专利名称：多稳态微流控器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微流控器件，尤其是一种具有多稳态特性的微流控器件，即多稳
态微流控器件。
背景技术：
电润湿技术通过在液滴与其接触表面之间增加电压来改变液滴与其接触表面的 润湿特性，在宏观上表现为液滴与其接触面接触角的改变，在微观上表现为麦克斯韦应力 张量导致液体表面发生形变，在微流控器件中则表现为作用在液滴上毛细力的改变。目前 通过电润湿力甚至可以使液滴从超疏水状态转变为超亲水状态。这种通过电压改变液滴 表面润湿特性被运用到了许多领域，例如电子纸显示技术(参考文献1，2)，生物芯片技术 (参考文献3，4)，液体透镜技术(参考文献5，6)等。 当前电润湿技术都采用了一种三层结构，即一种基于电介质表面上的电润湿 (electrowetting on dielectric)结构(参考文献7)。如说明书附图l所示，在第一基板 1上通常是第一电极2，第一电极2上包覆有一层绝缘层3，液滴4位于绝缘层3上，第二电 极6与液滴4直接导通，当在电源5上加载交流或是直流电压时，液滴4与绝缘层3之间的 润湿特性将发生变化，即表现为随着增加电压，液滴4与绝缘层3之间的接触角逐渐变小。 在图1所示的结构中，绝缘层3防止了液滴4在加载电压时发生电化学反应，从而使液滴4 具有较大范围的动态接触角。在电子纸，生物芯片，液体透镜等领域，第一电极2可以设计 成各种形状以精确控制液滴4的形变，第二电极6可以是平板电极或各种形状，在绝缘层3 上还可以增加一层疏水层以提高接触角动态变化范围，液滴4可以处于空气中，也可以是 处于另外一种液体之中。目前所有电润湿结构中所具有的共性，也即上述结构的核心是电 绝缘层3，当前所有的电润湿器件都采用了上述"电极_液滴_绝缘层_电极"的多层夹心 结构。 上述结构的另外一个特点是，液滴4的接触角与加载的电压相关，当外加电压为
零时，液滴4的接触角恢复到原始状态(即不带电状态)。对于电子纸显示，生物芯片，液
体透镜等应用而言，当需要保持液滴4在较小接触角时，必须持续的保持外加电压。如果外
加电压是交流电，将有相当的能量消耗在充放电的过程中，如果是直流电，上述"电极-液
滴_绝缘层_电极"结构类似电容，也会产生漏电流，从而导致能量的消耗。 电子纸显示，生物芯片，液体透镜通常都会在较长时间内工作在某一个状态。现有
的基于电介质表面上电润湿结构存在的问题是保持液滴处于某种稳定状态时需保持外加
电压，从而导致能量的消耗。为降低上述器件的能耗，本发明提供一种具有多稳态特性的
电润湿结构，其可以在不加载外加电压时，使液滴长期保持在一种状态，而无需消耗任何能 参考文献 1 R.A.Hayes and B. J. Feenstra， "Video-speed electronic paper based on electrowettingg，"Nature, vol. 425， no. 25， pp.383—385， Sept. 2003.
2 J. Heikenfeld， K. Zhou， E. Kreit， B. Raj， S. Yang， B. S皿，A. Milarcik， L Clapp and R. Schwartz, "Electrofluidic displays using Young-Laplace transposition of brilliant pigment dispersions, "NaturePhoton. ， vol. 3， pp.292-296， May,2009.
3 J. Zeng and T.Korsmeyer，"Principles of droplet electrohydrodynamics for lab-on-a-chip，"Lab Chip, vol. 4，pp.265-277，2004. 4 J. Atencia and D. J. Beebe，"Controlled microfluidic interfaces,"Nature, vol. 437， no. 29， pp. 648—655， S印t. 2005. 5 B.Bergea and J. Peseux，"Variable focallens controlled by an external voltage :an application ofelectrowetting， ，， Eur. Phys. J. E， vol 3， pp. 159-163， 2000.
