CN115845940A - 一种微流控器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微流控器件，包括：第一电极、发光器件层和第二电极构成发光单元；第一疏水层位于第二电极远离发光器件层的一侧；微流控液滴层包括多个液滴，微流控液滴层位于第一疏水层远离第二电极的表面；第二疏水层位于微流控液滴层远离第一疏水层的表面；驱动背板层位于第二疏水层远离微流控液滴层的表面，第二电极、第一疏水层、微流控液滴层、第二疏水层和驱动背板层构成微流控单元；发光单元的第二电极复用为微流控单元的电极，第二电极通过外部电路控制发光单元以及微流控单元间隔工作，液滴在外部电路的控制下移动。本发明通过对器件结构的优化可以使整个器件的集成度更高，结构更为简单。

Description

一种微流控器件

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其涉及一种微流控器件。

背景技术

数字微流控技术可以将生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，并自动完成分析全过程。由于其可以降低成本，且具有检测时间短、灵敏度高等优点，已经在生物、化学、医学等领域展现巨大前景。但现有技术中，器件结构比较复杂，集成度较低。

发明内容

本发明提供一种微流控器件，可以使整个器件的集成度更高，结构更为简单。

第一方面，本发明实施例提供了一种微流控器件，包括：

第一电极；

发光器件层，发光器件层位于第一电极的第一表面；

第二电极，第二电极位于发光器件层远离第一电极的表面，第一电极、发光器件层和第二电极构成发光单元；

第一疏水层，第一疏水层位于第二电极远离发光器件层的一侧；

微流控液滴层，微流控液滴层包括多个液滴，微流控液滴层位于第一疏水层远离第二电极的表面；

第二疏水层，第二疏水层位于微流控液滴层远离第一疏水层的表面；

驱动背板层，驱动背板层位于第二疏水层远离微流控液滴层的表面，第二电极、第一疏水层、微流控液滴层、第二疏水层和驱动背板层构成微流控单元；

发光单元的第二电极复用为微流控单元的电极，第二电极通过外部电路控制发光单元以及微流控单元间隔工作，液滴在外部电路的控制下移动。

可选的，第一疏水层复用为发光单元的封装层。

可选的，驱动背板层包括多个驱动电极，多个驱动电极在垂直于发光单元指向微流控单元的方向上间隔设置。

可选的，微流控器件还包括光电传感器，光电传感器包括多个光电传感单元，光电传感单元用于将发光单元发出的光透过微流控单元后照射至光电传感单元的光转换为电信号。

可选的，微流控器件还包括第一处理单元，第一处理单元用于获取施加电信号的驱动电极的位置，进而确定液滴运动至驱动背板层表面的位置。

可选的，微流控器件还包括第二处理单元，第二处理单元与光电传感器电连接，第二处理单元用于根据发光单元发出的光透过微流控单元后照射至光电传感单元的光转换的电信号，确定发光单元发出的光和照射至光电传感单元的光的光谱是否存在差异，进而确定液滴运动至驱动背板层表面的位置。

可选的，第二处理单元还用于根据发光单元发出的光透过微流控单元后照射至光电传感单元的光转换的电信号确定发光单元发出的光和照射至光电传感单元的光的光谱差异，进而确定液滴的成分。

