(57)【要約】【課題】簡易な構成で小型化し得るマイクロデバイスを提供することを目的とする。【解決手段】マイクロモータ１では、エレクトロウェッティングを利用して、疎水性膜７と液体との接触角を円周方向に沿って周期的に変化させるようにした。その結果、表面張力を利用して液体膨出部３上に浮かせて載置させた回転板６を所定回転速度で回転させることができ、当該回転板６を固定するための固定部材や、従来のモータのような固定子等の複雑な機械的構成が不要となり、その分だけ簡易な構成にできると共に、小型化を図ることができるマイクロモータ１を提供し得る。【選択図】図２
2009165302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極が所定パターンに沿って並んで配置され、疎水性膜が成膜された基板と、
導電性の液体からなり、前記電極に取り囲まれた領域内に配置され前記基板上から表面張力により膨出した液体膨出部と、
前記液体膨出部の表面張力により液表面に浮かんだ状態で載置され、外周辺に突出部を有する変動板とを備え、
前記電極及び前記液体膨出部に電圧が印加されて前記疎水性膜と前記液体との接触角が変化することにより前記液体膨出部が流動変形し、前記液体膨出部の表面張力を最小にするように前記突出部が追動して前記変動板が変動する
ことを特徴とするマイクロデバイス。
【請求項２】
前記電極は円周方向に沿って並んで配置され、
前記液体膨出部は前記電極に取り囲まれた円形領域内に配置され、
前記液体膨出部に電圧が印加されると共に、前記電極に電圧が円周方向に沿って順次印加されて前記疎水性膜と前記液体との接触角が円周方向に沿って変化することにより、前記液体膨出部が円周方向に順次流動変形し、前記液体膨出部の表面張力を最小にするように前記突出部が追動して前記変動板が回転する
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロデバイス。
【請求項３】
前記電極と、前記疎水性膜と、前記基板と、前記液体膨出部と、前記変動板とがそれぞれ透明部材から形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロデバイス。
【請求項４】
前記液体膨出部の液表面が蒸発防止薄膜で被覆されている
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のマイクロデバイス。
【請求項５】
前記基板には、前記電極で取り囲まれた領域内に、複数の前記電極に沿って前記基板の一面が露出した露出領域を備え、
前記露出領域に前記液体膨出部の下端部が配置される
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のマイクロデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロデバイスに関し、例えばセンサやプリズム等の光学機器に用いられ、電気エネルギーを回転エネルギーに変換可能な小型のマイクロモータに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型の電子機器に用いられるマイクロモータとして、例えば非特許文献１に記載の静電マイクロモータや、非特許文献２に記載のＥＣＦ(Electro Conjugate Fluid：電界共役流体)マイクロモータ等が提案されている（非特許文献１及び２参照）。
【非特許文献１】A. A. Yasseen, et al., “A Rotary Electrostatic Micromotor 1x8 Optical Switch,” Proceedings of IEEE MEMS, pp. 116-120, 1998.
