CN103426390A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置，包括：扫描线，供扫描信号输入；信号线，供图像信号输入，并配置成垂直于所述扫描线；存储容量线，配置成平行于所述信号线；绝缘膜，具有覆盖晶体管的栅电极的栅极绝缘部；像素电极，连接至所述晶体管；电容器，包括第一电极和第二电极，所述第一电极连接至所述存储容量线，所述第二电极连接至所述像素电极；和保护膜，具有第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部覆盖所述晶体管的源电极和漏电极，所述第二绝缘部设置在所述第一电极与所述第二电极之间，所述第一电极和所述第二电极配置成在两者间介有所述保护膜的第二绝缘部的状态下彼此相对。

Description

显示装置
技术领域
本公开涉及显示装置的技术领域。具体说，本公开涉及这样一种技术领域，其中在通过将电容器的第一电极和第二电极配置成在两者间介有与具有栅极绝缘部的绝缘膜不同的保护膜的状态下彼此相对来实现均匀存储电容的同时，增加电容器的存储电容。
背景技术
作为使用比如电泳显示屏、液晶显示屏和有机EL(电致发光)显示屏等显示单元的显示装置，比如电视接收器、个人计算机、监视器、蜂窝电话和平板终端等各种显示装置被开发出或者商品化。
特别地，近年来，比如在显示屏上显示关于例如书籍内容等信息的电子书等显示装置也被广泛使用。
这种显示屏包括以矩阵模式配置在玻璃基板或者塑料基板上的扫描线和信号线、配置在扫描线与信号线之间的部分中的像素电极、配置成平行于扫描线的存储容量线和类似物。在扫描线和信号线彼此相交的部分，设置有用作切换元件的薄膜晶体管(TFT)。在连接至扫描线的栅电极与连接至信号线的源电极和漏电极之间，设置有绝缘膜(栅极绝缘膜)。
显示屏的在其上设置有扫描线、信号线、晶体管的部分被设置成晶体管层。例如，在电泳显示屏中，在晶体管层的像素电极与作为表面层的对向电极之间以矩阵模式紧紧地配置有多个电泳元件。电泳元件形成为透明的微囊体(microcapsule)，其中包含有带正电的白色颜料和带负电的黑色颜料以及油。
晶体管层经由一系列光刻工艺制成，即，沉积、光致抗蚀剂涂布、曝光、显影、蚀刻和光致抗蚀剂移除的重复工艺。
在上述显示屏中，设置有用于抑制直流电流的泄露和电泳期间瞬态电流的影响的电容器。电容器包括与存储容量线连接的第一电极和与薄膜晶体管的漏电极连接的第二电极，第一电极和第二电极配置成在两者间介有上述绝缘膜(栅极绝缘膜)的状态下彼此相对。在形成晶体管层时，将扫描线、信号线和晶体管设置在晶体管层的预定部分上，并且电容器能够形成在其它部分(区域)中。
有必要在显示屏上设置用于保持电荷的上述电容器。然而，为了通过抑制直流电流的泄露和瞬态电流的影响来使显示屏适当地操作，电容器需要充分的存储电容。因此，希望的是增加存储电容。在电泳显示屏中，盒厚(cellgap)，即在其上配置有电泳元件的显示层的厚度，大于液晶显示屏中的盒厚。因此，为了抑制直流电流的泄露和瞬态电流的发生，特别有必要增加电容器的存储电容。
然而，由于电容器设置在除设置有扫描线、信号线和晶体管的部分外的部分中，所以如果增加电容器的尺寸(面积)来增加存储电容，则整个显示屏的尺寸会增加，这会妨碍显示装置的小型化。因此，为了在实现显示装置小型化的同时增加电容器的存储电容，有必要增加每单位面积的存储电容。
另一方面，晶体管层有利地应小，因为在扫描线和信号线彼此相交的部分处生成的被称为交叉电容(cross capacitance)的电容能够在扫描线或者信号线中引起电信号的延迟。因此，如果增加设置在连接至扫描线的栅电极与连接至信号线的源电极之间的绝缘膜的厚度来降低交叉电容，则电容器的第一电极与第二电极之间的距离会增加，从而降低存储电容。
