マイクロ流体デバイス
【課題】マイクロポンプシステムを有するマイクロ流体デバイスにおいて、製造工程の簡素化を図ると共に、さらなる小型化を図る。
【解決手段】マイクロ流体デバイス１は、ガス発生部３を有する。ガス発生部３は、基板１０と、ガス発生層２０とを有している。基板１０は、第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとを有する。基板１０には、少なくとも第１の主面１０ａに開口するマイクロ流路１４が形成されている。ガス発生層２０は、基板１０の第１の主面１０ａに、開口１４ａを覆うように配置されている。ガス発生層２０は、外部刺激を受けることによりガスを発生させる。ガス発生層２０の基板１０側の表面及び基板１０の第１の主面１０ａのうちの少なくとも一方は、粗面である。
【解決手段】マイクロ流体デバイス１は、ガス発生部３を有する。ガス発生部３は、基板１０と、ガス発生層２０とを有している。基板１０は、第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとを有する。基板１０には、少なくとも第１の主面１０ａに開口するマイクロ流路１４が形成されている。ガス発生層２０は、基板１０の第１の主面１０ａに、開口１４ａを覆うように配置されている。ガス発生層２０は、外部刺激を受けることによりガスを発生させる。ガス発生層２０の基板１０側の表面及び基板１０の第１の主面１０ａのうちの少なくとも一方は、粗面である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体デバイスに関し、詳細には、マイクロポンプシステムを有するマイクロ流体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、マイクロ流体デバイスの一例として、マイクロポンプシステムを有するマイクロ全分析システムが開示されている。特許文献１のマイクロポンプシステムは、微細流路と、ガス発生材料が充填されたマイクロポンプ室とが形成された基板により構成されている。特許文献１のマイクロポンプシステムでは、光線をマイクロポンプ室に照射したり、熱を付与したりすることでガス発生材料からガスが発生し、マイクロポンプシステムが作動する。このため、特許文献１のマイクロポンプシステムは、複雑な機械的構造を要さない。従って、特許文献１に開示された構造を採用することで、マイクロポンプシステムの小型化及び製造容易化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９７１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたマイクロポンプシステムでは、基板内にマイクロポンプ室を形成する必要がある。このため、マイクロポンプシステムの製造工程が煩雑となる傾向にある。また、マイクロポンプシステムをさらに小型化したいという要望を十分に満足させることは困難である。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、マイクロポンプシステムを有するマイクロ流体デバイスにおいて、製造工程の簡素化を図ると共に、さらなる小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るマイクロ流体デバイスは、ガス発生部を有する。ガス発生部は、基板と、ガス発生層とを有する。基板は、第１の主面と第２の主面とを有する。基板には、第１の主面に開口するマイクロ流路が形成されている。ガス発生層は、基板の第１の主面に、開口を覆うように配置されている。ガス発生層は、外部刺激を受けることによりガスを発生させる。ガス発生層の基板側の表面及び基板の第１の主面のうちの少なくとも一方は、粗面である。
【０００７】
本発明のある特定の局面において、ガス発生層は、第１の主面に貼付されているガス発生フィルムである。
【０００８】
本発明の他の特定の局面において、ガス発生部は、ガス発生層の基板側とは反対側の表面に設けられたバリア層をさらに有する。
【０００９】
本発明の別の特定の局面において、バリア層は、ガス発生層を覆うように配置されており、ガス発生層の外周全体にわたって基板に接合されている。
【００１０】
本発明のさらに別の特定の局面において、バリア層は、ガラス製又は樹脂製の膜又は基板である。
【００１１】
本発明のまた他の特定の局面において、基板には、マイクロ流路が複数設けられており、ガス発生層は、光が照射されることによりガスを発生させるガス発生剤を含み、マイクロ流体デバイスは、平面視において、隣接するマイクロ流路の開口相互間に設けられ、ガス発生層を遮光する遮光層をさらに備えている。
【００１２】
本発明のまた別の特定の局面において、ガス発生層は、基板に貼付されており、ガス発生層の基板側の表面及び基板の第１の主面のうちの少なくとも一方には、開口に接続された溝又は孔が形成されている。
【００１３】
溝又は孔は、開口から基板の板面方向に延びていることが好ましい。
【００１４】
溝又は孔が複数形成されており、複数の溝又は孔は、基板の板面方向において、開口から放射状に延びていることが好ましい。
【００１５】
ガス発生層は、外部刺激を受けることによりガスを発生させるガス発生剤を含むことが好ましい。外部刺激は、光であることが好ましい。
【００１６】
ガス発生剤は、アゾ化合物及びアジド化合物のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００１７】
ガス発生層は、バインダー樹脂をさらに含むことが好ましい。
【００１８】
本発明のまたさらに別の特定の局面において、マイクロ流路には、第１の主面に対する開口が複数形成されている。
【００１９】
本発明のさらにまた他の特定の局面において、基板には、マイクロ流路が複数形成されており、複数のマイクロ流路は、相互に接続されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、基板上に設けられたガス発生層からマイクロ流路にガスが供給されるため、マイクロポンプシステムを有するマイクロ流体デバイスにおいて、製造工程の簡素化を図ると共に、さらなる小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図２】図２は、第２の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図３】図３は、第３の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図４】図４は、第４の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図５】図５は、第５の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図６】図６は、第５の実施形態におけるガス発生層の平面図である。
【図７】図７は、変形例１におけるガス発生層の平面図である。
【図８】図８は、変形例２に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図９】図９は、変形例２における基板の平面図である。
【図１０】図１０は、変形例３に係るマイクロ流体デバイスの概略断面図である。
【図１１】図１１は、変形例３におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１２】図１２は、変形例４におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１３】図１３は、変形例５におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１４】図１４は、変形例６におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１５】図１５は、変形例７におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１６】図１６は、変形例８におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１７】図１７は、変形例９におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１８】図１８は、変形例１０におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１９】図１９は、変形例１１におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図２０】図２０は、変形例１１におけるマイクロ流体デバイスの概略平面図である。
【図２１】図２１は、変形例１２におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図２２】図２２は、変形例１２に係るマイクロ流体デバイスの概略平面図である。
【図２３】図２３は、変形例１３に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図２４】図２４は、変形例１４に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の好ましい形態の一例について、図１に示すマイクロ流体デバイス１を例に挙げて説明する。但し、マイクロ流体デバイス１は、単なる例示であって、本発明は、マイクロ流体デバイス１に限定されるものではない。
【００２３】
図１は、マイクロ流体デバイス１の断面図である。マイクロ流体デバイス１は、マイクロ流路を有するデバイスである限りにおいて特に限定されない。マイクロ流体デバイス１は、例えば、重金属分析や生化学分析を行うためのマイクロ分析デバイスであってもよい。マイクロ流体デバイス１がマイクロ分析デバイスである場合は、マイクロ流体デバイス１は、マイクロ流路１４に連通して基板１０に形成された検出部や分析部をさらに有するものであってもよい。
【００２４】
なお、本明細書において、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体が、表面張力と毛細管現象との影響を強く受け、通常の寸法の流路を流れる液体とは異なる挙動を示す形状寸法に形成された流路をいう。すなわち、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体に所謂マイクロ効果が発現する形状寸法に形成された流路をいう。
【００２５】
但し、どのような形状寸法の流路においてマイクロ効果が発現するかは、流路に導入される液体の物性によって異なる。例えば、マイクロ流路が横断面矩形状である場合には、一般的には、マイクロ流路の横断面における高さ及び幅のうちの小さい方が５ｍｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以下に設定される。マイクロ流路が横断面円形状である場合は、一般的には、マイクロ流路の直径は、５ｍｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以下に設定される。
【００２６】
図１に示すように、マイクロ流体デバイス１は、マイクロポンプシステム２を備えている。マイクロポンプシステム２には、ガス発生部３が形成されている。ガス発生部３は、基板１０と、ガス発生層２０と、バリア層２１とを備えている。
【００２７】
基板１０は、第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとを備えている。なお、第１の主面１０ａには、開口１４ａの内周面は含まれない。すなわち、主面には、表面に凹部が形成されている場合において、凹部の表面は含まれない。
【００２８】
基板１０には、マイクロ流路１４が形成されている。マイクロ流路１４は、基板１０の第１の主面１０ａに開口している。言い換えれば、マイクロ流路１４には、第１の主面１０ａに開口する開口１４ａが形成されている。なお、本実施形態では、マイクロ流路１４が第１の主面１０ａにのみ開口している例について説明する。但し、マイクロ流路１４は、第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとの両方に開口していてもよい。
【００２９】
基板１０の材質は、特に限定されない。基板１０は、例えばガラス製であってもよく、樹脂製であってもよい。具体的には、基板１０は、例えば、有機シロキサン化合物からなるものであってもよい。有機シロキサン化合物の具体例としては、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ：ｐｏｌｙ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ））、ポリメチル水素シロキサンなどが挙げられる。
【００３０】
成形型に樹脂を流し込んだ後に硬化させることによって基板１０を作製する場合は、基板１０は、実質的にＰＤＭＳからなるものであることが特に好ましい。ＰＤＭＳからなる部材は転写性が高いため、ＰＤＭＳを用いることによって高い形状精度の基板１０を作製することができる。また、ＰＤＭＳは光透過性が優れているため、光透過性の高い基板１０を得ることができる。
【００３１】
本実施形態では、基板１０は、第１の基板１１と、第２の基板１２と、第３の基板１３とによって構成されている。但し、基板１０は、一枚の基板によって構成されていてもよく、２枚以上の基板により構成されていてもよい。
【００３２】
基板１０の第１の主面１０ａは、アンカー処理されていることが好ましい。基板１０の第１の主面１０ａにアンカー処理を施しておくことによって、基板１０とガス発生層２０との間においてガスが発生したり、発生したガスが基板１０とガス発生層２０との間に溜まったりすることを抑制することができる。
【００３３】
上記アンカー処理としては、例えば、基板１０の第１の主面１０ａにコロナ放電処理や表面処理剤を塗布する処理が挙げられる。ここで、表面処理剤としては、例えば、ウレタン樹脂、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、１，３共役ジエンモノマーを含む重合ポリマー又は共重合ポリマー、１，３共役ジエンモノマーを含む重合オリゴマー又は共重合オリゴマー、１，３共役ジエンモノマー誘導体を含む重合ポリマー又は共重合ポリマー、１，３共役ジエンモノマー誘導体を含む重合オリゴマー又は共重合オリゴマー、又はこれらの混合物などが挙げられる。
【００３４】
基板１０の第１の主面１０ａの上には、ガス発生層２０が配置されている。本実施形態では、ガス発生層２０は、基板１０に対して貼付されている。開口１４ａは、このガス発生層２０によって覆われている。
【００３５】
ガス発生層２０の厚みは、好ましくは１μｍ〜２００μｍ、より好ましくは５μｍ〜１００μｍ、さらに好ましくは１０μｍ〜５０μｍである。ガス発生層２０の厚みが１μｍ以下の場合には、外部刺激を受けて発生するガスの量が少なかったり、バインダー樹脂が粘接着剤樹脂を含むような場合には、基板１０に対する接着性が不足したりする場合がある。また、ガス発生層２０の厚みが２００μｍ以上である場合には、発生したガスが基板１０に到達するまでに要する時間が長くなる傾向にある。
【００３６】
ガス発生層２０は、外部刺激を受けることによってガスを発生させる層である。ガス発生層２０は、外部刺激を受けることによってガスを発生させるガス発生剤を少なくとも含む。本実施形態では、ガス発生層２０は、ガス発生剤と、バインダーとを含む。ガス発生層２０は、さらに種々の添加剤を含むものであってもよい。
【００３７】
なお、本発明において、外部刺激とは、ガス発生部にガス発生反応を起こさせるために外部から供給される物理的または化学的な刺激を意味する。すなわち、外部刺激とは、ガス発生部からガスが発生するようにガス発生部に作用するものである。外部刺激の具体例としては、光や熱等のエネルギー、酸や塩基等の物質が挙げられる。すなわち、「外部刺激を受ける」には、光や熱等のエネルギーが照射されること、酸や塩基等の物質が供給されることが含まれる。
【００３８】
外部刺激は、ガス発生部にガス発生反応を起こさせるものである限りにおいて特に限定されないが、光であることが好ましい。光の照射のオン/オフや照射する光の強度調整は容易に行えるため、外部刺激が光である場合は、ガス発生の制御が容易であり、また、ガス発生の高い応答性が得やすい。さらに、外部刺激が光である場合は、基板１０に要求される熱的耐久性が低くなるため、基板１０の選択自由度が向上する。
【００３９】
ガス発生剤は、外部刺激を受けることによりガスを発生させる材料のみにより構成されていてもよい。また、ガス発生剤は、外部刺激を受けることにより、別の刺激を発生させる刺激発生剤と、その刺激発生剤により発生した刺激を受けることによってガスを発生させる刺激ガス発生剤とを含んでいてもよい。
【００４０】
ガス発生剤は、例えば、光又は熱を受けることにより酸又はアルカリを発生させる材料と、その材料により発生した酸又はアルカリによりガスを発生させる材料とを含んでいてもよい。より具体的には、ガス発生材料は、光が照射されることにより酸を発生させる光酸発生剤と、酸と接触することによりガスを発生させる酸刺激ガス発生剤とを含んでいてもよい。またガス発生材料は、光が照射されることにより塩基を発生させる光塩基発生剤と、塩基と接触することにより塩基ガスを発生させる塩基増殖剤を含んでもよい。
【００４１】
ガス発生層２０に照射される光は、ガス発生剤または増感剤が吸収する波長帯の光であれば、特に限定されないが、波長が１０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線及び紫外線に近い４００ｎｍ〜４２０ｎｍの青色光であることが好ましく、３００ｎｍ〜４００ｎｍの近紫外線であることがより好ましい。
【００４２】
ガス発生層２０への光照射に用いられる光源は、特に限定されない。光源の具体例としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、全固体レーザー、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ、ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯などが挙げられる。なかでも、光源としては、発熱も少なく安価な発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子が好ましく用いられる。
【００４３】
ガス発生剤の具体例としては、例えば、アゾ化合物、アジド化合物等が挙げられる。アゾ化合物は、アゾアミド化合物であってもよい。
【００４４】
アゾ化合物の具体例としては、例えば、２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルプロピル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルエチル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−プロピル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−エチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−プロペニル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジサルフェイトジハイドロレート、２，２’−アゾビス［２−（３，４，５，６−テトラハイドロピリミジン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス｛２−［１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾイリン−２−イル］プロパン｝ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミダイン）ハイドロクロライド、２，２’−アゾビス（２−アミノプロパン）ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシアシル）−２−メチル−プロピオンアミダイン］、２，２’−アゾビス｛２−［Ｎ−（２−カルボキシエチル）アミダイン］プロパン｝、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミドオキシム）、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレート、４，４’−アゾビス（４−シアンカルボニックアシッド）、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタノイックアシッド）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）等が挙げられる。これらのアゾ化合物は、特定の波長域の光、熱等による刺激を受けることにより窒素ガスを発生させる。
【００４５】
