液晶显示设备的制作方法

文档序号:16691382发布日期:2019-01-22 18:53阅读:167来源:国知局
液晶显示设备的制作方法

本申请要求于2017年7月13日提交的第10-2017-0089052号韩国专利申请的优先权,所述韩国专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。

本发明的示例性实施方式涉及液晶显示(“lcd”)设备。



背景技术:

作为最为广泛使用的显示设备之一的lcd设备包括:至少一个基底,所述基底设置有诸如像素电极和公共电极的场生成电极;以及液晶层,所述液晶层设置在像素电极与公共电极之间。lcd设备通过向场生成电极施加电压而在液晶层中生成电场,以确定液晶层中的液晶分子的定向,并且通过使用电场控制入射在其上的光的偏振来显示图像。

已经研发了垂直取向(“va”)模式lcd设备,其中,液晶分子的长轴在没有电场的情况下取向为基本垂直于上基底和下基底。

同时,用于形成tft层的曝光装置在特定方向上移动的同时将紫外(“uv”)光施加到基底。



技术实现要素:

当从前面观察时,va模式lcd设备可具有与当从侧面观察时不同的亮度。因此,有必要最小化从前面观察时va模式lcd设备的亮度与从侧面观察时va模式lcd设备的亮度之间的差异。因此,已经提出一种结构,其中,两个子像素电极设置在每个像素中,并且被提供有不同的电压。为了将不同的电压提供到两个子像素电极,使用多个薄膜晶体管(“tft”),并且施加到两个子像素电极的电压中较低的电压由每个tft的沟道长度和沟道宽度确定。

然而,由于tft在形状上从一个像素到另一像素不同,所以tft的沟道长度上的偏差受到曝光装置的移动方向是否与tft的沟道形成的方向相同影响。当tft的沟道长度上存在大偏差时,施加到两个子像素电极的电压中较低的电压可从一个像素到另一像素不同,并且因此,影像斑点可能变得可见。

本发明的示例性实施方式提供使薄膜晶体管(“tft”)的沟道长度上的偏差有效地最小化的液晶显示(“lcd”)设备。

然而,本发明的示例性实施方式不限于本文中阐述的示例性实施方式。通过参考下文给出的本发明的详细描述,本发明的以上及其他示例性实施方式将对于本发明所属领域的普通技术人员变得更显而易见。

根据本发明的示例性实施方式,lcd设备包括基底、设置在基底上的第一tft至第三tft以及设置在第一tft至第三tft上方的第一子像素电极和第二子像素电极,其中,第二tft和第三tft共享单个输出端作为它们的输出端,第一子像素电极电连接至第一tft的输出端,并且第二子像素电极电连接至第二tft和第三tft的单个输出端。

根据本发明的另一示例性实施方式,液晶显示设备包括基底、设置在基底上的数据线、与数据线相交的栅极线和维持电极、以及电连接至数据线、栅极线和维持电极的第一tft至第三tft、以及设置在第一tft至第三tft上方的第一子像素电极和第二子像素电极。第一tft包括电连接至数据线的第一源电极、电连接至第一子像素电极的第一漏电极以及电连接至栅极线的第一栅电极。第二tft包括电连接至数据线的第二源电极、电连接至第二子像素电极的第二漏电极以及电连接至栅极线的第二栅电极。第三tft包括电连接至维持电极的第三源电极、电连接至第二子像素电极的第二漏电极以及电连接至栅极线的第三栅电极。

根据本发明的上述及其他示例性实施方式,可以提供使tft的沟道长度上的偏差有效地最小化的lcd设备。

根据以下详细描述、附图和所附权利要求,其他特征和示例性实施方式可以是明显的。

附图说明

通过参考附图详细地描述本发明的示例性实施方式,本发明的以上及其他示例性实施方式和特征将变得更显而易见,在附图中:

图1是根据本发明的液晶显示(“lcd”)设备的像素的示例性实施方式的平面图;

图2是沿着图1的线i-i'截取的剖视图;

图3是沿着图1的线ii-ii'截取的剖视图;

图4是沿着图1的线iii-iii'截取的剖视图;

图5是图1的区a的放大平面图;

图6是示出如何使用曝光装置曝光母基底的示意图;

图7是示出根据图1至图5的lcd设备的第一薄膜晶体管(“tft”)的第一沟道在竖直方向和水平方向上的长度的测量的示例性实施方式的曲线图;

图8是根据本发明的lcd设备的像素的另一示例性实施方式的平面图;

图9是根据本发明的lcd设备的像素的又一示例性实施方式的平面图;

图10是根据本发明的lcd设备的像素的又一示例性实施方式的平面图;以及

图11是根据本发明的lcd设备的像素的又一示例性实施方式的平面图。

具体实施方式

现将参考附图在下文中对本发明进行更充分地描述,附图中示出了本发明的优选实施方式。然而,本发明可以以不同的形式体现,并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。更确切地说,提供这些实施方式以使得本公开将是全面且完整的,并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在整个说明书中,相同的附图标记指代相同的组件。在附图中,为了清楚而夸大了层和区域的厚度。

将理解的是,尽管术语第一、第二、第三等可在本文中用于描述多种元件,但是这些元件不应由这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。因此,在不偏离本发明的教导的情况下,在下面讨论的第一元件能够被称为第二元件。

本文使用的术语仅是用于描述具体实施方式的目的,并且不旨在进行限制。除非上下文另有明确指示,否则如本文所使用的,单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”旨在包括复数形式,复数形式包括“至少一个”。“或”意味着“和/或”。如本文所使用的,术语“和/或”包括相关列出项目中的一个或多个的任何及所有组合。还将理解的是,当在本说明书中使用时,术语“包含(comprises)”和/或“包含(comprising)”、或“包括(includes)”和/或“包括(including)”表示所叙述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在,但是不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件、和/或它们的组合的存在或添加。

