显示装置及其制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种能够防止取向层在微腔中结块的显示装置和制造该显示装置的方法。显示装置包括：基板；薄膜晶体管，形成在基板上；像素电极，连接到薄膜晶体管；顶盖层，形成在像素电极上；多个微腔，置于像素电极和顶盖层之间；注入孔，形成在顶盖层中，注入孔被构造成暴露多个微腔的至少一部分；第一谷，在多个微腔之间在一个方向上延伸；取向层，形成在像素电极上、顶盖层下和第一谷中；液晶层，填充在多个微腔中；以及包封层，形成在顶盖层上，包封层被构造成覆盖注入孔并且密封微腔。
【专利说明】
显示装置及其制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种能够防止取向层在微腔中结块(lumped)的显示装置和一种制造该显示装置的方法。
【背景技术】
[0002]液晶显示器作为目前使用的更常用类型的平板显示器中的一种，通常包括两片显示面板和插入显示面板之间的液晶层，显示面板上形成有场发生电极(诸如像素电极和共电极)。液晶显示器通过向场发生电极施加电压在液晶层中产生电场，并且通过所产生的电场确定液晶层的液晶分子的方向，从而控制入射光的偏振以显示图像。
[0003]构造液晶显示器的这两片显示面板可以包括薄膜晶体管阵列面板和相对的显示面板。在薄膜晶体管阵列面板上，被构造成传输栅极信号的栅极线和被构造成传输数据信号的数据线被形成为彼此相交，并且可以形成与栅极线和数据线连接的薄膜晶体管、与薄膜晶体管连接的像素电极等。在相对的显示面板上，可以形成阻光构件、滤色器、共电极等。在一些情况下，阻光构件、滤色器和共电极可以形成在薄膜晶体管阵列面板上。
[0004]这个背景部分中公开的以上信息只是为了增强对本发明的背景的理解，因此它可以包含不形成本领域普通技术人员在本国已知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0005]实施例致力于提供通过使用单个基板制造显示装置能够减轻重量、减小厚度、降低成本且缩短工艺时间的显示装置和制造该显示装置的方法。
[0006]另外，实施例提供了能够防止取向层在微腔中结块的显示装置和制造该显示装置的方法。
[0007]—个实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括:基板；薄膜晶体管，形成在基板上；像素电极，连接到薄膜晶体管；顶盖层，形成在像素电极上；多个微腔，置于像素电极和顶盖层之间；注入孔，形成在顶盖层中，注入孔被构造成暴露多个微腔的至少一部分；第一谷，在多个微腔之间在一个方向上延伸；取向层，形成在像素电极上、顶盖层下和第一谷中；液晶层，填充在多个微腔中；以及包封层，形成在顶盖层上，包封层被构造成覆盖注入孔并且密封多个微腔。
[0008]多个微腔可以设置成矩阵形式，并且第一谷可以在多个微腔之间在行方向上延伸，并且可以包括奇数行的第一奇数谷和偶数行的第一偶数谷。
[0009]取向层可以形成在第一奇数谷和第一偶数谷中的一个中，并且可以不形成在另一个中。
[0010]取向层设置在第一谷中的部分的厚度可以大于取向层设置在像素电极上的部分的厚度。
[0011]取向层设置在第一谷中的部分的厚度可以大于取向层设置在顶盖层下面的部分的厚度。
[0012]取向层可以形成在第一奇数谷和第一偶数谷中。
[0013]取向层设置在第一奇数谷中的部分的厚度可以大于取向层设置在第一偶数谷中的部分的厚度。
[0014]取向层设置在第一奇数谷中的部分的厚度可以大于取向层设置在像素电极上的部分的厚度。
[0015]取向层设置在像素电极上的部分的厚度可以大于取向层设置在第一偶数谷中的部分的厚度。
[0016]第一谷的表面可以具有疏水性，并且像素电极上的表面和顶盖层下面的表面可以具有未水性。
[0017]另一个实施例提供了一种制造显示装置的方法，所述方法包括:在基板上形成薄膜晶体管；形成与薄膜晶体管连接的像素电极；在像素电极上形成牺牲层；在牺牲层上形成顶盖层；通过将顶盖层图案化，形成注入孔，使得牺牲层的部分被暴露；通过去除牺牲层，在像素电极和顶盖层之间形成多个微腔，并且在多个微腔之间形成在一个方向上延伸的第一谷；通过注入孔注入取向剂，从而在像素电极上、顶盖层下面和第一谷中形成取向层；通过注入孔注入液晶材料，从而在多个微腔中形成液晶层；以及通过在顶盖层上形成包封层以覆盖注入孔来密封多个微腔。
[0018]多个微腔可以设置成矩阵形式，并且第一谷可以在多个微腔之间在行方向上延伸，并且可以包括奇数行的第一奇数谷和偶数行的第一偶数谷。
[0019]所述方法还可以包括对第一谷的表面执行疏水性处理。
[0020]对第一谷的表面执行疏水性处理的步骤包括在基板上沉积疏水性材料或者使用包括氟的气体进行蚀刻中的至少一种。
[0021]对第一谷的表面执行疏水性处理的步骤包括具有高各向异性的状况。
[0022]所述方法还可以包括对像素电极的上表面和顶盖层的下表面执行亲水性处理。
[0023]对像素电极的上表面和顶盖层的下表面执行亲水性处理的步骤可以包括具有高各向同性的状况。
[0024]取向剂可以只被供应到第一奇数谷和第一偶数谷中的一个。
[0025]取向剂可以包括取向材料和溶剂，取向材料包括固体物质，其中，溶剂可以蒸发并且取向材料可以保留在像素电极上、顶盖层下面和第一谷中，从而形成取向层。
[0026]取向层可以形成在第一奇数谷和第一偶数谷中的一个中，取向层设置在第一谷中的部分的厚度可以大于取向层设置在像素电极上的部分的厚度。
[0027]所述显示装置和制造所述显示装置的方法可以通过使用单个基板制造显示装置来减轻重量、减小厚度、降低成本并且缩短工艺时间。
