JP2005318712A - Structure substrate having minute protrusion group and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】
位置,底面積,高さを制御できる微小突起群を備えた構造基板を提供すること。
【解決手段】
有機ポリマー製の基体に、該基体から伸びた有機ポリマー製の柱状微小突起群を有し、該柱状微小突起群の表面の少なくとも一部が基体とは異なる材料で形成されていることを特徴とする微小突起群を備えた構造基板。
発明はまた、上記微小突起群を有する構造体を使用したアクチュエータ,光デバイス,流路チップ等を開示する。
【効果】
本発明によれば、寸法,アスペクト比などが自由に制御できる有機ポリマー製の微小突起物群を備えた構造基板を提供することができる。また、微小突起群を製造するのに、有機ポリマーを使用するので、プレスという簡便な製造技術で形成でき、安価な構造基板を提供することができる。
【選択図】図1
【Task】
To provide a structural substrate provided with a group of minute protrusions capable of controlling the position, bottom area, and height.
[Solution]
The organic polymer substrate has a columnar microprojection group made of organic polymer extending from the substrate, and at least a part of the surface of the columnar microprojection group is formed of a material different from that of the substrate. A structural substrate having a group of minute protrusions.
The invention also discloses an actuator, an optical device, a flow path chip and the like using the structure having the above-mentioned microprojection group.
【effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the structure board | substrate provided with the microprojection group made from an organic polymer which can control a dimension, an aspect-ratio, etc. freely can be provided. In addition, since an organic polymer is used to manufacture the microprojections, an inexpensive structural substrate can be provided that can be formed by a simple manufacturing technique called pressing.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は有機ポリマーの微小突起群を備え、該微小突起群の傾斜角度を熱制御で変える構造基板及びその製造方法に関し、またそれを用いたアクチュエータ素子,調光素子,流路チップ等に関する。 The present invention relates to a structure substrate having an organic polymer microprojection group and changing the inclination angle of the microprojection group by thermal control, and a manufacturing method thereof, and also relates to an actuator element, a light control element, a flow path chip and the like using the structural substrate.
特開2003−111456号では、繊毛運動を行う任意の側壁に取り付けられた複数の圧電アクチュエータ素子を利用して、移動体が該側壁に沿って所定の方法へ移動する圧電アクチュエータが開示されている。前記各アクチュエータ素子は金属製の基体、該基体の両面に設けられたPZT等の圧電セラミックから成る圧電素子、そして複数の電極とから構成されている。そして複数のアクチュエータ素子が位相差発生素子と共に任意の側壁に配置される。前記位相差発生素子は、複数のアクチュエータ素子各々の電極に送る電流に所定の位相差を発生させるために、投入電流に対して所定の位相遅延をかけて、前記圧電アクチュエータ素子に送る電流の位相を制御するものである。そして、開示された圧電アクチュエータは、従来の電磁方式,電動方式,油圧・空圧方式に比べて小型化,軽量化が容易であり、装置が簡単なため安価に提供できるとされており、平面上での移動体の移動,細管内部での移動体の移動,細管の内部を検査するマイクロマシンの探査ロボット、そして表示装置などへの応用が検討されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-111456 discloses a piezoelectric actuator in which a moving body moves to a predetermined method along the side wall using a plurality of piezoelectric actuator elements attached to an arbitrary side wall that performs cilia movement. . Each actuator element comprises a metal base, a piezoelectric element made of piezoelectric ceramic such as PZT provided on both sides of the base, and a plurality of electrodes. A plurality of actuator elements are arranged on an arbitrary side wall together with the phase difference generating element. The phase difference generating element applies a predetermined phase delay to the input current to generate a predetermined phase difference in the current sent to the electrodes of each of the plurality of actuator elements, and the phase of the current sent to the piezoelectric actuator element Is to control. The disclosed piezoelectric actuator is easier to reduce in size and weight than the conventional electromagnetic, electric, and hydraulic / pneumatic methods, and can be provided at low cost because the device is simple. Application to the above-mentioned movement of moving bodies, movement of moving bodies inside narrow tubes, micromachine exploration robots that inspect the inside of narrow tubes, and display devices are being studied.
また、従来、光透過率/反射率を制御するいわゆる調光手段として、物理的に調光するブラインドや着色フィルム,光や熱によって色調を変化させるフォトクロミック材料やサーモクロミック材料、そして電気的に調光する液晶などが知られている。そして、前記調光手段の用途先は、家屋や車の窓ガラス用日射制御機構,ディスプレイなどの表示装置,記録シートなど幅広い。 Conventionally, as a so-called dimming means for controlling light transmittance / reflectance, a blind or colored film that is physically dimmed, a photochromic material or a thermochromic material that changes its color tone by light or heat, and an electric dimmer Liquid crystals that emit light are known. The dimming means can be used for a wide variety of purposes, such as solar radiation control mechanisms for window glass of houses and cars, display devices such as displays, and recording sheets.
ブラインドや着色フィルムは、簡便で安価な調光手段として、大面積での日射調整などにしばしば使用されているが、光量や色調の微妙な制御が容易でない。 Blinds and colored films are often used as a simple and inexpensive dimming means for adjusting solar radiation over a large area, but delicate control of light intensity and color tone is not easy.
フォトクロミック材料は光強度に応じて色調を変化させることができ、サーモクロミック材料は温度に応じて色調が変化させることができ、センサー,情報記録,調光ガラスなどへの応用が検討されている。 The photochromic material can change the color tone according to the light intensity, and the thermochromic material can change the color tone according to the temperature, and its application to sensors, information recording, light control glass, and the like has been studied.
液晶は電圧の印加のありなしによる分子配向の違いによって透明状態、あるいは白濁状態に可逆的に変化させることができる。すなわち、電気信号のみで実用的な範囲で精度よく光量や色調を調整できる利点があることから、車の窓ガラス用日射制御機構,ディスプレイなどの表示装置などに応用されている。 The liquid crystal can be reversibly changed to a transparent state or a cloudy state depending on a difference in molecular orientation depending on whether or not voltage is applied. In other words, it has the advantage of being able to adjust the light quantity and color tone with high accuracy within a practical range using only electrical signals, and is therefore applied to solar radiation control mechanisms for car window glass, display devices such as displays, and the like.
