CN101034513A - 薄膜晶体管阵列基板与电子墨水显示装置 - Google Patents

Abstract

一种薄膜晶体管阵列基板，其适用于电子墨水显示装置。此薄膜晶体管阵列基板主要包括基板、多条扫描配线、多条数据配线、多个薄膜晶体管、多个像素电极与多条检测信号线。数据配线与扫描配线设置于基板上，并在基板上划分出多个像素区域，而薄膜晶体管分别设置于像素区域内，以通过扫描配线与数据配线驱动。像素电极分别设置于像素区域内，并电连接至其所对应的薄膜晶体管。另外，检测信号线串接扫描配线与/或数据配线。本发明的电子墨水显示装置与其薄膜晶体管阵列基板通过检测线路的设计来提高测试的准确性，进而提高生产合格率。

Description

薄膜晶体管阵列基板与电子墨水显示装置

技术领域

本发明涉及一种主动元件阵列基板与显示装置，且特别涉及一种薄膜晶体管阵列基板与电子墨水显示装置。

背景技术

电子墨水显示装置最初发展于1970年代，其特色是包含带电荷的小球，其中球的一面是白色，另一面是黑色，当电场改变时，球会上下转动，而呈现不同颜色。第二代的电子墨水显示装置是发展于1990年代，其特色是以微胶囊代替传统的小球，并且在胶囊内填充彩色的油(oil)与带电荷的白色颗粒。通过外在电场的控制使白色颗粒往上或是往下移动，其中当白色颗粒往上(接近阅读者方向时)则显示出白色，当白色颗粒往下时(远离读者方向时)则显示出油的颜色。

一般而言，目前常见的电子墨水显示装置包括前面板(frontplanelaminate，FPL)以及薄膜晶体管阵列基板。前面板通常包括透明盖板、透明电极层与电子墨水材料层。电子墨水材料层中包含电子墨水以及承载液体。当薄膜晶体管阵列基板的各像素电极与前面板的透明电极层之间的电场改变时，电子墨水便会根据电场方向而向上或向下移动，进而使各像素呈现出不同的光学特性。

公知在薄膜晶体管阵列基板与前面板组装完成后，会对薄膜晶体管阵列基板上的配线以及像素进行光电特性测试，以确保电子墨水显示装置的生产合格率。在驱动电路尚未完成时，传统的电子墨水显示器是采用导电压条(shorting bar)的方式进行像素的测试。测试时一端以栅极导电压条同时接触所有的扫描配线，对每一条扫描配线施加同一栅极测试信号，在同一时间开启连接于每一条扫描配线上的像素内的所有薄膜晶体管。此时另一端以源极导电压条同时接触所有的数据配线，并通过此源极导电压条输入一共同测试信号至数据配线上，以将显示数据输入每一个像素中，用以观察整个显示画面的显示情形。采用此导电压条的测试方法，所有薄膜晶体管与像素电极均接收并反映同一信号，任何电路中的开路(断路)都会使元件接收不到预定的信号而显示出与正常元件(像素)不同的电气与光学特性，测试者即可据此观察而知缺陷的所在。

然而，由于上述的公知的检测方法是通过导电压条同时对所有像素输入相同的检测信号，因此仅能检出电子墨水显示装置显示特定画面的异常情形，并无法辨别其他例如局部的亮、暗点(bright and darkpoint)等像素瑕疵(defect)。举例而言，当两相邻像素的像素电极之间有铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)残留而误导通时，则由于输入的检测信号相同，将无法辨别此ITO残留所造成的像素瑕疵。如此一来，会导致后续生产成本提高以及合格率低等问题。

此外，采用导电压条的测试方法在执行时也会产生其他问题。一般而言，导电压条压着时的精密度较低，所以压条长度必须比实际压着区域更长，才能确保所有信号线均保有接触而能收到信号。但便携式产品的可利用区域因需求面的影响而受到限制，常常有许多线路集聚在甚小的面积内；为避免发生不允许的短路现象，往往必须限制导电压条的长度，此时可能会有部分信号线在压着误差的影响下失去接触而无法接收信号，成了测试漏失。再则，导电压条的压着接触效果易受到压条材料、形状与压力的影响，容易有部分信号线路因压力不均匀而出现信号强弱不一的现象，影响测试正确性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种薄膜晶体管阵列基板，其具有特殊检测线路的设计，提高测试的准确性，进而提高生产合格率。

