JPH06114334A - 基板上に微細な凹凸パターンを形成する方法 - Google Patents
基板上に微細な凹凸パターンを形成する方法Info
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- JPH06114334A JPH06114334A JP26575092A JP26575092A JPH06114334A JP H06114334 A JPH06114334 A JP H06114334A JP 26575092 A JP26575092 A JP 26575092A JP 26575092 A JP26575092 A JP 26575092A JP H06114334 A JPH06114334 A JP H06114334A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】基板上に凸頂部と凹底部の距離が大きい微細な
凹凸パターンを形成する。 【構成】メチルトリエトキキシラン、水、エタノールか
らなる塗布溶液をガラス板上に塗布し、この塗布膜に微
細な凹凸パターンを有する型を接合押圧して型の凸形状
に対応する凹形状を有する膜体を基板上に形成し、離型
後塗布膜を３５０℃に加熱してメチル基含有ＳｉＯ2ガ
ラス類似膜体からなる直径１０μｍ、高さ５μｍの半球
状のレンズ体を多数基板上に形成した。
凹凸パターンを形成する。 【構成】メチルトリエトキキシラン、水、エタノールか
らなる塗布溶液をガラス板上に塗布し、この塗布膜に微
細な凹凸パターンを有する型を接合押圧して型の凸形状
に対応する凹形状を有する膜体を基板上に形成し、離型
後塗布膜を３５０℃に加熱してメチル基含有ＳｉＯ2ガ
ラス類似膜体からなる直径１０μｍ、高さ５μｍの半球
状のレンズ体を多数基板上に形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、凹凸パターンを形成す
る方法に関し、とりわけ光ディスク用基板、セルギャッ
プ制御用突起を付与した液晶表示セル用ガラス基板、回
折格子、結像素子、光学部品などに必要な微細な凹凸パ
ターンを形成する方法に関する。
る方法に関し、とりわけ光ディスク用基板、セルギャッ
プ制御用突起を付与した液晶表示セル用ガラス基板、回
折格子、結像素子、光学部品などに必要な微細な凹凸パ
ターンを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、微細な凹凸パターンを基板上に形
成する方法としては、金属有機化合物として金属の原子
価数と同じ数の官能基がその金属に直接結合しているた
とえばオルソシリケートを含み、増粘剤としてポリエチ
レングリコールを含む溶液をガラス基板上に塗布して可
塑性塗布膜を形成し、その塗布膜に微細な凹凸パターン
を有する型を押しあて、型の峰形状に対応する溝形状を
転写し、その後凹凸パターンが転写された塗布膜を加熱
焼成して固化させたる方法が、特開昭６２−１０２４４
５号公報、特開昭６２−２２５２７３号公報、特開昭６
３−１５８１６８号公報に開示されている。
成する方法としては、金属有機化合物として金属の原子
価数と同じ数の官能基がその金属に直接結合しているた
とえばオルソシリケートを含み、増粘剤としてポリエチ
レングリコールを含む溶液をガラス基板上に塗布して可
塑性塗布膜を形成し、その塗布膜に微細な凹凸パターン
を有する型を押しあて、型の峰形状に対応する溝形状を
転写し、その後凹凸パターンが転写された塗布膜を加熱
焼成して固化させたる方法が、特開昭６２−１０２４４
５号公報、特開昭６２−２２５２７３号公報、特開昭６
３−１５８１６８号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の方法では、金属有機化合物として、金属の結合
手のすべてに官能基が直接結合したものを用いているの
で、３００℃程度の加熱焼成により、凹凸パターンを有
する膜体が無機非晶質になるという利点が有るものの、
溶液に増粘剤を含めているため塗布膜の加熱焼成により
膜が収縮し、形成される凹凸パターンの形状は型のそれ
より凹凸深さが小さくなり、所定の寸法の凹凸パターン
が得にくいという問題点があった。また、増粘剤を用い
ているので、得られる膜は多孔質になり、したがって水
分が吸着しやすく、凹凸を有する膜体の屈折率が変化
し、また膜厚が変化するという問題点があった。さらに
上記従来技術の方法では、凹凸を有する膜の厚みを０.
５μｍ以上にすると膜体にクラックが発生し、基板から
剥離するという問題が発生し、深さが０.５μｍを越え
る凹凸パターンを基板上に形成することは困難であると
いう問題点があった。本発明は、上記の問題点を解決す
るためになされたもので、寸法精度良く凹凸パターンを
形成する、とりわけ凸頂点と凹底部の距離が大きい微細
な凹凸パターンを形成する方法を提供することを目的と
している。
来技術の方法では、金属有機化合物として、金属の結合
手のすべてに官能基が直接結合したものを用いているの
で、３００℃程度の加熱焼成により、凹凸パターンを有
する膜体が無機非晶質になるという利点が有るものの、
溶液に増粘剤を含めているため塗布膜の加熱焼成により
膜が収縮し、形成される凹凸パターンの形状は型のそれ
より凹凸深さが小さくなり、所定の寸法の凹凸パターン
が得にくいという問題点があった。また、増粘剤を用い
ているので、得られる膜は多孔質になり、したがって水
分が吸着しやすく、凹凸を有する膜体の屈折率が変化
し、また膜厚が変化するという問題点があった。さらに
上記従来技術の方法では、凹凸を有する膜の厚みを０.
