CN110264961B - 驱动电路及其驱动方法、面板及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种驱动电路及其驱动方法、面板及其驱动方法,涉及驱动技术领域,驱动电路包括电连接的升压单元、多个信号输入端、信号输出端;升压单元包括电连接的第一模块、第二模块、第三模块、第一电容;第一模块用于将第三信号输入端的信号传输至第一电容的第一端,第二模块用于将第四信号输入端的信号传输至第一电容的第二端,第三模块用于将第三信号输入端的信号传输至第一电容的第二端,使第一电容的第一端的信号进一步升高。本发明还提供了用于驱动上述驱动电路的驱动方法、包括上述驱动电路的面板及其驱动方法。本发明可以实现低电压输入、高电压输出,面板能提供足够高的驱动电压用于大批量样品的化学微反应或者物质检测。
Description
技术领域
本发明涉及驱动技术领域,更具体地,涉及一种驱动电路及其驱动方法、面板及其驱动方法。
背景技术
微流控技术(Microfluidics)属于一种新兴技术,其在生物、化学、医学等领域具有巨大应用前景。微流控芯片是微流控技术实现的主要平台,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可以集成到一块微米尺度的微流控芯片上,在该微流控芯片上即可自动完成分析全过程。在基于介质电润湿效益的数字二维微流控芯片上,借助外部驱动力将连续的液体离散化,对形成的微小液滴进行操控和研究分析,其中对微尺度液滴实现实时准确检测,对后续程序化实验和反应结果有着重要的意义。微流控芯片上的不同区域可以有不同的功能,比如混合、分裂、加热、检测等。作为芯片上最小操作单元的液滴,其在不同区域之间的运动路径既要考虑实时性,还要考虑交叉污染击穿等问题。纯手工安排液滴路径工作量太大,也不符合发展片上实验室的初衷。而利用介质电润湿技术的可编程性,结合计算机、集成电路版图设计的算法来自动规划液滴运动路径无疑是很有前景的解决方案。
现有技术中微流控装置一般包括控制电路和驱动电极,控制电路用于给驱动电极提供电压,使得相邻驱动电极之间形成电场,液滴在电场的驱动作用下移动。控制电路通常采用无源驱动芯片,但是由于无源驱动芯片的驱动能力有限,当想要同时进行大批量的化学微反应或者物质检测的时候,需要设置很多的驱动电极。为了给很多的驱动电极提供信号,需要驱动芯片有很多的信号通道(引脚/pin),但目前的无源驱动芯片无法支持。
现有技术中可以通过设置阵列排布的驱动电极和控制电路来减少驱动芯片的信号通道,此时的驱动芯片为有源驱动芯片,但是现有技术中有源驱动芯片能输出的驱动电压和能驱动液滴移动的电压相差较大,一般能够驱动液滴移动的电压需在50V左右,但是按照现有技术中有源驱动芯片的驱动电压,高压驱动芯片一般也只能提供30V左右的驱动电压,所以现有有源驱动芯片存在驱动电压不足的问题。
因此,如何改进微流控装置以实现大批量样品检测、反应是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种驱动电路,包括:电连接的升压单元、多个信号输入端、信号输出端;升压单元包括电连接的第一模块、第二模块、第三模块、第一电容;多个信号输入端包括第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第四信号输入端;第一模块分别与第一信号输入端、第三信号输入端、第一电容的第一端电连接,第一模块用于将第三信号输入端的信号传输至第一电容的第一端;第二模块分别与第一电容的第二端、第一信号输入端、第四信号输入端电连接,第二模块用于将第四信号输入端的信号传输至第一电容的第二端;第三模块分别与第二信号输入端、第三信号输入端、第一电容的第二端电连接,第三模块用于将第三信号输入端的信号传输至第一电容的第二端,使第一电容的第一端的信号进一步升高;第一电容的第一端与信号输出端电连接,用于输出高电位信号。
基于同一思想,本发明还提供了一种驱动电路的驱动方法,驱动方法用于驱动上述驱动电路;驱动方法包括:第一阶段,第三信号输入端的电位信号通过第一模块传输至第一电容的第一端,第四信号输入端的电位信号通过第二模块传输至第一电容的第二端,使第一电容两端形成电压差;第二阶段,第三信号输入端的电位信号通过第三模块传输至第一电容的第二端,此时,第一电容的第一端的电位信号被拉高;第三阶段,第一电容的第一端保持被拉高的电位信号经信号输出端输出。
基于同一思想,本发明还提供了一种面板,包括:衬底基板、阵列层、电极阵列层,阵列层位于衬底基板一侧,电极阵列层位于阵列层远离衬底基板的一侧;阵列层包括有源层、栅极金属层、源/漏极金属层;衬底基板包括多个呈阵列排布的驱动单元、多个扫描线组、多条沿第二方向延伸的数据线、多条沿第二方向延伸的公共信号线;扫描线组包括沿第一方向延伸的相邻的第一扫描线和第二扫描线;其中,第一方向和第二方向垂直;电极阵列层包括多个呈阵列排布的驱动电极,驱动电极与驱动单元对应;驱动单元包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一电容、第二电容;第一晶体管的栅极与第一扫描线电连接,源极与数据线电连接,漏极与驱动电极电连接;第二晶体管的栅极与第一扫描线电连接,源极与公共信号线电连接,漏极与第二电容的第一电极电连接;第三晶体管的栅极与第二扫描线电连接,源极与数据线电连接,漏极与第二电容的第一电极电连接;第一电容的第一电极与驱动电极电连接,第一电容的第二电极与第二电容的第一电极电连接;第二电容的第二电极与公共信号线电连接。
基于同一思想,本发明还提供了一种面板的驱动方法,面板为上述面板,面板包括多个阵列排布的驱动单元,驱动方法包括:通过改变相邻两个驱动单元的数据线接入的电位信号,使面板上相邻驱动电极之间形成电场,具体为:面板包括沿第一方向依次排列的相邻的第一驱动单元、第二驱动单元;第一驱动单元与第二驱动单元之间形成电场,此时,第一驱动单元和第二驱动单元的第一扫描线均接入使能信号、第二扫描线均不接入使能信号,使第一晶体管、第二晶体管均导通,第三晶体管截止,将低电位信号传输至第一驱动单元的数据线,将高电位信号传输至第二驱动单元的数据线,将低电位信号传输至第一驱动单元的公共信号线,将低电位信号传输至第二驱动单元的公共信号线,使第一驱动单元的第一电容第一端的电位为低电位信号,第一驱动单元的第一电容第二端的电位为低电位信号,使第二驱动单元的第一电容第一端的电位为高电位信号,第二驱动单元的第一电容第二端的电位为低电位信号,从而使第一驱动单元的驱动电极的电位低于第二驱动单元的驱动电极的电位;第一驱动单元和第二驱动单元的第一扫描线均断开使能信号的接入、第二扫描线均接入使能信号,使第一晶体管、第二晶体管均截止,第三晶体管导通,继续将低电位信号传输至第一驱动单元的数据线,将高电位信号传输至第二驱动单元的数据线,使第二驱动单元的第一电容第一端的电位进一步被拉高,从而使第一驱动单元的驱动电极的电位进一步低于第二驱动单元的驱动电极的电位。
与现有技术相比,本发明提供的驱动电路及其驱动方法、面板及其驱动方法,至少实现了如下的有益效果:
