(57)【要約】【課題】基板へのナノ構造体の塗布方法を提供する。【解決手段】本発明によれば，少なくとも１以上の第１のノズルを設けた対向板を塗布対象の基板に対向させかつ前記基板に対して相対的に平行移動させた状態で、第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出させることを特徴とする基板へのナノ構造体の塗布方法が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１以上の第１のノズルを設けた対向板を塗布対象の基板に対向させかつ前記基板に対して相対的に平行移動させた状態で、第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出させることを特徴とする基板へのナノ構造体の塗布方法。
【請求項２】
前記対向板が、第１のノズルを設置するための貫通孔を有する請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
第１のノズルがスリット形状の吐出口を備え、前記対向板の平行移動させる方向が、スリットの方向と直交する方向である請求項１又は２に記載の塗布方法。
【請求項４】
前記対向板に、さらに少なくとも１以上の第２のノズルが設けられ、前記対向板を第１のノズルから第２のノズルの方向に移動させた状態で、第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出させるとともに、第２のノズルからナノ構造体分散液の調整に用いられる溶剤を吐出させる請求項１〜３のいずれか１つに記載の塗布方法。
【請求項５】
前記対向板が、第２のノズルを設置するための貫通孔を有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の塗布方法。
【請求項６】
前記対向板が、吐出口がスリット形状である第２のノズルを備え、前記対向板の平行移動させる方向が、スリットの方向と直交する方向である請求項１〜５のいずれか１つに記載の塗布方法。
【請求項７】
第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出させた後、前記対向板を前記並行移動させた方向と逆の方向に平行移動させる請求項１〜６のいずれか１つに記載の塗布方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の塗布方法で塗布されたナノ構造体を有する基板。
【請求項９】
ナノ構造体分散液を基板に吐出する第１のノズルが設けられた対向板と、
前記基板を搭載し、前記対向板を前記基板に平行に対向させる搭載部と、
前記対向板を前記搭載部に対して相対的に平行移動させる搬送部と、
前記搬送部を駆動するとともに第１のノズルから前記分散液を吐出させる制御部とを備える塗布装置。
【請求項１０】
前記対向板が、さらにナノ構造体分散液の調整に用いられる溶剤を吐出する第２のノズルを備え、
前記制御部は、前記対向板が第１のノズルから第２のノズルの方向に移動させるように前記搬送部を駆動するとともに第１のノズルから前記ナノ構造体分散液を吐出させ、第２のノズルから前記溶剤を吐出させる請求項９に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板へのナノ構造体の塗布方法及びその装置に関し、特に、半導体を含むナノ構造体を基板に塗布する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノ構造体は、シリコンワイヤやカーボンナノチューブ等が知られており、その構造から産業分野への応用が期待されている。例えば、シリコンワイヤは、結晶性に優れ、多結晶シリコンや単結晶シリコン並みの高い性能を示すトランジスタ素子を製造できることが知られている。また、その素子の製造方法は塗布方法でもよく、製造プロセスが簡易であることが知られている（例えば、特許文献１）。このため、このトランジスタを用いた大規模集積回路（LSI）等の電子部品への応用が期待され、この大規模集積回路に適した製造方法が求められている。
この大規模集積回路に適した製造方法として、例えば、溶媒中にナノワイヤを分散してなるナノワイヤ溶液をノズルから吐出することにより基板に塗布する方法が知られている（特許文献１）。また、ナノワイヤ溶液を基板上に設けた流路に流すことにより基板に塗布する方法が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５８１１８号公報
【特許文献２】米国特許第６８７２６４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記のナノワイヤ溶液をノズルから吐出する方法では、揮発しやすい溶媒を用いると、ナノワイヤ溶液を所望の位置に吐出したとしても、吐出された溶媒が先に乾燥した個所と後で乾燥した個所とでナノワイヤの分布が異なることがある。また、ナノワイヤ溶液を流路に流す方法では、流路が複雑で狭い場合に、ナノワイヤ溶液の流れも遅くなり、先にナノワイヤ溶液で満たされた個所と後にナノワイヤ溶液で満たされた個所とでナノワイヤの分布が異なることがある。特に基板が大きくなると顕著である。このため、より均一な塗布方法が望まれている。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基板にナノ構造体をより均一に塗布する方法を提供するとともに、これに適した装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によれば、少なくとも１以上の第１のノズルを設けた対向板を塗布対象の基板に対向させかつ前記基板に対して相対的に平行移動させた状態で、第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出させることを特徴とする基板へのナノ構造体の塗布方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の基板へのナノ構造体の塗布方法は、少なくとも１以上の第１のノズルを設けた対向板を塗布対象の基板に対向させかつ前記基板に対して相対的に平行移動させた状態で、第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出させるので、ナノ構造体分散液を基板と対向板との間に封入できるとともに、対向板側にあるナノ構造体分散液を対向板とともに基板に対して相対的に移動できる。塗布されたナノ構造体分散液が外気に触れにくいので、ナノ構造体分散液の溶剤はほとんど揮発せず、このため、ナノ構造体分散液におけるナノ構造体の分散がほとんど変化しない。また、基板側にあるナノ構造体分散液を塗布された位置に、ナノ構造体が所望の濃度で分散されたまま、基板とともにとどまらせることができるので、対向板側におけるナノ構造体分散液の流れを速くすることができるとともに、基板側にとどまらせたナノ構造体分散液に含まれるナノ構造体を均一に沈降させることができる。このため、ナノ構造体を基板に均一に塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る塗布方法の概念的な工程図である。
