可挠式显示器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种可挠式显示器，其包含显示层、薄膜晶体管层以及可挠式基板。显示层具有多个显示元件。薄膜晶体管层具有多个像素控制电路及多个感测电路。上述多个像素控制电路用以控制上述多个显示元件。每一感测电路用以根据可挠式显示器的形变提供形变信号。可挠式基板与薄膜晶体管层堆叠设置。
【专利说明】可挠式显示器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可挠式显示器，特别是涉及一种具感测自身曲率功能的可挠式显示器。
【背景技术】
[0002]阅读记录在纸张上的文字或图画是人类最熟悉的阅读方式，而随着印刷技术的进步与印刷成本的降低，纸张在近数百年来大量地被使用作为数据的记录及传递媒介。然而随着显示技术的进步，纸张极有可能在不久的将来逐渐被可挠式显示器所取代。可挠式显示器由于具有类似纸张的轻薄短小、可挠曲与便于携带等特性，因此可预期将地将用来实现电子纸(Electronic Ρaper)或电子书的应用，并取代纸张成为数据的记录及传递媒介。
[0003]然而，在先前的可挠式显示器技术中，缺乏可以精确地对可挠式显示器的曲率进行估算的方法，而限制了可挠式显示器的应用。例如，当可挠式显示器因外力而扭曲时，其所显示的画面相应地会扭曲变形，然而因无法正确地估算可挠式显示器的曲率，故无法准确地对扭曲变形的画面进行校正。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可挠式显示器，通过感测可挠式显示器的多个感测单元的可变电阻的阻值变化，可精确地求得可挠式显示器的至少一曲率(curvature)。
[0005]为达上述目的，本发明提供一种可挠式显示器。可挠式显示器包含显示层、薄膜晶体管层以及可挠式基板。显示层具有多个显示元件。薄膜晶体管层具有多个像素控制电路及多个感测电路。上述多个像素控制电路用以控制上述多个显示元件。每一感测电路用以根据可挠式显示器的形变提供形变信号。可挠式基板与薄膜晶体管层堆叠设置。
[0006]本发明的可挠式显示器的每一感测电路用以根据可挠式显示器的形变提供形变信号，故可依据上述形变信号判断可挠式显示器的形变，再依据可挠式显示器的形变对可挠式显示器进行相关的操作，例如:影像校正、使用者动作的反馈…等。此外，上述多个像素控制电路及多个感测电路形成在可挠式显示器的薄膜晶体管层，而可简化可挠式显示器的制作工艺。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明一实施例的可挠式显示器的示意图；
[0008]图2为图1的可挠式显示器的功能方块图；
[0009]图3为图1的可挠式显示器的薄膜晶体管层的示意图；
[0010]图4为图2的可挠式显示器的部分电路的示意图；
[0011]图5为图4的多条扫描线的电压信号的时序图；
[0012]图6为图4的可变电阻及第一电阻于其所对应的第一晶体管导通时的等效电路图；[0013]图7为图4的可变电阻、第一电阻、第二电阻以及第三电阻于其所对应的第一晶体管导通时的等效电路图；
[0014]图8为本发明一实施例的第一感测单元的布线图；
[0015]图9为本发明一实施例的第二感测单元的布线图；
[0016]图10为本发明一实施例的第三感测单元的布线图；
[0017]图11用以说明本发明一实施例的可挠式显示器的多个感测单元的分布方式；
[0018]图12用以说明本发明一实施例中利用内差法推得可挠式显示器的曲线几何；
[0019]图13用以说明本发明另一实施例的可挠式显示器的多个感测单元的分布方式；
[0020]图14绘示了图13各感测单元所对应的曲率向量；
[0021]图15为图13的可挠式显示器的三维立体模型；
[0022]图16用以说明图1的可挠式显示器依据所求得的曲率调整显示画面；
[0023]图17至图19分别为本发明一实施例的可挠式显示器的区域剖视图。
