TW200941107A - E-paper apparatus and driving substrate thereof - Google Patents

Description

200941107 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 置及其驅動基板。 本發明係關於一種電子紙裝 【先前技術】 W I:·由於人們與外界資訊溝通的需 求增加’具微貝訊的顯示聚置已成為現代人不可或缺 的電子產品之…顯示1置由㈣的陰極射 戈_

Ray Tube, CRT )顯示裝置發展至現今輕薄的液晶顯示裝置 (Liquid Crystal Display Apparatus，LCD Apparatus)，並廣 Ο

泛應用於通訊、資訊及消費性電子等產品上。 面對處理與保存龐大資料的有效性需求增加，現今多 仰賴電腦處理並透過平面顯示裝置來呈現影像。然而，由 於習知平面顯示裝置的體積及重量等均不及將資訊記載 於紙張印刷品所帶來的方便攜帶與便利閱讀等優點。此 外，在不外接電源的前提下，平面顯示裝置於電池的電力 耗盡時，即無法繼續使用，而紙張印刷品則無電池電力耗 盡的問題。因此，為保有紙張之便攜性與易閱讀性’又兼 具電子產品處理資料的有效性與環保性，使得電子紙 (Electronic Paper)裝置順應而生。 請參考圖1所示，習知電子紙裝置4係包含一電子紙 本體41以及一驅動基板42。其中，驅動基板42係仿效液 晶顯示面板中驅動基板的配置，以驅動電子紙本體41。驅 動基板42具有一共通配線422、一資料線424及一晝素電 極426。於習知技術中，係將資料線424及共通配線422 200941107 相交設置，且於共通配線422及晝素電極426之間形成一 儲存電容 Cst ( Cst on common )。 儲存電容Cst則用以協助維持晝面的圖框（Frame)更 新時，所寫入的電壓訊號位準。而電子紙裝置4之驅動基 ' 板42與液晶顯示面板之驅動基板不同的地方在於，電子 • 紙裝置4的驅動基板42上的晝素結構，係呈一正方形； 而液晶顯示面板之晝素結構則呈一長方形（長寬比為1: 3 )。另外，由於電子紙裝置4為一非穿透型顯示裝置，使 €1 得共通配線422的佈設面積比例可大於液晶顯示面板的共 通配線佈設面積比例（亦即可以不必考慮開口率的問題）。 因此，驅動基板42的晝素電極426佈設面積比例可大於 液晶顯示面板的晝素電極佈設面積比例，以增加所形成儲 存電容之電容值。 一般而言，改變一個儲存電容Cst之二儲存電極的電 壓差△V，需損耗能量ΔΕ，其數學關係式如下： ❹ Δ£ =去 xCx(AF)2 其中，C為儲存電容之電容值。然而，電子紙裝置4 ' 之影像資料係藉由資料線424傳送，使得資料線424之電 壓訊號變化相當頻繁，再加上資料線424及共通配線422 相交設置，形成一耦合電容，進而造成電子紙裝置4之電 容負載增加，電能損耗也隨之增加。因此，如何提高電子 紙裝置4在有限電池能量供應下之續航力如何提供一可降 低電能損耗之電子紙裝置4，實為現今的重要課題之一。 200941107 【發明内容】 損耗之電子紙其::::目的為提供-種降低電能 為:上述目的’本發明；提供一種 金屈呙1女β 線乂及一第—儲存電極，第二 金屬層具有一貧料線以及位弟 ❹ Ο 資料線相交設置，丘通配“ 其中’掃描線係與 與掃描線相交設置Γ書:質上與資料線平行設置並 佥本+ _係設置於共通轉之上，且 旦素电極係經由-通孔而電性連接於第一儲存電極。 Α杯為？上ίΐ的：本發明係提供—種電子紙裝置之驅動 二板’其係包π第-金屬層、—第.