５μｍ以上にすると膜体にクラックが発生し、基板から
剥離するという問題が発生し、深さが０.５μｍを越え
る凹凸パターンを基板上に形成することは困難であると
いう問題点があった。本発明は、上記の問題点を解決す
るためになされたもので、寸法精度良く凹凸パターンを
形成する、とりわけ凸頂点と凹底部の距離が大きい微細
な凹凸パターンを形成する方法を提供することを目的と
している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上及び／
または微細な凹凸パターンを有する有機樹脂製型上に、
加水分解・縮重合し得る下記化学式１の金属有機化合物
を含む溶液を用いて塗布膜を形成し、該基板及び該型を
接合押圧して該塗布膜を該型の凹凸パターンを有する膜
体とし、その後該型を該膜体から離型し、該膜体を加熱
することにより該有機金属化合物の縮重合体とする、基
板上に微細な凹凸パターンを形成する方法である。
または微細な凹凸パターンを有する有機樹脂製型上に、
加水分解・縮重合し得る下記化学式１の金属有機化合物
を含む溶液を用いて塗布膜を形成し、該基板及び該型を
接合押圧して該塗布膜を該型の凹凸パターンを有する膜
体とし、その後該型を該膜体から離型し、該膜体を加熱
することにより該有機金属化合物の縮重合体とする、基
板上に微細な凹凸パターンを形成する方法である。
【０００５】化学式１：ＸkＭAＲm ＭA：原子価数４の金属 Ｘ：重合可能な官能基 Ｒ：アルキル基またはアリール基 （ｋは自然数、ｍは１または２の整数で、ｋ＋ｍ＝４を
満たす） 上記金属有機化合物としては、例えば、（ＣＨ3Ｏ）3Ｓ
ｉＣＨ3，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣＨ3，（ＣＨ3Ｏ）3Ｓｉ
Ｃ2Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ2Ｈ5，（ＣＨ3Ｏ）3Ｓｉ
Ｃ6Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ6Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣＨ3，
Ｃｌ3ＳｉＣ2Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣ6Ｈ5，（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ
（ＣＨ3）2，Ｃｌ2Ｓｉ（ＣＨ3）2，（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ
（ＣＨ2ＣＦ3）2，Ｃｌ2Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）2，（ＣＨ3
Ｏ）Ｓｉ（ＣＨ3）3，ＣｌＳｉ（ＣＨ3）3，（ＣＨ
3Ｏ）Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）3，ＣｌＳｉ（ＣＨ2Ｃ
Ｆ3）3，（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）2，Ｃｌ2Ｓｉ
（ＣＨ2ＣＦ3）2，（ＣＨ3Ｏ）3Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3），
Ｃｌ3Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3），（ＣＨ3Ｏ）3ＴｉＣＨ3，
（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＴｉＣＨ3，（ＣＨ3Ｏ）2Ｔｉ（Ｃ
Ｈ3）2，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）2Ｔｉ（ＣＨ3）2，Ｃｌ3ＴｉＣＨ
3，Ｃｌ2Ｔｉ（ＣＨ3）2，（ＣＨ3Ｏ）3Ｔｉ（ＣＨ2Ｃ
Ｆ3），Ｃｌ3Ｔｉ（ＣＨ2ＣＦ3）等が例示できる。なか
でも（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣＨ3，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ
Ｈ3，（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ2Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ2
Ｈ5，（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ6Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ6
Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣＨ3，Ｃｌ3ＳｉＣ2Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣ6
Ｈ5などの，ＲＳｉＸ3の一般式で表される有機シリコン
化合物が均質な膜体を形成し易いので好ましい。
満たす） 上記金属有機化合物としては、例えば、（ＣＨ3Ｏ）3Ｓ
ｉＣＨ3，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣＨ3，（ＣＨ3Ｏ）3Ｓｉ
Ｃ2Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ2Ｈ5，（ＣＨ3Ｏ）3Ｓｉ
Ｃ6Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ6Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣＨ3，
Ｃｌ3ＳｉＣ2Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣ6Ｈ5，（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ
（ＣＨ3）2，Ｃｌ2Ｓｉ（ＣＨ3）2，（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ
（ＣＨ2ＣＦ3）2，Ｃｌ2Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）2，（ＣＨ3
Ｏ）Ｓｉ（ＣＨ3）3，ＣｌＳｉ（ＣＨ3）3，（ＣＨ
3Ｏ）Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）3，ＣｌＳｉ（ＣＨ2Ｃ
Ｆ3）3，（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）2，Ｃｌ2Ｓｉ
（ＣＨ2ＣＦ3）2，（ＣＨ3Ｏ）3Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3），
Ｃｌ3Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3），（ＣＨ3Ｏ）3ＴｉＣＨ3，
（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＴｉＣＨ3，（ＣＨ3Ｏ）2Ｔｉ（Ｃ
Ｈ3）2，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）2Ｔｉ（ＣＨ3）2，Ｃｌ3ＴｉＣＨ
3，Ｃｌ2Ｔｉ（ＣＨ3）2，（ＣＨ3Ｏ）3Ｔｉ（ＣＨ2Ｃ
Ｆ3），Ｃｌ3Ｔｉ（ＣＨ2ＣＦ3）等が例示できる。なか
でも（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣＨ3，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ
Ｈ3，（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ2Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ2
Ｈ5，（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ6Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ6
Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣＨ3，Ｃｌ3ＳｉＣ2Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣ6