【図２】この発明の第１の実施形態に係る塗布方法の概念的な工程図である。
【図３】この発明の第１の実施形態に係る塗布方法に用いる対向板の概念図である。
【図４】この発明の第１の実施形態に係る塗布方法における分散液の相対速度の分布を説明するための図である。
【図５】この発明の第１の実施形態に係る塗布方法における分散液の相対速度の分布を説明するための図である。
【図６】この発明の実施例における分散液の相対速度の分布図である。
【図７】この発明の第１の実施形態に係る塗布方法に用いる装置を示す正面図である。
【図８】この発明の第１の実施形態に係る塗布方法に用いる装置を示す側面図である。
【図９】この発明の第１の実施形態に係る塗布方法に用いる装置の制御部を示すブロック図である。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係る塗布方法の概念的な工程図である。
【図１１】この発明の第２の実施形態に係る塗布方法の概念的な工程図である。
【図１２】この発明の第２の実施形態に係る塗布方法の概念的な工程図である。
【図１３】この発明の塗布方法で製造された基板の概念図である。
【図１４】この発明の第２の実施形態に係る塗布方法に用いる装置を示す正面図である。
【図１５】この発明の第２の実施形態に係る塗布方法に用いる装置の制御部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明の基板へのナノ構造体の塗布方法は、少なくとも１以上の第１のノズルを設けた対向板を塗布対象の基板に対向させかつ前記基板に対して相対的に平行移動させた状態で、第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出させることを特徴とする。
ここで、ナノ構造体分散液は、ナノ構造体を溶剤に分散させた分散液をいい、また、ナノ構造体は、ナノサイズの構造体をいう。ナノ構造体には、ナノワイヤ、ナノロッド、ナノチューブ、ナノシート、ナノ粒子、ナノ分子などが該当する。具体的には、S i，G e，S i O x ，G e O x などのナノワイヤ（ n a n o w i r e s）やナノロッド（ n a n o r o d s） 、炭素、B x N y ，C x B y N z ，M o S 2 及びW S 2 などの元素でで構成されるナノチューブ，C 6 0 フラーレン、フラーレンタイプなどのナノ粒子（ n a n o p a r t i c l e s）を挙げることができる。このナノ構造体は直径や厚み等の一サイズがナノサイズであればよく、例えば、ナノワイヤの場合、直径が数ｎｍ〜数十ｎｍ、長さが数十ｎｍ〜数十μｍのナノワイヤが含まれる。
また、このナノ構造体には、複数の材料が組み合わさって構成されたナノデバイスが含まれる。例えば、その構成要素（例えば半導体や半導体化合物の薄膜）がナノサイズであれば、このナノ構造体に含まれる。具体的には、例えば、基板の窪みにセルフアラインして勘合する半導体薄膜を含む構造物やブロック形状の微細構造物を挙げることができる。このブロック形状の微細構造物は、ガリウム砒素、ガリウムアルミニウム砒素、シリコン、ダイヤモンド、ゲルマニウム、その他のIII−Ｖ族及びII−VI族元素の化合物又は多層構造物であってもよく、その材質は、半導体のほか、金属、セラミックス、等の材質であってよい。また、ブロック形状は、例えば、円柱状、ピラミッド形状、直方体、立方体、Ｔ形、及びそれらの組み合わせの形状であってもよい。
また、基板には、ナノ構造体に対応する構造を備えるものが該当し、ナノ構造体を配列させるための電極構造又は凹凸構造を備える基板や親水・疎水構造が施された基板も含まれる。例えば、ナノ構造体がナノワイヤやナノロッドである場合、ガラス、セラミック、金属等の材質で形成された基板や、インジウム− スズ− 酸化物、銀ペースト又は金属、シリコン、金属、高分子、セラミックなどの導電性材料の層でコーティングされたガラス基板がこの基板に該当する。また、ナノ構造体がブロック形状の微細構造物である場合、ブロック形状の微細構造物が勘合する窪みや凹部を備えるシリコン基板やガラス基板がこの基板に該当する。
また、ナノ構造体分散液の調整に用いられる溶剤は、ナノ構造体がその構造のまま、その中で分散させることができる液体であれば特に限定されない。粘度（粘性係数）が０．１〜２０ｃＰ程度であるものであればよい。例えば、ＩＰＡ、エタノール、メタノール、エチレングリコール等のアルコール類であってもよく、また、アセトン等のケトン類やトルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の有機溶媒、水であってもよい。
また、対向板は、溶剤により溶解（溶出）されない材質であればよく、例えば、ガラス、樹脂、セラミック、金属等の材質であってもよい。その表面に親疎水加工等が施されてもよく、分散液にあるナノ構造体を配列させるために電界を印加する電極が設けられてもよい。基板全体に分散液を均一に塗布するため、その大きさは、基板と同等かそれ以上であることが好ましい。
また、対向板には、第１のノズルの先端が対向板から前記基板に向かって露出するように第１のノズルを設置してもよいし、また、対向板の側面に接して第１のノズルを設置してもよい。
また、前記対向板を前記基板に対して相対的に平行移動させるとは、対向板を平行移動することのほか、基板を平行移動することにより、対向板が相対的に平行移動されることを含む。
また、第１のノズルを設けた対向板を塗布対象の基板に対向させかつ前記基板に対して相対的に平行移動させた状態で、第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出するとは、対向板を平行移動させるとともに第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出する場合を含むことを意味し、対向板の平行移動を先に開始し、その後、第１のノズルからの吐出を開始してもよいし、第１のノズルからの吐出を開始して，その後、対向板の平行移動を先に開始してもよい。
【００１０】
また、前記対向板が、第１のノズルを設置するための貫通孔を有してもよい。例えば、この貫通孔は第１のノズルの先端と同じ大きさの貫通孔であってもよい。第１のノズルの先端と同じ大きさの貫通孔の場合には、第１のノズルの先端が前記貫通孔内に配置されかつ第１のノズルの側面が前記貫通孔を構成する面に接して配置されてもよい。
また、第１のノズルがスリット形状の吐出口を備えてもよい。この場合、対向板の平行移動させる方向がスリットの方向と交叉する方向であるとよいが、対向板の平行移動させる方向はスリットの方向と直交する方向であることがより好ましい。スリットの方向と直交する方向に対向板を平行移動させることにより、ナノ構造体分散液を広い範囲に塗布することができるとともに、対向板側における流れの速いナノ構造体分散液の領域を広くすることができる。また、ナノ構造体を均一に沈降させることができる領域を広くすることができる。
【００１１】
