JP5869831B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、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な二つの基板の間に液晶層を配置し、前記液晶層の駆動に従って各画素別に光透過率を調節することによって、所望の画像を表示できる表示装置である。液晶表示装置の液晶層は初期に基板に垂直な方向または水平一方向に配列されて二つの基板の間に介在する。前記基板上には透明電極が配置され、このような電極を通じて画素別に電界が生成される時には液晶層を構成する液晶分子の配向が変化し、両電極の間に電界が形成されていない時には液晶分子は初期の配向状態に回復する。
しかし、従来の液晶表示装置の基板に使用者のタッチによる圧力が加えられる場合、液晶表示装置の内部に配列された液晶分子が、電界が生成されなくても加圧される方向によって配向されるので、加圧部位によって黒いマークのようなムラが形成されたり、液晶分子の初期配向への回復速度が遅くなるブルージング（ｂｒｕｉｓｉｎｇ）現象または液晶が圧力によるストレスが生成される方向に沿って連続的に揺れるプーリング（ｐｏｏｌｉｎｇ）現象などの問題点が引き起こされる。このような問題点を解決するために両基板の間に所定の間隔で支持フレームを配置したり、スペーサー（ｓｐａｃｅｒ）等を設置したが、この場合、液晶表示装置の構成が複雑になって製造工程が難しくなる問題点が発生する。
本発明の目的は、ブルージング現象、プーリング現象などを防止して映像の品質を向上させて改善された視野角を確保することのできる液晶表示装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ブルージング現象及びプーリング現象などを防止して映像の品質を向上させ、工程を単純化できる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、赤色、緑色、及び青色液晶構造物を具備してカラーフィルタまたは補償フィルムなしにフルカラー画像を具現することのできる液晶表示装置を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、赤色、緑色、及び青色液晶構造物を具備してカラーフィルタまたは補償フィルムなしにフルカラー画像を具現することのできる液晶表示装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、赤色、緑色、及び青色液晶構造物を具備してカラーフィルタまたは補償フィルムなしにフルカラー画像を具現することのできる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板、前記第１基板の第１面上に配置される第１電極、前記第１基板に対向する第２基板、前記第１電極に対向して前記第２基板の第１面上に配置される第２電極、及び前記第１基板と前記第２基板との間に介在して液晶カプセルを含む少なくとも１つの液晶構造物を備える。
本発明の例示的な実施形態において、前記液晶カプセルはそれぞれ液晶分子及び前記液晶分子を受け入れる高分子層を含むことができる。
本発明の例示的な実施形態において、前記液晶表示装置は第１領域、第２領域、及び第３領域を含み、前記液晶構造物は前記第１領域に配置される赤色液晶構造物、前記第２領域に配置される緑色液晶構造物、及び前記第３領域に配置される青色液晶構造物を含むことができる。
本発明の例示的な実施形態において、前記赤色、緑色、及び青色液晶構造物はそれぞれ赤色、緑色、及び青色染料構造物を含むことができる。例えば、前記赤色、緑色、及び青色染料構造物は、それぞれバインダ、界面活性剤、及び添加剤に混合された赤色、緑色、及び青色染料を含むことができる。
本発明の例示的な実施形態において、前記赤色、緑色、及び青色液晶構造物はそれぞれ前記液晶カプセルを包む赤色染料コーティング層、緑色染料コーティング層、及び青色染料コーティング層を含むことができる。例えば、前記赤色、緑色、及び青色染料コーティング層は、それぞれバインダ、界面活性剤、開始剤、モノマーに混合された赤色、緑色、及び青色染料を含むことができる。
本発明の例示的な実施形態において、前記赤色、緑色、及び青色液晶構造物は、それぞれ前記液晶カプセルが分散される赤色、緑色、及び青色カラーバインダを含むことができる。
本発明の例示的な実施形態において、前記赤色、緑色、及び青色液晶構造物の間に配置される隔壁をさらに含むことができる。
本発明の例示的な実施形態において、前記液晶分子は、正の誘電率異方性を有することができ、負の誘電率異方性を有することができる。例えば、前記液晶カプセルは、それぞれ約１０ｎｍ〜約３８０ｎｍの直径を有することができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記第１基板の第２面及び前記第２基板の第２面のうち、少なくとも一つに配置される偏光板を追加的に含むことができる。