Ｈ5などの，ＲＳｉＸ3の一般式で表される有機シリコン
化合物が均質な膜体を形成し易いので好ましい。
【０００６】本発明に用いる溶液には、上記化学式１で
表される金属有機化合物に加えて、凹凸パターンを有す
る膜体の屈折率等の光学的性質、硬度等の機械的性質を
調整するための第２の有機金属化合物として、下記化学
式２で表せる金属アルコラートを含ませることができ
る。
表される金属有機化合物に加えて、凹凸パターンを有す
る膜体の屈折率等の光学的性質、硬度等の機械的性質を
調整するための第２の有機金属化合物として、下記化学
式２で表せる金属アルコラートを含ませることができ
る。
【０００７】化学式２：ＭB（ＯＲ）n ＭB：価数ｎを有する金属（ｎは１〜４の整数）、 ＯＲ：アルコキシ基、（Ｒは炭素数が１〜３のアルキル
基） ここで、金属ＭBとして、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｃａ，Ａ
ｌ，Ｎａ，Ｐｂ，Ｂ，Ｓｎ，Ｇｅ等の金属、アルコキシ
基のＲとしてはメチル，エチル、プロピル等のアルキル
基が用いることができる。また、金属キレート錯体及び
−Ｃｌ，−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ，−ＮＨ2， などの官能基を有するものを第２の金属有機化合物とし
て含ませてもよい。なかでも上記化学式２の金属アルコ
ラートが好ましく、そのなかでもＳｉ（ＯＣＨ3）4、Ｓ
ｉ（ＯＣ2Ｈ5）4、Ｔｉ（ＯＣ3Ｈ7）4、Ｔｉ（ＯＣ
4Ｈ9）4，Ｚｒ（ＯＣ3Ｈ7）4，Ｚｒ（ＯＣ4Ｈ9）4，Ａ
ｌ（ＯＣ3Ｈ7）3，Ａｌ（ＯＣ4Ｈ9）3が、得られる膜体
の屈折率を等の光学的性質を制御し、かつ耐候性を向上
させる点から好ましい。また、溶液中の全金属有機化合
物のうち、化学式１の金属有機化合物の割合を６０％以
上１００％未満とすることにより、得られる膜の硬さを
大きく低下させないで、凸頂部と凹底部の距離が大きい
微細な凹凸パターンを、加熱により膜体の収縮率を小さ
くして縮重合を進行させることができる。また、得られ
る膜体の硬さを硬くすることができる。とくに０．５μ
ｍ以上の凹凸段差を有する膜体を形成するには、上記溶
液中に化学式１の金属有機化合物と第２の金属有機化合
物を含ませ、化学式１で表せるものの割合を全金属有機
化合物の６０〜８０％、さらに好ましくは７０〜８０％
とする。
基） ここで、金属ＭBとして、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｃａ，Ａ
ｌ，Ｎａ，Ｐｂ，Ｂ，Ｓｎ，Ｇｅ等の金属、アルコキシ
基のＲとしてはメチル，エチル、プロピル等のアルキル
基が用いることができる。また、金属キレート錯体及び
−Ｃｌ，−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ，−ＮＨ2， などの官能基を有するものを第２の金属有機化合物とし
て含ませてもよい。なかでも上記化学式２の金属アルコ
ラートが好ましく、そのなかでもＳｉ（ＯＣＨ3）4、Ｓ
ｉ（ＯＣ2Ｈ5）4、Ｔｉ（ＯＣ3Ｈ7）4、Ｔｉ（ＯＣ
4Ｈ9）4，Ｚｒ（ＯＣ3Ｈ7）4，Ｚｒ（ＯＣ4Ｈ9）4，Ａ
ｌ（ＯＣ3Ｈ7）3，Ａｌ（ＯＣ4Ｈ9）3が、得られる膜体
の屈折率を等の光学的性質を制御し、かつ耐候性を向上
させる点から好ましい。また、溶液中の全金属有機化合
物のうち、化学式１の金属有機化合物の割合を６０％以
上１００％未満とすることにより、得られる膜の硬さを
大きく低下させないで、凸頂部と凹底部の距離が大きい
微細な凹凸パターンを、加熱により膜体の収縮率を小さ
くして縮重合を進行させることができる。また、得られ
る膜体の硬さを硬くすることができる。とくに０．５μ
ｍ以上の凹凸段差を有する膜体を形成するには、上記溶
液中に化学式１の金属有機化合物と第２の金属有機化合
物を含ませ、化学式１で表せるものの割合を全金属有機
化合物の６０〜８０％、さらに好ましくは７０〜８０％
とする。
【０００８】本発明に用いる金属有機化合物は、水およ
びアルコール等の有機溶媒、必要に応じて酸またはアル
カリの加水分解触媒と混合された溶液とされる。そし
て、金属有機化合物の溶液全体に占める割合は、溶液の
粘性、形成しょうとする膜体の厚み等により定められ、
２０〜７０％とするのが好ましい。
びアルコール等の有機溶媒、必要に応じて酸またはアル
カリの加水分解触媒と混合された溶液とされる。そし
て、金属有機化合物の溶液全体に占める割合は、溶液の
粘性、形成しょうとする膜体の厚み等により定められ、
２０〜７０％とするのが好ましい。
【０００９】本発明に用いることのできる基板として
は、ガラス、セラミックス、金属、プラスチック等の任
意の基板を用いることができる。
は、ガラス、セラミックス、金属、プラスチック等の任
意の基板を用いることができる。
【００１０】本発明に用いられる型は、塗布溶液の溶媒
に対して耐性があればとくに限定されない。ガラス、セ
ラミックス、金属、プラスチック等の材料を用いること
ができる。膜体と型との離型性を向上させるため、型表
面に離型層を設けてもよい。また、塗布した膜を加熱す
るときの熱膨張による凹凸パターンの寸法精度の劣化を
防ぐために、微細凹凸パターンを表面に形成する基板と
近い熱膨張率を有する型材料を選択することが好まし
い。
に対して耐性があればとくに限定されない。ガラス、セ
ラミックス、金属、プラスチック等の材料を用いること
ができる。膜体と型との離型性を向上させるため、型表
面に離型層を設けてもよい。また、塗布した膜を加熱す
るときの熱膨張による凹凸パターンの寸法精度の劣化を
防ぐために、微細凹凸パターンを表面に形成する基板と
近い熱膨張率を有する型材料を選択することが好まし
い。
【００１１】本発明に用いられる型の微細な凹凸パター
ンの形状としては、例えば読みだし専用光ディスク（Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ）のピットパターンとして使用可能な０．７
μｍ程度の幅を持ち高さが約１５０ｎｍの凹凸パターン
や、光ディスク用の案内溝として使用可能な１μｍ程度
の幅を持ち、その深さが５０〜２００ｎｍの微細凹凸パ
ターンや、回折格子、グレーティングレンズとして使用
可能な数１００ｎｍ〜数μｍ深さの矩形あるいは鋸歯状
パターンや、液晶表示素子用基板のスペーサーとして使
用可能な深さ１０μｍ程度のものが例示できる。
ンの形状としては、例えば読みだし専用光ディスク（Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ）のピットパターンとして使用可能な０．７
μｍ程度の幅を持ち高さが約１５０ｎｍの凹凸パターン
や、光ディスク用の案内溝として使用可能な１μｍ程度
の幅を持ち、その深さが５０〜２００ｎｍの微細凹凸パ
ターンや、回折格子、グレーティングレンズとして使用
可能な数１００ｎｍ〜数μｍ深さの矩形あるいは鋸歯状
パターンや、液晶表示素子用基板のスペーサーとして使
用可能な深さ１０μｍ程度のものが例示できる。
【００１２】本発明の第２は、基板上に、加水分解・縮
重合し得る化学式１の金属有機化合物を含む溶液をスク
リーン印刷法により塗布して凹凸パターンを有する膜体
とし、その後該膜体を加熱することにより該金属有機化
合物の縮重合体とする、基板上に微細な凹凸パターンを
形成する方法である。
重合し得る化学式１の金属有機化合物を含む溶液をスク
リーン印刷法により塗布して凹凸パターンを有する膜体
とし、その後該膜体を加熱することにより該金属有機化
合物の縮重合体とする、基板上に微細な凹凸パターンを
形成する方法である。
【００１３】化学式１：ＸkＭAＲm ＭA：原子価数４の金属 Ｘ：重合可能な官能基、 Ｒ：アルキル基またはアリール基 （ｋは自然数、ｍは１または２の整数で、ｋ＋ｍ＝４を
満たす） 上記金属有機化合物としては、本発明の第１と同様に
（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣＨ3，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣＨ3，
（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ2Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ2Ｈ5，
