JP2007310384A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2007310384A
JP2007310384A JP2007128763A JP2007128763A JP2007310384A JP 2007310384 A JP2007310384 A JP 2007310384A JP 2007128763 A JP2007128763 A JP 2007128763A JP 2007128763 A JP2007128763 A JP 2007128763A JP 2007310384 A JP2007310384 A JP 2007310384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display device
crystal display
lower substrate
polymer wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007128763A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5153208B2 (ja
Inventor
Su Seok Choi
秀 石 崔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Display Co Ltd
Original Assignee
LG Philips LCD Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Philips LCD Co Ltd filed Critical LG Philips LCD Co Ltd
Publication of JP2007310384A publication Critical patent/JP2007310384A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5153208B2 publication Critical patent/JP5153208B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133377Cells with plural compartments or having plurality of liquid crystal microcells partitioned by walls, e.g. one microcell per pixel
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13706Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering the liquid crystal having positive dielectric anisotropy
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/42Materials having a particular dielectric constant

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)

Abstract

【課題】本発明は台当り生産時間を減らし、ポリマー壁を利用して液晶層の安定的な配向を誘導することができる液晶表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による液晶表示装置はお互いに対向するように配置されている上部基板及び下部基板と、前記上部基板及び下部基板の間に形成された液晶層と、前記下部基板上の画素領域にお互いに平行に形成された共通電極及び画素電極、前記上部基板及び下部基板の間に位置するポリマー壁を含む。本発明による液晶表示装置の製造方法は上部及び下部基板を提供する段階と、下部基板上にお互いに平行に配置される共通電極及び画素電極を形成する段階と、前記上部及び下部基板を合着して、液晶層を形成する段階と、上部及び下部基板の間にポリマー壁を形成する段階を含む。
【選択図】図4