上記の特許文献1記載の技術では、圧電アクチュエータ素子が金属製の基体、該基体の両面に設けられたPZT等の圧電セラミックから成る圧電素子、そして複数の電極の各部品で構成されている。そのため、構造が複雑になるうえ、各部品を組上げる工程が必要になる。さらに、複数の圧電アクチュエータ素子を任意の側壁に取り付ける工程も必要になることから全工程が複雑になる。
In the technique described in
他方、調光手段としてフォトクロミック材料やサーモクロミック材料を用いた場合、調光状態を一定に保つことが困難であるうえ、繰返し安定性に問題があると指摘されている。 On the other hand, when a photochromic material or a thermochromic material is used as the light control means, it has been pointed out that it is difficult to keep the light control state constant and that there is a problem in repeated stability.
また、液晶を用いた調光手段は一対の透明電極を基板全面に必要とし、その構成は複雑である。 Further, the light control means using liquid crystal requires a pair of transparent electrodes over the entire surface of the substrate, and the configuration is complicated.
本発明の微小突起群を備えた構造基板は、有機ポリマー製の基体に、該基体から伸びた有機ポリマー製の微小突起群を有し、該微小突起群の表面の少なくとも一部が基体とは異なる材料で形成されていることを特徴とする。 The structural substrate having the microprojection group of the present invention has an organic polymer microprojection group extending from the organic polymer base, and at least a part of the surface of the microprojection group is defined as the base. It is characterized by being formed of different materials.
また、本発明は有機ポリマー製の前記微小突起群を形成した後、該微小突起群の表面の一部に基体とは熱膨張係数の異なる材料から成る層を形成し、前記微小突起群の傾斜角度を熱制御によって変えることを特徴とする。 In the present invention, after forming the microprojection group made of an organic polymer, a layer made of a material having a coefficient of thermal expansion different from that of the base is formed on a part of the surface of the microprojection group. The angle is changed by thermal control.
なお、本発明の微小突起群を備えた構造基板はフィルムやシートも含むものである。本発明において、有機ポリマーは、特に断りがない限り、有機ポリマーのみを意味する他、これに無機フィラーを添加したり、有機ポリマーに化学修飾したりして、物性を変化させたものも含む。 In addition, the structure board | substrate provided with the microprotrusion group of this invention also contains a film and a sheet | seat. In the present invention, unless otherwise specified, the organic polymer means only the organic polymer, and also includes those whose physical properties are changed by adding an inorganic filler thereto or chemically modifying the organic polymer.
本発明は、前記微小突起群の傾斜角度を熱制御によって変え、該微小突起群上に載せられた物体の位置や角度を変化させることを特徴する。 The present invention is characterized in that the inclination angle of the microprojection group is changed by thermal control to change the position and angle of an object placed on the microprojection group.
本発明は、前記微小突起群の傾斜角度を熱制御によって変え、構造基板に入射する光の透過率又は反射率を制御することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the tilt angle of the microprojection group is changed by thermal control to control the transmittance or reflectance of light incident on the structure substrate.
本発明は、前記有機ポリマー製の微小突起群が流路内に形成されており、前記微小突起群の傾斜角度を熱制御によって変えることで流量を変化させることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the micro-projections made of the organic polymer are formed in a flow path, and the flow rate is changed by changing the inclination angle of the micro-projections by thermal control.
前記微小突起群の有機ポリマーの形状は柱状であり、その相当直径が10nmから500μm、高さが50nmから5000μmであって、該柱状微小突起群の高さ(H)に対する相当直径(D)の比(H/D)が1以上であることが望ましい。アスペクト比がある程度大きい方が、機能性基板又は機能性素子としての任意の特性が設計でき、それだけ用途が広がるからである。 The shape of the organic polymer of the microprojection group is columnar, the equivalent diameter is 10 nm to 500 μm, the height is 50 nm to 5000 μm, and the equivalent diameter (D) with respect to the height (H) of the columnar microprojection group The ratio (H / D) is desirably 1 or more. This is because, when the aspect ratio is somewhat large, arbitrary characteristics as a functional substrate or a functional element can be designed, and the use is expanded accordingly.
本発明において、柱状微小突起の相当直径とは、突起の中間位置における相当直径である。なお、相当直径という語を用いたのは、突起の断面が必ずしも円形ではなく、楕円,多角形,非対称形などの場合があるためで、本発明ではこれらを全て包含するために相当直径を用いている。アスペクト比(H/D)としては、4から30がより好ましい。しかし、構造的な強度の点から100以下が好ましい。 In the present invention, the equivalent diameter of the columnar microprotrusions is an equivalent diameter at an intermediate position of the protrusions. The term equivalent diameter is used because the cross section of the protrusion is not necessarily circular but may be an ellipse, a polygon, an asymmetric shape, etc. In the present invention, the equivalent diameter is used to encompass all of these. ing. The aspect ratio (H / D) is more preferably 4 to 30. However, 100 or less is preferable from the viewpoint of structural strength.
前記微小突起群の有機ポリマーの形状は壁状であってもよく、その相当幅が10nmから500μm、相当長さが相当幅の2倍以上、高さが50nmから5000μmであって、該壁状微小突起群の高さ(H)に対する相当幅(W)の比(W/D)が4〜30がより好ましい。しかし、構造的な強度の点から100以下が好ましい。 The shape of the organic polymer of the microprojection group may be a wall shape, the equivalent width is 10 nm to 500 μm, the equivalent length is twice or more the equivalent width, and the height is 50 nm to 5000 μm. The ratio (W / D) of the equivalent width (W) to the height (H) of the microprojection group is more preferably 4-30. However, 100 or less is preferable from the viewpoint of structural strength.
本発明の微小突起群を備えた基板またはフィルムは、特定の配列をもつ凹部群(以下、ピット群と称する)を形成した微小成形型(精密金型)を用いて、熱可塑性樹脂又は未硬化の熱硬化性樹脂の薄膜に押し付けて、上記ピット群の型に従ってパターンを形成する。 The substrate or film provided with the microprojection group of the present invention is a thermoplastic resin or uncured by using a micromold (precision mold) in which a concave group having a specific arrangement (hereinafter referred to as a pit group) is formed. A pattern is formed according to the type of the pit group.