[0024]符号说明
[0025]100、900、1100可挠式显示器
[0026]103虚拟平面
[0027]105 图案
[0028]106长方形图案
[0029]107 视角
[0030]110可挠式基板
[0031]112 像素
[0032]114像素控制电路
[0033]120扫描电路
[0034]130 处理电路
[0035]150感测电路
[0036]160、160A、160B、160C 感测单元
[0037]162应力感测器
[0038]170薄膜晶体管层
[0039]180显示层
[0040]182显示元件
[0041]610、620、630 区域
[0042]660 第一区段
[0043]661第一串接区段
[0044]670 第二区段
[0045]671第二串接区段
[0046]680第三区段
[0047]681第三串接区段
[0048]1200曲率向量
[0049]1300三维立体模型
[0050]1510 缓冲层[0051]1520多晶硅层
[0052]1530 保护层
[0053]1540栅极绝缘层
[0054]1550 金属层
[0055]1560 保护层
[0056]1570 阳极层
[0057]1580有机发光二极管层
[0058]1590 阴极层
[0059]A、A’连线7T7的两端
[0060]B、B’连线万F的两端
[0061]D第一端；漏极
[0062]G控制端；栅极
[0063]KpK2JyK4 曲率
[0064]01第一信号线
[0065]02第二信号线
[0066]Ql 第一晶体管
[0067]Q2第二晶体管
[0068]Rl第一电阻
[0069]R2第二电阻
[0070]R3第三电阻
[0071]Rv可变电阻
[0072]S1至Sn扫描线
[0073]Scl 至 Scn、Scx 形变信号
[0074]S第二端；源极
[0075]Vdd第二系统电压
[0076]Vss第一系统电压
[0077]Vs扫描信号
[0078]VUV2 电压
[0079]AV 电压差
[0080]W第三方向
[0081]X第一方向
[0082](X1, Z1)、(X2, Z2)、(X3, Z3)、(X4, Z4)座标
[0083]Y第二方向
[0084]Z第四方向
[0085]Θ 2 夹角
【具体实施方式】
[0086]请参考图1及图2。图1为本发明一实施例的可挠式显示器(flexibledisplay) 100的示意图，图2为图1可挠式显示器100的功能方块图。可挠式显示器100包含可挠式基板110、薄膜晶体管(Thin-Film Transistor, TFT)层170以及显示层180。显示层180具有多个显示元件182，而显示元件182可为有机发光二极管或是液晶，但本发明并不以此为限。薄膜晶体管层170具有多个像素控制电路114及多个感测电路150。像素控制电路114用以控制显示层180的多个显示元件182。每一感测电路150则用以根据可挠式显示器100的形变提供形变信号Scl至Sm。其中，因多个像素控制电路114及多个感测电路150皆形成在薄膜晶体管层170，故多个像素控制电路114及多个感测电路150可通过相同的制作工艺同时地形成在薄膜晶体管层170中，也因此可简化可挠式显示器100的制作工艺。此外，可挠式基板110与薄膜晶体管层170堆叠设置。可挠式基板110具有耐撞击不易破碎的软性基板(如:聚亚酰胺(polyimide, PI)、聚碳酸酯(polycarbonate, PC)、聚醚砜(polyethersulfone, PES)、聚原冰烯(polynorbornene, PNB)、聚醚亚酰胺(polyetherimide, PEI)、聚对苯二甲酸对苯二胺(poly (p-phenylene terephthalamide)或薄化玻璃等)，而可被弯挠。
