JPH04275950A - 基板面への微細凹凸形成法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体等のハード
ディスク用のガラス、セラミックまたは金属等よりなる
基板、あるいは反射防止（艶消し）窓ガラス、表示ガラ
ス、さらにはフロスト状半透明窓ガラス、間仕切りガラ
ス等として有用なガラス基板に係り、いわゆるゾルゲル
法により該基板面に微細凹凸を形成する方法に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】例えばハードディスク用ガラ
ス基板において、磁気ヘッド等のヘッドに対しディスク
面が平滑であると、静止状態においてはヘッドがディス
クに吸着し、あるいは作動状態においてディスクがスム
ーズに滑動しないいわゆるヘッドスティック現象を生じ
、ヘッドやディスクを破損する危惧がある。

【０００３】これを防ぐために従来よりディスク原板表
面に微細な凹凸を形成する方策が講じられており、ディ
スク原板を機械的に研削する方法やフッ化水素酸、フッ
素化合物溶液あるいはフッ化水素蒸気等にディスク原板
を接触、腐食させる方法　（例えば特開昭６４−３７７
１８号等）等が公知であるが、基板表面の平坦性を損な
うことなく凹凸の深さを均一に、かつ１０００Ａ以下に
コントロールするのはきわめて困難である。

【０００４】また特開昭６３−３０７１４４号にはガラ
ス板面にアルコキシシラン溶液を塗布し、加熱、酸化せ
しめたうえでフッ酸エッチングし凹凸を形成することが
開示されているが、周知のようにＳｉＯ２　はフッ酸に
より著しく侵食されるのでエッチング深さを所望深さに
コントロールするのが困難であり、また面全体の平坦性
を損ない、面のうねり等を生じ易い。

【０００５】なおガラス板等の特定領域をフッ化水素酸
で食刻するに際して、マスキング材として耐食性のゴム
や樹脂の原液をスクリーン印刷等で施して非食刻領域を
被覆することも公知であるが、当該手段は凹凸のピッチ
１μｍ以下の微細な凹凸形成には有効ではない。

【０００６】本発明は、これら問題点を解消したディス
ク基板、例えばガラス板に、その面平坦性を損なうこと
なく微細凹凸を均一一様に形成する方法を提供するもの
であり、また該方法によれば反射防止ガラス、フロスト
状半透明ガラス等の形成に応用することも可能とするも
のである。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明はシリコンアル
コキシドおよび金属アルコキシドからなる溶質に、有機
溶媒を加えた溶液を基板に塗布し、ゲル化し、加熱後フ
ッ素系溶液またはガスによりエッチングせしめることか
らなる基板面への微細凹凸形成法において、前記金属ア
ルコキシドはシリコンアルコキシドに対しゲル化速度お
よびエッチング速度が異なるものを選択すること、好適
には金属アルコキシドがチタン、アルミニウムまたはジ
ルコニウムのアルコキシドから選択することからなる。

【０００８】前記基板としては元の板がうねり、凹凸等
がないことを条件とするもので、例えばガラス板はフロ
ート製板法により容易に平坦、平滑な板を得ることがで
きるので好都合であるが、勿論これに限定するものでは
なく、結晶化ガラス、セラミック、金属等も対象範囲に
ある。

【０００９】前記ガラス板としてはアルコキシドの加熱
、硬化に耐え得るものであればよく、該加熱温度は後述
するように５００℃前後、またはそれ以下であるから一
般的なソーダ石灰系ガラスは勿論、アルミノ珪酸系ガラ
ス、ほう珪酸系ガラス等多種のものを使用できる。

【００１０】シリコンアルコキシドとしてはシリコンテ
トラメトキシド、シリコンテトラエトキシド等が採用で
きる。金属アルコキシドは前記の条件を満足するもので
あればよいが、ゲル化速度、エッチング速度が著しく異
なり、かつ入手容易で比較的低廉なものとして前記チタ
ン、アルミニウム、またはジルコニウムアルコキシドか
ら選択することを推奨するものである。なおゲル化速度
は水の添加量、空気中の湿分量、粘度調整剤等の種類、
添加量等により、またエッチング速度はフッ素系溶液ま
たはガスの種類、濃度等により異なるので一概にはいえ
ないが、前記アルコキシドであればいずれの条件下にお
いてもシリコンアルコキシドとゲル化速度、エッチング
速度において顕著な差を生ずる。

