CN113674706A - 驱动电路、驱动方法及其微流控面板 - Google Patents

驱动电路、驱动方法及其微流控面板 Download PDF

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CN113674706A CN202111006564.2A CN202111006564A CN113674706A CN 113674706 A CN113674706 A CN 113674706A CN 202111006564 A CN202111006564 A CN 202111006564A CN 113674706 A CN113674706 A CN 113674706A
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Abstract

本发明公开了一种驱动电路、驱动方法及其微流控面板,驱动电路包括:第一模块的控制端连接第一扫描信号线,第一模块的第一端连接至第一电压信号线,以及第一模块的第二端连接至第一节点;第二模块的控制端连接至第二扫描信号线,第二模块的第一端连接至第二电压信号线,以及第二模块的第二端连接至第二节点;驱动模块的控制端连接至第二节点,驱动模块的第一端连接至第三电压信号线,驱动模块的第二端连接至第三节点,第三电压信号线提供的第三电压信号为交流信号;第一电容的第一极板连接至第一节点,第一电容的第二极板连接至第三节点,第一节点连接至输出端。本发明提供的驱动电路可以兼容直流升压和交流驱动两种工作模式。

Description

驱动电路、驱动方法及其微流控面板
技术领域
本发明涉及微流控技术领域,更具体地,涉及一种驱动电路、驱动方法及其微流控面板。
背景技术
微流控(Microfluidics)技术指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的一种技术。微流控芯片是微流控技术实现的主要平台。微流控芯片具有并行采集和处理样品、集成化高、高通量、分析速度快、功耗低、物耗少,污染小等特点。微流控芯片技术可以应用于生物基因工程、疾病诊断和药物研究、细胞分析、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定等领域。
微流控芯片的主流驱动方式其原理是:将液滴设置在具有疏液层的表面上,借助电润湿效应,通过对液滴施加电压,改变液滴与疏液层之间的润湿性,使液滴内部产生压强差和不对称形变,进而实现液滴定向移动。
但是现有技术中驱动电路提供的驱动电压一般小于能驱动液滴移动的电压,且为直流电压,使得有源驱动芯片存在驱动电压不足的问题,并且在直流电压驱动模式下介质层表面的电荷长期处于同一方向电场下,长时间工作的情况下,表面杂质或陷阱电荷会干扰电润湿效果,液滴驱动力变弱。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种驱动电路、驱动方法及其微流控面板,解决了现有技术无法实现驱动电路的交流信号输出以及升压模式的兼容。
一方面,本发明提供了一种驱动电路,驱动电路包括:
第一模块,所述第一模块的控制端连接第一扫描信号线,所述第一模块的第一端连接至第一电压信号线,以及所述第一模块的第二端连接至第一节点;
第二模块,所述第二模块的控制端连接至第二扫描信号线,所述第二模块的第一端连接至第二电压信号线,以及所述第二模块的第二端连接至第二节点;
所述驱动模块,所述驱动模块的控制端连接至所述第二节点,所述驱动模块的第一端连接至所述第三电压信号线,所述驱动模块的第二端连接至第三节点,所述第三电压信号线提供的第三电压信号为交流信号;
第一电容,所述第一电容的第一极板连接至所述第一节点,所述第一电容的第二极板连接至所述第三节点,所述第一节点连接至输出端。
又一方面,本发明提供了一种微流控面板,包括多个驱动单元,所述驱动单元包括相对设置的第一基板和第二基板;
所述第一基板包括位于衬底基板上的阵列层和第一电极层,所述阵列层包括上述权利要求1至5任一所述的驱动电路,所述第一电极层包括多个驱动电极,所述驱动电路的输出端连接至至少一个所述驱动电极;
所述第二基板包括第二电极层,所述第二电极层包括多个公共电极,所述驱动电极在衬底基板所在平面的正投影与所述公共电极在衬底基板所在平面的正投影至少部分交叠。
又一方面,本发明提供了一种微流控面板的驱动方法,用于驱动上述微流控面板;
所述驱动方法包括交流阶段,所述交流阶段包括:
交流第一阶段:所述第一模块将所述第一电压信号发送至所述第一节点,所述第二模块将所述第二电压信号发送至第二节点,所述驱动模块存储所述第二节点的信号电位,且所述驱动模块响应所述第二节点的信号电位,将所述第三电压信号线提供的第三电压信号传输至所述第三节点,所述第一电容的第一极板和第二极板形成电位差;
交流第二阶段:所述第一模块阻断所述第一电压信号发送至所述第一节点,以锁持所述第一电容的第一极板的信号电位,所述驱动模块通过存储所述第二节点的信号电位,将所述第三电压信号线提供的第三电压信号传输至所述第三节点,所述第一电容第一极板和第二极板保持所述电位差,将所述第三节点的信号电位耦合至所述第一节点。
与现有技术相比,本发明提供一种驱动电路、驱动方法及其微流控面板,驱动电路包括:第一模块的控制端连接第一扫描信号线,第一模块的第一端连接至第一电压信号线,以及第一模块的第二端连接至第一节点;第二模块的控制端连接至第二扫描信号线,第二模块的第一端连接至第二电压信号线,以及第二模块的第二端连接至第二节点;驱动模块的控制端连接至第二节点,驱动模块的第一端连接至第三电压信号线,驱动模块的第二端连接至第三节点,第三电压信号线提供的第三电压信号为交流信号;第一电容的第一极板连接至第一节点,第一电容的第二极板连接至第三节点,第一节点连接至输出端。本申请提供的驱动电路可以实现升压,当将该驱动电路应用于微流控面板时,该微流控面板能够提供足够高的驱动电压,以使液滴能够正常移动。同时本申请提供的驱动电路还可以实现输出交流驱动信息,当将该驱动电路应用于微流控面板时,可以避免直流模式下介质层表面的电荷长期处于同一方向电场下,长时间工作的情况下,表面杂质或陷阱电荷会干扰电润湿效果,液滴驱动力变弱的问题,以及驱动电路在交流阶段时如当液滴的驱动电压信号不佳,液滴未发生移动时,驱动电路还可以从交流阶段转换为升压阶段,提高驱动力,保证液滴移动。也即本申请提供的驱动电路可以通过利用第一电压信号线、第二电压信号线、第三电压信号线、第一扫描信号线以及第二扫描信号线输入不同时序的信号,驱动电路可以兼容直流升压和交流驱动两种工作模式,保证输出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必不特定需要同时达到以上的所有技术效果。
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为本申请提供的一种驱动电路的结构示意图;
图2为本申请提供的又一种驱动电路的结构示意图;
图3为本申请提供的又一种驱动电路的结构示意图;
图4为本申请提供的又一种驱动电路的结构示意图;
图5为本申请提供的又一种驱动电路的结构示意图;
图6为本发明提供的一种微流控面板的结构示意图;
图7为图6中N-N’向的一种剖面图;
图8为图6中N-N’向的又一种剖面图;
图9仅示意出本发明提供的一种微流控面板中第二电极层的结构示意图;
图10为本发明提供的一种微流控面板中第一基板的版面图;
图11为本发明提供的一种微流控面板的驱动方法的流程图;
图12为本发明提供的一种微流控面板的驱动方法中信号的时序图;
图13为本发明提供的又一种微流控面板的驱动方法中信号的时序图;
图14为本发明提供的又一种微流控面板的驱动方法的流程图;
图15为本发明提供的又一种微流控面板的驱动方法中信号的时序图。
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,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。
为了解决上述现有技术问题,本发明提出了一种驱动电路、驱动方法及其微流控面板。关于本发明提供的驱动电路、驱动方法及其微流控面板的实施例,下文将详述。
本实施例中,结合图1所示,图1为本申请提供的一种驱动电路的结构示意图。本实施例提供的驱动电路100包括:第一模块10,第一模块10的控制端g2连接第一扫描信号线G1,第一模块10的第一端s2连接至第一电压信号线D1,以及第一模块10的第二端d2连接至第一节点N1;
第二模块20,第二模块20的控制端g3连接至第二扫描信号线G2,第二模块20的第一端s3连接至第二电压信号线D2,以及第二模块20的第二端d3连接至第二节点N2;驱动模块30,驱动模块30的控制端g1连接至第二节点N2,驱动模块30的第一端s1连接至第三电压信号线D3,驱动模块30的第二端d1连接至第三节点N3,第三电压信号线D3提供的第三电压信号为交流信号;第一电容C1,第一电容C1的第一极板连接至第一节点N1,第一电容C1的第二极板连接至第三节点N3,第一节点N1连接至输出端OUT。