在这方面，为了降低交叉电容并增加电容器的存储电容，一些现有显示装置包括具有双层构造的绝缘膜，其在除其一部分外包括第一绝缘膜和第二绝缘膜(例如，见日本专利申请特开2011-164303号公报)。
在日本专利申请特开2011-164303号公报中描述的显示装置中，第一绝缘膜和第二绝缘膜设置成处于层叠在晶体管的栅电极与晶体管的源电极和漏电极之间的状态，一开口形成在第一绝缘膜上，其位于电容器的第一电极与第二电极之间，并且第二绝缘膜设置在所述开口上，从而降低绝缘膜的厚度。
因此，具有双层构造的绝缘膜被设置在栅电极与源电极和漏电极之间，从而降低交叉电容。具有单层构造的绝缘膜被设置在电容器的第一电极与第二电极之间，从而增加存储电容。
然而，由于日本专利申请特开2011-164303号公报中描述的显示装置包括具有第一绝缘膜和第二绝缘膜的双层构造的绝缘膜，所以在形成绝缘膜的工艺中，有必要进行沉积、图案化、蚀刻和再次沉积的工艺。
因此，难以使绝缘膜形成为具有均匀厚度，并且不能实现电容器的均匀存储电容。
发明内容
鉴于上述情形，希望提供一种显示装置，其能够解决上述问题，并且在实现电容器的均匀存储电容的同时增加存储电容。
首先，根据本公开一实施例，提供了一种显示装置，其包括：
扫描线，供扫描信号输入；
信号线，供图像信号输入，并配置成垂直于所述扫描线；
存储容量线，配置成平行于所述信号线；
绝缘膜，具有覆盖晶体管的栅电极的栅极绝缘部；
像素电极，连接至所述晶体管；
电容器，包括第一电极和第二电极，所述第一电极连接至所述存储容量线，所述第二电极连接至所述像素电极；
保护膜，具有第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部覆盖所述晶体管的源电极和漏电极，所述第二绝缘部设置在所述第一电极与所述第二电极之间，所述第一电极和所述第二电极配置成在两者间介有所述保护膜的第二绝缘部的状态下彼此相对。
因此，在该显示装置中，栅极绝缘部和第二绝缘部被设置成不同的绝缘层。
第二，在上述显示装置中，希望的是，所述保护膜的第二绝缘部具有比所述绝缘膜的栅极绝缘部薄的厚度。
由于保护膜的第二绝缘部具有比绝缘膜的栅极绝缘部薄的厚度，所以电容器的存储电容得到增加，且未增加在扫描线和信号线彼此相交的部分处生成的交叉电容。
第三，在上述显示装置中，希望的是，所述保护膜具有比所述绝缘膜高的介电常数。
由于保护膜具有比绝缘膜高的介电常数，所以电容器的存储电容得到增加，且未增加在扫描线和信号线彼此相交的部分处生成的交叉电容。
第四，在上述显示装置中，希望的是，所述电容器设置有第三电极，所述第三电极连接至所述晶体管，并位于所述第一电极的相反侧且在两者间介有所述绝缘膜。
由于所述电容器设置有第三电极，所述第三电极连接至所述晶体管，并位于所述第一电极的相反侧且在两者间介有所述绝缘膜，所以电容器包括三个电极，以及设置在这三个电极之间的保护膜和绝缘膜。
第五，在上述显示装置中，希望的是，在所述像素电极与所述保护膜的至少第一绝缘部之间设置有平坦化膜，在所述平坦化膜上形成有凹部，并且所述电容器的第二电极设置在所述凹部的底表面上。
由于在所述像素电极与所述保护膜的至少第一绝缘部之间设置有平坦化膜，在所述平坦化膜上形成有凹部，并且所述电容器的第二电极设置在所述凹部的底表面上，所以第二电极得以设置在不存在平坦化膜的部分。
根据本公开一实施例的显示装置包括：
扫描线，供扫描信号输入；
信号线，供图像信号输入，并配置成垂直于所述扫描线；
存储容量线，配置成平行于所述信号线；
绝缘膜，具有覆盖晶体管的栅电极的栅极绝缘部；
像素电极，连接至所述晶体管；
电容器，包括第一电极和第二电极，所述第一电极连接至所述存储容量线，所述第二电极连接至所述像素电极；和
