液晶显示器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括：基板；薄膜晶体管，设置在基板上；保护层，设置在薄膜晶体管上；第一电极和第二电极，设置在保护层上；配向层，设置在第二电极上；以及顶层，面对第二电极，其中多个微腔形成在第二电极和顶层之间，微腔包括液晶材料，配向层包括光配向材料。
【专利说明】液晶显示器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液晶显示器及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 液晶显示器是广泛地使用的一种平板显示装置。液晶显示器包括其上形成场产生 电极诸如像素电极和公共电极的两个显示面板以及插设在两个显示面板之间的液晶层。
[0003] 液晶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。施加的电场确定 液晶层的液晶分子的取向并控制入射光的偏振，从而显示图像。
[0004] 在已开发的一种用于制造液晶显示器的技术中，代替形成上面板和单独的下面 板，腔形成在一个面板上作为整个像素单元，并且液晶被填充到腔中以实现显示。在这种技 术中，显示装置被制造为使得由有机材料制成的牺牲层和形成在其上的支撑构件被形成， 然后被除去，并且液晶通过液晶注入孔被填充到通过去除牺牲层而形成的空的空间。
[0005] 在这样的技术中，本质上无法对填充有液晶的腔的内部进行摩擦操作而使得配向 层被垂直于基板地摩擦。
[0006] 在此背景部分中公开的以上信息仅用于增强对公开的背景的理解，因此其可以包 含不形成本领域的普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
【发明内容】
[0007] 提供一种液晶显示器及其制造方法，在该液晶显示器中配向材料在腔内被水平地 配向。
[0008] -种液晶显示器包括：基板；薄膜晶体管，设置在基板上；保护层，设置在薄膜晶 体管上；第一电极和第二电极，设置在保护层上；配向层，设置在第二电极上；以及顶层，面 对第二电极，其中多个微腔形成在第二电极和顶层之间，微腔包括液晶材料，配向层包括光 配向材料。
[0009] 光配向材料可以是光致同分异构体型材料。
[0010] 光配向材料包括顺式光致同分异构体。
[0011] 光配向材料可以包括偶氮苯。
[0012] 光配向材料可以对具有等于或小于365纳米的波长的UV光起光反应。
[0013] 还可以包括设置在微腔和顶层之间的下绝缘层和设置在顶层上的上绝缘层。
[0014] 还可以包括设置在顶层上的覆盖层。
[0015] 液晶注入孔形成区域可以设置在多个微腔之间，覆盖层可以覆盖液晶注入孔形成 区域。
[0016] 层间绝缘层可以设置在第一电极和第二电极之间，第一电极可以具有平面形状， 第二电极可以包括多个分支电极。
[0017] 多个分支电极可以与平面形状的第一电极交叠。
[0018] 一种液晶显示器的制造方法包括：在基板上形成薄膜晶体管；在薄膜晶体管上形 成保护层；在保护层上形成第一电极和第二电极；在第二电极上形成牺牲层；在牺牲层上 形成顶层；除去牺牲层以形成包括液晶注入孔的多个微腔；在微腔中注入光配向材料；照 射偏振光到光配向材料；烘烤光配向材料；以及注入液晶材料到微腔中。
[0019] 光配向材料可以包括光致同分异构体型材料。
[0020] 光配向材料可以在照射偏振光时形成顺式光致同分异构体。
[0021] 光配向材料可以包括偶氮苯。
[0022] 偏振光可以具有等于或小于365纳米的波长。
[0023] 偏振光可以具有约4J至约6J的能量。
[0024] 该方法可以包括：形成设置在微腔和顶层之间的下绝缘层、在顶层上形成上绝缘 层、以及在上绝缘层上形成覆盖层。
[0025] 液晶注入孔形成区域可以设置在多个微腔之间，覆盖层可以形成为覆盖液晶注入 孔形成区域。
[0026] 层间绝缘层可以设置在第一电极和第二电极之间，第一电极可以具有平面形状， 第二电极可以包括多个分支电极。
[0027] 分支电极可以与平面形状的第一电极交叠。
[0028] 根据示例实施方式，水平配向层的光致同分异构体型材料被用来在腔中形成配向 层。因此，使用水平配向的宽视角液晶模式可以应用于通过将液晶填充在腔中来实现显示 的技术。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1是根据示例实施方式的液晶显示器的俯视平面图。
[0030] 图2是沿图1的截线II-II截取的截面图。
[0031] 图3是沿图1的截线III-III截取的截面图。
