KR20030004376A - 광학소자의 제조방법 - Google Patents

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쯔또무 미나미
다쯔미사고마사히로
다다나가기요하루
마쯔다아쯔노리
가와즈미쯔히로
야마모또히로아끼
나까무라고이찌로
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니혼 이타가라스 가부시키가이샤
쯔또무 미나미
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Abstract

내열성이 우수하고, 또 기판과의 밀착성도 우수한 광학소자의 제조방법이 제공된다. 습윤성이 큰 구역과 습윤성이 작은 구역이 규칙적으로 배열되어 있는 패턴 표면을 성형 표면으로서 갖는 기초재의 성형 표면에 광학소자형성용 액상 조성물을 부착시키고, 이어서 상기 조성물을 경화시켜 상기 습윤성이 큰 구역에 볼록부를 형성시키는 광학소자의 제조방법이다. 이 때 상기 광학소자형성용 액상 조성물로서 가수분해ㆍ축중합이 가능한 가수분해성 화합물 및 그의 가수분해ㆍ축중합물에서 선택되는 1종류 이상의 화합물을 함유하는 액을 사용한다.

Description

광학소자의 제조방법{METHOD FOR FABRICATING OPTICAL ELEMENT}
기술분야
본 발명은 광학소자의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 특히 통신이나 액정 등을 사용한 디스플레이에 사용하기에 적합한 미소 렌즈열(마이크로 렌즈 어레이)과 같은 광학소자의 제조방법에 관한 것이다.
배경기술
종래부터 사용되고 있는 광학소자 중에서 특히 미소 렌즈(마이크로 렌즈) 또는 복수개 마이크로 렌즈를 평면 상에 광축이 서로 평행으로 되도록 규칙적으로 배치하여 구성한 마이크로 렌즈 어레이는 파인 옵틱스 분야에서 널리 사용되어 왔다. 최근 수요의 증대에 따라 통신용 광학부품의 필요성은 점점 높아지고 있다.
이와 같은 마이크로 렌즈의 제조방법으로 습윤성이 큰 구역과 습윤성이 작은 구역이 규칙적으로 배열된 패턴 표면을 갖는 기초재의 그 표면에 광학소자형성용 액상 조성물을 부착시키고, 이어서 상기 조성물을 경화시켜 상기 습윤성이 큰 구역에 볼록부를 형성시키는 것이 알려져 있다(일본 공개특허공보 2000-199805호 및 일본 공개특허공보 2000-227506호 참조). 그러나, 광학소자형성용 액상 조성물로써 광경화성 수지를 사용하고 있기 때문에 내열성이 낮아 열처리하거나 하였을 때에 재료가 변색되거나 하는 일이 있으므로, 내열성이 요구되는 부위에는 사용하기 어렵다는 문제가 있었다.
발명의 개시
본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로, 본 발명의 목적은 내열성이 우수하고, 또 기판과의 밀착성도 우수한 광학소자의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 다음 설명에서 밝혀질 것이다.
본 발명에 의하면 본 발명의 상기 목적 및 이점은 습윤성이 큰 구역과 습윤성이 작은 구역이 규칙적으로 배열되어 있는 패턴 표면을 성형 표면으로서 갖는 기초재의 성형 표면에 광학소자형성용 액상 조성물을 부착시키고, 이어서 상기 조성물을 경화시켜 상기 습윤성이 큰 구역에 볼록부가 형성되는 광학소자의 제조방법으로, 상기 광학소자형성용 액상 조성물로서 가수분해ㆍ축중합이 가능한 가수분해성 화합물 및 그 가수분해ㆍ축중합물로 이루어진 군에서 선택된 1종류 이상의 화합물을 함유하는 액을 사용하는 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법에 의해 달성된다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 1 실시예에 의해 얻어진 마이크로 렌즈 어레이의 3차원 표면 프로파일을 나타내는 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 1 실시예에 의해 얻어진 마이크로 렌즈 어레이의 렌즈 정상에서 절단한 절단 프로파일을 나타내는 그래프이다.
발명의 바람직한 실시형태
먼저, 기초재 표면에 습윤성이 큰 구역과 습윤성이 작은 구역을 규칙적으로 배열한 패턴을 형성하는 방법에 대해서 설명한다. 본 발명에서 기초재 표면의습윤성이 큰 구역 및 습윤성이 작은 구역이란 기초재 표면에 광학소자형성용 액상 조성물인 가수분해, 축중합이 가능한 가수분해성 화합물 또는 그 가수분해ㆍ축중합물을 함유하는 액이 각각 상대적으로 부착되기 쉬운 부분과 상대적으로 부착되기 어려운 부분을 말한다. 습윤성이 큰 구역과 습윤성이 작은 구역을 규칙적으로 배열한 패턴은, 광촉매와 광촉매 작용으로 분해시켜 습윤성에 관여하는 유기기를 갖는 물질을 함유하는 층으로 기초재의 표면 상을 피복하고, 포토마스크를 통하여 광 조사하고, 노광부분의 상기 물질의 유기기를 노광부분의 광촉매의 광촉매 작용으로 분해시켜 노광부분의 습윤성과 비노광부분의 습윤성에 차이를 생기게 하는 방법에 의해 바람직하게 형성된다. 예컨대, 상기 물질로서 플루오로알킬기와 같은 발수성 기를 분자 내에 갖는 실란화합물을 사용한 경우에는, 노광부분은 습윤성이 큰 구역을 형성하고, 비노광부분은 습윤성이 작은 구역을 형성한다. 또, 그 밖의 방법으로 감광성 수지층으로 기초재 표면 상을 피복하고, 포토마스크를 통하여 광 조사하고, 노광부분(또는 비노광부분)을 용매로 용해 제거하여 기초재를 노출시키고, 기판 자체의 습윤성과 용해 제거되지 않고 남은 감광성 수지의 습윤성에 차이를 생기게 하는 방법을 예시할 수 있다. 이 경우에는 노광부분(또는 비노광부분)을 용해 제거하여 노출시킨 기초재(글래스인 경우) 표면은 용해 제거되지 않은 감광성 수지층 표면보다 큰 습윤성을 갖는다.
