 「IRGAFOS 168」로, 「Rhodia사제 RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074」를 「RHODORSIL 2074」로 약기한다.

<<바니시 V2의 조제>>

HxNB(16.64g, 0.093mol) 및 SiX(33.36g, 0.110mol)를 칭량하여 유리병에 넣었다.

이 모노머 용액에, 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.5g) 및 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.125g)을 첨가하여 모노머 산화 방지제 용액을 얻었다.

상기 폴리머 P5 용액(30.0g)에, 모노머 산화 방지제 용액(2.16g), 촉매 전구체로서 Pd(OAc)₂(PCy₃)₂(1.47×10^-3g, 1.88×10^-6mol, 메틸렌클로라이드 0.1㎖ 중) 및 광산 발생제(조촉매)로서 RHODORSIL 2074(7.67×10^-3g, 7.54×10^-6mol, 메틸렌클로라이드 0.1㎖ 중)를 첨가하여 바니시 V2를 얻었다.

이 바니시 V2를 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V3의 조제>>

상기 폴리머 P4(5g)에, 메시틸렌(20g), 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.05g), 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.0125g) 및 광산 발생제(이탈제)로서 RHODORSIL 2074(4.0×10^-3g, 0.1㎖의 메틸렌클로라이드 중)를 첨가하여 바니시 V3을 조제하였다.

이 바니시 V3을 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V4의 조제>>

2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(6.4g, 0.02mol), 2,2-비스(3,4-디카르복실페닐)헥사플루오로프로판 2무수물(4.44g, 0.01mol) 및 피로멜리트산 2무수물(2.18g, 0.01mol)을 디메틸아세트아미드(86.6g)에 용해시켜, 질소 분위기 하, 실온에서 2일간 교반하고 반응시켜 폴리이미드 수지 전구체의 바니시 V4를 얻었다.

이 바니시 V4를 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V51의 조제>>

상기 폴리머 P2 용액(30.0g)에, TMSENB(0.45g), 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.09g), 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.023g) 및 광산 발생제로서 도요잉크제조 주식회사제, TAG-372R(0.05g)을 첨가하고, 마그네틱 스터러(magnetic stirrer)를 이용한 2시간의 교반에 의해 용해 혼합하여 바니시 V51을 얻었다.

이 바니시 V51을 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

또한, 이하에서는 「도요잉크제조 주식회사제, TAG-372R」을 「TAG-372R」이라 약기한다.

<<바니시 V52의 조제>>

상기 폴리머 P2 용액(30.0g)에, TESNB(0.9g), 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.09g), 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.023g), 및 광산 발생제로서 RHODORSIL 2074(0.09g)를 첨가하고, 마그네틱 스터러를 이용한 2시간의 교반에 의해 용해 혼합하여 바니시 V52를 얻었다.

이 바니시 V52를 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V53의 조제>>

상기 폴리머 P2 용액(30.0g)에, TMSNB(0.3g), 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.09g), 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.023g), 및 광산 발생제로서 TAG-372R(0.36g)을 첨가하고, 마그네틱 스터러를 이용한 2시간의 교반에 의해 용해 혼합하여 바니시 V53을 얻었다.

이 바니시 V53을 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V54의 조제>>

상기 폴리머 P2 용액(30.0g)에, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(GPTMS)(0.2g), 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.09g), 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.023g), 및 광산 발생제로서 TAG-372R(0.02g)을 첨가하고, 마그네틱 스터러를 이용한 2시간의 교반에 의해 용해 혼합하여 바니시 V54를 얻었다.

이 바니시 V54를 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V55의 조제>>

상기 폴리머 P2 용액(30.0g)에, 에폭시 실리콘(신에츠화학공업사제, 「X-22-169AS: 수평균 분자량 1000」)(0.45g), 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.09g), 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.023g) 및 광산 발생제로서 TAG-372R(0.18g)을 첨가하고, 마그네틱 스터러를 이용한 2시간의 교반에 의해 용해 혼합하여 바니시 V55를 얻었다.

이 바니시 V55를 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V56의 조제>>

상기 폴리머 P3 용액(16.7g)에, 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.05g), 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(1.25×10^-2g) 및 광산 발생제로서 RHODORSIL 2074(0.1g)를 첨가하고, 마그네틱 스터러를 이용한 2시간의 교반에 의해 용해 혼합하여 바니시 V56을 얻었다.

이 바니시 V56을 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V57의 조제>>

상기 폴리머 P3 용액(16.7g)에, 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.05g), 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(1.25×10^-2g) 및 광산 발생제로서 TAG-372R(0.1g)을 첨가하고, 마그네틱 스터러를 이용한 2시간의 교반에 의해 용해 혼합하여 바니시 V57을 얻었다.

이 바니시 V57을 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V58의 조제>>

상기 폴리머 P3 용액(16.7g)에, 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.05g) 및 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(1.25×10^-2g)을 첨가하고, 마그네틱 스터러를 이용한 2시간의 교반에 의해 용해 혼합하여 바니시 V58을 얻었다.

이 바니시 V58을 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V59의 조제>>

2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐 5g과 2,2'-비스(3,4-디카르복실페닐)헥사플루오로프로판 10g을 디메틸아세트아미드 85g에 용해하여 바니시 V59를 얻었다.

이 바니시 V59를 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

<<바니시 V60의 조제>>

TMSENB(0.32g, 1.50mmol) 및 SiX(0.16g, 0.525mmol)를 칭량하여 유리병에 넣었다.

이 모노머 용액에, 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.5g) 및 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.125g)을 첨가하여 모노머 산화 방지제 용액을 얻었다.

상기 폴리머 P3 용액(6.7g)에, 모노머 산화 방지제 용액(전량) 및 촉매 전구체로서 [2-methallyl Pd(PCy₃)₂]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(Pd1401)(9.37×10^-4g, 6.69×10^-7mol, 메틸렌클로라이드 0.1㎖ 중)를 첨가하여 바니시 V60을 얻었다.

이 바니시 V60을 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

그리고 유리 기판 위에 이 바니시 V60을 닥터 블레이드로 도포 두께 70㎛로 도포하고, 이것을 핫 플레이트에 두고 50℃에서 15분간 가열하여 필름을 형성하였다.

이 필름을 이용하여, 유리 전이 온도와 저장 탄성률의 측정을 실시하였다. 유리 전이 온도의 측정 결과를 표 3에 나타낸다. 또, DMA 측정 결과에 의한 200℃에서의 저장 탄성률은 73MPa였다.

또한, 필름의 유리 전이 온도(Tg)의 측정은, TMA(세이코 인스트루먼트사제 TMA/SS120C)를 이용하여 인장 모드(온도상승 속도 5℃/분)로 실시하였다(이하, 동일함.).

또, 필름의 저장 탄성률의 측정은 동적점탄성 측정장치(세이코 인스트루먼트사제 EXSTAR6000)를 이용하여 실시하였다(이하, 동일함.).

