CN1901206A - 有机发光显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种有机发光显示设备，其包括柔性基片和多个在该基片上形成的薄膜晶体管(TFT)。该多个在基片上形成的TFT包括用于驱动像素的像素晶体管和用于驱动驱动器电路的驱动器电路晶体管，并且像素晶体管的沟道区的纵向与弯曲基片的方向成第一预定角度。因此，能够最小化在柔性基片上形成的TFT的电特性的变化，从而减少在TFT沟道中流动的电流量的变化。

Description

有机发光显示设备
技术领域
本发明涉及有机发光显示设备，更具体地，涉及这样一种有机发光显示设备，即，当在一个或多个方向上弯曲柔性基片(flexible substrate)时，能够最小化在柔性基片上形成的薄膜晶体管(TFT)的电特性的变化。
背景技术
最近，已经研发了一种使用在绝缘基片上形成的半导体层来形成薄膜晶体管(TFT)的技术。TFT用于诸如集成电路和光电设备之类的电子设备，更具体地，TFT被用作有机发光显示设备的开关器件和驱动器件。用于形成上述TFT的诸如玻璃和石英之类的绝缘基片易碎并且较重，因此它们不易制造得较大，因此不易批量生产。
为了解决上述问题，最近，在薄基片、例如薄膜状金属基片或膜状塑料基片上形成TFT。由于薄膜状金属基片和膜状塑料基片可被制成柔性的并且薄又轻，因此它可用于圆柱形显示设备以及传统显示设备(或者视窗)。
然而，由于膜状塑料基片易受热的影响并且对温度变化敏感，因此，当在膜状塑料基片上形成TFT时，必须低温制造TFT。因此，当在膜状塑料基片上形成TFT时，与在玻璃基片上形成TFT的情况相比，TFT的性能可能更容易损坏。
因此，为了解决上述问题，建议形成包括在薄膜状金属基片上形成的TFT的有机发光显示设备。薄膜状金属基片不是完全是可弯曲的，然而，薄膜状金属基片不易受湿度和氧气的影响，且可以承受高温处理。因此，当使用薄膜状金属基片时，能够制造高沟道活动性的TFT。因此，能够实现板上系统(SOP，system on panel)，其中驱动电路与像素同时集成。而且，由于金属基片是柔性的，因此能够实现高分辨率和高性能的卷曲型显示设备。
图1示意性图解了在柔性基片上形成的TFT。参考图1，TFT 10包括在柔性基片1上形成的具有沟道区11的半导体层、源极12和漏极13。在图1中，TFT 10的沟道区11被形成为平行于弯曲基片1的方向。
然而，当如上所述在柔性基片上形成TFT时，TFT的阵列(或者结构)在弯曲基片的方向上拉紧。通常，当将应变力施加到形成TFT的半导体层时，电荷移动性和有效电荷堆会受到应变力的影响，从而TFT的电特性发生变化。更具体地，当基片弯曲的方向平行于形成TFT的沟道的方向(也就是，电流流动的方向)时，导致应变力的漏电流的变化增加，从而TFT的电特性发生变化。
发明内容
因此，本发明的一方面是提供一种有机发光显示设备，其中在柔性基片上形成的薄膜晶体管(TFT)的沟道区与弯曲基片的方向成预定角度，从而可以最小化TFT的电特性的变化。
在本发明的一个实施例中，提供了一种有机发光显示设备，其包括柔性基片和多个在该基片上形成的薄膜晶体管(TFT)。该多个在基片上形成的TFT包括用于驱动像素的像素晶体管和用于驱动驱动器电路的驱动电路晶体管，并且像素晶体管的沟道区的纵向与弯曲基片的方向成第一预定角度。
在一个实施例中，驱动器电路晶体管的沟道区的纵向被形成为与像素晶体管的沟道区的纵向成第二预定角度。
在一个实施例中，像素晶体管包括开关晶体管和驱动晶体管。在一个实施例中，开关晶体管的沟道区的纵向不同于驱动晶体管的沟道区的纵向。在一个实施例中，驱动晶体管的沟道区的纵向被形成为与弯曲基片的方向基本相同的方向。
在一个实施例中，像素晶体管的沟道区的纵向与弯曲基片的方向所成的第一预定角度在大约45°到大约90°的范围内。
在一个实施例中，基片包括金属材料或塑料材料中的至少一个，并且基片的特性是通过在基片上施加外力来变化的。在一个实施例中，金属材料包括不锈钢(sus)材料或钛(Ti)材料中的至少一个。