Description

本発明はディスプレイ装置に関し、さらに詳くは液晶表示装置及びその製造方法に関する。
液晶表示装置は透明絶縁基板の上、下部基板の間に異方性誘電率を持つ液晶層を形成した後、液晶層に形成される電界の強さを調整して液晶物質の分子配列を変更させて、これを通じて表示面である上部基板に透過される光の量を調節することで所望の画像を表現する表示装置である。液晶表示装置では薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;TFT)をスイッチング素子で利用する薄膜トランジスタ液晶表示装置(TFT LCD)が主に使われている。
このような液晶表示装置は液晶の電気光学的特性を利用することで、電気光学的特性は液晶自体の異方性と液晶の分子配列状態によって決まる。したがって、液晶の分子配列を制御して上部基板及び下部基板上に配向膜を形成して液晶物質をより効果的に配向させる工程は画質と係わって非常に重要な要素になる。
液晶を配向する方法ではラビング(Rubbing)法が主に使われている。
従来のラビング配向は基板上にポリイミド(Polyimide)係物質からなる配向膜を形成して、ラビングロールを利用して配向膜に直接圧力をかける方法である。
最近には、液晶表示装置が大型化、フレキシブル(Flexible)化されることでラビング法の限界、すなわち、ラビング時多くの工程変数の微細調節が難しく、精電気が発生するなどの問題点が提示されている。
また、ラビング法の代案で物理的な接触がない光配向やイオンビーム(Ion beam)配向などが研究されている。
しかし、光配向やイオンビーム配向などの非接触式配向方法は製造工程が難しいことから生産性が低下し、完全な配向材が開発されないこともあり、より効率的な配向工程のための装置と最適化された配向材の開発が要求されている。
上述した方法以外に、配向膜がない状態で剪断力(Shear Force)を利用する配向法、磁場、電場を利用する配向法などが知られている。
このような配向法は外力や外部の電場、磁場によって液晶が相互作用しながら1次的に初期配向を形成する。この時、配向膜が使われないので、液晶が基板の界面に直接接触して、配向規制力(Anchoring Force)がないので非常に弱く作用する。
このような場合、初期配向が優秀でも、液晶がスイチングされた以後、初期配向に復帰させる配向規制力が作用することがないので、配向回復性が悪くなるようになる。
本発明の目的は、配向膜形成工程を略して台当り生産時間(Tact Time)を減らし、ポリマー壁を利用して液晶層の安定的な配向を誘導することができる液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置はお互いに対向するように配置されている上部基板及び下部基板、前記上部基板及び前記下部基板の間に形成された液晶層、前記下部基板上の画素領域にお互いに平行に形成された共通電極及び画素電極、前記上部基板及び前記下部基板の間に位置するポリマー壁(polymer walls)を含む。
本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置はお互いに対向するように配置されている上部基板及び下部基板と、前記上部基板及び前記下部基板の間に形成された液晶層と、前記下部基板上に交差配置されて画素領域を定義するゲートライン及びデータラインと、前記ゲートライン及び前記データラインの交差部位に形成された薄膜トランジスタと、前記画素領域上にお互いに平行に形成された共通電極及び画素電極と、前記上部基板及び前記下部基板の間に位置して、前記ゲートラインに付いて形成された第1ポリマー壁と、前記上部基板及び前記下部基板の間に位置して、前記画素領域上に前記ゲートラインと平行になるように形成された第2ポリマー壁を含む。
本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は上部基板及び下部基板を提供する段階と、前記下部基板上にお互いに交差配置されて画素領域を定義するゲートライン及びデータライン、交差部位の薄膜トランジスタ、前記画素領域上にお互いに平行に配置される共通電極及び画素電極を形成する段階と、前記上部基板及び前記下部基板を合着して、前記上部基板及び前記下部基板の間に液晶層を形成する段階と、前記上部基板及び前記下部基板の間に位置するポリマー壁(polymer walls)を形成する段階を含む。
本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は上部基板及び下部基板を提供する段階と、前記下部基板上にお互いに交差配置されて画素領域を定義するゲートライン及びデータライン、交差部位の薄膜トランジスタ、前記画素領域上にお互いに平行に配置される共通電極及び画素電極を形成する段階と、前記上部基板及び前記下部基板を合着して、前記上部基板及び前記下部基板の間に液晶層を形成する段階と、前記上部基板及び前記下部基板の間に前記ゲートラインに付いて配置される第1ポリマー壁(polymer walls)、前記画素領域上に前記ゲートラインと平行になるように配置される第2ポリマー壁を形成する段階を含む。
本発明は液晶層の安定的な配向を実現して、配向膜形成による消耗費用及び生産時間の増加、収率低下などの問題点を改善することができる。
以下、本発明の実施形態に係る液晶表示装置及びその製造方法に対して添付された図面を参照して詳しく説明する。
図1A乃至図1Cは本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置を説明するための図である。
本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置はASM(Axially Symmetric aligned Microcell)モードであり得る。
