JP2021157191A - Ewodデバイスの単純なアセンブリのためのハウジング - Google Patents
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Abstract
Description
・電気的駆動回路が、下部基板10の上に一体化できる。
・TFTベースの薄膜電子回路は、AM−EWODの適用によく適している。それらは安く製造できるため、比較的大きな基板領域が比較的安いコストで製造できる。
・通常のプロセスで製造されたTFTは、通常のCMOSプロセスで製造されたトランジスタより高い電圧で動作するように設計されうる。このことは、多くのEWOD技術が印加されるべき電圧として20V以上のエレクトロウェッティング電圧を要求することから、重要な事項である。
図12および図13の実施態様は、デバイスのガラス部分(上部および下部基板アセンブリ)がマザーガラスレベルで形成され、そして、そのマザーガラスが個々のガラスモジュールになるようにさいの目状に切断され、その後、そのガラスモジュールがプラスチックハウジングにアセンブルされるという点で有利である。(図8−11に示されたポート128と類似した)固定材料ポートは、図12及び図13の実施態様において使用される、より高い粘度の固定材料に対応できるように構成されてもよい。
したがって、本発明の一面は、簡略化されたアセンブリのために最適化されたアライメント構成のハウジングを有する強化されたEWODデバイスである。例示的な実施態様では、EWODデバイスは、第1の基板アセンブリおよび第2の基板アセンブリと、ここにおいて、前記第1および第2の基板アセンブリは、対向する内側表面を有し、前記第1または第2の基板アセンブリの一つはエレクトロウェッティング電極を含み、前記第1の基板アセンブリおよび前記第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面は、前記第1および第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面の間にチャネルを定義するために、間隔をあけて配置され、前記第1の基板アセンブリおよび前記第2の基板アセンブリを受け入れるハウジングとを含み、前記ハウジングは、前記ハウジング内に前記第1および第2の基板アセンブリの少なくとも1つを配置するためのアライメント構成と、前記ハウジング内の前記第1および第2の基板アセンブリを固定するためのフィキシング構成を備える。前記第2の基板アセンブリは、前記第2の基板アセンブリが前記EWDOデバイスの外側コンポーネントとなるように、前記ハウジング内に配置される。EWODデバイスは、次の構成の1つ以上を、個々に、あるいは、組み合わせて含んでもよい。
前記EWODデバイスの例示的な実施態様では、前記固定材料は、硬化型接着剤あるいは硬化型グルーである。
12 − アレイ素子電極
12A − 個々のアレイ素子電極
12B − 個々のアレイ素子電極
14 − 液滴
16 − 上部基板
18 − スペーサ
20 − 非極性周囲流体
22 − 絶縁体層
24 − 第1の疎水性コーティング
26 − 接触角
28 − 第2の疎水性コーティング
30 − 参照電極
36 − 例示的なAM−EWODデバイス
44 − 下部基板
46 − 薄膜電子回路
48 − アレイ素子電極
50 − 素子アレイ
52 − 液滴
54 − 上部基板
56 − スペーサ
80/80a−j − EWODデバイス
82 − 上部基板アセンブリ
84 − 下部基板アセンブリ
86 − スペーサ/スペーサ部分
88 − EWODチャネル
90 − スペーサの領域
92 − ハウジング
94 − 第1の固定層
96 − 第2の固定層
100 − 第1の基板整列表面
102 − 第2の基板整列表面
106 − 下部の外部表面
110 − ハウジング
112 − 第1の固定層
114 − スペーサ
116 − 第2の固定層
118 − 第3の固定層
120 − 第1の基板整列表面
122 − スペーサ整列表面
124 − ハウジングの部分
125 − 固定材料
126 − 下部基板のエッジ
128 − 固定ポート
128a − 第1の固定ポート
128b − 第2の固定ポート
132 − 第2の固定層
134 −下部の外部表面
140 − ハウジング
142 − 上部基板
144 − 流体入力構造
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
〔1〕
誘電体エレクトロウェッティング (EWOD) デバイスであって、
第1の基板アセンブリと第2の基板アセンブリと、ここにおいて、前記第1および第2の基板アセンブリは対向する内側表面を有し、
ここにおいて、前記第1あるいは第2の基板アセンブリの1つはエレクトロウェッティング電極を含み、前記第1の基板アセンブリおよび前記第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面は、前記第1の基板アセンブリおよび前記第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面の間にチャネルを定義するために、間隔をあけて配置され、
