CN111505873A - 显示装置 - Google Patents

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张宰福
李准宇
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Abstract

提供了一种显示装置。根据本发明的示例性实施例的显示装置包括：基底；栅极线，在第一方向上设置在基底上；数据线，设置在第二方向上，同时与栅极线交叉；半导体层，设置在栅极线与数据线之间；晶体管，由半导体、栅极线的一部分和数据线的一部分形成；像素电极，与晶体管连接；以及遮光构件，设置在像素电极上，其中，遮光构件设置在第二方向上，同时与数据线叠置，遮光构件包括各自在第一方向上具有不同的宽度的第一区域和第二区域，并且第二区域的宽度比第一区域的宽度窄。

Description

显示装置
本申请要求于2019年1月30日提交的第10-2019-0011858号韩国专利申请的优先权和权益，出于所有目的将该韩国专利申请通过引用包含于此，如同在此充分阐述一样。
技术领域
发明的示例性实施例总体上涉及一种显示装置，更具体地，发明的示例性实施例涉及一种其中可以防止或减少像素电极的边缘的破裂的显示装置。
背景技术
作为广泛使用的显示装置中的一种，液晶显示器(LCD)是这样一种显示装置，在该显示装置中，向形成在彼此面对的各个基底上的电极(例如，像素电极和共电极)施加电压以控制设置在电极之间的液晶层中的液晶的取向，从而调节透射的光的量。
这种液晶显示器包括与电极连接的薄膜晶体管。薄膜晶体管用作单独地驱动液晶显示器中的每个像素的开关。
具体地，薄膜晶体管是根据通过每个像素中的栅极线供应的栅极信号来控制通过数据线供应到像素电极的数据信号的开关，并包括与栅极线连接的栅电极、设置在栅电极上并形成沟道的有源层(半导体层)、设置在有源层上并与数据线连接的源电极以及相对于有源层与源电极分隔开设置的漏电极。
在本背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此，它可以包含不形成对本领域的普通技术人员而言在本国已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明致力于提供一种其中可以防止或减少像素电极的边缘的破裂的显示装置。
根据本发明的示例性实施例的显示装置包括：基底；栅极线，在第一方向上设置在基底上；数据线，设置在第二方向上，同时与栅极线交叉；半导体层，设置在栅极线与数据线之间；晶体管，由半导体、栅极线的一部分和数据线的一部分形成；像素电极，与晶体管连接；以及遮光构件，设置在像素电极上，其中，遮光构件设置在第二方向上，同时与数据线叠置，遮光构件包括各自在第一方向上具有不同的宽度的第一区域和第二区域，并且第二区域的宽度比第一区域的宽度窄。
第一区域与栅极线叠置，第二区域可以与晶体管叠置。
遮光构件的第二区域和像素电极可以在第一方向上彼此分隔开设置，并且它们之间的距离可以是约2μm至约10μm。
遮光构件的第一区域在第一方向上的宽度可以比第二区域在第一方向上的宽度宽5％至20％。
遮光构件的第一区域在第一方向上的宽度可以是约60μm至约70μm。
遮光构件的第二区域在第一方向上的宽度可以是约50μm至约55μm。
遮光构件的第二区域可以不与像素电极的一个边缘叠置。
像素电极可以包括在第一方向上延伸的主干部和从主干部延伸的微小分支部，并且像素电极在第一方向上的长度可以比像素电极在第二方向上的长度长。
显示装置还可以包括设置在数据线与像素电极之间的绝缘层。
绝缘层可以是有机层，并且绝缘层的厚度可以是约2μm至约3μm。
显示装置还可以包括设置在绝缘层与数据线之间的滤色器。
根据本发明的另一示例性实施例的显示装置包括：基底；栅极线，在第一方向上设置在基底上；数据线，设置在第二方向上，同时与栅极线交叉；半导体层，设置在栅极线与数据线之间；晶体管，由半导体、栅极线的一部分和数据线的一部分形成；像素电极，与晶体管连接；以及遮光构件，设置在像素电极上，其中，遮光构件设置在第二方向上，同时与数据线叠置，并且遮光构件和像素电极在第一方向上彼此分隔开设置。
分开的距离可以是约2μm至约10μm。
显示装置还可以包括设置在数据线与像素电极之间的绝缘层。
绝缘层可以是有机层，并且绝缘层可以具有约2μm至约3μm的厚度。
显示装置还可以包括设置在绝缘层与数据线之间的滤色器。
根据本发明的另一示例性实施例的显示装置包括：基底；栅极线，在第一方向上设置在基底上；数据线，设置在第二方向上，同时与栅极线交叉；半导体层，设置在栅极线与数据线之间；晶体管，由半导体、栅极线的一部分和数据线的一部分形成；像素电极，与晶体管连接；绝缘层，设置在晶体管与像素电极之间；以及遮光构件，设置在像素电极上，其中，绝缘层的厚度是约2μm至约3μm。
显示装置还可以包括设置在绝缘层与数据线之间的滤色器。
绝缘层可以是有机层。