可以理解的是,本实施例提供的驱动电路100可以兼容直流升压和交流驱动两种工作模式:
第一种:在驱动电路100输出为交流驱动信号时,可以为:第一扫描信号线G1提供的第一扫描信号控制第一模块10是否导通,当第一模块10导通时,第一模块10将第一电压信号线D1提供的第一电压信号发送至第一节点N1,第二扫描信号线G1发送的第二扫描信号控制第二模块20是否导通,当第二模块20导通时,第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号发送至第二节点N2,驱动模块30存储第二节点N2的信号电位,此时第二节点N2的信号电位为第二电压信号,且驱动模块30响应第二节点N2的信号电位,当驱动模块30导通时,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号传输至第三节点N3,第一电容C1的两个极板分别连接第一节点N1和第三节点N3,也即第一电容C1的第一极板和第二极板的电压差为第一电压信号和第三电压信号的电压差,第一电容C1的第一极板和第二极板形成电位差之后,控制第一模块10阻断第一电压信号发送至第一节点N1,以锁持第一电容C1的第一极板的信号电位,驱动模块30通过存储第二节点N2的信号电位,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号传输至第三节点N3,第一电容C1第一极板和第二极板保持电位差,将第三节点N3的信号电位耦合至第一节点N1,由于第三节点N3的信号为第三电压信号线D3提供的第三电压信号,且第三电压信号线D3提供的第三电压信号为交流信号,由此第一节点N1通过第一电容C1电容耦合得到与第三电压信号相对应的交流信号,同时由于第一节点N1连接至输出端OUT,也即驱动电路100的输出端OUT可以发送相应的交流信号,进而后续将该驱动电路应用于微流控面板时,可以避免直流模式下介质层表面的电荷长期处于同一方向电场下,长时间工作的情况下,表面杂质或陷阱电荷会干扰电润湿效果,液滴驱动力变弱的问题。
第二种:在驱动电路100输出为升压后的驱动信号时,可以为:第一扫描信号线G1提供的第一扫描信号控制第一模块10是否导通,当第一模块10导通时,第一模块10将第一电压信号线D1提供的第一电压信号发送至第一节点N1,第二扫描信号线G1发送的第二扫描信号控制第二模块20是否导通,当第二模块20导通时,第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号发送至第二节点N2,第二节点N2的电位信号控制驱动模块30是否导通,也即驱动模块30响应第二节点N2的信号电位,当驱动模块30导通时,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号传输至第三节点N3,第一电容C1的两个极板分别连接第一节点N1和第三节点N3,也即第一电容C1的第一极板和第二极板的电压差为第一电压信号和第三电压信号的电压差,第一电容C1的第一极板和第二极板形成电位差后,第一模块10阻断第一电压信号发送至第一节点N1,以锁持第一电容的第一极板的信号电位,第二模块20将第二电压信号发送至第二节点N2,驱动模块30响应第二节点N2的信号电位,将第三电压信号线D3提供的升压后的第三电压信号传输至第三节点N3,由于第一电容的第一极板和第二极板保持电位差,进而第一节点N1为了保证第一电容的电位差而相应升高;第二模块20阻断第二电压信号发送至第二节点N2,驱动模块30阻断第三电压信号线D3将第三电压信号发送至第三节点N3,以锁持第一电容的第二端的信号电位,使第一电容的第一端的信号保持升压后的信号电位,保持第一节点N1的信号电位,当将该驱动电路应用于微流控面板时,该微流控面板能够提供足够高的驱动电压,以使液滴能够正常移动。
进一步,当驱动电路100在交流阶段时如液滴的驱动电压信号不佳,液滴未发生移动时,驱动电路通过调节第一电压信号线D1、第二电压信号线D2、第三电压信号线D3、第一扫描信号线G1以及第二扫描信号线G2输入不同时序的信号,使得驱动电路可以从交流阶段转换为升压阶段,提高驱动力,保证液滴移动。也即本申请提供的驱动电路可以通过利用第一电压信号线D1、第二电压信号线D2、第三电压信号线D3、第一扫描信号线G1以及第二扫描信号线G2输入不同时序的信号,驱动电路可以兼容直流升压和交流驱动两种工作模式,保证输出的驱动电压使液滴能够正常移动。
其中,本发明对第一扫描信号线G1、第二扫描信号线G2提供的信号不做限定,只要可以起到控制第一模块10和第二模块20的是否导通即可,以及第二电压信号线D2提供的第二电压信号可以起到控制驱动模块30是否导通即可,也即可以根据第一模块10、第二模块20以及驱动模块30的型号适应性调节信号的大小。
在一些可选的实施例中,结合图2所示,图2为本申请提供的又一种驱动电路的结构示意图。本实施例提供的驱动电路100中的驱动模块30包括:第一晶体管T1,第一晶体管T1的栅极g1连接至第二节点N2,第一晶体管T1的源极s1连接至第三电压信号线D3,以及第一晶体管T1的漏极d1连接至第三节点N3。
可以理解的是,驱动电路100中的驱动模块30可以包括第一晶体管T1,驱动模块30的控制端g1为第一驱动晶体管T1的栅极g1,驱动模块30的第一端s1为第一驱动晶体管T1的源极s1,驱动模块30的第二端d1为第一驱动晶体管T1的漏极d1,第一晶体管T1的栅极g1连接至第二节点N2,第二节点N2的电位信号控制第一晶体管T1是否导通。
其中,本实施例对第一晶体管T1的型号不做限定,可以为N型晶体管也可以为P型晶体管,只要相应的第二节点N2的电位信号,也即第二电压信号线D2提供的第二电压信号相应设置即可。
在一些可选的实施例中,结合图3所示,图3为本申请提供的又一种驱动电路的结构示意图。本实施例提供的驱动电路100中驱动模块30还包括第二电容C2,第二电容C2的第一极板连接至第二节点N2,第二电容C2的第二极板连接至接地端GND;第三电容C3,第三电容C3的第一极板连接至第三节点N3,第三电容C3的第二极板连接至接地端GND。
可以理解的是,本实施例提供的驱动电路100中驱动模块30还包括第二电容C2和第三电容,第二电容C2的第一极板连接至第二节点N2,第二电容C2的第二极板连接至接地端GND,在第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号发送至第二节点N2时,也即第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号发送至第二电容C2的第一极板,此时第二电容C2充电用于稳定后续驱动模块30中第一晶体管T1的栅极端g1的电位信号,也即保证第一晶体管T1可以持续导通。同时,第三电容C3的第一极板连接至第三节点N3,第三电容C3的第二极板连接至接地端GND,当第二节点N2控制第一晶体管T1导通时,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号传输至第三节点N3,也即将第三电压信号线D3提供的第三电压信号传输至第三电容C3的第一极板,此时第三电容C3充电用于稳定第三节点N3的电位信号,由于第一电容C1的第二极板连接至第三节点N3,也即第三电容C3可以用于稳定第一电容C1第二极板的电位信号,使得第一电容C1的第一极板一侧可以稳定输出电位信号,也即提高驱动电路100输出的驱动信号的稳定性。
在一些可选的实施例中,结合图4所示,图4为本申请提供的又一种驱动电路的结构示意图。本实施例提供的驱动电路100中第一模块10包括:第二晶体管T2,第二晶体管T2的栅极连接至第一扫描信号线G1,第二晶体管T2的源极连接至第一电压信号线D1,第二晶体管T2的漏极连接至第一节点N1;第四电容C4,第四电容C4的第一极板连接至第一节点N1,第四电容C4的第二极板连接至接地端GND。
可以理解的是,第一模块10包括第二晶体管T2,第一模块10的控制端g2为第二晶体管T2的栅极g2,第一模块20的第一端s2为第一驱动晶体管T2的源极s2,第一模块10的第二端d2为第一驱动晶体管T2的漏极d2。通过第一扫描信号线G1提供的第一扫描信号控制第二晶体管T2是否导通。其中,本实施例对第二晶体管T2的型号不做限定,可以为N型晶体管也可以为P型晶体管,对第一扫描信号线G1提供的第一扫描信号不做限定,只要可以控制第二晶体管T2是否导通即可。
在一些可选的实施例中,结合图5所示,图5为本申请提供的又一种驱动电路的结构示意图。本实施例提供的驱动电路100中第二模块20包括:第三晶体管T3,第三晶体管T3的栅极连接至第二扫描信号线G2,第三晶体管T3的源极连接至第二电压信号线D2,第三晶体管T3的漏极连接至第二节点N2。
可以理解的是,驱动电路100中第二模块20包括第三晶体管T3,第二模块20的控制端g3为第三晶体管T3的栅极g3,第二模块30的第一端s3为第三晶体管T3的源极s3,第二模块20的第二端d3为第三晶体管T3的漏极d3。通过第二扫描信号线G2提供的第二扫描信号控制第三晶体管T3是否导通。其中,本实施例对第三晶体管T3的型号不做限定,可以为N型晶体管也可以为P型晶体管,对第二扫描信号线G2提供的第二扫描信号不做限定,只要可以控制第三晶体管T3是否导通均属于本发明的保护范围。