6 B. H. W. Hendriks， S. Kuiper，M. A. J. van AS， C. A. Renders and T. W. Tukker， "El ectrowetting-basedvariable-focus lens for miniature systems, ，， Opt. Rev. ， vol. 12， no. 3，卯.255-259， 2005. 7 C.Quilliet and B. Bergeb， "Electrowetting :a recent outbreak, ，， Curr. Opin.Colloid In. ， vol. 6， pp.34-39,2001.
发明内容
技术问题为了克服现有微流控器件在长期保持一种接触角状态时存在的能量消 耗，本发明提供一种具有多稳态特性电润湿结构的微流控器件，在该结构下，微流控中的液 滴可以长期保持一种接触角状态，无需外加电压，从而减少能量消耗。
技术方案 —种多稳态微流控器件，包括至少一块第一基板，在第一基板上设有一个以上第
一电极，第一电极上设有铁电薄膜，铁电薄膜上设有一个以上第三电极，第三电极上有液
滴，液滴上设有第二电极；或者第一基板上设有多个第一电极，第一电极上设有铁电薄膜，
铁电薄膜上设有液滴，液滴上设有第二电极；或者第一基板上设有铁电薄膜，铁电薄膜上设
有多个第三电极，第三电极上有液滴，液滴上设有第二电极。 本发明的多稳态微流控器件，第三电极上设有疏水层。 本发明的多稳态微流控器件用于电子纸显示，第一基板和/或铁电薄膜上有隔 断，隔断分割出独立的像素单元，独立的像素单元内包含至少一个第一电极和/或至少一 个第三电极。 本发明的多稳态微流控器件的第一电极和第三电极通过行列寻址的方式完成每 个像素单元铁电薄膜的极化，第一电极和第三电极为二维矩阵、圆形或品字状排列的六边 形、圆形、半圆形或扇形，扇形优选四分之一圆形。 本发明的多稳态微流控器件，在第一 电极上有薄膜晶体管阵列。 本发明的多稳态微流控器件用于包含储水槽的电子纸显示，采用具有多稳态特征
的"电极_铁电薄膜_电极_液滴_电极"结构替代每个像素单元的控制电极。 本发明的多稳态微流控器件用于液体透镜，还包括侧壁，侧壁设置在第一基板与
第一电极之间或者侧壁设置在第一基板与铁电薄膜之间。 本发明的多稳态微流控器件，侧壁是对称圆柱形、六边形、半球形或碗形。 本发明的多稳态微流控器件用于液体透镜阵列，侧壁为网状孔结构，网状孔的孔呈矩阵排列或品字状排列。 本发明的多稳态微流控器件用于生物芯片，还包括第二基板，第二基板上有第二 电极，或与第一基板结构相同。 有益效果本发明提供一种具有多稳态的电润湿结构，从而使微流控器件中的液 滴长期保持一种接触角状态时，无需消耗额外的能量，该结构通过设置第一电极和第三电 极之间的电压，可以使铁电薄膜产生具有记忆效应的极化电荷，或采用多个第一电极，或多 个第三电极，在铁电薄膜表面不同区域实现不同的极化电荷，该结构简单，且可以实现柔性 的结构。
图1所示是传统基于电介质表面上电润湿结构的示意图。
图2所示是本发明提出的多稳态电润湿结构的第一优选示意图。 图3所示是本发明提出的多稳态电润湿结构的第二优选示意图。 图4所示是本发明提出的多稳态电润湿结构在电子纸显示器上的第一优选示意图。 图5所示是本发明提出的多稳态电润湿结构在电子纸显示器上的第一电极矩阵 示意图。 图6所示是本发明提出的多稳态电润湿结构在电子纸显示器上的第三电极矩阵 示意图。 图7所示是本发明提出的多稳态电润湿结构在电子纸显示器上的第二优选示意 图。 图8所示是本发明提出的多稳态电润湿结构在液体透镜上的示意图。 图9所示是本发明提出的多稳态电润湿结构在微流控芯片上的示意图。 图10所示是本发明提出的多稳态电润湿结构的第三优选示意图。 图11所示是本发明提出的多稳态电润湿结构的第四优选示意图。 以上图中有1、第一基板，2、第一电极，3、绝缘层，4、液滴，5、电源，6、第二电极，7、
