本申請要求于2016年1月8日提交的第10-2016-0002769號韓國專利申請的優(yōu)先權以及由此產生的所有的權益,該韓國專利申請的全部內容通過引用包含于此。
本發(fā)明總體上涉及一種顯示裝置及其制造方法。
背景技術:
液晶顯示器作為平板顯示裝置中的一種類型被廣泛地使用。液晶顯示器具有設置有諸如像素電極和共電極的場產生電極的兩個顯示面板以及設置在兩個顯示面板之間的液晶層。對場產生電極施加電壓以便在液晶層中產生電場,并由電場確定液晶層的液晶分子的取向。因此,通過液晶層的液晶分子的取向來控制入射光的偏振,從而執(zhí)行圖像顯示。
液晶顯示器的兩個顯示面板可以是薄膜晶體管陣列面板和對向顯示面板。在薄膜晶體管陣列面板中,傳輸柵極信號的柵極線和傳輸數據信號的數據線形成為彼此相交,可形成連接到柵極線和數據線的薄膜晶體管以及連接到薄膜晶體管的像素電極。對向顯示面板可包括阻光構件、濾色器、共電極等。在一些情況下,阻光構件、濾色器和共電極可設置在薄膜晶體管陣列面板中而不設置在對向顯示面板中。
在具有兩個顯示面板的諸如液晶顯示器的傳統(tǒng)平板顯示裝置中,使用兩個基礎基底。在具有兩個基礎基底的情況下,傳統(tǒng)的液晶顯示器的構成元件分別設置在兩個基礎基底上,使得傳統(tǒng)的液晶顯示器相對重,成本相對高,并且其加工時間相對長。
技術實現要素:
本發(fā)明的一個或更多個示例性實施例提供了具有減少了的重量、厚度、成本和加工時間的優(yōu)勢的僅包括一個基礎基底的顯示裝置及其僅利用一個基礎基底的制造方法。
當通過使用其中的一個單個基底制造顯示裝置時,在形成微腔之后執(zhí)行用于將取向材料注入到微腔中的工藝。取向材料形成顯示裝置的取向層。對于微腔中由取向材料形成的取向層,因為取向層的上表面不暴露于微腔的外部,所以對取向層執(zhí)行接觸型摩擦工藝會是困難的。因此,已經開發(fā)出使用紫外(“uv”)光來形成取向層的光取向工藝。然而,由于在使用光取向工藝時設置在微腔上和下的厚層,造成設置在微腔中的光學介質的取向能力被劣化。因此,不期望地出現光泄漏缺陷。
所描述的技術已經致力于提供具有改善光學介質取向能力并減少或有效地防止光泄漏缺陷的優(yōu)勢的一種顯示裝置及其制造方法。
根據示例性實施例的顯示裝置包括:基底;薄膜晶體管,設置在基底上;像素電極,連接到薄膜晶體管;共電極,與像素電極疊置;絕緣層,設置在像素電極與共電極之間;頂層,與像素電極分隔開;微腔,設置為多個,均被限定在彼此分隔開的頂層與像素電極之間;第一取向層,設置在微腔與像素電極之間,并且限定其與微腔相鄰的上表面,第一取向層的上表面限定第一取向層的第一凹槽;第二取向層,設置在微腔與頂層之間,并且限定其與微腔相對的上表面,第二取向層的上表面限定所述第二取向層的第二凹槽;光學介質層,設置在多個微腔中。
第一凹槽可以與像素電極和共電極中的至少一個疊置。
第一凹槽可以限定大于其寬度的其長度,并且第一凹槽的長度的延伸方向可以限定第一方向。
基底還可以包括多個像素,第一凹槽分別在多個像素中的每個像素內設置為多個。
多個第一凹槽可以限定大于其寬度的其長度,多個第一凹槽的長度彼此平行地延伸。
多個第一凹槽可以限定大于其寬度的其長度,多個第一凹槽中的各個第一凹槽的長度可以限定:第一長度部分,在第一方向上縱向延伸;第二長度部分,在不同于第一方向的第二方向上縱向延伸。
第二凹槽可以與像素電極和共電極中的至少一個疊置。
在多個微腔中的每個微腔可以分別被其上表面、其下表面以及將上表面和下表面彼此連接的其側表面限定。第二凹槽可以設置為不與每個微腔的側表面疊置。
第一取向層和第二取向層可以包括紫外(“uv”)可固化聚合物。
根據示例性實施例的顯示裝置的制造方法包括:在基底上形成第一電極;在基底上形成第二電極;在第一電極與第二電極之間形成絕緣層;在絕緣層和第二電極上形成第一取向層;在第一取向層上形成犧牲層;在犧牲層上形成頂層;通過去除犧牲層在第二電極與頂層之間形成微腔;通過將光學介質材料注入微腔中形成光學介質層。第一取向層的形成步驟包括限定與微腔相鄰的其上表面以及在其上表面中形成第一取向層的第一凹槽。
在第一取向層的第一凹槽的形成步驟中,在第一取向層的上表面上設置第一模具,并將第一模具壓制到上表面中以限定第一凹槽。
第一凹槽可以與第一電極和第二電極中的至少一個疊置。
第一凹槽可以限定大于其寬度的其長度,并且第一凹槽的長度的延伸方向可以限定第一方向。
所述方法還可以包括在基底上形成多個像素,第一凹槽可以分別在多個像素的每個像素內設置為多個。
多個第一凹槽可以限定大于其寬度的其長度,多個第一凹槽的長度可以彼此平行地延伸。
多個第一凹槽可以限定大于其寬度的其長度,多個第一凹槽中的各個第一凹槽的長度可以限定:第一長度部分,在第一方向上縱向延伸;第二長度部分,在不同于第一方向的第二方向上縱向延伸。
制造方法還可以包括:在第一取向層上的犧牲層上形成第二取向層。形成第二取向層的步驟可以包括限定與微腔相對的其上表面,并且在其上表面中形成第二取向層的第二凹槽。
在第二取向層的第二凹槽的形成步驟中,在第二取向層的上表面上設置第二模具,并且將第二模具壓制到第二取向層的上表面中以限定第二凹槽,第二凹槽可以與第一電極和第二電極中的至少一個疊置。
多個微腔中的每個微腔可以分別被其上表面、其下表面以及將上表面和下表面彼此連接的其側表面限定。第二凹槽可以形成為不與每個微腔的側表面疊置。
第一取向層和第二取向層可以包括紫外可固化聚合物。
根據一個或更多個示例性實施例的顯示裝置具有下面的效果。
根據示例性實施例,通過僅使用一個基底來制造顯示裝置,從而減少了顯示裝置的總重量、厚度、成本和加工時間。
此外,顯示裝置通過由紫外(“uv”)可固化聚合物形成取向層以及諸如通過使用模具在取向層的表面中形成凹槽來改善液晶取向能力。
附圖說明