在一个实施例中，至少一个在基片上形成的薄膜晶体管包括用低温多晶硅形成的半导体层。
在一个实施例中，半导体层包括锗(Ge)和/或Ge混合物。
在一个实施例中，显示设备还包括与至少一个薄膜晶体管电连接的有机发光二极管。
在一个实施例中，显示设备还包括与至少一个薄膜晶体管电连接的液晶显示器件。
附图说明
附图与说明书一起图解说明了本发明的示例性实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。
图1示意性图解说明了在柔性基片上形成的薄膜晶体管(TFT)；
图2是图解说明根据本发明实施例的有机发光显示设备的电路图；
图3是图解说明图2所示的像素的第一实施例的电路图；
图4是图解说明图2所示的像素的第二实施例的电路图；
图5是图解说明图2的移位寄存器的结构的方框图；
图6A和6B示意性图解说明了根据本发明实施例的在柔性基片上形成的TFT；
图7是图解说明在图1以及图6A和6B中所示的TFT的电流流动的图；和
图8到10是示意性图解说明根据本发明实施例的平板显示设备(FPD)的平面图。
具体实施方式
下文中，将参考附图来描述根据本发明的实施例。
图2是图解说明根据本发明实施例的有机发光显示设备的电路图。参考图2，根据本发明实施例的有机发光显示设备包括：图像显示单元23，其包括在由扫描线S1到Sn以及数据线D1到Dm之间交叉限定的区域处形成的像素24(24’)；扫描驱动器21，用于驱动扫描线S1到Sn；数据驱动器22，用于驱动数据线D1到Dm；以及定时控制器25，用于控制扫描驱动器21和数据驱动器22。
定时控制器25使用从外部提供的同步信号来生成数据驱动控制信号DCS和扫描驱动控制信号SCS。定时控制器25生成的数据驱动控制信号DCS被提供到数据驱动器22，并且定时控制器25生成的扫描驱动控制信号SCS被提供到扫描驱动器21。定时控制器25将从外部提供的数据Data提供到数据驱动器22。
扫描驱动器21从定时控制器25接收扫描驱动控制信号SCS。扫描驱动器21将扫描信号提供给第一到第n扫描线S1到Sn。扫描驱动器21也将发射控制信号提供给第一到第n发射控制线E1到En。
数据驱动器22从定时控制器25接收数据驱动控制信号DCS。不管何时提供扫描信号，数据驱动器22将数据信号提供给数据线D1到Dm。在驱动器21和22中形成用于驱动驱动器21和22的薄膜晶体管(TFT)(也称作驱动器电路TFT)。
图像显示单元23接收第一电源ELVDD的第一功率和第二电源ELVSS的第二功率。将提供给图像显示单元23的第一和第二电源ELVDD和ELVSS的第一和第二功率提供给像素24(24’)。
图3图解说明了图2所示的像素24的第一实施例。在图3中，为了方便，示出了连接到第n扫描线Sn和第m数据线Dm的像素24。
参考图3，根据本发明第一实施例的像素24包括有机发光二极管(OLED)和像素电路26，该像素电路26连接到OLED、数据线Dm、发射控制线En和扫描线Sn，以从OLED发光。OLED的阳极连接到像素电路26，OLED的阴极连接到第二电源ELVSS。OLED生成与从像素电路26提供的电流对应的光。
像素电路26包括：连接于第一电源ELVDD和OLED之间的第二像素TFT M2；与第二像素TFT M2、数据线Dm和扫描线Sn连接的第一像素TFTM1；和连接于第二像素TFT M2的栅极与第一电源ELVDD之间的存储电容器C。另外，像素电路26可以包括与发射控制线连接的发射控制器件(例如，开关晶体管M3)。
第一像素TFT M1的栅极连接到扫描线Sn，第一像素TFT M1的第一电极连接到数据线Dm。第一像素TFT M1的第二电极连接到存储电容器C的一侧和第二像素TFT M2的栅极。当从扫描线Sn提供扫描信号以便将从数据线Dm提供的数据信号提供给存储电容器C时，第一像素TFT M1导通。这时，在存储电容器C中充电与数据信号对应的电压。另外，第一像素TFT M1或第二像素TFT M2的第一电极被设置为源极或漏极之一，并且第一像素TFTM1或第二像素TFT M2的第二电极被设置为不同于第一电极的电极。例如，当第一电极被设置为源极时，第二电极被设置为漏极。第二像素TFT M2的栅极连接到存储电容器C的一侧，第二像素TFT M2的第一电极连接到第一电源ELVDD。第二像素TFT M2的第二电极连接到OLED。
