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WO2017164253A1 - エレクトロウェッティング装置及びエレクトロウェッティング装置の製造方法 - Google Patents

エレクトロウェッティング装置及びエレクトロウェッティング装置の製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2017164253A1
WO2017164253A1 PCT/JP2017/011522 JP2017011522W WO2017164253A1 WO 2017164253 A1 WO2017164253 A1 WO 2017164253A1 JP 2017011522 W JP2017011522 W JP 2017011522W WO 2017164253 A1 WO2017164253 A1 WO 2017164253A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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layer
hydrophobic layer
substrate
opening pattern
hydrophobic
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/011522
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
猛 原
暁彦 柴田
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US16/087,037 priority Critical patent/US10866404B2/en
Priority to CN201780019541.0A priority patent/CN108885379B/zh
Priority to EP17770293.3A priority patent/EP3435150A4/en
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    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs

Definitions

  • the present invention relates to an electrowetting device and a method for manufacturing the electrowetting device.
  • Electrowetting is a method of applying a voltage to a droplet placed on a dielectric layer that has been subjected to a hydrophobic treatment (water repellent treatment) provided on an electrode, so that the electrode is placed between the electrode and the droplet.
  • a hydrophobic treatment water repellent treatment
  • Patent Document 1 describes an image display device using electrowetting, which is an example of an electrowetting device.
  • the flat portion of the hydrophobic insulating film formed on the lower substrate and the flat portion of the electrode layer formed on the upper substrate are connected to each other via a sealing material.
  • a display panel in which the hydrophobic insulating film and the electrode layer face each other inside the display panel is realized.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2014-52561 (published on March 20, 2014)
  • FIG. 5 is a diagram for explaining problems of the electrowetting device 100 in which droplets 107 are injected from an upper substrate 101 bonded together.
  • FIG. 9A is a diagram showing a schematic configuration of a conventional electrowetting device 100.
  • FIG. 9B is a diagram showing a state in which the sealing material 105 is formed on the flat part of the hydrophobic film 102 and the flat part of the hydrophobic film 104 provided in the conventional electrowetting device 100.
  • FIG. 9C is a diagram showing a schematic configuration in the vicinity of the inlet 108 of the droplet 107 in the conventional electrowetting apparatus 100.
  • the electrowetting device 100 is configured so that the hydrophobic film 104 formed on the lower substrate 103 and the hydrophobic film 102 formed on the upper substrate 101 face each other.
  • the flat portion of the hydrophobic film 104 formed on the lower substrate 103 and the flat portion of the hydrophobic film 102 formed on the upper substrate 101 are bonded to each other through a sealant 105.
  • the flow rate of the droplet 107 is taken into consideration, and the flow path of the droplet 107 is formed by the hydrophobic film 102 and the hydrophobic film 104 facing each other. Is injected with an oil 106 as a non-conductive liquid that is immiscible with the droplet 107.
  • the sealing material 105 is formed on either the flat portion of the hydrophobic film 102 or the flat portion of the hydrophobic film 104. There is a need to.
  • an epoxy sealant is generally used as the sealant 105. Therefore, as shown in FIG.
  • the sealing material 105 is formed on the flat portion of the hydrophobic film 104, there is a problem that the hydrophobic film 102 or the hydrophobic film 104 repels the sealing material 105, and the sealing material 105 cannot be formed linearly.
  • the sealing material 105 is formed on the flat part of the hydrophobic film 102 or the flat part of the hydrophobic film 104 and the upper substrate 101 and the lower substrate 103 are bonded together, the hydrophobic film 102 and the sealing material 105 are The contact characteristics of the contact portion and the contact portion between the hydrophobic film 104 and the sealing material 105 are poor, the upper substrate 101 and the lower substrate 103 are easily peeled off, and the oil 106 in the flow path leaks out. Problem arises.
  • the sealing material 105 cannot be formed at a predetermined location with high accuracy.
  • the sealing material 105 in the electrowetting device 100 discharges the gas 108 in the flow path (not shown). It is necessary to be formed so that it does not overlap with the discharge port), but as described above, the sealing material 105 cannot be formed with high accuracy. Since it is necessary to secure a sufficient distance between the inlet 108 of the droplet 107 and the sealing material 105, it is difficult to realize a reduction in the size of the electrowetting device 100 as a result.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining problems of an electrowetting device 200 in which droplets 208 are injected from the side that are bonded together.
  • the lower substrate 201 is larger than the upper substrate 206, and a part of the hydrophobic film 202 formed on the lower substrate 201 is The flat portion of the hydrophobic film 202 formed on the lower substrate 201 and the flat portion of the hydrophobic film 207 formed on the upper substrate 206 are sealed so that the hydrophobic film 207 formed on the substrate 206 faces each other. They are bonded to each other through the material 203.
  • the flow rate of the droplet 208 is taken into consideration, and the flow path of the droplet 208 is formed by the hydrophobic film 202 and the hydrophobic film 207 facing each other. Is injected with oil 209 as a non-conductive liquid that is immiscible with the droplet 208.
  • a droplet injection region for injecting a droplet 208 from the side is provided on the hydrophobic film 202 formed on the lower substrate 201 that does not face the hydrophobic film 207 formed on the upper substrate 206.
  • the adhesion characteristics of the portion where the hydrophobic film 202 and the sealing material 203 are in contact and the portion where the hydrophobic film 207 and the sealing material 203 are in contact are poor,
  • the lower substrate 201 and the upper substrate 206 are easily peeled off, resulting in problems such as leakage of the oil 209 in the flow path.
  • the droplet 208 is injected into the channel from the outside.
  • the electrode layer of the lower substrate 201 formed from the droplet injection region 205 it is necessary to provide the opening 204 of the sealing material 203 with the sealing material 203 interrupted with high accuracy.
  • the hydrophobic film 202 and the hydrophobic film 207 repel the sealing material 203, and the sealing material 203 cannot be formed at a predetermined location with high accuracy. Therefore, as illustrated in FIG. 10B, in the electrowetting device 200, the opening 204 of the sealing material 203 in which the sealing material 203 is interrupted cannot be provided with high accuracy, and injection is performed from the outside. There arises a problem that a part of or the whole of the path through which the liquid droplet 208 passes is blocked by the sealing material 203.
  • Patent Document 1 discloses electrowetting in which a flat portion of a hydrophobic insulating film formed on a lower substrate and a flat portion of an electrode layer formed on an upper substrate are bonded to each other via a sealing material. The image display apparatus used is described.
  • This image display device is different from the electrowetting device 100 shown in FIG. 9 in that a hydrophobic film is formed on both the upper and lower substrates in that only the hydrophobic insulating film formed on the lower substrate is a hydrophobic film.
  • the electrowetting device 100 illustrated in FIG. 9 and the electrowetting device illustrated in FIG. 10 are different in that the portion in contact with the sealing material is a flat portion. The same as 200.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an electrowetting device and an electrowetting device that are formed with sufficient accuracy to satisfy a sealing material while maintaining good adhesion characteristics between both substrates. It aims at providing the manufacturing method of.
  • the electrowetting device of the present invention is formed to cover the first substrate, the first electrode layer formed on the first substrate, and the first electrode layer.
  • An active substrate comprising: a dielectric layer; and a first hydrophobic layer having a surface tension smaller than that of the dielectric layer and formed on the dielectric layer; a second substrate; and the second substrate. And a second electrode layer having a surface tension smaller than that of the second electrode layer and a second hydrophobic layer formed on the second electrode layer.
  • an opening pattern is formed in at least one of the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer, and the active substrate and the common electrode substrate are the first hydrophobic layer and the first hydrophobic layer.
  • Serial via a sealing member which is formed in the opening pattern is characterized by being bonded with a gap.
  • an opening pattern is formed in at least one of the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer, and the sealing material is formed in the opening pattern. It becomes a structural mechanism for controlling the spread of the sealing material, and the sealing material can be formed with high accuracy to the satisfaction.
  • At least one of the layers in contact with the sealing material is a dielectric layer having a surface tension larger than that of the first hydrophobic layer, or the second electrode having a surface tension larger than that of the second hydrophobic layer. Since it becomes a layer, the adhesion characteristics between the bonded active substrate and the common electrode substrate can be favorably maintained. That is, the peel strength between the bonded active substrate and the common electrode substrate can be favorably maintained.
  • a method for manufacturing an electrowetting device includes a step of forming a first electrode layer on a first substrate and a step of forming a dielectric layer covering the first electrode layer. Forming a first hydrophobic layer having a surface tension smaller than that of the dielectric layer on the dielectric layer, and forming a second electrode layer on the second substrate. Forming a second hydrophobic layer having a surface tension smaller than that of the second electrode layer on the second electrode layer, forming a common electrode substrate, the active substrate, and the common electrode substrate.
  • a method of manufacturing an electrowetting device including a step of bonding through a sealing material so that the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer are opposed to each other.
  • a first hydrophobic layer on the dielectric layer At least one of the step of forming and the step of forming the second hydrophobic layer on the second electrode layer includes a step of forming an opening pattern in the hydrophobic layer. It is characterized by forming a sealing material.
  • an opening pattern is formed in the hydrophobic layer in at least one of the step of forming the first hydrophobic layer on the dielectric layer and the step of forming the second hydrophobic layer on the second electrode layer.
  • the sealing material is formed on the opening pattern. Therefore, the opening pattern serves as a structural mechanism for controlling the expansion of the sealing material, so that the sealing material can be satisfied. It can be formed with high accuracy.
  • At least one of the layers in contact with the sealing material is a dielectric layer having a surface tension larger than that of the first hydrophobic layer, or the second electrode having a surface tension larger than that of the second hydrophobic layer. Since it becomes a layer, the adhesion characteristics between the bonded active substrate and the common electrode substrate can be favorably maintained. That is, the peel strength between the bonded active substrate and the common electrode substrate can be favorably maintained.
  • an electrowetting device and a method for manufacturing the electrowetting device that are formed with sufficient accuracy to satisfy the sealing material while maintaining good adhesion characteristics between the two substrates.
  • FIGS. 1 to 8 Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8 as follows.
  • components having the same functions as those described in the specific embodiment may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
  • Embodiment 1 As an electrowetting device according to this embodiment, droplet driving (EWOD; Electrowetting-On-Dielectric (dielectric electrowetting)) is performed in an active matrix array using a thin film transistor (TFT).
  • EWOD Electrowetting-On-Dielectric
  • TFT thin film transistor
  • A-EWOD active matrix dielectric electrowetting-on-dielectric
  • FIG. 1A is a view of the electrowetting device 1 before being bonded using a sealing material, as viewed from the common electrode substrate 2 side
  • FIG. 1B is a view of FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AB and showing a schematic configuration of the electrowetting device 1.
  • the common electrode substrate 2 is provided with a plurality of through holes, and some of the plurality of through holes are injection ports 6 for injecting droplets. The remaining part of the plurality of through holes is a discharge port 13 for discharging gas.
  • the common electrode substrate 2 is provided with a total of five through holes, four of which are the inlets 6 for injecting oil as droplets or non-conductive liquid, and the other one is for discharging gas
  • the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the number of through holes, the number of injection ports 6 and the number of discharge ports 13 can be appropriately changed.
  • region illustrated with the pattern of a dotted pattern in (a) of FIG. 1 is a 1st hydrophobic layer 12 and the 2nd hydrophobic layer 5 when the electrowetting apparatus 1 is seen from the common electrode substrate 2 side.
  • the region in which at least one of them is formed is shown.
  • the shape changes depending on the position and number of the inlets 6 provided in the common electrode substrate 2 and the position and number of the outlets 13.
