CN106164763A - 显示设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种在某些预定条件下优化为以低帧率模式操作的显示设备。为了减少在低帧率模式期间的像素放电，显示设备采用具有金属氧化物半导体层的TFT、具有电阻率不同的上部和下部的光学配向层。另外，在光学配向层与像素电极之间或者光学配向层与公共电极之间设置钝化层以补偿光学配向层的下部的低电阻率。这样，即使当显示设备在低帧率模式下操作时，也可以减少与像素放电相关的各种视觉缺陷。

Description

显示设备及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示设备及其制造方法，并且更具体地，涉及能够通过以低刷新率选择性地驱动显示设备而降低功耗的显示设备及其制造方法。
背景技术
平板显示器的帧率由每秒在屏幕上刷新的图像数据的数量而限定。例如，具有60Hz帧率的平板显示器通过向平板上的选通线和数据线提供选通信号和数据信号每秒显示60帧的图像数据。
平板显示器的帧率与平板显示器的分辨率(即，像素数)紧密相关。近来，平板显示器的分辨率通常超过FHD(全高清：1920×1080分辨率)并且达到QHD(四倍高清：2560×1440)、UHD(极高清：3840×2160)以及更清晰的图片质量。但是，显示面板分辨率的提高意味着要利用选通/数据信号加载额外的选通线/数据线，这反过来增加平板显示器的功耗。
发明内容
技术问题
本发明提供了在特定驱动模式下通过选择性地调节帧率(刷新率)能够减小功耗且视觉缺陷(例如，闪烁、线模糊)最少的显示设备及其制造方法。
技术方案
为了实现上述优点，本发明的一个实施方式提供了一种显示设备，该显示设备包括：薄膜晶体管TFT，所述TFT具有位于基板上的金属氧化物半导体层；第一钝化层，所述第一钝化层在所述TFT上；有机绝缘层，所述有机绝缘层在所述第一钝化层上；公共电极和像素电极，所述公共电极和所述像素电极位于有机绝缘层上，所述公共电极和所述像素电极通过置于所述公共电极与所述像素电极之间的第二钝化层彼此分开以向液晶层施加水平电场；辅助导线，所述辅助导线连接至所述公共电极；第三钝化层，所述第三钝化层位于所述公共电极和所述像素电极上；光学配向层，所述光学配向层在所述第三钝化层上；以及液晶层，所述液晶层位于下光学配向层上。
本发明的一个实施方式提供了一种制造显示设备的方法，该方法包括以下步骤：在基板上形成薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括由金属氧化物制成的半导体层；在所述薄膜晶体管上形成第一钝化层；在所述第一钝化层上形成有机绝缘层，其中，辅助导线被放置在所述有机绝缘层内；在所述有机绝缘层上形成公共电极；在所述公共电极上形成第二钝化层；在所述第二钝化层上形成像素电极；在所述像素电极上形成第三钝化层；以及在所述第三钝化层上形成下光学配向层。
本发明的一个实施方式提供了一种显示设备，该显示设备包括：下基板，所述下基板设置有薄膜晶体管、布置成生成水平电场的像素电极和公共电极、下对准层和置于所述下对准层与所述像素电极与所述公共电极中较靠近所述下对准层的一个电极之间的钝化层，上基板，所述上基板设置有上对准层；液晶层，所述液晶层置于所述下基板与所述上基板之间；和驱动器，所述驱动器被构造为根据驱动模式选择性地调节提供至所述薄膜晶体管的信号的定时。
发明的有益效果
根据本发明的示例性实施方式的显示设备具有通过临时改变其驱动刷新率而减小功耗的优点。
根据本发明的示例性实施方式的显示设备通过包括负液晶可以抑制在低刷新率期间的屏幕闪烁，该负液晶与正性液晶相比受柔版印刷效果(flexo-effect)的影响更少，该柔版印刷效果即使在相同电压下也利用极性改变亮度。
另外，因为显示设备通过使用适于负液晶的对准的光学对准层抑制了当显示设备以低刷新率运行时可能发生的屏幕闪烁并且能够容易地减小液晶驱动电极之间的电容，所以显示设备可以实现较高的图片质量。
因为显示设备通过使用由金属氧化物半导体层构成的薄膜晶体管(该薄膜晶体管比由硅半导体层构成的薄膜晶体管泄漏的电流更少)抑制在低刷新率驱动期间的闪烁，所以根据本发明的示例性实施方式的显示设备能够实现较高的图片质量。此外，显示设备通过进一步包括在所述光学对准层与像素电极或公共电极之间的抑制在液晶侧的泄漏的钝化层能够抑制涉及存储在像素中的数据电压逐渐减小的像素放电。因为负液晶层的电压保持率不像这行液晶层那样高，所以这种钝化层对于负液晶层特别有用。因此，能够减少由于像素放电引起像素之间的亮度差的闪烁。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的示例性显示设备的框图；
图2是示出在示例性30HZ隔行扫描驱动模式期间选通线上的选通信号的定时图；
图3是示出在根据本发明的实施方式的显示设备中的子像素的示例性构造的俯视图；
图4是沿图3的线I-I’截取的截面图；
图5是根据在图4中描绘的子像素的构造的电路图；
图6是示出根据本发明的实施方式的显示设备的示例性构造的俯视图；
图7是在图6中指示的区域“A”中的子像素的示意图；
图8是沿图7的线II-II’截取的截面图；
图9是根据本发明的实施方式的显示设备的示例性构造的截面图；
图10是示出根据本发明的实施方式的显示设备的子像素的俯视图；
图11是沿图10的线III-III’截取的截面图；以及
图12A至图12J是例示在制造根据本发明的示例性实施方式的显示设备期间显示设备的状态的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述根据本发明的示例性实施方式。
图1是根据本发明的实施方式的示例性显示设备的示意性框图。图2是示出根据本发明的实施方式的显示设备的示例操作的定时图。
参照图1，根据本发明的显示设备可以实施为诸如液晶显示器(LCD)的平板显示器。
参照图1，显示面板10包括设置有形成在两个基板之间的液晶层的多个像素。每个像素包括薄膜晶体管TFT，该薄膜晶体管TFT连接至形成在一个基板上的数据线DL和选通线GL。每个像素还包括连接至TFT的像素电极PLX和布置成生成电场以控制液晶分子的公共电极VCOM。像素的薄膜晶体管TFT通过选通线GL上的选通信号被接通(turnde on)使得像素的液晶电容器Clc和存储电容器Cst根据数据线DL上的数据信号被充电。
在形成液晶显示面板10的两个基板中的一个基板上可以设置黑底和多个滤色器(例如，红色(R)滤色器、绿色(G)滤色器、蓝色(B)滤色器)。形成液晶显示面板10的基板中的每一个基板可以设置有偏振器。另外，用于设置液晶分子的预倾角的光学配向层布置在至少一个基板上。本发明的液晶显示面板10可以实施为各种类型，包括但不限于，共面转换(IPS)型、边缘场切换(FFS)型以及垂直对准(VA)型。这样，像素电极PXL和公共电极VCOM可以设置在相同的基板上并且布置成根据IPS(共面转换)模式或FFS(边缘场切换)模式生成水平电场。另外，可以在彼此相对的基板上设置像素电极PXL和公共电极VCOM以生成供液晶显示面板10在VA模式下操作的垂直电场。可以在液晶显示面板中设置背光单元。背光单元可以被实施为直下式背光单元或边缘式背光单元。