【非特許文献２】S. Yokota et al., “A Micro Motor Using Electroconjugate Fluids (ECFs),” JSME, Series C, Vol.44, No. 3, pp. 756-62, 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来における静電マイクロモータでは、ロータと固定子とを必ず備え、当該ロータ及び固定子を精密に形成する必要があり、また複雑な構成となるという問題があった。
【０００４】
また、ＥＣＦマイクロモータでは、直流高電圧の印加によって発生させたジェット流（ＥＣＦジェット）によりロータを回転させる構成を有するが、固定子と１ｋＶを超える電圧とを必要とするため、小型化し難いという問題があった。
【０００５】
そして、このようなマイクロモータ等の各種マイクロデバイスの分野においては、簡易な構成で小型化し得るマイクロデバイスを提供することが望まれている。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で小型化し得るマイクロデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１記載のマイクロデバイスは、複数の電極が所定パターンに沿って並んで配置され、疎水性膜が成膜された基板と、導電性の液体からなり、前記電極に取り囲まれた領域内に配置され前記基板上から表面張力により膨出した液体膨出部と、前記液体膨出部の表面張力により液表面に浮かんだ状態で載置され、外周辺に突出部を有する変動板とを備え、前記電極及び前記液体膨出部に電圧が印加されて前記疎水性膜と前記液体との接触角が変化することにより前記液体膨出部が流動変形し、前記液体膨出部の表面張力を最小にするように前記突出部が追動して前記変動板が変動することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項２記載のマイクロデバイスは、前記電極は円周方向に沿って並んで配置され、前記液体膨出部は前記電極に取り囲まれた円形領域内に配置され、前記液体膨出部に電圧が印加されると共に、前記電極に電圧が円周方向に沿って順次印加されて前記疎水性膜と前記液体との接触角が円周方向に沿って変化することにより、前記液体膨出部が円周方向に順次流動変形し、前記液体膨出部の表面張力を最小にするように前記突出部が追動して前記変動板が回転することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項３記載のマイクロデバイスは、前記電極と、前記疎水性膜と、前記基板と、前記液体膨出部と、前記変動板とがそれぞれ透明部材から形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項４記載のマイクロデバイスは、前記液体膨出部の液表面が蒸発防止薄膜で被覆されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項５記載のマイクロデバイスは、前記基板には、前記電極で取り囲まれた領域内に、複数の前記電極に沿って前記基板の一面が露出した露出領域を備え、前記露出領域に前記液体膨出部の下端部が配置されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１記載のマイクロデバイスによれば、表面張力を利用して液体膨出部上に変動板を浮かせて載置させた構成であることから、当該変動板を固定するための固定部材等の複雑な機械的構成が不要となり、その分だけ簡易な構成にできると共に、小型化を図ることができる。
【００１３】
本発明の請求項２記載のマイクロデバイスによれば、変動板を回転させることができるので、従来のモータのように回転子を取り巻くように固定子を設ける必要がなく、このような複雑な機械的構成を不要とした分だけ簡易な構成にできると共に、小型化し得るマイクロモータを提供できる。
【００１４】
本発明の請求項３記載のマイクロデバイスによれば、電極と、疎水性膜と、基板と、液体膨出部と、変動板とに光を照射してもそれぞれ光を透過させることができるので、各種光学機器に用いることができる。
【００１５】
本発明の請求項４記載のマイクロデバイスによれば、液体膨出部の液表面を蒸発防止薄膜で被覆することにより、液体膨出部の蒸発を抑制でき、かくして使用期間の長寿命化を図ることができる。
【００１６】
本発明の請求項５記載のマイクロデバイスによれば、疎水性膜がなく基板の一面が露出した露出領域に液体膨出部の下端部を配置させることで、液体膨出部を安定して載置させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図面に基づいて本発明の実施の形態を詳述する。