  • the flow path of the droplet is formed by the first hydrophobic layer 12 and the second hydrophobic layer 5 facing each other.
  • oil as a non-conductive liquid that is not mixed with the droplet is injected into the flow path.
  • a space (one point in the figure) for releasing oil for removing the oil corresponding to the volume of the droplet.
  • the active substrate 7 includes a first substrate 8, a thin film transistor (TFT) formation layer 9 formed on the first substrate 8, and a thin film transistor (TFT) formation layer 9. Covering the first electrode layer 10 and the first electrode layer 10 formed on the thin film transistor (TFT) forming layer 9 to form each first electrode electrically connected to the drain electrode of each thin film transistor And a first hydrophobic layer 12 having a surface tension smaller than that of the dielectric layer 11 and formed on the dielectric layer 11.
  • the first electrode is an AM (active matrix) electrode, and M ⁇ N (M and N are arbitrary numbers) are formed in an array on the thin film transistor (TFT) formation layer 9.
  • AM active matrix
  • TFT thin film transistor
  • the dielectric layer 11 is formed on the thin film transistor (TFT) formation layer 9 and the first electrode layer 10 so as to cover the plurality of first electrodes, and separates the first electrode layer 10 from the first hydrophobic layer 12. .
  • TFT thin film transistor
  • the common electrode substrate 2 has a lower surface tension than the second substrate 3, the second electrode layer 4 as a common electrode layer formed on the second substrate 3, and the second electrode layer 4. And a second hydrophobic layer 5 formed on the two-electrode layer 4.
  • the second hydrophobic layer 5 in the common electrode substrate 2 is diluted with 1 wt% of “Cytop (registered trademark) -CTL107MK” (trade name) manufactured by AGC Asahi Glass Co., Ltd., which is a perfluoroamorphous resin.
  • the opening patterns 5a and 5b are formed by using the patterning method to be described later.
  • the present invention is not limited to this.
  • the second hydrophobic layer 5 may be formed on the second electrode layer 4 by using a slit coating method or a dip coating method. When the dip coating method is used, the second electrode layer 4 is provided.
  • the entire second substrate 3 may be immersed in a 1 wt% dilution of “CYTOP (registered trademark) -CTL107MK” (trade name).
  • the first hydrophobic layer 12 in the active substrate 7 is a 1 wt% diluted solution of “Cytop (registered trademark) -CTL107MK” (trade name) manufactured by AGC Asahi Glass Co., Ltd., which is a perfluoro amorphous resin. Is formed on the dielectric layer 11 by a spin coating method, and then a patterning method to be described later is used to form the opening patterns 12a and 12b.
  • the first hydrophobic layer 12 may be formed on the dielectric layer 11 by using a slit coating method or a dip coating method. When the dip coating method is used, the first substrate provided with the dielectric layer 11 is used. The whole 8 may be immersed in a 1 wt% dilution of “CYTOP (registered trademark) -CTL107MK” (trade name).
  • the first hydrophobic layer 12 and the second hydrophobic layer 5 are formed using a spin coating method, the dilution of “CYTOP (registered trademark) -CTL107MK” (trade name) is performed.
  • the film thickness of the first hydrophobic layer 12 and the second hydrophobic layer 5 can be appropriately adjusted by appropriately adjusting the degree and the number of revolutions per minute (rpm) of the spin coater.
  • the opening patterns 12a and 12b in the first hydrophobic layer 12 and the opening patterns 5a and 5b in the second hydrophobic layer 5 are both opening patterns for providing a sealing material, and the opening pattern 12a in the first hydrophobic layer 12 is the first pattern. 2
  • the opening pattern 5a in the hydrophobic layer 5 is formed so as to overlap in plan view, and the opening pattern 12b in the first hydrophobic layer 12 is formed so as to overlap with opening pattern 5b in the second hydrophobic layer 5 in plan view. Has been.
  • the opening pattern 12a in the first hydrophobic layer 12 and the opening pattern 5a in the second hydrophobic layer 5 use oil for removing the oil corresponding to the volume of the droplet when the droplet is injected from the injection port 6.
  • the opening pattern 12b in the first hydrophobic layer 12 and the opening pattern 5b in the second hydrophobic layer 5 are for bonding the peripheral portions.
  • FIG. 2A is a view of the electrowetting device 1 after being bonded using the sealing material 14 as viewed from the common electrode substrate 2 side
  • FIG. 2B is a view of FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line CD of FIG. 2 and shows a schematic configuration of the electrowetting device 1.
  • the opening patterns 12 a and 12 b in the first hydrophobic layer 12 and the opening patterns 5 a and 5 b in the second hydrophobic layer 5 are provided with a sealing material 14.
  • the common electrode substrate 2 and the active substrate 7 are bonded to each other through the sealing material 14.
  • the sealing material 14 is formed so as not to contact both side surfaces of the opening patterns 12a and 12b in the first hydrophobic layer 12 and the opening patterns 5a and 5b in the second hydrophobic layer 5.
  • 12b and the opening patterns 5a and 5b are formed to have a lateral width of 3 mm, and the viscosity of the sealing material 14 is adjusted to be relatively high, along the central portions of the opening patterns 12a and 12b and the opening patterns 5a and 5b.
  • the sealing material 14 was drawn with a predetermined width, and the width after bonding was 1.5 mm. Accordingly, the distance from the both side surfaces of the opening patterns 12a and 12b and the opening patterns 5a and 5b to the sealing material 14 is 0.75 mm.
  • the width of the opening patterns 12a and 12b and the opening patterns 5a and 5b and the width of the sealing material 14 can of course be changed as needed.
  • the width of each of the opening patterns 12a, 12b, 5a, and 5b May be different.
  • the sealing material 14 is provided not only on the opening patterns 12 a and 12 b in the first hydrophobic layer 12 of the active substrate 7 but also on the opening patterns 5 a and 5 b in the second hydrophobic layer 5 of the common electrode substrate 2.
  • the present invention is not limited to this, and the common electrode substrate 2 and the active substrate 7 may be bonded together via the sealing material 14 provided in the opening patterns 12a and 12b in the first hydrophobic layer 12 of the active substrate 7.
  • the common electrode substrate 2 and the active substrate 7 may be bonded to each other through the sealing material 14 provided in the opening patterns 5a and 5b in the second hydrophobic layer 5 of the common electrode substrate 2.
  • a sealing material 14 may be provided on at least one of the common electrode substrate 2 and the active substrate 7, and the common electrode substrate 2 and the active substrate 7 may be bonded together via the sealing material 14. .
  • an epoxy-based sealing material that is an epoxy group-containing sealing material is used as the sealing material 14, and the dielectric layer 11 has a surface tension greater than that of the first hydrophobic layer 12, and the second electrode Since the surface tension of the layer 4 is larger than that of the second hydrophobic layer 5, the sealing material 14 is repelled on the first hydrophobic layer 12 and the second hydrophobic layer 5, but the opening patterns 12 a and 12 b in the first hydrophobic layer 12. It is not repelled on the dielectric layer 11 exposed from and the second electrode layer 4 exposed from the opening patterns 5a and 5b in the second hydrophobic layer 5.
  • the contact angle between the sealing material 14 and the dielectric layer 11 made of SiN (silicon nitride) or the second electrode layer 4 made of ITO (indium tin oxide) is such that the sealing material 14 and the first hydrophobic layer 12 Or smaller than the contact angle with the second hydrophobic layer 5.
  • a spacer or the like may be used as necessary to secure a gap between the common electrode substrate 2 and the active substrate 7, and this spacer may be included in the sealing material 14.
  • an opening pattern is formed in the second electrode layer 4 overlapping the inlet 6 in plan view, and the second hydrophobic layer is formed.
  • An opening pattern 5 c is also formed on the layer 5.
  • the droplet injected from the injection port 6 is a gap between the common electrode substrate 2 and the active substrate 7, that is, the second hydrophobic layer 5 of the common electrode substrate 2 and the active substrate 7. It is injected into a minute channel (micro channel) formed by a gap between the first hydrophobic layer 12.
  • a conductive liquid such as an ionic liquid or a polar liquid
  • liquids such as water, an electrolytic solution (electrolyte aqueous solution), alcohols, and various ionic liquids can be used.
  • droplets include, for example, whole blood specimens, bacterial cell suspensions, protein or antibody solutions, and various buffer solutions.
  • oil as a non-conductive liquid that is not mixed with the liquid droplets may be injected into the minute channel.
  • the volume not occupied by the droplets in the minute flow path may be filled with oil.
  • non-conductive liquid a non-polar liquid (non-ionic liquid) having a surface tension smaller than that of a droplet can be used.
  • non-conductive liquid examples include decane, dodecane, and hexadecane.
  • hydrocarbon solvents low molecular hydrocarbon solvents
  • undecane oils
  • silicone oil examples include dimethylpolysiloxane. Note that only one type of non-conductive liquid may be used, or a plurality of types may be mixed as appropriate.
  • the gap between the common electrode substrate 2 and the active substrate 7 that is, the gap between the second hydrophobic layer 5 of the common electrode substrate 2 and the first hydrophobic layer 12 of the active substrate 7.
  • the droplets injected into the formed microchannel (microchannel) were formed on the thin film transistor (TFT) forming layer 9 in an array by the first electrode layer 10 in the active substrate 7.
  • TFT thin film transistor
  • a predetermined voltage is applied to the first electrode (AM (active matrix) electrode) in a predetermined sequence.
  • a part (a predetermined amount of finer droplets) is torn off (separated) from the droplets and is carried to a predetermined channel.
  • the method of manufacturing the electrowetting device 1 includes a step of forming a thin film transistor (TFT) forming layer 9 on the first substrate 8 and a step of forming the first electrode layer 10 on the thin film transistor (TFT) forming layer 9.
  • a step of forming an active substrate 7 including a step of forming a second electrode layer 4 on the second substrate 3, and a second hydrophobic layer 5 having a surface tension smaller than that of the second electrode layer 4 on the second electrode layer 4.
  • a step of forming the common electrode substrate 2 including the step of forming the active substrate 7 and the common electrode substrate 2, and the first hydrophobic layer 12 and the second hydrophobic layer 5 are opposed to each other. As shown in FIG. Including a step of, the.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a process of forming the first hydrophobic layer 12 having an opening pattern on the dielectric layer 11 in the process of forming the active substrate 7.
  • a positive resist film 15 was formed on the dielectric layer 11 by using a spin coat method, a slit coat method, a dip coat method, or the like.
  • CYTOP registered trademark
  • CTL107MK perfluoroamorphous resin
  • the positive resist film 15 and the first hydrophobic layer 12 formed on the positive resist film 15 are stripped using a stripping solution 17. At this time, by applying ultrasonic waves, it is possible to shorten the time required for peeling between the positive resist film 15 and the first hydrophobic layer 12 formed on the positive resist film 15.
  • the present invention is not limited to this, and a negative resist film may be used.
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the step of forming the first hydrophobic layer 12 having the opening pattern on the dielectric layer 11 in the step of forming the active substrate 7.
  • a positive resist film 25 is formed on the first hydrophobic layer 12 by using a spin coat method, a slit coat method, a dip coat method, or the like. .
  • the present invention is not limited to this, and a negative resist film may be used.
  • the second hydrophobic layer having an opening pattern on the second electrode layer 4 is also used in the process of forming the common electrode substrate 2 by using a process similar to the process illustrated in FIG. 3 or FIG. Layer 5 can be formed.
  • the first hydrophobic layer 12 is formed in the step of forming the first hydrophobic layer 12 on the dielectric layer 11 and the step of forming the second hydrophobic layer 5 on the second electrode layer 4.