图4是图解说明图2所示的像素24’的第二实施例的电路图。参考图4，根据第二实施例的像素24’包括OLED和像素电路26’，该像素电路26’连接到OLED、数据线Dm、发射控制线En(与发射控制器件M3’连接)和扫描线Sn，从而以与根据第一实施例的像素24和像素电路26基本相同的方式从OLED发光。因此，将要省略组成像素电路26’的组件的详细描述。
然而，在根据第二实施例的像素24’中，使用NMOS像素TFT M1’和M2’。图5是图解说明移位寄存器的结构的方框图。
如图5所示，根据本发明实施例的移位寄存器包括连接到起始脉冲SP输入线的n级ST1到STn。而且，n级ST1到STn中的每一个连接到从提供时钟信号CLK1到CLK4的四条时钟信号提供线中选择的三条时钟信号提供线C。
在图5所示的移位寄存器中，n级的输出线分别连接到像素阵列中包含的n条行线ROW1到ROWn(例如，扫描线S1、S2、S3、S4、...Sn)。每个级仅输入从其相位依次延迟的四个时钟信号CLK1到CLK4当中选择的三个时钟信号。例如，当第一、第三和第四时钟信号CLK1、CLK3和CLK4被输入到第一级ST1时，其相位被依次延迟一个时钟信号的三个时钟信号CLK2、CLK4和CLK1被输入到第二级ST2，并且以基本相同的方式将其相位被依次延迟一个时钟信号的三个时钟信号输入到第三到第n级中的每一个。
当起始脉冲SP被提供给第一级ST1时，每个级将起始脉冲SP移位一个时钟信号，以便将移位的起始脉冲SP提供给其输出线，并且第一到第(n-1)级ST1到ST(n-1)的输出信号g1到g(n-1)被提供给下一级作为起始脉冲，从而n条行线ROW1到ROWn(例如，扫描线S1到Sn)被依次驱动。
下文中，将参考图解说明在柔性基片上形成的TFT的图更详细地描述本发明。
图6A和6B示意性图解说明了在柔性基片60上形成的TFT 61(63)。参考图6A，在柔性基片60上形成TFT 61，从而形成TFT 61的沟道区62与弯曲基片60的方向成预定角度(大约45°)。
在图6B中，在柔性基片60上形成包括半导体层的TFT 63，其包括沟道区64、源极65和漏极66。TFT 63的沟道区64被形成为与弯曲基片60的方向垂直。更具体地，通过沟道区64的电流的方向垂直于弯曲基片60的方向。
图7示出了图解说明在图1以及图6A和6B中所示的TFT的电流流动的图。参考图7，水平轴表示基片的应变力(strain)，而垂直轴表示电流变化的量。
曲线(a)说明了弯曲基片1的方向与沟道区11平行的情况。更具体地，曲线(a)说明了弯曲基片1的方向与形成沟道的方向(也就是，沟道区11的纵向)平行的情况。在这种情况下，电流变化量与施加到基片1的力成比例地增加。
曲线(b)说明了弯曲基片60的方向与沟道区62的纵向成预定角度(大约45°)。在这种情况下，电流量与施加到基片60的力成比例地增加。然而，变化量小于在弯曲基片1的方向平行于沟道区11的纵向的情况下的变化量。
最后，曲线(c)说明了弯曲基片60的方向垂直于形成沟道区64的方向的情况。在这种情况下，施加到基片60的力以及流经沟道区64的电流的变化量几乎不变，并且与电流流动量基本相同。
作为本发明特定实施例的结果，参考图6A和6B，弯曲基片(例如，60)的方向与TFT(例如，61或63)的沟道方向(例如，62或64)成预定角度而不是0度。在一个实施例中，弯曲基片的方向垂直于沟道区(例如，64)的纵向，从而导致电流几乎不变。
图8到10是示意性图解说明根据本发明实施例的平板显示设备(例如，有机发光显示设备)的平面图。
首先，参考图8，显示设备包括柔性基片80，其上形成了驱动电路区81和图像区82。TFT 83形成于驱动电路区81上，TFT 84形成于图像区82上。另外，一个或多个电连接到TFT 84的OLED(未示出)形成于图像区82上。在另一个实施例中，电连接到TFT 84的液晶显示器件(LCD)(未示出)可形成于图像区82上，而不是OLED上。驱动电路区81可形成于图像区82上(或与图像区82形成)。