この発明の実施形態において、前記対向板に、さらに少なくとも１以上の第２のノズルが設けられ、前記対向板を第１のノズルから第２のノズルの方向に移動させた状態で、第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出させるとともに、第２のノズルからナノ構造体分散液の調整に用いられる溶剤を吐出させる塗布方法であってもよい。
この実施形態によれば、第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出させるとともに、第２のノズルからナノ構造体分散液の調整に用いられる溶剤を吐出させるので、基板に塗布された分散液は外気ではなく分散液と接する。このため、ナノ構造体分散液と外気との界面にナノ構造体が滞留する現象が生じない。また、第１のノズル及び第２のノズルを設けた対向板を前記基板に対して相対的に平行移動するので、対向板側における溶剤及びナノ構造体分散液の流れを速くすることができるとともに、基板側にとどまらせた溶剤及びナノ構造体分散液に含まれるナノ構造体を均一に沈降させることができる。このため、ナノ構造体を基板に均一に塗布することができる。
【００１２】
また、この実施形態において、前記対向板が、第２のノズルを設置するための貫通孔を有してもよい。例えば、この貫通孔は第２のノズルの先端と同じ大きさの貫通孔であってもよい。ノズルの先端と同じ大きさの貫通孔の場合には、第２のノズルの先端が前記貫通孔内に配置されかつ前記ノズルの側面が前記貫通孔を構成する面に接して配置されてもよい。なお、この実施形態においても、第１のノズルの場合と同様に、対向板は、第２のノズルの先端が対向板から前記基板に向かって露出するように第２のノズルが設けられてもよいし、例えば、対向板の側面に接して第２のノズルを設置してもよい。
また、第１のノズルの場合と同様に、第２のノズルがスリット形状の吐出口を備えてもよい。対向板の平行移動させる方向がスリットの方向と交叉する方向であるとよいが、第１のノズルの場合と同様に、対向板の平行移動させる方向はスリットの方向と直交する方向であることがより好ましい。スリットの方向と直交する方向に対向板を平行移動させることにより、ナノ構造体分散液及び溶剤を広い範囲に塗布することができるとともに、ナノ構造体分散液と外気との界面にナノ構造体が滞留する現象も生じないため、ナノ構造体を基板により均一に塗布することができる。
また、この発明の実施形態において、第１のノズルからナノ構造体分散液を吐出させた後、前記対向板を前記並行移動させた方向と逆の方向に平行移動させてもよい。
前記対向板を前記並行移動させた方向と逆の方向に平行移動させることにより、前記対向板側にあるナノ構造体分散液が前記逆の方向に移動する。このため、対向板の端部にナノ構造体分散液が溜まることを防止でき、ナノ構造体分散液の使用量を少なくすることができる。
また、この発明のナノ構造体を有する基板は、この発明の塗布方法で塗布される。
【００１３】
また、この発明のナノ構造体塗布装置は、ナノ構造体分散液を基板に吐出する第１のノズルが設けられた対向板と、前記基板を搭載し、前記対向板を前記基板に平行に対向させる搭載部と、前記対向板を前記搭載部に対して相対的に平行移動させる搬送部と、前記搬送部を駆動するとともに第１のノズルから前記分散液を吐出させる制御部とを備えることを特徴とする。
また、この発明の１つの実施形態において、前記対向板が、さらにナノ構造体分散液の調整に用いられる溶剤を吐出する第２のノズルを備え、前記制御部は、前記対向板が第１のノズルから第２のノズルの方向に移動させるように前記搬送部を駆動するとともに第１のノズルから前記ナノ構造体分散液を吐出させ、第２のノズルから前記溶剤を吐出させる装置であってもよい。
以下、図面に示す実施形態を用いて、この発明を詳述する。
【００１４】
（第１の実施形態）
この発明の第１の実施形態に係る基板へのナノ構造体の塗布方法について、図１〜図５を用いて説明する。まず、この実施形態で用いる材料等を説明する。
【００１５】
この実施形態で用いるナノ構造体分散液２は、溶剤にナノ構造体が分散された溶液である（以下、この明細書では、ナノ構造体分散液を、分散液と呼ぶ）。この実施形態では、ナノ構造体１として、ブロック形状の微細構造物を用いる。このブロック形状の微細構造物は、ガリウム砒素で形成され、塗布する基板に設けられた窪みに勘合する台形形状のブロックを用いる（以下、ガリウム砒素ブロックという。）。大きさは、底面の長さが約１μｍ〜約５０μｍ，上面の幅が約２μｍ〜約１５μｍである。ここで、ブロック形状の微細構造物は、例えば、ガリウム砒素、ガリウムアルミニウム砒素、シリコン、ダイヤモンド、ゲルマニウム、その他のIII−Ｖ族及びII−VI族元素の化合物、多層構造物を用いてもよい。このブロックの形状は、基板の窪みにあわせて、円柱状、ピラミッド形状、直方体、立方体等の形状を適宜選択すればよい。
そして、このガリウム砒素ブロックをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に分散させる。この実施形態では、溶剤として、イソプロピルアルコールを用いているが、例えば、エタノール、メタノール、アセトンを用いてもよい。この溶剤には、腐食性の低い不活性な溶液、つまり、ブロック形状の微細構造物の材料を溶出（溶解）しない溶液を用いればよい。このイソプロピルアルコールの量は、ガリウム砒素ブロック（ナノ構造体１）に対し、ガリウム砒素ブロックが塗布される基板の表面を滑って移動できるような充分な量とする。このイソプロピルアルコールにナノ構造体１を混入し、攪拌することにより分散液２を作成する。
【００１６】
また、この実施形態で用いるノズル３は、ナノ構造体１が詰まらない程度の大きさの吐出口を備え、溶剤により溶解（溶出）されない材質で形成されているノズルである。この実施形態では、吐出口であるスリットの幅が８０μｍ〜２００μｍであるスリット形状のノズルを用いている。このノズル３の吐出口の形状、数は、分散液３を塗布する範囲にあわせて決定する。分散液３の塗布範囲に応じて、スリット形状のノズルのほか、円形状のノズルを用いてもよい。また、ノズル３の吐出口の数が複数備えるノズルを用いてもよい。また、ノズルの材質は、塗布する分散液２に応じて、ガラス、樹脂、セラミック、金属等の材質のものでもよく、適宜選定すればよい。
このノズル３は、シリンジ（図示せず）に連結されることにより、シリンジを介して分散液２が充填される。つまり、上記シリンジに分散液２を充填し、このシリンジをノズル３に連結することにより分散液２をノズル３に充填する。このノズル３はシリンジに直接連結しているが、ノズルとシリンジとが配管を介して連結したものを用いてもよいし、また、ノズルとシリンジとが一体になったノズルを用いてよい。
【００１７】
また、この実施形態で用いる基板４は、上記ガリウム砒素ブロック（ナノ構造体１）が勘合する窪みが形成された基板である。周知のフォトリソグラフィ技術にて、シリコン基板に複数の凹部（窪み）を形成し、これを基板として用いる。この基板にガリウム砒素ブロックが塗布されて凹部（窪み）が埋められることにより、シリコン基板上にガリウム砒素のデバイスを製造可能な基板を供給することができることになる。
【００１８】
