[发明专利]一种微流体阵列控制器

权利要求书

1.一种微流体阵列控制器，其特征在于，包括由M×N个控制单元排列形成的M×N阵列、钝化层、电源1和电源2；

每个所述控制单元包括微流体通道器件、薄膜晶体管器件、电容；所述阵列中，每一行，所有薄膜晶体管器件的栅电极相连，并与对应的行控制信号连接；每一列，所有薄膜晶体管器件的源电极相连，并与对应的列控制信号连接；所有薄膜晶体管器件的漏电极通过对应的微流体通道器件与电源1连接，并通过对应的电容与电源2连接；所述薄膜晶体管器件、电容分别设置于所述微流体通道器件下方的两侧；所述薄膜晶体管器件、电容通过所述钝化层与所述微流体通道器件连接；

所述微流体通道器件从上到下依次包括顶部电极、顶部疏水层、通道区、底部疏水层、绝缘层1和底部电极；所述通道区内设置有液体，通道区边缘设置有亲水性绝缘材料的侧墙；所述亲水性绝缘材料的侧墙与顶部疏水层不接触；

所述薄膜晶体管器件包括源电极、漏电极、半导体层、栅绝缘层和栅电极；所述栅绝缘层设置于所述栅电极上方；所述半导体层设置于所述栅绝缘层上方；所述源电极、漏电极设置于所述半导体层两侧，且与所述半导体层接触；

所述电容从上到下依次包括顶电极、绝缘层2、地电极；电容的顶电极与薄膜晶体管的漏电极相连；

在所述半导体层上方的微流体通道器件的顶部电极上设置一个与所述半导体层面积重叠的窗口。

2.根据权利要求1所述的微流体阵列控制器，其特征在于，所述顶电极和地电极的材料为铝、铝硅合金、金、铂、钼、铜、钛、ITO中的至少一种；

所述绝缘层2的材料为氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钛、氮化硅中至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的微流体阵列控制器，其特征在于，所述薄膜晶体管器件的源电极、漏电极的材料分别为铝、铝硅合金、金、铂、钼、铜、钛、ITO中的至少一种；所述源电极、漏电极之间的距离为1～50μm；

所述半导体层的材料为非晶硅、氧化铟镓锌、氧化锌、氧化锡、多晶硅中的至少一种，其厚度小于200nm；

所述栅绝缘层的材料为氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钛、氮化硅、派瑞林、光刻胶、聚四氟乙烯中的至少一种，其厚度为50nm～1μm；

所述栅电极的材料为铝、铝硅合金、金、铂、钼、铜、钛、ITO中的至少一种，其厚度为50～300nm。

4.根据权利要求1或2所述的微流体阵列控制器，其特征在于，所述微流体通道器件顶部电极、底部电极的材料为透明导电材料ITO；

所述顶部疏水层的材料为有机疏水材料或结构疏水材料，其厚度为1～200nm；所述顶部疏水层和底部疏水层之间的距离为1～120μm；

所述通道区内填充的液体为水或有机材料中的至少一种；

所述底部疏水层的材料为有机疏水材料或结构疏水材料，厚度为1～200nm；

所述绝缘层1的材料为氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钛、氮化硅、派瑞林、光刻胶、聚四氟乙烯中的至少一种，其厚度为30nm～20μm。

5.根据权利要求1或2所述的微流体阵列控制器，其特征在于，所述亲水性绝缘材料包括光刻胶、氧化物、派瑞林。

6.根据权利要求2所述的微流体阵列控制器，其特征在于，所述电容的顶电极和地电极的宽度、长度分别为10～1500μm，厚度为50～300nm；

所述绝缘层2的厚度为50nm～1μm。

7.根据权利要求1所述的微流体阵列控制器，其特征在于，所述电容的顶电极上方的钝化层设置有通孔，所述电容的顶电极与薄膜晶体管器件的漏电极通过所述通孔与微流体通道器件的顶部电极进行电气连接，所述电容的地电极与电源2相连。