前記第1の基板アセンブリと前記第2の基板アセンブリを受け入れるためのハウジングであって、前記ハウジングは、前記第1および第2の基板アセンブリの少なくとも1つを前記ハウジング内に配置するためのアライメント構成を備え、および、
前記第1および第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に固定するためのフィキシング構成と、
ここにおいて、前記第2の基板アセンブリは、前記第2の基板アセンブリが前記EWODデバイスの外側コンポーネントとなるように、前記ハウジング内に配置される、
EWODデバイス。
〔2〕
前記アライメント構成は、前記ハウジング内に前記第1の基板アセンブリを配置するための第1の基板整列表面、および、前記ハウジング内に前記第2の基板アセンブリを配置するための第2の基板整列表面を含む、段のある構造を備える、〔1〕に記載のEWODデバイス。
〔3〕
前記フィキシング構成は、前記第1の基板整列表面で前記第1の基板アセンブリを前記ハウジングに固定する固定材料の第1の固定層を備える、〔2〕に記載のEWODデバイス。
〔4〕
前記フィキシング構成は、前記第2の基板整列表面で前記第2の基板アセンブリを前記ハウジングに固定する固定材料の第2の固定層を備える、〔2〕または〔3〕のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
〔5〕
前記固定材料は、硬化型接着剤あるいは硬化型グルーである、〔3〕または〔4〕のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
〔6〕
前記固定材料は、前記固定材料のビードを形成するのに十分高い粘性を有する、〔5〕に記載のEWODデバイス。
〔7〕
前記第1および第2の基板アセンブリの間に前記チャネルを定義するために、前記第1の基板アセンブリの前記対向する内側表面を前記第2の基板アセンブリから間隔をあけて配置するスペーサ部分を更に備え、
ここにおいて、前記スペーサ部分は、スペーサの少なくとも一部に沿って前記ハウジングと直接接触しないように、前記第1および第2の基板アセンブリの間に配置される、〔1〕乃至〔6〕のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
〔8〕
前記スペーサ部分は、前記第1の基板アセンブリあるいは前記第2の基板アセンブリのうちの一つの上に配置されたフォトレジスト層を備える、〔7〕に記載のEWODデバイス。
〔9〕
前記第1および第2の基板アセンブリの間に前記チャネルを定義するために、前記第1の基板アセンブリを前記第2の基板アセンブリから間隔をあけて配置するスペーサを更に備え、
ここにおいて、前記アライメント構成は、前記第1の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置するための第1の基板整列表面と、前記スペーサを前記ハウジング内に配置するためのスペーサ整列表面を含む、段のある構造を備え、および、
前記フィキシング構成は、前記第2の基板アセンブリを前記スペーサに固定することによって、前記第2の基板アセンブリを前記ハウジングに間接的に固定する、〔1〕に記載のEWODデバイス。
〔10〕
前記フィキシング構成は、前記第1の基板整列表面で前記第1の基板アセンブリを前記ハウジングに固定する固定材料の第1の固定層を更に備える、〔9〕に記載のEWODデバイス。
〔11〕
前記フィキシング構成は、前記スペーサ整列表面で前記スペーサを前記ハウジングに固定する固定材料の第2の固定層と、前記第2の基板アセンブリを前記スペーサに固定する固定材料の第3の固定層を更に備える、〔9〕または〔10〕のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
〔12〕
前記スペーサは、両面テープ構成を有しており、接着層は、前記フィキシング構成を形成するためにベーススペーサ本体の反対側の面の上に設けられる、〔9〕乃至〔11〕のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
〔13〕
前記ハウジングの部分は、前記固定材料を適用するための固定ポートを形成するために、前記第2の基板アセンブリのエッジから間隔をあけて配置される、〔3〕乃至〔6〕および〔10〕乃至〔11〕のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
〔14〕
前記ハウジングの下部の外部表面は前記第2の基板アセンブリの下部の外部表面を越えて延びる、〔1〕乃至〔13〕のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
〔15〕
前記第1の基板アセンブリは、前記ハウジングの部分として一体化されている、〔1〕に記載のEWODデバイス。
〔16〕
誘電体エレクトロウェッティング (EWOD)デバイスのアセンブル方法であって、
第1の基板アセンブリと第2の基板アセンブリを受け入れるためのハウジングを提供するステップと、ここにおいて、前記第1および第2の基板アセンブリは対向する内側表面を有し、前記ハウジングは、前記第1および第2の基板アセンブリの少なくとも1つを前記ハウジング内に配置するためのアライメント構成を備え、
