专利名称：液晶显示器及其制造方法
技术领域：
本发明的示范性实施例涉及一种液晶显示器及其制造方法。
背景技术：
液晶显示器是一类流行的平板显示器，包括具有场产生电极诸如像素电极和公共电极的两个面板，并具有在两个面板之间的液晶层。液晶显示器通过控制来自光源的光穿过显示器的透射率来显示图像。为了控制光透射率，显示器通过施加电压到场产生电极而在液晶层中产生电场。电场确定液晶层中的液晶分子的配向，液晶分子的配向控制来自光源的光的偏振。液晶显示器还可具有连接到像素电极和多条信号线诸如栅极线或数据线的开关元件，信号线通过控制开关元件向像素电极施加电压。在液晶显示器中，垂直配向模式的液晶显示器在不施加电场时将液晶分子的长轴排列得垂直于显示面板，其引起关注因为该显示器具有大对比度和宽视角。垂直配向模式的液晶显示器可利用边缘电场(fringe electric field)将液晶分子排列在各个方向上；然而，显示器的光透射率会被边缘电场中电场的水平分量减小。在本部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，可包含不形成现有技术的信息。
发明内容
本发明的示范性实施例提供一种液晶显示器以及制造该液晶显示器的方法，其可防止透射率被电场的水平分量减小。本发明的示范性实施例提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括第一基板；第二基板，面对第一基板；液晶层，包括液晶分子并插设在第一基板与第二基板之间；第一电极，设置在第一基板上；绝缘层，设置在第一电极上；第二电极，设置在绝缘层上；第三电极，设置在第二基板上；以及配向层，设置在第二电极和第三电极中的至少一个上，其中第二电极包括精细狭缝结构，液晶层和配向层中的至少一个包括子配向物质。液晶显示器还可包括栅极线，设置在第二基板上；数据线，与栅极线交叉并设置在第二基板上；以及薄膜晶体管，连接到栅极线和数据线，其中薄膜晶体管可与第三电极连接。第一电极和第三电极可以是板。第一电极可配置来接收第一电压，第二电极可配置来接收第二电压，第三电极可配置来接收第三电压，第二电压和第三电压彼此不同，液晶层和配向层中的至少一个可暴露到来自光源的照射。液晶显示器可配置为使得在操作期间，垂直电场通过第一电压和第三电压之间的
差产生。液晶显示器可配置为使得在操作期间，第二电极被浮置，第一电压和第三电压彼此不同。液晶显示器可配置为使得在操作期间，第一电压和第二电压相同，第一电压和第二电压两者都不同于第三电压。液晶显示器可配置为使得在操作期间，第一电压、第二电压和第三电压彼此不同。绝缘层的厚度可小于或等于3.5 μ m。绝缘层的介电常数可在1. 5至8. 5的范围。第二电极可包括十字主干和从十字主干延伸的多个精细分支，十字主干包括横向主干和纵向主干。第二电极可包括对应于从十字主干沿不同方向延伸的精细分支的组的多个区域。
第二电极可包括十字开口以及从十字开口延伸的多个精细开口图案，该十字开口包括横向开口和纵向开口。第二电极可包括设置在精细开口图案之间的精细分支以及连接精细分支的端部的边缘图案。配向层可包括子配向物质，子配向物质具有负介电各向异性。配向层可包括主链以及连接到主链的侧链，子配向物质可连接到侧链。本发明另一示范性实施例提供一种制造液晶显示器的方法，该方法包括在第一基板上形成第一电极；在第一电极上形成绝缘层；在绝缘层上形成第二电极；在面对第一基板的第二基板上形成第三电极；在第二电极和第三电极中的至少一个上形成配向层；将第一基板与第二基板组装；将液晶层设置在第一基板与第二基板之间；施加不同的电压到第二电极和第三电极；以及在施加不同的电压到第二电极和第三电极的同时将光照射到液晶层，其中第二电极包括精细狭缝结构，液晶层和配向层中的至少一个包括子配向物质。制造液晶显示器的方法还可包括在第二基板上形成栅极线；形成与栅极线交叉且设置在第二基板上的数据线；以及形成连接到栅极线和数据线的薄膜晶体管，其中薄膜晶体管可连接到第三电极。制造液晶显示器的方法还可包括施加第一电压Vl到第一电极，其中施加不同的电压到第二电极和第三电极包括施加第二电压V2到第二电极；以及施加第三电压V3到第三电极，其中第一电压、第二电压和第三电压满足条件|V2_V3| ^ |V1_V3|。施加不同的电压到第二电极和第三电极可包括在保持第一电压和第三电压的同时改变第二电压。制造液晶显示器的方法还可包括在第二电压开始改变之后增大第一电压。制造液晶显示器的方法还可包括在将光照射到液晶层之后，在没有电场的情形下将光照射到液晶层。在第一基板上形成第一电极、绝缘层和第二电极可包括在第一基板上依次形成第一透明电极层、绝缘材料层和第二透明电极层；在第二透明电极层上形成光致抗蚀剂图案；使用光致抗蚀剂图案作为掩模来蚀刻第二透明电极层；以及使用光致抗蚀剂图案作为掩模来蚀刻绝缘材料层。本发明另一示范性实施例提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括第一面板，包括第一电极；以及第二面板，面对第一面板并包括基板；设置在基板上的第二电极；绝缘层，设置在第二电极上；以及第三电极，包括狭缝并设置在绝缘层上，其中第一电极配置为接收第一电压VI，第二电极配置为接收第二电压V2，第三电极被浮置，第一电压和第二电压满足条件Vl乒V2。液晶显示器可配置为使得在操作期间，垂直电场通过第一电压和第二电压之间的
