光熱作用を利用した基板の表面構造の製造方法
【課題】光熱作用を利用して基板の表面の大きな区域にミクロ・ナノ構造を簡単、低価格に直接製造できる基板の製造方法。
【解決手段】基板表面に複数のナノ粒子を配布し、特定波長のレーザー光を照射すると、レーザー光の光エネルギーにより基板の表面のナノ粒子を励起し、光エネルギーが熱エネルギーに変換される。その結果、基板上の表面構造は励起されたナノ粒子の熱エネルギーにより形成される。これにより、既定のパターンの層を持つ基板が形成される。
【解決手段】基板表面に複数のナノ粒子を配布し、特定波長のレーザー光を照射すると、レーザー光の光エネルギーにより基板の表面のナノ粒子を励起し、光エネルギーが熱エネルギーに変換される。その結果、基板上の表面構造は励起されたナノ粒子の熱エネルギーにより形成される。これにより、既定のパターンの層を持つ基板が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板の製造方法に関するものであり、特に光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
近年、ミクロ・ナノ構造を基板の表面に形成するナノ・インプリント・リソグラフィ（NIL)、半導体製造工程、或いは微小電気機械行程（MEM) 等の多くの技術が開発された。これ等の技術はミクロ・ナノ構造の加工に使えるが、加工工程は複雑で高価である。例を挙げれば、ミクロ・ナノ構造の加工に半導体製造工程或いはMEMS行程が使われた場合、試料はスピン・コート、露光／現像、エッチング、インプリント行程を含む数回の工程を施される。故にこれ等の技術を利用してミクロ・ナノ構造を加工する事は困難かつ高価である。NIL技術も、ミクロ・ナノ構造をその表面に持つテンプレートの加工に多くの工程を必要とし、その上で基板にインプリントを施す。この技術は広面積おけるミクロ・ナノ構造の製造が困難である事を示す。
【０００３】
プリント基板（PCB）の作成中には、ゴールドフィンガー（或いはエッジコネクタ）を形成する工程がある。エッジコネクタは外部素子に差し込む事により、PCBと外部素子を接続するインターフェースとして使われる。金が導電性及び耐酸化性に優れるのでゴールドフィンガーは金で作られる。しかしながら、金の価格は高いので、ゴールドフィンガーはメッキあるいはボンディング・パッド等の化学結合により部分的に金で作られている。メッキにおいては、他の金属による汚染や劣悪な接合を避けるために、パラメータの適切な管理が必要となる。
【０００４】
更に、導電構造を作る方法には減法行程と加法行程がある。減法行程では、エッチングの製剤とエッチングの角度のエラーにより銅の残留が起きる。故に減法行程は微細な回路製造には適さない。加法行程は回路の輪郭をはっきりさせるためにマスクを必要とし、その上でプラズマ・スパッタ、電気メッキ或いは無電解メッキの様な銅のクラッディング行程により回路を製造する。一般的には、加法行程の流れはやや複雑であり、費用も比較的高い。故に、導線をインクジェット技術により製造する方法を提案するものである。
【０００５】
目下インクジェット技術により導線を製造する方法は、既にフレキシブル回路基板に応用されている。従来インクジェット技術は、溶融点の低い導電性インクの有機基板へのスプレーに利用されており、これにより導線を持つフレキシブル回路基板が高速及び低価格で製造出来る。しかしながら、導線を形成し、又その導電性を高めるためには、導電性インクを膜に高温で焼結させなければならない。その様な焼結工程においては２００℃の焼結温度が必要であり、焼結期間はおおよそ３０分間である。従って、基板と形成された導線間には残留熱ストレスが生じ易い。熱処理以外には、焼結に紫外線レーザー（UV）を用いる方法があるが、この方法では基板が破損され易い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、新たな簡単な方法で、ナノ粒子の光熱作用により基板の表面の大きな区域に、ミクロ・ナノ構造を直接製造出来る、光熱効果を利用した表面構造を持った基板の製造方法を提供する。上記の（従来の）技術と比べて、本発明に従って、光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法は、かなり簡単であり、比較的低価格であり、基板の表面の大きな区域にパターンを形成出来る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ひとつの実施例において、光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法は、基板の提供、提供された基板への複数のナノ粒子の配布、ナノ粒子が照射エネルギー（すなわち光エネルギー）を熱エネルギーに変換する様に、提供された基板上のナノ粒子への特定の波長での照射、及びナノ粒子が発生させた熱エネルギーにより、既定のパターンの層を提供された基板の表面に形成する手順が関与する。
【発明の効果】
【０００８】
ある事例では、提供された基板上のナノ粒子は、ナノ粒子が発生させた熱エネルギーにより溶融されて、既定のパターンの層の溶融ナノ粒子の薄層を形成し、既定のパターンの層を持つ基板をもたらす。既定のパターンは少なくとも一本の導線及び／或いは少なくとも一つの導電区域を持つ。少なくとも一本の導線を持つパターンの場合は、導線を持つ基板が得られる。少なくとも一つの導電区域を持つパターンの場合は、導電区域を持つ基板が得られる。
【０００９】
ここでは、ナノ粒子を既定のパターンに従って提供された基板に直接配布する事が出来る。
【００１０】
或いは、ナノ粒子はまず提供された基板に完全な層として配布され、その後、ナノ粒子を励起するために、基板上のナノ粒子は既定のパターンに沿っての、特定の波長の光線の移動により照射される。この場合、提供された基板上の励起されたナノ粒子及び励起されたナノ粒子の周辺のナノ粒子は、励起されたナノ粒子が発生させた熱エネルギーで溶融され、溶融されたナノ粒子は励起されたナノ粒子が発生させた熱エネルギーで提供された基板に固定される。最終的に溶融されないナノ粒子は提供された基板から除去されて、提供された表面に既定のパターンの溶融ナノ粒子薄層が得られる。
【００１１】
上記を考慮して、本発明に従った光熱効果を利用した表面構造を持った基板の製造方法は基板の表面上／内にミクロ・ナノ構造を形成する。本発明の方法を使用しての基板の表面上／内のミクロ・ナノ構造の加工は、加工工程がより簡単かつ低価格であるなどのいくつかの利点を示し、試料は大きな面積で製造出来る。更に、既定のパターン層を持つ基板を製造する際に、残留ストレスと熱出力が減少し、既定のパターンと基板間の接着力も増加する。又、エネルギーの損失も減少される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明は説明のみを目的とする以下の詳細な説明により、更に完全に理解されるものである。
【図１】本発明の第一の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法のフローチャートである。
【図２】計算されたＡｕ、Ａｇ、ＣｄＴe、及びＣｄＳｅナノ粒子の光エネルギー消失の割合を表す。
【図３】プラズモン共鳴の光力機能により、単一のＡｕナノ粒子の表面における計算された温度の上昇を表す。
【図４】粒子のサイズとＡｕナノ粒子の溶融点との関係曲線を表す。
【図５Ａ】本発明の第二の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図５Ｂ】本発明の第二の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図５Ｃ】本発明の第二の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図５Ｄ】本発明の第二の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図５Ｅ】本発明の第二の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図６Ａ】本発明の第三の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図６Ｂ】本発明の第三の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図６Ｃ】本発明の第三の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図６Ｄ】本発明の第三の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図７Ａ】本発明に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図７Ｂ】本発明に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図８】光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法における、ナノ粒子の分布の実施例の略断面図である。
【図９Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第一の実施例で、レーザーで照明される前に、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって観察された基板の表面構造の顕微鏡図である。
【図９Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第一の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１０Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第一の実施例で、ナノ粒子が基板１に配布される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１０Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第一の実施例で、ナノ粒子が基板２に配布される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１０Ｃ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第一の実施例で、ナノ粒子が基板３に配布される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１１Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第二の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１１Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第二の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１２Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第三の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１２Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第三の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１３Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第四の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１３Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第四の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１４Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第五の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１４Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第五の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１５Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第六の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１５Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第六の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１６Ａ】本発明の第四の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図１６Ｂ】本発明の第四の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図１６Ｃ】本発明の第四の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図１６Ｄ】本発明の第四の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図１７】図１６Ｄに対応した略上部図である。
