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Title:
OPEN SPACE TYPE LIQUID MANIPULATING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/175083
Kind Code:
A1
Abstract:
In this open space type liquid manipulating device, a liquid, particularly, a droplet can be efficiently separated. The open space type liquid manipulating device according to the present invention comprises: a substrate 1, 11, 21; at least three electrodes 2, 12, 13, 22, 23 arranged on a surface 1b, 11b, 21b of the substrate 1, 11, 21; and an insulating film 3, 14, 24 disposed on the surface 1b, 11b, 21b of the substrate 1, 11, 21 so as to cover the at least three electrodes 2, 12, 13, 22, 23. A groove 4, 15, 25 is formed so as to be recessed from a surface 3b, 14b, 24b of the insulating film 3, 14, 24 in a direction toward a reverse surface 3a, 14a, 24a of the insulating film 3, 14, 24. The groove 4, 15, 25 extends across the at least three electrodes. A liquid L is controlled on the surface 3b, 14b, 24b of the insulating film 3, 14, 24 by making use of change in electrostatic force generated by changing voltage that is applied to the electrodes 2, 12, 13, 22, 23.

Inventors:
MOGI KATSUO (JP)
ADACHI SHUNGO (JP)
INOUE TOMOYA (JP)
NATSUME TOHRU (JP)
Application Number:
PCT/JP2020/004702
Publication Date:
September 03, 2020
Filing Date:
February 07, 2020
Export Citation:
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Assignee:
AIST (JP)
International Classes:
B01J19/08; G01N37/00; B81B1/00
Domestic Patent References:
WO2008007511A12008-01-17
Foreign References:
JP2005030527A2005-02-03
US20180318826A12018-11-08
US20120261264A12012-10-18
Other References:
HYOJIN KO: "Active Digital Microfluidic Paper Chips with Inkjet-Printed Patterned Electrodes", ADVANCED MATERIALS, vol. 26, 16 April 2014 (2014-04-16), pages 2335 - 2340
MICHAEL GEORGE POLLACK: "ELECTROWETTING-BASED MICRO ACTUATION OF DROPLETS FOR DIGITAL MICROFLUIDICS", DISSERTATION SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY IN THE DEPARTMENT OF ELECTRICAL AND COMPUTER ENGINEERING IN THE GRADUATE SCHOOL OF DUKE UNIVERSITY, 2001
SUNG KWON CHO: "Creating, Transporting, Cutting, and Merging Liquid Droplets by Electrowetting-Based Actuation for Digital Microfluidic Circuits", JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS, vol. 12, no. 1, February 2003 (2003-02-01), XP055294030, DOI: 10.1109/JMEMS.2002.807467
H.-W. LU: "A Diffuse Interface Model for Electrowetting Droplets in a Hele-Shaw Cell", JOURNAL OF FLUID MECHANICS, vol. 590, 10 November 2007 (2007-11-10), pages 411 - 435
N. Y. JAGATH B. NIKAPITIYA: "Accurate, consistent, and fast droplet splitting and dispensing in electrowetting on dielectric digital microfluidics", MICRO AND NANO SYSTEMS LETTERS, vol. 5, 2017, pages 24
Attorney, Agent or Firm:
OKUYAMA, Shoichi et al. (JP)
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Claims:
\¥0 2020/175083 24 ?<:17 2020 /004702

請求の範囲

[請求項 1 ] 基板と、

前記基板の表面上に配置される少なくとも 3つの電極と、 前記少なくとも 3つの電極を覆うように前記基板の表面上に配置さ れる絶縁膜と

を備え、

前記絶縁膜が、 前記基板の表面を向く裏面と、 前記絶縁膜の裏面に 対して前記絶縁膜の厚さ方向の反対側に位置する表面とを有し、 前記絶縁膜の表面が外部に開放されており、

前記少なくとも 3つの電極に印加する電圧を変化させることによっ て生じる静電気力の変化を用いて、 液体を前記絶縁膜の表面上で制御 できるように構成される開放空間型の液体操作装置であって、 前記絶縁膜の表面から前記絶縁膜の裏面に向かう方向に凹む溝が形 成され、

前記溝が前記少なくとも 3つの電極に跨って延びている、 開放空間 型の液体操作装置。

[請求項 2] 前記溝が、 前記溝の開口部から前記溝の底部に向かうに従って前記 溝の幅を減少させるように形成されている、 請求項 1 に記載の開放空 間型の液体操作装置。

[請求項 3] 前記基板が、 可撓性を有するようにシート状又はフィルム状に形成 され、

前記基板と、 前記少なくとも 3つの電極と、 前記絶縁膜とが、 前記 溝の底部を形成するように折れ曲がった屈曲部を設けることによって 、 前記溝を形成するように曲がっている、 請求項 2に記載の開放空間 型の液体操作装置。

[請求項 4] 前記基板が、 前記溝の底部に対して前記溝の幅方向の _方側及び他 方側にそれぞれ位置する第 1部分及び第 2部分を有し、

前記基板の第 1部分が、 可撓性を有するようにシート状又はフィル 〇 2020/175083 25 卩(:170? 2020 /004702

ム状に形成され、

前記絶縁膜が、 前記溝の底部に対して前記溝の幅方向の _方側及び 他方側にそれぞれ位置する第 1部分及び第 2部分を有し、

前記基板の第 1部分及び前記絶縁膜の第 1部分を含む第 1構造体と 、 前記基板の第 2部分及び前記絶縁膜の第 2部分を有する第 2構造体 とが、 前記溝の底部に対して前記溝の幅方向の一方側及び他方側にそ れぞれ形成され、

前記少なくとも 3つの電極が、 前記第 1及び第 2構造体に分配され るか、 又は前記第 1及び第 2構造体の一方に設けられ、

前記第 1構造体が、 前記溝の底部を形成するように前記絶縁膜の第 1及び第 2部分の表面を当接させた当接部を設けることによって、 前 記第 2構造体と協働して前記溝を形成するように曲がっている、 請求 項 1 に記載の開放空間型の液体操作装置。

[請求項 5] 前記第 1及び前記第 2構造体が別体となっている、 請求項 4に記載 の開放空間型の液体操作装置。

[請求項 6] 前記基板の第 2部分が、 可撓性を有するようにシート状又はフィル ム状に形成されており、

前記第 2構造体が、 前記第 1構造体と協働して前記溝を形成するよ うに曲がっている、 請求項 5に記載の開放空間型の液体操作装置。

[請求項 7] 前記第 2構造体が、 前記第 1構造体と協働して前記溝を形成するよ うに略平坦に形成されている、 請求項 5に記載の開放空間型の液体操 作装置。

[請求項 8] 前記第 1及び前記第 2構造体が一体となっている、 請求項 4に記載 の開放空間型の液体操作装置。

Description:
明 細 書

発明の名称 : 開放空間型の液体操作装置

技術分野

[0001] 本発明は、 静電気力を用いて液体を操作するように構成 される開放空間型 の液体操作装置に関する。

背景技術

[0002] バイオ、 医療、 創薬、 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) 等 のような様々な技術分野において、 液体、 特に、 液滴を静電気力によって操 作する EW〇D (Electro Wetting On Dielectric) が注目されてきている。 特に、 バイオ、 医療、 及び創案の技術分野において、 EWODは希少な試薬 、 危険な薬品等を扱う技術として期待されてい る。 このような EWODを利 用した装置 (液体操作装置) は、 開放空間型及び閉鎖空間型の 2つに分類さ れることがある。

