CN104280948A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示装置及其制造方法。所述显示装置包括：基板，包括多个像素区；薄膜晶体管，设置在基板上；第一绝缘层，设置在薄膜晶体管上；像素电极，与薄膜晶体管连接并且设置在第一绝缘层上；公共电极，设置在像素电极上并且通过微腔与像素电极分隔；第二绝缘层，设置在公共电极上；顶层，设置在第二绝缘层上，顶层的厚度是大约4μm至大约50μm；注入孔，穿过公共电极、第二绝缘层和顶层，注入孔暴露微腔的一部分；液晶层，填充微腔；覆盖件，在顶层上并且延伸到注入孔中，覆盖件密封微腔。

Description

显示装置及其制造方法

技术领域

实施例涉及显示装置及其制造方法，更具体地，涉及能够减少保留的液晶的数量的显示装置及其制造方法。

背景技术

显示装置是目前广泛使用的计算机监视器、电视、移动电话等所需的。显示装置可以包括例如阴极射线管显示装置、液晶显示器、等离子体显示装置等。

液晶显示器是目前使用的最常见类型的平板显示器中的一种，其包括具有场发生电极(诸如，像素电极、公共电极等)的两片显示面板和布置在它们之间的液晶层。液晶显示器通过向场发生电极施加电压在液晶层中产生电场，以通过产生的电场控制液晶层的液晶分子的取向并且控制入射光的偏振，从而显示图像。

液晶显示器的这两片显示面板可以包括薄膜晶体管阵列面板和对向显示面板。在薄膜晶体管阵列面板中，传递栅极信号的栅极线和传递数据信号的数据线被形成为彼此交叉，并可以形成与栅极线和数据线连接的薄膜晶体管、与薄膜晶体管连接的像素电极等。在对向显示面板中，可以形成阻光构件、滤色器、公共电极等。在一些情况下，阻光构件、滤色器和公共电极可以形成在薄膜晶体管阵列面板上。

发明内容

示例性实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括：基板，包括多个像素区；薄膜晶体管，设置在基板上；第一绝缘层，设置在薄膜晶体管上；像素电极，与薄膜晶体管连接并且设置在第一绝缘层上；公共电极，设置在像素电极上并且通过微腔与像素电极分隔；第二绝缘层，设置在公共电极上；顶层，设置在第二绝缘层上，顶层的厚度是大约4μm至大约50μm；注入孔，穿过公共电极、第二绝缘层和顶层，注入孔暴露微腔的一部分；液晶层，填充微腔；覆盖件，在顶层上并且延伸到注入孔中，覆盖件密封微腔。

顶层的厚度可以等于或大于大约8μm。

顶层和第二绝缘层之间的角度可以在大约30°至大约90°的范围内。

顶层和第二绝缘层之间的角度可以是大约45°。

顶层的倾斜表面可以具有阶梯形状。

显示装置还可以包括设置在顶层上的防水层。

第二绝缘层可以由氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的至少一个制成。

显示装置还可以包括在顶层上形成的第三绝缘层。

第三绝缘层可以由氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的一个制成。

另一个示例性实施例提供了一种显示装置的制造方法，所述方法包括：在基板上形成薄膜晶体管；在薄膜晶体管上形成第一绝缘层；在第一绝缘层上形成与薄膜晶体管连接的像素电极；在像素电极上形成牺牲层；在牺牲层上形成公共电极；在公共电极上形成第二绝缘层；通过将有机材料施加到第二绝缘层上并且将有机材料图案化来形成顶层；暴露牺牲层；通过去除被暴露的牺牲层在像素电极和公共电极之间形成微腔；通过将液晶材料注入微腔中来形成液晶层；通过在顶层上形成覆盖件来密封微腔，顶层的厚度为大约4μm至大约50μm。

所述方法还可以包括在形成的顶层上形成防水层。

所述方法还可以包括通过将第三绝缘层图案化来去除直接形成在牺牲层上的第三绝缘层。

将牺牲层灰化，此后，可以形成第三绝缘层。

在牺牲层的灰化期间，直接设置在牺牲层上的第三绝缘层可以被剥离。

附图说明

通过参照附图详细描述示例性实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，特征将变得清楚，其中：

图1示出根据示例性实施例的显示装置的平面图。

图2示出根据示例性实施例的显示装置的一个像素的平面图。

图3示出沿着图1的III-III线的剖视图。

图4示出沿着图1的IV-IV线的剖视图。

图5至图10示出根据示例性实施例的在显示装置的制造方法中的阶段的剖视图。

图11至图13示出根据其它示例性实施例的显示装置的剖视图。

图14至图16示出根据示例性实施例的显示装置中的液晶余量的模拟结果。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例；然而，这些实施例可以用不同形式来实施，并且不应该被解释为限于这里阐明的实施例。相反地，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完全的，并且将把示例性实现方式充分传达给本领域的技术人员。

在附图中，为了清晰起见，可以扩大层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，类似的参考标号始终表示类似的元件。应该理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称作“在”另一元件“上”时，它可以直接在其它元件上或者可能还存在中间元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。

首先，以下将参照附图示意性描述根据示例性实施例的显示装置。

图1示出根据示例性实施例的显示装置的平面图。为了方便起见，图1只示出一些构成元件。

根据示例性实施例的显示装置可以包括由例如玻璃或塑料制成的基板110和形成在基板110上的顶层360。基板110可以包括多个像素区PX。

多个像素区PX可以被设置成包括多个像素行和多个像素列的矩阵形式。每个像素区PX可以包括第一子像素区PXa和第二子像素区PXb。第一子像素区PXa和第二子像素区PXb可以垂直地设置。第一谷V1在像素行方向上设置在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb之间，第二谷V2设置在多个像素列之间。