在一些可选的实施例中,结合图1、图6和图7所示,图6为本发明提供的一种微流控面板的结构示意图,图7为图6中N-N’向的一种剖面图。本实施例提供的微流控面板200包括多个驱动单元P,驱动单元P包括相对设置的第一基板210和第二基板220;第一基板210包括位于衬底基板211上的阵列层212和第一电极层W1,阵列层212包括上述实施例任一的驱动电路100,第一电极层W1包括多个驱动电极Q,驱动电路100的输出端OUT连接至至少一个驱动电极Q;第二基板220包括第二电极层W2,第二电极层W2包括多个公共电极G,驱动电极Q在衬底基板211所在平面的正投影与公共电极G在衬底基板211所在平面的正投影至少部分交叠。其中,驱动电源Q可以为微流控面板200中最小的重复单元。
可以理解的是,本实施例提供的微流控面板200包括多个驱动单元P,驱动单元P包括第一基板210和第二基板220,第一基板210包括多个驱动电极Q,驱动电路100的输出端OUT连接至至少一个驱动电极Q,第二基板220包括多个公共电极G,驱动电极Q在衬底基板211所在平面的正投影与公共电极G在衬底基板211所在平面的正投影至少部分交叠。驱动电路100独立给每个驱动电极Q施加电压,使驱动电极Q与其相对设置公共电极G的电压大于液滴移动阈值电压,那么液滴220在驱动电极Q和公共电极G驱动下实现移动。
其中,图7中仅示意出第一电极层W1位于阵列层212远离衬底基板211的一侧,但不限于此,也可以设置第一电极层W1中的驱动电极Q与第一电极层W1中的某个膜层同层设置,可以根据实际情况具体设置,下文不再赘述。
但是,由于现有技术中微流控面板200中驱动电路100输出的一般为固定电位的直流电压驱动信号,然而在此种情况下会导致第一基板210靠近液滴的一侧表面以及第二基板220靠近液滴的一侧表面的电荷长期处于同一方向电场下,长时间工作的情况下,表面杂质或陷阱电荷会干扰电润湿效果,液滴驱动力变弱的问题。基于此,本实施例提供的微流控面板200中的驱动电路100可以为交流驱动信号,结合图1所示,进一步为,第一扫描信号线G1提供的第一扫描信号控制第一模块10是否导通,当第一模块10导通时,第一模块10将第一电压信号线D1提供的第一电压信号发送至第一节点N1,第二扫描信号线G1发送的第二扫描信号控制第二模块20是否导通,当第二模块20导通时,第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号发送至第二节点N2,驱动模块30存储第二节点N2的信号电位,此时第二节点N2的信号电位为第二电压信号,且驱动模块30响应第二节点N2的信号电位,当驱动模块30导通时,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号传输至第三节点N3,第一电容C1的两个极板分别连接第一节点N1和第三节点N3,也即第一电容C1的第一极板和第二极板的电压差为第一电压信号和第三电压信号的电压差,第一电容C1的第一极板和第二极板形成电位差之后,控制第一模块10阻断第一电压信号发送至第一节点N1,以锁持第一电容C1的第一极板的信号电位,驱动模块30通过存储第二节点N2的信号电位,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号传输至第三节点N3,第一电容C1第一极板和第二极板保持电位差,将第三节点N3的信号电位耦合至第一节点N1,由于第三节点N3的信号为第三电压信号线D3提供的第三电压信号,且第三电压信号线D3提供的第三电压信号为交流信号,由此第一节点N1通过第一电容C1电容耦合得到与第三电压信号相对应的交流信号,同时由于第一节点N1连接至输出端OUT,也即驱动电路100的输出端OUT可以发送相应的交流信号。进而本实施例提供的微流控显示面板200可以有效的解决现有技术中微流控面板时中在直流模式下介质层表面的电荷长期处于同一方向电场下,长时间工作的情况下,表面杂质或陷阱电荷会干扰电润湿效果,液滴驱动力变弱的问题。
同时,由于本实施例提供的微流控面板200中的驱动电路100还可以达到升压的效果,继续结合图1所示,进一步为,第一扫描信号线G1提供的第一扫描信号控制第一模块10是否导通,当第一模块10导通时,第一模块10将第一电压信号线D1提供的第一电压信号发送至第一节点N1,第二扫描信号线G1发送的第二扫描信号控制第二模块20是否导通,当第二模块20导通时,第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号发送至第二节点N2,第二节点N2的电位信号控制驱动模块30是否导通,也即驱动模块30响应第二节点N2的信号电位,当驱动模块30导通时,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号传输至第三节点N3,第一电容C1的两个极板分别连接第一节点N1和第三节点N3,也即第一电容C1的第一极板和第二极板的电压差为第一电压信号和第三电压信号的电压差,第一电容C1的第一极板和第二极板形成电位差后,第一模块10阻断第一电压信号发送至第一节点N1,以锁持第一电容的第一极板的信号电位,第二模块20将第二电压信号发送至第二节点N2,驱动模块30响应第二节点N2的信号电位,将第三电压信号线D3提供的升压后的第三电压信号传输至第三节点N3,由于第一电容的第一极板和第二极板保持会电位差,进而第一节点N1为了保证第一电容的电位差而相应升高;第二模块20阻断第二电压信号发送至第二节点N2,驱动模块30阻断第三电压信号线D3将第三电压信号发送至第三节点N3,以锁持第一电容的第二端的信号电位,使第一电容的第一端的信号保持升压后的信号电位,保持第一节点N1的信号电位。进而本实施例提供的微流控显示面板200能够提供足够高的驱动电压,以使液滴能够正常移动,解决现有技术中驱动电压不足的问题,也即微流控面板。
并且,当微流控面板200中驱动电路100输出的为交流驱动信号时,也有可能存在液滴的驱动电压信号不佳的问题,进而此时本实施例提供的微流控面板200中驱动电路100可以通过调节第一电压信号线D1、第二电压信号线D2、第三电压信号线D3、第一扫描信号线G1以及第二扫描信号线G2输入不同时序的信号,使得驱动电路可以从交流阶段转换为升压阶段,提高驱动力,保证液滴移动。也即本实施例提供的微流控面板200的驱动电路可以兼容直流升压和交流驱动两种工作模式,可以同时解决直流驱动情况下导致的驱动电压不足的问题以及交流驱动信号时驱动电压不足等问题,保证输出的驱动电压使液滴能够正常移动。
可选的,继续结合图6和图7所示,本实施例提供的微流控面板200还包括疏水层,第一基板210靠近液滴的一侧包括疏水层E1,第二基板220靠近液滴的一侧包括疏水层E2。其中,疏水层E1和疏水层E2为绝缘疏水层,起到绝缘和隔离水分作用,同时疏水层还可以增大液滴初始接触角,使其内部压力不同,起到提高液滴驱动力的作用。
在一些可选的实施例中,继续结合图6和图8所示,图8为图6中N-N’向的又一种剖面图。本实施例提供的微流控面板200还包括检测单元J和检测芯片R;检测单元J包括位于第一基板210上的检测电极J1和位于第二基板220上的辅助电极J2,检测电极J1在衬底基板211所在平面的正投影与辅助电极J2在衬底基板211所在平面的正投影至少部分交叠;检测芯片R根据检测单元的电容值判断微流控面板200中的液滴是否移动。
其中,图6中仅示意出检测芯片R位于微流控面板200的下边框区,但并不限于此,也可以位于微流控面板200中的其他位置,具体可以根据实际情况设置。同时,图6仅示意出检测芯片R通过信号线与驱动单元P连接,也即检测芯片R通过信号线与驱动单元P中的检测单元J连接,用于接收检测单元J的电容值,并根据检测单元J的电容值判断微流控面板200中的液滴是否移动,但检测芯片R与检测单元J的连接方式不限于此,也可以通过其他方式连接。
可以理解的是,本实施例提供的微流控面板200还包括检测单元J和检测芯片R,检测单元J包括位于第一基板210上的检测电极J1和位于第二基板220上的辅助电极J2,检测电极J1在衬底基板211所在平面的正投影与辅助电极J2在衬底基板211所在平面的正投影至少部分交叠,也即检测电极J1和辅助电极J2相当于形成一个电容结构,然而由于液滴位于第一基板210和第二基板220之间,也即液滴位于检测电极J1和辅助电极J2之间的通道中移动,但是当液滴正处于检测电极J1和辅助电极J2之间时,会影响初始状态检测电极J1和辅助电极J2之间无任何元件时产生的电容值,也即液滴是否经过检测电极J1和辅助电极J2之间的通道时,检测电极J1和辅助电极J2之间的电容值会发生变化。同时由于检测芯片R与检测单元J连接,可以用于接收检测电极J1和辅助电极J2之间形成的电容值,进而通过判断检测电极J1和辅助电极J2之间电容值是否变化判断液滴是否经过该位置处的通道,也即判断液滴是否发生移动。
