(57)【要約】【課題】基板の一面に、パイ共役高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる球体や半球体から構成されるアレイが等間隔かつ高密度に形成された有機マイクロディスクアレイおよびその製造方法を提供する。【解決手段】基板と、該基板の一面に等間隔かつ交互に形成された親液性領域と疎液性領域を有する自己組織化単分子膜と、該自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に形成された結晶性が低いパイ共役系高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる複数の球状構造体または半球状構造体と、を備えた有機マイクロディスクアレイ。【選択図】図１
2019133070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の一面に等間隔かつ交互に形成された親液性領域と疎液性領域を有する自己組織化単分子膜と、該自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に形成された結晶性が低いパイ共役系高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる複数の球状構造体または半球状構造体と、を備えたことを特徴とする有機マイクロディスクアレイ。
【請求項２】
基板と、該基板の一面に等間隔かつ交互に形成された親液性領域と疎液性領域を有する自己組織化単分子膜と、該自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に形成された、少なくとも結晶性が低いパイ共役系高分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体と、を備えた有機マイクロディスクアレイの製造方法であって、
前記基板の一面に、前記自己組織化単分子膜を形成する工程と、
前記基板の一面に形成された前記自己組織化単分子膜に、前記親液性領域と前記疎液性領域を等間隔かつ交互に形成する工程と、
前記自己組織化単分子膜の一面に、少なくとも前記パイ共役系高分子を含む溶液を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を乾燥させて、少なくとも前記パイ共役系高分子からなる薄膜を形成する工程と、
前記薄膜を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気に接触させることにより、前記自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に、少なくとも前記パイ共役系高分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体を形成する工程と、を有することを特徴とする有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【請求項３】
前記溶液は、フォトクロミック分子を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【請求項４】
前記混合溶媒におけるクロロホルムとメタノールの配合比は、体積比で１：０．５〜１：１であることを特徴とする請求項２または３に記載の有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【請求項５】
前記薄膜を、前記混合溶媒の蒸気に接触させるとき、前記蒸気の温度は、３０℃以上４０℃以下であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【請求項６】
前記薄膜を、前記混合溶媒の蒸気に接触させる時間は、１．５時間以上であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【請求項７】
基板と、該基板の一面に等間隔かつ交互に形成された親液性領域と疎液性領域を有する自己組織化単分子膜と、該自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に形成された、フォトクロミック分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体と、を備えた有機マイクロディスクアレイの製造方法であって、
前記基板の一面に、前記自己組織化単分子膜を形成する工程と、
前記基板の一面に形成された前記自己組織化単分子膜に、前記親液性領域と前記疎液性領域を等間隔かつ交互に形成する工程と、
前記自己組織化単分子膜の一面に、前記フォトクロミック分子を含む溶液を塗布し、前記溶液からなる塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を乾燥させて、前記自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に、前記フォトクロミック分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体を形成する工程と、を有することを特徴とする有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機マイクロディスクアレイおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノメートルからマイクロメートルスケールのポリマー粒子を集積化してなる構造体は、新しい電子・光機能を発現することから注目されている。特に、紫外域から可視域の波長に近い大きさの構造体を集積化すると、新しい光電子機能を示すフォトニック材料の実現が期待できる。
このようなフォトニック材料としては、例えば、テトラメチルジチオフェン構造要素を有するパイ共役交互共重合体が知られ、そのパイ共役交互共重合体の製造方法も知られている（例えば、非特許文献１参照）。また、パイ共役共重合体からなる微粒子およびナノ粒子の形成方法も知られている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００３】
このようなフォトニック材料の球状構造体を形成し、その球状構造体を、例えば、シリコン製の基板上に配列してアレイを形成することにより、発光デバイス等に応用することができる。
本発明者等は、球状構造体を形成するための高分子の構造要素としては、テトラメチルビチオフェンを一方のコンポーネントとして有するパイ共役共重合体が、蒸気拡散法で球状構造体を形成しやすいことを開示している（例えば、非特許文献２参照）。また、本発明者等は、基板の一面に、直接形成された、パイ共役高分子からなる球体や半球体から構成される高分子球状アレイおよびその製造方法を開示している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０４４２７３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】テトラメチルジチオフェン構造要素を有するパイ共役交互共重合体の合成、Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．２０１３，４，９４７；ｄｏｉ：１０．１０３９／ｃ２ｐｙ２０９１７ａ
【非特許文献２】パイ共役交互共重合体からなる微粒子およびナノ粒子の形成、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１３，１３５，８７０；ｄｏｉ：１０．１０２１／ｊａ３１０６６２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来、基板の一面に、パイ共役高分子からなる球体や半球体から構成されるアレイが等間隔かつ高密度に直接形成されたものについては全く開示されていなかった。また、基板の一面に、パイ共役高分子からなる球体や半球体から構成されるアレイを等間隔かつ高密度に直接形成する方法については全く開示されていなかった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、基板の一面に、パイ共役高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる球体や半球体から構成されるアレイが等間隔かつ高密度に形成された有機マイクロディスクアレイおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］基板と、該基板の一面に等間隔かつ交互に形成された親液性領域と疎液性領域を有する自己組織化単分子膜と、該自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に形成された結晶性が低いパイ共役系高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる複数の球状構造体または半球状構造体と、を備えた有機マイクロディスクアレイ。
