[发明专利]二氧化钛基有机-无机复合薄膜的制备及采用该薄膜制备微光器件的方法

权利要求书

1、二氧化钛基有机-无机复合薄膜的制备方法，其特征在于：

1)首先，将1摩尔钛酸丁酯和3～5摩尔乙酰丙酮混合搅拌均匀得溶液A；

2)其次，将1摩尔3-(三甲氧基硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯、2～4摩尔异丙醇和2～4摩尔去离子水混合，然后加入0.01摩尔标准盐酸溶液作为催化剂，搅拌均匀水解-缩聚后得溶液B；

3)然后，将1摩尔甲基三乙氧基硅烷、3～5摩尔乙醇和3～5摩尔去离子水混合均匀，然后加入0.01摩尔的标准盐酸作为催化剂并不断搅拌均匀水解-缩聚后作为溶液C；

4)按溶液A中钛酸丁酯、溶液B中3-(三甲氧基硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯和溶液C中甲基三乙氧基硅烷摩尔比为1∶2-3∶2-1将溶液A、溶液B和溶液C混合室温下搅拌，得含硅钛的低温有机-无机复合基质母液；

5)取有机-无机复合基质母液重量3.0-4.0％的双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦光引发剂加入到复合基质母液中，并在暗室和室温下搅拌均匀得到悬浊液；

6)利用旋转涂层工艺在转速为每分钟2500-4500转的情况下将悬浊液沉积在硅基片或玻璃基片上，将沉积好的薄膜样品放在70-85℃下处理3-5分钟得到具有高光学质量和紫外光敏特性的二氧化钛基有机-无机复合薄膜。

2、一种基于权利要求1的制备方法制得的复合薄膜制备微光器件的方法，其特征在于：利用光刻机通过脊型光波导掩膜版对二氧化钛基有机-无机复合薄膜采用接触式曝光8-25分钟，然后在无水乙醇或丙酮中显影12-60秒得到脊型光波导器件。

3、一种微光器件的制备方法，其特征在于：

1)利用台湾永光EPG533型正性光刻胶以每分钟1000-3000转的转速将光刻胶均匀旋涂在硅基片上，然后将沉积好的光刻胶薄膜在80-100℃的炉子或热板上处理1-5分钟，最后利用光刻机通过圆柱阵列掩膜版对该光刻胶薄膜采用接触式曝光50-80秒，在正胶显影液中显影25-120秒得到圆柱体阵列；

2)将所得圆柱体阵列在150-180℃中回流得到微透镜阵列母版；

3)将PDMS预聚物和固化剂按10∶1的重量比混合搅匀，并将其放入真空干燥箱中直至气泡完全去除，然后，将其浇注在微透镜阵列母版上并置于室温中固化24小时或90℃中固化1小时；

4)将固化后的PDMS冷却至室温后，将其从微透镜阵列母版上上剥离，得到微结构与微透镜阵列母版图案完全互补，大小等同的PDMS弹性印章；

5)将1摩尔钛酸丁酯和3～5摩尔乙酰丙酮混合搅拌均匀得溶液A；

6)将1摩尔3-(三甲氧基硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯、2～4摩尔异丙醇和2～4摩尔去离子水混合，然后加入0.01摩尔标准盐酸溶液作为催化剂，搅拌均匀水解-缩聚后得溶液B；

7)然后，将1摩尔甲基三乙氧基硅烷、3～5摩尔乙醇和3～5摩尔去离子水混合均匀，然后加入0.01摩尔的标准盐酸作为催化剂并不断搅拌均匀水解-缩聚后作为溶液C；

8)按溶液A中钛酸丁酯、溶液B中3-(三甲氧基硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯和溶液C中甲基三乙氧基硅烷摩尔比为1∶2-3∶2-1将溶液A、溶液B和溶液C混合室温下搅拌，得含硅钛的低温有机-无机复合基质母液；

9)取有机-无机复合基质母液重量3.0-4.0％的双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦光引发剂加入到复合基质母液中，并在暗室和室温下搅拌均匀得到悬浊液；

10)将悬浊液以800-2000rpm旋转120-60s旋涂到硅衬底上形成复合薄膜，然后将PDMS弹性印章压印到复合薄膜上面，经紫外光照固化后，将PDMS弹性印章从固化的复合薄膜上去除得到微透镜阵列，所说的紫外光照固体采用短弧氙灯发射，其电流为15mA，照射10-15min。

4、根据权利要求2或3所述的制备微光器件的方法，其特征在于：所说的光刻机采用JKG-2A型光刻机。

5、根据权利要求2或3所述的制备微光器件的方法，其特征在于：所说的脊型光波导或圆柱阵列掩膜版采用二元掩膜铬板。