CN110918146A - 微流控面板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微流控面板,包括:衬底基板;位于衬底基板一侧的电极阵列层,电极阵列层包括多个呈阵列排布、且相互独立的电极组;各电极组包括相对设置的第一电极、第二电极、以及位于第一电极与第二电极之间的电致形变层,第一电极位于第二电极靠近衬底基板一侧;位于第二电极远离衬底基板一侧的疏水层;位于疏水层远离第二电极一侧的微流控通道层;至少一个液滴,液滴位于微流控通道层中;提供不同电源电压至第一电极和第二电极,以驱动并控制电致形变层向远离衬底基板一侧突起,推动液滴在微流控通道层中沿第一方向移动,对液滴的移动起到很好的辅助推动作用,解决了现有技术中驱动电压不足的问题。
Description
技术领域
本发明涉及微流控技术领域,更具体地,涉及一种微流控面板。
背景技术
所谓润湿是指液体在固体表面能铺展,固液接触面有扩大的趋势,即液体对固体表面的附着力大于其内聚力,就是润湿。液体在固体表面不能铺展,接触面有收缩成球形的趋势,就是不润湿,不润湿就是液体对固体表面的附着力小于其内聚力。电润湿(Electrowetting,EW)是指通过改变液滴与绝缘基板之间的电压,来改变液滴在基板上的润湿性,即改变接触角,使液滴发生形变、位移的现象,以此来控制微小流体的流动位置。现有的微流控面板驱动液滴移动的电压在30-60V之间。双基板微流控中如若驱动液滴移动,驱动电压甚至需要达到90V左右。目前IC芯片能提供的驱动电压在25-40V之间,在微流控面板中存在驱动电压不足的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种微流控面板,解决了现有技术微流控面板中驱动电压不足的问题。
本发明提供了一种微流控面板,包括:
衬底基板;
位于所述衬底基板一侧的电极阵列层,所述电极阵列层包括多个呈阵列排布、且相互独立的电极组;各所述电极组包括相对设置的第一电极、第二电极、以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的电致形变层,所述第一电极位于所述第二电极靠近所述衬底基板一侧;
位于所述第二电极远离所述衬底基板一侧的疏水层;
位于所述疏水层远离所述第二电极一侧的微流控通道层;
至少一个液滴,所述液滴位于所述微流控通道层中;
其中,提供不同电源电压至所述第一电极和所述第二电极,以驱动并控制所述电致形变层向远离所述衬底基板一侧突起,推动所述液滴在所述微流控通道层中沿第一方向移动。
可选的,任意相邻的至少两个所述电极组构成第一电极组单元,每个所述第一电极组单元包括第一电极组和第二电极组;
所述第一电极组包括第一电极甲、第一电致形变层、以及第二电极甲;所述第二电极组包括第一电极乙、第二电致形变层、以及第二电极乙;向第一电极甲提供第一电压甲,向所述第二电极甲提供第二电压甲;向所述第一电极乙提供第一电压乙,向所述第二电极乙提供第二电压乙;
当所述第二电压甲与所述第一电压甲不相等、所述第二电压乙等于所述第一电压乙、且所述第二电压乙大于所述第二电压甲时,所述液滴靠近所述第一电极组一端与所述疏水层之间的接触角大于所述液滴靠近所述第二电极组一端与所述疏水层之间的接触角,且所述第一电致形变层向远离所述衬底基板一侧突起,推动所述液滴从第一电极组朝向所述第二电极组的方向移动。
可选的,围绕且与所述第一电极组单元相邻的所述电极组构成第二电极组单元,所述第二电极组单元包括多个第三电极组,所述第三电极组包括第一电极丙、第三电致形变层、以及第二电极丙;向第一电极丙提供第一电压丙,向所述第二电极丙提供第二电压丙;
所述第二电压丙等于所述第一电压丙,且所述第二电压丙小于或等于第二电压甲。
可选的,第二电压乙与第二电压甲之间的电压差值为15-45V。
可选的,所述第一电极组和所述第二电极组之间的最短距离为10-40μm。
可选的,所述电致形变层的材料为电活性聚合物。
可选的,所述电致形变层的厚度为0.6-10μm。
可选的,所述第一电极和所述第二电极的材料包括氧化铟锡膜或导电金属。
可选的,所述第一电极在所述衬底基板所在平面的正投影、所述第二电极在所述衬底基板所在平面的正投影、及所述电致形变层在所述衬底基板所在平面的正投影至少部分重叠。
