DE112013005478T5

DE112013005478T5 - Biegbare Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE112013005478T5
Application number: DE112013005478.7T
Authority: DE
Inventors: Byung Duk Yang; Shih Chang Chang; Vasudha Gupta; Young Bae Park; John Z. Zhong
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2015-08-13
Anticipated expiration: 2033-10-23
Also published as: CN104769719A; GB2522364B; GB201507728D0; US20140138637A1; TWI538592B; JP2016503515A; WO2014078024A1; GB2522364A; CN104769719B; JP6571003B2; KR20150072432A; DE112013005478B4; US9601557B2; KR101810304B1; TW201427516A

Abstract

Eine biegbare Anzeigevorrichtung mit einer Anordnung von Pixeln oder Subpixeln ist vorgesehen. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein biegbares Substrat und eine Anordnung von Dünnschichttransistoren (TFT), die der Anordnung von Pixeln oder Subpixeln auf dem Substrat entspricht. Die Anzeigevorrichtung umfasst auch eine erste Vielzahl von Metallleitungen, die mit Gate-Elektroden der TFT gekoppelt sind, und eine zweite Vielzahl von Metallleitungen, die mit Source-Elektroden und Drain-Elektroden der TFT gekoppelt sind. Mindestens eine der ersten Vielzahl von Metallleitungen und der zweiten Vielzahl von Metallleitungen umfasst einen nicht-dehnbaren Teil in den TFT-Bereichen und einen dehnbaren Teil außerhalb der TFT-Bereiche.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Patentanmeldung unter dem Vertrag über die internationale Zusammenarbeit auf dem Gebiet des Patentwesens beansprucht die Priorität der nicht-provisorischen US-Anmeldung Nr. 13/837,311, eingereicht am 15. März 2013, mit dem Titel „Flexible Display”, die die Priorität der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 61/727,473 mit dem Titel „Flexible Display”, eingereicht am 16. November 2012, beansprucht, deren beider Inhalte hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind.
Technisches Gebiet
Hierin beschriebene Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf biegbare Anzeigevorrichtungen für Computervorrichtungen und insbesondere auf das Implementieren einer biegbaren Anzeigevorrichtung mit Metallbahnen, die sich krümmen können, ohne zu brechen oder Risse zu bilden, wenn die Anzeigevorrichtung gebogen wird.
Allgemeiner Stand der Technik
Zur Herstellung einer biegbaren Anzeigevorrichtung wurden viele Anzeigekomponenten entwickelt, um organische Materialien, wie z. B. eine organische Leuchtschicht, eine organische Passivierungsschicht und ein Polymersubstrat als ein biegbares Substrat zu verwenden. Jedoch ist es schwierig, Metallbahnen der Anzeigevorrichtung durch ein organisches Material zu ersetzen, weil die elektrische Leitfähigkeit des organischen Materials nicht so hoch ist wie die von Metallbahnen. Die Metallbahnen können zerbrechen oder getrennt werden, wenn ein Anzeigefeld gebogen wird, weil die Metallbahnen eine Bruchdehnungsgrenze von etwa 1% haben. Einige andere Komponenten verwenden immer noch Siliziumnitrid, welches auch Risse bilden kann. Deshalb ist es wünschenswert, biegbare oder krümmbare Anzeigekomponenten zu haben.
Kurze Zusammenfassung
Im Allgemeinen beziehen sich hierin beschriebene Ausführungsformen auf eine Anzeigevorrichtung für eine elektronische Vorrichtung. Die Anzeigevorrichtung kann eine Anzeigevorrichtung mit organischen Leuchtdioden (OLED) sein. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein biegbares Substrat, das eine Anordnung von Pixeln oder Subpixeln und Dünnschichttransistoren trägt, die jedes Pixel oder Subpixel steuern. Die Anzeigevorrichtung kann um eine oder mehrere Achsen biegbar sein. Zum Beispiel kann die Anzeigevorrichtung gerollt werden, um einen Zylinder zu bilden, oder in eine nicht-planare Form gebogen werden. Durch Schaffung einer solchen Flexibilität können die Tragbarkeit und bestimmte Prozesse der Anzeigevorrichtung verbessert werden.
In einer Ausführungsform wird eine biegbare Anzeigevorrichtung mit einer Anordnung von Pixeln oder Subpixeln bereitgestellt. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein biegbares Substrat und eine Anordnung von Dünnschichttransistoren (TFT), die der Anordnung von Pixeln oder Subpixeln auf dem Substrat entsprechen. Die Anzeigevorrichtung umfasst auch eine erste Vielzahl von Metallleitungen, die mit Gate-Elektroden der TFT gekoppelt sind, und eine zweite Vielzahl von Metallleitungen, die mit Source-Elektroden und Drain-Elektroden der TFT gekoppelt sind. Mindestens eine der ersten Vielzahl von Metallleitungen und der zweiten Vielzahl von Metallleitungen umfasst einen nicht-dehnbaren Teil in den TFT-Bereichen und einen dehnbaren Teil außerhalb der TFT-Bereiche.
In einer anderen Ausführungsform wird eine biegbare Anzeigevorrichtung mit einer Anordnung von Pixeln oder Subpixeln bereitgestellt. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein biegbares Substrat und eine Pufferschicht über dem biegbaren Substrat. Die Anzeigevorrichtung umfasst auch eine Anordnung von Dünnschichttransistoren (TFT), die der Anordnung von Pixeln oder Subpixeln auf dem Substrat entspricht. Die Anzeigevorrichtung umfasst ferner eine erste Vielzahl von Metallleitungen, die mit Gate-Elektroden der TFT gekoppelt sind, und eine zweite Vielzahl von Metallleitungen, die mit Source-Elektroden und Drain-Elektroden der TFT gekoppelt sind. Die Anzeigevorrichtung umfasst auch eine Leiterplatte mit integrierter Schaltung (IC) außerhalb des TFT und Pixel und eine Vielzahl von Metallbahnen, die zwischen die TFT und die Leiterplatte mit integrierter Schaltung gekoppelt sind. Die Vielzahl von Metallbahnen ist aus mindestens einem des ersten Metalls für die Gate-Elektrode des TFT und des zweiten Metalls für die Source-Elektrode und Drain-Elektrode des TFT gebildet. Die Vielzahl von Metallbahnen ist über der Pufferschicht angeordnet. Die Pufferschicht außerhalb des TFT-Bereichs ist mit einem ein Riefenmuster konfiguriert.
Zusätzliche Ausführungsformen und Merkmale sind teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden dem Fachmann auf Betrachtung der Beschreibung hin teilweise ersichtlich oder durch die Praxis der hierin erörterten Ausführungsformen zu verstehen sein. Ein weiteres Verständnis der Natur und der Vorzüge bestimmter Ausführungsformen kann durch Verweis auf die übrigen Teile der Beschreibung und die Zeichnungen, welche Teil dieser Offenbarung bilden, erlangt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein einzelnes Pixel einer beispielhaften Anzeigevorrichtung.
2 zeigt ein Beispiel für eine biegbare Anzeigevorrichtung, die eine Dehnungsspannung auf eine Metallleitung ausübt.
3 zeigt allgemein eine Datenleitung, die eine Reihe von Gate-Leitungen überlappt.
4 zeigt eine Reihe von Dünnschichttransistoren (TFT) für die Anzeigevorrichtung.
5 zeigt eine biegbare Anzeigevorrichtung mit einer serpentinenförmigen Datenleitung, die dazu in der Lage ist, eine durch Biegen der Anzeigevorrichtung bedingte Spannung aufzunehmen.
6 zeigt eine Metallbahn, die entlang ihrer Länge einer Sinuskurve ähnelt.
7 zeigt zwei mögliche Redundanzausführungen für Metallbahnen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen.
8 zeigt die Gate-/Steuerleitungen und Datenleitungen einer beispielhaften Anzeigevorrichtung zusammen mit einer Anzahl von TFT.
