用于改进amoled驱动的设备和方法

用于改进amoled驱动的设备和方法
【专利摘要】提供了用于增加有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）显示器（32）中像素（62）的孔径比并提供对像素（62）的更精确的灰度级控制的设备和方法。作为例子，一个实施例包括在驱动薄膜晶体管（72）的栅极（80）和电路薄膜晶体管（74）的栅极（86）之间布置栅极绝缘体（136）。显示器（32）的该改进的结构有助于实现用于控制像素（62）的灰度级的更高电压范围，并且可以增加像素（62）的孔径比。
【专利说明】用于改进AMOLED驱动的设备和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是于2012 年 11 月 2 日提交的题为 “Device and Method for ImprovingAMOLED Driving”的美国专利申请N0.13/667，942的部分继续申请。
【技术领域】
[0003]本公开一般地涉及电子显示器，尤其涉及用于在有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)电子显示器中实现更精确的灰度级控制和增加的孔径比的设备和方法。
【背景技术】
[0004]本章旨在向读者介绍可与如下描述和/或主张的本公开的各方面相关的领域的各方面。相信这一讨论有助于向读者提供便于更好理解本公开各方面的背景信息。因此，应该理解这些阐述是鉴于上述考虑而供阅读的，而非对现有技术的承认。
[0005]诸如AMOLED显示器的平板显示器通常被广泛使用在各类电子设备中，包括诸如电视、计算机和手持设备(例如蜂窝电话、音频和视频播放器、游戏系统等)之类的消费电子品。这些显示面板典型地在适于在各类电子产品中使用的相对较薄的封装中提供平面显示器。此外，这类设备相比于可比较的显示技术可以使用更少的电力，使其适于在电池供电的设备中或在期望最小化电力使用的其他情境中使用。
[0006]AMOLED显示器典型地包括按矩阵布置以显示可由用户观看的图像的图片元件(例如,像素)。AMOLED显示器的各单独像素可以在向各像素施加电压时发光。施加至AMOLED显示器的像素的电压可由两个薄膜晶体管(TFT)调节。例如，电路开关TFT可被用于调节流入存储电容器的电流，而驱动TFT则可被用于调节提供给单独像素的OLED的电压。AMOLED显示器中TFT间的连接可能会延伸通过本可用于显示图像数据的像素区域。在某些配置中，像素孔径比是像素的可被用于显示图像数据的透明面积与该像素的总面积之比。于是，TFT之间的连接可能会减小可被用于显示图像数据的像素面积，并因此降低AMOLED显示器的像素的孔径比。
[0007]在电子显示器中，每个像素的灰度级可以确定该像素的输出强度。在某些显示器中，每个像素的输出强度可以从最低强度的黑色到最高强度的白色之间变化。如上所提及的，AMOLED显示器的一个TFT可以调节正被提供给单独像素的OLED的电压。施加至该驱动TFT栅电极的电压范围可以确定流至该OLED的电流量，由此确定像素的灰度等级。增大可被施加至驱动TFT栅极的电压范围可以为AMOLED显示器中的灰度级给出更为精确的控制。

【发明内容】

[0008]如下将阐述本文包括的某些实施例的概述。应该理解的是，这些方面仅出于向读者提供对这些实施例的简要概述的目的而被提出，并且这些方面并不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以涵盖可能未在下文阐述的多个方面。[0009]本公开的实施例涉及用于增加AMOLED显示器像素的孔径比和灰度级控制的设备和方法。例如，用于电子设备的显示器可以包括具有第一源极、第一漏极、第一沟道和第一栅电极的驱动薄膜晶体管(TFT)。此外，电路开关TFT可以包括第二源极、第二漏极、第二沟道和第二栅电极。栅极绝缘层可被布置在驱动TFT的第一栅电极之上。电路开关TFT的第二栅电极可被布置在栅极绝缘层之上。层间电介质(ILD)可被布置在第一源极、第一漏极、第一沟道、第二源极、第二漏极和第二沟道之上。第一栅电极可以电连接至电路开关TFT的第二漏极。这一直接连接可以减少由上述连接电路占据的面积。此外，由于该直接连接的面积缩减，因此显示器像素的像素孔径比可以增大。
[0010]上述特征的各种细化可以结合本公开各方面来做出。也可以向上述的各方面并入进一步的特征。这些细化和附加特征可以单独存在或以任意方式结合。例如，如下关于一个或多个例示实施例讨论的各特征可以单独或以任意结合并入本公开上述方面的任意方面。在此呈现的简述仅旨在使读者熟悉本公开各实施例的某些方面和上下文，而非限制所要求保护的主题。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]本发明的各方面在阅读了随后的详细描述并参考附图之后将会得到更好的理解，在附图中:
