CN109800535B - 一种薄膜晶体管的设计方法及计算机可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜晶体管的设计方法及计算机可读介质，该薄膜晶体管的设计方法包括：根据柔性显示屏所需的弯折设计参数和柔性显示屏中薄膜晶体管的设计结构参数，确定薄膜晶体管的弯折参数以及应变参数；根据薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程，确定薄膜晶体管在弯折前后的态密度变化量；根据态密度变化量确定薄膜晶体管的电学特性。通过上述方法在柔性显示屏完成之前，根据薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程可以预测出薄膜晶体管的电学特性，节约了检测成本，并且可以根据预测结构调整薄膜晶体管的结构设计以防止柔性显示屏弯折后薄膜晶体管失效。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管的设计方法及计算机可读介质。
背景技术
随着显示技术的发展，柔性显示屏由于具有轻薄、可卷曲、可折叠、便携、不易碎等优点，使得基于柔性基底材料的柔性显示屏具有广阔的应用场景。
相关技术中，柔性显示屏弯折之后弯折处的薄膜晶体管的电学特性会发生变化，例如薄膜晶体管的开启和关闭电流、迁移率和阈值电压都会发生变化，严重情况下显示会出现异常。目前对于弯折之后的薄膜晶体管的电学特性的测试是在柔性显示屏完成之后对薄膜晶体管的电学特性进行测试，但此方法无法实现对薄膜晶体管的电学特性进行实验前的预测，亦无法对薄膜晶体管是否失效做出预测，从而增加了测试成本。
因此，如何在柔性显示屏完成之间对薄膜晶体管的电学性能进行预测，实现对薄膜晶体管的设计是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种薄膜晶体管的设计方法及计算机可读介质，用以解决相关技术中不能在柔性显示屏完成之间对薄膜晶体管的电学性能进行预测，从而无法对薄膜晶体管提前进行设计的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种薄膜晶体管的设计方法，所述薄膜晶体管应用于柔性显示屏，包括：
根据柔性显示屏所需的弯折设计参数和所述柔性显示屏中薄膜晶体管的设计结构参数，确定所述薄膜晶体管的弯折参数以及应变参数；
根据所述薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程，确定所述薄膜晶体管在弯折前后的态密度变化量；
根据所述态密度变化量确定所述薄膜晶体管的电学特性。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述薄膜晶体管的设计方法中，根据柔性显示屏所需的弯折设计参数和所述柔性显示屏中薄膜晶体管的设计结构参数，确定所述薄膜晶体管的弯折参数以及应变参数，具体包括：
根据所述待弯折柔性显示屏所需的弯折设计参数、所述薄膜晶体管的设计结构参数以及所述薄膜晶体管所处位置，确定所述薄膜晶体管的所述弯折参数；
根据所述弯折参数和所述设计结构参数，确定所述薄膜晶体管的所述应变参数。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述薄膜晶体管的设计方法中，根据所述薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程，确定所述薄膜晶体管在弯折前后的态密度变化量，之前还包括：
根据所述弯折参数、所述应变参数、所述设计结构参数以及拟合态密度变化量，建立所述态密度多因素方程。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述薄膜晶体管的设计方法中，建立所述态密度多因素方程，具体包括：
确定所述弯折参数和所述设计结构参数、以及与所述弯折参数和所述设计结构参数对应的所述应变参数；
确定所述薄膜晶体管弯折前后，所述薄膜晶体管的所述拟合态密度变化量；
根据所述弯折参数、所述设计结构参数、所述应变参数以及检测得到的所述拟合态密度变化量，分别确定所述弯折参数、所述设计结构参数以及所述应变参数对应的系数；