9 zeigt allgemein einen Querschnitt eines Teils eines TFT eines Anzeigepixels und dem TFT zugehörige Metallbahnen.
10 zeigt eine vereinfachte Ansicht der Pufferschicht in 9.
11 zeigt eine vereinfachte Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Pufferschicht aus 9.
12 und 13 zeigen einen Mustermaskierungs- und Ätzprozess, der die in 10 gezeigte Pufferschicht erzeugen kann.
14 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Pufferschicht in dem Siliziumnitrid der Pufferschicht mit in den zu erwartenden Rissintervallen gebildeten Riefen.
15 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Pufferschicht, in der das Siliziumnitrid dünner gemacht wurde, um einen Bereich zu bilden, der gebogen oder gekrümmt werden kann, ohne Risse zu bilden.
16 zeigt ein ILD, das für die Verwendung in einer biegbaren Anzeigevorrichtung geeignet ist, in dem Riefen in dem Siliziumnitridteil des ILD gebildet sind.
17 ist eine Alternative eines ILD, in dem das Siliziumnitrid über der Gate-Metallverzweigung entfernt ist, aber in den Metallbereichen innerhalb des Gates erhalten ist.
18 ist noch eine andere Ausführungsform eines für die Verwendung in einer biegbaren Anzeigevorrichtung geeigneten ILD.
19A zeigt ein beispielhaftes serpentinenförmiges Muster für eine dehnbare Metallbahn in einer ersten Ausführungsform.
19B zeigt ein beispielhaftes Sinuskurvenmuster für eine dehnbare Metallbahn in einer zweiten Ausführungsform.
19C zeigt ein beispielhaftes Muster in Sinuskurvenform für eine dehnbare Metallbahn in einer dritten Ausführungsform.
19D zeigt ein Paar serpentinenförmige Muster für eine dehnbare Metallbahn in einer vierten Ausführungsform.
19E zeigt ein Paar sinuskurvenförmige Muster für eine dehnbare Metallbahn in einer fünften Ausführungsform.
19F zeigt ein Paar rechteckwellenförmige Muster für eine dehnbare Metallbahn in einer sechsten Ausführungsform.
19G zeigt die Querschnittsansicht des ersten überlappenden Bereichs zwischen zwei Metallbahnen in 19D gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
19H zeigt die Querschnittsansicht des zweiten überlappenden Bereichs zwischen zwei Metallbahnen in 19D gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
20A zeigt eine Draufsicht auf eine biegbare Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
20B zeigt eine Draufsicht auf den Bereich, der ein einheitliches Puffer- oder Zwischenschicht-Dielektrikum (ILD umfasst, das Metallbahnen überlappt, die zwischen die Leiterplatte mit integrierter Schaltung (IC) und TFT gekoppelt sind, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
20C zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich, der ein gerieftes Puffer- oder ILD-Muster umfasst, das Metallbahnen überlappt, die zwischen die Leiterplatte mit integrierter Schaltung (IC) und TFT gekoppelt sind, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
20D zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich, der gerieften Puffer oder ILD-Muster umfasst, die Metallbahnen überlappen, die zwischen die Leiterplatte mit integrierter Schaltung (IC) und TFT gekoppelt sind, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
21A zeigt eine Querschnittsansicht von 20A gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
21B zeigt eine Querschnittsansicht von 20B gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
21C zeigt eine Querschnittsansicht von 20C gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
21D zeigt eine Querschnittsansicht von 20D gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Detaillierte Beschreibung
Im Allgemeinen beziehen sich hierin beschriebene Ausführungsformen auf eine Anzeigevorrichtung für eine elektronische Vorrichtung. Die Anzeigevorrichtung kann eine Anzeigevorrichtung mit organischen Leuchtdioden (OLED) sein. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein biegbares Substrat, das eine Anordnung von Pixeln oder Subpixeln und Dünnschichttransistoren (TFT) trägt, die jedes Pixel oder Subpixel steuern. Die Anzeigevorrichtung kann um eine oder mehrere Achsen biegbar sein. Zum Beispiel kann die Anzeigevorrichtung gerollt werden, um einen Zylinder zu bilden, oder in eine nicht-planare Form gebogen werden. Durch Schaffung einer solchen Flexibilität können die Tragbarkeit und bestimmte Prozesse der Anzeigevorrichtung verbessert werden.
Die Anzeigevorrichtung kann außerhalb der TFT biegbar sein. Zum Beispiel kann die Anzeigevorrichtung dehnbare Gate-Leitungen und/oder dehnbare Datenleitungen in Bereichen außerhalb der TFT umfassen. Die Anzeigevorrichtung kann auch eine Pufferschicht zwischen dem biegbaren Substrat und den TFT und Pixeln oder Subpixeln umfassen. Die Pufferschicht kann dafür konfiguriert sein, rissbeständig zu sein. Die Anzeigevorrichtung kann auch ein Zwischenschicht-Dielektrikum (ILD) zwischen einer ersten Metallschicht für Gate-Elektroden und einer zweiten Metallschicht für Source-/Drain-Elektroden der TFT umfassen. Das ILD kann auch dafür konfiguriert sein, rissbeständig zu sein. Sowohl der Puffer als auch die ILD-Schichten können eine Teilschicht aus Siliziumoxid und eine Teilschicht aus Siliziumnitrid enthalten. Da das Siliziumnitrid anfälliger für Rissbildung sein kann, wenn es gebogen wird, kann eine Ausführungsform Riefen im Siliziumnitrid enthalten.
Die Anzeigevorrichtung kann auch einen biegbaren Bereich in der Nähe ihres Randes umfassen. Im Allgemeinen umfasst die Anzeigevorrichtung einen integrierten Schaltungs(IC)-Bereich außerhalb der Pixelbereiche oder des aktiven Bereichs. Zwischen die IC und die TFT können viele Metallbahnen gekoppelt sein. Diese Metallbahnen können entweder aus der Gate-Metallschicht oder der Source/Drain-Metallschicht, d. h. einer ersten Metallschicht oder einer zweiten Metallschicht, gebildet sein. Diese Metallbahnen können dafür konfiguriert sein, dehnbar zu sein. Die Metallbahnen sind gebildet getragen von einem biegbaren Substrat mit einer Pufferschicht zwischen den Metallbahnen und dem biegbaren Substrat. Die Pufferschicht kann ein Riefenmuster haben, um rissbeständig zu sein.
Die Anzeigevorrichtung kann eine Anzahl von einzelnen Pixeln umfassen, von denen jedes aus einem Satz von Subpixeln gebildet sein kann. Zum Beispiel zeigt 1 ein einzelnes Pixel einer Anzeigevorrichtung. Das Pixel umfasst drei Subpixel, nämlich ein rotes, ein grünes und ein blaues Subpixel.
Die Pixel und ihre Subpixel können in einigen Ausführungsformen aus einem organischen Leuchtdioden(OLED)-Material gebildet sein. In anderen können verschiedene biegbare Materialien verwendet werden, um die Pixel und die Subpixel zu bilden.
Breit betrachtet kann eine beispielhafte biegbare Anzeigevorrichtung aus einem Polymersubstrat, einer organischen Licht-emittierenden Schicht (z. B. einer OLED-Schicht) auf dem Substrat und einer organischen Passivierungsschicht, die die Licht-emittierende Schicht einkapselt oder darüber liegt, gebildet sein. Das Substrat kann aus jeglichem geeigneten Material gebildet sein; ein Polymer ist nur ein Beispiel. Als ein spezielleres Beispiel kann das Substrat aus Polyimid gebildet sein. Es sollte zu verstehen sein, dass in einer beispielhaften biegbaren Anzeigevorrichtung zusätzliche Schichten vorhanden sein können. Ebenso können die hierin erörterten Schichten selbst aus mehreren Schichten bestehen. Ein beispielhafter Teilquerschnitt einer beispielhaften biegbaren Anzeigevorrichtung ist nachstehend detaillierter in Bezug auf 9 erörtert.