其中,图8中仅示意出检测电极J1与第一基板210中阵列层212同层设置,辅助电极J2与第二基板220中第二电极层W2同层设置,但不限于此,只要保证检测电极J1在衬底基板211所在平面的正投影与辅助电极J2在衬底基板211所在平面的正投影至少部分交叠。进一步限定,检测电极J1在衬底基板211所在平面的正投影与公共电极G和驱动电极Q在衬底基板211所在平面的正投影无交叠,辅助电极J2在衬底基板211所在平面的正投影与公共电极G和驱动电极Q在衬底基板211所在平面的正投影无交叠,由此可以防止驱动电极Q和公共电极G对检测电极J1和辅助电极J2之间电容值的影响,影响检测芯片R的检测精度。
在一些可选的实施例中,继续结合图8所示,本实施例提供的微流控面板200:驱动电路100中的第三电压信号线D3复用为检测电极J1。
可以理解的是,本实施例提供的微流控面板200中驱动电路100中的检测电极J1无需单独设置金属膜层,且无需单独制程,可以直接将驱动电路100中原有的第三电压信号线D3复用为检测电极J1,有利于微流控面板200的轻薄化,同时还可以简化微流控面板200的工艺制程,节约资源。并且,由于本实施例提供的微流控面板200中第三电压信号线D3复用为检测电极J1,进而还需设置第三电压信号线D3在衬底基板211所在平面的正投影与公共电极G和驱动电极Q在衬底基板211所在平面的正投影无交叠,由此可以防止驱动电极Q和公共电极G对检测电极J1和辅助电极J2之间电容值的影响,影响检测芯片R的检测精度。
在一些可选的实施例中,继续结合图8所示,本实施例提供的微流控面板200:辅助电极J2与公共电极G同层,且辅助电极J2位于相邻的公共电极G之间。
可以理解的是,本实施例提供的微流控面板200中驱动电路100中的辅助电极J2无需单独设置金属膜层,可以设置辅助电极J2与公共电极G同层,不仅有利于微流控面板200的轻薄化,同时还可以简化微流控面板200的工艺制程,节约资源。
可选的,结合图9所示,图9仅示意出本发明提供的一种微流控面板中第二电极层的结构示意图。本实施例提供的微流控面板200的公共电极G为条状电极,辅助电极J2也为条状电极,且沿公共电极G的延伸方向上,公共电极G的两端凸出于辅助电极J2,由于辅助电极J2位于相邻的公共电极G之间,设置上述结构可以使得公共电极G之间通过沿公共电极G排布方向延伸的的信号线连接而不接触到辅助电极J2,避免影响辅助电极J2的点电压信号,同时也无需为每个公共电极G设置单独的信号线,简化微流控面板200的电路走线设计。但本实施例仅以上述方式为例,公共电极G之间也可以通过其他方式连接,不限于此。
在一些可选的实施例中,继续结合图8所示,本实施例提供的微流控面板200,第一电极层W1位于阵列层212远离衬底基板211的一侧;阵列层212包括设置在衬底基板211上的第一金属层M1、半导体层Z和第二金属层M2;第一基板210还包括位于第一金属层M1,且沿第一方向X延伸第二方向Y排布的第一扫描信号线G1和第二扫描信号线G2;第一基板210还包括位于第二金属层M2,且沿第二方向Y延伸第一方向X排布的第一电压信号线D1、第二电压信号线D2和第三电压信号线D3;第一电压信号线D1、第二电压信号线D2、第一扫描信号线G1和第二扫描信号线G2在衬底基板211所在平面的正投影与驱动电极Q至少部分交叠;第三电压信号线D3在衬底基板211所在平面的正投影与驱动电极Q无交叠。
可以理解的是,第一电极层W1位于阵列层212远离衬底基板211的一侧,也即第一电极层W1相对于更靠近液滴,进而有利于提高驱动电极Q和公共电极G对滴液的驱动力。第一电压信号线D1、第二电压信号线D2、第一扫描信号线G1和第二扫描信号线G2在衬底基板211所在平面的正投影与驱动电极Q在衬底基板211所在平面的正投影至少部分交叠,由于第一电压信号线D1、第二电压信号线D2、第一扫描信号线G1和第二扫描信号线G2一般均为金属材质,为不透光的材质,设置上述信号线与与驱动电极Q在衬底基板211所在平面的正投影至少部分交叠一方面,可以使得非透光材质的元件均集中设置在一个区域,可以尽量减少非透光的区域;另一方面,由于第三电压信号线D3在衬底基板211所在平面的正投影与驱动电极Q无交叠,且驱动电路100中的第三电压信号线D3复用为检测电极J1。进而设置第一电压信号线D1、第二电压信号线D2、第一扫描信号线G1和第二扫描信号线G2在衬底基板211所在平面的正投影与驱动电极Q在衬底基板211所在平面的正投影至少部分交叠,可以尽量避免第一电压信号线D1、第二电压信号线D2、第一扫描信号线G1和第二扫描信号线G2对检测电极J1的影响,也即驱动电路200信号线对检测电极J1和辅助电极J2之间电容值的影响,保证检测芯片R的检测精度。
进一步可以设置驱动电极Q在衬底基板211所在平面的正投影覆盖第一电压信号线D1、第二电压信号线D2、第一扫描信号线G1和第二扫描信号线G2在衬底基板211所在平面的正投影,相对于至少部分交叠,可以进一步减小非透光的区域以及保证检测芯片R的检测精度。
在一些可选的实施例中,结合图8和图10所示,图10为本发明提供的一种微流控面板中第一基板的版面图。本实施例提供的微流控面板200,第二金属层M2还包括第一电容C1的第二极板,驱动电极Q复用位于第一电容C1的第一极板。
可以理解的是,驱动电路100中的第一电容包括第一极板和第二极板,驱动电极Q复用位于第一电容C1的第一极板,第二极板位于第二金属层M2,也即第二极板在衬底基板211所在平面的正投影与驱动电极Q在衬底基板211所在平面的正投影重叠部分即可形成第一电容,由于驱动电极Q复用位于第一电容C1的第一极板,可以简化第一电容C1的工艺制程,节约成本,并且结合图5和图10所示,第一电容C1第二极板连接第一晶体管T1的漏极,由于漏极位于第二金属层M2,也即第一电容C1第二极板与第一晶体管T1漏极同层设置,无需过孔设计,同时第一电容C1第二极板与第一晶体管T1漏极还可以一体形成,进一步简化工艺制程。
在一些可选的实施例中,继续结合图8和图10所示,本实施例提供的微流控面板200,第一金属层M1包括第一晶体管T1的栅极g1、第二晶体管T2的栅极g2、第三晶体管T3的栅极g3;第二金属层M3包括第一晶体管T1的源极s1和漏极d1、第二晶体管T2的源极s2和漏极d2、第三晶体管T3的源极s3和漏极d3。
其中,图8中晶体管仅以底栅为例,但不限于此,上述微流控面板200的驱动方暗杆同样适用于顶栅结构的晶体管。
可以理解的是,第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3的栅极均设置在第一金属层M1,由于第二晶体管T2的栅极与第一扫描信号线G1连接,第三晶体管T3的栅极和第二扫描信号线G2连接,且第一扫描信号线G1和第二扫描信号线G2位于第一金属层M1,也即第二晶体管T2和第三晶体管T3与扫描信号线连接时,无需过孔设计,可以直接同层连接,并且第二晶体管T2和第三晶体管T3与扫描信号线可以一体化形成,简化工艺制程;第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3的源漏极均位于第二金属层M2,由于第二晶体管M2的源极连接第一电压信号线D1,第三晶体管T3的源极连接第二电压信号线D2,且第一电压信号线D1和第二电压信号线D2均位于第二金属层M2,也即第二晶体管T2和第三晶体管T3与电压信号线连接时,无需过孔设计,可以直接同层连接,并且第二晶体管T2和第三晶体管T3与电压信号线可以一体化形成,简化工艺制程。
在一些可选的实施例中,继续结合图10所示,本实施例提供的微流控面板200,第一晶体管T1的栅极g1和第三晶体管T3的漏极d3通过导电体U连接,导电体U位于第一电极层W1,且导电体U与驱动电极Q具有间隙F。
可以理解的是,第一晶体管T1的栅极g1和第三晶体管T3的漏极d3需电连接,而第一晶体管T1的栅极g1和第三晶体管T3的漏极d3分别位于第一金属层M1和第二金属层M2,如设置第一晶体管T1的栅极g1和第三晶体管T3的漏极d3直接连接,在制作过程中,形成位于第一金属层M1上的栅极g1,形成第一金属层M1和第二金属层M2之间的过孔,形成第二金属层M2上的漏极d3并使得漏极d3通过该过孔与栅极g1连接,后续第一晶体管T1的漏极s1还需与驱动电极Q连接,而第一晶体管T1的漏极s1与驱动电极Q也位于不同的膜层,进而在制作过程中,还需在第二金属层M2上形成第二金属层M2与第一电极层W1之间的过孔,在形成第一电极层W1上的驱动电极Q,使得驱动电极Q与第一晶体管T1的漏极s1连接,上述过程形成两个过孔需要分别两道工艺。而本实施例提供的微流控面板200:第一晶体管T1的栅极g1和第三晶体管T3的漏极d3通过导电体U连接,导电体U位于第一电极层W1,在制作过程中,先分别形成第一金属层M1和第二金属层M2,同时刻蚀形成第一金属层M1和导电体U连接的过孔、第二金属层M2和导电体U连接的过孔,由于导电体U位于第一电极层W1,也即还可以同时形成驱动电极Q与第一晶体管T1漏极s1连接的过孔,相对于现有技术中第一金属层M1和第二金属层M2直接连接的情况,本实施例可以过孔可以在一个工艺步骤中实现,简化工艺制程。