本发明提供的驱动电路,通过第一模块将第三信号输入端的信号传输至第一电容的第一端,通过第二模块将第四信号输入端的信号传输至第一电容的第二端,使此时第一电容的第一端和第二端之间产生电压差,然后再通过第三模块将第三信号输入端的信号传输至第一电容的第二端,此时第一模块处于未工作状态,第一电容受到耦合作用,其两端的电压差需保持不变,又由于此时第三模块将第三信号输入端的信号传输至第一电容的第二端,因此可以使第一电容的第一端的电位信号进一步升高。本发明通过在不同时间段控制第一模块、第二模块、第三模块的导通与关闭,从而使第一电容的第一端和第二端在形成电压差之后,第一电容第一端的电位信号进一步升高,得到更高的电位信号,从而实现驱动电路的低电压输入、高电压输出的功能,有利于升压驱动电路的实现;并且本发明提供的驱动电路可以应用于微流控装置中,在微流控装置需要设置很多的驱动电极以同时进行大批量样品的化学微反应或者物质检测的时候,用于提供驱动信号的驱动芯片无需设置很多的信号通道,有利于减小驱动芯片的运算难度的同时,还能够给提供足够高的驱动电压使液滴能够正常移动。
当然,实施本发明的任一产品不必特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例提供的一种驱动电路的框架结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图;
图3是图2提供的驱动电路输出高电位信号对应的驱动时序图;
图4是图2对应的仿真电路图;
图5是通过图3的驱动时序和图4的仿真电路实现的仿真结果示意图;
图6是图2提供的驱动电路输出低电位信号对应的驱动时序图;
图7是通过图6的驱动时序和图4的仿真电路实现的仿真结果示意图;
图8是本发明实施例提供的另一种驱动电路的结构示意图;
图9是本发明实施例提供的另一种驱动电路的框架结构示意图;
图10是本发明实施例提供的另一种驱动电路的结构示意图;
图11是本发明实施例提供的另一种驱动电路的结构示意图;
图12是本发明实施例提供的驱动电路的驱动方法的一种工作流程示意图;
图13是本发明实施例提供的驱动电路的驱动方法的另一种工作流程示意图;
图14是本发明实施例提供的面板的一种平面结构示意图;
图15是图14的沿A-A’的剖面结构示意图;
图16是图14的一种沿B-B’的剖面结构示意图;
图17是本发明实施例提供的面板的一种平面结构示意图;
图18是本发明实施例提供的面板的另一种平面结构示意图;
图19是本发明实施例提供的面板的另一种平面结构示意图;
图20是图19中第一驱动单元对应的驱动时序图;
图21是图19中第二驱动单元对应的驱动时序图;
图22是图19的沿C-C’的剖面结构示意图;
图23是本发明实施例提供的确认第一驱动单元和第二驱动单元位置的原理结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
请参考图1,图1是本发明实施例提供的一种驱动电路的框架结构示意图,本实施例提供的一种驱动电路,包括:电连接的升压单元10、多个信号输入端20、信号输出端30;升压单元10包括电连接的第一模块101、第二模块102、第三模块103、第一电容C1;多个信号输入端20包括第一信号输入端201、第二信号输入端202、第三信号输入端203、第四信号输入端204;
第一模块101分别与第一信号输入端201、第三信号输入端203、第一电容C1的第一端电连接,第一模块101用于将第三信号输入端203的信号传输至第一电容C1的第一端;
第二模块102分别与第一电容C1的第二端、第一信号输入端201、第四信号输入端204电连接,第二模块102用于将第四信号输入端204的信号传输至第一电容C1的第二端;
第三模块103分别与第二信号输入端202、第三信号输入端203、第一电容C1的第二端电连接,第三模块103用于将第三信号输入端203的信号传输至第一电容C1的第二端,使第一电容C1的第一端的信号进一步升高;
第一电容C1的第一端与信号输出端30电连接,用于输出高电位信号。
具体而言,本实施例提供的驱动电路,通过第一模块101将第三信号输入端203的信号传输至第一电容C1的第一端,通过第二模块102将第四信号输入端204的信号传输至第一电容C1的第二端,使此时第一电容C1的第一端和第二端之间产生电压差,然后再通过第三模块103将第三信号输入端203的信号传输至第一电容C1的第二端,此时第一模块101处于未工作状态,第一电容C1受到耦合作用,其两端的电压差需保持不变,又由于此时第三模块103将第三信号输入端203的信号传输至第一电容C1的第二端,因此可以使第一电容C1的第一端的电位信号进一步升高。本实施例通过在不同时间段控制第一模块101、第二模块102、第三模块103的导通与关闭,从而使第一电容C1的第一端和第二端在形成电压差之后,第一电容C1第一端的电位信号进一步升高,得到更高的电位信号,从而实现驱动电路的低电压输入、高电压输出的功能,有利于升压驱动电路的实现;并且本实施例提供的驱动电路可以应用于微流控装置中,在微流控装置需要设置很多的驱动电极以同时进行大批量样品的化学微反应或者物质检测的时候,用于提供驱动信号的驱动芯片无需设置很多的信号通道,有利于减小驱动芯片的运算难度的同时,还能够给提供足够高的驱动电压使液滴能够正常移动。
需要说明的是,本实施例对第一模块101、第二模块102、第三模块103的具体结构未作具体限定,具体实施时,可根据实际需求对各个模块的结构进行设计,只需可以实现该驱动电路的升压功能即可。
在一些可选实施例中,请参考图2和图3,图2是本发明实施例提供的一种驱动电路的结构示意图,图3是图2提供的驱动电路输出高电位信号对应的驱动时序图,本实施例中,
第一模块101包括第一晶体管T1,第一晶体管T1的栅极与第一信号输入端201电连接,第一极与第三信号输入端203电连接,第二极与第一电容C1的第一端电连接;
第二模块102包括第二晶体管T2,第二晶体管T2的栅极与第一信号输入端201电连接,第一极与第一电容C1的第二端电连接,第二极与第四信号输入端204电连接;
第三模块103包括第三晶体管T3,第三晶体管T3的栅极与第二信号输入端202电连接,第一极与第一电容C1的第二端电连接,第二极与第三信号输入端203电连接;
第一晶体管T1的第二极和第一电容C1的第一端之间设有第一节点N1,第一电容C1的第二端和第二晶体管T2的第一极之间设有第二节点N2,第一节点N1与信号输出端30电连接。
本实施例进一步解释说明了第一模块101、第二模块102、第三模块103的具体结构以及电连接关系,第一模块101包括第一晶体管T1,第二模块102包括第二晶体管T2,第三模块103包括第三晶体管T3。本实施例的驱动电路具体工作时,请结合参考图2、图3、图4和图5(图3是以第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3均为N型开关晶体管举例进行说明的),图4是图2对应的仿真电路图(图4中的M1对应图2中的第一晶体管T1,M2对应图2中的第二晶体管T2,M3对应图2中的第三晶体管T3,C1对应图2中的第一电容C1,P对应图2中的第一节点N1,boost对应图2中的第二节点N2,g1对应图2中的第一信号输入端201,g2对应图2中的第二信号输入端202,sd对应图2中的第三信号输入端203,vcom对应图2中的第四信号输入端204),图5是通过图3的驱动时序和图4的仿真电路实现的仿真结果示意图(需要说明的是,为了便于仿真的进行,图5中给入的sd做了加时处理,可以理解的是sd的工作阶段仅为g1和g2有信号给入的阶段);
第一时间段t1,第一信号输入端201输入高电位信号、第二信号输入端202输入低电位信号,此时第一晶体管T1、第二晶体管T2均导通,第三晶体管T3截止,第三信号输入端203的电位信号A通过第一晶体管T1传输至第一节点N1,第四信号输入端204的电位信号B通过第二晶体管T2传输至第二节点N2,其中A大于B,第一电容C1两端的电压差为第一节点N1的电位与第二节点N2的电位之间的差值(A-B);
