(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に一定周期の凹凸形状を有する２枚の基板１により平行に挟まれた空間に充填された球形状単分散微粒子分散液により形成されたコロイド結晶を製造するコロイド結晶の製造方法において、
前記基板１の表面の一定周期の凹凸形状は規則配列した柱状の突起からなり、該柱状の突起は、別基板２の表面に規則配列した柱状の突起を形成した後、該規則配列した柱状の突起を前記基板１に転写することにより形成されることを特徴とするコロイド結晶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜状に微粒子を三次元的に配置させたコロイド結晶の製造方法に関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
近年、屈折率の異なる複数の物質を光の波長程度の周期で組み合わせることによって全く伝搬されない光のエネルギー領域（フォトニックバンドギャップ）を持つ微粒子構造体が開発されている。このような微粒子構造体は、フォトニック結晶とも呼ばれ、光デバイスや電磁波フィルターに応用できる材料として近年注目されている。
【０００３】
また、自然界ではオパールが一種のフォトニック結晶となっていることが知られており、微粒子が高度に規則配列して結晶構造を形成する微粒子構造体をオパール結晶ともいう。
【０００４】
平板上のキャピラリー内にコロイド結晶を形成する際に、基板に単結晶基板のエッチピット処理をしたもの用いた微粒子の配列形成に関わる従来技術として、例えば特開２００５−４０６４７号公報（特許文献１）、特開２００４−２７１９５号公報（特許文献２）、特開２００４−１１９４２８号公報（特許文献３）、特開２００３−２１２７００号公報（特許文献４）、特表２００３−５０８３４２号公報（特許文献５）、特開２００３−１８５８３２号公報（特許文献６）、特開２００１−１７０５００号公報（特許文献７）、特開２０００−２２１２９号公報（特許文献８）に記載されたものがある。
【０００５】
また、基板の周期形状、規則形状に関するもので、特に基板形状を利用した粒子配列の制御に関わる発明としては、特表２００４−５１１８２８号公報（特許文献９）、特開２００４−５３７８９号公報（特許文献１０）、特許第３５９７５０７号明細書（特許文献１１）、特開２００３−２０１１９８号公報（特許文献１２）、特開２００３−１４９４０１号公報（特許文献１３）、特開２００３−１８１２７５号公報（特許文献１４）、特開２００３−８８７５２号公報（特許文献１５）、特開２００１−１６２１５７号公報（特許文献１６）に記載されたものがある。
【０００６】
以下、上記従来技術の要約を記す。
ａ）特開２００５−０４０６４７号公報（特許文献１）に記載されたものは、コロイド結晶の作成方法に関する発明で、平板状キャピラリー形状を有する容器中の微粒子分散液にパルス状の圧力変動を与えることにより、単結晶性のよいコロイド結晶を作成するというものである。
【０００７】
ｂ）特開２００４−２７１９５号公報（特許文献２）に記載されたものは、空孔が規則正しく配列した構造を有する刺激応答性高分子ゲルに関する発明である。微粒子の配列方法としては、一般的な形成方法も挙げているが、微粒子分散液を、基板上に滴下し、微粒子分散液に用いられている溶媒を留去するとよいとしている。ただし、この公報には、“留去”という手法の定義に関する記載はない。
【０００８】
ｃ）特開２００４−１１９４２８号公報（特許文献３）に記載されたものは、配向と面内方位が制御された微粒子構造体を薄膜状で形成する方法に関する発明である。基板に単結晶基板を用い、｛１１１｝結晶面顕在化処理を行い、基板上に｛１１１｝面により構成される凹形状を形成した後、親水化処理工程を行い、基板を容器に入った微粒子分散液中に配置し、微粒子をこの凹形状にならわせて粒子を沈降・堆積させることにより微粒子構造体を形成するようにしたものである。
【０００９】