このようなモードの液晶表示装置はお互いに対向する上部基板200と下部基板100、液晶301が分布される液晶層300を持つ。液晶層300はポリマー壁(polymer walls)303によって複数の液晶領域に分割される。
上部基板200上には透明な共通電極201が形成されて、下部基板100上には透明な画素電極103が形成される。
各液晶領域内の液晶301は上部基板200及び下部基板100の面に対して垂直である軸を中心に対称配向される。そうするので、何れの方向から観察してもコントラスト(Contrast)の変化が少なく、視野角特性が良くなる。
このような液晶表示装置はラビングなど液晶の配向のための配向工程が必要ではなくて、液晶301とモノマー(monomer)302を混合して満たした後(図1A)、フォトマスク(Mask)を利用してマトリックス形態のパターンで紫外線を照射すれば(図1B)、液晶301とポリマーが相分離(phase separation)になりながらポリマー壁303を形成するようになる(図1C)。
液晶301は長軸方向が基板面に水平に配向されるホモジーニアス(Homogeneous)配列を持つ。また、d/p(d:セルの厚さ、p:セル内に注入された液晶のピッチ)の割合が約1/4になるように液晶分子たちが混合していて、液晶50が一方向に横になった状態で360゜縒れた配列を成すようになる。
図2は図1Cのポリマー壁と液晶の配向形態を例示した図である。
液晶301はポリマー壁303の誘電率(Dielectric Constant)によってポリマー壁303に付いて配向される。ポリマー壁303はマトリックスパターンを成すように形成されるので、液晶301はポリマー壁303の輪郭に付いてベンド(Bend)型に配列される。すなわち、電圧を印加しなかった時には、液晶301がポリマー壁303に付いて配向される。
液晶表示装置は液晶の性質と電極パターンの構造によって多様なモードを持つ。したがって、図1A乃至図1Cの液晶表示装置のように配向膜が不必要な構造を適切に変形して他のモードで確張することで、配向膜形成によるさまざまな問題点を解決することを期待することができる。
また、図2のような現象を参照すれば、一定なパターンに形成されたポリマー壁303は液晶301の配向を誘導することができる。
図3は本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置の平面図であり、図4は図3のI−I'、II−II'ラインを示す断面図である。
図3及び図4を参照すれば、本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置はお互いに対向するように合着された上部基板200及び下部基板100、その間に形成された液晶層300を含む。
上部基板200と下部基板100は透明絶縁基板で構成される。
下部基板100上にはお互いに交差するように形成されて画素領域を定義するゲートライン110及びデータライン120、ゲートライン110とデータライン120の交差部位に位置する薄膜トランジスタ(TFT)、画素領域上にお互いに平行に配置される共通電極131及び画素電極141などが形成される。
より具体的に言えば、下部基板100上から水平方向でゲートライン110と共通ライン130がお互いに平行を成して、垂直方向にデータライン120が交差されるように形成されて共通ライン130から分岐された共通電極131と平行を成す。
画素電極141はインジウム−ティン−オキサイド(ITO;Indium−Tin−Oxide)のように光の透過率が比較的すぐれた透明導電性金属を材料で成して共通電極131とお互いに行き違うように配置される。そして、コンタクトホール124を通じて薄膜トランジスタ(TFT)のドレーン電極122に電気的に接触される。複数の共通電極131は共通ライン130を通じてお互いに繋がれて、複数の画素電極141は引き出しライン140を通じてお互いに繋がれる。
ここで、共通電極131と画素電極141が一回以上折られた構造に形成されて液晶分子が2方向に配向されれば視野角がさらに広くなる。
薄膜トランジスタ(TFT)はゲートライン110で延長されたゲート電極111、ドーピングされない非晶質シリコーン物質からなるゲート電極111上部の半導体層123、半導体層123の両側にお互いに対向するように形成されたソース電極121とドレイン電極122を持つ。
図示しなかったが、ソース電極121及びドレイン電極122と半導体層123の間の界面にはn型不純物が高濃度にドーピングされているn+水素化非晶質シリコンの物質からなるオーミックコンタクト層(ohmic contact layer)が形成される。
ソース電極121はデータライン120からゲート電極111の上部に延長されるように構成して、ドレイン電極122はソース電極121と一定な間隔を置いて位置してコンタクトホール124を通じて画素電極141と接触されるように構成する。
また、下部基板100上にはゲートライン110及びゲート電極111を覆うゲート絶縁膜101と、その上部の保護膜102などが形成される。
上部基板200には一定なパターンに形成されて光漏れを遮断するブラックマトリックス210、ブラックマトリックス210とオーバーラップされる赤色、緑色、青色のカラーフィルタ220などが形成される。
上部基板200と下部基板100の間には液晶層300とゲートライン110に付いて配置されるポリマー壁310が形成される。
液晶層300の誘電異方性(Δε)は正(positive)の値を持って、このような液晶層300は液晶分子の長軸方向が上部基板200及び下部基板100の基板面に水平に配向されるホモジーニアス配列を成す。
液晶分子が共通電極131及び画素電極141の間に形成される水平電界に平行な方向に配列されれば、視野角特性が向上することができる。