顶层360沿像素行方向形成。在这种情况下，去除第一谷V1处的顶层360，因此形成注入孔307，以使设置在顶层360下方的构成元件暴露于外部。例如，注入孔307可以叠置(例如，完全叠置)第一谷V1，并且可以沿着列方向分开两个相邻的顶层360。例如，顶层360和注入孔307中的每个可以连续地沿着整个行方向延伸。

每个顶层360被形成为在相邻的第二谷V2之间与基板110分开，形成微腔305。另外，各顶层360被形成为在第二谷V2处附着到基板110，以覆盖微腔305的两侧。

上述的根据示例性实施例的显示装置的结构只是示例性的并且可以进行各种修改。例如，可以修改像素区PX、第一谷V1和第二谷V2的布局形式，使多个顶层360可以在第一谷V1处彼此连接，各顶层360的部分可以在第二谷V2处与基板110分开，以使相邻的微腔305彼此连接。

接下来，以下将除了参照图2至图4之外还参照图1描述根据示例性实施例的显示装置的一个像素。

图2示出根据示例性实施例的显示装置的一个像素的平面图，图3示出沿着图1的III-III线的剖视图，并且图4示出沿着图1的IV-IV线的剖视图。

参照图1至图4，可以在基板110上形成包括多条栅极线121、多条降压栅极线123和多条存储电极线131的多个栅极导体。

栅极线121和降压栅极线123主要在水平方向上延伸以传递栅极信号。栅极导体还可以包括从栅极线121向上和向下突出的第一栅电极124h和第二栅电极124l和从降压栅极线123向上突出的第三栅电极124c。第一栅电极124h和第二栅电极124l彼此连接，以形成一个突出。在这种情况下，可以修改第一栅电极124h、第二栅电极124l和第三栅电极124c的突出形式。

存储电极线131主要在水平方向上延伸，以传递诸如公共电压Vcom的预定电压。存储电极线131可以包括向上和向下突出的存储电极129、向下延伸以基本上垂直于栅极线121的一对垂直部分134以及连接这对垂直部分134的端部的水平部分127。水平部分127包括向下扩展的电容器电极137。

栅极绝缘层140形成在栅极导体121、123、124h、124l、124c和131上。栅极绝缘层140可以由无机绝缘材料(例如，氮化硅(SiN_x)和氧化硅(SiO_x))制成。另外，栅极绝缘层140可以由单层或多层构成。

第一半导体154h、第二半导体154l和第三半导体154c可以形成在栅极绝缘层140上。第一半导体154h可以设置在第一栅电极124h上，第二半导体154l可以设置在第二栅电极124l上，第三半导体154c可以设置在第三栅电极124c上。第一半导体154h和第二半导体154l可以彼此连接，第二半导体154l和第三半导体154c可以彼此连接。另外，第一半导体154h可以延伸到数据线171的下部。第一半导体154h、第二半导体154l和第三半导体154c可以由例如非晶硅、多晶硅、金属氧化物等制成。

欧姆接触件(未示出)可以进一步分别形成在第一半导体154h、第二半导体154l和第三半导体154c上。欧姆接触件可以由硅化物或其中以高浓度掺杂有n型杂质的材料(诸如，n⁺氢化非晶硅)制成。

包括数据线171、第一源电极173h、第二源电极173l、第三源电极173c、第一漏电极175h、第二漏电极175l和第三漏电极175c的数据导体可以形成在第一半导体154h、第二半导体154l和第三半导体154c上。

数据线171传递数据信号并且主要在垂直方向上延伸，以与栅极线121和降压栅极线123交叉。各数据线171可以包括朝向第一栅电极124h和第二栅电极124l延伸并且彼此连接的第一源电极173h和第二源电极173l。

第一漏电极175h、第二漏电极175l和第三漏电极175c分别包括一个宽端部部分和另一个杆形端部部分。第一漏电极175h和第二漏电极175l的杆形端部部分被第一源电极173h和第二源电极173l部分地环绕。第二漏电极175l的一个宽端部部分再次延伸，以形成弯曲成“U”形的第三源电极173c。第三漏电极175c的宽端部部分177c与电容器电极137叠置，以形成降压电容器Cstd，杆形端部部分被第三源电极173c部分地环绕。

第一栅电极124h、第一源电极173h和第一漏电极175h与第一半导体154h一起形成第一薄膜晶体管Qh，第二栅电极124l、第二源电极173l和第二漏电极175l与第二半导体154l一起形成第二薄膜晶体管Ql，第三栅电极124c、第三源电极173c和第三漏电极175c与第三半导体154c一起形成第三薄膜晶体管Qc。

第一半导体154h、第二半导体154l和第三半导体154c彼此连接以形成条纹形状，并且可以与数据导体171、173h、173l、173c、175h、175l和175c和其下方的欧姆接触件具有基本上相同的平面形状，除了源电极173h、173l和173c与漏电极175h、173l和175c之间的沟道区之外。

