CN106468840A - 液晶显示器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶显示器及其制造方法。根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器包括:包括在平面图中被定位在显示区域的多个单元区域的第一基底;与第一基底相对的液晶层;被定位在一个单元区域处第一基底的第一表面上的单元电极部分;被定位在平面图中被定位为围绕显示区域定位的外围区域处的下坝;以及被定位为在平面图中与单元区域对应的突起。下坝和突起被定位在第一基底与液晶层之间并朝向液晶层突出。突起包括在平面图中相对于单元区域的中心沿围绕单元区域的一部分封闭的部分。下坝和突起被定位在同一层并包括相同的材料。
Description
相关申请的交叉引用
此申请要求2015年8月17日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请10-2015-0115557的优先权和权益,其全部内容通过引用被合并于此。
技术领域
本公开涉及显示设备。更特别地,本公开涉及垂直取向(VA)模式液晶显示器。
背景技术
诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管显示器的显示设备一般包括包含作为显示图像的单元的多个像素的显示面板。
液晶显示器的显示面板通常包括液晶分子的液晶层、被配置为控制液晶层的液晶分子的取向的场产生电极、被配置为将电压施加到场产生电极的至少一部分的多条信号线以及被连接到多条信号线的多个开关元件。当将电压施加到场产生电极时,在液晶层中产生电场,使得液晶分子被重新布置,从而控制由液晶层透射的光的量,以显示图像。为了控制透射光的量,显示面板可包括至少一个偏振器。
被包括在液晶显示器中的场产生电极包括被施加数据电压的像素电极和被施加公共电压的相对电极。像素电极可以通过可以是薄膜晶体管的开关元件被施加数据电压。像素电极和相对电极可被定位在液晶层的相对侧上,或者可以被定位在相对于液晶层的同一侧上。
液晶显示器可以具有在液晶层中没有电场时液晶分子的长轴被取向为几乎垂直于显示面板的表面的垂直取向(VA)模式。与其它模式相比,垂直取向(VA)模式的液晶显示器可以容易地实现大的对比度和宽的基准视角。
在垂直取向(VA)模式液晶显示器中,为了实现宽视角,在一个像素中可以形成具有不同的液晶分子的取向方向的多个子区域或域。作为在一个像素中形成多个域的一个示例,有一种在场产生电极中形成微小缝隙的切口的方法。如果切口被形成在场产生电极中,则在切口的边缘处产生边缘场,从而重新布置液晶分子,以形成多个域。
液晶显示器具有多个层被沉积的结构,使用光掩模的曝光工艺被用来形成每层的图案。
为了限定液晶显示器的液晶分子的初始取向,取向层被定位在显示面板的表面中的与液晶层相对的内表面上。例如,取向层可以通过在显示面板的内表面上涂覆取向层来形成。然而,因为在平面图中取向剂可能扩散,所以取向层的在其边缘处的控制是不容易的。如果不对形成取向层的区域的边缘进行控制,则粘合包括显示面板的两个面板的密封剂可能接触取向层,或者在显示图像的显示区域上可能产生没有涂覆取向层的区域。如果取向层接触密封剂,则密封剂的粘附力较弱,产生吸收使得可靠性降低,并且可能增加在两个面板之间的电短路点的电阻。当在显示区域的边缘部分上没有涂覆取向层时,液晶分子的初始取向没有被限定,从而产生显示缺陷。如果形成取向层的区域的余量增大使得在显示区域与密封剂之间的距离远,则可以防止这些问题,但是显示设备的边缘的非显示区域可能加宽。
在此背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对公开的背景的理解,因此可能包含不构成在该国家对本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。
发明内容
本系统和方法提高了液晶显示器的液晶取向控制力和透射率。此外,取向层的形成区域通过在取向层的形成工艺中控制取向剂的扩散而得到控制,通过减少在液晶显示器的制造工艺中使用的光掩模的数量简化了制造工艺,以降低制造成本和制造时间。
根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器包括:包括在平面图中被定位在显示区域中的多个单元区域的第一基底;与第一基底相对并包括多个液晶分子的液晶层;被定位在第一基底的表面中的朝向液晶层的第一表面上并被定位在一个单元区域处的单元电极部分;在平面图中被定位在围绕显示区域定位的外围区域处、被定位在第一基底与液晶层之间、并且朝向液晶层突出的至少一个下坝;以及在平面图中被定位为与单元区域对应、被定位在第一基底与液晶层之间、并且朝向液晶层突出的突起,其中突起包括在平面图中相对于一个单元区域的中心沿围绕单元区域的至少一部分封闭的部分,下坝和突起被定位在同一层并包括相同的材料。
突起可以包括在剖视图中相对于突起的底表面斜向倾斜的第一侧表面,被定位为围绕第一侧表面的液晶分子可以相对于第一基底的表面的法线方向被预倾斜。
下坝可以包括在平面图中与显示区域相邻的第一坝和被定位在第一坝与第一基底的边缘之间的第二坝。
可以进一步包括被定位在下坝和突起与液晶层之间的第一取向层。
可以进一步包括与突起和下坝被定位在同一层、包括与突起和下坝相同的材料、并具有比突起和下坝的顶表面更高的顶表面的间隔件。
突起、下坝和间隔件可以包括阻光材料。
可以进一步包括具有比间隔件的顶表面低的顶表面的主阻光部分,主阻光部分可以与突起、下坝和间隔件被定位在同一层,并且包括与突起、下坝和间隔件相同的材料。
可以进一步包括:与第一基底相对的第二基底,液晶层被插入在第一基底与第二基底之间;被定位在第一基底与第二基底之间并且在平面图中被定位在外围区域中的密封剂;以及在平面图中被定位在外围区域中、被定位在第二基底与液晶层之间、并且朝向液晶层突出的至少一个上坝。
可以进一步包括被定位在上坝与液晶层之间的第二取向层。
可以进一步包括被定位在与上坝同一层、包括与上坝相同的材料、并具有比上坝的顶表面更高的顶表面的间隔件。
可以进一步包括被定位在与突起和下坝同一层、包括与突起和下坝相同的材料、并具有比突起和下坝的顶表面更高的顶表面的间隔件。
突起可以包括相对于单元电极部分的中心彼此面对并分别包括于第一方向平行的边的一对横向部分、以及相对于单元电极部分的中心彼此面对并分别包括和与第一方向相交的第二方向平行的边的一对纵向部分。
突起可以进一步包括包含在平面图中与相对于第一方向和第二方向倾斜的方向平行的第一斜边的至少一个角落部分。
角落部分的截面侧表面可以与突起的底表面形成约1度至约2度的角度。
单元区域可以包括当在液晶层中产生电场时液晶分子在彼此不同的方向上倾斜的多个子区域,单元电极部分可以包括被定位在被定位在相邻子区域之间的边界处的杆部分和被连接到杆部分的多个分支部分,分支部分可以在与第一方向和第二方向不同的方向上延伸。
单元电极部分可以包括被分别定位在单元电极部分的至少一个角落处的至少一个平坦部分。
第一基底可具有弯曲表面。
根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器的制造方法包括:在基底上形成多个薄膜层;使用光掩模在多个薄膜层上涂覆和曝光感光材料;处理曝光的感光材料以形成被定位为与显示区域的一个单元区域对应的突起以及被定位在围绕显示区域的外围区域处的至少一个下坝,其中突起包括在平面图中相对于单元区域的中心沿围绕单元区域的至少一部分封闭的部分。
光掩模可以包括与突起对应的第一区域、与下坝对应的第二区域、以及第三区域,第一区域和第二区域的至少一个透光率与第三区域的透光率可以不同。
光掩模可以进一步包括具有与第一区域、第二区域和第三区域不同的透光率的第四区域,在形成突起和下坝的步骤中,也可以形成与第四区域对应的间隔件。
在根据本公开的一个示例性实施例的显示设备中,液晶取向控制力和透射率可以得到提高。此外,取向层形成区域可以通过在取向层的形成工艺中控制取向剂的扩散而得到控制,通过减少在液晶显示器的制造工艺中使用的光掩模的数量可以降低制造成本和制造时间,从而简化了制造工艺。
附图说明
图1是根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器的布局图,
图2是沿线II-II'截取的图1中所示的液晶显示器的剖视图,
图3和图4是根据本公开的一个示例性实施例的被包括在液晶显示器的一个像素中的多个单元区域的俯视图,
图5是示出了根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器中的被定位在一个单元区域中的突起和液晶分子的布置方向的俯视图,
图6是沿线VI-VI'截取的图5中所示的液晶显示器的局部剖视图,
图7是根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器中的被定位在一个单元区域中的突起的结构和单元电极部分的俯视图,
图8是根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器中的被定位在一个单元区域中的突起和液晶分子的布置方向的俯视图,