Allgemein und wie in 1 gezeigt, umfasst eine biegbare Anzeigevorrichtung 100 ein biegbares Substrat, das Subpixel 102A–C trägt. Eine Metallleitung 104 kann die verschiedenen Subpixel 102A–C und auch die Pixel verbinden. Solche Leitungen können zum Beispiel dem Fachmann bekannte Gate- und/oder Datenleitungen sein. Dies sind jedoch nur zwei Beispiele; die Metallsignalleitungen können andere Informationen und/oder Signale tragen.
Herkömmliche Metallsignalleitungen oder -bahnen sind gerade und können Risse bilden oder brechen, wenn die biegbare Anzeigevorrichtung gebogen wird. Das heißt, die Biegebewegung kann die Metallleitungen unter Spannung setzen, was zu Rissbildung oder Brechen führen kann. Dementsprechend verwenden gewisse hierin offenbarte Ausführungsformen serpentinenförmige Metallbahnen, wie in 1 gezeigt. Diese serpentinenförmigen Bahnen können mehrere Eigenschaften haben, die sie für die Verwendung in biegbaren Anzeigevorrichtungen geeignet machen. Zum Beispiel können, wenn die biegbare Anzeigevorrichtung gebogen, gerollt oder anderweitig verformt wird, die serpentinenförmigen Metallleitungen sich entlang ihrer kreisförmigen Teile dehnen, anstatt zu brechen. Ein Beispiel für eine biegbare Anzeigevorrichtung, die eine Dehnungsspannung auf eine Metallleitung ausübt, ist in 2 gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, kann die Metallleitung 104 sich in die Richtung, wie von Pfeilen 202 gezeigt, dehnen und/oder sich als Reaktion auf die durch Biegen der Anzeigevorrichtung ausgeübte Spannung verziehen. Wieder sollte zu verstehen sein, dass 2 ein einzelnes Pixel einer größeren Anzeigevorrichtung zeigt.
Im Allgemeinen ist die in 1 und 2 gezeigte serpentinenförmige Metallleitung aus einem sich wiederholenden Muster von verbundenen Halbkreisen gebildet. Der obere und der untere Rand der serpentinenförmigen Metallbahn sind im Allgemeinen die Teile, die sich dehnen oder sich als Reaktion auf eine Biegebewegung der Anzeigevorrichtung verformen. Das heißt, die serpentinenförmige Metallleitung, wenn sie gedehnt oder gebogen oder Ähnliches wird, erstreckt sich so, dass die halbkreisförmigen Teile länger und teilweise etwas ellipsenförmiger werden. Dies ist im Vergleich der Metallleitung aus 2 mit der aus 1 zu sehen.
Die in 1 und 2 gezeigte Metallbahn erfährt normalerweise eine größere Spannung an dem inneren Teil jedes halbkreisförmigen Segments als an den äußeren Teilen solcher Segmente und/oder den Verbindungsteilen zwischen halbkreisförmigen Segmenten.
Es sollte zu verstehen sein, dass in alternativen Ausführungsformen verschiedene Ausführungen und/oder Formen für die Metallleitungen verwendet werden können. Ebenso können die Metallleitungen aus einer Vielzahl von Materialien gebildet sein. Beispielsweise können die Leitungen aus Gold gebildet sein. Weitere beispielhafte Materialien können Kupfer, Silber und andere leitfähige Metalle ein. Die Metallleitung kann oder kann nicht aus einem relativ verformbaren Metall gebildet sein. In Ausführungsformen mit serpentinenförmigen Metallbahnen aus Gold kann die auf die Bahn ausgeübte Maximalspannung etwa 0,5% sein, was weniger ist als die Dehnungsbruchgrenze von Gold (z. B. 1%).
Die Subpixel 102A–102C können als OLED-Subpixel gebildet sein. Ein OLED-Subpixel umfasst allgemein eine Anode, eine oder mehrere organische Schichten und eine Kathode. Die entsprechende OLED kann entweder ein Unterseitenemissionstyp oder ein Oberseitenemissionstyp sein. In einer Unterseitenemissions-OLED wird Licht von einer Anodenseite extrahiert. Im Gegensatz dazu wird bei einer Oberseitenemissions-OLED Licht von einer Kathodenseite extrahiert. Die Kathode ist optisch transparent, während die Anode reflektierend ist. Diese Oberseitenemissions-OLED ermöglicht normalerweise eine größere OLED-Apertur als eine Unterseitenemissions-OLED.
Es sollte hier erwähnt werden, dass die serpentinenförmigen Metallleitungen 104 mit dem Pixelbereich einer Oberseitenemissions-OLED überlappen, wie in 1 und 2 gezeigt. Die serpentinenförmigen Metallleitungen beeinflussen im Allgemeinen das Öffnungsverhältnis für die Oberseitenemissions-OLED-Vorrichtung nicht, weil die Metallleitungen sich unter den OLED-Leuchtschichten befinden und somit die Lichtemission nicht blockieren. Für eine Unterseitenemissions-OLED überlappen die serpentinenförmigen Metallleitungen nicht mit dem (nicht gezeigten) Pixelbereich.
Der Fachmann wird erkennen, dass eine biegbare Anzeigevorrichtung netzartige Metallbahnen mit Serpentinenform oder netzartige Metallbahnen mit einer anderen Form umfassen kann. Für eine Oberseitenemissions-OLED-Anzeigevorrichtung können aktive Komponenten mit dem Netz der serpentinenförmigen Metallbahnen überlappen.
3 zeigt allgemein eine Gate-Leitung, die eine Reihe von Datenleitungen 302 überlappt. Wie gezeigt, kann die Gate-Leitung 304 für einen ersten Teil 304A ihrer Länge gerade und dann für einen zweiten Teil 304B ihrer Länge serpentinenförmig sein. In solch einer Anordnung ist es vorgesehen, dass der Abschnitt des Feldes mit der geraden Datenleitung sich nicht biegt, während der Abschnitt mit der serpentinenförmigen Leitung dazu in der Lage ist, sich zu biegen. Es sollte zu verstehen sein, dass einige Ausführungsformen ein Biegen der Anzeigevorrichtung ermöglichen können, selbst wenn die Gate-(oder andere)Leitungen alle gerade sind. Die als „Biegekante” gekennzeichnete Linie zeigt eine mögliche Linie, entlang derer die biegbare Anzeigevorrichtung sich biegen kann. Es sollte zu verstehen sein, dass die Stelle der Biegekante beliebig ist und Veranschaulichungszwecken dient; die Anzeigevorrichtung kann sich an vielen anderen Punkten oder entlang vieler anderer Linien biegen, die nicht gezeigt sind. Ebenso kann die Anzeigevorrichtung sich entlang einer komplexen Kurve oder in mehreren Dimensionen biegen. Einige Ausführungsformen können sogar das Falten einer Anzeigevorrichtung ermöglichen.
Die Datenleitung 302 kann auch andere Steuersignalleitungen für die biegbare Anzeigevorrichtung, wie z. B. eine Emissionssteuerleitung, überlappen. Im Allgemeinen kann es nützlich sein, die kapazitive Last im überlappenden Bereich 306 der Daten- und Gate-Leitungen zu haben, damit sie in flachen und biegbaren Teilen der Anzeigevorrichtung gleich sind. Dementsprechend sollte der Gate-Metallraum, der von Abmessung 308 in 3 gekennzeichnet ist, breiter sein als die Minimalbreite des Datenmetalls 302, gezeigt bei Abmessung 306 in 3. Das heißt, die Abmessung 308 sollte größer als die Abmessung 306 sein. Wenn beide gleich sind, kann die Seitenwandkapazität eine zusätzliche Last auf den Daten- und/oder Gate-Leitungen in dem gebogenen/gekrümmten Teil der Anzeigevorrichtung bewirken. In einigen Ausführungsformen können die Datenmetallleitungen um etwa 0,5 Mikrometer auf jeder Seite dünner gemacht werden, um die Minimaldatenmetallbreite zu schaffen. Solch ein Rand kann sicherstellen, dass die Überlappungskapazität die gleiche bleibt, unabhängig davon, ob die Anzeigevorrichtung gebogen oder anderweitig gekrümmt wird.