可选的，驱动背板层包括印制电路板，印制电路板设置有多个驱动电极。

可选的，驱动背板层包括薄膜晶体管阵列层和多个驱动电极，薄膜晶体管阵列层包括多个薄膜晶体管，薄膜晶体管用于驱动驱动电极。

可选的，微流控器件还包括密封层，密封层位于第一疏水层和第二疏水层之间，且密封层环绕液滴设置。

本发明实施例技术方案提供了一种微流控器件，包括：第一电极、发光器件层、第二电极、第一疏水层、微流控液滴层、第二疏水层和驱动背板层，第一电极、发光器件层和第二电极构成发光单元，第二电极、第一疏水层、微流控液滴层、第二疏水层和驱动背板层构成微流控单元。其中，发光单元中的第二电极复用为微流控单元的电极，通过外部电路控制发光单元以及微流控单元间隔工作，微流控单元工作过程中，液滴在外部电路的控制下移动。上述技术方案通过发光单元与微流控单元共用第二电极可以使得整个器件的集成度更高，结构更为简单。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种微流控器件的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的又一种微流控器件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明提供了一种微流控器件，图1是本发明实施例提供的一种微流控器件的结构示意图，参考图1，微流控器件包括：第一电极101；发光器件层102，发光器件层102位于第一电极101的第一表面；第二电极103，第二电极103位于发光器件层102远离第一电极101的表面，第一电极101、发光器件层102和第二电极103构成发光单元100；第一疏水层201，第一疏水层201位于第二电极103远离发光器件层102的一侧；微流控液滴层202，微流控液滴层202包括多个液滴2021，微流控液滴层202位于第一疏水层201远离第二电极103的表面；第二疏水层203，第二疏水层203位于微流控液滴层202远离第一疏水层201的表面；驱动背板层204，驱动背板层204位于第二疏水层203远离微流控液滴层202的表面，第二电极103、第一疏水层201、微流控液滴层202、第二疏水层203和驱动背板层204构成微流控单元200；发光单元100的第二电极103复用为微流控单元200的电极，第二电极103通过外部电路控制发光单元100以及微流控单元200间隔工作，液滴2021在外部电路的控制下移动。

其中，发光单元100还包括衬底104，第一电极101位于衬底的表面上，第一电极101可以为反射电极，第一电极101的材料可以是金属或者金属合金，例如银或铝等，第一电极101可以将发光器件层102反射至第二电极103。发光器件层102可以为有机发光层，有机发光层可以为OLED材料层，可以根据所需检测的光源需求发出任意波长的光。第二电极103可以为透明电极，第二电极103的材料可以是金属氧化物或者薄金属层，如氧化铟锡薄膜(ITO)或薄银等，可以透过发光器件层102发出的光和第一电极101反射的光。第一疏水层201和第二疏水层203为具有疏水性质的材料，为聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯、丙烯酸酯、熔融石蜡、聚四氟乙烯、氟化聚乙烯、氟碳蜡中的至少一种材料。

在本实施例中，发光单元100中的第二电极103也可复用为微流控单元200的电极，第二电极103既可以用于发光单元100的电极，也可以用于微流控单元200的电极，具体工作过程如下：

示例性的，发光单元100发光时，第一电极101和第二电极103接收外部电路的电信号用于发光单元100发光。在发光单元100不发光时，例如在发光单元100两个发光周期的间隙，外部电路不再施加给第二电极103发光单元100发光的电信号，外部电路施加给第二电极103和驱动背板层204控制液滴2021移动的电信号。即外部电路通过给第二电极103施加不同时序的电信号，控制发光单元100以及微流控单元200间隔工作。

驱动背板层204可以为印刷电路板或者薄膜晶体管阵列层，可以在第二电极103和驱动背板层204之间施加电压，控制液滴2021在垂直于第一疏水层201指向第二疏水层203的方向上移动，并且通过控制液滴2021的移动可以为发光器件层102进行散热。液滴2021的移动可以为发光器件层102进行散热，可以解释为，液滴2021可以移动至发光单元100需要散热的位置，通过液滴2021的移动将热量带走。

本发明实施例技术方案通过提供一种微流控器件，包括：第一电极101、发光器件层102、第二电极103、第一疏水层201、微流控液滴层202、第二疏水层203和驱动背板层204，第一电极101、发光器件层102和第二电极103构成发光单元100，第二电极103、第一疏水层201、微流控液滴层202、第二疏水层203和驱动背板层204构成微流控单元200。其中，发光单元100中的第二电极103复用为微流控单元200的电极，通过外部电路控制发光单元100以及微流控单元200间隔工作，微流控单元200工作过程中，液滴2021在外部电路的控制下移动。上述技术方案通过发光单元100与微流控单元200共用第二电极可以使得整个器件的集成度更高，结构更为简单。