ｄ）特開２００３−２１２７００号公報（特許文献４）に記載されたものは、コロイド結晶およびオパール結晶の作成方法に関する発明で、平板状キャピラリー内の微粒子分散液に一軸方向に微粒子分散液を流動させ、剪断流動を与えることによってコロイド単結晶を形成した後に、媒質をキャピラリーから抜くが、このときに、平板状キャピラリーの入口側開口部を広く、奥が狭いテーパー状とすることにより、微粒子配列の乱れを防ぎ、容器の材質に一定の透湿性を有する透明プラスチックを使用することにより、その後の乾燥が均一に行われるようにしたものである。
【００１０】
ｅ）特表２００３−５０８３４２号公報（特許文献５）に記載されたものは、コロイド結晶作成に関する発明で、二枚の平行な基板にはさまれたギャップ内に微粒子分散液を配置し、微粒子分散液にせん断流動を与えて、コロイド結晶配列とした後に、第一のせん断流動とは異なる方向にせん断流動を加えることにより、さらに単結晶に近づけるというものである。
【００１１】
ｆ）特開２００３−１８５８３２号公報（特許文献６）に記載されたものは、微粒子構造体の基板面内での結晶方向と面方位の制御に関する発明で、結晶性の基板表面に｛１１１｝結晶面が顕在化するような処理を施し、この上に粒子を堆積させることにより、微粒子構造体の結晶方位を制御している。
【００１２】
ｇ）特開２００１−１７０５００号公報（特許文献７）に記載されたものは、多孔体とその応用に関する発明で、触媒、触媒担体、フイルタ−、酵素用担体、吸着剤、充填材などの応用を想定している。製造上、粒子配列を利用しているが、高度な結晶構造を形成するというよりは、ランダムなポアを作るために、粒子配列が利用されている。
【００１３】
ｈ）特開２０００−２２１２９号公報（特許文献８）に記載されたものは、パターニングされた半導体ナノ粒子配列からなる多色デバイスに関する発明で、粒子配列は基板上に滴下した微粒子分散液のスポットが乾燥する際に自己配列するのを利用している。
【００１４】
ｉ）特表２００４−５１１８２８号公報（特許文献９）に記載されたものは、基板に微細加工を施し、その凹部分に粒子を配列させている。基板の形状により、結晶面を制御できるとしているが、微粒子を配列させる際に、液相と気相の境界面があるため、粒子層が何粒子層にもなる場合には、｛１１１｝配向に転じてしまう箇所が多くなる。
【００１５】
ｊ）特開２００４−５３７８９号公報（特許文献１０）に記載されたものは、粒子配列を利用した光回路基板に関わる発明である。記述の中で、粒子配列の箇所を規定するテンプレートの利用、および、基板上での凹凸の周期構造の利用が述べられているが、この発明では、こうした基板の形状は、単に粒子が堆積、集積するために適当な基板として述べられており、本発明のように、周期形状を有する基板にて、微粒子分散液を囲むことにより、粒子配列の境界条件を制御するものではない。
【００１６】
ｋ）特許第３５９７５０７号明細書（特許文献１１）に記載されたものは、有機コーティングにより微粒子と基板が結合されているという発明であるが、記述の中で基板への凹凸の利用について述べられている。しかしながら、ここでの凹凸は単にパターン化するために用いられているものである。
【００１７】
ｌ）特開２００３−２０１１９８号公報（特許文献１２）に記載されたものは、凹凸形状は用いられているが、これは微粒子配列のパターン化のために用いられているものである。
【００１８】
ｍ）特開２００３−１４９４０１号公報（特許文献１３）に記載されたものは、凹凸形状は用いられているが、これは微粒子配列のパターン化のために用いられているものである。また、基板上での分散液の塗布・乾燥プロセスを利用している。
【００１９】
ｎ）特開２００３−１８１２７５号公報（特許文献１４）に記載されたものは、基板の表面性の違いを周期パターンとすることにより、粒子配列内の欠陥の掃き寄せを行った発明である。
【００２０】
ｏ）特開２００３−８８７５２号公報（特許文献１５）に記載されたものは、基板の表面性の違いを利用して、粒子配列のパターン化を行った発明である。