遮光构件和像素电极可以在第一方向上彼此分隔开设置，并且它们之间的距离可以是约2μm至约10μm。
根据示例性实施例，可以提供一种其中可以防止或减少像素电极的边缘的破裂的显示装置。
应当理解的是，前面的总体描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的发明的进一步解释。
附图说明
附图示出了发明的示例性实施例，并且与说明书一起用于解释发明构思，附图被包括以提供对发明的进一步理解，并且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是根据本发明的示例性实施例的显示装置的俯视平面图。
图2是沿着线II-II'截取的图1的剖视图。
图3是沿着线III-III'截取的图1的剖视图。
图4示出了根据本发明的另一示例性实施例的显示装置。
图5示出了根据作为像素电极的组成物质的ITO的焙烧的应力行为。
图6示出了绝缘层、像素电极与遮光构件之间的应力。
图7示出了从在Si晶片上顺序沉积绝缘层和像素电极以及两次焙烧工艺至形成遮光构件的应力行为的测量。
图8示出了有机层的厚度(μm)与像素电极的应力之间的相关性。
图9示出了在区分遮光构件与像素电极之间的距离的同时，在焙烧像素电极之后的应力变化。
具体实施方式
在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的透彻理解。如在此所使用的，“实施例”和“实施方式”是作为采用在此所公开的一个或更多个发明构思的装置或方法的非限制性示例的可互换的词。然而，明显的是，可以在不采用这些具体细节或采用一个或更多个等效布置的情况下实践各种示例性实施例。在其他情况下，以框图形式示出了公知的结构和装置，以避免不必要地混淆各种示例性实施例。此外，各种示例性实施例可以不同，但是不必是排他的。例如，在不脱离发明构思的情况下，示例性实施例的特定形状、构造和特性可以在另一示例性实施例中使用或实施。
除非另外说明，否则所示出的示例性实施例将被理解为提供可以在实践中实施发明构思的一些方式的不同细节的示例性特征。因此，除非另外说明，否则在不脱离发明构思的情况下，各种实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中，单独地或共同地称为“元件”)可以以其他方式组合、分离、互换和/或重新布置。
在附图中交叉影线和/或阴影的使用通常提供用来使相邻元件之间的边界清晰。这样，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在或不存在都不传达或表示对元件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的元件之间的共性和/或任何其他特性、属性、性质等的任何偏好或要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性目的，可以夸大元件的尺寸和相对尺寸。当示例性实施例可以不同地实现时，可以以不同于所描述的顺序来执行特定工艺顺序。例如，可以基本上同时执行或以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的元件。
当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，所述元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。为此，术语“连接”可以指在具有或不具有中间元件的情况下的物理连接、电气连接和/或流体连接。此外，DR1轴、DR2轴和DR3轴不限于直角坐标系的诸如x轴、y轴和z轴的三个轴，而是可以以更广泛的意义解释。例如，DR1轴、DR2轴和DR3轴可以彼此垂直，或者可以表示彼此不垂直的不同方向。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个(种/者)”和“选自于由X、Y和Z组成的组中的至少一个(种/者)”可以解释为仅X、仅Y、仅Z或X、Y和Z中的两个(种/者)或更多个(种/者)的任意组合，诸如以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。如在此所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何组合和所有组合。
尽管在此可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种类型的元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不脱离公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被命名为第二元件。