具体地，基片80是由不锈钢(sus)和/或钛(Ti)形成的柔性金属薄膜。TFT 83形成于图像区82上，TFT 84形成于在基片80上形成的驱动电路区81上。TFT 83和84中的每一个包括在基片80上形成的半导体层(未示出)、在半导体层形成的栅极(未示出)、以及源极和漏极83b和84b以及83c和84c。半导体层由低温多晶硅层形成，具体地，由锗(Ge)和/或Ge混合物形成。在半导体层中形成电连接到源极和漏极83b和84b以及83c和84c的源极和漏极区(未示出)、以及在栅极以下形成的沟道区83a和84a。TFT 83和84的沟道区83a和84a长度为L，宽度为W。
根据本实施例，TFT 83是驱动驱动区的驱动器电路的驱动器电路TFT。沟道区83a的纵向L平行于弯曲基片80的方向。另一方面，TFT 84是驱动图像区的像素的像素TFT。沟道区84a的纵向L与弯曲基片80的方向成预定角度，也就是，沟道区84a的纵向L几乎垂直于弯曲基片80的方向。像素TFT的沟道区的纵向与弯曲基片的方向所成的角度可以是在从45°到90°的范围内。像素内包含的像素TFT可以由两个或更多个TFT形成。在一个实施例中，像素TFT包括开关TFT和驱动TFT。为了方便，根据本实施例，一个像素TFT形成于驱动区81和图像区82上。然而，在区域81和82上可以形成多个TFT(例如，像素TFT)。
下文中，为了避免冗余，将省略与图8中所示的组件基本相同的一些组件的详细描述。
参考图9，驱动电路区91a和91b以及图像区92形成于柔性基片90上，驱动电路区91a和91b形成于图像区92上下。TFT 93形成于驱动电路区91a上，并且TFT 94和95形成于图像区92上。在驱动电路区91a和图像区92上形成的TFT 93、94和95包括半导体层(未示出)、栅极(未示出)、源极93b、94b和95b以及漏极93c、94c和95c。在TFT 93、94和95中包含的沟道区93a、94a和95a被形成为与弯曲基片90的方向成预定角度。这里，由于弯曲基片90的方向接近于垂直沟道区93a、94a和95a的纵向的方向移动，因此减少了电流变化。
根据本实施例，两个TFT 94和95形成于图像区92上。两个TFT 94和95之一可以是开关TFT 94，而另一个可以是驱动TFT 95。开关TFT 94的沟道区94a的纵向垂直于弯曲基片90的方向。驱动TFT 95的沟道区95a平行于弯曲基片90的方向。也就是，开关TFT 94的沟道区94a的纵向不同于驱动TFT 95的沟道区95a的纵向。
驱动电路区110a和110b以及图像区120形成于在图10的实施例中示出的柔性基片100上。根据本实施例，驱动电路区110a形成于图像区120的左侧(或边)上，并且驱动电路区110b形成于图像区120之上。TFT 130、140、150和160形成于驱动电路区110a和110b以及图像区120上，从而TFT 130、140、150和160的沟道区130a、140a、150a和160a与弯曲基片100的方向成相应预定角度。根据本实施例，在驱动电路区110b上形成的TFT 140的沟道区140a的纵向平行于弯曲基片100的方向。在驱动电路区110a上形成TFT130的沟道区130a被形成为与基片100弯曲的方向垂直。TFT 130、140、150和160包括半导体层(未示出)、栅极(未示出)、源极130b、140b、150b和160b以及漏极130c、140c、150c和160c。根据本实施例，在图像(或者像素电路)区120上形成的TFT 150的沟道区150a被形成为与弯曲基片100的方向垂直。TFT 160的沟道区160a被形成为与弯曲基片100的方向平行。具体地，驱动TFT 160被形成为与弯曲基片100的方向平行，并且开关TFT 150被形成为垂直于弯曲基片100的方向。