铁电薄膜，8、第三电极，9、外接电源，10、第一开关，11、不导电液体，12、隔断，13、第二基板，
14、侧壁，15、第二开关，16、第三开关。
具体实施例方式
图2所示是本发明提出的具有多稳态特性的电润湿结构第一优选示意图。第一 基板1通常是一个二维平面板，可以是玻璃、透明树脂、聚酰亚胺、或PET等材料，第一基板 1上是第一电极2，第一电极2可以是二维平面电极，也可以是为控制液滴4形状而设计的 各种二维图案，第一电极2可以是铝、铜等金属电极，也可以是IT0等透明导电电极，与传统 电润湿器件不同，第一电极2上是一层铁电薄膜7，可以是钛酸钡、钛酸锂等材料或其混合 物构成的无机铁电薄膜，也可以是聚偏氟乙烯等聚合物材料或其共聚物构成的有机铁电薄 膜，在铁电薄膜7上是第三电极8，第三电极8可以是铝、铜等金属电极，也可以是ITO等透 明导电电极，液滴4位于第三电极8之上，液滴4可以是去离子，或是导电性盐水，例如含有 Kcl、 Nacl、 NaS04的去离子水等，还可以是各种生物有机溶液，在液滴4与第三电极8之间
5还可以增加一层很薄的疏水层，例如聚四氟乙烯等薄膜，图中省略未画出疏水层，第二电极 6与液滴4直接接触。 图2所示多稳态电润湿结构的工作原理是，外接电源9首先将电压加载在第一电 极2和第三电极8之间，此时第一电极2和第二电极6之间的第一开关10处于断路状态， 外接电源9可以是各种波形的交流电压，也可以是直流电压，本发明优选直流电压，此时在 铁电薄膜上外加了一个恒定的场强，当场强大于铁电薄膜7的矫顽场时，铁电薄膜7发生极 化，在去除外接电源9上的电压后，铁电薄膜7将保持其极化方向，从而在薄膜的两面产生 极化电荷，当去除外接电源9上电压后，将第一电极2和第二电极6通过开关10接通，从而 使铁电薄膜7上的极化场强加载到液滴4上，液滴4在外加场强的作用下，产生电润湿现 象，液滴4与第三电极8之间的接触角发生变化，当在第三电极8上涂覆一层疏水层时，可 以实现液滴4较大的接触角变化范围。由于铁电薄膜7上的极化场强无需外加电压的维持， 因此液滴4在极化场强的作用下处于一种稳定状态，此时不消耗任何能量。
图3所示是本发明提出的具有多稳态特性的电润湿结构第二优选方案示意图。图 中第一基板1上的第一电极2和第三电极8被分成了两个区域(第三电极8上还可以增加 疏水层，图中省略未画出)，在加载电压时，在由第一电极2和第三电极8组成的两对电极对 上分别加载相反的电压，从而使铁电薄膜7在左右两边存在极性相反的极化区域，在去除 外加电压后，极性相反的极化区域在铁电薄膜7表面产生极性相反的电荷，引起非均匀分 布场强，使铁电薄膜表面左右区域具有不同的润湿特性，从而驱动液滴的移动，此时还可以 在第二电极6上加载电压来进一步控制铁电薄膜7表面的非均匀场强分布。该结构的另外 一种电压加载方式是，只在铁电薄膜7表面的两个第三电极8之间加载电压，第一电极2可 以是悬浮状态，或是省去第一电极2，或相反只在两个第一电极2之间加载电压，第三电极 8处于悬浮状态或被省略，当去除外加电压后，铁电薄膜7在两个电极位置产生极性相反的 极化电荷，从而在左右两边产生不同的润湿特性。