(57)【要約】【課題】プレートと支持体との位置合せを改善すること。【解決手段】プレートと支持体との毛管自己アセンブリを実現するように、外側エンベロープが、少なくとも受けゾーンに堆積させた液滴上に配置されるように設計されたプレート（Ｐ２）の形状と一致する受けゾーンと、受けゾーンから支持体上に延び、かつ受けゾーンを越えてオーバーフローした液滴が案内されるように、液滴に対して親液型の親和性を有する少なくとも１対のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２）とを備える支持体において、その少なくとも１対のトラックが、液滴に対して同程度の親液型の親和性を有しない第１のトラック（Ｔ１１）および第２のトラック（Ｔ１２）を備えることを特徴とする、支持体。【選択図】図４ａ
2014184553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受けゾーン（Ｚ１、Ｚ２）であって、該受けゾーンの外側エンベロープが、少なくとも前記受けゾーンに堆積させた液滴（Ｇ）上に配置されるように設計されたプレート（Ｐ１、Ｐ２）の形状と一致し、それによって前記プレート（Ｐ１、Ｐ２）と支持体との毛管自己アセンブリを実現する、前記受けゾーンと、
前記受けゾーン（Ｚ１、Ｚ２）から前記支持体上に延びる少なくとも１対のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２；  Ｔ２１、Ｔ２２）であって、前記受けゾーンを越えてオーバーフローした前記液滴が案内されるように、前記液滴に対して親液型の親和性を有する前記少なくとも１対のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２；  Ｔ２１、Ｔ２２）と、
を備える前記支持体において、
前記少なくとも１対のトラックが、前記液滴に対して同程度の親液型の親和性を有しない第１のトラック（Ｔ１１）および第２のトラック（Ｔ１２）を備えることを特徴とする、支持体。
【請求項２】
前記少なくとも１対のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２；  Ｔ２１、Ｔ２２）、および前記受けゾーン（Ｚ１、Ｚ２）の少なくとも一部が、前記液滴に対して親液型の親和性を有する、請求項１に記載の支持体。
【請求項３】
前記第１のトラックと前記第２のトラックとが、互いに単一の方向（Ｌ１；Ｌ２）に沿って前記受けゾーンの両側で延長されている、請求項１または２に記載の支持体。
【請求項４】
前記支持体の平面内に延びる少なくとも２対のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２；Ｔ２１、Ｔ２２）を備える、請求項３に記載の支持体。
【請求項５】
前記支持体の平面にほぼ垂直な方向に沿って延びる２対のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２；Ｔ２１、Ｔ２２）を備える、請求項４に記載の支持体。
【請求項６】
複数の連続したパターン（Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４）を備え、前記パターンのそれぞれが周縁（Ｂ１、Ｂ２）によって区切られ、その内側に前記受けゾーン（Ｚ１、Ｚ２）の前記外側エンベロープの境界線があり、前記少なくとも１対のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２）が、前記受けゾーンから前記パターンの前記周縁まで延びる、請求項１から５のいずれか一項に記載の支持体。
【請求項７】
前記第１のトラック（Ｔ１１）と前記第２のトラック（Ｔ１２）とが、同じ幅を有しない、請求項１から６のいずれか一項に記載の支持体。
【請求項８】
前記第１のトラック（Ｔ１１）と前記第２のトラック（Ｔ１２）とが、異なる材料から作成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の支持体。
【請求項９】
前記液滴に対する親液型の親和性の程度を変更することができるように、前記トラックのそれぞれに連結された電気毛管装置（Ｅ１、Ｅ２）を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の支持体。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の支持体上でプレートを毛管自己アセンブリさせる方法であって、