根据所述弯折参数、所述设计结构参数以及所述应变参数分别对应的系数，建立回归方程，确定所述态密度多因素方程。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述薄膜晶体管的设计方法中，确定所述薄膜晶体管弯折前后，所述薄膜晶体管的所述拟合态密度变化量，具体包括：
检测所述薄膜晶体管弯折前后的电流和电压参数；
根据所述电流和电压参数，以及预设的所述电流和电压参数与所述拟合态密度变化量之间的关系，确定所述拟合态密度变化量。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述薄膜晶体管的设计方法中，所述弯折参数包括：所述薄膜晶体管的弯折形态参数、弯折次数和弯折半径之一或组合。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述薄膜晶体管的设计方法中，所述方法还包括：
判断所述薄膜晶体管的电学特性是否符合预设的标准特性；
当所述薄膜晶体管的电学特性符合预设的标准特性时，则确定所述薄膜晶体管的设计结构参数适用于所述柔性显示屏的弯折设计参数。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述薄膜晶体管的设计方法中，还包括：当所述薄膜晶体管的电学特性不符合预设的标准特性时，调整所述薄膜晶体管的所述设计结构参数，重新确定所述薄膜晶体管的电学特性，直至符合预设的标准特性为止。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述薄膜晶体管的设计方法中，所述薄膜晶体管的所述设计结构参数包括：所述薄膜晶体管的沟道宽长比、迁移率和等效电容之一或组合。
另一方面，本发明实施例提供了一种计算机可读介质，包括程序代码，当所述程序代码在计算设备上运行时，所述程序代码用于使所述计算设备执行上述任一实施例所述的薄膜晶体管的设计方法的步骤。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供了一种薄膜晶体管的设计方法及计算机可读介质，该薄膜晶体管的设计方法包括：根据柔性显示屏所需的弯折设计参数和所述柔性显示屏中薄膜晶体管的设计结构参数，确定所述薄膜晶体管的弯折参数以及应变参数；根据所述薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程，确定所述薄膜晶体管在弯折前后的态密度变化量；根据所述态密度变化量确定所述薄膜晶体管的电学特性。通过上述方法在柔性显示屏完成之前，根据薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程可以预测出薄膜晶体管的电学特性，节约了检测成本，并且可以根据预测结构调整薄膜晶体管的结构设计以防止柔性显示屏弯折后薄膜晶体管失效。
附图说明
图1为本发明实施例提供的薄膜晶体管的设计方法的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的建立态密度多因素方程的方法流程图。
具体实施方式
在柔性显示屏中，弯折后的薄膜晶体管会受到应变和应力的作用，从而导致薄膜晶体管的有源层的晶体原子结构和周期性都会发生变化，继而能带形状、载流子有效质量、散射情况、态密度等都会发生变化，最终导致器件特性变化。不同弯折形态(内弯、外弯、沿沟道方向、垂直沟道方向等)、不同弯折次数、不同结构参数(如薄膜晶体管的沟道宽长比)、不同弯折半径等情况下薄膜晶体管的电学特性所发生的变化会有所不同，严重的会导致显示异常。相关技术中，在柔性显示屏制作完成之后对弯折前后的薄膜晶体管的电学特性进行测量，但是该种方式无法实现在制作前对薄膜晶体管的电学特性进行预测以调整薄膜晶体管的设计，极大的增加了设计的成本。
针对相关技术中，在对薄膜晶体管进行设计时存在的上述问题，本发明实施例提供了一种薄膜晶体管的设计方法及计算机可读介质。为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例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它实施例，都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和大小不反应真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
