【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字液滴微流控领域，尤其涉及一种应用于数字液滴微流控领域的有源矩阵电路以及控制方法。
技术介绍
1、传统有源矩阵的成熟应用领域主要是显示器。除手机、平板、电脑、电视等传统设备外，有源矩阵在智能穿戴设备(智能手表、智能头盔)、车载显示(汽车仪表盘、挡风玻璃)、虚拟现实眼镜、柔性屏幕等新兴领域也被广泛应用。
2、对于传统有源矩阵的像素电路，从栅极输入高电平开始，直到下一个周期的高电平到来前，电容上的电压只能保持相对稳定的直流电压。在下一个周期的栅极高电平到来后，源极电压极性翻转，使电容电压极性翻转。这样，一个交流方波电压输出的周期就完成了。换句话说，传统有源矩阵需要通过帧刷新的方式，使每个像素输出电压不停翻转极性，来达到交流驱动的目的。
3、虽然传统的有源矩阵能输出交流驱动信号，但这是通过逐帧刷新改变源极输入电压极性的方式实现的，交流信号的频率受到刷新频率的限制。而对于大型矩阵来说，其刷新频率很难超过100hz，否则将导致电容充放电不充分等问题。而且，在单个帧周期内，像素输出的电压信号是直流信号，因此，传统的有源矩阵的交流输出是伪交流输出，另外，传统有缘矩阵的交流输出波形只能是方波。
4、在数字液滴微流控领域，有源矩阵被应用于液滴运动的控制。含有生物大分子(如蛋白质、dna)的液滴长时间在单极性电压的作用下，会发生生物大分子嵌入电极疏水层的现象，造成电极污染。电极的生物大分子污染会进一步引发一系列问题，如液滴操作效率下降、液滴残留、测试实验结果准确性下降等。因此，数字液滴微流控芯片同
5、为达到有效减少甚至消除电极污染问题的目的，数字液滴微流控芯片对有源矩阵驱动电压的频率范围提出了更高的要求(1～100khz)。另外，大型液滴矩阵也是数字液滴微流控芯片的发展方向。因此，传统有源矩阵实现交流输出的技术路线——帧刷新法，无法满足数字液滴微流控的需求。现有技术中，缺少一种新的有源矩阵像素电路，实现单帧内的真正的交流输出，可大范围调节流输出频率，以及输出各种交流波形。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种新的有源矩阵像素电路，实现单帧内真正的交流输出，大范围提高交流输出频率，以及输出各种交流波形。
2、基于上述技术问题，本专利技术提供一种交流有源矩阵电路，包括第一源极输入端口vs和第一栅极输入端口vg，所述第一源极输入端口vs外部连接源极驱动电路；所述第一栅极输入端口vg外部连接栅极驱动电路；
3、所述第一源极输入端口vs一端通过第一薄膜晶体管t0与所述第一源极输入端口vs相连接，另一端通过一存储电容cst接地，所述第一薄膜晶体管t0与所述存储电容cst之间连接后形成一个连接点a，所述连接点a外接一增强型负载tft反相器；
4、所述增强型负载tft反相器包括第一负载薄膜晶体管t1，所述第一负载薄膜晶体管t1的栅极和漏极短接；所述第一负载薄膜晶体管t1一端连接直流电源电压vcom，另一端连接第二驱动薄膜晶体管t2，且在所述第一负载薄膜晶体管t1与二驱动薄膜晶体管t2的之间形成连接点b，所述第二驱动薄膜晶体管t2另一端接地；
5、所述连接点b通过第三开关薄膜晶体管t3连接一直流电源电压vcom；
6、所述连接点a通过第四开关薄膜晶体管t4连接一交流电源电压vac；
7、所述直流电源电压vcom为所述交流电源vac电压的直流搭载电压；
8、所述第三开关薄膜晶体管t3与所述第四开关薄膜晶体管t4之间形成交流信号输出端vout。
9、本专利技术还提供一种有源矩阵电路控制方法，根据微液滴的运动控制需求，对有源矩阵电路进行控制，包括以下步骤：
10、(1)根据预设的工作交流电源电压，控制vcom端始终输入恒定电压，vac端始终输入交流电压；以vcom作为输出电压的参考点；预设vout为vac时，输出的相对电压为无直流搭载的纯交流信号；预设vout为vcom时，输出的相对电压为0v，(2)(21)(22)(23)(24)中的vout均为以vcom为参考点的相对电压。
11、(2)根据微液滴的运动需求，判断驱动微液滴运动需要vout输出的交流电信号，并按照以下步骤控制vout输出相应的交流电信号：
12、(21)当需要vout由0v变成交流信号时，控制vg为高电平，并控制vs由低电平变更为高电平；
13、(22)当需要vout由交流信号变成0v时，控制vg为高电平，并控制vs由高电平变更为低电平；
14、(23)当需要vout持续保持0v时，控制当vout形成0v输出后，控制vg为低电平；
15、(24)当需要vout持续保持交流信号时，控制当vout形成交流信号后，控制vg为低电平。
16、本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了新的技术路线——多级开关法，以实现有源矩阵的帧内交流输出，从根本上提高了交流输出信号的频率。其中，t0为第一级开关，t3和t4为第二级开关。通过多级开关的设计和进一步控制，可以实现输出状态的精准切换和输出波形的准确控制，并且连接点a和b保持反相，以保证一个薄膜晶体管导通时，另一个一定处于关断(或微导通)的状态。当b为高电平时，vout等于vcom，当a为高电平时，vout输出交流信号vac。使得输出更加精确。
17、具体而言，第一级开关受外电路，即栅极驱动器的控制，它决定了本像素在帧切换时其输出状态是否需要改变，第二级开关受电容c控制，它决定在一帧周期内输出的是有效信号(交流电压vac)还是无效信号(恒流电压vcom)，这样设计的目的，使得控制非常清楚简单，易于将本交流矩阵电路进化成阵列控制，实现高通量液滴控制。另外，在输出交流信号时，由于vout完全跟随vac，所以只要调整vac端的输入波形，就能得到同样波形的交流输出。这是对传统有源矩阵的另一项重大突破，为本专利技术提供了更多的潜在应用领域。
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1.一种交流有源矩阵电路，其特征是：包括第一源极输入端口Vs和第一栅极输入端口Vg，所述第一源极输入端口Vs外部连接源极驱动电路；所述第一栅极输入端口Vg外部连接栅极驱动电路；
2.一种有源矩阵电路控制方法，其特征是：对如权利要求1至2任一项所述的有源矩阵电路进行控制，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种交流有源矩阵电路，其特征是：包括第一源极输入端口vs和第一栅极输入端口vg，所述第一源极输入端口vs外部连接源极驱动电路；所述第一栅极输入端...
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