−  前記支持体の前記受けゾーンに少なくとも１滴の液滴を堆積させるステップと、
−  前記液滴上に前記プレートを配置する段階ステップ
を含む、方法。
【請求項１１】
前記支持体が複数のパターンを有し、前記パターンのそれぞれが周縁（Ｂ１、Ｂ２）によって区切られ、その内側に前記受けゾーン（Ｚ１、Ｚ２）の前記外側エンベロープの境界線があり、前記少なくとも１対のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２）が、前記受けゾーンから前記パターンの前記周縁まで延び、前記支持体を一括して濡らすステップが、前記受けゾーンのそれぞれに液滴を配置するために行われる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記支持体が複数のパターンを有し、前記パターンのそれぞれが周縁（Ｂ１、Ｂ２）によって区切られ、その内側に前記受けゾーン（Ｚ１、Ｚ２）の前記外側エンベロープの境界線があり、前記少なくとも１対のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２）が、前記受けゾーン（Ｚ１、Ｚ２）から前記パターンの前記周縁まで延び、複数のプレートがまとめて配置される、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
プレートと支持体とを毛管自己アセンブリさせるように、外側エンベロープが、受けゾーン（Ｚ１、Ｚ２）に堆積させた液滴上に配置されることになるプレート（Ｐ１、Ｐ２）の形状と一致する前記受けゾーンを備える支持体を形成する方法において、
前記受けゾーン（Ｚ１、Ｚ２）から前記支持体上に延び、かつ前記受けゾーンの外側にオーバーフローした前記液滴が案内されるように、前記液滴に対して親液型の親和性を有する少なくとも１対のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２；  Ｔ２１、Ｔ２２）を形成する段階を含み、前記少なくとも１対のトラックが、前記液滴に対して同程度の親液型の親和性を有しない第１のトラック（Ｔ１１）および第２のトラック（Ｔ１２）を備えることを特徴とする、方法。
【請求項１４】
前記第１のトラック（Ｔ１１）と前記第２のトラック（Ｔ１２）とが、前記受けゾーン（Ｚ１）の両側で互いに延長されるように、前記トラックを形成する段階を含み、
前記第１のトラックと前記第２のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２）とが、前記液滴に対して異なる親液型の親和性を有するように、前記第１のトラックと前記第２のトラック（Ｔ１１、Ｔ１２）とで同じ表面処理を施されない、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、メゾスコピック構造体の毛管自己アセンブリによって構造体を作製することに関する。この技術の主な用途として、３Ｄマイクロエレクトロニクス（電子チップを垂直に積層し、次いで接合する試みがなされる）、光学系（特に発光ダイオードまたはマイクロミラーの位置合せ）、最後に微小電気機械システム（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、ＭＥＭＳ）または流体マイクロシステムの最終パッケージング（カバープレートをシステム上に接合するように、カバープレートを正確に位置決めする試みがなされる）がある。
【背景技術】
【０００２】
メゾスコピック寸法の物体の毛管自己アセンブリ技術は、物体を予め規定された位置合せされた状態に移動させるための毛管力の使用に基づく。この技術によれば、任意形状の可動プレート（またはチップもしくはパッチ）を、対応する形状の固定された支持体上に予め堆積させた液滴上に配置する。この可動プレートは、液体の、可動プレートおよび支持体の縁部への係留（ａｎｃｈｏｒａｇｅ）によって生じる毛管力によって、支持体の上方で正確に位置合せされる。次いで、この浮遊した可動プレートのエンベロープは、支持体のエンベロープが上方へ垂直に並進する、支持体のエンベロープの正確なイメージとなる。