本发明的另一目的是提供一种电子墨水显示装置，其通过薄膜晶体管阵列基板上的检测线路的设计来提高测试的准确性，进而提高生产合格率。

为达上述或是其他目的，本发明提出一种薄膜晶体管阵列基板，其适用于电子墨水显示装置。此薄膜晶体管阵列基板主要包括基板、多条扫描配线、多条数据配线、多个薄膜晶体管、多个像素电极、多条检测信号线、多个检测开关元件以及检测控制线。数据配线与扫描配线设置于基板上，并在基板上划分出多个像素区域，而薄膜晶体管分别设置于像素区域内，以通过扫描配线与数据配线驱动。此外，像素电极分别设置于像素区域内，并电连接至其所对应的薄膜晶体管。另外，检测信号线串接扫描配线与/或数据配线，且每一条检测信号线连接至少一个检测信号输入端口。检测开关元件连接于检测信号线与扫描配线或数据配线之间，而检测控制线串接检测开关元件，用以控制检测开关元件的开启或关闭，且检测控制线连接至少一个控制信号输入端口。

本发明还提出一种电子墨水显示装置，其主要包括上述的薄膜晶体管阵列基板、电子墨水材料层、透明盖板以及透明电极层。电子墨水材料层是设置于薄膜晶体管阵列基板的像素电极上，而透明盖板是设置于电子墨水材料层上。此外，透明电极层是设置于透明盖板与电子墨水材料层之间。

在一实施例中，上述的检测控制线连接至足以使检测开关元件关闭的负电压电源信号输入端口。

在一实施例中，上述的检测开关元件例如是晶体管。

在一实施例中，扫描配线与/或上述这些数据配线分为多个配线组，而检测信号线分别串接配线组，且每一个配线组内的扫描配线或数据配线互不相邻。

在一实施例中，检测信号线包括扫描检测信号线以及数据检测信号线，扫描检测信号线串接所有扫描配线，而数据检测信号线串接所有数据配线。

在一实施例中，检测信号线包括扫描检测信号线以及多条数据检测信号线，其中扫描检测信号线串接所有扫描配线，数据检测信号线串接所有数据配线，且每一条数据检测信号线所串接的数据配线互不相邻。举例而言，检测信号线包括扫描检测信号线、第一数据检测信号线以及第二数据检测信号线，扫描检测信号线串接所有扫描配线，第一数据检测信号线串接第2N-1条数据配线，而第二数据检测信号线串接第2N条数据配线，N为正整数。此外，检测信号线还可以包括扫描检测信号线、第一数据检测信号线、第二数据检测信号线以及第三数据检测信号线，扫描检测信号线串接所有扫描配线，第一数据检测信号线串接第3N-2条数据配线，第二数据检测信号线串接第3N-1条数据配线，而第三数据检测信号线串接第3N条数据配线，N为正整数。

在一实施例中，检测信号线包括数据检测信号线以及多条扫描检测信号线，数据检测信号线串接所有数据配线，扫描检测信号线串接所有扫描配线，且每一条扫描检测信号线所串接的扫描配线互不相邻。举例而言，检测信号线包括第一扫描检测信号线、第二扫描检测信号线以及数据检测信号线，第一扫描检测信号线串接第2N-1条扫描配线，第二扫描检测信号线串接第2N条扫描配线，而数据检测信号线串接所有数据配线，N为正整数。