前記第1の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置するステップと、
前記第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置するステップと、ここにおいて、前記第1および第2の基板アセンブリのうち少なくとも1つは前記アライメント構成を使用して前記ハウジング内に配置され、および、
前記第1および第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に固定する少なくとも1つの固定層を形成するために、固定材料を適用するステップと、を備え、
ここにおいて、前記第1あるいは第2の基板アセンブリはエレクトロウェッティング電極を含み、および、前記第1の基板アセンブリと前記第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面は、前記第1および第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面の間にチャネルを定義するために、間隔をあけて配置され、および、
ここにおいて、前記第2の基板アセンブリは、前記第2の基板アセンブリが前記EWODデバイスの外側コンポーネントとなるように、前記ハウジング内に配置される、
アセンブル方法。
〔17〕
前記ハウジング内にスペーサを配置するステップを備え、ここにおいて、前記スペーサは、前記第1および第2の基板アセンブリの間に前記チャネルを定義するために、前記第1の基板アセンブリを前記第2の基板アセンブリから間隔をあけて配置する、〔16〕に記載のアセンブル方法。
〔18〕
前記第2の基板アセンブリは、前記第2の基板アセンブリを所定位置に固定する前記固定材料を適用する前に、前記ハウジング内に配置され、
前記第1および第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置した後、前記ハウジングの部分が、前記固定材料を適用するための固定ポートを形成するために、前記第2の基板アセンブリのエッジから間隔をあけて配置され、および、
前記固定材料が前記固定ポートを通して適用される、
〔16〕に記載のアセンブル方法。
〔19〕
スペーサを前記ハウジング内に配置するステップを更に備え、
ここにおいて、前記スペーサは、前記第1および第2の基板アセンブリの間に前記チャネルを定義するために、前記第1の基板アセンブリを前記第2の基板アセンブリから間隔をあけて配置し、および、
前記スペーサは、前記スペーサおよび/または前記第2の基板アセンブリを所定位置に固定する前記固定材料を適用する前に、前記ハウジング内に配置される、
〔18〕に記載のアセンブル方法。
〔20〕
前記第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置する前に、前記第1の基板アセンブリあるいは前記第2の基板アセンブリのうちの一つの上に配置されるフォトレジスト層からスペーサ部分を製造するステップを更に備え、ここにおいて、前記スペーサ部分は前記チャネルを定義するために前記第1の基板アセンブリと前記第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面を間隔をあけて配置する、
〔16〕に記載のアセンブル方法。
〔21〕
前記ハウジングを提供するステップと、
前記ハウジングによって定義された第1の整列表面で第1の固定層を形成する固定材料を適用するステップと、
前記第1の固定層を介して前記第1の基板アセンブリを前記ハウジングに固定するために、前記第1の整列表面を使用して前記第1の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置するステップと、
前記第1の基板アセンブリの隣接するスペーサを配置するステップと、
前記ハウジングによって定義された第2の整列表面で第2の固定層を形成するために固定材料を適用するステップと、および、
前記第2の固定層を介して前記第2の基板アセンブリを前記ハウジングあるいは前記スペーサの一方に固定するために、前記第2の整列表面を使用して前記第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置するステップと、を備え、ここにおいて、前記スペーサは、前記第1および第2の基板アセンブリの間に前記チャネルを定義するために、前記第1の基板アセンブリを前記第2の基板アセンブリから間隔をあけて配置する、
〔16〕に記載のアセンブル方法。
〔22〕
前記固定材料は、硬化型接着剤あるいは硬化型グルーであり、前記アセンブル方法は前記固定材料を設定するために前記EWODデバイスを硬化するステップをさらに備える、〔16〕乃至〔21〕のいずれか一項に記載のアセンブル方法。
Claims (22)
- 誘電体エレクトロウェッティング (EWOD) デバイスであって、
第1の基板アセンブリと第2の基板アセンブリと、ここにおいて、前記第1および第2の基板アセンブリは対向する内側表面を有し、
