[发明专利]微小流体装置

说明书

本发明的课题在于，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。

技术领域

本发明涉及使微小流体驱动的电介质电润湿(EWOD)微小流体装置。

背景技术

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(Active Matrix Electrowetting-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。