JP7238247B2 - 可撓性基板およびその製造方法、屈曲検出方法ならびに可撓性表示装置 - Google Patents
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Description
本願は、２０１７年０８月２３日に中国特許庁に提出された中国特許出願２０１７１０７４００２０．６号の優先権を主張し、その全ての内容が援用により本願の一部として本願に取り込まれる。
本開示の実施例は、可撓性基板およびその製造方法、屈曲検出方法ならびに可撓性表示装置に係る。
本開示の実施例は、可撓性基板およびその製造方法、屈曲検出方法ならびに可撓性表示装置に係る。
近年において飛躍的な発展を遂げている可撓性表示技術によって、フレキシブルディスプレイは、画面のサイズから表示の品質まで、大きく進歩している。従来のハード・スクリーン・ディスプレイに比べて、屈曲可能なディスプレイも称されるフレキシブルディスプレイは、例えば、耐衝撃性、耐震性、軽量、小型、携帯型、低コストなど、多くの利点を有する。
本開示の実施例は、可撓性基板およびその製造方法、屈曲検出方法ならびに可撓性表示装置を開示する。
本開示の第１態様として、可撓性基板を提供する。当該可撓性基板は、可撓性ベースと、前記可撓性ベースに位置し、前記可撓性基板の屈曲を検出するように構成される表面弾性波（ＳｕｒｆａｃｅＡＣＯＵＳＴＩＣ Ｗａｖｅ）発生素子と表面弾性波検出素子とを備える。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記表面弾性波発生素子は、入力された電気信号に基づいて表面弾性波を発生させるように構成され、前記表面弾性波検出素子は、前記表面弾性波を受信して出力電気信号を生成するように構成される。ここで、前記可撓性ベースの屈曲によって前記表面弾性波の少なくとも１つの特性の変化を引き起こして、前記出力電気信号の変化を引き起こし、前記出力電気信号の変化に基づいて前記屈曲の検出が行われる。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記少なくとも１つの特性は、周波数、位相および振幅のうちの少なくとも１つを含む。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子は、圧電層と、前記圧電層に位置するインターデジタル電極とを備える。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記圧電層の材料は、ＺｎＯ、ＡｌＮおよびｃ－ＢＮのうちのいずれか一つを含む。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記可撓性基板は、前記表面弾性波発生素子の前記表面弾性波検出素子より遠い側と、前記表面弾性波検出素子の前記表面弾性波発生素子より遠い側の少なくとも一方に位置する反射素子をさらに備える。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記反射素子は、前記圧電層に位置する。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記可撓性基板は、前記表面弾性波発生素子の前記表面弾性波検出素子より遠い側と、前記表面弾性波検出素子の前記表面弾性波発生素子より遠い側の少なくとも一方に位置する吸音材をさらに備える。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記吸音材は、前記圧電層に位置する。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記可撓性ベースには、アレイ状に配置された複数の薄膜トランジスタを有する。前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子は、隣接する薄膜トランジスタの間に位置する。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と前記インターデジタル電極とは、同一材料で形成されている。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記可撓性基板は、前記薄膜トランジスタが存在する領域に位置する第１部分と、隣接する薄膜トランジスタの間の領域に位置する第２部分とを有するパッシベーション層をさらに含む。前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子は、前記第２部分に位置する。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記パッシベーション層は、第１パッシベーション層と、前記第１パッシベーション層に位置する第２パッシベーション層とを含む。前記可撓性基板は、前記第１パッシベーション層の前記第２部分に位置するリードをさらに含む。前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子は、前記第２パッシベーション層のビアホールを介して前記リードと電気的に接続されている。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記可撓性基板は、前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子とを覆う平坦化層をさらに備える。