差产生。第三电极可设置在像素区域中。本发明的示范性实施例还提供具有高的透射率和对于液晶分子的配向快速响应的液晶显示器。本发明的额外特征将在以下的描述中阐述，并将部分地从该描述变得显然，或者可以通过实践本发明而习知。将理解，上述一般性描述和以下的详细描述是示范性和解释性的，旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
包括附图以提供对本发明的进一步的理解，附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。图1是布局图，示出根据本发明一示范性实施例的液晶显示器。图2是沿图1的线11-11’取得的剖视图。图3是布局图，示出图1所示的示范性实施例的精细狭缝电极(slit electrode) 0图4是剖视图，示出图3的示范性实施例的电场方向。图5是布局图，示出根据本发明另一示范性实施例的液晶显示器。图6是布局图，示出图5所示的示范性实施例中的精细狭缝电极。图7是剖视图，示出图6的示范性实施例的电场方向。图8是剖视图，示出根据本发明另一示范性实施例的液晶显示器。图9是曲线图，示出根据本发明另一示范性实施例在制造液晶显示器的方法中在电场曝光(electric field exposure)下施加的电压。图10是图9的示范性实施例的液晶显示器中的精细狭缝电极的光学显微照片。图11是曲线图，示出根据本发明另一示范性实施例在制造液晶显示器的方法中在电场曝光下施加的电压。图12是通过图11的示范性实施例制造的液晶显示器中的精细狭缝电极的光学显微照片。图13是剖视图，示出当启动通过图8所示的示范性实施例制造的液晶显示器时的电场方向。图14是剖视图，示出根据本发明另一示范性实施例在制造液晶显示器的方法中在电场曝光下的电场方向。图15是示意性剖视图，示出当启动通过图14所示的示范性实施例制造的液晶显示器时的电场方向。图16是曲线图，示出在根据本发明一示范性实施例的液晶显示器中作为施加到液晶层的电压的函数的透射率。图17是曲线图，示出在根据本发明一示范性实施例的液晶显示器中作为时间的函数的透射率。图18是光学显微照片，示出相关技术液晶显示器中的像素区域。图19是光学显微照片，示出根据本发明一示范性实施例的液晶显示器中的像素电极。图20、图21、图22、图23、图M和图25是剖视图，示出根据本发明另外的示范性实施例的液晶显示器。
具体实施例方式下面将参照附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的示范性实施例。然而， 本发明可以以多种不同的形式体现，不应解释为局限于这里阐述的实施例。而是，提供这些实施例以使本公开透彻且将把本发明的范围充分传达给本领域技术人员。在图中，为了清晰，层和区域的尺寸及相对尺寸可被夸大。图中相似的附图标记指示相似的元件。将理解，当称元件或层在另一元件或层“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、直接连接到或直接耦接到另一元件或层，或者可以存在居间元件或层。相反，当称元件“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接耦接至IJ”另一元件或层时，没有居间元件或层存在。此外，图中为了清晰可夸大层和区域的厚度。图1是布局图，示出根据本发明一示范性实施例的液晶显示器。图2是沿图1的线11-11’取得的剖视图。参照图1和图2，根据示范性实施例的液晶显示器包括彼此相对的下面板100和上面板200 ；液晶层3，设置在显示面板100和200之间；以及一对偏振器(未示出)，贴附到显示面板100和200的外侧。上面板200具有在透明且绝缘的上基板210上的遮光构件220，上基板210为第一基板。遮光构件220也称为黑矩阵，它防止下显示面板100上的像素电极191之间的光泄露。将在下面描述下显示面板100。遮光构件220具有多个开口，该多个开口具有与像素电极191的形状基本相同的形状并布置得与像素电极191相对。