アジド化合物の具体例としては、例えば、３−アジドメチル−３−メチルオキセタン、テレフタルアジド、アジド基を有するポリマー等が挙げられる。アジド基を有するポリマーの具体例としては、グリシジルアジドポリマー等が挙げられる。グリシジルアジドポリマーは、例えば、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルベンズアジドと３−アジドメチル−３−メチルオキセタンとを開環重合することにより得られる。これらのアジド化合物は、特定の波長域の光、熱、超音波及び衝撃等による刺激を受けることにより分解して、窒素ガスを発生させる。
【００４６】
なお、アゾ化合物は、衝撃によっては気体を発生しないことから取り扱いが極めて容易である。また、アゾ化合物は、連鎖反応を起こして爆発的に気体を発生させることもなく、光の照射を中断することで気体の発生を中断させることもできる。このため、アゾ化合物をガス発生剤として用いることによりガス発生量の制御が容易となる。
【００４７】
アゾ化合物等のガス発生剤は、高い耐熱性を有することが好ましい。具体的には、ガス発生剤の１０時間半減期温度が８０℃以上であることが好ましい。ガス発生剤を高耐熱性にすることによって、マイクロ流体デバイス１を高温環境下においても好適に使用可能なものとすることができる。また、マイクロ流体デバイス１の貯蔵時における劣化を抑制することができる。
【００４８】
１０時間半減期温度が８０℃以上であるアゾ化合物としては、下記一般式（３）で表されるアゾアミド化合物等が挙げられる。下記一般式（３）で表されるアゾアミド化合物は、耐熱性に優れていることに加え、アクリル酸アルキルエステルポリマー等の粘着性を有するポリマーへの溶解性にも優れている。このため、粘接着剤樹脂中において、アゾアミド化合物が粒子化することを抑制することができる。
【００４９】
【化１】
【００５０】
一般式（３）中、Ｒ６及びＲ７は、それぞれ独立して、低級アルキル基を表し、Ｒ８は、炭素数２以上の飽和アルキル基を表す。なお、Ｒ６とＲ７は、同一であっても、異なっていてもよい。
【００５１】
上記一般式（３）で表されるアゾアミド化合物の具体例としては、例えば、２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルプロピル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルエチル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−プロピル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−エチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−プロペニル）−２−メチルプロピオンアミド］等が挙げられる。
【００５２】
なかでも、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）及び２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−プロペニル）−２−メチルプロピオンアミド］は、溶剤への溶解性に特に優れていることから好適に用いられる。
【００５３】
光酸発生剤は、特に限定されない。光酸発生剤としては、例えば、従来公知の光酸発生剤を用いることができる。
【００５４】
光酸発生剤としては、キノンジアジド化合物、オニウム塩、スルホン酸エステル類及び有機ハロゲン化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種を用いることが好ましく、スルホン酸オニウム塩、ベンジルスルホン酸エステル、ハロゲン化イソシアヌレート及びビスアリールスルホニルジアゾメタンからなる群から選ばれた少なくとも１種を用いることがより好ましい。これらの光酸発生剤は、光照射により効率的に分解し、スルホン酸等の強酸を発生させる。よって、これらの光酸発生剤を用いることによって、ガスの発生効率をより一層高めることができる。
【００５５】
キノンジアジド化合物としては、例えば、１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−５−スルホン酸又は１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−４−スルホン酸と、低分子芳香族ヒドロキノン化合物とのエステルが挙げられる。低分子芳香族ヒドロキノン化合物としては、例えば、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、クレゾール等が挙げられる。これらの中でも、１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−５−スルホン酸−ｐ−クレゾールエステルが特に好ましく用いられる。
【００５６】
オニウム塩としては、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。
【００５７】
スルホン酸エステル類としては、ビスアリールスルホニルジアゾメタン、ｐ−ニトロベンジル９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ｍ−ニトロベンジル９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ｍ、ｐ−ジニトロベンジル９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ｐ−シアノベンジル９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、クロロベンジル９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ジメチルアミノナフタレン−５−スルホネート、ジフェニルヨードニウム−９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、４−メトキシフェニル−フェニルヨードニウム−９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ビス（４−メトキシフェニル）ヨードニウム−９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム−９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ジフェニルヨードニウム−アントラセン−２−スルホネート、ジフェニルヨードニウム−トルフルオロメタンスルホネート、（５−プロピルスルホニルオキシイミノ−５Ｈ−チオフェン−２−イリデン）−（２−メチルフェニル）アセトニトリル等が挙げられる。これらの中でも、光照射された際の酸の発生効率が高いジフェニルヨードニウム−９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、５−プロピルスルホニルオキシイミノ−５Ｈ−チオフェン−２−イリデン）−２−メチルフェニルアセトニトリルが特に好ましく用いられる。
【００５８】
有機ハロゲン化合物としては、例えば、トリブロモメチルフェニルスルホン、トリブロモメチルスルフォニルピリジンなどが挙げられる。
【００５９】
酸刺激ガス発生剤としては、酸の刺激すなわち酸の作用によりガスを発生するものであれば特に限定されないが、炭酸塩及び重炭酸塩のうちの少なくとも一方が好適に用いられる。
【００６０】
酸刺激ガス発生剤の具体例としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、水素化ホウ素ナトリウム等が挙げられる。これらの酸刺激ガス発生剤は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。好ましくは、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムであり、より好ましくは、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムとの混合物は、安定性に優れ、かつガス発生量が多いため、酸刺激ガス発生剤として好適に用いられる。
【００６１】
なお、酸刺激ガス発生剤の配合量は、光酸発生剤から発生する酸と化学等量であることが望ましい。
【００６２】
また、酸刺激ガス発生剤と光酸発生剤とのそれぞれは、液状であってもよいし、粒子状であってもよい。但し、取り扱い性及びガスの発生効率を高くする観点から、酸刺激ガス発生剤と光酸発生剤とのうちの少なくとも一方が微粒子であることが好ましい。また、酸刺激ガス発生剤と光酸発生剤とのうちの少なくとも一方を微粒子とすることによって、微粒子間に隙間が形成され、発生したガスの通過が容易となる。なお、本明細書において、微粒子とは、平均直径が５０μｍ〜２ｍｍ程度の粒子をいう。
【００６３】
ガス発生剤は、光の照射により分解し、ガス状の塩基を発生する光塩基発生剤（Ａ）と、塩基増殖剤（Ｂ）とを含んでいてもよい。
【００６４】
光塩基発生剤（Ａ）は、例えば、コバルトアミン系錯体、カルバミン酸ｏ−ニトロベンジル、オキシムエステル、下記の式（４）で表わされる光の照射によりアミンを発生させるカルバモイルオキシイミノ基含有化合物、及び下記の式（５）で表わされるカルボン酸（ａ１）と塩基性化合物（ａ２）との塩からなる群から選択された少なくとも１種であってもよい。
【００６５】
【化２】
【００６６】
式（４）において、Ｒ１は、ｎ価の有機基であり、Ｒ２及びＲ３は各々、水素、芳香族もしくは脂肪族基であり、ｎは１以上の整数である。
【００６７】
【化３】
【００６８】
上記式（４）で表わされるカルバモイルオキシイミノ基含有化合物としては、特に限定されないが、特開２００２−１３８０７６号において、下記のようにして製造されることが示されている化合物などを例示することができる。
【００６９】
ヘキサメチレンジイソシアネート０．０５ｍｏｌに、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１００ｍｌに溶解したアセトフェノンオキシム０．１ｍｏｌを添加し、乾燥、窒素雰囲気下、５０℃で４時間攪拌し反応させた。反応液からテトラヒドロフランを揮発させると白色の固体が得られた。得られた白色の固体を８０℃のメチルエチルケトンに溶解させ、再結晶により精製し、光照射によりアミンを発生する化合物を作製した。
【００７０】
上記カルボン酸（ａ１）と、塩基性化合物（ａ２）との塩は、カルボン酸（ａ１）と、塩基性化合物（ａ２）とを溶液中で混合するだけで簡単に調製することができる。カルボン酸（ａ１）と、塩基性化合物（ａ２）とを容器中で混合すると、下記の反応式（Ｓ１）で表わされる酸塩基反応が進行し、塩Ａ１を生じる。
【００７１】
【化４】
【００７２】
上記式（Ｓ１）中、Ｘは塩基性化合物（ａ２）であり、（Ａ１）は塩である。
【００７３】
上記のようにして得られる塩は、カルボン酸（ａ１）に由来する骨格を有するので、光の照射により容易に脱炭酸を起こし、下記の反応式（Ｓ２）で表わされる反応が進行する。従って、上記塩は、単独で優れた光分解性能を発現する。すなわち、上記の塩の分解により、塩基ガスと二酸化炭素とが速やかに発生し、しかも十分な量の塩基ガス及び二酸化炭素が発生することとなる。
【００７４】
【化５】
【００７５】
上記式（Ｓ２）中、Ｘは塩基性化合物（ａ２）を示す。
【００７６】
上記塩基性化合物（ａ２）としては特に限定されず、例えば、一級アミン、二級アミン及び三級アミン等のアミン、ピリジル基を含有する化合物、ヒドラジン化合物、アミド化合物、水酸化四級アンモニウム塩、メルカプト化合物、スルフィド化合物及びホスフィン化合物などを用いることができる。これらは、複数用いられても構わない。
【００７７】
上記塩基性化合物（ａ２）としては、下記の式（６）〜（９）で表わされる化合物からなる群から選択された少なくとも１種が好適に用いられる。その場合には、上記塩が光の照射により、より一層速やかに分解し、より一層速やかに塩基ガス及び二酸化炭素が発生する。
【００７８】
【化６】
【００７９】
【化７】
【００８０】
【化８】
【００８１】
【化９】
【００８２】
上記式（９）中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキレン鎖を表す。塩基ガスも発生するので、好ましくはＲ１は、炭素数１〜２のアルキレン鎖である。
【００８３】
【化１０】
【００８４】
上記式（１０）中、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキレン鎖を表す。塩基ガスも発生するので、好ましくは、Ｒ２は炭素数１〜２のアルキレン鎖を表す。
【００８５】
【化１１】
【００８６】
上述した式（９）において、Ｒ１が炭素数１または２のアルキレン鎖の場合、及び式（１０）において、Ｒ２が炭素数１または２のアルキレン鎖の場合には、加えて、上記塩基ガスが、塩基増殖剤（Ｂ）と反応することにより、連鎖的に塩基ガスが発生する。塩基増殖剤（Ｂ）が反応して生じた塩基ガスは、自己を触媒として、さらに塩基ガスを発生するので、幾何級数的に塩基ガスが発生することとなる。加えて、同時に二酸化炭素も発生する。従って、より一層速やかに大量のガスが発生する。
【００８７】
他方、式（９）において、Ｒ１が炭素数３〜１０のアルキレン鎖の場合、及び式（１０）において、Ｒ２が炭素数３〜１０のアルキレン鎖の場合には、分子量が大きいので、塩基増殖剤が塩基ガスを発生しない。しかしながら、これらの塩基増殖剤は、側鎖にカルボキシル基を多く含んでいるので、二酸化炭素ガスを速やかにかつ効率良く発生させる。
【００８８】
塩基増殖剤としては、特に限定されないが、好ましくは、９−フルオレニルカルバメート誘導体が用いられる。９−フルオレニルカルバメート誘導体は、二官能型、球状多官能のオリゴマー型、直鎖高分子型、またはシロキサン型のいずれであってもよい。
【００８９】
上記塩基増殖剤（Ｂ）としては、下記式（１２）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤（Ｂ１）が好ましい。
【００９０】
【化１２】
【００９１】
上述した式（１２）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤（Ｂ１）は、塩基増殖反応によって分解して、新たにアミンを発生する。さらに、発生したアミンが新たな触媒として機能し、増殖的に多数のアミンを生成する。上記式（１２）で表される塩基増殖性基が分子内に多く存在するほど、分子内での塩基増殖反応が効率的に起こる。従って、より一層多くのアミノ基が生成する。
【００９２】
上記式（１２）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤（Ｂ１）を用いた塩基増殖反応では、活性な水素原子が塩基によって引き抜かれて、カルバニオンが形成される。次いで、カルバミン酸が脱離し、さらに分解が進行してアミノ基と二酸化炭素を生成する。このアミノ基が触媒となってこの反応を加速する。この反応を下記反応式（Ｘ１）に示す。
【００９３】
【化１３】
【００９４】
上記式（１２）で表される塩基増殖性基としては、下記式（１３）で表される塩基増殖性基が好ましい。
【００９５】
【化１４】
【００９６】
上記式（１３）中、Ｚは置換または無置換のアルキレン鎖を示す。
【００９７】
上記式（１３）中、Ｚの具体例としては、メチレン鎖、エチレン鎖、プロピレン鎖などが挙げられる。上記塩基増殖反応が効果的に起こるため、Ｚは無置換のアルキレン鎖であることが好ましい。なかでも、Ｚにおける立体障害も小さくなり、塩基増殖反応がより一層効果的に起こり易いため、Ｚはメチレン鎖であることがより好ましい。
【００９８】
上記式（１３）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤としては、下記式（１４）で表される塩基増殖剤が好ましい。
【００９９】
【化１５】
【０１００】
上記式（１４）中、Ｘは水素原子、置換されているアルキル基、または無置換のアルキル基を示し、Ｚは置換または無置換のアルキレン鎖を示し、ｎは１〜４の整数を示す。
【０１０１】
上記式（１４）中、Ｘの具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられる。塩基増殖反応が効果的に起こるため、Ｘは無置換のアルキル基であることが好ましい。なかでも、Ｘにおける立体障害も小さくなり、塩基増殖反応がより一層効果的に起こり易いため、Ｘはエチル基であることがより好ましい。
【０１０２】
上記式（１４）中、ｎは１〜４の整数を示す。上記式（１４）で表される塩基増殖剤が同一分子内に複数の９−フルオレニルカルバメート基を有する場合には、発生した塩基の触媒作用によって塩基増殖反応がより一層効果的に起こり易い。よって上記式（１４）中、ｎは３又は４の整数であることが好ましい。
【０１０３】
上記式（１４）で表される塩基増殖剤の具体例としては、下記式（１５）で表される塩基増殖剤（Ｆｌｕ３）、下記式（１６）で表される塩基増殖剤（Ｆｌｕ４）が挙げられる。下記式（１５）及び式（１６）で表される塩基増殖剤は、公知の方法によって得ることができる。
【０１０４】
【化１６】
【０１０５】
【化１７】
【０１０６】
上記式（１５）及び式（１６）で表される塩基増殖剤は、同一分子内に複数の９−フルオレニルカルバメート基を有する。よって、発生した塩基の触媒作用によって塩基増殖反応が進行し易い。塩基の発生効率がより一層高められるので、上記式（１５）で表される塩基増殖剤がより好ましく、上記式（１６）で表される塩基増殖剤がさらに好ましい。
【０１０７】
上記式（１２），（１３）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤、あるいは上記式（１４）〜（１６）で表される塩基増殖剤は、特に限定されないが、例えばフルオレニルメタノールとイソシアネート誘導体との付加反応や、フルオレニルカルバメート基を有するアクリレートモノマーとポリチオール誘導体との付加反応によって合成することができる。前者の付加反応にはスズ触媒を適切に用い、後者の付加反応には塩基触媒を適切に用いることにより、合成を簡便に行うことができる。
【０１０８】
上記式（１２）で表される塩基増殖性基としては、下記式（１７）で表される塩基増殖性基も好ましい。
【０１０９】
【化１８】
【０１１０】
上記式（１７）中、Ｒは水素原子またはメチル基を示す。
【０１１１】
上記式（１２）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤（Ｂ１）としては、上記式（１７）で表される塩基増殖性基と、下記式（１８）で表される不飽和基とを有する塩基増殖剤もより好ましく用いることができる。
【０１１２】
【化１９】
【０１１３】
上記式（１８）中、Ｒは水素原子またはメチル基を示す。
【０１１４】
上記式（１７）で表される塩基増殖性基と上記式（１８）で表される不飽和基とを有する塩基増殖剤もより好ましく用いることができる。
【０１１５】
上記式（１７）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤は、例えば、下記反応式（Ｘ２）に示すように、上記式（１８）で表される不飽和基を有する化合物と、９−フルオレニルメチルＮ−（２−メルカプトエチル）カルバメートとの付加反応により得ることができる。なお、この付加反応では、上記式（１７）中のＲは、上記式（１８）で表される不飽和基のＲに由来する。
【０１１６】
【化２０】
【０１１７】
上記式（Ｘ２）中、Ｒは水素原子またはメチル基を示す。
【０１１８】
上記式（１８）で表される不飽和基を有する化合物は、アクリレート基あるいはメタクリレート基（以下（メタ）アクリレート基として両者を合わせて表記する）を有する化合物である。
【０１１９】
上記式（１８）で表される不飽和基を有する化合物としては、例えば、（メタ）アクリレート系モノマーまたはオリゴマーなどを用いることができる。塩基増殖剤が同一分子中にできるだけ多くの上記式（１８）で表される塩基増殖性基を含んでいると、塩基増殖反応が効率よく起こるため、（メタ）アクリレート基を少なくとも２つ有するモノマーあるいはオリゴマーが好ましい。
【０１２０】
上記多官能性（メタ）アクリレートモノマーまたは（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、具体的には、エチレンジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、エポキシアクリレート、およびこれらの類似物が挙げられる。
【０１２１】
更には、例えば、ノボラック型の化合物や、公知のデンドリティックな多官能性（メタ）アクリレートも用いることができる。これらは単独で使用してもよいし、混合物として用いてもよい。
【０１２２】
塩基増殖剤の同一分子中に、上記式（１７）で表される塩基増殖性基の数を増やすためには、上記式（１８）で表される不飽和基を少なくとも２つ有する化合物を用いればよい。
【０１２３】