[0003] 開放空間型の液体操作装置は、 典型的に、 基板と、 この基板の表面上に配 置される複数の電極と、 基板の表面上で複数の電極を覆うように配置 される 裏面、 及びこの裏面に対向する表面を有する絶縁膜 とを含み、 絶縁膜の表面 が外部に開放されていて、 電極への電圧印加に基づいて得られる静電気 力を 変化させることによって、 絶縁膜の表面上で液滴を操作するようになっ てい る。 (例えば、 非特許文献 1 を参照。 )

[0004] 閉鎖空間型の液体操作装置は、 典型的に、 基板と、 この基板の表面上に配 置される複数の制御電極と、 基板の表面上で複数の制御電極を覆うように 配 置される裏面及びこの裏面に対向する表面を 有する第 1絶縁膜と、 この第 1 絶縁膜の表面に対して間隔を空けて配置され る表面及びこの表面に対向する 裏面を有する第 2絶縁膜と、 複数の制御電極に対応するように第 2絶縁膜の 裏面に配置される接地電極とを含んでいて、 複数の制御電極への電圧印加に 基づいて得られる静電気力を変化させること によって、 第 1及び第 2絶縁膜 間の閉鎖空間内で液滴を操作するようになっ ている。 [0005] このような開放空間型及び閉鎖空間型の液体 操作装置の両方において、 液 滴の制御性能を向上させることが求められて いる。 特に、 液滴を分離する制 御を行うことは難しく、 このことは、 液滴の制御性能を向上させる上で問題 となっている。

[0006] このような問題に対して、 閉鎖空間型の液体操作装置においては、 複数の 制御電極のうち隣接する制御電極の一方に電 圧を印加すると共にその他方に 電圧を印加しないように複数の制御電極を制 御することによって、 第 1及び 第 2絶縁膜間の閉鎖空間内で液滴を分離できる とが報告されている (例え ば、 非特許文献 2〜非特許文献 5を参照。 )

先行技術文献

非特許文献

[0007] 非特許文献 1 : Hyoj i n Ko, 他 7名, ” Active Digital Microfluidic Paper C hips with Inkjet-Printed Patterned Electrodes” , ADVANCED MATERIALS, Volume 26, Issue 15, 2014年4月16日, p. 2335-2340

非特許文献 2 : Michael George Pollack, " ELECTROWETTING-BASED MICROACTU ATION OF DROPLETS FOR DIGITAL MICROFLUIDICS” , Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in the Department of Electrical and Computer Engineerin g in the Graduate School of Duke University, 2001年

非特許文献 3 : Sung Kwon Cho, 他 2名, ” Creating, Transporting, Cutting , and Merging Liquid Drop lets by Electrowetting-Based Actuation for D igital Microfluidic Circuits” , JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYS TEMS, VOL. 12, NO. 1, 2003年 2月

非特許文献 4 : H.-W. LU, 他 3名, ” A Diffuse Interface Model for E lectr owett i ng Drop lets In a He le-Shaw Cell” , Journal of Fluid Mechanics, Volume 590, 2007年11月10日, p. 411-435

非特許文献 5 : N. Y. Jagath B. Nikapitiya, 他 2名, ” Accurate, cons i ste nt, and fast drop let splitting and dispensing in electrowetting on di e lect r i c d i g i ta l m i crof Lu i d i cs” , M i cro and Nano Systems Letters 2017 5 : 24, 2017年6月16日

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0008] 開放空間型の液体操作装置は、 特に、 液滴の導入及び取り出し、 製造効率 、 製造コスト等の観点において、 閉鎖空間型の液体操作装置よりも優れてい るので、 液滴の制御性能を向上させることが望まれて いる。 しかしながら、 開放空間型の液体操作装置にて操作される液 滴においては、 気液界面又は液 液界面が固液界面よりも大きいので、 表面張力が支配的となっている。 その ため、 開放空間型の液体操作装置においては、 表面張力の影響に起因して、 液滴を分離する制御を実現することが困難と なっている。

[0009] このような実情を鑑みると、 開放空間型の液体操作装置において、 液体、 特に、 液滴を効率的に分離可能とすることが望まれ る。 ひいては、 開放空間 型の液体操作装置において、 液体、 特に、 液滴の制御性能を向上させること が望まれる。

課題を解決するための手段

[0010] 上記課題を解決するために、 一態様に係る開放空間型の液体操作装置は、 基板と、 前記基板の表面上に配置される少なくとも 3つの電極と、 前記少な くとも 3つの電極を覆うように前記基板の表面上に 置される絶縁膜とを備 え、 前記絶縁膜が、 前記基板の表面を向く裏面と、 前記絶縁膜の裏面に対し て前記絶縁膜の厚さ方向の反対側に位置する 表面とを有し、 前記絶縁膜の表 面が外部に開放されており、 前記少なくとも 3つの電極に印加する電圧を変 化させることによって生じる静電気力の変化 を用いて、 液体を前記絶縁膜の 表面上で制御できるように構成される開放空 間型の液体操作装置であって、 前記絶縁膜の表面から前記絶縁膜の裏面に向 かう方向に凹む溝が形成され、 前記溝が前記少なくとも 3つの電極に跨って延びている。

発明の効果 〇 2020/175083 4 卩(:170? 2020 /004702

[001 1] —態様に係る開放空間型の液体操作装置にお いては、 液体、 特に、 液滴を 効率的に分離することができる。 ひいては、 液体、 特に、 液滴の制御性能を 向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]図 1は、 第 1実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 、 液滴を分離 する前の状態で概略的に示す平面図である。

[図 2]図 2は、 図 1の八 _八線断面図である。

[図 3]図 3は、 第 1実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 、 液滴を分離 した後の状態で概略的に示す平面図である。

[図 4]図 4は、 第 2実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 、 液滴を分離 した後の状態で概略的に示す斜視図である。

[図 5]図 5は、 液滴を分離する前の状態で概略的に示す図 4の巳 _巳線断面図 である。

[図 6]図 6は、 第 3実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 、 液滴を分離 した後の状態で概略的に示す斜視図である。

[図 7]図 7は、 液滴を分離する前の状態で概略的に示す図 6の(3 _ 0線断面図 である。

[図 8]図 8は、 第 2実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 、 液滴を分離 する前の状態で概略的に示す平面図である。

[図 9]図 9は、 第 2実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 、 液滴を互い に等しい分量を有する 2個の分離部分に分離した後の状態で概略的 示す平 面図である。

[図 10]図 1 0は、 第 2実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 、 液滴を 互いに等しい分量を有する 3個の分離部分に分離した後の状態で概略的 示 す平面図である。

[図 1 1]図 1 1は、 第 2実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 、 液滴を 互いに異なる分量を有する 2個の分離部分に分離した後の状態で概略的 示 す平面図である。 〇 2020/175083 5 卩(:170? 2020 /004702

発明を実施するための形態

[0013] 第 1〜第 3実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 ついて説明する。

なお、 本願明細書において、 「フイルム」 は、 約 2 0 0 〇1 (マイクロメー トル) 以下の厚さを有する膜状物体を指し、 かつ 「シート」 は、 約 2 0 0 を超える厚さを有する膜状物体を指すものと する。

[0014] 「第 1実施形態」

第 1実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 ついて説明する。

[0015] 「液体操作装置の基本的な構成」

最初に、 図 1〜図 3を参照して、 本実施形態に係る液体操作装置の基本的 な構成について説明する。 すなわち、 本実施形態に係る液体操作装置 (以下 、 必要に応じて、 単に 「装置」 という) は基本的には次のようになっている 。 装置は基板 1 を有し、 この基板 1は、 裏面 1 3と、 この裏面 1 3に対して 基板 1の厚さ方向の反対側に位置する表面 1 とを有する。