本発明の例示的な実施形態において、前記第１電極及び前記第２電極のうち、少なくとも一つは前記偏光板の光軸に対して約４５°程度の角度で配列されることができる。例えば、前記第１電極及び前記第２電極のうち、少なくとも一つは前記ポジティブ「Ｉ」字状、ネガティブ「Ｉ」字状、ポジティブ「Ｔ」字状、ネガティブ「Ｔ」字状、分離されたポジティブ「Ｔ」字状、分離されたネガティブ「Ｔ」字状などを有することができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記第１基板の第２面に配置される第１偏光板及び前記第２基板の第２面に配置される第２偏光板をさらに含むことができる。そこで、前記第１電極及び前記第２電極のうち、少なくとも一つは前記第１偏光板の光軸及び前記第２偏光板の光軸のうち、少なくとも一つに対して約４５°程度の角度で配列されることができる。
上述の目的を達成するために、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板、前記第１基板の第１面上に配置される第１電極、前記第１基板に対向する第２基板、前記第１電極に対向して前記第２基板の第１面上に配置される反射層、及び前記第１基板及び前記第２基板との間に介在して複数の液晶カプセルを含む液晶構造物を備える。前記第１電極は、前記偏光板の光軸に対して約４５°程度の角度で配列されることができる。例えば、前記反射層は、アルミニウム、モリブデン、白金などを含むことができる。これらは単独または互いに混合して使われることができる。
本発明の例示的な実施形態において、前記反射層は複数の凹凸部を含むことができ、前記第１基板の第２面に配置される偏光板をさらに含むことができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記液晶表示装置は反射領域及び透過領域を具備し、前記反射層は前記反射領域に位置し、前記透過領域の前記第２基板の第１面上に配置される第２電極をさらに含むことができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記液晶カプセルは、それぞれ液晶分子及び前記液晶分子を受容する高分子層を含むことができる。例えば、前記液晶表示装置は第１領域、第２領域、及び第３領域を含み、前記液晶構造物は前記第１領域に配置される赤色液晶構造物、前記第２領域に配置される緑色液晶構造物、及び前記第３領域に配置される青色液晶構造物を含むことができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記赤色、緑色、及び青色液晶構造物はそれぞれ赤色、緑色、及び青色染料構造物を含むことができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記赤色、緑色、及び青色液晶構造物はそれぞれ前記液晶カプセルを包む赤色染料コーティング層、緑色染料コーティング層、及び青色染料コーティング層を含むことができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記赤色、緑色、及び青色液晶構造物はそれぞれ前記液晶カプセルが分散される赤色、緑色、及び青色カラーバインダを含むことができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記赤色、緑色、及び青色液晶構造物の間に配置される隔壁をさらに含むことができる。
上述の本発明の目的を達成するために、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法において、第１基板の第１面上に第１電極を形成する。前記第１基板の第２面上に偏光板を形成する。前記第１基板の第１面に対向する第２基板の第１面上に第２電極を形成する。前記第１基板と前記第２基板との間に液晶分子が受容された液晶カプセルを備える液晶構造物を形成する。
本発明の例示的な実施形態によると、前記第１電極は、前記第１基板の第１面上に導電層を形成した後に前記導電層をパターニングし、前記偏光板の光軸に対して約４５°程度の角度で配列されるように形成されることができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記複数の液晶カプセルは高圧均質期を利用して形成することができる。
本発明の例示的な実施形態において、前記液晶構造物は前記液晶カプセルを前記第１電極または前記第２電極上に塗布したり、前記液晶カプセルを前記第１電極または前記第２電極基板上にプリンティングして形成することができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記液晶構造物は前記第１基板と前記第２基板を結合前または結合後に前記第１基板及び第２基板の間に形成されることができる。