【図１８Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第七の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１８Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第七の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１９Ａ】本発明の第五の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである
【図１９Ｂ】本発明の第五の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである
【図１９Ｃ】本発明の第五の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである
【図１９Ｄ】本発明の第五の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである
【図２０】図１９Ｂに対応するジェネラル断面図である。
【図２１】図１９Ｃに対応するジェネラル断面図である。
【図２２Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第八、第九、及び第十の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２２Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第八の実施例で、１．８Ｗのレーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２２Ｃ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第九の実施例で、１．５Ｗのレーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２２Ｄ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第十の実施例で、１．２Ｗのレーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２３Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第十一の実施例で、焼鈍される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２３Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第十一の実施例で、焼鈍された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２４Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第十二の実施例で、焼鈍される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２４Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第十二の実施例で、焼鈍された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明では、表面プラズマ共鳴（ＳＰＲ）の原理に基づいた表面構造を持った基板が製造される。ナノ粒子が特定の波長の光線で照射された時、励起されたナノ粒子は光線の光エネルギーを熱エネルギーに変換する事が出来るので、その熱エネルギーにより基板に表面構造を形成して特定の表面構造（例えば複数の気孔と既定のパターン層であるが、これに限定はしない）を持つ基板を得る。ＳＰＲの原理は、もし貴金属の直径が照射光線の波長よりかなり小さければ、照射光線に励起されて、金属粒子の表面の電子が集団双極子振動を起動し、従って表面電子の分極の利用により、金属粒子の表面で自由電子の共鳴現象が生ずると説明出来る。故に、ＳＰＲにより貴金属粒子に吸収された光エネルギーは急速に熱エネルギーに変換される。
【００１４】
この「光熱作用」はナノ粒子が特定の波長の光線で照射された後に、ナノ粒子に吸収された光エネルギーがＳＰＲにより熱エネルギーに変換されると定義される。ここで単数として扱われたものは、単数の実態としての限定を意図するものでは無い。（直訳−ここで「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は単数の実体としての限定を意図するものではない。）
【００１５】
図１は本発明の第一の実施例に従った表面構造を持つ基板を光熱作用で製造する方法を表す。
【００１６】
まず、基板が提供される（手順１０）。提供された基板は有機素材、無機素材（例えば、ガラス、金属或いはセラミック）、ハイブリッド素材或いはこの中のいかなる組み合わせで作られても良いが、これに限定するものでは無い。
【００１７】
次に、ナノ粒子が提供された基板に配布される（手順３０）。ナノ粒子はプラズマ共鳴と光熱作用を生じる事が可能な素材で作られている。ナノ粒子は、例えばＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｔｅ、ＣｄＳｅ、（しかしこれ等に限定するものでは無い）或いはその中のいかなる組み合わせから形成される金属ナノ粒子でも良い。ナノ粒子は、異なる素材もしくは同素材の複数の小さな金属粒子の統合、或いは異なるサイズもしくは同サイズの複数の小さな金属粒子の統合、或いは一つ以上の金属粒子をより大きな粒子に表面を改良する事で接合して形成した大きなサイズの粒子構造の、大きな粒子の形で提示され得る。大きなサイズの粒子構造は、例えば、ナノサイズもしくはミクロサイズの金属粒子の表面を、一つ以上のナノ粒子と接合したもの、ナノサイズもしくはミクロサイズのＳｉＯ2の表面を一つ以上のナノ粒子と接合したもの、或いはカーボン・チューブの表面に一つ以上のナノ粒子を接合したもの等で良い。ここで、励起のために使用されるナノ粒子の粒子サイズは、光の波長よりも、かなり小さいものが良い。又、ナノ粒子の直径、すなわち粒子サイズは５００ｎｍより小さいものが良い。ナノ粒子は形を制限されず、球状、楕円状、三角状、短冊状、棒状、星状、或いはその他の不規則な三次元の幾何学形態で良いがこれに制限されるものでは無い。
【００１８】
提供された基板に配布されるナノ粒子は、同じ粒子サイズ或いは二つ以上の粒子サイズを持つもので良い。これ等の基板に配布されるナノ粒子は、同一の素材或いは二つ以上の素材よりなるもので良い。これ等の基板に配布されるナノ粒子は、同じ形か二つ以上の形であり得る。
【００１９】
その後、ナノ粒子を励起して光エネルギーを熱エネルギーへ変換する様に、提供された基板上のナノ粒子に照射する特定の波長の光が利用される（手順 ５０）。ここで、ナノ粒子を照射する既定の時間は、次の工程パラメータにより決定される。その工程パラメータは、基板の表面素材（例えば、ナノ粒子と接する表面素材）、ナノ粒子の素材、ナノ粒子の粒子サイズ、ナノ粒子の密度、照射光の種類（例えば、光の種類及び波長であるが、これに限らない）及び照射光の強度（例えば、出力であるが、これに限らない）。
【００２０】
その後、提供された基板には、プラズマ共鳴により励起されたナノ粒子が発生させた熱エネルギーによる表面構造が形成される（手順 ７０）。
【００２１】
この様にして、特定の表面構造を持った基板、例えばナノもしくはミクロ気孔、或いは既定のパターンの層が得られる。
【００２２】
図２は計算されたＡｕ，Ａｇ，ＣｄＴｅ、及びＣｄＳｅナノ粒子における光エネルギーの消失率を表す。図２では、６０ｎｍの粒子サイズを持ち、水中にあるＡｇナノ粒子、Ａｕナノ粒子、ＣｄＳｅナノ粒子及びＣｄＴｅナノ粒子は、それぞれ５*１０4Ｗ／ｃｍ2（Ｉ０＝５*１０4Ｗ／ｃｍ2）の光束の光線で照射される。垂直軸は熱発生に対する総吸収率（ｑtot）を示し、単位はｕＷである。総吸収率はナノ粒子が吸収した光エネルギー量を示す。熱発生はナノ粒子が発生させた熱エネルギー量を示す。水平軸は光線の波長を示し、単位はｎｍである。ナノ粒子周辺の媒体の誘電率（εｏ）は水のそれ（εwater）に等しく、誘電率は１．８である。
【００２３】
図２を参照すると、ＳＰＲを励起する吸収バンドである特定の波長の光線で照射された場合に、ＣｄＳｅナノ粒子とＣｄＴｅナノ粒子に比較して、Ａｇナノ粒子とＡｕナノ粒子はより大きな熱エネルギーを発生させる。
【００２４】
光熱作用はＳＰＲの吸収に関連し、ＳＰＲはサイズ、形態、粒子間の結合の度合いに左右される。
【００２５】
図３は計算された水中の単一のＡｕナノ粒子の表面の温度の上昇がプラズモン共鳴の照明出力の機能である事を示す。図３では水中における１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍといった粒子サイズのＡｕナノ粒子が、５２０ｎｍの波長（λexcitation＝５２０ｎｍ）の光線で個別に照射される。垂直軸は単一のＡｕナノ粒子が発生させる熱エネルギーに起因する温度の上昇（ΔＴmax）を示し、単位はＫである。水平軸は照射光線の光束を示し、単位はＷ／ｃｍ2である。
【００２６】
図３を参照すると、水中のＡｕＮＰから発生する熱は、同じ光束で照明された場合に粒子のサイズに従って増加する。
【００２７】
又、ナノペレット、ナノライン、ナノチューブ等の異なる種類のナノ素材には、低下する溶融点の現象が観察される。同素材の物質については、巨視的には、全てが多量の同素材の場合より低い温度で溶けるナノワイヤ、ナノチューブ、ナノ粒子における溶融点の低下が明白である。溶融点の変化は、ナノスケールの素材では多量の素材よりもかなり大きくなる表面と容積の比率により、その熱力学的、熱的な特色が大幅に変わる。この違いは、ナノ構造の物質がより大きな特定の表面積持つので生じ、ナノ構造の物質と多量の物質の熱力学的、熱的な特色は大きく異なる。
【００２８】
図４はＡｕナノ粒子における粒子のサイズと溶融点との関係曲線を表す。図４では、垂直軸がＡｕナノ粒子の溶融点（Ｔm）を示し、単位はＫである。水平軸はＡｕナノ粒子の直径であるＡｕナノ粒子の粒子サイズ（２ｒ）を示し、単位はｎｍである。
【００２９】
図４を参照すると、Ａｕナノ粒子の粒子サイズが５ｎｍより小さい場合に、Ａｕナノ粒子の溶融点は劇的に低下する。
【００３０】
従って、気孔を持つ基板が光熱作用を利用して製造される場合、ナノ粒子の粒子サイズは提供された基板の溶融点及び熱分解温度により決定される。
【００３１】
粒子サイズの小さいナノ粒子が発生する熱エネルギー量は大きなものより少ないので、既定のパターンの層を持つ基板が光熱作用を利用して製造される場合には、大小の粒子サイズを持つナノ粒子を同時に使う。よって、既定のパターン層は、小さい粒子サイズナノ粒子を溶かして、大きい粒子サイズのナノ粒子を接合させて形成出来る。
【００３２】
図５Ａ〜５Ｅは光熱作用を利用して表面構造を持つ基板を製造する方法を表す。
【００３３】
図５Ａに表される様に、先ず基板１１２が提供される。基板は有機素材、無機素材（例えばガラス、金属及びセラミック）、ハイブリッド素材或いはこれ等の組み合わせで作られたもので良いが、これに限るものでは無い。
【００３４】
次に、図５Ｂに表される様にナノ粒子１３０が基板１１２に配布される。提供された基板に配布されるナノ粒子１３０は同じ粒子サイズであるか、二つ以上の粒子サイズでもよい。これ等の、提供された基板に配布されるナノ粒子１３０は同じ素材であるか、二つ以上の素材でもよい。これ等の基板に配布されるナノ粒子１３０は同じ形状であるか、二つ以上の形状である。
【００３５】
その後、図５Ｃに表される様に、特定の波長の光線１５０が基板１１２上のナノ粒子１３０の照射に使われ、励起されたナノ粒子１３０は光エネルギーを熱エネルギーに変換出来機構線が約５秒以上ナノ粒子を照射するが、この時間に限るものではない。
【００３６】
その後、図５Ｄに表される様に、ナノ粒子１３０が光線で照射された際に発生した熱エネルギーにより、ナノ粒子１３０に対応する複数の気孔１１６が基板１１２の表面に形成される。
【００３７】
最終的に、ナノ粒子１３０は基板１１２から外されて、気孔１１６を持つ基板１１０が得られる。
【００３８】
更に、図６Ａに表される様に、ナノ粒子１３０は別の透明な基板１０２の表面に接合出来る。透明な基板１０２は、ナノ粒子を担持しうるいかなる透明な素材で作られていても良く、例としてはガラスやクォーツがある。提供された基板に配布されるこれ等のナノ粒子１３０は、同じ粒子サイズあるいは二つ以上の粒子サイズである。これ等の基板に配布されるナノ粒子１３０は同じ素材であるか、二つ以上の素材でも良い。これ等の基板に配布されるナノ粒子１３０は同じ形状であるか、二つ以上の形状でも良い。ここでは、ナノ粒子１３０の透明な基板１０２への固定にスプレー印字、スピン・コート、コーティング或いは共有結合、その他の手段が利用される。この手段は透明な基板の特色、すなわち金属素材、無機素材、有機素材、ハイブリッド素材或いはそれ等の組み合わせ等である、透明な基板１０２の素材に基づくものである。透明な基板１０２にナノ粒子１３０を固定する手段は、物理的手段と化学的手段より選択出来る。物理的な手段としては、例えば静電気の吸着力、イオンの吸着力或いはファン・デル・ワールス力を利用してナノ粒子１３０を透明な基板１０２の表面に固定出来る。科学的な手段としては、例えば透明な基板１０２の表面への自己集合単分子層の形成や、ナノ粒子１３０や透明な基板１０２に表面改良を加えての、ナノ粒子１３０の透明な基板１０２の表面への固定がある。表面改良では、ナノ粒子１３０や透明な基板１０２の表面が改良され、ナノ粒子１３０が改良された表面を通して透明な基板１０２にイオン結合、共有結合等の方法で化学結合される。ナノ粒子の表面もしくは透明な基板１０２の表面を改良後、その表面はそこで官能基を形成する。官能基はＮ−ヒドロキシ・スクシンイミド（ＮＨＳ）基、アミノ基、アルデヒド基、エポキシ基、カルボキシル基、ヒドロオキシル基、アシル基、アセチル基、ヒドラゾノス基、疎水性基、チオール基、光反応基、システイン基、ジスルフィド基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アシル基、アジド基、リン酸塩基、或いはそれ等の組み合わせ等であるが、それに限定するものでは無い。
