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硅和半導體氧化物薄膜晶體管顯示器的制造方法

文檔序號:7061242閱讀:168來源:國知局
硅和半導體氧化物薄膜晶體管顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可具有像素電路陣列的電子設備顯示器。每個像素電路可包括有機發(fā)光二極管和驅動晶體管。每個驅動晶體管可被調節(jié)以控制通過有機發(fā)光二極管的電流量。每個像素電路可包括存儲電容器和一個或多個另外的晶體管諸如開關晶體管。半導體氧化物晶體管和硅晶體管用于形成像素電路的晶體管。存儲電容器和晶體管可使用金屬層、半導體結構和電介質層來形成。這些層中的一些層可沿顯示器的邊緣被移除以有利于彎曲。電介質層可具有當數(shù)據(jù)線延伸到無效邊緣區(qū)域中時允許陣列中的數(shù)據(jù)線向基板的表面逐漸降低的階梯式外形。
【專利說明】硅和半導體氧化物薄膜晶體管顯示器
[0001]本專利申請要求于2014年9月24日提交的美國專利申請14/494,931的優(yōu)先權,該專利申請據(jù)此全文以引用方式并入本文。

【背景技術】
[0002]本發(fā)明整體涉及電子設備,并且更具體地涉及帶有具有薄膜晶體管的顯示器的電子設備。
[0003]電子設備通常包括顯示器。例如,蜂窩電話和便攜式計算機包括用于向用戶呈現(xiàn)信息的顯示器。
[0004]顯示器諸如有機發(fā)光二極管顯示器具有基于發(fā)光二極管的像素陣列。在這種類型的顯示器中,每個像素均包括發(fā)光二極管和薄膜晶體管,該薄膜晶體管用于控制向發(fā)光二極管施加信號。
[0005]如果不小心,則顯示器的薄膜晶體管電路可表現(xiàn)出過量的晶體管漏電流、不足的晶體管驅動強度、差的面積效率、磁滯、不均勻度和其他問題。因此,期望能夠提供改進的電子設備顯示器。


【發(fā)明內容】

[0006]電子設備可包括顯示器。該顯示器可具有形成有效區(qū)域的像素。無效邊界區(qū)域可沿有效區(qū)域的邊緣部分延伸。該像素可由在基板上的像素電路陣列形成。該基板可由剛性材料形成并且可由在無效區(qū)域中彎曲的柔性材料形成。
[0007]每個像素電路可包括有機發(fā)光二極管和耦接至該有機發(fā)光二極管的驅動晶體管。每個驅動晶體管可被調節(jié)以控制通過其耦接至的有機發(fā)光二極管的電流量和因此由該二極管產(chǎn)生的光的量。每個像素電路可包括一個或多個另外的晶體管諸如開關晶體管并且可包括存儲電容器。
[0008]半導體氧化物晶體管和硅晶體管可用于形成像素電路的晶體管。例如,半導體氧化物晶體管可用作開關晶體管并且硅晶體管可以用作驅動晶體管。每個像素電路可具有單一驅動晶體管和一個或多個另外的晶體管。
[0009]存儲電容器和晶體管可使用金屬層、半導體結構和電介質層來形成。電介質層可具有當數(shù)據(jù)線延伸到顯示器的無效彎曲邊緣區(qū)域中時允許像素電路陣列中的數(shù)據(jù)線向基板的表面逐漸降低的階梯式外形。電介質層中的一些或全部可在無效邊緣區(qū)域中移除以有利于彎曲。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)一個實施例的示例性顯示器諸如具有有機發(fā)光二極管像素陣列的有機發(fā)光二極管顯示器的圖示。
[0011]圖2是根據(jù)一個實施例的該類型的示例性有機發(fā)光二極管顯示器像素的圖示,該示例性有機發(fā)光二極管顯示器像素可與半導體氧化物薄膜晶體管和硅薄膜晶體管一起用于有機發(fā)光二極管。
[0012]圖3是根據(jù)一個實施例的用于顯示器像素的示例性薄膜晶體管結構的橫截面?zhèn)纫晥D,該顯示器像素在其中已經(jīng)使用底柵極布置來形成半導體氧化物薄膜晶體管的構型中。
[0013]圖4是根據(jù)一個實施例的用于顯示器像素的示例性薄膜晶體管結構的橫截面?zhèn)纫晥D,該顯示器像素在其中已經(jīng)使用頂柵極布置來形成半導體氧化物薄膜晶體管的構型中。
[0014]圖5是根據(jù)一個實施例的用于顯示器像素的示例性薄膜晶體管結構的橫截面?zhèn)纫晥D,該顯示器像素在其中已經(jīng)使用底柵極布置來形成半導體氧化物薄膜晶體管并且在其中存儲電容器具有第一電極和第二電極的構型中,該第一電極由與半導體氧化物薄膜晶體管的柵極相同的金屬層圖案化并且該第二電極還形成晶體管源極-漏極。
