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有機分子の注入方法とその装置

国内特許コード P08A013793
掲載日 2008年10月7日
出願番号 特願2006-035963
公開番号 特開2007-216085
登録番号 特許第5445990号
出願日 平成18年2月14日(2006.2.14)
公開日 平成19年8月30日(2007.8.30)
登録日 平成26年1月10日(2014.1.10)
発明者
  • 後藤 真宏
  • ユーリー ピホッシュ
  • 笠原 章
  • 土佐 正弘
出願人
  • 国立研究開発法人物質・材料研究機構
発明の名称 有機分子の注入方法とその装置
発明の概要 【課題】本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、有機分子を樹脂等基板に注入する方法において、最大径3μm以下の微小注入領域に有機分子を均一かつ再現性良く注入することが出来る技術を提供することを課題としている。
【解決手段】 本願発明は、上記の課題を解決するために、有機分子を含む有機分子注入源に対して集光された光を照射することで、光の進行方向あるいは進行反対方向に設置された基板の表面に有機分子注入源に含まれる有機分子を注入する方法において、基板が高分解能移動ステージに接続されており、有機分子の注入時に、高分解能移動ステージにより基板と有機分子注入源の間の距離を制御することで、最大径3μm以下の微小領域内に有機分子を注入することを特徴としている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



有機合成技術や有機分子の機能設計技術の進歩により、電子特性、光学特性、磁気特性、生理活性機能などにおいて特有の機能を発現する様々な機能性有機分子の開発が進められている。このような高機能材料を有効利用するために、機能性有機分子を基材上に固定ないしは有効に配列する技術、すなわち機能性有機分子を用いて樹脂などの基材に高機能性を付与する技術の開発も盛んに行われており、実用性の高い機能性基板が開発されている。有機分子のレーザー誘導性分子埋め込み法(LIMIT)はその有力な手段の一つであり

、ポリマー薄膜の表面微細加工や分子素子の製造など、多数の重要な実践的応用にうまく採用されている。当該手法による光スイッチング装置の製造は、ポリマー固体中における2種類の化合物によるレーザー誘導性混合技術の実用化の一例であり、これにより空間選択的な方法で基質内部又は基質表面に機能性有機分子を配列することの出来る装置の開発に途を開いた。





このレーザー誘導性分子埋め込み法を用いて樹脂などの基板上に有機分子を注入する技術は、機能性分子などによる、樹脂など基板表面の微細加工処理を可能にすることから、現在盛んに研究されている。本願出願の発明者も、これまで様々な観点からの検討を進めてきている(非特許文献1~7)。本願発明者の、ガラスピペットの先端に設けた有機分子のナノ結晶にパルスレーザーを照射して当該ピペットに対向して配置された高分子フィルムに当該有機分子を注入する技術(非特許文献6)によれば、非特許文献1~7の中で

はもっとも微小な注入領域を得ることが出来ることを確認している。また、他の当業者からは、色素を有機高分子に含有させたソースフィルムとターゲットフィルムとを重ねて、パルスレーザーを照射することによって、当該ソースフィルムから当該ターゲットフィルムへ当該色素を注入する技術(特許文献1)が提案されている。

【非特許文献1】

mplantation of Organic Molecules into Biotissue using a Pulsed Laser M.Goto,N.Ichinose,S.Kawanisi and H.Fukumura Jpn.J.Appl.Phys.Lett,38.L87-L88,(1999)

【非特許文献2】

aser Implantation of Molecular Aggregates into Poly(Methyl Methacrylate) M.Goto,N.Ichinose,S.Kawanisi and H.Fukumura Applied Surface Science 138-139.471-476,(1999)

【非特許文献3】

aser-Induced Implantation of Organic Molecules into Sub-Micrometer Regions of Polymer Surfaces M.Goto,J.Hobley,S.Kawanisi and H.Fukumura Applied Physics A,69,S257-S261.(1999)