为了描述性目的，可以在此使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下面”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”、“侧”(例如，如在“侧壁”中)等的空间相对术语，从而描述如附图中所示的一个元件与另外的元件的关系。空间相对术语旨在包括设备在使用、操作和/或制造中的除图中描绘的方位以外的不同方位。例如，如果附图中的设备翻转，则被描述为“在”其他元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。此外，设备可以被另外定位(例如，旋转90度或处于其他方位处)，如此，相应地解释在此所使用的空间相对描述语。
在此所使用的术语是出于描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如在此所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”、“一个(种/者)”和“该(所述)”也旨在包括复数形式。此外，术语“包括”、“包含”和/或其变型用在本说明书中时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但是不排除存在或附加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。还注意的是，如在此所使用的，术语“基本上”、“约”和其他类似术语用作近似术语而不是程度术语，并且如此，被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供值的固有偏差。
在此，参照作为理想化的示例性实施例和/或中间结构的示意图的剖视图和/或分解图示来描述各种示例性实施例。如此，将预期出现例如由制造技术和/或公差导致的图示形状的变化。因此，在此所公开的示例性实施例不应一定被解释为限于区域的具体示出的形状，而是将包括由例如制造导致的形状上的偏差。以这种方式，附图中示出的区域本质上可以是示意性的，并且这些区域的形状可以不反映装置的区域的实际形状，如此，不必意图成为限制。
除非另外定义，否则在此所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开是其一部分的领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。术语(诸如在通用词典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义相一致的含义，并且不应以理想化或过于形式化的意思来进行解释，除非在此明确这样定义。
在下文中，将参照附图描述根据示例性实施例的显示装置。
图1是根据本发明的示例性实施例的显示装置的俯视平面图。图2是沿着线II-II'截取的图1的剖视图。图3是沿着线III-III'截取的图1的剖视图。
根据本示例性实施例的显示装置包括设置在由透明玻璃或塑料制成的绝缘基底110上的多条栅极线121。
栅极线121传输栅极信号并在第一方向DR1上延伸。每条栅极线121包括从栅极线121突出的多个栅电极124。另外，存储电极线129可以设置在与设置有栅极线121的层相同的层上并在距栅极线121一定距离处。存储电极线129可以与栅极线121分开并因此设置为岛。
由诸如氧化硅或氮化硅的绝缘材料制成的栅极绝缘层140设置在栅极线121和存储电极线129上。栅极绝缘层140可以具有包括两个绝缘层的多层结构，每个绝缘层具有不同的物理性质。
多个半导体层154设置在栅极绝缘层140上。半导体层154可以与栅电极124叠置。
接下来，多条数据线171、连接到数据线171的多个源电极173和多个漏电极175形成在半导体层154和栅极绝缘层140上。
数据线171传输数据信号并与栅极线121交叉，同时在第二方向DR2上延伸。源电极173从数据线171延伸并因此与栅电极124叠置，并且可以基本上以“U”形形成。
漏电极175与数据线171分开，并从U形源电极173的中心向上延伸。
一个栅电极124、一个源电极173和一个漏电极175与半导体层154一起形成一个薄膜晶体管(TFT)，并且薄膜晶体管的沟道区形成在设置在源电极173与漏电极175之间的半导体层154中。
接下来，多个滤色器230设置在数据线171上。滤色器230可以包括红色滤色器230R、绿色滤色器230G和蓝色滤色器230B。每个滤色器可以设置在通过多条栅极线121和数据线171的交叉而划分的每个区域中。
参照图2，表现不同颜色的滤色器可以在设置有薄膜晶体管的区域中彼此部分地叠置。当滤色器彼此叠置时，对应区域的滤色器的总厚度可以增大，并且对应区域可以用作类似于隔离物。尽管未在图2中示出滤色器在叠置区域中变厚，但是滤色器230的厚度在滤色器叠置的区域中可以变厚。