本发明的显示设备包括用于在选通线GL上和数据线DL上分别提供选通信号和数据信号的驱动电路17。为此，驱动电路17可以包括定时控制器11、源驱动器12、选通驱动器13和主机***14。源驱动器12和选通驱动器13可以使用COG(玻璃上芯片)或COF(柔性基板上芯片)方案安装在液晶显示面板10上，或可以根据共面选通驱动器(GIP)方案直接形成在基板上。
定时控制器11经由LVDS(低电压差分信令)接口从主机***14接收输入图像的数字视频数据RGB，并且经由迷你LVDS接口向源驱动器12提供该输入图像的数字视频数据RGB。另外，定时控制器11从主机***14接收驱动模式信号MS。定时控制器11根据像素阵列的布局和构造将从主机***14的数字视频数据RGB输入的对准并且然后将其提供至源驱动器12。
定时控制器11从主机***14接收诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和点时钟CLK的定时信号并且生成用于控制源驱动器12和选通驱动器13的操作定时的控制信号。控制信号包括用于控制选通驱动器13的操作定时的选通定时控制信号和用于控制源驱动器12的操作定时的源定时控制信号。
选通定时控制信号可以包括选通起始脉冲GSP、选通移位时钟GSC、选通输出使能信号GOE等。在操作时，向选通驱动器13提供选通起始脉冲GSP和选通移位时钟GSC以生成用于选通线GL的选通信号。选通输出使能信号GOE还可以用来控制选通信号从选通驱动器13的输出。
源定时控制信号可以包括源起始脉冲SSP、源采样时钟SSC、极性控制信号POL、源输出使能信号SOE等。源起始脉冲SSP控制源驱动器12的数据采样起始定时。源采样时钟SSC基于其上升沿或下降沿来控制源驱动器12中的数据的采样定时。极性控制信号POL控制从每个源驱动器12依次输出的数据电压的极性。源输出使能信号SOE控制源驱动器12的输出定时。
驱动电路17可以被构造为根据驱动模式信号MS以多种驱动模式操作。驱动模式信号MS可以是控制从各驱动器给选通线GL和/或数据线DL提供合适的信号的频率的信号。因此，可以根据由主机***14生成的驱动模式信号MS选择性地增大或减小液晶显示面板10的帧率。
在一些实施方式中，可以基于要在液晶显示面板10上显示的内容是移动图像还是静态图像来改变驱动模式信号MS。例如，当来自***的图像数据RGB的流指示移动图像时，可以以第一频率按照在选通线GL和/或数据线DL上提供选通信号和/或数据信号的驱动模式来操作驱动电路17。当图像数据RGB的流是静态图像时，可以以第二频率按照在选通线GL和/或数据线DL上提供选通信号和/或数据信号的驱动模式来操作驱动电路17。
在一些实施方式中，可以从外部***提供驱动模式信号MS。例如，主机***14可以从外部***接收图像数据，并且与要在液晶显示面板10上显示的内容相对应地向定时控制器11提供驱动模式信号MS。
在操作显示设备时可以使用逐行扫描方法或隔行扫描方法。当使用隔行扫描方法时，定时控制器11适当地生成选通定时控制信号和源定时控制信号使得在液晶显示面板10的像素阵列上基于60×1/n Hz(n是正整数)的频率刷新例如以60Hz提供的图像数据RGB。这样，定时控制器11将一个帧时分成n个子帧(n是等于或大于2的正整数)，并且在每个子帧中分开地驱动选通线GL，由此实施隔行扫描。定时控制器11将选通线DL分组成n个选通组并且根据n个选通组被驱动的顺序将n个选通组分别与n个子帧相匹配。
在一些实施方式中，定时控制器11在每个子帧中控制选通驱动器13的操作并且在一个子帧的‘1/n’时段期间完成包括在相应的选通组中的选通线的顺序扫描。另外，定时控制器11生成缓冲操作控制信号LITEST并且在一个子帧的不包括该‘1/n’时段的其余‘(n-1)/n’时段期间切断施加至源驱动器12的缓冲器的驱动电力(例如，高电位驱动电压和地电平电压)。换句话说，定时控制器11可以被构造为控制源驱动器12在跳跃(skip)时段期间停止运行，并且切断施加至源驱动器12的驱动电力以消除流经源驱动器12的缓冲器的静态电流。以这种方式，能够显著减少源驱动器12的功耗。
源驱动器12包括移位寄存器、锁存器阵列、数模转换器、输出电路等。源驱动器12响应于源定时控制信号将图像数据RGB锁存，并且将锁存的数据转换成正负模拟伽玛补偿电压。然后，源驱动器12经由多条输出通道将极性以预定周期反转的数据电压提供至数据线DL。输出电路包括多个缓冲器。缓冲器连接至输出通道，并且输出通道一对一地连接至数据线DL。在控制数据电压的极性时，源驱动器12可以采用各种驱动方案来减小源驱动器12的功耗。
例如，源驱动器12可以经由列反转方案来控制在输出通道上提供的数据电压的极性从而减小源驱动器12的功耗。根据列反转方案，从相同输出通道输出的数据电压的极性每个子帧被反转，并且从相邻输出通道输出的数据电压的极性彼此相反。
经由上述逐行驱动方案或隔行驱动方案，选通驱动器13响应于选通定时控制信号使用移位寄存器和电平位移器向选通线DL提供选通脉冲。
以60/n Hz隔行扫描一条选通线所需的一个选通时间(该选通时间表示在一条水平线上的像素的充电时间)比以60Hz常规驱动的一个选通时间‘1H’(这里，由通过选通线的数量划分的一个帧来限定)长n倍。但是在一些实施方式中，60/n Hz隔行扫描的一个选通时间可以被设置为与常规驱动相同的值‘1H’。
例如，如图2所示，在将一个帧时分成两个子帧的30Hz隔行扫描时，一个选通时间可以被设置为2H。但是，还可以构造选通驱动器13使得一个选通时间被设置为1H，并且每个选通脉冲的上升时间提前1H。
不管显示设备使用什么样的扫描方法，定时控制器11都可以控制源驱动器12和选通驱动器13实施具有不同的帧率的多种驱动模式。通过采用多帧率驱动模式方案，逐行扫描和隔行扫描两者可以具有类似的功耗水平。
如上所述，在隔行扫描方法中，在两个不同的时间驱动奇数的水平线和偶数的水平线，并且因此由极性转换引起的亮度差分布在奇数子帧和偶数子帧的水平线之间，这使得用户难以察觉到由亮度差引起的闪烁。为此，对于降低帧率的模式，逐行扫描方法可以比逐行扫描方法具有一些优点。但是，该优点仅改变了感觉，而没有抑制闪烁本身的发生。
本发明的模式
图3是示出根据本发明的第一示例性实施方式的显示设备的子像素的俯视图。图4是沿图3的线I-I’截取的截面图。
参照图3，通过选通线GL和数据线DL的交叉限定子像素区域。在子像素区域中，薄膜晶体管TFT由来自选通线GL的栅极105、来自数据线DL的源极115、与源极115分开的漏极117以及布置在源极115和漏极117之间的半导体层110构成。另外，在子像素区域中，像素电极PXL连接至薄膜晶体管TFT的漏极117。公共电极VCOM(未示出)布置为面向像素电极PXL。
