可挠式显示器的制造方法

可挠式显示器的制造方法
【专利摘要】一种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迭设置。
【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 Paper)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] 本发明提供一种可挠式显示器，藉由感测可挠式显示器的多个感测单元的感测电 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] 本发明的一实施例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迭设置。
[0006] 本发明实施例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：图像校正、使用者动作的反馈…等。再者，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 示器的工艺。此外，可藉由串联多个应力感测元件的方式和/或藉由并接多个第一晶体管 的方式来提升感测单元对于应力的灵敏度。

【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的感测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的感测电阻、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面图。
[0024] 图20为本发明另一实施例的可挠式显示器的部分电路的示意图。
[0025] 图21为图20的可挠式显示器的感测单元的相关电路图。
[0026] 图22为图20的可挠式显示器的一种布线方式的示意图。
[0027] 图23为图20的可挠式显示器的另一种布线的示意图。
[0028] 图24为图20的可挠式显示器根据图23的布线方式的电路图。
[0029] 【符号说明】
[0030] 100、900、1100 可挠式显示器
[0031] 103 虚拟平面
[0032] 105 图案
[0033] 106 长方形图案
[0034] 107 视角
[0035] 110 可挠式基板
[0036] 112 像素
[0037] 114 像素控制电路
[0038] 120 扫描电路
[0039] 130 处理电路
[0040] 150、250 感测电路
[0041] 160、160A、160B、160C、260 感测单元
[0042] 162 应力传感器
[0043] 170 薄膜晶体管层
[0044] 180 显示层
[0045] 182 显示元件
[0046] 262 应力传感器
[0047] 262A 第一应力传感器
[0048] 262B 第二应力传感器
[0049] 262C 第三应力传感器
[0050] 270 像素区域
[0051] 610,620,630 区域
[0052] 660 第一区段
[0053] 661 第一串接区段
[0054] 670 第二区段
[0055] 671 第二串接区段
[0056] 680 第三区段
[0057] 681 第三串接区段
[0058] 1200 曲率向量
[0059] 1300 三维立体模型
[0060] 1510 缓冲层
[0061] 1520 多晶硅层
[0062] 1530 保护层
[0063] 1540 栅极绝缘层
[0064] 1550 金属层
[0065] 1560 保护层
[0066] 1570 阳极层
[0067] 1580 有机发光二极管层
[0068] 1590 阴极层
[0069] A、A' 连线I的两端
[0070] B、B' 连线Μ7的两端
[0071] D 第一端；漏极
[0072] DK 至 DK+6、Dr 至 Dr+6 数据线
[0073] G 控制端；栅极
[0074] Gs 至 Gs+6、Gp 至 Gp+2 扫描线
[0075] KpKpKpl 曲率
[0076] 01 第一信号线
[0077] 02 第二信号线
[0078] Q1 第一晶体管
[0079] Q2 第二晶体管
[0080] Ra 第一电阻
[0081] Rb 第二电阻
[0082] Rc 第三电阻
[0083] Rv 感测电阻
[0084] R!至RP 应力感测元件
[0085] Ri 第一应力感测元件
[0086] Rn 第二应力感测元件
[0087] Rm 第三应力感测元件
[0088] Si 至 SN、Si 至 SM、SQ、Sz 至 Sz+2 扫描线
[0089] Sel 至 Sm、Sex、Sel 至 Sem 形变信号
[0090] s 第二端；源极
[0091] VC0M 共同电压
[0092] Vdd 第二系统电压
[0093] Vss 第一系统电压
[0094] Vs 扫描信号
[0095] VUV2 电压
[0096] Λ V 电压差
[0097] W 第三方向
[0098] X 第一方向
[0099] (X" ZJ、（Χ2, Ζ2)、（Χ3, Ζ3)、（Χ4, Ζ4)坐标
[0100] Υ 第二方向
[0101] Ζ 第四方向
[0102] θ 2 夹角

【具体实施方式】
[0103] 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（flexible display) 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L至S m。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可藉由相同的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的工艺。此外，可挠式基板110与薄膜晶体管层170堆迭设置。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)、聚对苯二甲醜对苯二胺（poly(p_phenylene terephthalamide)或 薄化玻璃等），而可被弯挠。
[0104] 在本发明一实施例中，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，可挠式显示器100可为单色显示器，而薄膜晶体管层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，像素控制电路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 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堆迭设置， 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。在本发明一实施例中，可挠式显示器100可为彩色显示器，其每一个像素112可包含多 个显示元件182及多个像素控制电路114。例如，每一个像素112可包含三个显示元件182 及三个像素控制电路114,此三个显示元件182分别用以显示红、绿、蓝三色，而每一个像素 控制电路114稱接于一个对应的显示元件182,用以更新对应的显示元件182的显示状态 (如：灰阶）。
[0105] 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Ra以及多个感测单兀160。第一电阻Ra电性 耦接于第一信号线〇1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S el至 Sm。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 单兀160具有第一晶体管Q1与应力传感器162,第一晶体管Q1电性稱接应力传感器162。 应力传感器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 Q1用以开启/关闭应力传感器162。应力传感器162可以包含感测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藉由上述多个感测单元160的应力传 感器162,求得可挠式显示器100的至少一曲率（curvature)。
[0106] 更进一步地说，在本发明一实施例中，每一应力传感器162的电阻值会随其所受 外力的大小而改变，故应力传感器162的电阻值可作为预估应力传感器162所受的应变 (strain)及应力（stress)时的依据。在本发明一实施例中，每一应力传感器162可包含感 测电阻Rv，而感测电阻Rv的材料可为金属（如：钥（Mo)、铝（A1)、钛（Ti)…等）或半导体 材料（如：铟锡氧化物（ΙΤ0)、多晶硅（Poly-Si)…等）。
[0107] 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Si至S N，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L至S m求得可挠式显示器100的至少一曲率。第一晶体管Q1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 电性耦接应力传感器162的第二端S。在本实施例中，第一晶体管Q1可为N型金属氧化物 半导体场效晶体管（NM0SFET)，而控制端G、第一端D及第二端S分别为第一晶体管Q1的栅 极、漏极和源极。然而，本发明并不以此为限，第一晶体管Q1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型双载子接面晶体管（NPN BJT)、PNP 型双载子接面晶体管（PNP BJT)…等。
[0108] 请参考图5并同时参照图4,图5为图4的多条扫描线Si至SN的电压信号的时序 图。如图5所示，扫描线Si至S N的电位会依序地被提升至扫描信号Vs，以依序地使扫描线 Si至SN所耦接的第一晶体管Q1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Q1会被导通，而在最后一条扫描线S N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Si开始扫描（即施予扫描信号V s)。其中，扫描电路 120每完整地扫描一次扫描线Si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Si至S N的电位的波形适用于第一晶体管Q1为NM0SFET或NPN BJT的实施例。而在第 一晶体管Q1为PM0SFET或PNP BJT的实施例中，扫描线Si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。
[0109] 当任一第一晶体管Q1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Sd至S m的其中一形变信号的电位）会等于应力传感器162的感测电阻Rv与第一电 阻Ra之间的分压。请参考图6,图6为图4的可感测电阻Rv与第一电阻Ra于其所对应的 第一晶体管Q1导通时的等效电路图。第一信号线01的电压VI可如下地表示：
[0110]

