CN103178082B - 显示设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种显示设备及其制造方法。所述显示设备包括：基板、设置在基板上的栅极金属线、被配置成绝缘所述栅极金属线的栅极绝缘膜、设置在栅极绝缘膜上的数据金属线、和设置在栅极金属线和数据金属线之间位于栅极金属线和数据金属线彼此重叠的区域处的保护膜。

Description

显示设备及其制造方法
技术领域
本文涉及一种可防止线路之间发生短路的显示设备及其制造方法。
背景技术
目前，已经开发出可降低重量和体积的各种平板型显示器，重量和体积是CRT（阴极射线管）的缺陷。这种平板型显示器的实例是LCD（液晶显示器）、FED（场发射显示器）、PDP（等离子体显示面板）和OLED（有机发光显示器）。
其中，OLED是通过电激发有机化合物而发光的自发光显示器。OLED不需要用于LCD的背光，且由此可将其制造得轻且薄同时简化了工艺。而且，可在低温下制造OLED，且能够提供1ms或以下的高响应速度，以及低功耗、宽视角和高对比度。
OLED包括位于阳极和阴极之间由有机材料形成的发光层。自阳极提供的空穴和自阴极提供的电子在发光层中彼此结合，从而形成空穴电子对的激子。激子在跃迁回到基态时产生能量，从而辐射光。
图1是示出根据现有技术的有机发光显示器的平面图，图2是示出其上具有划痕的有机发光显示器的平面图，图3是示出有机发光显示器的电源单元的截面图。
参考图1，常规有机发光显示器包括有源区A/A和在有源区A/A附近的数据线25和栅极线35。图像显示在有源区A/A上。来自数据IC20的数据信号经由数据线25传送，来自栅极IC30的栅极信号经由栅极线35传送。数据线25与栅极线35交叉。与数据线25平行的数据电源线40和与栅极线35平行的栅极电源线45构成了电源单元。
此处，当从栅极电源线45和数据电源线40彼此交叉的电源单元45的截面看时，栅极电源线45被设置在基板10上，栅极绝缘膜37被设置在栅极电源线45上，数据电源线40被设置在栅极绝缘膜37上。
但是，如图2中所示，当执行有机发光显示器的后续工艺时，有时会在电源单元45上出现切痕或划痕。因此，如图3中所示，数据电源线40可穿过栅极绝缘膜37从而接触栅极电源线45，这会导致电力施加不到面板上。
发明内容
本发明涉及一种可防止线路之间发生短路的显示器及其制造方法。
在一个方面，一种显示设备，包括：基板；设置在基板上的栅极金属线；配置成绝缘所述栅极金属线的栅极绝缘膜；设置在栅极绝缘膜上的数据金属线；和设置在栅极金属线和数据金属线之间位于栅极金属线和数据金属线之间彼此重叠的区域的保护膜。
在另一方面，一种显示设备，包括：基板；设置在基板上的栅极金属线；配置成绝缘所述栅极金属线的栅极绝缘膜；设置在栅极绝缘膜上的数据金属线；设置在数据金属线上的钝化膜；设置在钝化膜上的像素电极；和设置在数据金属线和像素电极之间位于数据金属线和像素电极彼此重叠的区域的保护膜。
在另一方面，一种制造显示设备的方法，该方法包括：在基板上形成栅极金属线；在栅极金属线上形成保护膜；在保护膜上形成栅极绝缘膜；和在栅极绝缘膜上形成数据金属线，其中保护膜形成在栅极金属线和数据金属线彼此重叠的区域。
附图说明
本文包括附图以提供本发明的进一步理解，附图结合到说明书中并构成说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例且与文字描述一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是示出根据现有技术的有机发光显示器的平面图。
图2是示出其上产生划痕的有机发光显示器的平面图。
图3是示出有机发光显示器的电源单元的截面图。
图4是示出根据本发明实施例的显示设备的平面图。
图5是示出根据本发明实施例的显示设备的截面图。
图6A至6D是分别示出制造根据本发明实施例的显示设备的方法的工序的截面图。