  • the sealing material 14 is formed on the opening patterns 12a and 12b and the opening patterns 5a and 5b formed in the second hydrophobic layer 5, the active substrate 7 and the common electrode substrate 2 have a gap, and the first It bonded together through the sealing material 14 so that the hydrophobic layer 12 and the said 2nd hydrophobic layer 5 might mutually oppose.
  • the opening pattern is formed in both the first hydrophobic layer 12 and the second hydrophobic layer 5 has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the first hydrophobic layer 12 and An opening pattern may be formed only in one of the second hydrophobic layers 5.
  • the opening pattern 12a in the first hydrophobic layer 12 is formed so as to overlap the opening pattern 5a in the second hydrophobic layer 5 in plan view
  • the opening pattern 12b in the first hydrophobic layer 12 is
  • the opening pattern 5b in the second hydrophobic layer 5 is formed so as to overlap with the planar view. However, these may be partially overlapped. It does not have to be.
  • the sealing material 14 can be formed with high accuracy to a satisfactory level, and the layer in contact with the sealing material 14 has a higher surface tension than the first hydrophobic layer 12 or the surface of the dielectric layer 11 or the second hydrophobic layer 5. This is because the second electrode layer 4 having a high tension is used, so that the adhesion characteristics between the bonded active substrate 7 and the common electrode substrate 2 can be favorably maintained.
  • the sealing material 14 since the sealing material 14 is drawn with high accuracy following the opening patterns 12a, 12b, 5a, and 5b, the sealing material 14 overlaps the inlet 6 and the outlet 13. In order to prevent this, since it is not necessary to widen the interval, the electrowetting device 1 can be downsized.
  • the seal material 14 is drawn with high accuracy by the opening patterns 12a, 12b, 5a, and 5b, so that a high-precision dispenser device of the mark recognition alignment method is not required, and the manufacturing cost is increased. Can be suppressed.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that the lateral width of the opening patterns 12c, 12d, 5d, and 5e is further narrowed, and the others are as described in the first embodiment.
  • members having the same functions as those shown in the drawings of Embodiment 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • FIG. 5A is a view of the electrowetting device 21 after being bonded using the sealing material 24 as viewed from the common electrode substrate 22 side
  • FIG. 5B is a view of FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line EF of FIG. 2 and shows a schematic configuration of the electrowetting device 21.
  • FIG. 5A is a view of the electrowetting device 21 after being bonded using the sealing material 24 as viewed from the common electrode substrate 22 side
  • FIG. 5B is a view of FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line EF of FIG. 2 and shows a schematic configuration of the electrowetting device 21.
  • the second hydrophobic layer 5 of the common electrode substrate 22 of the electrowetting device 21 has an opening pattern 5c. 5d is formed, and the opening patterns 12c and 12d having a lateral width of 1 mm are also formed in the first hydrophobic layer 12 of the active substrate 27 of the electrowetting device 21.
  • the sealing material 24 is drawn along the opening patterns 12c, 12d, 5d, and 5e so as to cover both side surfaces of the opening patterns 12c, 12d, 5d, and 5e.
  • the sealing material 24 can be drawn with higher definition, the electrowetting device 21 can be further reduced in size.
  • the sealing material 24 completely fills the opening patterns 12c, 12d, 5d, and 5e, it is possible to suppress a drop in the moving speed of the droplets that may be generated by the opening patterns 12c, 12d, 5d, and 5e.
  • Embodiment 3 of the present invention will be described based on FIGS.
  • the present embodiment is different from the first and second embodiments in that the electrowetting device 31 is a method of injecting droplets from the side, and the other is as described in the first and second embodiments.
  • the electrowetting device 31 is a method of injecting droplets from the side, and the other is as described in the first and second embodiments.
  • members having the same functions as those shown in the drawings of Embodiments 1 and 2 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an electrowetting device 31 of a system for injecting droplets from the side.
  • the active substrate 35 includes a first substrate 44, a thin film transistor (TFT) formation layer 48 formed on the first substrate 44, and a thin film transistor (TFT) formation layer 42 formed on the thin film transistor (TFT) formation layer 42.
  • the layer 46 includes a first hydrophobic layer 37 having a surface tension smaller than that of the dielectric layer 46 and formed on the dielectric layer 46.
  • the first substrate 44, the thin film transistor (TFT) formation layer 42, the first electrode layer 45, and the dielectric layer 46 are collectively referred to as a TFT substrate 36.
  • the common electrode substrate 32 has a surface tension smaller than that of the second substrate 42, the second electrode layer 43 as a common electrode layer formed on the second substrate 42, and the second electrode layer 43. And a second hydrophobic layer 34 formed on the two-electrode layer 43.
  • the second substrate 42 and the second electrode layer 43 are collectively referred to as a second electrode substrate 33.
  • the opening pattern 37a is formed in the first hydrophobic layer 37, and the opening pattern 34a is formed in the second hydrophobic layer 34, and the sealing material 38 is drawn along the opening pattern 37a and the opening pattern 34a.
  • the opening pattern 37a and the opening pattern 34a are not formed, but the opening 39 of the sealing material 38 in which the sealing material 38 is interrupted is formed. Has been.
  • FIG. 7A is a diagram showing the active substrate 35 before forming the sealing material 38
  • FIG. 7B is a diagram showing the active substrate 35 after forming the sealing material 38
  • FIG. 6C is a diagram showing a schematic configuration of the electrowetting device 31 in which the active substrate 35 and the common electrode substrate 32 are bonded together.
  • a droplet injection region 40 is formed in order to inject a droplet from the outside, and is formed from the droplet injection region 40.
  • the opening 39 of the sealing material 38 serving as a droplet injection path with high accuracy so that the opening pattern 37a is formed in the first hydrophobic layer 37. Is formed.
  • an opening pattern is formed in both the first hydrophobic layer 37 and the second hydrophobic layer 34, and the opening pattern 37a and the opening pattern 34a are planar.
  • the present invention is not limited to this, and any one of the first hydrophobic layer 37 and the second hydrophobic layer 34 may be used as long as the opening 39 of the sealing material 38 can be formed.
  • An opening pattern may be formed, and the opening pattern 37a and the opening pattern 34a may partially overlap or may not overlap in plan view.
  • the sealing material 38 is drawn along the opening pattern 37a, so that the opening 39 of the sealing material 38 in which the sealing material 38 is interrupted is formed. .
  • the active substrate 35 is larger than the common electrode substrate 32, and a part of the first hydrophobic layer 37 formed on the active substrate 35;
  • the common electrode substrate 32 and the active substrate 35 are bonded to each other through a sealing material 38 so that the second hydrophobic layer 34 formed on the common electrode substrate 32 faces each other.
  • the flow path of the droplet 41 is formed by the first hydrophobic layer 37 and the second hydrophobic layer 34 facing each other. Oil 47 as a non-conductive liquid that is not mixed with the droplets 41 is injected into the flow path.
  • the inlet for injecting the droplets and the outlet for discharging the gas in the flow path of the droplets 41 are provided in the seal member 38. 39 can be formed.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of an electrowetting device 51 including a droplet injection mechanism 50 that guides the droplet 41 to the droplet injection region.
  • the electrowetting device 51 including the droplet injection mechanism 50 that guides the droplet 41 injected from above to the droplet injection region 40 (see FIG. 7) is described above.
  • the droplet 41 can be injected from above.
  • the opening pattern becomes a structural mechanism for controlling the spread of the sealing material 38, and the sealing material 38 can be formed with high accuracy to the extent that the sealing material 38 can be satisfied.
  • the layer in contact with the material 38 becomes the dielectric layer 46 having a surface tension larger than that of the first hydrophobic layer 37 or the second electrode layer 43 having a surface tension larger than that of the second hydrophobic layer 34.
  • the adhesion property between the substrate 35 and the common electrode substrate 32 can be maintained satisfactorily.
  • the opening 39 of the sealing material 38 can be formed with high accuracy.
  • the sealing material 38 is drawn with high accuracy by the opening pattern, a high-accuracy dispenser device of a mark recognition alignment method becomes unnecessary, and an increase in manufacturing cost can be suppressed.
  • An electrowetting device includes a first substrate, a first electrode layer formed on the first substrate, a dielectric layer formed so as to cover the first electrode layer, An active substrate having a surface tension smaller than that of the dielectric layer and having a first hydrophobic layer formed on the dielectric layer, a second substrate, and a first substrate formed on the second substrate
  • An electrowetting device comprising: a two-electrode layer; and a common electrode substrate having a surface tension smaller than that of the second electrode layer and a second hydrophobic layer formed on the second electrode layer.
  • An opening pattern is formed in at least one of the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer, and the active substrate and the common electrode substrate include the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer. And the opening pattern so that Through made seal member is characterized by being bonded with a gap.
  • an opening pattern is formed in at least one of the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer, and the sealing material is formed in the opening pattern. It becomes a structural mechanism for controlling the spread of the sealing material, and the sealing material can be formed with high accuracy to the satisfaction.
  • At least one of the layers in contact with the sealing material is a dielectric layer having a surface tension larger than that of the first hydrophobic layer, or the second electrode having a surface tension larger than that of the second hydrophobic layer. Since it becomes a layer, the adhesion characteristics between the bonded active substrate and the common electrode substrate can be favorably maintained. That is, the peel strength between the bonded active substrate and the common electrode substrate can be favorably maintained.
  • the electrowetting device according to aspect 2 of the present invention is the electrowetting device according to aspect 1, in which the opening pattern is formed in each of the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer, and is formed in the first hydrophobic layer.
  • the first opening pattern which is the opened pattern and the second opening pattern which is the opening pattern formed in the second hydrophobic layer may partially overlap in plan view.
  • the adhesion characteristics between the bonded active substrate and the common electrode substrate can be maintained better.
  • the electrowetting device according to aspect 3 of the present invention is the electrowetting device according to aspect 1, in which the opening pattern is formed in each of the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer, and is formed in the first hydrophobic layer.
  • the first opening pattern that is the opening pattern and the second opening pattern that is the opening pattern formed in the second hydrophobic layer may overlap in plan view.
  • the adhesion characteristics between the bonded active substrate and the common electrode substrate can be maintained better.
  • the electrowetting device according to aspect 4 of the present invention is the electrowetting device according to aspect 2, in which the common electrode substrate is provided with a plurality of through holes, and the through holes have the first hydrophobic layer and the through hole in a plan view. It may overlap with the second opening pattern.
  • an electrowetting device in which a plurality of through holes are provided in the common electrode substrate can be realized.
  • a part of the plurality of through holes may be an injection port for injecting a droplet into the gap.
  • the remaining part of the plurality of through holes may be a discharge port for discharging the gas in the gap.
  • the electrowetting device according to aspect 7 of the present invention is the electrowetting device according to any one of aspects 1 to 3, wherein the active substrate is larger than the common electrode substrate, and the active substrate and the common electrode substrate overlap in plan view.
  • a liquid droplet injection region for injecting liquid droplets into the gap is provided on the first hydrophobic layer of the active substrate, and the first electrode layer is formed in the plan view in the plan view.
  • the opening pattern may be formed so as to overlap the droplet injection region and not formed on the first electrode layer overlapping the droplet injection region in plan view.
  • an electrowetting device that injects droplets from the side can be realized.
  • the sealing material in any of Aspects 1 to 7, may be formed so as not to contact both side surfaces of the opening pattern.
  • an electrowetting device in which the sealing material is drawn with high accuracy can be realized.
  • the sealing material in any one of Aspects 1 to 7, may be formed so as to cover both side surfaces of the opening pattern.