【００１８】
（１）マイクロモータの動作原理
図１において、１は全体としてマイクロモータを示し、このマイクロデバイスとしてのマイクロモータ１は、複数のＩＴＯ（Indium Tin Oxide）電極（後述する）が円周方向に並んだ環状の電極設置領域2aを有する基板２と、導電性の液体からなり、電極設置領域2aで取り囲まれた液体載置領域内に滴下され表面張力により基板２上から膨出した液体膨出部３と、この液体膨出部３の表面張力により液表面に載置され、本体部４の外周辺に突出部５を有する回転板６とから構成されている。
【００１９】
また、このマイクロモータ１は、基板２上に例えば旭硝子株式会社製のサイトップ（商品名）等の非晶質透明フッ素樹脂からなる疎水性膜７が成膜されている。
【００２０】
かかる構成に加えて、このマイクロモータ１では、いわゆるエレクトロウェッティングという現象を利用して、図２に示すように、中心部を回転軸Ｇとして回転板６を液体膨出部３上で矢印方向Ｒ又はＬに回転させ得るようになされている。
【００２１】
ここで、「エレクトロウェッティング」とは、疎水性膜７下の電極設置領域2aと疎水性膜７上の液体膨出部３とに電圧を印加することにより、疎水性膜７と液体膨出部３との親和性を変化させ、疎水性膜７と液体との接触角を変化させる現象を言う。
【００２２】
マイクロモータ１は、図３（Ａ）に示すように、基板２上の電極設置領域2aのうち所定領域にのみ電圧を印加すると共に、液体膨出部３に所定の電圧を印加する。
【００２３】
これにより、マイクロモータ１は、電圧を印加した所定領域（以下、電圧印加領域と呼ぶ）8a上の疎水性膜７が親水性に変化し、当該電圧印加領域8aに対向した疎水性膜７上にのみ液体膨出部３が流動し、液体膨出部３が径方向に膨出した液体変化部10が形成される。
【００２４】
このとき回転板６は、液体膨出部３の露出した表面積を最小にしようとする表面張力が働くことにより、液体膨出部３の径方向に膨出した液体変化部10に突出部５が位置決めされる。
【００２５】
次いで、マイクロモータ１は、図３（Ｂ）に示すように、電圧を印加する領域を円周方向Ｒ側にずらすことにより、新たに電圧印加領域8bを形成し、液体膨出部３の液体変化部10を円周方向に沿って移動させる。
【００２６】
これにより、液体膨出部３の液体変化部10と回転板６の突出部５との間にはΦ°の角度差が発生する。このとき回転板６には、液体膨出部３の露出した表面積を最小にしようとする表面張力が働くことにより、突出部５が液体変化部10側に引き寄せられ、図３（Ｃ）に示すように、液体膨出部３の液体変化部10に追動して突出部５が移動し、これにより回転軸Ｇを中心に円周方向Ｒに回転する。
【００２７】
このようにしてマイクロモータ１では、基板２上で円周方向に沿って所定の周期で移動する電圧印加領域により、液体膨出部３の液体変化部10が円周方向に沿って移動し、当該液体変化部10の移動に追動して回転板６が円周方向に回転し得るようになされている。かくして、電圧印加領域を制御することにより、回転板６が液体膨出部３の上面で所定の回転速度で回転するマイクロモータ１を提供できる。
【００２８】
因みに、図１において、回転板６には本体部４に複数の貫通孔が穿設されているが（図２、図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）には図示せず）、この回転板６については他の実施の形態において詳述し、以下、実施の形態においては本体部に貫通孔を有しない回転板を用いたマイクロモータ１について説明する。
【００２９】
（２）マイクロモータの詳細構成
ここで、基板２は、透明なガラス材からなり、図４に示すように、その一面と電極設置領域2a上とに透明な疎水性膜７が成膜された構成を有する。また、基板２には、図４及び図５に示すように、電極設置領域2aに沿ってその内側に疎水性膜７がなく基板２の一面が環状に露出した露出領域11が形成されており、この露出領域11に液体膨出部３の下端部が配置され、液体膨出部３を安定して載置し得るようになされている。
【００３０】
基板２には露出領域11に液体用電極12が設けられており、この液体用電極12によって液体膨出部３に電圧を印加し得るようになされている。かくして、マイクロモータ１では、電極設置領域2aと液体膨出部３とにそれぞれ電圧が印加されると、エレクトロウェッティングによって、電極設置領域2aのうち電圧を印加した領域上にある疎水性膜７のみが親水性に変わり、この親水性に変わった疎水性膜７上に液体膨出部３が流動して液体変化部10が形成され得る。