（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ6Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ6Ｈ5，
Ｃｌ3ＳｉＣＨ3，Ｃｌ3ＳｉＣ2Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣ6Ｈ5，
（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ（ＣＨ3）2，Ｃｌ2Ｓｉ（ＣＨ3）2，
（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）2，Ｃｌ2Ｓｉ（ＣＨ2
ＣＦ3）2，（ＣＨ3Ｏ）Ｓｉ（ＣＨ3）3，ＣｌＳｉ（Ｃ
Ｈ3）3，（ＣＨ3Ｏ）Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）3，ＣｌＳｉ
（ＣＨ2ＣＦ3）3，（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）2，
Ｃｌ2Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）2，（ＣＨ3Ｏ）3Ｓｉ（ＣＨ2
ＣＦ3），Ｃｌ3Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3），（ＣＨ3Ｏ）3Ｔｉ
ＣＨ3，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＴｉＣＨ3，（ＣＨ3Ｏ）2Ｔｉ
（ＣＨ3）2，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）2Ｔｉ（ＣＨ3）2，Ｃｌ3Ｔｉ
ＣＨ3，Ｃｌ2Ｔｉ（ＣＨ3）2，（ＣＨ3Ｏ）3Ｔｉ（ＣＨ
2ＣＦ3），Ｃｌ3Ｔｉ（ＣＨ2ＣＦ3）等が例示できる。
なかでも（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣＨ3，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ
Ｈ3，（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ2Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ2
Ｈ5，（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ6Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ6
Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣＨ3，Ｃｌ3ＳｉＣ2Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣ6
Ｈ5などの，ＲＳｉＸ3の一般式で表される有機シリコン
化合物が、スクリーン印刷により均質な膜体を形成でき
るので好ましい。
満たす） 上記金属有機化合物としては、本発明の第１と同様に
（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣＨ3，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣＨ3，
（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ2Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ2Ｈ5，
（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ6Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ6Ｈ5，
Ｃｌ3ＳｉＣＨ3，Ｃｌ3ＳｉＣ2Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣ6Ｈ5，
（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ（ＣＨ3）2，Ｃｌ2Ｓｉ（ＣＨ3）2，
（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）2，Ｃｌ2Ｓｉ（ＣＨ2
ＣＦ3）2，（ＣＨ3Ｏ）Ｓｉ（ＣＨ3）3，ＣｌＳｉ（Ｃ
Ｈ3）3，（ＣＨ3Ｏ）Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）3，ＣｌＳｉ
（ＣＨ2ＣＦ3）3，（ＣＨ3Ｏ）2Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）2，
Ｃｌ2Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3）2，（ＣＨ3Ｏ）3Ｓｉ（ＣＨ2
ＣＦ3），Ｃｌ3Ｓｉ（ＣＨ2ＣＦ3），（ＣＨ3Ｏ）3Ｔｉ
ＣＨ3，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＴｉＣＨ3，（ＣＨ3Ｏ）2Ｔｉ
（ＣＨ3）2，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）2Ｔｉ（ＣＨ3）2，Ｃｌ3Ｔｉ
ＣＨ3，Ｃｌ2Ｔｉ（ＣＨ3）2，（ＣＨ3Ｏ）3Ｔｉ（ＣＨ
2ＣＦ3），Ｃｌ3Ｔｉ（ＣＨ2ＣＦ3）等が例示できる。
なかでも（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣＨ3，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ
Ｈ3，（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ2Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ2
Ｈ5，（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣ6Ｈ5，（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣ6
Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣＨ3，Ｃｌ3ＳｉＣ2Ｈ5，Ｃｌ3ＳｉＣ6
Ｈ5などの，ＲＳｉＸ3の一般式で表される有機シリコン
化合物が、スクリーン印刷により均質な膜体を形成でき
るので好ましい。
【００１４】本発明の第２に用いる溶液には、上記化学
式１で表される金属有機化合物に加えて、凹凸パターン
を有する膜体の屈折率等の光学的性質、硬度等の機械的
性質を調整するために、Ｓｉ（ＯＣＨ3）4、Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）4、Ｔｉ（ＯＣ3Ｈ7）4、Ｔｉ（ＯＣ4Ｈ9）4， Ｚ
ｒ（ＯＣ3Ｈ7）4，Ｚｒ（ＯＣ4Ｈ9）4，Ａｌ（ＯＣ
3Ｈ7）3，Ａｌ（ＯＣ4Ｈ9）3、Ｃ2Ｈ5ＯＮａ等の化学式
２で表せる金属アルコラートＭ（ＯＲ）n（ＭはＳｉ，
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｃａ，Ａｌ，Ｎａ，Ｐｂ，Ｂ，Ｓｎ，Ｇｅ
等の金属、Ｒはメチル，エチル等のアルキル基、ｎは
１、２、３または４）、金属キレート錯体及び−Ｃｌ，
−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ，−ＮＨ2， 等の重縮合あるいは架橋反応を行う官能基を含む金属有
機化合物を含めることができる。これらの有機金属化合
物のうちＭ（ＯＲ）n（ｎは１〜４の整数）で表される
金属アルコラートがスクリーン印刷法を用いるときに
も、得られる膜体の光学的性質、機械的性質を制御し耐
候性を向上させるので好ましい。また、溶液中の金属有
機化合物のうち、化学式１で表せる金属有機化合物の割
合を重量比で６０〜９０％とすることにより、得られる
膜の硬さを大きく低下させないで、凹凸の深さが大き
く、かつ、膜の加熱により収縮する割合が小さい、した
がって寸法精度がよい凹凸パターンを有する膜体を形成
することができる。特に０．５μｍ以上の凹凸段差を有
する膜体を形成するには、上記溶液中に化学式１と化学
式２で表される金属有機化合物を含ませ、化学式１で表
