可撓式顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種可撓式顯示器，其包含顯示層、薄膜晶體管層以及可撓式基板。顯示層具有多個顯示元件。薄膜晶體管層具有多個像素控制電路及多個感測電路。上述多個像素控制電路用以控制上述多個顯示元件。每一感測電路用以根據(jù)可撓式顯示器的形變提供形變信號?？蓳鲜交迮c薄膜晶體管層堆疊設置。
【專利說明】可撓式顯示器【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可撓式顯示器，特別是涉及一種具感測自身曲率功能的可撓式顯示器。
【背景技術】
[0002]閱讀記錄在紙張上的文字或圖畫是人類最熟悉的閱讀方式，而隨著印刷技術的進步與印刷成本的降低，紙張在近數(shù)百年來大量地被使用作為數(shù)據(jù)的記錄及傳遞媒介。然而隨著顯示技術的進步，紙張極有可能在不久的將來逐漸被可撓式顯示器所取代?？蓳鲜斤@示器由于具有類似紙張的輕薄短小、可撓曲與便于攜帶等特性，因此可預期將地將用來實現(xiàn)電子紙(Electronic Ρaper)或電子書的應用，并取代紙張成為數(shù)據(jù)的記錄及傳遞媒介。
[0003]然而，在先前的可撓式顯示器技術中，缺乏可以精確地對可撓式顯示器的曲率進行估算的方法，而限制了可撓式顯示器的應用。例如，當可撓式顯示器因外力而扭曲時，其所顯示的畫面相應地會扭曲變形，然而因無法正確地估算可撓式顯示器的曲率，故無法準確地對扭曲變形的畫面進行校正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可撓式顯示器，通過感測可撓式顯示器的多個感測單元的可變電阻的阻值變化，可精確地求得可撓式顯示器的至少一曲率(curvature)。
[0005]為達上述目的，本發(fā)明提供一種可撓式顯示器?？蓳鲜斤@示器包含顯示層、薄膜晶體管層以及可撓式基板。顯示層具有多個顯示元件。薄膜晶體管層具有多個像素控制電路及多個感測電路。上述多個像素控制電路用以控制上述多個顯示元件。每一感測電路用以根據(jù)可撓式顯示器的形變提供形變信號?？蓳鲜交迮c薄膜晶體管層堆疊設置。
[0006]本發(fā)明的可撓式顯示器的每一感測電路用以根據(jù)可撓式顯示器的形變提供形變信號，故可依據(jù)上述形變信號判斷可撓式顯示器的形變，再依據(jù)可撓式顯示器的形變對可撓式顯示器進行相關的操作，例如:影像校正、使用者動作的反饋…等。此外，上述多個像素控制電路及多個感測電路形成在可撓式顯示器的薄膜晶體管層，而可簡化可撓式顯示器的制作工藝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明一實施例的可撓式顯示器的示意圖；
[0008]圖2為圖1的可撓式顯示器的功能方塊圖；
[0009]圖3為圖1的可撓式顯示器的薄膜晶體管層的示意圖；
[0010]圖4為圖2的可撓式顯示器的部分電路的示意圖；
[0011]圖5為圖4的多條掃描線的電壓信號的時序圖；
[0012]圖6為圖4的可變電阻及第一電阻于其所對應的第一晶體管導通時的等效電路圖；[0013]圖7為圖4的可變電阻、第一電阻、第二電阻以及第三電阻于其所對應的第一晶體管導通時的等效電路圖；
[0014]圖8為本發(fā)明一實施例的第一感測單元的布線圖；
[0015]圖9為本發(fā)明一實施例的第二感測單元的布線圖；
[0016]圖10為本發(fā)明一實施例的第三感測單元的布線圖；
[0017]圖11用以說明本發(fā)明一實施例的可撓式顯示器的多個感測單元的分布方式；
[0018]圖12用以說明本發(fā)明一實施例中利用內(nèi)差法推得可撓式顯示器的曲線幾何；
[0019]圖13用以說明本發(fā)明另一實施例的可撓式顯示器的多個感測單元的分布方式；
[0020]圖14繪示了圖13各感測單元所對應的曲率向量；
[0021]圖15為圖13的可撓式顯示器的三維立體模型；
[0022]圖16用以說明圖1的可撓式顯示器依據(jù)所求得的曲率調(diào)整顯示畫面；
[0023]圖17至圖19分別為本發(fā)明一實施例的可撓式顯示器的區(qū)域剖視圖。
