微流控芯片的制作方法

本申请属于微流控，具体涉及一种微流控芯片。

背景技术：

1、微流控(micro-fluidic)技术是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的技术。对于微流控液滴技术的应用主要在于对液滴的操控，比如实现液滴的分裂、融合、混合、分选等功能。因此，微流控技术在生物医学研究、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物试剂的检测等众多领域的应用具有极为广阔的前景。

2、其中，在数字微流控芯片中，一般通过介电润湿效应驱动液滴进行移动，即通过在电极上施加电压，改变液滴接触角，从而驱使液滴进行移动。然而介电润湿效应的驱动电压一般较高，对于具有生物活性的液滴，较高的驱动电压会对液滴造成损伤，使之限制了微流控芯片的应用环境。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种微流控芯片，能够降低微流控芯片中驱动液滴的驱动电压，提高微流控芯片的应用环境。

2、本申请第一方面提供了一种微流控芯片，所述微流控芯片包括衬底和形成于所述衬底上的驱动电路层和驱动电极层，所述驱动电极层设于所述驱动电路层远离所述衬底的一侧，所述驱动电极层包括与所述驱动电路层电连接的驱动电极，液滴能够根据相邻所述驱动电极的电压进行移动，所述微流控芯片还包括：

3、形变记忆材料层，设于所述驱动电极层远离所述衬底的一侧，所述形变记忆材料层包括形变记忆材料部，所述形变记忆材料部与所述驱动电极相对应；

4、斜面层，包括倾斜部，所述倾斜部设于相邻所述形变记忆材料部之间，并与所述形变记忆材料部之间间隔设置，所述倾斜部具有倾斜面、最高点和最低点，所述最高点和所述最低点分别位于所述倾斜面的两端，且所述最高点和所述最低点在液滴的移动方向上依次排布，所述倾斜面的两端分别对应相邻的所述形变记忆材料部；

5、所述形变记忆材料部具有第一形态和第二形态，在所述衬底的厚度方向上，处于所述第一形态的所述形变记忆材料部低于所述最高点；在所述液滴移动至所述形变记忆材料部处时，所述形变记忆材料部由所述第一形态形变为所述第二形态，在所述衬底的厚度方向上，处于所述第二形态的所述形变记忆材料部高于所述第一形态的所述形变记忆材料部，所述液滴能从所述形变记忆材料部移动至所述倾斜面上，并朝向所述最低点的方向进行移动。

6、在本申请的一种示例性实施例中，所述倾斜部远离所述衬底的一面为所述倾斜面，所述倾斜面为倾斜平面；

7、所述倾斜面具有倾斜夹角α，所述倾斜夹角α的取值范围为：30°≤α≤70°。

8、在本申请的一种示例性实施例中，所述倾斜面为朝向所述衬底凸出的圆弧面。

9、在本申请的一种示例性实施例中，所述倾斜面包括倾斜平面和朝向所述衬底凸出的圆弧面，所述倾斜平面与所述圆弧面相接。

10、在本申请的一种示例性实施例中，所述倾斜面包括朝向远离所述衬底一侧凸出的第一段圆弧面和朝向所述衬底凸出的第二段圆弧面，所述第一段圆弧面与所述第二段圆弧面相接。

11、在本申请的一种示例性实施例中，所述第一段圆弧面具有所述最高点，所述第二段圆弧面具有所述最低点；

12、所述第一段圆弧面具有凸点，在所述衬底的厚度方向上，所述凸点的高度小于所述最高点的高度。

13、在本申请的一种示例性实施例中，所述倾斜部还包括第一平面和第二平面，所述第一平面垂直于所述第二平面设置，所述第二平面与所述衬底相互平行，所述第一平面远离所述第二平面的一端与所述倾斜面连接，且所述第一平面与所述倾斜面的连接处为所述最高点；所述第二平面远离所述第一平面的一端与所述倾斜面连接，且所述第二平面与所述倾斜面的连接处为所述最低点；和/或

14、所述形变记忆材料部与所述倾斜部之间具有间隙d，所述间隙d小于所述液滴在所述液滴的移动方向上的长度，所述间隙d的取值范围为：0＜d＜0.5μm。

15、在本申请的一种示例性实施例中，所述形变记忆材料部为热敏记忆材料；

16、所述微流控芯片还包括加热层和绝缘层，所述绝缘层覆盖于所述驱动电极，所述加热层设于所述绝缘层远离所述衬底的一侧，所述加热层包括加热电阻，所述热敏记忆材料覆盖所述加热电阻；和/或