[0028]另外，取向层形成在奇数行的第一谷和偶数行的第一谷中的一个中，或者奇数行的第一谷中的取向层和偶数行的第一谷中的取向层被形成为彼此不对称，从而防止取向层在微腔中结块。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是示出根据实施例的显示装置的顶部平面图。
[0030]图2是示出根据实施例的显示装置的一个像素的顶部平面图。
[0031]图3是沿图1中的线II1-1II截取的剖视图，用于示出根据实施例的显示装置的一部分。
[0032]图4是沿图1中的线IV-1V截取的剖视图，用于示出根据实施例的显示装置的一部分。
[0033]图5至图10是示出根据实施例的制造显示装置的方法的工艺剖视图。
[0034]图11至图21是示出根据实施例的制造显示装置的方法中的形成取向层的工艺的工艺剖视图。
【具体实施方式】
[0035]下文中，将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的某些实施例。如本领域的技术人员将认识到的，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，所描述的实施例可以按各种方式修改。
[0036]在附图中，为了清晰起见，可以夸大层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的参考标号通常表示相同的元件。将理解的是，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为“在”另一个元件“上”时，它可以直接在另一个元件上或者还可存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一个元件“上”时，不存在中间元件。
[0037]在现有技术的液晶显示器中，因为实质上使用的是两个基板并且各个构成元件形成在这两个基板上，所以问题在于显示装置重且厚，制造成本高并且需要长时间段的加工时间。
[0038]将参照附图示意性描述根据实施例的显示装置。
[0039]图1是示出根据实施例的显示装置的顶部平面图，并且为了方便起见，在图1中仅示出构成元件的一部分。
[0040]图1中的显示装置包括由诸如(例如)玻璃或塑料的材料制成的基板110和形成在基板I1上的顶盖层360。
[0041]基板110包括多个像素区PX。多个像素区PX设置成包括多个像素行和多个像素列的矩阵形式。像素区PX中的每个可以包括第一子像素区PXa和第二子像素区PXb。第一子像素区PXa和第二子像素区PXb可以相互叠置地设置。
[0042]第一谷Vl沿像素行方向位于第一子像素区PXa和第二子像素区PXb之间，并且第二谷V2位于多个像素列之间。第一谷Vl包括奇数行的第一谷Vlo和偶数行的第一谷Vie。
[0043]顶盖层360沿像素行方向形成。通过去除第一谷Vl中的顶盖层360形成注入孔307，使得位于顶盖层360下面的构成元件可以暴露于外部。
[0044]顶盖层360中的每个形成在相邻的第一谷Vlo和第一谷Vle之间，以与基板110分隔开，从而形成微腔305。微腔可以设置成矩阵形式。另外，顶盖层360中的每个形成在第二谷V2中以附接到基板110，使得微腔305的两侧被覆盖。
[0045]根据一个实施例的显示装置的上述结构只是示例，并且各种变形是可能的。例如，像素区PX、第一谷Vl和第二谷V2的设置形式可以改变，多个顶盖层360还可以在第一谷Vl中相互连接，并且顶盖层360的一部分可以形成在第二谷V2中以与基板110分隔开，使得相邻的微腔305可以彼此连接。
[0046]接下来，将参照图1至图4描述根据实施例的显示装置的一个像素。
[0047]图2是示出根据实施例的显示装置的一个像素的顶部平面图，图3是沿图1中的线II1-1II截取的剖视图，用于示出根据实施例的显示装置的一部分，图4是沿图1中的线IV-1V截取的剖视图，用于示出根据实施例的显示装置的一部分。
[0048]参照图1至图4，在基板110上形成包括多条栅极线121、多条降阶梯栅极线(step-down gate line) 123和多条存储电极线131的多个栅极导体。
[0049]栅极线121和降阶梯栅极线123主要在水平方向上延伸并且传输栅极信号。栅极导体还包括从栅极线121向上和向下突出的第一栅电极124h和第二栅电极1241，并且还包括从降阶梯栅极线123向上突出的第三栅电极124c。第一栅电极124h和第二栅电极1241彼此连接以形成单个突出部分。第一栅电极124h、第二栅电极1241和第三栅电极124c突出的形状可以改变。
[0050]存储电极线131也主要在水平方向上延伸并且传输诸如共电压Vcom的预定电压。存储电极线131包括:存储电极129，向上和向下突出；一对垂直部分134，向下延伸且基本上垂直于栅极线121 ;以及水平部分127，将这对垂直部分134的端部彼此连接。水平部分127包括向下扩大的电容器电极137。
[0051]在栅极导体121、123、124h、1241、124c和131上形成栅极绝缘层140。栅极绝缘层140可以由诸如(例如)氮化硅(SiNx)和氧化硅(S1x)的无机绝缘材料制成。另外，栅极绝缘层140可以形成为单层或多层。
[0052]在栅极绝缘层140上形成第一半导体154h、第二半导体1541和第三半导体154c。第一半导体154h可以设置在第一栅电极124h上，第二半导体1541可以设置在第二栅电极1241上,第三半导体154c可以设置在第三栅电极124c上。第一半导体154h和第二半导体1541可以彼此连接，第二半导体1541和第三半导体154c也可以彼此连接。另外，第一半导体154h可以被形成为延伸到数据线171的下侧。第一半导体154h、第二半导体1541和第三半导体154c可以由例如非晶硅、多晶硅或金属氧化物等形成。