[0087]每一个像素控制电路114与一个显示元件182可形成一个像素。请参考图2及图3，图3为图1的可挠式显示器100的薄膜晶体管层170的示意图。其中，薄膜晶体管层170中的每一个像素控制电路114与显示层180中的一个显示元件182可形成一个像素112。须了解地，素控制电路114形成于薄膜晶体管层170，而显示元件182则是可形成于显示层180，故图3中的像素112是以虚线而非以实线表示。多个像素112以矩阵的方式排列，并与可挠式基板100堆叠设置，用以显示画面。每一像素112的像素控制电路114用以控制像素112的像素数据的更新操作。
[0088]请参考图2及图4，图4为图2的可挠式显示器100的部分电路的示意图。每一感测电路150包含第一信号线01、第一电阻Rl以及多个感测单元160。第一电阻Rl电性耦接于第一信号线01及第一系统电压Vss之间，而上述多个感测单元160电性耦接于第一信号线01及第二系统电压Vdd之间，感测电路150通过第一信号线01提供形变信号Sel至Scnt5上述的第一系统电压Vss可为接地电压，而第二系统电压Vdd可为正电压。每一感测单元160具有第一晶体管Ql与应力感测器162，第一晶体管Ql电性耦接应力感测器162。应力感测器162用以感测在其所在位置上可挠式显示器100所受到的应力，而第一晶体管Ql用以开启/关闭应力感测器162。应力感测器162可以包含可变电阻或是其他可因所受的应力而改变其物理特性的元件。可挠式显示器100通过上述多个感测单元160的应力感测器162,求得可挠式显示器100的至少一曲率(curvature)。
[0089]更进一步地说，在本发明一实施例中，每一应力感测器162的电阻值会随其所受外力的大小而改变，故应力感测器162的电阻值可作为预估应力感测器162所受的应变(strain)及应力(stress)时的依据。在本发明一实施例中，每一应力感测器162可包含可变电阻Rv，而可变电阻Rv的材料可为金属(如:钥(Mo)、铝(Al)、钛(Ti)…等)或半导体材料(如:铟锡氧化物(ITO)、多晶硅(Poly-Si)…等)。
[0090]在本发明一实施例中，可挠式显示器100还可包含扫描电路120以及处理电路130。扫描电路120用以依序地通过扫描线S1至Sn，提供扫描信号Vs至多个感测电路150中的多个感测单兀160,以使处理电路130可依据每一感测电路150的第一信号线01所输出的形变信号Sca至Sm求得 可挠式显示器100的至少一曲率。第一晶体管Ql则具有用以自扫描电路120接收扫描信号Vs的控制端G、电性耦接第二系统电压Vdd的第一端D以及电性耦接应力感测器162的第二端S。在本实施例中，第一晶体管Ql可为N型金属氧化物半导体场效晶体管(NMOSFET)，而控制端G、第一端D及第二端S分别为第一晶体管Ql的栅极、漏极和源极。然而，本发明并不以此为限，第一晶体管Ql也可为其他类型的晶体管，例如:P型金属氧化物半导体场效晶体管(PM0SFET)、NPN型双载流子接面晶体管(NPN BJT)、PNP型双载流子接面晶体管(PNP BJT)…等。
[0091]请参考图5并同时参照图4，图5为图4的多条扫描线S1至Sn的电压信号的时序图。如图5所示，扫描线S1至Sn的电位会依序地被提升至扫描信号\，以依序地使扫描线S1至Sn所耦接的第一晶体管Ql导通。其中，在同一感测电路150内，同一时间只会有一个感测单兀160的第一晶体管Ql会被导通，而在最后一条扫描线Sn被施予扫描信号Vs后,扫描电路120会再次地由第一条扫描线S1开始扫描(即施予扫描信号Vs)。其中，扫描电路120每完整地扫描一次扫描线S1至Sn所需的时间可称为一个扫描周期，而扫描周期的长短可依不同的规格或使用需求进行调整。在本发明一实施例中，扫描电路120的扫描周期可在1/120秒至1/15秒之间调整，但本发明并不以此为限。此外，须了解地，图5所绘示的扫描线S1至Sn的电位的波形适用于第一晶体管Ql为NMOSFET或NPN BJT的实施例。而在第一晶体管Ql为PM0SFET或PNP BJT的实施例中，扫描线S1至Sn的电位的波形分别为图5所绘示的电压信号的互补信号(complementary signals),亦即图5中电位原本为低电位的地方会变成高电位，而原本为扫描信号Vs的地方会变成低电位。
