CN109828415B - 包括液晶囊的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

包括液晶囊的液晶显示装置。一种液晶显示装置包括：第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板彼此面对并且彼此间隔开，所述第一基板和所述第二基板中的每一个包括像素区域；第一液晶层，所述第一液晶层被设置在所述第一基板的内表面上，并且包括多个第一液晶囊；第二液晶层，所述第二液晶层被设置在所述第二基板的内表面上，并且包括多个第二液晶囊；以及偏振器，所述偏振器被设置在所述第一液晶层与所述第二液晶层之间，其中，所述多个第一液晶囊和所述多个第二液晶囊中的每一个包括液晶分子和二色性染料。

Description

包括液晶囊的液晶显示装置
技术领域
本公开涉及液晶显示装置，并且更具体地说，涉及一种包括液晶囊的液晶显示装置。
背景技术
近来，随着时代迅速发展为信息社会，已经开发出用于处理和显示大量信息的显示领域。为了响应薄化、轻量化和低功耗的时代，需要平板显示装置。
因此，已经开发出具有高色彩再现性且薄的薄膜晶体管-液晶显示(TFT-LCD)装置。液晶显示装置利用液晶分子的光学各向异性和偏振特性来显示图像。
将参照附图描述现有技术的液晶显示装置。
图1是示出现有技术的液晶显示装置的截面图。
如图1所示，现有技术的液晶显示装置10包括彼此面对并且彼此间隔开的第一基板20和第二基板40以及插置在第一基板20与第二基板40之间的液晶层50。
具体地说，在第一基板20的内表面上的每个像素区域P中形成栅极22，并且在栅极22上形成栅极绝缘层24。
半导体层26与栅极22对应地形成在栅极绝缘层24上，并且在半导体层26上形成彼此间隔开的源极28和漏极30。
栅极22、半导体层26、源极28和漏极30构成薄膜晶体管T。
在薄膜晶体管T上形成钝化层32，并且在钝化层32上形成连接到漏极30的像素电极34。
第一偏振器36形成在第一基板20的外表面上。
此外，黑底42在第二基板40的内表面上形成在像素区域P的边界处，滤色器层44形成在黑底42下面的像素区域P中，并且公共电极46形成在滤色器层44下方。
第二偏振器48形成在第二基板40的外表面上。
此外，包括多个液晶分子52的液晶层50形成在第一基板20的像素电极34与第二基板40的公共电极46之间。
在液晶显示装置10中，当薄膜晶体管T响应于施加到栅极22的选通信号而导通时，数据信号通过薄膜晶体管T被施加到像素电极34并且在像素电极34与公共电极46之间产生电场。
液晶层50的多个液晶分子52根据电场重新定向，使得与数据信号对应的灰度级被显示在对应的像素区域P中。
在液晶显示装置10中，不管与数据信号对应的灰度级如何，背光单元(未示出)向显示面板的所有像素区域P提供相同量的光，因此图像的对比度由显示面板本身的对比度特性(光透射性能和光阻挡性能)确定。结果，存在对比度的提高受到限制的问题。
例如，在其中像素电极和公共电极形成在同一基板上的面内切换(IPS)型液晶显示装置中，存在对比度被限制为2000:1或更低的问题。
为了解决上述问题，已经提出了一种液晶显示装置，其中在液晶显示面板下面设置用于针对每个像素区域阻挡或透射的背光单元的光的液晶快门面板。
然而，在包括液晶显示面板和液晶快门面板的液晶显示装置中，液晶显示面板和液晶快门面板总共使用四个基板，因此存在液晶显示器的总厚度和重量增加的问题。
此外，为了形成液晶显示面板和液晶快门面板的两个液晶层，需要执行各自包括涂覆步骤、固化步骤和摩擦步骤的四个取向膜形成工艺，并且执行两个液晶滴注工艺以及两个结合工艺。因此，存在制造工艺复杂的问题。
此外，难以根据基板的变形来保持液晶的初始取向，并且由于使用了四个基板，因此该液晶显示装置将来难以应用于柔性显示装置。
发明内容
因此，本公开针对一种包括液晶囊的液晶显示装置，该液晶显示装置基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。
本公开的目的在于提供一种包括液晶囊的液晶显示装置，在该液晶显示装置中要使用的基板的数目减少，其厚度和重量减小，对比度提高，并且液晶显示装置易于应用于柔性显示装置。