图7是示出根据本发明第一实施例的显示设备的保护膜的另一位置的平面图。
图8是示出根据本发明第二实施例的显示设备的截面图。
图9和10是示出根据本发明第三实施例的显示区域的一个单位像素的平面图。
图11是沿着图10的线Ⅰ-Ⅰ’取得的截面图。
图12是示出根据本发明第四实施例的显示区域的单位像素的平面图。
图13是沿着图12的线Ⅱ-Ⅱ’取得的截面图。
具体实施方式
现在将具体参考本发明实施例，其实例于附图中示出。只要可以，在所有附图使用相同参考数字表示相同或相似部件。将注意到，只要确定公知技术会误导本发明实施例，就将省略该技术的具体描述。
图4是示出根据本发明第一实施例的显示设备的平面图，图5是根据本发明第一实施例的显示设备的截面图。以下，作为实例，所描述的根据本发明的显示设备是有机发光显示器。但是，本发明不限于此。
参考图4，根据本发明第一实施例的显示设备包括在基板110上用于施加栅极信号的栅极IC120和用于施加数据信号的数据IC130。自栅极IC120传送栅极信号的栅极线125设置在基板110上的一方向上，自数据IC130传送数据信号的数据线135设置在与栅极线125交叉的方向上。
栅极线125和数据线135彼此交叉从而限定显示图像的显示区域DA，除了显示区域DA之外的剩余区域被限定为非显示区域NDA。电源线设置在非显示区域NDA上以将电力施加到显示区域DA。电源线包括与数据线135平行的垂直电源线140和与栅极线125平行的水平电源线145。垂直电源线140和水平电源线145交叉的区域构成为电源单元A。水平电源线145和栅极线125由相同栅极金属形成，从而构成栅极金属线GML，垂直电源线140和数据线135由相同数据金属形成，从而构成数据金属线DML。
同时，在栅极金属线GML和数据金属线DML彼此交叉并重叠的区域，将保护膜165形成在栅极金属线GML和数据金属线DML之间。保护膜165防止栅极金属线GML和数据金属线DML彼此接触和由外部冲击引起短路。
以下，参考图5更具体地描述本发明的第一实施例。图5是示出图4的显示设备的显示区域和非显示区域的截面图。
参考图5，根据本发明第一实施例的显示设备100包括限定了显示区域DA和非显示区域NDA的基板110。栅极127设置在基板110的显示区域DA上，栅极绝缘膜150设置在栅极127上以绝缘所述栅极127。半导体层155设置在栅极绝缘膜150上的与栅极127对应的区域处，蚀刻停止层160设置在半导体层155上。源极170a和漏极170b分别定位成连接半导体层155的两端，从而构成薄膜晶体管TFT。
钝化膜172设置成保护薄膜晶体管TFT，滤色器173设置在钝化膜172上。滤色器173形成在钝化膜172上以对应第一电极180（稍后描述），使得稍后发光层185发出的白光穿过第一电极180，之后透过滤色器173传输。滤色器173可显示红、绿和蓝色中的至少一种，在本实施例中，将滤色器173描述为红色滤色层。
外涂层175设置成覆盖滤色器173，第一电极180设置在外涂层175上。第一电极180经由通孔177连接到薄膜晶体管TFT的漏极170b。堤岸层183设置在第一电极180上以暴露部分的第一电极180，发光层185设置在暴露的第一电极180上。第二电极190设置在发光层185上。
同时，水平电源线145设置在基板110的非显示区域NDA上，栅极绝缘膜150设置在水平电源线145上以绝缘所述水平电源线145。保护膜165设置在栅极绝缘膜150上，垂直电源线140设置在保护膜165上。外涂层175设置在垂直电源线140上。
这样，根据本发明第一实施例的显示设备还包括位于非显示区域上在水平电源线145和垂直电源线140之间的保护膜165。
以下，描述根据本发明第一实施例的显示设备制造方法。图6A至6D是分别示出制造根据本发明第一实施例的显示设备的方法的工序的截面图，图7是示出根据本发明第一实施例的显示设备的保护膜的另一位置的平面图。