可选的，第一疏水层201复用为发光单元100的封装层。

其中，第一疏水层201同样可以作为发光单元100的封装层，进一步的使器件集成度更高，结构更加简单。

可选的，图2是本发明实施例提供的又一种微流控器件的结构示意图，参考图2，驱动背板层204包括多个驱动电极2041，多个驱动电极2041在垂直于发光单元100指向微流控单元200的方向上间隔设置。

其中，外部电路通过给驱动电极2041和第二电极103施加驱动电压，可以使相邻驱动电极2041间的电压不同，进而在相邻驱动电极2041之间形成电场，使液滴2021内部产生压强差和不对称形变，实现液滴2021的移动，根据驱动电极2041电位的不同可以改变液滴2021的移动方向。

可选的，参考图2，微流控器件还包括光电传感器300，光电传感器300包括多个光电传感单元301，光电传感单元301用于将发光单元100发出的光透过微流控单元200后照射至光电传感单元301的光转换为电信号。

其中，光电传感器300用于进行光电检测，可以根据入射的光信号产生电信号，光电传感器300接收到发光单元100发出的光透过微流控单元200后的光信号，以此产生光电反应，转变成电信号。

可选的，微流控器件还包括第一处理单元，第一处理单元用于获取施加电信号的驱动电极2041的位置，进而确定液滴2021运动至驱动背板层204表面的位置。

示例性的，第一处理单元获取外部电路施加电信号的驱动电极2041的位置，若为驱动背板层204最左侧的驱动电极2041施加电信号，那么与最左侧相邻的驱动电极2041间的电压不同，进而在相邻驱动电极2041之间形成电场，使液滴2021内部产生压强差和不对称形变，实现液滴2021移动到最左侧的驱动电极2041处，那么第一处理单元就可以确定液滴2021运动至驱动背板层204表面的位置。

可选的，微流控器件还包括第二处理单元，第二处理单元与光电传感器300电连接，第二处理单元用于根据发光单元100发出的光透过微流控单元200后照射至光电传感单元301的光转换的电信号，确定发光单元100发出的光和照射至光电传感单元301的光的光谱是否存在差异，进而确定液滴2021运动至驱动背板层204表面的位置。

其中，发光单元100发出的光透过微流控单元200后可能经过液滴2021照射至光电传感单元301，也可能不经过液滴2021照射至光电传感单元301，经过液滴2021照射至光电传感单元301的光会被液滴2021吸收一部分光，那么经过液滴2021照射至光电传感单元301的光的光谱将会发生变化，与未经过液滴2021照射至光电传感单元301的光也就是发光单元100发出的光的光谱相比会存在差异，光电传感单元301转换的电信号也会不同，因此第二处理单元根据光电传感单元301转换的电信号，可以确定发光单元100发出的光和照射至光电传感单元301的光的光谱存在差异，进而可以确定液滴2021运动至驱动背板层204表面的位置。

可选的，第二处理单元还用于根据发光单元100发出的光透过微流控单元200后照射至光电传感单元301的光转换的电信号确定发光单元100发出的光和照射至光电传感单元301的光的光谱差异，进而确定液滴2021的成分。

其中，发光单元100发出的光经过液滴2021照射至光电传感单元301的光的波长将会发生变化，经过液滴2021照射至光电传感单元301的光会被液滴2021吸收一部分光，光的波长会减小，与未经过液滴2021照射至光电传感单元301的光也就是发光单元100发出的光的波长相比会存在差异，光电传感单元301中探测到发光单元100发出的光的光谱与接收器接收到的经过液滴2021照射至光电传感单元301的光的光谱的差异从而判定液滴的成分。