通過參照附圖進一步詳細地描述本公開的示例性實施例,本公開的以上和其它優(yōu)勢和特征將變得更加明顯,在附圖中:
圖1是根據本發(fā)明的顯示裝置的示例性實施例的俯視平面圖。
圖2是沿圖1的線ii-ii截取的顯示裝置的示例性實施例的剖視圖。
圖3是沿圖1的線iii-iii截取的顯示裝置的示例性實施例的剖視圖。
圖4至圖17是根據本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的工藝的示例性實施例的剖視圖。
圖18至圖20是根據本發(fā)明的顯示裝置的第一凹槽和第二凹槽的各種形狀的示例性實施例的俯視平面圖。
具體實施方式
在下文中,將參照附圖更充分地描述本發(fā)明,在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。如本領域的技術人員將認識到的,在全部不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,可以以各種不同的方式來修改所描述的實施例。
在附圖中,為了清晰,夸大層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。貫穿說明書,同樣的附圖標記指示同樣的元件。將理解的是,當諸如層、膜、區(qū)域或基底的元件被稱作“在”另一元件“上”時,該元件可以直接在所述另一元件上,或者也可以存在中間元件。相反,當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時,不存在中間元件。將理解的是,盡管在這里可使用術語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各種的元件、組件、區(qū)域、層和/或部分,但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅是用來將一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此,在不脫離在此的教導的情況下,下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可被命名為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。
這里使用的術語僅是為了描述具體實施例的目的,而不意圖進行限制。如這里所使用的,除非上下文另外明確指出,否則單數形式“一個(種、者)”和“所述(該)”也意圖包括復數形式(包括“至少一個(種、者)”)?!爸辽僖粋€(種、者)”不被解釋為局限于“一個(種、者)”。“或(或者)”意味著“和/或”。如在這里使用的,術語“和/或”包括一個或多個相關所列項目的任意組合和所有組合。還將理解的是,當在本說明書中使用術語“包含”、“包括”和/或其變型時,說明存在陳述的特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件和/或組件,但不排除存在或附加一個或多個其它特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
此外,這里可以使用諸如“下”或“底部”和“上”或“頂部”的相對術語來描述如附圖中示出的一個元件與另一個元件的關系。將理解的是,相對術語意圖包含除了附圖中描繪的方位之外裝置的不同的方位。例如,如果在附圖中的一幅附圖中的裝置被翻轉,則描述為在其它元件“下”側的元件隨后將被定位為“在”所述其它元件“上”側。示例性術語“下”可因此根據附圖的具體方位包括“下”和“上”兩種方位。相似地,如果在附圖中的一幅附圖中的裝置被翻轉,則描述為“在”其它元件“下面”或“下方”的元件隨后將被定位為“在”所述其它元件“上面”。因此,示例性術語“在……下面”或“在……下方”可以包括上面和下面兩種方位。
除非另有定義,否則這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本公開所屬領域的普通技術人員所通常理解的意思相同的意思。將進一步理解的是,除非這里明確這樣定義,否則術語(諸如在通用的字典中定義的術語)應該被解釋為具有與相關領域和本公開的環(huán)境中它們的意思一致的意思,而將不以理想化的或過于形式化的含義來解釋。
這里參照作為理想的實施例的示意性圖的剖視圖來描述示例性實施例。如此,例如由制造技術和/或公差導致的圖示的形狀的變化將是預期的。因此,這里描述的實施例不應該被理解為受限于如這里示出的區(qū)域的具體形狀,而是包括例如由制造導致的形狀上的偏差。例如,示出或描述為平坦的區(qū)域通??删哂写植诤?或非線性特征。此外,示出的尖角可以被倒圓。因此,附圖中示出的區(qū)域實質上是示意性的,它們的形狀不意圖示出區(qū)域的精確的形狀并且不意圖限制權利要求的范圍。
首先,將參照圖1至圖3描述根據本發(fā)明的顯示裝置的示例性實施例。
圖1是根據本發(fā)明的顯示裝置的示例性實施例的俯視平面圖,圖2是沿線ii-ii截取的圖1的顯示裝置的示例性實施例的剖視圖,圖3是沿線iii-iii截取的圖1的顯示裝置的示例性實施例的剖視圖。
參照圖1至圖3,柵極線121以及從柵極線121的主體部分突出的柵電極124設置在包括透明的玻璃或塑料或者由透明的玻璃或塑料制成的基底110上。柵極線121可以被認為包括和/或限定柵電極124。基底110限定單基底顯示裝置的基礎基底?;?10可以是顯示裝置的層之中唯一的基礎基底。
在俯視平面圖中,柵極線121的長度可以主要在水平方向上延伸。柵極線121傳輸經其的柵極信號。柵電極124從柵極線121的主體部分向上突出。然而,示例性實施例不限于此,柵電極124的突出的形狀可以被各種地修改。可選擇的是,柵電極124可以不從柵極線121的主體部分突出,并且可以與柵極線121的主體部分設置在同一線上。
柵極絕緣層140設置在柵極線121和柵電極124上。柵極絕緣層140可以包括諸如氮化硅(sinx)和氧化硅(siox)的無機絕緣材料或者由這種無機絕緣材料制成。此外,柵極絕緣層140可以包括單層或多層或者由單層或多層形成。
半導體154設置在柵極絕緣層140上。在俯視平面圖中,半導體154可以位于柵電極124上并且與柵電極124疊置。在一些示例性實施例中,半導體154也可以在顯示裝置的厚度方向上位于數據線171下方。半導體154可以包括非晶硅、多晶硅或金屬氧化物或者由非晶硅、多晶硅或金屬氧化物形成。
歐姆接觸件(未示出)還可以設置在半導體154上并且與半導體154疊置。歐姆接觸件可以包括硅化物或以相對高濃度摻雜n型雜質的n+氫化非晶硅,或者由硅化物制成或由諸如以相對高濃度摻雜n型雜質的n+氫化非晶硅制成。
數據線171以及與數據線171分開的漏電極175設置在半導體154和柵極絕緣層140上。數據線171包括或限定源電極173,源電極173和漏電極175被定位為彼此分隔開以面對彼此。
數據線171傳輸經其的數據信號。在俯視平面圖中,數據線的長度主要在豎直方向上延伸,從而與柵極線121相交。為了描述的目的,參照圖1的俯視平面圖,柵極線121的長度方向可以被限定為水平方向,數據線171的長度方向可以被限定為與水平方向相交的豎直方向。顯示裝置的厚度方向可以被限定為垂直于由上面描述的水平方向和豎直方向限定的平面。示出的是,數據線171在豎直方向上線性延伸。然而,示例性實施例不限于此,數據線171可以具有周期性彎曲的形狀。在示例性實施例中,例如,數據線171可以具有顯示裝置的每個像素px至少彎曲一次的形狀。顯示裝置可以包括多個像素px。像素px可以設置或被限定在基底110上。
如圖1中示出的,源電極173不從數據線171的主體部分突出,并且可以與數據線171的主體部分設置在同一線上。漏電極175可以包括其長度基本平行于源電極173延伸的棒狀的第一端部以及與棒狀的第一端部相對的延伸的第二端部。
柵電極124、源電極173和漏電極175與半導體154一起形成一個薄膜晶體管(“tft”)。薄膜晶體管可以用作傳輸數據線171的數據電壓的開關元件sw。開關元件sw的溝道被限定或形成在暴露在源電極173與漏電極175之間的半導體154中。
鈍化層180設置在數據線171、源電極173、漏電極175以及半導體154的暴露部分上。鈍化層180可以包括有機絕緣材料或無機絕緣材料,或者由有機絕緣材料或無機絕緣材料制成,并且可以包括單層或多層或者由單層或多層形成。
濾色器230可以在鈍化層180上設置多個以設置在顯示裝置的每個像素px中。
每個濾色器230可以顯示來自紅色、綠色和藍色的顏色中的一種原色。濾色器230不限于顯示紅色、綠色和藍色的三原色,并且還可以顯示諸如藍綠色、品紅色、黃色和白色系顏色的其它顏色。
阻光構件220設置在相鄰的濾色器230之間的區(qū)域處。阻光構件220設置在像素px的邊界上或者在像素px的邊界處,并且與柵極線121、數據線171和薄膜晶體管疊置以防止光在此處泄漏。然而,示例性實施例不限于此,阻光構件220可以與柵極線121和薄膜晶體管疊置,并且可以不與數據線171疊置。當阻光構件220不與數據線171疊置時,相鄰的濾色器230在數據線171上或在數據線171處彼此疊置以防止光泄漏。濾色器230和阻光構件220可以在它們的部分區(qū)域中彼此疊置。
第一絕緣層240還可以設置在濾色器230和阻光構件220上。第一絕緣層240可以包括有機絕緣材料或者由有機絕緣材料形成,并且可以用來使濾色器230和阻光構件220的每個的上表面平坦化。第一絕緣層240可以包括具有由有機絕緣材料制成的層與由無機絕緣材料制成的層的雙層,或者由所述雙層制成。此外,在一些示例性實施例中可以省略第一絕緣層240。
共電極270設置在第一絕緣層240上。共電極270可以設置為多個。分別設置在多個像素px中的共電極270通過連接橋276等彼此連接,以便將基本相同的電壓傳遞到每個共電極270。設置在每個像素px中的共電極270可以具有平面的形狀。共電極270可以包括諸如銦錫氧化物(“ito”)和銦鋅氧化物(“izo”)的透明金屬氧化物,或者由這種透明金屬氧化物制成。
共電極270可以被施加有共電壓。共電壓可以是預定的電壓。因為共電壓通過共電極270以及其間的連接橋276來施加,所以共電極270和連接橋276的集合可以限定共電壓施加構件。
第二絕緣層250設置在共電極270上。第二絕緣層250可以包括諸如氮化硅(sinx)和氧化硅(siox)的無機絕緣材料,或者由這種無機絕緣材料制成。
鈍化層180、第一絕緣層240、阻光構件220和第二絕緣層250限定暴露漏電極175的至少一部分的接觸孔185a。具體地,接觸孔185a暴露漏電極175的延伸第二端部。
像素電極191設置在第二絕緣層250上。像素電極191可以包括或限定多個分支電極193以及設置在相鄰的分支電極193之間的縫隙93。在俯視平面圖中,多個分支電極193和縫隙93的長度根據一個方向延伸。在示例性實施例中,例如,多個分支電極193和縫隙93線性地延伸以平行于數據線171的線性長度。然而,示例性實施例不限于此。在另一個示例性實施例中,例如,數據線171、多個分支電極193和縫隙93可以具有每像素px至少彎曲一次的形狀。
在像素px內,像素電極191的多個分支電極193與共電極270疊置。在顯示裝置的厚度方向上(例如,剖視圖),像素電極191和共電極270通過第二絕緣層250彼此分開。第二絕緣層250用作使像素電極191與共電極270彼此絕緣。
像素電極191可以包括或限定用于將像素電極191與顯示裝置的其它層連接的突出部195。像素電極191的突出部195通過接觸孔185a并在接觸孔185a處物理連接并電連接到漏電極175,從而接收來自漏電極175的電壓。像素電極191可以包括諸如銦錫氧化物(“ito”)或銦鋅氧化物(“izo”)的透明金屬氧化物或者由這種透明金屬氧化物制成。