[0092]当任一第一晶体管Ql被导通时，其所电性耦接的第一信号线01的电压(即形变信号Sca至Sm的其中一形变信号的电位)会等于应力感测器162的可变电阻Rv与第一电阻Rl之间的分压。请参考图6，图6为图4的可变电阻Rv与第一电阻Rl于其所对应的第一晶体管Ql导通时的等效电路图。第一信号线01的电压Vl可如下地表示:
【权利要求】
1.一种可挠式显不器，包含: 显示层，具有多个显示元件； 薄膜晶体管层，该薄膜晶体管层具有多个像素控制电路及多个感测电路，该些像素控制电路用以控制该些显示元件，每一该些感测电路用以根据该可挠式显示器的形变提供一形变信号；以及 可挠式基板，与该薄膜晶体管层堆叠设置。
2.如权利要求1所述的可挠式显示器，其中每一感测电路包含: 第一信号线，用以传递每一感测电路所提供的该形变信号； 第一电阻，电性耦接于该第一信号线及一第一系统电压之间；以及多个感测单元，电性耦接于该第一信号线及一第二系统电压之间，每一该些感测单元包含: 第一晶体管，具有控制端、第一端及第二端，该控制端用以接收一扫描信号，而该第一端电性耦接该第二系统电压；以及 应力感测器，电性耦接于该第一晶体管的该第二端及该第一电阻之间，该应力感测器用以根据该应力感测器所受外力的大小而改变其电阻值； 该可挠式显示器还包含一处理电路，电性耦接于该些感测电路的该些第一信号线，用以依据每一该些第一信号线所传递的该形变信号求得该可挠式显示器的至少一曲率。
3.如权利要求2所述的可挠式显示器，其中每一该些感测电路另包含:· 第二信号线； 第二电阻，电性耦接于该第二系统电压与该第二信号线之间；以及 第三电阻，电性耦接于该第一系统电压与该第二信号线之间； 其中该处理电路电性耦接于该些感测电路的该些第二信号线，并用以依据每一该些感测电路的该形变信号及该第二信号线之间的电压差求得该可挠式显示器的至少一曲率。
4.如权利要求2所述的可挠式显示器，其中该些感测单元包含: 多个第一感测单元，用以感测该可挠式显示器沿一第一方向的所受应力，每一该些第一感测单元的该应力感测器具有串接的多个第一区段，而该些第一区段大致平行于该第一方向，且每两该些第一区段的中心点的连线大致垂直于该第一方向；以及 多个第二感测单元，用以感测该可挠式显示器沿一第二方向的所受应力，该第二方向大致上垂直于该第一方向，每一该些第二感测单元的该应力感测器具有串接的多个第二区段，而该些第二区段大致平行于该第二方向，且每两该些第二区段的中心点的连线大致垂直于该第二方向。
5.如权利要求2所述的可挠式显示器，其中每一像素控制电路包含第二晶体管，而该第二晶体管的源极及漏极与该些感测单元的该些应力感测器形成在该可挠式显示器的同一结构层中。
6.如权利要求2所述的可挠式显示器，其中每一像素控制电路包含第二晶体管，而该第二晶体管的一控制端与该些感测单元的该些应力感测器形成在该可挠式显示器的同一结构层中。
7.如权利要求2所述的可挠式显示器，其中每一像素控制电路包含第二晶体管，而该第二晶体管的源极及漏极电性耦接至一金属层，而该些感测单元的该些应力感测器形成在该金属层中。
8.如权利要求2所述的可挠式显示器，其中每一像素控制电路包含第二晶体管，而该第二晶体管的一控制端与每一该些第一晶体管该控制端形成在该可挠式显不器的同一结构层中。
9.如权利要求2所述的可挠式显示器，其中该些感测电路的所有感测单元以矩阵排列的方式或以邻近该可挠式显示器的边缘而环绕该可挠式显示器的方式设置在该可挠式显示器中。
10.如权利要求2所述的可挠式显示器，其中该可挠式显示器显示的画面是根据该可挠式显示器的该至少一曲率调整。
【文档编号】G09G3/20GK103594025SQ201310556286
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】林博扬, 黄震铄, 杜佳勋, 胡克龙 申请人:友达光电股份有限公司