CN111952321A - 显示装置及薄膜晶体管阵列基板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置及薄膜晶体管阵列基板，显示装置包含薄膜晶体管阵列基板、绝缘结构与前面板结构。薄膜晶体管阵列基板具有多个像素电极。绝缘结构位于像素电极之间，以在相邻的像素电极之间形成第一电阻。前面板结构位于绝缘结构与像素电极上。前面板结构内具有显示介质层。绝缘结构的设置可避免像素区之间的平行电压从粘胶层漏电，进而提升显示品质。

Description

显示装置及薄膜晶体管阵列基板
技术领域
本发明是有关于一种显示装置及一种薄膜晶体管阵列基板，特别是一种具有绝缘结构的显示装置及一种具有绝缘结构的薄膜晶体管阵列基板。
背景技术
在现今各式消费性电子产品的市场中，已广泛地应用反射式显示装置作为电子产品的显示荧幕，例如电子纸。反射式显示装置的显示介质层主要是由电泳液以及掺于电泳液中的白色、黑色粒子所构成。通过施加电压于显示介质层，可以驱动白色、黑色粒子移动，以使各个像素区分别显示黑色、白色或灰阶。由于反射式显示装置是利用入射光线照射显示介质层来达到显示的目的，而入射光线可以为太阳光或室内环境光，因此不需背光源，可节省电力消耗。
一般而言，电子纸显示装置是以光学透明胶将具有显示介质层的前面板(Frontpanel laminate；FPL)贴附于薄膜晶体管(TFT)阵列基板上。由于光学透明胶接触像素电极，且光学透明胶在大于40℃的高温环境下具有微导电性，因此在像素区之间的平行电压会通过光学透明胶漏电，进而影响显示品质。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种显示装置，其绝缘结构的设置可避免像素区之间的平行电压从粘胶层漏电，进而提升显示品质。
根据本发明一实施方式，一种显示装置包含薄膜晶体管阵列基板、绝缘结构与前面板结构。薄膜晶体管阵列基板具有多个像素电极。绝缘结构位于像素电极之间，以在相邻的像素电极之间形成第一电阻。前面板结构位于绝缘结构与像素电极上。前面板结构内具有显示介质层。
在本发明一实施方式中，上述前面板结构还包含粘胶层。粘胶层覆盖像素电极与绝缘结构，粘胶层具有第二电阻。
在本发明一实施方式中，上述绝缘结构延伸至像素电极的多个顶面上。
在本发明一实施方式中，上述绝缘结构具有底部与位于底部上的顶部，顶部的宽度大于底部的宽度。
在本发明一实施方式中，上述绝缘结构的底部接触像素电极的侧壁。
在本发明一实施方式中，上述绝缘结构的顶部接触像素电极的顶面。
在本发明一实施方式中，上述绝缘结构的材质包含氮化硅或氧化硅。
在本发明一实施方式中，上述前面板结构更具有透光片与共用电极。共用电极位于透光片的底面上，显示介质层位于共用电极与粘胶层之间。
在本发明一实施方式中，上述薄膜晶体管阵列基板具有多个像素区，每个像素区由绝缘结构围绕。
在本发明一实施方式中，上述薄膜晶体管阵列基板具有多个薄膜晶体管与平坦层。平坦层覆盖薄膜晶体管，像素电极与绝缘结构位于平坦层上。
在本发明一实施方式中，上述平坦层的介电常数(Dielectric constant)小于绝缘结构的介电常数。
本发明的另一目的在于提供一种薄膜晶体管阵列基板。
根据本发明一实施方式，一种薄膜晶体管阵列基板包含基板、第一金属层、第一缘层、第二金属层、第二绝缘层、平坦层、多个像素电极与绝缘结构。第一金属层配置于基板上。第一缘层覆盖第一金属层。第二金属层配置于第一缘层上。第二绝缘层覆盖第二金属层。平坦层配置于基板上且覆盖第二绝缘层。像素电极配置于平坦层上。绝缘结构配置于平坦层上且位于像素电极之间，以在相邻的像素电极之间形成第一电阻。
在本发明一实施方式中，上述平坦层的介电常数(Dielectric constant)小于绝缘结构的介电常数。
在本发明一实施方式中，上述绝缘结构具有底部与位于底部上的顶部，顶部的宽度大于底部的宽度。
在本发明一实施方式中，上述绝缘结构部分覆盖像素电极。
在本发明一实施方式中，上述薄膜晶体管阵列基板还包含粘胶层。粘胶层覆盖像素电极与绝缘结构，粘胶层具有第二电阻。
在本发明上述实施方式中，由于显示装置具有位于像素电极之间的绝缘结构，且延伸至像素电极的顶面上，因此对于像素电极的侧向电阻可视为绝缘结构的电阻与粘胶层的电阻的总和。如此一来，即使粘胶层在高温环境下具有微导电性，绝缘结构的设置可避免像素区之间的平行电压从粘胶层漏电，进而提升显示品质。