参考图6A，首先将第一金属沉积在由玻璃、塑料或导电材料制成的基板110上，并将第一金属图案化从而在显示区域DA上形成栅极127和在非显示区域NDA上形成水平电源线145。尽管图中未示出，但是同时形成了栅极线。第一金属可以是低阻金属，诸如钼（Mo）、铝（Al）、铬（Cr）、金（Au）、钛（Ti）、镍（Ni）、铜（Cu）或其合金。
之后，将栅极绝缘膜150形成在其上形成了栅极127和水平电源线145的基板110上。栅极绝缘膜150可由氧化硅（SiOx）、氮化硅（SiNx）或其叠层结构形成。将栅极绝缘膜150形成在基板110的显示区域DA和非显示区域NDA上。
接下来，参考图6B，将非晶硅沉积在其上形成了栅极绝缘膜150的基板110上，并将非晶硅结晶从而形成多晶，之后进行图案化以形成半导体层155。之后，将氧化硅（SiOx）或氮化硅（SiNx）沉积在包括半导体层155的基板110的整个表面上，将其图案化从而形成蚀刻停止层160和保护膜165。更具体地，蚀刻停止层160形成在基板110的显示区域DA上的半导体层155上，保护膜165形成在非显示区域NDA上。
向回参考图4，形成非显示区域NDA上的保护膜165以包围显示区域DA，且将保护膜165形成为与设置了数据线135、栅极线125、水平电源线145和垂直电源线140的区域重叠。相反，参考图7，可将保护膜165至少形成在水平电源线145与垂直电源线140或栅极线125与数据线135彼此交叉的区域B上。
即，将保护膜165形成在包括栅极线125和水平电源线145的栅极金属线GML与包括数据线135和垂直电源线140的数据金属线DML交叉且重叠的区域。因此，防止了在执行工艺时由于物理损伤导致栅极金属线GML和数据金属线DML彼此接触，从而引起短路。
参考图6C，之后将第二金属沉积在其上形成了蚀刻停止层160和保护膜165的基板110上，并将第二金属图案化，从而在显示区域DA上形成源极170a和漏极170b和在非显示区域NDA上形成垂直电源线140。尽管图中未示出，但是同时形成了数据线。第二金属可以是低阻金属，诸如钼（Mo）、铝（Al）、铬（Cr）、金（Au）、钛（Ti）、镍（Ni）、铜（Cu）或其合金，且第二金属可由单层低阻材料形成，或者由钼/铝/钼（Mo/Al/Mo）或者钛/铝/钛（Ti/Al/Ti）的多层形成。
接下来，将钝化膜172形成在其上形成了源极170a、漏极170b和垂直电源线140的基板110上。钝化膜172可由氧化硅（SiOx）、氮化硅（SiNx）或者其叠层结构形成。钝化膜172形成在基板110的显示区域DA和非显示区域NDA上。
随后，将滤色器173形成在显示区域DA的钝化膜172上。滤色器173形成在与发光层185（下文描述）对应的位置处，使得经由滤色器173将来自发光层185的白光辐射为红、绿或蓝光。
接下来，将外涂层175形成在其上形成了滤色器173的基板110的整个表面上。外涂层175减缓了下部结构的台阶，且可通过使用无机材料（诸如通过涂覆获得的液相SOG（玻璃上旋涂）、氧化硅）或者有机材料（诸如聚酰亚胺、苯并环丁烯系列树脂或者丙烯酸），之后将所述材料固化来形成。之后，蚀刻外涂层175以形成暴露源极170a和漏极170b中的一个的通孔177。
随后，参考图6D，形成经由通孔177连接到源极170a和漏极170b中的一个的第一电极180。第一电极180可由诸如ITO（氧化铟锡）或者IZO（氧化铟锌）的透明导电膜形成。
之后，将堤岸层183形成在第一电极180上以将第一电极180与另一第一电极绝缘。堤岸层183可由诸如聚酰亚胺、苯并环丁烯系列树脂或者丙烯酸的有机材料形成。之后，蚀刻堤岸层183以形成暴露部分第一电极180的开口187。
接下来，在暴露第一电极180的开口187中形成发光层185。发光层185由发白光的有机材料形成且因此可辐射白光。对于所有子像素，发光层185都形成在第一电极180上。因此，可经由滤色器173将发光层185发出的白光实现为红、绿和蓝色。