上記成形型はたとえば石英で作られる。上記成形型を上記薄膜から引き離すことで、微小突起群が形成される。特にモールド(成形型)の凹凸群(ピット群)のアスペクト比によって突起物の高さの調整が可能となり、モールドに形成する凹部の位置と開口面積によって突起物の位置と底面積を調整できる。なお、上記成形型を上記薄膜から引き離すときに、上記ピットに入り込んだ熱可塑性樹脂又は未硬化の光硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を引き伸して、所望の微小突起群を形成してもよい。この製造法に関しては、後に詳細に説明する。 The mold is made of quartz, for example. By pulling the mold away from the thin film, a group of minute protrusions is formed. In particular, the height of the protrusion can be adjusted by the aspect ratio of the unevenness group (pit group) of the mold (molding die), and the position and bottom area of the protrusion can be adjusted by the position of the recess formed in the mold and the opening area. When the mold is separated from the thin film, the thermoplastic resin that has entered the pit, the uncured photocurable resin, or the thermosetting resin may be stretched to form a desired group of microprojections. Good. This manufacturing method will be described in detail later.
該微小突起群を構成する突起物は、先端部の相当面積よりも底面部の相当面積がわずかに大きい。これにより、樹脂製の微小突起物の自立性,自己支持性を確保する上で有利であり、また、微小突起物は、該基体と接した根元から先端部に向けて細くなる部分を有している。また、前記微小突起群と前記基体の材料が同じであることが望ましい。特に、該突起物と該突起物が接続している基板が一体となっていることが好ましい。本発明の微小突起群は、微小突起物が密集した構造とすることができるため、これにより個々の微小突起物が潰れにくく、基体から取れにくい性質とすることが可能である。 The projections constituting the microprojection group have a slightly larger equivalent area of the bottom surface than the equivalent area of the tip. This is advantageous in ensuring the self-supporting and self-supporting properties of the resin-made microprojections, and the microprojections have a portion that becomes narrower from the root in contact with the base toward the tip. ing. Moreover, it is desirable that the microprojection group and the base material are the same. In particular, the protrusion and the substrate to which the protrusion is connected are preferably integrated. Since the microprojection group of the present invention can have a structure in which microprojections are densely packed, individual microprojections can be made difficult to be crushed and removed from the substrate.
上記微小突起群は、製造工程上、前記有機材料が熱可塑性高分子材料又は未硬化の光硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂であってもよい。前記有機材料が熱可塑性の光硬化性高分子材料を用いても良い。たとえば、微小突起群の主成分がシクロオレフィンポリマー,ポリメチルメタクリレート(PMMA),ポリスチレン,ポリカーボネート,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリ乳酸,ポリプロピレン,ポリエチレン,ポリビニルアルコール,ABS樹脂,AS樹脂,ポリアミド,ポリアセタール,ポリブチレンテレフタレート,ガラス強化ポリエチレンテレフタレート,変成ポリフェニレンエーテル,ポリ塩化ビニル,ポリフェニレンスルフィド,ポリエーテルエーテルケトン,液晶性ポリマー,フッ素樹脂,ポリアレート,ポリスルフォン,ポリエーテルスルフォン,ポリアミドイミド,ポリエーテルイミド,熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂,フェノール樹脂,メラミン樹脂,ユリア樹脂,エポキシ樹脂,不飽和ポリエステル樹脂,シリコーン樹脂,ジアリルフタレート樹脂,ポリアミドビスマレイミド,ポリビスアミドトリアゾール等の熱硬化性樹脂、これらを2種以上混合した材料、あるいは感光性物質を添加した光硬化性の材料などがある。また、これらの材料に酸化防止剤,難燃剤等を添加してもよい。 In the microprojection group, the organic material may be a thermoplastic polymer material, an uncured photocurable resin, or a thermosetting resin in the manufacturing process. The organic material may be a thermoplastic photocurable polymer material. For example, the main component of the microprojection group is cycloolefin polymer, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene, polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), polylactic acid, polypropylene, polyethylene, polyvinyl alcohol, ABS resin, AS resin, polyamide, polyacetal, Polybutylene terephthalate, glass reinforced polyethylene terephthalate, modified polyphenylene ether, polyvinyl chloride, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, liquid crystalline polymer, fluororesin, polyarate, polysulfone, polyethersulfone, polyamideimide, polyetherimide, thermoplastic Thermoplastic resin such as polyimide, phenol resin, melamine resin, urea resin, epoxy resin, unsaturated polyester Resin, silicone resin, diallyl phthalate resin, polyamide bismaleimide, poly bisamide thermosetting resin triazole and the like, and the like these blended material of two or more or photocurable material a photosensitive substance is added. Moreover, you may add antioxidant, a flame retardant, etc. to these materials.
熱可塑性樹脂の薄膜に前述の成形型を押し付け、これを引き剥がす際に、ピット内に圧入された樹脂が引き伸ばされて、突起の相当直径又は相当幅がピットの内径又は内幅よりもわずかに小さい、しかしピット深さよりも長い微小突起群を形成できる。どの程度の相当直径又は幅でどの程度の長さの微小突起になるかは、用いる樹脂の種類,物性(分子量など),成形条件(ピット深さ,温度,成形圧力など)によって変わるので、予め種々の実験によって、確認しておくのが良い。 When the aforementioned mold is pressed against the thin film of thermoplastic resin and peeled off, the resin press-fitted into the pit is stretched so that the equivalent diameter or equivalent width of the protrusion is slightly smaller than the inner diameter or inner width of the pit. Small projections can be formed which are small but longer than the pit depth. How much of the equivalent diameter or width and how long the microprojections become depends on the type of resin used, physical properties (molecular weight, etc.), and molding conditions (pit depth, temperature, molding pressure, etc.). It is good to confirm by various experiments.
前記熱硬化性樹脂の薄膜が未硬化の状態にあるときに、所定の配列を持ったピットを形成した精密金型を押し付けて、引き剥がすことにより、目的の形状をもった微小突起群が形成される。次にこれを熱硬化,光硬化などにより硬化させることにより、機械的強度の高い機能性基板を得ることができる。熱硬化性樹脂の硬化にあたっては、樹脂が溶融して流れたり、変形したりしないような条件を選ぶため、硬化温度や加熱プロファイルを検討する。なお、熱硬化性樹脂に硬化剤や硬化促進剤を添加しても良いことは当然である。 When the thin film of the thermosetting resin is in an uncured state, a precision mold having pits with a predetermined arrangement is pressed and peeled to form a group of minute protrusions with the desired shape. Is done. Next, a functional substrate with high mechanical strength can be obtained by curing this by heat curing, photocuring or the like. In curing the thermosetting resin, a curing temperature and a heating profile are examined in order to select conditions such that the resin does not melt and flow or deform. Of course, a curing agent or a curing accelerator may be added to the thermosetting resin.
