JPH02255550A - 基板表面に凹凸を形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス基板に無機物質からなる被膜を所定形
状に被覆し、基板表面に凹凸を形成する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、情報記録用ディスクや凹凸型ホログラムレンズな
どのエレクトロニクス用のガラス基板上に、微細な形状
をした凹凸を形成する方法としては、基板上に電子線硬
化型樹脂を基板上に塗布し、その後電子線描画を行って
電子線照射部分以外の樹脂を溶解除去する方法や、ゾル
ゲル法で被覆した膜を硬化前にプレスして表面に凹凸を
つけ、その後焼成して硬い膜にする方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、電子線・硬化型樹脂を用いる方法は、凹
凸を形成する物質が有機物質であり耐熱性に問題点があ
った。また、前記したゾルゲル法による方法は、形状を
寸法精度よく形成することが困難であり、また製作上の
作業性が悪いという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、液体中に分散し得る金属の酸化物の微粒子お
よび金属のアルコキシドの少なくとも１方を含む塗布液
をガラス板の表面に塗布し、その後該ガラス板を歪点よ
り低くかつ歪点より１００℃低い温度以上に加熱すると
ともに、所定の形状にレーザービームを塗布層に照射し
、その後冷却して、非照射部分の塗布層をフッ酸を含む
液で処理することにより除去し、ガラス板に所定形状の
凹凸を形成する方法である。本発明に用いることができ
る金属アルコキシドとしては、有機溶剤に溶けるもので
あればとくに限定されないが、ジルコニウムメトキシド
、ジルコニウムエトキシド。

ジルコニウムプロポキシド、チタンメトキシド。

チタンエトキシド、チタンプロポキシド、アルミニウム
エトキシド、アルミニウムプロポキシド。

アルミニウムブトキシド、シリコンメトキシド。

シリコンエトキシド、シリコンプロポキシドなどのアル
コキシ基が比較的低級のアルコールからなる金属アルコ
キシドを用いることができる。また、アルコキシ基は金
属原子１個に対して１〜４個のものを用いることができ
る。

前記した金属アルコキシドを稀釈する有機溶媒としては
エチルアルコール、プロピルアルコール。

ブチルアルコールなどのアルコール系溶剤や酢酸エチル
、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒、さらにトルエン、
キシレンなどの芳香族系の溶媒またはこれらの混合物を
用いることができる。また本発明に用いることができる
金属酸化物の微粒子は、液体中に分散して懸濁するもの
であれば　特に限定されないが、ガラス基板との密着性
を十分に確保する上で５ｉＯ１，Ｔｌ０ｚ＋　Ｚｒ（ｈ
＋　Ａ　ｊ！　２ｏｚが好ましい。

そしてこれらの金属酸化物の微粒子は２つ以上を混合し
て用いることもでき、緻密な膜を得る上で粒径が１１０
０ｎ以下であることが好ましい。また塗布液内に含まれ
る金属アルコキシドと微粒子の比率は、被覆の厚みを比
較的厚くする場合には微粒子を主成分とし、被膜の厚み
を薄くする場合には金属アルコキシドを主成分となるよ
うに調整する。また塗布液をガラス基板の表面に塗布す
る方法としては、通常用いられるディッピング法、スピ
ンコード法、スプレー法などを用いることができる。

レーザー光線の照射は、ガラス基板の加熱昇温中に実施
してもよく、昇温後高温に維持した状態で実施してもよ
いが、照射時のガラス温度はガラス歪点より低く、歪点
より１００℃低い温度よりも高い温度であることが必要
である。さらに歪点より１０℃〜６０℃低い温度である
ことが好ましい。ガラスの温度が歪点より１００℃低い
温度よりも低いと、レーザービームの照射によりガラス
が割れやすくなり、一方歪点より高い温度にするとガラ
スの変形が生じるので好ましくない。レーザーが照射さ
れた部分の被膜は、照射されない部分の被膜より高温に
なり、ガラス基板との密着性が強化され、かつ、膜の緻
密化が促進されて酸に対する溶解スピードが著るしく低
下する。レーザーの照射はレーザービームのエネルギー
密度をビームのスキャンニングスピードで除した値が５
０〜３００　　（Ｗ／ｍｍ”　）　／（＋ｗ／５ｅｃ）
であることが好ましい。５０以下であるとレーザーの照
射部分と非照射部分との酸に対する溶解スピードの差が
小さくなり微細形状のパタニングが困難となる。一方３
００以上ではガラス基板を損傷する恐れが生じるので好
ましくない。さらにエネルギー密度をスキャンニングス
ピードで除した値が６９〜２１０（Ｗ／ｗ２）　／（ｍ
／５ｅｃ）の範囲は微細寸法のパターンを寸法精度よく
、かつ、ガラス基板に損傷を与えることなく行う上で最
も好ましい。

本発明に用いられるレーザーの非照射部分を選択的に溶
解除去する処理方法としては、濃度を調整したフッ酸や
、フン酸に塩酸あるいは硝酸などを適当に添加して調整
したエツチング液に、緻密化された被膜が所定形状に被
覆されたガラスを浸す方法や、前記したエツチング液を
スプレーする方法を用いることができる。

また本発明に用いられるガラスとしては、とくにガラス
組成に限定されるものでなく、ソーダライムガラス組成
のガラスやアルカリ含有量が少いあるいは実質上台まれ
ない低膨張のガラスを用いることができる。