附图说明
图1绘示根据本发明一实施方式的显示装置的立体图。
图2绘示图1的薄膜晶体管阵列基板的立体图。
图3绘示图2的显示区的局部放大图。
图4A绘示图3的显示区沿线段4-4的剖面图。
图4B绘示图4A的绝缘结构与像素电极由粘胶层覆盖后的局部放大图。
图5绘示图4A的另一实施方式。
图6绘示图1的显示装置沿线段6-6的剖面图。
主要附图标记说明：
100-显示装置，101-基板，102-第一金属层，104-第一绝缘层，106-第二金属层，108-第二绝缘层，119-周围区，110-薄膜晶体管阵列基板，111-显示区，112-像素区，114-像素电极，115-薄膜晶体管，116-平坦层，117-顶面，118-侧壁，120-前面板，120’-前面板结构，122-透光片，123-底面，124-共用电极，126-显示介质层，127-微胶囊，128-带电粒子，129-带电粒子，130-粘胶层，140-绝缘结构，142-底部，144-顶部，4-4、6-6-线段，W1、W2-宽度，H-厚度。
具体实施方式
以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
图1绘示根据本发明一实施方式的显示装置100的立体图。图2绘示图1的薄膜晶体管阵列基板110的立体图。同时参阅图1与图2，显示装置100包含薄膜晶体管(Thin filmtransistor；TFT)阵列基板110与前面板结构120’。其中，本发明以电子纸为附图，前面板结构120’包含前面板(Front panel laminate；FPL)120与粘胶层130。但本发明不限于此，前面板结构可为液晶显示器的前面板，即液晶显示层与液晶显示层前面板的光学模块。粘胶层130位于薄膜晶体管阵列基板110上，且前面板120位于粘胶层130上。也就是说，粘胶层130位于薄膜晶体管阵列基板110与前面板120之间，以将薄膜晶体管阵列基板110与前面板120彼此贴合。在本实施方式中，粘胶层130可以为光学透明胶(Optical clear adhesive；OCA)，但并不以此为限。在组装显示装置100时，粘胶层130可涂布于薄膜晶体管阵列基板110的顶面及/或前面板120的底面上，并不用以限制本发明。在本发明附图中，显示装置100为反射式的显示装置，但本发明并不限制于此。
此外，薄膜晶体管阵列基板110具有显示区111与周围区119(即非显示区)，周围区119位于显示区111外。显示区111具有多个像素区112。
图3绘示图2的显示区111的局部放大图。图4A绘示图3的显示区111沿线段4-4的剖面图。同时参阅图3与图4A，显示装置100(见图1)包含绝缘结构140。薄膜晶体管阵列基板110具有多个像素电极(Pixel electrode)114。在本实施方式中，像素电极114的材质可以包含铟锡氧化物(ITO)，但并不以此为限。绝缘结构140位于像素电极114之间，以在相邻的像素电极114之间形成第一电阻。绝缘结构140延伸至像素电极114的顶面117上，使得绝缘结构140部分覆盖像素电极114。本发明的另一实施例(如图5所示)，绝缘结构140仅位于像素电极114之间，而不延伸至像素电极114的顶面117。绝缘结构140可视为具有第一电阻的结构，如像素电极114的侧向电阻。在本实施方式中，绝缘结构140的材质可以包含氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)，但并不用以限制本发明。此外，在本实施方式中，如图3所示，每个像素区112由绝缘结构140围绕。
图4B绘示图4A的绝缘结构140与像素电极114由粘胶层130覆盖后的局部放大图。当图1的前面板120以粘胶层130贴附于薄膜晶体管阵列基板110后，粘胶层130可覆盖像素电极114与绝缘结构140。在本实施方式中，绝缘结构140的剖面可以为T形，具有底部142与位于底部142上的顶部144。其中，顶部144的宽度W1大于底部142的宽度W1。绝缘结构140的底部142填入两相邻像素电极114之间的间隙，绝缘结构140的顶部144则延伸至像素电极114的顶面117上。此外，粘胶层130可视为具有第二电阻的结构，如像素电极114的侧向电阻。