上述结构只画出了两个第一电极2和第 三电极8，本领域的研究人员可以根据需要增加更多的第一电极2和第三电极8，并将第一 电极2和第三电极8设计成各种图案。 图4所示是本发明提出的多稳态电润湿结构在电子纸显示器件上的第一优选实 施例，图中所示是断面示意图。图中第一基板1上是第一电极2，由于每个像素需要单独寻 址，第一电极2被隔断12分割成独立的像素单元，隔断12可以是亲水的材料，例如SU-8， 各个像素单元内的第一电极2互不导通，第一电极2可以是一个二维矩阵图案，本领域的研 究人员还可以将其设计成其他各种图案，从而控制不导电液体11的形状，例如四分之一圆 形状，不导电液体11可以是矿物油，例如硅油等，为实现彩色显示，可以增加易溶于油的染 料，例如苏丹红，苏丹黑等，铁电薄膜7和第三电极8与第一电极2类似，被隔断12分割成 独立的像素单元，在第三电极8的上面还可以涂覆一层疏水层，例如聚四氟乙烯(图中省略 未画出)，通过分别控制每个像素单元内第一电极2和第三电极8之间的电压，可以实现独 立调整每个像素单元内铁电薄膜7的极化强度，当去除加载在第一电极2和第三电极8之 间的电压后，铁电薄膜7依然保持其极化，此时将第一电极2与第二电极6导通，则极化场 强加载到了每个像素单元的第三电极8与公共的第二电极6之间，从而分别控制每个像素 单元内液滴4与不导电液体11的接触表面形状。与传统电润湿显示相比，由于铁电薄膜7 具有记忆特性，图4中无需薄膜晶体管阵列来维持每个像素单元的电压。
图4中第一基板1和第二基板13可以优选采用柔性基板，例如PET膜，铁电薄膜7 可以优选采用有机材料，例如聚偏氟乙烯，或是其共聚物(P(VDF-TrFE))，上述优选结构具 有柔性特征，可以实现柔性的电子纸显示。 图4中每个像素单元的第一电极2和第三电极8可以通过行列寻址的方式来完
成每个像素单元铁电薄膜7的极化。图5和图6所示是行列寻址方式的优选示意图，图5
中处于同一行的每个像素单元的第一电极2相连到同一个行地址线上(图5中的Rn， Rn+1，
R^，…)，图6中处于同一列的每个像素单元的第三电极8相连到同一个列地址线上(图6
中的(;，(;+1，(;+2，…)。图5和图6中的行列寻址方式的行列地址线是一种矩阵式排列的，
本领域研究人员还可以根据需要将行列地址线设计成弯曲的曲线，以满足品字状排列的像 素，或其他非规则像素，例如圆形像素，相应的第一电极2和第三电极8可以是各种形状，例
如品字状排列的六边形，或是圆形，或是半圆形，或是四分之一圆形等。 图5和图6中的第一电极2和第三电极8还可以具有不同的形状，例如第一电极
2的面积可以进一步縮小，从而使两个或更多个第一电极2共同对应一个第三电极8，这样
在一个像素单元内包含一个第三电极8和多个第一 电极2 ，这些多个第一 电极2可以依次加
载不同的甚至是反向的电压，与第三电极8上的电压共同作用，在铁电薄膜7上可以产生极
化强度不同甚至是相反的区域，从而在一个像素单元内在铁电薄膜7表面的不同区域产生
不同的润湿特性。上述结构还可以反过来，即一个像素单元包含一个第一电极2和多个第