本開示の第２態様として、可撓性ＯＬＥＤ表示装置を提供する。前記可撓性ＯＬＥＤ表示装置は、以上および／または以下でより詳細に開示される１つまたは複数の実施例による可撓性基板のような、本開示による可撓性基板を備える。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記可撓性ＯＬＥＤ表示装置は、前記表面弾性波発生素子に接続され、前記表面弾性波発生素子を駆動して表面弾性波を発生させるように構成されるドライバと、前記表面弾性波検出素子に接続され、前記表面弾性波検出素子の出力電気信号を処理するように構成される処理ユニットとをさらに備える。
本開示の第３態様として、可撓性基板を製造するための方法を提供する。当該方法は、可撓性ベースを用意することと、前記可撓性基板の屈曲を検出するように構成される表面弾性波発生素子と表面弾性波検出素子を前記可撓性ベースに形成することとを含む。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子を形成することは、前記可撓性ベースに圧電層を形成することと、前記圧電層にインターデジタル電極を形成することとを含む。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記可撓性ベースを用意することは、アレイ状に配置される複数の薄膜トランジスタを前記可撓性ベースに形成することと、前記薄膜トランジスタが存在する領域に位置する第１部分と、前記可撓性ベースの隣接する薄膜トランジスタの間の領域に位置する第２部分とを有するパッシベーション層を前記可撓性ベースと前記複数の薄膜トランジスタに形成することとを含む。前記可撓性ベースに前記圧電層を形成することは、前記パッシベーション層の前記第２部分に前記圧電層を形成することを含む。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記パッシベーション層は、第１パッシベーション層と、前記第１パッシベーション層に位置する第２パッシベーション層とを含む。前記可撓性ベースを用意することは、前記第１パッシベーション層の前記第２部分にリードを形成することを含む。前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子を形成することは、前記インターデジタル電極を形成する前に、前記圧電層と前記第２パッシベーション層の第２部分を貫通して前記リードに達する第１ビアホールを形成することをさらに含む。前記インターデジタル電極を形成することは、前記圧電層と前記第１ビアホールに第１導電層を形成することと、前記第１導電層のパターニングによって前記インターデジタル電極を形成することとを含む。
本開示の１つまたは複数の実施例において、前記方法は、前記第１ビアホールを形成すると同時に、前記パッシベーション層の前記第１部分を貫通して前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極の領域に達する第２ビアホールを形成することをさらに含む。前記第１導電層は、さらに前記第２ビアホールを充填する。前記第１導電層のパターニングによって、さらに前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極を形成する。
本開示の第４態様として、本開示による可撓性基板の屈曲を検出するための方法を提供する。前記方法は、前記表面弾性波発生素子に電気信号を入力して、少なくとも１つの特性の変化が前記可撓性ベースの屈曲によって引き起こされる表面弾性波を発生させることと、前記表面弾性波検出素子によって前記表面弾性波を受信して、前記表面弾性波の少なくとも１つの特性の変化に応じて変化する出力電気信号を発生させることと、前記出力電気信号の変化に応じて前記屈曲を検出することとを含む。
適応のさらなる態様および範囲は、本明細書で提供される記載から明らかになるであろう。本出願の様々な態様は、単独で、または、１つまたは複数の他の態様と組み合わせて実施されうることを理解されたい。さらに、本明細書における記載および特定の実施例は、単に説明という目的に用いられ、本出願の範囲を限定するためのものではないことも理解されたい。
本明細書に記載される図面は、全てのありうる実施形態ではなく、選択される実施例のみの説明に用いられるものであり、本出願の範囲を限定するためのものではない。
これら図面の各図を通して、対応する参照符号は、対応する部品または特徴を示す。
添付図面を参照して様々な実施例を詳細に記載する。これらの実施例は、本開示の例示的な例として挙げられ、当業者による本開示の実現を可能にする。以下の図面および例は、本開示の範囲に対する限定を意味しないことに留意されたい。本開示の特定の要素が、既知の部品（または方法またはプロセス）を使用して部分的または全体的に実施されうる場合、本開示を理解するために必要な既知の部品（または方法またはプロセス）の部分のみを記載する。既知の部品の他の部分の詳細な記載は、本開示を不明瞭にしないように省略される。さらに、様々な実施例は、説明の方式によって、ここに言及される部品と均等なものであって、現在や将来で既知の等価物を包含する。
以下の記載のために、図面で方向が示されているように、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「上部」、「底部」およびその派生語は、本開示に関連するものでなければならない。「上部が…に覆われる」、「…の上部にある」、「…の上に位置する」または「…の上部に位置する」といった用語は、第１構造などの第１要素が第２構造などの第２要素に存在することを意味し、第１要素と第２要素との間に界面構造などの中間要素が存在してもよい。「直接に接触する」という用語は、第１構造などの第１の要素と第２構造などの第２要素とを、この２つの要素の界面に中間の導電性、絶縁性または半導電性の層を介することなく接続することを意味する。