[0032] 图4至图14是示出根据示例实施方式的液晶显示器的制造方法的截面图。
【具体实施方式】
[0033] 在下文将参照附图更全面地描述本公开，示例实施方式在附图中示出。如本领域 技术人员将认识到的，所描述的实施方式可以以各种不同的方式修改，全部都不背离本发 明的精神或范围。相反地，这里介绍的实施方式被提供以使公开的内容彻底和完整并将本 公开的精神充分地传达给本领域技术人员。
[0034] 在附图中，为了清晰，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。将理解，当一层被称为在 另一个层或基板"上"时，它能够直接在另一个层或基板上，或者还可以存在居间层。同样 的附图标记始终指代同样的元件。
[0035] 图1是根据示例实施方式的液晶显示器的俯视平面图。图2是沿图1的截线II-II 截取的截面图。图3是沿图1的截线III-III截取的截面图。
[0036] 参照图1至图3,栅线121形成在由透明玻璃或塑料制成的基板110上。栅线121 包括栅电极124和用于与另一个层或外部驱动电路连接的宽端部（未示出）。栅线121可 以例如由基于铝的金属诸如铝（Al)或铝合金、基于银的金属诸如银（Ag)或银合金、基于铜 的金属诸如铜（Cu)或铜合金、基于钥的金属诸如钥（Mo)或钥合金、铬（Cr)、钽（Ta)或钛 (Ti)形成。然而，栅线121还可以具有多层结构，该多层结构包括具有不同的物理性能的至 少两个导电层。
[0037] 由硅氮化物（SiNx)或硅氧化物（SiOx)形成的栅绝缘层140形成在栅线121上。 栅绝缘层140还可以具有多层结构，该多层结构包括具有不同的物理性能的至少两个绝缘 层。设置在数据线171下面的半导体层151和设置在源/漏电极下面并对应于薄膜晶体管 Q的沟道部分的半导体层154形成在栅绝缘层140上。半导体层154可以例如由非晶硅或 多晶硅、或者氧化物半导体制成。
[0038] 多个欧姆接触可以形成在半导体层151和154的每个上以及在数据线171和源/ 漏电极之间，但是它们在附图中被省略。
[0039] 数据导体（包括源电极173、与源电极173连接的数据线171以及漏电极175)形 成在半导体层151和154的每个和栅绝缘层140上。数据线171包括用于与另一个层或外 部驱动电路连接的宽端部（未示出）。数据线171传输数据信号并主要地在垂直方向上延 伸以交叉栅线121。
[0040] 源电极173是数据线171的延伸部分，并设置在与数据线171相同的线上。漏电 极175形成为与源电极173平行地延伸。因此，漏电极175平行于数据线171的该延伸部 分。源电极173和漏电极175的结构可以被改变。
[0041] 栅电极124、源电极173和漏电极175与半导体154 -起形成一个薄膜晶体管Q， 薄膜晶体管的沟道设置在源电极173和漏电极175之间的半导体154中。
[0042] 数据线171和漏电极175可以例如由难熔金属诸如钥、铬、钽和钛或其合金制成， 并可以具有包括耐熔金属层（未示出）和低阻导电层（未示出）的多层结构。多层结构的 示例可以包括包含铬或钥（合金）下层和铝（合金）上层的双层以及包含钥（合金）下层、 铝（合金）中间层和钥（合金）上层的三层。
[0043] 第一保护层180a形成在数据导体以及暴露的半导体层154上。第一保护层180a 可以包括诸如娃氮化物（SiNx)或娃氧化物（SiOx)的无机绝缘体或有机绝缘体。
[0044] 滤色器230和光阻挡构件形成在第一保护层180a上。
[0045] 首先，光阻挡构件具有网格结构（其具有对应于显示图像的区域的开口），并由防 止光透射的材料形成。滤色器230形成在光阻挡构件的开口处。光阻挡构件包括在平行于 栅线121的方向上形成的水平光阻挡构件220a和在平行于数据线171的方向上形成的垂 直光阻挡构件220b。
[0046] 滤色器230可以显示基色诸如包括红色、绿色和蓝色的三基色中的一种。然而,颜 色不限于包括红色、绿色和蓝色的三基色，滤色器230还可以显示基于青色的颜色、基于洋 红的颜色、基于黄色的颜色和基于白色的颜色当中的一种。滤色器230可以由对于每个相 邻的像素显示不同颜色的材料形成。
[0047] 覆盖滤色器230和光阻挡构件的第二保护层180b形成在滤色器230和光阻挡构 件上。第二保护层180b可以包括诸如硅氮化物（SiNx)或硅氧化物（SiOx)的无机绝缘材 料或有机绝缘材料。与图2的截面图中的图示相反，在由于滤色器230和光阻挡构件之间 的厚度差异而产生台阶的情形下，第二保护层180b包括有机绝缘材料，从而可以减小或消 除台阶。
[0048] 滤色器230、光阻挡构件以及保护层180a和180b具有暴露漏电极175的接触孔 185。