上術の本発明の目的を達成するために、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法において、第１領域、第２領域、及び第３領域を有する第１基板上に第１電極を形成する。前記第３領域に青色液晶構造物を形成する。前記第２領域に緑色液晶構造物を形成する。前記第１領域に赤色液晶構造物を形成する。第２基板上に第２電極を形成する。
前記第１基板と前記第２基板との間に前記青色、緑色、及び赤色液晶構造物を介在しながら前記第１基板及び前記第２基板を結合する。
前記第１基板と前記第２基板との間に前記青色、緑色、及び赤色液晶構造物を介在しながら前記第１基板及び前記第２基板を結合する。
本発明の例示的な実施形態によると、前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域の間に隔壁をさらに形成することができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記青色液晶構造物は、前記第３領域の前記第１電極上に青色染料構造物及び液晶カプセルを含む青色混合物を塗布し、前記青色混合物から前記青色液晶構造物を形成することによって形成されることができ、前記緑色液晶構造物は、前記第２領域の前記第１電極上に緑色染料構造物及び液晶カプセルを含む緑色混合物を塗布し、前記緑色混合物から前記緑色液晶構造物を形成することによって形成されることでき、前記赤色液晶構造物は、前記第１領域の前記第１電極上に赤色染料構造物及び液晶カプセルを含む赤色混合物を塗布し、前記赤色混合物から前記赤色液晶構造物を形成することによって形成されることができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記青色液晶構造物は、前記第１電極上に青色染料構造物及び液晶カプセルを含む青色予備液晶構造物を形成し、前記第１及び第２領域から前記青色予備液晶構造物を部分的に除去して形成されることができる。前記緑色液晶構造物は、前記青色液晶構造物及び前記第１電極上に緑色染料構造物及び液晶カプセルを含む緑色予備液晶構造物形成し、前記青色液晶構造物及び前記第１領域から前記緑色予備液晶構造物を部分的に除去して形成されることができる。前記赤色液晶構造物は、前記青色液晶構造物、前記緑色液晶構造物及び前記第１電極上に赤色染料及び液晶カプセルを赤色予備液晶構造物を形成し、前記青色及び緑色液晶構造物から前記赤色予備液晶構造物を部分的に除去して形成されることができる。
本発明の例示的な実施形態によると、前記青色予備液晶構造物、前記緑色予備液晶構造物、及び前記赤色予備液晶構造物をそれぞれ露光工程及び現象工程を使って部分的に除去することができる。
以上説明したように本発明の例示的な実施形態によれば、微細サイズの液晶カプセルを含む液晶構造物を備えることによって、追加的な配光膜または位相差膜を配置しなくても向上された視野角特性を確保することができる。また、微細サイズの液晶カプセル内に液晶分子が受容されることによって、第１または第２基板の加圧によって液晶分子が揺れる現象、黒いマークやムラが発生する現象、液晶分子の配向回復速度が遅延される現象などを効果的に防止することができる。また、本発明の例示的な実施形態に係る液晶表示装置は、青色、緑色、及び赤色染料、染料コーティング層、カラーバインダなどを含む赤色、緑色、および青色液晶構造物を具備することができるので、追加的なカラーフィルタまたは補償フィルムを要求せずにフルカラー（full color）画像を具現することができる。これによって、前記液晶表示装置の構成が簡略になり、前記液晶表示装置を製造するための工程を縮小させることができる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、または「接続されて」いると言及された場合には、その他の構成要素に直接的に連結されていたり、接続されていることも意味するが、中間に他の構成要素が存在する場合も含むと理解するべきである。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いる、または「直接接続されて」いると言及された場合には、中間に他の構成要素が存在しないと理解すべきである。構成要素の間の関係を説明する他の表現、すなわち「〜間に」と「すぐに〜間に」または「〜に隣接する」と「〜に直接隣接する」等も同じように解釈すべきである。
