KR20060090761A - 광학 소자의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 보다 저렴하고 양산성이 높은 편광자 등의 광학 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은, 기판 상에 복수의 금속 와이어 그리드를 구비한 광학 소자의 제조 방법으로서, 상기 금속 와이어 그리드를 LSP(Liquid Self-patterning Process)에 이해 제조하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법을 제공한다.

Description

광학 소자의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL ELEMENT}

도 1은 가시 스펙트럼용 편광자의 제조 방법의 일례를 나타내는 공정도,

도 2는 두 가지 금속으로 이루어지는 와이어 그리드를 구비한 가시 스펙트럼용 편광자의 일례.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 편광자 11 : 기판

12 : 레지스트 13 : 금속 나노 페이스트

14 : 금속 와이어 그리드

본 발명은, 광학 소자, 특히 가시 스펙트럼용 와이어 그리드 편광자의 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터, 광학 소자, 예컨대, 특정한 편광의 광을 효율적으로 투과함과 동시에, 직교하는 편광의 광을 효과적으로 반사하는 광대역폭 와이어 그리드 편광자 등이 여러가지 개발되어 있다(특허 문헌 1 등).

현재, 실용화되어 있는 무기 편광자는, 금속의 돌기(emboss) 패턴을 형성하기 위해서, 기판 상에 레지스트를 패터닝한 후, RIE(Reactive Ion Etching) 등으로 드라이 에칭을 하고 있다. 그러나, 돌기 형상이 나노 등급이 되면, 에칭 파라미터를 엄밀히 제어하지 않으면 안되고, 정밀도가 좋은 편광자를 높은 제품 비율로 생산하기 어려웠다. 이 때문에, 보다 저렴하고 양산성이 높은, 고밀도의 편광자 등의 광학 소자를 제조하는 것이 요구되고 있었다.

[특허 문헌 1] 특허 공개 제2003-502708호 공보

본 발명이 해결하고자 하는 문제점은 상술한 종래 기술에 있어서의 문제점이다.

따라서, 본 발명의 목적은 보다 저렴하고 양산성이 높은, 편광자 등의 광학 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은, 상기 식견에 근거하여 이루어진 것으로, 하기 1을 제공하는 것이다.

1. 기판 상에 복수의 금속 와이어 그리드를 구비한 광학 소자의 제조 방법으로서, 상기 금속 와이어 그리드를 LSP(Liquid Self-patterning Process)에 의해 제 작하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법.

또한, 본 발명은 하기 2∼7을 각각 제공하는 것이다.

2. 매립용 페이스트로서 금속 나노 페이스트를 사용하는 것에 의해 상기 금속 와이어 그리드를 형성하는, 상기 1에 기재된 광학 소자의 제조 방법.

3. 미리 금속 나노 페이스트를 매립하기 위한 오목부를 형성하는 레지스트를 마련해 두고, 금속 나노 페이스트를 소성했을 때, 레지스트 오목부에 금속 입자를 석출시키는, 상기 2에 기재된 광학 소자의 제조 방법.

4. 매립용 페이스트로서 두 가지 이상의 금속으로 이루어지는 금속 나노 페이스트를 사용하여, 다원계의 금속 와이어 그리드를 제작하는, 상기 2 또는 3에 기재된 광학 소자의 제조 방법.

5. 금속 나노 페이스트를 소성한 후, LSP를 1회 이상 반복하여, 다층의 금속 와이어 그리드를 제작하는, 상기 2∼4 중 어느 하나에 기재된 광학 소자의 제조 방법.

6. 상기 금속 나노 페이스트가, Al, Ag 및 Au로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1 종류 이상의 금속을 포함하는, 상기 2∼5 중 어느 하나에 기재된 광학 소자의 제조 방법.

7. 상기 광학 소자로서, 가시 스펙트럼용 편광자를 제작하는, 상기 1∼6 중 어느 하나에 기재된 광학 소자의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 광학 소자에 있어서의 금속 와이어 그리드를 LSP(Liquid Self-patterning Process)를 이용하여 제작하기 때문에, 고밀도의 편광자 등의 광 학 소자를 보다 저렴하고 양산성 높게 얻을 수 있다. 또한, 다원계 및 다층의 금속 와이어 그리드를 용이하게 제작할 수 있어, 재료 선택의 폭이 넓어진다.

이하에 본 발명에 따른 광학 소자의 제조 방법에 대하여, 그 바람직한 실시 형태로서의 실시예를 들어 설명한다. 또한, 본 발명은, 이러한 실시예에 의해 어떠한 제한도 되지 않는다.

(실시예 1)

도 1에 본 실시예에 따른 가시 스펙트럼용 편광자의 제조 공정의 일례를 나타낸다.

(1) 레지스트 패턴 형성

도 1(a)에 도시하는 바와 같이 석영 등의 기판(11) 상에 통상의 방법에 의해 레지스트 패턴(12)을 형성한다.

(2) 금속 나노 페이스트의 매립

다음에, 도 1(b)에 도시하는 바와 같이 Al로 이루어지는 금속 나노 페이스트(13)를 LSP법으로서의 스핀코트법에 의해 도포하여, 레지스트(12)의 오목부 사이에 매립한다. 스핀코트할 때의 회전수는, 4000rpm(2sec)으로 실행하고, 그 후 2000rpm(20sec)로 실행했다. 초기 2sec의 스핀코트회전수는 500∼10000rpm의 범위 내가 바람직하며, 특히 1000∼7000rpm, 특히 2000∼5000rpm이 바람직하다. 또한, 금속 나노 페이스트(13)의 점도는 본 실시예에서는 8.3cps로 했다.