【非特許文献4】

aser Implantation of Dicyanoanthracene in Poly(Methyl Methacrylate) from a 100nm-Aperture Micropipette M.Goto,S.Kawanisi and H.Fukumura Applied Surface Science,154-155,701-705,(2000)

【非特許文献5】

eneration and Manipulation of Organic Molecular Clusters on Solid Polymer Thin Films M.Goto,and H.Fukumura Molecular Electronics and Bioelectronics,M&BE,Vol.ll.No2.167-174(2000)

【非特許文献6】

aser Expulsion of an Organic Molecular Nanojet from a special Confined Domain M.Goto, L.Zhiegelei, J.Hobley, M.Kisimoto, B.Carison and H.Fukumura J.Applied Physics,90-4755-4760.(2001)

【非特許文献7】

icro and Nano Scale Organic Molecular Patterning by Laser Implantation Technique M.Goto,M.Kisimoto and H.Fukumura The Review of Laser Engineering.29(11).726-729(2001)

【特許文献1】

開平08-106006号公報

産業上の利用分野



本願発明は、有機分子の注入方法とその装置に関するものである。さらに詳しくは、本願発明は、基板表面の微小領域に有機分子を注入し、任意のパターン形状に配列させることをも可能とした有機分子の注入方法とその装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
有機分子を含む有機分子注入源に対して集光された光を照射することで、光の進行方向あるいは進行反対方向に設置された基板の表面に、有機分子注入源に含まれる有機分子を注入する方法において、有機分子注入源の形状を、基板に対して凸となるような曲面形状として基板に接触させ、集光された光が0.1~3μmの範囲内に集光された光線であることにより、基板の表面の最大径3μm以下の領域に有機分子を注入することを特徴とする、有機分子の注入方法。

【請求項2】
有機分子注入源中の有機分子の濃度を0.01~10重量%の範囲内とすることを特徴とする、請求項1記載の有機分子の注入方法。

【請求項3】
基板が高分解能移動ステージに接続されており、有機分子の注入時に、高分解能移動ステージにより基板の位置を光源に対して変化させることにより、有機物質が注入される微小領域の位置を制御し、基板表面に有機分子を任意のパターン形状に配列させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の有機分子の注入方法。

【請求項4】
基板と有機分子注入源の距離を、90μm以下で制御することを特徴とする、請求項1から3のうちのいずれかに記載の有機分子の注入方法。

【請求項5】
有機分子注入源として、複数種類の有機分子注入源を用いることを特徴とする、請求項1から4のうちのいずれかに記載の有機分子の注入方法。

【請求項6】
有機分子注入源が、注入される有機分子を樹脂中に含有させたものであることを特徴とする、請求項1から5のうちのいずれかに記載の有機分子の注入方法。

【請求項7】
集光された光がパルスレーザー光であることを特徴とする、請求項1から6のうちのいずれかに記載の有機分子の注入方法。

【請求項8】
基板表面に有機分子を注入するための装置であって、有機分子を含む有機分子注入源を固定するホルダーと、注入源に集光した光を照射する光源と、光の進行方向あるいは進行反対方向に基板を固定するホルダーと共に、有機分子注入源と基板との間の距離を制御する機構とを備え、この距離を制御することで基板表面の最大径3μm以下の領域内に有機分子を注入可能としていることを特徴とする、有機分子の注入装置。

【請求項9】
注入源に照射する光を、基板表面の最大径3μm以下の微小領域中に有機分子が注入されるように集光する集光機構が光源に備えられていることを特徴とする、請求項8記載の有機分子の注入装置。

【請求項10】
基板を接続する高分解能移動ステージを備え、有機分子の注入時に、高分解能移動ステージにより基板の位置を変化させることにより、有機物質が注入される微小領域の位置が制御され、基板表面に有機分子が任意のパターン形状に配列されることを特徴とする、請求項8または9記載の有機分子の注入装置。

【請求項11】
複数種類の有機分子注入源が備えられることを特徴とする、請求項8から10のうちのいずれかに記載の有機分子の注入装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006035963thum.jpg
出願権利状態 登録
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