[0016] 装置は、 基板 1の表面 1 匕上に配置される少なくとも 3つの電極 2を有す る。 なお、 図 1及び図 3においては、 3つの電極 2が示されている。 しかし ながら、 装置は、 4つ以上の電極を有することもできる。 電極 2はまた、 基 板 1の表面 1 く裏面 2 3と、 この裏面 2 3に対して電極 2の厚さ方向 の反対側に位置する表面 2 とを有する。

[0017] 図 2においては、 基板 1は、 電極 2に対応するように凹む凹部 1 6を有す るように形成されている。 しかしながら、 基板は、 凹部を有さないように形 成することもでき、 例えば、 インクジェッ トプリンタ等の印刷機を用いて、 基板の表面上に電極を載せることができる。

[0018] 装置はまた、 少なくとも 3つの電極 2を覆うように基板 1の表面 1 匕上に 配置される絶縁膜 3を有する。 絶縁膜 3は、 基板 1の表面 1 を向く裏面 3 3と、 この裏面 3 3に対して絶縁膜 3の厚さ方向の反対側に位置する表面 3 とを有する。 絶縁膜 3の表面 3 は外部に開放されている。 そのため、 装 置は開放空間型となっている。

[0019] かかる装置は、 少なくとも 3つの電極 2に印加する電圧を変化させること 〇 2020/175083 6 卩(:170? 2020 /004702

によって生じる静電気力の変化を用いて、 液体!-を絶縁膜 3の表面 3 13上で 制御できるように構成されている。 さらに、 装置においては、 絶縁膜 3の表 面 3匕から絶縁膜 3の裏面 3 3に向かう方向に凹む溝 4が形成されている。 溝 4は、 少なくとも 3つの電極 2に跨って延びている。 溝 4はまた、 開口部 4 3と、 この開口部 4 3に対向する底部 4 13とを有する。

[0020] かかる溝 4は、 開口部 4 3から底部 4匕に向かうに従って溝 4の幅を減少 させるように形成されるとよい。 しかしながら、 溝はこれに限定されない。 例えば、 溝は、 その幅を略均一にするように形成することが できる。

[0021 ] 基板 1は、 溝 4の底部 4 に対して溝 4の幅方向の一方側及び他方側にそ れぞれ位置する第 1部分 1 〇及び第 2部分 1 を有する。 絶縁膜 3は、 溝 4 の底部 4匕に対して溝 4の幅方向の一方側及び他方側にそれぞれ位 する第 1部分 3〇及び第 2部分 3 を有する。 溝 4は、 溝 4の底部 4匕に対して溝 4の幅方向の一方側及び他方側にそれぞれ位 する第 1壁部分 4〇及び第 2 壁部分 4 を有する。 4 のそれぞれは、 溝 4の 開口部 4 3 及び底部 4 間にて延びる。 装置は、 溝 4に対して溝 4の幅方向 の一方側及び他方側に位置する第 1側方領域 5及び第 2側方領域 6を有する

[0022] 装置は、 溝 4の底部 4 に対して溝 4の幅方向の一方側及び他方側に位置 する第 1構造体 1及び第 2構造体 3 1 を有する。 第 1構造体 1は、 基板 1の第 1部分 1 〇と、 絶縁膜 3の第 1部分 3〇とを含む。 溝 4の第 1壁部分 4〇と、 第 1側方領域 5とは第 1構造体 1 に位置する。 第 2構造体 3 1は 、 基板 1の第 2部分 1 と、 絶縁膜 3の第 2部分 3 とを含む。 溝 4の第 2 壁部分 4 と、 第 2側方領域 6とは第 2構造体 3 1 に位置する。

[0023] 「液体操作装置の具体的な構成」

図 1〜図 3を参照して、 本実施形態に係る液体操作装置の具体的な構 成に ついて説明する。 すなわち、 本実施形態に係る装置は具体的には次のよう に なっているとよい。 上記基板 1は、 可撓性を有するようにシート状又はフイ ルム状に形成されている。 基板 1 と、 少なくとも 3つの電極 2と、 絶縁膜 3 〇 2020/175083 7 卩(:170? 2020 /004702

とは、 溝 4の底部 4匕を形成するように折れ曲がった屈曲部口 設けること によって、 溝 4を形成するように曲がっている。

[0024] 第 1及び第 2構造体 1 , 3 1は一体形成されている。 そのため、 基板 1 の第 1及び第 2部分 1 〇 , 1 は一体形成され、 かつ絶縁膜 3の第 1及び第 2部分 3〇, 3 は一体形成されている。 各電極 2は、 第 1及び第 2構造体 1 , 3 1 に跨って配置されており、 各電極 2は、 溝 4の第 1及び第 2壁部 分 4〇, 4 ¢1に跨って配置されている。

[0025] 「基板の具体的な構成」

図 1〜図 3を参照して、 基板 1の具体的な構成について説明する。 すなわ ち、 基板 1は具体的には次のようになっているとよい 基板 1は、 紙、 樹脂 等を用いて構成されるとよい。 ここで、 「紙」 は、 植物繊維、 その他の繊維 等を膠着 (こうちやく) させることによって製造したものをいい、 多孔質体 などの無機物や、 合成分子等の有機分子を添加したものであっ てもよい。 「 樹脂」 は、 天然及び/又は合成高分子化合物材料を主成 とするものであっ て、 繊維や無機物等をさらに含む複合材料であっ てもよい。 特に、 「樹脂」 は、 熱による加工が容易な熱可塑性樹脂であると よい。 また、 基板 1は、 折 り曲げ加工によって塑性変形可能であるとよ い。 基板 1はまた、 はさみ、 力 ッター等の刃物を用いて容易に切断可能であ るとよい。 基板 1は、 樹脂から 成る射出成形品とすることもできる。

[0026] 基板 1の厚さは、 基板 1が可撓性を有するように設定されるとよい 例え ば、 基板 1が、 紙を用いて構成されるか、 又は紙である場合において、 基板 1の厚さは、 約 1 0 0 〜約 2 0 0 とすることができる。 基板 1が、 樹脂を用いて構成されるか、 又は樹脂である場合において、 基板 1は、 その 厚さを約 2 0 0 以下とするフイルムであってもよく、 又はその厚さを約 2 0 0 よりも大きく したシートであってもよい。 基板 1は、 ガラスやシ リコンを用いて構成されないことが好ましい 。 しかしながら、 本発明の基板 の材料及び厚さの関係は、 これに限定されない。

[0027] 「電極の具体的な構成」 〇 2020/175083 8 卩(:170? 2020 /004702

図 1〜図 3を参照して、 電極 2の具体的な構成について説明する。 すなわ ち、 電極 2は具体的には次のようになっているとよい 電極 2は、 導電材料 から構成される。 導電材料は、 金属、 力ーボン、 金属酸化物、 これらの材料 のうち少なくとも 1つを含有する材料等であるとよい。 電極 2はまた膜状に 形成されている。 一例として、 導電インクにより電極を形成することができ る。 かかる電極 2の厚さは、 折り曲げ加工によって、 電極 2が絶縁膜 3と一 緒に塑性変形可能となるように設定される。

[0028] 図 2においては、 電極 2は、 基板 1の凹部 1 ㊀内に配置され、 かつ電極 2 の表面 2匕は基板 1の表面 1 匕と略一致している。 しかしながら、 上述のよ うに、 基板が、 凹部を有さないように形成される場合、 電極の表面は基板の 表面から突出するように形成される。

