JP2018063203A - Potential detection substrate and potential measuring device - Google Patents
Potential detection substrate and potential measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018063203A JP2018063203A JP2016202373A JP2016202373A JP2018063203A JP 2018063203 A JP2018063203 A JP 2018063203A JP 2016202373 A JP2016202373 A JP 2016202373A JP 2016202373 A JP2016202373 A JP 2016202373A JP 2018063203 A JP2018063203 A JP 2018063203A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potential
- electrodes
- detection substrate
- potential detection
- recesses
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
Abstract
Description
本開示は、電位検出基板、およびそれを備えた電位計測装置に関する。 The present disclosure relates to a potential detection substrate and a potential measurement device including the same.
近年、液体試料の電気特性を測定し、その測定結果から液体試料の物性を判定したり、液体試料に含まれる細胞等の種類を判別したりすることが行われている(例えば、特許文献1,2参照)。 In recent years, electrical properties of a liquid sample are measured, and physical properties of the liquid sample are determined from the measurement results, and types of cells and the like included in the liquid sample are determined (for example, Patent Document 1). , 2).
液体試料から発生する微小電圧は、例えば、50〜60mV程度であり、培地を介して電位センサで検知できる電位差は、例えば、わずか10mV以下である。そのため、例えば10mV以下程度といった、微小な電位差がノイズに埋もれてしまわないようにすることが好ましい。例えば、電気化学的な抵抗が、できるだけ低くなっていることが好ましい。また、例えば、電気化学的な抵抗が、できるだけ電極ごとに均一になっていることが好ましい。従って、微小な電位差がノイズに埋もれてしまうのを抑制することの可能な電位検出基板およびそれを備えた電位計測装置を提供することが望ましい。 The minute voltage generated from the liquid sample is, for example, about 50 to 60 mV, and the potential difference that can be detected by the potential sensor through the medium is, for example, only 10 mV or less. For this reason, it is preferable to prevent a minute potential difference, for example, about 10 mV or less from being buried in noise. For example, the electrochemical resistance is preferably as low as possible. For example, it is preferable that the electrochemical resistance be as uniform as possible for each electrode. Therefore, it is desirable to provide a potential detection substrate capable of suppressing a minute potential difference from being buried in noise and a potential measurement device including the potential detection substrate.
本開示の一実施形態に係る第1の電位検出基板は、液体試料の電位を検出するためのものである。第1の電位検出基板は、基板上に、1または複数の電極と、各電極に接続された複数の配線とを備えている。各電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有している。1または複数の凹部の幅は、凹凸面に接して形成される電気二重層の厚さの2倍よりも広くなっている。 The first potential detection substrate according to an embodiment of the present disclosure is for detecting the potential of a liquid sample. The first potential detection substrate includes one or a plurality of electrodes and a plurality of wirings connected to each electrode on the substrate. Each electrode has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning. The width of the one or more recesses is wider than twice the thickness of the electric double layer formed in contact with the uneven surface.
本開示の一実施形態に係る第1の電位計測装置は、液体試料の電位を検出するための電位検出基板と、電位検出基板で検出された電位信号を処理する信号処理部とを備えている。第1の電位計測装置において、電位検出基板は、上記の第1の電位検出基板と同一の構成要素を有している。 A first potential measurement device according to an embodiment of the present disclosure includes a potential detection substrate for detecting a potential of a liquid sample, and a signal processing unit that processes a potential signal detected by the potential detection substrate. . In the first potential measurement device, the potential detection substrate has the same components as the first potential detection substrate.
本開示の一実施形態に係る第1の電位検出基板および第1の電位計測装置では、各電極に、パターニングによって凹凸面が形成されている。これにより、凹凸面を多孔質で形成した場合と比べて、凹凸に含まれる1または複数の凹部の幅を所望の大きさに容易に設定することができる。また、第1の電位検出基板および第1の電位計測装置では、凹凸面に含まれる1または複数の凹部の幅が、凹凸面に接して形成される電気二重層の厚さの2倍よりも広くなっている。これにより、凹凸面に倣って電気二重層を形成することができる。その結果、凹凸面を多孔質で形成した場合と比べて、電気二重層の表面積を大きくすることができる。 In the first potential detection substrate and the first potential measurement device according to an embodiment of the present disclosure, the uneven surface is formed by patterning on each electrode. Thereby, the width | variety of the 1 or several recessed part contained in an unevenness | corrugation can be easily set to a desired magnitude | size compared with the case where an uneven surface is formed with porous. In the first potential detection substrate and the first potential measurement device, the width of the one or more recesses included in the uneven surface is more than twice the thickness of the electric double layer formed in contact with the uneven surface. It is getting wider. Thereby, an electric double layer can be formed following the uneven surface. As a result, the surface area of the electric double layer can be increased as compared with the case where the uneven surface is formed of a porous material.
