成分分離デバイスおよびその製造方法並びにこれを用いた成分の分離方法
成分分離デバイスは、液体成分と固形成分とを含有する流体を収容する流路が形成された基板と、流路に収容された流体を振動させるアクチュエータと、流体の液体成分と固形成分とのうちの一方を取り出す取出し部とを備える。アクチュエータは、流路から離れて基板上に設けられた第１の電極と、第１の電極上に設けられた圧電体と、圧電体上に設けられた第２の電極とを有する。この分離デバイスでは、アクチュエータが流体に汚染されず、効率的に成分を分離できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体成分と固形成分が混合された例えば血液、乳液などの流体のそれぞれの成分を分離するための成分分離デバイスおよびその製造方法並びにこのデバイスを用いた成分の分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の固形成分が混合された流体として、例えば河川水、海水、血液などが挙げられる。これらは液体成分と固形成分が混合したものであり、砂、細菌、血球細胞などの固形成分は沈殿や分散により液体成分に溶融することなく固形として存在している。
【０００３】
これらの複数の成分を分離する方法、例えば血球を血液から分離する装置を説明する。通常、血液は液体成分である血漿と固形成分である血球細胞とその他の成分から構成された全血状態で採取される。しかしながら、血液検査のために必要な成分は血球細胞部分のみ、または、逆に血漿部分のみである場合が多い。
【０００４】
例えば、血液中の血糖値を検査するためには血漿成分中に溶融している血糖を測定する必要がある。ＤＮＡを検出するためには血球中の白血球細胞からＤＮＡを取り出す。このため、従来の一般的な方法では採取された全血を血漿・血球成分に分離するために試験管中に全血を入れた後、遠心分離器で所定の遠心力を加える。これにより、試験管内の全血はそれぞれの成分に応じた遠心力を受け、質量の違いによってこれら成分が分離される。
【０００５】
その後、上澄み液を抽出することで血漿成分が取り出され、沈殿物から血球成分が取り出される。その後、分離されたそれぞれの成分は検査工程で所定の測定が行われる。
【０００６】
遠心分離器を用いる従来の方法では以下の問題点がある。すなわち、試験管の中に全血をある程度の量、例えば数ミリリットルから数十ミリリットルほどのサンプルが必要である。よってこの方法はサンプルの量が少ない場合には液体成分と固形成分は分離が困難である。
【０００７】
フィルタを用いて微量のサンプルから固形成分を分離する方法が「Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｃｒｅｅｎ ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ＳＵ−８ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．」（Ｙｏｎｇ−Ｋｙｕ Ｙｏｏｎ、ＭＥＭＳ２００３，Ｋｙｏｔｏ，ｐｐ．２２７−２３０ ＩＥＥＥ発行）に開示されている。多孔質性のフィルタにより所定の大きさ以上の血球を濾過して血漿成分と血球が分離されてそれぞれ取り出される。この方法ではフィルタの穴のサイズと数が分離特性に影響を与える。したがって、フィルタは分離したい成分に応じて最適に設計する必要がある。例えば、感光性レジストを立体的に感光させてメッシュ状のフィルタを精度良く作成でき、フィルタの穴のサイズと数が精度良く作成できる。
【０００８】
フィルタによる従来の方法では、フィルタに複数成分の混合された流体もしくは粉流体が通過する際の圧力によって、通過する固形成分の粒子の大きさが異なる。特に複数の大きさの固形成分粒子はこの方法では分離しにくい。所定の粒子を取り出すため、それより小さい粒子のみが通過するようにフィルタの孔の大きさを決定する。その所定の粒子はフィルタにトラップされるのでフィルタの孔が詰まり、小さな粒子の通過を妨げる場合がある。
【０００９】
特表２００１−５２５７２２号公報には、流体内に懸濁した粒子のマニュピレーションを行うための装置が開示されている。この装置は粒子の懸濁した流体を流すためのダクトと、ダクトの片側に配置される超音波トランスデューサと、ダクトの反対側に配置されるリフレクタとを備える。超音波トランスデューサはダクトの流路の側面に設けられている。超音波トランスデューサが直接ダクトの内部に接している。この装置では、ダクトを幅方向に横切る音響定在波が発生し、これによって粒子が濃縮して、粒子によるダクトの縦軸に平行な一つ以上の平面状の帯が形成され、これにより液体成分と固形成分である粒子が分離する。
【００１０】
この装置では、音響定在波によって流体の所定の位置に粒子が集中するので、フィルタの目詰まりを心配する必要は無い。しかし、超音波トランスデューサが直接ダクトの内部に接しているので、ダクト内の流体から汚染を受ける可能性がある。また、超音波トランスデューサがダクトの一部を構成しているので、ダクトは平面で構成される必要があり、したがって超音波トランスデューサの振動面は平面である。よって、発生できる音響波が平面波のみに限られる。また、ダクトの側面に超音波アクチュエータを正確に設置することが難しい。
【発明の開示】
【００１１】
成分分離デバイスは、液体成分と固形成分とを含有する流体を収容する流路が形成された基板と、流路に収容された流体を振動させるアクチュエータと、流体の液体成分と固形成分とのうちの一方を取り出す取出し部とを備える。アクチュエータは、流路から離れて基板上に設けられた第１の電極と、第１の電極上に設けられた圧電体と、圧電体上に設けられた第２の電極とを有する。
【００１２】
この分離デバイスでは、アクチュエータが流体に汚染されず、効率的に成分を分離できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
［図１］図１は本発明の実施の形態１における成分分離デバイスの斜視図である。
［図２］図２は実施の形態１における成分分離デバイスの上面図である。
［図３］図３は実施の形態１における成分分離デバイスの上面図である。
［図４］図４は実施の形態１における成分分離デバイスのアクチュエータに印加される電圧を示す。
［図５］図５は実施の形態１における他の成分分離デバイスの斜視図である。
［図６］図６は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図７］図７は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図８］図８は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図９］図９は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図１０］図１０は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図１１］図１１は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図１２］図１２は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図１３］図１３は本発明の実施の形態２における成分分離デバイスの斜視図である。