为了易于说明,可在本文中使用诸如“在……下面”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等的空间相对术语,以描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。将理解的是,除了附图中描绘的定向外,空间相对术语旨在包含设备在使用或操作时的不同定向。例如,如果附图中的设备翻转,则描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向为在其他元件或特征“上方”。因此,示例性术语“在……下方”可以包含上方和下方两种定向。设备可以以其他方式定向(转动90度或处于其他定向),并且本文使用的空间相对描述语应被相应地解释。

在下文中,将参考附图详细地描述本发明的优选实施方式。

图1是根据本发明的液晶显示(“lcd”)设备的像素的示例性实施方式的平面图,图2是沿着图1的线i-i'截取的剖视图,图3是沿着图1的线ii-ii'截取的剖视图,图4是沿着图1的线iii-iii'截取的剖视图,以及图5是图1的区a的放大平面图。

参考图1至图5,lcd设备可包括第一显示基底100、第二显示基底200和液晶层300。

例如用于控制设置在液晶层300中的液晶分子lc的取向的开关元件(诸如第一薄膜晶体管(“tft”)tr1,第二薄膜晶体管tr2和第三薄膜晶体管tr3可设置在第一显示基底100上。第二显示基底200是设置成面向第一显示基底100的基底。

液晶层300可插置在第一显示基底100与第二显示基底200之间,并且可包括具有介电各向异性的多个液晶分子lc。响应于施加在第一显示基底100与第二显示基底200之间的电场,液晶分子lc可在第一显示基底100与第二显示基底200之间的特定方向上转动,并且因此可传输或阻挡光通过液晶分子lc的传输。在下文中,术语“转动”不仅表示液晶分子lc的实际转动,而且还表示由电场引起的液晶分子lc的取向的改变。

lcd设备包括以矩阵形式布置的多个像素px。多个像素px可为用于显示颜色的基本单元,并且多个像素px的灰度级是能够独立可控制的。多个像素px中的每个包括第一透光区pna1和第二透光区pna2,第一透光区pna1和第二透光区pna2实际上通过透射从第一显示基底100下方穿过第一显示基底100而入射在第一透光区pna1和第二透光区pna2上的光以使得光朝向第二显示基底200的顶部传播来显示颜色。

第一显示基底100将在下文中进行描述。

第一显示基底100可包括第一基体基底110。第一基体基底110可为透明绝缘基底。在示例性实施方式中,例如,第一基体基底110可为玻璃基底、石英基底、透明树脂基底等。

在一些示例性实施方式中,第一基体基底110可在一个方向上弯曲。在一些其他示例性实施方式中,第一基体基底110可具有柔性。即,在示例性实施方式中,第一基体基底110可为可卷曲的、可折叠的或可弯曲的。

栅极线gl、第一栅电极ge1、第二栅电极ge2、第三栅电极ge3、第一维持电极cst1以及第二维持电极cst2可设置在第一基体基底110上。

栅极线gl传输栅极电压,所述栅极电压控制第一tfttr1、第二tfttr2和第三tfttr3。栅极线gl可在第一方向dr1上延伸。

第一方向dr1作为与第二方向dr2(稍后描述)相交的方向,可为在设置有第一基体基底110的平面上平行于第一基体基底110的一侧延伸的方向,并且可定义为(但不限于)由从图1的左边向右边延伸的任一直线所指示的方向。第二方向dr2可定义为由从图1的顶部向底部延伸的任一直线所指示的方向。然而,第一方向dr1和第二方向dr2不限于此。在一些示例性实施方式中,可将由设置有第一基体基底110的平面上方延伸成彼此垂直相交的任意两条直线所指示的方向定义为第一方向dr1和第二方向dr2。

栅极电压可从lcd设备的外部提供,并且可具有可变的电平。第一tfttr1、第二tfttr2和第三tfttr3的导通/截止可根据栅极电压的电平来控制。

第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3可设置成从栅极线gl突出,并且可物理地连接至栅极线gl。第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3可分别为第一tfttr1、第二tfttr2和第三tfttr3的元件。

在一些示例性实施方式中,如图1中所示,在第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3彼此邻近设置的情况下,第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3可整体地设置为来自栅极线gl的单个突起。

第一维持电极cst1和第二维持电极cst2设置在第一基体基底110上,并且可与栅极线gl位于相同的层中。第一维持电极cst1和第二维持电极cst2大体在第一方向dr1上延伸,但是可包括延伸到第一透光区pna1和第二透光区pna2的边界的部分。

不同于第二维持电极cst2,第一维持电极cst1可连接至沿着第一方向dr1布置的一对相邻的两个像素px。即,第一维持电极cst1可沿着第一方向dr1跨多个像素px延伸,并且电压可经由第一维持电极cst1传输到多个像素px中的每个。第二维持电极cst2可经由第三接触孔cnt3、第四接触孔cnt4以及第三源电极se3(稍后描述)电连接至第一维持电极cst1,并且可从第一维持电极cst1接收电压。

第一维持电极cst1可将从外部接收的维持电压提供到第三tfttr3(稍后描述)。维持电压可具有均匀的电平,并且可低于提供到数据线dl的数据电压的最大电平且高于数据电压的最小电平。

第一维持电极cst1可设置成与第一子像素电极spe1(稍后描述)相邻或重叠,并且预定的电容可形成在第一子像素电极spe1与第一维持电极cst1之间。因此,可以有效地防止提供到第一子像素电极spe1的电压的突然下降。

类似地,第二维持电极cst2可设置成与第二子像素电极spe2(稍后描述)相邻或重叠,并且预定的电容可形成在第二子像素电极spe2与第二维持电极cst2之间。因此,可以有效地防止提供到第二子像素电极spe2的电压的突然下降。

