微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统专利检索-电致变色器件电子零件及设备专利检索查询-专利查询网

微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统

阅读：929发布：2020-05-13

专利汇可以提供微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统，于每个检测单元中包括设置于第一基板面向第二基板一侧的光电转换器件，通过检测各光电转换器件上的电信号，以根据各光电转换器件上的电信号确定微量样品的位置。并且，由于每个检测单元中还包括：设置于第二基板面向第一基板一侧的电致变色器件，通过根据确定出的微量样品所在的位置驱动该位置处检测单元中的电致变色器件处于透光状态，并控制除确定出的位置处对应的检测单元之外的检测单元中的电致变色器件处于遮光状态，以实现自取光功能，从而可以不用额外驱动微量样品移动到特定位置，进而提高光学检测效率和准确性。，下面是微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种微量样品的检测芯片，包括：相对设置的第一基板和第二基板；其特征在于，所述微量样品的检测芯片包括多个检测单元；
各所述检测单元包括：设置于所述第二基板面向所述第一基板一侧的电致变色器件，以及设置于所述第一基板面向所述第二基板一侧的光电转换器件。
2.如权利要求1所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，所述电致变色器件包括层叠设置的第一透明电极、电致变色结构和第二透明电极。
3.如权利要求2所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，所述电致变色结构包括：依次层叠设置于所述第一透明电极面向所述第二透明电极一侧的离子储存层、电解质层以及电致变色层。
4.如权利要求2所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第二基板面向所述第一基板一侧的且相互绝缘的多条第一源极线和多条第一栅极线；
所述检测单元还包括：设置于所述第二基板面向所述第一基板一侧的第一晶体管；其中，所述第一晶体管的栅极与所述第一栅极线电连接，所述第一晶体管的源极与所述第一源极线电连接，所述第一晶体管的漏极与所述第一透明电极电连接。
5.如权利要求4所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第二基板面向所述第一基板一侧且与所述第一源极线和所述第一栅极线绝缘的第一公共电极线；
所述第二透明电极与所述第一公共电极线相连。
6.如权利要求4所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，同一所述检测单元中，所述第一晶体管在所述第二基板的正投影与所述电致变色器件在所述第二基板的正投影不交叠。
7.如权利要求1所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，所述光电转换器件包括：依次层叠设置于所述第一基板上的检测电极、光电转换层和第三透明电极。
8.如权利要求7所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第一基板面向所述第二基板一侧的且相互绝缘的多条第二源极线和多条第二栅极线；
所述检测单元还包括：设置于所述第一基板面向所述第二基板一侧的第二晶体管；其中，所述第二晶体管的栅极与所述第二栅极线电连接，所述第二晶体管的源极与所述第二源极线电连接，所述第二晶体管的漏极与所述检测电极电连接。
9.如权利要求8所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第三透明电极背离所述第一基板一侧的第二公共电极线；
所述第三透明电极与所述第二公共电极线电连接。
10.如权利要求8所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，各所述检测单元还包括：设置于所述第三透明电极背离所述第一基板的一侧的第四透明电极，以及设置于所述电致变色器件背离所述第二基板一侧的第五透明电极；
所述第四透明电极与所述第三透明电极绝缘设置，所述第五透明电极与所述电致变色器件绝缘设置。
11.如权利要求10所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第一基板面向所述第二基板一侧的且与所述处理电路电连接的第三源极线；
各所述检测单元还包括：第三晶体管；其中，所述第三晶体管的栅极与所述第二栅极线电连接，所述第三晶体管的源极与所述第三源极线电连接，所述第三晶体管的漏极与所述第四透明电极电连接。
12.如权利要求11所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第二基板面向所述第一基板一侧的第三公共电极线；所述第五透明电极与所述第三公共电极线电连接。
13.如权利要求11所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，同一所述检测单元中，所述第二晶体管在所述第一基板的正投影与所述第三晶体管在所述第一基板的正投影不交叠。
14.如权利要求1所述的微量样品的检测芯片，其特征在于，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述电致变色器件与所述第二基板之间的光栅；
所述光栅用于将入射到所述第二基板上的光向背离所述第二基板的方向出射。
15.一种如权利要求1-14任一项所述的微量样品的检测芯片的使用方法，其特征在于，包括：
控制各所述电致变色器件处于透光状态；
检测各所述光电转换器件上的电信号，并根据各所述光电转换器件上的电信号确定微量样品的位置；
根据确定出的所述位置，仅驱动所述位置处检测单元中的电致变色器件处于透光状态，以使入射到所述第二基板上的光照射到所述微量样品上。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在检测各所述光电转换器件上的电信号，并根据各所述光电转换器件上的电信号确定微量样品的位置，同时控制所述微量样品停止移动。
17.一种微量样品的检测芯片的使用装置，其特征在于，所述使用装置用于执行如权利要求15或16所述的微量样品的检测芯片的使用方法的步骤。
18.一种检测系统，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的微量样品的检测芯片和/或如权利要求17所述的微量样品的检测芯片的使用装置。

