CN111965913B - 窄边框电子纸显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种窄边框电子纸显示装置，包括玻璃基板、排列于玻璃基板上的像素阵列、设置于玻璃基板上且位于像素阵列的一端外侧的源极驱动芯片、门极驱动芯片、位于像素阵列的一侧且连接像素阵列与门极驱动芯片的奇行门极走线、位于像素阵列的另一侧且连接像素阵列与门极驱动芯片的偶行门极走线、连接像素阵列与源极驱动芯片的源极走线及若干阵列行门极驱动单元；每一阵列行门极驱动单元设置于每一奇行门极走线或偶行门极走线上；每一阵列行门极驱动单元包括一个D锁存器及与D锁存器的输出端连接的DC转换器，一个数据选择器及若干阵列行门极驱动单元组成一个行驱动组件。如此实现边框变窄、提高屏占比。

Description

窄边框电子纸显示装置
技术领域
本发明涉及电子纸产品技术领域，特别是一种窄边框电子纸显示装置。
背景技术
电子纸是一种利用电泳显示技术制成的显示屏，通过驱动IC对各像素单元连续施加驱动波形的电压而达到显示图像的效果。通常我们对像素阵列(TFT)的源极source和门极gate都用驱动芯片来控制，请参考图1，现有的电子纸显示装置包括玻璃基板10、排列于玻璃基板10上的像素阵列(TFT)20、设置于玻璃基板10上且位于像素阵列20的一端外侧的驱动芯片30、位于像素阵列20的两侧的贴装芯片(Chip On Glass，COG)40。如此在像素阵列的两侧绑定贴装芯片，由于贴装芯片具有一定的宽度，必然导致电子纸显示装置的边框无法做到窄边，屏占比较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种实现边框变窄、提高屏占比的窄边框电子纸显示装置，以解决上述问题。
一种窄边框电子纸显示装置，包括玻璃基板、排列于玻璃基板上的像素阵列、设置于玻璃基板上且位于像素阵列的一端外侧的源极驱动芯片、门极驱动芯片、位于像素阵列的一侧且连接像素阵列与门极驱动芯片的奇行门极走线、位于像素阵列的另一侧且连接像素阵列与门极驱动芯片的偶行门极走线、连接像素阵列与源极驱动芯片的源极走线及若干阵列行门极驱动单元；每一阵列行门极驱动单元设置于每一奇行门极走线或偶行门极走线上；每一阵列行门极驱动单元包括一个D锁存器及与D锁存器的输出端连接的DC转换器，一个数据选择器及若干阵列行门极驱动单元组成一个行驱动组件。
进一步地，所述数据选择器的输入端与门极驱动芯片连接，输出端与一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的输入端连接；前一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的输出端与后一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的输入端连接。
进一步地，所述数据选择器具有一个或门OR1，或门OR1的第一输入端接入门极驱动芯片的门极扫描信号DATA_ST，第二输入端接入行驱动组件最后一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的移位寄存信号DATA_K+N。
进一步地，所述D锁存器包括第一传输门TG1、第二传输门TG2、第一非门NO1及第二非门NO2；或门OR1的输出端与第一传输门TG1的输入端连接；第一传输门TG1的门控输入端接入门极驱动芯片的时钟信号CLK_K，门控输出端与第二传输门TG2的门控输入端连接，输出端与第一非门NO1的输入端及第二传输门TG2的输入端均连接；第二传输门TG2的输出端与第二非门NO2的输入端连接，第一非门NO1的输出端与第二非门NO2的输出端连接。
进一步地，所述DC转换器包括第一与门AND1、第一三态门TS1、第二三态门TS2、第三非门NO3及第二与门AND2；第二传输门TG2的输出端与第一与门AND1的第一输入端连接；第一与门AND1的第二输入端接入门极驱动芯片的使能信号OE_K，输出端与第三非门NO3的输入端及第一三态门TS1的使能端均连接；第三非门NO3的输出端与第二三态门TS2的使能端连接；第一三态门TS1的输入端与一直流转换单元的正极输出端VGH连接，输出端与第二与门AND2的第一输入端连接；第二三态门TS2的输入端与直流转换单元的负极输出端VGL连接，输出端与第二与门AND2的第二输入端连接；第二与门AND2的输出端与像素阵列对应行的像素单元连接。
