[發(fā)明專利]用于神經(jīng)記錄和光刺激的柔性腦皮層電極及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011140273.8
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN112259570B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明浩;郭幫幫;程瑜華;樊曄;楊文偉;陳穎;王高峰
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)溫州研究院有限公司;杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L27/15
• 分類號(hào): H01L27/15;H01L27/146;A61B5/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種用于神經(jīng)記錄和光刺激的柔性腦皮層電極，其特征在于：包括柔性光探針陣列層（1）、柔性粘合層（2）和柔性微LED陣列層（3）；柔性粘合層采用透光材料；柔性光探針陣列層（1）上設(shè)置有多個(gè)記錄刺激單元；記錄刺激單元包括由內(nèi)至外同軸設(shè)置的光波導(dǎo)探針（1-3）、記錄電極層（1-4）和保護(hù)層（1-5）；光波導(dǎo)探針（1-3）和記錄電極層（1-4）的尖端暴露在外，形成光刺激點(diǎn)和記錄電極點(diǎn)；柔性微LED陣列層（3）上設(shè)置有多個(gè)微LED單元（3-1）；柔性光探針陣列層（1）與柔性微LED陣列層（3）通過柔性粘合層（2）連接；各個(gè)微LED單元（3-1）與各個(gè)記錄刺激單元分別對齊，使得微LED單元（3-1）發(fā)出的光能夠傳遞到對應(yīng)的光波導(dǎo)探針（1-3）的尖端；

該用于神經(jīng)記錄和光刺激的柔性腦皮層電極的制備過程如下：

S1：在絕緣基片上集成光波導(dǎo)和記錄電極，形成多個(gè)記錄刺激單元，得到柔性光探針陣列層（1）；過程如下：

首先在第一塊襯底上形成多根被記錄電極層包裹的光波導(dǎo)探針（1-3），然后在光波導(dǎo)探針（1-3）的端部增設(shè)絕緣基片和記錄導(dǎo)線，使得各光波導(dǎo)探針（1-3）固定在一起，且分別引出信號(hào)線；接著進(jìn)行將第一塊襯底上的器件面對面轉(zhuǎn)移到第二塊襯底上，使得光波導(dǎo)探針（1-3）的尖端露出；之后在光波導(dǎo)探針（1-3）上包裹保護(hù)層最后將第二塊襯底上的器件面對面轉(zhuǎn)移到第三塊襯底上，并將光波導(dǎo)探針（1-3）的光耦合端面暴露出來；

S2：將多個(gè)LED單元鍵合到供電層（3-3），并通過供電導(dǎo)線引出；

S3：粘合柔性光探針陣列層（1）和柔性微LED陣列層（3），并將各微LED單元（3-1）與各光波導(dǎo)探針（1-3）分別對準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于神經(jīng)記錄和光刺激的柔性腦皮層電極，其特征在于：所述的柔性光探針陣列層（1）還包括絕緣基片（1-1）、記錄導(dǎo)線（1-2）；各記錄刺激單元呈矩陣狀排布在絕緣基片（1-1）上；絕緣基片（1-1）的材質(zhì)為PI；光波導(dǎo)探針（1-3）的內(nèi)端貫穿絕緣基片（1-1），與柔性微LED陣列層（3）上的對應(yīng)微LED進(jìn)行光耦合；絕緣基片（1-1）上設(shè)置有多根記錄導(dǎo)線（1-2）；各記錄電極點(diǎn)經(jīng)記錄電極層（1-4）、單獨(dú)的記錄導(dǎo)線（1-2）引出，實(shí)現(xiàn)記錄信號(hào)的輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于神經(jīng)記錄和光刺激的柔性腦皮層電極，其特征在于：所述的柔性微LED陣列層（3）還包括供電層（3-3）；各微LED單元（3-1）呈矩陣狀排布在供電層（3-3）上；供電層（3-3）內(nèi)設(shè)置有多根供電導(dǎo)線；各個(gè)微LED單元（3-1）的陰極、陽極分別通過對應(yīng)的供電導(dǎo)線引出。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于神經(jīng)記錄和光刺激的柔性腦皮層電極，其特征在于：所述的微LED單元（3-1）與供電層（3-3）通過ACF熱壓鍵合或通過超聲鍵合。