说明书全文

微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统

技术领域

[0001] 本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统。

背景技术

[0002] 目前，可以将生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作集成到一块尺寸较小的检测芯片上，例如微米尺寸的检测芯片。一般基于检测芯片的检测技术主要采用光学检测。在对样品进行光学检测时，为了避免样品的消耗过多，一般选取纳米级或微米级尺寸的微量样品。由于微量样品所产生的光信号量级与激发光强度和精准性直接相关，为了提高有限的光信号量级，一般在规定的检测位点设计特定的光学路径来提高激发光强度，则导致检测芯片中可以透光的且用于对微量样品进行检测的样品检测区域是固定的。这样使得在对微量样品进行检测时，需要通过移动微量样品才能使微量样品进入特定位置处的样品检测区域中以进行检测，从而导致光学检测效率和准确性降低。

发明内容

[0003] 本发明实施例提供一种微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统，用以实现自取光功能，从而可以不用额外驱动微量样品移动到特定位置，进而提高光学检测效率和准确性。

[0004] 因此，本发明实施例还提供了一种微量样品的检测芯片，包括：相对设置的第一基板和第二基板；所述微量样品的检测芯片包括多个检测单元；

[0005] 各所述检测单元包括：设置于所述第二基板面向所述第一基板一侧的电致变色器件，以及设置于所述第一基板面向所述第二基板一侧的光电转换器件。

[0006] 可选地，在本发明实施例中，所述电致变色器件包括层叠设置的第一透明电极、电致变色结构和第二透明电极。

[0007] 可选地，在本发明实施例中，所述电致变色结构包括：依次层叠设置于所述第一透明电极面向所述第二透明电极一侧的离子储存层、电解质层以及电致变色层。

[0008] 可选地，在本发明实施例中，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第二基板面向所述第一基板一侧的且相互绝缘的多条第一源极线和多条第一栅极线；

[0009] 所述检测单元还包括：设置于所述第二基板面向所述第一基板一侧的第一晶体管；其中，所述第一晶体管的栅极与所述第一栅极线电连接，所述第一晶体管的源极与所述第一源极线电连接，所述第一晶体管的漏极与所述第一透明电极电连接。

[0010] 可选地，在本发明实施例中，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第二基板面向所述第一基板一侧且与所述第一源极线和所述第一栅极线绝缘的第一公共电极线；

[0011] 所述第二透明电极与所述第一公共电极线相连。

[0012] 可选地，在本发明实施例中，同一所述检测单元中，所述第一晶体管在所述第二基板的正投影与所述电致变色器件在所述第二基板的正投影不交叠。

[0013] 可选地，在本发明实施例中，所述光电转换器件包括：依次层叠设置于所述第一基板上的检测电极、光电转换层和第三透明电极。

[0014] 可选地，在本发明实施例中，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第一基板面向所述第二基板一侧的且相互绝缘的多条第二源极线和多条第二栅极线；