[0053]在第一半导体l54h、第二半导体1541和第三半导体154c中的每个上可以进一步形成欧姆接触件(未示出)。欧姆接触件可以由诸如(例如)被高浓度掺杂硅化物或η型杂质的η+氢化非晶硅的材料制成。
[0054]在第一半导体154h、第二半导体1541和第三半导体154c上形成包括数据线171、第一源电极173h、第二源电极1731、第三源电极173c、第一漏电极175h、第二漏电极1751和第三漏电极175c的数据导体。
[0055]数据线171传输数据信号，并且主要在垂直方向上延伸以与栅极线121和降阶梯栅极线123交叉。数据线171中的每条包括朝向第一栅电极124h和第二栅电极1241向下延伸并且彼此连接的第一源电极173h和第二源电极1731。
[0056]第一漏电极175h、第二漏电极1751和第三漏电极175c分别包括一个宽端部和另一个条形端部。第一漏电极175h和第二漏电极1751的条形端部被第一源电极173h和第二源电极1731部分包围。第二漏电极1751的宽端部再延伸并且形成弯曲成“U”形的第三源电极173c。第三漏电极175c的宽端部177c与电容器电极137叠置以形成降阶梯电容器(Cstd)，并且第三漏电极175c的条形端部被第三源电极173c部分包围。
[0057]第一栅电极124h、第一源电极173h和第一漏电极175h与第一半导体154h —起形成第一薄膜晶体管Qh。第二栅电极1241、第二源电极1731和第二漏电极1751与第二半导体1541 —起形成第二薄膜晶体管Q1。第三栅电极124c、第三源电极173c和第三漏电极175c与第三半导体154c —起形成第三薄膜晶体管Qc。
[0058]第一半导体154h、第二半导体1541和第三半导体154c可以彼此连接以形成线性形状，并且可以与数据导体171、173h、1731、173c、175h、1751和175c以及位于数据导体171、173h、1731、173c、175h、1751和175c下面的欧姆接触件一起具有基本上相同的平面形状，除了源电极173h、1731、173c和漏电极175h、1751和175c之间的沟道区。
[0059]第一半导体154h具有在第一源电极173h和第一漏电极175h之间没有被第一源电极173h和第一漏电极175h覆盖的暴露部分。第二半导体1541具有在第二源电极1731和第二漏电极1751之间没有被第二源电极1731和第二漏电极1751覆盖的暴露部分。第三半导体154c具有在第三源电极173c和第三漏电极175c之间没有被第三源电极173c和第三漏电极175c覆盖的暴露部分。
[0060]在暴露于数据导体171、173h、1731、173c、175h、1751和175c之间的半导体154h、1541和154c上形成钝化层180。钝化层180可以由有机绝缘材料或无机绝缘材料制成，并且可以形成为单层或多层。
[0061]在像素区PX中的每个中，在钝化层180上形成滤色器230。滤色器230中的每个可以显示例如原色(诸如红色、绿色和蓝色的三原色)中的一种。滤色器230可以显示基于青色、洋红色或黄色、白色的颜色等中的颜色，而不限于红色、绿色和蓝色的三原色。与附图不同的是，滤色器230可以沿着相邻数据线171在列方向上伸长。
[0062]在相邻滤色器230之间的区域内形成阻光构件220。阻光构件220可以形成在像素区PX的边界部分上和薄膜晶体管上，以防止漏光。滤色器230可以分别形成在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb中，并且阻光构件220可以形成在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb之间。
[0063]阻光构件220沿着栅极线121和降阶梯栅极线123向上和向下延伸和放大，并且包括水平阻光构件220a和垂直阻光构件220b，水平阻光构件220a覆盖其中设置有第一薄膜晶体管Qh、第二薄膜晶体管Q1、第三薄膜晶体管Qc等的区域，垂直阻光构件220b沿着数据线171延伸。水平阻光构件220a可以形成在第一谷Vl中，垂直阻光构件220b可以形成在第二谷V2中。滤色器230和阻光构件220可以在部分区域内彼此叠置。
[0064]在滤色器230和阻光构件220上可以进一步形成第一绝缘层240。第一绝缘层240可以由诸如(例如)氮化硅(SiNx)和氧化硅(S1x)的无机绝缘材料制成。第一绝缘层240用于保护由有机材料制成的滤色器230和阻光构件220，并且可以根据需要被省去。
[0065]在第一绝缘层240、阻光构件220和钝化层180中形成多个第一接触孔185h和多个第二接触孔1851，以分别暴露第一漏电极175h的宽端部和第二漏电极1751的宽端部。
[0066]在第一绝缘层240上形成像素电极191。像素电极191可以由诸如(例如)氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明金属材料制成。
[0067]像素电极191包括第一子像素电极19 Ih和第二子像素电极1911，第一子像素电极191h和第二子像素电极1911彼此分开同时使栅极线121和降阶梯栅极线123置于其间，基于栅极线121和降阶梯栅极线123设置在像素区PX的上面和下面，并且在列方向上彼此相邻。第一子像素电极191h和第二子像素电极1911彼此分开同时使第一谷Vl置于其间，第一子像素电极191h设置在第一子像素区PXa中，第二子像素电极1911设置在第二子像素区PXb中。
[0068]第一子像素电极191h和第二子像素电极1911分别通过第一接触孔185h和第二接触孔1851连接到第一漏电极175h和第二漏电极1751。因此，在第一薄膜晶体管Qh和第二薄膜晶体管Ql导通的状态下，从第一漏电极175h和第二漏电极1751施加数据电压。