전자의 방법에 있어서, 기초재 표면에 형성되는 광촉매 및 광촉매 작용으로 분해되는 유기기를 갖는 물질을 함유하는 하나의 층을 대신하여 광촉매 활성의 산화물의 제 1 층 및 그 위에 광촉매 작용으로 분해되는 유기기를 갖는 화합물의 제2 층으로 이루어진 2층을 형성할 수도 있다. 이 경우 제 2 층은 광투과성을 갖는 것이 바람직하다.
광촉매 활성의 산화물층 및 그 위에 광촉매 작용으로 분해되는 유기기를 갖는 화합물층으로 이루어진 2층을 기초재 표면에 형성하고. 포토마스크를 통하여 광 조사하고, 노광부분의 상기 물질의 유기기를 분해시켜 노광부분의 습윤성과 비노광부분의 습윤성에 차이를 생기게 함으로써 습윤성이 큰 구역과 습윤성이 작은 구역을 규칙적으로 배열한 패턴을 형성하는 방법에 대해서 다음에 서술한다.
광촉매 활성의 산화물층(이하, 단순히 광촉매층이라고 함)은, 예컨대 통상적인 박막 제조방법, 즉 진공증착법, 화학기상증착(CVD)법, 졸겔법, 미립자 전사법 등을 이용하여 산화티탄(TiO2), ZnO, WO3, Fe2O3, SrTiO3, In2O3, MoO2, TiO2-Pt-RuO2등으로 이루어지며, 막두께가 바람직하게는 10∼200㎚인 박막으로 형성된다. 현재 가장 광범위하게 사용되고 있는 산화티탄(TiO2)막은 예컨대 진공증착법을 이용하여 산화티탄 결정 박막, 예컨대 아나타이제형 산화티탄 박막으로 형성시킬 수 있다. 또, 화학기상증착(CVD)법이나 졸겔법을 이용하는 경우에는, 최초에 형성된 비정질 산화티탄 박막을 결정화시키기 위한 열처리가 필요하다. 그리고, 이 결정화 가열처리는 바람직하게는 450∼550℃에서 10분∼2시간 동안 실시된다.
산화티탄막은 상기 제조방법 이외에 예컨대 시판되는 광촉매 활성 미립자, 예컨대 ISHIHARA SANGYO Co., Ltd. 제조의 광촉매 산화티탄 미립자(상품명「STS-01」(입경(X선 입경) 7 ㎚), 「STS-02」(입경(X선 입경) 7 ㎚), 「CS-N」), TAKICHEMICAL CO., LTD. 제조의 티타니아졸「M-6」(결정자 크기 5 ㎚) 등의 시판되는 수분산 졸 이외에 ISHIHARA SANGYO Co., Ltd. 제조의 「ST-K01」, 「ST-K03」과 같은 바인더를 포함한 시판되는 수알콜 혼합용제 분산 티타니아졸 등을 사용하여 액상으로 도포 건조시킴으로써 얻어진다.
또, 졸겔법에 의한 산화티탄 결정 박막의 원료로는, 예컨대 티탄알콕시드, 티탄아세틸아세토네이트, 티탄카르복실레이트와 같은 티탄의 유기화합물이 바람직하게 사용된다. 티탄알콕시드로는 일반적으로 Ti(OR)4(R은 탄소수 4까지의 알킬기)로 표시되지만, 반응성을 고려하여 티탄이소프로폭시드, 티탄부톡시드가 바람직하다. 또, 티탄의 경우에는 아세틸아세토네이트를 사용한 것이 그 안정성 면에서 바람직한 것도 종래부터 알려져 왔다. 이 경우에는 일반식으로 Ti(OR)mLn(m＋n=4, n≠0)으로 표시되는데, L이 아세틸아세톤이다. 이 경우에는 티탄알콕시드를 아세틸아세톤으로 아세틸아세토네이트화시키거나, 시판되는 티탄아세틸아세토네이트를 사용할 수도 있다. 또한, 티탄의 카르복실산염을 사용할 수 있다. 이들 티탄의 유기화합물 및 산 촉매를 함유하는 용액을 기판 표면에 피복하고 가열함으로써 기판 표면에 산화티탄의 광촉매층이 피복된다.
다음으로, 이 광촉매층 상에, 광촉매 작용으로 분해시켜 습윤성이 변화하는 화합물, 특히 광촉매 작용으로 분해되는 유기기, 예컨대 발수성 기를 갖는 화합물을 함유하는 광투과성 층을 졸겔법, 진공증착, 기상증착 등과 같은 방법으로 형성한다. 이 층의 두께는 바람직하게는 1∼100㎚, 보다 바람직하게는 1∼50㎚이다.
발수성 기를 갖는 화합물로는 발수성 기를 갖는 실란화합물이 바람직하게 사용된다. 그 예로 1개 또는 2개 이상의 발수성 기, 예컨대 알킬기, 플루오로알킬기 등을 분자 내에 갖는 실란화합물을 들 수 있다.
알킬기를 갖는 실란화합물로는, 예컨대
이들 중에서 플루오로알킬기 함유 트리알콕시실란, 특히 불소원자의 수가 13∼22인 플루오로알킬트리메톡시실란, 플루오로알킬트리에톡시실란이 바람직하게 사용된다.
다음으로, 광촉매층 및 광촉매 작용으로 분해시켜 습윤성이 변화하는 화합물의 광투과성 층이 그 순서대로 피복된 기판 상에, 광투과구역과 광차폐구역을 규칙적으로 배열한 패턴의 포토마스크를 배치한다. 광투과구역 또는 광차폐구역은 직경이 10∼500㎛ 인 정방형, 원, 타원, 정육각형 등과 같은 형상을 가질 수 있고, 형성될 광학소자의 바닥면의 형상과 일치시키는 것이 바람직하다. 상기 화합물층이 발수성 기를 갖는 화합물로 이루어진 경우에는, 광투과구역을 상기 형상으로 하는 것이 바람직하고, 그리고 상기 화합물층이 광촉매 작용으로 분해시켜 습윤성이 작아지는 화합물로 이루어지는 경우에는, 반대로 광차폐구역을 상기 형상으로 하는 것이 바람직하다.