ここで、ゲートライン110に付いて形成されるポリマー壁310は液晶層300のバルク層(Bulk Layer)を強い配向規制力で引いて液晶層300の配向を誘導する。したがって、ポリマー壁310によって、配向膜なしで液晶ディレクタ(Director)と初期配向を制御することができる。
このように、本発明の一つの実施形態によれば、液晶の配向のための配向膜が除去されて、ポリマー壁310によって配向を制御する液晶表示装置が提供される。
隣接するポリマー壁310間の距離が250μm以上350μm以下の小さな範囲に設計されれば、配向がさらに安定化されて配向規制力が確保される。
また、ゲートライン110は画素領域ではなく開口率に影響を及ぼさない非画素領域に形成されるので、ポリマー壁310がゲートライン110に付いて形成されれば表示特性の低下が最小化されることができる。
ポリマー壁310は液晶層300の配向を誘導して配向規制力を向上させて、ポストスペ−サ(Post Spacer)で使われて上部基板200と下部基板100の間のセルギャップ(Cell gap)を維持する。
ここで、一定な幅と距離を持つポリマー壁310を形成した後、ポリマー壁310の間の距離や幅を変数にして液晶層300を成す液晶分子の電気光学的特性の変化を観察することで、長軸の配向方向や液晶ディレクタ(Director)の実質的な制御を実現することができる。
さらに具体的に注意深く見れば次のようである。
ポリマー壁310の間の薄い液晶層300では、電圧を印加しなかった時に液晶分子がポリマー壁310に付いて配向する傾向がある。したがって、一定パターンのポリマー壁310が形成されて、ホモジーニアス配列を持つ液晶物質が使われれば、液晶分子の長軸方向がポリマー壁310に付いて多くの方向に配置されながら視野角特性が改善する。
したがって、ホモジーニアス配列を持つ液晶物質はヘテロジーニアス(heterogeneous)配列を持つ液晶物質に比べて向上した電気光学的性質を持つことができる。
液晶の配向は適切なモノマー(monomer)物質や基本液晶に混合した反応性液晶モノマーを使って制御することができる。
共通電極131及び画素電極141が下部基板100上に形成されるIPS(Inplane−Switching)モードの液晶表示装置の場合、ASM(Axially Symmetric aligned Microcell)モードや液晶の初期配向を垂直方向にするVA(Vertical Alignment)モードなどと異なり、傾斜角度(tilt angle)を制御する必要なく、方位角配向(azimuthal orientation)のみを制御すれば良い。
したがって、ホモジーニアス配列を持つ液晶の使用時、ポリマー壁310の間の距離を適切に調節する過程を通じて、より効果的な電気光学的特性が具現される。
図5A乃至図5Dは本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図面として、図3及び図4の液晶表示装置の製造方法を示している。
先ず、図5Aに示したように、上部基板200と下部基板100が用意される。上部基板200上にはブラックマトリックス210や赤色、緑色、青色のカラーフィルタ220などが形成されている。
次に、図5Bに示したように、下部基板100上にゲートライン110とデータライン120、薄膜トランジスタ(TFT)、共通電極131及び画素電極141などが形成される。
この時、図3及び図4に示したように、ゲートライン110とデータライン120がお互いに交差配置されながら画素領域を定義するように構成する。薄膜トランジスタ(TFT)はゲートライン110とデータライン120が交差される部分に形成されて、薄膜トランジスタ(TFT)のゲート電極111がゲートライン110に、ソース電極121がデータライン120に、ドレイン電極122が画素電極141にそれぞれ接触される。共通電極131及び画素電極141は画素領域上にお互いに行き違うように配置される。
次に、図5Cに示したように、上部基板200と下部基板100が合着されて、上部基板200及び下部基板100の間には液晶層300が形成される。
次に、図5Dに示したように、上部基板200と下部基板100の間にポリマー壁310を形成する。
図5C及び図5Dの段階では、液晶とモノマーが混合した液晶層300が形成される。以後、紫外線が照射されてポリマー壁310が形成される。すなわち、モノマーが添加された液晶が上部基板200及び下部基板100の間の液晶層300に注入された後、照射された紫外線によって重合反応が起きる。重合反応は液晶とポリマーの相分離を誘発して液晶層300内のポリマー壁310を形成する。
液晶とポリマーの相分離のために、フォトマスクを使って紫外線に規則的な強弱を付けてセルの中のモノマーを重合させる方式が適用されることができる。結果的には、光が照射された所にポリマー壁310が形成されて、光が照射されない所に液晶領域が形成される。
この時、液晶層300を成す液晶物質の誘電異方性(Δε)が正の値を持って、ポリマー壁310の間の距離が250μm以上350μm以下になれば、配向安定力を最大化することができる。
図6は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の平面図でり、図7は図6のIII−III'ラインを示す断面図である。
図6及び図7を参照すれば、ゲートライン110に付いて形成された第1ポリマー壁311、画素領域上にゲートライン110と平行になるように形成された第2ポリマー壁312が形成される。
ここで、第1ポリマー壁311の誘電率(ε1)と第2ポリマー壁312の誘電率(ε2)はお互いに異なる値であって、液晶層300の長軸方向誘電率(ε)が第1ポリマー壁311の誘電率(ε1)と第2ポリマー壁312の誘電率(ε2)の間の値を持つようにする。