<<바니시 V61의 조제>>

HxNB(0.16g, 0.897mmol) 및 SiX(0.32g, 1.05mmol)를 칭량하여 유리병에 넣었다.

이 모노머 용액에, 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.5g) 및 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.125g)을 첨가하여 모노머 산화 방지제 용액을 얻었다.

상기 폴리머 P2 용액(6.7g)에, 모노머 산화 방지제 용액(전량) 및 촉매 전구체로서 Pd1446(6.0×10^-4g, 4.15×10^-7mol, 메틸렌클로라이드 0.1㎖ 중)을 첨가하여 바니시 V61을 얻었다.

이 바니시 V61을 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

그리고 유리 기판 위에 이 바니시 V61을 닥터 블레이드로 도포 두께 70㎛로 도포하고, 이것을 핫 플레이트에 두고 80℃에서 20분간, 150℃에서 1시간 가열하여 필름을 형성하였다.

이 필름을 이용하여 유리 전이 온도와 저장 탄성률의 측정을 실시하였다. 유리 전이 온도의 측정 결과를 표 3에 나타낸다. 또, DMA 측정 결과에 의한 250℃에서의 저장 탄성률은 80MPa였다.

<<바니시 V62의 조제>>

SiX(4.8g, 0.0158mol)를 칭량하여 유리병에 넣었다.

이 모노머 용액에, 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(5g) 및 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(1.25g)을 첨가하여 모노머 산화 방지제 용액을 얻었다.

상기 폴리머 P1 용액(30.0g)에, 모노머 산화 방지제 용액(전량) 및 촉매 전구체로서 [Pd(PCy₃)₂H(NCCH₃)]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(Pd1147)(3.62×10^-3g, 3.15×10^-6mol, 메틸렌클로라이드 0.1㎖ 중)를 첨가하여 바니시 V62를 얻었다.

이 바니시 V62를 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

그리고 유리 기판 위에 이 바니시 V62를 닥터 블레이드로 도포 두께 70㎛로 도포하고, 이것을 핫 플레이트에 두고 80℃에서 20분간, 150℃에서 1시간 가열하여 필름을 형성하였다.

이 필름을 이용하여 유리 전이 온도와 저장 탄성률의 측정을 실시하였다. 유리 전이 온도의 측정 결과를 표 3에 나타낸다. 또, DMA 측정 결과에 의한 250℃에서의 저장 탄성률은 67MPa였다.

<<바니시 V63의 조제>>

TESNB(1.0g, 0.039mol)를 칭량하여 유리병에 넣었다.

이 모노머 용액에 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(5g) 및 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(1.25g)을 첨가하여 모노머 산화 방지제 용액을 얻었다.

상기 폴리머 P2 용액(30.0g)에, 모노머 산화 방지제 용액(전량) 및 촉매 전구체로서 [Pd(P(iPr)₃)₂(OCOCH₃)(NCCH₃)]테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(Pd1206)(4.07×10^-4g, 3.90×10^-7mol, 메틸렌클로라이드 0.1㎖ 중)를 첨가하여 바니시 V63을 얻었다.

이 바니시 V63을 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

그리고 유리 기판 위에 이 바니시 V63을 닥터 블레이드로 도포 두께 70㎛로 도포하고, 이것을 핫 플레이트에 두고 80℃에서 20분간, 150℃에서 1시간 가열하여 필름을 형성하였다.

이 필름을 이용하여 유리 전이 온도와 저장 탄성률의 측정을 실시하였다. 유리 전이 온도의 측정 결과를 표 3에 나타낸다. 또, DMA 측정 결과에 의한 250℃에서의 저장 탄성률은 70MPa였다.

<<바니시 V64의 조제>>

Si₂X(2.16g, 4.67mmol)를 칭량하여 유리병에 넣었다.

이 모노머 용액에, 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.5g) 및 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.125g)을 첨가하여 모노머 산화 방지제 용액을 얻었다.

상기 폴리머 P3 용액(30.0g)에, 모노머 산화 방지제 용액(전량) 및 촉매 전구체로서 Pd1446(3.22×10^-3g, 2.23×10^-6mol, 메틸렌클로라이드 0.1㎖ 중)을 첨가하여 바니시 V64를 얻었다.

이 바니시 V64를 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

그리고 유리 기판 위에 이 바니시 V64를 닥터 블레이드로 도포 두께 70㎛로 도포하고, 이것을 핫 플레이트에 두고 80℃에서 20분간, 150℃에서 1시간 가열하여 필름을 형성하였다.

이 필름을 이용하여 유리 전이 온도와 저장 탄성률의 측정을 실시하였다. 유리 전이 온도의 측정 결과를 표 3에 나타낸다. 또, DMA 측정 결과에 의한 200℃에서의 저장 탄성률은 82MPa였다.

<<바니시 V65의 조제>>

비스(노르보넨메틸)아세탈(NM₂X)(3.00g, 0.104mol)을 칭량하여 유리병에 넣었다.

이 모노머 용액에, 페놀계 산화 방지제로서 IRGANOX 1076(0.5g) 및 유기 인계 산화 방지제로서 IRGAFOS 168(0.125g)을 첨가하여 모노머 산화 방지제 용액을 얻었다.

상기 폴리머 P3 용액(30.0g)에, 모노머 산화 방지제 용액(전량) 및 촉매 전구체로서 Pd1446(3.33×10^-3g, 2.30×10^-6mol, 메틸렌클로라이드 0.1㎖ 중)을 첨가하여 바니시 V65를 얻었다.

이 바니시 V65를 0.2㎛의 가는 구멍의 필터로 여과하여 사용하였다.

그리고 유리 기판 위에 이 바니시 V65를 닥터 블레이드로 도포 두께 70㎛로 도포하고, 이것을 핫 플레이트에 두고 80℃에서 20분간, 150℃에서 1시간 가열하여 필름을 형성하였다.

이 필름을 이용하여 유리 전이 온도와 저장 탄성률의 측정을 실시하였다. 유리 전이 온도의 측정 결과를 표 3에 나타낸다. 또, DMA 측정 결과에 의한 250℃에서의 저장 탄성률은 120MPa였다.

이상 조제한 각 바니시의 조성을 하기 표 2, 표 3에 요약한다.

바니시	폴리머 (Wt.)	가교제 (Wt.)	광산 발생제 (R 또는 T†) (Wt.)	유리전이온도 (℃)
V51	P1 (9g)	TMSENB (0.45g)	T (0.05g)	측정 불능
V52	P2 (9g)	TESNB (0.9g)	R (0.09g)	측정 불능
V53	P2 (9g)	TMSNB (0.3g)	T (0.36g)	측정 불능
V54	P2 (9g)	γ-GPS (0.2g)	T (0.02g)	측정 불능
V55	P2 (9g)	실리콘에폭시 수지 (0.45g)	T (0.18g)	측정 불능
V56	P3 (5g)	첨가 없음	R (0.1g)	측정 불능
V57	P3 (5g)	첨가 없음	T (0.1g)	측정 불능
V58	P3 (5g)	첨가 없음	첨가 없음	97

†: R은 Rhodorsil 2074를 사용했음을 나타내고, T는 TAG-372R을 사용했음을 나타낸다.