[0012]图1是根据本公开一个实施例的可以包括驱动薄膜晶体管(TFT)的电子设备的示例性部件的框图；
[0013]图2是根据本公开一个实施例的手持电子设备的前视图；
[0014]图3是根据本公开一个实施例的笔记本计算机的透视图；
[0015]图4是根据本公开一个实施例的示出了图1显示设备的单位像素矩阵的一部分的电路图；
[0016]图5是根据本公开一个实施例的描绘了用于有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)的TFT的栅极电压和漏极电流之间关系的曲线图；
[0017]图6是根据本公开一个实施例的具有驱动TFT的AMOLED显示器的一部分的截面视图；
[0018]图7是根据本公开一个实施例的用于制造在显示器中使用的AMOLED单位像素的处理的流程图；
[0019]图8是根据本公开一个实施例的图6所示具有驱动TFT的AMOLED显示器的一部分的顶视图；
[0020]图9是根据本公开一个实施例的具有带浮栅的驱动TFT的AMOLED显示器的一部分的截面视图；
[0021]图10是用于制造AMOLED显示器的处理的流程图；
[0022]图11是根据本公开一个实施例的具有沟道被布置在栅极之上的驱动TFT的AMOLED显示器的一部分的截面视图；以及
[0023]图12是根据本公开一个实施例的用于制造在显示器中使用的AMOLED单位像素的处理的流程图。【具体实施方式】
[0024]如下将描述一个或多个具体实施例。为了努力提供对这些实施例的确切描述，并未在本说明书中描述实际实现的所有特征。应该理解的是，在任何这类实际实现的开发中，例如在任何工程或设计项目中，必须做出大量的特定于实现的决定以实现开发人员的特定目标，诸如符合系统相关和商业相关的限制，其可能随实现的不同而不同。此外还应理解的是，虽然这些开发努力可能是复杂且费时的，但无非是从本公开获益的普通技术人员针对设计、制造和生产所进行的常规性工作。
[0025]当介绍本公开各实施例中的元素时，“一”和“该”旨在指示存在一个或多个元素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的，并且意味着可能存在列出元素之外的附加元素。另外还应理解的是，对于本公开的“一个实施例”或“实施例”的提及并不旨在被解释为排除同样加入了所记载特征的其他实施例的存在。
[0026]如上所述，本公开的实施例涉及电子显示器，尤其涉及有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器。具体地，本公开的实施例包括增加AMOLED显示器的像素孔径比和像素灰度级控制的设备。此外，本公开的实施例包括用于制造具有增加的像素孔径比的AMOLED显示器的方法。像素孔径比可以通过减小显示器像素内的连接电路的面积来增加。此外，本公开的实施例包括用于制造具有增加的像素灰度级控制的AMOLED显示器的方法。像素的灰度级控制可以通过增加驱动TFT的栅电极和沟道之间的距离来增强。
[0027]在考虑前述内容的情况下，下面将给出对可以采用包括具有改进的灰度级控制和更大的像素孔径比的像素的电子显示器的合适电子设备的一般性描述。具体地，图1是描绘了可以在适于与这类显示器一起使用的电子设备中存在的各类部件的框图。图2和3分别示出了合适电子设备(可以如所示的是笔记本计算机或手持电子设备的)的透视图和前视图。
[0028]图1是示出了可以在这类电子设备8中存在并且可以允许设备8根据在此讨论的技术而工作的部件的框图。本领域普通技术人员将会理解的是，图1所示的各类功能块可以包括硬件元素(包括电路)、软件元素(包括存储在计算机可读介质上的计算机代码)或是硬件和软件元素两者的组合。应该进一步注意到的是，图1仅仅是具体实现的一个例子，并且仅仅旨在例示可以在设备8中存在的部件的类型。例如，在当前所示的实施例中，这些部件可以包括显不器10、I/O端口 12、输入结构14、一个或多个处理器16、存储器设备18、非易失性存储装置20、扩展卡22、网络设备24和电源26。正如将会理解的，显示器10上示出的图像数据的整体质量可以受到显示器10的像素的灰度级可控制性和孔径比的影响。
[0029]对于这些部件中的每一个部件，显示器10可被用于显示由设备8生成的各种图像。特定地，在某些实施例中，显示器10可以是AMOLED显示器。附加地，在电子设备8的某些实施例中，显示器10可以连同诸如触摸屏之类的触摸敏感元件被一起提供，该触摸敏感元件可被用作设备8的控制接口的一部分。
