包括納米囊液晶層的液晶顯示裝置的制造方法
【專利說明】
[0001 ] 本申請要求享有于2014年12月23日提交的韓國專利申請第10-2014-0187166號的 權益，為所有目的通過引用將該申請并入本文，如同在此完全闡述一樣。
技術領域
[0002] 本發(fā)明的實施方式涉及包括納米囊(nanocapsule)液晶層的液晶顯示裝置(IXD)。
【背景技術】
[0003] 因為高對比度和顯示移動圖像方面的優(yōu)點而廣泛用于TV(電視機）、監(jiān)控器或諸如 此類者的液晶顯示器(LCD)通過借助液晶的光學各向異性和偏振的圖像顯示原理來顯示圖 像。
[0004] LCD包括作為主要部件的液晶面板，該液晶面板是通過將之間有液晶層的兩個基 板耦接來制造的，并且該液晶面板通過電場來改變液晶分子的定向（alignment)并且顯示 透射比（transmi ttance)的差異。
[0005] 液晶面板需要光源，因此背光位于液晶面板下方。
[0006] 圖1是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術的LCD的截面圖。
[0007] 參照圖1，L C D包括:液晶面板10，所述液晶面板10包括陣列基板、濾色器基板和在 陣列基板與濾色器基板之間的液晶層50;和在液晶面板10下方的背光單元60。被稱為陣列 基板的第一基板2包括像素區(qū)域P，并且在第一基板2的內表面上，薄膜晶體管T在每個像素 區(qū)域P中并且連接至每個像素區(qū)域P中的像素電極28。
[0008] 在被稱為濾色器基板的第二基板4的內表面上，黑矩陣32形成為圍繞像素區(qū)域P的 格子(lattice)形狀，以覆蓋諸如薄膜晶體管T之類的非顯示元件并且暴露像素電極28。
[0009] 紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器34對應于各像素區(qū)域P形成在該格子形狀 中，并且公共電極36形成于黑矩陣32和這些濾色器34上。
[0010] 第一偏振板20和第二偏振板30分別貼附至第一基板2的外表面和第二基板4的外 表面上。
[0011 ]第一定向層3 la和第二定向層3 lb形成于像素電極28和公共電極36二者與液晶層 50之間。第一定向層31a和第二定向層31b被摩擦(rub)并且使液晶分子定向。
[0012]密封圖案70形成于第一基板2的外圍區(qū)域和第二基板4的外圍區(qū)域之間且形成為 沿著這些外圍區(qū)域，并且密封圖案70防止液晶的泄漏。
[0013] 背光單元60位于液晶面板10下方，并且給液晶面板10提供光。
[0014] 近來，為了提供具有提高的響應速度的LCD，已經(jīng)積極地研究了包括納米囊液晶的 LCD，其中向列液晶分子被裝入納米囊。
[0015]因為納米囊液晶層不需要初始定向（initial alignment)，所以不需要定向層且 因此不需要諸如摩擦之類的定向工藝。
[0016]進一步地，因為納米囊液晶層形成為經(jīng)硬化的，所以當公共電極和這些濾色器形 成于第一基板上時，能夠去掉第二基板。
[0017] 因此，能夠省去形成用于將液晶層注入第一基板與第二基板之間的間隔的間隙的 工藝，并且省去形成密封圖案以密封液晶層的工藝。所以，能夠提高生產效率。
[0018] 然而，納米囊液晶層不耐濕氣(moisture)。尤其是，當省去第二基板時，納米囊液 晶層直接暴露給外部，從而濕氣滲透到納米囊液晶層中，且因此包括納米囊液晶層的LCD的 可靠性降低。
[0019] 當可靠性降低時，電壓保持率(voltage holding ratio)也降低。由于電壓保持率 降低的緣故，保持使光透過的液晶分子的位置的時間減少，且因此光透射比降低。這引起 IXD的總亮度的降低或閃爍(f 1 i cker)現(xiàn)象。

【發(fā)明內容】

[0020] 因此，本發(fā)明的實施方式旨在提供一種基本克服了由于現(xiàn)有技術的限制和缺點而 導致的一個或多個問題的包括納米囊液晶層的液晶顯示裝置(LCD)。
[0021] 本發(fā)明的實施方式的優(yōu)點是提供一種能夠防止可靠性降低和亮度降低以及能夠 提高生產效率的包括納米囊液晶層的IXD。
[0022] 在下面的描述中將列出本發(fā)明的實施方式的附加特征和優(yōu)點，這些附加特征和優(yōu) 點的一部分從本說明書中將變得顯而易見或者可以從本發(fā)明的實施領會到。通過說明書、 權利要求書以及附圖中所具體指出的結構將實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點。
[0023] 為了實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的意圖，如在此具體化和概括描述的，一 種液晶顯示裝置包括:基板，所述基板具有形成于其上的公共電極和像素電極;第一偏振 板，所述第一偏振板在所述基板的底表面上，并且所述第一偏振板具有第一方向的偏振軸； 納米囊液晶層，所述納米囊液晶層在所述像素電極和所述公共電極上，并且所述納米囊液 晶層包括緩沖層和納米囊，每個納米囊都填充有液晶分子，每個納米囊都是油溶性的(oil-soluble) ，并且每個納米囊都分散于所述緩沖層中； 和第二偏振板，所述第二偏振板在所述 納米囊液晶層上，并且所述第二偏振板具有與所述第一方向垂直的第二方向的偏振軸。
[0024] 此外，一種液晶顯示裝置包括:基板，所述基板具有形成于其上的公共電極和像素 電極;非液體層，所述非液體層在所述基板上，并且所述非液體層包括緩沖層和納米囊，每 個納米囊都填充有液晶分子，每個納米囊都是油溶性的，并且每個納米囊都分散于所述緩 沖層中；和偏振板，所述偏振板在所述非液體層上。
[0025] 應當理解，前面的概括性描述和下面的詳細描述都是示例性的和解釋性的，且意 在提供對要求保護的本發(fā)明的進一步的解釋。
【附圖說明】
[0026]為了提供對本發(fā)明的進一步的理解所包括的并且并入本申請文件且組成本申請 文件的一部分的附圖圖解了本發(fā)明的實施方式，并且與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原 理。在附圖中：
[0027] 圖1是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術的LCD的截面圖；
[0028] 圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的LCD的示意截面圖；
[0029]圖3A和圖3B是圖示根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的LCD的圖像顯示原理的示意圖； 以及
[0030]圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的納米囊液晶層的示意圖。
【具體實施方式】
[0031 ]現(xiàn)在將詳細參考示例實施方式，在附圖中圖示了這些實施方式的實例。在整個附 圖中可使用相同的附圖標記來指代相同或相似的部分。
[0032]〈第一實施方式〉
[0033]圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的LCD的示意截面圖，以及圖3A和圖3B是圖 示根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的LCD的圖像顯示原理的示意圖。
[0034] 參照圖2至圖3B，IXD 100包括液晶面板110和背光120。
[0035] 液晶面板110是用以顯不圖像的主要部件，并且液晶面板110包括基板101上的納 米囊液晶層200。在本發(fā)明的實施方式中，納米囊液晶層200可以是非液體層或硬化層。
[0036] 在納米囊液晶層200中，液晶分子220被裝入具有納米尺寸或納米級的納米囊230。 液晶分子220隨機地布置于納米囊230中。每個都包含液晶分子220于其中的納米囊230分散 于緩沖層210中。納米囊液晶層200改變光透射比以顯示圖像。
[0037] 納米囊液晶層200是光學各向同性型液晶層。因此，當沒有電場施加于像素電極 114與公共電極112之間的納米囊液晶層200時，納米囊液晶層200在三維或二維中是光學各 向同性的。然而，當施加電壓并且因此施加電場時，納米囊液晶層200在與所施加的電場垂 直或平行的方向上具有雙折射性質。
[0038]因此，當施加電場時，納米囊液晶層200具有光學單軸性質(uniaxial property)， 有取決于視角的光透射比。
[0039]尤其是，當液晶分子200是具有正介電各向異性的正性(positive type)液晶分子 時，能夠極大地誘導克爾效應(kerr effect)?？藸栃傅氖钱敱环胖糜陟o電場中時光學 各向同性物體暫時具有非各向同性并且變成雙折射物質的現(xiàn)象。
[0040]因此，通過克爾效應，當電場被施加于液晶層200時，表現(xiàn)出折射率與所施加電壓 的平方成正比的光學效應。所以，提高了顯示裝置的響應速度。
[0041]尤其是，當克爾效應越顯著，基于驅動電壓的優(yōu)點越多。為了使克爾效應顯著，優(yōu) 選的是，例如，液晶的折射各向異性和介電各向異性兩者都顯著。
[0042] 因此，優(yōu)選的是，例如，折射各向異性是0.2或更大，并且介電各向異性是10或更 大。
[0043] 納米囊230可具有約lnm至約320nm的直徑，并且優(yōu)選具有例如約50nm至約180nm的 直徑。
[0044] 因為納米囊230具有比可見光的任何波長都小的直徑，所以實質不發(fā)生因折射率 而導致的光學改變，并且能夠獲得光學各向同性性質。而且，能夠使可見光的散射最小化。
[0045] 尤其是，當納米囊230形成有約180nm或更小的直徑時，能夠獲得高對比度。
[0046] 為了控制納米囊液晶層200的透射比，第一偏振板131和第二偏振板133布置成使 得其偏振軸彼此垂直，并且電場是沿著基板101的共平面方向（in-plane direction)(即， 水平方向）。
[0047]因此，優(yōu)選的是，包括納米囊液晶層200的LCD 100具有例如用于共平面開關模式 (in-plane switching mode)的電極結構。
[0048] 為此，彼此相交以界定像素區(qū)域P的柵線和數(shù)據(jù)線形成于被稱為陣列基板的基板 101的內表面上。薄膜晶體管T形成在柵線和數(shù)據(jù)線的相交部分處。
[0049] 基板101是由透明材料制成的薄板。例如，基板101可以是玻璃基板或具有柔性的 塑料基板。
[0050] 當使用塑料基板時，優(yōu)選的是，基板例如由具有極好的透光率（1 i g h t transmission)及無雙折射性的材料制成。這種塑料基板可由三乙酰纖維素 （triacetyl cellulose ;TAC)、聚酰亞胺（polyimide;PI)、聚醚砜(polyethersulfone;PES)、聚對苯二甲 酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate ; PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯（polyethylene naphthalate ;PEN)和聚芳酯(polyarylate ;PAR)中的至少一種制成。
[0051] 平坦化層116形成于具有薄膜晶體管T的基板101上。連接至薄膜晶體管T的像素電 極114和與像素電極114間隔開的公共電極112形成于顯示區(qū)域中的平坦化層116上，以實質 顯示圖像。
[0052] 薄膜晶體管T包括柵極111、柵極絕緣層113、半導體層115、和源極