二金屬層及—畫辛電 t第-金屬層具有-第-掃描線及—第二掃描線，第二 金屬層具有-資料線以及-儲存電極。其中，第—掃描線 及第二掃描線係分別與資料線相交設h晝素電極係設置 於第一掃描線、該儲存電極或該第二掃描線之上，且晝素 電極係經由一通孔而電性連接於儲存電極。 為達上述目的，本發明係提供一種電子紙裝置，其係 包含一電子紙本體及一驅動基板。電子紙本體與該驅動基 板相對而設，驅動基板係具有一第一金屬層、一第二金屬 及一晝素電極。第一金屬層具有一掃描線以及一第一儲存 電極，第二金屬層具有一資料線以及一共通配線。其中， 掃撝線係與資料線相交設置’共通配線係實質上與資料線 平行設置並與掃描線相交設置。晝素電極係設置於共通配 200941107 線之上，Β j 電極。1素電極係經由—通孔而電性連接於第-儲存 包含目的’本發明係提供—種電子紙裝置，其係 板相對而一驅動基板。電子紙本體與該驅動基 以及-書;電一第—金屬層、-第二金屬 Ο 〇 掃描線，第一全屬声且右二$-知描線及-第二 中，一金屬層具有一貝料線以及一儲存電極。其 查素^第二掃描線係分別與資料線相交設置。 線之=極係設置於第-掃描線、該儲存電極或該第二掃描 極。上’且畫素電極係經由—通孔而電性連接於儲存電 =上所述，目依據本發^電+紙裝置及其驅動基 =其係藉由共通配線係實質上與資料線平行設置並與掃 j相交設置，或利用第二掃描線作為i存電極。如此 可減少資_^容負載’進而降低電子紙裝置及 具驅動基板的電能損耗。 【貫施方式】

以下將參照相關圖式，說明依掳太旅nn W d笊據本發明複數實施例之 4子轶裴置及其驅動基板。 第一實施例 請參照圖2，其係為本發明之楚—杳^ 嬰飞 弟—實知例之電子紙裝 置1的剖面圖。電子紙裝置1係包含 一驅動基板12。驅動基板12可藉由_ % | M Iff 11及 啊田黏者層13遠搵於雷 200941107 子紙本體11。 電子紙本體11包含一上基板丨11、一透明電極層112、 一電泳性物質113及一下基板U4。透明電極層U2係與 驅動基板12相對設置，上基板111設置於透明電極層U2 之一側。於實施上，透明電極層112之材質係可為鋼錫氧 化物（ITO)、鋁鋅氧化物（AZO)、銦鋅氧化物（IZO)或鎘錫氧 化物。 ©電泳性物質113係設置於透明電極層112與下基板 之間，電泳性物質n3係包含複數帶電粒子113a及一 介電溶液113b。其中，該等帶電粒子113a係分散於介電 溶液113b之中。 請繼續參照圖,2,電子紙本體11更包含複數個微杯結 構’而電泳性物質113係分別容置於該等微杯結構中。此 外’本實施例並非限制電泳性物質113需設置於該等微杯 結構中。於實施上，該等微杯結構係可以複數微膠囊取 ❹代’而使電泳性物質113分別容置於其中。 請同時參照圖2及圖3，其中圖3係為第一實施例之 . 電子紙裝置1之驅動基板12中其中一晝素之俯視圖，圖2 中之驅動基板12剖面係沿圖3中的A-A’直線之剖面圖。 驅動基板12係具有一第一金屬層Ml、一第二金屬層M2 以及一晝素電極126。 第一金屬層]VII具有一掃描線S1以及一第一儲存電極 122 ’第二金屬層M2具有一資料線D1及一共通配線124。 其中’資料線D1具有一第一延伸方向，掃描線S1具有一 200941107 第一延伸方向，且掃描線S1係與資料線；[)1相交設置。於 實施上，第二延伸方向係實質垂直於第一延伸方向。 Ο Ο 共通配線124係實質上與資料線D1平行設置，並與 掃描線S1相交設置。由於本實施例之電子紙裝置丨係為 一反射式電子紙裝置，故於電子紙裝置1之設計上，不需 較大的開口率。因此，本實施例之第一儲存電極122與共 通配線124之面積係分別大於晝素電極126面積之一半。 於實施上，共通配線124係為一第二儲存電極。 