[发明专利]具有预定表面形状的物品及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种被覆无机有机复合体膜的具有预定表面形状的物品，特别是涉及一种微型透镜阵列和光波导等微小光学元件及其制造方法。

现有技术

在现有技术中，特开昭62-225273号公报报导了一种带有微小凹凸图案的基板，作为带有微小凹凸图案的基板，它是用溶胶-凝胶法将含有四乙氧基硅烷和聚乙二醇的溶液涂布在玻璃基板上，将模具压接于其上，把凹凸图案转印在该基板上制成。此外，在特开平6-114334号公报中报导了一种将含有二甲基烷氧基硅烷等有机烷氧基硅烷溶液涂布到玻璃基板上，用模具压接转印凹凸图案的带有微小凹凸的基板。进而，在特开平11-314927号公报中报导了一种在由二甲基烷氧基硅烷及苯基三烷氧基硅烷的水解-缩聚体构成的复合体上压接模具复制凹凸图案制成的带有微细凹凸的基板。

用含有四乙氧基硅烷和聚乙二醇的溶液制造的带有微细凹凸的基板，尽管具有通过用350℃左右的温度烧成使膜完全变成无机非晶质的特征，但是由于烧成膜会收缩，不能将模具的反转形状进行完全地转印，同时存在着当膜厚达到1μm以上时，由于膜的收缩应力会发生裂纹的问题。此外，利用含有甲基三乙氧基硅烷等有机烷氧基硅烷的溶液制造的带有微细凹凸的基板，尽管由于其低的收缩率，具有可以完全转印模具以及可以使膜厚加厚等优异的特征，但是很难有效地控制膜的折射率。进而，在由二甲基烷氧基硅烷及苯基三烷氧基硅烷的加水分解-缩聚体构成的复合体上压接模具转印凹凸图案制成的带有微细凹凸的基板，其耐热性能好，且容易进行厚膜图案的成型，但是，存在着膜的硬度低等问题。

对发明的描述

本发明的目的是提供一种由膜被覆的具有预定表面形状的物品，所述膜可以实现模具的完全转印，可以形成深度为几十微米数量级的厚膜图案，进而可以防止产生裂纹，具有高的膜硬度，可控制膜折射率并具有反转成型模的表面形状的形状表面。

本发明的另一个目的是提供一种制造本发明的上述物品的实用且在工业上有利的方法。

本发明进一步的目的是提供一种用于制造本发明的上述物品的适宜的混合组合物。

本发明的进一步的其它目的及优点可以从下面的描述中了解得更加清楚。

根据本发明，本发明的上述目的及优点，第一，借助于具有预定表面形状的物品的制造方法来达到，所述制造方法的特征为，在使溶胶-凝胶材料紧贴在基体材料与成型模之间以配置成膜状，然后加热，将凝胶化膜被覆在基体材料表面以制造具有预定表面形状的物品，其中，凝胶化膜具有把前述成型模的表面形状反转的形状的表面，前述溶胶-凝胶材料包含有：

(A)从用下式(1)所表示的硅烷化合物，它的水解物以及水解缩聚物组成的组群中选择出来的至少一种化合物，

R¹SiX₃…(1)

其中R¹是烷基或氢原子，X是烷氧基或者卤素原子，

以及，

(B)从由下式(2)表示的硅烷化合物，其水解物以及其水解缩聚物构成的组群中选出的至少一种化合物，

R²SiY₃…(2)

其中，R²是芳基或取代芳基，Y是烷氧基或卤素原子。

此外，根据本发明，本发明的上述目的及优点，第二，借助于具有预定表面形状的物品来达到，在具有由基体材料及形成于其表面上的有机聚硅氧烷膜构成的预定表面形状的物品中，前述有机聚硅氧烷膜包含有用下式(3)表示的烷基硅氧烷或者氢硅氧烷，以及由下式(4)表示的芳基硅氧烷或取代的芳基硅氧烷。

R³SiD_3/2…(3)

其中，R³表示烷基或氢原子，

R⁴SiO_3/2…(4)

其中，R⁴表示芳基或取代芳基。

根据本发明，本发明的上述目的和优点，第三，借助于用于制造具有预定表面形状的物品的形成膜用混合组合物来达到，所述混合组合物包含有：

(A)从由下式(5)表示的硅烷化合物，其水解物及其水解缩聚物构成的组群中选择出来的至少一种化合物1摩尔

R¹SiX₃…(5)

其中，R¹为烷基或氢原子，X为烷氧基或卤素原子