[0029] 少なくとも 3つの電極 2、 すなわち、 3つ以上の電極 2は、 基板 1の表面

1 匕上で溝 4に沿って互いに間隔を空けて配置されてい 。 図 1及び図 3に おいては、 後述するように溝 4が略直線状に延びる場合において、 3つ以上 の電極 2が溝 4に沿って互いに間隔を空けて配置されてい 。 さらには、 3 つ以上の電極 2の中心は略直線状の溝 4を通過することができる。 かかる状 態で、 略直線状の溝 4の両端を結ぶ仮想直線を引いた場合、 3つ以上の電極 2又はそれらの中心は仮想直線上に配置され 。 しかしながら、 電極の配置 は、 これに限定されない。 例えば、 後述するように溝が湾曲しながら延びる 場合においては、 3つ以上の電極が、 湾曲する溝に沿って互いに間隔を空け て配置することができる。 さらには、 3つ以上の電極の中心は、 湾曲する溝 を通過することができる。 かかる状態で、 湾曲する溝の両端を結ぶ仮想直線 を引いた場合、 3つ以上の電極のうち少なくとも 1つの電極又はそれらの中 心は、 基板の表面上で仮想直線に略直交する方向に て仮想直線からズレて配 置される。

[0030] 少なくとも 3つの電極 2は回路 に接続されており、 回路 は、 複数の電 極 2に対して各別に電圧を印加できるようにな ている。 図 1及び図 3にお いては、 回路 は基板 1の外部に配置されている。 しかしながら、 本発明は 〇 2020/175083 9 卩(:170? 2020 /004702

これに限定されず、 回路の少なくとも一部が基板に配置されても よい。 例え ば、 回路の一部である配線等が基板に配置されて もよい。

[0031 ] なお、 図 1及び図 3においては、 少なくとも 3つの電極 2に対して各別に 電圧を印加する状態を説明するために、 一例として、 スイッチ、 電源、 接地 等を含む回路 を模式的に示している。 しかしながら、 複数の電極に接続さ れる回路は、 図 1及び図 3の回路 に限定されず、 液滴を停止及び移動させ るための静電気力を発生可能とするように複 数の電極に対して各別に電圧を 印加できれば、 あらゆる構成とすることができる。

[0032] 「絶縁膜の具体的な構成」

図 1〜図 3を参照して、 絶縁膜 3の具体的な構成について説明する。 すな わち、 すなわち、 絶縁膜 3は具体的には次のようになっているとよい 絶縁 膜 3は電気絶縁性を有するとよく、 かつ絶縁膜 3、 特に、 絶縁膜 3の表面 3 13は疎水性を有するとよい。 そのため、 絶縁膜 3は、 電気絶縁性及び疎水性 を有する材料を用いて構成されるとよい。 かかる材料は、 電気絶縁性及び疎 水性を有する樹脂等、 例えば、 フッ素系樹脂等であるとよい。 なお、 絶縁膜 の表面を、 疎水性を有する材料又は電気絶縁性及び疎水 性を有する材料を用 いて構成し、 かつ絶縁膜の表面以外の部分を、 電気絶縁性を有する材料を用 いて構成することもできる。

[0033] 「溝及び側方領域の具体的な構成」

図 1〜図 3を参照して、 溝 4及び側方領域 5 , 6の具体的な構成について 説明する。 すなわち、 溝 4及び側方領域 5 , 6は具体的には次のようになっ ているとよい。 溝 4は略直線状に延びている。 しかしながら、 溝は湾曲しな がら延びていてもよい。 溝 4の深さは溝 4の幅よりも大きいとよい。 しかし ながら、 溝の深さは溝の幅と略等しくすることもでき る。 また、 溝の深さは 溝の幅よりも小さくすることもできる。

[0034] 溝 4の断面積は、 溝 4内の液体 !_の表面張力を減少させるように設定され る。 特に、 溝 4の断面積は、 溝 4内の液体 !_の固液界面を同気液界面又は同 液液界面よりも大きくするように設定される とよい。 なお、 液体!-を気体中 〇 2020/175083 10 卩(:170? 2020 /004702

、 特に、 空気中で操作することを考慮する場合には、 溝 4内の液体 1_の固液 界面を同気液界面よりも大きくするように設 定されるとよい。 液体!-を、 液 体!-との間に液液界面を生じさせるような の液体中で操作することを考慮 する場合には、 溝 4内の液体!-の固液界面を同液液界面よりも きくするよ うに設定されるとよい。 一例として、 別の液体は油とすることができる。 し かしながら、 別の液体はこれに限定されない。 さらに、 溝 4は、 溝 4内の液 体!-に対して親水化による毛細管現象が生じ ように、 開口部 4 3から底部 4匕に向かうに従って溝 4の幅を減少させるように形成されるとよい

[0035] 溝 4の底部 4匕は略楔形状に形成されている。 かかる底部 4匕は、 所定の 角度を成す楔形状になっているとよい。 なお、 かかる角度は鋭角であるとよ い。 さらに、 かかる角度は、 溝 4内の液体 1_に対して親水化による毛細管現 象を生じさせることができるように設定され るとよい。 しかしながら、 底部 は湾曲してもよい。 底部は略平坦に形成されてもよい。 溝 4の第 1及び第 2 壁部分 4〇, 4 は、 溝 4の開口部 4 3 から底部 4匕に向かうに従って互い の間隔を狭めるように形成される。 かかる第 1及び第 2壁部分 4 4 は

、 湾曲している。 特に、 4 は、 互いに向かって 突出するように湾曲している。 しかしながら、 第 1及び第 2壁部分は、 互い から離れる方向に凹むように湾曲してもよい 。 また、 第 1及び第 2壁部分は 略直線状に形成されてもよい。

[0036] 第 1及び第 2側方領域 5 , 6は、 溝 4の幅方向に沿って配置されている。

しかしながら、 第 2側方領域が、 この第 2側方領域と連続する溝の第 2壁部 分と一緒に略直線状に延びてもよく、 かつ第 1側方領域が、 この第 1側方領 域と連続する溝の第 1壁部分から湾曲するように延びてもよい。

[0037] 「液体操作装置の製造方法」

本実施形態に係る液体操作装置の製造方法の 一例を説明する。 特に明確に 図示はしないが、 最初に、 第 1及び第 2構造体 1 , 3 1 を滑らかに連続さ せるように一体形成した装置用材料を準備す る。 かかる装置用材料を、 溝 4 の底部 4匕を形成するように折れ曲がった屈曲部口 設けることによって、 \¥0 2020/175083 1 1 卩(:17 2020 /004702

溝 4を形成するように曲げる。 その結果、 本実施形態に係る装置が製造され る。

[0038] 「液体の分離方法」

図 1及び図 3を参照して、 本実施形態に係る液体操作装置において液体 !_ を分離する方法 (液体!-の分離方法) の一例について説明する。 ここでは、 液体!-、 特に、 液滴!-を、 互いに同じ分量を有する 2つの部分 !_ 1 , !_ 2に 分離する方法について説明する。 最初に、 図 1 に示すように、 装置を、 少な くとも 3つの電極 2に電圧を印加した状態とする。 このとき、 液体!-は、 溝 4に沿うと共に少なくとも 3つの電極 2に跨るように一体になって延びた状 態で保持されている。

