CN111742212A - 流体检测面板和流体检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种流体检测面板(100；200)和流体检测装置。该流体检测面板(100；200)包括流体驱动基板(110；210)、滤波结构(122；226)和传感器(130；230)。滤波结构(122；226)配置为对光源(121；221)发出的光线进行滤波；流体驱动基板(110；210)包括检测区域(111；211)，且配置为允许液体样品移动至检测区域(111；211)；传感器(130；230)设置为接收由光源(121；221)发出并顺次经过滤波结构(122；226)和检测区域(111；211)的光线。该流体检测面板(100；200)和流体检测装置可用于液体样品检测。

Description

流体检测面板和流体检测装置
技术领域
本公开的实施例涉及一种流体检测面板和流体检测装置。
背景技术
光谱仪可以从成分复杂的光线(例如，白光)中提取出所需的单色光，并利用单色光对待检样品进行测定。微流控技术(Microfluidics)是一种精确控制和操控微尺度流体的技术，可以把生化分析过程中的样品制备、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。微流控技术具有样品消耗少、检测速度快、操作简便、多功能集成、体积小和便于携带等优点，在生物、化学、医学等领域有着应用巨大潜力。
发明内容
本公开的至少一个实施例提供了一种流体检测面板，该流体检测面板包括滤波结构、流体驱动基板和传感器。滤波结构配置为对光源发出的光线进行滤波；流体驱动基包括检测区域，且配置为允许液体样品移动至所述检测区域；传感器设置为接收由所述光源发出并顺次经过所述滤波结构和所述检测区域的光线。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述流体检测基板包括多个驱动电极，所述多个驱动电极布置为可驱动所述液体样品移动至所述检测区域。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述流体检测面板还包括所述光源。所述滤波结构位于所述光源和所述检测区域之间。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述检测区域包括多个子检测区域；所述滤波结构包括多个子滤波结构；以及所述多个子滤波结构的每一个在所述流体驱动基板上的正投影覆盖对应的一个所述子检测区域。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述光源包括多个子光源，所述多个子光源中的每一个配置为向所述多个子检测区域中的一个发出光线。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述多个子滤波结构中的至少一个包括液晶层和控制电极，所述控制电极配置为接收驱动电压信号，以控制所述多个子滤波结构中至少一个的峰值透射波长。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，在垂直于所述流体检测基板的方向上，所述控制电极设置在所述液晶层的同一侧或设置在所述液晶层的两侧。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述流体检测面板还包括遮光图案，所述遮光图案设置在所述多个子滤波结构中相邻的两个子滤波结构之间。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述流体检测面板还包括控制装置。所述控制装置配置为向所述控制电极施加所述驱动电压信号，以及配置为使得相邻的所述子光源在不同的时刻发出光线。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，相邻的所述子检测区域之间的间距大于多个所述子检测区域中的每个的尺寸。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述滤波结构还包括滤光片；所述滤光片与所述多个子滤波结构中的至少一个叠置，以对所述子光源发出的光过滤或对经过所述至少一个滤波结构出射的光过滤。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述滤波结构配置为反射至少部分所述光源发出的属于预定波段的光线而透射所述光源发出的位于所述预定波段之外的光线。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述检测区域包括多个子检测区域；所述滤波结构包括多个子滤波结构；以及所述多个子滤波结构的每一个在所述流体驱动基板上的正投影覆盖所述多个子检测区域的一个。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述多个子滤波结构中的至少一个包括光栅；所述光栅周期小于位于所述预定波段的光线的波长。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述多个子滤波结构中的至少两个子滤波结构被配置为反射位于不同波段的光线。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述滤波结构还包括光波导结构；所述光栅设置在所述光波导结构朝向所述流体驱动基板的表面上。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述光波导结构配置为泄露至少部分进入所述光波导结构中的位于所述预定波段的光线，且使得所述泄露的光线与所述子滤波结构反射的位于所述预定波段中的光线干涉，以增强所述子滤波结构反射的位于所述预定波段的光线。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述流体检测面板还包括所述光源，所述光源位于所述滤波结构和所述传感器之间。
例如，在所述流体检测面板的至少一个示例中，所述流体检测面板还包括第一遮光结构和第二遮光结构。所述第一遮光结构设置在所述流体驱动基板与所述光波导结构之间，且所述第一遮光结构在所述光波导结构上的正投影与所述光栅不重叠；以及所述第二遮光结构设置在所述光波导结构的远离所述光栅的一侧。
本公开的至少一个实施例还提供了一种流体检测装置，其包括信号处理装置以及本公开任一实施例提供的流体检测面板。所述信号处理装置与所述流体检测面板的传感器相连接。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的模式方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1A是本公开至少一个实施例提供的一种流体检测面板的剖面示意图；
图1B是本公开至少一个实施例提供的一种流体检测面板的剖面示意图
图2是一种光学单元的剖面示意图；
图3A是一种LED发出的光线的相对光谱分布图；
图3B示出了在不同折射率取值下一种滤波结构输出的滤波后的光线的光谱分布；
图3C示出了在不同入光角度下一种滤波结构输出的滤波后的光线的光谱分布；
图4是朗伯体光源发出的光线的光强随出射角度的分布图；
图5A是本公开至少一个实施例的一种流体驱动基板的平面示意图；
图5B是一种滤光结构以及遮光图案的平面示意图；
图5C是一种滤光结构以及流体驱动基板的平面示意图；
图5D是一种传感器和传感器基板的平面示意图；
图6是本公开至少一个实施例提供的另一种流体检测面板的剖面示意图；
图7是本公开至少一个实施例提供的再一种流体检测面板的剖面示意图；
图8A是本公开至少一个实施例提供的又再一种流体检测面板的剖面示意图；
图8B是本公开至少一个实施例提供的又再一种流体检测面板的剖面示意图；
图9是图8B示出的流体检测面板的滤波结构的截面示意图；
图10A是一种滤波结构反射的光线的一种波长分布；
图10B示出了在不同的光栅周期取值下，一种滤波结构反射的光线的波长分布；
图10C示出了在不同的光栅线条高度的取值下，一种滤波结构反射的光线的波长分布；
图10D示出了在不同的光栅线条宽度的取值下，一种滤波结构反射的光线的波长分布；
图11A是本公开至少一个实施例的一种流体驱动基板的平面示意图；
图11B是一种光栅以及光波导结构的平面示意；
图11C是一种光栅、光波导结构和流体驱动基板的一种平面示意图；
图12A是本公开至少一个实施例的另一种流体驱动基板的平面示意图；
图12B是一种光栅、光波导结构和流体驱动基板的再一种平面示意图；
图13A是一种流体驱动基板的驱动电极阵列的平面示意图；
图13B是图13A的流体驱动基板沿线L-L’的剖面示意图；以及
图14是本公开的至少一个实施例提供的流体检测装置的示例性框图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、模式方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的模式方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通模式人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的模式术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
光谱分析是根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法。每一种元素都有它特有的标识谱线，把某种物质所生成的光谱和已知元素的已知的谱线进行比较就可以知道这些物质是由哪些元素组成的，用光谱不仅能定性分析物质的化学成分，而且能确定元素含量的多少.光谱分析方法具有较高的灵敏度和准确度。光谱分析可分为发射光谱分析与吸收光谱分析两种，发射光谱分析是根据待检样品(例如，包含待检元素和基体物质)在激发状态下发射的特征光谱的强度计算待检样品中待检元素的含量；吸收光谱分析是根据待检样品(例如，待测元素)的吸收光谱(例如，吸收的特征光谱)计算待检样品中待检元素的含量,此处，可以通过待检样品对穿过待检样品的光线中不同波长的吸收强度获取吸收光谱。
本公开的发明人在研究中注意到，当前的光谱分析采用光谱仪实现。然而，当前的光谱仪包括例如棱镜、透镜、光栅等自由空间光学元件，因此当前的光谱仪的体积通常较大，且价格昂贵，并使得对待检样品进行测定通常在实验室中进行，从而光谱仪和光谱分析的应用领域受到限制。例如，当前的光谱仪难以与流体驱动基板(例如，微流体通道)配合使用。
本公开的一些实施例提供了一种流体检测面板，该流体检测面板包括滤波结构、流体驱动基板和传感器。滤波结构配置为对光源发出的光线进行滤波；流体驱动基包括检测区域，且配置为允许液体样品移动至所述检测区域；传感器设置为接收由所述光源发出并顺次经过所述滤波结构和所述检测区域的光线。
在一些示例中，流体检测面板还可以包括光源，并且，光源和滤波结构彼此结合形成光学单元。为清楚起见，本公开的实施例以流体检测面板还包括光源为例进行阐述，但本公开的实施例不限于此。例如，流体检测面板还可以不设置光源，此种情况下，用户可自行配置光源，或者使用环境光线作为光源。
在本公开实施例提供的一些实施例中，将流体驱动基板与光谱仪集成在流体检测面板中，能够对少量甚至微量液体样品进行检测，实现涉及物理、生物、化学、医学和农学领域的光谱检测、物质分析、标定、分子诊断、食品检疫和细菌分类等。
下面通过几个示例对根据本公开实施例提供的流体检测面板进行非限制性的说明，如下面所描述的，在不相互抵触的情况下这些具体示例中不同特征可以相互组合，从而得到新的示例，这些新的示例也都属于本公开保护的范围。
图1A是本公开至少一个实施例提供的一种流体检测面板100的剖面示意图；图1B是本公开至少一个实施例提供的一种流体检测面板100的剖面示意图。如图1A和图1B所示，该流体检测面板100包括流体驱动基板110、光学单元120和多个传感器130，并且图1B所示的流体检测面板100还包括传感器基板131。光学单元120设置在流体驱动基板110上，在操作中，光学单元120发出的光照射到流体驱动基板110上的样品，然后被多个传感器130采集，由此实现检测功能。
