他实施例中，该器件进一步包括:系统管理单元，配置用于生成一个或者多个指令，该一个或者多个指令通过对一个或者多个所选电极顺序地进行接地、激励或去激励，来操控在该多个电极之间的一个或者多个液滴，从而驱使液滴沿着所选路线移动。在其他一些实施例中，该器件包括EWOD器件。在一些实施例中，该器件包括配置用于生成驱动电压的DEP器件，该驱动电压是具有10Vrms至300Vrms的在50kHz到200kHz范围内的AC。在其他实施例中，该器件包括通过典型的CMOS制造工艺制造的CMOS器件。在其他一些实施例中，该器件进一步包括并且/或者利用包括Si3N4/Si02或者其他氧化物材料的钝化层，作为介电层。
[0020]在一些实施例中，该器件包括CMOS器件，其中使用标准低电压(3.5V至0.4V)CMOS部件来实施双状态开关。在其他实施例中，该器件包括CMOS器件，该CMOS器件包括保护电路系统，该保护电路系统配置用于:增加击穿电压，减少正电压的漏电流，防止负电压通过P-n结对地短路，增加在断开模式下的双状态开关电极的高阻抗，或者其组合。在其他一些实施例中，该器件包括TFT器件，该TFT器件包括双状态开关，该双态开关使用由沉积的薄膜制成的晶体管。在其他实施例中，该器件进一步包括施加至DC/DC转换器的DC电源，该DC/DC转换器包括放电功能，其中通过栅极总线以接通TFT，来将该多个电极中的一个或者多个短接至GND以便对液滴进行致动。
【附图说明】
[0021]图1是图示了包括高电压驱动电极的微流体系统的示意图；
[0022]图2是图示了包括双状态开关低电压驱动电极(b1-state-switch low-voltagedriving electrode)的微流体系统的示意图；
[0023]图3是图示了使用标准CMOS制造技术来进行电极的电学设计的示意图；
[0024]图4是图示了使用标准TFT制造技术来进行电极的电学设计的示意图；
[0025]图5是图示了制作包括双状态开关低电压驱动电极的微流体系统的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0026]在图1中图示了一种常规的电润湿微致动器机制。数字微流体器件包括分别地两个平行板102和107，具有距离间隔104。底板107包含可独立控制的电极108的阵列，并且顶板102涂布有连续的接地电极101。电极能够由薄层形式的具有导电性和透光性的组合特征的材料诸如铟锡氧化物(ITO)形成。将涂布有疏水膜103诸如特氟龙AF的介电绝缘体106例如聚对二甲苯C，添加至该板，用于降低表面的可润湿性并且用于增加在液滴与控制电极之间的电容。包含生化样品的液滴105和填充物介质诸如硅油或空气，夹设在板之间，以方便在填充物介质内部运送液滴105。为了移动液滴105，将通常在50Vrms至150Vrms范围内的并且对于大多数半导体制造技术来说过高的控制电压，施加至与在液滴105正下方的去激励的电极110相邻的电极109。
[0027]图2图示了根据一些实施例的数字微流体器件。利用双状态开关低电压方法的数字微流体器件，包括分别地两个平行板202和207，具有距离间隔204。底板207包含可独立控制的电极208的阵列，并且顶板202涂布有连续电极201。将高电压AC，诸如IKHz，供应至连续电极201。顶板能够由薄层形式的具有导电性和透光性的组合特征的材料诸如铟锡氧化物(ITO)形成。底板可以通过半导体制造技术来实施。将涂布有疏水膜203诸如特氟龙AF的介电绝缘体206例如标准CMOS制造的钝化层的Si3N4/Si02，添加至板，用于降低表面的可润湿性并且用于增加在液滴与控制电极之间的电容。包含生化样品的液滴205和填充物介质诸如硅油或空气，夹设在板之间，以方便在填充物介质内部运送液滴205。为了移动液滴205，通过使电极212处于高阻抗模式，将接地施加至与去激励的电极210相邻的电极209。电极212在液滴205的正下。电极208，诸如电极209和212，由分隔结构213电隔离并且/或者隔开。