在第一半导体154h中，没有被第一源电极173h和第一漏电极175h覆盖的暴露部分设置在第一源电极173h和第一漏电极175h之间。在第二半导体154l中，没有被第二源电极173l和第二漏电极175l覆盖的暴露部分设置在第二源电极173l和第二漏电极175l之间。另外，在第三半导体154c中，没有被第三源电极173c和第三漏电极175c覆盖的暴露部分设置在第三源电极173c和第三漏电极175c之间。

钝化层180形成在数据导体171、173h、173l、173c、175h、175l和175c和暴露在相应的源电极173h/173l/173c和相应的漏电极175h/175l/175c之间的半导体154h、154l和154c上。钝化层180可以由有机绝缘材料或无机绝缘材料制成，并且可以形成为单层或多层。

各像素区PX中的滤色器230可以形成在钝化层180上。各滤色器230可以显示原色中的一种(例如，红色、绿色和蓝色中的一种)。滤色器230不限于红色、绿色和蓝色这三种原色，而是可以显示蓝绿色、紫红色、黄色和白色系的颜色中的一种。与以上示出的滤色器不同，滤色器230可以在列方向上沿着相邻数据线171之间的间隔伸长。

阻光构件220可以形成在相邻滤色器230之间的区域中。阻光构件220可以形成在像素区PX的边界和薄膜晶体管上，以防止漏光。滤色器230可以形成在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb的每个中，阻光构件220可以形成在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb之间。

阻光构件220可以包括：水平阻光构件220a，沿着栅极线121和降压栅极线123延伸以向上和向下扩展，并且覆盖其中设置有第一薄膜晶体管Qh、第二薄膜晶体管Ql和第三薄膜晶体管Qc的区域；垂直阻光构件220b，沿着数据线171延伸。也就是说，水平阻光构件220a可以形成在第一谷V1处，垂直阻光构件220b可以形成在第二谷V2处。滤色器230和阻光构件220可以在部分区域中彼此叠置。

第一绝缘层240可以进一步形成在滤色器230和阻光构件220上。第一绝缘层240可以由无机绝缘材料(例如，氮化硅(SiN_x)、氧化硅(SiO_x)和氮氧化硅(SiO_xN_y))制成。第一绝缘层240用于保护由有机材料制成的滤色器230和阻光构件220，如有必要，可以省略第一绝缘层240。

在第一绝缘层240、阻光构件220和钝化层180中，形成分别暴露第一漏电极175h的宽端部部分和第二漏电极175l的宽端部部分的多个第一接触孔185h和多个第二接触孔185l。

像素电极191形成在第一绝缘层240上。像素电极191可以由透明金属氧化物材料(例如，氧化铟锡(ITO)和/或氧化铟锌(IZO))制成。

像素电极191包括第一子像素电极191h和第二子像素电极191l，第一子像素电极191h和第二子像素电极191l彼此分开且栅极线121和降压栅极线123处于其间，并且基于栅极线121和降压栅极线123设置在像素区的上方和下方以在列方向上彼此相邻。也就是说，第一子像素电极191h和第二子像素电极191l彼此分开且第一谷V1处于其间，第一子像素电极191h设置在第一子像素区PXa中，第二子像素电极191l设置在第二子像素区PXb中。

第一子像素电极191h和第二子像素电极191l分别通过第一接触孔185h和第二接触孔185l连接到第一漏电极175h和第二漏电极175l。因此，当第一薄膜晶体管Qh和第二薄膜晶体管Ql导通时，第一薄膜晶体管Qh和第二薄膜晶体管Ql从第一漏电极175h和第二漏电极175l接收数据电压。

第一子像素电极191h和第二子像素电极191l中的每个的整体形状是四边形，第一子像素电极191h和第二子像素电极191l包括交叉主干，交叉主干包括水平主干193h和193l和分别与水平主干193h和193l交叉的垂直主干192h和192l。另外，第一子像素电极191h和第二子像素电极191l分别包括多个微小分支194h和194l、以及从子像素电极191h和191l的边缘侧向下或向上突出的突出197h和197l。

像素电极191被水平主干193h和193l和垂直主干192h和192l分成四个子区域。微小分支194h和194l从水平主干193h和193l和垂直主干192h和192l倾斜地延伸，并且延伸方向可以与栅极线121或水平主干193h和193l形成大约45度或135度的角度。另外，两个相邻子区域的微小分支194h和194l的延伸方向可以彼此垂直。

在示例性实施例中，第一子像素电极191h还包括环绕外部的外部主干，第二子像素电极191l包括设置在上端和下端处的水平部分和设置在第一子像素电极191h的左边和右边的左右垂直部分198。左右垂直部分198可以防止电容耦合，即，数据线171和第一子像素电极191h之间的耦合。

上述的像素区的布局形状、薄膜晶体管的结构和像素电极的形状只是示例性的，实施例不限于此，并且可以按各种方式修改。

公共电极270形成在像素电极191上，以与像素电极191分隔开预定距离。微腔305形成在像素电极191和公共电极270之间。也就是说，微腔305被像素电极191和公共电极270环绕。可以根据显示装置的大小和分辨率来不同地修改微腔305的宽度和面积。

公共电极270可以由透明金属材料(例如，氧化铟锡(ITO)和/或氧化铟锌(IZO))制成。可以向公共电极270施加预定电压，可以在像素电极191和公共电极270之间产生电场。

第一取向层11形成在像素电极191上。第一取向层11还可以直接形成在没有被像素电极191覆盖的第一绝缘层240上。

第二取向层21形成在公共电极270下方，以面对第一取向层11。

第一取向层11和第二取向层21可以由垂直取向层形成，并且可以由取向材料(例如，聚酰胺酸、聚硅氧烷和聚酰亚胺)制成。第一取向层11和第二取向层21可以在像素区PX的边缘处彼此连接。