本公开的另一个目的在于提供一种包括液晶囊的液晶显示装置，在该液晶显示装置中上偏振器和下偏振器可省略，液晶显示装置的厚度进一步减小，并且图像的对比度和清晰度得到进一步改进。
本公开的附加特征和优点将在随后的描述中进行阐述，并且部分地将根据所述描述变得明显，或者可通过本公开的实践而得知。本公开的构思的其它优点将通过在书面说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
为了实现这些和其它优点，并且根据本说明书的目的，如在本文中所体现并广泛描述的，提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括：第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板彼此面对并且彼此间隔开，所述第一基板和所述第二基板中的每一个包括像素区域；第一液晶层，所述第一液晶层被设置在所述第一基板的内表面上，并且包括多个第一液晶囊；第二液晶层，所述第二液晶层被设置在所述第二基板的内表面上，并且包括多个第二液晶囊；以及偏振器，所述偏振器被设置在所述第一液晶层与所述第二液晶层之间，其中，所述多个第一液晶囊和所述多个第二液晶囊中的每一个包括液晶分子和二色性染料。
要理解的是，前面的简要描述和下面的详细描述二者是示例性和说明性的，并且旨在提供对要保护的实施方式的进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对本公开的进一步理解，并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图例示了本公开的实现方式并且与说明书一起用于解释本公开的实施方式的原理。
图1是示出现有技术的液晶显示装置的截面图。
图2是示出根据本公开的一个实施方式的液晶显示装置的截面图。
图3A是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的液晶显示装置的第一电极至第四电极的平面图。
图3B是示意性地示出根据本公开的实施方式的液晶显示装置的第五电极至第七电极的平面图。
图4A是示出根据本公开的一个实施方式的液晶显示装置的第一液晶分子的取向方向的示意图。
图4B是示出根据本公开的实施方式的液晶显示装置的第二液晶分子的取向方向的示意图。
图5A至图5C是示意性地示出根据施加到本公开的显示面板的电压的二色性染料和第一液晶分子的取向的平面图。
图6A至图6C是示意性地示出根据施加到本公开的快门面板的电压的二色性染料和第二液晶分子的取向的截面图。
图7A是示出在根据本公开的实施方式的液晶显示装置实现白色灰度级时偏振器以及第一液晶层和第二液晶层的示意图。
图7B是示出在根据本公开的实施方式的液晶显示装置实现黑色灰度级时偏振器以及第一液晶层和第二液晶层的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本公开的实施方式。
图2是示出根据本公开的一个实施方式的液晶显示装置的截面图。
如图2所示，根据本公开的一个实施方式的液晶显示装置100包括彼此面对并且彼此间隔开的第一基板120和第二基板150以及形成在第一基板120与第二基板150之间的第一液晶层142和第二液晶层156。
具体地说，在第一基板120的内表面上的每个像素区域P中形成栅极122，并且栅极绝缘层124形成在栅极122下方并且栅极绝缘层124基本上形成在整个第一基板120上。栅极绝缘层124与第一基板120的内表面接触并覆盖栅极122。
半导体层126与栅极122对应地形成在栅极绝缘层124下方，并且彼此间隔开的源极128和漏极130在半导体层126下方形成。
栅极122、半导体层126、源极128和漏极130构成薄膜晶体管T。
虽然未示出，但是可在第一基板120的内表面上形成彼此交叉以限定像素区域P并且分别传输选通信号和数据信号的选通线和数据线，并且选通线和数据线可分别连接到栅极122和源极128。
第一钝化层132可基本上在整个第一基板120上形成在薄膜晶体管下方，并且黑底134可在第一钝化层132下面形成在像素区域P的边界处。
包括与各个像素区域P对应的红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器的滤色器层136可形成在黑底134下方，并且其上形成有薄膜晶体管T和滤色器层136的第一基板120可具有TFT上滤色器(COT)结构。