이 포토마스크를 통하여 광 조사한다. 상기 화합물의 광투과성 층을 통과한 광 조사로 산화티탄의 광촉매 활성을 발현시키고, 노광부와 비노광부의 표면 에너지가 다른 영역이 주기적으로 존재하는 패턴구조가 형성된다. 이 광 조사에 사용되는 광선으로 광촉매층 내의 광촉매 활성의 산화물(예컨대, 산화티탄)이 광촉매 활성을 나타내면 어떠한 광이어도 되고, 바람직하게는 여기파장이 380㎚ 이하인 자외선이 바람직하게 사용된다. 이와 같은 자외선을 발하는 것으로는 수은램프, 메탈할라이드램프, 크세논램프, 엑시머레이저, YAG 레이저(제3고주파, 제4고주파), He-Gd 레이저 등과 같은 광원이 바람직하게 사용된다.
이 조사에 의해, 포토마스크의 광투과 구역을 통과하여 노광된 상기 화합물층 부분은 그 하지의 광촉매층 작용에 의해 습윤성이 변화된다. 예컨대, 상기 화합물층이 발수성 기, 예컨대 플루오로알킬기를 갖는 알콕시실란 또는 그 가수분해물 또는 축중합물로 이루어지는 경우에는, 노광부분의 플루오로알킬기가 광촉매 작용으로 분해시켜 이 부분의 발수성은 상실되는 결과, 노광부분은 큰 습윤성을 갖게 된다. 비노광부는 발수성 기는 상실되지 않기 때문에 작은 습윤성을 가진 상태로이다. 이렇게 해서 상기 화합물층이 발수성 기를 함유하는 화합물로 이루어지는 경우에는, 포토마스크의 광투과구역과 광차폐구역에 대응하여 각각 습윤성이 상대적으로 큰 영역과 습윤성이 상대적으로 작은 영역이 규칙적으로 존재하는 패터닝 구조가 상기 기판 표면에 형성된다.
이어서, 광학소자형성용 액상 조성물로서 사용되는 가수분해, 축중합이 가능한 가수분해성 화합물 및 그 가수분해ㆍ축중합물로 이루어진 군에서 선택된 1종류 이상의 화합물을 함유하는 액을 이 패터닝 구조가 형성된 기판 표면에 피복한다. 이 가수분해, 축중합이 가능한 가수분해성 화합물로는 예컨대 규소알콕시드, 금속알콕시드, 금속킬레이트를 들 수 있다.
알콕시드로는, 예컨대 규소(Si), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), Ti(티탄), 주석(Sn) 및 안티몬(Sb) 등과 같은 메톡시드, 에톡시드, 프로폭시드, 부톡시드 등을 단일체 또는 혼합체로 바람직하게 사용된다. 예컨대, 규소알콕시드의 예로, 테트라에톡시실란, 테트라메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 킬레이트로는, 예컨대 규소, 알루미늄, 지르코늄, 티탄, 주석 및 안티몬 등과 같은 아세틸아세토네이트 착체, 아세토아세트산에틸 착체 및 벤조일아세토네이트 착체가 바람직하게 사용된다.
이들 중에서 다음 식 (1)
YnSiX4-n(1)
(여기에서, Y는 알킬기, 비닐기, 아미노기, 에폭시기, 페닐기, 벤질기를 나타내고, X는 할로겐, 알콕실기를 나타내며, 그리고 n은 0 또는 1임)로 표시되는 규소화합물이 보다 바람직하게 사용된다. 상기 식 (1)에서 Y의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 2-에틸부틸기, 옥틸기와 같은 직쇄형 분지형 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등과 같은 시클로알킬기가 바람직하다. 상기 규소화합물 중에서 상기 식 (1)에서 Y가 페닐기 또는 벤질기이고, X가 메톡실기 또는 에톡실기이며, n이 1인 유기화합물, 예컨대 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 벤질트리메톡시실란, 벤질트리에톡시실란이 더 바람직하게 사용된다. 이들 중에서 페닐트리에톡시실란이 특히 바람직하다.
상기 식 (1)로 표시되는 규소화합물 또는 그 가수분해ㆍ축중합물을 2종류 이상 조합하여 사용할 수 있다. 광학소자형성용 액상 조성물로서의 가수분해, 축중합이 가능한 가수분해성 화합물로서, 예컨대 페닐트리에톡시실란을 단독으로 사용하는 경우에 얻어지는 광학소자의 굴절률은 약 1.53인데, 페닐트리에톡시실란과 메틸트리에톡시실란을 조합함으로써 굴절률이 1.48∼1.53인 광학소자가 얻어진다. 페닐트리에톡시실란과 메틸트리에톡시실란의 혼합 비율을 조정함으로써 광학소자의 굴절률을 정밀하게 제어할 수 있다.
또, 상기 식 (1)로 표시되는 규소화합물과 티탄알콕시드, 지르코늄알콕시드, 알루미늄알콕시드 및 이들 킬레이트 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종류 이상의 금속화합물을 조합하여 사용할 수 있다. 예컨대, 테트라n-부톡시티탄, 트리부톡시알루미늄, 테트라부톡시지르코늄 등과 같은 금속알콕시드 화합물이나, 티탄의 아세틸아세토나아트 착체와 같은 산화물의 굴절률이 산화규소보다 고굴절률을 갖는 금속화합물을 상기 식 (1)로 표시되는 규소화합물과 조합하여 사용함으로써, 형성되는 광학소자의 굴절률을 제어할 수 있다. 이들 금속화합물은 너무 다량으로 사용하면, 광학소자형성용 액상 조성물이 액적형상으로 되었을 때 유동이 잘 일어나지 않게 되므로, 상기 광학소자형성용 액상 조성물 중 규소원소와 금속원소의 합계 100㏖% 에 대하여 상기 1종류 이상의 금속화합물은 그 금속원소의 몰분율로 표시하여 30% 이하로 사용하는 것이 바람직하고, 3∼20% 로 사용하는 것이 보다 바람직하다.
또, 상기 식 (1)로 표시되는 규소화합물과 다음 식 (2),
R2SiQ2(2)
(여기에서, R은 각각 독립적으로 알킬기, 비닐기, 아미노기, 에폭시기, 페닐기 또는 벤질기를 나타내고, 그리고 Q는 각각 독립적으로 할로겐 또는 알콕실기를 나타냄)로 표시되는 규소화합물(이하, 「식 (2)의 규소화합물」이라고 함)을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 상기 식 (2)에서 R이 페닐기 또는 메틸기이고, Q가 메톡실기 또는 에톡실기인 규소화합물이 바람직하게 사용된다. 그럼으로써 광학소자형성용 액상 조성물이 액적형상으로 되었을 때 유동성을 양호하게 할 수 있다. 상기 기술한 바와 같이 산화규소보다 고굴절률을 갖는 금속화합물을 병용하는 경우, 추가로 식 (2)의 규소화합물을 병용함으로써 고굴절률을 갖는 금속화합물을 다량으로 병용함으로써 광학소자형성용 액상 조성물액의 유동이 잘 일어나지 않게 되는 것을 방지할 수 있다.