4 zeigt eine Reihe von Dünnschichttransistoren (TFT) für die Anzeigevorrichtung. Jeder TFT 402 befindet sich im Allgemeinen an der Schnittstelle einer Gate-/Steuerungsleitung 304 und einer Datenleitung 302. Drain und Source 404 befinden sich in der gleichen Metallschicht wie die Datenleitung 302. Im Allgemeinen steuert jeder TFT ein (nicht gezeigtes) einzelnes Pixel. Im Allgemeinen sollte bei Anzeigevorrichtungen mit einem biegbaren und einem nicht biegbaren Teil jeder TFT 402 die Gate/Steuerleitung/en 304 im gleichen Ausmaß überlappen wie die anderen TFT. Das heißt, die Überlappung zwischen der/n Gate/Steuerungsleitung/en und einem TFT in einem nicht-biegbaren Bereich (wie auf der linken Seite in 4 gezeigt) sollte die gleiche sein wie die Überlappung zwischen den beiden in einem biegbaren Teil der Anzeigevorrichtung (wie auf der rechten Seite in 4 gezeigt). Die Überlappung kann allgemein für alle TFT und alle Gate-/Steuerleitungen gleich sein, unabhängig davon, ob die Leitungen gerade oder serpentinenförmig sind oder anderweitig variieren. Auf diese Weise kann eine kapazitive Leitungslast aufgrund der TFT konstant sein, unabhängig von dem betroffenen Teil der Anzeigevorrichtung.
5 zeigt eine biegbare Anzeigevorrichtung 500 mit einer serpentinenförmigen Datenleitung 502, die dazu in der Lage ist, durch Biegen der Anzeigevorrichtung bedingte Spannung aufzunehmen. In dieser biegbaren Anzeigevorrichtung können Gate-Leitungen 504 im Wesentlichen gerade sein. Die Biegekante ist im Wesentlichen parallel zu den Gate-Leitungen 504. Wie in der Ausführungsform in 4, sollte die kapazitive Leitungslast zwischen dem TFT und den verschiedenen Metallleitungen die gleiche sein für TFT, die sich in dem biegbaren und in dem nicht-biegbaren Teil der Anzeigevorrichtung befinden. Dies kann durch Überlappen des TFT mit einem relativ geraden Teil der serpentinenförmigen Metallleitung erreicht werden, wie in 5 gezeigt. In diesem Beispiel hat die serpentinenförmige Metalldatenleitung relativ gerade Ränder und Verbindungselemente, mit abgerundeten Übergängen zwischen Randteilen und Verbindungsteilen. Jeder TFT liegt über einem Randteil. Da der Randteil im Wesentlichen gerade ist, ist die Leitungslast für die serpentinenförmige Datenleitung in 5 identisch mit oder fast identisch mit der Leitungslast zwischen einem TFT und einer geraden Datenleitung. Es sollte zu verstehen sein, dass die in 5 (z. B. mit abgeflachten oder geraden Randteilen statt halbkreisförmigen Randteilen) gezeigte serpentinenförmige Leitungskonfiguration mit hierin erörterten anderen Ausführungsformen, wie z. B. der Ausführungsform in 4, verwendet werden kann.
Wie zuvor erwähnt, können einige Ausführungsformen Metallsignalleitungen verwenden, die eine nicht-lineare Form haben, jedoch nicht serpentinenförmig sind. Zum Beispiel zeigt 6 eine Metallbahn 600, die entlang ihrer Länge einer Sinuskurve ähnlich ist. Solch eine Konfiguration kann die Fläche der Anzeigevorrichtung, die zum Beispiel für die Metallleitung bestimmt oder dieser zugeordnet ist, reduzieren. Solche Konfigurationen können, neben anderen Anwendungen, die hohe Pixeldichten und/oder mehrere Steuer-, Daten- oder Gate-Leitungen haben, bei OLED mit hoher Dichte verwendet werden. Die genaue Höhe und Amplitude einer sinuskurvenförmigen Metallbahn kann je nach den elektrischen Eigenschaften des Feldes, dessen Verwendungszweck und Betriebsparametern usw. variieren. Dementsprechend werden hierin keine genauen Abmessungen erörtert, da solche Abmessungen von der Anwendung abhängen und empirisch bestimmt werden können.
Noch eine weitere Option ist es, mehrere Metallbahnen statt einer einzelnen Metallbahn, wie in den vorhergehenden Figuren gezeigt, zu verwenden. Es sollte zu verstehen sein, dass jede Metallleitung in der biegbaren Anzeigevorrichtung redundant gemacht sein kann. Ferner können, da solch eine Anzeigevorrichtung im Allgemeinen mehrere Schichten hat, auf denen Metallleitungen geführt werden können, die erste und die zweite (z. B. normale und redundante) Metallbahn sich in verschiedenen Metallschichten befinden. 7 zeigt zwei mögliche Redundanzausführungen.
Die in 7 gezeigte erste Ausführung 700A verwendet ein Paar sinuskurvenförmige Metallbahnen 702 und 704. Die zwei Metallbahnen überlappen sich nur an bestimmten Punkten 706. Im Wesentlichen verlaufen die erste und die zweite Metallbahn etwa 180 Grad gegenphasig zueinander, so dass der obere Teil der zweiten Metallbahn linear zu dem unteren Teil der ersten Metallbahn ausgerichtet ist. Dies ist entlang der als „Biegekante” gekennzeichneten Linie in der ersten Redundanzausführung 700A in 7 zu sehen. Es sollte zu verstehen sein, dass der Versatz zwischen den zwei Bahnen so groß oder klein wie erwünscht sein kann.
Als ein anderes Beispiel können die erste und die zweite Metallbahn einander entlang ihrer Längen ganz oder teilweise überlappen, wie in 7 und speziell in der Redundanzausführung 700B gezeigt. Das Überlappen der zwei Bahnen 702 und 704 ermöglicht es, das eine weiterhin funktioniert, selbst wenn die andere bricht, Risse bekommt oder anderweitig unterbrochen wird.
8 zeigt die Gate-/Steuerleitungen und Datenleitungen einer beispielhaften Anzeigevorrichtung, zusammen mit einer Anzahl von TFT. Wieder entspricht jeder TFT 402, der Drain/Source 404 umfasst, allgemein einem einzelnen Pixel. Die Gate-/Steuerleitungen 804 verbinden alle TFT in einer Reihe, während die Datenleitungen 802 alle TFT in einer Spalte verbinden. Wie bei vorherigen Ausführungsformen soll die schematische Ansicht aus 8 eine Anzeigevorrichtung zeigen, die sowohl einen nicht-biegbaren Teil (z. B. den Teil, wo die Gate-/Steuerleitungen linear sind) und einen biegbaren Teil (z. B. den Teil, wo die Gate-/Steuerleitungen serpentinenförmig sind) hat. Es sollte zu verstehen sein, dass Anzeigevorrichtungen je nach Ausführungsform vollständig biegbar sein und keine nicht biegbaren Teile haben können und dennoch die in 8 gezeigten Eigenschaften aufweisen können (z. B. kann ein serpentinenförmiges Muster mit mehreren Bahnen über eine gesamte Anzeigevorrichtung hinweg verwendet werden). Ebenso können sowohl die Daten- als auch die Gate-/Steuerleitungen serpentinenförmig, sinuskurvenförmig oder anderweitig gemustert sein, um unter Spannung biegbar zu sein.