【０００３】
液体が水である場合、蒸発によってプレートが支持体と接触し、その結果、直接接触によってプレートと支持体とが一体に接合されることになる。これは、３Ｄマイクロエレクトロニクス、ＭＥＭＳまたはラボオンチップ（ｌａｂｓ−ｏｎ−ｃｈｉｐ）のパッケージングの場合である。
【０００４】
液体が凝固する化学物質である場合、プレートは良好に制御された位置に固定される。これは、特に光用途向けの場合である。
【０００５】
例えば２つの面（プレートおよび支持体）の縁部における係留を制御しながらこれらの面を良好に濡らすなど、何らかの事前措置が取られる場合には、かなり良好な位置合せ成功率を達成することができるものの、産業化するためには、この成功率を非常に高いレベルで達成しなければならない。
【０００６】
研究（例えば、非特許文献１、Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．１０８、０５４９０５、２０１０参照）では、液膜上でのプレートの動きは、４つのモード、すなわち横向きの並進運動（シフト）、縦軸周りでの回転（ツイスト（ｔｗｉｓｔ））、縦向きの並進運動（リフト）、および水平軸周りでの傾斜  （チルト（ｔｉｌｔ））に分類することができることが示されている。これらのモードは、僅かに不安定であるチルトを除いて、全て安定しており、言い換えれば、これらのモードによって、チップが位置合せされることが確認されている。言い換えれば、可動プレートは、液滴上で僅かに傾斜し、支持体と接触するまで徐々に傾斜し続けることがある。
【０００７】
これらの研究は、実験観察によって確認されてきている。３Ｄマイクロエレクトロニクスでは、チルトによってプレート（チップ）と支持体との間で機械的な接触が生じることがあり、それによってプレート位置合せの動きが阻止されることが観察されてきている。中間液体が次第に凝固する光分野の用途に関しては、チルトによって、プレートの水平方向の位置合せに不良が生じ、それによって光品質が劣化する。
【０００８】
プレート位置ずれモード、すなわちプレートを液滴上に搭載させたときに、シフト、ツイスト、リフト、および初期チルトで構成される初期の位置合せ不良が常に生じることを考慮することが重要である。毛管自己アセンブリ法は、これらの初期欠陥の吸収に基づく。しかし、たとえ僅かにでもチルトが不安定であることによって、解決すべき問題が生じることになる。
【０００９】
チルト以外にも、液体の予期せぬオーバーフローによる、液体の縁部での係留阻止、プレートの濡れ不良、チップの搭載に関する動的現象の可能性といった、位置合せ不良の他の原因が観察されてきている。また、液滴上にプレートを正確に搭載するときにプレートを水平にするように改善すること以外に、チルトに関連する位置合せ問題を解決する産業的に開発可能な解決策はこれまで提唱されてきていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「Ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｏｆ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃｈｉｐｓ  ｏｎ  ｗａｆｅｒｓ：  Ａ  ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ａｐｐｒｏａｃｈ」、Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．１０８、０５４９０５、２０１０，    Ｊ．  Ｂｅｒｔｈｉｅｒ  ｅｔ  ａｌ．
【非特許文献２】「Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｏｆ  Ｃｈｉｐ−Ｓｉｚｅ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ：  Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｏｎｄｉｎｇ  ｗｉｔｈｏｕｔ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｈｅｔｅｒｏ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」、Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｓ、２０１１、２（１）、４９〜６８頁，  Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ  Ｔ．  ｅｔ  ａｌ