【０００９】
［２］基板と、該基板の一面に等間隔かつ交互に形成された親液性領域と疎液性領域を有する自己組織化単分子膜と、該自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に形成された、少なくとも結晶性が低いパイ共役系高分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体と、を備えた有機マイクロディスクアレイの製造方法であって、前記基板の一面に、前記自己組織化単分子膜を形成する工程と、前記基板の一面に形成された前記自己組織化単分子膜に、前記親液性領域と前記疎液性領域を等間隔かつ交互に形成する工程と、前記自己組織化単分子膜の一面に、少なくとも前記パイ共役系高分子を含む溶液を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を乾燥させて、少なくとも前記パイ共役系高分子からなる薄膜を形成する工程と、前記薄膜を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気に接触させることにより、前記自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に、少なくとも前記パイ共役系高分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体を形成する工程と、を有する有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【００１０】
［３］前記溶液は、フォトクロミック分子を含む［２］に記載の有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【００１１】
［４］前記混合溶媒におけるクロロホルムとメタノールの配合比は、体積比で１：０．５〜１：１である［２］または［３］に記載の有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【００１２】
［５］前記薄膜を、前記混合溶媒の蒸気に接触させるとき、前記蒸気の温度は、３０℃以上４０℃以下である［２］〜［４］のいずれかに記載の有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【００１３】
［６］前記薄膜を、前記混合溶媒の蒸気に接触させる時間は、１．５時間以上である［２］〜［５］のいずれかに記載の有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【００１４】
［７］基板と、該基板の一面に等間隔かつ交互に形成された親液性領域と疎液性領域を有する自己組織化単分子膜と、該自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に形成された、フォトクロミック分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体と、を備えた有機マイクロディスクアレイの製造方法であって、前記基板の一面に、前記自己組織化単分子膜を形成する工程と、前記基板の一面に形成された前記自己組織化単分子膜に、前記親液性領域と前記疎液性領域を等間隔かつ交互に形成する工程と、前記自己組織化単分子膜の一面に、前記フォトクロミック分子を含む溶液を塗布し、前記溶液からなる塗膜を形成する工程と、前記塗膜を乾燥させて、前記自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に、前記フォトクロミック分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体を形成する工程と、を有することを特徴とする有機マイクロディスクアレイの製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板の一面に、パイ共役高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる球体や半球体から構成されるアレイが等間隔かつ高密度に形成された有機マイクロディスクアレイおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の有機マイクロディスクアレイの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の有機マイクロディスクアレイの製造方法の第１の実施形態および第２実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の有機マイクロディスクアレイの製造方法の第１の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の有機マイクロディスクアレイの製造方法の第２の実施形態を示す断面図である。
【図６】実験例１における光学顕微鏡像である。
【図７】実験例２における光学顕微鏡像である。
【図８】実験例２における走査型電子顕微鏡像である。
【図９】実験例３における光学顕微鏡像である。
【図１０】実験例３における走査型電子顕微鏡像である。
【図１１】実験例４における光学顕微鏡像である。
【図１２】実験例５における走査型電子顕微鏡像である。
【図１３】実験例５における半球状構造体の発光を示す光学顕微鏡像である。
【図１４】実験例５における半球状構造体の発光スペクトルを測定した結果を示す図である。
【図１５】実験例６における光学顕微鏡像である。
【図１６】実験例６における半球状構造体の発光スペクトルを測定した結果を示す図である。
【図１７】実験例７における半球状構造体の発光を示す光学顕微鏡像である。
【図１８】実験例７における半球状構造体の発光スペクトルを測定した結果を示す図である。
【図１９】実験例８における光学顕微鏡像である。
【図２０】実験例８における半球状構造体の発光スペクトルを測定した結果を示す図である。
【図２１】実験例９における光学顕微鏡像である。
【図２２】実験例９における蛍光顕微鏡像である。
【図２３】実験例９における走査型電子微鏡像である。
【図２４】実験例９における半球状構造体の吸収スペクトルと発光スペクトルを測定した結果を示す図である。
【図２５】実験例９における蛍光顕微鏡像である。
【図２６】実験例９における蛍光顕微鏡像である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の有機マイクロディスクアレイおよびその製造方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１８】
［有機マイクロディスクアレイ］
本実施形態の有機マイクロディスクアレイは、基板と、該基板の一面に形成された親液性領域と疎液性領域を有する自己組織化単分子膜と、該自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に等間隔かつ交互に形成された結晶性が低いパイ共役系高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる複数の球状構造体または半球状構造体と、を備える。
【００１９】
以下、図１および図２を参照しながら、本実施形態の有機マイクロディスクアレイを説明する。
図１は、本実施形態の有機マイクロディスクアレイの一例を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