【００３１】
この実施の形態の場合、電極設置領域2aは、図５に示したように、合計２４個の四辺形状からなるＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４，Ｆ１〜Ｆ４から構成されている。これらＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４，Ｆ１〜Ｆ４は、僅かな隙間を設けて円形状に配置され、正方形の４隅を表すパターンで配置された４つのＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４を一組の第１ＩＴＯ電極群とし、一つの電圧供給部Ａによって電圧が印加され得る。
【００３２】
また、正方形の４隅を表すパターンで配置された４つのＩＴＯ電極Ｂ１〜Ｂ４は、一組の第２ＩＴＯ電極群とし、一つの電圧供給部Ｂによって電圧が印加され得る。同様にして、正方形の４隅を表すパターンで配置された４つのＩＴＯ電極Ｃ１〜Ｃ４と、４つのＩＴＯ電極Ｄ１〜Ｄ４と、４つのＩＴＯ電極Ｅ１〜Ｅ４と、４つのＩＴＯ電極Ｆ１〜Ｆ４は、それぞれ一組の第３ＩＴＯ電極群と、第４ＩＴＯ電極群と、第５ＩＴＯ電極群と、第６ＩＴＯ電極群として、それぞれ一つの電圧供給部Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆによって電圧が印加され得る。なお、図５における14は、液体用電極12に電圧を印加する電圧供給部である。
【００３３】
実際上、図６（Ａ）に示すように、マイクロモータ１は、ＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４，Ｆ１〜Ｆ４のいずれにも電圧が印加されていないとき、当該ＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４，Ｆ１〜Ｆ４で取り囲まれた液体載置領域15に液体膨出部３が均等に配置され得る。
【００３４】
これに対して、図６（Ｂ）に示すように、例えばＩＴＯ電極Ｃ１〜Ｃ４の第３ＩＴＯ電極群と、ＩＴＯ電極Ｄ１〜Ｄ４の第４ＩＴＯ電極群とに電圧が印加されたときには、当該第３ＩＴＯ電極群及び第４ＩＴＯ電極群に位置する液体膨出部３の部位が径方向に膨出するように変形して液体変化部10が形成され得る。
【００３５】
これにより、回転板６は、突出部５が液体変化部10に追動して移動し回転する。次いで、第３ＩＴＯ電極群及び第４ＩＴＯ電極群に替えて、図６（Ｃ）に示すように、例えばＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４の第１ＩＴＯ電極群と、ＩＴＯ電極Ｂ１〜Ｂ４の第２ＩＴＯ電極群とに電圧を印加したときには、当該第３ＩＴＯ電極群及び第４ＩＴＯ電極群に位置していた液体膨出部３の液体変化部10が第１ＩＴＯ電極群及び第２ＩＴＯ電極群の位置に移動する。これにより回転板６は、突出部５が液体変化部10の回転移動に追動することにより回転する。
【００３６】
因みに、液体膨出部３上で回転する回転板６は、SU-8等のエポキシ樹脂あるいはPDMS（Polydimethylsiloxane）等のシリコン樹脂あるいは金属シリコンを用いて製作され得る。また、この回転板６は、図７に示すように、本体部が円形状に形成され、この本体部の外周辺に正方形の４隅を表すパターンで配置された４つの突出部５が形成され、均等に配置された突出部５によって安定して回転し得るようになされている。なお、ここで回転板６は、厚さｈが約２０μｍ、本体部４の直径ｒ１が約１ｍｍ、本体部４の中心から突出部５の外周辺までの直径ｒ２が約１．１ｍｍ及び扇状の突出部５の外側に広がる角度θが約３０°で形成されている。
【００３７】
この実施の形態の場合、例えば上方から見て時計回りに回転板６が回転させる場合には、以下のようなサイクルで電圧がＩＴＯ電極に印加され得る。ここで、マイクロモータ１は、図８に示すように、Ｐｈａｓｅ１〜６までを１サイクルとして動作し得るようになされている。
【００３８】
ここでＰｈａｓｅ１において、マイクロモータ１は、例えばＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４の第１ＩＴＯ電極群と、ＩＴＯ電極Ｂ１〜Ｂ４の第２ＩＴＯ電極群に電圧を印加することにより、第１ＩＴＯ電極群及び第２ＩＴＯ電極群の位置において液体膨出部３を径方向へ膨出変形させる。これにより回転板６は、第１ＩＴＯ電極群及び第２ＩＴＯ電極群の位置に突出部５が位置するように回転する。
【００３９】
