專利名稱：用于mems的液晶微流體驅(qū)動(dòng)與控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微流體驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于MEMS的液晶微流體驅(qū)動(dòng)與控制方法。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有微流體驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)分為兩大類，一類是從宏觀流體驅(qū)動(dòng)移植過來的驅(qū)動(dòng)方式，如機(jī)械壓差驅(qū)動(dòng)、離心力驅(qū)動(dòng)、電水力驅(qū)動(dòng)等；另一類是根據(jù)微尺度下流體特性設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)方式，如表面張力驅(qū)動(dòng)、熱氣泡驅(qū)動(dòng)和電滲式驅(qū)動(dòng)等。在微系統(tǒng)的條件下，由于尺度的減小，微流體器件的面/體比大大增加，表面張力的影響變得十分明顯，流體的流動(dòng)特性發(fā)生了變化。因此，從宏觀流體驅(qū)動(dòng)移植過來的驅(qū)動(dòng)與控制方法在微管道中往往效果不好甚至是不可行的。其次，近年來，微系統(tǒng)已經(jīng)越來越多地涉及到納米通道和納流控制，成為分子水平上進(jìn)行生命科學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)和化學(xué)工程研究的重要平臺(tái)之一。流體控制開始趨向于在更低流量水平上(pl/min)的驅(qū)動(dòng)，更多的關(guān)注流量為100ρ1/π η-50μ Ι/min范圍，壓強(qiáng)為幾個(gè)厘米水柱到幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓不等的流體驅(qū)動(dòng)，并在很多情況下要求流量/壓強(qiáng)可控，流動(dòng)相組成和流向可控。而直接移植的驅(qū)動(dòng)方式的微執(zhí)行器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大多存在機(jī)械可動(dòng)部件，必然受到加工工藝和精度的限制，很難實(shí)現(xiàn)微型化和精確、靈活驅(qū)動(dòng)，可靠性和壽命也不高，無法達(dá)到應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。綜上的因素大大限制了從宏觀移植過來的驅(qū)動(dòng)方式在微流體驅(qū)動(dòng)與控制領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。根據(jù)微尺度下流體特性設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)方式，比較成熟的是電滲驅(qū)動(dòng)。其控制原理是利用電滲流產(chǎn)生泵和閥的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)流體在微管道中流動(dòng)。在微流體系統(tǒng)，尤其是在生物和電泳芯片中，得到了廣泛的應(yīng)用。但其缺點(diǎn)也很明顯首先，電滲流對(duì)管壁材料和被驅(qū)動(dòng)流體的物理化學(xué)性質(zhì)敏感，因此它只適用于一定范圍的流體和管壁材料。其次，產(chǎn)生電滲流所需要的高壓電源會(huì)帶來安全、功耗和所占空間大的問題，這不利于系統(tǒng)的微小型化；最后， 電滲流盡管適于驅(qū)動(dòng)和控制狹窄管道中的微量液體，但由于焦耳熱問題，它卻不能高速驅(qū)動(dòng)更寬管道中的流體，而這一能力在許多的微流體系統(tǒng)應(yīng)用中是十分必要的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于MEMS (微電子機(jī)械系統(tǒng))的液晶微流體驅(qū)動(dòng)與控制方法，克服了現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)電壓高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、驅(qū)動(dòng)力小等缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，并且可以依靠熱、壓力、磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶，利用各場(chǎng)的切換可以在微通道的交叉口控制液晶流的方向。