在一些可选的实施例中,继续结合图10所示,本实施例提供的微流控面板200,第一基板210还包括位于第一金属层M1且沿第一方向X延伸第二方向Y排布的第四电压信号线D4;第一金属层M1还包括第二电容C2的第一极板,第四电压信号线D4复用位于第二电容C2的第二极板;第二金属层M2还包括第三电容C3的第一极板,第四电压信号线D4复用位于第三电容C3的第二极板。第一模块10还包括第四电容C4,第四电容C4的第一极板连接至第一节点N1,第四电容C4的第二极板连接至接地端GND;驱动电极Q复用位于第四电容C4的第一极板,第四电压信号线D4复用位于第四电容C4的第二极板。
可以理解的是,第一基板210还包括位于第一金属层M1且沿第一方向X延伸第二方向Y排布的第四电压信号线D4,第四电压信号线D4可以用于提供接地信号,由于第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4的一个极板连接接地端,进而设置提供接地信号的第四电压信号线D4直接复用位于第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4的一个极板,进而第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4与接地端无需过孔连接,可以简化工艺制程。
在一些可选的实施例中,继续结合图5、图11和图12所示,图11为本发明提供的一种微流控面板的驱动方法的流程图,图12为本发明提供的一种微流控面板的驱动方法中信号的时序图。本实施例提供的一种微流控面板的驱动方法,用于驱动上述实施例任一的微流控面板;
驱动方法包括交流阶段,交流阶段包括:
交流第一阶段H1:第一模块将第一电压信号发送至第一节点,第二模块将第二电压信号发送至第二节点,驱动模块存储第二节点的信号电位,且驱动模块响应第二节点的信号电位,将第三电压信号线提供的第三电压信号传输至第三节点,第一电容的第一极板和第二极板形成电位差;
交流第二阶段H2:第一模块阻断第一电压信号发送至第一节点,以锁持第一电容的第一极板的信号电位,驱动模块通过存储第二节点的信号电位,将第三电压信号线提供的第三电压信号传输至第三节点,第一电容第一极板和第二极板保持电位差,将第三节点的信号电位耦合至第一节点。
可以理解的是,交流第一阶段H1:第一扫描信号线G1提供第一扫描信号G1’至第一模块10的控制端,第一扫描信号个G1’为高电位信号,控制第一模块10导通,第一电压信号线D1提供第一电压信号D1’至第一模块10,第一模块10将第一电压信号D1’发送至第一节点N1,第二扫描信号线G2提供第二扫描信号G2’至第二模块20的控制端,第二扫描信号G2’为高电位信号,控制第二模块20导通,第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’发送至第二节点N2,驱动模块30存储第二节点N2的信号电位,此时第二节点N2的信号电位为第二电压信号D2’,由于第二扫描信号G2’为高电位信号,且驱动模块30响应第二节点N2的信号电位导通,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’传输至第三节点N3,第一电容C1的两个极板分别连接第一节点N1和第三节点N3,也即第一电容C1的第一极板和第二极板的电压差为第一电压信号D1’和第二电压信号D2’的电压差V,第一电容C1的第一极板和第二极板形成电位差V。
交流第二阶段H2:第一扫描信号线G1提供第一扫描信号G1’至第一模块10的控制端,第一扫描信号个G1’为低电位信号,控制第一模块10关断,第一模块10阻断第一电压信号D1’发送至第一节点N1,以锁持第一电容C1的第一极板的信号电位,驱动模块30通过存储第二节点N2的信号电位,且第二节点N2的信号电位为第二电压信号D2’,由于第二扫描信号G2’为高电位信号,驱动模块30响应第二节点N2的信号电位导通,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’传输至第三节点N3,第一电容C1第一极板和第二极板保持电位差V,将第三节点N3的信号电位耦合至第一节点N1,由于第三节点N3的信号为第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’,且第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’为交流信号,由此第一节点N1通过第一电容C1电容耦合得到与第三电压信号D3’相对应的交流信号,同时由于第一节点N1连接至输出端OUT,也即驱动电路100的输出端OUT可以发送相应的交流信号,进而后续将该驱动电路应用于微流控面板时,可以避免直流模式下介质层表面的电荷长期处于同一方向电场下,长时间工作的情况下,表面杂质或陷阱电荷会干扰电润湿效果,液滴驱动力变弱的问题。
在一些可选的实施例中,继续结合图5、图11和图12所示,本实施例提供的一种微流控面板的驱动方法,交流阶段包括:
交流第一阶段H1:第二晶体管响应第一扫描信号线提供的第一扫描信号导通,将第一电压信号线提供的第一电压信号发送至第一节点,第三晶体管响应第二扫描信号线提供的第二扫描信号导通,将第二电压信号线提供的第二电压信号发送至第二节点,第二电容存储第二节点的信号电位,同时第一晶体管响应第二节点的信号电位导通,将第三电压信号线提供的第三电压信号传输至第三节点,第一电容的第一极板和第二极板形成电位差,
交流第二阶段H2:第二晶体管响应第一扫描信号线提供的第一扫描信号关断,第三晶体管阻断第一电压信号发送至第一节点,以锁持第一电容的第一极板的信号电位,第二电容保持第二节点的信号电位,第一晶体管响应第二节点的信号电位保持导通状态,将第三电压信号线提供的升压后的第三电压信号传输至第三节点,第一电容第一极板和第二极板保持电位差,将第三节点的信号电位耦合至第一节点。
其中,驱动电路100中的驱动模块30包括:第一晶体管T1,第一晶体管T1的栅极g1连接至第二节点N2,第一晶体管T1的源极s1连接至第三电压信号线D3,以及第一晶体管T1的漏极d1连接至第三节点N3。驱动模块30还包括第二电容C2,第二电容C2的第一极板连接至第二节点N2,第二电容C2的第二极板连接至接地端GND;第三电容C3,第三电容C3的第一极板连接至第三节点N3,第三电容C3的第二极板连接至接地端GND。第一模块10包括:第二晶体管T2,第二晶体管T2的栅极连接至第一扫描信号线G1,第二晶体管T2的源极连接至第一电压信号线D1,第二晶体管T2的漏极连接至第一节点N1;第四电容C4,第四电容C4的第一极板连接至第一节点N1,第四电容C4的第二极板连接至接地端GND。第二模块20包括:第三晶体管T3,第三晶体管T3的栅极连接至第二扫描信号线G2,第三晶体管T3的源极连接至第二电压信号线D2,第三晶体管T3的漏极连接至第二节点N2。
可以理解的是,交流第一阶段H1:第一扫描信号线G1提供第一扫描信号G1’至第二晶体管T2的控制端,第一扫描信号个G1’为高电位信号,控制第二晶体管T2导通,将第一电压信号线D1提供的第一电压信号D1’发送至第一节点N1,第二扫描信号线G2提供第二扫描信号G2’至第三晶体管T3的控制端,第二扫描信号G2’为高电位信号,控制第三晶体管T3导通,第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’发送至第二节点N2,第二电容C2存储第二节点N2的信号电位,同时第一晶体管T1响应第二节点N2的信号电位导通,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’传输至第三节点N3,第一电容C1的第一极板和第二极板形成电位差V。
交流第二阶段H2:第一扫描信号线G1提供第一扫描信号G1’至第二晶体管T2的控制端,第一扫描信号个G1’为低电位信号,控制第二晶体管T2关断,第二晶体管T2第一电压信号D1’发送至第一节点N1,以锁持第一电容C1的第一极板的信号电位,第二电容C2保持第二节点N2的信号电位,第一晶体管T1响应第二节点N2的信号电位保持导通状态,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’传输至第三节点N3,第一电容C1第一极板和第二极板保持电位差V,将第三节点N3的信号电位耦合至第一节点N1,由于第三节点N3的信号为第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’,且第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’为交流信号,由此第一节点N1通过第一电容C1电容耦合得到与第三电压信号D3’相对应的交流信号,同时由于第一节点N1连接至输出端OUT,也即驱动电路100的输出端OUT可以发送相应的交流信号,进而后续将该驱动电路应用于微流控面板时,可以避免直流模式下介质层表面的电荷长期处于同一方向电场下,长时间工作的情况下,表面杂质或陷阱电荷会干扰电润湿效果,液滴驱动力变弱的问题。
