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CN109894169B - 电润湿面板及其工作方法 - Google Patents

电润湿面板及其工作方法 Download PDF

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CN109894169B CN201910233550.0A CN201910233550A CN109894169B CN 109894169 B CN109894169 B CN 109894169B CN 201910233550 A CN201910233550 A CN 201910233550A CN 109894169 B CN109894169 B CN 109894169B
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Abstract

本发明公开了一种电润湿面板及其工作方法，涉及电润湿技术领域，电润湿面板，包括衬底基板、电极阵列层、绝缘疏水层、微流控通道层、至少一个液滴，电极阵列层包括多个呈阵列排布的电极，电极包括多个驱动电极和多个检测电极，沿第一方向，每两个检测电极之间包括N个驱动电极，其中，N为大于或等于0的正整数；电润湿面板还包括检测芯片，检测芯片与检测电极电连接。本发明还提供了一种电润湿面板的工作方法，包括第一阶段，检测电极与驱动电极均作为液滴的传输电极使用；第二阶段，检测电极作为检测液滴使用。本发明可以通过检测电极和检测芯片实现对液滴是否到达指定位置的监控和反馈，提高面板工作的可靠性。

Description

电润湿面板及其工作方法
技术领域
本发明涉及电润湿技术领域，更具体地，涉及一种电润湿面板及其工作方法。
背景技术
微流控芯片的研究始于20世纪90年代初，是实现片上实验室(Lab-on-a-chip)的一种潜在技术，能够把生物、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集成到一块微米尺度的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以取代常规生物或化学实验室的各种功能，自动完成分析的全过程。由于在集成化、自动化、便携化和高效化等方面展现出了巨大潜力，微流控芯片技术已成为当前研究热点和世界前沿科技之一。在过去的二十年，在实验室研究和工业应用中数字微流控芯片呈现出蓬勃发展的趋势，尤其是基于微液滴操控的数字微流控芯片更是取得了很大的进展，目前被操控的液滴的体积可以达到微升甚至纳升级别，这样，在微尺度下，就可以对微升和纳升级别的液滴进行更精确的混合，液滴内部的化学反应也更加充分。另外，可以对液滴内部不同的生化反应过程进行监控，微液滴可以包含细胞和生物分子，比如蛋白质、DNA，这样就实现了更高通量的监控。在许多驱动微液滴的方法中，传统的方法是在微管道中实现微液滴的生成和控制，但微管道的制造工艺非常复杂，并且微管道很容易被堵塞，重复利用性不高，需要复杂的外围设备进行驱动。
由于介电湿润效应自身具备诸多优势，越来越多地用来操控数字微流控芯片中的微液滴。因为基于介电湿润的微流控芯片不需要微管道、微泵和微阀等复杂设备，其制作工艺简单、发热量小，响应迅速，功耗低、封装简单等，基于介电湿润效应的微流控芯可以实现对微液滴的分配、分离、运输和合并操作。而基于介质上电润湿的数字微流控芯片是以电极为控制单元对液滴进行操控，因此需要大量的电极单元。传统的介质上电润湿数字微流控芯片主要有两种电极结构配置：一是分立型电极结构，二是条状电极结构。分立型电极结构是利用一定形状尺寸的分立电极对液滴进行单独操控，每一个分立电极为一个控制单元，需要一个控制信号。
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需要考虑实时性。目前技术存在的问题是：现有电润湿面板(如基因检测等)，虽然可以利用控制电路将液滴从起点电极传送到终点电极，但无法对液滴位置进行监控。个别液滴有可能出现个体差异或环境差异，例如：此液滴的尺寸过大或过小、带入异常电荷、环境中引入杂质或静电、温湿度的变化等，这极可能导致此液滴无法正常移动。但是由于没有位置监控系统，驱动电路无法察觉，还是按照正常的时序进行控制，不仅这个液滴无法到达终点，而且会影响之后所有液滴的正常移动，导致设备的可靠性很低。
因此，提供一种可以实现对电润湿液滴位置的监控反馈，避免因液滴未正常移动导致面板功能异常，提高面板工作可靠性的电润湿面板及其工作方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电润湿面板及其工作方法，旨在解决现有技术中由于没有液滴位置监控系统导致设备的可靠性低的问题。
本发明提供了一种电润湿面板，包括：衬底基板、电极阵列层、绝缘疏水层、微流控通道层、至少一个液滴，液滴位于微流控通道层中；电极阵列层位于衬底基板一侧，电极阵列层包括多个呈阵列排布的电极，每个电极连接有驱动电路，液滴通过驱动电路对电极施加电压实现在微流控通道层中沿第一方向运动；绝缘疏水层位于电极阵列层远离衬底基板的一侧；微流控通道层位于绝缘疏水层远离电极阵列层的一侧；电极包括多个驱动电极和多个检测电极，沿第一方向，每两个检测电极之间包括N个驱动电极，其中，N为大于或等于0的正整数；电润湿面板还包括检测芯片，检测芯片与检测电极电连接。
基于同一思想，本发明还提供了一种电润湿面板的工作方法，电润湿面板包括上述电润湿面板，电润湿面板的工作方法包括：第一阶段，检测电极与驱动电极均作为液滴的传输电极使用，驱动电路对电极施加不同的电位信号使第一方向上相邻的电极之间产生电场，驱动液滴在微流控通道层中沿第一方向运动；第二阶段，检测电极作为检测液滴使用，通过检测芯片传输电位信号，使检测电极的电位高于与检测电极相邻的其他电极的电位，根据检测芯片接收到的检测信号的不同，判断此时检测电极上有无液滴。
与现有技术相比，本发明提供的电润湿面板及其工作方法，至少实现了如下的有益效果：
本发明的电润湿面板通过每个电极连接的驱动电路对电极施加电压，使相邻电极上的电压不同，进而在相邻电极之间形成电场，使液滴内部产生压强差和不对称形变，进而实现液滴在绝缘疏水层上方的微流控通道层中沿第一方向运动，最终达到所需位置。本发明的电极阵列层包括多个呈阵列排布的电极，电极包括多个驱动电极和多个检测电极，沿第一方向，每两个检测电极之间包括N个驱动电极，检测芯片与检测电极电连接，用于与检测电极之间传输电信号。液滴通过驱动电路提供的驱动信号在驱动电极上移动过程中，当液滴由于异常原因未能顺利到达检测电极的位置上时，检测电极向检测芯片发出异常信号，检测芯片向驱动电路发出异常信号，驱动电路驱动上一个检测电极重新开始工作，以使液滴能够继续在微流控通道层中沿第一方向运动。本发明可以通过检测电极和检测芯片实现对液滴是否到达指定位置的监控和反馈，防止因液滴未正常移动，导致的面板功能异常，还可以通过检测芯片的反馈信息使驱动电路向上一个检测电极重新提供驱动信号，以使液滴能够继续在微流控通道层中正常移动，提高面板工作的可靠性。
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电润湿面板的平面结构示意图；
图2是图1的沿A-A’剖面结构示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种电润湿面板的平面结构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种电润湿面板的平面结构示意图；
图5是图4的检测原理示意图；
图6是图4中检测芯片提供给与检测电极相邻的任一个驱动电极的第一电位信号的时序图；
图7是图4中检测芯片提供给与检测电极相邻的任一个驱动电极的第一电位信号的另一种时序图；
图8是本发明实施例提供的另一种电润湿面板的平面结构示意图；
图9是图8的检测原理示意图；
图10是图4中检测芯片提供给辅助电极的第二电位信号的时序图；
图11是图4中检测芯片提供给辅助电极的第二电位信号的另一种时序图；
图12是本发明实施例提供的另一种电润湿面板的平面结构示意图；
图13是本发明实施例提供的另一种电润湿面板的平面结构示意图；
图14是图13的检测原理示意图；
图15是本发明实施例中电极的局部放大图；
图16是图15中G区域的电极边缘位置的局部放大图；
图17是本发明实施例提供的一种电润湿面板的工作方法流程图；
图18是本发明实施例提供的检测电极和在第一方向上与该检测电极相邻的两个驱动电极的一种驱动时序图；
图19是本发明实施例提供的检测电极和在第一方向上与该检测电极相邻的两个驱动电极的另一种驱动时序图。
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，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和图2，图1是本发明实施例提供的一种电润湿面板000的平面结构示意图，图2是图1的沿A-A’剖面结构示意图，本发明实施例提供的一种电润湿面板000，包括：衬底基板10、电极阵列层20、绝缘疏水层30、微流控通道层40、至少一个液滴50，液滴50位于微流控通道层40中；可选的，电润湿面板000还可以包括原液池70、多个进液通道80，原液池70用于储存液滴50；原液池70中的液滴50通过多个进液通道80进入微流控通道层40；
电极阵列层20位于衬底基板10一侧，电极阵列层20包括多个呈阵列排布的电极201，每个电极201连接有驱动电路(图中未示意)，液滴50通过驱动电路对电极201施加电压实现在微流控通道层40中沿第一方向Y运动；
绝缘疏水层30位于电极阵列层20远离衬底基板10的一侧；
微流控通道层40位于绝缘疏水层30远离电极阵列层20的一侧；
电极201包括多个驱动电极2011和多个检测电极2012，沿第一方向Y，每两个检测电极2012之间包括N个驱动电极2011，其中，N为大于或等于0的正整数；
电润湿面板000还包括检测芯片60，检测芯片60与检测电极2012电连接。
具体而言，本实施例的电润湿面板000通过每个电极201连接的驱动电路对电极201施加电压，使相邻电极201上的电压不同，进而在相邻电极201之间形成电场，使液滴50内部产生压强差和不对称形变，进而实现液滴50在绝缘疏水层30上方的微流控通道层40中沿第一方向Y运动(图1仅是示意性画出第一方向Y，具体实施时，可根据控制电极201电位的不同改变液滴50的移动方向)，最终达到所需位置。衬底基板10作为电润湿面板其他膜层结构的承载物，用于其他膜层在衬底基板10上依次堆叠设置。绝缘疏水层30起到绝缘作用，微流控通道层40用于引导液滴50从绝缘疏水层30上移动。本实施例的电极阵列层20包括多个呈阵列排布的电极201，电极201包括多个驱动电极2011和多个检测电极2012，沿第一方向Y，每两个检测电极2012之间包括N个驱动电极2011，检测芯片60与检测电极2012电连接，用于与检测电极2012之间传输电信号。可选的，检测电极2012同时可与驱动电极2011一样作为传输使用。液滴50通过驱动电路提供的驱动信号在驱动电极2011上移动过程中，当液滴50由于异常原因未能顺利到达检测电极2012的位置上时，检测电极2012向检测芯片60发出异常信号，检测芯片60向驱动电路发出异常信号，驱动电路驱动上一个检测电极2012重新开始工作，以使液滴60能够继续在微流控通道层40中沿第一方向Y运动。本实施例的检测芯片60判断液滴50是否在检测电极2012位置处是根据电容变化的原理进行异常探测的，液滴50是否到达某一检测电极2012位置，该位置的检测电极2012与周围其他电极之间形成的电容大小是不一样的，从而通过检测芯片60接收到的电容大小信号的不同来判断液滴50是否在检测电极2012位置。本实施例可以通过检测电极2012和检测芯片60实现对液滴50是否到达指定位置的监控和反馈，防止因液滴未正常移动，导致的面板功能异常，还可以通过检测芯片60的反馈信息使驱动电路向上一个检测电极2012重新提供驱动信号，以使液滴60能够继续在微流控通道层40中正常移动，提高面板工作的可靠性。
需要说明的是，本实施例中，当液滴50移动到检测电极2012时，检测电极2012需要保持一段时间高电位，使周围电极201的电位不高于检测电极2012的电位(液滴50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，这里以液滴50带负电为例进行说明，液滴50沿着电场线相反方向移动)，从而可以使液滴50在检测电极位置保持一段时间不动，便于检测芯片60在检测电极2012上进行电容检测。本实施例中，每两个检测电极2012之间包括N个驱动电极2011，其中，N为大于或等于0的正整数，即当N为0时，每一个检测电极2012既可以作为检测使用，也可以作为传输使用，电极阵列层20的每一个电极201均可复用做检测和传输，只需通过驱动电路提供不同的电位信号即可实现，有利于节约成本。需要进一步说明的是，本实施例中电极201连接的驱动电路可集成在检测芯片60上，有利于节约电润湿面板的空间，也可以集成于另外的驱动芯片上，可以防止相互间的信号干扰，具体实施时，可根据实际需求进行设置。图1仅是示意性画出驱动电极2011和检测电极2012的形状，具体实施时，可根据实际需求选择不同的形状。
本实施例的电极201可以通过电连接至驱动电路进行驱动，即每一个电极201电连接对应的驱动电路，每一个电极201的驱动信号通过与其对应的驱动电路提供相应的电位信号，驱动电路可以为集成有驱动功能电路的驱动芯片，还可以为设置在电极外围的电路元件构成的驱动电路。
在一些可选实施例中，电润湿面板000中的电极201还可以通过相互交叉绝缘的不同信号线提供驱动信号，请参考图3，图3是本发明实施例提供的另一种电润湿面板000的平面结构示意图，衬底基板10上包括多条沿第一方向Y延伸的第一信号线S、多条沿第二方向X延伸的第二信号线G，第一信号线S和第二信号线G交叉绝缘限定出每个电极201所在的区域，第二方向X上的电极行的每一个电极201与同一条第二信号线G电连接，第一方向Y上的电极列的每一个电极201与同一条第一信号线S电连接，第一信号线S和第二信号线G分别连接有不同的驱动芯片IC提供电信号，每一个电极201通过一个开关晶体管(图中未示意)与第一信号线S和第二信号线G分别电连接，可选的，第二信号线G与每一个电极201对应的开关晶体管的栅极电连接，第一信号线S与每一个电极201对应的开关晶体管的源极电连接，开关晶体管的漏极与其对应的电极201电连接。沿第一方向Y上，与第二信号线G电连接的驱动芯片IC用于提供驱动信号使每一个电极201对应的开关晶体管依次打开，使与第一信号线S电连接的驱动芯片IC依次通过第一信号线S将数据电位信号写入每一个电极201对应的开关晶体管的源极，从而使与开关晶体管的漏极电连接的电极201得到相应的电位信号，通过改变第一信号线S的数据电位信号，从而可以给不同的电极201提供电信号，使每一个电极201具有高低不同的电位信号。本实施例仅是举例说明电润湿面板000的具体结构，具体实施时，可根据实际需求进行设计，本实施例在此不作赘述。本实施例的图2仅是示意性画出电润湿面板000的膜层结构示意图，仅是为了清楚示意本实施例的技术方案，但不仅限于此膜层结构，还可以为本领域技术人员理解的其他结构，本实施例不作赘述。
在一些可选实施例中，请继续参考图2，液滴50在电润湿面板000上的微流控通道层40中移动时，每个液滴50向衬底基板10的正投影至少覆盖一个电极201以及与该电极201相邻电极的一部分。
本实施例进一步说明了液滴50在电润湿面板000上移动时，液滴50向衬底基板10的正投影需至少覆盖住液滴50所处位置的电极201和与该电极201相邻的电极的一部分，从而可以在该电极201、与该电极201相邻的电极之间形成电场时，液滴50内部产生压强差和不对称形变足以驱动液滴50移动，避免出现形成的电场过小导致液滴50移动效果不理想的现象，液滴50与所处位置的电极201相邻的电极之间具有足够的重叠面积，以便具有足够的拉伸力来克服液滴50移动的阻力，进一步提高液滴50移动的动力。
在一些可选实施例中，请参考图4，图4是本发明实施例提供的另一种电润湿面板000的平面结构示意图，本实施例中，检测芯片60接收检测电极2012的检测信号。
本实施例进一步解释说明了检测芯片60和检测电极2012在进行检测工作中时，检测电极2012作为检测信号输出端，用于将检测到的信号传输给检测芯片60，检测芯片60接收检测电极2012的检测信号，以判断液滴50在电润湿面板000上的位置。此时该检测电极2012的电位信号可通过驱动电路提供。可选的，当检测电极2012作为检测端使用时，可以将检测电极2012周围的某一电极201或另设一个辅助电极作为检测信号输入端使用，并将该检测信号输入端与检测芯片60电连接，由检测芯片60给入电信号，使检测电极2012与检测电极2012周围的某一电极201之间形成电容，检测电极2012位置处有无液滴50的不同状态下，形成的电容大小不同，检测芯片60接收到的检测信号也相应不同，从而通过此种电容变化的方式确定该检测电极2012位置处的电润湿面板上是否有液滴50，从而可以实现对电润湿液滴位置的监控反馈，避免因液滴50未正常移动导致面板功能异常，提高面板工作可靠性。
在一些可选实施例中，请继续参考图4和图5，图5是图4的检测原理示意图，本实施例中，在第一方向Y上，与检测电极2012相邻的任一个驱动电极2011与检测芯片60电连接，检测芯片60传输第一电位信号A至与检测电极2012相邻的任一个驱动电极2011。
本实施例将与检测电极2012相邻的驱动电极2011与检测芯片60电连接，使与检测电极2012相邻的任一个驱动电极2011作为检测信号输入端，从而可以通过驱动电路给入检测电极2012电信号，而与该检测电极2012相邻的任一个驱动电极2011通过检测芯片60给入与检测电极2012上高低不同的电位信号，使检测电极2012和与该检测电极2012相邻的任一个驱动电极2011之间形成电容C，根据检测芯片60检测到的电容大小的不同判断此时的检测电极2012上方是否有液滴50，从而可以提高面板工作的可靠性。
在一些可选实施例中，请继续参考图4、图5、图6，图6是图4中检测芯片60提供给与检测电极2012相邻的任一个驱动电极2011的第一电位信号A的时序图，本实施例中，第一电位信号A为交流信号，检测芯片60接收检测电极2012的检测信号时，检测电极2012的电位为第一检测电位信号B，第一电位信号A的峰值电位A1低于第一检测电位信号B的电位。
本实施例进一步限定了第一电位信号A为交流信号，由于检测电极2012和与该检测电极2012相邻的任一个驱动电极2011之间形成的电容具有隔直流通交流的作用，因此，通过检测芯片60将第一电位信号A的交流信号给入与检测电极2012相邻的任一个驱动电极2011，同时，检测芯片60接收检测电极2012的信号，与检测电极2012相邻的任一个驱动电极2011的交流信号会通过两个电极间的电容C对检测电极2012产生影响(但影响后，检测电极2012电位最低点不低于周边电极)，检测电极2012上面有、无液滴的状态下，电容C不相同，检测芯片60检测到的信号也不同，从而可以通过这个变化确定此检测电极2012位置处是否有液滴。
此时，为了避免可能位于检测电极2012上方的液滴50在电场作用下移动，需要使第一电位信号A的峰值电位A1低于第一检测电位信号B的电位，第一检测电位信号B为检测芯片60接收检测电极2012的检测信号时，检测电极2012的电位，从而可以使液滴50在检测电极2012的位置处保持不动，利于提高检测准确度。
需要说明的是，本实施例中，第一电位信号A的交流信号可以为图6所示的方波信号，也可以为正弦波信号，还可以为其他形式的交流信号，只需满足该交流信号的峰值电位A1低于第一检测电位信号B的电位即可，请参考图7，图7是图4中检测芯片60提供给与检测电极2012相邻的任一个驱动电极2011的第一电位信号A的另一种时序图，第一电位信号A的交流信号可以为图6所示的规则对称的交流信号，也可为图7所示的不规则对称的方波信号，或者不规则对称的其他交流信号，只需满足该交流信号的最高电位A1低于第一检测电位信号B的电位即可，本实施例不作具体限定。
在一些可选实施例中，请参考图8和图9，图8是本发明实施例提供的另一种电润湿面板000的平面结构示意图，图9是图8的检测原理示意图，本实施例中，电极201还包括辅助电极2013，在第二方向X上，辅助电极2013位于检测电极2012的一侧；其中，第二方向X与第一方向Y垂直；
辅助电极2013与检测芯片60电连接，检测芯片60传输第二电位信号D至辅助电极2013。
本实施例通过在检测电极2012的一侧设置辅助电极2013，使辅助电极2013与检测芯片60电连接，从而将该辅助电极2013作为检测信号输入端，从而可以通过驱动电路给入检测电极2012电信号，而辅助电极2013通过检测芯片60给入与检测电极2012上高低不同的电位信号，使检测电极2012和辅助电极2013之间形成电容C，根据检测芯片60检测到的电容大小的不同判断此时的检测电极2012上方是否有液滴50，从而可以提高面板工作的可靠性。本实施例通过另外设置的辅助电极2013用来辅助检测检测电极2012和辅助电极2013之间形成的电容C的变化，辅助电极2013可以单独驱动，从而可以防止检测电极2012周边的其他驱动电极2011上其他可能存在的液滴50在检测时间内受到干扰，影响其正常移动。
在一些可选实施例中，请继续参考图8、图9和图10，图10是图4中检测芯片60提供给辅助电极2013的第二电位信号D的时序图，本实施例中，第二电位信号D为交流信号，检测芯片60接收检测电极2012的检测信号时，检测电极2012的电位为第二检测电位信号E，第二电位信号D的峰值电位D1低于第二检测电位信号E的电位。
本实施例进一步限定了第二电位信号D为交流信号，由于检测电极2012和辅助电极2013之间形成的电容C具有隔直流通交流的作用，因此，通过检测芯片60将第二电位信号D的交流信号给入辅助电极2013，同时，检测芯片60接收检测电极2012的信号，辅助电极2013的交流信号会通过两个电极间的电容C对检测电极2012产生影响(但影响后，检测电极2012电位最低点不低于周边电极)，检测电极2012上面有、无液滴的状态下，电容C不相同，检测芯片60检测到的信号也不同，从而可以通过这个变化确定此检测电极2012位置处是否有液滴。
此时，为了避免可能位于检测电极2012上方的液滴50在电场作用下移动，需要使第二电位信号D的峰值电位D1低于第二检测电位信号E的电位，第一检测电位信号E为检测芯片60接收检测电极2012的检测信号时，检测电极2012的电位，从而可以使液滴50在检测电极2012的位置处保持不动，利于提高检测准确度。
需要说明的是，本实施例中，第二电位信号D的交流信号可以为图10所示的正弦波信号，也可以为方波信号，还可以为其他形式的交流信号，只需满足该交流信号的峰值电位D1低于第二检测电位信号E的电位即可，本实施例不作具体限定。在一些可选实施例中，请参考图11，图11是图4中检测芯片60提供给辅助电极2013的第二电位信号D的另一种时序图，第二电位信号D的交流信号可以为图10所示的规则对称的交流信号，也可为图11所示的不规则对称的正弦波信号，或者不规则对称的其他交流信号，只需满足该交流信号的最高电位D1低于第二检测电位信号E的电位即可，本实施例不作具体限定。
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另一种电润湿面板000的平面结构示意图，本实施例中，辅助电极2013在第一方向Y上的高度H1小于或等于检测电极2012在第一方向Y上的高度H2。
本实施例进一步限定了辅助电极2013在第一方向Y上的高度H1小于或等于检测电极2012在第一方向Y上的高度H2，即在第二方向X上，辅助电极2013位于检测电极2012的一侧时，辅助电极2013在第一方向Y上的高度H1不超过检测电极2012在第一方向Y上的高度H2，从而可以在检测芯片60给入辅助电极2013交流信号时，避免该交流信号对该检测电极2013上下的驱动电极2011产生干扰，影响面板的正常使用。
需要说明的是，本实施例对于辅助电极2013在第二方向X上与检测电极2012的宽度大小关系不作限定，在面板设计时，可根据面板的实际空间布局进行灵活设计。
在一些可选实施例中，请参考图13和图14，图13是本发明实施例提供的另一种电润湿面板000的平面结构示意图，图14是图13的检测原理示意图，本实施例中，检测芯片60传输第三电位信号F至检测电极2012，第三电位信号F为交流信号，第三电位信号F的谷值电位高于此时与检测电极2012相邻的任一个电极201的电位。
本实施例将检测电极2012作为检测信号输入端，从而可以通过检测芯片60给入检测电极2012第三电位信号F，而与该检测电极2012相邻的任一个电极201通过驱动电路给入与检测电极2012上高低不同的电位信号，使检测电极2012和与该检测电极2012相邻的任一个电极201之间形成电容C，根据检测芯片60检测到的电容大小的不同判断此时的检测电极2012上方是否有液滴50，从而可以提高面板工作的可靠性。本实施例进一步限定了第三电位信号F为交流信号，由于检测电极2012和与该检测电极2012相邻的任一个电极201之间形成的电容具有隔直流通交流的作用，因此，通过检测芯片60将第三电位信号F的交流信号给入检测电极2012，同时，检测芯片60接收与该检测电极2012相邻的任一个电极201的信号，检测电极2012的交流信号会通过两个电极间的电容C对与该检测电极2012相邻的任一个电极201产生影响(但影响后，检测电极2012电位最低点不低于周边电极)，检测电极2012上面有、无液滴的状态下，电容C不相同，检测芯片60检测到的信号也不同，从而可以通过这个变化确定此检测电极2012位置处是否有液滴，并且本实施例的第三电位信号F通过检测芯片60仅给入需要进行电容检测的检测电极2012，可以避免出现当液滴不仅存在于该检测电极1012上，还可能同时存在于在其他电极201上时，若交流信号给入检测电极2012周边的其他电极201，则可能会在检测时间内对其他液滴造成干扰，影响其他液滴正常工作的现象。
此时，为了避免可能位于检测电极2012上方的液滴50在电场作用下移动，需要使第三电位信号F的谷值电位高于此时与检测电极2012相邻的任一个电极201的电位，从而可以使液滴50在检测电极2012的位置处保持不动，利于提高检测准确度。
需要说明的是，本实施例中，第三电位信号F的交流信号可以为方波信号，也可以为正弦波信号，还可以为其他形式的交流信号，可以为规则对称的交流信号，也可为不规则对称的正弦波信号，或者不规则对称的其他交流信号，只需满足该交流信号的谷值电位高于此时与检测电极2012相邻的任一个电极201的电位即可，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13和图14，本实施例中，电极阵列层20还包括多个沿第一方向Y延伸的辅助电极条2014，辅助电极条2014与检测芯片60电连接，检测芯片60接收辅助电极条2014的检测信号。
本实施例通过在检测电极2012的一侧设置辅助电极条2014，使辅助电极条2014与检测芯片60电连接，并且将该辅助电极条2014作为检测信号输出端，从而可以通过驱动电路给入辅助电极条2014电位信号，而检测电极2012通过检测芯片60给入交流信号，使检测电极2012和辅助电极条2014之间形成电容C，根据检测芯片60检测到的电容大小的不同判断此时的检测电极2012上方是否有液滴50，从而可以提高面板工作的可靠性。本实施例通过另外设置的辅助电极条2014用来辅助检测检测电极2012和辅助电极条2014之间形成的电容C的变化，辅助电极条2014可以单独驱动，并且检测电极2012作为检测信号的输入端通过检测芯片给入交流信号，使用该交流信号对辅助电极条2014的电位信号产生影响，从而可以避免检测电极2012周边的其他电极201上其他可能存在的液滴50在检测时间内受到干扰，影响其正常移动。
在一些可选实施例中，请继续参考图13和图14，本实施例中，沿第一方向Y，电极阵列层20包括M个电极201，辅助电极条2014在第一方向Y上的高度H3等于第一个电极201(1)与第M个电极201(M)之间的距离H4；其中，M为大于或等于3的正整数。
本实施例将辅助电极条2014设置为长条状，且辅助电极条2014在第一方向Y上的高度H3等于第一个电极201(1)与第M个电极201(M)之间的距离H4，从而可以减少辅助电极条2014与检测芯片60的信号线数量，从而可以节约面板的制作成本，有利于提高制作效率和减小工艺难度。
在一些可选实施例中，请参考图15，图15是本发明实施例中电极201的局部放大图，本实施例中，电极201的边缘为锯齿状结构。
本实施例进一步设置了电极201的边缘为锯齿状结构，由于本实施例的相邻电极201之间需要形成电场，以驱动液滴50进行移动，因此，将电极201的边缘为锯齿状结构，可以使相邻电极201间的交叠长度增加，有效的增大相邻电极201之间的正对面积，从而使两电极201之间形成的电容更大，更方便检测，且相邻电极201之间形成电场强度的增加，更加有利于驱动液滴的移动。
在一些可选实施例中，请参考图16，图16是图15中G区域的电极201边缘位置的局部放大图，本实施例中，相邻电极201的边缘相互嵌合。
本实施例进一步限定了电极201的边缘为锯齿状结构的同时，相邻电极201的边缘的锯齿状结构相互嵌合，从而可以使相邻电极201间的交叠长度增加，有效的增大相邻电极201之间的正对面积的同时，还可以避免增加电极201在电润湿面板中所占据的面积，有利于合理布局面板结构，节约面板空间。
在一些可选实施例中，请参考图17，图17是本发明实施例提供的一种电润湿面板的工作方法流程图，本发明实施例提供的一种电润湿面板的工作方法中，电润湿面板为上述实施例中的电润湿面板，该电润湿面板的工作方法包括：
第一阶段T1，检测电极2012与驱动电极2011均作为液滴的传输电极使用，驱动电路对电极201施加不同的电位信号使第一方向Y上相邻的电极201之间产生电场，驱动液滴50在微流控通道层40中沿第一方向Y运动；
第二阶段T2，检测电极2012作为检测液滴50使用，通过检测芯片60传输电位信号，使检测电极2012的电位高于与检测电极2012相邻的其他电极201的电位，根据检测芯片60接收到的检测信号的不同，判断此时检测电极2012上有无液滴50。
本实施例提供的电润湿面板的工作方法，可以通过每个电极201连接的驱动电路对电极201施加电压，使相邻电极201上的电压不同，进而在相邻电极201之间形成电场，使液滴50内部产生压强差和不对称形变，进而实现液滴50在绝缘疏水层30上方的微流控通道层40中沿第一方向Y运动，最终达到所需位置。本实施例的工作方法是通过检测芯片60判断液滴50是否在检测电极2012位置处，具体的是根据电容变化的原理进行异常探测的，液滴50是否到达某一检测电极2012位置，该位置的检测电极2012与周围其他电极之间形成的电容大小是不一样的，从而通过检测芯片60接收到的电容大小信号的不同来判断液滴50是否在检测电极2012位置。本实施例的电润湿面板的工作方法包括两个阶段，第一阶段T1，检测电极2012与驱动电极2011均作为液滴的传输电极使用，驱动电路对电极201施加不同的电位信号使第一方向Y上相邻的电极201之间产生电场，驱动液滴50在微流控通道层40中沿第一方向Y运动，第二阶段T2，检测电极2012作为检测液滴50使用，可以通过检测电极2012和检测芯片60实现对液滴50是否到达指定位置的监控和反馈，防止因液滴未正常移动，导致的面板功能异常提高面板工作的可靠性。
在一些可选实施例中，请继续参考图17，本实施例中，根据检测芯片60接收到的检测信号的不同，判断此时检测电极2012上有无液滴50，具体为：