保护膜，具有第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部覆盖所述晶体管的源电极和漏电极，所述第二绝缘部设置在所述第一电极与所述第二电极之间，所述第一电极和所述第二电极配置成在两者间介有所述保护膜的第二绝缘部的状态下彼此相对。
因此，保护膜能够在不受绝缘膜的形成的影响的情况下形成为具有均匀厚度，并且能够在实现电容器的均匀存储电容的同时增加存储电容。
在根据本公开的实施例的显示装置中，保护膜的第二绝缘部具有比绝缘膜的栅极绝缘部薄的厚度。
因此，能够在不增加在扫描线和信号线彼此相交的部分处生成的交叉电容的情况下增加电容器的存储电容，并且能够防止电信号的延迟并使显示装置适当地操作。
在根据本公开的实施例的显示装置中，所述保护膜具有比所述绝缘膜高的介电常数。
因此，能够在不增加在扫描线和信号线彼此相交的部分处生成的交叉电容的情况下增加电容器的存储电容，并且能够防止电信号的延迟并使显示装置适当地操作。
在根据本公开的实施例的显示装置中，所述电容器设置有第三电极，所述第三电极连接至所述晶体管，并位于所述第一电极的相反侧且在两者间介有所述绝缘膜。
因此，能够进一步增加存储电容。
在根据本公开的实施例的显示装置中，在所述像素电极与所述保护膜的至少第一绝缘部之间设置有平坦化膜，在所述平坦化膜上形成有凹部，并且所述电容器的第二电极设置在所述凹部的底表面上。
因此，能够轻松地形成电容器的第二电极，其连接至像素电极。
本公开的这些以及其它目的、特征和优点将在以下对如附图中示出的具体实施方式的详细描述中变得更加清楚明了。
附图说明
图1类似于图2-图10示出了根据本公开一实施例的显示装置，并且是显示装置的示意性透视图；
图2是示意性放大俯视图，示出了显示屏的晶体管层；
图3是沿图2的线III-III所取的显示屏的放大截面图；
图4类似于图5-图8示出了制造显示屏的工艺中的状态，并且是示出了扫描线形成在底板上的状态的放大截面图；
图5是放大截面图，示出了这样一种状态，其中存储容量线形成在绝缘膜上，半导体安装在绝缘膜上，并且信号线和连接线被形成；
图6是放大截面图，示出了保护膜形成在绝缘膜上的状态；
图7是放大截面图，示出了平坦化膜形成在保护膜上的状态；
图8是放大截面图，示出了像素电极形成在平坦化膜上的状态；
图9是放大截面图，示出了设置包括有三个电极的电容器的示例；而
图10是放大截面图，示出了粘结层的位于显示层侧的表面形成为平面状的示例。
具体实施方式
以下，将参考附图来描述本公开的实施例。
根据本公开一实施例的显示装置应用于这样一种显示装置，其包括作为显示屏的电泳显示屏，并具有作为比如电子书等平板终端的功能。
根据本实施例的显示装置并不局限于包括电泳显示屏并具有作为比如电子书等平板终端的功能的显示装置。根据本实施例的显示装置可以广泛应用于包括比如液晶显示屏和有机EL(电致发光)显示屏等其它类型的显示屏的显示装置，以及应用于比如除电子书外的平板终端、电视接收器、个人计算机、监视器、蜂窝电话和成像装置(例如，相机)等包括有显示屏的各种显示装置。
[显示装置的概略构造]
以下，将描述显示装置的概略构造(见图1)。
显示装置1是例如电子书等平板终端，并包括薄型壳体2和由壳体2支承的显示屏3。
在壳体2上，配置有各种操作单元4、4、…。通过操作操作单元4、4、…，来进行各种操作，比如电源的开闭、模式的切换、在显示屏3上显示画面和改变画面等。
显示屏3是例如电泳显示屏，并且其前表面形成为显示面3a。
[显示屏的具体构造]
接下来，将描述显示屏3的具体构造(见图2和图3)。
显示屏3包括沿厚度方向依次层叠的电极层5、显示层6、粘结层7和晶体管层8(见图3)。