图9是沿线IX-IX'截取的图8中所示的液晶显示器的局部剖视图,
图10、图11和图12是分别示出了根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器中的被定位在一个单元区域中的突起的结构和单元电极部分的俯视图,
图13是沿线XIII-XIII'截取的图12中所示的显示设备的剖视图,
图14是示出了根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器中的被定位在一个单元区域中的突起的结构和单元电极部分的俯视图,
图15是根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器的一个像素的布局图,
图16、图17A和图17B是沿XVI-XVI'截取的图15中所示的液晶显示器的剖视图,
图18、图19、图20和图21是依次示出了根据本公开的一个示例性实施例的制造液晶显示器的一个面板的部分工艺的剖视图,
图22、图23、图24和图25是依次示出了根据本公开的一个示例性实施例的制造液晶显示器的一个面板的部分工艺的剖视图,
图26和图27是示出了根据本公开的一个示例性实施例的制造液晶显示器的一个面板的部分工艺的剖视图,
图28是示出了根据本公开的一个示例性实施例的制造液晶显示器的一个面板的部分工艺的剖视图,和
图29是根据本公开的一个示例性实施例的显示面板的透视图。
具体实施方式
在下文中将参考示出了本系统和方法的示例性实施例的附图更充分地描述本系统和方法。如本领域技术人员将认识到的那样,所描述的实施例可以以各种不同的方式修改,所有这些都不脱离本公开的精神或范围。
在图中,为了清楚,层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。贯穿说明书,相同的附图标记表示相同的元件。当诸如层、膜、区域或基底的一个元件被称为在另一元件“上”时,它可以直接在另一元件上,或者还可以存在中间元件。相反,当一个元件被称为“直接”在另一元件“上”时,不存在中间元件。
为了使本系统和方法清楚,与描述无关的部分被省略,贯穿说明书,相同的元件或等同物用相同的附图标记指代。
贯穿此说明书和所附的权利要求书,当描述一个元件被“结合”到另一元件时,该元件可以被“直接结合”到另一元件或通过第三元件被“电结合”到另一元件。另外,除非明确描述为相反,词语“包括”及其变型暗示包括所陈述的元件,但不排除任何其它元件。
首先,参考图1至图4描述根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器。
参考图1,根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器包括显示面板300。在平面的视图中,显示面板300包括布置了多个像素PX的显示区域DA和被定位在显示区域DA外部并围绕显示区域DA的外围区域PA。这里,平面的视图是指在可以看见由显示面板300显示的图像的位置上观察。与此相比,剖面视图是指观看配置显示面板300的几个层的横截面。这同样适用于下面的描述。
多个像素PX可以被布置成近似矩阵形状,但不限于此。
作为针对一个图像信号显示图像的显示面板300的区域的像素PX可以显示诸如红色、绿色和蓝色的原色的图像。通过控制代表不同颜色的多个像素PX的亮度可以实现各种颜色的显示。
一个像素PX可以包括光被相对大量透射的至少一个透光区域和光被相对少量透射或被完全阻挡的至少一个阻光区域。
被连接到像素PX的多条信号线被定位在显示区域DA中,信号线的一部分可以延伸到外围区域PA。
信号线包括用于传输导通/断开开关元件的栅极信号的多条栅极线GL1至GLn、以及用于传输数据电压的多条数据线DL1至DLm。栅极线GL1至GLn在平面的视图中在第一方向D1上延伸,数据线DL1至DLm在与第一方向D1不同的第二方向D2上延伸。第二方向D2可以垂直于第一方向D1。
显示面板300可包括被定位在与一个像素PX对应的区域的至少一个开关元件以及被连接到至少一个开关元件的至少一个像素电极。开关元件可以包括被连接到至少一条数据线DLj(j=1,2,……,m)和至少一条栅极线GLi(i=1,2,……,n)的至少一个薄膜晶体管。薄膜晶体管取决于由栅极线GLi传输的栅极信号而被控制,使得通过数据线DLj传输的数据电压可以被传输到像素电极。
外围区域PA可以被包括在显示面板300的非显示区域的一部分中。被配置为驱动像素PX的多个驱动电路(未示出)可以被定位在外围区域PA中。
如图1所示,至少一个坝(dam)DAM1、DAM2、DAM3和DAM4被定位在外围区域PA中。图1示出了被定位在距显示区域DA不同距离处的坝DAM1、DAM2、DAM3和DAM4;然而坝的数目不限于此,坝DAM1和DAM2中的一个可以被省略,坝DAM3和DAM4中的一个可以被省略。
坝DAM1和DAM3与显示区域DA相邻并沿显示区域DA的外围延伸。坝DAM1和DAM3包括包围显示区域DA的外围的大部分的部分,由此形成封闭线;然而不限于此,其一部分可以被打开,并且它们可被分成多个部分。
坝DAM2和DAM4被定位在坝DAM1和DAM3与显示面板300的边缘之间。坝DAM2和DAM4包括包围坝DAM1和DAM3的外围的大部分的部分以成为封闭线;然而不限于此,其一部分可以被打开,并且它们可被分成多个部分。
其它坝(未示出)可以被进一步定位在坝DAM1和DAM3与坝DAM2和DAM4之间、或在坝DAM2和DAM4外部的外围区域PA中。
参考图2,在显示面板300的横截面中,显示面板300包括彼此相对的下面板和上面板以及被定位在它们之间的液晶层3。下面板包括下基底110,上面板包括上基底210,液晶层3包括多个液晶分子。
密封剂310被定位在下面板与上面板之间。密封剂310结合下面板和上面板以进行固定并密封液晶层3。密封剂310沿着下基底110和上基底210的边缘外周 而形成,具体地可被定位为与一个基底(例如上基底210)的边缘相邻。密封剂310可以包括具有导电性的导电球(未示出)。
液晶分子可以被初始取向为近似垂直于基底110和210的表面。为此,第一取向层11和第二取向层21被定位在上面板和下面板的至少一个内表面上,第一取向层11和第二取向层21可以是垂直取向层。第一取向层11被定位在下面板的与液晶层3相对的内表面上,第二取向层21被定位在上面板的与液晶层3相对的内表面上。
第一取向层11和第二取向层21可以包括覆盖大部分显示区域DA的部分,并可以包括被定位在外围区域PA中的部分。
第一取向层11和第二取向层21可以通过喷墨印刷法来形成。取向剂可以从喷墨头的喷嘴被滴落在下基底110或上基底210上,滴落的墨可以被干燥,以形成第一取向层11和第二取向层21。取向剂可以包括诸如聚酰亚胺(PI)的取向层材料和溶剂。
坝DAM1、DAM2、DAM3和DAM4防止在第一取向层11和第二取向层21的形成工艺中取向层被扩散到外围区域PA中,与显示区域DA相邻的坝DAM1和DAM3首先防止取向层被扩散到外围区域PA中,坝DAM2和DAM4防止可能流过坝DAM1和DAM3的取向剂的扩散。最外层的坝DAM2和DAM4可限定取向剂的扩散余量。
在所描述的坝DAM1、DAM2、DAM3和DAM4中,第一坝DAM1和第二坝DAM2被定位在下基底110的内表面上,由此被称为下坝,第三坝DAM3和第四坝DAM4被定位在上基底210的内表面上,由此被称为上坝。第一坝DAM1和第三坝DAM3可以在剖视图中在垂直方向上被彼此对准,但是它们不限于此,它们可以被布置成交替设置。与此类似,第二坝DAM2和第四坝DAM4可以在剖视图中在垂直方向上被彼此对准,但是它们不限于此,它们可以被布置成交替设置。
坝DAM1、DAM2、DAM3和DAM4中的最外层的坝DAM2和DAM4可以与密封剂310重叠。被扩散到外围区域PA中的取向剂与形成有密封剂310的区域的大部分重叠,使得坝DAM2和DAM4可被定位在密封剂310的宽度的大致中心处或可被定位成靠近显示区域DA,以防止密封剂310的密封力被削弱。
在剖视图中被定位在一个基底110和210上的多个坝DAM1、DAM2、DAM3和DAM4的垂直高度H2和H3或厚度可以彼此相同或彼此不同。
下面再次描述显示区域DA。
参考图3和图4,一个像素PX包括至少一个单元区域SP。具体地,当一个像 素PX包括多个单元区域SP时,单元区域SP的面积可以相同或不同。
当一个像素PX包括多个单元区域SP时,被包括在一个像素PX中的单元区域SP可以被设置为图3中所示的方形矩阵形状。图3示出了一个像素PX包括被布置成3×2矩阵形状的六个单元区域SP的示例;然而,本公开的示例性实施例不限于此。
如图4所示,被包括在一个像素PX中的多个单元区域SP可被设置为被分成由薄膜晶体管所位于的薄膜晶体管区域TRA划分的两个区域。例如,被布置成2×2矩阵形状的多个单元区域SP可以被定位在薄膜晶体管区域TRA的上方,被布置成3×2矩阵形状的多个单元区域SP可以被定位在薄膜晶体管区域TRA的下方。
薄膜晶体管区域TRA可以与很少的光或没有光透射的阻光区域对应。单元区域SP的大部分是透光区域。