前記柱状微小突起群の表面の一部に形成される材料としては、前記微小突起群を形成する有機ポリマーとは熱膨張係数が異なる材料であればよく、樹脂,酸化膜,金属等を用いることができる。たとえば、酸化物や金属には、Si,Zr,Th,Mg,Al,Y,
Hf,Sc,Ti,Ta,Li,Nb,Ta,Zn,Nb,F,Zn,S,Ni,Au,Ag,Cuなどの元素が含まる。また、前記微小突起群を形成する有機ポリマーとは熱膨張係数が異なる樹脂,酸化膜,金属は、蒸着,スパッタ,メッキなどの薄膜形成技術で微小突起群の表面の一部に形成される。後に説明する微小突起群の温度制御による傾斜角の変化は、用いる微小突起群を形成する有機ポリマー,前記微小突起群の表面の一部に形成する材料,厚さによって変わるので、予め種々の実験によって、確認しておくのが良い。
The material formed on a part of the surface of the columnar microprojection group may be any material having a different thermal expansion coefficient from the organic polymer forming the microprojection group, and resin, oxide film, metal, or the like is used. Can do. For example, oxides and metals include Si, Zr, Th, Mg, Al, Y,
Elements such as Hf, Sc, Ti, Ta, Li, Nb, Ta, Zn, Nb, F, Zn, S, Ni, Au, Ag, and Cu are included. The resin, oxide film, and metal having a different thermal expansion coefficient from the organic polymer forming the microprojection group are formed on a part of the surface of the microprojection group by a thin film forming technique such as vapor deposition, sputtering, or plating. The change in the inclination angle by controlling the temperature of the microprojection group, which will be described later, depends on the organic polymer that forms the microprojection group to be used, the material that is formed on a part of the surface of the microprojection group, and the thickness. It is good to confirm by.
本発明によれば、寸法,アスペクト比などが自由に制御できる有機ポリマー製の微小突起群を備えた構造基板を提供することができる。また、微小突起群を製造するのに、有機ポリマーを使用するので、プレスという簡便な製造技術で形成でき、安価な構造基板を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the structure board | substrate provided with the microprotrusion group made from an organic polymer which can control a dimension, an aspect-ratio, etc. freely can be provided. In addition, since an organic polymer is used to manufacture the microprojections, an inexpensive structural substrate can be provided that can be formed by a simple manufacturing technique called pressing.
アスペクト比の小さい微小突起物を作るのは容易であるが、nm単位の微小突起でしかもアスペクト比が4以上と大きいものを簡単な方法で形成することができる。従って種々の用途に展開できるnmオーダーの構造基板が得られる。また、突起物の中心位置間の距離(ピッチ,P)を位置によって変え、変化した機能を与えることも可能である。 Although it is easy to produce a microprojection having a small aspect ratio, it is possible to form a microprojection with a nanometer unit and a large aspect ratio of 4 or more by a simple method. Accordingly, it is possible to obtain a structural substrate on the order of nm that can be developed for various uses. It is also possible to change the distance (pitch, P) between the center positions of the protrusions depending on the position and give a changed function.
(実施例1)
図1は本実施例で作製した微小突起群104を備えた構造基板100の概略斜視図である。微小突起群104の材質はPMMAで、分子量は2万から60万である。微小突起群104と同じ有機ポリマーからなる基体102は、突起群と連続していて突起群を、しっかりと固定している。図1においては、微小突起群104は同じ形状で、縦,横方向に整列されているが、ランダムに形成されていても良い。また、突起群の高さ寸法,アスペクト比が、突起物が形成されている位置によって変化していても良い。このような変化は、本発明の製造法によってなし得る特徴である。
Example 1
FIG. 1 is a schematic perspective view of a
更に又、突起群の一部を欠損して、特定の機能を与えることもできる。本発明の方法によれば、予め金型に突起群の欠損部分を形成しておくことにより、1工程で欠損部分を有する機能性基体を容易に形成することができる。 Furthermore, a specific function can be given by deleting a part of the projection group. According to the method of the present invention, it is possible to easily form a functional substrate having a defect portion in one step by previously forming a defect portion of the projection group on the mold.
微小突起群104を形成した後に、前記柱状微小突起群の表面の一部にアルミ層を形成する。このとき前記微小突起群104を形成するPMMAの熱膨張係数は80×10-6/℃、アルミの熱膨張係数は4×10-6/℃であることから、後に説明する微小突起群の温度制御による傾斜角制御が可能になる。
After forming the
(実施例2)
図2は他の実施例による突起群を備えた構造基板200の構造を示す斜視図であり、図3は微小突起物204の側面構造を示す図である。図4は図2,図3に示す微小突起群を備えた構造基板の製造工程を示すフローチャートである。
(Example 2)
FIG. 2 is a perspective view showing a structure of a
図2及び図3において、柱状微小突起物204の高さは3μmで、相当直径は根元で
330nm、中間高さ位置で300nmである。柱状微小突起物204は上部約1μmの部分は平滑な表面状態であり、根元から約2μmの部分の表面は、図3に示すように、横方向の縞模様209を有する。
2 and 3, the height of the
柱状微小突起物204は一定のピッチPで形成され、底面の相当直径が330nmで、高さが3μmなので、底面におけるアスペクト比は9である。また、微小突起物204の中間高さ位置の相当直径は300nmであるので、中間高さ位置のアスペクト比は10で、4以上の十分に大きいアスペクト比である。なお、本発明で単にアスペクト比という場合は、特に断りがない場合は、微小突起物の中間高さ位置における値である。
Since the
また、柱状微小突起物204は先端部が底面部より小さくなっており、末広がり状であることが分かる。本実施例では、柱状微小突起物の形状は根本から先端にかけて細くなっていく形状であるが、例えば、根本から先端にかけて細くなり先端部が膨らんだ形状でもよい。本発明の柱状微小突起物は、根本から先端部にかけて細くなる部分を有することが特徴の一つである。突起物の先端部が突起物の底面部より小さく末広がり状であるため、突起物が基板から取れにくい。また、突起物が下地の材料と同じであるため突起物が下地から取れにくい。
Moreover, it can be seen that the
また、柱状微小突起物204は下地膜(薄膜)202と同じPMMAでできている。また、柱状微小突起物204は下地膜202に接続されており、一体化している。
The
微小突起群を形成した後に、前記柱状微小突起群の表面の一部にアルミ層を形成する。このとき前記微小突起群を形成するPMMAの熱膨張係数は80×10-6/℃、アルミの熱膨張係数は4×10-6/℃であることから、後に説明する微小突起群の温度制御による傾斜角制御が可能になる。 After forming the microprojection group, an aluminum layer is formed on a part of the surface of the columnar microprojection group. At this time, the thermal expansion coefficient of PMMA forming the microprojection group is 80 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion coefficient of aluminum is 4 × 10 −6 / ° C. Therefore, the temperature control of the microprojection group described later is performed. The tilt angle can be controlled by.
