光反應裝置的制作方法

專利名稱：光反應裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于通過單體或聚合物的光聚合，或光抗蝕劑的曝光，制作細胞的微型圖案或微型流路(以下，統稱為微型圖案。)等的光反應裝置。
背景技術：
近年來，細胞的微型圖案，被用于細胞間的信號傳遞等的基礎研究或利用細胞的生物傳感器的制作。此外，也期待著通過多種細胞的微型圖案的組合，在再生醫療中的應用。
作為如此的細胞的微型圖案的方法，以往利用半導體制造技術的光蝕刻法(例如，參照專利文獻1)。所謂的光蝕刻法，是例如借助在玻璃板上描寫鉻的圖形的光掩模，用透鏡縮小紫外線等光，投影在硅晶片上，燒結電路圖形的方法。
另外，在細胞的微型圖案中，在基材上薄薄地涂布光反應性的試樣，通過借助將微型圖案描寫在其上的光掩模，縮小光并投影，使之重合。
專利文獻1特表2002-510969號公報但是，在上述以往的方法中，由于需要高價的專用裝置，同時圖形的制作需要金屬或玻璃制的光掩模，因此存在該光掩模的制造費工費時的問題。

發明內容
本發明是為解決上述以往的問題而提出的，其目的在于提供一種能夠廉價且迅速地實現所述微型圖案的制作的光反應裝置。
本發明的光反應裝置，其特征是，具有LCD投影器，通過向顯示輸入圖像的LCD面板照射光，投影所述圖像；試樣設置臺，用于設置光反應性的試樣；縮小投影透鏡，縮小來自所述LCD投影器的投影光，使其成像在所述試樣上；縮放調整機構，用于調整成像在所述試樣上的圖像的投影倍率。
本發明之2的發明的光反應裝置，如上述，其特征是所述縮放調整機構，由用于調整所述LCD面板和所述縮小投影透鏡間的距離的第1調整部，和用于調整所述縮小投影透鏡和所述試樣間的距離的第2調整部構成。
本發明之3的發明的光反應裝置，如上述各發明，其特征是設置暗幕，以遮斷從外部射向從所述LCD投影器到所述試樣的投影經路的入射光。
本發明之4的發明的光反應裝置，如上述各發明，其特征是具有觀測器，用于確認成像在所述試樣上的圖像的聚焦。
本發明之5的發明的光反應裝置，如上述各發明，其特征是設置移動機構，其將所述試樣與輸入在所述LCD投影器中的動畫同期地移動。
本發明的光反應裝置具有LCD投影器，通過向顯示輸入圖像的LCD面板照射光，投影所述圖像；試樣設置臺，用于設置光反應性的試樣；縮小投影透鏡，縮小來自所述LCD投影器的投影光，使其成像在所述試樣上；縮放調整機構，用于調整成像在試樣上的圖像的投影倍率。因此，通過向LCD投影器輸入用例如電腦等制作的圖像數據，能夠縮小該圖像，使其成像在試樣上，利用光反應制作微細形狀。
由此，不用像以往那樣使用光掩模，能夠直接在試樣上投影圖像，制作微型圖案等，能夠謀求制作作業的迅速化和削減成本。尤其，由于能夠利用廣泛使用的LCD投影器構成裝置，所以也能夠顯著削減裝置本體的生產成本。
尤其，由于利用縮放調整機構調整成像在試樣上的圖像的投影倍率，因此通過根據用途進行微小形狀的尺寸調節，富于通用性。尤其，在此種情況下，通過由用于調整LCD面板和縮小投影透鏡間的距離的第1調整部，和用于調整縮小投影透鏡和試樣間的距離的第2調整部，構成如本發明之2的發明的縮放調整機構，能夠順利且可靠地進行成像在試樣上的圖像的縮放調整和聚焦調整。
此外，如本發明之3的發明，如果設置暗幕，以遮斷從外部射向從LCD投影器到試樣的投影經路的入射光，能夠保證作業性，能夠排除來自外部的入射光造成的不良影響。此外，如本發明之4的發明，如果設置觀測器，確認成像在試樣上的圖像的聚焦，則就能夠容易確認成像在試樣上的圖像的聚焦。
