JP2003165099A - 微粒子配列体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微粒子を精度よく規則的に配置する技術を提
供する。 【解決手段】 紫外線の照射によりフォトアブレーショ
ン現象を発現し得る材料を下地層２として基材１上に形
成し、下地層２に紫外線ビームを照射して微粒子が嵌ま
り込む多数の孔５を形成した後、微粒子浮遊液体６を下
地層２表面に撒布し、個々の孔５に微粒子を嵌め込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は微粒子配列体の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、材料を微粒子化することにより、
バルク形状では得られなかった種々の特性が得られるこ
とが判明したことに加え、微粒子を形状や粒径などを精
度良く形成する方法による研究成果が発表され、その応
用面も積極的に研究されている。

【０００３】当然、微粒子材料を微粒子そのままの形態
で利用する提案も行われているが、さらに微粒子の特性
を活かすために、微粒子を規則正しく配置し、その結果
得られる性能を利用する応用研究も盛んである。

【０００４】例えば、特許第２８２８３７４号公報に
は、微粒子の液状分散媒体を基板表面に展開して液体薄
膜を形成し、液厚を粒子径サイズと同等かそれより小さ
くし、液が蒸発する際の横方向に働く表面張力により微
粒子を２次元で凝集させて配列を行う、微粒子の２次元
凝集形成方法が開示されている。

【０００５】特開２０００−２３３９９８号公報には、
コロイド結晶からなるテンプレートを電解液内に配置し
て、コロイド結晶内に格子材料を電気化学的に形成し、
最終的には、コロイド結晶からなるテンプレートをエッ
チングなどによって除去する、周期性を示す材料の物質
を製造する方法が開示されている。

【０００６】特開２００１−４８５９号公報には、コロ
イド結晶を含むテンプレートを電解液内に配置して、結
晶の格子間のボイド内に溶融した材料を導入し、この材
料を冷却した後、最終的には、コロイド結晶を含むテン
プレートをエッチングなどにより除去する、周期性を示
す材料を含む物品を製造する方法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
２８２８３７４号公報に開示されている技術で得られる
微粒子の配列は、２次元であり、その結果、応用できる
分野も限られ、例えば、今後、光通信などの分野で期待
されるフォトニック結晶に必要な３次元の微粒子配列を
得ることは不可能である。これに加えて、微粒子の配列
が一様にしかならず、任意のパターンで微粒子を規則的
に配列することができない。

【０００８】また、特開２０００−２３３９９８号公報
に開示されている技術は、格子材料を電気化学的に形成
するので、装置が大掛かりになる上に、エッチングを必
要とするなど、プロセス時間も長くかかるという欠点を
有している。

【０００９】更に、特開２００１−４８５９号公報に開
示されている技術も、エッチングを必要とするため、プ
ロセス時間も長くかかるという欠点を有している。

【００１０】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、マスクなどを必要とせず、非常に簡便なプロセス
で、精度良く微粒子を規則的に配置する技術を提供する
ことを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、紫外線の照射によりフォ
トアブレーション現象を発現し得る材料を下地層として
基材上に形成する工程と、下地層に紫外線ビームを照射
して微粒子が嵌まり込む多数の孔を形成する工程と、微
粒子を浮遊させた状態の液体を下地層表面に撒布して前
記の孔に微粒子を嵌め込む工程とを順次行なう微粒子配
列体の製造方法を最も主要な特徴とする。