本明細書で使用した用語は単に特定の実施形態を説明するために使用したもので、本発明を限定するものではない。単数の表現は文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書で、「含む」または「有する」等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品または、これを組み合わせたのが存在するということを示すものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品または、これを組み合わせたものなどの存在または、付加の可能性を、予め排除するわけではない。また、別に定義しない限り、技術的或いは科学的用語を含み、本明細書中において使用される全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、一般的に理解するのと同一の意味を有する。一般的に使用される辞書において定義する用語と同じ用語は関連技術の文脈上に有する意味と一致する意味を有するものと理解するべきで、本明細書において明白に定義しない限り、理想的或いは過度に形式的な意味として解釈してはならない。
第１、第２等の用語は多様な構成要素を説明するのに使用することができるが、これらの構成要素がこのような用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使われる。例えば、本発明の権利範囲から逸脱せずに第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、類似に第２構成要素も第１構成要素と命名することができる。
図１は本発明の実施形態に係る透過型液晶表示装置を説明するための断面図である。
図１を参照すれば、液晶表示装置１００は、第１基板１１０、第２基板１２０、第１電極１３０、第２電極１４０、及び液晶構造物（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）１５０を含む。
第１基板１１０はガラス、透明なポリマ等からなった透明絶縁基板を含むことができる。第１基板１１０には液晶層１５０を通過した光を各色光でフィルタリングできるカラーフィルタ（図示せず）が配置されることができる。このようなカラーフィルタは赤色光を実現するための赤色カラーフィルタ、緑色光を実現するための緑色カラーフィルタ、青色光を実現するための青色カラーフィルタなどを含むことができる。
第２基板１２０は第１基板１１０に対向するように配置される。第２基板１２０は透明なポリマ、ガラスなどで構成された絶縁基板を含むことができる。第２基板１２０には画像を表示する複数の画素（ｐｉｘｅｌ）領域（図示せず）が用意される。第２基板１２０の画素領域には映像を表示するためにゲートライン、データラインなどの配線と薄膜トランジスタＴＦＴのようなスイッチング素子が配置されることができる。
本発明の他の実施形態において、第１基板１１０及び第２基板１２０のうち、少なくとも一つには偏光板（図示せず）が配置されることができる。例えば、第１基板１１０で第１電極１３０が位置する第１面に対向する第２面上に偏光板が位置したり、第２基板１２０で第２電極１４０が配置される第１面に対向する第２面上に偏光板が配置されることができる。また、第１基板１１０及び第２基板１２０にそれぞれ第１偏光板及び第２偏光板が配置されることもできる。
第１電極１３０は第１基板１１０の第１面上に位置する。第１電極１３０は光を透過させることのできる透明な物質から構成されることができる。例えば、第１電極１３０はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、亜鉛酸化物（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、スズ酸化物（ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ふっ素がドーピングされたスズ酸化物（ＦＴＯ）等の透明導電性物質を含むことができる。これらは単独または互いに混合して使うことができる。本発明の実施形態において、第１電極１３０は複数の画素領域に共通して適用する共通電極に該当することができる。
第２電極１４０は第１基板１１０の第１面に対向する第２基板１２０の第１面上に配置される。本発明の実施形態において、第２電極１４０は第２基板１２０の画素領域内に配置されてデータラインなどの配線から提供されるデータ信号を受け入れる画素電極に該当することができる。第２電極１４０も光を透過させる透明物質からなることができる。例えば、第２電極１４０はインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物、ふっ素がドーピングされたスズ酸化物などの透明導電性物質からなることができる。これらは単独または互いに混合して使うことができる。
