KR20100045375A - 광도파로용 조성물과 이의 제조 방법, 및 이를 사용한 광도파로, 광도파로의 제조 방법 - Google Patents

광도파로용 조성물과 이의 제조 방법, 및 이를 사용한 광도파로, 광도파로의 제조 방법 Download PDF

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KR20100045375A KR1020090097197A KR20090097197A KR20100045375A KR 20100045375 A KR20100045375 A KR 20100045375A KR 1020090097197 A KR1020090097197 A KR 1020090097197A KR 20090097197 A KR20090097197 A KR 20090097197A KR 20100045375 A KR20100045375 A KR 20100045375A
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도모유키 히라야마
게이스케 히라노
다카미 히키타
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 할로겐 원자를 포함하지 않고, 가시~근적외 영역에 흡수대를 갖지 않는, 광도파로용 조성물 및 제조 방법을 제공하는 것으로, 산화지르코늄 미립자의 외주면에, 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체가 결합되어 이루어진 산화지르코늄 미립자 (A) 및 광산발생제 (B)를 함유하는 광도파로용 조성물로, 상기 광도파로용 조성물은 산화지르코늄 미립자의 수분산액에, 실리콘 올리고머를 혼합하고 산성 영역하, 실리콘 올리고머끼리의 중합 반응, 및 산화지르코늄 미립자 표면으로의 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체의 결합 반응을 일으켜, 산화 지르코늄 미립자 (A)를 제조하며, 계속해서 상기 산화지르코늄 미립자 (A)에 광산발생제 (B)를 배합함으로써 수득되는 것을 특징으로 한다.

Description

광도파로용 조성물과 이의 제조 방법, 및 이를 사용한 광도파로, 광도파로의 제조 방법{COMPOSITION FOR OPTICAL WAVEGUIDE, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND OPTICAL WAVEGUIDE USING THE SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL WAVEGUIDE}
본 발명은 광도파로의 구성 부분 형성 재료로서 사용되는 광도파로용 조성물 및 이를 사용한 광도파로에 관한 것이다. 상세하게는 가시~근적외 영역에 흡수대를 갖지 않는 광도파로용 조성물과 그 제조 방법, 및 이를 사용한 광도파로, 광도파로의 제조 방법에 관한 것이다.
광도파로는 광도파로 디바이스, 광 집적회로, 광 배선기판 등의 광디바이스에 들어가 있고 광통신, 광 정보처리, 그 밖에 일반 광학 분야에서 널리 사용되고 있다. 광도파로는 통상, 광의 통로인 코어가 소정 패턴으로 형성되고, 그 코어를 덮도록 언더클래드층과 오버클래드층이 형성되어 있다.
이들 코어부, 언더클래드층 및 오버클래드층을 소정 패턴으로 형성하는 경우, 통상 각종 광도파로 형성 재료가 사용되고 있다. 현재, 이와 같은 광도파로 형성 재료로서는 감광성을 부여한, 폴리이미드, 에폭시 수지, 아크릴레이트 수지 등을 주성분으로 하는 것이 사용되고 있다. 이와 같은 유기 폴리머를 내열성이나 선 팽창 계수 등이 구해지는 중에서, 주골격을 구성하는 주쇄 및 측쇄를 개량함으로써 여러 가지의 특징을 갖는 재료가 개발되어 제안되어 있다(예를 들어, 일본 공개특허공보 평8-41323호, 일본 공개특허공보 제2002-201231호, 일본 공개특허공보 제2003-89779호 참조).
이들 유기 폴리머는 굴절률의 제어를 도모할 목적에서 방향 고리 등을 도입할 필요가 있다. 그 결과, 가시~근적외 영역에 대해서 상기 유기 성분 유래의 신축(伸縮) 진동이나 변각(變角) 진동에 유래하는 현저한 광 흡수대를 갖고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 유기 폴리머에 대해서는 그 주골격을 불소 등의 함할로겐 구조로 하는 것이 제안되어 있지만, 상기 방법에 의해 수득된 유기 폴리머는 고비용이고, 또한 환경에 대한 부하가 크다는 문제를 갖고 있다. 이와 같은 점에서, 상기 할로겐 원자를 함유하지 않는, 넓은 파장 영역에서 높은 투명성을 갖는 신규의 재료가 요망되고 있다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로 할로겐 원자를 포함하지 않고, 가시~근적외 영역에 흡수대를 갖지 않는, 광도파로용 조성물과 이의 제조 방법, 및 이를 사용한 광도파로, 광도파로의 제조 방법의 제공을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기의 (A) 및 (B)를 함유하는 광도파로용 조성물을 제 1 요지로 한다.
(A) 산화지르코늄 미립자를 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식한 산화지르코늄 미립자체.
(B) 광산발생제.
또한, 본 발명은 산화지르코늄 미립자의 수분산액에, 실리콘 올리고머를 혼합하고 산성 영역하, 상기 실리콘 올리고머끼리 중합시키고, 상기 산화지르코늄 미립자를 상기 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식함으로써 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체를 산화지르코늄 미립자의 외주면에 결합시켜 산화지르코늄 미립자체(A)를 조제하고, 산화지르코늄 미립자체 (A)에, 광산발생제(B)를 배합하는 광도파로용 조성물의 제조 방법을 제 2 요지로 한다.
또한, 본 발명은 기판과, 상기 기판상에 형성된 클래드층을 구비하고, 상기 클래드층 중에 소정 패턴으로, 광신호를 전반(傳搬)하는 코어부가 형성되어 이루어진 광도파로로서, 상기 클래드층 및 코어부 중 한쪽 이상이 상기 제 1 요지의 광도파로용 조성물에 의해 형성되어 있는 광도파로를 제 3 요지로 한다.
