基于电去湿润的数字微流控系统的像素电路及有源矩阵

本发明涉及微流控，尤其涉及一种基于电去湿润的数字微流控系统的像素电路及有源矩阵。

背景技术：

1、微流控技术对生命科学、化学合成、动力学和热力学研究都有重要意义，可以通过编程独立控制单个液滴的微流控系统可实现晶片实验室，使实验自动化并有效减少时间和材料成本。在固体表面上移动液滴的驱动机制包括电驱动、光驱动、引力场驱动、相变导致的表面张力梯度、不对称结构的表面、表面声波、机械驱动、磁场等驱动机制均依靠界面张力异质性和接触角动态变化的滞回特性驱动液体向特定方向移动。

2、基于电去湿润技术的数字微流控需要分立电极组成的下基板来控制液滴流动，其可依靠液滴下方相邻两个电极间的电场促使液滴中的界面活化剂离子向其中一个电极移动，从而让这个电极上方液滴与接触面接触角变大。但是，目前基于电去湿润技术的微流控系统电极由外部控制电路，在电极间隙处直接连接电极阵列使每个点电极被独立访问，会造成线路干扰并且不利于实现大规模二维移动。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于电去湿润的数字微流控系统的像素电路及其构成的有源阵列，其能有效提高液滴操控准确性，利于实现大规模二维移动。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种基于电去湿润的数字微流控系统的像素电路，包括：第一2t1c电路、负载以及像素电极；所述第一2t1c电路包括第一晶体管、第二晶体管、电容；所述第一晶体管的栅极与所述第一2t1c电路的第一端口连接，所述第一晶体管的源漏一极与所述第一2t1c电路的第二端口连接，所述第一晶体管的源漏另一极、所述电容一端与所述第二晶体管的栅极连接，所述电容另一端与所述第二晶体管的源漏一极共同接入所述第一2t1c电路的第三端口，第二晶体管的源漏另一极接入所述第一2t1c电路的第四端口；所述第一2t1c电路的第三端口接入第一电源线，所述第一2t1c电路的第四端口与负载的第五端口共同连接像素电极；负载的第六端口接入第二电源线。

3、作为上述方案的改进，所述负载包括：电阻；所述电阻一端与负载的第五端口连接，所述电阻另一端与所述负载的第六端口连接。

4、作为上述方案的改进，所述负载，包括：第二2t1c电路；所述第二2t1c电路的第四端口与所述负载的第五端口连接，所述第二2t1c电路的第三端口与所述负载的第六端口连接。

5、作为上述方案的改进，所述第一电源线承载高电平电源，所述第二电源线承载低电平电源。

6、作为上述方案的改进，所述第一电源线承载低电平电源，所述第二电源线承载高电平电源。

7、作为上述方案的改进，所述第一电源线承载高电平电源，所述第二电源线承载低电平电源。所述负载，包括：二极管或栅极与源漏一极连接的晶体管形成的二极管；所述二极管的正极与所述负载的第五端口连接，所述二极管的负极与所述负载的第六端口连接。

8、作为上述方案的改进，所述第一电源线承载低电平电源，所述第二电源线承载高电平电源。所述负载，包括：二极管或栅极与源漏一极连接的晶体管形成的二极管；所述二极管的正极与所述负载的第六端口连接，所述二极管的负极与所述负载的第五端口连接。

9、相对于现有技术，本发明实施例所述的基于电去湿润的数字微流控系统的像素电路可以实现像素电极的三种状态，包括断路、高电平、低电平，或可以实现两种状态，包括高电平、低电平；同时可以避免像素电路的电压存储电容通过电极之间的液滴形成的导电通路放电，提高液滴操控准确性。

10、第二方面，本发明实施例提供了一种有源矩阵，包括：横向放置的扫描线，纵向放置的数据线，多个呈阵列排布的第一方面中负载为电阻或二极管或栅极与源漏一极连接的晶体管形成的二极管时的所述像素电路；阵列上每一行的所述像素电路的第一2t1c电路的第一端口连接扫描线，阵列上每一列的所述像素电路的第一2t1c电路的第二端口连接数据线。

11、第三方面，本发明实施例提供了一种有源矩阵，包括：横向放置的扫描线，纵向放置的数据线，多个呈阵列排布的第一方面中负载为第二2t1c电路的所述像素电路；阵列上每一行的所述像素电路的第一2t1c电路和第二2t1c电路的第一端口连接扫描线，阵列上每一列的所述像素电路的第一2t1c电路连接第一数据线，阵列上每一列的所述像素电路的第二2t1c电路连接第二数据线。