可选的,所述衬底基板为柔性基材。
可选的,还包括平坦化层,所述平坦化层位于所述电极阵列层和所述疏水层之间。
与现有技术相比,本发明提供的微流控面板,至少实现了如下的有益效果:
本发明在衬底基板上设置多个相互独立的电极组,电极组包括相对设置的第一电极、第二电极、以及位于第一电极和第二电极之间的电致形变层,通过给第一电极和第二电极提供不同的电源电压,驱动并控制电致形变层向远离衬底基板一侧突起,通过电致性变层的形变推动位于微流控通道层中的液滴沿第一方向移动,对液滴的移动起到很好的辅助推动作用,解决了现有技术中驱动电压不足的问题。
当然,实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是现有技术中的一种微流控面板的平面结构示意图;
图2是图1中微流控面板未施加电压时的A-A向剖视图;
图3是图1中微流控面板施加电压时的A-A向剖视图;
图4是本发明提供的一种微流控面板的平面示意图;
图5是图4中B-B向剖视图;
图6是图4中又一种B-B向剖视图;
图7是本发明提供的又一种微流控面板的平面示意图;
图8中图7中C-C向剖视图;
图9是图4中又一种B-B向剖视图;
图10是图4中又一种B-B向剖视图;
图11是本发明提供的又一种微流控面板的平面示意图;
图12是图11中D-D向剖视图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
针对现有技术微流控面板中驱动电压不足的问题,发明人对现有技术的微流控面板进行了如下研究:
请参考图1、图2和图3,图1是现有技术中的一种微流控面板的平面结构示意图;图2是图1中微流控面板未施加电压时的A-A向剖视图;图3是图1中微流控面板施加电压时的A-A向剖视图;微流控面板100′包括:衬底基板1′;位于衬底基板1′一侧的多个电极2′;位于衬底基板1′靠近电极2′一侧的绝缘层3′,且绝缘层3′覆盖电极2′;位于绝缘层3′远离电极2′一侧疏水层4′;位于疏水层4′远离绝缘层3′一侧的至少一个液滴5′。当微流控面板100′未施加电压时,即电极2′a和电极2′b之间无电压差时,液滴5′在疏水层4′上不润湿,液滴5′表面呈收缩状、不扩展,此时液滴5′两端与疏水层4′的接触角α1和α2相等、且为钝角,液滴5′与疏水层4′之间无相对运动。当微流控面板100′施加电压时,电极2′a与电极2′b之间存在电压差,此时液滴5′与疏水层4′之间具有润湿性,液滴5′两端与疏水层4′的接触角α3和α4不再相等,且α4为锐角,此时液滴5′在疏水层4′上沿第一方向X′移动,即从电极2′a往电极2′c方向移动。但是若液滴5′由电极2′a向电极2′c方向移动,电极2′b和电极2′a之间需要的驱动电压在30-60V,双基板微流控需要的驱动电压甚至要达到90V,目前IC芯片可以提供的驱动电压一般在25-40V之间,面对现有的微流控面板明显存在驱动电压不足的问题。
为解决上述问题,本发明提供了一种微流控面板,对于微流控面板的具体实施例以下详述。
请参考图4、图5和图6,图4是本发明提供的一种微流控面板的平面示意图;图5是图4中B-B向剖视图;图6是图4中又一种B-B向剖视图;微流控面板100包括:衬底基板1;位于衬底基板1一侧的电极阵列层2,电极阵列层2包括多个呈阵列排布、且相互独立的电极组3;各电极组包括相对设置的第一电极4、第二电极5、以及位于第一电极4与第二电极5之间的电致形变层6,第一电极4位于第二电极5靠近衬底基板1一侧;位于第二电极5远离衬底基板1一侧的疏水层7;位于疏水层7远离第二电极5一侧的微流控通道层8;至少一个液滴9,液滴9位于微流控通道层8中;其中,提供不同电源电压至第一电极4和第二电极5,以驱动并控制电致形变层6向远离衬底基板1一侧突起,推动液滴9在微流控通道层8中沿第一方向X移动。