本明細書で使用される「有する（ｈａｖｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「包含（ｃｏｎｔａｉｎ）」およびそれらの文法的な変形は、非排他的に使用される。したがって、「ＡはＢを有する」、「ＡはＢを含む」または「ＡはＢを包含する」という表現は、ＡがＢ以外の１つ以上の他の部品および／または部材を含むという事実や、Ｂ以外の部品、部材または要素がＡに存在しないことを指し得る。
前後の文章で明確に示されない限り、本明細書と添付する特許請求の範囲に使用される用語の単数形は、複数形を含むが、その反対でも成立する。したがって、単数形を言及する場合、通常、対応する用語の複数形を含む。
フレキシブルディスプレイは、屈曲可能な特性によって、前述の利点を有すると同時に、便利なヒューマンマシンインタラクション方式を提供する。このようなインタラクション方式は、屈曲のフィードバックによって達成される。例えば、電子書籍を閲覧する場合、画面をある程度屈曲させ、屈曲具合を検出することによって、電子書籍のページ数の増減を制御することができる。このような屈曲検出機能は、付加的なインタラクション方式を提供するだけでなく、手袋を着用しながら画面を屈曲させることによって機能的な制御を可能にする。
本開示の第１態様として、可撓性基板を提供する。当該可撓性基板は、可撓性基板の屈曲を検出することによって、付加的なヒューマンマシンインタラクションを提供する。
図１は、本開示の実施例による可撓性基板の例示的な断面図を概略的に示す。図１に示されているように、可撓性基板は、可撓性ベース１０１と、当該可撓性ベース１０１に位置し、可撓性基板の屈曲を検出するように構成される表面弾性波発生素子１０２と表面弾性波検出素子１０３とを備える。
本開示の実施例において、可撓性基板の屈曲によって表面弾性波の特性の変化を引き起こすため、可撓性基板の屈曲による表面弾性波の変化に基づいて、可撓性基板の屈曲を検出することができる。当該可撓性基板を可撓性表示装置に応用する場合、可撓性基板の当該屈曲検出機能によって、付加的なヒューマンマシンインタラクション方式を提供する。例えば、屈曲を検出すると、電子書籍のページめくりを行うことができる。別の例として、可撓性基板の屈曲検出機能によって、基板の屈曲具合を検出することができ、過度の屈曲による基板の損害を回避する。
本開示の実施例において、表面弾性波発生素子１０２は、入力された電気信号に基づいて表面弾性波を発生させるように構成され、表面弾性波検出素子１０３は、表面弾性波を受信して出力電気信号を生成するように構成される。可撓性ベースの屈曲によって表面弾性波の少なくとも１つの特性の変化を引き起こして、出力電気信号の変化を引き起こし、出力電気信号の変化に基づいて屈曲の検出が行われる。例として、表面弾性波の少なくとも１つの特性は、位相、周波数および振幅のうちの１つまたは複数である。
本開示の実施例において、可撓性ベース１０１は、ＰＥＴ、ＰＥＮおよびポリイミドのポリマー材料から形成される。
図２Ａは、本開示の実施例による可撓性基板の例示的な構造図を概略的に示す。図２Ａに示されているように、表面弾性波発生素子１０２は、入力インターデジタル変換器であり、表面弾性波検出素子１０３は、出力インターデジタル変換器である。例の方式によって、表面弾性波発生素子１０２（例えば入力インターデジタル変換器）と表面弾性波検出素子１０３（例えば出力インターデジタル変換器）のそれぞれは、圧電層１０４と、圧電層１０４に位置するインターデジタル電極１０５とを備える。
本開示の実施例において、表面弾性波発生素子１０２は、図２に示される入力インターデジタル変換器に限られず、表面弾性波を発生させることのできる素子であれば、表面弾性波発生素子１０２に用いられる。同様に、表面弾性波検出素子１０３は、図２に示される出力インターデジタル変換器に限られず、表面弾性波を電気信号に変換することのできる素子であれば、表面弾性波検出素子１０３に用いられる。
本開示の実施例において、入力インターデジタル変換器に入力電気信号を印加でき、入力インターデジタル変換器は、逆圧電効果に基づいて、入力された電気信号を表面弾性波信号に変換する。当該表面弾性波信号は、圧電層の表面に沿って出力インターデジタル変換器に伝播し、出力インターデジタル変換器によって受信される。当該出力インターデジタル変換器は、表面弾性波信号を電気信号に変換して、例えば処理ユニットに出力する。
図３は、本開示の実施例の圧電層屈曲による表面弾性波の変化を概略的に示す。図３に示されているように、圧電層に外部からの影響（例えば可撓性基板の屈曲による応力）が加わると、圧電層の表面を伝播する表面弾性波の特性（周波数、位相または振幅など）が変化し、さらに出力インターデジタル変換器から出力される電気信号を変化させる。出力電気信号の変化を分析することにより、圧電層を支持する可撓性基板の屈曲状況が得られる。したがって、本開示の実施例による可撓性基板によれば、可撓性基板の屈曲を検出することができ、屈曲具合および／または方向に基づいて、付加的なヒューマンマシンインタラクション方式を提供する。また、屈曲状況に応じて屈曲具合を検出して、可撓性基板の過度の屈曲による破損を避けることもできる。
本開示の実施例において、インターデジタル電極１０５は、金属、または、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属合金で作製される。例として、アルミニウム合金は、アルミニウム‐銅合金（銅が合金の総量の２５％を占める）またはアルミニウム‐チタン合金（チタンが合金の全量の２５％を占める）である。
圧電層１０４の材料は、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ｃ－ＢＮのいずれかを含む。表１には、音速、質量密度、格子定数、弾性率および熱伝導率など、圧電層に用いられるいくつかの材料のパラメータが挙げられている。
