具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1是示出根据本公开一个实施例的微流控芯片的结构示意图。

如图1所示，微流控芯片包括第一基板结构A1。第一基板结构A1包括多个管脚区10、检测区20和围绕检测区20的接地走线GND。

多个管脚区10例如可以包括第一管脚区11和第二管脚区12。第一管脚区11和第二管脚区12可以分别包括一个或多个管脚。

检测区20包括多条第一扫描线SL1、多条第一数据线DL1和多个检测单元21。多个检测单元21例如可以呈矩阵排列，例如可以包括M行、N列个检测单元21。应理解，图1仅仅示意性地示出了一条第一扫描线SL1、一条第一数据线DL1和一个检测单元21。

多条第一扫描线SL1沿第一方向延伸。这里，第一方向例如可以是多个检测单元21排列的行方向。每条第一扫描线SL1通过对应的第一扫描走线SLW1与第一管脚区11连接。应理解，不同的第一扫描线SL1对应不同的第一扫描走线SLW1，不同的第一扫描走线SLW1与第一管脚区11中不同的管脚连接。

多条第一数据线DL1沿与第一方向不同的第二方向延伸。这里，第一方向例如可以是多个检测单元21排列的列方向。每条第一数据线DL1通过对应的第一数据走线DLW1与第二管脚区12连接。应理解，不同的第一数据线DL1对应不同的第一数据走线DLW1，不同的第一数据走线DLW1与第二管脚区12中不同的管脚连接。

每个检测单元21可以包括第一开关晶体管211和与第一开关晶体管211连接的驱动电极212。每个检测单元21还包括位于驱动电极212上方的第一疏水层216(后文将结合图3进行详细介绍)。通过第一开关晶体管211可以向驱动电极212施加电压，以控制液滴在驱动电极212上移动、分离、融合或产生。

图2是示出根据本公开一个实施例的检测单元的布局示意图。

如图2所示，第一开关晶体管211与对应的一条第一扫描线SL1和对应的一条第一数据线DL1连接。例如，位于同一行的检测单元21中的第一开关晶体管211的栅极可以与同一条第一扫描线SL1连接，位于同一列的检测单元21中的第一开关晶体管211的漏极可以与同一条第一数据线DL1连接。

参见图1，接地走线GND与至少一个检测单元21连接，并且与多个管脚区10中的一个连接。例如，接地走线GND可以与每一个检测单元21均连接，例如与每个检测单元21中的遮光层连接。接地走线GND可以与第一管脚区11连接(如图1所示)，也可以与第二管脚区12连接。

上述实施例中，微流控芯片中的第一基板结构A1包括多个管脚区10、检测区20和接地走线GND。接地走线GND围绕检测区20设置，一方面便于检测单元21与接地走线GND连接，另一方面有利于减小检测单元21的寄生电容。

在一些实施例中，参见图1，第一基板结构A1还可以包括围绕接地走线GND设置的静电释放保护器件30。在一些实施例中，静电释放保护器件60可以包括多个薄膜晶体管，每个薄膜晶体管与对应的一条第一扫描走线SLW1或对应的一条第一数据走线DLW1连接。例如，某个薄膜晶体管的源极和漏极中的一个与对应的一条第一扫描走线SLW1连接，另一个与接地走线GND连接。又例如，某个薄膜晶体管的源极和漏极中的一个与对应的一条第一数据走线DLW1连接，另一个与接地走线GND连接。静电释放保护器件30可以防止第一扫描线SL1上的高压烧毁第一扫描走线SLW1，并且可以防止第一数据线DL1上的高压烧毁第一数据走线DLW1。

在一些实施例中，参见图1，第一基板结构A1还可以包括被配置为存储液滴的储液区40。这里，储液区40可以与多个管脚区10中的一个连接，例如与第二管脚区12连接。储液区40例如可以包括绝缘层和位于绝缘层上的金属层。例如，检测区20中的各绝缘层可以延伸到储液区40。储液区40中的金属层可以与检测区20中的某一层的材料相同，例如可以与第一开关晶体管211的源极、漏极或栅极的材料相同。需要说明的是，储液区40可以设置在检测区20外围的任意位置，并且数量不限。