〔作用〕

レーザー光線が照射された部分の塗布層は、加水分解お
よび熱分解により被膜化するに際し、照射されていない
部分の塗布層よりも高温で被膜化するので、不純物や空
孔が少ない緻密な被膜となる。したがって、レーザー光
線が照射された部分の被膜の酸に対する浸蝕スピードは
、照射されていない部分の被膜のそれよりも著るしく遅
くなるので、非照射部分のみの被膜を実質的に選択エツ
チングすることができるようになる。またレーザーを照
射するときにガラス基板を高温に加熱することは、ガラ
スの割れを防止する。

実施例 以下に実施例に基いて本発明を説明する。

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の一実施例のガラス
のそれぞれ平面図および断面図である。ｌはガラス、２
はパタニングされた被膜である。

実施例１ 市販の厚みが５鶴のフロートガラス板の上に、粒径７〜
５０ｎｍのコロイダルシリカ４、テトラメトキシシラン
１、イソプロピルアルコール３の体積比で混合した塗布
液を用いて約１μ−の膜厚の塗布層を形成した。これを
約１２０℃で乾燥後４７０℃に加熱し、引続き出力０．
８５ｋＷでビーム径１２．５　ｍｍのＣＯ！　レーザー
ビームを０．１　ｍ／ｓｅｅのスピードで走査させ、Ｓ
ｉＯ□膜をリボン状に焼き付けた。ガラスの破損は発生
せず、形成したＳｉｎ、膜は透明な状態でガラス基板上
に形成できた。

その後、このガラス板を約５ｗｔχのＨＦ水溶液に３０
秒浸し、レーザーで焼き付けた部分以外の５４０ｇ膜を
除去した。リボン状のＳｉＯ□膜は透明で、実質的にフ
ッ酸によるエツチングをほとんど受けることな（、また
基板ガラス板も透明であった。

実施例２ 市販の厚みが２１１のフロートガラス板の上に５重量％
のＴｉｏｔｆｆｉ粒子を含むコロイダル酸化チタニウム
液４、テトラメトキシシラン１１イソプロピルアルコー
ル３の体積比で混合した塗布液を約１μｍの厚みに塗布
した。このガラスを１２０℃で乾燥後、４７０℃に加熱
し、引続き出力１．２に−でビーム径１２μｍのＣＯ□
レーザービームを１．０×１０　’ｍ／ｓｅｃのスピー
ドで走査させ、渦巻状に　約５ｗｔχのＴｉ０ｇ含有し
たＳｉｎｇを主成分とする膜を焼き付けた。

このとき、ガラスの破損は発生せず、形成したＳｉｎｇ
を主成分とする膜は透明な状態で基板ガラスに焼き付い
ていた。

その後、このガラス板を約５ｉｍｔχのＨＦ水溶液に３
０秒浸し、レーザーで焼き付けた部分以外の膜を除去し
た。巾が１２μｍの渦巻状のＳｉｎｇを主成分とする膜
を被覆することができた。

実施例３ 市販の厚みが５Ｈのフロートガラス板の上に、粒径７〜
５０ｎｍのコロイダルシリカ４、テトラメトキシシラン
１、イソピロピルアルコール３の体積比で混合した塗布
液を約１μｍの厚みに塗布した。約１２０℃で乾燥後、
４００℃以上に加熱し、引続き出力１．０に誓でビーム
径１０μｍ　ＣＯ，レーザービームを０．６４　ｍ５ｅ
ｃの開被膜上に照射し、約１０μ慣の円状のドツトをガ
ラス基板上に焼き付けた。

その後、このガラス板を約５ｗｔχのＨＦ水溶液に３０
秒浸りレーザーで焼き付けた部分以外の膜を除去した。

このとき、ガラスの破損および基板ガラスの発泡は生じ
なかった。直径１０μｍの円の形状をした透明な５４０
ｇ膜が得られた。またレーザービームを照射しなかった
ガラスは透明であった。

比較例１ 実施例１と、照射するレーザーの出力を０．６１に−と
したほかは全く同じようにしてＳｉｎ、膜を被覆したが
、レーザーを照射部分の膜は微細なりラッフがはいって
いた。

〔発明の効果〕

本発明の方法によると、ガラス基板上に無機物質からな
る膜を微細な形状に被膜し、表面に微細な凹凸をつける
ことができるので、光磁気ディスクのグループなどの情
報記録用に必要な耐候性のある表面加工を、ガラス基板
に施すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により得られたガラスの一実施例を示す
図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 １・・・ガラス、２・・・被膜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液体中に分散し得る金属の酸化物の微粒子および金
   属のアルコキシドの少なくとも１方を含む塗布液をガラ
   ス板の表面に塗布し、その後該ガラス板を歪点より低く
   、かつ、歪点より１００℃低い温度以上に加熱するとと
   もに、所定の形状にレーザービームを塗布層に照射し、
   その後冷却してフッ酸を含む液で処理することにより非
   照射部分の塗布層を除去してガラス板上に所定形状の凹
   凸を形成する方法。 ２）該レーザービームを照射するときのエネルギー密度
   が、ガラス板上を走査するときのスピードで除した値で
   ５０〜３００（Ｗ／ｍｍ＾２）／（ｍ／ｓｅｃ）である
   特許請求範囲第１項記載の方法 ３）該金属がＺｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉのいずれか１つま
   たは２つ以上から選ばれた特許請求範囲第１項または第
   ２項記載の方法