根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器的一个像素PX可以包括可以显示取决于针对一个图像信号相同或不同的伽马曲线的亮度的图像的多个子像素PXa和PXb。参考图4,被包括在一个像素PX中的第一子像素PXa可包括被定位在薄膜晶体管区域TRA的一侧的多个单元区域SP,第二子像素PXb可包括被定位在薄膜晶体管区域TRA的另一侧的多个单元区域SP。当在中等灰度中第二子像素PXb显示比第一子像素PXa的亮度更低亮度的图像时,被包括在第二子像素PXb中的单元区域SP的数量可以大于被包括在第一子像素PXa中的单元区域SP的数量。
接下来,参考图5和图6以及上述图描述根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器的单元区域SP的详细结构。
参考图5,在平面图中,一个单元区域SP包括多个子区域A1、A2、A3和A4。当在液晶层3中产生电场时,被包括在不同的子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31被布置为使得在每个子区域中的液晶分子31的长轴在不同的方向上倾斜。液晶分子31的长轴在垂直于显示面板300的平面的方向上被初始取向,然后当在液晶层3中产生电场时,液晶分子31被重新布置为在与显示面板300的表面平行的方向上倾斜。
例如,如图5所示,当单元区域SP包括四个子区域A1、A2、A3和A4时,被定位在不同的子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31在不同的方向a1、a2、a3和a4上倾斜。液晶分子31被主要倾斜的方向a1、a2、a3和a4与第一方向D1和第二方向D2不同。例如,子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4可以相对于第一方向D1或第二方向D2形成约40度至约 50度或约130度至约140度的角度;然而,本公开不限于此。第一子区域A1中的液晶分子31的主要倾斜方向a1与第三子区域A3中的液晶分子31的主要倾斜方向a3相反,第二子区域A2中的液晶分子31的主要倾斜方向a2与第四子区域A4中的液晶分子31的主要倾斜方向a4相反。子区域A1、A2、A3和A4中的在第一方向D1或第二方向D2上彼此相邻的两个子区域的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4的第一方向D1或第二方向D2上的矢量分量可以彼此相反。此外,子区域A1、A2、A3和A4中的在第一方向D1或第二方向D2上彼此相邻的两个子区域的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4可以形成约85度至约95度的角度,但不限于此。
子区域A1、A2、A3和A4的大部分区域形成透射光的透光区域。
参考图5和图6,一个单元区域SP包括突起261,以控制液晶分子31的布置方向。突起261可以被包括在下面板中,在这种情况下,突起261被定位在下基底110与液晶层3之间。第一取向层11被定位在突起261上。
如图6所示,在剖视图中,突起261朝向液晶层3突出,以向液晶分子31提供预倾斜,从而控制液晶分子31的倾斜方向。突起261在剖视图中的位置不限于此,突起261可以被定位在与液晶层3相邻的表面可以朝向液晶层3突出的其它层中。
参考图5,在平面图中,突起261沿围绕一个单元区域SP的至少一部分形成。
详细地说,在平面图中,突起261包括:相对于单元区域SP的中心C彼此相对并分别包括与第一方向D1平行的边的一对横向部分261a、以及相对于单元区域SP的中心C彼此面对并分别包括与第二方向D2平行的边的一对纵向部分261b。
如图5所示,彼此相邻的横向部分261a和纵向部分261b可被彼此连接,或者可以被彼此隔开预定距离。横向部分261a或纵向部分261b的宽度W1可以是恒定的或者不是恒定的。
包括一对横向部分261a和一对纵向部分261b的突起261被彼此连接,以形成封闭线,在这种情况下,突起261的形状可以为近似四边形。
突起261沿围绕单元区域SP的透光区域的至少一部分形成。图5示出了突起261由封闭被包括在单元区域SP中的多个子区域A1、A2、A3和A4的整个外围的封闭线形成的示例。突起261可以与封闭透光区域的阻光区域对应,但不限于此。
参考图6,突起261包括作为在剖视图中相对于下基底110的表面的延伸方向斜向倾斜的倾斜表面的侧表面Sa。突起261的侧表面Sa与突起261的下表面或下 基底110的表面形成约40度至约50度的剖面角度Ang1;然而,其不限于此,而可以取决于突起261的材料特性或制造工艺而改变。
参考图6,突起261包括彼此相对的一对侧表面Sa,被定位在它们之间的上表面可以与突起261的下表面几乎平行。然而,与突起261的下表面大致平行的上表面可被省略。
从突起261的下表面到最高上表面的高度H1(也就是剖视图中的最高厚度)可为约0.5微米至约1.2微米;然而,其不限于此,可取决于设计条件而改变。
由于作为垂直取向层的第一取向层11被定位在突起261的表面上,围绕突起261的表面的液晶分子31可以在几乎垂直于突起261的表面的方向上被取向。液晶分子31的这样取向可以在液晶层3中产生电场之后甚至在液晶层3中不再产生电场时也得到保持。
当液晶分子31被布置在几乎垂直于显示面板300的平面的方向上的状态被称为取向的基准时,突起261控制其周围(特别是与侧表面Sa相邻)的液晶分子31即使在液晶层3中不再产生电场时也具有在平面图中朝向子区域A1、A2、A3和A4的内部的方向上的预倾斜。预倾斜方向是与几乎垂直于下面板110的表面的法线方向(被称为基准取向方向)形成锐角的方向,其预倾斜角度可以为约30度或更大。
当在液晶层3中产生电场时,液晶分子31的由于突起261引起的预倾斜允许被定位在子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31以倾斜方向a1、a2、a3和a4被更快布置。
在传统显示面板中,如果显示面板300的液晶层3被外部压力推压使得液晶分子31的布置是分散的,且外部压力被去除,则液晶分子31不会恢复且斑点可能出现。然而,根据本公开的一个示例性实施例,由于突起261控制与其相邻的液晶分子31在恒定方向上的取向,因此突起261在液晶分子31的布置由于外来压力而分散之后在压力被去除之后帮助子区域A1、A2、A3和A4的液晶分子31恢复到原始布置方向并增加恢复速度。
如上所述,根据本公开的一个示例性实施例,当在液晶层3中产生电场以显示图像时,液晶分子31可以通过突起261被更快地布置在目标布置方向上,使得透射率可被进一步提高,更靠近目标亮度的图像可被显示,从而提高了显示质量。
根据本公开的一个示例性实施例,被定位在下基底110的内表面上的下坝DAM1和DAM2与突起261被定位在同一层上,包括相同的材料,并且通过相同工艺形成。坝DAM1和DAM2与突起261可包括有机材料。根据本公开的一个示 例性实施例,在液晶显示器的制造工艺中,坝DAM1和DAM2与突起261可以通过在有机材料被涂覆在下基底110上之后使用一个光掩模的曝光和显影的光刻工艺来形成。
如上所述,具有不同的功能并被形成在不同位置上的坝DAM1和DAM2与突起261通过使用一个光掩模来形成,使得制造成本和制造时间可以减少,并且制造工艺可以被简化。
接下来,将参考图7以及上述图描述根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器的单元区域SP的详细结构的一个示例。与上述示例性实施例相同的构成元件指定相同的附图标记,省略了重复描述并主要描述不同之处。
参考图7,根据本示例性实施例的液晶显示器与上述示例性实施例大部分相同;然而,像素电极的结构更具体。
单元电极部分191被定位在一个单元区域SP中。当一个像素PX包括多个单元区域SP时,单元电极部分191是被定位在像素PX中的像素电极的一部分,当一个像素PX包括一个单元区域SP时,单元电极部分191可以是被定位在像素PX中的像素电极。
单元电极部分191具有整体四边形形状,并包括包含横向杆部分和与横向杆部分相交的纵向杆部分的十字形杆部分195、以及多个分支部分197。十字形杆部分195的中心可以与单元区域SP的中心C近似重合。
十字形杆部分195沿单元区域SP的四个子区域A1、A2、A3和A4之间的边界延伸。换句话说,单元区域SP由十字形杆部分195分为四个子区域A1、A2、A3和A4。十字形杆部分195的横向杆部分可平行于第一方向D1延伸,纵向杆部分可平行于第二方向D2延伸。
多个分支部分197被连接到十字形杆部分195,并从十字形杆部分195向外延伸。分支部分197的大部分被定位在子区域A1、A2、A3和A4内,去除了电极的狭缝被形成在被定位在子区域A1、A2、A3和A4中的每个中的相邻分支部分197之间。被定位在子区域A1、A2、A3和A4中的在第一方向D1或第二方向D2上彼此相邻的两个子区域中的分支部分197与十字形杆部分195相交的位置不相同,但可以被交替设置。
尽管未示出,分支部分197的端部的至少一部分被彼此连接,从而形成单元电极部分191的外边界。
