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マイクロリングあるいはマイクロドットを呈した微細パターンの製造方法 コモンズ

国内特許コード P05P002482
整理番号 Y2003-P552
掲載日 2005年10月14日
出願番号 特願2004-083728
公開番号 特開2005-270688
登録番号 特許第4512918号
出願日 平成16年3月22日(2004.3.22)
公開日 平成17年10月6日(2005.10.6)
登録日 平成22年5月21日(2010.5.21)
発明者
  • 藪 浩
  • 田中 賢
  • 下村 政嗣
出願人
  • 科学技術振興機構
発明の名称 マイクロリングあるいはマイクロドットを呈した微細パターンの製造方法 コモンズ
発明の概要 【課題】 電子、光機能性および生体適合性をもつ材料からマイクロスケールの周期構造を呈したマイクロリングあるいはマイクロドットのパターンないしはこのパターンを有する構造体を、コストのかからない、簡単な設備とプロセスによって提供しようというものである。
【解決手段】 水滴を鋳型とするハニカム多孔質薄膜の製膜技術を基礎として、これに相分離および熱転写法を組み合わせることによって、ハニカム構造以外の周期性を有する構造、すなわち、加熱温度の高低によって、マイクロリングあるいはマイクロドットパターンないしはこのパターンを有する構造体を得るのに成功した。<EMI LX=1100 HE=095 WI=060 ID=000002 LY=1742>
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】 ナノメートルからマイクロメートルのスケールで周期的な構造を持つ材料は、トランジスタアレイなどの電気回路、回折格子やフォトニック結晶などのフォトニクス材料、さらには細胞の分化や機能などを制御する再生医療材料として注目されている(非特許文献1ないし4)。これらへの利用に使用するためには該用途に適した材料を用いて、前記周期的な構造体を、高品質で出来るだけ安価に作製することが求められている。そのための作製方法としては、フォトリソグラフィー技術を用いて行われているが(非特許文献4)、極めて高価な設備と、高度な熟練した技術を要し、製品のコストを高くする大きな要因の一つとなっていた。 これについては、本発明者らの研究グループも含め、多数の研究グループによって鋭意研究され、その結果、上記リソグラフィーによるプロセスとは全く異なるプロセスによって、周期性を持った形状が規則的に配列したフィルムの作成に成功した。さらに詳述すると、高分子溶液を高湿度の下で基板上に展開することにより、水滴の自己組織化を用いてヘキサゴナルに配列した空孔を持つハニカム多孔質薄膜を製造することに成功し、学術論文に報告された(非特許文献5)。この研究は、その後さらに進められ、様々な材料からハニカム多孔質薄膜が作製され、その構造の制御と応用が検討され、その成果について特許出願され(特許文献1ないし6参照)、あるいは各種学術論文等にも多数発表されている(非特許文献6ないし10参照)。
【非特許文献1】Gelinck, G.H., Geuns, T.C.T.,de Leeuw,D.M., Appl.Phys.Lett.2000,77(10),1487
【非特許文献2】Joannopoulos, J. D.; Meade, R. D.; Winn, J. N. Photonic Crystals ?Molding the Flow of Light; Princeton University Press: New Jersey, 1995
【非特許文献3】Ostuni, E.; Chen, C. S.; Ingber, D. E.; Whitesides, G. M. Langmuir 2001, 17(9), 2828
【非特許文献4】Xia, Y.; Whitesides, G. M. Annu.Rev.Mater.Sci.1998,28,153
【非特許文献5】Karthaus, O.; Maruyama, N.; Cieren, X.; Shimomura, M.; Hasegawa, H.; Hashimoto, T. Langmuir 2000, 16(15), 6071
【非特許文献6】Nishida, J.; Nishikawa, K.; Nishimura, S.; Wada, S.; Karino, T.; Nishikawa, T.; Ijiro, K.; Shimomura M. Polym. J. 2002, 34, 166-174
【非特許文献7】Kurono, N.; Shimada, R.; Ishihara, T.; Shimomura M. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2002, 377,285-288
【非特許文献8】Karthaus, O.; Cieren, X.; Maruyama, N.; Shimomura M. Mater. Sci. Eng. 1999, C 10, 103-106
【非特許文献9】Nishikawa, T.; Nishida, J.; Ookura, R.; Nishimura, S.; Wada, S.; Karino, T.; Shimomura M. Mater. Sci. Eng. 1999, C 8-9, 485-500
【非特許文献10】H. Yabu, M. Tanaka, K. Ijiro, M. Shimomura, Langmuir, 19(15), 6297-6300 (2003)
【特許文献1】特開2003-149096号公報
【特許文献2】特開2003-128832号公報
【特許文献3】特開2003-080538号公報
【特許文献4】特開2002-347107号公報
【特許文献5】特開2002-335949号公報
【特許文献6】特開2001-157574号公報 しかしながら、これら文献に記載された周期構造は、ハニカム構造を呈した状態のものであり、それ以外の形状を有する周期構造については言及されておらず、ハニカム構造以外のマイクロスケールの微細周期構造を有する構造体を求める要請には応えることができなった。
産業上の利用分野 本発明は、マイクロリングあるいはマイクロドットを呈した微細パターンの製造方法に関する。詳しくは、電子回路、フォトニック結晶、再生医療材料等に使用されることが期待されるマイクロリング、あるいはマイクロドット状の微細パターンの製造方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 両親媒性ポリマーのガラス転移点(Tg)がマトリクス材料のTgと同等あるいはそれ以下である両親媒性ポリマーとマトリクス材料とからなるハニカム多孔質薄膜を基板上で熱処理したのち、前記基板から前記ハニカム多孔質薄膜を剥離して、前記ハニカム多孔質薄膜の空孔周辺に分布した両親媒性ポリマーのみを前記基板上に写し取るか、ないしは、前記両新媒性ポリマーのみを一旦溶解させ、これをハニカムの空隙部内で凝固させることにより、前記基板にマイクロリング、ないしは、マイクロドットを呈した微細パターンを転写、生成させることを特徴とするマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項2】 前記ハニカム多孔質薄膜は両親媒性ポリマーおよびマトリクス材料の溶液を展開し、高湿度下において溶媒を蒸発させることにより形成した多孔質薄膜を使用することを特徴とする請求項1記載のマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項3】 前記ハニカム多孔質薄膜の空孔径が100nm~100μmであることを特徴とする請求項1または2記載のマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項4】 請求項1ないし3の何れか1項に記載のマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法であって、両親媒性ポリマーが生分解性、生体適合性材料であることを特徴とするマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項5】 請求項1ないし3の何れか1項に記載のマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法であって、両親媒性ポリマーが電子機能材料あるいは光機能材料であることを特徴とするマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項6】 請求項1ないし3の何れか1項に記載のマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法であって、両親媒性ポリマーと生分解性、生体適合性材料、電子機能材料、光機能材料をイオン結合、共有結合、または疎水性相互作用により結合させることを特徴とするマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法。
【請求項7】 請求項1ないし3の何れか1項に記載のマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法であって、両親媒性ポリマーと触媒機能材料をイオン結合、共有結合、または疎水性相互作用により結合させることを特徴とするマイクロリングないしはマイクロドットを呈した微細パターンないしはこのパターンを有する構造体の製造方法。
産業区分
  • 処理操作
  • 高分子化合物
  • その他機械要素
  • 光学装置
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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