在滤色器层136下面的每个像素区域P中形成沿第一方向交替设置并且彼此间隔开的第一电极138和第二电极140。第一电极138和第二电极140可具有条形状，并且第一电极138可连接到薄膜晶体管T。
此外，第二钝化层146可基本上在整个第一基板120上形成，并且形成在第一电极138和第二电极140下方。
在第二钝化层146下方的每个像素区域P中形成沿着与第一方向垂直的第二方向交替设置并且彼此间隔开的第三电极148和第四电极149。第三电极148和第四电极149可具有条形状。尽管未示出，但是第三电极148可连接到与和第一电极138连接的薄膜晶体管T不同的另一薄膜晶体管。
包括多个第一液晶囊144和包围多个第一液晶囊144的第一粘结剂的第一液晶层142基本上在整个第一基板120上形成，并形成在第三电极148和第四电极149下方。多个第一液晶囊144中的每一个可包括多个第一液晶分子LM1和二色性染料DD。
这里，多个第一液晶囊144中的每一个可以是直径为几纳米到几百纳米的聚合物囊，并且可由正向列液晶或负向列液晶形成。多个第一液晶分子LM1中的每一个可以是向列液晶、铁电液晶或挠曲电液晶。
二色性染料DD可在长轴方向和短轴方向上具有不同的吸光率。例如，二色性染料DD可在长轴方向上具有比在短轴方向上高得多的吸光率，但是本公开不限于此。另选地，二色性染料DD可在短轴方向上具有比在长轴方向上高得多的吸光率。
在下文中，将描述二色性染料DD在长轴方向上具有比在短轴方向上更高的吸光率的情况的示例。
此外，二色性染料DD可以是吸收可见光区域中的整个光的染料，或者不同类型的二色性染料DD可吸收可见光区域内的不同带中的光并且作为整体吸收可见光区域中的整个光以显示黑色。
二色性染料DD可包括偶氮基染料(azo-based dye)、蒽醌基染料(anthraquinone-based dye)、苝基染料(perylene-based dye)、喹酞酮基染料(quinophthalone-baseddye)、甲亚胺基染料(azomethine-based dye)、二苯乙炔基染料(tolane-based dye)或其组合物，但是本公开不限于此。
此外，二色性染料DD可具有与第一液晶分子LM1类似的棒状。当二色性染料DD与第一液晶分子LM1混合时，二色性染料DD可沿第一液晶分子LM1的取向方向定向以吸收光。
此外，二色性染料DD不通过电场操作，并且二色性染料DD的操作可取决于第一液晶分子LM1的行为。因此，二色性染料DD可与第一液晶分子LM1一起操作以执行光控制功能。
此外，第一粘合层166可形成在第一液晶层142的基本整个下表面上，并且偏振器164可形成在第一粘合层166的基本整个下表面上。
此外，第二粘合层168可形成在偏振器164的基本整个下表面上。
这里，偏振器164可通过第一粘合层166附接到第一液晶层142，并且通过第二粘合层168附接到形成在第二液晶层156的上表面上的第八电极157，这将在下面描述。
此外，可在第二基板150的内表面上的每个像素区域P中形成沿第一方向彼此间隔开的第五电极152和第六电极154，并且第五电极152和第六电极154中的每一个可具有条形状。
也就是说，第五电极152和第六电极154可沿着与第一电极138和第二电极140彼此间隔开的第一方向相同的方向彼此间隔开。
尽管未示出，但是可在第二基板150的上表面上形成彼此交叉以限定像素区域P并且分别传输快门选通信号和快门数据信号的快门选通线和快门数据线，并且可在每个像素区域P中形成快门薄膜晶体管。
此外，快门选通线和快门数据线中的每一个可连接到快门薄膜晶体管，第五电极152可连接到快门薄膜晶体管，并且第六电极154可连接到公共电压端子。
此外，第三钝化层151可基本上在整个第二基板150上设置，并设置在第五电极152和第六电极154上。板状第七电极155可形成在第三钝化层151上。虽然未示出，但是第七电极155可连接到与和第五电极152连接的快门薄膜晶体管不同的另一快门薄膜晶体管。
包括多个第二液晶囊158和围绕多个第二液晶囊158的第二粘结剂的第二液晶层156基本上在整个第二基板150上形成并形成在第七电极155上。多个第二液晶囊158中的每一个可包括多个第二液晶分子LM2和二色性染料DD。