在一些实施例中，参见图1，第一基板结构A1还可以包括多个引导电极50。多个引导电极50间隔地设置在储液区40与检测区20之间，并且，每个引导电极50与多个管脚区10中的一个连接，例如与第二管脚区12连接。通过控制每个引导电极50的电压，可以将储液区40中的大液滴分离为小液滴并引导至检测区20。

图3是示出根据本公开一个实施例的沿着图2所示的A-A’截取的截面示意图。

如图3所示，第一开关晶体管211包括第一有源层2113。在一些实施例中，第一有源层2113的材料可以包括非晶硅、低温多晶硅、或者诸如铟镓锌氧化物(IGZO)的氧化物半导体等。

每个检测单元21包括与接地走线GND连接、且位于第一有源层2113上的遮光层215。在一些实现方式中，遮光层215的材料可以包括Mo、Al、Cu、Ag、Ti、Ni等金属。这里，遮光层215在第一基板100上的正投影与第一有源层2113在第一基板100上的正投影至少部分交叠。例如，第一有源层2113在第一基板100上的正投影可以在遮光层215在第一基板100上的正投影之内。

遮光层215可以减小外界光照对第一有源层2113的不利影响，以减小第一开关晶体管211的光电流。另外，由于遮光层215与接地走线GND连接，可以减小遮光层215与其他金属层之间的寄生电容，也可以避免遮光层215的感应电荷对检测单元21的不利影响。

在一些实施例中，如图3所示，第一开关晶体管211包括位于第一基板100上的第一栅极2111、位于第一基板100上且覆盖第一栅极2111的第一绝缘层2112、位于第一绝缘层2112上的第一有源层2113、与第一有源层2113连接(例如接触)的第一源极2114和第一漏极2115。在一些实现方式中，第一栅极2111、第一源极2114和第一漏极2115中的至少一个的材料可以包括Mo、Al、Cu、Ag、Ti、Ni等金属。在一些实现方式中，第一绝缘层2112的材料可以包括硅的氧化物(例如SiO2)、硅的氮化物(例如SiNx)、Ta₂O₅、Al₂O₃等无机材料，或者可以包括树脂、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚对二甲苯等有机材料。

每个检测单元21还包括覆盖第一开关晶体管211的第二绝缘层213和位于第二绝缘层213上的第三绝缘层214。遮光层215位于第二绝缘层213与第三绝缘层214之间。在一些实现方式中，第二绝缘层213和第三绝缘层214中的至少一个的材料可以包括硅的氧化物(例如SiO2)、硅的氮化物(例如SiNx)、Ta₂O₅、Al₂O₃等无机材料，也可以包括树脂、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚对二甲苯等有机材料。

每个检测单元21还包括位于第三绝缘层214上的驱动电极212、位于驱动电极212上的电介质层215和位于电介质层215上的第一疏水层216。这里，第一疏水层216有利于液滴的移动。驱动电极212通过贯穿第三绝缘层214和第二绝缘层213的过孔V与第一源极2114连接。在一些实现方式中，驱动电极212的材料可以包括Mo、Al、Cu、Ag、Ti、Ni、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等。在一些实现方式中，电介质层215的材料可以包括硅的氧化物(例如SiO2)、硅的氮化物(例如SiNx)、Ta₂O₅、Al₂O₃等无机材料，也可以包括树脂、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚对二甲苯等有机材料。在一些实现方式中，第一疏水层216材料可以包括氟聚合物等。

图4是示出根据本公开另一个实施例的微流控芯片的结构示意图。下面仅重点介绍图4与图1所示微流控芯片的不同之处，其他类似之处可以参照以上描述。

在图4中，多个管脚区10除了包括第一管脚区11和第二管脚区12之外，还包括第三管脚区13和第四管脚区14。这里，第三管脚区13和第四管脚区14可以分别包括一个或多个管脚。

检测区20除了包括多条第一扫描线SL1、多条第一数据线DL1之外，还包括多条第二扫描线SL2和多条第二数据线DL2。应理解，图1仅仅示意性地示出了一条第二扫描线SL2和一条第二数据线DL2。

多条第二扫描线SL2沿第一方向延伸。每条第二扫描线SL2通过对应的第二扫描走线SLW2与第三管脚区13连接。应理解，不同的第二扫描线SL2对应不同的第二扫描走线SLW2，不同的第二扫描走线SLW2与第三管脚区13中不同的管脚连接。