像素電極191被施加有數據電壓。當開關元件sw導通時,數據電壓通過數據線171傳輸到像素電極191。
上面描述的像素px的布置、薄膜晶體管的形狀以及像素電極191和共電極270的位置和形狀可以改變。另外,像素電極191和共電極270的沉積位置可以在顯示裝置的厚度方向上交換。即,第二絕緣層250示出為設置在共電極270上(例如,上面)并且像素電極191示出為設置在第二絕緣層250上(例如,上面),在示例性實施例中,第二絕緣層250可以設置在像素電極191上并且共電極270可以設置在第二絕緣層250上。另外,像素電極191可以用平面形狀制成或者具有平面的形狀,共電極270可以包括或限定多個分支電極以及在相鄰的分支電極之間的縫隙。
第一取向層11設置在像素電極191和第二絕緣層250上。第一取向層11可以包括紫外(“uv”)固化聚合物或者由紫外(“uv”)固化聚合物制成。紫外(“uv”)固化聚合物是在紫外(“uv”)光照射到它時固化的材料。在示例性實施例中,例如,紫外(“uv”)固化聚合物包括諾蘭光學膠65(norlandopticaladhesive65,noa65)。
第一凹槽510被限定在第一取向層11的上表面處或者被第一取向層11的上表面限定。第一凹槽510可以與像素電極191和共電極270中的至少一個疊置。在示出的示例性實施例中,第一凹槽510與像素電極191的縫隙93和共電極270疊置。然而,示例性實施例不限于此,第一凹槽510可以與像素電極191的分支電極193疊置,而不是與像素電極191的縫隙93疊置。在另一個示例性實施例中,第一凹槽510可以與像素電極191的分支電極193和縫隙93以及共電極270疊置。
多個第一凹槽510可以設置在一個像素px中。多個第一凹槽510可以在其與其長度方向垂直的寬度方向上以規(guī)則的間距布置。多個第一凹槽510可以限定其根據預定方向延伸的長度,多個第一凹槽510的長度可以彼此平行地延伸。第一凹槽510的長度的延伸方向可以平行于數據線171、分支電極193和縫隙93中的每個的長度的延伸方向??蛇x擇的是,第一凹槽510的長度的延伸方向可以與數據線171、分支電極193和縫隙93中的每個的延伸方向形成預定的角度。
第一凹槽510的寬度和深度以及多個第一凹槽510之間的間距可以改變??梢酝ㄟ^第一凹槽510的寬度和深度以及多個第一凹槽510之間的間距的改變來使諸如液晶取向能力的光學介質取向能力成為可控的。在示例性實施例中,例如,可以通過增加第一凹槽510的深度以及縮小相鄰的第一凹槽510之間的間距來改善液晶取向能力。第一凹槽510的深度可以被限定為從第一取向層11的上表面至凹進的底表面,其中,第一凹槽510從第一取向層11的所述上表面凹進。所述深度可以是在這樣的上表面與底表面之間的最大距離。
在顯示裝置的厚度方向上與像素電極191將分開預定距離的頂層360設置在像素電極191上。頂層360可以包括有機材料或者由有機材料制成。在俯視平面圖中,頂層360可以限定它的比它的寬度大的長度。在俯視平面圖中,頂層360的長度可以在水平方向上延伸。
微腔305設置或限定為多個,其中,每個在顯示裝置的厚度方向上設置在像素電極191與頂層360之間。每個微腔305被像素電極191與頂層360包圍。頂層360覆蓋微腔305的上表面并且從上表面延伸以覆蓋微腔305的側表面的一部分。在制造顯示裝置的示例性實施例中,頂層360的材料可以通過固化工藝來硬化以保持顯示裝置中的微腔305的最終形狀。微腔305的尺寸(例如,長度、寬度和/或深度)可以根據顯示裝置的尺寸和分辨率來改變。
參照圖2,例如,覆蓋相鄰的微腔305的上表面的頂層360沒有延伸為覆蓋在相鄰的微腔305的第一邊緣的側表面與第二邊緣的側表面中的每個的一部分。相鄰的微腔305的沒有被頂層360覆蓋的部分被稱為微腔305的注入孔307a和307b。注入孔307和307b包括第一注入孔307a和第二注入孔307b,其中,第一注入孔307a在兩個相鄰的微腔305中的一個微腔305的第一邊緣處在側表面處暴露這一個微腔305的內部區(qū)域,第二注入孔307b在微腔305的第二邊緣處在側表面處暴露兩個相鄰的微腔305中的另一個的內部區(qū)域。一個微腔305的第一邊緣面對相鄰的微腔305的第二邊緣。在示例性實施例中,例如,在俯視平面圖中,第一邊緣可以是下微腔305的上邊緣,第二邊緣可以是上微腔305的下邊緣。在制造顯示裝置的示例性實施例中,相鄰的微腔305的內部區(qū)域分別被注入孔307a和307b暴露,使得諸如液晶材料的光學介質可以通過注入孔307a和307b注入到微腔305中。
光學介質設置在位于像素電極191與頂層360之間的微腔305中。對于液晶顯示裝置,包括液晶分子310或由液晶分子310制成的液晶層設置在位于像素電極191與頂層360之間的微腔305中。液晶分子310具有正介電各向異性或負介電各向異性。可以布置液晶分子310,使得在不存在電場的情況下其長軸方向平行于基底110取向。即,可以實現水平取向。盡管作為示例描述了用于液晶顯示裝置的包括液晶分子310或由液晶分子310制成的液晶層,但是本發(fā)明不限于此。在示例性實施例中,對于僅使用一個基礎基底的其它顯示裝置和/或顯示面板,可以使用控制對其的入射光從而執(zhí)行圖像顯示的其它光學介質。
通過開關元件sw被施加有數據電壓的像素電極191與被施加有共電壓的共電極270一起產生電場,從而確定設置在微腔305中的液晶層的液晶分子310的方向。具體地,像素電極191的分支電極193與共電極270一起在液晶層中產生邊緣場,從而確定液晶分子310的排列方向。如此,穿過液晶層的光的亮度根據液晶分子310的確定的取向方向而改變,從而顯示圖像。