这里，多个第二液晶囊158中的每一个可以是直径为几纳米至几百纳米的聚合物囊，并且可由正向列液晶或负向列液晶形成。多个第二液晶分子LM2中的每一个可以是向列液晶、铁电液晶或挠曲电液晶。
二色性染料DD可在长轴方向和短轴方向上具有不同的吸光率。例如，二色性染料DD可在长轴方向上具有比在短轴方向上高得多的吸光度，但是本公开不限于此。另选地，二色性染料DD可在短轴方向上具有比在长轴方向上高得多的吸光度。
在下文中，将描述二色性染料DD在长轴方向上具有比在短轴方向上更高的吸光度的情况的示例。
此外，二色性染料DD可以是吸收可见光区域中的整个光的染料，或者不同类型的二色性染料DD可吸收可见光区域中的不同带中的光并且作为整体吸收可见光区域中的整个光以显示黑色。
二色性染料DD可包括偶氮基染料、蒽醌基染料、苝基染料、喹酞酮基染料、甲亚胺基染料、二苯乙炔基染料或其组合物，但是本公开不限于此。
此外，二色性染料DD可具有与第二液晶分子LM2类似的棒状。当二色性染料DD与第二液晶分子LM2混合时，二色性染料DD可沿第二液晶分子LM2的取向方向定向以吸收光。
此外，二色性染料DD不通过电场操作，并且二色性染料DD的操作可取决于第二液晶分子LM2的行为。因此，二色性染料DD可与第二液晶分子LM2一起操作以执行光控制功能。
此外，板状第八电极157可形成在第二液晶层156上。
尽管未示出，但是可在第二基板150下面设置背光单元。
在根据本公开的实施方式的液晶显示装置100中，第一基板120、第一液晶层142和偏振器164可构成其上显示图像的显示面板DP，并且第二基板150、第二液晶层156和偏振器164可构成针对每个像素区域P阻挡背光单元的光或使所述光透射的快门面板LP。由于快门面板LP用于简单地阻挡或者透射光，因此可省略滤色器层。
具体地说，在根据本公开的实施方式的液晶显示装置100中，由于显示面板DP的第一液晶层142和快门面板LP的第二液晶层156中的每一个包括二色性染料DD，因此可通过基于偏振器164的透射轴调节第一液晶层142和第二液晶层156的透射轴的方向来执行偏振功能。
因此，现有技术的分别形成在图1的第一基板20的外表面上和图1的第二基板40的外表面上的图1的偏振器36和48可被去除。因此，可简化工艺，可实现薄的液晶显示装置，并且可提高对比度。
下面将更详细地描述第一液晶层142和第二液晶层156的透射轴的调节。
如上所述，在根据本公开的实施方式的液晶显示装置100中，可在第一电极138与第二电极140之间产生与第一基板120基本平行的水平电场，并且可在第三电极148与第四电极149之间产生与第一基板120基本平行的水平电场。在第一电极138与第二电极140之间产生的水平电场和在第三电极148与第四电极149之间产生的水平电场可彼此垂直交叉。
因此，第一液晶层142的多个第一液晶囊144内的多个第一液晶分子LM1和二色性染料DD可根据电场重新定向并且与数据信号对应的灰度级可显示在显示面板DP的像素区域P中。
此外，可在第五电极152与第六电极154之间产生与第二基板150基本平行的水平电场，并且可在第七电极155与第八电极157之间产生与第二基板150垂直的垂直电场。
因此，第二液晶层156的多个第二液晶囊158内的多个第二液晶分子LM2和二色性染料DD可根据电场重新定向，并且背光单元的光可在快门面板LP的像素区域P中被阻挡或透射。
在这种情况下，通过使对应于快门数据信号的透射率与对应于数据信号的透射率成比例，可提高液晶显示装置100的对比度。
例如，当施加到显示面板DP的特定像素区域P的数据信号与高灰度级对应时，可使施加到快门面板LP的对应像素区域P的快门数据信号与相对高的透射率对应。当施加到显示面板DP的特定像素区域P的数据信号与低灰度级对应时，可使施加到快门面板LP的对应像素区域P的快门数据信号与相对低的透射率对应。
因此，更大量的光被提供给显示高灰度级的图像的像素区域P，并且亮度进一步增加，并且更少量的光被提供给显示低灰度级的图像的像素区域P，并且亮度进一步降低，因此可提高显示在液晶显示装置100上的图像的对比度。
