KR20100120134A

KR20100120134A - 복합기판을 사용한 광학부품과 그 제조방법

Info

Publication number: KR20100120134A
Application number: KR1020107017197A
Authority: KR
Inventors: 다로 이타타니; 히로유키 이시이; 히데토시 후지노; 히로시 히로시마; 유이치 구라시마; 이와오 미야모토
Original assignee: 도꾸리쯔교세이호진 상교기쥬쯔 소고겡뀨죠; 도쿄 유니버시티 오브 사이언스 에듀케이셔널 파운데이션 애드미니스트레이티브 오거니제이션
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-11-12
Also published as: WO2009096599A1; US20110039112A1; JP2009180871A; JP5105424B2

Abstract

광학기판(1) 상에 광경화성 수지 조성물, 열경화성 혹은 열가소성 수지 조성물 등의 수지 조성물(2)을 싣고, 광학기판보다도 극히 평탄한 평면을 구비하는 극평탄 프레스판(3)에 의하여 가압하고, 수지 조성물을 빛이나 온도변화에 의하여 경화시켜서 복합기판을 형성하고, 상기 복합기판 상에 기능성 무기 광학박막, 유전체 다층 광학박막, 광학 기능성 금속박막 등의 박막(4)을 저온 스퍼터법, 이온빔 스퍼터법 등으로 적층하여 반사 미러, 빔스플릿터, 밴드패스 필터, 밴드스톱 필터, 엣지필터 등의 광학부품을 성형한다.

Description

복합기판을 사용한 광학부품과 그 제조방법{OPTICAL COMPONENT USING COMPOSITE SUBSTRATE AND PROCESS FOR PRODUCING THE OPTICAL COMPONENT}

본 발명은, 고도로 연마(硏磨)되어 있지 않은 광학기판을 사용하여도, 양호한 특성을 구비하는 광학부품을 얻을 수 있는 광학부품의 제조방법과 그 제조방법에 의한 광학부품에 관한 것이다.

현재 광학박막(光學薄膜)을 제조함에 있어서, 그 원료인 광학박막용 기판은 보통 다양한 조성(組成)의 글라스(glass)가 사용되고 있고, 그 표면은 고도로 연마되어 있다. 그 기판 연마에는 여러 번 하는 연마처리에 따르는 시간, 비싼 장치와 그 관리 또한 방대한 연마기술을 필요로 한다.

이 기판연마에 의한 기판 표면은, 그 위에 적층한 기능성 무기 광학박막(機能性無機光學薄膜)을 제작했을 때에 기판 표면을 반영한 형상이 되어 그 요철 정도(표면조도(表面粗度)), 기판 내의 너울 분포 등에 의하여 광학박막 및 그것을 사용한 광학부품의 정밀도, 위치 의존성에 대하여 크게 영향을 주고 있다는 것이 알려져 있다. 그 때문에 이 기판연마에는 표면조도, 너울 분포 등을 작게 하는 것이 강하게 요구되고 있다.

현재까지 고정밀도의 연마기술에 의한 극히 평탄한 기판도 얻어지고 있지만, 그 표면에는 연마 시에 연마 알갱이에 의하여 연마 흔적인 함몰(陷沒)이 국소적(局所的)으로 발생하여, 그 함몰 부분은 거칠기를 증대시킨다. 이러한 국소적인 위치에 있어서는, 그 표면상태가 나쁘기 때문에 광학박막 및 그것을 사용한 광학부품의 성능을 저하시킨다.

광학박막에 있어서는, 그 목적으로 하는 용도에 의하여 금속박막(金屬薄膜) 혹은 유전체막(誘電體膜)이, 단독층(單獨層) 혹은 복합층(複合層), 다층(多層) 등 용도에 따른 막설계(膜設計)에 의거하여 층구조(層構造)가 사용된다. 이들의 적층에 있어서는 수많은 제조방법, 장치가 알려져 있다.

최근의 광학부품에는 매우 고품질, 고정밀도의 특성이 요구되고 있다. 그에 따라 기판은 보다 평탄성의 향상이 요구되고, 광학박막은 보다 손실이 적을 것이 요구되고 있다. 예를 들면 고반사 미러(高反射 mirror)에서는, 그 반사율(反射率)을 100%에 무한히 가깝게 하기 위해서 광학 기능성 금속박막(光學機能性金屬薄膜)으로부터 유전체 다층 광학박막(誘電體多層光學薄膜)으로 바꾸고, 그 적층장치에 대하여도 다수의 고안이 이루어져 있다.

