[發明專利]微小流體裝置

有效

• 申請號: 201710893933.1
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107918206B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 小坂知裕;紀藤賢一;原猛;門野真也;安尾文利;大王學;寺西知子;李昊
• 申請（專利權）人: 夏普生命科學（歐洲）有限公司
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳秋明

本發明的課題在于，提供一種段電極上的疏水層的表面的平坦性比以往高且該疏水層表面的微小流體容易滑動的微小流體裝置。微小流體裝置(1)的特征在于，具備：陣列基板(10)，具有多個電極(14)；以及對置基板(40)，具有至少一個電極(42)，在與陣列基板(10)之間形成有使具有導電性的液滴(51)橫跨多個電極(14)移動的內部空間(50)，多個電極(14)設置在第一平坦化樹脂層(13)上，并且是具有遮光性的金屬電極。

技術領域

本發明涉及使微小流體驅動的電介質電潤濕(EWOD)微小流體裝置。

背景技術

微流體工程是例如關于稱為子微升的小規模的容積的微小流體(例如，液滴)的操作的、快速發展的領域。

一般來說，微小流體的操作適合于微小流體的位置、尺寸以及組成的感測。對微小流體進行操作而使其移動的微小流體裝置能夠應用于分子擴散系數、流體粘度、pH、化學鍵系數、酶反應速度等的各種各樣的測定。作為微小流體裝置的其它應用例，可舉出經由毛細管電泳法、等電聚焦電泳法、免疫測定法、酶測定法、流式細胞法、質量分析法進行分析的蛋白質的試樣注入、PCR放大、DNA分析、細胞操作、細胞分離、細胞圖案形成、以及化學梯度形成等。這些應用例中的大部分對臨床診斷法是有效的。

因此，近年來，正在推進通過電場的施加而對液滴進行操作(驅動)的微小流體裝置(微流體器件)的開發。

一般來說，EWOD微小流體裝置用覆蓋設置在電極上的電介質層的疏水層夾著具有導電性的液滴(微小流體)。微小流體裝置通過對上述液滴施加電場而使其與上述液滴正下方的電介質層下的電極之間產生電位差，從而產生電潤濕現象而使液滴移動。

所謂電潤濕，是如下的現象，即，通過對置于設置在電極上的、表面實施了疏水處理的電介質層上的液滴施加電場，從而電介質層的表面能變化與在電極與液滴之間形成的電容器的靜電能對應的量，由此固液界面能變化，液滴對介電膜表面的接觸角變化。

例如，在專利文獻1以及專利文獻2中，作為微小流體裝置，公開了對段電極配置為矩陣狀的有源矩陣陣列上的液滴進行操作(EWOD；Electrowetting-On-Dielectric(電介質電潤濕))的有源矩陣型的電介質電潤濕(Active Matrix Electrowetting-On-Dielectric；AM-EWOD)裝置。以下，使用用語“段電極”來指代彼此隔開間隙分開并排列成陣列(矩陣)的多個電極。在典型的AM-EWOD裝置結構中，為了實施電潤濕，電極分別獨立地通過由TFT(薄膜晶體管)提供并控制的電壓信號所驅動。

在AM-EWOD裝置中，通過作為有源元件而使用例如TFT(薄膜晶體管)，從而實施電潤濕。

AM-EWOD裝置具備配置為矩陣狀的多個電極(段電極)。在這些電極分別電連接有TFT。各TFT分別利用于與各TFT電連接的各電極的控制。

在上述電極中，例如，如專利文獻2所示，一般使用透明的金屬氧化物，例如ITO(銦錫氧化物)。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第5345714號公報(2013年8月23日登記)

專利文獻2：日本專利第5960117號公報(2016年7月1日登記)

然而，由ITO構成的電極通常具有凹凸，其平坦度變動的程度依賴于電極如何制造。

圖7是將具有由ITO構成的段電極的AM-EWOD裝置300的主要部分的概略結構的一個例子與其問題一并示意性地示出的剖視圖。

以下，以圖7所示的AM-EWOD裝置300為例，對作為段電極而使用了由ITO構成的電極314時的微小流體裝置的問題點進行說明。