具体地，如图1所示，本发明实施例提供了中薄膜晶体管的设计方法，包括：
S101、根据柔性显示屏所需的弯折设计参数和柔性显示屏中薄膜晶体管的设计结构参数，确定薄膜晶体管的弯折参数以及应变参数；
具体地，柔性显示屏的弯折设计参数可以包括柔性显示屏的弯折半径、弯折形态(内弯、外弯、沿沟道方向弯、垂直沟道方向弯等)、弯折次数等；薄膜晶体管的设计结构参数包括：薄膜晶体管的沟道宽长比、迁移率和等效电容等；可以根据薄膜晶体管在柔性显示屏中的位置、柔性显示屏的弯折设计参数和薄膜晶体管的设计结构参数计算出薄膜晶体管的弯折参数和薄膜晶体管所受的应变参数。其中，薄膜晶体管的弯折参数可以包括弯折半径、弯折形态(内弯、外弯、沿沟道方向弯、垂直沟道方向弯等)、弯折次数等；薄膜晶体管所受的应变参数可以包括薄膜晶体管的应力和应变等参数的变化。
S102、根据薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程，确定薄膜晶体管在弯折前后的态密度变化量；
其中，该态密度多因方程为基于统计数据建立的多因素方程，例如可以为Y＝a+b1X1+b2X2+b3X3+b4X4+b5X5，Y表示态密度变化量，X1表示应变参数，X2、X3、X4、X5可以分别代表薄膜晶体管的弯折形态、弯折次数、弯折半径及设计结构参数，a、b1、b2、b3、b4及b5均为常数。根据前述步骤中确定出的X1、X2、X3、X4和X5，以及态密度多因素方程确定薄膜晶体管在弯折前后的态密度变化量Y。
S103、根据态密度变化量确定薄膜晶体管的电学特性。
根据上述步骤中确定的态密度变化量以及态密度变化量与薄膜晶体管的电学特性的对应关系，从而可以确定出弯折后的薄膜晶体管的电学特性。
本发明实施例提供了一种薄膜晶体管的设计方法，包括：根据柔性显示屏所需的弯折设计参数和柔性显示屏中薄膜晶体管的设计结构参数，确定薄膜晶体管的弯折参数以及应变参数；根据薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程，确定薄膜晶体管在弯折前后的态密度变化量；根据态密度变化量确定薄膜晶体管的电学特性。通过上述方法在柔性显示屏完成之前，根据薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程可以预测出薄膜晶体管的电学特性，节约了检测成本，并且可以根据预测结构调整薄膜晶体管的结构设计以防止柔性显示屏弯折后薄膜晶体管失效。
可选地，在本发明实施例提供的薄膜晶体管的设计方法中，步骤S101具体包括：
根据待弯折柔性显示屏所需的弯折设计参数、薄膜晶体管的设计结构参数以及薄膜晶体管所处位置，确定薄膜晶体管的弯折参数；
根据弯折参数和设计结构参数，确定薄膜晶体管的应变参数。
具体地，在本发明实施例提供的薄膜晶体管的设计方法中，位于柔性显示屏中不同位置的薄膜晶体管受到柔性显示屏的弯折的影响并不相同，柔性显示屏形变大的位置处的薄膜晶体管受到弯折的影响也较大，因此需要综合柔性显示屏的弯折设计参数、薄膜晶体管所处的位置以及薄膜晶体管的结构来确定薄膜晶体管的弯折参数。
可选地，在本发明实施例提供的薄膜晶体管的设计方法中，在步骤S102之前还包括：
根据弯折参数、应变参数、设计结构参数以及拟合态密度变化量，建立态密度多因素方程。
具体地，在本发明实施例提供的薄膜晶体管的设计方法中，如图2所示，建立态密度多因素方程具体包括：
S201、确定弯折参数和设计结构参数、以及与弯折参数和设计结构参数对应的应变参数；
具体地，可以利用有限元分析软件进行仿真，输入薄膜晶体管的设计结构参数和弯折参数，就可以输出与设计结构参数和弯折参数对应的应变参数。例如，该弯折参数包括弯折形态X2、弯折次数X3和弯折半径X4；设计结构参数为X5，根据上述参数确定的应变参数为X1。
S202、确定薄膜晶体管弯折前后，薄膜晶体管的拟合态密度变化量Y’；