[0039] 次に、 図 3に示すように、 装置を、 少なくとも 3つの電極 2のうち、 溝 4 の長手方向の両端にそれぞれ位置する両端の 電極 2に電圧が印加されたまま 、 少なくとも 3つの電極 2のうち、 両端側の電極 2の間に位置する中間の電 極 2に電圧を印加しない状態とする。 このとき、 溝 4の長手方向の一方側に 位置する液体!-の一方部分 !_ 1が、 同一方側の端の電極 2にて生じる静電気 力によって、 この電極 2に向かって移動する。 また、 溝 4の長手方向の他方 側に位置する液体!-の他方部分 !_ 2が、 同他方側の端の電極 2にて生じる静 電気力によって、 この電極 2に向かって移動する。

[0040] さらに、 上述のように溝 4によって液体 !_の表面張力が減少するので、 液 体!-の一方及び他方部分 !_ 1 , !_ 2は、 両端の電極 2の間で分離される。 こ の分離の後、 液体!-の一方部分 1_ 1が、 一方側の端の電極 2にて生じる静電 気力によって一方側の端の電極 2に対応する位置で保持され、 かつ液体!-の 他方部分 1- 2が、 他方側の端の電極 2にて生じる静電気力によって、 他方側 の端の電極 2に対応する位置で保持される。 しかしながら、 液体操作装置に おいては、 液体!-の分離によって得られる部分 (以下、 必要に応じて 「分離 部分」 という) の数及び分量を調節することもできる。 具体的には、 液体 1_ を 3つ以上の部分に分離することもできる。 さらに、 分離部分の分量を変化 させることもできる。 例えば、 2つ以上の分離部分のうち 1つの分離部分の \¥0 2020/175083 12 卩(:17 2020 /004702

分量を、 これらのうち残りの分離部分の分量と異なら せることができる。 な お、 液体!-の分離部分の数及び分量を調節する 法の詳細については後述す る。

[0041 ] 以上、 本実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 の基本的な構成におい ては、 装置は、 基板 1 と、 この基板 1の表面 1 匕上に配置される少なくとも 3つの電極 2と、 少なくとも 3つの電極 2を覆うように基板 1の表面 1 匕上 に配置される絶縁膜 3とを有し、 絶縁膜 3の表面 3 から絶縁膜 3の裏面 3 3に向かう方向に凹む溝 4が形成され、 この溝 4が少なくとも 3つの電極 2 に跨って延びている。 このような溝 4は、 固液界面を気液界面又は液液界面 よりも大きくするように設定され、 かかる溝 4内に配置される液体 !_、 特に 、 液滴!-における表面張力の影響を低下させ ことができる。 その結果、 上 記液体!-の分離方法に示すように、 液体 !_、 特に、 液滴!-を効率的に分離す ることができる。 ひいては、 液体!-、 特に、 液滴!-の制御性能を向上させる ことができる。

[0042] 本実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 の基本的な構成においては、 溝 4が、 この溝 4の開口部 4 3 から溝 4の底部 4匕に向かうに従って溝 4の 幅を減少させるように形成されている。 かかる溝 4は、 毛細管現象を生じさ せ易いように形成でき、 その結果、 液体!-、 特に、 液滴!-が溝 4内に浸み込 むように変形し易くなる。 そのため、 溝 4内の液体 !_の表面張力の影響を低 下させることができる。 よって、 液体!-、 特に、 液滴!-を効率的に分離する ことができる。

[0043] さらに、 本実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 の具体的な構成にお いては、 基板 1が、 可撓性を有するようにシート状又はフィルム 状に形成さ れ、 基板 1 と、 少なくとも 3つの電極 2と、 絶縁膜 3とが、 溝 4の底部 4匕 を形成するように折れ曲がった屈曲部口を設 けることによって、 溝 4を形成 するように曲がっている。 そのため、 液体!-の表面張力の影響を低下させる ことができる溝 4を容易に形成することができる。 よって、 特に、 製造効率 を含む効率性を勘案した場合において、 液体!-、 特に、 液滴!-を効率的に分 〇 2020/175083 13 卩(:170? 2020 /004702

離することができる。

[0044] 「第 2実施形態」

第 2実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 ついて説明する。

[0045] 「液体操作装置の基本的な構成」

図 4及び図 5を参照して、 本実施形態に係る液体操作装置の基本的な構 成 について説明する。 すなわち、 本実施形態に係る装置は基本的には次のよう になっている。 本実施形態に係る装置の基本的な構成は、 第 1実施形態に係 る装置の基本的な構成と同様である。 このような本実施形態に係る装置は、 第 1実施形態に係る装置の基本的な構成と同様 構成された基板 1 1、 少な くとも 3つの電極 1 2 , 1 3、 絶縁膜 1 4、 溝 1 5、 第 1側方領域 1 6、 第 2側方領域 1 7、 第 1構造体 2及び第 2構造体 3 2を有する。

[0046] 本実施形態に係る基板 1 1は、 第 1実施形態に係る装置の基本的な構成と 同様に構成された裏面 1 1 3、 表面 1 1 匕、 第 1部分 1 1 〇、 第 2部分 1 1 、 凹部 1 1 6を有する。 本実施形態に係る絶縁膜 1 4は、 第 1実施形態に 係る装置の基本的な構成と同様に構成された 裏面 1 4 3 , 表面 1 4 13、 第 1 部分 1 4〇及び第 2部分 1 4 を有する。 本実施形態に係る溝 1 5は、 第 1 実施形態に係る装置の基本的な構成と同様に 構成された開口部 1 5 3 , 底部 1 5匕、 第 1壁部分 1 5〇及び第 2壁部分 1 5 を有する。

[0047] 「液体操作装置の具体的な構成」

図 4及び図 5を参照して、 本実施形態に係る液体操作装置の具体的な構 成 について説明する。 すなわち、 本実施形態に係る装置は具体的には次のよう になっているとよい。 基板 1 1の第 1部分 1 1 〇は、 可撓性を有するように シート状又はフイルム状に形成されている。

[0048] 少なくとも 3つの電極 1 2 , 1 3は、 第 1及び第 2構造体 2 , 3 2に分 配される。 このような少なくとも 3つの電極 1 2 , 1 3は、 溝 1 5の底部 1 5匕に対して溝 1 5の幅方向の一方側及び他方側にそれぞれ位 する第 1電 極 1 2及び第 2電極 1 3から成る。 第 1及び第 2電極 1 2 , 1 3は互いに間 隔を空けて配置される。 詳細には、 少なくとも 3つの電極 1 2 , 1 3は、 少 〇 2020/175083 14 卩(:170? 2020 /004702

なくとも 2つの第 1電極 1 2と、 少なくとも 1つの第 2電極 1 3とから成る か、 又は少なくとも 1つの第 1電極 1 2と、 少なくとも 2つの第 2電極 1 3 とから成る。 しかしながら、 少なくとも 3つの電極のすべてが、 第 1及び第 2構造体の一方に設けられてもよい。 なお、 図 4においては、 5つの第 1電 極 1 2を有する第 1構造体 2と、 5つの第 2電極 1 3を有する第 2構造体 3 2とが示されている。 しかしながら、 第 1及び第 2電極の数はこれに限定 されない。

[0049] 第 1構造体 2は、 基板 1 1の第 1部分 1 1 〇及び絶縁膜 1 4の第 1部分

1 4〇に加えて、 第 1電極 1 2を含む。 第 2構造体 3 2は、 基板 1 1の第 2 部分 1 1 及び絶縁膜 1 4の第 2部分 1 4 に加えて、 第 2電極 1 3を含む 。 第 1構造体 2は、 溝 1 5の底部 1 5匕を形成するように絶縁膜 1 4の第 1及び第 1 4 の表面 1 4 13 1 , 1 4匕 2を当接させた当接 部丁 1 を設けることによって、 第 2構造体 3 2と協働して溝 1 5を形成する ように曲がっている。

