JP2004066360A

JP2004066360A - インクジェットを用いる構造体およびパターンの形成方法

Info

Publication number: JP2004066360A
Application number: JP2002225933A
Authority: JP
Inventors: Minoru Adachi; 安達　稔; Isamu Takeuchi; 武内　勇; Takeshi Yao; 八尾　健; Hisashi Ozawa; 小澤　尚志
Original assignee: MILLENIUM GATE TECHNOLOGY CO Ltd; Cluster Technology Co Ltd
Current assignee: MILLENIUM GATE TECHNOLOGY CO Ltd; Cluster Technology Co Ltd
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】複雑な構造を有する構造体の新規な製造法を提供すること。
【解決手段】インクジェットを用いて固相の析出を誘起する物質を含む液を噴射し、該固相の析出を誘起する物質を基材上の所望の位置に配置する工程；該固相の析出を誘起する物質を析出流体と接触させて、該基材上で該固相を析出させる工程；を含む、構造体またはパターンの形成方法が提供される。この構造体の形状などは、固相の析出を誘起する物質の配置の位置、密度などにより決定される。従って、インクジェットを用いることによって、固相の析出を誘起する物質を基材の所望に位置に直接配置することにより、所望の構造体の形状を有するリン酸カルシウム類を含む構造体が、簡便に得られる。
【選択図】　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットを用いて構造体またはパターンを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リン酸カルシウム類は、生体物質（例えば、ＤＮＡ、蛋白質、骨など）、細胞、微生物などに高い親和性を有していることが知られている。リン酸カルシウム類の中でも、アパタイト類は生体親和性を持ち、特にヒドロキシアパタイト類は高い親和性を持つ。さらに、ヒドロキシアパタイト類は、コラーゲンとともに生体の骨を構成する無機質成分として知られている。ヒドロキシアパタイト類は、生体成分であること、生体との高い親和性があることなどから、生体適合性を有する機能性材料（例えば、人工歯、人工骨などの材料）として注目を浴びている。
【０００３】
例えば、リン酸カルシウム類であるヒドロキシアパタイトを含む構造体内に細胞、微生物などの生体を担持させ、これらの生体が有するセンシング機能、物質生産機能、生理機能を利用するバイオセンサー、バイオリアクター、人工臓器の作成に寄与することができると考えられる。しかし、実際には、生体を担持し得るような複雑な三次元構造を有するリン酸カルシウム類を含む構造体は未だ得られていない。
【０００４】
特開２００１−２９４４１１号公報には、（１）基材上にヒドロキシアパタイト層を形成させる領域とヒドロキシアパタイト層を形成させない領域とを区分し、ヒドロキシアパタイト層を形成させない領域を被覆材で被覆し、（２）　ヒドロキシアパタイト層を形成させ、ついで（３）被覆材を除去する方法で、電子素子あるいは生体適合材料を得る方法が記載されている。この方法は、任意の形状のパターンを基材上に形成するための優れた方法である。しかし、この構造体は、レジスト樹脂を用いて、樹脂被覆層と非被覆層とからなるパターンを形成し、そのパターンの非被覆層上でヒドロキシアパタイトを析出させ、樹脂被覆層を除去するという、複雑な製造工程が必要となる。また、基材上にパターンが形成されている電子機器回路（例えば、導波路、微小集積回路、パターンドメディア）などの作成においても、上記ヒドロキシアパタイト構造体の製造と同様に、複雑な製造工程が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、複雑な三次元構造を有する、リン酸カルシウム類を含む構造体または電子機器回路などに用いられる微小パターン、およびその簡易な製造方法が望まれている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討したところ、インクジェットを用いてリン酸カルシウム類の析出を誘起する物質を基材上に配置し、そこにリン酸カルシウムを析出させることによって、所望の構造体が得られることを見出した。さらに、このような所望の位置に析出させるという手法が、リン酸カルシウム類だけでなく、他の物質についても適用することが有用であることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明は、インクジェットを用いて固相の析出を誘起する物質を含む液を噴射し、該固相の析出を誘起する物質を基材上の所望の位置に配置する工程；該固相の析出を誘起する物質を析出流体と接触させて、該基材上で該固相を析出させる工程；を含む、構造体またはパターンの形成方法を提供する。
【０００８】
好ましい実施態様においては、上記固相の析出を誘起する物質は種結晶である。
【０００９】
他の好ましい実施態様においては、上記固相の析出を誘起する物質は触媒である。
【００１０】
さらに好ましい実施態様では、上記析出流体は、リン酸カルシウム類形成溶液、金属酸化物析出溶液、または無電解メッキ液である。
【００１１】
好ましい実施態様では、上記方法は、さらに、上記形成された構造体またはパターンを上記基材から回収する工程を含む。
【００１２】
別の好ましい実施態様では、上記インクジェットにおいて、ヘッドはアモルファスカーボンで構成されている。
【００１３】
本発明はまた、上記のいずれかの方法で得られる構造体またはパターンを提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、インクジェットを用いて、固相の析出を誘起する物質を含む液を噴射し、該固相の析出を誘起する物質を基材上の所望の位置に配置し、その後、この固相の析出を誘起する物質を析出流体と接触させて、この基材上で固相を析出させる、構造体またはパターンの形成方法に関する。
【００１５】
＜固相＞