【００２１】
ｐ）特開２００１−１６２１５７号公報（特許文献１６）に記載されたものは、凹凸のテンプレートを利用した粒子配列に関する発明である。しかしながら、請求項で述べられているように、沈殿現象を利用しており、本発明のように微粒子分散液を囲むことにより、粒子配列の境界条件を制御したものではない。
【００２２】
【特許文献１】特開２００５−０４０６４７号公報（特許文献１）
【特許文献２】特開２００４−２７１９５号公報（特許文献２）
【特許文献３】特開２００４−１１９４２８号公報（特許文献３）
【特許文献４】特開２００３−２１２７００号公報（特許文献４）
【特許文献５】特表２００３−５０８３４２号公報（特許文献５）
【特許文献６】特開２００３−１８５８３２号公報（特許文献６）
【特許文献７】特開２００１−１７０５００号公報（特許文献７）
【特許文献８】特開２０００−２２１２９号公報（特許文献８）
【特許文献９】特表２００４−５１１８２８号公報（特許文献９）
【特許文献１０】特開２００４−５３７８９号公報（特許文献１０）
【特許文献１１】特許第３５９７５０７号明細書（特許文献１１）
【特許文献１２】特開２００３−２０１１９８号公報（特許文献１２）
【特許文献１３】特開２００３−１４９４０１号公報（特許文献１３）
【特許文献１４】特開２００３−１８１２７５号公報（特許文献１４）
【特許文献１５】特開２００３−８８７５２号公報（特許文献１５）
【特許文献１６】特開２００１−１６２１５７号公報（特許文献１６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上記従来技術によれば、凹凸が設けられた基板を用い、転写などにより微粒子構造体の結晶方向と面方位の制御を行うことは開示されている。しかし、エッチピット処理を施した単結晶基板の表面形状を転写した基板により平行に挟まれた空間に球形状単分散微粒子分散液を充填し、粒子を配列させるようにしたものはなく、基板上に形成される粒子層数が少ない場合には、基板表面の境界条件による規制により、｛１１１｝配向以外の微粒子構造体が堆積するが、粒子層数が大きくなってくると、自由表面の境界条件の効果により、微粒子構造体は｛１１１｝配向に転じてしまうという問題があり、通常は、基板形状を利用した微粒子構造体の結晶配向制御は、数層までが限界であった。
【００２４】
そこで、本出願人は、上記問題を解消し、粒子層数が数層以上の膜厚においても、微粒子構造体の基板面内での方向および面方位を制御し、｛１１１｝配向以外の面心立方構造を有する微粒子構造体を形成することができる膜状微粒子構造体の製造方法を特願２００５−１４８８９３（以下、先願１という）として提案している。
【００２５】
上記先願１は、基板の表面に対してエッチピット処理を施した単結晶基板を平行に配置して形成された空間に球形状単分散微粒子分散液を充填することによって粒子を配列させるようにした膜状に微粒子を三次元的に配置させたコロイド結晶、該コロイド結晶から形成する膜状微粒子構造体、該膜状微粒子構造体を元型にして形成した膜状周期構造体およびその製造方法に関するものである。
【００２６】
上記先願１は、基板に結晶基板を用いており、結晶の異方性エッチングの特性を利用して｛１１１｝結晶面によって構成されるエッチピット形状を形成し、これにより、｛１１１｝配向以外の面心立方構造を有する微粒子構造体を実現するようにしたものである。しかしながら、エッチピット処理により｛１１１｝結晶面が得られる結晶基板を用いるという点で、利用する上で限定があった。
【００２７】
こうしたエッチピット処理により、適切な形状が得られる結晶基板としてはシリコン基板があるが、シリコン基板は可視光領域において透明ではない。このため、上記先願１の明細書の中でも、コロイド結晶の形成を光学的に確認するのに、測定用の入射窓を研磨により形成して、ここから確認を行っている。以上のように、コロイド結晶の粒子配列は、側方から行わねばならなず、またコロイド結晶から微粒子構造体（オパール結晶）への転換工程においても、基板が可視光領域において透明でないため目視により直接確認できず、条件を得るのに手間がかかっていた。