三电极8。 图7是本发明提出的多稳态电润湿结构在电子纸显示器件上的第二优选实施例， 图中一个像素单元包含两个第一 电极2和两个第三电极8，第三电极8上还可以增加一层疏 水层(图中省略)，为简化制备工艺，隔断12制备在铁电薄膜7之上。 一种典型的工作方式 是，同一个像素单元里的两个第三电极8分别加载极性相反的电压，对应的两个第一电极2 也加载极性相反的电压，加载电压后，同一个像素单元的铁电薄膜7被分成两个区域，这两 个区域的极化方向正好相反，从而导致同一个像素单元内的两个第三电极8分别带相反的 电荷，并进一步在第三电极8上产生非均匀分布场强，此时第二电极6可以是悬浮状态，或 是处于一个给定的电压来调整像素单元内的场强分布，或是直接省略第二电极6。另外一 种典型的工作方式是，在同一个像素单元里的两个第三电极8之间加载电压，使铁电薄膜7 产生极化，去除加载电压后，在两个第三电极8区域间带有不同极性的电荷，产生非均匀场 强，在这种工作方式下，可以省去第一电极2，同样的，也可以在两个第一电极2之间加载电 压，其工作过程类似。本领域的研究人员可以根据需要进一步调整像素单元内的电极形状 和个数。 本领域的研究人员还可以在图4和图7中的第一电极2上制备薄膜晶体管阵列 (图中简略未画出)，来控制和维持每个像素单元第一电极2上的电压，此时第三电极8处 于悬浮状态，第二电极6为公共电极，铁电薄膜7作为传统的电介质薄膜，在该工作状态下， 图4和图7中的结构与传统的电子纸工作原理相同，需依靠薄膜晶体管维持电压。本领域 的研究人员还可以实现一种混合工作方式，即同时采用薄膜晶体管阵列和铁电薄膜7，铁电 薄膜7的极化过程与上述方法相同，此时薄膜晶体管阵列和铁电薄膜7上电压相累加，共同 加载在液滴4与不导电液体11上。 本领域的研究人员还可以将图2和图3中的结构应用到其他类似的电子纸显示结构中，例如参考文献2中提到的一种包含储水槽的电子纸显示器件，其每个像素单元的控 制电极，可以采用本发明提出的具有多稳态特征的"电极_铁电薄膜_电极_液滴_电极" 结构进行替代，从而实现在无需加载电压的条件下，控制液体润湿性，降低器件的功耗。
图8中所示是本发明提出的多稳态电润湿结构在液体透镜上的优选实施例，图中 所示是断面示意图。液滴4与第二基板13上的第二电极6相接触，第二基板13是透明基 板，可以是玻璃，或树脂等材料，第二电极6为透明电极，例如IT0电极，液滴4与不导电液 体11的交界面位于旋转对称结构的侧壁14上，传统液体透镜的侧壁14上是"电极_绝缘 层"结构，本发明提出的多稳态结构是侧壁14上先制备第一电极2，在其上制备铁电薄膜7， 在铁电薄膜7上制备第三电极8，在第三电极8上还可以制备一层疏水层，例如聚四氟乙烯 薄膜，为改变液滴4的润湿特性，首先在第一电极2和第三电极8之间加载电压，从而使铁 电薄膜7发生极化，去除加载在第一电极2和第三电极8之间的电压后，将第一电极2与第 二电极6进行短接，从而使极化场强加载在两种混合液体上。侧壁14上的电极还可以与图 3中类似，存在多个第一电极2和多个第三电极8。 图8中所示是一种简化的液体透镜单元结构，本领域的研究人员，可以根据需要 改变液体透镜单元的形状，例如旋转对称圆柱形、对称六边形、半球形、碗状、或平面等，还 可以增加或减少第一基板1和第二基板13之间的距离，或是在第一基板1和第二基板13 的外面增加其他透镜。本领域的研究人员还可以根据需要将图8中的侧壁14结构扩展为 网状孔，从而形成液体透镜阵列，每个液体透镜对应小孔的排列可以是矩阵排列、品字状排 列，液体透镜阵列的第一电极2和第三电极8可以通过图5和图6所示行列矩阵相互连通， 也可以通过薄膜晶体管阵列来实现每个液体透镜单元液面的单独调整。