［図１４］図１４は実施の形態２における他の成分分離デバイスの斜視図である。
［図１５］図１５は図１４に示す成分分離デバイスの上面図である。
［図１６］図１６は図１４に示す成分分離デバイスの上面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１ 基板
２ 流路
３ アクチュエータ
５ 共通電極
６Ａ 圧電体
６Ｂ 圧電体
７Ａ 駆動電極
７Ｂ 駆動電極
８ 流入口
９ 流出口
１０Ａ 貫通孔
１０Ｂ 貫通孔
１１ 固形成分
１２ 液体成分
１３ レジストマスク
１４ レジストマスク
１５ レジストマスク
１６ アクチュエータ
１８ 電極層
１９ 圧電層
２０ 電極層
２６ 基板
２７ 流路
２８ アクチュエータ
２９ 流入口
３０ 流出口
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における成分分離デバイスの斜視図である。シリコンからなる基板１には流路２が形成されている。デバイスの外部より固形成分と液体成分が混合された流体が流入口８から流入し、流路２を通って流出路９から流出する、すなわち流体は流路２に収容される。流路２の底面２Ａには底面２Ａの反対の面１Ａに貫通している貫通孔１０Ａ、１０Ｂが設けられている。基板１の上面１Ｂ上であり流路２の外側には長手方向３Ａを有するアクチュエータ３が流路２から離れて設けられている。アクチュエータ３の長手方向３Ａは流路２の側面２Ｂに平行である。アクチュエータ３は基板１上設けられた白金よりなる共通電極５と、共通電極５上のチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電体６Ａ，６Ｂと、圧電体６Ａ，６Ｂ上にそれぞれ設けられた金よりなる駆動電極７Ａ，７Ｂよりなる。共通電極５と駆動電極７Ａ，７Ｂは金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくも１つを含有しても良い。アクチュエータ３は小さくても低電圧で大きな振動を効率よく発生する。
【００１６】
アクチュエータ３の長手方向３Ａが面１Ｂに繋がる流路２の側面２Ｂに平行なので、後に述べるようにアクチュエータ３は振動をより効率的に発生できる。図１に示すデバイスでは２つのアクチュエータ３が流路２の両側面の外側にそれぞれ設けられているが、１つのアクチュエータのみでも振動を発生させることは可能である。
【００１７】
この成分分離デバイスを用いて固形成分と液体成分が混合した流体のそれぞれの成分を分離する方法について述べる。図２および図３は成分分離デバイスの上面図である。
【００１８】
まず、固形成分１１と液体成分１２が混合した流体１０１を流入口８より投入する。流体１０１は流路２を満たした後、流出口９より流出する。通常、何もしない状態では図２に示すように流体１０１は固形成分１１と液体成分１２がランダムに流れる。
【００１９】
次に、アクチュエータ３に所定の周波数で振動する高周波電圧を印加する。共通電極５は例えば０Ｖの所定の電位に保たれる。図３はアクチュエータ３に接続された回路を示し、図４は駆動電極７Ａ、７Ｂにそれぞれ印加される高周波電圧Ｖａ、Ｖｂを示す。高周波電圧Ｖａ、Ｖｂは例えば１８０度移相器１０２により互いに位相が１８０度ずれている。高周波電圧Ｖａ、Ｖｂにしたがって圧電体６Ａ，６Ｂはそれぞれ繰り返して伸び縮みして振動し、この振動が基板１に伝達されて流路２内に到達する。なお、高周波電圧Ｖａ、Ｖｂには、図４に示すように、圧電体６Ａと共通電極５との電位の高低が逆にならず、かつ圧電体６Ｂと共通電極５との電位の高低が逆にならないように直流電源によりバイアス電圧Ｅを加えておくことが望ましい。これにより、圧電体６Ａ，６Ｂは逆電圧印加による分極緩和が起こりにくく、安定して駆動でき、特性の劣化がない。なお、圧電体６Ａと共通電極５との電位の高低が逆にならず、かつ圧電体６Ｂと共通電極５との電位の高低が逆にならない限り、直流バイアス値Ｅは正負どちらでもよい。
【００２０】
流路２の形状と振動の周波数によって流路２内には所定の条件で振動の定在波が発生する。流路２内に定在波が発生すると図３に示すように固形成分１１は定在波の節の部分に集中し、整列しながら流路２中を流れる。図３は、流路２中の定在波の３つの節に集中して流れている固形成分１１を摸式的に示す。
【００２１】
基板１の貫通孔１０Ａは固形成分１１が集中的に流れている部分の下に設けられている。したがって、貫通孔１０Ａから基板１の下面側に流体１０１を吸引すれば固形成分１１が少量の液体成分１２と共に貫通孔１０Ａから取り出せる。基板１の貫通孔１０Ｂは固形成分１１が集中的に流れている部分の下以外に設けられている。したがって、貫通孔１０Ｂから流体１０１を吸引すれば液体成分１２のみが取り出せる。貫通孔１０Ａ、１０Ｂは流体１０１から固形成分１１と液体成分１２をそれぞれ取り出す成分取出し部として機能する。固形成分１１と液体成分１２のうちの一方のみ、例えば固形成分１１のみが必要な場合は、デバイスは他方すなわち液体成分１２に対応する貫通孔１０Ｂを有する必要はない。貫通孔１０Ａ、１０Ｂのサイズ・数は特定の血漿・血球の分離のために個別に設計する必要はなく、このデバイスは広汎に使用できる。
【００２２】
図５は実施の形態１における他の成分分離デバイスの斜視図である。図５に示すように、アクチュエータ１６は基板１の下面１Ａ上にもうけられてもよい。アクチュエータ１６は下面１Ａ上の流路２の下の部分に位置に設けることができ、より効率的に振動が伝達できる。
【００２３】
次に、図１に示す実施の形態１による成分分離デバイスの製造方法について説明する。図６〜図１２は成分分離デバイスの製造工程を示す断面図である。
【００２４】
まず、図６に示すように、シリコンからなる基板１上に白金による電極層１８を形成し、電極層１８上にチタン酸ジルコン酸鉛により圧電層１９を形成し、圧電層１９上に金による電極層２０を形成する。電極層１８、２０はスパッタリングで、蒸着など通常の方法で形成した。チタン酸ジルコン酸鉛による圧電層１９はスパッタリング法、水熱合成法、ゾルゲル法などにより形成できる。特にスパッタリング法によって形成された圧電層１９は優れた圧電特性で安定して変位する。
【００２５】
次に、図７に示すように電極層２０上に所定のパターンを有するにレジストマスク１３を形成する。その後、図８に示すように、電極層２０をエッチングして互いに分離する駆動電極７Ａ、７Ｂが形成される。続いて、図９に示すように、チタン酸ジルコン酸鉛による圧電層１９をエッチングして、互いに分離した圧電体６Ａ、６Ｂが形成される。その後レジストマスク１３を除去する。