【００２８】
同様に、微粒子構造体（オパール結晶）から周期構造体（インバース構造）への転換工程においても、基板が透明でないため目視により直接確認できず、条件を得るのに手間がかかっていた。また、やはり基板が透明ではないという理由のために、コロイド結晶および微粒子構造体（オパール結晶）の形態では、利用する際には、膜面方向からの利用はできず、側方からの利用に制限されていた。周期構造体（インバース構造）においても、透明な別基板に転写しない限り、利用する際には、膜面方向からの利用はできず、側方からの利用に制限されていた。
【００２９】
先願１の発明をさらに改良したものとして、本出願人は、透明基板を用いることにより、コロイド結晶段階での粒子配列の状況の確認、および、その後の転換工程における工程の進行状況の確認を膜面方向からも行え、コロイド結晶、微粒子構造体（オパール結晶）および周期構造体（インバース構造）を膜面方向からも利用できるようにした発明を、特願２００５−２１３７４６（以下、先願２という）として提案している。
【００３０】
上記先願１、２で用いている基板表面は、小さな平面の組み合わせによって構成される凹凸を有しており、この小さな平面の各面は、結晶構造の｛１１１｝面の面間の幾何学的な関係を満たしている。
【００３１】
微粒子の自己配列現象では、境界面に微粒子が最密充填配列する性質があるので、こうした基板を用いることにより、微粒子構造体の基板面内での方向および面方位を制御しつつ、｛１１１｝配向以外の面心立方構造を有する微粒子構造体を形成することが可能となる。
【００３２】
上記先願１、２により形成されるコロイド結晶、微粒子構造体およびインバース構造の膜面は、確かに、｛１１１｝配向以外の結晶配向を得ることができるので、フォトニック・バンドギャップ（ＰＢＧ）を単に特定波長の光の透過を阻止する機能として用いる分には十分である。
【００３３】
しかしながら、上述の原理を用いているため、図１に示すように、上記先願１、２により形成されるコロイド結晶、微粒子構造体およびインバース構造の膜面１１５は、微視的に見ると、小さな結晶学的｛１１１｝面１１６で構成されている。
【００３４】
こうした微視的な界面構造は、フォトニック結晶のスーパープリズム効果のように、フォトニック結晶の光伝播の異常特性を利用する場合には、光伝播の波面の乱れとなり、問題となる場合がある。
【００３５】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、｛１１１｝配向以外の結晶配向を有するコロイド結晶、膜状微粒子構造体および膜状周期構造体（インバース構造）を形成する際に、微視的に見ても、平坦な膜面構造を形成することを目的とする。以下、各請求項のより具体的な目的を記す。
【００３９】
請求項１記載の発明の目的は、コロイド結晶の基板１の表面形状の具体的な形成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】
【００４７】
請求項１記載の発明は、表面に一定周期の凹凸形状を有する２枚の基板１により平行に挟まれた空間に充填された球形状単分散微粒子分散液により形成されたコロイド結晶を製造するコロイド結晶の製造方法において、前記基板１の表面の一定周期の凹凸形状は規則配列した柱状の突起からなり、該柱状の突起は、別基板２の表面に規則配列した柱状の突起を形成した後、該規則配列した柱状の突起を前記基板１に転写することにより形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、｛１１１｝配向以外の結晶配向を有するコロイド結晶、微粒子構造体およびインバース構造を形成する際に、微視的に見ても、平坦な膜面構造を形成することができる。以下、請求項毎の効果を記す。
【００５６】
請求項１記載の発明の効果
