顯示裝置及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種顯示裝置及其制造方法。所述顯示裝置包括：基板，包括多個像素區(qū)；薄膜晶體管，設置在基板上；第一絕緣層，設置在薄膜晶體管上；像素電極，與薄膜晶體管連接并且設置在第一絕緣層上；公共電極，設置在像素電極上并且通過微腔與像素電極分隔；第二絕緣層，設置在公共電極上；頂層，設置在第二絕緣層上，頂層的厚度是大約4μm至大約50μm；注入孔，穿過公共電極、第二絕緣層和頂層，注入孔暴露微腔的一部分；液晶層，填充微腔；覆蓋件，在頂層上并且延伸到注入孔中，覆蓋件密封微腔。
【專利說明】顯示裝置及其制造方法
【技術領域】
[0001]實施例涉及顯示裝置及其制造方法，更具體地，涉及能夠減少保留的液晶的數(shù)量的顯示裝置及其制造方法。
【背景技術】
[0002]顯示裝置是目前廣泛使用的計算機監(jiān)視器、電視、移動電話等所需的。顯示裝置可以包括例如陰極射線管顯示裝置、液晶顯示器、等離子體顯示裝置等。
[0003]液晶顯示器是目前使用的最常見類型的平板顯示器中的一種，其包括具有場發(fā)生電極(諸如，像素電極、公共電極等)的兩片顯示面板和布置在它們之間的液晶層。液晶顯示器通過向場發(fā)生電極施加電壓在液晶層中產(chǎn)生電場，以通過產(chǎn)生的電場控制液晶層的液晶分子的取向并且控制入射光的偏振，從而顯示圖像。
[0004]液晶顯示器的這兩片顯示面板可以包括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，傳遞柵極信號的柵極線和傳遞數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)線被形成為彼此交叉，并可以形成與柵極線和數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管、與薄膜晶體管連接的像素電極等。在對向顯示面板中，可以形成阻光構件、濾色器、公共電極等。在一些情況下，阻光構件、濾色器和公共電極可以形成在薄膜晶體管陣列面板上。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]示例性實施例提供了一種顯示裝置，所述顯示裝置包括:基板，包括多個像素區(qū)；薄膜晶體管，設置在基板上；第一絕緣層，設置在薄膜晶體管上；像素電極，與薄膜晶體管連接并且設置在第一絕緣層上；公共電極，設置在像素電極上并且通過微腔與像素電極分隔；第二絕緣層，設置在公共電極上；頂層，設置在第二絕緣層上，頂層的厚度是大約4μπι至大約50 μ m;注入孔，穿過公共電極、第二絕緣層和頂層，注入孔暴露微腔的一部分；液晶層，填充微腔；覆蓋件，在頂層上并且延伸到注入孔中，覆蓋件密封微腔。
[0006]頂層的厚度可以等于或大于大約8 μ m。
[0007]頂層和第二絕緣層之間的角度可以在大約30°至大約90°的范圍內(nèi)。
[0008]頂層和第二絕緣層之間的角度可以是大約45°。
[0009]頂層的傾斜表面可以具有階梯形狀。
[0010]顯示裝置還可以包括設置在頂層上的防水層。
[0011]第二絕緣層可以由氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的至少一個制成。
[0012]顯示裝置還可以包括在頂層上形成的第三絕緣層。
[0013]第三絕緣層可以由氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的一個制成。
[0014]另一個示例性實施例提供了一種顯示裝置的制造方法，所述方法包括:在基板上形成薄膜晶體管；在薄膜晶體管上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成與薄膜晶體管連接的像素電極；在像素電極上形成犧牲層；在犧牲層上形成公共電極；在公共電極上形成第二絕緣層；通過將有機材料施加到第二絕緣層上并且將有機材料圖案化來形成頂層；暴露犧牲層；通過去除被暴露的犧牲層在像素電極和公共電極之間形成微腔；通過將液晶材料注入微腔中來形成液晶層；通過在頂層上形成覆蓋件來密封微腔，頂層的厚度為大約4 μ m50 μ m。
[0015]所述方法還可以包括在形成的頂層上形成防水層。
[0016]所述方法還可以包括通過將第三絕緣層圖案化來去除直接形成在犧牲層上的第三絕緣層。
[0017]將犧牲層灰化，此后，可以形成第三絕緣層。
[0018]在犧牲層的灰化期間，直接設置在犧牲層上的第三絕緣層可以被剝離。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]通過參照附圖詳細描述示例性實施例，對于本領域的普通技術人員來講，特征將變得清楚，其中:
[0020]圖1示出根據(jù)示例性實施例的顯示裝置的平面圖。
[0021]圖2示出根據(jù)示例性實施例的顯示裝置的一個像素的平面圖。
[0022]圖3示出沿著圖1的II1-1II線的剖視圖。
[0023]圖4示出沿著圖1的IV-1V線的剖視圖。
[0024]圖5至圖10示出根據(jù)示例性實施例的在顯示裝置的制造方法中的階段的剖視圖。
[0025]圖11至圖13示出根據(jù)其它示例性實施例的顯示裝置的剖視圖。
[0026]圖14至圖16示出根據(jù)示例性實施例的顯示裝置中的液晶余量的模擬結果。
【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)在將在下文中參照附圖更充分地描述示例實施例；然而，這些實施例可以用不同形式來實施，并且不應該被解釋為限于這里闡明的實施例。相反地，提供這些實施例使得本公開將是徹底的和完全的，并且將把示例性實現(xiàn)方式充分傳達給本領域的技術人員。
