CN113311630B - 一种显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种显示装置。该显示装置，包括：处理模块和阵列基板，阵列基板包括多条沿第一方向延伸的扫描线、多条沿第二方向延伸的数据线及设置在扫描线与数据线相交位置的多个像素单元，像素单元包括第一薄膜晶体管结构和像素电极；阵列基板还包括沿第二方向延伸的基准信号线、沿第二方向延伸的检测信号线及至少一个第二薄膜晶体管结构，第二薄膜晶体管结构的控制电极与扫描线连接，第二薄膜晶体管结构的第一电极连接基准信号线，第二薄膜晶体管结构的第二电极连接检测信号线；处理模块，用于根据通过检测信号线获取的第二薄膜晶体管结构在帧间无效时区的漏电流及预存的漏电流与工作温度的对应关系，确定显示装置的工作温度。

Description

一种显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域。更具体地，涉及一种显示装置。

背景技术

目前，例如电子纸显示装置等多种类型的显示装置，通常多采用有源矩阵驱动技术。薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)技术是较常用的一种有源矩阵驱动技术，有源驱动矩阵电子纸显示装置中，将薄膜晶体管集成在基底上形成阵列基板，将胶体电泳液设置在纸膜上，然后将纸膜和阵列基板组合起来构成显示面板，通过薄膜晶体管控制像素电极的电信号，使得胶体电泳液中的带电粒子在显示面发生偏移/聚集，通过反射或吸收外界光线，从而形成图像。由于电泳显示具有双稳态性且无需背光源，关闭电源后可保持图案显示，因此具有功耗低的特点，同时还具有对比度高、良好的日光可读性等性能。

温度是显示装置的显示效果的影响因素之一。特别是对于电子纸显示装置(Electrophoresis Display，EPD)而言，其工作温度对显示效果的影响较大。因此，电子纸显示装置通常设置有温度传感器以进行工作温度检测，然而现有的工作温度检测存在检测精度较低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示装置，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供了一种显示装置，包括阵列基板，所述阵列基板包括多条沿第一方向延伸的扫描线、多条沿第二方向延伸的数据线及设置在所述扫描线与所述数据线相交位置的多个像素单元，所述像素单元包括第一薄膜晶体管结构和像素电极，所述第一薄膜晶体管结构的控制电极与所述扫描线连接，所述第一薄膜晶体管结构的第一电极与所述数据线连接，所述第一薄膜晶体管结构的第二电极与所述像素电极连接；

所述显示装置还包括处理模块，所述阵列基板还包括沿所述第二方向延伸的基准信号线、沿所述第二方向延伸的检测信号线及至少一个第二薄膜晶体管结构，所述第二薄膜晶体管结构的控制电极与所述扫描线连接，所述第二薄膜晶体管结构的第一电极连接所述基准信号线，所述第二薄膜晶体管结构的第二电极连接所述检测信号线；

所述处理模块，用于根据通过所述检测信号线获取的所述第二薄膜晶体管结构在帧间无效时区的漏电流及预存的漏电流与工作温度的对应关系，确定所述显示装置的工作温度。

可选地，所述阵列基板还包括围绕所述多个像素单元形成的显示区的虚拟像素区，所述虚拟像素区包括多个虚拟像素单元，所述第二薄膜晶体管结构设置于部分所述虚拟像素单元中。

可选地，所述第二薄膜晶体管结构设置于靠近所述像素单元的所述虚拟像素单元中。

可选地，所述阵列基板包括多个第二薄膜晶体管结构，所述多个第二薄膜晶体管结构的第二电极连接同一检测信号线。

可选地，所述第二薄膜晶体管结构设置于所述像素单元中。

可选地，所述阵列基板包括多个第二薄膜晶体管结构，分别设置于每一像素单元中。

可选地，在所述第一方向上，每间隔N个像素单元设置有一包括第二薄膜晶体管结构的像素单元，N为正整数。

可选地，所述数据线复用为所述基准信号线。

可选地，所述第二薄膜晶体管结构包括多个串联的薄膜晶体管。

可选地，所述第二薄膜晶体管结构包括底栅型薄膜晶体管和/或顶栅型薄膜晶体管。

可选地，所述显示装置为电子纸显示装置，所述电子纸显示装置还包括依次层叠设置于所述阵列基板上的纸膜和保护膜。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案通过在阵列基板上集成温度侦测功能，可在不改变现有工艺、不增加成本的情况下，实现对工作温度的精确检测，从而可提升显示装置的产品附加值、为有效提升显示效果提供基础。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出薄膜晶体管的漏电流与工作温度的关系曲线示意图。