그리고, 본 발명은 산화지르코늄 미립자의 수분산액에, 실리콘 올리고머를 혼합하고, 산성 영역하, 상기 실리콘 올리고머끼리 중합시키고, 및 상기 산화지르코늄 미립자를 상기 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식함으로써 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체를 산화지르코늄 미립자의 외주면에 결합시켜, 제 1 및 제 2 산화지르코늄 미립자체를 각각 조제하는 공정, 제 1 산 화지르코늄 미립자체에 광산 발생제를 배합하여, 코어부 형성에 사용되는 광도파로용 조성물 (α)을 조제하는 공정,
제 2 산화지르코늄 미립자체에 광산 발생제를 배합하고, 클래드층 형성에 사용되는 광도파로용 조성물 (β)을 조제하는 공정,
기판상에 상기 광도파로용 조성물 (β)을 도공하여 언더클래드 전구체층을 형성하고, 상기 언더클래드 전구체층을 노광함으로써 언더클래드층을 형성하는 공정과, 상기 언더클래드층상에 상기 광도파로용 조성물 (α)을 도공하여 코어 전구체층을 형성하고 상기 코어 전구체층을 소정 패턴으로 노광한 후, 미노광 부분을 현상, 제거하여 코어부를 형성하는 공정, 및
상기 소정 패턴의 코어부가 형성된 언더클래드층상에 코어부를 포함하도록, 상기 광도파로용 조성물 (β)을 도공하여 오버클래드 전구체층을 형성하고, 상기 오버클래드 전구체층을 노광함으로써 오버클래드층을 형성하는 공정을 구비한 광도파로의 제조 방법을 제 4 요지로 한다.
본 발명자들은 광도파로의 구성 부분의 형성 재료에 사용되는, 높은 투명성을 구비한 조성물을 구하고 예의 검토를 거듭했다. 그리고, 특수한 구조를 갖는 여러 가지 화합물을 합성하고 실험을 거듭한 결과, 상기 산화지르코늄 미립자를 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식한 산화지르코늄 미립자체(A)를 광도파로용 조성물의 구성 성분으로서 사용하면, 할로겐 원자를 포함하지 않고, 또한 가시~근적외 영역에 흡수대를 갖지 않는, 높은 투명성을 구비한 광도파로 형성 재료가 얻어지는 것을 밝혀내어 본 발명에 도달했다.
즉, 산화지르코늄 미립자의 수분산액에, 실리콘 올리고머를 혼합하고 산성 영역하에서 상기 실리콘 올리고머끼리 중합시켜, 상기 산화지르코늄 미립자 표면을 상기 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식함으로써 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체를, 산화지르코늄 미립자의 외주면에 결합시켜 산화지르코늄 미립자체 (A)를 조제하는 것이다. 이와 같이 상기 산화지르코늄 미립자 표면에서 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체가 수식 반응하여 결합하면, 형성 재료 중, 상기 산화지르코늄 미립자가 안정되어 분산되고 높은 굴절률과 함께 높은 투명성을 가지므로, 충분히 만족할만한 광도파로가 얻어지는 것을 발견하여 본 발명에 도달한 것이다.
이와 같이, 본 발명은 산화지르코늄 미립자를 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식한 산화지르코늄 미립자체 (A)와, 광산발생제 (B)를 함유하는 광도파로용 조성물이다. 이 때문에, 상기 광도파로용 조성물은 할로겐 원자를 포함하지 않는 것이고, 광도파로 형성 재료로서 사용함으로써 가시~근적외 영역에 흡수대를 갖지 않는 투명성이 우수한 광도파로를 형성할 수 있고, 예를 들어 광손실이 억제되어 신뢰성이 우수한 광도파로의 형성 재료로서 유용하다.
또한, 상기 광도파로용 조성물은 산화지르코늄 미립자의 수분산액에, 실리콘 올리고머를 혼합하고 산성 영역하에서, 상기 실리콘 올리고머를 중합시켜, 상기 산화지르코늄 미립자를 상기 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식함으로써 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체를, 산화지르코늄 미립자의 외주면에 결합시켜 산화지르코늄 미립자체 (A)를 조제한다. 계속해서, 상기 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체가 결합되어 이루어진 산화지르코늄 미립자체 (A)에, 광산발생제 (B)를 배합함으로써 조제할 수 있다.
그리고, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 산화지르코늄 미립자를 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식함으로써 제 1 및 제 2 산화지르코늄 미립자체를 조제한다. 그리고, 제 1 산화지르코늄 미립자체에 광산발생제를 배합하고, 코어부 형성에 사용되는 광도파로용 조성물 (α)을 조제한다. 한편, 제 2 산화지르코늄 미립자체에 광산발생제를 배합하고, 클래드층 형성에 사용되는 광도파로용 조성물 (β)을 조제한다. 계속해서, 기판상에 상기 광도파로용 조성물 (β)을 도공(塗工)하여 언더클래드 전구체층을 형성하고, 상기 언더클래드층 전구체층을 노광함으로써 언더클래드층을 형성한 후, 상기 언더클래드층상에 상기 광도파로용 조성물 (α)을 도공하여 코어 전구체층을 형성하고, 상기 코어 전구체층을 소정 패턴으로 노광한 후, 미노광 부분을 현상, 제거하여 코어부를 형성한다. 다음에, 상기 소정 패턴의 코어부가 형성된 언더클래드층상에 코어부를 포함하도록, 상기 광도파로용 조성물 (β)을 도공하여 오버클래드 전구체층을 형성하고, 상기 오버클래드 전구체층을 노광함으로써 오버클래드층을 형성하여 광도파로를 제조한다. 이 때문에, 얻어지는 광도파로는 가시~근적외 영역에 흡수대를 갖지 않는 우수한 투명성을 갖는 것이다.
다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
〔광도파로용 조성물〕
본 발명의 광도파로용 조성물은 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식된 산화지르코늄 미립자체를 포함하는 특수한 산화지르코늄 미립자체 (A)와, 광산발생제 (B)를 사용하여 얻어지는 것이다.