本实施例中的微流控面板100在未施加电压或对第一电极4和第二电极5提供相同的电源电压,且相邻第二电极5之间也无电压差时,参见图5所示,此时位于第一电极4和第二电极5之间的电致形变层6不变形,液滴9在疏水层7上不润湿,液滴9表面呈收缩状、不扩展,此时液滴9两端与疏水层7的接触角β1和β2相等、且为钝角,液滴9与疏水层7之间无相对运动。当微流控面板100在施加电压或对第一电极4和第二电极5提供不同的电源电压,即第一电极4和第二电极5之间存在电压差,且相邻第二电极5之间也无电压差时,参见图6所示,位于第一电极4和第二电极5之间的电致形变层6在第一电极4和第二电极5之间的电压差驱动下向远离衬底基板1一侧突起,电致形变层6的突起导致位于其上部的第二电极5和疏水层7也同样向远离衬底基板1一侧突起,推动液滴9在微流控通道8内沿第一方向X移动,对液滴9的移动起到了很好的辅助推动作用,解决了现有技术中驱动电压不足的问题。
可以理解的是,第一电极4在衬底基板1所在平面的正投影、第二电极5在衬底基板1所在平面的正投影、以及电致形变层6在衬底基板1所在平面的正投影可以完全重叠(如图5和图6所示)或部分重叠,只要第一电极4和第二电极5之间可以形成电压差,并且电致形变层6在此电压差下可以变形即可,当然第一电极4在衬底基板1所在平面的正投影、第二电极5在衬底基板1所在平面的正投影、以及电致形变层6在衬底基板1所在平面的正投影完全重叠时,加载在第一电极4和第二电极5上的电压可以得到很好的利用,并且两者之间的电压差可以完全用于驱动电致形变层6的形变。
可以理解的是,图4示出了电极阵列层2的位置。
可以理解的是,图中的电极组3的大小、数量、形状、以及排布方式只是示意性的,具体设置根据实际需要具体设定。本实施例中电极组3的形状为锯齿状,此锯齿状只是示意性的。
可以理解的是,图中衬底基板1未做填充。
可以理解的是,向第一电极4和第二电极5提供电压的驱动电路(图中未示出)可以为有源驱动和无源驱动两种;其中无源驱动中微流控面板100还包括第一驱动芯片,第一驱动芯片可以设置于衬底基板1上,也可以为位于衬底基板1外面,衬底基板1上会设有多条沿第一方向X延伸的第一信号线和第二信号线,其中每个第一电极4会通过一条第一信号线与第一驱动芯片电连接,每个第二电极5会通过一条第二信号线与第一驱动芯片电连接,第一驱动芯片通过第一信号线和第二信号线分别向第一电极4和第二电极5提供电源电压;当然第一驱动芯片还可以是外挂式的驱动器;无源驱动由于每一个电极都需要一条信号线,所以无源驱动比较适合包含电极少的微流控面板100。当微流面板100包含较多的电极时,则需要设置成有源驱动形式,此时微流控面板100包括第二驱动芯片和第三驱动芯片,衬底基板1上设有多条沿第一方向X延伸的第三信号线和第四信号线,以及多条沿第二方向延伸的第五信号线和第六信号线,第二方向与第一方向X垂直;第一电极4通过第三信号线与第二驱动芯片电连接、通过第五信号线与第三驱动芯片电连接;第二电极通过第四信号线与第二驱动芯片电连接、通过第六信号线与第三驱动芯片电连接。
在一些可选的实施例中,请参见图7和图8,图7是本发明提供的又一种微流控面板的平面示意图;图8中图7中C-C向剖视图;任意相邻的至少两个电极组3构成第一电极组单元10,每个第一电极组单元10包括第一电极组11和第二电极组12;第一电极组11包括第一电极甲12、第一电致形变层13、以及第二电极甲14;第二电极组12包括第一电极乙15、第二电致形变层16、以及第二电极乙17;向第一电极甲12提供第一电压甲VA,向第二电极甲14提供第二电压甲VA′;向第一电极乙15提供第一电压乙VB,向第二电极乙17提供第二电压乙VB′;当第二电压甲VA′与第一电压甲VA不相等、第二电压乙VB′等于第一电压乙VB、且第二电压乙VB′大于第二电压甲VA′时,液滴9靠近第一电极组11一端与疏水层7之间的接触角β4(钝角)大于液滴9靠近第二电极组12一端与疏水层7之间的接触角β3(锐角),且第一电致形变层13向远离衬底基板1一侧突起,推动液滴9从第一电极组11朝向第二电极组12的方向移动。
