特開 2024-38844 液滴移動用基板及び液滴移動デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024038844

(43)【公開日】2024-03-21

(54)【発明の名称】液滴移動用基板及び液滴移動デバイス

(51)【国際特許分類】

   C03C 19/00 20060101AFI20240313BHJP

   C03C 15/00 20060101ALI20240313BHJP

   C03C 17/30 20060101ALI20240313BHJP

   G01N 35/10 20060101ALI20240313BHJP

   G01N 1/00 20060101ALI20240313BHJP

   B01J 19/00 20060101ALI20240313BHJP

【ＦＩ】

C03C19/00 A

C03C15/00 B

C03C17/30 B

G01N35/10 A

G01N1/00 101F

B01J19/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022143165

(22)【出願日】2022-09-08

(71)【出願人】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】弁理士法人大阪フロント特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木下 沢泉

(72)【発明者】

【氏名】藤田 直樹

【テーマコード（参考）】

2G052

2G058

4G059

4G075

【Ｆターム（参考）】

2G052AD06

2G052DA05

2G058EA14

4G059AA01

4G059AB03

4G059AB11

4G059AC01

4G059AC22

4G059BB16

4G059FA11

4G059FA22

4G075AA13

4G075AA39

4G075BB10

4G075DA02

4G075DA18

(57)【要約】

【課題】微小な液滴を移動させる場合においても、液滴の位置を精度良く制御することができる、液滴移動用基板を提供する。
【解決手段】表面１ａに凹凸を有する、液滴移動用基板１であって、凹凸を有する表面１ａにおける５μｍ×５μｍの領域において、高域フィルタのカットオフ値を２．５μｍとしたときに、算術平均高さＳａ１が、０．３ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である、液滴移動用基板１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に凹凸を有する、液滴移動用基板であって、
前記凹凸を有する表面における５μｍ×５μｍの領域において、高域フィルタのカットオフ値を２．５μｍとしたときに、算術平均高さＳａ１が、０．３ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である、液滴移動用基板。

【請求項2】

前記凹凸を有する表面における９２μｍ×７６μｍの領域において、高域フィルタのカットオフ値を５０μｍとし、低域フィルタのカットオフ値を２．５μｍとしたときに、算術平均高さＳａ２が、５ｎｍ以上、２０００ｎｍ以下である、請求項１に記載の液滴移動用基板。

【請求項3】

前記凹凸を有する表面上に２０μＬの水からなる液滴を載置し水平方向に対して傾けたときに、前記液滴が滑落する角度である滑落角が、３０°以上である、請求項１又は２に記載の液滴移動用基板。

【請求項4】

前記液滴移動用基板が、ガラス基板である、請求項１又は２に記載の液滴移動用基板。

【請求項5】

前記液滴移動用基板の表面における少なくとも一部に、撥水性を有する領域が設けられている、請求項１又は２に記載の液滴移動用基板。

【請求項6】

基板本体と、
前記基板本体の表面における少なくとも一部に設けられた撥水性膜と、
を備え、
前記撥水性膜の表面が、前記凹凸を有する表面である、請求項１又は２に記載の液滴移動用基板。

【請求項7】

振動により液滴を移動させる、液滴移動デバイスであって、
請求項１又は２に記載の液滴移動用基板と、
アクチュエータと、
を備える、液滴移動デバイス。

【請求項8】

前記アクチュエータが、ピエゾアクチュエータである、請求項７に記載の液滴移動デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液滴移動用基板及び該液滴移動用基板を用いた液滴移動デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

微小化学分析や、バイオセンシング等の分野では、検体量や薬品量の削減を目的として、微小な液滴の位置を任意に制御する方法が検討されている。また、車載用や監視用等の屋外で使用されるカメラのカバー部材には撥水性材料が用いられ、カメラ表面に水滴が付着することを防止しているが、微小な液滴は凝集力が支配的になり重力下でも滑落し難いことから、この分野においても微小な液滴の位置を任意に制御する方法が検討されている。このように、微小な液滴の位置を任意に制御する方法は、近年益々需要が高まっており、注目を集めている。

【0003】

例えば、下記の特許文献１には、表面エネルギ勾配を用いて微量液滴を輸送する簡便な独自技術と、エレクトロウェッティングという電気的制御性に優れた従来技術を組み合わせることにより、デバイス上に表面張力の差あるいは勾配を電気的に形成し、デバイス上での液滴輸送を電気的に制御することができる、微量液滴輸送デバイスが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４３８５１２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のような微量液滴輸送デバイスでは、疎水部と親水部とが生じることから、親水部では液滴が大きく濡れ広がってしまうという問題がある。また、液滴の厳密な位置制御が難しいという問題もある。