由液晶分子310构成的液晶层形成在位于像素电极191和公共电极270之间的微腔305中。液晶分子310具有负介电各向异性并且可以在没有施加电场时在基板110的垂直方向上取向。

被施以数据电压的第一子像素电极191h和第二子像素电极191l与公共电极270一起产生电场，以控制设置在电极191和270之间的微腔305中的液晶分子310的方向。如此，穿过液晶层的光的亮度根据液晶分子310的确定方向而变化。

第二绝缘层350可以进一步形成在公共电极270上。第二绝缘层350可以由无机绝缘材料(例如，氮化硅(SiN_x)和氧化硅(SiO_x)以及氮氧化硅(SiO_xN_y))制成，或者，如有必要，可以省略第二绝缘层350。

顶层360形成在第二绝缘层350上。顶层360可以由有机材料制成。微腔305形成在顶层360下方，可以通过用固化工艺硬化顶层360来保持微腔305的形状。也就是说，顶层360被形成为与像素电极191分隔且微腔305处于其间。

顶层360沿着像素行和第二谷V2形成在各像素区PX中，并没有形成在第一谷V1中。也就是说，顶层360没有形成在同一像素区PX的第一子像素区PXa和第二子像素区PXb之间。微腔305形成在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb中的每个中的各顶层360下方。在第二谷V2中，微腔305没有形成在顶层360下方，而是被形成为附接到基板110。因此，设置在第二谷V2处的顶层360的厚度可以大于设置在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb中的每个中的顶层360的厚度。第二谷V2中的微腔305的上表面和两侧具有被顶层360覆盖的形式。

所形成的顶层360的厚度可以为大约4μm至50μm。具体地，顶层360可以比根据以下将描述的比较例的顶层厚，例如，顶层360的厚度可以等于或大于大约8μm。

原因在于，当顶层360的厚度增大时，液晶出现中心聚集效应。换句话讲，当顶层360较厚(即，较高)时，液晶聚集在设置在相邻顶层360之间的第一谷V1处。因此，即使一些液晶在注入到微腔305中的过程中接触顶层360，与顶层360的接触力也是低的。结果，防止了液晶保留在顶层360上。

同时，由于顶层360没有设置在第一谷V1中，因此顶层360彼此分隔且第一谷V1布置在其间。结果，在与第一谷V1相邻的区域中的顶层360具有偏斜和倾斜的表面，例如，顶层的侧表面可以向着第一谷V1倾斜形成倾斜角。在这种情况下，顶层360的倾斜表面和平坦的第二绝缘层350之间的角度是大约30°至大约90°，例如，是大约45°。

如上所述，在控制顶层360的厚度和角度的过程中，可以同时调节厚度和角度二者，或者可以只调节厚度和角度中的一个。作为一个示例，可以增大顶层360的厚度或者可以减小顶层360的角度。在另一个示例中，可以减小顶层360的角度，同时增大顶层360的厚度。

也就是说，当难以控制顶层360的角度时，可以通过控制顶层360的厚度来减少保留的液晶。类似地，当难以控制顶层360的厚度时，可以通过只控制顶层360的角度来减少保留的液晶。

当如上所述地增大顶层360的厚度时，顶层360之间产生的第一谷V1的体积增大。因此，当第一谷V1的体积增大时，在第一谷V1中容纳液晶的体积增大。因此，保留在顶层360上的液晶的数量减少。

类似地，当顶层360的倾斜表面和第二绝缘层350之间的角度减小时，第一谷V1的体积增大。如上类似地，在第一谷V1中容纳液晶的体积增大，结果，防止了液晶保留在顶层360上。

详细地，通过考虑与对应于各像素的第一谷V1对应的体积，其中可能存在液晶的区域的体积是与顶层360下方的矩形区域对应的体积和与相邻的顶层360面对的倾斜表面之间的区域对应的体积之和。在这种情况下，不管顶层360如何，与矩形区域对应的体积保持在预定值，而随着顶层360的厚度增大或者随着角度减小，与倾斜表面之间的区域对应的体积增大。因此，随着体积增大，保留在顶层360上的液晶的量减少，从而减少了有缺陷的像素的数量。

在公共电极270、第二绝缘层350和顶层360中(例如，穿过公共电极270、第二绝缘层350和顶层360)形成暴露微腔305的一部分的注入孔307。多个注入孔307可以被形成为在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb的边缘处彼此面对(例如，平行)。也就是说，注入孔307可以对应于第一子像素区PXa的下侧和第二子像素区PXb的上侧，以暴露微腔305的侧面。例如，各注入孔307可以将相邻的第一子像素区PXa和第二子像素区PXb分开，因此第一子像素区PXa和第二子像素区PXb的每个中的微腔305的侧壁可以通过注入孔307暴露。由于通过注入孔307暴露了微腔305，因此可以通过注入孔307将取向剂或液晶材料注入微腔305中。

覆盖件390可以(例如，共形地)形成在第三绝缘层370上。覆盖件390被形成为覆盖注入孔307的侧壁，微腔305的部分通过注入孔307暴露于外部。也就是说，覆盖件390可以密封微腔305，使得形成在微腔305中的液晶分子310没有释放到外部。由于覆盖件390接触液晶分子310，因此覆盖件390可以由不与液晶分子310发生反应的材料制成，例如，覆盖件390可以由聚对二甲苯等制成。