한편, 미세형상(微細形狀)을 제작하는 방법의 하나로서, 미세형상을 이루는 금형(몰드)을 기판 상에 도포한 수지에 가압한 후에, 경화(硬化) 혹은 열가소 변형(熱可塑變形)을 하고 금형을 분리시켜 기판 상에 수지의 미세형상을 형성하는 나노임프린트법(Nano-Imprint法)이 알려져 있다.

특허문헌1(일본국 공개특허공보 특개평11-016491호 공보)에서는, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조에 있어서, 장벽층(障壁層), 전극(電極), 유전체층(誘電體層)의 결함을 적게 또한 평탄하게 형성할 수 있는 후막 패턴(厚膜 pattern) 형성방법이 개시되어 있다. 기판 상에, 적어도 글라스 프릿(glass frit)을 구비하는 무기성분(無機成分)과 바인더 수지(binder 樹脂)를 함유하는 후막 패턴 형성재료를 전체면 혹은 패턴 모양으로 도포 혹은 인쇄한 후에 평탄화 처리를 실시하는 것으로서, 평탄화 처리는 프레스롤(press roll) 또는 정반(定盤; surface plate)을 사용하여 박리성 필름을 사이에 두거나 혹은 두지 않고 장벽층, 전극, 유전체층을 프레스 하는 것이다.

또한 특허문헌2(일본국 공개특허공보 특개평10-335837호 공보)에서는, 내층(內層)의 도체회로(導體回路)에 표면요철이 존재하고 있어도, 층간수지 절연층(層間樹脂絶緣層)의 표면을 평탄화 할 수 있는 다층 프린트 배선판의 제조방법이 개시되어 있다. 이것은, 다층 프린트 배선판을 제조하는 데에 있어서, 기판의 도체회로 상에 미경화(未硬化)된 층간수지 절연제를 도포하여 층간수지 절연층을 형성하는 공정, 이 층간수지 절연층을 가열 프레스 하여 그 표면을 평탄화 하는 공정, 평탄화한 층간수지 절연층 상에 도체회로를 형성하는 공정을 거치는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 특허문헌3(일본국 공개특허공보 특개평10-319365호 공보)에서는, 표시결함(表示缺陷)이 없는 액정소자(液晶素子)를 수율(收率)이 좋게 제조하는 방법이 개시되어 있다. 글라스 기판의 표면에 투명전극(透明電極)을 형성하고, 이 투명전극을 덮도록 패시베이션막(passivation膜)을 형성한다. 그 후에 이 패시베이션막의 표면을, 표면조도 100Å 이하의 프레스 부재로 40kg/cm²의 압력으로 가압하여 평탄화를 하는 것이다.

또한 특허문헌4(일본국 공개특허공보 특개평8-152509호 공보)에서는, 인쇄법으로 컬러 필터(color filter)를 형성하는 데에 있어서, 착색 잉크층(着色 ink層)을 형성한 기판 표면의 평활화 처리(平滑化處理)를 간단한 방법으로 할 수 있는 제조방법이 개시되어 있다. 이것은, 인쇄법에 의하여 기판 상에 형성한 패턴 모양의 착색 잉크층에 대하여, 이 착색 잉크층이 건조하기 전에 고무롤(4)에 금형분리 필름(5)을 감아 피복롤(3)에 의하여 압력을 가함으로써 착색 잉크층의 표면을 프레스 하여 평탄화 처리를 하는 것이다.

그러나 이들 특허문헌1∼4와 본 발명과는, 우선 본 발명이 초평탄면을 구비하는 복합기판을 사용한 광학부품의 제조방법인 점에 있어서 다르게 되어 있다. 또한 본 발명이, 상기 복합기판 상에 박막을 적층하여 광학부품을 성형하는 점에 있어서도 이들의 특허문헌1∼4와 본 발명과는 다른 것이 분명하다.