本発明において、固相とは、以下に定義する析出流体（液体、気体など）から析出し得る固体物質をいい、特に限定されない。例えば、液体に溶解し得る溶質、昇華し得る物質などが挙げられる。具体的には、本発明においては、リン酸カルシウム類などの塩、金属酸化物、金属、半導体、ガラス、セラミックス、カーボン材料（例えば、アモルファスカーボン）、ダイヤモンド、有機高分子などが特に好適である。析出する固相の状態は、特に限定されず、例えば、結晶状態であってもよく、または無定形（アモルファス）状態であってもよい。
【００１６】
（リン酸カルシウム類）
本発明において、リン酸カルシウム類とは、第一リン酸カルシウム（Ｃａ（Ｈ_２ＰＯ_４）_２）、第二リン酸カルシウム（ＣａＨＰＯ_４）、第三リン酸カルシウム（Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２）、リン酸四カルシウム（Ｃａ_４（ＰＯ_４）_２Ｏ）、リン酸八カルシウム（Ｃａ_８Ｈ_２（ＰＯ_４）_６）、ヒドロキシアパタイト類を含むアパタイト類、アモルファスリン酸カルシウムなどを含み、結晶水をもつものも含む。
【００１７】
（ヒドロキシアパタイト類）
本発明において、ヒドロキシアパタイトとは、化学式Ｃａ_１０　（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２で表される化合物をいう。ヒドロキシアパタイト類とは、ヒドロキシアパタイトまたはその構成元素が置換および／または欠損しているものをいう。ヒドロキシアパタイト類は、例えば、ヒドロキシアパタイトを構成する元素あるいは基の一部が、Ｎａ、Ｋなどの周期律表第Ｉ族の元素、Ｍｇ、Ｚｎなどの周期律表第ＩＩ族の元素、Ｆ、Ｃｌなどの周期律表第ＶＩＩ族の元素；ＣＯ_３ ^２−、ＨＰＯ_４ ^２−、ＳＯ_４ ^２−などの基で置換されている。更に、希土類により置換されていてもよい。このようなヒドロキシアパタイト類は、リン酸カルシウム類を形成するための析出流体（リン酸カルシウム類形成溶液）中に含まれる種々の元素あるいは基に由来する。
【００１８】
（金属酸化物）
本発明において、金属酸化物は、特に限定されず、好適には、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２などの高誘電率酸化物、Ｆｅ_３Ｏ_４などの磁性体酸化物が挙げられる。
【００１９】
（金属）
本発明において、金属は、特に限定されず、磁気記憶媒体として機能し得る金属が好ましく、例えば、コバルト、ニッケル、鉄、Ｆｅ−Ｐｔ系化合物、Ｓｍ−Ｃｏ系化合物、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系化合物、その他の鉄族あるいは希土類元素を含む種々の化合物などが挙げられる。
【００２０】
本発明において、半導体は、特に限定されず、例えば、シリコンやゲルマニウム、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＰなどが挙げられる。
【００２１】
本発明において、セラミックスは、特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、チッ化ホウ素、炭化珪素などが挙げられる。
【００２２】
本発明において、有機高分子は、特に限定されず、例えば、コラーゲン、キチン、ポリ乳酸、シリコーン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン６、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、合成ゴムなどが挙げられる。
【００２３】
＜固相の析出を誘起する物質＞
固相の析出を誘起する物質は、固相の析出または結晶化の促進を行い得る物質をいう。固相の析出を誘起する物質は１種類とは限らず、２種類以上のものを混合してもよい。また、異種の固相の析出を誘起する物質が混合されていてもよい。また、基板上で化学的または物理的変化を起こして固相の析出を誘起する物質に変換される物質を含む。固相の析出を誘起する物質は、例えば、種結晶のような微粒子の形態であってもよく、あるいは触媒であってもよい。この固相の析出を誘起する物質の配置により、得られる構造体またはパターンの形状が決定される。
【００２４】
固相の析出を誘起する物質の微粒子のサイズは、一般には１ｎｍ〜１ｍｍ、好ましくは１ｎｍ〜１００μｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜１０μｍである。
【００２５】
（種結晶）
固相の析出を誘起する物質として、形成させる固相の種結晶を用いることができる。種結晶は、同一又は類似の結晶形もしくは原子間隔が類似した結晶形を有するものであれば、化学組成が目的とする相と異なっていてもよい。種結晶は、通常１ｎｍ〜５００ｎｍの微細なものがよく、１ｎｍ〜１００ｎｍが好ましく、その添加量は任意である。このような種結晶として、ミクロフィルタでろ過して通過したろ液中の微細結晶をそのまま用いてもよい。
【００２６】
種結晶は、例えば、リン酸カルシウム類の場合、以下のようにして得ることができる。析出流体（リン酸カルシウム類形成溶液）中でＣａＯ−ＳｉＯ_２系ガラス粉末と樹脂フィルムとを接触させ、例えば、数日間放置すると、フィルム表面にリン酸カルシウム類の微結晶が析出する、リン酸カルシウム類微結晶が析出した樹脂フィルムを、アセトンなどの溶媒で溶解する。溶媒中に残ったリン酸カルシウム類微結晶を回収し、種結晶とする。
【００２７】
リン酸カルシウム類微結晶との接着性が悪い樹脂フィルム（例えばフッ素樹脂）を用いる場合には、蒸留水などの溶媒中で超音波振動を与えて樹脂フィルムからリン酸カルシウム類微結晶を剥落させてもよい。
【００２８】
このように、析出流体の外部に一旦取り出す、あるいはアセトンなどによる溶媒処理を行うなどの操作を行って得られる微結晶は、再び析出流体に浸漬することによって、種結晶として働く。
【００２９】
本発明において、種結晶は、上記のような微結晶だけでなく、固体ブロックを粉砕して微粉末としたもの、結晶をすりつぶした微粉末であってもよい。例えば、金属の粉末が挙げられる。
【００３０】
他の固相、例えば、リン酸カルシウム類の析出を誘起する物質としては、例えば、リン酸系ガラス、Ｎａ_２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ_２−Ｐ_２Ｏ_５系ガラス、Ｎａ_２Ｏ−Ｋ_２Ｏ−ＭｇＯ−ＣａＯ−ＳｉＯ_２−Ｐ_２Ｏ_５−ＣａＦ_２系ガラス、ＭｇＯ−ＣａＯ−ＳｉＯ_２−Ｐ_２Ｏ_５−ＣａＦ_２系結晶化ガラスなどの特定組成のガラスおよび／または結晶化ガラス、ウォラストナイトが好ましく用いられる。Ｓｉ−ＯＨ基、Ｔｉ−ＯＨ基、Ｔａ−ＯＨ基、Ｚｒ−ＯＨ基、ＰＯ_３基、ＣＯＯＨ基などをその表面に有する物質も用いることができる。これらの固相の析出を誘起する物質は、微粒子化して用いる。
