CN110112145B - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显示装置，包括一阵列基板，定义出多个阵列排列的像素结构。该些像素结构分别具有：一半导体层，位于该基板上；一第一金属层，位于该基板上；一第一绝缘层，位于该半导体层上，该第一绝缘层具有一第一开口，该第一开口露出该半导体层的一顶面及该第一绝缘层的一侧面；一第二金属层，位于该第一绝缘层上，且经由该第一开口形成于该半导体层的该顶面及该第一绝缘层的该侧面；以及一第二绝缘层，位于该第二金属层与该第一绝缘层上，且该第二绝缘层具有一第二开口，其中该第二开口露出位于该第一绝缘层的该侧面上的该第二金属层。

Description

显示装置

本申请是中国发明专利申请(申请号：201510029484.7，申请日：2015年01月21日，发明名称：显示装置)的分案申请。

技术领域

本发明涉及显示装置，且特别是涉及利用薄膜晶体管的显示装置。

背景技术

为了实现高速影像处理以及高品质显示影像，近年来如彩色液晶显示装置的平面显示器已广泛地使用。在液晶显示装置中，通常包括两个上、下基板，以黏合或是封合材料接合在一起。而液晶材料被填入两个基板之间，为了保持两板之间固定的距离，具有一定粒径的颗粒被散布于上述两板之间。

通常，下基板表面形成有用来当作开关元件的薄膜晶体管，此薄膜晶体管具有连接于扫描线(scanning line)的栅极电极(gate electrode)、连接于数据线(data line)的源极电极(source electrode)、与连接于像素电极(pixel electrode)的漏极电极(drainelectrode)。而上基板置于下基板上方，此上基板表面形成有一滤光片与多个遮光材料(如由树脂黑矩阵(Resin BM)构成)。此两基板的周边具有封合材料黏合固定住，而两基板之间具有液晶材料。下基板也称之为阵列基板(array substrate)，而形成于其上的如薄膜晶体管、接触物等数个元件则通常通过数道光刻制作工艺所制作而成。

然而，随着显示装置的影像分辨率的提升趋势，便需要于下基板上形成如薄膜晶体管、接触物等尺寸更为缩减的数个元件时，提供可维持或更为提升显示装置的开口率表现的阵列基板。

发明内容

依据一实施例，本发明提供了一种显示装置，包含：一阵列基板，定义出多个阵列排列的像素结构。该些像素结构分别具有：一半导体层，位于一基板上；一第一金属层，位于该基板上；一第一绝缘层，位于该半导体层上，该第一绝缘层具有一第一开口，该第一开口露出该半导体层的一顶面及该第一绝缘层的一侧面；一第二金属层，位于该第一绝缘层上，且经由该第一开口形成于该半导体层的该顶面及该第一绝缘层的该侧面；以及一第二绝缘层，位于该第二金属层与该第一绝缘层上，且该第二绝缘层具有一第二开口，其中，该第二开口露出位于该第一绝缘层的该侧面上的该第二金属层，其中，该第一开口、该第二开口与该第一金属层沿一方向的排列顺序为该第一金属层、该第二开口，及该第一开口。

依据另一实施例，上述显示装置，还包括：一透光基板；以及一显示层，设置于该透光基板与该阵列基板之间。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的一实施例的一种阵列基板的布局情形的上视示意图；

图2为本发明的一实施例的沿图1内2-2线段的阵列基板的剖面情形的示意图；

图3为本发明的另一实施例的一种阵列基板的布局情形的上视示意图；

图4为本发明的又一实施例的一种阵列基板的布局情形的示意图；

图5为本发明的另一实施例的一种阵列基板的布局情形的上视示意图；

图6为本发明的一实施例的沿图5内6-6线段的阵列基板的剖面情形的示意图；

图7为本发明的又一实施例的一种阵列基板的布局情形的上视示意图；

图8为本发明的另一实施例的一种阵列基板的布局情形的上视示意图；以及

图9为本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。

符号说明

10、10’～阵列基板

100～基板

102～半导体层

102a～漏极区

104～绝缘层

106～金属层

108～绝缘层

110～第一开口

112～金属层

112’～金属层

116～绝缘层

118～第二开口

120～透明电极

300～阵列基板

350～显示层

400～透光基板

500～显示装置

A～几何中心

B～几何中心

P～像素区

α～夹角

具体实施方式

请参照图1-图2，显示了依据本发明的一实施例的一种阵列基板10的一系列示意图，其适用于如彩色液晶显示装置的显示装置的应用。在此，图1为一上视示意图，而图2则为一剖面示意图，以显示沿图1内2-2线段的阵列基板的一部的剖面情形。

