包括纳米囊液晶层的液晶显示装置的制造方法
【专利说明】
[0001 ] 本申请要求享有于2014年12月23日提交的韩国专利申请第10-2014-0187166号的 权益，为所有目的通过引用将该申请并入本文，如同在此完全阐述一样。
技术领域
[0002] 本发明的实施方式涉及包括纳米囊(nanocapsule)液晶层的液晶显示装置(IXD)。
【背景技术】
[0003] 因为高对比度和显示移动图像方面的优点而广泛用于TV(电视机）、监控器或诸如 此类者的液晶显示器(LCD)通过借助液晶的光学各向异性和偏振的图像显示原理来显示图 像。
[0004] LCD包括作为主要部件的液晶面板，该液晶面板是通过将之间有液晶层的两个基 板耦接来制造的，并且该液晶面板通过电场来改变液晶分子的定向（alignment)并且显示 透射比（transmi ttance)的差异。
[0005] 液晶面板需要光源，因此背光位于液晶面板下方。
[0006] 图1是图示根据现有技术的LCD的截面图。
[0007] 参照图1，L C D包括:液晶面板10，所述液晶面板10包括阵列基板、滤色器基板和在 阵列基板与滤色器基板之间的液晶层50;和在液晶面板10下方的背光单元60。被称为阵列 基板的第一基板2包括像素区域P，并且在第一基板2的内表面上，薄膜晶体管T在每个像素 区域P中并且连接至每个像素区域P中的像素电极28。
[0008] 在被称为滤色器基板的第二基板4的内表面上，黑矩阵32形成为围绕像素区域P的 格子(lattice)形状，以覆盖诸如薄膜晶体管T之类的非显示元件并且暴露像素电极28。
[0009] 红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器34对应于各像素区域P形成在该格子形状 中，并且公共电极36形成于黑矩阵32和这些滤色器34上。
[0010] 第一偏振板20和第二偏振板30分别贴附至第一基板2的外表面和第二基板4的外 表面上。
[0011 ]第一定向层3 la和第二定向层3 lb形成于像素电极28和公共电极36二者与液晶层 50之间。第一定向层31a和第二定向层31b被摩擦(rub)并且使液晶分子定向。
[0012]密封图案70形成于第一基板2的外围区域和第二基板4的外围区域之间且形成为 沿着这些外围区域，并且密封图案70防止液晶的泄漏。
[0013] 背光单元60位于液晶面板10下方，并且给液晶面板10提供光。
[0014] 近来，为了提供具有提高的响应速度的LCD，已经积极地研究了包括纳米囊液晶的 LCD，其中向列液晶分子被装入纳米囊。
[0015]因为纳米囊液晶层不需要初始定向（initial alignment)，所以不需要定向层且 因此不需要诸如摩擦之类的定向工艺。
[0016]进一步地，因为纳米囊液晶层形成为经硬化的，所以当公共电极和这些滤色器形 成于第一基板上时，能够去掉第二基板。
[0017] 因此，能够省去形成用于将液晶层注入第一基板与第二基板之间的间隔的间隙的 工艺，并且省去形成密封图案以密封液晶层的工艺。所以，能够提高生产效率。
[0018] 然而，纳米囊液晶层不耐湿气(moisture)。尤其是，当省去第二基板时，纳米囊液 晶层直接暴露给外部，从而湿气渗透到纳米囊液晶层中，且因此包括纳米囊液晶层的LCD的 可靠性降低。
[0019] 当可靠性降低时，电压保持率(voltage holding ratio)也降低。由于电压保持率 降低的缘故，保持使光透过的液晶分子的位置的时间减少，且因此光透射比降低。这引起 IXD的总亮度的降低或闪烁(f 1 i cker)现象。
【发明内容】
[0020] 因此，本发明的实施方式旨在提供一种基本克服了由于现有技术的限制和缺点而 导致的一个或多个问题的包括纳米囊液晶层的液晶显示装置(LCD)。
[0021] 本发明的实施方式的优点是提供一种能够防止可靠性降低和亮度降低以及能够 提高生产效率的包括纳米囊液晶层的IXD。
[0022] 在下面的描述中将列出本发明的实施方式的附加特征和优点，这些附加特征和优 点的一部分从本说明书中将变得显而易见或者可以从本发明的实施领会到。通过说明书、 权利要求书以及附图中所具体指出的结构将实现和获得本发明的这些和其他优点。
[0023] 为了实现这些和其他优点并根据本发明的意图，如在此具体化和概括描述的，一 种液晶显示装置包括:基板，所述基板具有形成于其上的公共电极和像素电极;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轴； 纳米囊液晶层，所述纳米囊液晶层在所述像素电极和所述公共电极上，并且所述纳米囊液 晶层包括缓冲层和纳米囊，每个纳米囊都填充有液晶分子，每个纳米囊都是油溶性的(oil-soluble) ，并且每个纳米囊都分散于所述缓冲层中； 和第二偏振板，所述第二偏振板在所述 纳米囊液晶层上，并且所述第二偏振板具有与所述第一方向垂直的第二方向的偏振轴。
[0024] 此外，一种液晶显示装置包括:基板，所述基板具有形成于其上的公共电极和像素 电极;非液体层，所述非液体层在所述基板上，并且所述非液体层包括缓冲层和纳米囊，每 个纳米囊都填充有液晶分子，每个纳米囊都是油溶性的，并且每个纳米囊都分散于所述缓 冲层中；和偏振板，所述偏振板在所述非液体层上。