せるものの割合を全金属有機化合物の６０〜８０％、さ
らに好ましくは７０〜８０％とする。
式１で表される金属有機化合物に加えて、凹凸パターン
を有する膜体の屈折率等の光学的性質、硬度等の機械的
性質を調整するために、Ｓｉ（ＯＣＨ3）4、Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）4、Ｔｉ（ＯＣ3Ｈ7）4、Ｔｉ（ＯＣ4Ｈ9）4， Ｚ
ｒ（ＯＣ3Ｈ7）4，Ｚｒ（ＯＣ4Ｈ9）4，Ａｌ（ＯＣ
3Ｈ7）3，Ａｌ（ＯＣ4Ｈ9）3、Ｃ2Ｈ5ＯＮａ等の化学式
２で表せる金属アルコラートＭ（ＯＲ）n（ＭはＳｉ，
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｃａ，Ａｌ，Ｎａ，Ｐｂ，Ｂ，Ｓｎ，Ｇｅ
等の金属、Ｒはメチル，エチル等のアルキル基、ｎは
１、２、３または４）、金属キレート錯体及び−Ｃｌ，
−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ，−ＮＨ2， 等の重縮合あるいは架橋反応を行う官能基を含む金属有
機化合物を含めることができる。これらの有機金属化合
物のうちＭ（ＯＲ）n（ｎは１〜４の整数）で表される
金属アルコラートがスクリーン印刷法を用いるときに
も、得られる膜体の光学的性質、機械的性質を制御し耐
候性を向上させるので好ましい。また、溶液中の金属有
機化合物のうち、化学式１で表せる金属有機化合物の割
合を重量比で６０〜９０％とすることにより、得られる
膜の硬さを大きく低下させないで、凹凸の深さが大き
く、かつ、膜の加熱により収縮する割合が小さい、した
がって寸法精度がよい凹凸パターンを有する膜体を形成
することができる。特に０．５μｍ以上の凹凸段差を有
する膜体を形成するには、上記溶液中に化学式１と化学
式２で表される金属有機化合物を含ませ、化学式１で表
せるものの割合を全金属有機化合物の６０〜８０％、さ
らに好ましくは７０〜８０％とする。
【００１５】本発明の第２に用いる金属有機化合物は、
水およびアルコール等の有機溶媒、必要に応じて酸また
はアルカリの加水分解触媒と混合して微細凹凸パターン
を形成するための溶液とされる。そして、有機金属化合
物の溶液全体に占める割合は、溶液の粘性、形成する膜
体の厚みにより定められ、５０〜８０％とするのが好ま
しい。
水およびアルコール等の有機溶媒、必要に応じて酸また
はアルカリの加水分解触媒と混合して微細凹凸パターン
を形成するための溶液とされる。そして、有機金属化合
物の溶液全体に占める割合は、溶液の粘性、形成する膜
体の厚みにより定められ、５０〜８０％とするのが好ま
しい。
【００１６】本発明の第２に用いることのできる基板と
しては、ガラス、セラミックス、金属、プラスチック等
の任意の基板を用いることができる。
しては、ガラス、セラミックス、金属、プラスチック等
の任意の基板を用いることができる。
【００１７】
【作用】本発明に用いられる溶液中に含まれる金属有機
化合物は加水分解縮重合性を有し、それにより溶液を基
板上に厚く塗布することができる。さらに本発明に用い
られる有機金属化合物の金属に直接結合しているアルキ
ル基およびアリール基は、塗布膜を柔軟にし型押合によ
る成形およびスクリーン印刷による凹凸パターンを有す
る膜体の可能にするとともに、塗布後の加熱に際しては
膜体の収縮を生じさせない。したがって、ポリエチレン
グリコールなどの粘度調整剤を塗布溶液に含ませること
が不要となり、基板上に形成する凹凸を有する膜体の形
状の寸法精度を向上させることができる。この有機金属
化合物が有する柔軟性付与と収縮量低下の作用により、
凸頂部と凹底部の距離が大きい微細な凹凸パターンを寸
法精度良く基板上に形成することができる。
化合物は加水分解縮重合性を有し、それにより溶液を基
板上に厚く塗布することができる。さらに本発明に用い
られる有機金属化合物の金属に直接結合しているアルキ
ル基およびアリール基は、塗布膜を柔軟にし型押合によ
る成形およびスクリーン印刷による凹凸パターンを有す
る膜体の可能にするとともに、塗布後の加熱に際しては
膜体の収縮を生じさせない。したがって、ポリエチレン
グリコールなどの粘度調整剤を塗布溶液に含ませること
が不要となり、基板上に形成する凹凸を有する膜体の形
状の寸法精度を向上させることができる。この有機金属
化合物が有する柔軟性付与と収縮量低下の作用により、
凸頂部と凹底部の距離が大きい微細な凹凸パターンを寸
法精度良く基板上に形成することができる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は本発明により得られる微細凹凸パターンが表面に
形成された基板の一部断面図で、図１（ａ）、図１
（ｂ）はそれぞれ実施例１および実施２で得られた微細
凹凸パターン付き基板の一部断面図である。 実施例１ メチルトリエトキシシラン（ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）
０．０５モルを秤量し、これに０．０５モルのエタノー
ルと０．２モルの水（０．１ｗｔ％の塩酸（ＨＣｌ）を
含む）を加え、室温で３０分間攪拌したものを塗布溶液
１とした。ここで、ＨＣｌのメチルトリエトキシシラン
に対するモル比は、０.００２である。塗布溶液１を、
ソーダ石灰ガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍ
ｍ）上に４ｍｌ滴下し、１ｒｐｍでガラス基板を回転さ
せることにより被膜をガラス基板上に形成した。次い
で、直径１０μｍ、高さ５μｍの半球凸パターン多数を
有する樹脂製型（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍ）と
このガラス基板とを空気の入らないように大気中で押合
した。その後このままの状態で１２０℃で１０分間加熱
し、その後型とガラス基板との離型を行い、凹凸を有す
る膜体が表面に形成されたガラス基板を３５０℃で１５
分間加熱した。この加熱焼成操作により、被膜はエタノ
ール及び水分等が飛散して膜厚約１０μｍのメチル基含
有ＳｉＯ2ガラス類似膜体となっていた。
図１は本発明により得られる微細凹凸パターンが表面に
形成された基板の一部断面図で、図１（ａ）、図１
（ｂ）はそれぞれ実施例１および実施２で得られた微細
凹凸パターン付き基板の一部断面図である。 実施例１ メチルトリエトキシシラン（ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）
０．０５モルを秤量し、これに０．０５モルのエタノー
ルと０．２モルの水（０．１ｗｔ％の塩酸（ＨＣｌ）を
含む）を加え、室温で３０分間攪拌したものを塗布溶液
１とした。ここで、ＨＣｌのメチルトリエトキシシラン
に対するモル比は、０.００２である。塗布溶液１を、
ソーダ石灰ガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍ
ｍ）上に４ｍｌ滴下し、１ｒｐｍでガラス基板を回転さ
せることにより被膜をガラス基板上に形成した。次い
で、直径１０μｍ、高さ５μｍの半球凸パターン多数を
有する樹脂製型（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍ）と
このガラス基板とを空気の入らないように大気中で押合
した。その後このままの状態で１２０℃で１０分間加熱
し、その後型とガラス基板との離型を行い、凹凸を有す
る膜体が表面に形成されたガラス基板を３５０℃で１５
分間加熱した。この加熱焼成操作により、被膜はエタノ
ール及び水分等が飛散して膜厚約１０μｍのメチル基含
有ＳｉＯ2ガラス類似膜体となっていた。
【００１９】上記により作製した半球状凹パターンが多
数表面に設けられたレンズ作用を有するガラス基板をＳ
ＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、直径１０
μｍ、深さ約４．５μｍの凹パターンが多数形成されて
いた。ソーダ石灰ガラス基板の代わりに、無アルカリガ
ラス及び石英ガラスを用いた場合も同様の結果が得られ
た。 実施例２ 実施例１で調製した塗布溶液１を用いて凹凸を有する膜
体を導電性透明電極付きソーダ石灰ガラス基板上に形成
した。導電性透明電極付きソーダ石灰ガラス基板（１０
０ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍ）に直径１０μｍの細孔を
多数有する樹脂製メッシュ（厚み２、５、１０、２０μ