而且，在发光层185和第一电极180之间可进一步提供电子注入层（EIL）和电子传输层（ETL）中的一个或多个，以允许电子容易移动到发光层185中。在发光层185和第二电极190之间可进一步提供空穴注入层（HIL）和空穴传输层（HTL）中的一个或多个，以允许空穴容易移动到发光层185中。可通过使用真空沉积、激光诱导热成像、丝网印刷和喷墨工艺形成发光层185。
之后，将第二电极190形成在包括发光层185的基板110上。第二电极190可使用低功函数金属，诸如银（Ag）、镁（Mg）或者钙（Ca）。
如上所述，在根据本发明第一实施例的显示设备中，在栅极金属线和数据金属线之间形成保护膜，同时形成了薄膜晶体管的蚀刻停止层，以便防止工艺期间由于发生物理损伤导致的栅极金属线和数据金属线彼此接触，从而引起短路。
同时，根据本发明的保护膜165可形成在栅极绝缘膜150和水平电源线145之间。图8是示出根据本发明第二实施例的显示设备的截面图。以下，略过与结合第一实施例描述的部件相同的部件的具体描述。
参考图8，根据本发明第二实施例的显示设备100包括在基板110的显示区域DA上的栅极127和在栅极127上用以绝缘所述栅极127的栅极绝缘膜150。半导体层155设置在栅极绝缘膜150上位于与栅极127对应的区域，蚀刻停止层160设置在半导体层155上。源极170a和漏极170b设置成分别与半导体层155的两端连接，从而构成薄膜晶体管TFT。
钝化膜172设置成保护薄膜晶体管TFT，滤色器173设置在钝化膜172上。外涂层175设置成覆盖滤色器173，第一电极180设置在外涂层175上。第一电极180经由通孔177连接到薄膜晶体管TFT的漏极170b。堤岸层183设置在第一电极180上以暴露部分第一电极180，发光层185设置在暴露的第一电极180上。第二电极190设置在发光层185上。
同时，水平电源线145设置在基板110的非显示区域NDA上。保护膜165设置在水平电源线145上以覆盖水平电源线145。栅极绝缘膜150设置在保护膜165上，垂直电源线140设置在栅极绝缘膜150上。外涂层175设置在垂直电源线140上。
这样，根据本发明第二实施例的显示设备包括非显示区域上的栅极绝缘膜150和水平电源线145之间的保护膜165。代替上述与蚀刻停止层160同时形成保护膜165的第一实施例，通过单独形成和图案化有机材料或无机材料来形成保护膜165。此处，保护膜165可由诸如氧化硅（SiOx）或者氮化硅（SiNx）的无机材料或者诸如丙烯酸树脂或者酰亚胺基树脂的有机材料形成。
根据本发明第二实施例的保护膜165形成为具有足以防止水平电源线145与设置在水平电源线145上的垂直电源线140短路的厚度，例如该厚度为2000至
如上所述，根据本发明第二实施例的显示设备包括作为栅极金属线的水平电源线和作为数据金属线的垂直电源线之间的保护膜，从而防止栅极金属线和数据金属线彼此接触从而引起短路。
另一方面，根据本发明也可将上述保护膜定位在显示区域中。
图9和10是示出根据本发明第三实施例的显示区域的一个单位像素的平面图，图11是沿着线Ⅰ-Ⅰ’取得的截面图。
参考图9，栅极线225设置在一方向上以将栅极信号施加到基板上的单位像素，数据线235设置在与栅极线225交叉的方向上以施加数据信号。公共电源线245设置成与数据线235平行以将电力施加至单位像素。此处，公共电源线245连接到上述水平电源线，从而将电力施加至像素。栅极线225由栅极金属材料形成从而构成栅极金属线GML，公共电源线245和数据线235由相同金属材料形成从而构成数据金属线DML。因此，单位像素包括开关晶体管T1、驱动薄膜晶体管T2、电容器Cst、第一电极280、发光层（未示出）和第二电极（未示出）。
同时，保护膜265形成在栅极线225和数据线235彼此交叉且重叠的区域以及栅极线225和公共电源线245彼此交叉且重叠的区域之间。即，保护膜265防止作为栅极线225的栅极金属线GML和作为数据线235的数据金属线DML在其边缘处彼此接触，从而引起栅极金属线GML和数据金属线DML之间的短路。