[0050] 基板 1 1の第 2部分 1 1 は、 可撓性を有するようにシート状又はフィル ム状に形成されており、 第 2構造体 3 2は、 第 1構造体 2と協働して溝 1 5を形成するように曲がっている。 しかしながら、 本発明はこれに限定され ず、 第 2構造体を、 第 1構造体と協働して溝を形成するように略平 に形成 することもできる。 この場合、 基板の第 2部分を、 可撓性を有するようにシ -卜状若しくはフィルム状に形成するか、 又は剛性を有するように形成する こともできる。

[0051 ] さらに、 第 1電極 1 2の一部又は全部は、 溝 1 5の第 1壁部分 1 5〇に配 置される。 第 2電極 1 3の一部又は全部は、 溝 1 5の第 2壁部分 1 5 に配 置される。 なお、 図 4においては、 一例として、 第 1電極 1 2の一部及び第 2電極 1 3の一部が溝 1 5の第 1壁部分 1 5〇及び第 2壁部分 1 5 にそれ それ配置された状態が示されている。 第 1及び第 2電極 1 2 , 1 3は溝 1 5 の長手方向に沿って並んでいる。 図 4においては、 第 1及び第 2電極 1 2 ,

1 3は溝 1 5の長手方向に沿って交互に並んでいる。 しかしながら、 第 1及 〇 2020/175083 15 卩(:170? 2020 /004702

び第 2電極の並び方はこれに限定されない。

[0052] 第 1及び第 2構造体 2 , 3 2は別体となっている。 そのため、 基板 1 1 の第 1部分 1 1 〇及び絶縁膜 1 4の第 1部分 1 4〇は別体となっており、 か つ基板 1 1の第 2部分 1 1 及び絶縁膜 1 4の第 2部分 1 4 は別体となっ ている。 なお、 第 1及び第 2電極 1 2 , 1 3ももちろん別体となっている。

[0053] 「基板、 電極、 絶縁膜、 溝及び側方領域の具体的な構成」

図 4及び図 5を参照して、 基板 1 1、 電極 1 2 , 1 3、 絶縁膜 1 4、 溝 1 5及び側方領域 1 6 , 1 7の具体的な構成について説明する。 すなわち、 基 板 1 1、 電極 1 2 , 1 3、 絶縁膜 1 4、 溝 1 5及び側方領域 1 6 , 1 7は具 体的には次のようになっているとよい。 上述のように基板 1 1の第 2部分 1 1 は、 可撓性を有するようにシート状又はフィルム 状に形成されている。 しかしながら、 上述のように基板の第 2部分は剛性を有するように構成する こともできる。 この場合、 基板の第 2部分は、 ガラス、 シリコン等から構成 することができる。 また、 基板の第 2部分の厚さを、 基板に剛性をもたらす ように設定することもできる。

[0054] 基板 1 1の第 1及び第 2部分 1 1 1 のそれぞれは、 第 1実施形態 に係る基板 1の具体的な構成と同様に構成される。 かかる基板 1 1の第 2部 分 1 1 は、 同第 1部分 1 1 〇との配置関係を除いて、 同第 1部分 1 1 〇と 同じように構成することができる。 しかしながら、 基板の第 1及び第 2部分 は、 互いに異なるように構成することもできる。

[0055] 少なくとも 3つの電極 1 2 , 1 3、 特に、 第 1及び第 2電極 1 2 , 1 3は 、 第 1実施形態に係る電極 2の具体的な構成と同様に構成される。 なお、 第 2電極 1 3は、 第 1電極 1 2との配置関係を除いて、 第 1電極 1 2と同じよ うに構成することができる。 しかしながら、 第 1及び第 2電極は、 互いに異 なるように構成することもできる。

[0056] 絶縁膜 1 4の第 1及び第 2部分 1 4〇 , 1 4 のそれぞれは、 第 1実施形 態に係る絶縁膜 1 4の具体的な構成と同様に構成される。 かかる絶縁膜 1 4 の第 2部分 1 4 は、 同第 1部分 1 4〇との配置関係を除いて、 同第 1部分 〇 2020/175083 16 卩(:170? 2020 /004702

1 4〇と同じように構成することができる。 しかしながら、 絶縁膜の第 1及 び第 2部分は、 互いに異なるように構成することもできる。

[0057] 溝 1 5は、 第 1実施形態に係る溝 4の具体的な構成と同様に構成される。

第 1及び第 2側方領域 1 6 , 1 7は、 第 1実施形態に係る第 1及び第 2側方 領域 5 , 6とそれぞれ同様に構成される。 なお、 第 1及び第 2側方領域は、 上述のように基板の第 2部分が剛性を有するように構成される場合 は、 第 2側方領域が、 この第 2側方領域と連続する溝の第 2壁部分と _緒に略直線 状に延び、 かつ第 1側方領域が、 この第 1側方領域と連続する溝の第 1壁部 分から湾曲するように延びる。

[0058] 「液体操作装置の製造方法」

本実施形態に係る液体操作装置の製造方法の 一例を説明する。 特に明確に 図示はしないが、 最初に、 別体である第 1及び第 2構造体 2 , 3 2を準備 する。 第 1構造体 2を、 溝 1 5の底部 1 5匕を形成するように絶縁膜 1 4

当接部丁 1 を設けることによって、 第 2構造体 3 2と協働して溝 1 5を形成 するように曲げる。 絶縁膜 1 4の第 1及び第 2部分 1 4〇, 1 4 の表面 1 4匕 1 , 1 4匕 2を、 当接部丁 1 にて、 クリップ留め、 接着等によって接合 する。 その結果、 本実施形態に係る装置が製造される。

[0059] 本実施形態に係る液体!-の分離方法は、 第 1実施形態に係る液体の分離方 法と同様である。

[0060] 以上、 本実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 の基本的な構成におい ては、 第 1実施形態に係る液体操作装置の基本的な構 と同様の作用及び効 果を得ることができる。 さらに、 本実施形態に係る開放空間型の装置の具体 的な構成においては、 基板 1 1の第 1部分 1 1 〇が、 可撓性を有するように シート状又はフィルム状に形成され、 少なくとも 3つの電極 1 2 , 1 3が、 基板 1 1の第 1部分 1 1 〇及び絶縁膜 1 4の第 1部分 1 4〇を含む第 1構造 体 2と、 基板 1 1の第 2部分 1 1 及び絶縁膜 1 4の第 2部分 1 4 を有 する第 2構造体 3 2とに分配されるか、 又は第 1及び第 2構造体 2 , 3 2 〇 2020/175083 17 卩(:170? 2020 /004702

の一方に設けられ、 第 1構造体 2が、 溝 1 5の底部 1 5匕を形成するよう に絶縁膜 1 4の第 1及び第 2部分 1 4〇 , 1 4 の表面 1 4匕 1 , 1 4匕 2 を当接させた当接部丁 1 を設けることによって、 第 2構造体 3 2と協働して 溝 1 5を形成するように曲がっている。 そのため、 液体!-、 特に、 液滴!-の 表面張力の影響を低下させることができる溝 1 5を容易に形成することがで きる。 よって、 特に、 製造効率を含む効率性を勘案した場合におい て、 液体 1-、 特に、 液滴!-を効率的に分離することができる。

[0061 ] 本実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 の具体的な構成においては、 第 1及び前記第 2構造体 2 , 3 2が別体となっている。 そのため、 別体で ある第 1及び前記第 2構造体 2 , 3 2を、 例えば、 クリップ留め、 接着等 を用いて、 上述のような当接部丁 1 を設けながら溝 1 5を形成するように組 み立てれば、 液体!-、 特に、 液滴!-の表面張力の影響を低下させること で きる溝 1 5を容易に形成することができる。 よって、 特に、 製造効率を含む 効率性を勘案した場合において、 液体!-、 特に、 液滴!-を効率的に分離する ことができる。