为了使液滴9从第一电极组11移动到第二电极组12,运用电润湿原理,改变液滴9与疏水层7之间的接触角,使液滴9发生形变和位移,以此使液滴9在疏水层7上移动。运用电润湿原理,若使液滴从第一电极组11移动到第二电极组12,则第二电极组12中的第二电极乙17所具有的电位应该高于第一电极组11中的第二电极甲14所具有的电位,这样第二电极乙17和第二电极甲14之间会形成一定的电场,在此电场的作用下,液滴9与疏水层7之间的润湿性发生变化,即液滴9与疏水层7之间的接触角发生变化,此时液滴9靠近第一电极组11一端与疏水层7之间的接触角β4(钝角)大于液滴9靠近第二电极组12一端与疏水层7之间的接触角β3(锐角),则液滴9在第二电极乙17和第二电极甲14之间形成的电场力拖拽下,从第一电极组11的位置往第二电极组12的位置处移动。为了减小驱动液滴9移动所需的第二电极乙17和第二电极甲14之间所需的电压差,本实施例向第一电极甲12和第二电极甲14提供不同的电源电压,使第二电压甲VA′与第一电压甲VA不相等,此时位于第一电极甲12和第二电极甲15之间的第一电致形变层13在电压差的作用下向远离衬底基板1方向突起、发生形变,第一电致形变层13推动其上方的第二电极甲14和疏水层7一起向远离衬底基板1方向发生形变,此形正好将位于其上方的液滴9向第二电极组12掀起,以此推动液滴9向第二电极组12移动。本实施例中的液滴9之所以能从第一电极组11向第二电极组12移动,是通过第二电极乙17和第二电极甲14之间存在的电场力的拖拽,并辅助以第一电致形变层13形变的机械推动的共同作用。由于第一电致形变层13形变的机械推动的帮助,可以适当减小第二电极乙17和第二电极甲14之间所需要的电压差,即减小了驱动液滴9移动所需要的驱动电压,现有的驱动芯片即可提供此驱动电压,不用再制造可以提供更高驱动电压的新的驱动芯片,大大降低了成本和能耗。
可以理解的是,由于液滴9的移动一部分是靠第二电极乙17和第二电极14之间的电压差进行驱动的,所以液滴9在衬底基板1所在平面的正投影应该与第二电极甲14在衬底基板1所在平面的正投影完全重叠、并且与第二电极乙17在衬底基板1所在平面的正投影部分重叠,这样才能使第二电极乙17和第二电极14之间存在的电场力完全作用在液滴9上,用于驱动液滴9在疏水层7上移动。若液滴9太小,即液滴9在衬底基板1所在平面的正投影只与第二电极甲14在衬底基板1所在平面的正投影相重合,或位于第二电极甲14在衬底基板1所在平面的正投影之内,那么第二电极乙17和第二电极14之间存在的电场力就无法作用在液滴9上,也就无法驱动液滴9在疏水层7上移动。若液滴9太大,即液滴9完全覆盖住其下方的第二电极甲14和第二电极乙17,此时液滴9自身所具有的重力过大,第二电极乙17和第二电极14之间存在的电场力将无法驱动液滴9在疏水层7上移动,或者第二电极乙17和第二电极14之间需要更大的电压差,才能驱动液滴9的移动。
在一些可选的实施例中,请继续参见图7和图8;围绕且与第一电极组单元10相邻的电极组3构成第二电极组单元18,第二电极组单元18包括多个第三电极组19,第三电极组19包括第一电极丙20、第三电致形变层21、以及第二电极丙22;向第一电极丙20提供第一电压丙VC,向第二电极丙22提供第二电压丙VC′;第二电压丙VC′等于第一电压丙VC,且第二电压丙VC′小于或等于第二电压甲VA′。
可以理解的是,为了防止围绕第一电极组单元10周围的第二电极组单元18与对液滴9移动方向的影响,即需要液滴9按规定路线移动到第二电极组12,则需要围绕第一电极组单元10周围的第三电极组19中的第二电极丙22所具有的第二电压丙VC′小于或等于第二电压甲VA′,这样第三电极组19和第一电极组11之间就不会形成电场,或者形成的电场也不会使液滴9从第一电极组11位置处移动到第三电极组19位置处。
可以理解的是,为了使液滴9能按照设定的路线沿第一方向X一直移动到微流控面板100的端部,则在液滴9移动方向上,液滴9四周的第三电极组19中的第三电致形变层21不应该变形,避免阻碍液滴沿第一方向X移动,则当液滴9沿第一方向X从第一电极组11的位置移动到第二电极组12位置的过程中,围绕第一电极组11和第二电极组12周围、且与其向邻的第三电极组19中的第一电极丙20和第二电极丙22不应该具有电位差,即第二电压丙VC′等于第一电压丙VC。
在一些可选的实施例中,请继续参见图7和图8;第二电压乙VB′与第二电压甲VA′之间的电压差值为15-45V。