而且，如图10中所示，保护膜265形成在驱动薄膜晶体管T2和开关薄膜晶体管T1之间，这里，栅极金属线GML上的栅极和数据金属线DML的源/漏极彼此相邻。
更具体地，参考图11，图11是沿着图10的线Ⅰ-Ⅰ’取得的截面图，在根据本发明第三实施例的显示设备200中，栅极227和栅极线225设置在基板210上，保护膜265设置在栅极227和栅极线225上以覆盖栅极227和栅极线225。保护膜265绝缘了栅极227和栅极线225且覆盖并保护其边缘。
栅极绝缘膜250设置在保护膜265上，半导体层255设置在栅极绝缘膜250上的与栅极227对应的区域处，蚀刻停止层260设置在半导体层255上。源极270a和漏极270b设置成分别连接到半导体层255的两端，从而构成薄膜晶体管TFT。数据线235与栅极线225对应地设置在栅极绝缘膜250上。
因此，保护膜265形成在栅极线225和数据线235之间以及栅极227和源/漏极270a和270b之间。由此，可以降低寄生电容和防止在栅极线225和数据线235之间以及栅极227和源/漏极270a和270b之间发生短路。
同时，设置钝化膜272以保护薄膜晶体管TFT，滤色器273设置在钝化膜272上。设置外涂层275以覆盖滤色器273，第一电极280设置在外涂层275上以经由通孔277连接到薄膜晶体管TFT的漏极270b。堤岸层283设置在第一电极280上以暴露部分第一电极280，发光层285设置在暴露的第一电极280上。第二电极290设置在发光层285上。
另一方面，根据本发明的保护膜可形成在第一电极和数据金属线彼此重叠的区域。图12是示出根据本发明第四实施例的显示区域的单位像素的平面图，图13是沿着图12的线Ⅱ-Ⅱ’取得的截面图。以下，不再重复与上文结合第三实施例描述的部件相同的部件的具体描述。
参考图12，与上述第三实施例不同，形成第一电极280以与公共电源线245重叠。由于在第一电极280的图案化工艺期间发生的掩膜余量（margin）导致形成该结构。如果第一电极280与公共电源线245重叠，则在第一电极280和公共电源线245之间出现寄生电容。本发明不限于公共电源线245，且可形成为使得由数据金属线DML形成的数据线235与第一电极280重叠。即，在本发明第四实施例中，在第一电极280和数据金属线之间形成保护膜265。在本发明第四实施例中，描述了第一电极280与作为数据金属线的数据线重叠的实例。
更具体地，参考图13，在根据本发明第四实施例的显示设备2000中，栅极227设置在基板210上，栅极绝缘膜250设置在栅极227上以绝缘所述栅极227。半导体层255设置在栅极绝缘膜250上的与栅极227对应的区域处，蚀刻停止层260设置在半导体层255上。源极270a和漏极270b设置成分别连接到半导体层255的两端，从而构成薄膜晶体管TFT。而且，保护膜265与公共电源线245对应地设置在栅极绝缘膜250上，以使保护膜265覆盖公共电源线245。
钝化膜272设置在薄膜晶体管TFT上以保护薄膜晶体管TFT，滤色器273设置在钝化膜272上。设置外涂层275以覆盖滤色器273，第一电极280设置在外涂层275上以经由通孔227连接到薄膜晶体管TFT的漏极270b。堤岸层283设置在第一电极280上以暴露部分第一电极280，发光层285设置在暴露的第一电极280上。第二电极290设置在发光层285上。
在本发明第四实施例中，将保护膜265设置在公共电源线245和第一电极280之间。也可将保护膜265设置在作为另一数据金属线的数据线235和第一电极280之间。因此，可以降低寄生电容并防止由于数据金属线和第一电极280重叠导致的在数据金属线和第一电极280之间发生短路。
同时，根据本发明的保护膜265可在除了电容器Cst区域外的任何位置形成。参考图12，类似于本发明的第一、第二和第三实施例，在将保护膜265定位在栅极线（栅极）和数据金属线（数据线、源/漏极、公共电源线）之间的情况下，可在除了电容器Cst区域之外的任何位置形成保护膜265。