栅极线gl、第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3以及第一维持电极cst1和第二维持电极cst2可包括相同的材料。在示例性实施方式中,例如,栅极线gl、第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3以及第一维持电极cst1和第二维持电极cst2可包括诸如铝或铝合金的铝(al)基金属、诸如银或银合金的银(ag)基金属、诸如铜或铜合金的铜(cu)基金属、诸如钼或钼合金的钼(mo)基金属、铬(cr)、钽(ta)或钛(ti)。栅极线gl、第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3以及第一维持电极cst1和第二维持电极cst2可具有单层结构或可具有多层结构,所述多层结构包括具有不同物理性质的至少两个导电膜。

第一绝缘层120设置在栅极线gl、第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3以及第一维持电极cst1和第二维持电极cst2上。在示例性实施方式中,第一绝缘层120可例如由绝缘材料(诸如,氮化硅或氧化硅)形成。第一绝缘层120可具有单层结构或可具有多层结构,所述多层结构包括具有不同物理性质的至少两个绝缘膜。

半导体层sm可设置在第一绝缘层120上。半导体层sm可至少部分地与第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3重叠。半导体层sm可包括非晶硅、多晶硅或氧化物半导体。

半导体层sm不仅可与第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3重叠,而且还与数据线dl、第一源电极se1、第二源电极se2和第三源电极se3以及第一漏电极de1和第二漏电极de2(稍后描述)重叠。半导体层sm和数据线dl可设置成彼此重叠,因为其中设置有半导体层sm和数据线dl的层是使用单个掩模(未示出)制造的。在使用不同的掩模将半导体层sm和数据线dl设置在不同层中的情况下,半导体层sm可不与数据线dl重叠。

虽然没有具体地示出,但是在一些示例性实施方式中,设置有第一tfttr1、第二tfttr2和第三tfttr3的区域的一部分可掺杂有高浓度的n型杂质或p型杂质。在半导体层sm包括氧化物半导体的情况下,可省略此掺杂区域。

数据线dl、第一源电极se1、第二源电极se2和第三源电极se3以及第一漏电极de1和第二漏电极de2可设置在半导体层sm和第一绝缘层120上。

数据线dl可在第二方向dr2上延伸以与栅极线gl相交。

数据线dl可通过第一绝缘层120与栅极线gl、第一栅电极ge1、第二栅电极ge2和第三栅电极ge3以及第一维持电极cst1和第二维持电极cst2绝缘。

数据线dl可将数据电压提供到第一源电极se1和第二源电极se2。数据电压可从lcd设备的外部提供,并且可具有可变的电平。多个像素px的灰度级可根据数据电压的电平而变化。

第一源电极se1可从数据线dl分支,使得第一源电极se1的至少一部分可与第一栅电极ge1重叠。因此,第一源电极se1可从数据线dl接收数据电压。

第二源电极se2可从数据线dl分支,使得第二源电极se2的至少一部分可与第二栅电极ge2重叠,但是本发明不限于此。可选地,如图1中所示,第二源电极se2可从第一源电极se1分支以从第一源电极se1接收数据电压。

第三源电极se3可与数据线dl物理地间隔开并且电绝缘。如图1中所示,第三源电极se3可经由穿过第一绝缘层120的第三接触孔cnt3连接至第一维持电极cst1,并且可与第三栅电极ge3部分地重叠。因此,第三源电极se3可从第一维持电极cst1接收维持电压。

如图1中所示,第一漏电极de1可与第一源电极se1间隔开且半导体层sm设置在第一漏电极de1与第一源电极se1之间,并且第一漏电极de1可与第一栅电极ge1至少部分地重叠。半导体层sm的设置在第一漏电极de1与第一源电极se1之间的部分区域可限定为第一有源区ar1。在第一有源区ar1中,可形成第一沟道,使得第一漏电极de1和第一源电极se1可以根据栅极电压彼此电连接。第一沟道可由提供到第一栅电极ge1的栅极电压来控制。第一漏电极de1可设置成与具有u形形状的第一源电极se1间隔开预定的距离并且被第一源电极se1围绕。

如图1中所示,第二漏电极de2可与第二源电极se2间隔开且半导体层sm设置在第二漏电极de2与第二源电极se2之间,并且第二漏电极de2可与第二栅电极ge2至少部分地重叠。此外,如图1中所示,第二漏电极de2可与第三源电极se3间隔开且半导体层sm设置在第二漏电极de2与第三源电极se3之间,并且第二漏电极de2可与第三栅电极ge3至少部分地重叠。

即,第二漏电极de2可被提供有来自第二源电极se2和第三源电极se3两者的电压。因此,第二漏电极de2可具有在提供到第二源电极se2的数据电压与提供到第三源电极se3的维持电压之间的电压电平。

第二漏电极de2充当第二tfttr2的输出端,第二tfttr2具有作为其输入端的第二源电极se2和作为其控制端的第二栅电极ge2。此外,第二漏电极de2充当第三tfttr3的输出端,第三tfttr3具有作为其输入端的第三源电极se3和作为其控制端的第三栅电极ge3。换句话说,第二tfttr2和第三tfttr3的输出端由第二漏电极de2整体地提供。这意味着第二漏电极de2不仅起到第二tfttr2的输出端的作用,而且还起到第三tfttr3的输出端的作用。换句话说,第二tfttr2和第三tfttr3可一起共享相同的输出端。第二tfttr2和第三tfttr3的输出端由第二漏电极de2整体地提供还可意味着第二源电极se2和第三源电极se3设置在第二漏电极de2的相对的侧上。