上記式（１８）で表される不飽和基を少なくとも２つ有する化合物は、例えば、上記式（１８）で表される不飽和基を有する化合物に、α−チオグリセリンをマイケル付加反応させて、下記式（１９）で表されるジオール置換された基に変換し、ついで、それぞれの水酸基をエステル化あるいはウレタン化することによって得ることができる。この反応によって、例えば１つの不飽和基を２つあるいは４つの不飽和基に変換させることができる。
【０１２４】
【化２１】
【０１２５】
上記式（１９）中Ｒは、水素原子またはメチル基を示す。
【０１２６】
上記式（１９）で表される基を有するポリオール化合物の水酸基に、不飽和基である（メタ）アクリレート基を導入するためには、エステル化法およびウレタン化法を用いることができる。
【０１２７】
上記塩基増殖剤（Ｂ）の配合割合は、塩基性化合物（Ａ）１００重量部に対して、２０〜３００重量部の範囲が好ましい。塩基増殖剤（Ｂ）が２０重量部未満であると、塩基増殖剤反応を使った連鎖反応が効率的に起こらない場合がある。３００重量部を超えると、塩基増殖剤が溶媒中に飽和し、塩基増殖剤が析出することがある。また、反応系を連鎖反応が支配し、反応を止めたいときに止めることができず、反応の制御が困難になることがある。
【０１２８】
アミノアルキル化合物（Ｃ）
上記光塩基発生剤（Ａ）１００重量部に対し、２０〜１００重量部の割合でアミノアルキル化合物（Ｃ）がさらに含有されていることが好ましい。２０重量部未満では、アミノアルキル化合物（Ｃ）を添加した効果が十分得られないことがあり、１００重量部を越えると光塩基発生剤から生じるラジカルは、光塩基発生剤と等量であり、過剰に加えても未反応で反応が終了することがある。
【０１２９】
アミノアルキル化合物（Ｃ）は、光塩基発生剤（Ａ）の分解により発生したアルキルラジカルと反応する。この反応によっても塩基ガスが発生する。そのため、ガスの発生効率がさらに高められる。そして、発生した塩基ガスが、塩基増殖剤（Ｂ）とさらに反応することにより、塩基ガスがより一層幾何級数的に発生することとなる。さらに、塩基ガス発生時に、同時に二酸化炭素が発生する。よって、上記塩基増殖剤（Ｂ）に加えて、アミノアルキル化合物（Ｃ）をさらに用いることにより、ガス発生効率をより一層高めることができる。
【０１３０】
上記アミノアルキル化合物（Ｃ）としては、特に限定されないが、メチルアミン、エチルアミン、ブチルアミン、Ｎ−メチル−アミノエチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル、Ｎ，Ｎ−ジエチルエチレンジアミン及びＮ−メチルアミノブチルからなる群から選択された１種の化合物が好適に用いられ、その場合には、ガス発生効率をさらに高めることができる。
【０１３１】
ガス発生剤が上記光塩基発生剤（Ａ）を含む場合、光増感剤を含有していなくても、少量の光を短時間照射した場合でも、充分な量の塩基ガスが発生し得る。
【０１３２】
ガス発生層２０は、光増感剤をさらに含むことが好ましい。ガス発生層２０に光増感剤を含ませることにより、光が照射された際に、ガスをより一層速やかに発生させることができる。
【０１３３】
光増感剤は、光が照射されることによりガスを発生させるガス発生剤にエネルギーを移動させてガス発生剤の分解を促進する化合物である限りにおいて特に限定されない。光増感剤としては、例えば、チオキサントン、ベンゾフェノン、アセトフェノン類、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイルベンジエート、α−アシロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、脂肪族アミン、芳香族基を含むアミン、ピペリジンのように窒素が環系の一部をなしているもの、アリルチオ尿素、ｏ−トリルチオ尿素、ナトリウムジエチルジチオホスフェート、芳香族スルフィン酸の可溶性塩、Ｎ，Ｎ−ジ置換−ｐ−アミノベンゾニトリル系化合物、トリ−ｎ−ブチルフォスフィン、Ｎ−ニトロソヒドロキシルアミン誘導体、オキサゾリジン化合物、テトラヒドロ−１，３−オキサジン化合物、ホルムアルデヒドかアセトアルデヒドとジアミンの縮合物、アントラセン及びその誘導体、キサンチン、Ｎ−フェニルグリシン、フタロシアニン、ナフトシアニン、チオシアニン等のシアニン色素類ポルフィリン及びその誘導体等が挙げられる。これらの光増感剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【０１３４】
光増感剤の配合割合は、光増感作用が得られる限りにおいて特に限定されず、例えば、光が照射されることによりガスを発生させるガス発生剤１００重量部に対して光増感剤を０．１〜５０重量部の範囲で含有させることが好ましく、１〜１０重量部の範囲で含有させることがより好ましい。光増感剤が少なすぎると、十分な増感作用が得難くなる傾向にあり、光増感剤が多すぎると、ガス発生剤の光分解が抑制されたりすることがある。
【０１３５】
また、ガスの発生を補助させる目的で、ガス発生層２０に光分解性のアゾ化合物や過酸化物などを添加してもよい。
【０１３６】
光分解性のアゾ化合物としては、例えば、アゾアミド系化合物、アゾニトリル系化合物、アゾアミジン系化合物又はサイクリックアゾアミジン化合物等が挙げられる。これらのアゾ化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【０１３７】
光分解性の過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ｏ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、アントラキノン類、トリアジン類、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、クメンパーオキシド等が挙げられる。アントラキノン類としては、例えば、２−エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン等が挙げられる。トリアジン類としては、例えば、２，４−トリクロロメチル−（４’−メトキシフェニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（４’−メトキシナフチル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等が挙げられる。
【０１３８】
ガス発生の連鎖を止める目的で、ガス発生層２０にラジカルスカベンジャーなどを添加してもよい。
【０１３９】
ラジカルスカベンジャーとしては、例えば、ｔ−ブチルカテコール、ヒロドキノン、メチルエーテル、カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、スーパーオキシドディスムターゼ系酵素ビタミンＣ、ビタミンＥ、ポリフェノール類、リノレイン酸等が挙げられる。
【０１４０】
ガス発生剤は、ガス発生層２０内において相溶化状態として存在することが好ましい。高い気体発生効率を得ることができ、かつガス発生層２０の表面の平滑性を高くすることができるからである。
【０１４１】
なお、本明細書において「相溶化状態」とは、電子顕微鏡によりガス発生層２０を観察したときにガス発生剤を確認することができない程度に微分散又は相溶している状態をいう。
【０１４２】
ガス発生剤が相溶化状態で存在するようにするために、ガス発生層２０中に溶解するガス発生剤を選択することが好ましい。但し、ガス発生剤は、ガス発生層２０中に溶解しにくいものであってもよい。その場合は、例えば、分散機を用いたり、分散剤を併用したりすることによりガス発生剤を分散させることが好ましい。
【０１４３】
また、バインター樹脂としては、例えば、ポリ（メタ）アクリレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミドなどの高分子材料を用いることができる。また、これらの共重合体を用いてもよく、これらを併用してもよい。なかでも、ガスの発生効率がより一層高められるので、ポリ（メタ）アクリレートが好ましい。バインダー樹脂の紫外光吸収帯は、上記光酸発生剤や光増感剤、光塩基発生剤の紫外光吸収帯よりも短波長であることが望ましい。
【０１４４】
バインダー樹脂は、ガス発生層２０に種々の機能を持たせるために添加されるものである。バインダー樹脂は、例えば粘接着剤樹脂を含むことが好ましい。ガス発生層２０にバインダー樹脂として粘接着剤樹脂を含有させることにより、ガス発生層２０と基板１０との粘着性、接着性を高めることができる。
【０１４５】
なお、本実施形態において、粘接着剤樹脂は、ガス発生層２０に付与される外部刺激によって硬化しないものであることが好ましい。粘接着剤樹脂を外部刺激によって硬化しないものとすることで、ガス発生層２０に対する外部刺激の付与が開始された後もガス発生層２０と基板１０との高い粘接着性を維持することができるからである。粘接着剤樹脂は、例えば、外部刺激によって架橋されないものであることが好ましい。
【０１４６】
粘接着剤樹脂の具体例としては、例えば、ゴム系粘接着剤樹脂、アクリル系粘接着剤樹脂、シリコーン系粘接着剤樹脂、ウレタン系粘接着剤樹脂、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体系粘接着剤樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体粘接着剤樹脂、エポキシ系粘接着剤樹脂、イソシアネート系粘接着剤樹脂等が挙げられる。好ましくは、アクリル系粘接着剤樹脂が用いられる。
【０１４７】
もっとも、バインダー樹脂は、粘接着剤樹脂を含んでいなくてもよい。バインダー樹脂が、粘接着剤樹脂粘接着剤樹脂を含まない場合には、図２３に示すように、基板１０とガス発生層２０との間、及びガス発生層２０とバリア層２１との間のそれぞれに粘接着剤層３３，３４を配置することにより基板１０とガス発生層２０とを貼付してもよい。
【０１４８】
また、本発明において、ガス発生層の形態は、ガス発生フィルムに限定されない。ガス発生層は、例えば、ガス発生剤が付着または含浸された板状またはフィルム状の多孔質体であってもよい。この場合は、ガス発生層において発生したガスが多孔質体に形成されている多数の孔を通じて速やかにマイクロ流路に導かれる。従って、マイクロ流体システムの送液効率をより高めることができる。なお、この場合は、ガス発生層２０からのガスがマイクロ流路１４に好適に導かれるために、バリア層２１を設けておくことが特に好ましい。
【０１４９】
多孔質体は、特に限定されないが、具体例としては、例えば、複数の繊維の集合体である不織布や織布、発泡体などが挙げられ得る。
【０１５０】
また、ガス発生層は、ガス発生層において発生したガスが速やかにマイクロ流路に供給されるように、ガスがマイクロ流路に供給されやすい形状に加工されていることが好ましい。例えば、図２４に示すように、ガス発生層２０には、ガス発生層２０の厚さ方向にガス発生層２０を貫通する複数の貫通孔３５がマトリクス状に形成されていてもよい。この場合、貫通孔３５の径は、マイクロ流路１４の径よりも小さいことが好ましい。なお、この場合においても、ガス発生層２０からのガスがマイクロ流路１４に好適に導かれるために、バリア層２１を設けておくことが特に好ましい。
【０１５１】
バインダー樹脂を含む場合には、アゾ化合物またはアジド化合物は、バインダー樹脂１００重量部に対して、５重量部〜１００重量部の割合で含有されていることが好ましく、より好ましくは１０重量部〜５０重量部である。アゾ化合物またはアジド化合物の割合が少なすぎると、外部刺激によるガス発生量が少なくなりすぎる場合があり、アゾ化合物またはアジド化合物の割合が多すぎると、アゾ化合物またはアジド化合物がバインダー樹脂中に溶解できなくなってしまう場合がある。
【０１５２】
また、上述の光酸発生剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、２〜１５０重量部の割合で含有されていることが好ましく、より好ましくは１０〜１００重量部である。また、酸刺激ガス発生剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、２〜１５０重量部の割合で含有さていることがより好ましく、さらに好ましくは１０〜１００重量部である。光酸発生剤並びに酸刺激ガス発生剤の割合が少なすぎると、光照射によるガス発生が充分ではなくなる場合があり、光酸発生剤並びに酸刺激ガス発生剤の割合が多すぎると、光酸発生剤並びに酸刺激ガス発生剤がバインダー樹脂中に溶解できなくなってしまう場合がある。
【０１５３】
光塩基発生剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、１００重量部に対し、２０〜５００重量部の割合で含有されていることが好ましい。光塩基発生剤の割合が少なすぎると、光照射によるガス発生が充分ではなくなる場合があり、光塩基発生剤の割合が多すぎると、光塩基発生剤がバインダー樹脂中に溶解できなくなってしまう場合がある。
【０１５４】
塩基増殖剤の配合割合は、光塩基発生剤１００重量部に対して、２０〜３００重量部の範囲が好ましい。塩基増殖剤が２０重量部未満であると、塩基増殖剤反応を使った連鎖反応が効率的に起こらない場合がある。３００重量部を超えると、塩基増殖剤が溶媒中に飽和し、塩基増殖剤が析出することがある。また、反応系を連鎖反応が支配し、反応を止めたいときに止めることができず、反応の制御が困難になることがある。
【０１５５】
アミノアルキル化合物の配合割合は、光塩基発生剤１００重量部に対し、２０〜１００重量部の範囲が好ましい。アミノアルキル化合物の配合割合が２０重量部未満では、アミノアルキル化合物を添加した効果が十分得られないことがあり、アミノアルキル化合物の配合割合が１００重量部を越えると光塩基発生剤から生じるラジカルは、光塩基発生剤と等量であり、過剰に加えても未反応で反応が終了することがある。
【０１５６】
アクリル系粘接着剤樹脂は、常温で粘着性を有するポリマーである。アクリル系粘接着剤樹脂は、一般の（メタ）アクリル系ポリマーの場合と同様に、例えば、主モノマーとしてのアルキル基の炭素数が通常２〜１８の範囲にあるアクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステルのうちの少なくとも一方と、官能基含有モノマーと、更に必要に応じて共重合可能な他の改質用モノマーとを常法により共重合させることにより得られる。官能基含有（メタ）アクリル系ポリマーの重量平均分子量は通常２０万〜２００万程度である。
【０１５７】
基板１０が実質的に有機シロキサン化合物からなる場合のように、基板１０の極性が低い場合は、極性が低い粘接着剤樹脂を用いることが好ましい。
【０１５８】
極性が低い粘接着剤樹脂を用いることにより、基板１０の極性が低い場合においても、基板１０とガス発生層２０との密着強度を高めることができる。
【０１５９】
極性が低い粘接着剤樹脂としては、アルキルペンダント系化合物やフッ素置換アルキルペンダント系化合物などの極性が低い側鎖を有する粘接着樹脂、シリコーン系粘接着剤樹脂などが挙げられる。
【０１６０】
アルキルペンダント系化合物としては、例えば、長鎖アルキルアクリレート重合物や長鎖アルキル変性高分子などが挙げられる。長鎖アルキルアクリレート重合物の具体例としては、例えば、炭素数１２以上の長鎖アルキルアクリレート、例えばステアリルアクリレートと、皮膜形成成分としてのブチルアクリレートやアクリロニトリルと、テープ支持体への密着性を付与する官能基成分としてのアクリル酸や無水マレイン酸とを共重合したものなどが挙げられる。長鎖アルキル変性高分子の具体例としては、例えば、ポリビニルアルコールなどの重合度の高いポリマーに対して塩化アルキロイルやアルキルイソシアネートなどの長鎖アルキル成分をペンダント化したものなどが挙げられる。
【０１６１】
フッ素置換アルキルペンダント系化合物としては、例えば、ＣＦ３基やＣＨ３基を含む（メタ）アルキルアクリレートなどが挙げられる。また、フッ素置換アルキルペンダント系化合物は、例えば２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレートや２，２，３，３―テトラフルオロペンチルアクリレートと、皮膜形成成分としてのブチルアクリレートやアクリロニトリルと、テープ支持体への密着性を付与する官能基成分としてのアクリル酸や無水マレイン酸とを共重合したものであってもよい。
【０１６２】
シリコーン系粘接着剤樹脂の具体例としては、例えば、シリコーンゴムとシリコーンレジンとを含む混合物が挙げられる。シリコーンゴムの具体例としては、下記式（１）で表される直鎖状のオルガノポリシロキサンが挙げられる。シリコーンレジンの具体例としては、下記式（２）で表されるシリコーンレジンが挙げられる。
【０１６３】
【化２２】
【０１６４】
（上記式（１）中、Ｒ１及びＲ２のそれぞれは、メチル基又はフェニル基であり、ｎは５，０００〜２０，０００である。）
【０１６５】
【化２３】
【０１６６】
（上記式（２）中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のそれぞれは、メチル基又はフェニル基であり、ｘは２，０００〜７，５００であり、ｙは、２，３００〜１３，５００である。）
【０１６７】
シリコーンゴムは、架橋部を有するものであってもよい。シリコーンゴムの架橋方法は特に限定されないが、例えば、過酸化ベンゾイルなどの過酸化物を用いる方法や、ヒドロシリル化反応を用いる方法などが挙げられる。
【０１６８】
シリコーン系粘接着剤樹脂の溶解度パラメータ（ＳＰ値）は、特に限定されないが、例えば６．０〜１１．０であることが好ましい。これによれば、極性が低い基板１０とガス発生層２０との密着強度をより高くすることができる。ここで、溶解度パラメータ（ＳＰ値）とは、物質の凝集エネルギーの平方根であり、樹脂の溶剤への溶解性や樹脂同士の相溶性あるいは密着性の指針となる。
【０１６９】
また、基板１０の極性が低い場合には、粘接着剤樹脂にシランカップリング剤を含有させてもよい。粘接着剤樹脂にシランカップリング剤を含有させた場合においても同様に、極性が低い基板１０とガス発生層２０との密着強度を高めることができる。シランカップリング剤の具体例としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトシキシラン等のビニルシラン化合物、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシシラン化合物、３−メタクリロキシプロピル」メチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリロシラン化合物、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン化合物などが挙げられる。
【０１７０】
また、基板１０の極性が低い場合は、基板１０とガス発生層２０との間に密着層を設けてもよい。これにより、基板１０とガス発生層２０との密着強度を高めることができる。具体的には、例えば、実質的に有機シロキサン化合物からなる基板１０と、アクリル系粘接着剤を含むガス発生層２０とを用いる場合は、基板１０とガス発生層２０との間に、実質的にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂からなる密着層を設けることが好ましい。
【０１７１】
なお、粘着剤としての凝集力の調節を図る目的で、バインダー樹脂に、所望によりイソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物等の一般の粘着剤に配合される各種の架橋剤を適宜配合してもよい。また、バインダー樹脂に、可塑剤、樹脂、界面活性剤、ワックス、微粒子充填剤等の公知の添加剤を加えてもよい。
【０１７２】
なお、ガス発生層２０は、例えば、１又は複数のフィルムにより構成されていてもよい。すなわち、基板１０上に成膜されることでガス発生層２０が形成されていてもよく、また基板１０にフィルム状のガス発生層２０が貼付されていてもよい。
【０１７３】
バリア層２１は、ガス発生層２０の基板１０側とは反対側の表面に設けられている。バリア層２１は、ガス発生層２０において発生したガスがバリア層２１側に流出することを抑制するためのものである。このため、バリア層２１は、ガス発生層２０において発生するガスを透過させにくいものであることが好ましく、ガス発生層２０において発生するガスを実質的に透過させないものであることが好ましい。
【０１７４】
また、バリア層２１は、ガス発生層２０が光照射によってガスを発生させるものである場合は、光を透過させるものであることが好ましい。
【０１７５】
バリア層２１は、例えば樹脂製の膜、フィルム又は基板、もしくはガラス製の膜、フィルム又は基板であってもよい。バリア層２１の材質としては、例えば、ポリアクリル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及びガラスなどが挙げられる。
【０１７６】
なお、バリア層２１は、ガス発生層２０の上に成膜することで形成されてもよい。また、ガス発生層２０の上に、フィルム状のバリア層２１が貼付されていてもよい。若しくは、バリア層２１上に予めガス発生層２０を成膜しておき、その後、ガス発生層２０のバリア層２１とは反対側の表面を基板１０に貼付してもよい。この場合に、ガス発生層２０の成膜方法は特に限定されない。例えば、塗工や押し出し成形によりガス発生層２０を成膜してもよい。