[0028]在附圖中，為了清晰起見，可以擴大層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在整個說明書中，類似的參考標號始終表示類似的元件。應該理解，當諸如層、膜、區(qū)域或基板的元件被稱作“在”另一元件“上”時，它可以直接在其它元件上或者可能還存在中間元件。相反，當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。
[0029]首先，以下將參照附圖示意性描述根據(jù)示例性實施例的顯示裝置。
[0030]圖1示出根據(jù)示例性實施例的顯示裝置的平面圖。為了方便起見，圖1只示出一些構成元件。
[0031]根據(jù)示例性實施例的顯示裝置可以包括由例如玻璃或塑料制成的基板110和形成在基板110上的頂層360?；?10可以包括多個像素區(qū)PX。
[0032]多個像素區(qū)PX可以被設置成包括多個像素行和多個像素列的矩陣形式。每個像素區(qū)PX可以包括第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb。第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb可以垂直地設置。第一谷Vl在像素行方向上設置在第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb之間，第二谷V2設置在多個像素列之間。
[0033]頂層360沿像素行方向形成。在這種情況下，去除第一谷Vl處的頂層360，因此形成注入孔307，以使設置在頂層360下方的構成元件暴露于外部。例如，注入孔307可以疊置(例如，完全疊置)第一谷VI，并且可以沿著列方向分開兩個相鄰的頂層360。例如，頂層360和注入孔307中的每個可以連續(xù)地沿著整個行方向延伸。
[0034]每個頂層360被形成為在相鄰的第二谷V2之間與基板110分開，形成微腔305。另外，各頂層360被形成為在第二谷V2處附著到基板110，以覆蓋微腔305的兩側。
[0035]上述的根據(jù)示例性實施例的顯示裝置的結構只是示例性的并且可以進行各種修改。例如，可以修改像素區(qū)PX、第一谷Vl和第二谷V2的布局形式，使多個頂層360可以在第一谷Vl處彼此連接，各頂層360的部分可以在第二谷V2處與基板110分開，以使相鄰的微腔305彼此連接。
[0036]接下來，以下將除了參照圖2至圖4之外還參照圖1描述根據(jù)示例性實施例的顯示裝置的一個像素。
[0037]圖2示出根據(jù)示例性實施例的顯示裝置的一個像素的平面圖，圖3示出沿著圖1的II1-1II線的剖視圖，并且圖4示出沿著圖1的IV-1V線的剖視圖。
[0038]參照圖1至圖4，可以在基板110上形成包括多條柵極線121、多條降壓柵極線123和多條存儲電極線131的多個柵極導體。
[0039]柵極線121和降壓柵極線123主要在水平方向上延伸以傳遞柵極信號。柵極導體還可以包括從柵極線121向上和向下突出的第一柵電極124h和第二柵電極1241和從降壓柵極線123向上突出的第三柵電極124c。第一柵電極124h和第二柵電極1241彼此連接，以形成一個突出。在這種情況下，可以修改第一柵電極124h、第二柵電極1241和第三柵電極124c的突出形式。
[0040]存儲電極線131主要在水平方向上延伸，以傳遞諸如公共電壓Vcom的預定電壓。存儲電極線131可以包括向上和向下突出的存儲電極129、向下延伸以基本上垂直于柵極線121的一對垂直部分134以及連接這對垂直部分134的端部的水平部分127。水平部分127包括向下擴展的電容器電極137。
[0041]柵極絕緣層140形成在柵極導體121、123、124h、1241、124c和131上。柵極絕緣層140可以由無機絕緣材料(例如，氮化硅(SiNx)和氧化硅(S1x))制成。另外，柵極絕緣層140可以由單層或多層構成。
[0042]第一半導體154h、第二半導體1541和第三半導體154c可以形成在柵極絕緣層140上。第一半導體154h可以設置在第一柵電極124h上,第二半導體1541可以設置在第二柵電極1241上,第三半導體154c可以設置在第三柵電極124c上。第一半導體154h和第二半導體1541可以彼此連接，第二半導體1541和第三半導體154c可以彼此連接。另外，第一半導體154h可以延伸到數(shù)據(jù)線171的下部。第一半導體154h、第二半導體1541和第三半導體154c可以由例如非晶硅、多晶硅、金屬氧化物等制成。
[0043]歐姆接觸件(未示出)可以進一步分別形成在第一半導體154h、第二半導體1541和第三半導體154c上。歐姆接觸件可以由硅化物或其中以高濃度摻雜有η型雜質的材料(諸如，η+氫化非晶硅)制成。
[0044]包括數(shù)據(jù)線171、第一源電極173h、第二源電極1731、第三源電極173c、第一漏電極175h、第二漏電極1751和第三漏電極175c的數(shù)據(jù)導體可以形成在第一半導體154h、第二半導體1541和第三半導體154c上。
[0045]數(shù)據(jù)線171傳遞數(shù)據(jù)信號并且主要在垂直方向上延伸，以與柵極線121和降壓柵極線123交叉。各數(shù)據(jù)線171可以包括朝向第一柵電極124h和第二柵電極1241延伸并且彼此連接的第一源電極173h和第二源電極1731。
[0046]第一漏電極175h、第二漏電極1751和第三漏電極175c分別包括一個寬端部部分和另一個桿形端部部分。第一漏電極175h和第二漏電極1751的桿形端部部分被第一源電極173h和第二源電極1731部分地環(huán)繞。第二漏電極1751的一個寬端部部分再次延伸，以形成彎曲成“U”形的第三源電極173c。第三漏電極175c的寬端部部分177c與電容器電極137疊置，以形成降壓電容器Cstd，桿形端部部分被第三源電極173c部分地環(huán)繞。
[0047]第一柵電極124h、第一源電極173h和第一漏電極175h與第一半導體154h —起形成第一薄膜晶體管Qh，第二柵電極1241、第二源電極1731和第二漏電極1751與第二半導體1541 —起形成第二薄膜晶體管Ql，第三柵電極124c、第三源電極173c和第三漏電極175c與第三半導體154c —起形成第三薄膜晶體管Qc。
[0048]第一半導體154h、第二半導體1541和第三半導體154c彼此連接以形成條紋形狀，并且可以與數(shù)據(jù)導體171、173h、1731、173c、175h、1751和175c和其下方的歐姆接觸件具有基本上相同的平面形狀，除了源電極173h、1731和173c與漏電極175h、1731和175c之間的溝道區(qū)之外。
[0049]在第一半導體154h中，沒有被第一源電極173h和第一漏電極175h覆蓋的暴露部分設置在第一源電極173h和第一漏電極175h之間。在第二半導體1541中，沒有被第二源電極1731和第二漏電極1751覆蓋的暴露部分設置在第二源電極1731和第二漏電極1751之間。另外，在第三半導體154c中，沒有被第三源電極173c和第三漏電極175c覆蓋的暴露部分設置在第三源電極173c和第三漏電極175c之間。
[0050]鈍化層180形成在數(shù)據(jù)導體171、173h、1731、173c、175h、1751和175c和暴露在相應的源電極173h/1731/173c和相應的漏電極175h/1751/175c之間的半導體154h、1541和154c上。鈍化層180可以由有機絕緣材料或無機絕緣材料制成，并且可以形成為單層或多層。
[0051]各像素區(qū)PX中的濾色器230可以形成在鈍化層180上。各濾色器230可以顯示原色中的一種(例如，紅色、綠色和藍色中的一種)。濾色器230不限于紅色、綠色和藍色這三種原色，而是可以顯示藍綠色、紫紅色、黃色和白色系的顏色中的一種。與以上示出的濾色器不同，濾色器230可以在列方向上沿著相鄰數(shù)據(jù)線171之間的間隔伸長。
[0052]阻光構件220可以形成在相鄰濾色器230之間的區(qū)域中。阻光構件220可以形成在像素區(qū)PX的邊界和薄膜晶體管上，以防止漏光。濾色器230可以形成在第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb的每個中，阻光構件220可以形成在第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb之間。
[0053]阻光構件220可以包括:水平阻光構件220a，沿著柵極線121和降壓柵極線123延伸以向上和向下擴展，并且覆蓋其中設置有第一薄膜晶體管Qh、第二薄膜晶體管Ql和第三薄膜晶體管Qc的區(qū)域；垂直阻光構件220b，沿著數(shù)據(jù)線171延伸。也就是說，水平阻光構件220a可以形成在第一谷Vl處，垂直阻光構件220b可以形成在第二谷V2處。濾色器230和阻光構件220可以在部分區(qū)域中彼此疊置。
[0054]第一絕緣層240可以進一步形成在濾色器230和阻光構件220上。第一絕緣層240可以由無機絕緣材料(例如，氮化硅(SiNx)、氧化硅(S1x)和氮氧化硅(S1xNy))制成。第一絕緣層240用于保護由有機材料制成的濾色器230和阻光構件220，如有必要，可以省略第一絕緣層240。
[0055]在第一絕緣層240、阻光構件220和鈍化層180中，形成分別暴露第一漏電極175h的寬端部部分和第二漏電極1751的寬端部部分的多個第一接觸孔185h和多個第二接觸孔1851。
[0056]像素電極191形成在第一絕緣層240上。像素電極191可以由透明金屬氧化物材料(例如，氧化銦錫(ITO)和/或氧化銦鋅(IZO))制成。
[0057]像素電極191包括第一子像素電極191h和第二子像素電極1911，第一子像素電極191h和第二子像素電極1911彼此分開且柵極線121和降壓柵極線123處于其間，并且基于柵極線121和降壓柵極線123設置在像素區(qū)的上方和下方以在列方向上彼此相鄰。也就是說，第一子像素電極191h和第二子像素電極1911彼此分開且第一谷Vl處于其間，第一子像素電極191h設置在第一子像素區(qū)PXa中，第二子像素電極1911設置在第二子像素區(qū)PXb中。
[0058]第一子像素電極191h和第二子像素電極1911分別通過第一接觸孔185h和第二接觸孔1851連接到第一漏電極175h和第二漏電極1751。因此，當?shù)谝槐∧ぞw管Qh和第二薄膜晶體管Ql導通時，第一薄膜晶體管Qh和第二薄膜晶體管Ql從第一漏電極175h和第二漏電極1751接收數(shù)據(jù)電壓。
[0059]第一子像素電極191h和第二子像素電極1911中的每個的整體形狀是四邊形，第一子像素電極19 Ih和第二子像素電極1911包括交叉主干，交叉主干包括水平主干193h和1931和分別與水平主干193h和1931交叉的垂直主干192h和1921。另外，第一子像素電極191h和第二子像素電極1911分別包括多個微小分支194h和1941、以及從子像素電極191h和1911的邊緣側向下或向上突出的突出197h和1971。
[0060]像素電極191被水平主干193h和1931和垂直主干192h和1921分成四個子區(qū)域。微小分支194h和1941從水平主干193h和1931和垂直主干192h和1921傾斜地延伸，并且延伸方向可以與柵極線121或水平主干193h和1931形成大約45度或135度的角度。另夕卜，兩個相鄰子區(qū)域的微小分支194h和1941的延伸方向可以彼此垂直。
[0061]在示例性實施例中，第一子像素電極191h還包括環(huán)繞外部的外部主干，第二子像素電極1911包括設置在上端和下端處的水平部分和設置在第一子像素電極191h的左邊和右邊的左右垂直部分198。左右垂直部分198可以防止電容耦合，即，數(shù)據(jù)線171和第一子像素電極19 Ih之間的耦合。
[0062]上述的像素區(qū)的布局形狀、薄膜晶體管的結構和像素電極的形狀只是示例性的，實施例不限于此，并且可以按各種方式修改。
[0063]公共電極270形成在像素電極191上，以與像素電極191分隔開預定距離。微腔305形成在像素電極191和公共電極270之間。也就是說，微腔305被像素電極191和公共電極270環(huán)繞?？梢愿鶕?jù)顯示裝置的大小和分辨率來不同地修改微腔305的寬度和面積。
[0064]公共電極270可以由透明金屬材料(例如，氧化銦錫(ITO)和/或氧化銦鋅(IZO))制成?？梢韵蚬搽姌O270施加預定電壓，可以在像素電極191和公共電極270之間產(chǎn)生電場。
[0065]第一取向層11形成在像素電極191上。第一取向層11還可以直接形成在沒有被像素電極191覆蓋的第一絕緣層240上。
[0066]第二取向層21形成在公共電極270下方，以面對第一取向層11。
[0067]第一取向層11和第二取向層21可以由垂直取向層形成，并且可以由取向材料(例如，聚酰胺酸、聚硅氧烷和聚酰亞胺)制成。第一取向層11和第二取向層21可以在像素區(qū)PX的邊緣處彼此連接。
[0068]由液晶分子310構成的液晶層形成在位于像素電極191和公共電極270之間的微腔305中。液晶分子310具有負介電各向異性并且可以在沒有施加電場時在基板110的垂直方向上取向。
[0069]被施以數(shù)據(jù)電壓的第一子像素電極191h和第二子像素電極1911與公共電極270一起產(chǎn)生電場，以控制設置在電極191和270之間的微腔305中的液晶分子310的方向。如此，穿過液晶層的光的亮度根據(jù)液晶分子310的確定方向而變化。
[0070]第二絕緣層350可以進一步形成在公共電極270上。第二絕緣層350可以由無機絕緣材料(例如，氮化硅(SiNx)和氧化硅(S1x)以及氮氧化硅(S1xNy))制成，或者，如有必要，可以省略第二絕緣層350。
[0071]頂層360形成在第二絕緣層350上。頂層360可以由有機材料制成。微腔305形成在頂層360下方，可以通過用固化工藝硬化頂層360來保持微腔305的形狀。也就是說，頂層360被形成為與像素電極191分隔且微腔305處于其間。
[0072]頂層360沿著像素行和第二谷V2形成在各像素區(qū)PX中，并沒有形成在第一谷Vl中。也就是說，頂層360沒有形成在同一像素區(qū)PX的第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb之間。微腔305形成在第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb中的每個中的各頂層360下方。在第二谷V2中，微腔305沒有形成在頂層360下方，而是被形成為附接到基板110。因此，設置在第二谷V2處的頂層360的厚度可以大于設置在第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb中的每個中的頂層360的厚度。第二谷V2中的微腔305的上表面和兩側具有被頂層360覆蓋的形式。
[0073]所形成的頂層360的厚度可以為大約4μπι至50 μ m。具體地，頂層360可以比根據(jù)以下將描述的比較例的頂層厚，例如，頂層360的厚度可以等于或大于大約8 μ m。
[0074]原因在于，當頂層360的厚度增大時，液晶出現(xiàn)中心聚集效應。換句話講，當頂層360較厚(即，較高)時，液晶聚集在設置在相鄰頂層360之間的第一谷Vl處。因此，即使一些液晶在注入到微腔305中的過程中接觸頂層360，與頂層360的接觸力也是低的。結果，防止了液晶保留在頂層360上。
[0075]同時，由于頂層360沒有設置在第一谷Vl中，因此頂層360彼此分隔且第一谷Vl布置在其間。結果，在與第一谷Vl相鄰的區(qū)域中的頂層360具有偏斜和傾斜的表面，例如，頂層的側表面可以向著第一谷Vl傾斜形成傾斜角。在這種情況下，頂層360的傾斜表面和平坦的第二絕緣層350之間的角度是大約30°至大約90°，例如，是大約45°。
[0076]如上所述，在控制頂層360的厚度和角度的過程中，可以同時調(diào)節(jié)厚度和角度二者，或者可以只調(diào)節(jié)厚度和角度中的一個。作為一個示例，可以增大頂層360的厚度或者可以減小頂層360的角度。在另一個示例中，可以減小頂層360的角度，同時增大頂層360的厚度。
[0077]也就是說，當難以控制頂層360的角度時，可以通過控制頂層360的厚度來減少保留的液晶。類似地，當難以控制頂層360的厚度時，可以通過只控制頂層360的角度來減少保留的液晶。
[0078]當如上所述地增大頂層360的厚度時，頂層360之間產(chǎn)生的第一谷Vl的體積增大。因此，當?shù)谝还萔l的體積增大時，在第一谷Vl中容納液晶的體積增大。因此，保留在頂層360上的液晶的數(shù)量減少。
[0079]類似地，當頂層360的傾斜表面和第二絕緣層350之間的角度減小時，第一谷Vl的體積增大。如上類似地，在第一谷Vl中容納液晶的體積增大，結果，防止了液晶保留在頂層360上。
[0080]詳細地，通過考慮與對應于各像素的第一谷Vl對應的體積，其中可能存在液晶的區(qū)域的體積是與頂層360下方的矩形區(qū)域對應的體積和與相鄰的頂層360面對的傾斜表面之間的區(qū)域對應的體積之和。在這種情況下，不管頂層360如何，與矩形區(qū)域對應的體積保持在預定值，而隨著頂層360的厚度增大或者隨著角度減小，與傾斜表面之間的區(qū)域對應的體積增大。因此，隨著體積增大，保留在頂層360上的液晶的量減少，從而減少了有缺陷的像素的數(shù)量。
[0081]在公共電極270、第二絕緣層350和頂層360中(例如，穿過公共電極270、第二絕緣層350和頂層360)形成暴露微腔305的一部分的注入孔307。多個注入孔307可以被形成為在第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb的邊緣處彼此面對(例如，平行)。也就是說，注入孔307可以對應于第一子像素區(qū)PXa的下側和第二子像素區(qū)PXb的上側，以暴露微腔305的側面。例如，各注入孔307可以將相鄰的第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb分開，因此第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb的每個中的微腔305的側壁可以通過注入孔307暴露。由于通過注入孔307暴露了微腔305，因此可以通過注入孔307將取向劑或液晶材料注入微腔305中。
[0082]覆蓋件390可以(例如，共形地)形成在第三絕緣層370上。覆蓋件390被形成為覆蓋注入孔307的側壁，微腔305的部分通過注入孔307暴露于外部。也就是說，覆蓋件390可以密封微腔305，使得形成在微腔305中的液晶分子310沒有釋放到外部。由于覆蓋件390接觸液晶分子310，因此覆蓋件390可以由不與液晶分子310發(fā)生反應的材料制成，例如，覆蓋件390可以由聚對二甲苯等制成。
[0083]覆蓋件390可以被形成為多層，例如，雙層或三層。雙層可以由不同材料制成的兩個層構成。三層可以由三個層構成，從而相鄰層的材料彼此不同。例如，覆蓋件390可以包括由有機絕緣材料制成的層和由無機絕緣材料制成的層。
[0084]盡管未示出，但偏振器可以進一步形成在顯示裝置的上側和下側上。偏振器可以由第一偏振器和第二偏振器構成。第一偏振器可以附接到基板110的下側上，第二偏振器可以附接到覆蓋件390上。
[0085]接下來，以下將除了圖1至圖4之外還一起參照圖5至圖10描述根據(jù)示例性實施例的顯示裝置的制造方法。圖5至圖10示出根據(jù)示例性實施例的在顯示裝置的制造方法中的階段的剖視圖。注意的是，為了方便起見，在圖5至圖10中省略了圖2中示出的一些元件。
[0086]首先，可以在由玻璃或塑料制成的基板110上形成在一個方向上延伸的柵極線121和降壓柵極線123，并形成從柵極線121突出的第一柵電極124h、第二柵電極1241和第三柵電極124c。另外，可以一起形成存儲電極線131，使其與柵極線121、降壓柵極線123、第一柵電極124h、第二柵電極1241和第三柵電極124c分隔開。
[0087]接著，如圖5中所示，可以通過使用無機絕緣材料(例如，氧化硅或氮化硅)在包括柵極線121、降壓柵極線123、第一柵電極124h、第二柵電極1241和第三柵電極124c以及存儲電極線131的基板110的整個表面上形成柵極絕緣層140。柵極絕緣層140可以被形成為單層或多層。
[0088]接著，通過在柵極絕緣層140上沉積半導體材料(例如，非晶硅、多晶硅和/或金屬氧化物)然后將所沉積的半導體材料圖案化來形成第一半導體154h、第二半導體1541和第三半導體154c。第一半導體154h可以設置在第一柵電極124h上,第二半導體1541可以設置在第二柵電極1241上，第三半導體154c可以設置在第三柵電極124c上。
[0089]接著，可以通過沉積金屬材料然后將所沉積的金屬材料圖案化來形成在另一個方向上延伸的數(shù)據(jù)線171。金屬材料可以被形成為單層或多層。
[0090]另外，從數(shù)據(jù)線171在第一柵電極124h上方突出的第一源電極173h和與第一源電極173h分隔開的第一漏電極175h可以一起形成。另外，與第一源電極173h連接的第二源電極1731和與第二源電極1731分隔開的第二漏電極1751可以一起形成。另外，從第二漏電極1751延伸的第三源電極173c和與第三源電極173c分隔開的第三漏電極175c可以一起形成。
[0091]連續(xù)地沉積半導體材料和金屬材料，此后，同時將其圖案化，以形成第一半導體154h、第二半導體1541和第三半導體154c、數(shù)據(jù)線171、第一源電極173h、第二源電極1731和第三源電極173c、以及第一漏電極175h、第二漏電極1751和第三漏電極175c。在這種情況下，第一半導體154h可以延伸至數(shù)據(jù)線171的下部。
[0092]第一柵電極124h/第二柵電極1241/第三柵電極124c、第一源電極173h/第二源電極1731/第三源電極173c和第一漏電極175h/第二漏電極1751/第三漏電極175c分別與第一半導體154h/第二半導體1541/第三半導體154c —起形成第一薄膜晶體管(TFT)
Qh/第二薄膜晶體管Ql/第三薄膜晶體管Qc。
[0093]隨后，在數(shù)據(jù)線171、第一源電極173h、第二源電極1731和第三源電極173c、第一漏電極175h、第二漏電極1751和第三漏電極175c、以及在相應的源電極173h/1731/173c和相應的漏電極175h/1751/175c之間暴露的半導體154h、1541和154c上形成鈍化層180。鈍化層180可以由有機絕緣材料或無機絕緣材料制成，并且可以被形成為單層或多層。
[0094]接著，在鈍化層180上，在各像素區(qū)PX中形成濾色器230。濾色器230形成在第一子像素區(qū)PXa和第二子像素PXb的每個中，并且可以不形成在第一谷Vl處。另外，具有相同顏色的濾色器230可以沿多個像素區(qū)PX的列方向形成。在形成具有三種顏色的濾色器230的情況下，可以首先形成第一顏色的濾色器230，然后可以通過將掩模移位來形成第二顏色的濾色器230。接著，可以形成第二顏色的濾色器230，然后可以通過將掩模移位來形成第三顏色的濾色器230。
[0095]接著，在鈍化層180上的各像素區(qū)PX的邊界和薄膜晶體管上形成阻光構件220。阻光構件220形成在位于第一子像素區(qū)PXa和第二子像素PXb之間的第一谷Vl處，例如，阻光構件220可以形成在濾色器230的相鄰部分之間的第一谷Vl處。例如，可以在形成濾色器230之后形成阻光構件220，但實施例不限于此，例如，可以在濾色器230之前形成阻光構件220。
[0096]接著，可以在濾色器230和阻光構件220上形成由無機絕緣材料(例如，氮化硅(SiNx)、氧化硅(S1x)和氮氧化硅(S1xNy))制成的第一絕緣層240。
[0097]接著，可以通過蝕刻鈍化層180、阻光構件220和第一絕緣層240形成第一接觸孔185h,以暴露第一漏電極175h的一部分,并且形成第二接觸孔1851,以暴露第二漏電極1751的一部分。
[0098]隨后，通過在第一絕緣層240上沉積透明金屬材料(例如，氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO))并且將其圖案化，在第一子像素區(qū)PXa中形成第一子像素電極191h，且在第二子像素區(qū)PXb中形成第二子像素電極1911。第一子像素電極191h和第二子像素電極1911彼此分開且第一谷Vl處于其間。第一子像素電極191h通過第一接觸孔185h與第一漏電極175h連接，第二子像素電極1911通過第二接觸孔1851與第二漏電極1751連接。
[0099]在第一子像素電極191h和第二子像素電極1911中分別形成水平主干193h和1931和與水平主干193h和1931交叉的垂直主干192h和1921。另外，形成多個微小分支194h和1941，多個微小分支194h和1941從水平主干193h和1931和垂直主干192h和1921傾斜地延伸。
[0100]接著，參照圖6，可以通過在像素電極191上涂覆感光有機材料并且執(zhí)行光刻工藝來形成犧牲層300。多個犧牲層300可以被圖案化成沿著多個像素列彼此連接。例如，犧牲層300可以被形成為覆蓋各像素區(qū)PX并且覆蓋設置在第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb之間的第一谷VI。
[0101]隨后，通過沉積透明金屬材料(例如，氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO))，在犧牲層300上形成公共電極270。接著，無機絕緣材料(例如，氮化硅(SiNx)、氧化硅(S1x)和氮氧化硅(S1xNy)可以在公共電極270上形成第二絕緣層350。接著，通過在第二絕緣層350上涂覆有機材料并且將其圖案化來形成頂層360。在這種情況下，設置在第一谷Vl處的有機材料可以被圖案化，以便被去除。結果，多個頂層360可以被形成為沿著多個像素行彼此連接。
[0102]所形成的頂層360的厚度可以大于大約4 μ m。具體地，頂層360可以比根據(jù)以下將描述的比較例的頂層厚，例如，頂層360的厚度可以是大約8μπι至大約50 μ m。
[0103]原因在于，當頂層360的厚度增大時，液晶出現(xiàn)中心聚集效應。換句話講，當頂層360較高時，液晶聚集在設置在相鄰頂層360之間的第一谷Vl中。也就是說，即使一些液晶可以接觸頂層360，與頂層360的接觸力也是低的，結果，防止了液晶保留在頂層360上。
[0104]同時，由于頂層360沒有設置在第一谷Vl中，因此相鄰的頂層360彼此分隔且第一谷Vl插入其間。結果，在與第一谷Vl相鄰的區(qū)域中的頂層360具有偏斜和傾斜的表面。在這種情況下，頂層360的傾斜表面和平坦的第二絕緣層350之間的角度是大約30°至大約90。，例如，是大約45°。
[0105]如上所述，在控制頂層360的厚度和角度的過程中，可以同時控制厚度和角度二者，或者可以只控制一個。例如，可以增大頂層360的厚度或者可以減小頂層360的角度，或者可以減小角度，同時增大頂層360的厚度。也就是說，當難以控制頂層360的角度時，可以通過控制頂層360的厚度來減少保留的液晶，并且當難以控制頂層360的厚度時，可以通過只控制頂層360的角度來減少保留的液晶。
[0106]當如上所述地增大頂層360的厚度時，頂層360之間產(chǎn)生的第一谷Vl的體積增大。因此，當?shù)谝还萔l的體積增大時，第一谷Vl中設置液晶的體積增大，液晶保留在頂層360上的現(xiàn)象減少。另外，類似地，當頂層360的傾斜表面和第二絕緣層350之間的角度減小時，第一谷Vl的體積增大。類似地，如上，第一谷Vl中可以設置碰撞的液晶的體積增大，結果，防止了液晶保留在頂層360上。
[0107]接著，如圖7中所示，可以通過使用頂層360作為掩模，將第二絕緣層350和公共電極270圖案化。首先，通過使用頂層360作為掩模將第二絕緣層350干蝕刻，然后將公共電極270濕蝕刻。
[0108]接著，如圖8中所示，可以在頂層360上形成由無機絕緣材料(例如，氮化硅(SiNx)、氧化硅(S1x)和/或氮氧化硅(S1xNy))制成的第三絕緣層370。接著，可以在第三絕緣層370上涂覆光致抗蝕劑500，可以通過光刻工藝將光致抗蝕劑500圖案化。在這種情況下，可以去除設置在第一谷Vl處的光致抗蝕劑500?？梢酝ㄟ^使用圖案化的光致抗蝕劑500作為掩模來蝕刻第三絕緣層370，即，去除設置在第一谷Vl處的第三絕緣層370。
[0109]第三絕緣層370可以被形成為覆蓋頂層360的上表面和側面，以保護頂層360。第三絕緣層370的圖案可以在頂層360外部，例如，第三絕緣層370可以設置在頂層360的圖案的外部。第二絕緣層350的圖案可以與第三絕緣層370的圖案相同，但第二絕緣層350的圖案可以形成在頂層360的圖案的內(nèi)部。在這種情況下，第三絕緣層370可以被形成為接觸第二絕緣層350，例如，頂層360可以完全被密封在第二絕緣層350和第三絕緣層370之間。
[0110]上文中，用于圖案化頂層360的設施可以不同于用于圖案化第三絕緣層370的設施，第三絕緣層370的圖案和頂層360的圖案之間的差異會由于設施之間的布置誤差而增力口。在這種情況下，第三絕緣層370的圖案設置在頂層360的圖案的外部的那部分會凹陷或斷裂，但由于第三絕緣層370不是導電構件，因此可能消除例如第三絕緣層370和像素電極191之間的短路的問題。
[0111]上文中，描述了形成第三絕緣層370的過程，但實施例不限于此，例如，可以不形成第三絕緣層370。當不形成第三絕緣層370時，可以防止例如由于用于圖案化頂層360的設施和用于圖案化第三絕緣層370的設施的不對準而導致的問題。另外，由于通過使用頂層360作為掩模來圖案化第二絕緣層350和公共電極270，因此沒有出現(xiàn)不對準。
[0112]或者，通過將第三絕緣層圖案化來去除直接形成在犧牲層上的第三絕緣層，其中將犧牲層灰化，此后，形成第三絕緣層，其中在犧牲層的灰化期間，直接設置在犧牲層上的第三絕緣層被剝離。
[0113]如圖9中所示，可以通過向其中暴露了犧牲層300的基板110上供應顯影劑和剝離劑，或者通過灰化工藝，完全去除犧牲層300。當去除犧牲層300時，在之前設置有犧牲層300的部位產(chǎn)生微腔305。也就是說，如圖9中所示，當去除犧牲層300時，在像素電極191和公共電極270之間形成腔。
[0114]詳細地，像素電極191和公共電極270彼此分隔且微腔305處于其間，像素電極191和頂層360彼此分隔且微腔305處于其間。公共電極270和頂層360被形成為覆蓋微腔305的上表面和兩側。
[0115]微腔305通過第一谷Vl中的注入孔307 (即，通過頂層360、第二絕緣層350、公共電極270被去除的部分而限定的開口)暴露于外部。注入孔307可以沿著第一谷Vl形成。兩個注入孔307可以被形成為在第一子像素區(qū)PXa和第二子像素區(qū)PXb的相對邊緣處彼此面對。也就是說，注入孔307可以對應于第一子像素區(qū)PXa的下側和第二子像素區(qū)PXb的上側，以暴露微腔305的側面。另外，液晶注入孔307還可以沿著第二谷V2形成。
[0116]接著，通過向基板110施加熱來固化頂層360。這用于通過頂層360保持微腔305的形狀。
[0117]接著，當通過旋涂法或噴墨法在基板110上滴落包含取向材料的取向劑時，取向劑通過注入孔307注入微腔305中。當取向劑注入微腔305中然后執(zhí)行固化工藝時，溶液成分被蒸發(fā)并且取向材料保留在微腔305的內(nèi)壁上。
[0118]因此，可以在像素電極191上形成第一取向層11，并可以在公共電極270下方形成第二取向層21。第一取向層11和第二取向層21彼此面對且微腔305處于其間并且在像素區(qū)PX的邊緣處彼此連接。在這種情況下，除了微腔305的側面之外，第一取向層11和第二取向層21可以在基板110的垂直方向上取向。另外，執(zhí)行將UV輻射到第一取向層11和第二取向層21的過程，結果，第一取向層11和第二取向層21可以在基板100的水平方向上取向。
[0119]接著，通過噴墨法或滴涂法將由液晶分子310構成的液晶材料施加到基板110，例如，液晶材料可以通過注入孔307注入微腔305中。例如，液晶材料可以通過對應的奇數(shù)第一谷Vl的注入孔307 (而非沿著偶數(shù)第一谷Vl形成的注入孔307)注入。在另一個示例中，液晶材料可以通過對應的偶數(shù)第一谷Vl的注入孔307 (而非沿著奇數(shù)第一谷Vl形成的注入孔307)注入。
[0120]當液晶材料注入沿著奇數(shù)第一谷Vl形成的注入孔307時，液晶材料在毛細管力的作用下穿過注入孔307，從而被注入微腔305中。在這種情況下，通過釋放微腔305中的空氣，穿過沿著偶數(shù)第一谷Vl形成的液晶注入孔307，液晶材料被注入微腔305中。另外，液晶材料可以被注入在所有注入孔307中，即，液晶材料可以被注入在沿著奇數(shù)第一谷Vl和偶數(shù)第一谷Vl形成的注入孔307中。
[0121]當液晶材料在毛細管力的作用下注入微腔305中時，注入的液晶中的一些會接觸頂層，結果，會有可能保留在頂層上。然而，因為根據(jù)示例實施例的頂層360具有大厚度和小角度，所以保留在頂層360上的液晶的數(shù)量減少，從而減少了有缺陷的像素的數(shù)量。
[0122]如圖10中所示，可以通過在第三絕緣層370上沉積與液晶分子310不發(fā)生反應的材料來形成覆蓋件390。覆蓋件390可以被形成為覆蓋注入孔307 (即，微腔305暴露于外部的地方)，以密封微腔305。
[0123]接著，盡管未示出，但可以進一步在顯示裝置的上側和下側附接偏振器。偏振器可以包括第一偏振器和第二偏振器。第一偏振器可以被附接到基板110的下表面上，第二偏振器可以被附接到覆蓋件390上。
[0124]接著，將參照圖11至圖13描述根據(jù)示例性實施例的顯示裝置。圖11示出根據(jù)示例性實施例的其中頂層和第二絕緣層之間的角度小的顯示裝置的剖視圖，圖12示出根據(jù)示例性實施例的其中頂層的一個表面具有階梯形狀的顯示裝置的剖視圖，圖13示出根據(jù)示例性實施例的還包括防水層的顯示裝置的剖視圖。下文中，將省略上述構成元件并且將只描述不同的構成元件。
[0125]參照圖11，根據(jù)另一個示例性實施例，提供了其中頂層360和第二絕緣層之間的角度顯著低的顯示裝置。因為如上所述角度低，所以去除保留的液晶是有效的。例如，如圖11中所示，頂層360和第二絕緣層350之間的角度α可以是大約45°。
[0126]另外，參照圖12，根據(jù)另一個示例性實施例，頂層360’的一個傾斜表面可以具有階梯形狀。階梯形狀的結構用于防止液晶保留在頂層360’上，但不限于圖12中示出的形狀，例如，頂層的傾斜表面可以具有用于防止液晶保留的任何合適的形狀或結構。
[0127]另外，參照圖13，根據(jù)另一個示例性實施例的顯示裝置可以包括防水層372。防水層372可以包括疏水性材料，以防止液晶保留在頂層360或頂層360’上。防水層372已經(jīng)在示例性實施例中有所描述，但不限于此，例如，為了防止液晶保留在頂層360上，所有層都可以是疏水性的。
[0128]接著，以下將參照圖14Α至圖16描述根據(jù)示例性實施例的顯示裝置的液晶余量模擬結果。圖14Α至圖14Β示出作為比較例的其中頂層的厚度為3.5μπι的顯示裝置的模擬結果，圖15Α至圖15Β示出根據(jù)實施例的注入到其中頂層的厚度為8 μ m并且頂層和絕緣層之間的角度是45°的顯示裝置中的單向液晶的模擬結果，圖16示出注入到圖15A至圖15B的裝置中的單向液晶的模擬結果。