【００１２】請求項２に記載の発明は、下地層をポリシ
ランにより形成する微粒子配列体の製造方法を主要な特
徴とする。

【００１３】請求項３に記載の発明は、ポリシランとし
てポリメチルフェニルシランを用いる微粒子配列体の製
造方法を主要な特徴とする。

【００１４】請求項４に記載の発明は、基材に多孔質材
料を用いる微粒子配列体の製造方法を主要な特徴とす
る。

【００１５】請求項５に記載の発明は、多孔質材料とし
てゼオライト焼結体を用いる微粒子配列体の製造方法を
主要な特徴とする。

【００１６】請求項６に記載の発明は、多孔質材料とし
てポーラスシリコンを用いる微粒子配列体の製造方法を
主要な特徴とする。

【００１７】請求項７に記載の発明は、下地層の孔に嵌
まり込んだ微粒子を紫外線硬化樹脂によって下地層に固
定する微粒子配列体の製造方法を主要な特徴とする。

【００１８】請求項８に記載の発明は、微粒子が浮遊す
る液体の物性を、微粒子の物性に応じて設定する微粒子
配列体の製造方法を主要な特徴とする。

【００１９】本発明の微粒子配列体の製造方法において
は、基材上に形成した下地層に紫外線ビームを照射する
とともに、そのエネルギーや、照射位置を制御して、微
粒子が嵌まり込む孔を、微粒子の配列パターンに応じて
形成する。

【００２０】この下地層をテンプレートとして、下地層
表面に対して微粒子が浮遊している状態の液体を撒布
し、個々の孔に微粒子を嵌め込む。

【００２１】また、孔を形成する際に、その深さを制御
することにより、微粒子が３次元的に配列可能となる。

【００２２】更に、基材を多孔質材料とすることによ
り、微粒子を孔に嵌め込む際に用いた液体成分のみを、
下地層の孔と多孔質材料の空間を介して滴下させる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１は本発明により微粒子配列が完
了した状態の微粒子配列体を模式的に示すもので、紫外
線の照射によってフォトアブレーション現象を発現する
下地層２を形成した基材１上に、微粒子３が規則正しく
配置されている

【００２４】図２から図４は本発明の微粒子配列体の製
造方法の第１の例の手順を示すものである。

【００２５】まず、基材１上に、紫外線の照射によって
フォトアブレーション現象を発現し得る材料を、スピン
コートなどの手法で下地層２として形成する（図２参
照）。フォトアブレーション現象を発現する材料として
はポリシランが好適であり、特に、取り扱いの容易さ
や、入手のしやすさなどもさることながら、紫外線照射
によるフォトアブレーション現象が発現しやすい材料
で、加工形状も良好であるというと特性を有することか
らポリメチルフェニルシランが最適である。

【００２６】次いで、フォトアブレーション現象を発現
させるのに十分なエネルギーを持つ紫外線ビーム４を下
地層２に照射する。このとき、紫外線ビーム４の光源
を、駆動装置、及び制御装置（図示せず）により、微粒
子３のパターンに応じて走査させて、下地層２の紫外線
の照射された部分に、フォトアブレーション現象による
微細な孔５を形成する（図３参照）。

【００２７】この孔５の径と深さは、紫外線ビーム４の
径とエネルギー及び照射時間で制御することができる。
また、光学系を用いて紫外線ビーム４の径を絞り込め
ば、より微細なパターンが得られることはいうまでもな
い。

【００２８】ここでの、本発明の大きな特徴は、紫外線
照射で生じるフォトアブレーション現象により、微細な
孔５を所望のパターンに容易に形成できることを利用し
た点である。この多数の孔５を形成した下地層２を微粒
子３を配列するためのテンプレートに利用することが、
第一の本発明の特徴である。

【００２９】同様な目的でテンプレートを作成する技術
として、先に述べた、特開２０００−２３３９９８号公
報に開示されたものがあるが、この先行技術では、スパ
ッタリングやＣＶＤによる膜の形成と、フォトリソグラ
フィとエッチングという高価な装置が必要で、かつ複雑
なプロセスを経なければならないという大きな問題があ
ったが、本発明はそれを容易に解決できる。

【００３０】更に、微粒子３が浮遊している状態の微粒
子浮遊液体６を、下地層２の表面に撒布し（図４参
照）、下地層２をテンプレートに利用して孔５に微粒子
３を嵌め込み、最終的に、孔５のパターンに従って微粒
子３を配列する（図１参照）。上記の下地層２の膜厚や
孔５の深さを、微粒子３の形状に合わせて適切に設定す
れば、微粒子３を３次元的に配列することも可能とな
る。

【００３１】また、必要に応じて、孔５に嵌まり込まず
に下地層２の表面に残った微粒子３を、風量および風速
を最適化した気流によって除去する工程や、スクレーパ
ーのようなもので掻きとる工程を加えてもよい。