图2示出了一种光学单元120的局部区域的剖面示意图。如图2所示，该光学单元120设置于流体驱动基板110的上方，从而可以照射检测区域，即为检测区域提供检测用光。光学单元120包括滤波结构，配置为对光源发出的光线进行滤波，滤波结构位于光源和检测区域之间。如图2所示，光源包括多个子光源121，滤波结构包括多个子滤波结构122，检测区域包括多个子检测区域111。
需要说明的是，为清楚起见，本公开以光源包括多个子光源121，滤波结构包括多个子滤波结构122，检测区域包括多个子检测区域111为例对本公开的实施例进行示例性说明，但本公开的实施例不限于此，在一些示例中，光源还可以包括一个子光源121，滤波结构还可以包括一个子滤波结构122，检测区域还可以包括一个子检测区域111。
例如，多个子光源121与多个子滤波结构122一一对应。多个子光源121中的每一个配置为可向对应的一个子滤波结构122发出光线，子滤波结构122配置为对对应的子光源121发出的光线进行滤波，且滤波后的光线从子滤波结构122出射并照射至对应的子检测区域111。
例如，子光源121可以是单色光源或复色光源。例如，在子光源121为单色光源的情况下，子光源121发出的光线可以为红光、绿光、蓝光、紫光、红外和紫外光中的任意一种。例如，在子光源121为复色光源的情况下，子光源121发出的光线可以为白光，或其他混合光。例如，子光源121可以为无机发光二极管(例如，微LED)、有机发光二极管和激光二极管的至少一种，但本公开的实施例不限于此。
如图2所示，子光源121发出的光线可以具有预定的发散角(也即，子光源121发出的光线为非准直光线，子光源121可以为非准直光源)，由于非准直光源的价格低于准直光源的价格，因此，采用具有预定的发散角的光源可以降低子光源121和流体检测面板100的成本。在一个示例中，可以设置光学元件(例如透镜)来对子光源121发出的光线进行准直，以使得入射至子滤波结构122上的光线实质上平行。例如，如图2所示，子光源121可以正对子滤波结构122，子光源121的中心与子滤波结构122的中心的连线例如垂直于流体检测面板100的所在平面。又例如，子光源121还可以与子滤波结构122的一端对置。
如图2所示，在本公开的一些实施例中，子滤波结构122包括液晶层123和控制电极124。例如，通过使用液晶式滤波结构，可以无需设置尺寸较大的自由空间光学元件(例如，光栅和透镜)，便可以对子光源121发出的光线进行滤波，由此可以减小流体检测面板100的尺寸。例如，本公开的一些实施例提供的流体检测面板100可以实现为微型光谱仪。例如，子滤波结构122使用技术成熟且成本较低液晶层123和控制电极124，来对子光源121发出的光线进行滤波，整体器件适于批量生产。
控制电极124配置为接收驱动电压信号，以控制子滤波结构122的峰值透射波长。例如，光学单元120还包括控制装置(图2中未示出)，控制装置配置为向控制电极124施加驱动电压信号，以控制子滤波结构122的峰值透射波长。子滤波结构122的靠近子光源121的一侧为入光侧，子滤波结构122的远离子光源121的一侧为出光侧。
需要说明的是，尽管图1A示出的多个子滤波结构122中的每个均实现为液晶式滤波结构，但本公开的实施例不限于此，在一些示例中，图1A示出的部分子滤波结构122(例如，一个子滤波结构122)可以实现为液晶式滤波结构，在此不再赘述。
下面结合图2对上述液晶式滤波结构的结构和滤波原理进行示例性说明。
如图2所示，控制电极124设置在液晶层123的两侧。例如，液晶材料可以选择蓝相液晶材料或适用于下述任一模式的液晶材料：扭曲向列模式(Twisted Nematic，TN)、垂直配向模式(Vertical Alignment)、面内转换模式(In-Plane Switching，IPS)、高级超维场转换模式(ADS)和边缘场开关模式(Fringe Field Switching，FFS)。
在控制电极124接收到驱动电压信号的情况下，控制电极124形成预定强度的电场，该电场驱动液晶层123中液晶分子基于驱动电压信号进行相应的旋转，因此液晶层123的折射率得到相应的调制，可随驱动电压信号的变化而变化。例如，液晶层123的折射率可调范围可以相对较大(例如，液晶层123的最大折射率和最小折射率的差值大于0.29)。例如，经子滤波结构122滤波后的光线的峰值波长以及半峰全宽(FWHM)与液晶层123厚度相关。例如，液晶层123厚度约为3微米，但本公开的实施例不限于此。例如，在设计液晶层123的厚度时，可以考虑子滤波结构122的电学性能指标、驱动信号参数等，在此不再赘述。例如，在光学单元120包括多个子滤波结构122的情况下，可以使得不同子滤波结构122的液晶层123的厚度一致(例如，彼此相等)，此时，例如可以简化制作工艺和连续获取多个不同波长的单色光。
在一个示例中，控制电极124可由金属材料(例如，银、铝或钼)制成。例如，控制电极124的厚度(在垂直于流体检测面板100所在平面方向上的厚度，也即，在第二方向D2上的厚度)可约为几微米到几十微米之间。控制电极124不仅可以用于驱动液晶层123的液晶分子偏转，还能够形成法布里-珀罗(Fabry-Perot，F-P)腔，进入F-P腔中的光线在F-P腔中多次往返震荡后，F-P腔输出滤波后的光线，滤波后的光线的半峰全宽小于子光源121发出光线的半峰全宽。在经由控制电极124向液晶层123施加的电压改变的情况下，液晶层123中液晶分子的旋转的角度发生变化，因此，F-P腔中填充的液晶层123的折射率发生改变，经过液晶层滤波后的光线的峰值波长发生改变。例如，通过控制(例如，精确控制)施加在控制电极124上的驱动电压信号，可以使得子滤波结构122输出的光线(也即，滤波后的光线)的峰值波长变化。
例如，在向控制电极124施加第一驱动电压信号的情况下，液晶层123中液晶分子的折射率为第一折射率，对应地，子滤波结构122输出的光线的峰值波长为第一波长；在向控制电极124施加第二驱动电压信号的情况下，液晶层123中液晶分子的折射率为第二折射率，对应地，子滤波结构122输出的光线的峰值波长为第二波长；此处，第一驱动电压信号不等于第二驱动电压信号，第一折射率不等于第二折射率，第二波长不等于第一波长。例如，在施加在控制电极124上的驱动电压信号连续变化的情况下，子滤波结构122输出的光线的峰值波长也可以连续变化。例如，图2示出的子滤波结构122可以提供峰值波长在特殊波段的光线(例如，难以用普通的滤波结构获取的光线)。例如，本公开的一些实施例提供的子滤波结构122可以提供电致可调的窄半峰全宽的光线。在将该电致可调的窄半峰全宽的光线应用于样品测定中时，可以提升流体检测面板100的检测精度以及可以检测样品的种类。
例如，在光学单元120具有多个子滤波结构122的情况下，多个子滤波结构122的参数可以例如彼此相同，由此可以简化制作工艺；此种情况下，尽管多个子滤波结构122的物理结构参数相同，但可以向不同的子滤波结构122施加不同的驱动电压信号，因此，不同的子滤波结构122输出的滤波光线的峰值波长可以不同，由此可以提升包含子滤波结构122的应用范围。
在另一个示例中，控制电极124还可由透明导电材料(例如，氧化铟锡，ITO)制成，且控制电极124的厚度可以尽可能的薄。例如，透明导电材料的厚度约为100纳米或50纳米。此种情况下，控制电极124的结构可以参照由金属材料制作的控制电极，在此不再赘述。例如，控制电极124不限于仅包括透明氧化物层，根据实际应用需求，控制电极124还可以包括银层，也即，控制电极124实现为银层和透明氧化物层的叠层。例如，相比于银层，透明氧化物层更靠近液晶层123。
在一些实施例中，控制电极124可选用折射率约为1.46的导电材料制成。控制电极可以为由相同材料制成的单层导电层；也可以为银层与ITO层形成的叠层结构。
例如，如图1A、图1B和图2所示，光学单元120还包括相对设置的第一光学基板125和第二光学基板126，且第二光学基板126相对于第一光学基板125更靠近流体驱动基板110。如图2所示，液晶层123夹置在第一光学基板125和第二光学基板126之间；控制电极124设置在第一光学基板125和第二光学基板126之间；部分控制电极124设置在第一光学基板125上，部分控制电极124设置在第二光学基板126上。
例如，可以通过下述的方法制作子滤波结构122。首先，可以在第一光学基板125和第二光学基板126上分别形成控制电极124，该控制电极可以具有预定图案，例如为平面电极或狭缝电极；然后，可以使得形成有控制电极的第一光学基板125和第二光学基板126对置，二者可以通过封框胶完成对盒；接着，在对盒过程中或者在对盒之后，可以在第一光学基板125和第二光学基板126之间注入液晶材料，以形成液晶层123。
例如，第一光学基板125和第二光学基板126对子光源121发出的光线具有较高的透射率(例如，大于90％)。例如，第一光学基板125和第二光学基板126可选用玻璃基板、石英基板、塑料基板(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板)或者由其它适合的材料制成的基板。例如，第一光学基板125和第二光学基板126可选用适用于液晶显示装置或有机发光二极管显示装置的基板、或者定制的光学玻璃、树脂材料等。例如，第一光学基板125和第二光学基板126的厚度可基于具体的产品设计或工艺条件确定，第一光学基板125和第二光学基板126的厚度例如为0.1毫米-2毫米。例如，第一光学基板125和第二光学基板126的在垂直于第一光学基板125方向上(也即，在第二方向D2上)的表面可具有良好的平整度(平面度)及平行度。例如，第一光学基板125和第二光学基板126可选用折射率约为1.46的光学玻璃。
例如，可以使用LUXEON公司的发光二极管(LED)作为子光源121进行仿真模拟，以对光学单元120的参数进行设计和优化，。例如，在驱动电流为500毫安，工作温度保持在25℃的情况下，LUXEON公司的LED发出的光线的相对光谱分布如图3A所示。例如，如图3A所示，对光谱幅值进行归一化，纵轴的单位为任意单位，LED发出的光线包括第一发射峰Cr1、第二发射峰Cr2、第三发射峰Cr3、第四发射峰Cr4、第五发射峰Cr5、第六发射峰Cr6、第七发射峰Cr7和第八发射峰Cr8。第一发射峰Cr1、第二发射峰Cr2、第三发射峰Cr3、第四发射峰Cr4、第五发射峰Cr5、第六发射峰Cr6、第七发射峰Cr7和第八发射峰Cr8分别处于皇室蓝、蓝色、青色、绿色、琥珀色、橙红色、红色和深红色的波段。
在本公开的一些实施例中，选用默克(Merck)公司的型号为SLC123320的向列型液晶作为光学单元120中液晶层123的材料。对于波长为589纳米的光线，型号为SLC123320的液晶材料的折射率可以在1.522-1.821之间变化。第一光学基板125和第二光学基板126选用折射率约为1.46的光学玻璃，以尽可能地增加第一光学基板125和第二光学基板126的折射率与液晶层123的最小折射率之间的差值。
例如，在上述结构参数的基础上，采用用于执行时域有限差分法计算的软件(FDTDSolution)对图2示出的光学单元120建立模型，以对光学单元120的参数进行设计和优化，仿真结果如图3B和图3C所示。例如，在上述模型中，子光源121输出的光线的波长位于440纳米-480纳米的范围内。在实际中，可以使用滤光片，从LUXEON公司的LED发射的光线中滤出波长位于440纳米-480纳米的光线。滤光片可以为允许波长位于440纳米-480纳米的光线通过的带通滤波片，该带通滤波片设置在子光源121和子滤波结构122之间。
图3B示出了在液晶层123呈现不同折射率的情况下，光线经过子滤波结构122后出射光的光谱分布。如图3B所示，在液晶层123的折射率n＝1.6的情况下，第一滤波光线Cn1从子滤波结构122出射，且第一滤波光线Cn1包括峰值波长分别位于447纳米和469纳米的两个谱峰；在液晶层123的折射率n＝1.7的情况下，第二滤波光线Cn2从子滤波结构122出射，且第二滤波光线Cn2包括峰值波长分别位于455纳米和475纳米的两个谱峰；在液晶层123的折射率n＝1.8的情况下，第三滤波光线Cn3从子滤波结构122出射，且第三滤波光线Cn3包括峰值波长分别位于443纳米和462纳米的两个谱峰。如图3B所示，子滤波结构122输出的每个谱峰的半峰全宽约为5-8纳米。而如图3A所示，子光源121发出的蓝光光线(第二发射峰Cr2)的半峰全宽通常约为20-30纳米，即子滤波结构122输出的滤波后的光线的半峰全宽约为子光源121发出的光线的四分之一，这使得经由子滤波结构122出射的光线光谱分辨率可以提升约四倍。