第二取向層21在顯示裝置的厚度方向上設置在頂層360的下方。第二取向層21可以包括紫外(“uv”)固化聚合物或者由紫外(“uv”)固化聚合物制成。在示例性實施例中,例如,第二取向層21包括諾蘭光學膠65(“noa65”)。
第二凹槽610被限定在第二取向層21的上表面處或者被第二取向層21的上表面限定。第二凹槽610可以與像素電極191和共電極270中的至少一個疊置。
多個第二凹槽610可以設置在一個像素px中。多個第二凹槽610可以在其與其長度方向垂直的寬度方向上以規(guī)則的間距布置。多個第二凹槽610可以限定其根據預定方向延伸的長度,多個第二凹槽610可以彼此平行地延伸。第二凹槽610的長度的延伸方向可以平行于數據線171、分支電極193和縫隙93中的每個的長度的延伸方向??蛇x擇的是,第二凹槽610的長度的延伸方向可以與數據線171、分支電極193和縫隙93中的每個的長度的延伸方向形成預定的角度。
第二凹槽610的長度延伸方向可以平行于第一凹槽510的長度延伸方向。第二凹槽610可以與第一凹槽510疊置。然而,示例性實施例不限于此,第二凹槽610的長度延伸方向可以不平行于第一凹槽510的長度延伸方向。在另一個示例性實施例中,第二凹槽610的長度延伸方向可以平行于第一凹槽510的長度延伸方向,并且第二凹槽610可以不與第一凹槽510疊置。
第二凹槽610的寬度和深度以及多個第二凹槽610之間的間距可以改變??梢酝ㄟ^第二凹槽610的寬度和深度以及相鄰的第二凹槽610之間的間距的改變來使諸如液晶取向能力的光學介質取向能力成為可控的。第二凹槽610的深度可以被限定為從第二取向層21的上表面至凹進的底表面,其中,第二凹槽610從第二取向層21的所述上表面凹進。所述深度可以是在這樣的上表面與底表面之間的最大距離。在液晶分子310的初始狀態(tài)下,液晶層的液晶分子310可以通過由第一取向層11限定或形成的第一凹槽510以及由第二取向層21限定或形成的第二凹槽610根據預定的方向來取向。在示例性實施例中,例如,液晶分子310可以根據第一凹槽510和第二凹槽610的長度延伸方向取向。
在示出的示例性實施例中,第一凹槽510形成在第一取向層11的接觸微腔305的下表面的部分處或者被第一取向層11的接觸微腔305的下表面的部分限定,第二凹槽610形成在第二取向層21的接觸微腔305的上表面的部分處或者被第二取向層21的接觸微腔305的上表面的部分限定。第一凹槽510和第二凹槽610不設置在微腔305的側表面(諸如第二取向層21的接觸微腔305的側表面的部分)處或者相鄰的微腔305之間的區(qū)域處。
當諸如凹槽的預定圖案形成在第二取向層21的接觸微腔305的側表面的部分處或者被第二取向層21的接觸微腔305的側表面的部分限定時,設置在微腔305的側表面處的液晶分子310的取向方向變得扭曲。在示出的示例性實施例中,因為第二凹槽610不形成在第二取向層21的接觸微腔305的側表面的部分上,所以在微腔305的側表面處的液晶分子310可以根據預定的方向取向并且不會不期望地扭曲。因此,可以減少或有效地防止在微腔305的邊緣處的光泄漏。
第三絕緣層350還可以設置在頂層360與第二取向層21之間。第三絕緣層350可以包括諸如氮化硅(sinx)和氧化硅(siox)的無機絕緣材料或者由諸如氮化硅(sinx)和氧化硅(siox)的無機絕緣材料制成。此外,在示例性實施例中可以省略第三絕緣層350。
第四絕緣層370還可以設置在頂層360上。第四絕緣層370可以包括諸如氮化硅(sinx)或氧化硅(siox)的無機絕緣材料或者由諸如氮化硅(sinx)或氧化硅(siox)的無機絕緣材料制成。第四絕緣層370可以形成為覆蓋頂層360的上表面和/或側表面。第四絕緣層370保護包括有機材料或由有機材料制成的頂層360,在示例性實施例中可以省略第四絕緣層370。
包封層390設置在第四絕緣層370上。包封層390從微腔上面延伸至微腔305的側表面以覆蓋將微腔305的內部暴露于外部的注入孔307a和307b。即,包封層390可以密封微腔305,使得設置在微腔305內部的液晶分子310不能泄漏。因為包封層390接觸諸如液晶分子310的光學介質,所以包封層390包括不與諸如液晶分子310的光學介質反應的材料或者由不與諸如液晶分子310的光學介質反應的材料制成。在示例性實施例中,例如,包封層390可以包括聚對二甲苯等或者由聚對二甲苯等制成。
示出的是,包封層390設置在頂層360上并且覆蓋注入孔307a和307b。然而,示例性實施例不限于此。包封層390可以不設置在頂層360上并且可以僅設置為覆蓋在微腔305的第一邊緣和第二邊緣處的注入孔307a和307b。
包封層390可以包括諸如作為雙層結構或三層結構的多層。雙層結構由用不同材料制成的兩個層組成。三層結構由三個層組成,并且相鄰層的材料彼此不同。在示例性實施例中,例如,包封層390可以包括具有有機絕緣材料或由有機絕緣材料制成的層以及具有無機絕緣材料或由無機絕緣材料制成的層。
盡管未示出,但是偏振器還可以設置在上述顯示裝置的上表面以及與顯示裝置的上表面相對的下表面上。偏振器可以包括第一偏振器和第二偏振器。第一偏振器可以附著在基底110的下表面上,第二偏振器可以附著在包封層390上。
接下來,參照圖4至圖17,將如下描述根據本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的示例性實施例。另外,將參照圖1至圖3進行描述。
圖4至圖17是根據本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的工藝的示例性實施例的剖視圖。圖4、圖6、圖8、圖10、圖12、圖14和圖16可以是沿圖1的線ii-ii的圖,圖5、圖7、圖9、圖11、圖13、圖15和圖17可以是沿圖1的線iii-iii的圖。