本開示の一実施形態に係る第2の電位検出基板は、液体試料の電位を検出するためのものである。第2の電位検出基板は、基板上に、複数の電極と、各電極に接続された複数の配線とを備えている。各電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有している。1または複数の凹部のレイアウトもしくは密度が、電極ごとに互いに等しくなっている。 The second potential detection substrate according to an embodiment of the present disclosure is for detecting the potential of the liquid sample. The second potential detection substrate includes a plurality of electrodes and a plurality of wirings connected to each electrode on the substrate. Each electrode has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning. The layout or density of the one or more recesses is the same for each electrode.
本開示の一実施形態に係る第2の電位計測装置は、液体試料の電位を検出するための電位検出基板と、電位検出基板で検出された電位信号を処理する信号処理部とを備えている。第1の電位計測装置において、電位検出基板は、上記の第2の電位検出基板と同一の構成要素を有している。 A second potential measurement device according to an embodiment of the present disclosure includes a potential detection substrate for detecting a potential of a liquid sample, and a signal processing unit that processes a potential signal detected by the potential detection substrate. . In the first potential measurement device, the potential detection substrate has the same components as those of the second potential detection substrate.
本開示の一実施形態に係る第2の電位検出基板および第2の電位計測装置では、各電極に、パターニングによって凹凸面が形成されている。これにより、凹凸面を多孔質で形成した場合と比べて、凹凸に含まれる1または複数の凹部の幅を所望の大きさに容易に設定することができる。また、第2の電位検出基板および第2の電位計測装置では、1または複数の凹部のレイアウトもしくは密度が、電極ごとに互いに等しくなっている。これにより、凹凸面を多孔質で形成した場合と比べて、電気二重層の表面積を電極ごとにより均一にすることができる。 In the second potential detection substrate and the second potential measurement device according to an embodiment of the present disclosure, the uneven surface is formed by patterning on each electrode. Thereby, the width | variety of the 1 or several recessed part contained in an unevenness | corrugation can be easily set to a desired magnitude | size compared with the case where an uneven surface is formed with porous. In the second potential detection substrate and the second potential measurement device, the layout or density of one or more recesses is equal to each other for each electrode. Thereby, the surface area of the electric double layer can be made more uniform for each electrode as compared with the case where the uneven surface is formed of a porous material.
本開示の一実施形態に係る第3の電位検出基板は、液体試料の電位を検出するためのものである。第3の電位検出基板は、基板上に、複数の電極と、各電極に接続された複数の配線とを備えている。各電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有している。1または複数の凹部の幅は、凹凸面に含まれる凹部の数と、凹凸面に接して形成される電気二重層の表面に含まれる凹部の数とが互いに等しくなるような大きさとなっている。 The third potential detection substrate according to an embodiment of the present disclosure is for detecting the potential of the liquid sample. The third potential detection substrate includes a plurality of electrodes and a plurality of wirings connected to each electrode on the substrate. Each electrode has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning. The width of the one or more recesses is such that the number of recesses included in the uneven surface and the number of recesses included in the surface of the electric double layer formed in contact with the uneven surface are equal to each other. .
本開示の一実施形態に係る第3の電位計測装置は、細胞または薬液の電位を検出するための電位検出基板と、電位検出基板で検出された電位信号を処理する信号処理部とを備えている。第1の電位計測装置において、電位検出基板は、上記の第3の電位検出基板と同一の構成要素を有している。 A third potential measurement device according to an embodiment of the present disclosure includes a potential detection substrate for detecting a potential of a cell or a drug solution, and a signal processing unit that processes a potential signal detected by the potential detection substrate. Yes. In the first potential measurement device, the potential detection substrate has the same components as the third potential detection substrate.
本開示の一実施形態に係る第3の電位検出基板および第3の電位計測装置では、各電極に、パターニングによって凹凸面が形成されている。これにより、凹凸面を多孔質で形成した場合と比べて、凹凸に含まれる複数の凹部の幅を所望の大きさに容易に設定することができる。また、第3の電位検出基板および第3の電位計測装置では、1または複数の凹部の幅が、凹凸面に含まれる凹部の数と、凹凸面に接して形成される電気二重層の表面に含まれる凹部の数とが互いに等しくなるような大きさとなっている。これにより、凹凸面を多孔質で形成した場合と比べて、電気二重層の表面積を大きくすることができる。 In the third potential detection substrate and the third potential measurement device according to an embodiment of the present disclosure, the uneven surface is formed on each electrode by patterning. Thereby, the width | variety of the several recessed part contained in an unevenness | corrugation can be easily set to a desired magnitude | size compared with the case where an uneven surface is formed with porous. Further, in the third potential detection substrate and the third potential measurement device, the width of the one or more recesses is formed on the number of the recesses included in the uneven surface and the surface of the electric double layer formed in contact with the uneven surface. The size is such that the number of recesses included is equal to each other. Thereby, the surface area of an electric double layer can be enlarged compared with the case where an uneven surface is formed with porous.
