專利名稱：液晶顯示器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明的示范性實施例涉及一種液晶顯示器及其制造方法。
背景技術：
液晶顯示器是一類流行的平板顯示器，包括具有場產(chǎn)生電極諸如像素電極和公共電極的兩個面板，并具有在兩個面板之間的液晶層。液晶顯示器通過控制來自光源的光穿過顯示器的透射率來顯示圖像。為了控制光透射率，顯示器通過施加電壓到場產(chǎn)生電極而在液晶層中產(chǎn)生電場。電場確定液晶層中的液晶分子的配向，液晶分子的配向控制來自光源的光的偏振。液晶顯示器還可具有連接到像素電極和多條信號線諸如柵極線或數(shù)據(jù)線的開關元件，信號線通過控制開關元件向像素電極施加電壓。在液晶顯示器中，垂直配向模式的液晶顯示器在不施加電場時將液晶分子的長軸排列得垂直于顯示面板，其引起關注因為該顯示器具有大對比度和寬視角。垂直配向模式的液晶顯示器可利用邊緣電場(fringe electric field)將液晶分子排列在各個方向上；然而，顯示器的光透射率會被邊緣電場中電場的水平分量減小。在本部分中公開的以上信息僅用于增強對本發(fā)明的背景的理解，可包含不形成現(xiàn)有技術的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示范性實施例提供一種液晶顯示器以及制造該液晶顯示器的方法，其可防止透射率被電場的水平分量減小。本發(fā)明的示范性實施例提供一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括第一基板；第二基板，面對第一基板；液晶層，包括液晶分子并插設在第一基板與第二基板之間；第一電極，設置在第一基板上；絕緣層，設置在第一電極上；第二電極，設置在絕緣層上；第三電極，設置在第二基板上；以及配向?qū)樱O置在第二電極和第三電極中的至少一個上，其中第二電極包括精細狹縫結(jié)構(gòu)，液晶層和配向?qū)又械闹辽僖粋€包括子配向物質(zhì)。液晶顯示器還可包括柵極線，設置在第二基板上；數(shù)據(jù)線，與柵極線交叉并設置在第二基板上；以及薄膜晶體管，連接到柵極線和數(shù)據(jù)線，其中薄膜晶體管可與第三電極連接。第一電極和第三電極可以是板。第一電極可配置來接收第一電壓，第二電極可配置來接收第二電壓，第三電極可配置來接收第三電壓，第二電壓和第三電壓彼此不同，液晶層和配向?qū)又械闹辽僖粋€可暴露到來自光源的照射。液晶顯示器可配置為使得在操作期間，垂直電場通過第一電壓和第三電壓之間的
差產(chǎn)生。液晶顯示器可配置為使得在操作期間，第二電極被浮置，第一電壓和第三電壓彼此不同。液晶顯示器可配置為使得在操作期間，第一電壓和第二電壓相同，第一電壓和第二電壓兩者都不同于第三電壓。液晶顯示器可配置為使得在操作期間，第一電壓、第二電壓和第三電壓彼此不同。絕緣層的厚度可小于或等于3.5 μ m。絕緣層的介電常數(shù)可在1. 5至8. 5的范圍。第二電極可包括十字主干和從十字主干延伸的多個精細分支，十字主干包括橫向主干和縱向主干。第二電極可包括對應于從十字主干沿不同方向延伸的精細分支的組的多個區(qū)域。
第二電極可包括十字開口以及從十字開口延伸的多個精細開口圖案，該十字開口包括橫向開口和縱向開口。第二電極可包括設置在精細開口圖案之間的精細分支以及連接精細分支的端部的邊緣圖案。配向?qū)涌砂ㄗ优湎蛭镔|(zhì)，子配向物質(zhì)具有負介電各向異性。配向?qū)涌砂ㄖ麈溡约斑B接到主鏈的側(cè)鏈，子配向物質(zhì)可連接到側(cè)鏈。本發(fā)明另一示范性實施例提供一種制造液晶顯示器的方法，該方法包括在第一基板上形成第一電極；在第一電極上形成絕緣層；在絕緣層上形成第二電極；在面對第一基板的第二基板上形成第三電極；在第二電極和第三電極中的至少一個上形成配向?qū)?；將第一基板與第二基板組裝；將液晶層設置在第一基板與第二基板之間；施加不同的電壓到第二電極和第三電極；以及在施加不同的電壓到第二電極和第三電極的同時將光照射到液晶層，其中第二電極包括精細狹縫結(jié)構(gòu)，液晶層和配向?qū)又械闹辽僖粋€包括子配向物質(zhì)。制造液晶顯示器的方法還可包括在第二基板上形成柵極線；形成與柵極線交叉且設置在第二基板上的數(shù)據(jù)線；以及形成連接到柵極線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管，其中薄膜晶體管可連接到第三電極。制造液晶顯示器的方法還可包括施加第一電壓Vl到第一電極，其中施加不同的電壓到第二電極和第三電極包括施加第二電壓V2到第二電極；以及施加第三電壓V3到第三電極，其中第一電壓、第二電壓和第三電壓滿足條件|V2_V3| ^ |V1_V3|。施加不同的電壓到第二電極和第三電極可包括在保持第一電壓和第三電壓的同時改變第二電壓。制造液晶顯示器的方法還可包括在第二電壓開始改變之后增大第一電壓。制造液晶顯示器的方法還可包括在將光照射到液晶層之后，在沒有電場的情形下將光照射到液晶層。在第一基板上形成第一電極、絕緣層和第二電極可包括在第一基板上依次形成第一透明電極層、絕緣材料層和第二透明電極層；在第二透明電極層上形成光致抗蝕劑圖案；使用光致抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻第二透明電極層；以及使用光致抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻絕緣材料層。本發(fā)明另一示范性實施例提供一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括第一面板，包括第一電極；以及第二面板，面對第一面板并包括基板；設置在基板上的第二電極；絕緣層，設置在第二電極上；以及第三電極，包括狹縫并設置在絕緣層上，其中第一電極配置為接收第一電壓VI，第二電極配置為接收第二電壓V2，第三電極被浮置，第一電壓和第二電壓滿足條件Vl乒V2。液晶顯示器可配置為使得在操作期間，垂直電場通過第一電壓和第二電壓之間的