如圖4和圖5中示出的,在基底110上形成將其長度限定為在水平方向上延伸的柵極線121(參照圖1)以及從柵極線121的主體部分突出的柵電極124?;?10包括玻璃或塑料或者由玻璃或塑料制成。在基底110的俯視平面圖中,柵極線121的長度可以基本在水平方向上延伸。柵極線121和柵電極124從同一材料層形成并設置在形成在基底110上的層之中的同一層中。
使用諸如氮化硅(sinx)或氧化硅(siox)的無機絕緣材料,在柵極線121和柵電極124上形成柵極絕緣層140。柵極絕緣層140可以包括單層或多層或者被單層或多層限定。
在柵極絕緣層140上沉積諸如非晶硅、多晶硅或金屬氧化物的半導體材料,對半導體材料進行圖案化以形成半導體154(參照圖1)。半導體154可以位于柵電極124上。
在沉積金屬材料之后,對金屬材料圖案化以形成數據線171、源電極173和漏電極175。數據線171、源電極173和漏電極175可以包括單層或多層或者被單層或多層限定。數據線171、源電極173和漏電極175由同一材料層形成并且設置在形成在基底110上的層之中的同一層中。數據線171傳輸經其的數據信號并限定其主要在豎直方向上延伸的長度,從而與柵極線121相交。源電極173的長度可以與數據線171設置在同一線上,漏電極175與源電極173分開預定的距離。
雖然在上面的描述中,描述了形成半導體154,隨后沉積金屬材料并對其圖案化以形成數據線171、源電極173和漏電極175的方法,但是示例性實施例不限于此。即,在順序地沉積半導體材料和金屬材料之后,可以同時對它們進行圖案化以形成半導體154、數據線171、源電極173和漏電極175。在對順序地沉積的半導體材料和金屬材料同時圖案化的情況下,還可以在數據線171下方設置半導體154。柵電極124、源電極173和漏電極175與半導體154一起形成一個薄膜晶體管(“tft”)。
在數據線171、源電極173、漏電極175以及在源電極173與漏電極175之間的半導體154的暴露部分上形成鈍化層180。鈍化層180可以包括有機絕緣材料或無機絕緣材料或者由有機絕緣材料或無機絕緣材料制成,并且可以包括單層或多層或者被由單層或多層限定。
在鈍化層180上形成濾色器230。濾色器230可以形成在每個像素(參照圖1中的px)內部,并且可以不形成在像素的邊緣處。允許不同的波長經其透射的多個濾色器230可以形成在顯示裝置內,在基底110的俯視平面圖中,同種顏色的濾色器230可以沿豎直方向形成。在形成三種顏色的濾波器時,可以首先形成第一顏色的濾色器230,可以移動掩模以形成第二顏色的濾色器,可以再次移動同一掩模以形成第三顏色的濾色器230。
隨后,在鈍化層180上使用阻光材料來形成阻光構件220。阻光構件220可以位于像素的邊緣處,并且可以與柵極線121、數據線171和薄膜晶體管疊置以防止在此處光泄漏。然而,示例性實施例不限于此,阻光構件220可以與柵極線121和薄膜晶體管疊置,但是不與數據線171疊置。
在濾色器230和阻光構件220上形成第一絕緣層240。第一絕緣層240可以包括有機絕緣材料或者由有機絕緣材料形成,并且可以用來使濾色器230和阻光構件220的頂表面平坦化??梢酝ㄟ^順序地沉積包括有機絕緣材料或由有機絕緣材料制成的層以及包括無機絕緣材料或由無機絕緣材料制成的層將第一絕緣層240形成為雙層結構。
在第一絕緣層240上沉積諸如銦錫氧化物(“ito”)或銦鋅氧化物(“izo”)的透明金屬氧化物材料,隨后對其圖案化以形成共電極270。可以在基底110上設置多個共電極270。分別設置在多個像素px中的共電極270通過連接橋276(參照圖1)等彼此連接,以便將基本相同的電壓傳遞到共電極270。設置在每個像素px中的共電極270可以具有平面的形狀。
在共電極270上使用諸如氮化硅(sinx)或氧化硅(siox)的無機絕緣材料來形成第二絕緣層250。對第二絕緣層250、第一絕緣層240、阻光構件220和鈍化層180進行圖案化以形成穿過它們延伸的暴露漏電極175的至少一部分的接觸孔185a。
在第二絕緣層250上沉積諸如銦錫氧化物(“ito”)或銦鋅氧化物(“izo”)的透明金屬材料,并隨后對其圖案化以形成像素電極191。像素電極191通過接觸孔185a連接到漏電極175。像素電極191可以包括或限定多個分支電極193以及設置在相鄰的分支電極193之間的縫隙93。
使用紫外(“uv”)固化聚合物,在像素電極191和第二絕緣層250上形成第一取向層11。紫外(“uv”)固化聚合物是在紫外(“uv”)光照射到它時固化的材料。在示例性實施例中,例如,紫外(“uv”)固化聚合物包括諾蘭光學膠65(“noa65”)。形成的第一取向層11可以具有平坦化的上表面。
在第一取向層11形成在像素電極191和第二絕緣層250上的情況下,在第一取向層11之上設置第一模具1000。在第一模具1000設置在第一取向層11之上之后,向下移動第一模具1000(見圖4和圖5中的箭頭),形成的第一取向層11被第一模具1000壓縮。如圖6和圖7中所示,通過第一模具1000壓縮第一取向層11的平坦化的上表面,從而由第一取向層11的被壓縮部分形成多個第一凹槽510。
第一模具1000的下表面包括或限定凸部1010和凹部1020。第一凹槽510形成在第一取向層11的與第一模具1000的凸部1010對應的部分處。
第一凹槽510可以與像素電極191和共電極270中的至少一個疊置。在示例性實施例中,第一凹槽510與像素電極191的縫隙93以及共電極270疊置。然而,示例性實施例不限于此,第一凹槽510可以與像素電極191的分支電極193疊置,而不是與像素電極191的縫隙93疊置。在另一個示例性實施例中,第一凹槽510可以與像素電極191的分支電極193、像素電極191的縫隙93和共電極270疊置。