[0025] 应当理解，前面的概括性描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，且意 在提供对要求保护的本发明的进一步的解释。
【附图说明】
[0026]为了提供对本发明的进一步的理解所包括的并且并入本申请文件且组成本申请 文件的一部分的附图图解了本发明的实施方式，并且与说明书一起用来解释本发明的原 理。在附图中：
[0027] 图1是图示根据现有技术的LCD的截面图；
[0028] 图2是图示根据本发明的第一实施方式的LCD的示意截面图；
[0029]图3A和图3B是图示根据本发明的第一实施方式的LCD的图像显示原理的示意图； 以及
[0030]图4是图示根据本发明的第二实施方式的纳米囊液晶层的示意图。
【具体实施方式】
[0031 ]现在将详细参考示例实施方式，在附图中图示了这些实施方式的实例。在整个附 图中可使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。
[0032]〈第一实施方式〉
[0033]图2是图示根据本发明的第一实施方式的LCD的示意截面图，以及图3A和图3B是图 示根据本发明的第一实施方式的LCD的图像显示原理的示意图。
[0034] 参照图2至图3B，IXD 100包括液晶面板110和背光120。
[0035] 液晶面板110是用以显不图像的主要部件，并且液晶面板110包括基板101上的纳 米囊液晶层200。在本发明的实施方式中，纳米囊液晶层200可以是非液体层或硬化层。
[0036] 在纳米囊液晶层200中，液晶分子220被装入具有纳米尺寸或纳米级的纳米囊230。 液晶分子220随机地布置于纳米囊230中。每个都包含液晶分子220于其中的纳米囊230分散 于缓冲层210中。纳米囊液晶层200改变光透射比以显示图像。
[0037] 纳米囊液晶层200是光学各向同性型液晶层。因此，当没有电场施加于像素电极 114与公共电极112之间的纳米囊液晶层200时，纳米囊液晶层200在三维或二维中是光学各 向同性的。然而，当施加电压并且因此施加电场时，纳米囊液晶层200在与所施加的电场垂 直或平行的方向上具有双折射性质。
[0038]因此，当施加电场时，纳米囊液晶层200具有光学单轴性质(uniaxial property)， 有取决于视角的光透射比。
[0039]尤其是，当液晶分子200是具有正介电各向异性的正性(positive type)液晶分子 时，能够极大地诱导克尔效应(kerr effect)。克尔效应指的是当被放置于静电场中时光学 各向同性物体暂时具有非各向同性并且变成双折射物质的现象。
[0040]因此，通过克尔效应，当电场被施加于液晶层200时，表现出折射率与所施加电压 的平方成正比的光学效应。所以，提高了显示装置的响应速度。
[0041]尤其是，当克尔效应越显著，基于驱动电压的优点越多。为了使克尔效应显著，优 选的是，例如，液晶的折射各向异性和介电各向异性两者都显著。
[0042] 因此，优选的是，例如，折射各向异性是0.2或更大，并且介电各向异性是10或更 大。
[0043] 纳米囊230可具有约lnm至约320nm的直径，并且优选具有例如约50nm至约180nm的 直径。
[0044] 因为纳米囊230具有比可见光的任何波长都小的直径，所以实质不发生因折射率 而导致的光学改变，并且能够获得光学各向同性性质。而且，能够使可见光的散射最小化。
[0045] 尤其是，当纳米囊230形成有约180nm或更小的直径时，能够获得高对比度。
[0046] 为了控制纳米囊液晶层200的透射比，第一偏振板131和第二偏振板133布置成使 得其偏振轴彼此垂直，并且电场是沿着基板101的共平面方向（in-plane direction)(即， 水平方向）。
[0047]因此，优选的是，包括纳米囊液晶层200的LCD 100具有例如用于共平面开关模式 (in-plane switching mode)的电极结构。
[0048] 为此，彼此相交以界定像素区域P的栅线和数据线形成于被称为阵列基板的基板 101的内表面上。薄膜晶体管T形成在栅线和数据线的相交部分处。
[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] 当使用塑料基板时，优选的是，基板例如由具有极好的透光率（1 i g h t transmission)及无双折射性的材料制成。这种塑料基板可由三乙酰纤维素 （triacetyl cellulose ;TAC)、聚酰亚胺（polyimide;PI)、聚醚砜(polyethersulfone;PES)、聚对苯二甲 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)中的至少一种制成。
[0051] 平坦化层116形成于具有薄膜晶体管T的基板101上。连接至薄膜晶体管T的像素电 极114和与像素电极114间隔开的公共电极112形成于显示区域中的平坦化层116上，以实质 显示图像。
[0052] 薄膜晶体管T包括栅极111、栅极绝缘层113、半导体层115、和源极