[0015] 所述检测单元还包括：设置于所述第一基板面向所述第二基板一侧的第二晶体管；其中，所述第二晶体管的栅极与所述第二栅极线电连接，所述第二晶体管的源极与所述第二源极线电连接，所述第二晶体管的漏极与所述检测电极电连接。

[0016] 可选地，在本发明实施例中，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第三透明电极背离所述第一基板一侧的第二公共电极线；

[0017] 所述第三透明电极与所述第二公共电极线电连接。

[0018] 可选地，在本发明实施例中，各所述检测单元还包括：设置于所述第三透明电极背离所述第一基板的一侧的第四透明电极，以及设置于所述电致变色器件背离所述第二基板一侧的第五透明电极；

[0019] 所述第四透明电极与所述第三透明电极绝缘设置，所述第五透明电极与所述电致变色器件绝缘设置。

[0020] 可选地，在本发明实施例中，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第一基板面向所述第二基板一侧的且与所述处理电路电连接的第三源极线；

[0021] 各所述检测单元还包括：第三晶体管；其中，所述第三晶体管的栅极与所述第二栅极线电连接，所述第三晶体管的源极与所述第三源极线电连接，所述第三晶体管的漏极与所述第四透明电极电连接。

[0022] 可选地，在本发明实施例中，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述第二基板面向所述第一基板一侧的第三公共电极线；所述第五透明电极与所述第三公共电极线电连接。

[0023] 可选地，在本发明实施例中，同一所述检测单元中，所述第二晶体管在所述第一基板的正投影与所述第三晶体管在所述第一基板的正投影不交叠。

[0024] 可选地，在本发明实施例中，所述微量样品的检测芯片还包括：设置于所述电致变色器件与所述第二基板之间的光栅；

[0025] 所述光栅用于将入射到所述第二基板上的光向背离所述第二基板的方向出射。

[0026] 相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的微量样品的检测芯片的使用方法，包括：

[0027] 控制各所述电致变色器件处于透光状态；

[0028] 检测各所述光电转换器件上的电信号，并根据各所述光电转换器件上的电信号确定微量样品的位置；

[0029] 根据确定出的所述位置，仅驱动所述位置处检测单元中的电致变色器件处于透光状态，以使入射到所述第二基板上的光照射到所述微量样品上。

[0030] 可选地，在本发明实施例中，在检测各所述光电转换器件上的电信号，并根据各所述光电转换器件上的电信号确定微量样品的位置，同时控制所述微量样品停止移动。

[0031] 相应地，本发明实施例提供了一种微量样品的检测芯片的使用装置，所述使用装置用于执行本发明实施例提供的微量样品的检测芯片的使用方法的步骤。

[0032] 相应地，本发明实施例还提供了一种检测系统，包括本发明实施例提供的微量样品的检测芯片和/或本发明实施例提供的微量样品的检测芯片的使用装置。

[0033] 本发明有益效果如下：

[0034] 本发明实施例提供的微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统，于每个检测单元中包括设置于第一基板面向第二基板一侧的光电转换器件，由于微量样品对光线的折射和散射作用，使得透过微量样品的光强度发生变化，从而使得微量样品所在区域的检测单元中的光电转换结构产生的光电子数量与无微量样品区域的检测单元中的光电转换结构产生的光电子数量不同，这样通过检测各光电转换器件上的电信号，以根据各光电转换器件上的电信号确定微量样品的位置。并且，由于每个检测单元中还包括：设置于第二基板面向第一基板一侧的电致变色器件，通过根据确定出的微量样品所在的位置驱动该位置处检测单元中的电致变色器件处于透光状态，并控制除确定出的位置处对应的检测单元之外的检测单元中的电致变色器件处于遮光状态，以实现自取光功能，从而可以不用额外驱动微量样品移动到特定位置，进而提高光学检测效率和准确性。附图说明

