微小流体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于，提供一种段电极上的疏水层的表面的平坦性比以往高且该疏水层表面的微小流体容易滑动的微小流体装置。微小流体装置(1)的特征在于，具备：阵列基板(10)，具有多个电极(14)；以及对置基板(40)，具有至少一个电极(42)，在与阵列基板(10)之间形成有使具有导电性的液滴(51)横跨多个电极(14)移动的内部空间(50)，多个电极(14)设置在第一平坦化树脂层(13)上，并且是具有遮光性的金属电极。

Microfluidic device

The subject of the invention is to provide a microfluidic device with higher flatness on the surface of the drain layer than the past, and the tiny fluid on the hydrophobic surface is easy to slide. Micro fluid device (1) is characterized in that: with the array substrate (10), having a plurality of electrodes (14); and the opposite substrate (40), with at least one electrode (42), and the array substrate (10) in a droplet having conductivity formed between (51) across an electrode (14) mobile internal space (50), a plurality of electrodes (14) arranged in a first planarization resin layer (13), and the metal electrode has the shading.

【技术实现步骤摘要】
微小流体装置
本专利技术涉及使微小流体驱动的电介质电润湿(EWOD)微小流体装置。
技术介绍
微流体工程是例如关于称为子微升的小规模的容积的微小流体(例如，液滴)的操作的、快速发展的领域。一般来说，微小流体的操作适合于微小流体的位置、尺寸以及组成的感测。对微小流体进行操作而使其移动的微小流体装置能够应用于分子扩散系数、流体粘度、pH、化学键系数、酶反应速度等的各种各样的测定。作为微小流体装置的其它应用例，可举出经由毛细管电泳法、等电聚焦电泳法、免疫测定法、酶测定法、流式细胞法、质量分析法进行分析的蛋白质的试样注入、PCR放大、DNA分析、细胞操作、细胞分离、细胞图案形成、以及化学梯度形成等。这些应用例中的大部分对临床诊断法是有效的。因此，近年来，正在推进通过电场的施加而对液滴进行操作(驱动)的微小流体装置(微流体器件)的开发。一般来说，EWOD微小流体装置用覆盖设置在电极上的电介质层的疏水层夹着具有导电性的液滴(微小流体)。微小流体装置通过对上述液滴施加电场而使其与上述液滴正下方的电介质层下的电极之间产生电位差，从而产生电润湿现象而使液滴移动。所谓电润湿，是如下的现象，即，通过对置于设置在电极上的、表面实施了疏水处理的电介质层上的液滴施加电场，从而电介质层的表面能变化与在电极与液滴之间形成的电容器的静电能对应的量，由此固液界面能变化，液滴对介电膜表面的接触角变化。例如，在专利文献1以及专利文献2中，作为微小流体装置，公开了对段电极配置为矩阵状的有源矩阵阵列上的液滴进行操作(EWOD；Electrowetting-On-Dielectric(电介质电润湿))的有源矩阵型的电介质电润湿(ActiveMatrixElectrowetting-On-Dielectric；AM-EWOD)装置。以下，使用用语“段电极”来指代彼此隔开间隙分开并排列成阵列(矩阵)的多个电极。在典型的AM-EWOD装置结构中，为了实施电润湿，电极分别独立地通过由TFT(薄膜晶体管)提供并控制的电压信号所驱动。在AM-EWOD装置中，通过作为有源元件而使用例如TFT(薄膜晶体管)，从而实施电润湿。AM-EWOD装置具备配置为矩阵状的多个电极(段电极)。在这些电极分别电连接有TFT。各TFT分别利用于与各TFT电连接的各电极的控制。在上述电极中，例如，如专利文献2所示，一般使用透明的金属氧化物，例如ITO(铟锡氧化物)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5345714号公报(2013年8月23日登记)专利文献2：日本专利第5960117号公报(2016年7月1日登记)然而，由ITO构成的电极通常具有凹凸，其平坦度变动的程度依赖于电极如何制造。图7是将具有由ITO构成的段电极的AM-EWOD装置300的主要部分的概略结构的一个例子与其问题一并示意性地示出的剖视图。以下，以图7所示的AM-EWOD装置300为例，对作为段电极而使用了由ITO构成的电极314时的微小流体装置的问题点进行说明。在AM-EWOD装置300中，通过对各电极314施加电润湿驱动电压，从而对设置在各电极314上的作为离子阻挡层的电介质层316上的疏水层318的疏水性进行控制。液滴51朝向亲水性更大的区域(换言之，疏水性更小的区域)运动。因此，通过对相邻的电极314(在图7中，用314a、314b示出)施加彼此不同的电润湿驱动电压，从而能够使液滴51横跨多个电极314而沿着疏水层318的表面移动。液滴51以在疏水层318上滑动的方式移动。