【００３１】
（触媒）
固相の析出を誘起する物質として、触媒も用いることができる。例えば、蒸留水に塩化パラジウム二水和物、塩化第一スズ二水和物、および濃塩酸を溶解した溶液を、ガラス基材上にインクジェットを用いて噴射し、硫酸水に浸漬すると、基材上にパラジウムが生じ、このパラジウムは、金属の析出を誘起し得る。パラジウム、金、白金などの微粒子を含む液を、インクジェットで直接噴射してもよい。
【００３２】
＜固相の析出を誘起する物質を含む液＞
固相の析出を誘起する物質をインクジェットから噴出させるために、この固相の析出を誘起する物質を、水、エタノール、アセトン、緩衝液などの適切な液体に分散または溶解して、固相の析出を誘起する物質を含む液を調製する。この液をインクジェットから噴出することによって、固相の析出を誘起する物質が基材の所望の位置に配置される。基材に配置される種結晶の濃度、溶液粘度、比重などは、噴射量に影響を与え、生成される構造体の構造にも影響を与える。そのため、固相の析出を誘起する物質を含む液は、これらの点を考慮して、その組成を適宜決定すればよい。また、固相の析出を誘起する物質を含む液は、以下に定義する析出流体のうちの液体に該固相の析出を誘起する物質を分散または溶解させた液であってもよい。基材への定着性をよくするために、接着作用を有する物質を含んでいてもよい。
【００３３】
＜析出流体＞
本発明において、析出流体とは、固相を析出させるために使用する流体をいう。流体としては、液（液体、分散液など）、気体、超臨界流体、プラズマ、ゾル、微粒子を含むエアロゾルやコロイド溶液などが挙げられる。この析出流体には、基材上に配置された固相の析出を誘起する物質と接触させることによって固相を析出させるための物質が含まれている。析出流体の組成、濃度などは、所望の固相を析出させるために適宜決定され得る。
【００３４】
析出流体には、析出して固相となり得る物質以外の種々の物質を含んでいてもよい。例えば、固相の析出条件を調整するための物質（例えば、ｐＨ調整剤）；析出した固相とともに基材上に担持され得る物質（例えば、有機高分子、細胞）；抗生物質、抗体、栄養物質などのその他の物質が挙げられる。具体的には、リン酸カルシウム類形成溶液中のナトリウムイオンや塩化物イオンの濃度は、リン酸カルシウム類の析出速度に影響する。また、細胞を含む場合、細胞を維持するための栄養物質を含み得る。
【００３５】
本発明において好適に用いられる析出流体の具体例としては、リン酸カルシウム類を析出させるためのリン酸カルシウム類形成溶液、金属酸化物を析出させるための金属酸化物析出溶液、金属を析出させるための無電解メッキ液、半導体膜を析出させるためのＧａ−Ａｓ_２分子線または窒素プラズマなどが挙げられる。
【００３６】
（リン酸カルシウム類形成溶液）
本発明において、リン酸カルシウム類形成溶液とは、リン酸カルシウム類を含む構造体またはパターンを形成するために使用される溶液をいう。リン酸カルシウム類形成溶液は、カルシウムイオン（Ｃａ^２＋）を０．０２〜２５ｍＭ、リン酸水素イオン（ＨＰＯ_４ ^２−）を０．０１〜１０ｍＭ含有し、ｐＨが６〜８であることが好ましい。より好ましくはカルシウムイオンを０．２〜２０ｍＭ、リン酸水素イオンを０．１〜８ｍＭ含み、ｐＨは６．８〜７．６である。さらに好ましくは、カルシウムイオンを１．２〜５ｍＭ、リン酸イオンを０．５〜２ｍＭ含み、ｐＨは７．２〜７．５である。
【００３７】
リン酸カルシウム類形成溶液の調製には、リン酸水素二カリウム・三水和物及び塩化カルシウムを用いることが好ましい。リン酸カルシウム類形成溶液のｐＨは、適切な緩衝液、例えばＮＨ_２Ｃ（ＣＨ_２ＯＨ）_３を用い、更に塩酸のような酸を加えて調整することが好ましい。
【００３８】
生体適合性に優れたリン酸カルシウム類を形成させるためには、カルシウムイオンとリン酸水素イオンに加えて、例えば、塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム・六水和物、硫酸ナトリウムなどをさらに含む、いわゆる擬似体液とすることが好ましい。擬似体液を調製する場合、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）を１．４〜１４２０ｍＭ、カリウムイオン（Ｋ^＋）を０．０５〜５０ｍＭ、マグネシウムイオン（Ｍｇ^２＋）を０．０１〜１５ｍＭ、塩素イオン（Ｃｌ⁻）を１．４〜１５００ｍＭ、炭酸水素イオン（ＨＣＯ_３ ⁻）を０．０４〜４５ｍＭ、硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２−）を５．０×１０^−３〜５ｍＭ含有していてもよい。好ましくは、ナトリウムイオンを１４〜１１４０ｍＭ、カリウムイオンを０．５〜４０ｍＭ、マグネシウムイオンを０．１〜１２ｍＭ、塩素イオンを１４．５〜１２００ｍＭ、炭酸水素イオンを０．４〜３６ｍＭ、硫酸イオンを０．０５〜４ｍＭ含む。より好ましくは、ナトリウムイオンを７０〜２９０ｍＭ、カリウムイオンを２．５〜１０ｍＭ、マグネシウムイオンを０．７〜３．０ｍＭ、塩素イオン７０〜３００ｍＭ、炭酸水素イオンを２．０〜９．０ｍＭ、硫酸イオンを０．２〜１．０ｍＭ含有していてもよい。
【００３９】
最も好ましいリン酸カルシウム類形成溶液（擬似体液）は、無機成分の組成が、人体の血漿中の無機成分に類似し、ナトリウムイオンを１４２．０ｍＭ、カリウムイオンを５．０ｍＭ、マグネシウムイオンを１．５ｍＭ、カルシウムイオンを２．５ｍＭ、塩素イオンを１４８．８ｍＭ、炭酸水素イオンを４．２ｍＭ、リン酸水素イオンを１．０ｍＭ、硫酸イオンを０．５ｍＭ含む。
【００４０】
このリン酸カルシウム類形成溶液には、有機高分子が溶解あるいは分散されていてもよい。有機高分子としては、例えば、コラーゲン、キチン、ポリ乳酸、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリメタクリル酸メチル、ポリプロピレン、ポリスチレン、シリコーンなどが用いられ、特にコラーゲン、キチンなどの生体高分子が好ましく用いられる。例えばコラーゲンを用いた場合、人工骨材として用いられる。また高分子が分散される場合、分散される高分子の形状は特に球状である必要はなく、棒状、繊維状など種々の形状の粒子を用いることができる。また、細胞（ＥＳ胚細胞、骨芽細胞など）、微生物（細菌など）、ウイルスなどの生体微粒子が分散されていてもよく、これらの生育または維持に必要な成分が含まれていてもよい。
【００４１】
（金属酸化物析出溶液）