可以理解的是,现有技术中当微流控面板驱动液滴移动时,需要的驱动电压在20-60V之间,而目前能提供的驱动电压在25-40V之间,对于驱动液滴所需要的驱动电压明显是不够的。本实施例中通过向位于液滴9下方的第一电极组11中的第二电极甲14和第一电极甲12提供不同的电源电压,以使第二电压甲VA′与第一电压甲VA不相等,使位于第二电极甲14和第一电极甲12之间的第一电致形变层13在电压差的作用下发生形变,朝远离衬底基板1方向突起,通过此突起的机械推动力辅助液滴9从第一电极组11移动到第二电极组12,与液滴9在第二电极乙17和第二电极甲14形成的电场下形成的电润湿表面张力共同推动液滴9。由于此第一电致形变层13形变产生的机械推动力的存在,可以大大减小第二电极乙17和第二电极甲14之间所需要的驱动电压,则即使在低驱动电压下,液滴9在机械推动力的辅助下,也可以按规定路线沿第一方向X移动到想要达到的地方,不用再提供能提供更高驱动电压的设备,降低了功耗,节省了成本。
可以理解的是,能使第一电致形变层13发生形变,第二电极甲14和第一电极甲12之间需要的电压差在5-10V,可见在很小的电压差下,第一电致形变层13既可以发生所需的形变,而此电压差目前的芯片都是可以提供的,更容易实现,也更容易制作。
在一些可选的实施例中,请继续参见图7和图8;第一电极组11和第二电极组12之间的最短距离为10-40μm。
可以理解的是,如上所述,当液滴9从第一电极组11移动第二电极组12,液滴9在衬底基板1所在平面的正投影必须完全覆盖第一电极组11在衬底基板1所在平面的正投影,并且部分覆盖第二电极组12在衬底基板1所在平面的正投影。这样才能使第二电极组12中的第二电极乙17和第一电极组11中的第二电极甲14之间形成的电场力足够驱动液滴9的移动。若第一电极组11与第二电极组12之间的距离太远,则所需要的液滴9的尺寸就会很大,这会增加液滴9自身的重力和与疏水层7之间的粘滞力,此时想要液滴9移动,第二电极乙17与第二电极甲14之间则需要非常大的电压差,增加了功耗,还会使液滴9的移动受阻、变慢,不利于微流控面板100的实际使用。若第一电极组11与第二电极组12之间的距离太近,第一电极组11中的第一电极甲12和第二电极甲14与第二电极组中第一电极乙15和第二电极乙17之间会产生电场干扰,对液滴9的驱动也是不利的。所以根据本实施例所得,第一电极组11和第二电极组12之间的最短距离为10-40μm为最适宜的。
在一些可选的实施例中,电致形变层6的材料为电活性聚合物。
可以理解的是,电活性聚合物也是介电弹性体,是一种智能材料。与传统的压电材料相比,这种聚合物材料具有更大的应变能力,重量轻、驱动效率高、和抗震性能好等特性。本实施例所用的电活性聚合物为电子型的,包括全有机复合材料、介电活性聚合物、电致伸缩接枝弹性体、电致伸缩薄膜、电致粘弹性聚合物、铁电体聚合物和液晶弹性体等。对于电子型电活性聚合物,在电场作用下库仑力诱导产生电致伸缩效应以及静电、压电和铁电效应,而且这种电活性聚合物材料可在直流电场作用下产生诱导位移。本实施例中则是采用电活性聚合物在电压差作用下会发生形变这一特性的。
在一些可选的实施例中,电致形变层6的厚度为0.6-10μm。
可以理解的是,当电致形变层6的厚度过厚时,则使电致形变层6发生形变的电压差需要很大,即第二电极甲14和第一电极甲12之间需要很大的电压差,否则电致形变层6将不会发生形变,或发生的形变幅度过小,无法推动其上方的液滴9移动。当电致形变层6的厚度过薄时,电致形变层6发生形变产生的机械力不足以抵消液滴9的重力,也无法推动液滴9移动。本实施例根据液滴9的种类和大小、功耗的消耗和成本等因素,确定电致形变层6的厚度在0.6-10μm为最合适的。
可以理解的是,电致形变层6可以通过打印方式制作在第一电极4上,也可以通过涂覆工艺进行曝光、刻蚀的方法制作在第一电极4上。具体使用方法根据实际情况具体设定。
在一些可选的实施例中,第一电极4和第二电极5的材料包括氧化铟锡膜或导电金属。
可以理解的是,氧化铟锡膜ITO为透明的,若要在制作过程中能看到下方的情况,可以选用氧化铟锡膜;并且氧化铟锡膜有很好的弹性,不会阻碍电致形变层6的形变幅度,可以保证电致形变层6较大幅度的形状改变。
可以理解的是,金属材料为不透明的,并且金属材料相较于氧化铟锡的成本更低,若不需要透明这一特性,可以选用金属材料。导电金属材料包括铝、钼、铜、或铝镍合金等。
在一些可选的实施例中,请参见图9和图10,图9是图4中又一种B-B向剖视图;图10是图4中又一种B-B向剖视图;第一电极4在衬底基板1所在平面的正投影、第二电极5在衬底基板1所在平面的正投影、及电致形变层6在衬底基板1所在平面的正投影至少部分重叠。