覆盖件390可以被形成为多层，例如，双层或三层。双层可以由不同材料制成的两个层构成。三层可以由三个层构成，从而相邻层的材料彼此不同。例如，覆盖件390可以包括由有机绝缘材料制成的层和由无机绝缘材料制成的层。

尽管未示出，但偏振器可以进一步形成在显示装置的上侧和下侧上。偏振器可以由第一偏振器和第二偏振器构成。第一偏振器可以附接到基板110的下侧上，第二偏振器可以附接到覆盖件390上。

接下来，以下将除了图1至图4之外还一起参照图5至图10描述根据示例性实施例的显示装置的制造方法。图5至图10示出根据示例性实施例的在显示装置的制造方法中的阶段的剖视图。注意的是，为了方便起见，在图5至图10中省略了图2中示出的一些元件。

首先，可以在由玻璃或塑料制成的基板110上形成在一个方向上延伸的栅极线121和降压栅极线123，并形成从栅极线121突出的第一栅电极124h、第二栅电极124l和第三栅电极124c。另外，可以一起形成存储电极线131，使其与栅极线121、降压栅极线123、第一栅电极124h、第二栅电极124l和第三栅电极124c分隔开。

接着，如图5中所示，可以通过使用无机绝缘材料(例如，氧化硅或氮化硅)在包括栅极线121、降压栅极线123、第一栅电极124h、第二栅电极124l和第三栅电极124c以及存储电极线131的基板110的整个表面上形成栅极绝缘层140。栅极绝缘层140可以被形成为单层或多层。

接着，通过在栅极绝缘层140上沉积半导体材料(例如，非晶硅、多晶硅和/或金属氧化物)然后将所沉积的半导体材料图案化来形成第一半导体154h、第二半导体154l和第三半导体154c。第一半导体154h可以设置在第一栅电极124h上，第二半导体154l可以设置在第二栅电极124l上，第三半导体154c可以设置在第三栅电极124c上。

接着，可以通过沉积金属材料然后将所沉积的金属材料图案化来形成在另一个方向上延伸的数据线171。金属材料可以被形成为单层或多层。

另外，从数据线171在第一栅电极124h上方突出的第一源电极173h和与第一源电极173h分隔开的第一漏电极175h可以一起形成。另外，与第一源电极173h连接的第二源电极173l和与第二源电极173l分隔开的第二漏电极175l可以一起形成。另外，从第二漏电极175l延伸的第三源电极173c和与第三源电极173c分隔开的第三漏电极175c可以一起形成。

连续地沉积半导体材料和金属材料，此后，同时将其图案化，以形成第一半导体154h、第二半导体154l和第三半导体154c、数据线171、第一源电极173h、第二源电极173l和第三源电极173c、以及第一漏电极175h、第二漏电极175l和第三漏电极175c。在这种情况下，第一半导体154h可以延伸至数据线171的下部。

第一栅电极124h/第二栅电极124l/第三栅电极124c、第一源电极173h/第二源电极173l/第三源电极173c和第一漏电极175h/第二漏电极175l/第三漏电极175c分别与第一半导体154h/第二半导体154l/第三半导体154c一起形成第一薄膜晶体管(TFT)Qh/第二薄膜晶体管Ql/第三薄膜晶体管Qc。

随后，在数据线171、第一源电极173h、第二源电极173l和第三源电极173c、第一漏电极175h、第二漏电极175l和第三漏电极175c、以及在相应的源电极173h/173l/173c和相应的漏电极175h/175l/175c之间暴露的半导体154h、154l和154c上形成钝化层180。钝化层180可以由有机绝缘材料或无机绝缘材料制成，并且可以被形成为单层或多层。

接着，在钝化层180上，在各像素区PX中形成滤色器230。滤色器230形成在第一子像素区PXa和第二子像素PXb的每个中，并且可以不形成在第一谷V1处。另外，具有相同颜色的滤色器230可以沿多个像素区PX的列方向形成。在形成具有三种颜色的滤色器230的情况下，可以首先形成第一颜色的滤色器230，然后可以通过将掩模移位来形成第二颜色的滤色器230。接着，可以形成第二颜色的滤色器230，然后可以通过将掩模移位来形成第三颜色的滤色器230。

接着，在钝化层180上的各像素区PX的边界和薄膜晶体管上形成阻光构件220。阻光构件220形成在位于第一子像素区PXa和第二子像素PXb之间的第一谷V1处，例如，阻光构件220可以形成在滤色器230的相邻部分之间的第一谷V1处。例如，可以在形成滤色器230之后形成阻光构件220，但实施例不限于此，例如，可以在滤色器230之前形成阻光构件220。

接着，可以在滤色器230和阻光构件220上形成由无机绝缘材料(例如，氮化硅(SiN_x)、氧化硅(SiO_x)和氮氧化硅(SiO_xN_y))制成的第一绝缘层240。

接着，可以通过蚀刻钝化层180、阻光构件220和第一绝缘层240形成第一接触孔185h，以暴露第一漏电极175h的一部分，并且形成第二接触孔185l，以暴露第二漏电极175l的一部分。

随后，通过在第一绝缘层240上沉积透明金属材料(例如，氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO))并且将其图案化，在第一子像素区PXa中形成第一子像素电极191h，且在第二子像素区PXb中形成第二子像素电极191l。第一子像素电极191h和第二子像素电极191l彼此分开且第一谷V1处于其间。第一子像素电极191h通过第一接触孔185h与第一漏电极175h连接，第二子像素电极191l通过第二接触孔185l与第二漏电极175l连接。