在一实施例中，像素电极的材质例如是透明导电材质或金属材质。

基于上述，本发明通过多条检测信号来对薄膜晶体管阵列基板上的配线以及像素进行光电特性测试，因此有助于提高测试准确性。此外，本发明还可将扫描配线与/或数据配线分组，并以不同的检测信号线串接，如此便可通过不同的检测信号线输入不同的测试信号至像素上，以辨别相邻像素之间可能产生的像素瑕疵。因此，本发明有助于提高薄膜晶体管阵列基板与电子墨水显示装置的生产合格率，并可进一步降低生产成本。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明之较佳实施例的一种电子墨水显示装置的剖视图。

图2为图1的电子墨水显示装置的俯视图。

图3为本发明另一实施例的电子墨水显示装置的俯视图。

图4为一般电子墨水显示装置中可能产生的像素瑕疵的示意图。

图5为本发明之另一实施例的电子墨水显示装置的局部俯视图。

图6为本发明之又一实施例的电子墨水显示装置的局部俯视图。

主要元件标记说明

100：电子墨水显示装置

102：显示区域

104：周边线路区域

110：薄膜晶体管阵列基板

110a：像素区域

112：像素电极

114：薄膜晶体管

120：透明盖板

130：电子墨水材料层

140：透明电极层

142：栅极驱动器

144：源极驱动器

152：扫描配线

154、154a、154b、154c：数据配线

162、164、164a、164b、164c：检测信号线

172：检测开关元件

174：检测控制线

212：像素电极

214：薄膜晶体管

250a：像素区域

252：扫描配线

254a、254b：数据配线

270：残留的导电材料

454：数据配线

454a：第一数据配线组

454b：第二数据配线组

464a：第一数据检测信号线

464b：第二数据检测信号线

552：扫描配线

552a：第一扫描配线组

552b：第二扫描配线组

562a：第一扫描检测信号线

562b：第二扫描检测信号线

V1、V2：显示电压

具体实施方式

请参照图1，其为本发明之较佳实施例的一种电子墨水显示装置的剖视图。电子墨水显示装置100主要包括薄膜晶体管阵列基板110、透明盖板120、电子墨水材料层130以及透明电极层140。透明电极层140的材质例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)或其他透明导电材质。此外，电子墨水材料层130是设置于透明电极层140与薄膜晶体管阵列基板110的像素电极112之间。通过各像素电极112与透明电极层140之间的电场变化，可使电子墨水显示装置100的各像素呈现出不同的光学特性。

为了详细说明本发明的特征，下文将进一步就上述的的薄膜晶体管阵列基板上的配线与像素结构进行讨论。请参照图2，其为上述的电子墨水显示装置100的俯视图。如图2所示，电子墨水显示装置100具有显示区域102以及位于显示区域102外围的周边线路区域104。数据配线154与扫描配线152设置于基板111上，并在显示区域102内划分出多个像素区域110a。此外，薄膜晶体管114与像素电极112分别设置于像素区域110a内，其中薄膜晶体管114连接至所对应的扫描配线152与数据配线154，而像素电极112连接至薄膜晶体管114。在本实施例中，像素电极的材质例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物等透明导电材质或金属材质。

周边线路区域104内例如设置有多个栅极驱动器142以及源极驱动器144，其中栅极驱动器142连接扫描配线152，以在显示时将驱动信号通过扫描配线152输入至薄膜晶体管114的栅极，使得薄膜晶体管114呈开启的状态。源极驱动器144连接数据配线154，以在薄膜晶体管114开启后，将显示数据输入至像素电极112。

请再参照图2，本实施例分别通过扫描检测信号线162以及数据检测信号线164来串接扫描配线152与数据配线154。测试时，通过扫描检测信号线162对每一条扫描配线152施加同一栅极测试信号，以在同一时间开启连接于每一条扫描配线152上的所有薄膜晶体管114。同时，通过数据检测信号线164输入共同测试信号至数据配线154上，以将显示数据输入每一个像素中，用以观察整个显示画面的显示情形。由于本实施例通过检测信号线162、164进行测试，因此可确保所有配线均能收到测试信号，且可避免因便携式产品的需求面的限制而发生不允许的短路或测试漏失的现象，有助于提高测试正确性。