本発明において、金属酸化物析出溶液とは、金属酸化物を含む構造体またはパターンを形成するために使用される溶液をいう。例えば、酸化チタン析出溶液は、ヘキサフルオロチタン酸アンモニウム水溶液と酸化ホウ素水溶液とを混合した溶液が好ましい。
【００４２】
（無電解メッキ液）
本発明において、無電解メッキ液とは、金属を含む構造体またはパターンを形成するために使用される溶液をいう。無電解メッキ液としては、通常用いられている無電解メッキ液が好適である。
【００４３】
＜インクジェット＞
本発明の方法に用いられるインクジェットは、所定量の固相の析出を誘起する物質を含む液を噴射できるものであり、噴射する液に応じて、その流体回路、ノズル、およびヘッドの形状、ならびにヘッド材料の種類などを考慮すればよい。例えば、強酸を噴射する場合は、ヘッド材料として、耐薬品性に優れたアモルファスカーボンを用いることができる。ノズルの直径は、固相の析出を誘起する物質の粒子の大きさ、噴射量、液の表面張力や粘度などを考慮して決定すればよい。一般的には、ノズルの直径は約１２〜６０μｍの大きさであり、一回の噴射量は約１ｐＬ〜数十ｐＬである。インクジェットは、噴射すべき位置を特定し、当該位置に固相の析出を誘起する物質を含む液を噴射して、該固相の析出を誘起する物質を配置し得るように制御される。また、ピエゾ素子を有するインクジェットなどのように噴射振動モードを設定できるインクジェットが、所望の位置に所望の量の固相の析出を誘起する物質を配置する上で、好ましい。インクジェットによる固相の析出を誘起する物質を含む液の噴射量、噴射回数を調整することができる。また、複数のインクジェットヘッドを用いることによって、固相の析出を誘起する物質を含む液の種類および／または噴射量を多様に調整することができる。それにより、析出する固相の厚みや構造を調節することができ、例えば、固相を多層構造または傾斜構造にすることができる。調節に必要とされる任意の液をインクジェットで噴射してもよい。また、固相を析出させた後、その上にさらに該固相の析出を誘起する物質を配置してもよい。インクジェットはまた、析出流体が液である場合には、配置された固相の析出を誘起する物質に析出流体を噴射するためにも用いられ得る。
【００４４】
＜基材＞
本発明において構造体またはパターンの形成に用いられる基材には、特に制限はない。代表的な基材としては、金属、半導体、ガラス、セラミックス、カーボン材料（例えば、アモルファスカーボン）、ダイヤモンド、セッコウなどの塩、有機高分子、天然物などが挙げられる。また、その形状も板状、棒状、繊維状、粒状など複雑な形状をはじめとする如何なる形状でもよい。
【００４５】
金属としては、例えば、金、銀、ステンレス鋼、コバルト−クロム合金、チタン金属やチタン合金などが挙げられる。
【００４６】
セラミックスとしては、例えば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、チッ化ホウ素、炭化珪素などが挙げられる。
【００４７】
有機高分子としては、例えば、コラーゲン、キチン、ポリ乳酸、シリコーン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン６、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、合成ゴム、天然ゴム、皮革が用いられる。
【００４８】
天然物としては、例えば、水晶、ウォラストナイト、木材などが挙げられる。
【００４９】
基材の材質は単一でもかまわないし、複数の材質を組み合わせた複合材であってもかまわない。
【００５０】
本発明においては、有機溶媒、酵素、アルカリあるいは弱酸に可溶性の基材を用いることもできる。例えば、固相がリン酸カルシウム類である場合、このような基材上に固相を形成後、基材を溶解することによって、形成された構造体のみが回収され得る。
【００５１】
有機溶媒、酵素、アルカリあるいは弱酸に可溶性の基材の例としては、ポリマー、ポリマー前駆体、生体高分子、ゾル状あるいはゲル状の物質、金属、半導体、セラミックスなどが挙げられる。基材の形状は特に限定されず、平板（プレート）であってもよく、凹凸などの三次元構造を有していてもよい。
【００５２】
有機溶媒あるいはアルカリに可溶なポリマーとしては、熱可塑性あるいは熱硬化性の樹脂が用いられる。例えば、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド（ナイロン類）、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、メタクリル樹脂、アクリル酸エステル樹脂、ポリアリレートなどが挙げられる。
【００５３】
酵素に可溶なポリマーとしてはポリ乳酸、でんぷん、蛋白質、油脂、ゼラチン、カゼインなどが挙げられる。
【００５４】
ポリマー前駆体としては、不飽和ポリエステル樹脂重合前駆体が挙げられる。熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂の前駆体が好ましく用いられる。例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂などの重合前駆体が用いられる。
【００５５】
生体高分子としては、タンパク質（例えば、コラーゲン）、多糖類が好ましい。
【００５６】
ゾル状あるいはゲル状の物質としては、寒天、ゼラチン、ところてん、粘膜など、さらには、金属酸化物、金属アルコキシドなどを用いて作成される物質が挙げられる。ゾル状あるいはゲル状の物質を調製するための金属としては、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｔａ、Ｙ、Ｂａなどが挙げられる。ゾル状あるいはゲル状の物質としては、生体物質よりなるゾルあるいはゲル、有機高分子よりなるゾルあるいはゲルも含まれる。
【００５７】
金属としては、アルミニウム、ガリウム、スズ、亜鉛などが用いられる。
【００５８】
酵素としては、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼなどが挙げられる。
【００５９】
有機溶媒としては、リン酸カルシウム類を溶解しない溶媒であれば、いずれの溶媒も用いられる。例えば、アセトン、トルエン、酢酸エチル、ヘキサンなどが挙げられる。
【００６０】
＜構造体またはパターンの形成＞
本発明において、構造体またはパターンは、インクジェットを用いて、固相の析出を誘起する物質を含む液を噴射し、該固相の析出を誘起する物質を基材上の所望の位置に配置し、その後、この固相の析出を誘起する物質を析出流体と接触させて、この基材上に固相を析出させることによって形成される。