第二时间段t2:第一信号输入端201输入低电位信号、第二信号输入端202输入高电位信号,此时第一晶体管T1、第二晶体管T2均截止,第三晶体管T3导通,第三信号输入端203的电位信号A通过第三晶体管T3传输至第二节点N2,此时,第二节点N2的电位为A,由于此时第一晶体管T1处于截止状态,且第一电容C1受到耦合作用,其两端的电压差需保持不变,因此第一节点N1的电位被拉高至(A+(A-B))=(2A-B)。
第三时间段t3:第一电容C1的第一端保持被拉高的电位(2A-B)经信号输出端30输出。
本实施例至少通过以上三个工作阶段实现了驱动电路的低电压输入、高电压甚至更高电压输出的功能。
需要说明的是,本实施例的图3仅是以第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3均为N型晶体管时的驱动时序图,一般N型晶体管在高电平信号的控制下导通,在低电平信号的控制下截止。在一些可选实施例中,第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3也可均为P型晶体管,一般P型晶体管在低电平信号的控制下导通,在高电平信号的控制下截止,此时,本实施例中对应的驱动时序也将发生相应变化,在此不作赘述。
在一些可选实施例中,请参考图2、图6和图7,图6是图2提供的驱动电路输出低电位信号对应的驱动时序图,图7是通过图6的驱动时序和图4的仿真电路实现的仿真结果示意图(需要说明的是,为了便于仿真的进行,图5中给入的sd做了加时处理,可以理解的是sd的工作阶段仅为g1和g2有信号给入的阶段),具体而言,在本实施例的第一时间段t1和第二时间段t2,第三信号输入端203均传输低电位信号时,第一节点N1(即第一电容C1的第一端)则会一直输出低电位信号。由上可知本实施例的驱动电路可通过驱动时序的改变,以实现低电压输入、高电压输出的功能,还可以实现低电压输入、低电压输出的功能,仅需改变第三信号输入端203的输入信号即可,本实施例电路结构简单,输出不同高低不同的电位信号时无需电路结构的改变,只需调整驱动时序即可,从而有利于实现驱动工作的简洁化发展。
在一些可选实施例中,请参考图8,图8是本发明实施例提供的另一种驱动电路的结构示意图,本实施例中,第二模块102还包括第四晶体管T4,第四晶体管T4的栅极与第二晶体管T2的栅极电连接,第一极与第二晶体管T2的第二极电连接,第二极与第四信号输入端204电连接;
第三模块103还包括第五晶体管T5,第五晶体管T5的栅极与第三晶体管T3的栅极电连接,第一极与第三晶体管T3的第二极电连接,第二极与第三信号输入端203电连接。
本实施例进一步设置第二模块102还包括第四晶体管T4,第三模块103还包括第五晶体管T5,且第四晶体管T4与第二晶体管T2电连接之后再与第四信号输入端204电连接,第五晶体管T5与第三晶体管T3电连接之后再与第三信号输入端203电连接,从而可以使第四晶体管T4与第二晶体管T2、第五晶体管T5与第三晶体管T3分别形成双沟道的晶体管结构,当驱动电路的第三信号输入端203通过第五晶体管T5和第三晶体管T3向第一电容C1的第二端提供电位信号时,假设经过第五晶体管T5的第一极的电流为I,那么经过第五晶体管T5的栅极时漏电流为A%×I,这A%×I的漏电流再经过第三晶体管T3的栅极时,漏电流为A%×I×A%,若A取常数10,那么经过第五晶体管T5的栅极时漏电流为10%I,再经过第三晶体管T3的栅极时漏电流为10%×I×10%=1%I,相对于仅有第三晶体管T3的一个栅极而言,传输至第一电容C1的第二端时,可以减少9%I的漏电流;同理第四信号输入端204通过第四晶体管T4和第二晶体管T2向第一电容C1的第二端提供电位信号,也可以相应的减少漏电流。本实施例设置第二模块102还包括第四晶体管T4,第三模块103还包括第五晶体管T5,可以减少漏电流,提高驱动电路输出信号的稳定性。
在一些可选实施例中,请参考图9,图9是本发明实施例提供的另一种驱动电路的框架结构示意图,本实施例中,驱动电路还包括稳压单元40,稳压单元40与第四信号输入端204、第一电容C1的两端电连接,稳压单元40用于分别稳定第一电容C1两端的电位信号。
本实施例进一步说明了驱动电路还包括稳压单元40,且稳压单元40与第四信号输入端204、第一电容C1的两端电连接,用于分别稳定第一电容C1两端的电位信号,从而可以使第一电容C1的第一端的电位信号被进一步拉高之后,通过第四信号输入端204输入电位信号至第一电容C1的两端,使第一电容C1的第一端继续保持高电位输出,从而增加驱动电路的高电位保持率。
在一些可选实施例中,请参考图10,图10是本发明实施例提供的另一种驱动电路的结构示意图,本实施例中,稳压单元40包括第二电容C2,第二电容C2的第一端与第一电容C1的第二端电连接,第二电容C2的第二端与第四信号输入端204电连接;第二电容C2用于稳定第一电容C1的第二端的电位信号。
本实施例进一步解释说明了驱动电路的稳压单元40的具体结构包括第二电容C2,第二电容C2的第一端与第一电容C1的第二端电连接,第二电容C2的第二端与第四信号输入端204电连接,通过第四信号输入端204将稳压电位信号传输至第二电容C2的第二端,由于第二电容C2两端需保持一定的电位差,因此可以使第二电容C2的第一端(即第一电容C1的第二端)保持在低电位信号上一段时间。本实施例的第二电容C2用于稳定第一电容C1的第二端的低电位信号,通过第二电容C2使第一电容C1的第二端低电位信号的保持稳定,防止信号失真。
在一些可选实施例中,请参考图11,图11是本发明实施例提供的另一种驱动电路的结构示意图,本实施例中,稳压单元40还包括第三电容C3,第三电容C3的第一端与第一电容C1的第一端电连接,第三电容C3的第二端与第四信号输入端204电连接;第三电容C3用于稳定第一电容C1的第一端的电位信号。
本实施例进一步解释说明了驱动电路的稳压单元40的具体结构除了包括第二电容C2之外,还包括第三电容C3,第三电容C3的第一端与第一电容C1的第一端电连接,第三电容C3的第二端与第四信号输入端204电连接,通过第四信号输入端204将稳压电位信号传输至第三电容C3的第二端,由于第三电容C3两端需保持一定的电位差,因此可以使第三电容C3的第一端(即第一电容C1的第一端)保持在被拉高的电位信号上一段时间。本实施例的第三电容C3用于稳定第一电容C1的第一端的高电位信号,通过第三电容C3使第一电容C1的第一端被拉高电位信号能够保持稳定,防止信号失真。
在一些可选实施例中,请参考图12,图12是本发明实施例提供的驱动电路的驱动方法的一种工作流程示意图,本实施例的一种驱动电路的驱动方法,用于驱动上述实施例中的驱动电路;驱动方法包括:
第一阶段001,第三信号输入端203的电位信号通过第一模块101传输至第一电容C1的第一端,第四信号输入端204的电位信号通过第二模块102传输至第一电容C1的第二端,使第一电容C1两端形成电压差;
第二阶段002,第三信号输入端203的电位信号通过第三模块103传输至第一电容C1的第二端,此时,第一电容C1的第一端的电位信号被拉高;
第三阶段003,第一电容C1的第一端保持被拉高的电位信号经信号输出端30输出。