【００２６】
次に、図１０に示すように、所定のパターンを有するレジストマスク１４が電極７Ａ、７Ｂ上、電極層１８上に形成され、電極層１８をエッチングして共通電極５を形成する。レジストマスク１４はエッチング後、除去する。
【００２７】
次に、図１１に示すように所定のパターンを有するレジストマスク１５電極７Ａ、７Ｂ上、電極層１８上、基板１の上面１Ｂ上に形成し、基板１をエッチングして、シリコンによる基板１に流入口８および流出口９を有する流路２を形成する。その後、レジストマスク１５は除去する。シリコンによる基板１をドライエッチング法でエッチングすることにより、微細な形状を高精度に加工できる。エッチングを促進するガスとエッチングを抑制するガスとを混合したガスでドライエッチングを行うことにより、より高精度に基板１を加工できる。これによりデバイスを小さくできる。
【００２８】
次に、図１２に示すように、基板１の下面１Ａに所定のパターンを有するレジストマスク２１を形成し、基板１をエッチングして流路２の底部に貫通孔１０Ａ、１０Ｂを形成する。レジストマスク２１をエッチング後に除去して、実施の形態１による成分分離デバイスが得られる。
【００２９】
上記の方法により、基板１の上面にアクチュエータ３が設けられているので、半導体プロセスと同様に、複数の成分分離デバイスが１つのウエハから一度に効率的に得られる。
【００３０】
アクチュエータ３、１６は流路２内の流体に接していないので流体に汚染されない。さらに、アクチュエータ３，１６は流路２の側面２Ｂに平行な長手方向３Ａを有した形状である。また、実施の形態１によるデバイスは、流路２内に振動を正確にロスなく発生できるので、効率的に成分を分離できる。
【００３１】
なお、図５に示す成分分離デバイスを製造する際には、電極層や圧電層は基板１の下面１Ａ上方に形成される。
【００３２】
（実施の形態２）
図１３は本発明の実施の形態２における成分分離デバイスの斜視図である。このデバイスでは、シリコンからなる基板２６内に形成した流路２７は流入口２９からその幅が単調に大きくなり、最大幅Ｗ１の部分から流出口３０に向かって幅が単調に小さくなっている。流路２７は部分２７Ａでの最大幅Ｗ１が流入口２９および流出口３０の幅Ｗ１、Ｗ２より広い。複数のアクチュエータ２８が、流路２７の周辺に設けられている。広い幅Ｗ１の流路２７に複数のアクチュエータ２８によって様々な振動を加えることによって様々な定在波を発生させることができ、より多様に成分を分離できる。また、広い幅の流路２７の周辺に複数のアクチュエータ２８を容易に設置でき、より効率的に成分を分離できる。
【００３３】
図１４は実施の形態２における他の成分分離デバイスの斜視図である。図１５と図１６は図１４に示す成分分離デバイスの上面図である。基板３１には、流入口３８に接続された流路３２と、流出口３９に接続された流路４４と、流路３２と流路４４との間の流路３３とが形成されている。流路３２の幅Ｗ３２は流路３３の幅Ｗ３３より狭い。流路３３の幅Ｗ３３は流路３２の幅Ｗ３２の三倍である。流路３２、３３にわたり流路３２、３３の両外側にアクチュエータ３４がそれぞれ設けられる。
【００３４】
この成分分離デバイスを用いて成分を分離する方法について述べる。流入口３２に互いに大きさの違う固形成分４１および４２と液体成分４３が混合された流体４５を注入すると、図１５に示すように、固形成分４１，４２は大きさに関係なくランダムに分散し流体４５が流れる。固形成分４２は固形成分４１より小さい。
【００３５】
次に、アクチュエータ３４によって流路３２の幅Ｗ３２の２倍の波長の振動を流路３２の流体４５に加える。これにより、流路３２には幅Ｗ３２を半波長とする基本モードで振動の定在波が発生し、図１６に示すように、固形成分４１，４２が集中的に流れる１つの領域Ｒ１が流路３２に平行に形成される。
【００３６】
アクチュエータ３４は流路３３の両外側にも延びているので、流路３３には流路３２と同じ波長の振動の定在波が発生している。この定在波の波長は流路３３の幅Ｗ３３の２／３倍なので、流路３３には幅Ｗ３３の３倍モードの定在波が発生する。図１６のように固形成分４１，４２が集中的に流れる３つの領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が流路３３に平行に形成される。
【００３７】
小さい固形成分、もしくは密度が小さい固形成分は定在波による影響を受けにくい。したがって、流路３２で領域Ｒ１に集中した固形成分４１，４２のうちの小さい固形成分４２は、図１６に示すように、流路３２の領域Ｒ１で固形成分４１より分散する。流路３３において、流路３２から流れ込んだ固形成分４２は、領域Ｒ２より流路３３の壁３３Ａに近い領域Ｒ３、Ｒ４に集中的に集まる。すなわち、固形成分の大きさもしくは密度によって集中して流れる領域を制御でき、異なる固形成分を効率よく液体成分から分離できる。固形成分４１、４２や液体成分４３は、図１に示す実施の形態１の成分分離デバイスと同様に、貫通孔４０Ａ，４０Ｂおよび流路４４から取り出すことができる。
【００３８】
図１４に示すデバイスでは、流路３３の幅Ｗ３３が流路３２の幅Ｗ３２の３倍であるので、アクチュエータ３４で発生する振動によって流路３２では基本モードの定在波、流路３３では３倍モードの定在波が発生して固形成分が集中的に流れる領域Ｒ１〜Ｒ４が形成されている。流路３２と流路３３の外側にそれぞれ異なるアクチュエータを設け、それぞれ別の波長の振動を発生させることができる。したがって、流路３３の幅Ｗ３３は流路３２の幅Ｗ３２の必ずしも３倍である必要はない。図１４に示す実施の形態２によるデバイスでは異なるアクチュエータを流路３３、３２の外側にそれぞれ設ける必要は無く、より簡便に成分分離デバイスを製造および使用できる。
【００３９】
なお、図１４に示すデバイスではアクチュエータ３４が流路３３、３２の両側にそれぞれ設けられている。アクチュエータ３４の数はこれに限定されず、適切な振動を加えることができれば良い。
【００４０】
実施の形態２による図１４に示すデバイスでは、アクチュエータ３４は基板３１上の共通電極３５と、共通電極３５上の圧電体３６Ａ、３６Ｂと圧電体３６Ａ、３６Ｂ上の駆動電極３７Ａ，３７Ｂとを備え、実施の形態１のアクチュエータ３と同様に駆動できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明による成分分離デバイスは、例えば血液、乳液等、液体成分と固形成分が混合された流体のそれぞれの成分を効率的に分離できる。
【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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体成分と固形成分が混合された例えば血液、乳液などの流体のそれぞれの成分を分離するための成分分離デバイスおよびその製造方法並びにこのデバイスを用いた成分の分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の固形成分が混合された流体として、例えば河川水、海水、血液などが挙げられる。これらは液体成分と固形成分が混合したものであり、砂、細菌、血球細胞などの固形成分は沈殿や分散により液体成分に溶融することなく固形として存在している。