【0006】

本発明の目的は、微小な液滴を移動させる場合においても、液滴の位置を精度良く制御することができる、液滴移動用基板及び該液滴移動用基板を用いた液滴移動デバイスを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する液滴移動用基板及び該液滴移動用基板を用いた液滴移動デバイスの各態様について説明する。

【0008】

本発明の態様１に係る液滴移動用基板は、表面に凹凸を有する、液滴移動用基板であって、前記凹凸を有する表面における５μｍ×５μｍの領域において、高域フィルタのカットオフ値を２．５μｍとしたときに、算術平均高さＳａ１が、０．３ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることを特徴としている。

【0009】

態様２の液滴移動用基板では、前記凹凸を有する表面における９２μｍ×７６μｍの領域において、高域フィルタのカットオフ値を５０μｍとし、低域フィルタのカットオフ値を２．５μｍとしたときに、算術平均高さＳａ２が、５ｎｍ以上、２０００ｎｍ以下であることが好ましい。

【0010】

態様３の液滴移動用基板では、態様１又は態様２において、前記凹凸を有する表面上に２０μＬの水からなる液滴を載置し水平方向に対して傾けたときに、前記液滴が滑落する角度である滑落角が、３０°以上であることが好ましい。

【0011】

態様４の液滴移動用基板では、態様１から態様３のいずれか一つの態様において、前記液滴移動用基板が、ガラス基板であることが好ましい。

【0012】

態様５の液滴移動用基板では、態様１から態様４のいずれか一つの態様において、前記液滴移動用基板の表面における少なくとも一部に、撥水性を有する領域が設けられていることが好ましい。

【0013】

態様６の液滴移動用基板では、態様１から態様５のいずれか一つの態様において、基板本体と、前記基板本体の表面における少なくとも一部に設けられた撥水性膜とを備え、前記撥水性膜の表面が、前記凹凸を有する表面であることが好ましい。

【0014】

本発明の態様７の液滴移動デバイスは、振動により液滴を移動させる、液滴移動デバイスであって、態様１から態様６いずれか一つの態様における液滴移動用基板と、アクチュエータとを備えることを特徴としている。

【0015】

態様８の液滴移動デバイスでは、態様７において、前記アクチュエータが、ピエゾアクチュエータであることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、微小な液滴を移動させる場合においても、液滴の位置を精度良く制御することができる、液滴移動用基板及び該液滴移動用基板を用いた液滴移動デバイスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る液滴移動デバイスを示す模式的断面図である。

【図2】滑落角の評価方法を説明するための模式的断面図である。

【図3】本発明の第２の実施形態に係る液滴移動デバイスを示す模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。

【0019】

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液滴移動デバイスを示す模式的断面図である。

【0020】

図１に示すように、本実施形態の液滴移動デバイス１０は、液滴移動用基板１と、液滴移動用基板１に接触するように設けられているアクチュエータ２とを備える。アクチュエータ２は、液滴移動用基板１に振動を加える圧電素子である。

【0021】

液滴移動用基板１は、対向している第１の主面１ａ及び第２の主面１ｂを有する。液滴移動用基板１の第１の主面１ａ上に、微小な液滴３が載置される。また、液滴移動用基板１の第２の主面１ｂに接触するようにアクチュエータ２が設けられている。本実施形態の液滴移動デバイス１０では、アクチュエータ２によって液滴移動用基板１に振動を加えることにより、液滴移動用基板１の第１の主面１ａ上に載置された微小な液滴３を移動させることができる。

【0022】

なお、本明細書において、「微小な液滴」とは、例えば、０．１μＬ～１００μＬの液体が基板の上に載置されてなる液滴のことをいうものとする。液滴としては、特に限定されないが、例えば、水滴を用いることができる。

【0023】

アクチュエータ２は、ピエゾアクチュエータであることが好ましい。また、アクチュエータ２の配置は上記に限定されず、液滴移動用基板１に振動を加えることができるように設けられていればよい。アクチュエータ２は、１個のアクチュエータを用いてもよく、複数個のアクチュエータを用いてもよい。