【０１７７】
また、バリア層２１のガス発生層２０側の表面は、アンカー処理されていることが好ましい。バリア層２１のガス発生層２０側の表面にアンカー処理を施しておくことによって、バリア層２１とガス発生層２０との間でガスが発生したり、発生したガスがバリア層２１とガス発生層２０との間の隙間に溜まったりすることを抑制することができる。従って、バリア層２１とガス発生層２０とが剥離することを抑制することができる。アンカー処理の方法は、上述した方法と同じ方法を用いることができる。
【０１７８】
なお、バリア層２１の層厚は、特に限定されないが、１０μｍ〜１００μｍであることが好ましく、２５μｍ〜７５μｍであることがさらに好ましい。
【０１７９】
以上説明したように、本実施形態では、マイクロ流路１４の開口１４ａを覆うようにガス発生層２０が設けられている。このため、ガス発生層２０に外部刺激が付与されることによりガス発生層２０において発生したガスがマイクロ流路１４に供給される。このため、例えば、特許文献１に記載のマイクロポンプシステムのように、マイクロポンプ室を設ける必要がない。従って、本実施形態によれば、マイクロポンプシステム２、ひいてはマイクロ流体デバイス１をより小型化することが可能となる。
【０１８０】
また、マイクロ流体デバイス１では、マイクロポンプ室を基板内に形成する必要がなく、単にガス発生層２０を形成すればよいため、特許文献１に記載されたマイクロ流体デバイスよりもさらに容易に作製することができる。特に、ガス発生層２０としてガス発生フィルムを使用する場合は、さらに作製が容易となる。
【０１８１】
さらに、本実施形態では、開口１４ａの開口面積を調節することによっても、マイクロ流路１４に供給されるガスの量を調節することも可能である。
【０１８２】
本実施形態では、ガス発生層２０の基板１０とは反対側の表面にバリア層２１が設けられている。このため、ガス発生層２０において発生したガスが効率的にマイクロ流路１４に供給される。従って、マイクロ流路１４において、高いガス圧を容易に得ることができる。
【０１８３】
また、本実施形態では、ガス発生層２０にバインダーが含有されている。このため、ガス発生層２０に種々の機能を付与することができる。例えば、バインダーとして粘接着剤樹脂を含有させることによって、ガス発生層２０と基板１０との粘接着性を高めることができる。このため、例えば、ガスが発生したときにおけるガス発生層２０の基板１０からの剥離を抑制することができる。従って、マイクロ流路１４におけるガス圧をより高くすることができる。
【０１８４】
特に、バインダーとして外部刺激によって硬化しない粘接着剤樹脂を含有させることによって、ガス発生層２０に対して外部刺激の付与が開始された後においても、ガス発生層２０の基板１０に対する高い粘接着性を維持することができる。従って、マイクロ流路１４におけるガス圧をさらに高くすることができる。
【０１８５】
以下、本発明を実施した好ましい形態のさらなる例について説明する。以下の説明において、第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【０１８６】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、マイクロ流体デバイス１にひとつのガス発生部３のみが形成されている例について説明した。但し、本発明において、図２に示すように、ガス発生部３は複数形成されていてもよい。言い換えれば、マイクロ流路１４は複数設けられていてもよい。この場合において、ガス発生層２０は、複数のガス発生部３に共通してひとつのみ設けてもよい。
【０１８７】
本実施形態のように、複数のガス発生部３がマトリクス状に形成されている場合において、ガス発生層２０が光照射によりガスを発生させるものである場合は、平面視において、隣接する開口１４ａ相互間に、ガス発生層２０に照射される光２３を遮光する１又は複数の遮光層２２を設けてもよい。
【０１８８】
この遮光層２２を設けることによって、ガス発生層２０の各開口１４ａに対応する部分への光照射の制御が容易となる。具体的には、例えば、遮光層２２が設けられていない場合は、ガス発生層２０の隣接する複数の開口１４ａに対応する部分の全体に光が照射されてしまう虞がある。よって、ガス発生層２０のうち、ひとつの開口１４ａに対応する部分にのみ光照射することが困難である。それに対して、本実施形態では、ガス発生層２０の隣接する開口１４ａに対応する部分相互間が遮光層２２により区画されている。このため、ガス発生層２０のある特定の開口１４ａに対応する部分に対して照射しようとした光が、ガス発生層２０の上記特定の開口１４ａに隣接する開口１４ａに対応する部分に対して照射されることが抑制される。このため、各ガス発生部３を独立して制御することが容易となる。
【０１８９】
遮光層２２は、各開口１４ａに対応する部分に開口又は光透過部が形成されたものであることが好ましい。換言すれば、平面視において、ガス発生層２０の各開口１４ａに対応する部分が遮光層２２において相互に隔離されていることが好ましい。ガス発生層２０のある特定の開口１４ａに対応する部分に対して照射しようとした光が、ガス発生層２０の上記特定の開口１４ａに隣接する開口１４ａに対応する部分に対して照射されることをより効果的に抑制することができるからである。
【０１９０】
本実施形態は、隣接する開口１４ａ相互間の距離が短いときに特に有効である。言い換えれば、本実施形態によれば、多数のガス発生部３を密集して配置することも可能となる。
【０１９１】
（第３の実施形態）
上記第２の実施形態では、ガス発生層２０は、複数のガス発生部３に共通してひとつのみ設けられている例について説明した。但し、図３に示すように、ガス発生層２０を複数のガス発生部３のそれぞれに対して別個に設けてもよい。この場合、ガス発生層２０と基板１０とが必ずしも貼付されている必要はない。例えば、隣接するガス発生層２０の間においてバリア層２１と基板１０とを接着させ、バリア層２１を基板１０に対して固定すると共に、バリア層２１と基板１０との間にガス発生層２０を配置してもよい。
【０１９２】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。図４に示すように、本実施形態では、バリア層２１は、ガス発生層２０の外周に位置する外周部２１ａにおいて、全周にわたって基板１０に接合されている。これにより、基板１０とバリア層２１との間に実質的に気密された空間が形成されている。そして、その気密空間内にガス発生層２０が配置されている。
【０１９３】
ガス発生層２０は、基板１０に粘着又は接着されていてもよく、基板１０に粘着及び接着されていなくてもよい。ガス発生層２０には、連通孔２０ａが形成されている。連通孔２０ａは、開口１４ａに連通している。
【０１９４】
例えば、連通孔２０ａが形成されていない場合は、ガス発生層２０の基板１０とは反対側の表面において発生したガスは、ガス発生層２０の内部を経由してマイクロ流路１４に供給される。このため、マイクロ流路１４に対するガスの供給効率が低くなる傾向にある。それに対して、本実施形態では、連通孔２０ａが形成されているため、ガス発生層２０の基板１０とは反対側の表面において発生したガスも連通孔２０ａを介してマイクロ流路１４に供給される。このため、マイクロ流路１４に効率的にガスを供給することができる。従って、例えば、ガス発生層２０を小さくすることも可能となる。
【０１９５】
（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。図５に示すように、ガス発生層２０には、開口１４ａに接続された１又は複数の溝２０ｂが形成されていてもよい。これによれば、ガス発生層２０の開口１４ａから離れた部分において発生したガスも効率的にマイクロ流路１４に供給することが可能となる。
【０１９６】
例えば、図６に示すように、開口１４ａに対応する部分から放射状に延びるように複数の溝２０ｂを形成することが好ましい。これによれば、ガス発生層２０のより広域な部分からマイクロ流路１４に対してガスを供給することが可能となるからである。
【０１９７】
また、図７に示すように、放射状に形成された複数の溝２０ｂを連通させる輪帯状又は馬蹄状の溝をさらに形成してもよい。なお、本発明において、溝２０ｂの形成する本数、形状は何ら限定されない。
【０１９８】
なお、溝２０ｂの替わりに、ガス発生層２０を厚さ方向に貫通する開孔を形成してもよい。
【０１９９】
また、溝２０ｂや開孔を形成する替わりに、ガス発生層２０の基板１０側の表面を粗面としてもよい。その場合であっても、ガス発生層２０の開口１４ａから離れた部分において発生したガスも効率的にマイクロ流路１４に供給することが可能となる。
【０２００】
また、上記第５の実施形態のように、ガス発生層２０に溝２０ｂを形成する替わりに、図８及び図９に示すように、基板１０の表面１０ａに溝１０ｃを形成してもよい。さらに、ガス発生層２０に溝２０ｂを形成すると共に、基板１０の表面１０ａに溝１０ｃを形成してもよい。
【０２０１】
（実験例１）
２−エチルへキシルアクリレート９６．５重量部、アクリル酸３重量部、２−ヒドロキシエチルアクリレート０．５重量部のアクリル系共重合体（重量平均分子量７０万）を用意した。
【０２０２】
前記アクリル系共重合体１００重量部と、溶剤としての酢酸エチル２００重量部と、架橋剤としてのイソシアネート系化合物（日本ポリウレタン社製、商品名コロネートＬ４５）５重量部とを混合し、粘接着剤樹脂バインダー溶液を調製した。
【０２０３】
前記粘接着剤樹脂バインダー溶液に、光酸発生剤としての２，３，４，４’−テトラヒドロキシべンゾフェノンと、酸刺激ガス発生剤としての炭酸水素ナトリウムとを配合し、光応答性ガス発生材料とした。なお、２，３，４，４’−テトラヒドロキシべンゾフェノンと、炭酸水素ナトリウムとのそれぞれの配合量は、アクリル系共重合体１００重量部に対して３５重量部、７５重量部とした。
【０２０４】
前記光応答性ガス発生材料を、アンカー処理が施された厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上にキャストにより塗布した後、乾燥させることにより光応答性ガス発生フィルムを作製した。乾燥後の光応答性ガス発生フィルムの厚みは約３０μｍであった。
【０２０５】
（実験例２）
実験例１の粘接着剤樹脂バインダー溶液に、上記光酸発生剤及び酸刺激ガス発生剤に替えて、光ガス発生剤として２，２’−アゾビス−（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）をアクリル系共重合体１００重量部に対して２０重量部配合した以外は、実験例１と同様にして、光応答性ガス発生フィルムを作製した。
【０２０６】
（実験例３）
光ガス発生剤として３−アジドメチル−３−メチルオキセタンを用いたこと以外は実験例２と同様にして、光応答性ガス発生フィルムを作製した。
【０２０７】
（評価）
大きさ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ５ｍｍで中心に直径１ｍｍの貫通孔が形成されたポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）製板を用意した。実験例１〜３で得られた各光応答性ガス発生フィルムを、ハンドローラーを用いて、ＰＭＭＡ製板に貼付した。
【０２０８】
ガスが通過するチューブと、そのチューブの一端に取り付けられたガス量測定用のメスピペットとを備えるガス発生定量測定装置を用意した。そのガス発生定量測定装置のチューブの他端をＰＭＭＡ製板に形成された貫通孔の光応答性ガス発生フィルムとは反対側の開口に接続した。なお、ガス発生定量測定装置は、チューブの一方から水を流し込み、メスピペットの基準線まで水を満たした状態を初期状態として、この初期状態からのフォルムから発生したガスによる水位変化を計測するものである。
【０２０９】
次に、光応答性ガス発生フィルムに、高圧水銀灯を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を光照射強度２４ｍＷ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）で照射したときのガス発生量を測定した。また、紫外線を照射してから２００秒経過後に、光酸発生剤と酸刺激ガス発生剤との合計量、及び光ガス発生剤１ｇあたりのガス発生量を測定し、下記の評価基準で評価した。
【０２１０】
〔ガス発生量の評価基準〕
◎：光ガス発生剤１ｇあたりのガスの発生量が１．５ｍＬ以上
○：光ガス発生剤１ｇあたりのガスの発生量が１．０ｍＬ以上、１．５ｍＬ未満
△：光ガス発生剤１ｇあたりのガスの発生量が０．５以上、１．０ｍＬ未満
×：光ガス発生剤１ｇあたりのガスの発生量が０．５ｍＬ未満
結果を以下に示す。
【０２１１】
〔ガス発生量評価結果〕
実験例１：○
実験例２：◎
実験例３：◎
【０２１２】
（変形例３〜１２）
上記実施形態では、１つのマイクロ流路１４に対して開口１４ａが１つだけ形成されている例について説明した。ただし、本発明はこの構成に限定されない。例えば、１つのマイクロ流路１４に対して複数の開口１４ａが形成されていてもよい。また、基板１０には、相互に接続された複数のマイクロ流路１４が形成されていてもよい。図１０〜図２２に、マイクロ流路１４の形成例を示す。
【０２１３】
図１０及び図１１に示す例では、１つのマイクロ流路１４に対して、２つの開口１４ａが形成されている。そして、マイクロ流路１４からのガスを排出するためのガス排出口３０がマイクロ流路１４の端部に形成されている。
【０２１４】
図１２に示す例では、１つのマイクロ流路１４に対して、４つの開口１４ａが直列に形成されている。ガス排出口３０は、マイクロ流路１４の隣接する開口１４ａ相互間の部分に形成されている。
【０２１５】
図１３に示す例では、１つのガス排出口３０に対して、複数のマイクロ流路１４が並列に接続されている。具体的には、１つのガス排出口３０に対して、３つのマイクロ流路１４が並列に接続されている。各マイクロ流路１４には、それぞれ複数の開口１４ａが形成されている。
【０２１６】
図１４に示す例では、１つのガス排出口３０に対して、４つのマイクロ流路１４が接続されている。複数のマイクロ流路１４の内の少なくともひとつは、枝分かれ状に形成されている。
【０２１７】
図１５に示す例では、複数の開口１４ａが、マイクロ流路１４によって網目状に接続されている。
【０２１８】
図１６に示す例では、網目状に形成されたマイクロ流路１４の中央部にガス排出口３０が形成されている。
【０２１９】
図１７及び図１８に示す例では、１つのガス排出口３０に対して、ガス排出口３０から放射状に延びる複数のマイクロ流路１４が接続されている。図１７に示す例では、各マイクロ流路に１つの開口１４ａが形成されている。そして、各マイクロ流路が相互に接続されている。図１８に示す例では、各マイクロ流路１４に、複数の開口１４ａが、等間隔に、直列に形成されている。
【０２２０】
図１９及び図２０に示す例においても、１つのガス排出口３０に対して、ガス排出口３０から放射状に延びる複数のマイクロ流路１４が接続されている。図１９では、各マイクロ流路１４は、ガス排出口３０に接続された主流路１４ｂと、副流路１４ｃとを備えている。副流路１４ｃは、主流路１４ｂに並列に接続されている。複数の副流路１４ｃのそれぞれにも、開口１４ａが形成されている。図２０に示すように、１つのガス排出口３０に接続された複数のマイクロ流路１４からなるマイクロ流路群３１が、基板１０に複数形成されている。
【０２２１】
図２１及び図２２に示す例では、相互に接続された複数のマイクロ流路１４を含むマイクロ流路組３２が１つのガス排出口３０に対して複数接続されている。そして複数のマイクロ流路組３２からなるマイクロ流路群３１が、基板１０に複数形成されている。
【０２２２】
以上のように、１つのマイクロ流路１４に対して複数の開口１４ａを形成したり、１つのガス排出口３０に対して複数のマイクロ流路１４を接続したりすることにより、１つのガス排出口３０から排出されるガスの量を多くすることができ、排出ガス圧力を高くすることができる。また、１つのガス排出口３０から、長期間にわたってガスを排出させることも可能となる。
【０２２３】
特に、例えば、図１９に示す例のように、開口１４ａを密集して配置することにより、小型でありつつ、高い出力及び長期間にわたるガス排出が可能なマイクロ流体デバイスを実現することが可能となる。
【０２２４】
なお、図１９に示す例のように、開口１４ａが密集して配置されている場合は、複数のＬＥＤが規則的に配列されたＬＥＤアレイを光源として用いることが好ましい。
【０２２５】
また、ひとつのガス排出口３０に接続された１または複数のマイクロ流路１４に形成された複数の開口１４ａに対して光を照射するタイミングは、相互に等しくてもよいし、異なっていてもよい。複数の開口１４ａに対して光を照射するタイミングを相互に異ならせることによりガス排出が可能な期間をより長くすることができる。
【符号の説明】
【０２２６】
１ …マイクロ流体デバイス
２ …マイクロポンプシステム
３ …ガス発生部
１０ …基板
１０ａ…第１の主面
１０ｂ…第２の主面
１０ｃ…溝
１１ …第１の基板
１２ …第２の基板
１３ …第３の基板
１４ …マイクロ流路
１４ａ…開口
１４ｂ…主流路
１４ｃ…副流路
２０ …ガス発生層
２０ａ…連通孔
２０ｂ…溝
２１ …バリア層
２１ａ…外周部
２２ …遮光層
２３ …光
３０ …ガス排出口
３１ …マイクロ流路群
３２ …マイクロ流路組
３３，３４…粘接着剤層
３５ …貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体デバイスに関し、詳細には、マイクロポンプシステムを有するマイクロ流体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、マイクロ流体デバイスの一例として、マイクロポンプシステムを有するマイクロ全分析システムが開示されている。特許文献１のマイクロポンプシステムは、微細流路と、ガス発生材料が充填されたマイクロポンプ室とが形成された基板により構成されている。特許文献１のマイクロポンプシステムでは、光線をマイクロポンプ室に照射したり、熱を付与したりすることでガス発生材料からガスが発生し、マイクロポンプシステムが作動する。このため、特許文献１のマイクロポンプシステムは、複雑な機械的構造を要さない。従って、特許文献１に開示された構造を採用することで、マイクロポンプシステムの小型化及び製造容易化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９７１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたマイクロポンプシステムでは、基板内にマイクロポンプ室を形成する必要がある。このため、マイクロポンプシステムの製造工程が煩雑となる傾向にある。また、マイクロポンプシステムをさらに小型化したいという要望を十分に満足させることは困難である。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、マイクロポンプシステムを有するマイクロ流体デバイスにおいて、製造工程の簡素化を図ると共に、さらなる小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るマイクロ流体デバイスは、ガス発生部を有する。ガス発生部は、基板と、ガス発生層とを有する。基板は、第１の主面と第２の主面とを有する。基板には、第１の主面に開口するマイクロ流路が形成されている。ガス発生層は、基板の第１の主面に、開口を覆うように配置されている。ガス発生層は、外部刺激を受けることによりガスを発生させる。ガス発生層の基板側の表面及び基板の第１の主面のうちの少なくとも一方は、粗面である。
【０００７】
本発明のある特定の局面において、ガス発生層は、第１の主面に貼付されているガス発生フィルムである。
【０００８】
本発明の他の特定の局面において、ガス発生部は、ガス発生層の基板側とは反対側の表面に設けられたバリア層をさらに有する。
【０００９】
本発明の別の特定の局面において、バリア層は、ガス発生層を覆うように配置されており、ガス発生層の外周全体にわたって基板に接合されている。
【００１０】
本発明のさらに別の特定の局面において、バリア層は、ガラス製又は樹脂製の膜又は基板である。
【００１１】
本発明のまた他の特定の局面において、基板には、マイクロ流路が複数設けられており、ガス発生層は、光が照射されることによりガスを発生させるガス発生剤を含み、マイクロ流体デバイスは、平面視において、隣接するマイクロ流路の開口相互間に設けられ、ガス発生層を遮光する遮光層をさらに備えている。
【００１２】
本発明のまた別の特定の局面において、ガス発生層は、基板に貼付されており、ガス発生層の基板側の表面及び基板の第１の主面のうちの少なくとも一方には、開口に接続された溝又は孔が形成されている。
【００１３】
溝又は孔は、開口から基板の板面方向に延びていることが好ましい。
【００１４】