[0069]第一子像素电极191h和第二子像素电极1911中的每个是四边形形状，并且第一子像素电极191h和第二子像素电极1911中的每个包括具有水平干部分193h和1931和与水平干部分193h和1931交叉的垂直干部分192h和1921的交叉形干部分。另外，第一子像素电极191h和第二子像素电极1911分别包括从多个微分支部分194h和1941的边缘侧向下或向上突出的突出部分197h和1971。
[0070]像素电极191被水平干部分193h和1931和垂直干部分192h和1921划分成四个子区域。微分支部分194h和1941从水平干部分193h和1931和垂直干部分192h和1921倾斜地延伸，并且延伸方向可以与栅极线121或水平干部分193h和1931形成大致45°或135°的角度。另外，两个相邻子区域的微分支部分194h和1941的延伸所沿的方向可以彼此正交。
[0071]在一个实施例中，第一子像素电极191h还包括包围轮廓的轮廓干部分，第二子像素电极1911还包括设置在上端和下端的水平部分以及设置在第一子像素电极191h的左侧和右侧的左垂直部分和右垂直部分198。左垂直部分和右垂直部分198可以防止数据线171和第一子像素电极19Ih之间的电容耦合。
[0072]上述的像素区的设置形式、薄膜晶体管的结构和像素电极的形状只是示例，并且各种修改是可能的。
[0073]在像素电极191上形成共电极270以使共电极270与像素电极191分隔开预定距离。在像素电极191和共电极270之间形成微腔305。微腔305被像素电极191和共电极270包围。微腔305的宽度和面积可以根据显示装置的尺寸和分辨率而进行各种改变。
[0074]共电极270可以由诸如(例如)氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的透明金属材料制成。可以向共电极270施加预定电压，并且可以在像素电极191和共电极270之间形成电场。
[0075]在像素电极191上和第一谷Vl中形成第一取向层11。第一取向层11可以直接形成在第一谷Vl中的第一绝缘层240上。像素电极191的上表面具有亲水性，并且设置在第一谷Vl中的第一绝缘层240的表面具有疏水性。
[0076]第一取向层11可以只形成在第一谷Vl的部分区域内。第一取向层11可以形成在第一谷Vlo或第一谷Vle中的一个中，但可以不形成在另一个中。例如，第一取向层11可以形成在奇数行的第一谷Vlo中，但可以不形成在偶数行的第一谷Vle中。相反，第一取向层11可以形成在偶数行的第一谷Vle中，但可以不形成在奇数行的第一谷Vlo中。
[0077]在第一取向层11形成在奇数行的第一谷Vlo中的情况下，第一取向层11设置在奇数行的第一谷Vlo中的部分的厚度被形成为大于第一取向层11设置在像素电极191上的部分的厚度。
[0078]在顶盖层360下面形成第二取向层21，使第二取向层21面对第一取向层11。在共电极270设置在顶盖层360下面的情况下，第二取向层21设置在共电极270下面。
[0079]设置在像素电极191上的第一取向层11的厚度与设置在顶盖层360下面的第二取向层21的厚度几乎相同。因此，第一取向层11设置在奇数行的第一谷Vlo中的部分的厚度被形成为大于设置在顶盖层360下面的第二取向层21的厚度。
[0080]虽然以上已经描述了第一取向层11形成在奇数行的第一谷Vlo和偶数行的第一谷Vle中的一个中的情况，但在一些实施例中，第一取向层11可以形成在奇数行的第一谷Vlo和偶数行的第一谷Vle中。
[0081]第一取向层11设置在奇数行的第一谷Vlo中的那部分的厚度被形成为大于第一取向层11设置在偶数行的第一谷Vle中的那部分的厚度。另外，第一取向层11设置在像素电极191上的那部分的厚度被形成为大于第一取向层11设置在偶数行的第一谷Vle中的那部分的厚度。
[0082]第一取向层11设置在奇数行的第一谷Vlo中的那部分的厚度被形成为大于设置在顶盖层360下面的第二取向层21的厚度。
[0083]第一取向层11和第二取向层21可以被形成为垂直取向层，并且由诸如(例如)聚酰胺酸(polyamide acid)、聚硅氧烷或聚酰亚胺的取向材料制成。第一取向层11和第二取向层21可以在像素区PX的边缘彼此连接。
[0084]在设置在像素电极191和共电极270之间的微腔305中形成由液晶分子310形成的液晶层。液晶分子310具有负介电各向异性，并且可以在不施加电场的情况下沿垂直方向立于基板110上。可以形成垂直取向。
[0085]被施加数据电压的第一子像素电极191h和第二子像素电极1911与共电极270 —起产生电场，从而确定设置在两个电极191和270之间的微腔305中的液晶分子310的方向。按照如上所述确定的液晶分子310的方向，穿过液晶层的光的亮度发生变化。
[0086]在共电极270上可以进一步形成第二绝缘层350。第二绝缘层350可以由诸如(例如)氮化硅(SiNx)或氧化硅(S1x)的无机绝缘材料制成，并且可以根据需要被省去。
[0087]在第二绝缘层350上形成顶盖层360。顶盖层360可以由有机材料制成。在顶盖层360下面形成微腔305。可以通过固化工艺使顶盖层360变硬，以保持微腔305的形状。顶盖层360被形成为与像素电极191分隔开，同时使微腔305置于顶盖层360和像素电极191之间。