【００６１】
固相の析出を誘起する物質を析出流体と接触させる方法には制限がない。固相の析出を誘起する物質が配置された基材を析出流体中に配置（例えば、析出流体が液である場合は浸漬）してもよいし、析出流体が液である場合は、この析出流体をインクジェットを用いて固相の析出を誘起する物質上に噴射してもよい。接触時間も所望の厚みの構造体またはパターンが得られるように適宜設定され得る。析出時に電流を流してもよい。静電場あるいは磁場をかけてもよい。遠心力や自由落下などにより重力を変化させてもよい。固相の析出を誘起する物質を析出流体と接触させてから、析出流体を加熱して溶質の飽和度を上げてもよい。また、薬品等を加えることにより化学反応を起こさせてもよい。光などの電磁波を照射してもよい。
【００６２】
（リン酸カルシウム類を含む構造体の製造）
以下、リン酸カルシウム類の析出を誘起する物質として、種結晶を用いる場合について説明する。リン酸カルシウム類を含む構造体は、インクジェットを用いて種結晶を基材上の所望の位置に配置し、該種結晶とリン酸カルシウム類形成溶液とを接触させてリン酸カルシウム類を析出させることにより、製造される。インクジェットで種結晶を配置し、その種結晶上および種結晶の周囲（以下、まとめて、単に「種結晶上」という）にリン酸カルシウム類を析出させて構造体を形成させるので、配置する種結晶の位置、量（種結晶の濃度、配置の密度、大きさを含む）などを変えることにより、所望の形状のリン酸カルシウム類を含む構造体が得られる。
【００６３】
目的の構造体に対応した形状（プレート、中空体（チューブ）、または開口部、凹部、あるいは凸部を有する複雑な三次元構造体などを含む）を有する基材の作成は適切な方法あるいは型を用いて行われる。例えば、ポリマーフィルムを裏面から吸引して、中空状（円筒状）に成形した成形体を得る。あるいは、キャビティーおよび／またはコアを有する型を用いて転写し、所望の形状に成形する。
あるいは、所望の形状に形成したキャビティーを作成し、このキャビティーを成形体として用いてもよい。基材が、マイクロメートルサイズあるいはナノメートルサイズの微細構造を有する場合、型（鋳型）は、例えば、アモルファスカーボン基板、金属基板、シリコン基板、ポリマーなどの表面に集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いて、作成することができる。
【００６４】
得られた成形体に、インクジェットを用いて、種結晶を基材（成形体）上に配置する。プレートの場合、所望のパターンとなるように、種結晶を基材上に配置する。三次元構造体の場合、噴射すべき位置をレーザー光で特定し、三次元的に回転可能であるインクジェットヘッドを用いて、種結晶を噴射し、配置する。あるいは、インクジェットヘッドを固定し、基材を移動または回転させて、種結晶を配置してもよい。
【００６５】
ポリマーあるいはポリマーフィルムの所望の位置に予め種結晶を配置して、これを所望の形状に成形してもよい。例えば、樹脂フィルムの表面にインクジェットを用いて種結晶を配置した後、裏面から吸引して、中空状（円筒状）に成形した成形体を得ることができる。
【００６６】
このようにして、リン酸カルシウム類の析出を誘起する物質（種結晶）が基材上の所望の位置に配置される。
【００６７】
種結晶が配置された基材を、適切な方法で、リン酸カルシウム類形成溶液と接触させる。これにより、種結晶上にリン酸カルシウム類が析出され、所望の形状のリン酸カルシウム類を含む構造体が得られる。
【００６８】
種結晶とリン酸カルシウム類形成溶液との接触は、１０〜８０℃、好ましくは２０〜６０℃、さらに好ましくは３０〜４０℃で放置するか、緩やかに振盪あるいは攪拌することにより、行われる。
【００６９】
接触時間は、積層させるリン酸カルシウム類の厚み、析出したリン酸カルシウム類の間隙（微細孔）の大きさなどによって決定すればよい。透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）あるいは走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、所望の大きさの厚み、あるいは微細孔が形成されたときに、リン酸カルシウム類形成溶液からリン酸カルシウム類が析出した基材を回収することにより、リン酸カルシウム類を含む構造体を得ることができる。
【００７０】
上記の方法で形成されたリン酸カルシウム類を含む構造体は、必要に応じて、有機溶媒、酵素、アルカリあるいは弱酸による処理、あるいは、超音波処理などの方法により、基材から分離される。
【００７１】
なお、ある程度の大きさの微細孔を有する構造体が形成された後、リン酸カルシウム類をさらに析出させると、微細孔が塞がれた、稠密な構造体が得られる。
【００７２】
このように、本発明の方法においては、インクジェットで種結晶を配置し、その種結晶上にリン酸カルシウム類を析出して構造体を形成させるので、一般的には、まず、間隙（微細孔）を有する構造体が形成される。インクジェットから噴射される種結晶の量、噴射密度、噴射位置を制御することにより、リン酸カルシウム類を含有する構造体の三次元構造および微細孔の大きさが調整できる。さらに、リン酸カルシウム類形成溶液の濃度、組成などを変えることにより、リン酸カルシウム類の析出速度などが調整でき、自由に微細孔の大きさ、厚みが調整できる。細胞、微生物の固定、増殖、活性化のためには、微細孔の大きさ（微細孔径）あるいは気孔率の精密な制御が必要とされるが、本発明の方法により、微細孔の大きさ（微細孔径）を制御することが可能である。
【００７３】
（金属酸化物を含む構造体またはパターンの形成）
金属酸化物を含むパターンは、例えば、以下のようにして形成され得る。ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２などの高誘電率酸化物の種結晶を含む液をインクジェットを用いて位置選択的に基材上に配置し、その位置で該酸化物の結晶を成長させ、基材上に光の波長と同程度の周期を持つパターンを形成することにより、２次元フォトニック結晶が容易に形成される。種結晶が基材上に３次元的に配置された場合には、３次元フォトニック結晶が形成され得る。
【００７４】
（金属を含む構造体またはパターンの形成）
金属パターンは、例えば、以下のようにして形成され得る。触媒を、ドット状に等間隔になるようにインクジェットを用いて基材上に噴射することによって、基材上に、金属の析出を誘起する物質が配置される。次いで、基材を無電解メッキ液に、適切な時間浸漬すると、触媒を噴射した部分にのみ、金属の薄膜を形成できる。