本実施形態の有機マイクロディスクアレイ１０は、基板２０と、基板２０の一方の面２０ａに等間隔かつ交互に形成された親液性領域３１と疎液性領域３２を有する自己組織化単分子膜３０と、自己組織化単分子膜３０の親液性領域３１の一面３１ａに形成された結晶性が低いパイ共役系高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなり、自己組織化単分子膜３０よりも基板２０の一方の面２０ａとは反対側（基板２０の厚さ方向）に突出した複数の半球状構造体４０とから概略構成されている。
【００２０】
自己組織化単分子膜３０は、次のようにして形成されたものである。
基板２０を、後述する有機化合物を含む溶液に浸漬すると、その有機化合物が、基板２０の一方の面２０ａに化学吸着する。すると、その化学吸着の過程で、分子間相互作用により、有機化合物がさらに基板２０の一方の面２０ａに高密度に集積し、有機化合物の配向性が揃って自己組織化単分子膜３０が形成される。
【００２１】
自己組織化単分子膜３０を形成する有機化合物は、自己組織化単分子膜３０を形成した場合に、基板２０の一面２０ａとは反対側の末端（基板２０の一面２０ａと結合していない末端）に疎液性（疎水性）の官能基を有する分子である。疎液性（疎水性）の官能基としては、アルキル基、フェニル基、フッ素基等が挙げられる。
【００２２】
自己組織化単分子膜３０の親液性領域３１は、後述する親液化処理により、上記の有機化合物の疎液性の官能基を除去することにより、後述する親液化処理が施されていない（すなわち、上記の有機化合物の疎液性の官能基が除去されていない）疎液性領域３２に対して、相対的に親液性（親水性）とした領域である。このような親液性領域３１は、後述する、パイ共役系高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方を含む溶液の濡れ性に優れる。したがって、後述する有機マイクロディスクアレイの製造方法によって、親液性領域３１の一面３１ａに、パイ共役系高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる半球状構造体４０が形成される。
【００２３】
親液性領域３１と疎液性領域３２は、図１に示すように、基板２０の一方の面２０ａに、基板２０の幅方向（図１に示すＸ方向）と基板２０の長さ方向（図１に示すＹ方向）に沿って、等間隔かつ交互に形成されている。言い換えれば、親液性領域３１は、疎水性領域３２からなる膜（自己組織化単分子膜３０）に等間隔に形成された格子状の領域である。
したがって、複数の半球状構造体４０は、図１に示すように、等間隔に形成された親液性領域３１の一面３１ａに形成されることにより、基板２０の幅方向（図１に示すＸ方向）と基板２０の長さ方向（図１に示すＹ方向）に沿って、等間隔に形成されている。
【００２４】
親液性領域３１の幅（図１に示すＸ方向の長さ）Ｗ１と疎液性領域３２の幅（図１に示すＸ方向の長さ）Ｗ２は等しくなっている。親液性領域３１の幅Ｗ１と疎液性領域３２の幅Ｗ２は、特に限定されず、有機マイクロディスクアレイ１０の用途等に応じて適宜調整されるが、親液性領域３１に形成される半球状構造体４０が可視から近赤外光領域のフォトニック結晶を構築する観点から、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。
【００２５】
また、親液性領域３１の長さ（図１に示すＹ方向の長さ）Ｌ１と疎液性領域３２の長さ（図１に示すＹ方向の長さ）Ｌ２は等しくなっている。親液性領域３１の長さＬ１と疎液性領域３２の長さＬ２は、特に限定されず、有機マイクロディスクアレイ１０の用途等に応じて適宜調整されるが、親液性領域３１に形成される半球状構造体４０が可視から近赤外光領域のフォトニック結晶を構築する観点から、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。
【００２６】
さらに、親液性領域３１の幅Ｗ１と、疎液性領域３２の幅Ｗ２と、親液性領域３１の長さＬ１と、疎液性領域３２の長さＬ２とが等しいことが好ましい。これらの長さを全て等しくすることにより、基板２０の一方の面２０ａ上に半球状構造体４０を高密度に配置することができる。
【００２７】
半球状構造体４０の直径、すなわち、半球状構造体４０と親液性領域３１との界面が形成する円の直径（図２におけるＤ）は、特に限定されず、有機マイクロディスクアレイ１０の用途等に応じて適宜調整されるが、可視から近赤外光領域のフォトニック結晶を構築する観点から、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。なお、半球状構造体４０は、親液性領域３１内に形成されるため、半球状構造体４０の直径Ｄは、親液性領域３１の幅Ｗ１と親液性領域３１の長さＬ１以下である。
【００２８】
半球状構造体４０の高さ、すなわち、親液性領域３１の一面３１ａを基準とした半球状構造体４０の頂点までの高さ（図２におけるＨ）は、特に限定されず、有機マイクロディスクアレイ１０の用途等に応じて適宜調整されるが、可視〜近赤外光の閉じ込めの観点から、０．５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましい。
【００２９】
基板２０としては、シリコン基板、石英基板、ガラス基板、サファイア基板、マイカ基板等が挙げられる。
【００３０】
自己組織化単分子膜３０を形成する有機化合物としては、特に限定されないが、例えば、石英、ガラス基板を用いる場合には、シランカップリング剤（ヘキサメチルジシラザン、アリールアルキルシラン、フルオロアルキルシラン、フルオロフェニルシラン等）やこれらの酸化物が用いられ、金属基板を用いる場合には、チオールやホスホン酸の結合部位と、アルキル基等が結合したアルキルチオールやアルキルホスホン酸等が用いられる。これらの有機化合物は、アルキル基、フェニル基、フッ素基等の疎液性（疎水性）の官能基を有する。
【００３１】
半球状構造体４０は、結晶性が低いパイ共役系高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる。すなわち、半球状構造体４０は、結晶性が低いパイ共役系高分子のみで構成されていてもよく、フォトクロミック分子のみで構成されていてもよく、結晶性が低いパイ共役系高分子とフォトクロミック分子で構成されていてもよい。半球状構造体４０が、結晶性が低いパイ共役系高分子とフォトクロミック分子で構成される場合、半球状構造体４０は、結晶性が低いパイ共役系高分子にフォトクロミック分子が結合した化合物、または、結晶性が低いパイ共役系高分子とフォトクロミック分子の混合物から構成される。また、半球状構造体４０が、結晶性が低いパイ共役系高分子とフォトクロミック分子で構成される場合、それぞれの分子の配合比は、目的とする特性に応じて適宜調整される。
【００３２】
本実施形態において、結晶性が低いパイ共役系高分子とは、溶媒中で球状構造体を形成するパイ共役系高分子のことである。結晶性の高い高分子は、異方性であるため、結晶も異方的に成長する。そのため、結晶性の高い高分子は、球状構造体を形成しない。一方、結晶性の低い高分子は、異方性でないため、結晶は等方的に成長する。そのため、結晶性の低い高分子は、球状構造（等方的な構造）体を形成する。
パイ共役系高分子が、溶媒中で球状構造体を形成するか否かを確認する方法としては、クロロホルム等にパイ共役系高分子を溶解し、極性の高い貧溶媒であるメタノール等を蒸気拡散法によりゆっくりと加えて析出した構造体を電子顕微鏡や光学顕微鏡で観察する方法が挙げられる。
また、結晶性が低いパイ共役系高分子は、紫外から近赤外領域の光を吸収し、その吸収した光よりも長波長の光を発光する性質を有する。
【００３３】