然而，遮光构件220可包括与栅极线121和数据线171对应的部分以及与薄膜晶体管对应的部分。还有多个滤色器230在基板210上。大部分滤色器230在被遮光构件220围绕的区域中并可沿像素电极191的列纵向延伸。滤色器230可着色为诸如红、绿和蓝的基色之一。然而，滤色器230不限于红、绿和蓝三基色，也可具有基于青色的颜色、基于品红色的颜色、基于黄色的颜色和基于白色的颜色中的一种。遮光构件220和滤色器230中的至少一个可形成在下基板110上。外涂层250可布置在滤色器230和遮光构件220上。外涂层250可由绝缘材料制成并可防止滤色器230暴露且提供平坦表面。外涂层250可被省略。公共电极270可布置在外涂层250上。公共电极270可形成为像素区域中的板。 当形成为板时，公共电极可为非裂开的完整板。绝缘层280可设置在公共电极270上。绝缘层280可具有小于或等于3. 5 μ m的厚度并可具有从约1. 5至约8. 5的介电常数。精细狭缝电极300设置在绝缘层280上，精细狭缝电极300包括横向主干320、纵向主干330和精细分支340。精细狭缝电极300可与公共电极270电连接或可被浮置。将在下面详细描述精细狭缝电极300。接下来描述下面板100。多条栅极线121设置在绝缘的下基板110上，下基板110对应于第二基板。栅极线121可横向地延伸，传输栅极信号。栅极线121包括向上突出的栅电极IM和用于与另一层或栅驱动器(未示出)连接的宽端部129。栅驱动器(未示出)可设置在下基板110 上，栅极线121可延伸以连接到栅驱动器。由绝缘材料诸如硅氮化物制成的栅极绝缘层140设置在栅极线121上。多个半导体层151可由氢化非晶硅或多晶硅制成并设置在栅极绝缘层140上。半导体层151可纵向延伸并包括由于栅电极124的高度而突出的多个凸起部154。多个欧姆接触条161和欧姆接触岛165设置在半导体层151的凸起巧4上。欧姆接触条161具有多个突出部163，突出部163和欧姆接触岛165成对地布置在半导体层151 的凸起部巧4上。包括多条数据线171和多个漏电极175的数据导体171和175设置在欧姆接触 161和165以及栅极绝缘层140上。数据线171传输数据信号并可纵向延伸以与栅极线121交叉。栅极线121和数据线171通过栅极绝缘层140彼此绝缘。每条数据线171包括朝向栅电极124以U形延伸的多个源电极173以及具有大区域的用于与另一层或数据驱动器(未示出)连接的宽端部 179。漏电极175与数据线171和源电极173分隔开，并在源电极173的U形的中间向上延伸。数据导体171和175、半导体层151和154以及数据导体下的欧姆接触161、163和 165可使用一个掩模同时形成。钝化层180在数据导体171和175以及暴露的半导体层巧4上。钝化层180可由无机绝缘材料诸如硅氮化物和硅氧化物制成，或者钝化层180可由有机绝缘材料制成并可获得平坦表面。当由有机绝缘材料制成时，钝化层180可具有光敏性并可具有小于或约5.0 的介电常数。钝化层180还可具有上有机层和下无机层的双层结构以保护半导体层154的暴露部分免于被损坏并同时维持高度电绝缘，高度电绝缘是绝缘有机材料的特性。暴露漏电极175的接触孔185形成在钝化层180中。多个像素电极191以及多个接触辅助物81和82设置在钝化层180上并可由透明导电材料诸如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)或者反射性金属诸如铝、银、铬或它们的合金制成。像素电极191可对于每个单位像素区域形成为板。配向层11和21分别设置在下面板100和上面板200的内侧上，并可以是垂直模式类型的配向层。偏振器(未示出)可设置在下面板100和上面板200的外侧上，并可使它们的偏振轴彼此正交，偏振器的偏振轴之一平行于栅极线121。如果显示器是反射型液晶显示器的话，偏振器之一可省略。液晶层3插设在下面板100和上面板200之间，并包括具有负介电各向异性的液晶分子310。液晶层3中的液晶分子310可具有预倾斜，使得长轴基本平行于精细狭缝电极300的精细分支340的纵向方向，并可在不施加电场时配向为垂直于显示面板100和200 的表面。此外，液晶层3还包括含有至少一活性液晶元(reactive mesogen)的子配向物质 50，从而液晶分子310可具有预倾斜使得长轴通过子配向物质50而基本平行于精细狭缝电极300的精细分支340的纵向方向。在本发明另一示范性实施例中，子配向物质50可包括在配向层11和21中而不是在液晶层3内。在此情形下，配向层11和21的组成化合物可包括主链和侧链使得子配向物质50可与侧链连接且可具有负介电各向异性。作为另一示范性实施例，子配向物质50 可包括在液晶层3以及配向层11和21两者中。具有负介电各向异性并与配向层11和21的侧链连接的子配向物质50可具有下面的化学式1所示的结构。具有负介电各向异性的子配向物质50可比具有中性介电各向异性的子配向物质50更容易地被电场配向。这是因为与可与配向层11和21的侧链连接的子配向物质50相比，具有中性介电各向异性的子配向物质50在电场存在时具有非常少白勺内(internal energy permutation)