【００１１】金属アルコキシドにおける例えばチタンア
ルコキシドとしてはチタニウムテトラエトキシド、チタ
ニウムテトライソブトキシド、チタニウムテトライソプ
ロポキシド等が好適に採用でき、アルミニウム、ジルコ
ニウム等においても同様なアルコキシドを採用すること
ができる。

【００１２】なおこれらを酸化物換算したＳｉＯ２　と
金属酸化物（ＭＯｘ）の比率は適宜設定すればよいが、
これらの和に対しＭＯｘ　を４０ないし９０ｗｔ％の範
囲で選択するのが好ましく、ＭＯｘ　４０ｗｔ％未満で
はＳｉＯ２　に富み、エッチング速度が速すぎて凹凸深
さ（山の高さ）を厳密にコントロールするのが困難であ
り、エッチング面もうねりを生じ面平坦性を損ない易く
、９０ｗｔ％を越えるとＭＯｘ　過多となり、エッチン
グ速度が遅く凹凸形成も困難となる。

【００１３】これらシリコンアルコキシドおよび金属ア
ルコキシドは有機溶媒、好適にはメチルアルコール、エ
チルアルコール、ブチルアルコール等の低級アルコール
と混合溶解させる。これらのアルコキシドは空気中の水
分や、要すれば別に添加する水により加水分解、ゲル化
されるが、更には５００℃前後、あるいはそれ以下の加
熱により酸化を完全とし、結合、膜付け状態を強固とす
る。

【００１４】よく知られるようにチタンアルコキシドを
はじめとする前記金属アルコキシドは水添加による分解
、ゲル化作用がきわめて活発である。それにより膜形成
段階で金属アルコキシドはシリコンアルコキシドに比べ
優先的にゲル化、凝集し、ＭＯｘ　に富んだ微細なマト
リックス部を形成しＳｉＯ２　に富んだ相と分離し易い
傾向にあることが推察される。さらに該ＳｉＯ２に富ん
だ相はフッ酸により選択エッチングされ易く他方ＭＯｘ
　に富んだ相は残留し易いこと、それにより面平坦性を
維持し易いこと等の可能性も推察され、これらが本発明
を達成するうえでの要因と思われるが充分解明していな
い。

【００１５】通常アルコキシドに対する水の添加量はア
ルコキシド１ｍｏＬ　に対し水１　〜２０ｍｏＬ　程度
とするが、本発明におけるようにゲル化速度が速い金属
アルコキシドが存在する場合は水の添加について格別の
配慮を要せず、敢えて添加しなくてもよい。

【００１６】前記溶液には適宜ヒドロキシプロピルセル
ロース等の粘度調節剤等を添加することができる。溶液
調製後液を基板面に刷毛塗り、スプレイ、浸漬その他適
宜手段で塗布する。塗装厚みは特定しないが必要とする
凹凸の深さに応じて設定すればよく、ディスク基板用に
は数十ないし数百Ａの範囲で適宜調整する。さらに乾燥
後前記した温度、すなわち５００℃前後、あるいはそれ
以下の加熱によりＳｉＯ２　−ＭＯｘ、例えばＳｉＯ２
　−ＴｉＯ２　系の強固な膜となす。なお付言すれば膜
厚が薄過ぎて後工程のエッチングに際して食刻が基板に
到達するようなことがあっても、基板がシリカ系ガラス
であれば膜のエッチングによる凹凸に倣って基板を食刻
することが略明らかであり、従って膜を必要以上に厚く
する必要はない。

【００１７】フッ素系溶液またはガスによるエッチング
はその方法、手段を特定するものではなく、例えばフッ
酸溶液、またはガスに接触せしめ、あるいはこれらを併
用する等随意に行える。

【００１８】一例としてフッ酸溶液によるエッチングは
公知、通常の手段で行えばよく、例えばＨＦ数十ｗｔ％
以下を含む水溶液、あるいはこれに適宜緩衝剤、促進剤
を添加してなる水溶液を、常温ないし７０℃以下程度に
保持し、これに前記処理したガラス板を数十秒ないし数
分浸漬すればよく、その後充分洗浄することにより本発
明を完成するものである。