【０００３】
これらの複数の成分を分離する方法、例えば血球を血液から分離する装置を説明する。通常、血液は液体成分である血漿と固形成分である血球細胞とその他の成分から構成された全血状態で採取される。しかしながら、血液検査のために必要な成分は血球細胞部分のみ、または、逆に血漿部分のみである場合が多い。
【０００４】
例えば、血液中の血糖値を検査するためには血漿成分中に溶融している血糖を測定する必要がある。ＤＮＡを検出するためには血球中の白血球細胞からＤＮＡを取り出す。このため、従来の一般的な方法では採取された全血を血漿・血球成分に分離するために試験管中に全血を入れた後、遠心分離器で所定の遠心力を加える。これにより、試験管内の全血はそれぞれの成分に応じた遠心力を受け、質量の違いによってこれら成分が分離される。
【０００５】
その後、上澄み液を抽出することで血漿成分が取り出され、沈殿物から血球成分が取り出される。その後、分離されたそれぞれの成分は検査工程で所定の測定が行われる。
【０００６】
遠心分離器を用いる従来の方法では以下の問題点がある。すなわち、試験管の中に全血をある程度の量、例えば数ミリリットルから数十ミリリットルほどのサンプルが必要である。よってこの方法はサンプルの量が少ない場合には液体成分と固形成分は分離が困難である。
【０００７】
フィルタを用いて微量のサンプルから固形成分を分離する方法が「Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｃｒｅｅｎ ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ＳＵ−８ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．」（Ｙｏｎｇ−Ｋｙｕ Ｙｏｏｎ、ＭＥＭＳ２００３，Ｋｙｏｔｏ，ｐｐ．２２７−２３０ ＩＥＥＥ発行）に開示されている。多孔質性のフィルタにより所定の大きさ以上の血球を濾過して血漿成分と血球が分離されてそれぞれ取り出される。この方法ではフィルタの穴のサイズと数が分離特性に影響を与える。したがって、フィルタは分離したい成分に応じて最適に設計する必要がある。例えば、感光性レジストを立体的に感光させてメッシュ状のフィルタを精度良く作成でき、フィルタの穴のサイズと数が精度良く作成できる。
【０００８】
フィルタによる従来の方法では、フィルタに複数成分の混合された流体もしくは粉流体が通過する際の圧力によって、通過する固形成分の粒子の大きさが異なる。特に複数の大きさの固形成分粒子はこの方法では分離しにくい。所定の粒子を取り出すため、それより小さい粒子のみが通過するようにフィルタの孔の大きさを決定する。その所定の粒子はフィルタにトラップされるのでフィルタの孔が詰まり、小さな粒子の通過を妨げる場合がある。
【０００９】
特表２００１−５２５７２２号公報には、流体内に懸濁した粒子のマニュピレーションを行うための装置が開示されている。この装置は粒子の懸濁した流体を流すためのダクトと、ダクトの片側に配置される超音波トランスデューサと、ダクトの反対側に配置されるリフレクタとを備える。超音波トランスデューサはダクトの流路の側面に設けられている。超音波トランスデューサが直接ダクトの内部に接している。この装置では、ダクトを幅方向に横切る音響定在波が発生し、これによって粒子が濃縮して、粒子によるダクトの縦軸に平行な一つ以上の平面状の帯が形成され、これにより液体成分と固形成分である粒子が分離する。
【００１０】
この装置では、音響定在波によって流体の所定の位置に粒子が集中するので、フィルタの目詰まりを心配する必要は無い。しかし、超音波トランスデューサが直接ダクトの内部に接しているので、ダクト内の流体から汚染を受ける可能性がある。また、超音波トランスデューサがダクトの一部を構成しているので、ダクトは平面で構成される必要があり、したがって超音波トランスデューサの振動面は平面である。よって、発生できる音響波が平面波のみに限られる。また、ダクトの側面に超音波アクチュエータを正確に設置することが難しい。
【発明の開示】
【００１１】
成分分離デバイスは、液体成分と固形成分とを含有する流体を収容する流路が形成された基板と、流路に収容された流体を振動させるアクチュエータと、流体の液体成分と固形成分とのうちの一方を取り出す取出し部とを備える。アクチュエータは、流路から離れて基板上に設けられた第１の電極と、第１の電極上に設けられた圧電体と、圧電体上に設けられた第２の電極とを有する。
【００１２】
この分離デバイスでは、アクチュエータが流体に汚染されず、効率的に成分を分離できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
［図１］図１は本発明の実施の形態１における成分分離デバイスの斜視図である。
［図２］図２は実施の形態１における成分分離デバイスの上面図である。
［図３］図３は実施の形態１における成分分離デバイスの上面図である。
［図４］図４は実施の形態１における成分分離デバイスのアクチュエータに印加される電圧を示す。
［図５］図５は実施の形態１における他の成分分離デバイスの斜視図である。
［図６］図６は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図７］図７は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図８］図８は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図９］図９は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図１０］図１０は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図１１］図１１は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図１２］図１２は実施の形態１における成分分離デバイスの製造工程を説明するための断面図である。
［図１３］図１３は本発明の実施の形態２における成分分離デバイスの斜視図である。
［図１４］図１４は実施の形態２における他の成分分離デバイスの斜視図である。
［図１５］図１５は図１４に示す成分分離デバイスの上面図である。
［図１６］図１６は図１４に示す成分分離デバイスの上面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１ 基板
２ 流路
３ アクチュエータ
５ 共通電極
６Ａ 圧電体
６Ｂ 圧電体
７Ａ 駆動電極
７Ｂ 駆動電極
８ 流入口
９ 流出口
１０Ａ 貫通孔
１０Ｂ 貫通孔
１１ 固形成分
１２ 液体成分
１３ レジストマスク