电极层5包括表面层(覆盖层)和层叠在表面层的内表面上的ITO层(透明电极层)。
显示层6包括以矩阵模式紧紧地配置的多个微囊体(microcapsules)6a、6a、…。微囊体6a用作电泳元件，并包括例如黑色和白色颜料颗粒以及油。白色颜料颗粒带正电，而黑色颜料颗粒带负电。
粘结层7将显示层6粘结至晶体管层8，并由预定的粘结剂形成。
晶体管层8包括设置成处于层叠在包括玻璃材料或者塑料材料的底板9上的状态下的预定部件(见图2和图3)。
在底板9上，配置有沿预定方向延伸的扫描线10。向扫描线10，连接有栅电极10a。在底板9上，层叠有绝缘膜11。绝缘膜11的覆盖栅电极10a的部分设置成栅极绝缘部11a。
在绝缘膜11上，配置有存储容量线12，并且存储容量线12设置成垂直于扫描线10。向存储容量线12，连接有第一电极12a。此外，在绝缘膜11上，在栅电极10a的相反侧，在中间介有栅极绝缘部11a的状态下，配置有半导体13。
在绝缘膜11上，配置有信号线14，并且信号线14设置成垂直于扫描线10。向信号线14，连接有源电极14a，并且源电极14a连接至半导体13的一个表面。此外，在绝缘膜11上，配置有连接线15。向连接线15，连接有漏电极15a。漏电极15a连接至半导体13的一个表面，位于源电极14a的侧方。
如上所述，半导体13配置在栅电极10a的相反侧，两者间介有栅极绝缘部11a，并且源电极14a和漏电极15a连接至半导体13的一个表面，由此形成晶体管(薄膜晶体管)16。
在绝缘膜11上，层叠有保护膜17。保护膜17覆盖存储容量线12、半导体13、信号线14和连接线15。保护膜17的覆盖源电极14a和漏电极15a的部分设置成第一绝缘部17a。保护膜17的覆盖第一电极12a的部分设置成第二绝缘部17b。在保护膜17上，形成有与连接线15的一部分连通的连通孔17c。
保护膜17包括例如不同于绝缘膜11的材料的材料，并且具有比绝缘膜11高的介电常数。应该注意的是，保护膜17可以包括与绝缘膜11的材料相同的材料。在该情况下，第二绝缘部17b具有比栅极绝缘部11a薄的厚度。此外，保护膜17可以包括不同于绝缘膜11的材料的材料，具有比绝缘膜11高的介电常数，并且第二绝缘部17b可以具有比栅极绝缘部11a薄的厚度。
在保护膜17上，在除第二绝缘部17b外的部分，层叠有平坦化膜18。如上所述，由于平坦化膜18层叠在保护膜17上除第二绝缘部17b外的部分，所以在平坦化膜18的对应于第二绝缘部17b的部分上形成有凹部18a。
在平坦化膜18上，配置有像素电极19。向像素电极19，连接有配置在第二绝缘部17b上的第二电极19a。因此，第二电极19a位于凹部18a的底表面上，并且第二电极19a和第一电极12a配置成彼此相对，在两者间介有第二绝缘部17b。电容器20包括第一电极12a、第二绝缘部17b和第二电极19a。
像素电极19经由凹部18a和连通孔17c连接至与连接线15连接的漏电极15a。
如上所述，在显示屏3中，凹部18a形成在平坦化膜18上，并且被包括在电容器20中的第二电极19a设置在凹部18a的底表面上。
如上所述，在显示屏3中，凹部18a形成在平坦化膜18上，并且第二电极19a设置在凹部18a上。因此，能够轻松地形成第二电极19a，其连接至像素电极19并且被包括在电容器20中。
[显示屏的操作]
在如上所述地构成的显示屏3中，如果从控制电路(未示出)供给驱动电流并且在电极层5与像素电极19之间生成电场，则配置于显示层6中的所述多个微囊体6a、6a、…中的黑色和白色颜料颗粒在油中移动。这时，黑色颜料颗粒或者白色颜料颗粒通过负或者正电压在微囊体6a、6a、…中聚集在电极层5侧，由此显示黑色或者白色。
[制造显示屏的工艺]