[0030]I/O端口 12可以包括被配置为连接至各类外部设备的端口，所述外部设备诸如是电源、头戴式或双耳式耳机、或其他电子设备(例如，手持设备和/或计算机、打印机、投影仪、外部显示器、调制解调器、坞站等)。I/O端口 12可以支持任何合适的接口类型，诸如通用串行总线(USB)端口、视频端口、串行连接端口、IEEE-1394端口、以太网或调制解调器端口、和/或AC/DC电力连接端口。[0031]输入结构14可以包括可以通过其将用户输入或反馈提供给处理器16的各类设备、电路和通路。这类输入结构14可被配置为控制设备8的功能，在设备8上运行的应用、和/或连接至电子设备8或由电子设备8使用的任何接口或设备。例如，输入结构14可以允许用户导航所显示的用户界面或应用界面。输入结构14的例子可以包括按钮、滑块、开关、控制板、键、旋钮、滚轮、键盘、鼠标、触摸板等。
[0032]在某些实施例中，输入结构14和显示器10可以一起提供，诸如其中触摸敏感机构连同显示器10被一起提供的触摸屏的情况。在这类实施例中，用户可以经由触摸敏感机构选择显示的界面元素或与其交互。以此方式，显示的界面可以提供交互的功能，允许用户通过触摸显示器10导航所显示的界面。
[0033]用户与输入结构14的交互，诸如与显示器10上显示的用户或应用界面的交互，可以生成指示用户输入的电信号。这些输入信号可以经由诸如输入集线器或总线的合适通路被路由至处理器16以供进一步处理。
[0034]处理器16可以提供处理能力以执行操作系统、程序、用户和应用界面以及电子设备8的任何其他功能。处理器16可以包括一个或多个微处理器，诸如一个或多个“通用”微处理器、一个或多个专用微处理器和/或ASIC，或是这类处理部件的某一组合。例如，处理器16可以包括一个或多个精简指令集(RISC)处理器，以及图形处理器、视频处理器、音频处理器和/或相关芯片组。
[0035]要由处理器16处理的指令或数据可以存储在诸如存储器18的计算机可读介质内。这类存储器18可被提供作为诸如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器，和/或作为诸如只读存储器(ROM)的非易失性存储器。存储器18可以存储各类信息并且可以用于各种目的。例如，存储器18可以存储用于电子设备8的固件(例如，基本输入/输出指令或操作系统指令)、各类程序、应用、或是在电子设备8上执行的例程、用户界面功能、处理器功能等。此外，存储器18可以用于在电子设备8的操作期间进行缓冲或高速缓存。
[0036]部件可以进一步包括其他形式的计算机可读介质，诸如非易失性存储装置20，用于数据和/或指令的持久性存储。非易失性存储装置20可以包括闪存、硬盘驱动器或是任何其他的光学、磁性和/或固态存储介质。非易失性存储装置20可被用于存储固件、数据文件、软件、无线连接信息以及任何其他合适数据。
[0037]图1所示的实施例还可以包括一个或多个卡或扩展槽。卡槽可被配置为容纳扩展卡22，扩展卡22可被用于向电子设备8添加诸如附加存储器、I/O功能或联网能力的功能性。这类扩展卡22可以通过任何类型的合适连接器连接至所述设备，并且可以从电子设备8的外壳之内或之外来访问。例如，在一个实施例中，扩展卡22可以是闪存卡，诸如SecureDigital (SD)卡、miniSD 或 microSD、CompactFlash 卡或是 Multimedia 卡(MMC)等。
[0038]图1描绘的部件还包括网络设备24，诸如网络控制器或网络接口卡(NIC)。在一个实施例中，网络设备24可以是根据任何802.11标准或任何其他合适的无线联网标准提供无线连接性的无线NIC。网络设备24可以允许电子设备8经由诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)或因特网之类的网络进行通信。进一步地，电子设备8可以与网络上诸如便携式电子设备、个人计算机、打印机等的任何设备相连，并且与其进行数据收发。作为替换，在一些实施例中，电子设备8可以不包括网络设备24。在这类实施例中，NIC可作为扩展卡22添加，由此提供如上所述的类似联网能力。[0039]进一步地，部件还可以包括电源26。在一个实施例中，电源26可以是一个或多个电池，诸如锂离子聚合物电池或其他类型的合适电池。电池可以是用户可移除的，也可以是固定在电子设备8外壳内的，并且可以是可再充电的。此外，电源26可以包括AC电力，诸如由电气插座提供的电力，并且电子设备8可以经由电源适配器连接至电源26。该电源适配器还可用于对一个或多个电池(如果有的话)进行充电。