在第一子像素电极191h和第二子像素电极191l中分别形成水平主干193h和193l和与水平主干193h和193l交叉的垂直主干192h和192l。另外，形成多个微小分支194h和194l，多个微小分支194h和194l从水平主干193h和193l和垂直主干192h和192l倾斜地延伸。

接着，参照图6，可以通过在像素电极191上涂覆感光有机材料并且执行光刻工艺来形成牺牲层300。多个牺牲层300可以被图案化成沿着多个像素列彼此连接。例如，牺牲层300可以被形成为覆盖各像素区PX并且覆盖设置在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb之间的第一谷V1。

随后，通过沉积透明金属材料(例如，氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO))，在牺牲层300上形成公共电极270。接着，无机绝缘材料(例如，氮化硅(SiN_x)、氧化硅(SiO_x)和氮氧化硅(SiO_xN_y)可以在公共电极270上形成第二绝缘层350。接着，通过在第二绝缘层350上涂覆有机材料并且将其图案化来形成顶层360。在这种情况下，设置在第一谷V1处的有机材料可以被图案化，以便被去除。结果，多个顶层360可以被形成为沿着多个像素行彼此连接。

所形成的顶层360的厚度可以大于大约4μm。具体地，顶层360可以比根据以下将描述的比较例的顶层厚，例如，顶层360的厚度可以是大约8μm至大约50μm。

原因在于，当顶层360的厚度增大时，液晶出现中心聚集效应。换句话讲，当顶层360较高时，液晶聚集在设置在相邻顶层360之间的第一谷V1中。也就是说，即使一些液晶可以接触顶层360，与顶层360的接触力也是低的，结果，防止了液晶保留在顶层360上。

同时，由于顶层360没有设置在第一谷V1中，因此相邻的顶层360彼此分隔且第一谷V1插入其间。结果，在与第一谷V1相邻的区域中的顶层360具有偏斜和倾斜的表面。在这种情况下，顶层360的倾斜表面和平坦的第二绝缘层350之间的角度是大约30°至大约90°，例如，是大约45°。

如上所述，在控制顶层360的厚度和角度的过程中，可以同时控制厚度和角度二者，或者可以只控制一个。例如，可以增大顶层360的厚度或者可以减小顶层360的角度，或者可以减小角度，同时增大顶层360的厚度。也就是说，当难以控制顶层360的角度时，可以通过控制顶层360的厚度来减少保留的液晶，并且当难以控制顶层360的厚度时，可以通过只控制顶层360的角度来减少保留的液晶。

当如上所述地增大顶层360的厚度时，顶层360之间产生的第一谷V1的体积增大。因此，当第一谷V1的体积增大时，第一谷V1中设置液晶的体积增大，液晶保留在顶层360上的现象减少。另外，类似地，当顶层360的倾斜表面和第二绝缘层350之间的角度减小时，第一谷V1的体积增大。类似地，如上，第一谷V1中可以设置碰撞的液晶的体积增大，结果，防止了液晶保留在顶层360上。

接着，如图7中所示，可以通过使用顶层360作为掩模，将第二绝缘层350和公共电极270图案化。首先，通过使用顶层360作为掩模将第二绝缘层350干蚀刻，然后将公共电极270湿蚀刻。

接着，如图8中所示，可以在顶层360上形成由无机绝缘材料(例如，氮化硅(SiN_x)、氧化硅(SiO_x)和/或氮氧化硅(SiO_xN_y))制成的第三绝缘层370。接着，可以在第三绝缘层370上涂覆光致抗蚀剂500，可以通过光刻工艺将光致抗蚀剂500图案化。在这种情况下，可以去除设置在第一谷V1处的光致抗蚀剂500。可以通过使用图案化的光致抗蚀剂500作为掩模来蚀刻第三绝缘层370，即，去除设置在第一谷V1处的第三绝缘层370。

第三绝缘层370可以被形成为覆盖顶层360的上表面和侧面，以保护顶层360。第三绝缘层370的图案可以在顶层360外部，例如，第三绝缘层370可以设置在顶层360的图案的外部。第二绝缘层350的图案可以与第三绝缘层370的图案相同，但第二绝缘层350的图案可以形成在顶层360的图案的内部。在这种情况下，第三绝缘层370可以被形成为接触第二绝缘层350，例如，顶层360可以完全被密封在第二绝缘层350和第三绝缘层370之间。

上文中，用于图案化顶层360的设施可以不同于用于图案化第三绝缘层370的设施，第三绝缘层370的图案和顶层360的图案之间的差异会由于设施之间的布置误差而增加。在这种情况下，第三绝缘层370的图案设置在顶层360的图案的外部的那部分会凹陷或断裂，但由于第三绝缘层370不是导电构件，因此可能消除例如第三绝缘层370和像素电极191之间的短路的问题。

上文中，描述了形成第三绝缘层370的过程，但实施例不限于此，例如，可以不形成第三绝缘层370。当不形成第三绝缘层370时，可以防止例如由于用于图案化顶层360的设施和用于图案化第三绝缘层370的设施的不对准而导致的问题。另外，由于通过使用顶层360作为掩模来图案化第二绝缘层350和公共电极270，因此没有出现不对准。