식 (2)의 규소화합물은 가수분해, 축중합이 가능한 화합물이지만 단독으로는 네트워크 구조를 형성하지 못하므로, 이 함유량이 너무 많아지면 광학소자의 기계적 강도가 낮아지므로, 광학소자형성용 액상 조성물 중 규소, 티탄 등의 원소의 합계 100㏖% 에 대하여 식 (2)의 규소화합물은 그 규소원소의 몰분율로 표시하여 50% 이하로 사용하는 것이 바람직하고, 3∼40% 로 사용하는 것이 보다 바람직하다.
광학소자형성용 액상 조성물은 가수분해, 축중합이 가능한 가수분해성 화합물(예컨대, 규소알콕시드), 물, 산 촉매 및 용매를 함유한다. 이들 규소알콕시드에 물을 첨가하고 가수분해 및 축중합시킴으로써, 중합도를 증대시킨 실란이 얻어진다. 이 때 사용되는 촉매로는, 예컨대 염산, 질산, 황산 등과 같은 무기산류, 아세트산, 옥살산, 포름산, 프로피온산, p-톨루엔술폰산 등과 같은 유기산류를 들 수 있다. 사용되는 산 촉매의 양은 몰비로 표시하여 규소알콕시드 1 몰에 대하여 3 밀리몰∼200 밀리몰이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 밀리몰∼100 밀리몰이다.
물은 가수분해에 필요한 화학량론비량 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 물의 첨가량이 화학량론비량보다 적으면 겔화를 위한 건조시에 미반응 규소알콕시드가 잘 휘발되므로 바람직하지 않다. 통상 물의 첨가량은 촉매 수용액의 물도 포함하여 필요한 화학량론비량의 1.1∼30 배이고, 몰비로 표시하여 규소알콕시드에 대하여 1.5∼20 배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2∼10 배이다.
본 발명에서 사용되는 용매(유기용제)는 피복 형성방법에 의존한다. 캐스팅법, 딥코팅법, 스핀법, 그라비아코팅법, 플렉소인쇄법, 롤코팅법, 스프레이법, 브러시도포법 등이 바람직하게 사용된다. 이 중에서 캐스팅법이나 딥코팅법에서 사용되는 유기용제는 증발속도가 빠른 용매가 바람직하다. 이는 용매의 증발속도가 너무 느리면 도막의 건조가 느려지므로 액의 유동성이 높아져 웨트 도막이 균일하게 형성되지 않는 경우가 있기 때문에, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, tert-부톡시알콜 등과 같은 증발속도가 빠른 알콜계 용매를 바람직하게 사용할 수 있다. 한편, 그라비아코팅법, 플렉소인쇄법, 롤코팅법에 사용되는 유기용제는 증발속도가 느린 용매가 바람직하다. 이는 증발속도가 빠른 용매에서는 충분히 레벨링이 이루어지기 전에 용매가 증발하기 때문에, 최종적으로 얻어지는 광학소자의 높이가 불균일해지는 경우가 있다.
일반적으로 용매의 증발속도는 아세트산부틸의 증발속도를 100 으로 한 상대증발속도지수로 평가되고 있다. 이 값이 40 이하인 용매는 매우 느린 증발속도를 갖는 용매로 분류된다. 이와 같은 용매는 유기용매로서 그라비아코팅법, 플렉소인쇄법, 롤코팅법에 바람직하게 사용된다. 그 예로는 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 셀로솔브아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 헥실렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 디아세톤알콜, 테트라히드로푸르푸릴알콜 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 코팅액은 이와 같은 용매를 1종류 이상 함유하는 것이 바람직하지만, 코팅방법이나 코팅액의 특성에 따라 상기 용매를 복수 혼합하여 사용할 수도 있다. 사용되는 용매의 양은 몰비로 표시하여 규소알콕시드에 대하여 0.3∼5 배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5∼3 배이다.
습윤성이 상이한 패터닝 구조가 형성된 기초재 표면 상에 광학소자형성용 액상 조성물을 피복한다. 이 피복방법으로서 스프레이코팅법을 이용하는 경우에는, 광학소자 형성용 조성물은 액적형상으로 기판에 부착되기 때문에, 일단 습윤성이 작은 구역에 부착된 것이 습윤성이 큰 구역으로 이동하기 쉬워져 바람직하다. 전체적인 스프레이 부착량을 변화시킴으로써 최종적으로 얻어지는 광학소자의 높이를 조절할 수 있다는 점에서 유리하다.
또, 딥코팅법도 바람직하게 이용된다. 상기 패터닝막이 부착된 기초재를 광학소자형성용 액상 조성물욕 내에 침지시키고, 소정의 인상 속도로 끌어올림으로써 기초재 표면의 습윤성이 큰 구역에만 상기 액상조성물이 액적 상태로 부착된다. 그러나, 경우에 따라서는 기초재 표면의 습윤성이 큰 구역 및 습윤성이 작은 구역 전체에 걸쳐서 거의 균일한 두께로 상기 액상조성물이 피복되는 경우가 있고, 이 때에는 기초재 또는 피복액층의 진동, 초음파 진동 등을 부여하거나 피복액층에 공기 바람을 불어넣음으로써, 상기 액상조성물을 기초재 표면의 습윤성이 큰 구역에 집합시킬 수 있다. 단, 어떤 종류의 광학소자형성용 액상 조성물, 예컨대 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 벤질트리메톡시실란, 벤질트리에톡시실란과 같은 트리알콕시실란, 산 촉매, 물, 용매로 이루어진 액상조성물은, 특히 용매 및 물의 양이 상대적으로 작을 때 또는 기초재 표면의 습윤성이 큰 구역의 면적과 습윤성이 작은 구역의 면적의 비율이 클 때에는, 도포 직후에는 기초재 표면의 습윤성이 큰 구역에 집합하지 않는다. 그러나, 도포하고 몇시간 동안 건조시킨 후에, 기초재를 그 피복면이 윗방향으로 거의 수평이 되도록 유지한 상태에서 100∼300℃ 에서 가열하면, 상기 건조에 의해 고체형상으로 된 도포막은 그 점성이 저하되어 연화되며 마치 융액상태로 되어 기초재 표면의 습윤성이 큰 구역에 집합한다. 가열을 더 계속하면 축중합이 진행되어 완전히 경화되며 기초재 표면 상에 강고하게 부착된 페닐폴리실록산 또는 벤질폴리실록산의 볼록렌즈 형상의 미소 오목부가 상기 습윤성이 큰 구역에 형성된다. 상기 액상조성물의 도포 및 필요에 따른 그 이후의 진동 부여에 의해 기초재 표면의 습윤성이 큰 구역에 액상조성물이 집합하여 액적형상이 된 후에는, 100∼300 ℃ 로 10분∼300 분간 가열함으로써 가수분해 및 축중합 반응이 진행되고, 기초재 상의 습윤성이 큰 구역에 미소 볼록렌즈형상의 투명 고체 볼록부가 강고하게 부착되어 렌즈 또는 마이크로 렌즈 어레이가 얻어진다.