然而，根据本申请专利技术人的研究可以理解，如图7所示，当在电极314的表面存在许多凹凸时，会在电极314的上层的电介质层316的表面也形成许多的凹凸，进而，在电介质层316的上层的疏水层318的最表面也会形成许多的凹凸。像这样，疏水层318的表面的平坦性追随成为其基底的电介质层316的表面的平坦性，电介质层316的表面的平坦性追随成为其基底的电极314的表面的平坦性。当在疏水层318的表面形成有许多的凹凸时，在疏水层318与液滴51的界面容易产生流体摩擦。其结果是，如图7中×符号所示的那样，液滴51的移动有可能在中途停止，从而液滴51不能像想要的那样移动。此外，成为疏水层318的基底的电介质层316的凹凸也会在液滴51移动时成为阻力(流体摩擦)，阻碍液滴51的移动。其结果是，如图7中双点划线所示，即使液滴51移动，液滴51的一部分也会残留在流路上，有可能产生液滴51分离为多个(在图7所示的例子中为两个液滴51a、51b)的问题。像这样，由电极314的表面的凹凸造成的疏水层318的表面的凹凸对电润湿性能造成大的影响。为了实现微小流体装置所需的高疏水性，需要平坦且致密的疏水层318。此外，电极314上的疏水层318上的液滴51的滑动容易度(移动容易度)会根据施加在电极314的电压的大小而改变。施加在电极314的电压越高，液滴51越容易滑动。然而，如果考虑与各电极314电连接的TFT20的耐压、电介质层316的耐压，则施加在电极314的电压优选尽可能低。使用了电润湿的电润湿显示器作为像素电极而像AM-EWOD装置那样具备与TFT电连接的配置为矩阵状的多个段电极。然而，在使用了电润湿的电润湿显示器中使用的液滴比在微小流体装置中使用的液滴小，在电润湿显示器中，内部空间被划分为多个单元。各单元通过防止液滴泄漏到邻接的像素的、形成为格子状的像素隔离壁进行分离，各段电极分别设置在各单元内。因此，关于施加在各段电极的电压，例如，在电润湿显示器中为16V左右，相对于此，在微小流体装置中为20V左右，需要施加比电润湿显示器高的电压。因此，在使液滴横跨段电极进行移动的微小流体装置中，需要比电润湿显示器进一步提高耐压性。因此，为了降低施加在微小流体装置中的电极314的电压，提高电极314上的疏水层318上的液滴51的滑动容易度是非常重要的。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种段电极上的疏水层的表面的平坦性比以往高且容易使微小流体移动的微小流体装置。用于解决课题的技术方案为了解决上述的课题，本专利技术的一个方式涉及的微小流体装置具备：(I)第一基板，具有：多个第一电极；多个驱动元件，与上述多个第一电极分别电连接，并对上述多个第一电极分别进行驱动；第一平坦化树脂层，覆盖上述多个驱动元件；电介质层，覆盖上述多个第一电极；以及第一疏水层，覆盖上述电介质层；以及(II)第二基板，与上述第一基板对置配置，具有与上述多个第一电极对置配置的至少一个第二电极和覆盖上述至少一个第二电极的第二疏水层，并在与上述第一基板之间形成有使具有导电性的微小流体横跨上述多个第一电极进行移动的内部空间，上述多个第一电极设置在上述第一平坦化树脂层上，并且是具有遮光性的金属电极。专利技术效果本申请专利技术人进行了潜心研究，结果发现，关于微小流体的移动被阻碍或者为了使微小流体移动而施加在段电极的电压提高的主要原因，说到底在于段电极的表面的凹凸。而且，本申请专利技术人发现，在与电润湿显示器完全不同的、使微小流体横跨多个电极(即，段电极)进行移动的微小流体装置中，在使微小流体平滑地移动的方面，使微小流体滑动的疏水层的表面的平坦性很重要，特别是，提高段电极上的疏水层的平坦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微小流体装置，其特征在于，具备：第一基板，具有：多个第一电极；多个驱动元件，与上述多个第一电极分别电连接，并对上述多个第一电极分别进行驱动；第一平坦化树脂层，覆盖上述多个驱动元件；电介质层，覆盖上述多个第一电极；以及第一疏水层，覆盖上述电介质层；以及第二基板，与上述第一基板对置配置，具有与上述多个第一电极对置配置的至少一个第二电极和覆盖上述至少一个第二电极的第二疏水层，并在与上述第一基板之间形成使具有导电性的微小流体横跨上述多个第一电极进行移动的内部空间，上述多个第一电极设置在上述第一平坦化树脂层上，并且是具有遮光性的金属电极。

【技术特征摘要】
2016.09.28 JP 2016-1903551.一种微小流体装置，其特征在于，具备：第一基板，具有：多个第一电极；多个驱动元件，与上述多个第一电极分别电连接，并对上述多个第一电极分别进行驱动；第一平坦化树脂层，覆盖上述多个驱动元件；电介质层，覆盖上述多个第一电极；以及第一疏水层，覆盖上述电介质层；以及第二基板，与上述第一基板对置配置，具有与上述多个第一电极对置配置的至少一个第二电极和覆盖上述至少一个第二电极的第二疏水层，并在与上述第一基板之间形成使具有导电性的微小流体横跨上述多个第一电极进行移动的内部空间，上述多个第一电极设置在上述第一平坦化树脂层上，并且是具有遮光性的金属电极。2.根据权利要求1所述的微小流体装置，其特征在于，上述多个第一电极经由设置在上述第一平坦化树脂层的接触孔与上述多个驱动元件分别连接，上述电介质层包含填埋上述接触孔的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：小坂知裕，纪藤贤一，原猛，门野真也，安尾文利，大王学，寺西知子，李昊，
申请(专利权)人：夏普生命科学欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB