CN219936661U - 电子纸屏幕的像素控制装置及电子纸屏幕 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种电子纸屏幕的像素控制装置及电子纸屏幕，其中，该像素控制装置包括：TFT控制开关、Gate走线、Data走线、存储电容；TFT控制开关由第一TFT及第二TFT构成，用于将Data走线中的电压信号依次传输给像素电极；第一TFT的源极连接Data走线；第一TFT的漏极连接第二TFT的源极；Gate走线连接第一TFT的栅极及第二TFT的栅极，用于控制TFT的开关；第二TFT的漏极连接存储电容的一极；第一TFT的栅极与第二TFT的栅极采用同一块Gate图形电极；第一TFT的有源层与第二TFT的有源层采用同一块有源层图形结构；第一TFT的漏极与第二TFT的源极采用同一块SD图形电极。

Description

电子纸屏幕的像素控制装置及电子纸屏幕

技术领域

本实用新型涉及电子显示技术领域，尤指一种电子纸屏幕的像素控制装置及电子纸屏幕。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

电子纸屏幕是一种利用电泳显示技术制成的显示屏，通过TFT基板上的控制电路对各像素点施加驱动电压以达到显示图像的效果。电子纸屏幕作为一种反射式显示屏，在图像更新之后，无需持续刷新便可长时间保持，因此功耗很低。由于具有低功耗、广视角、高对比度、护眼等诸多特点，电子纸屏幕在电子价签、电子书、广告牌等很多领域应用日益广泛。

电子纸屏幕的显示效果和Pixel(像素)的开口率有很大关系。现有的电子纸屏幕由于TFT(薄膜晶体管)尺寸较大，而TFT位置是Pixel的非开口区，因此现有技术的TFT设计会导致电子纸屏幕开口率下降，并且显示效果不佳。

图1是现有技术的电子纸屏幕的Pixel设计的架构示意图。如图1所示，现有的Pixel设计包括：TFT控制开关110、横向的Gate走线120、竖向的Data走线130、公共电极140、像素电极150以及连接孔160等部分。

Gate走线120连接TFT控制开关110中的TFT的栅极，用于控制TFT的开关；Data走线130连接TFT的源极，用于向像素电极150传输电压信号；TFT的栅极、源极、漏极分别连接Gate走线120、Data走线130和像素电极150，用于将Data走线130中的电压信号依次传输给像素电极150；Gate层的公共电极140用于提供公共电压；SD层的像素电极和Gate层的公共电极140之间相互交叠的部分形成存储电容，用来存储Data走线130传输的Pixel驱动电压，以驱动FPL(前面板)；连接孔160用于将SD层的像素电极和ITO层的像素电极相连。

在现有的Pixel设计中，TFT控制开关采用双栅TFT结构，双栅TFT结构包括第一TFT和第二TFT两个相对独立的TFT，根据电路图的连接关系，第一TFT和第二TFT的栅极通过Gate走线相互连接，第一TFT的漏极和第二TFT的源极通过一块SD层的金属走线相互连接。

图2是现有技术的电子纸屏幕的Pixel设计的电路示意图。如图2所示，该电路主要由两个TFT及存储电容Cst组成。

第一TFT 111和第二TFT 112组成一个双栅TFT，第一TFT 111的栅极和第二TFT112的栅极相连并连接到Gate走线120上，第一TFT 111的源极连接到Data走线130上，第一TFT 111的漏极与第二TFT 112的源极相连，第二TFT 112的漏极连接到存储电容Cst的一极，存储电容Cst的另一极连接到公共电极140。

图3是现有技术的电子纸屏幕的TFT基板的膜层结构示意图。如图3所示，电子纸屏幕的TFT基板的膜层结构从下到上依次为：玻璃基板(Glass)、Gate层、GI层(栅极绝缘层)、Active层(有源层)、SD层、PVX层(钝化层)、ITO层。

Gate层用于形成Gate走线、TFT的栅极以及公共电极，通常使用Mo、Al、Nd、Cu等导电材料；GI层用于隔绝Gate层和SD层，通常采用SiNx或SiO2等绝缘材料；Active层用于形成TFT的导电沟道，通常采用a-Si、p-Si、IGZO或其他具有半导体材料；SD层用于形成Data走线、TFT的源漏极和像素电极，通常使用Mo、Al、Nd、Cu等导电材料；PVX层用于隔绝SD层和ITO层，通常采用SiNx或SiO2等绝缘材料；ITO层用于形成像素电极，通常使用ITO等透明导电材料。

图4是图2中A-A’位置的截面示意图。如图4所示，从左到右依次是第一TFT 111、第二TFT 112、连接孔160、存储电容Cst。连接孔160用于将SD层的像素电极151和ITO层的像素电极152相连。第一TFT 111和第二TFT 112的栅极Gate层图形之间、有源层(Active)图形之间都需要预留足够的间隙，以确保两个TFT的图形相互分开。为了确保第一TFT 111的漏极和第二TFT 112的源极在工艺波动的情况下也能有效搭接，Gate层、有源层、SD层之间需要预留的足够的交叠宽度。

在现有Pixel设计中，双栅TFT的第一TFT和第二TFT是两个相对独立的TFT。在双栅TFT的布局过程，会先将第一TFT和第二TFT的图形放置到Pixel设计中，再按照电路图中的连接关系进行布线连接，因此第一TFT和第二TFT的栅极Gate层图形之间、有源层图形之间都需要预留足够的间隙，以确保两个TFT的图形相互分开。同时现有设计中，为了确保第一TFT的漏极和第二TFT的源极在工艺波动的情况下也能有效搭接，Gate层、有源层、SD层之间需要预留的足够的交叠宽度。这就导致现有的双栅TFT图形面积较大，从而导致电子纸屏幕的开口率下降、显示效果不佳。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提出了一种电子纸屏幕的像素控制装置及电子纸屏幕，对电子纸屏幕中的TFT进行优化设计，从而提升电子纸屏幕开口率，改善显示效果。

具体的，该电子纸屏幕的像素控制装置包括：TFT控制开关、Gate走线、Data走线、存储电容；其中，

TFT控制开关由第一TFT及第二TFT构成，用于将Data走线中的电压信号依次传输给像素电极；第一TFT的源极连接Data走线；第一TFT的漏极连接第二TFT的源极；Gate走线连接第一TFT的栅极及第二TFT的栅极，用于控制两个TFT的开关；第二TFT的漏极连接存储电容的一极，存储电容的另一极连接公共电极；

第一TFT的栅极与第二TFT的栅极采用同一块Gate图形电极；

第一TFT的有源层与第二TFT的有源层采用同一块有源层图形结构；

第一TFT的漏极与第二TFT的源极采用同一块SD图形电极。

进一步的，电子纸屏幕的TFT基板的膜层结构至少包括：

玻璃基板、Gate层、栅极绝缘层、有源层、SD层、钝化层、ITO层。

进一步的，SD层的像素电极与Gate层的公共电极之间相互堆叠的部分形成存储电容；

Gate层的公共电极用于提供公共电压；

存储电容用于存储Data走线传输的像素驱动电压，以驱动电子纸屏幕的前面板。

进一步的，还包括：连接孔，所述连接孔用于将SD层的像素电极和ITO层的像素电极相连。

进一步的，第二TFT的漏极连接SD层的像素电极。

在本实用新型的另一实施例中，还提出了一种电子纸屏幕，包括：TFT基板、电子纸膜及驱动IC；所述TFT基板包括像素控制装置；

所述像素控制装置包括：TFT控制开关、Gate走线、Data走线、存储电容；其中，

TFT控制开关由第一TFT及第二TFT构成，用于将Data走线中的电压信号依次传输给像素电极；第一TFT的源极连接Data走线；第一TFT的漏极连接第二TFT的源极；Gate走线连接第一TFT的栅极及第二TFT的栅极，用于控制两个TFT的开关；第二TFT的漏极连接存储电容的一极，存储电容的另一极连接公共电极；

第一TFT的栅极与第二TFT的栅极采用同一块Gate图形电极；

第一TFT的有源层与第二TFT的有源层采用同一块有源层图形结构；

第一TFT的漏极与第二TFT的源极采用同一块SD图形电极。

本实用新型提出的电子纸屏幕的像素控制装置及电子纸屏幕将TFT控制开关的结构进行优化，将第一TFT的栅极和第二TFT的栅极设置为同一块Gate图形电极，将第一TFT的有源层和第二TFT的有源层设置为同一块有源层图形结构，并且将第一TFT的漏极和第二TFT的源极设置为同一块SD图形电极，使双栅TFT作为一个整体，有效减小像素设计内的双栅TFT所占的面积，从而有效提升电子纸屏幕的开口率和显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有技术的电子纸屏幕的Pixel设计的架构示意图。

图2是现有技术的电子纸屏幕的Pixel设计的电路示意图。

图3是现有技术的电子纸屏幕的TFT基板的膜层结构示意图。

图4是图1中A-A’位置的截面示意图。

图5是本实用新型一实施例的电子纸屏幕的Pixel设计的框架示意图。

图6是本实用新型一实施例的电子纸屏幕的Pixel设计的电路示意图。

图7是图5中B-B’位置的截面示意图。

附图标号说明：

110：TFT控制开关； 111：第一TFT；

112：第二TFT； 120：Gate走线；

130：Data走线； 140：公共电极；

150：像素电极； 151：SD层的像素电极；

152：ITO层的像素电极； 160：连接孔；

Cst：存储电容； ITO：ITO层；

PVX：PVX层； SD：SD层；

Active：Active层； GI：GI层；

Gate：Gate层； S：源极；

D：漏极； Glass：玻璃基板；

510：TFT控制开关； 511：第一TFT；

512：第二TFT； 520：Gate走线；

530：Data走线； 540：公共电极；

550：像素电极； 551：SD层的像素电极；

552：ITO层的像素电极； 560：连接孔。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何方式限制本实用新型的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型的实施方式，提出了一种电子纸屏幕的像素控制装置及电子纸屏幕，涉及电子显示技术领域。

在本实用新型实施例中，需要说明的术语有：

TFT：薄膜晶体管； Pixel：像素；

Gate走线：栅极走线； Data走线：数据走线；

SD层：源漏电极层； ITO层：氧化铟锡(透明导电金属)层；

GI层：栅极绝缘层； PVX层：钝化层；

Active：有源层； SiNx：氮化硅；

SiO₂：二氧化硅；

像素开口率：(ITO层)Pixel电极在Pixel中的面积占比。

下面参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。

图5是本实用新型一实施例的电子纸屏幕的Pixel设计的框架示意图。图6是本实用新型一实施例的电子纸屏幕的Pixel设计的电路示意图。图7是本实用新型一实施例的像素控制装置的截面示意图。

如图5、图6及图7所示，像素控制装置包括：TFT控制开关510、Gate走线520、Data走线530、存储电容Cst；

TFT控制开关510由第一TFT 511及第二TFT 512构成，用于将Data走线中的电压信号依次传输给像素电极550；

第一TFT 511的源极连接Data走线530；Data走线530用于向像素电极550传输电压信号；

第一TFT 511的漏极连接第二TFT 512的源极；

Gate走线520连接第一TFT 511的栅极及第二TFT 512的栅极，用于控制两个TFT的开关；

第二TFT 512的漏极连接存储电容Cst的一极，存储电容Cst的另一极连接公共电极540；

第一TFT 511的栅极与第二TFT 512的栅极采用同一块Gate图形电极；

第一TFT 511的有源层与第二TFT 512的有源层采用同一块有源层图形结构；

第一TFT 511的漏极与第二TFT 512的源极采用同一块SD图形电极。

相较于现有技术，本申请对双栅TFT进行改进，将第一TFT和第二TFT的图形布局进行如下优化：

1、第一TFT的栅极和第二TFT的栅极设置为同一块Gate图形电极；

2、第一TFT的有源层和第二TFT的有源层设置为同一块active图形；

3、第一TFT的漏极和第二TFT的源极设置为同一块SD图形电极。

优化后的双栅TFT作为一个整体，图形面积有效减小，从而有效提升电子纸屏幕的开口率和显示。

在一具体实施例中，本实用新型的电子纸屏幕的TFT基板的膜层结构与现有技术的图3类似，至少包括：玻璃基板、Gate层、栅极绝缘层、有源层、SD层、钝化层、ITO层。

对比本申请的Pixel设计(图5、图7)与现有技术的Pixel设计(图1、图4)，本申请主要在TFT控制开关的结构设计上做出了改进。

本申请的控制电路(图6)与现有技术的控制电路(图2)类似。

具体的，SD层的像素电极551与Gate层的公共电极540之间相互堆叠的部分形成存储电容Cst；

Gate层的公共电极540用于提供公共电压(VCOM)；

存储电容Cst用于存储Data走线530传输的像素驱动电压，以驱动电子纸屏幕的前面板。

像素中设置有连接孔560，所述连接孔560用于将SD层的像素电极551和ITO层的像素电极552相连。

第二TFT 512的漏极连接SD层的像素电极551。

具体的，如图7所示，从左到右依次是第一TFT 511、第二TFT 512、连接孔560、存储电容Cst。

第一TFT 511的栅极和第二TFT 512的栅极设置为同一块Gate图形电极，第一TFT511的有源层和第二TFT 512的有源层设置为同一块Active图形，省掉了Gate图形和Active图形之间的间隔距离。第一TFT 511的漏极和第二TFT 512的源极设置为同一块SD图形电极，这块SD图形的宽度仅需要设置为SD图形能够确保的最小宽度，不仅省掉了第一TFT 511的漏极和第二TFT 512的源极连接金属的宽度，也省掉了Gate层、有源层、SD层之间需要预留的交叠宽度。

在本实用新型的另一实施例中，还提出了一种电子纸屏幕，包括：TFT基板、电子纸膜及驱动IC；所述TFT基板包括像素控制装置；

所述像素控制装置包括：TFT控制开关、Gate走线、Data走线、存储电容；其中，

TFT控制开关由第一TFT及第二TFT构成，用于将Data走线中的电压信号依次传输给像素电极；第一TFT的源极连接Data走线；第一TFT的漏极连接第二TFT的源极；Gate走线连接第一TFT的栅极及第二TFT的栅极，用于控制两个TFT的开关；第二TFT的漏极连接存储电容的一极，存储电容的另一极连接公共电极；

第一TFT的栅极与第二TFT的栅极采用同一块Gate图形电极；

第一TFT的有源层与第二TFT的有源层采用同一块有源层图形结构；

第一TFT的漏极与第二TFT的源极采用同一块SD图形电极。

具体的，电子纸屏幕还可以包括：PS保护膜、柔性电路板、印刷电路板等。

其中，TFT基板、电子纸膜、PS保护膜、驱动IC、柔性电路板、印刷电路板之间的结构关系在本领域中属于公知常识，本申请的主要改进在于TFT基板上的像素控制装置。

本实用新型提出的电子纸屏幕的像素控制装置及电子纸屏幕将TFT控制开关的结构进行优化，将第一TFT的栅极和第二TFT的栅极设置为同一块Gate图形电极，将第一TFT的有源层和第二TFT的有源层设置为同一块有源层图形结构；将第一TFT的漏极和第二TFT的源极设置为同一块SD图形电极，使双栅TFT作为一个整体，有效减小像素设计内的双栅TFT所占的面积，从而有效提升电子纸屏幕的开口率和显示效果。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种电子纸屏幕的像素控制装置，其特征在于，包括：TFT控制开关、Gate走线、Data走线、存储电容；其中，

TFT控制开关由第一TFT及第二TFT构成，用于将Data走线中的电压信号依次传输给像素电极；第一TFT的源极连接Data走线；第一TFT的漏极连接第二TFT的源极；Gate走线连接第一TFT的栅极及第二TFT的栅极，用于控制两个TFT的开关；第二TFT的漏极连接存储电容的一极，存储电容的另一极连接公共电极；

第一TFT的栅极与第二TFT的栅极采用同一块Gate图形电极；

第一TFT的有源层与第二TFT的有源层采用同一块有源层图形结构；

第一TFT的漏极与第二TFT的源极采用同一块SD图形电极。

2.根据权利要求1所述的电子纸屏幕的像素控制装置，其特征在于，电子纸屏幕的TFT基板的膜层结构至少包括：

玻璃基板、Gate层、栅极绝缘层、有源层、SD层、钝化层、ITO层。

3.根据权利要求2所述的电子纸屏幕的像素控制装置，其特征在于，SD层的像素电极与Gate层的公共电极之间相互堆叠的部分形成存储电容；

Gate层的公共电极用于提供公共电压；

存储电容用于存储Data走线传输的像素驱动电压，以驱动电子纸屏幕的前面板。

4.根据权利要求2所述的电子纸屏幕的像素控制装置，其特征在于，还包括：连接孔，所述连接孔用于将SD层的像素电极和ITO层的像素电极相连。

5.根据权利要求1所述的电子纸屏幕的像素控制装置，其特征在于，第二TFT的漏极连接SD层的像素电极。

6.一种电子纸屏幕，包括：TFT基板、电子纸膜及驱动IC；其特征在于，所述TFT基板包括像素控制装置；

所述像素控制装置包括：TFT控制开关、Gate走线、Data走线、存储电容；其中，

TFT控制开关由第一TFT及第二TFT构成，用于将Data走线中的电压信号依次传输给像素电极；第一TFT的源极连接Data走线；第一TFT的漏极连接第二TFT的源极；Gate走线连接第一TFT的栅极及第二TFT的栅极，用于控制两个TFT的开关；第二TFT的漏极连接存储电容的一极，存储电容的另一极连接公共电极；

第一TFT的栅极与第二TFT的栅极采用同一块Gate图形电极；

第一TFT的有源层与第二TFT的有源层采用同一块有源层图形结构；

第一TFT的漏极与第二TFT的源极采用同一块SD图形电极。