液晶構造物１５０は第１基板１１０上の第１電極１３０と第２基板１２０上の第２電極１４０との間に配置される。液晶構造物１５０は高分子層１５２及び高分子層１５２内に位置する液晶分子１５４を含む複数の液晶カプセル１５６を含む。例えば、液晶構造物１５０は、数マイクロメートル（μｍ）〜数十マイクロメートル程度の厚さを有することができる。しかし、このような液晶構造物１５０のサイズは液晶分子１５４及び／または液晶カプセル１５６のサイズにより増加したり減少することができる。
微細サイズの液晶カプセル１５６は、液晶構造物１５０内でそれぞれ任意の方向に無秩序に配列されたり、一定の方向に整列して配列されることができる。液晶カプセル１５６内に含まれる液晶分子１５４は、液晶構造物１５０に電界が印加されない場合、放射形（ｒａｄｉａｌ）、両極型（ｂｉｐｏｌａｒ）、ドーナツ型（ｔｏｒｏｉｄａｌ）、同軸兄（ｃｏａｘｉａｌ）等の多様な形態で配列されたり、任意の方向に無秩序に配列されることができる。
本発明の実施形態において、液晶カプセル１５６はそれぞれ光の透過のために可視光線（ｖｉｓｉｂｌｅ ｒａｙｓ）の波長範囲より小さいサイズを有することができる。各液晶カプセル１５６は、液晶分子１５４の直径よりは大きくて可視光線の最短波長よりは小さいサイズを有することができる。通常的に可視光線の波長が約３８０ｎｍ〜約７７０ｎｍ程度の範囲を有するので、各液晶カプセル１５６は、例えば、約１０ｎｍ以上約３８０ｎｍ以下の直径を有することができる。
各液晶カプセル１５６の直径が約１０ｎｍ未満の場合には、液晶カプセル１５６内に受容される液晶分子１５４の量が相対的に少ないため、第１電極１１０及び第２電極１２０に印加される電圧によって第１電極１３０と第２電極１４０との間に形成される電界方向によって液晶分子１５４の配向が不自由の場合もある。一方、各液晶カプセル１５６の直径が約３８０ｎｍを超える場合、約３８０ｎｍ〜約７７０ｎｍの波長を有する可視光線が液晶カプセル１５６の境界で散乱を起こすことになるので、このような光の散乱防止のために追加的な光抽出改善のための物質が要求される。これに比べて、液晶カプセル１５６の直径が、それぞれ約１０ｎｍ〜約３８０ｎｍ程度の場合には、可視光線の波長が液晶カプセル１５６の直径より大きいので可視光線が散乱を起こさずに液晶分子１５４が含まれた液晶カプセル１５６を通過することができる。これに伴い、液晶構造物１５０内の液晶分子１５４が配向されなくても可視光線が液晶構造物１５０を透過することができる。
本発明の実施形態において、液晶分子１５４は誘電率異方性（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）が正の値を有することができる。正の誘電率異方性を有する液晶分子１５４を使う場合、液晶に電界が加えられない時に最も明るい状態になるホワイトモードを実現することができる。本発明の他の実施形態によると、誘電率異方性が負の値を有することができる。負の誘電率異方性を有する液晶分子１５４を使う場合、液晶に電界が加えられない時に最も暗い状態になるブラックモードを実現することができる。
本発明の実施形態によると、液晶表示装置１００がそれぞれ約１０ｎｍ〜約３８０ｎｍ程度の直径を有する複数の液晶カプセル１５６を含む液晶構造物１５０を具備して上述通り可視光線が透過するので、液晶分子１５４の初期配向状態を調節するための別途の配光膜が要求されない。従って、液晶表示装置１００の構成が単純になって、追加的な配光膜形成のためのラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）等の工程が不必要になるので液晶表示装置１００の製造工程もより簡略化されることができる。また、液晶分子１５４が液晶カプセル１５６に受容されるので、液晶分子１５４を画素別に分離するための追加的なスペーサーや支持部材などが要求されることなく、液晶表示装置１００の使用時に第１基板１１０及び／または第２基板１２０を通じて圧力が加えられても高分子層１５２で囲まれた液晶分子１５４の流動が制限される。その結果、液晶表示装置１００に加えられる圧力によって液晶分子１５４が加圧される方向に連続的に揺れるプーリング現象、液晶分子１５４の配向回復速度が遅れたり、ムラが現れるブルージング現象などを効果的に防止することができる。
図２〜図７は本発明の例示的な実施形態に係る液晶表示装置の第１電極を説明するための平面図である。
図２〜図７に示したように、第１基板１１０上に形成される第１電極１３０は多様な形状を有することができる。例えば、図２及び図５に示したように、液晶表示装置の厚さ方向に平行な断面（即ち平面視で）「Ｉ」字状を有することもでき、図４及び図７に示したような「Ｔ」字状を有することもでき、図３及び図６に示したように分離した「Ｔ」字状を有することもできる。また、図２、図３、及び図４に示したように第１基板１１０から直接突出されるポジティブ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）構造を有することができ、図５、図６、及び図７に示したような第１基板１１０を部分的に露出させるネガティブ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）構造を有することもできる。
本発明の実施形態において、第１電極１３０が第１基板１１０及び／または第２基板１２０上に配置される偏光板（図示せず）の透過軸の方向や吸収軸の方向と約４５°の角度で配置される時に光の透過効率が最も高くなる。即ち、前記ポジティブ／ネガティブ「Ｉ」字状または「Ｔ」字状の第１電極１３０の長辺部分が前記偏光板の透過軸または吸収軸方向と約４５°程度の角度で配列される時、液晶表示装置１００の光効率が最も高くなる。また、第１電極１３０が図２〜図７に例示的に示した多様な形状を有する場合、第１電極１３０に電圧を印加すれば第１電極１３０及び第２電極１４０の間に生成される電界の方向が第１電極１３０の形状について不規則に形成されることができる。このような電界に対応して液晶構造物１５０の液晶分子１５４は各画素に対応する多重ドメイン（ｍｕｌｔｉ ｄｏｍａｉｎ）を有することができ、これに伴い、液晶表示装置１００が相対的に広い範囲で光学的に等方性（ｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有して液晶表示装置１００１の視野角を向上させることができる。
本発明の他の実施形態において、図２〜図７では第１基板１１０上に位置する第１電極１３０の形状に対して説明したが、これと同様に第２基板１２０上に配置される第２電極１４０も第１電極１３０と実質的に同一または類似の形状を有することができる。この場合、第１電極１３０は各画素内でプレート（ｐｌａｔｅ）の形状を有することができ、第２電極１４０の形状に対応する多様な形状を有することもできる。
図８及び図９は従来の垂直配向型液晶表示装置の駆動動作を説明するための断面図であり、図１０及び図１１は本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動動作を説明するための断面図である。
図８を参照すれば、従来の垂直配向液晶表示装置は、第１電極１３が形成された第１基板１１上に配光膜１６が配置されて液晶分子１５を初期に第１基板１１または第２電極１４が形成された第２基板１２に対して垂直方向に配向させる。従来の液晶表示装置では電圧が印加されなかった場合、第１基板１１と第２基板１２との間で液晶分子１５が垂直方向に沿って配列するので第１基板１１と配光膜１６を通過した光が液晶分子１５によって屈折されずに第２基板１２を通過することになる。
図９を参照すれば、従来の液晶表示装置に電圧を印加した場合には、印加される電圧の大きさにより液晶分子１５の配向が変更されて第１基板１１及び／または第２基板１２に対して水平方向や所定の角度で傾斜した方向に配列することになり、これに伴い、液晶分子１５を通過する光の屈折になる。第２基板１２を通過する光の屈折方向が印加電圧によって変わるのでグレー（ｇｒａｙ）モードまたはホワイト（ｗｈｉｔｅ）モードを実現することができる。
図１０を参照すれば、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、第１電極１３０を有する第１基板１１０と第２電極１４０を有する第２基板１２０の間に液晶構造物１５０が配置される構成を有する。図１を参照して説明した通り、液晶構造物１５０は高分子層１５２）内に液晶分子１５４が注入されている複数の液晶カプセル１５６を含む。このような複数の液晶カプセル１５６は可視光線の短波長より小さい直径を有するので、可視光線は、光の液晶カプセル１５６により散乱されずに液晶カプセル１５６を含む液晶構造物１５０を通過することになる。従って、図８に示したような従来の液晶表示装置の場合のように別途の配光膜１６を形成して液晶分子１５を垂直に配向する必要がなくなるので、液晶表示装置の構成が簡単になることができてその製造工程が単純化されることができる。本発明の実施形態に係る液晶表示装置の液晶構造物１５０に電界が印加されなかった場合、液晶カプセル１５６内に受容された液晶分子１５４は第１基板１１０及び／または第２基板１２０に対してランダムに配向されるかまたは所定の方向に沿って配向されることができる。
図１１を参照すれば、第１電極１３０及び第２電極１４０に電圧を印加した場合には、液晶カプセル１５６内の液晶分子１５４は第１電極１３０及び第２電極１４０の間に形成される電界の大きさにより配向が変更されて液晶構造物１５０を通過する光が屈折されるかまたは散乱される。第１基板１１０または第２基板１２０を透過する光の偏光方向は第１電極１３０及び第２電極１４０に印加される電圧により変わるので液晶表示装置は、グレーモードまたはホワイトモードを実現することができる。具体的には、第１基板１１０上の第１電極１３０及び第２基板１２０上の第２電極１４０に電圧を印加すれば、第１電極１３０及び第２電極１４０の間に電界（点線で表示）が生成される。本発明の実施形態において、第１電極１３０及び／または第２電極１４０が上述の多様な形状を有する場合には第１電極１３０及び／または第２電極１４０の境界で電界がわい曲され、わい曲された電界方向により液晶分子１５４の配向方向が局部的に変わるマルチドメインが形成される。このようなマルチドメイン形成によって液晶表示装置の視野角が向上することができる。