[0040]在考虑上述内容的情况下，图2示出了手持设备30 (在此是蜂窝电话)形式的电子设备8。应该注意到的是，虽然描绘的手持设备30在蜂窝电话的上下文中提供，但是也可以恰当提供其他类型的手持设备(例如，用于播放音乐和/或视频的媒体播放器、个人数据组织器、手持游戏控制台、和/或这类设备的组合)作为电子设备8。进一步地，合适的手持设备30可以结合有诸如媒体播放器、蜂窝电话、游戏控制台和个人数据组织器之类的一种或多种设备的功能。
[0041]例如，在描绘的实施例中，手持设备30采用可以提供附加功能(诸如，拍摄照片、记录音频和/或视频、聆听音乐、玩游戏等的能力)的蜂窝电话的形式。如参考图1的一般性电子设备讨论的，手持设备30可以允许用户连接至因特网或诸如LAN或WAN的其他网络并且通过这些网络来通信。手持电子设备30还可以使用诸如蓝牙和近场通信之类的短程连接来与其他设备进行通信。作为示例，手持设备30可以是可从加利福尼亚州Cupertino的 Apple inc.购得的iPod?、iPhone⑨]UPad?型号。
[0042]在描述的实施例中，手持设备30包括保护内部部件免于物理损坏并且屏蔽这些部件免于电磁干扰的壳体或主体31。壳体31可以由诸如塑料、金属或复合材料的任何合适材料形成，并且可以允许特定频率的电磁辐射透过以到达手持设备30内的无线通信电路，由此方便无线通信。
[0043]在描绘的实施例中，壳体31包括用户可以通过其与设备进行接口的用户输入结构14。每个用户输入结构14都可被配置为在被致动时帮助控制设备功能。例如，在蜂窝电话实现中，一个或多个输入结构14可被配置为调用“主”屏幕或菜单以显示，在睡眠和唤醒模式之间切换，静音蜂窝电话应用的铃声、增大或降低音量输出等。
[0044]在描绘的实施例中，手持设备30包括AMOLED显示器32形式的显示器10。AMOLED显示器32可被用于显示允许用户与手持设备30交互的图形用户界面(⑶I) 34。⑶134可以包括各种层、窗口、屏幕、模板或是可以在显示器10的一部分或全部上显示的其他图形元素。一般而言，GUI34可以包括表示手持设备30的应用和功能的图形元素。图形元素可以包括图标36以及表示按钮、滑块、菜单栏等的其他图像。图标36可以对应于可在选择了相应图标36之后开启的手持设备30的各类应用。此外，图标36的选择可以引起层级导航过程，诸如对图标36的选择引起包括一个或多个附加图标或其他GUI元素的屏幕。图标36可经由包括在显示器10内的触摸屏来选择，或者可通过诸如轮或按钮的用户输入结构14来选择。
[0045]手持电子设备30还可以包括允许该手持设备30与外部设备相连的各类输入和输出(I/O)端口 12。例如，一个I/O端口 12可以是允许在手持电子设备30和诸如计算机的另一电子设备之间发送和接收数据或命令的端口。这类I/O端口 12可以是来自Apple Inc.的专有端口，也可以是开放标准I/O端口。
[0046]除了诸如图2描绘的蜂窝电话的手持设备30之外，电子设备8还可以采取计算机或其他类型的电子设备的形式。这类计算机可以包括通常的便携式计算机(诸如膝上型、笔记本和平板计算机)，以及通常在一个位置使用的计算机(诸如常规的桌上型计算机、工作站和/或服务器)。在某些实施例中，采用计算机形式的电子设备8可以是可从Apple Inc.购得的MacBook?、MacBook? Pro、MacBook Air?、iMac?、Mac?
mini,Mac Pro?或iPad?型号。作为示例，图3示出了根据一个实施例的采用膝上型计算机50形式的电子设备8。描绘的计算机50包括外壳52、显示器10 (例如，AMOLED显示器32)、输入结构14和输入/输出端口 12。
[0047]在一个实施例中，输入结构14 (诸如键盘和/或触摸板)可被用于与计算机50交互，例如用以启动、控制或操作在计算机50上运行的GUI或应用。例如，键盘和/或触摸板可以允许用户导航在显示器10上显示的用户界面或应用界面。
[0048]正如所描绘的，采用计算机50形式的电子设备8还可以包括允许连接附加设备的各类输入和输出端口 12。例如，计算机50可以包括适于与另一电子设备、投影仪、补充显示器等连接的1/0端口 12，诸如USB端口或其他端口。此外，计算机50可以如关于图1描述的包括网络连接性、存储器和存储能力。作为结果，计算机50可以存储并执行⑶I和其他应用。
[0049]应该注意到的是，具有此处公开的显示器10的电子设备8可以包括作为示例讨论的设备之外的其他设备。此外，电子设备还可以包括具有显示器10的任何设备，诸如电视、独立显示设备等。