本開示の実施例において、可撓性基板は、反射素子１０６をさらに備える。当該反射素子１０６は、表面弾性波発生素子１０２の表面弾性波検出素子１０３より遠い側に位置する。反射素子１０６を設けることにより、入力インターデジタル変換器によって発生した表面弾性波を出力インターデジタル変換器へ反射させ、表面弾性波の損失を低減することができる。図２Ａまたは図３に示されているように、当該反射素子１０６は、入力インターデジタル変換器の出力インターデジタル変換器より遠い側に位置する。すなわち、入力インターデジタル変換器は、反射素子と出力インターデジタル変換器の間に位置する。当該実施例において、入力インターデジタル変換器によって発生した表面弾性波の一部が、出力インターデジタル変換器から離れる方向に伝播される場合、当該一部の表面弾性波は、出力インターデジタル変換器へ反射され、出力インターデジタル変換器によって受信される。
代替的に、反射素子１０６を表面弾性波検出素子１０３の表面弾性波発生素子１０２より遠い側に設けてもよい。すなわち、表面弾性波検出素子１０３は、表面弾性波発生素子１０２と反射素子１０６の間に位置してもよい。代替的に、表面弾性波発生素子１０２の表面弾性波検出素子１０３より遠い側と、表面弾性波検出素子１０３の表面弾性波発生素子１０２より遠い側の両方に反射素子１０６を設けてもよい。
本開示の実施例において、反射素子１０６は、図２Ａに示されているように、反射グリッドの形態で提供される。この場合、反射素子１０６を用いて、表面発生素子１０２により発生する表面弾性波を共振させて、表面弾性波信号を強化させることもできる。
本開示の実施例において、反射素子１０６を圧電層１０４に設けてもよい。反射素子１０６とインターデジタル電極１０５は、同じ材料で作製されてもよい。例として、反射素子１０６は、金属材料で作製される。この構成によって、インターデジタル電極１０５と反射素子１０６とを一回のパターニングで同時に形成することができる。
図２Ｂは、本開示の実施例による別の可撓性基板の例示的な構造図を概略的に示す。図２Ｂに示されている実施例において、図２Ａに示す実施例の反射素子１０６を吸音材２１０に置き換えた以外は、図２Ａに示す実施例の可撓性基板の構造と同じである。図２Ｂに示されているように、吸音材２１０を表面弾性波発生素子１０２の表面弾性波検出素子１０３より遠い側に設けてもよい。吸音材２１０を表面弾性波検出素子１０３の表面弾性波発生素子１０２より遠い側に設けてもよいことが理解される。代替的に、吸音材２１０は、表面弾性波発生素子１０２の表面弾性波検出素子１０３より遠い側と、表面弾性波検出素子１０３の表面弾性波発生素子１０２より遠い側の両方に設けられてもよい。
吸音材２１０を設けることによって、利用されなかった表面弾性波を吸収し、隣接する装置間の信号干渉を防止することができる。図４は、本開示の実施例による別の可撓性基板の断面図を概略的に示す。図４に示す実施例において、当該可撓性基板２００は、可撓性ＯＬＥＤディスプレイのバックプレーンであってもよい。
なお、図４に示す実施例において、可撓性基板は、同様に図１に示す実施例における可撓性ベース１０１、表面弾性波発生ユニット１０２、表面弾性波検出ユニット１０３及び反射素子１０６を備える。したがって、本実施例において、これらの部品に関する解釈または説明は、図１に示す実施例を参照することができる。
図４に示されているように、当該可撓性基板は、可撓性ベース１０１にアレイ状に配置された複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０７をさらに備える。表面弾性波発生ユニット１０２と表面弾性波検出ユニット１０３は、隣接する薄膜トランジスタ１０７の間に位置する。
薄膜トランジスタ１０７は、可撓性ベース１０１に位置するゲートと、ゲートおよび可撓性ベース１０１の隣接する薄膜トランジスタ１０７の間の領域に位置するゲート絶縁層と、ゲート絶縁層に位置するソース／ドレイン領域とチャネル領域を含む。
本開示の実施例において、可撓性基板は、薄膜トランジスタのソース／ドレイン領域と電気的に接触するソース／ドレイン電極１０７１をさらに備える。ソース／ドレイン電極１０７１とインターデジタル電極１０５とは、同一の材料、例えば金属で形成される。この構成によって、１回のパターニング工程で、ソース／ドレイン電極とインターデジタル電極とを同時に作製することができる。
図４に示す実施例において、可撓性基板は、パッシベーション層１０８をさらに備える。当該パッシベーション層１０８は、薄膜トランジスタ１０７が存在する領域に位置する第１部分１０８Ａと、可撓性ベース１０１の隣接する薄膜トランジスタ１０７の間に位置する第２部分１０８Ｂとを有する。表面弾性波発生素子１０２と表面弾性波検出素子１０３は、パッシベーション層１０８の第２部分１０８Ｂに位置する。
さらに図４を参照すると、パッシベーション層１０８は、第１パッシベーション層１０８１と、第１パッシベーション層１０８１に位置する第２パッシベーション層１０８２とを含む。
例として、第１パッシベーション層１０８１と第２パッシベーション層１０８２は、ＳｉＯ、ＳｉＮ、またはその両方の積層を含む。
当該実施例において、可撓性基板は、第１パッシベーション層１０８１の第２部分１０８Ｂに位置するリード１０９をさらに備える。表面弾性波発生素子１０２と表面弾性波検出素子１０３は、第２パッシベーション層１０８２のビアホールを介してリード１０９と電気的に接触する。
さらに、図４に示されているように、当該可撓性基板は、表面弾性波発生素子１０２と表面弾性波検出素子１０３を覆う平坦化層１１０をさらに備え、超音波信号に外部からの影響を与えないようにする。例示的な実施例において、平坦化層１１０は、第２パッシベーション層１０８２、ソース／ドレイン電極１０７１およびインターデジタル電極１０５を覆う。