[0088]顶盖层360沿着像素行形成在每个像素区PX中和每个第二谷V2处，但是不形成在第一谷Vl中。顶盖层360不形成在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb之间。在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb中的每个中，微腔305分别形成在顶盖层360下面。微腔305不形成在第二谷V2中的顶盖层360下面，而是顶盖层360被形成为附接到基板110。因此，设置在第二谷V2中的顶盖层360的厚度可以被形成为大于设置在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb中的每个中的顶盖层360的厚度。微腔305具有其上表面和两个侧表面被顶盖层360覆盖的形式。
[0089]在顶盖层360中形成暴露微腔305的一部分的注入孔307。注入孔307可以形成在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb的边缘以彼此面对。注入孔307可以被形成为暴露微腔305的侧面，以对应于第一子像素区PXa的下侧和第二子像素区PXb的上侧。微腔305被注入孔307暴露，使得可以通过注入孔307将取向剂、液晶材料等注入到微腔305中。
[0090]可以在顶盖层360上进一步形成第三绝缘层370。第三绝缘层370可以由诸如(例如)氮化硅(SiNx)或氧化硅(S1x)的无机绝缘材料制成。第三绝缘层370可以被形成为覆盖顶盖层360的上表面和侧表面。第三绝缘层370用于保护由有机材料制成的顶盖层360，并且可以根据需要被省去。
[0091]可以在第三绝缘层370上形成包封层390。包封层390被形成为覆盖将微腔305的一部分暴露于外部的注入孔307。包封层390可以密封微腔305，使得形成在微腔305中的液晶分子310不移动到外部。因为包封层390接触液晶分子310，所以包封层390可以由不与液晶分子310反应的材料制成。例如，包封层390可以由聚对二甲苯等制成。
[0092]包封层390可以被形成为多层，诸如双层或三层。双层包括由不同材料制成的两层。三层包括三个层并且相邻层的材料彼此不同。例如，包封层390可以包括由有机绝缘材料制成的层和由无机绝缘材料制成的层。
[0093]尽管未示出，但可以在显示装置的上表面和下表面上进一步形成偏振器。偏振器可以包括第一偏振器和第二偏振器。第一偏振器可以附接到基板110的下表面，第二偏振器可以附接到包封层390上。
[0094]接下来，将参照图5至图10描述根据实施例的制造显示装置的方法。此外，将参照图1至图4描述该方法。
[0095]图5至图10是示出根据实施例的制造显示装置的方法的工艺剖视图。
[0096]首先，如图5中所示，在由玻璃、塑料等制成的基板110上形成在一个方向上延伸的栅极线121和降阶梯栅极线123，然后，形成从栅极线121突出的第一栅电极124h、第二栅电极1241和第三栅电极124c。
[0097]另外，存储电极线131还可以被形成为与栅极线121、降阶梯栅极线123以及第一栅电极124h、第二栅电极1241和第三栅电极124c分隔开。
[0098]接下来，使用诸如(例如)氧化硅(S1x)或氮化硅(SiNx)的无机绝缘材料，在包括栅极线121、降阶梯栅极线123、第一栅电极124h、第二栅电极1241、第三栅电极124c和存储电极线131的基板110的整个表面上形成栅极绝缘层140。栅极绝缘层140可以被形成为单层或多层。
[0099]接下来，在栅极绝缘层140上沉积诸如(例如)非晶硅、多晶硅或金属氧化物的半导体材料，此后，将沉积的半导体材料图案化，以形成第一半导体154h、第二半导体1541和第三半导体154c。第一半导体154h可以被形成为设置在第一栅电极124h上，第二半导体1541可以被形成为设置在第二栅电极1241上，第三半导体154c可以被形成为设置在第三栅电极124c上。
[0100]接下来，沉积金属材料并且将其图案化，以形成在另一个方向上延伸的数据线171。金属材料可以被形成为单层或多层。
[0101]另外，在第一栅电极124h上从数据线171突出的第一源电极173h和与第一源电极173h分隔开的第一漏电极175h —起形成。另外，与第一源电极173h连接的第二源电极1731和与第二源电极1731分隔开的第二漏电极1751 —起形成。另外，从第二漏电极1751延伸的第三源电极173c和与第三源电极173c分隔开的第三漏电极175c —起形成。
[0102]可以连续地沉积半导体材料和金属材料并且同时将其图案化，以形成第一半导体154h、第二半导体1541、第三半导体154c、数据线171、第一源电极173h、第二源电极1731、第三源电极173c以及第一漏电极175h、第二漏电极1751和第三漏电极175c。第一半导体154h被形成为延伸到数据线171的下侧。
[0103]第一栅电极124h、第一源电极173h和第一漏电极175h与第一半导体154h —起构成第一薄膜晶体管TFT Qh，第二栅电极1241、第二源电极1731和第二漏电极1751与第二半导体1541 —起构成第二薄膜晶体管TFT Q1，第三栅电极124c、第三源电极173c和第三漏电极175c与第三半导体154c —起构成第三薄膜晶体管TFT Qc0
[0104]接下来，在数据线171、第一源电极173h、第二源电极1731、第三源电极173c、第一漏电极175h、第二漏电极1751、第三漏电极175c以及暴露在各个源电极173h、1731和173c与各个漏电极175h、1751和175c之间的第一半导体154h、第二半导体1541和第三半导体154c上形成钝化层180。钝化层180可以由有机绝缘材料或无机绝缘材料制成，并且可以被形成为单层或多层。