また、この実施形態で用いる対向板５は、その大きさが基板４と同程度の大きさかそれ以上の大きさの部材であるとよい。つまり、基板全体に分散液を均一に行き亘らせるため、対向板５の基板と対向する面が、基板の塗布面と同じ程度の面積か又はこれより大きい面積を備えることが好ましい。また、分散液の流れを均一にしてナノ構造体を基板に均一に塗布するため、対向板５と基板との距離（間隙）を一定の大きさに保つことが好ましい。このため、平らな面を備えるとよい。したがって、板状の形状のものや直方体形状のものを用いるとよい。
また、この対向板５は、上記ノズルが設けられる。この対向板５は、ノズルの先端と同じ大きさの貫通孔を備えて、ノズルを設けてもよい。貫通孔がノズルの先端よりも大きいと、分散液を吐出するために分散液に加えられた圧力が貫通孔とノズルとの隙間から漏れ、基板と対向板の間の分散液に前記圧力が伝わらないので、対向板５の貫通孔は、ノズル先端を貫通孔に設置したときにノズル先端が貫通孔と密着できる程度の大きさであることが好ましい。例えば、貫通孔がノズルの外形とほぼ同じ形状であってもよいし、また貫通孔が円錐形状で、その円錐の一部がノズルの外径と一致する形状であってもよい。なお、貫通孔がノズルよりも小さくても、前記圧力が伝わるため、実質的に機能する。この場合、貫通孔がこの明細書でいうノズルとなる。
【００１９】
次に、この実施形態に係る基板へのナノ構造体の塗布方法を説明する。図１、図２は、この実施形態に係るナノ構造体の塗布方法を説明するための基板の断面図である。これらの図面は、基板４にノズル３及び対向板５を用いてナノ構造体１を塗布する方法の各段階を示している。また、図３は、この実施形態に係るナノ構造体の塗布方法で用いる対向板の概念図である。
まず、対向板５を塗布対象の基板４に対向させて配置する。後述する分散液の相対速度の分布を実現するには、基板と対向板の間が分散液２で満たされる必要があるため、対向板５と基板４との距離は、ノズル３の吐出口の大きさや分散液の吐出流量等を考慮して定める。ノズル３の吐出口の大きさにもよるが、この実施形態では、基板４と対向板５とを５０〜２００μｍの距離に配置している。分散液の流れを均一にしてナノ構造体を基板に均一に塗布するため、対向板は、基板に対して平行に配置する。
ここで、図１の（１）及び（２）に示すように、対向板には、ナノ構造体１を溶剤に分散させた分散液２を吐出するノズル３が、その先端が対向基板から基板に向かって露出するように設けられる。例えば、図１の（１）のように、二つの対向板が並んで配置されるとともに一定の距離で隔てられて配置されている場合、ノズル３の先端を対向板５の間に挿入することにより、対向板から基板に向かってノズル３の先端が露出するようにノズル３が設けられる。また、図１の（２）に示すように、対向板に間隙が設けられていない場合、ノズル３の側面が対向板５の側面に接するように設けられることにより、対向板から基板に向かってノズル３の先端が露出するようにノズル３が設けられてもよい。図１の（１），（２）のいずれの場合であっても、吐出圧力が基板と対向板の間にも伝わるようにする必要があるので、対向板５が基板と対向する面（以下対向面という。）の側面に、ノズル３の側面又は先端が接するようにノズル３が設けられることが好ましい。また、対向板５の対向面に対する側面にノズル３の先端部がある必要はなく、例えば、ノズル３の先端が対向板５側面の対向面付近よりも基板側に位置するようにノズル３が設けられてもよい。当然ながら、ノズル３の先端が対向板５の側面の中央付近に位置してもよい。また、ノズル３の側面ではなくノズル３の先端部が対向板５の対向面に対する側面とが接してもよい。
また、図３の（１）に示すように、対向板５がノズルと同じ大きさの貫通孔５５を備えている場合には、図１の（１）の場合と同様に、このノズル３が貫通孔５５に設けられる。つまり、このノズル３の先端が貫通孔５５内に設けられかつ貫通孔を構成する面にノズル３の側面又は先端が接するようにノズル３が対向板５に設けられる。また、図３（２）に示すように、対向板が第１及び第２の対向板５０、５１で構成され、第１及び第２の対向板５０、５１がその側面にノズル３を設けるための凹部５２、５３を備えている場合には、この凹部５２、５３にノズル３の側面又は先端が接するように、ノズル３を設ける。これらの第１及び第２の対向板５０、５１は、凹部５２、５３を備える面で接合されると、図３の（１）に示すようなノズルと同じ大きさの貫通孔を第１及び第２の対向板５０、５１が備えることになる。このような貫通孔を対向板に設ける場合、ノズルより小さい貫通孔を対向板に設けその貫通孔をノズルの先端で覆うようにノズルを設けてもよいが、この場合、貫通孔自体がノズルの先端となり、ノズルの先端が対向板から基板に向かって露出するように設けられることとなる。
なお、この実施形態では、ノズルを設けた対向板５を用い、この対向板５及びノズル３を基板４に平行に対向させているが、対向板５を基板４に平行に対向させて配置し、その後、ノズル３を、ノズルの先端が対向板から基板に向かって露出するように配置してもよいし、ノズル３を、ノズルの先端が対向板から基板に向かって露出するように配置し、その後、対向板５を基板４に平行に対向させて配置してもよい。
【００２０】
次いで、図２の（１）及び（２）に示すように、ノズル３が設けられた対向板５を基板４に対して相対的に平行移動させ、ノズル３から分散液２を吐出させる。例えば、図２（１）に示すように、ノズル３の先端が対向板５の間に挿入された状態を保ったまま、対向板５を、基板４の塗布面に対して平行かつ基板４に対して相対的に移動させ、ノズル３から分散液２を吐出させる。また、図２（２）に示すように、ノズル３の側面が対向板５の側面に接するように設置された状態を保ったまま、対向板５を、基板４の塗布面に対して平行かつ基板４に対して相対的に移動させ、ノズル３から分散液２を吐出させてもよい。この実施形態では、基板４を静止させた状態で、ノズル３が設置された対向板５を、基板の塗布面に対して平行な方向に、相対速度６（基板に対する速度）で移動させる。そして、この移動とともにノズル３から分散液２を吐出させる。
なお、ノズル３が設けられた対向板５を基板４に対して相対的に平行移動させる工程は、上記のように、ノズル３が設けられた対向板５を基板４に対して移動させてもよいし、また、基板４をノズル３が設けられた対向板５に対して移動させてもよい。また、ノズル３が設置された対向板５を基板４の塗布面に平行移動させ、かつ基板４を前記平行移動の方向と別の方向に移動させてもよい。この別の方向は、逆の方向であってもよい。また、ノズル３から分散液２を吐出するタイミングは、ノズル３が設置された対向板５の移動と同時に吐出を開始させてもよいし、ノズル３が設置された対向板５の移動を開始させ、その後、ノズル３からの分散液２の吐出を開始させてもよい。
以上のステップにより、ノズル３及び対向板５又は基板が移動する面方向に分散液が吐出され、このため、基板に分散液が塗布される。
【００２１】
次に、基板４と対向板５との間に吐出された分散液２の動きについて説明する。
図４及び５は、この実施形態に係る塗布方法における分散液の相対速度の分布図を説明するための概念的な図である。