[0062] 本実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 の具体的な構成においては、 基板 1 1の第 2部分 1 1 が、 可撓性を有するようにシート状又はフィルム 状に形成されており、 第 2構造体 3 2が、 第 1構造体 2と協働して溝 1 5 を形成するように曲がっているので、 液体!-、 特に、 液滴!-の表面張力の影 響を低下させることができる溝 1 5を容易に形成することができる。 よって 、 特に、 製造効率を含む効率性を勘案した場合におい て、 液体 1 5、 特に、 液滴 1 5を効率的に分離することができる。

[0063] なお、 本実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 の具体的な構成におい ては、 第 2構造体が、 第 1構造体と協働して溝を形成するように略平 に形 成されている場合においても、 液体、 特に、 液滴の表面張力の影響を低下さ せることができる溝を容易に形成することが できる。 よって、 特に、 製造効 率を含む効率性を勘案した場合において、 液体、 特に、 液滴を効率的に分離 することができる。 〇 2020/175083 18 卩(:170? 2020 /004702

[0064] 「第 3実施形態」

第 3実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 ついて説明する。

[0065] 「液体操作装置の基本的な構成」

図 6及び図 7を参照して、 本実施形態に係る液体操作装置の基本的な構 成 について説明する。 すなわち、 本実施形態に係る装置は基本的には次のよう になっている。 本実施形態に係る装置の基本的な構成は、 第 1又は第 2実施 形態に係る装置の基本的な構成と同様である 。 このような本実施形態に係る 装置は、 第 1又は第 2実施形態に係る装置の基本的な構成と同様 構成され た基板 2 1、 少なくとも 3つの電極 2 2 , 2 3、 絶縁膜 2 4、 溝 2 5、 第 1 側方領域 2 6、 第 2側方領域 2 7、 第 1構造体 3及び第 2構造体 3 3を有 する。 なお、 図 6においては、 5つの第 1電極 2 2を有する第 1構造体 3 と、 5つの第 2電極 2 3を有する第 2構造体 3 3とが示されている。 しかし ながら、 第 1及び第 2電極の数はこれに限定されない。

[0066] 本実施形態に係る基板 2 1は、 第 1又は第 2実施形態に係る装置の基本的 な構成と同様に構成された裏面 表面 2 1 匕、 第 1部分 2 1 〇、 第 2 部分 2 1 、 凹部 2 1 6を有する。 本実施形態に係る絶縁膜 2 4は、 第 1又 は第 2実施形態に係る装置の基本的な構成と同様 構成された裏面 2 4 3、 表面 2 4 、 第 1部分 2 4〇及び第 2部分 2 4 を有する。 本実施形態に係 る溝 2 5は、 第 1又は第 2実施形態に係る装置の基本的な構成と同様 構成 された開口部 2 5 3、 底部 2 5 第 1壁部分 2 5〇及び第 2壁部分 2 5 を有する。

[0067] 「液体操作装置の具体的な構成」

図 6及び図 7を参照して、 本実施形態に係る液体操作装置の具体的な構 成 について説明する。 すなわち、 本実施形態に係る装置は具体的には次のよう になっているとよい。 本実施形態に係る装置の具体的な構成は、 第 1及び前 記第 2構造体 3 , 3 3が一体形成されている点を除いて、 第 2実施形態に 係る装置の具体的な構成と同様である。

[0068] このような装置においては、 第 1及び前記第 2構造体 3 , 3 3が一体形 〇 2020/175083 19 卩(:170? 2020 /004702

成されているので、 基板 2 1の第 1部分 2 1 〇及び絶縁膜 2 4の第 1部分 2 4〇は一体形成されており、 かつ基板 2 1の第 2部分 2 1 及び絶縁膜 2 4 の第 2部分 2 4 は一体形成されている。 第 1及び第 2電極 1 2 , 1 3は別 体となっている。 なお、 第 1電極は、 第 1構造体に分配される本体部と、 こ の本体部から第 1構造体を超えて第 2構造体に掛かるように延びる延長部と を有することができる。 第 2電極もまた、 第 2構造体に分配される本体部と 、 この本体部から第 2構造体を超えて第 1構造体に掛かるように延びる延長 部とを有することができる。

[0069] 第 1及び前記第 2構造体 3 , 3 3は、 第 2実施形態に係る当接部丁 1 に 相当する当接部丁 2に対して基板 2 1の裏面 2 1 3側に位置する連結部 1\1に て連結されるように一体形成されている。 連結部 !\!は円弧形状に形成されて いる。 しかしながら、 連結部は、 溝の長手方向に沿って延びる中空空間を有 する略滴形状に形成することもできる。

[0070] 「基板、 電極、 絶縁膜、 溝及び側方領域の具体的な構成」

図 6及び図 7を参照して、 基板 2 1、 電極 2 2 , 2 3、 絶縁膜 2 4、 溝 2 5及び側方領域 2 6 , 2 7の具体的な構成について説明する。 すなわち、 基 板 2 1、 電極 2 2 , 2 3、 絶縁膜 2 4、 溝 2 5及び側方領域 2 6 , 2 7は具 体的には次のようになっているとよい。 基板 2 1の第 1部分 2 1 〇及び絶縁 膜 2 4の第 1部分 2 4〇は一体形成されているので、 基板 2 1の第 2部分 2 1 もまた、 可撓性を有するようにシート状又はフィルム 状に形成されてい る。 基板 2 1は、 第 1実施形態に係る基板 1の具体的な構成と同様に構成さ れる。

[0071 ] 少なくとも 3つの電極 1 2 , 1 3、 特に、 第 1及び第 2電極 2 2 , 2 3は 、 第 1実施形態に係る電極 2の具体的な構成と同様に構成される。 かかる第 2電極 2 3は、 第 1電極 2 2との配置関係を除いて、 第 1電極 2 2と同じよ うに構成することができる。 しかしながら、 第 1及び第 2電極は、 互いに異 なるように構成することもできる。

[0072] さらに、 絶縁膜 2 4は、 第 1実施形態に係る絶縁膜 3の具体的な構成と同 〇 2020/175083 20 卩(:170? 2020 /004702

様に構成される。 溝 2 5は、 第 1実施形態に係る溝 4の具体的な構成と同様 に構成される。 第 1及び第 2側方領域 2 6 , 2 7は、 第 1実施形態に係る第 1及び第 2側方領域 5 , 6とそれぞれ同様に構成される。

[0073] 「液体操作装置の製造方法」

本実施形態に係る液体操作装置の製造方法の 一例を説明する。 特に明確に 図示はしないが、 最初に、 第 1及び第 2構造体 1 , 3 1 を滑らかに連続さ せるように一体形成した装置用材料を準備す る。 かかる装置用材料を、 溝 2 5の底部 2 5匕を形成するように絶縁膜 2

4 の表面 2 4 1^ 1 , 2 4匕 2を当接させた当接部丁 2と、 当接部丁 2に対 して基板 2 1の裏面 2 1 3側に位置する連結部 1\1とを設けることによって、 溝 2 5を形成するように曲げる。 絶縁膜 2