【非特許文献３】「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  ｎｅｗ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｄｉｅ  ｂｏｎｄｅｒ  ｔｏ  ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｌｙ  ｓｔａｃｋ  ｋｎｏｗｎ  ｇｏｏｄ  ｄｉｅｓ  ｉｎ  ｂａｔｃｈ」、３ＤＩＣ、１〜４頁、ＩＥＥＥ  （２００９），    Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ  Ｔ．  ｅｔ  ａｌ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、プレートと支持体との位置合せを改善することであり、この目的を達成するために、本発明は、プレートと支持体との毛管自己アセンブリを実現するように、外側エンベロープが、少なくとも受けゾーンに配置された液滴上に配置されるように設計されたプレートの形状と一致する受けゾーンと、受けゾーンから支持体上に延び、かつ受けゾーンを越えてオーバーフローした液滴が案内されるように、液滴に対して親液型の親和性を有する少なくとも１対のトラックとを備える支持体において、この少なくとも１対のトラックが、液滴に対して同程度の親液型の親和性を有しない第１のトラックおよび第２のトラックを備えることを特徴とする、支持体を開示している。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
オーバーフローが制御されないため、位置合せ不良が生じるという事実によって、あらゆる種類のオーバーフローが有害であるという誤解が生じてきた。この誤解のため、この問題に対処するチームは、いかなるオーバーフローも防止しようと試みる原則を採用してきた。本発明で推奨する手法は全く異なるものであり、すなわち少なくとも１つの親液性トラックを形成して、位置合せが生じる効果を維持しながらも、チルトを制御することができるオーバーフローの制御を誘起するものである。
【００１３】
さらに、液滴に対して同程度の親液型の親和性を有しないトラックを使用することによって、プレートに水平から所与の勾配（言い換えればチルト）を与えることが可能となる。
【００１４】
以下に、この支持体の好ましいが非限定的な態様について記載する。
−  少なくとも１対のトラック、および受けゾーンの少なくとも一部は、液滴に対して親液型の親和性を有する。
−  第１のトラックと第２のトラックとは、受けゾーンの両側で単一の方向に沿って互いに延長線上に延びる。
−  この支持体は、支持体の平面に、例えばほぼ垂直な方向に沿って延びる少なくとも２対のトラックを備える。
−  この支持体は、複数の連続したパターンを備え、各パターンは周縁によって区切られ、その内側に受けゾーンの外側エンベロープの境界線があり、少なくとも１対のトラックは、受けゾーンからパターンの周縁まで延びる。
−  第１のトラックと第２のトラックとは、同じ幅を有しない。
−  第１のトラックと第２のトラックとは、異なる材料から作成される。
−  この支持体は、液滴に対する親液型の親和性の程度を改変することができるように、各トラックに連結された電気毛管装置を備える。
【００１５】
本発明はまた、本発明の第１の態様による支持体上にプレートを毛管自己アセンブリさせる方法であって、支持体の受けゾーンに少なくとも１滴の液滴を配置する段階と、その液滴上にプレートを配置する段階と、を含む方法に関する。支持体は、複数のパターンを有することができ、各パターンは周縁によって区切られ、その内側に受けゾーンの外側エンベロープの境界線があり、少なくとも１対のトラックが、受けゾーンからパターンの周縁まで延び、この方法は、各受けゾーンに液滴を配置するために支持体を一括して濡らす段階を含む。さらに、この方法は、複数のプレートをまとめて配置する段階を含むことができる。