一般に、２つの面が上下（ｙ軸方向）に間隔ｈを隔てて置かれ、これらの面の間（間隔ｈ）に流体があって、一方の面（上側の面）が一方向（ｘ軸の正の方向）に速度Ｕで移動している場合、流体の速度ｕ（ｘ軸方向の速度）は、以下の式で示すことができる。
ｕ＝（Ｕ／ｈ）ｙ−（１／２）（ｈ2／μ）（ｄｐ／ｄｘ）（ｙ／ｈ）（１−ｙ／ｈ）
ここで、（ｄｐ／ｄｘ）は圧力の勾配、μは粘性係数である。
この式から理解できるように、流体の速度ｕは、圧力の勾配に依存する。図３及び４は、この圧力の勾配により流体の速度分布を表した図である。圧力の勾配が負の場合、つまり、ｄｐ／ｄｘ＜０の場合、平板の間にある流体の速度分布は、図４（Ａ）に示す分布となる。また、圧力の勾配が正の場合、つまり、ｄｐ／ｄｘ＞０の場合、平板の間にある流体の速度分布は、図４（Ｂ）に示す分布となる。さらに、圧力の勾配がない場合、つまり、ｄｐ／ｄｘ＝０の場合、平板の間にある流体の速度分布は、図５（Ｃ）に示す分布となる。
一方、一方の面（上側の面）が移動せず、静止している場合、つまり、速度Ｕ＝０の場合、上記式は、以下のようになる。
ｕ＝−（１／２）（ｈ2／μ）（ｄｐ／ｄｘ）（ｙ／ｈ）（１−ｙ／ｈ）
この場合に、ｄｐ／ｄｘ＜０の場合、平板の間にある流体の速度分布は、図５（Ｄ）に示す分布となる。
なお、これらの図面において、ｈが０の場合は下側の面の位置を示し、ｈがＨの場合は上側の面の位置を示している。
【００２２】
上記式並びに図４及び５の流体の速度分布は、この実施形態の分散液が流体であることから、基板４と対向板５との間に吐出された分散液２の速度分布、つまり、ナノ構造体の速度分布にも当てはまる。図２に示す場合で説明すると、基板４の塗布される面と対向板５の基板に対向する面とが上記の２つの面に当てはまり、分散液２が上記流体に当てはまる。対向板５を基板４に対して相対的に平行移動させた場合、上記の「一方の面（上側の面）が一方向（ｘ軸の正の方向）に速度Ｕで移動している場合」となり、図２に示す方法を実施すると、分散液２は図４（Ａ）及び図４（Ｂ）並びに図５（Ｃ）の流体の速度分布を示すこととなる。
一方、対向板５を基板４に対して相対的に平行移動させない場合、つまり、対向板５と基板４とを静止させている場合、上記の「一方の面（上側の面）が移動せず、静止している場合」となる。したがって、分散液２は、図５（Ｄ）の流体の速度分布を示すこととなる。
【００２３】
図２に示すように、対向板５を基板４に対して相対的に平行移動させると、対向板５の基板に対向する面が上記の「一方の面（上側の面）」となるので、対向基板側の分散液２は、基板４側の分散液２と比較して、相対速度が大きくなる。このため、対向板側にある分散液を対向板とともに基板に対して相対的に移動できる。一方、基板４側の分散液２は、対向板５側の分散液２と比較して、相対速度が小さくなる。このため、基板側にある分散液を塗布された位置に、ナノ構造体が所望の濃度で分散されたまま、基板とともにとどまらせることができる。したがって、対向板側における分散液の流れを速くすることができるとともに、基板側にとどまらせた分散液に含まれるナノ構造体を均一に沈降させることができる。
一方、従来のナノワイヤ溶液を流路に流す方法は、対向板５を基板４に対して相対的に平行移動させない場合に該当する。したがって、分散液２は、図５（Ｄ）の流体の速度分布を示すこととなる。従来のナノワイヤ溶液を流路に流す方法を対向板５と基板４とに置き換えて説明すると、対向板５と基板４との間の中央付近の分散液２は、対向板５側や基板４側の分散液２と比較して、その相対速度は大きくなる。一方、対向板５側や基板４側の分散液２は、対向板５と基板４との間の中央付近の分散液２と比較して、その相対速度は小さくなる。しかしながら、ノズルから分散液２を吐出する場合に、対向板５と基板４との間の末端から分散液２を吐出するために、対向板５と基板４との間隙に分散液２を満たすのに時間を要する。このため、最初に分散液２が達した部分と最後に分散液２が達した部分とで、分散液２のナノ構造体の分散度合いが変化してしまい、基板４全体に均一にナノ構造体を塗布することが難しい。これに対して、この実施形態の対向板５を基板４に対して相対的に平行移動させる工程の場合、ノズルが設置された対向板を移動し、ノズルから分散液を吐出するので、この移動速度で分散液を塗布できるとともに、対向板側にある分散液を対向板とともに相対的に移動できる。また、基板側の分散液は対向板５側の分散液２と比較して相対速度が小さいので、分散液を塗布された位置に、ナノ構造体が所望の濃度で分散されたまま、基板とともにとどまらせることができる。このため、基板４全体により均一にナノ構造体を塗布することができる。
【００２４】
（実証実験）
次に、この実施形態に係る方法を実証した実験について説明する。
この実施形態に係る方法を実証した実験には、ナノ構造体にガリウム砒素ブロックを用いた。このガリウム砒素ブロックをＩＰＡ溶媒に分散させて分散液を作製し、この分散液を、１００μｍ×５ｃｍスリット形状の吐出口を備えるノズルを用いて基板に塗布した。この塗布は、この実施形態で説明した方法で行い、分散液中のガリウム砒素ブロックの移動速度を測定した。測定には、顕微鏡及び撮影装置を用い、塗布を行いながら、ノズルの後ろ側（ノズル・対向板の移動方向と逆側）を観察した。そして、基板からのピントのズレからガリウム砒素ブロックの基板−対向板間における位置を、撮影した各段階の画像からガリウム砒素ブロックの移動距離（基板面方向の移動距離）を、それぞれ求めた。また、撮影した画像のコマ数から経過時間を求め、上記移動距離から速度を求めた。同じ高さ位置の複数のブロックに対してこの作業を行い、複数のブロックの速度から、その平均速度を算出してその値を分散液の相対速度とした。対向板５を基板４に対して相対的に平行移動する工程は、ノズル・対向板を移動することにより行い、基板及び撮影装置は静止させた状態（移動しない状態）とした。なお、ノズル・対向板の移動速度を以下、スライド速度と呼ぶ。
基板と対向板との距離は、８５μｍに、対向板とノズルを移動させるスライド速度は、０．４５ｃｍ／ｓに、それぞれ制御した。また、ノズルからの分散液の吐出流量は、吐出圧力を調整して１．５ｍｌ／ｍｉｎに調整し、さらに、ＩＰＡ溶媒は、温度調節により粘性係数を１ｃＰに調節した。また、ガリウム砒素ブロックには、３μｍ×２μｍの台形輪郭で厚さが８００ｎｍのガリウム砒素から形成されるブロックを用いた。基板には、シリコン基板を用いた。
【００２５】
図６に、この実験における分散液中のガリウム砒素ブロックの相対速度（基板に対する移動速度）の結果を示す。図６に示すように、基板側にあるＩＰＡ溶媒中のガリウム砒素ブロックは、相対速度が０に近い値であるが、対向板側にあるＩＰＡ溶媒中のガリウム砒素ブロックは、ノズル・対向板のスライド速度（０．４５ｃｍ／ｓ）に近い値であることがわかる。また、各位置におけるガリウム砒素ブロックの相対速度の値から、基板と対向板との間におけるガリウム砒素ブロックの相対速度分布は、図４（Ｂ）と同じ傾向であることがわかる。なお、ノズル・対向板のスライド速度が０ｃｍ／ｓの状態で、ＩＰＡ溶媒中のガリウム砒素ブロックの相対速度を測定したところ、図５（Ｄ）のような速度分布であった。
【００２６】