请参照图1，阵列基板10主要包括：一基板100(在此未显示，请参见图2)、数个U形的半导体层102，分隔地设置于基板100的一部上；数个金属层106，沿如X方向的一第一方向沿伸而间隔地设置于基板100的一部上，且分别地覆盖此些半导体层104之一；一绝缘层108(在此未显示，请参见图2)，形成于基板100、半导体层102、此些第一金属层106上；数个金属层112，沿如Y方向的一第二方向沿伸而间隔地设置于绝缘层108上并部分覆盖此些半导体层102之一的一部；数个金属层112’，分别设置于相邻的两金属层112之间的绝缘层108的一部上以部分覆盖此些半导体层102之一的另一部；数个第一开口110，分隔地设置于绝缘层108之内，以分别露出此些半导体层102的数部的顶面(在此未显示，请参见图2)，而金属层112与金属层112’的一部则分别填入于此些第一开口110之一之内，以形成与半导体层102之间的电性连结关系；一绝缘层116(在此未显示，请参见图2)，坦覆地形成于基板100、此些金属层112’、此些金属层112与绝缘层108上；数个第二开口118，分隔地设置于绝缘层116的一部内，以分别露出此些金属层112’之一的一部的顶面且部分重叠于下方的此些第一开口110之一；数个透明电极120，间隔设置于位于此些由相邻且交错的两金属层106与两金属层112所交叉定义出的数个像素区P内的绝缘层116之上，而透明导电层120的一部则填入于此些第二开口118之一内，以接触金属层112’。于此些像素区P之内，则分别形成有一像素结构。

如图1所示，沿如X方向的一第一方向沿伸而间隔设置的此些金属层106分别作为一栅极线(gate line)之用，而沿如Y方向的一第二方向沿伸而间隔设置的此些金属线112则分别作为一数据线(data line)之用，而此些第一开口110作为第一接触孔(contacthole)之用，而此些第二开口118作为第二接触孔之用。在此，形成于第一开口110内的金属层112’的用于电连接一薄膜晶体管装置的一漏极区与后续形成的一像素电极之用，而第二开口118与第一开口110的一部分重叠，因而露出了金属层112’的一部，且形成于第二开口118内的透明电极120部分重叠于金属层112并接触之，进而形成了电连接情形。

请参照图2的示意图，以显示了依据本发明的一实施例的沿图1内2-2线段的阵列基板10的剖面情形。

如图2所示，在半导体层102与绝缘层108之间还设置有另一绝缘层104，以作为一薄膜晶体管内的栅绝缘层(gate insulator)之用。在半导体层102之内则形成有一漏极区102a，而第一开口110则穿透了此绝缘层104而部分地露出了此漏极区102a的一顶面，而金属层112’则顺应地形成于绝缘层108的表面上并填入于第一开口110内，其经由第一开口110而覆盖并接触为第一开口110所露出的绝缘层102与104的侧壁面以及半导体层102内的漏极区102a的顶面。

再者，形成于绝缘层116内的第二开口118则部分重叠于像素区P内的第一开口110，进而露出了形成于绝缘层108上及此第一开口110内的金属层112’的一部，而透明电极120则除了形成于绝缘层116的顶面上以外，其也形成于第二开口118之内而接触了为第二开口118所露出的金属层112’的部分。值得注意的是，为第二开口118所露出的金属层112’的面积大于为第一开口110所露出的半导体层102的顶面的面积。换言之，第二开口118的尺寸大于第一开口110的尺寸。

如图1-图2所示情形，通过将第二开口118形成于第一开口110与金属线106之间的一位置处，如此便可增大像素区P内的透明电极120的覆盖区域，进而增大了像素区P的有效开口率。

请继续参照图1-图2，在像素区P内的第一开口110与第二开口118为具有由上往下尺寸递减的一拔锥状(tapered shape)开口。而基于简化图示目的，在图1内仅显示了此些第一开口110与第二开口118的一最大尺寸，且此些第一开口110与第二开口118分别具有一几何中心A与B。

如图1所示，从上视观之，在像素区P内的此第一开口110的几何中心A与其邻近的第二开口118的几何中心B之间的一连线A-B与金属线106之间可具有大体90度的一夹角α，及此连线A-B垂直于金属线106。然而，为了更增大像素区P内的透明电极120的覆盖区域及增大了像素区P的有效开口率，则可调整第二开口118的位置，使得其较为接近左方的金属线112(如图3所示)或右方的金属线112(如图4所示)，进而使得第一开口110的几何中心A与其邻近的第二开口118的几何中心B之间的一连线A-B不再垂直于金属线106，而此连线A-B与金属线106之间将夹有一非直角的角度α。此角度α可视实际需求而大于0度并小于90度。