本開示の一実施形態に係る第1および第3の電位検出基板、ならびに本開示の一実施形態に係る第1および第3の電位計測装置によれば、凹凸面を多孔質で形成した場合と比べて、電気二重層の表面積を大きくすることができるようにしたので、微小な電位差がノイズに埋もれてしまわない程度に電気化学的な抵抗を小さくすることができる。その結果、微小な電位差がノイズに埋もれてしまうのを抑制することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本開示の一実施形態に係る第1、第2および第3の電位検出基板、ならびに本開示の一実施形態に係る第1、第2および第3の電位計測装置によれば、凹凸面を多孔質で形成した場合と比べて、電気二重層の表面積を電極ごとにより均一にすることができるようにしたので、微小な電位差がノイズに埋もれてしまわない程度に、電気化学的な抵抗を、電極ごとに均一化することができる。その結果、微小な電位差がノイズに埋もれてしまうのを抑制することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
According to the first and third potential detection substrates according to one embodiment of the present disclosure and the first and third potential measurement devices according to one embodiment of the present disclosure, In comparison, since the surface area of the electric double layer can be increased, the electrochemical resistance can be reduced to such an extent that a minute potential difference is not buried in noise. As a result, it is possible to suppress a minute potential difference from being buried in noise. In addition, the effect of this indication is not necessarily limited to the effect described here, Any effect described in this specification may be sufficient.
According to the first, second, and third potential detection substrates according to an embodiment of the present disclosure, and the first, second, and third potential measurement devices according to an embodiment of the present disclosure, the uneven surface is made porous. Compared to the case where the electrode is made of a material, the surface area of the electric double layer can be made more uniform for each electrode, so that the electrochemical resistance is reduced to the extent that a minute potential difference is not buried in noise. Can be made uniform. As a result, it is possible to suppress a minute potential difference from being buried in noise. In addition, the effect of this indication is not necessarily limited to the effect described here, Any effect described in this specification may be sufficient.
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。 Hereinafter, modes for carrying out the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The following description is one specific example of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following aspects. In addition, the present disclosure is not limited to the arrangement, dimensions, dimensional ratio, and the like of each component illustrated in each drawing.
[構成]
本開示の一実施の形態に係る電位計測装置1の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る電位計測装置1の概略構成例を表したものである。電位計測装置1は、例えば、液体試料の電位を計測し、その測定結果から液体試料の物性を判定したり、液体試料に含まれる細胞等の種類を判別したりするための装置である。液体試料に含まれる溶媒材料としては、例えば、NaClを0.8〜1.0W/V%の範囲で含む培養液が挙げられる。電位計測装置1は、例えば、液体試料の電位を検出するための電位検出基板10と、電位検出基板10で検出された電位信号10Aを処理する計測部信号処理部20と、計測部信号処理部20での処理結果を表示する表示部30とを備えている。
[Constitution]
A configuration of the
図2は、電位検出基板1の平面構成例を表したものである。図3は、電位検出基板1の電極群12E(後述)部分を拡大して表したものである。図4は、電位検出基板10の断面構成例を表したものである。
FIG. 2 illustrates a planar configuration example of the
電位検出基板1は、例えば、基板11の上面の中央部分に電極群12Eを備えている。電極群12Eは、例えば、図3に示したように、所定の間隙を介して行列状に配置された複数の電極12によって構成されている。電極群12Eでは、例えば、64個の電極12が8×8のマトリックス状に配置されている。各電極12のサイズは、例えば、約50μm角である。互いに隣接する2つの電極12の間隙は、例えば、約150μmである。このときの電極群12Eのサイズは、例えば、約1×1mm角である。また、電極群12Eの周囲(例えば、図中の電極群12Eの対角線方向)には、例えば、1または複数の参照電極が配置されている。
The