  • the sealing material may be a sealing material containing an epoxy group.
  • an electrowetting apparatus that can be bonded to the active substrate and the common electrode substrate by heat treatment can be realized.
  • the electrowetting device is the liquid droplet injection mechanism according to aspect 7, in which the liquid droplets injected from above onto the liquid droplet injection region are guided to the liquid droplet injection region. May be provided.
  • an electrowetting device that can inject droplets from above can be realized.
  • a method for manufacturing an electrowetting device includes a step of forming a first electrode layer on a first substrate, a step of forming a dielectric layer covering the first electrode layer, and the dielectric Forming a first hydrophobic layer having a surface tension lower than that of the dielectric layer on the layer, forming an active substrate, forming a second electrode layer on the second substrate, and the second Forming a second hydrophobic layer having a surface tension smaller than that of the second electrode layer on the electrode layer, and forming a common electrode substrate, the active substrate and the common electrode substrate having a gap
  • a method of manufacturing an electrowetting device including a step of bonding through a sealing material so that the first hydrophobic layer and the second hydrophobic layer face each other, wherein the dielectric layer Forming a first hydrophobic layer thereon; And at least one of the steps of forming the second hydrophobic layer on the second electrode layer includes a step of forming an opening pattern in the hydrophobic layer, and in the bonding step
  • an opening pattern is formed in the hydrophobic layer in at least one of the step of forming the first hydrophobic layer on the dielectric layer and the step of forming the second hydrophobic layer on the second electrode layer.
  • the sealing material is formed on the opening pattern. Therefore, the opening pattern serves as a structural mechanism for controlling the expansion of the sealing material, so that the sealing material can be satisfied. It can be formed with high accuracy.
  • At least one of the layers in contact with the sealing material is a dielectric layer having a surface tension larger than that of the first hydrophobic layer, or the second electrode having a surface tension larger than that of the second hydrophobic layer. Since it becomes a layer, the adhesion characteristics between the bonded active substrate and the common electrode substrate can be favorably maintained. That is, the peel strength between the bonded active substrate and the common electrode substrate can be favorably maintained.
  • the step of forming an opening pattern in the hydrophobic layer includes a first step of forming a resist film in a predetermined pattern, and the resist film
  • the method may include a second step of forming the hydrophobic layer so as to cover and a third step of peeling off the resist film and the hydrophobic layer formed on the resist film together.
  • the step of forming an opening pattern in the hydrophobic layer includes a first step of forming the hydrophobic layer, and a resist on the hydrophobic layer.
  • a second step of forming a film in a predetermined pattern; a third step of forming an opening pattern in the hydrophobic layer by dry etching using the resist film as a mask; and a fourth step of peeling the resist film on the hydrophobic layer And a method including a process.
  • the present invention can be used for an electrowetting device and a method for manufacturing an electrowetting device.
  • Electrowetting apparatus Common electrode board
  • first substrate 10 first electrode layer 11 dielectric layer 12 first hydrophobic layer 12a opening pattern (first opening pattern) 12b Opening pattern (first opening pattern) 12c Opening pattern (first opening pattern) 12d opening pattern (first opening pattern) 13 Discharge port (through hole)

Landscapes

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Abstract

両基板間の密着特性を良好に維持しつつ、シール材を満足できる程に精度高く形成したエレクトロウェッティング装置を提供する。第１疎水層（１２）及び第２疎水層（５）には、開口パターン（１２ａ・１２ｂ・５ａ・５ｂ）が形成されており、アクティブ基板（７）と共通電極基板（２）とは、開口パターン（１２ａ・１２ｂ・５ａ・５ｂ）に形成されたシール材（１４）を介して、間隙を有して貼り合わされている。

Description

エレクトロウェッティング装置及びエレクトロウェッティング装置の製造方法
　本発明は、エレクトロウェッティング装置及びエレクトロウェッティング装置の製造方法に関する。
　マイクロ流体工学等の分野では、例えばサブマイクロリットルといった小規模の流体の操作および正確な制御が必要とされる。そこで、電場の印加によって液滴を操作するエレクトロウェッティングが注目されている。
　エレクトロウェッティングとは、電極上に設けられた、疎水処理（撥水処理）が施された誘電体層上に置かれた液滴に電圧を印加することにより、電極と液滴との間に形成されるキャパシタの静電エネルギー分、誘電体層の表面エネルギーが変化することで、固液界面エネルギーが変化し、誘電膜表面に対する液滴の接触角が変化する現象である。
　近年、このようなエレクトロウェッティングを利用したエレクトロウェッティング装置（微小流体装置あるいは液滴装置とも称される）の開発が進められている。
　例えば、特許文献１には、エレクトロウェッティング装置の一例である、エレクトロウェッティングを利用した画像表示装置について記載されている。
　このエレクトロウェッティングを利用した画像表示装置においては、下側基板に形成された疎水性絶縁膜の平坦部と、上側基板に形成された電極層の平坦部とを、シール材を介して、互いに貼り合わせることで、表示パネルの内側において、上記疎水性絶縁膜と上記電極層とが対面している表示パネルを実現している。
日本国公開特許公報「特開２０１４‐５２５６１号」公報（２０１４年３月２０日公開）
　図９の（ａ）から（ｃ）は、下側基板１０３に形成された疎水膜１０４の平坦部と、上側基板１０１に形成された疎水膜１０２の平坦部とを、シール材１０５を介して、互いに貼り合わせた、上側基板１０１から液滴１０７を注入する方式のエレクトロウェッティング装置１００の問題点について説明するための図である。
　図９の（ａ）は、従来のエレクトロウェッティング装置１００の概略構成を示す図である。
　図９の（ｂ）は、従来のエレクトロウェッティング装置１００に備えられた疎水膜１０２の平坦部や疎水膜１０４の平坦部にシール材１０５を形成した場合の様子を示す図である。
　図９の（ｃ）は、従来のエレクトロウェッティング装置１００における液滴１０７の注入口１０８の付近の概略構成を示す図である。
　図９の（ａ）に図示されているように、エレクトロウェッティング装置１００は、下側基板１０３に形成された疎水膜１０４と、上側基板１０１に形成された疎水膜１０２とが互いに対面するように、下側基板１０３に形成された疎水膜１０４の平坦部と、上側基板１０１に形成された疎水膜１０２の平坦部とを、シール材１０５を介して、互いに貼り合わせている。
　すなわち、エレクトロウェッティング装置１００においては、液滴１０７の動く速度などを考慮し、液滴１０７の流路を互いに対面する疎水膜１０２と疎水膜１０４とで形成しており、上記流路内には、液滴１０７と混和されない非導電性液体としてのオイル１０６が注入されている。
　しかしながら、エレクトロウェッティング装置１００においては、上側基板１０１と下側基板１０３とを貼り合わせるためには、シール材１０５を、疎水膜１０２の平坦部及び疎水膜１０４の平坦部の何れか一方に形成する必要がある。
　エレクトロウェッティング装置の分野においては、シール材１０５として、エポキシ系シール材が用いられるのが一般的であるので、図９の（ｂ）に図示されているように、疎水膜１０２の平坦部や疎水膜１０４の平坦部にシール材１０５を形成した場合、疎水膜１０２や疎水膜１０４がシール材１０５を弾いてしまい、シール材１０５を線状に形成できないという問題がある。