【0024】

本発明者らは、液滴移動用基板１の第１の主面１ａ（表面）に凹凸を形成し、かつ凹凸の表面粗さを特定の範囲内とすることにより、微小な液滴３を移動させる場合においても、液滴３の位置を精度良く制御することができることを見出した。

【0025】

より具体的には、液滴移動用基板１の第１の主面１ａにおける５μｍ×５μｍの領域において、高域フィルタのカットオフ値を２．５μｍとしたときに、算術平均高さＳａ１が、０．３ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である、凹凸を構成することにより、第１の主面１ａ上に載置した微小な液滴３を滑り難くすることができ、それによって、微小な液滴３を移動させる場合においても、微小な液滴３の位置を精度良く制御することができることを見出した。

【0026】

なお、「算術平均高さＳａ」は、ＩＳＯ ２５１７８によって規定されるパラメータであって、凹凸の断面形状を示す測定断面曲線を面に拡張したパラメータである。具体的には、算術平均高さＳａは、所定の三次元領域における凹凸の高さＺｎの絶対値の平均（Ｓａ＝（Σ｜Ｚｎ｜）／ｎ）から求めることができる。

【0027】

また、液滴移動用基板１の第１の主面１ａにおける凹凸は、微小な液滴３を移動させる必要な領域のみに設けられていてもよく、第１の主面１ａ全体に設けられていてもよい。

【0028】

本発明においては、液滴移動用基板１の第１の主面１ａにおける算術平均高さＳａ１が、０．３ｎｍ以上、好ましくは０．４ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上であり、１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下である。算術平均高さＳａ１が上記下限値以上である場合、凹凸の凹部に空気層が保持され、接触角が大きくなり、微小な液滴３が濡れ広がるのを抑制することができる。また、微小な液滴３がピン止め効果により適度に滑り難くなり、微小な液滴３の位置をより一層精度良く制御することができる。また、算術平均高さＳａ１が上記上限値以下である場合、凹凸の凹部に液体が浸入し難くなり、空気層をより一層保持し易く接触角を大きくすることができる。また、凹凸によるピン止め効果が働くため、微小な液滴３を任意の位置に移動させ易くなる。さらに、この場合、散乱を抑制し、透明性を得ることもできる。

【0029】

本発明においては、液滴移動用基板１の第１の主面１ａにおける９２μｍ×７６μｍの領域において、高域フィルタのカットオフ値を５０μｍとし、低域フィルタのカットオフ値を２．５μｍとしたときに、算術平均高さＳａ２が、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは９ｎｍ以上、さらに好ましくは２０ｎｍ以上であり、好ましくは２０００ｎｍ以下、より好ましくは１５００ｎｍ以下、さらに好ましくは１２００ｎｍ以下である。算術平均高さＳａ２が上記下限値以上である場合、微小な液滴３がピン止め効果により適度に滑り難くなり、微小な液滴３の位置をより一層精度良く制御することができる。また、算術平均高さＳａ２が上記上限値以下である場合、凹凸の凹部に液体が浸入し難くなり、空気層をより一層保持し易く接触角を大きくすることができる。また、適度にピン止め効果が働くため、微小な液滴３を任意の位置に移動させ易くすることができる。さらに、この場合、散乱を抑制し、透明性を得ることもできる。

【0030】

本発明においては、液滴移動用基板１の第１の主面１ａ上に２０μＬの水からなる液滴を載置したときの滑落角が、好ましくは３０°以上、より好ましくは３５°以上、さらに好ましくは４０°以上であり、好ましくは９０°以下である。なお、「滑落角」は、図２に示すように、微小な液滴３を載置した液滴移動用基板１を水平方向Ｘに対して傾けたときに、液滴３が滑落する角度αのことをいうものとする。滑落角が上述した範囲にある場合、微小な液滴３の位置をより一層精度良く制御することができる。

【0031】

本発明においては、液滴移動用基板１の第１の主面１ａが撥水性を有する領域であることが好ましい。この撥水性を有する領域は、微小な液滴３を移動させる必要な領域のみに設けられていてもよく、第１の主面１ａ全体に設けられていてもよい。

【0032】

なお、本明細書でいう「撥水性」とは、液体表面の接線と固体表面とがなす角のうちの液体を含む側の角度で示される接触角が８５°以上であることをいうものとする。

【0033】

具体的には、液滴移動用基板１の第１の主面１ａに対する水の接触角が、好ましくは８５°以上、より好ましくは９０°以上、さらに好ましくは９３°以上、さらに好ましくは９５°以上、特に好ましくは９７°以上、最も好ましくは１００°以上であり、好ましくは１５０°以下である。接触角が上述した範囲にある場合、微小な液滴３の位置をより一層精度良く制御することができる。