或者，通过将第三绝缘层图案化来去除直接形成在牺牲层上的第三绝缘层，其中将牺牲层灰化，此后，形成第三绝缘层，其中在牺牲层的灰化期间，直接设置在牺牲层上的第三绝缘层被剥离。

如图9中所示，可以通过向其中暴露了牺牲层300的基板110上供应显影剂和剥离剂，或者通过灰化工艺，完全去除牺牲层300。当去除牺牲层300时，在之前设置有牺牲层300的部位产生微腔305。也就是说，如图9中所示，当去除牺牲层300时，在像素电极191和公共电极270之间形成腔。

详细地，像素电极191和公共电极270彼此分隔且微腔305处于其间，像素电极191和顶层360彼此分隔且微腔305处于其间。公共电极270和顶层360被形成为覆盖微腔305的上表面和两侧。

微腔305通过第一谷V1中的注入孔307(即，通过顶层360、第二绝缘层350、公共电极270被去除的部分而限定的开口)暴露于外部。注入孔307可以沿着第一谷V1形成。两个注入孔307可以被形成为在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb的相对边缘处彼此面对。也就是说，注入孔307可以对应于第一子像素区PXa的下侧和第二子像素区PXb的上侧，以暴露微腔305的侧面。另外，液晶注入孔307还可以沿着第二谷V2形成。

接着，通过向基板110施加热来固化顶层360。这用于通过顶层360保持微腔305的形状。

接着，当通过旋涂法或喷墨法在基板110上滴落包含取向材料的取向剂时，取向剂通过注入孔307注入微腔305中。当取向剂注入微腔305中然后执行固化工艺时，溶液成分被蒸发并且取向材料保留在微腔305的内壁上。

因此，可以在像素电极191上形成第一取向层11，并可以在公共电极270下方形成第二取向层21。第一取向层11和第二取向层21彼此面对且微腔305处于其间并且在像素区PX的边缘处彼此连接。在这种情况下，除了微腔305的侧面之外，第一取向层11和第二取向层21可以在基板110的垂直方向上取向。另外，执行将UV辐射到第一取向层11和第二取向层21的过程，结果，第一取向层11和第二取向层21可以在基板100的水平方向上取向。

接着，通过喷墨法或滴涂法将由液晶分子310构成的液晶材料施加到基板110，例如，液晶材料可以通过注入孔307注入微腔305中。例如，液晶材料可以通过对应的奇数第一谷V1的注入孔307(而非沿着偶数第一谷V1形成的注入孔307)注入。在另一个示例中，液晶材料可以通过对应的偶数第一谷V1的注入孔307(而非沿着奇数第一谷V1形成的注入孔307)注入。

当液晶材料注入沿着奇数第一谷V1形成的注入孔307时，液晶材料在毛细管力的作用下穿过注入孔307，从而被注入微腔305中。在这种情况下，通过释放微腔305中的空气，穿过沿着偶数第一谷V1形成的液晶注入孔307，液晶材料被注入微腔305中。另外，液晶材料可以被注入在所有注入孔307中，即，液晶材料可以被注入在沿着奇数第一谷V1和偶数第一谷V1形成的注入孔307中。

当液晶材料在毛细管力的作用下注入微腔305中时，注入的液晶中的一些会接触顶层，结果，会有可能保留在顶层上。然而，因为根据示例实施例的顶层360具有大厚度和小角度，所以保留在顶层360上的液晶的数量减少，从而减少了有缺陷的像素的数量。

如图10中所示，可以通过在第三绝缘层370上沉积与液晶分子310不发生反应的材料来形成覆盖件390。覆盖件390可以被形成为覆盖注入孔307(即，微腔305暴露于外部的地方)，以密封微腔305。

接着，尽管未示出，但可以进一步在显示装置的上侧和下侧附接偏振器。偏振器可以包括第一偏振器和第二偏振器。第一偏振器可以被附接到基板110的下表面上，第二偏振器可以被附接到覆盖件390上。

接着，将参照图11至图13描述根据示例性实施例的显示装置。图11示出根据示例性实施例的其中顶层和第二绝缘层之间的角度小的显示装置的剖视图，图12示出根据示例性实施例的其中顶层的一个表面具有阶梯形状的显示装置的剖视图，图13示出根据示例性实施例的还包括防水层的显示装置的剖视图。下文中，将省略上述构成元件并且将只描述不同的构成元件。

参照图11，根据另一个示例性实施例，提供了其中顶层360和第二绝缘层之间的角度显著低的显示装置。因为如上所述角度低，所以去除保留的液晶是有效的。例如，如图11中所示，顶层360和第二绝缘层350之间的角度α可以是大约45°。

另外，参照图12，根据另一个示例性实施例，顶层360'的一个倾斜表面可以具有阶梯形状。阶梯形状的结构用于防止液晶保留在顶层360'上，但不限于图12中示出的形状，例如，顶层的倾斜表面可以具有用于防止液晶保留的任何合适的形状或结构。

另外，参照图13，根据另一个示例性实施例的显示装置可以包括防水层372。防水层372可以包括疏水性材料，以防止液晶保留在顶层360或顶层360'上。防水层372已经在示例性实施例中有所描述，但不限于此，例如，为了防止液晶保留在顶层360上，所有层都可以是疏水性的。

接着，以下将参照图14A至图16描述根据示例性实施例的显示装置的液晶余量模拟结果。图14A至图14B示出作为比较例的其中顶层的厚度为3.5μm的显示装置的模拟结果，图15A至图15B示出根据实施例的注入到其中顶层的厚度为8μm并且顶层和绝缘层之间的角度是45°的显示装置中的单向液晶的模拟结果，图16示出注入到图15A至图15B的装置中的单向液晶的模拟结果。