図2は図4の製造法で作製した突起群を備えた構造基板200の斜視図である。構造基板200は、厚さ0.5μm の薄膜202(PMMA),厚さ550μmで幅100ミリメートルのガラス製第1基板203,PMMAを主成分とする相当直径300nmの柱状微小突起物204、及び該柱状微小突起物204の表面の1部に形成された平均厚さ100ナノメートルのアルミ膜からなる。
FIG. 2 is a perspective view of a
なお、本実施例では、柱状微小突起物204と下地膜202の材料としてPMMAを用いた。しかし、シクロオレフィンポリマー,ポリスチレン,ポリカーボネート,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリ乳酸,ポリプロピレンなど、あるいは前述の他の材料を用いても良い。
In this embodiment, PMMA is used as the material for the columnar microprojections 204 and the
また、本実施例では、前記柱状微小突起群の表面の一部にアルミ層を形成した。しかし、アルミ,ニッケル,金,Al2O3,SiO2など、あるいは前述の他の材料を用いても良い。 In this example, an aluminum layer was formed on a part of the surface of the columnar microprojection group. However, aluminum, nickel, gold, Al 2 O 3, etc. SiO 2, or may be used the above-mentioned other materials.
微小突起群を備えた構造基板の主要部の製造法を図8に示した。基板401には直径
150ミリメートルのガラス製ウエハを用いた。基板401の表面にスピンコート法で分子量120,00のPMMAの樹脂膜404を塗布した。樹脂膜404の厚さは1.5μmである。次に、表面にピットを形成したモールド405を樹脂膜404にプレスした。モールド405は結晶方位(100)を有し、直径150ミリメートルのシリコンウエハである。モールド405を垂直に引き上げ柱状微小突起物406を形成した。図8に示すように、柱状微小突起物406のアスペクト比は、モールド405のピットのアスペクト比(約1)の約4倍である。アスペクト比の大きいnmレベルのピットをモールド405に形成することは一般に困難であるが、本実施例の手法を用いればアスペクト比の大きい柱状微小突起物406を容易に形成することができる。
FIG. 8 shows a manufacturing method of the main part of the structural substrate having the microprojections. As the
なお、本実施例では、直径150ミリメートルのガラス製ウエハを基板401として用いたが、基板401はガラス製ウエハに限られない。例えばガラスを除く無機物,ポリカーボネートなどの有機物、あるいはこれらの積層構造体を用いてもよい。
In this embodiment, a glass wafer having a diameter of 150 mm is used as the
また、本実施例では、基板401の表面にPMMA製の樹脂膜404を形成したが、樹脂膜404はPMMAのほかに、例えばシクロオレフィンポリマー,ポリスチレン,ポリカーボネート,ポリプロピレンなどの有機ポリマー等を用いることができる。またこれらのポリマーにシリカなどの無機物を添加してもよい。
In this embodiment, the
また、本実施例では、モールド405に結晶方位が(100)で、直径150ミリメートルのシリコンウエハを用いたが、ニッケルなどの金属薄膜やPDMS(熱硬化性又は光硬化性ポリジメチルシロキサン)などの有機物でもよい。
In this embodiment, a silicon wafer having a crystal orientation of (100) and a diameter of 150 millimeters was used as the
また、モールド405の凹部(ピット)の深さや樹脂膜404の厚さや粘度を調整することで柱状微小突起物406の直径や高さを制御できる。モールド405の凹部の開口面積を大きくすることで柱状微小突起物406の底部の大きさを制御できる。さらに、モールド405のピットの位置を制御することにより、柱状微小突起物406を形成する位置を制御することができる。
Further, the diameter and height of the
また、柱状微小突起物406の材料を熱可塑性樹脂にすることにより、柱状微小突起物406の形成時の温度を調整し、柱状微小突起物406の形状を容易に制御できる。更に、柱状微小突起物406を光硬化性材料とすることにより、柱状微小突起物406の形成時に光照射して柱状微小突起物406の形状を容易に制御できる。
Further, by using a thermoplastic resin as the material of the
次に、突起群を備えた構造基板200の製造方法について詳細に説明する。図4は、図2,図3に示した本実施例による構造基板200の製造方法を示すフロー図である。
Next, the manufacturing method of the
始めに、PMMA(溶媒;エチルセロソルブ)をスピンコートして、図4(a)に示すように、ガラス製の基板401上に第1の樹脂膜404を形成した。
First, PMMA (solvent; ethyl cellosolve) was spin-coated to form a
次に、表面に深さ1μm,直径500nmのピットをピッチ1μmで形成した図4(b)に示すモールド(精密金型)405を第1の樹脂膜404にプレスして樹脂膜の一部をピット内に圧入した後、モールド405を剥離した。これにより、図4(c)に示すように、柱状微小突起物406を形成した。
Next, a mold (precise mold) 405 shown in FIG. 4B in which pits having a depth of 1 μm and a diameter of 500 nm are formed on the surface with a pitch of 1 μm is pressed onto the
柱状微小突起群の形状は、図2に示すように、柱状微小突起物204は、高さ3μmで1μmの周期(ピッチ,P)で配列している。柱状突起の高さ方向の中間位置における相当直径は、300nmで、根元で330nmである。柱状微小突起物204は上部約1
μmの部分は、図3に示すように平滑な表面状態であり、根元から約2μmの部分の表面は縞模様209又は膨大部を有する場合がある。
As shown in FIG. 2, the
The part of μm has a smooth surface state as shown in FIG. 3, and the surface of the part of about 2 μm from the root may have a
また、柱状微小突起物204の中間高さの相当直径が300nmで、高さが3μmなので、高さと一辺の比(アスペクト比)は10となり、4より十分大きいことが分かる。また、柱状微小突起物204の先端部の断面積が、底面部の断面積より小さく、末広がり状であることが分かる。また、柱状微小突起物204は薄膜202と同じPMMAでできている。また、柱状微小突起物204は薄膜202に接続されており、一体化している。
Moreover, since the equivalent diameter of the intermediate height of the
理由はまだ解明されていないが、モールドを樹脂膜から引き剥がした場合に、微小突起物の先端部に、その直径方向に拡大した部分が形成されることがある。この膨大部があっても、微小突起群の機能が損なわれることはない。本発明はこのような構造も包含する。 Although the reason has not yet been elucidated, when the mold is peeled off from the resin film, a portion enlarged in the diameter direction may be formed at the tip of the microprojection. Even if there is this enormous portion, the function of the microprojection group is not impaired. The present invention also includes such a structure.