[0050]如提及的，电子设备的显示器10可以是AMOLED显示器32。AMOLED显示器32包括含有发光电路的像素阵列。因此，图4例示了包括显示器10像素阵列的一部分的电路。如所示，显示器10可以包括显示面板60。而且，显示面板60可以包括多个单位像素62，所述单位像素62被布置为限定单位像素62的多个行和列的阵列或矩阵，这些行和列共同形成可以在其中显示图像的显示器10的可视区域。在这样的阵列中，每个单位像素62都可由行和列的交叉来限定，上述行和列在此分别由栅极线64 (也被称为“扫描线”)和源极线66 (也被称为“数据线”)表示。此外，电源线68可以向各单位像素62提供电力。
[0051 ] 虽然仅示出了分别由参考编号62a_62f指示的六个单位像素，但应该理解在实际实现中，源极线66和栅极线64分别可以包括几百甚至几千的这类单位像素62。作为例子，在具有1024x768显示分辨率的彩色显示面板60中，可以限定像素阵列的一列的每根源极线66可以包括768个单位像素，而可以限定像素阵列的一行的每根栅极线64可以包括1024组单位像素，其中每一组都包括红、蓝和绿色像素，由此每根栅极线64共计3072个单位像素。作为进一步的例子，面板60可以具有480x320或960x640的分辨率。在当前示出的例子中，单位像素62a-62c可以表示具有红色像素^2a)、蓝色像素(62b)和绿色像素(62c)的一组像素。一组单位像素62d-62f可以按类似方式布置。此外，在工业中，术语“像素”也通常可以指代一组不同颜色的相邻像素(例如，红色像素、蓝色像素和绿色像素)，其中该组中每个单独颜色的像素可被称为“子像素”。 [0052]图4示出的每个单位像素62a_62f都包括两个薄膜晶体管(TFT) 70，一个是驱动TFT72而另一个是电路开关TFI74。驱动TFT72可以包括源极76、漏极78和栅极80。类似地，电路开关TFT74可以包括源极82、漏极84和栅极86。在示出的实施例中，每个驱动TFT72的源极76可以电耦接至电源线68。类似地，每个驱动TFI72的漏极78可以电连接至有机发光二极管(OLED) 88。此外，每个电路开关TFI74的源极82可以电连接至源极线66，而每个电路开关TFI74的漏极84可以电连接至每个驱动TFI72的栅极80。每个电路开关TFI74的栅极86可以电连接至栅极线64。每个TFT70用作开关元件并且可以基于该TFT70的栅极处相应栅极激励信号(也被称为扫描信号)的存在与否而被激励和去激励(例如，切换至开和关)达预定时段。此外，存储电容器89可以电连接至每个电路开关TFI74的漏极84和另一单位像素62的栅极线64。
[0053]显示器10还包括源极驱动器集成电路(IC)90，源极驱动器IC90可以包括被配置为控制显示器10和面板60的各方面的诸如处理器或ASIC的芯片。例如，源极驱动器IC90可以接收来自处理器16的图像数据92，并将相应的图像信号发送至面板60的单位像素62。源极驱动器IC90还可耦接至栅极驱动器IC94，后者可被配置为经由栅极线64提供/移除栅极激励信号以激励/去激励单位像素62的各行。源极驱动器IC90可以包括确定定时信息96并将其发送至栅极驱动器IC94以便于单位像素62的各单独行的激励和去激励的定时控制器。在其他实施例中，可以按某些其他方式(例如，使用与源极驱动器IC90分开的定时控制器)将定时信息提供给栅极驱动器IC94。进一步地，虽然图4仅描绘了一个源极驱动器IC90，但是应该理解的是其他实施例可以利用多个源极驱动器IC90来为单位像素62提供图像信号96。例如，附加实施例可以包括沿着面板60的一个或多个边缘布置的多个源极驱动器IC90，其中每个源极驱动器IC90被配置为控制源极线66和/或栅极线64的子集。
[0054]操作中，源极驱动器IC90接收来自处理器16或分立显示控制器的图像数据92，并且基于接收到的数据输出用于控制单位像素62的信号。例如，为了显示图像数据92，源极驱动器IC90和栅极驱动器IC94可以分别向电路开关TFT74的源极82和栅极86供应电压，以对各存储电容器89进行充电。存储电容器89可以驱动驱动TFT72的栅极80，以将来自电源98的电流提供给每个单位像素62的0LED88。如可被理解的，特定单位像素的颜色取决于相应0LED88的颜色。可以为面板60中的每行像素62重复上述处理，以将图像数据92再现为显示器10上的可视图像。
[0055]如上所提及的，显示器10的像素包含驱动并控制供应给显示电路的电流的TFT。图5是描绘用于驱动显示器10内的TFT的曲线112的曲线图110。曲线图110的X轴表示驱动TFT72的栅极电压114。曲线图110的y轴表示驱动TFT74的漏极电流116。曲线图110上的框118示出了 TFT栅极电压工作范围。更大的栅极电压工作范围会有助于改进对显示器10内每个像素的灰度级的控制。此外，对于给定电流范围，更大的栅极电压工作范围可以减小曲线112的斜率。当曲线112的斜率减小时，相同的栅极电压变动120会产生更小的漏极电流差122，藉此促进对显示器10内各像素的灰度级控制的改进。