請求項１に記載の発明は、別基板２の表面に対して一定周期の凹凸形状を形成した表面形状を元型として、基板１に表面形状を転写したものをコロイド結晶形成の基板に用いているので、表面形状が一定周期の凹凸形状を有する透明基板を容易に複製作成できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
（本発明の原理および概要）
微粒子の自己配列現象では、系の内部エネルギーがなるべく低く、なるように微粒子が自己配列する。このため、まず、微粒子の集積体の成長界面や、微粒子分散液と基板との界面、微粒子分散液と雰囲気（気相）との界面において、微粒子が最密充填配列する性質がある。従って、通常は、平滑な基板で挟まれた空間内に形成された膜状のコロイド結晶や平滑な基板上のオパール結晶は、｛１１１｝配向となる。
【００６１】
上記先願１、２は、この課題に対して、基板との間にできる界面を結晶学的｛１１１｝小面の組み合わせにすることにより、｛１１１｝配向以外の結晶配向を可能にしたものである。しかしながら、上述したように、膜面は結晶学的に平滑な面とはなっていないため、フォトニック結晶の光伝播の異常特性を利用する場合には、問題となる場合があった。
【００６２】
そこで、本発明では、界面での微粒子の配置を、基板表面に形成した一定周期の凹凸形状により制御するようにした。こうした一定周期の凹凸形状は、基板境界面にて微粒子が最密充填配列することを阻害する。
【００６３】
また、結晶の任意の結晶面は、その結晶面に特有の周期パターン・周期長を持っているので、この凹凸形状を配向させたい結晶面と同じ周期パターン・周期長とすることにより、基板境界面にて、微粒子が狙った配向の結晶面の微粒子配置になるような境界条件として作用する。
【００６４】
したがって、図２に示すように、このような一定周期の凹凸形状を表面に有する基板２０１と２０１ａを用い、これら２枚の基板２０１と２０１ａに挟まれた微小空間内２０６に微粒子を配列させることにより、所望の配向を有する膜状のコロイド結晶の形成することができる。
【００６５】
（実施例の説明）
以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
【００６６】
（実施例）
本実施例では、請求項１の発明を実施した例を、図面を用いて説明する。
【００６７】
まず、図３（ａ）の平面図および図３（ｂ）の鳥瞰図に示すがごとく、シリコン基板３０１を電子ビームリソグラフィーとドライエッチングにより、正方形の頂点位置と対角線の交点位置が半球状の凸部３１７となっているパターンが繰り返されている形状を形成する。本実施例パターンの凸部３１７の配置は、面心立方晶の｛１００｝の微粒子の配置と同じになっている。
【００６８】
本実施例では、繰り返しパターンの基本形状となる正方形３１８の一辺の長さ３１９は ４５０ ｎｍ、凸部３１７の直径がおおよそ ２００ｎｍ、高さがおおよそ １００ｎｍ とする。
【００６９】
次に、本実施例におけるニッケル・モールド形成プロセスを、図４を用いて説明する。
【００７０】
上記工程により形成した図４（ａ）に示すごとき凹凸形状面４０３を有するシリコン基板４０１を用意する。ここで、シリコン基板４０１は図３のシリコン基板３０１に相当し、凹凸形状面４０３は図３の凸部３１７に相当している。
【００７１】
次に、このシリコン基板４０１に対して、同図（ｂ）に示すように電鋳技術を用いてニッケル４１０を電鋳した後、同図（ｃ）に示すように該電鋳されたニッケル４１０をシリコン基板４０１から剥離し、同図（ｄ）に示すごときシリコン基板４０１の凹凸形状面４０３を転写したニッケッル・モールド４１０を形成する。
【００７２】
次に、透明基板形成プロセスについて、図５を用いて説明する。
図５（ａ）に示すように、屈折率 １.５１ の透明ガラス基板５１１（請求項３に述べる透明材質１に相当）に、硬化後に屈折率が １.５１ となるＵＶ硬化型樹脂５１２（請求項３に述べる透明材質２に相当）を塗布する。
【００７３】
次に、図５（ｂ）に示すように、図４で説明した工程により形成したニッケッル・モールド５１０（図４におけるニッケッル・モールド４１０に相当）をＵＶ硬化型樹脂５１２塗布面に押し付ける。