（第１の実施形態に係る方法に用いる装置）
次に、この発明の第１の実施形態に係る方法に用いる塗布装置の例を説明する。図７、図８、図９に第１の実施形態に係る方法に用いる装置を示す。図７は、第１の実施形態に係る方法に用いる装置を説明するための正面図である。図８は、第１の実施形態に係る方法に用いる装置を説明するための側面図である。図９は、第１の実施形態に係る方法に用いる装置の制御部を示すブロック図である。
図７、図８に示すように、この発明の第１の実施形態に係る方法に用いる塗布装置は、ナノ構造体分散液を基板に吐出するノズル３１が設けられた対向板５と、基板４を搭載し、対向板５を基板に平行に対向させる搬送部１０１と、対向板５を搭載部１００に対して相対的に移動させる搬送部１０１とを備える。
ノズル３１は、その先端が図示されていないが、対向板５には、スリット形状のノズルが設けられている。このノズル３１の形状は、図１（１）、図２（１）で示した断面の構造と同じ形状であり、シリンジとノズルが一体となっている。吐出口の大きさは、幅が１００μｍ、長さが１５．５ｃｍであり、基板４（６インチウエハ）の辺よりもやや大きい長さになっている。また、この吐出口を形成する材質はガラスで形成されている。このノズル３１は、送液チューブ３５を介して分散液を供給する送液ポンプ（例えば、デジタル送液ポンプなど）につながり、この送液ポンプは制御部により駆動、制御されている。このため、制御部が送液ポンプの分散液の供給量（流量）や供給圧を制御することにより、ノズル３１の吐出流量、吐出圧力が制御される。
対向板５は、図３に示すようにその中央にノズル３１の先端部が収められる貫通孔が設けられている。この貫通孔にノズル３１の先端部が対向板の基板に対向する面まで挿入され、図１（１）及び図２（１）に示すように、対向板はノズル３１の先端が基板４に向かって露出するように設けられている。この対向板５は、その幅（Ｙ方向）が基板よりやや大きく、１６．０ｃｍで形成され、その長さ（Ｘ方向）は、基板の倍程度の大きさである３２．０ｃｍで形成されている。対向板５は、ノズル３１を介してＸ軸搬送部１０１（Ｘ軸ロボット）に固定されているので、Ｘ軸搬送部１０１が移動することにより、対向板の長さ方向（Ｘ軸方向）にノズル３１及び対向板５を搬送し、ノズル３１が分散液を吐出すると、分散液が基板４全体に塗布される。また、対向板５は、分散液の流れを均一にしてナノ構造体を基板に均一に塗布するため、基板側に平らな面を備え、この面が基板と平行に対向するように構成されている。この装置では、後述する搭載部１００が対向板５を基板４に平行に対向させているが、Ｘ軸搬送部１０１とノズル３１との間にＺ軸角度調整機構を設け、このＺ軸角度調整機構によりＺ軸の方向（角度）を調整してもよい。また、Ｚ軸角度調整機構のほか、Ｚ軸搬送部を設け、これにより、対抗板５と基板４との距離を調整するようにしてもよい。
搭載部１００は、基板４を搭載し、対向板５を基板４と平行に対向させている。搭載部１００には吸着孔や位置決め機構が設けられ、所定の位置に基板を搭載する。搭載部１００の下方にはＺ軸搬送部１０３が設けられており、Ｚ軸搬送部１０３により、対向板５と基板４との距離（ギャップ）が定められる。このＺ軸搬送部１０３はＺ軸モータ１０４により搬送され、このＺ軸モータ１０４は制御部により駆動され、制御される。また、Ｚ軸搬送部１０３には、Ｚ軸角度調整機構が設けられており（図示せず）、これにより対向板５と基板４とが平行に対向する。
Ｘ軸搬送部１０１（搬送部）は、Ｘ軸搬送部１０１に設置されたノズルホルダー３２を介してノズル３１及び対向板５を搭載部１００に搭載された基板４に対して移動させる。図７に示すように、Ｘ軸搬送部１０１（Ｘ軸ロボット）に設置されたノズルホルダー３２にノズル３１が設置され、このＸ軸搬送部１０１がＸ軸モータ１０２に搬送されるこことによりノズルに設置された対向板５をＸ軸方向（対向板の長さ方向）に移動する。このＸ軸モータ１０２は、は制御部により駆動され、制御される。
【００２７】
また、この発明の第１の実施形態に係る方法に用いる塗布装置は、搬送部１０１を駆動するとともにノズル３１から分散液を吐出させる制御部１０を備える。図９に示すように、制御部１０はＸ軸モータ１０２及びＺ軸モータ１０４と接続されており、Ｘ軸モータ１０２及びＺ軸モータ１０４を駆動し制御する。Ｘ軸モータ１０２、Ｚ軸モータ１０４は、それぞれＸ軸搬送部１０１、Ｚ軸搬送部１０３を搬送するため、制御部１０は、Ｘ軸モータ１０２、Ｚ軸モータ１０４を介してＸ軸搬送部１０１、Ｚ軸搬送部１０３を駆動し制御する。制御部１０は、上記各搬送部を制御することにより、ノズル３及び対向板５の位置、移動速度（相対速度）、移動のタイミングなどを制御する。
また、図９に示すように、制御部１０は、送液ポンプ１０５に接続されている。送液ポンプ１０５は分散液をノズル３１に供給するため、制御部１０は送液ポンプ１０５を介してノズル３１からの分散液の吐出を制御する。制御部１０は、分散液供給量や分散液圧力を制御することにより、ノズルの吐出流量、吐出圧力などを制御する。また、制御部１０は、ノズルからの分散液の吐出タイミングも制御する。なお、この装置では、送液ポンプ１０５を用いているが、エアチューブを介してノズル・シリンジにエア圧を供給し、このエアを制御することによりノズルからの分散液の吐出を制御してもよい。
【００２８】
この装置において、吐出部の吐出流量又は吐出圧力、移動部における対向基板の相対移動速度７、配置部の基板４と対向基板５の距離（間隔）、つまり制御部での各パラメータを調整することにより、基板４近傍でのナノ構造体１の基板４に対する相対速度１２を制御することができる。また、吐出部に温度調整機構を設けることにより、分散液２の粘性係数を調整し、基板４近傍でのナノ構造体１の基板４に対する相対速度１２を制御することができる。この相対速度１２は、基板４に対する対向板５の速度を数ｍ／ｓ〜数ｍｍ／ｓに制御し、基板４表面から数〜数十μｍ付近を移動するナノ構造体の速度を数十μｍ／ｓ以下に制御するとよい。これにより、基板４全体に均一にナノ構造体１を供給することできる。
【００２９】
次に、上記の各条件を変更したときの、基板４表面から約１０μｍの位置におけるナノ構造体１の基板４に対する相対速度１２の測定結果を示す。
ノズル３からのナノ構造体分散液２の吐出圧力を増加させることにより、吐出流量を前記実証実験の値である１．５ｍｌ／ｍｉｎから２．５ｍｌ／ｍｉｎへと増加させたところ、基板４近傍でのナノ構造体１の基板４に対する相対速度１２が約−０．０５ｃｍ／ｓから約−０．１０ｃｍ／ｓへと負側へその絶対値が増加した。また、逆にこの吐出流量を減少させたところ、前記相対速度１２は正側へ増加した。
また、基板４に対する対向基板５の相対速度７を、前記実証実験の値である０．４５ｃｍ／ｓから０．９８ｃｍ／ｓへと増加させたところ、前記相対速度１２が約−０．０５ｃｍ／ｓから約−０．１ｃｍ／ｓへと負側へその絶対値が増加した。また、逆に相対速度７を減少させたところ、基板４近傍でのナノ構造体１の基板４に対する相対速度１２は正側へ増加した。
また、基板４と対向板５の間隔を前記実証実験の値である８５μｍから５０μｍへと減少させたところ、前記相対速度１２が約−０．０５ｃｍ／ｓから約＋０．０３ｃｍ／ｓへと増加した。また、逆にこの間隔を増加させたところ、前記相対速度１２は負側へ増加した。