请参照图5-图6，显示了依据本发明的另一实施例的一种阵列基板10’的一系列示意图。图5为一上视示意图，而图6则为一剖面示意图，以显示沿图5内6-6线段的阵列基板的一部的剖面情形。在此，图5-图6的实施例由修改图1-图2所示的实施例所得到，因此图5-图6中相同元件采用相同标号所显示，而于下文中仅解说其与图1-图2所示实施例之间的差异处。

请参照图5，可更调整位于像素区P内的金属层112’、半导体层102的部分与及其邻近的相关构件的相关位置，使得金属层112’与第二开口118部分重叠于金属线106。因此，透明电极120仅部分地填入于第二开口118内并仅部分覆盖绝缘层116的顶面及为第二开口118所露出的绝缘层118的部分侧壁面与金属层112’的顶面与侧壁面。

请参照图6，则显示了沿图5内6-6线段的阵列基板的一部的剖面情形，在此透明电极120仅部分地填入于第二开口118内并仅部分覆盖绝缘层116的顶面及为第二开口118所露出的绝缘层118的部分侧壁面与金属层112’的顶面与侧壁面，而位于上方的金属层112’则部分重叠于位于下方的金属层106。

请继续参照图5-图6，在像素区P内的第一开口110以及横跨像素区P与金属线106的第二开口118为具有由上往下尺寸递减的一拔锥状(tapered shape)开口。而基于简化图示目的，在图5内仅显示了此些第一开口110与第二开口118的一最大尺寸，且此些第一开口110与第二开口118分别具有一几何中心A与B。

如图5所示，从上视观之，此第一开口110的几何中心A与其邻近的第二开口118的几何中心B之间的一连线A-B与金属线106之间可具有大体90度的一夹角α，及此连线A-B垂直于金属线106。然而，为了更增大像素区P内的透明电极120的覆盖区域及增大了像素区P的有效开口率，则可调整第二开口118的位置，使得其较为接近左方的金属线112(如图7所示)或右方的金属线112(如图8所示)，进而使得第一开口110的几何中心A与其邻近的第二开口118的几何中心B之间的一连线A-B不再垂直于金属线106，而此连线A-B与金属线106之间将夹有一非直角的角度α。此角度α可视实际需求而大于0度并小于90度。

相似于图1-图4所示的实施情形，图5-图8所示的实施情形内的阵列基板10’内也通过将第二开口118形成于第一开口110与金属线106之间的一位置处，以增大像素区P内的透明电极120的覆盖区域，及增大了像素区P的有效开口率。

在图1-图4与图5-图8所示的实施例中，基板100的材质例如为玻璃或塑胶，半导体层102的材质例如为多晶硅，绝缘层104与108的材质例如为氧化硅、氮化硅或其组合，且不同绝缘层104与108之间可包括相同或不相同的材料，金属层106的材质例如为钨或铝，绝缘层116则包括如旋涂玻璃或的绝缘材质，金属层112与金属层112’的材质例如为钨或铝且可同时形成，而透明电极120可包括氧化铟锡(ITO)的透明导电材料。而半导体层102的外型也非以U形为限，其也可为L形或其他形状。上述构件的制作可采用传统阵列基板制作工艺所完成，故在此不详述其相关制作。

请参照图9，显示了依据本发明的一实施例的一种显示装置500的一剖面示意图。

如图9所示，显示装置500包括:一阵列基板300；一透光基板350；以及一显示层400，设置于透光基板350与该阵列基板300之间。在一实施例中，显示装置500内的阵列基板300可包括如图1-图8所示的阵列基板10与10’，且可还包括如共电极(未显示)等其他构件。而依照显示装置500的实施情形，例如为液晶显示装置或有机发光二极管显示装置，显示层400则包括一液晶层或一有机发光二极管层。而于显示装置500中，依照显示装置500的实施情形，例如为液晶显示装置或有机发光二极管显示装置，透光基板350上可还包括有如彩色滤光物(未显示)的其他构件，而透光基板350可包括如玻璃或塑胶的透光材质。

虽然结合以上优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (18)