[0129]注意的是，圖14A示出單向液晶注入的模擬結果，圖14B示出雙向液晶注入的模擬結果，以驗證產(chǎn)生了略有保留的液晶。另外，圖15A示出其中液晶碰撞于左側的單向注入的模擬結果，圖15B示出其中液晶碰撞于右側的單向注入的模擬結果。
[0130]因此，在根據(jù)圖15A至圖15B的顯示裝置中，碰撞余量大致是34 μ m并且比圖14A至圖14B的碰撞余量大大約21%。也就是說，碰撞余量增大，結果，保留在頂層上的液晶的數(shù)量減少。另外，作為檢驗液晶注入的結果，經(jīng)驗證，液晶也被很好地注入。
[0131]圖16示出其中液晶被雙向注入的顯示裝置的模擬結果。作為模擬結果，碰撞余量大致是38 μ m，并且經(jīng)驗證，目標余量比圖14的比較例的余量大大致30%。另外，與圖15A至圖15B類似，液晶被很好地注入，并且經(jīng)驗證，保留的液晶數(shù)量減少。
[0132]因此，根據(jù)圖15A至圖15B和圖16的顯示裝置，碰撞余量大于比較例的碰撞余量。這意味著出現(xiàn)了液晶集中在頂層之間的谷區(qū)的效果，并且意味著液晶的潤濕距離被最小化。因此，根據(jù)示例性實施例，實現(xiàn)了其中保留的液晶的數(shù)量減少以及有缺陷的像素的數(shù)量減少的顯示裝置。
[0133]通過總結和回顧的方式，傳統(tǒng)的液晶顯示器可以包括兩片基板，并且在這兩片基板上形成相應的構成元件。結果，顯示裝置會是重的和厚的，會具有高成本，并會需要長的加工時間。
[0134]相比之下，根據(jù)示例實施例的液晶顯示器包括單個基板，從而減小了其重量、厚度、成本和制造時間。另外，根據(jù)示例實施例的液晶顯示器包括頂層，使液晶層在單個基板和頂層之間。調(diào)節(jié)頂層的厚度以及頂層和第二絕緣層之間的角度，以使在液晶注入到頂層下方的微腔中的過程中保留在頂層上的液晶的數(shù)量最少，從而防止由于保留的液晶的劣化而導致的圖像質量缺陷，或者基本上使圖像質量缺陷最少。
[0135]這里已經(jīng)公開了示例實施例，盡管采用了特定術語，但它們只用于并且將只以通用和描述的含義來解釋，而不是出于限制的目的。在一些情形下，如本領域的普通技術人員將清楚的，截至提交本申請，結合特定實施例描述的特征、特性和/或元件可以單獨使用或者與結合其它實施例描述的特征、特性和/或元件結合使用，除非另外特別指明。因此，本領域的技術人員應該理解，在不脫離如下面的權利要求書中闡明的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行各種形式和細節(jié)上的變化。
【權利要求】
1.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括: 基板，包括多個像素區(qū)； 薄膜晶體管，設置在基板上； 第一絕緣層，設置在薄膜晶體管上； 像素電極，與薄膜晶體管連接并且設置在第一絕緣層上； 公共電極，設置在像素電極上并且通過微腔與像素電極分隔； 第二絕緣層，設置在公共電極上； 頂層，設置在第二絕緣層上，頂層的厚度是4 μ m至50 μ m ; 注入孔，穿過公共電極、第二絕緣層和頂層，注入孔暴露微腔的一部分； 液晶層，填充微腔；以及 覆蓋件，在頂層上并且延伸到注入孔中，覆蓋件密封微腔。
2.如權利要求1所述的顯示裝置，其中，頂層的厚度是8μπι至50μπι。
3.如權利要求2所述的顯示裝置，其中，頂層和第二絕緣層之間的角度是45°。
4.如權利要求1所述的顯示裝置，其中，頂層和第二絕緣層之間的角度是30°至90°。
5.如權利要求4所述的顯示裝置，其中，頂層和第二絕緣層之間的角度是45°。
6.如權利要求4所述的顯示裝置，其中，頂層的傾斜表面具有階梯形狀。
7.如權利要求1所述的顯示裝置，所述顯示裝置還包括設置在頂層上的防水層。
8.如權利要求1所述的顯示裝置，其中，第二絕緣層包括氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的至少一個。
9.如權利要求1所述的顯示裝置，所述顯示裝置還包括位于頂層上的第三絕緣層。
10.如權利要求9所述的顯示裝置，其中，第三絕緣層包括氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的至少一個。
11.一種顯示裝置的制造方法，所述方法包括: 在基板上形成薄膜晶體管； 在薄膜晶體管上形成第一絕緣層； 在第一絕緣層上形成與薄膜晶體管連接的像素電極； 在像素電極上形成犧牲層； 在犧牲層上形成公共電極； 在公共電極上形成第二絕緣層； 通過將有機材料施加到第二絕緣層上并且將有機材料圖案化來形成頂層，頂層的厚度^4μηιΜ50μηι； 暴露犧牲層； 通過去除被暴露的犧牲層，在像素電極和公共電極之間形成微腔； 通過將液晶材料注入微腔中來形成液晶層； 通過在頂層上形成覆蓋件來密封微腔。
12.如權利要求11所述的方法，其中，頂層的厚度等于或大于8μ m。
13.如權利要求11所述的方法，其中，頂層和第二絕緣層之間的角度是30°至90°。
14.如權利要求13所述的方法，其中，頂層和第二絕緣層之間的角度是45°。
15.如權利要求13所述的方法，其中，頂層的傾斜表面具有階梯形狀。
16.如權利要求11所述的方法，所述方法還包括在形成的頂層上形成防水層。
17.如權利要求16所述的方法，所述方法還包括通過將第三絕緣層圖案化來去除直接形成在犧牲層上的第三絕緣層。
18.如權利要求17所述的方法，其中，將犧牲層灰化，此后，形成第三絕緣層。
19.如權利要求18所述的方法，其中，在犧牲層的灰化期間，直接設置在犧牲層上的第三絕緣層被剝離。
【文檔編號】G02F1/1343GK104280948SQ201410277138
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權日:2013年7月10日
【發(fā)明者】蔡景泰, 李善旭, 李忠爀, 林泰佑, 趙敦瓚 申請人:三星顯示有限公司