본 발명에서는 이러한 것들을 감안하여, 기판 표면에 대한 고도의 연마의 유무에 관계 없이 기판 상에 수지 조성물의 극평탄면을 제작하고, 그 극평탄면 상에 광학박막을 적층함으로써 얻어지는 복합기판을 사용한 광학부품의 제조방법 및 그 광학부품을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

우선, 본 발명은, 초평탄면을 구비하는 복합기판을 사용한 광학부품의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

더 구체적으로는, 광학기판 상에 수지 조성물을 싣고, 상기 수지 조성물 첨부 광학기판의 수지 조성물측을, 상기 광학기판보다도 극히 평탄한 평면을 구비하는 극평탄 프레스판으로 가압하여 상기 수지 조성물을 경화시켜서 복합기판을 형성한다. 그리고 상기 복합기판 상에 박막을 적층하여 광학부품을 성형한다.

특히, 상기 수지 조성물로서 광경화성 수지 조성물을 사용하는 경우에는, 광학기판 상에 광경화성 수지 조성물을 싣고, 상기 광경화성 수지 조성물 첨부 광학기판의 수지 조성물측을 상기 광학기판보다도 극히 평탄한 평면을 구비하는 극평탄 프레스판으로 가압하고, 상기 광경화성 수지 조성물에 빛을 조사하여 경화시켜서 복합기판을 형성하고, 상기 복합기판 상에 박막을 적층하여 광학부품을 성형한다.

또한 상기 수지 조성물로서 열경화성 혹은 열가소성 수지 조성물을 사용하는 경우에는, 광학기판 상에 열경화성 혹은 열가소성 수지 조성물을 싣고, 상기 열경화성 혹은 열가소성 수지 조성물 첨부 광학기판의 수지 조성물측을 상기 광학기판보다도 극히 평탄한 평면을 구비하는 극평탄 프레스판으로 가압하고, 상기 열경화성 혹은 열가소성 수지 조성물을 온도변화에 의하여 경화시켜서 복합기판을 형성하고, 상기 복합기판 상에 박막을 적층하여 광학부품을 성형한다.

예를 들면 상기한 매우 평탄한 형상의 평면을 구비하는 극평탄 프레스판이 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 평탄한 형상의 평면을 구비하는 반도체 기판 재료일 경우에, 형성되는 복합기판의 수지표면의 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하가 되도록 할 수 있다.

마찬가지로, 상기한 극히 평탄한 형상의 평면을 구비하는 극평탄 프레스판이 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 평탄한 형상의 평면을 구비하는 실리콘 기판 재료일 경우에, 형성되는 복합기판의 수지표면의 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하가 되도록 할 수 있다.

마찬가지로, 상기한 극히 평탄한 형상의 평면을 구비하는 극평탄 프레스판이 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 평탄한 형상의 평면을 구비하는 고정밀도 글라스 기판 재료일 경우에, 형성되는 복합기판의 수지표면의 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하가 되도록 할 수 있다.

마찬가지로, 상기한 극히 평탄한 형상의 평면을 구비하는 극평탄 프레스판이 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 평탄한 형상의 평면을 구비하는 고정밀도 저열팽창 글라스 기판 재료일 경우에, 형성되는 복합기판의 수지표면의 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하가 되도록 할 수 있다.

상기 박막이 기능성 무기 광학박막일 경우에 상기 기능성 무기 광학박막을 적층하여 반사 미러를 형성할 수 있다.

마찬가지로, 상기 박막이 기능성 무기 광학박막일 경우에 상기 기능성 무기 광학박막을 적층하여 빔스플릿터를 형성할 수 있다.

마찬가지로, 상기 박막이 기능성 무기 광학박막일 경우에 상기 기능성 무기 광학박막을 적층하여 밴드패스 필터를 형성할 수 있다.

마찬가지로, 상기 박막이 기능성 무기 광학박막일 경우에 상기 기능성 무기 광학박막을 적층하여 밴드스톱 필터를 형성할 수 있다.

마찬가지로, 상기 박막이 기능성 무기 광학박막일 경우에 상기 기능성 무기 광학박막을 적층하여 엣지필터를 형성할 수 있다.

또한 상기 박막을 기능성 무기 광학박막으로 하는 경우에 상기 박막의 적층은 저온 스퍼터법으로 할 수 있다.

마찬가지로, 상기 박막에 기능성 무기 광학박막을 사용하는 경우에 상기 박막의 적층은 이온빔 스퍼터법에 의하여 할 수 있다.

상기 박막을 유전체 다층 광학박막을 사용하여 구성할 수 있다.