注意的是，图14A示出单向液晶注入的模拟结果，图14B示出双向液晶注入的模拟结果，以验证产生了略有保留的液晶。另外，图15A示出其中液晶碰撞于左侧的单向注入的模拟结果，图15B示出其中液晶碰撞于右侧的单向注入的模拟结果。

因此，在根据图15A至图15B的显示装置中，碰撞余量大致是34μm并且比图14A至图14B的碰撞余量大大约21％。也就是说，碰撞余量增大，结果，保留在顶层上的液晶的数量减少。另外，作为检验液晶注入的结果，经验证，液晶也被很好地注入。

图16示出其中液晶被双向注入的显示装置的模拟结果。作为模拟结果，碰撞余量大致是38μm，并且经验证，目标余量比图14的比较例的余量大大致30％。另外，与图15A至图15B类似，液晶被很好地注入，并且经验证，保留的液晶数量减少。

因此，根据图15A至图15B和图16的显示装置，碰撞余量大于比较例的碰撞余量。这意味着出现了液晶集中在顶层之间的谷区的效果，并且意味着液晶的润湿距离被最小化。因此，根据示例性实施例，实现了其中保留的液晶的数量减少以及有缺陷的像素的数量减少的显示装置。

通过总结和回顾的方式，传统的液晶显示器可以包括两片基板，并且在这两片基板上形成相应的构成元件。结果，显示装置会是重的和厚的，会具有高成本，并会需要长的加工时间。

相比之下，根据示例实施例的液晶显示器包括单个基板，从而减小了其重量、厚度、成本和制造时间。另外，根据示例实施例的液晶显示器包括顶层，使液晶层在单个基板和顶层之间。调节顶层的厚度以及顶层和第二绝缘层之间的角度，以使在液晶注入到顶层下方的微腔中的过程中保留在顶层上的液晶的数量最少，从而防止由于保留的液晶的劣化而导致的图像质量缺陷，或者基本上使图像质量缺陷最少。

这里已经公开了示例实施例，尽管采用了特定术语，但它们只用于并且将只以通用和描述的含义来解释，而不是出于限制的目的。在一些情形下，如本领域的普通技术人员将清楚的，截至提交本申请，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或者与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件结合使用，除非另外特别指明。因此，本领域的技术人员应该理解，在不脱离如下面的权利要求书中阐明的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种形式和细节上的变化。

Claims (19)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：

基板，包括多个像素区；

薄膜晶体管，设置在基板上；

第一绝缘层，设置在薄膜晶体管上；

像素电极，与薄膜晶体管连接并且设置在第一绝缘层上；

公共电极，设置在像素电极上并且通过微腔与像素电极分隔；

第二绝缘层，设置在公共电极上；

顶层，设置在第二绝缘层上，顶层的厚度是4μm至50μm；

注入孔，穿过公共电极、第二绝缘层和顶层，注入孔暴露微腔的一部分；

液晶层，填充微腔；以及

覆盖件，在顶层上并且延伸到注入孔中，覆盖件密封微腔。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中，顶层的厚度是8μm至50μm。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中，顶层和第二绝缘层之间的角度是45°。

4.如权利要求1所述的显示装置，其中，顶层和第二绝缘层之间的角度是30°至90°。

5.如权利要求4所述的显示装置，其中，顶层和第二绝缘层之间的角度是45°。

6.如权利要求4所述的显示装置，其中，顶层的倾斜表面具有阶梯形状。

7.如权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括设置在顶层上的防水层。

8.如权利要求1所述的显示装置，其中，第二绝缘层包括氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的至少一个。

9.如权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括位于顶层上的第三绝缘层。

10.如权利要求9所述的显示装置，其中，第三绝缘层包括氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的至少一个。

11.一种显示装置的制造方法，所述方法包括：

在基板上形成薄膜晶体管；

在薄膜晶体管上形成第一绝缘层；

在第一绝缘层上形成与薄膜晶体管连接的像素电极；

在像素电极上形成牺牲层；

在牺牲层上形成公共电极；

在公共电极上形成第二绝缘层；

通过将有机材料施加到第二绝缘层上并且将有机材料图案化来形成顶层，顶层的厚度是4μm至50μm；

暴露牺牲层；

通过去除被暴露的牺牲层，在像素电极和公共电极之间形成微腔；

通过将液晶材料注入微腔中来形成液晶层；

通过在顶层上形成覆盖件来密封微腔。

12.如权利要求11所述的方法，其中，顶层的厚度等于或大于8μm。

13.如权利要求11所述的方法，其中，顶层和第二绝缘层之间的角度是30°至90°。

14.如权利要求13所述的方法，其中，顶层和第二绝缘层之间的角度是45°。

15.如权利要求13所述的方法，其中，顶层的倾斜表面具有阶梯形状。

16.如权利要求11所述的方法，所述方法还包括在形成的顶层上形成防水层。

17.如权利要求16所述的方法，所述方法还包括通过将第三绝缘层图案化来去除直接形成在牺牲层上的第三绝缘层。

18.如权利要求17所述的方法，其中，将牺牲层灰化，此后，形成第三绝缘层。

19.如权利要求18所述的方法，其中，在牺牲层的灰化期间，直接设置在牺牲层上的第三绝缘层被剥离。