进一步地，前一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的第二传输门TG2的输出端与后一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的第一传输门TG1的输入端连接。
进一步地，所述像素阵列一侧的所有的时钟信号CLK_K均相同，另一侧的所有的时钟信号CLK_K均相同。
进一步地，每一行驱动组件内的使能信号OE_K均相同。
与现有技术相比，本发明的窄边框电子纸显示装置包括玻璃基板、排列于玻璃基板上的像素阵列、设置于玻璃基板上且位于像素阵列的一端外侧的源极驱动芯片、门极驱动芯片、位于像素阵列的一侧且连接像素阵列与门极驱动芯片的奇行门极走线、位于像素阵列的另一侧且连接像素阵列与门极驱动芯片的偶行门极走线、连接像素阵列与源极驱动芯片的源极走线及若干阵列行门极驱动单元；每一阵列行门极驱动单元设置于每一奇行门极走线或偶行门极走线上；每一阵列行门极驱动单元包括一个D锁存器及与D锁存器的输出端连接的DC转换器，一个数据选择器及若干阵列行门极驱动单元组成一个行驱动组件。如此实现边框变窄、提高屏占比。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为现有的电子纸显示装置的俯视示意图。
图2为本发明提供的窄边框电子纸显示装置的俯视示意图。
图3为图2中的行驱动组件的电路示意图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参考图2，本发明提供的窄边框电子纸显示装置包括玻璃基板10、排列于玻璃基板10上的像素阵列20、设置于玻璃基板10上且位于像素阵列20的一端外侧的源极驱动芯片30、门极驱动芯片、位于像素阵列20的一侧且连接像素阵列20与门极驱动芯片的奇行门极走线41、位于像素阵列20的另一侧且连接像素阵列20与门极驱动芯片的偶行门极走线42、连接像素阵列20与源极驱动芯片30的源极走线及若干阵列行门极驱动单元(Gate Driveron Array，GOA)51。
本实施方式中，源极驱动芯片30及门极驱动芯片均集成在一个主控芯片中，如主控芯片SSD1680。
像素阵列20具有多个像素单元，多个像素单元排列呈具有若干行及若干列的矩阵。
奇行门极走线41与像素阵列20中的奇数行像素单元连接，偶行门极走线42与像素阵列20中的偶数行像素单元连接。
每一阵列行门极驱动单元51设置于每一奇行门极走线41或偶行门极走线42上。
请参考图3，每一阵列行门极驱动单元51包括一个D锁存器512及与D锁存器512的输出端连接的DC转换器513，一个数据选择器511及若干阵列行门极驱动单元51组成一个行驱动组件52。数据选择器511的输入端与门极驱动芯片连接，输出端与一个阵列行门极驱动单元51的D锁存器512的输入端连接。
前一个阵列行门极驱动单元51的D锁存器512的输出端与后一个阵列行门极驱动单元51的D锁存器512的输入端连接。
D锁存器512是一个循环移位寄存器，用于输出移位寄存信号。
数据选择器511具有一个或门OR1，或门OR1的第一输入端接入门极驱动芯片的门极扫描信号DATA_ST，门极扫描信号DATA_ST为高电平单脉冲信号，第二输入端接入最后一个阵列行门极驱动单元51的D锁存器512的移位寄存信号DATA_K+N。
D锁存器512包括第一传输门TG1、第二传输门TG2、第一非门NO1及第二非门NO2。
或门OR1的输出端与第一传输门TG1的输入端连接；第一传输门TG1的门控输入端接入门极驱动芯片的时钟信号CLK_K，门控输出端与第二传输门TG2的门控输入端连接，输出端与第一非门NO1的输入端及第二传输门TG2的输入端均连接；第二传输门TG2的输出端与第二非门NO2的输入端连接，第一非门NO1的输出端与第二非门NO2的输出端连接。
DC转换器513包括第一与门AND1、第一三态门TS1、第二三态门TS2、第三非门NO3及第二与门AND2。