상기 특수한 산화지르코늄 미립자체 (A)는 산화지르코늄 미립자의 외주면에 표면 수식 반응에 의해 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머의 중합체가 결합된 것이다. 그리고, 상기 산화지르코늄 미립자는 ZrO2로 표시되는 금속산화물이다. 상기 산화지르코늄 미립자의 평균 입경은, 우수한 투명성이 얻어진다는 관점에서 예를 들어 1~100㎚인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~50㎚, 특히 바람직하게는 1~20㎚이다. 상기 산화지르코늄 미립자의 평균 입경은 예를 들어 동적 광산란법에서의 입자 분산액의 입자경 측정 또는 투과형 전자현미경에 의한 직접 관찰에 의해 측정할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 특수한 산화지르코늄 미립자체 (A)는, 예를 들어 다음과 같이 하여 제작된다. 즉, 산화지르코늄 미립자의 수분산액을 준비하고, 유기 용매를 가한 후, 얻어진 분산액의 pH를 산성 영역으로 조정한다. 계속해서, 실리콘 올리고머를 첨가함으로써, 상기 실리콘 올리고머끼리의 중합 반응을 일으켜 실리콘 올리고머 중합체를 생성하고, 또한 상기 산화지르코늄 미립자 표면으로의, 상기 실리콘 올리고머 및 상기 실리콘 올리고머 중합체의 수식 반응에 의한 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체의 결합 반응을 일으키고, 산화지르코늄 미립 자의 외주면에, 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체가 결합되어 이루어진 산화지르코늄 미립자체 (A)를 제작한다. 계속해서, 유기 용매를 유거(留去)함으로써, 산화지르코늄 미립자체를 함유하는 점성 액체인 투명성 실리콘 수지 전구체(A 스테이지 형상)라고 할 수 있는 화합물이 제조된다.
상기 산화지르코늄 미립자의 수분산액에서의 고형분 농도로서는 효율적으로 산화지르코늄 미립자 표면에서 반응을 실시한다는 관점에서, 예를 들어 10~40중량%의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20~40중량%, 특히 바람직하게는 30~40중량%이다.
그리고, 이와 같은 산화지르코늄 미립자의 수분산액으로서는 구체적으로는 다이이치키겐소가가쿠고교샤 제조의 ZSL시리즈, 스미토모오사카세멘토샤 제조의 NZD시리즈(NZD-3007 등), 닛산가가쿠샤 제조의 나노유스시리즈 등이 사용된다.
상기 실리콘올리고머로서는 예를 들어 분자 말단에 반응성 알콕시실릴기를 갖는 폴리메틸알콕시실란 유도체, 분자 말단에 반응성 알콕시실릴기를 갖는 폴리메틸실세스퀴옥산 유도체, 분자의 양말단에 반응성 실란올기를 갖는 디실란올 유도체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용된다. 구체적으로는 하기의 화학식 1로 표시되는 실리콘 올리고머를 들 수 있다.
Figure 112009062639346-PAT00001
상기 화학식 1에서 반복수(n)으로서는 바람직하게는 0~20, 특히 바람직하게는 1~7이다. 또한, 화학식 1 중의 R로서는 특히 바람직하게는 -CH3이다.
보다 구체적으로는 상기 분자 말단에 반응성 알콕시실릴기를 갖는 폴리메틸실세스퀴옥산 유도체로서는 예를 들어 신에츠가가쿠샤 제조의 KC89, KR500, X-40-9246, X-40-9225 등을 들 수 있다.
상기 실리콘 올리고머의 사용량은 전술한 산화지르코늄 미립자의 농도에 따라서 적절하게 설정되는 것이다.
그리고, 상기 실리콘 올리고머의 첨가 방법으로서는 산화지르코늄 미립자의 수분산액을 준비하여, 이에 유기 용매를 가하고, 계(系) 전체를 산성 영역으로 조정한 후에 적절한 적하 속도로 적하하는 방법을 들 수 있다.
상기 유기 용매로서는 예를 들어 합성 반응시에 사용되는 메탄올, 이소프로필알콜(IPA)나 탈수시에 사용되는 2-메톡시메탄올 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 함께 사용된다. 상기 유기 용매의 배합량은 예를 들어 합성 반응시에 사용하는 유기 용매의 경우, 실리콘 올리고머와 유기 용매가 중량비로 약 1:1이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
상기 산성 영역이라는 것은 예를 들어 pH2~4의 범위인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 pH2~3.5의 범위이다. 그리고, 분산액을 산성 영역으로 조정하는 방법으로서는 예를 들어 진한 염산, 진한 황산, 진한 질산 등을 적절하게 첨가함으로써 조정하는 방법을 들 수 있다.
또한, 상기 중합/표면 수식의 조건으로서는 예를 들어, 온도 20~80℃, 보다 바람직하게는 40~60℃에서, 1~6시간, 보다 바람직하게는 1~4시간의 조건으로 하는 것이 바람직하다.
상기 실리콘 올리고머의 중합 반응에 의해 형성되는 실리콘 올리고머 중합체로서는 예를 들어 25℃에서의 점도가 0.1~10Pa·s의 범위인 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 0.4~4Pa·s이다. 이와 같은 범위의 실리콘 올리고머 중합체가 얻어짐으로써, 필름 도공시의 조작의 용이성 및 도공막의 균일성, 후막형성성(厚膜形成性)이라는 효과를 갖는 것이다. 또한, 상기 점도는 예를 들어 브룩필드사 제조의 점도계(예를 들어, HDBV-I+CP)에 의해 측정된다.
다음에, 상기 광산발생제 (B)는 광도파로용 조성물에 자외선 경화성을 부여하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 방향족 디아조늄염, 방향족 설포늄염, 방향족 요오드늄염, 방향족 설폭소늄염, 메타로센 화합물, 철 아렌계 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 광경화성, 접착성 등의 관점에서 방향족 설포늄염을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 광산발생제 (B) 이외에, 광증감제나 산 증식제 등의 첨가제를 필요에 따라서 적절하게 첨가할 수 있다. 상기 광산발생제 (B)의 함유량은 상기 특수한 산화지르코늄 미립자체 (A) 100중량부에 대해서 0.1~10중량부, 보다 바람직하게는 0.5~5중량부의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광도파로용 조성물에는 산화지르코늄 미립자체(A) 및 광산발생제(B) 이외에, 필요에 따라서 예를 들어 접착성을 높이기 위해 실란계 또는 티탄계의 커플링제, 올레핀계 올리고머나 노르보르넨계 폴리머 등의 시클로올레핀계 올리 고머나 폴리머, 합성 고무, 실리콘 화합물 등의 가요성(可撓性) 부여제 등의 화합물, 또는 산화방지제, 소포제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는 본 발명에서의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 적절하게 배합된다.