[0015]圖6是根據(jù)一個實施例的用于顯示器像素的示例性薄膜晶體管結構的橫截面?zhèn)纫晥D,該顯示器像素在其中已經(jīng)使用底柵極布置來形成半導體氧化物薄膜晶體管并且在其中已經(jīng)使用下部電極來形成存儲電容器的構型中,該下部電極由還用作硅晶體管中的薄膜晶體管柵極金屬的金屬層圖案化。
[0016]圖7是根據(jù)一個實施例的用于顯示器像素的示例性薄膜晶體管結構的橫截面?zhèn)纫晥D,該顯示器像素在其中已經(jīng)使用底柵極布置來形成半導體氧化物薄膜晶體管的構型中,該底柵極布置具有插入該半導體氧化物薄膜晶體管的柵極和溝道之間的三層層間電介質。
[0017]圖8是根據(jù)一個實施例的具有彎曲邊緣的示例性顯示器的透視圖。
[0018]圖9是根據(jù)一個實施例的用于具有彎曲邊緣的顯示器的示例性階梯式電介質層的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0019]圖10是根據(jù)一個實施例的用于顯示器的示例性薄膜晶體管結構的橫截面?zhèn)纫晥D,該顯示器在其中材料的上層已經(jīng)從顯示器移除以有利于顯示器在沿顯示器的邊緣的無效區(qū)域中彎曲的構型中。
[0020]圖11是根據(jù)一個實施例的用于顯示器的示例性薄膜晶體管結構的橫截面?zhèn)纫晥D,該顯示器在其中材料的上層已經(jīng)從顯示器移除以有利于顯示器在沿顯示器的邊緣的彎曲區(qū)域中彎曲并且在其中半導體氧化物晶體管結構不與任何富氫氮化硅重疊的構型中。

【具體實施方式】
[0021]電子設備中的顯示器可提供有用于在像素陣列上顯示圖像的驅動電路。圖1中示出了示例性顯示器。如圖1所示,顯示器14可具有一個或多個層諸如基板24。層諸如基板24可由絕緣材料諸如玻璃、塑料、陶瓷和/或其他電介質形成?;?4可以是矩形的或者可具有其他形狀。剛性基板材料(例如,玻璃)或柔性基板材料(例如,柔性聚合物片材諸如一層聚酰亞胺或其他材料)可用于形成基板24。
[0022]顯示器14可具有用于為用戶顯示圖像的像素22的陣列(有時稱為像素電路)。像素22的陣列可由基板24上的像素結構的行和列形成。在像素22的陣列中可具有任何合適數(shù)量的行和列(例如,十個或更多個、一百個或更多個,或者一千個或更多個)。
[0023]可使用焊料或導電粘合劑將顯示驅動電路諸如顯示驅動器集成電路16耦接至導電路徑諸如基板24上的金屬跡線。顯示驅動器集成電路16 (有時稱為定時控制器芯片)可包括用于通過路徑25與系統(tǒng)控制電路進行通信的通信電路。路徑25可由柔性印刷電路上的跡線或其他纜線形成??刂齐娐房晌挥陔娮釉O備中的主邏輯板上,所述電子設備諸如為蜂窩電話、計算機、機頂盒、媒體播放器、便攜式電子設備、腕表設備、平板電腦,或正在使用顯示器14的其他電子設備。在操作過程中,控制電路可為顯示驅動器集成電路16提供與要在顯示器14上顯示的圖像有關的信息。為在顯示器像素22上顯示圖像,當發(fā)出時鐘信號和其他控制信號以支持薄膜晶體管顯示驅動電路諸如柵極驅動電路18和解復用電路20時,顯示驅動器集成電路16可將對應的圖像數(shù)據(jù)供應到數(shù)據(jù)線D。
[0024]柵極驅動電路18可在基板24上形成(例如,在顯示器14的左邊緣和右邊緣上、僅在顯示器14的單個邊緣上,或者在顯示器14中的其他位置)。解復用器電路20可用于將數(shù)據(jù)信號從顯示驅動器集成電路16解復用到多個對應的數(shù)據(jù)線D上。根據(jù)圖1的示例性布置,數(shù)據(jù)線D通過顯示器14豎直延伸。每條數(shù)據(jù)線D都與顯示器像素22的相應列相關聯(lián)。柵極線G通過顯示器14水平延伸。每條柵極線G都與顯示器像素22的相應行相關聯(lián)。柵極驅動電路18可位于顯示器14的左側上、顯示器14的右側上,或位于顯示器14的左側和右側上,如圖1所示。
[0025]柵極驅動電路18可斷言在顯示器14中的柵極線G上的柵極信號(有時稱為掃描信號)。例如,柵極驅動電路18可以從顯示驅動器集成電路16接收時鐘信號和其他控制信號,并且可以響應于所接收到的信號,從顯示器像素22的第一行中的柵極線信號G開始依次斷言柵極線G上的柵極信號。由于每條柵極線被斷言,因此在其中柵極線被斷言的行中對應的顯示器像素將顯示在數(shù)據(jù)線D上顯現(xiàn)的顯示數(shù)據(jù)。
[0026]顯示驅動電路16可使用一個或多個集成電路來實現(xiàn)。顯示驅動電路諸如解復用器電路20和柵極驅動電路18可使用一個或多個集成電路和/或在基板24上的薄膜晶體管電路來實施。薄膜晶體管可用于形成顯示器像素22中的電路。為增強顯示器性能,在顯示器14中滿足所期望標準諸如漏電流、切換速度、驅動強度、均勻度等的薄膜晶體管結構可以使用。一般來講,在顯示器14中的薄膜晶體管可以使用任何合適類型的薄膜晶體管技術(例如,基于硅的、基于半導體氧化物的,等等)形成。