本实施例进一步解释说明了上述实施例中的驱动电路的驱动方法,该驱动方法至少包括三个工作阶段,第一阶段001,第一模块101和第二模块102工作,第三模块103不工作,将第三信号输入端203电位信号通过第一模块101传输至第一电容C1的第一端,将第四信号输入端204的电位信号通过第二模块102传输至第一电容C1的第二端,使第一电容C1两端形成电压差;第二阶段002,第一模块101和第二模块102不工作,第三模块103工作,将第三信号输入端203的电位信号通过第三模块103传输至第一电容C1的第二端,此时,第一模块101处于未工作状态,第一电容C1受到耦合作用,其两端的电压差需保持不变,又由于此时第三模块103将第三信号输入端203的信号传输至第一电容C1的第二端,因此可以使第一电容C1的第一端的电位信号进一步被拉高;第三阶段003,第一电容C1的第一端保持被拉高的电位信号经信号输出端30输出。
本实施例的驱动方法通过在不同时间段控制第一模块101、第二模块102、第三模块103的导通与关闭,从而使第一电容C1的第一端和第二端在形成电压差之后,第一电容C1第一端的电位信号进一步升高,得到更高的电位信号,从而实现本实施例驱动电路的低电压输入、高电压输出的功能,有利于升压驱动方法的实现。
在一些可选实施例中,请结合参考图2、图3和图12,本实施例中,
第一模块101包括第一晶体管T1,第一晶体管T1的栅极与第一信号输入端201电连接,第一极与第三信号输入端203电连接,第二极与第一电容C1的第一端电连接;
第二模块102包括第二晶体管T2,第二晶体管T2的栅极与第一信号输入端201电连接,第一极与第一电容C1的第二端电连接,第二极与第四信号输入端204电连接;
第三模块103包括第三晶体管T3,第三晶体管T3的栅极与第二信号输入端202电连接,第一极与第一电容C1的第二端电连接,第二极与第三信号输入端203电连接;
第一晶体管T1的第二极和第一电容C1的第一端之间设有第一节点N1,第一电容C1的第二端和第二晶体管T2的第一极之间设有第二节点N2,第一节点N1与信号输出端30电连接。
第一阶段001具体为:第一晶体管T1、第二晶体管T2均导通,第三晶体管T3截止,第三信号输入端203的电位信号A通过第一晶体管T1传输至第一节点N1,第四信号输入端204的电位信号B通过第二晶体管T2传输至第二节点N2,其中A大于B,第一电容C1两端的电压差为第一节点N1的电位与第二节点N2的电位之间的差值(A-B)。
第二阶段002具体为:第一晶体管T1、第二晶体管T2均截止,第三晶体管T3导通,第三信号输入端203的电位信号A通过第三晶体管T3传输至第二节点N2,此时,第二节点N2的电位为A,第一节点N1的电位被拉高至(A+(A-B))=(2A-B)。
在一些可选实施例中,请继续参考图9,本实施例的驱动方法驱动的驱动电路还包括稳压单元40,稳压单元40与第四信号输入端204、第一电容C1的两端电连接,用于分别稳定第一电容C1两端的电位信号。
在一些可选实施例中,请结合参考图3、图10、图11和图13,图13是本发明实施例提供的驱动电路的驱动方法的另一种工作流程示意图,本实施例的稳压单元40包括第二电容C2和第三电容C3,第二电容C2的第一端与第一电容C1的第二端电连接,第二电容C2的第二端与第四信号输入端204电连接;第三电容C3的第一端与第一电容C1的第一端电连接,第三电容C3的第二端与第四信号输入端204电连接;
驱动方法还包括位于第二阶段002和第三阶段002之间的稳压阶段004,在稳压阶段004,稳压单元40稳定第一电容C1两端的电位信号,使第一电容C1的第一端保持被拉高的电位信号。
稳压阶段004具体为:第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3均截止,第四信号输入端204的电位信号传输至第二电容C2的第二端和第三电容C3的第二端,使第二电容C2的第一端和第三电容C3的第一端的电位信号保持稳定,第一节点N1和第二节点N2之间的电压差保持不变,即第一节点N1的电位保持为(2A-B)。
本实施例进一步说明了驱动电路的驱动方法还包括稳压阶段004,在稳压阶段004,稳压单元40与第四信号输入端204、第一电容C1的两端电连接,用于分别稳定第一电容C1两端的电位信号,从而可以使第一电容C1的第一端的电位信号被进一步拉高之后,通过第四信号输入端204输入电位信号至第一电容C1的两端,使第一电容C1的第一端继续保持高电位输出,从而增加驱动电路的高电位保持率。
在一些可选实施例中,请参考图14和图15,图14是本发明实施例提供的面板的一种平面结构示意图(为了清楚示意本实施例的技术方案,图14仅画出两个驱动单元进行说明,并且图14中的第一电容C1的第一电极C11和第二电容C2的第二电极C22在面板的膜层结构中,实际是位于第一电容C1的第二电极C12和第二电容C2的第一电极C21靠近衬底基板100一侧的,但图14为了清楚示意面板的其他结构,将第一电容C1的第一电极C11和第二电容C2的第二电极C22用虚线框示意在平面图的上方,具体可以结合图15来理解面板的实际膜层位置),图15是图14的沿A-A’的剖面结构示意图,本实施例的一种面板000,包括:衬底基板100(图中未填充)、阵列层200、电极阵列层300,阵列层200位于衬底基板100一侧,电极阵列层300位于阵列层200远离衬底基板100的一侧;阵列层200包括有源层2001、栅极金属层M1、源/漏极金属层M2;
衬底基板100包括多个呈阵列排布的驱动单元400、多个扫描线组G’、多条沿第二方向Y延伸的数据线S、多条沿第二方向Y延伸的公共信号线V;
扫描线组G’包括沿第一方向X延伸的相邻的第一扫描线G1和第二扫描线G2;其中,第一方向X和第二方向Y垂直;
电极阵列层300包括多个呈阵列排布的驱动电极3001(图14中未填充),驱动电极3001与驱动单元400对应;驱动单元400包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第一电容C1、第二电容C2;
第一晶体管T1的栅极与第一扫描线G1电连接,源极与数据线S电连接,漏极与驱动电极3001电连接;
第二晶体管T2的栅极与第一扫描线G1电连接,源极与公共信号线V电连接,漏极与第二电容C2的第一电极C21电连接;
第三晶体管T3的栅极与第二扫描线G2电连接,源极与数据线S电连接,漏极与第二电容C2的第一电极C21电连接;
第一电容C1的第一电极C11与驱动电极3001电连接,第一电容C1的第二电极C12与第二电容C2的第一电极C21电连接;
第二电容C2的第二电极C22与公共信号线V电连接。
可选地,在第二方向Y上,扫描线组G’的第一扫描线G1和第二扫描线G2位于驱动电极3001的两侧。在第一方向X上,数据线S和公共信号线V位于驱动电极3001的两侧。可选地,驱动电极3001采用氧化铟锡材料,第一电容C1的第一电极C11、第二电极C12,第二电容C2的第一电极C21、第二电极C22均为金属材料。
本实施例提供了一种面板000结构,面板000的电极阵列层300包括多个呈阵列排布的驱动电极3001,驱动电极3001与驱动单元400对应;驱动单元400包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第一电容C1、第二电容C2,其中,第一晶体管T1的栅极和第二晶体管T的栅极均与第一扫描线G1电连接,用于通过第一扫描线G1提供的扫描信号控制第一晶体管T1和第二晶体管T2的导通和截止,第三晶体管T3的栅极与第二扫描线G2电连接,用于通过第二扫描线G2提供的扫描信号控制第三晶体管T3的导通和截止;第一晶体管T1的源极与数据线S电连接,漏极与驱动电极3001电连接,用于在第一晶体管T1导通状态下,将数据线S的数据信号传输至驱动电极3001;第二晶体管T2的源极与数据线S电连接,漏极与第二电容C2的第一电极C21电连接,用于在第二晶体管T2导通状态下,将数据线S的数据信号传输至第二电容C2的第一电极C21;第三晶体管T3的源极与数据线S电连接,漏极与第二电容C2的第一电极C21电连接,用于在第三晶体管T3导通状态下,将数据线S的数据信号传输至第二电容C2的第一电极C21;第一电容C1的第一电极C11与驱动电极3001电连接,即第一电容C1的第一电极C11与驱动电极3001具有相同的电位信号;第一电容C1的第二电极C12与第二电容C2的第一电极C21电连接,即第一电容C1的第二电极C12与第二电容C2的第一电极C21具有相同的电位信号。第二电容C2的第二电极C22与公共信号线V电连接,通过公共信号线V将公共信号传输至第二电容C2的第二电极C22,使第二电容C2的第一电极C21的电位保持稳定,即可以使第一电容C1的第二电极C12的低电位信号保持稳定。