通过以下示例来描述根据本公开的实施方式的液晶显示装置100，其中可通过使显示面板DP的像素区域P和快门面板LP的像素区域P彼此一一对应(即，通过使显示面板DP的分辨率和快门面板LP的分辨率彼此相等)来针对每个像素区域P调整显示在显示面板DP上的图像的亮度。然而，在另一实施方式中，通过使快门面板LP的一个像素区域P与显示面板DP的多个像素区域P对应(即，通过使快门面板LP的分辨率小于显示面板DP的分辨率)，可针对由多个像素区域P组成的每个块调整显示在显示面板DP上的图像的亮度。在这种情况下，可充分确保显示面板DP和快门面板LP之间的取向裕量，并且可提高工艺可靠性和产量。
图3A是示意性地示出根据本公开的实施方式的液晶显示装置的第一电极至第四电极的平面图，并且图3B是示意性地示出根据本公开的实施方式的液晶显示装置的第五电极至第七电极的平面图。
如图3A所示，在根据本公开的实施方式的图2的液晶显示装置100的显示面板DP中，可形成在图2的每个像素区域P中沿第一方向1A交替地设置并且彼此间隔开的第一电极138和第二电极140。
此外，第一电极138和第二电极140可具有条形状，但是本公开不限于此。
此外，可形成第三电极148和第四电极149，第三电极148和第四电极149以图2的第二钝化层146插置于其间的方式面向第一电极138和第二电极140。
这里，第三电极148和第四电极149可沿与第一方向1A垂直的第二方向2A交替地设置并且彼此间隔开。
此外，第三电极148和第四电极149可具有条形状，但是本公开不限于此。
因此，可通过第一电极138和第二电极140在显示面板DP中沿第一方向1A产生与图2的第一基板120基本平行的水平电场，并且可通过第三电极148和第四电极149在显示面板DP中沿第二方向2A产生与图2的第一基板120基本平行的水平电场。
此外，如图3B所示，在根据本公开的实施方式的液晶显示装置100的快门面板LP中，可形成在图2的每个像素区域P沿第一方向1A交替地设置并且彼此间隔开的第五电极152和第六电极154。
此外，第五电极152和第六电极154可具有条形状，但是本公开不限于此。
此外，可形成板状第七电极155，该板状第七电极155以图2的第三钝化层151插置于其间的方式面向第五电极152和第六电极154。
尽管未示出，但是可形成图2的板状第八电极157，该板状第八电极157以图2的第二液晶层156插置于其间的方式面向第七电极155。
因此，可通过第五电极152和第六电极154在快门面板LP中沿第一方向1A产生与图2的第二基板150基本平行的水平电场，并且可通过图2的彼此面对的板状第七电极155和第八电极157在快门面板LP中产生与图2的第二基板150垂直的垂直电场。
图4A是示出根据本公开的实施方式的液晶显示装置的第一液晶分子的取向方向的示意图，并且图4B是示出根据本公开的实施方式的液晶显示装置的第二液晶分子的取向方向的示意图。也将参照图2来进行描述。
如图4A所示，设置在第一液晶层142中的第一液晶囊144的第一液晶分子LM1可通过电场在第一平面上旋转。
也就是说，第一液晶分子LM1可在由X轴和Y轴组成的第一平面上旋转。
这里，第一液晶分子LM1的旋转角度φ可在0°和90°之间(0°<φ<90°)，但是本公开不限于此。
此外，第一平面可与偏振器164平行。也就是说，第一液晶分子LM1的长轴可在与偏振器164平行的第一平面上旋转。
如图4B所示，设置在第二液晶层156中的第二液晶囊158的第二液晶分子LM2可通过电场在与第一平面垂直的第二平面上旋转。
也就是说，第二液晶分子LM2可在由Y轴(或X轴)和Z轴组成的第二平面上旋转。
这里，第二液晶分子LM2的旋转角度θ可在0°和90°之间(0°<θ<90°)，但是本公开不限于此。
此外，第二平面可与偏振器164垂直。也就是说，第二液晶分子LM2的长轴可在与偏振器164垂直的第二平面上旋转。
图5A至图5C是示意性地示出根据施加到本公开的显示面板的电压的二色性染料和第一液晶分子的取向的平面图。还将参照图2进行描述。
这里，当第一液晶分子LM1是具有负(-)介电各向异性(Δε<0)的液晶分子时，第一液晶分子LM1的长轴垂直于电场方向定向，并且当第一液晶分子LM1是具有正(+)介电各向异性(Δε>0)的液晶分子时，第一液晶分子LM1的长轴平行于电场方向定向。
在下文中，将描述第一液晶分子LM1是正液晶分子的情况的示例。
如图5A所示，当未向显示面板DP的第一电极138至第四电极149施加电压时，多个第一液晶分子LM1和二色性染料DD的各个长轴可随机定向。