若检测电极2012上有液滴50，则检测电极2012和与其相邻的其他电极201之间形成第一电容；
若检测电极2012上没有液滴50，则检测电极2012和与其相邻的其他电极201之间形成第二电容；其中，第一电容的值与第二电容的值不同，则检测芯片60接收到的检测信号也不同，即根据检测芯片60接收到的检测信号的不同，判断此时检测电极60上有无液滴50。
在一些可选实施例中，请继续参考图17，本实施例中，当检测电极2012上有液滴50时，驱动电路继续工作，液滴50继续在微流控通道层40中沿第一方向Y运动；
当检测电极2012上无液滴50时，检测芯片60向驱动电路发出异常信号，驱动电路驱动上一个检测电极2012重新开始工作，以使液滴50能够继续在微流控通道层40中沿第一方向Y运动。
具体而言，液滴50通过驱动电路提供的驱动信号在驱动电极2011上移动过程中，当液滴50由于异常原因未能顺利到达检测电极2012的位置上时，检测电极2012向检测芯片60发出异常信号，检测芯片60向驱动电路发出异常信号，驱动电路驱动上一个检测电极2012重新开始工作，以使液滴60能够继续在微流控通道层40中沿第一方向Y正常运动。
需要说明的是，本实施例中的上一个检测电极2012具体为：在与液滴50移动方向相反的方向上，与被检测的检测电极相邻的一个检测电极。
上述实施例中的电润湿面板的工作方法具体请参考图18和图19，图18是本发明实施例提供的检测电极和在第一方向Y上与该检测电极相邻的两个驱动电极的一种驱动时序图，图19是本发明实施例提供的检测电极和在第一方向Y上与该检测电极相邻的两个驱动电极的另一种驱动时序图(以下说明以液滴50带负电为例进行解释说明，液滴50沿着电场线相反方向移动)；
在一些可选实施例中，如图18所示，该检测电极2012作为检测信号输出端使用，检测芯片60接收该检测电极2012的检测信号；
第一时间t1，液滴50未到达检测电极2012位置处时，电容检测工作未开始，液滴50由上一个驱动电极2011向检测电极2012方向移动，此时，驱动电路向该驱动电极2011提供低电位信号，如图18中的(a)，驱动电路向检测电极2012提供高电位信号，如图18中的(b)，驱动电路向与该检测电极2012相邻的下一个驱动电极2011可以不提供信号，如图18中的(c)；
第二时间t2，液滴50预计刚刚到达检测电极2012位置处，驱动电路使检测电极2012保持一段时间高电位信号，如图18中的(b)，检测芯片60向与该检测电极2012相邻的下一个(或上一个，图18中以向与该检测电极2012相邻的下一个驱动电极2011提供交流信号进行电容检测为例进行解释说明)驱动电极2011提供交流信号如图18中的(c)，且该交流信号的峰值电位低于此时检测电极2012的电位，驱动电路向与该检测电极2012上一个驱动电极2011提供低电位信号，如图18中的(a)，从而使液滴50在预计位置处的检测电极2012上的电位保持一段时间高电位，进行电容检测，以判断液滴是否位于该检测电极2012位置处；
第三时间t3，电容检测工作完成后，且结果为液滴50已正常移动至该检测电极2012位置，则通过驱动电路切换检测电极2012的电位信号至低电位信号，如图18中的(b)，并且此时驱动电路向该检测电极2012的下一个驱动电极2011提供高电位信号，如图18中的(c)，驱动电路向该检测电极2012的上一个驱动电极2011可以不提供电位信号，如图18中的(a)，从而使液滴50继续移动。
在一些可选实施例中，如图19所示，该检测电极2012作为检测信号输入端使用，检测芯片60向该检测电极2012传输交流信号；
第一时间t1’，液滴50未到达检测电极2012位置处时，电容检测工作未开始，液滴50由上一个驱动电极2011向检测电极2012方向移动，此时，驱动电路向该驱动电极2011提供低电位信号，如图19中的(a)，驱动电路向检测电极2012提供高电位信号，如图19中的(b)，驱动电路向与该检测电极2012相邻的下一个驱动电极2011可以不提供信号，如图19中的(c)；
第二时间t2’，液滴50预计刚刚到达检测电极2012位置处，驱动电路使该检测电极2012周围的任一个驱动电极2011保持一段时间低电位信号如图19中的(a)和(c)，检测芯片60向该检测电极2012提供交流信号，如图19中的(b)，且该交流信号的谷值电位高于此时该检测电极2012周围的任一个驱动电极2011的电位，进行电容检测，以判断液滴是否位于该检测电极2012位置处；
第三时间t3’，电容检测工作完成后，且结果为液滴50已正常移动至该检测电极2012位置，则通过驱动电路切换检测电极2012的电位信号至低电位信号，如图19中的(b)，并且此时驱动电路向该检测电极2012的下一个驱动电极2011提供高电位信号，如图19中的(c)，此时驱动电路向该检测电极2012的上一个驱动电极2011可以不提供电位信号，如图19中的(a)，从而使液滴50继续移动。
通过上述实施例可知，本发明提供的电润湿面板及其工作方法，至少实现了如下的有益效果：