ㆍ TMSENB: 노르보네닐 에틸 트리메톡시 실란

ㆍ TESNB: 트리에톡시실릴 노르보넨

ㆍ TMSNB: 트리메톡시실릴 노르보넨

ㆍ γ-GPS: 3-글리시독시 프로필 트리메톡시 실란

바니시	폴리머 (Wt.)	모노머			촉매 전구체 Wt. (mol)	유리전이온도 (℃)	탄성률 (MPa)
		모노머 1 (mol%)	모노머 2 (mol%)	Wt.
V60	P3 (2g)	TMSENB (74)	SiX (26)	0.48g	Pd1401 9.37×10-4g (6.69×10-7mol)	180	73
V61	P2 (2g)	HxNB (46)	SiX (54)	0.48g	Pd1446 6.0×10-4g (4.15×10-7mol)	210	80
V62	P1 (9g)	SiX (100)	첨가 없음	4.8g	Pd1147 3.62×10-3g (3.15×10-6mol)	250	67
V63	P2 (9g)	TESNB (100)	첨가 없음	1.0g	Pd1206 4.70×10-4g (3.90×10-7mol)	204	70
V64	P3 (9g)	Si2X (100)	첨가 없음	2.16g	Pd1446 3.22×10-3g (2.23×10-6mol)	230	82
V65	P3 (9g)	NM2X (100)	첨가 없음	3.00g	Pd1446 3.33×10-3g (2.30×10-6mol)	260	120

ㆍ HxNB: 헥실 노르보넨

ㆍ TMSENB: 노르보네닐 에틸 트리메톡시 실란

ㆍ TESNB: 트리에톡시실릴 노르보넨

ㆍ SiX: 디메틸 비스(노르보넨 메톡시)실란

ㆍ Si₂X: 1,1,3,3-테트라키스-1,3-비스[2-(5-노르보넨-2-일)에틸]디실록산

ㆍ NM₂X: 비스(노르보넨 메틸)아세탈

4. 광도파로 구조체의 제작 및 평가

4-1. 광도파로 구조체의 제작

이하에 나타내는 바와 같이 하여, 실시예 1~14 및 비교예의 광도파로 구조체를 각각 10개씩 제작하였다.

(실시예 1)

우선 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V51을 4인치 두께의 유리 기판 위에 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 50℃에서 15분간 가열하고, 이것에 포토마스크 없이 초고압 수은 램프를 이용하여 UV광을 조사하였다(조사량: 3000mJ/㎠, 파장: 365㎚).

계속해서, 클린 오븐을 이용하여 100℃에서 15분간, 추가로 160℃에서 1시간 경화시켜 하부 클래드층을 형성하였다.

다음으로, 코어층 형성용 재료로서 바니시 V1을 경화시킨 하부 클래드층의 표면에 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 45℃에서 10분간 가열하여 용제를 증발시켜, 실질적으로 건조한 고체 필름을 형성하였다.

이 필름에 포토마스크를 통하여 UV광을 조사(조사량: 3000mJ/㎠, 파장: 365㎚)한 후, 45℃의 핫 플레이트에서 30분간 가열한 바, 직선 모양의 코어부의 패턴이 출현하였다.

얻어진 샘플을 클린 오븐 중에서 85℃에서 30분간, 추가로 150℃에서 60분간 가열하여 패터닝된 바니시 V1의 경화층(코어층)을 얻었다.

다음으로, 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V51을 이용하여 하부 클래드층과 같은 방법으로, 코어층 위에 상부 클래드층을 형성하고, 유리 기판 위에 폭 0.5㎝, 길이 10㎝의 직선 모양의 광도파로를 얻었다.

또한, 얻어진 광도파로에서, 코어층의 평균 두께는 50㎛(코어부 폭: 50㎛), 클래드층(상부 및 하부)의 평균 두께는 50㎛였다.

다음으로, 이 광도파로를 기판으로부터 박리하고, 그 양면에 각각 롤 라미네이트법에 의해 평균 두께 45㎛의 구리층(도체층)을 접합하여 광도파로 구조체를 제작하였다.

(실시예 2)

우선 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V52를 실리콘 웨이퍼 기판 위에 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 50℃로 15분간 가열하고, 이것에 포토마스크 없이 초고압 수은 램프를 이용하여 UV광을 조사하였다(조사량: 1500mJ/㎠, 파장: 365㎚).

그 후, 추가로 클린 오븐을 이용하여 150℃에서 1시간 가열하여 하부 클래드층을 작성하였다.

다음으로, 하부 클래드층 위에, 코어층 형성용 재료로서 폴리이미드 전구체인 바니시 V4를 바 코터로 도포하고, 오븐을 이용하여 질소 분위기하에서 320℃에서 1시간 가열하여 코어층으로 하였다.

다음으로, 상기 코어층 위에 막 두께 0.3㎛의 알루미늄층을 증착하고 마스크층을 형성하였다. 추가로, 상기 알루미늄층 위에 포지티브형 포토레지스트(디아조나프토퀴논-노볼락 수지계, 도쿄응화제, 상품명 OFPR-800)를 스핀 코터법에 의해 도포한 후, 약 95℃에서 프리베이크를 실시하였다.

다음으로, 직선 광도파로 패턴 형성용 포토마스크(Ti)를 배치하고, 초고압 수은 램프를 이용하여 자외선을 조사한 후, 포지티브형 레지스트용 현상액(TMAH: 테트라메틸 암모늄 히드록시드 수용액, 도쿄응화제, 상품명 NMD-3)을 이용하여 현상하였다.

그 후, 135℃에서 포스트 베이크를 실시하였다. 뒤이어서, 알루미늄층의 웨트 에칭을 실시하여 레지스트 패턴을 알루미늄층에 전사하였다.

또한, 패터닝된 알루미늄층을 마스크로 하여 코어층을 드라이 에칭에 의해 가공하였다.

다음으로, 알루미늄층을 에칭액으로 제거함으로써 직선 모양의 코어부를 형성하였다.

또한, 코어부는 폭: 50㎛, 높이(평균 두께):50㎛로 하였다.

다음으로, 얻어진 코어부 위로부터 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V52를 붓고, 하부 클래드층과 같은 방법으로 상부 클래드층을 작성하여, 실리콘 웨이퍼 기판 위에 폭 0.5㎝, 길이 10㎝의 직선 모양의 광도파로를 얻었다.

또한, 얻어진 광도파로에서, 클래드층(상부 및 하부)의 평균 두께는 50㎛였다.