ｍ）を密着させ、このメッシュに塗布溶液１を数回塗布
し６０℃で乾燥させた。その後メッシュを導電性透明電
極付きソーダ石灰ガラス基板から剥し、凹凸パターンを
有する膜体を形成したガラス基板を２００℃１５分間の
加熱焼成を行った。
数表面に設けられたレンズ作用を有するガラス基板をＳ
ＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、直径１０
μｍ、深さ約４．５μｍの凹パターンが多数形成されて
いた。ソーダ石灰ガラス基板の代わりに、無アルカリガ
ラス及び石英ガラスを用いた場合も同様の結果が得られ
た。 実施例２ 実施例１で調製した塗布溶液１を用いて凹凸を有する膜
体を導電性透明電極付きソーダ石灰ガラス基板上に形成
した。導電性透明電極付きソーダ石灰ガラス基板（１０
０ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍ）に直径１０μｍの細孔を
多数有する樹脂製メッシュ（厚み２、５、１０、２０μ
ｍ）を密着させ、このメッシュに塗布溶液１を数回塗布
し６０℃で乾燥させた。その後メッシュを導電性透明電
極付きソーダ石灰ガラス基板から剥し、凹凸パターンを
有する膜体を形成したガラス基板を２００℃１５分間の
加熱焼成を行った。
【００２０】上記により作成した微細なパターン付き導
電性透明電極付きガラス基板の表面をＳＥＭで観察した
ところ、直径１０μｍ、深さはメッシュの厚みに応じて
約２、約５、約１０、約２０μｍの凸パターンが形成さ
れていた。
電性透明電極付きガラス基板の表面をＳＥＭで観察した
ところ、直径１０μｍ、深さはメッシュの厚みに応じて
約２、約５、約１０、約２０μｍの凸パターンが形成さ
れていた。
【００２１】このガラス基板は、液晶表示装置のセルギ
ャップ付き透明電極付き基板として用いることができ
る。 実施例３ メチルトリエトキシシラン（ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）
０．０５モルを秤量し、これに０．２モルのエタノール
と０．２モルの水（０．１ｗｔ％のＨＣｌを含む）を加
え、室温で３０分間攪拌し、その後エタノールをさらに
０．２モル加えて５分間攪拌したものを塗布溶液２とし
た。ＨＣｌのメチルトリエトキシシランに対するモル比
は、０.００２である。塗布溶液２を、化学強化ガラス
ディスク基板（外径１３０ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ
１．２ｍｍ）に４ｍｌ滴下し、エタノール雰囲気の槽内
で８００ｒｐｍで２５秒間回転させ、基板上に塗布膜を
形成した。次いで、ピッチ１．６μｍ、深さ１００ｎ
ｍ、溝幅０．５μｍの光ディスク用溝パターンを半径２
５ｍｍから６０ｍｍの範囲に有する外径１３０ｍｍ、厚
さ１．２ｍｍのポリカーボネート製型と、このガラス基
板とを、５×１０-6Ｔｏｒｒの減圧下で５０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2の圧力で押合した。その後押圧した状態でガラスデ
イスク基板を大気圧中に取り出し、クリーンオーブン中
で１２０℃１０分間の加熱を行い、その後型とガラスデ
ィスク基板の離型を行い、さらに凹凸を有する膜体が形
成されたガラスディスク基板を３５０℃１５分間の加熱
を行った。この加熱操作により、塗布膜はエタノール及
び水分等が飛散して膜厚約０．３μｍのメチル基含有Ｓ
ｉＯ2ガラス類似膜体となっていた。
ャップ付き透明電極付き基板として用いることができ
る。 実施例３ メチルトリエトキシシラン（ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）
０．０５モルを秤量し、これに０．２モルのエタノール
と０．２モルの水（０．１ｗｔ％のＨＣｌを含む）を加
え、室温で３０分間攪拌し、その後エタノールをさらに
０．２モル加えて５分間攪拌したものを塗布溶液２とし
た。ＨＣｌのメチルトリエトキシシランに対するモル比
は、０.００２である。塗布溶液２を、化学強化ガラス
ディスク基板（外径１３０ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ
１．２ｍｍ）に４ｍｌ滴下し、エタノール雰囲気の槽内
で８００ｒｐｍで２５秒間回転させ、基板上に塗布膜を
形成した。次いで、ピッチ１．６μｍ、深さ１００ｎ
ｍ、溝幅０．５μｍの光ディスク用溝パターンを半径２
５ｍｍから６０ｍｍの範囲に有する外径１３０ｍｍ、厚
さ１．２ｍｍのポリカーボネート製型と、このガラス基
板とを、５×１０-6Ｔｏｒｒの減圧下で５０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2の圧力で押合した。その後押圧した状態でガラスデ
イスク基板を大気圧中に取り出し、クリーンオーブン中
で１２０℃１０分間の加熱を行い、その後型とガラスデ
ィスク基板の離型を行い、さらに凹凸を有する膜体が形
成されたガラスディスク基板を３５０℃１５分間の加熱
を行った。この加熱操作により、塗布膜はエタノール及
び水分等が飛散して膜厚約０．３μｍのメチル基含有Ｓ
ｉＯ2ガラス類似膜体となっていた。
【００２２】上記操作により作製された光ディスク用ガ
ラスディスク基板をＳＴＭで観察したところ、ピッチ
１．６μｍ、深さ９０ｎｍ、峰幅０．５μｍの均一な微
細溝パターンが基板に形成されていた。
ラスディスク基板をＳＴＭで観察したところ、ピッチ
１．６μｍ、深さ９０ｎｍ、峰幅０．５μｍの均一な微
細溝パターンが基板に形成されていた。
【００２３】得られた基板は、溝形状均一性、物理的特
性、機械的特性、信号特性とも光ディスク用基板として
の規格を十分に満足するものであった。ポリカーボネー
ト製型の代わりに、光反応硬化性樹脂をエポキシ基板と
ニッケル製スタンパーの間に展開し露光する２Ｐ製法で
作製した２Ｐ／エポキシ型を用いて微細な凹凸パターン
を転写により行った場合も、射出成形ポリオレフィン型
を用いた場合も、上記と同様の光デイスク基板として良
好な特性を有する基板が得られた。
性、機械的特性、信号特性とも光ディスク用基板として
の規格を十分に満足するものであった。ポリカーボネー
ト製型の代わりに、光反応硬化性樹脂をエポキシ基板と
ニッケル製スタンパーの間に展開し露光する２Ｐ製法で
作製した２Ｐ／エポキシ型を用いて微細な凹凸パターン
を転写により行った場合も、射出成形ポリオレフィン型
を用いた場合も、上記と同様の光デイスク基板として良
好な特性を有する基板が得られた。
【００２４】また、光ディスク用溝パターンの代わり
に、ピッチ１．６μｍ，高さ１１０ｎｍ、幅０．７μｍ
の微細なピットパターンを多数、半径２５ｍｍから６０
ｍｍの範囲の表面に有する外径１３０ｍｍ、厚さ１．２
ｍｍのポリカーボネート製型を用いて、ガラス基板上に
凹凸を有する膜体を形成した。上記操作により作製され
た基板を用いた読みだし専用光ディスクは、ピッチ１．
６μｍ，深さ１００ｎｍ、ピット幅０．７μｍの均一な
微細ピットパターンが基板に形成されており、低いエラ
ーレートを示し、溝形状均一性、物理的特性、機械的特
性、信号特性とも光ディスク用基板としての規格を十分
に満足するものであった。 実施例４ メチルトリエトキシシラン（ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）
０．０４モルとテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）4）０．０１モルを秤量し、これに０．０５モル
のエタノールと０．２モルの水（０．１ｗｔ％のＨＣｌ
を含む）を加え、室温で３０分間攪拌したものを塗布溶
液３とした。ここで、ＨＣｌのメチルトリエトキシシラ
ンに対するモル比は、０.００２である。塗布溶液３
を、用いて実施例１及び２と同様の微細凹凸パターンを
基板上に形成した。
に、ピッチ１．６μｍ，高さ１１０ｎｍ、幅０．７μｍ
の微細なピットパターンを多数、半径２５ｍｍから６０
ｍｍの範囲の表面に有する外径１３０ｍｍ、厚さ１．２
ｍｍのポリカーボネート製型を用いて、ガラス基板上に
凹凸を有する膜体を形成した。上記操作により作製され
た基板を用いた読みだし専用光ディスクは、ピッチ１．
６μｍ，深さ１００ｎｍ、ピット幅０．７μｍの均一な
微細ピットパターンが基板に形成されており、低いエラ
ーレートを示し、溝形状均一性、物理的特性、機械的特
性、信号特性とも光ディスク用基板としての規格を十分