본 발명에서는 노광부와 비노광부의 표면에너지가 다른 영역을 형성하므로, 노광부와 비노광부의 표면에너지의 차이를 제어함으로써 렌즈형상을 제어할 수도 있게 된다. 따라서, 원하는 형상에 맞춰 상기 발수기를 갖는 화합물을 사용하면 된다.
본 발명에 사용되는 기초재로는 내열성을 갖는 평판형상의 것이 바람직하게 사용된다. 기초재로서 200℃ 와 20℃ 에서의 기초재 표면의 휨량(기초재의 표면방향의 단위길이당 그 표면에 수직인 방향의 열변형 길이)이 1㎝ 당 ±5㎛ 이내인 것이 바람직하다. 휨량이 이 범위를 초과하면, 막의 성형과정에서 기초재와 막이 계면에서 박리되거나 막에 균열을 발생시킬 우려가 있으므로, 기초재의 재료, 치수, 형상을 선택하는 것이 바람직하다.
또, 이 기초재는 1.5 ×10-5/℃ 이하의 선팽창률을 갖는 것이 바람직하다.기초재의 선팽창률이 1.5 ×10-5/℃ 를 초과하면, 오르가노폴리실록산막의 성형과정에서 기초재와 막이 계면에서 박리되거나 막에 균열을 발생시키기 때문이다. 기초재로서는 투명한 것이 바람직하다. 통상적인 무기 글래스는 1.5 ×10-5/℃ 이하의 선팽창률을 가지므로 바람직하게 사용된다. 또, 기초재의 적어도 표면은 산화물인 것이 바람직하다. 만일 오르가노폴리실록산막과 접하는 기초재 표면이 산화물이 아닌 경우, 막의 성형과정에서 부착강도가 저하되어 경우에 따라서는 기초재와 막이 계면에서 박리되기 때문이다. 바람직한 기초재 재질의 예로서는 규산염계 글래스, 붕규산염계 글래스와 같은 산화물 글래스, 석영, 투명 세라믹스 등을 들 수 있다.
본 발명의 기초재로서 예컨대 원하는 파장의 광, 예컨대 가시역, 자외역 또는 적외역의 광에 대해서 투명한 물체 예컨대 글래스 기판이 사용되는 경우, 본 발명에서는 렌즈, 도파로, 회절격자, 프리즘 등과 같은 투과형 광학소자를 추가로 복합시킨 기능을 발휘시킬 수 있다.
본 발명의 광학소자의 제조방법에서는 상기 광학소자형성용 액상 조성물을 표면에너지가 다른 영역이 규칙적으로 존재하는 기초재 표면에 도포한 후, 100℃ 이상의 온도에서 열처리함으로써 이 패턴부의 습윤성에 큰 친수성 표면구역에 광학소자형성용 액상 조성물을 유도하여 원하는 소자를 고정밀도로 형성할 수 있다.
실시예
다음에, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
실시예 1
(1) 산화티탄졸의 조제와 막 형성
티타늄n-부톡시드 0.1 몰을 에탄올 16 몰로 희석시킨 것을 아세토아세트산에틸 0.1 몰로 안정화시키고, 질산을 0.01 몰/L 농도로 용해시킨 물 0.2 몰을 첨가하고 교반하여 산화티탄졸로 했다.
무알칼리 알루미노붕규산염 글래스 조성을 가지며 두께 2.0㎜ 이고 25㎜ ×25㎜의 글래스 기판을 상기 산화티탄졸의 욕(浴) 내에 침지시키고, 1.11㎜/초의 인상속도로 끌어올림으로써 글래스 기판 표면에 산화티탄졸막을 딥코팅하고, 이어서 500℃ 에서 30분간 가열한다. 글래스 기판의 각 표면에 약 20㎚ 막두께를 갖는 아나타이제형 산화티탄막이 형성되었다.
(2) FAS 졸의 조제와 막 형성
이소프로판올 2.0 몰로 희석시킨 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란(이하, FAS라고 함) 0.01 몰에, 질산을 0.06 중량% 용해시킨 물 0.02 몰을 첨가하고 교반하여 FAS 졸을 얻었다.
상기 산화티탄막 피복 글래스 기판과 플라스크에 넣은 상기 FAS 졸을, 밀폐된 전기로 안에 두고 240℃ 로 30분간 가열하여 산화티탄막 상에 몇 ㎚ 의 막두께의 FAS 막을 증착 피복했다.
(3) 광 조사에 의한 FAS의 분해
직경이 150㎛ 인 원형 개구부(광투과 부분)가 간격(원중심 사이) 175㎛ 로 바둑판눈형상으로 약 20,000개 배치된 포토마스크를 상기 산화티탄막 및 FAS 막을피복한 글래스 기판 상에 탑재하고, 초고압 수은램프(「UIS-25102」우시오 전기 제조 250W, 광파장 250㎚∼450㎚)로부터 220∼310㎚ 범위의 파장광으로 23.0mW/㎠, 310∼390㎚ 범위의 파장 광으로 73.0mW/㎠ 의 조도로 5분간 광조사하고, 그럼으로써 패터닝 FAS가 부착된 기판이 얻어졌다. 마스크의 원형 개구부에 대응하는 FAS 막의 노광부에서는, FAS의 플루오로알킬사슬은 하지막의 산화티탄의 광촉매 작용에 의해 분해되어 증발되고, FAS는 히드록시실록산 또는 히드록시폴리실록산으로 변화했다. FAS 막의 비노광부 및 노광부의 접촉각을 접촉각계(CA-DT, 쿄와 계면과학㈜ 제조)를 이용하여 물 및 후술하는 페닐실세스퀴옥산졸에 의한 접촉각으로 측정한 결과, 비노광부에서는 108도(물) 및 57도(페닐실세스퀴옥산졸)이고, 노광부에서는 5도(물) 및 30도(페닐실세스퀴옥산졸)이었다.
