(57)【要約】  本発明は、磁界生成素子１０１と、磁界生成素子１０１を通る電流の大きさを制限するリミッタ１０３と、を有する磁界生成装置に関する。
2010501114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界生成素子と、
前記磁界生成素子を通る電流の大きさを制限するリミッタと、
を有する磁界生成装置。
【請求項２】
前記磁界生成素子がワイヤを有する、請求項１に記載の磁界生成装置。
【請求項３】
前記リミッタが、前記磁界生成素子を通る電流、又は前記電流の大きさを制限するために前記磁界生成素子に印加する電圧、をオン又はオフに切り替えるためのスイッチを有する、請求項１又は２に記載の磁界生成装置。
【請求項４】
前記磁界生成素子を通る前記電流を生成する電流源を更に有する、請求項１乃至３に記載のいずれか１項に記載の磁界生成装置。
【請求項５】
メモリ素子を更に有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁界生成装置。
【請求項６】
前記磁界生成素子に割り当てられる磁界センサを更に有し、前記磁界センサは、前記磁界生成素子によって生成される磁界の大きさを検知する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁界生成装置。
【請求項７】
前記磁界センサによって供給される測定信号に応じて、前記リミッタを制御するコントローラを更に有する、請求項６に記載の磁界生成装置。
【請求項８】
前記磁界生成素子を通る前記電流を生成する電流回路を有し、前記電流回路は、トランジスタ及び前記個別のトランジスタの閾値電圧変動を補償する閾値電圧補償回路を有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の磁界生成装置。
【請求項９】
磁界生成素子のアレイを有する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の磁界生成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の磁界生成装置を複数有するマイクロフルイディックデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界を生成する装置に関し、特に、生物学的マイクロフルイディックデバイスにおける磁界の生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロフルイディクスは、一般の液滴より何千分の一も小さいボリュームで、流体の挙動を研究する物理学、化学、工学及び生物工学を含む多くの専門にわたる分野に関する。マイクロフルイディックコンポーネントは、流体のマイクロリットル及びナノリットルボリュームを処理し、高い検知能力をもつ分析測定を行うことができるいわゆる「ラブ・オン・ア・チップ（lab-on-a-chip）」デバイス又はバイオチップネットワークの基礎を形成する。マイクロフルイディックデバイスを構築するために使用される製作技法は、相対的に廉価であり、非常に精巧な多重化されたデバイスの大量生産を可能にする。マイクロエレクトロニクスと類似の方法で、マイクロフルイディック技術は、同じ基板チップ上のいくつかの異なる機能を実施するための高集積デバイスの製造を可能にする。
【０００３】
マイクロフルイディックチップは、例えば迅速なＤＮＡ分離及びサイジング、セルマニュピレーション、セルソーティング及び分子検出のような今日の成長の早い多くの生物工学に対する重要な土台なっている。マイクロフルイディックチップに基づく技術は、それらの従来のマクロサイズの対応するものよりすぐれた多くの利点を提供する。マイクロフルイディクスは、とりわけ、遺伝子チップ及びタンパク質チップ開発努力の重要な要素である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
すべてのマイクロフルイディックデバイスにおいて、流体のフローを制御する基本的な必要があり、すなわち、流体は約０．１ｍｍの典型的な幅を有するチャネルを含むマイクロチャネルシステムによって輸送され、混合され、分離され、方向付けられなければならない。マイクロフルイディック作動の要求は、マイクロチャネルにおいて、例えば唾液及び血液（full blood）のような可変的な合成物の複雑な流体のフローを調整し又は操るコンパクトな信頼性が高いマイクロフルイディックシステムを設計することである。例えば、圧力駆動スキーム、マイクロ製造される機械的バルブ及びポンプ、インクジェットタイプのポンプ、動電学的に制御されるフロー及び弾性表面波のようなさまざまな作動メカニズムが、開発され、現在使用されている。