接下来，将描述制造显示屏3的工艺(见图3-图8)。应该注意的是，显示屏3是经由一系列光刻工艺制成的，即，沉积、光致抗蚀剂涂布、曝光、显影、蚀刻和光致抗蚀剂移除的重复工艺。
首先，在底板9上形成扫描线10，并在其上层叠绝缘膜11以覆盖扫描线10(见图4)。当形成扫描线10时，也形成了栅电极10a。
接下来，在绝缘膜11上形成存储容量线12，在绝缘膜11上安装半导体13，并且形成信号线14和连接线15(见图5)。这时，存储容量线12未连接至连接线15。当形成存储容量线12时，也形成了第一电极12a。当形成信号线14和连接线15时，也分别形成了源电极14a和漏电极15a。
接下来，在绝缘膜11上形成保护膜17(见图6)。这时，在保护膜17上形成了与连接线15连通的连通孔17c。
接下来，在保护膜17上形成平坦化膜18(见图7)。这时，在平坦化膜18的对应于第二绝缘部17b的部分上形成凹部18a。凹部18a与连通孔17c连通。
接下来，在平坦化膜18上形成像素电极19(见图8)。这时，像素电极19的一部分形成在连通孔17c上，并且像素电极19连接至与连接线15连接的漏电极15a。当形成像素电极19时，也形成了第二电极19a。
接下来，依次形成粘结层7、显示层6和电极层5。从而，制成了显示屏3(见图3)。
[总结]
如上所述，在显示装置1中，形成了包括有与存储容量线12连接的第一电极12a和与像素电极19连接的第二电极19a的电容器20，并且第一电极12a和第二电极19a配置成彼此相对，且在两者间介有不同于绝缘膜11的保护膜17。
因此，保护膜17能够在不受绝缘膜11的形成的影响的情况下形成为具有均匀厚度，并且能够在实现电容器20的均匀存储电容的同时增加存储电容。
此外，在显示屏3中，晶体管16的膜不同于电容器20的膜，即，晶体管16包括绝缘膜11，而电容器20包括保护膜17。因此，如上所述，保护膜17的第二绝缘部17b能够具有比绝缘膜11的栅极绝缘部11a薄的厚度。
如上所述，由于第二绝缘部17b具有比栅极绝缘部11a薄的厚度，所以能够在不增加在扫描线10和信号线14彼此相交的部分处生成的交叉电容的情况下增加电容器20的存储电容，并且能够防止电信号的延迟并使显示装置1适当地操作。
此外，在显示屏3中，由于晶体管16的膜不同于电容器20的膜，即，晶体管16包括绝缘膜11而电容器20包括保护膜17，如上所述，保护膜17能够具有比绝缘膜11高的介电常数。
如上所述，由于保护膜17具有比绝缘膜11高的介电常数，所以能够在不增加在扫描线10和信号线14彼此相交的部分处生成的交叉电容的情况下增加电容器20的存储电容，并且能够防止电信号的延迟并使显示装置1适当地操作。
[其它示例]
在以上描述中，设置了包括第一电极12a和第二电极19a的电容器20。然而，能够设置例如电容器20A，其包括三个电极，即，除第一电极12a和第二电极19a外还有第三电极15b(见图9)。
第三电极15b配置在底板9上，在经由形成于绝缘膜11上的连接孔11b连接至连接线15的同时被绝缘膜11覆盖，并且配置成在中间介有绝缘膜11的状态下面对第一电极12a。
如上所述，通过设置配置成在中间介有绝缘膜11的状态下面对第一电极12a的第三电极15b，来形成电容器20A。因此，能够进一步增加存储电容。
此外，在以上描述中，如图3所示，通过形成于平坦化膜18上的凹部18a，在粘结层7上也形成有凹部。然而，如图10所示，粘结剂填充于凹部18a中的部分可以具有比其它部分厚的厚度，由此使粘结层7的位于显示层6侧的表面形成为平坦的。
如上所述，由于粘结层7的位于显示层6侧的表面形成为平坦的，所以显示层6能够具有均匀的厚度，并且配置于显示层6中的微囊体6a、6a、…能够在厚度方向上配置在相同位置处。