[0105]接下来，在钝化层180上且在每个像素区PX中形成滤色器230。滤色器230形成在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb中的每个中，但可以不形成在第一谷Vl中。另外，具有相同颜色的滤色器230可以沿着多个像素区PX的列方向形成。在形成具有三种颜色的滤色器230的情况下，首先形成具有第一颜色的滤色器230，然后可以通过将掩模移位来形成具有第二颜色的滤色器230。接下来，在形成具有第二颜色的滤色器230之后，可以通过再次将掩模移位来形成具有第三颜色的滤色器。
[0106]接下来，在钝化层180上且在每个像素区PX中，在边界部分和薄膜晶体管上形成阻光构件220。阻光构件220可以甚至形成在设置在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb之间的第一谷Vl中。
[0107]虽然以上已经描述了形成滤色器230然后形成阻光构件220的工艺，但在一些实施例中，可以首先形成阻光构件220，然后可以形成滤色器230。
[0108]接下来，用诸如(例如)氮化硅(SiNx)和氧化硅(S1x)的无机绝缘材料，在滤色器230和阻光构件220上形成第一绝缘层240。
[0109]接下来，蚀刻钝化层180、阻光构件220和第一绝缘层240，使得形成第一接触孔185h,从而第一漏电极175h的一部分被暴露,并且形成第二接触孔1851,从而第二漏电极1751的一部分被暴露。
[0110]接下来，在第一绝缘层240上沉积诸如(例如)氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的透明金属材料并且将其图案化，使得在第一子像素区PXa中形成第一子像素电极191h并且在第二子像素区PXb中形成第二子像素电极1911。第一子像素电极191h和第二子像素电极1911彼此分开，同时使第一谷Vl置于其间。第一子像素电极191h被形成为通过第一接触孔185h连接到第一漏电极175h，并且第二子像素电极1911被形成为通过第二接触孔1851连接到第二漏电极1751。
[0111]分别在第一子像素电极191h和第二子像素电极1911中形成水平干部分193h和1931 (未示出)和与水平干部分193h和1931交叉的垂直干部分192h和1921 (未示出)。另外，形成从水平干部分193h和1931和垂直干部分192h和1921倾斜延伸的多个微分支部分194h和1941 (未示出)。
[0112]如图6中所示，在像素电极191上施用感光有机材料，并且通过光刻工艺(photolithography)形成牺牲层 300。
[0113]牺牲层300被形成为沿着多个像素列连接。牺牲层300被形成为覆盖像素区PX中的每个，并且被形成为覆盖设置在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb之间的第一谷
VI。
[0114]接下来，在牺牲层300上沉积诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的透明金属材料，以形成共电极270。
[0115]接下来，用诸如氧化硅或氮化硅的无机绝缘材料，可以在共电极270上形成第二绝缘层350。
[0116]接下来，在第二绝缘层350上施用有机材料并且将其图案化，以形成顶盖层360。这里，有机材料可以被图案化，使得设置在第一谷Vl中的有机材料被去除。因此，顶盖层360具有顶盖层360沿着多个像素行连接的形式。
[0117]接下来，用诸如(例如)氮化硅(SiNx)或氧化硅(S1x)的无机绝缘材料，可以在顶盖层360上形成第三绝缘层370。第三绝缘层370可以形成在图案化的顶盖层360上，以覆盖并保护顶盖层360的侧面。
[0118]如图7中所示，将第三绝缘层370、第二绝缘层350和共电极270图案化，以去除设置在第一谷Vl中的第三绝缘层370、第二绝缘层350和共电极270。
[0119]将顶盖层360和共电极270图案化，使得设置在第一谷Vl中的牺牲层300暴露于外部。
[0120]接下来，通过在暴露了牺牲层300的基板110上供应显影剂、剥离溶液等来去除整个牺牲层300，或者使用灰化工艺去除整个牺牲层300。
[0121]当去除牺牲层300时，在设置牺牲层300的地方形成微腔305。
[0122]像素电极191和共电极270彼此分隔开，同时使微腔305置于其间，并且像素电极191和顶盖层360彼此分隔开，同时使微腔305置于其间。共电极270和顶盖层360被形成为覆盖微腔305的上表面和两个侧表面。
[0123]微腔305通过去除了顶盖层360和共电极270的部分暴露于外部，并且这些部分被称为液晶注入孔307。液晶注入孔307沿着第一谷Vl形成。例如，注入孔307可以被形成为在第一子像素区PXa和第二子像素区PXb的边缘处彼此面对。注入孔307可以被形成为暴露微腔305的侧面，以对应于第一子像素区PXa的下侧和第二子像素区PXb的上侧。与以上构造不同，液晶注入孔307还可以沿着第二谷V2形成。
[0124]接下来，通过加热基板110将顶盖层360固化。这样将允许用顶盖层360保持微腔305的形状。
[0125]如图8中所示，当将包括取向材料的取向剂600滴落在基板100上时，取向剂600通过注入孔307注入到微腔305中。
[0126]将取向剂600供应到奇数行的第一谷Vlo和偶数行的第一谷Vle中的一个，但不供应到另一个。例如，在将取向剂600供应到奇数行的第一谷Vlo但不供应到偶数行的第一谷Vle的情况下，取向剂600形成在像素区PX和奇数行的第一谷Vlo中，如所示出的。供应取向剂600，使得微腔305的内部被完全填充取向剂600，并且取向剂600的水平面达到奇数行的第一谷Vlo处的顶盖层360的高度。
[0127]对像素区PX中的像素电极191的上表面和顶盖层360的下表面进行亲水性处理。取向剂600由亲水材料制成，因此容易被注入到经亲水处理的微腔305中。