接下来，设置绝缘层180。绝缘层180可以由诸如氮化硅或氧化硅的无机绝缘材料、有机绝缘材料或低介电常数材料形成。例如，绝缘层180可以是有机层，并且有机层的厚度可以是约2μm至约3μm。当作为有机层的绝缘层180的厚度是约2μm至约3μm时，可以防止像素电极191由于工艺期间的应力变化而破裂，这将在后面详细描述。
绝缘层180和滤色器230包括与漏电极175叠置的接触孔181。像素电极191通过接触孔181与漏电极175物理连接和电连接，并从漏电极175接收数据电压。
像素电极191可以包括诸如ITO或IZO的透明导体。
像素电极191可以包括在第一方向DR1上延伸的主干部192和从主干部192延伸的微小分支部193。微小分支部193的边缘可以彼此连接。像素电极191包括与漏电极175叠置的突起部195，并可以在突起部195中与漏电极175连接。像素电极191在第一方向DR1上的长度可以比像素电极191在第二方向DR2上的长度长。
像素电极191的微小分支部193可以在数据线171与栅极线121叠置的区域中具有比其他区域中的微小分支部193厚的厚度。当微小分支部193在像素电极191的边缘处具有较厚的厚度时，可以部分地防止其中像素电极191在其边缘处破裂的现象。
遮光构件220可以设置在像素电极191上。遮光构件220可以沿着第二方向DR2设置，同时与数据线171叠置。
遮光构件220包括第一区域220a和第二区域220b。与第二区域220b相比，第一区域220a在第一方向DR1上具有较宽的宽度D1。第一区域220a可以与栅极线121叠置，并且第二区域220b可以不与栅极线121叠置。遮光构件220的第二区域220b的宽度D2可以是约50μm至约55μm。第二区域220b可以与晶体管叠置。另外，第一区域220a的宽度D1可以是约60μm至约70μm。此外，第一区域220a的宽度D1可以比第二区域220b的宽度D2宽约5％至20％。
遮光构件220的第二区域220b可以不与像素电极191的一个边缘叠置。参照图3，遮光构件220的第二区域220b和像素电极191的边缘彼此分开而不是彼此叠置。在这种情况下，遮光构件220的第二区域220b与像素电极191的边缘之间的距离G1可以是约2μm至10μm。
如所描述的，遮光构件220和像素电极191设置为彼此分开而不是彼此叠置，使得可以防止或减少在像素电极191的边缘处的裂纹的产生。
遮光构件220的第一区域220a在第一方向DR1上比第二区域220b宽。第一区域220a可以与栅极线121叠置。因为第一区域220a的宽度D1比第二区域220b的宽度D2宽，所以可以防止或减少像素电极191的边缘处的光泄漏的产生。
图4示出了根据本发明的另一示例性实施例的显示装置。参照图4，根据本示例性实施例的遮光构件220在整个区域中具有均匀的宽度，并且遮光构件220和像素电极191的一个边缘彼此叠置。然而，在图4中，作为有机层的绝缘层180的厚度是约2μm至约3μm。沿着图4的线II-II'截取的剖视面与图2相同。参照图2，作为有机层的绝缘层180的厚度可以是约2μm至约3μm。在这种情况下，作为有机层的绝缘层180吸收像素电极191的沉积工艺和焙烧工艺期间的应力变化，因此可以防止或减少由于这种应力变化导致的像素电极191的破裂。
即，在根据示例性实施例的显示装置中，遮光构件220包括各自具有不同宽度的第一区域220a和第二区域220b，并且像素电极191的边缘不与遮光构件220叠置，因此可以防止像素电极191破裂。可选地，由约2μm至约3μm的有机层形成的绝缘层180吸收像素电极191的应力变化，从而防止或减少像素电极191的破裂。可选地，绝缘层180由约2μm至约3μm的有机层形成，同时防止像素电极191的边缘和遮光构件220彼此叠置，从而防止像素电极191的破裂。
接下来，将通过详细的实验数据来描述根据本发明的示例性实施例的显示装置的效果。
图5示出了根据作为像素电极191的组成物质的ITO的焙烧的应力行为。参照图5，当ITO(即，像素电极191的组成物质)沉积在Si晶片上时，应力值为-200，但是当对沉积的ITO进行一次焙烧时，应力增大到约+260。因此，上述工艺中的应力变化量达到△460。接下来，当进行二次焙烧时，应力稍微减小，因此应力变化量是△66。即，在像素电极191的沉积工艺和焙烧工艺期间，应力变化量很大，这样的应力变化导致在像素电极191中产生裂纹。
裂纹的产生还由与遮光构件220的应力差触发，遮光构件220是设置在像素电极191的上部中的有机层。图6示出了绝缘层180、像素电极191和遮光构件220之间的应力。参照图6，像素电极191从绝缘层180接收拉应力，并从遮光构件220接收压应力，它们之间的应力差导致像素电极191的破裂。
然而，在根据本公开的显示装置中，像素电极191的边缘和遮光构件220彼此不叠置，或者设置在像素电极191下方的绝缘层180的厚度设定为约2μm至约3μm，从而防止或减少像素电极191的破裂。
图7示出了从绝缘层180和像素电极191在Si晶片上的顺序沉积以及两次焙烧工艺至形成遮光构件220的应力行为的测量。在这种情况下，作为有机层的绝缘层180设定为0.5μm、1.3μm和3μm，测量每个阶段的应力行为并将测量结果示于图7中。