[0056]显示器10可以被制造为有助于更好地控制像素的灰度级并提升像素的孔径比。因此，图6示出了这一显示器10的单位像素62的截面视图。图6的截面视图将结合图7讨论。图7例示了用于制造图6的单位像素62的处理的流程图160。单位像素62可由若干层形成。具体地，单位像素62可以包括衬底130以及被布置在该衬底130上的一个或多个薄膜晶体管(TFT)层，如图7中框162表示的。在图6示出的实施例中，单位像素62包括驱动TFT72和电路开关TFI74。驱动TFT72包括源极76、沟道132、漏极78和栅极80。而且，电路开关TFT74包括源极82、沟道134、漏极84和栅极86。在某些实施例中，单位像素62可以包括多于一个的驱动TFT72和/或多于一个的电路开关TFI74。如所示，栅极绝缘层136被布置在驱动TFI72的源极76、沟道132和漏极78之上。进一步地，栅极绝缘层136被布置在电路开关TFT74的源极82、沟道134和漏极84之上，如图7中框164表示的。该栅极绝缘层136可以使得电路开关TFT74的栅极86与电路开关TFT74的沟道134绝缘。
[0057]如图6所示并且由图7的框166所表示的，电路开关TFT74的栅极86被布置在电路开关TFT74的栅极绝缘层136之上，以控制流经电路开关TFT74的沟道134的电流。层间电介质(ILD) 138被布置在栅极86和栅极绝缘层136之上，如图7的框168所示的。像素电极140可以沿着ILD138的一部分布置，如图7的框170所示。像素电极140可以通过接触件142和通孔144电耦接至驱动TFI72的漏极78。一个或多个接触件142被布置在ILD138之上，并且经由延伸穿过ILD138和栅极绝缘层136的相应通孔144而电耦接至源极76、源极82、漏极78和漏极84。驱动TFI72的栅极80被布置在ILD138之上且位于驱动TFI72的沟道132的正上方，以控制流经驱动TFI72的沟道132的电流。驱动TFI72的通孔144、接触件142和栅极80可以在单个制造步骤中被布置，如图7的框172所示。
[0058]驱动TFI72的栅极80被布置在ILD138之上且位于驱动TFI72的沟道132的正上方，以提供对驱动TFI72的更好的电压控制。驱动TFI72的栅极80和驱动TFI72的沟道132之间更大的距离可以减小在该驱动TFT72的栅极80和沟道132之间形成的电容。驱动TFT72的栅极80和沟道132之间这一减小的电容就可将更大的电压范围施加至栅极80，以得到流经驱动TFI72的沟道132的相应电流范围。大范围的可能输入电压可以提供更为精确的电压和电流控制。而且，更好的电压和电流控制可以提供更准确的灰度级控制。
[0059]如图7的框174所表示的，诸如有机平坦化层的绝缘层146可被布置在ILD138、接触件142、驱动TFI72的第一栅电极80、和像素电极140的一部分之上。如图7的框176所表示的，0LED88 (例如，OLED层)可被直接布置在像素电极140之上。在此实施例中，显示器10可以是底部发射显示器。例如，顶电极148可被布置在0LED88和绝缘层146之上，如图7的框176所表示的。具体地，0LED88可以在电流在像素电极140和顶电极148之间流动(例如，通过0LED88)时发光。正如所理解的，像素电极140可以包括透射从0LED88发出的光的透明材料。
[0060]如上所提及的，通过如图6和7所述那样形成单位像素62，与其中连接电路开关TFT74和驱动TFT72的电路被布置在单位像素62的不同层的其他设计相比，可以增加像素孔径比。图8例示了图6所示的单位像素62的顶视图。如所示的，电路开关TFI74的漏极84电耦接至驱动TFI72的栅极80。如上所讨论的，栅极80布置在ILD138之上。相反地，栅极86则被布置在ILD138之下。在ILD138之上形成栅极80可以有助于使用接触件142和通孔144实现从栅极80到漏极84的连接部160。如上所提及的，连接部160可以与栅极80、接触件142和通孔144在同一制造步骤中形成以减少制造步骤。连接部160的宽度162可以通过将该连接部160与栅极80形成在同一层中而减小，由此消除额外的连接电路。对于一给定的单位像素62，宽度162的减小可有助于实现显示器10的像素电极140和0LED88的更大面积，而这又可以增加显示器10的孔径比。