그리고, 상기 광도파로용 조성물에서는 본 발명의 우수한 효과를 저해하지 않는 범위에서 상기 성분에 가하여 용매를 배합하고 분산 용해 혼합함으로써, 바니시로서 조제하여 도포하는 방법이 실시된다. 상기 용매로서는 예를 들어 메탄올, 2-메톡시에탄올, 2-프로판올, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-부탄논, N,N-디메틸아세트아미드, 디글라임, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜메틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 테트라메틸푸란, 디메톡시에탄, 락트산 에틸 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독 사용 또는 2 종류 이상 병용하여 도포에 바람직한 점도가 얻어지도록 적량 사용된다.
본 발명의 광도파로용 조성물은 예를 들어 다음과 같이 하여 제조된다. 즉, 앞서 설명한 방법에 따라서, 유기 용매하, 산화지르코늄 미립자의 외주면에, 수식 반응에 의해 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체가 결합하여 이루어진 산화지르코늄 미립자체(A)를 제작했다. 계속해서, 유기 용매를 유거함으로써, 산화지르코늄 미립자체(A)를 함유하는 점성 액체인 투명성의 실리콘 수지 전구체(A 스테이지 형상)이라고 할 수 있는 화합물을 제조한다. 다음에, 이에 광산 발생제(B)를 배합함으로써 광도파로용 조성물이 제조된다.
본 발명의 광도파로용 조성물의 각 성분의 비율은 광도파로를 형성할 때의 사용 부분(코어부, 언더클래드층 및 오버클래드층의 두 클래드층)에 따라서, 다음 과 같이 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 광도파로용 조성물을 코어부 형성 재료로서 사용하는 경우 〔후술하는 광도파로용 조성물 (α)에 상당〕은 광도파로용 조성물 중의 산화지르코늄 미립자의 함유량을 조성물 전체의 0 중량% 초과 40 중량% 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 한편, 광도파로용 조성물을 두 클래드층 형성 재료로서 사용하는 경우〔후술하는 광도파로용 조성물 (β)에 상당〕은 광도파로용 조성물 중의 산화지르코늄 미립자의 함유량을, 상기 코어부 형성에 사용되는 광도파로용 조성물 중의, 산화지르코늄 미립자의 함유량보다 적게 설정된다. 즉, 상기와 같이, 코어부 형성 재료와 클래드층 형성 재료를 비교하여 상기 산화지르코늄 미립자의 함유량을, 클래드층 형성 재료쪽이 적어지도록 설정함으로써, 형성되는 코어부와 두 클래드층과의 굴절률의 차를 적정한 범위(구체적으로는 멀티모드용 광도파로에서는 0.5 이상, 싱글 모드용 광도파로에서는 0.05 이상 0.5 미만)로 설정하는 것이 용이해져 바람직하다.
그리고, 코어부 형성 재료(예를 들어, 코어부용 바니시)의 점도로서는 바람직하게는 500~5000mPa·s(25℃), 보다 바람직하게는 1000~3000mPa·s(25℃)이다. 한편, 두 클래드층 형성 재료(예를 들어, 두 클래드층용 바니시)의 점도로서는 바람직하게는 200~5000mPa·s(25℃), 보다 바람직하게는 300~1000mPa·s(25℃)이다. 또한, 상기 각 형성 재료의 점도는 예를 들어 브룩필드사 제조의 점도계(DV-I-)를 사용하여 측정된다.
〔광도파로〕
다음에, 본 발명의 광도파로용 조성물을 사용한 광도파로에 대해서 설명한 다.
본 발명의 광도파로는 도 1에 도시한 바와 같이 기판(1)과, 그 기판상에 형성된 클래드층(2)[언더클래드층(2a)과 오버클래드층(2b)으로 이루어짐]을 구비하고 있고, 상기 클래드층 중에 광신호를 전반하는, 소정 패턴의 코어부(3)가 형성되어 있다. 상기 클래드층(2) 및 코어부(3) 중 적어도 한쪽을, 전술한 특수한 산화지르코늄 미립자(A) 및 광산발생제(B)를 함유하는 광도파로용 조성물에 의해 형성되어 있다. 특히, 가시~근적외 영역에 흡수대를 갖지 않는, 투명성이 높은 구조를 구비한 광도파로를 제조한다는 점에서, 산화지르코늄 미립자의 함유량이 다른 2종류의 광도파로용 조성물을, 각각 코어부(3) 형성 재료 및 클래드층(2) 형성 재료로서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 광도파로에서는 상기 클래드층(2)은 코어부(3)보다 굴절률이 작아지도록 형성할 필요가 있다.
본 발명에서 광도파로는 예를 들어 도 2의 (a)~도 2의 (f)에 도시한 바와 같은 공정을 경유함으로써 제조할 수 있다. 즉, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 우선 기판(1)을 준비하고, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 그 기판(1)면에, 상기 산화지르코늄 미립자를 함유한 광도파로용 조성물 (β)을 도포한 후, 자외선 조사 등의 활성 에너지선 조사를 실시하고 또한 가열 처리를 실시함으로써, 언더클래드층(2a)[클래드층(2)의 하방 부분]을 형성한다. 계속해서, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 언더클래드층(2a) 상에 코어부(3) 형성용의, 상기 산화지르코늄 미립자 함유량이 바람직하게는 0중량% 초과 40중량% 이하의 광도파로용 조성물 (α)을 도포함으로써 조성물 (α)층(3’)을 형성한다. 그리고, 도 2의 (d)에 도시한 바와 같이, 상기 조성물 (α)층(3’)면 상에, 소정 패턴(광도파로 패턴)을 노광시키기 위한 포토마스크(9)를 설치하고, 상기 포토마스크(9)를 통하여 자외선 등의 활성 에너지선 조사(노광)를 실시하여 추가로 가열 처리를 실시한다. 그 후, 상기 조성물 (α)층(3’)의 미노광 부분을 현상액을 사용하여 용해 제거하고, 도 2의 (e)에 도시한 바와 같이 코어부(3)를 형성한다. 그리고, 도 2의 (f)에 도시한 바와 같이 상기 코어부(3)를 덮도록 언더클래드층(2a) 상에, 상기 산화지르코늄 미립자 함유의 광도파로용 조성물 (β)을 도포한 후, 자외선 조사 등의 활성 에너지선 조사(노광)를 실시하고 추가로 가열 처리를 실시함으로써, 오버클래드층(2b)[클래드층(2)의 상방 부분]을 형성한다. 이에 의해, 목적으로 하는 광도파로를 수득할 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이 광도파로용 조성물 (β) 중의 산화지르코늄 미립자의 함유량은 클래드층의 굴절률에 따라서 적절하게 설정되지만, 상기 코어부 형성에 사용되는 광도파로용 조성물 (α) 중의, 산화지르코늄 미립자의 함유량보다 적게 설정된다.