마찬가지로, 상기 박막을 광학 기능성 금속박막을 사용하여 구성할 수 있다.

또한 상기 박막을 유전체 다층 광학박막 혹은 광학 기능성 금속박막을 사용하여 구성할 수 있다. 즉, 상기 박막의 적층막은, 상기 유전체 다층 광학박막과 상기 광학 기능성 금속박막과의 복합막으로 한다.

상기한 제조방법에 의하여 적층막을 사용한 광학부품을 제조할 수 있다.

박막을 적층한 광학부품을 제조하기 위해서는, 종래에는 광학기판의 연마에 많은 공정이 필요하였다. 그 때문에 비용적 부담이 크고, 방대한 연마기술의 유지가 필요하였다. 그러나 본 발명에 의하여 광학기판의 연마공정을 간략화 할 수 있다. 또한 고정밀도를 유지한 채, 광학기판 제조로부터 광학부품 제조까지 비교적 단시간에 끝낼 수 있다.

또한 일반적으로, 광학기판의 크기가 커짐에 따라 그 연마는 매우 어렵게 된다는 것이 알려져 있다. 종래에는 광학기판 별로 연마가 필요하지만, 본 발명의 경우에는 극평탄 프레스판을 필요한 기판의 크기에 대하여 1개 제작하면 좋아, 필요한 연마수를 삭감할 수 있다.

도1은, 본 발명의 복합기판과 고반사 미러의 공정별 단면도이다.
도2는, 실시예1로 제작한 고반사 미러의 반사·투과 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도3은, 실시예3으로 제작한 빔스플릿터의 반사·투과 스펙트럼을 나타내는 도면이다.

이하에 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다. 시료(試料)의 종류, 크기, 수지 및 가공장치, 적층설계는 다종다양하기 때문에, 본 발명은 이들의 실시예 만으로 한정되는 것은 아니다.

(실시예1)

도1에 나타나 있는 바와 같이 붕규산 글라스(borosilicate glass)의 광학기판(光學基板)(1)(상품명:ＢＫ7, 표면조도 ＲＭＳ=1.22nm) 상에 아크릴계 액상 광경화성 수지 조성물(acryl系液狀光硬化性樹脂組成物)(2)(동양합성(東洋合成) 제품, ＰＡＫ-01)을 적정량 싣고, 실리콘(표면조도 ＲＭＳ=0.12nm)으로 이루어지는 극평탄 프레스판(極平坦 press板)(3)으로 가압하였다. 그 후에 광학기판(1)측으로부터 365nm의 빛을 조사하여 경화반응을 일으키고, 극평탄 프레스판(3)을 금형분리 하여 수지 조성물(2)의 수지 평탄면을 형성하였다. 이 때의 상기 수지 평탄면 상의 표면조도는 ＲＭＳ=0.21nm로서 극평탄성 복합기판이 얻어졌다.

(실시예2)

실시예1로 얻어진 극평탄성 복합기판을 사용하고, 이온빔 스퍼터 장치(ion beam sputter 裝置)(Ｖｅｅｃｏ사 제품)에 의하여 산화 실리콘(酸化 silicon)과 산화 탄탈(酸化 tantal)을 각각 1/4파장 두께로 교대로 적층하여 41층의 유전체 다층 광학박막(4)을 적층하여 633nm용 고반사 미러(高反射 mirror)를 제작하였다. 그 결과, 표면조도는 ＲＭＳ=0.16nm이며, 도2의 반사 스펙트럼 특성의 결과로부터 파장 633nm에서의 반사율은 100%에 극히 가까운 레벨인 것을 알았다.

이 때의 투과율은 0.001% 레벨로서 저투과율인 것이 확인되었다.

(비교예1)

고도로 연마한 붕규산 글라스 기판(상품명:ＢＫ7, 표면조도 ＲＭＳ=0.1nm)을 사용하여 실시예2와 마찬가지로 유전체 다층 광학박막을 적층하여 파장 633nm용 고반사 미러를 제작하였다. 그 결과, 표면조도는 ＲＭＳ=0.13nm이며, 반사 스펙트럼 특성의 결과로부터 파장 633nm에서의 반사율은 100%에 극히 가까운 레벨, 투과율은 0.001% 레벨인 것을 알았다.