晝素電極126係設置於共通配線124之上，且書素電 極126係經由一通孔127電性連接於第_儲存電極122。 圖3中為了說明方便才將晝素電極126以虛線表示。於實 施上’畫素電極126之形狀約呈一正方形。 請繼續參照圖2,本實施例之驅動基板12更包含一美 板 121、—絕緣層 123 及一鈍化層（Passivation layer) 125。 其中，第一金屬層Ml係形成於基板121上，基板l2i可 視電子紙裝置丨所需而為一玻璃基板、一塑膠基板、一電 路板或一軟性電路板。絕緣層123設置於第一儲存電極122 與共通配線124之間；鈍化層125設置於共通配線124愈 晝素電極12 6之間。. 晝素電極126與共通配線124之間係形成一第一儲-電容三另外’由於畫素電極126經由—通孔127而電性3 接於第儲存電極122，因此第一儲存電極⑵與; 極1,26等電* ’而共通配線124與第—儲存電極⑵之f 係形成-第二儲在雷*。於本實施例中，電子紙褒置1 200941107 等效儲存電容係為並聯第一儲存電容及第二儲存電容，相 較於習知技術，本實施例之電子紙裝置1具有較大之等效 儲存電容。 值得一提的是，本實施例之共通配線124係與掃描線 ' S1相交設置，而未與資料線D1相交設置。因為，相較資 • 料線D1與掃描線S1之電壓變化頻率，掃描線S1多數的 時間係為一低電壓準位，僅有一短暫時間處於一高電壓準 位，掃描線S1具有較低之電壓變化頻率。故將共通配線 U 124與掃描線S1相交設置，可減少共通配線124於資料線 D1上形成跨接電容（cross-over capacitance )，避免增加資 料線D1上之電容負載，進而可降低電子紙裝置1及其驅 動基板12的電能損耗。 請繼續參照圖2,驅動基板12更包含一薄膜電晶體 T，其没極（drain electrode)係與晝素電極126電性連接。 當薄膜電晶體T驅動畫素電極126時，晝素電極126與透 q 明電極層112間係產生一電壓差，該等帶電粒子113a趨向 帶有與帶電粒子113a相反極性電荷的晝素電極126或透明 電極層112移動。因此可以通過對兩電極層選擇性的施加 電壓，而決定顯現介電溶液113b或是帶電粒子113a的顏 色，再藉由施以反向電壓來改變顯現的顏色。 在實作上，電子紙裝置1中的驅動基板12可以半導 體製程技術來實現，其中，半導體製程技術依據光罩數目 區分，包含五道光罩製程以及四道光罩製程。當電子紙裝 置1的驅動基板12經由五道光罩製程實現時（如圖2所 12 200941107 程實現時（ 電晶體Τ内 示），一半導體層128僅位於薄膜電晶體Τ 子紙裝置1的驅動基板12經由四道光罩製 中未顯示），半導體層128除了設置於薄膜 更設置於第二金屬層M2與基板121之間。 請參照圖4所示，其為驅動基板12’經由五、f 程實現之剖面示意圖。與圖2之最大不同處在於為在有製 的晝素面積範圍内，取得最大之晝素電極良 π可用區域 〇 〇 (亦即取得最大開口率），遂可再增加一道聚合物膜奴於 陣列（polymer film on array，PFA )的黃光製程。冲八事。 是於畫素電極126,以及基板121之間佈設一介電層12^王 其中介電層129之材質係可為一低介電常數之材質。 請參照圖5所示，其為圖4之電子紙裝置丨，之驅動基 板12’中其中一晝素之俯視圖，圖4之驅動基板12，剖面ς 沿圖5中的Β-Β’直線之剖面圖。於實施上，電子紙裝置卫， 係藉由PFA製程佈設介電層⑶於晝素電極以，以及基板 121之間’而使晝素電極126，係可與掃描線si以及資料線 D1重豐設置，因而取得最大之晝素電極126，面積。