다음으로, 이 광도파로를 기판으로부터 박리하고, 그 양면에 각각 롤 라미네이트법에 의해 평균 두께 45㎛의 구리층(도체층)을 접합하여 광도파로 구조체를 제작하였다.

(실시예 3)

먼저, 이형 처리한 유리 기판 위에 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V53을 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 50℃에서 15분간 가열하고, 이것에 포토마스크 없이 초고압 수은 램프를 이용하여 UV광을 조사하였다(조사량: 2500mJ/㎠, 파장: 365nm).

그 후, 추가로 클린 오븐을 이용하여 150℃에서 1시간 가열하여 하부 클래드층을 작성하였다.

그 위에, 코어층 형성용 재료로서 상기 클래드층 형성용 재료보다 굴절률이 높은 UV 경화형 에폭시 수지(NTT-AT제 E3135)를 스핀 코트한 후, 포토마스크를 이용한 포토리소그래피에 의해 직접 직선 모양의 코어부를 패터닝하였다.

또한, 코어부는 폭: 35㎛, 높이(평균 두께): 35㎛로 하였다.

그 후, 클래드층 형성용 재료로서 하부 클래드층을 형성한 것과 같은 바니시 V53을 이용하고, 하부 클래드층과 같은 방법으로 상부 클래드층을 형성하여, 유리 기판 위에 폭 0.5㎝, 길이 10㎝의 직선 모양의 광도파로를 얻었다.

또한, 얻어진 광도파로에서, 클래드층(상부 및 하부)의 평균 두께는 35㎛였다.

다음으로, 이 광도파로를 기판으로부터 박리하고, 그 양면에 각각 롤 라미네이트법에 의해 평균 두께 45㎛의 구리층(도체층)을 접합하여 광도파로 구조체를 제작하였다.

(실시예 4)

우선 평균 두께 18㎛의 구리박의 소화면(疎化面)에, 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V54를 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 50℃에서 15분간 가열 건조한 후, 이것에 포토마스크 없이 초고압 수은 램프를 이용하여 UV광을 조사(조사량: 3000mJ/㎠, 파장: 365㎚)하여 구리박 부착 하부 클래드층을 형성하였다. 또, 같은 재료, 방법에 의해 구리박 부착 상부 클래드층도 준비하였다.

한편, 코어층 형성용 재료로서 여과한 바니시 V2를 석영 유리 기판 위에 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일전한 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 45℃에서 10분간 가열하여 용제를 증발시켜, 실질적으로 건조한 고체 필름을 형성하였다.

이 필름에 포토마스크를 통하여 UV광을 조사(조사량: 3000mJ/㎠, 파장: 365㎚)한 후, 45℃의 핫 플레이트에서 30분간 가열한 바, 직선 모양의 코어부의 패턴이 출현하였다.

얻어진 샘플을 클린 오븐 중에서 85℃에서 30분간, 추가로 150℃에서 60분간 가열하여 패터닝된 바니시 V2의 경화층(필름)을 얻었다.

이 필름을 수중에서 석영 유리 기판으로부터 박리하고, 충분한 물로 세정하고, 45℃에서 1시간 오븐에서 건조시켜 단체(單體)의 코어층을 얻었다.

이 코어층을 상기 상하의 클래드층 사이에 끼우고, 전열 프레스를 이용하여 10MPa의 압력을 가하면서 150℃에서 1시간 가열하여, 양면에 구리층(도체층)을 갖는 폭 0.5㎝, 길이 10㎝의 직선 모양의 광도파로 구조체를 얻었다.

또한, 얻어진 광도파로에서, 코어층의 평균 두께는 35㎛(코어부의 폭: 35㎛)이며, 클래드층(상부 및 하부)의 평균 두께는 35㎛였다.

(실시예 5)

우선 이형 처리한 PET 필름 기판 위에 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V55를 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 50℃에서 15분간 가열 건조한 후, 이것에 포토마스크 없이 초고압 수은 램프를 이용하여 UV광을 조사(조사량: 2000mJ/㎠, 파장: 365nm)한 후, PET 필름으로부터 박리하여 단체의 하부 클래드층을 형성하였다. 또, 같은 재료, 방법에 의해 단체의 상부 클래드층도 준비하였다.

한편, 코어층 형성용 재료로서 여과한 바니시 V3을 석영 유리 기판 위에 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정한 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 45℃에서 10분간 가열하여 용제를 증발시켜, 실질적으로 건조한 고체 필름을 형성하였다.

이 필름에 포토마스크를 통하여 UV광을 조사(조사량: 3000mJ/㎠, 파장: 365㎚)한 후, 85℃의 클린 오븐에서 30분간 가열한 바, 직선 모양의 코어부의 패턴이 출현하였다.

추가로 160℃에서 2시간 가열하여 패터닝된 바니시 V3의 경화층(필름)을 얻었다.

이 필름을 수중에서 석영 유리 기판으로부터 박리하고, 충분한 물로 세정하고, 45℃에서 1시간 오븐에서 건조시켜 단체의 코어층을 얻었다.

이 코어층을 상기 상하의 클래드층 사이에 끼우고, 전열 프레스를 이용하여 6MPa의 압력을 가하면서 150℃에서 1시간 가열하여 폭 0.5㎝, 길이 10㎝의 직선 모양의 광도파로를 얻었다.

또한, 얻어진 광도파로에서, 코어층의 평균 두께는 50㎛(코어부의 폭: 50㎛), 클래드층(상부 및 하부)의 평균 두께는 50㎛였다.

다음으로, 이 광도파로의 양면에 각각 롤 라미네이트법에 의해 평균 두께 45㎛의 구리층(도체층)을 접합하여 광도파로 구조체를 제작하였다.

(실시예 6)

클래드층 형성용 재료로서 바니시 V56을 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 5와 같게 하여 광도파로 구조체를 얻었다.

(실시예 7)

클래드층 형성용 재료로서 바니시 V57을, 코어층 형성용 재료로서 바니시 V2를 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 같게 하여 광도파로 구조체를 얻었다.

(실시예 8)

우선 이형 처리한 PET 필름 기판 위에 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V58을 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 50℃에서 15분간 가열 건조한 후, PET 필름으로부터 박리하여 단체의 하부 클래드층을 형성하였다. 또, 같은 재료, 방법에 의해 단체의 상부 클래드층도 준비하였다.

한편, 코어층 형성용 재료로서 여과한 바니시 V3을 석영 유리 기판 위에 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정한 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 45℃에서 10분간 가열하여 용제를 증발시켜, 실질적으로 건조한 고체 필름을 형성하였다.

이 필름에 포토마스크를 통하여 UV광을 조사(조사량: 3000mJ/㎠, 파장: 365nm)한 후, 85℃의 클린 오븐에서 30분간 가열한 바, 직선 모양의 코어부 패턴이 출현하였다.

추가로, 160℃에서 2시간 가열하여 패터닝된 바니시 V3의 경화층(필름)을 얻었다.