に満足するものであった。 実施例４ メチルトリエトキシシラン（ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）
０．０４モルとテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）4）０．０１モルを秤量し、これに０．０５モル
のエタノールと０．２モルの水（０．１ｗｔ％のＨＣｌ
を含む）を加え、室温で３０分間攪拌したものを塗布溶
液３とした。ここで、ＨＣｌのメチルトリエトキシシラ
ンに対するモル比は、０.００２である。塗布溶液３
を、用いて実施例１及び２と同様の微細凹凸パターンを
基板上に形成した。
【００２５】直径１０μｍ、高さ５μｍの半球凸パター
ン多数を有する樹脂製型を用いた場合は、直径１０μ
ｍ、深さ約４．５μｍの凹パターンがガラス基板上に形
成されていた。
ン多数を有する樹脂製型を用いた場合は、直径１０μ
ｍ、深さ約４．５μｍの凹パターンがガラス基板上に形
成されていた。
【００２６】直径１０μｍの細孔を多数有する樹脂製メ
ッシュ（厚み１０μｍ）を用いた場合は、直径１０μ
ｍ、深さ約１０μｍの凸パターンが導電性透明電極付き
ガラス基板形成されていた。メチルトリエトキシシラン
にテトラエトキシシランを加えることにより、最終的に
得られる微細な凹凸パターンの屈折率が向上した。上記
塗布溶液の調製条件において、テトラエトキシシランの
代わりにチタニウムテトラメトキシド０．０１モルある
いはジルコニウムテトラメトキシド０．０１モルを加え
た場合も、良好な微細凹凸パターン付き基板が得られ
た。チタニウムテトラメトキシドを加えた場合もジルコ
ニウムテトラメトキシドを加えた場合も最終的に得られ
る微細凹凸パターンの屈折率が大きくなったが、膜体の
加熱前後の収縮量はわずかであった。 実施例５ メチルトリエトキシシラン（ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）
０．０４モルとテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）4）０．０１モルを秤量し、これに０．２モルの
エタノールと０．２モルの水（０．１ｗｔ％のＨＣｌを
含む）を加え、室温で３０分間攪拌し、その後エタノー
ルをさらに０．２モル加えて５分間攪拌したものを塗布
溶液４とした。ここで、ＨＣｌのメチルトリエトキシシ
ランに対するモル比は、０.００２である。塗布溶液４
を用いて実施例３と同様の微細凹凸パターンを基板上に
形成した。ピッチ１．６μｍ，深さ１００ｎｍ、溝幅
０．５μｍの光ディスク用溝パターンを半径２５ｍｍか
ら６０ｍｍの範囲に有する外径１３０ｍｍ、厚さ１．２
ｍｍのポリカーボネート製型を用いた場合、ピッチ１．
６μｍ，深さ９０ｎｍ、峰幅０．５μｍの均一な微細溝
パターンがガラスディスク基板上に形成されていた。
ッシュ（厚み１０μｍ）を用いた場合は、直径１０μ
ｍ、深さ約１０μｍの凸パターンが導電性透明電極付き
ガラス基板形成されていた。メチルトリエトキシシラン
にテトラエトキシシランを加えることにより、最終的に
得られる微細な凹凸パターンの屈折率が向上した。上記
塗布溶液の調製条件において、テトラエトキシシランの
代わりにチタニウムテトラメトキシド０．０１モルある
いはジルコニウムテトラメトキシド０．０１モルを加え
た場合も、良好な微細凹凸パターン付き基板が得られ
た。チタニウムテトラメトキシドを加えた場合もジルコ
ニウムテトラメトキシドを加えた場合も最終的に得られ
る微細凹凸パターンの屈折率が大きくなったが、膜体の
加熱前後の収縮量はわずかであった。 実施例５ メチルトリエトキシシラン（ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）
０．０４モルとテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）4）０．０１モルを秤量し、これに０．２モルの
エタノールと０．２モルの水（０．１ｗｔ％のＨＣｌを
含む）を加え、室温で３０分間攪拌し、その後エタノー
ルをさらに０．２モル加えて５分間攪拌したものを塗布
溶液４とした。ここで、ＨＣｌのメチルトリエトキシシ
ランに対するモル比は、０.００２である。塗布溶液４
を用いて実施例３と同様の微細凹凸パターンを基板上に
形成した。ピッチ１．６μｍ，深さ１００ｎｍ、溝幅
０．５μｍの光ディスク用溝パターンを半径２５ｍｍか
ら６０ｍｍの範囲に有する外径１３０ｍｍ、厚さ１．２
ｍｍのポリカーボネート製型を用いた場合、ピッチ１．
６μｍ，深さ９０ｎｍ、峰幅０．５μｍの均一な微細溝
パターンがガラスディスク基板上に形成されていた。
【００２７】ピッチ１．６μｍ，高さ１１０ｎｍ、幅
０．７μｍの微細ピットパターン多数を半径２５ｍｍか
ら６０ｍｍの範囲に有する外径１３０ｍｍ、厚さ１．２
ｍｍのポリカーボネート製型を用いて成形を行った場合
は、ピッチ１．６μｍ，深さ１００ｎｍ、ピット幅０．
７μｍの均一な微細ピットパターンが基板上に形成され
ていた。メチルトリエトキシシランにテトラエトキシシ
ランを加えることで、最終的に得られる凹凸パターンを
有する膜体の屈折率が向上した。
０．７μｍの微細ピットパターン多数を半径２５ｍｍか
ら６０ｍｍの範囲に有する外径１３０ｍｍ、厚さ１．２
ｍｍのポリカーボネート製型を用いて成形を行った場合
は、ピッチ１．６μｍ，深さ１００ｎｍ、ピット幅０．
７μｍの均一な微細ピットパターンが基板上に形成され
ていた。メチルトリエトキシシランにテトラエトキシシ
ランを加えることで、最終的に得られる凹凸パターンを
有する膜体の屈折率が向上した。
【００２８】上記塗布溶液の調製条件において、テトラ
エトキシシランの代わりにチタニウムテトラエトキシド
０．０１モルあるいはジルコニウムテトラエトキシド
０．０１モルを加えた場合も、良好な微細凹凸パターン
付き基体が得られた。チタニウムテトラエトキシドを加
えた場合もジルコニウムテトラエトキシドを加えた場合
も最終的に得られる凹凸パターンを有する膜体の屈折率
が大きくなったが、加熱前後の収縮量はわずかであっ
た。
エトキシシランの代わりにチタニウムテトラエトキシド
０．０１モルあるいはジルコニウムテトラエトキシド
０．０１モルを加えた場合も、良好な微細凹凸パターン
付き基体が得られた。チタニウムテトラエトキシドを加
えた場合もジルコニウムテトラエトキシドを加えた場合
も最終的に得られる凹凸パターンを有する膜体の屈折率
が大きくなったが、加熱前後の収縮量はわずかであっ
た。
【００２９】実施例４および５において、テトラエトキ
シシラン、チタニウムテトラメトキシド、ジルコニウム
テトラメトキシド、チタニウムテトラエトキシド、ジル
コニウムテトラエトキシドの化学式２で表せる金属有機
化合物を化学式１で表せる有機金属化合物であるメチル
トリエトキシシランに対するモル比をそれぞれ１より多
くすると、凹凸を有する膜体の厚みを１０μｍ以上にす
ることが困難であった。比較例１ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）０．０５
モルを秤量し、これに０．０５モルのエタノールと０．
２モルの水（０．１ｗｔ％のＨＣｌを含む）を加え、室
温で３０分間攪拌したものを塗布溶液５とした。ここ
で、ＨＣｌのメチルトリエトキシシランに対するモル比
は、０.００２である。塗布溶液５を、ソーダ石灰ガラ
ス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ）上に４ｍｌ
滴下し、１ｒｐｍで基板を回転させることにより塗布膜
をガラス基板上に形成した。次いで、樹脂製型を塗布膜
に押合させようとしたところ、塗布膜にクラックが発生
し、良好なパターン成形は行えなかった。 比較例２ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）０．０５
モルを秤量し、これに０．２モルのエタノールと０．２
モルの水（０．１ｗｔ％のＨＣｌを含む）を加え、室温
で３０分間攪拌し、その後エタノールをさらに０．２モ
ル加えて５分間攪拌したものを塗布溶液６とした。ＨＣ
ｌのメチルトリエトキシシランに対するモル比は、０．
００２である。塗布溶液６を、化学強化ガラスディスク
基板（外径１３０ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ１．２ｍ
ｍ）上に４ｍｌ滴下し、エタノール雰囲気の槽内で８０
０ｒｐｍで２５秒間回転させ、基板上に塗布膜を形成し