また、粘性係数を前記実証実験の値である１ｃＰから２ｃＰに増加させたところ、前記相対速度１２が約−０．０５ｃｍ／ｓから約０ｃｍ／ｓへとその値が変化した。また、この粘性係数を4ｃＰまで増加させると、約＋０．０３ｃｍ／ｓへとその値が増加した。逆に、この粘性係数を減少させたところ、前記相対速度１２は負側へその絶対値が増加した。
また、図４（Ａ），（Ｂ）のような相対速度の分布にする実験を行ったところ、ナノ構造体１の基板４に対する移動の方向が図４（Ａ）のようにノズル３及び対向板５と同じ方向であるときは、対向板の端部に分散液が溜まる傾向が見られた。また、ナノ構造体１の基板４に対する移動の方向を図４（Ｂ）のようにノズル３及び対向板５と逆方向にすると、対向板の端部に分散液が溜まることはなかった。
【００３０】
上記のように、制御部の各パラメータを調整したり、分散液２の粘性係数を調整したりすることにより、基板４近傍でのナノ構造体１の基板４に対する相対速度１２を制御することができる。また、図４（Ａ），（Ｂ），図５（Ｃ）のような相対速度の分布を実現することができる。
また、上記のナノ構造体１の基板４に対する移動の方向の実験結果から、ナノ構造体１の基板４に対する移動の方向をノズル３及び対向板５と逆方向にするとよいことがわかる。ナノ構造体１の基板４に対する移動の方向をノズル３及び対向板５と逆方向にするには、例えば、ノズルから分散液を吐出させた後、ノズルから分散液を吐出させたときに対向板５を平行移動させた方向と逆の方向に平行移動させるとよい。これにより、対向板の端部に分散液が溜まることを防止できる。図４（Ｂ）のように、ナノ構造体１の基板４に対する移動の方向をノズル３及び対向板５と逆方向にすることにより、対向板側の分散液を対向板とともに移動させることができるので、分散液の使用量を少なくすることができる。
【００３１】
（実施形態２）
次に、この発明の第２の実施形態に係る基板へのナノ構造体の塗布方法について説明する。この第２の実施形態に係る塗布方法は、第１の実施形態に係る塗布方法と同様に、ノズルが設けられた対向板を塗布対象の基板に対向させかつ前記基板に対して相対的に平行移動させた状態で塗布を行うが、前記対向板に、さらに第２のノズルが設けられ、前記対向板を第１のノズルから第２のノズルの方向に移動させた状態で、第２のノズルからナノ構造体分散液の調整に用いられる溶剤を吐出させる点で第１の実施形態に係る塗布方法と相違する。図１０〜図１２に、この第２の実施形態に係るナノ構造体の塗布方法を説明するための基板の断面図を示す。これらの図面は、基板４にノズル３及び対向板５を用いてナノ構造体１を塗布する方法の各段階を示している。
【００３２】
まず、図１０に示すように、この塗布方法は、第２のノズルが設けられた対向板を塗布対象の基板４に対向させる。第２のノズルには、分散液に調整に用いられる溶剤が充填され、第２のノズルが設けられた対向板を基板４に一定の距離（間隙）をもって平行に対向させる。
溶剤は、ナノ構造体１を分散させた分散液２の溶剤と同じ溶剤を用いる。つまり、ナノ構造体分散液の調整に用いられる溶剤を用いる、第２のノズル１３は、ノズル３と同様に溶剤により溶解（溶出）されない材質で形成されたノズルを適宜選定して用い、その吐出口は、スリット形状や円形状のものを用いる。溶剤及び分散液の吐出量の制御を容易にするため、第２ノズルの吐出口は、ノズル３と同じ形状の吐出口を選定してもよい。また、吐出の数は単数のほか複数であってもよい。この第２のノズル１３は、溶剤を充填したシリンジを第２のノズル１３に連結することにより、溶剤が充填される。
対向板は、この溶剤が充填された第２のノズル１３が、対向板５の側面に接するように設けられる。また、第２のノズル１３がノズル３と並べて設けられる。図１０では、第２のノズル１３の側面と対向板５又はノズル３の側面とが接するように第２のノズル１３が設けられている。この第２のノズル１３は、対向板５に設けられているため、ノズル３とともに移動するが、ノズル３が吐出する分散液が第２のノズル１３が吐出する溶剤に接するようにするため、ノズル３に対して対向板５の移動方向に設ける。なお、後述するように、ノズル３から第２のノズル１３の方向へ対向板を移動させてもよい。また、第１の実施形態の場合と同様に、対向板５が第２のノズルを設置するための貫通孔を有してもよい。第１の実施形態の場合と同様に、第２のノズルの先端と同じ大きさの貫通孔を備え、第２のノズル１３の先端をこの第２のノズルと同じ大きさの貫通孔に挿入してもよい。つまり、第２のノズル１３の先端を貫通孔内に設けかつこの貫通孔を構成する面に接して設けてもよい。さらに、対向板５に第２のノズルより小さい貫通孔を設け、この貫通孔を第２のノズルの先端で覆うように第２のノズルを設けてもよい。また、この実施形態では、第１の実施形態と同様に、ノズルを設けた対向板を用いているが、対向板５の対向面の側面に第２のノズル１３の側面が接するように第２のノズル１３を配置し、次いで、第２のノズル１３とともに対向板５が基板４と所定の距離（間隙）となるように対向板５を配置してノズルを対向板に設けてもよい。
【００３３】
次いで、図１１に示すように、対向板をノズル３から第２のノズル１３の方向に基板に対して相対的に平行移動させ、第２のノズル１３から溶剤を吐出させる。この第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、対向板５を基板４に対して移動させた状態（基板４を静止させた状態）で、第２のノズル１３から溶剤を吐出させる。第２のノズル１３は対向板に設けられているので、ノズル３及び対向板５とともに基板に対して相対的に平行移動する。
なお、第２のノズル１３及びノズル３並びに対向板５又は基板４を、基板４の面方向に移動するステップは、基板４を第２のノズル１３及びノズル３並びに対向板５に対して移動してもよい。
【００３４】
次いで、図１２に示すように、対向板をノズル３から第２のノズル１３の方向に基板に対して相対的に平行移動させ、ノズル３から分散液２を吐出させる。このノズル３から分散液２を吐出させるステップは、第１の実施形態と同様に、対向板５を基板４に対して移動させた状態（基板４を静止させた状態）で、図１１のステップで溶剤が塗布された基板４にノズル３から分散液２を吐出させる。また、第２のノズル１３からも溶剤を吐出させる。第２のノズル１３及びノズル３は対向板５に設けられているので、対向板５とともに基板に対して相対的に平行移動する。この実施形態では、対向板５を基板に対して相対速度６で、断面に平行な方向に移動するステップをとっている。
なお、このノズル３から分散液２を吐出させるステップは、前記の第２のノズル１３から溶剤を吐出させるステップと同時に実施してもよい。つまり、対向板５を基板４に対して相対的に平行移動させ、第２のノズル１３から溶剤を吐出させながら、ノズル３から分散液２を吐出させてもよい。また、第２のノズル１３から溶剤を吐出させるステップを実施した後、対向板５を、基板４に対して相対的に平行移動させ、第２のノズル１３から溶剤を吐出させながら、ノズル３から分散液２を吐出させてもよい。
【００３５】
（第２の実証実験）