图3C示出了在不同入光角度(入射光线与子滤波结构122法线方向的夹角，也即，图2中的θ2)下，子滤波结构122输出的滤波后的光线的光谱分布。如图3C所示，在入光角度θ2为±1度的情况下，子滤波结构122输出的滤波后的光线Ca1；在入光角度θ2为±2度的情况下，子滤波结构122输出的滤波后的光线Ca2；在入光角度θ2为±30度的情况下，子滤波结构122输出的滤波后的光线Ca3。滤波后的光线Ca1和滤波后的光线Ca2的光谱分布实质上相同，并且滤波后的光线Ca1和滤波后的光线Ca3的光谱分布非常接近，这意味着子滤波结构122对入光角度不敏感，入射光的准直度对滤波后的光线的参数的影响较小。
在一些示例中，如图1A、图1B和图2所示，光学单元120还包括遮光图案128，且遮光图案128设置在相邻(例如，任意相邻)的两个子滤波结构122之间。例如，遮光图案128配置为吸收子光源121发射的角度较大的光线，由此可以降低子光源121对于与其相对设置的子滤波结构122之外的其它子滤波结构122的串扰影响，提升流体检测面板100的检测准确度。例如，遮光图案128还可用于间隔相邻滤波结构中的液晶分子，并保证液晶层123的厚度的均匀度。例如，遮光图案128的材料深色有机材料。
例如，相邻的遮光图案128之间的间距d可以根据相邻的子光源121之间的间距以及第一光学基板125和第二光学基板126之间的间距确定。例如，遮光图案128的宽度(在第一方向D1上的宽度)可以基于子光源121的能量分布、第一光学基板125的折射率以及第一光学基板125的厚度t获得。例如，下面结合图4对遮光图案128的宽度w以及相邻的遮光图案128之间的间距d的确定方法做示例性说明。例如，第一方向D1平行于第一光学基板125和/或第二光学基板126所在平面。
例如，子光源121实现为LED，且LED发出的光线经空气传输后入射到第一光学基板125(厚度t＝0.1毫米)中，空气的折射率和第一光学基板125的折射率分别为n1和n2，且n1＝1，n2＝1.46。在进入第一光学基板125前后，LED发出的光线与第一光学基板125的法线(也即，垂直于第一光学基板125的虚拟的直线)的夹角分别为θ1和θ2，且θ1和θ2满足下述表达式：n1×sinθ1＝n2×sinθ2，因此可以得到LED发出的光线中允许入射至子滤波结构122中的光线的最大的入光角度θ2_max满足下述的表达式：
θ2＝arcsin(n1/n2×sinθ1)。
因此，相邻的遮光图案128之间的间距d满足下述表达式，也即，
d＝2×t×tanθ2_max+L，
此处，L为LED的发光面的最大宽度(例如，LED的发光面在第一方向D1上的宽度，假设为10微米)。
图4示出了朗伯体光源发出的光线的光强Iθ随出射角度θ的分布图。朗伯体光源发出的光线的光强Iθ随出射角度θ满足下述的表达式：Iθ＝I0×cosθ，此处I0为垂直于LED发光面的出射的光线的光强。基于朗伯体光源发出的光线的光强Iθ随出射角度θ所满足的表达式可知，朗伯体光源的约96％的能量由发散角小于±60°的光线承载，只有4％的能量由发散角大于±60°的光线承载。因此，允许入射至子滤波结构122中的光线在进入第一光学基板125之前与第一光学基板125的法线之间的最大夹角θ1_max可以设置为±60°，此时朗伯体光源发出的光线的大部分可以入射至子滤波结构122中，由此提升流体检测面板100的效率。对应地，可以得到，允许入射至子滤波结构122中的光线的最大的入光角度θ2_max满足以下表达式：
θ2_max＝arcsin(1×sin(60)/1.46)＝36.4°。
因此，相邻的遮光图案128之间的间距d＝148微米+10微米＝158微米。
例如，在期望遮光图案128可以遮挡发射角位于60°至80°以及-80°至-60°范围内的光线的情况下，遮光图案128的宽度w满足以下表达式w＝t×tan(42.4)-t×tan(36.4)＝17.64微米，此处，LED发射的角度θ1为80°的光线入射至第一光学基板125之后的角度θ2为42.4°。
例如，参见图1A、图1B，多个子光源121可以设置在第三光学基板(图中未示出)上，第三光学基板用于固定和支撑多个子光源121。例如，光学单元120还可以包括第二遮光图案141，第二遮光图案141例如设置在相邻的子光源121之间，以吸收界面反射的光线。例如，第二遮光图案141可用于吸收第一光学基板125与控制电极124之间的界面反射的光线。
如图2所示，在光学单元120包括多个子光源121，且每个子光源121均为单色光源的情况下，多个单色光源可以包括例如在第一方向D1上顺次排布的紫光光源、蓝光光源、蓝绿色光源、绿光光源和红光光源，但本公开的实施例不限于此。例如，根据实际应用需求，还可以在光学单元120中设置红外子光源121和紫外子光源121，由此可以进一步增加流体检测面板100的工作波段，并因此可以进一步的扩大流体检测面板100的应用范围。
在一些示例中，光学单元120包括多个子光源121可以均出射相同颜色的光线(例如，蓝色)。在操作中，例如，可以同时驱动多个子光源121和多个子滤波结构122工作；又例如，可以根据待检样品的位置和数目仅驱动部分子光源121以及对应的子滤波结构122工作。
如图1A、图1B所示，流体驱动基板110包括子检测区域111，该子检测区域111配置为允许液体样品移动至该处，以便进行相应的检测等操作。流体驱动基板110的具体结构可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。
图5A示出了一种流体驱动基板110的平面示意图。如图5A所示，该流体驱动基板110包括液体样品的流动空间112(例如，微流通道)和液体槽115。例如，流动空间112例如可以通过隔垫物等分隔并辅助液体流动；液体样品的流动空间112的末端114与液体槽115联通，因此，检测后的液体样品可流入液体槽115内被暂时储存。液体样品的流动空间112在第三方向D3延伸。第三方向D3垂直于第一方向D1和第二方向D2。如图5A所示，流体驱动基板110包括两排液体样品的流动空间112，但本公开的实施例不限于此。
液体样品的流动空间112的对应于子滤波结构122的区域包括流体驱动基板110的子检测区域111。在操作过程中，液体样品从液体样品的流动空间112的起始端113进入液体样品的流动空间112，然后，流动到子检测区域111并被检测，最后经由液体样品的流动空间的末端114而流入液体槽115中。流体驱动基板110包括多个驱动电极，多个驱动电极布置为可驱动液体样品移动至子检测区域111。
如图1A、图1B所示，第二光学基板126与流体驱动基板110对置且例如通过粘结等方式相对固定，例如，第二光学基板126与流体驱动基板110限定了液体样品的流动空间。又例如，流体检测面板100还可以包括封装膜(图1A、图1B中未示出)，封装膜设置在流体驱动基板110与传感器130之间，以降低对液体样品的要求(例如，用于检测表面张力较小的液体样品)。
例如，本公开的一些实施例提供的流体驱动基板110的材料和厚度可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。例如，流体驱动基板110可以选用玻璃、树脂等透明材料制成；也可以采用聚酯化合物或者纸张等其它材料制成。
液体样品的流动空间112的宽度(在第一方向D1上的宽度)和液体样品的流动空间112的高度(在第二方向D2上的高度)可根据实际应用需求进行设定。例如，液体样品的流动空间112的宽度和高度可以处于纳米量级(例如，1-100纳米)。
在本公开的一些实施例中，可以通过光刻、刻蚀的方法在硅基板、玻璃基板或者聚合物基板上形成液体样品的流动空间112。例如，聚合物基板可以为PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。
例如，根据实际应用需求，还可以在液体的流动空间112的内壁涂覆疏水膜层/亲水膜层，由此可以使得液体样品可以根据检测需求在液体的流动空间112内流动或者短暂滞留。例如，特氟龙-AF(无定形氟聚物)可以使得液体样品尽可能不粘附在液体流动空间112内，并因此使得液体样品可以根据检测需求流动。
图5B示出了与图5A对应的滤光结构以及遮光图案128的平面示意图。如图5B所示，遮光图案128可以包括遮光区和透光区，滤光结构设置在透光区中，遮光区配置为吸收或阻挡子光源121发出的入射在遮光区上的光线。
图5C示出了与图5A对应的滤光结构以及流体驱动基板110的平面示意图。如图5C所示，子滤波结构122与流体驱动基板110的子检测区域111对应设置，即二者在垂直于流体驱动基板110的方向上彼此部分重叠或完全重叠。例如，多个子滤波结构122的每一个在所述流体驱动基板上的正投影覆盖(例如，完全覆盖)对应的一个子检测区域111。
例如，液体流动空间112具有均一的宽度(参见图5A)或非均一的宽度。在液体流动空间112具有非均一的宽度的情况下，液体流动空间112的对应于子滤波结构122的区域的宽度(也即，子检测区域111的宽度)可以大于液体流动空间112的其它区域的宽度。下面结合图5A进行示例性说明。
如图5A所示，液体流动空间112包括子检测区域111以及位于子检测区域111之外的其它区域(例如，流道的位于子检测区域111上侧的区域以及流道的位于子检测区域111下侧的区域)，由于液体流动空间112在垂直于第二方向D2的平面(也即，图5A中的纸面)上的正投影为矩形，因此，子检测区域111在第一方向D1上的宽度等于液体流动空间112的其它区域在第一方向D1上的宽度。如图5C所示，子滤波结构122在第一方向D1上的宽度等于液体流动空间112在第一方向D1上的宽度，但本公开的实施例不限于此。例如，子检测区域111在第一方向D1上的宽度还可以大于液体流动空间112的其它区域在第一方向D1上的宽度，且子滤波结构122在第一方向D1上的宽度与子检测区域111在第一方向D1上的宽度相匹配(例如，相等)。
如图1A、图1B所示，多个传感器130与多个子检测区域111对应设置。例如多个传感器130的每个在垂直于流体驱动基板110的方向上与对应的子检测区域111部分重叠或完全重叠，且被配置为接收由子光源121发出并顺次经过子滤波结构122和子检测区域111的光线，多个传感器130将分别将入射其上的光线转换为电信号，并将获得的电信号提供至信号处理装置。由于传感器130接收到光信号携带了液体样品的信息，信号处理装置可通过分析经由上述光信号转化的电信号获取液体样品的信息。
信号处理装置可以由硬件、软件、固件或任意组合实现。在一些实施例中，信号处理装置可以包括处理器和存储器，存储器中存储有可执行程序，可执行程序在被处理器执行时可以对信号处理装置接收的电信号进行信号处理，并输出与液体样品相关的信息(例如，液体样品所包含的物质或/和液体样品所包含的物质的浓度)。在一些实施例中，信号处理装置中包括数据库，数据库中存储有物质种类与吸收波长的对应关系表。信号处理装置通过将接收的电信号与基准数据进行对比，并在数据库中查询对应关系表，从而输出分析结果(例如，液体样品所包含的物质或/和液体样品所包含的物质的浓度)。例如，在检测待检样品是否是第一物质时，基准数据可以是第一物质的光谱数据(例如，吸收光谱数据和发射光谱数据中的至少一个)。
在一些实施例中，信号处理装置可以为流体检测面板100的组成部件；在一些实施例中，用户可根据需求自行配置信号处理装置，信号处理装置可以为手持电子装置(例如，手机)或者电脑。在一些实施例中，流体检测面板100与信号处理装置可以通过有线或者无线的方式连接。
在一些实施例中，光学传感器130可以从PN型光电二极管、PIN结型光敏二极管、光敏晶体管、互补金属氧化物半导体(CMOS)的传感器或基于电荷耦合器件(CCD)的传感器中选择。
传感器130与对应的子检测区域111之间的间距可基于离开子检测区域111的光线的传输方向的控制精度以及传感器130的信噪比需求进行设定。例如，子检测区域111与传感器130的表面可以相互接触紧密贴合；子检测区域111与传感器130之间也可以设置缓冲膜层，以使得子检测区域111与传感器130之间可以紧密贴合。