第二漏电极de2可与第二源电极se2和第三源电极se3中的每个间隔开预定的距离,并且可设置成与第二源电极se2和第三源电极se3平行。具体地,第二漏电极de2以及第二源电极se2和第三源电极se3中的每个可具有在第二方向dr2上延伸的一个或多个外侧,并且第二有源区ar2和第三有源区ar3可分别设置在第二漏电极de2与第二源电极se2的外侧之间和第二漏电极de2与第三源电极se3的外侧之间。第三有源区ar3包括第三有源区第一部ar31和第三有源区第二部ar32。换句话说,如图1和图5中所示,沿着第二方向dr2延伸的第二源电极se2、第二有源区ar2、第二漏电极de2、第三有源区ar3和第三源电极se3可按照所述顺序相继地设置。换句话说,第二有源区ar2和第三有源区ar3可设置在第二漏电极de2的相对的侧上。

如图1和图5中所示,第二漏电极de2可与第二源电极se2间隔开且半导体层sm设置在第二漏电极de2与第二源电极se2之间,并且第二漏电极de2可与第二栅电极ge2至少部分地重叠。半导体层sm的设置在第二漏电极de2与第二源电极se2之间的部分区域可限定为第二有源区ar2。在第二有源区ar2中,可形成第二沟道,使得第二漏电极de2和第二源电极se2可以根据栅极电压彼此电连接。第二沟道可由提供到第二栅电极ge2的栅极电压控制。

此外,如图1和图5中所示,第二漏电极de2可与第三源电极se3间隔开且半导体层sm设置在第二漏电极de2与第三源电极se3之间,并且第二漏电极de2可与第三源电极se3至少部分地重叠。半导体层sm的设置在第二漏电极de2与第三源电极se3之间的部分区域可限定为第三有源区ar3。在第三有源区ar3中,可形成第三沟道,使得第二漏电极de2和第三源电极se3可以根据栅极电压彼此电连接。第三沟道可由提供到第三栅电极ge3的栅极电压控制。

在图1至图5的示例性实施方式中还可设置在第三有源区ar3内沿着第二方向dr2延伸的浮动电极fe,以改善第三tfttr3的特性。

第一漏电极de1可经由第一接触孔cnt1(稍后描述)电连接至第一子像素电极spe1。第二漏电极de2可经由第二接触孔cnt2(稍后描述)电连接至第二子像素电极spe2。

第三源电极se3可经由第三接触孔cnt3电连接至第一维持电极cst1,并且还可经由第四接触孔cnt4电连接至第二维持电极cst2。因此,提供到第一维持电极cst1的维持电压可经由第三源电极se3传输到第二维持电极cst2。

数据线dl、第一源电极se1、第二源电极se2和第三源电极se3以及第一漏电极de1和第二漏电极de2可包括相同的材料。在示例性实施方式中,例如,数据线dl、第一源电极se1、第二源电极se2和第三源电极se3以及第一漏电极de1和第二漏电极de2可包括诸如铝或铝合金的铝基金属、诸如银或银合金的银基金属、诸如铜或铜合金的铜基金属、诸如钼或钼合金的钼基金属、铬、钽或钛。数据线dl、第一源电极se1、第二源电极se2和第三源电极se3以及第一漏电极de1和第二漏电极de2可具有单层结构或可具有多层结构,所述多层结构包括具有不同物理性质的至少两个导电膜。

第一栅电极ge1、第一有源区ar1、第一源电极se1和第一漏电极de1可形成用作开关元件的第一tfttr1。第二栅电极ge2、第二有源区ar2、第二源电极se2和第二漏电极de2可形成用作开关元件的第二tfttr2。第三栅电极ge3、第三有源区ar3、第三源电极se3和第二漏电极de2可形成也用作开关元件的第三tfttr3。即,第二tfttr2和第三tfttr3可共享第二漏电极de2作为它们的输出端。

在提供到第一栅电极ge1的栅极电压具有能够导通第一tfttr1的导通电平的情况下,提供到数据线dl的数据电压可经由第一源电极se1提供到第一漏电极de1。由于第一漏电极de1电连接至第一子像素电极spe1,因此提供到数据线dl的数据电压还可提供到第一子像素电极spe1。

在提供到第二栅电极ge2的栅极电压具有能够导通第二tfttr2的导通电平的情况下,提供到数据线dl数据电压可经由第二源电极se2提供到第二漏电极de2。在提供到第三栅电极ge3的栅极电压具有能够导通第三tfttr3的导通电平的情况下,提供到第一维持电极cst1的维持电压可经由第三源电极se3提供到第二漏电极de2。

如上所述,由于第二漏电极de2经由第二接触孔cnt2电连接至第二子像素电极spe2且维持电压低于数据电压,因此提供到第二子像素电极spe2的电压可具有在数据电压与维持电压之间的电平。

即使单一电压被提供到多个像素px中的每个,但是最终提供到第一子像素电极spe1的电压可与最终提供到第二子像素电极spe2的电压不同,并且因此,液晶分子lc可以以多种角度倾斜。因此,可以使在从前面观察时lcd设备的灰度级与在从侧面观察时lcd设备的灰度级之间的差异最小化。换句话说,可以改善lcd设备的可见性。

最终提供到第二子像素电极spe2的电压(即,提供到第二漏电极de2的电压)可通过等式(1)和(2)进行计算:

vdr2=rv×vdata…(1);以及

其中,vdr2表示施加到第二漏电极de2的电压,vdata表示数据电压,rv表示电压比,lew2表示形成在第二有源区ar2中的第二沟道的宽度,lel2表示形成在第二有源区ar2中的第二沟道的长度,lew3表示形成在第三有源区ar3中的第三沟道的宽度,并且lel31+lel32表示形成在第三有源区ar3中的第三沟道的长度lel3。

沟道的长度对应于设置在沟道的两侧上的两个电极彼此间隔开的程度,并且沟道的宽度对应于设置在沟道的两侧上的两个电极彼此面对的程度。

三个沟道的长度将在下文中参考图5进行描述。参考图5,浮动电极fe设置在第三有源区ar3的中央附近。因此,在设置有浮动电极fe的区域中不形成沟道,并且设置有浮动电极fe的区域可具有导电性。换句话说,可将设置有浮动电极fe的区域从第三有源区ar3排除。因此,第三有源区ar3被划分成分别在浮动电极fe的左侧和右侧上的第一区和第二区,并且第三沟道的长度lel3可限定为第一区的在第一方向dr1上的长度lel31和第二区的在第一方向dr1上的长度lel32的总和。