第二传输门TG2的输出端与第一与门AND1的第一输入端连接；第一与门AND1的第二输入端接入门极驱动芯片的使能信号OE_K，输出端与第三非门NO3的输入端及第一三态门TS1的使能端均连接；第三非门NO3的输出端与第二三态门TS2的使能端连接；第一三态门TS1的输入端与一直流转换单元的正极输出端VGH连接，输出端与第二与门AND2的第一输入端连接；第二三态门TS2的输入端与直流转换单元的负极输出端VGL连接，输出端与第二与门AND2的第二输入端连接；第二与门AND2的输出端与像素阵列20对应行的像素单元连接，第二与门AND2的输出端用于输出门驱动信号GATE_K，以驱动像素单元。
直流转换单元用于将3～5V的直流电转换为±20V的直流电，正极输出端VGH的输出电压为+20V，负极输出端VGL的输出电压为-20V。像素单元的门极加+20V电压导通，加-20V电压截止。
前一个阵列行门极驱动单元51的D锁存器512的第二传输门TG2的输出端与后一个阵列行门极驱动单元51的D锁存器512的第一传输门TG1的输入端连接。
如此将数据信号DATA_ST根据时钟信号CLK_K按一定的频率逐级向下传输，实现一个行驱动组件52对应的若干行像素单元的扫描。
像素阵列20一侧的所有的时钟信号CLK_K均相同，另一侧的所有的时钟信号CLK_K均相同，像素阵列20两侧的时钟信号CLK_K不相同，如此对像素阵列20中的奇数行像素单元及偶数行像素单元分别进行控制。
每一行驱动组件52内的使能信号OE_K均相同，不同的行驱动组件52的使能信号OE_K由门极驱动芯片分别进行控制，即门极驱动芯片具有多个使能信号，分别与不同的行驱动组件52连接。多个行驱动组件52通过门极驱动芯片的使能信号OE_K按照预定顺序依次使能工作，实现分区控制。
门极扫描信号DATA_ST及移位寄存信号DATA_K+N经过或门OR1后，只要其中一个信号为高电平，则或门OR1的输出信号DATA_K为高电平，否则或门OR1的输出信号DATA_K为低电平。输出信号DATA_K经过第一个第一传输门TG1，当时钟信号CLK_K为低电平时，第一传输门TG1的输出端的信号不受输入端的影响，当时钟信号CLK_K为高电平时，第一传输门TG1的输入端信号传输到输出端。第一传输门TG1的输出信号分两路，一路经过第二传输门TG2，另一路经过第一非门NO1。第二传输门TG2与第一传输门TG1反接，时钟信号CLK_K为低电平时导通，高电平时截止，因此当时钟信号CLK_K为低电平时，最后输出高电平的DATA_K+1。
第二传输门TG2与第一传输门TG1反接是指成传输门的两个mos管的衬底电压GND和VDD互换。从而使得第一传输门TG1是高电平导通，第二传输门TG2为低电压导通。这样最终输出就是下降沿输出。
如此节省了门极走线的走线空间，门极走线通常有数百根，驱动GOA电路只有极少的数据线、控制线及电源线，分别是数据线DATA_ST、时钟控制线CLK、门极驱动线GATE、使能控制线OE、以及电源走线VGH、VGL、VCC、GND。如此节省大量的走线空间用以实现窄边。
若对所有的阵列行门极驱动单元51不进行分组设置的话，由于像素单元的漏电问题，门驱动信号GATE_K多级传输后，门驱动信号GATE_K的信号衰减问题将会变得严重，导致后级像素单元的门驱动信号GATE_K的电压过低而异常关闭，从而无法驱动大尺寸的电子纸显示装置。
单个像素单元的漏电流在20pA，高阻抗Roff>200kΩ，单个像素单元的压降VL＝(20×10-12)×(2×105)V。
单个像素单元的低阻抗Ron<2Ω，门极电流Ig<300uA，Ng为一行的门极数，单个GOA单元的输出状态Vwrk＝2×5×10-4×Ngate。
GOA单元对应的单个像素单元的工作压降VON＝2×3×10-4V。
若每一行的GOA单元驱动16个像素单元。其中10个像素单元处于工作状态，6个像素单元处于截止状态，那么每一个GOA单元损耗的电压VS＝(VL×6)+(VON×10)≈0.006V。
因此，经过160个GOA单元后，直流转换单元的正极输出端VGH及负极输出端VGL的电压将会衰减1V。
如此通过将所有的阵列行门极驱动单元51进行分组设置，每一组的GOA单元对应的像素单元的数量小于或等于200个，不但可以进行分组独立工作，还可避免电压衰减造成后方的像素单元无法正常工作，实现大尺寸的电子纸显示装置的驱动。