更具体地，下文将参照图4描述根据本发明的示例性实施方式的显示设备，图4是沿图3的线I-I’截取的截面图。
参照图4，由半导体层110、栅极105、源极115和漏极117构成的薄膜晶体管TFT形成在基板100上。首先，将栅极105布置在基板100上。栅极105可以由单层或多层的层叠形成。栅极105的层可以由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、铜(Cu)和它们的合金形成。栅绝缘层120布置在栅极105上。栅绝缘层120可以包括氧化硅(SiOx)层、氮化硅(SiNx)层和它们的组合。
半导体层110布置在栅绝缘层120上。半导体层110可以由金属氧化物半导体材料制成，例如，氧化锌ZnO、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟镓锌(InGaZnO)、氧化锌锡(ZnSnO)等。这种金属氧化物半导体材料展现出比硅类半导体材料(例如，非晶硅、多晶硅)低得多的截止电流。例如，由金属氧化物半导体材料形成的半导体层110可以具有大约10-13mA的截止电流Ioff，并且由非晶硅形成的半导体层可以具有10-11mA的截止电流。即使显示设备在减小帧率的模式下操作时，金属氧化物半导体类半导体层110的优异的截止电流特性使像素也能够保持电荷(即，图像数据)。换句话说，使用由金属氧化物制成的半导体层110能够在帧的延长时段期间减少闪烁(即，由于来自存储电容器的泄漏而导致的像素亮度的快速改变)。因此，显示设备能够以减小的帧率操作以实现具有最小视觉缺陷的期望功耗水平。
源极115和漏极117布置在半导体层110上。源极115与半导体层110的一侧接触，并且漏极117与半导体层110的另一侧接触。源极115和漏极117可以包括铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、钛(Ti)和它们的合金中的一种或更多种的单层或多层。在一些实施方式中，源极115和漏极117中的任一个或两者可以由钼层、铝层和钼(Mo/Al/Mo)的层叠形成。在一些其它实施方式中，源极115和漏极117中的任一个或两者可以包括钛层、铝层和钛层(Ti/Al/Ti)的层叠。
第一钝化层125布置在薄膜晶体管TFT上。第一钝化层125隔离并保护下面的元件(诸如半导体层110、源极115和漏极117)。覆盖TFT的至少一些部分的第一钝化层125可以由氧化硅(SiOx)层、氮化硅(SiNx)层或氧化硅(SiOx)层和氮化硅(SiNx)层的层叠形成。
有机绝缘层130位于第一钝化层125上。本发明的有机绝缘层130是在下面的结构上提供平坦的表面的平整层。因此，有机绝缘层130可以由能够制成平坦的表面的有机材料(例如，聚酰亚胺、丙烯酸纤维、光丙烯醛基(photoacryl)、聚酰胺、BCB(苯并环丁烯)等)制成。
公共电极VCOM位于有机绝缘层130上。公共电极VCOM用作根据子像素将电场施加至液晶层的公共电极。虽然在图4中没有示出，但是公共电极VCOM连接至公共线并且接收驱动信号(例如，公共电压信号)。如图4所示，公共电极VCOM可以被划分成多个块。
在公共电极VCOM被划分成多个块的实施方式中，公共电极VCOM的一些块可以选择性地被分组在一起以提供包括多条触摸驱动线(例如，TX线或TX通道)和触摸感测线(例如，RX线或RX通道)的互电容触摸传感器。这里，公共电极块的分组可以通过公共线的互连来实现。
在一些实施方式中，公共电极块可以被构造为提供自电容触摸传感器，在该自电容触摸传感器中，每个公共电极块成为用于识别触摸输入的位置的点。对于自电容触摸传感器，每个公共电极块可以连接至分离的公共线而不被分组在一起，从而可以基于单独的公共电极块识别触摸输入的位置。
公共电极VCOM可以由诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锌ZnO、氧化铟镓锌(IGZO)的光可穿过的透明导电材料制成。第二钝化层135位于公共电极VCOM上。第二钝化层135将公共电极VCOM与像素电极PXL彼此隔离。第二钝化层135可以由氧化硅(SiOx)层、氮化硅(SiNx)层或这种层的层叠形成。
像素电极PXL位于第二钝化层135上。像素电极PXL经由形成在第一钝化层125、有机绝缘层130和第二钝化层135中的接触孔CH1连接至薄膜晶体管TFT的漏极117。与公共电极VCOM类似，像素电极PXL可以由光可穿过的诸如ITO、IZO、ITZO、ZnO和IGZO的透明导电材料制成。像素电极PXL与公共电极VCOM一起生成电场以控制液晶层。
在减小的帧率模式期间，为了保持与图像数据RGB相对应的像素的电荷，抑制从液晶电容器Clc以及存储电容器cst的泄漏是非常重要的。由于这个原因，具有高电压保持率(VHR)和高电阻特性的配向层是优选的。另外，具有高VHR的液晶层是优选的以实施显示设备中减小的帧率模式。
在本发明的示例性实施方式中，下部的光配向层150和上部的光配向层155由包含光敏材料的聚合物材料制成。例如，光配向层150和155可以由包含诸如环丁烷四甲酸二酐(CBDA)的光可降解/光可分解材料材料的聚酰亚胺制成。在本公开中，可以互换地使用术语光可降解和术语光可分解。由于用UV光照射配向层，在特定位置的环丁烷四甲酸二酐光降解成马来酰亚胺。光配向层中的聚酰亚胺链由于该反应而断裂，使得配向层的表面非均质。
一般来说，光配向层形成为通过用热处理或煅烧将聚酰亚胺前体酰亚胺化而获得的聚酰亚胺配向层。在传统聚酰亚胺配向层的情况下，聚酰亚胺的前体或者是聚酰胺酸或者是聚酰胺酸和聚酰胺酸酯的混合物。在酰亚胺化处理期间，在前体中的聚酰胺酸的一些部分由于逆反应而没有被酰亚胺化，并且转变回二酐和二元胺。因此，配向层中聚酰亚胺链的长度倾向于变得更短，这将减小配向层的重均分子量。由于配向层中聚酰亚胺的重均分子量减小，所以配向层的锚固力减小。
虽然聚酰胺酸酯的逆反应率不像聚酰胺酸那样高，但是聚酰亚胺的前体混合物中聚酰胺酸酯含量比例的增加引起许多问题，例如显示面板中配向层的刚性下降以及粘合力下降。此外，使用聚酰胺酸和聚酰胺酸酯的混合物作为聚酰亚胺的前体延长了酰亚胺化处理(例如，比单独使用聚酰胺酸的酰亚胺化处理长10倍)。
为了解决该问题，从包括聚酰胺酸或聚酰胺酸和聚酰胺酸酯的混合物以及预定量的聚酰亚胺(即，预酰亚胺化的聚酰亚胺)的前体形成光学配向层的聚酰亚胺。在加热前体以执行聚酰胺酸或聚酰胺酸和聚酰胺酸酯的混合物的酰亚胺化的过程中，前体中预酰亚胺化的聚酰亚胺参与逆反应。
这样，在光学配向层中产生的聚酰亚胺比从其中不包括预酰亚胺化的聚酰亚胺的前体酰亚胺化的聚酰亚胺具有更长的链长。因此，与从包括聚酰胺酸或聚酰胺酸和聚酰胺酸酯的混合物但不具有预酰亚胺化的聚酰亚胺的前体形成的传统配向层相比，本发明的配向层具有高得多的重均分子量并提供更大的锚固力。通过将聚酰亚胺的前体中的预酰亚胺化的聚酰亚胺混合，前体中的聚酰胺酸酯的含量比例可以减小，并且使伴随的过多聚酰胺酸酯的问题最小化。