【００３９】
ナノ粒子１３０を固定された透明な基板１０２の片面は、そこに気孔を形成したい基板１１２の表面に対向し、その上に置かれ、ナノ粒子１３０は基板１１２に配布され、基板１１２の表面に密着する。すなわち、図６Ｂに表される様に、ナノ粒子１３０は透明な基板１０２と基板１１２とに挟まれる。
【００４０】
その後、図６Ｃに表される様に、特定の波長の光線１５０は透明な基板１０２上のナノ粒子１３０の照射に利用され、励起されたナノ粒子１３０は光線１５０の光エネルギーを熱エネルギーに変換する。この時、特定の波長の光線はナノ粒子を既定の時間照射する。例えば、特定の波長の光線はナノ粒子を約５秒間照射するが、これに限定するものでは無い。
【００４１】
その後、図６Ｄに表される様に、ナノ粒子１３０に対応する気孔１１６の位置が、光線で照射される事でナノ粒子１３０が発生させた熱エネルギーにより、基板１１２に形成される。
【００４２】
最終的に、図５Ｅに表される様に、透明な基板１０２は基板１１２から外され、これにより気孔１１６を持つ基板１１０が得られる。ナノ粒子１３０は透明な基板１０２に固定されているので、透明な基板１０２が外された時に透明な基板１０２と共にナノ粒子１３０も外される。又、一旦透明な基板１０２が外されると、基板１１２の表面は溶液で洗浄されるか（例えば、水或いは洗浄液であるが、これに限るものでは無い）、或いは空気でを吹き付ける事で清掃し、表面に付着した残留するナノ粒子１３０及び／或いは埃の様な不純物を排除し、続く利用或いは処理を簡単にする。
【００４３】
基板１１２は次の手順により形成される。先ず図７Ａに表される様にサブ基板１１３が提供される。次に図７Ｂに表される様に、熱エネルギーによりナノ粒子１３０が発生させた温度より低いか同じ溶融点を持つ素材を利用してサブ基板１１３上に低い溶融点を持つ表面層１１４を形成する。この時図８に表される様に、ナノ粒子１３０は低い溶融点を持つ表面層１１４の表面に配布されている。サブ基板１１３は有機素材、無機素材(例えば、ガラス、金属及びセラミック)、ハイブリッド素材、或いはそれ等の組み合わせで出来ている。低い溶融点を持つ表面層１１４は、ナノ粒子１３０が発生させる熱エネルギーの温度より低いかそれに等しい溶融点、すなわち熱エネルギーが発生した時に上昇したナノ粒子の温度より低いかそれに等しい溶融点を持つ素材で出来ている。低い溶融点を持つ表面層１１４は有機素材、無機素材、ハイブリッド素材、或いはそれ等の組み合わせで出来ている。有機素材にはポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール、ポリアセタール、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリエステル、フェノールホルムアルデヒド、アミノ樹脂があるが、これに限られるものでは無く、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）或いはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）に限るものでも無い。
【００４４】
すなわち、少なくともナノ粒子１３０と接触する基板１１２の表面の素材はナノ粒子１３０が発生させる熱エネルギーに起因するナノ粒子１３０の温度より低いか同じである溶融点を持つ。つまり基板の表面の溶融点がナノ粒子の温度より低いか同じである。
実施例 １
【００４５】
約２０ｎｍの粒子サイズのＡｕナノ粒子（すなわちＡｕで出来たナノ粒子）が透明の基板の表面に固定されて、その後、ポリマー素材の基板の表面に置かれた。Ａｕナノ粒子は基板の表面に密着した。その後、波長が５３２ｎｍの緑色レーザーを用いてＡｕナノ粒子を持つ透明な基板を約１５秒照射した。Ａｕナノ粒子は基板上で励起した。この時、緑色レーザーで１５秒以内照射される事によりＡｕナノ粒子は２００℃までの温度を発生させた。１５秒の照射時間後、すなわち照射された時間、透明な基板とＡｕナノ粒子は基板から外されて、気孔を持つ基板が得られる。図９Ａに表される様に、緑色レーザーの照射前に、Ａｕナノ粒子を持つ基板の表面が原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察された。図９Ｂに表される様に緑色レーザーの照射後に、取得された気孔を持った基板もＡＦＭで観察された。更に、図９Ａ及び９Ｂに見られる様に、本発明の光熱作用を利用して得られた表面構造を持つ基板の製造方法により、多くの気孔が基板の表面に形成された。
【００４６】
更に、三種類の基板が提供された。説明の便宜上、以降それ等を基板１、基板２、基板３とする。基板１はガラス製のサブ基板及びＰＵで出来た低い溶融点を持つ表面層で形成された。基板２はガラス製のサブ基板及びＰＭＭＡ／エタノールで出来た低い溶融点を持つ表面層で形成された。基板３はガラス製のサブ基板及びＰＤＭＳで出来た低い溶融点を持つ表面層で形成された。先ず、それぞれ図１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃに表される様に、基板１、２及び３のサブ基板に対向する低い溶融点を持つ表面層の表面をＡＦＭで観察した。
【００４７】
ここで、粒子サイズが約２０ｎｍのＡｕナノ粒子は透明な基板に固定され、その後透明な基板は基板上に置かれた。ここで、Ａｕナノ粒子は低い溶融点を持つ表面層の表面に密着した。その後、気孔を持つ３種類の基板は次のパラメータに従って製造され（説明の便宜上、それぞれを基板１´、基板２´及び基板３´とする）、これ等の基板はそれぞれＡＦＭで観察された。
実施例 ２
【００４８】
波長が５３２ｎｍで出力が１００ｍＷの緑色レーザーを使って、基板１に置かれたＡｕナノ粒子を透明な基板を通して約10分間照射した。一旦照射が完了したら、透明な基板とＡｕナノ粒子は外され、基板１´が得られた。図１１Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板はＡＦＭで観察された。図11Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後に、得られた基板１´はＡＦＭで観察された。
実施例 ３
【００４９】
波長が５１４．５ｎｍで出力が１Ｗの緑色レーザーで、基板２に置いたＡｕナノ粒子を透明な基板を通して約20分間照射した。一旦照射が完了したら、透明な基板とＡｕナノ粒子は外され、基板２´が得られた。図１２Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板はＡＦＭで観察された。図1２Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後に、得られた基板２´はＡＦＭで観察された。
実施例 ４
【００５０】
波長が５１４．５ｎｍで出力が２Ｗの緑色レーザーで、基板３に置いたＡｕナノ粒子を透明な基板を通して約４０分間照射した。一旦照射が完了したら、透明な基板とＡｕナノ粒子は外され、基板３´が得られた。図１３Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板はＡＦＭで観察された。図1３Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後に、得られた基板３´はＡＦＭで観察された。
【００５１】
更に、粒子サイズが６０ｎｍのＡｕ粒子は透明な基板に固定され、その後、透明な基板はＡｕナノ粒子が基板に密着する事を可能にするために、低い溶融点を持つ表層の表面に置かれた。その後、気孔を持つ二種類の基板は次のパラメータに従って製造され（説明の利便性のために、以降それぞれを基板４´及び基板５´と呼ぶ）、その後、製造された基板はＡＦＭで観察された。
実施例 ５
【００５２】
波長が５１４．５ｎｍで出力が２Ｗの緑色レーザーで基板１に置いたＡｕナノ粒子を透明な基板を通して約４０分間照射した。一旦照射が完了したら、透明な基板とＡｕナノ粒子は外され、基板４´が得られた。図１４Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板はＡＦＭで観察された。図1４Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後に、得られた基板４´はＡＦＭで観察された。
実施例 ６
【００５３】
波長が５１４．５ｎｍで出力が２Ｗの緑色レーザーで基板３に置いたＡｕナノ粒子を透明な基板を通して約４０分間照射した。一旦照射が完了したら、透明な基板とＡｕナノ粒子は外され、基板５´が得られた。図１５Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板はＡＦＭで観察された。図1５Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後に、得られた基板５´はＡＦＭで観察された。
【００５４】
図１６Ａ〜図１６Ｄを参照すると、これ等は本発明の実施例に従って光熱作用を利用して表面構造を持った基板を製造する方法を表している。
【００５５】
先ず、図１６Ａに表される様に、基板１１２が提供された。
【００５６】
次に、図１６Ｂに表される様に、少なくとも一つの既定パターン１７０に従って、複数のナノ基板１３０が基板１１２に配布された。提供された基板に配布されるこれ等のナノ粒子１３０は同じ粒子サイズであるか、二つ以上の粒子サイズである。提供された基板に配布されるこれ等のナノ粒子１３０は同じ素材であるか、二つ以上の素材である。提供された基板に配布されるこれ等のナノ粒子１３０は同じ形状であるか、二つ以上の形状である。
【００５７】
又、ナノ粒子１３０の基板１２０への固定にスプレー印字、スピン・コート、コーティング或いは共有結合、その他の手段が利用される。ナノ粒子１３０を基板１２０へ固定する手段は、基板１１２の素材の性質に従って、物理的手段と化学的手段より選択出来る。物理的な手段としては、例えばプラズマ処理がある。プラズマ処理では、基板の表面を粗くする目的で、電子が基板の表面に電子銃で撃ちつけられ、ナノ粒子は基板の粗い表面に固定される。化学的な手段としては、例えば基板の表面への自己集合単分子層の形成、或いは表面の改良がある。基板の表面への自己集合単分子層の形成方法では、ナノ粒子が既定のパターン１７０の自己集合単分子層に固定される様に、既定のパターン１７０の自己集合単分子層が基板の表面に形成される。表面改良では、ナノ粒子１３０の表面、或いは既定のパターン１７０が形成される表面の一部分が改良され、ナノ粒子１３０が改良された表面を通して基板の表面にイオン結合、共有結合等の方法で化学結合される。表面はそこに官能基を形成する様に、表面改良を施される。官能基はＮ−ヒドロキシ・スクシンイミド（ＮＨＳ）基、アミノ基、アルデヒド基、エポキシ基、カルボキシル基、ヒドロオキシル基、アシル基、アセチル基、ヒドラゾノス基、疎水性基、チオール基、光反応基、システイン基、ジスルフィド基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アシル基、アジド基、リン酸塩基、或いはそれ等の組み合わせ等であるが、それに限定するものでは無い。
【００５８】
次に、図１６Ｃに表される様に、特定の波長の光線１５０が、ナノ粒子１３０を励起して光エネルギーを熱エネルギーに変換する為に、基板１１２のナノ粒子１３０を照射する。この時、光線は既定の時間ナノ粒子を連続的に照射する。例えば、特定の波長の光線はナノ粒子を約５秒間連続的に照射するが、この時間に限るものでは無い。
【００５９】
基板112条のナノ粒子はナノ粒子１３０が発生された熱エネルギーで溶けて、既定のパターン１７０の溶融ナノ粒子の薄層を作り、これにより、図１６Ｄ及び１７に表される様に、既定のパターン層を持つ基板１１０が得られる。
【００６０】
ナノ粒子１３０は金属素材から形成され（例えば、金属のナノ粒子）てもよい。この時、既定のパターンの溶融ナノ粒子の薄層である溶融したナノ粒子１３２は、一本以上の導線及び／或いは一つの以上の電導区域になる。すなわち、溶融ナノ粒子の薄層は、一本以上の導線及び／或いは一つ以上の導電区域の導電層のパターンである。
【００６１】
又、もし基板の素材が適切に選ばれていたなら、得られた一本以上の導線及び／或いは一つ以上の電導区域を持つ基板は回路板として使用出来る。換言すれば、ナノ粒子の素材は、ナノ素材が発生した熱エネルギーの温度である、発生した熱エネルギーより低いか同じ溶融温度を持つ。導電区域は、例えばアースになり得る。
【００６２】
又、得られた基板は基板表面にある固定されていないナノ粒子、固定されていないが溶融したナノ粒子、及び／或いは不純物を取り除くために、続く使用、或いは処理前に、先ず洗浄しなければならない。特に、得られた基板は溶液で洗浄するか（例えば、水或いは、洗浄溶液）、空気を吹き付けて清掃する。
実施例 ７
【００６３】