在图1至图5的示例性实施方式中,如图5中所示,第二沟道的长度lel2和第三沟道的长度lel3两者均可沿着第一方向dr1测量。换句话说,第二沟道的长度lel2的方向可与第一方向dr1相同,并且第三沟道的长度lel3的方向也可与第一方向dr1相同。此外,第二沟道的长度lel2的方向可与栅极线gl延伸的方向相同,并且第三沟道的长度lel3的方向也可与栅极线gl延伸的方向相同。因此,可有效地使多个像素px之间在第二沟道的长度lel2和第三沟道的长度lel3上的偏差最小化。

第二沟道的长度lel2和第三沟道的长度lel3两者均在等式(2)的分母中。因此,如果第二沟道的长度lel2和第三沟道的长度lel3彼此不同,即,如果在第二沟道的长度lel2与第三沟道的长度lel3之间存在大的偏差,则电压比可从一个像素px到另一像素px显著地变化。因此,即使向多个像素px中的每个提供相同的数据电压和相同的维持电压,经由第二漏电极de2提供到第二子像素电极spe2的电压仍可从一个像素px到另一像素px变化。然而,由于第二沟道的长度lel2的方向和第三沟道的长度lel3的方向两者均与第一方向dr1相同,所以可以有效地使多个像素px之间在电压比上的偏差最小化。这将在下文中参考图6进行描述。

图6是示出如何使用曝光装置曝光母基底的示意图。

多种布线(例如,数据线dl、第一源电极se1、第二源电极se2和第三源电极se3以及第一漏电极de1和第二漏电极de2)的形成方法可包括形成金属层、在金属层上形成光刻胶层、通过使用曝光装置施加紫外(“uv”)光来固化光刻胶层、去除部分光刻胶层、去除(即,蚀刻掉)金属层被曝光的部分、以及去除剩余的光刻胶层。

参考图6,曝光装置可将紫外光施加到母基底10来将光刻胶层固化成具有特定的图案。曝光装置使用多个透镜ls1至lsn来在光刻胶层上形成特定的图案,并且由于透镜ls1至lsn的使用,在光刻胶层上形成的图案可变得更复杂。母基底10可为还有待划分成或切割成单独的第一基体基底110的基底。

透镜ls1至lsn在从母基底10的一侧移动到另一侧的同时将uv光施加到光刻胶层。在图6的示例性实施方式中,透镜ls1至lsn在沿着第一方向dr1从图6的左边移动到右边的同时施加uv光。

彼此邻近设置的透镜ls1至lsn可为梯形的,并且每对相邻的透镜可在相反的方向上定向。经由透镜ls1至lsn施加到母基底10的uv光的量可在两个相邻的透镜彼此重叠的重叠区oa中以及uv光仅通过一个透镜施加到母基底10的非重叠区noa中基本上均匀。换句话说,所有的透镜ls1至lsn在非重叠区noa中具有相同的高度,并且每对相邻的透镜的梯形形状在重叠区oa的任何位置中的高度的总和可与透镜ls1至lsn的梯形形状在非重叠区noa中的高度相同。透镜ls1至lsn在图6中示出为具有梯形的截面形状,但是,只要经由透镜ls1至lsn施加的uv光的量在任何位置都为均匀的,透镜ls1至lsn的形状不特别地限于此。透镜ls1至lsn中的每个将uv光施加到的宽度可为约100mm至约110mm,但是本发明不限于此。即,可使用多种尺寸的透镜。

由于透镜ls1至lsn通过在沿着第一方向dr1移动的同时施加uv光而在光刻胶层上形成图案,因此在第一方向dr1上形成的图案可比在第二方向dr2上形成的图案更复杂。因此,在第二沟道的长度lel2的方向和第三沟道的长度lel3的方向与第一方向dr1一致的情况下,可以提高长度lel2和长度lel3的精确度,并且可以有效地使多个像素px之间在第三沟道的长度lel3和第二沟道的长度lel2上的偏差最小化。

在重叠区oa中形成图案可比在非重叠区noa中形成图案困难。然而,即使在重叠区oa中,如果第二沟道的长度lel2的方向和第三沟道的长度lel3的方向与第一方向dr1一致,则可以有效地使多个像素px之间在第三沟道的长度lel3和第二沟道的长度lel2上的偏差最小化。

再次参考图1至图5,为了使第二沟道和第三沟道两者都在第一方向dr1上延伸,邻近于第二有源区ar2和第三有源区ar3设置的第二源电极se2、第二漏电极de2和第三源电极se3可具有沿着第二方向dr2延伸的条形形状部分。

另一方面,在第一有源区ar1中形成的第一沟道的宽度lew1测量为第一沟道的u形形状轮廓的长度。第一沟道的长度包括长度lel1v和长度lel1p两者,其中,长度lel1v是彼此面对的第一漏电极de1的一侧和第一源电极se1的一侧在竖直方向上间隔开的距离,长度lel1p是彼此面对的第一漏电极de1的一侧和第一源电极se1的一侧在水平方向上间隔开的距离。由于包括第一有源区ar1的第一tfttr1仅将数据电压传输到第一子像素电极spe1,因此施加到第一子像素电极spe1的电压可不显著地受到第一沟道的在竖直方向上的长度lel1v上的任何偏差影响。换句话说,即使第一沟道具有在竖直方向上的长度lel1v和在水平方向上的长度lel1p两者,lcd设备的显示质量也可不根据所述偏差而劣化。