【００３２】本発明は、高規則性の微粒子配列を、溶液
系の利用により実現することを特徴のひとつとしてい
る。すなわち、乾燥状態では、凝集しやすくなる超微粒
子であっても、溶液系という状態の利点を最大限に利用
し分散性を向上させることにより凝集を防ぎ、ｐＨの制
御、例えば添加するイオン種を適切に選択、制御するこ
とにより、溶液中での等電点の作用を利用することがで
きる。その結果、高規則性の微粒子配列が得られるもの
である。

【００３３】この点についてさらに詳細に説明すると、
一般に、例えば金属酸化物からなる微粒子を水中に浸漬
すると、微粒子は正または負の電荷を持ち、電界が存在
すると対向する電場を有する方向へ移動する。この現象
が電気泳動現象である。この電気泳動現象によって、微
粒子の水中における荷電すなわち界面電位（ゼータ電
位）の存在を知ることができる。

【００３４】界面電位は微粒子−水系のｐＨによって大
きく変化する。横軸に水系のｐＨを、縦軸に界面電位を
とると、界面電位は水系のｐＨにより変化し、界面電位
「０」を切る点の水系のｐＨを「等電点」と定義され
る。この現象から、一般的に金属酸化物微粒子表面の界
面電位は、酸性側では正、アルカリ側では負の極性を取
る。

【００３５】等電点は材料ごとに大きく異なり、例え
ば、コロイダルシリカでは「２．０」、α−アルミナで
は「９．０」、ヘマタイトでは「６．７」という値が紹
介されている。つまり、等電点から離れるほど界面電位
が大きくなり、酸性側にいくほど界面電位の値は正の大
きい方に向かい、また逆に、アルカリ側にいくほど界面
電位の値は負の大きい方に向かう。

【００３６】これはｐＨで制御することができるもので
ある。ｐＨの制御は、酸やアルカリの添加で、制御性よ
くコントロールできるものである。本発明では、この現
象を積極的に利用し、微粒子の凝集を防ぎながら、微粒
子３を２次元あるいは３次元で所望のパターンに規則的
に配列させることが可能となる点が大きな特徴である。
以上述べたように、等電点の概念を利用できない乾式の
プロセスとは根本的に異なるものである。

【００３７】図５から図７は本発明の微粒子配列体の製
造方法の第２の例の手順を示すものであり、図中、図１
から図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わして
いる。

【００３８】この微粒子配置方法では、多孔質材料から
なる基材１上に下地層２を形成し、紫外線ビーム４を下
地層２に照射して、フォトアブレーション現象による微
細な孔５を形成する（図５参照）。

【００３９】更に、微粒子３が浮遊している状態の微粒
子浮遊液体６を、下地層２の表面に撒布し（図６参
照）、下地層２をテンプレートに利用して孔５に微粒子
３を嵌め込み、最終的に、孔５のパターンに従って微粒
子３を配置する（図７参照）。

【００４０】本発明のもうひとつの大きな特徴は、図５
に示すように、基材１に多孔質材料を用いることによ
り、微粒子３を基材１上に残し、液体成分７のみを下方
に除去することができるという点にある。この特徴は、
微粒子３が孔５に嵌まり込む過程でも、当然発現する現
象であるが、微粒子３の配置が完了した後でも、まだ完
全に液体成分７の除去が完了していない場合もある。

【００４１】このような場合、微粒子３を安定な位置に
配置した状態で、わずかに液体成分７が残り、その液体
成分７が、微粒子３の配置が完了した後に除去されると
いう状況になる。すなわち、微粒子３の配置になんら障
害を与えることなく、液体成分７のみを下方に除去する
ことができ、乾燥状態の２次元的あるいは３次元的な微
粒子３の配置を容易に得ることが可能である。

【００４２】その結果、最も安定な状態、すなわち、欠
陥が無く且つ高規則性な微粒子３の配置を得ることがで
きる。また、上述した手順に引き続き、乾燥状態の配列
微粒子を固定することも容易に可能となる。つまり、図
７に示すように配置した微粒子３に対して、たとえば、
紫外線硬化樹脂（図示せず）などを滴下したうえ、樹脂
を硬化させれば、基材１を取り除いても微粒子３の配置
を保持することが可能となり、フォトニック結晶など各
方面への応用が容易となる。