次に図4(d)に示すように柱状微小突起物406の表面の一部にアルミ層409をスパッタ技術で堆積させることで突起群を備えた構造基板200を得た。なお、アルミ原子の粒子が柱状微小突起物の1側面に衝突するように、柱状微小突起物406が形成されたガラス基板401をスパッタ装置に配置した。
Next, as shown in FIG. 4D, an
本発明における柱状微小突起が図2に示す形状でなければならないことはないが、以下に説明する熱可塑性樹脂膜のプレスモールド法で柱状微小突起群を作るときは、図2及び図3のようになるのが一般的である。即ち、微小突起物204の上端は下端よりも断面積が小さく、図3に示すように、突起物の上部は平滑であるが、下部は横方向に何本かの線209が入る場合がある。この線が生成する理由は解明されていないが、これがプレスモールド法による柱状微小突起の形状的特徴の1つである。
The columnar microprojections in the present invention do not have to have the shape shown in FIG. 2, but when the columnar microprojections are formed by the press molding method of a thermoplastic resin film described below, as shown in FIGS. It is common to become. That is, the upper end of the
本実施例では微小突起物204,406や樹脂膜404の主成分はPMMAであった。しかし、他の熱可塑性樹脂例えば、シクロオレフィンポリマー,ポリスチレン,ポリカーボネート,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリ乳酸又はポリプロピレンを含む高分子材料でもよい。
In this embodiment, the main component of the
また本実施例では、前記柱状微小突起群の表面の一部にアルミ層を形成した。しかし、他の前記微小突起群を形成する有機ポリマーとは熱膨張係数が異なる樹脂,酸化膜,金属でもよい。例えば、アルミ,ニッケル,金,Al2O3,SiO2などでもよい。 In this example, an aluminum layer was formed on a part of the surface of the columnar microprojection group. However, it may be a resin, an oxide film, or a metal having a different thermal expansion coefficient from that of the other organic polymer forming the microprojection group. For example, aluminum, nickel, gold, Al 2 O 3 , SiO 2 or the like may be used.
以上のように、微小突起群を備えた構造基板200の柱状微小突起物204はプレス成形で形成されており、従来の半導体プロセスのようなドライエッチングやフォトリソグラフィを必要とせず、低コストで微小突起群を備えた構造基板200を製造できる効果がある。
As described above, the
本実施例の微小突起群を備えた構造基板200は、微小突起群の傾斜角度を熱制御によって変えることができる。本実施例では、前記微小突起群を形成するPMMAの熱膨張係数は80×10-6/℃、アルミの熱膨張係数は4×10-6/℃であることから、後に説明する微小突起群の温度制御による傾斜角制御が可能になる。
The
(実施例3)
図5は本発明の微小突起群を備えた構造基板200をアクチュエータ素子に適用した構造を示す斜視図である。
(Example 3)
FIG. 5 is a perspective view showing a structure in which the
図5において、壁状微小突起物204の高さは320μmで、相当幅は40nm、相当長さ200nmである。
In FIG. 5, the height of the wall-shaped
壁状微小突起物204は一定のピッチPで形成され、相当幅が40nmで、高さが
320μmなので、アスペクト比は8で、4以上の十分に大きいアスペクト比である。
The wall-shaped
また、壁状微小突起物204は下地膜(樹脂膜)502と同じPMMAでできている。また、壁状微小突起物204は下地膜202に接続されており、一体化している。
The wall-shaped
突起群を形成した後に、前記壁状微小突起群の表面の一部にアルミ層を形成する。このとき前記微小突起群を形成するPMMAの熱膨張係数は80×10-6/℃、アルミの熱膨張係数は4×10-6/℃であることから、微小突起群の温度制御による傾斜角制御が可能になる。 After forming the projection group, an aluminum layer is formed on a part of the surface of the wall-shaped microprojection group. At this time, the thermal expansion coefficient of PMMA forming the microprojection group is 80 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion coefficient of aluminum is 4 × 10 −6 / ° C. Therefore, the inclination angle by temperature control of the microprojection group Control becomes possible.
図5は前記実施例1と同じ製造方法で作製された微小突起群を備えたアクチュエータ素子200の斜視図である。アクチュエータ素子200は、厚さ0.5μm の薄膜202
(PMMA),厚さ550μmで幅100ミリメートルのガラス製第1基板203,PMMAを主成分とする相当幅40nmの壁状微小突起物204、及び該壁状微小突起物204の表面の1部に形成された平均厚さ40ナノメートルのアルミ膜からなる。
FIG. 5 is a perspective view of an
(PMMA), a glass
なお、本実施例では、壁状微小突起物204と下地膜202の材料としてPMMAを用いた。しかし、シクロオレフィンポリマー,ポリスチレン,ポリカーボネート,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリ乳酸,ポリプロピレンなど、あるいは前述の他の材料を用いても良い。
In this embodiment, PMMA is used as the material for the wall-shaped
また、本実施例では、前記壁状微小突起群の表面の一部にアルミ層を形成した。しかし、アルミ,ニッケル,金,Al2O3,SiO2 など、あるいは前述の他の材料を用いても良い。 In this example, an aluminum layer was formed on a part of the surface of the wall-shaped microprojection group. However, aluminum, nickel, gold, Al 2 O 3, etc. SiO 2, or may be used the above-mentioned other materials.
本実施例の微小突起群を備えたアクチュエータ素子の主要部の製造法は前記実施例1と同じである。ただし、壁状微小突起物206のアスペクト比は、モールドのピットのアスペクト比(約1)の約3倍である。 The manufacturing method of the main part of the actuator element provided with the microprojection group of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. However, the aspect ratio of the wall-shaped microprojections 206 is about three times the aspect ratio (about 1) of the pits of the mold.
