CN106292083A - Lcd设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种液晶显示LCD设备及其制造方法。该液晶显示设备包括：包括限定像素的电极结构层和被配置为切换像素的开关器件的第一基板；面对第一基板并包括公共电极的相对的第二基板；以及被设置在第一基板和第二基板之间的液晶层。该电极结构层包括耦合电极、第一像素电极、第二像素电极、以及被设置在耦合电极和第二像素电极之间的绝缘层。由耦合电极、绝缘层和第二像素电极限定的电阻Rp和电容Cp的第一乘积RpCp与由第二像素电极、液晶层和公共电极限定的电阻R2和电容C2的第二乘积R2C2之间的差的绝对值小于等于10。

Description

LCD设备及其制造方法
相关申请的交叉引用
此申请要求2015年6月29日提交的韩国专利申请No.10-2015-0092029的优先权和权益，出于所有目的通过引用将其合并于此，如同在本文中完全阐述一样。
技术领域
示例性实施例涉及LCD设备及其制造方法，并且更具体地，涉及包括耦合电容器的LCD设备及其制造方法。
背景技术
液晶显示(LCD)设备可以包括两个基板以及被设置在这两个基板之间的液晶(LC)层，其中这两个基板包含诸如像素电极和公共电极的电场生成电极。
在LCD设备中，可以通过向电场生成电极施加电压以在LC层中生成电场、确定包括在LC层中的LC分子的取向、以及通过电场控制入射光的偏振，来调整入射光的透射率。LCD设备可具有可控制每个像素的开关器件，并且对于每个像素，可以根据图像信号调整光的透射率，从而显示图像。
LCD设备可被分类为可以通过使用在基板之间沿竖直方向形成的电场来驱动LC分子的竖直取向模式LCD设备以及可以使用与基板平行的水平电场的平面内切换模式LCD设备。
竖直取向模式LCD设备可具有高对比度和宽视角。已经提出各种LCD设备驱动方法，来提高竖直取向模式LCD设备的侧向可视性，诸如图案化竖直取向(PVA)模式、多畴竖直取向(MVA)模式和超图案化竖直取向(S-PVA)模式。
在S-PVA模式LCD设备中，每个像素电极可包括被分别施加不同电压的主像素电极和子像素电极。S-PVA模式LCD设备可以被分类为耦合电容器(CC)型LCD设备和双晶体管(TT)型LCD设备。在CC型LCD设备驱动方法中，耦合电容器可以形成在主像素电极与子像素电极之间。这样，被施加到子像素电极的数据电压可下降，使得低于主像素电压的电压可以作为子像素电压被施加到子像素电极。在TT型LCD设备中，可以通过使用两个晶体管分别向主像素电极和子像素电极施加具有彼此不同的电压电平的主像素单元电压和子像素单元电压。
在此背景部分公开的上述信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解，因此，它可能包含不形成在该国家本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
示例性实施例提供一种包括用于提高可视性并减小后像的耦合电容器的液晶显示(LCD)设备及其制造方法。
另外方面将部分地在随后的具体描述中阐述，并且另外方面部分地根据本公开是显而易见的，或者可以通过对本发明构思的实践来获知。
根据一个或多个示例性实施例，一种液晶显示设备包括：包括限定像素的电极结构层和被配置为切换像素的开关器件的第一基板；面对第一基板并包括公共电极的相对的第二基板；以及被设置在第一基板与第二基板之间的液晶层，其中电极结构层包括：电连接至开关器件的输出电极的耦合电极；电连接至开关器件的输出电极的第一像素电极；面对耦合电极并相对于耦合电极电浮置的第二像素电极；以及被设置在耦合电极与第二像素电极之间的绝缘层；并且由耦合电极、绝缘层和第二像素电极限定的电阻Rp和电容Cp的第一乘积RpCp与由第二像素电极、液晶层和公共电极限定的电阻R2和电容C2的第二乘积R2C2之间的差的绝对值小于等于10，如由公式|RpCp-R2C2|≤10所示。
根据一个或多个示例性实施例，一种用于制造液晶显示设备的方法包括：形成第一基板，包括：形成电连接至第一基板上的开关器件的输出电极的耦合电极，开关器件被配置为切换像素；形成绝缘层以覆盖耦合电极和开关器件；形成穿过绝缘层的第一像素电极，第一像素电极电连接至开关器件的输出电极；并且形成与第一像素电极电绝缘的第二像素电极；并且形成包括公共电极的第二基板；以及在第一基板与第二基板之间形成液晶层，其中绝缘层包括材料，使得由耦合电极、绝缘层和第二像素电极限定的电阻Rp和电容Cp的第一乘积RpCp与由第二像素电极、液晶层和公共电极限定的电阻R2和电容C2的第二乘积R2C2之间的差的绝对值小于等于10，如由公式|RpCp-R2C2|≤10所示。
前述一般性描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对要求保护的主题的进一步解释。
附图说明
被包括为提供对本发明构思的进一步理解并且被并入此说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出了本发明构思的示例性实施例，并与描述一起解释本发明构思的原理。
图1是示出了根据一个示例性实施例的液晶显示(LCD)设备的结构的剖视图。
图2是示出了根据一个示例性实施例的LCD设备中的第一像素电极、第二像素电极和耦合电极的平面图。
图3是示出了根据一个示例性实施例的LCD设备中的一个像素的等效电路图。
图4是示出了根据一个示例性实施例由第二像素电极、绝缘层和耦合电极形成的电阻和电容的乘积根据LCD设备中的绝缘层的N与Si之比而变化的示意图。
图5是示出了根据一个示例性实施例、当在LCD设备中通过使用化学气相沉积形成绝缘层时由第二像素电极、绝缘层和耦合电极形成的电阻和电容的乘积根据N2、NH3和SiH4的通量比变化的示意图。
图6是第一像素电极、第二像素电极和公共电极的电压信号示意图，其概念性地示出了当通过使用耦合电容器方法将电压分割到两个像素电极时后像产生的原理。
图7A、图7B和图7C是示出了用于分析引起后像的原因的测试样品的结构的剖视图。
图8A、图8B和图8C是分别示出了图7A、图7B和图7C的测试样品的电压-透射率滞后曲线的示意图。
图9A和图9B是示出了用于分析DC应力根据电容器的形状对电容的影响的测试样品的剖视图。
图10A和图10B是示出了根据图9A和图9B的测试样品中的绝缘层的形成条件、在DC应力下电容的变化的示意图。
图11A、图11B、图12A和图12B是示出了可以推断出图6的残余电压的闪烁消除法的示意图。
图13是根据绝缘层的形成条件比较通过闪烁消除法推断的残余电压的示意图。
具体实施方式
在下面的描述中，出于解释的目的，为了提供对各种示例性实施例的彻底理解，阐述了许多具体的细节。然而，很明显，各种示例性实施例可以在没有这些具体细节或具有一个或多个等同布置的情况下实施。在其他情况下，为了避免不必要地使各种示例性实施例隐晦费解，公知的结构和设备以框图形式示出。
在附图中，为了清楚和说明的目的，层、膜、面板、区域等的尺寸和相对尺寸可能被夸大了。另外，相同的附图标记指代相同的元件。
当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上，直接连接至或联接至另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。出于公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个”和“选自由X、Y和Z组成的组中的至少一个”可以被解释为只有X、只有Y、只有Z、或X、Y和Z中的两个或更多个的任意组合，诸如，例如，XYZ、XYY、YZ和ZZ。相同的附图标记指代相同的元件。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任意和所有组合。
虽然术语第一、第二等可在本文中用来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用来区分一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一个元件、组件、区域、层和/或部分。因此，下面讨论的第一元件、组件、区域、层和/或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层和/或部分，而不脱离本公开的教导。
出于描述的目的，在本文中使用了诸如“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等的空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征相对于另一个(些)元件或特征的关系。除了图中描述的方位之外，空间相对术语意在还包含装置在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果图中装置被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在其它元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方两种方位。此外，装置可被另外定向(例如旋转90度或者在其它方向)，并且照此，本文使用的空间相对描述符可以进行相应的解释。