其驅(qū)動(dòng)原理如圖1所示，由于液晶的各向異性，在電/磁場(chǎng)的作用下，液晶分子會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，又由于液晶還具有流動(dòng)性，因此液晶分子的旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致速度梯度的變化，微觀的速度梯度的變化在宏觀的表現(xiàn)就是液晶流動(dòng)的發(fā)生。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種用于MEMS的液晶微流體驅(qū)動(dòng)與控制方法，其中，包括如下步驟 步驟一，制作液晶盒，所述液晶盒盒體的玻璃板由三層結(jié)構(gòu)組成，分別為導(dǎo)電玻璃板層、透明電極層和配向高分子層；
步驟二，選擇極化特性好的液晶或者形變大、撓曲電效應(yīng)強(qiáng)的液晶充入液晶盒，封口 ；步驟三，向液晶盒上焊接導(dǎo)線，施加電/磁場(chǎng)作為輸入量；
步驟四，如果步驟二中選擇極化特性好的液晶，則調(diào)節(jié)電/磁場(chǎng)的輸入量的大小、方向特征量得到基于液晶引流效應(yīng)的液晶流動(dòng)；
步驟五，如果步驟二中選擇形變大、撓曲電效應(yīng)強(qiáng)的液晶，則調(diào)節(jié)電/磁場(chǎng)輸入量以獲取基于液晶的撓曲電效應(yīng)的液晶流動(dòng)。進(jìn)一步，所述液晶盒盒體的導(dǎo)電玻璃板層采用ITO導(dǎo)電玻璃板，透明電極層采用 ITO膜，配向高分子層采用聚酰亞胺膜。進(jìn)一步，所述液晶盒盒體的玻璃板間距離為5 - 100微米。本發(fā)明的有益效果為
本發(fā)明屬于非機(jī)械驅(qū)動(dòng)，非機(jī)械驅(qū)動(dòng)指的是通過把其他能量形式(電、光、磁、熱)轉(zhuǎn)化或直接施加到被驅(qū)動(dòng)流體上使之具有運(yùn)動(dòng)能量的驅(qū)動(dòng)方式，由于其一般為無可動(dòng)部件結(jié)構(gòu)，因此通常稱為動(dòng)態(tài)連續(xù)流驅(qū)動(dòng)。與其他驅(qū)動(dòng)方式相比，這種驅(qū)動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、沒有可動(dòng)部件，尺寸小和可大規(guī)模集成等優(yōu)點(diǎn)；而且不受被驅(qū)動(dòng)流體介質(zhì)性質(zhì)限制，易于將控制電路和流體管道集成為一體，是一種比較理想的驅(qū)動(dòng)與控制方式。這種驅(qū)動(dòng)方式中液晶流的速度大小與管道或橫道的橫向尺寸無關(guān)，易于控制；并且可以依靠熱、壓力、磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶， 利用各場(chǎng)的切換可以在微通道的交叉口控制液晶流的方向。優(yōu)化通道的幾何結(jié)構(gòu)，可以在微流裝置的不同部位產(chǎn)生不同的流速。除此以外，液晶流對(duì)管道或槽道壁面材料的物理化學(xué)性質(zhì)沒有要求。這些優(yōu)點(diǎn)基本滿足了微流體驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的要求。本發(fā)明具有開拓性的意義， 其成果能夠促進(jìn)微泵、微閥等微流體元器件的發(fā)展，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，在航空、航天、醫(yī)療器械尤其是芯片實(shí)驗(yàn)室等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