상기 활성 에너지선으로서는 상기 자외선 이외에, 예를 들어 원자외선, 근자외선, 적외선 등의 광선, X선, γ선 등의 전자파 외에, 전자선, 프로톤선, 중성자선 등을 들 수 있다. 상기 자외선 조사의 경우, 그 자외선의 광원으로서는 예를 들어 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등을 들 수 있다. 또한, 상기 자외선의 조사량은 통상 10~10000mJ/㎠, 바람직하게는 50~5000mJ/㎠, 보다 바람직하게는 500~3000mJ/㎠ 정도를 들 수 있다.
그리고, 상기 자외선 조사 등의 활성 에너지선 조사에 의한 노광후, 광반응 에 의한 가교 반응을 완결시켜 완전하게 경화시킬 목적에서, 전술한 바와 같이 바람직하게는 가열 처리가 실시된다. 상기 가열 처리 조건으로서는 광도파로용 조성물의 조성에 따라서 적절하게 설정되지만, 통상 80~250℃, 바람직하게는 100~150℃에서, 10초~2시간, 바람직하게는 5분~1시간의 범위내에서 실시된다.
상기 기판(1) 형성 재료로서는 예를 들어 고분자 필름, 유리 기판 등을 들 수 있다. 그리고, 상기 고분자 필름으로서는 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리이미드 필름 등을 들 수 있다. 그리고, 그 두께는 통상 10㎛~3㎜의 범위 내로 설정된다.
또한, 상기 기판(1) 상의 각 층에서의 형성 재료를 사용한 도포 방법으로서는 예를 들어 스핀 코터, 코터, 원코터, 바코터 등의 도공에 의한 방법이나, 스크린 인쇄, 스페이서를 사용하여 갭을 형성하고, 그 안에 모세관 현상에 의해 주입하는 방법, 멀티 코터 등의 도공기에 의해 롤·투·롤(roll to roll)로 연속적으로 도공하는 방법 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 광도파로는 상기 기판(1)을 박리 제거함으로써, 필름 형상 광도파로로 하는 것도 가능하다. 이와 같은 구성으로 한 경우, 한층 더 가요성이 우수한 것이 얻어진다.
이와 같이 하여 얻어진 광도파로는 예를 들어 직선 광도파로, 구부러진 광도파로, 교차 광도파로, Y분기 광도파로, 슬랩 광도파로, 마흐젠더형 광도파로, AWG형 광도파로, 그레이팅, 광도파로 렌즈 등으로서 사용할 수 있다. 또한, 이들 광도파로를 사용한 광소자로서는 파장 필터, 광 스위치, 광 분기기, 광 합파기, 광 합분파기, 광 앰프, 파장 변환기, 파장 분할기, 광 스플리터, 방향성 결합기, 또한 레이저 다이오드나 포토 다이오드를 하이브리드 집적한, 광전송 모듈 등을 들 수 있다.
[실시예]
다음에, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명한다. 단, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
〔실시예 1〕
우선, 실시예 1의 광도파로의 제작에 앞서, 코어부용 바니시 베이스 및 클래드층용 바니시 베이스를 각각 하기와 같이 하여 합성했다.
〔코어부용 바니시 베이스의 합성〕
환류기, 적하 로트를 구비한 반응 용기에, 평균 입경 4㎚의 산화지르코늄(이산화지르코늄)의 수분산액(스미토모 오사카 세멘토샤 제조, NZD-3007, 고형분 농도 40중량%) 9.3g, 메탄올 9.3g, 2-메톡시에탄올 9.3g을 가했다. 계속해서, 진한 염산을 가하고 얻어진 분산액의 pH를 2.5~3.3의 범위로 조정했다. 이것에 2-프로판올 37.5g에 용해한 분자 말단에 반응성 알콕시실릴기를 갖는 폴리메틸실세스퀴옥산 화합물(신에츠가가쿠샤 제조, X-40-9225) 37.5g을 적하 로트를 사용하여 첨가했다. 즉, 60℃의 계(系) 중에 1시간에 걸쳐 상기 폴리메틸실세스퀴옥산 화합물 용액을 반분량 적하한 후 실온(25℃)까지 냉각하고, 남은 폴리메틸실세스퀴옥산 화합물 용액을 한번에 첨가하여 중합/표면 수식 반응을 일으켰다. 계속해서, 반응 종료 후, 용매를 유거함으로써, 산화지르코늄 미립자체를 함유한 점성 액체(A 스테이지 형상: 25℃에서의 점도 2.0Pa·s)인 투명의 코어부용 바니시 베이스(산화지르코늄 미 립자 농도 10중량%)를 제작했다.
〔클래드층용 바니시 베이스〕
환류기, 적하 로트를 구비한 반응 용기에, 평균 입경 4㎚의 산화지르코늄(이산화지르코늄)의 수분산액(스미토모 오사카 세멘토샤 제조, NZD-3007, 고형분 농도 40중량%) 5.9g, 메탄올 5.9g, 2-메톡시에탄올 5.9g을 가했다. 계속해서, 진한 염산을 가하여 얻어진 분산액의 pH를 2.5~3.3의 범위로 조정했다. 이에 2-프로판올 112.5g에 용해한 분자 말단에 반응성의 알콕시실릴기를 갖는 폴리메틸실세스퀴옥산 화합물(신에츠 가가쿠샤 제조, X-40-9225) 112.5g을 적하 로트를 사용하여 첨가했다. 즉, 60 ℃의 계 중에 1.5 시간에 걸쳐 상기 폴리메틸실세스퀴옥산 화합물 용액을 전량 적하한 후, 실온(25℃)까지 냉각하고, 중합/표면 수식 반응을 일으켰다. 계속해서, 반응 종료후 용매를 유거함으로써, 산화지르코늄 미립자체를 함유한 점성 액체(A 스테이지 형상: 25℃에서의 점도 0.5Pa·s)인 투명 클래드층용 바니시 베이스(산화지르코늄 미립자 농도 2중량%)를 제작했다.