多条第二数据线DL2沿第二方向延伸。每条第二数据线DL2通过对应的第二数据走线DLW2与第四管脚区14连接。应理解，应理解，不同的第二数据线DL2对应不同的第二数据走线DLW2，不同的第二数据走线DLW2与第三管脚区13中不同的管脚连接。

每个检测单元21除了包括第一开关晶体管211和驱动电极212之外，还包括第二开关晶体管217和与第二开关晶体管217连接的感光元件218。感光元件218可以包括光敏传感器，例如光电二极管。光电二极管例如可以包括PIN光电二极管。在一些实现方式中，感光元件218可以包括第一半导体层、第二半导体层、以及位于第一半导体层和第二半导体层之间的本征半导体层。第一半导体层和第二半导体层中的一个为N型半导体层，另一个为P型半导体层。

图5是示出根据本公开另一个实施例的检测单元的布局示意图。

如图5所示，第二开关晶体管217与对应的一条第二扫描线SL2和对应的一条第二数据线DL2连接。例如，位于同一行的检测单元21中的第二开关晶体管217的栅极可以与同一条第二扫描线SL2连接，位于同一列的检测单元21中的第二开关晶体管217的漏极可以与同一条第二数据线DL1连接。

上述实施例中，微流控芯片中的第一基板结构A1还包括第三管脚区13、第四管脚区14、多条第二扫描线SL2和多条第二数据线DL2。检测单元21还包括第二开关晶体管217和感光元件218。感光元件218可以将光信号转换为电信号。通过控制第二开关晶体管217导通，可以读取感光元件218的电信号，进而可以根据电信号可以得到液滴的位置、浓度等信息。

图6是示出根据本公开一个实施例的沿着图5所示的B-B’截取的截面示意图。图7是示出根据本公开一个实施例的沿着图5所示的C-C’截取的截面示意图。图8是示出根据本公开一个实施例的沿着图5所示的D-D’截取的截面示意图。图9是示出根据本公开一个实施例的沿着图5所示的E-E’截取的截面示意图。

下面结合图6-图9介绍根据本公开一个实施例的检测单元21的结构。

如图6和图8所示，第一开关晶体管211包括第一有源层2113，第二开关晶体管217包括第二有源层2173。每个检测单元21包括彼此间隔开且均与接地走线GND连接的第一遮光层225和第二遮光层226。在一些实现方式中，第一有源层2113和第二有源层2173中的至少一个的材料可以包括非晶硅、低温多晶硅、或者诸如铟镓锌氧化物(IGZO)的氧化物半导体等。在一些实现方式中，第一遮光层225和第二遮光层226的材料可以包括Mo、Al、Cu、Ag、Ti、Ni等金属。

第一遮光层225位于第一有源层2113上，并且，第一遮光层225在第一基板100上的正投影与第一有源层2113在第一基板100上的正投影至少部分交叠。例如，第一有源层2113在第一基板100上的正投影可以在第一遮光层225在第一基板100上的正投影之内。

第二遮光层226位于第二有源层2173上，并且，第二遮光层226在第一基板100上的正投影与第二有源层2173在第一基板100上的正投影至少部分交叠。例如，第二有源层2173在第一基板100上的正投影可以在第二遮光层226在第一基板100上的正投影之内。

第一遮光层225可以减小外界光照对第一有源层2113的不利影响，以减小第一开关晶体管211的光电流。第二遮光层226可以减小外界光照对第二有源层2173的不利影响，以减小第二开关晶体管217的光电流。另外，由于第一遮光层225和第二遮光层226均与接地走线GND连接，可以减小第一遮光层225和第二遮光层226各自与其他金属层之间的寄生电容，也可以避免第一遮光层225和第二遮光层226的感应电荷对检测单元21的不利影响。

在一些实施例中，如图6和图7所示，第一开关晶体管211包括位于第一基板100上的第一栅极2111、位于第一基板100上且覆盖第一栅极2111的第一绝缘层2112、位于第一绝缘层2112上的第一有源层2113、与第一有源层2113均连接(例如接触)的第一源极2114和第一漏极2115。