[0061]其他实施例和上述实施例的变形可以具有附加的特征。例如，图9例示了显示器10的单位像素62的另一实施例的截面视图。在此实施例中，伪(dummy)栅电极164被布置在栅极绝缘体136之上以及驱动TFT72的沟道132之上。该伪栅电极164可以用作掺杂掩模，由此允许在不使用光致抗蚀剂层形成掩模的情况下对驱动TFI72的源极76和漏极78进行掺杂。使用该伪栅电极164用作掺杂掩模可以减少制造显示器10的TFI70的制作步骤数目。ILD138还可以包括突起部166，用以增加ILD138在伪栅电极164之上的厚度。
[0062]包括如上描述而制造的TFI70的单位像素62的矩阵可被制造到要用于电子设备8的显示器10中。图10例示了用于制造AMOLED显示器的处理的流程图180。如框182所表示的，可以如上所述地形成单位像素62的矩阵，以提供显示面板60。显示面板60可以包括如图4所示的按行和列排列的多个单位像素62。如框184所表示的，处理器16 (例如，处理设备)可以耦接至显示面板60。此外，如框186所表示的，显示面板60和处理器16可被布置在电子设备8的外壳内。
[0063]如在此所讨论的，显示器10可按许多方式制造以有助于更好地控制像素灰度级并提升像素的孔径比。因此，图11示出了这一显示器10的单位像素62的另一截面视图。图11的截面视图将结合图12讨论。图12例示了用于制造图11的单位像素62的处理的流程图184。单位像素62可由若干层形成。具体地，单位像素62可以包括衬底130以及被布置在该衬底130之上的驱动TFI72的栅极80，如图12的框186所表示的。驱动TFI72的栅极80可被用来控制流经驱动TFI72的沟道132的电流。在图11示出的实施例中，单位像素62包括驱动TFT72和电路开关TFI74。驱动TFT72包括源极76、沟道132、漏极78和栅极80。此外，电路开关TFT74包括源极82、沟道134、漏极84和栅极86。在某些实施例中，单位像素62可以包括多于一个的驱动TFT72和/或多于一个的电路开关TFI74。如所示的，第一栅极绝缘层180被布置在驱动TFI72的栅极80之上，如图12的框188所表示的。第一栅极绝缘层180可以使得驱动TFI72的栅极80与驱动TFI72的沟道132绝缘。
[0064]如图11所示并且由图12的框190所表示的，电路开关TFT74的栅极86被布置在第一栅极绝缘层180之上，并被用于控制流经电路开关TFT74的沟道134的电流。并且，第二栅极绝缘层182被布置在电路开关TFT74的栅极86之上以及第一栅极绝缘层180之上，如图12的框192所表示的。此外，如图12的框194所表示的，驱动TFI72的源极76、沟道132和漏极78以及电路开关TFI74的源极82、沟道134和漏极84被布置在第二栅极绝缘层182之上。
[0065]如图12的框196所表示的，层间电介质(ILD)138被布置在驱动TFT72的源极76、沟道132和漏极78以及电路开关TFT74的源极82、沟道134和漏极84之上。像素电极140可以沿着ILD138的一部分布置，如图12的框198所示。像素电极140可以通过接触件142和通孔144电耦接至驱动TFI72的漏极78。一个或多个接触件142被布置在ILD138之上并且经由延伸穿过ILD138的相应通孔144而电耦接至源极76、源极82、漏极78和漏极84。如图12的框200所表示的，通孔144和接触件142可在单个制造步骤中被布置。
[0066]通过用第一栅极绝缘层180和第二栅极绝缘层182将驱动TFI72的栅极80与沟道132分离，使得对驱动TFT72的更好的电压控制成为可能。例如，驱动TFT72的栅极80和驱动TFT72的沟道132之间更大的距离可以减小在该驱动TFT72的栅极80和沟道132之间形成的电容。驱动TFI72的栅极80和沟道132之间这一减小的电容可将更大的电压范围施加至栅极80，以得到流经驱动TFI72的沟道132的相应电流范围。大范围的可能输入电压可以提供更为精确的电压和电流控制。而且，更好的电压和电流控制可以提供更准确的灰度级控制。[0067]如图12的框202所表示的，诸如有机平坦化层的绝缘层146可被布置在ILD138、接触件142和像素电极140的一部分之上。如图12的框204所表示的，0LED88(例如，OLED层)可被直接布置在像素电极140之上。在此实施例中，显示器10可以是底部发射显示器。例如,顶电极148可被布置在0LED88和绝缘层146之上，如图12的框206所表示的。具体地，0LED88可以在电流在像素电极140和顶电极148之间流动(例如，通过0LED88)时发光。正如所理解的，像素电极140可以包括透射从0LED88发出的光的透明材料。