電位検出基板10は、例えば、基板11上に、複数の電極12と、各電極12に1本ずつ接続された複数の配線13と、各配線13の先端部分に1つずつ接続されたパッド15とを有している。各配線13は、電極12からの引き出し配線としての役割を有している。パッド15は、電位検出基板1を外部回路に接続するための端子電極としての役割を有している。各配線13において、一端が電極12に接続されており、他端がパッド15に接続されている。電位検出基板10は、さらに、例えば、各配線13のうち、電極12の直下に対応する部分に下地層14を備えていてもよい。下地層14は、電極12と配線14との密着性を向上させるためのものであり、電極12と配線13との間に配置されている。
The
図5、図6、図7は、電極12の断面構成例を表したものである。なお、図5、図6、図7には、電極12の表面(凹凸面12S)に電気二重層120が形成されているときの様子が例示されている。電気二重層120とは、液体試料に含まれる正負のイオンによって各電極12の表面に生じる層である。電気二重層120の厚さT1は、例えば、以下の式で表される。
T1=√(ε0ε1kT)/2πnz2e2)
ε0:真空中の誘電率
ε1:媒質の比誘電率
k:ボルツマン定数
T:温度
n:イオン密度
z:イオン価
e:電気素量
5, 6, and 7 illustrate examples of the cross-sectional configuration of the
T1 = √ (ε 0 ε 1 kT) / 2πnz 2 e 2 )
ε 0 : dielectric constant in vacuum ε 1 : relative dielectric constant of medium k: Boltzmann constant T: temperature n: ion density z: ion valence e: elementary electric charge
図8は、図3において互いに隣接する2つの電極12の断面構成例を表したものである。なお、図8には、電極12の表面(凹凸面12S)に電気二重層120が形成されているときの様子が例示されている。
FIG. 8 illustrates a cross-sectional configuration example of two
各電極12は、パターニングにより1または複数の凹部12Aが形成された凹凸面12Sを有している。ここで、1または複数の凹部12Aの幅はD1、凹凸面12Sに接して形成される電気二重層120の厚さT1の2倍よりも広くなっていることが好ましい。凹部12Aの断面形状は、特に限定されるものではない。凹部12Aの断面形状は、例えば、図5、図7、図8に示したように、矩形状となっていてもよいし、例えば、図6に示したように、楕円状となっていてもよい。各凹部12Aの深さは、互いに等しくなっていることが好ましい。
Each
1または複数の凹部12Aの幅D1は、凹凸面12Sに含まれる凹部12Aの数と、凹凸面12Sに接して形成される電気二重層120の表面に含まれる凹部120Aの数とが互いに等しくなるような大きさとなっていることが好ましい。幅D1は、凹部12Aの開口端における幅を指している。凹部120Aは、電気二重層120が凹部12Aの内面に倣って形成されたときに凹部12Aの内部に生じる。幅D1が厚さT1×2とほぼ等しいとき、凹部120Aは、例えば、図7に示したように、電気二重層120のうち、凹部12Aの直上の最表面に形成される。
Regarding the width D1 of the one or
互いに隣接する2つの電極12に着目する。このとき、1または複数の凹部12Aのレイアウトもしくは密度が、例えば、図8に示したように、電極12ごとに互いに等しくなっていることが好ましい。このとき、互いに隣接する2つの電極12において、凹部12Aの幅D1および深さは互いに等しくなっていることが好ましい。
Attention is paid to two
図9は、電極12の断面構成の一変形例を表したものである。なお、図9には、電極12の表面(凹凸面12S)に電気二重層120が形成されているときの様子が例示されている。電極12は、互いに積層された複数の電極層によって構成されていてもよい。電極12は、例えば、図9に示したように、第1電極層121、第2電極層122および第3電極層123が基板11側からこの順で積層された多層電極であってもよい。このとき、各凹部12Aの底面には、複数の電極層(第1電極層121、第2電極層122および第3電極層123)のうち、上から2番目以降の電極層(例えば、第2電極層122)の表面が露出していることが好ましい。例えば、各凹部12Aの底面に、第2電極層122の表面が露出している場合、第2電極層122は、第2電極層122の上面に接する第3電極層123と比べて、特定のエッチングガスに対するエッチングレートが相対的に低い材料で構成されていることが好ましい。
FIG. 9 illustrates a modification of the cross-sectional configuration of the
図10は、図5〜図9の電極12の凹部12Aの上面構成例を表したものである。凹部12Aは、例えば、図10(A)、図10(B)に示したように、孔形状となっていてもよい。このとき、図10(A)の凹部12Aにおいて、開口形状は、円形状となっている。また、図10(B)の凹部12Aにおいて、開口形状は、矩形状となっている。例えば、図10(B)に示したように、孔形状となっていてもよい。凹部12Aは、例えば、図10(C)、図10(D)に示したように、溝形状となっていてもよい。このとき、図10(C)の凹部12Aにおいて、開口形状は、矩形状となっている。また、図10(D)の凹部12Aにおいて、開口形状は、格子状となっている。
FIG. 10 illustrates an example of a top surface configuration of the
[製造方法]
次に、電極12の製造方法の一例について説明する。図11Aは、電極12の製造方法について説明するための断面構成例を表したものである。図11Bは、図11Aに続く製造工程の一例を表したものである。図11Cは、図11Bに続く製造工程の一例を表したものである。まず、単層の電極12の表面に、所定の1または複数の開口200Aが形成されたレジスト層200を形成する。次に、レジスト層200をマスクとして、ドライエッチングをすることにより、電極12を選択的に除去する。その結果、所定の位置に、1または複数の凹部12Aが形成される。その後、アッシングにより、レジスト層200を除去する。このようにして、凹凸面12Sを有する電極12が製造される。このとき、凹凸面12Sに含まれる各凹部12Aの深さは、互いに等しくなっている。
[Production method]
Next, an example of a method for manufacturing the
次に、電極12の製造方法の他の例について説明する。図12Aは、電極12の製造方法について説明するための断面構成例を表したものである。図12Bは、図12Aに続く製造工程の一例を表したものである。図12Cは、図12Bに続く製造工程の一例を表したものである。まず、複数の電極層(第1電極層121、第2電極層122および第3電極層123)が積層されてなる電極12の表面に、所定の1または複数の開口200Aが形成されたレジスト層200を形成する。次に、レジスト層200をマスクとして、ドライエッチングをすることにより、電極12のうち最上層(第3電極層123)を選択的に除去する。その結果、電極12のうち最上層(第3電極層123)において、所定の位置に、1または複数の凹部12Aが形成される。このとき、第2電極層122の上面に接する第3電極層123に対するエッチングレートが、第2電極層122に対するエッチングレートと比べて大きなエッチングガスを用いることが好ましい。そのようにした場合には、各凹部12Aの底面には、第2電極層122の表面が露出しており、各凹部12Aの深さは、第3電極層123の厚さと等しくなっている。その後、アッシングにより、レジスト層200を除去する。このようにして、凹凸面12Sを有する電極12が製造される。