이 필름을 수중에서 석영 유리 기판으로부터 박리하고, 충분한 물로 세정하고, 45℃에서 1시간 오븐에서 건조시켜 단체의 코어층을 얻었다.

이 코어층을 상기 상하의 클래드층 사이에 끼우고, 전열 프레스를 이용하여 3MPa의 압력을 가하면서 150℃에서 1시간 가열하여 폭 0.5㎝, 길이 10㎝의 직선 모양의 광도파로를 얻었다.

또한, 얻어진 광도파로에서, 코어층의 평균 두께는 50㎛(코어부의 폭: 50㎛), 클래드층(상부 및 하부)의 평균 두께는 50㎛였다.

다음으로, 이 광도파로의 양면에 각각 롤 라미네이트법에 의해 평균 두께 45㎛의 구리층(도체층)을 접합하여 광도파로 구조체를 제작하였다.

(실시예 9)

클래드층 형성용 재료로서 바니시 V60을 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 4와 같게 하여 광도파로 구조체를 얻었다.

(실시예 10)

클래드층 형성용 재료로서 바니시 V61을 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 4와 같게 하여 광도파로 구조체를 얻었다.

(실시예 11)

우선 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V62를 4인치 두께의 유리 기판 위에 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 50℃에서 15분간 가열하고, 80℃에서 20분간, 그 후 150℃에서 1시간 경화시켜 하부 클래드층을 형성하였다.

다음으로, 코어층 형성용 재료로서 바니시 V3을 경화시킨 하부 클래드층의 표면에 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

그 후, 이 코팅된 유리 기판을 핫 플레이트를 이용하여 45℃에서 10분간 가열하여, 실질적으로 건조한 고체 필름을 형성하였다.

다음으로, 바니시 V3으로부터 형성한 고체 필름에 포토마스크를 통하여 UV광(파장: 365㎚)을 조사하고(조사량: 3000mJ/㎠), 실온에서 30분간 숙성시키고, 뒤이어서 85℃에서 30분간 가열하고, 추가로 150℃에서 60분간 가열하여 코어층을 얻었다.

또한, 코어부의 패턴은 85℃에서 30분간 가열한 시점에서 눈으로 확인할 수 있었다.

다음으로, 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V61을 바니시 V3으로부터 형성된 경화층의 표면에 붓고, 스핀 코터로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

이 코팅된 유리 기판을 핫 플레이트에 두고 50℃에서 15분간 가열하고, 계속해서 80℃에서 20분간, 그 후 150℃에서 1시간 경화시켜 상부 클래드층을 형성하여, 유리 기판 위에 폭 0.5㎝, 길이 10㎝의 직선 모양의 광도파로를 얻었다.

또한, 얻어진 광도파로에서, 코어층의 평균 두께는 35㎛(코어부의 폭: 35㎛), 클래드층(상부 및 하부)의 평균 두께는 35㎛였다.

다음으로, 이 광도파로를 기판으로부터 박리하고, 그 양면에 각각 롤 라미네이트법에 의해 평균 두께 45㎛의 구리층(도체층)을 접합하여 광도파로 구조체를 제작하였다.

(실시예 12)

클래드층 형성용 재료로서 바니시 V63을 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 11과 같게 하여 광도파로 구조체를 얻었다.

(실시예 13)

클래드층 형성용 재료로서 바니시 V64를, 코어층 형성용 재료로서 바니시 V1을 사용하고, 코어층을 형성할 때에, UV광 조사 후 85℃×30분의 가열에 앞서 45℃×30분의 가열을 실시한 것 이외에는, 상기 실시예 11과 같게 하여 광도파로 구조체를 얻었다.

(실시예 14)

클래드층 형성용 재료로서 바니시 V65를 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 4와 같게 하여 광도파로 구조체를 얻었다.

(비교예)

우선 클래드층 형성용 재료로서 바니시 V59를 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 코터에 의해 실질적으로 균일한 두께로 도포한 후, 질소 오븐 중에서 350℃에서 1시간 가열 실시함으로써 하부 클래드층을 형성하였다.

다음으로, 코어층 형성용 재료로서 바니시 V1을 하부 클래드층의 표면에 붓고, 닥터 블레이드로 실질적으로 일정 두께로 넓혔다.

다음으로, 이것을 핫 플레이트에 두고 45℃에서 10분간 가열하여 용제를 증발시켜 실질적으로 건조한 고체 필름을 형성하였다.

이 필름에 포토마스크를 통하여 UV광을 조사(조사량: 3000mJ/㎠, 파장: 365mn)한 후, 45℃의 핫 플레이트에서 30분간 가열한 바, 직선 모양의 코어부 패턴이 출현하였다.

얻어진 샘플을 클린 오븐 중에서 85℃에서 30분간, 추가로 150℃에서 60분간 가열하여 패터닝된 바니시 V1의 경화층(코어층)을 얻었다.

다음으로, 클래드층 형성용 재료로서 하부 클래드층이 이용한 것과 같은 바니시를 이용하고, 하부 클래드층과 같은 방법으로 코어층 위에 상부 클래드층을 형성하여 유리 기판 위에 폭 0.5㎝, 길이 10㎝의 직선 모양의 광도파로를 얻었다.

또한, 얻어진 광도파로에서, 코어층의 평균 두께는 50㎛(코어부의 폭: 50㎛), 클래드층(상부 및 하부)의 평균 두께는 50㎛였다.

다음으로, 이 광도파로를 기판으로부터 박리하고, 그 양면에 각각 롤 라미네이트법에 의해 평균 두께 45㎛의 구리층(도체층)을 접합하여 광도파로 구조체를 제작하였다.

4-2. 평가

4-2-1. 광전파 손실의 측정

각 실시예 및 비교예의 광도파로 구조체에 대하여 각각 광전파 손실을 「컷백(cut back)법」을 사용하여 측정하였다.

이는, 레이저 다이오드로부터 발생시킨 빛을 광파이버를 통하여 코어부의 일단으로부터 입력하고, 타단으로부터의 출력을 측정하여, 코어부의 길이를 수단계의 길이로 자르고, 각 길이에 대해 광 출력을 측정함으로써 실시하였다.

각 길이의 코어부에서의 총 광 손실은 하기 식으로 표시된다.

총 광손실(dB) = -10log(Pn/Po)

식 중, Pn은 P1, P2, …Pn의 각 길이의 코어부의 타단에서의 측정된 출력이며, Po는 광파이버를 코어부의 일단에 결합하기 전의 광파이버의 단부에서의 광원의 측정 출력이다.

다음으로, 총 광손실은 도 14(차트 1)와 같이 플롯된다. 이 데이터의 회귀 직선은 하기 식에 의해 표시된다.

y = mx + b

식 중, m은 광전파 손실을 나타내며, b는 결합 손실(coupling loss)을 나타낸다.