此外，如本發明之5的發明，如果設置移動機構，使試樣與輸入在LCD投影器中的動畫同步地移動，則例如在處理比LCD面板的尺寸大的圖像的情況下，能夠作為左右或上下移動的圖像(動畫)在電腦上制作，使該圖像顯示在LCD面板上，并且，通過與該圖像(動畫)的移動同步地使試樣移動，還能夠制作整體尺寸大的微細形狀。


圖1是本發明的實施例的光反應裝置的前方立體圖。
圖2是圖1的光反應裝置的后方立體圖。
圖3是圖1的光反應裝置的投影經路的圖示。
圖4是表示圖1的光反應裝置的框架筐體和第1調整基座的后視圖。
圖5是表示圖1的光反應裝置的第1調整基座和第2調整基座的平面圖。
圖6是試樣的結構及向試樣照射光的圖示。
圖7是利用圖1的光反應裝置制作的聚二甲基硅氧烷的微型圖案的圖示。
圖中1-光反應裝置，2-框架筐體，3-LCD投影器，4-縮放調整機構，7-LCD面板，11-第1調整基座(第1調整部)，12-第2調整基座(第2調整部)，13-縮小投影透鏡，16-試樣設置臺，18-觀測器，19-試樣，21-分束器，PC-電腦。
具體實施例方式
下面，基于附圖詳細說明本發明的實施方式。圖1是本發明的一實施例的光反應裝置的前方立體圖，圖2是光反應裝置的后方立體圖。實施例的光反應裝置1，由框架筐體2、設在該框架筐體2上的LCD(液晶)投影器3及縮放調整機構4等、電腦(個人電腦)PC等構成。
在所述框架筐體2上，前后構成左右貫通的安裝軌6、6，經過該安裝軌6、6，朝向框架筐體2，靠左側固定LCD投影器3。該LCD投影器3，是具有圖3所示的LCD面板(液晶面板)7和未圖示的燈的通用的LCD投影器，且以能連接在電腦PC上并從該電腦PC輸入圖像數據的方式構成。此外，此種情況下的LCD面板7，是14～36μm/pixel(在實施例中，為18μm/pixel)的高精細的LCD面板。另外，LCD投影器3，通過在LCD面板7上顯示從電腦PC輸入的圖像，同時向該LCD面板7照射來自燈的光，朝框架筐體2的右側方向投影輸入的圖像。
所述縮放調整機構4，由第1調整基座(第1調整部)11和第2調整基座(第2調整部)12構成。第1調整基座11，用螺栓8、8(在實施例中，用六角螺栓)，左右方向(即，安裝軌6、6的長度方向)可移動地安裝在朝框架筐體2的后側的安裝軌6的右側；第2調整基座12，用螺栓9…(在實施例中，用六角螺栓)左右方向(即，安裝軌6、6的長度方向)可移動地安裝在該第1調整基座11上。
此外，在朝第1調整基座11的左端的部分，在與所述LCD投影器3的LCD面板7相對的位置上，安裝縮小投影透鏡(在本實施例中，為0.5倍的成像透鏡)13。另外，在LCD投影器3上，設置從所述LCD面板7過渡到縮小投影透鏡13的伸縮鏡筒14，形成來自LCD投影器3的投影光，使其經過該伸縮鏡筒14內，到達縮小投影透鏡13的結構。
此外，在第2調整基座12的下部，安裝試樣設置臺16。該試樣設置臺16，通過轉動設置臺升降旋鈕17，可相對于第2調整基座12升降。此外，在位于與該試樣設置臺16的上方對應的部位上的第2調整基座12的上部，安裝聚焦確認用的觀測器18。該觀測器18，用于通過從上方觀察確認成像在設于下方的試樣設置臺16上的試樣19(圖3)上的圖像的聚焦，具有重復調整環18A和聚焦調整環18B。
另外，在位于試樣設置臺16和觀測器18之間的第2調整基座12上，在與所述縮小投影透鏡13水平方向相對的位置上，安裝分束器21。該分束器21，將經過縮小投影透鏡13的投影光，分離為前方方向以及下方的試樣設置臺16側方向，且在其上側設置有ND濾光器22。
另外，在圖1及圖2中未圖示，但如圖3中虛線所示，用暗幕23覆蓋試樣設置臺16、觀測器18及縮小投影透鏡13的分束器21側的部分。該暗幕23，用于防止光從外部入射到從LCD投影器3到試樣19的投影光的經路上，并且，以在將試樣19等設置在試樣設置臺16上的情況下能夠容易開關的方式構成。