可以理解的是,图9中第一电极4在衬底基板1所在平面的正投影和第二电极5在衬底基板1所在平面的正投影完全重合,电致形变层6在衬底基板1所在平面的正投影位于第一电极4在衬底基板1所在平面的正投影和第二电极5在衬底基板1所在平面的正投影之内。在保证电致形变层6在第一电极4和第二电极5的电压差下形变的幅度足以推动液滴9的情况下,可以适当减小电致形变层6的大小,以此降低成本。
可以理解的是,为了更好的发挥电致形变层6在电压差下的形变幅度,如图10所示,可以使第一电极4在衬底基板1所在平面的正投影和第二电极5在衬底基板1所在平面的正投影位于电致形变层6在衬底基板1所在平面的正投影之内,这样可以使电致形变层6受第一电极4和第二电极5的束缚更小,在电压差存在下电致形变层6形变幅度可以更大,使位于电致形变层6上的疏水层7凸起的范围更大,可以更高的推动其上的液滴9移动。
可以理解的是,第一电极4在衬底基板1所在平面的正投影、第二电极5在衬底基板1所在平面的正投影、及电致形变层6在衬底基板1所在平面的正投影的重叠情况还可以是其他种形式,具体根据实际需要具体设定。
在一些可选的实施例中,衬底基板1为柔性基材。
可以理解的是,为了不阻碍电致形变层6形变,使电致形变层6可以大幅度形变,可以将衬底基板1的材料设置为柔性基材,相较于刚性基板,柔性基板对电致形变层6的阻碍更小。其中柔性基材可以为聚酰亚胺。
在一些可选的实施例中,请参见图11和图12,图11是本发明提供的又一种微流控面板的平面示意图;图12是图11中D-D向剖视图;微流控面板100还包括平坦化层23,平坦化层23位于电极阵列层2和疏水层7之间。
可以理解的是,为了使液滴9在疏水层7上移动的路径更平整,更有利于液滴9的移动,本实施例在疏水层7与电极阵列层2之间设置一层平坦化层23,起到绝缘和平坦化的作用。
通过上述实施例可知,本发明提供的微流控面板,至少实现了如下的有益效果:
本发明在衬底基板上设置多个相互独立的电极组,电极组包括相对设置的第一电极、第二电极、以及位于第一电极和第二电极之间的电致形变层,通过给第一电极和第二电极提供不同的电源电压,驱动并控制电致形变层向远离衬底基板一侧突起,通过电致性变层的形变推动位于微流控通道层中的液滴沿第一方向移动,对液滴的移动起到很好的辅助推动作用,解决了现有技术中驱动电压不足的问题。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (11)
1.一种微流控面板,其特征在于,包括:
衬底基板;
位于所述衬底基板一侧的电极阵列层,所述电极阵列层包括多个呈阵列排布、且相互独立的电极组;各所述电极组包括相对设置的第一电极、第二电极、以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的电致形变层,所述第一电极位于所述第二电极靠近所述衬底基板一侧;
位于所述第二电极远离所述衬底基板一侧的疏水层;
位于所述疏水层远离所述第二电极一侧的微流控通道层;
至少一个液滴,所述液滴位于所述微流控通道层中;
其中,提供不同电源电压至所述第一电极和所述第二电极,以驱动并控制所述电致形变层向远离所述衬底基板一侧突起,推动所述液滴在所述微流控通道层中沿第一方向移动。
2.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,任意相邻的至少两个所述电极组构成第一电极组单元,每个所述第一电极组单元包括第一电极组和第二电极组;
所述第一电极组包括第一电极甲、第一电致形变层、以及第二电极甲;所述第二电极组包括第一电极乙、第二电致形变层、以及第二电极乙;向第一电极甲提供第一电压甲,向所述第二电极甲提供第二电压甲;向所述第一电极乙提供第一电压乙,向所述第二电极乙提供第二电压乙;
当所述第二电压甲与所述第一电压甲不相等、所述第二电压乙等于所述第一电压乙、且所述第二电压乙大于所述第二电压甲时,所述液滴靠近所述第一电极组一端与所述疏水层之间的接触角大于所述液滴靠近所述第二电极组一端与所述疏水层之间的接触角,且所述第一电致形变层向远离所述衬底基板一侧突起,推动所述液滴从第一电极组朝向所述第二电极组的方向移动。