【００４３】本発明は、これらの特徴を有するために従
来の配列技術とは異なり、適用可能な微粒子の材質や、
粒径の範囲が広がり、当然、乾燥状態では凝集して規則
的に配列するこが不可能な微粒子にも対応でき、その結
果、応用分野もそれに従って拡がり、広範囲な種類の微
粒子に適用でき得るという大きな効果を有するものであ
る。

【００４４】以下に実施例を用いて更に詳細に説明す
る。 （実施例１） 基材および下地層の形成 本実施例では、基材として５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ
０．５ｍｍの石英基板を用いた。

【００４５】ポリシランの調整は以下のとおりである。

【００４６】本実施例で選択した有機ポリシランは、ポ
リメチルフェニルシラン（以下ＰＭＰＳと表記する）で
あり、以下に示すＷｕｒｔｚ型反応による合成によって
得た。

【００４７】つまり、メチルフェニルジクロロシラン
を、１１０℃のトルエン中で金属ナトリウムを触媒とし
て反応させ、重合させた。得られたＰＭＰＳは平均分子
量が１２０，０００程度で、収率は３２．５％であっ
た。

【００４８】上記の調整において得たＰＭＰＳをトルエ
ンに溶解し、スピンコート法により基材に塗布し、乾燥
させた。得られた膜厚は約０．５μｍであった。

【００４９】紫外線照射 にて作成した基材に以下の条件で紫外線照射を行っ
た。 露光光源：ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎ
ｍ） 露光光量：３１０ｍＪ

【００５０】光源はパターニングできるように、ミラー
とレンズを組み合わせた光学系を、Ｘ−Ｙ方向駆動がで
きるステージに保持し、それを用いて所望のパターンが
描けるようスキャニングを行った。

【００５１】事前の実験で、上記の条件で、直径０．６
μｍ、深さ０．４μｍの微細な孔が形成されることを確
認している。

【００５２】微粒子浮遊液体の調整 純水１００ｍＬに球状シリカ（粒径約０．５μｍ）を１
０ｍｇ加え、十分に攪拌してシリカ浮遊液体を作製し
た。

【００５３】液体の撒布による微粒子配列 で作成したシリカ浮遊液体をマイクロシリンジを用い
て、の処理を行った基材上に振動を与えないように注
意しながら撒布した。

【００５４】液体成分の乾燥 下地層の孔のすべてに微粒子浮遊液体が行き渡ったとこ
ろで、振動を与えないように注意しながら、液体成分が
自然乾燥するのをまった。約４時間後に乾燥が完了し
た。

【００５５】微粒子配列体の評価 得られた２次元の微粒子配列体を走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）を用いて観察を行ったところ、若干欠陥はあるも
ののほぼ最密充填構造になっていることが確認された。

【００５６】（実施例２） 基材および下地層の形成 本実施例では、基材として５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ
０．５ｍｍの石英基板を用いた。ポリシランの調整は、
実施例１と同様に行った。

【００５７】調整して得たＰＭＰＳをトルエンに溶解
し，スピンコート法により基材に塗布し，乾燥させた。
得られた膜厚は約０．５μｍであった。

【００５８】紫外線照射 にて作成した基材に以下の条件で紫外線照射を行っ
た。 露光光源：ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎ
ｍ） 露光光量：３１０ｍＪ 光源はパターニングできるように、ミラーとレンズを組
み合わせた光学系を、Ｘ−Ｙ方向駆動ができるステージ
に保持し、それを用いて所望のパターンが描けるようス
キャニングを行った。

【００５９】事前の実験で、上記の条件で、直径０．６
μｍ、深さ０．４μｍの微細な孔が形成されることを確
認している。

【００６０】微粒子浮遊液体の調整 純水１００ｍＬに球状酸化チタン（粒径約０．４μｍ）
を１０ｍｇ加え、十分に攪拌して酸化チタン浮遊液体を
作製した。

【００６１】液体の撒布による微粒子配列 で作成した酸化チタン浮遊液体をマイクロシリンジを
用いて、の処理を行った基材上に振動を与えないよう
に注意しながら撒布した。