さらに、図４に示されているように、当該可撓性基板は、平坦化層１１０に位置する導電層１１１と、導電層１１１に形成された画素定義層１１２とをさらに備える。
平坦化層１１０は、表面弾性波発生素子１０２と表面弾性波検出素子１０３に悪影響を避けるためのフォトレジストを含む。
導電層１１１は、平坦化層１１０のビアホールを介してソース／ドレイン電極１０７１と電気的に接触する。当該導電層１１１は、可撓性ＯＬＥＤ表示装置のアノード電極とすることができる。
画素定義層１１２の垂直投影は、平坦化層１１０の当該ビアホールを覆う。本開示の実施例における可撓性基板がＯＬＥＤ表示装置のバックプレートとして使用される場合、当該画素定義層１１２は、可撓性ＯＬＥＤ表示装置の画素領域を画定して、有機発光材料を画素領域に堆積させる。
本開示の第２態様では、可撓性ＯＬＥＤ表示装置が提供される。選択的に、当該可撓性ＯＬＥＤ表示装置は、以上および／または以下で詳細に開示される１つまたは複数の実施例の可撓性基板のような、本開示による可撓性基板を備える。したがって、当該可撓性ＯＬＥＤ表示装置の選択可能な実施形態は、可撓性基板の実施例を参照することができる。
図５は、本開示の実施例による可撓性ＯＬＥＤ表示装置の例示的なブロック図を概略的に示す。図５に示されているように、当該可撓性ＯＬＥＤ表示装置は、本開示による可撓性基板１００を備える。
本開示の実施例において、当該可撓性ＯＬＥＤ表示装置は、表面弾性波発生素子１０２に接続され、表面弾性波発生素子１０２を駆動して表面弾性波を発生させるように構成されるドライバ５０１と、表面弾性波検出素子１０３に接続され、表面弾性波検出素子１０３の出力電気信号を受信して処理するように構成される処理ユニット５０２とをさらに備える。
通常、表面弾性波発生素子１０２の動作周波数は、数十ＭＨｚ～数ＧＨｚであり、薄膜トランジスタの駆動周波数よりも大きい。そこで、本開示の一実施例において、表面弾性波発生素子を駆動して表面弾性波を発生させるためのドライバ５０１を単独で設ける。
図６は、本発明の実施例による可撓性ＯＬＥＤ表示装置の駆動回路図である。図６に示されているように、表面弾性波発生素子１０２と表面弾性波検出素子１０３は、表示装置の各画素領域において、薄膜トランジスタ１０７が設けられていない領域に位置する。ドライバ５０１は、表面弾性波発生素子１０２のインターデジタル電極に電気的に接続され、表面弾性波発生素子１０２を駆動して表面弾性波を発生させることに用いられる。処理ユニット５０２は、表面弾性波検出素子１０３のインターデジタル電極に電気的に接続され、表面弾性波検出素子１０３の出力電気信号を受信して処理し、可撓性ＯＬＥＤ表示装置の屈曲を確定することに用いられる。さらに、図６に示されているように、本開示の実施例による可撓性ＯＬＥＤ表示装置は、薄膜トランジスタのゲート（Ｇ）と電気的に接続するゲートドライバ６０１、および、薄膜トランジスタ１０７のソース（Ｓ）と電気的に接続するソースドライバ６０２をさらに備える。本開示の実施例において、ゲートドライバ６０１は、薄膜トランジスタに駆動信号を供給し、ソースドライバ６０２は、薄膜トランジスタにデータ信号を供給する。
本開示の実施例において、処理ユニット５０２は、プロセッサとメモリとの組み合わせとして実現される。プロセッサは、メモリに格納されたプログラムを実行して処理ユニットの機能を実現する。ゲートドライバ６０１、ソースドライバ６０２およびドライバ５０１は、ハードウェア回路（例えばアナログまたはデジタル回路）のみ、または回路とソフトウェア（および／またはファームウェア）の組み合わせ（例えば、共に動作して実行待ちの様々な機能を引き起こすデジタル信号プロセッサ、ソフトウェアおよびメモリ）によって実現される。
図７は、本開示の実施例による別の可撓性ＯＬＥＤ表示装置の断面図を概略的に示す。図７の実施例において、可撓性ＯＬＥＤ表示装置は、図４に示す実施例の可撓性基板と、画素定義層１１２によって画定される画素領域に位置する有機発光層１１３と、有機発光層１１３と画素定義層１１２に位置するカソード層１１４と、カソード層１１４に位置するバッファ層１１５とを含む。
本開示の実施例によれば、可撓性ＯＬＥＤ表示装置の屈曲による表面弾性波の変化に基づいて、可撓性ＯＬＥＤ表示装置の屈曲を検出することができる。この構成では、可撓性ＯＬＥＤ表示装置に対して、例えば、屈曲が検出された場合の電子書籍のページめくり動作のような、付加的なヒューマンマシンインタラクション方式を提供することができる。また、屈曲検出機能により、可撓性ＯＬＥＤ表示装置の屈曲具合を検出し、過度の屈曲による可撓性ＯＬＥＤ表示装置の破損を防止することができる。
本開示の第３態様では、可撓性基板を製造するための方法が提供される。選択的に、当該方法は、以上および／または以下でより詳細に開示される１つまたは複数の実施例による可撓性基板のような、本開示による可撓性基板を製造することができる。したがって、当該方法の選択可能な実施例では、可撓性基板の実施例を参照することができる。当該方法は、所定の順序で、または異なる順序で実行される以下のステップを含む。さらに、記載されていない追加のステップが提供されてもよい。さらに、少なくとも部分的に方法に係るステップの２つ以上またはさらにはすべてを同時に実行することができる。さらに、方法に係るステップは、２回または２回以上繰り返すことができる。
図８は、本開示の実施例による可撓性基板製造方法のフローチャートである。図８に示されているように、当該方法は、ステップＳ８１とＳ８２を含む。ステップＳ８１において、可撓性ベースを用意する。ステップＳ８２において、可撓性ベースに表面弾性波発生素子と表面弾性波検出素子を形成する。当該表面弾性波発生素子と当該表面弾性波検出素子は、可撓性基板の屈曲を検出するように構成される。