需要说明的是,本实施例的第二电容C2的第二电极C22与公共信号线V电连接,可通过公共信号线V将公共信号传输至第二电容C2的第二电极C22,还可以通过外接的公共信号(例如驱动芯片上的公共信号)传输至每个驱动单元400的第二电容C2的第二电极C22,也可以通过将每个驱动单元400的第二电容C2的第二电极C22电连接为一个整体后再外接公共信号,具体实施时,可根据实际情况选择设置。
本实施例以第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3均为N型晶体管为例进行说明,首先将第一扫描线G1的高电位信号传输至第一晶体管T1的栅极、第二晶体管T2的栅极,第二扫描线G2的低电位信号传输至第三晶体管T3的栅极,此时第一晶体管T1、第二晶体管T2均导通,第三晶体管T3截止,数据线S的电位信号通过第一晶体管T1的源极和漏极传输至驱动电极3001(即第一电容C1的第一电极C11),公共信号线V将公共信号通过第二晶体管T2的源极和漏极传输至第一电容C1的第二电极C12,第一电容C1两电极之间的电压差为驱动电极3001的电位与第一电容C1的第二电极C12的电位之间的差值。
然后第一扫描线G1的低电位信号传输至第一晶体管T1的栅极、第二晶体管T2的栅极,第二扫描线G2的高电位信号传输至第三晶体管T3的栅极,此时第一晶体管T1、第二晶体管T2均截止,第三晶体管T3导通,数据线S的电位信号通过第三晶体管T3的源极和漏极传输至第一电容C1的第二电极C12,由于此时第一晶体管T1处于截止状态,且第一电容C1受到耦合作用,其两端的电压差需保持不变,因此第一电容C1的第一电极C11的电位(即驱动电极3001的电位)被进一步拉高。
然后,第一扫描线G1的低电位信号、第二扫描线G2的低电位信号传输至第一晶体管T1的栅极、第二晶体管T2的栅极、第三晶体管T3的栅极,此时第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3均截止,通过公共信号线V将公共信号传输至第二电容C2的第二电极C21,使第二电容C2的第一电极C21(即第一电容C1的第二电极C12)的低电位保持稳定,从而可以稳定第一电容C1的第一电极C11(即驱动电极3001)的高电位信号,防止信号失真,实现面板000的驱动电极3001电位信号的升高,提高驱动能力。
需要说明的是,本实施例的图15仅是示意性画出与本实施例的技术内容相关的面板000的膜层结构,但不仅限于此膜层结构,还可包括其他膜层,如绝缘层、平坦层等,本实施例不作赘述,本领域技术人员可根据现有面板的膜层结构对本实施例的面板结构进行理解。本实施例的电极阵列层300可使用透明导电材料制作,例如铟锡氧化物半导体透明导电膜(Indium Tin Oxides,简称ITO),还可为其他透明导电材料,本实施例不作具体限定。
在一些可选实施例中,请继续参考图14和图15,本实施例中,每两条数据线S之间设置有一条公共信号线V,每两条公共信号线V之间设置有一条数据线S;
一个扫描线组G’的第一扫描线G1和第二扫描线G2分别位于第二方向Y上相邻的两个驱动单元400之间;
在第二方向Y上驱动单元400两侧的一条第一扫描线G1、一条第二扫描线G2、在第一方向X上驱动单元400两侧的一条数据线S、一条公共信号线V交叉绝缘限定出驱动单元400所在区域。
本实施例进一步解释说明了面板000上每一个驱动单元400与扫描线组G’、数据线S、公共信号线V的相对位置关系,从而可以通过扫描线组G’、数据线、公共信号线V提供不同的驱动信号,使面板00结构布设合理的同时,更好的实现本实施例中驱动单元400的驱动功能,
在一些可选实施例中,请继续参考图14和图15,本实施例中,第一晶体管T1的漏极通过第一过孔500与驱动电极3001电连接,第一电容C1的第一电极C11通过第二过孔600与驱动电极3001电连接。
本实施例将第一晶体管T1的漏极通过第一过孔500与驱动电极3001电连接,第一电容C1的第一电极C11通过第二过孔600与驱动电极3001电连接,通过第一晶体管T1的漏极、第一电容C1的第一电极C11来提供驱动电极3001的驱动电压,实现整个驱动单元400的低电压输入、高电压输出的升压效果。
在一些可选实施例中,请继续参考图14和图15,本实施例中,扫描线组G’、第一晶体管T1的栅极、第二晶体管T2的栅极、第三晶体管T3的栅极均位于栅极金属层M1,数据线S、公共信号线V、第一晶体管T1的源极和漏极、第二晶体管T2的源极和漏极、第三晶体管T3的源极和漏极均位于源/漏极金属层M2;
第一电容C1的第一电极C11位于栅极金属层M1和电极阵列层300,第一电容C1的第二电极C12位于源/漏极金属层M2;
第二电容C2的第一电极C21位于源/漏极金属层M2,第二电容C2的第二电极C22位于栅极金属层M1。
本实施例进一步解释说明了驱动单元400的各个结构在面板中位于的膜层,从而通过栅极金属层M1和源/漏极金属层M2的交叠、源/漏极金属层M2和电极阵列层300的交叠形成第一电容C1,通过源/漏极金属层M2和栅极金属层M1之间的交叠形成第二电容C2,从而可以在形成第二电容C2的同时,有效的增加第一电容C1的电容量。
需要说明的是,本实施例的第一晶体管T1的漏极和第一电容C1的第二电极C12虽然均位于源/漏极金属层M2,但由于第一晶体管T1的漏极通过第一过孔500与驱动电极3001电连接,驱动电极3001通过第二过孔600与第一电容C1的第一电极C11电连接,因此为了通过栅极金属层M1和源/漏极金属层M2的交叠、源/漏极金属层M2和电极阵列层300的交叠形成第一电容C1,第一晶体管T1的漏极和第一电容C1的第二电极C12为两个分离的结构(如图15所示)。
在一些可选实施例中,请参考图14和图16,图16是图14的一种沿B-B’的剖面结构示意图,本实施例中,驱动单元400还包括第四晶体管T4和第五晶体管T5,第四晶体管T4的栅极与第二晶体管T2的栅极电连接,漏极与第二晶体管T2的源极电连接,源极与公共信号线V电连接;第五晶体管T5的栅极与第三晶体管T3的栅极电连接,漏极与第三晶体管T3的源极电连接,源极与数据信号线S电连接;
第四晶体管T4的栅极、第五晶体管T5的栅极均位于栅极金属层M1,第四晶体管T4的源极和漏极、第五晶体管T5的源极和漏极均位于源/漏极金属层M2;
第四晶体管T4的漏极与第二晶体管T2的源极为一个整体,第五晶体管T5的漏极与第三晶体管T3的源极为一个整体。