在一些实施例中，如图8和图9所示，第二开关晶体管217包括位于第一基板100上的第二栅极2171、位于第一基板100上且覆盖第二栅极2171的第二绝缘层2172、位于第二绝缘层2172上的第二有源层2173、以及与第二有源层2173均连接(例如接触)的第二源极2174和第二漏极2175。在一些实施例中，第二绝缘层2172和第一绝缘层2112可以一体设置。

在一些实现方式中，第一栅极2111、第一源极2114、第一漏极2115、第二栅极2171、第二源极2174和第二漏极2175中的至少一个的材料可以包括Mo、Al、Cu、Ag、Ti、Ni等金属。

参见图6-图9，每个检测单元21还包括第三绝缘层219、第一电极220、第二电极221、位于第二电极221上的感光元件218、位于感光元件218上的第三电极222、位于第三绝缘层219上的第四绝缘层223、位于第四绝缘层223上的第五绝缘层224、第一遮光层225、第二遮光层226、位于第一遮光层225和第二遮光层226上的第六绝缘层227、位于第六绝缘层227上的驱动电极212、位于第六绝缘层227和位于驱动电极212上的电介质层215、以及位于电介质层215上的第一疏水层216。

第三绝缘层219覆盖第一开关晶体管211和第二开关晶体管217。第一电极220(见图6和图7)和第二电极221(见图8和图9)位于第三绝缘层219上，并且彼此间隔开。参见图7，第一电极220通过贯穿第三绝缘层219的第一过孔V1与第一源极2114连接。参见图9，第二电极221通过贯穿第三绝缘层219的第二过孔V2与第二源极2174连接。第一电极220和第二电极221中的至少一个的材料可以包括Mo、Al、Cu、Ag、Ti、Ni等金属。

如图6-图9所示，第四绝缘层223覆盖第一电极220、第二电极221和第三电极222。

第一遮光层225位于第五绝缘层224上，并且与接地走线GND连接。如图7所示，第一遮光层225可以通过贯穿第五绝缘层224和第四绝缘层223的第三过孔V3与第一电极220连接。在一些实现方式中，第五绝缘层224可以通过贯穿第四绝缘层223的第六过孔与第一电极220连接。这里，第三过孔V3在第一基板100上的正投影在上述第六过孔在第一基板100上的正投影之内。

第二遮光层226与第一遮光层225间隔开地位于第五绝缘层224上，并且与接地走线GND连接。如图9所示，第二遮光层226可以通过贯穿第五绝缘层224和第四绝缘层223的第四过孔V4与第三电极222连接。在一些实现方式中，第五绝缘层224可以通过贯穿第四绝缘层223的第七过孔与第三电极222连接。这里，第四过孔V4在第一基板100上的正投影在上述第七过孔在第一基板100上的正投影之内。

如图7所示，驱动电极212可以通过贯穿第六绝缘层227的第五过孔V5与第一遮光层225连接。

在一些实现方式中，上述第一绝缘层2112、第二绝缘层2172、第三绝缘层219、第四绝缘层223、第五绝缘层224、第六绝缘层227中的至少一个的材料可以包括硅的氧化物(例如SiO2)、硅的氮化物(例如SiNx)、Ta₂O₅、Al₂O₃等无机材料，或者可以包括树脂、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚对二甲苯等有机材料。

图10是示出根据本公开又一个实施例的微流控芯片的结构示意图。

与图1所示微流控芯片相比，图10所示微流控芯片还包括第二基板结构B1。需要说明的是，为了清楚，图10所示微流控芯片简化地示出了第一基板结构A1中的检测区20。

图11是示出根据本公开一个实施例的沿着图10所示的F-F’截取的截面示意图。

如图11所示，第二基板结构B1包括第二基板200和设置在第二基板200靠近第一基板结构A1一侧的公共电极201。在一些实现方式中，公共电极201的材料可以包括氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。

参见图10，第二基板结构B1与第一基板结构A1相对设置，并且通过接合件C1与第一基板结构A1接合。例如，第二基板结构B1可以通过封框胶与第一基板结构A1粘合。应理解，第二基板结构B1与第一基板结构A1之间形成容纳液滴的空间。

第一基板结构A1还包括与接地走线GND连接，并且与公共电极201接触的导电件60。换言之，公共电极201经由导电件60与接地走线GND连接。在一些实现方式中，导电件60可以包括导电银胶。