溝又は孔が複数形成されており、複数の溝又は孔は、基板の板面方向において、開口から放射状に延びていることが好ましい。
【００１５】
ガス発生層は、外部刺激を受けることによりガスを発生させるガス発生剤を含むことが好ましい。外部刺激は、光であることが好ましい。
【００１６】
ガス発生剤は、アゾ化合物及びアジド化合物のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００１７】
ガス発生層は、バインダー樹脂をさらに含むことが好ましい。
【００１８】
本発明のまたさらに別の特定の局面において、マイクロ流路には、第１の主面に対する開口が複数形成されている。
【００１９】
本発明のさらにまた他の特定の局面において、基板には、マイクロ流路が複数形成されており、複数のマイクロ流路は、相互に接続されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、基板上に設けられたガス発生層からマイクロ流路にガスが供給されるため、マイクロポンプシステムを有するマイクロ流体デバイスにおいて、製造工程の簡素化を図ると共に、さらなる小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図２】図２は、第２の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図３】図３は、第３の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図４】図４は、第４の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図５】図５は、第５の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図６】図６は、第５の実施形態におけるガス発生層の平面図である。
【図７】図７は、変形例１におけるガス発生層の平面図である。
【図８】図８は、変形例２に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図９】図９は、変形例２における基板の平面図である。
【図１０】図１０は、変形例３に係るマイクロ流体デバイスの概略断面図である。
【図１１】図１１は、変形例３におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１２】図１２は、変形例４におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１３】図１３は、変形例５におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１４】図１４は、変形例６におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１５】図１５は、変形例７におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１６】図１６は、変形例８におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１７】図１７は、変形例９におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１８】図１８は、変形例１０におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図１９】図１９は、変形例１１におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図２０】図２０は、変形例１１におけるマイクロ流体デバイスの概略平面図である。
【図２１】図２１は、変形例１２におけるマイクロ流路の構成を表わす概略平面図である。
【図２２】図２２は、変形例１２に係るマイクロ流体デバイスの概略平面図である。
【図２３】図２３は、変形例１３に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図２４】図２４は、変形例１４に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の好ましい形態の一例について、図１に示すマイクロ流体デバイス１を例に挙げて説明する。但し、マイクロ流体デバイス１は、単なる例示であって、本発明は、マイクロ流体デバイス１に限定されるものではない。
【００２３】
図１は、マイクロ流体デバイス１の断面図である。マイクロ流体デバイス１は、マイクロ流路を有するデバイスである限りにおいて特に限定されない。マイクロ流体デバイス１は、例えば、重金属分析や生化学分析を行うためのマイクロ分析デバイスであってもよい。マイクロ流体デバイス１がマイクロ分析デバイスである場合は、マイクロ流体デバイス１は、マイクロ流路１４に連通して基板１０に形成された検出部や分析部をさらに有するものであってもよい。
【００２４】
なお、本明細書において、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体が、表面張力と毛細管現象との影響を強く受け、通常の寸法の流路を流れる液体とは異なる挙動を示す形状寸法に形成された流路をいう。すなわち、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体に所謂マイクロ効果が発現する形状寸法に形成された流路をいう。
【００２５】
但し、どのような形状寸法の流路においてマイクロ効果が発現するかは、流路に導入される液体の物性によって異なる。例えば、マイクロ流路が横断面矩形状である場合には、一般的には、マイクロ流路の横断面における高さ及び幅のうちの小さい方が５ｍｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以下に設定される。マイクロ流路が横断面円形状である場合は、一般的には、マイクロ流路の直径は、５ｍｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以下に設定される。
【００２６】
図１に示すように、マイクロ流体デバイス１は、マイクロポンプシステム２を備えている。マイクロポンプシステム２には、ガス発生部３が形成されている。ガス発生部３は、基板１０と、ガス発生層２０と、バリア層２１とを備えている。
【００２７】
基板１０は、第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとを備えている。なお、第１の主面１０ａには、開口１４ａの内周面は含まれない。すなわち、主面には、表面に凹部が形成されている場合において、凹部の表面は含まれない。
【００２８】
基板１０には、マイクロ流路１４が形成されている。マイクロ流路１４は、基板１０の第１の主面１０ａに開口している。言い換えれば、マイクロ流路１４には、第１の主面１０ａに開口する開口１４ａが形成されている。なお、本実施形態では、マイクロ流路１４が第１の主面１０ａにのみ開口している例について説明する。但し、マイクロ流路１４は、第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとの両方に開口していてもよい。
【００２９】
基板１０の材質は、特に限定されない。基板１０は、例えばガラス製であってもよく、樹脂製であってもよい。具体的には、基板１０は、例えば、有機シロキサン化合物からなるものであってもよい。有機シロキサン化合物の具体例としては、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ：ｐｏｌｙ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ））、ポリメチル水素シロキサンなどが挙げられる。
【００３０】
成形型に樹脂を流し込んだ後に硬化させることによって基板１０を作製する場合は、基板１０は、実質的にＰＤＭＳからなるものであることが特に好ましい。ＰＤＭＳからなる部材は転写性が高いため、ＰＤＭＳを用いることによって高い形状精度の基板１０を作製することができる。また、ＰＤＭＳは光透過性が優れているため、光透過性の高い基板１０を得ることができる。
【００３１】
本実施形態では、基板１０は、第１の基板１１と、第２の基板１２と、第３の基板１３とによって構成されている。但し、基板１０は、一枚の基板によって構成されていてもよく、２枚以上の基板により構成されていてもよい。
【００３２】
基板１０の第１の主面１０ａは、アンカー処理されていることが好ましい。基板１０の第１の主面１０ａにアンカー処理を施しておくことによって、基板１０とガス発生層２０との間においてガスが発生したり、発生したガスが基板１０とガス発生層２０との間に溜まったりすることを抑制することができる。
【００３３】
上記アンカー処理としては、例えば、基板１０の第１の主面１０ａにコロナ放電処理や表面処理剤を塗布する処理が挙げられる。ここで、表面処理剤としては、例えば、ウレタン樹脂、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、１，３共役ジエンモノマーを含む重合ポリマー又は共重合ポリマー、１，３共役ジエンモノマーを含む重合オリゴマー又は共重合オリゴマー、１，３共役ジエンモノマー誘導体を含む重合ポリマー又は共重合ポリマー、１，３共役ジエンモノマー誘導体を含む重合オリゴマー又は共重合オリゴマー、又はこれらの混合物などが挙げられる。
【００３４】
基板１０の第１の主面１０ａの上には、ガス発生層２０が配置されている。本実施形態では、ガス発生層２０は、基板１０に対して貼付されている。開口１４ａは、このガス発生層２０によって覆われている。
【００３５】
ガス発生層２０の厚みは、好ましくは１μｍ〜２００μｍ、より好ましくは５μｍ〜１００μｍ、さらに好ましくは１０μｍ〜５０μｍである。ガス発生層２０の厚みが１μｍ以下の場合には、外部刺激を受けて発生するガスの量が少なかったり、バインダー樹脂が粘接着剤樹脂を含むような場合には、基板１０に対する接着性が不足したりする場合がある。また、ガス発生層２０の厚みが２００μｍ以上である場合には、発生したガスが基板１０に到達するまでに要する時間が長くなる傾向にある。
【００３６】
ガス発生層２０は、外部刺激を受けることによってガスを発生させる層である。ガス発生層２０は、外部刺激を受けることによってガスを発生させるガス発生剤を少なくとも含む。本実施形態では、ガス発生層２０は、ガス発生剤と、バインダーとを含む。ガス発生層２０は、さらに種々の添加剤を含むものであってもよい。
【００３７】
なお、本発明において、外部刺激とは、ガス発生部にガス発生反応を起こさせるために外部から供給される物理的または化学的な刺激を意味する。すなわち、外部刺激とは、ガス発生部からガスが発生するようにガス発生部に作用するものである。外部刺激の具体例としては、光や熱等のエネルギー、酸や塩基等の物質が挙げられる。すなわち、「外部刺激を受ける」には、光や熱等のエネルギーが照射されること、酸や塩基等の物質が供給されることが含まれる。
【００３８】
外部刺激は、ガス発生部にガス発生反応を起こさせるものである限りにおいて特に限定されないが、光であることが好ましい。光の照射のオン/オフや照射する光の強度調整は容易に行えるため、外部刺激が光である場合は、ガス発生の制御が容易であり、また、ガス発生の高い応答性が得やすい。さらに、外部刺激が光である場合は、基板１０に要求される熱的耐久性が低くなるため、基板１０の選択自由度が向上する。
【００３９】
ガス発生剤は、外部刺激を受けることによりガスを発生させる材料のみにより構成されていてもよい。また、ガス発生剤は、外部刺激を受けることにより、別の刺激を発生させる刺激発生剤と、その刺激発生剤により発生した刺激を受けることによってガスを発生させる刺激ガス発生剤とを含んでいてもよい。
【００４０】
ガス発生剤は、例えば、光又は熱を受けることにより酸又はアルカリを発生させる材料と、その材料により発生した酸又はアルカリによりガスを発生させる材料とを含んでいてもよい。より具体的には、ガス発生材料は、光が照射されることにより酸を発生させる光酸発生剤と、酸と接触することによりガスを発生させる酸刺激ガス発生剤とを含んでいてもよい。またガス発生材料は、光が照射されることにより塩基を発生させる光塩基発生剤と、塩基と接触することにより塩基ガスを発生させる塩基増殖剤を含んでもよい。
【００４１】
ガス発生層２０に照射される光は、ガス発生剤または増感剤が吸収する波長帯の光であれば、特に限定されないが、波長が１０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線及び紫外線に近い４００ｎｍ〜４２０ｎｍの青色光であることが好ましく、３００ｎｍ〜４００ｎｍの近紫外線であることがより好ましい。
【００４２】
ガス発生層２０への光照射に用いられる光源は、特に限定されない。光源の具体例としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、全固体レーザー、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ、ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯などが挙げられる。なかでも、光源としては、発熱も少なく安価な発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子が好ましく用いられる。
【００４３】
ガス発生剤の具体例としては、例えば、アゾ化合物、アジド化合物等が挙げられる。アゾ化合物は、アゾアミド化合物であってもよい。
【００４４】
アゾ化合物の具体例としては、例えば、２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルプロピル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルエチル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−プロピル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−エチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−プロペニル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジサルフェイトジハイドロレート、２，２’−アゾビス［２−（３，４，５，６−テトラハイドロピリミジン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス｛２−［１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾイリン−２−イル］プロパン｝ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミダイン）ハイドロクロライド、２，２’−アゾビス（２−アミノプロパン）ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシアシル）−２−メチル−プロピオンアミダイン］、２，２’−アゾビス｛２−［Ｎ−（２−カルボキシエチル）アミダイン］プロパン｝、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミドオキシム）、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレート、４，４’−アゾビス（４−シアンカルボニックアシッド）、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタノイックアシッド）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）等が挙げられる。これらのアゾ化合物は、特定の波長域の光、熱等による刺激を受けることにより窒素ガスを発生させる。
【００４５】
アジド化合物の具体例としては、例えば、３−アジドメチル−３−メチルオキセタン、テレフタルアジド、アジド基を有するポリマー等が挙げられる。アジド基を有するポリマーの具体例としては、グリシジルアジドポリマー等が挙げられる。グリシジルアジドポリマーは、例えば、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルベンズアジドと３−アジドメチル−３−メチルオキセタンとを開環重合することにより得られる。これらのアジド化合物は、特定の波長域の光、熱、超音波及び衝撃等による刺激を受けることにより分解して、窒素ガスを発生させる。
【００４６】
なお、アゾ化合物は、衝撃によっては気体を発生しないことから取り扱いが極めて容易である。また、アゾ化合物は、連鎖反応を起こして爆発的に気体を発生させることもなく、光の照射を中断することで気体の発生を中断させることもできる。このため、アゾ化合物をガス発生剤として用いることによりガス発生量の制御が容易となる。
【００４７】
アゾ化合物等のガス発生剤は、高い耐熱性を有することが好ましい。具体的には、ガス発生剤の１０時間半減期温度が８０℃以上であることが好ましい。ガス発生剤を高耐熱性にすることによって、マイクロ流体デバイス１を高温環境下においても好適に使用可能なものとすることができる。また、マイクロ流体デバイス１の貯蔵時における劣化を抑制することができる。
【００４８】
１０時間半減期温度が８０℃以上であるアゾ化合物としては、下記一般式（３）で表されるアゾアミド化合物等が挙げられる。下記一般式（３）で表されるアゾアミド化合物は、耐熱性に優れていることに加え、アクリル酸アルキルエステルポリマー等の粘着性を有するポリマーへの溶解性にも優れている。このため、粘接着剤樹脂中において、アゾアミド化合物が粒子化することを抑制することができる。
【００４９】
【化１】
【００５０】
一般式（３）中、Ｒ６及びＲ７は、それぞれ独立して、低級アルキル基を表し、Ｒ８は、炭素数２以上の飽和アルキル基を表す。なお、Ｒ６とＲ７は、同一であっても、異なっていてもよい。
【００５１】
上記一般式（３）で表されるアゾアミド化合物の具体例としては、例えば、２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルプロピル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルエチル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−プロピル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−エチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−プロペニル）−２−メチルプロピオンアミド］等が挙げられる。
【００５２】
なかでも、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）及び２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−プロペニル）−２−メチルプロピオンアミド］は、溶剤への溶解性に特に優れていることから好適に用いられる。
【００５３】
光酸発生剤は、特に限定されない。光酸発生剤としては、例えば、従来公知の光酸発生剤を用いることができる。
【００５４】
光酸発生剤としては、キノンジアジド化合物、オニウム塩、スルホン酸エステル類及び有機ハロゲン化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種を用いることが好ましく、スルホン酸オニウム塩、ベンジルスルホン酸エステル、ハロゲン化イソシアヌレート及びビスアリールスルホニルジアゾメタンからなる群から選ばれた少なくとも１種を用いることがより好ましい。これらの光酸発生剤は、光照射により効率的に分解し、スルホン酸等の強酸を発生させる。よって、これらの光酸発生剤を用いることによって、ガスの発生効率をより一層高めることができる。
【００５５】
キノンジアジド化合物としては、例えば、１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−５−スルホン酸又は１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−４−スルホン酸と、低分子芳香族ヒドロキノン化合物とのエステルが挙げられる。低分子芳香族ヒドロキノン化合物としては、例えば、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、クレゾール等が挙げられる。これらの中でも、１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−５−スルホン酸−ｐ−クレゾールエステルが特に好ましく用いられる。
【００５６】
オニウム塩としては、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。
【００５７】