圖1為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)原理圖2為本發(fā)明實(shí)施例1-3液晶盒的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明實(shí)施例4液晶盒玻璃板的結(jié)構(gòu)示意圖及疊放示意圖4為配向膜摩擦方法示意圖5為本發(fā)明實(shí)施例5的液晶盒示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例6的液晶盒玻璃板示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
如圖1所示，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)原理是在外加能量(包括電、磁、熱等)的作用下，長棒狀的液晶分子重新排列，分子的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了微觀的速度梯度，液晶的流動(dòng)性將這種微觀的梯度表現(xiàn)為宏觀的液晶流動(dòng)，客觀上完成了由電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，為液晶作為微流體驅(qū)動(dòng)與控制方法的驅(qū)動(dòng)介質(zhì)提供了條件。完成這個(gè)過程的前提條件是首先載體必須同時(shí)具有方向性與流動(dòng)性，其次載體分子必須具備能夠被極化的性質(zhì)和形狀。本發(fā)明利用液晶撓曲電效應(yīng)和液晶引流效應(yīng)，進(jìn)行微流體驅(qū)動(dòng)與控制，以下分別進(jìn)行詳述。用于MEMS的液晶微流體驅(qū)動(dòng)與控制方法(基于液晶撓曲電效應(yīng))，其具體步驟如下的玻璃板由三層結(jié)構(gòu)組成，分別為導(dǎo)電玻璃板層、透明電極層和配向高分子層；
步驟二，選擇形變大、撓曲電效應(yīng)強(qiáng)的液晶充入液晶盒，封口 ；
步驟三，向液晶盒上焊接導(dǎo)線，施加電/磁場(chǎng)作為輸入量；
步驟四，調(diào)節(jié)電/磁場(chǎng)輸入量以獲取基于液晶的撓曲電效應(yīng)的液晶流動(dòng)。在液晶中展曲或彎曲形變會(huì)引起液晶的極化，反過來電場(chǎng)也可使液晶發(fā)生形變， 這種效應(yīng)稱之為液晶的撓曲電效應(yīng)，簡(jiǎn)單來講，類似于晶體的壓電效應(yīng)。但由于液晶的流動(dòng)性，當(dāng)液晶分子發(fā)生形變后會(huì)以宏觀流動(dòng)的方式表現(xiàn)出來，因此可以通過這一效應(yīng)達(dá)到將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的目的，實(shí)現(xiàn)微流體的驅(qū)動(dòng)與控制。也就是通過電場(chǎng)的輸入，引起液晶分子形狀的變化，形狀的變化導(dǎo)致分子排列方式發(fā)生變化，從而導(dǎo)致液晶流動(dòng)的形成，作為輸出ο由撓曲電效應(yīng)所引起的液晶流動(dòng)是精確可控的，并且同晶體的壓電效應(yīng)一樣，液晶的撓曲電效應(yīng)也存在反效應(yīng)，即液晶分子的形變可引起電場(chǎng)的變化，產(chǎn)生微弱的驅(qū)動(dòng)電流，這在微流體驅(qū)動(dòng)中也可以加以利用。除此以外，液晶的撓曲電效應(yīng)與晶體的壓電效應(yīng)相比無需很高的驅(qū)動(dòng)電壓，可實(shí)現(xiàn)真正的低電壓驅(qū)動(dòng)。并且，液晶的本質(zhì)屬于流體，沒有固定的形狀，可以被灌入任意形狀的液晶盒內(nèi)，因此對(duì)液晶盒的形狀沒有要求，大大降低了對(duì)微加工技術(shù)的依賴程度，拓寬了該驅(qū)動(dòng)方法的應(yīng)用范圍?；谝壕б餍?yīng)的驅(qū)動(dòng)方法，其具體步驟如下
步驟一，制作液晶盒，所述液晶盒盒體的玻璃板由三層結(jié)構(gòu)組成，分別為導(dǎo)電玻璃板層、透明電極層和配向高分子層；
步驟二，選擇極化特性好的液晶充入液晶盒，封口 ； 步驟三，向液晶盒上焊接導(dǎo)線，施加電/磁場(chǎng)作為輸入量；
步驟四，則調(diào)節(jié)電/磁場(chǎng)的輸入量的大小、方向特征量得到基于液晶引流效應(yīng)的液晶流動(dòng)；