上述实施例中，第二基板结构B1中的公共电极201与接地走线GND连接，通过控制第一基板结构A1的检测单元21中的驱动电极212的电压，可以驱动第一基板结构A1与第二基板结构B1之间的液滴移动。

在一些实施例中，参见图11，第二基板结构B1还可以包括设置在公共电极201远离第二基板200的一侧的第二疏水层202。第二疏水层202更有利于液滴移动。这里，第二疏水层202设置有孔300，图10所示的导电件60可以穿过孔300与公共电极201接触。在一些实现方式中，第二疏水层202的材料可以包括氟聚合物等。

在一些实施例中，第二基板结构B2设置有贯穿第二基板结构B2的至少一个第一孔301。每个第一孔301在第一基板结构A1上的正投影位于检测区20在第一基板结构A1上的正投影之内。第一孔301例如可以包括出气孔、进液孔、进油孔中的一个或多个。例如，第一孔301可以包括两个出气孔、一个进液孔和一个进油口。出气孔被配置为使得液滴反应后产生的气体经由出气孔离开第二基板结构B1与第一基板结构A1之间的空间。进液孔被配置为施加反应液体。进油孔被配置为施加有助于反应液体流动的油，例如硅油。

在一些实施例中，第一基板结构A1包括被配置为存储液滴的储液区40。储液区40与多个管脚区10中的一个连接，例如与第二管脚区12连接。相应地，第二基板结构B2可以设置有贯穿第二基板结构B2的第二孔302。第二孔302被配置为施加反应液至储液区40。第二孔302在第一基板100上的正投影与第一基板结构A1中的储液区40在第一基板100上的正投影至少部分重叠。例如，第二孔302在第一基板100上的正投影可以位于储液区40在第一基板100上的正投影之内。

图12是示出根据本公开再一个实施例的微流控芯片的结构示意图。

与图4所示微流控芯片相比，图10所示微流控芯片还包括第二基板结构B1。需要说明的是，为了清楚，图12所示微流控芯片简化地示出了第一基板结构A1中的检测区20。另外，图12所示的第二基板结构B1与图10所示的第二基板结构B1相同，在此不再赘述。

应理解，本公开各实施例提供的微流控芯片为有源数字微流控芯片。

本公开实施例还提供了一种微流控器件。微流控器件可以包括上述任意一个实施例的微流控芯片。在一些实施例中，微流控器件可以是微型全分析系统(Miniaturizedtotal analysis systems)。

本公开实施例还提供了一种微流控芯片的制造方法。微流控芯片的制造方法包括形成第一基板结构。

下面介绍第一基板结构。

第一基板结构包括多个管脚区。多个管脚区包括第一管脚区和第二管脚区。

第一基板结构还包括检测区。检测区包括沿第一方向延伸的多条第一扫描线。每条第一扫描线通过对应的第一扫描走线与第一管脚区连接。检测区还包括形成沿与第一方向不同的第二方向延伸的多条第一数据线。每条第一数据线通过对应的第一数据走线与第二管脚区连接。检测区还包括多个检测单元。每个检测单元包括第一开关晶体管和与第一开关晶体管连接的驱动电极，第一开关晶体管与对应的一条第一扫描线和对应的一条第一数据线连接。

第一基板结构还包括围绕检测区的接地走线。这里，接地走线与至少一个检测单元连接，并与多个管脚区中的一个连接。

上述实施例中形成的第一基板结构包括多个管脚区、检测区和接地走线。接地走线围绕检测区设置，一方面便于检测单元与接地走线连接，另一方面有利于减小检测单元的寄生电容。

在一些实施例中，微流控芯片的制造方法还包括：形成第二基板结构；以及将第二基板结构通过接合件与第一基板结构接合，以使得第二基板结构与第一基板结构相对设置。例如，可以通过如下方式形成第二基板结构：提供第二基板；然后在第二基板的一侧形成公共电极。

在一些实施例中，在形成第二基板结构的过程中，还可以在公共电极远离第二基板的一侧形成第二疏水层，第二疏水层设置有孔。另外，在形成第一基板结构的过程中还可以形成与接地走线连接的导电件。在将第二基板结构与第一基板结构接合后，导电件穿过孔与公共电极接触。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。