專(zhuān)利名稱(chēng)：陣列元件電路和有源矩陣器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有源矩陣陣列及其元件。具體地，本發(fā)明涉及數(shù)字微流體(digital microfluidics),更具體地涉及AM-EW0D。電介質(zhì)上電潤(rùn)濕 (Electrowetting-On-Dielectric,EffOD)是用于操控陣列上的流體的液滴(droplet)的公知技術(shù)。有源矩陣EWOD (AM-EWOD)是指有源矩陣陣列中EWOD的實(shí)現(xiàn)，例如使用薄膜晶體管 (TFT)。
背景技術(shù)：


圖1示出了與固體表面2相接觸且處于靜態(tài)平衡的液滴4。如圖1所示，定義了接觸角θ 6，如圖所示，其是通過(guò)固-液(YSl 8)、液-氣(YjO)和固-氣(Ym 12)界面之間的表面張力分量的平衡來(lái)確定的，從而有
權(quán)利要求
1.一種具有陣列元件電路的AM-EWOD器件，所述陣列元件電路具有集成的阻抗傳感器，AM-EffOD器件包括陣列元件，所述陣列元件是通過(guò)由驅(qū)動(dòng)元件施加驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)控制的； 寫(xiě)電路，用于將驅(qū)動(dòng)電壓寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)元件；以及感測(cè)電路，用于感測(cè)驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AM-EWOD器件，其中，所述陣列元件是具有表面的疏水單元， 所述表面的疏水性是通過(guò)由驅(qū)動(dòng)元件施加驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)控制的，以及所述感測(cè)電路感測(cè)所述疏水單元在驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的AM-EWOD器件，其中 所述寫(xiě)電路被配置為對(duì)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行擾動(dòng)；所述感測(cè)電路被配置為感測(cè)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)電壓的擾動(dòng)結(jié)果，所述擾動(dòng)結(jié)果取決于驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗；以及所述感測(cè)電路包括用于產(chǎn)生輸出信號(hào)的輸出，所述輸出信號(hào)的值表示驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的AM-EWOD器件，其中，所述感測(cè)電路與驅(qū)動(dòng)元件是AC耦合的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AM-EWOD器件，其中所述驅(qū)動(dòng)元件包括所述疏水單元與存儲(chǔ)所寫(xiě)入的驅(qū)動(dòng)電壓的電容器之間的節(jié)點(diǎn)；以及所述感測(cè)電路包括與所述電容器相連的傳感器行選擇線，所述傳感器行選擇線用于經(jīng)由所述電容器向所述節(jié)點(diǎn)提供至少一個(gè)脈沖，以感測(cè)驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的AM-EWOD器件，其中，所述電容器由柵控二極管形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5或6中任一項(xiàng)所述的AM-EWOD器件，其中 所述感測(cè)電路包括與驅(qū)動(dòng)元件AC耦合的感測(cè)節(jié)點(diǎn)；以及所述感測(cè)電路還包括復(fù)位電路，所述復(fù)位電路用于在感測(cè)驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗之前復(fù)位感測(cè)節(jié)點(diǎn)處的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的AM-EWOD器件，其中所述復(fù)位電路包括串聯(lián)連接的二極管的對(duì)，該二極管對(duì)之間存在所述感測(cè)節(jié)點(diǎn)，以及該二極管對(duì)在相反端連接至對(duì)應(yīng)的復(fù)位線。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的AM-EWOD器件，其中所述復(fù)位電路包括至少一個(gè)晶體管，所述至少一個(gè)晶體管的柵極耦合至用于選擇性地將感測(cè)節(jié)點(diǎn)耦合至復(fù)位電勢(shì)的復(fù)位線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5或6中任一項(xiàng)所述的AM-EWOD器件，其中，所述陣列元件電路包括反基板，驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗表示驅(qū)動(dòng)元件與反基板之間的阻抗。
11.一種有源矩陣器件，包括 布置成行和列的多個(gè)陣列元件電路；多個(gè)源極尋址線，其中每一個(gè)是在對(duì)應(yīng)的相同列中的陣列元件電路之間共享的； 多個(gè)柵極尋址線，其中每一個(gè)是在對(duì)應(yīng)的相同行中的陣列元件電路之間共享的；以及多個(gè)傳感器行選擇線，其中每一個(gè)是在對(duì)應(yīng)的相同行中的陣列元件電路之間共享的， 其中，多個(gè)陣列元件電路中的每一個(gè)包括陣列元件，所述陣列元件是通過(guò)由驅(qū)動(dòng)元件施加驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)控制的；寫(xiě)電路，用于將驅(qū)動(dòng)電壓寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)元件，所述寫(xiě)電路耦合至多個(gè)源極尋址線和柵極尋址線中對(duì)應(yīng)的源極尋址線和柵極尋址線；以及感測(cè)電路，用于感測(cè)驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗，所述感測(cè)電路耦合至對(duì)應(yīng)的傳感器行選擇線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件，其中，所述陣列元件是具有表面的疏水單元，所述表面的疏水性是通過(guò)由對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)元件施加驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)控制的，以及對(duì)應(yīng)的感測(cè)電路感測(cè)所述疏水單元在驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗。
13.根據(jù)權(quán)利要求11至12中任一項(xiàng)所述的器件，其中，對(duì)于多個(gè)陣列元件電路中的每一個(gè)所述寫(xiě)電路被配置為對(duì)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行擾動(dòng)；所述感測(cè)電路被配置為感測(cè)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)電壓的擾動(dòng)結(jié)果，所述擾動(dòng)結(jié)果取決于驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗；以及所述感測(cè)電路包括用于產(chǎn)生輸出信號(hào)的輸出，所述輸出信號(hào)的值表示驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至12中任一項(xiàng)所述的器件，其中所述器件包括多個(gè)傳感器輸出線，其中每一個(gè)是在對(duì)應(yīng)的相同列中的陣列元件電路之間共享的，所述多個(gè)陣列元件電路的輸出耦合至對(duì)應(yīng)的傳感器輸出線。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至12中任一項(xiàng)所述的器件，其中，在多個(gè)陣列元件電路中的每一個(gè)中，所述感測(cè)電路與驅(qū)動(dòng)元件AC耦合。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的器件，其中，對(duì)于多個(gè)陣列元件電路中的每一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)元件包括所述疏水單元與存儲(chǔ)所寫(xiě)入的驅(qū)動(dòng)電壓的電容器之間的節(jié)點(diǎn)；以及對(duì)應(yīng)的行選擇線與所述電容器相連，所述傳感器行選擇線用于經(jīng)由所述電容器向所述節(jié)點(diǎn)提供至少一個(gè)脈沖，以感測(cè)驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗。
17.根據(jù)權(quán)利要求11、12或16中任一項(xiàng)所述的器件，其中，對(duì)于多個(gè)陣列元件電路中的每一個(gè)所述感測(cè)電路包括與驅(qū)動(dòng)元件AC耦合的感測(cè)節(jié)點(diǎn)；以及所述感測(cè)電路還包括復(fù)位電路，所述復(fù)位電路用于在感測(cè)驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗之前復(fù)位感測(cè)節(jié)點(diǎn)處的電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求11、12或16中任一項(xiàng)所述的器件，其中，所述器件包括由陣列元件電路共享的反基板，對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗表示對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)元件與所述反基板之間的阻抗。
19.根據(jù)權(quán)利要求11、12或16中任一項(xiàng)所述的器件，包括行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器，所述行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器與多個(gè)陣列元件中的每一個(gè)的寫(xiě)電路相結(jié)合地被配置為選擇性地尋址多個(gè)陣列元件的合適的子集以將驅(qū)動(dòng)電壓寫(xiě)入所述子集中包括的驅(qū)動(dòng)元件，排除所述合適的子集中不包括的多個(gè)陣列元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的器件，其中，所述合適的子集中包括的多個(gè)陣列元件針對(duì)不同幀而改變。
21.根據(jù)權(quán)利要求11、12或16中任一項(xiàng)所述的器件，包括行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器，所述行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器與多個(gè)陣列元件中的每一個(gè)的感測(cè)電路相結(jié)合地被配置為選擇性地尋址多個(gè)陣列元件的合適的子集以感測(cè)所述子集中包括的驅(qū)動(dòng)元件處的阻抗，排除所述合適的子集中不包括的多個(gè)陣列元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的器件，其中，所述合適的子集中包括的多個(gè)陣列元件針對(duì)不同幀而改變。
23.根據(jù)權(quán)利要求11、12或16中任一項(xiàng)所述的器件，還包括用于基于感測(cè)電路內(nèi)測(cè)量到的固定模式噪聲來(lái)校準(zhǔn)多個(gè)陣列元件內(nèi)的感測(cè)電路的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的器件，其中，從感測(cè)電路的輸出減去所述固定模式噪聲，以提供校準(zhǔn)輸出。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的器件，其中，通過(guò)測(cè)量一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)傳感器圖像來(lái)確定所述固定模式噪聲。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的器件，其中，通過(guò)施加變化的時(shí)序信號(hào)來(lái)獲得校準(zhǔn)圖像，以操作陣列元件的傳感器功能。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的器件，其中，所述校準(zhǔn)圖像是在利用傳感器復(fù)位功能來(lái)施加已知的輸入信號(hào)時(shí)測(cè)量傳感器輸出來(lái)獲得的。
全文摘要
提供了一種具有陣列元件電路的AM-EWOD器件，所述陣列元件電路具有集成的阻抗傳感器。所述陣列元件電路包括陣列元件，所述陣列元件是通過(guò)由驅(qū)動(dòng)元件施加驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)控制的；寫(xiě)電路，用于將驅(qū)動(dòng)電壓寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)元件；以及感測(cè)電路，用于感測(cè)驅(qū)動(dòng)元件處呈現(xiàn)的阻抗。
文檔編號(hào)B01L3/00GK102389840SQ20111018532
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者帕特里克·艾德里安·澤貝迪, 本杰明·詹姆斯·哈德文, 艾德里安·馬克·西蒙·雅各布, 詹森·羅德里克·赫克托 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社