【００６２】液体成分の乾燥 下地層の孔のすべてに微粒子浮遊液体が行き渡ったとこ
ろで、振動を与えないように注意しながら、液体成分が
自然乾燥するのをまった。約４時間後に乾燥が完了し
た。

【００６３】微粒子配列体の評価 得られた２次元の微粒子配列装置を走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）を用いて観察を行ったところ、若干欠陥はあ
るもののほぼ最密充填構造になっていることが確認され
た。

【００６４】（実施例３） 基材および下地層の形成 これまでの実施例とは異なり、基材として５０ｍｍ×５
０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのゼオライト燒結体を用いた。
この基材に実施例１と同様にポリシラン膜成膜したが、
膜厚を約０．３μｍとなるように制御した。

【００６５】紫外線照射 にて作成した基材に以下の条件で紫外線照射を行っ
た。 露光光源：ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎ
ｍ） 露光光量：３１０ｍＪ

【００６６】光源はパターニングできるように、ミラー
とレンズを組み合わせた光学系を、Ｘ−Ｙ方向駆動がで
きるステージに保持し、それを用いて所望のパターンが
描けるようスキャニングを行った。

【００６７】微粒子浮遊液体の調整 純水１００ｍＬに球状シリカ（粒径約０．５μｍ）を１
０ｍｇ加え、十分に攪拌してシリカ浮遊液体を作製し
た。

【００６８】液体の撒布による微粒子配列 で作成したシリカ浮遊液体をマイクロシリンジを用い
て、の処理を行った基材上に振動を与えないように注
意しながら撒布した。

【００６９】液体成分の乾燥 下地層の孔のすべてに微粒子浮遊液体が行き渡ったとこ
ろで、振動を与えないように注意しながら、溶液成分の
みがゼオライトの細孔を通して下方に排出されるように
した。すべての溶液成分が排出されるのに約３０分を要
した。

【００７０】微粒子配列体の評価 得られた２次元の微粒子配列体を走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）を用いて観察を行ったところ、ほとんど欠陥のな
い最密充填構造になっていることが確認された。

【００７１】（実施例４） 基材および下地層の形成 実施例３と同様に、基材および下地層を形成した。

【００７２】紫外線照射 にて作成した基材に以下の条件で紫外線照射を行っ
た。 露光光源：ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎ
ｍ） 露光光量：３１０ｍＪ

【００７３】光源はパターニングできるように、ミラー
とレンズを組み合わせた光学系を、Ｘ−Ｙ方向駆動がで
きるステージに保持し、それを用いて所望のパターンが
描けるようスキャニングを行った。

【００７４】微粒子浮遊液体の調整 純水１００ｍＬに球状シリカ（粒径約０．５μｍ）を１
０ｍｇ加え、十分に攪拌してシリカ浮遊液体を作製し
た。

【００７５】液体の撒布による微粒子配列 で作成したシリカ分散液をマイクロシリンジを用い
て、の処理を行った基材上に振動を与えないように注
意しながら撒布した。

【００７６】液体成分の乾燥 下地層の孔のすべてに微粒子浮遊液体が行き渡ったとこ
ろで、振動を与えないように注意しながら、液体成分の
みがゼオライトの空間を経て下方に排出されるようにし
た。すべての液体成分が排出されるのに約４５分を要し
た。

【００７７】紫外線硬化樹脂による微粒子配列体の固
定 振動を与えないように注意しながら、紫外線硬化樹脂
（スリーボンド社製 一液性紫外線硬化樹脂）を５ｍＬ
静かに滴下した。紫外線照射装置（波長：３１２ｎｍ）
を用いて、１０分間紫外線の照射を行った。これによ
り、固定化された微粒子配列体が得られた。

【００７８】微粒子配列体の評価 得られた２次元の微粒子配列体を走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）を用いて観察を行ったところ、ほとんど欠陥のな
い最密充填構造の２次元の微粒子配列体になっているこ
とが確認された。