[0035] 图1为本发明实施例中的微量样品的检测芯片的俯视结构示意图；

[0036] 图2为图1中沿BB’方向的剖视结构示意图；

[0037] 图3为本发明实施例提供的局部剖视结构示意图；

[0038] 图4为本发明实施例提供的电致变色结构的剖视结构示意图；

[0039] 图5a为本发明实施例提供的第一基板的俯视结构示意图；

[0040] 图5b为本发明实施例提供的第二基板的俯视结构示意图；

[0041] 图6为本发明实施例提供的微量样品的检测芯片的使用方法的流程图。

具体实施方式

[0042] 为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，附图中各层薄膜厚度和形状不反映微量样品的检测芯片的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

[0043] 本发明实施例提供一种微量样品的检测芯片，如图1与图2所示，可以包括：相对设置的第一基板100和第二基板200。并且，微量样品的检测芯片可以包括多个检测单元A_n(1≤n≤N且为整数，N为微量样品的检测芯片包括的检测单元的总数，图1以N＝12为例)。其中，各检测单元A_n可以包括：设置于第二基板200面向第一基板100一侧的电致变色器件210，以及设置于第一基板100面向第二基板200一侧的光电转换器件110。

[0044] 本发明实施例提供的微量样品的检测芯片，由于每个检测单元中包括设置于第一基板面向第二基板一侧的光电转换器件，由于微量样品对光线的折射和散射作用，使得透过微量样品的光强度发生变化，从而使得微量样品所在区域的检测单元中的光电转换结构产生的光电子数量与无微量样品区域的检测单元中的光电转换结构产生的光电子数量不同，这样通过检测各光电转换器件上的电信号，以根据各光电转换器件上的电信号确定微量样品的位置。并且，由于每个检测单元中还包括：设置于第二基板面向第一基板一侧的电致变色器件，通过根据确定出的微量样品所在的位置驱动该位置处检测单元中的电致变色器件处于透光状态，并控制除确定出的位置处对应的检测单元之外的检测单元中的电致变色器件处于遮光状态，以实现自取光功能，从而可以不用额外驱动微量样品移动到特定位置，进而提高光学检测效率和准确性。

[0045] 微流控芯片技术(Microfluidics)可以把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于其可以降低成本，检测时间短，灵敏度高等优点，可以在生物、划线、医学领域展现巨大的前景。微流控芯片又可称为芯片实验室(lab-on-a-chip)，具有微型化、集成化等优点，可以将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个仅有几平方厘米的芯片上。本发明实施例提供的微量样品的检测芯片可以为微流控芯片。进一步地，微量样品可以为尺寸在纳米级或微米级的连续的流体，或者也可以为离散的液滴。下面以液滴作为微量样品为例进行说明。

[0046] 在具体实施时，在本发明实施例中，如图2所示，微量样品的检测芯片还可以包括：设置于电致变色器件210与第二基板200之间的光栅230；其中，光栅230用于将入射到第二基板200上的光向背离第二基板200的方向出射。这样可以使入射到第二基板200上的光尽可能多的照射到液滴上。其中，光栅230可以为一体结构，即为一整面的光栅。或者，光栅230也可以为独立的结构，即将一整面的光栅230进行分割，以使每个检测单元中分别设置一个光栅230。

[0047] 具体地，如图2所示，控制外界光源的光入射到第二基板200上，通过控制各检测单元A_n中的电致变色器件210处于透光状态，以使入射到第二基板200上的光S0通过光栅230照射到液滴上。由于液滴对光线的折射和散射作用，使得透过液滴的光强度发生变化，从而使得液滴所在区域的检测单元A_2中的光电转换结构产生的光电子数量小于无液滴区域的检测单元A_1、A_3中的光电转换结构产生的光电子数量，这样通过检测各个光电转换结构产生的光电子数量，可以实现检测液滴所在的位置为检测单元A_2的功能。之后，根据确定出的液滴所在的位置控制该位置处检测单元A_2中的电致变色器件210处于透光状态，以及驱动除液滴所在的位置处的检测单元A_1、A_3中的电致变色器件210处于遮光状态，从而仅使检测单元A_2有光进入，以照射到液滴上，从而实现自取光功能，进而可以对液滴进行检测。