17、所述加热电阻与所述驱动电极连接所述驱动电路层上同一信号线。

18、在本申请的一种示例性实施例中，所述形变记忆材料部为光敏记忆材料；

19、所述微流控芯片还包括液晶盒，所述液晶盒设于所述衬底远离所述驱动电路层的一侧；

20、所述液晶盒包括第一偏光片、基底、公共电极、第一配向层、液晶分子、第二配向层和第二偏光片，所述第一配向层和所述第二配向层之间对盒设置，且所述液晶分子设于所述第一配向层和所述第二配向层之间；第二偏光片设于所述第二配向层远离所述液晶分子的一侧，所述第二偏光片远离所述第二配向层的一侧与所述衬底连接；所述公共电极设于所述第一配向层远离所述液晶分子的一侧；所述基底设于所述公共电极远离所述第一配向层的一侧，所述第一偏光片设于所述基底远离所述公共电极的一侧。

21、在本申请的一种示例性实施例中，所述微流控芯片还包括：

22、介电层，所述介电层设于所述斜面层靠近所述衬底的一侧，所述介电层包括相互间隔设置的第一介电部和第二介电部，所述第一介电部与所述倾斜部相对应，所述第二介电部与所述驱动电极相对应；

23、疏水层，所述疏水层设有相互间隔设置的第一疏水部和第二疏水部，所述第一疏水部设于所述倾斜部远离所述第一介电部的一侧，所述第二疏水部设于所述第二介电部远离所述驱动电极的一侧。

24、本申请方案具有以下有益效果：

25、本申请方案提供了一种微流控芯片，其包括衬底、驱动电路层和驱动电极层、形变记忆材料层和斜面层，液滴在相邻驱动电极的作用下进行移动；当液滴未移动至驱动电极处时，形变记忆材料部具有处于第一形态；在液滴移动至驱动电极处时，形变记忆材料部由第一形态形变为第二形态。在相邻驱动电极驱动作用下，液滴从第二形态的形变记忆材料部移动至最高点，液滴与倾斜部的倾斜面接触，并朝向最低点的方向在倾斜面上进行滑动，最后经过最低点移动至下一驱动电极处。液滴自最高点移动至最低点处时，具有一高度差，并由于液滴自身具有重量，那么从最高点移动至最低点处时，液滴会具有一重力势能，能提供一部分向下的动力，使得液滴在倾斜面上的移动更加简单，仅利用一小部分驱动电压即可驱动液滴在倾斜面上进行移动，也就不需要太高的驱动电压来驱动液滴进行移动，也就可以降低驱动电极的驱动电压，避免驱动电压过高对液滴造成损伤，保证液滴的生物活性，提高微流控芯片的应用环境。

26、本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

27、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种微流控芯片，所述微流控芯片包括衬底和形成于所述衬底上的驱动电路层和驱动电极层，所述驱动电极层设于所述驱动电路层远离所述衬底的一侧，所述驱动电极层包括与所述驱动电路层电连接的驱动电极，液滴能够根据相邻所述驱动电极的电压进行移动，其特征在于，所述微流控芯片还包括：

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述倾斜部远离所述衬底的一面为所述倾斜面，所述倾斜面为倾斜平面；

3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述倾斜面为朝向所述衬底凸出的圆弧面。

4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述倾斜面包括倾斜平面和朝向所述衬底凸出的圆弧面，所述倾斜平面与所述圆弧面相接。

5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述倾斜面包括朝向远离所述衬底一侧凸出的第一段圆弧面和朝向所述衬底凸出的第二段圆弧面，所述第一段圆弧面与所述第二段圆弧面相接。

6.根据权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一段圆弧面具有所述最高点，所述第二段圆弧面具有所述最低点；

7.根据权利要求2至6任一项所述的微流控芯片，其特征在于，所述倾斜部还包括第一平面和第二平面，所述第一平面垂直于所述第二平面设置，所述第二平面与所述衬底相互平行，所述第一平面远离所述第二平面的一端与所述倾斜面连接，且所述第一平面与所述倾斜面的连接处为所述最高点；所述第二平面远离所述第一平面的一端与所述倾斜面连接，且所述第二平面与所述倾斜面的连接处为所述最低点；和/或

8.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，

10.根据权利要求8或9所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括：

技术总结
本申请具体涉及微流控芯片，包括衬底、驱动电路层、驱动电极层、形变记忆材料层和斜面层，所述斜面层包括倾斜部，倾斜部设于相邻形变记忆材料部之间，并与形变记忆材料部之间间隔设置，倾斜部具有倾斜面、最高点和最低点，最高点和最低点在液滴的移动方向上依次排布；在衬底的厚度方向上，处于第一形态的形变记忆材料部低于最高点；在液滴移动至形变记忆材料部处时，形变记忆材料部由第一形态形变为第二形态，在衬底的厚度方向上，处于第二形态的形变记忆材料部高于第一形态的形变记忆材料部，液滴能从形变记忆材料部移动至倾斜面上，朝向最低点的方向进行移动。本申请能降低驱动液滴的驱动电压，保证液滴的生物活性，提高微流控芯片的应用环境。

技术研发人员：蒲洋,袁海江
受保护的技术使用者：惠科股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16