液晶的引流效應(yīng)是指在外加電(磁)場(chǎng)的作用下，由液晶流動(dòng)與其內(nèi)部分子指向矢(液晶內(nèi)部一點(diǎn)附近小區(qū)域內(nèi)所有分子的平均指向)的排列相互作用所導(dǎo)致的現(xiàn)象。通過這一效應(yīng)可以將電(磁)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出，即通過輸入的電(磁)場(chǎng)導(dǎo)致液晶分子配向方向的變化，配向的變化又引起液晶的引流(流動(dòng))，將這種流動(dòng)作為輸出。下面對(duì)本發(fā)明液晶盒的制作過程做詳細(xì)說明，液晶盒中所使用的玻璃板由三層結(jié)構(gòu)組成，分別為玻璃板層、透明電極層和配向高分子層。以簡(jiǎn)單的平動(dòng)盒為例，具體步驟如下
1、透明電極層的成膜
透明電極層是采用磁控濺射的方法在透明有機(jī)薄膜材料上濺射透明氧化銦錫(ITO) 導(dǎo)電薄膜鍍層并經(jīng)高溫退火處理得到的高技術(shù)產(chǎn)品。ITO膜層的厚度不同，膜的導(dǎo)電性能和透光性能也不同。具體實(shí)現(xiàn)方法是利用A r- O2混合氣氛中的等離子體在電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的作用下，對(duì)化_ Sn合金靶或M2O3- SnO2氧化物靶或陶瓷靶進(jìn)行轟擊，被加速的高能粒子轟擊靶材表面，能量交換后靶材表面的原子脫離原晶格而逸出，并轉(zhuǎn)移到基體表面而成膜。2、ITO導(dǎo)電玻璃的清洗將導(dǎo)電玻璃浸于丙酮中以超聲波震蕩60分鐘后，再以蒸餾水中清洗，接下來重新放入丙酮中震蕩60分鐘，于蒸餾水中震蕩30分鐘，再放入去離子水中震蕩60分鐘后置于真空烤箱中烘干。3、配向膜的成膜
將聚酰亞胺溶液旋涂于玻璃板表面，旋涂法是指將聚酰亞胺液體滴到玻璃板表面，然后使玻璃板高速旋轉(zhuǎn)，通過離心力的作用獲得一層薄膜的方法。4、配向膜的硬化
將成膜后的玻璃板放在加熱器中預(yù)干，使水分及溶劑蒸發(fā)，再送入烤箱中，以150°的溫度烘烤90分鐘進(jìn)行固膜。5、摩擦配向
將固膜后的玻璃板真空吸附在摩擦配向機(jī)的支撐臺(tái)上，設(shè)定配向機(jī)支撐臺(tái)移動(dòng)速度及方向及摩擦滾軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行配向。6、封框
將兩片配向完成的玻璃板周圍分別涂上含有間隔粒子(根據(jù)間隔需要選擇間隔粒子) 的框膠，僅留填充用缺口，然后放在真空烤箱中以150°進(jìn)行3-5分鐘的預(yù)硬化。再將其取出后貼合，放入壓合器中壓合，最后放入真空烤箱中硬化，大約90分鐘，溫度為150°。以上即為液晶盒的制作步驟。液晶填充的過程將制作完成的液晶盒以傾斜的方式放在支架上，滴取適量液晶放在液晶盒制作過程中預(yù)留的填充口位置，放入真空烤箱內(nèi)，將液晶盒內(nèi)空氣完全去除，然后慢慢恢復(fù)到常壓，預(yù)留填充口處的液晶就會(huì)通過毛細(xì)現(xiàn)象自動(dòng)充滿液晶盒。封口過程如下將充入液晶后的液晶盒開口部分以UV膠封口，并用鋁箔紙包住液晶的部分再以UV光照射使UV膠硬化，完成封口。焊接導(dǎo)線的過程如下將封口后的液晶盒用超聲波焊槍均勻地將金屬錫涂于兩玻璃板表面，再將導(dǎo)線焊接上去。實(shí)施例1
按照步驟1-6制作液晶盒，如圖2所示，1為電極，2為液晶，3為電源線；透明電極膜采用ITO膜，配向膜采用聚酰亞胺。盒體內(nèi)所充液晶為變形較大、撓曲電效應(yīng)較強(qiáng)的MBBA。液晶盒選用正方體形狀，平板(即玻璃板)間距離為10微米(制作過程中選擇直徑為10微米的聚苯乙烯粒子作為間隔粒子)，施加電壓為5伏特。可以得到150微米/秒的液晶流動(dòng)速度及約5帕的驅(qū)動(dòng)應(yīng)力(液晶盒上板處)。實(shí)施例2
按照步驟1-6制作液晶盒，與實(shí)施例1不同之處在于玻璃板制作完成后將上板旋轉(zhuǎn) 180°后與下玻璃板重疊，然后進(jìn)行封框、焊接等步驟，液晶盒的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生任何變化，如圖2所示，上板旋轉(zhuǎn)180°的目的只是為了改變液晶盒內(nèi)部液晶分子的初始配向。盒體內(nèi)所充液晶為變形較大、撓曲電效應(yīng)較強(qiáng)的MBBA。平板間距離為10微米，施加電壓為5伏特。 可以得到130微米/秒的液晶流動(dòng)速度及約4帕的驅(qū)動(dòng)應(yīng)力(液晶盒上板處)，且流動(dòng)及應(yīng)力方向與實(shí)施例1相反。實(shí)施例3