[0048] 一般在对液滴进行检测之前，还会对液滴进行驱动、融合和反应等预处理，在具体实施时，在本发明实施例中，如图2所示，第一基板100与第二基板200之间具有用于盛放液滴的缝隙，该缝隙可以采用隔垫物支撑第一基板100与第二基板200实现。当然，还可以在检测单元中直接对液滴进行预处理。这样在对液滴进行预处理后，通过确定液滴的位置，即可对液滴进行光照以便检测。

[0049] 在具体实施时，在本发明实施例中，如图3所示，电致变色器件210可以包括层叠设置的第一透明电极211、电致变色结构212和第二透明电极213。进一步地，如图4所示，电致变色结构212可以包括：依次层叠设置于第一透明电极211面向第二透明电极213一侧的离子储存层2121、电解质层2122以及电致变色层2123。其中，在第一透明电极211和第二透明电极213之间具有电压差时，电致变色层2123在电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化；而电解质层2122则由特殊的导电材料组成，如包含有高氯酸锂、高氯酸纳等的溶液或固体电解质材料；离子储存层2121在电致变色层2123发生氧化还原反应时起到储存相应的反离子，保持整个体系电荷平衡的作用。并且具体实施时，可以根据电致变色材料变色原理的不同，电致变色层的材料可以选择阳极电致变色材料或阴极电致变色材料，在此不作限定。

[0050] 进一步地，在具体实施时，在本发明实施例中，如图3至图5a所示，微量样品的检测芯片还可以包括：设置于第二基板200面向第一基板100一侧的且相互绝缘的多条第一源极线Data1和多条第一栅极线Gate1；其中，可以使检测单元A_n进行阵列排布，使一行检测单元A_n对应一条第一栅极线Gate1，一列检测单元A_n对应一条第一源极线Data1。并且，检测单元A_n还可以包括：设置于第二基板200面向第一基板100一侧的第一晶体管220；其中，第一晶体管220的栅极与对应的第一栅极线Gate1电连接，第一晶体管220的源极与对应的第一源极线Data1电连接，第一晶体管220的漏极与第一透明电极211电连接。进一步地，微量样品的检测芯片还可以包括：设置于第二基板200面向第一基板100一侧且与第一源极线Data1和第一栅极线Gate1绝缘的第一公共电极线250。其中，第一公共电极线250上加载的电压可以为接地电压。并且，第二透明电极213与第一公共电极线250相连。

[0051] 具体地，在检测单元A_2需要透光时，通过对检测单元A_2中的第一晶体管220连接的第一栅极线Gate1加载栅极开启信号，控制第一晶体管220开启。以及对该第一晶体管220连接的第一源极线Data1加载对应的源极电压，从而使第一透明电极211加载对应的源极电压。以及通过第一公共电极线250向检测单元A_2中的第二透明电极213加载对应的接地电压，使第一透明电极211与第二透明电极213之间具有电压差，以使电致变色结构212在电压差作用下发生氧化还原反应，从而使颜色发生变化，进而提高电致变色结构212的透光度，以使光通过电致变色器件210入射到液滴上。这样使得检测单元A_1、A_3中的第一晶体管220也开启，此时为了使检测单元A_1、A_3实现遮光效果，可以对检测单元A_1、A_3中第一晶体管220连接的第一源极线Data1加载接地电压，由于第一公共电极线250向检测单元A_1、A_3中的第二透明电极213加载对应的接地电压，因此检测单元A_1、A_3中的第一透明电极
211与第二透明电极213之间无电压差，从而使电致变色结构212处于遮光状态。同理，控制检测单元A_4～A_12处于遮光状态。当然，在检测单元A_4～A_12需要遮光时，也可以对检测单元A_4～A_12中的第一晶体管220连接的第一栅极线Gate1加载栅极关闭信号，控制第一晶体管220关闭，从而不对检测单元A_4～A_12中的第一透明电极211加载电压，以使第一透明电极211与第二透明电极213之间无电压差，以实现遮光效果，并且这样还可以减少功耗。