另外，在實施例中，由于在從LCD投影器3到縮小投影透鏡13的之間具有伸縮鏡筒14，所以外部的入射光不進入，但在無伸縮鏡筒14的情況下，LCD投影器3的縮小投影透鏡13側，也要用暗幕23覆蓋。
下面，按以上的構成，說明使用本發明的光反應裝置1的微型圖案的制作方法。另外，最初是處于卸下暗幕23的狀態。首先，采用縮放調整機構4，進行對試樣19的投影倍率的調整。在實施例中，作為投影像素尺寸，能以7～13μm/pixel的范圍調整投影倍率。現在，在將投影像素尺寸(投影倍率)調整到9μm/pixel的情況下，首先，松動第1調整基座11的螺栓8、8，使第1調整基座11向左右方向移動，使記載在該第1調整基座11上的箭頭與記載在框架筐體2上的數字9一致。另外，如圖4所示，在框架筐體2上，記載7～13(上述投影像素尺寸)的數字。
此處，預先測定適合上述各投影像素尺寸的LCD面板7和縮小投影透鏡13之間的距離，通過使第1調整基座11上的箭頭與框架筐體2上的數字一致，達到與該數字的投影像素尺寸一致的LCD面板7和縮小投影透鏡13之間的距離，形成如此的構成。然后，再擰緊螺栓8、8，固定第1調整基座11的位置。
接著，松動第2調整基座12的螺栓9…，使第2調整基座12向左右方向移動，使記載在該第2調整基座12上的箭頭與記載在第1調整基座11上的數字9一致。另外，如圖5所示，在第1調整基座11上記載7～13(上述投影像素尺寸)的數字。
此處，如上述，在第1調整基座11的位置上，預先測定適合上述各投影像素尺寸的縮小投影透鏡13和試樣19之間的距離，通過使第2調整基座12上的箭頭與第1調整基座11上的數字一致，達到與該數字的投影像素尺寸一致的縮小投影透鏡13和試樣19之間的距離，形成如此的構成。然后，再擰緊螺栓9…，固定第2調整基座12的位置。
由此，按投影像素尺寸為9μm/pixel的投影倍率，在試樣19上，以正確聚焦成像圖像。所述聚焦狀態，能夠通過反射在試樣19上，經過分束器21，將朝上方的光入射到觀測器18，得到確認。此時，首先采用設置臺升降旋鈕17，將試樣設置臺16移動到基準位置，鎖定。然后，在試樣設置臺16上設置未圖示的聚焦檢測用的反射鏡。
然后，接通LCD投影器3的電源，從電腦PC輸入規定的調整用圖形圖像的數據。由于LCD投影器3在LCD面板7顯示輸入的調整用圖形圖像，因此能夠按所述的投影倍率，向反射鏡投影所述調整用圖形。接著，從觀測器18的上方觀察，確認調整用圖形圖像的聚焦狀態。此時，在圖像模糊時，可采用聚焦調整環18B調整，以能夠清洗看清圖像。
如此，如果結束投影倍率(變焦)和聚焦的調整，則取掉所述的反光鏡，將試樣19代替地設置在試樣設置臺16上。在此種情況下，反射鏡和試樣的板厚差，用設置臺升降旋鈕17調整，或通過與試樣設置臺16相隔相當于厚度差部分的空間進行調整。然后，安上暗幕23，如上所述，覆蓋試樣設置臺16、分束器21、觀測器18、及縮小投影透鏡13的分束器21側的部分。由此，防止光外部的光入射在從LCD投影器3到試樣19的投影光的經路。
此處，實施例的試樣19，如圖6所示，是在涂敷有硅烷耦合劑的硅烷化罩玻璃和未處理的罩玻璃之間，夾持含有可見光聚合引發劑的單體溶液的試樣。
接著，用電腦PC制作投影在該試樣19上的、例如細胞的微型圖案圖像，或者，在電腦PC中讀入用其它手段制作的圖像，輸入到LCD投影器3。由于LCD投影器3在LCD面板7顯示該輸入圖像，因此能夠將被縮小投影透鏡13縮小的圖像，按所述的投影倍率投影在試樣19上。
如此，在向試樣19照射光，產生單體的交聯聚合反應后，如果剝離未處理的罩玻璃，則能夠在硅烷化罩玻璃表面上制作聚合物的微型圖案。圖7表示制作聚二甲基硅氧烷的微型圖案時的情況。在此種情況下，得知，在圖7的上左側顯示用電腦PC描繪的圖像，在其右側顯示實際制作的微型圖案。此外，在下側顯示硅烷化罩玻璃的斷面，構成交聯的3維結構。