\ A/
V, - ν,---,--.: .: > C,..化学式 1下面参照图3描述精细狭缝电极300。图3是布局图，示出图1所示的示范性实施例的精细狭缝电极300。参照图3，精细狭缝电极300的形状是四边形，并包括由横向主干320和与横向主干320交叉的纵向主干330构成的十字主干(cross stem)。此外，四个子区域由横向主干 320和纵向主干330定义，每个子区域包括多个精细分支340。精细狭缝电极300的一些精细分支340从横向主干320或纵向主干330以一角度向左上侧延伸，另一些精细分支340从横向主干320或纵向主干330以一角度向右上侧延伸。此外，一些精细分支340从横向主干320或纵向主干330以一角度向左下侧延伸，另一些精细分支340从横向主干320或纵向主干330以一角度向右下侧延伸。两个相邻子区域的精细分支340可彼此垂直。此外，两个相邻子区域的精细分支340可以不垂直，而是可关于彼此形成钝角或锐角，相邻子区域之间的角度的分布可以不是恒定的。尽管未示出，但是精细分支340的宽度可以远离或朝向纵向和横向主干330和320逐渐增大。图4是剖视图，示出图3所示的示范性实施例的由“A”指示的部分内的电场方向。参照图4，当电压施加到精细狭缝电极300和像素电极191时，产生边缘场。在电场内，液晶分子310朝向像素区域的外部配向，也就是在图3和图4中的箭头Dl所示的方向上。具体地，因为仅强的边缘场存在于与精细狭缝电极300的精细分支340之间的非电极对应的区域处，所以液晶分子310排列在预定方向上。全部液晶分子的最终域方向(domain direction)由借助于精细分支340建立的垂直电场配向在预定方向上的液晶分子310间的内部能量确定。下面参照图5、图6和图7描述根据本发明另一示范性实施例的液晶显示器。图5 是布局图，示出根据本发明另一示范性实施例的液晶显示器。图6是布局图，示出图5所示的示范性实施例的精细狭缝电极。
参照图5和图6，根据示范性实施例的液晶显示器具有与图2所示的示范性实施例的液晶显示器的结构类似的结构。对相似部件的描述可不被重复。根据该示范性实施例的液晶显示器具有与根据图1和图2所示的示范性实施例的液晶显示器不同的精细狭缝电极结构。根据该示范性实施例的液晶显示器包括十字开口， 该十字开口由横向开口 420和与横向开口 420交叉的纵向开口 430构成。此外，四个子区域由横向开口 420和纵向开口 430定义，每个子区域包括多个精细分支440。从十字开口延伸的多个精细开口图案形成在精细分支440之间。在示范性实施例中，精细狭缝电极400包括连接精细分支440的四边形边缘图案450。也就是说，边缘图案450在每个精细分支440 的一端处连接精细分支440。根据图1和图2所示的示范性实施例的液晶显示器的许多特性可应用到根据图5 和图6所示的示范性实施例的液晶显示器。图7是剖视图，示出图6所示的示范性实施例的电场方向。具体地，图7示出由图 6中的“A”指示的部分处的电场方向。参照图7，当电压施加到精细狭缝电极400和像素电极191时，产生边缘场，使得液晶分子310将它们的长轴朝向像素区域的内部配向(如图6和图7中的箭头D2所示)。具体地，因为仅强的边缘场存在于精细狭缝电极400的非电极部分的区域与精细分支440之间的界面处，所以液晶分子310排列，也就是配向，在预定方向上。子区域中全体液晶分子的最终域方向由借助于像素电极191和精细分支440建立的垂直电场配向在预定方向上的液晶分子310间的内部能量的扰动(perturbation)的强度来确定。下面参照图1、图2和图8描述根据本发明另一示范性实施例的制造液晶显示器的方法。图8是剖视图，示出根据本发明另一示范性实施例的液晶显示器。参照图1和图2，首先描述第一显示面板100和第二显示面板200的制造。上面板200可如下制造。遮光构件220和滤色器230形成在第一基板210上，然后外涂层250形成在其上。 公共电极270形成在外涂层250上，然后绝缘层280形成在其上。精细狭缝电极300形成在绝缘层280上，精细狭缝电极300包括横向主干320、纵向主干330和精细分支340。随后，配向层21形成在精细狭缝电极300上。下面板100可如下制造。