Wie in 8 gezeigt, können sowohl überlappende als auch versetzte redundante Metallbahnen in dergleichen Anzeigevorrichtung verwendet werden. 8 zeigt ein versetztes Paar serpentinenförmige Metallbahnen entlang der oberen Reihe von Gate-/Steuerleitungen und ein überlappendes Paar Metallbahnen entlang der unteren Gate-/Steuerungsleitungen. Es sollte auch zu verstehen sein, dass diese Redundanz nur in bestimmten Teilen einer Anzeigevorrichtung verwendet werden kann, wie bei denjenigen in einem Bereich oder Abschnitt, der anfälliger dafür sein kann, unter Spannung zu brechen oder Risse zu bekommen, oder in Bereichen, die ausreichend Platz haben, um solche Redundanz zu unterstützen.
Jetzt werden beispielhafte Stapelungen einer biegbaren Anzeigevorrichtung erörtert. 9 zeigt allgemein einen Querschnitt eines Teils eines TFT eines Anzeigepixels sowie dem TFT zugehörige Metallbahnen. Der Querschnitt ist wie von Pfeilen A-A in 4 gezeigt genommen. Im Allgemeinen biegt sich der TFT selbst nicht (auch wenn er dies in alternativen Ausführungsformen tun kann). Die Anzeigevorrichtung biegt sich vielmehr entlang und nach rechts der als „Biegebereich” gekennzeichneten Linie (in Bezug auf 9). Der TFT selbst ist im Allgemeinen links von der Biegebereichslinie in 9, während der Bereich zwischen den TFT, der die zuvor erörterten Metallbahnen umfasst, rechts ist.
Zur Erläuterung werden jetzt die Bezeichnungen für verschiedene Schichten erörtert. Das Substrat 902 kann aus Polyimid (PI) gebildet sein, was ein Beispiel für ein geeignetes Substrat ist, auf dem eine biegbare Anzeigevorrichtung gebildet sein kann. Andere Ausführungsformen können andere Substrate verwenden. Die Pufferschicht 904 ist eine Basisschicht zwischen dem Substrat (z. B. PI) und den Gate-Metall 910/Gate-Isolatoren 908. Die Pufferschicht kann aus Siliziumnitrid und/oder Siliziumoxid gebildet sein. Die Schicht 906 ist die aktive Halbleiterschicht des TFT. Der Halbleiter kann aus amorphem Silizium, Niedrigtemperatur-Polysilizium oder Metalloxid gebildet sein. Die Gate-Isolierungs(GI)-Schicht 908 kann aus einem Siliziumoxid gebildet sein. Auf der GI-Schicht befindet sich die Gateschicht, die wieder ein Metall ist. Ein Zwischenschicht-Dielektrikum (ILD) umgibt das Gate 910 teilweise und befindet sich teilweise auf der GI-Schicht 908. Dieses Zwischenschicht-Dielektrikum kann aus Siliziumnitrid und/oder Siliziumoxid gebildet sein. (Es sollte zu verstehen sein, dass jegliches Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid in jeder der Schichten geeignet sein kann). Das Source/Drain-Metall 918 ist mit der aktiven Schicht 906 verbunden. Eine Passivierungsschicht 914, bezeichnet als „PAS”, ist über dem Source-/Drain-Metall 918 gebildet und kann aus einem Siliziumnitrid sein. Der in 9 gezeigte „PAD” ist die Kontaktfläche, z. B. die Verbindungsstelle zwischen dem Feld und/oder einer steuernden integrierten Schaltung und einer biegbaren Schaltung.
In einigen Ausführungsformen liegt eine Einkapselungsschicht über einer TFT-Struktur.
Eine beispielhafte vereinfachte Ansicht der Pufferschicht 904 aus 9 ist in 10 gezeigt. Die Pufferschicht 904 kann eine erste Schicht 904B umfassen, die aus Siliziumoxid und Ähnlichem gebildet sein kann. Die Pufferschicht 904 kann auch eine zweite Schicht 904A umfassen, die aus Siliziumnitrid und Ähnlichem gebildet sein kann. Insbesondere ist die gestrichelte Linie in 10–13 die gleiche wie die als „Biegebereich” bezeichnete gestrichelte Linie in 9. Im Allgemeinen können Siliziumoxide sich zuverlässiger biegen, ohne zu versagen, als Siliziumnitride, wenn sie in der in 9 gezeigten Struktur oder einer ähnlichen Struktur verwendet werden. Die zweite Schicht 904 kann einige Riefen 906 haben. Im Allgemeinen ist das Intervall zwischen Rissen im Siliziumnitrid einer gegebenen Schicht eine Funktion der Schichtdicke. Somit kann es nützlich sein, ein spezielles Muster in dem Siliziumnitridteil der Pufferschicht zu bilden, um Rissbildung zu verhindern, wenn sich die Anzeigevorrichtung biegt.
Verschiedene Ausführungsformen können die Abscheidungsreihenfolge von Siliziumnitrid (z. B. SiNx) und Siliziumoxid (z. B. SiO) in der Pufferschicht 904 ändern. Dementsprechend gehen 10–13 davon aus, dass zuerst Siliziumoxid aufgebracht und dann Siliziumnitrid aufgebracht wird. Im Gegensatz dazu gehen 14–15 davon aus, dass zuerst Siliziumnitrid, gefolgt von Siliziumnitrid, aufgebracht wird.
Mit Bezugnahme auf 10 kann es nützlich sein, in ziemlich regelmäßigen Abständen Riefen in dem Siliziumnitrid der Pufferschicht (oder einer anderen Schicht) zu schaffen, um die Bildung von Rissen in der Pufferschicht zu verhindern. Da das Rissintervall als Funktion der Schichtdicke bestimmt werden kann, kann die Schicht in den gleichen Intervallen gerieft sein, in denen sich zu erwartende Riss- oder Bruchstellen bilden können. 10 zeigt die Pufferschicht 904 mit diesen in solchen Intervallen gebildeten Riefen.
Alternativ kann das Siliziumnitrid dünner gemacht werden anstatt mit Riefen versehen zu werden. Eine dünner gemachte Schicht wird sich wahrscheinlicher eher krümmen oder biegen, als Risse zu bilden. Die dünner gemachte SiNx-Schicht 904C kann dementsprechend in dem Biegebereich rechts von der gestrichelten Linie, wie in 11 gezeigt, die Leistungsfähigkeit der Anzeigevorrichtung verbessern. Insbesondere können einer oder mehrere dünner gemachte Bereiche gebildet werden, so dass ein Stufenmuster geschaffen wird. Die dünner gemachten Bereiche können größer oder kleiner sein als in 11 gezeigt. In einigen Ausführungsformen kann das SiNx einen dünner gemachten Bereich definieren, dann zu einem dickeren Bereich zunehmen und dann einen weiteren dünner gemachten Bereich definieren. Solche dünner gemachten Bereiche können in zu erwartenden Rissintervallen gebildet sein.
12 und 13 zeigen einen beispielhaften Maskierungs- und Ätzprozess, der die in 10 gezeigte Pufferschicht erzeugen kann. Anfangs kann eine (als „PR” gekennzeichnete) Ätz-Photolack-Maske 1202 über die gesamte SiNx-Schicht der Pufferschicht 904 aufgebracht werden. Eine Belichtung mit Ultraviolettlicht kann den Photolack und die SiNx-Schicht ätzen. Hier können drei verschiedene Belichtungen verwendet werden. 100% Belichtung mit Ultraviolettlicht kann verwendet werden, um vollständig durch den Photolack und die Siliziumnitridschicht zu ätzen, um die Riefen zu bilden. 30% Belichtung mit Ultraviolettlicht kann verwendet werden, um den Photolack zu entfernen, aber nichts von der Siliziumnitridschicht zu entfernen. Außerdem kann 0% Belichtung mit Ultraviolettlicht den Photolack erhalten, der die aktive Schicht 906 schützt. Was nach solch einem Ätzprozess übrig bleibt, ist in 13 gezeigt. Der Photolack kann durch einen zusätzlichen Maskierungsprozess bei der Bildung der TFT und Metallleitungsstruktur aufgebracht werden.
14 und 15 zeigen allgemein beispielhafte Pufferschichten für die Verwendung mit einer biegbaren Anzeigevorrichtung. Im Gegensatz zu den in 10 und 11 gezeigten Pufferschichten liegt Siliziumoxid in diesen Schichten über dem Siliziumnitrid. Wieder können das Siliziumoxid und Siliziumnitrid des Puffers aus einem Polyimidsubstrat gebildet sein.
14 ist 10 darin ähnlich, dass Riefen im Siliziumnitrid 1402B der Pufferschicht 904 in den zu erwartenden Rissintervallen gebildet werden können. Hier kann das Siliziumoxid 1402A solche Riefen jedoch teilweise oder vollständig füllen. Eine zusätzliche Maske kann erforderlich sein, um die Siliziumnitridschicht zu bilden, im Vergleich zu Maskierungsprozessen, bei denen die oben genannten Riefen oder Gräben fehlen.
15 ist im Gegensatz dazu 11 ähnlich. Wieder wurde das Siliziumnitrid 1502B dünner gemacht, um einen Bereich zu bilden, der sich biegen oder krümmen kann, ohne Risse zu bilden. Wieder kann das Siliziumoxid über diesem dünner gemachten Bereich liegen. Obgleich 15 die Siliziumoxidschicht 1502A mit einer ungefähr gleichmäßigen Dicke entlang der ganzen Schicht zeigt, kann das Siliziumoxid in einigen Ausführungsformen dicker sein, wo es über dem dünner gemachten Siliziumnitrid liegt. Auf diese Weise kann die Pufferschicht eine einheitliche glatte obere Oberfläche haben. Da das Siliziumoxid weniger anfällig für Rissbildung während eines Biegungs- oder Krümmungsprozesses ist, kann es in bestimmten Ausführungsformen bei Bedarf dicker gemacht werden.
16–18 werden jetzt erörtert. Diese Figuren zeigen verschiedene Ausführungsformen des allgemein in 9 gezeigten Zwischenschicht-Dielektrikums. Der Querschnitt wird, wie durch Pfeile B-B in 4 gezeigt, genommen. Wie aus den Figuren zu sehen ist, befindet sich das ILD 912 allgemein zwischen dem Puffer 904 und/oder den Gate-Isolatorschichten 908 und der Passivierungsschicht 914. Das in den Figuren gezeigte aktive Element 906 ist ein Teil des in 9 gezeigten Source-/Drainmetalls. Es ist zu beachten, dass das Gate-Metall sich zwischen dem Gate-Isolator 908 und dem ILD 912 befindet, welches nicht über der aktiven Schicht 906 in 16–18 gezeigt ist. Das Source/Drain-Metall ist auch zwischen dem ILD 912 und der Passivierungsschicht 914, welches in 16–18 nicht über der aktiven Schicht 906 gezeigt ist.
Die ILD-Schicht 1602 ist allgemein aus einer Teilschicht aus Siliziumoxid 1602A und einer Teilschicht aus Siliziumnitrid 1602B gebildet. Somit kann der Siliziumnitridteil des ILD auch dafür anfällig sein, während eines Biegens der Anzeigevorrichtung Risse zu bilden. Dementsprechend und wie in 16 gezeigt, können Riefen im Siliziumnitridteil des ILD gebildet werden. Siliziumnitrid liegt nichtsdestotrotz allgemein über den Verzweigungsteilen des Gate-Metalls, wie auch in 16 gezeigt. Ferner kann das Siliziumoxid die Riefen im Siliziumnitrid mindestens teilweise ausfüllen, wie es auch die Passivierungsschicht über dem ILD 1602 tun kann.
17 ist eine alternative Ausführungsform zu der Ausführungsform in 16. Hier wird das Siliziumnitrid 1602B des ILD 1602 über der Gate-Metallverzweigung entfernt, aber in den Metallbereichen innerhalb des Gates erhalten.
18 ist noch eine andere Ausführungsform eines für die Verwendung in einer biegbaren Anzeigevorrichtung geeigneten ILD. In dieser Ausführungsform wird das ILD 1702 vollständig aus dem Krümmungsbereich der Anzeigevorrichtung entfernt. Das heißt, die Siliziumoxid- 1702A und Siliziumnitrid-1702B-Schicht des ILD bedecken den Gate-Metallverzweigungsbereich überhaupt nicht.
19A–C zeigen beispielhafte Muster des serpentinenförmigen Teils aus 1 als alternative Ausführungsformen. Wie in 19A gezeigt, kann die dehnbare Metallbahn ein serpentinenförmiges Muster haben. In einer bestimmten Ausführungsform kann die Bahnbreite „w”, wie in 19A gezeigt, etwa 4 μm sein, während der Radius „r”, wie in 19A gezeigt, 5 μm sein kann. Die Bahnbreite kann auch auf etwa 8 μm zunehmen, während der Radius „r” auf etwa 6 μm zunehmen kann. Es sollte zu verstehen sein, dass die Abmessungen für eine Ausführungsform beispielhaft sind; die Abmessungen können von Ausführungsform zu Ausführungsform variieren und sollten deshalb als Beispiele und nicht als Beschränkungen oder Anforderungen betrachtet werden.
Wie in 19B gezeigt, kann die dehnbare Metallbahn ein Sinuskurvenmuster haben. In einer bestimmten Ausführungsform kann die Bahnbreite „w”, wie in 19B gezeigt, etwa 4 μm sein, während der in 19B gezeigte Radius „r” etwa 8 μm sein kann. Die Bahnbreite kann auch auf etwa 8 μm zunehmen, während der Radius auf etwa 20 μm zunehmen kann.
Wie in 19C gezeigt, kann die dehnbare Metallbahn ein rechteckiges Muster haben. Die Bahnbreite „w” und der Radius „r” sind, wie in 19C. gezeigt, definiert. Die Bahnbreite und der Radius können ein dem sinuskurvenförmigen ähnliches Muster haben. Der Fachmann wird erkennen, dass das Muster variieren kann, solange das Muster ermöglicht, dass die Metallbahn dehnbar ist.
19D–F zeigen beispielhafte Muster der Redundanzausführung 700A in 7 als alternative Ausführungsformen. Wie gezeigt, sind zwei Metallbahnen mit einem ersten überlappenden Bereich und einem zweiten überlappenden Bereich 1904 zwischen einer ersten Metallbahn 1906 und einer zweiten Metallbahn 1908 verschachtelt. Der erste und der zweite überlappende Bereich 1902 und 1904 sind innerhalb gestrichelter Linien gezeigt. Die erste Metallbahn 1902 ist aus einer ersten Metallschicht gebildet, die die gleiche wie die Gate-Leitung oder Gate-Elektrode ist. Die zweite Metallbahn 1904 ist aus einer zweiten Metallschicht gebildet, die die gleiche wie die Datenleitung und die Source-/Drain-Elektroden ist. Die Bahnbreite und der Radius können großer sein als die Muster mit einzelnen Metallbahnen ohne Redundanz, wie in 19A–C gezeigt.
Unten sind Beispielabmessungen angegeben. Die Definitionen der Bahnbreite und des Bahnradius bleiben die gleichen wie bei der entsprechenden einzelnen Metallbahn. Im Fall der serpentinenförmigen Redundanzmuster, wie in 19D gezeigt, kann die Bahnbreite 4 μm sein und kann der Radius 10 μm sein. Wenn die Bahnbreite 8 μm ist, kann der Radius 15 μm sein. Wieder sind dies beispielhafte Abmessungen, die in verschiedenen Ausführungsformen variieren können, wie es für alle Abmessungen, Toleranzen, Maße und Ähnliches überall in diesem Dokument gilt.
Im Fall des Redundanzsinuskurvenmusters, wie in 19E gezeigt, kann die Bahnbreite 4 μm sein und kann der Radius 15 μm sein. Wenn die Bahnbreite 8 μm ist, kann der Radius 30 μm sein. Wieder kann das Redundanzrechteckmuster eine ähnliche Bahnbreite und einen ähnlichen Radius wie das Redundanzsinuskurvenmuster haben.