すなわち、第1ポリマー壁311と第2ポリマー壁312が液晶層300と異なる誘電率を持つお互いに異なる誘電体に形成される。
例えば、誘電率の大きさがε1<ε<ε2になるように設計されれば、液晶に加えられる誘電異方性が大きくなる。このような誘電率差は電場や磁場下と類似の効果を誘導するので、初期配向が安定化されることができる。
誘電異方性は液晶分子の長軸方向誘電率と長軸に垂直である短軸方向誘電率が異なる性質を有する。これにより液晶層300に加えられる電圧の強さによって液晶の反応が変わるようになって、方向によって光学的異方性が生じながら透過される光の量が調節される。
このように、液晶の誘電異方性を利用して、第1ポリマー壁311の誘電率(ε1)と第2ポリマー壁312の誘電率(ε2)を異ならせることで配向規制力が大きくなることができる。
図6及び図7の他の構成要素は図3及び図4に示された構成要素と同一で、これに対する詳細な説明は略する。
図8A乃至図8Dは本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図面として、図6及び図7の液晶表示装置の製造方法を示している。
先ず、図8Aに示したように、上部基板200と下部基板100が用意される。上部基板200上にはブラックマトリックス210や赤色、緑色、青色のカラーフィルター220などが形成されている。
次に、図8Bに示したように、下部基板100上にゲートライン110とデータライン120、薄膜トランジスタ(TFT)、共通電極131及び画素電極141などが形成される。
この時、図6及び図7に示したように、ゲートライン110とデータライン120がお互いに交差配置されながら画素領域を定義する。薄膜トランジスタ(TFT)はゲートライン110とデータライン120が交差される部分に形成される。薄膜トランジスタ(TFT)のゲート電極111はゲートライン110に、ソース電極121がデータライン120に、ドレイン電極122が画素電極141にそれぞれ接触される。共通電極131及び画素電極141は画素領域上にお互いに行き違うように配置される。
次に、図8Cに示したように、上部基板200と下部基板100が合着されて、上部基板200及び下部基板100の間に液晶層300が形成される。
次に、図8Dに示されたのように、上部基板200と下部基板100の間に第1、第2ポリマー壁(311、312)が形成される。
図8C及び図8Dの段階では、液晶とモノマーが混合している液晶層300が形成された後、紫外線が照射されて第1、第2ポリマー壁(311、312)が形成される。すなわち、モノマーが添加された液晶物質を利用して液晶層300が形成された後、液晶層300で紫外線を照射する過程を通じて重合反応が起きる。重合反応は液晶とポリマーの相分離を誘発して、液晶層300上に第1、第2ポリマー壁(311、312)を形成する。
液晶とポリマーの相分離のために、フォトマスクを使って紫外線に規則的な強弱を付けてセルの中のモノマーを重合させる方式が適用されることができる。結果的には、光が照射された所に第1、第2ポリマー壁(311、312)が形成されて、光が照射されない所に液晶領域が形成される。
第1ポリマー壁311と第2ポリマー壁312の誘電率(ε1、ε2)はお互いに異なる値を持つ。液晶層300の長軸方向誘電率(ε)が第1ポリマー壁(311)の誘電率(ε1)と第2ポリマー壁312の誘電率(ε2)の間の値を持って、第1ポリマー壁311の間の距離は250μm以上350μm以下になれば、配向安定力が最大化することができる。
以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者は本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更しなくても他の具体的な形態で実施されることができるということを理解することができる。したがって、以上で記述した実施形態は本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されることなので、すべての面で例示的なことで限定的ではないことで理解し、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。
本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置を説明するための図。 本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置を説明するための図。 本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置を説明するための図。 図1Cのポリマー壁と液晶の配向形態を例示した図。 本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置の平面図。 図3のI−I'、II−II'ラインを示す断面図。 本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図。 本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図。 本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図。 本発明の一つの実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の平面図。 図6のIII−III'ラインを示す断面図。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図。 本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図。