【0034】

なお、液滴移動用基板１の第１の主面１ａにおける接触角（θ）は、ＪＩＳ Ｒ ３２５７：１９９９の静滴法（θ／２近似法）に基づき測定することができる。例えば、本実施形態では、液滴移動用基板１の第１の主面１ａを上方に向けた状態で、水平に載置し、２μＬの純水を滴下した後、デジタルスコープ（キーエンス社製、製品名「ＶＨＸ－５００Ｆ」）によって真横から水滴を撮影することにより測定することができる。

【0035】

本発明において、液滴移動用基板１の形状は、特に限定されず、例えば、矩形平板状、円形又は多角形の輪郭からなる平板状、平板状のものを全体的に湾曲させた形状や、球面、非球面のレンズ形状等が挙げられる。

【0036】

液滴移動用基板１の材料は、特に限定されず、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂等を用いることができる。なかでも、液滴移動用基板１は、ガラス基板であることが好ましい。

【0037】

ガラス基板の材質は、特に限定されず、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、硼珪酸ガラス、フッ化物ガラス、又はカルコゲナイドガラス等が挙げられる。これらの材料は、１種を単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。

【0038】

液滴移動用基板１の厚みは、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上、１０ｍｍ以下とすることができる。

【0039】

液滴移動用基板１のヘイズは、特に限定されず、液滴移動用基板１の求められる特性や目的によって任意に選択することができる。例えば、透明度をより確実に確保したい場合、液滴移動用基板１のヘイズは、好ましくは９０％未満、より好ましくは８０％以下、さらに好ましくは７０％以下、さらに好ましくは６０％以下、さらに好ましくは５０％以下、さらに好ましくは４０％以下、特に好ましくは３０％以下、最も好ましくは２０％以下である。一方、映り込みをより一層確実に抑制したい場合、液滴移動用基板１のヘイズは、好ましくは３％以上、より好ましくは５％以上、さらに好ましくは１０％以上、さらに好ましくは１５％以上、さらに好ましくは２０％以上、さらに好ましくは２５％以上、特に好ましくは３０％以上、最も好ましくは３５％以上である。

【0040】

本実施形態の液滴移動用基板１及び液滴移動デバイス１０は、微小な液滴３を移動させる場合においても、液滴の位置を精度良く制御することができるので、微小化学分析や、バイオセンシング等に好適に用いることができる。また、本実施形態の液滴移動用基板１は、車載カメラや監視カメラ等の屋外で使用されるカメラのレンズ部材やカバー部材にも好適に用いることができる。

【0041】

（液滴移動用基板の製造方法）
次に、液滴移動用基板１の製造方法の一例について説明する。

【0042】

液滴移動用基板１の第１の主面１ａにおける凹凸は、例えば、ウェットブラスト処理、化学エッチング処理、並びに化学エッチング処理及びウェットブラスト処理を組み合わせた処理により形成することができる。

【0043】

ウェットブラスト処理は、アルミナなどの固体粒子にて構成される砥粒と、水などの液体とを均一に撹拌してスラリーとしたものを、圧縮エアを用いて噴射ノズルからワークに対して高速で噴射することにより、ワークに微細な凹凸を形成する処理である。

【0044】

ウェットブラスト処理においては、高速に噴射されたスラリーが凹凸形成前の元基板であるワークに衝突した際に、スラリー内の砥粒がワークの表面を削ったり、叩いたり、こすったりすることにより、ワークの表面に微細な凹凸が形成されることとなる。

【0045】

この場合、ワークに噴射された砥粒や、砥粒により削られたワークの破片は、ワークに噴射された液体によって洗い流されるため、ワークに残留する粒子が少なくなる。

【0046】

ウェットブラスト処理において、砥粒の粒度は、例えば、０．３μｍ以上、１０μｍ以下とすることができる。ガンの走査回数は、例えば、１回以上、１０回以下とすることができる。スラリーの噴出圧力(処理圧力)は、例えば、０．１ＭＰａ以上、０．４ＭＰａ以下とすることができる。また、ガンの移動速度（処理速度）は、例えば、０．１ｍｍ／ｓ以上、１００ｍｍ／ｓ以下とすることができる。