　したがって、疎水膜１０２の平坦部や疎水膜１０４の平坦部にシール材１０５を形成して、上側基板１０１と下側基板１０３とを貼り合わせた場合には、疎水膜１０２とシール材１０５とが接する部分及び疎水膜１０４とシール材１０５とが接する部分の密着特性が悪く、上側基板１０１と下側基板１０３とが容易に剥れてしまい、上記流路内のオイル１０６が漏れ出してしまうなどの問題が生じてしまう。
　また、疎水膜１０２や疎水膜１０４がシール材１０５を弾いてしまい、シール材１０５を線状に形成できないので、シール材１０５を精度高く所定箇所に形成することができない。
　図９の（ｃ）に図示されているように、シール材１０５は、エレクトロウェッティング装置１００においては、液滴１０７の注入口１０８（図示してないが、上記流路内の気体を排出する排出口も同様である）と重ならないように、形成される必要があるが、上述したように、シール材１０５は精度高く形成することができないので、シール材１０５の形成ばらつき幅を考慮し、液滴１０７の注入口１０８とシール材１０５との間の距離を十分に確保する必要が生じるので、結果的にエレクトロウェッティング装置１００のサイズが小型化を実現するのが困難となってしまう。
　図１０の（ａ）及び（ｂ）は、下側基板２０１に形成された疎水膜２０２の平坦部と、上側基板２０６に形成された疎水膜２０７の平坦部とを、シール材２０３を介して、互いに貼り合わせた、横から液滴２０８を注入する方式のエレクトロウェッティング装置２００の問題点について説明するための図である。
　図１０の（ａ）に図示されているように、エレクトロウェッティング装置２００においては、下側基板２０１が上側基板２０６より大きく、下側基板２０１に形成された疎水膜２０２の一部と、上側基板２０６に形成された疎水膜２０７とが互いに対面するように、下側基板２０１に形成された疎水膜２０２の平坦部と、上側基板２０６に形成された疎水膜２０７の平坦部とを、シール材２０３を介して、互いに貼り合わせている。
　すなわち、エレクトロウェッティング装置２００においては、液滴２０８の動く速度などを考慮し、液滴２０８の流路を互いに対面する疎水膜２０２と疎水膜２０７とで形成しており、上記流路内には、液滴２０８と混和されない非導電性液体としてのオイル２０９が注入されている。そして、上側基板２０６に形成された疎水膜２０７と対面しない下側基板２０１に形成された疎水膜２０２上に、横から液滴２０８を注入するための液滴注入領域が設けられている。
　エレクトロウェッティング装置２００においても、上述したエレクトロウェッティング装置１００の場合と同様に、疎水膜２０２とシール材２０３とが接する部分及び疎水膜２０７とシール材２０３とが接する部分の密着特性が悪く、下側基板２０１と上側基板２０６とが容易に剥れてしまい、上記流路内のオイル２０９が漏れ出してしまうなどの問題が生じてしまう。
　また、図１０の（ｂ）に図示されているように、横から液滴２０８を注入する方式のエレクトロウェッティング装置２００においては、液滴２０８を外部から上記流路内に注入するため、液滴注入領域２０５から形成されている下側基板２０１における電極層上には、シール材２０３が途切れているシール材２０３の開口部２０４を精度高く設ける必要がある。
　しかしながら、疎水膜２０２や疎水膜２０７がシール材２０３を弾いてしまい、シール材２０３を精度高く所定箇所に形成することができない。したがって、図１０の（ｂ）に図示されているように、エレクトロウェッティング装置２００においては、シール材２０３が途切れているシール材２０３の開口部２０４を精度高く設けることができず、外部から注入された液滴２０８が通る経路が、シール材２０３によって、その一部または全部が塞がれてしまうという問題が生じる。
　特許文献１には、下側基板に形成された疎水性絶縁膜の平坦部と、上側基板に形成された電極層の平坦部とを、シール材を介して、互いに貼り合わせたエレクトロウェッティングを利用した画像表示装置について記載されている。
　この画像表示装置は、下側基板に形成された疎水性絶縁膜のみが疎水性膜である点において、上下両基板に疎水性膜が形成された、図９に図示したエレクトロウェッティング装置１００や図１０に図示したエレクトロウェッティング装置２００とは異なるが、シール材と接する部分が平坦部であるという点においては、図９に図示したエレクトロウェッティング装置１００や図１０に図示したエレクトロウェッティング装置２００と同じである。
　したがって、特許文献１に記載の画像表示装置においては、上側基板に形成された電極層とシール材とが接する部分の密着特性が改善されるので、上側基板と下側基板との剥離強度の向上は期待できるものの、上記シール材と接する部分、すなわち、下側基板に形成された疎水性絶縁膜や上側基板に形成された電極層には、シール材の拡がりを制御する構造的な機構は、全く備えられていないので、シール材を満足できる程に精度高く形成することはできない。
　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、両基板間の密着特性を良好に維持しつつ、シール材を満足できる程に精度高く形成したエレクトロウェッティング装置及びエレクトロウェッティング装置の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明のエレクトロウェッティング装置は、上記の課題を解決するために、第１基板と、上記第１基板上に形成された第１電極層と、上記第１電極層を覆うように形成された誘電体層と、上記誘電体層よりも表面張力が小さく、かつ、上記誘電体層上に形成された第１疎水層と、を備えたアクティブ基板と、第２基板と、上記第２基板上に形成された第２電極層と、上記第２電極層よりも表面張力が小さく、かつ、上記第２電極層上に形成された第２疎水層と、を備えた共通電極基板と、を含むエレクトロウェッティング装置であって、上記第１疎水層及び上記第２疎水層の少なくとも一方には、開口パターンが形成されており、上記アクティブ基板と上記共通電極基板とは、上記第１疎水層と上記第２疎水層とが互いに対向するように、上記開口パターンに形成されたシール材を介して、間隙を有して貼り合わされていることを特徴としている。
　上記構成によれば、上記第１疎水層及び上記第２疎水層の少なくとも一方には、開口パターンが形成されており、上記シール材は、上記開口パターンに形成されているので、上記開口パターンは、シール材の拡がりを制御する構造的な機構となり、上記シール材を満足できる程に精度高く形成することができる。
　また、上記構成によれば、上記シール材と接する層の少なくとも一方は、上記第１疎水層よりも表面張力が大きい誘電体層または、上記第２疎水層よりも表面張力が大きい上記第２電極層となるので、上記貼り合わせられたアクティブ基板と共通電極基板との密着特性を良好に維持できる。すなわち、上記貼り合わせられたアクティブ基板と共通電極基板との剥離強度を良好に維持できる。
　本発明のエレクトロウェッティング装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、第１基板上に第１電極層を形成する工程と、上記第１電極層を覆う誘電体層を形成する工程と、上記誘電体層上に上記誘電体層よりも表面張力が小さい第１疎水層を形成する工程と、を含むアクティブ基板の形成工程と、第２基板上に第２電極層を形成する工程と、上記第２電極層上に上記第２電極層よりも表面張力が小さい第２疎水層を形成する工程と、を含む共通電極基板の形成工程と、上記アクティブ基板と上記共通電極基板とを、間隙を有し、かつ、上記第１疎水層と上記第２疎水層とが互いに対向するように、シール材を介して、貼り合わせる工程と、を含むエレクトロウェッティング装置の製造方法であって、上記誘電体層上に第１疎水層を形成する工程及び上記第２電極層上に第２疎水層を形成する工程の少なくとも一方においては、上記疎水層に開口パターンを形成する工程を含み、上記貼り合わせる工程においては、上記開口パターンに上記シール材を形成することを特徴としている。
　上記方法によれば、上記誘電体層上に第１疎水層を形成する工程及び上記第２電極層上に第２疎水層を形成する工程の少なくとも一方においては、上記疎水層に開口パターンを形成する工程を含み、上記貼り合わせる工程においては、上記開口パターンに上記シール材を形成するので、上記開口パターンは、シール材の拡がりを制御する構造的な機構となり、上記シール材を満足できる程に精度高く形成することができる。
　また、上記方法によれば、上記シール材と接する層の少なくとも一方は、上記第１疎水層よりも表面張力が大きい誘電体層または、上記第２疎水層よりも表面張力が大きい上記第２電極層となるので、上記貼り合わせられたアクティブ基板と共通電極基板との密着特性を良好に維持できる。すなわち、上記貼り合わせられたアクティブ基板と共通電極基板との剥離強度を良好に維持できる。
　本発明の一態様によれば、両基板間の密着特性を良好に維持しつつ、シール材を満足できる程に精度高く形成したエレクトロウェッティング装置及びエレクトロウェッティング装置の製造方法を提供できる。
シール材を用いて貼り合わせる前の本発明の実施形態１に係るエレクトロウェッティング装置の概略構成を示す図である。 シール材を用いて貼り合わせた後の本発明の実施形態１に係るエレクトロウェッティング装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係るエレクトロウェッティング装置の製造方法の一例中の一部の工程を示す図である。 本発明の実施形態１に係るエレクトロウェッティング装置の製造方法の他の一例中の一部の工程を示す図である。 本発明の実施形態２に係るエレクトロウェッティング装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態３に係るエレクトロウェッティング装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態３に係るエレクトロウェッティング装置の液滴注入領域付近の概略構成を示す断面図である。 液滴注入機構を備えたエレクトロウェッティング装置の概略構成を示す図である。 上側基板から液滴を注入する方式の従来のエレクトロウェッティング装置の問題点について説明するための図である。 横から液滴を注入する方式の従来のエレクトロウェッティング装置の問題点について説明するための図である。
　本発明の実施の形態について図１から図８に基づいて説明すれば、次の通りである。以下、説明の便宜上、特定の実施形態にて説明した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付記し、その説明を省略する場合がある。
　〔実施形態１〕
　本実施形態では、本実施形態に係るエレクトロウェッティング装置として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用してアクティブマトリクス配列内で液滴駆動（ＥＷＯＤ；Electrowetting-On-Dielectric（誘電体エレクトロウェッティング））を実施するアクティブマトリクス型誘電体エレクトロウェッティング（Active Matrix Electrowetting-On-Dielectric；ＡＭ－ＥＷＯＤ）装置を例に挙げて説明する。
　図１の（ａ）は、シール材を用いて貼り合わせる前のエレクトロウェッティング装置１を共通電極基板２側から見た図であり、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＡ－Ｂ線の断面図であって、エレクトロウェッティング装置１の概略構成を示す図である。
　図１の（ａ）に図示されているように、共通電極基板２には、複数の貫通穴が設けられており、上記複数の貫通穴の一部は、液滴を注入する注入口６であり、上記複数の貫通穴の残りの一部は、気体を排出する排出口１３である。
　本実施形態においては、共通電極基板２に合計５つの貫通穴を設け、そのうちの４つを液滴または非導電性液体としてのオイルを注入する注入口６とし、残りの一つを気体を排出する排出口１３としたが、これに限定されることはなく、設ける貫通穴の数、注入口６の数及び排出口１３の数は適宜変えることができるのは勿論である。
　なお、図１の（ａ）において点模様のパターンで図示されている領域は、エレクトロウェッティング装置１を共通電極基板２側から見た場合において、第１疎水層１２及び第２疎水層５の少なくとも一方が形成されている領域を示しており、共通電極基板２に設ける注入口６の位置や数及び排出口１３の位置や数によって、その形状が変わるのは勿論である。
　エレクトロウェッティング装置１においては、注入口６から注入される液滴の動く速度などを考慮し、液滴の流路を互いに対面する第１疎水層１２と第２疎水層５とで形成しており、上記流路内には、液滴が注入口６から注入される前に、液滴と混和されない非導電性液体としてのオイルが注入されている。
　このような構成であるため、エレクトロウェッティング装置１においては、液滴が注入口６から注入された場合に、液滴の体積分のオイルを排除するためのオイルを逃がす空間（図中、一点鎖線で囲まれた領域Ａ）と、この空間の気体を排出する排出口１３、すなわち、エアのベント穴とが備えられている。
　図１の（ｂ）に図示されているように、アクティブ基板７は、第１基板８と、第１基板８上に形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層９と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層９上に形成された、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層９中の各々の薄膜トランジスタのドレイン電極と電気的に接続された各々の第１電極を形成する第１電極層１０と、第１電極層１０を覆うように形成された誘電体層１１と、誘電体層１１よりも表面張力が小さく、かつ、誘電体層１１上に形成された第１疎水層１２と、を備えている。