[0049]公共电极270形成在第二保护层180b上。公共电极270具有平面形状，可以作为 板而形成在整个第一基板110上，并可以具有形成在对应于漏电极175的周边的区域中的 开口 138。也就是，公共电极270可以具有板形的平面形状。
[0050] 设置在相邻的像素上的公共电极270连接到彼此以接收从显示区域的外部提供 的预定电平的公共电压。
[0051] 层间绝缘层180c形成在公共电极270上。层间绝缘层180c可以由有机绝缘材料 或无机绝缘材料形成。
[0052] 像素电极191设置在层间绝缘层180c上。像素电极191可以由透明导电材料诸 如ITO或IZO形成。像素电极191包括多个切口 91以及设置在相邻的切口之间的多个分 支电极192。
[0053] 第一保护层180a、第二保护层180b以及层间绝缘层180c具有暴露漏电极175的 接触孔185。像素电极191通过接触孔185物理连接和电连接到漏电极175以从漏电极175 接收电压。
[0054] 公共电极270是第一场产生电极或第一电极，像素电极191是第二场产生电极或 第二电极。像素电极191和公共电极270可以例如在施加电压到电极时形成水平电场。作 为场产生电极的像素电极191和公共电极270产生电场，使得设置在其上的液晶分子310 在平行于电场方向的方向上旋转。如上所述，根据所确定的液晶分子的旋转方向，穿过液晶 层的光的偏振被改变。
[0055] 根据示出的示例实施方式的液晶显示器，公共电极270具有平面形状并且像素电 极191具有多个分支电极，然而在根据另一个示例实施方式的液晶显示器中，像素电极191 可以具有平面形状并且公共电极270可以具有多个分支电极。
[0056] 本公开可以应用于所有的情形（S卩，任何液晶显示面板设计），其中两个场产生电 极在基板110上经由绝缘层重叠，在绝缘层下面的第一场产生电极具有平面形状，并且在 绝缘层上的第二场产生电极具有多个分支电极。
[0057] 下配向层11形成在像素电极191上并且下配向层11包括光配向材料。下配向层 11可以是各种类型的光配向材料当中的光致同分异构体型，也就是，用于形成下配向层的 配向材料可以包括在用光照射时在同分异构体之间改变的光致同分异构体材料。光致同分 异构体型的光配向材料包括反式（transtype)和顺式（cistype)光致同分异构体，也就 是，光配向材料具有反式同分异构体结构和顺式同分异构体结构，并且同分异构结构能够 在用光照射时改变。在本不例实施方式中，配向层的光配向材料包括顺式光致同分异构体。
[0058] 在顺式光配向材料的情形下，光配向材料的侧链布置为平行于基板110,从而实现 其中液晶也平行于基板110布置的水平配向。
[0059] 根据本示例实施方式的光配向材料可以例如包括如化学式1中的顺式偶氮苯。
【权利要求】
1. 一种液晶显示器，包括： 基板； 薄膜晶体管，设置在所述基板上； 保护层，设置在所述薄膜晶体管上； 第一电极和第二电极，设置在所述保护层上； 配向层，设置在所述第二电极上；以及 顶层，面对所述第二电极， 其中多个微腔形成在所述第二电极和所述顶层之间，所述微腔包括液晶材料，以及 所述配向层包括光配向材料。
2. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述光配向材料是光致同分异构体型材料。
3. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述光配向材料包括顺式光致同分异构体。
4. 如权利要求3所述的液晶显示器，其中所述光配向材料包括偶氮苯。
5. 如权利要求4所述的液晶显示器，其中所述光配向材料对具有等于或小于365纳米 的波长的UV光起光反应。
6. 如权利要求2所述的液晶显示器，还包括： 下绝缘层，设置在所述微腔和所述顶层之间；以及 上绝缘层，设置在所述顶层上。
7. 如权利要求6所述的液晶显示器，还包括： 覆盖层，设置在所述顶层上。
8. 如权利要求7所述的液晶显示器，其中 液晶注入孔形成区域设置在所述多个微腔之间，所述覆盖层覆盖所述液晶注入孔形成 区域。
9. 如权利要求8所述的液晶显示器，其中 层间绝缘层设置在所述第一电极和所述第二电极之间，所述第一电极具有平面形状， 所述第二电极包括多个分支电极。
10. 如权利要求9所述的液晶显示器，其中 所述多个分支电极与平面形状的所述第一电极交叠。
【文档编号】G02F1/1333GK104516152SQ201410513707
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】李熙根, 姜锡训, 金相日, 金筵泰, 吴东烨, 李美禾, 李宇宰, 李准宇 申请人:三星显示有限公司