【００７５】
（半導体を含む構造体またはパターンの形成）
半導体パターンは、例えば、以下のようにして形成される。例えば、サファイア粉末の分散液を、インクジェットを用いて位置選択的に基材上に噴射し、これに分子線やプラズマを当てることによって、その位置に半導体パターンを形成することができる。
【００７６】
＜用途＞
（リン酸カルシウム類を含む構造体の用途）
得られたリン酸カルシウム類を含む構造体は、生体適合性材料、バイオセンサー、バイオリアクター、電子素子、光学素子などとして用いられる。
【００７７】
生体適合性材料、バイオセンサー、バイオリアクターとして用いる場合、微細孔を有していることが好ましい。本発明の方法によれば、微細孔の大きさを自由に調整できる。また、本発明の構造体は、マイクロメートルサイズ、あるいはナノメートルサイズの微細構造を有するため、単位体積あたりの表面積が大きく、チューブ内に微生物、（固定化）酵素などを封入すると、効率のよいバイオセンサー、バイオリアクターなどを調製することができる。さらに、バイオセンサー、バイオリアクターなどに応用する場合は、種結晶を位置選択的に配置（噴射）することにより、細胞、微生物からの電気的、化学的応答を検出するための電極取り付け部の構造を容易に形成できる。また、特に、微細孔を有するチューブ状のリン酸カルシウム類を含む構造体を製造する場合に、表面構造が所望の臓器の形状となるように、インクジェットを用いて種結晶を配置すると、ＥＳ胚細胞から人工臓器を形成（再生）させるときによい。
【００７８】
リン酸カルシウム類を含む構造体は、微細孔がほとんどない緻密な構造を有していてもよい。基板上に、パターンとして緻密な構造を有するように形成された構造体は、電子素子、光学素子などとして用いられる。
【００７９】
（人工骨材料）
天然の骨は、有機高分子であるコラーゲンと無機物質であるアパタイトが三次元に組み合わされた構造を持っている。そこで、本発明のリン酸カルシウム類を含む構造体の製造方法を利用して、天然の骨により近い人工骨材料を製造することができる。この方法では、人工骨の形状を有する基材上の所望の位置に、インクジェットを用いてリン酸カルシウム類の析出を誘起する物質と有機高分子とを含有する懸濁液を配置する。これをリン酸カルシウム類形成溶液と接触させ、リン酸カルシウム類を析出させる。この場合、リン酸カルシウム類としては、ヒドロキシアパタイト類であることが好ましい。ある程度まで構造体が成長したら、リン酸カルシウム類形成溶液から構造体を回収し、リン酸カルシウム類の析出を誘起する物質と有機高分子とを含有する懸濁液を、再びこの構造体上に配置し、リン酸カルシウム類形成溶液と接触させ、リン酸カルシウム類を析出させる。これらの工程を複数回繰り返す。この複数回の工程は、リン酸カルシウム類の析出を誘起する物質と有機高分子とを含有する懸濁液中の有機高分子含量を徐々に低下させながら、行われる。この方法により、リン酸カルシウム類−有機高分子傾斜構造を形成し、生体内に埋入したときに、生体骨と直接的に接する部分のリン酸カルシウム類（特にヒドロキシアパタイト類）の比率が高い、人工骨材料が得られる。生体内に埋入された人工骨材料の表面からヒドロキシアパタイトが成長し、生体骨と直接結合する。従って、生体内に埋入された人工骨材料と生体内で成長したヒドロキシアパタイトとの間に界面が存在しないため、生体骨と人工骨材料とは強固に結合する。有機高分子として熱可塑性樹脂を用いる場合にはリン酸カルシウム類の析出前または後に加熱処理を行い、樹脂同士を融着させてもよい。
【００８０】
また、リン酸カルシウム類の析出を誘起する物質と有機高分子との比率、さらには有機高分子の種類を変えることによって、人工骨材料の弾性率、破壊靭性などの力学的特性を幅広く制御することが可能であり、硬組織置換材料から軟組織置換材料までの種々の特性を有する生体適合性材料を作成することができる。有機高分子として、生体骨の成分であるコラーゲンを用いることにより、生体骨に近づけることもできる。
【００８１】
（金属酸化物を含む構造体またはパターンの用途）
異なる屈折率媒質が多次元周期的に配列した構造内では、フォトニックバンドギャップが形成され、特定の波長の光が伝播できなくなることが知られており、これはフォトニック結晶と呼ばれている。基材上に光の波長と同程度の周期を持つ金属酸化物のパターンを形成することにより、２次元フォトニック結晶が形成され、これは、光導波路、微小集積回路などのへの応用が可能である。また、光導波路などの回路を作成する際に重要となる、光が伝播するための欠陥構造を、パターンに導入することも容易である。
【００８２】
（金属を含む構造体またはパターンの用途）
本発明の方法によれば、金属からなるドットが所望の位置に規則的に配列した金属パターンを得ることが可能である。そのため、パターンドメディアとして利用し得る。パターンドメディアとは、形状や大きさを人工的にそろえた単一磁区の微粒子をアレイ状に並べ、この１微粒子を１ビット（記録単位）として記録を行うものである。パターンドメディアによって、磁気記録媒体の高密度化に伴う、ビット同士の干渉の問題が解決され得る。従来の連続膜中の結晶粒と異なり、パターンドメディアの微粒子は同形状、同サイズでしかも規則的に配列しているため、１微粒子を１ビットとして記録を行っても再生信号に必要な信号／雑音比が確保でき、原理的には熱安定限界の体積を有するサイズまで微粒子を小型化して、高密度記録を行なうことが可能となる。また、本発明の方法によれば、電子線リソグラフィとプラズマエッチングとを用いる従来法に比べて、大面積の基材上で磁性体アレイを作成することが容易であり、低コストである。
【００８３】
（半導体を含む構造体またはパターンの用途）
本発明の方法によれば、平面だけでなく、複雑な三次元構造の半導体を容易に形成することができる。したがって、半導体として広範囲の用途（例えば、電気信号に関する素子、光・電気変換素子、センサー、半導体電極など）への応用が可能である。また、上記と同様、電子線リソグラフィとプラズマエッチングとを用いることなく、半導体のパターンを直接的に形成することが可能であり、低コストである。
【００８４】
【実施例】
以下、本発明を、実施例によって更に詳細に説明する。本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００８５】
（リン酸カルシウム類形成溶液の調製）