请再参照图2，为了避免检测信号线162、与164以及其他相关检测电路对像素显示造成干扰，薄膜晶体管阵列基板110还包括多个检测开关元件172以及检测控制线174。检测开关元件172例如是晶体管或其他开关元件，其是连接于扫描检测信号线162与扫描配线152之间以及数据检测信号线164与数据配线154之间，而检测控制线174是串接检测开关元件172，用以控制检测开关元件172的开启或关闭。当进行检测时，可通过检测控制线174开启检测开关元件172，以将检测信号输入对应的扫描配线152与数据配线154，而在其他状态下，检测控制线174连接至足以使检测开关元件172关闭的负电压电源信号输入端口，使得扫描检测信号线162与扫描配线152之间以及数据检测信号线164与数据配线154之间呈现断路的状态，以避免在像素运动时产生干扰。

值得一提的是，上述的检测信号线与检测控制线皆可分别连接至少一个信号输入端口，以通过信号输入端口分别输入测试信号与控制信号。

请参照图3所示的本发明另一实施例的电子墨水显示装置的俯视图，其中部分与上述实施例相似的构件以相同的标号表示，在本实施例中不再重复说明。本发明为了辨别相邻两行的像素之间可能产生的瑕疵，还例如可对扫描配线或数据配线进行分组的动作，使其串接不同的检测信号线，以便输入不同的检测信号。举例而言，电子墨水显示装置100例如具有红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的像素，以达成彩色显示的效果。在本实施中，数据配线154例如依次包括数据配线154a，用以驱动红色像素；数据配线154b，用以驱动绿色像素；以及数据配线154c，用以驱动蓝色像素。数据检测信号线164a、164b与164c设置于数据配线154的一侧，且数据配线154a、154b以及154c分别构成配线组，并被数据检测信号线164a、164b与164c分别串接。

如此，当对电子墨水显示装置100进行检测时，便可分别通过数据检测信号线164a、164b与164c输入不同的检测信号至相邻两行的像素上，以辨别相邻两行的像素之间可能产生的像素瑕疵。

更详细地说，请参照图4，其为一般电子墨水显示装置中可能产生的像素瑕疵的示意图。如图4所示，扫描配线252与数据配线254a、254b划分出像素区域250a，而薄膜晶体管214与像素电极212设置于像素区域250a内，且像素电极212连接薄膜晶体管214。相邻两行的像素电极212之间例如在制造工艺时残留有部分的导电材料(如铟锡氧化物)270，使得两相邻的像素电极212误导通。然而，由于本发明是通过不同的数据检测信号线来串接不同的数据配线组，因此在进行像素的检测时，可分别输入不同的检测信号至数据配线254a与254b上，其例如是不同大小的显示电压V1与V2，其中V1＞V2。

若显示装置是以白画面为其常态(normally white)，则在正常的状态下，V1例如可使像素电极212a所对应的像素显示亮点，而V2例如可使像素电极212b所对应的像素显示暗点。然而，由于像素电极212a与212b相互导通，因此在输入检测信号后，像素电极212a与像素电极212b所对应的像素将皆显示亮点，如此便可准确判断像素瑕疵所在的位置。

上述实施例是依据像素颜色的不同，通过三条检测信号线分别串接不同的数据配线组。然而，在本发明的精神范围内，并不限定检测信号线的数量以及数据配线或扫描配线的分组方式，而只需使每一个配线组内的扫描配线或数据配线互不相邻，便可达到本发明的上述目的。下文中，将再列举本发明的其他多种具有不同的配线分组方式的电子墨水显示装置，其中各实施例将仅针对扫描配线或数据配线的分组以及检测信号线的连接方式加以说明，关于电子墨水显示装置上的其他元件，请参考上述实施例的说明，下文将不再赘述。

图5为本发明之另一实施例的电子墨水显示装置的局部俯视图。如图5所示，数据配线454例如是被分为相互交错设置的第一数据配线组454a以及第二数据配线组454b，而第一数据检测信号线464a串接第一数据配线组454a，第二数据检测信号线464b串接第二数据配线组454b。