次いで、Ｐｈａｓｅ２に移り、マイクロモータ１は、ＩＴＯ電極Ｂ１〜Ｂ４の第２ＩＴＯ電極群へ電圧を印加しつつ、第１ＩＴＯ電極群への電圧の印加を停止し、第２ＩＴＯ電極群の円周方向側に隣接するＩＴＯ電極Ｃ１〜Ｃ４の第３ＩＴＯ電極群に電圧を新たに印加する。
【００４０】
これによりマイクロモータ１は、第２ＩＴＯ電極群及び第３ＩＴＯ電極群の位置において液体膨出部３が径方向へ膨出変形し、これにより回転板６の突出部５が第２ＩＴＯ電極群及び第３ＩＴＯ電極群の位置に移動することにより回転板６が回転する。
【００４１】
次いで、Ｐｈａｓｅ３に移り、マイクロモータ１は、ＩＴＯ電極Ｃ１〜Ｃ４の第３ＩＴＯ電極群へ電圧を印加しつつ、第２ＩＴＯ電極群への電圧の印加を停止し、第３ＩＴＯ電極群の円周方向側に隣接するＩＴＯ電極Ｄ１〜Ｄ４の第４ＩＴＯ電極群に電圧を新たに印加する。
【００４２】
これによりマイクロモータ１は、第３ＩＴＯ電極群及び第４ＩＴＯ電極群の位置において液体膨出部３が径方向へ膨出変形し、これにより回転板６の突出部５が第３ＩＴＯ電極群及び第３ＩＴＯ電極群の位置に移動することにより回転板６が回転する。
【００４３】
このようにして、マイクロモータ１は、Ｐｈａｓｅ４〜６においても同様に、円周方向側に隣接する第５ＩＴＯ電極群、第６ＩＴＯ電極群及び第１ＩＴＯ電極群に順次電圧を印加することにより、液体膨出部３の液体変化部10を円周方向側へ回転移動させてゆき、表面張力により突出部５が液体変化部10に追動することで回転板６を回転させ得るようになされている。
【００４４】
ここで図９（Ａ）はＩＴＯ電極Ａ１へ電圧を印加するタイミングを示し、図９（Ｂ）はＩＴＯ電極Ｂ１へ電圧を印加するタイミングを示し、図９（ｃ）はＩＴＯ電極Ｃ１へ電圧を印加するタイミングを示し、図９（Ｄ）はＩＴＯ電極Ｄ１へ電圧を印加するタイミングを示し、図９（Ｅ）はＩＴＯ電極Ｅ１へ電圧を印加するタイミングを示し、図９（Ｆ）はＩＴＯ電極Ｆ１へ電圧を印加するタイミングを示すものである。
【００４５】
このようにマイクロモータ１では、各第１ＩＴＯ電極群〜第６ＩＴＯ電極群に例えば約６０Ｖの電圧が間欠的に印加され、かつ電圧が印加されるタイミングをずらしたＰｈａｓｅ１〜６の１サイクルを繰り返し、液体膨出部３上に浮かばせた回転板６を所定の回転速度で回転させ得るようになされている。
【００４６】
ここで、マイクロモータ１において回転速度と、１秒間に電圧を印加する回数を示す周波数との関係について検証試験を行ったところ、図１０に示すような結果が得られた。この場合、周波数が１２Ｈｚのときを閾値ＴＳとして１２Ｈｚ以下で回転板６を安定して回転させることができた。
【００４７】
また、図１１に示すように、マイクロモータ１の回転板６の回転角度を検証したところ、例えばＰｈａｓｅ１からＰｈａｓｅ２への移行によって約１５°程度回転することが確認できた。
【００４８】
（３）マイクロモータの製造手順
かかる構成のマイクロモータ１は以下の手順により製造することができる。ここでは、まず始めに基板２の製造方法について説明する。図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、基板２の一面に複数のＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４，Ｆ１〜Ｆ４からなる電極設置領域2aを貼着すると共に、電極設置領域2aに電圧を印加する電圧供給部Ａ〜Ｆを基板２の液体載置領域15外に貼着する。また、液体載置領域15内において後に露出領域11となる所定位置に液体用電極12を貼着し、この液体用電極12に電圧を印加する電圧供給部14を液体載置領域15外に貼着する。
【００４９】
次いで、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、液体載置領域15内の環状の露出領域11と、電圧供給部Ａ〜Ｆ，14とを除いて電極設置領域2a及び基板２上に非晶質透明フッ素樹脂によって疎水性膜７を形成して疎水処理を施す。
【００５０】
実際上、非晶質透明フッ素樹脂として例えば旭硝子株式会社製のサイトップ（商品名）を用いて疎水性膜７を形成する場合には、まず基板２をアセトンで超音波洗浄を行った後、エタノールでリンスすることにより脱脂を行い、１１０℃で２分間ベークを行なう。
【００５１】
続いて、基板２の一面に非晶質透明フッ素樹脂の溶液からなる液膜をスピンコート法によって均一に形成し、基板２の一面を非晶質透明フッ素樹脂によってコーティング処理した後、これをベークして基板２上に疎水性膜７を形成する。
【００５２】
