的电极同时施加电 压而中间的控制电极单元断开（悬空或接地）时，微液滴受到来自施加两侧电极上的作用 力，微液滴左右两侧接触角会减小，因此将向两边铺展开来形成"橄榄球"形状，导致微液滴 有分裂的趋势，继续增大电压，微液滴所受的力就会继续增大，在中间凹陷形成"瓶颈状"， 继而最终分离形成两个体积较小的微液滴。
[0164] 实施例2
[0165] 一种基于介电润湿的微液滴驱动器件，所述微液滴驱动器件包括上下两层芯片， 所述上层芯片包括上基板及依次设置在所述上基板表面的参考电极层和疏水层；所述下层 芯片包括下基板及依次设置在所述下基板表面的控制电极阵列和功能层，所述控制电极阵 列由多个控制电极组成，所述功能层的材质为CYT0P?;所述上层芯片的疏水层与所述下层 芯片的功能层相对设置，所述上下两层芯片之间由支撑物进行机械连接形成容纳微液滴的 空间，所述参考电极层与所述控制电极阵列的各电极均通过导线与控制电路进行电连接。
[0166] 本实施例中，上基板及设置在所述上基板表面的参考电极层为带ΙΤ0透明导电 玻璃，参考电极层的厚度为180nm，所述疏水层的材质为CYT0P?，所述疏水层的厚度为 0. 5 μπι;下基板的材质为玻璃，控制电极阵列的材质为ΙΤ0,所述下基板及设置在所述下基 板表面的控制电极阵列为带ΙΤ0的透明导电玻璃经过图形化刻蚀获得，所述控制电极阵 列中，各电极为边长为〇.5mm的正方形电极，各电极的间距为10 μπι，所述功能层的厚度为 0. 5 μ m ;上下两层芯片之间通过薄玻璃作支撑物对准后粘结在一起，上下两层芯片之间的 距离为150 μπι。
[0167] 实施例3
[0168] 一种基于介电润湿的微液滴驱动器件，所述微液滴驱动器件包括上下两层芯片， 所述上层芯片包括上基板及依次设置在所述上基板表面的参考电极层和疏水层；所述下层 芯片包括下基板及依次设置在所述下基板表面的控制电极阵列和功能层，所述控制电极阵 列由多个控制电极组成，所述功能层的材质为CYT0P?;所述上层芯片的疏水层与所述下层 芯片的功能层相对设置，所述上下两层芯片之间由支撑物进行机械连接形成容纳微液滴的 空间，所述参考电极层与所述控制电极阵列的各电极均通过导线与控制电路进行电连接。
[0169] 本实施例中，上基板及设置在所述上基板表面的参考电极层为带ΙΤ0透明导电 玻璃，参考电极层的厚度为160nm，所述疏水层的材质为CYT0P?，所述疏水层的厚度为 0. 6 μπι;下基板的材质为玻璃，控制电极阵列的材质为ΙΤ0,所述下基板及设置在所述下基 板表面的控制电极阵列为带ΙΤ0的透明导电玻璃经过图形化刻蚀获得，所述控制电极阵 列中，各电极为边长为1. 5mm的正方形电极，各电极的间距为50 μπι，所述功能层的厚度为 1. 0 μ m ;上下两层芯片之间通过毛细管作支撑物对准后粘结在一起，上下两层芯片之间的 距离为220 μ m。
[0170] 实施例4
[0171] -种基于介电润湿的微液滴驱动器件，所述微液滴驱动器件包括上下两层芯片， 所述上层芯片包括上基板及依次设置在所述上基板表面的参考电极层和疏水层；所述下层 芯片包括下基板及依次设置在所述下基板表面的控制电极阵列和功能层，所述控制电极阵 列由多个控制电极组成，所述功能层的材质为CYT0P?;所述上层芯片的疏水层与所述下层 芯片的功能层相对设置，所述上下两层芯片之间由支撑物进行机械连接形成容纳微液滴的 空间，所述参考电极层与所述控制电极阵列的各电极均通过导线与控制电路进行电连接。
[0172] 本实施例中，上基板及设置在所述上基板表面的参考电极层为带FT0透明导电 玻璃，参考电极层的厚度为150nm，所述疏水层的材质为Teflon，所述疏水层的厚度为 1. 0 μ m ;下基板的材质为硅片，控制电极阵列的材质为Pt，所述控制电极阵列通过将沉积 有控制电极层为金属Pt的表面经过图形化刻蚀获得，所述控制电极阵列中，各电极为边长 为L 0mm的正方形电极，各电极的间距为20 μπι，所述功能层的厚度为0· 6 μπι ;上下两层芯 片之间通过胶带作支撑物对准后粘结在一起，上下两层芯片之间的距离为180 μ m。
[0173] 需要说明的是，本申请所提供的实施例仅仅是示意性的。所属领域的技术人员可 以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧 重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本发明实施例、权 利要求以及附图中揭示的特征可以独立存在也可以组合存在。