在分支部分197与十字形杆部分195的横向杆部分的延伸方向之间的锐角可以为约40度至约50度;然而不限于此,可以通过考虑显示设备的诸如可视性的 显示特性来进行大致控制。
根据本公开的一个示例性实施例,单元区域SP包括上述突起261,突起261可以被定位在单元电极部分191上或下。在下文中,描述突起261被定位在单元电极部分191上的示例。
分支部分197的端部的边可以与突起261重叠或可以与突起261不重叠。图7示出了分支部分197的端部的边与突起261重叠的示例。在这种情况下,单元区域SP的透光区域的效率被进一步提高。
尽管未示出,显示面板300进一步包括相对电极,该相对电极被设置为与单元电极部分191相对并在它们之间存在液晶层3。相对电极是与像素电极一起在液晶层3中产生电场的场产生电极。被施加到像素电极的数据电压与被施加到相对电极的电压之间的差可以取决于与像素PX对应的图像信号的灰度而改变。被定位在显示面板300的多个像素PX中的相对电极被连接,以被传输相同的电压。相对电极可以由单个板形成,而没有任何切口。相对电极可以被定位在上述上面板210的内表面上。
接下来,将描述根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器的显示操作。
如果被连接到包括单元电极部分191的像素电极的薄膜晶体管被导通,则数据电压被施加到像素电极。被施加诸如公共电压的预定电压的相对电极与像素电极一起在液晶层3中形成电场。电场包括在几乎垂直于显示面板300的表面的方向上的垂直分量,液晶分子31由于电场的垂直分量而在几乎平行于显示面板300的表面的方向上倾斜。在这种情况下,单元电极部分191的分支部分197的边缘产生边缘场。分支部分197附近的液晶分子31由边缘场而朝向分支部分197的内部倾斜。结果是,液晶分子31近似朝向中心C并在与分支部分197的延伸方向近似平行的方向上倾斜。因此,液晶分子31的倾斜方向在四个子区域A1、A2、A3和A4中彼此不同,并且可以与上述图5中所示的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4相同。
如上所述,突起261向其附近的液晶分子31提供预倾斜,增加了重新布置液晶分子31的控制力(被称为液晶取向控制力)和响应速度。突起261的其余效果与在前描述相同。
根据本公开的一个示例性实施例,即使在取向层或液晶层中不包括取向助剂,也可以充分地获得液晶分子31的控制力。因此,在不增加复杂的制造工艺来形成取向助剂的情况下,可以提供具有液晶取向控制力和透射率的显示设备。
接下来,将参考图8至图14以及上述图描述根据本公开的一个示例性实施例 的液晶显示器的单元区域SP的详细结构的各种示例。
首先,参考图8和图9,除了突起261的形状之外,根据本示例性实施例的液晶显示器与图5和图6中所示的示例性实施例大部分相同。
突起261进一步包括具有与相对于第一方向D1和第二方向D2倾斜的方向平行的斜边Ea的角落部分261c。角落部分261c被定位在彼此相邻的横向部分261a与纵向部分261b之间。角落部分261c可以是包括斜边Ea的近似三角形。在角落部分261c的边中,除了斜边Ea之外的两条边可以分别与第一方向D1和第二方向D2平行。角落部分261c的斜边Ea可以如图所示被连接到与其相邻的横向部分261a的边和纵向部分261b的边,或隔开预定距离。
突起261的一对横向部分261a和一对纵向部分261b以及四个角落部分261c可以被彼此连接,从而形成封闭线。
角落部分261c的斜边Ea可以与第一方向D1形成大于约40度并小于约90度的角度Ang。这里,角度Ang可以是锐角。斜边Ea的延伸方向可以与子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4相交,更具体地说,两个方向可以彼此大致垂直。
在角落部分261c的斜边Ea和与其相对的顶点之间的距离W2可以等于或小于横向部分261a或纵向部分261b的宽度W1,但不限于此。
参考图8和图9,在剖视图中,角落部分261c的斜边Ea与突起261的侧表面Sa的底表面对应。突起261的侧表面Sa与突起261的下表面或下基底110的表面之间的剖面角度Ang1可以为约40度至约50度;然而不限于此,可以取决于突起261的材料特性或制造工艺而改变。
突起261的角落部分261c控制与其相邻的液晶分子31预先具有在倾斜方向a1、a2、a3和a4上的预倾斜。也就是说,对于角落部分261c,由于在平面图中垂直于斜边Ea的方向朝向单元区域SP的中心C,因此当在液晶层3中产生电场时,位于角落部分261c附近的液晶分子31在倾斜方向a1、a2、a3和a4上被预先预倾斜,使得它们在重新布置时在倾斜方向a1、a2、a3和a4上被更快布置,从而提高了液晶显示器的响应速度并提高了透射率。
在图8中,角度Ang为约45度,角落部分261c可以控制被定位在子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31在朝中心C的方向上被更快布置。
在传统显示面板中,如果显示面板300的液晶层3被外部压力推压使得液晶分子31的布置是分散的,则即使在外部压力被去除之后,液晶分子31也不会恢复并被识别为斑点。然而,根据本公开的一个示例性实施例,突起261的角落部 分261c控制液晶分子31在倾斜方向a1、a2、a3和a4上被更快恢复。
当角度Ang大于约45度时,液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4可以由角落部分261c控制为与第一方向D1形成小于约45度的角度。在这种情况下,当在液晶层3中产生电场时,液晶分子31可以在与第二方向D2相比更靠近第一方向D1的方向上被倾斜,使得侧面可视性可以被进一步提高。
接下来,参考图10,根据本示例性实施例的液晶显示器与图7中所示的示例性实施例的大部分相同;然而,突起261的形状可以与图8和图9中所示的示例性实施例的突起261相同。如上所述,突起261向其周围的液晶分子31提供预倾斜,从而增加了重新排列液晶分子31的液晶取向控制力以及反应速度。具体地,如同图10中所示的区域Ra,突起261的角落部分261c向液晶分子31提供了接近于液晶分子31被倾斜的方向的预倾斜,使得液晶取向控制力可被进一步提高,液晶分子31的响应速度可以被提高。
接下来,参考图11,根据本示例性实施例的液晶显示器与上述示例性实施例的大部分相同;然而,单元电极部分191的结构可以不同。
单元电极部分191可以包括被定位在四个角落中的至少一个处的至少一个整个板的平面部分198。当单元电极部分191是近似四边形时,至少一个平面部分198被分别定位在四边形角落中的至少一个处。图11示出了平面部分198被分别定位在单元电极部分191的四个角落上的示例。
形成平面部分198的电极没有被图案化,从而具有连续表面,而没有诸如狭缝的开口。
一个平面部分198可以是包括被定位在子区域A1、A2、A3和A4中的一个中的斜边Eb的多边形,例如三角形。平面部分198可以是包括与斜边Eb相对并与单元电极部分191的顶点对应的一个顶点、被定位在单元电极部分191的横向边的一个顶点、以及被定位在单元电极部分191的纵向边的一个顶点的三角形。斜边Eb在与子区域A1、A2、A3和A4中的每个中的分支部分197的延伸方向相交的方向上延伸,更详细地说,可以近似垂直于分支部分197的延伸方向。平面部分198可以包括形成单元电极部分191的外部部分并且被连接到斜边Eb的两边。
在平面部分198的顶点中,作为被定位在斜边Eb的端部的顶点的被定位在单元电极部分191的横向边和纵向边上的顶点可被定位在单元电极部分191的顶点与十字形杆部分195的纵向杆的端部之间。因此,平面部分198可以占据子区域A1、A2、A3和A4中的每个中的小于约50%的面积。在这种情况下,平面部分198的斜边Eb和与其相对的顶点之间的距离可以小于子区域A1、A2、A3和A4中的 每个的对角线长度的约50%。
平面部分198的斜边Eb与十字形杆部分195的横向杆部分的延伸方向(也就是第一方向D1)形成约40度至约50度的角度。具体地,平面部分198的斜边Eb可以几乎平行于突起261的角落部分261c的斜边Ea。突起261的角落部分261c的斜边Ea与平面部分198的内部区域重叠。
如上所述,如果单元电极部分191包括平面部分198,则液晶取向控制力可以由于由平面部分198的斜边Eb产生的边缘场而升高,使得显示设备的透射率可以被进一步提高。
参考图10,分支部分197的边缘附近的液晶分子31没有被布置为平行于分支部分197的延伸方向,而是倾向于被布置为进一步朝向分支部分197的内部。因此,透射率在分支部分197的边缘上被部分减小,使得暗部分可以被识别。相反,在图11的实施例中,因为单元电极部分191包括平面部分198,所以分支部分197附近的暗部分减小,使得单元区域SP的整个透射率可以得到提高。
更详细地说,因为狭缝或分支部分197没有被形成在图11的平面部分198中,所以在重新布置液晶分子31时控制力可能不够。然而,因为平面部分198被定位在突起261的角落部分261c附近的位置,所以角落部分261c加强了液晶控制力,使得与平面部分198对应的液晶分子31的布置方向可以被有效地控制。因此,可以获得足够的透射率。