１４ レジストマスク
１５ レジストマスク
１６ アクチュエータ
１８ 電極層
１９ 圧電層
２０ 電極層
２６ 基板
２７ 流路
２８ アクチュエータ
２９ 流入口
３０ 流出口
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における成分分離デバイスの斜視図である。シリコンからなる基板１には流路２が形成されている。デバイスの外部より固形成分と液体成分が混合された流体が流入口８から流入し、流路２を通って流出路９から流出する、すなわち流体は流路２に収容される。流路２の底面２Ａには底面２Ａの反対の面１Ａに貫通している貫通孔１０Ａ、１０Ｂが設けられている。基板１の上面１Ｂ上であり流路２の外側には長手方向３Ａを有するアクチュエータ３が流路２から離れて設けられている。アクチュエータ３の長手方向３Ａは流路２の側面２Ｂに平行である。アクチュエータ３は基板１上設けられた白金よりなる共通電極５と、共通電極５上のチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電体６Ａ，６Ｂと、圧電体６Ａ，６Ｂ上にそれぞれ設けられた金よりなる駆動電極７Ａ，７Ｂよりなる。共通電極５と駆動電極７Ａ，７Ｂは金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくも１つを含有しても良い。アクチュエータ３は小さくても低電圧で大きな振動を効率よく発生する。
【００１６】
アクチュエータ３の長手方向３Ａが面１Ｂに繋がる流路２の側面２Ｂに平行なので、後に述べるようにアクチュエータ３は振動をより効率的に発生できる。図１に示すデバイスでは２つのアクチュエータ３が流路２の両側面の外側にそれぞれ設けられているが、１つのアクチュエータのみでも振動を発生させることは可能である。
【００１７】
この成分分離デバイスを用いて固形成分と液体成分が混合した流体のそれぞれの成分を分離する方法について述べる。図２および図３は成分分離デバイスの上面図である。
【００１８】
まず、固形成分１１と液体成分１２が混合した流体１０１を流入口８より投入する。流体１０１は流路２を満たした後、流出口９より流出する。通常、何もしない状態では図２に示すように流体１０１は固形成分１１と液体成分１２がランダムに流れる。
【００１９】
次に、アクチュエータ３に所定の周波数で振動する高周波電圧を印加する。共通電極５は例えば０Ｖの所定の電位に保たれる。図３はアクチュエータ３に接続された回路を示し、図４は駆動電極７Ａ、７Ｂにそれぞれ印加される高周波電圧Ｖａ、Ｖｂを示す。高周波電圧Ｖａ、Ｖｂは例えば１８０度移相器１０２により互いに位相が１８０度ずれている。高周波電圧Ｖａ、Ｖｂにしたがって圧電体６Ａ，６Ｂはそれぞれ繰り返して伸び縮みして振動し、この振動が基板１に伝達されて流路２内に到達する。なお、高周波電圧Ｖａ、Ｖｂには、図４に示すように、圧電体６Ａと共通電極５との電位の高低が逆にならず、かつ圧電体６Ｂと共通電極５との電位の高低が逆にならないように直流電源によりバイアス電圧Ｅを加えておくことが望ましい。これにより、圧電体６Ａ，６Ｂは逆電圧印加による分極緩和が起こりにくく、安定して駆動でき、特性の劣化がない。なお、圧電体６Ａと共通電極５との電位の高低が逆にならず、かつ圧電体６Ｂと共通電極５との電位の高低が逆にならない限り、直流バイアス値Ｅは正負どちらでもよい。
【００２０】
流路２の形状と振動の周波数によって流路２内には所定の条件で振動の定在波が発生する。流路２内に定在波が発生すると図３に示すように固形成分１１は定在波の節の部分に集中し、整列しながら流路２中を流れる。図３は、流路２中の定在波の３つの節に集中して流れている固形成分１１を摸式的に示す。
【００２１】
基板１の貫通孔１０Ａは固形成分１１が集中的に流れている部分の下に設けられている。したがって、貫通孔１０Ａから基板１の下面側に流体１０１を吸引すれば固形成分１１が少量の液体成分１２と共に貫通孔１０Ａから取り出せる。基板１の貫通孔１０Ｂは固形成分１１が集中的に流れている部分の下以外に設けられている。したがって、貫通孔１０Ｂから流体１０１を吸引すれば液体成分１２のみが取り出せる。貫通孔１０Ａ、１０Ｂは流体１０１から固形成分１１と液体成分１２をそれぞれ取り出す成分取出し部として機能する。固形成分１１と液体成分１２のうちの一方のみ、例えば固形成分１１のみが必要な場合は、デバイスは他方すなわち液体成分１２に対応する貫通孔１０Ｂを有する必要はない。貫通孔１０Ａ、１０Ｂのサイズ・数は特定の血漿・血球の分離のために個別に設計する必要はなく、このデバイスは広汎に使用できる。
【００２２】
図５は実施の形態１における他の成分分離デバイスの斜視図である。図５に示すように、アクチュエータ１６は基板１の下面１Ａ上にもうけられてもよい。アクチュエータ１６は下面１Ａ上の流路２の下の部分に位置に設けることができ、より効率的に振動が伝達できる。
【００２３】
次に、図１に示す実施の形態１による成分分離デバイスの製造方法について説明する。図６〜図１２は成分分離デバイスの製造工程を示す断面図である。
【００２４】
まず、図６に示すように、シリコンからなる基板１上に白金による電極層１８を形成し、電極層１８上にチタン酸ジルコン酸鉛により圧電層１９を形成し、圧電層１９上に金による電極層２０を形成する。電極層１８、２０はスパッタリングで、蒸着など通常の方法で形成した。チタン酸ジルコン酸鉛による圧電層１９はスパッタリング法、水熱合成法、ゾルゲル法などにより形成できる。特にスパッタリング法によって形成された圧電層１９は優れた圧電特性で安定して変位する。
【００２５】
次に、図７に示すように電極層２０上に所定のパターンを有するにレジストマスク１３を形成する。その後、図８に示すように、電極層２０をエッチングして互いに分離する駆動電極７Ａ、７Ｂが形成される。続いて、図９に示すように、チタン酸ジルコン酸鉛による圧電層１９をエッチングして、互いに分離した圧電体６Ａ、６Ｂが形成される。その後レジストマスク１３を除去する。
【００２６】
次に、図１０に示すように、所定のパターンを有するレジストマスク１４が電極７Ａ、７Ｂ上、電極層１８上に形成され、電極層１８をエッチングして共通電極５を形成する。レジストマスク１４はエッチング後、除去する。
【００２７】
次に、図１１に示すように所定のパターンを有するレジストマスク１５電極７Ａ、７Ｂ上、電極層１８上、基板１の上面１Ｂ上に形成し、基板１をエッチングして、シリコンによる基板１に流入口８および流出口９を有する流路２を形成する。その後、レジストマスク１５は除去する。シリコンによる基板１をドライエッチング法でエッチングすることにより、微細な形状を高精度に加工できる。エッチングを促進するガスとエッチングを抑制するガスとを混合したガスでドライエッチングを行うことにより、より高精度に基板１を加工できる。これによりデバイスを小さくできる。
【００２８】