이들의 비교로부터, 실시예1로 얻어진 극평탄성 복합기판의 경우에는, 상기한 고도로 연마한 글라스 기판의 경우와 같은 정도의 성능의 반사 미러를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

(실시예3)

실시예1로 얻어진 복합기판을 사용하여 실시예2와 같은 방법으로 빔스플릿터를 제작하였다. 그 결과, 도3에 나타나 있는 바와 같이 파장 787nm에 있어서 투과율 57%, 반사율 43%로서, 손실이 적은 빔스플릿터 특성인 것을 확인하였다.

(비교예2)

고도로 연마한 붕규산 글라스 기판(상품명:ＢＫ7, 표면조도 ＲＭＳ=0.1nm)을 사용하여 실시예3과 동일한 방법으로 빔스플릿터를 제작하였다. 그 결과, 파장 787nm에 있어서 투과율 58%, 반사율 43%로서, 손실이 적은 빔스플릿터 특성인 것을 확인하였다.(비교예2 끝).

상기 실시예에서는, 반사 미러와 빔스플릿터의 예를 나타냈지만, 밴드패스 필터, 밴드스톱 필터 혹은 엣지필터 등은 형성하는 다층막의 각각의 막두께가 다르게 되는 것 뿐이므로, 상기한 예와 같은 방법으로 제조할 수 있는 것이 분명하다.

본 발명의 복합기판에서 사용하는 광학기판 재료에는, 요구되는 광학특성에 따라 보통 광학부품에서 사용되고 있는 광학기판 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면 시판되는 붕규산 글라스, 합성 석영(合成石英), 불화 칼슘, 불화 마그네슘, 불화 바륨, 불화 리튬, 실리콘, 징크 셀렌(ZnSe), 사파이어, 게르마늄 등을 사용할 수 있다.

복합기판에서 사용하는 수지 조성물에는, 광경화성, 열경화성, 열가소성 중의 어느 하나 이상의 물성을 구비하는 수지 조성물을 사용할 수 있다. 그 수지 조성물은 가압 시의 성형성으로부터 저점도성(低粘度性)인 것이 바람직하다. 이러한 이유로부터, 수지 조성물은 점도를 저하시키기 위해서 희석 용제(稀釋溶劑)를 사용할 수 있다. 그러나 용제를 휘발시키는 것이 필요하게 되고 환경에도 영향이 있기 때문에, 그 사용량은 극력 억제하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 무용제(無溶劑)이고 저점도성의 수지 조성물이다. 요구되는 광학부품의 특성에 따라 수지의 투과율 등의 광학특성을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.

광경화성 수지 조성물에는, 아크릴기, 메타크릴기(methacryl group) 등의 비닐계 2중결합을 구비하는 저분자 화합부(低分子化合部) 및 그 올리고머(oligomer)와 중합 개시제(重合開始劑) 등으로 이루어지는 수지 조성물, 에폭시기를 구비하는 저분자 화합부 및 그 올리고머와 중합 개시제 등으로 이루어지는 수지 조성물 등 시판되는 광경화성 수지 조성물을 사용할 수 있다. 또한 물성 향상을 위하여 열가소성 수지 등의 첨가제, 점도 저하를 위하여 용제, 반응성 희석제를 혼합할 수도 있다.

열경화성 수지 조성물에는, 페놀 수지 조성물, 에폭시 수지 조성물, 요소 수지, 멜라민 수지, 비닐계 2중결합을 구비하는 수지 조성물, 우레탄 수지 조성물, 비스말레이미드 수지 조성물, 비스말레이미드트리아진 수지 조성물, 실리콘 수지 조성물, 스핀온 글라스(SOG) 등의 무기 수지 조성물 등 시판되는 열경화성 수지 조성물을 사용할 수 있다. 또한 물성 향상을 위하여 열가소성 수지 등의 첨가제, 점도 저하를 위하여 용제, 반응성 희석제를 혼합할 수도 있다.

열가소성 수지 조성물에는, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아미드, 폴리이미드, 실리콘 수지, 액정 폴리머 등 시판되는 수지 조성물 및 필름 등의 고형품을 사용할 수 있다.