平面部分198通过单独的连接器(未示出)被电连接到十字形杆部分195。参考图11,平面部分198与相邻分支部分197的端部隔开预定距离。然而,本公开不限于此,平面部分198和相邻的分支部分197可以被彼此连接。
接下来,参考图12和图13,除了突起261的结构之外,根据本示例性实施例的液晶显示器与图10中示出的示例性实施例相同。根据本示例性实施例的突起261包括倾斜角落部分261d,而不是上述角落部分261c。
倾斜角落部分261d可以是包括与相对于第一方向D1和第二方向D2倾斜的方向平行的斜边Ec的近似三角形。在倾斜角落部分261d的边中,除了斜边Ec之外的两条边可以与第一方向D1和第二方向D2近似平行。如图12所示,倾斜角落部分261d的斜边Ec可以被连接到横向部分261a的边和纵向部分261b的边;然而,它们可以被隔开预定距离。倾斜角落部分261d被分别定位在单元区域SP的至少一个角落处,并被定位在彼此相邻的横向部分261a与纵向部分261b之间。
一对横向部分261a、一对纵向部分261b和四个倾斜角落部分261d可以被彼此连接,从而形成近似封闭线。在这种情况下,突起261的外部形状可以是大致 四边形。
在平面图中,倾斜角落部分261d的斜边Ec可以与第一方向D1形成大于约40度并小于约90度的角度Ang2。这里,角度Ang2可以是锐角。斜边Ec的延伸方向与子区域A1、A2、A3和A4中的每个中的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4相交,详细地说,两个方向可以近似垂直。
倾斜角落部分261d的斜边Ec和与其相对的顶点之间的距离d2可以小于子区域A1、A2、A3和A4中的每个的对角线方向的长度的约50%。
突起261的横向部分261a和纵向部分261b可与封闭透光区域的阻光区域对应,倾斜角落部分261d的大部分可以与透光区域对应。也就是说,光在倾斜角落部分261d所位于的区域中被透射,从而显示图像。
参考图12和图13,在剖视图中,突起261的横向部分261a和纵向部分261b包括作为相对于突起261的下表面斜向倾斜的倾斜表面的侧表面Sa,突起261的倾斜角落部分261d包括作为相对于突起261的下表面斜向倾斜的倾斜表面的侧表面Sb。侧表面Sa的下表面的斜率和侧表面Sb的下表面的斜率可以不同,侧表面Sb的倾斜可以比侧表面Sa的倾斜更平缓。
倾斜角落部分261d的侧表面Sb与突起261的下表面的剖面角度Ang3可以为约1度至约2度;然而其不限于此,可取决于突起261的材料特性或制造工艺而改变。
从倾斜角落部分261d的下表面到最高的上表面的高度H10(也就是最大厚度)可小于约0.5微米;然而其不限于此,可取决于设计条件而改变。具体地,由于倾斜角落部分261d与单元区域SP的每个子区域A1、A2、A3和A4的透光区域对应,因此为了获得比预定透射率更大的透射率,限制倾斜角落部分261d的厚度可以是有利的。
倾斜角落部分261d的外部部分被连接到突起261的横向部分261a或纵向部分261b。倾斜角落部分261d的最大高度H10可小于突起261的横向部分261a或纵向部分261b的厚度。
突起261的倾斜角落部分261d在平面图中的斜边Ec与倾斜角落部分261d的侧表面Sb的在剖视图中的底边对应。
液晶分子31被布置在近似垂直于显示面板300的表面的方向上的状态被称为基准取向,倾斜角落部分261d控制与其侧表面Sb相邻的液晶分子31即使在液晶层3中没有产生电场时也具有在朝向每个子区域A1、A2、A3和A4的内部的方向上的预倾斜。液晶分子31的预倾斜方向是与近似垂直于下基底110的表面的基准 取向方向DR形成锐角的方向,其预倾斜角Ap可以例如为约1度至约2度。
当在液晶层3中产生电场时,液晶分子31的由突起261引起的预倾斜允许被定位在子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31在倾斜方向a1、a2、a3和a4上被快速布置。
具体地,对于倾斜角落部分261d,由于垂直于其斜边Ec的方向几乎朝向单元区域SP的中心C,因此当在液晶层3中产生电场时,倾斜角落部分261d附近的液晶分子31在倾斜方向a1、a2、a3和a4上被预先预倾斜,使得重新布置速度更快,从而提高了显示设备的响应速度和透射率。
接下来,参考图14,根据本示例性实施例的液晶显示器与图12和图13中所示的示例性实施例的大部分相同;然而,单元电极部分191的结构可以与图11中所示的示例性实施例的单元电极部分相同。在前面给出了其描述,这样,在下文中将省略其详细描述。
倾斜角落部分261d的斜边Ec可以与平面部分198的内部重叠。倾斜角落部分261d的斜边Ec和平面部分198的斜边Eb可以近似彼此平行。
在根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器的制造工艺中,突起261与坝DAM1和DAM2可以通过在下基底110上涂覆有机材料之后通过使用光掩模的曝光和使用显影的光刻工艺来形成。在这种情况下,与突起261的横向部分261a和纵向部分261b对应的光掩模的透光率可以是恒定的,与倾斜角落部分261d对应的光掩模的透光率可以和与横向部分261a和纵向部分261b对应的光掩模的透光率不同。如果有机材料具有负的光敏性使得被光照射的部分被保留,则与倾斜角落部分261d对应的光掩模的透光率小于与横向部分261a和纵向部分261b对应的光掩模的透光率,且在曝光工艺中光可以被较少地被照射到有机材料层。
为了形成倾斜角落部分261d以具有平缓倾斜的侧表面Sb,与倾斜角落部分261d对应的光掩模区域可以取决于位置而具有不同的透光率。如果突起261的材料具有负的光敏性使得被光照射的部分被保留,则与倾斜角落部分261d对应的光掩模的透光率可从与倾斜角落部分261d的斜边Ec相对的顶点朝向斜边Ec下降。与倾斜角落部分261d对应的光掩模的透光率变化可以是如同台阶形状阶梯式的(step-by-step)或可以是渐进的。
接下来,将参考图15至图17B以及上述图描述根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器。
根据本公开的示例性实施例的液晶显示器可以包括剖面结构中彼此相对的下面板100和上面板200以及被定位在两个面板100和200之间的液晶层3。
首先描述下面板100。包括多条栅极线121和多条基准电压线131的栅极导体被设置在下基底110的内表面上。这里,下基底110的内表面是指与液晶层3相对的表面。
每条栅极线121主要在作为水平方向的第一方向D1上延伸,并且可以包括在垂直方向上突出的第一栅电极124a、第二栅电极124b和第三栅电极124c。
每条基准电压线131可以主要平行于第一方向D1延伸并与栅极线121隔开。基准电压线131可传输可以作为AC电压或诸如公共电压Vcom等的恒定DC电压的基准电压。
基准电压线131可包括主要在水平方向上延伸的延伸部分131a、从延伸部分131a向上和向下延伸并近似平行于第二方向D2的纵向部分131b、以及被连接到纵向部分131b并主要在第一方向D1上延伸的横向部分131c。
栅极绝缘层140被设置在栅极导体上,包括第一半导体154a、第二半导体154b和第三半导体154c的半导体层被设置在栅极绝缘层140上。第一半导体154a和第二半导体154b可被彼此连接。第一半导体154a可以与第一栅电极124a重叠,第二半导体154b可以与第二栅电极124b重叠,第三半导体154c可以与第三栅电极124c重叠。
半导体层可以包括无定形硅、多晶硅、氧化物半导体、金属氧化物等。
多个欧姆接触163a和165a可以被定位在半导体层上。欧姆接触163a和165a可以由硅化物或诸如掺杂有高浓度的n型杂质的n+氢化非晶硅的材料形成。欧姆接触163a和165a可被省略。
包括包含第一源电极173a和第二源电极173b的多条数据线171、第一漏电极175a、第二漏电极175b、第三源电极173c和第三漏电极175c的数据导体被设置在欧姆接触163a和165a以及栅极绝缘层140上。
每条数据线171传输数据信号,并主要在作为垂直方向的第二方向D2上延伸,以与栅极线121和基准电压线131交叉。
第一源电极173a从数据线171朝向第一栅电极124a突出,以与第一漏电极175a相对,第二源电极173b从数据线171朝向第二栅电极124b突出,以与第二漏电极175b相对。
第一源电极173a和第二源电极173b被彼此连接,第二漏电极175b和第三源电极173c被彼此连接。第三源电极173c和第三漏电极175c彼此相对。
第三漏电极175c的端部中的不与第三源电极173c相对的一个端部可以与基准电压线131相邻或重叠。
第一栅电极124a、第一源电极173a和第一漏电极175a连同第一半导体154a一起形成用作第一开关元件的第一薄膜晶体管Qa。第二栅电极124b、第二源电极173b和第二漏电极175b连同第二半导体154b一起形成用作第二开关元件的第二薄膜晶体管Qb。第三栅电极124c、第三源电极173c和第三漏电极175c连同第三半导体154c一起形成用作分压开关元件的第三薄膜晶体管Qc。
