一种微电子开关及有源矩阵有机发光显示装置制造方法
【专利摘要】该发明涉及显示【技术领域】，公开了一种微电子开关及有源矩阵有机发光显示器件，其中，微电子开关包括：栅电极；源漏电极；第一静电电极；具有开位和关位两种工作位置的悬臂；设置于悬臂的连接部；设置于悬臂的第二静电电极，第二静电电极与栅电极电连接、且与第一静电电极相对设置，第一静电电极与第二静电电极之间设有绝缘介质层；当栅电极向第二静电电极加载的电压小于设定阈值时，悬臂位于一种工作位置，当栅电极向第二静电电极加载的电压大于设定阈值时，悬臂切换至另一工作位置。上述微电子开关中，控制源漏电极通断的部件为微机械结构，其连通源电极和漏电极时的阈值电压均一性好，有利于简化有源矩阵有机发光显示装置中的像素驱动电路。
【专利说明】—种微电子开关及有源矩阵有机发光显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示【技术领域】，尤其是涉及一种微电子开关及有源矩阵有机发光显示
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]在显示【技术领域】，有源矩阵有机发光显示装置AMOLED中每个像素的亮度正比于通过他的驱动电流的大小。
[0003]现有技术中，有源矩阵有机发光显示装置中控制每个像素内驱动电流通断的开关器件为薄膜晶体管开关TFT，且TFT中的有源层多采用a-Si有源层或ρ-Si有源层。
[0004]但是，由于采用a-Si有源层的TFT在工作时存在阈值电压漂移的问题，而采用P-Si有源层的TFT工作时由于p-Si有源层内存在晶界问题而导致TFT的阈值电压的均一性较差。
[0005]所以，现有技术中，有源矩阵有机发光显示装置采用的开关器件工作时的阈值电压的均一性较差，有源矩阵有机发光显示装置AMOLED中需要采用更为复杂的像素驱动电路来解决其发光亮度不均的问题，从而导致有源矩阵有机发光显示装置中的像素驱动电路设计比较复杂。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种微电子开关及有源矩阵有机发光显示装置，该微电子开关工作时的阈值电压均匀性好，有源矩阵有机发光显示装置中不用设置用于提高阈值电压均匀性的复杂电路，从而有利于简化有源矩阵有机发光显示装置中的像素驱动电路。
[0007]为达到上述目的，本发明提供以下技术方案:
[0008]一种微电子开关,包括:
[0009]栅电极；
[0010]具有源电极和漏电极的源漏电极；
[0011]与公共电极线电连接的第一静电电极；
[0012]具有开位和关位两种工作位置的悬臂；
[0013]设置于所述悬臂朝向所述源电极和漏电极一侧的连接部，当所述悬臂处于关位时，所述连接部分别与所述源漏电极的源电极和所述漏电极电连接、以连通所述源电极和所述漏电极；
[0014]设置于所述悬臂朝向所述第一静电电极一侧表面的第二静电电极，所述第二静电电极与所述栅电极电连接、且与所述第一静电电极相对设置，所述第一静电电极与所述第二静电电极之间设有绝缘介质层；当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压小于设定阈值时，所述悬臂位于一种工作位置，当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压大于设定阈值时，所述第一静电电极和所述第二静电电极相吸，以使所述悬臂切换至另一工作位置。
[0015]上述微电子开关在使用过程中通过控制栅电极是否为第二静电电极提供大于设定阈值的电压来控制第一静电电极和第二静电电极之间是否相吸，进而控制悬臂的工作位置，最终实现对连接部是否将源漏电极中的源电极和漏电极连通。
[0016]上述微电子开关中，控制源漏电极中的源电极和漏电极之间通断的部件为悬臂、连接部、第一静电电极、第二静电电极、栅电极等微机械结构，不存在阈值电压漂移、晶界等，其连通源电极和漏电极时的阈值电压均一性好，进而使有源矩阵有机发光显示装置中不用设置用于提高阈值电压均一性的复杂电路，从而有利于简化有源矩阵有机发光显示装置中的像素驱动电路。
[0017]优选地，所述悬臂为由氮化硅SiN材料制备的悬臂。
[0018]优选地，所述第二静电电极与所述栅电极之间通过金属梁臂电连接。