約２０ｎｍの粒子サイズのＡｕナノ粒子は、既定のパターンに従って、これに限定するものでは無いが、有機素材の基板に配布された。この後、波長５３２ｎｍの緑色レーザーが約１５秒間Ａｕ基板上のナノ粒子に照射された。この時、Ａｕナノ粒子は緑色レーザーの照射の１５秒以内に２００℃までの温度を持つ光エネルギーを発生させられるので、Ａｕナノ粒子の表面は互いに溶け合い、基板に固定された。一旦緑色レーザーの照射が完了すると、既定のパターンを持つ基板が得られた。図１８Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板の表面はＡＦＭによって観察された。図１８Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後で、得られた基板はＡＦＭによって観察された。図１８Ａ及び１８Ｂを参照すると、得られた基板の表面のナノ粒子は既に溶け合っている。
【００６４】
他の実施例では、図１９Ａに表される様に、例えば完全にナノ粒子の層であるナノ粒子１３０の層が、表面構造を形成する基板１１２の表面に配布されている。提供された基板に配布するナノ粒子１３０は、同じ粒子サイズか、二つ以上のナノ粒子サイズでもよい。提供された基板に配布するナノ粒子１３０は、同じ素材か、二つ以上の素材でもよい。提供された基板に配布するナノ粒子は、同じ形状か、二つ以上の形状でもよい。更に、ナノ粒子１３０は、これに限るものでは無いがスプレー印字、スピン・コート、コーティング等の手段により、基板１１２に配布されてもよい。又、ナノ粒子１３０は溶剤の形態で基板１１２の表面に配布されてもよい。
【００６５】
その後、図１９Ｂ及び図２０に表される様に、特定の波長の光線１５０が基板１１２上のナノ粒子１３０を照射し、その間、光線１５０を出力する光源は形成される既定のパターンに従って移動され、光線１５０はナノ粒子１３０上を移動し、既定のパターンが形成された位置でナノ粒子１３０を励起する。光線はナノ粒子を既定の時間連続的に照射する。例えば、特定の波長の光線はナノ粒子を、これに限定するものでは無いが、約５秒間照射出来る。
【００６６】
励起されたナノ粒子１３０は光線１５０の光エネルギーを熱エネルギーに変換出来る。その後、図１９Ｃ及び２１に表される様に、励起されたナノ粒子１３０が発生させた熱エネルギーにより、励起されたナノ粒子１３０は基板１１２周辺のナノ粒子１３０と共に溶ける。換言すれば、励起されたナノ粒子１３０及びナノ粒子１３０の周辺は表面で溶けあい、これは基板１１２が、溶融されないナノ粒子１３０のみでなく、溶融されたナノ粒子１３２も持つという事である。
【００６７】
最終的に、図１９Ｄに表される様に、周辺のナノ粒子１３０と溶融しなかったナノ粒子１３０は表面から外され、既定のパターン１７０を持つナノ粒子が溶融した薄層を形成し、これは既定のパターンを持つ基板１１０を得る事である。言い換えると、一旦溶融しないナノ粒子１３０を外すと、基板１１２上には溶融したナノ粒子１３２のみが残り、既定のパターンを呈する。この時、溶融しないナノ粒子１３０は溶液で洗浄されるか（例えば、水或いは洗浄液によるが、これに限るものでは無い）空気で吹き飛ばされて、基板１１２より外される。
【００６８】
ナノ粒子１３０は金属素材で出来ていてもよい。この時点で、基板１１２の表面に残った溶融されたナノ粒子１３２は、一つ以上の導線及び／或いは一つ以上の導電区域として利用され得る。これは、ナノ粒子の溶融した薄層が一つ以上の導線及び／或いは一つ以上の導電区域の導電層のパターンである事を意味する。故に、ナノ粒子の溶融した薄層は導線及び／或いは導電区域を持つ基板が得られる。
【００６９】
例えば、形成される表面構造（これは既定のパターンである）が導線のパターンを持つ導電層である場合は、光線は導線が形成される位置に対応して動かされ、導線が形成される基板の位置のナノ粒子を励起し、ナノ粒子が互いに溶け合い基板に固定される。一旦基板から溶融しなかったナノ粒子が外されると、導線の形態で溶融したナノ粒子（これは、既定のパターンのナノ粒子の薄層である）が基板に残され、これにより既定のパターンの層を持つ基板が得られ、これには基板と溶融したナノ粒子が含まれる。
【００７０】
同様に、形成される表面構造（これは既定のパターン層）が少なくとも一つの導電区域があるパターン線を持った導電層であると、光線は導電区域が形成される位置に対応して動き、導電区域が形成される基板の位置のナノ粒子を励起し、ナノ粒子は互いに溶け合い基板に固定される。溶融しなかったナノ粒子が基板から外された後で、導電区域の形態に溶融したナノ粒子（これは既定のパターンのナノ粒子の溶融した薄層）が基板に残り、これにより既定のパターンの導電層を持つ基板が得られ、これは基板と溶融したナノ粒子により形成される。
【００７１】
又、もし基板の素材が適切に選ばれていたなら、得られた一本以上の導線及び／或いは一つの以上の電導区域を持つ基板は回路板として使用出来る。この場合、ナノ粒子の素材は、発生した熱エネルギーによりナノ粒子がもたらした温度である、発生した熱エネルギーより低いか同じ溶融温度を持つ。
実施例 ８、９、１０
【００７２】
８ｎｍから９ｎｍの粒子サイズを持つ溶液の形態のＡｕナノ粒子が、ガラス製の基板に塗布された。この後、１．２５ｍｍ／秒の照射率で、異なる出力で（５１４ｎｍの波長の）緑色レーザーがＡｕナノ粒子を励起される為に、基板上のＡｕナノ粒子に照射され、Ａｕナノ粒子は周辺のナノ粒子と共に溶融した。導電性のテストの関しては、１．８Ｗのレーザーでの照射後、基板の表面上の溶融したＡｕナノ粒子の導電性は１．５５Ω／ｓｑであり、１．５Ｗのレーザーでの照射後、基板の表面上の溶融したＡｕナノ粒子の導電性は５．２１Ω／ｓｑであり、１．２Ｗのレーザーでの照射後、基板の表面上の溶融したＡｕナノ粒子の導電性は９．０２Ω／ｓｑであった。図２２Ａに表される様に、レーザーによる照射前に、基板のＡｕナノ粒子をその表面に持つ二次電子像（ＳＥＩ）が電子顕微鏡により、２２０，０００の倍率で、作動距離が９．７ｍｍにて観察された。図２２Ｂに表される様に、１．８Ｗのレーザーでの照射後、その表面に溶融したＡｕナノ粒子１３２を持つ基板のＳＥＩは電子顕微鏡により、２００，０００の倍率で、作動距離が９．７ｍｍにて観察された。 図２２Ｃに表わされる様に、１．５Ｗのレーザーでの照射後、その表面に溶融したＡｕナノ粒子１３２を持つ基板のＳＥＩは電子顕微鏡により、６５，０００の倍率で、作動距離が９．７ｍｍにて観察された。図２２Ｄに表される様に、１．２Ｗのレーザーでの照射後、その表面に溶融したＡｕナノ粒子１３２を持つ基板のＳＥＩは電子顕微鏡により、１４０，０００の倍率で、作動距離が９．７ｍｍにて観察された。故に、図２２Ａ〜２２Ｄを参照すると、本発明の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板を製造する方法に従って得られた基板については、提供された基板の得られた基板の表面のナノ粒子は共に溶融し、溶融したナノ粒子は望ましい導電性を持った。
実施例 １１
【００７３】
粒子サイズが２５ｎｍのＡｇナノ粒子が基板上の薄い膜に形成された。Ａｇナノ粒子の薄膜はエネルギー密度が１５９．２Ｗ／ｍｍ2、出力が５０ｍＷ，光線サイズが２０μｍ、波長が４０８ｎｍのレーザーでアニールの目的で照射された。アニール前に、図２３Ａに表された様に、Ａｇナノ粒子１３０の薄層を表面に形成された基板のＳＥＩが、電子顕微鏡により、８０，０００の倍率で、作動距離が１０ｍｍにて観察された。アニール後に図２３Ｂに表された様に、溶融したＡｇナノ粒子１３２の薄層がその表面に形成された基板のＳＥＩが、電子顕微鏡により、８０，０００の倍率で、作動距離が１０ｍｍにて観察された。アニール後は、Ａｇナノ粒子１３０は明らかにより大きな粒子に融合していた。更に、Ａｇナノ粒子１３０の薄膜の抵抗率については、アニール前は大きすぎて計測出来なかったが、アニール後は、抵抗は１．４８*１０-6Ωｍに減少した。
実施例 １２
【００７４】
粒子サイズが約４０ｎｍ及び１２０ｎｍのＡｇナノ粒子は基板上の薄膜に形成された。Ａｇナノ粒子の薄膜はエネルギー密度が０．５２Ｗ／ｍｍ2、出力が５０ｍＷ、光線のサイズが３５０μｍ、波長が４０８ｎｍのレーザーでアニールの目的で照射された。アニールされる前に、図２４Ａに表される様に、表面にＡｇナノ粒子１３０の薄膜を形成された基板のＳＥＩが、電子顕微鏡により、１００，０００の倍率で、作動距離が１０．１ｍｍにて観察された。アニール後に、図２４Ｂに表される様に、表面に溶融されたＡｇナノ粒子１３２持つ基板のＳＥＩが、電子顕微鏡により、１００，０００の倍率で、作動距離が１０ｍｍにて観察された。アニール後には、粒子サイズが約４０ｎｍのＡｇナノ粒子１３０と、粒子サイズが約１２０ｎｍのＡｇナノ粒子１３０とは明らかに融合していた。更に、Ａｇナノ粒子１３０の薄膜のて抵抗率については、９．２１*１０5Ωｍ（アニール前）より３．０４*１０-7Ωｍ（アニール後）に減少していた。
【００７５】
上記を考慮して、本発明の光熱効果を利用した表面構造を持った基板の製造方法では、特定の表面構造を持った基板はマスクを使用せず製造出来、特定の表面構造を持った基板の製造に関する全ての流れは至って単純であり、特定の表面構造を持った基板の製造費用は比較的低く、特定の表面構造と広い領域を持った基板は簡単に大量生産する事が出来る。又、特定の表面構造と広い領域を持った基板が大量生産されると、特定の手順と対応する技術とに必要であった装置及び機械が使用されなくなるかも知れず、これにより製造コストが下がる。既定のパターンの層を持つ基板の製造では、残留するストレスと熱出力が減少出来、既定のパターンと基板間の接合が強化出来る。又、エネルギーの損失も減少される。
【００７６】
この様に本発明が説明されると、多くの方面での本発明の変更の可能性は明らかである。その様な変化形は本発明の精神と範囲から逸脱するものとは見なさず、この技術に精通した者であれば、全てのその様な改良は、次の請求範囲に含まれる様に意図されたものである事は明らかである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板の製造方法に関するものであり、特に光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
近年、ミクロ・ナノ構造を基板の表面に形成するナノ・インプリント・リソグラフィ（NIL)、半導体製造工程、或いは微小電気機械行程（MEM) 等の多くの技術が開発された。これ等の技術はミクロ・ナノ構造の加工に使えるが、加工工程は複雑で高価である。例を挙げれば、ミクロ・ナノ構造の加工に半導体製造工程或いはMEMS行程が使われた場合、試料はスピン・コート、露光／現像、エッチング、インプリント行程を含む数回の工程を施される。故にこれ等の技術を利用してミクロ・ナノ構造を加工する事は困難かつ高価である。NIL技術も、ミクロ・ナノ構造をその表面に持つテンプレートの加工に多くの工程を必要とし、その上で基板にインプリントを施す。この技術は広面積おけるミクロ・ナノ構造の製造が困難である事を示す。
【０００３】
プリント基板（PCB）の作成中には、ゴールドフィンガー（或いはエッジコネクタ）を形成する工程がある。エッジコネクタは外部素子に差し込む事により、PCBと外部素子を接続するインターフェースとして使われる。金が導電性及び耐酸化性に優れるのでゴールドフィンガーは金で作られる。しかしながら、金の価格は高いので、ゴールドフィンガーはメッキあるいはボンディング・パッド等の化学結合により部分的に金で作られている。メッキにおいては、他の金属による汚染や劣悪な接合を避けるために、パラメータの適切な管理が必要となる。
【０００４】
更に、導電構造を作る方法には減法行程と加法行程がある。減法行程では、エッチングの製剤とエッチングの角度のエラーにより銅の残留が起きる。故に減法行程は微細な回路製造には適さない。加法行程は回路の輪郭をはっきりさせるためにマスクを必要とし、その上でプラズマ・スパッタ、電気メッキ或いは無電解メッキの様な銅のクラッディング行程により回路を製造する。一般的には、加法行程の流れはやや複雑であり、費用も比較的高い。故に、導線をインクジェット技術により製造する方法を提案するものである。
【０００５】
目下インクジェット技術により導線を製造する方法は、既にフレキシブル回路基板に応用されている。従来インクジェット技術は、溶融点の低い導電性インクの有機基板へのスプレーに利用されており、これにより導線を持つフレキシブル回路基板が高速及び低価格で製造出来る。しかしながら、導線を形成し、又その導電性を高めるためには、導電性インクを膜に高温で焼結させなければならない。その様な焼結工程においては２００℃の焼結温度が必要であり、焼結期間はおおよそ３０分間である。従って、基板と形成された導線間には残留熱ストレスが生じ易い。熱処理以外には、焼結に紫外線レーザー（UV）を用いる方法があるが、この方法では基板が破損され易い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、新たな簡単な方法で、ナノ粒子の光熱作用により基板の表面の大きな区域に、ミクロ・ナノ構造を直接製造出来る、光熱効果を利用した表面構造を持った基板の製造方法を提供する。上記の（従来の）技術と比べて、本発明に従って、光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法は、かなり簡単であり、比較的低価格であり、基板の表面の大きな区域にパターンを形成出来る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ひとつの実施例において、光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法は、基板の提供、提供された基板への複数のナノ粒子の配布、ナノ粒子が照射エネルギー（すなわち光エネルギー）を熱エネルギーに変換する様に、提供された基板上のナノ粒子への特定の波長での照射、及びナノ粒子が発生させた熱エネルギーにより、既定のパターンの層を提供された基板の表面に形成する手順が関与する。