【００１６】
本発明はまた、プレートと支持体とを毛管自己アセンブリさせる目的で、外側エンベロープが、受けゾーンに堆積させた液滴上に配置されることになるプレートの形状と一致する受けゾーンを備える支持体を形成する方法において、受けゾーンから支持体上に延び、かつ受けゾーンの外側にオーバーフローしたいかなる液滴も案内されるように、液滴に対して親液型の親和性を有する少なくとも１対のトラックを形成する段階を含み、この少なくとも１対のトラックが、液滴に対して同程度の親液型の親和性を有しない第１のトラックおよび第２のトラックを備えることを特徴とする、方法を含む。
【００１７】
この方法はまた、受けゾーンの両側で互いに延長線上に延びるように、第１のトラックおよび第２のトラックを形成する段階を含むことができ、液滴に対して程度の異なる親液型の親和性をそれぞれ与えるように、前記第１のトラックと第２のトラックとは同じ表面処理にはかけられない。
【００１８】
本発明の他の態様、目的、利点、および特徴は、添付の図面を参照しながら非限定的な例として示す以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明を読めば明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】本発明の実施可能な一実施形態による支持体を示す概略図である。
【図１ｂ】本発明の実施可能な、図１ａとは異なる実施形態による支持体を示す概略図である。
【図２ａ】液滴を上に堆積させた、図１ａの支持体を示す図である。
【図２ｂ】液滴を上に堆積させた、図１ｂの支持体を示す図である。
【図３ａ】図１ａの支持体上に搭載させたプレートの毛管自己位置合せを示す図である。
【図３ｂ】図１ｂの支持体上に搭載させたプレートの毛管自己位置合せを示す図である。
【図３ｃ】図１ａの支持体上に搭載させたプレートの初期の傾斜運動の再吸収を示す図である。
【図４ａ】本発明によるチルトの制御を示す図である。
【図４ｂ】本発明によるチルトの制御を示す図である。
【図５ａ】本発明の実施可能な一実施形態によるマルチパターン支持体の実施可能な一実施形態を示す図である。
【図５ｂ】本発明の実施可能な一実施形態によるマルチパターン支持体の実施可能な一実施形態を示す図である。
【図６ａ】マルチパターン支持体上に堆積させた液滴が互いに分離している構成を示す図である。
【図６ｂ】マルチパターン支持体上に堆積させた液滴が互いに接触している構成を示す図である。
【図７】本発明による支持体を形成する方法の様々な段階を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１の態様によれば、図１ａ〜図１ｂ、図２ａ〜図２ｂ、および図３ａ〜図３ｃを参照すると、本発明は、プレートと支持体とを毛管自己アセンブリさせるように、外側エンベロープが、少なくとも受けゾーンＺ１、Ｚ２に堆積させた液滴Ｇ上に配置されることになるプレートＰ１、Ｐ２の形状と一致する受けゾーンＺ１、Ｚ２を備える支持体に関する。
【００２１】
単なる例示的な例では、プレートＰ１は、例えば正方形でよく、したがって受けゾーンＺ１の外側エンベロープもやはり正方形である（図１ａ、図２ａ、および図３ａ）。もう１つの例では、プレートＰ２は円形であり、したがって受けゾーンＺ２の外側エンベロープもやはり円形である（図１ｂ、図２ｂ、および図３ｂ）。
【００２２】
これらの図では、受けゾーンＺ１、Ｚ２の形状は、プレートＰ１、Ｐ２の形状と同じである。本発明は、このケースに限られるものではなく、本発明はまた、自由面に１個または複数個のキャビティが形成されたプレート、および受けゾーンが、プレートの自由面が位置合せされることになる１個または複数個のアセンブリゾーンを備える対応する支持体など、より複雑な形状の物体にも関し、このアセンブリゾーンは、例えば基板の表面から上方に突出したプラトー形であり、キャビティは基板の表面に面し、かつそこから間隔を置いて配置されている。例えば、かかる複雑な形状が、非特許文献２に記載されている。
【００２３】
毛管現象によってアセンブルされることになるプレートのゾーンと支持体のゾーンとは、それらが液滴の液体に対して親和性を有するという意味で、親液性である。したがって、これらのゾーンは、液体が水性である場合、親水性となる。したがって、支持体の受けゾーンは、少なくとも１つの親液性領域（アセンブリ領域）を有し、図に示す単純な形状の場合には、受けゾーン全体が親液性となる。