本文使用的术语用于描述特定的实施例，并不旨在进行限制。如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该(所述)”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。此外，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”表明存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
在本文中参考作为理想化示例性实施例和/或中间结构的示意性图示的剖视图示来描述各个示例性实施例。这样，作为例如制造技术和/或公差的结果，可以预期图示形状的变化。因此，在本文中公开的示例性实施例不应该被解释为限于区域的特定例示形状，而是包括例如由于制造产生的形状偏差。例如，被示出为矩形的植入区域在其边缘处将通常具有圆形或曲面的特征和/或植入浓度的梯度，而不是从植入区域到非植入区域的二进制变化。同样，通过植入形成的掩埋区域可能导致在掩埋区域和植入发生的表面之间的区域中的一些植入。因而，图中所示的区域在本质上是示意性的，它们的形状并不旨在示出设备的区域的实际形状，并且不旨在进行限制。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本公开所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。例如那些在常用字典中定义的术语应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义来解释，除非在本文中明确地如此定义。
图1是示出了根据一个示例性实施例的LCD设备100的结构的剖视图。图2是示出了根据一个示例性实施例的位于LCD设备100中的第一像素电极、第二像素电极和耦合电极的平面图。图3是示出了根据一个示例性实施例的位于LCD设备100中的一个像素的等效电路图。
参考图1和图2，LCD设备100包括阵列基板110、面对阵列基板110的对基板130、以及被设置在阵列基板110与对基板130之间的液晶(LC)层150。
阵列基板110包括用于形成像素的电极结构层、以及被配置为切换像素的开关器件TR。电极结构层包括可形成以矩阵形式布置的像素的电极图案以及绝缘层117。为了描述方便，图1和图2示出了用于一个像素的电极结构层，其中该像素可以是第(n×m)像素。
开关器件TR包括栅电极GE、沟道层AT、源电极SE和漏电极DE。栅电极GE从例如第n栅极线GLn(参考图3)的栅极线(未示出)分叉，并接收第n栅极信号。源电极SE从例如第m数据线DLm(参考图3)的数据线(未示出)分叉，并接收第m数据信号。漏电极DE响应于栅极信号输出数据电压。
电极结构层包括电连接至漏电极DE的第一像素电极PE1、电连接至漏电极DE的耦合电极CE、面对耦合电极CE的第二像素电极PE2、以及位于耦合电极CE与第二像素电极PE2之间的绝缘层117。漏电极DE可以是开关器件TR的输出电极，并且第二像素电极PE2可以电浮置。
阵列基板110可以通过在第一基底基板111上形成栅极金属层来形成。栅电极GE和存储线SL可以通过图案化栅极金属层来形成。栅极金属层可以包括诸如铂(Pt)、钌(Ru)、金(Au)、银(Ag)、钼(Mo)、铝(Al)、钨(W)、钯(Pd)、镁(Mg)、镍(Ni)、铱(Ir)、铬(Cr)、钙(Ca)、钛(Ti)或铜(Cu)的材料。
接下来，用于覆盖栅电极GE与存储线SL的栅极绝缘层115被沉积。栅极绝缘层115可包括氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、氧化铪(HfO2)、氧化锆(ZrO2)、钛酸锶钡(BST)和锆钛酸铅(PZT)中的至少一种，并且可以包括单层或多层。
沟道层AT形成在栅极绝缘层115的与栅电极GE相对应的一部分上。沟道层AT可以包括各种类型的半导体材料。例如，沟道层AT可以包括无机半导体材料，诸如非晶硅或结晶硅。可替代地，沟道层AT可以包括氧化物半导体或有机材料。欧姆接触层116可以形成在沟道层AT上。
数据金属层被设置在其上形成有沟道层AT的栅极绝缘层115上。在沟道层AT上方彼此间隔开的源电极SE和漏电极DE通过图案化数据金属层形成。从漏电极DE延伸的耦合电极CE通过图案化数据金属层形成。耦合电极CE可以包括透明导电材料，诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
接下来，用于覆盖开关器件TR和耦合电极CE的绝缘层117被形成。绝缘层117可包括无机材料，例如SiNx或SiOx。绝缘层117可包括Al2O3、TiO2、Ta2O5、HfO2、ZrO2、BST和PZT中的至少一种，并且可以包括单层或多层。可替代地，绝缘层117可以包括聚合物材料。
绝缘层117可以通过化学气相沉积(CVD)形成。绝缘层117的成分可以通过在CVD室中设置其上形成有开关器件TR和耦合电极CE的第一基底基板111并控制被注入到CVD室的气体的通量比来控制。例如，当绝缘层117包括SiNx时，氮与硅的含量比可以通过控制硅烷(SiH4)、氮气(N2)和氨气(NH3)的通量比来调整。
绝缘层117与耦合电极CE和第二像素电极PE2一起形成耦合电容器。绝缘层117可以被形成为减少屏幕故障，诸如后像或闪烁，这将在下面更详细地描述。
用于暴露漏电极DE的一部分的接触孔H1形成在绝缘层117中。诸如ITO或IZO的透明导电层被设置在绝缘层117上。透明导电层经由接触孔H1接触漏电极DE。彼此电绝缘的第一像素电极PE1和第二像素电极PE2通过图案化透明导电层形成。
第一像素电极PE1经由形成在绝缘层117中的接触孔H1与漏电极DE电连接。第二像素电极PE2与耦合电极CE部分地重叠，在第二像素电极PE2与耦合电极CE之间设置有绝缘层117。第一像素电极PE1和第二像素电极PE2中的每一个与存储线SL部分地重叠。因此，如图3所示，第二像素电极PE2、绝缘层117和耦合电极CE形成耦合电容器Ccp和耦合电阻Rcp。第一存储电容器Cst1可以由第一像素电极PE1和存储线SL限定，并且第二存储电容器Cst2可以由第二像素电极PE2和存储线SL限定。
返回参考图1和图2，第一取向层118形成在其上形成有第一像素电极PE1和第二像素电极PE2的绝缘层117上。第一取向层118可以是竖直取向层。
阵列基板110还可以包括形成在第一基底基板111上的黑矩阵112和滤色器113。黑矩阵112可以形成在非有效显示区域上，诸如形成在第一基底基板111的与开关器件TR相对应的一部分上。滤色器113可以形成在有效显示区域上，诸如形成在第一基底基板111的与第一像素电极PE1和第二像素电极PE2相对应的一部分上。
对基板130包括面对第一基底基板111的第二基底基板131、以及被设置在第二基底基板131上的公共电极133。公共电极133面对第一像素电极PE1和第二像素电极PE2，在公共电极133与第一像素电极PE1和第二像素电极PE2之间设置有液晶(LC)层150。因此，参考图3，第一LC电容器CLC1由第一像素电极PE1、LC层150和公共电极133形成。另外，如图3所示，第二LC电容器CLC2和第二LC电阻器RLC2可以由第二像素电极PE2、LC层150和公共电极133限定。
开口图案(未示出)可以形成在公共电极133上，以分别将LC层150的与第一像素电极PE1相对应的一部分和LC层150的与第二像素电极PE2相对应的一部分划分成多个域。第二取向层135形成在公共电极133上。第二取向层135可以是竖直取向层。包括在LC层150中的LC分子可通过第一取向层118和第二取向层135竖直取向。
第一像素电极PE1与作为开关器件TR的输出电极的漏电极DE电连接，并从其接收电压。第二像素电极PE2接收开关器件TR的由耦合电容器Ccp的电容和第二LC电容器CLC2的电容分割的输出电压。这样，第一像素电极PE1可以被称为主像素电极，而第二像素电极PE2可以被称为子像素电极。
第二像素电极PE2的电压与第一像素电极PE1的电压之比以及第二像素电极PE2的面积与第一像素电极PE1的面积之比可以考虑可视性指数和透射率来确定。例如，第一像素电极PE1的电压与第二像素电极PE2的电压之比可以是1:0.7至1:0.8。第二像素电极PE2的面积与第一像素电极PE1的面积之比可以是1:1.5至1:2.5。
关于图1和图2示出的第一像素电极PE1、第二像素电极PE2和耦合电极CE的形状可以考虑上述面积之比而变化。另外，由于第一像素电极PE1与第二像素电极PE2的电压之比可以由耦合电容器Ccp的电容来确定，因此耦合电极CE的面积和形状可以考虑上述电压之比而变化。