在一些实施例中，如图1A所示，传感器130以及用于驱动液滴的电路可以通过半导体工艺制备于流体驱动基板的衬底上，即传感器130集成于流体驱动基板110中传感器130设置于流体驱动基板110中，且与微流通道位于流体驱动基板110的同一侧，与子检测区域111对应。
在一些实施例中，传感器130与微流通道分别位于流体驱动基板110的不同侧表面。传感器130可以通过转印等方式设置在流体驱动基板110的表面，与子检测区域111对应。在一些实施例中，如图1B所示，流体检测面板100还可以包括设置在传感器130的远离光学单元120一侧的传感器基板131，传感器130设置在传感器基板131中，传感器基板131与流体驱动基板110通过粘结等方式连接。传感器基板131的材料包括玻璃、硅或塑料等材料。
图6示出本公开另外一些实施例提供的流体检测面板100的剖面示意图，图6示出的流体检测面板100与图1A或图1B示出的流体检测面板100区别包括如下两点中的至少一个：首先，图6示出的流体检测面板100通过对多个子光源121进行时序控制来降低相邻子光源121之间导致的串扰：其次，流体检测面板100可以包括滤光片129。
如图6所示，光学单元120包括多个子光源121(例如，从图6的左侧至右侧顺次排列的第一子光源、第二子光源、第三子光源、第四子光源和第五子光源)和多个子滤波结构122(例如，从图6的左侧至右侧顺次排列的第一子滤波结构、第二子滤波结构、第三子滤波结构、第四子滤波结构和第五子滤波结构)。多个子光源121均与控制装置127电连接，以在控制装置127的控制下发出光线。第一子滤波结构、第二子滤波结构、第三子滤波结构、第四子滤波结构和第五子滤波结构的液晶驱动电极124分别与控制装置127电连接，以分别接收控制装置127输出的驱动电压信号。需要说明的是，为清楚起见，控制装置127仅与部分液晶驱动电极124相连进行示意。
如图6所示，流体驱动基板110可包括多个子检测区域111(例如，从图6的左侧至右侧顺次排列的第一子检测区域、第二子检测区域、第三子检测区域、第四子检测区域和第五子检测区域)。
例如，控制装置127可配置为使得第一子光源、第二子光源、第三子光源、第四子光源和第五子光源顺次处于工作状态，由此可以省去在相邻的子光源121之间设置遮光图案，也能避免相邻的子光源121导致的串扰。例如，在对位于第二子检测区域的液体样品进行检测的情况下，仅第二子光源处于工作状态，由此可以避免第一子光源、第三子光源、第四子光源和第五子光源发出的光线对位于第二子检测区域的液体样品的检测结果产生影响。
例如，控制装置127可配置为使得第一子滤波结构、第二子滤波结构、第三子滤波结构、第四子滤波结构和第五子滤波结构分别在第一子光源、第二子光源、第三子光源、第四子光源和第五子光源被驱动的情况下处于工作状态，此时可以通过设置时间同步器使得子滤波结构与对应的子光源同步。又例如，控制装置127还可配置为使得第一子滤波结构、第二子滤波结构、第三子滤波结构、第四子滤波结构和第五子滤波结构同时处于工作状态。例如，在对位于第二子检测区域的液体样品进行检测的情况下，尽管第一子滤波结构和第三子滤波结构处于工作状态，但是由于第一子光源和第三子光源并未发射光线，因此，第一子光源、第三子光源、第一子滤波结构和第三子滤波结构不会对位于第二子检测区域的液体样品的检测结果产生影响。需要说明的是，控制装置127不限于顺次驱动第一子光源、第二子光源、第三子光源、第四子光源和第五子光源依次发光。控制装置127还可以配置为使得相邻的子光源121在不同的时刻发出光线，如控制装置127可以使得第一子光源、第三子光源和第五子光源在第一时刻发光，并使得第二子光源和第四子光源在第二时刻发光，由此可以增加流体检测面板的检测能力(某一时刻可同时检测的液体样品数目)。
例如，在一些实施例中，光学单元120还可以包括滤光片129，该滤光片129与对应的子滤波结构122叠置，由此在子滤波结构122输出的滤波后的光线包括多个谱峰的情况下，使得多个谱峰中的一个谱峰入射至子检测区域111中，而将其余的谱峰过滤掉。在一些实施例中，如图6所示，该滤波片可以设置在子滤波结构122与对应的子检测区域111之间。在一些实施例中，滤波片还可以设置在子滤波结构122与子光源121之间，即子光源121发出的光先经过滤波片过滤后再入射到子滤波结构122。
在一些实施例中，滤光片129可以为截止滤光片如长通滤波片(使得大于截止波长的所有光线通过的滤光片)或短通滤波片(使得小于截止波长的所有光线通过的滤光片)。在一些实施例中，滤光片129为带通滤波片。滤光片129可以为包括层叠设置的多层光学膜片。
例如，对于图3B示出的经过滤波结构后光谱分布曲线Cn2，如果仅需使用峰值波长位于475纳米的谱峰对待检样品进行检测，可以使用截止波长为465纳米的长通滤波片将峰值波长位于455纳米的谱峰滤除。
图7是本公开的至少一个实施例提供的再一种流体检测面板100的剖面示意图，图7示出的流体检测面板100与图1A或图1B示出的流体检测面板100的区别在于，图7示出的流体检测面板100通过增大相邻的子检测区域111之间的间距来降低相邻子光源121之间导致的串扰。
如图7所示，相邻的子检测区域111之间的间距(在第一方向D1上的间距)大于多个子检测区域111中的每个的尺寸(在第一方向D1上的尺寸)，以尽量减少串扰。例如，多个子滤波结构122与多个子检测区域111对应设置，从而从子滤波结构122出射的光线可以照射子检测区域111，因此，相邻的子滤波结构122之间的间距(在第一方向D1上的间距)大于多个子检测区域111中的每个的尺寸(在第一方向D1上的尺寸)。
需要说明的是，相邻的子检测区域111之间的间距不限于大于多个子检测区域111中的每个的尺寸。例如，相邻的子检测区域111之间的间距和相邻的子滤波结构122之间的间距还可以根据子光源121的强度随光线出射角度的分布确定。例如，在子光源121为朗伯体子光源121的情况下，由于96％的能量由发射角度位于±60度的角度范围内的光线承载，绝大部分(例如，95-99％，例如，96.8％)的能量由发射角度位于±80度的角度范围内的光线承载。此时，可以通过设置相邻的子检测区域111(或子滤波结构122)之间的间距使得发射角度位于±80度的角度范围之内的光线无法入射至相邻的子检测区域111(或子滤波结构122)之中，此时，相邻的子检测区域111(或子滤波结构122)之间的间距ds满足以下的表达式：
ds＝d+2×w＝158+2×17.64＝193.28um。
其中d为图1A或图1B中相邻遮光图案128之间的间距，w为图1A或图1B中遮光图案128的宽度。
需要说明的是，尽管图1A示出的任意两个子滤波结构122之间均设置了遮光图案128，但本公开的实施例不限于此，在一些示例中，图1A示出的流体检测面板还可以仅包括一个遮光图案128或者包括多个遮光图案128，上述多个遮光图案12设置在部分子滤波结构122之间，在此不再赘述。
本公开的一些实施例中，如图8A所示，流体检测面板200包括流体驱动基板210、光学单元220和传感器230。流体驱动基板210包括检测区域且配置为允许液体样品移动至子检测区域211从而可以被检测。例如，检测区域包括多个子检测区域211，且多个子检测区域211中的每个允许液体样品流经子检测区域211。光学单元220和传感器230设置在流体驱动基板210上，在操作中，光学单元220发出的光照射到流体驱动基板210上的样品，然后被传感器230采集，由此实现检测功能。例如，如图8A所示，子检测区域211例如可以通过隔垫物217等分隔，隔垫物217例如用于辅助液体流动。
如图8A所示，光学单元220包括光源和滤波结构，光源位于滤波结构和检测区域之间。如图8A所示，光源包括多个子光源221，滤波结构包括多个子滤波结构226。子光源221设置在流体驱动基板210面向子滤波结构226的一侧，且与子滤波结构226对置。在一些实施例中，多个子光源221可以分别与多个子滤波结构226相对设置，并使得滤波后的光线可以经由相邻的子光源221之间的间隙入射至子检测区域211中。例如，通过使用物理尺寸较小的激光器芯片或LED芯片作为子光源221，可以增加子检测区域211的尺寸。即子光源221在第一方向D1上的尺寸小于子滤波结构226在第一方向D1上的尺寸。例如，子光源221可以实现为准直光源。
在一些实施例中，子光源221包括红光激光源、绿光激光源和蓝光激光源，且红光激光源、绿光激光源和蓝光激光源(例如，蓝光激光器芯片)发出的光线混合形成白光。激光源可以半导体芯片构成。
在一些实施例中，子光源221还可以包括准直性相对较好的发光二极管，也即，发散角较小的发光二极管。在一些实施例中，子光源221可以包括白光发光二极管；在一些实施例中，子光源221还可以包括红光发光二极管、绿光发光二极管和蓝光发光二极管，且红光发光二极管、绿光发光二极管和蓝光发光二极管发出的光线混合成白光。
在一些实施例中，子滤波结构226配置为对子光源221发出的光线进行滤波(反射式滤波)。如图8A所示，子滤波结构226配置为反射至少部分子光源221发出的属于预定波段的光线而透射子光源221发出的位于预定波段之外的光线，以实现对子光源221发出的光线进行滤波。
在一些实施例中，至少一个子滤波结构(例如，一个子滤波结构或所有的子滤波结构)包括光波导结构、第一包层、第二包层以及光栅。如图8A所示，至少一个光栅222(例如，所有的光栅)的周期小于位于预定波段的光线的波长；第一包层225和第二包层224位于光波导结构233两侧以使得光线能够在光波导结构223中全反射传输。第一包层225设置在光波导结构223的靠近子光源221的一侧，且第一包层可以与光波导结构223直接接触。滤波结构的光栅222设置在光波导结构223的靠近子光源221的一侧表面上。在一些实施例中，光栅222可以与位于子滤波结构226和流体驱动基板210之间的空气接触，即第一包层225为空气。光波导结构223配置为泄露至少部分进入光波导结构223中的位于预定波段的光线，且使得泄露的光线与光栅222反射的位于预定波段中的光线干涉，以增强光栅222反射的位于预定波段的光线。
光波导结构223对预定波段的光线具有较高的透射率(例如90％)；光波导结构223的折射率大于第一包层225的折射率和第二包层224的折射率。在一些实施例中，光波导结构223可以选用透明树脂制成；还可以选用折射率为1.7-1.9的氮化硅(SiNx)制成。在一些实施例中，光波导结构223可以实现为薄膜。光波导结构223的厚度(在第二方向D2)上的厚度可以根据实际应用需求进行设定，在此不做具体限定。
需要说明的是，第一包层225还可以为透明材料，如有机透明树脂材料或者二氧化硅材料。第一包层225的厚度可以由具体的产品设计或工艺条件决定，可以为0.1毫米。例如，当第一包层为空气时，可以无须考虑第一包层的远离子滤波结构226的表面以及第一包层与子滤波结构226之间的界面的平整度。
例如，第二包层224可选用玻璃基板、石英基板、塑料基板(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板)或者由其它适合的材料制成的基板。例如，第二包层224可选用适用于液晶显示装置或有机发光二极管显示装置的基板、或者定制的光学玻璃、树脂材料等。例如，第二包层224的厚度和折射率可基于具体的产品设计或工艺条件确定，第二包层224的厚度例如为0.3毫米，第二包层224的折射率例如为1.46。例如，第二包层224的与光波导结构223接触的表面可具有良好的平整度(平面度)及平行度。
图9示出了光栅222、光波导结构223和第二包层224的部分区域的截面示意图(也即，子滤波结构226的截面示意图)。如图9所示，光栅222包括在第一方向D1间隔排布的凹槽2222，相邻凹槽2222之间形成光栅线条2221。光栅222的占空比约为0.5-0.75。在凹槽2222在第一方向D1的尺寸固定的情况下，光栅线条2221在第一方向D1的尺寸与光栅222的占空比正相关。在一些实施例中，光栅222的占空比还可以采用其它适用值，以调节光栅222的出光强度，由此可以在光学单元220包括多个光栅222的情况下，使得不同光栅222的出光强度匹配(例如，相等)。其中，光栅222的占空比Λ满足以下表达式：Λ＝lg/ls，此处，lg为光栅线条2221在第一方向D1上的尺寸，ls为相邻的两个光栅线条2221之间的凹槽2222在第一方向D1上的尺寸。