次に、図１２に示すように、基板１の下面１Ａに所定のパターンを有するレジストマスク２１を形成し、基板１をエッチングして流路２の底部に貫通孔１０Ａ、１０Ｂを形成する。レジストマスク２１をエッチング後に除去して、実施の形態１による成分分離デバイスが得られる。
【００２９】
上記の方法により、基板１の上面にアクチュエータ３が設けられているので、半導体プロセスと同様に、複数の成分分離デバイスが１つのウエハから一度に効率的に得られる。
【００３０】
アクチュエータ３、１６は流路２内の流体に接していないので流体に汚染されない。さらに、アクチュエータ３，１６は流路２の側面２Ｂに平行な長手方向３Ａを有した形状である。また、実施の形態１によるデバイスは、流路２内に振動を正確にロスなく発生できるので、効率的に成分を分離できる。
【００３１】
なお、図５に示す成分分離デバイスを製造する際には、電極層や圧電層は基板１の下面１Ａ上方に形成される。
【００３２】
（実施の形態２）
図１３は本発明の実施の形態２における成分分離デバイスの斜視図である。このデバイスでは、シリコンからなる基板２６内に形成した流路２７は流入口２９からその幅が単調に大きくなり、最大幅Ｗ１の部分から流出口３０に向かって幅が単調に小さくなっている。流路２７は部分２７Ａでの最大幅Ｗ１が流入口２９および流出口３０の幅Ｗ１、Ｗ２より広い。複数のアクチュエータ２８が、流路２７の周辺に設けられている。広い幅Ｗ１の流路２７に複数のアクチュエータ２８によって様々な振動を加えることによって様々な定在波を発生させることができ、より多様に成分を分離できる。また、広い幅の流路２７の周辺に複数のアクチュエータ２８を容易に設置でき、より効率的に成分を分離できる。
【００３３】
図１４は実施の形態２における他の成分分離デバイスの斜視図である。図１５と図１６は図１４に示す成分分離デバイスの上面図である。基板３１には、流入口３８に接続された流路３２と、流出口３９に接続された流路４４と、流路３２と流路４４との間の流路３３とが形成されている。流路３２の幅Ｗ３２は流路３３の幅Ｗ３３より狭い。流路３３の幅Ｗ３３は流路３２の幅Ｗ３２の三倍である。流路３２、３３にわたり流路３２、３３の両外側にアクチュエータ３４がそれぞれ設けられる。
【００３４】
この成分分離デバイスを用いて成分を分離する方法について述べる。流入口３２に互いに大きさの違う固形成分４１および４２と液体成分４３が混合された流体４５を注入すると、図１５に示すように、固形成分４１，４２は大きさに関係なくランダムに分散し流体４５が流れる。固形成分４２は固形成分４１より小さい。
【００３５】
次に、アクチュエータ３４によって流路３２の幅Ｗ３２の２倍の波長の振動を流路３２の流体４５に加える。これにより、流路３２には幅Ｗ３２を半波長とする基本モードで振動の定在波が発生し、図１６に示すように、固形成分４１，４２が集中的に流れる１つの領域Ｒ１が流路３２に平行に形成される。
【００３６】
アクチュエータ３４は流路３３の両外側にも延びているので、流路３３には流路３２と同じ波長の振動の定在波が発生している。この定在波の波長は流路３３の幅Ｗ３３の２／３倍なので、流路３３には幅Ｗ３３の３倍モードの定在波が発生する。図１６のように固形成分４１，４２が集中的に流れる３つの領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が流路３３に平行に形成される。
【００３７】
小さい固形成分、もしくは密度が小さい固形成分は定在波による影響を受けにくい。したがって、流路３２で領域Ｒ１に集中した固形成分４１，４２のうちの小さい固形成分４２は、図１６に示すように、流路３２の領域Ｒ１で固形成分４１より分散する。流路３３において、流路３２から流れ込んだ固形成分４２は、領域Ｒ２より流路３３の壁３３Ａに近い領域Ｒ３、Ｒ４に集中的に集まる。すなわち、固形成分の大きさもしくは密度によって集中して流れる領域を制御でき、異なる固形成分を効率よく液体成分から分離できる。固形成分４１、４２や液体成分４３は、図１に示す実施の形態１の成分分離デバイスと同様に、貫通孔４０Ａ，４０Ｂおよび流路４４から取り出すことができる。
【００３８】
図１４に示すデバイスでは、流路３３の幅Ｗ３３が流路３２の幅Ｗ３２の３倍であるので、アクチュエータ３４で発生する振動によって流路３２では基本モードの定在波、流路３３では３倍モードの定在波が発生して固形成分が集中的に流れる領域Ｒ１〜Ｒ４が形成されている。流路３２と流路３３の外側にそれぞれ異なるアクチュエータを設け、それぞれ別の波長の振動を発生させることができる。したがって、流路３３の幅Ｗ３３は流路３２の幅Ｗ３２の必ずしも３倍である必要はない。図１４に示す実施の形態２によるデバイスでは異なるアクチュエータを流路３３、３２の外側にそれぞれ設ける必要は無く、より簡便に成分分離デバイスを製造および使用できる。
【００３９】
なお、図１４に示すデバイスではアクチュエータ３４が流路３３、３２の両側にそれぞれ設けられている。アクチュエータ３４の数はこれに限定されず、適切な振動を加えることができれば良い。
【００４０】
実施の形態２による図１４に示すデバイスでは、アクチュエータ３４は基板３１上の共通電極３５と、共通電極３５上の圧電体３６Ａ、３６Ｂと圧電体３６Ａ、３６Ｂ上の駆動電極３７Ａ，３７Ｂとを備え、実施の形態１のアクチュエータ３と同様に駆動できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明による成分分離デバイスは、例えば血液、乳液等、液体成分と固形成分が混合された流体のそれぞれの成分を効率的に分離できる。
【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】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と前記第１面の反対側の前記第２面とを有し、液体成分と固形成分とを含有する流体を収容する流路が前記第１面に形成された基板と、
前記流路から離れて前記基板上に設けられた第１の電極と、前記第１の電極上に設けられた第１の圧電体と、前記第１の圧電体上に設けられた第２の電極とを有し、前記流路に収容された前記流体を振動させるアクチュエータと、
前記流体の前記液体成分と前記固形成分とのうちの一方を取り出す取出し部と、
を備えた成分分離デバイス。
【請求項２】
前記流体を前記流路に導入するための前記流路に接続された流入口と、前記流体を前記流路から排出するための前記流路に設けられた流出口とが前記基板に形成された、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項３】
前記アクチュエータの前記第１の電極は前記基板の前記第１面上に設けられた、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項４】
前記アクチュエータの前記第１の電極は前記基板の前記第２面上に設けられた、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項５】