检测弯折前后薄膜晶体管的电学特性参数，可以为电流和电压特性，利用检测得到的电学特性参数在TCAD软件中通过改变薄膜晶体管的有源层的态密度参数进行拟合，确定每个弯折条件下该薄膜晶体管的拟合态密度变化量。其中，TCAD(Technology ComputerAided Design)软件为半导体工艺模拟以及器件模拟工具软件。
S203、根据弯折参数(X2、X3和X4)、设计结构参数X5、应变参数X1以及检测得到的拟合态密度变化量Y’，分别确定弯折参数、设计结构参数以及应变参数对应的系数；
具体可以建立如下函数关系Y’＝a+b1X1+b2X2+b3X3+b4X4+b5X5，Y’表示拟合态密度变化量；X1表示应变参数；X2、X3和X4可以分别代表薄膜晶体管的弯折形态、弯折次数、弯折半径，即弯折参数；X5表示设计结构参数；通过多组数据可以计算出a、b1、b2、b3、b4及b5等系数的值。
S204、根据弯折参数、设计结构参数以及应变参数分别对应的系数，建立回归方程，确定态密度多因素方程。
经过上述步骤计算出了a、b1、b2、b3、b4及b5等系数的值，从而建立回归方程，从而确定态密度多因素方程Y＝a+b1X1+b2X2+b3X3+b4X4+b5X5。
可选地，在本发明实施例提供的薄膜晶体管的设计方法中，步骤S202具体包括：
检测薄膜晶体管弯折前后的电流和电压参数，即检测薄膜晶体管弯折前后的电学特性；
根据电流和电压参数，以及预设的电流和电压参数与拟合态密度变化量之间的关系，确定拟合态密度变化量。
其中，电流和电压参数与拟合态密度变化量之间的关系是根据对薄膜晶体管进行弯折前后大量的检测数据进行确定的。
可选地，在本发明实施例提供的薄膜晶体管的设计方法中，该弯折参数包括：薄膜晶体管的弯折形态参数、弯折次数和弯折半径之一或组合。
需要说明的是，该弯折参数还可以包括弯折形态参数、弯折次数和弯折半径之外的其他参数，在此不作具体限定。
除上述之外，在本发明实施例提供的薄膜晶体管的设计方法中，该方法还包括：
判断薄膜晶体管的电学特性是否符合预设的标准特性；
当薄膜晶体管的电学特性符合预设的标准特性时，则确定薄膜晶体管的设计结构参数适用于柔性显示屏的弯折设计参数；
当薄膜晶体管的电学特性不符合预设的标准特性时，调整薄膜晶体管的设计结构参数，重新确定薄膜晶体管的电学特性，直至符合预设的标准特性为止。
具体地，在本发明实施例提供的薄膜晶体管的设计方法中，判断经过弯折的薄膜晶体管的电学参数是否能够达到预设的标准，如果满足则确定具有当前设计结构参数的薄膜晶体管能够适用于该柔性显示屏的弯折设计；如果不满足则确定具有当前设计结构参数的薄膜晶体管不能够适用于该柔性显示屏的弯折设计，需要对该薄膜晶体管的设计结构参数进行修正，直至能够适用于该柔性显示屏的弯折设计为止。
可选地，在本发明实施例提供的薄膜晶体管的设计方法中，薄膜晶体管的设计结构参数包括：薄膜晶体管的沟道宽长比、迁移率和等效电容之一或组合。
当然，该设计结构参数除了可以为薄膜晶体管的沟道宽长比、迁移率和等效电容之外，还可以包括其他参数，在此不作具体限定。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，包括程序代码，当程序代码在计算设备上运行时，程序代码用于使计算设备执行上述任一实施例提供的薄膜晶体管的设计方法的步骤。
由于该计算机可读介质解决问题的原理与前述一种薄膜晶体管的设计方法相似，因此该计算机可读介质的实施可以参见上述薄膜晶体管的设计方法的具体实施例进行实施，重复之处不再赘述。
程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
根据本发明的实施方式的用于显示产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在服务器设备上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被信息传输、装置或者器件使用或者与其结合使用。
可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由周期网络动作系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆、RF等，或者上述的任意合适的组合。