[0027]根據(jù)一種在本文中有時描述為實例的合適布置,顯不器14上的一些薄膜晶體管中的溝道區(qū)(有效區(qū)域)由硅(例如,硅諸如使用低溫方法沉積的多晶硅,有時稱為LTPS或低溫多晶硅)形成,并且在顯示器14上的其他薄膜晶體管中的溝道區(qū)由半導體氧化物材料(例如,非晶態(tài)的氧化銦鎵鋅,有時稱為IGZ0)形成。如果需要,則其他類型的半導體可用于形成薄膜晶體管諸如非晶硅、除了 IGZO之外的半導體氧化物等。在這種類型的混合顯示器構型中,硅晶體管(例如,LTPS晶體管)可在期望的屬性諸如切換速度和良好可靠性的情況下使用(例如,用于驅動晶體管以驅動通過像素中的有機發(fā)光二極管的電流),然而氧化物晶體管(例如,IGZO晶體管)可在期望低漏電流的情況下使用(例如,當顯示器中的顯示器像素開關晶體管實施可變刷新率方案或需要低漏電流的其他場景時)。其他注意事項也可被考慮(例如,與功率消耗、占位面積消耗、磁滯、晶體管均勻度等相關的注意事項)。
[0028]氧化物晶體管諸如IGZO薄膜晶體管通常是η-溝道設備(即,NMOS晶體管),但是如果需要,PMOS設備可以用于氧化物晶體管。硅晶體管也可以使用P-溝道或η-溝道設計制成(S卩,LTPS設備可以是PMOS或NM0S)。這些薄膜晶體管結構的組合可以為有機發(fā)光二極管顯示器提供最佳性能。
[0029]在有機發(fā)光二極管顯示器中,每個顯示器像素都包括相應的有機發(fā)光二極管。圖2中示出了示例性有機發(fā)光二極管顯示器像素的示意圖。如圖2所示,像素22可包括發(fā)光二極管26??梢詫⒄娫措妷篍LVDD提供給正電源端子34,并且可以將接地電源電壓ELVSS提供給接地電源端子36。驅動晶體管28的狀態(tài)控制流經(jīng)二極管26的電流量,因此控制來自顯示器像素22的發(fā)射光40的量。
[0030]為確保晶體管28保持在數(shù)據(jù)的連續(xù)幀之間的期望狀態(tài),顯示器像素22可包括存儲電容器,諸如存儲電容器Cst。在存儲電容器Cst上的電壓在節(jié)點A被施加到晶體管28的柵極以控制晶體管28??墒褂靡粋€或多個開關晶體管諸如開關晶體管30將數(shù)據(jù)加載到存儲電容器Cst中。當開關晶體管30關閉時,數(shù)據(jù)線D從存儲電容器Cst隔離,并且在端子A上的柵極電壓等于存儲在存儲電容器Cst中的數(shù)據(jù)值(即,來自在顯示器14上顯示的顯示數(shù)據(jù)的先前幀的數(shù)據(jù)值)。當在與像素22相關聯(lián)的行中的柵極線G(有時稱為掃描線)被斷言時,開關晶體管30將被打開并且在數(shù)據(jù)線D上的新的數(shù)據(jù)信號將被加載到存儲電容器Cst中。在電容器Cst上的新信號在節(jié)點A處被施加到晶體管28的柵極,從而調節(jié)晶體管28的狀態(tài)并且調節(jié)由發(fā)光二極管26發(fā)射的光40的對應的量。
[0031]圖2的示例性像素電路僅為電路的一個實例,其可用于顯示器14中的像素陣列。例如,每個像素電路可包括任何合適數(shù)量的開關晶體管(一個或多個、兩個或更多個、三個或更多個等)。如果需要,則有機發(fā)光二極管顯示器像素22可具有另外的部件(例如,與驅動晶體管串聯(lián)耦接以幫助實施功能諸如閾值電壓補償?shù)鹊囊粋€或兩個發(fā)射啟用晶體管)。一般來講,本文所述的薄膜晶體管結構可與圖2的像素電路或者與任何其他合適的像素電路一起使用。例如,本文所述的薄膜晶體管結構可用于六-晶體管像素電路,其具有由兩個不同的掃描線控制的三個開關晶體管、與有機發(fā)光二極管串聯(lián)耦接的驅動晶體管,以及由兩個相應的發(fā)射線控制并且與驅動晶體管和發(fā)光二極管串聯(lián)耦接以實施閾值電壓補償功能的兩個發(fā)射啟用晶體管。用于顯示器14中的像素的薄膜晶體管電路還可具有其他數(shù)量的開關晶體管(例如,一個或多個、兩個或更多個、三個或更多個、四個或更多個等)或其他數(shù)量的發(fā)射晶體管(無發(fā)射晶體管、一個或多個發(fā)射晶體管、兩個或更多個發(fā)射晶體管、三個或更多個發(fā)射晶體管、四個或更多個發(fā)射晶體管等)。在每個像素電路中的晶體管可由硅晶體管和氧化硅晶體管的任何合適的組合與NMOS晶體管和PMOS晶體管的任何合適的組合形成。圖2的像素電路僅為示例性的。