【主权项】
1. 一种基于介电润湿的微液滴驱动器件，其特征在于，所述微液滴驱动器件包括上下 两层芯片，其中，所述上层芯片包括上基板及依次设置在所述上基板表面的参考电极层和 疏水层；所述下层芯片包括下基板及依次设置在所述下基板表面的控制电极阵列和功能 层，所述功能层的材质为CYTOP ; 所述上层芯片的疏水层与所述下层芯片的功能层相对设置，所述上下两层芯片之间由 支撑物进行机械连接形成容纳微液滴的空间，所述参考电极层与所述控制电极阵列均通过 导线与控制电路进行电连接。2. 如权利要求1所述的微液滴驱动器件，其特征在于，所述下层芯片中所述功能层的 厚度为〇. 5-1 y m。3. 如权利要求1所述的微液滴驱动器件，其特征在于，所述上层芯片中所述疏水层的 厚度为〇. 5-1 y m。4. 如权利要求1所述的微液滴驱动器件，其特征在于，所述上层芯片中所述疏水层的 材质为CYTOP、特氟龙和派瑞林中的一种。5. 如权利要求1所述的微液滴驱动器件，其特征在于，所述上下两层芯片之间的距离 为 150-220 ym。6. 如权利要求1所述的微液滴驱动器件，其特征在于，所述控制电极阵列中，电极为边 长为0. 5-1. 5mm的正方形电极，电极的间距为10-50 ym。7. 如权利要求1所述的微液滴驱动器件，其特征在于，所述上基板的材质包括对光透 明的塑料、石英或玻璃，所述下基板的材质包括硅片、塑料、石英或玻璃。8. -种基于介电润湿的微液滴驱动器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 下层芯片的制备： 提供一下基板并在所述下基板的表面制备控制电极阵列； 在所述控制电极阵列的表面制备功能层，得到下层芯片，其中，所述功能层的材质为 CYTOP ； (2) 上层芯片的制备： 提供一表面带有参考电极层的上基板，在所述参考电极层的表面制备一疏水层，得到 上层芯片； (3) 上下层芯片的连接： 将所述上层芯片的疏水层与所述下层芯片的功能层相对设置，并将所述上下两层芯片 通过支撑物进行机械连接形成容纳微液滴的空间，并将所述参考电极层与所述控制电极阵 列均通过导线与控制电路进行电连接，得到基于介电润湿的微液滴驱动器件。9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述功能层是通过涂覆或浇灌的方式制备 在所述控制电极阵列的表面，所述涂覆包括旋涂法。10. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述提供一下基板并在所述下基板的表面 制备控制电极阵列，是通过以下任一种方式获得： 提供一下基板，在所述一下基板的表面利用图形转移技术制作控制电极阵列的图形， 再通过薄膜生长技术制备得到控制电极阵列； 或提供一下基板，在所述下基板的表面通过薄膜生长技术制备控制电极层，再采用图 形转移技术制作控制电极阵列的图形，得到控制电极阵列； 或提供一带有控制电极层的下基板，再采用图形转移技术制作控制电极阵列的图形， 得到控制电极阵列； 其中，所述薄膜生长技术包括电子束蒸发、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法、电阻蒸 发法、磁控溅射法或旋涂法；所述图形转移技术包括光刻、刻蚀或纳米压印。
【专利摘要】本发明提供了一种基于介电润湿的微液滴驱动器件，包括上下两层芯片，其中，上层芯片包括上基板及依次设置在上基板表面的参考电极层和疏水层；下层芯片包括下基板及依次设置在所述下基板表面的控制电极阵列和功能层，所述功能层的材质为CYTOP；上层芯片的疏水层与下层芯片的功能层相对设置，上下两层芯片之间由支撑物进行机械连接形成容纳微液滴的空间，参考电极层与控制电极阵列均通过导线与控制电路进行电连接。该微液滴驱动器件的结构简单，下层芯片中由一层CYTOP层替代现有技术中疏水层和介电层组成的两层结构，该微液滴驱动器件所需驱动电压低，可实现对微液滴的灵活操控。本发明还提供了该微液滴驱动器件的制备方法。
【IPC分类】B01L3/00
【公开号】CN105233887
【申请号】CN201510547129
【发明人】吴天准, 李丽军, 吴佳豪, 栾琳
【申请人】中国科学院深圳先进技术研究院
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月31日