또한, 실시예 2에서는 파장 1300㎚의 빛을 이용하며, 그 외에서는 파장 850㎚의 빛을 이용하였다.

4-2-2. 밀착성 시험

각 실시예 및 비교예의 광도파로 구조체에 대하여 각각 코어층과 클래드층의 밀착성 시험을 실시하였다.

이것은 코어층으로부터 클래드층을 90° 위쪽으로 당겨 벗기는 박리(peel) 시험에 의해 실시하였다. 광전파 손실의 측정 및 밀착성 시험의 결과를 각각 하기 표 4에 나타낸다.

	바니시		광전파 손실 측정 (dB/cm)	밀착성 시험 (gf/cm)
	코어층	클래드층
실시예 1	V1	V51	0.05	900
실시예 2	V4	V52	0.30*	750
실시예 3	에폭시	V53	0.12	1100
실시예 4	V2	V54	0.10	800
실시예 5	V3	V55	0.09	830
실시예 6	V3	V56	0.09	680
실시예 7	V2	V57	0.08	650
실시예 8	V3	V58	0.15	720
실시예 9	V2	V60	0.09	860
실시예 10	V2	V61	0.10	750
실시예 11	V3	V62	0.08	710
실시예 12	V3	V63	0.10	690
실시예 13	V1	V64	0.09	650
실시예 14	V2	V65	0.08	780
비교예	V1	V59	0.63	3

광전파 손실 측정은, *표가 붙은 것은 1300㎚ 파장의 빛을 이용하고, 그 외의 것은 850㎚ 파장의 빛을 이용하여 실시하였다.

또한, 표 중의 각 수치는 각각 5개의 평균값을 나타낸다.

표 4로부터도 분명한 것 같이, 각 실시예의 광도파로 구조체는 모두 광전파 손실이 작고 광전송 성능이 높은 것이며, 또 코어층과 클래드층의 밀착력이 높은 것이었다.

이와는 대조적으로, 비교예의 광도파로 구조체는 광전파 손실이 크고, 또한 코어층과 클래드층의 밀착력이 낮으며, 특성이 뒤떨어진 것이었다. 이것은 코어층과 클래드층의 계면에서의 밀착이 나빠 일부에서 박리가 생기고 있는 것이 원인이 되어, 광전파 손실도 커진 것으로 생각된다.

또, 각 실시예 및 비교예의 광도파로 구조체를 고습도 환경(60℃, 90% RH, 2000시간)에 노출한 후, 상기와 같게 하여 광전파 손실의 측정을 실시하였다. 그 결과, 각 실시예의 광도파로 구조체는 모두 고습도 환경에 노출하기 전과 거의 변화가 확인되지 않았다. 이와는 대조적으로, 비교예의 광도파로 구조체에서는 현저한 광전파 손실의 증대가 확인되었다.

또한, 각 실시예 및 비교예에서 제작한 광도파로 구조체(고습도 환경에 노출하기 전의 것)의 도체층을 각각 패터닝하여 배선을 형성하고, 소정의 개소에 발광소자 및 수광소자를 실장하여 복합 장치를 제작하였다.

그리고 이들 복합 장치를 동작시킨 바, 각 실시예의 광도파로 구조체를 이용한 복합 장치는 모두 비교예의 광도파로 구조체를 이용한 복합 장치와는 대조적으로 보다 고속으로의 동작이 가능한 것이 확인되었다.

본 발명의 광도파로는 클래드층이 노르보넨계 폴리머를 주재료로 하여 구성되어 있기 때문에, 광도파로를 회로 기판에 실장함에 있어서, 땜납 처리 등의 열처 리가 실시된 경우라도 클래드층이 연화해 버리는 것이 방지된다. 또, 광도파로가 고습도 환경에 방치된 경우에도, 클래드층의 흡수에 따른 치수 변화가 생기기 어려워 사용 환경에 관계없이 광전파를 안정적으로 실시할 수 있다. 또한, 클래드층에 드는 재료 비용을 낮게 억제할 수 있다.

또, 노르보넨계 폴리머가 중합성 기를 포함하는 치환기를 갖는 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것임으로 인해, 클래드층에서 노르보넨계 폴리머 중 적어도 일부의 것의 중합성 기끼리를 직접 또는 가교제를 통하여 가교시킬 수 있다. 또, 중합성 기의 종류, 가교제의 종류, 코어층에 이용하는 폴리머의 종류 등에 따라서는, 이 노르보넨계 폴리머와 코어층에 이용하는 폴리머를 가교시킬 수도 있다. 그 결과, 클래드층 자체의 강도를 향상시키거나, 클래드층과 코어층의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

그리고 중합성 기로서 에폭시기를 가지는 경우, 상기 효과를 보다 향상시킬 수 있다.

또, 광도파로의 적어도 한쪽 면측에 도체층을 형성한 본 발명의 도파로 구조체는, 이 도체층을 사용하여 전자 부품을 전기적으로 접속할 수 있어, 전자 부품과 광도파로가 혼재하는 회로 기판을 용이하게 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명의 광도파로 및 도파로 구조체는 산업상의 이용 가능성을 갖는다.

Claims (65)

1. 코어부와, 이 코어부보다 굴절률이 낮은 클래드부를 구비하고 노르보넨계 폴리머를 포함하는 코어층과,

   이 코어층의 적어도 한쪽 면에 접촉하여 설치되고, 상기 코어부보다 굴절률이 낮은 클래드층을 가지는 광도파로로서,

   상기 클래드층은 하기 화학식 1로 표시되는 노르보넨계 폴리머와 광산 발생제를 포함하는 재료로 구성되고, 상기 광산 발생제의 작용에 의해 상기 화학식 1로 표시되는 노르보넨계 폴리머의 적어도 일부를 에폭시기에서 직접 가교시켜 이루어지거나, 또는 화학식 1로 표시되는 노르보넨계 폴리머와 가교제와 광산 발생제를 포함하는 재료로 구성되고, 상기 광산 발생제의 작용에 의해 상기 화학식 1로 표시되는 노르보넨계 폴리머의 적어도 일부를 에폭시기에서 상기 가교제를 통하여 가교시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 광도파로.