　上記第１電極は、ＡＭ（アクティブマトリクス）電極であり、Ｍ×Ｎ個（ＭおよびＮは任意の数）がアレイ状に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層９上に形成されている。
　誘電体層１１は、上記複数の第１電極を覆うように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層９及び第１電極層１０上に形成され、第１電極層１０を、第１疎水層１２から分離する。
　一方、共通電極基板２は、第２基板３と、第２基板３上に形成された共通電極層としての第２電極層４と、第２電極層４よりも表面張力が小さく、かつ、第２電極層４上に形成された第２疎水層５と、を備えている。
　なお、本実施形態においては、共通電極基板２における第２疎水層５は、パーフルオロアモルファス樹脂であるＡＧＣ旭硝子株式会社製の「サイトップ（登録商標）－ＣＴＬ１０７ＭＫ」（商品名）の１ｗｔ％希釈液を、第２電極層４上において、スピンコート法によって、形成した後、後述するパターンニング法を用いて、開口パターン５ａ・５ｂを形成した層であるが、これに限定されることはなく、例えば、スリットコート法またはディップコート法を用いて、第２電極層４上に第２疎水層５を形成してもよく、ディップコート法を用いる場合においては、第２電極層４が設けられた第２基板３全体を、「サイトップ（登録商標）－ＣＴＬ１０７ＭＫ」（商品名）の１ｗｔ％希釈液に浸漬してもよい。
　また、本実施形態においては、アクティブ基板７における第１疎水層１２は、パーフルオロアモルファス樹脂であるＡＧＣ旭硝子株式会社製の「サイトップ（登録商標）－ＣＴＬ１０７ＭＫ」（商品名）の１ｗｔ％希釈液を、誘電体層１１上において、スピンコート法によって、形成した後、後述するパターンニング法を用いて、開口パターン１２ａ・１２ｂを形成した層であるが、これに限定されることはなく、例えば、スリットコート法またはディップコート法を用いて、誘電体層１１上に第１疎水層１２を形成してもよく、ディップコート法を用いる場合においては、誘電体層１１が設けられた第１基板８全体を、「サイトップ（登録商標）－ＣＴＬ１０７ＭＫ」（商品名）の１ｗｔ％希釈液に浸漬してもよい。
　なお、本実施形態においては、第１疎水層１２や第２疎水層５を、スピンコート法を用いて形成しているので、「サイトップ（登録商標）－ＣＴＬ１０７ＭＫ」（商品名）の希釈の程度やスピンコーターの１分あたりの回転数（ｒｐｍ）を適宜調整することで、第１疎水層１２や第２疎水層５の膜厚を適宜調整することができる。
　第１疎水層１２における開口パターン１２ａ・１２ｂ及び第２疎水層５における開口パターン５ａ・５ｂは何れも、シール材を設けるための開口パターンであり、第１疎水層１２における開口パターン１２ａは、第２疎水層５における開口パターン５ａと、平面視において重なるように形成されており、第１疎水層１２における開口パターン１２ｂは、第２疎水層５における開口パターン５ｂと、平面視において重なるように形成されている。
　特に、第１疎水層１２における開口パターン１２ａ及び第２疎水層５における開口パターン５ａは、液滴が注入口６から注入された場合に、液滴の体積分のオイルを排除するためのオイルを逃がす空間を形成するためのものであり、第１疎水層１２における開口パターン１２ｂ及び第２疎水層５における開口パターン５ｂは、周縁部を貼り合わせるためのものである。
　図２の（ａ）は、シール材１４を用いて貼り合わせた後のエレクトロウェッティング装置１を共通電極基板２側から見た図であり、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のＣ－Ｄ線の断面図であって、エレクトロウェッティング装置１の概略構成を示す図である。
　図２の（ａ）及び図２の（ｂ）に図示されているように、第１疎水層１２における開口パターン１２ａ・１２ｂ及び第２疎水層５における開口パターン５ａ・５ｂには、シール材１４が設けられており、シール材１４を介して、共通電極基板２とアクティブ基板７とが、貼り合わせられている。
　本実施形態においては、シール材１４を、第１疎水層１２における開口パターン１２ａ・１２ｂ及び第２疎水層５における開口パターン５ａ・５ｂにおける両側面と接しないように形成するため、開口パターン１２ａ・１２ｂ及び開口パターン５ａ・５ｂの横幅を３ｍｍとなるように形成するとともに、シール材１４の粘度が比較的高くなるように調整し、開口パターン１２ａ・１２ｂ及び開口パターン５ａ・５ｂの中央部分に沿って、図２の（ａ）に図示されているように、シール材１４を所定の横幅で描画し、貼り合わせた後のその横幅が１．５ｍｍとなるようにした。したがって、開口パターン１２ａ・１２ｂ及び開口パターン５ａ・５ｂの両側面からシール材１４までは、それぞれ０．７５ｍｍ離れていることとなる。
　なお、開口パターン１２ａ・１２ｂ及び開口パターン５ａ・５ｂの横幅やシール材１４の横幅は、必要に応じて、適宜変更できるのは勿論であり、各々の開口パターン１２ａ・１２ｂ・５ａ・５ｂの横幅が異なってもよい。
　本実施形態においては、アクティブ基板７の第１疎水層１２における開口パターン１２ａ・１２ｂのみでなく、共通電極基板２の第２疎水層５における開口パターン５ａ・５ｂにもシール材１４を設けたが、これに限定されることはなく、アクティブ基板７の第１疎水層１２における開口パターン１２ａ・１２ｂに設けたシール材１４を介して、共通電極基板２とアクティブ基板７とを貼り合わせてもよく、共通電極基板２の第２疎水層５における開口パターン５ａ・５ｂに設けたシール材１４を介して、共通電極基板２とアクティブ基板７とを貼り合わせてもよい。
　なお、上記記載に限定されず、共通電極基板２及びアクティブ基板７の少なくとも一方に、シール材１４を設けて、シール材１４を介して、共通電極基板２とアクティブ基板７とを貼り合わせればよい。
　なお、本実施形態においては、シール材１４として、エポキシ基を含むシール材であるエポキシ系シール材を用いており、誘電体層１１は第１疎水層１２よりも表面張力が大きく、第２電極層４は第２疎水層５よりも表面張力が大きいので、シール材１４は、第１疎水層１２及び第２疎水層５上においては弾かれるが、第１疎水層１２における開口パターン１２ａ・１２ｂから露出する誘電体層１１及び第２疎水層５における開口パターン５ａ・５ｂから露出する第２電極層４上においては、弾かれない。
　すなわち、シール材１４と、ＳｉＮ（シリコンナイトライド）からなる誘電体層１１やＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）からなる第２電極層４との接触角は、シール材１４と、第１疎水層１２や第２疎水層５との接触角より小さい。
　また、必要に応じて、共通電極基板２とアクティブ基板７との間の間隙を確保するため、スペーサなどが用いられてもよく、このスペーサはシール材１４に含まれていてもよい。
　なお、図１の（ｂ）及び図２の（ｂ）に図示されているように、注入口６と平面視において重なる第２電極層４には、開口パターンが形成されており、第２疎水層５とにも開口パターン５ｃが形成されている。
　エレクトロウェッティング装置１においては、注入口６から注入された液滴は、共通電極基板２とアクティブ基板７との間の間隙、すなわち、共通電極基板２の第２疎水層５とアクティブ基板７の第１疎水層１２との間の間隙によって形成される微小な流路（マイクロ流路）内に注入される。
　液滴としては、イオン性液体または極性液体等の、導電性液体が使用され、例えば、水、電解液（電解質の水溶液）、アルコール類、各種イオン性液体等の液体を用いることができる。液滴の一例としては、例えば、全血検体、細菌性細胞懸濁液、タンパク質あるいは抗体溶液、および種々の緩衝液、等が挙げられる。
　また、上記微小な流路内には、液滴と混和されない非導電性液体としてのオイルが注入されてもよい。例えば、上記微小な流路内の液滴によって占有されない容積は、オイルで満たされていてもよい。
　なお、上記非導電性液体としては、液滴よりも表面張力が小さい、無極性液体（非イオン性液体）を用いることができ、非導電性液体の一例としては、例えば、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、ウンデカン等の炭化水素系溶媒（低分子炭化水素系溶媒）、シリコーンオイル等のオイル、フルオロカーボン系溶媒などが挙げられる。シリコーンオイルとしては、ジメチルポリシロキサン等が挙げられる。なお、非導電性液体は、一種類のみを使用してもよく、適宜複数種類を混合して用いてもよい。
　エレクトロウェッティング装置１においては、共通電極基板２とアクティブ基板７との間の間隙、すなわち、共通電極基板２の第２疎水層５とアクティブ基板７の第１疎水層１２との間の間隙によって形成される微小な流路（マイクロ流路）内に注入された液滴には、アクティブ基板７において、第１電極層１０によって、アレイ状に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層９上に形成された第１電極（ＡＭ（アクティブマトリクス）電極）に所定のシーケンスで所定の電圧が印加される。
　これにより、上記液滴から、その一部（所定量のより微小な液滴）が引きちぎられ（分離され）、所定の流路に運ばれる。
　＜エレクトロウェッティング装置１の製造方法＞
　図示は省略するが、エレクトロウェッティング装置１の製造方法は、第１基板８上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層９を形成する工程と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層９上に第１電極層１０を形成する工程と、第１電極層１０を覆う誘電体層１１を形成する工程と、誘電体層１１上に誘電体層１１よりも表面張力が小さい第１疎水層１２を形成する工程と、を含むアクティブ基板７の形成工程と、第２基板３上に第２電極層４を形成する工程と、第２電極層４上に第２電極層４よりも表面張力が小さい第２疎水層５を形成する工程と、を含む共通電極基板２の形成工程と、アクティブ基板７と共通電極基板２とを、間隙を有し、かつ、第１疎水層１２と上記第２疎水層５とが互いに対向するように、シール材１４を介して、貼り合わせる工程と、を含む。
　図３は、アクティブ基板７の形成工程において、誘電体層１１上に開口パターンを有する第１疎水層１２を形成する工程の一例を示す図である。
　先ず、図３の（ａ）に図示されているように、誘電体層１１上に、ポジ型のレジスト膜１５を、スピンコート法やスリットコート法やディップコート法などを用いて、形成した。
　その後、図３の（ｂ）に図示されているように、マスク１６の開口部分を介して、ポジ型のレジスト膜１５の所定領域にのみ露光を行った。
　そして、図３の（ｃ）に図示されているように、現像を行うことにより、露光が行われたポジ型のレジスト膜１５の所定領域のみを除去した。
　それから、図３の（ｄ）に図示されているように、パーフルオロアモルファス樹脂であるＡＧＣ旭硝子株式会社製の「サイトップ（登録商標）－ＣＴＬ１０７ＭＫ」（商品名）の１ｗｔ％希釈液を、誘電体層１１及びポジ型のレジスト膜１５上に塗布し、第１疎水層１２を形成した後、図３の（ｅ）に図示されているように、剥離液１７を用いて、ポジ型のレジスト膜１５とポジ型のレジスト膜１５上に形成された第１疎水層１２とを剥離（リフトオフ）することにより、図３の（ｆ）に図示されているような誘電体層１１上に開口パターンを有する第１疎水層１２を形成することができる。
　なお、図３の（ｅ）に図示されているように、剥離液１７を用いて、ポジ型のレジスト膜１５とポジ型のレジスト膜１５上に形成された第１疎水層１２とを剥離する際に、超音波を当てることにより、ポジ型のレジスト膜１５とポジ型のレジスト膜１５上に形成された第１疎水層１２との剥離に要する時間を短縮することができる。
　以上においては、ポジ型のレジスト膜１５を用いた場合を一例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、ネガ型のレジスト膜を用いてもよい。
　図４は、アクティブ基板７の形成工程において、誘電体層１１上に開口パターンを有する第１疎水層１２を形成する工程の他の一例を示す図である。
　先ず、図４の（ａ）に図示されているように、誘電体層１１上に、パーフルオロアモルファス樹脂であるＡＧＣ旭硝子株式会社製の「サイトップ（登録商標）－ＣＴＬ１０７ＭＫ」（商品名）の１ｗｔ％希釈液を、誘電体層１１上に塗布し、第１疎水層１２を形成した。
　その後、図４の（ｂ）に図示されているように、第１疎水層１２上に、ポジ型のレジスト膜２５を、スピンコート法やスリットコート法やディップコート法などを用いて、形成した。
　そして、図４の（ｃ）に図示されているように、マスク２６の開口部分を介して、ポジ型のレジスト膜２５の所定領域にのみ露光を行った。
　それから、図４の（ｄ）に図示されているように、現像を行うことにより、露光が行われたポジ型のレジスト膜２５の所定領域のみを除去した。
　その後、図４の（ｅ）に図示されているように、ポジ型のレジスト膜２５をマスクとして用いながら、ドライエッチングを行い、ポジ型のレジスト膜２５が存在しない領域の第１疎水層１２を除去することにより、図４の（ｆ）に図示されているような誘電体層１１上に開口パターンを有する第１疎水層１２を形成することができる。