[0024]符號說明
[0025]100、900、1100可撓式顯示器
[0026]103虛擬平面
[0027]105 圖案
[0028]106長方形圖案
[0029]107 視角
[0030]110可撓式基板
[0031]112 像素
[0032]114像素控制電路
[0033]120掃描電路
[0034]130 處理電路
[0035]150感測電路
[0036]160、160A、160B、160C 感測單元
[0037]162應力感測器
[0038]170薄膜晶體管層
[0039]180顯示層
[0040]182顯示元件
[0041]610、620、630 區(qū)域
[0042]660 第一區(qū)段
[0043]661第一串接區(qū)段
[0044]670 第二區(qū)段
[0045]671第二串接區(qū)段
[0046]680第三區(qū)段
[0047]681第三串接區(qū)段
[0048]1200曲率向量
[0049]1300三維立體模型
[0050]1510 緩沖層[0051]1520多晶硅層
[0052]1530 保護層
[0053]1540柵極絕緣層
[0054]1550 金屬層
[0055]1560 保護層
[0056]1570 陽極層
[0057]1580有機發(fā)光二極管層
[0058]1590 陰極層
[0059]A、A’連線7T7的兩端
[0060]B、B’連線萬F的兩端
[0061]D第一端；漏極
[0062]G控制端；柵極
[0063]KpK2JyK4 曲率
[0064]01第一信號線
[0065]02第二信號線
[0066]Ql 第一晶體管
[0067]Q2第二晶體管
[0068]Rl第一電阻
[0069]R2第二電阻
[0070]R3第三電阻
[0071]Rv可變電阻
[0072]S1至Sn掃描線
[0073]Scl 至 Scn、Scx 形變信號
[0074]S第二端；源極
[0075]Vdd第二系統(tǒng)電壓
[0076]Vss第一系統(tǒng)電壓
[0077]Vs掃描信號
[0078]VUV2 電壓
[0079]AV 電壓差
[0080]W第三方向
[0081]X第一方向
[0082](X1, Z1)、(X2, Z2)、(X3, Z3)、(X4, Z4)座標
[0083]Y第二方向
[0084]Z第四方向
[0085]Θ 2 夾角
【具體實施方式】
[0086]請參考圖1及圖2。圖1為本發(fā)明一實施例的可撓式顯示器(flexibledisplay) 100的示意圖，圖2為圖1可撓式顯示器100的功能方塊圖?？蓳鲜斤@示器100包含可撓式基板110、薄膜晶體管(Thin-Film Transistor, TFT)層170以及顯示層180。顯示層180具有多個顯示元件182，而顯示元件182可為有機發(fā)光二極管或是液晶，但本發(fā)明并不以此為限。薄膜晶體管層170具有多個像素控制電路114及多個感測電路150。像素控制電路114用以控制顯示層180的多個顯示元件182。每一感測電路150則用以根據(jù)可撓式顯示器100的形變提供形變信號Scl至Sm。其中，因多個像素控制電路114及多個感測電路150皆形成在薄膜晶體管層170，故多個像素控制電路114及多個感測電路150可通過相同的制作工藝同時地形成在薄膜晶體管層170中，也因此可簡化可撓式顯示器100的制作工藝。此外，可撓式基板110與薄膜晶體管層170堆疊設置。可撓式基板110具有耐撞擊不易破碎的軟性基板(如:聚亞酰胺(polyimide, PI)、聚碳酸酯(polycarbonate, PC)、聚醚砜(polyethersulfone, PES)、聚原冰烯(polynorbornene, PNB)、聚醚亞酰胺(polyetherimide, PEI)、聚對苯二甲酸對苯二胺(poly (p-phenylene terephthalamide)或薄化玻璃等)，而可被彎撓。
[0087]每一個像素控制電路114與一個顯示元件182可形成一個像素。請參考圖2及圖3，圖3為圖1的可撓式顯示器100的薄膜晶體管層170的示意圖。其中，薄膜晶體管層170中的每一個像素控制電路114與顯示層180中的一個顯示元件182可形成一個像素112。須了解地，素控制電路114形成于薄膜晶體管層170，而顯示元件182則是可形成于顯示層180，故圖3中的像素112是以虛線而非以實線表示。多個像素112以矩陣的方式排列，并與可撓式基板100堆疊設置，用以顯示畫面。每一像素112的像素控制電路114用以控制像素112的像素數(shù)據(jù)的更新操作。
[0088]請參考圖2及圖4，圖4為圖2的可撓式顯示器100的部分電路的示意圖。每一感測電路150包含第一信號線01、第一電阻Rl以及多個感測單元160。第一電阻Rl電性耦接于第一信號線01及第一系統(tǒng)電壓Vss之間，而上述多個感測單元160電性耦接于第一信號線01及第二系統(tǒng)電壓Vdd之間，感測電路150通過第一信號線01提供形變信號Sel至Scnt5上述的第一系統(tǒng)電壓Vss可為接地電壓，而第二系統(tǒng)電壓Vdd可為正電壓。每一感測單元160具有第一晶體管Ql與應力感測器162，第一晶體管Ql電性耦接應力感測器162。應力感測器162用以感測在其所在位置上可撓式顯示器100所受到的應力，而第一晶體管Ql用以開啟/關閉應力感測器162。應力感測器162可以包含可變電阻或是其他可因所受的應力而改變其物理特性的元件?？蓳鲜斤@示器100通過上述多個感測單元160的應力感測器162,求得可撓式顯示器100的至少一曲率(curvature)。
[0089]更進一步地說，在本發(fā)明一實施例中，每一應力感測器162的電阻值會隨其所受外力的大小而改變，故應力感測器162的電阻值可作為預估應力感測器162所受的應變(strain)及應力(stress)時的依據(jù)。在本發(fā)明一實施例中，每一應力感測器162可包含可變電阻Rv，而可變電阻Rv的材料可為金屬(如:鑰(Mo)、鋁(Al)、鈦(Ti)…等)或半導體材料(如:銦錫氧化物(ITO)、多晶硅(Poly-Si)…等)。
[0090]在本發(fā)明一實施例中，可撓式顯示器100還可包含掃描電路120以及處理電路130。掃描電路120用以依序地通過掃描線S1至Sn，提供掃描信號Vs至多個感測電路150中的多個感測單兀160,以使處理電路130可依據(jù)每一感測電路150的第一信號線01所輸出的形變信號Sca至Sm求得 可撓式顯示器100的至少一曲率。第一晶體管Ql則具有用以自掃描電路120接收掃描信號Vs的控制端G、電性耦接第二系統(tǒng)電壓Vdd的第一端D以及電性耦接應力感測器162的第二端S。在本實施例中，第一晶體管Ql可為N型金屬氧化物半導體場效晶體管(NMOSFET)，而控制端G、第一端D及第二端S分別為第一晶體管Ql的柵極、漏極和源極。然而，本發(fā)明并不以此為限，第一晶體管Ql也可為其他類型的晶體管，例如:P型金屬氧化物半導體場效晶體管(PM0SFET)、NPN型雙載流子接面晶體管(NPN BJT)、PNP型雙載流子接面晶體管(PNP BJT)…等。
[0091]請參考圖5并同時參照圖4，圖5為圖4的多條掃描線S1至Sn的電壓信號的時序圖。如圖5所示，掃描線S1至Sn的電位會依序地被提升至掃描信號\，以依序地使掃描線S1至Sn所耦接的第一晶體管Ql導通。其中，在同一感測電路150內(nèi)，同一時間只會有一個感測單兀160的第一晶體管Ql會被導通，而在最后一條掃描線Sn被施予掃描信號Vs后,掃描電路120會再次地由第一條掃描線S1開始掃描(即施予掃描信號Vs)。其中，掃描電路120每完整地掃描一次掃描線S1至Sn所需的時間可稱為一個掃描周期，而掃描周期的長短可依不同的規(guī)格或使用需求進行調(diào)整。在本發(fā)明一實施例中，掃描電路120的掃描周期可在1/120秒至1/15秒之間調(diào)整，但本發(fā)明并不以此為限。此外，須了解地，圖5所繪示的掃描線S1至Sn的電位的波形適用于第一晶體管Ql為NMOSFET或NPN BJT的實施例。而在第一晶體管Ql為PM0SFET或PNP BJT的實施例中，掃描線S1至Sn的電位的波形分別為圖5所繪示的電壓信號的互補信號(complementary signals),亦即圖5中電位原本為低電位的地方會變成高電位，而原本為掃描信號Vs的地方會變成低電位。