〔굴절률의 평가〕
실리콘 웨이퍼상에 상기 제작한 코어부용 바니시 베이스 및 클래드층용 바니시 베이스를, 막두께 10㎛가 되도록 스핀코트를 사용하여 도공하고, 각각 150℃에서 1시간 가열했다. 계속해서 상기 각 막의 굴절률을, 프리즘 커플러(SAIRON사 제조, SPA4000)를 사용하여 측정한 바, 파장 830㎚에서의 클래드층용 바니시 베이스를 사용한 막의 굴절률(n)은 1.42, 파장 830㎚에서의 코어부용 바니시 베이스를 사용한 막의 굴절률(n)은 1.43이고, 그 굴절률차는 약 1%였다.
〔광도파로의 제작〕
이하와 같이 하여 언더클래드층, 코어부 및 오버클래드층을 형성하여, 광도파로를 제작했다(도 1 참조). 그리고, 그 광도파로에 대한 평가를, 이하와 같이 하여 실시했다.
〔언더클래드층의 형성〕
우선, 상기 합성한 클래드층용 바니시 베이스에, 광산발생제(산아프로샤 제조, K-1)를 그 함유량이 전체의 1중량%가 되도록 첨가하여 클래드층 형성용 바니시(바니시 A)를 조제했다.
다음에, 유리 기판(180㎜×180㎜×두께 1.2㎜)를 준비하고, 그 표면에 상기 바니시 A를 스핀코터에 의해 도공했다. 계속해서, 마스크얼라이너를 사용하여 혼선(필터리스의 광원으로부터의 활성 에너지선) 1000mJ/㎠의 조사량으로 전면에 조사(노광)하고, 계속하여 핫플레이트상에서 80℃에서 1시간 가열 처리함으로써 완전 경화시켜 언더클래드층을 형성했다[도 2의 (b) 참조)]. 상기 언더클래드층의 두께를 접촉식 막후계로 측정한 바 5㎛였다. 또한, 상기 언더클래드층의 굴절률은 파장 830㎚에서 1.433이었다.
〔코어부의 형성〕
다음에, 상기 합성한 코어부용 바니시 베이스에, 광산발생제(산아프로샤 제조, K-1)를 그 함유량이 전체의 1중량%가 되도록 첨가하여 코어부 형성용 바니시(바니시 B)를 조제했다.
그리고, 스핀 코터에 의해 상기 바니시 B를 상기 제작한 언더클래드층상에 도공했다. 계속해서, 상기 도포층을 80℃에서 10분간 예비소성(pre-bake)함으로써 코어부 전구체층을 형성했다[도 2의 (c) 참조]. 또한, 그 위에 80㎛폭의 띠 형상 광도파로 패턴이 묘화(描畵)된 합성 석영계의 크롬 마스크(포토 마스크)를 설치하고 [도 2의 (d) 참조], 상기 크롬 마스크를 통하여 콘택트 노광법으로 8000mJ/㎠의 조사량의 I선(365㎚ 부근의 파장광만)을 조사(노광)했다. 노광후, 또한 80℃에서 10분간 가열 처리를 실시했다. 그 후, 2-프로판올(현상액)에 3분간 침지하여 미조사부(미노광부)를 완전하게 제거(현상)한 후, 잔존하는 코어 부분을 핫플레이트상에서 150℃에서 1시간 가열하여 완전 경화시킴으로써 코어 패턴을 형성했다[도 2의 (e) 참조]. SEM에 의해 코어 형상을 측정한 바 폭 80㎛, 높이 6㎛의 단면 형상을 갖는 코어 패턴으로 되어 있었다. 또한, 이와 같이 하여 형성된 코어부의 굴절률은 파장 830㎚에서 1.417이었다.
〔오버클래드층의 형성〕
상기 코어 패턴을 형성한 후, 상기 언더클래드층 형성시에 조제한 바니시 A와 동일한 것을, 상기 코어부 및 언더클래드층상에 스핀코터에 의해 도공했다. 다음에, 상기 언더클래드층 형성시와 동일하게, 1000mJ/㎠의 조사량으로 전면에 I선(365㎚ 부근의 파장광만)을 조사(노광)하고, 계속해서 핫플레이트상에서 80℃에서 2 시간 가열 처리함으로써 완전 경화시켜, 오버클래드층을 형성했다[도 2의 (f) 참조]. 이와 같이 하여, 비굴절률 Δ=1%의 멀티모드 광도파로를 제작했다.
〔실시예 2〕
평균 입경 4㎚의 산화지르코늄(이산화지르코늄) 미립자의 수분산액(스미토모 오사카세멘토샤 제조, NZD-3007, 고형분 농도 40중량%) 56.3g을 사용한 것 이외에는 실시예 1의 코어부용 바니시 베이스의 합성과 동일하게 하여, 산화지르코늄 미립자체를 함유한 점성 액체(A 스테이지 형상: 25℃에서의 점도 3.2Pa·s)인 투명의 코어부용 바니시 베이스(산화지르코늄 미립자 농도 37.5중량%)를 제작했다.
다음에, 상기 코어부용 바니시 베이스에 광산발생제(산아프로샤 제조, K-1)를 그 함유량이 전체의 1중량%가 되도록 첨가함으로써 코어부 형성용 바니시를 조제했다.
한편, 평균 입경 4㎚의 산화지르코늄(이산화지르코늄) 미립자의 수분산액(스미토모 오사카 세멘토샤 제조, NZD-3007, 고형분 농도 40중량%) 24.7g을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1의 클래드층용 바니시 베이스의 합성과 동일하게 하여, 산화지르코늄 미립자체를 함유한 점성액체(A 스테이지 형상: 25 ℃에서의 점도 2.8Pa·s)인 투명 클래드층용 바니시 베이스(산화지르코늄 미립자 농도 20.8중량%)를 제작했다.
다음에, 상기 클래드층용 바니시 베이스에 광산발생제(산아프로샤 제조, K-1)를 그 함유량이 전체의 1중량%가 되도록 첨가함으로써 클래드층 형성용 바니시를 조제했다.
그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 광도파로를 제작했다. 또한, 형성된 두 클래드층 및 코어부의 굴절률은 파장 830㎚에서 클래드층:1.46, 코어부:1.51이었다. 또한, 제작된 광도파로의 비굴절률Δ은 3%였다.