[0032]圖2的有機發(fā)光二極管像素諸如像素22或用于顯示器14的任何其他合適的像素電路可使用在圖3示出的類型的薄膜晶體管結構。在這種類型的結構中,兩種不同類型的半導體被使用。如圖3所示,像素電路72可包括像素結構諸如發(fā)光二極管陰極端子42和發(fā)光二極管陽極端子44。有機發(fā)光二極管發(fā)射材料47可插入陰極42和陽極44之間,從而形成圖2的發(fā)光二極管26。電介質層46可用于限定像素的布局(例如,發(fā)射材料47相對于陽極44對齊)并且有時可以稱為像素清晰度層。平面化層50 (例如,聚合物層)可在薄膜晶體管結構52的頂部上形成。薄膜晶體管結構52可在基板24上形成。基板24可以是剛性的或柔性的,并且可由玻璃、陶瓷、結晶材料諸如藍寶石、聚合物(例如,聚酰亞胺的柔性層或其他聚合物材料的柔性片材)等形成。
[0033]薄膜晶體管結構52可包括硅晶體管諸如硅晶體管58。晶體管58可以是使用“頂柵極”設計形成的LTPS晶體管,并且可用于形成像素22中的任何晶體管(例如,晶體管58可用作驅動晶體管諸如圖2的像素22中的驅動晶體管28)。晶體管58可具有由柵極絕緣體層64(例如,氧化硅層或其他無機層)覆蓋的多晶硅溝道62。柵極66可由圖案化的金屬(例如,鑰)形成。柵極66可由一層層間電介質(例如,氮化娃層68和氧化娃層70或其他無機層或有機材料)覆蓋。源極-漏極觸點74和76可接觸多晶硅層62的相對側以形成硅薄膜晶體管58。
[0034]柵極66可由金屬層GATE形成,源極-漏極端子74和76可由金屬層SD形成,并且另外的金屬層M3可以用于形成金屬通路75以將源極-漏極74耦接至陽極44。
[0035]電路72還可包括電容器結構諸如電容器結構100 (例如,圖2的電容器Cst)。電容器結構100可具有下部電極諸如電極102和上部電極諸如電極104。下部電極102可由金屬層SD的圖案化部分形成。上部電極104可由金屬層M3的圖案化部分形成。電介質層可使上部電極104和下部電極102分離。電介質層可由高-介電-常數(shù)材料諸如二氧化鉿或氧化鋁形成,并且可由一個或多個其他層形成。在圖3的實例中,分離電極102和104的電介質層包括兩個鈍化層106和108。層106和層108可分別由氧化娃和氮化娃形成。如果需要,其他無機層和/或有機層可以用于形成層106和層108(例如,氧化物層、氮化物層、聚合物層等)。
[0036]薄膜晶體管結構52可包括半導體氧化物晶體管諸如半導體氧化物晶體管60。在結構60中的薄膜晶體管可以是“底柵極”氧化物晶體管。晶體管60的柵極110可由金屬層GATE的一部分形成。晶體管60的半導體氧化物溝道區(qū)(溝道112)可由半導體氧化物諸如IGZO形成。層間電介質(例如,層68和70)可插入柵極110和半導體氧化物溝道112之間并且可以用作用于晶體管60的柵極絕緣體層。氧化物晶體管60可具有由金屬層SD的圖案化部分形成的源極-漏極端子114和116。
[0037]基板24上的緩沖層122可由一層聚酰亞胺或其他電介質形成。背側金屬層118可在晶體管58下方形成以將晶體管58與緩沖層122中的電荷相屏蔽。緩沖層120可在屏蔽層118之上形成并且可由電介質(例如,有機層諸如聚合物層其他絕緣層)形成。
[0038]圖4中示出了用于像素電路22的另外的示例性薄膜晶體管電路72。在圖4的實例中,已經(jīng)使用“頂柵極”布置來形成氧化物晶體管60。利用該方法,用于晶體管60的柵極110由金屬層M3的圖案化部分來形成。金屬層M3還可以用于形成電容器100的電極104 (例如)。金屬層SD可用于形成電極102、源極-漏極端子74和76,以及源極-漏極端子114和116。氧化物晶體管60可具有半導體氧化物溝道112。電介質(例如,鈍化層106和108和/或高-介電-常數(shù)材料或其他絕緣材料)可插入溝道112和柵極110之間。
[0039]在圖5的實例中,電路72的晶體管60是底柵極氧化物晶體管。電介質層132可插入電容器100的上部電極104和下部電極102之間。電介質層132可由無機絕緣體(例如,氧化硅、氮化硅等)形成或者可由聚合物層形成。層132有時可被稱為層間電介質層并且可以在層間電介質層68和70的頂部上形成。在電容器100中,層132使電極102和104彼此分離。上部電極104可由金屬層SD形成。金屬層SD還可用于為硅晶體管58形成源極-漏極74和76,以及為氧化物晶體管60形成源極-漏極114和116。下部電極102可在金屬層SD和用于柵極66的柵極金屬GATE之間形成沉積的和圖案化的金屬層。用于形成圖5的下部電極102的金屬層有時可以稱為金屬層M2S。除了用于形成電容器100的下部電極102之外,金屬層M2S可以用于形成晶體管60的柵極110。