[0092]當任一第一晶體管Ql被導通時，其所電性耦接的第一信號線01的電壓(即形變信號Sca至Sm的其中一形變信號的電位)會等于應力感測器162的可變電阻Rv與第一電阻Rl之間的分壓。請參考圖6，圖6為圖4的可變電阻Rv與第一電阻Rl于其所對應的第一晶體管Ql導通時的等效電路圖。第一信號線01的電壓Vl可如下地表示:
【權利要求】
1.一種可撓式顯不器，包含: 顯示層，具有多個顯示元件； 薄膜晶體管層，該薄膜晶體管層具有多個像素控制電路及多個感測電路，該些像素控制電路用以控制該些顯示元件，每一該些感測電路用以根據(jù)該可撓式顯示器的形變提供一形變信號；以及 可撓式基板，與該薄膜晶體管層堆疊設置。
2.如權利要求1所述的可撓式顯示器，其中每一感測電路包含: 第一信號線，用以傳遞每一感測電路所提供的該形變信號； 第一電阻，電性耦接于該第一信號線及一第一系統(tǒng)電壓之間；以及多個感測單元，電性耦接于該第一信號線及一第二系統(tǒng)電壓之間，每一該些感測單元包含: 第一晶體管，具有控制端、第一端及第二端，該控制端用以接收一掃描信號，而該第一端電性耦接該第二系統(tǒng)電壓；以及 應力感測器，電性耦接于該第一晶體管的該第二端及該第一電阻之間，該應力感測器用以根據(jù)該應力感測器所受外力的大小而改變其電阻值； 該可撓式顯示器還包含一處理電路，電性耦接于該些感測電路的該些第一信號線，用以依據(jù)每一該些第一信號線所傳遞的該形變信號求得該可撓式顯示器的至少一曲率。
3.如權利要求2所述的可撓式顯示器，其中每一該些感測電路另包含:· 第二信號線； 第二電阻，電性耦接于該第二系統(tǒng)電壓與該第二信號線之間；以及 第三電阻，電性耦接于該第一系統(tǒng)電壓與該第二信號線之間； 其中該處理電路電性耦接于該些感測電路的該些第二信號線，并用以依據(jù)每一該些感測電路的該形變信號及該第二信號線之間的電壓差求得該可撓式顯示器的至少一曲率。
4.如權利要求2所述的可撓式顯示器，其中該些感測單元包含: 多個第一感測單元，用以感測該可撓式顯示器沿一第一方向的所受應力，每一該些第一感測單元的該應力感測器具有串接的多個第一區(qū)段，而該些第一區(qū)段大致平行于該第一方向，且每兩該些第一區(qū)段的中心點的連線大致垂直于該第一方向；以及 多個第二感測單元，用以感測該可撓式顯示器沿一第二方向的所受應力，該第二方向大致上垂直于該第一方向，每一該些第二感測單元的該應力感測器具有串接的多個第二區(qū)段，而該些第二區(qū)段大致平行于該第二方向，且每兩該些第二區(qū)段的中心點的連線大致垂直于該第二方向。
5.如權利要求2所述的可撓式顯示器，其中每一像素控制電路包含第二晶體管，而該第二晶體管的源極及漏極與該些感測單元的該些應力感測器形成在該可撓式顯示器的同一結構層中。
6.如權利要求2所述的可撓式顯示器，其中每一像素控制電路包含第二晶體管，而該第二晶體管的一控制端與該些感測單元的該些應力感測器形成在該可撓式顯示器的同一結構層中。
7.如權利要求2所述的可撓式顯示器，其中每一像素控制電路包含第二晶體管，而該第二晶體管的源極及漏極電性耦接至一金屬層，而該些感測單元的該些應力感測器形成在該金屬層中。
8.如權利要求2所述的可撓式顯示器，其中每一像素控制電路包含第二晶體管，而該第二晶體管的一控制端與每一該些第一晶體管該控制端形成在該可撓式顯不器的同一結構層中。
9.如權利要求2所述的可撓式顯示器，其中該些感測電路的所有感測單元以矩陣排列的方式或以鄰近該可撓式顯示器的邊緣而環(huán)繞該可撓式顯示器的方式設置在該可撓式顯示器中。
10.如權利要求2所述的可撓式顯示器，其中該可撓式顯示器顯示的畫面是根據(jù)該可撓式顯示器的該至少一曲率調(diào)整。
【文檔編號】G09G3/20GK103594025SQ201310556286
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】林博揚, 黃震鑠, 杜佳勛, 胡克龍 申請人:友達光電股份有限公司