图2示出现有的电子纸显示装置的示意图。

图3示出本发明实施例提供的电子纸显示装置的示意图。

图4示出第二薄膜晶体管结构设置有虚拟像素单元中的示意图。

图5示出包括第二薄膜晶体管结构的像素单元的示意图。

图6示出图5的AA`截面图。

图7示出阵列基板的显示区的示意图。

具体实施方式

本发明中所述的“在……上”、“在……上形成”和“设置在……上”可以表示一层直接形成或设置在另一层上，也可以表示一层间接形成或设置在另一层上，即两层之间还存在其它的层。

需要说明的是，虽然术语“第一”、“第二”等可以在此用于描述各种部件、构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些部件、构件、元件、区域、层和/或部分不应受到这些术语限制。而是，这些术语用于将一个部件、构件、元件、区域、层和/或部分与另一个相区分。因而，例如，下面讨论的第一部件、第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被称为第二部件、第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分，而不背离本发明的教导。

在本发明中，除非另有说明，所采用的术语“同层设置”指的是两个层、部件、构件、元件或部分可以通过相同制备工艺(例如构图工艺等)形成，并且，这两个层、部件、构件、元件或部分一般由相同的材料形成。例如两个或更多个功能层同层设置指的是这些同层设置的功能层可以采用相同的材料层并利用相同制备工艺形成，从而可以简化显示基板的制备工艺。

在本发明中，除非另有说明，表述“构图工艺”一般包括光刻胶的涂布、曝光、显影、刻蚀、光刻胶的剥离等步骤。表述“一次构图工艺”意指使用一块掩模板形成图案化的层、部件、构件等的工艺。

显示装置的阵列基板中常用的开关晶体管—薄膜晶体管存在如下特性：

在关态(极负栅压，例如，通常设定的关态的栅极电压为-8V)时，由于前沟道热粒子发射产生空穴漏电流，薄膜晶体管会产生漏电流，且器件温度越高其粒子热运动越激烈，产生的漏电流也越大。例如，测试得到的阵列基板中的薄膜晶体管的漏电流与工作温度的关系曲线如图1所示，可以看出，在通常设定的关态的栅极电压Vg为-8V时，漏电流随工作温度的升高而增大，且通过测试可得到薄膜晶体管的漏电流与工作温度的对应关系。

基于薄膜晶体管的上述特性，本发明的一个实施例提供了一种通过在阵列基板上设置薄膜晶体管结构来集成温度侦测功能，从而实现对工作温度的精确检测的显示装置。下面，以电子纸显示装置为例进行说明。

对于电子纸显示装置(Electrophoresis Display，EPD)而言，其工作温度对显示效果的影响较大。因此，现有的电子纸显示装置通常设置有温度传感器，根据温度传感器检测的工作温度调整数据线(Data线，或者说Source线)向薄膜晶体管的源极施加的数据信号的波形，例如可预先测定对于最佳显示效果的工作温度段与数据信号波形的对应关系，根据检测得到的温度所处的温度段调整数据信号的波形以实现最佳显示效果。然而，电子纸显示装置的温度传感器通常设置在连接显示面板的柔性电路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)上，这种方式使温度传感器无法准确检测到显示面板及其上的纸膜的温度，从而无法得到精确的显示装置的工作温度，且温度传感器的可设置数量及位置皆受限于显示装置的机构设计。

本发明实施例提供的电子纸显示装置，包括依次层叠设置的阵列基板、纸膜和保护膜，所述阵列基板包括多条沿第一方向(例如水平X方向)延伸的扫描线(即栅线)、多条沿第二方向(例如竖直Y方向)延伸的数据线(Data线，或者说Source线)及设置在所述扫描线与所述数据线相交位置的多个像素单元，所述像素单元包括第一薄膜晶体管结构和像素电极，所述第一薄膜晶体管结构的控制电极(即栅极)与所述扫描线连接，所述第一薄膜晶体管结构的第一电极(例如源极)与所述数据线连接，所述第一薄膜晶体管结构的第二电极(例如漏极)与所述像素电极连接；