　以上においては、ポジ型のレジスト膜２５を用いた場合を一例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、ネガ型のレジスト膜を用いてもよい。
　なお、図示は省略するが、共通電極基板２の形成工程においても、図３または図４に図示する工程と同様の工程を用いることにより、第２電極層４上に開口パターンを有する第２疎水層５を形成することができる。
　上記貼り合わせる工程においては、上述した誘電体層１１上に第１疎水層１２を形成する工程及び第２電極層４上に第２疎水層５を形成する工程において、第１疎水層１２に形成された開口パターン１２ａ・１２ｂ及び第２疎水層５に形成された開口パターン５ａ・５ｂにシール材１４を形成し、アクティブ基板７と共通電極基板２とを、間隙を有し、かつ、第１疎水層１２と上記第２疎水層５とが互いに対向するように、シール材１４を介して、貼り合わせた。
　本実施形態においては、第１疎水層１２及び第２疎水層５の両方に開口パターンを形成した場合を一例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、第１疎水層１２及び第２疎水層５の何れか一方にのみ開口パターンが形成されていてもよい。
　また、本実施形態においては、第１疎水層１２における開口パターン１２ａは、第２疎水層５における開口パターン５ａと、平面視において重なるように形成され、第１疎水層１２における開口パターン１２ｂは、第２疎水層５における開口パターン５ｂと、平面視において重なるように形成されている場合を一例に挙げて説明したが、これらは、一部のみ重なりを有してもよく、さらには、重ならなくてもよい。
　これは、第１疎水層１２及び第２疎水層５の何れか一方にのみ開口パターンが形成された構成であっても、開口パターンが、シール材１４の拡がりを制御する構造的な機構となり、シール材１４を満足できる程に精度高く形成することができるとともに、シール材１４と接する層は、第１疎水層１２よりも表面張力が大きい誘電体層１１または、第２疎水層５よりも表面張力が大きい第２電極層４となるので、上記貼り合わせられたアクティブ基板７と共通電極基板２との密着特性を良好に維持できるからである。
　また、本実施形態によれば、シール材１４は、開口パターン１２ａ・１２ｂ・５ａ・５ｂに追従して高精度に描画されるので、シール材１４と、注入口６及び排出口１３とが重なることを防ぐために、間隔を広くする必要が生じないので、エレクトロウェッティング装置１の小型化を実現できる。
　また、本実施形態によれば、シール材１４は、開口パターン１２ａ・１２ｂ・５ａ・５ｂによって、高精度に描画されるので、マーク認識アライメント方式の高精度ディスペンサ装置が不要となり、製造コストアップを抑制できる。
　〔実施形態２〕
　次に、図５に基づいて、本発明の実施形態２について説明する。本実施形態においては、開口パターン１２ｃ・１２ｄ・５ｄ・５ｅの横幅をさらに狭く形成した点において、実施形態１とは異なり、その他については実施形態１において説明したとおりである。説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
　図５の（ａ）は、シール材２４を用いて貼り合わせた後のエレクトロウェッティング装置２１を共通電極基板２２側から見た図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）のＥ－Ｆ線の断面図であって、エレクトロウェッティング装置２１の概略構成を示す図である。
　図５の（ａ）及び図５の（ｂ）に図示されているように、エレクトロウェッティング装置２１の共通電極基板２２の第２疎水層５には、その横幅が１ｍｍである開口パターン５ｃ・５ｄが形成されており、エレクトロウェッティング装置２１のアクティブ基板２７の第１疎水層１２にも、その横幅が１ｍｍである開口パターン１２ｃ・１２ｄが形成されている。
　そして、シール材２４は、開口パターン１２ｃ・１２ｄ・５ｄ・５ｅに沿って、開口パターン１２ｃ・１２ｄ・５ｄ・５ｅの両側面を覆うように描画されている。
　本実施形態によれば、シール材２４を、さらに高精細に描画できるので、エレクトロウェッティング装置２１のさらなる小型化を実現できる。
　また、シール材２４が、開口パターン１２ｃ・１２ｄ・５ｄ・５ｅを完全に埋めているので、開口パターン１２ｃ・１２ｄ・５ｄ・５ｅ部分によって生じ得る液滴の移動速度の低下を抑制できる。
　〔実施形態３〕
　次に、図６から図８に基づいて、本発明の実施形態３について説明する。本実施形態においては、エレクトロウェッティング装置３１が横から液滴を注入する方式である点において、実施形態１及び２とは異なり、その他については実施形態１及び２において説明したとおりである。説明の便宜上、実施形態１及び２の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
　図６は、横から液滴を注入する方式のエレクトロウェッティング装置３１の概略構成を示す図である。
　図示されているように、アクティブ基板３５は、第１基板４４と、第１基板４４上に形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層４８と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層４２上に形成された、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層４２中の各々の薄膜トランジスタのドレイン電極と電気的に接続された各々の第１電極を形成する第１電極層４５と、第１電極層４５を覆うように形成された誘電体層４６と、誘電体層４６よりも表面張力が小さく、かつ、誘電体層４６上に形成された第１疎水層３７と、を備えている。
　なお、ここでは、第１基板４４と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）形成層４２と、第１電極層４５と、誘電体層４６と、を合わせてＴＦＴ基板３６と称する。
　一方、共通電極基板３２は、第２基板４２と、第２基板４２上に形成された共通電極層としての第２電極層４３と、第２電極層４３よりも表面張力が小さく、かつ、第２電極層４３上に形成された第２疎水層３４と、を備えている。
　なお、ここでは、第２基板４２と、第２電極層４３と、を合わせて第２電極基板３３と称する。
　第１疎水層３７には開口パターン３７ａが、第２疎水層３４には開口パターン３４ａが形成されており、開口パターン３７ａ及び開口パターン３４ａに沿って、シール材３８が描画されている。
　そして、アクティブ基板３５の第１電極を形成する第１電極層４５上には、開口パターン３７ａ及び開口パターン３４ａが形成されてなく、シール材３８が途切れているシール材３８の開口部３９が形成されている。
　図７の（ａ）は、シール材３８を形成する前のアクティブ基板３５を示す図であり、図７の（ｂ）は、シール材３８を形成した後のアクティブ基板３５を示す図であり、図６の（ｃ）は、アクティブ基板３５と共通電極基板３２とを貼り合わせたエレクトロウェッティング装置３１の概略構成を示す図である。
　図７の（ａ）に図示されているように、アクティブ基板３５においては、液滴を外部から注入するため、液滴注入領域４０が形成されており、液滴注入領域４０から形成されている第１電極を形成する第１電極層４５上には、液滴の注入経路となるシール材３８の開口部３９を精度高く設ける必要があるので、第１疎水層３７に開口パターン３７ａが形成されている。
　なお、図６に図示されているように、本実施形態においては、第１疎水層３７及び第２疎水層３４の両方に開口パターンを形成するとともに、開口パターン３７ａと開口パターン３４ａとは、平面視において重なるように形成しているが、これに限定されることはなく、シール材３８の開口部３９を形成できるのであれば、第１疎水層３７及び第２疎水層３４の何れか一方に開口パターンを形成してもよく、開口パターン３７ａと開口パターン３４ａとは、平面視において、一部で重なるか、重ならなくてもよい。
　図７の（ｂ）に図示されているように、開口パターン３７ａに沿って、シール材３８が描画されることで、シール材３８が途切れているシール材３８の開口部３９が形成されている。
　図７の（ｃ）に図示されているように、エレクトロウェッティング装置３１においては、アクティブ基板３５が共通電極基板３２より大きく、アクティブ基板３５に形成された第１疎水層３７の一部と、共通電極基板３２に形成された第２疎水層３４とが互いに対面するように、シール材３８を介して、共通電極基板３２とアクティブ基板３５とが互いに貼り合わされている。
　すなわち、エレクトロウェッティング装置３１においては、液滴４１の動く速度などを考慮し、液滴４１の流路を互いに対面する第１疎水層３７と第２疎水層３４とで形成しており、上記流路内には、液滴４１と混和されない非導電性液体としてのオイル４７が注入されている。
　なお、横から液滴を注入する方式であるエレクトロウェッティング装置３１においては、液滴を注入する注入口及び液滴４１の流路内の気体を排出する排出口は、シール材３８に開口部３９を設けることで形成することができる。
　図８は、液滴４１を液滴注入領域にまで導く液滴注入機構５０を備えたエレクトロウェッティング装置５１の概略構成を示す図である。
　図示されているように、上方向から注入された液滴４１を液滴注入領域４０（図７参照）にまで導く液滴注入機構５０を備えたエレクトロウェッティング装置５１においては、上述した実施形態１におけるエレクトロウェッティング装置１や上述した実施形態２におけるエレクトロウェッティング装置２１のように、液滴４１を上方向から注入することができる。
　エレクトロウェッティング装置３１及びエレクトロウェッティング装置５１においては、開口パターンが、シール材３８の拡がりを制御する構造的な機構となり、シール材３８を満足できる程に精度高く形成することができるとともに、シール材３８と接する層は、第１疎水層３７よりも表面張力が大きい誘電体層４６または、第２疎水層３４よりも表面張力が大きい第２電極層４３となるので、上記貼り合わせられたアクティブ基板３５と共通電極基板３２との密着特性を良好に維持できる。
　また、本実施形態によれば、シール材３８は、開口パターンに追従して高精度に描画されるので、シール材３８の開口部３９を精度高く形成することができる。
　また、本実施形態によれば、シール材３８は、開口パターンによって、高精度に描画されるので、マーク認識アライメント方式の高精度ディスペンサ装置が不要となり、製造コストアップを抑制できる。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係るエレクトロウェッティング装置は、第１基板と、上記第１基板上に形成された第１電極層と、上記第１電極層を覆うように形成された誘電体層と、上記誘電体層よりも表面張力が小さく、かつ、上記誘電体層上に形成された第１疎水層と、を備えたアクティブ基板と、第２基板と、上記第２基板上に形成された第２電極層と、上記第２電極層よりも表面張力が小さく、かつ、上記第２電極層上に形成された第２疎水層と、を備えた共通電極基板と、を含むエレクトロウェッティング装置であって、上記第１疎水層及び上記第２疎水層の少なくとも一方には、開口パターンが形成されており、上記アクティブ基板と上記共通電極基板とは、上記第１疎水層と上記第２疎水層とが互いに対向するように、上記開口パターンに形成されたシール材を介して、間隙を有して貼り合わされていることを特徴としている。
　上記構成によれば、上記第１疎水層及び上記第２疎水層の少なくとも一方には、開口パターンが形成されており、上記シール材は、上記開口パターンに形成されているので、上記開口パターンは、シール材の拡がりを制御する構造的な機構となり、上記シール材を満足できる程に精度高く形成することができる。
　また、上記構成によれば、上記シール材と接する層の少なくとも一方は、上記第１疎水層よりも表面張力が大きい誘電体層または、上記第２疎水層よりも表面張力が大きい上記第２電極層となるので、上記貼り合わせられたアクティブ基板と共通電極基板との密着特性を良好に維持できる。すなわち、上記貼り合わせられたアクティブ基板と共通電極基板との剥離強度を良好に維持できる。
　本発明の態様２に係るエレクトロウェッティング装置は、上記態様１において、上記第１疎水層及び上記第２疎水層の何れにも、上記開口パターンが形成されており、上記第１疎水層に形成された開口パターンである第１開口パターンと、上記第２疎水層に形成された開口パターンである第２開口パターンとは、平面視において、一部で重なってもよい。
　上記構成によれば、上記貼り合わせられたアクティブ基板と共通電極基板との密着特性をさらに良好に維持できる。
　本発明の態様３に係るエレクトロウェッティング装置は、上記態様１において、上記第１疎水層及び上記第２疎水層の何れにも、上記開口パターンが形成されており、上記第１疎水層に形成された開口パターンである第１開口パターンと、上記第２疎水層に形成された開口パターンである第２開口パターンとは、平面視において、重なってもよい。
　上記構成によれば、上記貼り合わせられたアクティブ基板と共通電極基板との密着特性をさらに良好に維持できる。
　本発明の態様４に係るエレクトロウェッティング装置は、上記態様２において、上記共通電極基板には、複数の貫通穴が設けられており、上記貫通穴は、平面視において、上記第１疎水層及び上記第２開口パターンと重なってもよい。
　上記構成によれば、上記共通電極基板に、複数の貫通穴が設けられたエレクトロウェッティング装置を実現できる。