【００１９】

〔実施条件〕

〔ガラス板〕　　ソーダ石灰系ガラス板で１００×１０
０×１．５ｍｍ（厚み）のものを準備した。

【００２０】〔アルコキシドを含む溶液〕　　ＳｉＯ２
　源としてシリコンテトラエトキシド、ＴｉＯ２　源と
してチタニウムテトライソプロポキシドを準備した。こ
れらをシリコンテトラエトキシドのみを用い（比較例）
、またはシリコンテトラエトキシドとチタニウムテトラ
イソプロポキシドを適宜割合で混合し（実施例）、エチ
ルアルコール液と混合、溶解させ溶液を調製した。

【００２１】〔膜付け〕　　前記溶液中に片面を樹脂シ
ートでマスキングしたガラス板を浸漬し、取出し乾燥後
５００℃、６０分間加熱し膜付けガラス板を得た。なお
膜厚は約７００Ａである。

【００２２】〔エッチング〕　　該ガラス板を１０ｗｔ
％フッ酸溶液中に６０秒間浸漬し、その後中性洗剤で洗
浄し乾燥した。得られた凹凸形成ガラスについては電子
顕微鏡下で観察し、また表面粗さ計で凹凸測定して評価
した。 〔実施例１〜２および比較例〕 〔実施例１〕酸化物換算でＳｉＯ２　２０：ＴｉＯ２　
８０（ｗｔ％、以下同じ）に調製したシリコンアルコキ
シドおよびチタンアルコキシドを含む溶液にガラス板を
浸漬後取出し、乾燥加熱後フッ酸エッチングしたものは
凹凸のピッチ０．２５μｍ程度、山の高さ５０Ａ程度で
バラツキも１０Ａ以内と均質一様な凹凸を有するもので
あった。

【００２３】〔実施例２〕酸化物換算でＳｉＯ２　５５
：ＴｉＯ２４５に調製したシリコンアルコキシド、チタ
ンアルコキシドを含む溶液にガラス板を浸漬後取出し、
乾燥加熱後フッ酸エッチングしたものは凹凸のピッチ０
．３５μｍ程度、山の高さ９０Ａ程度でバラツキも１０
Ａと均質一様な凹凸を有するものであった。

【００２４】〔比較例〕シリコンアルコキシド、すなわ
ち酸化物換算でＳｉＯ２　のみからなるアルコキシド溶
液にガラス板を浸漬後取出し、乾燥加熱後フッ酸エッチ
ングしたものは凹凸のピッチ０．２５μｍ程度、山の高
さ３００Ａ程度でバラツキは２００Ａを越え、かつ面に
うねりが認められ、実施例に比べ劣ることが明らかであ
った。

【００２５】勿論前記実施例において、フッ酸の濃度、
エッチング温度、時間等を換えることによりピッチや山
の高さを適宜コントロールすることができる。また、こ
れら実施例においてはガラス板上に凹凸のある固い膜が
形成されるので、耐磨耗性、耐熱性、耐食性等に優れ、
ディスク基板以外にも反射防止、艶消しガラス、フロス
ト状半透明ガラス等への利用も容易である。

【００２６】なおチタンアルコキシドに替えアルミニウ
ムアルコキシド、ジルコニウムアルコキシドを用いた場
合も同様に山の高さ１００Ａ以下程度でそのバラツキ２
０％以内のものが得られ微細凹凸形成に効果的であるこ
とが明らかである。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば簡単容易に微細凹凸を形
成でき、かつその凹凸表面層は耐磨耗性、耐熱性、耐食
性等に優れるという効果を奏し、ディスク基板として好
適であり、また反射防止（艶消し）窓ガラス、表示ガラ
ス、さらにはフロスト状半透明窓ガラス、間仕切りガラ
ス等として有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリコンアルコキシドおよび金属アルコキ
   シドからなる溶質に、有機溶媒を加えた溶液を基板に塗
   布し、ゲル化し、加熱後フッ素系溶液またはガスにより
   エッチングせしめることからなる基板面への微細凹凸形
   成法において、前記金属アルコキシドはシリコンアルコ
   キシドに対しゲル化速度およびエッチング速度が異なる
   ものを選択することを特徴とする基板面への微細凹凸形
   成法。
2. 【請求項２】金属アルコキシドがチタン、アルミニウム
   またはジルコニウムのアルコキシドから選択されること
   を特徴とする請求項１記載の基板面への微細凹凸形成法
   。