【発明の効果】
【０００８】
ある事例では、提供された基板上のナノ粒子は、ナノ粒子が発生させた熱エネルギーにより溶融されて、既定のパターンの層の溶融ナノ粒子の薄層を形成し、既定のパターンの層を持つ基板をもたらす。既定のパターンは少なくとも一本の導線及び／或いは少なくとも一つの導電区域を持つ。少なくとも一本の導線を持つパターンの場合は、導線を持つ基板が得られる。少なくとも一つの導電区域を持つパターンの場合は、導電区域を持つ基板が得られる。
【０００９】
ここでは、ナノ粒子を既定のパターンに従って提供された基板に直接配布する事が出来る。
【００１０】
或いは、ナノ粒子はまず提供された基板に完全な層として配布され、その後、ナノ粒子を励起するために、基板上のナノ粒子は既定のパターンに沿っての、特定の波長の光線の移動により照射される。この場合、提供された基板上の励起されたナノ粒子及び励起されたナノ粒子の周辺のナノ粒子は、励起されたナノ粒子が発生させた熱エネルギーで溶融され、溶融されたナノ粒子は励起されたナノ粒子が発生させた熱エネルギーで提供された基板に固定される。最終的に溶融されないナノ粒子は提供された基板から除去されて、提供された表面に既定のパターンの溶融ナノ粒子薄層が得られる。
【００１１】
上記を考慮して、本発明に従った光熱効果を利用した表面構造を持った基板の製造方法は基板の表面上／内にミクロ・ナノ構造を形成する。本発明の方法を使用しての基板の表面上／内のミクロ・ナノ構造の加工は、加工工程がより簡単かつ低価格であるなどのいくつかの利点を示し、試料は大きな面積で製造出来る。更に、既定のパターン層を持つ基板を製造する際に、残留ストレスと熱出力が減少し、既定のパターンと基板間の接着力も増加する。又、エネルギーの損失も減少される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明は説明のみを目的とする以下の詳細な説明により、更に完全に理解されるものである。
【図１】本発明の第一の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法のフローチャートである。
【図２】計算されたＡｕ、Ａｇ、ＣｄＴe、及びＣｄＳｅナノ粒子の光エネルギー消失の割合を表す。
【図３】プラズモン共鳴の光力機能により、単一のＡｕナノ粒子の表面における計算された温度の上昇を表す。
【図４】粒子のサイズとＡｕナノ粒子の溶融点との関係曲線を表す。
【図５Ａ】本発明の第二の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図５Ｂ】本発明の第二の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図５Ｃ】本発明の第二の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図５Ｄ】本発明の第二の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図５Ｅ】本発明の第二の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図６Ａ】本発明の第三の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図６Ｂ】本発明の第三の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図６Ｃ】本発明の第三の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図６Ｄ】本発明の第三の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図７Ａ】本発明に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図７Ｂ】本発明に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである。
【図８】光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法における、ナノ粒子の分布の実施例の略断面図である。
【図９Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第一の実施例で、レーザーで照明される前に、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって観察された基板の表面構造の顕微鏡図である。
【図９Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第一の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１０Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第一の実施例で、ナノ粒子が基板１に配布される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１０Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第一の実施例で、ナノ粒子が基板２に配布される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１０Ｃ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第一の実施例で、ナノ粒子が基板３に配布される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１１Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第二の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１１Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第二の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１２Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第三の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１２Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第三の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１３Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第四の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１３Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第四の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１４Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第五の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１４Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第五の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１５Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第六の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１５Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第六の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１６Ａ】本発明の第四の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図１６Ｂ】本発明の第四の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図１６Ｃ】本発明の第四の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図１６Ｄ】本発明の第四の実施例の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法に従ったジェネラル・フローチャートである。
【図１７】図１６Ｄに対応した略上部図である。
【図１８Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第七の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１８Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第七の実施例で、レーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図１９Ａ】本発明の第五の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである
【図１９Ｂ】本発明の第五の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである
【図１９Ｃ】本発明の第五の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである
【図１９Ｄ】本発明の第五の実施例に従った光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法におけるジェネラル・フローチャートである
【図２０】図１９Ｂに対応するジェネラル断面図である。
【図２１】図１９Ｃに対応するジェネラル断面図である。
【図２２Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第八、第九、及び第十の実施例で、レーザーで照明される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２２Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第八の実施例で、１．８Ｗのレーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２２Ｃ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第九の実施例で、１．５Ｗのレーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２２Ｄ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第十の実施例で、１．２Ｗのレーザーで照明された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２３Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第十一の実施例で、焼鈍される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２３Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第十一の実施例で、焼鈍された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２４Ａ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第十二の実施例で、焼鈍される前に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【図２４Ｂ】本発明の光熱作用を利用した表面構造を持った基板の製造方法の第十二の実施例で、焼鈍された後に、ＡＦＭによって観察された基板の表面の顕微鏡図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明では、表面プラズマ共鳴（ＳＰＲ）の原理に基づいた表面構造を持った基板が製造される。ナノ粒子が特定の波長の光線で照射された時、励起されたナノ粒子は光線の光エネルギーを熱エネルギーに変換する事が出来るので、その熱エネルギーにより基板に表面構造を形成して特定の表面構造（例えば複数の気孔と既定のパターン層であるが、これに限定はしない）を持つ基板を得る。ＳＰＲの原理は、もし貴金属の直径が照射光線の波長よりかなり小さければ、照射光線に励起されて、金属粒子の表面の電子が集団双極子振動を起動し、従って表面電子の分極の利用により、金属粒子の表面で自由電子の共鳴現象が生ずると説明出来る。故に、ＳＰＲにより貴金属粒子に吸収された光エネルギーは急速に熱エネルギーに変換される。
【００１４】