按照以上步驟1-6制作液晶盒，結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1、2相同，如圖2所示。液晶盒選用正方體形狀，初始條件為兩玻璃平板的間距為5微米(制作過程中選擇直徑為5微米的聚苯乙烯粒子作為間隔粒子)，透明電極膜采用ITO膜，配向膜采用聚酰亞胺。盒內(nèi)所充液晶為極化性較好的5CB，且輸入電壓為5伏特時(shí)，能夠得到約230微米/秒的液晶流動(dòng)速度輸出，約 22帕的應(yīng)力輸出。實(shí)施例4
按照以上步驟1-5制作液晶盒玻璃板，電極膜采用了直流磁控濺射成膜法，在對(duì)上板進(jìn)行ITO鍍膜時(shí)采用了圖3所示玻璃板所有表面都鍍膜的方法，將電源線接到上板的外表面，圖3中，4為配向高分子膜，5為透明電極，6為玻璃板，圖3a為下玻璃板示意圖，圖北為上玻璃板示意圖，7為下玻璃板，8為上玻璃板，9為電源線。配向膜采用摩擦法，如圖4所示，10為摩擦滾軸，11為支撐臺(tái)，12為玻璃板，13為高分子膜。通常情況下將摩擦用的布纏到摩擦軸上并讓其旋轉(zhuǎn)，將涂有高分子膜的玻璃板置于摩擦軸之下支撐臺(tái)之上，同時(shí)平移支撐臺(tái)。摩擦軸的旋轉(zhuǎn)方向及支撐臺(tái)的移動(dòng)方向如4(a)所示。經(jīng)過以上摩擦處理的玻璃板與液晶分子接觸后就會(huì)形成如4(b)所示的配向狀態(tài)。將圖3 (a)所示的下玻璃板固定， 上面滴一滴液晶5CB，然后將圖3 (b)所示的上玻璃板懸浮放于液晶滴之上，不固定如圖3 (c)所示。此時(shí)，為了讓平板間間隔保持一定，需要在液晶內(nèi)部撒一些直徑相當(dāng)于所需平板間隔的聚苯乙烯粒子。這樣就做成了一個(gè)下板固定，上板不固定的液晶盒。不再進(jìn)行封框、 焊接等步驟。向內(nèi)部液晶施加電場(chǎng)誘發(fā)流動(dòng)，由于上板懸浮，液晶具有一定的粘性，導(dǎo)致所以所誘發(fā)的液晶流動(dòng)會(huì)驅(qū)動(dòng)上板運(yùn)動(dòng)。最終結(jié)果是當(dāng)平板間距離為50微米，所加電壓10 伏特時(shí)，電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)所產(chǎn)生的液晶流動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)上板以90微米/秒的速度移動(dòng)。實(shí)施例5:
按照實(shí)施例4制作液晶盒的兩玻璃板，不同之處在于將上板制作為圓形，直徑12毫米， 厚度為0. 15毫米，質(zhì)量約0. 04克，且配向時(shí)使液晶分子沿著上玻璃板圓周方向配向，如圖 5 (a)所示。其他步驟與實(shí)施例4中的上下板結(jié)構(gòu)完全相同，上下板制作后疊放效果如圖 5 (c)所示，圖5 (c)中，14為上玻璃板，15為下玻璃板，16為電源線。同樣施加10伏特電壓，由于配向方向?yàn)閳A周方向，因此產(chǎn)生的液晶流動(dòng)也將是沿著玻璃板的圓周方向，如圖5 (b)所示，這樣的液晶流動(dòng)將會(huì)驅(qū)動(dòng)上玻璃板作圓周運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明所產(chǎn)生的液晶流動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)上板以0. 14rpm的速度旋轉(zhuǎn)。實(shí)施例6
按照實(shí)施例4的步驟制作液晶盒的兩玻璃板，不同之處在于在上、下板的不同區(qū)域進(jìn)行摩擦配向的摩擦方向不同，如圖6所示，17為配向膜，18為電極膜，19為玻璃板。電極膜采用三區(qū)域分割法，區(qū)域之間隔離。疊放效果與實(shí)施例4中一致，如圖3 (c)所示。其余條件為板間距離為100微米，所加電壓10伏特，加電壓的方式與前面實(shí)驗(yàn)有所不同，采用逐個(gè)區(qū)域輪流施加的方式，間隔大約為5秒。以如上條件可以得到上板以之字形方式被驅(qū)動(dòng)， 正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)最大速度約31微米/秒，負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)約20微米/秒。