以上のように、微小突起群を備えたアクチュエータ素子200の壁状微小突起物204はプレス成形で形成されており、従来の半導体プロセスのようなドライエッチングやフォトリソグラフィを必要とせず、微小突起群を備えたアクチュエータ素子200を製造できる効果がある。
As described above, the wall-shaped
本実施例の微小突起群を備えたアクチュエータ素子200は、素子の基体裏に温度を制御する素子,制御回路等を配置し、微小突起物の温度を任意に変化させて微小突起物
204の傾斜角を制御し、該微小突起群上に載せられた移動体208を移動することができる。
In the
図6は移動体208が移動する様子を説明する図である。図6(a)は初期状態である。2種類の材料で構成される微小突起群に任意の温度分布を与えることで、各微小突起物は温度に応じて傾斜角を変え、図6(b)に示すように移動体208が移動する。また本実施例は図6(c)に示すように、微小突起群上の物207の設置角度のみを変化させることもできる。
FIG. 6 is a diagram for explaining how the moving
なお、本実施例の微小壁上突起はアルミ層を形成した側面を基板側に向ける方向に傾斜する際、微小壁状突起は湾曲しながら傾斜することもある。 In addition, when the protrusion on the minute wall in this embodiment is inclined in the direction in which the side surface on which the aluminum layer is formed is directed to the substrate side, the protrusion on the minute wall may be inclined while being curved.
(実施例4)
本実施例では、突起群を備えた構造基板200を温度変化により、入射光の透過率/反射率が変わる調光機能を有する光透過率/反射率制御素子に適用した一例を述べる。図7は本発明により作製した光透過率/反射率制御素子の概略構成図である。光透過率/反射率制御素子200は、厚さ0.5μm の薄膜202(PMMA),厚さ550μmで幅
100ミリメートルのガラス製基板203,PMMAを主成分とする相当幅40nm,相当長さ200nm,高さ320nmの壁状微小突起物204、及び該壁状微小突起物204の表面の1部に形成された平均厚さ40ナノメートルのアルミ層から構成されている。
Example 4
In this embodiment, an example will be described in which a
前記壁状微小突起群604を形成するPMMAの熱膨張係数は80×10-6/℃、アルミの熱膨張係数は4×10-6/℃であることから、微小突起群の温度制御による傾斜角制御が可能になる。図7(a)は本発明の光透過率/反射率制御素子の初期状態表す図である。基板周囲の温度が上昇するにつれて熱膨張係数の大きいPMMAの延びが大きくなり、図7(b)に示すように微小壁上突起群はアルミ層を形成した側面を基板側に向ける方向に傾斜して入射光の透過率を下げる。そして、傾斜した微小突起群の温度を下げることで微小突起群の傾きは元の状態に戻る。 The thermal expansion coefficient of PMMA forming the wall-shaped microprojection group 604 is 80 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion coefficient of aluminum is 4 × 10 −6 / ° C. Angle control becomes possible. FIG. 7A is a diagram showing an initial state of the light transmittance / reflectance control element of the present invention. As the temperature around the substrate rises, the extension of the PMMA having a large thermal expansion coefficient increases, and the projections on the minute wall are inclined in the direction in which the side surface on which the aluminum layer is formed faces the substrate side as shown in FIG. To reduce the transmittance of incident light. Then, the tilt of the microprojection group returns to the original state by lowering the temperature of the tilted microprojection group.
なお、微小壁上突起群はアルミ層を形成した側面を基板側に向ける方向に傾斜する際、微小壁状突起は湾曲しながら傾斜することもある。 When the projections on the minute wall are inclined in the direction in which the side surface on which the aluminum layer is formed is directed toward the substrate, the minute wall-shaped projections may be inclined while being curved.
本実施例の光透過率/反射率制御基板を窓ガラスに利用した場合、気温の高い時間帯には微小壁上突起群はアルミ層を形成した側面を基板側に向ける方向に傾斜して入射光の透過率を下げ、その透過率は通常の窓ガラスに比べて1/10以下に下げられた。 When the light transmittance / reflectance control substrate of this example is used for a window glass, the projections on the microwall are incident in a direction in which the side surface on which the aluminum layer is formed faces the substrate side in a high temperature period. The transmittance of light was lowered, and the transmittance was lowered to 1/10 or less as compared with a normal window glass.
本実施例では、微小突起群の表面の1部にアルミ層を形成したが、光の透過率が高い酸化膜の層を形成してもよい。例えば、平均厚さ40ナノメートルのAl2O3層を形成した場合、PMMAの熱膨張係数は80×10-6/℃、Al2O3の熱膨張係数は7×10-6/℃であることから、微小突起群の温度制御による傾斜角制御が可能になる。そして、本実施例の微小突起群を備えた構造基板を窓ガラスに利用した場合、温度が上昇するにつれて、微小壁上突起群はAl2O3層を形成した側面を基板側に向ける方向に傾斜して透過光の色調が変化し、イルミネーションガラスとして機能した。また、本発明はディスプレイに使用されているカラーフィルタ等の素子と組合わせることで表示デバイスにも応用可能である。 In this embodiment, the aluminum layer is formed on a portion of the surface of the microprojection group, but an oxide film layer having a high light transmittance may be formed. For example, when an Al 2 O 3 layer having an average thickness of 40 nanometers is formed, the thermal expansion coefficient of PMMA is 80 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion coefficient of Al 2 O 3 is 7 × 10 −6 / ° C. As a result, the tilt angle can be controlled by controlling the temperature of the microprojections. And when the structural substrate provided with the microprojection group of the present embodiment is used for the window glass, the microwall projections are directed in the direction in which the side surface on which the Al 2 O 3 layer is formed faces the substrate side as the temperature rises. The color of transmitted light was changed by tilting and functioned as an illumination glass. Further, the present invention can be applied to a display device by combining with an element such as a color filter used in a display.
(実施例5)
図9は図10の製造法で作製した微小突起群を備えた流路チップ500の構造を示す斜視図である。流路チップ500は高さ3μmの窒化シリコン製のスペーサー501,厚さ0.5μm の樹脂膜502(酸化防止剤,難燃剤を添加したPMMA),厚さ550μmで幅1ミリメートルのシリコン製第1基板503,ポリカーボネート製の第2基板507及びPMMAを主成分とする相当直径300nmの柱状微小突起物506からなる。
(Example 5)
FIG. 9 is a perspective view showing the structure of a
なお、本実施例では、柱状微小突起物506と樹脂膜502の材料としてPMMAを用いた。しかし、シクロオレフィンポリマー,ポリスチレン,ポリカーボネート,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリ乳酸,ポリプロピレンなど、あるいは前述の他の材料を用いても良い。
In this embodiment, PMMA is used as the material for the columnar microprojections 506 and the
次に、流路チップ500の製造方法について詳細に説明する。図10は、図9に示した本実施例による流路チップ500の製造方法を示すフロー図である。始めに、図10(a)に示すシリコン製の第1の基板503に図10(b)のようにプラズマCVD法で厚さ3μmの窒化シリコン膜511を堆積した。
Next, the manufacturing method of the
次にフォトリソグラフィ法によって、図10(c)に示すように、窒化シリコン膜511をパターニングしてスペーサー501を形成した。次に粒径2nmのシリカ超微粒子を5重量%添加したPMMA(溶媒;エチルセロソルブ)をスピンコートして、図10(d)に示すように、スペーサー501及び第1の基板503上に第1の樹脂膜502を形成した。
Next, as shown in FIG. 10C, the
次に、表面に深さ1μm,直径500nmのピットをピッチ1μmで形成した図10
(e)に示すモールド(精密金型)505を第1の樹脂膜502にプレスして樹脂膜の一部をピット内に圧入した後、モールド505を剥離した。これにより、図10(f)に示すように、柱状微小突起物506を形成した。なお、モールド505の背面に支持体509を設けて、樹脂膜への押圧力が一定になるようにし、かつ樹脂膜とモールド面が平行に維持されるようにする。
Next, pits having a depth of 1 μm and a diameter of 500 nm were formed on the surface with a pitch of 1 μm.