将更详细地描述在本发明的示例性实施方式中使用的配向层。使用具有100,000Da或更大的分子量(Mw)并且含有光可降解官能团(环丁烷)的聚酰亚胺和没有光可降解官能团的聚酰亚胺前体的混合溶液来生产聚酰亚胺配向层。也就是，使用由可溶性聚酰亚胺和聚酰亚胺前体(例如，聚酰胺酸)的混合物制成的前体溶液来形成配向层。虽然包含在前体溶液中的可溶性聚酰亚胺具有光可降解官能团，但是包含在前体溶液中的聚酰亚胺前体(例如，聚酰胺酸)没有光可降解官能团。
当将前体溶液涂覆在基板上时发生分相；具有高重均分子量的材料下沉至下相，并且具有低重均分子量的材料形成上相。因此，下相包括比形成上相的可溶性聚酰亚胺(即，预酰亚胺化的聚酰亚胺)具有更高重均分子量的聚酰胺酸。换句话说，上相包括含有光可降解官能团的聚酰亚胺，并且下相包括不具有光可降解官能团的聚酰亚胺。在被沉淀成上述两相的前体溶液的层上进行热处理。
当通过热处理执行酰亚胺化处理时，包括预酰亚胺化的聚酰亚胺仅被干燥，但是在前体溶液的下相中的聚酰亚胺前体(例如，聚酰胺酸或聚酰胺酸和聚酰胺酸酯的混合物)被酰亚胺化成聚酰亚胺。由于下相中的聚酰亚胺前体不具有光可降解官能团，因此从下相的酰亚胺化形成的聚酰亚胺在其中也不具有光可降解官能团。另一方面，在上相中具有光可降解官能团的聚酰亚胺保留。因此，配向层的上部主要包括具有光可降解官能团的聚酰亚胺，而配向层的下部主要包括不具有光可降解官能团的聚酰亚胺。
另外，配向层的上部中的聚酰亚胺倾向于比配向层的下部中的聚酰亚胺具有更高的重均分子量。即使聚酰亚胺前体的重均分子量比预酰亚胺化的聚酰亚胺的重均分子量更高，在酰亚胺化过程期间聚酰亚胺前体的上述逆反应也使从前体形成的聚酰亚胺具有比预酰亚胺化的聚酰亚胺的分子量更低的分子量。
简言之，光学配向层的上部包括具有光可降解材料的聚酰亚胺并且具有比光学配向层的下部高的重均分子量。配向层的下部包括不具有光可降解材料的聚酰亚胺并且具有比配向层的上部低的重均分子量。
如上所述，包含在配向层的上部上的聚酰亚胺中的诸如环丁烷四甲酸二酐(CBDA)的光可降解材料通过UV光照射降解/分解成马来酰亚胺以提供非均质特性。由于在光配向层的上部(该上部是较靠近液晶层的部分)上提供的非均质性，光学配向层可以具有足以设置液晶的预倾角的锚固力。但是，主要包含具有光可降解材料的光学配向层的上部比主要包含不具有光可降解官能团的聚酰亚胺的光学配向层的下部展现出更高的电阻率。
使用含有光可降解官能团的聚酰亚胺前体，能够获得具有高电阻率的配向层；但是，具有过高电阻率的配向层也会引起诸如图像残留的问题。配向层中过多的光可降解材料会导致在配向层中出现过多的炔基，该炔基会负面影响在显示设备中使用的负液晶的性能。将光学配向层的电阻率调节至适当的水平不是容易的工作，特别是在设置有多帧率模式的显示设备中。
由于这个原因，可以在下光学配向层150与像素电极PXL或公共电极VCOM中更靠近下光学配向层150的电极之间添加第三钝化层160以抑制像素放电。
如图4所示，在像素电极PXL位于公共电极VCOM上方的像素顶结构的情况下，第三钝化层160设置在像素电极PXL与下配向层150之间以抑制像素放电，其中经由下光学配向层150，在像素中电荷的数据电压逐渐减小。因此，能够减少引起像素之间亮度差的闪烁。
第三钝化层160由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制成。更具体地，第三钝化层160可以是氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的单层或它们的组合。另外，第三钝化层160可以具有如上述第一钝化层125和第二钝化层135的多层结构。此外，第三钝化层160的厚度可以比第一钝化层125和/或第二钝化层135的厚度小。例如，第三钝化层160可以具有约至约的厚度。优选地，第三钝化层160可以具有约2,000至约的厚度，并且最优选地，第三钝化层160可以是约另外，通过调节上述层结构或厚度，第三钝化层160可以具有1E+14Ωcm的最小电阻率。
上基板170设置在液晶层LC的相反侧上使得液晶层LC在基板100(即，下基板)与上基板170之间被密封。黑底175、滤色器180和上光学配向层155可以设置在上基板170的面向下基板100的表面上。黑底175限定子像素区域，并且通过防止颜色混合而改进对比率。滤色器180位于由黑底175限定的子像素区域中。滤色器180将来自光源的光转变成红(R)光、绿(G)光和蓝光(B)，由此提供全色显示。上光学配向层155置于上基板170与液晶层LC之间。可以按与上述下配向层150类似的方式构造上光学配向层155。也就是说，上光学配向层155朝向液晶层LC的下部可以基本由具有光可降解材料的聚酰亚胺形成，并且上光学配向层的朝向上基板170的上部可以基本由不具有光可降解材料的聚酰亚胺形成。在一些其它实施方式中，可以从包含聚酰亚胺前体且不具有预酰亚胺化的聚酰亚胺的前体溶液形成上光学配向层155。在这种情况下，上光学配向层155的所有部分可以包括光可降解材料，而下光学配向层150设置有具有含有光可降解材料的聚酰亚胺的上部和含有不具有光可降解材料的聚酰亚胺的下部。
含有液晶的液晶层LC设置在上述基板100和上基板170之间。液晶是晶粒状的并且具有介电常数不同的长轴和短轴。如果长轴具有比短轴的介电常数更大的介电常数，则液晶被称为正性液晶。相反，如果长轴具有比短轴的介电常数更小的介电常数，则液晶被称为负液晶。
本发明的液晶层LC可以是负液晶。负液晶具有防止闪烁的优点，因为它们比正性液晶受柔版印刷效果的影响更少。另外，因为负液晶在施加电压时围绕短轴移动，所以负液晶具有更宽的光透射区域。因为负液晶比正性液晶具有更高的光透射率，所以可以降低光源的亮度以减少显示设备的功耗。
如上所述，在本公开中的显示设备的实施方式通过采用具有金属氧化物半导体层、光学配向层和负液晶的TFT可以减小其功耗。此外，钝化层可以布置在光学配向层的底表面(即，背离液晶层的表面)上使得光学配向层不与像素区域中的像素电极和公共电极直接接触。该附加钝化层可以补偿光学配向层的下部(即，基本从预酰亚胺化的聚酰亚胺形成的部分)相对低的电阻率。
因此，置于光学配向层和电极(即，根据像素顶或VCOM顶的构造的像素电极和/或公共电极)之间的第三钝化层160抑制在光学配向层与电极的交界处的不期望的像素放电。因此，在由于电荷泄漏而发生视觉可识别缺陷之前，像素能够保持电荷更长时间段。换句话说，可以延长像素在单帧中将它们的亮度保持在一定水平上的持续时间。这能够容易地减小显示设备的帧率。