本发明的电润湿面板通过每个电极连接的驱动电路对电极施加电压，使相邻电极上的电压不同，进而在相邻电极之间形成电场，使液滴内部产生压强差和不对称形变，进而实现液滴在绝缘疏水层上方的微流控通道层中沿第一方向运动，最终达到所需位置。本发明的电极阵列层包括多个呈阵列排布的电极，电极包括多个驱动电极和多个检测电极，沿第一方向，每两个检测电极之间包括N个驱动电极，检测芯片与检测电极电连接，用于与检测电极之间传输电信号。液滴通过驱动电路提供的驱动信号在驱动电极上移动过程中，当液滴由于异常原因未能顺利到达检测电极的位置上时，检测电极向检测芯片发出异常信号，检测芯片向驱动电路发出异常信号，驱动电路驱动上一个检测电极重新开始工作，以使液滴能够继续在微流控通道层中沿第一方向运动。本发明可以通过检测电极和检测芯片实现对液滴是否到达指定位置的监控和反馈，防止因液滴未正常移动，导致的面板功能异常，还可以通过检测芯片的反馈信息使驱动电路向上一个检测电极重新提供驱动信号，以使液滴能够继续在微流控通道层中正常移动，提高面板工作的可靠性。
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 (11)

1.一种电润湿面板，其特征在于，包括：衬底基板、电极阵列层、绝缘疏水层、微流控通道层、至少一个液滴，所述液滴位于所述微流控通道层中；
所述电极阵列层位于所述衬底基板一侧，所述电极阵列层包括多个呈阵列排布的电极，每个所述电极连接有驱动电路，所述液滴通过所述驱动电路对所述电极施加电压实现在所述微流控通道层中沿第一方向运动；
所述绝缘疏水层位于所述电极阵列层远离所述衬底基板的一侧；
所述微流控通道层位于所述绝缘疏水层远离所述电极阵列层的一侧；
所述电极包括多个驱动电极和多个检测电极，沿所述第一方向，每两个所述检测电极之间包括N个所述驱动电极，其中，N为大于0的正整数；
所述电润湿面板还包括检测芯片，所述检测芯片与所述检测电极电连接；
所述电极的边缘为锯齿状结构，相邻所述电极的边缘相互嵌合；
所述电极还包括辅助电极或多个沿所述第一方向延伸的辅助电极条，其中，
所述辅助电极在第二方向上位于所述检测电极的一侧；其中，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述辅助电极与所述检测芯片电连接，所述检测芯片传输第二电位信号至所述辅助电极；
所述辅助电极条与所述检测芯片电连接，所述检测芯片接收所述辅助电极条的检测信号。
2.根据权利要求1所述的电润湿面板，其特征在于，所述检测芯片接收所述检测电极的检测信号。
3.根据权利要求2所述的电润湿面板，其特征在于，在所述第一方向上，与所述检测电极相邻的任一个所述驱动电极与所述检测芯片电连接，所述检测芯片传输第一电位信号至与所述检测电极相邻的任一个所述驱动电极。
4.根据权利要求3所述的电润湿面板，其特征在于，所述第一电位信号为交流信号，所述检测芯片接收所述检测电极的检测信号时，所述检测电极的电位为第一检测电位信号，所述第一电位信号的峰值电位低于所述第一检测电位信号的电位。
5.根据权利要求1所述的电润湿面板，其特征在于，所述第二电位信号为交流信号，所述检测芯片接收所述检测电极的检测信号时，所述检测电极的电位为第二检测电位信号，所述第二电位信号的峰值电位低于所述第二检测电位信号的电位。
6.根据权利要求1所述的电润湿面板，其特征在于，所述辅助电极在所述第一方向上的高度小于或等于所述检测电极在所述第一方向上的高度。
7.根据权利要求1所述的电润湿面板，其特征在于，所述检测芯片传输第三电位信号至所述检测电极，所述第三电位信号为交流信号，所述第三电位信号的谷值电位高于此时与所述检测电极相邻的任一个所述电极的电位。
8.根据权利要求7所述的电润湿面板，其特征在于，沿所述第一方向，所述电极阵列层包括M个所述电极，所述辅助电极条在所述第一方向上的高度等于第一个所述电极与第M个所述电极之间的距离；其中，M为大于或等于3的正整数。
9.一种电润湿面板的工作方法，其特征在于，所述电润湿面板包括权利要求1-8任一项所述的电润湿面板，所述电润湿面板的工作方法包括：
第一阶段，所述检测电极与所述驱动电极均作为所述液滴的传输电极使用，所述驱动电路对所述电极施加不同的电位信号使所述第一方向上相邻的所述电极之间产生电场，驱动所述液滴在所述微流控通道层中沿所述第一方向运动；
第二阶段，所述检测电极作为检测所述液滴使用，通过所述检测芯片传输电位信号，使所述检测电极的电位高于与所述检测电极相邻的其他所述电极的电位，根据所述检测芯片接收到的检测信号的不同，判断此时所述检测电极上有无所述液滴，包括：
若所述检测电极上有所述液滴，则所述检测电极和与其相邻的其他所述电极之间形成第一电容；
若所述检测电极上没有所述液滴，则所述检测电极和与其相邻的其他所述电极之间形成第二电容；其中，所述第一电容的值与所述第二电容的值不同，则所述检测芯片接收到的检测信号也不同，即根据所述检测芯片接收到的检测信号的不同，判断此时所述检测电极上有无所述液滴。
10.根据权利要求9所述的电润湿面板的工作方法，其特征在于，
当所述检测电极上有所述液滴时，所述驱动电路继续工作，所述液滴继续在所述微流控通道层中沿所述第一方向运动；
当所述检测电极上无所述液滴时，所述检测芯片向所述驱动电路发出异常信号，所述驱动电路驱动上一个所述检测电极重新开始工作，以使所述液滴能够继续在所述微流控通道层中沿所述第一方向运动。
11.根据权利要求9所述的电润湿面板的工作方法，其特征在于，所述上一个检测电极具体为：在与所述液滴移动方向相反的方向上，与被检测的所述检测电极相邻的一个所述检测电极。
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