【００２４】
本発明の枠組みでは、支持体の、外側エンベロープがプレートの形状と一致する受けゾーンＺ１、Ｚ２の外側に補助構造体を設ける。より正確には、この支持体は、受けゾーンＺ１、Ｚ２から支持体上に延びる少なくとも１対のトラックＴ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２を備える。
【００２５】
これらのトラックは、受けゾーンＺ１、Ｚ２の外側にオーバーフローした液滴がそれらのトラックに案内されるように、液滴と親液型の親和性を有する。その結果、位置合せが生じる効果を維持しながら、チルトをも制御することができるように、オーバーフローの制御が誘起される。
【００２６】
トラックの存在によって、支持体上に幾何パターンＭ１、Ｍ２が画定されている。パターンＭ１、Ｍ２は周縁Ｂ１、Ｂ２によって区切られ、その内側に受けゾーンＺ１、Ｚ２の外側エンベロープの境界線があり、トラックＴ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２が、受けゾーンＺ１、Ｚ２からパターンの周縁まで延びている。上記の図に記載の例では、パターンＭ１、Ｍ２は、一辺が受けゾーンＺ１、Ｚ２の特有の寸法（正方形の場合は辺、円の場合は直径）よりも大きい正方形である。
【００２７】
少なくとも１対のトラックＴ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２、および受けゾーンＺ１、Ｚ２の少なくとも一部は親液性であり、パターンの残りの部分（言い換えれば、受けゾーンの外側の、少なくとも１対のトラックを除いた部分であり、受けゾーンが完全に親液性であるわけではない場合、受けゾーンの非親液性の部分）は、疎液性である。親液性部分と疎液性部分との間の濡れ性のコントラストが顕著であると、高い成功率で位置合せを行うことができる。本発明の枠組みでは、この大きなコントラストは、液滴を親液性ゾーンに堆積させる接触角と、液滴を疎液性ゾーンに堆積させる接触角との間に４０°超、好ましくは５０°超の差がある場合に保証される。親液性領域における接触角は、典型的には６０°未満であり、一方で疎液性領域における接触角は、典型的には１００°超、好ましくは１１０°超である。
【００２８】
図から分かるように、親液性トラックは、直線トラックでよい。１対のトラック（Ｔ１１とＴ１２；Ｔ２１とＴ２２）を同じ方向（Ｌ１；Ｌ２）に沿って、受けゾーンの両側でそれぞれ互いに延長線上につなぎ合わせることもやはり、可能である。
【００２９】
図示のように、パターンごとに、２対の直線トラックＴ１１、Ｔ１２；Ｔ２１、Ｔ２２を、支持体の平面に、独立した方向Ｌ１；Ｌ２に沿って延びるように設けて、チルトを２方向に沿って制御することも可能である。特に、２対のトラックを、受けゾーンの中央で交差する方向に沿って、例えばパターンの対角線に沿って、または図示のように長方形の向きに沿って延在させることができる。
【００３０】
トラックは、受けゾーンからパターンの縁部まで、トラックの長さに沿って延在している。トラックの幅は、有利には、プレートの特有の寸法（円形プレートでは直径、多角形のものではトラック部分が始まる辺）の１／６〜１／４である。したがって、トラックは、広すぎることなく（広すぎると、位置合せ力、および他のモード、すなわちシフトおよびねじれの偶力（ｃｏｕｐｌｅ）が弱くなりすぎて、プレートと支持体とが位置合せできなくなる）、狭すぎることもない（狭すぎると、液体がトラックに沿って進むことができない）。オーバーフローしてトラックに案内された液滴が、パターンの縁部まで到達せずにパターン内に境界線が収まることが求められる場合、トラックの長さは、トラックの幅よりも３倍、通常はトラックの幅の３倍〜４倍、長くしなければならない。
【００３１】
図２ａ〜図２ｂは、液滴Ｇを堆積させた後に、親液性トラック上に液体「指部」Ｄ１、Ｄ２が形成されていることを示す。液滴上にプレートＰ１、Ｐ２を搭載させた後の、プレートＰ１、Ｐ２の毛管再位置合せを示す図３ａ〜図３ｂから分かるように、液体「指部」Ｄ１、Ｄ２は、それらが受ける毛管力によって、プレートを水平に安定させる支え（ｇｕｙ）として働く。また、図３ｃから分かるように、プレートの傾斜運動（左図の矢印Ｆによって示す）は、トラックの存在によって再吸収される。