[0019]优选地，所述金属梁臂为由杨氏张量为78GPa、泊松比为0.44的Au制备的金属梁臂。
[0020]优选地，所述第二静电电极具有沿所述第二静电电极朝向所述第一静电电极的方向延伸的多个通孔。
[0021]优选地，沿垂直于所述第二静电电极朝向所述第一静电电极的方向、且垂直于所述金属梁臂的延伸方向，所述第二静电电极的尺寸小于所述连接部的尺寸。
[0022]优选地，所述绝缘介质层设置于所述第一静电电极朝向第二静电电极的表面上。
[0023]优选地，所述绝缘介质层为采用介电常数为7.5的Si3N4制备的绝缘介质层。
[0024]优选地，沿所述悬臂的延伸方向，所述栅电极位于所述第一静电电极与所述源漏电极之间，且所述栅电极、第一静电电极、源漏电极位于所述悬臂的同一侧；当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压小于设定阈值时，所述悬臂处于关位，所述连接部与所述源漏电极的源电极和漏电极电连接；当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压大于设定阈值时，所述第一静电电极和所述第二静电电极相吸，所述悬臂处于开位。
[0025]优选地，沿所述悬臂的延伸方向，所述第一静电电极位于所述栅电极与所述源漏电极之间，且所述栅电极、第一静电电极、源漏电极位于所述悬臂的同一侧；当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压小于设定阈值时，所述悬臂处于开位；当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压大于设定阈值时，所述第一静电电极和所述第二静电电极相吸，所述悬臂处于关位，所述连接部与所述源漏电极的源电极和漏电极电连接。
[0026]本发明还提供了一种有源矩阵有机发光显示装置，该有源矩阵有机发光显示装置包括上述技术方案中提供的任意一种微电子开关。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明一种实施例提供的微电子开关的结构示意图；
[0028]图2为本发明另一种实施例提供的微电子开关的结构示意图；
[0029]图3为本发明提供的微电子开关工作时驱动电压与数据线电流之间的对应关系示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]请参考图1，图1为本发明一种实施例提供的微电子开关的结构示意图。
[0032]如图1所示，本发明实施例提供的微电子开关包括:
[0033]栅电极I;
[0034]具有源电极21和漏电极22的源漏电极2 ；
[0035]与公共电极线3电连接的第一静电电极4 ；
[0036]具有开位和关位两种工作位置的悬臂7 ；
[0037]设置于悬臂7朝向源电极21和漏电极22 —侧的连接部8，当悬臂7处于关位时，连接部8分别与源漏电极2的源电极21和漏电极22电连接、以连通源电极21和漏电极22 ；
[0038]设置于悬臂7朝向第一静电电极4 一侧表面的第二静电电极5,第二静电电极5与栅电极I电连接、且与第一静电电极4相对设置,第一静电电极4与第二静电电极5之间设有绝缘介质层6 ;当栅电极I向第二静电电极5加载的电压小于设定阈值时,悬臂7位于一种工作位置，当栅电极I向第二静电电极5加载的电压大于设定阈值时,第一静电电极4和第二静电电极5相吸，以使悬臂7切换至另一工作位置。如图1中所示结构，当栅电极I向第二静电电极5加载的电压小于设定阈值时,悬臂7位于开位,此时,连接部8不与源漏电极2接触，源漏电极2的源电极21和漏电极22之间断开，数据线10中的信号不能传递给有源矩阵有机发光显示装置像素内的电极11。
[0039]上述微电子开关在使用过程中，当栅电极I向第二静电电极5加载的电压大于设定阈值时，第二静电电极5与第一静电电极4之间产生压差,第一静电电极4和第二静电电极5之间在静电力的作用下相吸，从而使悬臂7保持在一种工作位置。当栅电极I撤去向第二静电电极5加载的电压、或者栅电极向第二静电电极5加载的电压小于设定阈值时,第一静电电极4和第二静电电极5之间的静电力消失，悬臂7在平衡力的作用下复位至另一种工作位置，从而使微电子开关完成一个动作周期。