19G–H zeigen die Querschnittsansicht des ersten und des zweiten überlappenden Bereichs zwischen zwei Metallbahnen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der erste überlappende Bereich 1902 kann mit einem geraden Leitungsteil entweder einer Datenleitung oder einer Gate-Leitung (wie der überlappende Bereich 706, wie in 7 gezeigt) verbunden sein. Wie in 19G gezeigt, ist das erste Metall oder Gate mit dem zweiten Metall oder den Source-/Drain-Elektroden durch eine leitfähige Schicht 1910 mittels einer Durchgangsöffnung (VIA) 1912 verbunden, die in der Passivierungsschicht und dem Gate-Isolator definiert ist. Die leitfähige Schicht 1910 kann aus einem transparenten Leiter, wie z. B. Indiumzinnoxid, gebildet sein. Die leitfähige Schicht ist auch über einer Passivierungsschicht 914 angeordnet, die auf der zweiten Metallbahn 1908 angeordnet ist. Das erste Metall ist mit der Gate-Leitung 304 gekoppelt, während das zweite Metall mit der Datenleitung 302 gekoppelt ist.
Alternativ kann die (nicht gezeigte) leitfähige Schicht 1910 weggelassen werden. Die zweite Metallbahn kann auf der ersten Metallbahn in einer Durchgangsöffnung angeordnet sein, so dass die zwei Metallbahnen so verbunden sind, dass sie redundante Metallbahnen haben. Falls eine Metallbahn zerbricht, ist die andere Metallbahn immer noch verbunden.
Jetzt wird Bezug auf 19H genommen, in der die erste Metallbahn 1906 und die zweite Metallbahn 1908 in dem zweiten überlappenden Bereich 1904 nicht miteinander verbunden sind. Sie werden von einem ILD 912 getrennt.
20A zeigt eine Draufsicht auf eine biegbare Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie gezeigt, umfasst eine biegbare Anzeigevorrichtung 2000 einen Anzeigebereich 2020, der Pixelbereiche 102 und TFT, Gate-Leitungen 304 und Datenleitungen 302 umfasst. Außerdem umfasst die biegbare Anzeigevorrichtung integrierte Gate-Treiber 2008 auf der linken und der rechten Seite des Anzeigebereichs und eine integrierte Schaltung (IC) 2006 auf der Oberseite des Anzeigebereichs. Die integrierten Gate-Treiber können gleichzeitig als die aktive Schicht 906 hergestellt sein. Die integrierten Treiber 2008 und die IC 2006 sind außerhalb des Anzeigebereichs 2020 angeordnet. Die biegbare Anzeigevorrichtung umfasst ferner zwischen die IC 2006 und den Anzeigebereich 2020 gekoppelte Metallbahnen 2002.
20B–20D zeigen Draufsichten auf eine Siliziumnitridteilschicht, die mit Metallbahnen überlappt, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Die Siliziumnitridteilschicht kann entweder in der Pufferschicht oder dem ILD enthalten sein. Die Metallbahnen 2002 sind zwischen die IC 2006 und den Anzeigebereich 2020 gekoppelt, wie in 20A gezeigt. 20B zeigt, dass die Siliziumnitridteilschicht 2004A über die Metallbahnen 2002 gleichförmig ist. 20C zeigt, dass das Siliziumnitrid ein Riefenmuster 2004B hat und dass das geriefte Muster 2004B die Metallbahnen 2002 überlappt. 20D zeigt, dass die Siliziumnitridteilschicht auch ein Riefenmuster 2004C hat, das sich vom Überlappen der Metallbahnen 2002 zum Füllen des Raums zwischen den Metallbahnen 2002 verschieben kann.
21A–D zeigen beispielhafte Querschnittsansichten der Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 21A zeigt eine Querschnittsansicht mit der Siliziumnitridteilschicht 904A und 912A in einem einheitlichen Muster für die Pufferschicht 904 und die ILD-Schicht 912, wie in 20B gezeigt. Wie gezeigt, haben die Siliziumnitridteilschichten in sowohl der Pufferschicht als auch dem ILD kein Riefenmuster, wie die Draufsicht in 20B zeigt. Der Fachmann wird verstehen, dass die Position der Siliziumnitridteilschicht 904A in der Pufferschicht 904 mit der Position der Siliziumoxidteilschicht 904B getauscht werden kann. Die Siliziumoxidteilschicht 904B kann nämlich auf der Siliziumnitridteilschicht 904A angeordnet sein. Ebenso kann die Position der Siliziumnitridteilschicht 912A in der ILD-Schicht 912 mit der Position der Siliziumoxidteilschicht 912B getauscht werden.
21B zeigt eine Querschnittsansicht der Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie gezeigt, hat die Siliziumnitridteilschicht 2014B der Pufferschicht 904 ein Riefenmuster, wie in 20C gezeigt. Die Siliziumoxidteilschicht 2014B ist in einigen Ausführungsformen einheitlich. Das geriefte Muster 2014B überlappt die Metallbahn 2002 des ersten Metalls (z. B. Gate-Metall). In dieser Ausführungsform ist das ILD 912, wie in 21A gezeigt, in diesem Bereich jenseits der TFT 402 oder des Anzeigebereichs 2020 entfernt. Wieder wird zu verstehen sein, dass die Position der Siliziumnitridteilschicht 2014B mit der Position der Siliziumoxidteilschicht 2014A getauscht werden kann. Es wird außerdem zu verstehen sein, dass die Anzeigevorrichtung eine ILD-Schicht umfassen kann, die eine einheitliche Siliziumnitridteilschicht in 21B in einer alternativen Ausführungsform umfasst. Das ILD kann in einer anderen Ausführungsform auch ein Riefenmuster wie die Siliziumnitridteilschicht 2014B in der Pufferschicht umfassen.
21C zeigt eine Querschnittsansicht der Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie gezeigt, hat die Siliziumnitridteilschicht der ILD-Schicht 912 ein Riefenmuster, wie in 20D gezeigt. Das geriefte Siliziumnitridmuster 2012B der ILD-Schicht füllt den Raum zwischen den Metallbahnen 2002. Jedoch überlappt die Siliziumnitridteilschicht 2014B mit einem gerieften Muster, wie in 20C gezeigt, normalerweise immer noch die Metallbahn 2002 des ersten Metalls (z. B. Gate-Metall).
21D zeigt eine Querschnittsansicht der Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie gezeigt, umfasst die ILD-Schicht eine geriefte Siliziumnitridteilschicht 2012C mit einem gerieften Muster 2004B, wie in 20C gezeigt. Die geriefte Siliziumnitridteilschicht 2012C überlappt die Metallbahn 2002, während die geriefte Siliziumnitridteilschicht 2014B gegenüber der Metallbahn 2002 und zwischen zwei Metallbahnen 2002 versetzt angeordnet ist. Die Siliziumoxidteilschicht 2014A in der Pufferschicht 904 und die Siliziumoxidteilschicht 2012A in der ILD-Schicht 912 sind einheitlich mit einem einheitlichen Muster 2004A, wie in 20A gezeigt.
Der Fachmann wird verstehen, dass die Metallbahnen 2002 aus redundanten Metallbahnen gebildet sein können, wie z. B. zwei überlappenden oder verschachtelten Metallbahnen in 7 und 19A–F mit verschiedenen Formen gezeigte, wie z. B. serpentinenförmig, sinuskurvenförmig, rechteckwellenförmig und Ähnliche. Die Metallbahnen 2002 können aus dem Gate-Metall und/oder dem Drain-/Sourcemetall gebildet sein. Der Fachmann wird verstehen, dass eine Kombination aus den Siliziumnitridteilschichten in der Pufferschicht und der ILD-Schicht und den Metallbahnen variieren kann, um widerstandsfähig gegen Rissbildung oder Unterbrechungen zu sein, wenn sie Dehnung oder Krümmung ausgesetzt werden, die zu Belastung oder Spannung führen.