本实施例进一步说明了驱动单元400的第二晶体管T2电连接有第四晶体管T4,第三晶体管T3电连接有第五晶体管T5,且第四晶体管T4的漏极与第二晶体管T2的源极为一个整体,第五晶体管T5的漏极与第三晶体管T3的源极为一个整体,从而使第二晶体管T2和第四晶体管T4形成一个双沟道结构的开关晶体管,第三晶体管T3和第五晶体管T5也形成一个双沟道结构的晶体管,当驱动单元400的数据线S通过第五晶体管T5和第三晶体管T3向第一电容C1的第二电极C12提供电位信号时,假设经过第五晶体管T5的漏极的电流为I,那么经过第五晶体管T5的栅极时漏电流为A%×I,这A%×I的漏电流再经过第三晶体管T3的栅极时,漏电流为A%×I×A%,若A取常数10,那么经过第五晶体管T5的栅极时漏电流为10%I,再经过第三晶体管T3的栅极时漏电流为10%×I×10%=1%I,相对于仅有第三晶体管T3的一个栅极而言,传输至第一电容C1的第二电极C12时,可以减少9%I的漏电流;同理公共信号线V通过第四晶体管T4和第二晶体管T2向第一电容C1的第二电极C12提供电位信号,也可以相应的减少漏电流。本实施例设置驱动单元400的第二晶体管T2电连接有第四晶体管T4,第三晶体管T3电连接有第五晶体管T5,且第四晶体管T4的漏极与第二晶体管T2的源极为一个整体,第五晶体管T5的漏极与第三晶体管T3的源极为一个整体,可以减少漏电流,提高驱动单元400输出信号的稳定性。
在一些可选实施例中,请继续参考图14和图15,本实施例中,第一电容C1的第二电极C12和第二电容C2的第一电极C21为一个整体。
本实施例进一步说明了第一电容C1的第二电极C12和第二电容C2的第一电极C21为一个整体,由于第一电容C1的第二电极C12和第二电容C2的第一电极C21均位于源/漏极金属层M2,从而可以在制程时可将其设置为一个整体,既可以使第一电容C1的第二电极C12和第二电容C2的第一电极C21同时接入相同的电位信号,又可以简化工艺步骤,节约制程时间,提高制程效率。
在一些可选实施例中,请参考图14和图17,图17是本发明实施例提供的面板的一种平面结构示意图,本实施例中,驱动电极3001向衬底基板100正投影的图形为半圆形、正方形、六边形、八边形、长方形、月牙形中的一种。
本实施例进一步举例说明了驱动电极3001可以设置的形状结构,如图14所示,驱动电极3001向衬底基板100正投影的图形可以为正方形,也可以为其他形状,例如半圆形(图中未示意)、六边形、八边形(如图17所示)、长方形(图中未示意)、月牙形(图中未示意),但不仅限于本实施例列举的几种形状,还可为其他形状,只需满足驱动电极3001为透明导电材料且可以覆盖整个驱动单元400,从而使每个驱动单元400对应一个驱动电极3001,使驱动单元400可以提供驱动信号给驱动电极3001即可,本实施例不做赘述。
在一些可选实施例中,请参考图18,图18是本发明实施例提供的面板000的另一种平面结构示意图(为了清楚示意本实施例的技术方案,图18仅画出面板000的部分驱动电极3001进行说明),本实施例中,相邻驱动电极3001之间的间距L范围为10μm-1000μm。
本实施例进一步解释说明了在平行于衬底基板100的方向上,电极阵列层300包括的多个呈阵列排布的驱动电极3001之间的位置关系,相邻驱动电极3001之间的间距L范围为10μm-1000μm,从而可以使相邻驱动电极3001之间不会间隔过远,造成相邻驱动电极3001之间形成的电场太弱,从而减弱了面板000的驱动能力,也可以避免面板000空间的浪费;还可以避免相邻驱动电极3001之间因间隔过小容易引起的短路现象,从而可以避免可能引起的驱动信号的串扰。因此,本实施例通过对相邻驱动电极3001之间的间距L的进一步限定,在提升面板000的驱动能力的同时,还可以进一步提升面板000的良率。
在一些可选实施例中,请继续结合参考图14-图18、图19、图20和图21,图19是本发明实施例提供的面板的另一种平面结构示意图,图20是图19中第一驱动单元4001对应的驱动时序图,图21是图19中第二驱动单元4002对应的驱动时序图,本实施例提供了一种面板000的驱动方法,面板为上述任一实施例中的面板000,面板000包括多个阵列排布的驱动单元400,驱动方法包括:通过改变相邻两个驱动单元400的数据线S接入的电位信号,使面板000上相邻驱动电极3001之间形成电场,具体为:面板000包括沿第二方向Y依次排列的相邻的第一驱动单元4001、第二驱动单元4002;
第一驱动单元4001与第二驱动单元4002之间形成电场,此时,
如图20和图21中的时间段a,第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的第一扫描线G1均接入使能信号、第二扫描线G2均不接入使能信号(需要说明的是,当驱动单元中的晶体管均为N型晶体管时,扫描线接入的使能信号为高电位信号,可以使晶体管导通开始工作,当驱动单元中的晶体管均为P型晶体管时,扫描线接入的使能信号则需为低电位信号,才可以使晶体管导通开始工作,本实施例的图20和图21是以晶体管均为N型晶体管为例进行说明),使第一晶体管T1、第二晶体管T2均导通,第三晶体管T3截止,将低电位信号传输至第一驱动单元4001的数据线S,将高电位信号传输至第二驱动单元4002的数据线S,将低电位信号传输至第一驱动单元4001的公共信号线V,将低电位信号传输至第二驱动单元4002的公共信号线V,使第一驱动单元4001的第一电容C1第一端C11(由于第一电容C1第一端C11与驱动电极3001电连接,则图中第一驱动单元4001的第一电容C1第一端C11的电位信号即为第一驱动单元4001的驱动电极的电位信号)的电位为低电位信号,第一驱动单元4001的第一电容C1第二端C12的电位为低电位信号,使第二驱动单元4002的第一电容C1第一端C11(由于第一电容C1第一端C11与驱动电极3001电连接,则图中第二驱动单元4002的第一电容C1第一端C11的电位信号即为第二驱动单元4002的驱动电极的电位信号)的电位为高电位信号,第二驱动单元4002的第一电容C1第二端C12的电位为低电位信号,从而使第一驱动单元4001的驱动电极3001的电位低于第二驱动单元4002的驱动电极3001的电位;
如图20和图21中的时间段b,第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的第一扫描线G1均断开使能信号的接入、第二扫描线G2均接入使能信号,使第一晶体管T1、第二晶体管T2均截止,第三晶体管T3导通,继续将低电位信号传输至第一驱动单元4001的数据线S,将低电位信号传输至第一驱动单元4001的公共信号线V,将高电位信号传输至第二驱动单元4002的数据线S,将低电位信号传输至第二驱动单元4002的公共信号线V,使第二驱动单元4002的第一电容C1第一端C11(由于第一电容C1第一端C11与驱动电极3001电连接,则图中第二驱动单元4002的第一电容C1第一端C11的电位信号即为第二驱动单元4002的驱动电极的电位信号)的电位由于受到耦合作用被进一步拉高,从而使第一驱动单元4001的驱动电极3001的电位进一步低于第二驱动单元4002的驱动电极3001的电位。