[0040]上述微电子开关通过控制栅电极I是否为第二静电电极5提供大于设定阈值的电压来控制第一静电电极4和第二静电电极5之间是否相吸，进而控制悬臂7的工作位置，最终实现对连接部8是否将源漏电极2中的源电极21和漏电极22连通。
[0041]上述微电子开关中，控制源漏电极2中的源电极21和漏电极22之间通断的部件为悬臂7、连接部8、第一静电电极4、第二静电电极5、栅电极I等微机械结构，不存在阈值电压漂移、晶界等，其连通源电极21和漏电极22时的阈值电压均一性好，进而使有源矩阵有机发光显示装置中不用设置用于提高阈值电压均一性的复杂电路，从而有利于简化有源矩阵有机发光显示装置中的像素驱动电路。
[0042]另外，由于上述微电子开关中连接部8的物理运动时通过第一静电电极4和第二静电电极5之间的静电力作用下实现的，其驱动电压的大小取决于微电子开关中相应部件的材料参数、微电子开关的尺寸大小及微电子开关的组合结构等。
[0043]如图3所示，VD为漏电极的电位，VS为源电极的电位，VB = VD-VS, IDS为数据线输入的电流，VGS为上述微电子开关的驱动电压，在合适的材料及参数下，微电子开关的驱动电压可以为5V左右，相较于薄膜晶体管开关TFT需要的12V左右而言，驱动电压较小；微电子开关的IC芯片使用CMOS电平即可驱动，进而可以省去像素驱动电路中采用的IC DC-DC电路，有效降低了功耗，提升了有源矩阵有机发光显示装置的续航能力。
[0044]同时，上述微电子开关在隔离度、插入损耗、功耗以及线性度方面具有比FET、TFT全通固态开关无法比拟的优势。
[0045]一种优选实施方式提供的微电子开关中，悬臂7为由氮化硅SiN材料制备的悬臂。
[0046]如图1中所示，第二静电电极5与栅电极I之间通过栅电极I上形成的金属梁臂9电连接。
[0047]优选地，为了使金属梁臂9具有优良的样式模量与屈服强度，进而保证微电子开关工作的高速稳定性、且使微电子开关具有较长的使用寿命，金属梁臂9为由杨氏张量为78GPa、泊松比为0.44的Au制备的金属梁臂。
[0048]—种优选实施方式中，为了减小第一静电电极4和第二静电电极5之间形成的寄生电容，第二静电电极5具有沿第二静电电极5朝向第一静电电极4的方向延伸的多个通孔。第二静电电极5上具有的多个通孔能够减小第二静电电极5与第一静电电极4之间的交叠面积，进而能够减小第一静电电极4和第二静电电极5之间形成的寄生电容。
[0049]当然，上述微电子开关还可以通过下述方式减小第一静电电极4和第二静电电极5之间形成的寄生电容，如:
[0050]沿垂直于第二静电电极5朝向第一静电电极4的方向、且垂直于金属梁臂9的延伸方向，第二静电电极5的尺寸小于连接部8的尺寸。即，整个微电子开关中，第二静电电极5处的尺寸变窄，进而能够在保证连接部8与源漏电极2之间连接稳定性的前提下使第一静电电极4和第二静电电极5之间形成的寄生电容较小。
[0051]—种优选实施方式中，如图1所不，绝缘介质层6设置于第一静电电极4朝向第二静电电极5的表面上。
[0052]优选地，绝缘介质层6为采用介电常数为7.5的Si3N4制备的绝缘介质层。介电常数为7.5的Si3N4制备的绝缘介质层具有高杨氏模量、高硬度、高强度等特性，进而能够减小第二静电电极5与绝缘介质层6接触时对绝缘介质层6的磨损，提高微电子开关的使用寿命O
[0053]上述微电子开关中的栅电极等可以有多种组合方式，如:
[0054]如图2所不,一种实施方式中，沿悬臂7的延伸方向,栅电极I位于第一静电电极4与源漏电极2之间，且栅电极1、第一静电电极4、源漏电极2位于悬臂7的同一侧；当栅电极I向第二静电电极5加载的电压小于设定阈值时，悬臂7处于关位，连接部8与源漏电极2的源电极21和漏电极22电连接，如图2所示；当栅电极I向第二静电电极5加载的电压大于设定阈值时，第一静电电极4和第二静电电极5相吸,悬臂7处于开位。
[0055]如图1所示，另一种实施方式中，沿悬臂7的延伸方向，第一静电电极4位于栅电极I与源漏电极2之间，且栅电极1、第一静电电极4、源漏电极2位于悬臂7的同一侧；当栅电极I向第二静电电极5加载的电压小于设定阈值时,悬臂7处于开位；当栅电极I向第二静电电极5加载的电压大于设定阈值时,第一静电电极4和第二静电电极5相吸,悬臂7处于关位，连接部8与源漏电极2的源电极21和漏电极22电连接。