【００７９】（実施例５） 基材および下地層の形成 これまでの実施例とは異なり、基材として５０ｍｍ×５
０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのポーラスシリコンを用いた。
この基材に実施例３と同様にポリシランからなる下地層
を形成した。

【００８０】紫外線照射 にて作成した基材に以下の条件で紫外線照射を行っ
た。 露光光源：ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎ
ｍ） 露光光量：３１０ｍＪ

【００８１】光源はパターニングできるように、ミラー
とレンズを組み合わせた光学系を、Ｘ−Ｙ方向駆動がで
きるステージに保持し、それを用いて所望のパターンが
描けるようスキャニングを行った。

【００８２】事前の実験で、上記の条件で、直径０．６
μｍ、深さ０．４μｍの微細な孔が形成されることを確
認している。

【００８３】微粒子浮遊液体の作製 本実施例では、これまでの実施例とは異なり、純水１０
０ｍＬにアルミナ微粒子（アドマテックス社製、平均粒
径＝約３９０ｎｍ）を５ｍｇ液中に分散させ、更に液性
を酸性に制御するために、塩酸（関東化学社製、ＪＩＳ
特級３５．０−３７．０％）を２００μＬ添加した。分
散液のｐＨは「２．５５」であった。

【００８４】このようにする理由は、以下のことによ
る。つまり、アルミナ微粒子の等電点は一般的に「９．
０」といわれているので、純水のように、中性（ｐＨ＝
７．０）の溶液では界面電位がそれほど大きくはない。
従って、アルミナ微粒子を制御性良くマイグレーション
させるには、液性を酸性側にして、界面電位を大きくす
ることが有効である。本発明のごとく、溶液系を用いる
ことにより、液性も制御が可能となり、幅広い材料への
応用が可能となるものである。

【００８５】液体の撒布による微粒子配列 で作成したアルミナ浮遊液体をマイクロシリンジを用
いて、の処理を行った基材上に振動を与えないように
注意しながら撒布した。

【００８６】液体成分の乾燥 下地層の孔のすべてに微粒子浮遊液体が行き渡ったとこ
ろで、振動を与えないように注意しながら、溶液成分の
みがゼオライトの空間を経て下方に排出されるようにし
た。すべての溶液成分が排出されるのに約４５分を要し
た。

【００８７】紫外線硬化樹脂による微粒子配列体の固
定 振動を与えないように注意しながら、紫外線硬化樹脂
（スリーボンド社製 一液性紫外線硬化樹脂）を５ｍＬ
静かに滴下した。紫外線照射装置（波長：３１２ｎｍ）
を用いて、１０分間紫外線の照射を行った。これによ
り、固定化された微粒子配列体が得られた。

【００８８】微粒子配列体の評価 得られた２次元の微粒子配列体を走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）を用いて観察を行ったところ、ほとんど欠陥のな
い最密充填構造の２次元の微粒子配列体体になっている
ことが確認された。

【００８９】（実施例６）実施例５で作成した、アルミ
ナ微粒子からなる集積体の、フォトニック結晶特性を評
価した。

【００９０】この集積体に、２ヶ所から、波長７８０ｎ
ｍのレーザ光を入射させ、その出射光を観測したとこ
ろ、二つの光束が干渉することもなく、損失が−１４ｄ
Ｂ以下という非常に低損失で６０度曲げが実現できてい
ることが解った。これにより、本発明は、フォトニック
結晶への応用の可能性があることも示された。

【００９１】なお、本発明の微粒子配列体の製造方法
は、上述した実施の形態のみに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え
得ることは勿論である。

【００９２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば下記
のような種々の優れた効果を奏し得る。

【００９３】（１）請求項１に対応する作用効果 基材上に形成した下地層に紫外線ビームを照射するとと
もに、そのエネルギーや、照射位置を制御して、微粒子
が嵌まり込む孔を、微粒子の配列パターンに応じて形成
し、更に、下地層をテンプレートとして、下地層表面に
対して微粒子が浮遊している状態の液体を撒布し、個々
の孔に微粒子を嵌め込むので、簡便且つ省エネルギー化
されたプロセスで所望のパターンに微粒子を制御性よく
配列することができ、フォトニック結晶などへの応用が
可能になる。