A mold (precision mold) 505 shown in (e) was pressed onto the
柱状微小突起群の形状は、図9に示すように、柱状微小突起物506は、高さ3μmで1μmの周期(ピッチ,P)で配列している。柱状突起の高さ方向の中間位置における相当直径は、300nmで、根元で330nmである。
As shown in FIG. 9, the
また、柱状微小突起物506の中間高さの相当直径が300nmで、高さが3μmなので、高さと一辺の比(アスペクト比)は10となり、4より十分大きいことが分かる。また、柱状微小突起物504の先端部の断面積が、底面部の断面積より小さく、末広がり状であることが分かる。また、柱状微小突起物506は樹脂膜502と同じPMMAでできている。また、柱状微小突起物506は樹脂膜502に接続されており、一体化している。
In addition, since the equivalent diameter of the intermediate height of the
図10(f)で得られた柱状微小突起物504の表面の一部に平均厚さ80ナノメートルAl2O3層をスパッタ技術で堆積させた。なお、アルミ原子の粒子が柱状微小突起物の1側面に衝突するように、柱状微小突起物506が形成された構造基板をスパッタ装置に配置した。
An Al 2 O 3 layer having an average thickness of 80 nanometers was deposited on a part of the surface of the columnar microprojections 504 obtained in FIG. Note that the structure substrate on which the
次に樹脂膜504と同じ成分の第2の樹脂膜513を、図10(g)に示すようにポリカーボネート製の第2の基板512にスピンコート法で形成した。次いで、第2の基板
512を図10(h)に示すように重ね合わせた。次に第1の基板503と第2の基板
512を圧力10MPaを掛けながら150℃で2分間加熱し、図9に示す流路チップ
500を得た。なお、図10(g)の工程において、樹脂膜502と樹脂膜508とは接合され一体となっている。
Next, a
図9に示すように、柱状微小突起物506は樹脂膜502と一体となっている。また、柱状微小突起物506は流路を流体が流れるように1μmの周期(ピッチ,P)で配置されている。
As shown in FIG. 9, the
本実施例では、微小突起群の表面の1部に平均厚さ80ナノメートルのAl2O3層を形成した。このとき、PMMAの熱膨張係数は80×10-6/℃、Al2O3の熱膨張係数は7×10-6/℃であることから、微小突起群の温度制御による傾斜角制御が可能になる。図11は本発明で作製した流路チップの動作を概略的に示した図である。図11(a)は定常状態の流路中の微小突起群を示している。このとき流路の実効的な断面積は小さく、流体は微小突起群に遮られ流量は少ない。そして、流路チップの温度を上げることで、図11(b)に示すように、微小壁上突起群はAl2O3層510を形成した側面を基板側に向ける方向に傾斜した。そして微小突起群の傾斜に伴い流路の実効的な断面積が増えることで流体の流量が増加した。また、温度を初期状態に戻すにつれて、微小突起群は図11(a)に示す状態に戻り、流路の実効的な断面積は小さくなり流量が現象した。結果として、本発明の流路チップでは流量調整が可能であった。 In this example, an Al 2 O 3 layer having an average thickness of 80 nanometers was formed on a part of the surface of the microprojection group. At this time, since the thermal expansion coefficient of PMMA is 80 × 10 −6 / ° C. and the thermal expansion coefficient of Al 2 O 3 is 7 × 10 −6 / ° C., the tilt angle can be controlled by controlling the temperature of the microprojection group. become. FIG. 11 is a diagram schematically showing the operation of the flow path chip manufactured according to the present invention. FIG. 11A shows a group of minute protrusions in the steady state flow path. At this time, the effective cross-sectional area of the flow path is small, and the fluid is blocked by the microprojections and the flow rate is small. Then, by raising the temperature of the flow path chip, as shown in FIG. 11B, the projections on the minute wall were inclined in the direction in which the side surface on which the Al 2 O 3 layer 510 was formed was directed to the substrate side. The flow rate of the fluid increased as the effective cross-sectional area of the flow path increased with the inclination of the microprojections. Further, as the temperature was returned to the initial state, the microprojection group returned to the state shown in FIG. 11A, and the effective cross-sectional area of the flow path became smaller and the flow rate phenomenon occurred. As a result, flow rate adjustment was possible with the channel chip of the present invention.
本実施例では柱状微小突起物506や樹脂膜502,513の主成分はPMMAであった。しかし、他の熱可塑性樹脂例えば、シクロオレフィンポリマー,ポリスチレン,ポリカーボネート,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリ乳酸又はポリプロピレンを含む高分子材料でもよい。流量は柱状微小突起物506の相当直径及び周期によっても変化する。
In this embodiment, the main component of the columnar microprojections 506 and the
100…光透過率/反射率制御基板、102…基体、104…微小突起群、200…構造基板、202…薄膜、203,401…基板、204…突起物、209…縞模様、404,502,508…樹脂膜、405,505…モールド、406,506…微小突起物、409…アルミ層、501…スペーサー、503…第1基板、507…第2基板、510…Al2O3層。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
A mold made of a material having a number of pits having a corresponding width of 10 microns or less and a hardness higher than that of the material is pressed on a base of a material mainly composed of an organic polymer so as to form a predetermined pattern. And a method of manufacturing a structural substrate having a wall-shaped microprojection group, including a step of press-fitting a part of the material into the pit and then forming the microwall-shaped projection group by peeling the mold from the material. .
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