由于显示装置100(见图1)具有位于像素电极114之间的绝缘结构140，因此对于像素电极114的侧向电阻可视为绝缘结构140的第一电阻与粘胶层130的第二电阻的总和。如此一来，即使粘胶层130在高温环境下具有微导电性，绝缘结构140的设置可避免像素区112(见图4A)之间的平行电压从粘胶层130漏电，进而提升显示品质。
在本实施方式中，绝缘结构140的底部142接触像素电极114的侧壁118。绝缘结构140的顶部144接触像素电极114的顶面117。如图4B所示，像素电极114的顶面117同时接触粘胶层130与绝缘结构140的顶部144。此外，绝缘结构140的顶部144具有
Figure BDA0002062635580000061
至
Figure BDA0002062635580000062
范围中的厚度H。绝缘结构140的顶部144具有30μm至50μm范围中的宽度W1。绝缘结构140的底部142具有5μm至15μm范围中的宽度W2。经由上述绝缘结构140的设计，可有效增加像素电极114的侧向电阻，进而增加电流通过像素区112(见图4A)的困难度，达到减少像素区112漏电的目的。
请参阅图4A，薄膜晶体管阵列基板110具有基板101、多个薄膜晶体管115与平坦层116。平坦层116覆盖薄膜晶体管115，而像素电极114与绝缘结构140位于平坦层116上。在本实施方式中，平坦层116的介电常数(Dielectric constant)小于绝缘结构140的介电常数，也就是说，绝缘结构140的绝缘性高于平坦层116，以对像素电极114提供足够的侧向电阻。
在本实施方式中，薄膜晶体管115包含第一金属层102、第一绝缘层104、第二金属层106与第二绝缘层108。其中，第一金属层102配置于基板101上，做为薄膜晶体管115的栅极(Gate electrode)。第一绝缘层104覆盖第一金属层102与基板101，做为薄膜晶体管115的栅极绝缘体(Gate insulator)。第二金属层106配置于第一绝缘层104上，做为薄膜晶体管115的源极/漏极(Source/drain electrode)。第二绝缘层108覆盖第二金属层106，做为薄膜晶体管115的钝化层(Passivation)。本实施例为底栅极薄膜晶体管结构为例，但并不以此为限。本发明并不限定薄膜晶体管结构型态，在其他实施例中，亦可为顶栅极薄膜晶体管，此仍属于本发明所欲保护的范围。
图6绘示图1的显示装置100沿线段6-6的剖面图。当图1的前面板120以粘胶层130贴附于图4A的薄膜晶体管阵列基板110后，便可得到图6的结构。如图6与图1所示，薄膜晶体管阵列基板110具有多个像素电极114。绝缘结构140位于这些像素电极114之间，以在相邻的像素电极114之间形成第一电阻。前面板结构120’位于绝缘结构140与像素电极114上，且前面板结构120’内具有显示介质层126。上述的显示介质层126可为液晶显示层、电泳显示层或其他种的显示层。在一实施例中，前面板结构120’为一电泳显示面板，前面板结构120’还包含粘胶层130。粘胶层130覆盖像素电极114与绝缘结构140，且粘胶层130具有第二电阻。此外，上述的结构特征也可采用另一方式描述，举例来说，绝缘结构140与粘胶层130可由薄膜晶体管阵列基板110包含，也就是绝缘结构140与粘胶层130可视为薄膜晶体管阵列基板110的一部分。
在本实施例中，前面板结构120’内具有显示介质层126，如电子墨水层(E-ink)。显示介质层126具有多个微胶囊127，且每个微胶囊127其内具有多个带电粒子128、129。在本实施方式中，带电粒子128可以为黑色，带电粒子129可以为白色，在另一实施例中，带电粒子128、129可以为其他颜色的组成，并不用以限制本发明。
此外，前面板结构120’还具有透光片122与共用电极(Commonelectrode)124。共用电极124位于透光片122的底面123上，且共用电极124位于显示介质层126与透光片122之间。当前面板120以粘胶层130贴附于薄膜晶体管阵列基板110后，显示介质层126会位于共用电极124与粘胶层130之间。在本实施方式中，共用电极124的材质可以包含铟锡氧化物(ITO)，但并不以此为限。