　本発明の態様５に係るエレクトロウェッティング装置は、上記態様４において、上記複数の貫通穴の一部は、上記間隙に液滴を注入する注入口であってもよい。
　上記構成によれば、上記共通電極基板に、液滴を注入する注入口が設けられたエレクトロウェッティング装置を実現できる。
　本発明の態様６に係るエレクトロウェッティング装置は、上記態様５において、上記複数の貫通穴の残りの一部は、上記間隙内の気体を排出する排出口であってもよい。
　上記構成によれば、上記共通電極基板に、上記間隙内の気体を排出する排出口が設けられたエレクトロウェッティング装置を実現できる。
　本発明の態様７に係るエレクトロウェッティング装置は、上記態様１から３の何れかにおいて、上記アクティブ基板は、上記共通電極基板より大きく、平面視において、上記アクティブ基板と上記共通電極基板とが重ならない部分であって、上記アクティブ基板の上記第１疎水層上には、上記間隙に液滴を注入する液滴注入領域が設けられており、上記第１電極層は、平面視において、上記液滴注入領域と重なるように形成されており、平面視において、上記液滴注入領域と重なる上記第１電極層上には、上記開口パターンが形成されていない構成であってもよい。
　上記構成によれば、横から液滴を注入する方式のエレクトロウェッティング装置を実現できる。
　本発明の態様８に係るエレクトロウェッティング装置は、上記態様１から７の何れかにおいて、上記シール材は、上記開口パターンの両側面と接しないように形成されていてもよい。
　上記構成によれば、シール材が高精度に描画されたエレクトロウェッティング装置を実現できる。
　本発明の態様９に係るエレクトロウェッティング装置は、上記態様１から７の何れかにおいて、上記シール材は、上記開口パターンの両側面を覆うように形成されていてもよい。
　上記構成によれば、開口パターン部分によって生じ得る液滴の移動速度の低下を抑制できるエレクトロウェッティング装置を実現できる。
　本発明の態様１０に係るエレクトロウェッティング装置は、上記態様１から９の何れかにおいて、上記シール材は、エポキシ基を含むシール材であってもよい。
　上記構成によれば、熱処理によって、アクティブ基板と共通電極基板と貼り合わせることができるエレクトロウェッティング装置を実現できる。
　本発明の態様１１に係るエレクトロウェッティング装置は、上記態様７において、上記液滴注入領域上に、上方向から注入された液滴を上記液滴注入領域にまで導く液滴注入機構が備えられていてもよい。
　上記構成によれば、液滴を上方向から注入することができるエレクトロウェッティング装置を実現することができる。
　本発明の態様１２に係るエレクトロウェッティング装置の製造方法は、第１基板上に第１電極層を形成する工程と、上記第１電極層を覆う誘電体層を形成する工程と、上記誘電体層上に上記誘電体層よりも表面張力が小さい第１疎水層を形成する工程と、を含むアクティブ基板の形成工程と、第２基板上に第２電極層を形成する工程と、上記第２電極層上に上記第２電極層よりも表面張力が小さい第２疎水層を形成する工程と、を含む共通電極基板の形成工程と、上記アクティブ基板と上記共通電極基板とを、間隙を有し、かつ、上記第１疎水層と上記第２疎水層とが互いに対向するように、シール材を介して、貼り合わせる工程と、を含むエレクトロウェッティング装置の製造方法であって、上記誘電体層上に第１疎水層を形成する工程及び上記第２電極層上に第２疎水層を形成する工程の少なくとも一方においては、上記疎水層に開口パターンを形成する工程を含み、上記貼り合わせる工程においては、上記開口パターンに上記シール材を形成することを特徴としている。
　上記方法によれば、上記誘電体層上に第１疎水層を形成する工程及び上記第２電極層上に第２疎水層を形成する工程の少なくとも一方においては、上記疎水層に開口パターンを形成する工程を含み、上記貼り合わせる工程においては、上記開口パターンに上記シール材を形成するので、上記開口パターンは、シール材の拡がりを制御する構造的な機構となり、上記シール材を満足できる程に精度高く形成することができる。
　また、上記方法によれば、上記シール材と接する層の少なくとも一方は、上記第１疎水層よりも表面張力が大きい誘電体層または、上記第２疎水層よりも表面張力が大きい上記第２電極層となるので、上記貼り合わせられたアクティブ基板と共通電極基板との密着特性を良好に維持できる。すなわち、上記貼り合わせられたアクティブ基板と共通電極基板との剥離強度を良好に維持できる。
　本発明の態様１３に係るエレクトロウェッティング装置の製造方法は、上記態様１２において、上記疎水層に開口パターンを形成する工程は、レジスト膜を所定パターンに形成する第１工程と、上記レジスト膜を覆うように上記疎水層を形成する第２工程と、上記レジスト膜と上記レジスト膜上に形成された上記疎水層とを共に剥離する第３工程と、を含む方法であってもよい。
　上記方法によれば、剥離工程を用いて、上記疎水層に開口パターンを形成するエレクトロウェッティング装置の製造方法を実現できる。
　本発明の態様１４に係るエレクトロウェッティング装置の製造方法は、上記態様１２において、上記疎水層に開口パターンを形成する工程は、上記疎水層を形成する第１工程と、上記疎水層上にレジスト膜を所定パターンで形成する第２工程と、上記レジスト膜をマスクとして、ドライエッチングを行い、上記疎水層に開口パターンを形成する第３工程と、上記疎水層上のレジスト膜を剥離する第４工程と、を含む方法であってもよい。
　上記方法によれば、ドライエッチングを行い、上記疎水層に開口パターンを形成するエレクトロウェッティング装置の製造方法を実現できる。
　〔付記事項〕
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　本発明は、エレクトロウェッティング装置及びエレクトロウェッティング装置の製造方法に利用することができる。
　１　　　　　　エレクトロウェッティング装置
　２　　　　　　共通電極基板
　３　　　　　　第２基板
　４　　　　　　第２電極層
　５　　　　　　第２疎水層
　５ａ　　　　　開口パターン（第２開口パターン）
　５ｂ　　　　　開口パターン（第２開口パターン）
　５ｃ　　　　　開口パターン
　５ｄ　　　　　開口パターン（第２開口パターン）
　５ｅ　　　　　開口パターン（第２開口パターン）
　６　　　　　　注入口（貫通穴）
　７　　　　　　アクティブ基板
　８　　　　　　第１基板
　１０　　　　　第１電極層
　１１　　　　　誘電体層
　１２　　　　　第１疎水層
　１２ａ　　　　開口パターン（第１開口パターン）
　１２ｂ　　　　開口パターン（第１開口パターン）
　１２ｃ　　　　開口パターン（第１開口パターン）
　１２ｄ　　　　開口パターン（第１開口パターン）
　１３　　　　　排出口（貫通穴）
　１４　　　　　シール材
　１５　　　　　レジスト膜
　１６　　　　　マスク
　１７　　　　　剥離液
　２１　　　　　エレクトロウェッティング装置
　２２　　　　　共通電極基板
　２４　　　　　シール材
　２５　　　　　レジスト膜
　２６　　　　　マスク
　２７　　　　　アクティブ基板
　３２　　　　　共通電極基板
　３４　　　　　第２疎水層
　３４ａ　　　　開口パターン（第２開口パターン）
　３５　　　　　アクティブ基板
　３７　　　　　第１疎水層
　３７ａ　　　　開口パターン（第１開口パターン）
　３８　　　　　シール材
　３９　　　　　開口部
　４１　　　　　液滴
　４２　　　　　第２基板
　４３　　　　　第２電極層
　４４　　　　　第１基板
　４５　　　　　第１電極層
　４６　　　　　誘電体層
　５０　　　　　液滴注入機構
　５１　　　　　エレクトロウェッティング装置

Claims (14)

  1. 　第１基板と、上記第１基板上に形成された第１電極層と、上記第１電極層を覆うように形成された誘電体層と、上記誘電体層よりも表面張力が小さく、かつ、上記誘電体層上に形成された第１疎水層と、を備えたアクティブ基板と、
    　第２基板と、上記第２基板上に形成された第２電極層と、上記第２電極層よりも表面張力が小さく、かつ、上記第２電極層上に形成された第２疎水層と、を備えた共通電極基板と、を含むエレクトロウェッティング装置であって、
    　上記第１疎水層及び上記第２疎水層の少なくとも一方には、開口パターンが形成されており、
    　上記アクティブ基板と上記共通電極基板とは、上記第１疎水層と上記第２疎水層とが互いに対向するように、上記開口パターンに形成されたシール材を介して、間隙を有して貼り合わされていることを特徴とするエレクトロウェッティング装置。
  2. 　上記第１疎水層及び上記第２疎水層の何れにも、上記開口パターンが形成されており、
    　上記第１疎水層に形成された開口パターンである第１開口パターンと、上記第２疎水層に形成された開口パターンである第２開口パターンとは、平面視において、一部で重なることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロウェッティング装置。
  3. 　上記第１疎水層及び上記第２疎水層の何れにも、上記開口パターンが形成されており、
    　上記第１疎水層に形成された開口パターンである第１開口パターンと、上記第２疎水層に形成された開口パターンである第２開口パターンとは、平面視において、重なることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロウェッティング装置。
  4. 　上記共通電極基板には、複数の貫通穴が設けられており、
    　上記貫通穴は、平面視において、上記第１疎水層及び上記第２開口パターンと重なることを特徴とする請求項２に記載のエレクトロウェッティング装置。
  5. 　上記複数の貫通穴の一部は、上記間隙に液滴を注入する注入口であることを特徴とする請求項４に記載のエレクトロウェッティング装置。
  6. 　上記複数の貫通穴の残りの一部は、上記間隙内の気体を排出する排出口であることを特徴とする請求項５に記載のエレクトロウェッティング装置。
  7. 　上記アクティブ基板は、上記共通電極基板より大きく、
    　平面視において、上記アクティブ基板と上記共通電極基板とが重ならない部分であって、上記アクティブ基板の上記第１疎水層上には、上記間隙に液滴を注入する液滴注入領域が設けられており、
    　上記第１電極層は、平面視において、上記液滴注入領域と重なるように形成されており、
    　平面視において、上記液滴注入領域と重なる上記第１電極層上には、上記開口パターンが形成されていないことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のエレクトロウェッティング装置。
  8. 　上記シール材は、上記開口パターンの両側面と接しないように形成されていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のエレクトロウェッティング装置。
  9. 　上記シール材は、上記開口パターンの両側面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のエレクトロウェッティング装置。
  10. 　上記シール材は、エポキシ基を含むシール材であることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のエレクトロウェッティング装置。
  11. 　上記液滴注入領域上に、上方向から注入された液滴を上記液滴注入領域にまで導く液滴注入機構が備えられていることを特徴とする請求項７に記載のエレクトロウェッティング装置。
  12. 　第１基板上に第１電極層を形成する工程と、上記第１電極層を覆う誘電体層を形成する工程と、上記誘電体層上に上記誘電体層よりも表面張力が小さい第１疎水層を形成する工程と、を含むアクティブ基板の形成工程と、
    　第２基板上に第２電極層を形成する工程と、上記第２電極層上に上記第２電極層よりも表面張力が小さい第２疎水層を形成する工程と、を含む共通電極基板の形成工程と、
    　上記アクティブ基板と上記共通電極基板とを、間隙を有し、かつ、上記第１疎水層と上記第２疎水層とが互いに対向するように、シール材を介して、貼り合わせる工程と、を含むエレクトロウェッティング装置の製造方法であって、
    　上記誘電体層上に第１疎水層を形成する工程及び上記第２電極層上に第２疎水層を形成する工程の少なくとも一方においては、上記疎水層に開口パターンを形成する工程を含み、
    　上記貼り合わせる工程においては、上記開口パターンに上記シール材を形成することを特徴とするエレクトロウェッティング装置の製造方法。
  13. 　上記疎水層に開口パターンを形成する工程は、
    　レジスト膜を所定パターンに形成する第１工程と、上記レジスト膜を覆うように上記疎水層を形成する第２工程と、上記レジスト膜と上記レジスト膜上に形成された上記疎水層とを共に剥離する第３工程と、を含むことを特徴とする請求項１２に記載のエレクトロウェッティング装置の製造方法。
  14. 　上記疎水層に開口パターンを形成する工程は、
    　上記疎水層を形成する第１工程と、上記疎水層上にレジスト膜を所定パターンで形成する第２工程と、上記レジスト膜をマスクとして、ドライエッチングを行い、上記疎水層に開口パターンを形成する第３工程と、上記疎水層上のレジスト膜を剥離する第４工程と、を含むことを特徴とする請求項１２に記載のエレクトロウェッティング装置の製造方法。
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