【0047】

なお、ウェットブラスト処理における砥粒の粒度を大きくしたり、スラリーの噴出圧力を大きくしたり、ガンの移動速度を遅くしたり、ガンの走査回数を増やしたりすることにより、液滴移動用基板１の第１の主面１ａにおける算術平均高さＳａ１を大きくすることができる。

【0048】

化学エッチング処理は、例えば、凹凸形成前の元基板を、フッ酸又はフッ酸と他の酸とを含むエッチング液に浸漬させることにより行うことができる。他の酸としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸等を用いることができる。さらに、クエン酸やエチレンジアミン四酢酸等のキレート剤やフッ化アンモニウムなどを用いてもよい。

【0049】

エッチング液中におけるフッ酸の含有量は、例えば、０．１質量％以上、５０．０質量％以下とすることができる。エッチング液中におけるフッ化アンモニウムの含有量は、例えば、０質量％以上、５０．０質量％以下とすることができる。エッチング液中における硫酸の含有量は、例えば、０質量％以上、６０．０質量％以下とすることができる。また、エッチング液中における水の含有量は、例えば、２０．０質量％以上、９９．９質量％以下とすることができる。

【0050】

エッチング液の液温は、例えば、１０℃以上、５０℃以下とすることができる。また、エッチング液への浸漬時間は、例えば、１０秒以上、６０分以下とすることができる。

【0051】

なお、エッチング処理は、フッ化水素ガス（ＨＦ）を用いて行ってもよい。

【0052】

化学エッチング処理の薬液組成や、処理時間、処理温度等により、液滴移動用基板１の第１の主面１ａにおける算術平均高さＳａ２を調整することができる。フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合水溶液を薬液に用いた場合、処理時間が長く、処理温度が高くなるほどＳａ２を大きくすることができる。

【0053】

また、元基板には、化学エッチング処理の前にウェットブラスト処理等により、エッチングの起点となる凹凸を付与してもよい。この場合、液滴移動用基板１の第１の主面１ａにおける算術平均高さＳａ２を大きくすることができる。また、凹凸を付与したあとに化学エッチング処理を行う場合、薬液の硫酸の含有量が多く、処理時間が長くなるほどＳａ１を小さくすることできる。

【0054】

また、第１のウェットブラスト処理により、元基板の主面にエッチング処理の起点となる凹凸を形成した後に、化学エッチング処理を施して第１の凹凸を形成し、しかる後第２のウェットブラスト処理を行って、第２の凹凸を形成してもよい。これにより、液滴移動用基板１の第１の主面１ａに第１の凹凸及び第２の凹凸を形成することができ、液滴移動用基板１の撥水性をより一層高めることができる。また、液滴移動用基板１の第１の主面１ａにおける算術平均高さＳａ１を大きくすることができる。

【0055】

［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る液滴移動デバイスを示す模式的断面図である。図３に示すように、本実施形態の液滴移動デバイス２０は、液滴移動用基板２１と、アクチュエータ２とを備える。

【0056】

液滴移動用基板２１は、基板本体２４と、撥水性膜２５とを備える。基板本体２４の主面２４ａ上に、撥水性膜２５が設けられている。本実施形態では、撥水性膜２５の外側主面が、液滴移動用基板２１の第１の主面２１ａであり、第１の実施形態の第１の主面１ａと同様の凹凸が形成されている。基板本体２４の主面２４ａ上に撥水性膜２５を形成する場合には、形成後の撥水性膜２５の外側主面（第１の主面２１ａ）の凹凸形状が、第１の実施形態の第１の主面１ａと同様の凹凸形状となるように、予め基板本体２４の主面２４ａに凹凸形状を形成すればよい。また、撥水性膜２５を形成後に凹凸を形成してもよい。なお、本実施形態では、液滴移動用基板２１の第１の主面２１ａと対向している第２の主面２１ｂに接触するようにアクチュエータ２が設けられている。

【0057】

撥水性膜２５としては、例えば、フッ素コーティング膜や、シリコーン樹脂コーティング膜を用いることができる。また、撥水性膜２５は、フッ素変性有機基とシリル基を有する化合物や、アルキル基やフルオロアルキル基を含有するシラン化合物等を含む有機薄膜であってもよい。具体的に、有機薄膜は、アルキル基やフルオロアルキル基を含有するシラン化合物等を、基板本体２４の表面に結合させて形成（成膜）することができる。また、撥水性膜２５は、シリコーン樹脂を含んでいてもよく、なかでもメチルシリコーンレジン、メチルフェニルシリコーンレジン、アルキッド変性シリコーンレジン、エポキシ変性シリコーンレジン、アクリル変性シリコーンレジン、ポリエステル変性シリコーンレジン、フッ素変性シリコーンレジン等を含む有機薄膜であってもよい。

