微流控基板及其驱动方法、微全分析系统技术方案

本发明专利技术提供一种微流控基板及其驱动方法、微全分析系统。本发明专利技术的微流控基板，包括：基底，位于所述基底上的多个检测模块；每个所述检测模块包括：位于所述基底上的开关单元，以及与所述开关单元的信号输出端连接驱动电极；每个所述检测模块还包括位于所述基底上的感光单元；其中，所述感光单元的第一极和第二极中的一者与所述开关单元的信号输出端连接。本发明专利技术中的微流控基板上的每个检测模块中驱动电极和感光单元共用一个开关单元，因此，较现有技术而言单位面积的微流控基板上可以设置更多的检测模块，故有利于实现高分辨率的微流控基板。

【技术实现步骤摘要】
微流控基板及其驱动方法、微全分析系统
本专利技术涉及一种微流控基板及其驱动方法、微全分析系统。
技术介绍
微型全分析系统(micro-TotalAnalysisSystem，微全分析系统)目的是通过化学分析设备的微型化与集成化，最大限度地把分析实验室的功能转移到便携的分析设备中，甚至集成到方寸大小的芯片上。最终目标是实现分析实验室的“个人化”、“家用化”，从而使分析科学及分析仪器从化学实验室解放出来，进入千家万户。在微全分析系统中，可以实现控制微量的液滴移动、分离、聚合、化学反应、生物侦测等行为。将液滴通过驱动电极移动到指定位置，而光源经过光波导分离出不同波长的垂直光，从指定位置出射，光敏传感器(也即感光单元)通过检测经过液滴之后的光来判断液滴位置、成分等。专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：在现有的微全分析系统中驱动液滴移动的驱动电极，以及判断液滴位置、成分等信息的光敏传感器分别需要与各自对应的开关单元(通常为开关晶体管)来实现工作状态的控制，而由于目前对液滴的大小以及浓度精度有更高的要求，所以需要实现高分辨率(PPI)的设计，但如前述内容由于存在两个开关晶体管，开关晶体管尺寸占用面积较大，因此，实现高分辨率就会受到限制。综上，提供一种能够实现高分辨率的微全分析系统是亟需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能够实现高分辨率的微流控基板及其驱动方法、微全分析系统。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种微流控基板，包括：基底，位于所述基底上的多个检测模块；每个所述检测模块包括：位于所述基底上的开关单元，以及与所述开关单元的信号输出端连接驱动电极；每个所述检测模块还包括位于所述基底上的感光单元；其中，所述感光单元的第一极和第二极中的一者与所述开关单元的信号输出端连接。优选的是，所述感光单元的第一极和第二极沿背离所述基底方向依次设置；每个所述检测模块中的所述驱动电极与所述感光单元的第二极分时复用。进一步优选的是，每个所述检测模块中的所述开关单元、所述感光单元的第一极和半导体层、所述驱动电极四者叠置，且依次设置在所述基底上；其中，在所述开关单元所在层与所述感光单元的第一极所在层之间设置有第一绝缘层；在所述感光单元的半导体层与所述驱动电极所在层之间设置有第二绝缘层；所述开关单元的信号输出端通过贯穿所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第一过孔与所述驱动电极连接；所述驱动电极通过贯穿所述第二绝缘层的第二过孔与所述感光单元的所述半导体层连接。优选的是，所述开关单元包括开关晶体管；其中，所述开关晶体管的源极用作所述开关单元的信号接收端，漏极用作所述开关单元的所述信号输出端。进一步优选的是，所述检测模块呈阵列排布；其中，位于同一行的所述开关晶体管的栅极连接同一条扫描线；位于同一列的所述开关晶体管的源极连接同一条数据线。优选的是，所述感光单元包括PIN光电二极管；其中，所述PIN光电二极管的第一极用作所述感光单元的第一极，第二极用作所述感光单元的第二极。进一步优选的是，所述PIN光电二极管中的N型半导体层、I型半导体层、P型半导体层沿背离所述基底方向依次设置。优选的是，所述微流控基板还包括位于所述驱动电极所在层上方的平坦化层，以及位于所述平坦化层上方的疏水材料层。优选的是，所述微流控基板还包括第一电压供给单元和第二电压供给单元；其中，所述第一电压供给单元通过所述开关单元的信号接收端与驱动电极和感光单元的一极连接；所述感光单元的另一极连接所述第二电压供给单元。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种上述微流控基板的驱动方法，其包括：液滴驱动阶段：控制开关单元打开，给开关单元的信号接收端输入第一电压，并传输至驱动电极；控制开关单元关闭，驱动液滴的移动；控制开关单元打开，给开关单元的信号接收端输入第二电压，将驱动电极上的第一电压释放；液滴检测阶段：控制开关单元保持打开，给开关单元的信号接收端输入第三电压，并传输至感光单元与开关单元的信号接收端连接的一极，给感光单元的另一极输入第四电压；其中，第四电压大于第三电压；控制开关单元关闭，感光单元积分将所接收到的光信号转换为电信号；控制开关单元打开，通过给开关单元的信号接收端读取所述电信号，以确定液滴的状态。优选的是，在液滴驱动阶段给所述开关单元的信号接收端输入第一电压的同时，给所述感光单元的第一极输入第一电压，或者控制所述感光单元的第一极浮接；给所述开关单元的信号接收端输入第二电压的同时，给所述感光单元的第一极输入第二电压。