另一方面,在第二tfttr2和第三tfttr3包括条形形状的第二有源区ar2和第三有源区ar3的情况下,与第二tfttr2和第三tfttr3包括u形形状的第二有源区ar2和第三有源区ar3的情况相比,第二源电极se2、第三源电极se3和第二漏电极de2与第二栅电极ge2和第三栅电极ge3之间的重叠区可相对小。因此,在第二源电极se2、第三源电极se3和第二漏电极de2与第二栅电极ge2和第三栅电极ge3之间形成的电容也可小。因此,可以提高第二tfttr2和第三tfttr3的充电速率,并且可以改善驱动裕度。

在第二tfttr2和第三tfttr3包括条形形状的第二有源区ar2和第三有源区ar3的情况下,与第二tfttr2和第三tfttr3包括u形形状的第二有源区ar2和第三有源区ar3的情况相比,跳变现象(即,响应于栅极电压从导通电平到截止电平的转变,第二漏电极de2充有的数据电压突然下降的现象)可能变得严重。然而,在根据本发明的图1至图5的示例性实施方式中,由于第二tfttr2和第三tfttr3共享第二漏电极de2作为它们的输出端,因此可以有效地使第二tfttr2和第三tfttr3的输出端与第二栅电极ge2和第三栅电极ge3之间的重叠区最小化,并且因此,还可以有效地使跳变现象最小化。

第二绝缘层130设置在第一绝缘层120以及第一tfttr1、第二tfttr2和第三tfttr3上。第二绝缘层130可包括绝缘材料。在示例性实施方式中,例如,第二绝缘层130可为包括有机材料的有机层。第二绝缘层130可平坦化由设置在第二绝缘层130与第一基体基底110之间的元件在其顶表面上造成的任何高度差异。换句话说,第二绝缘层130的顶表面可基本为平坦的。

第一接触孔cnt1、第二接触孔cnt2、第三接触孔cnt3和第四接触孔cnt4可限定在第二绝缘层130中以穿透第二绝缘层130。

具体地,使第一漏电极de1的一部分相对于第一基体基底110的顶表面沿着竖直方向暴露的第一接触孔cnt1可限定在第二绝缘层130中。第一漏电极de1的一部分和设置在第二绝缘层130上方的第一子像素电极spe1可经由第一接触孔cnt1彼此物理地连接。

此外,使第二漏电极de2的一部分相对于第一基体基底110的顶表面沿着竖直方向暴露的第二接触孔cnt2可限定在第二绝缘层130中。第二漏电极de2的一部分和设置在第二绝缘层130上方的第二子像素电极spe2可经由第二接触孔cnt2彼此电连接。

此外,使第一维持电极cst1的一部分和第三源电极se3的一部分相对于第一基体基底110的顶表面沿着竖直方向暴露的第三接触孔cnt3可限定在第二绝缘层130中。第一桥接电极be1可设置在第二绝缘层130上以与第三接触孔cnt3重叠,并且可电连接第一维持电极cst1和第三源电极se3。

此外,使第二维持电极cst2的一部分和第三源电极se3的一部分相对于第一基体基底110的顶表面沿着竖直方向暴露的第四接触孔cnt4可限定在第二绝缘层130中。第二桥接电极be2可设置在第二绝缘层130上以与第四接触孔cnt4重叠,并且可电连接第二维持电极cst2和第三源电极se3。

第一子像素电极spe1、第二子像素电极spe2、第一桥接电极be1、第二桥接电极be2和屏蔽电极sde设置在第二绝缘层130上而不在相同的平面上彼此重叠。

第一子像素电极spe1可经由第一接触孔cnt1电连接至第一漏电极de1,并且可从第一漏电极de1接收数据电压。

第二子像素电极spe2可经由第二接触孔cnt2电连接至第二漏电极de2,并且可从第二漏电极de2接收具有在数据电压与维持电压之间的电平的电压。

第一子像素电极spe1可大体设置在第一透光区pna1内,但是可包括与第一接触孔cnt1重叠的用于与第一漏电极de1连接的延伸部分。此外,第一子像素电极spe1可限定其中未设置透明导电材料的开口。由于开口的存在,因此在第一子像素电极spe1上设置有规则的图案,并且设置成与第一子像素电极spe1重叠的液晶分子lc的倾斜方向和倾斜程度可由第一子像素电极spe1的形状和图案控制。在图1至图5的示例性实施方式中,第一子像素电极spe1可具有包括从第一透光区pna1的中央向外延伸的多个分支的图案,但是本发明不限于此。

类似地,第二子像素电极spe2可大体设置在第二透光区pna2内,但是可包括与第二接触孔cnt2重叠的用于与第二漏电极de2连接的延伸部分。此外,第二子像素电极spe2可限定其中未设置透明导电材料的开口。由于开口的存在,因此在第二子像素电极spe2上设置有规则的图案,并且设置成与第二子像素电极spe2重叠的液晶分子lc的倾斜方向和倾斜程度可由第二子像素电极spe2的形状和图案控制。在图1至图5的示例性实施方式中,第二子像素电极spe2可具有包括从第二透光区pna2的中央向外延伸的多个分支的图案,但是本发明不限于此。

如上所述,第一桥接电极be1和第二桥接电极be2可设置成分别与第三接触孔cnt3和第四接触孔cnt4重叠。

屏蔽电极sde可与第一子像素电极spe1和第二子像素电极spe2以及第一桥接电极be1和第二桥接电极be2间隔开预定的距离,以不与第一子像素电极spe1和第二子像素电极spe2以及第一桥接电极be1和第二桥接电极be2重叠。因此,提供到第一子像素电极spe1和第二子像素电极spe2的电压可不提供到屏蔽电极sde。

屏蔽电极sde可设置成与除了设置有第一子像素电极spe1和第二子像素电极spe2以及第一桥接电极be1和第二桥接电极be2的区之外的整个区域重叠。然而,屏蔽电极sde不必须与除了设置有第一子像素电极spe1和第二子像素电极spe2以及第一桥接电极be1和第二桥接电极be2的区之外的整个区域重叠,并且可与设置有第一子像素电极spe1和第二子像素电极spe2以及第一桥接电极be1和第二桥接电极be2的区中的一部分重叠。