次いで、疎水性膜７にフオトレジストを形成し、このフォトレジストをパターニングする。そしてパターニングされたフオトレジストをマスクとして、疎水性膜７をプラズマエッチングし、当該疎水性膜７を所定パターンにエッチングする。その後、フオトレジストを除去することにより、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、電極設置領域2a、電圧供給部Ａ〜Ｆ，14及び露出領域11以外が疎水性膜７で被覆された基板２が形成される。
【００５３】
続いて、図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、導電性の液体として所定量の水を液体載置領域15に滴下する。 
【００５４】
かくして、基板２上の液体載置領域15には、表面張力により基板２の一面から湾曲状に膨出した所定量の水からなる液体膨出部３が形成され得る。
【００５５】
次に、回転板６の製造方法について簡単に説明する。図１５（Ａ）に示すように、SIからなる板部30にＳｉＯ２からなる薄膜31を成膜する。
【００５６】
次いで、薄膜31の上にSU-8からなる回転板形成板部（図示せず）を成膜した後、フオトマスクを設けてパターニングすることにより回転板形成板部をエッチングして、薄膜31上に回転板６を形成する。
【００５７】
その後、図１５（Ｂ）に示すように、薄膜31を除去することにより板部から回転板６を分離し、図７に示したような回転板６を得ることができる。
【００５８】
かくして、図１４に示した液体膨出部３上に回転板６を載置させることにより、表面張力により液体膨出部３上に回転板６を浮かばせることができ、かくして回転板６を回転させ得るマイクロモータ１を得ることができる。
【００５９】
（４）動作及び効果
以上の構成において、マイクロモータ１では、疎水性膜７下のいずれかのＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４，Ｆ１〜Ｆ４の組と、疎水性膜７上の液体膨出部３とにそれぞれ電圧を印加することにより、疎水性膜７と液体膨出部３との親和性を変化させる、いわゆるエレクトロウェッティングを利用した。
【００６０】
具体的にこのマイクロモータ１では、正方形の４隅を表すパターンで配置された４つのＩＴＯ電極を一組とした第１〜第６ＩＴＯ電極群に円周方向に沿って電圧を順次印加することにより、液体膨出部に液体変化部を円周方向に沿って所定周期で回転移動させる。
【００６１】
これによりマイクロモータ１では、液体膨出部３の表面張力が変化し、当該液体膨出部３の表面積を最小にするように、回転板６の突出部５が液体変化部10に追動し、その結果、回転板６が円周方向に回転する。
【００６２】
従って、このマイクロモータ１では、従来のモータのように回転子を取り巻くように固定子を設ける必要がなく、表面張力を利用して液体膨出部３上に回転板６を単に浮かせて載置させるだけであることから簡易な構成にできると共に、小型化を図ることができる。
【００６３】
また、このマイクロモータ１では、基板２、ＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４，Ｆ１〜Ｆ４、疎水性膜７、液体膨出部３及び回転板６を透明部材でそれぞれ形成できることから、各角度から光を照射しても透過させることができ、かくしてカメラやセンサ等の各種光学機器に適用できる。
【００６４】
さらに、このマイクロモータ１では、表面張力により液体膨出部３に回転板６を単に浮かせて載置しているだけであることから、僅かな電圧を印加するだけで回転板６を容易に回転させることができ、従来のような高電圧の電源を不要にして、僅かな電圧で駆動させることができる。
【００６５】
また、マイクロモータ１では、表面張力により液体膨出部３上に回転板６を浮かせるだけで、液体膨出部３の表面積を最小にするように回転板６が自ら移動して最適な位置に位置決めされることにより、従来のように固定子と回転子とを正確に組み立てる煩雑な組立工程を省くことができるので、その分生産性を向上させることができる。
【００６６】
以上の構成によれば、マイクロモータ１では、エレクトロウェッティングを利用して、疎水性膜７と液体との接触角を円周方向に沿って周期的に変化させることにより、液体膨出部３を円周方向に沿って流動変形させ、これにより液体膨出部３の表面張力の変化に突起部５が追動して回転板６を回転させることができる。
【００６７】
このように、マイクロモータ１では、表面張力を利用して液体膨出部３上に浮かせて載置させた回転板６を所定回転速度で回転させることができ、当該回転板６を固定するための固定部材や、従来のモータのような固定子等の複雑な機械的構成が不要となり、その分だけ簡易な構成にできると共に、小型化を図ることができる。