参考图3，第(n×m)像素电连接至第n栅极线GLn和第m数据线DLm。根据本示例性实施例，第(n×m)像素的开关器件TR电连接至第n栅极线GLn和第m数据线DLm。开关器件TR响应于被施加到第n栅极线GLn的第n栅极电压Vgn，而输出被施加到第m数据线DLm的第m数据电压Vdm。
第一LC电容器CLC1和第一存储电容器Cst1并联连接至开关器件TR的漏电极。耦合电容器Ccp电连接至漏电极并与第一LC电容器CLC1并联连接。第二LC电容器CLC2与耦合电容器Ccp串联连接，并与第二存储电容器Cst2并联连接。
从开关器件TR的漏电极输出的第m数据电压Vdm被提供到可以用作第一LC电容器CLC1和第一存储电容器Cst1的电极的第一像素电极PE1(参考图1)以及可以用作耦合电容器Ccp的电极的耦合电极CE。
公共电压Vcom被施加到可以用作第一LC电容器CLC1和第二LC电容器CLC2的电极的公共电极133(参考图1)。存储电压Vst被施加到可以用作第一存储电容器Cst1和第二存储电容器Cst2的一个电极的存储线SL(参考图1)。存储电压Vst可以具有与公共电压Vcom相同的电压电平。根据一个示例性实施例，存储电压Vst和公共电压Vcom可以具有彼此不同的电压电平。
第一LC电容器CLC1被充入可与第m数据电压Vdm与公共电压Vcom之间的电压差相对应的电压。例如，当公共电压Vcom为0V时，第一LC电容器CLC1可以被充入具有与第m数据电压Vdm的电平相同的电平的电压。
第m数据电压Vdm根据耦合电容器Ccp和第二LC电容器CLC2的相应电容被分割到耦合电容器Ccp和第二LC电容器CLC2。因此，第二LC电容器CLC2被充入第二像素电极PE2的电压，该电压可能已经电压下降了耦合电容器Ccp处的电荷量。因此，第二LC电容器CLC2具有比第一像素电极PE1的电压低的电压电平。
如上所述，不同幅度的电场可以形成在LC层150的分别与第一像素电极PE1和第二像素电极PE2相对应的区域上。因此，第一像素电极PE1和第二像素电极PE2中的LC排列可彼此不同，因而其透射率可不同。更具体地，当一个像素包括具有彼此不同的灰度值的域时，LCD设备100的观众可将不同的灰度值识别为中间灰度值。因此，伽玛曲线可以在中间灰度级及以下扭曲，这可以提高LCD设备100的侧向可视性。
通过调整可形成在耦合电极CE与第二像素电极PE2之间的耦合电阻器Rcp的电阻Rp和耦合电容器Ccp的电容Cp，根据本示例性实施例的LCD设备100可减少由于耦合电容器Ccp而可能出现的后像。更具体地，LCD设备100的电阻Rp和电容Cp的乘积(RpCp)的值可以被调整。乘积RpCp的值可以与耦合电极CE和第二像素电极PE2的形状无关，并且可以与这两个电极之间的绝缘层117的具体电阻和介电常数的乘积相对应。
根据本示例性实施例，当乘积RpCp的值与形成在公共电极133和第二像素电极PE2之间的电阻R2和电容C2的乘积(R2C2)相似时，LCD设备100可以减少其上形成的后像，这将参考下述的各种分析进一步描述。
在根据本示例性实施例的LCD设备100中，绝缘层117的材料可以满足公式1。
|RpCp-R2C2|≤10 公式1
电阻和电容的乘积可以与被设置在电极之间的材料的物理属性、而不是电极的形状相关联。电阻和电容的乘积可以由被设置在电极之间的材料的电阻率和介电常数导出，其可以以秒(sec)为单位。在下文中，为了描述方便，与LC层150的物理属性相关联的乘积R2C2可以被称为RC。由LC层150形成的RC值可为约33，并且绝缘层117的材料可以基于RC值来选择。例如，当绝缘层117包括SiNx层时，所希望的RpCp可以通过调整氮(N)与硅(Si)的比例来获得。
在根据本示例性实施例的LCD设备100中，绝缘层117的材料可以被确定为使得耦合电容器可满足公式2。
30≤RpCp≤40 公式2
图4是示出了根据上面参考图1至图3描述的示例性实施例、由第二像素电极PE2、绝缘层117和耦合电极CE形成的电阻和电容的乘积RpCp根据用于形成LCD设备100中的绝缘层117的SiNx中的N和Si的比例而变化的示意图。
参考图4的示意图，RpCp的值随着N/Si比中的N含量增加而增大。因此，为了使乘积RpCp的值与LC层150的RC相似，N与Si的含量比可以是在约3至约7的范围内，其中乘积RpCp的值可在约30至约40的范围内。绝缘层117中的N与Si的含量比可以在制造工艺期间进行调整。