在一些可选的实施例中,继续结合图5、图11和图12所示,本实施例提供的一种微流控面板的驱动方法,交流阶段还包括:
复位阶段H3:第二模块将第二电压信号发送至第二节点,驱动模块响应第二节点的信号电位,阻断第三电压信号传送至第一电容,第一电压信号发送至第一节点,对第一节点进行复位;其中,第一电压信号为0V。
可以理解的是,第二扫描信号线G2提供第二扫描信号G2’至第二模块20,第二扫描信号G2’为高电平信号,控制第二模块20导通,第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’发送至第二节点N2,第二电压信号D2’为低电平信号,驱动模块30响应第二节点N2的信号电位关断,阻断第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’传送至第一电容C1,第一扫描信号线G1提供第一扫描信号G1’至第一模块10,第一扫描信号G1’位高电位信号,第一模块10响应第一扫描信号G1’导通,将第一电压信号线D1提供的第一电压信号D1’发送至第一节点N1,第一电压信号D1’为0V,也即发送0V电位信号至第一节点N1,对第一节点N1进行复位。
可选的,第一电压信号D1’不限于0V。第一电压信号D1’可以为第三电压信号D3’最高值和最低值之间的中间值,举例说明,当第三电压信号D3’最高值和最低值分别为+50V和-50V时,第一电压信号D1’为0V,而当第三电压信号D3’最高值和最低值分别为+10V和+50V时,第一电压信号D1’为30V,第一电压信号D1’可以根据第三电压信号D3’最高值和最低值具体设置。
在一些可选的实施例中,继续结合图5、图11至图13所示,图13为本发明提供的又一种微流控面板的驱动方法中信号的时序图,本实施例提供的一种微流控面板的驱动方法,第一电压信号为0V,或者第一电压信号大于0V。
可以理解的是,结合图12所示当第一电压信号D1’为0V:第二晶体管T2导通时,将第一电压信号D1’发送至第一节点N1,此时由于第一电压信号D1’为0V,第一电位信号D1’相当于锁存第三信号线D3至第一节点N1这条线路上的电荷量,由此在第三晶体管T3导通时,第二电压信号D2’控制第一晶体管T1导通,于此时可以在第一电容C1电容耦合的情况下降第三电压信号D3’耦合至第一节点N1,使得驱动电路200输出的驱动信号为交流信号。并且,由于电容一般具有通直流阻交流的最用,进而还可以筛除部分交流频率较低类似直流的信号,提高驱动电路200输出的驱动信号的稳定性。
结合图13所示第一电压信号D1’大于0V:继续结合图12所示,第一节点N1的电位信号相当于第一电压信号D1’和第三电压信号D3’耦合后的电位信号,当第一电压信号D1’为0V时,会导致拉低第一节点N1位置处的电位信号小于第三电压信号D3’,进而有可能导致液滴的驱动力不足,进而本实施例提供的第一电压信号大于0V,第一节点N1的电位信号大于0V和第三电压信号D3’耦合后的电位信号,相对于第一电压信号D1’为0V时,可以有效的提高液滴的驱动力,保证液滴可以移动。当本发明不限定第一电压信号D1’的具体数值,耦合后得到的第一节点N1的电位不小于第三电压信号D3’即可,图13仅示意出大于第三电压信号D3’,不限于此可以根据实际情况设置。
在一些可选的实施例中,继续结合图5、图11和图12所示,本实施例提供的一种微流控面板的驱动方法,第一电压信号线提供的第一电压信号的电压值与第二电压信号线提供的第二电压信号的电压值不同。
可以理解的是,第一电压信号线D1提供的第一电压信号D1’的电压值与第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’的电压值不同,继续结合图12所示,二者可以加不同信号,电路可实现更优化的性能。一方面,如设置第一电压信号线D1提供的第一电压信号D1’的电压值与第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’的电压值相同固定,为了保证第一晶体管T1的有效开启和关断,当第一电压信号D1’和第二电压信号D2’电压确定后,会导致第三电压信号D3’的电压的设定会受到限制,第三电压信号D3’高低电压范围都不可以超出第二电压信号D2’的高低电压。而本实施例中设置第一电压信号线D1提供的第一电压信号D1’的电压值与第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’的电压值不同,可以调节第二电压信号D2’,防止第三电压信号D3’高低电压范围超出第二电压信号D2’的高低电压,保证第一晶体管T1的有效开启和关断。另一方面,如设置第一电压信号线D1提供的第一电压信号D1’的电压值与第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’的电压值相同固定,无法实现输出交流信号,而本实施例设置第一电压信号线D1提供的第一电压信号D1’的电压值与第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’的电压值不同,第一电压信号线D1和第二电压信号线D2是两个独立的信号线,可以实现输出交流信号,可以避免直流模式下介质层表面的电荷长期处于同一方向电场下,长时间工作的情况下,表面杂质或陷阱电荷会干扰电润湿效果,液滴驱动力变弱的问题。
在一些可选得实施例中,结合图14和图15所示,图14为本发明提供的又一种微流控面板的驱动方法的流程图,图15为本发明提供的又一种微流控面板的驱动方法中信号的时序图。本实施例提供的微流控面板的驱动方法还包括升压阶段,升压阶段包括:升压第一阶段L1,第一模块将第一电压信号发送至第一节点,第二模块将第二电压信号发送至第二节点,驱动模块响应第二节点的信号电位,将第三电压信号线提供的第三电压信号传输至第三节点,第一电容的两端形成电位差;升压第二阶段L2,第一模块阻断第一电压信号发送至第一节点,以锁持第一电容的第一端的信号电位,第二模块将第二电压信号发送至第二节点,驱动模块响应第二节点的信号电位,将第三电压信号线提供的升压后的第三电压信号传输至第三节点,第一电容两端保持电位差,第一节点的电压升高;升压第三阶段L3,第二模块阻断第二电压信号发送至第二节点,驱动模块阻断第三电压信号线将第三电压信号发送至第三节点,以锁持第一电容的第二端的信号电位,使第一电容的第一端的信号保持升压后的信号电位,保持第一节点的信号电位。
可以理解的是,升压第一阶段L1,第一扫描信号线G1提供的第一扫描信号G1’至第一模块10,第一扫描信号G1’为高电平信号,第一模块10导通,第一模块10将第一电压信号线D1提供的第一电压信号D1’发送至第一节点N1,第二扫描信号线G2提供的第二扫描信号G2’至第二模块20,第二扫描信号G2’为高电平信号,第二模块20导通,第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’发送至第二节点N2,第二节点N2的电位信号为第二电压信号D2’,且第二电压信号D2’为高电平信号,驱动模块响应第二节点N2的信号电位导通,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’传输至第三节点N3,第一电容C1的两个极板分别连接第一节点N1和第三节点N3,也即第一电容C1的第一极板和第二极板的电压差V为第一电压信号D1’和第三电压信号D3’的电压差。
升压第二阶段L2,第一扫描信号线G1提供的第一扫描信号G1’至第一模块10,第一扫描信号G1’为低电平信号,第一模块10关断,第一模块10阻断第一电压信号D1’发送至第一节点N1,以锁持第一电容C1的第一端的信号电位,第二扫描信号线G2提供的第二扫描信号G2’至第二模块20,第二扫描信号G2’为高电平信号,第二模块20导通,第二模块20将第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’发送至第二节点N2,第二节点N2的电位信号为第二电压信号D2’,且第二电压信号D2’为高电平信号,驱动模块响应第二节点N2的信号电位导通,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’传输至第三节点N3,保持第一电容C1两端保持电位差V,在第三节点N3位置处第三电压信号D3’从第一阶段L1的低电位信号转换为高电位信号,即第三节点N3的电压升高,而由于在第一电容C1两端保持电位差不变的基础上,第一节点N1一侧的点位信号会跟随第三节点N3电位同步升高。
升压第三阶段L3,第二扫描信号线G2提供的第二扫描信号G2’至第二模块20,第二扫描信号G2’为低电平信号,第二模块20关断,第二模块20阻断第二电压信号D2’发送至第二节点N2,第二电压信号D2’为低电平信号,驱动模块30关断,驱动模块30阻断第三电压信号线D3将第三电压信号D3’发送至第三节点N3,以锁持第一电容C1的第二端的信号电位,使第一电容C1的第一端的信号保持升压后的信号电位,保持第一节点的信号电位,即保持输出端OUT高位输出。