【0058】

また、撥水性膜２５は、微小な液滴３を移動させる必要な領域のみに設けられていてもよく、基板本体２４の主面２４全体に設けられていてもよい。

【0059】

撥水性膜２５の厚みとしては、特に限定されないが、例えば、１ｎｍ以上、１μｍ以下とすることができる。

【0060】

その他の点は、第１の実施形態と同じである。

【0061】

本実施形態においても、アクチュエータ２によって液滴移動用基板２１に振動を加えることにより、液滴移動用基板２１の第１の主面２１ａ上に載置された微小な液滴３を移動させることができる。

【0062】

また、本実施形態においても、液滴移動用基板２１の第１の主面２１ａにおける５μｍ×５μｍの領域において、高域フィルタのカットオフ値を２．５μｍとしたときに、算術平均高さＳａ１が、０．３ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である、凹凸が構成されている。そのため、液滴移動用基板２１及び液滴移動デバイス２０では、微小な液滴３を移動させる場合においても、微小な液滴３の位置を精度良く制御することができる。

【0063】

なお、本発明においては、撥水性膜２５の代わりに、あるいは撥水性膜２５とともに、光学機能膜を設けてもよい。光学機能膜としては、例えば、反射防止膜や反射膜を用いることができる。反射防止膜及び反射膜としては、基板本体２４よりも屈折率が低い低屈折率膜や、相対的に屈折率が低い低屈折率膜と相対的に屈折率が高い高屈折率膜とが交互に積層された誘電体多層膜が用いられる。反射防止膜及び反射膜は、スパッタリング法又はＣＶＤ法などにより形成することができる。

【0064】

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。なお、各実施例及び比較例では、ガラス板として、厚みが０．５ｍｍであり、矩形板状の形状を有するアルミノシリケートガラス（日本電気硝子社製、製品名「Ｔ２Ｘ－１」）を用いた。

【0065】

（実施例１）
ガラス板の一方側の主面全体に対して、ウェットブラスト処理（第１のウェットブラスト処理）により化学エッチングの起点となる凹凸を付与した。なお、第１のウェットブラスト処理に際しては、平均粒径が６．９μｍのアルミナからなる砥粒１０質量％と、水９０質量％とを均一に撹拌してスラリーを調製し、処理速度１０ｍｍ／ｓにてノズルを移動させながら走査させ、処理圧力０．１５ＭＰａのエアを用いて、ノズルから調製したスラリーを噴射した。

【0066】

次に、化学エッチングの起点となる凹凸を付与したガラス板を、２質量％のフッ酸（ＨＦ）、４０質量％の硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）、及び５８質量％の水（Ｈ_２Ｏ）からなるエッチング液に、液温３０℃で３０分間浸漬するエッチング処理を施し、第１の凹凸を形成した。

【0067】

次に、第１の凹凸が形成されたガラス板の主面全体に対して、第２のウェットブラスト処理を施すことにより、第２の凹凸を形成し、表面に凹凸を有するガラス基板を作製した。

【0068】

なお、第２のウェットブラスト処理に際しては、まず、平均粒径が１．２μｍのアルミナからなる砥粒３質量％と、水９７質量％とを均一に撹拌してスラリーを調製し、処理速度１０ｍｍ／ｓにてノズルを移動させながら走査させ、処理圧力０．２ＭＰａのエアを用いて、ノズルから調製したスラリーを噴射した。

【0069】

（実施例２）
ガラス板を、６質量％のフッ酸（ＨＦ）、３０質量％のフッ化アンモニウム（ＮＨ_４Ｆ）、及び６４質量％の水（Ｈ_２Ｏ）からなるエッチング液に、液温４０℃で３分間浸漬するエッチング処理を施した。次に、エッチング処理が施されたガラス板の主面全体に対して、ウェットブラスト処理を施すことにより、表面に凹凸を有するガラス基板を作製した。なお、ウェットブラスト処理に際しては、まず、平均粒径が１．２μｍのアルミナからなる砥粒３質量％と、水９７質量％とを均一に撹拌してスラリーを調製し、処理速度１０ｍｍ／ｓにてノズルを移動させながら走査させ、処理圧力０．２ＭＰａのエアを用いて、ノズルから調製したスラリーを噴射した。