【０００５】
本発明の目的は、例えばマイクロフルイディックデバイスにおいて磁界を生成する効果的な概念を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、独立請求項のフィーチャによって達成される。
【０００７】
本発明は、マイクロフルイディックデバイスにおける磁界は、例えば磁界を生成するマイクロ素子のような磁界生成素子を通る電流を制限することに基づいて、効率的に且つ局所的に生成されることができるという発見に基づく。
【０００８】
本発明は、例えばワイヤのような磁界生成素子及び磁界生成素子を通る電流の大きさを制限するリミッタを有する磁界生成装置を提供する。
【０００９】
例えば電流を制御する電子回路のようなリミッタは、磁界生成素子を通る電流をオン又はオフに切り替えるための、トランジスタスイッチのような電子スイッチを有することができる。更に、リミッタは、磁界生成素子を通る電流を制御するために、トランジスタのゲート上の電圧を決定することができる。
【００１０】
一見地によれば、電流は、外部電流源によって、又は、内部電流源によって生成されることができる。電流源は、トランジスタ回路によって形成されることができ、又はただ１つのトランジスタを有することができる。
【００１１】
加えて、磁界生成装置は、装置がもはやアドレスされなくなったあと、例えば制御信号がもはや受け取り可能でないとき、磁界の変更をプログラムするための例えばキャパシタのようなメモリ素子を有することができる。磁界生成装置は、例えば、磁界生成素子に割り当てられる局所的なセンサである磁界センサを有することができる。磁界センサは、例えばホール効果又は（巨大）磁気抵抗効果を利用する磁界又はその大きさを検知する。
【００１２】
一見地によれば、磁界生成装置は、リミッタを制御するコントローラを有することができる。コントローラは、磁界センサによって提供される測定信号に応答して、リミッタを更に制御することができる。例えば、コントローラは、リミッタに、予め決められた磁界プロファイルを達成するように電流の大きさを制限させることができる。
【００１３】
磁界生成装置は、磁界生成素子を通る電流を生成するためのトランジスタを有する電流源を更に有することができる。個別のトランジスタの閾値電圧変動を補償するために、磁界生成装置は更に、トランジスタを通る閾値変動を補償する閾値電圧補償回路を有する。閾値電圧補償回路は、閾値変動を補償するように構成される複数のトランジスタ及びキャパシタを有することができる。更に個別のトランジスタの移動度変動を補償するために、磁界生成装置は、個別のトランジスタの移動度を補償するための移動度補償回路を更に有する。移動度補償回路は、移動度変動を補償するように構成される複数のトランジスタ及びキャパシタを有することができる。
【００１４】
好適には、磁界生成装置は、例えば低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）、アモルファスＳｉ、ダイオード、ＭＩＭ（金属―絶縁物―金属）等のＴＦＴ又はＬＣＤのようなアクティブマトリクスを製造するためにも用いられる大面積エレクトロニクス技術において実現される。更に、装置は、ＣＭＯＳに基づく技術において実現されることができる。好適には、このようなアレイの駆動は、例えばアクティブマトリクス又はＣＭＯＳに基づく駆動原理を使用して、実現される。
【００１５】
一見地によれば、磁界生成装置は、例えばマトリックス及び複数の電流源を形成するように構成される複数の磁界生成素子を有することができ、各電流源は、磁界生成素子に局所的に割り当てられる。
【００１６】
一見地によれば、マイクロアクチュエータは、形状及び向きを有する繊毛アクチュエータ素子でありえ、磁界生成素子は、それらの形状又は向きの変化を引き起こすことができる。
【００１７】
一実施例によれば、アクチュエータ素子は、ポリマクチュエータ素子でもよく、例えばポリマＭＥＭＳを有してもよい。ポリマ材料は、通常、もろくなく丈夫であり、比較的安価であり、大きいひずみ（最高１０％）まで弾力的であり、単純なプロセスにより大表面積上で処理可能な観点を提供する。従って、それらは、本発明によるアクチュエータ素子を形成するのに使用されることに特に適している。