〔실시예 3〕
평균 입경 4㎚의 산화지르코늄(이산화지르코늄) 미립자의 수분산액(스미토모 오사카 세멘토샤 제조, NZD-3007, 고형분 농도 40중량%) 16.1g을 사용한 것 이외에는 실시예 1의 코어부용 바니시 베이스의 합성과 동일하게 하여, 산화지르코늄 미립자체를 함유한 점성 액체(A스테이지 형상: 25℃에서의 점도 2.3Pa·s)인 투명의 코어부용 바니시 베이스(산화지르코늄 미립자 농도 14.7중량%)를 제작했다.
다음에, 상기 코어부용 바니시 베이스에 광산발생제(산아프로샤 제조, K-1)를 그 함유량이 전체의 1중량%가 되도록 첨가함으로써 코어부 형성용 바니시를 조제했다.
한편, 평균 입경 4㎚의 산화지르코늄(이산화지르코늄) 미립자의 수분산액(스미토모 오사카 세멘토샤 제조, NZD-3007, 고형분 농도 40중량%) 4.1g을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1의 클래드층용 바니시 베이스의 합성과 동일하게 하여 산화지르코늄 미립자체를 함유한 점성 액체(A스테이지 형상: 25℃에서의 점도 0.8Pa·s)인 투명 클래드층용 바니시 베이스(산화지르코늄 미립자 농도 4.2중량%)를 제작했다.
다음에, 상기 클래드층용 바니시 베이스에 광산발생제(산아프로샤 제조, K-1)를 그 함유량이 전체의 1중량%가 되도록 첨가함으로써 클래드층용 바니시를 조제했다.
그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 광도파로를 제작했다. 또한, 형성된 두 클래드층의 굴절률은 파장 830㎚에서 코어부:1.445, 클래드층:1.423이었다. 또한, 제작된 광도파로의 비굴절률(Δ)은 1.5%였다.
〔비교예〕
〔두 클래드층 형성 재료〕
비스페녹시에탄올플루오렌디글리시딜에테르 35중량부, 지환식 에폭시 수지인 3’,4’-에폭시시클로헥실메틸-3, 4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(다이셀 가가쿠 고교샤 제조, 세록사이드 2021P) 40 중량부, (3’,4’-에폭시시클로헥산)메틸-3’,4’-에폭시시클로헥실-카르복실레이트(다이셀 가가쿠 고교샤 제조, 세록사이드 2081) 25중량부, 4,4-비스〔디(β히드록시에톡시)페닐설피니오〕페닐설피드-비스-헥사플루오로안티모네이트의 50%의 프로피온카보네이트 용액(광산발생제) 1중량부를 혼합함으로써, 언더클래드층 및 오버클래드층의 두 클래드층 형성 재료(점도 1000mPa·s)를 조제했다.
〔코어부 형성 재료〕
상기 비스페녹시에탄올플루오렌디글리시딜에테르 70중량부, 1,3,3-트리스{4-〔2-(3-옥세타닐)〕부톡시페닐}부탄:30중량부, 4,4-비스〔디(β히드록시에톡시)페닐설피니오〕페닐설피드-비스-헥사플루오로안티모네이트의 50% 프로피온카보네이트 용액(광산발생제) 0.5중량부를 락트산 에틸 28중량부에 용해함으로써 코어부의 형성 재료를 조제했다.
상기 클래드층 형성 재료 및 코어부 형성 재료를 사용하고, 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 광도파로를 제작했다. 또한, 형성된 두 클래드층의 굴절률은 파장 830㎚에서 코어부:1.59, 클래드층:1.54였다. 또한, 제작된 광도파로의 비굴절률(Δ)는 3.2%였다.
다음와 같이 하여 제작된 광도파로의 특성인 전파 손실의 파장 의존성에 대해서 하기의 방법에 따라서 측정·평가했다.
〔전파 손실의 파장 의존성〕
실시예 1 및 비교예의 광도파로를 사용하여 전파 손실의 파장 의존성을, 스펙트럼 애널라이저(ANDO사 제조, AQ6315A)를 사용하여 측정 평가했다. 그 결과를, 도 3에 도시한다. 도 3에서 곡선 a는 실시예 1, 곡선 b는 비교예를 나타낸다. 이 결과, 비교예의 광도파로는 파장 1150~1200㎚ 근방과 1400~1500㎚ 근방의 두 부분의 영역에서 흡수대를 갖고 있지만, 실시예 1의 광도파로는 비교예에 비해 현저한 흡수대를 갖고 있지 않은 것이 명백하다. 또한, 실시예 2~실시예 3에 대해서도 실시예 1과 동일한 측정을 실시한 바, 실시예 1과 거의 동일한 측정 결과가 얻어지고, 동일하게 비교예에 비해 현저한 흡수대를 갖지 않는 것이었다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 광도파로용 조성물은 각종 광도파로의 구성 부분의 형성 재료에 유용하다. 이와 같은 광도파로로서는 예를 들어 직선 광도파로, 구부러진 광도파로, 교차 광도파로, Y분기 광도파로, 슬랩 광도파로, 마흐젠더형 광도파로, AWG형 광도파로, 그레이팅, 광도파로 렌즈 등을 들 수 있다. 그리고, 상기 광도파로를 사용하여 이루어진 광소자로서는 파장 필터, 광스위치, 광분기기, 광합파기, 광합 분파기, 광앰프, 파장 교환기, 파장 분할기, 광스플리터, 방향성 결합기, 또는 레이저 다이오드나 포토 다이오드를 하이브리드 집적한, 광전송 모듈 등을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 광도파로의 일례를 도시한 횡단면도,
도 2는 본 발명의 광도파로의 제조 공정을 도시한 설명도, 및
도 3은 전파 손실의 파장 의존성을 평가한, 전파 손실치-파장의 관계를 도시한 챠트도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 기판 2: 클래드층
3: 코어부

Claims (10)

  1. (A) 산화지르코늄 미립자를 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식(修飾)한 산화지르코늄 미립자체와,
    (B) 광산발생제를 함유하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    코어부 형성에 사용할 때의 광도파로용 조성물에서 (A)의 산화지르코늄 미립자의 함유량이 조성물 전체의 0중량% 초과 40중량% 이하이고, 또한 클래드층 형성에 사용할 때의 광도파로용 조성물에서의 (A)의 산화지르코늄 미립자의 함유량이, 상기 코어부 형성용인 광도파로용 조성물 중의 (A)의 산화지르코늄 미립자의 함유량보다 적게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로용 조성물.