图5是示出了根据上面参考图1至图3描述的示例性实施例、当在LCD设备100中通过使用CVD制造绝缘层117时由第二像素电极PE2、绝缘层117和耦合电极CE形成的电阻和电容的乘积RpCp根据N2+NH3与SiH4的通量比而变化的示意图。
RpCp的值可通过调整N2+NH3与SiH4的通量比来控制。例如，当SiNx通过使用CVD制造时，N2+NH3与SiH4的通量比可以被设定在约40至约84的范围内，使得RpCp的值可以在与LC层150的RC类似的约30至约40的范围内。
在下文中，将在下面进一步描述包括绝缘层117的、可以减少其上的后像的LCD设备100的实验结果。
图6是第一像素电极、第二像素电极和公共电极的电压信号示意图，其概念性地示出了当通过使用耦合电容器方法将电压分割到两个像素电极时后像产生的原理。
参考图6，相对于公共电压Vcom具有反向极性的电压Vp_main以帧为基础被施加到第一像素电极。电压Vp_sub可以被施加到第二像素电极，其中电压Vp_sub的幅度与由耦合电容器Ccp分割的电压相对应。子像素电压Vp_sub相对于公共电压Vcom可以不对称，并且可以随着时间的流逝逐渐向一个方向漂移。这一现象可能在像素导通状态期间导致屏幕上的闪烁。在像素被关断之后，也就是甚至在被施加到第一像素电极(例如主像素电极)的电压消失之后，可能在第二像素电极(例如子像素电极)出现残余电压，这可能导致后像。
已经表明各种因素是可能引起屏幕上的闪烁和后像的子像素电压Vp_sub的原因。例如，一种分析表明子像素电压Vp_sub是因为LC层的电阻根据形成在LC层的两端处的电压的极性不同而引起的。其它分析表明子像素电压Vp_sub由于第二像素电极被电浮置而出现。
图7A、图7B和图7C是示出了用于分析引起后像的原因的测试样品的结构的剖视图。图8A、图8B和图8C是分别示出了图7A、图7B和图7C的测试样品的电压-透射率(V-T)滞后曲线的示意图。
图7A的第一测试样品TS1具有其中LC层被设置在两个电极E1和E2之间的结构。图7B的第二测试样品TS2具有其中LC层被设置在两个电极E1和E2之间并且绝缘层IL和浮置电极E3形成在电极E1上的结构。图7C的第三测试样品TS3除了去除了浮置电极之外具有和图7B的第二测试样品相同的结构。
可能导致相对于图6描述的后像的残余电压可以被例示为V-T滞后曲线的变化。这样，为了分析残余电压，获得初始V-T曲线，并且在施加10V的电压一分钟之后再次测量V-T曲线。
参考图8A，在其中仅LC层被设置在两个电极之间的第一测试样品TS1中，V-T曲线几乎没有改变，并且滞后几乎没有出现。与此相反，参考图8B和图8C，滞后以相似形状出现。根据上述结果，滞后可能由绝缘层IL产生，并且浮置电极E3的存在可能与滞后无关。
图9A和图9B是示出了用于根据电容器的形状分析直流(DC)应力对电容的影响的测试样品的剖视图。图10A和图10B是示出了根据分别形成在图9A和图9B的测试样品上的绝缘层的形成条件、电容在DC应力下的变化的示意图。
图9A的第四测试样品TS4可以是其中绝缘层IL被设置在两个电极E1与E2之间的电容器。图9B的第五测试样品TS5具有这样一种配置，在该配置中，在两个电极E1和E2之间具有绝缘层IL的电容器与在两个电极E2和E3之间具有LC层的电容器串联连接。
图10A示出了当将3V施加到第四测试样品TS4一分钟、将-3V施加到第四测试样品TS4一分钟、并重复施加3V和-3V的循环五次时，从图9A的第四测试样品TS4测量的电容。对于绝缘层IL的材料，使用了在高温条件下制造的SiNx、在低温条件下制造的SiNx以及在高温条件下制造的SiOx。在图10A的示意图中，水平轴绘制了DC应力被施加的时间，垂直轴绘制了归一化的电容(即，在DC应力下测量的电容C与应力被施加之前的电容C0之比)。
参考图10A的示意图，由于归一化的电容C/C0基本上保持在1，因此在DC应力下测量的电容C与应力被施加之前的电容C0几乎相同。对于在三种不同条件下形成的第四测试样品TS4中的每一个(即，在高温条件下制造的SiNx、在低温条件下制造的SiNx、以及在高温条件下制造的SiOx)，即使在DC应力循环继续时，电容C也不会改变。
图10B示出了当将3V施加到第五测试样品TS5一分钟、将-3V施加到第五测试样品TS5一分钟、并重复施加3V和-3V的循环五次时，从图9B的第五测试样品TS5测量的电容。对于绝缘层IL的材料，使用了在高温条件下制造的SiNx、以及在低温条件下制造的两种SiNx。参照图10B的示意图，与图10A中所示的第四测试样品TS4的在DC应力下的电容变化相比，第五测试样品TS5中的在DC应力下的电容变化更大。另外，变化的幅度随着应力循环的持续而增加。此外，对于在三种不同条件下形成的第五测试样品TS5中的每一个的电容变化的形状彼此不同。因此，根据图10A和图10B的上述结果，LC层和绝缘层的材料可能与后像产生具有相互关系。