包括栅电极124的栅极线121、栅极绝缘层140、半导体层151和154、包括源电极 173的数据线171、漏电极175以及钝化层180通过设置和图案化多个薄层而形成在第二基板110上。像素电极191通过在钝化层180上设置并图案化由ITO或IZO制成的导电层而形成。接着，配向层11设置在像素电极191上。之后，已经如上所述地制造的下面板100和上面板200被耦合，液晶层3通过将液晶分子310和子配向物质50的混合物注入在下面板100与上面板200之间而形成。备选地，液晶层3可通过将液晶分子310和子配向物质50的混合物施加在下面板100或上面板 200上而形成。尽管在示范性实施例中子配向物质50可包含在液晶层3中，但是作为另一示范性实施例，子配向物质50可包含在配向层11和12中而不是在液晶层3中。之后，参照图8，电压施加到像素电极191和精细狭缝电极300。第一电压Vl可施加到公共电极270 ；第二电压V2可施加到精细狭缝电极300，第三电压V3可施加到像素电极191。第二电压V2和第三电压V3可以不同，但在某些条件下这些电压可以相同。通常，电压可施加到电极191、270和300，使得第一电压VI、第二电压V2和第三电压V3满足以下的条件(1)。V2-V3 ^ V1-V3(1)也就是说，当第二电压V2和第三电压V3之间的差的幅度大于第一电压Vl与第三电压V3的差的幅度时，产生边缘场E。接着，在图8的边缘场E产生时，光照射到根据示范性实施例的液晶显示器。因而， 液晶分子310可被提供有预倾斜。在另一示范性实施方式中，制造液晶显示器的该方法还可包括在产生边缘场E的同时照射光到液晶层之后，在没有电场存在于所述液晶层中的情形下照射光到所述液晶层，从而液晶分子310可被提供有预倾斜。图9是曲线图，示出在根据本发明另一示范性实施例的制造液晶显示器的方法中在电场曝光下施加的电压。图10是图9的示范性实施例的液晶显示器中的精细狭缝电极的光学显微照片。参照图9，当存在电场并照射光时，第二电压V2逐渐增大而第一电压Vl和第三电压V3保持不变，从而可以不通过上基板210与下基板110之间的边缘场产生纹理。以此方式，可以控制液晶方向。图11是曲线图，示出根据另一示范性实施例的制造液晶显示器的方法中在电场曝光下施加的电压。图12是通过图11的示范性实施例制造的液晶显示器中的精细狭缝电极的光学显微照片。参照图11，通过在预定时间之后额外增大第一电压VI，液晶分子的预倾斜的均勻控制可以建立在部分精细狭缝电极处。这可以如参照图9所示的示范性实施例描述的那样在电场曝光下施加电压的方法中实现。图11示出第一电压Vl增大(以阶梯函数方式) 的时点发生在第二电压V2变得恒定时，这是本发明一示范性实施例。在另一示范性实施例中。第一电压Vl增大的时点可早于或晚于第二电压V2变得恒定的时点。比较图10和图12，在精细狭缝电极的非电极处产生的暗部分(例如暗条纹)在通过图11所示的示范性实施例制造的液晶显示器中比在通过图9所示的示范性实施例制造的液晶显示器减少地更多。图13是剖视图，示出当启动通过图8所示的示范性实施例制造的液晶显示器时的电场方向。根据示范性实施例的液晶显示器可以在以下的条件(2)、(3)和⑷之一下操作。Vl Φ V3(精细狭缝电极被浮置)O)Vl = V2 ^ V3(3)Vl ^ V2 ^ V3(4)在示范性实施例中，液晶分子可以通过以上条件O)、(3)和(4)中的任一个的垂直电场配向在公共电极270与像素电极191之间。也就是说，如图13所示，垂直电场E产生在公共电极270与像素电极191之间。因此，当液晶显示器操作时液晶分子通常仅被垂直电场配向，因此可以最小化由于水平分量引起的透射率降低并可以实现高速响应。下面参照图14和图15描述根据本发明另一示范性实施例的制造液晶显示器的方法。图14是剖视图，示出在根据本发明另一示范性实施例的制造液晶显示器的方法中在电场曝光下的电场方向。图15是剖视图，示出当启动通过图14所示的示范性实施例制造的液晶显示器时的电场方向。参照图14和图15，不同于根据图8和图13所示的示范性实施例的液晶显示器，精细狭缝电极300形成在其中具有像素电极191和绝缘层观0的显示面板中。参照图14，电压施加到公共电极270和精细狭缝电极300以用于电场曝光。第一电压Vl施加到公共电极270 ；第二电压V2施加到精细狭缝电极300，第三电压施加到像素电极191。当第一电压Vl和第二电压V2不同时，电场建立在公共电极270与精细狭缝电极 300之间。具体地，电压施加到电极191、270和300，使得第一电压Vl、第二电压V2和第三电压V3满足下面的条件(5)。V2-V1 ^ V3-V1(5)也就是说，当第二电压V2与第一电压Vl之间的差的幅度大于第三电压V3与第一电压Vl之间的差的幅度时，产生边缘场E。