3.根据权利要求2所述的微流控面板,其特征在于,围绕且与所述第一电极组单元相邻的所述电极组构成第二电极组单元,所述第二电极组单元包括多个第三电极组,所述第三电极组包括第一电极丙、第三电致形变层、以及第二电极丙;向第一电极丙提供第一电压丙,向所述第二电极丙提供第二电压丙;
所述第二电压丙等于所述第一电压丙,且所述第二电压丙小于或等于第二电压甲。
4.根据权利要求2所述的微流控面板,其特征在于,第二电压乙与第二电压甲之间的电压差值为15-45V。
5.根据权利要求2所述的微流控面板,其特征在于,所述第一电极组和所述第二电极组之间的最短距离为10-40μm。
6.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,所述电致形变层的材料为电活性聚合物。
7.根据权利要求6所述的微流控面板,其特征在于,所述电致形变层的厚度为0.6-10μm。
8.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,所述第一电极和所述第二电极的材料包括氧化铟锡膜或导电金属。
9.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,所述第一电极在所述衬底基板所在平面的正投影、所述第二电极在所述衬底基板所在平面的正投影、及所述电致形变层在所述衬底基板所在平面的正投影至少部分重叠。
10.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,所述衬底基板为柔性基材。
11.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,还包括平坦化层,所述平坦化层位于所述电极阵列层和所述疏水层之间。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111822065A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-10-27 | 上海天马微电子有限公司 | 一种微流控面板及液滴分离方法 |
CN112406096A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-26 | 华中科技大学 | 一种浸润性主动调节装置及其制备方法 |
CN112892626A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-04 | 上海天马微电子有限公司 | 一种微流控装置及其制造方法 |
CN114700123A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-07-05 | 天津工业大学 | 水环境中多种重金属离子检测的膜基微流控耦合芯片 |
CN117065818A (zh) * | 2023-10-12 | 2023-11-17 | 惠科股份有限公司 | 微流控芯片 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007136386A2 (en) * | 2005-06-06 | 2007-11-29 | The Regents Of The University Of California | Droplet-based on-chip sample preparation for mass spectrometry |
CN102414231A (zh) * | 2009-02-26 | 2012-04-11 | 康宁股份有限公司 | 电隔离聚合物组合物 |
CN105233887A (zh) * | 2015-08-31 | 2016-01-13 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种基于介电润湿的微液滴驱动器件及其制备方法 |
CN108355728A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-08-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 芯片基板及数字微流控芯片 |
