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パターン化ハニカム状多孔質体の製造方法

国内特許コード P07P005493
整理番号 P2005-095/L18-H31
掲載日 2007年5月18日
出願番号 特願2005-303898
公開番号 特開2007-112856
登録番号 特許第4830104号
出願日 平成17年10月19日(2005.10.19)
公開日 平成19年5月10日(2007.5.10)
登録日 平成23年9月30日(2011.9.30)
発明者
  • 下村 政嗣
  • 藪 浩
  • 田中 賢
出願人
  • 学校法人北海道大学
発明の名称 パターン化ハニカム状多孔質体の製造方法
発明の概要

【課題】ハニカム状に整列した微細な孔からなる周期構造を任意のパターンで有する薄膜を製造する方法を提供する。
【解決手段】非水溶性ポリマーからなるハニカム状多孔質体にレリーフ及び/又はスリットからなるパターンを有する鋳型を接触させて該パターンをハニカム状多孔質体に転写することを含む、パターン化されたハニカム状多孔質体の製造方法。本発明の製造法は、ハニカム状に整列した微細な孔からなる周期構造を任意の部分で破壊することができ、製造されるパターン化ハニカム状多孔質体は、フォトニック結晶や細胞培養用の基板として利用可能である。
【選択図】なし

従来技術、競合技術の概要


微細な周期構造を持つ薄膜は、様々な分野において有用な材料である。電子材料の分野では、電界トランジスタのチャネルの微細化が求められており、実際に100nm以下の作製プロセスが実用化されている(非特許文献1)。また光の波長以下の周期構造は可視光領域で透明であり、光の散乱などを防止する効果が期待できる。また、近年再生医療分野においても、表面の微細構造が培養細胞に影響を与えるなどの報告がなされている(非特許文献2)。



特に光学材料の分野では、回折格子やフォトニック結晶などが次世代の光機能素子として注目されている(非特許文献3)が、微細な周期構造を持つ薄膜をフォトニック結晶に応用するには、薄膜上で周期構造を持つ部分と持たない部分とを任意に配列ないし配置させる技術、すなわち薄膜の2次元平面上で周期構造の有無によるパターンを作り出すパターニング技術が重要と考えられている。また、細胞増殖用の足場として微細な周期構造を持つ薄膜を利用する場合も、このパターニング技術によって2次元平面上で様々なパターンを持たせることによって、3次元的な細胞増殖を促す足場(スカフォールド)への応用が期待される。



従来、微細な周期構造を揺する薄膜上にパターニングを行う方法としては、フォトリソグラフィーやソフトリソグラフィー(非特許文献4)などのリソグラフィ技術が知られている。この方法は所望のパターニングを施すという点では優れているもの、その工程は多段階に及ぶためにコスト的な問題を有し、また利用可能な薄膜材料にも制限があるなどの問題を有している。



また、アルミナの陽極酸化を利用して多孔構造を形成した後、リソグラフィ技術でパターニングを施す方法も報告されている。この方法はしかし、アルミナにしか適用することができないものであり、またアルミナのエッチングには種々の試薬を用いた化学的処理を長時間行わなければならないなどの問題を有している。



さらに、高分子の非水溶性有機溶媒溶液表面上に水滴を結露させ、該水滴を鋳型としてハニカム状の多孔質体を調製する(特許文献1)方法において、有機溶媒溶液をパターニングが施された基板にキャストすることで、基板の持つパターンに沿ってハニカム状多孔質体を製造しようとする例も報告されている(非特許文献5)が、微細構造の周期性、均一性が損なわれてしまう等の問題を有している。

【特許文献1】特開平8-311231

【非特許文献1】ゲルジンゲら、IEEEスペクトラム(IEEE Spectrum)1989年、第89巻、第43頁。

【非特許文献2】チェンら、サイエンス(Science)、1997年、第276巻、1425頁

【非特許文献3】ノダら、ネイチャー(Nature)、2000年、第407巻、第608頁。

【非特許文献4】ホワイトサイズら、 Angew. Chem. Int. Ed.,1998年、第37巻、 第550-575頁

【非特許文献5】Ohzonoら、ジャーナルオブマテリアルサイエンス(J.Mater.Sci.)、2004年、第39巻、第6号、第2243頁

産業上の利用分野


本発明はハニカム状に整列したサブミクロン~ミクロンサイズの空孔を有する多孔質体であるハニカム状多孔質体に任意のパターニングを施すことにより、パターン化されたハニカム状多孔質体を製造する方法に関する。パターン化されたハニカム状多孔質体は、光学素子、電子素子、また細胞培養基板などとして利用可能である。

特許請求の範囲 【請求項1】
非水溶性ポリマーからなる膜厚が0.01~100μmの薄膜であって、直径0.01~100μmの空孔が膜の平面方向に蜂の巣状に配列されている周期構造保持領域と、前記空孔が破壊されている周期構造破壊領域とがパターン化されたハニカム状多孔質体の製造方法であって、
非水溶性ポリマーからなる膜厚が0.01~100μmの多孔質薄膜であって、直径0.01~100μmの空孔が膜の平面方向に蜂の巣状に設けられているハニカム状多孔質体を準備するステップと、
所定のパターンで凸部と凹部または貫通部と非貫通部が設けられた鋳型を準備するステップと、
前記鋳型の凸部または非貫通部を前記ハニカム状多孔質体の表面に密着させるか、または前記鋳型の凸部または非貫通部を前記ハニカム状多孔質体の表面に接着した後に剥離することで、前記鋳型の凸部または非貫通部に対応する位置の前記ハニカム状多孔質体の空孔を破壊するステップと、を含
前記非水溶性ポリマーは、ポリスチレンと両親媒性ポリアクリルアミド共重合体との組み合わせ、ポリブタジエンと両親媒性ポリアクリルアミド共重合体との組み合わせ、またはポリメタクリル酸メチルと両親媒性ポリアクリルアミド共重合体との組み合わせである、
パターン化されたハニカム状多孔質体の製造方法。

【請求項2】
前記鋳型は、凸部および凹部を有する鋳型であり、
前記鋳型の凸部の頂部と凹部の底部との高低差は、前記ハニカム状多孔質体の膜厚よりも大きい、
請求項1に記載の製造方法。

【請求項3】
前記鋳型の凸部または非貫通部と前記ハニカム状多孔質体との接着が融着によって行われる、請求項1に記載の製造方法。

【請求項4】
前記鋳型の凸部または非貫通部と前記ハニカム状多孔質体との接着が接着剤を介して行われる、請求項1に記載の製造方法。
産業区分
  • 高分子化合物
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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