【００１８】
アクチュエータ素子は更に、一様な連続磁気層、パターン化された連続磁気層又は磁性粒子のうちの１つを有することができる。更に、複数の繊毛アクチュエータ素子は、第１及び第２の行に構成されることができ、アクチュエータ素子の第１の行は、壁の内側の第１の位置に置かれ、アクチュエータ素子の第２の行は、壁の内側の第２の位置に置かれ、第１の位置及び第２の位置は、実質的に互いに対向する。加えて、磁界生成装置は、各アクチュエータ素子に、又は、アクチュエータ素子のサブセットに、局所的に割り当てられることができる。
【００１９】
本発明は更に、例えばマトリクスを形成するように構成される本発明による複数の磁界生成装置を有するマイクロフルイディックデバイスを提供する。更に、マイクロフルイディックデバイスは、磁界に応答したフローの生成、流体の混合、分離又は再方向付けのための複数のマイクロアクチュエータを有することができる。マイクロアクチュエータは、マイクロアクチュエータに局所的に割り当てられる個々の磁界生成装置によって作動される。
【００２０】
マイクロアクチュエータは、磁界生成装置によって生成された磁界によって作動される（例えば回転可能な）磁気ポリマを有することができる。
【００２１】
マイクロフルイディックデバイスは、以下のアプリケーションの１又は複数において使用されることができる：
−分子診断のために使用されるバイオセンサ；
−例えば血液又は唾液のような複雑な生物学的混合物におけるタンパク質及び核酸の迅速でセンシティブな検出；
−化学、医薬又は分子生物学の高スループットスクリーニング装置；
−例えば犯罪学における、（病院における）オンサイトテストのための、又は集中研究室若しくは科学リサーチにおける診断のための、ＤＮＡ又はタンパク質に関するテスト装置；
−心臓学、感染症及び腫瘍学、食品、並びに環境診断に関するＤＮＡ又はタンパク質診断のためのツール；
−コンビナトリアルケミストリのためのツール；
−分析装置。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一見地による磁界生成装置を示す図。
【図２】他の見地による磁界生成装置を示す図。
【図３】一見地による局所的な電流源示す図。
【図４】他の見地による局所的な電流源を示す図。
【図５】他の見地による磁界生成装置を示す図。
【図６】マイクロフルイディックアクチュエータを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の他の実施例は、以下の図を参照して記述される。
【００２４】
本発明が詳細に記述される前に、本発明は、記述される装置の特定の構成部品又は記述される方法のプロセスステップに制限されず、そのような装置及び方法は変形しうることが理解されるべきである。本願明細書において使用される語は、具体的な実施例を記述するだけを目的とし、制限することを目的としないことも更に理解されるべきである。明細書及び添付の請求項において使用されるとき、コンテクストが他の場合を明確に示さない限り、単数形の表現は、単一及び／又は複数の対象物を含むことに留意しなければならない。こうして、例えば「流体」への言及は、混合物を含み、「加熱装置」への言及は、このような２又はそれ以上の装置を含み、「マイクロチャネル」への言及は、１より多くのそのようなチャネルを含む等である。
【００２５】
明細書を過度に長くすることなく包括的な開示を提供するために、出願人は、言及される特許及び特許出願の各々を参照によりここに盛り込むものとする。
【００２６】
詳細な実施例の構成要素及びフィーチャの特定の組み合わせは例示にすぎない；これらの教示を、本明細書及び参照によって盛り込まれる特許／特許出願における他の教示と交換し、置き換えることも、明白に企図される。当業者であれば分かるであろうが、本願明細書に記述されるものの変更、変形及び他の実現は、請求項に記載される本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、当業者に思いつくであろう。従って、前述の説明は、例示として示されるにすぎず、制限することは意図しない。本発明の範囲は、添付の請求項及びそれと同等のものに規定される。更に、詳細な説明及び請求項において使用される参照符号は、請求項に記載される本発明の範囲を制限しない。