CN109876875A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-14 | 上海中航光电子有限公司 | 微流控芯片及其驱动方法、分析装置 |
-
2019
- 2019-12-19 CN CN201911315590.6A patent/CN110918146B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007136386A2 (en) * | 2005-06-06 | 2007-11-29 | The Regents Of The University Of California | Droplet-based on-chip sample preparation for mass spectrometry |
CN102414231A (zh) * | 2009-02-26 | 2012-04-11 | 康宁股份有限公司 | 电隔离聚合物组合物 |
CN105233887A (zh) * | 2015-08-31 | 2016-01-13 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种基于介电润湿的微液滴驱动器件及其制备方法 |
CN108355728A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-08-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 芯片基板及数字微流控芯片 |
CN109876875A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-14 | 上海中航光电子有限公司 | 微流控芯片及其驱动方法、分析装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MYUNG MO AHN等: "Characterization of electrode alignment for optimal droplet charging and actuation in droplet-based microfluidic system", 《ELECTROPHORESIS》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111822065A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-10-27 | 上海天马微电子有限公司 | 一种微流控面板及液滴分离方法 |
CN112406096A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-26 | 华中科技大学 | 一种浸润性主动调节装置及其制备方法 |
CN112892626A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-04 | 上海天马微电子有限公司 | 一种微流控装置及其制造方法 |
CN114700123A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-07-05 | 天津工业大学 | 水环境中多种重金属离子检测的膜基微流控耦合芯片 |
CN114700123B (zh) * | 2022-03-02 | 2023-10-10 | 天津工业大学 | 水环境中多种重金属离子检测的膜基微流控耦合芯片 |
CN117065818A (zh) * | 2023-10-12 | 2023-11-17 | 惠科股份有限公司 | 微流控芯片 |
CN117065818B (zh) * | 2023-10-12 | 2023-12-26 | 惠科股份有限公司 | 微流控芯片 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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