[0052] 当然为了提高检测单元中的透光区域，也可以不设置第一晶体管，这样可以使微量样品的检测芯片还包括：与每一个检测单元中的第一透明电极一一对应的第一走线。在控制电致变色器件处于透光状态时，可以通过第一走线向连接的第一透明电极输入源极电压，以通过第一公共电极线向第二透明电极加载阶段电压。在控制电致变色器件处于遮光状态时，可以通过第一走线向连接的第一透明电极输入接地电压，通过第一公共电极线向第二透明电极加载接地电压；或者也可以不对第一透明电极输入电压，这样可以降低功耗。

[0053] 进一步地，在具体实施时，在本发明实施例中，如图3与图5a所示，同一检测单元A_n中，第一晶体管220在第二基板200的正投影与电致变色器件210在第二基板200的正投影不交叠。这样可以使第一晶体管220与电致变色器件210毗邻设置于第二基板200上，以使电致变色器件210所在的区域最大化。在具体实施时，第一晶体管220可以包括：顶栅型晶体管或底栅型晶体管。在实际应用中，第一晶体管220的结构与现有技术中的基本相同，在此不作赘述。

[0054] 在具体实施时，在本发明实施例中，如图3所示，光电转换器件可以包括：依次层叠设置于第一基板100上的检测电极112、光电转换层113和第三透明电极114。其中，检测电极112与第三透明电极114相对设置。进一步地，如图3与图5b所示，微量样品的检测芯片还可以包括：设置于第一基板100面向第二基板200一侧的且相互绝缘的多条第二源极线Data2和多条第二栅极线Gate2。其中，可以使一行检测单元A_n对应一条第二栅极线Gate2，一列检测单元A_n对应一条第二源极线Data2。进一步地，检测单元A_n还可以包括：设置于第一基板100面向第二基板200一侧的第二晶体管111；其中，第二晶体管111的栅极与对应的第二栅极线Gate2电连接，第二晶体管111的源极与对应的第二源极线Data2电连接，第二晶体管111的漏极与检测电极112电连接。

[0055] 在具体实施时，在本发明实施例中，如图3所示，微量样品的检测芯片还可以包括：设置于第三透明电极114背离第一基板100一侧的第二公共电极线130；所述第三透明电极
114与第二公共电极线130电连接。进一步地，第二公共电极线130与第三透明电极114之间还设置有第一绝缘层，第二公共电极线130通过贯穿第一绝缘层的过孔与第三透明电极114电连接。

[0056] 具体地，检测液滴所在的位置的工作原理为：控制各个检测单元A_n中的电致变色器件210均处于透光状态，以使外界光进入。向各个第二栅极线Gate2加载栅极开启信号，以控制各个第二晶体管111开启。以及通过第二公共电极线130向各个第三透明电极114加载负压V1，这样在光照射到各个光电转换层113上时，会产生光电子，检测电极112上会产生电信号。由于检测电极112通过第二晶体管111与第二源极线Data2连接，可以使第二源极线Data2读取光电转换层113上的电信号。由于有液滴区域和无液滴区域产生的光电子数不同，因此通过检测各光电转换层113上产生的光信号，可以确定液滴所在的位置。

[0057] 进一步地，可以使第二源极线Data2、第二晶体管111的源极、漏极以及检测电极112同层同材质设置。这样可以采用一次构图工艺得到其图形，从而简化制备工艺。