[0068]已经通过例子描述了上述特定实施例，应该理解这些实施例易于进行各类修改且具有各种替换形式。还应理解的是，权利要求书并不旨在被限定到所公开的具体形式，而是覆盖落在本公开精神和范围内的全部修改、等同和替换方案。
【权利要求】
1.一种用于电子设备的显示器，包括: 像素阵列，所述像素阵列包括: 布置在衬底之上的第一薄膜晶体管(TFT)的第一栅极； 布置在所述第一栅极之上的第一绝缘层； 布置在所述第一绝缘层之上的第二 TFT的第二栅极； 布置在所述第一绝缘层和所述第二栅极之上的第二绝缘层；以及布置在所述第二绝缘层之上的TFT层，其中所述TFT层包括源极、漏极和邻近所述源极和所述漏极布置的沟道。
2.如权利要求1所述的显示器，包括布置在所述TFT层之上的第三绝缘层。
3.如权利要求2所述的显示器，包括耦接至所述源极且延伸穿过所述第三绝缘层的第一通孔。
4.如权利要求2所述的显示器，包括耦接至所述漏极且延伸穿过所述第三绝缘层的第二通孔。
5.如权利要求1所述的显示器，包括布置在所述第二绝缘层之上的像素电极。
6.如权利要求1所述的显示器，包括被配置为将所述漏极电耦接至一像素电极的导体。
7.如权利要求1所 述的显示器，包括被布置在所述第二绝缘层之上的有机发光二极管(OLED)层。
8.如权利要求1所述的显示器，包括布置在所述第二绝缘层之上的顶电极层。
9.一种电子显不器,包括: 像素阵列，所述像素阵列包括: 包括第一源极、第一漏极、第一沟道和第一栅极的驱动薄膜晶体管(TFT); 包括第二源极、第二漏极、第二沟道和第二栅极的电路TFT，其中所述第二漏极电耦接至所述第一栅极； 布置在所述驱动TFT的第一栅极之上的第一栅极绝缘层，并且所述电路TFT的第二栅极被布置在所述第一栅极绝缘层之上， 布置在所述电路TFT的第二栅极之上的第二栅极绝缘层，其中所述驱动TFT的第一源极、第一漏极和第一沟道被布置在所述第二栅极绝缘层之上，并且所述电路TFT的第二源极、第二漏极和第二沟道被布置在所述第二栅极绝缘层之上；以及 布置在所述驱动TFT的第一源极、第一漏极和第一沟道以及所述电路TFT的第二源极、第二漏极和第二沟道之上的层间电介质(ILD)。
10.如权利要求9所述的电子显示器，包括布置在所述ILD之上的绝缘层。
11.如权利要求9所述的电子显示器，包括布置在所述ILD之上且电耦接至所述第一漏极的像素电极。
12.如权利要求9所述的电子显示器，包括布置在所述ILD之上的有机发光二极管(OLED)层。
13.如权利要求9所述的电子显示器，包括布置在所述ILD之上的顶电极层。
14.如权利要求9所述的电子显示器，其中所述驱动TFT的第一栅极电耦接至所述电路TFT的第二漏极。
15.一种显不器,包括: 像素阵列，所述像素阵列包括: 布置在第一薄膜晶体管(TFT)的第一栅极之上的所述第一 TFT的第一源极、第一漏极和第一沟道； 布置在第二 TFT的第二栅极之上的所述第二 TFT的第二源极、第二漏极和第二沟道；以及 布置在衬底之上的栅极绝缘层； 其中所述第一 TFT的第一栅极被布置在所述衬底之上，所述栅极绝缘层被布置在所述第一栅极之上，并且所述第二 TFT的第二栅极被布置在所述栅极绝缘层之上。
16.如权利要求15所述的显示器，包括布置在所述第一TFT的第一源极、第一漏极和第一沟道以及所述第二 TFT的第二源极、第二漏极和第二沟道之上的层间电介质(ILD)。
17.如权利要求16所述的显示器，其中包括布置在所述ILD之上的绝缘层。
18.如权利要求16所述的显示器，包括布置在所述ILD之上且电耦接至所述第一TFT的第一漏极的像 素电极。
19.如权利要求16所述的显示器，包括布置在所述ILD之上的有机发光二极管(OLED)层。
20.一种制造显示器的方法，包括: 提供显示面板，其中所述显示面板包括多个单位像素，所述单位像素包括: 布置在衬底之上的第一薄膜晶体管(TFT)的第一栅极； 布置在所述第一栅极之上的第一绝缘层； 布置在所述第一绝缘层之上的第二 TFT的第二栅极； 布置在所述第一绝缘层和所述第二栅极之上的第二绝缘层；以及布置在所述第二绝缘层之上的TFT层，其中所述TFT层包括源极、漏极和邻近所述源极和所述漏极布置的沟道； 其中所述第一 TFT的第一栅极电耦接至所述第二 TFT的第二漏极； 将处理设备耦接至所述显示面板；以及 将所述显示面板和所述处理设备布置在外壳内。
21.一种电子设备，包括如权利要求1 一 8和15 — 19中任一项所述的显示器。
22.一种电子设备，包括如权利要求9 一 14中任一项所述的电子显示器。
【文档编号】G09G3/32GK103810968SQ201310533729
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】张世昌, 陈宇成 申请人:苹果公司