[0128]对第一谷Vl的表面进行疏水性处理。将取向剂600供应到奇数行的第一谷Vlo以注入到微腔305中，但没有到达偶数行的第一谷Vie。因此，奇数行的第一谷Vlo中的取向剂600的水平面和偶数行的第一谷Vle中的取向剂600的水平面彼此不对称。
[0129]虽然以上已经描述了取向剂600被供应到奇数行的第一谷Vlo但不供应到偶数行的第一谷Vle的情况，但在一些实施例中，取向剂600可以被供应到偶数行的第一谷Vle但可以不供应到奇数行的第一谷Vlo。
[0130]另外，虽然以上已经描述了所示出的在取向剂600只被供应到奇数行的第一谷Vlo的情况下取向剂600没有完全到达偶数行的第一谷Vle的构造，但在一些实施例中，被注入微腔305的取向剂600的一部分可以到达偶数行的第一谷Vie。然而，因为第一谷Vl经过疏水性处理，所以设置在偶数行的第一谷Vle中的取向剂600的量仅仅是少量的。
[0131]如图9中所示，当将取向剂600注入到微腔305并且在此后进行固化工艺时，溶剂物质蒸发，取向材料保留在微腔305和奇数第一谷Vlo中的壁表面上。
[0132]因此，第一取向层11可以形成在像素电极191上和第一谷Vl中，第二取向层21可以形成在顶盖层360下面。第一取向层11和第二取向层21被形成为彼此面对同时使微腔305置于其间，并且被形成为在像素区PX的边缘处彼此连接。
[0133]第一取向层11和第二取向层21可以在垂直方向上对准基板110，除了微腔305的侧面之外。额外执行将UV照射到第一取向层11和第二取向层21的处理，使得第一取向层11和第二取向层21可以在水平方向上对准基板110。
[0134]第一取向层11设置在奇数行的第一谷Vlo中的那部分的厚度被形成为大于第一取向层11设置在像素电极191上的那部分的厚度。另外，第一取向层11设置在奇数行的第一谷Vlo中的那部分的厚度被形成为大于设置在顶盖层360下面的第二取向层21的厚度。
[0135]另外，在少量的取向剂600到达偶数行的第一谷Vle的情况下，第一取向层11设置在奇数行的第一谷Vlo中的那部分的厚度被形成为大于第一取向层11设置在偶数行的第一谷Vle中的那部分的厚度。另外，第一取向层11设置在像素电极191上的那部分的厚度被形成为大于第一取向层11设置在偶数行的第一谷Vle中的那部分的厚度。
[0136]如图10中所示，当以喷墨方式或分配方式将液晶材料滴落在基板110上时，液晶材料通过注入孔307注入到微腔305中。此时，液晶材料可以滴落到沿着奇数的第一谷Vlo形成的注入孔307中，而不会掉落到沿着偶数的第一谷Vle形成的注入孔307中。相反，液晶材料可以滴落到沿着偶数的第一谷Vle形成的注入孔307中，而不会滴落到沿着奇数行的第一谷Vlo形成的注入孔307中。
[0137]当液晶材料滴落到沿着奇数的第一谷Vlo形成的液晶注入孔307中时，液晶材料在毛细管力的作用下通过液晶注入孔307移动到微腔305中。此时，微腔305中的空气通过沿着偶数的第一谷Vle形成的液晶注入孔307移出，使得液晶材料移动到微腔305中。
[0138]另外，液晶材料可以滴落到所有液晶注入孔307中。液晶材料可以既滴落到沿着奇数的第一谷Vlo形成的注入孔307中又滴落到沿着偶数的第一谷Vle形成的液晶注入孔307 中。
[0139]接下来，通过沉积不与液晶分子310反应的材料，在第三绝缘层370上形成包封层390。形成包封层390，使得包封层390覆盖暴露于外部的液晶注入孔307，并且密封微腔305。
[0140]接下来，尽管未示出，但可以进一步将偏振器附接到显示装置的上表面和下表面。偏振器可以包括第一偏振器和第二偏振器。第一偏振器可以附接到基板110的下表面，第二偏振器可以附接到包封层390上。
[0141]接下来，将参照图11至图21进一步描述用于形成取向层的过程。
[0142]图11至图21是示出根据本发明的实施例的制造显示装置的方法中的形成取向层的工艺的工艺剖视图。为了方便起见，在图11至图21中，基于基板110和顶盖层360示出形成取向层的过程，并且省略了诸如第一绝缘层、像素电极和共电极的构成元件。
[0143]首先，如图11中所示，微腔305形成在顶盖层360下面，此后，对基板110执行亲水性处理工艺。亲水性处理可以使用沉积亲水性材料的方法，或者可以使用利用包括氧的气体进行蚀刻的方法。
[0144]如图12中所示，在具有高各向同性的状况下执行亲水性处理，使得基板110的上表面即使在微腔305中也具有亲水性，并且顶盖层360的下表面具有亲水性。尽管未示出，但在微腔305中的基板110上形成像素电极，使得像素电极的上表面具有亲水性。此外，顶盖层360的上表面也具有亲水性。
[0145]如图13中所示，对基板110执行疏水性处理工艺。疏水性处理可以使用沉积疏水材料的方法，或者可以使用利用包括氟的气体进行蚀刻的方法。
[0146]在使用沉积方法的情况下，例如，可以使用聚四氟乙烯(PTEE)、十三氟_1，1，2，2-四氧羊基二氣娃烧(F-TCS)、2_[甲氧(聚亚乙基氧)丙基]二氣娃烧(PEG-娃烧)、3-氛丙基三甲氧基硅烷(APTMS)、十八烷基三氯硅烷(OTS)、十八烷基三甲氧基硅烷(OTMS)等作为疏水材料。
[0147]在使用蚀刻方法的情况下，例如，可以使用八氟环丁烷(C4F8)、四氟甲烧(CF4)、三氟甲烷(CHF3)等。
[0148]如图14中所示，在具有高各向异性的状况下执行疏水性处理，使得只有上表面被暴露的部分具有疏水性。第一谷Vl中的基板110的上表面具有疏水性，像素区PX中的顶盖层360的上表面具有疏水性。
[0149]如图15中所示，将取向剂600供应到奇数行的第一谷Vlo，但不供应到偶数行的第一谷Vie。如上所述，可以将取向剂600供应到偶数行的第一谷Vle，但可以不供应到奇数行的第一谷Vlo。