【００３２】
本発明によれば、プレートは、水平から所与の勾配（言い換えればチルト）に傾けられる。この勾配を実現するように、図４ａを参照すると、１対のトラックの一方のトラックＴ１１と、その対のトラックの他方のトラックＴ１２とは、液滴に対して同程度の親液型の親和性を有しない。この対のトラック間での濡れ性のコントラストによって、例えば、その対の一方のトラックＴ１１における接触角が５°であり、一方その対の他方のトラックＴ１２の接触角が４０°である場合、約２°のチルトをもたらすことができる。
【００３３】
図４ａの例は、１対のトラックＴ１１、Ｔ１２の、方向Ｌ１に垂直な軸から右への勾配を示す。自明であるように、本発明は、濡れ性のコントラストが単一の対のトラックに与えられるケースのみに限られるものではなく、本発明には、かかるコントラストが１つまたは複数の他の対のトラックにも与えられるケースも含まれる。その結果、勾配をもたらす軸を変更することができる。
【００３４】
第１の変形形態によれば、濡れ性のコントラストは、同方向に沿って延びる１対のトラックのトラックＴ１１とＴ１２とが同じ幅を有しないように確保することによって実現される。
【００３５】
第２の変形形態によれば、濡れ性のコントラストは、１対のトラックのトラックＴ１１とトラックＴ１２とで異なる材料を使用することによって実現される。例えば、トラックの一方をシリコンから作成し、他方のトラックは窒化物から作成することができる。
【００３６】
第３の変形形態によれば、濡れ性のコントラストは、１対のトラックのトラックＴ１１とトラックＴ１２とで異なる表面処理を行って、トラック上の液滴に対して親液型の親和性を与える、またはトラックの既存の親和性を強めることによって実現される。例えば、トラックの一方に、親液性を強めるプラズマ処理を施し、他方には施さないことができる。
【００３７】
図４ｂに示す第４の変形形態によれば、液滴に対する親液型の親和性の程度を改変することができるように、電気毛管装置を１対のトラックのトラックＴ１１、Ｔ１２のそれぞれに連結する。電気毛管装置は、液滴と各トラックとの間で電圧を印加することを可能とする、支持体の表面下に配置された１対の電極Ｅ１、Ｅ２の形であってよく、印加する電圧を改変することによって、対応するトラック上の液滴の接触角が変更される。
【００３８】
このようにプレートの勾配を実現することは、マイクロミラーの作成がしばしば必要となる光流体（ｏｐｔｏｆｌｕｉｄｉｃｓ）分野において特に興味深いことである。上述の変形形態によれば、液体のゲル化によって、傾斜した固定ミラーが得られる。第４の変形形態によれば、例えばシリコーンオイルの場合のように、液体が凝固することも、有機液体のように蒸発することもない場合に、傾斜ミラーを作成することができる。傾斜した／傾斜する（ｔｉｌｔｅｄ／ｔｉｌｔｉｎｇ）ＬＥＤもやはり、同様にして作成することができる。
【００３９】
本発明の一実施形態によれば、支持体は上述のように複数のパターンを有し、これらのパターンは通常、行および列に配置される。この実施形態では、例えば非特許文献３に記載のものと同様にして、複数のプレートを支持体上にまとめて配置することが可能となる。
【００４０】
図５ａに示すように、パターンＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４は連続していてもよい。したがって、支持体は、支持体の表面全体に沿ってあるパターンから次のパターンへと連続して延在する１組のトラックＴｉ、Ｔｊを有する（例えばトラックＴｉはパターンＭ１１からパターンＭ１２へと延在する、など）。
【００４１】
あるいは、図５ｂに示すように、パターンＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４はつながっていなくともよい。このような場合、トラックは中断し、したがってあるパターンから別のパターンへと連通していない。
【００４２】
パターンが連続し、親液性トラックが連続している図５ａの構成は、液滴を１滴ずつ堆積させるのではなく、支持体を一括して濡らすことが可能となるという利点を有する。一括して濡らした後、余分な液体を毛管排出によって、親液性トラックから外に向けて排出する。