【００７４】
次に、図５（ｃ）に示すように、UV光を用いてＵＶ硬化型樹脂５１２を固化させる。その後、図５（ｄ）に示すように、ニッケッル・モールド５１０をＵＶ硬化型樹脂５１２塗布面から剥離することにより、結果的に、図４のシリコン基板４０１の凹凸形状４０３が転写された透明基板５１３（透明ガラス基板５１１とＵＶ硬化型樹脂５１２からなる）を得る。
【００７５】
次に、２枚の基板に挟まれた空間の形成方法について、図６を用いて説明する。
図６（ａ）の鳥瞰図と同図（ｂ）の断面図に示すように、上記工程によって形成された透明基板６１３（図５の透明基板５１３に相当）と、同様の工程によって形成された透明基板６１３ａを、厚さ０.１ ｍｍ の薄板ガラス６０４をスペーサーとして挟んで、シリコン基板４０１（図４参照）の凹凸形状４０３が転写された面同士を向かい合わせて配置する。固定は、接着剤６０５を利用して、透明基板６１３と透明基板６１３ａに挟まれた内部に微小空間６０６が形成されるようにする。
【００７６】
次に、コロイド結晶を形成するための微粒子分散液の調整方法について、図７を用いて説明する。
【００７７】
まず、粒径 ３００ ｎｍ の球形状単分散シリカ粒子をエタノールに分散させたものを遠心分離し、上澄み液を除去した後、沈殿物にエタノールを加え、球形状単分散シリカ粒子をエタノールに再度分散させる。
【００７８】
この分散液に対し、同様に遠心分離を行い、上澄み液除去、エタノール添加、再分散を行う。以上の工程を３回行い、最終のエタノール添加の際に、粒子の濃度を１ ｗｔ％に調整して微粒子分散液を作成する。
【００７９】
次に、図７（ａ）の鳥瞰図と同図（ｂ）の模式図に示すように、透明基板７１３と透明基板７１３ａ（図６の透明基板６１３と透明基板６１３ａに相当）を貼りあわせた構成物７１４の下端を、上で説明した微粒子分散液につける。
【００８０】
構成物７１４を微粒子分散液につける際には、構成物７１４中に形成された微小空間７０６（図６の微小空間６０６に相当）に微粒子分散液を導入するために、ガラススペーサー７０４（図６の薄板ガラス６０４のスペーサーに相当）が設けられた側を側方とし、内部の微小空間７０６につながる口を有する一辺を微粒子分散液につけ、もう一方の辺を上方に開放して設置する。
【００８１】
このように設置することにより、構成物７１４の上端からは、分散媒が蒸発するため、微粒子分散液は、構成物７１４内の微小空間７０６に順次供給され、微小空間７０６の上端に微粒子が集積し、微粒子構造体（コロイド結晶）を形成する。
【００８２】
充分に粒子が集積したところで、構成物７１４を微粒子分散液から引き上げる。この工程には、通常５日ほどかかる。微粒子分散液から引き上げた構成物７１４は、微小空間７０６につながる上下の口を直ちに封止した。
【００８３】
この後、構成物７１４の面側から、光透過スペクトル計測を行ったところ、６９０ ｎｍ 付近にフォトニック・バンドギャップからのディップが観測され、コロイド結晶形成の確認をすることができた。
【００８４】
（参考例１）
本参考例を、図面を用いて説明する。
【００８５】
シリコン基板へのエッチピット処理、ニッケッル・モールド形成、透明基板の形成、透明基板の張り合わせ、微粒子分散液の調整、貼りあわせた透明基板の構成物を微粒子分散液に漬けてコロイド結晶を成長させるところまでは、前述の実施例１と同様である。
【００８６】
本参考例では、図７の状態から、構成物７１４を微粒子分散液から引き上げた後、微小空間７０６につながる上下の口のうち片方を封止し、一方は、開放したままにしておく。これにより、開放された口の方向から、分散媒の除去が進むことになる。
【００８７】
片側を封止した後、対向する透明基板に垂直方向に電界をかける。これは、図８に示すがごとく、構成物８１４（図７の構成物７１４に相当）を平行平板電極８０８に挟み、直流電源８０９を用いて直流電圧を印加することにより行うことができる。コロイド結晶中の配列した粒子は、直流電圧により、平行に配置した前記二枚の透明基板のうちの片側の透明基板に吸着する。