Claims (20)

  1. お互いに対向するように配置されている上部基板及び下部基板と、
    前記上部基板及び前記下部基板の間に形成された液晶層と、
    前記下部基板上の画素領域にお互いに平行に形成された共通電極及び画素電極と、
    前記上部基板及び前記下部基板の間に位置するポリマー壁を含む液晶表示装置。
  2. 前記下部基板上に交差配置されて前記画素領域を定義するゲートライン及びデータラインと、
    前記ゲートライン及び前記データラインの交差部位に形成された薄膜トランジスタと、をさらに含む請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 前記液晶層の誘電異方性は正の値を持つことを特徴とする、請求項1記載の液晶表示装置。
  4. 前記液晶層を成す液晶分子の長軸方向は前記上部基板及び前記下部基板の面に水平に配向されることを特徴とする、請求項1記載の液晶表示装置。
  5. 前記ポリマー壁は、前記ゲートラインについて形成されたことを特徴とする、請求項2記載の液晶表示装置。
  6. 隣接する二つのポリマー壁の間の距離は、250μm以上350μm以下の請求項2記載の液晶表示装置。
  7. 前記共通電極及び前記画素電極は、少なくとも一度折られて形成された請求項1記載の液晶表示装置。
  8. お互いに対向するように配置されている上部基板及び下部基板と、
    前記上部基板及び前記下部基板の間に形成された液晶層と、
    前記下部基板上に交差配置されて画素領域を定義するゲートライン及びデータラインと、前記ゲートライン及び前記データラインの交差部位に形成された薄膜トランジスタと前記画素領域上にお互いに平行に形成された共通電極及び画素電極と、
    前記上部基板及び前記下部基板の間に位置して、前記ゲートラインに付いて形成された第1ポリマー壁と、
    前記上部基板及び前記下部基板の間に位置して、前記画素領域上に前記ゲートラインと平行になるように形成された第2ポリマー壁と、
    を含む液晶表示装置。
  9. 前記液晶層の誘電異方性は正の値を持つことを特徴とする、請求項8記載の液晶表示装置。
  10. 前記第1ポリマー壁の誘電率と前記第2ポリマー壁の誘電率は互いに異なる値であって、
    前記液晶層の長軸方向誘電率は前記第1ポリマー壁の誘電率と前記第2ポリマー壁の誘電率の間の値を持つことを特徴とする、請求項8記載の液晶表示装置。
  11. 前記共通電極及び前記画素電極は、少なくとも一度折られて形成された請求項8記載の液晶表示装置。
  12. 上部基板及び下部基板を提供する段階と、
    前記下部基板上にお互いに交差配置されて画素領域を定義するゲートライン及びデータライン、交差部位の薄膜トランジスタ、前記画素領域上に互いに平行に配置される共通電極及び画素電極を形成する段階と、
    前記上部基板及び下部基板を合着して、前記上部基板及び前記下部基板の間に液晶層を形成する段階と、
    前記上部基板及び前記下部基板の間に位置するポリマー壁を形成する段階と、
    を含む液晶表示装置の製造方法。
  13. 前記ポリマー壁は、前記ゲートラインに付いて配置されることを特徴とする、請求項12記載の液晶表示装置の製造方法。
  14. 液晶とモノマーを混合して前記液晶層を形成した後、紫外線を照射して前記ポリマー壁を形成することを特徴とする、請求項12記載の液晶表示装置の製造方法。
  15. 前記液晶層の誘電異方性は正の値を持つことを特徴とする、請求項12記載の液晶表示装置の製造方法。
  16. 隣接する二つのポリマー壁の間の距離は、250μm以上350μm以下になるようにする請求項12記載の液晶表示装置の製造方法。
  17. 上部基板及び下部基板を提供する段階と、
    前記下部基板上にお互いに交差配置されて画素領域を定義するゲートライン及びデータライン、交差部位の薄膜トランジスタ、前記画素領域上にお互いに平行に配置される共通電極及び画素電極を形成する段階と、
    前記上部基板及び前記下部基板を合着して、前記上部基板及び前記下部基板の間に液晶層を形成する段階と、
    前記上部基板及び前記下部基板の間に前記ゲートラインに付いて配置される第1ポリマー壁、前記画素領域上に前記ゲートラインと平行になるように配置される第2ポリマー壁を形成する段階と、
    を含む液晶表示装置の製造方法。
  18. 液晶とモノマーを混合して前記液晶層を形成した後、紫外線を照射して前記ポリマー壁を形成する請求項17記載の液晶表示装置の製造方法。
  19. 前記液晶層の誘電異方性は正の値を持つことを特徴とする、請求項17記載の液晶表示装置の製造方法。
  20. 前記第1ポリマー壁の誘電率と前記第2ポリマー壁の誘電率はお互いに異なる値を持って、
    前記液晶層の長軸方向誘電率は前記第1ポリマー壁の誘電率と前記第2ポリマー壁の誘電率の間の値であることを特徴とする、請求項17記載の液晶表示装置の製造方法。
JP2007128763A 2006-05-15 2007-05-15 液晶表示装置及びその製造方法 Expired - Fee Related JP5153208B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2006-0043550 2006-05-15
KR1020060043550A KR101229053B1 (ko) 2006-05-15 2006-05-15 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007310384A true JP2007310384A (ja) 2007-11-29
JP5153208B2 JP5153208B2 (ja) 2013-02-27