如图5B所示，当电压被施加到第一电极138和第二电极140时，可在第一电极138与第二电极140之间产生与第一基板120基本平行的水平电场E1，结果，包括在第一液晶层142中的多个第一液晶囊144中的每一个的第一液晶分子LM1和二色性染料DD的长轴可沿着第一电极138与第二电极140之间产生的水平电场E1在X轴方向上定向。
此外，如图5C所示，当电压被施加到第三电极148和第四电极149时，可在第三电极148与第四电极149之间产生与第一基板120基本平行的水平电场E2，结果，包括在第一液晶层142中的多个第一液晶囊144中的每一个的第一液晶分子LM1和二色性染料DD的长轴可沿着第三电极148与第四电极149之间产生的水平电场E2在Y轴方向上定向。
这里，仅第一电极138与第二电极140可被驱动，或者仅第三电极148与第四电极149可被驱动。或者，第一电极138、第二电极140、第三电极148与第四电极149可被同时驱动。
也就是说，为了使第一液晶分子LM1和二色性染料DD的长轴沿X轴方向定向，可仅驱动第一电极138和第二电极140，并且为了使第一液晶分子LM1和二色性染料DD的长轴沿Y轴方向定向，可仅驱动第三电极148和第四电极149。另选地，在驱动第一电极138和第二电极140以使得第一液晶分子LM1和二色性染料DD的长轴沿X轴方向定向的状态下，可通过驱动第三电极148和第四电极149来沿Y轴方向调节第一液晶分子LM1和二色性染料DD的长轴。
图6A至图6C是示意性地示出根据施加到本公开的快门面板的电压的二色性染料和第二液晶分子的取向的截面图。还将参照图2进行描述。
这里，当第二液晶分子LM2是具有负(-)介电各向异性(Δε<0)的液晶分子时，第二液晶分子LM2的长轴垂直于电场方向定向，并且当第二液晶分子LM2是具有正(+)介电各向异性(Δε>0)的液晶分子时，第二液晶分子LM2的长轴平行于电场方向定向。
在下文中，将描述第二液晶分子LM2是正液晶分子的情况的示例。
如图6A所示，当未向快门面板LP的第五电极至第八电极152、154、155和157施加电压时，第二液晶层156的多个第二液晶分子LM2和二色性染料DD的各个长轴可随机定向。
如图6B所示，当电压被施加到第五电极152和第六电极154时，可在第五电极152与第六电极154之间产生与第二基板150基本平行的水平电场E3，结果，包括在第二液晶层156中的多个第二液晶囊158中的每一个的第二液晶分子LM2和二色性染料DD的长轴可沿着第五电极152和第六电极154之间产生的水平电场E3在X轴方向上定向。
此外，如图6C所示，当电压被施加到第七电极155和第八电极157时，可在第七电极155和第八电极157之间产生与第二基板150垂直的垂直电场E4，结果，包括在第二液晶层156中的多个第二液晶囊158中的每一个的第二液晶分子LM2和二色性染料DD的长轴可沿着第七电极155与第八电极157之间产生的垂直电场E4在Z轴方向上定向。
这里，仅第五电极152和第六电极154可被驱动，或仅第七电极155和第八电极157可被驱动。或者，第五电极152、第六电极154、第七电极155和第八电极157可被同时驱动。
也就是说，为了使第二液晶分子LM2和二色性染料DD的长轴沿X轴方向定向，可仅驱动第五电极152和第六电极154，并且为了使第二液晶分子LM2和二色性染料DD的长轴沿Z轴方向定向，可仅驱动第七电极155和第八电极157。另选地，在驱动第五电极152和第六电极154以使得第二液晶分子LM2和二色性染料DD的长轴沿X轴方向定向的状态下，可通过驱动第七电极155和第八电极157来沿Z轴方向调节第二液晶分子LM2和二色性染料DD的长轴。
图7A是示出在根据本公开的实施方式的液晶显示装置实现白色灰度级时偏振器以及第一液晶层和第二液晶层的示意图，并且图7B是示出在根据本公开的实施方式的液晶显示装置实现黑色灰度级时偏振器以及第一液晶层和第二液晶层的示意图。还将参照图2进行描述。
如图7A所示，根据本公开的实施方式的液晶显示装置100可包括第二液晶层156、设置在第二液晶层156上方的偏振器164以及设置在偏振器164上方的第一液晶层142。
尽管未示出，但是可在第二液晶层156下方设置背光单元。
第一液晶层142、偏振器164和第二液晶层156中的每一个可具有透射轴和吸收轴。
这里，透射轴和吸收轴彼此垂直。在下文中，将基于透射轴给出其描述。