實(shí)施例1、2為基于液晶撓曲電效應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方式，其不同之處在于液晶分子初始配向方向不同，最終得到了不同方向的液晶流動(dòng)和驅(qū)動(dòng)應(yīng)力。實(shí)施例3 — 6為基于液晶引流效應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方式實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過以上的實(shí)驗(yàn)可以得到如下結(jié)論采用以上兩種方式可以達(dá)到微流體驅(qū)動(dòng)與控制的目的，而且可以通過改變液晶分子的初始配向，所施加電壓及液晶盒的巧妙設(shè)計(jì)精確控制輸出液晶流動(dòng)的大小、方向、驅(qū)動(dòng)力的大小及方向，從而得到理想的輸出。能夠?qū)崿F(xiàn)其他微流體驅(qū)動(dòng)與控制方式所達(dá)不到的低電壓驅(qū)動(dòng)、大驅(qū)動(dòng)力、簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)及微型化的優(yōu)點(diǎn)。 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于MEMS的液晶微流體驅(qū)動(dòng)與控制方法，其特征在于包括如下步驟步驟一，制作液晶盒，所述液晶盒盒體的玻璃板由三層結(jié)構(gòu)組成，分別為導(dǎo)電玻璃板層、透明電極層和配向高分子層；步驟二，選擇極化特性好的液晶或者形變大、撓曲電效應(yīng)強(qiáng)的液晶充入液晶盒，封口 ；步驟三，向液晶盒上焊接導(dǎo)線，施加電/磁場(chǎng)作為輸入量；步驟四，如果步驟二中選擇極化特性好的液晶，則調(diào)節(jié)電/磁場(chǎng)的輸入量的大小、方向特征量得到基于液晶引流效應(yīng)的液晶流動(dòng)；步驟五，如果步驟二中選擇形變大、撓曲電效應(yīng)強(qiáng)的液晶，則調(diào)節(jié)電/磁場(chǎng)輸入量以獲取基于液晶的撓曲電效應(yīng)的液晶流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于MEMS的液晶微流體驅(qū)動(dòng)與控制方法，其特征在于 所述液晶盒盒體的導(dǎo)電玻璃板層采用ITO導(dǎo)電玻璃板，透明電極層采用ITO膜，配向高分子層采用聚酰亞胺膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于MEMS的液晶微流體驅(qū)動(dòng)與控制方法，其特征在于所述液晶盒盒體的玻璃板間距離為5 - 100微米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于MEMS的液晶微流體驅(qū)動(dòng)與控制方法，步驟一，制作液晶盒，所述液晶盒盒體的玻璃板由三層結(jié)構(gòu)組成，分別為導(dǎo)電玻璃板層、透明電極層和配向高分子層；步驟二，選擇極化特性好的液晶或者形變大、撓曲電效應(yīng)強(qiáng)的液晶充入液晶盒，封口；步驟三，向液晶盒上焊接導(dǎo)線，施加電/磁場(chǎng)作為輸入量；步驟四，選擇極化特性好的液晶，則調(diào)節(jié)電/磁場(chǎng)的輸入量的大小、方向特征量得到基于液晶引流效應(yīng)的液晶流動(dòng)；步驟五，選擇形變大、撓曲電效應(yīng)強(qiáng)的液晶，則調(diào)節(jié)電/磁場(chǎng)輸入量以獲取基于液晶的撓曲電效應(yīng)的液晶流動(dòng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，可以依靠熱、壓力、磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶，利用各場(chǎng)的切換可以在微通道的交叉口控制液晶流的方向。
文檔編號(hào)G02B26/00GK102417157SQ201110281998
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者劉春波, 鄧鵬輝 申請(qǐng)人:河南工業(yè)大學(xué)