Next, another example of the method for manufacturing the
なお、図11Aにおける電極12もしくは図12Aにおける電極123の材料と、エッチングガスとの組み合わせは、例えば、以下の表1の通りである。
なお、電極12は、表面が直接、液体試料に触れないようにするために、表面に保護層を有していてもよい。電極12は、例えば、図13に示したように、表面(凹凸面12S)に保護層12Dを有していてもよい。保護層12Dは、凹凸面12Sに倣うように凹凸面12Sを覆っている。このとき、1または複数の凹部12Aの幅D1は、(凹凸面12Sに接して形成される電気二重層120の厚さT1+保護層24の厚さ)の2倍よりも広くなっていることが好ましい。保護層12Dの材料としては、例えば、以下の表2に示した材料が挙げられる。保護層12Dは、導電性を有していることが好ましい。
[効果]
次に、本実施の形態に係る電位検出基板10の効果について説明する。
[effect]
Next, the effect of the
近年、液体試料の電気特性を測定し、その測定結果から液体試料の物性を判定したり、液体試料に含まれる細胞等の種類を判別したりすることが行われている(例えば、特許文献1,2参照)。 In recent years, electrical properties of a liquid sample are measured, and physical properties of the liquid sample are determined from the measurement results, and types of cells and the like included in the liquid sample are determined (for example, Patent Document 1). , 2).
液体試料から発生する微小電圧は、例えば、50〜60mV程度であり、培地を介して電位センサで検知できる電位差は、例えば、わずか10mV以下である。そのため、例えば10mV以下程度といった、微小な電位差がノイズに埋もれてしまわないようにすることが好ましい。例えば、電気化学的な抵抗が、できるだけ低くなっていることが好ましい。また、例えば、電気化学的な抵抗が、できるだけ電極ごとに均一になっていることが好ましい。 The minute voltage generated from the liquid sample is, for example, about 50 to 60 mV, and the potential difference that can be detected by the potential sensor through the medium is, for example, only 10 mV or less. For this reason, it is preferable to prevent a minute potential difference, for example, about 10 mV or less from being buried in noise. For example, the electrochemical resistance is preferably as low as possible. For example, it is preferable that the electrochemical resistance be as uniform as possible for each electrode.
一方、本実施の形態では、各電極12に、パターニングによって凹凸面12Sが形成されている。これにより、凹凸面12Sを多孔質で形成した場合と比べて、凹凸に含まれる1または複数の凹部12Aの幅を所望の大きさに容易に設定することができる。また、本実施の形態では、凹凸面12Sに含まれる1または複数の凹部12Aの幅D1が、凹凸面12Sに接して形成される電気二重層120の厚さT1の2倍よりも広くなっている。これにより、凹凸面12Sに倣って電気二重層120を形成することができる。その結果、凹凸面12Sを多孔質で形成した場合と比べて、電気二重層120の表面積を大きくすることができ、微小な電位差がノイズに埋もれてしまわない程度に電気化学的な抵抗を小さくすることができる。従って、微小な電位差がノイズに埋もれてしまうのを抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, each
また、本実施の形態では、1または複数の凹部12Aのレイアウトもしくは密度が、電極12ごとに互いに等しくなっている。これにより、凹凸面12Sを多孔質で形成した場合と比べて、電気二重層120の表面積を電極12ごとにより均一にすることができる。その結果、微小な電位差がノイズに埋もれてしまわない程度に、電気化学的な抵抗を、電極ごとに均一化することができる。従って、微小な電位差がノイズに埋もれてしまうのを抑制することができる。
In the present embodiment, the layout or density of one or
また、本実施の形態では、1または複数の凹部12Aの幅D1が、凹凸面12Sに含まれる凹部12Aの数と、凹凸面12Sに接して形成される電気二重層120の表面に含まれる凹部120Aの数とが互いに等しくなるような大きさとなっている。これにより、凹凸面12Sを多孔質で形成した場合と比べて、電気二重層120の表面積を大きくすることができ、微小な電位差がノイズに埋もれてしまわない程度に電気化学的な抵抗を小さくすることができる。従って、微小な電位差がノイズに埋もれてしまうのを抑制することができる。
In the present embodiment, the width D1 of one or
また、本実施の形態において、全ての凹部12Aを一度のドライエッチングで形成するようにした場合には、各凹部12Aの深さを互いに等しくすることができる。このように、本実施の形態において、全ての凹部12Aを一度のドライエッチングで形成することにより、電極12ごとの抵抗値を容易に均一にすることができる。
In the present embodiment, when all the
以上、複数の実施の形態およびそれらの変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記各実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。 The present disclosure has been described above with reference to a plurality of embodiments and their modifications. However, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. In addition, the effect described in this specification is an illustration to the last. The effects of the present disclosure are not limited to the effects described in this specification. The present disclosure may have effects other than those described in this specification.