スルホン酸エステル類としては、ビスアリールスルホニルジアゾメタン、ｐ−ニトロベンジル９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ｍ−ニトロベンジル９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ｍ、ｐ−ジニトロベンジル９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ｐ−シアノベンジル９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、クロロベンジル９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ジメチルアミノナフタレン−５−スルホネート、ジフェニルヨードニウム−９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、４−メトキシフェニル−フェニルヨードニウム−９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ビス（４−メトキシフェニル）ヨードニウム−９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム−９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、ジフェニルヨードニウム−アントラセン−２−スルホネート、ジフェニルヨードニウム−トルフルオロメタンスルホネート、（５−プロピルスルホニルオキシイミノ−５Ｈ−チオフェン−２−イリデン）−（２−メチルフェニル）アセトニトリル等が挙げられる。これらの中でも、光照射された際の酸の発生効率が高いジフェニルヨードニウム−９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、５−プロピルスルホニルオキシイミノ−５Ｈ−チオフェン−２−イリデン）−２−メチルフェニルアセトニトリルが特に好ましく用いられる。
【００５８】
有機ハロゲン化合物としては、例えば、トリブロモメチルフェニルスルホン、トリブロモメチルスルフォニルピリジンなどが挙げられる。
【００５９】
酸刺激ガス発生剤としては、酸の刺激すなわち酸の作用によりガスを発生するものであれば特に限定されないが、炭酸塩及び重炭酸塩のうちの少なくとも一方が好適に用いられる。
【００６０】
酸刺激ガス発生剤の具体例としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、水素化ホウ素ナトリウム等が挙げられる。これらの酸刺激ガス発生剤は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。好ましくは、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムであり、より好ましくは、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムとの混合物は、安定性に優れ、かつガス発生量が多いため、酸刺激ガス発生剤として好適に用いられる。
【００６１】
なお、酸刺激ガス発生剤の配合量は、光酸発生剤から発生する酸と化学等量であることが望ましい。
【００６２】
また、酸刺激ガス発生剤と光酸発生剤とのそれぞれは、液状であってもよいし、粒子状であってもよい。但し、取り扱い性及びガスの発生効率を高くする観点から、酸刺激ガス発生剤と光酸発生剤とのうちの少なくとも一方が微粒子であることが好ましい。また、酸刺激ガス発生剤と光酸発生剤とのうちの少なくとも一方を微粒子とすることによって、微粒子間に隙間が形成され、発生したガスの通過が容易となる。なお、本明細書において、微粒子とは、平均直径が５０μｍ〜２ｍｍ程度の粒子をいう。
【００６３】
ガス発生剤は、光の照射により分解し、ガス状の塩基を発生する光塩基発生剤（Ａ）と、塩基増殖剤（Ｂ）とを含んでいてもよい。
【００６４】
光塩基発生剤（Ａ）は、例えば、コバルトアミン系錯体、カルバミン酸ｏ−ニトロベンジル、オキシムエステル、下記の式（４）で表わされる光の照射によりアミンを発生させるカルバモイルオキシイミノ基含有化合物、及び下記の式（５）で表わされるカルボン酸（ａ１）と塩基性化合物（ａ２）との塩からなる群から選択された少なくとも１種であってもよい。
【００６５】
【化２】
【００６６】
式（４）において、Ｒ１は、ｎ価の有機基であり、Ｒ２及びＲ３は各々、水素、芳香族もしくは脂肪族基であり、ｎは１以上の整数である。
【００６７】
【化３】
【００６８】
上記式（４）で表わされるカルバモイルオキシイミノ基含有化合物としては、特に限定されないが、特開２００２−１３８０７６号において、下記のようにして製造されることが示されている化合物などを例示することができる。
【００６９】
ヘキサメチレンジイソシアネート０．０５ｍｏｌに、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１００ｍｌに溶解したアセトフェノンオキシム０．１ｍｏｌを添加し、乾燥、窒素雰囲気下、５０℃で４時間攪拌し反応させた。反応液からテトラヒドロフランを揮発させると白色の固体が得られた。得られた白色の固体を８０℃のメチルエチルケトンに溶解させ、再結晶により精製し、光照射によりアミンを発生する化合物を作製した。
【００７０】
上記カルボン酸（ａ１）と、塩基性化合物（ａ２）との塩は、カルボン酸（ａ１）と、塩基性化合物（ａ２）とを溶液中で混合するだけで簡単に調製することができる。カルボン酸（ａ１）と、塩基性化合物（ａ２）とを容器中で混合すると、下記の反応式（Ｓ１）で表わされる酸塩基反応が進行し、塩Ａ１を生じる。
【００７１】
【化４】
【００７２】
上記式（Ｓ１）中、Ｘは塩基性化合物（ａ２）であり、（Ａ１）は塩である。
【００７３】
上記のようにして得られる塩は、カルボン酸（ａ１）に由来する骨格を有するので、光の照射により容易に脱炭酸を起こし、下記の反応式（Ｓ２）で表わされる反応が進行する。従って、上記塩は、単独で優れた光分解性能を発現する。すなわち、上記の塩の分解により、塩基ガスと二酸化炭素とが速やかに発生し、しかも十分な量の塩基ガス及び二酸化炭素が発生することとなる。
【００７４】
【化５】
【００７５】
上記式（Ｓ２）中、Ｘは塩基性化合物（ａ２）を示す。
【００７６】
上記塩基性化合物（ａ２）としては特に限定されず、例えば、一級アミン、二級アミン及び三級アミン等のアミン、ピリジル基を含有する化合物、ヒドラジン化合物、アミド化合物、水酸化四級アンモニウム塩、メルカプト化合物、スルフィド化合物及びホスフィン化合物などを用いることができる。これらは、複数用いられても構わない。
【００７７】
上記塩基性化合物（ａ２）としては、下記の式（６）〜（９）で表わされる化合物からなる群から選択された少なくとも１種が好適に用いられる。その場合には、上記塩が光の照射により、より一層速やかに分解し、より一層速やかに塩基ガス及び二酸化炭素が発生する。
【００７８】
【化６】
【００７９】
【化７】
【００８０】
【化８】
【００８１】
【化９】
【００８２】
上記式（９）中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキレン鎖を表す。塩基ガスも発生するので、好ましくはＲ１は、炭素数１〜２のアルキレン鎖である。
【００８３】
【化１０】
【００８４】
上記式（１０）中、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキレン鎖を表す。塩基ガスも発生するので、好ましくは、Ｒ２は炭素数１〜２のアルキレン鎖を表す。
【００８５】
【化１１】
【００８６】
上述した式（９）において、Ｒ１が炭素数１または２のアルキレン鎖の場合、及び式（１０）において、Ｒ２が炭素数１または２のアルキレン鎖の場合には、加えて、上記塩基ガスが、塩基増殖剤（Ｂ）と反応することにより、連鎖的に塩基ガスが発生する。塩基増殖剤（Ｂ）が反応して生じた塩基ガスは、自己を触媒として、さらに塩基ガスを発生するので、幾何級数的に塩基ガスが発生することとなる。加えて、同時に二酸化炭素も発生する。従って、より一層速やかに大量のガスが発生する。
【００８７】
他方、式（９）において、Ｒ１が炭素数３〜１０のアルキレン鎖の場合、及び式（１０）において、Ｒ２が炭素数３〜１０のアルキレン鎖の場合には、分子量が大きいので、塩基増殖剤が塩基ガスを発生しない。しかしながら、これらの塩基増殖剤は、側鎖にカルボキシル基を多く含んでいるので、二酸化炭素ガスを速やかにかつ効率良く発生させる。
【００８８】
塩基増殖剤としては、特に限定されないが、好ましくは、９−フルオレニルカルバメート誘導体が用いられる。９−フルオレニルカルバメート誘導体は、二官能型、球状多官能のオリゴマー型、直鎖高分子型、またはシロキサン型のいずれであってもよい。
【００８９】
上記塩基増殖剤（Ｂ）としては、下記式（１２）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤（Ｂ１）が好ましい。
【００９０】
【化１２】
【００９１】
上述した式（１２）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤（Ｂ１）は、塩基増殖反応によって分解して、新たにアミンを発生する。さらに、発生したアミンが新たな触媒として機能し、増殖的に多数のアミンを生成する。上記式（１２）で表される塩基増殖性基が分子内に多く存在するほど、分子内での塩基増殖反応が効率的に起こる。従って、より一層多くのアミノ基が生成する。
【００９２】
上記式（１２）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤（Ｂ１）を用いた塩基増殖反応では、活性な水素原子が塩基によって引き抜かれて、カルバニオンが形成される。次いで、カルバミン酸が脱離し、さらに分解が進行してアミノ基と二酸化炭素を生成する。このアミノ基が触媒となってこの反応を加速する。この反応を下記反応式（Ｘ１）に示す。
【００９３】
【化１３】
【００９４】
上記式（１２）で表される塩基増殖性基としては、下記式（１３）で表される塩基増殖性基が好ましい。
【００９５】
【化１４】
【００９６】
上記式（１３）中、Ｚは置換または無置換のアルキレン鎖を示す。
【００９７】
上記式（１３）中、Ｚの具体例としては、メチレン鎖、エチレン鎖、プロピレン鎖などが挙げられる。上記塩基増殖反応が効果的に起こるため、Ｚは無置換のアルキレン鎖であることが好ましい。なかでも、Ｚにおける立体障害も小さくなり、塩基増殖反応がより一層効果的に起こり易いため、Ｚはメチレン鎖であることがより好ましい。
【００９８】
上記式（１３）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤としては、下記式（１４）で表される塩基増殖剤が好ましい。
【００９９】
【化１５】
【０１００】
上記式（１４）中、Ｘは水素原子、置換されているアルキル基、または無置換のアルキル基を示し、Ｚは置換または無置換のアルキレン鎖を示し、ｎは１〜４の整数を示す。
【０１０１】
上記式（１４）中、Ｘの具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられる。塩基増殖反応が効果的に起こるため、Ｘは無置換のアルキル基であることが好ましい。なかでも、Ｘにおける立体障害も小さくなり、塩基増殖反応がより一層効果的に起こり易いため、Ｘはエチル基であることがより好ましい。
【０１０２】
上記式（１４）中、ｎは１〜４の整数を示す。上記式（１４）で表される塩基増殖剤が同一分子内に複数の９−フルオレニルカルバメート基を有する場合には、発生した塩基の触媒作用によって塩基増殖反応がより一層効果的に起こり易い。よって上記式（１４）中、ｎは３又は４の整数であることが好ましい。
【０１０３】
上記式（１４）で表される塩基増殖剤の具体例としては、下記式（１５）で表される塩基増殖剤（Ｆｌｕ３）、下記式（１６）で表される塩基増殖剤（Ｆｌｕ４）が挙げられる。下記式（１５）及び式（１６）で表される塩基増殖剤は、公知の方法によって得ることができる。
【０１０４】
【化１６】
【０１０５】
【化１７】
【０１０６】
上記式（１５）及び式（１６）で表される塩基増殖剤は、同一分子内に複数の９−フルオレニルカルバメート基を有する。よって、発生した塩基の触媒作用によって塩基増殖反応が進行し易い。塩基の発生効率がより一層高められるので、上記式（１５）で表される塩基増殖剤がより好ましく、上記式（１６）で表される塩基増殖剤がさらに好ましい。
【０１０７】
上記式（１２），（１３）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤、あるいは上記式（１４）〜（１６）で表される塩基増殖剤は、特に限定されないが、例えばフルオレニルメタノールとイソシアネート誘導体との付加反応や、フルオレニルカルバメート基を有するアクリレートモノマーとポリチオール誘導体との付加反応によって合成することができる。前者の付加反応にはスズ触媒を適切に用い、後者の付加反応には塩基触媒を適切に用いることにより、合成を簡便に行うことができる。
【０１０８】
上記式（１２）で表される塩基増殖性基としては、下記式（１７）で表される塩基増殖性基も好ましい。
【０１０９】
【化１８】
【０１１０】
上記式（１７）中、Ｒは水素原子またはメチル基を示す。
【０１１１】
上記式（１２）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤（Ｂ１）としては、上記式（１７）で表される塩基増殖性基と、下記式（１８）で表される不飽和基とを有する塩基増殖剤もより好ましく用いることができる。
【０１１２】
【化１９】
【０１１３】
上記式（１８）中、Ｒは水素原子またはメチル基を示す。
【０１１４】
上記式（１７）で表される塩基増殖性基と上記式（１８）で表される不飽和基とを有する塩基増殖剤もより好ましく用いることができる。
【０１１５】
上記式（１７）で表される塩基増殖性基を有する塩基増殖剤は、例えば、下記反応式（Ｘ２）に示すように、上記式（１８）で表される不飽和基を有する化合物と、９−フルオレニルメチルＮ−（２−メルカプトエチル）カルバメートとの付加反応により得ることができる。なお、この付加反応では、上記式（１７）中のＲは、上記式（１８）で表される不飽和基のＲに由来する。
【０１１６】
【化２０】
【０１１７】
上記式（Ｘ２）中、Ｒは水素原子またはメチル基を示す。
【０１１８】
上記式（１８）で表される不飽和基を有する化合物は、アクリレート基あるいはメタクリレート基（以下（メタ）アクリレート基として両者を合わせて表記する）を有する化合物である。
【０１１９】
上記式（１８）で表される不飽和基を有する化合物としては、例えば、（メタ）アクリレート系モノマーまたはオリゴマーなどを用いることができる。塩基増殖剤が同一分子中にできるだけ多くの上記式（１８）で表される塩基増殖性基を含んでいると、塩基増殖反応が効率よく起こるため、（メタ）アクリレート基を少なくとも２つ有するモノマーあるいはオリゴマーが好ましい。
【０１２０】
上記多官能性（メタ）アクリレートモノマーまたは（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、具体的には、エチレンジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、エポキシアクリレート、およびこれらの類似物が挙げられる。
【０１２１】
更には、例えば、ノボラック型の化合物や、公知のデンドリティックな多官能性（メタ）アクリレートも用いることができる。これらは単独で使用してもよいし、混合物として用いてもよい。
【０１２２】
塩基増殖剤の同一分子中に、上記式（１７）で表される塩基増殖性基の数を増やすためには、上記式（１８）で表される不飽和基を少なくとも２つ有する化合物を用いればよい。
【０１２３】
上記式（１８）で表される不飽和基を少なくとも２つ有する化合物は、例えば、上記式（１８）で表される不飽和基を有する化合物に、α−チオグリセリンをマイケル付加反応させて、下記式（１９）で表されるジオール置換された基に変換し、ついで、それぞれの水酸基をエステル化あるいはウレタン化することによって得ることができる。この反応によって、例えば１つの不飽和基を２つあるいは４つの不飽和基に変換させることができる。
【０１２４】
【化２１】
【０１２５】
上記式（１９）中Ｒは、水素原子またはメチル基を示す。
【０１２６】
上記式（１９）で表される基を有するポリオール化合物の水酸基に、不飽和基である（メタ）アクリレート基を導入するためには、エステル化法およびウレタン化法を用いることができる。
【０１２７】
上記塩基増殖剤（Ｂ）の配合割合は、塩基性化合物（Ａ）１００重量部に対して、２０〜３００重量部の範囲が好ましい。塩基増殖剤（Ｂ）が２０重量部未満であると、塩基増殖剤反応を使った連鎖反応が効率的に起こらない場合がある。３００重量部を超えると、塩基増殖剤が溶媒中に飽和し、塩基増殖剤が析出することがある。また、反応系を連鎖反応が支配し、反応を止めたいときに止めることができず、反応の制御が困難になることがある。
【０１２８】
アミノアルキル化合物（Ｃ）
上記光塩基発生剤（Ａ）１００重量部に対し、２０〜１００重量部の割合でアミノアルキル化合物（Ｃ）がさらに含有されていることが好ましい。２０重量部未満では、アミノアルキル化合物（Ｃ）を添加した効果が十分得られないことがあり、１００重量部を越えると光塩基発生剤から生じるラジカルは、光塩基発生剤と等量であり、過剰に加えても未反応で反応が終了することがある。
【０１２９】
アミノアルキル化合物（Ｃ）は、光塩基発生剤（Ａ）の分解により発生したアルキルラジカルと反応する。この反応によっても塩基ガスが発生する。そのため、ガスの発生効率がさらに高められる。そして、発生した塩基ガスが、塩基増殖剤（Ｂ）とさらに反応することにより、塩基ガスがより一層幾何級数的に発生することとなる。さらに、塩基ガス発生時に、同時に二酸化炭素が発生する。よって、上記塩基増殖剤（Ｂ）に加えて、アミノアルキル化合物（Ｃ）をさらに用いることにより、ガス発生効率をより一層高めることができる。
【０１３０】
上記アミノアルキル化合物（Ｃ）としては、特に限定されないが、メチルアミン、エチルアミン、ブチルアミン、Ｎ−メチル−アミノエチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル、Ｎ，Ｎ−ジエチルエチレンジアミン及びＮ−メチルアミノブチルからなる群から選択された１種の化合物が好適に用いられ、その場合には、ガス発生効率をさらに高めることができる。
【０１３１】
ガス発生剤が上記光塩基発生剤（Ａ）を含む場合、光増感剤を含有していなくても、少量の光を短時間照射した場合でも、充分な量の塩基ガスが発生し得る。
【０１３２】
ガス発生層２０は、光増感剤をさらに含むことが好ましい。ガス発生層２０に光増感剤を含ませることにより、光が照射された際に、ガスをより一層速やかに発生させることができる。
【０１３３】
光増感剤は、光が照射されることによりガスを発生させるガス発生剤にエネルギーを移動させてガス発生剤の分解を促進する化合物である限りにおいて特に限定されない。光増感剤としては、例えば、チオキサントン、ベンゾフェノン、アセトフェノン類、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイルベンジエート、α−アシロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、脂肪族アミン、芳香族基を含むアミン、ピペリジンのように窒素が環系の一部をなしているもの、アリルチオ尿素、ｏ−トリルチオ尿素、ナトリウムジエチルジチオホスフェート、芳香族スルフィン酸の可溶性塩、Ｎ，Ｎ−ジ置換−ｐ−アミノベンゾニトリル系化合物、トリ−ｎ−ブチルフォスフィン、Ｎ−ニトロソヒドロキシルアミン誘導体、オキサゾリジン化合物、テトラヒドロ−１，３−オキサジン化合物、ホルムアルデヒドかアセトアルデヒドとジアミンの縮合物、アントラセン及びその誘導体、キサンチン、Ｎ−フェニルグリシン、フタロシアニン、ナフトシアニン、チオシアニン等のシアニン色素類ポルフィリン及びその誘導体等が挙げられる。これらの光増感剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【０１３４】
光増感剤の配合割合は、光増感作用が得られる限りにおいて特に限定されず、例えば、光が照射されることによりガスを発生させるガス発生剤１００重量部に対して光増感剤を０．１〜５０重量部の範囲で含有させることが好ましく、１〜１０重量部の範囲で含有させることがより好ましい。光増感剤が少なすぎると、十分な増感作用が得難くなる傾向にあり、光増感剤が多すぎると、ガス発生剤の光分解が抑制されたりすることがある。
【０１３５】
また、ガスの発生を補助させる目的で、ガス発生層２０に光分解性のアゾ化合物や過酸化物などを添加してもよい。
【０１３６】
光分解性のアゾ化合物としては、例えば、アゾアミド系化合物、アゾニトリル系化合物、アゾアミジン系化合物又はサイクリックアゾアミジン化合物等が挙げられる。これらのアゾ化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【０１３７】