  3. 산화지르코늄 미립자의 수분산액에 실리콘 올리고머를 혼합하고 산성 영역하에서, 상기 실리콘 올리고머를 중합시켜 실리콘 올리고머 중합체를 생성하고, 상기 산화지르코늄 미립자를 상기 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식함으로써, 상기 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체를 상기 산화지르코늄 미립자의 외주면에 결합시켜, 산화지르코늄 미립자체 (A)를 조제하는 공정과,
    상기 산화지르코늄 미립자체 (A)에 광산발생제 (B)를 배합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로용 조성물의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    산성 영역이 pH2~4의 범위인 것을 특징으로 하는 광도파로용 조성물의 제조 방법.
  5. 기판과, 그 기판상에 형성된 클래드층을 구비하고, 상기 클래드층 중에 소정 패턴으로 광신호를 전반(傳搬)하는 코어부가 형성되어 이루어진 광도파로에 있어서,
    상기 클래드층 및 코어부 중 한쪽 이상이 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 광도파로용 조성물에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로.
  6. 산화지르코늄 미립자의 수분산액에 실리콘 올리고머를 혼합하고, 산성 영역하에서 상기 실리콘 올리고머를 중합시켜 실리콘 올리고머 중합체를 생성하고, 상기 산화지르코늄 미립자를 상기 실리콘 올리고머 및 실리콘 올리고머 중합체로 표면 수식함으로써 상기 실리콘 올리고머 및 상기 실리콘 올리고머 중합체를 상기 산화지르코늄 미립자의 외주면에 결합시켜 제 1 및 제 2 산화지르코늄 미립자체를 각각 조제(調製)하는 공정,
    상기 제 1 산화지르코늄 미립자체에 광산발생제를 배합하고, 코어부 형성에 사용하는 광도파로용 조성물 (α)을 조제하는 공정,
    상기 제 2 산화지르코늄 미립자체에 광산발생제를 배합하고, 클래드층 형성 에 사용하는 광도파로용 조성물 (β)을 조제하는 공정,
    기판상에 상기 조성물 (β)을 도공하고 상기 조성물 (β)의 언더클래드 전구체층을 형성하고, 상기 언더클래드 전구체층을 노광함으로써 언더클래드층을 형성하는 공정,
    상기 언더클래드층상에 상기 조성물 (α)을 도공하고 상기 조성물 (α)의 코어 전구체층을 형성하고, 상기 코어 전구체층을 소정 패턴으로 노광한 후, 미노광 부분을 현상, 제거하여 코어부를 형성하는 공정, 및
    상기 소정 패턴의 코어부가 형성된 언더클래드층상에 코어부를 포함하도록 상기 조성물 (β)을 도공하고, 상기 조성물 (β)의 오버클래드 전구체층을 형성하고, 상기 오버클래드 전구체층을 노광함으로써 오버클래드층을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 조성물 (α)에서의 산화지르코늄 미립자의 함유량이 조성물 (α) 전체에 대해서 0중량% 초과 40중량% 이하이고,
    상기 조성물 (β)에서의 산화지르코늄 미립자의 함유량이 상기 조성물 (α)에서의 산화지르코늄 미립자의 함유량보다도 적게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    노광 후에 추가로 조성물 (β)의 언더클래드 전구체층을 가열함으로써 언더클래드층을 형성하는 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조 방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    현상 후에 추가로 상기 조성물 (α)의 코어 전구체층을 가열함으로써 코어부를 형성하는 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조 방법.
  10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    노광 후에 추가로 상기 조성물 (β)의 오버클래드 전구체층을 가열함으로써 오버클래드층을 형성하는 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8222352B2 (en) 2008-12-24 2012-07-17 Nitto Denko Corporation Silicone resin composition
US10371890B2 (en) * 2013-02-26 2019-08-06 Furukawa Electric Co., Ltd. Optical waveguide element
US10675657B2 (en) * 2018-07-10 2020-06-09 Visera Technologies Company Limited Optical elements and method for fabricating the same
CN114779399A (zh) * 2022-03-23 2022-07-22 吉林大学 一种表面直光波导制造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19528046A1 (de) * 1994-11-21 1996-05-23 Bayer Ag Triazolyl-Derivate
US6686031B2 (en) * 2000-02-23 2004-02-03 Fuji Photo Film Co., Ltd. Hard coat film and display device having same
JP3714870B2 (ja) 2000-12-28 2005-11-09 セントラル硝子株式会社 透明性含フッ素共重合体
JP2002248704A (ja) * 2001-02-23 2002-09-03 Nitto Denko Corp ガラス割れ防止構造とプラズマディスプレイ装置
JP2003089779A (ja) 2001-09-18 2003-03-28 Nitto Denko Corp 光ファイバコネクタ用接着剤および光ファイバコネクタ
US20050059752A1 (en) * 2002-07-12 2005-03-17 Rhodia Chimie Stable, cationically polymerizable/crosslinkable dental compositions having high filler contents
KR20070095359A (ko) * 2004-12-24 2007-09-28 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 액정 표시 장치용 광학 적층 필름
JP5167582B2 (ja) * 2005-10-28 2013-03-21 住友大阪セメント株式会社 ジルコニア透明分散液及び透明複合体並びに透明複合体の製造方法
EP1950239B1 (en) * 2005-10-28 2017-01-04 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Transparent inorganic-oxide dispersion, resin composition containing inorganic oxide particles, composition for encapsulating luminescent element, luminescent element, hard coat, optical functional film, optical part, and process for producing resin composition containing inorganic oxide particles
US20080014532A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 3M Innovative Properties Company Laminate body, and method for manufacturing thin substrate using the laminate body
JP2008179756A (ja) * 2006-12-28 2008-08-07 Showa Denko Kk 発光素子封止用樹脂組成物およびランプ
JP2008170524A (ja) * 2007-01-09 2008-07-24 Nitto Denko Corp タッチパネル用光導波路
DE102007008663A1 (de) * 2007-02-20 2008-08-21 Merck Patent Gmbh Bindemittel

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