图9中所示是本发明提出的多稳态电润湿结构在微流控芯片上的优选实施例，图 中所示是断面示意图。在第一基板1上依次制备第一电极2，铁电薄膜7，和第三电极8，为 了驱动液滴4的移动，第一电极2和第三电极8被分割成许多独立的电极，也可以仅包含第 一电极2阵列，或是第三电极8阵列，每个独立的电极可以通过外加电压控制铁电薄膜7的 极化状态，液滴4可以是各种有机或无机溶液，如图中所示，当液滴4覆盖两个以上电极时， 通过分别控制每个第一电极2和第三电极8对应的铁电薄膜7的极化状态，其在左边电极 的接触角可以与右边电极的接触角不同，从而导致液滴4在左右两边的毛细力不相等，液 滴4在毛细力的作用下发生移动。本领域的研究人员还可以根据需要将第二基板13上的 第二电极6制备成与第一基板1上类似的"电极_铁电薄膜_电极"结构，从而更加有效的 控制加载在液滴4上的毛细力。 图9中所示是一种简化的微流控芯片结构示意图。本领域的研究人员可以根据需 要采用本发明提出的"电极_铁电薄膜_电极_液滴_电极"结构将第一基板1和第二基 板13设计成各种图像形状。 图IO所示是本发明提出的多稳态电润湿结构的第三优选示意图。 一种多稳态微 流控器件，包括一块第一基板l，第一基板1上设有多个第一电极2，第一电极2上设有铁电 薄膜7，铁电薄膜7上设有液滴4，液滴4上设有第二电极6。第一基板1通常是一个二维 平面板，可以是玻璃、透明树脂、聚酰亚胺、或PET等材料，第一基板1上是多个第一电极2， 第一电极2可以是二维平面电极，也可以是为控制液滴4形状而设计的各种二维图案，第一 电极2可以是铝、铜等金属电极，也可以是IT0等透明导电电极，与传统电润湿器件不同，第一电极2上是一层铁电薄膜7，可以是钛酸钡、钛酸锂等材料或其混合物构成的无机铁电薄 膜，也可以是聚偏氟乙烯等聚合物材料或其共聚物构成的有机铁电薄膜，液滴4位于铁电 薄膜7之上，液滴4可以是去离子，或是导电性盐水，例如含有Kcl、 Nacl、 NaS04的去离子 水等，还可以是各种生物有机溶液，在液滴4与铁电薄膜7之间还可以增加一层很薄的疏水 层，例如聚四氟乙烯等薄膜，图中省略未画出疏水层，第二电极6与液滴4直接接触。两个 第一电极2之间连接有电源，第二电极6与两个第一电极2分别通过第一开关10和第二开 关15连接。该多稳态电润湿结构的原理是首先在两个第一电极2之间加载电压，去除加 载在第一电极2上的电压后，铁电薄膜7在两个电极位置产生极性相反的极化电荷，从而在 左右两边产生不同的润湿特性。还可以在去除第一电极2上的电压后，液滴4接通第一开 关10，或第二开关15，从而液滴4与铁电薄膜7表面带有不同极性的电荷，进一步增强液滴 4与铁电薄膜7表面的润湿力。上述结构只画出了两个第一电极2，本领域的研究人员可以 根据需要增加更多的第一电极2，并将第一电极2设计成各种图案。 图11所示是本发明提出的多稳态电润湿结构的第四优选示意图。 一种多稳态微 流控器件，包括一块第一基板l，第一基板1上设有铁电薄膜7，铁电薄膜7上设有多个第三 电极8，第三电极8上有液滴4，液滴4上设有第二电极6。第一基板1通常是一个二维平 面板，可以是玻璃、透明树脂、聚酰亚胺、或PET等材料，第一基板1上是一层铁电薄膜7，可 以是钛酸钡、钛酸锂等材料或其混合物构成的无机铁电薄膜，也可以是聚偏氟乙烯等聚合 物材料或其共聚物构成的有机铁电薄膜，在铁电薄膜7上是多个第三电极8，第三电极8可 以是铝、铜等金属电极，也可以是IT0等透明导电电极，液滴4位于第三电极8之上，液滴4 可以是去离子，或是导电性盐水，例如含有Kcl、Nacl、NaS04的去离子水等，还可以是各种生 物有机溶液，在液滴4与第三电极8之间还可以增加一层很薄的疏水层，例如聚四氟乙烯等 薄膜，图中省略未画出疏水层，第二电极6与液滴4直接接触。