た。次いで、ピッチ１．６μｍ，深さ１００ｎｍ、溝幅
０．５μｍの光ディスク用溝パターンを半径２５ｍｍか
ら６０ｍｍの範囲に有する外径１３０ｍｍ、厚さ１．２
ｍｍのポリカーボネート製型と、上記塗布膜を表面に形
成したガラス基板を５×１０-6Ｔｏｒｒの減圧下で５０
ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で押合した。その後押合体を大気
圧中に取り出して観察したところ塗布膜が硬いために、
型と塗布膜の押合が十分になされず、微細な凹凸パター
ンを有する膜体を形成することができなかった。型と塗
布膜の押合圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ2から２００ｋｇｆ
／ｃｍ2に増大させても、型と塗布膜の押合が十分にな
されず、凹凸パターンを塗布膜に転写することはできな
かった。 比較例３ 塗布溶液６にポリエチレングリコールを３ｇ添加したも
のを塗布溶液７とした。塗布溶液７を用いて、比較例２
と同様の凹凸パターンをガラス基板上に形成した。上記
操作により作製された光ディスク用ガラスディスク基板
をＳＴＭ（走査型透過電子顕微鏡）で観察したところ、
ピッチ１．６μｍ，深さ５０ｎｍ、峰幅０．５μｍの均
一な溝パターンが基板に形成されていた。上記光ディス
ク用ガラス基板は、溝形状均一性、物理的特性、機械的
特性、信号特性とも光ディスク用基板としての規格を満
足するものであったが、溝深さが型の溝深さの約５０％
程度になっており、また溝形状にも鈍りが観察された。
さらに膜の気孔率が高く、吸着水の量が多くなってい
た。
シシラン、チタニウムテトラメトキシド、ジルコニウム
テトラメトキシド、チタニウムテトラエトキシド、ジル
コニウムテトラエトキシドの化学式２で表せる金属有機
化合物を化学式１で表せる有機金属化合物であるメチル
トリエトキシシランに対するモル比をそれぞれ１より多
くすると、凹凸を有する膜体の厚みを１０μｍ以上にす
ることが困難であった。比較例１ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）０．０５
モルを秤量し、これに０．０５モルのエタノールと０．
２モルの水（０．１ｗｔ％のＨＣｌを含む）を加え、室
温で３０分間攪拌したものを塗布溶液５とした。ここ
で、ＨＣｌのメチルトリエトキシシランに対するモル比
は、０.００２である。塗布溶液５を、ソーダ石灰ガラ
ス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ）上に４ｍｌ
滴下し、１ｒｐｍで基板を回転させることにより塗布膜
をガラス基板上に形成した。次いで、樹脂製型を塗布膜
に押合させようとしたところ、塗布膜にクラックが発生
し、良好なパターン成形は行えなかった。 比較例２ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）０．０５
モルを秤量し、これに０．２モルのエタノールと０．２
モルの水（０．１ｗｔ％のＨＣｌを含む）を加え、室温
で３０分間攪拌し、その後エタノールをさらに０．２モ
ル加えて５分間攪拌したものを塗布溶液６とした。ＨＣ
ｌのメチルトリエトキシシランに対するモル比は、０．
００２である。塗布溶液６を、化学強化ガラスディスク
基板（外径１３０ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ１．２ｍ
ｍ）上に４ｍｌ滴下し、エタノール雰囲気の槽内で８０
０ｒｐｍで２５秒間回転させ、基板上に塗布膜を形成し
た。次いで、ピッチ１．６μｍ，深さ１００ｎｍ、溝幅
０．５μｍの光ディスク用溝パターンを半径２５ｍｍか
ら６０ｍｍの範囲に有する外径１３０ｍｍ、厚さ１．２
ｍｍのポリカーボネート製型と、上記塗布膜を表面に形
成したガラス基板を５×１０-6Ｔｏｒｒの減圧下で５０
ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で押合した。その後押合体を大気
圧中に取り出して観察したところ塗布膜が硬いために、
型と塗布膜の押合が十分になされず、微細な凹凸パター
ンを有する膜体を形成することができなかった。型と塗
布膜の押合圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ2から２００ｋｇｆ
／ｃｍ2に増大させても、型と塗布膜の押合が十分にな
されず、凹凸パターンを塗布膜に転写することはできな
かった。 比較例３ 塗布溶液６にポリエチレングリコールを３ｇ添加したも
のを塗布溶液７とした。塗布溶液７を用いて、比較例２
と同様の凹凸パターンをガラス基板上に形成した。上記
操作により作製された光ディスク用ガラスディスク基板
をＳＴＭ（走査型透過電子顕微鏡）で観察したところ、
ピッチ１．６μｍ，深さ５０ｎｍ、峰幅０．５μｍの均
一な溝パターンが基板に形成されていた。上記光ディス
ク用ガラス基板は、溝形状均一性、物理的特性、機械的
特性、信号特性とも光ディスク用基板としての規格を満
足するものであったが、溝深さが型の溝深さの約５０％
程度になっており、また溝形状にも鈍りが観察された。
さらに膜の気孔率が高く、吸着水の量が多くなってい
た。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、微細形状でかつ表面凹
凸の深さが大きい膜体を基板上に形成することができ
る。これにより基板自体を溝加工することなく、表面に
微細な凹凸パターンを有する光デイスク用基板、液晶表
示セル用のスペーサー付き基板、回折格子や結像素子等
の光学部品を製造することができる。
凸の深さが大きい膜体を基板上に形成することができ
る。これにより基板自体を溝加工することなく、表面に
微細な凹凸パターンを有する光デイスク用基板、液晶表
示セル用のスペーサー付き基板、回折格子や結像素子等
の光学部品を製造することができる。
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）は、それぞれ実施
例１および実施例２で得られた基板の一部断面図であ
る。
例１および実施例２で得られた基板の一部断面図であ
る。
１・・・微細な凹凸パターンを有する膜体、２・・・ガ
ラス基板、３・・・微細な凹凸パターン付き基板
ラス基板、３・・・微細な凹凸パターン付き基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三橋 慶喜 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】基板上及び／または微細な凹凸パターンを
有する有機樹脂製型上に、加水分解・縮重合し得る化学
式１の金属有機化合物を含む溶液を用いて塗布膜を形成
し、該基板及び該型を接合押圧して該塗布膜を該型の凹
凸パターンを有する膜体とし、その後該型を該膜体から
離型し、該膜体を加熱することにより該有機金属化合物
の縮重合体とする、基板上に微細な凹凸パターンを形成
する方法。 化学式１：ＸkＭAＲm ＭA：原子価数４の金属 Ｘ：重合可能な官能基 Ｒ：アルキル基またはアリール基 （ｋは自然数、ｍは１または２の整数で、ｋ＋ｍ＝４を
満たす） - 【請求項２】基板上に、加水分解・縮重合し得る化学式
１の金属有機化合物を含む溶液をスクリーン印刷法によ
り塗布して凹凸パターンを有する膜体とし、その後該膜
体を加熱することにより該金属有機化合物の縮重合体と
する、基板上に微細な凹凸パターンを形成する方法。 化学式１：ＸkＭAＲm ＭA：原子価数４の金属 Ｘ：重合可能な官能基、 Ｒ：アルキル基またはアリール基 （ｋは自然数、ｍは１または２の整数で、ｋ＋ｍ＝４を
満たす） - 【請求項３】該化学式１の金属ＭがＳｉであることを特
徴とする請求項１または２に記載の基板上に微細な凹凸
パターンを形成する方法。 - 【請求項４】該溶液には、上記化学式１の金属有機化合
物と化学式２の金属有機化合物を含ませ、全金属有機化
合物のうち化学式１で表せるものの割合を６０％以上と
したことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかの項
に記載の基板上に微細な凹凸パターンを形成する方法。 化学式２：ＭB（ＯＲ）n ＭB：価数ｎを有する金属（ｎは１〜４の整数）、 ＯＲ：アルコキシル基、（Ｒは炭素数が１〜３のアルキ
ル基）
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