差產(chǎn)生。第三電極可設置在像素區(qū)域中。本發(fā)明的示范性實施例還提供具有高的透射率和對于液晶分子的配向快速響應的液晶顯示器。本發(fā)明的額外特征將在以下的描述中闡述，并將部分地從該描述變得顯然，或者可以通過實踐本發(fā)明而習知。將理解，上述一般性描述和以下的詳細描述是示范性和解釋性的，旨在提供對所要求保護的本發(fā)明的進一步解釋。


包括附圖以提供對本發(fā)明的進一步的理解，附圖包括在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，附圖示出本發(fā)明的實施例，并與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明一示范性實施例的液晶顯示器。圖2是沿圖1的線11-11’取得的剖視圖。圖3是布局圖，示出圖1所示的示范性實施例的精細狹縫電極(slit electrode) 0圖4是剖視圖，示出圖3的示范性實施例的電場方向。圖5是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的液晶顯示器。圖6是布局圖，示出圖5所示的示范性實施例中的精細狹縫電極。圖7是剖視圖，示出圖6的示范性實施例的電場方向。圖8是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的液晶顯示器。圖9是曲線圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例在制造液晶顯示器的方法中在電場曝光(electric field exposure)下施加的電壓。圖10是圖9的示范性實施例的液晶顯示器中的精細狹縫電極的光學顯微照片。圖11是曲線圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例在制造液晶顯示器的方法中在電場曝光下施加的電壓。圖12是通過圖11的示范性實施例制造的液晶顯示器中的精細狹縫電極的光學顯微照片。圖13是剖視圖，示出當啟動通過圖8所示的示范性實施例制造的液晶顯示器時的電場方向。圖14是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例在制造液晶顯示器的方法中在電場曝光下的電場方向。圖15是示意性剖視圖，示出當啟動通過圖14所示的示范性實施例制造的液晶顯示器時的電場方向。圖16是曲線圖，示出在根據(jù)本發(fā)明一示范性實施例的液晶顯示器中作為施加到液晶層的電壓的函數(shù)的透射率。圖17是曲線圖，示出在根據(jù)本發(fā)明一示范性實施例的液晶顯示器中作為時間的函數(shù)的透射率。圖18是光學顯微照片，示出相關技術液晶顯示器中的像素區(qū)域。圖19是光學顯微照片，示出根據(jù)本發(fā)明一示范性實施例的液晶顯示器中的像素電極。圖20、圖21、圖22、圖23、圖M和圖25是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明另外的示范性實施例的液晶顯示器。
具體實施例方式下面將參照附圖更全面地描述本發(fā)明，附圖中示出本發(fā)明的示范性實施例。然而， 本發(fā)明可以以多種不同的形式體現(xiàn)，不應解釋為局限于這里闡述的實施例。而是，提供這些實施例以使本公開透徹且將把本發(fā)明的范圍充分傳達給本領域技術人員。在圖中，為了清晰，層和區(qū)域的尺寸及相對尺寸可被夸大。圖中相似的附圖標記指示相似的元件。將理解，當稱元件或?qū)釉诹硪辉驅(qū)印吧稀薄ⅰ斑B接到”或“耦接到”另一元件或?qū)訒r，它可以直接在另一元件或?qū)由?、直接連接到或直接耦接到另一元件或?qū)?，或者可以存在居間元件或?qū)印Ｏ喾?，當稱元件“直接在”另一元件或?qū)印吧稀?、“直接連接到”或“直接耦接至IJ”另一元件或?qū)訒r，沒有居間元件或?qū)哟嬖?。此外，圖中為了清晰可夸大層和區(qū)域的厚度。圖1是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明一示范性實施例的液晶顯示器。圖2是沿圖1的線11-11’取得的剖視圖。參照圖1和圖2，根據(jù)示范性實施例的液晶顯示器包括彼此相對的下面板100和上面板200 ；液晶層3，設置在顯示面板100和200之間；以及一對偏振器(未示出)，貼附到顯示面板100和200的外側(cè)。上面板200具有在透明且絕緣的上基板210上的遮光構(gòu)件220，上基板210為第一基板。遮光構(gòu)件220也稱為黑矩陣，它防止下顯示面板100上的像素電極191之間的光泄露。