本实施例提供的驱动方法,无需改变驱动电路结构,仅改变第三电压信号D3’的数值大小,即可以实现升压作用,使得微流控面板能够提供足够高的驱动电压,以使液滴能够正常移动。
在一些可选的实施例中,继续结合图11至图15所示,本实施例提供的驱动方法,当检测芯片判断微流控面板中的液滴未移动时,从交流阶段转换为升压阶段。
可以理解的是,微流控面板200还包括检测单元J和检测芯片R,检测电极J1和辅助电极J2相当于形成一个电容结构,液滴是否经过检测电极J1和辅助电极J2之间的通道时,检测电极J1和辅助电极J2之间的电容值会发生变化。同时由于检测芯片R与检测单元J连接,可以用于接收检测电极J1和辅助电极J2之间形成的电容值,当检测芯片R通过检测电极J1和辅助电极J2之间电容值判断液滴未移动时,此时可以通过调节第一电压信号线D1、第二电压信号线D2、第三电压信号线D3、第一扫描信号线G1以及第二扫描信号线G2输入不同时序的信号,使得驱动电路可以从交流阶段转换为升压阶段,提高驱动力,保证液滴移动。也即本实施例提供的微流控面板200的驱动电路可以兼容直流升压和交流驱动两种工作模式,可以同时解决直流驱动情况下导致的驱动电压不足的问题以及交流驱动信号时驱动电压不足等问题,保证输出的驱动电压使液滴能够正常移动。其中,检测芯片判断微流控面板中液滴没有移动这个阶段可以是最初液滴都没有动,也可以是走到一半如果驱动力不足时,均适用于上述驱动电路从交流阶段转换为升压阶段获取较大的驱动力。
在一些可选的实施例中,继续结合图14和图15所示,本实施例提供的驱动方法,升压阶段还包括:
升压第一阶段L1,第二晶体管响应第一扫描信号线提供的第一扫描信号导通,将第一电压信号线提供的第一电压信号发送至第一节点,第三晶体管响应第二扫描信号线提供的第二扫描信号导通,将第二电压信号线提供的第二电压信号发送至第二节点,第一晶体管响应第二节点的信号电位导通,将第三电压信号线提供的第三电压信号传输至第三节点,第一电容的第一极板和第二极形成电位差;
升压第二阶段L2,第二晶体管响应第一扫描信号线提供的第一扫描信号关断,第二晶体管阻断第一电压信号发送至第一节点,以锁持第一电容的第一极板的信号电位,第二晶体管和第一晶体管保持导通,将第三电压信号线提供的升压后的第三电压信号传输至第三节点,第一电容第一极板和第二极保持电位差,第一节点的电压升高;
升压第三阶段L3,第三晶体管响应第二扫描信号线提供的第二扫描信号关断,第二晶体管阻断第二电压信号发送至第二节点,第一晶体管响应第二节点的信号电位阻断第三电压信号线将第三电压信号发送至第三节点,以锁持第一电容的第二极板的信号电位,使第一电容的第一极板的信号保持升压后的信号电位,保持第一节点的信号电位。
可以理解的是,升压第一阶段L1,第一扫描信号线G1提供的第一扫描信号G1’至第二晶体管T2,第一扫描信号G1’为高电平信号,第二晶体管T2导通,第二晶体管T2将第一电压信号线D1提供的第一电压信号D1’发送至第一节点N1,第二扫描信号线G2提供的第二扫描信号G2’至第三晶体管T3,第二扫描信号G2’为高电平信号,第三晶体管T3导通,第三晶体管T3将第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’发送至第二节点N2,第二节点N2的电位信号为第二电压信号D2’,且第二电压信号D2’为高电平信号,驱动模块响应第二节点N2的信号电位导通,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’传输至第三节点N3,第一电容C1的两个极板分别连接第一节点N1和第三节点N3,也即第一电容C1的第一极板和第二极板的电压差V为第一电压信号D1’和第三电压信号D3’的电压差。
升压第二阶段L2,第一扫描信号线G1提供的第一扫描信号G1’至第二晶体管T2,第一扫描信号G1’为低电平信号,第二晶体管T2关断,第二晶体管T2阻断第一电压信号D1’发送至第一节点N1,以锁持第一电容C1的第一端的信号电位,第二扫描信号线G2提供的第二扫描信号G2’至第三晶体管T3,第二扫描信号G2’为高电平信号,第三晶体管T3导通,第三晶体管T3将第二电压信号线D2提供的第二电压信号D2’发送至第二节点N2,第二节点N2的电位信号为第二电压信号D2’,且第二电压信号D2’为高电平信号,驱动模块响应第二节点N2的信号电位导通,将第三电压信号线D3提供的第三电压信号D3’传输至第三节点N3,保持第一电容C1两端保持电位差V,在第三节点N3位置处第三电压信号D3’从第一阶段L1的低电位信号转换为高电位信号,即第三节点N3的电压升高,而由于在第一电容C1两端保持电位差不变的基础上,第一节点N1一侧的点位信号会跟随第三节点N3电位同步升高。
升压第三阶段L3,第二扫描信号线G2提供的第二扫描信号G2’至第三晶体管T3,第二扫描信号G2’为低电平信号,第三晶体管T3关断,第三晶体管T3阻断第二电压信号D2’发送至第二节点N2,第二电压信号D2’为低电平信号,第一晶体管T1关断,第一晶体管T1阻断第三电压信号线D3将第三电压信号D3’发送至第三节点N3,以锁持第一电容C1的第二端的信号电位,使第一电容C1的第一端的信号保持升压后的信号电位,保持第一节点的信号电位,即保持输出端OUT高位输出。
在一些可选的实施例中,继续结合图14和图15所示,本实施例提供的驱动方法,第一电压信号线提供的第一电压信号的电压值与第二电压信号线提供的第二电压信号的电压值相同。
可以理解的是,本实施例提供的驱动方法,第一电压信号线提供的第一电压信号的电压值与第二电压信号线提供的第二电压信号的电压值相同,即第一电压信号线和第二电压信号线可以输出相同的信号,有利于简化时序控制。
通过上述实施例可知,本发明提供的驱动电路、驱动方法及其微流控面板,至少实现了如下的有益效果:
与现有技术相比,本发明提供一种驱动电路、驱动方法及其微流控面板,驱动电路包括:第一模块的控制端连接第一扫描信号线,第一模块的第一端连接至第一电压信号线,以及第一模块的第二端连接至第一节点;第二模块的控制端连接至第二扫描信号线,第二模块的第一端连接至第二电压信号线,以及第二模块的第二端连接至第二节点;驱动模块的控制端连接至第二节点,驱动模块的第一端连接至第三电压信号线,驱动模块的第二端连接至第三节点,第三电压信号线提供的第三电压信号为交流信号;第一电容的第一极板连接至第一节点,第一电容的第二极板连接至第三节点,第一节点连接至输出端。本申请提供的驱动电路可以实现升压,当将该驱动电路应用于微流控面板时,该微流控面板能够提供足够高的驱动电压,以使液滴能够正常移动。同时本申请提供的驱动电路还可以实现输出交流驱动信息,当将该驱动电路应用于微流控面板时,可以避免直流模式下介质层表面的电荷长期处于同一方向电场下,长时间工作的情况下,表面杂质或陷阱电荷会干扰电润湿效果,液滴驱动力变弱的问题,以及驱动电路在交流阶段时如当液滴的驱动电压信号不佳,液滴未发生移动时,驱动电路还可以从交流阶段转换为升压阶段,提高驱动力,保证液滴移动。也即本申请提供的驱动电路可以通过利用第一电压信号线、第二电压信号线、第三电压信号线、第一扫描信号线以及第二扫描信号线输入不同时序的信号,驱动电路可以兼容直流升压和交流驱动两种工作模式,保证输出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 (23)

1.一种驱动电路,其特征在于,包括:
第一模块,所述第一模块的控制端连接第一扫描信号线,所述第一模块的第一端连接至第一电压信号线,以及所述第一模块的第二端连接至第一节点;
第二模块,所述第二模块的控制端连接至第二扫描信号线,所述第二模块的第一端连接至第二电压信号线,以及所述第二模块的第二端连接至第二节点;
所述驱动模块,所述驱动模块的控制端连接至所述第二节点,所述驱动模块的第一端连接至所述第三电压信号线,所述驱动模块的第二端连接至第三节点,所述第三电压信号线提供的第三电压信号为交流信号;
第一电容,所述第一电容的第一极板连接至所述第一节点,所述第一电容的第二极板连接至所述第三节点,所述第一节点连接至输出端。
2.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述驱动模块包括:
第一晶体管,所述第一晶体管的栅极连接至所述第二节点,所述第一晶体管的源极连接至所述第三电压信号线,以及所述第一晶体管的漏极连接至所述第三节点。
3.根据权利要求2所述的驱动电路,其特征在于,所述驱动模块还包括:
第二电容,所述第二电容的第一极板连接至第二节点,所述第二电容的第二极板连接至接地端;
第三电容,所述第三电容的第一极板连接至第三节点,所述第三电容的第二极板连接至接地端。
4.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述第一模块包括:
第二晶体管,所述第二晶体管的栅极连接至所述第一扫描信号线,所述第二晶体管的源极连接至所述第一电压信号线,所述第二晶体管的漏极连接至所述第一节点;