光分解性の過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ｏ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、アントラキノン類、トリアジン類、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、クメンパーオキシド等が挙げられる。アントラキノン類としては、例えば、２−エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン等が挙げられる。トリアジン類としては、例えば、２，４−トリクロロメチル−（４’−メトキシフェニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（４’−メトキシナフチル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等が挙げられる。
【０１３８】
ガス発生の連鎖を止める目的で、ガス発生層２０にラジカルスカベンジャーなどを添加してもよい。
【０１３９】
ラジカルスカベンジャーとしては、例えば、ｔ−ブチルカテコール、ヒロドキノン、メチルエーテル、カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、スーパーオキシドディスムターゼ系酵素ビタミンＣ、ビタミンＥ、ポリフェノール類、リノレイン酸等が挙げられる。
【０１４０】
ガス発生剤は、ガス発生層２０内において相溶化状態として存在することが好ましい。高い気体発生効率を得ることができ、かつガス発生層２０の表面の平滑性を高くすることができるからである。
【０１４１】
なお、本明細書において「相溶化状態」とは、電子顕微鏡によりガス発生層２０を観察したときにガス発生剤を確認することができない程度に微分散又は相溶している状態をいう。
【０１４２】
ガス発生剤が相溶化状態で存在するようにするために、ガス発生層２０中に溶解するガス発生剤を選択することが好ましい。但し、ガス発生剤は、ガス発生層２０中に溶解しにくいものであってもよい。その場合は、例えば、分散機を用いたり、分散剤を併用したりすることによりガス発生剤を分散させることが好ましい。
【０１４３】
また、バインター樹脂としては、例えば、ポリ（メタ）アクリレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミドなどの高分子材料を用いることができる。また、これらの共重合体を用いてもよく、これらを併用してもよい。なかでも、ガスの発生効率がより一層高められるので、ポリ（メタ）アクリレートが好ましい。バインダー樹脂の紫外光吸収帯は、上記光酸発生剤や光増感剤、光塩基発生剤の紫外光吸収帯よりも短波長であることが望ましい。
【０１４４】
バインダー樹脂は、ガス発生層２０に種々の機能を持たせるために添加されるものである。バインダー樹脂は、例えば粘接着剤樹脂を含むことが好ましい。ガス発生層２０にバインダー樹脂として粘接着剤樹脂を含有させることにより、ガス発生層２０と基板１０との粘着性、接着性を高めることができる。
【０１４５】
なお、本実施形態において、粘接着剤樹脂は、ガス発生層２０に付与される外部刺激によって硬化しないものであることが好ましい。粘接着剤樹脂を外部刺激によって硬化しないものとすることで、ガス発生層２０に対する外部刺激の付与が開始された後もガス発生層２０と基板１０との高い粘接着性を維持することができるからである。粘接着剤樹脂は、例えば、外部刺激によって架橋されないものであることが好ましい。
【０１４６】
粘接着剤樹脂の具体例としては、例えば、ゴム系粘接着剤樹脂、アクリル系粘接着剤樹脂、シリコーン系粘接着剤樹脂、ウレタン系粘接着剤樹脂、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体系粘接着剤樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体粘接着剤樹脂、エポキシ系粘接着剤樹脂、イソシアネート系粘接着剤樹脂等が挙げられる。好ましくは、アクリル系粘接着剤樹脂が用いられる。
【０１４７】
もっとも、バインダー樹脂は、粘接着剤樹脂を含んでいなくてもよい。バインダー樹脂が、粘接着剤樹脂粘接着剤樹脂を含まない場合には、図２３に示すように、基板１０とガス発生層２０との間、及びガス発生層２０とバリア層２１との間のそれぞれに粘接着剤層３３，３４を配置することにより基板１０とガス発生層２０とを貼付してもよい。
【０１４８】
また、本発明において、ガス発生層の形態は、ガス発生フィルムに限定されない。ガス発生層は、例えば、ガス発生剤が付着または含浸された板状またはフィルム状の多孔質体であってもよい。この場合は、ガス発生層において発生したガスが多孔質体に形成されている多数の孔を通じて速やかにマイクロ流路に導かれる。従って、マイクロ流体システムの送液効率をより高めることができる。なお、この場合は、ガス発生層２０からのガスがマイクロ流路１４に好適に導かれるために、バリア層２１を設けておくことが特に好ましい。
【０１４９】
多孔質体は、特に限定されないが、具体例としては、例えば、複数の繊維の集合体である不織布や織布、発泡体などが挙げられ得る。
【０１５０】
また、ガス発生層は、ガス発生層において発生したガスが速やかにマイクロ流路に供給されるように、ガスがマイクロ流路に供給されやすい形状に加工されていることが好ましい。例えば、図２４に示すように、ガス発生層２０には、ガス発生層２０の厚さ方向にガス発生層２０を貫通する複数の貫通孔３５がマトリクス状に形成されていてもよい。この場合、貫通孔３５の径は、マイクロ流路１４の径よりも小さいことが好ましい。なお、この場合においても、ガス発生層２０からのガスがマイクロ流路１４に好適に導かれるために、バリア層２１を設けておくことが特に好ましい。
【０１５１】
バインダー樹脂を含む場合には、アゾ化合物またはアジド化合物は、バインダー樹脂１００重量部に対して、５重量部〜１００重量部の割合で含有されていることが好ましく、より好ましくは１０重量部〜５０重量部である。アゾ化合物またはアジド化合物の割合が少なすぎると、外部刺激によるガス発生量が少なくなりすぎる場合があり、アゾ化合物またはアジド化合物の割合が多すぎると、アゾ化合物またはアジド化合物がバインダー樹脂中に溶解できなくなってしまう場合がある。
【０１５２】
また、上述の光酸発生剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、２〜１５０重量部の割合で含有されていることが好ましく、より好ましくは１０〜１００重量部である。また、酸刺激ガス発生剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、２〜１５０重量部の割合で含有さていることがより好ましく、さらに好ましくは１０〜１００重量部である。光酸発生剤並びに酸刺激ガス発生剤の割合が少なすぎると、光照射によるガス発生が充分ではなくなる場合があり、光酸発生剤並びに酸刺激ガス発生剤の割合が多すぎると、光酸発生剤並びに酸刺激ガス発生剤がバインダー樹脂中に溶解できなくなってしまう場合がある。
【０１５３】
光塩基発生剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、１００重量部に対し、２０〜５００重量部の割合で含有されていることが好ましい。光塩基発生剤の割合が少なすぎると、光照射によるガス発生が充分ではなくなる場合があり、光塩基発生剤の割合が多すぎると、光塩基発生剤がバインダー樹脂中に溶解できなくなってしまう場合がある。
【０１５４】
塩基増殖剤の配合割合は、光塩基発生剤１００重量部に対して、２０〜３００重量部の範囲が好ましい。塩基増殖剤が２０重量部未満であると、塩基増殖剤反応を使った連鎖反応が効率的に起こらない場合がある。３００重量部を超えると、塩基増殖剤が溶媒中に飽和し、塩基増殖剤が析出することがある。また、反応系を連鎖反応が支配し、反応を止めたいときに止めることができず、反応の制御が困難になることがある。
【０１５５】
アミノアルキル化合物の配合割合は、光塩基発生剤１００重量部に対し、２０〜１００重量部の範囲が好ましい。アミノアルキル化合物の配合割合が２０重量部未満では、アミノアルキル化合物を添加した効果が十分得られないことがあり、アミノアルキル化合物の配合割合が１００重量部を越えると光塩基発生剤から生じるラジカルは、光塩基発生剤と等量であり、過剰に加えても未反応で反応が終了することがある。
【０１５６】
アクリル系粘接着剤樹脂は、常温で粘着性を有するポリマーである。アクリル系粘接着剤樹脂は、一般の（メタ）アクリル系ポリマーの場合と同様に、例えば、主モノマーとしてのアルキル基の炭素数が通常２〜１８の範囲にあるアクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステルのうちの少なくとも一方と、官能基含有モノマーと、更に必要に応じて共重合可能な他の改質用モノマーとを常法により共重合させることにより得られる。官能基含有（メタ）アクリル系ポリマーの重量平均分子量は通常２０万〜２００万程度である。
【０１５７】
基板１０が実質的に有機シロキサン化合物からなる場合のように、基板１０の極性が低い場合は、極性が低い粘接着剤樹脂を用いることが好ましい。
【０１５８】
極性が低い粘接着剤樹脂を用いることにより、基板１０の極性が低い場合においても、基板１０とガス発生層２０との密着強度を高めることができる。
【０１５９】
極性が低い粘接着剤樹脂としては、アルキルペンダント系化合物やフッ素置換アルキルペンダント系化合物などの極性が低い側鎖を有する粘接着樹脂、シリコーン系粘接着剤樹脂などが挙げられる。
【０１６０】
アルキルペンダント系化合物としては、例えば、長鎖アルキルアクリレート重合物や長鎖アルキル変性高分子などが挙げられる。長鎖アルキルアクリレート重合物の具体例としては、例えば、炭素数１２以上の長鎖アルキルアクリレート、例えばステアリルアクリレートと、皮膜形成成分としてのブチルアクリレートやアクリロニトリルと、テープ支持体への密着性を付与する官能基成分としてのアクリル酸や無水マレイン酸とを共重合したものなどが挙げられる。長鎖アルキル変性高分子の具体例としては、例えば、ポリビニルアルコールなどの重合度の高いポリマーに対して塩化アルキロイルやアルキルイソシアネートなどの長鎖アルキル成分をペンダント化したものなどが挙げられる。
【０１６１】
フッ素置換アルキルペンダント系化合物としては、例えば、ＣＦ３基やＣＨ３基を含む（メタ）アルキルアクリレートなどが挙げられる。また、フッ素置換アルキルペンダント系化合物は、例えば２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレートや２，２，３，３―テトラフルオロペンチルアクリレートと、皮膜形成成分としてのブチルアクリレートやアクリロニトリルと、テープ支持体への密着性を付与する官能基成分としてのアクリル酸や無水マレイン酸とを共重合したものであってもよい。
【０１６２】
シリコーン系粘接着剤樹脂の具体例としては、例えば、シリコーンゴムとシリコーンレジンとを含む混合物が挙げられる。シリコーンゴムの具体例としては、下記式（１）で表される直鎖状のオルガノポリシロキサンが挙げられる。シリコーンレジンの具体例としては、下記式（２）で表されるシリコーンレジンが挙げられる。
【０１６３】
【化２２】
【０１６４】
（上記式（１）中、Ｒ１及びＲ２のそれぞれは、メチル基又はフェニル基であり、ｎは５，０００〜２０，０００である。）
【０１６５】
【化２３】
【０１６６】
（上記式（２）中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のそれぞれは、メチル基又はフェニル基であり、ｘは２，０００〜７，５００であり、ｙは、２，３００〜１３，５００である。）
【０１６７】
シリコーンゴムは、架橋部を有するものであってもよい。シリコーンゴムの架橋方法は特に限定されないが、例えば、過酸化ベンゾイルなどの過酸化物を用いる方法や、ヒドロシリル化反応を用いる方法などが挙げられる。
【０１６８】
シリコーン系粘接着剤樹脂の溶解度パラメータ（ＳＰ値）は、特に限定されないが、例えば６．０〜１１．０であることが好ましい。これによれば、極性が低い基板１０とガス発生層２０との密着強度をより高くすることができる。ここで、溶解度パラメータ（ＳＰ値）とは、物質の凝集エネルギーの平方根であり、樹脂の溶剤への溶解性や樹脂同士の相溶性あるいは密着性の指針となる。
【０１６９】
また、基板１０の極性が低い場合には、粘接着剤樹脂にシランカップリング剤を含有させてもよい。粘接着剤樹脂にシランカップリング剤を含有させた場合においても同様に、極性が低い基板１０とガス発生層２０との密着強度を高めることができる。シランカップリング剤の具体例としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトシキシラン等のビニルシラン化合物、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシシラン化合物、３−メタクリロキシプロピル」メチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリロシラン化合物、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン化合物などが挙げられる。
【０１７０】
また、基板１０の極性が低い場合は、基板１０とガス発生層２０との間に密着層を設けてもよい。これにより、基板１０とガス発生層２０との密着強度を高めることができる。具体的には、例えば、実質的に有機シロキサン化合物からなる基板１０と、アクリル系粘接着剤を含むガス発生層２０とを用いる場合は、基板１０とガス発生層２０との間に、実質的にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂からなる密着層を設けることが好ましい。
【０１７１】
なお、粘着剤としての凝集力の調節を図る目的で、バインダー樹脂に、所望によりイソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物等の一般の粘着剤に配合される各種の架橋剤を適宜配合してもよい。また、バインダー樹脂に、可塑剤、樹脂、界面活性剤、ワックス、微粒子充填剤等の公知の添加剤を加えてもよい。
【０１７２】
なお、ガス発生層２０は、例えば、１又は複数のフィルムにより構成されていてもよい。すなわち、基板１０上に成膜されることでガス発生層２０が形成されていてもよく、また基板１０にフィルム状のガス発生層２０が貼付されていてもよい。
【０１７３】
バリア層２１は、ガス発生層２０の基板１０側とは反対側の表面に設けられている。バリア層２１は、ガス発生層２０において発生したガスがバリア層２１側に流出することを抑制するためのものである。このため、バリア層２１は、ガス発生層２０において発生するガスを透過させにくいものであることが好ましく、ガス発生層２０において発生するガスを実質的に透過させないものであることが好ましい。
【０１７４】
また、バリア層２１は、ガス発生層２０が光照射によってガスを発生させるものである場合は、光を透過させるものであることが好ましい。
【０１７５】
バリア層２１は、例えば樹脂製の膜、フィルム又は基板、もしくはガラス製の膜、フィルム又は基板であってもよい。バリア層２１の材質としては、例えば、ポリアクリル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及びガラスなどが挙げられる。
【０１７６】
なお、バリア層２１は、ガス発生層２０の上に成膜することで形成されてもよい。また、ガス発生層２０の上に、フィルム状のバリア層２１が貼付されていてもよい。若しくは、バリア層２１上に予めガス発生層２０を成膜しておき、その後、ガス発生層２０のバリア層２１とは反対側の表面を基板１０に貼付してもよい。この場合に、ガス発生層２０の成膜方法は特に限定されない。例えば、塗工や押し出し成形によりガス発生層２０を成膜してもよい。
【０１７７】
また、バリア層２１のガス発生層２０側の表面は、アンカー処理されていることが好ましい。バリア層２１のガス発生層２０側の表面にアンカー処理を施しておくことによって、バリア層２１とガス発生層２０との間でガスが発生したり、発生したガスがバリア層２１とガス発生層２０との間の隙間に溜まったりすることを抑制することができる。従って、バリア層２１とガス発生層２０とが剥離することを抑制することができる。アンカー処理の方法は、上述した方法と同じ方法を用いることができる。
【０１７８】
なお、バリア層２１の層厚は、特に限定されないが、１０μｍ〜１００μｍであることが好ましく、２５μｍ〜７５μｍであることがさらに好ましい。
【０１７９】
以上説明したように、本実施形態では、マイクロ流路１４の開口１４ａを覆うようにガス発生層２０が設けられている。このため、ガス発生層２０に外部刺激が付与されることによりガス発生層２０において発生したガスがマイクロ流路１４に供給される。このため、例えば、特許文献１に記載のマイクロポンプシステムのように、マイクロポンプ室を設ける必要がない。従って、本実施形態によれば、マイクロポンプシステム２、ひいてはマイクロ流体デバイス１をより小型化することが可能となる。
【０１８０】
また、マイクロ流体デバイス１では、マイクロポンプ室を基板内に形成する必要がなく、単にガス発生層２０を形成すればよいため、特許文献１に記載されたマイクロ流体デバイスよりもさらに容易に作製することができる。特に、ガス発生層２０としてガス発生フィルムを使用する場合は、さらに作製が容易となる。
【０１８１】
さらに、本実施形態では、開口１４ａの開口面積を調節することによっても、マイクロ流路１４に供給されるガスの量を調節することも可能である。
【０１８２】
本実施形態では、ガス発生層２０の基板１０とは反対側の表面にバリア層２１が設けられている。このため、ガス発生層２０において発生したガスが効率的にマイクロ流路１４に供給される。従って、マイクロ流路１４において、高いガス圧を容易に得ることができる。
【０１８３】
また、本実施形態では、ガス発生層２０にバインダーが含有されている。このため、ガス発生層２０に種々の機能を付与することができる。例えば、バインダーとして粘接着剤樹脂を含有させることによって、ガス発生層２０と基板１０との粘接着性を高めることができる。このため、例えば、ガスが発生したときにおけるガス発生層２０の基板１０からの剥離を抑制することができる。従って、マイクロ流路１４におけるガス圧をより高くすることができる。
【０１８４】
特に、バインダーとして外部刺激によって硬化しない粘接着剤樹脂を含有させることによって、ガス発生層２０に対して外部刺激の付与が開始された後においても、ガス発生層２０の基板１０に対する高い粘接着性を維持することができる。従って、マイクロ流路１４におけるガス圧をさらに高くすることができる。
【０１８５】
以下、本発明を実施した好ましい形態のさらなる例について説明する。以下の説明において、第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【０１８６】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、マイクロ流体デバイス１にひとつのガス発生部３のみが形成されている例について説明した。但し、本発明において、図２に示すように、ガス発生部３は複数形成されていてもよい。言い換えれば、マイクロ流路１４は複数設けられていてもよい。この場合において、ガス発生層２０は、複数のガス発生部３に共通してひとつのみ設けてもよい。
【０１８７】
本実施形態のように、複数のガス発生部３がマトリクス状に形成されている場合において、ガス発生層２０が光照射によりガスを発生させるものである場合は、平面視において、隣接する開口１４ａ相互間に、ガス発生層２０に照射される光２３を遮光する１又は複数の遮光層２２を設けてもよい。
【０１８８】
この遮光層２２を設けることによって、ガス発生層２０の各開口１４ａに対応する部分への光照射の制御が容易となる。具体的には、例えば、遮光層２２が設けられていない場合は、ガス発生層２０の隣接する複数の開口１４ａに対応する部分の全体に光が照射されてしまう虞がある。よって、ガス発生層２０のうち、ひとつの開口１４ａに対応する部分にのみ光照射することが困難である。それに対して、本実施形態では、ガス発生層２０の隣接する開口１４ａに対応する部分相互間が遮光層２２により区画されている。このため、ガス発生層２０のある特定の開口１４ａに対応する部分に対して照射しようとした光が、ガス発生層２０の上記特定の開口１４ａに隣接する開口１４ａに対応する部分に対して照射されることが抑制される。このため、各ガス発生部３を独立して制御することが容易となる。
【０１８９】