两个第三电极8之间连接有 电源，第二电极6与两个第三电极8分别通过第一开关10和第三开关16连接。该多稳态 电润湿结构的原理与图10类似，加载在第三电极8上的电压使铁电薄膜7表面产生极化电 荷，从而改变铁电薄膜7表面的润湿特性，第一开关10和第三开关16分别与第三电极8导 通，进一步增强电润湿力。上述结构只画出了两个第三电极8，本领域的研究人员可以根据 需要增加更多的第三电极8，并将第三电极8设计成各种图案。 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构 思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发 明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技 术内容已经全部记载在权利要求书中。
权利要求
一种多稳态微流控器件，包括至少一块第一基板(1)，其特征是在第一基板(1)上设有一个以上第一电极(2)，第一电极(2)上设有铁电薄膜(7)，铁电薄膜(7)上设有一个以上第三电极(8)，第三电极(8)上有液滴(4)，液滴(4)上设有第二电极(6)；或者第一基板(1)上设有多个第一电极(2)，第一电极(2)上设有铁电薄膜(7)，铁电薄膜(7)上设有液滴(4)，液滴(4)上设有第二电极(6)；或者第一基板(1)上设有铁电薄膜(7)，铁电薄膜(7)上设有多个第三电极(8)，第三电极(8)上有液滴(4)，液滴(4)上设有第二电极(6)。
2. 根据权利要求1所述的多稳态微流控器件，其特征是第三电极(8)上设有疏水层。
3. 根据权利要求1所述的多稳态微流控器件，其特征是第一基板(1)和/或铁电薄 膜(7)上有隔断(12)，隔断(12)分割出独立的像素单元，独立的像素单元内包含至少一个 第一电极(2)和/或至少一个第三电极(8)。
4. 根据权利要求1所述的多稳态微流控器件，其特征是第一电极(2)和第三电极(8) 为二维矩阵、圆形或品字状排列的六边形、圆形、半圆形或扇形。
5. 根据权利要求l所述的多稳态微流控器件，其特征是在第一电极(2)上有薄膜晶 体管阵列。
6. 根据权利要求l所述的多稳态微流控器件，其特征是还包括侧壁(14)，侧壁(14) 设置在第一基板(1)与第一电极(2)之间或者侧壁(14)设置在第一基板(1)与铁电薄膜 (7)之间。
7. 根据权利要求6所述的多稳态微流控器件，其特征是侧壁(14)是对称圆柱形、六 边形、半球形或碗形。
8. 根据权利要求6所述的多稳态微流控器件，其特征是侧壁(14)为网状孔结构，网 状孔的孔呈矩阵排列或品字状排列。
9. 根据权利要求l所述的多稳态微流控器件，其特征是还包括第二基板(13)，第二基 板(13)上有第二电极(6)，或与第一基板(1)结构相同。
全文摘要
一种多稳态微流控器件，包括至少一块第一基板(1)，其特征是在第一基板(1)上设有第一电极(2)，第一电极(2)上设有铁电薄膜(7)，铁电薄膜(7)上设有第三电极(8)，第三电极(8)上有液滴(4)，液滴(4)上设有第二电极(6)，加载在第一电极(2)和第三电极(8)上的电压使铁电薄膜(7)极化，利用铁电薄膜(7)的极化场强使微流控器件中的液滴长期保持一种接触角状态，无需消耗额外的能量，该结构简单，且可以实现柔性的结构。
文档编号B01L3/00GK101773814SQ20101001827
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者高婧 申请人:高婧