ここにおいて、前記第1あるいは第2の基板アセンブリの1つはエレクトロウェッティング電極を含み、前記第1の基板アセンブリおよび前記第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面は、前記第1の基板アセンブリおよび前記第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面の間にチャネルを定義するために、間隔をあけて配置され、
前記第1の基板アセンブリと前記第2の基板アセンブリを受け入れるためのハウジングであって、前記ハウジングは、前記第1および第2の基板アセンブリの少なくとも1つを前記ハウジング内に配置するためのアライメント構成を備え、および、
前記第1および第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に固定するためのフィキシング構成と、
ここにおいて、前記第2の基板アセンブリは、前記第2の基板アセンブリが前記EWODデバイスの外側コンポーネントとなるように、前記ハウジング内に配置される、
EWODデバイス。 - 前記アライメント構成は、前記ハウジング内に前記第1の基板アセンブリを配置するための第1の基板整列表面、および、前記ハウジング内に前記第2の基板アセンブリを配置するための第2の基板整列表面を含む、段のある構造を備える、請求項1に記載のEWODデバイス。
- 前記フィキシング構成は、前記第1の基板整列表面で前記第1の基板アセンブリを前記ハウジングに固定する固定材料の第1の固定層を備える、請求項2に記載のEWODデバイス。
- 前記フィキシング構成は、前記第2の基板整列表面で前記第2の基板アセンブリを前記ハウジングに固定する固定材料の第2の固定層を備える、請求項2または3のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
- 前記固定材料は、硬化型接着剤あるいは硬化型グルーである、請求項3または4のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
- 前記固定材料は、前記固定材料のビードを形成するのに十分高い粘性を有する、請求項5に記載のEWODデバイス。
- 前記第1および第2の基板アセンブリの間に前記チャネルを定義するために、前記第1の基板アセンブリの前記対向する内側表面を前記第2の基板アセンブリから間隔をあけて配置するスペーサ部分を更に備え、
ここにおいて、前記スペーサ部分は、スペーサの少なくとも一部に沿って前記ハウジングと直接接触しないように、前記第1および第2の基板アセンブリの間に配置される、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のEWODデバイス。 - 前記スペーサ部分は、前記第1の基板アセンブリあるいは前記第2の基板アセンブリのうちの一つの上に配置されたフォトレジスト層を備える、請求項7に記載のEWODデバイス。
- 前記第1および第2の基板アセンブリの間に前記チャネルを定義するために、前記第1の基板アセンブリを前記第2の基板アセンブリから間隔をあけて配置するスペーサを更に備え、
ここにおいて、前記アライメント構成は、前記第1の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置するための第1の基板整列表面と、前記スペーサを前記ハウジング内に配置するためのスペーサ整列表面を含む、段のある構造を備え、および、
前記フィキシング構成は、前記第2の基板アセンブリを前記スペーサに固定することによって、前記第2の基板アセンブリを前記ハウジングに間接的に固定する、請求項1に記載のEWODデバイス。 - 前記フィキシング構成は、前記第1の基板整列表面で前記第1の基板アセンブリを前記ハウジングに固定する固定材料の第1の固定層を更に備える、請求項9に記載のEWODデバイス。
- 前記フィキシング構成は、前記スペーサ整列表面で前記スペーサを前記ハウジングに固定する固定材料の第2の固定層と、前記第2の基板アセンブリを前記スペーサに固定する固定材料の第3の固定層を更に備える、請求項9または10のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
- 前記スペーサは、両面テープ構成を有しており、接着層は、前記フィキシング構成を形成するためにベーススペーサ本体の反対側の面の上に設けられる、請求項9乃至11のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
- 前記ハウジングの部分は、前記固定材料を適用するための固定ポートを形成するために、前記第2の基板アセンブリのエッジから間隔をあけて配置される、請求項3乃至6および10乃至11のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
- 前記ハウジングの下部の外部表面は前記第2の基板アセンブリの下部の外部表面を越えて延びる、請求項1乃至13のいずれか一項に記載のEWODデバイス。
- 前記第1の基板アセンブリは、前記ハウジングの部分として一体化されている、請求項1に記載のEWODデバイス。