[0150]如图16中所示，取向剂600在毛细管力的作用下注入到微腔305中。微腔305的内部被填充取向剂600，并且奇数行的第一谷Vlo中的取向剂600的水平面到达顶盖层360的高度。取向剂600没有完全到达偶数行的第一谷Vle，或者少量的取向剂600到达偶数行的第一谷Vie。
[0151]取向剂600由固体物质所制成的取向材料620和包围取向材料620的溶剂610形成。
[0152]如图17中所示，当执行固化工艺时，溶剂610蒸发。此时，奇数行的第一谷Vlo中的取向剂600的水平面和偶数行的第一谷Vle中的取向剂600的水平面彼此不同，使得设置在奇数行的第一谷Vlo中的溶剂610首先蒸发。随着溶剂610蒸发，由固体物质制成的取向材料620逐渐向下移动。
[0153]如图18中所示，被设置成与偶数行的第一谷Vle相邻的溶剂610没有蒸发，直到所有设置在奇数行的第一谷Vlo中的溶剂610蒸发为止。设置在奇数行的第一谷Vlo中的取向剂600中包括的取向材料620以厚的状态保留在奇数行的第一谷Vlo的表面上。
[0154]如图19中所示，被设置成与奇数行的第一谷Vlo相邻的溶剂610和被设置成与偶数行的第一谷Vle相邻的溶剂610同时蒸发。设置在微腔305中的溶剂610通过设置在微腔305两侧的注入孔307蒸发。此时，溶剂610顺序地从暴露于外部的部分蒸发。
[0155]随着溶剂610蒸发，由固体物质制成的取向材料620保留在微腔305的内壁上。取向材料620保留在基板110的上表面和顶盖层360的下表面上。尽管未示出，但像素电极形成在微腔305中的基板110上，使得取向材料620保留在像素电极的上表面上。
[0156]如图20中所示，溶剂610顺序地从暴露于外部的部分蒸发，因此保留在微腔305的中心。接下来，设置在微腔305的中心的溶剂610也蒸发。
[0157]如图21中所示，微腔305中的所有溶剂610蒸发，并且取向材料620保留在基板110的上表面和顶盖层360的下表面上，从而形成取向层。在微腔305中，取向材料620保留在基板110的上表面和顶盖层360的下表面上，从而具有预定厚度。保留在奇数行的第一谷Vlo中的取向材料620的厚度被形成为大于保留在微腔305中的取向材料620的厚度。
[0158]在一些实施例中，奇数行的第一谷Vlo中的取向剂600的水平面和偶数行的第一谷Vle中的取向剂600的水平面被形成为彼此不对称，使得由固体物质制成的取向材料620的相当大的部分可以保留在奇数行的第一谷Vlo中。因此，没有出现取向材料620在微腔305中结块的现象，并且可以防止诸如像素区PX中的漏光、对比度减小、黑亮度增大和透射率降低的问题。
[0159]虽然已经结合某些实施例描述了本发明，但要理解的是，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地意图涵盖被包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。
【权利要求】
1.一种显示装置，所述显示装置包括: 基板； 薄膜晶体管，形成在基板上； 像素电极，连接到薄膜晶体管； 顶盖层，形成在像素电极上； 多个微腔，置于像素电极和顶盖层之间； 注入孔，形成在顶盖层中，注入孔被构造成暴露所述多个微腔的至少一部分； 第一谷，在所述多个微腔之间在一个方向上延伸； 取向层，形成在像素电极上、顶盖层下和第一谷中； 液晶层，填充在所述多个微腔中；以及 包封层，形成在顶盖层上，包封层被构造成覆盖注入孔并且密封所述多个微腔。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中: 所述多个微腔设置成矩阵形式，并且 第一谷在所述多个微腔之间在行方向上延伸，并且包括奇数行的第一奇数谷和偶数行的第一偶数谷。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中: 取向层形成在第一奇数谷和第一偶数谷中的一个中，并且没有形成在另一个中。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中: 取向层设置在第一谷中的部分的厚度大于取向层设置在像素电极上的部分的厚度。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中: 取向层设置在第一谷中的部分的厚度大于取向层设置在顶盖层下面的部分的厚度。
6.根据权利要求2所述的显示装置，其中: 取向层形成在第一奇数谷和第一偶数谷中。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中: 取向层设置在第一奇数谷中的部分的厚度大于取向层设置在第一偶数谷中的部分的厚度。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中: 取向层设置在第一奇数谷中的部分的厚度大于取向层设置在像素电极上的部分的厚度。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中: 取向层设置在像素电极上的部分的厚度大于取向层设置在第一偶数谷中的部分的厚度。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中: 第一谷的表面具有疏水性，并且像素电极的上表面和顶盖层的下表面具有亲水性。
【文档编号】G02F1/1337GK104345497SQ201410290271
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2013年8月1日
【发明者】尹海柱, 李秀贞, 李廷煜, 金瓘河, 金成俊, 孙正河 申请人:三星显示有限公司