[0056]当然，上述微电子开关中的微机械结构的各部件之间还可以有其他组合方式，这里不再赘述。
[0057]另外，本申请还提供了一种有源矩阵有机发光显示装置，该有源矩阵有机发光显示装置包括上述实施方式中提供的任意一种微电子开关。
[0058]显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种微电子开关，其特征在于，包括: 栅电极； 具有源电极和漏电极的源漏电极； 与公共电极线电连接的第一静电电极； 具有开位和关位两种工作位置的悬臂； 设置于所述悬臂朝向所述源电极和漏电极一侧的连接部，当所述悬臂处于关位时，所述连接部分别与所述源漏电极的源电极和所述漏电极电连接、以连通所述源电极和所述漏电极； 设置于所述悬臂朝向所述第一静电电极一侧表面的第二静电电极，所述第二静电电极与所述栅电极电连接、且与所述第一静电电极相对设置，所述第一静电电极与所述第二静电电极之间设有绝缘介质层；当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压小于设定阈值时，所述悬臂位于一种工作位置，当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压大于设定阈值时，所述第一静电电极和所述第二静电电极相吸，以使所述悬臂切换至另一工作位置。
2.根据权利要求1所述的微电子开关，其特征在于，所述悬臂为由氮化硅3.材料制备的悬臂。
3.根据权利要求1所述的微电子开关，其特征在于，所述第二静电电极与所述栅电极之间通过金属梁臂电连接。
4.根据权利要求3所述的微电子开关，其特征在于，所述金属梁臂为由杨氏张量为78--、泊松比为0.44的八11制备的金属梁臂。
5.根据权利要求3所述的微电子开关，其特征在于，所述第二静电电极具有沿所述第二静电电极朝向所述第一静电电极的方向延伸的多个通孔。
6.根据权利要求3所述的微电子开关，其特征在于，沿垂直于所述第二静电电极朝向所述第一静电电极的方向、且垂直于所述金属梁臂的延伸方向，所述第二静电电极的尺寸小于所述连接部的尺寸。
7.根据权利要求1所述的微电子开关，其特征在于，所述绝缘介质层设置于所述第一静电电极朝向第二静电电极的表面上。
8.根据权利要求7所述的微电子开关，其特征在于，所述绝缘介质层为采用介电常数为7.5的31八制备的绝缘介质层。
9.根据权利要求1-8任一项所述的微电子开关，其特征在于，沿所述悬臂的延伸方向，所述栅电极位于所述第一静电电极与所述源漏电极之间，且所述栅电极、第一静电电极、源漏电极位于所述悬臂的同一侧；当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压小于设定阈值时，所述悬臂处于关位，所述连接部与所述源漏电极的源电极和漏电极电连接；当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压大于设定阈值时，所述第一静电电极和所述第二静电电极相吸，所述悬臂处于开位。
10.根据权利要求1-8任一项所述的微电子开关，其特征在于，沿所述悬臂的延伸方向，所述第一静电电极位于所述栅电极与所述源漏电极之间，且所述栅电极、第一静电电极、源漏电极位于所述悬臂的同一侧；当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压小于设定阈值时，所述悬臂处于开位；当所述栅电极向所述第二静电电极加载的电压大于设定阈值时，所述第一静电电极和所述第二静电电极相吸，所述悬臂处于关位，所述连接部与所述源漏电极的源电极和漏电极电连接。
11.一种有源矩阵有机发光显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的微电子开关。
【文档编号】H01L27/32GK104409286SQ201410715663
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】崔子巍, 吴昊, 朱红, 于洪俊, 薛海林, 王陆旸 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方光电科技有限公司