【００２７】
図１は、マトリクスを形成するように構成される複数の磁界生成素子１０１（磁界素子）を有する磁界生成装置を示している。更に、複数のリミッタ（例えば電子スイッチ）１０３が、設けられており、各リミッタは、対応する磁界生成素子１０１に関連付けられる。リミッタ１０１は、例示として、トランジスタによって形成されることができる。
【００２８】
更に、アクティブマトリクス磁界生成素子（ＭＦＧＥ）システムのための外部ドライバが、設けられる。装置は、図１に示すように構成される、例えばドライバＩＣのような磁界素子ドライバ１０５及び選択ドライバ１０７を更に有する。更に、共通電極１０９が、すべての磁界素子１０１に接続されている。
【００２９】
図１に示す実施例において、磁界は、（電子）磁界生成素子１０１（ＭＦＧＥ）を通る電流の大きさを制御することによって生成される。一般に、素子は、所与の磁界プロファイルを生成するように設計された形を有する導電ワイヤのコイルでありうる。最も単純な実施例において、電磁界生成素子１０１のアレイは、図１に示すように外部電源から電磁界生成素子の１又は複数に電流又は電圧をルーティングするように設計される単純なスイッチとして、大面積エレクトロニクスを使用して外部電流源又は電圧源に接続されることができる。外部電流源は好ましく、あたかもかかるソースは電圧源であり、電磁界生成素子を流れる電流（ゆえに磁界強度）は、電磁界生成素子の抵抗によって規定される。この理由で、抵抗の任意のバリエーションが、磁界強度の違いをもたらすことができる。
【００３０】
好適には、磁界生成装置は、例えば低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）、アモルファスＳｉ、ダイオード、ＭＩＭ（金属―絶縁物―金属）のような、ＴＦＴ又はＬＣＤのようなアクティブマトリクスを製造するためにも用いられる大面積エレクトロニクス技術において実現される。
【００３１】
更に、装置は、ＣＭＯＳに基づく技術において実現されることができる。好適には、このようなアレイの駆動は、例えばアクティブマトリクス又はＣＭＯＳに基づく駆動原理を使用して実現される。
【００３２】
この実施例の場合、スイッチは、トランジスタスイッチ、ダイオードスイッチ又はＭＩＭ（金属―絶縁物―金属）ダイオードスイッチとして実現されることができ、１又は複数の個別の電磁界生成素子のアドレッシングは、従来のＣＭＯＳ回路において用いられるランダムアクセス手法と対照的に行単位アドレッシング手法を利用する良く知られているアクティブマトリクスの駆動原理を使用して実行されることができる。
【００３３】
図２は、他の見地による磁界生成装置を示す。装置は、電圧電力ライン２０３に電流源トランジスタ２０１を介して接続される磁界生成素子１０１を有する。磁界生成素子１０１は更に、共通電極２０５に接続される。更に、メモリ素子２０７（例えばキャパシタ）は、電圧電力ライン２０３とトランジスタスイッチ２０９の端子との間に接続される。トランジスタスイッチ２０９の他の端子は、電圧ドライバＩＣ２１３に接続されている制御ライン２１１に接続される。トランジスタスイッチ２０９の制御端子（例えばゲート）は、選択ドライバＩＣ２１５に接続されている他の制御ライン２１５に接続される。選択ドライバＩＣ２１５は、トランジスタスイッチ２０９のゲートと接続される選択ライン２１７に更に接続される。
【００３４】
図２には、アクティブマトリクス電磁界生成素子システム用の局所的なドライバが示されている。ドライバは、電磁界生成素子１０１のための電流レベルを局所的に生成する。
【００３５】
図１に示される実施例によれば、磁界は、電磁界生成素子が外部電源と電気的接触状態にあるときだけ存在する。マトリクス構造において、これは、装置の列当たりただ１つの電磁界生成素子が同時に作動されうることを意味する。これは、磁界プロファイルにわたる制御を制限しうる。磁界プロファイルは、同じ瞬間に２以上の電磁界生成素子を作動させることによって理想的に生成されるからである。
【００３６】
この制限を回避するために、磁界は、各電磁界生成素子１０１用の内部電流源を使用して、電磁界生成素子を通る電流の大きさを制御することによって、図２に示すように生成される。
【００３７】
図２に示すように、（例えば低温ポリシリコン、ＬＴＰＳ）トランジスタが、抵抗磁界生成素子のアレイに適したアクティブマトリックスアレイの局所的な電流源として使用される場合、電流源で最も単純な形は、例えば２つのトランジスタを有するトランスコンダクタンス回路である。この場合、各電流源の出力は、以下によって規定される：