- 誘電体エレクトロウェッティング (EWOD)デバイスのアセンブル方法であって、
第1の基板アセンブリと第2の基板アセンブリを受け入れるためのハウジングを提供するステップと、ここにおいて、前記第1および第2の基板アセンブリは対向する内側表面を有し、前記ハウジングは、前記第1および第2の基板アセンブリの少なくとも1つを前記ハウジング内に配置するためのアライメント構成を備え、
前記第1の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置するステップと、
前記第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置するステップと、ここにおいて、前記第1および第2の基板アセンブリのうち少なくとも1つは前記アライメント構成を使用して前記ハウジング内に配置され、および、
前記第1および第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に固定する少なくとも1つの固定層を形成するために、固定材料を適用するステップと、を備え、
ここにおいて、前記第1あるいは第2の基板アセンブリはエレクトロウェッティング電極を含み、および、前記第1の基板アセンブリと前記第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面は、前記第1および第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面の間にチャネルを定義するために、間隔をあけて配置され、および、
ここにおいて、前記第2の基板アセンブリは、前記第2の基板アセンブリが前記EWODデバイスの外側コンポーネントとなるように、前記ハウジング内に配置される、
アセンブル方法。 - 前記ハウジング内にスペーサを配置するステップを備え、ここにおいて、前記スペーサは、前記第1および第2の基板アセンブリの間に前記チャネルを定義するために、前記第1の基板アセンブリを前記第2の基板アセンブリから間隔をあけて配置する、請求項16に記載のアセンブル方法。
- 前記第2の基板アセンブリは、前記第2の基板アセンブリを所定位置に固定する前記固定材料を適用する前に、前記ハウジング内に配置され、
前記第1および第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置した後、前記ハウジングの部分が、前記固定材料を適用するための固定ポートを形成するために、前記第2の基板アセンブリのエッジから間隔をあけて配置され、および、
前記固定材料が前記固定ポートを通して適用される、
請求項16に記載のアセンブル方法。 - スペーサを前記ハウジング内に配置するステップを更に備え、
ここにおいて、前記スペーサは、前記第1および第2の基板アセンブリの間に前記チャネルを定義するために、前記第1の基板アセンブリを前記第2の基板アセンブリから間隔をあけて配置し、および、
前記スペーサは、前記スペーサおよび/または前記第2の基板アセンブリを所定位置に固定する前記固定材料を適用する前に、前記ハウジング内に配置される、
請求項18に記載のアセンブル方法。 - 前記第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置する前に、前記第1の基板アセンブリあるいは前記第2の基板アセンブリのうちの一つの上に配置されるフォトレジスト層からスペーサ部分を製造するステップを更に備え、ここにおいて、前記スペーサ部分は前記チャネルを定義するために前記第1の基板アセンブリと前記第2の基板アセンブリの前記対向する内側表面を間隔をあけて配置する、
請求項16に記載のアセンブル方法。 - 前記ハウジングを提供するステップと、
前記ハウジングによって定義された第1の整列表面で第1の固定層を形成する固定材料を適用するステップと、
前記第1の固定層を介して前記第1の基板アセンブリを前記ハウジングに固定するために、前記第1の整列表面を使用して前記第1の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置するステップと、
前記第1の基板アセンブリの隣接するスペーサを配置するステップと、
前記ハウジングによって定義された第2の整列表面で第2の固定層を形成するために固定材料を適用するステップと、および、
前記第2の固定層を介して前記第2の基板アセンブリを前記ハウジングあるいは前記スペーサの一方に固定するために、前記第2の整列表面を使用して前記第2の基板アセンブリを前記ハウジング内に配置するステップと、を備え、ここにおいて、前記スペーサは、前記第1および第2の基板アセンブリの間に前記チャネルを定義するために、前記第1の基板アセンブリを前記第2の基板アセンブリから間隔をあけて配置する、
請求項16に記載のアセンブル方法。 - 前記固定材料は、硬化型接着剤あるいは硬化型グルーであり、前記アセンブル方法は前記固定材料を設定するために前記EWODデバイスを硬化するステップをさらに備える、請求項16乃至21のいずれか一項に記載のアセンブル方法。
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