【００６８】
また、このマイクロモータ１では、ＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４，Ｆ１〜Ｆ４と、疎水性膜７と、基板２と、液体膨出部３と、回転板６とに光を照射してもそれぞれ光を透過させることができるので、各種光学機器に用いることができる。
【００６９】
また、電極設置領域2aに沿って円形領域としての液体載置領域15内に疎水性膜７がなく基板２の一面が環状に露出した露出領域11を形成するようにしたことにより、当該露出領域11に液体膨出部３の下端部を配置させることで、液体膨出部３を安定して載置させることができる。
【００７０】
（５）他の実施の形態
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能であり、ＩＴＯ電極Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４，Ｆ１〜Ｆ４と、疎水性膜７と、基板２と、液体膨出部３と、回転板６を非透明部材で形成するようにしても良い。
【００７１】
また、上述した実施の形態において、回転板６の突出部として、四辺形の４隅を表すパターンで配置された４つの突出部５を本体部４に設けた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、三辺形の３隅を表すパターンで配置された３つの突出部や、対向するように設けられた２つの突出部、１つの突出部等この他種々の数や形状からなる突出部を本体部に設けても良い。
【００７２】
さらに、上述した実施の形態において、液体膨出部３を外気に露出させた構成について述べたが、本発明はこれに限らず、油等の水となことなる被覆用液体を液体膨出部３に滴下して、被覆用液体からなる蒸発防止薄膜を液体膨出部３の液表面に成膜して被覆するようにしても良い。この場合、液体膨出部３の蒸発を蒸発防止薄膜で抑制でき、かくして使用期間の長寿命化を図ることができる。
【００７３】
さらに、上述した実施の形態において、板状の単なる回転板６を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１６に示すように、本体部４に貫通孔35を複数穿設した回転板６を適用するようにしても良く、この場合、貫通孔35を穿設した分だけ回転板６の重さを低減できる。
【００７４】
ここで、本体部４に貫通孔35を複数穿設した回転板６を作製し、この回転板６を液体膨出部３上に載置したマイクロモータ１を作製したところ、図１７に示すように、当該回転板６を液体膨出部３に浮かせることができた。また、上述した実施の形態と同様に、基板２上に環状に配置したＩＴＯ電極を円周方向に周期的に電圧を印加していったところ、図１８に示すように、液体膨出部３上で回転板６を回転することができた。
【００７５】
さらに、回転板としては、図７との対応部分に同一符号を付して示す図１９のように、周囲の空間とは屈折率が異なるガラスや水晶等の透明な材質からなり、先端に傾斜面40を備えた柱状のプリズム部41を、本体部４の上面に設けた回転板42を適用しても良い。この場合、図４との対応部分に同一符号を付して示す図２０のように、マイクロデバイスとしてのマイクロプリズム43は、基板２の下面から光Ｌ１を照射する。これによりマイクロプリズム43では、光Ｌ１が液体膨出部３を透過してプリズム部41の傾斜面40から放出されることで、当該光Ｌ１を分散や屈折、複屈折させることができる。
【００７６】
かくして、マイクロプリズム43では、回転板42を液体膨出部３上で回転させることにより、プリズム部41の傾斜面40の傾斜角度が回転変化し、この状態のまま光Ｌ１を基板２の下面から照射して傾斜面40から放出することで、光Ｌ１を所望の状態で分散や屈折、複屈折させることができる。
【００７７】
さらに、図４との対応部分に同一符号を付して示す図２１のように、先端の傾斜面40に光を反射させるミラー51を設けた柱状の反射体52を本体部４の上面に設けた回転板53を用いてマイクロミラー54を形成するようにしても良い。
【００７８】
この場合、マイクロデバイスとしてのマイクロミラー54では、回転板53を回転させてミラー51の傾斜角度が回転変化した状態で、基板２の下面から光Ｌ２を照射することによって、反射体52のミラー51により光Ｌ２を径方向等に均等に所定周期で反射させることができる。
【００７９】