基于栅极绝缘膜的介电常数（permittivity）和电容器的上下电极之间的厚度设计电容器Cst的电容。如果将根据本发明的保护膜形成在电容器处，则电容器的电容会发生变化。由此，根据本发明的保护膜形成在除了电容器Cst区域之外的基板上。
如上所述，根据本发明实施例的显示设备包括形成在栅极金属线和数据金属线之间位于栅极金属线和数据金属线彼此重叠的区域处的保护膜，或者包括形成在数据金属线和像素电极之间位于数据金属线和像素电极彼此重叠的区域处的保护膜，从而降低了寄生电容同时防止发生短路。
尽管已经参考多个示意性实施例描述了实施例，但是应当理解，本领域技术人员可设计出落入到本公开原理范围内的多种其他修改和实施例。更特别地，可以对本公开、附图和所附权利要求范围内的部件部分和/或主题组合结构的配置进行各种变化和修改。除了部件部分和/或配置的变化和修改之外，替换应用对本领域技术人员也是显而易见的。

Claims (13)

1.一种显示设备，包括：
基板；
设置在基板上的栅极金属线；
配置成绝缘所述栅极金属线的栅极绝缘膜；
设置在栅极绝缘膜上的数据金属线；和
设置于栅极金属线和数据金属线之间位于栅极金属线和数据金属线彼此重叠的区域处的保护膜，
其中所述保护膜设置在栅极绝缘膜和栅极金属线之间，
设置在基板上的电容器，其中所述保护膜设置在除了所述电容器之外的区域。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中所述栅极金属线是水平电源线，所述数据金属线是垂直电源线。
3.如权利要求2所述的显示设备，还包括：
设置在栅极绝缘膜上的半导体层；和
设置在半导体层上的蚀刻停止层，其中所述保护膜由与蚀刻停止层相同的材料形成。
4.如权利要求1所述的显示设备，其中所述栅极金属线是栅极，所述数据金属线是源极和漏极。
5.如权利要求1所述的显示设备，其中所述栅极金属线是栅极线，所述数据金属线是数据线和公共电源线。
6.一种显示设备，包括：
基板；
设置在基板上的栅极金属线；
配置成绝缘所述栅极金属线的栅极绝缘膜；
设置在栅极绝缘膜上的数据金属线；
设置在数据金属线上的钝化膜；
设置在钝化膜上的像素电极；和
设置在数据金属线和像素电极之间位于数据金属线和像素电极彼此重叠的区域处的保护膜，
其中所述保护膜设置在钝化膜和数据金属线之间，
设置在基板上的电容器，其中所述保护膜设置在除了所述电容器之外的区域。
7.如权利要求6所述的显示设备，其中所述数据金属线是数据线和公共电源线。
8.一种制造显示设备的方法，所述方法包括：
在基板上形成栅极金属线；
在栅极金属线上形成保护膜；
在保护膜上形成栅极绝缘膜；和
在栅极绝缘膜上形成数据金属线，其中所述保护膜形成在栅极金属线和数据金属线彼此重叠的区域处，
其中进一步将电容器形成在基板上，其中所述保护膜形成在除了所述电容器之外的区域。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述栅极金属线被形成为水平电源线，所述数据金属线被形成为垂直电源线。
10.如权利要求9所述的方法，还包括：
在栅极绝缘膜上形成半导体层；和
通过在半导体层上沉积无机材料和图案化所述无机材料，形成蚀刻停止层和保护膜。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述栅极金属线被形成为栅极，所述数据金属线被形成为源极和漏极。
12.如权利要求8所述的方法，其中所述栅极金属线被形成为栅极线，所述数据金属线被形成为数据线和公共电源线。
13.如权利要求8所述的方法，还包括：
在数据金属线上形成钝化膜；和
在钝化膜上形成像素电极，其中所述保护膜形成在数据金属线和像素电极彼此重叠的区域。
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