【００９４】（２）請求項２に対応する作用効果 下地層がポリシランであるので、紫外線ビームの照射と
いう簡便なプロセスで微細な孔を形成でき、高精度に微
粒子を配列することができる。

【００９５】（３）請求項３に対応する作用効果 ポリシランがポリメチルフェニルシランであるので、下
地層形成材料の入手、及び取り扱いが容易で精度のよい
孔を形成でき、高精度に微粒子を配列することができ
る。

【００９６】（４）請求項４に対応する作用効果 基材が多孔質材料であるので、微粒子を配列するとき、
あるいは配列した後に、液体成分のみを下方に除去する
ことができ、よって、乾燥状態の３次元微粒子配列体が
得られる。

【００９７】（５）請求項５に対応する作用効果 多孔質材料がゼオライト焼結体であるので、基材の取り
扱いを容易に且つ安全に行なうことができ、液体成分の
通過時間が短いという効果が得られる。

【００９８】（６）請求項６に対応する作用効果 多孔質材料がポーラスシリコンであるので、基材の取り
扱いを容易に且つ安全に行なうことができ、液体成分の
通過時間が短いという効果が得られる。

【００９９】（７）請求項７に対応する作用効果 配列した微粒子を紫外線硬化樹脂を用いて固定するの
で、フォトニック結晶のような光学部品、その他の種々
の分野への応用が容易に可能となる。

【０１００】（８）請求項８に対応する作用効果 微粒子を分散させた液体の液性を、基材および微粒子に
応じて最適化するので、欠陥がなく微細で且つ高規則性
の配列微粒子体が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】微粒子配列が完了した状態の微粒子配列体の一
例を示す模式図である。

【図２】基材上に下地層を形成した状態を示す模式図で
ある。

【図３】図２に関連する下地層に紫外線ビームを照射し
て孔を形成している状態を示す模式図である。

【図４】図２に関連する下地層に微粒子浮遊液体を撒布
する状態を示す模式図である。

【図５】多孔質材料よりなる基板上の下地層に対して孔
を形成した状態を示す模式図である。

【図６】図５に関連する下地層に微粒子浮遊液体を撒布
する状態を示す模式図である。

【図７】図５に関連する下地層の孔に微粒子を嵌め込ん
だ状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 基材 ２ 下地層 ３ 微粒子 ４ 紫外線ビーム ５ 孔 ６ 微粒子浮遊液体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 6/13 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｎ Ｚ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線の照射によりフォトアブレーショ
   ン現象を発現し得る材料を下地層として基材上に形成す
   る工程と、下地層に紫外線ビームを照射して微粒子が嵌
   まり込む多数の孔を形成する工程と、微粒子を浮遊させ
   た状態の液体を下地層表面に撒布して前記の孔に微粒子
   を嵌め込む工程とを順次行なうことを特徴とする微粒子
   配列体の製造方法。
2. 【請求項２】 下地層をポリシランにより形成する請求
   項１に記載の微粒子配列体の製造方法。
3. 【請求項３】 ポリシランとしてポリメチルフェニルシ
   ランを用いる請求項２に記載の微粒子配列体の製造方
   法。
4. 【請求項４】 基材に多孔質材料を用いる請求項１から
   請求項３のいずれかに記載の微粒子配列体の製造方法。
5. 【請求項５】 多孔質材料としてゼオライト焼結体を用
   いる請求項４に記載の微粒子配列体の製造方法。
6. 【請求項６】 多孔質材料としてポーラスシリコンを用
   いる請求項４に記載の微粒子配列体の製造方法。
7. 【請求項７】 下地層の孔に嵌まり込んだ微粒子を紫外
   線硬化樹脂によって下地層に固定する請求項１から請求
   項６のいずれかに記載の微粒子配列体の製造方法。
8. 【請求項８】 微粒子が浮遊する液体の物性を、微粒子
   の物性に応じて設定する請求項１から請求項７に記載の
   微粒子配列体の製造方法。