   [화학식 1]

   

   [식 중, R은 탄소수 1~10의 알킬기를 나타내고, a는 0~3의 정수를 나타내며, b는 1~3의 정수를 나타내고, p/q가 20 이하이다.]
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가교제는 노르보네닐 에틸 트리메톡시 실란, 트리에톡시실릴 노르보넨, 트리메톡시실릴 노르보넨, 3-글리시독시 프로필 트리메톡시 실란 또는 실리콘에폭시 수지인 광도파로.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 광산 발생제는 테트라키스(펜타플루오로페닐)붕산염을 포함하는 붕산염류, 헥사플루오로안티몬산염을 포함하는 안티몬산염류, 테트라키스(펜타플루오로페닐)갈륨산염을 포함하는 갈륨산염류, 알루민산염류, 카르보란류 또는 할로카르보란류인 광도파로.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 코어층은 상기 노르보넨계 폴리머와, 이 노르보넨계 폴리머와 상용하며 또 이 노르보넨계 폴리머와 다른 굴절률을 가지는 모노머와, 활성 방사선의 조사에 의해 활성화하는 제1 물질과, 상기 모노머의 반응을 개시시킬 수 있는 제2 물질로서 활성화한 상기 제1 물질의 작용에 의해 활성화 온도가 변화하는 제2 물질을 포함하는 층을 형성하고,

   그 후, 상기 층에 대해 상기 활성 방사선을 선택적으로 조사함으로써, 상기 활성 방사선이 조사된 조사 영역에서, 상기 제1 물질을 활성화시킴과 동시에 상기 제2 물질의 활성화 온도를 변화시키고,

   뒤이어서, 상기 층에 대해 가열 처리를 실시함으로써, 상기 제2 물질 또는 활성화 온도가 변화한 상기 제2 물질 중 어느 쪽이든 활성화 온도가 낮은 쪽을 활성화시키고, 상기 조사 영역 또는 상기 활성 방사선의 미조사 영역 중 어느 쪽인가에서 상기 모노머를 반응시키고, 상기 조사 영역과 상기 미조사 영역 사이에 굴절률차를 생기게 함으로써, 상기 조사 영역 및 상기 미조사 영역 중 어느 한쪽을 상기 코어부로 하고, 다른 한쪽을 상기 클래드부로 하여 얻어진 것인 광도파로.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 코어층은 상기 층의 상기 조사 영역 또는 상기 미조사 영역 중 어느 한쪽의 영역에서 상기 모노머의 반응이 진행됨에 따라, 다른 한쪽 영역으로부터 미반응의 상기 모노머가 집합됨으로써 얻어진 것인 광도파로.
11. 청구항 9에 있어서,

    상기 제1 물질은 상기 활성 방사선의 조사에 수반하여 양이온과 약(弱)배위 음이온을 발생시키는 화합물을 포함하는 것이며, 상기 제2 물질은 상기 제1 물질이 발생시키는 약배위 음이온의 작용에 의해 활성화 온도가 변화하는 것인 광도파로.
12. 청구항 9에 있어서,

    상기 제2 물질은 활성화한 상기 제1 물질의 작용에 의해 활성화 온도가 저하하고, 상기 가열 처리의 온도보다 높은 온도에서의 가열에 의해 상기 활성 방사선의 조사를 수반하지 않고 활성화하는 것인 광도파로.
13. 청구항 12에 있어서,

    상기 제2 물질은 하기 식 Ia로 표시되는 화합물을 포함하는 광도파로.

    (E(R)₃)₂Pd(Q)₂ … (Ia)

    [식 중, E(R)₃은 제15족의 중성 전자 도너 배위자를 나타내고, E는 주기율표의 제15족으로부터 선택되는 원소를 나타내며, R은 수소 원자(또는 그 동위체의 하 나) 또는 탄화수소기를 포함하는 부위를 나타내고, Q는 카르복실레이트, 티오카르복실레이트 및 디티오카르복실레이트로부터 선택되는 음이온 배위자를 나타낸다.]
14. 청구항 12에 있어서,

    상기 제2 물질은 하기 식 Ib로 표시되는 화합물을 포함하는 광도파로.

    [(E(R)₃)_aPd(Q)(LB)_b]_p[WCA]_r … (Ib)

    [식 중, E(R)₃은 제15족의 중성 전자 도너 배위자를 나타내고, E는 주기율표의 제15족으로부터 선택되는 원소를 나타내며, R은 수소 원자(또는 그 동위체의 하나) 또는 탄화수소기를 포함하는 부위를 나타내고, Q는 카르복실레이트, 티오카르복실레이트 및 디티오카르복실레이트로부터 선택되는 음이온 배위자를 나타내며, LB는 루이스 염기를 나타내고, WCA는 약배위 음이온을 나타내며, a는 1~3의 정수를 나타내고, b는 0~2의 정수를 나타내며, a와 b의 합계는 1~3이고, p 및 r은 팔라듐 양이온과 약배위 음이온의 전하의 균형을 잡는 수를 나타낸다.]
15. 청구항 14에 있어서,

    p 및 r은 각각 1 또는 2의 정수로부터 선택되는 광도파로.
16. 청구항 9에 있어서,

    상기 코어층은 상기 가열 처리 후, 상기 층을 상기 가열 처리 온도보다도 높 은 제2 온도로 가열 처리함으로써 얻어진 것인 광도파로.
17. 청구항 16에 있어서,

    상기 코어층은 상기 제2 온도에서의 가열 처리 후, 상기 층을 상기 제2 온도보다도 높은 제3 온도로 가열 처리함으로써 얻어진 것인 광도파로.
18. 청구항 17에 있어서,

    상기 제3 온도는 상기 제2 온도보다 20℃ 이상 높은 광도파로.
19. 청구항 9에 있어서,

    상기 모노머는 가교성 모노머를 포함하는 광도파로.
20. 청구항 9에 있어서,

    상기 모노머는 노르보넨계 모노머를 포함하는 것인 광도파로.
21. 청구항 19에 있어서,

    상기 모노머는 노르보넨계 모노머를 포함하는 것이며, 상기 가교성 모노머로서 디메틸 비스(노르보넨 메톡시)실란을 포함하는 것인 광도파로.
22. 청구항 9에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 활성화한 상기 제1 물질의 작용에 의해 분자 구조 중 적어도 일부가 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기를 가지며, 상기 층에 대해 상기 활성 방사선을 선택적으로 조사했을 때에, 상기 조사 영역에서 상기 노르보넨계 폴리머의 상기 이탈성 기가 이탈하는 광도파로.
23. 청구항 22에 있어서,

    상기 제1 물질은 상기 활성 방사선의 조사에 수반하여 양이온과 약배위 음이온을 발생시키는 화합물을 포함하는 것이며, 상기 이탈성 기는 상기 양이온의 작용에 의해 이탈하는 산(酸) 이탈성 기인 광도파로.
24. 청구항 23에 있어서,

    상기 산 이탈성 기는 -O- 구조, -Si-아릴 구조 및 -O-Si- 구조 중 적어도 하나를 가지는 것인 광도파로.
25. 청구항 22에 있어서,