此外，图6为本发明之又一实施例的电子墨水显示装置的局部俯视图。如图6所示，本实施例例如是对扫描配线552进行分组，其中扫描配线552可分为相互交错设置的第一扫描配线组552a以及第二扫描配线组552b。此外，第一扫描检测信号线562a串接第一扫描配线组552a，而第二扫描检测信号线562b串接第二扫描配线组552b。

当然，本发明还例如可同时对扫描配线以及数据配线进行如上述多个实施例的分组的设计，以得到更佳的检测效果。然而，其设置方式的变化应为本领域的技术人员在参照本发明的披露后所能轻易推及，此处不再重复赘述。

综上所述，本发明为了提高像素检测准确度，通过多条检测信号线来分组串接扫描配线或数据配线，以提高测试准确性。此外，本发明还可将扫描配线与/或数据配线分组以不同的检测信号线串接，以输入不同的检测信号线输入不同的测试信号至相邻的像素上。如此，将可有效辨别相邻像素之间可能产生的像素瑕疵，进而提高薄膜晶体管阵列基板与电子墨水显示装置的生产合格率，并降低生产成本。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (22)

1.一种电子墨水显示装置，其特征是包括：

薄膜晶体管阵列基板，包括：

基板；

多条扫描配线，设置于该基板上；

多条数据配线，设置于该基板上，并与该扫描配线在该基板上划分出多个像素区域；

多个薄膜晶体管，分别设置于上述这些像素区域内，以通过上述这些扫描配线与上述这些数据配线驱动；

多个像素电极，分别设置于上述这些像素区域内，并电连接至其所对应的上述这些薄膜晶体管；

多条检测信号线，串接上述这些扫描配线与/或上述这些数据配线，且每一条检测信号线连接至少一个检测信号输入端口；

多个检测开关元件，连接于上述这些检测信号线与上述这些扫描配线或上述这些数据配线之间；

检测控制线，串接上述这些检测开关元件，用以控制上述这些检测开关元件的开启或关闭，且该检测控制线连接至少一个控制信号输入端口；

电子墨水材料层，设置于该薄膜晶体管阵列基板的上述这些像素电极上；

透明盖板，设置于该电子墨水材料层上；以及

透明电极层，设置于该透明盖板与该电子墨水材料层之间。

2.根据权利要求1所述的电子墨水显示装置，其特征是该检测控制线连接至足以使开关元件关闭的负电压电源信号输入端口。

3.根据权利要求1所述的电子墨水显示装置，其特征是上述这些检测开关元件包括晶体管。

4.根据权利要求1所述的电子墨水显示装置，其特征是上述这些扫描配线与/或上述这些数据配线分为多个配线组，而上述这些检测信号线分别串接上述这些配线组，且每一个配线组内的上述这些扫描配线或上述这些数据配线互不相邻。

5.根据权利要求1所述的电子墨水显示装置，其特征是上述这些检测信号线包括扫描检测信号线以及数据检测信号线，该扫描检测信号线串接所有扫描配线，而该数据检测信号线串接所有数据配线。

6.根据权利要求1所述的电子墨水显示装置，其特征是上述这些检测信号线包括扫描检测信号线以及多条数据检测信号线，该扫描检测信号线串接所有扫描配线，上述这些数据检测信号线串接所有数据配线，且每一条数据检测信号线所串接的数据配线互不相邻。

7.根据权利要求6所述的电子墨水显示装置，其特征是上述这些检测信号线包括扫描检测信号线、第一数据检测信号线以及第二数据检测信号线，该扫描检测信号线串接所有扫描配线，该第一数据检测信号线串接第2N-1条数据配线，而该第二数据检测信号线串接第2N条数据配线，N为正整数。

8.根据权利要求6所述的电子墨水显示装置，其特征是上述这些检测信号线包括扫描检测信号线、第一数据检测信号线、第二数据检测信号线以及第三数据检测信号线，该扫描检测信号线串接所有扫描配线，该第一数据检测信号线串接第3N-2条数据配线，该第二数据检测信号线串接第3N-1条数据配线，而该第三数据检测信号线串接第3N条数据配线，N为正整数。

