[發明專利]用于神經記錄和光刺激的柔性腦皮層電極及其制備方法

有效

• 申請號: 202011140273.8
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112259570B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）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）人: 杭州電子科技大學溫州研究院有限公司;杭州電子科技大學
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L27/146;A61B5/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種用于神經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）上設置有多個記錄刺激單元；記錄刺激單元包括由內至外同軸設置的光波導探針（1-3）、記錄電極層（1-4）和保護層（1-5）；光波導探針（1-3）和記錄電極層（1-4）的尖端暴露在外，形成光刺激點和記錄電極點；柔性微LED陣列層（3）上設置有多個微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；各個微LED單元（3-1）與各個記錄刺激單元分別對齊，使得微LED單元（3-1）發出的光能夠傳遞到對應的光波導探針（1-3）的尖端；

該用于神經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和記錄電極，形成多個記錄刺激單元，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探針（1-3），然后在光波導探針（1-3）的端部增設絕緣基片和記錄導線，使得各光波導探針（1-3）固定在一起，且分別引出信號線；接著進行將第一塊襯底上的器件面對面轉移到第二塊襯底上，使得光波導探針（1-3）的尖端露出；之后在光波導探針（1-3）上包裹保護層最后將第二塊襯底上的器件面對面轉移到第三塊襯底上，并將光波導探針（1-3）的光耦合端面暴露出來；

S2：將多個LED單元鍵合到供電層（3-3），并通過供電導線引出；

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）與各光波導探針（1-3）分別對準。

2.根據權利要求1所述的一種用于神經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）的材質為PI；光波導探針（1-3）的內端貫穿絕緣基片（1-1），與柔性微LED陣列層（3）上的對應微LED進行光耦合；絕緣基片（1-1）上設置有多根記錄導線（1-2）；各記錄電極點經記錄電極層（1-4）、單獨的記錄導線（1-2）引出，實現記錄信號的輸出。

3.根據權利要求1所述的一種用于神經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）內設置有多根供電導線；各個微LED單元（3-1）的陰極、陽極分別通過對應的供電導線引出。

4.根據權利要求1所述的一種用于神經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。