電流＝定数 ｘ 移動度 ｘ (Vpower - Vmagnetic field - Vthreshold)2
Vpowerは、電力ライン電圧であり、Vmagnetic fieldは、局所的な磁界を規定するためのプログラムされた電圧であり、定数は、トランジスタのディメンジョンによって規定される。移動度は、材料定数である。本発明によれば、移動度は、好適には、０．０１乃至５００、０．１乃至１００、又は０．３乃至３のレンジにある。
【００３８】
このような内部電流源は、局所化された磁界を作成するために、単一の電磁界生成素子１０１によって使用されることができ、他方、一度に２以上のラインの素子１０１を作動させるために、メモリ素子２０７が、ある期間、磁界を維持するために電流源回路において必要とされ、それによってそれ以降のラインの電磁界生成素子１０１が作動される。更に図２に示されるように、このようなメモリ素子はキャパシタの形で都合良く実現される。このように、アレイにおける任意の数の電磁界生成素子が、任意の合理的な磁界レベルで同時に動作されることができ、それによって極めて柔軟な磁界プロファイルが実現されることができる。
【００３９】
スイッチ２０９及び局所電流源２０１は、トランジスタとして実現されることができ、１又は複数の個別の電磁界生成素子１０１のアドレッシングは、ＬＣＤデバイスになじみがある良く知られたアクティブマトリクス駆動原理を使用して実行されることができる。
【００４０】
しかしながらこのような大面積エレクトロニクスに基づく磁界生成アレイの１つの問題は、大面積エレクトロニクスが基板全体の能動素子の性能の良く知られている不均一性に苦しむことである。好適なＬＴＰＳ技術の場合、トランジスタの移動度及び閾値電圧（Vthreshold）は、装置ごとに（更に互いに近くに位置する装置についても）ランダムに変化し、時間とともにドリフトする傾向がありうることが知られている。
【００４１】
一実施例として、図２に示すように、例えばＬＴＰＳトランジスタが、２つのトランジスタを有するトランスコンダクタンス回路に基づいて局所電流源として使用される場合、各電流源の出力は、以下のように規定される。
電流＝定数 ｘ 移動度 ｘ (Vpower - Vmagnetic field - Vthreshold)2
このために、移動度又は閾値の任意のランダムな変動は、供給される電流の不所望の変動をもたらし、従って、不正確な磁界値を生じさせる。不正確な磁界は、間違った磁界プロファイル及びゆえに磁気ＭＥＭＳに基づく流体アクチュエータの不正確な動作を生じさせるので、これは重要な問題である。
【００４２】
大面積エレクトロニクスに基づくプログラマブル磁界生成アレイの性能を改善するために、アレイ全体の電子スイッチの不均質性又は不正確さが、補償されることができる。これは、局所電流源のアレイを生成することによって達成されることができ、それによって、電流源の出力の変動は、上述の相互コンダクタンス電流源に見られるものと比較して大幅に低減される（図２を参照）。具体的には、移動度、閾値電圧又はその両方のいずれかのトランジスタ変動が（部分的に）補償される局所電流源が提供されることができる。これは、アレイ全体のプログラムされた電流のより高い均一性をもたらす。
【００４３】
磁界生成アレイは、装置がアレイの好ましい形態で構築されるという条件で、装置全体の一部においてより一定の磁界を維持するために、又は規定された磁界プロファイルを生成するために、使用されることができる。このように、装置は、要求される磁界プロファイルにおいて最適に動作することができる。
【００４４】
全ての場合において、磁界生成アレイは、好適には、多数の個々にアドレス可能且つ駆動可能な磁界生成素子を有する。しかしながら、磁界生成アレイは、例えば加熱素子、非磁性検知素子他の付加の素子を任意に有することができる。
【００４５】
図３は、トランジスタＴ４及びＴ２を介して例えばポテンシャルＶＤＤの電圧ライン３０１に結合される磁界生成素子１０１を有する局所電流源の図を示している。トランジスタＴ２及びＴ４は直列接続され、トランジスタＴ４の端子は、トランジスタＴ３を介してトランジスタＴ２のゲートに接続される。この端子は、キャパシタＣ２及びＣ１を介して電圧ライン３０１に接続される。トランジスタＴ２のゲートは、キャパシタＣ２を介して、及びトランジスタＴ１を介して、データライン３０３に接続される。信号Ａ１は、トランジスタＴ１のゲートに印加されることができ、信号Ａ２は、トランジスタＴ３のゲートに印加されることができ、信号Ａ３は、トランジスタＴ４のゲートに印加されることができる。