9.根据权利要求1所述的电子墨水显示装置，其特征是上述这些检测信号线包括数据检测信号线以及多条扫描检测信号线，该数据检测信号线串接所有数据配线，上述这些扫描检测信号线串接所有扫描配线，且每一条扫描检测信号线所串接的扫描配线互不相邻。

10.根据权利要求9所述的电子墨水显示装置，其特征是上述这些检测信号线包括第一扫描检测信号线、第二扫描检测信号线以及数据检测信号线，该第一扫描检测信号线串接第2N-1条扫描配线，该第二扫描检测信号线串接第2N条扫描配线，而该数据检测信号线串接所有数据配线，N为正整数。

11.根据权利要求1所述的电子墨水显示装置，其特征是上述这些像素电极的材质包括透明导电材质或金属材质。

12.一种薄膜晶体管阵列基板，适用于电子墨水显示装置，其特征是该薄膜晶体管阵列基板包括：

基板；

多条扫描配线，设置于该基板上；

多条数据配线，设置于该基板上，并与该扫描配线在该基板上划分出多个像素区域；

多个薄膜晶体管，分别设置于上述这些像素区域内，以通过上述这些扫描配线与上述这些数据配线驱动；

多个像素电极，分别设置于上述这些像素区域内，并电连接至其所对应的上述这些薄膜晶体管；

多条检测信号线，串接上述这些扫描配线与/或上述这些数据配线，且每一条检测信号线连接至少一个检测信号输入端口；

多个检测开关元件，连接于上述这些检测信号线与上述这些扫描配线或上述这些数据配线之间；以及

检测控制线，串接上述这些检测开关元件，用以控制上述这些检测开关元件的开启或关闭，且该检测控制线连接至少一个控制信号输入端口。

13.根据权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是该检测控制线连接至足以使开关元件关闭的负电压电源信号输入端口。

14.根据权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是上述这些检测开关元件包括晶体管。

15.根据权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是上述这些扫描配线与/或上述这些数据配线分为多个配线组，而上述这些检测信号线分别串接上述这些配线组，且每一个配线组内的上述这些扫描配线或上述这些数据配线互不相邻。

16.根据权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是上述这些检测信号线包括扫描检测信号线以及数据检测信号线，该扫描检测信号线串接所有扫描配线，而该数据检测信号线串接所有数据配线。

17.根据权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是上述这些检测信号线包括扫描检测信号线以及多条数据检测信号线，该扫描检测信号线串接所有扫描配线，上述这些数据检测信号线串接所有数据配线，且每一条数据检测信号线所串接的数据配线互不相邻。

18.根据权利要求17所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是上述这些检测信号线包括扫描检测信号线、第一数据检测信号线以及第二数据检测信号线，该扫描检测信号线串接所有扫描配线，该第一数据检测信号线串接第2N-1条数据配线，而该第二数据检测信号线串接第2N条数据配线，N为正整数。

19.根据权利要求17所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是上述这些检测信号线包括扫描检测信号线、第一数据检测信号线、第二数据检测信号线以及第三数据检测信号线，该扫描检测信号线串接所有扫描配线，该第一数据检测信号线串接第3N-2条数据配线，该第二数据检测信号线串接第3N-1条数据配线，而该第三数据检测信号线串接第3N条数据配线，N为正整数。

20.根据权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是上述这些检测信号线包括数据检测信号线以及多条扫描检测信号线，该数据检测信号线串接所有数据配线，上述这些扫描检测信号线串接所有扫描配线，且每一条扫描检测信号线所串接的扫描配线互不相邻。

21.根据权利要求20所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是上述这些检测信号线包括第一扫描检测信号线、第二扫描检测信号线以及数据检测信号线，该第一扫描检测信号线串接第2N-1条扫描配线，该第二扫描检测信号线串接第2N条扫描配线，而该数据检测信号线串接所有数据配线，N为正整数。

22.根据权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是上述这些像素电极的材质包括透明导电材质或金属材质。

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