Obgleich Ausführungsformen in Bezug auf bestimmte Strukturen und Herstellungsprozesse erörtert wurden, wird der Fachmann auf das Lesen der Offenbarung hin verstehen, dass Abwandlungen solcher Ausführungsformen möglich sind. Solche Abwandlungen und Änderungen sind von diesem Dokument vollständig erfasst.

Claims

Biegbare Anzeigevorrichtung mit einer Anordnung von Pixeln oder Subpixeln, wobei die Anzeigevorrichtung umfasst: ein biegbares Substrat; eine Anordnung von Dünnschichttransistoren (TFT), die der Anordnung von Pixeln oder Subpixeln auf dem Substrat entspricht; eine erste Vielzahl von Metallleitungen, die mit Gate-Elektroden der TFT gekoppelt sind; und eine zweite Vielzahl von Metallleitungen, die mit Source-Elektroden und Drain-Elektroden der TFT gekoppelt sind, wobei mindestens eine der ersten Vielzahl von Metallleitungen und der zweiten Vielzahl von Metallleitungen einen nicht-dehnbaren Teil in den TFT-Bereichen und einen dehnbaren Teil außerhalb der TFT-Bereiche umfasst.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der dehnbare Teil eine Metallbahn umfasst, die in einem Muster gebildet ist, das dafür konfiguriert ist, biegbar zu sein.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Muster mindestens eine von einer serpentinenförmigen, sinuskurvenförmigen oder rechteckwellenförmigen Form aufweist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Pixel oder Subpixel eine organische Leuchtdiode umfassen.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Pufferschicht zwischen dem Substrat und den TFT umfasst.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, die ferner eine aktive Halbleiterschicht über der Pufferschicht und einen Gate-Isolator über der aktiven Schicht umfasst, wobei die Gate-Elektrode über dem Gate-Isolator angeordnet ist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, wobei die aktive Halbleiterschicht ein Material umfasst, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus amorphem Silizium, Niedrigtemperatur-Polysilizium und Metalloxid besteht.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Pufferschicht eine Teilschicht aus Siliziumoxid und eine Teilschicht aus Siliziumnitrid umfasst, wobei das Siliziumnitrid eine Riefung in dem biegbaren Bereich aufweist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Pufferschicht eine Teilschicht aus Siliziumoxid und eine Teilschicht aus Siliziumnitrid umfasst, wobei das Siliziumnitrid einen dickeren Teil im TFT-Bereich als im biegbaren Bereich außerhalb des TFT-Bereichs umfasst.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein Zwischenschicht-Dielektrikum (ILD) zwischen der Gate-Elektrode des TFT und Source/Drain des TFT umfasst.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, wobei das ILD eine Teilschicht aus Siliziumoxid und eine Teilschicht aus Siliziumnitrid umfasst, wobei das Siliziumnitrid ein Riefenmuster in dem biegbaren Bereich außerhalb des TFT-Bereichs aufweist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, wobei die ILD-Schicht in dem TFT-Bereich vorhanden ist und außerhalb des TFT-Bereichs nicht vorhanden ist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Passivierung umfasst, die über den Source-Elektroden und Drain-Elektroden der TFT angeordnet ist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Passivierungsschicht ein biegbares organisches Material aufweist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das biegbare Substrat Polyimid aufweist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der dehnbare Teil der mindestens einen der ersten Vielzahl von Metallleitungen und der zweiten Vielzahl von Metallleitungen ferner einen ersten dehnbaren Teil umfasst, der mit einem zweiten dehnbaren Teil zur Redundanz verschachtelt oder überlappend gebildet ist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 16, wobei der erste dehnbare Teil aus dem ersten Metall für die Gate-Elektrode und Gate-Leitung gebildet ist und der zweite dehnbare Teil aus dem zweiten Metall für die Drain- und Source- und Datenleitung gebildet ist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 17, wobei der erste dehnbare Teil und der zweite dehnbare Teil an mindestens einer Stelle außerhalb des TFT-Bereichs verbunden sind.
Biegbare Anzeigevorrichtung mit einer Anordnung von Pixeln oder Subpixeln, wobei die Vorrichtung umfasst: ein biegbares Substrat; eine Pufferschicht über dem biegbaren Substrat; eine Anordnung von Dünnschichttransistoren (TFT), die der Anordnung von Pixeln oder Subpixeln entspricht; eine erste Vielzahl von Metallleitungen, die mit Gate-Elektroden der TFT gekoppelt sind; und eine zweite Vielzahl von Metallleitungen, die mit Source-Elektroden und Drain-Elektroden der TFT gekoppelt sind; eine Leiterplatte mit integrierter Schaltung (IC) außerhalb der TFT und Pixel; und eine Vielzahl von Metallbahnen, die zwischen die TFT und die IC-Leiterplatte gekoppelt sind, wobei die Vielzahl von Metallbahnen aus dem ersten Metall für die Gate-Elektrode der TFT und dem zweiten Metall für die Source-Elektrode und Drain-Elektrode der TFT gebildet ist, wobei die Vielzahl von Metallbahnen über der Pufferschicht angeordnet ist, wobei die Pufferschicht außerhalb des TFT-Bereichs mit einem Riefenmuster konfiguriert ist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Vielzahl von Metallbahnen dafür konfiguriert ist, dehnbar zu sein.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, wobei mindestens eine der ersten Vielzahl von Metallleitungen und der zweiten Vielzahl von Metallleitungen einen nicht dehnbaren Teil in den TFT-Bereichen und einen dehnbaren Teil außerhalb der TFT-Bereiche umfasst.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, wobei der dehnbare Teil eine Metallbahn umfasst, die in einem Muster geformt ist, das dafür konfiguriert ist, biegbar zu sein.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Muster mindestens eine von einer serpentinenförmigen, sinuskurvenförmigen oder rechteckwellenförmigen Form aufweist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Pixel oder Subpixel eine organische Leuchtdiode umfassen.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, die ferner eine Pufferschicht zwischen dem Substrat und dem TFT umfasst.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Pufferschicht eine Teilschicht aus Siliziumoxid und eine Teilschicht aus Siliziumnitrid umfasst, wobei das Siliziumnitrid eine Riefung in dem biegbaren Teil aufweist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Pufferschicht eine Teilschicht aus Siliziumoxid und eine Teilschicht aus Siliziumnitrid umfasst, wobei das Siliziumnitrid einen dickeren Teil in dem TFT-Bereich als im biegbaren Bereich außerhalb des TFT-Bereichs umfasst.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, die ferner ein Zwischenschicht-Dielektrikum (ILD) zwischen der Gate-Elektrode des TFT und dem Source-/Drain des TFT umfasst.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 28, wobei das ILD eine Teilschicht aus Siliziumoxid und eine Teilschicht aus Siliziumnitrid umfasst, wobei das Siliziumnitrid ein Riefenmuster in dem biegbaren Teil außerhalb des TFT-Bereichs aufweist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 28, wobei die ILD-Schicht in dem TFT-Bereich vorhanden ist und außerhalb des TFT-Bereichs nicht vorhanden ist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, die ferner eine Passivierung umfasst, die über den Source-Elektroden und den Drain-Elektroden der TFT angeordnet ist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 31, wobei die Passivierungsschicht ein biegbares organisches Material aufweist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, wobei das biegbare Substrat Polyimid aufweist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19, wobei der dehnbare Teil der mindestens einen der ersten Vielzahl von Metallleitungen und der zweiten Vielzahl von Metallleitungen ferner einen ersten dehnbaren Teil umfasst, der mit einem zweiten dehnbaren Teil zur Redundanz verschachtelt oder überlappend angeordnet ist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 34, wobei der erste dehnbare Teil aus dem ersten Metall für die Gate-Elektrode und die Gate-Leitung gebildet ist und der zweite dehnbare Teil aus dem zweiten Metall für die Drain- und Source- und Datenleitung gebildet ist.
Biegbare Anzeigevorrichtung nach Anspruch 34, wobei der erste dehnbare Teil und der zweite dehnbare Teil an mindestens einer Stelle außerhalb des TFT-Bereichs verbunden sind.