此外， 當不考里驅動基板12’的良率時，畫素電極126，係可藉由 PFA製程覆蓋於薄膜電晶體τ之上。 第二實施例 請參照圖6,其係為本發明之第二實施例之電子紙裝 置2的剖面圖。電子紙巢置2係包含—電子紙本體21及 一驅動基板22 ’電子紙未體21係藉由—黏著層23而與驅 動基板22結合。其中，電子紙本體21及黏著層23與第 13 200941107 一實施例中之電子紙本體11及黏著層13具有相同的技術 特徵及功能，故在此不再贅述。以下，將對驅動基板22 進行說明。 請同時參照圖6及圖7,其中圖7係為第二實施例之 電子紙裝置2之驅動基板22中其中一晝素之俯視圖，圖6 之驅動基板22剖面係沿圖7中的C-C’直線之剖面圖。驅 動基板22係具有一第一金屬層ΜΓ、一第二金屬層M2’ 以及一晝素電極226。 第一金屬層Ml’具有一第一掃描線S1及另一畫素的 一第二掃描線S2，第二金屬層M2’具有一資料線D1以及 一第一儲存電極224。其中，資料線D1具有一第一延伸方 向，第一掃描線S1及第二掃描線S2分別具有一第二延伸 方向，且第一掃描線S1及第二掃描線S2係分別與資料線 D1相交設置。於實施上，第二延伸方向係實質垂直於第一 延伸方向。 由於本實施例之電子紙裝置2係為一反射式電子紙裝 置，於電子紙裝置2之設計上，不需較大的開口率。因此， 本實施例之第二掃描線S2及第一儲存電極224之面積係 分別大於畫素電極226面積之一半。 晝素電極226係設置於第二掃描線S2之上，且晝素 電極226係經由一通孔227電性連接於第一儲存電極 224。圖7中為了說明方便才將晝素電極226以虛線表示。 於實施上，晝素電極226之形狀約呈一正方形。 請繼續參照圖6,本實施例之驅動基板22更包含一基 14 200941107 板221、一絕緣層223及一純‘化層225，基板221係與圖j 之驅動基板12所包含之基板121具有相同之功能及特 性’於此不再贅述。第一金屬層]Vir係形成於基板221上， 絶緣層223設置於第二掃描線S2與第·一儲存電極224之 間；鈍化層225設置於與第一儲存電極224與晝素電極226 之間。其中，鈍化層225係具有通孔227，以使畫素電極 226與第一儲存電極224電性連接。因此，畫素電極 與第一儲存電極224等電位，進而使得第一儲存電極 與相鄰晝素的第二掃描線S2之間係形成—儲存電容 (storage capacitance on gate)。 二值得-提的是，本實施例之第二掃描線S2 弟二儲存電極，而與第-儲存電極224形成儲存電容: 掃描線S2多數的時間係為—低電壓準位，僅有一

戶;高電壓準位(當薄膜電晶體丁被開啟時)’ 所以和貝枓線IM相較，第二掃 W Ο 化頻率。再加 > 全綠S2，、有較低之電壓變 知技術的液晶顯示面板的書二 轉原本响 線叫的電容負存電極可避免加重第-資料 的好處。、 到降低電子紙裝置2電能損輕 絲上所述，因依據本發明之 板，其係藉由共通配線係實質 、、’ '"置及其驅動基 描線相交設置’或利用第二掃描線;:線::設置並與掃 马一儲存電極t 15 200941107 一來，可減少資料線之電容負載，進而降低電子紙裝置及 其驅動基板的電能損耗。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離 本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均 應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 圖1為顯示習知電子紙裝置之一剖面示意圖； ® 圖2為顯示依據本發明第一實施例之電子紙裝置之一 剖面示意圖； 圖3為顯示依據本發明第一實施例之電子紙裝置之驅 動基板之一示意圖； ’圖4為顯示依據本發明第一實施例之電子紙裝置之一 剖面示意圖； 圖5為顯示依據本發明第一實施例之電子紙裝置之驅 Q 動基板之另一示意圖； 圖6為顯示依據本發明第二實施例之電子紙裝置之另 一剖面示意圖；以及 _ 圖7為顯示依據本發明第二實施例之電子紙裝置之驅 動基板之一示意圖。 