12、相对于现有技术，本发明实施例所述的有源矩阵，采用上述第一方面的像素电路，可以实现各行的像素电路复用每一列的数据线，从而达到减少电气连线的目的，避免线路干扰，利于实现大规模二维移动。

技术特征：

1.一种电去湿润数字微流控系统的像素电路，其特征在于，包括：有四个端口的第一2t1c电路、负载以及像素电极；所述第一2t1c电路，包括：第一晶体管、第二晶体管、电容；所述第一晶体管的栅极与所述第一2t1c电路的第一端口连接，所述第一晶体管的源漏一极与所述第一2t1c电路的第二端口连接，所述第一晶体管的源漏另一极、所述电容一端与所述第二晶体管的栅极连接，所述电容另一端与所述第二晶体管的源漏一极共同接入所述第一2t1c电路的第三端口，第二晶体管的源漏另一极接入所述第一2t1c电路的第四端口；所述第一2t1c电路的第三端口接入第一电源线，所述第一2t1c电路的第四端口与负载的第五端口共同连接像素电极；负载的第六端口接入第二电源线。

2.如权利要求1所述的电去湿润数字微流控系统的像素电路，其特征在于，所述第一电源线承载高电平电源，所述第二电源线承载低电平电源。

3.如权利要求1所述的电去湿润数字微流控系统的像素电路，其特征在于，所述第一电源线承载低电平电源，所述第二电源线承载高电平电源。

4.如权利要求1所述的电去湿润数字微流控系统的像素电路，其特征在于，所述负载，包括：电阻；所述电阻一端与所述负载的第五端口连接，所述电阻另一端与所述负载的第六端口连接。

5.如权利要求2所述的电去湿润数字微流控系统的像素电路，其特征在于，所述负载，包括：二极管或栅极与源漏一极连接的晶体管形成的二极管；所述二极管的正极与所述负载的第五端口连接，所述二极管的负极与所述负载的第六端口连接。

6.如权利要求3所述的电去湿润数字微流控系统的像素电路，其特征在于，所述负载包括：二极管或栅极与源漏一极连接的晶体管形成的二极管；所述二极管的正极与所述负载的第六端口连接，所述二极管的负极与所述负载的第五端口连接。

7.如权利要求1所述的电去湿润数字微流控系统的像素电路，其特征在于，所述负载，包括：第二2t1c电路；所述第二2t1c电路的第四端口与所述负载的第五端口连接，所述第二2t1c电路的第三端口与所述负载的第六端口连接。

8.一种有源矩阵，其特征在于，包括：横向放置的扫描线，纵向放置的数据线，多个呈阵列排布的如权利要求1-6任一项所述的像素电路；阵列上每一行的所述像素电路的第一2t1c电路的第一端口连接扫描线，阵列上每一列的所述像素电路的第一2t1c电路的第二端口连接数据线。

9.一种有源矩阵，其特征在于，包括：横向放置的扫描线，纵向放置的数据线，多个呈阵列排布的如权利要求7所述的像素电路；阵列上每一行的所述像素电路的第一2t1c电路和第二2t1c电路的第一端口连接扫描线，阵列上每一列的所述像素电路的第一2t1c电路连接第一数据线，阵列上每一列的所述像素电路的第二2t1c电路连接第二数据线。

技术总结本发明公开了一种电去湿润数字微流控系统的像素电路及其构成的有源阵列，所述像素电路包括：有四个端口的第一2T1C电路、负载、像素电极；第一2T1C电路包括第一晶体管、第二晶体管、电容；第一晶体管的栅极与第一2T1C电路的第一端口连接，其源漏一极与第一2T1C电路的第二端口连接，其源漏另一极、电容一端与第二晶体管的栅极连接；第二晶体管的源漏一极与电容另一端连接共同接入第一2T1C电路的第三端口，其源漏另一极接入第一2T1C电路的第四端口；第一2T1C电路的第三端口接入第一电源线，第一2T1C电路的第四端口与负载的第五端口共同连接像素电极；负载的第六端口接入第二电源线；由所述像素电路构成的有源阵列应用于电去湿润数字微流控系统可实现液滴的二维移动。技术研发人员：谢馨莹,施闰霄,王文受保护的技术使用者：香港科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5