参照图7，确定的是，当作为有机层的绝缘层180的厚度是0.5μm时，每个阶段的应力变化量大。然而，当绝缘层180的厚度是1.3μm时，应力变化量比当绝缘层180的厚度是0.5μm时小，当绝缘层180的厚度是3.0μm时，应力变化量显著减少。即，当绝缘层180形成为具有约2.0μm至约3.0μm的厚度的有机层时，有机层吸收在像素电极191的沉积工艺和焙烧工艺期间的应力变化量，使得整个层状结构的应力变化量减少。因此，可以防止或减少由于应力变化导致的像素电极191的破裂。
图8示出了有机层的厚度(μm)与像素电极的应力之间的相关性。图9示出了根据遮光构件与像素电极之间的距离(μm)的应力变化。参照图8，当有机层的厚度是约2μm至约3μm时，在像素电极沉积之后的应力是约35MPa至40MPa。当像素电极沉积之后的应力是35MPa至40MPa时，可以使由于焙烧工艺或形成遮光构件导致的应力变化最小化。
因此，当作为有机层的绝缘层180的厚度是约2μm至约3μm时，可以使由于沉积工艺、焙烧工艺和用于形成遮光构件的工艺导致的像素电极的破裂最小化。
另外，图9示出了在区分遮光构件与像素电极的边缘之间的距离的同时，在对像素电极焙烧之后的应力变化的测量。参照图9，可以确定的是，应力随着像素电极与遮光构件之间的距离的增大而减小。即，参照图9，在焙烧像素电极之后，用于减小应力的最小距离是约2μm或更大。
如上所述，在根据本公开的显示装置中，遮光构件220包括各自具有不同宽度的第一区域220a和第二区域220b，像素电极191的边缘与遮光构件220彼此不叠置，绝缘层180形成为具有约2μm至约3μm的厚度的有机层，同时防止像素电极191的边缘与遮光构件220彼此叠置，使得可以防止或减少在沉积工艺、焙烧工艺以及用于形成遮光构件的工艺期间的像素电极191的破裂。
尽管在此已经描述了某些示例性实施例和实施方式，但是通过该描述，其他实施例和修改将是清楚的。因此，发明构思不限于这样的实施例，而是限于权利要求书以及对本领域的普通技术人员而言清楚的各种明显的修改和等效布置的较宽范围。

Claims (10)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：
基底；
栅极线，在第一方向上设置在所述基底上；
数据线，设置在与所述栅极线相交的第二方向上；
半导体层，设置在所述栅极线与所述数据线之间；
晶体管，由所述半导体层、所述栅极线的一部分和所述数据线的一部分形成；
像素电极，与所述晶体管连接；以及
遮光构件，设置在所述像素电极上，
其中，所述遮光构件设置在所述第二方向上，同时与所述数据线叠置，
所述遮光构件包括各自在所述第一方向上具有不同的宽度的第一区域和第二区域，并且
所述第二区域的宽度比所述第一区域的宽度窄。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一区域与所述栅极线叠置，并且所述第二区域与所述晶体管叠置。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述遮光构件的所述第二区域和所述像素电极在所述第一方向上彼此分隔开设置，并且所述遮光构件的所述第二区域与所述像素电极之间的距离是2μm至10μm。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述遮光构件的所述第一区域在所述第一方向上的宽度比所述第二区域在所述第一方向上的宽度宽5％至20％。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述遮光构件的所述第一区域在所述第一方向上的宽度是60μm至70μm。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述遮光构件的所述第二区域在所述第一方向上的宽度是50μm至55μm。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述遮光构件的所述第二区域不与所述像素电极的一个边缘叠置。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述像素电极包括在所述第一方向上延伸的主干部和从所述主干部延伸的微小分支部，并且
所述像素电极在所述第一方向上的长度比所述像素电极在所述第二方向上的长度长。
9.根据权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括设置在所述数据线与所述像素电极之间的绝缘层。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述绝缘层是有机层，并且所述绝缘层的厚度是2μm至3μm。
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