將在下面描述下顯示面板100。遮光構(gòu)件220具有多個開口，該多個開口具有與像素電極191的形狀基本相同的形狀并布置得與像素電極191相對。然而，遮光構(gòu)件220可包括與柵極線121和數(shù)據(jù)線171對應的部分以及與薄膜晶體管對應的部分。還有多個濾色器230在基板210上。大部分濾色器230在被遮光構(gòu)件220圍繞的區(qū)域中并可沿像素電極191的列縱向延伸。濾色器230可著色為諸如紅、綠和藍的基色之一。然而，濾色器230不限于紅、綠和藍三基色，也可具有基于青色的顏色、基于品紅色的顏色、基于黃色的顏色和基于白色的顏色中的一種。遮光構(gòu)件220和濾色器230中的至少一個可形成在下基板110上。外涂層250可布置在濾色器230和遮光構(gòu)件220上。外涂層250可由絕緣材料制成并可防止濾色器230暴露且提供平坦表面。外涂層250可被省略。公共電極270可布置在外涂層250上。公共電極270可形成為像素區(qū)域中的板。 當形成為板時，公共電極可為非裂開的完整板。絕緣層280可設置在公共電極270上。絕緣層280可具有小于或等于3. 5 μ m的厚度并可具有從約1. 5至約8. 5的介電常數(shù)。精細狹縫電極300設置在絕緣層280上，精細狹縫電極300包括橫向主干320、縱向主干330和精細分支340。精細狹縫電極300可與公共電極270電連接或可被浮置。將在下面詳細描述精細狹縫電極300。接下來描述下面板100。多條柵極線121設置在絕緣的下基板110上，下基板110對應于第二基板。柵極線121可橫向地延伸，傳輸柵極信號。柵極線121包括向上突出的柵電極IM和用于與另一層或柵驅(qū)動器(未示出)連接的寬端部129。柵驅(qū)動器(未示出)可設置在下基板110 上，柵極線121可延伸以連接到柵驅(qū)動器。由絕緣材料諸如硅氮化物制成的柵極絕緣層140設置在柵極線121上。多個半導體層151可由氫化非晶硅或多晶硅制成并設置在柵極絕緣層140上。半導體層151可縱向延伸并包括由于柵電極124的高度而突出的多個凸起部154。多個歐姆接觸條161和歐姆接觸島165設置在半導體層151的凸起巧4上。歐姆接觸條161具有多個突出部163，突出部163和歐姆接觸島165成對地布置在半導體層151 的凸起部巧4上。包括多條數(shù)據(jù)線171和多個漏電極175的數(shù)據(jù)導體171和175設置在歐姆接觸 161和165以及柵極絕緣層140上。數(shù)據(jù)線171傳輸數(shù)據(jù)信號并可縱向延伸以與柵極線121交叉。柵極線121和數(shù)據(jù)線171通過柵極絕緣層140彼此絕緣。每條數(shù)據(jù)線171包括朝向柵電極124以U形延伸的多個源電極173以及具有大區(qū)域的用于與另一層或數(shù)據(jù)驅(qū)動器(未示出)連接的寬端部 179。漏電極175與數(shù)據(jù)線171和源電極173分隔開，并在源電極173的U形的中間向上延伸。數(shù)據(jù)導體171和175、半導體層151和154以及數(shù)據(jù)導體下的歐姆接觸161、163和 165可使用一個掩模同時形成。鈍化層180在數(shù)據(jù)導體171和175以及暴露的半導體層巧4上。鈍化層180可由無機絕緣材料諸如硅氮化物和硅氧化物制成，或者鈍化層180可由有機絕緣材料制成并可獲得平坦表面。當由有機絕緣材料制成時，鈍化層180可具有光敏性并可具有小于或約5.0 的介電常數(shù)。鈍化層180還可具有上有機層和下無機層的雙層結(jié)構(gòu)以保護半導體層154的暴露部分免于被損壞并同時維持高度電絕緣，高度電絕緣是絕緣有機材料的特性。暴露漏電極175的接觸孔185形成在鈍化層180中。多個像素電極191以及多個接觸輔助物81和82設置在鈍化層180上并可由透明導電材料諸如銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)或者反射性金屬諸如鋁、銀、鉻或它們的合金制成。像素電極191可對于每個單位像素區(qū)域形成為板。配向?qū)?1和21分別設置在下面板100和上面板200的內(nèi)側(cè)上，并可以是垂直模式類型的配向?qū)?。偏振?未示出)可設置在下面板100和上面板200的外側(cè)上，并可使它們的偏振軸彼此正交，偏振器的偏振軸之一平行于柵極線121。如果顯示器是反射型液晶顯示器的話，偏振器之一可省略。液晶層3插設在下面板100和上面板200之間，并包括具有負介電各向異性的液晶分子310。液晶層3中的液晶分子310可具有預傾斜，使得長軸基本平行于精細狹縫電極300的精細分支340的縱向方向，并可在不施加電場時配向為垂直于顯示面板100和200 的表面。此外，液晶層3還包括含有至少一活性液晶元(reactive mesogen)的子配向物質(zhì) 50，從而液晶分子310可具有預傾斜使得長軸通過子配向物質(zhì)50而基本平行于精細狹縫電極300的精細分支340的縱向方向。在本發(fā)明另一示范性實施例中，子配向物質(zhì)50可包括在配向?qū)?1和21中而不是在液晶層3內(nèi)。在此情形下，配向?qū)?1和21的組成化合物可包括主鏈和側(cè)鏈使得子配向物質(zhì)50可與側(cè)鏈連接且可具有負介電各向異性。作為另一示范性實施例，子配向物質(zhì)50 可包括在液晶層3以及配向?qū)?1和21兩者中。具有負介電各向異性并與配向?qū)?1和21的側(cè)鏈連接的子配向物質(zhì)50可具有下面的化學式1所示的結(jié)構(gòu)。具有負介電各向異性的子配向物質(zhì)50可比具有中性介電各向異性的子配向物質(zhì)50更容易地被電場配向。這是因為與可與配向?qū)?1和21的側(cè)鏈連接的子配向物質(zhì)50相比，具有中性介電各向異性的子配向物質(zhì)50在電場存在時具有非常少白勺內(nèi)(internal energy permutation)
\ A/
V, - ν,---,--.: .: > C,..化學式 1下面參照圖3描述精細狹縫電極300。圖3是布局圖，示出圖1所示的示范性實施例的精細狹縫電極300。參照圖3，精細狹縫電極300的形狀是四邊形，并包括由橫向主干320和與橫向主干320交叉的縱向主干330構(gòu)成的十字主干(cross stem)。此外，四個子區(qū)域由橫向主干 320和縱向主干330定義，每個子區(qū)域包括多個精細分支340。精細狹縫電極300的一些精細分支340從橫向主干320或縱向主干330以一角度向左上側(cè)延伸，另一些精細分支340從橫向主干320或縱向主干330以一角度向右上側(cè)延伸。此外，一些精細分支340從橫向主干320或縱向主干330以一角度向左下側(cè)延伸，另一些精細分支340從橫向主干320或縱向主干330以一角度向右下側(cè)延伸。兩個相鄰子區(qū)域的精細分支340可彼此垂直。此外，兩個相鄰子區(qū)域的精細分支340可以不垂直，而是可關于彼此形成鈍角或銳角，相鄰子區(qū)域之間的角度的分布可以不是恒定的。盡管未示出，但是精細分支340的寬度可以遠離或朝向縱向和橫向主干330和320逐漸增大。圖4是剖視圖，示出圖3所示的示范性實施例的由“A”指示的部分內(nèi)的電場方向。參照圖4，當電壓施加到精細狹縫電極300和像素電極191時，產(chǎn)生邊緣場。在電場內(nèi)，液晶分子310朝向像素區(qū)域的外部配向，也就是在圖3和圖4中的箭頭Dl所示的方向上。具體地，因為僅強的邊緣場存在于與精細狹縫電極300的精細分支340之間的非電極對應的區(qū)域處，所以液晶分子310排列在預定方向上。全部液晶分子的最終域方向(domain direction)由借助于精細分支340建立的垂直電場配向在預定方向上的液晶分子310間的內(nèi)部能量確定。下面參照圖5、圖6和圖7描述根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的液晶顯示器。圖5 是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的液晶顯示器。圖6是布局圖，示出圖5所示的示范性實施例的精細狹縫電極。
參照圖5和圖6，根據(jù)示范性實施例的液晶顯示器具有與圖2所示的示范性實施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。對相似部件的描述可不被重復。根據(jù)該示范性實施例的液晶顯示器具有與根據(jù)圖1和圖2所示的示范性實施例的液晶顯示器不同的精細狹縫電極結(jié)構(gòu)。根據(jù)該示范性實施例的液晶顯示器包括十字開口， 該十字開口由橫向開口 420和與橫向開口 420交叉的縱向開口 430構(gòu)成。此外，四個子區(qū)域由橫向開口 420和縱向開口 430定義，每個子區(qū)域包括多個精細分支440。從十字開口延伸的多個精細開口圖案形成在精細分支440之間。在示范性實施例中，精細狹縫電極400包括連接精細分支440的四邊形邊緣圖案450。也就是說，邊緣圖案450在每個精細分支440 的一端處連接精細分支440。根據(jù)圖1和圖2所示的示范性實施例的液晶顯示器的許多特性可應用到根據(jù)圖5 和圖6所示的示范性實施例的液晶顯示器。圖7是剖視圖，示出圖6所示的示范性實施例的電場方向。具體地，圖7示出由圖 6中的“A”指示的部分處的電場方向。參照圖7，當電壓施加到精細狹縫電極400和像素電極191時，產(chǎn)生邊緣場，使得液晶分子310將它們的長軸朝向像素區(qū)域的內(nèi)部配向(如圖6和圖7中的箭頭D2所示)。具體地，因為僅強的邊緣場存在于精細狹縫電極400的非電極部分的區(qū)域與精細分支440之間的界面處，所以液晶分子310排列，也就是配向，在預定方向上。子區(qū)域中全體液晶分子的最終域方向由借助于像素電極191和精細分支440建立的垂直電場配向在預定方向上的液晶分子310間的內(nèi)部能量的擾動(perturbation)的強度來確定。下面參照圖1、圖2和圖8描述根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的制造液晶顯示器的方法。圖8是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的液晶顯示器。參照圖1和圖2，首先描述第一顯示面板100和第二顯示面板200的制造。上面板200可如下制造。遮光構(gòu)件220和濾色器230形成在第一基板210上，然后外涂層250形成在其上。 公共電極270形成在外涂層250上，然后絕緣層280形成在其上。精細狹縫電極300形成在絕緣層280上，精細狹縫電極300包括橫向主干320、縱向主干330和精細分支340。