각 수지 조성물을 기판에 싣는 경우에, 용액의 경우에 있어서는 그대로 적당량을 실어도 좋지만, 도포장치를 사용하여 기판에 도포하더라도 좋다. 스핀코트, 딥코트 등 적당한 도포방법을 사용할 수 있다. 또한 열경화성 수지 조성물에 있어서는, 미반응 상태 혹은 일부가 반응한 상태(B스테이지)의 필름 등을 기판 상에 싣고, 열압착(熱壓着), 경화반응과 평탄성형을 할 수도 있다. 열가소성 수지 조성물도 동일하게 할 수도 있다. 그러나 그 경우에는, 기판의 형상으로부터 튀어나온 부분이 불필요하게 되어 손실이 발생하기 때문에, 최저 필요량으로 억제할 수 있는 액상 쪽이 바람직하다.

수지 상에 평탄면을 제작하기 위한 극평탄 프레스판은, 극평탄면을 구비하는 것이면 어느 것도 사용할 수 있다. 앞에서 열거한 광학부품에서 사용되는 기판재료 이외에, 세라믹, 금속 등도 사용할 수 있다. 특히 반도체 기판으로서 사용되고 있는 반도체 실리콘 기판이 평탄성, 가격 및 현재의 상태에서 12인치의 크기까지 범용성이 있으므로 기판 크기에 대한 대응성의 점으로부터 바람직하다. 다만 금형에 대한 수지와의 분리성을 확보하기 위해서, 극평탄 프레스판의 표면 혹은 수지 표면에는 이형처리(離型處理)를 가압 전에 실시하는 것이 바람직하다.

평탄면 성형 후의 경화반응은, 광경화성의 경우에는 광조사(光照射)를 함으로써 경화시키면 좋다. 광원(光源)은 그 광경화성이 감도(感度)를 가지는 파장을 구비하면 좋다. 그 때에, 기판이 투명한 경우에는 기판측에서, 기판이 불투명하고 극평탄 프레스판이 투명한 경우에는 극평탄 프레스판측에서 각각 광조사를 할 수 있다. 양쪽 모두가 불투명인 경우에는 광경화성 수지를 사용할 수 없다. 열경화성의 경우에는 경화반응에 필요한 온도, 열가소성의 경우에는 소성변형에 필요한 온도를 수지에 가하면 좋다. 그 때문에 기판 및 극평탄 프레스판의 투명성은 묻지 않는다.

광학부품을 제조하기 위한 기능성 무기 광학박막을 적층하는 방법으로서는 지금까지 수많은 증착방법이 알려져 있다. 예를 들면 진공증착법(眞空蒸着法), 플라즈마 이온 어시스트법(plasma ion assist法), 이온빔 어시스트법(ion beam assist法), 이온빔 스퍼터법 등 다수의 방법이 알려져 있다. 그 중에서도 바람직한 것은 이온빔 스퍼터법이며, 다른 광학박막의 형성방법에 대하여 치밀(緻密)함과 평탄성이 가장 뛰어나고 보다 저온에서 적층할 수 있는 방법으로서, 수지에 대한 열의 영향이 적게 광학박막을 성형할 수 있다.

고도의 기판연마의 유무에 관계 없이 기판 상에 매우 평탄한 수지 평탄면을 형성하고, 그 복합기판 상에 기능성 무기 광학박막을 적층함으로써 광학부품을 제작하는 것을 가능하게 하였다. 이것은, 종래의 기판연마를 제작하는 데에 필요한 다수회 실시하여야 하는 연마처리에 따르는 시간, 비싼 장치와 그 관리, 방대한 연마기술의 필요성을 저감할 수 있어, 기판 제조로부터 광학부품 제조까지 단시간에 또한 고정밀도로 제작할 수 있는 것으로 연결된다.

본 발명은, 저장장치인 하드 디스크 드라이브 장치의 플래터(platter)에 사용되는 알루미늄판이나 석영 글래스판의 표면을 평탄화 하는 경우에도 적용할 수 있다.