接着，在产生图14的边缘场时照射光(如箭头1所示)到根据示范性实施例的液晶显示器。因而，液晶分子310可被预倾斜。根据图8所示的示范性实施例的制造液晶显示器的方法的许多特征可应用到图 14所示的示范性实施例。参照图15，通过图14所示的示范性实施例制造的液晶显示器可在以下条件(6)、 (7)和(8)中任一个下操作。Vl Φ V3(精细狭缝电极被浮置)(6)V2 = V3 ^ Vl(7)Vl ^ V2 ^ V3(8)在示范性实施例中，通过满足条件(6)、(7)和(8)中任意一个时施加垂直电场E， 液晶分子可在公共电极270和像素电极191之间在它们的位置移动(例如旋转)。也就是说，如图15所示，垂直电场E产生在公共电极270与像素电极191之间。因此，当液晶显示器操作时液晶分子可由于垂直电场而移动，从而可以减小由于水平分量引起的透射率降低，并且显示器可以表现出高速响应。图16是曲线图，示出在根据本发明一示范性实施例的液晶显示器中，作为施加到液晶层的电压的函数的透射率。图17是曲线图，示出根据本发明一示范性实施例的液晶显示器中作为时间的函数的透射率。施加到液晶层的电压由施加到公共电极的电压与图16 中的数据施加电压之间的差给出。图16和图17还包括比较例的透射率值。图16和图17的比较例的液晶显示器具有精细狭缝电极和相应的公共电极，电压施加到精细狭缝电极和公共电极时电场曝光，操作时电压施加到精细狭缝电极和公共电极。然而，本发明的示范性实施例仅在用于使液晶分子预倾斜的电场曝光期间使用精细狭缝电极，在操作中使用没有图案的公共电极和像素电极，使得液晶分子仅被垂直电场移动。因此，如图16所示，与比较例相比，在示范性实施例中没有透光率由于水平分量引起的减小，也就是说，与增大场强度的比较例相比，在示范性实施例中提高了光透射率。此外，在比较例中，精细分支的侧边使电场变形，使得产生电场的垂直于精细分支的侧边的水平分量，液晶分子的倾斜方向由电场的水平分量确定。因此，液晶分子起初趋于垂直于精细分支的侧边倾斜(步骤1)。然而，因为电场的水平分量由于相邻精细分支而是相反的且精细分支之间的间隙小，所以趋于配向在相反方向上的液晶分子开始平行于精细分支的纵向方向倾斜(步骤幻。也就是说，在比较例中液晶分子根据步骤1和步骤2移动， 而在本发明的示范性实施例中液晶分子仅通过垂直电场移动，而不受根据精细狭缝电极的边缘场影响。因此，如图17所示，在一些情形下，示范性实施例具有比比较例更快的响应时间， 使得根据示范性实施例制作的显示器可具有更快的响应时间。图18是光学显微照片，示出相关技术液晶显示器中的像素区域。图19是光学显微照片，示出根据本发明一示范性实施例的液晶显示器中的像素区域。具体地，图18示出参照图16和图17描述的比较例的像素区域，图19示出参照图16和图17描述的示范性实施例的像素区域。参照图18可以看出，在比较例中，由于电场的边缘场的水平分量，暗部分产生在与精细分支之间的非电极对应的区域中。相反，参照图19，在示范性实施例中，没有由于电场的水平分量引起的透射率降低，因为液晶分子仅通过垂直电场移动，使得大部分暗部不发生在精细分支之间的非电极区域中。图20、图21、图22、图23、图M和图25是剖视图，示出根据本发明其它示范性实施例的液晶显示器。具体地，图20、图21、图22、图23、图M和图25示出形成用于电场曝光的精细狭缝电极和用于操作的公共电极周围的短接点(short point)的方法。参照图20，公共电极270、绝缘层280和透明导电层300p形成在基板210上。公共电极270可以由ITO制成。光致抗蚀剂ra设置在透明导电层300p上。参照图21、图22和图23，狭缝掩模(掩模)设置在光致抗蚀剂I3R上且光照射到该结构。之后，可以去除光致抗蚀剂I3R的已经暴露到所照射的光的区域，透明导电层300p 的暴露部分可通过例如湿法蚀刻被去除。参照图M，绝缘层观0的一部分通过例如干法蚀刻被去除，光致抗蚀剂PR可在干法蚀刻期间保持。最后，参照图25，去除光致抗蚀剂冊。在此工艺中，形成精细狭缝图案MS中的精细狭缝电极300，并形成短接点SP。短接点SP是可形成用于施加电压到公共电极270或精细狭缝电极300的图案的部分。用于每个步骤的制造成本和时间可通过使用一个掩模而减少。精细图案如“精细狭缝”、“精细开口 ”、“精细分支”可解释为开口具有与分支的宽度相近的宽度，且狭缝、开口和分支中的每个具有小于5μπι的宽度。在以上示范性实施例中描述了“精细狭缝”、“精细开口”和“精细分支”等。然而， 本领域技术人员将理解，这些元件“狭缝”、“开口”和“分支”等并不受术语“精细”的限制， 其他“狭缝”、“开口”和“分支”等亦可应用于本发明。