本実施形態における結晶性が低いパイ共役系高分子としては、例えば、下記の式（１）で表わされるｐｏｌｙ［（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｙｌ−２，７−ｄｉｙｌ）−ａｌｔ−（３，３’  ，４，４’−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−２，５’−ｄｉｙｌ）］（Ｆ８ＴＭＴ２）、下記の式（２）で表わされるｐｏｌｙ［（Ｎ−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ−３，７−ｄｉｙｌ）−ａｌｔ−（３，３’  ，４，４’−  ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−２，５’−ｄｉｙｌ）］（ＰＴＴＭＴ２）、下記の式（３）で表わされるｐｏｌｙ［（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｙｌ−５−ｏｃｔｙｌｔｈｉｅｎｏ［３，４−ｃ］ｐｙｒｒｏｌｅ−４，６−ｄｉｏｎｅ）（Ｆ８ＴＰＤ）、下記の式（４）で表わされるＰｏｌｙ［２−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（３′，７′−ｄｉｍｅｔｈｙｌｏｃｔｙｌｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ］（ＭＤＭＯＰＰＶ）、下記の式（５）で表わされるｐｏｌｙ［（Ｎ−ｏｃｔａｄｅｃｙｌｃａｒｂａｚｏｌ−２，７−ｄｉｙｌ）−ａｌｔ−（３，３’  ，４，４’−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−２，５’−ｄｉｙｌ）］（２，７−ＣＴＭＴ２）、下記の式（６）で表わされるｐｏｌｙ［（Ｎ−ｏｃｔａｄｅｃｙｌｃａｒｂａｚｏｌ−３，６−ｄｉｙｌ）−ａｌｔ−（３，３’  ，４，４’−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−２，５’−ｄｉｙｌ）］（３，６−ＣＴＭＴ２）、下記の式（７）で表わされるｐｏｌｙ［（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｙｌ−２，７−ｄｉｙｌ）−ａｌｔ−（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−２，５−ｄｉｙｌ）］（Ｆ８ＥＤＯＴ）、下記の式（８）で表わされるｐｏｌｙ［（Ｎ−（４−ｏｃｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｉｍｉｎｏａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ−４，４’−ｄｉｙｌ）］（ＡＺＯＡＮＩ）、下記の式（９）で表わされるｐｏｌｙ［（１，４−ｄｉｏｃｔｙｌｐｈｅｎｙｌ−２，５−ｄｉｙｌ）−ａｌｔ−（３，３’  ，４，４’−（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−２，５’−ｄｉｙｌ））（ＤＯＰＴＭＴ２）等が挙げられる。
【００３４】
【化１】
2019133070.tif 000003
【００３５】
【化２】
2019133070.tif 000004
【００３６】
【化３】
2019133070.tif 000005
【００３７】
【化４】
2019133070.tif 000006
【００３８】
【化５】
2019133070.tif 000007
【００３９】
【化６】
2019133070.tif 000008
【００４０】
【化７】
2019133070.tif 000009
【００４１】
【化８】
2019133070.tif 000010
【００４２】
【化９】
2019133070.tif 000011
【００４３】
本実施形態において、フォトクロミック分子とは、光反応により色が異なる２つの状態を可逆に生成することができる化合物である。フォトクロミック分子は、例えば、ある波長範囲Ａの光を照射すると、光を照射する前とは異なる色に変化し、波長範囲Ａとは異なる波長範囲Ｂの光を照射すると、波長範囲Ａの光を照射する前の色に戻る性質を有する。２つの状態はともに同じ分子量をもち同じ原子から構成されているが、その結合様式が異なる。
【００４４】
本実施形態におけるフォトクロミック分子としては、例えば、下記の式（１０）で表わされるジアリールエテン（１，２−ジチエニルエテンの誘導体群）、アゾベンゼン、スピロピラン、ヘキサアリールイミダゾール誘導体等が挙げられる。
【００４５】
【化１０】
2019133070.tif 000012
【００４６】
半球状構造体４０が、結晶性が低いパイ共役系高分子のみで構成される場合、半球状構造体４０が紫外から近赤外領域の光を吸収すると、その吸収した光よりも長波長の光を発光する。したがって、本実施形態の有機マイクロディスクアレイ１０を発光デバイスやディスプレイ等として利用することができる。
【００４７】
半球状構造体４０が、フォトクロミック分子のみで構成される場合、半球状構造体４０に、ある波長範囲（Ａ）の光を照射すると、半球状構造体４０は波長範囲（Ａ）の光を照射する前とは異なる色に変化する。また、半球状構造体４０に、波長範囲（Ａ）とは異なる波長範囲（Ｂ）の光を照射すると、半球状構造体４０は波長範囲（Ａ）の光を照射する前の色に戻る。したがって、本実施形態の有機マイクロディスクアレイ１０を光メモリーデバイスやディスプレイ等として利用することができる。
【００４８】
半球状構造体４０が、結晶性が低いパイ共役系高分子とフォトクロミック分子で構成される場合、半球状構造体４０に、ある波長範囲（Ｃ）の光を照射すると、半球状構造体４０は波長範囲（Ｃ）の光を照射する前とは異なる波長範囲（Ｄ）の光（紫外から近赤外領域の光）を吸収し、その吸収した光よりも長波長の光を発光する。また、半球状構造体４０に、波長範囲（Ｃ）とは異なる波長範囲（Ｅ）の光を照射すると、半球状構造体４０は波長範囲（Ｃ）の光を照射する前と同じ波長範囲（Ｆ）の光（紫外から近赤外領域の光）を吸収し、その吸収した光よりも長波長の光を発光する。したがって、本実施形態の有機マイクロディスクアレイ１０を発光デバイス、ディスプレイ、光メモリーデバイス等として利用することができる。
【００４９】
本実施形態によれば、複数の半球状構造体４０が、等間隔に形成された親液性領域３１の一面３１ａに形成されるため、複数の半球状構造体４０が、基板２０の幅方向（図１に示すＸ方向）と基板２０の長さ方向（図１に示すＹ方向）に沿って、等間隔かつ高密度に配置された有機マイクロディスクアレイ１０が得られる。
【００５０】
本実施形態の有機マイクロディスクアレイ１０は、結晶性が低いパイ共役系高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる複数の半球状構造体４０が等間隔かつ高密度に配置されているため、有機フォトニック結晶、光メモリーデバイス、発光デバイス、超高解像度ディスプレイ、網膜投影ディスプレイとして好適に用いられる。
【００５１】
なお、本実施形態では、基板２０の一方の面２０ａに、複数の半球状構造体４０が形成されている場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態にあっては、基板２０の一方の面２０ａに、複数の球状構造体が形成されていてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、自己組織化単分子膜３０の親液性領域３１内に、１つの半球状構造体４０が形成されている場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態にあっては、親液性領域３１の大きさ（面積）に応じて、親液性領域３１内に複数の半球状構造体４０が隣接して形成されていてもよい。
【００５３】
［有機マイクロディスクアレイの製造方法］
（第１の実施形態）
本実施形態の有機マイクロディスクアレイの製造方法は、基板と、基板の一面に等間隔かつ交互に形成された親液性領域と疎液性領域を有する自己組織化単分子膜と、自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に形成された、少なくとも結晶性が低いパイ共役系高分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体と、を備えた有機マイクロディスクアレイの製造方法であって、基板の一面に、自己組織化単分子膜を形成する工程と、基板の一面に形成された自己組織化単分子膜に、親液性領域と疎液性領域を等間隔かつ交互に形成する工程と、自己組織化単分子膜の一面に、少なくともパイ共役系高分子を含む溶液を塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥させて、少なくともパイ共役系高分子からなる薄膜を形成する工程と、薄膜を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気に接触させることにより、自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に、少なくともパイ共役系高分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体を形成する工程と、を有する。