    상기 이탈성 기는 그 이탈에 의해 상기 노르보넨계 폴리머의 굴절률에 저하를 생기게 하는 것인 광도파로.
26. 청구항 25에 있어서,

    상기 이탈성 기는 -Si-디페닐 구조 및 -O-Si-디페닐 구조 중 적어도 한쪽인 광도파로.
27. 청구항 9에 있어서,

    상기 활성 방사선은 200~450㎚의 범위에 피크 파장을 가지는 것인 광도파로.
28. 청구항 9에 있어서,

    상기 활성 방사선의 조사량은 0.1~9J/㎠인 광도파로.
29. 청구항 9에 있어서,

    상기 활성 방사선은 마스크를 통하여 상기 층에 조사되는 광도파로.
30. 청구항 9에 있어서,

    상기 층은 추가로 산화 방지제를 포함하는 광도파로.
31. 청구항 9에 있어서,

    상기 층은 추가로 증감제를 포함하는 광도파로.
32. 삭제
33. 청구항 9에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 부가 중합체인 광도파로.
34. 청구항 1에 있어서,

    상기 코어층은 활성 방사선의 조사에 의해 활성화하는 물질과, 상기 노르보넨계 폴리머로서 주쇄와 이 주쇄로부터 분기하고 활성화한 상기 물질의 작용에 의해 분자 구조 중 적어도 일부가 상기 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기를 가지는 것을 포함하는 층을 형성하고,

    그 후, 상기 층에 대해 상기 활성 방사선을 선택적으로 조사함으로써, 상기 활성 방사선이 조사된 조사 영역에서 상기 물질을 활성화시켜, 상기 노르보넨계 폴리머의 상기 이탈성 기를 이탈시키고, 해당 조사 영역과 상기 활성 방사선의 비조사 영역 사이에 굴절률차를 생기게 함으로써, 상기 조사 영역 및 상기 비조사 영역 중 어느 한쪽을 상기 코어부로 하고, 다른 한쪽을 상기 클래드부로 하여 얻어진 것인 광도파로.
35. 청구항 34에 있어서,

    상기 코어층은 상기 활성 방사선의 조사 후, 상기 층에 대해 가열 처리를 실시함으로써 얻어진 것인 광도파로.
36. 청구항 34에 있어서,

    상기 물질은 상기 활성 방사선의 조사에 수반하여 양이온과 약배위 음이온을 발생시키는 화합물을 포함하는 것이며, 상기 이탈성 기는 상기 양이온의 작용에 의해 이탈하는 산 이탈성 기인 광도파로.
37. 청구항 36에 있어서,

    상기 산 이탈성 기는 -O- 구조, -Si-아릴 구조 및 -O-Si- 구조 중 적어도 하나를 가지는 것인 광도파로.
38. 청구항 34에 있어서,

    상기 이탈성 기는 그 이탈에 의해 상기 노르보넨계 폴리머의 굴절률에 저하를 생기게 하는 것인 광도파로.
39. 청구항 38에 있어서,

    상기 이탈성 기는 -Si-디페닐 구조 및 -O-Si-디페닐 구조 중 적어도 한쪽인 광도파로.
40. 청구항 34에 있어서,

    상기 활성 방사선은 200~450㎚의 범위에 피크 파장을 가지는 것인 광도파로.
41. 청구항 34에 있어서,

    상기 활성 방사선의 조사량은 0.1~9J/㎠인 광도파로.
42. 청구항 34에 있어서,

    상기 활성 방사선은 마스크를 통하여 상기 층에 조사되는 광도파로.
43. 청구항 34에 있어서,

    상기 층은 추가로 산화 방지제를 포함하는 광도파로.
44. 청구항 34에 있어서,

    상기 층은 추가로 증감제를 포함하는 광도파로.
45. 삭제
46. 청구항 34에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 부가 중합체인 광도파로.
47. 청구항 1에 있어서,

    상기 코어부는 제1 노르보넨계 재료를 포함하여 구성되고, 상기 클래드부는 상기 제1 노르보넨계 재료보다 낮은 굴절률을 가지는 제2 노르보넨계 재료를 포함하여 구성되어 있는 광도파로.
48. 청구항 47에 있어서,

    상기 제1 노르보넨계 재료와 상기 제2 노르보넨계 재료는 모두 상기 노르보넨계 폴리머로서 동일한 것을 함유하며, 또한 상기 노르보넨계 폴리머와 다른 굴절률을 가지는 노르보넨계 모노머의 반응물의 함유량이 다름으로 인하여 그들의 굴절률이 상이하게 되어 있는 광도파로.
49. 청구항 48에 있어서,

    상기 반응물은 상기 노르보넨계 모노머의 중합체, 상기 노르보넨계 폴리머끼리를 가교하는 가교 구조 및 상기 노르보넨계 폴리머로부터 분기하는 분기 구조 중 적어도 하나인 광도파로.
50. 청구항 48에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 아랄킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 광도파로.
51. 청구항 48에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 벤질 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 광도파로.
52. 청구항 48에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 페닐 에틸 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 광도파로.
53. 청구항 48에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 주쇄와, 이 주쇄로부터 분기하고 분자 구조 중 적어도 일부가 상기 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기를 가지며,

    상기 코어부와 상기 클래드부는 상기 주쇄에 결합한 상태의 상기 이탈성 기의 수가 다른 것 및 상기 노르보넨계 폴리머와 다른 굴절률을 가지는 노르보넨계 모노머의 반응물의 함유량이 다름으로 인하여 그들의 굴절률이 상이하게 되어 있는 광도파로.
54. 청구항 53에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 디페닐 메틸 노르보넨 메톡시 실란 반복 단위를 포함하는 것인 광도파로.
55. 청구항 48에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 광도파로.
56. 청구항 48에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 헥실 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 광도파로.
57. 청구항 48에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 부가 중합체인 광도파로.
58. 청구항 47에 있어서,

    상기 코어층은 상기 노르보넨계 폴리머로서 주쇄와 이 주쇄로부터 분기하고 분자 구조 중 적어도 일부가 상기 주쇄로부터 이탈할 수 있는 이탈성 기를 가지는 것을 포함하여 구성되며,

    상기 제1 노르보넨계 재료와 제2 노르보넨계 재료는 상기 주쇄에 결합한 상태의 상기 이탈성 기의 수가 다름으로 인하여 그들의 굴절률이 상이하게 되어 있는 광도파로.
59. 청구항 58에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 디페닐 메틸 노르보넨 메톡시 실란 반복 단위를 포함하는 것인 광도파로.
60. 청구항 58에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 알킬 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 광도파로.
61. 청구항 58에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 헥실 노르보넨 반복 단위를 포함하는 것인 광도파로.
62. 청구항 58에 있어서,

    상기 노르보넨계 폴리머는 부가 중합체인 광도파로.
63. 청구항 1에 기재된 광도파로와, 이 광도파로의 적어도 한쪽 면측에 설치된 도체층을 가지는 것을 특징으로 하는 광도파로 구조체.
64. 청구항 63에 있어서,

    상기 도체층의 평균 두께는 상기 광도파로의 평균 두께의 10~90%인 광도파로 구조체.
65. 청구항 63에 있어서,

    상기 도체층은 건식 도금법, 습식 도금법 및 도전성 시트재의 접합 중 적어 도 하나의 방법에 의해 형성된 것인 광도파로 구조체.

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