隨后，配向?qū)?1形成在精細狹縫電極300上。下面板100可如下制造。包括柵電極124的柵極線121、柵極絕緣層140、半導體層151和154、包括源電極 173的數(shù)據(jù)線171、漏電極175以及鈍化層180通過設置和圖案化多個薄層而形成在第二基板110上。像素電極191通過在鈍化層180上設置并圖案化由ITO或IZO制成的導電層而形成。接著，配向?qū)?1設置在像素電極191上。之后，已經(jīng)如上所述地制造的下面板100和上面板200被耦合，液晶層3通過將液晶分子310和子配向物質(zhì)50的混合物注入在下面板100與上面板200之間而形成。備選地，液晶層3可通過將液晶分子310和子配向物質(zhì)50的混合物施加在下面板100或上面板 200上而形成。盡管在示范性實施例中子配向物質(zhì)50可包含在液晶層3中，但是作為另一示范性實施例，子配向物質(zhì)50可包含在配向?qū)?1和12中而不是在液晶層3中。之后，參照圖8，電壓施加到像素電極191和精細狹縫電極300。第一電壓Vl可施加到公共電極270 ；第二電壓V2可施加到精細狹縫電極300，第三電壓V3可施加到像素電極191。第二電壓V2和第三電壓V3可以不同，但在某些條件下這些電壓可以相同。通常，電壓可施加到電極191、270和300，使得第一電壓VI、第二電壓V2和第三電壓V3滿足以下的條件(1)。V2-V3 ^ V1-V3(1)也就是說，當?shù)诙妷篤2和第三電壓V3之間的差的幅度大于第一電壓Vl與第三電壓V3的差的幅度時，產(chǎn)生邊緣場E。接著，在圖8的邊緣場E產(chǎn)生時，光照射到根據(jù)示范性實施例的液晶顯示器。因而， 液晶分子310可被提供有預傾斜。在另一示范性實施方式中，制造液晶顯示器的該方法還可包括在產(chǎn)生邊緣場E的同時照射光到液晶層之后，在沒有電場存在于所述液晶層中的情形下照射光到所述液晶層，從而液晶分子310可被提供有預傾斜。圖9是曲線圖，示出在根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的制造液晶顯示器的方法中在電場曝光下施加的電壓。圖10是圖9的示范性實施例的液晶顯示器中的精細狹縫電極的光學顯微照片。參照圖9，當存在電場并照射光時，第二電壓V2逐漸增大而第一電壓Vl和第三電壓V3保持不變，從而可以不通過上基板210與下基板110之間的邊緣場產(chǎn)生紋理。以此方式，可以控制液晶方向。圖11是曲線圖，示出根據(jù)另一示范性實施例的制造液晶顯示器的方法中在電場曝光下施加的電壓。圖12是通過圖11的示范性實施例制造的液晶顯示器中的精細狹縫電極的光學顯微照片。參照圖11，通過在預定時間之后額外增大第一電壓VI，液晶分子的預傾斜的均勻控制可以建立在部分精細狹縫電極處。這可以如參照圖9所示的示范性實施例描述的那樣在電場曝光下施加電壓的方法中實現(xiàn)。圖11示出第一電壓Vl增大(以階梯函數(shù)方式) 的時點發(fā)生在第二電壓V2變得恒定時，這是本發(fā)明一示范性實施例。在另一示范性實施例中。第一電壓Vl增大的時點可早于或晚于第二電壓V2變得恒定的時點。比較圖10和圖12，在精細狹縫電極的非電極處產(chǎn)生的暗部分(例如暗條紋)在通過圖11所示的示范性實施例制造的液晶顯示器中比在通過圖9所示的示范性實施例制造的液晶顯示器減少地更多。圖13是剖視圖，示出當啟動通過圖8所示的示范性實施例制造的液晶顯示器時的電場方向。根據(jù)示范性實施例的液晶顯示器可以在以下的條件(2)、(3)和⑷之一下操作。Vl Φ V3(精細狹縫電極被浮置)O)Vl = V2 ^ V3(3)Vl ^ V2 ^ V3(4)在示范性實施例中，液晶分子可以通過以上條件O)、(3)和(4)中的任一個的垂直電場配向在公共電極270與像素電極191之間。也就是說，如圖13所示，垂直電場E產(chǎn)生在公共電極270與像素電極191之間。因此，當液晶顯示器操作時液晶分子通常僅被垂直電場配向，因此可以最小化由于水平分量引起的透射率降低并可以實現(xiàn)高速響應。下面參照圖14和圖15描述根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的制造液晶顯示器的方法。圖14是剖視圖，示出在根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的制造液晶顯示器的方法中在電場曝光下的電場方向。圖15是剖視圖，示出當啟動通過圖14所示的示范性實施例制造的液晶顯示器時的電場方向。參照圖14和圖15，不同于根據(jù)圖8和圖13所示的示范性實施例的液晶顯示器，精細狹縫電極300形成在其中具有像素電極191和絕緣層觀0的顯示面板中。參照圖14，電壓施加到公共電極270和精細狹縫電極300以用于電場曝光。第一電壓Vl施加到公共電極270 ；第二電壓V2施加到精細狹縫電極300，第三電壓施加到像素電極191。當?shù)谝浑妷篤l和第二電壓V2不同時，電場建立在公共電極270與精細狹縫電極 300之間。具體地，電壓施加到電極191、270和300，使得第一電壓Vl、第二電壓V2和第三電壓V3滿足下面的條件(5)。V2-V1 ^ V3-V1(5)也就是說，當?shù)诙妷篤2與第一電壓Vl之間的差的幅度大于第三電壓V3與第一電壓Vl之間的差的幅度時，產(chǎn)生邊緣場E。