具体地,屏蔽电极sde可设置成与数据线dl重叠。数据线dl被提供数据电压,并且因此可影响液晶分子lc,并且屏蔽电极sde可屏蔽数据电压对液晶分子lc的影响。因此,可以防止光泄露。

在示例性实施方式中,第一子像素电极spe1和第二子像素电极spe2、第一桥接电极be1和第二桥接电极be2以及屏蔽电极sde可包括诸如氧化铟锡(“ito”)、氧化铟锌(“izo”)、氧化铟锡锌(“itzo”)或掺杂铝(al)的氧化锌(“azo”)的透明导电材料。

第一取向膜(未示出)可另外地设置在第一子像素电极spe1和第二子像素电极spe2、第一桥接电极be1和第二桥接电极be2以及屏蔽电极sde上。第一取向膜可控制注入到液晶层300中的液晶分子lc的初始取向角度。

第二显示基底200将在下文中进行描述。

第二显示基底200包括第二基体基底210、光屏蔽构件bm、滤色器层cf、涂覆层220和公共电极ce。

第二基体基底210设置成面向第一基体基底110。第二基体基底210可足够耐用以承受外部冲击。第二基体基底210可为透明绝缘基底。在示例性实施方式中,例如,第二基体基底210可为玻璃基底、石英基底、透明树脂基底等。第二基体基底210可具有平板形状,但是可在特定的方向上弯曲。

光屏蔽构件bm设置在第二基体基底210的面向第一显示基底100的表面上。

光屏蔽构件bm可设置成与栅极线gl、数据线dl、第一tfttr1、第二tfttr2和第三tfttr3以及第一接触孔cnt1、第二接触孔cnt2、第三接触孔cnt3和第四接触孔cnt4重叠(即,与除了第一透光区pna1和第二透光区pna2之外的整个区域重叠)。因此,除了第一透光区pna1和第二透光区pna2之外的整个区域中的光的透射可以被光屏蔽构件bm阻挡。

滤色器层cf设置在光屏蔽构件bm的面向第一显示基底100的表面上。

滤色器层cf可包括光敏有机成分,所述光敏有机成分包含用于实现颜色的颜料,并且滤色器层cf可包括红色颜料、绿色颜料和蓝色颜料中的任何一种。在示例性实施方式中,例如,滤色器层cf可包括多个滤色器,并且多个滤色器中的一个可显示三原色(即,红色,绿色和蓝色)中的一个。然而,本发明不限于此示例。可选地,多个滤色器可显示青色、品红色、黄色和白色中的任何一种。

在图1至图5的示例性实施方式中,滤色器层cf可设置在第二显示基底200上,但是本发明不限于此。即,在一些示例性实施方式中,滤色器层cf可设置在第一显示基底100上。

涂覆层220设置在滤色器层cf的面向第一显示基底100的表面上。涂覆层220可以减缓由光屏蔽构件bm和滤色器层cf造成的高度差异。在一些示例性实施方式中,可省略涂覆层220。

公共电极ce设置在涂覆层220的面向第一显示基底100的表面上。

公共电极ce可设置为第二基体基底210的整个表面上方的未图案化的板。从外部供应的公共电压可施加到公共电极ce,以与第一子像素电极spe1和第二子像素电极spe2一起在液晶层300中形成电场。然而,在一些示例性实施方式中,开口可限定在公共电极ce上,使得公共电极ce可以具有特定的图案。

公共电压可从外部提供,并且公共电压的电平可在液晶显示设备工作时被一致地保持。因此,电场可由设置成彼此重叠的第一子像素电极spe1与公共电极ce之间和设置成彼此重叠的第二子像素电极spe2与公共电极ce之间的电压差形成。液晶分子lc可通过电场转动或倾斜。

另一方面,在一些示例性实施方式中,屏蔽电极sde可设置有具有与公共电压基本上相同的电平的电压。因此,在液晶显示设备的操作期间,可不在液晶层300的位于设置成彼此重叠的屏蔽电极sde和公共电极ce之间的部分中形成具有方向性的电场。由于具有与公共电压相同的电平的电压被提供到屏蔽电极sde和公共电极ce,因此在屏蔽电极sde与公共电极ce之间不生成电势差。因此,位于设置成彼此重叠的屏蔽电极sde和公共电极ce之间的空间中的液晶分子lc可不转动或倾斜,并且可保持处于与当lcd设备关闭时的状态相同的状态。在示例性实施方式中,例如,光的透射可以在位于屏蔽电极sde与公共电极ce之间的液晶分子lc的一部分中被阻挡。

第二取向膜(未示出)可设置在公共电极ce的面向第一显示基底100的表面上。与第一取向膜相同,第二取向膜可控制注入到液晶层300中的液晶分子lc的初始取向角度。可省略第二取向膜。

液晶层300将在下文中进行描述。

液晶层300可包括具有介电各向异性和折射率各向异性的液晶分子lc。在液晶层300中没有电场的情况下,液晶分子lc可相对于第一显示基底100和第二显示基底200在竖直方向上取向。响应于第一显示基底100与第二显示基底200之间提供的电场,液晶分子lc可在特定的方向上倾斜或转动,并且因此可改变光的偏振。

图7是示出根据图1至图5的lcd设备的第一tft的第一沟道的竖直方向和水平方向上的长度的测量的示例性实施方式的曲线图。

参考图7,x轴代表每个透镜的位置(以mm为单位),并且y轴代表第一沟道的长度(以μm为单位)。具体地,x轴代表每个透镜在第二方向dr2上距图6的起始点sp的距离。