将对本领域技术人员明显的是，可在本发明中做出各种修改和变化而不背离本发CN 102466926 A说明书11/11 页明的精神或范围。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改和变化，只要它们落在所附权利要求书及其等同物的范围内。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括第一基板；第二基板，面对所述第一基板；液晶层，包括液晶分子并插设在所述第一基板与所述第二基板之间； 第一电极，设置在所述第一基板上； 绝缘层，设置在所述第一电极上； 第二电极，设置在所述绝缘层上； 第三电极，设置在所述第二基板上；以及配向层，设置在所述第二电极和所述第三电极中的至少一个上， 其中所述第二电极包括精细狭缝结构，所述液晶层和所述配向层中的至少一个包括子配向物质。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，还包括 栅极线，设置在所述第二基板上；数据线，与所述栅极线交叉并设置在所述第二基板上；以及薄膜晶体管，连接到所述栅极线和所述数据线， 其中所述薄膜晶体管连接到所述第三电极。
3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述第一电极和所述第三电极是板。
4.如权利要求3所述的液晶显示器，其中所述第一电极配置来接收第一电压，所述第二电极配置来接收第二电压，所述第三电极配置来接收第三电压，所述第二电压和所述第三电压彼此不同，所述液晶层和所述配向层中的至少一个暴露到来自光源的照射。
5.如权利要求4所述的液晶显示器，其中配置所述液晶显示器使得在操作期间，通过所述第一电压和所述第三电压之间的差产生垂直电场。
6.如权利要求5所述的液晶显示器，其中配置所述液晶显示器使得在操作期间，所述第二电极被浮置，所述第一电压和所述第三电压彼此不同。
7.如权利要求5所述的液晶显示器，其中配置所述液晶显示器使得在操作期间，所述第一电压和所述第二电压相同，所述第一电压和所述第二电压两者都不同于所述第三电压。
8.如权利要求5所述的液晶显示器，其中配置所述液晶显示器使得在操作期间，所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压彼此不同。
9.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第一电极和所述第三电极是板。
10.如权利要求9所述的液晶显示器，其中所述第一电极配置来接收第一电压，所述第二电极配置来接收第二电压，所述第三电极配置来接收第三电压，所述第二电压和所述第三电压彼此不同，所述液晶层和所述配向层中的至少一个暴露到来自光源的照射。
11.如权利要求10所述的液晶显示器，其中配置所述液晶显示器使得在操作期间，通过所述第一电压和所述第三电压之间的差产生垂直电场。
12.如权利要求11所述的液晶显示器，其中配置所述液晶显示器使得在操作期间，所述第二电极被浮置，所述第一电压和所述第三电压彼此不同。
13.如权利要求11所述的液晶显示器，其中配置所述液晶显示器使得在操作期间，所述第一电压和所述第二电压相同，所述第一电压和所述第二电压两者都不同于所述第三电压。
14.如权利要求11所述的液晶显示器，其中配置所述液晶显示器使得在操作期间，所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压彼此不同。
15.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述绝缘层的厚度小于或等于3.5μπι。
16.如权利要求15所述的液晶显示器，其中所述绝缘层的介电常数在从1.5到8. 5的范围。
17.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第二电极包括 十字主干，包括横向主干以及与所述横向主干交叉的纵向主干；以及多个精细分支，从所述十字主干延伸。
18.如权利要求17所述的液晶显示器，其中所述第二电极包括多个区域，该多个区域对应于从所述十字主干沿不同方向延伸的精细分支的组。
19.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第二电极包括 十字开口，包括横向开口和纵向开口 ；以及多个精细开口图案，从所述十字开口延伸。
20.如权利要求19所述的液晶显示器，其中所述第二电极还包括 精细分支，设置在所述精细开口图案之间；以及边缘图案，连接所述精细分支的端部。
21.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述配向层包括所述子配向物质，所述子配向物质具有负介电各向异性。