遮光層２２は、各開口１４ａに対応する部分に開口又は光透過部が形成されたものであることが好ましい。換言すれば、平面視において、ガス発生層２０の各開口１４ａに対応する部分が遮光層２２において相互に隔離されていることが好ましい。ガス発生層２０のある特定の開口１４ａに対応する部分に対して照射しようとした光が、ガス発生層２０の上記特定の開口１４ａに隣接する開口１４ａに対応する部分に対して照射されることをより効果的に抑制することができるからである。
【０１９０】
本実施形態は、隣接する開口１４ａ相互間の距離が短いときに特に有効である。言い換えれば、本実施形態によれば、多数のガス発生部３を密集して配置することも可能となる。
【０１９１】
（第３の実施形態）
上記第２の実施形態では、ガス発生層２０は、複数のガス発生部３に共通してひとつのみ設けられている例について説明した。但し、図３に示すように、ガス発生層２０を複数のガス発生部３のそれぞれに対して別個に設けてもよい。この場合、ガス発生層２０と基板１０とが必ずしも貼付されている必要はない。例えば、隣接するガス発生層２０の間においてバリア層２１と基板１０とを接着させ、バリア層２１を基板１０に対して固定すると共に、バリア層２１と基板１０との間にガス発生層２０を配置してもよい。
【０１９２】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。図４に示すように、本実施形態では、バリア層２１は、ガス発生層２０の外周に位置する外周部２１ａにおいて、全周にわたって基板１０に接合されている。これにより、基板１０とバリア層２１との間に実質的に気密された空間が形成されている。そして、その気密空間内にガス発生層２０が配置されている。
【０１９３】
ガス発生層２０は、基板１０に粘着又は接着されていてもよく、基板１０に粘着及び接着されていなくてもよい。ガス発生層２０には、連通孔２０ａが形成されている。連通孔２０ａは、開口１４ａに連通している。
【０１９４】
例えば、連通孔２０ａが形成されていない場合は、ガス発生層２０の基板１０とは反対側の表面において発生したガスは、ガス発生層２０の内部を経由してマイクロ流路１４に供給される。このため、マイクロ流路１４に対するガスの供給効率が低くなる傾向にある。それに対して、本実施形態では、連通孔２０ａが形成されているため、ガス発生層２０の基板１０とは反対側の表面において発生したガスも連通孔２０ａを介してマイクロ流路１４に供給される。このため、マイクロ流路１４に効率的にガスを供給することができる。従って、例えば、ガス発生層２０を小さくすることも可能となる。
【０１９５】
（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの断面図である。図５に示すように、ガス発生層２０には、開口１４ａに接続された１又は複数の溝２０ｂが形成されていてもよい。これによれば、ガス発生層２０の開口１４ａから離れた部分において発生したガスも効率的にマイクロ流路１４に供給することが可能となる。
【０１９６】
例えば、図６に示すように、開口１４ａに対応する部分から放射状に延びるように複数の溝２０ｂを形成することが好ましい。これによれば、ガス発生層２０のより広域な部分からマイクロ流路１４に対してガスを供給することが可能となるからである。
【０１９７】
また、図７に示すように、放射状に形成された複数の溝２０ｂを連通させる輪帯状又は馬蹄状の溝をさらに形成してもよい。なお、本発明において、溝２０ｂの形成する本数、形状は何ら限定されない。
【０１９８】
なお、溝２０ｂの替わりに、ガス発生層２０を厚さ方向に貫通する開孔を形成してもよい。
【０１９９】
また、溝２０ｂや開孔を形成する替わりに、ガス発生層２０の基板１０側の表面を粗面としてもよい。その場合であっても、ガス発生層２０の開口１４ａから離れた部分において発生したガスも効率的にマイクロ流路１４に供給することが可能となる。
【０２００】
また、上記第５の実施形態のように、ガス発生層２０に溝２０ｂを形成する替わりに、図８及び図９に示すように、基板１０の表面１０ａに溝１０ｃを形成してもよい。さらに、ガス発生層２０に溝２０ｂを形成すると共に、基板１０の表面１０ａに溝１０ｃを形成してもよい。
【０２０１】
（実験例１）
２−エチルへキシルアクリレート９６．５重量部、アクリル酸３重量部、２−ヒドロキシエチルアクリレート０．５重量部のアクリル系共重合体（重量平均分子量７０万）を用意した。
【０２０２】
前記アクリル系共重合体１００重量部と、溶剤としての酢酸エチル２００重量部と、架橋剤としてのイソシアネート系化合物（日本ポリウレタン社製、商品名コロネートＬ４５）５重量部とを混合し、粘接着剤樹脂バインダー溶液を調製した。
【０２０３】
前記粘接着剤樹脂バインダー溶液に、光酸発生剤としての２，３，４，４’−テトラヒドロキシべンゾフェノンと、酸刺激ガス発生剤としての炭酸水素ナトリウムとを配合し、光応答性ガス発生材料とした。なお、２，３，４，４’−テトラヒドロキシべンゾフェノンと、炭酸水素ナトリウムとのそれぞれの配合量は、アクリル系共重合体１００重量部に対して３５重量部、７５重量部とした。
【０２０４】
前記光応答性ガス発生材料を、アンカー処理が施された厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上にキャストにより塗布した後、乾燥させることにより光応答性ガス発生フィルムを作製した。乾燥後の光応答性ガス発生フィルムの厚みは約３０μｍであった。
【０２０５】
（実験例２）
実験例１の粘接着剤樹脂バインダー溶液に、上記光酸発生剤及び酸刺激ガス発生剤に替えて、光ガス発生剤として２，２’−アゾビス−（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）をアクリル系共重合体１００重量部に対して２０重量部配合した以外は、実験例１と同様にして、光応答性ガス発生フィルムを作製した。
【０２０６】
（実験例３）
光ガス発生剤として３−アジドメチル−３−メチルオキセタンを用いたこと以外は実験例２と同様にして、光応答性ガス発生フィルムを作製した。
【０２０７】
（評価）
大きさ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ５ｍｍで中心に直径１ｍｍの貫通孔が形成されたポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）製板を用意した。実験例１〜３で得られた各光応答性ガス発生フィルムを、ハンドローラーを用いて、ＰＭＭＡ製板に貼付した。
【０２０８】
ガスが通過するチューブと、そのチューブの一端に取り付けられたガス量測定用のメスピペットとを備えるガス発生定量測定装置を用意した。そのガス発生定量測定装置のチューブの他端をＰＭＭＡ製板に形成された貫通孔の光応答性ガス発生フィルムとは反対側の開口に接続した。なお、ガス発生定量測定装置は、チューブの一方から水を流し込み、メスピペットの基準線まで水を満たした状態を初期状態として、この初期状態からのフォルムから発生したガスによる水位変化を計測するものである。
【０２０９】
次に、光応答性ガス発生フィルムに、高圧水銀灯を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を光照射強度２４ｍＷ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）で照射したときのガス発生量を測定した。また、紫外線を照射してから２００秒経過後に、光酸発生剤と酸刺激ガス発生剤との合計量、及び光ガス発生剤１ｇあたりのガス発生量を測定し、下記の評価基準で評価した。
【０２１０】
〔ガス発生量の評価基準〕
◎：光ガス発生剤１ｇあたりのガスの発生量が１．５ｍＬ以上
○：光ガス発生剤１ｇあたりのガスの発生量が１．０ｍＬ以上、１．５ｍＬ未満
△：光ガス発生剤１ｇあたりのガスの発生量が０．５以上、１．０ｍＬ未満
×：光ガス発生剤１ｇあたりのガスの発生量が０．５ｍＬ未満
結果を以下に示す。
【０２１１】
〔ガス発生量評価結果〕
実験例１：○
実験例２：◎
実験例３：◎
【０２１２】
（変形例３〜１２）
上記実施形態では、１つのマイクロ流路１４に対して開口１４ａが１つだけ形成されている例について説明した。ただし、本発明はこの構成に限定されない。例えば、１つのマイクロ流路１４に対して複数の開口１４ａが形成されていてもよい。また、基板１０には、相互に接続された複数のマイクロ流路１４が形成されていてもよい。図１０〜図２２に、マイクロ流路１４の形成例を示す。
【０２１３】
図１０及び図１１に示す例では、１つのマイクロ流路１４に対して、２つの開口１４ａが形成されている。そして、マイクロ流路１４からのガスを排出するためのガス排出口３０がマイクロ流路１４の端部に形成されている。
【０２１４】
図１２に示す例では、１つのマイクロ流路１４に対して、４つの開口１４ａが直列に形成されている。ガス排出口３０は、マイクロ流路１４の隣接する開口１４ａ相互間の部分に形成されている。
【０２１５】
図１３に示す例では、１つのガス排出口３０に対して、複数のマイクロ流路１４が並列に接続されている。具体的には、１つのガス排出口３０に対して、３つのマイクロ流路１４が並列に接続されている。各マイクロ流路１４には、それぞれ複数の開口１４ａが形成されている。
【０２１６】
図１４に示す例では、１つのガス排出口３０に対して、４つのマイクロ流路１４が接続されている。複数のマイクロ流路１４の内の少なくともひとつは、枝分かれ状に形成されている。
【０２１７】
図１５に示す例では、複数の開口１４ａが、マイクロ流路１４によって網目状に接続されている。
【０２１８】
図１６に示す例では、網目状に形成されたマイクロ流路１４の中央部にガス排出口３０が形成されている。
【０２１９】
図１７及び図１８に示す例では、１つのガス排出口３０に対して、ガス排出口３０から放射状に延びる複数のマイクロ流路１４が接続されている。図１７に示す例では、各マイクロ流路に１つの開口１４ａが形成されている。そして、各マイクロ流路が相互に接続されている。図１８に示す例では、各マイクロ流路１４に、複数の開口１４ａが、等間隔に、直列に形成されている。
【０２２０】
図１９及び図２０に示す例においても、１つのガス排出口３０に対して、ガス排出口３０から放射状に延びる複数のマイクロ流路１４が接続されている。図１９では、各マイクロ流路１４は、ガス排出口３０に接続された主流路１４ｂと、副流路１４ｃとを備えている。副流路１４ｃは、主流路１４ｂに並列に接続されている。複数の副流路１４ｃのそれぞれにも、開口１４ａが形成されている。図２０に示すように、１つのガス排出口３０に接続された複数のマイクロ流路１４からなるマイクロ流路群３１が、基板１０に複数形成されている。
【０２２１】
図２１及び図２２に示す例では、相互に接続された複数のマイクロ流路１４を含むマイクロ流路組３２が１つのガス排出口３０に対して複数接続されている。そして複数のマイクロ流路組３２からなるマイクロ流路群３１が、基板１０に複数形成されている。
【０２２２】
以上のように、１つのマイクロ流路１４に対して複数の開口１４ａを形成したり、１つのガス排出口３０に対して複数のマイクロ流路１４を接続したりすることにより、１つのガス排出口３０から排出されるガスの量を多くすることができ、排出ガス圧力を高くすることができる。また、１つのガス排出口３０から、長期間にわたってガスを排出させることも可能となる。
【０２２３】
特に、例えば、図１９に示す例のように、開口１４ａを密集して配置することにより、小型でありつつ、高い出力及び長期間にわたるガス排出が可能なマイクロ流体デバイスを実現することが可能となる。
【０２２４】
なお、図１９に示す例のように、開口１４ａが密集して配置されている場合は、複数のＬＥＤが規則的に配列されたＬＥＤアレイを光源として用いることが好ましい。
【０２２５】
また、ひとつのガス排出口３０に接続された１または複数のマイクロ流路１４に形成された複数の開口１４ａに対して光を照射するタイミングは、相互に等しくてもよいし、異なっていてもよい。複数の開口１４ａに対して光を照射するタイミングを相互に異ならせることによりガス排出が可能な期間をより長くすることができる。
【符号の説明】
【０２２６】
１ …マイクロ流体デバイス
２ …マイクロポンプシステム
３ …ガス発生部
１０ …基板
１０ａ…第１の主面
１０ｂ…第２の主面
１０ｃ…溝
１１ …第１の基板
１２ …第２の基板
１３ …第３の基板
１４ …マイクロ流路
１４ａ…開口
１４ｂ…主流路
１４ｃ…副流路
２０ …ガス発生層
２０ａ…連通孔
２０ｂ…溝
２１ …バリア層
２１ａ…外周部
２２ …遮光層
２３ …光
３０ …ガス排出口
３１ …マイクロ流路群
３２ …マイクロ流路組
３３，３４…粘接着剤層
３５ …貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス発生部を有するマイクロ流体デバイスであって、
前記ガス発生部は、
第１の主面と第２の主面とを有し、前記第１の主面に開口するマイクロ流路が形成された基板と、
前記基板の第１の主面に、前記開口を覆うように配置され、外部刺激を受けることによりガスを発生させるガス発生層と、
を有し、
前記ガス発生層の前記基板側の表面及び前記基板の第１の主面のうちの少なくとも一方は、粗面である、マイクロ流体デバイス。
【請求項２】
前記ガス発生層は、前記第１の主面に貼付されているガス発生フィルムである、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記ガス発生部は、前記ガス発生層の前記基板側とは反対側の表面に設けられたバリア層をさらに有する、請求項１又は２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記バリア層は、ガス発生層を覆うように配置されており、前記ガス発生層の外周全体にわたって前記基板に接合されている、請求項３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
前記バリア層は、ガラス製又は樹脂製の膜又は基板である、請求項３または４に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
前記基板には、前記マイクロ流路が複数設けられており、
前記ガス発生層は、光が照射されることによりガスを発生させるガス発生剤を含み、
平面視において、隣接する前記マイクロ流路の開口相互間に設けられ、前記ガス発生層を遮光する遮光層をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
前記ガス発生層は、前記基板に貼付されており、前記ガス発生層の前記基板側の表面及び前記基板の第１の主面のうちの少なくとも一方には、前記開口に接続された溝又は孔が形成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項８】
前記溝又は孔は、前記開口から前記基板の板面方向に延びている、請求項７に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項９】
前記溝又は孔が複数形成されており、
前記複数の溝又は孔は、前記基板の板面方向において、前記開口から放射状に延びている、請求項７又は８に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１０】
前記ガス発生層は、外部刺激を受けることによりガスを発生させるガス発生剤を含む、請求項１〜５，７〜９のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１１】
前記ガス発生剤は、アゾ化合物及びアジド化合物のうちの少なくとも一方を含む、請求項１０に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１２】
前記ガス発生層は、バインダー樹脂をさらに含む、請求項１０または１１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１３】
前記バインダー樹脂は、粘接着剤樹脂を含む、請求項１２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１４】
前記マイクロ流路には、前記第１の主面に対する開口が複数形成されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１５】
前記基板には、前記マイクロ流路が複数形成されており、前記複数のマイクロ流路は、相互に接続されている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１】
ガス発生部を有するマイクロ流体デバイスであって、
前記ガス発生部は、
第１の主面と第２の主面とを有し、前記第１の主面に開口するマイクロ流路が形成された基板と、
前記基板の第１の主面に、前記開口を覆うように配置され、外部刺激を受けることによりガスを発生させるガス発生層と、
を有し、
前記ガス発生層の前記基板側の表面及び前記基板の第１の主面のうちの少なくとも一方は、粗面である、マイクロ流体デバイス。
【請求項２】
前記ガス発生層は、前記第１の主面に貼付されているガス発生フィルムである、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記ガス発生部は、前記ガス発生層の前記基板側とは反対側の表面に設けられたバリア層をさらに有する、請求項１又は２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記バリア層は、ガス発生層を覆うように配置されており、前記ガス発生層の外周全体にわたって前記基板に接合されている、請求項３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
前記バリア層は、ガラス製又は樹脂製の膜又は基板である、請求項３または４に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
前記基板には、前記マイクロ流路が複数設けられており、
前記ガス発生層は、光が照射されることによりガスを発生させるガス発生剤を含み、
平面視において、隣接する前記マイクロ流路の開口相互間に設けられ、前記ガス発生層を遮光する遮光層をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
前記ガス発生層は、前記基板に貼付されており、前記ガス発生層の前記基板側の表面及び前記基板の第１の主面のうちの少なくとも一方には、前記開口に接続された溝又は孔が形成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項８】
前記溝又は孔は、前記開口から前記基板の板面方向に延びている、請求項７に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項９】
前記溝又は孔が複数形成されており、
前記複数の溝又は孔は、前記基板の板面方向において、前記開口から放射状に延びている、請求項７又は８に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１０】
前記ガス発生層は、外部刺激を受けることによりガスを発生させるガス発生剤を含む、請求項１〜５，７〜９のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１１】
前記ガス発生剤は、アゾ化合物及びアジド化合物のうちの少なくとも一方を含む、請求項１０に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１２】
前記ガス発生層は、バインダー樹脂をさらに含む、請求項１０または１１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１３】
前記バインダー樹脂は、粘接着剤樹脂を含む、請求項１２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１４】
前記マイクロ流路には、前記第１の主面に対する開口が複数形成されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１５】
前記基板には、前記マイクロ流路が複数形成されており、前記複数のマイクロ流路は、相互に接続されている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１０−１０５１５９（Ｐ２０１０−１０５１５９Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６２０１４（Ｐ２００９−２６２０１４）
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【分割の表示】特願２００９−５１１２８８（Ｐ２００９−５１１２８８）の分割
【原出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【分割の表示】特願２００９−５１１２８８（Ｐ２００９−５１１２８８）の分割
【原出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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