所述电子纸显示装置还包括处理模块，所述阵列基板还包括沿所述第二方向延伸的基准信号线ST1、沿所述第二方向延伸的检测信号线ST2及至少一个第二薄膜晶体管结构，所述第二薄膜晶体管结构的控制电极(即栅极)与所述扫描线连接(即，第二薄膜晶体管结构的栅极接入阵列基板的栅线)，所述第二薄膜晶体管结构的第一电极连接所述基准信号线，所述第二薄膜晶体管结构的第二电极连接所述检测信号线ST2；

所述处理模块，用于根据通过所述检测信号线ST2获取的所述第二薄膜晶体管结构在帧间无效时区的漏电流及预存的漏电流与工作温度的对应关系，确定所述电子纸显示装置的工作温度，从而可根据得到的工作温度调整电子纸显示装置的驱动波形，以实现最佳显示效果。

在一个具体示例中，在电子纸显示装置显示时两帧画面之间的帧间无效时区(Blanking Time)，栅线给阵列基板中的第一薄膜晶体管结构及第二薄膜晶体管结构的栅极提供例如-8V栅极电压Vg，第一薄膜晶体管结构及第二薄膜晶体管结构会产生漏电流，通过基准信号线ST1给第二薄膜晶体管结构的源极提供例如0V或15V的基准信号，处理模块可通过信号线ST2检测第二薄膜晶体管结构的漏电流，之后，便可根据当前检测的漏电流及例如以LUT(Look-Up-Table，显示查找表)形式预存的漏电流与工作温度的对应关系，例如通过查表的方式得到电子纸显示装置的当前工作温度。

在一个具体示例中，电子纸显示装置还包括驱动芯片(驱动IC)、柔性电路板(FPC)、印刷线路板(PCB)等器件。处理模块例如为设置在印刷线路板上的微处理单元(MCU)。预存的漏电流与工作温度的对应关系例如为设置于印刷线路上的存储器存储的漏电流与工作温度的关系曲线，漏电流与工作温度的关系曲线例如在出厂测试时对同一批次电子纸显示装置进行测试得到。

在一个具体示例中，保护膜例如为透明有机膜，例如可以采用聚酰亚胺(PI)、环氧树脂等有机材料形成，对显示区的功能结构形成保护。

在一个具体示例中，阵列基板中还可以形成其他必要的功能膜层及结构，例如像素单元中的存储电容、连接通孔等。

在一种可能的实现方式中，所述阵列基板还包括围绕所述多个像素单元形成的显示区的虚拟像素区，所述虚拟像素区包括多个虚拟像素单元，所述第二薄膜晶体管结构设置于部分所述虚拟像素单元中。

这样，通过将显示区外围的虚拟像素单元中的薄膜晶体管结构作为实现温度侦测功能的第二薄膜晶体管结构，可在不改变现有工艺、不增加成本的情况下，实现对工作温度的精确检测。

在一种可能的实现方式中，所述第二薄膜晶体管结构设置于靠近所述像素单元的所述虚拟像素单元中。

这样，侦测得到的工作温度更贴近显示区内的工作温度，检测精确性更高。

在一种可能的实现方式中，所述阵列基板包括多个第二薄膜晶体管结构，所述多个第二薄膜晶体管结构的第二电极连接同一检测信号线。

由于单个薄膜晶体管结构的漏电流较小且随工作温度变化的幅度较小，易受其他因素波动影响，因此，采用将多个第二薄膜晶体管结构的漏极连接同一检测信号线，以将多个第二薄膜晶体管结构并联而获取其总的漏电流的方式，可进一步提升工作温度检测的精确性。

在一个具体示例中，如图2所示，现有的电子纸显示装置的平面结构中，阵列基板包括显示区201(AA区)和围绕显示区201的虚拟显示区202(Border区，可简称为BD区)，电子纸显示装置还包括阵列基板的外框区203、形成或贴附在阵列基板上的纸膜204(EPL)、形成或贴附在纸膜204上的保护膜205(PS)，还包括驱动IC206、FPC207等器件，其中，显示区201包括阵列排布的像素单元(Pixel)，虚拟显示区202包括阵列排布的虚拟像素单元(DummyPixel)，虚拟像素单元也可称为赝像素单元、冗余像素单元或者无效像素单元。需要说明的是，为显示出显示区201和虚拟显示区202的位置，图2中的纸膜204为呈现为透视效果。