次に、第２の実施形態に係る方法を実証した実験について説明する。
この実施形態に係る方法を実証した実験には、ナノ構造体にシリコンナノワイヤを用い、このシリコンナノワイヤをＩＰＡ溶媒に分散させて分散液を用いた。そして、１００μｍ×５ｃｍスリット形状の吐出口が形成されたノズルと対向板とを備える塗布装置を用いて、まずＩＰＡ溶媒を基板に塗布し、その後、前記ノズル備える塗布装置を用いて、前記ナノワイヤが分散された分散液を基板に塗布した。この塗布は、第２の実施形態で説明したステップで行った。基板と対向板との距離は、８５μｍに、対向板とノズルを移動させるスライド速度は、０．４５ｃｍ／ｓに、それぞれ制御した。また、ノズルからの分散液の吐出流量は、吐出圧力を調整して１．５ｍｌ／ｍｉｎに調整した。
また、シリコンナノワイヤには、長さ５μｍ〜３０μｍ、直径１００ｎｍ〜２００ｎｍのシリコンナノワイヤを用い、基板には、ガラス基板を用いた。さらに、ノズルにはナノワイヤを配列させるための電極が設けられたノズルを用いた。
【００３６】
図１３にこの実証実験で製造した基板を示す。図１３は、第２の実施形態に係る方法で製造された基板を説明するための概念的な図である。図１３に示すように、ガラス基板４に、シリコンナノワイヤを塗布する領域１１を格子状に設けた基板が、この実証実験で得られた。
この実験で、シリコンナノワイヤの相対速度を観察したところ、対向基板５近傍では基板４に対する相対速度が大きいシリコンナノワイヤがあることがわかった。また、対向基板５近傍におけるシリコンナノワイヤの密度は基板４近傍と比較し非常に小さいものであった。この実験により、シリコンナノワイヤのような質量及び体積の小さいナノ構造体１を基板４近傍に高密度に塗布することを可能であることが実証された。また、公知文献（特表２００７−５２７３２４）に記載の電界印加によるシリコンナノワイヤの配列が短時間で出来た。
さらに、基板の塗布液の端部を観察すると、ナノワイヤの分散していない溶剤１４があることが確認できた。ナノワイヤ分散液２を気相と接触させることなく基板４上に塗布することができた。また、基板の塗布液の端部で、ナノワイヤが基板４上へ乾燥して付着する現象を防止することができた。
【００３７】
次に、この第２の実施形態に係る方法に用いる装置について説明する。図１４、図１５に第２の実施形態に係る方法に用いる装置を示す。図１４は、第２の実施形態に係る方法に用いる装置を説明するための正面図である。図１５は、第２の実施形態に係る方法に用いる装置の制御部のブロック図である。
図１４に示すように、この第２の実施形態に係る方法に用いる装置は、上記第１の実施形態に係る方法で説明した装置に、さらにナノ構造体分散液の調整に用いられる溶剤を吐出する第２のノズル１３１，１３２を備える。第２のノズル１３１，１３２は、基板４に向かってその先端が露出するように対向板５に設置されている。対向板５には、第２のノズル１３１，１３２を挿入するための貫通孔が設けられ、この貫通孔に第２のノズル１３１，１３２の先端が挿入されている。この貫通孔の形状や挿入されたノズルの先端部にあるスリット形状は、第１の実施形態に用いる装置と同じであるが、第２のノズル１３１，１３２の貫通孔は、ノズル３１の両側にノズル３１の貫通孔及びスリットを挟むように設けられている。つまり、ノズル１３１，１３２は、ノズル３１を挟むように対向板５に設置されている。ノズル１３１，１３２は、溶剤を吐出するので、ノズル３１から吐出された分散液は、溶剤に囲まれる。このため、分散液は外気に触れず、外気との界面に分散液のナノ構造体が滞留する現象が生じないことになる。
また、この装置の制御部１０は、対向板５がノズル３１から第２のノズル１３１、１３２の方向に移動させるように搬送部１０１を駆動し、ノズル３１から分散液を吐出させるだけでなく、第２のノズル１３１，１３２から溶剤を吐出させる。図１５に示すように、制御部１０は、Ｘ軸モータ１０２及びＺ軸モータ１０４と接続されている。制御部１０は、Ｘ軸モータ１０２、Ｚ軸モータ１０４を介してＸ軸搬送部１０１、Ｚ軸搬送部１０３を駆動し制御し、ノズル３１及び対向板５の位置、移動速度（相対速度）、移動のタイミングなどを制御する。図１４に示すように、第２のノズル１３１，１３２はノズル３１に対してＸ軸の方向に設けられており、制御部１０は、Ｘ軸方向にＸ軸搬送部１０１を駆動し制御する。また、制御部１０は送液ポンプ１０５，１０６，１０７と接続されている。この制御部１０は、第１の実施形態に係る方法に用いる装置と異なり、送液ポンプ１０６，１０７にも接続されている。送液ポンプ１０５は分散液をノズル３１に供給するが、送液ポンプ１０６，１０７は溶剤をノズル１３１，１３２に供給する。このため、制御部１０はノズル３１からの分散液の吐出を制御するだけでなく、ノズル１３１，１３２からの溶剤の吐出も制御する。制御部１０は、溶剤の供給量や溶剤の圧力を制御することにより、ノズルからの溶剤の吐出流量、吐出圧力などを制御する。搬送部１０３を駆動するとともに、ノズル１３１，１３２から溶剤を吐出し、その後、ノズル３１から分散液を吐出することにより、分散液は、溶剤に囲まれることになる。このため、外気との界面に分散液のナノ構造体が滞留する現象が起こらず、基板に分散液を均一に塗布することができる。なお、この装置においても、第１の実施形態に係る方法に用いる装置と同様に、エアチューブを介してエアをノズル・シリンジに供給し、このエア（エア圧）を制御することによりノズルからの分散液の吐出を制御してもよい。
【００３８】
以上の実施形態で示した種々の特徴は、互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合、そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して、単独で又は組み合わせて、本発明に採用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  ナノ構造体（ガリウム砒素ブロック又はシリコンナノワイヤ）
１１  ナノワイヤ塗布領域
２  分散液
３  ノズル
３１  分散液用ノズル
３２  ノズルホルダー
３５，３６，３７  送液チューブ
４  基板
５  対向板
５０，５１  対向板（第１又は第２の対向板）
５２，５３凹部
５５  貫通孔
６  基板に対するノズルの相対速度
７  基板に対する対向板の相対速度
７  基板に対する対向板（上面）の相対速度
８  吐出圧力
９  流体の対向板（下面）に対する相対速度
１０  制御部
１１  シリコンナノワイヤを塗布する領域（分散液塗布領域）
１２  基板近傍での基板に対するナノ構造体の相対速度
１３  第２のノズル
１４  溶剤
１００  搭載部
１０１  Ｘ軸搬送部（搬送部）
１０２  Ｘ軸モータ
１０３  Ｚ軸搬送部
１０４  Ｚ軸モータ
１０５，１０６，１０７  液送ポンプ（ノズル・シリンジに液体を供給するポンプ）
１３１，１３２  溶剤用ノズル（第２のノズル）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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