[0058] 进一步地，可以使第二栅极线Gate2与第二晶体管111的栅极同层同材质设置。这样可以采用一次构图工艺得到其图形，从而简化制备工艺。

[0059] 在预处理时可能会驱动液滴进行移动，在具体实施时，在本发明实施例中，如图3与图5b所示，各检测单元A_n还可以包括：设置于第三透明电极114背离第一基板100的一侧的第四透明电极140、以及设置于电致变色器件210背离第二基板200一侧的第五透明电极260；其中，第四透明电极140与第三透明电极114之间还设置有第二绝缘层，以使第四透明电极140与第三透明电极114绝缘设置。第五透明电极260与电致变色器件210之间设置有第三绝缘层，以使第五透明电极260与电致变色器件210绝缘设置。这样通过向第四透明电极
140和第五透明电极260分别加载相应的电压，以通过介电润湿原理驱动液滴进行移动。

[0060] 进一步地，在具体实施时，在本发明实施例中，如图3与图5b所示，微量样品的检测芯片还可以包括：设置于第一基板100面向第二基板200一侧的且与处理电路电连接的第三源极线Data3；其中，一列检测单元A_n对应一条第三源极线Data3。各检测单元A_n还可以包括：第三晶体管150；其中，第三晶体管150的栅极与对应的第二栅极线Gate2电连接，第三晶体管150的源极与对应的第三源极线Data3电连接，第三晶体管150的漏极与第四透明电极140电连接。进一步地，微量样品的检测芯片还可以包括：设置于第二基板200面向第一基板
100一侧的第三公共电极线(图中未示出)；第五透明电极260与第三公共电极线电连接。进一步地，第五透明电极260可以与第三公共电极线同层设置。并且可以使第五透明电极与第三公共电极线的材料相同，或者也可以使其材料不同。并且，第五透明电极260可以为覆盖第二基板200的一整面设置。

[0061] 具体地，驱动液滴进行移动的工作原理为：通过第三公共电极线对第五透明电极260加载相应的电压，对第二栅极线Gate2加载栅极开启信号，控制各个第三晶体管150开启，通过第三源极线Data3对各个第四透明电极140加载不同的驱动电压。由于第五透明电极260和第四透明电极140上加载电压时，液滴本身具有电荷，从而通过控制不同检测单元中的第四透明电极140上加载不同的驱动电压，进而可以通过介电润湿原理实现对液滴移动的移动控制。

[0062] 进一步地，为了提高检测液滴所在位置的精准度，在具体实施时，在根据各光电转换器件上的电信号确定液滴的位置，同时控制液滴停止移动。其中，控制液滴停止移动的工作原理为：向各个第二栅极线Gate2加载栅极开启信号，以控制同一检测单元A_n中的第二晶体管111和第三晶体管150同时开启。通过第三源极线向各个第四透明电极140上加载负压V2，以及通过第三公共电极线对第五透明电极260加载负压V2，由于各个第四透明电极140与第五透明电极260之间的电压差相同，从而可以使液滴不进行移动。并且V1与V2的电压值不同。

[0063] 进一步地，在具体实施时，在本发明实施例中，如图3所示，同一检测单元中，第二晶体管111在第一基板100的正投影与第三晶体管150在第一基板100的正投影不交叠。从而降低第一基板100上的膜层的厚度。

[0064] 进一步地，为了简化制备工艺，第三晶体管的栅极与第二晶体管的栅极同层同材质设置，第三晶体管的有源层与第二晶体管的有源层同层同材质设置，第三晶体管的源漏极与第二晶体管的源漏极同层同材质设置。这样可以同时制备第二晶体管和第三晶体管。这样使得第四透明电极140需要通过贯穿第一绝缘层和第二绝缘层的过孔与第三晶体管
150的漏极电连接。进一步地，各检测单元中还可以包括：与第二公共电极线130同层设置的辅助层，该辅助层通过贯穿第一绝缘层的过孔与第三晶体管150的漏极电连接。第四透明电极140可以通过贯穿第一绝缘层和第二绝缘层的过孔与辅助层电连接，从而可以避免由于第一绝缘层的厚度较厚导致的盲孔的问题。