【００５４】
以下、図３および図４を参照しながら、本実施形態の有機マイクロディスクアレイの製造方法を説明する。
図３および図４は、本実施形態の有機マイクロディスクアレイの製造方法を示す断面図である。
【００５５】
基板２０を、自己組織化単分子膜３０を形成する有機化合物を含む溶液に浸漬して、図３（ａ）に示すように、基板２０の一面２０ａに自己組織化単分子膜３０を形成する（自己組織化単分子膜形成工程）。
【００５６】
上記の有機化合物を含む溶液の溶媒、すなわち、有機化合物を溶解するための溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、トルエン、クロロベンゼン等が挙げられる。
また、有機化合物を含む溶液における有機化合物の含有量（濃度）は、０．１ｍｇ／ｍＬ以上１０ｍｇ／ｍＬ以下であることが好ましく、１ｍｇ／ｍＬ以上２ｍｇ／ｍＬ以下であることがより好ましい。
【００５７】
図３（ｂ）に示すように、自己組織化単分子膜３０は、基板２０の一面２０ａとは反対側の末端（基板２０の一面２０ａと結合していない末端）に疎液性の官能基（図３（ｂ）ではメチル基（ＣＨ３））を有する。
【００５８】
次に、図３（ｃ）および図３（ｄ）に示すように、基板２０の一面２０ａに形成された自己組織化単分子膜３０に、親液性領域３１と疎液性領域３２を等間隔かつ交互に形成する（親液／疎液パターン形成工程）。
【００５９】
親液／疎液パターン形成工程では、図３（ｃ）に示すように、基板２０の一面２０ａに形成された自己組織化単分子膜３０に対向するように、フォトマスク１００を配置した状態で、フォトマスク１００を介して、自己組織化単分子膜３０に紫外線αを照射し、自己組織化単分子膜３０を露光する。
【００６０】
フォトマスク１００としては、フォトマスク１００の厚さ方向に光を透過する透過部１００ａを有するものが用いられる。透過部１００ａは、フォトマスク１００の幅方向とフォトマスク１００の長さ方向に沿って等間隔に形成されている。また、透過部１００ａは、フォトマスク１００の一方の面１００ｂおよび他方の面１００ｃにて開口している。透過部１００ａの幅Ｗ３は、目的とする親液性領域３１の幅に応じて適宜調整される。なお、ここでは、説明を簡略化するために、透過部１００ａの幅Ｗ３を、フォトマスク１００の幅方向に沿う幅およびフォトマスク１００の長さ方向に沿う幅とする。その場合、透過部１００ａの幅Ｗ３は、上記の親液性領域３１の幅（図１に示すＸ方向の長さ）Ｗ１と親液性領域３１の長さ（図１に示すＹ方向の長さ）Ｌ１に応じて適宜調整される。すなわち、親液性領域３１および疎液性領域３２の面積や、親液性領域３１および疎液性領域３２を設ける間隔は、特に限定されず、親液性領域３１に形成される半球状構造体４０に求められる大きさ（直径）や高さ、半球状構造体４０を設ける間隔等に応じて適宜調整される。
【００６１】
紫外線αとしては、指向性が高い紫外線を用いる。このような紫外線としては、波長が１５０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の範囲に発光強度を有する光が用いられる。このような指向性が高い紫外線を用いることにより、フォトマスク１００を介して、基板２０の一面２０ａに形成された自己組織化単分子膜３０に紫外線αを照射した際に、図３（ｃ）に示すように、フォトマスク１００に設けられた透過部１００ａの形状に沿って、自己組織化単分子膜３０に紫外線αを照射することができる。その結果、図３（ｄ）に示すように、自己組織化単分子膜３０における紫外線αを照射した領域の疎液性の官能基を消失させて、自己組織化単分子膜３０の目的の位置に、相対的に親液性を示す親液性領域３１を形成することができる。また、自己組織化単分子膜３０における紫外線αを照射していない領域は、疎液性の官能基が消失していないため相対的に疎液性を示す疎液性領域３２となる。このようにして、基板２０の一面２０ａに形成された自己組織化単分子膜３０に、親液性領域３１と疎液性領域３２を等間隔かつ交互に形成する。
【００６２】
フォトマスク１００を介して、基板２０の一面２０ａに形成された自己組織化単分子膜３０に紫外線αを照射する時間は、１００秒以上１５０秒以下であることが好ましい。
【００６３】
基板２０の一面２０ａに形成された自己組織化単分子膜３０に指向性が高い紫外線を照射する手段としては、例えば、エキシマランプや真空紫外線ランプを用いる。
【００６４】
次に、図４（ａ）に示すように、親液性領域３１の一面３１ａと疎液性領域３２の一面３２ａに、少なくともパイ共役系高分子を含む溶液を塗布して、少なくともパイ共役系高分子からなる薄膜５０を形成する（薄膜形成工程）。
【００６５】
少なくともパイ共役系高分子を含む溶液の溶媒、すなわち、少なくともパイ共役系高分子を溶解するための溶媒としては、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、トルエン、クロロベンゼン等が挙げられる。
なお、本実施形態では、薄膜５０を形成するための溶液が、パイ共役系高分子のみを含む溶液、あるいは、パイ共役系高分子およびフォトクロミック分子を含む溶液である。
【００６６】
また、少なくともパイ共役系高分子を含む溶液におけるパイ共役系高分子等の含有量（濃度）は、０．１ｍｇ／ｍＬ以上１０ｍｇ／ｍＬ以下であることが好ましく、１ｍｇ／ｍＬ以上２ｍｇ／ｍＬ以下であることがより好ましい。
【００６７】
薄膜形成工程において、まず、親液性領域３１の一面３１ａと疎液性領域３２の一面３２ａに、少なくともパイ共役系高分子を含む溶液を塗布して、この溶液からなる塗膜を形成する。
親液性領域３１の一面３１ａと疎液性領域３２の一面３２ａに、少なくともパイ共役系高分子を含む溶液からなる塗膜を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、バーコート法、フローコート法、ディップコート法、スピンコート法、ロールコート法、スプレーコート法、メニスカスコート法、はけ塗り法等、通常のウェットコート法が用いられる。
【００６８】
塗膜の厚さは、最終的に得られる有機マイクロディスクアレイ１０の用途にて、半球状構造体４０や球状構造体に求められる高さに応じて適宜調整される。
【００６９】
薄膜形成工程において、次いで、親液性領域３１の一面３１ａと疎液性領域３２の一面３２ａに形成した塗膜を乾燥させることにより、親液性領域３１の一面３１ａと疎液性領域３２の一面３２ａに少なくともパイ共役系高分子からなる薄膜５０を形成する。
塗膜を乾燥する温度は、特に限定されず、溶媒の種類に応じて適宜調整されるが、例えば、３０℃以上８０℃以下であることが好ましい。
また、均一な大きさの半球状構造体４０を形成するためには、薄膜５０の厚さが均一であることが好ましい。
【００７０】
次に、図４（ｂ）に示すように、親液性領域３１の一面３１ａと疎液性領域３２の一面３２ａに形成された薄膜５０を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気１１０に接触させることにより、親液性領域３１に、少なくともパイ共役系高分子からなる半球状構造体４０を形成する（構造体形成工程）。これにより、図４（ｃ）に示すような有機マイクロディスクアレイ１０が得られる。
【００７１】
構造体形成工程において、薄膜５０を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気１１０に接触させる方法としては、溶媒蒸気アニーリング（Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｖａｐｏｒ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ：ＳＶＡ）法が用いられる。