栅极线121、基准电压线131以及第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb和第三薄膜晶体管Qc可以被定位为与图4中所示的薄膜晶体管区域TRA对应。
第一绝缘层180a被定位在数据导体和半导体154a、154b和154c的暴露部分上。第一绝缘层180a可以由有机绝缘材料或无机绝缘材料形成,并且可以包括单层或多层。
有机层可以被定位在第一绝缘层180a上。例如,有机层可以包括滤色器230。滤色器230可以显示诸如红色、绿色和蓝色的三原色或者四原色中的一种。滤色器230不限于红色、绿色和蓝色的三原色,而是可以表示青色、品红色、黄色或白色系列等。
滤色器230可沿着每个像素阵列延伸。滤色器230可以包括被分别定位在漏电极175a、175b和175c的一部分上的开口(未示出)。
第二绝缘层180b被形成在滤色器230上。第二绝缘层180b可以包括无机绝缘材料或有机绝缘材料。作为用于滤色器230的外涂层(overcoat)的第二绝缘层180b防止滤色器230被暴露,从而防止诸如滤色器230的颜料的杂质流入液晶层3中。第二绝缘层180b可以被省略。
第一绝缘层180a和第二绝缘层180b包括暴露第一漏电极175a的一部分的第一接触孔185a和暴露第二漏电极175b的一部分的第二接触孔185b。第一接触孔185a和第二接触孔185b可以被分别定位在滤色器230的开口中。
栅极绝缘层140以及第一绝缘层180a和第二绝缘层180b可以进一步包括部分暴露第三漏电极175c的一部分和基准电压线131的一部分二者的第三接触孔185c。
包括多个像素电极和连接电极192和193的像素电极层被形成在第二绝缘层180b上。
被定位在一个像素PX处的像素电极可以由全部被连接的一个电极形成,并可以包括多个子像素电极。在当前示例性实施例中,将示例性地描述包括第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的一个像素电极。
如上所述,一个像素PX包括多个单元区域SP。因此,如同上述示例性实施 例,一个像素电极可以包括多个单元电极部分191。此外,当一个像素电极包括彼此隔开的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b时,子像素电极191a和191b可以包括如同上述示例性实施例的多个单元电极部分191,以充分获得液晶控制力。图15是第一子像素电极191a包括被彼此连接的四个单元电极部分191并且第二子像素电极191b包括被彼此连接的六个单元电极部分191的示例。被包括在一个像素PX中的单元电极部分191的数量可以取决于像素PX的面积并考虑液晶控制力而不同。
单元电极部分191的结构与上述示例性实施例相同,这样,在下文中省略其详细描述。
第一子像素电极191a和第二子像素电极191b可以被设置在相对侧上,在它们之间插入有栅极线121、基准电压线131、以及第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb和第三薄膜晶体管Qc;然而,布置形状不限于此,而可以被各种修改。
第一子像素电极191a和第二子像素电极191b分别通过接触孔185a和185b被物理和电连接到第一漏电极175a和第二漏电极175b。第一子像素电极191a可以被施加来自第一漏电极175a的数据电压,第二子像素电极191b可被施加通过第二漏电极175b传输的数据电压与通过基准电压线131传输的基准电压之间的分压电压。
第三漏电极175c和基准电压线131可以通过连接电极192在第三接触孔185中被彼此连接。
连接电极192可以包括接触第三漏电极175c和基准电压线131的一部分的接触部分192c、从接触部分192c向上延伸的纵向部分192a、以及从接触部分192c向下延伸的纵向部分192b。纵向部分192a和192b与第一子像素电极191a和第二子像素电极191b隔开,并可以近似平行于第二方向D2。纵向部分192a和192b可以与数据线171重叠。纵向部分192a和192b电连接多条基准电压线131,从而防止通过基准电压线131传输的基准电压的变化。此外,纵向部分192a和192b屏蔽由数据线171的数据电压引起的电磁场,从而避免相邻的像素电极的电压由于数据电压的变化而畸变。
连接电极193和连接电极192可以在第一方向D1上被交替设置,并经由像素电极彼此相对。连接电极193的结构和功能可以与连接电极192大致相同。
像素电极层可包括透明导电材料,诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或金属薄膜。
在本实施例中描述的像素PX的结构仅仅是一个示例,可以提供许多变化。
阻光构件221被定位在像素电极层上。阻光构件221可以被称为黑矩阵,并可以防止光的透射。因此,形成阻光构件221的区域被包括在阻光区域中。
根据本示例性实施例的阻光构件221可包括主阻光部分221a、间隔件221b和如同上述示例性实施例的突起261。此外,阻光构件221可以包括如上所述被定位在外围区域PA中的坝DAM1和DAM2中的至少一个。
主阻光部分221a包括阻光区域中的一部分,该阻光区域包括第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb、和第三薄膜晶体管Qc所位于的区域。主阻光部分221a可以防止第一子像素电极191a所位于的透光区域与第二子像素电极191b所位于的透光区域之间、以及相邻像素PX的透光区域之间的光泄露。
主阻光部分221a可包括覆盖接触孔185a、185b和185c的一部分,这一部分填充接触孔185a、185b和185c上的大台阶,从而平坦化表面并防止在其周围的光泄露。
间隔件221b可以被连接到主阻光部分221a,或与主阻光部分221a隔开。间隔件221b可被定位在第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb、和第三薄膜晶体管Qc上以及/或诸如栅极线121、基准电压线131和数据线171的信号线上。
间隔件221b可以是保持和支撑上面板200与下面板100之间的单元间隙的主间隔件,也可以是在外部压力被施加到显示设备并且上面板200与下面板100之间的距离减小时保持和支撑处于普通状态(即,没有被施加外部压力)的上面板200与下面板100之间的单元间隙的子间隔件。如果间隔件221b是子间隔件,则当没有施加压力时,间隔件221b的顶表面可以不接触上面板200的内表面。间隔件221b的顶表面的高度可以大于主阻光部分221a的大部分的顶表面的高度。
在剖视图中,与突起261的侧表面Sa相邻的液晶分子31可以在近似垂直于侧表面Sa的方向上被初始取向,此取向状态可以在液晶层3中没有产生电场时也被维持。突起261的其它特性及其作用与上述描述相同,这样,在下文中将省略详细描述。
突起261以及上述坝DAM1和DAM2可以与阻光构件221的主阻光部分221a或者间隔件221b定位在同一层中,或者可以包括与阻光构件221的主阻光部分221a或者间隔件221b相同的材料。突起261的最大厚度可以大于或类似于主阻光部分221a的平均厚度。图16示出了突起261的最大厚度可以大于围绕其定位的主阻光部分221a的厚度的示例,但不限于此。在剖视图中,被定位在外围区域PA中的坝DAM1和DAM2的垂直厚度可以与突起261的最大厚度相同、或者小于或大于突起261的最大厚度。这可以取决于设计条件而近似控制。
间隔件221b的顶表面的高度高于坝DAM1和DAM2以及突起261的顶表面的高度。
阻光构件221可包括诸如炭黑的颜料和具有光敏性的有机材料。
下面板100的包括主阻光部分221a、间隔件221b、突起261、坝DAM1和DAM2的阻光构件221可以通过使用一个光掩模来形成。这将在后面描述。
根据本公开的一个示例性实施例,如果滤色器230和/或阻光构件221连同第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb、和第三薄膜晶体管Qc一起被定位在下面板100上,则可以容易地调整阻光构件221与滤色器230之间以及像素电极与薄膜晶体管Qa、Qb和Qc之间的对准,从而降低了对准误差。
第一取向层11被形成在阻光构件221上,第一取向层11可以是垂直取向层。
参考上面板200,相对电极270可以被定位在上基底210的内表面上。具有没有切口的表面形状的相对电极270可以被形成为上基底210的整个表面的整个板。相对电极270可被传送预定幅度的公共电压Vcom。相对电极270可以包括诸如ITO、IZO和金属薄膜的透明导电材料。
第二取向层21被形成在相对电极270上,第二取向层21可以是垂直取向层。
液晶层3包括多个液晶分子31。液晶分子31可以具有负介电各向异性,可以当在液晶层3中没有产生电场时在近似垂直于基底110和210的表面的方向上被初始取向。液晶分子31(特别是围绕突起261的液晶分子31)可以在近似垂直于突起261的表面的方向上被预倾斜。
像素电极和相对电极270可以被施加电压以在液晶层3中产生电场,使得液晶分子31的布置方向被控制,从而显示图像。