图5是例示设置有将光学配向层与像素电极和/或公共电极隔离的钝化层的像素的操作的示意性电路图。参照图5，TFT的栅极连接至栅极线并且TFT的源极连接至数据线。TFT的漏极连接至像素电极。像素电极PXL和公共电极VCOM布置成生成跨过液晶层的电场。当接通TFT时，来自数据线DL的数据信号被供应至像素电极。在像素电极PXL和公共电极VCOM上信号的电压差产生电容，该电容存储在存储电容器Cst和液晶电容器Clc中。在帧的部分期间，TFT被关闭并且像素通过存储在存储电容器Cst和液晶电容器Clc中的电荷保持跨过液晶的电场。
如图5所示，可能在TFT侧以及液晶侧上发生来自存储电容器Cst和液晶电容器Clc的电流泄漏。为了抑制在TFT侧的电流泄漏，可以通过采用具有低截止电流特性的半导体(诸如上述金属氧化物半导体)来增加TFT的电阻率Rtft。为了抑制在液晶侧的电流泄漏，像素电极或公共电极(更靠近光学配向层的任一个)被钝化层(即，第三钝化层160)覆盖。因此，第三钝化层的电阻率R_PAS3被加到光学配向层的电阻率R_PI。这样，通过减小在上述两端处来自存储电容器Cst和液晶电容器Clc的电流泄漏可以有效抑制在减小的帧率驱动模式期间的像素放电。
图6是示出在显示设备的一些实施方式中的公共电极的示例性构造的俯视图。图7是示出图6的区域A中的子像素的俯视图。图8是沿图7的线II-II’截取的截面图。
利用帧的相对应的图像数据给像素的存储电容器Cst和液晶电容器Clc充电可以比利用帧的整个长度给像素的存储电容器Cst和液晶电容器Clc充电花更少的时间。这样，帧的剩余部分可以用来感测屏幕上的触摸输入。换句话说，帧可以包括像素充电时段和触摸扫描时段。在触摸扫描时段期间，公共电极VCOM可以用来实现显示设备中的互电容触摸传感器或自电容触摸传感器。
在图6中描绘的示例基于互电容。基于互电容的触摸传感器包括以矩阵图案布置的多条触摸驱动通道(即，TX通道)和多条触摸感测通道(即，RX通道)。RX通道跨过TX通道延伸。例如，触摸驱动通道可以成行地形成，而触摸感测通道可以成列地形成(例如，正交)。
为了实现液晶显示面板10中的触摸传感器，公共电极VCOM被分割成多个公共电极块。通过电连接沿一个方向布置的多个公共电极块来限定每个TX通道。例如，公共电极块B1和B2可以被电连接在一起以用作单个TX通道，如图6所示。类似地，公共电极块B3和B4可以被构造为另一TX通道。另外，RX通道可以由公共电极块形成或由沿与形成TX通道的公共电极块的布置正交的方向布置的一组公共电极块限定。
在图6所示的示例中，公共电极块C1沿跨过TX通道的列方向延伸，并且用作RX通道。为了更简单地解释，仅在图6中描绘两条TX通道和一条RX通道。在显示设备中的TX通道和RX通道的数量可以根据触摸灵敏度的期望分辨率而变化。由于通过公共电极块来实现TX通道和RX通道，因此公共电极块的尺寸也可以基于触摸灵敏度的分辨率(即，TX/RX通道的数量)而变化。因此，公共电极块的尺寸和数量不需要与像素的尺寸和数量相匹配。为了在像素充电期间对像素进行充电，可以在多个像素中共享单个公共电极块。
作为触摸感测操作的部分，向形成TX通道的一组公共电极块施加触摸驱动信号(例如，AC波形)。在TX通道上提供触摸驱动信号引起在TX通道和RX通道的交叉处的电容耦合。
在显示设备上进行的触摸输入改变在TX通道和RX通道的交叉处的电容耦合，并且改变由RX通道运载的电流。成行或一些经处理的形式的该信息可以用来确定触摸输入在显示设备上的位置。触摸驱动器针对TX通道和RX通道的每个交叉快速执行该操作从而提供多点触摸感测。
可以通过连接电线104来进行用于限定TX通道的公共电极块B1和B2(或B3和B4)的分组。如图6所示，连接电线104可以被构造为跨过用作RX通道(例如，公共电极C1)的公共电极旁通且不连接至该公共电极。这样，连接电线104可以被构造为在公共电极块下面运行并且被有机绝缘层覆盖。相同TX通道的公共电极块可以经由接触孔CH2连接至连接电线104。
参照图7，将描述位于图6的区域A中的子像素。每个子像素区域通过选通线GL和数据线DL的交叉而限定。在每个子像素区域中设置薄膜晶体管TFT。薄膜晶体管TFT设置有来自选通线GL的栅极105、来自数据线DL的源极115a、与源极115分开的漏极117和布置在源极115与漏极117之间的半导体层110。另外，连接至TFT的漏极117和面向像素电极PXL的公共电极(未示出)的像素电极PXL布置在每个子像素区域中。辅助导线AW可以布置在每个子像素区域之间，并且沿数据线DL延伸。辅助导线AW和数据线DL可以布置为使得彼此至少部分地交叠。辅助导线AW可以经由接触孔CH3连接至公共电极块。
图8是沿图7的线II-II’截取的截面图。参照图8，栅极105和选通线GL位于基板100上。栅极绝缘膜120位于栅极105和选通线GL上。半导体层110位于栅极绝缘膜120上。本发明通过使用由金属氧化物制成的半导体层110可以减小显示设备的功耗并且减少闪烁。另外，源极115和漏极117位于半导体层110上。源极115与半导体层110的一侧相接触，并且漏极117与半导体层110的另一侧相接触。因此，由半导体层110、栅极105、源极115和漏极117构成的TFT形成在基板100上。
第一钝化膜125位于TFT上。第一钝化膜125隔离并保护下面的元件。第一钝化膜125可以是氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜或它们的两层。有机绝缘膜130位于第一钝化膜125上。有机绝缘膜130提供下面的结构上方的平坦的表面，并且可以由诸如聚酰亚胺、丙烯酸纤维、光丙烯醛基、聚酰胺、BCB(苯并环丁烯)等的有机材料制成。
辅助导线AW可以位于有机绝缘膜130内。辅助导线AW可以用作向公共电极块发送触摸感测信号的信号线。辅助导线AW还可以用作低电阻导电路径以减轻在远离信号源的公共电极块处的电压下降。这样，能够在所有公共电极块保持更一致的电压电平。在这点上，辅助导线AW可以由低电阻金属(例如，钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、铜(Cu)和它们的合金)制成。
公共电极块VCOM位于有机绝缘层130上。如上所述，公共电极块VCOM在像素充电期间用作用于生成跨液晶层LC的电场的公共电极VCOM，并且在触摸扫描期间还用作触摸传感器(即，TX/RX通道)。公共电极块VCOM中的每一个可以经由形成在有机绝缘层130中的接触孔CH3连接至辅助导线AW，并且公共电压可以经由辅助导线AW施加至公共电极块VCOM。另外，触摸驱动信号和用于触摸扫描操作的触摸感测信号可以经由辅助导线AW发送至公共电极块VCOM和从公共电极块VCOM发送。另外，辅助导线AW可以用于公共电极块的互连以在互电容触摸传感器***中形成TX通道。
第二钝化层135位于公共电极块VCOM上。第二钝化层135置于公共电极块130的层与像素电极PXL的层之间以将彼此隔离。第二钝化层135可以由与第一钝化层125相同的材料制成。这样，像素电极PXL位于第二钝化层135上。像素电极经由穿过第一钝化层125、有机绝缘层130和第二钝化层135形成的接触孔CH1连接至薄膜晶体管TFT的漏极115。像素电极PXL与公共电极块VCOM一起形成跨过液晶层LC的电场。
比光学配向层的下部具有更高电阻的第三钝化层160设置在像素电极PXL上方。第三钝化层160可以具有与上述第一钝化层125和第二钝化层135相同的结构。更具体地，第三钝化层160可以是氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)的单层或这种层的组合。第三钝化层160的厚度可以是从约至约的厚度。优选地，第三钝化层160可以具有约2,000至约的厚度，并且最优选地，约第三钝化层160的厚度不被限制为如上所述。考虑到由像素电极PXL和用于控制液晶层LC的公共电极VCOM生成的电场，第三钝化层160可以形成地比第一钝化层或第二钝化层更薄。
为了补偿在光学配向层的下部处的低电阻，优选地是，第三钝化层160具有1E+14Ωcm的最小电阻率。可以通过调节材料、层结构以及第三钝化层160的厚度来获得第三钝化层160的电阻率。
下光学配向层150位于第三钝化层160上。下光学配向层150由聚合物材料制成，该聚合物材料通过对UV光的反应而被单向地对准。如上所述，第三钝化层160可以被添加在下光学配向层150与像素电极PXL之间以补偿下光学配向层150的下部(即，较靠近第三钝化层160的部分)的电阻。
另外，上基板170被定位为面向下基板100。上基板170包括黑底图案175、滤色器180和上光学配向层155。黑底图案175和滤色器180限定红色(R)子像素区域、绿色(G)子像素区域和蓝色(B)子像素区域。上光学配向层155位于黑底175和滤色器180下方以与液晶层接合。可以以与上述下光学配向层150相同的方式形成上光学配向层155。
包含液晶的液晶层LC位于上述基板100与上基板170之间。本发明的液晶层LC具有负液晶。因为负液晶在施加电压时围绕短轴移动，所以负液晶具有更宽的光透射区域。因此，因为负液晶比正性液晶具有更高的光透射率，所以本发明通过改进亮度提供了减小功耗的优点。
如上所述，根据本发明的第二示例性实施方式的显示设备通过包括金属氧化物半导体层110、光学配向层150、155和负液晶可以减小功耗。此外，显示设备通过在下光学配向层150下提供高电阻钝化层可以抑制涉及存储在像素中的数据电压的逐渐减小的像素放电以抑制来自像素的电流泄漏。因此，即使当显示设备的帧率减小时，也可以减少像素放电的量以避免闪烁或其它视觉缺陷。
在图8中，显示面板10的辅助导线AW位于有机绝缘层130(例如，平整层)内。但是，辅助导线AW的布置不限于此，并且可以在有机绝缘层130下或有机绝缘层130上提供辅助导线AW。图9是示出在显示设备的一些其它实施方式中的辅助导线AW的示例性构造的截面图。
参照图9，栅极105和选通线GL位于基板100上。栅极绝缘层120位于栅极105和选通线GL上。半导体层110位于栅极绝缘层120上，并且源极115和漏极117分别位于半导体层110的源极区域和漏极区域上。第一钝化层125位于薄膜晶体管TFT上，并且有机绝缘层130位于第一钝化层125上。公共电极VCOM位于有机绝缘层130上，并且辅助导线AW与公共电极VCOM接触。
与图8中示出的构造不同，辅助导线AW可以直接位于公共电极VCOM的上表面上。在辅助导线AW与公共电极VCOM之间不存在绝缘层，并且辅助导线AW与公共电极VCOM在没有接触孔的情况下直接彼此连接。因此，辅助导线AW与公共电极VCOM之间的接触区域变得更宽，并且这能够容易地在公共电极VCOM上提供低电阻的导电路径，该导电路径有助于保持跨公共电极VCOM的均匀电压电平。
第二钝化层135位于公共电极VCOM上。像素电极PXL位于第二钝化层135上并且经由接触孔CH1连接至薄膜晶体管TFT的漏极117。第三钝化层160位于像素电极PXL上，并且下光学配向层150位于第三钝化层160上。上基板170被定位为面向下基板100，并且黑底175和滤色器180位于上基板170上。液晶层LC位于下光学配向层150与上光学配向层155之间。
图10是示出在本发明的一些实施方式中的子像素的示例性构造的俯视图。图11是沿图10的线III-III’截取的显示设备的截面图。
参照图10和图11，通过选通线GL和数据线DL的交叉限定子像素区域。在子像素区域中，由来自选通线GL的栅极105、来自数据线DL的源极115、与源极115分开的漏极117以及半导体层110构成的薄膜晶体管TFT布置在源极115和漏极117之间。另外，薄膜晶体管TFT的漏极117连接至像素电极PXL，该像素电极PXL被布置成面向公共电极VCOM。
栅极105位于基板100上，并且栅极绝缘层120位于栅极105上。由金属氧化物制成的半导体层110位于栅极绝缘层120上。源极115和漏极117位于半导体层110上方。因此，形成由半导体层110、栅极105、源极115和漏极117构成的薄膜晶体管TFT。虽然在本公开中描述的薄膜晶体管TFT具有反向的交错结构，但是也可以使用具有位于半导体层110上的栅极105且具有交错结构的薄膜晶体管。
第一钝化层125位于薄膜晶体管TFT上，并且有机绝缘层130位于第一钝化层125上。像素电极PXL位于有机绝缘层130上并且经由穿过有机绝缘层130和第一钝化层125的接触孔CH1连接至薄膜晶体管TFT的漏极117。第二钝化层135位于像素电极PXL上，并且公共电极VCOM位于第二钝化层135上。
如图11所示，显示设备的一些实施方式可以采用公共电极VCOM位于像素电极PXL上的VCOM顶结构。在这种情况下，公共电极VCOM比像素电极PXL更靠近下光学配向层150。第三钝化层160置于下光学配向层150与公共电极VCOM之间。
形成在与像素电极PXL相同的层上的辅助导线AW位于第二钝化层135上。辅助导线AW经由形成在第二钝化层135中的接触孔CH4与公共电极VCOM接触。第三钝化层160位于公共电极VCOM上，并且下光学配向层150位于第三钝化层160上。黑底175和滤色器180位于上基板面向基板100的表面上。上光学配向层155位于滤色器180下方，并且液晶层LC位于下光学配向层150与上光学配向层155之间。
将参照图12A至图12J描述制造根据本发明的实施方式的显示设备的示例性方法。
参照图12A，第一低电阻栅极金属层沉积在基板100上并且被图案化以形成选通线GL和从选通线GL延伸的栅极105。栅极105和选通线GL可以是由铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、钛(Ti)或它们的合金制成的单层。栅极105和选通线GL可以由上述材料的多层形成。例如，栅极105和选通线GL可以是钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)层的层叠或钛/铝/钛(Ti/Al/Ti)层的层叠。
栅极绝缘层120形成在栅极105和选通线GL上。栅极绝缘层120可以由氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)或它们的组合制成。通过在栅极绝缘层120上沉积金属氧化物并且将金属氧化物图案化来形成半导体层110。半导体层110的金属氧化物材料可以是氧化锌ZnO、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟镓锌(InGaZnO)、氧化锌锡(ZnSnO)等。
参照图12B，利用第二低电阻金属层形成数据线、源极和漏极。数据线DL的部分延伸以形成源极115。源极115与栅极105分别与半导体层110的源极区域和漏极区域接触。形成数据线DL、源极115和漏极117的第二低电阻金属层可以是由铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、钛(Ti)或它们的合金形成的单层。第二低电阻金属层可以由上述材料的多层形成。例如，第二低电阻金属层可以是钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)层的层叠或钛/铝/钛(Ti/Al/Ti)层的层叠。因此，由栅极105、半导体层110、源极115和漏极117构成的薄膜晶体管TFT形成在基板100上。
第一钝化层125形成在薄膜晶体管TFT上。第一钝化层125可以由氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、或它们的组合制成。用于暴露漏极117的一部分的接触孔CH可以穿过第一钝化层125形成。应注意，将在第一钝化层125上方设置其它绝缘层(例如，有机绝缘层)。这样，可以在第一钝化层125上设置一些其它绝缘层之后形成在第一钝化层中用于暴露漏极117的一部分的接触孔CH。
参照图12C，下有机绝缘层132形成在第一钝化层125上以在薄膜晶体管TFT上方设置平坦的表面。下有机绝缘层132可以由诸如聚酰亚胺、丙烯酸纤维、光丙烯醛基、聚酰胺、BCB(苯并环丁烯)等的有机材料通过诸如旋转涂覆、狭缝涂覆等的溶液处理制成。
参照图12D，利用第三低电阻金属将辅助导线AW形成在下有机绝缘层132上。如上所述，下有机绝缘层132上的辅助导线AW可以形成为沿着选通线GL或数据线DL延伸。为了提高像素的孔径比，辅助导线AW可以被布置为与选通线GL或数据线DL至少部分地交叠。在本示例中，辅助导线AW布置在选通线GL上。与第一低电阻金属层和第二低电阻金属层类似，用于形成辅助导线AW的第三低电阻金属层可以使用钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、铜(Cu)和它们的合金形成为单层结构或多层结构。
参照图12E，上有机绝缘层133形成在下有机绝缘层132上。上有机绝缘层133覆盖下有机绝缘层132上的辅助导线AW。下有机绝缘层132和上有机绝缘层133可以由相同的材料形成。因此，如图12F所示，辅助导线位于具有下有机绝缘层132和上有机绝缘层133的有机绝缘层130内。随后，接触孔设置在有机绝缘层130中以暴露在有机绝缘层130下方的漏极117和辅助导线AW。如上所述，可以在穿过有机绝缘层130形成接触孔期间穿过第一钝化层125形成接触孔CH。
参照图12G，通过在有机绝缘层130上沉积透明导电材料形成公共电极VCOM。可以将透明导电材料图案化以形成公共电极块，该公共电极块可以如上所述被构造为触摸传感器。公共电极VCOM经由接触孔CH与辅助导线AW接触，该接触孔CH暴露有机绝缘层130中的辅助导线AW。公共电极VCOM由来自光源的光能够穿过的诸如ITO、IZO、ITZO、ZnO或IGZO的透明导电材料制成。第二钝化层135形成在公共电极VCOM上方。第二钝化层135可以由氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)或它们的组合制成。第二钝化层135可以被形成为使得其不靠近有机绝缘层130中暴露漏极117的接触孔。另选地，第二钝化层135可以在漏极117上形成在接触孔上方，再次穿过第二钝化层135形成接触孔CH以在形成像素电极PXL前暴露漏极117。
参照图12H，另一层透明导电材料形成在第二钝化层135上以形成像素电极PXL。像素电极的一部分经由贯穿第二钝化层135、有机绝缘层130和第一钝化层125的接触孔CH与漏极117接触。类似于公共电极VCOM，像素电极PXL也由光能够穿过的诸如ITO、IZO、ITZO、ZnO或IGZO的透明导电材料制成。然后，在像素电极PXL上方形成第三钝化层160。与上述第一钝化层和第二钝化层类似，第三钝化层160可以由氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)和它们的组合制成。第三钝化层160可以形成为约至约的厚度。优选地，第三钝化层160可以形成为约至约的厚度，并且最优选地，约的厚度。
当第三钝化层160包括氮化硅层时，氮化硅层可以形成为具有包括硅烷气(SiH4)和氨气(NH3)的气氛的真空室。更具体地，硅烷气(SiH4)和氨气(NH3)被引入到保持在10至760托和400至650的温度的真空室中。反应气体除了硅烷气(SiH4)和氨气(NH3)以外还可以包括诸如氢、碳、氧、硼的其它类型的原子。经由在真空室内的等离子体放电将氮化硅(SiNx)薄层形成在目标表面上。
在反应气体中氨气的含量比例越高，钝化层的电阻越大。这样，可以调节硅烷气和氨气的含量比以获得具有期望的范围从1E+13Ωcm至1E+15Ωcm的电阻率的钝化层。应注意，形成钝化层的时间随着在反应气体中氨气的含量比例的增加而增加。这样，优选的是，反应气体中硅烷气与氨气的比例在1:10至1:5之间。因此，可以具有1E+14Ωcm或更大的电阻率的第三钝化层160可以设置在像素电极PXL上方。
随后，在第三钝化层160上方涂覆包含具有100,000Da或更大分子量(Mw)的例如环丁烷的光可降解材料的聚酰亚胺和不具有光可降解彩料的聚酰亚胺前体的混合溶液。沉淀并(例如，以约200)加热涂覆的溶液以形成下光学配向层150。在下光学配向层150中，含有光可降解材料的聚酰亚胺主要出现在上侧上，而不具有光可降解材料的聚酰亚胺主要出现在下侧上。接下来，利用UV光照射下光学配向层150从而给下光学配向层150提供非均质性。下光学配向层150的光可降解彩料被UV光降解的上侧比下光学配向层150的从不包含光可降解彩料的预酰亚胺化的聚酰亚胺形成的下侧展现出更高的电阻率。然而，放置在下光学配向层150下方的第三钝化层160在下光学配向层150的下部补偿相对低的电阻率。
参照图12I，在上基板170上将黑底175和滤色器180图案化。然后，在上基板170上形成上光学配向层155。可以以与上述下光学配向层150相同的方式形成上光学配向层155。对于上光学配向层155，预酰亚胺化的聚酰亚胺还可以包括光可降解材料。
参照图12J，在下基板100与上基板170之间密封液晶层LC。如上所述，可以利用负液晶形成液晶层LC。应理解，针对在本公开中描述的显示设备的其它构造，可以修改上述制造方法。
根据在像素电极和光学配向层之间是否出现第三钝化层(在表1中表示为PAS3)，下面的表1示出了闪烁的测量值。
[表1]
参照表1，第一显示设备设置有具有1E+14Ωcm的电阻率的下配向层且不具有第三钝化层。第二显示设备设置有具有1.7E+14Ωcm的电阻率的下配向层且不具有第三钝化层。第三显示设备设置有具有4.4E+14Ωcm的电阻率的下配向层且不具有第三钝化层。第四显示设备设置有具有1.0E+14Ωcm的电阻率的下配向层且具有第三钝化层。
第一显示设备的闪烁图案在60Hz驱动期间是平均-20.6dB，并且在30Hz驱动期间是平均-13.8dB。第二显示设备的闪烁图案在60Hz驱动期间是平均-21.9dB，并且在30Hz驱动期间是平均-14.8dB。第三显示设备的闪烁图案在60Hz驱动期间是平均-27.0dB，并且在30Hz驱动期间是平均-15.8dB。第四显示设备的闪烁图案在60Hz驱动期间是平均-27.3dB，并且在30Hz驱动期间是平均-18.6dB。因此，设置有第三钝化层的第四显示设备在60Hz驱动期间和30Hz驱动期间的闪烁图案方面具有显著改进。
如上所述，本发明的显示设备被优化以在特定的预定条件下减小其帧率从而降低功耗。为了在低帧率模式期间减少像素放电，显示设备采用具有金属氧化物半导体层、设置有具有不同电阻率的上部和下部的光学配向层、负液晶以及置于光学配向层与像素电极或公共电极之间的钝化层的TFT来抑制像素放电。这样，即使在显示设备在低帧率模式下操作时，也可以减少视觉缺陷。
工业适用性
本发明的显示设备可应用于用于显示图像的电子信息设备，诸如在各电子设备中采用的液晶显示器(LCD)。

Claims (21)

1.一种显示设备，该显示设备包括：
薄膜晶体管TFT，所述TFT具有位于基板上的金属氧化物半导体层；
第一钝化层，所述第一钝化层在所述TFT上；
有机绝缘层，所述有机绝缘层在所述第一钝化层上；
公共电极和像素电极，所述公共电极和所述像素电极位于所述有机绝缘层上，所述公共电极和所述像素电极通过置于所述公共电极与所述像素电极之间的第二钝化层彼此分开以向液晶层施加水平电场；
辅助导线，所述辅助导线连接至所述公共电极；
第三钝化层，所述第三钝化层位于所述公共电极和所述像素电极上；
光学配向层，所述光学配向层在所述第三钝化层上；以及
2.位于下光学配向层上的所述液晶层。根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述液晶层包含负液晶。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述下光学配向层中的聚合物链通过对UV光作出反应而单向对准。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第二钝化层位于所述公共电极上，并且所述像素电极形成在所述第二钝化层上。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第二钝化层位于所述像素电极上，并且所述公共电极位于所述第二钝化层上。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第三钝化层具有至 的厚度。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第三钝化层具有1E+14Ωcm或更大的电阻率。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述辅助导线位于所述有机绝缘层内并且经由接触孔连接至所述公共电极。
9.一种制造显示设备的方法，该方法包括以下步骤：
在基板上形成薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括由金属氧化物制成的半导体层；
在所述薄膜晶体管上形成第一钝化层；
在所述第一钝化层上形成有机绝缘层，其中，辅助导线被放置在所述有机绝缘层内；
在所述有机绝缘层上形成公共电极；
在所述公共电极上形成第二钝化层；
在所述第二钝化层上形成像素电极；
在所述像素电极上形成第三钝化层；以及
在所述第三钝化层上形成下光学配向层。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，形成所述有机绝缘层和所述辅助导线包括以下步骤：
在所述第一钝化层上形成下有机绝缘层；
在所述下有机绝缘层上形成所述辅助导线；以及
在所述下有机绝缘层上形成用于覆盖所述辅助导线的上有机绝缘层。
11.根据权利要求9所述的方法，该方法还包括以下步骤：
形成暴露被放置在所述有机绝缘层内的所述辅助导线的接触孔，使得被放置在所述有机绝缘层上的所述公共电极经由所述接触孔与所述辅助导线接触。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第三钝化层在以下气氛中形成，其中，硅烷气与氨气在所述气氛中的比例的范围在1:10至1:5之间。
13.根据权利要求9所述的方法，该方法还包括：
形成面向所述基板并且包括黑底、滤色器和上光学配向层的上基板；以及
在所述基板与所述上基板之间密封液晶层。
14.一种显示设备，该显示设备包括：
下基板，所述下基板设置有薄膜晶体管、布置成生成水平电场的像素电极和公共电极、下配向层和钝化层，所述钝化层置于所述下配向层与所述像素电极和所述公共电极二者中位于较靠近所述下配向层的一个电极之间，
上基板，所述上基板设置有上配向层；
液晶层，所述液晶层置于所述下基板与所述上基板之间；以及
驱动器，所述驱动器被构造为根据驱动模式选择性地调节提供至所述薄膜晶体管的信号的定时。
15.根据权利要求14所述的显示设备，其中，所述薄膜晶体管包括由金属氧化物制成的半导体层。
16.根据权利要求14所述的显示设备，其中，所述上配向层和所述下配向层中的聚合物链包含在紫外UV光照射时有助于所述聚合物链的对准的材料。
17.根据权利要求14所述的显示设备，其中，所述像素电极位于所述公共电极上。
18.根据权利要求14所述的显示设备，其中，所述公共电极位于所述像素电极上。
19.根据权利要求14所述的显示设备，其中，所述钝化层具有至的厚度。
20.根据权利要求14所述的显示设备，其中，所述钝化层具有1E+14Ωcm或更大的电阻率。
21.根据权利要求14所述的显示设备，该显示设备还包括：
有机绝缘层，所述有机绝缘层覆盖所述薄膜晶体管以在所述薄膜晶体管上提供平坦的表面；以及
辅助导线，所述辅助导线设置在所述有机绝缘层内，其中，所述辅助导线经由所述有机绝缘层中的接触孔连接至所述公共电极。
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