前記アクチュエータは前記流路に収容された前記流体に定在波を発生させる、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項６】
前記アクチュエータは前記第１の電極上に設けられた第２の圧電体と、前記第２の圧電体上に設けられた第３の電極とをさらに有する、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項７】
前記アクチュエータの前記第１の電極は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つの金属からなり、
前記アクチュエータの前記第２の電極は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つの金属からなり、
前記アクチュエータの前記第３の電極は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つの金属からなり、
前記第１の圧電体と前記第２の圧電体はチタン酸ジルコン酸鉛よりなる、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項８】
前記流路は前記流入口の幅と前記流出口の幅より大きな幅を有する部分を有する、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項９】
前記流路の幅は前記流入口から前記部分まで単調に増加し、前記部分から前記流出口まで単調に減少する、請求項８に記載の成分分離デバイス。
【請求項１０】
前記流路は前記基板の前記第１面に繋がる側面を有し、
前記アクチュエータの前記第１の電極と前記第２の電極と前記第１の圧電層とは前記流路の前記側面に平行な長手方向を有する、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項１１】
前記流路から前記基板の前記第２面に貫通する貫通孔が前記取出し部として前記基板に形成された、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項１２】
前記基板はシリコンよりなる、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項１３】
前記アクチュエータの前記第１の電極は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つの金属からなり、
前記アクチュエータの前記第２の電極は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つの金属からなり、
前記第１の圧電体はチタン酸ジルコン酸鉛よりなる、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項１４】
基板上に第１の電極層を形成するステップと、
前記第１の電極上に圧電層を形成するステップと、
前記圧電体上に第２の電極層を形成するステップと、
前記第１の電極層と前記圧電層と前記第２の電極層とを所定のパターン形状に加工してアクチュエータを形成するステップと、
前記基板にエッチングによって流路を形成するステップと、
を含む、成分分離デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記基板にエッチングによって前記流路に接続された流入口と流出口とを形成するステップをさらに含む、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記基板にエッチングによって流路を形成するステップは、前記流路にドライエッチングにて前記流路を形成するステップを含む、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記流路にドライエッチングにて前記流路を形成するステップは、前記流路にエッチングを促進するガスとエッチングを抑制するガスを混合したガスによるドライエッチングにより前記流路を形成するステップを含む、請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の電極層は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つよりなり、
前記第２の電極層は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つよりなる、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記圧電層はチタン酸ジルコン酸鉛よりなる、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項２０】
成分分離デバイスであって、
第１面と前記第２面の反対側の前記第２面とを有して流路が前記第１面に形成された基板と、
前記流路から離れて前記基板上に設けられた第１の電極と、前記第１の電極上に設けられた第１の第２の圧電体と、前記第１と第２の圧電体上にそれぞれ設けられた第２と第３の電極とを有するアクチュエータと、
を備えた成分分離デバイスを準備するステップと、
液体成分と固形成分とを含有する流体を前記流路に収容するステップと、
振動しかつ直流バイアスを有する第１の電圧を前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加し、前記第１の電圧と位相が１８０度異なって振動しかつ直流バイアスを有する第２の電圧を前記第１の電極と前記第３の電極との間に印加することにより前記アクチュエータを振動させるステップと、
前記振動するアクチュエータにより前記流路に収容された流体に定在波を発生させるステップと、
前記定在波が発生した前記流体から前記固形成分と前記液体成分のうちの一方を分離するステップと、
を含む、成分の分離方法。
【請求項１】
第１面と前記第１面の反対側の前記第２面とを有し、液体成分と固形成分とを含有する流体を収容する流路が前記第１面に形成された基板と、
前記流路から離れて前記基板上に設けられた第１の電極と、前記第１の電極上に設けられた第１の圧電体と、前記第１の圧電体上に設けられた第２の電極とを有し、前記流路に収容された前記流体を振動させるアクチュエータと、
前記流体の前記液体成分と前記固形成分とのうちの一方を取り出す取出し部と、
を備えた成分分離デバイス。
【請求項２】
前記流体を前記流路に導入するための前記流路に接続された流入口と、前記流体を前記流路から排出するための前記流路に設けられた流出口とが前記基板に形成された、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項３】
前記アクチュエータの前記第１の電極は前記基板の前記第１面上に設けられた、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項４】