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
(1)
液体試料の電位を検出するための電位検出基板であって、
基板上に、1または複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを備え、
各前記電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部の幅は、前記凹凸面に接して形成される電気二重層の厚さの2倍よりも広くなっている
電位検出基板。
(2)
1または複数の前記凹部のレイアウトもしくは密度が、前記電極ごとに互いに等しくなっている
(1)に記載の電位検出基板。
(3)
前記凹部は、孔形状となっている
(1)または(2)に記載の電位検出基板。
(4)
前記凹部は、溝形状となっている
(1)または(2)に記載の電位検出基板。
(5)
各前記電極は、互いに積層された複数の電極層により構成され、
各前記凹部の底面には、複数の前記電極層のうち、上から2番目以降の前記電極層の表面が露出している
(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の電位検出基板。
(6)
前記凹凸面に倣うように前記凹凸面を覆う保護層をさらに備え、
1または複数の前記凹部の幅は、(前記凹凸面に接して形成される電気二重層の厚さ+前記保護層の厚さ)の2倍よりも広くなっている
(1)ないし(5)のいずれか1つに記載の電位検出基板。
(7)
前記保護層は、導電性を有している
(6)に記載の電位検出基板。
(8)
液体試料の電位を検出するための電位検出基板であって、
基板上に、複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを備え、
各前記電極は、パターニングにより複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部のレイアウトもしくは密度が、前記電極ごとに互いに等しくなっている
電位検出基板。
(9)
液体試料の電位を検出するための電位検出基板であって、
基板上に、複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを備え、
各前記電極は、パターニングにより複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部の幅は、前記凹凸面に含まれる前記凹部の数と、前記凹凸面に接して形成される電気二重層の表面に含まれる凹部の数とが互いに等しくなるような大きさとなっている
電位検出基板。
(10)
液体試料の電位を検出するための電位検出基板と、
前記電位検出基板で検出された電位信号を処理する信号処理部と
を備え、
前記電位検出基板は、
基板上に、1または複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを有し、
各前記電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部の幅は、前記凹凸面に接して形成される電気二重層の厚さの2倍よりも広くなっている
電位計測装置。
(11)
液体試料の電位を検出するための電位検出基板と、
前記電位検出基板で検出された電位信号を処理する信号処理部と
を備え、
前記電位検出基板は、
基板上に、複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを有し、
各前記電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部のレイアウトもしくは密度が、前記電極ごとに互いに等しくなっている
電位計測装置。
(12)
液体試料の電位を検出するための電位検出基板と、
前記電位検出基板で検出された電位信号を処理する信号処理部と
を備え、
前記電位検出基板は、
基板上に、複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを有し、
各前記電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部の幅は、前記凹凸面に含まれる前記凹部の数と、前記凹凸面に接して形成される電気二重層の表面に含まれる凹部の数とが互いに等しくなるような大きさとなっている
電位計測装置。
For example, this indication can take the following composition.
(1)
A potential detection substrate for detecting the potential of a liquid sample,
On the substrate, one or more electrodes, and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning,
The width of one or more of the recesses is wider than twice the thickness of the electric double layer formed in contact with the uneven surface.
(2)
The potential detection substrate according to (1), wherein a layout or density of one or more of the recesses is equal to each other for each of the electrodes.
(3)
The potential detecting substrate according to (1) or (2), wherein the concave portion has a hole shape.
(4)
The potential detecting substrate according to (1) or (2), wherein the concave portion has a groove shape.
(5)
Each of the electrodes is composed of a plurality of electrode layers stacked on each other,
The potential detection substrate according to any one of (1) to (4), wherein a surface of the second and subsequent electrode layers from among a plurality of the electrode layers is exposed on a bottom surface of each of the recesses. .
(6)
A protective layer covering the uneven surface so as to follow the uneven surface;
The width of one or more of the recesses is wider than twice the thickness (the thickness of the electric double layer formed in contact with the uneven surface + the thickness of the protective layer). (1) to (5) The potential detection substrate according to any one of the above.
(7)
The potential detection substrate according to (6), wherein the protective layer has conductivity.
(8)
A potential detection substrate for detecting the potential of a liquid sample,
On the substrate, a plurality of electrodes, and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface having a plurality of concave portions formed by patterning,
A potential detection substrate in which a layout or density of one or more of the recesses is equal to each other for each of the electrodes.
(9)
A potential detection substrate for detecting the potential of a liquid sample,
On the substrate, a plurality of electrodes, and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface having a plurality of concave portions formed by patterning,
The width of the one or more recesses is such that the number of the recesses included in the uneven surface is equal to the number of the recesses included in the surface of the electric double layer formed in contact with the uneven surface. The potential detection board.