接著，在產(chǎn)生圖14的邊緣場時照射光(如箭頭1所示)到根據(jù)示范性實施例的液晶顯示器。因而，液晶分子310可被預傾斜。根據(jù)圖8所示的示范性實施例的制造液晶顯示器的方法的許多特征可應用到圖 14所示的示范性實施例。參照圖15，通過圖14所示的示范性實施例制造的液晶顯示器可在以下條件(6)、 (7)和(8)中任一個下操作。Vl Φ V3(精細狹縫電極被浮置)(6)V2 = V3 ^ Vl(7)Vl ^ V2 ^ V3(8)在示范性實施例中，通過滿足條件(6)、(7)和(8)中任意一個時施加垂直電場E， 液晶分子可在公共電極270和像素電極191之間在它們的位置移動(例如旋轉(zhuǎn))。也就是說，如圖15所示，垂直電場E產(chǎn)生在公共電極270與像素電極191之間。因此，當液晶顯示器操作時液晶分子可由于垂直電場而移動，從而可以減小由于水平分量引起的透射率降低，并且顯示器可以表現(xiàn)出高速響應。圖16是曲線圖，示出在根據(jù)本發(fā)明一示范性實施例的液晶顯示器中，作為施加到液晶層的電壓的函數(shù)的透射率。圖17是曲線圖，示出根據(jù)本發(fā)明一示范性實施例的液晶顯示器中作為時間的函數(shù)的透射率。施加到液晶層的電壓由施加到公共電極的電壓與圖16 中的數(shù)據(jù)施加電壓之間的差給出。圖16和圖17還包括比較例的透射率值。圖16和圖17的比較例的液晶顯示器具有精細狹縫電極和相應的公共電極，電壓施加到精細狹縫電極和公共電極時電場曝光，操作時電壓施加到精細狹縫電極和公共電極。然而，本發(fā)明的示范性實施例僅在用于使液晶分子預傾斜的電場曝光期間使用精細狹縫電極，在操作中使用沒有圖案的公共電極和像素電極，使得液晶分子僅被垂直電場移動。因此，如圖16所示，與比較例相比，在示范性實施例中沒有透光率由于水平分量引起的減小，也就是說，與增大場強度的比較例相比，在示范性實施例中提高了光透射率。此外，在比較例中，精細分支的側(cè)邊使電場變形，使得產(chǎn)生電場的垂直于精細分支的側(cè)邊的水平分量，液晶分子的傾斜方向由電場的水平分量確定。因此，液晶分子起初趨于垂直于精細分支的側(cè)邊傾斜(步驟1)。然而，因為電場的水平分量由于相鄰精細分支而是相反的且精細分支之間的間隙小，所以趨于配向在相反方向上的液晶分子開始平行于精細分支的縱向方向傾斜(步驟幻。也就是說，在比較例中液晶分子根據(jù)步驟1和步驟2移動， 而在本發(fā)明的示范性實施例中液晶分子僅通過垂直電場移動，而不受根據(jù)精細狹縫電極的邊緣場影響。因此，如圖17所示，在一些情形下，示范性實施例具有比比較例更快的響應時間， 使得根據(jù)示范性實施例制作的顯示器可具有更快的響應時間。圖18是光學顯微照片，示出相關技術液晶顯示器中的像素區(qū)域。圖19是光學顯微照片，示出根據(jù)本發(fā)明一示范性實施例的液晶顯示器中的像素區(qū)域。具體地，圖18示出參照圖16和圖17描述的比較例的像素區(qū)域，圖19示出參照圖16和圖17描述的示范性實施例的像素區(qū)域。參照圖18可以看出，在比較例中，由于電場的邊緣場的水平分量，暗部分產(chǎn)生在與精細分支之間的非電極對應的區(qū)域中。相反，參照圖19，在示范性實施例中，沒有由于電場的水平分量引起的透射率降低，因為液晶分子僅通過垂直電場移動，使得大部分暗部不發(fā)生在精細分支之間的非電極區(qū)域中。圖20、圖21、圖22、圖23、圖M和圖25是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明其它示范性實施例的液晶顯示器。具體地，圖20、圖21、圖22、圖23、圖M和圖25示出形成用于電場曝光的精細狹縫電極和用于操作的公共電極周圍的短接點(short point)的方法。參照圖20，公共電極270、絕緣層280和透明導電層300p形成在基板210上。公共電極270可以由ITO制成。光致抗蝕劑ra設置在透明導電層300p上。參照圖21、圖22和圖23，狹縫掩模(掩模)設置在光致抗蝕劑I3R上且光照射到該結(jié)構(gòu)。之后，可以去除光致抗蝕劑I3R的已經(jīng)暴露到所照射的光的區(qū)域，透明導電層300p 的暴露部分可通過例如濕法蝕刻被去除。參照圖M，絕緣層觀0的一部分通過例如干法蝕刻被去除，光致抗蝕劑PR可在干法蝕刻期間保持。最后，參照圖25，去除光致抗蝕劑冊。在此工藝中，形成精細狹縫圖案MS中的精細狹縫電極300，并形成短接點SP。短接點SP是可形成用于施加電壓到公共電極270或精細狹縫電極300的圖案的部分。用于每個步驟的制造成本和時間可通過使用一個掩模而減少。精細圖案如“精細狹縫”、“精細開口 ”、“精細分支”可解釋為開口具有與分支的寬度相近的寬度，且狹縫、開口和分支中的每個具有小于5μπι的寬度。在以上示范性實施例中描述了“精細狹縫”、“精細開口”和“精細分支”等。然而， 本領域技術人員將理解，這些元件“狹縫”、“開口”和“分支”等并不受術語“精細”的限制， 其他“狹縫”、“開口”和“分支”等亦可應用于本發(fā)明。將對本領域技術人員明顯的是，可在本發(fā)明中做出各種修改和變化而不背離本發(fā)CN 102466926 A說明書11/11 頁明的精神或范圍。