ＳＶＡ法によって、薄膜５０を蒸気１１０に接触させる場合、混合溶媒が収容された、試薬瓶等の密閉容器内に、親液性領域３１の一面３１ａと疎液性領域３２の一面３２ａに薄膜５０が形成された基板２０を配置する。
【００７２】
クロロホルムとメタノールの混合溶媒におけるクロロホルムとメタノールの配合比は、体積比で１：０．５〜１：１であることが好ましく、１：１であることがより好ましい。
クロロホルムとメタノールの配合比が、体積比で１：０．５未満では、少なくともパイ共役系高分子からなる不定形の突状の構造体が形成されるか、あるいは、薄膜５０が全く変化しない。一方、クロロホルムとメタノールの配合比が、体積比で１：１を超えると、クロロホルムに薄膜５０が溶解してしまい、薄膜５０が破壊してしまう。
【００７３】
その後、恒温漕中に、薄膜５０が形成された基板２０を収容した密閉容器を配置して、所定温度にて、所定時間、その密閉容器を静置する。
恒温漕内の温度、すなわち、薄膜５０を蒸気１１０に接触させるときの、蒸気１１０の温度は、３０℃以上４０℃以下であることが好ましく、３０℃以上３５℃以下であることがより好ましい。
蒸気１１０の温度が３０℃未満では、半球状構造体４０を形成することができない。一方、蒸気１１０の温度が４０℃を超えても効果に差異がない。
【００７４】
薄膜５０を蒸気１１０に接触させる時間は、１．５時間以上であることが好ましい。
薄膜５０を蒸気１１０に接触させる時間が１．５時間未満では、親液性領域３１の一面３０ａに半球状構造体４０を形成できない。
【００７５】
ＳＶＡ法により、薄膜５０を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気１１０に接触させると、混合溶媒を構成するクロロホルムに、薄膜５０を形成するパイ共役系高分子が少しずつ溶解し、クロロホルム中で、そのパイ共役系高分子が集まる。ここで、パイ共役系高分子は疎水性が高いので、パイ共役系高分子に、極性が高い（親水性）メタノールが近付くと、パイ共役系高分子は、メタノールと接したくないため、表面積を小さくして半球状構造体４０を形成する。
薄膜５０と蒸気１１０との接触を停止すれば、上述のような作用が生じなくなるので、半球状構造体４０の形成も停止する。
【００７６】
本実施形態の有機マイクロディスクアレイの製造方法によれば、基板２０の幅方向と基板２０の長さ方向に沿って、複数の半球状構造体４０が等間隔かつ高密度に配置された有機マイクロディスクアレイ１０が得られる。
【００７７】
（第２の実施形態）
本実施形態の有機マイクロディスクアレイの製造方法は、基板と、基板の一面に等間隔かつ交互に形成された親液性領域と疎液性領域を有する自己組織化単分子膜と、自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に形成された、フォトクロミック分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体と、を備えた有機マイクロディスクアレイの製造方法であって、基板の一面に、自己組織化単分子膜を形成する工程と、基板の一面に形成された自己組織化単分子膜に、親液性領域と疎液性領域を等間隔かつ交互に形成する工程と、自己組織化単分子膜の一面に、フォトクロミック分子を含む溶液を塗布し、溶液からなる塗膜を形成する工程と、塗膜を乾燥させて、自己組織化単分子膜の親液性領域の一面に、フォトクロミック分子からなる複数の球状構造体または半球状構造体を形成する工程と、を有する。
【００７８】
以下、図３および図５を参照しながら、本実施形態の有機マイクロディスクアレイの製造方法を説明する。
図３および図５は、本実施形態の有機マイクロディスクアレイの製造方法を示す断面図である。
【００７９】
第１の実施形態と同様にして、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、基板２０の一面２０ａに自己組織化単分子膜３０を形成する（自己組織化単分子膜形成工程）。
【００８０】
次に、第１の実施形態と同様にして、図３（ｃ）および図３（ｄ）に示すように、基板２０の一面２０ａに形成された自己組織化単分子膜３０に、親液性領域３１と疎液性領域３２を等間隔かつ交互に形成する（親液／疎液パターン形成工程）。
【００８１】
次に、図５（ａ）に示すように、親液性領域３１の一面３１ａと疎液性領域３２の一面３２ａに、フォトクロミック分子を含む溶液を塗布し、その溶液からなる塗膜６０を形成する（塗膜形成工程）。
【００８２】
フォトクロミック分子を含む溶液の溶媒、すなわち、フォトクロミック分子を溶解するための溶媒としては、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、トルエン、クロロベンゼン等が挙げられる。
【００８３】
また、フォトクロミック分子を含む溶液におけるフォトクロミック分子の含有量（濃度）は、０．１ｍｇ／ｍＬ以上１０ｍｇ／ｍＬ以下であることが好ましく、１．０ｍｇ／ｍＬ以上２．０ｍｇ／ｍＬ以下であることがより好ましい。
【００８４】
親液性領域３１の一面３１ａと疎液性領域３２の一面３２ａに、フォトクロミック分子を含む溶液からなる塗膜６０を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、バーコート法、フローコート法、ディップコート法、スピンコート法、ロールコート法、スプレーコート法、メニスカスコート法、はけ塗り法等、通常のウェットコート法が用いられる。
【００８５】
塗膜６０の厚さは、最終的に得られる有機マイクロディスクアレイ１０の用途にて、半球状構造体４０や球状構造体に求められる高さに応じて適宜調整される。
【００８６】
次に、図５（ｂ）に示すように、親液性領域３１の一面３１ａと疎液性領域３２の一面３２ａに形成した塗膜６０を乾燥させることにより、自己組織化単分子膜３０の親液性領域３１の一面３１ａに、フォトクロミック分子からなる半球状構造体４０を形成する（構造体形成工程）。これにより、図５（ｃ）に示すような有機マイクロディスクアレイ１０が得られる。
【００８７】
構造体形成工程において、塗膜６０を乾燥する温度は、特に限定されず、溶媒の種類に応じて適宜調整されるが、例えば、３０℃以上８０℃以下であることが好ましい。構造体形成工程において、塗膜６０を乾燥することにより、塗膜６０を形成するフォトクロミック分子を含む溶液が親液性領域３１の一面３１ａに移動して、最終的にフォトクロミック分子が半球状構造体４０を形成する。
また、均一な大きさの半球状構造体４０を形成するためには、塗膜６０の厚さが均一であることが好ましい。
【００８８】
本実施形態の有機マイクロディスクアレイの製造方法によれば、基板２０の幅方向と基板２０の長さ方向に沿って、複数の半球状構造体４０が等間隔かつ高密度に配置された有機マイクロディスクアレイ１０が得られる。
【００８９】
なお、本実施形態の有機マイクロディスクアレイの製造方法では、親液性領域３１の一面３１ａに半球状構造体４０を形成する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明の有機マイクロディスクアレイの製造方法にあっては、フォトクロミック分子を溶解するための溶媒の種類や、フォトクロミック分子を含む溶液におけるフォトクロミック分子の濃度等を調整することにより、フォトクロミック分子が集まる場所を制御して、半球状構造体が形成される位置を制御することができる。
【実施例】
【００９０】
以下、実験例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。
【００９１】
［実験例１］
厚さ０．５μｍのシリコン基板を、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍの大きさに切り出して、試験用基板とした。
この試験用基板を、ＵＶオゾン洗浄により、１０分間洗浄した。
次いで、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の混合液中に、試験用基板を、５０℃で３０分間、静置した。混合液における硫酸と過酸化水素の配合比を、体積比で４：１とした。
その後、試験用基板を純水で洗浄し、試験用基板の洗浄を完了した。