与现有技术相比，本发明的窄边框电子纸显示装置包括玻璃基板、排列于玻璃基板上的像素阵列、设置于玻璃基板上且位于像素阵列的一端外侧的源极驱动芯片、门极驱动芯片、位于像素阵列的一侧且连接像素阵列与门极驱动芯片的奇行门极走线、位于像素阵列的另一侧且连接像素阵列与门极驱动芯片的偶行门极走线、连接像素阵列与源极驱动芯片的源极走线及若干阵列行门极驱动单元；每一阵列行门极驱动单元设置于每一奇行门极走线或偶行门极走线上；每一阵列行门极驱动单元包括一个D锁存器及与D锁存器的输出端连接的DC转换器，一个数据选择器及若干阵列行门极驱动单元组成一个行驱动组件。如此实现边框变窄、提高屏占比。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种窄边框电子纸显示装置，其特征在于：包括玻璃基板、排列于玻璃基板上的像素阵列、设置于玻璃基板上且位于像素阵列的一端外侧的源极驱动芯片、门极驱动芯片、位于像素阵列的一侧且连接像素阵列与门极驱动芯片的奇行门极走线、位于像素阵列的另一侧且连接像素阵列与门极驱动芯片的偶行门极走线、连接像素阵列与源极驱动芯片的源极走线及若干阵列行门极驱动单元；每一阵列行门极驱动单元设置于每一奇行门极走线或偶行门极走线上；每一阵列行门极驱动单元包括一个D锁存器及与D锁存器的输出端连接的DC转换器，一个数据选择器及若干阵列行门极驱动单元组成一个行驱动组件。
2.如权利要求1所述的窄边框电子纸显示装置，其特征在于：所述数据选择器的输入端与门极驱动芯片连接，输出端与一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的输入端连接；前一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的输出端与后一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的输入端连接。
3.如权利要求2所述的窄边框电子纸显示装置，其特征在于：所述数据选择器具有一个或门OR1，或门OR1的第一输入端接入门极驱动芯片的门极扫描信号DATA_ST，第二输入端接入行驱动组件最后一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的移位寄存信号DATA_K+N。
4.如权利要求3所述的窄边框电子纸显示装置，其特征在于：所述D锁存器包括第一传输门TG1、第二传输门TG2、第一非门NO1及第二非门NO2；或门OR1的输出端与第一传输门TG1的输入端连接；第一传输门TG1的门控输入端接入门极驱动芯片的时钟信号CLK_K，门控输出端与第二传输门TG2的门控输入端连接，输出端与第一非门NO1的输入端及第二传输门TG2的输入端均连接；第二传输门TG2的输出端与第二非门NO2的输入端连接，第一非门NO1的输出端与第二非门NO2的输出端连接。
5.如权利要求4所述的窄边框电子纸显示装置，其特征在于：所述DC转换器包括第一与门AND1、第一三态门TS1、第二三态门TS2、第三非门NO3及第二与门AND2；第二传输门TG2的输出端与第一与门AND1的第一输入端连接；第一与门AND1的第二输入端接入门极驱动芯片的使能信号OE_K，输出端与第三非门NO3的输入端及第一三态门TS1的使能端均连接；第三非门NO3的输出端与第二三态门TS2的使能端连接；第一三态门TS1的输入端与一直流转换单元的正极输出端VGH连接，输出端与第二与门AND2的第一输入端连接；第二三态门TS2的输入端与直流转换单元的负极输出端VGL连接，输出端与第二与门AND2的第二输入端连接；第二与门AND2的输出端与像素阵列对应行的像素单元连接。
6.如权利要求4所述的窄边框电子纸显示装置，其特征在于：前一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的第二传输门TG2的输出端与后一个阵列行门极驱动单元的D锁存器的第一传输门TG1的输入端连接。
7.如权利要求4所述的窄边框电子纸显示装置，其特征在于：所述像素阵列一侧的所有的时钟信号CLK_K均相同，另一侧的所有的时钟信号CLK_K均相同。
8.如权利要求5所述的窄边框电子纸显示装置，其特征在于：每一行驱动组件内的使能信号OE_K均相同。
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