(4) 페닐실세스퀴옥산졸의 조제와 막 형성 및 렌즈 어레이의 형성
페닐트리에톡시실란 1몰을 에탄올 1.5몰로 희석시키고, 1.44중량% 로 염산을 용해시킨 물 4몰을 첨가하고 약 2 시간 동안 교반함으로써, 페닐트리에톡시실란을 가수분해 반응 및 축중합 반응시켜 페닐실세스퀴옥산(PhSiO3/2)졸을 얻었다.
상기 패터닝 FAS가 부착된 기판을 상기 페닐실세스퀴옥산졸욕 내에 침지시키고 3.03 ㎜/sec 의 인상 속도로 끌어올림으로써 글래스 기판의 패터닝 FAS 막 표면에 페닐실세스퀴옥산졸막을 딥코팅했다. 웨트막두께는 몇십 ㎛ 이었다. 이것을 실온에서 약 15시간 동안 건조시켜 겔막으로 했다. 이 겔막은 패터닝 FAS 막 표면에 거의 균일한 두께로 확산되고 그 막두께는 약 2㎛ 이며, 용매의 증발로인해 이 졸은 유동성을 상실하고 겔화되어 고체형상으로 되어 있다. 다음으로, 이 겔화막을 200℃ 로 유지한 결과, 약 10분 경과한 시점에서 겔에 유동성이 생겨 액상으로 되고, FAS 막 비노광부 상에 있던 겔은 이동하여 FAS 막 노광부(직경 150㎛ 원형) 상에 집합하여 볼록부를 형성했다. 이 가열을 20분간 더 계속한 결과, FAS 막 노광부 상의 볼록부는 완전히 겔화되어 경화시켜 페닐실세스퀴옥산졸 중합체로 이루어진 직경 120㎛ 의 반구형상 렌즈를 형성하고, 기판 표면에 약 20,000개 렌즈가 고착된 마이크로 렌즈 어레이가 얻어졌다. 렌즈의 정점과 바닥간의 두께는 약 7㎛ 이었다. 형성된 렌즈 어레이를 원자간 역현미경(AFM)으로 측정한 3차원 표면 프로파일을 도 1에 나타낸다. 또, 렌즈의 정상에서 절단된 단면 프로파일을 도 2에 나타낸다.
상기 형성된 렌즈의 두께 편차를 5점 평가한 결과, 7 ±0.5㎛ 이고 오차는 약 ±7.1% 이었다. 초점거리를 측정한 결과, 425 ±25㎛ 이고 오차는 ±5.9% 이었다. 또한, 이 재료의 파장 400∼2,500㎚ 의 광투과성을 평가한 결과, 통신대의 파장영역에서 문제가 되는 흡수는 없는 것을 확인하였다. 또, 기판과의 밀착성도 양호하고, 기판 주변부의 절단이나 세정시에도 기판으로부터의 렌즈 박리는 없었다.
상기 마이크로 렌즈 어레이에 대해서 300℃ 에서 2시간 동안 유지하는 내열시험을 실시한 후, 실온으로 되돌리고 균열(크랙) 발생의 유무를 관찰하여 내열성을 평가했다. 그 결과, 렌즈 및 기판에 균열이나 박리는 발생하지 않고, 모든 렌즈의 초점거리는 내열시험 전과 변화가 없었다.
실시예 2
벤질실세스퀴옥산졸의 조제와 막 형성 및 렌즈 어레이의 성형
벤질트리에톡시실란 1몰을 에탄올 1.5몰로 희석시키고, 1.44중량% 로 염산을 용해시킨 물 4몰을 첨가하고 약 2시간 동안 교반함으로써, 벤질트리에톡시실란을 가수분해 반응 및 축중합 반응시켜 벤질실세스퀴옥산(BzSiO3/2)졸을 얻었다.
실시예 1과 동일하게 FAS의 패터닝을 형성시킨 무알칼리 글래스 기판 상에 상기 벤질실세스퀴옥산졸을 사용하여 인상속도 3.03㎜/sec로 딥코팅함으로써 막 형성하고, 그 이후에 실온에서 약 15시간 동안 건조시켰다. 다음으로, 겔막을 200℃ 로 30분간 가열한 결과, 실시예 1과 동일하게 겔막이 연화되어 FAS 막 노광부(직경 150㎛ 원형) 상에 집합하여 볼록부를 형성한 후에, 완전히 겔화되어 경화시켜 벤질실세스퀴옥산 중합체로 이루어진 직경 120㎛ 의 반구형상 렌즈를 형성하고, 기판 표면에 약 20,000개 렌즈가 고착된 마이크로 렌즈 어레이가 얻어졌다. 렌즈의 정점과 바닥간의 두께는 약 7㎛ 이었다.
상기 형성된 렌즈의 두께 편차를 5점 평가한 결과, 7 ±0.3㎛ 이고 오차는 약 ±4.3% 이었다. 초점거리를 측정한 결과, 425 ±20㎛ 이고 오차는 ±4.7% 이었다. 또한, 이 재료의 파장 400∼2,500㎚ 의 광투과성을 평가한 결과, 통신대의 파장영역에서 문제가 되는 흡수는 없는 것을 확인하였다. 또, 기판과의 밀착성도 양호하고, 기판 주변부의 절단이나 세정시에도 기판으로부터의 렌즈 박리는 없었다. 또한, 내열성 시험 후의 평가 결과에 대해서도 렌즈 및 기판에 균열이나 박리는 발생하지 않고, 모든 렌즈의 초점거리는 내열시험 전과 변화가 없었다.
