[發明專利]一種驅動裝置及驅動方法、電潤濕系統

有效

• 申請號: 201910069178.4
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109658874B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 馬漢彬;蘇陽;馮林潤;劉哲
• 申請（專利權）人: 蘇州奧素液芯電子科技有限公司
• 主分類號: G09G3/34
• 分類號: G09G3/34
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 王康;栗若木

本申請公開了一種驅動裝置及驅動方法、電潤濕系統。所述驅動裝置包括：至少一個電極、復位選擇器、驅動器、與所述電極一一對應的控制裝置，所述控制裝置包括P型開關元件，所述復位選擇器連接控制信號端、第一電平端、第二電平端和所述P型開關元件的柵極，所述驅動器連接所述P型開關元件的源極，所述電極連接漏極，所述復位選擇器用于在所述控制信號端輸入的控制信號的控制下輸出所述第一電平端的第一電壓或所述第二電平端的第二電壓至所述P型開關元件的柵極以控制所述P型開關元件的開啟和關閉；其中，所述第二電平端的電壓小于系統地。本申請提供了使用P型開關元件的電潤濕系統的驅動實現方案。

技術領域

本申請涉及一種驅動裝置及驅動方法、電潤濕系統。

背景技術

微流體和微全分析系統領域在過去十年中取得了巨大的發展。傳統的微流控器件，主要技術誕生于上世紀九十年代，主要行業先驅包括美國哈弗大學GeorgeM.Whitesides，瑞士Andreas Manz等。其主要通過在單晶硅、玻璃、有機物等基底上通過半導體加工技術，形成液體流動溝道，并通過機械泵等外部推力形成對液體的驅動。利用溝道圖形設計組合，以及大量機械泵，此類微流控芯片有能力實現復雜液體樣本處理、反應以及檢測等功能。以此為基礎，逐漸衍生出微全分析系統(micro total analysis system，μTAS)、片上實驗室(lab-on-chips，LoC)。基于此類技術的產品類型豐富，并逐步得到開發人員及用戶的重視。目前，市場上常見的基于微流控技術的檢測系統，均采用此類技術。

電潤濕數字微流體，是一種利用電勢調控液體與固體表面張力而改變接觸角，并產生切向推力的方法控制微液滴運動的數字微流技術。其主要特點為：一、液滴不在受限制與預定義的微溝道中，而可以實現在二維空間(平面)內的移動；二、液體驅動力來自于位于芯片內的導電電極，不再依賴于機械泵等外設，降低了系統的復雜度。此項技術由于其適用范圍廣，應用前景巨大，一經面世便得到了業界的重視。

目前，主流電潤濕技術采用被動式技術(無源陣列)，系統主要由用于控制液滴的電極陣列、提供液滴移動空間的電潤濕結構、控制電極電壓的被動式驅動電路以及控制系統的控制軟件組成，該系統中電極陣列需要與驅動電路一一相連，因此隨著系統通量的上升驅動電路復雜程度將急劇上升，極大地限制了系統的成本、通量、可擴展性和通用性。

同時，主動電潤濕(有源陣列)，即應用薄膜晶體管(TFT)作為像素開關的系統主要由控制液滴的電極陣列、提供液滴移動空間的電潤濕結構、用于控制電極電壓的由TFT及相應驅動電路組成的有源開關陣列和控制系統的控制軟件組成。其通常利用了金屬氧化物薄膜晶體管為主要核心開關器件，為N型器件。在該系統中，電極陣列中的每個電極采取有源控制的方法被行列編碼，因此極大地降低了取驅動電路的連線數量、降低了系統復雜程度，極大地提高了系統通量、可擴展性和通用性并降低了成本。

有機薄膜晶體管(OTFT)是當今高速發展的半導體微電子技術，有機電子由于其制備成本低、可大面積生產并與大規模集成電路相兼容等特點，使其特別適用于低投資成本大面積應用的消費類電子以及有源矩陣顯示陣列，因此非常適合作為高通量電潤濕數字微流體的控制背板。傳統的N型半導體器件(例如a-Si:H TFT)制備工藝復雜因此相比于OTFT制造成本較高。與傳統的N型半導體器件不同的是，大多數有機半導體材料表現為P型半導體特性，因此兩者的驅動方式和工作模式存在巨大不同，如何有效地實現OTFT地驅動并將其應用到電潤濕數字微流體中仍有待解決。

發明內容

本發明至少一實施例提供了一種驅動裝置及方法、電潤濕系統，為使用P型開關器件的電潤濕系統提供了解決方案。

本發明至少一實施例提供一種驅動裝置，用于電潤濕系統，包括：至少一個電極、復位選擇器、驅動器、與所述電極一一對應的控制裝置，所述控制裝置包括P型開關元件，所述復位選擇器連接控制信號端、第一電平端、第二電平端和所述P型開關元件的柵極，所述驅動器連接所述P型開關元件的源極，所述電極連接與其對應的控制裝置中的P型開關元件的漏極，其中：