この「光熱作用」はナノ粒子が特定の波長の光線で照射された後に、ナノ粒子に吸収された光エネルギーがＳＰＲにより熱エネルギーに変換されると定義される。ここで単数として扱われたものは、単数の実態としての限定を意図するものでは無い。（直訳−ここで「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は単数の実体としての限定を意図するものではない。）
【００１５】
図１は本発明の第一の実施例に従った表面構造を持つ基板を光熱作用で製造する方法を表す。
【００１６】
まず、基板が提供される（手順１０）。提供された基板は有機素材、無機素材（例えば、ガラス、金属或いはセラミック）、ハイブリッド素材或いはこの中のいかなる組み合わせで作られても良いが、これに限定するものでは無い。
【００１７】
次に、ナノ粒子が提供された基板に配布される（手順３０）。ナノ粒子はプラズマ共鳴と光熱作用を生じる事が可能な素材で作られている。ナノ粒子は、例えばＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｔｅ、ＣｄＳｅ、（しかしこれ等に限定するものでは無い）或いはその中のいかなる組み合わせから形成される金属ナノ粒子でも良い。ナノ粒子は、異なる素材もしくは同素材の複数の小さな金属粒子の統合、或いは異なるサイズもしくは同サイズの複数の小さな金属粒子の統合、或いは一つ以上の金属粒子をより大きな粒子に表面を改良する事で接合して形成した大きなサイズの粒子構造の、大きな粒子の形で提示され得る。大きなサイズの粒子構造は、例えば、ナノサイズもしくはミクロサイズの金属粒子の表面を、一つ以上のナノ粒子と接合したもの、ナノサイズもしくはミクロサイズのＳｉＯ2の表面を一つ以上のナノ粒子と接合したもの、或いはカーボン・チューブの表面に一つ以上のナノ粒子を接合したもの等で良い。ここで、励起のために使用されるナノ粒子の粒子サイズは、光の波長よりも、かなり小さいものが良い。又、ナノ粒子の直径、すなわち粒子サイズは５００ｎｍより小さいものが良い。ナノ粒子は形を制限されず、球状、楕円状、三角状、短冊状、棒状、星状、或いはその他の不規則な三次元の幾何学形態で良いがこれに制限されるものでは無い。
【００１８】
提供された基板に配布されるナノ粒子は、同じ粒子サイズ或いは二つ以上の粒子サイズを持つもので良い。これ等の基板に配布されるナノ粒子は、同一の素材或いは二つ以上の素材よりなるもので良い。これ等の基板に配布されるナノ粒子は、同じ形か二つ以上の形であり得る。
【００１９】
その後、ナノ粒子を励起して光エネルギーを熱エネルギーへ変換する様に、提供された基板上のナノ粒子に照射する特定の波長の光が利用される（手順 ５０）。ここで、ナノ粒子を照射する既定の時間は、次の工程パラメータにより決定される。その工程パラメータは、基板の表面素材（例えば、ナノ粒子と接する表面素材）、ナノ粒子の素材、ナノ粒子の粒子サイズ、ナノ粒子の密度、照射光の種類（例えば、光の種類及び波長であるが、これに限らない）及び照射光の強度（例えば、出力であるが、これに限らない）。
【００２０】
その後、提供された基板には、プラズマ共鳴により励起されたナノ粒子が発生させた熱エネルギーによる表面構造が形成される（手順 ７０）。
【００２１】
この様にして、特定の表面構造を持った基板、例えばナノもしくはミクロ気孔、或いは既定のパターンの層が得られる。
【００２２】
図２は計算されたＡｕ，Ａｇ，ＣｄＴｅ、及びＣｄＳｅナノ粒子における光エネルギーの消失率を表す。図２では、６０ｎｍの粒子サイズを持ち、水中にあるＡｇナノ粒子、Ａｕナノ粒子、ＣｄＳｅナノ粒子及びＣｄＴｅナノ粒子は、それぞれ５*１０4Ｗ／ｃｍ2（Ｉ０＝５*１０4Ｗ／ｃｍ2）の光束の光線で照射される。垂直軸は熱発生に対する総吸収率（ｑtot）を示し、単位はｕＷである。総吸収率はナノ粒子が吸収した光エネルギー量を示す。熱発生はナノ粒子が発生させた熱エネルギー量を示す。水平軸は光線の波長を示し、単位はｎｍである。ナノ粒子周辺の媒体の誘電率（εｏ）は水のそれ（εwater）に等しく、誘電率は１．８である。
【００２３】
図２を参照すると、ＳＰＲを励起する吸収バンドである特定の波長の光線で照射された場合に、ＣｄＳｅナノ粒子とＣｄＴｅナノ粒子に比較して、Ａｇナノ粒子とＡｕナノ粒子はより大きな熱エネルギーを発生させる。
【００２４】
光熱作用はＳＰＲの吸収に関連し、ＳＰＲはサイズ、形態、粒子間の結合の度合いに左右される。
【００２５】
図３は計算された水中の単一のＡｕナノ粒子の表面の温度の上昇がプラズモン共鳴の照明出力の機能である事を示す。図３では水中における１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍといった粒子サイズのＡｕナノ粒子が、５２０ｎｍの波長（λexcitation＝５２０ｎｍ）の光線で個別に照射される。垂直軸は単一のＡｕナノ粒子が発生させる熱エネルギーに起因する温度の上昇（ΔＴmax）を示し、単位はＫである。水平軸は照射光線の光束を示し、単位はＷ／ｃｍ2である。
【００２６】
図３を参照すると、水中のＡｕＮＰから発生する熱は、同じ光束で照明された場合に粒子のサイズに従って増加する。
【００２７】
又、ナノペレット、ナノライン、ナノチューブ等の異なる種類のナノ素材には、低下する溶融点の現象が観察される。同素材の物質については、巨視的には、全てが多量の同素材の場合より低い温度で溶けるナノワイヤ、ナノチューブ、ナノ粒子における溶融点の低下が明白である。溶融点の変化は、ナノスケールの素材では多量の素材よりもかなり大きくなる表面と容積の比率により、その熱力学的、熱的な特色が大幅に変わる。この違いは、ナノ構造の物質がより大きな特定の表面積持つので生じ、ナノ構造の物質と多量の物質の熱力学的、熱的な特色は大きく異なる。
【００２８】
図４はＡｕナノ粒子における粒子のサイズと溶融点との関係曲線を表す。図４では、垂直軸がＡｕナノ粒子の溶融点（Ｔm）を示し、単位はＫである。水平軸はＡｕナノ粒子の直径であるＡｕナノ粒子の粒子サイズ（２ｒ）を示し、単位はｎｍである。
【００２９】
図４を参照すると、Ａｕナノ粒子の粒子サイズが５ｎｍより小さい場合に、Ａｕナノ粒子の溶融点は劇的に低下する。
【００３０】
従って、気孔を持つ基板が光熱作用を利用して製造される場合、ナノ粒子の粒子サイズは提供された基板の溶融点及び熱分解温度により決定される。
【００３１】
粒子サイズの小さいナノ粒子が発生する熱エネルギー量は大きなものより少ないので、既定のパターンの層を持つ基板が光熱作用を利用して製造される場合には、大小の粒子サイズを持つナノ粒子を同時に使う。よって、既定のパターン層は、小さい粒子サイズナノ粒子を溶かして、大きい粒子サイズのナノ粒子を接合させて形成出来る。
【００３２】
図５Ａ〜５Ｅは光熱作用を利用して表面構造を持つ基板を製造する方法を表す。
【００３３】
図５Ａに表される様に、先ず基板１１２が提供される。基板は有機素材、無機素材（例えばガラス、金属及びセラミック）、ハイブリッド素材或いはこれ等の組み合わせで作られたもので良いが、これに限るものでは無い。
【００３４】
次に、図５Ｂに表される様にナノ粒子１３０が基板１１２に配布される。提供された基板に配布されるナノ粒子１３０は同じ粒子サイズであるか、二つ以上の粒子サイズでもよい。これ等の、提供された基板に配布されるナノ粒子１３０は同じ素材であるか、二つ以上の素材でもよい。これ等の基板に配布されるナノ粒子１３０は同じ形状であるか、二つ以上の形状である。
【００３５】
その後、図５Ｃに表される様に、特定の波長の光線１５０が基板１１２上のナノ粒子１３０の照射に使われ、励起されたナノ粒子１３０は光エネルギーを熱エネルギーに変換出来機構線が約５秒以上ナノ粒子を照射するが、この時間に限るものではない。
【００３６】
その後、図５Ｄに表される様に、ナノ粒子１３０が光線で照射された際に発生した熱エネルギーにより、ナノ粒子１３０に対応する複数の気孔１１６が基板１１２の表面に形成される。
【００３７】
最終的に、ナノ粒子１３０は基板１１２から外されて、気孔１１６を持つ基板１１０が得られる。
【００３８】
更に、図６Ａに表される様に、ナノ粒子１３０は別の透明な基板１０２の表面に接合出来る。透明な基板１０２は、ナノ粒子を担持しうるいかなる透明な素材で作られていても良く、例としてはガラスやクォーツがある。提供された基板に配布されるこれ等のナノ粒子１３０は、同じ粒子サイズあるいは二つ以上の粒子サイズである。これ等の基板に配布されるナノ粒子１３０は同じ素材であるか、二つ以上の素材でも良い。これ等の基板に配布されるナノ粒子１３０は同じ形状であるか、二つ以上の形状でも良い。ここでは、ナノ粒子１３０の透明な基板１０２への固定にスプレー印字、スピン・コート、コーティング或いは共有結合、その他の手段が利用される。この手段は透明な基板の特色、すなわち金属素材、無機素材、有機素材、ハイブリッド素材或いはそれ等の組み合わせ等である、透明な基板１０２の素材に基づくものである。透明な基板１０２にナノ粒子１３０を固定する手段は、物理的手段と化学的手段より選択出来る。物理的な手段としては、例えば静電気の吸着力、イオンの吸着力或いはファン・デル・ワールス力を利用してナノ粒子１３０を透明な基板１０２の表面に固定出来る。科学的な手段としては、例えば透明な基板１０２の表面への自己集合単分子層の形成や、ナノ粒子１３０や透明な基板１０２に表面改良を加えての、ナノ粒子１３０の透明な基板１０２の表面への固定がある。表面改良では、ナノ粒子１３０や透明な基板１０２の表面が改良され、ナノ粒子１３０が改良された表面を通して透明な基板１０２にイオン結合、共有結合等の方法で化学結合される。ナノ粒子の表面もしくは透明な基板１０２の表面を改良後、その表面はそこで官能基を形成する。官能基はＮ−ヒドロキシ・スクシンイミド（ＮＨＳ）基、アミノ基、アルデヒド基、エポキシ基、カルボキシル基、ヒドロオキシル基、アシル基、アセチル基、ヒドラゾノス基、疎水性基、チオール基、光反応基、システイン基、ジスルフィド基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アシル基、アジド基、リン酸塩基、或いはそれ等の組み合わせ等であるが、それに限定するものでは無い。
【００３９】
ナノ粒子１３０を固定された透明な基板１０２の片面は、そこに気孔を形成したい基板１１２の表面に対向し、その上に置かれ、ナノ粒子１３０は基板１１２に配布され、基板１１２の表面に密着する。すなわち、図６Ｂに表される様に、ナノ粒子１３０は透明な基板１０２と基板１１２とに挟まれる。
【００４０】
その後、図６Ｃに表される様に、特定の波長の光線１５０は透明な基板１０２上のナノ粒子１３０の照射に利用され、励起されたナノ粒子１３０は光線１５０の光エネルギーを熱エネルギーに変換する。この時、特定の波長の光線はナノ粒子を既定の時間照射する。例えば、特定の波長の光線はナノ粒子を約５秒間照射するが、これに限定するものでは無い。
【００４１】
その後、図６Ｄに表される様に、ナノ粒子１３０に対応する気孔１１６の位置が、光線で照射される事でナノ粒子１３０が発生させた熱エネルギーにより、基板１１２に形成される。
【００４２】
最終的に、図５Ｅに表される様に、透明な基板１０２は基板１１２から外され、これにより気孔１１６を持つ基板１１０が得られる。ナノ粒子１３０は透明な基板１０２に固定されているので、透明な基板１０２が外された時に透明な基板１０２と共にナノ粒子１３０も外される。又、一旦透明な基板１０２が外されると、基板１１２の表面は溶液で洗浄されるか（例えば、水或いは洗浄液であるが、これに限るものでは無い）、或いは空気でを吹き付ける事で清掃し、表面に付着した残留するナノ粒子１３０及び／或いは埃の様な不純物を排除し、続く利用或いは処理を簡単にする。
【００４３】
基板１１２は次の手順により形成される。先ず図７Ａに表される様にサブ基板１１３が提供される。次に図７Ｂに表される様に、熱エネルギーによりナノ粒子１３０が発生させた温度より低いか同じ溶融点を持つ素材を利用してサブ基板１１３上に低い溶融点を持つ表面層１１４を形成する。この時図８に表される様に、ナノ粒子１３０は低い溶融点を持つ表面層１１４の表面に配布されている。サブ基板１１３は有機素材、無機素材(例えば、ガラス、金属及びセラミック)、ハイブリッド素材、或いはそれ等の組み合わせで出来ている。低い溶融点を持つ表面層１１４は、ナノ粒子１３０が発生させる熱エネルギーの温度より低いかそれに等しい溶融点、すなわち熱エネルギーが発生した時に上昇したナノ粒子の温度より低いかそれに等しい溶融点を持つ素材で出来ている。低い溶融点を持つ表面層１１４は有機素材、無機素材、ハイブリッド素材、或いはそれ等の組み合わせで出来ている。有機素材にはポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール、ポリアセタール、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリエステル、フェノールホルムアルデヒド、アミノ樹脂があるが、これに限られるものでは無く、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）或いはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）に限るものでも無い。
【００４４】
すなわち、少なくともナノ粒子１３０と接触する基板１１２の表面の素材はナノ粒子１３０が発生させる熱エネルギーに起因するナノ粒子１３０の温度より低いか同じである溶融点を持つ。つまり基板の表面の溶融点がナノ粒子の温度より低いか同じである。
実施例 １
【００４５】