【００４３】
図６ａは、受けゾーンに堆積させた液滴が、パターンＭ３１およびＭ３２内にそれぞれ境界線があって互いに分離したままとなるような、親液性トラックの構成を示す。一方、図６ｂは、液滴が互いにつながり、支持体の親液性ゾーン（受けゾーンおよびトラック）上の液体が連続している構成を示す。液滴同士のかかる連通が実現される親液性トラックの適切な寸法は、Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｖｏｌｖｅｒソフトウェアを用い、以下のパラメータ、すなわち液滴容量、親液性ゾーンにおける接触角、表面張力、トラック長さおよび幅、プレート質量を考慮に入れて計算することができる。
【００４４】
したがって、本発明は、上述の支持体上でプレートを毛管自己アセンブリさせる方法であって、支持体の受けゾーンに少なくとも１滴の液滴を配置する段階と、その液滴上にプレートを配置する段階と、を含む方法を含む。
【００４５】
特に、支持体は複数の受けゾーンを有してもよく、液滴を１滴ずつ（液滴間の接触を避けて）堆積させても、一括して濡らしてもよい。その結果、有利には、複数のプレートを支持体上にまとめて搭載させ、まとめて自己アセンブリさせることができる。
【００４６】
本発明はまた、プレートと支持体との毛管自己アセンブリを実現するように、外側エンベロープが、受けゾーンに堆積させた液滴上に配置されることになるプレートの形状と一致する受けゾーンを備える支持体を形成する方法を含む。この方法は、受けゾーンから支持体上に延びる少なくとも１対のトラックを形成する段階を含み、これらのトラックは、受けゾーンの外側にオーバーフローした液滴が少なくとも１対のトラックに案内されるように、液滴に対して親液型の親和性を有し、この少なくとも１対のトラックは、液滴に対して同程度の親液型の親和性を有しない第１のトラックおよび第２のトラックを備える。
【００４７】
かかる方法の例を以下に挙げる。図７を参照すると、直径が２００ｍｍまたは３００ｍｍのシリコン基板型支持体Ｓがある（１）。フォトレジストＰＲをこの基板に塗布し、次いで、支持体の、受けゾーン（のアセンブリ領域）および親水性トラックを形成することになる部分をこのフォトレジストＰＲが覆うように、適切なマスキングを用いてフォトレジストを露光する（２）。次いで、（例えば炭素質層、オクタフルオロブテン層Ｃ４Ｆ８、もしくはテフロン（登録商標）層の）例えば堆積によって、または表面処理（例えば化学エッチングなどの粗面化処理）によって、疎水性層ＣＨを基板上に形成する（３）。次いで、基板Ｓの、受けゾーン（のアセンブリゾーン）および親水性トラックに対応する非疎水性部分を露出させるように、「リフトオフ」効果によって（例えば、溶媒を用いることによって、またはプラズマ処理によって、または洗浄によって）フォトレジストＰＲを除去する（４）。シリコンを露出させた後、前以てその上に堆積させていた疎水性層は変えずに、そのシリコンを極めて親水性にするように設計された処理（例えばプラズマ、ブラッシング、ＵＶ／オゾン処理）を行うことができる。この処理によって、極めて疎水性の高いゾーン（接触角が１００°超）によって取り囲まれた極めて親水性の高いゾーン（接触角が５°未満、親水性を高める処理を行わない場合には、この値は４０°程度）を得ることができる。
【００４８】
この方法を用いると、親液性トラックが、受けゾーン（のアセンブリ領域）と同時に形成される。したがって、これらの親液性トラックの形成には、製造中にいかなる追加の複雑な工程も導入されない。
【符号の説明】
【００４９】
Ｐ１、Ｐ２  プレート
Ｚ１、Ｚ２  受けゾーン
Ｇ  液滴
Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔｉ、Ｔｊ  トラック
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４、Ｍ３１、Ｍ３２  幾何パターン
Ｂ１、Ｂ２  周縁
Ｌ１、Ｌ２  方向
Ｄ１、Ｄ２  指部
Ｅ１、Ｅ２  電気毛管装置（電極）
Ｓ  シリコン基板型支持体
ＰＲ  フォトレジスト
ＣＨ  疎水性層
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【外国語明細書】
2014184553000001.pdf