可替代地,滤色器230可以被定位在上面板200上。在这种情况下,滤色器230可以被定位在上基底210与相对电极270之间,绝缘层(未示出)可被进一步定位在滤色器230与液晶层3之间。在这种情况下,下面板100可以进一步包括被定位在第一绝缘层180a与第二绝缘层180b之间的第三绝缘层(未示出)。第三绝缘层可以包括有机材料,并且可以提供平坦的上表面。
图17A和图17B示出了在图15中所示的液晶显示器的另一示例的截面结构。
参考图17A、图17B和图20,滤色器230和阻光构件220中的至少一个可以被定位在上面板200中。图17A和图17B示出了滤色器230和阻光构件220都被定位在上面板200中的示例。
阻光构件220可被定位在上基底210与滤色器230之间,或者可以被定位在滤色器230上。外涂层250可被定位在阻光构件220和滤色器230上,相对电极 270可被定位在外涂层250上。阻光构件220可具有与上述主阻光部分221a类似的结构和功能。
下面板100可包括被定位在第一绝缘层180a与第二绝缘层180b之间的第三绝缘层180c。第三绝缘层180c可以包括有机材料,并且可以提供平坦的上表面。
参考图17A,下面板100与上述下面板的大部分相同,然而间隔件222和突起261可被定位像素电极层上。间隔件222的顶表面的高度高于坝DAM1和DAM2和突起261的顶表面的高度。
参考图17B,本示例性实施例与图17A大部分相同;然而,间隔件222可被定位在上面板200中。在这种情况下,上面板的坝DAM3和DAM4可以在与间隔件222相同的工艺中以相同的材料形成在同一层中。在这种情况下,间隔件222的顶表面的高度高于坝DAM3和DAM4的顶表面的高度。
间隔件222可以具有岛的形状。间隔件222可被定位为与像素PX的阻光区域重叠,特别是与第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb、和第三薄膜晶体管Qc以及/或诸如栅极线121、基准电压线131和数据线171的信号线重叠。间隔件222可具有与上述间隔件221b相似的结构和功能。
突起261可以具有根据上述几个示例性实施例的结构和功能。突起261可以与上述坝DAM1和DAM2定位在同一层,可以包括相同材料并可以在相同工艺中形成。这将在后面描述。当如图17A所示间隔件222被定位在下面板100中时,间隔件222可以与突起261定位在同一层,坝DAM1和DAM2可以包括相同材料。
被一起包括在突起261和坝DAM1和DAM2中的材料可以是透明的,或者可以包括阻光材料。当突起261包括透明材料时,很少的光或没有光在形成有突起261的区域中被透射,使得突起261的大部分可被包括在阻光区域中。
突起261在剖视图中的最大厚度小于间隔件222在剖视图中的厚度。
根据本公开的一个示例性实施例,突起261可以被定位在包括单元电极部分191的像素电极与液晶层3之间;然而,突起261可以被可替代地定位在下基底110与像素电极之间的层处。当突起261被定位在下基底110与像素电极之间时,突起261的台阶被传递到下面板100的内表面,使得被定位在突起261上的最高表面向液晶层3突出,使得液晶分子31可以被预倾斜。
不同于图17A和图17B,阻光构件220可以被定位在下面板100中。在这种情况下,第三绝缘层180c可被省略,阻光构件220可以被定位在其上。否则,阻光构件220可以被定位在第三绝缘层180c之上或之下。
接下来,参考图18至图25以及上述图描述根据本公开的一个示例性实施例 的液晶显示器的制造方法。
首先,参考图18,提供包括绝缘材料的下基底110,并在其上形成多个薄膜层TFS。
下基底110包括显示区域DA和被定位在其附近的外围区域PA,薄膜层TFS可以包括被定位在显示区域DA中的部分和被定位在外围区域PA中的部分。多个薄膜层TFS中的至少一部分可以在平面图中被图案化。多个薄膜层TFS可包括至少一个导电层、半导体层和至少一个绝缘层。
接下来,在下基底110和薄膜层TFS上形成绝缘层ISL。绝缘层ISL可以包括无机绝缘材料或/和有机绝缘材料,并且可被图案化。图18示出了绝缘层ISL的至少一部分可以在外围区域PA中被去除的示例。
接下来,在绝缘层ISL上沉积诸如ITO、IZO的透明导电材料并图案化,以形成包括多个像素电极的像素电极层PXL。多个像素电极被主要定位在显示区域DA中。
接下来,参考图19,感光材料260被沉积在下基底110的整个表面上。感光材料260可以与坝DAM1和DAM2的材料相同,突起261可包括有机材料。
接下来,光掩模50被定位在感光材料260上,并进行曝光。光掩模50包括具有不同透光率的部分。例如,当感光材料260具有负的光敏性使得被光照射的部分被保留时,在光掩模50中,与形成有坝DAM1和DAM2的部分对应的区域SA1和SA2以及与形成有突起261的部分对应的区域SA0具有不为0的预定透光率,而与感光材料260被基本去除的部分对应的区域OA可以具有较低的透光率。光掩模50的区域OA可以基本上是阻光区域,并且可以是不透明的。光掩模50可以进一步包括与保留有感光材料260的位置对应的透光区域(未示出),并且可以进一步包括半透光区域或另一位置的阻光区域。
具体地,光掩模50的区域SA0、SA1和SA2可以是半透光区域,因而,光掩模50的区域SA0、SA1和SA2可以具有半色调或多个狭缝,或者图案的尺寸可以被控制以控制透光率。
坝DAM1和DAM2与突起261的横截面厚度彼此不同,光掩模50的区域SA1和SA2的透光率与区域SA0的透光率可以不同。例如,突起261的厚度小于坝DAM1和DAM2的厚度,光掩模50的区域SA0的透光率可以小于光掩模50的区域SA1和SA2的透光率。与此类似,当不同位置的坝DAM1和DAM2的厚度不同时,光掩模50的区域SA1和区域SA2的透光率可以不同。
可替代地,当光掩模50具有正光敏性时,光掩模50的区域SA0、SA1、SA2 和OA的每个透光率可以相反地改变。也就是说,光掩模50的区域OA可以是透光区域,区域SA0、SA1和SA2的透光率可以被控制为不同,曾是透光区域的区域可以是阻光区域。
接下来,参考图20,通过光掩模50曝光的感光材料260被显影,以形成与光掩模50的区域SA0对应的多个突起261以及与光掩模50的区域SA1和SA2对应的坝DAM1和DAM2。图20示出了突起261的截面厚度小于坝DAM1和DAM2的截面厚度的示例。除了突起261以及坝DAM1和DAM2之外的区域的感光材料260可以被基本去除,并且可以存在感光材料260被保留为具有预定厚度的部分。
当如同上述示例性实施例突起261包括倾斜角落部分261d时,与倾斜角落部分261d对应的光掩模50可以具有比突起261的其它部分(例如,与横向部分261a或纵向部分261b对应的区域)低的透光率。如上所述,光掩模的透光率在倾斜角落部分261d的厚度减小的方向上被逐渐减小,从而形成倾斜角落部分261d的平滑倾斜。以这种方式,光掩模50的透光率被逐渐改变的区域可以通过逐渐控制狭缝的数量或半色调的色调度来形成。
如上所述,控制第一取向层11的边缘位置的坝DAM1和DAM2以及控制液晶分子31的取向的突起261通过使用相同的光掩模50由相同的材料一起形成并被形成在同一层,从而在本示例性实施例中降低了制造成本和制造时间并简化了制造工艺。
可替代地,突起261以及坝DAM1和DAM2的形成可以在形成像素电极层PXL之前进行。
接下来,参考图21,在形成有坝DAM1和DAM2以及突起261的下基底110的整个内表面上涂覆取向剂并干燥,以形成第一取向层11。在这种情况下,第一取向层11在下基底110的整个表面中扩散,扩散可以主要通过在下基底110的外围区域PA和显示区域DA的边界处的坝DAM1来防止。即使产生了流过坝DAM1的取向剂,扩散也通过被定位为与坝DAM1邻近的坝DAM2中的至少一个被进一步防止,使得第一取向层11的边缘的位置可以被控制,从而进一步降低了外围区域PA的宽度。
下面板可通过该工艺完成。
接下来,参考图22,提供包括绝缘材料的上基底210,涂覆阻光材料,以形成阻光构件220。可替代地,阻光构件220可以被包括在下面板中。
虽然未示出,滤色器(未示出)可被进一步形成在上基底210上。可替代地,滤色器可以被定位在下面板中。
接下来,诸如ITO或IZO的导电材料被沉积在阻光构件220上,以形成相对电极270。
接下来,参考图23,感光材料280被沉积在相对电极270上。作为间隔件的材料的感光材料280可包括有机材料。
接下来,光掩模51被设置在感光材料280上,并进行曝光。光掩模51包括具有不同透光率的部分。例如,当感光材料280具有负的光敏性以通过照射的光而被保留时,在光掩模51中,与形成有坝DAM3和DAM4的部分对应的区域SA3和SA4被形成为分别可具有不为0的预定透光率。另外,当在上基底210上形成间隔件时,在光掩模51中,与形成有间隔件的部分对应的区域TA以及与感光材料280的其余部分被保留的部分对应的区域可以具有比区域SA3和SA4更高的透光率。在光掩模51中,与感光材料280被基本去除的部分对应的区域OA的剩下部分可具有最低的透光率,并且可以基本上是阻光区域。
接下来,参考图24,通过光掩模51曝光的感光材料280被显影,以形成与光掩模51的区域TA对应的间隔件222以及与光掩模的区域SA3和SA4对应的坝DAM3和DAM4。除了间隔件222与坝DAM3和DAM4之外的区域的感光材料280可被部分去除,预定厚度的感光材料280的一部分可以被保留。