Family

ID=38843232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007128763A Expired - Fee Related JP5153208B2 (ja) 2006-05-15 2007-05-15 液晶表示装置及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7679713B2 (ja)
JP (1) JP5153208B2 (ja)
KR (1) KR101229053B1 (ja)
CN (1) CN101075050B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013037093A (ja) * 2011-08-05 2013-02-21 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 液晶光変調器および液晶表示装置
JP2013242556A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Samsung Display Co Ltd 表示装置
JP2015215492A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及び電子機器

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090005779A (ko) * 2007-07-10 2009-01-14 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
CN101533162B (zh) * 2008-03-14 2011-09-07 苏州汉朗光电有限公司 电控调光介质
CN101593756B (zh) * 2008-05-28 2011-05-18 群康科技(深圳)有限公司 薄膜晶体管基板、薄膜晶体管基板制造方法及显示装置
JP5103494B2 (ja) * 2010-03-05 2012-12-19 株式会社ジャパンディスプレイイースト 液晶表示装置
KR102164961B1 (ko) 2014-05-20 2020-10-14 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시패널 제조방법
KR20160065315A (ko) * 2014-11-28 2016-06-09 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
CN105137661B (zh) * 2015-10-09 2018-03-27 京东方科技集团股份有限公司 一种取向膜制造方法
KR101688201B1 (ko) * 2016-05-12 2016-12-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
EP4067967A4 (en) * 2019-11-29 2022-12-21 BOE Technology Group Co., Ltd. OPTICAL SWITCH AND METHOD FOR CONTROLLING IT, AND DISPLAY DEVICE

