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 3.5μm。
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 V1 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 V1， 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 V1 ≠ 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。 附图说明 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 II-II’ 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)。
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 24 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 到” 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 II-II’ 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 3.5μm 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 124 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 154 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 154 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 154 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 的内部能量转变 (internal energy permutation)。
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 D1 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 V1 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 V1、 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 V1 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 V1 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 V1， 液晶分子的预倾斜的均匀 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 V1 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 V1 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 (4) 之一下操作。
V1 ≠ V3( 精细狭缝电极被浮置 )(2)
V1 ＝ V2 ≠ V3 (3)
V1 ≠ V2 ≠ V3 (4)
在示范性实施例中， 液晶分子可以通过以上条件 (2)、 (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 280 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 V1 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 V1 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 V1、 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 V1 之间的差的幅度大于第三电压 V3 与第一 电压 V1 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。
V1 ≠ V3( 精细狭缝电极被浮置 )(6)
V2 ＝ V3 ≠ V1 (7)
V1 ≠ 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 2)。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 24 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 24 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 PR 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 PR 上且光照射到 该结构。之后， 可以去除光致抗蚀剂 PR 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 24， 绝缘层 280 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 PR。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 5μm 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。