光栅222的材料可以为透明材料；光栅222的材料的折射率大于第一包层的折射率和第二包层224的折射率。光栅线条2221的高度可以根据出光的波长进行调整。例如，凹槽2222的深度heg可以在50纳米-500纳米之间取值，如70纳米或100纳米。在确定凹槽2222的深度时，可以将光波导结构223的光束缚能力纳入考虑。光波导结构223的光束缚能力越弱，在光波导结构223中传输的光线越易于从光波导结构223中泄露出来。例如，光波导结构223的光束缚能力与波导模式以及光波导结构223与其周围介质的折射率差值有关。
如图8A所示，多个子滤波结构226的多个光栅222分别与多个子检测区域211对置，由此从多个光栅222反射的光线可以经由对应的子检测区域211入射至对应的传感器230之上。例如，多个子滤波结构226的每一个在流体驱动基板上的正投影覆盖(例如，完全覆盖)对应的一个子检测区域211。
在一些实施例中，多个光栅222中的至少两个参数彼此不同，如至少多个光栅222中的至少两个光栅的光栅周期不同。
在一些实施例中，多个光栅222配置为反射子光源221发出的位于不同波段的光线，由此光学单元220可以提供位于不同波段的半峰全宽较窄的光线，进而，包括该光学单元220的流体检测面板200可用于同时或者分时检测样品的物质成分。在一些实施例中，多个光栅222的周期彼此不同，由此使得多个光栅222可以反射子光源221发出的位于不同波段的光线。在一个示例中，子光源221发出的光线的光谱可以彼此相同，子光源221发出的光线经过不同光栅222后被反射出位于不同波段的光线。
在一些实施例中，在光学单元220包括多个子滤波结构226的情况下，多个子滤波结构226中的光波导结构223为一体结构，即相邻的子滤波结构226中的光波导结构223之间无界面，多个子滤波结构226中的第一包层225为一体结构，即相邻的子滤波结构226中的第一包层225之间无界面。
在一些实施例中，光学单元220还可以只包括一个子滤波结构226；或者，光学单元220包括的多个子滤波结构226配置为反射子光源221发出的位于相同波段的光线，即多个子滤波结构226具有相同的结构参数。
在一些实施例中，流体检测面板200还包括封装薄膜218，如图8B所示，该封装薄膜218设置在流体驱动基板210的远离传感器230的一侧表面上，封装薄膜218配置为将液体流动通道中的液体样品与光学单元220隔开，由此可以避免液体流动通道中的液体样品对光学单元220中的例如光栅222产生影响。
封装薄膜218的折射率与形成液体流动空间212的材料的折射率相近。在一些实施例中，封装薄膜218的对位于预定波段的光线的透射率较大，可以大于90％。例如，封装薄膜218的对位于预定波段的光线的散射较小。例如，通过设置封装薄膜218，流体检测面板200对液体样品的尺寸以及表面张力的要求，例如降低。图8B示出的流体检测面板200可用于检测表面张力较小的样品，且该表面张力较小的样品可以充满整个液体流动空间212，由此可以提升流体检测面板200的应用范围。例如，可以将图8B中示出的子光源221与图8B中示出的光栅222和液体流动空间212进行对位，以进一步的提升检测效果。在本公开的其它示例中，根据实际应用需求，也可以将光栅和液体流动空间进行对位，在此不再赘述。
如图8A和图8B所示，流体驱动基板210包括多个子检测区域211；多个传感器230设置于流体驱动基板210上，由此与子检测区域211对应设置，且分别被配置为接收由子光源221发出并顺次经过子滤波结构226和子检测区域211的光线。
如图8A和图8B所示，在一些实施例中，光学单元220还包括第一遮光结构227，且第一遮光结构227设置在流体驱动基板210与光波导结构223之间，且第一遮光结构227在光波导结构223上的正投影与光栅222不重叠。例如，相邻的第一遮光结构227之间的间距可以基于相邻的光栅222之间的间距进行设定。
第一遮光结构227用于遮挡从子滤波结构226发出的位于预定波段之外的光线；还可以用于遮挡由于界面(例如，光波导结构223与光栅线条2221之间的界面)粗糙等原因导致的杂散光，由此可以减少对相邻的子检测区域211的干扰，提升流体检测面板200的检测准确度。图8A所示，能够减小位于图8A中最左侧的子滤波结构226反射的光线对位于左起第二位置处的子检测区域211的干扰。
如图8A和图8B所示，在一些实施例中，光学单元220还包括第二遮光结构241，且第二遮光结构241设置在光波导结构223的远离子光源221的一侧。例如，第二遮光结构241可以完全覆盖第二包层224的远离光波导结构223的一侧表面。第二遮光结构241可以使用制作深色有机树脂制成，配置为吸收透过光栅222、光波导结构223和第二包层224的光线(例如，图9中的ln3)。第二遮光结构241还配置遮挡环境光。如图8A和图8B所示，流体检测面板200还可以包括封装结构242(例如，封框胶)，封装结构242与第二遮光结构241配置为用于隔绝环境光。
如图8A和图8B所示，传感器230设置在子检测区域211的远离子滤波结构226的一侧，且被配置为接收由子光源221发出并顺次经过子滤波结构226和子检测区域211的光线，传感器230将入射其上的光线转换为电信号并提供信号处理装置(图中未示出)。由于滤波后的光线携带了液体样品的信息，信号处理装置接收的电信号也携载了液体样品的信息，由此信号处理可通过信号处理获取液体样品的信息。
信号处理装置可以由硬件、软件、固件或任意组合实现。在一些实施例中，信号处理装置可以包括处理器和存储器，存储器中存储有可执行程序，可执行程序在被处理器执行时可以对信号处理装置接收的电信号进行信号处理，并输出与液体样品相关的信息(例如，液体样品所包含的物质或/和液体样品所包含的物质的浓度)。在一些实施例中，信号处理装置中包括数据库，数据库中存储有物质种类与吸收波长的对应关系表。信号处理装置通过将接收的电信号与基准数据进行对比，并在数据库中查询对应关系表，从而输出分析结果(例如，液体样品所包含的物质或/和液体样品所包含的物质的浓度)。
在一些实施例中，信号处理装置可以为流体检测面板200的组成部件；在一些实施例中，用户可根据需求自行配置信号处理装置，信号处理装置可以为手持电子装置(例如，手机)或者电脑。在一些实施例中，流体检测面板100与信号处理装置可以通过有线或者无线的方式连接。
在一些实施例中，光学传感器230可以从PN型光电二极管、PIN结型光敏二极管、光敏晶体管、互补金属氧化物半导体(CMOS)的传感器或基于电荷耦合器件(CCD)的传感器中选择。
例如，传感器230与对应的子检测区域211之间的间距可基于离开子检测区域211的光线的传输方向的精度以及传感器230的信噪比需求进行设定。例如，子检测区域211与传感器230的表面可以相互接触紧密贴合；子检测区域211与传感器230之间也可以设置缓冲膜层，以使得子检测区域211与传感器230之间可以紧密贴合。
例如，流体检测面板200还可以包括设置在传感器230的远离光学单元220一侧的传感器基板231，传感器230设置在传感器基板231之上。传感器基板231例如可以为玻璃基板或半导体基板。例如，传感器基板231可以为不透明基板214，由此可以避免环境光线经由传感器基板231以及相邻的传感器230之间的间隙入射至液体流动空间212与透明基板214的界面，并因此可以避免液体流动空间212与透明基板214的界面将环境光线反射至传感器230之上，进而可以提升流体检测面板200的检测准确度。
应该理解的是，对于图8A和图8B所示的实施例，也可以将传感器230集成于流体驱动基板210中，不需要提供独立于流体驱动基板210的传感器基板231，本公开的实施例对此不作限制。
下面结合图9以及图10A-图10D对图8A和图8B中的子滤波结构226的滤波原理进行示例性说明。
如图9所示，在子光源221发出的光线ln1入射至光栅222时，部分光线(ln2)被反射；另一部分光线(ln4)穿过光栅222、进入光波导结构223中。进入光波导结构223中的光线大部分以全反射的方式在光波导结构223中传输，并形成导模ln5；部分(例如，一小部分)光线(ln3)可以透过光波导结构223和第二包层224出射。
例如，图9中示出的子光源221发出的光线ln1可以准直光。需要说明的是，为清楚起见，图9中示出的子光源221发出的光线ln1垂直入射至光栅222上，但本公开的实施例不限于此。例如，图9中示出的子光源221发出的光线ln1还可以倾斜入射至光栅222上，保证部分光线(ln4)可以透过光栅222、进入光波导结构223中，并使得进入光波导结构223中的光线能够基于全反射传输。
例如，光波导结构223为弱束缚型光波导，因此，光波导结构223对在光波导结构223中传输的光线的束缚能力较弱。这使得在光波导结构223中传输的部分光线(位于预定波段的光线)将从光波导结构223中泄露至光波导结构223靠近光栅222的一侧，被泄露的光线(位于预定波段的光线)与被光栅222反射的位于预定波段中的光线ln2干涉，由此可以增强光栅222反射的位于预定波段的光线，进而，子滤波结构226可以实现滤波功能。
在本公开的实施例中，图9示出的光栅222与传统的衍射光栅不同，因此不能用普通的衍射光栅理论解释图9示出的包括光栅222的子滤波结构226的滤波功能。下面从物理光学的角度对图9示出的包括光栅222的子滤波结构226的滤波功能进行示例性说明。
在光栅222的周期(即lg+ls)小于入射其中光线的波长的情况下，光线入射至光栅222后仅有零级衍射光输出，没有其它级次的衍射光输出(也即，光栅222对入射光线不会产生色散)。根据等效折射率，可以将弱调制光栅222等效成平板波导，当在平板波导传输的高级次传播波的参数与光波导结构223支持的导模接近时，光波导结构223中的光波能量将重新分布。由于光栅222的周期调制特性使得光波导结构223中的部分光线从光波导结构223中泄漏出来。因此，从光波导结构223中泄露的泄漏波(leaky mode)的能量也将重新分布，由此形成导模共振，进而，可以利用导模共振效应的高衍射效率和窄带性质实现滤波功能。
采用用于执行时域有限差分法计算的软件(FDTD Solution)对图9示出的滤波结构使用下述结构结构建立模型，其中，光波导结构223为折射率为1.73的氮化硅(SiNx)，第一包层为折射率为1.46的光学玻璃；第二包层224为折射率为1的空气介质；子光源221发出的光线为白光，且上述白光的波长范围为380纳米-780纳米；光栅222的周期为335纳米，光栅线条2221的高度(在第二方向D2上的高度)为70纳米，光栅222的占空比是50％，光栅线条2221的宽度为167.5纳米。仿真结果如图10A-图10D所示。需要说明的是，图10A-图10D的纵坐标轴的单位为任意单位。
图10A示出了从子滤波结构226入光侧出射的反射光线的波长分布(也即，子滤波结构226对入射其上的白光的反射谱)，在子滤波结构226的反射共振作用下，子滤波结构226对波长为516纳米的反射强度(也即，反射率)最大(约90％)，也即，子滤波结构226的反射峰的峰值波长为516纳米。如图10A所示，峰值波长为516纳米的反射峰的半峰全宽(FWHM)约为2纳米。子滤波结构226对白光中位于反射峰(峰值波长为516纳米)之外的其他波长的反射强度(也即，反射率)基本均小于10％。由于光栅222的周期(335纳米)小于反射峰的波长(516纳米)，子滤波结构226的窄带滤波的特性是由导模共振导致的泄露模引起的。
图10B示出了在不同的光栅222的周期下，子滤波结构226反射的光线的波长分布。如图10B所示，在光栅222的周期p位于250纳米-455纳米的范围内，子滤波结构226的反射峰的波长随光栅222的周期p的增大而增大，因此，可以通过调节光栅222的周期p来调节滤波后的光线的反射峰的波长。
例如，如图10B所示，在光栅222的周期p＝250纳米的情况下，在子滤波结构226的反射共振后，子滤波结构226的反射峰在400纳米处；在光栅222的周期p＝455纳米的情况下，经由子滤波结构226的反射共振后，子滤波结构226的反射峰在670纳米处。如图10B所示，对于不同的光栅222的周期p的取值，子滤波结构226的反射峰的半峰全宽均约为2纳米。因此，图8A提供的子滤波结构226输出的滤波后的光线的半峰全宽较窄，这有利于提升包括该子滤波结构226的流体检测面板200的检测分辨率。例如，如图10B所示，通过优化凹槽的深度和占空比，可以使得子滤波结构226反射的反射峰的光强均达到80％以上，由此可以降低包括该子滤波结构226的流体检测面板200的功耗。