[0040]在圖5的構型中,金屬層M2S已經(jīng)在電介質層68和70上形成。電介質層132插入柵極110和半導體氧化物溝道120之間并且用作用于晶體管60的柵極絕緣體。鈍化層諸如電介質層130可在溝道120上方形成以保護溝道120的半導體氧化物界面。電介質層130和電介質層132可各自由氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鉿、單一層、多個次層,或其他絕緣材料形成。
[0041]圖6示出了用于晶體管電路74的另一個示例性構型。在圖6的布置中,電路74具有三個金屬層。金屬層GATE用于為電容器100形成下部電極102并且用于為娃晶體管58形成柵極66。金屬層SD用于形成源極-漏極端子74、76、114和116。有時稱為金屬層G2的另外的金屬層插入金屬層SD和金屬層GATE之間。金屬層G2可用于形成電容器100中的上部電極104并且可用于形成氧化物晶體管60中的柵極110。圖6的氧化物晶體管60是底柵極晶體管。電介質層70用作用于晶體管60的柵極絕緣體并且插入柵極110和半導體氧化物溝道120之間。鈍化層130可以保護溝道區(qū)120。在電容器100中,電介質層68插入上部電極104和下部電極102之間。
[0042]在圖7所示的用于電路72的示例性構型中,電容器100的上部電極104由金屬層SD形成。金屬層SD還可以用于形成硅晶體管58中的源極-漏極74和76以及氧化物晶體管60中的源極-漏極114和116。氧化物晶體管60可具有底柵極構型。氧化物晶體管60的柵極110和硅晶體管58的柵極66可由相同金屬層(B卩,金屬層GATE)的相應部分形成。另外的金屬層(金屬層M2S)可在金屬層GATE和金屬層SD之間形成。金屬層M2S可用于形成電容器100中的下部電極102。電介質層132可插入下部電極102和上部電極104之間。鈍化層130可用于保護氧化物晶體管60中的半導體氧化物層120的界面。
[0043]可期望將顯示器14的無效邊界區(qū)域最小化。像素22為用戶顯示圖像,因此由像素22的陣列占據(jù)的顯示器14的部分形成顯示器14的有效區(qū)域。圍繞有效區(qū)域的顯示器14的部分不為用戶顯示圖像并且因此是無效的。用戶可見的無效區(qū)域的量可通過在有效區(qū)域的平面外向下彎曲(例如,以直角或以其他合適的角度)基板24的部分而最小化或者消除。為確保顯示器14在彎曲期間不被損壞,基板24上的結構可被構造成增強無效區(qū)域的彎曲部分中的顯示器14的柔韌性。例如,絕緣層諸如無機電介質層和顯示器14的其他層(例如,金屬層中的一些層)可部分或完全地在無效區(qū)域中移除以在彎曲期間阻止應力引起的斷裂或者其他損壞(特別是對金屬信號線)。
[0044]例如,考慮圖8的顯示器14。如圖8所示,無效邊緣區(qū)域204已圍繞彎曲軸線200從有效區(qū)域206向下彎曲。線202 (例如,在顯示器14中的數(shù)據(jù)線或其他金屬信號線)橫貫軸線200處的彎曲部。為阻止形成斷裂或對顯示器14的結構的其他損壞,除了線202之夕卜,顯示器14的一些或全部結構可在無效區(qū)域204中選擇性地移除(然而保持在有效區(qū)域206中以形成薄膜晶體管電路72諸如圖3、4、5、6和7的電路72)。利用該方法,形成線202的金屬層可位于在有效區(qū)域206中的基板24之上比在無效區(qū)域204中更大的距離處。
[0045]為適應在有效區(qū)域206和無效區(qū)域204的層之間的高度的不一致,在顯示器14的電介質層中可以形成一系列階梯。該階梯可以緩慢降低在電介質層上支撐的金屬跡線的高度,使得該金屬跡線可逐漸改變高度并且不會由于在電介質中的急劇的高度間斷而中斷。
[0046]在圖9中示出了使得金屬線202可以在有效區(qū)域206和無效區(qū)域204之間順利過渡的具有階梯式外形的一組示例性電介質層。如圖9所示,顯示器14可具有電介質層諸如層L1、L2和L3(參見,例如在圖3、4、5和6中的電路72的電介質層)。層L1、L2和L3可由聚合物的一個或多個次層和/或無機層形成(例如,氧化硅、氮化硅、氧化鉿、氧化鋁等)。在圖9的實例中存在三個電介質層L1、L2和L3,但是僅為示例性的。在有效區(qū)域206中的圖9的左側上,所有電介質層L1、L2和L3都存在,所以金屬線202位于其距基板24的最大距離處。樓梯(階梯式)電介質外形通過在距有效區(qū)域206的相繼更大的側向距離處選擇性地移除層L3、L2和LI而產(chǎn)生。在電介質層中形成的高度階梯允許金屬線202從其最大高度(在有效區(qū)域206中)向其在無效區(qū)域204中的最小高度過渡。例如,線202可以安置在無效區(qū)域204中的基板24的表面上或附近。