パイ共役系高分子のＦ８ＴＭＴ２をクロロホルムに溶解して、Ｆ８ＴＭＴ２溶液を調製した。この溶液におけるＦ８ＴＭＴ２の含有量（濃度）を１ｍｇ／ｍＬとした。
次いで、試験用基板をスピンコーターに設置し、試験用基板を、１５００ｒｐｍで１０秒間、続いて、３０００ｒｐｍで４０秒間、回転させながら、試験用基板上に、Ｆ８ＴＭＴ２溶液を１０μＬ〜５０μＬ滴下して、この溶液からなる塗膜を形成した。
その後、塗膜を室温にて乾燥し、試験用基板の一方の面に、Ｆ８ＴＭＴ２からなる薄膜を形成した。
次いで、薄膜が形成された試験用基板を、縦５ｍｍ×横５ｍｍの大きさに切り出した。
次いで、薄膜が形成された試験用基板を、クロロホルムが収容された、５０ｍＬの試薬瓶内に配置した。
次いで、恒温漕中に、薄膜が形成された試験用基板を収容した試薬瓶を配置して、３０℃で４時間、その試薬瓶を静置した。これにより、試験用基板の一方の面に形成された薄膜を、クロロホルムの蒸気に接触させた。
次いで、試験用基板を真空乾燥させた。
次いで、真空乾燥後の試験用基板を、光学顕微鏡で観察した。その光学顕微鏡像を図６に示す。
図６の走査型電子顕微鏡像から、試験用基板上に、Ｆ８ＴＭＴ２からなる半球状構造体が形成されていないことが確認された。
【００９２】
［実験例２］
実験例１と同様にして、試験用基板の一方の面に、Ｆ８ＴＭＴ２からなる薄膜を形成した。
次いで、薄膜が形成された試験用基板を、縦５ｍｍ×横５ｍｍの大きさに切り出した。
次いで、Ｆ８ＴＭＴ２からなる薄膜が形成された試験用基板を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒が収容された、５０ｍＬの試薬瓶内に配置した。
クロロホルムとメタノールの混合溶媒におけるクロロホルムとメタノールの配合比を、体積比で１：０．５とした。
次いで、実験例１と同様にして、試験用基板の一方の面に形成された薄膜を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気に接触させた。
次いで、試験用基板を真空乾燥させた。
次いで、真空乾燥後の試験用基板を、光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）で観察した。その光学顕微鏡を図７に示す。また、走査型電子顕微鏡像を図８に示す。
図７の光学顕微鏡および図８の走査型電子顕微鏡像から、試験用基板上に、Ｆ８ＴＭＴ２からなる半球状構造体が形成されていることが確認された。また、平面視した場合、半球状構造体は、直径２μｍ以上６μｍ以下の円形であった。
【００９３】
［実験例３］
実験例１と同様にして、試験用基板の一方の面に、Ｆ８ＴＭＴ２からなる薄膜を形成した。
次いで、薄膜が形成された試験用基板を、縦５ｍｍ×横５ｍｍの大きさに切り出した。
次いで、クロロホルムとメタノールの混合溶媒におけるクロロホルムとメタノールの配合比を、体積比で１：１としたこと以外は実験例１と同様にして、試験用基板の一方の面に形成された薄膜を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気に接触させた。
次いで、試験用基板を真空乾燥させた。
次いで、真空乾燥後の試験用基板を、光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡で観察した。その光学顕微鏡を図９に示す。また、走査型電子顕微鏡像を図１０に示す。
図９の光学顕微鏡および図１０の走査型電子顕微鏡像から、試験用基板上に、Ｆ８ＴＭＴ２からなる半球状構造体が形成されていることが確認された。また、平面視した場合、半球状構造体は、直径１μｍ以上４μｍ以下の円形であった。
【００９４】
［実験例４］
実験例１と同様にして、試験用基板の一方の面に、Ｆ８ＴＭＴ２からなる薄膜を形成した。
次いで、薄膜が形成された試験用基板を、縦５ｍｍ×横５ｍｍの大きさに切り出した。
次いで、クロロホルムとメタノールの混合溶媒におけるクロロホルムとメタノールの配合比を、体積比で１：２としたこと以外は実験例１と同様にして、試験用基板の一方の面に形成された薄膜を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気に接触させた。
次いで、試験用基板を真空乾燥させた。
次いで、真空乾燥後の試験用基板を、光学顕微鏡像で観察した。その光学顕微鏡像像を図１１に示す。
図１１の光学顕微鏡像像から、試験用基板上に、Ｆ８ＴＭＴ２からなる半球状構造体が形成されていないことが確認された。
【００９５】
［実験例５］
厚さ０．５μｍのシリコン基板を、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍの大きさに切り出して、試験用基板とした。
この試験用基板を、ＵＶオゾン洗浄により、１０分間洗浄した。
次いで、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の混合液中に、試験用基板を、５０℃で３０分間、静置した。混合液における硫酸と過酸化水素の配合比を、体積比で４：１とした。
その後、試験用基板を純水で洗浄し、試験用基板の洗浄を完了した。
ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）をクロロホルムに溶解して、ＨＭＤＳ液を調製した。この溶液におけるＨＭＤＳの含有量（濃度）を２ｍｇ／ｍＬとした。
次いで、洗浄後の試験用基板を、ＨＭＤＳ溶液に２４時間、浸漬して、試験用基板の一面に自己組織化単分子膜を形成した。
次いで、試験用基板の一面に形成された自己組織化単分子膜に対向するように、フォトマスクを配置し、フォトマスクを介して、自己組織化単分子膜に紫外線を照射し、自己組織化単分子膜を露光した。
フォトマスクとしては、その全面に複数の透過部が等間隔に形成されたものを用いた。透過部におけるフォトマスクの幅方向に沿う幅およびフォトマスクの長さ方向に沿う幅を２μｍとした。また、透過部同士の間隔を２μｍとした。
自己組織化単分子膜に照射する紫外線は、ピーク発光波長が２００ｎｍ、ピーク発光波長の半値幅が１０ｎｍであった。
また、自己組織化単分子膜に対して、紫外線を照射する時間を１３０秒、紫外線を照射する周期を１５１Ｈｚとした。
パイ共役系高分子のＦ８ＴＭＴ２をクロロホルムに溶解して、Ｆ８ＴＭＴ２溶液を調製した。この溶液におけるＦ８ＴＭＴ２の含有量（濃度）を１ｍｇ／ｍＬとした。
次いで、自己組織化単分子膜が形成された試験用基板をスピンコーターに設置し、試験用基板を、１５００ｒｐｍで１０秒間、続いて、３０００ｒｐｍで４０秒間、回転させながら、試験用基板上に、Ｆ８ＴＭＴ２溶液を１０μＬ〜５０μＬ滴下して、この溶液からなる塗膜を形成した。
その後、塗膜を室温にて乾燥し、試験用基板の一方の面に形成された自己組織化単分子膜上に、Ｆ８ＴＭＴ２からなる薄膜を形成した。
次いで、薄膜が形成された試験用基板を、縦５ｍｍ×横５ｍｍの大きさに切り出した。
次いで、薄膜が形成された試験用基板を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒が収容された、５０ｍＬの試薬瓶内に配置した。
クロロホルムとメタノールの混合溶媒におけるクロロホルムとメタノールの配合比を、体積比で１：１とした。
次いで、恒温漕中に、薄膜が形成された試験用基板を収容した試薬瓶を配置して、３０℃で４時間、その試薬瓶を静置した。これにより、試験用基板の一方の面上に形成された薄膜を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気に接触させた。
次いで、試験用基板を真空乾燥させた。
次いで、真空乾燥後の試験用基板を、走査型電子顕微鏡で観察し、その走査型電子顕微鏡像を図１２に示す。
図１２の走査型電子顕微鏡像から、試験用基板の一方の面に形成された自己組織化単分子膜における紫外線で露光した領域（親液性領域）上に、Ｆ８ＴＭＴ２からなる半球状構造体が形成されていることが確認された。
また、試験用基板上に形成されたＦ８ＴＭＴ２からなる半球状構造体に、波長４００ｎｍの光を照射したところ、半球状構造体が発光していることが確認された（図１３）。半球状構造体の発光スペクトルを、光学顕微鏡の顕微鏡レンズにより集光されたレーザーにて、半球状構造体を励起することによりにして測定した。半球状構造体の発光スペクトルを図１４に示す。