【００４６】
図３に示される実施例によれば、閾値電圧補償回路が、プログラマブルな磁界生成アレイのアプリケーションのために、局所電流源に組み込まれる。閾値電圧変動を補償するための種々様々な回路が利用でき（例えば、R.M.A. Dawson and M.G. Kane, 'Pursuit of Active Matrix Light Emitting Diode Displays', 2001 SID conference proceeding 24.1, p.372）、本発明内に組み込まれる；明快さのために、本発明のこの実施例は、図３に示される局所電流源回路を使用して説明される。
【００４７】
図３に示される回路は、Ｔ１及びＴ３がオンにされたデータライン上でＶＤＤのような基準電圧を保持することによって動作され、Ｔ４は短時間オンにされ、これは、Ｔ２をオンにする。パルス後、Ｔ２は、Ｔ２の閾値にＣ２をチャージする。そののちＴ３はオフにされ、閾値をＣ２に記憶する。それから、データ電圧が印加され、Ｃ１は、この電圧にチャージされる。従って、Ｔ２のゲート―ソース電圧は、データ電圧にその閾値を加えたものである。従って、電流（ゲート―ソース電圧から閾値電圧の二乗を減じたものに比例する）は、Ｔ２の閾値電圧から独立することになる。従って、一様な電流が、磁界生成素子のアレイに印加されることができる。この種の回路の利点は、アクティブマトリックスディスプレイのアプリケーションにおいて標準的であるように、局所電流源のプログラミングが電圧信号によってなお実施されることができることである。
【００４８】
トランジスタの移動度における変動を更に低減するために、移動度及び閾値電圧の補償回路は、プログラマブルな磁界生成アレイのアプリケーションにおいて局所電流源に組み込まれることができる。移動度及び閾値電圧変動を補償するための種々様々な回路が利用でき（例えば、A. Yumoto et al, 'Pixel-Driving Methods for Large-Sized Poly-Si AmOLED Displays', Asia Display IDW01, p.1305を参照）、本発明の範囲内に組み込まれる。明快さのため、この実施例は、図４に示される局所電流源回路を使用して説明される。
【００４９】
図４を参照して、ＭＦＧＥ１０１は、直列接続されたトランジスタＴ４及びＴ２を介して電圧ライン４０１に接続される。トランジスタＴ２のゲートは、キャパシタＣを介してライン４０１に接続される。このゲートは、直列接続されたトランジスタＴ１及びＴ３を介して、データ電流ライン４０３に更に接続される。トランジスタＴ１及びＴ３のゲートは、トランジスタＴ４のゲートに接続される。
【００５０】
Ｔ１及びＴ３がオンであって、Ｔ４がオフのとき、図４に示される回路が、電流によってプログラムされる。これは、プログラムされた電流をＴ２に通すのに十分な電圧に、Ｃをチャージする。そののち、Ｔ１及びＴ３は、Ｃ上に電荷を記憶するためにオフにされ、Ｔ４は、磁界生成素子に電流を通すためにオンにされる。Ｔ２の閾値及び移動度変動の双方の補償が達成され、一様な電流が、磁界生成素子のアレイに送り出されることができる。この種の回路の利点は、例えばＴＦＴの移動度の変動もまた回路によって補償されることである。
【００５１】
前記実施例においてとられる手法に関する１つの問題は、磁界プロファイルがデータ信号によって規定されることができることである。従って、装置の特性の任意の予想外の変動は、不正確な磁界プロファイルをもたらしうる。この理由から、図５に示される実施例において、アクティブマトリックスアレイにおける磁界生成素子の能動的な磁界制御が、磁界センサ及び良く知られているフィードバックスキームの任意のものを利用して、提供される。
【００５２】
図５は、マトリクス及び複数の磁界センサ４０１を形成するように構成される複数の磁界生成素子１０１を示す。各センサ４０１は、対応する磁界生成素子１０１に割り当てられる。磁界センサ４０１及びＭＦＧＥドライバＩＣ５０３と結合されるコントローラ５０１が、提供される。ＭＦＧＥドライバＩＣ５０３は、ライン５０５及びスイッチトランジスタ５０７を介して各磁界生成素子１０１に接続される。更に、ライン５１１を介してスイッチトランジスタ５０７のゲートに接続される選択ドライバＩＣ５０９が、提供される。