(3) 소성 공정

그리고, 도 1(c)에 도시하는 바와 같이 가열로에서 저온 소성(200℃ 이하)하여, 금속 와이어 그리드(14)의 기초를 형성한다. 금속 나노 페이스트(13)를 소성했을 때에는, 레지스트(12)의 오목부에 100㎚ 이하의 금속 입자가 석출하고 있었다. 금속 나노 페이스트(13)를 형성하기 위한 금속 입자로서는, 그 입자 직경이 형성하고자 하는 금속 그리드 와이어의 폭보다 작으면 되고, 바람직하게는 100㎚ 이하이다.

(4) 와이어 그리드 형성

도 1(d)에 도시하는 바와 같이 금속 와이어 그리드(14)가 소망하는 높이에 이를 때까지, 상술한 (1)∼(3)의 공정을 반복한다.

(5) 레지스트 박리

도 1(e)에 도시하는 바와 같이 금속 와이어 그리드(14)를 소망하는 높이까지 형성하면, 레지스트(12)를 박리한다. 이에 따라, 금속 와이어 그리드(14)를 구비한 고밀도의 광학 소자로서의 편광자(10)를 저렴하고 양산성 좋게 제작할 수 있다.

(실시예 2)

다음에, 금속 나노 페이스트로서, Al, Ag의 두 가지 금속으로 이루어지는 페이스트를 이용한 실시예를 나타낸다. 도 2는 본 실시예의 제조 방법에 의해 형성한, 두 가지 금속으로 이루어지는 와이어 그리드(적층 합금)를 구비한 가시 스펙트럼용 편광자의 일례를 나타낸다. 도 2(a)는 실시예 2에 따른 편광자의 사시도, 도 2(b)는 도 2(a)의 편광자의 X-X 방향 단면도이다.

본 실시예에 따른 편광자의 제조 방법은, 레지스트의 오목부 사이에 매립하기 위한 금속 나노 페이스트로서, Al 및 Ag의 두 가지 금속으로 이루어지는 페이스트를 이용한 것 이외에는, 상술한 실시예 1과 동일한 공정으로 이루어진다. 따라서, 본 실시예 2에 있어서 특별히 상술하지 않는 점에 대해서는, 상술한 실시예 1에서 설명한 사항이 적절히 적용된다.

본 실시예에서는, Al로 이루어지는 금속 나노 페이스트(13)와 Ag로 이루어지는 금속 나노 페이스트(13)를 교대로 스핀코트에 의해 도포하여, 레지스트(12)의 오목부 사이에 매립한다. 이에 따라, 레지스트(12)를 박리한 후에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 Al과 Ag가 교대로 적층 형성된 복수의 금속 와이어 그리드(다원계에서 다층의 금속 와이어 그리드)(14)를 구비한 고밀도의 광학 소자로서의 편광자(20)가, 저렴하고 양산성 좋게 용이하게 얻어진다.

또, 본 실시예에 있어서도, 금속 나노 페이스트(13)를 소성했을 때에는, 레지스트(12)의 오목부에 100㎚ 이하의 금속 입자가 석출되고 있었다.

(변경예〕

본 발명은, 상술한 각 실시 형태, 실시예를 적합하게 제공하는 것이지만, 이들 실시 형태, 실시예로 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지의 변경이 가능하다.

LSP의 방법으로서, 실시예로서는 금속 나노 페이스트를 매립용 페이스트로서 이용했지만, 그 이외에 카본 나노 튜브 등의 나노 카본을 포함한 용액도 가능하다.

금속 와이어 그리드를 형성하기 위한 금속으로서는, Al, Ag 이외에도, Au를 적합하게 사용할 수 있고, 또한 이들을 혼합한 것도 사용할 수 있다. 기타, Al과 Ag의 고용체(solid solution) 및 금속간 화합물이라도 좋다.

광학 소자로서, 실시예에서는 가시 스펙트럼용 편광자를 제작했지만, 본 발명에 있어서는, 회절 격자 등에도 적용할 수 있다.

본 발명은 보다 저렴하고 양산성이 높은 편광자 등의 광학 소자의 제조 방법으로서의 효과를 갖는다.

Claims (7)

1. 기판 상에 복수의 금속 와이어 그리드를 구비한 광학 소자의 제조 방법으로서,

   상기 금속 와이어 그리드를 LSP(Liquid Self-patterning Process)로 제작하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   매립용 페이스트로서 금속 나노 페이스트를 사용하여 상기 금속 와이어 그리드를 형성하는 광학 소자의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   사전에 금속 나노 페이스트를 매립하기 위한 오목부를 형성하는 레지스트를 마련해 두고, 금속 나노 페이스트를 소성했을 때 레지스트 오목부에 금속 입자를 석출시키는 광학 소자의 제조 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   매립용 페이스트로서 두 종류 이상의 금속으로 이루어지는 금속 나노 페이스트를 사용하여 다원계의 금속 와이어 그리드를 제작하는 광학 소자의 제조 방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   금속 나노 페이스트를 소성한 후, LSP를 1회 이상 반복하여, 다층의 금속 와이어 그리드를 제작하는 광학 소자의 제조 방법.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 금속 나노 페이스트는 Al, Ag 및 Au로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1 종류 이상의 금속을 포함하는 광학 소자의 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 광학 소자로서, 가시 스펙트럼용의 편광자를 제작하는 광학 소자의 제조 방법.

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