微流控基板及其制备方法和微流控芯片与流程

allin2025-08-03  19


本申请涉及微流控,尤其涉及一种微流控基板及其制备方法和微流控芯片。


背景技术:

1、微流控技术指的是使用微管道处理或操纵微小液滴的一种技术。微流控芯片是微流控技术实现的主要平台。微流控芯片具有并行采集和处理样品、集成化高、高通量、分析速度快、功耗低、物耗少,污染小等特点。现有的微流控芯片主要用于驱动液滴流动。

2、现有主流方案是采用微流控基板通过打开主动开关控制驱动主电极产生电场,来控制液滴运动,但是由于控制液滴运动需要施加较大电压才能较精准的控制,而单纯提高数据信号线的电压则会导致主动开关损毁的情况发生。


技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种微流控基板及其制备方法和微流控芯片,提高微流控基板的驱动能力以提升微流控基板的适用性,而且可以降低主动开关损毁率,提升微流控基板的使用寿命。

2、本申请公开了一种微流控基板,所述微流控基板包括扫描信号线、数据信号线、主动开关和驱动主电极;

3、所述数据信号线和所述扫描信号线纵横交错排布并划分出多个驱动单元,每个所述驱动单元内设置有一个主动开关和一个驱动主电极;

4、所述数据信号线、所述主动开关和所述驱动主电极依次串联设置,所述扫描信号线与所述主动开关的连接,并控制所述主动开关与所述数据信号线之间的通断;

5、所述微流控基板还包括第一电压信号线,所述第一电压信号线与所述驱动主电极连接;所述第一电压信号线接收的电压大于所述主动开关的最大承受电压;所述数据信号线接收的电压小于所述主动开关的最大承受电压,所述第一电压信号线接收的电压与所述数据信号线接收的电压之差小于所述主动开关的最大承受电压。

6、可选的,每列所述驱动主电极分别连接一根所述数据信号线,每排所述主动开关分别连接一根所述扫描信号线;每一列所述驱动主电极分别连接一根所述第一电压信号线。

7、可选的,所述微流控基板还包括第二电压信号线和驱动辅助电极,所述第二电压信号线与所述驱动辅助电极连接,所述驱动辅助电极位于两个所述驱动主电极之间;

8、所述第二电压信号线用于接收负电压,所述第一电压信号线用于接收的正电压。

9、可选的,所述微流控基板包括衬底、第一金属层、第一绝缘层、第二金属层、第二绝缘层、驱动电极层和疏水层;所述第一金属层、所述第一绝缘层、所述第二金属层、所述第二绝缘层、所述驱动电极层和所述疏水层依次设置在所述衬底上;

10、所述驱动主电极位于所述驱动电极层上,所述驱动辅助电极位于所述第二金属层中。

11、可选的,定义相邻两个所述驱动主电极之间间隙的长度方向为第一方向,所述驱动辅助电极的宽度沿着所述第一方向上先减小再增加,且所述驱动辅助电极分别靠近两个所述驱动主电极的两侧均向内凹陷。

12、可选的,所述主动开关包括第一子主动开关和第二子主动开关,所述数据信号线、所述第一子主动开关、所述第二子主动开关和所述驱动主电极依次串联设置,所述扫描信号线与所述第一子主动开关和所述第二子主动开关的连接,并控制所述驱动主电极与所述数据信号线之间的通断。

13、可选的,所述扫描信号线包括第一子扫描信号线和第二子扫描信号线,所述第一子扫描信号线与一行奇数列的驱动主电极对应的主动开关连接,所述第二子扫描信号线与同一行偶数列的驱动主电极对应的主动开关连接,所述第一电压信号线同时连接相邻的两列所述驱动主电极,且一个所述驱动主电极仅连接一根第一电压信号线。

14、本申请还公开了一种微流控基板的驱动方法,所述驱动方法用于上述所述的微流控基板;所述微流控基板用于驱动液滴移动,定义所述液滴初始时所在的位置为初始位置,定义所述液滴移动后所在的位置为目标位置;

15、所述微流控基板的驱动方法包括步骤:

16、所述初始位置处的所述驱动主电极与所述目标位置处的驱动主电极连接在不同扫描信号线上,且连接在同一条所述第一电压信号线上时:

17、所述目标位置处的扫描信号线关断所述目标位置处的主动开关,所述目标位置处的所述驱动主电极与所述数据信号线断开连接,所述第一电压信号线向所述目标位置处的所述驱动主电极传输高压信号;

18、所述第一电压信号线向所述初始位置处的所述驱动主电极传输高压信号,所述初始位置处的扫描信号线打开所述初始位置处的主动开关,所述初始位置处的所述驱动主电极接收从数据信号线输入的低压信号,所述液滴从所述初始位置处的驱动主电极上移动至所述目标位置处的驱动主电极上。

19、本申请还公开了一种微流控基板的驱动方法,所述驱动方法用于上述所述的微流控基板;所述微流控基板用于驱动液滴移动,定义所述液滴初始时所在的位置为初始位置,定义所述液滴移动后所在的位置为目标位置;

20、所述微流控基板的驱动方法包括步骤:

21、当所述初始位置处的驱动主电极和所述目标位置处的驱动主电极对应连接在同一扫描信号线上,且连接不同条所述第一电压信号线上时:

22、所述目标位置处的扫描信号线关断所述目标位置处的主动开关,所述目标位置处的所述驱动主电极与所述数据信号线断开连接,所述目标位置处的所述第一电压信号线向所述目标位置处的所述驱动主电极输入高压信号;

23、所述初始位置处的所述第一电压信号停止给所述初始位置处的所述驱动主电极输入高压信号,所述液滴从所述初始位置处的驱动主电极上移动至所述目标位置处的驱动主电极上。

24、本申请还公开了一种微流控芯片,所述微流控芯片包括对置基板和微流控基板,所述对置基板与所述微流控基板间隔设置,并在所述对置基板与所述微流控基板之间形成通道。

25、相对于现有的微流控基板的方案来说,本申请通过增加第一电压信号线,所述第一电压信号线直接与驱动主电极连接,所述第一电压信号线接收的电压大于所述主动开关的最大承受电压,数据信号线接收的电压和第一电压信号线上的电压之差小于主动开关的最大承受电压,如此即可以在驱动液滴的时候提高驱动主电极的电压,而且也不会导致主动开关受损,从而提高微流控基板的驱动能力以提升微流控基板的适用性,并可以降低主动开关损毁率,提升微流控基板的使用寿命。



技术特征:

1.一种微流控基板,其特征在于,所述微流控基板包括扫描信号线、数据信号线、主动开关和驱动主电极;

2.根据权利要求1所述的微流控基板,其特征在于,每列所述驱动主电极分别连接一根所述数据信号线,每排所述主动开关分别连接一根所述扫描信号线;每一列所述驱动主电极分别连接一根所述第一电压信号线。

3.根据权利要求2所述的微流控基板,其特征在于,所述微流控基板还包括第二电压信号线和驱动辅助电极,所述第二电压信号线与所述驱动辅助电极连接,所述驱动辅助电极位于两个所述驱动主电极之间;

4.根据权利要求3所述的微流控基板,其特征在于,所述微流控基板包括衬底、第一金属层、第一绝缘层、第二金属层、第二绝缘层、驱动电极层和疏水层;所述第一金属层、所述第一绝缘层、所述第二金属层、所述第二绝缘层、所述驱动电极层和所述疏水层依次设置在所述衬底上;

5.根据权利要求4所述的微流控基板,其特征在于,定义相邻两个所述驱动主电极之间间隙的长度方向为第一方向,所述驱动辅助电极的宽度沿着所述第一方向上先减小再增加,且所述驱动辅助电极分别靠近两个所述驱动主电极的两侧均向内凹陷。

6.根据权利要求2所述的微流控基板,其特征在于,所述主动开关包括第一子主动开关和第二子主动开关,所述数据信号线、所述第一子主动开关、所述第二子主动开关和所述驱动主电极依次串联设置,所述扫描信号线与所述第一子主动开关和所述第二子主动开关的连接,并控制所述驱动主电极与所述数据信号线之间的通断。

7.根据权利要求1所述的微流控基板,其特征在于,所述扫描信号线包括第一子扫描信号线和第二子扫描信号线,所述第一子扫描信号线与一行奇数列的驱动主电极对应的主动开关连接,所述第二子扫描信号线与同一行偶数列的驱动主电极对应的主动开关连接,所述第一电压信号线同时连接相邻的两列所述驱动主电极,且一个所述驱动主电极仅连接一根第一电压信号线。

8.一种微流控基板的驱动方法,其特征在于,所述驱动方法用于上述权利要求1-7中任意一项所述的微流控基板;所述微流控基板用于驱动液滴移动,定义所述液滴初始时所在的位置为初始位置,定义所述液滴移动后所在的位置为目标位置;

9.一种微流控基板的驱动方法,其特征在于,所述驱动方法用于上述权利要求1-6中任意一项所述的微流控基板;所述微流控基板用于驱动液滴移动,定义所述液滴初始时所在的位置为初始位置,定义所述液滴移动后所在的位置为目标位置;

10.一种微流控芯片,其特征在于,所述微流控芯片包括对置基板和如权利要求1-7中任意一项所述的微流控基板,所述对置基板与所述微流控基板间隔设置,并在所述对置基板与所述微流控基板之间形成通道。


技术总结
本申请公开了一种微流控基板及其制备方法和微流控芯片,主要涉及微流控技术领域,数据信号线、主动开关和驱动主电极依次串联设置,扫描信号线与主动开关的连接,并控制主动开关与数据信号线之间的通断;微流控基板还包括第一电压信号线,第一电压信号线与驱动主电极连接;第一电压信号线接收的电压大于主动开关的最大承受电压;数据信号线接收的电压小于主动开关的最大承受电压,第一电压信号线接收的电压与数据信号线接收的电压之差小于主动开关的最大承受电压。通过上述设计,提高微流控基板的驱动能力,以提升微流控基板的适用性,而且还可以降低主动开关损毁率,提升微流控基板的使用寿命。

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:2024/10/31
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