約２０ｎｍの粒子サイズのＡｕナノ粒子（すなわちＡｕで出来たナノ粒子）が透明の基板の表面に固定されて、その後、ポリマー素材の基板の表面に置かれた。Ａｕナノ粒子は基板の表面に密着した。その後、波長が５３２ｎｍの緑色レーザーを用いてＡｕナノ粒子を持つ透明な基板を約１５秒照射した。Ａｕナノ粒子は基板上で励起した。この時、緑色レーザーで１５秒以内照射される事によりＡｕナノ粒子は２００℃までの温度を発生させた。１５秒の照射時間後、すなわち照射された時間、透明な基板とＡｕナノ粒子は基板から外されて、気孔を持つ基板が得られる。図９Ａに表される様に、緑色レーザーの照射前に、Ａｕナノ粒子を持つ基板の表面が原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察された。図９Ｂに表される様に緑色レーザーの照射後に、取得された気孔を持った基板もＡＦＭで観察された。更に、図９Ａ及び９Ｂに見られる様に、本発明の光熱作用を利用して得られた表面構造を持つ基板の製造方法により、多くの気孔が基板の表面に形成された。
【００４６】
更に、三種類の基板が提供された。説明の便宜上、以降それ等を基板１、基板２、基板３とする。基板１はガラス製のサブ基板及びＰＵで出来た低い溶融点を持つ表面層で形成された。基板２はガラス製のサブ基板及びＰＭＭＡ／エタノールで出来た低い溶融点を持つ表面層で形成された。基板３はガラス製のサブ基板及びＰＤＭＳで出来た低い溶融点を持つ表面層で形成された。先ず、それぞれ図１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃに表される様に、基板１、２及び３のサブ基板に対向する低い溶融点を持つ表面層の表面をＡＦＭで観察した。
【００４７】
ここで、粒子サイズが約２０ｎｍのＡｕナノ粒子は透明な基板に固定され、その後透明な基板は基板上に置かれた。ここで、Ａｕナノ粒子は低い溶融点を持つ表面層の表面に密着した。その後、気孔を持つ３種類の基板は次のパラメータに従って製造され（説明の便宜上、それぞれを基板１´、基板２´及び基板３´とする）、これ等の基板はそれぞれＡＦＭで観察された。
実施例 ２
【００４８】
波長が５３２ｎｍで出力が１００ｍＷの緑色レーザーを使って、基板１に置かれたＡｕナノ粒子を透明な基板を通して約10分間照射した。一旦照射が完了したら、透明な基板とＡｕナノ粒子は外され、基板１´が得られた。図１１Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板はＡＦＭで観察された。図11Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後に、得られた基板１´はＡＦＭで観察された。
実施例 ３
【００４９】
波長が５１４．５ｎｍで出力が１Ｗの緑色レーザーで、基板２に置いたＡｕナノ粒子を透明な基板を通して約20分間照射した。一旦照射が完了したら、透明な基板とＡｕナノ粒子は外され、基板２´が得られた。図１２Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板はＡＦＭで観察された。図1２Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後に、得られた基板２´はＡＦＭで観察された。
実施例 ４
【００５０】
波長が５１４．５ｎｍで出力が２Ｗの緑色レーザーで、基板３に置いたＡｕナノ粒子を透明な基板を通して約４０分間照射した。一旦照射が完了したら、透明な基板とＡｕナノ粒子は外され、基板３´が得られた。図１３Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板はＡＦＭで観察された。図1３Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後に、得られた基板３´はＡＦＭで観察された。
【００５１】
更に、粒子サイズが６０ｎｍのＡｕ粒子は透明な基板に固定され、その後、透明な基板はＡｕナノ粒子が基板に密着する事を可能にするために、低い溶融点を持つ表層の表面に置かれた。その後、気孔を持つ二種類の基板は次のパラメータに従って製造され（説明の利便性のために、以降それぞれを基板４´及び基板５´と呼ぶ）、その後、製造された基板はＡＦＭで観察された。
実施例 ５
【００５２】
波長が５１４．５ｎｍで出力が２Ｗの緑色レーザーで基板１に置いたＡｕナノ粒子を透明な基板を通して約４０分間照射した。一旦照射が完了したら、透明な基板とＡｕナノ粒子は外され、基板４´が得られた。図１４Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板はＡＦＭで観察された。図1４Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後に、得られた基板４´はＡＦＭで観察された。
実施例 ６
【００５３】
波長が５１４．５ｎｍで出力が２Ｗの緑色レーザーで基板３に置いたＡｕナノ粒子を透明な基板を通して約４０分間照射した。一旦照射が完了したら、透明な基板とＡｕナノ粒子は外され、基板５´が得られた。図１５Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板はＡＦＭで観察された。図1５Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後に、得られた基板５´はＡＦＭで観察された。
【００５４】
図１６Ａ〜図１６Ｄを参照すると、これ等は本発明の実施例に従って光熱作用を利用して表面構造を持った基板を製造する方法を表している。
【００５５】
先ず、図１６Ａに表される様に、基板１１２が提供された。
【００５６】
次に、図１６Ｂに表される様に、少なくとも一つの既定パターン１７０に従って、複数のナノ基板１３０が基板１１２に配布された。提供された基板に配布されるこれ等のナノ粒子１３０は同じ粒子サイズであるか、二つ以上の粒子サイズである。提供された基板に配布されるこれ等のナノ粒子１３０は同じ素材であるか、二つ以上の素材である。提供された基板に配布されるこれ等のナノ粒子１３０は同じ形状であるか、二つ以上の形状である。
【００５７】
又、ナノ粒子１３０の基板１２０への固定にスプレー印字、スピン・コート、コーティング或いは共有結合、その他の手段が利用される。ナノ粒子１３０を基板１２０へ固定する手段は、基板１１２の素材の性質に従って、物理的手段と化学的手段より選択出来る。物理的な手段としては、例えばプラズマ処理がある。プラズマ処理では、基板の表面を粗くする目的で、電子が基板の表面に電子銃で撃ちつけられ、ナノ粒子は基板の粗い表面に固定される。化学的な手段としては、例えば基板の表面への自己集合単分子層の形成、或いは表面の改良がある。基板の表面への自己集合単分子層の形成方法では、ナノ粒子が既定のパターン１７０の自己集合単分子層に固定される様に、既定のパターン１７０の自己集合単分子層が基板の表面に形成される。表面改良では、ナノ粒子１３０の表面、或いは既定のパターン１７０が形成される表面の一部分が改良され、ナノ粒子１３０が改良された表面を通して基板の表面にイオン結合、共有結合等の方法で化学結合される。表面はそこに官能基を形成する様に、表面改良を施される。官能基はＮ−ヒドロキシ・スクシンイミド（ＮＨＳ）基、アミノ基、アルデヒド基、エポキシ基、カルボキシル基、ヒドロオキシル基、アシル基、アセチル基、ヒドラゾノス基、疎水性基、チオール基、光反応基、システイン基、ジスルフィド基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アシル基、アジド基、リン酸塩基、或いはそれ等の組み合わせ等であるが、それに限定するものでは無い。
【００５８】
次に、図１６Ｃに表される様に、特定の波長の光線１５０が、ナノ粒子１３０を励起して光エネルギーを熱エネルギーに変換する為に、基板１１２のナノ粒子１３０を照射する。この時、光線は既定の時間ナノ粒子を連続的に照射する。例えば、特定の波長の光線はナノ粒子を約５秒間連続的に照射するが、この時間に限るものでは無い。
【００５９】
基板112条のナノ粒子はナノ粒子１３０が発生された熱エネルギーで溶けて、既定のパターン１７０の溶融ナノ粒子の薄層を作り、これにより、図１６Ｄ及び１７に表される様に、既定のパターン層を持つ基板１１０が得られる。
【００６０】
ナノ粒子１３０は金属素材から形成され（例えば、金属のナノ粒子）てもよい。この時、既定のパターンの溶融ナノ粒子の薄層である溶融したナノ粒子１３２は、一本以上の導線及び／或いは一つの以上の電導区域になる。すなわち、溶融ナノ粒子の薄層は、一本以上の導線及び／或いは一つ以上の導電区域の導電層のパターンである。
【００６１】
又、もし基板の素材が適切に選ばれていたなら、得られた一本以上の導線及び／或いは一つ以上の電導区域を持つ基板は回路板として使用出来る。換言すれば、ナノ粒子の素材は、ナノ素材が発生した熱エネルギーの温度である、発生した熱エネルギーより低いか同じ溶融温度を持つ。導電区域は、例えばアースになり得る。
【００６２】
又、得られた基板は基板表面にある固定されていないナノ粒子、固定されていないが溶融したナノ粒子、及び／或いは不純物を取り除くために、続く使用、或いは処理前に、先ず洗浄しなければならない。特に、得られた基板は溶液で洗浄するか（例えば、水或いは、洗浄溶液）、空気を吹き付けて清掃する。
実施例 ７
【００６３】
約２０ｎｍの粒子サイズのＡｕナノ粒子は、既定のパターンに従って、これに限定するものでは無いが、有機素材の基板に配布された。この後、波長５３２ｎｍの緑色レーザーが約１５秒間Ａｕ基板上のナノ粒子に照射された。この時、Ａｕナノ粒子は緑色レーザーの照射の１５秒以内に２００℃までの温度を持つ光エネルギーを発生させられるので、Ａｕナノ粒子の表面は互いに溶け合い、基板に固定された。一旦緑色レーザーの照射が完了すると、既定のパターンを持つ基板が得られた。図１８Ａに表される様に、緑色レーザーで照射される前に、Ａｕナノ粒子を持った基板の表面はＡＦＭによって観察された。図１８Ｂに表される様に、緑色レーザーで照射された後で、得られた基板はＡＦＭによって観察された。図１８Ａ及び１８Ｂを参照すると、得られた基板の表面のナノ粒子は既に溶け合っている。
【００６４】
他の実施例では、図１９Ａに表される様に、例えば完全にナノ粒子の層であるナノ粒子１３０の層が、表面構造を形成する基板１１２の表面に配布されている。提供された基板に配布するナノ粒子１３０は、同じ粒子サイズか、二つ以上のナノ粒子サイズでもよい。提供された基板に配布するナノ粒子１３０は、同じ素材か、二つ以上の素材でもよい。提供された基板に配布するナノ粒子は、同じ形状か、二つ以上の形状でもよい。更に、ナノ粒子１３０は、これに限るものでは無いがスプレー印字、スピン・コート、コーティング等の手段により、基板１１２に配布されてもよい。又、ナノ粒子１３０は溶剤の形態で基板１１２の表面に配布されてもよい。
【００６５】
その後、図１９Ｂ及び図２０に表される様に、特定の波長の光線１５０が基板１１２上のナノ粒子１３０を照射し、その間、光線１５０を出力する光源は形成される既定のパターンに従って移動され、光線１５０はナノ粒子１３０上を移動し、既定のパターンが形成された位置でナノ粒子１３０を励起する。光線はナノ粒子を既定の時間連続的に照射する。例えば、特定の波長の光線はナノ粒子を、これに限定するものでは無いが、約５秒間照射出来る。
【００６６】
励起されたナノ粒子１３０は光線１５０の光エネルギーを熱エネルギーに変換出来る。その後、図１９Ｃ及び２１に表される様に、励起されたナノ粒子１３０が発生させた熱エネルギーにより、励起されたナノ粒子１３０は基板１１２周辺のナノ粒子１３０と共に溶ける。換言すれば、励起されたナノ粒子１３０及びナノ粒子１３０の周辺は表面で溶けあい、これは基板１１２が、溶融されないナノ粒子１３０のみでなく、溶融されたナノ粒子１３２も持つという事である。
【００６７】
最終的に、図１９Ｄに表される様に、周辺のナノ粒子１３０と溶融しなかったナノ粒子１３０は表面から外され、既定のパターン１７０を持つナノ粒子が溶融した薄層を形成し、これは既定のパターンを持つ基板１１０を得る事である。言い換えると、一旦溶融しないナノ粒子１３０を外すと、基板１１２上には溶融したナノ粒子１３２のみが残り、既定のパターンを呈する。この時、溶融しないナノ粒子１３０は溶液で洗浄されるか（例えば、水或いは洗浄液によるが、これに限るものでは無い）空気で吹き飛ばされて、基板１１２より外される。
【００６８】
ナノ粒子１３０は金属素材で出来ていてもよい。この時点で、基板１１２の表面に残った溶融されたナノ粒子１３２は、一つ以上の導線及び／或いは一つ以上の導電区域として利用され得る。これは、ナノ粒子の溶融した薄層が一つ以上の導線及び／或いは一つ以上の導電区域の導電層のパターンである事を意味する。故に、ナノ粒子の溶融した薄層は導線及び／或いは導電区域を持つ基板が得られる。
【００６９】
例えば、形成される表面構造（これは既定のパターンである）が導線のパターンを持つ導電層である場合は、光線は導線が形成される位置に対応して動かされ、導線が形成される基板の位置のナノ粒子を励起し、ナノ粒子が互いに溶け合い基板に固定される。一旦基板から溶融しなかったナノ粒子が外されると、導線の形態で溶融したナノ粒子（これは、既定のパターンのナノ粒子の薄層である）が基板に残され、これにより既定のパターンの層を持つ基板が得られ、これには基板と溶融したナノ粒子が含まれる。
【００７０】
同様に、形成される表面構造（これは既定のパターン層）が少なくとも一つの導電区域があるパターン線を持った導電層であると、光線は導電区域が形成される位置に対応して動き、導電区域が形成される基板の位置のナノ粒子を励起し、ナノ粒子は互いに溶け合い基板に固定される。溶融しなかったナノ粒子が基板から外された後で、導電区域の形態に溶融したナノ粒子（これは既定のパターンのナノ粒子の溶融した薄層）が基板に残り、これにより既定のパターンの導電層を持つ基板が得られ、これは基板と溶融したナノ粒子により形成される。
【００７１】