図１４の結果から、半球状構造体は、波長４００ｎｍの光を吸収し、その吸収した光よりも長波長の波長４７０ｎｍの光を発光していることが確認された。
【００９６】
［実験例６］
パイ共役系高分子として、ＰＴＴＭＴ２を用いたこと以外は実験例５と同様にして、試験用基板の一方の面に形成された自己組織化単分子膜における紫外線で露光した領域（親液性領域）上に、ＰＴＴＭＴ２からなる薄膜を形成した。
次いで、実験例５と同様にして、試験用基板の一方の面上に形成された薄膜を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気に接触させた。
次いで、試験用基板を真空乾燥させた。
次いで、真空乾燥後の試験用基板を、光学顕微鏡で観察し、その光学顕微鏡像を図１５に示す。
図１５の光学顕微鏡像から、試験用基板の一方の面に形成された自己組織化単分子膜における紫外線で露光した領域（親液性領域）上に、ＰＴＴＭＴ２からなる半球状構造体が形成されていることが確認された。
また、半球状構造体の発光スペクトルを、実験例５と同様にして測定した。半球状構造体の発光スペクトルを図１６に示す。
その結果、半球状構造体は、波長４００ｎｍの光を吸収し、その吸収した光よりも長波長の波長４７０ｎｍの光を発光していることが確認された。
【００９７】
［実験例７］
パイ共役系高分子として、Ｆ８ＴＰＤを用いたこと以外は実験例５と同様にして、試験用基板の一方の面に形成された自己組織化単分子膜における紫外線で露光した領域（親液性領域）上に、Ｆ８ＴＰＤからなる薄膜を形成した。
次いで、実験例５と同様にして、試験用基板の一方の面上に形成された薄膜を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気に接触させた。
次いで、試験用基板を真空乾燥させた。
次いで、真空乾燥後の試験用基板を、光学顕微鏡で観察し、その光学顕微鏡像を図１７に示す。
図１７の光学顕微鏡像から、試験用基板の一方の面に形成された自己組織化単分子膜における紫外線で露光した領域（親液性領域）上に、Ｆ８ＴＰＤからなる半球状構造体が形成されていることが確認された。
また、半球状構造体の発光スペクトルを、実験例５と同様にして測定した。半球状構造体の発光スペクトルを図１８に示す。
その結果、半球状構造体は、波長４００ｎｍの光を吸収し、その吸収した光よりも長波長の波長５３０ｎｍの光を発光していることが確認された。
【００９８】
［実験例８］
パイ共役系高分子として、ＭＤＭＯＰＰＶを用いたこと以外は実験例５と同様にして、試験用基板の一方の面に形成された自己組織化単分子膜上に、ＭＤＭＯＰＰＶからなる薄膜を形成した。
次いで、実験例５と同様にして、試験用基板の一方の面上に形成された薄膜を、クロロホルムとメタノールの混合溶媒の蒸気に接触させた。
次いで、試験用基板を真空乾燥させた。
次いで、真空乾燥後の試験用基板を、光学顕微鏡で観察し、その光学顕微鏡像を図１９に示す。
図１９の光学顕微鏡像から、試験用基板の一方の面に形成された自己組織化単分子膜における紫外線で露光した領域（親液性領域）上に、ＭＤＭＯＰＰＶからなる半球状構造体が形成されていることが確認された。
また、試験用基板上に形成されたＭＤＭＯＰＰＶからなる半球状構造体に、波長４００ｎｍの光を照射したところ、半球状構造体が発光していることが確認された。
また、半球状構造体の発光スペクトルを、実験例５と同様にして測定した。半球状構造体の発光スペクトルを図２０に示す。
図２０の結果から、半球状構造体は、波長４００ｎｍの光を吸収し、その吸収した光よりも長波長の波長６００ｎｍの光を発光していることが確認された。
【００９９】
［実験例９］
実験例５と同様にして、試験用基板の一方の面に自己組織化単分子膜を形成し、自己組織化単分子膜を露光した。
フォトクロミック分子のジアリールエテンをクロロホルムに溶解して、ジアリールエテン溶液を調製した。この溶液におけるジアリールエテンの含有量（濃度）を１．５ｍｇ／ｍＬとした。
次いで、自己組織化単分子膜が形成された試験用基板上に、ジアリールエテン溶液を１０μＬ〜３０μＬ直接滴下して、試験用基板を真空乾燥させた。
次いで、真空乾燥後の試験用基板を、光学顕微鏡で観察し、その光学顕微鏡を図２１に示す。また、試験用基板上に形成されたジアリールエテンからなる半球状構造体に、波長４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を照射した際に、蛍光顕微鏡で観察し、その蛍光顕微鏡像を図２２に示す。また、真空乾燥後の試験用基板を、走査型電子顕微鏡で観察し、その走査型電子顕微鏡像を図２３に示す。
図２１の光学顕微鏡像、図２２の蛍光顕微鏡像および図２３の走査型電子顕微鏡像から、試験用基板の一方の面に形成された自己組織化単分子膜における紫外線で露光した領域（親液性領域）上に、ジアリールエテンからなる半球状構造体が形成されていることが確認された。
また、試験用基板上に形成されたジアリールエテンからなる半球状構造体に、波長４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を６０分間照射したところ、半球状構造体が徐々に暗くなることから消光が確認された。
また、実験例５と同様にして、試験用基板上に形成されたジアリールエテンからなる半球状構造体に、波長４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を照射した際に、半球状構造体の吸収スペクトルと発光スペクトルを測定した結果を図２４に示す。図２４において、一点鎖線は開環状態のジアリールエテンの吸収スペクトルを示し、破線は閉環状態のジアリールエテンの吸収スペクトルを示し、実線は閉環状態のジアリールエテンの発光スペクトルを示す。
図２４の結果から、半球状構造体は、波長４５０ｎｍの光を吸収し、その吸収した光よりも長波長の波長５３０ｎｍの光を発光していることが確認された。
さらに、黒くなった半球状構造体に、波長３５０ｎｍ〜３９０ｎｍの光を１分間照射したところ、半球状構造体が発光していることが確認された。
図２５に、半球状構造体に波長４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を照射した際の蛍光顕微鏡像（図２５（ａ））、黒くなった半球状構造体の蛍光顕微鏡像（図２５（ｂ））、半球状構造体に波長３５０ｎｍ〜３９０ｎｍの光を照射した際の蛍光顕微鏡像（図２５（ｃ））を示す。
また、図２６に示すように、試験用基板上に形成されたジアリールエテンからなる半球状構造体のうち、所定の位置の半球状構造体に波長３５５ｎｍの光を照射すると、光を照射した半球状構造体のみを発光させることができる。その後、発光している半球状構造体に波長４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を照射することにより、消光することができる。なお、図２６（ａ）は光を照射する前の半球状構造体の蛍光顕微鏡像、図２６（ｂ）は波長３５５ｎｍの光を照射した際の半球状構造体の蛍光顕微鏡像、図２６（ｃ）は波長４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を照射した後の半球状構造体の蛍光顕微鏡像である。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の有機マイクロディスクアレイは、結晶性が低いパイ共役系高分子およびフォトクロミック分子の少なくとも一方からなる複数の半球状構造体が等間隔かつ高密度に配置されているため、有機フォトニック結晶としての用途、光メモリーデバイスとしての用途、発光デバイスとしての用途、超高解像度ディスプレイとしての用途、網膜投影ディスプレイとしての用途等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０・・・有機マイクロディスクアレイ、２０・・・基板、３０・・・自己組織化単分子膜、３１・・・親液性領域、３２・・・疎液性領域、４０・・・半球状構造体、５０・・・薄膜、６０・・・塗膜、１００・・・フォトマスク、１１０・・蒸気。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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