此外，包括在第一液晶层142和第二液晶层156中的第一液晶分子LM1和第二液晶分子LM2以及二色性染料DD的短轴将被描述为透射轴。
在根据本公开的实施方式的液晶显示装置100中，在实施白色灰度级时，包括在第二液晶层156中的多个第二液晶囊158中的每一个的第二液晶分子LM2和二色性染料DD的长轴可沿着第七电极155与第八电极157之间产生的垂直电场在图4B的与偏振器164垂直的Z轴方向上定向。
因此，第二液晶层156具有与X轴和Y轴中的每一个平行的透射轴PA1，并且从背光单元输出的光照原样穿过第二液晶层156。
也就是说，从背光单元输出的光在没有降低透射率(由现有技术的下偏振器引起)的情况下穿过第二液晶层156，从而可提高透射率。
此外，穿过第二液晶层156的光穿过具有与X轴平行的透射轴PA2的偏振器164，并且变为与X轴平行的偏振光并将其输出。
此外，在实现白色灰度级时，包括在第一液晶层142中的多个第一液晶囊144中的每一个的第一液晶分子LM1和二色性染料DD的长轴可沿着第三电极148和第四电极149之间产生的水平电场在Y轴方向上定向。
因此，第一液晶层142具有与X轴平行的透射轴PA3，并且穿过偏振器164并且与X轴平行的偏振光照原样穿过第一液晶层142并且被输出。
此外，如图7B所示，在实现黑色灰度级时，包括在第二液晶层156中的多个第二液晶囊158中的每一个的第二液晶分子LM2和二色性染料DD的长轴沿着第五电极152和第六电极154之间产生的水平电场在X轴方向上定向。
因此，第二液晶层156具有与Y轴平行的透射轴PA1。从背光单元输出的光通过多个重新定向的第二液晶分子LM2和重新定向的二色性染料DD变为在与Y轴平行的方向上的偏振光，然后被具有与X轴平行的透射轴PA2的偏振器164阻挡并且未能提供到第一液晶层142。
此外，在实现黑色灰度级时，包括在第一液晶层142中的多个第一液晶囊144中的每一个的第一液晶分子LM1和二色性染料DD的长轴沿着第一电极138和第二电极140之间产生的水平电场在X轴方向上定向，并且第一液晶层142具有与Y轴平行的透射轴PA3，因此所述光的未被偏振器164阻挡的一些光可被具有与Y轴平行的透射轴PA3的第一液晶层142重新阻挡，并且可提高对比度。
如上所述，在根据本公开的实施方式的液晶显示装置100中，在相关技术中由两个基板构成的显示面板DP和快门面板LP中的每一个通过省略一个基板而包括一个基板120或150，也就是说，在相关技术中由四个基板构成的液晶显示装置100通过省略两个基板而包括两个基板，因此可在减小液晶显示装置100的厚度和重量的同时提高对比度。
此外，显示面板DP和快门面板LP的第一液晶层142和第二液晶层156分别使用多个第一液晶囊144和多个第二液晶囊158形成，因此可通过省略取向膜形成工艺、液晶滴注工艺和结合工艺来简化制造工艺。
具体地说，在根据本公开的实施方式的液晶显示装置100中，显示面板DP和快门面板LP的第一液晶层142和第二液晶层156中的每一个包括二色性染料DD，可通过基于偏振器164的透射轴PA2调节第一液晶层142的透射轴PA3和第二液晶层156的透射轴PA1的方向来执行偏振功能，并且因此可去除现有技术中的分别形成在图1的第一基板20的外表面上和图1的第二基板40的外表面上的图1的偏振器36和48。因此，可简化工艺，可实现薄的液晶显示装置，并且可进一步提高透射率和对比度。
根据本公开，通过使用液晶囊形成显示面板和快门面板，可减少要使用的基板的数目，可减小显示装置的厚度和重量，可提高对比度，并且可使显示装置容易地应用于柔性显示装置。
此外，根据本公开，通过在显示面板和快门面板的液晶囊中包括二色性染料，可省略上偏振器和下偏振器，可减小液晶显示装置的厚度，并且可进一步提高图像的对比度和清晰度。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离实施方式的精神或范围的情况下，可在本公开的装置中进行各种修改和变形。因此，本公开旨在覆盖本发明的落入所附权利要求及其等同物的范围内的修改和变形。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年11月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2017-0157100的权益，该韩国专利了申请的全部内容通过引用合并于本文中。