[0047]圖10是用于顯示器14的示例性薄膜晶體管電路72的橫截面?zhèn)纫晥D,該顯示器在其中材料的上層已從顯示器移除以有利于顯示器在沿顯示器的無效邊緣的彎曲區(qū)域中彎曲的構型中。在圖10的實例中,除了鈍化層106和108之外的所有電介質層已從區(qū)域204中的基板24移除,所以金屬線202 (例如,數(shù)據(jù)線和/或在顯示器14中的其他信號線)安置在基板24的表面上。這有利于在區(qū)域204中的基板24彎曲。一般來講,任何合適的薄膜晶體管電路72可與圖10的無效區(qū)域材料移除方案一起使用(例如,電路諸如圖3、4、5、6、7和8等的電路72)。圖10的電路僅為示例性的。
[0048]在圖10的示例性構型中,上部電容器電極104已由金屬層M3形成。金屬層M3還可用于形成通路74以將源極-漏極端子74耦接至陽極44。下部電容器電極102可由金屬層SD形成。金屬層SD還可以用于形成源極-漏極端子74、76、114和116。鈍化層106和108 (例如,分別為氮化硅層和氧化硅層)或其他合適的一個或多個電介質層可在半導體氧化物溝道112的頂部上形成。在電容器100中,層106和108之一可被局部移除以減少電介質厚度,從而提高電容器100的電容值。如圖10所示,例如,層106可在電極104之下被移除,使得層106不與電容器100重疊,并且使得僅電介質層108插入電容器100的上部電極104和下部電極102之間。電介質層108可由具有大于氧化硅的介電常數(shù)的氮化硅形成,所以電介質層108用作電極102和104之間的專用絕緣層可幫助提高電容器100的電容。另外的光刻法掩膜可用于選擇性地移除氧化硅層106。該掩膜還可用于為金屬線202形成電介質階梯(參見,例如圖9的電介質階梯)。金屬線202可由金屬層SD形成。在顯示器14的有效區(qū)域206中,金屬線202可由通過電介質層諸如層122、120、64、68和70支撐的金屬層SD的部分來形成(即,可形成圖9的示例性層L1、L2和L3的類型的層)。雖然在圖9的實例中存在三個高度階梯,但是可形成一個階梯、兩個階梯、三個階梯、或多于三個階梯。
[0049]圖11的示例性構型類似于圖10,但具有帶有局部移除的氮化硅鈍化層的氧化物晶體管。圖10的鈍化層106可以是氮化硅層。氮化硅層106可具有高濃度的氫以鈍化硅晶體管58的多晶娃層62中的懸空鍵。為了有效的鈍化,氮化娃層106可與晶體管58和娃溝道62重疊??善谕柚箒碜缘鑼?06的氫到達半導體氧化物溝道112。這可通過將氮化物層106從晶體管60移除來完成。例如,光刻法掩??捎糜趫D案化氮化硅層106,使得氮化硅層106不存在于半導體氧化物112之下(即,使得不存在與晶體管60重疊的氮化硅層106的部分)。通過確保無氮化硅存在于柵極110和氧化物112之間,晶體管60的性能將不會由于來自層106的氫而劣化。
[0050]根據(jù)一個實施例,提供了一種有機發(fā)光二極管顯示器,其包括基板、形成基板的有效區(qū)域的像素電路陣列,以及基板的無效區(qū)域中的電路,每個像素電路包括有機發(fā)光二極管、與有機發(fā)光二極管串聯(lián)耦接的硅晶體管、耦接至硅晶體管的存儲電容器,以及耦接至存儲電容器的半導體氧化物晶體管。
[0051]根據(jù)另一個實施例,基板在無效區(qū)域中彎曲。
[0052]根據(jù)另一個實施例,有機發(fā)光二極管顯不器包括電介質層,該電介質層存在于有效區(qū)域中并且電介質層中的至少一些不存在于無效區(qū)域中。
[0053]根據(jù)另一個實施例,在每個像素電路中的硅晶體管包括硅溝道,電介質層包括基板和硅溝道之間的緩沖層,并且緩沖層不存在于無效區(qū)域中。
[0054]根據(jù)另一個實施例,有機發(fā)光二極管顯示器包括有效區(qū)域中的第一金屬層,該第一金屬層中的一些形成用于每個像素電路中的硅晶體管的柵極。
[0055]根據(jù)另一個實施例,第一金屬層中的一些形成用于每個像素電路中的半導體氧化物晶體管的柵極。
[0056]根據(jù)另一個實施例,有機發(fā)光二極管顯不器包括第二金屬層,該第二金屬層在有效區(qū)域中是圖案化的以形成用于硅晶體管并且用于半導體氧化物晶體管的源極-漏極端子。
[0057]根據(jù)另一個實施例,第二金屬層在無效區(qū)域中是圖案化的以形成在像素電路陣列和無效區(qū)域中的電路之間的耦接的數(shù)據(jù)線。
[0058]根據(jù)另一個實施例,基板是彎曲的柔性基板并且數(shù)據(jù)線是彎曲的并在基板的表面上形成,使得沒有電介質層插入數(shù)據(jù)線和基板之間。