蒸留水７００ｍＬに、ＮａＣｌを７．９９６ｇ、ＮａＨＣＯ_３を０．３５０ｇ、ＫＣｌを０．２２４ｇ、Ｋ_２ＨＰＯ_４・３Ｈ_２Ｏを０．２２８ｇ、ＭｇＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏを０．３０５ｇ、１Ｍ塩酸を４０ｍｌ、ＣａＣｌ_２を０．２７８ｇ、Ｎａ_２ＳＯ_４を０．０７１ｇ、トリスヒドロキシメチルアミノメタンを６．０５７ｇ溶解させ、３６．５℃でｐＨが７．２５となるように、１Ｍ塩酸で調整した。その後、蒸留水を加えて溶液全体を１Ｌとして、リン酸カルシウム類形成溶液を調製した。
【００８６】
（実施例１）
（リン酸カルシウム類形成用の種結晶の調製）
ＣａＦ_２：ＭｇＯ：Ｐ_２Ｏ_５：ＳｉＯ_２：ＣａＯを、それぞれ０．５：４．６：１６．２：３４．０：４４．７質量％となるように秤量、混合した後、１４５０℃で２時間溶融した。溶融液を急冷し、ガラスを得た。得られたガラスをボールミルにより粉砕し、ふるいにより分級して、粒径１５０〜３００μｍのガラス微粒子を得た。
【００８７】
プラスチック容器にリン酸カルシウム類形成溶液３０ｍｌをはかりとり、上記ガラス微粒子を１ｇ加えて分散させた。１ｃｍ×１ｃｍのポリスチレン基材を浸漬して、２日間静置して、ポリスチレン基材表面に、リン酸カルシウム類の微結晶を析出させた。このポリスチレン基材を回収し、アセトンを用いてポリスチレン基材を溶解し、遠心分離して、沈殿物を種結晶として回収した。
【００８８】
基材として１０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍのポリスチレン板を用いた。蒸留水１００ｍｌに種結晶を１ｇ分散させた。種結晶の分散液を線幅１２μｍ、間隔７５μｍの平行な直線状にインクジェットを用いて基材上に噴射した。噴射量は１ｐＬ／滴とした。次いで、リン酸カルシウム類形成溶液に浸漬し、３７℃で１２時間〜７日間保持した。２日間以上浸漬した基材上の、種結晶を配置した部分に、リン酸カルシウム類薄膜が形成していた。浸漬４日で得られたパターンは厚さ３μｍの緻密な薄膜であり、パターンが正確に形成された。パターンを形成した基材をアセトン中に浸漬して、基材を溶解し、遠心分離を行うことにより、リン酸カルシウム類の微細な棒状体を回収した。
【００８９】
（実施例２）
基材として１０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍのポリエチレン板を用いた。リン酸カルシウム類の析出を誘起する物質として実施例１で用いたガラスを使用した。ガラスはボールミルにより粉砕し、平均粒径０．５μｍの粒子とした。蒸留水１００ｍｌにガラス粒子を１ｇ分散させた。ガラスの分散液を線幅２５μｍ、間隔７５μｍの平行な直線状にインクジェットを用いて基材上に噴射した。噴射量は３ｐＬ／滴とした。次いで、リン酸カルシウム類形成溶液に浸漬し、３７℃で１２時間〜７日間保持した。２日間以上浸漬した基材上の、ガラスを配置した部分に、リン酸カルシウム類薄膜が形成していた。浸漬４日で得られたパターンは厚さ３μｍの緻密な薄膜であり、パターンが正確に形成された。
【００９０】
（実施例３）
基材として１０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍのポリエチレン板を用いた。リン酸カルシウム類の析出を誘起する物質として平均粒径２０ｎｍのアナターゼ型酸化チタン粒子を使用した。蒸留水１００ｍｌに酸化チタン粒子を１ｇ分散させた。酸化チタンの分散液を線幅２５μｍ、間隔３７μｍの平行な直線状にインクジェットを用いて基材上に噴射した。噴射量は３ｐＬ／滴とした。次いで、リン酸カルシウム類形成溶液に浸漬し、３７℃で１２時間〜７日間保持した。２日間以上浸漬した基材上の、酸化チタン粒子を配置した部分に、リン酸カルシウム類薄膜が形成していた。浸漬４日で得られたパターンは厚さ３μｍの緻密な薄膜であり、パターンが正確に形成された。
【００９１】
（実施例４）
基材としてポリテトラフルオロエチレンを用い、実施例１と同じ種結晶の分散液にさらに２ｇのコラーゲン繊維を分散させた以外は、実施例１と同様の操作を行った。２日間以上浸漬した基材上には、種結晶を配置した部分に、リン酸カルシウム類−コラーゲン複合薄膜が形成していた。浸漬４日目で得られたパターンは厚さ４μｍの緻密な薄膜であり、パターンが正確に形成された。パターンを形成した基材を蒸留水中で超音波処理して、基材からリン酸カルシウム類−コラーゲン複合体を剥落させ、遠心分離を行うことにより、リン酸カルシウム類−コラーゲン複合薄膜の微細な棒状体を回収した。
【００９２】
（実施例５）
基材として直径１０ｍｍ長さ５０ｍｍのポリエチレン製円柱を用いた。蒸留水１００ｍｌに実施例１の種結晶を１ｇ、ポリエチレン粒子（平均粒径１μｍ）を２ｇ分散させた。基材を回転させながら、インクジェットを用いて種結晶分散溶液を基材表面に噴射した。噴射量は１０ｐＬ／滴とした。次いで、リン酸カルシウム類析出溶液に浸漬し、３７℃で３日間保持した。次に、種結晶分散液中１００ｍｌ中のポリエチレン粒子の量を１ｇ、０．５ｇと順次変化させ、同様の操作を繰り返した。その結果、ポリエチレン柱表面に厚さ約１０μｍのリン酸カルシウム類−ポリエチレン複合薄膜を形成した。断面のエネルギー分散型Ｘ線分析により、薄膜の内側から外側に向かって、リン酸カルシウム類の割合が増加し、ポリエチレンの割合が減少していることが確認された。
【００９３】
表面にリン酸カルシウム類−ポリエチレン複合薄膜を形成した基材を１８０℃で加熱処理し、基材と薄膜中のポリエチレン粒子および薄膜中のポリエチレン粒子同士を融着させた。
【００９４】
（実施例６）
基材として直径１ｍｍ長さ５０ｍｍのポリスチレン製円柱を用いた。リン酸カルシウム類の析出を誘起する物質として実施例１と同じ種結晶を使用した。蒸留水１００ｍｌに種結晶を１ｇ分散させた。基材を回転させながら、インクジェットを用いて種結晶分散溶液を基材表面に噴射した。噴射量は１０ｐＬ／滴とした。次いで、リン酸カルシウム類析出溶液に浸漬し、３７℃で１４日間保持した。
リン酸カルシウム溶液は２日毎に新しいものに交換した。その結果、ポリスチレン柱表面に厚さ約５０μｍのリン酸カルシウム類薄膜を形成した。基材をアセトンにより溶解して、リン酸カルシウム類からなるチューブを得た。
【００９５】
（実施例７）
蒸留水１００ｍＬにアナターゼ型酸化チタン粉末１ｇ（平均粒径２０ｎｍ、石原産業（株）ＳＴ−２１）を添加し、攪拌した液を種結晶分散液として用いた。蒸留水１２．５ｍＬにヘキサフルオロチタン酸アンモニウムを２．５ｍｍｏｌ／Ｌ溶解させた水溶液を得た。蒸留水３７．５ｍＬに酸化ホウ素を濃度２４０ｍｍｏｌ／Ｌ溶解させた水溶液を得た。こうして得られた２種類の水溶液を混合したものを酸化チタン析出溶液とした。