图10C示出了光栅222的周期为250纳米，凹槽在第二方向D2的深度heg在不同取值下(示意范围在50纳米-100纳米，步长为10纳米)，子滤波结构226反射的光线的波长分布。如图10C所示，在凹槽的深度变化时，子滤波结构226的反射峰的波长均在400纳米处，即没有发生变化，但子滤波结构226的反射峰的强度发生了明显的变化。如图10C所示，当凹槽的深度为90纳米时，子滤波结构226的反射峰的强度最大(约为98％)。因此，可以通过调整光栅线条2221的高度优化子滤波结构226的反射峰的强度。需要说明的是，为清楚起见，对于凹槽的深度等于100纳米和90纳米的示例，仅示出了子滤波结构226反射的光线在部分波段内的反射率分布。
图10D示出了在光栅占空比不同的情况下，如光栅线条2221在第一方向D1的宽度lg在分别取值为75纳米、100纳米、125纳米、150纳米、175纳米，且凹槽2222在第一方向D1上的尺寸ls的取值保持不变时，子滤波结构226反射的光线的波长分布。在光栅线条2221的宽度在75纳米到175纳米范围内变化时，子滤波结构226的反射峰的波长均在400纳米，而子滤波结构226的反射峰的强度发生了较为明显的变化。需要说明的是，为清楚起见，对于光栅线条2221的宽度lg等于175纳米的示例，仅示出了子滤波结构226反射的光线在部分波段内的反射率分布。
在实际加工过程中，设置在光波导结构223一侧的光栅222的周期小于子滤波结构226反射的反射峰的峰值波长的一半，由于子滤波结构226反射的反射峰的峰值波长仅为几百纳米，因此，光栅222的周期较小，控制光栅222的周期较难。然而，加工中控制蚀刻深度或者光栅线条的宽度均比控制光栅222的周期更难。但基于以上的仿真结果可知，在光栅222的周期固定的前提下，光栅222的蚀刻深度在优化值(或设定值)±20纳米的范围内，基本均可以实现滤波功能在光栅线条2221的宽度在优化值(或设定值)±25纳米的范围内，子滤波结构226均可以实现滤波功能。因此，本公开的实施例提供的子滤波结构226对加工精度的要求较低，对加工误差的容忍度较高，由此本公开实施例提供的子滤波结构226适用于批量化生产。
图11A示出了本公开一些实施例的一种流体驱动基板210的平面示意图。如图11A所示，该流体驱动基板210包括透明基板214，设置在透明基板214上的液体样品的流动空间212(例如，微流通道)和液体槽215。液体样品的流动空间212的末端与液体槽215联通，因此，检测后的液体样品可流入液体槽215内被暂时储存。
液体样品的流动空间212的对应于子滤波结构226的区域被称为流体驱动基板210的子检测区域211。在操作过程中，液体样品从液体样品的流动空间212的起始端进入液体样品的流动空间212，然后，流动到子检测区域211并被检测，最后经由流动到液体样品的流动空间212的末端而流入液体槽215中。流体驱动基板210包括多个驱动电极，多个驱动电极布置为可驱动液体样品移动至子检测区域211从而可以被检测。液体样品的流动空间212可以通过在透明基板214上刻槽或压印的方式实现。
图11A示出的流体驱动基板210的材料和厚度可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。例如，流体驱动基板210可以选用玻璃、树脂等透明材料制成；也可以采用聚酯化合物或者纸张等其它材料制成。
液体样品的流动空间212的宽度(在第一方向D1上的宽度)和液体样品的流动空间212的高度(在第二方向D2上的宽度)可根据实际应用需求进行设定。在一些实施例中，液体样品的流动空间212的宽度和高度可以处于纳米量级(例如，1-100纳米)。在一些实施例中，可以通过光刻、刻蚀的方法在硅基板、玻璃基板或者聚合物基板上形成液体样品的流动空间212。聚合物基板的材料可以为PDMS(聚二甲基硅氧烷)或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。
在一些实施例中，还可以在液体的流动空间212的内壁涂覆疏水膜层/亲水膜层，由此可以使得液体样品可以根据检测需求在液体的流动空间212内流动或者短暂滞留。例如，特氟龙-AF(无定形氟聚物)可以使得液体样品尽可能的不粘附在液体流动空间212内，并因此使得液体样品可以根据检测需求流动。
图11B示出了与图11A的流体驱动基板210对应的光栅222以及光波导结构223的平面示意图。如图11B所示，光波导结构223上设置了多个光栅222。
图11C示出了对应于图11A和图11B的光栅222、光波导结构223和流体驱动基板210的平面示意图。如图11C所示，光栅222与流体驱动基板210的子检测区域211对应设置，由此使得光栅222出射的光可以照射子检测区域211。如图11C所示，液体流动空间212包括子检测区域211以及位于子检测区域211之外的其它区域(例如，流道的位于子检测区域211上侧的区域以及流道的位于子检测区域211下侧的区域)，由于液体流动空间212在垂直于第二方向D2的平面(也即，图11A中的纸面)上的正投影为矩形，因此子检测区域211在第一方向D1上的宽度等于液体流动空间212的其它区域在第一方向D1上的宽度，如图11C所示，子滤波结构226在第一方向D1上的宽度大于液体流动空间212在第一方向D1上的宽度，但本公开的实施例不限于此。例如，子检测区域211在第一方向D1上的宽度可以大于液体流动空间212的其它区域在第一方向D1上的宽度，且子滤波结构226在第一方向D1上的宽度与子检测区域211在第一方向D1上的宽度相匹配(例如，相等)。图11C示出的流体驱动基板210包括A-N以及A’-N’个液体流动空间212，在需要检测对单个波长敏感的液体样品时，可以使得该对单个波长敏感的液体样品穿过A-N以及A’-N’液体流动空间212中的任一个中，并在液体样品在位于子检测区域211的时间段内，使得对应于该子检测区域211的光栅222将子光源221发出的光线反射至位于子检测区域211中的液体样品上，并且光栅222反射的光线与液体样品发生物理(散射、透射或者吸收)反应或者光栅222反射的光线激发液体样品发射光线(例如，光栅222反射的光线通过波长转换为液体样品发射的光线)，或者光栅222反射的光线参与液体样品的化学反应后；然后，穿过液体样品的光线将入射至对应于该子检测区域211的传感器230上，在对传感器230输出的光线进行分析后，可以获得检测信息(例如，包含某一物质的含量)。
例如，在需要同时对多个液体样品进行检测时，可以使得多个(例如，10个)液体样品分别通过A-N以及A’-N’液体流动空间212中的任意10个，然后使得对应的光栅222将子光源221发出的光线发射至位于子检测区域211中的液体样品上。然后，穿过液体样品的光线入射至传感器230上，在对传感器230输出的光线进行分析后，可以获得检测信息(例如，10个液体样品包含某一物质的含量)。
图12A示出了根据本公开一些实施例的流体驱动基板310的平面示意图，该流体驱动基板310可以应用于流体检测面板100和流体检测面板200中。如图12A所示，该流体驱动基板310包括透明基板314和设置在透明基板314上的液体样品的流动空间312(例如，微流通道)以及液体槽315。如图12A所示，液体样品的流动空间312的末端与液体槽315联通，因此，检测后的液体样品可流入液体槽315内被暂时储存。图12B示出了与图12A对应的光栅322、光波导结构323和流体驱动基板310的平面示意图。如图12B所示，光栅322与流体驱动基板310的检测区域311对应设置，由此使得光栅322出射的光可以照射检测区域311。
如图12A和图12B所示，位于左上侧的液体流动空间312对应于四个检测区域，液体样品从A1入口进入位于左上侧的液体流动空间312之后顺次经过上述四个检测区域311(也即，第一子检测区域3111、第二子检测区域3112、第三子检测区域3113和第四子检测区域3114)，并流入液体槽315内暂时存储。在液体样品位于第一子检测区域311中时，对应于该第一子检测区域311的光栅322反射的光线(位于第一波段的光线)可入射至位于该第一子检测区域311中的液体样品中，位于第一波段的光线与液体样品发生物理(散射、透射或者吸收)反应或者激发液体样品发射光线(例如，位于第一波段的光线通过波长转换为液体样品发射的光线)或者参与液体样品的化学反应后，穿过液体样品的光线将入射至对应于该第一子检测区域311的传感器上，在对传感器输出的光线进行分析后，可以获得例如第一检测信息。类似的，在液体样品顺次位于第二子检测区域、第三子检测区域和第四子检测区域时，可以获得第二检测信息、第三检测信息和第四检测信息。例如，第一检测信息、第二检测信息、第三检测信息和第四检测信息可以为液体样品的组成物质的信息(或是否包含预定位置的信息)。
如图12A和图12B所示，位于右上侧的液体流动空间312对应于两个检测区域，液体样品从B1入口进入位于右上侧的液体流动空间312之后顺次经过上述两个检测区域311，并流入液体槽315内暂时存储。如图12A和图12B所示，位于下侧的液体流动空间312对应于六个检测区域，液体样品从C1入口进入位于下侧的液体流动空间312之后顺次经过上述六个检测区域311，并流入液体槽315内暂时存储。
需要说明的是，对于图12A和图12B示出液体流动空间312与检测区域311的对应关系仅为示例，根据实际应用需求，可以设置其它的液体流动空间312与检测区域311的对应关系，也可以设置更多数目的液体流动空间212。
下面对流体检测面板用于检测液体样品中是否存在某种或者某几种物质的具体方法进行示例性说明。
如果液体样品中存在预定的某一种或者某几种物质时，如图8A或图8B所示，子光源221发出的光线入射至子滤波结构226上；子滤波结构226对光线发出的光线进行滤波，并使得滤波后的光线照射至子检测区域211中；滤波后的光线与位于子检测区域211中的液体样品中的预定的某一种或者某几种物质作用后穿过子检测区域211；穿过子检测区域211的光线入射至传感器230上，并且传感器230将光信号转换为电信号；信号处理装置接收传感器230输出的电信号，并将该电信号与数据库中存储数据进行对比，由此信号处理装置可以输出分析结果，判定液体样品中包含某种某种物质，完成一次检测。
在一些实施例中，如图8A或图8B所示，子光源221发出的光线入射至子滤波结构226上；子滤波结构226对子光源221发出的光线进行滤波，并使得滤波后的光线照射至子检测区域211；滤波后的光线与液体样品作用后穿过子检测区域211；穿过子检测区域211的光线入射至传感器230上，并且传感器230将光信号转换为电信号，通过分析电信号，判断液体样品中是否存在某种或者某几种物质。
下面结合一个示例对流体检测面板200的工作原理做示例性说明。例如，菁染料对于深红光(380纳米-600纳米)有较强吸收，在需要使用流体检测面板检测液体样品中是否包含菁染料时，可以执行以下的步骤。首先，使用流体驱动基板210将液体样品移动至子检测区域211。其次，使用子滤波结构226对子光源221发出的光线进行滤波，并得到位于380纳米-600纳米的蓝光或绿光，并使得位于380纳米-600纳米的蓝光或绿光入射至子检测区域211，位于380纳米-600纳米的蓝光或绿光与液体样品发生作用；在该步骤中，如果液体样品包括菁染料，则液体样品会吸收部分蓝光或绿光，且液体样品中菁染料的浓度(或含量)越大，液体样品对蓝光或绿光的吸收越强，对应的，穿过子检测区域211的蓝光或绿光的强度越小，由此穿过子检测区域211的蓝光或绿光携带了液体样品的信息。接着，穿过子检测区域211的光线入射至传感器230上，传感器230基于入射其上的光线的强度输出与光线的强度对应的电信号，由此可以基于传感器230输出的电信号判定液体样品中是否包含菁染料。例如，在传感器230输出的电信号显著降低时，可以判定液体样品中包含菁染料。此外，还可以结合数据库中预存的菁染料浓度(或含量)与吸收之间的对应关系确定菁染料浓度(或含量)。