図８のステップＳ８１において、可撓性ベースを用意することは、アレイ状に配置される複数の薄膜トランジスタを可撓性ベースに形成することと、可撓性ベース及び複数の薄膜トランジスタにパッシベーション層を形成することとを含む。当該実施例において、パッシベーション層は、薄膜トランジスタに位置する第１部分と、可撓性ベースの隣接する薄膜トランジスタの間の領域に位置する第２部分とを有する。
図８のステップＳ８２において、表面弾性波発生素子と表面弾性波検出素子を形成することは、可撓性ベースに圧電層を形成することと、圧電層上にインターデジタル電極を形成することとを含む。当該実施例では、隣接する薄膜トランジスタの間に表面弾性波発生素子と表面弾性波検出素子とが形成されるように、パッシベーション層の第２部分に圧電層を形成してもよい。
本開示の実施例において、パッシベーション層は、第１パッシベーション層と、第１パッシベーション層に位置する第２パッシベーション層とを含む。可撓性ベースを用意することは、第１パッシベーション層の第２部分にリードを形成することをさらに含む。さらに、表面弾性波発生素子と前記該表面弾性波検出素子を形成することは、インターデジタル電極を形成する前に、圧電層と第２パッシベーション層の第２部分を貫通してリードに達する第１ビアホールを形成することをさらに備える。さらに、インターデジタル電極を形成することは、圧電層と第１ビアホールに第１導電層を形成することと、当該第１導電層のパターニングによってインターデジタル電極を形成することとを含む。当該インターデジタル電極は、第１ビアホール内の導電層を介してリードと電気的に接触する。
本発明の本実施例において、可撓性基板を製造するための方法は、さらに、第１ビアホールを形成すると同時に、パッシベーション層の第１部分を貫通して薄膜トランジスタのソース／ドレイン領域に達する第２ビアホールを形成することを含む。当該実施例において、第１導電層が第２ビアホールを充填し、第１導電層のパターニングによって、さらに薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極を形成する。言い換えれば、インターデジタル電極とソース／ドレイン電極とを一回のパターニングで形成することができる。したがって、本開示の実施例による可撓性基板の製造方法は、比較的簡単である。
本開示の実施例において、可撓性基板の製造方法は、第２パッシベーション層、ソース／ドレイン電極及びインターデジタル電極を覆う平坦化層を形成することと、ソース／ドレイン電極を露出させる第３ビアホールを平坦化層に形成することと、平坦化層と第３ビアホールに第２導電層を形成することと、垂直投影が第２ビアホールを覆う画素定義層を第２導電層に形成することとをさらに含む。
図９は、本開示の実施例による図４の可撓性基板の製造方法のフローチャートである。例として、図９に示す実施例において、製造された可撓性基板を可撓性ＯＬＥＤ表示装置のバックプレーンに用いることができる。図９に示されているように、当該方法は、ステップＳ９１～Ｓ９１０を含む。
ステップＳ９１において、可撓性ベース１０１を用意する。当該可撓性ベース１０１は、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミドのポリマー材料から形成される。
ステップＳ９２において、アレイ状に配置される複数の薄膜トランジスタ１０７を可撓性ベース１０１に形成する。本開示の実施例において、薄膜トランジスタ１０７は、ゲート、ゲート絶縁層、活性層（ソース／ドレイン領域及びチャネル領域を含む）を含む。
ステップＳ９３において、薄膜トランジスタ１０７の活性層と、隣接する薄膜トランジスタの間のゲート絶縁層に第１パッシベーション層１０８１を形成する。第１パッシベーション層１０８１は、薄膜トランジスタ１０７に位置する第１部分１０８Ａと、隣接する薄膜トランジスタ１０７間に位置する第２部分１０８Ｂとを含む。第１パッシベーション層１０８１の材料は、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＮ、またはその両方の組み合わせである。
ステップＳ９４において、第１パッシベーション層１０８１の第２部分１０８Ｂにリード１０９を形成する。本開示の実施例において、リード１０９は、例えば、スパッタリングや蒸着などによって形成される。
ステップＳ９５において、第１パッシベーション層１０８１及びリード１０９に第２パッシベーション層１０８２を形成する。第２パッシベーション層１０８２は、薄膜トランジスタ１０７に位置する第１部分１０８Ａと、隣接する薄膜トランジスタ１０８間に位置する第２部分１０８Ｂとを含む。第２パッシベーション層１０８２の材料は、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＮ、またはその両方の組み合わせである。
ステップＳ９６において、第２パッシベーション層１０８２の第２部分１０８Ｂ上に圧電層１０４を形成する。圧電層１０４の材料は、例えば、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ｃ－ＢＮのいずれか一つが挙げられる。
ステップＳ９７において、圧電層１０４と第２パッシベーション層１０８２の第２部分１０８Ｂを貫通してリード１０９に達する第１ビアホールと、第１パッシベーション層１０８１と第２パッシベーション層１０８２を貫通して薄膜トランジスタ１０７のソース／ドレイン領域に達する第２ビアホールを形成する。