【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以及多个感测电路，这些像素 控制电路用以控制这些显示元件，而每一这些感测电路用以根据该可挠式显示器的形变提 供形变信号；以及 可挠式基板，与该薄膜晶体管层堆迭设置。
2. 如权利要求1所述的可挠式显示器，其中每一这些感测电路包含： 第一信号线，用以传递该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第二系统电压之间，每一这些感测单元包 含： 至少一第一晶体管，具有控制端、第一端及第二端，该控制端用以接收扫描信号，而该 第一端电性耦接该第二系统电压；以及 应力传感器，电性耦接于该至少一第一晶体管的该第二端及该第一电阻之间，并包含 多个串联的应力感测元件，每一这些应力感测元件的电阻值因所受到的应力而改变。
3. 如权利要求2所述的可挠式显示器，其中该可挠式显示器还包含多条扫描线及多条 数据线，每一这些显示元件设置于多个像素区域的其中一个像素区域内，而每一这些像素 区域的边界由两相邻的扫描线及两相邻的数据线所界定，每一这些像素控制电路耦接于这 些扫描线中的其中一条扫描线以及这些数据线中的其中一条数据线，而这些应力感测元件 的其中至少两感测元件设置于这些像素区域的其中两个不同的像素区域内。
4. 如权利要求2或3所述的可挠式显示器，其中每一这些应力感测元件为一个感测电 阻。
5. 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，用以传递该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第二系统电压之间，每一这些感测单元包 含： 至少一第一晶体管，具有控制端、第一端及第二端，该控制端用以接收扫描信号，而该 第一端电性耦接该第二系统电压；以及 应力传感器，电性耦接于该至少第一晶体管的该第二端及该第一电阻之间，该应力传 感器的电阻值因所受到的应力而改变。
6. 如权利要求5所述的可挠式显示器，其中这些感测单元包含： 多个第一感测单元，用以感测该可挠式显示器沿第一方向的所受应力，每一这些第一 感测单元的该应力传感器具有串接的多个第一区段，而这些第一区段大致平行于该第一方 向，且每两这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，每一这些第二感测单元的该应力传感器具有串接的多个第二区 段，而这些第二区段大致平行于该第二方向，且每两这些第二区段的中心点的连线大致垂 直于该第二方向。
7. 如权利要求5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这些感测单元的这些应力传感器形成在该可挠式显示器的同 一结构层中。
8. 如权利要求5所述的可挠式显示器，其中每一像素控制电路含第二晶体管，而该第 二晶体管的控制端与这些感测单元的这些应力传感器形成在该可挠式显示器的同一结构 层中。
9. 如权利要求5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，该第 二晶体管用以控制这些显示元件更新，而该第二晶体管的控制端与每一这些第一晶体管该 控制端形成在该可挠式显示器的同一结构层中。
10. 如权利要求2、3或5所述的可挠式显示器，其中该可挠式显示器还包含处理电路， 电性耦接于这些感测电路的第一信号线，用以依据各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。
11. 如权利要求10所述的可挠式显示器，其中每一这些感测电路还包含： 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这些感测电路的这些第二信号线，并用以依据每一这些感 测电路的该第一信号线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。
12. 如权利要求10所述的可挠式显示器，其中该可挠式显示器显示的画面根据该可挠 式显示器的该至少一曲率调整。
13. 如权利要求2、3或5所述的可挠式显示器，其中每一这些感测单元的该至少一第一 晶体管为多个并联的第一晶体管，而每一这些第一晶体管的控制端接收该扫描信号，每一 这些第一晶体管的第一端电性耦接该第二系统电压，且每一这些第一晶体管的第二端电性 耦接于该应力传感器。
14. 如权利要求2、3或5所述的可挠式显示器，其中这些感测单元包含： 多个第一感测单元，用以感测该可挠式显示器沿第一方向的所受应力；以及 多个第二感测单元，用以感测该可挠式显示器沿第二方向的所受应力，而该第二方向 大致上垂直于该第一方向。
【文档编号】G09F9/30GK104252817SQ201410482162
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】陈继峰, 杜佳勋, 林博扬 申请人:友达光电股份有限公司