多個第一凹槽510可以形成在一個像素px(參照圖1)中。多個第一凹槽510可以以規(guī)則的間距形成在像素px內。多個第一凹槽510可以限定其根據預定方向延伸的長度,多個第一凹槽510的長度可以彼此平行地延伸。第一凹槽510的長度的延伸方向可以平行于數據線171、分支電極193和縫隙93中的每個的長度的延伸方向。在另一個示例性實施例中,第一凹槽510的長度的延伸方向可以與數據線171、分支電極193和縫隙93中的每個的長度延伸方向形成預定的角度。
第一凹槽510的垂直于其長度的寬度、第一凹槽510的在基底110的厚度方向上的深度和相鄰的第一凹槽510之間的在它們的寬度方向上的間距可以改變。可以通過第一凹槽510的寬度和深度以及相鄰的第一凹槽510之間的間距的改變來使液晶取向能力成為可控的。
如圖8和圖9中示出的,在其中限定有第一凹槽510的第一取向層11上形成犧牲層300??梢栽谄渲邢薅ㄓ械谝话疾?10的第一取向層11上沉積犧牲層材料,隨后對其圖案化以形成犧牲層300。犧牲層300可以形成為限定其在基底110的俯視平面圖中沿垂直方向延伸的長度。犧牲層300可以與柵極線121、薄膜晶體管和像素電極191疊置,犧牲層300可以不與數據線171疊置。
如圖10和圖11中示出的,使用紫外(“uv”)固化聚合物,在犧牲層300以及在其中限定有第一凹槽510的第一取向層11上形成第二取向層21。形成的第二取向層21可以具有平坦化的上表面。
在第二取向層21形成在犧牲層300上以及在其中限定有第一凹槽510的第一取向層11上的情況下,在第二取向層21之上設置第二模具2000。在將第二模具2000設置在第二取向層21上之后,向下移動第二模具2000(見圖10和圖11中的箭頭),形成的第二取向層21被第二模具2000壓縮。如圖12和圖13中所示,通過第二模具2000壓縮第二取向層21的平坦化的上表面,從而由第二取向層21的被壓縮部分形成多個第二凹槽610。
第二模具2000的下表面包括或限定凸部2010和凹部2020。第二凹槽610形成在第二取向層21的與第二模具2000的凸部2010對應的部分處。
第二凹槽610可以與像素電極191和共電極270中的至少一個疊置。
多個第二凹槽610可以形成在一個像素px(參照圖1)中。多個第二凹槽610可以形成在形成有第一凹槽510的同一像素px(參照圖1)中。多個第二凹槽610可以以規(guī)則的間距形成在像素px內。多個第二凹槽610可以限定其根據預定的方向延伸的長度,多個第二凹槽610的長度可以彼此平行地延伸。第二凹槽610的長度的延伸方向可以平行于數據線171、分支電極193和縫隙93中的每個的長度的延伸方向。在另一個示例性實施例中,第二凹槽610的長度的延伸方向可以與數據線171、分支電極193和縫隙93中的每個長度的延伸方向形成預定的角度。
第二凹槽610的長度的延伸方向可以平行于第一凹槽510的長度的延伸方向。第二凹槽610可以與第一凹槽510疊置。然而,示例性實施例不限于此,第二凹槽610的長度的延伸方向可以不平行于第一凹槽510的長度的延伸方向。在另一個示例性實施例中,第二凹槽610的長度的延伸方向可以平行于第一凹槽510的長度的延伸方向,第二凹槽610可以不與第一凹槽510疊置。
第二凹槽610的垂直于其長度的寬度、第二凹槽610的在基底110的厚度方向上的深度以及相鄰的第二凹槽610之間的在它們的寬度方向上的間距可以改變??梢酝ㄟ^第二凹槽610的寬度和深度以及相鄰的第二凹槽610之間的間距的改變來使液晶取向能力成為可控的。
第一凹槽510形成在第一取向層11的設置在犧牲層300的下表面處的部分處,第二凹槽610形成在第二取向層21的設置在犧牲層300的上表面處的部分處。第一凹槽510和第二凹槽610可以分別由第一取向層11的上表面和第二取向層21的上表面限定。參照圖13,沒有凹槽通過第一取向層11和第二取向層21的在犧牲層300的側表面處的部分來形成。第一取向層11和第二取向層21分別限定與犧牲層300的側面分隔開的第一凹槽510和第二凹槽610。
如圖14和圖15中示出的,使用諸如氮化硅(sinx)或氧化硅(siox)的無機絕緣材料,在其中限定有第二凹槽610的第二取向層21上形成第三絕緣層350。
在第三絕緣層350上涂覆有機材料,隨后對其圖案化以形成頂層360??梢詧?zhí)行圖案化步驟,從而去除有機材料的與柵極線121和薄膜晶體管疊置的部分。因此,頂層360可以限定其沿基底110的俯視平面圖中的水平方向延伸的長度。用于形成頂層360的有機材料的與柵極線121和薄膜晶體管疊置的部分去除步驟暴露了下層的第三絕緣層350。
在如上面描述的對頂層360進行圖案化之后,將光照射到頂層360以對其形成材料執(zhí)行固化工藝。因為頂層360在執(zhí)行固化工藝之后硬化,所以即使在頂層360下方產生預定空間,頂層360也可以保持其形狀。
通過使用頂層360作為掩模對第三絕緣層350的和第二取向層21的其下與柵極線121和薄膜晶體管疊置的部分進行圖案化來去除暴露的第三絕緣層350的所述部分和第二取向層21的所述部分。第三絕緣層350和第二取向層21的部分的去除步驟使下層的犧牲層300暴露(參照圖14)。
可以在圖案化后的頂層360和暴露的犧牲層300上沉積諸如氮化硅(sinx)或氧化硅(siox)的無機絕緣材料,隨后對其圖案化以形成第四絕緣層370??梢詧?zhí)行圖案化,從而用于形成第四絕緣層370的無機絕緣材料的與柵極線121和薄膜晶體管疊置的部分被去除并且使先前暴露的下層的犧牲層300暴露。如圖14和圖15中示出的,第四絕緣層370可以覆蓋頂層360的頂表面,并且還可以覆蓋頂層360的側表面(參照圖14)。