실시예 3
실시예 2에 사용된 벤질실세스퀴옥산졸을 에탄올로 2배로 희석시킨 액을 렌즈 형성재료로 사용하여 실시예 1과 동일하게 FAS의 패터닝을 형성시킨 무알칼리 글래스 기판 상에 인상 속도 3.03㎜/sec 로 딥코팅함으로써 막 형성한 결과, FAS 막 노광부(직경 150㎛ 원형) 상에 집합하여 볼록부를 형성했다. 그 이후에 실온에서 15 시간 동안 건조시키고, 다시 200℃ 로 30분간 가열하여 완전히 경화시켰다. 그 결과, 직경 120㎛ 의 반구형상 렌즈를 형성하고, 기판 표면에 약 20,000개 렌즈가 고착된 마이크로 렌즈 어레이가 얻어졌다. 렌즈의 정점과 바닥간의 두께는 약 3.3㎛ 이었다.
상기 형성된 렌즈의 두께 편차를 5점 평가한 결과, 3.3 ±0.2㎛ 이고 오차는 약 ±6.1% 이었다. 초점거리를 측정한 결과, 891 ±65㎛ 이고 오차는 ±7.3% 이었다. 또한, 이 재료의 파장 400∼2,500㎚ 의 광 투과성을 평가한 결과, 통신대의 파장영역에서 문제가 되는 흡수는 없는 것을 확인하였다. 또, 기판과의 밀착성도 양호하고, 절단이나 세정시에도 기판으로부터의 렌즈 박리는 없었다. 또한, 내구성 시험 후의 평가 결과에 대해서도 렌즈 및 기판에 균열이나 박리는 발생하지 않고, 모든 렌즈의 초점거리는 내열시험 전과 변화가 없었다.
실시예 4
에탄올 81.2g 에 테트라에톡시실란 9.5g 과 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란 0.26g 을 첨가하고 20분간 교반하고, 이어서 여기에 물 4.04g 과 0.1N염산 5.0g 을 첨가하고 2시간 동안 교반했다. 이어서, 이 용액을 밀봉용기에 넣고 25℃로 10일간 정치시켜 용액을 얻었다. 이 용액을 에탄올로 5배로 희석시켜 발수처리액을 얻었다.
상기 발수처리액 10g, 산화티탄 미립자(TiO2미립자, 평균입경 7㎚, ISHIHARA SANGYO Co., Ltd. 제조의 광촉매 산화티탄 미립자「STS-01」) 0.09g 을 혼합하여 코팅액을 조제했다. 이 코팅액을 글래스 기판 상에 플로코팅법으로 도포하고, 그 다음에 온도가 21℃ 인 건조실에서 건조시킨 후, 다시 대기중 120℃ 에서 20분간 건조시겼다. 또, 실시예 1과 동일하게 직경 150㎛ 의 원형 개구부가 간격 175㎛ 로 바둑판눈형상으로 약 20,000개 배치한 포토마스크를 상기 산화티탄 및 FAS 함유 막을 피복한 글래스 기판 상에 탑재하고, 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 초고압 수은램프를 사용하여 실시예 1과 동일한 조도로 5분간 조사하고, 광 조사부의 FAS의 플루오로알킬사슬을 광촉매 작용으로 분해시켰다. 노광부의 접촉각을 물 및 후술하는 벤질실세스퀴옥산졸에 대하여 측정한 결과, 비노광부에서는 105도(물) 및 60도(벤질실세스퀴옥산졸)이고, 노광부에서는 4도(물) 및 32도(벤질실세스퀴옥산졸)이었다.
실시예 2에서 조제된 벤질실세스퀴옥산졸을 사용하여 실시예 1과 동일하게 인상 속도 3.03㎜/sec 로 딥코팅함으로써 막 형성하고, 이것을 실온에서 약 15시간 동안 건조시켜 겔막으로 하였다. 이 겔막은 패터닝 FAS 막 표면에 거의 균일한두께로 퍼져 있으며, 용매의 증발로 인해 이 졸은 유동성을 상실하고 겔화되어 고체형상으로 되어 있다. 다음으로, 이 겔화막을 200℃ 로 유지한 결과, 약 10분 경과한 시점에서 겔에 유동성이 생겨 액상으로 되고, FAS 막 비노광부 상에 있던 겔은 이동하여 FAS 막 노광부(직경 150㎛ 원형) 상에 집합하여 볼록부를 형성했다. 이 가열을 20분간 더 계속한 결과, FAS 막 노광부 상의 볼록부는 완전히 겔화되어 경화시킨 직경 120㎛ 의 반구형상 렌즈를 형성하였고, 기판 표면에 약 20,000개 렌즈가 고착된 마이크로 렌즈 어레이가 얻어졌다. 렌즈의 정점과 바닥간의 두께는 약 7㎛ 이었다.
상기 형성된 렌즈의 두께 편차를 5점 평가한 결과, 7 ±0.3㎛ 이고 오차는 약 ±4.3% 이었다. 초점거리를 측정한 결과, 430 ±21㎛ 이고 오차는 ±4.9% 이었다. 또한, 이 재료의 파장 400∼2,500㎚ 의 광투과성을 평가한 결과, 통신대의 파장영역에서 문제가 되는 흡수는 없는 것을 확인하였다. 또, 기판과의 밀착성도 양호하고, 절단이나 세정시에도 기판으로부터의 렌즈 박리는 없었다. 상기 마이크로 렌즈에 대해서 300℃ 로 2시간 동안 유지하는 내열시험을 실시한 후, 실온으로 되돌리고 균열(크랙) 발생의 유무를 관찰하여 내열성을 평가했다. 그 결과, 렌즈 및 기판에 균열이나 박리는 발생하지 않고, 모든 렌즈의 초점거리는 내열시험 전과 변화가 없었다.
이와 같이 본 실시예 4에서는 광촉매 활성층 상에 FAS와 같은 발수성을 나타내는 재료를 도포한 후 광 조사함으로써, 광 조사부와 미조사부의 패턴을 형성하고, 그 광 조사부, 미조사부 및 가수분해, 축중합이 가능한 가수분해성 화합물을함유하는 렌즈 형성재료의 각 표면에너지의 차이를 이용하여 렌즈를 형성하는 것이다. 이 때 특정 렌즈 형성재료를 사용한 경우에는, 균일한 막두께로 막 형성하고 건조 및 가열시킴으로써 일단 고체형상이었던 렌즈 형성재료가 액적 상태가 되어 표면에너지가 증가됨으로써 렌즈가 형성된다.