为了更详细地研究相互关系，绝缘层IL的材料相对于第五测试样品TS5被多样化，并且已经对残余电压进行了如下分析。图11A、图11B、图12A和图12B是解释可以引起如参考图6所示的残余电压的闪烁消除法的示意图。
图11A示出了在施加2Hz的AC 4V之后出现的闪烁。返回参考图6，由于闪烁是在被施加到第二像素电极的电压相对于被施加到公共电极的电压沿一个方向漂移时出现的，因此可以通过使用可以补偿漂移的电压的补偿电压来消除闪烁。参考图11B，初始状态(即，施加2Hz的AC 4V)下的闪烁可以通过施加0.02V的补偿电压来减小。
图12A示出了在施加2Hz的AC 4V两小时之后的闪烁。与图11A的情况相比，闪烁的程度可能变得严重。参考图12B，利用0.1V的补偿电压来减小闪烁，其中补偿电压的幅度可以大于用于消除初始状态的闪烁的补偿电压的幅度(例如0.02V)。更具体地，为消除初始状态下的闪烁所需的补偿电压的幅度可以与为消除在施加电压两小时后的闪烁所需的补偿电压的幅度不同。因此，残余电压可从补偿电压的差推断出。
图13是根据绝缘层的形成条件比较由闪烁消除法推断出的残余电压的示意图。
参照示意图，初始补偿电压的幅度在绝缘层包括在低温条件下形成的SiNx时最大，在绝缘层包括在高温条件下形成的SiNx时第二大，在绝缘层包括在高温条件下形成的SiOx时最小。在施加电压两小时之后的补偿电压的幅度在绝缘层包括在低温条件下形成的SiNx时最大，在绝缘层包括在高温条件下形成的SiNx时第二大，在绝缘层包括在高温条件下形成的SiOx时最小。补偿电压的差，其可被推断为与残余电压相对应的值，在绝缘层包括在低温条件下形成的SiNx时最大，在绝缘层包括在高温条件下形成的SiNx时第二大，在绝缘层包括在高温条件下形成的SiOx时最小。
因此，用于消除闪烁的补偿电压的幅度可取决于用于形成绝缘层的材料，诸如SiNx和SiOx。当SiNx和SiOx通过使用CVD形成时，其中各成分的含量可通过控制沉积温度来控制。另外，子像素的残余电压(可在主像素被关断时产生)根据用于形成绝缘层的材料而不同，从而后像的程度可以根据绝缘层的材料而不同。
如参考图9A至图10B所描述的那样，当电容器仅包括绝缘层时，电容可能不会根据施加的应力而变化。当串联电容器同时包括LC层和绝缘层时，其电容可以根据所施加的应力以更大程度变化。如参考图11A至图13所描述的那样，当串联电容器同时包括LC层和绝缘层时，根据绝缘层的材料，浮置电极的残余电压可能较大。
根据上述结果，LC电容器的电阻和电容的值以及耦合电容器的电阻和电容的值可能会影响后像的特性。
表1示出了当LC的RC是33时相对于可能取决于绝缘层的材料的、耦合电容器的RpCp的各个值(sec)通过闪烁消除法分析补偿电压的结果。
表1
参考表1，当耦合电容器的RpCp接近LC电容器的RC时，用于消除闪烁所需的补偿电压可以减小。从上述结果，如利用上述的各种分析所示，示出了当LC电容器与耦合电容器串联连接时后像可能由于LC和绝缘层的材料之间的相互关系所引起。
根据示例性实施例，显示设备可包括可以提高侧向可视性并产生几乎没有闪烁或后像的高品质图像的耦合电容器。
尽管已经在本文中描述了某些示例性实施例和实施方式，但其他实施例和修改从这些描述是显而易见的。因此，本发明构思并不限于这样的示例性实施例，而是限于所提供的权利要求和各种明显修改和等同布置的更宽范围。

Claims (16)

1.一种液晶显示设备，包括：
第一基板，包括限定像素的电极结构层和被配置为切换所述像素的开关器件；
相对的第二基板，面对所述第一基板并包括公共电极；以及
液晶层，被设置在所述第一基板与所述第二基板之间，
其中：
所述电极结构层包括：
电连接至所述开关器件的输出电极的耦合电极；
电连接至所述开关器件的所述输出电极的第一像素电极；
面对所述耦合电极并相对于所述耦合电极电浮置的第二像素电极；和
设置在所述耦合电极与所述第二像素电极之间的绝缘层；并且
由所述耦合电极、所述绝缘层和所述第二像素电极限定的电阻Rp和电容Cp的第一乘积RpCp与由所述第二像素电极、所述液晶层和所述公共电极限定的电阻R2和电容C2的第二乘积R2C2之间的差的绝对值小于等于10，如由下式所示：
|RpCp-R2C2|≤10。