【００９６】
基材として１０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍのガラス板を用いた。種結晶分散溶液を直径１２μｍのドットとして１００ｎｍの間隔でインクジェットを用いて基材上に噴射した。噴射量は１ｐＬ／滴とした。次いで、この基材を酸化チタン析出溶液に浸漬し、４０℃で６時間保持した。種結晶を配置した部分に酸化チタン薄膜が形成した。
【００９７】
（実施例８）
蒸留水に塩化パラジウム二水和物を０．１５ｇ／ｌ、塩化第一スズ二水和物を１５ｇ／ｌ、濃塩酸を２００ｍｌ／ｌ溶解したものを触媒液とした。蒸留水に塩化ニッケル０．０２ｍｏｌ／ｌ、酒石酸ナトリウム０．０２ｍｏｌ／ｌ、ヒドラジン１ｍｏｌ／ｌを溶解し、水酸化ナトリウムでｐＨを１０に調整したものを無電解メッキ液として用いた。
【００９８】
基材として１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍのガラス板を用いた。触媒液を直径１０〜１２μｍのドットとして１００ｎｍ間隔になるようにインクジェットを用いて基材上に噴射した。噴射量は１ｐＬ／滴とした。この基材を室温で２分間保持した後、蒸留水で洗浄した。次に基材を４０℃の１０％硫酸に３０秒間浸漬した。次いで基材を９５℃の無電解メッキ液に１０分間浸漬した。触媒液を噴射した部分にニッケル薄膜が形成した。
【００９９】
（実施例９）
蒸留水１００ｍＬにパラジウム微粒子（平均粒径１００ｎｍ）１ｇを添加して攪拌した液を、触媒液とし、蒸留水に塩化コバルト０．０５ｍｏｌ／ｌ、酒石酸ナトリウム０．４ｍｏｌ／ｌ、塩酸ヒドラジン１．０ｍｏｌ／ｌを溶解し、水酸化ナトリウムでｐＨを１１に調整したものを無電解メッキ液として用いた以外は、実施例８と同様の操作を行った。触媒液を噴射した部分にコバルト薄膜が形成した。
【０１００】
（実施例１０）
基材として１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍのシリカガラス板を用いた。蒸留水１００ｍＬにサファイア粉末（平均粒径１００ｎｍ）を分散させた液を、線幅１２μｍ、間隔７５μｍの平行な直線状に、インクジェットを用いて基材上に噴射した。噴射量は１ｐＬ／滴とした。蒸留水を蒸発させた後、基材を真空容器に入れ、１０^−９Ｔｏｒｒまで減圧し、基材温度６００℃の条件でＫｎｕｄｓｅｎセルを用いてＧａ蒸気圧１．０×１０^−７Ｔｏｒｒ、Ａｓ_２蒸気圧２．５×１０^−６Ｔｏｒｒの組成を持つ分子線を４時間あてた。サファイアを配置した部分にＧａＡｓ薄膜が形成した。
【０１０１】
（実施例１１）
基材として１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍのシリカガラス板を用いた。蒸留水１００ｍＬにサファイア粉末（平均粒径１００ｎｍ）を分散させた液を、線幅２５μｍ、間隔３７μｍの平行な直線状に、インクジェットを用いて基材上に噴射した。噴射量は３ｐＬ／滴とした。蒸留水を蒸発させた後、基材を真空容器に入れ、１０^―９Ｔｏｒｒまで減圧した。次いで、蒸気圧４．３×１０^−７ＴｏｒｒのＧａ蒸気と、窒素流量２．０ｓｃｃｍ、ＲＦプラズマ出力２５０Ｗの条件で発生させた窒素プラズマを容器内に導入した。基材温度６００℃の条件で４時間保持した。サファイアを配置した部分にＧａＮ薄膜が形成した。
【０１０２】
（実施例１２）
ＧａＮの析出を誘起する物質として、有機金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）法により作製したＧａＮ種結晶（平均粒径１００ｎｍ）を用いた以外は、実施例１１と同様の操作を行った。種結晶を配置した部分にＧａＮ薄膜が形成した。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、インクジェットを用いて固相の析出を誘起する物質を含む液を噴射して、該固相の析出を誘起する物質を所望の位置に配置し、この固相の析出を誘起する物質上に固相を析出させることによって、構造体またはパターンを形成することができる。得られる構造体の形状などは、固相の析出を誘起する物質の配置の位置、密度などにより決定される。従って、固相の析出を誘起する物質を所望の位置にインクジェットで直接配置することにより、所望の形状を有する構造体が、簡便に得られる。
【０１０４】
例えば、リン酸カルシウムを含む構造体の製造に際して、構造体の形状と微細孔が自由に調整できる。従来は、構造体の形状と微細孔は、リン酸カルシウム形成溶液の種類、組成、濃度、および浸漬時間によってのみ、調整が可能であったが、本発明の方法のようにインクジェットを用いることにより、複雑な形状の構造体、緻密な構造体、リン酸カルシウム類の厚みの異なる部分を有する構造体、所望の大きさの微細孔を有する構造体など、所望の構造の構造体が容易に得られる。
【０１０５】
また、インクジェットを用いて所望の形状（パターン等）となるように固相の析出を誘起する物質を基材上に直接配置できるので、従来行われているレジスト樹脂の塗布、パターンの形成、硬化（あるいは未硬化）レジスト樹脂の除去という複雑な工程が不要となるという利点を有する。さらに、本発明によれば、平面だけでなく、３次元的な構造体またはパターンの形成も容易である。

Claims

インクジェットを用いて固相の析出を誘起する物質を含む液を噴射し、該固相の析出を誘起する物質を基材上の所望の位置に配置する工程；該固相の析出を誘起する物質を析出流体と接触させて、該基材上で該固相を析出させる工程；を含む、構造体またはパターンの形成方法。
前記固相の析出を誘起する物質が種結晶である、請求項１に記載の方法。
前記固相の析出を誘起する物質が触媒である、請求項１に記載の方法。
前記析出流体が、リン酸カルシウム類形成溶液、金属酸化物析出溶液、または無電解メッキ液である、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
前記形成された構造体またはパターンを前記基材から回収する工程を含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
前記インクジェットにおいて、ヘッドがアモルファスカーボンで構成されている、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
請求項１から６のいずれかに記載の方法で得られる、構造体またはパターン。