又、もし基板の素材が適切に選ばれていたなら、得られた一本以上の導線及び／或いは一つの以上の電導区域を持つ基板は回路板として使用出来る。この場合、ナノ粒子の素材は、発生した熱エネルギーによりナノ粒子がもたらした温度である、発生した熱エネルギーより低いか同じ溶融温度を持つ。
実施例 ８、９、１０
【００７２】
８ｎｍから９ｎｍの粒子サイズを持つ溶液の形態のＡｕナノ粒子が、ガラス製の基板に塗布された。この後、１．２５ｍｍ／秒の照射率で、異なる出力で（５１４ｎｍの波長の）緑色レーザーがＡｕナノ粒子を励起される為に、基板上のＡｕナノ粒子に照射され、Ａｕナノ粒子は周辺のナノ粒子と共に溶融した。導電性のテストの関しては、１．８Ｗのレーザーでの照射後、基板の表面上の溶融したＡｕナノ粒子の導電性は１．５５Ω／ｓｑであり、１．５Ｗのレーザーでの照射後、基板の表面上の溶融したＡｕナノ粒子の導電性は５．２１Ω／ｓｑであり、１．２Ｗのレーザーでの照射後、基板の表面上の溶融したＡｕナノ粒子の導電性は９．０２Ω／ｓｑであった。図２２Ａに表される様に、レーザーによる照射前に、基板のＡｕナノ粒子をその表面に持つ二次電子像（ＳＥＩ）が電子顕微鏡により、２２０，０００の倍率で、作動距離が９．７ｍｍにて観察された。図２２Ｂに表される様に、１．８Ｗのレーザーでの照射後、その表面に溶融したＡｕナノ粒子１３２を持つ基板のＳＥＩは電子顕微鏡により、２００，０００の倍率で、作動距離が９．７ｍｍにて観察された。 図２２Ｃに表わされる様に、１．５Ｗのレーザーでの照射後、その表面に溶融したＡｕナノ粒子１３２を持つ基板のＳＥＩは電子顕微鏡により、６５，０００の倍率で、作動距離が９．７ｍｍにて観察された。図２２Ｄに表される様に、１．２Ｗのレーザーでの照射後、その表面に溶融したＡｕナノ粒子１３２を持つ基板のＳＥＩは電子顕微鏡により、１４０，０００の倍率で、作動距離が９．７ｍｍにて観察された。故に、図２２Ａ〜２２Ｄを参照すると、本発明の光熱作用を利用した表面構造を持つ基板を製造する方法に従って得られた基板については、提供された基板の得られた基板の表面のナノ粒子は共に溶融し、溶融したナノ粒子は望ましい導電性を持った。
実施例 １１
【００７３】
粒子サイズが２５ｎｍのＡｇナノ粒子が基板上の薄い膜に形成された。Ａｇナノ粒子の薄膜はエネルギー密度が１５９．２Ｗ／ｍｍ2、出力が５０ｍＷ，光線サイズが２０μｍ、波長が４０８ｎｍのレーザーでアニールの目的で照射された。アニール前に、図２３Ａに表された様に、Ａｇナノ粒子１３０の薄層を表面に形成された基板のＳＥＩが、電子顕微鏡により、８０，０００の倍率で、作動距離が１０ｍｍにて観察された。アニール後に図２３Ｂに表された様に、溶融したＡｇナノ粒子１３２の薄層がその表面に形成された基板のＳＥＩが、電子顕微鏡により、８０，０００の倍率で、作動距離が１０ｍｍにて観察された。アニール後は、Ａｇナノ粒子１３０は明らかにより大きな粒子に融合していた。更に、Ａｇナノ粒子１３０の薄膜の抵抗率については、アニール前は大きすぎて計測出来なかったが、アニール後は、抵抗は１．４８*１０-6Ωｍに減少した。
実施例 １２
【００７４】
粒子サイズが約４０ｎｍ及び１２０ｎｍのＡｇナノ粒子は基板上の薄膜に形成された。Ａｇナノ粒子の薄膜はエネルギー密度が０．５２Ｗ／ｍｍ2、出力が５０ｍＷ、光線のサイズが３５０μｍ、波長が４０８ｎｍのレーザーでアニールの目的で照射された。アニールされる前に、図２４Ａに表される様に、表面にＡｇナノ粒子１３０の薄膜を形成された基板のＳＥＩが、電子顕微鏡により、１００，０００の倍率で、作動距離が１０．１ｍｍにて観察された。アニール後に、図２４Ｂに表される様に、表面に溶融されたＡｇナノ粒子１３２持つ基板のＳＥＩが、電子顕微鏡により、１００，０００の倍率で、作動距離が１０ｍｍにて観察された。アニール後には、粒子サイズが約４０ｎｍのＡｇナノ粒子１３０と、粒子サイズが約１２０ｎｍのＡｇナノ粒子１３０とは明らかに融合していた。更に、Ａｇナノ粒子１３０の薄膜のて抵抗率については、９．２１*１０5Ωｍ（アニール前）より３．０４*１０-7Ωｍ（アニール後）に減少していた。
【００７５】
上記を考慮して、本発明の光熱効果を利用した表面構造を持った基板の製造方法では、特定の表面構造を持った基板はマスクを使用せず製造出来、特定の表面構造を持った基板の製造に関する全ての流れは至って単純であり、特定の表面構造を持った基板の製造費用は比較的低く、特定の表面構造と広い領域を持った基板は簡単に大量生産する事が出来る。又、特定の表面構造と広い領域を持った基板が大量生産されると、特定の手順と対応する技術とに必要であった装置及び機械が使用されなくなるかも知れず、これにより製造コストが下がる。既定のパターンの層を持つ基板の製造では、残留するストレスと熱出力が減少出来、既定のパターンと基板間の接合が強化出来る。又、エネルギーの損失も減少される。
【００７６】
この様に本発明が説明されると、多くの方面での本発明の変更の可能性は明らかである。その様な変化形は本発明の精神と範囲から逸脱するものとは見なさず、この技術に精通した者であれば、全てのその様な改良は、次の請求範囲に含まれる様に意図されたものである事は明らかである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法であって、
ａ．基板の提供、
ｂ．提供された基板への複数のナノ粒子の配布、
ｃ．ナノ粒子が励起して、照射エネルギーを熱エネルギーに変換する様に特定の波長での提供された基板のナノ粒子の照射、及び
ｄ．ナノ粒子が形成した熱エネルギーにより、提供された基板の表面への既定のパターンの層の形成により構成される、光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法。
【請求項２】
その手順ｂは、提供された基板に、既定のパターンに従ってナノ粒子を配布する事により構成され、又、その手順ｄは、ナノ粒子中の励起したナノ粒子と、ナノ粒子中の励起したナノ粒子の周辺のナノ粒子とを、励起したナノ粒子が発生させた熱エネルギーによって、既定のナノ粒子が溶融した薄層にし、これにより既定のパターンの層を持った基板を取得する事で構成されること、を特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
その既定のパターンが少なくとも一つ導電線のパターンと、少なくとも一つの導電区域のパターンであること、を特徴とする請求項２の方法。
【請求項４】
その手順ｂは、ナノ粒子の層の形成の為に、提供された基板の表面にナノ粒子の配布により構成され、その手順ｃは、提供された基板のナノ粒子の層を特定の波長の光線で照射、及び既定のパターンに対応するナノ粒子を励起する為に、光線の既定のパターンに沿って移動させる事で構成され、又、その手順ｄは、ナノ粒子中の励起されたナノ粒子と、ナノ粒子中の励起されたナノ粒子の周辺のナノ粒子を励起されたナノ粒子が発生させた熱エネルギーにより溶融させる事、及び、提供された基板よりナノ粒子中の溶融されなかったナノ粒子を外して、提供された基板上に既定のパターンのナノ粒子の溶融した薄層の形成より構成されること、を特徴とする請求項１の方法。
【請求項５】
請求項４の方法における既定のパターンとは、少なくとも一本の導線を持つパターンか、少なくとも一つの導電区域を持つパターンの内の、少なくとも一つのパターンであること、を特徴とする請求項４の方法。
【請求項６】
請求項１の方法における基板とは、有機素材、無機素材、或いはハイブリッド素材の内の少なくとも一つの素材を持つ提供された基板であること、を特徴とする請求項１の方法。
【請求項７】
請求項１の方法におけるナノ粒子の素材は、少なくとも一つの金属素材よりなること、を特徴とする請求項１の方法。
【請求項８】
請求項７の方法における金属素材はＡｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｔｅ，ＣｄＳｅ，及びそれ等の組み合わせより選択されること、を特徴とする請求項７の方法。
【請求項９】
請求項１の方法における既定のパターンは、少なくとも一本の導線のパターンと、少なくとも一つの導電区域のパターンと内の、少なくとも一つであること、を特徴とする請求項１の方法。
【請求項１】
光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法であって、
ａ．基板の提供、
ｂ．提供された基板への複数のナノ粒子の配布、
ｃ．ナノ粒子が励起して、照射エネルギーを熱エネルギーに変換する様に特定の波長での提供された基板のナノ粒子の照射、及び
ｄ．ナノ粒子が形成した熱エネルギーにより、提供された基板の表面への既定のパターンの層の形成により構成される、光熱作用を利用した表面構造を持つ基板の製造方法。
【請求項２】
その手順ｂは、提供された基板に、既定のパターンに従ってナノ粒子を配布する事により構成され、又、その手順ｄは、ナノ粒子中の励起したナノ粒子と、ナノ粒子中の励起したナノ粒子の周辺のナノ粒子とを、励起したナノ粒子が発生させた熱エネルギーによって、既定のナノ粒子が溶融した薄層にし、これにより既定のパターンの層を持った基板を取得する事で構成されること、を特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
その既定のパターンが少なくとも一つ導電線のパターンと、少なくとも一つの導電区域のパターンであること、を特徴とする請求項２の方法。
【請求項４】
その手順ｂは、ナノ粒子の層の形成の為に、提供された基板の表面にナノ粒子の配布により構成され、その手順ｃは、提供された基板のナノ粒子の層を特定の波長の光線で照射、及び既定のパターンに対応するナノ粒子を励起する為に、光線の既定のパターンに沿って移動させる事で構成され、又、その手順ｄは、ナノ粒子中の励起されたナノ粒子と、ナノ粒子中の励起されたナノ粒子の周辺のナノ粒子を励起されたナノ粒子が発生させた熱エネルギーにより溶融させる事、及び、提供された基板よりナノ粒子中の溶融されなかったナノ粒子を外して、提供された基板上に既定のパターンのナノ粒子の溶融した薄層の形成より構成されること、を特徴とする請求項１の方法。
【請求項５】
請求項４の方法における既定のパターンとは、少なくとも一本の導線を持つパターンか、少なくとも一つの導電区域を持つパターンの内の、少なくとも一つのパターンであること、を特徴とする請求項４の方法。
【請求項６】
請求項１の方法における基板とは、有機素材、無機素材、或いはハイブリッド素材の内の少なくとも一つの素材を持つ提供された基板であること、を特徴とする請求項１の方法。
【請求項７】
請求項１の方法におけるナノ粒子の素材は、少なくとも一つの金属素材よりなること、を特徴とする請求項１の方法。
【請求項８】
請求項７の方法における金属素材はＡｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｔｅ，ＣｄＳｅ，及びそれ等の組み合わせより選択されること、を特徴とする請求項７の方法。
【請求項９】
請求項１の方法における既定のパターンは、少なくとも一本の導線のパターンと、少なくとも一つの導電区域のパターンと内の、少なくとも一つであること、を特徴とする請求項１の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１７】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図１９Ｄ】
【図２０】
【図２１】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２２Ｄ】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１７】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図１９Ｄ】
【図２０】
【図２１】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２２Ｄ】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【公開番号】特開２００９−２００４８５（Ｐ２００９−２００４８５Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８１９２（Ｐ２００９−１８１９２）
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（３９００２３５８２）財団法人工業技術研究院 (524)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
【住所又は居所原語表記】１９５ Ｃｈｕｎｇ Ｈｓｉｎｇ Ｒｄ．，Ｓｅｃ．４，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎ−Ｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ Ｒ．Ｏ．Ｃ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（３９００２３５８２）財団法人工業技術研究院 (524)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
【住所又は居所原語表記】１９５ Ｃｈｕｎｇ Ｈｓｉｎｇ Ｒｄ．，Ｓｅｃ．４，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎ−Ｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ Ｒ．Ｏ．Ｃ
【Ｆターム（参考）】
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