【0070】

（実施例３）
ガラス板の一方側の主面全体に対して、ウェットブラスト処理を施すことにより、表面に凹凸を有するガラス基板を作製した。なお、ウェットブラスト処理に際しては、まず、平均粒径が１．２μｍのアルミナからなる砥粒３質量％と、水９７質量％とを均一に撹拌してスラリーを調製し、処理速度１０ｍｍ／ｓにてノズルを移動させながら走査させ、処理圧力０．２ＭＰａのエアを用いて、ノズルから調製したスラリーを噴射した。

【0071】

（実施例４）
ガラス板の一方側の主面全体に対して、ウェットブラスト処理を施すことにより、表面に凹凸を有するガラス基板を作製した。なお、ウェットブラスト処理に際しては、まず、平均粒径が３．０μｍのアルミナからなる砥粒１０質量％と、水９０質量％とを均一に撹拌してスラリーを調製し、処理速度１０ｍｍ／ｓにてノズルを移動させながら走査させ、処理圧力０．３ＭＰａのエアを用いて、ノズルから調製したスラリーを噴射した。

【0072】

（実施例５）
ガラス板の一方側の主面全体に対して、ウェットブラスト処理を施した。なお、ウェットブラスト処理に際しては、まず、平均粒径が１．２μｍのアルミナからなる砥粒３質量％と、水９７質量％とを均一に撹拌してスラリーを調製し、処理速度１０ｍｍ／ｓにてノズルを移動させながら走査させ、処理圧力０．２ＭＰａのエアを用いて、ノズルから調製したスラリーを噴射した。

【0073】

次に、ウェットブラスト処理を施したガラス板の主面全体上に、フッ素系防汚コーティング剤（信越化学工業社製、品番「Ｘ－７１－１９５」）を０．２質量％に調整したフッ素系不活性液体（３Ｍ社製、品番「Ｎｏｖｅｃ７２００」）溶液を回転数３０００ｒｐｍでスピンコートした後、室温で２４時間保持しコーティング膜を成膜した。それによって、表面に凹凸を有するガラス基板を作製した。

【0074】

（実施例６）
ガラス板の一方側の主面全体に対して、ウェットブラスト処理により化学エッチングの起点となる凹凸を付与した。なお、ウェットブラスト処理に際しては、平均粒径が６．９μｍのアルミナからなる砥粒１０質量％と、水９０質量％とを均一に撹拌してスラリーを調製し、処理速度１０ｍｍ／ｓにてノズルを移動させながら走査させ、処理圧力０．１５ＭＰａのエアを用いて、ノズルから調製したスラリーを噴射した。

【0075】

次に、化学エッチングの起点となる凹凸を付与したガラス板を、２質量％のフッ酸（ＨＦ）、３０質量％の硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）、及び６８質量％の水（Ｈ_２Ｏ）からなるエッチング液に、液温３０℃で２０分間浸漬するエッチング処理を施した。

【0076】

次に、エッチング処理を施したガラス板の主面全体上に、シリコーン樹脂（Ｔｅｃｈｎｅｇｌａｓ社製、品番「ＧＲ－６３０Ｓ」）を０．２質量％に調整したキシレン溶液を回転数３０００ｒｐｍでスピンコートした後、２６０℃で１時間保持しコーティング膜を成膜した。それによって、表面に凹凸を有するガラス基板を作製した。

【0077】

（実施例７）
ガラス板を、１．６質量％のフッ酸（ＨＦ）、３８．７質量％のフッ化アンモニウム（ＮＨ_４Ｆ）、及び５９．７質量％の水（Ｈ_２Ｏ）からなるエッチング液に、液温３０℃で３分間浸漬するエッチング処理を施した。

【0078】

次に、エッチング処理を施したガラス板の主面全体上に、シリコーン樹脂（Ｔｅｃｈｎｅｇｌａｓ社製、品番「ＧＲ－６３０Ｓ」）を０．２質量％に調整したキシレン溶液を回転数３０００ｒｐｍでスピンコートした後、２６０℃で１時間保持しコーティング膜を成膜した。それによって、表面に凹凸を有するガラス基板を作製した。

【0079】

（比較例１）
ガラス板に各処理を施さずにそのままガラス基板として用いた。

【0080】

（比較例２）
ガラス板の主面全体上に、シリコーン樹脂（Ｔｅｃｈｎｅｇｌａｓ社製、品番「ＧＲ－６３０Ｓ」）を０．２質量％に調整したキシレン溶液を回転数３０００ｒｐｍでスピンコートした後、２６０℃で１時間保持しコーティング膜を成膜した。それによって、ガラス基板を作製した。