1.一种显示装置，其特征在于，该显示装置包含：

基板；

半导体层，位于该基板上；

栅极线，位于该基板上；

第一绝缘层，位于该半导体层上，该第一绝缘层具有一第一开口；

第二金属层，位于该第一绝缘层上，且包括数据线及金属层部分，该金属层部分填入该第一开口内，该金属层部分经由该第一开口电连接该半导体层，该数据线与该半导体层重叠；以及

第二绝缘层，位于该第二金属层与该第一绝缘层上，且该第二绝缘层具有一第二开口，

其中，该第二开口与该栅极线在该基板上的正投影至少部分重叠，其中该第二开口所露出的该第二金属层的面积大于该第一开口所露出的该半导体层的面积，其中部分的该第二绝缘层设置于该第一开口内以形成一凹陷，而部分地设置于该第一开口的侧壁表面上的该第二金属层被该凹陷暴露。

2.如权利要求1所述的显示装置，该金属层部分与该栅极线在该基板上的正投影至少部分重叠。

3.如权利要求1所述的显示装置，其中该第二开口与该第一开口在该基板上的正投影至少部分重叠。

4.如权利要求1所述的显示装置，其中该第一绝缘层具有另一第一开口，该另一第一开口与该栅极线的距离不同于该第一开口与该栅极线的距离。

5.如权利要求4所述的显示装置，其中该另一第一开口与该栅极线的距离大于该第一开口与该栅极线的距离。

6.如权利要求1或2所述的显示装置，其中该第一开口的几何中心A与该第二开口的几何中心B之间的一连线A-B与该栅极线的沿伸方向之间夹有一角度α，该角度α非直角。

7.如权利要求6所述的显示装置，还包括显示层，设置于该基板之上，该显示层为一液晶层或一发光二极管层。

8.一种显示装置，其特征在于，该显示装置包含：

基板；

半导体层，位于该基板上；

栅极线，位于该基板上；

第一绝缘层，位于该半导体层上，该第一绝缘层具有一第一开口；

第二金属层，位于该第一绝缘层上，且包括数据线及金属层部分，该金属层部分填入该第一开口内，该金属层部分经由该第一开口电连接该半导体层，该数据线与该半导体层重叠；以及

第二绝缘层，位于该第二金属层与该第一绝缘层上，且该第二绝缘层具有一第二开口，

其中，该金属层部分与该栅极线在该基板上的正投影至少部分重叠，其中该第二开口所露出的该第二金属层的面积大于该第一开口所露出的该半导体层的面积，其中部分的该第二绝缘层设置于该第一开口内以形成一凹陷，而部分地设置于该第一开口的侧壁表面上的该第二金属层被该凹陷暴露。

9.如权利要求8所述的显示装置，其中该第一开口的几何中心A与该第二开口的几何中心B之间的一连线A-B与该栅极线的沿伸方向之间夹有一角度α，该角度α非直角。

10.如权利要求8所述的显示装置，其中该第二开口与该第一开口在该基板上的正投影至少部分重叠。

11.如权利要求8所述的显示装置，其中该第一绝缘层具有另一第一开口，该另一第一开口与该栅极线的距离不同于该第一开口与该栅极线的距离。

12.如权利要求11所述的显示装置，其中该另一第一开口与该栅极线的距离大于该第一开口与该栅极线的距离。

13.如权利要求12所述的显示装置，还包括显示层，设置于该基板之上，该显示层为一液晶层或一发光二极管层。

14.一种显示装置，其特征在于，该显示装置包含：

基板；

半导体层，位于该基板上；

栅极线，位于该基板上；

第一绝缘层，位于该半导体层上，该第一绝缘层具有一第一开口；

第二金属层，位于该第一绝缘层上，且包括数据线及金属层部分，该金属层部分填入该第一开口内，该金属层部分经由该第一开口电连接该半导体层，该数据线与该半导体层重叠；以及

第二绝缘层，位于该第二金属层与该第一绝缘层上，且该第二绝缘层具有一第二开口，

其中，该第一开口的几何中心A与该第二开口的几何中心B之间的一连线A-B与该栅极线的沿伸方向之间夹有一角度α，该角度α非直角。

15.如权利要求14所述的显示装置，其中该第二开口与该第一开口在该基板上的正投影至少部分重叠。

16.如权利要求14所述的显示装置，其中该第一绝缘层具有另一第一开口，该另一第一开口与该栅极线的距离不同于该第一开口与该栅极线的距离。

17.如权利要求16所述的显示装置，其中该另一第一开口与该栅极线的距离大于该第一开口与该栅极线的距离。

18.如权利要求17所述的显示装置，还包括显示层，设置于该基板之上，该显示层为一液晶层或一发光二极管层。