[0028]在一些实施例中，电极由双状态开关210控制。施加逻辑低至该电极以激励对应的电极，并且施加逻辑高以去激励该电极。
[0029]在其他一些实施例中，双状态开关技术能够扩展为三状态开关技术，其中第三状态为逻辑‘I’状态。逻辑‘I’状态具有电源节点VDD的电压(3.5V至0.4V)。三状态开关技术能够用于其他应用，其中高阻抗和‘0’状态用于液滴致动，而‘I’状态用于检测或者自测。在其他一些实施例中，逻辑‘I’状态能够用于液滴检测，其中在底板上的电极充电至VDD然后放电。放电速度能够取决于电极的电容的RC时间常数。在其顶部上具有液滴的电极具有大于在其顶部上不具有液滴的电极的电容。通过测量放电(或者充电)速度，能够检测到液滴。
[0030]在如图3所指示的其他一些实施例中，将标准CMOS部件用于实施双状态开关。电极301由双状态开关320控制。VDD 310 (3.5V至0.4V)是核心电路系统使用的电源电压。D触发器302连接至双状态开关320以指示能够与微流体部件集成的电子控制/检测电路系统。建立保护电路303，以保护并且增强双状态开关的性能。
[0031]在其他一些实施例中，建立保护电路303系统以:(1)增加击穿电压，(2)减少正电压的漏电流，⑶防止负电压通过P-n结对地短路，以及(4)增加在断开模式下的双状态开关电极的尚阻抗。
[0032]在如图4所示的一些实施例中，双状态开关使用由沉积的薄膜制成的晶体管，该晶体管因此称为薄膜晶体管(TFT)411。TFT阵列衬底包含TFT 411、存储电容器413、微电极412、和互连接线(总线)414和415。在栅极总线415和数据信号总线414的每一端上，制造一组焊盘，以附接源极驱动器IC 420和栅极驱动器IC 425。通过使用包括一组IXD驱动ICOXD driving IC, LDI)芯片(诸如，源极驱动器IC 420和栅极驱动器IC 425)的驱动电路单元，AM控制器430使用来自系统控制450的数据431以驱动TFT阵列。将DC电源441施加至包括放电功能的DC/DC转换器440，通过栅极总线415以接通TFT，来使得电极412短接至地(GND)以便对液滴进行驱动。对存储电容器进行充电，并且在微电极412上的电压电平上升至施加至源极总线414的电压电平(GND)。存储电容器413的主要功能是维持在微电极上的电压，直到施加了下一个信号电压。
[0033]在一些实施例中，TFT数字微流体系统包括五个主要的块:如图4所示的有源矩阵面板410、源极驱动器420、栅极驱动器425、DC/DC转换器440、和AM控制器430。在有源矩阵面板410中，栅极总线415和源极总线414共享地被使用，但是每个电极412均可通过选择在行和列的端部的适当的两个接触焊盘而被单独地寻址。
[0034]图5是图示了制作包括双状态开关低电压驱动电极的微流体系统的过程500的流程图。过程500能够开始于步骤502。在步骤504处，制成具有连续电极的第一板。在一些实施例中，第一板与能够提供电压(诸如，IKHz AC)的电源耦合。在步骤506处，制成具有多个电极的第二板。多个电极中的每一个的电压均能够被独立地控制。顶板、底板、或者两者，能够包含覆盖该一个或者多个电极的表面的介电层。通过过程500制成的器件能够用于驱动液滴移动。液滴能够包含待检测/测量的生物物质，诸如葡萄糖。在一些实施例中，液滴可极化、带有电荷、或者两者均可。过程500能够在步骤508处停止。
[0035]当前，用于实施芯片上实验室(lab-on-a-chip，L0C)的典型CMOS (互补金属氧化物半导体