2.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述第一乘积RpCp的值在大于等于30且小于等于40的范围内，如由下式所示：
30≤RpCp≤40。
3.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述绝缘层包括氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化钛、五氧化二钽、氧化铪、氧化锆、钛酸锶钡、锆钛酸铅和聚合物材料中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中：
所述绝缘层包括氮化硅；并且
所述氮化硅中氮含量与硅含量之比在3至7的范围内。
5.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述第二像素电极的面积与所述第一像素电极的面积之比在1∶1.5至1∶2.5的范围内。
6.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中由所述耦合电极、所述绝缘层和所述第二像素电极限定的电容Cp被确定为使得所述第一像素电极与所述第二像素电极的电压之比在1∶0.7至1∶0.8的范围内。
7.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述第一像素电极、所述第二像素电极和所述耦合电极包括透明导电材料。
8.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中：
所述液晶层包括面对所述第一像素电极的第一区域和面对所述第二像素电极的第二区域；并且
所述公共电极包括将所述第一区域和所述第二区域中的每一个划分成域的开口图案。
9.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述第一基板进一步包括滤色器。
10.一种用于制造液晶显示设备的方法，该方法包括：
形成第一基板，包括：
形成电连接至位于所述第一基板上的开关器件的输出电极的耦合电极，所述开关器件被配置为切换像素；
形成绝缘层，以覆盖所述耦合电极和所述开关器件；
形成穿过所述绝缘层的第一像素电极，所述第一像素电极电连接至所述开关器件的所述输出电极；并且
形成与所述第一像素电极电绝缘的第二像素电极；
形成包括公共电极的第二基板；以及
在所述第一基板与所述第二基板之间形成液晶层，
其中所述绝缘层包括材料，使得由所述耦合电极、所述绝缘层和所述第二像素电极限定的电阻Rp和电容Cp的第一乘积RpCp与由所述第二像素电极、所述液晶层和所述公共电极限定的电阻R2和电容C2的第二乘积R2C2之间的差的绝对值小于等于10，如由下式所示：
|RpCp-R2C2|≤10。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一乘积RpCp的值在大于等于30且小于等于40的范围内，如由下式所示：
30≤RpCp≤40。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述绝缘层包括氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化钛、五氧化二钽、氧化铪、氧化锆、钛酸锶钡、锆钛酸铅和聚合物材料中的至少一种。
13.根据权利要求10所述的方法，其中：
所述绝缘层包括氮化硅；并且
所述氮化硅中氮含量与硅含量之比在3至7的范围内。
14.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述绝缘层包括：
在化学气相沉积室中设置所述第一基板；并且
将氮气、氨气、硅烷注入所述化学气相沉积室中，氮气和氨气的通量与硅烷的通量之比在40至84的范围内。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二像素电极的面积与所述第一像素电极的面积之比在1:1.5至1:2.5的范围内。
16.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述耦合电极包括：确定所述耦合电极的面积，使得所述第一像素电极与所述第二像素电极的电压之比在1:0.7至1:0.8的范围内。
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