[0059]根據(jù)另一個實施例,每個像素中的半導體氧化物晶體管包括半導體氧化物溝道。
[0060]根據(jù)另一個實施例,電介質層包括氮化硅層,該氮化硅層與每個像素電路中的硅晶體管的硅溝道重疊,并且不與每個像素電路中的半導體氧化物晶體管的半導體氧化物溝道重疊。
[0061]根據(jù)另一個實施例,存儲電容器具有由金屬的第二層形成的第一電極并且具有第二電極。
[0062]根據(jù)另一個實施例,電介質層包括另外的氮化硅層,另外的氮化硅層插入每個像素電路中的存儲電容器的第一電極和第二電極之間。
[0063]根據(jù)另一個實施例,有機發(fā)光二極管顯示器包括氧化硅層,該氧化硅層在每個像素電路中與半導體氧化物溝道重疊,并且在每個像素電路的存儲電容器中局部移除,使得沒有氧化娃層插入存儲電容器中的第一電極和第二電極之間。
[0064]根據(jù)另一個實施例,有機發(fā)光二極管顯示器包括從有效區(qū)域向無效區(qū)域延伸的數(shù)據(jù)線,電介質層具有當從有效區(qū)域向無效區(qū)域過渡時在高度上減小的階梯式外形,并且數(shù)據(jù)線在具有階梯式外形的電介質層上形成。
[0065]根據(jù)另一個實施例,每個像素電路中的半導體氧化物晶體管包括驅動晶體管并且每個像素電路中的硅晶體管包括開關晶體管。
[0066]根據(jù)一個實施例,提供了一種有機發(fā)光二極管顯不器,其包括有機發(fā)光二極管陣列、各自與有機發(fā)光二極管中的相應的一個有機發(fā)光二極管串聯(lián)耦接的硅驅動晶體管,以及耦接至硅晶體管的半導體氧化物開關晶體管。
[0067]根據(jù)另一個實施例,半導體氧化物開關晶體管各自具有半導體氧化物溝道,有機發(fā)光二極管顯示器包括與硅驅動晶體管重疊并且不與半導體氧化物溝道重疊的氮化硅層。
[0068]根據(jù)另一個實施例,有機發(fā)光二極管顯示器包括耦接至半導體氧化物開關晶體管的存儲電容器、和與半導體氧化物溝道重疊并且不與存儲電容器重疊的氧化硅層。
[0069]根據(jù)一個實施例,提供了一種有機發(fā)光二極管顯示器,其包括柔性聚合物基板、基板上的像素電路陣列、柔性聚合物基板上的電介質層和沿循階梯式外形的電介質層上的數(shù)據(jù)線。每個像素電路包括有機發(fā)光二極管、各自具有半導體氧化物溝道的至少兩個半導體氧化物晶體管、與有機發(fā)光二極管串聯(lián)耦接的至少一個硅晶體管、以及至少一個存儲電容器;該柔性聚合物基板上的電介質層具有當從像素電路陣列向鄰近像素電路陣列的無效區(qū)域過渡時在高度上減小的階梯式外形;該沿循階梯式外形的電介質層包括與硅晶體管重疊并且不與半導體氧化物溝道重疊的電介質層。
[0070]以上內容僅僅是示例性的并且本領域的技術人員可在不脫離所述實施例的范圍和實質的情況下做出各種修改。上述實施例可單獨實施,也可以任意組合實施。
【權利要求】
1.一種有機發(fā)光二極管顯不器,包括: 基板; 形成所述基板的有效區(qū)域的像素電路陣列;和 所述基板的無效區(qū)域中的電路,其中每個像素電路包括: 有機發(fā)光二極管; 與所述有機發(fā)光二極管串聯(lián)耦接的硅晶體管; 耦接至所述硅晶體管的存儲電容器;和 耦接至所述存儲電容器的半導體氧化物晶體管。
2.根據(jù)權利要求1所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中所述基板在所述無效區(qū)域中是彎曲的。
3.根據(jù)權利要求2所述的有機發(fā)光二極管顯示器,還包括電介質層,其中所述電介質層存在于所述有效區(qū)域中,并且其中所述電介質層中的至少一些不存在于所述無效區(qū)域中。
4.根據(jù)權利要求3所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中每個像素電路中的所述硅晶體管包括硅溝道,其中所述電介質層包括介于所述基板和所述硅溝道之間的緩沖層,并且其中所述緩沖層不存在于所述無效區(qū)域中。
5.根據(jù)權利要求4所述的有機發(fā)光二極管顯示器,還包括所述有效區(qū)域中的第一金屬層,其中所述第一金屬層中的一些形成用于每個像素電路中的所述硅晶體管的柵極。
6.根據(jù)權利要求5所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中所述第一金屬層中的一些形成用于每個像素電路中的所述半導體氧化物晶體管的柵極。
7.根據(jù)權利要求5所述的有機發(fā)光二極管顯示器,還包括第二金屬層,其中所述第二金屬層在所述有效區(qū)域中是圖案化的以形成用于所述硅晶體管并且用于所述半導體氧化物晶體管的源極-漏極端子。