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种微全分析系统，其包括上述微流控基板，以及光学单元；其中，所述光学单元，被配置为形成照射至所述微流控基板上的驱动电极的光线。优选的是，所述光学单元包括：光源和光波导层；其中，所述光源设置在所述光波导层的侧边；所述光波导层与所述微流控基板相对设置。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术中的微流控基板上的每个检测模块中驱动电极和感光单元共用一个开关单元即可实现对液滴的驱动，以及液滴的浓度、位置等信息检测，而且，较现有技术而言，可以在单位面积的微流控基板上设置更多的检测模块，故有利于实现高分辨率的微流控基板。附图说明图1为本专利技术的实施例1的微流控基板的结构示意图；图2为本专利技术的实施例1的微流控基板的俯视图；图3为本专利技术的实施例1的微流控基板的液滴驱动阶段的时序图；图4为本专利技术的实施例1的微流控基板的液滴检测阶段的时序图；图5为本专利技术的实施例2的微全分析系统的结构示意图。其中附图标记为：10、基底；1、开关晶体管；2、PIN光电二极管；21、PIN光电二极管的第一极、22、半导体层；221、N型半导体层；222、I型半导体层；223、P型半导体层；23、PIN光电二极管的第二极；3、驱动电极；4、第一绝缘层；5、第二绝缘层；6、平坦化层；7、疏水材料层；8、光学单元、81、光源；82、波导层。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：本实施例提供一种微流控基板，包括：基底，位于基底上的多个检测模块；每个检测模块包括：位于基底上的开关单元、驱动电极、感光单元；其中，驱动电极连接开关单元的信号输出端，而且感光单元的第一极和第二极中的一者同样与开关单元的信号输出端连接。由于在本实施例的微流控基板中，每个检测模块中的驱动电极、感光单元连接同一开关单元，因此，将该微流控基板应用至微全分析系统中，可以在液滴驱动阶段，控制开关单元打开，并给开关单元的信号接收端输入第一电压，并传输至驱动电极，之后控制开关单元关闭，驱动液滴的移动；最后，再次控制开关单元打开，给开关单元的信号接收端输入第二电压，将驱动电极上的第一电压释放(能将第一电压释放说明第二电压小于第一电压)；待驱动电极上的电压稳定之后，进入液滴检测阶段，控制开关单元保持打开，给开关单元的信号接收端输入第三电压，，并传输至感光单元与开关单元的信号接收端连接的一极，给感光单元的另一极输入第四电压；其中，第三电压小于第二电压，这样控制液滴不会发生移动，同时，第四电压大于第三电压，这样在之后，控制开光单元关闭，感光单元积分可以将所接收到的光信号转换为电信号，最后，再次控制开关单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控基板，包括：基底，位于所述基底上的多个检测模块；每个所述检测模块包括：位于所述基底上的开关单元，以及与所述开关单元的信号输出端连接驱动电极；其特征在于，每个所述检测模块还包括位于所述基底上的感光单元；其中，所述感光单元的第一极和第二极中的一者与所述开关单元的信号输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种微流控基板，包括：基底，位于所述基底上的多个检测模块；每个所述检测模块包括：位于所述基底上的开关单元，以及与所述开关单元的信号输出端连接驱动电极；其特征在于，每个所述检测模块还包括位于所述基底上的感光单元；其中，所述感光单元的第一极和第二极中的一者与所述开关单元的信号输出端连接。2.根据权利要求1所述的微流控基板，其特征在于，所述感光单元的第一极和第二极沿背离所述基底方向依次设置；每个所述检测模块中的所述驱动电极与所述感光单元的第二极分时复用。3.根据权利要求2所述的微流控基板，其特征在于，每个所述检测模块中的所述开关单元、所述感光单元的第一极和半导体层、所述驱动电极四者叠置，且依次设置在所述基底上；其中，在所述开关单元所在层与所述感光单元的第一极所在层之间设置有第一绝缘层；在所述感光单元的半导体层与所述驱动电极所在层之间设置有第二绝缘层；所述开关单元的信号输出端通过贯穿所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第一过孔与所述驱动电极连接；所述驱动电极通过贯穿所述第二绝缘层的第二过孔与所述感光单元的所述半导体层连接。4.根据权利要求1所述的微流控基板，其特征在于，所述开关单元包括开关晶体管；其中，所述开关晶体管的源极用作所述开关单元的信号接收端，漏极用作所述开关单元的所述信号输出端。5.根据权利要求4所述的微流控基板，其特征在于，所述检测模块呈阵列排布；其中，位于同一行的所述开关晶体管的栅极连接同一条扫描线；位于同一列的所述开关晶体管的源极连接同一条数据线。6.根据权利要求1所述的微流控基板，其特征在于，所述感光单元包括PIN光电二极管；其中，所述PIN光电二极管的第一极用作所述感光单元的第一极，第二极用作所述感光单元的第二极。7.根据权利要求6所述的微流控基板，其特征在于，所述PIN光电二极管中的N型半导体层、I型半导体层、P型半导体层沿背离所述基底方向依次设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘英明，王海生，董学，丁小梁，车春城，蔡佩芝，顾品超，李昌峰，王雷，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11