Claims (8)

1.一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括：
第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板彼此面对并且彼此间隔开，所述第一基板和所述第二基板中的每一个包括像素区域；
背光单元，所述背光单元设置在所述第二基板下面；
第一液晶层，所述第一液晶层被设置在所述第一基板的内表面上，并且包括多个第一液晶囊；
第二液晶层，所述第二液晶层被设置在所述第二基板的内表面上，并且包括多个第二液晶囊；以及
偏振器，所述偏振器被设置在所述第一液晶层与所述第二液晶层之间，
其中，所述多个第一液晶囊和所述多个第二液晶囊中的每一个包括液晶分子和二色性染料，并且
其中，通过使所述第一基板的像素区域和所述第二基板的像素区域彼此一一对应来针对所述第一基板的每个像素区域调整所显示的图像的亮度，或通过使所述第二基板的一个像素区域与所述第一基板的多个像素区域对应来针对由所述第一基板的所述多个像素区域组成的每个块调整所显示的图像的亮度。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述液晶分子和所述二色性染料通过电场旋转，并且其中，所述第一液晶囊的液晶分子和二色性染料在第一平面上旋转，并且所述第二液晶囊的液晶分子和二色性染料在与所述第一平面垂直的第二平面上旋转。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，所述第一平面与所述偏振器平行，并且所述第二平面与所述偏振器垂直。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括：
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管被设置在所述第一基板的内表面上的像素区域中；
黑底，所述黑底被设置在所述薄膜晶体管下方的像素区域的边界处；
滤色器层，所述滤色器层被设置在所述黑底下方；
第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极位于所述滤色器层下方，其中，所述第一电极和所述第二电极各自具有条形状并且沿着第一方向交替设置；以及
第三电极和第四电极，所述第三电极和所述第四电极位于所述第一电极和所述第二电极下方，并位于所述第一液晶层上方，其中，所述第三电极和所述第四电极各自具有条形状并且沿着与所述第一方向垂直的第二方向交替设置。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括：
第五电极和第六电极，所述第五电极和所述第六电极位于所述第二基板的内表面上，其中，所述第五电极和所述第六电极各自具有条形状并且沿着所述第一方向交替设置；
第七电极，所述第七电极具有板形状并且被设置在所述第五电极和所述第六电极下方，并且被设置在所述第二液晶层上方；以及
第八电极，所述第八电极具有板形状并且被设置在所述第二液晶层与所述偏振器之间。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述液晶分子中的每一个为向列液晶、铁电液晶和挠曲电液晶中的一种。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括：
第一粘合层，所述第一粘合层被设置在所述第一液晶层与所述偏振器之间；以及
第二粘合层，所述第二粘合层被设置在所述第二液晶层与所述偏振器之间。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述第一液晶层具有第一透射轴，第二液晶层具有第二透射轴，并且所述偏振器具有与X轴平行的第三透射轴，
其中，在实现白色灰度级时，所述第二透射轴与所述X轴和Y轴平行，并且来自光源的光穿过所述第二液晶层，并且穿过所述第二液晶层的光穿过所述偏振器以成为经偏振的与所述X轴平行的光，并且
其中，在实现黑色灰度级时，所述第二透射轴与所述Y轴平行，并且所述偏振器阻挡来自所述第二液晶层的光。
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