因此，本發(fā)明旨在涵蓋本發(fā)明的修改和變化，只要它們落在所附權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括第一基板；第二基板，面對所述第一基板；液晶層，包括液晶分子并插設在所述第一基板與所述第二基板之間； 第一電極，設置在所述第一基板上； 絕緣層，設置在所述第一電極上； 第二電極，設置在所述絕緣層上； 第三電極，設置在所述第二基板上；以及配向?qū)樱O置在所述第二電極和所述第三電極中的至少一個上， 其中所述第二電極包括精細狹縫結(jié)構(gòu)，所述液晶層和所述配向?qū)又械闹辽僖粋€包括子配向物質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包括 柵極線，設置在所述第二基板上；數(shù)據(jù)線，與所述柵極線交叉并設置在所述第二基板上；以及薄膜晶體管，連接到所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線， 其中所述薄膜晶體管連接到所述第三電極。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中所述第一電極和所述第三電極是板。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其中所述第一電極配置來接收第一電壓，所述第二電極配置來接收第二電壓，所述第三電極配置來接收第三電壓，所述第二電壓和所述第三電壓彼此不同，所述液晶層和所述配向?qū)又械闹辽僖粋€暴露到來自光源的照射。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其中配置所述液晶顯示器使得在操作期間，通過所述第一電壓和所述第三電壓之間的差產(chǎn)生垂直電場。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其中配置所述液晶顯示器使得在操作期間，所述第二電極被浮置，所述第一電壓和所述第三電壓彼此不同。
7.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其中配置所述液晶顯示器使得在操作期間，所述第一電壓和所述第二電壓相同，所述第一電壓和所述第二電壓兩者都不同于所述第三電壓。
8.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其中配置所述液晶顯示器使得在操作期間，所述第一電壓、所述第二電壓和所述第三電壓彼此不同。
9.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述第一電極和所述第三電極是板。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其中所述第一電極配置來接收第一電壓，所述第二電極配置來接收第二電壓，所述第三電極配置來接收第三電壓，所述第二電壓和所述第三電壓彼此不同，所述液晶層和所述配向?qū)又械闹辽僖粋€暴露到來自光源的照射。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示器，其中配置所述液晶顯示器使得在操作期間，通過所述第一電壓和所述第三電壓之間的差產(chǎn)生垂直電場。
12.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其中配置所述液晶顯示器使得在操作期間，所述第二電極被浮置，所述第一電壓和所述第三電壓彼此不同。
13.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其中配置所述液晶顯示器使得在操作期間，所述第一電壓和所述第二電壓相同，所述第一電壓和所述第二電壓兩者都不同于所述第三電壓。
14.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其中配置所述液晶顯示器使得在操作期間，所述第一電壓、所述第二電壓和所述第三電壓彼此不同。
15.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述絕緣層的厚度小于或等于3.5μπι。
16.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其中所述絕緣層的介電常數(shù)在從1.5到8. 5的范圍。
17.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述第二電極包括 十字主干，包括橫向主干以及與所述橫向主干交叉的縱向主干；以及多個精細分支，從所述十字主干延伸。
18.如權(quán)利要求17所述的液晶顯示器，其中所述第二電極包括多個區(qū)域，該多個區(qū)域?qū)趶乃鍪种鞲裳夭煌较蜓由斓木毞种У慕M。
19.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述第二電極包括 十字開口，包括橫向開口和縱向開口 ；以及多個精細開口圖案，從所述十字開口延伸。
20.如權(quán)利要求19所述的液晶顯示器，其中所述第二電極還包括 精細分支，設置在所述精細開口圖案之間；以及邊緣圖案，連接所述精細分支的端部。
21.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述配向?qū)影ㄋ鲎优湎蛭镔|(zhì)，所述子配向物質(zhì)具有負介電各向異性。