应该注意的是，在设置有电容器20A而不是电容器20的情况下类似地，粘结剂填充于凹部18a中的部分可以具有比其它部分厚的厚度，由此使粘结层7的位于显示层6侧的表面形成为平坦的。
[本公开]
应该注意的是，本公开还可以采用以下构造。
(1)一种显示装置，包括：
扫描线，供扫描信号输入；
信号线，供图像信号输入，并配置成垂直于所述扫描线；
存储容量线，配置成平行于所述信号线；
绝缘膜，具有覆盖晶体管的栅电极的栅极绝缘部；
像素电极，连接至所述晶体管；
电容器，包括第一电极和第二电极，所述第一电极连接至所述存储容量线，所述第二电极连接至所述像素电极；和
保护膜，具有第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部覆盖所述晶体管的源电极和漏电极，所述第二绝缘部设置在所述第一电极与所述第二电极之间，所述第一电极和所述第二电极配置成在两者间介有所述保护膜的第二绝缘部的状态下彼此相对。
(2)如(1)所述的显示装置，其中，
所述保护膜的第二绝缘部具有比所述绝缘膜的栅极绝缘部薄的厚度。
(3)如(1)或(2)所述的显示装置，其中，
所述保护膜具有比所述绝缘膜高的介电常数。
(4)如(1)至(3)中任一项所述的显示装置，其中，
所述电容器设置有第三电极，所述第三电极连接至所述晶体管，并位于所述第一电极的相反侧且在两者间介有所述绝缘膜。
(5)如(1)至(4)中任一项所述的显示装置，其中，
在所述像素电极与所述保护膜的至少第一绝缘部之间设置有平坦化膜，
在所述平坦化膜上形成有凹部，并且
所述电容器的第二电极设置在所述凹部的底表面上。
应该注意的是，上述实施例中示出的部件的具体形状和构造只是用于实施本公开的示例，并不限制本公开的范围。
本公开包含与2012年5月21日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2012-115358所公开的主题有关的主题，其全部内容通过引用并入本文。
本领域的技术人员应该明白的是，在所附权利要求书或其等同方案的范围内，可根据设计要求和其它因素做出各种变型、组合、子组合和变更。

Claims (5)

1.一种显示装置，包括：
扫描线，供扫描信号输入；
信号线，供图像信号输入，并配置成垂直于所述扫描线；
存储容量线，配置成平行于所述信号线；
绝缘膜，具有覆盖晶体管的栅电极的栅极绝缘部；
像素电极，连接至所述晶体管；
电容器，包括第一电极和第二电极，所述第一电极连接至所述存储容量线，所述第二电极连接至所述像素电极；和
保护膜，具有第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部覆盖所述晶体管的源电极和漏电极，所述第二绝缘部设置在所述第一电极与所述第二电极之间，所述第一电极和所述第二电极配置成在两者间介有所述保护膜的第二绝缘部的状态下彼此相对。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中，
所述保护膜的第二绝缘部具有比所述绝缘膜的栅极绝缘部薄的厚度。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中，
所述保护膜具有比所述绝缘膜高的介电常数。
4.如权利要求1所述的显示装置，其中，
所述电容器设置有第三电极，所述第三电极连接至所述晶体管，并位于所述第一电极的相反侧且在两者间介有所述绝缘膜。
5.如权利要求1所述的显示装置，其中，
在所述像素电极与所述保护膜的至少第一绝缘部之间设置有平坦化膜，
在所述平坦化膜上形成有凹部，并且
所述电容器的第二电极设置在所述凹部的底表面上。
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