22.如权利要求21所述的液晶显示器，其中所述配向层包括主链和连接到所述主链的侧链，所述子配向物质连接到所述侧链。
23.一种制造液晶显示器的方法，该方法包括 在第一基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成第二电极；在面对所述第一基板的第二基板上形成第三电极；在所述第二电极和所述第三电极中的至少一个上形成配向层；将所述第一基板与所述第二基板组装；在所述第一基板与所述第二基板之间设置液晶层；施加不同的电压到所述第二电极和所述第三电极；以及在施加所述不同的电压到所述第二电极和所述第三电极的同时照射光到所述液晶层， 其中所述第二电极包括精细狭缝结构，所述液晶层和所述配向层中的至少一个包括子配向物质。
24.如权利要求23所述的方法，还包括 在所述第二基板上形成栅极线；形成与所述栅极线交叉且设置在所述第二基板上的数据线；以及形成连接到所述栅极线和所述数据线的薄膜晶体管， 其中所述薄膜晶体管连接到所述第三电极。
25.如权利要求M所述的方法，还包括施加第一电压Vl到所述第一电极， 其中施加不同的电压到所述第二电极和所述第三电极包括 施加第二电压V2到所述第二电极；以及施加第三电压V3到所述第三电极，其中所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压满足条件|V2-V3| ^ |V1-V3|。
26.如权利要求25所述的方法，其中施加不同的电压到所述第二电极和所述第三电极包括在保持所述第一电压和所述第三电压的同时改变所述第二电压。
27.如权利要求沈所述的方法，还包括在所述第二电压开始改变之后增大所述第一电压。
28.如权利要求23所述的方法，还包括在照射光到所述液晶层且同时施加所述不同的电压到所述第二电极和所述第三电极之后，在没有电场存在于所述液晶层中时照射光到所述液晶层。
29.如权利要求23所述的方法，其中在所述第一基板上形成所述第一电极、所述绝缘层和所述第二电极包括在所述第一基板上依次形成第一透明电极层、绝缘层和第二透明电极层； 在所述第二透明电极层上形成光致抗蚀剂图案； 使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模，蚀刻所述第二透明电极层；以及使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模，蚀刻所述绝缘层。
30.如权利要求23所述的方法，还包括 施加第一电压Vl到所述第一电极，其中施加不同的电压到所述第二电极和所述第三电极包括 施加第二电压V2到所述第二电极；以及施加第三电压V3到所述第三电极，其中所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压满足条件|V2-V3| ^ |V1-V3|。
31.如权利要求30所述的方法，其中施加不同的电压到所述第二电极和所述第三电极包括在保持所述第一电压和所述第三电压的同时改变所述第二电压。
32.如权利要求31所述的方法，还包括在所述第二电压开始改变之后增大所述第一电压。
33.一种液晶显示器，包括 第一面板，包括第一电极；以及第二面板，面对所述第一面板且包括 基板；设置在所述基板上的第二电极； 绝缘层，设置在所述第二电极上；以及第三电极，包括狭缝并设置在所述绝缘层上， 其中所述第一电极配置来接收第一电压VI， 所述第二电极配置来接收第二电压V2， 所述第三电极被浮置，且所述第一电压和所述第二电压满足条件Vl Φ V2。
34.如权利要求33所述的液晶显示器，其中配置所述液晶显示器使得在操作期间，通过所述第一电压和所述第二电压之间的差产生垂直电场。
35.如权利要求33所述的液晶显示器，其中所述第三电极设置在像素区域中。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示器及其制造方法。该液晶显示器可包括第一基板；第二基板，面对第一基板；液晶层，包括插设在第一基板与第二基板之间的液晶分子；第一电极，设置在第一基板上；绝缘层，设置在第一电极上；第二电极，设置在绝缘层上；第三电极，设置在第二基板上；以及配向层，设置在第二电极和第三电极中的至少一个上。第二电极包括精细狭缝结构，液晶层和配向层中的至少一个包括子配向物质。
文档编号G02F1/1343GK102466926SQ20111012985
公开日2012年5月23日 申请日期2011年5月19日 优先权日2010年11月11日
发明者廉周锡, 李熙焕, 李角锡, 申旗澈, 郑然鹤 申请人:三星电子株式会社