第四电容,所述第四电容的第一极板连接至所述第一节点,所述第四电容的第二极板连接至接地端。
5.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述第二模块包括:
第三晶体管,所述第三晶体管的栅极连接至所述第二扫描信号线,所述第三晶体管的源极连接至第二电压信号线,所述第三晶体管的漏极连接至第二节点。
6.一种微流控面板,其特征在于,包括多个驱动单元,所述驱动单元包括相对设置的第一基板和第二基板;
所述第一基板包括位于衬底基板上的阵列层和第一电极层,所述阵列层包括上述权利要求1至5任一所述的驱动电路,所述第一电极层包括多个驱动电极,所述驱动电路的输出端连接至至少一个所述驱动电极;
所述第二基板包括第二电极层,所述第二电极层包括多个公共电极,所述驱动电极在衬底基板所在平面的正投影与所述公共电极在衬底基板所在平面的正投影至少部分交叠。
7.根据权利要求6所述的微流控面板,其特征在于,还包括检测单元和检测芯片;
所述检测单元包括位于所述第一基板上的检测电极和位于所述第二基板上的辅助电极,所述检测电极在衬底基板所在平面的正投影与所述辅助电极在衬底基板所在平面的正投影至少部分交叠;
所述检测芯片根据所述检测单元的电容值判断所述微流控面板中的液滴是否移动。
8.根据权利要求7所述的微流控面板,其特征在于,所述驱动电路中的第三电压信号线复用为检测电极。
9.根据权利要求7所述的微流控面板,其特征在于,所述辅助电极与所述公共电极同层,且所述辅助电极位于相邻的公共电极之间。
10.根据权利要求6所述的微流控面板,其特征在于,所述第一电极层位于所述阵列层远离所述衬底基板的一侧;
所述阵列层包括设置在所述衬底基板上的第一金属层、半导体层和第二金属层;
所述第一基板还包括位于所述第一金属层且沿第一方向延伸第二方向排布的所述第一扫描信号线和所述第二扫描信号线;
所述第一基板还包括位于所述第二金属层,且沿所述第二方向延伸所述第一方向排布的所述第一电压信号线、所述第二电压信号线和所述第三电压信号线;
所述第一电压信号线、所述第二电压信号线、所述第一扫描信号线和所述第二扫描信号线在所述衬底基板所在平面的正投影与所述驱动电极至少部分交叠;
所述第三电压信号线在所述衬底基板所在平面的正投影与所述驱动电极无交叠。
11.根据权利要求6所述的微流控面板,其特征在于,所述第二金属层还包括所述第一电容的第二极板,所述驱动电极复用位于所述第一电容的第一极板。
12.根据权利要求6所述的微流控面板,其特征在于,
所述第一金属层包括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;
所述第二金属层包括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。
13.根据权利要求12所述的微流控面板,其特征在于,所述第一晶体管的栅极和所述第三晶体管的漏极通过导电体连接,所述导电体位于所述第一电极层,且所述导电体与所述驱动电极具有间隙。
14.根据权利要求6所述的微流控面板,其特征在于,所述第一基板还包括位于所述第一金属层,且沿所述第一方向延伸所述第二方向排布的第四电压信号线;
所述第一金属层还包括所述第二电容的第一极板,所述第四电压信号线复用位于所述第二电容的第二极板;
所述第二金属层还包括所述第三电容的第一极板,所述第四电压信号线复用位于所述第三电容的第二极板;
所述第一模块还包括第四电容,所述第四电容的第一极板连接至所述第一节点,所述第四电容的第二极板连接至接地端;
所述驱动电极复用位于所述第四电容的第一极板,所述第四电压信号线复用位于所述第四电容的第二极板。
15.一种微流控面板的驱动方法,其特征在于,用于驱动上述权利要求6至14任一所述的微流控面板;
所述驱动方法包括交流阶段,所述交流阶段包括:
交流第一阶段:所述第一模块将所述第一电压信号发送至所述第一节点,所述第二模块将所述第二电压信号发送至第二节点,所述驱动模块存储所述第二节点的信号电位,且所述驱动模块响应所述第二节点的信号电位,将所述第三电压信号线提供的第三电压信号传输至所述第三节点,所述第一电容的第一极板和第二极板形成电位差;
交流第二阶段:所述第一模块阻断所述第一电压信号发送至所述第一节点,以锁持所述第一电容的第一极板的信号电位,所述驱动模块通过存储所述第二节点的信号电位,将所述第三电压信号线提供的第三电压信号传输至所述第三节点,所述第一电容第一极板和第二极板保持所述电位差,将所述第三节点的信号电位耦合至所述第一节点。
16.根据权利要求15所述的驱动方法,其特征在于,还包括升压阶段,所述升压阶段包括:
升压第一阶段,所述第一模块将所述第一电压信号发送至所述第一节点,所述第二模块将所述第二电压信号发送至第二节点,所述驱动模块响应所述第二节点的信号电位,将所述第三电压信号线提供的第三电压信号传输至所述第三节点,所述第一电容的两端形成电位差;
升压第二阶段,所述第一模块阻断所述第一电压信号发送至所述第一节点,以锁持所述第一电容的第一端的信号电位,所述第二模块将所述第二电压信号发送至第二节点,所述驱动模块响应所述第二节点的信号电位,将所述第三电压信号线提供的升压后的第三电压信号传输至所述第三节点,所述第一电容两端保持所述电位差,所述第一节点的电压升高;
升压第三阶段,所述第二模块阻断所述第二电压信号发送至所述第二节点,所述驱动模块阻断所述第三电压信号线将所述第三电压信号发送至所述第三节点,以锁持所述第一电容的第二端的信号电位,使所述第一电容的第一端的信号保持升压后的信号电位,保持所述第一节点的信号电位。
17.根据权利要求16所述的驱动方法,其特征在于,
当所述检测芯片判断所述微流控面板中的液滴未移动时,从所述交流阶段转换为所述升压阶段。
18.根据权利要求15所述的驱动方法,其特征在于,
所述交流阶段包括:
所述交流第一阶段:所述第二晶体管响应所述第一扫描信号线提供的第一扫描信号导通,将所述第一电压信号线提供的所述第一电压信号发送至所述第一节点,所述第三晶体管响应所述第二扫描信号线提供的第二扫描信号导通,将所述第二电压信号线提供的所述第二电压信号发送至所述第二节点,所述第二电容存储所述第二节点的信号电位,同时所述第一晶体管响应所述第二节点的信号电位导通,将所述第三电压信号线提供的第三电压信号传输至所述第三节点,所述第一电容的第一极板和第二极板形成电位差,
所述交流第二阶段:所述第二晶体管响应所述第一扫描信号线提供的第一扫描信号关断,所述第二晶体管阻断所述第一电压信号发送至所述第一节点,以锁持所述第一电容的第一极板的信号电位,所述第二电容保持所述第二节点的信号电位,所述第一晶体管响应所述第二节点的信号电位保持导通状态,将所述第三电压信号线提供的第三电压信号传输至所述第三节点,所述第一电容第一极板和第二极板保持所述电位差,将所述第三节点的信号电位耦合至所述第一节点。
19.根据权利要求15所述的驱动方法,其特征在于,所述交流阶段还包括:
复位阶段:所述第二模块将所述第二电压信号发送至第二节点,所述驱动模块响应所述第二节点的信号电位,阻断所述第三电压信号传送至所述第一电容,所述第一电压信号发送至所述第一节点,对所述第一节点进行复位;
其中,所述第一电压信号为0V。
20.根据权利要求15所述的驱动方法,其特征在于,所述第一电压信号为0V,或者所述第一电压信号大于0V。
21.根据权利要求15所述的驱动方法,其特征在于,所述第一电压信号线提供的第一电压信号的电压值与所述第二电压信号线提供的第二电压信号的电压值不同。
22.根据权利要求16所述的驱动方法,其特征在于,所述升压阶段还包括:
升压第一阶段,所述第二晶体管响应所述第一扫描信号线提供的第一扫描信号导通,将所述第一电压信号线提供的所述第一电压信号发送至所述第一节点,所述第三晶体管响应所述第二扫描信号线提供的第二扫描信号导通,将所述第二电压信号线提供的所述第二电压信号发送至所述第二节点,所述第一晶体管响应所述第二节点的信号电位导通,将所述第三电压信号线提供的第三电压信号传输至所述第三节点,所述第一电容的第一极板和第二极形成电位差;
升压第二阶段,所述第二晶体管响应所述第一扫描信号线提供的第一扫描信号关断,所述第二晶体管阻断所述第一电压信号发送至所述第一节点,以锁持所述第一电容的第一极板的信号电位,所述第二晶体管和所述第一晶体管保持导通,将所述第三电压信号线提供的升压后的第三电压信号传输至所述第三节点,所述第一电容第一极板和第二极保持所述电位差,所述第一节点的电压升高;
升压第三阶段,所述第三晶体管响应所述第二扫描信号线提供的第二扫描信号关断,所述第二晶体管阻断所述第二电压信号发送至所述第二节点,所述第一晶体管响应所述第二节点的信号电位阻断所述第三电压信号线将所述第三电压信号发送至所述第三节点,以锁持所述第一电容的第二极板的信号电位,使所述第一电容的第一极板的信号保持升压后的信号电位,保持所述第一节点的信号电位。
23.根据权利要求16所述的驱动方法,其特征在于,所述第一电压信号线提供的第一电压信号的电压值与所述第二电压信号线提供的第二电压信号的电压值相同。
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