실시예 5
티탄을 함유하는 페닐실세스퀴옥산졸의 조제와 막 형성 및 렌즈 어레이의 형성
페닐트리에톡시실란 0.95몰을 에탄올 1몰로 희석시키고, 1.44중량% 로 염화수소를 용해시킨 물 4몰을 첨가하고 약 30분간 교반했다. 여기에 0.05몰의 티탄의 아세토아세트산에틸 착체를 첨가하고 다시 약 30분간 교반하여 티탄을 함유하는 페닐실세스퀴옥산졸을 얻었다.
실시예 6
티탄 등을 함유하는 페닐실세스퀴옥산졸의 조제와 막 형성 및 렌즈 어레이의 형성
페닐트리에톡시실란 0.45몰, 디페닐디에톡시실란 0.45몰을 에탄올 1몰로 희석시키고, 1.44중량% 로 염화수소를 용해시킨 물 4몰을 첨가하고 약 30분간 교반했다. 여기에 0.10몰의 티탄의 아세토아세트산에틸 착체를 첨가하고 다시 약 30분간 교반하여 티탄 등을 함유하는 페닐실세스퀴옥산졸을 얻었다.
실시예 7
메틸실세스퀴옥산을 함유하는 페닐실세스퀴옥산졸의 조제와 막 형성 및 렌즈어레이의 형성
페닐트리에톡시실란 0.60몰, 메틸트리에톡시실란 0.40몰을 에탄올 1.5몰로 희석시키고, 1.44중량% 로 염화수소를 용해시킨 물 4몰을 첨가하고 약 30분간 교반하여 메틸실세스퀴옥산을 함유하는 페닐실세스퀴옥산졸을 얻었다.
실시예 5∼7 에서 얻은 졸을 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅, 건조시키고 200℃ 에서 처리하여 반구형상 렌즈를 형성했다. 이 때 만들어진 렌즈부의 재질 및 굴절률은 표 1에 나타내는 바와 같았다. 실시예 1에서 제조된 렌즈의 굴절률은 1.53 이고, 실시에 5∼7 에서는 굴절률의 제어가 가능함을 나타냈다.
표 1
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 내열성이 우수하고, 그리고 기판과의 밀착성이 우수한 마이크로 렌즈 어레이 그 밖의 광학소자가 얻어진다.

Claims (13)

  1. 습윤성이 큰 구역과 습윤성이 작은 구역이 규칙적으로 배열되어 있는 패턴 표면을 성형 표면으로서 갖는 기초재의 상기 성형 표면에 광학소자형성용 액상 조성물을 부착시키고, 이어서 상기 조성물을 경화시켜 상기 습윤성이 큰 구역에 볼록부가 형성되는 광학소자의 제조방법으로서,
    상기 광학소자형성용 액상 조성물로서 가수분해와 축중합 가능한 가수분해성 화합물 및 그의 가수분해ㆍ축중합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종류 이상의 화합물을 함유하는 액을 사용하는 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가수분해성 화합물은, 규소, 알루미늄, 지르코늄, 티탄, 주석 및 안티몬으로 이루어진 군에서 선택되는 1종류 이상의 원소의 알콕시드 또는 킬레이트 화합물인 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액은 상기 가수분해성 화합물로서 다음 식 (1)
    YnSiX4-n(1)
    (여기에서, Y는 알킬기, 비닐기, 아미노기, 에폭시기, 페닐기, 벤질기를 나타내고,X는 각각 독립적으로 할로겐 또는 알콕실기를 나타내며, 그리고 n은 0 또는 1임)으로 표시되는 규소화합물 또는 그의 가수분해ㆍ축중합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 식 (1) 에서의 Y가 페닐기 또는 벤질기이고, X가 메톡실기 또는 에톡실기이며, n 이 1 인 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 액은 상기 규소화합물 이외에 추가로, 상기 가수분해성 화합물로서, 티탄알콕시드, 지르코늄알콕시드, 알루미늄알콕시드 및 이들의 킬레이트 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종류 이상의 금속화합물 또는 그의 가수분해ㆍ축중합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학소자형성용 액상 조성물 중의 규소원소 및 금속원소의 합계 100 ㏖% 에 대하여, 상기 1종류 이상의 화합물이 그의 규소원소 및 금속원소의 몰분율로 표시하여 30% 이하 함유되는 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액은, 상기 규소화합물 이외에 추가로, 상기 가수분해성 화합물로서, 다음 식 (2),
    R2SiQ2(2)
    (여기에서, R은 각각 독립적으로 알킬기, 비닐기, 아미노기, 에폭시기, 페닐기 또는 벤질기를 나타내고, 그리고 Q는 각각 독립적으로 할로겐 또는 알콕실기를 나타냄)로 표시되는 규소화합물 또는 그의 가수분해ㆍ축중합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 식 (2)에서의 R이 페닐기 또는 메틸기이고, Q가 메톡실기 또는 에톡실기인 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 광학소자형성용 액상 조성물 중의 규소 및 금속원소의 합계 100 ㏖% 에 대하여, 상기 식 (2)로 표시되는 규소화합물 또는 그의 가수분해ㆍ축중합물이 그 규소의 몰분율로 표시하여 50% 이하 함유되는 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부착은 상기 액상 조성물을 상기 기초재의 성형 표면의 전체면에 도포함으로써 행해지고, 이어서 그 도포 후에 100℃∼300℃ 로 가열하여 액상 조성물을 상기 습윤성이 큰 구역에 집합시키는 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기초재의 성형 표면의 패턴은, 기초재 표면에 광촉매 활성의 산화물층 및 그 위에 광촉매 작용에 의해 분해되는 발수성 기를 갖는 화합물의 광투과성 층을 형성하고, 이어서 포토마스크를 통하여 광조사함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기초재의 성형 표면의 패턴은, 기초재 표면에 광촉매 활성의 산화물 및 광촉매 작용에 의해 분해되는 발수성 기를 갖는 화합물을 함유하는 층을 형성하고, 이어서 포토마스크를 통하여 광조사함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 광촉매 활성의 산화물은 산화티탄이고, 상기 발수성 기를 갖는 화합물은 플루오로알킬트리알콕시실란 또는 그의 가수분해ㆍ축중합물인 것을 특징으로 하는 광학소자의 제조방법.
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