可选的，驱动背板层204包括印制电路板，印制电路板设置有多个驱动电极2041。

其中，印刷电路板中具有驱动电路，驱动电路可以为驱动电极2041提供电压信号。

可选的，驱动背板层204包括薄膜晶体管阵列层和多个驱动电极2041，薄膜晶体管阵列层包括多个薄膜晶体管，薄膜晶体管用于驱动驱动电极2041。

其中，多个薄膜晶体管可以组成一个驱动电路，通过驱动电路控制驱动电极2041。

可选的，参考图2，微流控器件还包括密封层2022，密封层2022位于第一疏水层201和第二疏水层203之间，且密封层2022环绕液滴2021设置。

其中，密封层2022为液滴2021的移动提供一个密封环境，避免液滴2021的移动受到外界环境条件的影响。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种微流控器件，其特征在于，包括：

第一电极；

发光器件层，所述发光器件层位于所述第一电极的第一表面；

第二电极，所述第二电极位于所述发光器件层远离所述第一电极的表面，所述第一电极、所述发光器件层和所述第二电极构成发光单元；

第一疏水层，所述第一疏水层位于所述第二电极远离所述发光器件层的一侧；

微流控液滴层，所述微流控液滴层包括多个液滴，所述微流控液滴层位于所述第一疏水层远离所述第二电极的表面；

第二疏水层，所述第二疏水层位于所述微流控液滴层远离所述第一疏水层的表面；

驱动背板层，所述驱动背板层位于所述第二疏水层远离所述微流控液滴层的表面，第二电极、所述第一疏水层、所述微流控液滴层、所述第二疏水层和所述驱动背板层构成微流控单元；

所述发光单元的第二电极复用为所述微流控单元的电极，所述第二电极通过外部电路控制所述发光单元以及所述微流控单元间隔工作，所述液滴在所述外部电路的控制下移动。

2.根据权利要求1所述的微流控器件，其特征在于，所述第一疏水层复用为所述发光单元的封装层。

3.根据权利要求1所述的微流控器件，其特征在于，所述驱动背板层包括多个驱动电极，多个所述驱动电极在垂直于所述发光单元指向所述微流控单元的方向上间隔设置。

4.根据权利要求1所述的微流控器件，其特征在于，还包括光电传感器，所述光电传感器包括多个光电传感单元，所述光电传感单元用于将所述发光单元发出的光透过所述微流控单元后照射至所述光电传感单元的光转换为电信号。

5.根据权利要求3所述的微流控器件，其特征在于，还包括第一处理单元，所述第一处理单元用于获取施加电信号的驱动电极的位置，进而确定所述液滴运动至所述驱动背板层表面的位置。

6.根据权利要求4所述的微流控器件，其特征在于，还包括第二处理单元，所述第二处理单元与所述光电传感器电连接，所述第二处理单元用于根据所述发光单元发出的光透过所述微流控单元后照射至所述光电传感单元的光转换的电信号，确定所述发光单元发出的光和所述照射至所述光电传感单元的光的光谱是否存在差异，进而确定所述液滴运动至所述驱动背板层表面的位置。

7.根据权利要求6所述的微流控器件，其特征在于，所述第二处理单元还用于根据所述发光单元发出的光透过所述微流控单元后照射至所述光电传感单元的光转换的电信号确定所述发光单元发出的光和所述照射至所述光电传感单元的光的光谱差异，进而确定所述液滴的成分。

8.根据权利要求3所述的微流控器件，其特征在于，所述驱动背板层包括印制电路板，所述印制电路板设置有多个所述驱动电极。

9.根据权利要求3所述的微流控器件，其特征在于，所述驱动背板层包括薄膜晶体管阵列层和多个驱动电极，所述薄膜晶体管阵列层包括多个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管用于驱动所述驱动电极。

10.根据权利要求1所述的微流控器件，其特征在于，还包括密封层，所述密封层位于所述第一疏水层和所述第二疏水层之间，且所述密封层环绕所述液滴设置。

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