在使用时，显示装置100可通过像素电极114与共用电极124施加电压于显示介质层126，以驱动带电粒子128、129移动，使像素区112可显示黑色、白色或灰阶。由于显示装置100是利用入射光线照射显示介质层126来达到显示的目的，而入射光线可以为太阳光或室内环境光，因此不需背光源，可节省电力消耗。此外，由于绝缘结构140与粘胶层130皆为像素电极114的侧向电阻，因此可有效避免像素区112之间的平行电压从粘胶层130漏电，进而提升显示品质。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (16)

1.一种显示装置，其特征在于，包含：
薄膜晶体管阵列基板，具有多个像素电极；
绝缘结构，位于所述多个像素电极之间，以在相邻的所述多个像素电极之间形成第一电阻；以及
前面板结构，位于所述绝缘结构与所述多个像素电极上，所述前面板结构内具有显示介质层。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述前面板结构还包含粘胶层，所述粘胶层覆盖所述多个像素电极与所述绝缘结构，所述粘胶层具有第二电阻。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述绝缘结构延伸至所述多个像素电极的多个顶面上。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述绝缘结构具有底部与位于所述底部上的顶部，所述顶部的宽度大于所述底部的宽度。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述绝缘结构的所述底部接触所述多个像素电极的侧壁。
6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述绝缘结构的所述顶部接触所述粘胶层与所述多个像素电极的所述多个顶面。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述绝缘结构的材质包含氮化硅或氧化硅。
8.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述前面板结构更具有透光片与共用电极，所述共用电极位于所述透光片的底面上，所述显示介质层位于所述共用电极与所述粘胶层之间。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列基板具有多个像素区，每个所述像素区由所述绝缘结构围绕。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列基板具有多个薄膜晶体管与平坦层，所述平坦层覆盖所述多个薄膜晶体管，所述多个像素电极与所述绝缘结构位于所述平坦层上。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述平坦层的介电常数小于所述绝缘结构的介电常数。
12.一种薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，包含:
基板；
第一金属层，配置于所述基板上；
第一缘层，覆盖所述第一金属层；
第二金属层，配置于所述第一缘层上；
第二绝缘层，覆盖所述第二金属层；
平坦层，配置于所述基板上且覆盖所述第二绝缘层；
多个像素电极，配置于所述平坦层上；以及
绝缘结构，配置于所述平坦层上且位于所述多个像素电极之间，以在相邻的所述多个像素电极之间形成第一电阻。
13.如权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述平坦层的介电常数小于所述绝缘结构的介电常数。
14.如权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述绝缘结构具有底部与位于所述底部上的顶部，所述顶部的宽度大于所述底部的宽度。
15.如权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述绝缘结构部分覆盖所述像素电极。
16.如权利要求12所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，还包含粘胶层，所述粘胶层覆盖所述多个像素电极与所述绝缘结构，所述粘胶层具有第二电阻。
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