在一些实施例中，传感器输出的电信号传输给信号处理装置，如果信号处理装置通过查找数据库无法在其中匹配到对应的物质组份信息，则液体样品中不包含某种或者某几种物质。例如，在将该电信号与数据库中的数据进行对比时，如果发现液体样品中存在的物质并未在数据库中记录，也即，液体样品中存在的未知物质，可以使用图12B示出的光栅322和流体驱动基板310对液体样品中存在的未知未知物质进行检测。例如，可以使得液体样品从A1入口进入位于流体驱动基板310左上方的液体流动空间312中，并顺次经历四个检测区域311，传感器获取第一检测信号、第二检测信号、第三检测信号和第四检测信号，并通过对第一检测信号、第二检测信号、第三检测信号和第四检测信号进行分析来确定液体样品中存在的未知未知物质的类型。
例如，图8A或图8B示出的流体检测面板200基本上可以完成任意物质或者任意细菌的检测，并且具有分辨率高的优势。例如，由于液体样品与从每个子滤波结构226发出光线(位于某一预定波长)单独作用，因此，流体检测面板200的检测精度较高，出错率较小，也不存在串扰带来的其他不稳定因素。
本公开实施例提供的的流体检测面板可以重复利用，在每次检测完之后，通过清洗流体检测面板，使其能够多次用于检测不同的液体样品。需要说明的是，本公开的实施例不限于检测位于流体驱动基板中液体样品。
本公开的实施例提供的流体驱动基板可以为各种类型的或基于各种原理的，例如基于介电润湿效应的微流控基板，基于超声波驱动的微流控基板，或者利用气流驱动的微流控基板等，本公开的实施例对此不作限制。下面结合图13A和图13B对一种流体驱动基板的结构和工作原理进行示例性说明，但本公开的实施例采用的流体检测面板的流体驱动基板不限于采用图13A和图13B示出的流体驱动基板。
图13A是本公开一些实施例提供的一种流体驱动基板800的驱动电极阵列的平面示意图，该流体驱动基板为基于介电润湿效应的微流控基板。如图13A所示，流体驱动基板800包括多个驱动电极801，该多个驱动电极801布置成多行多列的电极阵列，并且该多个驱动电极801相互绝缘。例如，每个驱动电极801属于一个驱动单元。该电极阵列在施加驱动信号的情况下可以驱动包括样品的液滴移动(例如，沿着该电极阵列的行方向A1移动)，还可以进行其他操作，例如使液滴分裂、聚合等。
如图13A所示，流体驱动基板800还包括多条第一信号线G1-Gm和多条第二信号线D1-Dn。多条第一信号线G1-Gm连接到例如栅极驱动电路，多条第二信号线D1-Dn连接到驱动电压施加电路。栅极驱动电路和驱动电压施加电路例如可以直接制备在流体驱动基板800上，或者可以制备为独立的栅极驱动芯片然后通过绑定(bonding)的方式结合到流体驱动基板800上。
图13B是图13A所示的流体驱动基板800沿线L-L’的剖面示意图，为了方便描述，在图13B中还示出了包括样品的液滴880。如图13A和图13B所示，流体驱动基板800包括多个驱动电极801，每个驱动电极801包括开口区域8011。驱动电极801的、位于开口区域8011的相对两侧的部分具有不同的面积。开口区域8011将驱动电极801分为第一部分801a和第二部分801b。例如，通过使得驱动电极801包括第一部分801a和第二部分801b，可以使得液滴880的移动或分离更加容易。
如图13B所示，流体驱动基板800还包括开关元件(例如，薄膜晶体管)。开关元件包括栅电极803、栅绝缘层804、有源层805、第一极806、第二极807、绝缘层808。驱动电极801的第一部分801a通过绝缘层808中的通孔与第二极807电接触。
如图13B所示，流体驱动基板800还可包括衬底802、绝缘层809和疏水层810，疏水层810形成在流体驱动基板800的用于承载液滴880的表面上。通过疏水层810可防止液滴880渗透进流体驱动基板800内部，减少液滴880的损耗，并有助于液滴880在流体驱动基板800上移动。绝缘层809配置为使得驱动电极801与液滴880电绝缘。绝缘层809还可以起到平坦层的作用，以使得流体驱动基板800具有平坦的表面。在一些示例性实施例中，疏水层810可通过特氟龙(teflon)形成，绝缘层809可通过无机绝缘材料或有机绝缘材料形成，例如通过树脂形成，然而本公开对此并没有限制。
下面结合图13B对流体驱动基板800驱动液体移动的原理进行示例性说明。在第一时间段中，开关元件的第二极向驱动电极801提供驱动信号。由于此时驱动电极801输入有电压例如带有正电荷，因此会在位于驱动电极801上方的液滴880的下部耦合出对应的感生负电荷(参见图13B)。在第二时间段(第二时间段晚于第一时间段)中，在与驱动电极801’电连接的开关元件的控制极接收到导通信号时，该开关元件的第二极向驱动电极801’提供驱动信号，并且此时没有驱动信号输入至驱动电极801(或者驱动电极801被接地或施加负的驱动信号而被放电)。在第二时间段中，由于驱动电极801’带有正电荷，而液滴880的下部带有感生负电荷，从而液滴880在正电荷与负电荷之间的吸引力的作用下沿箭头A1所指示的方向朝驱动电极801’移动。
本公开的至少一个实施例还提供了一种流体检测装置，其包括信号处理装置以及本公开任一实施例提供的流体检测面板。信号处理装置与流体检测面板的传感器相连接。
图14是本公开的至少一个实施例提供的流体检测装置的示例性框图。如图14所示，该流体检测装置包括信号处理装置和流体检测面板。该流体检测面板可以为上述的流体检测面板100、流体检测面板200或流体检测面板300。信号处理装置和流体检测面板具体结构和工作原理可参见上述的实施例，在此不再赘述。
虽然上文中已经用一般性说明及具体实施方式，对本公开作了详尽的描述，但在本公开实施例基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域模式人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本公开精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本公开要求保护的范围。
以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (20)

1.一种流体检测面板，包括：
滤波结构，配置为对光源发出的光线进行滤波；
流体驱动基板，包括检测区域，且配置为允许液体样品移动至所述检测区域；以及
传感器，设置为接收由所述光源发出并顺次经过所述滤波结构和所述检测区域的光线。
2.根据权利要求1所述的流体检测面板，其中，所述流体检测基板包括多个驱动电极，所述多个驱动电极布置为可驱动所述液体样品移动至所述检测区域。
3.根据权利要求1或2所述的流体检测面板，还包括所述光源，其中，所述滤波结构位于所述光源和所述检测区域之间。
4.根据权利要求3所述的流体检测面板，其中，所述检测区域包括多个子检测区域；
所述滤波结构包括多个子滤波结构；以及
所述多个子滤波结构的每一个在所述流体驱动基板上的正投影覆盖所述多个子检测区域中的一个。
5.根据权利要求4所述的流体检测面板，其中，所述光源包括多个子光源，所述多个子光源中的每一个配置为向所述多个子检测区域中的一个发出光线。
6.根据权利要求5所述的流体检测面板，其中，所述多个子滤波结构中的至少一个包括液晶层和控制电极，
所述控制电极配置为接收驱动电压信号，以控制所述多个子滤波结构中至少一个的峰值透射波长。
7.根据权利要求6所述的流体检测面板，其中，在垂直于所述流体检测基板的方向上，所述控制电极设置在所述液晶层的同一侧或设置在所述液晶层的两侧。
8.根据权利要求6或7所述的流体检测面板，还包括遮光图案，所述遮光图案设置在所述多个子滤波结构中相邻的两个子滤波结构之间。
9.根据权利要求6-8任一所述的流体检测面板，还包括控制装置，
其中，所述控制装置配置为向所述控制电极施加所述驱动电压信号，以及配置为使得相邻的所述子光源在不同的时刻发出光线。
10.根据权利要求5-7任一所述的流体检测面板，其中，相邻的所述子检测区域之间的间距大于多个所述子检测区域中的每个的尺寸。
11.根据权利要求5-10任一所述的流体检测面板，其中，所述滤波结构还包括滤光片；
所述滤光片与所述多个子滤波结构中的至少一个叠置，以对所述子光源发出的光过滤或对经过所述至少一个滤波结构出射的光过滤。
12.根据权利要求1或2所述的流体检测面板，其中，所述滤波结构配置为反射至少部分所述光源发出的属于预定波段的光线而透射所述光源发出的位于所述预定波段之外的光线。
13.根据权利要求12所述的流体检测面板，其中，所述检测区域包括多个子检测区域；
所述滤波结构包括多个子滤波结构；以及
所述多个子滤波结构的每一个在所述流体驱动基板上的正投影覆盖所述多个子检测区域的一个。
14.根据权利要求13所述的流体检测面板，其中，所述多个子滤波结构中的至少一个包括光栅；所述光栅周期小于位于所述预定波段的光线的波长。
15.根据权利要求14所述的流体检测面板，其中，所述多个子滤波结构中的至少两个子滤波结构被配置为反射位于不同波段的光线。
16.根据权利要求14或15所述的流体检测面板，其中，所述子滤波结构还包括光波导结构；
所述光栅设置在所述光波导结构朝向所述流体驱动基板的表面上。
17.根据权利要求16所述的流体检测面板，其中，所述光波导结构配置为泄露至少部分进入所述光波导结构中的位于所述预定波段的光线，且使得所述泄露的光线与所述子滤波结构反射的位于所述预定波段中的光线干涉，以增强所述子滤波结构反射的位于所述预定波段的光线。
18.根据权利要求12-17任一所述的流体检测面板，还包括所述光源，其中，所述光源位于所述滤波结构和所述传感器之间。
19.根据权利要求14-17任一所述的流体检测面板，还包括第一遮光结构和第二遮光结构，其中，
所述第一遮光结构设置在所述流体驱动基板与所述光波导结构之间，且所述第一遮光结构在所述光波导结构上的正投影与所述光栅不重叠；以及
所述第二遮光结构设置在所述光波导结构的远离所述光栅的一侧。
20.一种流体检测装置，包括信号处理装置以及如权利要求1-19任一项所述的流体检测面板，其中，所述信号处理装置与所述流体检测面板的传感器相连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112611458A (zh) * 2020-12-01 2021-04-06 上海芯像生物科技有限公司 一种波导滤光生化传感器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112019004426T5 (de) * 2018-09-04 2021-06-02 Ams Ag Biomarker-Leser
US11287317B2 (en) * 2019-08-27 2022-03-29 Viavi Solutions Inc. Optical measurement device including internal spectral reference
CN111001452B (zh) * 2019-12-20 2022-04-05 京东方科技集团股份有限公司 一种微型全分析器件及其制作方法
CN114632557B (zh) * 2020-12-16 2024-05-28 合肥京东方光电科技有限公司 一种微流控芯片的对置基板及微流控芯片
US20240167934A1 (en) * 2021-02-12 2024-05-23 Scintillon Institute For Biomedical And Bioenergy Research Excitation-emission matrix flow cytometry systems and uses thereof
US11703445B2 (en) * 2021-05-28 2023-07-18 Visera Technologies Company Limited Biosensor with grating array

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101617263A (zh) * 2005-05-18 2009-12-30 道格拉斯·S·霍布斯 用于偏振和波长滤波的微结构光学装置
US20120045787A1 (en) * 2010-08-19 2012-02-23 Ulrich Boettiger Flexible micro-carrier system