【００８８】
構成物８１４内の分散媒が除去されることにより、構成物８１４内のコロイド結晶はオパール結晶へと転ずる。この状態で、構成物８１４内の分散媒が完全に除去されるまで放置する。分散媒の除去後、構成物８１４の内部にはオパール結晶が形成される。
【００８９】
このことは、構成物８１４の面側から、光透過スペクトル計測を行ったところ、６２０ ｎｍ 付近にフォトニック・バンドギャップからのディップが観測され、オパール結晶形成の確認をすることができた。
【００９０】
（参考例２）
本参考例を、図面を用いて説明する。
【００９１】
本参考例では、参考例１で形成したオパール結晶を使用する。構成物９１４（図７の構成物７１４に相当）の開口部から、構成物９１４の微小空間９０６（図７の微小空間７０６に相当）にＵＶ硬化樹脂を導入するが、このときに、ＵＶ硬化樹脂の導入がスムーズに行くように、構成物９１４の開口部の一方を封止していた封止材は、あらかじめ除去しておいた。ＵＶ硬化樹脂の導入後、ＵＶ照射を行い、ＵＶ硬化樹脂を硬化させた。
【００９２】
ＵＶ硬化樹脂を硬化させた後に、構成物９１４を５％のフッ酸水溶液に浸漬、４日間放置し、シリカ粒子のエッチングを行い、シリカ粒子の除去を行った。エッチング終了後、純水リンス、乾燥した。
【００９３】
この後、構成物９１４の面側から光透過スペクトルを計測したところ、５３０ ｎｍ 付近にフォトニック・バンドギャップからのものと考えられるディップを観測することができた。通常の｛１１１｝配向のオパールを用いてインバース構造を形成すると、ディップは ６００ ｎｍ 付近に見えるが、これよりも短波長側にディップが見られる。
【００９４】
また、この構造物の菊池・コッセルパターン測定を行ったところ、四回体対称のパターンが得られた。これらのことから、この構造物は、｛１００｝配向のインバース構造を形成できたことが確認できた。
【００９５】
なお、実施例では、｛１００｝配向の基板を用いた例を示したが、｛１１０｝配向の基板を用いても、同様の工程により、｛１１０｝配向のコロイド結晶、オパール結晶、インバース構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】微視的に｛１１１｝小面の凹凸により構成された膜面を説明するための図である。
【図２】微視的に平滑な膜面を有するコロイド結晶を説明するための図である。
【図３】基板表面の凹凸形状パターンを説明するための図である。
【図４】ニッケッル・モールド形成プロセスの概要を説明するための図である。
【図５】透明基板形成プロセスの概要を説明するための図である。
【図６】２枚の基板に挟まれた微小空間の形成方法を説明するための図である。
【図７】コロイド結晶成長法を説明するための図である。
【図８】分散媒の除去方法を説明するための図である。
【図９】インバース構造形成（ＵＶ硬化樹脂の導入）を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９８】
１１５：微粒子構造体およびインバース構造の膜面
１１６：小さな結晶学的｛１１１｝面
２０１，２０１ａ：一定周期の凹凸形状を表面に有する基板
２０６：微小空間
３０１，４０１：シリコン基板
３１７：凸部３１７
３１８：正方形
３１９：正方形の一辺の長さ
４０３：凹凸形状面
４１０，５１０：ニッケル（ニッケッル・モールド）
５１１：透明ガラス基板
５１２ＵＶ硬化型樹脂
５１３６１３，６１３ａ，７１３，７１３ａ：透明基板
６０４：薄板ガラス（スペーサー）
６０５：接着剤
６０６，７０６，９０６：微小空間
７０４：ガラススペーサー
７１４，８１４，９１４：構成物
８０８：平行平板電極
８０９：直流電源
【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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