如图3所示，上述实现方式中，将虚拟显示区202的靠近显示区201(即图2所示的环形的虚拟显示区202的内侧)的部分虚拟像素单元包括的薄膜晶体管结构作为第二薄膜晶体管结构，即，将图2的虚拟显示区202分割为内侧的温度侦测区301和外侧的虚拟显示区302。如图4所示，第二薄膜晶体管结构401的栅极连接栅线GL(Gate Line)，第二薄膜晶体管结构401的源极连接基准信号线ST1，第二薄膜晶体管结构401的漏极连接检测信号线ST2。其中，第二薄膜晶体管结构401包括多个串联的薄膜晶体管，例如图4所示的第二薄膜晶体管结构401包括两个薄膜晶体管以形成双栅薄膜晶体管结构，第二薄膜晶体管结构包括的多个薄膜晶体管可以是底栅型薄膜晶体管也可以是顶栅型薄膜晶体管。第二薄膜晶体管结构包括的多个薄膜晶体管也可以即包括底栅型薄膜晶体管也包括顶栅型薄膜晶体管，即，第二薄膜晶体管结构由底栅型薄膜晶体管和顶栅型薄膜晶体管结合或者说组合形成，这样，通过漏电流检测工作温度的效果更好。对于所有第二薄膜晶体管结构，以一条检测信号线ST2将所有的第二薄膜晶体管结构的漏极引出至处理模块。

在一种可能的实现方式中，所述第二薄膜晶体管结构设置于所述像素单元中。

相比于第二薄膜晶体管结构设置于围绕显示区的虚拟像素单元的方式，本实现方式采用的第二薄膜晶体管结构设置于像素单元中的方式可直接检测显示区内的工作温度，进一步提升了工作温度检测的精确性，更为适用于大尺寸的电子纸显示装置。

在一个具体示例中，如图5及图6所示，像素单元可划分为显示区510和侦测区520，显示区510包括第一薄膜晶体管结构511及像素电极512，侦测区包括第二薄膜晶体管结构521。第一薄膜晶体管结构511的栅极接入栅线GL(Gate Line)，第一薄膜晶体管结构511的源极连接数据线DL(Data Line)，第一薄膜晶体管结构511的漏极连接像素电极512。第二薄膜晶体管结构521的栅极与第一薄膜晶体管结构511的栅极接入同一栅线，共用栅极信号；第二薄膜晶体管结构521的源极接入基准信号线ST1、漏极接入检测信号线ST2。

在一种可能的实现方式中，所述阵列基板包括多个第二薄膜晶体管结构，分别设置于每一像素单元中。即，阵列基板的每一像素单元种均设置有用于实现温度侦测功能的第二薄膜晶体管结构。这样，可进一步提升工作温度的检测精确性，另外，还可利于实现例如通过将划分区域内的第二薄膜晶体管结构的连接至同一检测信号线的方式，实现工作温度的分区检测。

在一个具体示例中，如图7所示，阵列基板的每一像素单元种均设置有用于实现温度侦测功能的第二薄膜晶体管结构，每一第二薄膜晶体管结构分别例如图5及图6所示。每一行像素单元中的第二薄膜晶体管结构的栅极分别接入对应行的栅线，每一列像素单元分别设置有连接该列像素单元中的第二薄膜晶体管结构的源极的基准信号线ST1及连接该列像素单元中的第二薄膜晶体管结构的漏极的检测信号线ST2。

在一种可能的实现方式中，在所述第一方向上，每间隔N个像素单元设置有一包括第二薄膜晶体管结构的像素单元，N为正整数。

例如，对于类似图7所示的阵列分布的像素单元，每间隔两列像素单元设置一列第二薄膜晶体管结构，即，第一列像素单元中设置有第二薄膜晶体管结构、第二和第三列像素单元中不设置第二薄膜晶体管结构、第四列像素单元中设置有第二薄膜晶体管结构、第五和第六列像素单元中不设置第二薄膜晶体管结构、第七列像素单元中设置有第二薄膜晶体管结构，以此类推。

在一种可能的实现方式中，所述基准信号线ST1复用所述数据线。这样，可不必单独设置基准信号线ST1，而是复用数据线DL(Data Line)来实现在两帧画面之间的帧间无效时区(Blanking Time)为第二薄膜晶体管结构的源极提供例如0V或15V基准信号。