8.根據(jù)權利要求7所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中所述第二金屬層在所述無效區(qū)域中是圖案化的以形成在所述像素電路陣列和所述無效區(qū)域中的電路之間耦接的數(shù)據(jù)線。
9.根據(jù)權利要求8所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中所述基板是彎曲的柔性基板,并且其中所述數(shù)據(jù)線是彎曲的并在所述基板的表面上形成,使得沒有所述電介質層插入在所述數(shù)據(jù)線和所述基板之間。
10.根據(jù)權利要求9所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中每個像素中的所述半導體氧化物晶體管包括半導體氧化物溝道。
11.根據(jù)權利要求10所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中所述電介質層包括氮化硅層,所述氮化硅層與每個像素電路中的所述硅晶體管的所述硅溝道重疊并且不與每個像素電路中的所述半導體氧化物晶體管的所述半導體氧化物溝道重疊。
12.根據(jù)權利要求11所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中所述存儲電容器具有由金屬的第二層形成的第一電極并且具有第二電極。
13.根據(jù)權利要求12所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中所述電介質層包括另外的氮化硅層,其中所述另外的氮化硅層插入在每個像素電路中的所述存儲電容器的所述第一電極和所述第二電極之間。
14.根據(jù)權利要求13所述的有機發(fā)光二極管顯示器,還包括氧化硅層,所述氧化硅層與每個像素電路中的所述半導體氧化物溝道重疊并且所述氧化硅層在每個像素電路的所述存儲電容器中局部移除,使得沒有所述氧化硅層插入所述存儲電容器的所述第一電極和所述第二電極之間。
15.根據(jù)權利要求3所述的有機發(fā)光二極管顯示器,還包括從所述有效區(qū)域向所述無效區(qū)域延伸的數(shù)據(jù)線,其中所述電介質層具有當從所述有效區(qū)域向所述無效區(qū)域過渡時在高度上減小的階梯式外形,并且其中所述數(shù)據(jù)線在具有所述階梯式外形的所述電介質層上形成。
16.根據(jù)權利要求1所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中每個像素電路中的所述半導體氧化物晶體管包括驅動晶體管,并且其中每個像素電路中的所述硅晶體管包括開關晶體管。
17.—種有機發(fā)光二極管顯不器,包括: 有機發(fā)光二極管陣列; 各自與所述有機發(fā)光二極管中的相應的一個有機發(fā)光二極管串聯(lián)耦接的硅驅動晶體管;和 耦接至所述硅晶體管的半導體氧化物開關晶體管。
18.根據(jù)權利要求17所述的有機發(fā)光二極管顯示器,其中所述半導體氧化物開關晶體管各自具有半導體氧化物溝道,所述有機發(fā)光二極管顯示器還包括與所述硅驅動晶體管重疊并且不與所述半導體氧化物溝道重疊的氮化硅層。
19.根據(jù)權利要求18所述的有機發(fā)光二極管顯示器,還包括: 耦接至所述半導體氧化物開關晶體管的存儲電容器;和 與所述半導體氧化物溝道重疊并且不與所述存儲電容器重疊的氧化硅層。
20.—種有機發(fā)光二極管顯不器,包括: 柔性聚合物基板; 所述基板上的像素電路陣列,每個像素電路包括有機發(fā)光二極管、各自具有半導體氧化物溝道的至少兩個半導體氧化物晶體管、與所述有機發(fā)光二極管串聯(lián)耦接的至少一個硅晶體管、以及至少一個存儲電容器; 所述柔性聚合物基板上的電介質層,所述電介質層具有當從所述像素電路陣列向鄰近所述像素電路陣列的無效區(qū)域過渡時在高度上減小的階梯式外形;和 沿循所述階梯式外形的所述電介質層上的數(shù)據(jù)線,其中所述電介質層包括與所述硅晶體管重疊并且不與所述半導體氧化物溝道重疊的電介質層。
【文檔編號】H01L27/32GK104332485SQ201410589411
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】蔡宗廷, V·格普塔, 林敬偉 申請人:蘋果公司
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