因為對頂層360、第三絕緣層350、第二取向層21和第四絕緣層370進行了圖案化,所以犧牲層300的部分暴露于外部。當將顯影劑或剝離溶液(stripersolution)施用在暴露的犧牲層300上以完全地去除犧牲層300時,或者當在暴露的犧牲層300處使用灰化工藝以完全地去除犧牲層300時,如圖16和圖17中示出的,在先前設置有犧牲層300的位置處產生微腔305。
像素電極191和頂層360彼此分隔開,同時使微腔305置于像素電極191與頂層360之間。如圖16和圖17中示出的,頂層360覆蓋微腔305的頂表面并且延伸為覆蓋微腔305的兩個側表面(參照圖17)。
在基底110上設置多個微腔305。微腔305的內部區(qū)域通過不存在頂層360的部分來暴露到其外部(參照圖16),微腔305的使微腔305的內部區(qū)域暴露的部分可以被限定為注入孔307a和307b。可以針對一個微腔305形成注入孔307a和307b。在示例性實施例中,例如,可以形成在一個微腔305的第一邊緣的第一側表面處暴露該微腔305的內部區(qū)域的第一注入孔307a以及在同一個微腔305的第二邊緣的第二側表面處暴露該微腔305的內部區(qū)域的第二注入孔307b,其中,所述第二邊緣與其第一邊緣相對。第一邊緣和第二邊緣可以相對于同一個微腔305的內部區(qū)域彼此相對并彼此面對。參照圖1中的俯視平面圖,例如,所述一個微腔305的第一邊緣可以是該微腔305的上邊緣,而同一個微腔305的第二邊緣可以是該微腔305的下邊緣。
當使用噴墨法或滴涂法來將諸如液晶(“l(fā)c”)材料的光學介質材料滴到其上形成有的微腔305的基底110上時,lc材料在毛細管力的作用下經過注入孔307a和307b注入到微腔305中。因此,在微腔305中形成諸如包括液晶分子310的液晶層的光學介質層。
在第四絕緣層370上沉積不與諸如液晶分子310的光學介質反應的材料以形成包封層390。參照圖16和圖17,包封層390形成為諸如從微腔305的上面延伸為覆蓋注入孔307a和307b以密封微腔305(參照圖16),從而防止形成在微腔305中的液晶分子310泄漏到微腔305外部。形成基底110上的包封層390以及在基底110與包封層390之間的上述層一起形成了顯示裝置。
接下來,盡管未示出,但是還可以將偏振器附著到上述顯示裝置的頂表面和底表面。偏振器可以包括第一偏振器和第二偏振器。第一偏振器可附著在基底110的下表面上,第二偏振器可附著在包封層390上。
將參照圖18至圖20描述形成在第一取向層11中或被第一取向層11限定的第一凹槽510以及形成在第二取向層21中或被第二取向層21限定的第二凹槽610的各種平面的形狀。
圖18至圖20是根據本發(fā)明的顯示裝置的第一凹槽和第二凹槽的各種形狀的示例性實施例的俯視平面圖。
如圖18中示出的,第一凹槽510形成在第一取向層11中或被第一取向層11限定,多個第一凹槽510形成在相應的像素px中的每個中。多個第一凹槽510限定其根據第一方向d1延伸為彼此平行的長度。
第二凹槽610形成在第二取向層21中或被第二取向層21限定,多個第二凹槽610形成在相應的像素px中的每個中。多個第二凹槽610限定其根據第一方向d1延伸為彼此平行的長度。
如圖18中示出的,第一凹槽510和第二凹槽610完全地疊置。第一凹槽510和第二凹槽610整體在一個單一方向(即,第一方向d1)上延伸。然而,示例性實施例不限于此。第一凹槽510和第二凹槽610可以交替地形成。
如圖19中示出的,第一凹槽510的長度根據第一方向d1和第二方向d2延伸。像素px被劃分成上區(qū)pxa和下區(qū)pxb。在上區(qū)pxa中,第一凹槽510的第一長度部分根據第一方向d1延伸,在下區(qū)pxb中,第一凹槽510的第二長度部分根據第二方向d2延伸。第一長度部分整體在單一的第一方向d1上延伸,第二長度部分整體在單一的第二方向d2上延伸。第一凹槽510的根據第一方向d1延伸的第一長度部分以及第一凹槽510的根據第二方向d2延伸的第二長度部分可以彼此連接。第一長度部分和第二長度部分可以形成單個的第一凹槽510。
此外,第二凹槽610的第一長度部分和第二長度部分分別根據第一方向d1和第二方向d2延伸。第一凹槽510和第二凹槽610可以彼此疊置。
因為在一個像素px中,設置為多個的第一凹槽510和第二凹槽610均根據兩個方向延伸,所以設置在上區(qū)pxa中的液晶分子以及設置在下區(qū)pxb中的液晶分子可以根據互不相同的方向取向。因此,一個像素px可以被劃分成兩個域,可以改善可見性。此外,當第一凹槽510和第二凹槽610根據比上面描述的兩種方向多的互不相同的各種方向來延伸時,所述一個像素px可以被劃分成三個或更多個域。
如圖20中示出的,多個第一凹槽510形成在各個像素px中。多個第一凹槽510中的第一組限定其根據第一方向d1延伸的長度,多個第一凹槽510中的第二組限定其根據第二方向d2延伸的長度。
一個像素px劃分成左區(qū)pxc和右區(qū)pxd。在左區(qū)pxc中,第一凹槽510的長度根據第一方向d1延伸,而在右區(qū)pxd中,第一凹槽510的長度根據第二方向d2延伸。
第二凹槽610的第一組和第二組也限定其分別根據第一方向d1和第二方向d2延伸的長度。第一凹槽510和第二凹槽610彼此疊置。
因為在一個像素px中,設置為多個的第一凹槽510和第二凹槽610均根據兩個方向延伸,所以設置在左區(qū)pxc中的液晶分子以及設置在右區(qū)pxd中的液晶分子可以根據互不相同的方向取向。因此,一個像素px可以被劃分成兩個域,可以改善可見性。此外,當第一凹槽510和第二凹槽610的長度根據比上面描述的兩種方向多的互不相同的各種方向來延伸時,所述一個像素px可以被劃分成三個或更多個域。
雖然已經結合目前被認為成可實施的示例性實施例描述了本公開,但是將理解的是,本發(fā)明不限于所公開的實施例,而是相反,本發(fā)明意圖覆蓋包括在權利要求的精神和范圍內的各種修改和等同布置。