US20130161533A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Electronics And Telecommunications Research Institute Biochip analysis device
CN108760644A (zh) * 2018-05-25 2018-11-06 京东方科技集团股份有限公司 对液体进行监测的方法及系统
CN108918433A (zh) * 2018-07-26 2018-11-30 京东方科技集团股份有限公司 一种微流体检测装置
CN108956469A (zh) * 2018-08-15 2018-12-07 京东方科技集团股份有限公司 一种光谱仪系统和光谱分析方法
CN108993620A (zh) * 2018-05-31 2018-12-14 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片和微流系统

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69526438T2 (de) 1994-05-27 2002-10-31 Novartis Ag Verfahren zum nachweis abklingend angeregter lumineszenz
US6498497B1 (en) 1998-10-14 2002-12-24 Caliper Technologies Corp. Microfluidic controller and detector system with self-calibration
CA2500283A1 (en) 2002-09-25 2004-04-08 California Institute Of Technology Microfluidic large scale integration
SG145784A1 (en) 2003-08-11 2008-09-29 California Inst Of Techn Microfluidic large scale integration
CN1258082C (zh) 2003-12-11 2006-05-31 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 微生化芯片上的光探测器
JP4579593B2 (ja) * 2004-03-05 2010-11-10 キヤノン株式会社 標的物質認識素子、検出方法及び装置
CN100449313C (zh) 2004-07-30 2009-01-07 株式会社东芝 光学式生物传感器
JP2006071300A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Hitachi Ltd 生化学物質検出装置
US7718130B1 (en) * 2005-04-12 2010-05-18 Iowa State University Research Foundation, Inc. Integrated thin-film sensors and methods
US9138913B2 (en) 2005-09-08 2015-09-22 Imra America, Inc. Transparent material processing with an ultrashort pulse laser
US20090124024A1 (en) 2007-11-07 2009-05-14 Shingo Kasai Optical-waveguide sensor chip, method of manufacturing the same, method of measuring substance, substance-measuring kit and optical-waveguide sensor
JP5424610B2 (ja) 2007-11-07 2014-02-26 株式会社東芝 光導波路型センサチップ、光導波路型センサチップの製造方法、物質の測定方法、物質測定用キットおよび光導波路型センサ
JP4649467B2 (ja) 2007-12-17 2011-03-09 株式会社東芝 光学式バイオセンサ
JP2012523549A (ja) 2009-04-09 2012-10-04 バイエル・クロップサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト 分析物、特にマイコトキシンの検証および定量分析のための装置および方法
CN101533159B (zh) 2009-04-09 2011-09-21 浙江大学 三级法布里-珀罗腔型可调谐滤光片系统
CN101699271A (zh) 2009-10-27 2010-04-28 西安天隆科技有限公司 一种实时荧光定量pcr激发检测系统
NL2003743C2 (en) 2009-11-02 2011-04-06 Ostendum Holding B V Method for detection of an analyte in a fluid sample.
GB2476474B (en) 2009-12-22 2012-03-28 Biosurfit Sa Surface plasmon resonance detection system
EP2801824A3 (en) 2011-03-30 2015-02-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Measuring system using optical waveguide, measuring device, measuring method, optical waveguide type sensor chip, and magnetic fine particle
EP2691752A4 (en) 2011-03-31 2014-09-17 Gnubio Inc SCALABLE SPECTROSCOPIC DETECTION AND MEASUREMENT
CN102230986B (zh) 2011-05-20 2013-10-09 北京航空航天大学 一种光学相位器件及其应用方法和系统
JP2013238541A (ja) 2012-05-16 2013-11-28 Toshiba Corp 光導波路型測定システムおよび糖化ヘモグロビンの測定方法
US9417186B2 (en) 2012-08-30 2016-08-16 Infineon Technologies Ag Opto-electronic sensor
US20140274747A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Illumina, Inc. Super resolution imaging
CN103323395A (zh) 2013-06-27 2013-09-25 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种应用于流式分析仪的单光源多通道光学系统
JP2015118055A (ja) 2013-12-19 2015-06-25 株式会社東芝 光導波路型測定システム
JP2015194409A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 株式会社ジャパンディスプレイ 検体検出装置及び検体検出チップ
CN104977274B (zh) 2014-04-11 2017-07-21 黄辉 基于单光束差分检测的光学微流控芯片传感器及测试方法
CN104535541A (zh) 2015-01-20 2015-04-22 西南大学 一种检测细胞糖基化水平的方法
US9968927B2 (en) * 2015-05-22 2018-05-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Optical biosensor device
US10488639B2 (en) * 2015-10-08 2019-11-26 Visera Technologies Company Limited Detection device for specimens
CN105699294B (zh) 2016-02-29 2018-11-02 中国工程物理研究院材料研究所 一种可实现多种气体浓度测量的微纳光学传感器系统
CN106770043B (zh) 2016-12-23 2019-06-18 暨南大学 一种集成光微流控传感器
CN107255710B (zh) 2017-06-01 2019-07-09 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 多通道微流控荧光检测装置和方法
EP3685426A4 (en) * 2017-09-19 2021-06-09 MGI Tech Co., Ltd. MANUFACTURING OF SEQUENCING FLOW CELLS AT THE SLICE LEVEL
WO2019136376A1 (en) * 2018-01-08 2019-07-11 Illumina, Inc. High-throughput sequencing with semiconductor-based detection
US10782236B2 (en) * 2018-06-11 2020-09-22 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for a biosensor
CN110609019A (zh) * 2018-06-15 2019-12-24 夏普株式会社 荧光检测传感器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101617263A (zh) * 2005-05-18 2009-12-30 道格拉斯·S·霍布斯 用于偏振和波长滤波的微结构光学装置
US20120045787A1 (en) * 2010-08-19 2012-02-23 Ulrich Boettiger Flexible micro-carrier system
US20130161533A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Electronics And Telecommunications Research Institute Biochip analysis device
CN108760644A (zh) * 2018-05-25 2018-11-06 京东方科技集团股份有限公司 对液体进行监测的方法及系统
CN108993620A (zh) * 2018-05-31 2018-12-14 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片和微流系统
CN108918433A (zh) * 2018-07-26 2018-11-30 京东方科技集团股份有限公司 一种微流体检测装置
CN108956469A (zh) * 2018-08-15 2018-12-07 京东方科技集团股份有限公司 一种光谱仪系统和光谱分析方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘泰康 等: "《光子晶体技术及应用》", ，陕西出版集团 陕西科学技术出版社, pages: 1089 - 1090 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112611458A (zh) * 2020-12-01 2021-04-06 上海芯像生物科技有限公司 一种波导滤光生化传感器

Also Published As

Publication number Publication date
US20200232910A1 (en) 2020-07-23
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