ステップＳ９８において、第２パッシベーション層１０８２と圧電層１０４に第１導電層を形成する。当該第１導電層は、第１ビアホールと第２ビアホールを介してそれぞれリード１０９、ソース／ドレイン領域と電気的接触する。
ステップＳ９９において、第１導電層のパターニングによって、インターデジタル電極１０５、反射素子１０６および薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極１０７１を形成する。
ステップＳ９１０において、第２パッシベーション層１０８２、ソース／ドレイン電極１０７１、反射素子１０６及びインターデジタル電極１０５を覆う平坦化層１１０を形成する。
図９に示す実施例では、本開示を理解するために必要なステップのみが示されている。図９に示された実施例の方法は、必要に応じて他の既知の部品または部材を形成するステップを含むこともできることが理解されよう。非限定的な実施例において、可撓性基板を製造する方法は、ソース／ドレイン電極１０７１を露出させる第３ビアホールを平坦化層１１０に形成することと、平坦化層１１０と第３ビアホールに第２導電層１１１を形成することと、第２導電層１１１に画素定義層１１２を形成することとを含む。画素定義層１１２は、第３ビアホールを充填し、画素定義層１１２の垂直投影が第３ビアホールを覆う。本実施例において、これらのステップに対する詳細な記載を省略する。
本開示の第４態様では、可撓性基板の屈曲を検出するための方法が提供される。選択的に、当該方法は、以上および／または以下でより詳細に開示される１つまたは複数の実施例による可撓性基板のような、本開示による可撓性基板の屈曲を検出することができる。したがって、当該方法の選択可能な実施例では、可撓性基板の実施例を参照することができる。
図１０は、本開示の実施例による可撓性基板の屈曲検出方法のフローチャートである。図１０に示されているように、当該方法は、ステップＳ１１～Ｓ１３を含む。
ステップＳ１１において、表面弾性波発生素子に電気信号を入力して表面弾性波を発生させる。本開示の実施例において、可撓性ベースの屈曲によって、表面弾性波の少なくとも１つの特性の変化を引き起こし得る。
表面弾性波発生素子は、例えば、表面弾性波入力インターデジタル変換器である。入力された電気信号によって、入力インターデジタル変換器は、逆圧電効果に基づいて、圧電層の表面に表面弾性波を発生させることができる。当該表面弾性波は、圧電層の表面で伝播される。圧電層が外部からの影響を受け、例えば、可撓性ベースの屈曲により圧電層に応力が発生すると、表面弾性波の少なくとも１つの特性が変化する。当該少なくとも１つの特性は、周波数、位相および振幅のうちの少なくとも１つである。
ステップＳ１２において、表面弾性波検出素子で表面弾性波を受信して出力電気信号を生成する。本開示の実施例において、出力電気信号は、表面弾性波の少なくとも１つの特性の変化に応じて変化する。
表面弾性波検出素子は、例えば、表面弾性波出力インターデジタル変換器である。出力インターデジタル変換器は、圧電効果に基づいて、受信した表面弾性波信号を出力電気信号に変換することができる。可撓性基板の屈曲によって表面弾性波の少なくとも１つの特性が変化すると、表面弾性波の変化に応じて出力電気信号が変化する。
ステップＳ１３において、出力電気信号の変化に基づいて可撓性基板の屈曲を検出する。
本発明の実施例において、出力される電気信号が表面弾性波の変化に応じて変化するため、出力電気信号に対する処理および分析によって、表面弾性波の変化が分かり、表面弾性波の変化から可撓性基板の屈曲応力分布が分かり、屈曲応力分布に基づいてフィードバックする。例として、屈曲応力が過大であることが検出された場合、可撓性基板の破損を回避するようにユーザに注意させる。あるいは、背面側への屈曲が検出された場合、例えば電子書籍のページめくりなど、付加的なヒューマンマシンインタラクション方式を提供する。
以上、説明と記載を目的として、実施例の上記記載を提供したが、本願を網羅的に列挙しまたは限定することを意図したものではない。特定の実施例の個々の要素または特徴は、通常、特定の実施例に限られないが、具体的に図示または記載されていなくても、適宜、これらの要素および特徴を互いに置き換え、選択された実施例に用いることができる。同様に、様々な方式で変更することもできる。そのような変更は、本出願からの逸脱とみなされるべきではない。そのような変更の全ては、本出願の範囲内に含まれる。
Claims (18)
- 可撓性基板であって、
可撓性ベースと、
前記可撓性ベースに位置し、前記可撓性基板の屈曲を検出するように構成される表面弾性波発生素子と表面弾性波検出素子と、を備え、
前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子は、
圧電層と、
前記圧電層に位置するインターデジタル電極とを含み、
前記可撓性ベースには、アレイ状に配置された複数の薄膜トランジスタを有し、
前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子は、隣接する薄膜トランジスタの間に位置し、前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と前記インターデジタル電極とは、同一材料で形成されている可撓性基板。 - 前記表面弾性波発生素子は、入力された電気信号に基づいて表面弾性波を発生させるように構成され、
前記表面弾性波検出素子は、前記表面弾性波を受信して出力電気信号を生成するように構成され、
前記可撓性ベースの屈曲によって前記表面弾性波の少なくとも１つの特性の変化を引き起こして、前記出力電気信号の変化を引き起こし、前記出力電気信号の変化に基づいて前記屈曲の検出が行われる請求項１に記載の可撓性基板。 - 前記少なくとも１つの特性は、周波数、位相および振幅のうちの少なくとも１つを含む請求項２に記載の可撓性基板。
