JP2016159596A - 微小凹凸構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上に、シリコン化合物からなる溶媒に、エラストマーを0.5〜10.0wt%溶解した溶液を滴下又は塗布して乾燥させることで得られ、高さ1nm〜1μm,ピッチ幅100nm以下からなることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
また、ナノサイズレベルの規則性パターンを形成することによる高集積化半導体デバイス、微小の磁性体ドットパターンによる記録媒体の大容量化、ナノピラーによる細胞培養シートの作成等、広い分野での応用が期待される。
特許文献1にはブロックコポリマーを塗布し、アニール処理により自己組織化させ、その後にリソグラフィーにてパターン形成する技術を開示するが、工程が複雑である。
特許文献2には基板上に微粒子を配列させる技術を開示するが、やはり工程が複雑である。
特許文献3には特定の共役系分子を有するブロックコポリマーを用いた自己組織化薄膜技術を開示するが、そのサイズはマイクロレベルである。
ここで、シリコン化合物は一般的にシランカップリング剤と称されているシリコン原子に2種類以上の異なった原子団が結合した化合物が好ましい。
異なる原子団の1つは無機材料と化学結合する官能基である。
無機材料と化学結合する官能基はアルコキシ基、アセトキシ基、クロル原子等のように水あるいは湿気により加水分解を受けてシラノール基を生成する。
この時、シリコン化合物は、無機材料と結合する官能基を同一分子内に2個以上有し、シリコン化合物間でのシラノール基同士の脱水縮合反応が生じることが、より好ましい。
異なる原子団のもう1つは、特に限定されるものではないが、アルキル基,シクロアルキル基,オレフィニル基,アクロイルオキシアルキル基,グリシジルオキシアルキル基,アリール基,アリールアルキル基,アミノアルキル基、フルオロアルキル基等が例として挙げられる。
その中でも、疎水性基(アルキル基,シクロアルキル基,オレフィニル基,アリール基,アリールアルキル基、フルオロアルキル基)であることが、より好ましい。
無機材料と結合する原子団を同一分子内に2個以上有し、かつ、疎水性基を有するシリコン化合物として、シクロへキシル(ジメトキシ)メチルシランが挙げられる。
本発明に用いるシランカップリング剤は常温で液体のものが好ましく、そのまま単独で溶媒として用いてもよく、他の各種溶媒との混合溶媒でもよい。
エラストマーはジブロックコポリマー,トリブロックコポリマー等であって、自己組織化機能を有する共重合体であれば特に制限がない。
例えば、水添スチレン系熱可塑性エラストマーとして、クラレ株式会社製のハイブラー(登録商標)は、ポリスチレンとビニル−ポリイソプレンが結合したトリブロック共重体である。
JSR株式会社製のDYNARON(登録商標)は、ポリスチレンとポリブタジエンのジブロック共重合体である。
旭化成株式会社製のタフテック(登録商標)は、ポリスチレンとポリブタジエンのジブロック共重合体である。
また、これらの共重合体は部分的に水素添加したエラストマー性のポリマ−である。
凸部の高さやピッチ幅は、溶質の量と溶媒の組み合せにて調整可能であり、用途に応じて制御するのが好ましい。
凸部の高さは1nm〜10nmの微小凸形状や10nm〜100nmの微小凸形状にも制御できる。
また、凸部のピッチ幅は100nm以下、必要に応じて30nm以下に制御できる。
塗布方法も滴下して広げてもよく、ジェットインク方式にて噴射塗布してもよい。
また、用途も半導体デバイス、記録媒体、細胞培養シート、撥水性、粘着性等、これまでに検討されている技術分野のみならずに新たな技術分野への展開も期待される。
溶媒として、シクロヘキシル(ジメトキシ)メチルシランを用い、これにエラストマーとしてハイブラー7311を4wt%加え、溶解した。
ハイブラー7311は、スチレン含有量12%のものである。
この溶媒を図8にAFM像を示したスライドガラスの上に、インクジェット方式にて噴霧した。
その後に60℃×2時間乾燥させた、AFM像を図1に示す。
微小の凹凸形状が形成され、図1(b)に示すように平均高さは約3.9nm,平均ピッチ幅は18.7nmであった。
図2(b)には、針を微小の凹凸面に当てた後に離す際の吸着力分布をイメージ図として示し、(c)に硬さ分布をイメージ図として示す。
図1,図2に示したこのサンプルは、繰り返し剥がしたり、接合したりできる粘着性を有していた。
図3〜図6にハイブラー7311の濃度を4,3,2,1wt%と変化させたときのAFM像を示す。
エラストマーの濃度により、凹凸の密度及び高さが変化しているのが分かる。
図7に参考として溶媒のみの場合を示す。
このような現象は、DYNARON1321P(スチレン含有量10%)を用いても同様であった。
Claims (3)
- 基板上に、シリコン化合物からなる溶媒に、エラストマーを0.5〜10.0wt%溶解した溶液を滴下又は塗布して乾燥させることで得られ、高さ1nm〜1μm,ピッチ幅100nm以下からなることを特徴とする微小凹凸構造体。
- 前記シリコン化合物は、シランカップリング剤であることを特徴とする請求項1記載の微小凹凸構造体。
- 前記エラストマーは、ブロックコポリマーからなることを特徴とする請求項1又は2記載の微小凹凸構造体。
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