【0081】

（比較例３）
ガラス板の主面全体上に、フッ素系防汚コーティング剤（信越化学工業社製、品番「Ｘ－７１－１９５」）を０．２質量％に調整したフッ素系不活性液体（３Ｍ社製、品番「Ｎｏｖｅｃ７２００」）溶液を回転数３０００ｒｐｍでスピンコートした後、室温で２４時間保持しコーティング膜を成膜した。それによって、ガラス基板を作製した。

【0082】

＜評価＞
実施例１～７及び比較例１～３のガラス基板について以下の評価を行った。なお、実施例１～７及び比較例２，３においては、ガラス基板の各処理を施した主面において測定を行った。また、比較例１においては、ガラス基板の任意の主面において測定を行った。

【0083】

（算術平均高さＳａ１）
算術平均高さＳａ１は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定した。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）としては、原子間力顕微鏡（Ｂｒｕｋｅｒ社製、商品名：Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｉｃｏｎ（ＳＰＭ ｕｎｉｔ）、Ｎａｎｏ Ｓｃｏｐｅ Ｖ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｕｎｉｔ））を用い、ＩＳＯ ２５１７８に基づき測定を行った。

【0084】

測定条件としては、タッピングモードを使用し、測定エリア５μｍ×５μｍの領域に対して、スキャンレートが１Ｈｚ、取得データ数が５１２×５１２となるように実施した。高域フィルタλｃのカットオフ値を２．５μｍに設定し、解析を行った。

【0085】

（算術平均高さＳａ２）
算術平均高さＳａ２は、レーザー顕微鏡を用いて測定した。レーザー顕微鏡としては、レーザー顕微鏡（キーエンス社製、品番「ＶＫ－Ｘ２５０」）を用い、ＩＳＯ ２５１７８に基づいて測定を行った。

【0086】

測定条件は、対物レンズ１５０倍、ズームレンズ１倍を使用し、測定エリア９２μｍ×７６μｍの領域に対して、取得データ数が２０４８×１５３６となるように実施した。平面の傾斜を最小二乗法によって除去した後、高域フィルタのカットオフ値を５０μｍとし、低域フィルタのカットオフ値を２．５μｍに設定し、解析を行った。

【0087】

（接触角）
接触角θは、ＪＩＳ Ｒ ３２５７：１９９９の静滴法（θ／２近似法）に基づき測定した。具体的には、水平に載置された各々のガラス基板に、２μＬの純水を滴下した後、デジタルスコープ（キーエンス社製、製品名「ＶＨＸ－５００Ｆ」）によって真横から水滴を撮影し、接触角θを測定した。

【0088】

（滑落性）
３０°に傾けたガラス基板上に２０μＬの水からなる液滴をゆっくりと滴下し、滑落性を評価した。

【0089】

＜評価基準＞
〇…液滴が滑落しなかった
×…液滴が滑落した

【0090】

（液滴移動性）
ガラス基板にピエゾアクチュエータを固定し、ファンクションジェネレータよりのこぎり波を入力し、ピエゾアクチュエータを駆動させることでガラス基板を振動させた。ガラス基板を振動させたとき、ガラス基板上に静置した５μＬの液滴の移動性を、下記の評価基準で評価した。

【0091】

＜評価基準＞
〇…液滴が静置地点から５ｍｍ以上移動可能
×…液滴が静置地点から５ｍｍ以上移動不可

【0092】

（液滴位置制御性）
ピエゾアクチュエータでガラス基板を振動させたとき、５μＬの液滴の位置制御性を下記の評価基準で評価した。

【0093】

＜評価基準＞
〇…液滴の中心が制御したい位置を中心に直径１ｍｍ以内に移動可能
×…液滴の中心が制御したい位置を中心に直径１ｍｍ以内に移動不可

【0094】

結果を下記の表１に示す。

【0095】

【表1】

【符号の説明】

【0096】

１，２１…液滴移動用基板
１ａ，２１ａ…第１の主面
１ｂ，２１ｂ…第２の主面
２…アクチュエータ
３…微小な液滴
１０，２０…液滴移動デバイス
２４…基板本体
２４ａ…主面
２５…撥水性膜

【図1】

【図2】

【図3】