接下来,参考图25,在形成有坝DAM3和DAM4和间隔件222的上基底210的内表面上涂覆取向剂并干燥,以形成第二取向层21。在这种情况下,第二取向层21在显示区域DA的整个表面上扩散,其扩散主要由在上基底210的外围区域PA和显示区域DA的边界处的坝DAM3停止。即使取向剂流过坝DAM3,由被定位为与坝DAM3邻近的坝DAM4中的至少一个进一步防止取向剂扩散,使得第二取向层21的边缘的位置可以被控制,从而进一步降低了外围区域PA的宽度。
因此,上面板可被完成。
密封剂310被定位在下面板与上面板之间,下面板与上面板被结合以制造根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器,并且液晶显示器的结构可以与图1至图15以及图17B中所示的液晶显示器相同。
接下来,参考图26和图27以及上述图描述根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器的制造方法。
根据本示例性实施例的液晶显示器的制造方法与图18至图25中示出的示例性实施例的大部分相同;然而,间隔件222也可以在形成下面板的突起261以及坝DAM1和DAM2时形成。
参考图26,如上所述,感光材料260被涂覆在下基底110上,光掩模50被设 置为用于曝光,光掩模50可以进一步包括与用于形成间隔件的位置对应的区域TA。光掩模50的区域TA可以具有比区域SA0、SA1和SA2更高的透光率。
因此,如图27所示,在经过光掩模50曝光和显影之后,具有比突起261以及坝DAM1和DAM2更大的截面厚度的间隔件222可以被形成在下基底110上。在本示例性实施例中,感光材料260可以是透明的,或可以包括阻光材料。
这样制造的液晶显示器的结构可以与图1至图15和图17A中所示的液晶显示器的结构相同。在这种情况下,间隔件可以不被定位在上面板中,被定位在上面板中的坝DAM3和DAM4可以通过单独的光刻工艺来形成,或者可以与被定位在上面板中的其它层一起在相同的工艺中形成。
最后,将参考图28以及上述图描述根据本发明的一个示例性实施例的液晶显示器的制造方法。
根据本示例性实施例的液晶显示器的制造方法与图18至图25中示出的示例性实施例大部分相同;然而,阻光构件和间隔件可以在形成下面板时形成,而不是在形成上面板时形成。
参考图28,在下基底110上涂覆感光材料260之后设置的光掩模50可进一步包括与形成间隔件的位置对应的区域TA和与形成主阻光部分的位置对应的区域SA5。光掩模50的区域TA可以具有比区域SA0、SA1和SA2更高的透光率,区域SA5可以具有比区域TA低的透光率。区域SA5的透光率可以小于区域SA0的透光率;然而,其不限于此,区域SA5的透光率可以大于或等于区域SA0的透光率。
在使用图28中所示的光掩模50曝光之后,形成与半透光区域SA1和SA2分别对应的坝DAM1和DAM2、与半透光区域SA0对应的突起261、与半透光区域SA5对应的主阻光部分221a以及与透光区域TA对应的间隔件221b。
在本示例性实施例中,感光材料260包括阻光材料。
所制造的液晶显示器的结构可以与图1至图15和图16中所示的液晶显示器的结构相同。也就是说,阻光构件221可以包括主阻光部分221a、间隔件221b和突起261。在这种情况下,间隔件可以不被定位在上面板中,被定位在上面板中的坝DAM3和DAM4可以通过单独的光刻工艺来形成,或者可以在与被定位在上面板中的不同层相同的工艺中一起形成。
参考图29,根据本公开的一个示例性实施例的液晶显示器可以是曲面显示设备。也就是说,显示面板300可以包括根据至少一个方向弯曲的曲面。显示面板300包括彼此相对的下面板100和上面板200以及被定位在其间的液晶层3,下面 板100的下基底的表面和上面板200的上基底的表面具有基本相同的曲面形状。
当显示面板300具有曲面形状时,在弯曲下面板100和上面板200的工艺中,下面板100的图案和上面板200的图案可能未对准,并在上述密封剂的粘附状态下可能产生缺陷。根据本公开的一个示例性实施例,如果突起261被形成在下面板100中,则可能没有必要在上面板200的相对电极270中形成用于液晶分子31的取向的切口,从而在实现曲面显示面板300时可以改善显示质量缺陷,诸如由于下面板100与上面板200之间的未对准而引起的纹理。此外,如同上述示例性实施例,当在下面板100中形成阻光构件221时,与阻光构件被定位在上面板200中的情况相比,由于下面板100与上面板200之间的未对准而引起的开口率的降低可以被极大地减少。
根据本公开的一个示例性实施例,通过连同突起261一起形成坝DAM1、DAM2、DAM3和DAM4,可以抑制取向剂被扩散到密封剂310所位于的区域,使得第一取向层11和第二取向层21与密封剂310的接触面积被最小化,从而防止密封剂310的粘附劣化。因此,在曲面显示面板300的情况下,密封剂310的粘附力不会减弱,从而降低了下面板100与上面板200的分离可能性。因此,通过将本公开的示例性实施例应用到曲面显示面板300,可以进一步提高显示面板300的质量。
尽管已经结合目前认为是实用的示例性实施例描述了本系统和方法,但本系统和方法不限于所公开的实施例。相反,本公开意在覆盖被包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
<符号说明>
50、51:光掩模
300:显示面板
191:单元电极部分
220、221:阻光构件
222、221b:间隔件
230:滤色器
261:突起
270:相对电极
DAM1、DAM2、DAM3、DAM4:坝。
Claims (10)
1.一种液晶显示器,包括:
包括在平面图中被定位在显示区域中的多个单元区域的第一基底;
与所述第一基底相对并包括多个液晶分子的液晶层;
被定位在所述第一基底的表面中的朝向所述液晶层的第一表面上并被定位在一个单元区域处的单元电极部分;
在所述平面图中被定位在围绕所述显示区域定位的外围区域处、被定位在所述第一基底与所述液晶层之间、并且朝向所述液晶层突出的至少一个下坝;和
在所述平面图中被定位为与所述单元区域对应、被定位在所述第一基底与所述液晶层之间、并且朝向所述液晶层突出的突起,
其中所述突起包括在所述平面图中相对于所述单元区域的中心沿围绕所述单元区域的至少一部分封闭的部分,和
所述至少一个下坝和所述突起被定位在同一层并包括相同的材料。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中
所述突起包括在剖视图中相对于所述突起的底表面斜向倾斜的第一侧表面,并且
被定位为围绕所述第一侧表面的液晶分子相对于所述第一基底的表面的法线方向被预倾斜。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器,其中
所述至少一个下坝包括在所述平面图中与所述显示区域相邻的第一坝和被定位在所述第一坝与所述第一基底的边缘之间的第二坝。
4.根据权利要求3所述的液晶显示器,进一步包括
被定位在所述至少一个下坝和所述突起与所述液晶层之间的第一取向层。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器,进一步包括
与所述突起和所述至少一个下坝被定位在同一层、包括与所述突起和所述至少一个下坝相同的材料、并具有比所述突起和所述至少一个下坝的顶表面更高的顶表面的间隔件。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器,其中
所述突起、所述至少一个下坝和所述间隔件包括阻光材料。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器,进一步包括
具有比所述间隔件的所述顶表面低的顶表面的主阻光部分,和
所述主阻光部分与所述突起、所述至少一个下坝和所述间隔件被定位在同一层,并且包括与所述突起、所述至少一个下坝和所述间隔件相同的材料。
8.根据权利要求2所述的液晶显示器,进一步包括:
与所述第一基底相对的第二基底,所述液晶层被插入在所述第一基底与第二基底之间;
被定位在所述第一基底与所述第二基底之间并且在所述平面图中被定位在所述外围区域中的密封剂;和
在所述平面图中被定位在所述外围区域中、被定位在所述第二基底与所述液晶层之间、并且朝向所述液晶层突出的至少一个上坝。
9.一种用于制造液晶显示器的方法,包括:
在基底上形成多个薄膜层;
使用光掩模在所述多个薄膜层上涂覆和曝光感光材料;及
处理所曝光的感光材料以形成被定位为与显示区域的一个单元区域对应的突起以及被定位在围绕所述显示区域的外围区域处的至少一个下坝,
其中所述突起包括在平面图中相对于所述单元区域的中心沿围绕所述单元区域的至少一部分封闭的部分。
10.根据权利要求9所述的方法,其中
所述光掩模包括与所述突起对应的第一区域、与所述至少一个下坝对应的第二区域、以及第三区域,并且
所述第一区域和所述第二区域的至少一个透光率与所述第三区域的透光率不同。
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