结果，根据上述实施例，特定TFT的沟道区的纵向(L)垂直于弯曲基片的方向，从而应变力可被施加到柔性基片，而不会明显改变电流流量。因此，尽管基片被弯曲，但是不会显著影响电流流动。当应变力被施加到基片时，由于特定其他TFT的沟道区的宽度(W)增加，也可以改善这些特定其他TFT中的电流活动性。
根据上述实施例，在沿图像区周围的一个区域处形成驱动电路区。然而，在沿图像区周围的各个其他适当区域处可以形成驱动电路区。而且，根据上述实施例，在单个基片上形成图像区和驱动电路区。然而，驱动电路图可被单独形成并电连接到图像区。
根据上述实施例，描述了组成显示设备的OLED或LCD。然而，OLED或LCD可被单独形成为电连接到显示设备中形成的TFT。
如上所述，根据本发明，当在柔性基片上形成TFT时，弯曲基片的方向与TFT的沟道区成预定角度，从而能够显著地减小流经沟道区的电流量的变化。因此，能够最小化TFT的电特性的恶化或变化，从而改善显示设备的性能和分辨率。
尽管已经结合特定示例性实施例描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明旨在覆盖包含在所附权利要求及其等效物的精神和范围之内的各种修改。

Claims (18)

1.一种显示设备，包括：
柔性基片；和
多个在基片上形成的薄膜晶体管，
其中，多个在基片上形成的薄膜晶体管包括用于驱动像素的像素晶体管和用于驱动驱动器电路的驱动电路晶体管，和
其中，像素晶体管的沟道区的纵向与弯曲基片的方向成第一预定角度而不是0度。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，驱动器电路晶体管的沟道区的纵向被形成为与像素晶体管的沟道区的纵向成第二预定角度而不是0度。
3.如权利要求1所述的显示设备，其中，像素晶体管包括开关晶体管和驱动晶体管。
4.如权利要求3所述的显示设备，其中，开关晶体管的沟道区的纵向不同于驱动晶体管的沟道区的纵向。
5.如权利要求3所述的显示设备，其中，驱动晶体管的沟道区的纵向被形成为与弯曲基片的方向基本相同的方向。
6.如权利要求1所述的显示设备，其中，像素晶体管的沟道区的纵向与弯曲基片的方向所成的第一预定角度在从大约45°到大约90°的范围内。
7.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述基片包括金属材料或塑料材料中的至少一个，并且其中基片的特性是通过在基片上施加外力来改变的。
8.如权利要求7所述的显示设备，其中，所述金属材料包括不锈钢(sus)材料或钛(Ti)材料中的至少一个。
9.如权利要求1所述的显示设备，其中，至少一个在基片上形成的薄膜晶体管包括用低温多晶硅形成的半导体层。
10.如权利要求1所述的显示设备，其中，半导体层包括锗(Ge)和/或Ge混合物。
11.如权利要求1所述的显示设备，还包括与至少一个薄膜晶体管电连接的有机发光二极管。
12.如权利要求1所述的显示设备，还包括与至少一个薄膜晶体管电连接的液晶显示器件。
13.如权利要求1所述的显示设备，其中显示设备是有机发光显示设备。
14.一种显示设备，包括：
柔性基片；
像素薄膜晶体管，用于驱动像素并且形成于基片上；和
驱动器电路薄膜晶体管，用于驱动驱动器电路并且被形成在基片上，
其中，像素薄膜晶体管的沟道区的纵向与弯曲基片的方向成预定角度而不是0度。
15.如权利要求14所述的显示设备，其中，预定角度在大约45°到大约90°的范围内。
16.如权利要求1所述的显示设备，还包括与像素薄膜晶体管电连接的液晶显示器件或有机发光二极管中的至少一个。
17.一种显示设备，包括：
柔性基片；
多个在基片上形成的薄膜晶体管；和
其中，多个在基片上形成的薄膜晶体管中的至少一个包括具有纵向的沟道区，和
其中，沟道区的纵向与弯曲基片的方向成在大约45°到大约90°的范围内的预定角度。
18.如权利要求17所述的显示设备，还包括与至少一个薄膜晶体管电连接的液晶显示器件或有机发光二极管中的至少一个。
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