在一种可能的实现方式中，所述第二薄膜晶体管结构包括多个串联的薄膜晶体管。

在一种可能的实现方式中，所述第二薄膜晶体管结构包括底栅型薄膜晶体管和/或顶栅型薄膜晶体管。

在一个具体示例中，像素单元中的第二薄膜晶体管结构包括多个薄膜晶体管，例如两个薄膜晶体管，第二薄膜晶体管结构包括的多个薄膜晶体管可以是底栅型薄膜晶体管也可以是顶栅型薄膜晶体管。第二薄膜晶体管结构包括的多个薄膜晶体管也可以即包括底栅型薄膜晶体管也包括顶栅型薄膜晶体管，即，第二薄膜晶体管结构由底栅型薄膜晶体管和顶栅型薄膜晶体管结合或者说组合形成，这样，通过漏电流检测工作温度的效果更好。

本实施例提供的电子纸显示装置，通过在阵列基板上设置薄膜晶体管结构来集成温度侦测功能，可在不改变现有工艺、不增加成本的情况下，实现对工作温度的精确检测，从而可提升显示装置的产品附加值、为有效提升显示效果提供基础。

需要说明的是，电子纸显示装置显示效果受工作温度影响较大且对于显示分辨率要求不高，因此，本实施例提供的通过在阵列基板上设置薄膜晶体管结构来集成温度侦测功能的方案特别适用于电子纸显示装置。此外，对于其他类型的存在温度检测需求的显示装置，也可采用与本实施例类似的通过在阵列基板上集成温度侦测功能的方案实现对工作温度的检测。其中，本实施例提出的在阵列基板上集成温度侦测功能的方案会在阵列基板设置第二薄膜晶体管结构，尤其是第二薄膜晶体管结构设置在像素单元中的方案，会在一定程度上影响显示分辨率，因此，对于其他类型的显示装置而言，较为适用采用与本实施例类似的通过在阵列基板上集成温度侦测功能的方案的是存在温度检测需求且对于显示分辨率要求不太高的显示装置。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (11)

1.一种显示装置，包括阵列基板，所述阵列基板包括多条沿第一方向延伸的扫描线、多条沿第二方向延伸的数据线及设置在所述扫描线与所述数据线相交位置的多个像素单元，所述像素单元包括第一薄膜晶体管结构和像素电极，所述第一薄膜晶体管结构的控制电极与所述扫描线连接，所述第一薄膜晶体管结构的第一电极与所述数据线连接，所述第一薄膜晶体管结构的第二电极与所述像素电极连接；

其特征在于，所述显示装置还包括处理模块，所述阵列基板还包括沿所述第二方向延伸的基准信号线、沿所述第二方向延伸的检测信号线及至少一个第二薄膜晶体管结构，所述第二薄膜晶体管结构的控制电极与所述扫描线连接，所述第二薄膜晶体管结构的第一电极连接所述基准信号线，所述第二薄膜晶体管结构的第二电极连接所述检测信号线；

所述处理模块，用于根据通过所述检测信号线获取的所述第二薄膜晶体管结构在帧间无效时区的漏电流及预存的漏电流与工作温度的对应关系，确定所述显示装置的工作温度。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板还包括围绕所述多个像素单元形成的显示区的虚拟像素区，所述虚拟像素区包括多个虚拟像素单元，所述第二薄膜晶体管结构设置于部分所述虚拟像素单元中。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第二薄膜晶体管结构设置于靠近所述像素单元的所述虚拟像素单元中。

4.根据权利要求2或3所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板包括多个第二薄膜晶体管结构，所述多个第二薄膜晶体管结构的第二电极连接同一检测信号线。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第二薄膜晶体管结构设置于所述像素单元中。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板包括多个第二薄膜晶体管结构，分别设置于每一像素单元中。

7.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，在所述第一方向上，每间隔N个像素单元设置有一包括第二薄膜晶体管结构的像素单元，N为正整数。

8.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述数据线复用为所述基准信号线。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第二薄膜晶体管结构包括多个串联的薄膜晶体管。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述第二薄膜晶体管结构包括底栅型薄膜晶体管和/或顶栅型薄膜晶体管。

11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置为电子纸显示装置，所述电子纸显示装置还包括依次层叠设置于所述阵列基板上的纸膜和保护膜。

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