4 の表面 2 4匕 1 , 2 4匕 2を、 当接部丁 2にて、 クリツプ留め、 接着等 によって接合する。 その結果、 本実施形態に係る装置が製造される。

[0074] なお、 本実施形態に係る液体!-の分離方法は、 第 1又は第 2実施形態に係 る液体の分離方法と同様である。

[0075] 以上、 本実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 の基本的な構成におい ては、 第 1実施形態に係る液体操作装置の基本的な構 と同様の作用及び効 果を得ることができる。 さらに、 本実施形態に係る開放空間型の液体操作装 置の具体的な構成においては、 第 1及び第 2構造体 2 , 3 2が別体である 構成に基づく作用及び効果を除いて、 第 2実施形態に係る液体操作装置の具 体的な構成と同様の作用及び効果を得ること ができる。

[0076] さらに、 本実施形態に係る開放空間型の液体操作装置 の具体的な構成にお いては、 第 1及び前記第 2構造体 3 , 3 3が一体形成されている。 そのた め、 一体形成された第 1及び前記第 2構造体 3 , 3 3を、 例えば、 クリツ プ留め、 接着等を用いて、 上述のような当接部丁 2及び連結部 !\1を設けなが ら溝 2 5を形成するように組み立てれば、 液体!-、 特に、 液滴!-の表面張力 の影響を低下させることができる溝 2 5を容易に形成することができる。 よ って、 特に、 製造効率を含む効率性を勘案した場合におい て、 液体!-、 特に 〇 2020/175083 21 卩(:170? 2020 /004702

、 液滴!-を効率的に分離することができる。

[0077] 「液体の分離部分の数及び分量を調節する方 法の詳細」

ここで、 図 8〜図 1 1 を参照して、 液体!-の分離部分の数及び分量を調節 する方法について詳細に説明する。 かかる説明においては、 第 2実施形態に 係る液体操作装置を用いる。 しかしながら、 液体!-の分離部分の数及び分量 を調節する方法は、 第 1〜第 3実施形態を含む本発明の液体操作装置にお て実施することができる。

[0078] 液体操作装置においては、 液体!-の分離によって 個の分離部分を得るこ とができる。 は 2以上の整数である。 この場合、 液体操作装置において、 電極 1 2 , 1 3の総数は (2〇! _ 1) 個以上である。 第 2実施形態に係る液 体操作装置においては、 第 1及び第 2電極 1 2 , 1 3の総数が ( 2 _ 1) 個以上である。 なお、 図 8〜図 1 1 においては、 第 1実施形態と同様に、 ( 2 1) 個以上の電極 1 2 , 1 3が回路 に接続されており、 回路 は、 個以上の電極 1 2 , 1 3に対して各別に電圧を印加できるよう になっている。

[0079] 最初に、 図 8に示すように、 個以上の電極 1 2 , 1 3に電圧 を印加した状態とする。 このとき、 液体!-は、 溝 1 5に沿うと共に (2 _ 1) 個以上の電極 1 2 , 1 3に跨るように一体になって延びた状態で保 さ れている。

[0080] 次に、 図 9〜図 1 1 に示すように、 装置において、 1つの電極 1 2 , 1 3 又は隣接する 2つ以上の電極 1 2 , 1 3から成る 個の電極要素に電圧を印 加したままの状態とする (以下、 このように電圧を印加されたままの電極か ら成る電極要素を 「印加電極要素」 という) 。 その一方で、 残りの電極 1 2 , 1 3における電圧の印加を停止する (以下、 このように電圧の印加を停止 した電極を 「非印加電極」 という) 。 隣り合う印加電極要素の間には、 少な くとも 1つの非印加電極 1 2 , 1 3が位置する。 このとき、 個の分離部分 は、 それぞれ、 個の印加電極要素にて生じる静電気力によっ て 01個の印加 電極要素に向かって移動する。 〇 2020/175083 22 卩(:170? 2020 /004702

[0081 ] さらに、 溝 1 5によって液体!-の表面張力が減少するので 液体 !_は、 個の分離部分を得るように、 隣り合う印加電極要素の間にて分離される。 か かる分離の後、 個の分離部分は、 それぞれ、 〇!個の印加電極要素にて生じ る静電気力によって 個の印加電極要素に対応する位置でそれぞれ 保持され る。

[0082] このような装置において、 分離部分の数は、 印加電極要素の数を変更する ことによって調節することができる。 各分離部分の分量は、 この分離部分を 保持するために用いられる印加電極要素の電 極 1 2 , 1 3の数を変更するこ とによって調節することができる。 特に、 溝 1 5の長手方向における電極 1 2 , 1 3の長さを略等しくする場合、 分離部分の分量を、 印加電極要素を構 成する電極 1 2 , 1 3の数に比例させるように増減させることが きる。

[0083] —例として、 図 9に示すように、 1つの電極 1 2 , 1 3から成る 2つの印 加電極要素によって、 互いに等しい分量を有する 2個の分離部分 !_ 1 1 ,

1 2を得ることができる。 一例として、 図 1 0に示すように、 1つの電極 1 2 , 1 3から成る 3つの印加電極要素によって、 互いに等しい分量を有する 3個の分離部分 1_ 2 1 , !_ 2 2 , !_ 2 3を得ることができる。

[0084] さらに一例として、 図 1 1 に示すように、 1つの電極 1 2 , 1 3から成る

1つの印加電極要素と、 隣接する 2つの電極 1 2 , 1 3から成る別の 1つの 印加電極要素とによって、 互いに異なる分量を有する 2個の分離部分 !_ 3 1 , !_ 3 2を得ることができる。 この場合、 溝 1 5の長手方向における電極 1 2 , 1 3の長さは略等しくなっており、 別の 1つの印加電極要素に対応する 位置で保持される分離部分!- 3 2の分量は、 1つの印加電極要素に対応する 位置で保持される分離部分 !_ 3 1の分量に対して約 2倍となる。 しかしなが ら、 分離部分の数及び分量の調節は、 図 9〜図 1 1 に示された態様に限定さ れない。

[0085] ここまで本発明の実施形態について説明した が、 本発明は上述の実施形態 に限定されるものではなく、 本発明は、 その技術的思想に基づいて変形及び 変更可能である。 〇 2020/175083 23 卩(:170? 2020 /004702 産業上の利用可能性

[0086] 本発明に係る液体操作装置は、 ポータブルかつディスポーサブルな自動バ ツチ式の機器や、 アツセイ装置等に組み込んで用いることがで きる。 このよ うな機器としては、 例えば、 試薬成分センサー、 試薬配合処理装置、 試薬成 分自動選定機、 微小閉環境型の無菌単離細胞培養器、 細胞種ごとに配列され た人工臓器合成器等が挙げられるが、 当該機器は、 これらには限定されない 〇

符号の説明

, 4 溝, 43 開口部, 413 底部, 口 屈曲部

1 1 基板, 1 1 匕 表面, 1 1 〇 第 1部分, 1 1 ··第 2部分, 1 2 第 1電極 (電極) , 1 3 第 2電極 (電極) , 1 4 絶縁膜, 1 4 3 裏 面, 1 413, 1 46 1 , 1 462 表面, 1 4〇 第 1部分, 1 4〇^··第 2 部分, 1 5 溝, 1 53 開口部, 1 51^··底部, 2 第 1構造体, 32 第 2構造体, 丁 1 当接部

2 1 基板, 2 1 匕 表面, 2 1 ¢; 第 1部分, 2 1 ··第 2部分, 22 第 1電極 (電極) , 23 第 2電極 (電極) , 24 絶縁膜, 243 裏 面, 2413, 241^ 1 , 24匕 2 表面, 24〇 第 1部分, 24〇^··第 2 部分, 25 溝, 253 開口部, 25匕 底部, 3 第 1構造体, 33 第 2構造体, 丁 2 当接部, 連結部

し 液体 (液滴)