本实施例通过相邻两个驱动单元400(第一驱动单元4001和第二驱动单元4002)结合其对应的驱动时序进行解释说明,如何使第一驱动单元4001的驱动电极3001的电位低于第二驱动单元4002的驱动电极3001的电位,并且进一步拉高第二驱动单元4002的驱动电极3001的电位,使相邻两个驱动单元400的驱动电极的电位差更大。本实施例的面板000可以应用于基于介电润湿技术的微流控芯片上,通过相邻驱动单元400之间的电位差形成电场,从而借助电场作用,使液滴内部产生压强差和不对称形变,进而驱动液滴定向移动。可选的,请参考图22,图22是图19的沿C-C’的剖面结构示意图(为了清楚示意本实施例的技术方案,图22的剖面图中仅示意性画出面板000的部分膜层结构,具体可结合参考图15和图16理解面板的其他膜层结构),该面板的电极阵列层300远离衬底基板100的一侧还包括绝缘疏水层700,绝缘疏水层700远离衬底基板100的一侧还包括微流控通道层800(图中未填充),微流控通道层800用于液滴900的移动,本实施例的面板的驱动方法,可以使相邻两个驱动单元400之间的电位差足够大,从而可以提供液滴900可以实现正常移动的较高的驱动电压。
需要说明的是,本实施例以本实施例的液滴900为具有导电性的液体,包括成分单一的或者多成分组成的生物样品或者化学物质,本实施例以液滴900带负电为例进行说明,液滴900沿着电场线相反方向移动。本实施例仅是举例说明面板000可以应用于需要较大驱动电压的微流控芯片上,但不仅限于此应用环境,还可以应用于其他需要提供高电压驱动的结构中,本实施例不作具体限定。
在一些可选实施例中,请继续参考图19-图22,本实施例中,相邻两个驱动单元400对应的驱动电极3001之间的电位信号差值范围为30V-60V。
本实施例进一步限定了当面板000可以应用于基于介电润湿技术的微流控芯片上时,液滴运动所需的正常驱动电压受很多制作工艺因素影响,每个芯片都有一个特定的正常驱动阈值,相邻驱动电极3001上的电压值大于或者等于驱动阈值,才可以使液滴发生扭曲和移动,因此本实施例限定了相邻两个驱动单元400对应的驱动电极3001之间的电位信号差值范围为30V-60V,使液滴能够在面板000上正常移动。
在一些可选实施例中,请继续参考图19-图22,本实施例中,在第一驱动单元4001与第二驱动单元4002之间形成电场前,还包括:确认需要形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置。
本实施例进一步解释说明了在第一驱动单元4001与第二驱动单元4002之间形成电场前,还需要确认形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置,从而可以通过该位置的确定,分别给第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的数据线S提供高低不同的电位信号,从而使第一驱动单元4001与第二驱动单元4002之间形成电场,其余位置处的驱动单元400若无驱动任务,可使其数据线S不提供电位信号,从而有利于节约资源,提高工作效率。
在一些可选实施例中,请参考图23,图23是本发明实施例提供的确认第一驱动单元4001和第二驱动单元4002位置的原理结构示意图,本实施例中,确认需要形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置,具体为:
第一驱动单元4001与第一驱动电极30011相对,第二驱动单元4002与第二驱动电极30012相对;
在第一驱动电极30011一侧设置第一辅助电极30021,在第二驱动电极30011一侧设置第二辅助电极30022,面板还包括检测芯片1100,检测芯片1100分别与第一辅助电极30021、第二辅助电极30022、第一驱动电极30011、第二驱动电极30012电连接;
第一驱动电极30011与第一辅助电极30021形成第一检测电容C1’,第二驱动电极30012与第二辅助电极30021形成第二检测电容C2’,根据检测芯片1100接收到的检测信号的不同确认需要形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置。
在一些可选实施例中,上述实施例的面板000应用于微流控芯片上时,当每个驱动单元400的面积足够大,液滴900在微流控通道层800中的移动路径为人眼可视时,可直接通过人眼查看来确认需要形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置,即液滴900此时所在的驱动单元400的位置和需要移动到下一个驱动单元400的位置。然而,在一些其他可选的实施例中,液滴900在微流控通道层800中的移动路径不能为人眼可视时,例如面板000上有很多的驱动单元400,导致每个驱动单元400的面积较小;或者,面板000在微流控通道层800远离衬底基板100一侧还可能设置有盖板(图中未示意),盖板与衬底基板100成盒密封,此时,想要确认需要形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置,不能依靠人眼查看来确认。
本实施例通过在第一驱动电极30011一侧设置第一辅助电极30021,在第二驱动电极30011一侧设置第二辅助电极30022,并在面板上设置与第一辅助电极30021、第二辅助电极30022、第一驱动电极30011、第二驱动电极30012分别电连接检测芯片1100,来确定第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置。第一辅助电极30021、第二辅助电极30022作为检测信号输入端,从而可以通过驱动单元400给入第一驱动电极30011、第二驱动电极30012电信号,而第一辅助电极30021、第二辅助电极30022通过检测芯片1100给入与第一驱动电极30011、第二驱动电极30012高低不同的电位信号,使第一驱动电极30011与第一辅助电极30021形成第一检测电容C1’,第二驱动电极30012与第二辅助电极30021形成第二检测电容C2’,根据检测芯片1100检测到的电容大小的不同判断此时液滴可能所处的位置,进而可以确认需要形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置,即液滴900此时所在的驱动单元400的位置和需要移动到下一个驱动单元400的位置。因为液滴900是否到达某一驱动单元400位置,该位置的驱动电极3001与辅助电极之间形成的检测电容大小是不一样的,从而可以根据第一检测电容C1’和第二检测电容C2’的大小不同确认需要形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置。
在一些可选实施例中,面板的驱动方法还包括依次给扫描线组G’提供信号,在确认需要形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置之前,给数据线S提供低电位信号。
本实施例进一步解释说明了面板的驱动方法还包括依次给扫描线组G’提供信号,在确认需要形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置之前,给数据线S提供低电位信号,通过数据线S提供低电位信号使每个驱动单元400的驱动电极的电位信号均为低电位信号,从而使面板的驱动单元进行信号初始化,而后在确认需要形成电场的第一驱动单元4001和第二驱动单元4002的位置时,可以避免其他驱动单元400的信号对其产生干扰。
通过上述实施例可知,本发明提供的驱动电路及其驱动方法、面板及其驱动方法,至少实现了如下的有益效果:
本发明提供的驱动电路,通过第一模块将第三信号输入端的信号传输至第一电容的第一端,通过第二模块将第四信号输入端的信号传输至第一电容的第二端,使此时第一电容的第一端和第二端之间产生电压差,然后再通过第三模块将第三信号输入端的信号传输至第一电容的第二端,此时第一模块处于未工作状态,第一电容受到耦合作用,其两端的电压差需保持不变,又由于此时第三模块将第三信号输入端的信号传输至第一电容的第二端,因此可以使第一电容的第一端的电位信号进一步升高。本发明通过在不同时间段控制第一模块、第二模块、第三模块的导通与关闭,从而使第一电容的第一端和第二端在形成电压差之后,第一电容第一端的电位信号进一步升高,得到更高的电位信号,从而实现驱动电路的低电压输入、高电压输出的功能,有利于升压驱动电路的实现;并且本发明提供的驱动电路可以应用于微流控装置中,在微流控装置需要设置很多的驱动电极同时进行大批量样品的化学微反应或者物质检测的时候,用于提供驱动信号的驱动芯片无需设置很多的信号通道,有利于减小驱动芯片的运算难度的同时,还能够给提供足够高的驱动电压使液滴能够正常移动。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (12)
1.一种微流控面板,其特征在于,包括:衬底基板、阵列层、电极阵列层、绝缘疏水层,所述阵列层位于所述衬底基板一侧,所述电极阵列层位于所述阵列层远离所述衬底基板的一侧,所述绝缘疏水层位于所述电极阵列层远离所述衬底基板一侧;所述阵列层包括有源层、栅极金属层、源/漏极金属层;
所述衬底基板包括多个呈阵列排布的驱动单元、多个扫描线组、多条沿第二方向延伸的数据线、多条沿所述第二方向延伸的公共信号线;
通过设置相邻驱动单元的数据线和公共信号线的电位信号,使相邻驱动单元中第一驱动单元的驱动电极的电位低于第二驱动单元的驱动电极的电位,从而形成电场完成液滴的定向移动;
所述扫描线组包括沿第一方向延伸的相邻的第一扫描线和第二扫描线;其中,所述第一方向和所述第二方向垂直;
所述电极阵列层包括多个呈阵列排布的驱动电极,所述驱动电极与所述驱动单元对应;所述驱动单元包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一电容、第二电容;
所述第一晶体管的栅极与所述第一扫描线电连接,源极与所述数据线电连接,漏极与所述驱动电极电连接;
所述第二晶体管的栅极与所述第一扫描线电连接,源极与所述公共信号线电连接,漏极与所述第二电容的第一电极电连接;
所述第三晶体管的栅极与所述第二扫描线电连接,源极与所述数据线电连接,漏极与所述第二电容的第一电极电连接;
所述第一电容的第一电极与所述驱动电极电连接,所述第一电容的第二电极与所述第二电容的第一电极电连接;
所述第二电容的第二电极与所述公共信号线电连接。
2.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,
每两条所述数据线之间设置有一条所述公共信号线,每两条所述公共信号线之间设置有一条所述数据线;
一个所述扫描线组的所述第一扫描线和所述第二扫描线分别位于所述第二方向上相邻的两个所述驱动单元之间;
在所述第二方向上所述驱动单元两侧的一条第一扫描线、一条第二扫描线、在所述第一方向上所述驱动单元两侧的一条所述数据线、一条所述公共信号线交叉绝缘限定出所述驱动单元所在区域。
3.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,所述第一晶体管的漏极通过第一过孔与所述驱动电极电连接,所述第一电容的第一电极通过第二过孔与所述驱动电极电连接。
4.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,
所述扫描线组、所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的栅极、所述第三晶体管的栅极均位于所述栅极金属层,所述数据线、所述公共信号线、所述第一晶体管的源极和漏极、所述第二晶体管的源极和漏极、所述第三晶体管的源极和漏极均位于所述源/漏极金属层;
所述第一电容的第一电极位于所述栅极金属层和所述电极阵列层,所述第一电容的第二电极位于所述源/漏极金属层;
所述第二电容的第一电极位于所述源/漏极金属层,所述第二电容的第二电极位于所述栅极金属层。
5.根据权利要求4所述的微流控面板,其特征在于,所述第一电容的第二电极和所述第二电容的第一电极为一个整体。
6.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,所述驱动电极向所述衬底基板正投影的图形为半圆形、正方形、六边形、八边形、长方形、月牙形中的一种。
7.根据权利要求1所述的微流控面板,其特征在于,相邻所述驱动电极之间的间距范围为10μm-1000μm。
8.一种微流控面板的驱动方法,其特征在于,所述面板为权利要求1-7任一项所述的面板,所述面板包括多个阵列排布的驱动单元,所述驱动方法包括:通过改变相邻两个所述驱动单元的所述数据线接入的电位信号,使所述面板上相邻所述驱动电极之间形成电场,具体为:所述面板包括沿所述第二方向依次排列的相邻的第一驱动单元、第二驱动单元;
所述第一驱动单元与所述第二驱动单元之间形成电场,此时,
所述第一驱动单元和所述第二驱动单元的所述第一扫描线均接入使能信号、所述第二扫描线均不接入使能信号,使所述第一晶体管、所述第二晶体管均导通,所述第三晶体管截止,将低电位信号传输至所述第一驱动单元的所述数据线,将高电位信号传输至所述第二驱动单元的所述数据线,将低电位信号传输至所述第一驱动单元的所述公共信号线,将低电位信号传输至所述第二驱动单元的所述公共信号线,使所述第一驱动单元的所述第一电容第一端的电位为低电位信号,所述第一驱动单元的所述第一电容第二端的电位为低电位信号,使所述第二驱动单元的所述第一电容第一端的电位为高电位信号,所述第二驱动单元的所述第一电容第二端的电位为低电位信号,从而使所述第一驱动单元的驱动电极的电位低于所述第二驱动单元的驱动电极的电位;
所述第一驱动单元和所述第二驱动单元的所述第一扫描线均断开使能信号的接入、所述第二扫描线均接入使能信号,使所述第一晶体管、所述第二晶体管均截止,所述第三晶体管导通,继续将低电位信号传输至所述第一驱动单元的所述数据线,将高电位信号传输至所述第二驱动单元的所述数据线,使所述第二驱动单元的所述第一电容第一端的电位进一步被拉高,从而使所述第一驱动单元的驱动电极的电位进一步低于所述第二驱动单元的驱动电极的电位。
9.根据权利要求8所述的微流控面板的驱动方法,其特征在于,相邻两个所述驱动单元对应的所述驱动电极之间的电位信号差值范围为30V-60V。
10.根据权利要求8所述的微流控面板的驱动方法,其特征在于,在所述第一驱动单元与所述第二驱动单元之间形成电场前,还包括:确认需要形成电场的所述第一驱动单元和所述第二驱动单元的位置。
11.根据权利要求10所述的微流控面板的驱动方法,其特征在于,确认需要形成电场的所述第一驱动单元和所述第二驱动单元的位置,具体为:
所述第一驱动单元与第一驱动电极相对,所述第二驱动单元与第二驱动电极相对;
在所述第一驱动电极一侧设置第一辅助电极,在所述第二驱动电极一侧设置第二辅助电极,所述面板还包括检测芯片,所述检测芯片分别与所述第一辅助电极、所述第二辅助电极、所述第一驱动电极、所述第二驱动电极电连接;
所述第一驱动电极与所述第一辅助电极形成第一检测电容,所述第二驱动电极与所述第二辅助电极形成第二检测电容,根据所述检测芯片接收到的检测信号的不同确认需要形成电场的所述第一驱动单元和所述第二驱动单元的位置。
12.根据权利要求10所述的微流控面板的驱动方法,其特征在于,依次给所述扫描线组提供信号,在确认需要形成电场的所述第一驱动单元和所述第二驱动单元的位置之前,给所述数据线提供低电位信号。
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