22.如權(quán)利要求21所述的液晶顯示器，其中所述配向?qū)影ㄖ麈満瓦B接到所述主鏈的側(cè)鏈，所述子配向物質(zhì)連接到所述側(cè)鏈。
23.一種制造液晶顯示器的方法，該方法包括 在第一基板上形成第一電極；在所述第一電極上形成絕緣層；在所述絕緣層上形成第二電極；在面對所述第一基板的第二基板上形成第三電極；在所述第二電極和所述第三電極中的至少一個上形成配向?qū)?；將所述第一基板與所述第二基板組裝；在所述第一基板與所述第二基板之間設置液晶層；施加不同的電壓到所述第二電極和所述第三電極；以及在施加所述不同的電壓到所述第二電極和所述第三電極的同時照射光到所述液晶層， 其中所述第二電極包括精細狹縫結(jié)構(gòu)，所述液晶層和所述配向?qū)又械闹辽僖粋€包括子配向物質(zhì)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括 在所述第二基板上形成柵極線；形成與所述柵極線交叉且設置在所述第二基板上的數(shù)據(jù)線；以及形成連接到所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管， 其中所述薄膜晶體管連接到所述第三電極。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，還包括施加第一電壓Vl到所述第一電極， 其中施加不同的電壓到所述第二電極和所述第三電極包括 施加第二電壓V2到所述第二電極；以及施加第三電壓V3到所述第三電極，其中所述第一電壓、所述第二電壓和所述第三電壓滿足條件|V2-V3| ^ |V1-V3|。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中施加不同的電壓到所述第二電極和所述第三電極包括在保持所述第一電壓和所述第三電壓的同時改變所述第二電壓。
27.如權(quán)利要求沈所述的方法，還包括在所述第二電壓開始改變之后增大所述第一電壓。
28.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括在照射光到所述液晶層且同時施加所述不同的電壓到所述第二電極和所述第三電極之后，在沒有電場存在于所述液晶層中時照射光到所述液晶層。
29.如權(quán)利要求23所述的方法，其中在所述第一基板上形成所述第一電極、所述絕緣層和所述第二電極包括在所述第一基板上依次形成第一透明電極層、絕緣層和第二透明電極層； 在所述第二透明電極層上形成光致抗蝕劑圖案； 使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模，蝕刻所述第二透明電極層；以及使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模，蝕刻所述絕緣層。
30.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括 施加第一電壓Vl到所述第一電極，其中施加不同的電壓到所述第二電極和所述第三電極包括 施加第二電壓V2到所述第二電極；以及施加第三電壓V3到所述第三電極，其中所述第一電壓、所述第二電壓和所述第三電壓滿足條件|V2-V3| ^ |V1-V3|。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中施加不同的電壓到所述第二電極和所述第三電極包括在保持所述第一電壓和所述第三電壓的同時改變所述第二電壓。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，還包括在所述第二電壓開始改變之后增大所述第一電壓。
33.一種液晶顯示器，包括 第一面板，包括第一電極；以及第二面板，面對所述第一面板且包括 基板；設置在所述基板上的第二電極； 絕緣層，設置在所述第二電極上；以及第三電極，包括狹縫并設置在所述絕緣層上， 其中所述第一電極配置來接收第一電壓VI， 所述第二電極配置來接收第二電壓V2， 所述第三電極被浮置，且所述第一電壓和所述第二電壓滿足條件Vl Φ V2。
34.如權(quán)利要求33所述的液晶顯示器，其中配置所述液晶顯示器使得在操作期間，通過所述第一電壓和所述第二電壓之間的差產(chǎn)生垂直電場。
35.如權(quán)利要求33所述的液晶顯示器，其中所述第三電極設置在像素區(qū)域中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示器及其制造方法。該液晶顯示器可包括第一基板；第二基板，面對第一基板；液晶層，包括插設在第一基板與第二基板之間的液晶分子；第一電極，設置在第一基板上；絕緣層，設置在第一電極上；第二電極，設置在絕緣層上；第三電極，設置在第二基板上；以及配向?qū)?，設置在第二電極和第三電極中的至少一個上。第二電極包括精細狹縫結(jié)構(gòu)，液晶層和配向?qū)又械闹辽僖粋€包括子配向物質(zhì)。
文檔編號G02F1/1343GK102466926SQ20111012985
公開日2012年5月23日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者廉周錫, 李熙煥, 李角錫, 申旗澈, 鄭然鶴 申請人:三星電子株式會社