Claims

초평탄면(超平坦面)을 구비하는 복합기판(複合基板)을 사용한 광학부품(光學部品)의 제조방법으로서,
광학기판(光學基板) 상에 수지 조성물(樹脂組成物)을 싣는 스텝과,
상기 수지 조성물 첨부 광학기판의 수지 조성물측을, 상기 광학기판보다도 평탄한 평면을 구비하는 극평탄 프레스판(極平坦 press板)으로 가압(加壓)(印壓)하는 스텝과,
상기 수지 조성물을 경화(硬化)시켜서 복합기판을 형성하는 스텝과,
상기 복합기판 상에 박막(薄膜)을 적층하여 광학부품을 성형하는 스텝을
포함하는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 수지 조성물은 광경화성 수지 조성물(光硬化性樹脂組成物)이며,
광학기판 상에 광경화성 수지 조성물을 싣는 스텝과,
상기 광경화성 수지 조성물 첨부 광학기판의 수지 조성물측을, 상기 광학기판보다도 평탄한 평면을 구비하는 극평탄 프레스판으로 가압하는 스텝과,
상기 광경화성 수지 조성물에 빛을 조사하여 경화시켜서 복합기판을 형성하는 스텝과,
상기 복합기판 상에 박막을 적층하여 광학부품을 성형하는 스텝을
포함하는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 수지 조성물은 열경화성 혹은 열가소성 수지 조성물(熱可塑性樹脂組成物)이고,
광학기판 상에 열경화성 혹은 열가소성 수지 조성물을 싣는 스텝과,
상기 열경화성 혹은 열가소성 수지 조성물 첨부 광학기판의 수지 조성물측을, 상기 광학기판보다도 평탄한 평면을 구비하는 극평탄 프레스판으로 가압하는 스텝과,
상기 열경화성 혹은 열가소성 수지 조성물을 온도변화에 의하여 경화시켜서 복합기판을 형성하는 스텝과,
상기 복합기판 상에 박막을 적층하여 광학부품을 성형하는 스텝을
포함하는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 매우 평탄한 형상의 평면을 구비하는 극평탄 프레스판은, 표면조도(平面粗度)가 자승평균 조도(自乘平均粗度)(RMS: Root Mean Square)로 0.3nm 이하인 평탄형상의 평면을 구비하는 반도체 기판 재료(半導體基板材料)이며,
형성되는 복합기판의 수지표면의 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 매우 평탄한 형상의 평면을 구비하는 극평탄 프레스판은, 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 평탄형상의 평면을 구비하는 실리콘 기판 재료이며,
형성되는 복합기판의 수지표면의 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 매우 평탄한 형상의 평면을 구비하는 극평탄 프레스판은, 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 평탄형상의 평면을 구비하는 고정밀도 글라스 기판 재료이며,
형성되는 복합기판의 수지표면의 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 매우 평탄한 형상의 평면을 구비하는 극평탄 프레스판은, 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 평탄형상의 평면을 구비하는 고정밀도 저열팽창 글라스 기판재료이며,
형성되는 복합기판의 수지표면의 표면조도가 자승평균 조도(RMS)로 0.3nm 이하인 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 박막은 기능성 무기 광학박막(機能性無機光學薄膜)이며,
상기 기능성 무기 광학박막을 적층하여 반사 미러(反射 mirror)를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 박막은 기능성 무기 광학박막이며,
상기 기능성 무기 광학박막을 적층하여 빔스플릿터(beam splitter)를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 박막은 기능성 무기 광학박막이며,
상기 기능성 무기 광학박막을 적층하여 밴드패스 필터(band pass filter)를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 박막은 기능성 무기 광학박막이며,
상기 기능성 무기 광학박막을 적층하여 밴드스톱 필터(band-stop filter)를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 박막은 기능성 무기 광학박막이며,
상기 기능성 무기 광학박막을 적층하여 엣지필터(edge filter)를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제8항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 박막은 기능성 무기 광학박막이며,
상기 박막의 적층은 저온 스퍼터법(低溫 sputter法)으로 하는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제8항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 박막은 기능성 무기 광학박막이며,
상기 박막의 적층은 이온빔 스퍼터법(ion beam sputter法)으로 하는 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제8항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 박막은 유전체 다층 광학박막(誘電體多層光學薄膜)인 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제8항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 박막은 광학 기능성 금속박막(光學機能性金屬薄膜)인 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제8항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 박막은 유전체 다층 광학박막 혹은 광학 기능성 금속박막이며,
상기 박막의 적층은, 상기 유전체 다층 광학박막과 상기 광학 기능성 금속박막의 복합막인 것을 특징으로 하는 광학부품의 제조방법.
제1항 내지 제17항 중의 어느 한 항의 제조방법으로 제조하는 것을 특징으로 하는 광학부품.