(10)
A potential detection substrate for detecting the potential of the liquid sample;
A signal processing unit that processes a potential signal detected by the potential detection substrate,
The potential detection substrate is
On the substrate, having one or a plurality of electrodes and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning,
The width of the one or more recesses is wider than twice the thickness of the electric double layer formed in contact with the uneven surface.
(11)
A potential detection substrate for detecting the potential of the liquid sample;
A signal processing unit that processes a potential signal detected by the potential detection substrate,
The potential detection substrate is
On the substrate, have a plurality of electrodes and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning,
A potential measuring device in which the layout or density of one or more of the recesses is equal to each other for each of the electrodes.
(12)
A potential detection substrate for detecting the potential of the liquid sample;
A signal processing unit that processes a potential signal detected by the potential detection substrate,
The potential detection substrate is
On the substrate, have a plurality of electrodes and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning,
The width of the one or more recesses is such that the number of the recesses included in the uneven surface is equal to the number of the recesses included in the surface of the electric double layer formed in contact with the uneven surface. A potential measuring device.
1…電位計測装置、10…電位検出基板、10A…電位信号、11…基板、12…電極、12A…凹部、12E…電極群、12S…凹凸面、13…配線層、14…下地層、15…パッド、20…計測部、30…表示部、120…電気二重層、120A…凹部、121…第1電極層、122…第2電極層、123…第3電極層、200…レジスト層、200A…開口、D1…幅、T1…厚さ。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
基板上に、1または複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを備え、
各前記電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部の幅は、前記凹凸面に接して形成される電気二重層の厚さの2倍よりも広くなっている
電位検出基板。 A potential detection substrate for detecting the potential of a liquid sample,
On the substrate, one or more electrodes, and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning,
The width of one or more of the recesses is wider than twice the thickness of the electric double layer formed in contact with the uneven surface.
請求項1に記載の電位検出基板。 The potential detection substrate according to claim 1, wherein a layout or density of one or more of the recesses is equal to each other for each of the electrodes.
請求項1に記載の電位検出基板。 The potential detection substrate according to claim 1, wherein the recess has a hole shape.
請求項1に記載の電位検出基板。 The potential detection substrate according to claim 1, wherein the recess has a groove shape.
各前記凹部の底面には、複数の前記電極層のうち、上から2番目以降の前記電極層の表面が露出している
請求項1に記載の電位検出基板。 Each of the electrodes is composed of a plurality of electrode layers stacked on each other,
2. The potential detection substrate according to claim 1, wherein a surface of the second and subsequent electrode layers among a plurality of the electrode layers is exposed on a bottom surface of each of the recesses.
1または複数の前記凹部の幅は、(前記凹凸面に接して形成される電気二重層の厚さ+前記保護層の厚さ)の2倍よりも広くなっている
請求項1に記載の電位検出基板。 A protective layer covering the uneven surface so as to follow the uneven surface;
The electric potential according to claim 1, wherein the width of one or more of the recesses is larger than twice (the thickness of the electric double layer formed in contact with the uneven surface + the thickness of the protective layer). Detection board.
請求項6に記載の電位検出基板。 The potential detection substrate according to claim 6, wherein the protective layer has conductivity.
基板上に、複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを備え、
各前記電極は、パターニングにより複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部のレイアウトもしくは密度が、前記電極ごとに互いに等しくなっている
電位検出基板。 A potential detection substrate for detecting the potential of a liquid sample,
On the substrate, a plurality of electrodes, and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface having a plurality of concave portions formed by patterning,
A potential detection substrate in which a layout or density of one or more of the recesses is equal to each other for each of the electrodes.
基板上に、複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを備え、
各前記電極は、パターニングにより複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部の幅は、前記凹凸面に含まれる前記凹部の数と、前記凹凸面に接して形成される電気二重層の表面に含まれる凹部の数とが互いに等しくなるような大きさとなっている
電位検出基板。 A potential detection substrate for detecting the potential of a liquid sample,
On the substrate, a plurality of electrodes, and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface having a plurality of concave portions formed by patterning,
The width of the one or more recesses is such that the number of the recesses included in the uneven surface is equal to the number of the recesses included in the surface of the electric double layer formed in contact with the uneven surface. The potential detection board.
前記電位検出基板で検出された電位信号を処理する信号処理部と
を備え、
前記電位検出基板は、
基板上に、1または複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを有し、
各前記電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部の幅は、前記凹凸面に接して形成される電気二重層の厚さの2倍よりも広くなっている
電位計測装置。 A potential detection substrate for detecting the potential of the liquid sample;
A signal processing unit that processes a potential signal detected by the potential detection substrate,
The potential detection substrate is
On the substrate, having one or a plurality of electrodes and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning,
The width of the one or more recesses is wider than twice the thickness of the electric double layer formed in contact with the uneven surface.
前記電位検出基板で検出された電位信号を処理する信号処理部と
を備え、
前記電位検出基板は、
基板上に、複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを有し、
各前記電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部のレイアウトもしくは密度が、前記電極ごとに互いに等しくなっている
電位計測装置。 A potential detection substrate for detecting the potential of the liquid sample;
A signal processing unit that processes a potential signal detected by the potential detection substrate,
The potential detection substrate is
On the substrate, have a plurality of electrodes and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning,
A potential measuring device in which the layout or density of one or more of the recesses is equal to each other for each of the electrodes.
前記電位検出基板で検出された電位信号を処理する信号処理部と
を備え、
前記電位検出基板は、
基板上に、複数の電極と、各前記電極に接続された複数の配線とを有し、
各前記電極は、パターニングにより1または複数の凹部が形成された凹凸面を有し、
1または複数の前記凹部の幅は、前記凹凸面に含まれる前記凹部の数と、前記凹凸面に接して形成される電気二重層の表面に含まれる凹部の数とが互いに等しくなるような大きさとなっている
電位計測装置。 A potential detection substrate for detecting the potential of the liquid sample;
A signal processing unit that processes a potential signal detected by the potential detection substrate,
The potential detection substrate is
On the substrate, have a plurality of electrodes and a plurality of wirings connected to each of the electrodes,
Each of the electrodes has a concavo-convex surface in which one or a plurality of concave portions are formed by patterning,
The width of the one or more recesses is such that the number of the recesses included in the uneven surface is equal to the number of the recesses included in the surface of the electric double layer formed in contact with the uneven surface. A potential measuring device.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016202373A JP2018063203A (en) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | Potential detection substrate and potential measuring device |
PCT/JP2017/030254 WO2018070113A1 (en) | 2016-10-14 | 2017-08-24 | Potential detection substrate and potential measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016202373A JP2018063203A (en) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | Potential detection substrate and potential measuring device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018063203A true JP2018063203A (en) | 2018-04-19 |
Family
ID=61906257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016202373A Pending JP2018063203A (en) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | Potential detection substrate and potential measuring device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018063203A (en) |
WO (1) | WO2018070113A1 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001281201A (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrode for extracellular recording |
JP2004166692A (en) * | 2002-10-28 | 2004-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Integrated electrode and cell immobilizing device equipped with the same |
CN102743179B (en) * | 2006-12-22 | 2016-03-16 | F·霍夫曼-拉罗氏股份公司 | The fluid transmission of electrochemical analyte sensing in belt body |
WO2009031375A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | University Of Tsukuba | Electrochemical sensor device and electrochemical measuring method using the same |
EP2700937A4 (en) * | 2011-04-20 | 2014-09-03 | Nat Univ Corp Tokyo Med & Dent | Electrode chip for detecting biological molecule, and method for detecting biological molecule |
WO2015177862A1 (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-26 | 株式会社日立製作所 | Device and method for identifying cell cycle phase |
-
2016
- 2016-10-14 JP JP2016202373A patent/JP2018063203A/en active Pending
-
2017
- 2017-08-24 WO PCT/JP2017/030254 patent/WO2018070113A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018070113A1 (en) | 2018-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103049149B (en) | Touch panel and the display device for possessing the touch panel | |
TWI612852B (en) | Process condition sensing device and method for plasma chamber | |
JP6860674B2 (en) | How to form an electrochemical sensor and an electrochemical sensor | |
CN104316224B (en) | The three-dimensional force tactile sensing unit combined based on electric capacity with pressure sensitive elastomer | |
JP5588466B2 (en) | Touch panel wiring structure | |
KR20150028929A (en) | Capacitive humidity sensor | |
TWI672498B (en) | Humidity sensor | |
KR20210010477A (en) | MEMS microphone | |
US10788521B2 (en) | Resistive environmental sensor and resistive environmental sensor array | |
Li et al. | Laser‐Patterned Copper Electrodes for Proximity and Tactile Sensors | |
JP2011022659A (en) | Capacitance-type input device | |
JP2009264803A (en) | Planar temperature detection sensor | |
US20140353156A1 (en) | Microelectrodes for electrochemical gas detectors | |
JP2011112391A (en) | Acceleration sensor | |
Tsou et al. | Electrochemical migration of fine-pitch nanopaste Ag interconnects | |
WO2018070113A1 (en) | Potential detection substrate and potential measuring device | |
JP2014167445A (en) | Humidity sensor and method for producing humidity sensor | |
US20220276192A1 (en) | Sensor | |
US20220268723A1 (en) | Sensor | |
CN103698368B (en) | A kind of senser element, sensor and moisture sensor device | |
KR101976461B1 (en) | Vertical layered temperature-humidity hybrid sensor and manufacturing method for the sensor | |
US10379074B2 (en) | System and method for shielded chemical sensing using a fine-line shielded sensing structure | |
JP2008209384A (en) | Sensor sheet | |
JP7462586B2 (en) | Sensors | |
JP2011209283A (en) | Dynamic quantity sensor and method for manufacturing the same |