[0065] 进一步地，在具体实施时，在本发明实施例中，如图2与图3所示，微量样品的检测芯片还可以包括：设置于第一基板100上的且设置于第四透明电极140背离第一基板100一侧的第一疏水层120，以及设置于第二基板200上且设置于第五透明电极260背离第二基板200一侧的第二疏水层240。这样可以避免液滴与第一基板100和第二基板200粘连过多，以及有利于使液滴在该疏水层表面运动。进一步地，第四透明电极140与第一疏水层120之间还设置有第四绝缘层，第五透明电极260与第二疏水层240之间还设置有第五绝缘层。

[0066] 基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的微量样品的检测芯片的使用方法，如图6所示，可以包括如下步骤：

[0067] S601、控制各电致变色器件处于透光状态；

[0068] S602、检测各光电转换器件上的电信号，并根据各光电转换器件上的电信号确定微量样品的位置；

[0069] S603、根据确定出的位置，仅驱动位置处检测单元中的电致变色器件处于透光状态，以使入射到第二基板上的光照射到微量样品上。

[0070] 上述使用方法解决问题的原理与前述微量样品的检测芯片相似，因此该使用方法的实施可以参见前述微量样品的检测芯片的实施，重复之处在此不再赘述。

[0071] 一般在电致变色器件中的第一透明电极和第二透明电极之间具有电压差时，可以使电致变色层为透光状态，因此在步骤S601之前，微量样品的检测芯片中的检测单元中的电致变色器件可以均为遮光状态。此时可以不对电致变色器件中的第一透明电极和第二透明电极加载电压。

[0072] 进一步地，在具体实施时，在本发明实施例中，在检测各光电转换器件上的电信号，并根据各光电转换器件上的电信号确定微量样品的位置，同时控制微量样品停止移动。

[0073] 基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种微量样品的检测芯片的使用装置，该使用装置用于执行本发明实施例提供的微量样品的检测芯片的使用方法的步骤。进一步地，该使用装置可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式，在此不作限定。

[0074] 基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种检测系统，包括本发明实施例提供的上述任一种微量样品的检测芯片和/或本发明实施例提供的微量样品的检测芯片的使用装置。该检测系统解决问题的原理与前述微量样品的检测芯片相似，因此该检测系统的实施可以参见前述微量样品的检测芯片的实施，重复之处在此不再赘述。并且，对于该检测系统的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。

[0075] 本发明实施例提供的微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统，于每个检测单元中包括设置于第一基板面向第二基板一侧的光电转换器件，由于微量样品对光线的折射和散射作用，使得透过微量样品的光强度发生变化，从而使得微量样品所在区域的检测单元中的光电转换结构产生的光电子数量与无微量样品区域的检测单元中的光电转换结构产生的光电子数量不同，这样通过检测各光电转换器件上的电信号，以根据各光电转换器件上的电信号确定微量样品的位置。并且，由于每个检测单元中还包括：设置于第二基板面向第一基板一侧的电致变色器件，通过根据确定出的微量样品所在的位置驱动该位置处检测单元中的电致变色器件处于透光状态，并控制除确定出的位置处对应的检测单元之外的检测单元中的电致变色器件处于遮光状态，以实现自取光功能，从而可以不用额外驱动微量样品移动到特定位置，进而提高光学检测效率和准确性。

[0076] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

标题	发布/更新时间	阅读量
电子百叶窗	2020-05-12	290
感光设备及其驱动方法	2020-05-13	542
一种MOFs电致变色材料的自适应控制系统及方法	2020-05-13	780
一种聚合物基导电油墨及其电致变色器件	2020-05-13	137
一种可动态调控透明度的有机太阳能电池及其制备方法和应用	2020-05-12	444
电导体、一维-二维混杂结构体、和包括其的电子器件	2020-05-12	324
可固化有机硅组合物和光学半导体器件	2020-05-12	889
一种全固态电致变色器件的制备方法	2020-05-13	655
一种能够实现在任意颜色之间转变的双电致变色层器件及组装方法	2020-05-11	773
显示面板、多区域显示面板和显示装置	2020-05-08	1032

微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统

微量样品的检测芯片、其使用方法、使用装置及检测系统

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：