- 前記圧電層の材料は、ＺｎＯ、ＡｌＮおよびｃ－ＢＮのうちのいずれか一つを含む請求項１に記載の可撓性基板。
- 前記表面弾性波発生素子の前記表面弾性波検出素子より遠い側と、前記表面弾性波検出素子の前記表面弾性波発生素子より遠い側の少なくとも一方に位置する反射素子をさらに備える請求項１に記載の可撓性基板。
- 前記反射素子は、前記圧電層に位置する請求項５に記載の可撓性基板。
- 前記表面弾性波発生素子の前記表面弾性波検出素子より遠い側と、前記表面弾性波検出素子の前記表面弾性波発生素子より遠い側の少なくとも一方に位置する吸音材をさらに備える請求項１に記載の可撓性基板。
- 前記吸音材は、前記圧電層に位置する請求項７に記載の可撓性基板。
- 前記薄膜トランジスタが存在する領域に位置する第１部分と、隣接する薄膜トランジスタの間の領域に位置する第２部分とを有するパッシベーション層をさらに含み、
前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子は、前記第２部分に位置する請求項１に記載の可撓性基板。 - 前記パッシベーション層は、第１パッシベーション層と、前記第１パッシベーション層に位置する第２パッシベーション層とを含み、
前記可撓性基板は、前記第１パッシベーション層の第２部分に位置するリードをさらに含み、
前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子は、前記第２パッシベーション層のビアホールを介して前記リードと電気的に接続されている請求項９に記載の可撓性基板。 - 前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子とを覆う平坦化層をさらに備える請求項１～９のいずれか１項に記載の可撓性基板。
- 請求項１～１１のいずれか一項に記載の可撓性基板を備える可撓性ＯＬＥＤ表示装置。
- 前記表面弾性波発生素子に接続され、前記表面弾性波発生素子を駆動して表面弾性波を発生させるように構成されるドライバと、
前記表面弾性波検出素子に接続され、前記表面弾性波検出素子の出力電気信号を処理するように構成される処理ユニットとをさらに備える請求項１２に記載の可撓性ＯＬＥＤ表示装置。 - 可撓性基板を製造するための方法であって、
可撓性ベースを用意することと、
前記可撓性基板の屈曲を検出するように構成される表面弾性波発生素子と表面弾性波検出素子を前記可撓性ベースに形成することとを含み、
前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子を形成することは、
前記可撓性ベースに圧電層を形成することと、
前記圧電層にインターデジタル電極を形成することとを含み、
前記可撓性ベースを用意することは、
アレイ状に配置される複数の薄膜トランジスタを前記可撓性ベースに形成することを含み、
前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子は、隣接する薄膜トランジスタの間に位置し、前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と前記インターデジタル電極とは、同一材料で形成されている可撓性基板製造方法。 - 前記可撓性ベースを用意することは、
前記薄膜トランジスタが存在する領域に位置する第１部分と、前記可撓性ベースの隣接する薄膜トランジスタの間の領域に位置する第２部分とを有するパッシベーション層を前記可撓性ベースと前記複数の薄膜トランジスタに形成することを含み、
前記可撓性ベースに前記圧電層を形成することは、
前記パッシベーション層の前記第２部分に前記圧電層を形成することを含む請求項１４に記載の方法。 - 前記パッシベーション層は、第１パッシベーション層と、前記第１パッシベーション層に位置する第２パッシベーション層とを含み、
前記可撓性ベースを用意することは、
前記第１パッシベーション層の第２部分にリードを形成することを含み、
前記表面弾性波発生素子と前記表面弾性波検出素子を形成することは、
前記インターデジタル電極を形成する前に、前記圧電層と前記第２パッシベーション層の第２部分を貫通して前記リードに達する第１ビアホールを形成することをさらに含み、
前記インターデジタル電極を形成することは、
前記圧電層と前記第１ビアホールに第１導電層を形成することと、
前記第１導電層のパターニングによって前記インターデジタル電極を形成することとを含む請求項１５に記載の方法。 - 前記第１ビアホールを形成すると同時に、前記パッシベーション層の前記第１部分を貫通して前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極の領域に達する第２ビアホールを形成することをさらに含み、
前記第１導電層は、さらに前記第２ビアホールを充填し、
前記第１導電層のパターニングによって、さらに前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極を形成する請求項１６に記載の方法。 - 請求項１～１１のいずれか一項に記載の可撓性基板の屈曲を検出するための方法であって、
前記表面弾性波発生素子に電気信号を入力して、少なくとも１つの特性の変化が前記可撓性ベースの屈曲によって引き起こされる表面弾性波を、発生させることと、
前記表面弾性波検出素子によって前記表面弾性波を受信して、前記表面弾性波の少なくとも１つの特性の変化に応じて変化する出力電気信号を発生させることと、
前記出力電気信号の変化に応じて前記屈曲を検出することとを含む方法。
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