【主要元件符號說明】 I、 1，、2、4 :電子紙裝置 II、 21、41 :電子紙本體 16 200941107 111、 211 :上基板 112、 212 :透明電極層 113、 213 :電泳性物質 113a、213a :帶電粒子 ' 113b、213b :介電溶液 - 114、214 :下基板 12、 12’、22、42 :驅動基板 121、221 :基板 ® 122、224 :儲存電極 123、 223 :絕緣層 124、 422 :共通配線 125、 225 :鈍化層 126、 126’、226、426 :晝素電極 127、 227 :通孔 128 :半導體層 Q 129 :介電層 13、 23 :黏著層 424、D1 :資料線 A-A’、B-B’、C-C’ ：剖面線 Ml、M2、ΜΓ、M2’ ：金屬層 SI、S2 :掃描線 T :電晶體 17

Claims (1)

1. 200941107 十、申請專利範圍： 1、一種電子紙裝置之驅動基板，包含： 一第一金屬層，具有一掃描線以及一第一儲存電極； 一第二金屬層，具有一資料線以及一共通配線，該掃 描線係與該資料線相交設置，該共通配線係實質上 - 與該資料線平行設置並與該掃描線相交設置；以及 一晝素電極，係設置於該共通配線之上，且該晝素電 極係經由一通孔而電性連接於該第一儲存電極。 〇 2、如申請專利範圍第1項所述之驅動基板，其中該資料 線具有一第一延伸方向，該掃描線具有一第二延伸方 向，該第二延伸方向係實質垂直於該第一延伸方向。 3、如申請專利範圍第1項所述之驅動基板，其中該晝素 電極與該共通配線之間係形成一第一儲存電容，該共 通配線與該第一儲存電極之間係形成一第二儲存電 容。 q 4、如申請專利範圍第1項所述之驅動基板，其中該晝素 電極之形狀約呈一正方形。 5、 如申請專利範圍第1項所述之驅動基板，其中該共通 配線係為一第二儲存電極。 6、 如申請專利範圍第1項所述之驅動基板，其中該共通 配線與該第一儲存電極之面積係分別大於該晝素電極 之一半。 7、 一種電子紙裝置之驅動基板，包含： 一第一金屬層，具有一第一掃描線及一第二掃描線； 18 200941107 一第二金屬層，具有一資料線以及一儲存電極，該第 一掃描線及第二掃描線係分別與該資料線相交設 置；以及 一晝素電極，係設置於該第一掃描線、該儲存電極或 該第二掃描線之上，且該晝素電極係經由一通孔而電 性連接於該儲存電極。 8、 如申請專利範圍第7項所述之驅動基板，其中該資料 線具有一第一延伸方向，該第一掃描線及該第二掃描 線係分別具有一第二延伸方向，該第二延伸方向係實 質垂直於該第一延伸方向。 9、 如申請專利範圍第7項所述之驅動基板，其中該儲存 電極與該第二掃描線之間係形成一儲存電容。 10、 如申請專利範圍第7項所述之驅動基板，其中該晝素 電極之形狀約呈一正方形。 11、 如申請專利範圍第7項所述之驅動基板，其中該第二 掃描線及該儲存電極之面積係大於該畫素電極之一 半。 12、 一種電子紙裝置，包含： .一電子紙本體；以及 一驅動基板，與該電子紙本體相對而設，並具有一第 一金屬層、一第二金屬以及一晝素電極，該第一金 屬層具有一掃描線以及一第一儲存電極，該第二金 屬層具有一資料線以及一共通配線，該掃描線係與 該資料線相交設置，該共通配線係實質上與該資料 19 200941107 線平行設置並與該掃描線相交設置，該晝素電極係 設置於該共通配線之上，且該晝素電極係經由一通 孔而電性連接於該第一儲存電極。 