如此，在本發明中，由于不用像以往那樣使用光掩模，能夠直接在試樣19上投影圖像，制作微型圖案，因此能夠謀求制作作業的迅速化和削減成本。尤其，由于能夠利用通用的LCD投影器3構成裝置，所以也能夠顯著削減裝置本體的生產成本。尤其，由于能夠利用縮放調整機構4調整成像在試樣19上的圖像的投影倍率，因此通過根據用途進行微小形狀的尺寸調節，富于通用性。在此種情況下，由于縮放調整機構4，由用于調整LCD面板7和所述縮小投影透鏡13間的距離的第1調整部11，和用于調整縮小投影透鏡13和試樣19間的距離的第2調整部12構成，所以能夠順利且可靠地進行成像在試樣19上的圖像的縮放調整和聚焦調整。
此外，由于設置暗幕23，以遮斷從外部射向從LCD投影器3到試樣19的投影經路的入射光，因此能夠排除來自外部的入射光造成的不良影響。此外，由于是暗幕23，因此容易開關，例如也容易進行設置·交換試樣19(反射鏡)等的作業。
另外，采用如此制作的微型圖案，進行細胞的圖形控制。另外，作為微型圖案，除所述細胞的微型圖案外，也能夠制作微細的通路(微型流路)等。
此處，在處理尺寸大于LCD面板7能夠一次顯示的尺寸的圖像的情況下，也可以作為左右移動的動畫制作圖像。此外，在此種情況下，設置沿試樣設置臺16從右至左移動的未圖示的移動機構。另外，如果利用所述移動機構，與圖像的移動同步地移動試樣19，則還能夠制作整體尺寸大于LCD面板7的尺寸的微細形狀。
另外，在實施例中，通過利用單體的可見光的交聯聚合，進行微型圖案的制作，但也不局限于此，本發明對于即使采用如果對薄膜照射光則結構就產生變化的所謂光抗蝕劑的情況，也是有效的。
權利要求
1.一種光反應裝置，其特征是，具有LCD投影器，通過向顯示輸入圖像的LCD面板照射光，投影所述圖像；試樣設置臺，用于設置光反應性的試樣；縮小投影透鏡，縮小來自所述LCD投影器的投影光，使其成像在所述試樣上；縮放調整機構，用于調整成像在所述試樣上的圖像的投影倍率。
2.如權利要求1所述的光反應裝置，其特征是所述縮放調整機構，由用于調整所述LCD面板和所述縮小投影透鏡間的距離的第1調整部，和用于調整所述縮小投影透鏡和所述試樣之間的距離的第2調整部構成。
3.如權利要求1或2所述的光反應裝置，其特征是設置有暗幕，以遮斷從外部射向從所述LCD投影器到所述試樣之間的投影經路的入射光。
4.如權利要求1～3中任何一項所述的光反應裝置，其特征是具有觀測器，用于確認成像在所述試樣上的圖像的聚焦。
5.如權利要求1～4中任何一項所述的光反應裝置，其特征是設置移動機構，其將所述試樣與輸入到所述LCD投影器中的動畫同期地移動。
全文摘要
本發明提供一種光反應裝置(1)，具有LCD投影器(3)，通過向顯示輸入圖像的LCD面板照射光，投影圖像；試樣設置臺(16)，用于設置光反應性的試樣；縮小投影透鏡(13)，縮小來自LCD投影器(3)的投影光，使其成像在試樣上；縮放調整機構(4)，用于調整成像在試樣上的圖像的投影倍率。縮放調整機構(4)，由用于調整LCD面板和縮小投影透鏡(13)間的距離的第1調整基座(11)，和用于調整縮小投影透鏡(13)和試樣間的距離的第2調整基座(12)構成。由此，能夠提供廉價且迅速地實現微型圖案的制作的光反應裝置。
文檔編號G03B21/00GK1725108SQ20051007650
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月6日 優先權日2004年7月23日
發明者岡野光夫, 系賀和義, 吉居正一, 三輪孝司 申請人:三洋電機株式會社, 三洋電機生物醫藥設備有限公司