さらに、上述した実施の形態において、マイクロデバイスとして、マイクロモータ１を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図２２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、長手方向を有する楕円形状に形成した液体膨出部60を基板２上に設け、上述した実施の形態と同様にエレクトロウェッティングという現象を利用して、この液体膨出部60の長手方向に沿って変動板62を移動させるマイクロデバイス63を適用しても良い。
【００８０】
この場合、マイクロデバイス63は、液体膨出部60に沿ってその両側にそれぞれＩＴＯ電極61a，61b，61c，61d，61e，61f，61gが設けられている。マイクロデバイス63は、これらＩＴＯ電極61a，61b，61c，61d，61e，61f，61gのいずれかにのみ電圧を印加して、対向する領域の疎水性膜７を親水性に変えて電圧液体膨出部60に液体変化部10を形成させるようになされている。
【００８１】
また、この液体膨出部60上には、四辺形の本体部65の両側部に突出部66を備えた変動板62が表面張力により浮いており、当該突出部66が液体膨出部の短手方向の両側に位置するように位置決めされている。
【００８２】
かくして、マイクロデバイス63では、上述した実施の形態と同様に、液体膨出部60の両側に設けたＩＴＯ電極61a，61b，61c，61d，61e，61f，61gのうちいずれかにのみ電圧を印加して液体膨出部60に液体変化部10を形成させ、この液体変化部10に変動板の突出部が追動して移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明によるマイクロモータの全体構成を示す写真である。
【図２】本発明によるマイクロモータの回転板が回転する方向を示す概略図である。
【図３】本発明によるマイクロモータの回転板が回転するときの様子を示す概略図である。
【図４】マイクロモータの側断面構成を示す断面図である。
【図５】基板の全体構成を示す概略図である。
【図６】液体膨出部の液体変形部と、回転板の突出部との位置関係を示す概略図である
【図７】回転板の全体構成を示す概略図である。
【図８】各ＩＴＯ電極に電圧が印加されるサイクルの説明に供する概略図である。
【図９】各ＩＴＯ電極に電圧が印加されるタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１０】１秒間にＩＴＯ電極へ電圧の印加する回数を示す周波数と、回転板の回転速度との関係を示すグラフである。
【図１１】ＩＴＯ電極への電圧の印加を切り換えたときの回転板の角度と時間との関係を示すグラフである。
【図１２】基板にＩＴＯ電極、液体用電極及び電圧供給部を設けたときの様子を示す概略図である。
【図１３】基板に疎水性膜を成膜したときの様子を示す概略図である。
【図１４】基板上に液体膨出部を形成したときの様子を示す概略図である。
【図１５】回転板の製造手順を示す概略図である。
【図１６】他の実施の形態のよる回転板（１）の構成を示す写真である。
【図１７】他の実施の形態による回転板を用いたマイクロモータの構成を示す写真である。
【図１８】他の実施の形態によるマイクロモータが回転したときの様子を示す写真である。
【図１９】他の実施の形態のよる回転板（２）の構成を示す概略図である。
【図２０】他の実施の形態によるマイクロプリズムの全体構成を示す概略図である。
【図２１】他の実施の形態によるマイクロミラーの全体構成を示す概略図である。
【図２２】他の実施の形態によるマイクロデバイスの全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  マイクロモータ(マイクロデバイス)
２  基板
３  液体膨出部
６  回転板（変動板）
７  疎水性膜
11  露出領域
15  液体載置領域（円形領域）
43  マイクロプリズム(マイクロデバイス)
54  マイクロミラー(マイクロデバイス)
63  マイクロデバイス
Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４，Ｆ１〜Ｆ４  ＩＴＯ電極（電極）
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１９】
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【図１】
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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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