13、 如申請專利範圍第12項所述之電子紙裝置，其中該 資料線具有一第一延伸方向，該掃描線具有一第二延 - 伸方向，該第二延伸方向係實質垂直於該第一延伸方 向。 14、 如申請專利範圍第12項所述之電子紙裝置，其中該 ® 晝素電極與該共通配線之間係形成一第一儲存電 容，該共通配線與該第一儲存電極之間係形成一第二 儲存電容。 15、 如申請專利範圍第12項所述之電子紙裝置，其中該 晝素電極之形狀約呈一正方形。 16、 如申請專利範圍第12項所述之電子紙裝置，其中該 共通配線係為一第二儲存電極。 q 17、如申請專利範圍第12項所述之電子紙裝置，其中該 共通配線與該第一儲存電極之面積係分別大於該晝 素電極之一半。 18、 如申請專利範圍第12項所述之電子紙裝置，其中該 電子紙本體更包含： 一透明電極層，係與該驅動基板相對設置；以及 一電泳性物質，係設置於該透明電極層與該驅動基板 之間。 19、 如申請專利範圍第18項所述之電子紙裝置，其中該 20 200941107 電泳性物質係包含複數帶電粒子及一介電溶液，該等 帶電粒子係分散於該介電溶液中。 20、 如申請專利範圍第18項所述之電子紙裝置，其中該 電子紙本體更包含： j 一上基板，其係設置於該透明電極層之一側，且該透 明電極層係位於該上基板與該驅動基板之間。 21、 如申請專利範圍第18項所述之電子紙裝置，其中該 電子紙本體更包含： 一下基板，係設置於該電泳性物質及該驅動基板之 間。 22、 如申請專利範圍第12項所述之電子紙裝置，更包含： 一黏著層，係連接該電子紙本體及該驅動基板。 23、 一種電子紙裝置，包含： 一電子紙本體；以及 一驅動基板，與該電子紙本體相對而設，並具有一第 一金屬層、一第二金屬以及一晝素電極，該第一金 屬層具有一第一掃描線及一第二掃描線，該第二金 屬層具有一資料線以及一儲存電極，該第一掃描線 及第二掃描線係分別與該資料線相交設置，該晝素 電極係設置於該第一掃描線、該儲存電極或該第二 掃描線之上，且該晝素電極係經由一通孔而電性連 接於該儲存電極。 24、 如申請專利範圍第23項所述之電子紙裝置，其中該 資料線具有一第一延伸方向，該第一掃描線及該第二 21 200941107 掃描線係分別具有一第二延伸方向，該第二延伸方向 係實質垂直於該第一延伸方向。 25、 如申請專利範圍第23項所述之電子紙裝置，其中該 儲存電極與該第二掃描線之間係形成一儲存電容。 26、 如申請專利範圍第23項所述之電子紙裝置，其中該 晝素電極之形狀約呈一正方形，。 27、 如申請專利範圍第23項所述之電子紙裝置，其中該 第二掃描線及該儲存電極之面積係大於該晝素電極 之一半。 28、 如申請專利範圍第23項所述之電子紙裝置，其中該 電子紙本體更包含： 一透明電極層，係與該驅動基板相對設置；以及 一電泳性物質，係設置於該透明電極層與該驅動基板 之間。 29、 如申請專利範圍第28項所述之電子紙裝置，其中該 電泳性物質係包含複數帶電粒子及一介電溶液，該等 帶電粒子係分散於該介電溶液中。 30、 如申請專利範圍第28項所述之電子紙裝置，其中該 電子紙本體更包含： 一上基板，其係設置於該透明電極層之一侧，且該透 明電極層係位於該上基板與該驅動基板之間。 31、 如申請專利範圍第28項所述之電子紙裝置，其中該 電子紙本體更包含： 一下基板，係設置於該電泳性物質及該驅動基板之 22 200941107 間。 32、如申請專利範圍第23項所述之電子紙裝置，更包含： 一黏著層，係連接該電子紙本體及該驅動基扳。 ❹ 23