可以通过一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案可以通过软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
显然，本领域的技术人员可以对本发明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。
Claims (9)
1.一种薄膜晶体管的设计方法，所述薄膜晶体管应用于柔性显示屏，其特征在于，包括：
根据柔性显示屏所需的弯折设计参数和所述柔性显示屏中薄膜晶体管的设计结构参数，确定所述薄膜晶体管的弯折参数以及应变参数；
根据所述薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程，确定所述薄膜晶体管在弯折前后的态密度变化量；其中，所述态密度多因素方程的建立方式包括：确定所述弯折参数和所述设计结构参数、以及与所述弯折参数和所述设计结构参数对应的所述应变参数；确定所述薄膜晶体管弯折前后，所述薄膜晶体管的拟合态密度变化量；根据所述弯折参数、所述设计结构参数、所述应变参数以及检测得到的所述拟合态密度变化量，分别确定所述弯折参数、所述设计结构参数以及所述应变参数对应的系数；根据所述弯折参数、所述设计结构参数以及所述应变参数分别对应的系数，建立回归方程，确定所述态密度多因素方程；
根据所述态密度变化量确定所述薄膜晶体管的电学特性。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管的设计方法，其特征在于，根据柔性显示屏所需的弯折设计参数和所述柔性显示屏中薄膜晶体管的设计结构参数，确定所述薄膜晶体管的弯折参数以及应变参数，具体包括：
根据待弯折柔性显示屏所需的弯折设计参数、所述薄膜晶体管的设计结构参数以及所述薄膜晶体管所处位置，确定所述薄膜晶体管的所述弯折参数；
根据所述弯折参数和所述设计结构参数，确定所述薄膜晶体管的所述应变参数。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管的设计方法，其特征在于，根据所述薄膜晶体管的应变参数、弯折参数、设计结构参数以及预先建立的态密度多因素方程，确定所述薄膜晶体管在弯折前后的态密度变化量，之前还包括：
根据所述弯折参数、所述应变参数、所述设计结构参数以及拟合态密度变化量，建立所述态密度多因素方程。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管的设计方法，其特征在于，确定所述薄膜晶体管弯折前后，所述薄膜晶体管的所述拟合态密度变化量，具体包括：
检测所述薄膜晶体管弯折前后的电流和电压参数；
根据所述电流和电压参数，以及预设的所述电流和电压参数与所述拟合态密度变化量之间的关系，确定所述拟合态密度变化量。
5.如权利要求1-4任一项所述的薄膜晶体管的设计方法，其特征在于，所述弯折参数包括：所述薄膜晶体管的弯折形态参数、弯折次数和弯折半径之一或组合。
6.如权利要求1-4任一项所述的薄膜晶体管的设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断所述薄膜晶体管的电学特性是否符合预设的标准特性；
当所述薄膜晶体管的电学特性符合预设的标准特性时，则确定所述薄膜晶体管的设计结构参数适用于所述柔性显示屏的弯折设计参数。
7.如权利要求6所述的薄膜晶体管的设计方法，其特征在于，还包括：当所述薄膜晶体管的电学特性不符合预设的标准特性时，调整所述薄膜晶体管的所述设计结构参数，重新确定所述薄膜晶体管的电学特性，直至符合预设的标准特性为止。
8.如权利要求7所述的薄膜晶体管的设计方法，其特征在于，所述薄膜晶体管的所述设计结构参数包括：所述薄膜晶体管的沟道宽长比、迁移率和等效电容之一或组合。
9.一种计算机可读介质，其特征在于，包括程序代码，当所述程序代码在计算设备上运行时，所述程序代码用于使所述计算设备执行权利要求1-8任一项所述的薄膜晶体管的设计方法的步骤。
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