图7示出了多个像素px之间在第一tfttr1的第一沟道在竖直方向上的长度lel1v上存在大的偏差,并且多个像素px之间在第一tfttr1的第一沟道在水平方向上的长度lel1p上存在相对小的偏差。

如上所述,因为第一子像素电极spe1仅接收提供到数据线dl的数据电压,所以第一子像素电极spe1可不显著地受到沟道长度上的偏差影响。

另一方面,如果第二tfttr2的第二沟道和第三tfttr3的第三沟道在竖直方向上延伸,则第二tfttr2的第二沟道的长度与第三tfttr3的第三沟道的长度之间的差异可显著地影响提供到第二子像素电极spe2的电压。即,即使施加相同的数据电压和相同的维持电压,多个像素px之间在第二子像素电极spe2中生成的电压上仍有大的变化,并且因此,影像斑点可能变得可见。然而,在图1至图5的示例性实施方式中,由于第二tfttr2的第二沟道的长度lel2和第三tfttr3的第三沟道的长度lel3两者均可以在第一方向dr1(即,水平方向)上测量,因此可以有效地使多个像素px之间可由不同的沟道长度引起的电压偏差最小化。

图8是根据本发明的lcd设备的像素的另一示例性实施方式的平面图。

图8的像素px_a与图1的像素px的不同之处在于,未在第三tfttr3_a中设置浮动电极fe。在下文中,将主要集中在与图1的像素px的差异上描述像素px_a。

参考图8,像素px_a包括栅极线gl、半导体层sm、数据线dl、第一tfttr1、第二tfttr2、第三tfttr3_a、第一接触孔cnt1、第二接触孔cnt2、第三接触孔cnt3、第四接触孔cnt4、第一子像素电极spe1、第二子像素电极spe2、第一桥接电极be1、第二桥接电极be2以及屏蔽电极sde。

第三tfttr3_a包括第三源电极se3_a、第三栅电极ge3_a、第三有源区ar3_a以及第二漏电极de2。即,像素px_a可不包括图1的设置在图1的像素px的第三有源区ar3的中央附近的浮动电极fe的等同。

图9是根据本发明的lcd设备的像素的又一示例性实施方式的平面图。

图9的像素px_b与图1的像素px的不同之处在于,第一tfttr1_b的第一源电极se1_b和第一漏电极de1_b两者均为条形形状。在下文中,将主要集中在与图1的像素px的差异上描述像素px_b。

参考图9,像素px_b包括栅极线gl、半导体层sm、数据线dl、第一tfttr1_b、第二tfttr2、第三tfttr3、第一接触孔cnt1、第二接触孔cnt2、第三接触孔cnt3、第四接触孔cnt4、第一子像素电极spe1、第二子像素电极spe2、第一桥接电极be1、第二桥接电极be2以及屏蔽电极sde。

第一tfttr1_b包括第一源电极se1_b、第一漏电极de1_b、第一有源区ar1_b以及第一栅电极ge1_b。邻近于第一有源区ar1_b的第一源电极se1_b和第一漏电极de1_b两者均可设置为沿着第二方向dr2延伸的条形形状。因此,在第一tfttr1_b中形成的第一沟道的长度可沿着第一方向dr1测量。因此,可以有效地使像素px_b与其他像素px_b之间在第一沟道的长度上的偏差最小化。

图10是根据本发明的lcd设备的像素的又一示例性实施方式的平面图。

图10的像素px_c包括第三tfttr3_a和第一tfttr1_b,其中,所述第三tfttr3_a具有与图8的第三tfttr3_a相同的结构,所述第一tfttr1_b具有与图9的第一tfttr1_b相同的结构。

即,像素px_c具有通过体现由图8和图9的示例性实施方式做出的两个修改而获得的结构。

图11是根据本发明的lcd设备的像素的又一示例性实施方式的平面图。

图11的像素px_d与图1的像素px的不同之处在于,第二沟道的长度方向和第三沟道的长度方向两者均为第二方向dr2。在下文中,将主要集中在与图1的像素px的差异上描述像素px_d。

参考图11,像素px_d包括栅极线gl、半导体层sm、数据线dl、第一tfttr1_d、第二tfttr2_d、第三tfttr3_d、第一接触孔cnt1、第二接触孔cnt2、第三接触孔cnt3、第四接触孔cnt4、第一子像素电极spe1、第二子像素电极spe2、第一桥接电极be1、第二桥接电极be2以及屏蔽电极sde。此外,第一tfttr1_d包括第一源电极se1_d、第一漏电极de1_d、第一有源区ar1_d以及第一栅电极ge1_d,第二tfttr2_d包括第二源电极se2_d、第二漏电极de2_d、第二有源区ar2_d以及第二栅电极ge2_d,第三tfttr3_d包括第三源电极se3_d、第三栅电极ge3_d、第三有源区ar3_d、第二漏电极de2_d以及浮动电极fe_d。

第二tfttr2_d的第二沟道的长度方向可为第二方向dr2。换句话说,邻近于第二有源区ar2_d的第二漏电极de2_d和第二源电极se2_d两者均可在第一方向dr1上延伸。

此外,第三tfttr3_d的第三沟道的长度方向可为第二方向dr2。换句话说,邻近于第三有源区ar3_d的第二漏电极de2_d和第三源电极se3_d两者均可在第一方向dr1上延伸。在这里,第三有源区ar3_d包括第三有源区第一部ar31_d和第三有源区第二部ar32_d。

如果曝光装置的透镜在制造过程中在第二方向dr2上移动的同时施加uv光,则可以有效地使像素px_d与其他像素px_d之间在第二沟道的长度和第三沟道的长度上的偏差最小化。

虽然已经参考本发明的示例性实施方式具体地示出和描述了本发明,但是将由本领域普通技术人员理解的是,在不背离如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可在本发明中做出形式和细节上的多种改变。示例性实施方式应仅以描述性意义解释,且不是为了限制的目的。

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