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07287241A (ja) * 1994-02-23 1995-10-31 Sharp Corp 液晶表示素子及びその製造方法
JPH09258192A (ja) * 1996-03-26 1997-10-03 Toshiba Corp 液晶表示素子
JPH11258582A (ja) * 1998-03-12 1999-09-24 Asahi Chem Ind Co Ltd カラー液晶表示素子
JPH11281983A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2001264740A (ja) * 2000-03-16 2001-09-26 Seiko Epson Corp 液晶装置とその製造方法および電子機器
JP2005196162A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Lg Philips Lcd Co Ltd 横電界方式の液晶表示素子

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2933816B2 (ja) 1993-07-15 1999-08-16 シャープ株式会社 液晶表示素子及びその製造方法
US5739889A (en) 1993-04-27 1998-04-14 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and a production method for the same
JPH0990326A (ja) 1995-09-26 1997-04-04 Sharp Corp 液晶表示素子
TW573190B (en) * 2000-08-14 2004-01-21 Samsung Electronics Co Ltd Liquid crystal display and fabricating method thereof
JP4674287B2 (ja) * 2003-12-12 2011-04-20 奇美電子股▲ふん▼有限公司 画像表示装置
JP4512415B2 (ja) 2004-05-11 2010-07-28 日本放送協会 液晶光変調器および液晶表示装置
KR101085431B1 (ko) * 2005-01-31 2011-11-22 엘지디스플레이 주식회사 액정표시소자 및 그 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07287241A (ja) * 1994-02-23 1995-10-31 Sharp Corp 液晶表示素子及びその製造方法
JPH09258192A (ja) * 1996-03-26 1997-10-03 Toshiba Corp 液晶表示素子
JPH11258582A (ja) * 1998-03-12 1999-09-24 Asahi Chem Ind Co Ltd カラー液晶表示素子
JPH11281983A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2001264740A (ja) * 2000-03-16 2001-09-26 Seiko Epson Corp 液晶装置とその製造方法および電子機器
JP2005196162A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Lg Philips Lcd Co Ltd 横電界方式の液晶表示素子

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013037093A (ja) * 2011-08-05 2013-02-21 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 液晶光変調器および液晶表示装置
JP2013242556A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Samsung Display Co Ltd 表示装置
JP2015215492A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及び電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
KR101229053B1 (ko) 2013-02-04
CN101075050B (zh) 2010-04-14
JP5153208B2 (ja) 2013-02-27
US20080018845A1 (en) 2008-01-24
CN101075050A (zh) 2007-11-21
KR20070110733A (ko) 2007-11-20
US7679713B2 (en) 2010-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5153208B2 (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
KR101198185B1 (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
TWI397757B (zh) 聚合物穩定配向液晶顯示面板及液晶顯示面板
US9341898B2 (en) Liquid crystal display device
US7771613B2 (en) Liquid crystal display and method for manufacturing the same
US8314910B2 (en) Display substrate and display panel having the same
KR101582157B1 (ko) 액정표시패널 및 이의 제조방법
JP4460488B2 (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
US20130329168A1 (en) Liquid crystal display device
TW201708910A (zh) 液晶顯示面板其液晶配向方法
US8154695B2 (en) Liquid crystal display and method of fabricating the same
US9904117B2 (en) Display panel manufacturing method and liquid crystal display device
WO2013100088A1 (ja) 液晶表示装置
WO2021142582A1 (zh) 液晶面板及显示装置
CN108845463B (zh) 显示面板及其显示方法
WO2012011443A1 (ja) 液晶パネルおよび液晶表示装置
CN106125406B (zh) 一种窄视角显示的垂直取向液晶显示器
US20050078249A1 (en) Fabrication method for liquid crystal display
US20120002148A1 (en) Liquid crystal display panel
JP2008102557A (ja) 液晶表示装置
CN115993742A (zh) 阵列基板及显示面板
US8049852B2 (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing the same
US20030234901A1 (en) Liquid crystal display with wide viewing angle and high brightness uniformity
TWI418888B (zh) 顯示面板及其配向方法與操作方法以及彩色濾光基板
KR20070081598A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101104

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110601

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110901

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120604

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121003

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20121011

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121204

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5153208

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees