JP2020008320A - 流路デバイス及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1基板上に形成された光重合性高分子材料層に所定のパターンの紫外線を照射し、光重合性高分子材料層を紫外線で露光することにより、光重合性高分子材料層の露光部と非露光部との境界又はその近傍が隆起してなる溝を形成する工程と、
隆起した部分と第2基板とを接着して、溝と第2基板とで規定される流路を形成する工程と
を含む流路デバイスの製造方法を提供する。
光重合性高分子材料が重合して形成された流路を有する流路デバイスであって、
第1基板と、光重合性高分子材料が重合した第1基板上の硬化層と、硬化層上の第2基板とを有し、
硬化層は、当該層の一部が隆起してなる所定のパターンの溝を有し、
隆起した部分と第2基板とが接着し、溝と第2基板とで規定される流路が形成されている流路デバイスを提供する。
工程(1):図1に示すように、第1基板10上に形成された光重合性高分子材料層30に所定のパターンの紫外線を上方から矢印で示すように照射し、光重合性高分子材料層30を紫外線で露光して、光重合性高分子材料を重合する。これにより、光重合性高分子材料層30における未硬化又は半硬化状態の部分で重合時交差拡散による物質移動が生じ、図2に示すように、光重合性高分子材料層30の露光部と非露光部との境界又はその近傍が隆起してなる溝31を形成する。
工程(2):図3に示すように、光重合性高分子材料層30の隆起した部分(以下、隆起部と呼ぶことがある)32と第2基板50とを接着して、溝31と第2基板50とで規定される流路34を形成する。
Carlos Sanchez等の「Polymerization−induced diffusion as a tool to generate periodic relief structures:A combinatorial study」(Proc. of SPIE 第6136巻、2006年、61360H−1〜12)には、ラジカル重合反応におけるUV塗膜での物質移動が記載されている。
また、Ken’ichi Aoki等の「Self−Developable Surface Relief Photoimaging Genetated by Anionic UV−Curing of Epoxy Resins」(Polymer Journal、第41巻、第11、2009年、第988頁〜第992頁)には、ラジカル重合反応におけるUV塗膜での物質移動が記載されている。
ラジカル重合反応、カチオン重合反応、アニオン重合反応及びチオール・エン重合反応の中でもチオール・エン重合反応が好ましい。また、これらの重合反応の2つ以上を組み合わせてもよい。
更に、MEMSミラーを用い、紫外線の照射位置をプログラムで制御して、光重合性高分子材料層を露光して流路パターンを形成することにより、簡単なプログラム入力で所望の流路パターンを有する流路デバイスを迅速に作製することができる。そのため、本発明は、オンデマンドで流路デバイスを提供することができ、上述のような研究のより一層の促進を可能にする。
Norland社製のNOA83Hとクロロホルムとを混合して塗布液を調製し、スピンコート法によりガラス基板(第1基板10)上に塗布液を塗布し、自然乾燥によりクロロホルムを除去して、ガラス基板10上に光重合性高分子材料層30を形成した。光重合性高分子材料層30の厚さは14μmであった。
Norland社製のNOA83H(粘度250cps)、NOA81(粘度300cps)、NOA85(粘度200cps)及びNOA65(粘度1000cps)を、それぞれ単独で、そのまま塗布液として用いた。
光重合性高分子材料層30の厚さを11〜27μmに変化させた以外は、実施例1と同様にして、光重合性高分子材料層30に溝31を形成した。実施例2と同様にして、光重合性高分子材料層30に形成した溝31の深さを測定した。図6に示すように、光重合性高分子材料層30が厚くなるにつれて溝31が深くなった。
光重合性高分子材料層30の厚さを14μmとし、露光時間を15〜300秒に変化させた以外は、実施例1と同様にして、光重合性高分子材料層30に溝31を形成した。実施例2と同様にして、光重合性高分子材料層30に形成した溝31の深さを測定した。図12に示すように、露光時間が長くなるにつれて溝31が深くなった。
30 光重合性高分子材料層、硬化層
31 溝
32 隆起部
33 隆起部の頭頂部
34 流路
50 第2基板
70 第3基板(露光マスク)
71 透光部
72 遮光部
90 流路デバイス
Claims (8)
- 第1基板上に形成された光重合性高分子材料層に所定のパターンの紫外線を照射し、前記光重合性高分子材料層を紫外線で露光することにより、前記光重合性高分子材料層の露光部と非露光部との境界又はその近傍が隆起してなる溝を形成する工程と、
前記隆起した部分と第2基板とを接着して、前記溝と前記第2基板とで規定される流路を形成する工程と
を含む流路デバイスの製造方法。 - 前記溝形成工程において、紫外線を透過させる透光部と紫外線を遮断する遮光部とからなる所定のパターンを有する第3基板を、前記光重合性高分子材料層との間に間隙を設けて、前記光重合性高分子材料層上に配置し、前記第3基板上に紫外線を照射し、前記透光部を介して前記光重合性高分子材料層を紫外線で露光する請求項1に記載の流路デバイスの製造方法。
- 前記第2基板が紫外線を透過させる透光部材である請求項1又は2に記載の流路デバイスの製造方法。
- 前記第3基板を前記第2基板として用いる請求項2に記載の流路デバイスの製造方法。
- 前記流路を形成した後、前記第2基板又は前記第3基板上に紫外線を照射する工程を含む請求項3又は4に記載の流路デバイスの製造方法。
- 光重合性高分子材料が重合して形成された流路を有する流路デバイスであって、
第1基板と、前記光重合性高分子材料が重合した前記第1基板上の硬化層と、前記硬化層上の第2基板とを有し、
前記硬化層は、当該層の一部が隆起してなる所定のパターンの溝を有し、
前記隆起した部分と前記第2基板とが接着し、前記溝と前記第2基板とで規定される流路が形成されている流路デバイス。 - 前記光重合性高分子材料の粘度が200cps以上、1000cps以下である請求項6に記載の流路デバイス。
- 前記第2基板がガラス基板、樹脂製リジッド基板又は樹脂製フレキシブル基板である請求項6又は7に記載の流路デバイス。
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