前記アクチュエータの前記第１の電極は前記基板の前記第２面上に設けられた、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項５】
前記アクチュエータは前記流路に収容された前記流体に定在波を発生させる、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項６】
前記アクチュエータは前記第１の電極上に設けられた第２の圧電体と、前記第２の圧電体上に設けられた第３の電極とをさらに有する、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項７】
前記アクチュエータの前記第１の電極は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つの金属からなり、
前記アクチュエータの前記第２の電極は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つの金属からなり、
前記アクチュエータの前記第３の電極は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つの金属からなり、
前記第１の圧電体と前記第２の圧電体はチタン酸ジルコン酸鉛よりなる、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項８】
前記流路は前記流入口の幅と前記流出口の幅より大きな幅を有する部分を有する、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項９】
前記流路の幅は前記流入口から前記部分まで単調に増加し、前記部分から前記流出口まで単調に減少する、請求項８に記載の成分分離デバイス。
【請求項１０】
前記流路は前記基板の前記第１面に繋がる側面を有し、
前記アクチュエータの前記第１の電極と前記第２の電極と前記第１の圧電層とは前記流路の前記側面に平行な長手方向を有する、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項１１】
前記流路から前記基板の前記第２面に貫通する貫通孔が前記取出し部として前記基板に形成された、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項１２】
前記基板はシリコンよりなる、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項１３】
前記アクチュエータの前記第１の電極は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つの金属からなり、
前記アクチュエータの前記第２の電極は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つの金属からなり、
前記第１の圧電体はチタン酸ジルコン酸鉛よりなる、請求項１に記載の成分分離デバイス。
【請求項１４】
基板上に第１の電極層を形成するステップと、
前記第１の電極上に圧電層を形成するステップと、
前記圧電体上に第２の電極層を形成するステップと、
前記第１の電極層と前記圧電層と前記第２の電極層とを所定のパターン形状に加工してアクチュエータを形成するステップと、
前記基板にエッチングによって流路を形成するステップと、
を含む、成分分離デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記基板にエッチングによって前記流路に接続された流入口と流出口とを形成するステップをさらに含む、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記基板にエッチングによって流路を形成するステップは、前記流路にドライエッチングにて前記流路を形成するステップを含む、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記流路にドライエッチングにて前記流路を形成するステップは、前記流路にエッチングを促進するガスとエッチングを抑制するガスを混合したガスによるドライエッチングにより前記流路を形成するステップを含む、請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の電極層は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つよりなり、
前記第２の電極層は金、クロム、チタンおよび白金のうちの少なくとも一つよりなる、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記圧電層はチタン酸ジルコン酸鉛よりなる、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項２０】
成分分離デバイスであって、
第１面と前記第２面の反対側の前記第２面とを有して流路が前記第１面に形成された基板と、
前記流路から離れて前記基板上に設けられた第１の電極と、前記第１の電極上に設けられた第１の第２の圧電体と、前記第１と第２の圧電体上にそれぞれ設けられた第２と第３の電極とを有するアクチュエータと、
を備えた成分分離デバイスを準備するステップと、
液体成分と固形成分とを含有する流体を前記流路に収容するステップと、
振動しかつ直流バイアスを有する第１の電圧を前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加し、前記第１の電圧と位相が１８０度異なって振動しかつ直流バイアスを有する第２の電圧を前記第１の電極と前記第３の電極との間に印加することにより前記アクチュエータを振動させるステップと、
前記振動するアクチュエータにより前記流路に収容された流体に定在波を発生させるステップと、
前記定在波が発生した前記流体から前記固形成分と前記液体成分のうちの一方を分離するステップと、
を含む、成分の分離方法。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５８４５９
【国際公開日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【発行日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１６２７９（Ｐ２００５−５１６２７９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１７４５５
【国際出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【発行日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１７４５５
【国際出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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