【００５３】
磁界センサ４０１は、（例えばホール効果センサ、（巨大）磁気抵抗センサのような）知られている磁界センサの任意のものでありうる。磁界生成素子へのセンサ機能のフィードバックは、アレイ（外部コントローラを使用する）に対して外部的に行われることができ、又はセンサがアレイと組み合わされる場合は局所的にも行われることができる。好適な実施例において、センサは、磁界生成素子アレイ（例えばＬＴＰＳ）を実現するために使用される技術に基づく技術において実現されることさえできる。他の実施例において、センサは、複数の磁界生成素子に関して、あらゆる磁界生成素子と関連付けられることがありえ、又は、代替として、多数のセンサが、単一の磁界生成素子と関連付けられることができる。この方法は、プログラムされた磁界が実際に実現される高度な確実性を提供する（このような装置を使用するために承認を得ることを助けることができる）。
【００５４】
図６は、磁界によって作動される回転可能な磁気ポリマＭＥＭＳの概略横断面を示す。左上：非作動の渦巻き状にされた状態；
右上：集積電流ワイヤを通る電流Ｉによって生成される磁力による作動。
アクチュエータの典型的なサイズは、１０乃至５００ミクロンである。
【００５５】
磁界生成器から磁束を集中させるのを助け、作動の効率を増加させるために、軟磁性体から製造される磁束集中体を堆積させることが可能である。高い透磁率を有する任意の軟磁性体が、このような磁束集中体のために使用されることができる。このような材料の例は、ＮｉＦｅ合金（例えばパーマロイ）、ＣｏＦｅ及びナノＦｅ材料（例えばＦｅＮ）である。
【００５６】
（生物学的な）流体のポリママイクロアクチュエータの作動は、流体フロー、すなわち流体マニピュレーションを引き起こす。効果的な流体マニピュレーション（輸送、混合、ルーティングその他）を達成するために、マイクロアクチュエータ又はそれらのグループは個別にアドレスされることができることが重要である。これは、複雑な流体フローパターンの生成を可能にする。アクチュエータ（のグループ）は、わずかに位相を異にして作動されることができ、例えば、輸送フローを生じさせる集合的なアクチュエータの波様の動きを生成する。適当なタイミングによって行われる場合、アクチュエータのグループの位相の異なる作動（又は好適には９０°の位相差）は、無秩序な混合パターンになる。他方、特定のフローパターンは、アクチュエータの制御される局所的なアドレッシングによって同様に達成されることができる。
【００５７】
個別のポリママイクロアクチュエータ（のグループ）、すなわち磁界生成素子（ＭＦＧＥ）の位置の局所的な磁界は、個別にアドレス可能でもありえる本発明の磁界生成装置によって生成される。
【００５８】
大面積エレクトロニクス、及び特に例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用するアクティブマトリクス技術は、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ及び電気泳動効果のような多くのディスプレイ効果の駆動のために、フラットパネルディスプレイの分野において一般に使用される。
【００５９】
図１乃至図５に示される回路の動作電圧は、０乃至５Ｖであり、ＶＤＤは、５乃至１０Ｖに等しくてよい。
【００６０】
上記の詳細な実施例の構成要素及びフィーチャの特定の組み合わせは、例示的なものにすぎない。これらの教示の、本明細書及び参照によって盛り込まれる特許／アプリケーションにおける他の教示との交換及び置き換えもまた、明白に企図される。当業者であれば分かるであろうが、本願明細書に記述されることの変更、変形及び他の実現は、請求項に記載される本発明の精神及び範囲を逸脱することなく当業者に思いつくであろう。従って、前述の説明は、例示にすぎず、制限することを意図しない。本発明の範囲は、添付の請求項及びそれと同等のものに規定される。更に、詳細な説明及び請求項において使用される参照符号は、請求項に記載される本発明の範囲を制限しない。
【図１】
2010501114.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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