図１２及び図１３は本発明の他の実施形態に係る透過型液晶表示装置を説明するための斜視図である。
図１２を参照すれば、前記液晶表示装置は、第１基板１１０上に配置されて第１光軸を有する第１偏光板１６０ａと第２基板１２０上に配置されて第２光軸を有する第２偏光板１７０ａを含む。第１偏光板１６０ａ及び第２偏光板１７０ａは各々第１電極（図示せず）及び第２電極（図示せず）に対向して第１基板１１０及び第２基板１２０上に配置されることができる。例えば、前記第１電極及び第２電極がそれぞれ第１基板１１０及び第２基板１２０の第１面上に位置する場合、第１偏光板１６０ａ及び第２偏光板１７０ａは第１基板１１０及び第２基板１２０の第２面上にそれぞれ配置されることができる。
本発明の実施形態によると、第１偏光板１６０ａの第１光軸と第２偏光板１７０ａの第２光軸は実質的に約９０度の角度で配置されることができる。前記第１電極及び第２電極に電圧が印加されない場合、第１偏光板１６０ａを透過する光は前記第１光軸に従う光のみ液晶構造物１５０を通過し、第１偏光板１６０ａ及び第１基板１１０を通過した光は可視光線の波長より小さい直径を有する液晶カプセル１５６を認識できないため、散乱されずに前記第１光軸に従う光が第２基板１２０と第２偏光板１７０ａに到達することになる。第２偏光板１７０ａの第２光軸が第１偏光板１６０ａの第１光軸と実質的に９０度程度の角度で配列された場合には、第１偏光板１６０ａを通過して前記第１光軸を有する光は、第２偏光板１７０ａを通過できないため、第２基板１２０及び第２偏光板１７０ａを通じて光が透過できずに前記液晶表示装置はブラックイメージを表示する。
第１基板１１０と液晶構造物１５０との間に位置する前記第１電極や第２基板１２０と液晶構造物１５０の間に配置される前記第２電極が上述した図２〜図７に示した通り多様な形状を有する場合、前記第１電極及び第２電極の間に生成される電界により各液晶カプセル１５６内の液晶分子の配向方向が変わるマルチドメインを形成することがあるので、前記液晶表示装置を多様な角度から見ても一定の視認性を確保することのできる視野角が向上される。
本発明の他の実施形態によると、図１３に示したように、第１偏光板１６０ｂの第１光軸は第２偏光板１７０ｂの第２光軸と実質的に同じ方向に配列されることができる。この場合、前記第１電極及び第２の電極に電圧が印加されなかった時、第１偏光板１６０ｂと第１基板１１０を透過して第１光軸を有する光の液晶構造物１５０によって散乱されるかまたは屈折されずに第２基板１２０に到達する。第２基板１２０を透過した光は、前記第１光軸と実質的に同じ方向に配列された第２光軸を有する第２偏光板１７０ｂを透過することになるので、光は第２偏光板１７０ｂを通過して前記液晶表示装置はホワイトモードを実現することができる。
本発明の実施形態において、液晶表示装置は可視光線の短波長以下の直径を有する微細サイズの液晶カプセルを含む液晶構造物を備えることによって、追加的な配光膜または位相差膜を配置しなくても向上した視野角特性を確保することができる。また、微細サイズの液晶カプセル内に液晶分子が受容されることによって、第１基板または第２基板の加圧によって液晶分子が揺れる現象、黒いマークやムラが発生する現象、液晶分子の配向回復速度が遅れる現象などを効果的に防止することができる。
図１４は本発明のまた他の実施形態に係る反射型液晶表示装置を説明するための断面図である。
図１４を参照すれば、本発明のまた他の実施形態に係る液晶表示装置２００は、第１基板２１０、第２基板２２０、第１電極２３０、反射層２４０及び液晶構造物２５０を含む。
第１基板２１０はガラス、透明なポリマ等で構成された透明基板と前記透明基板上に形成されたゲートライン、データライン、薄膜トランジスタなどの配線及びスイッチング素子を含むことができる。第２基板２２０は第１基板２１０に対向するように配置され、ガラス、透明ポリマ等からなった透明基板を含むことができる。
第１基板２１０上に形成された薄膜トランジスタのようなスイッチング素子に対応して第２基板２２０はブラックマトリックス（ｂｌａｃｋ ｍａｔｒｉｘ）（図示せず）等を追加的に含むことができる。
第１電極２３０は第１基板２１０上に位置する。第１電極２３０はインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物、ふっ素がドーピングされたスズ酸化物などと同じ透明物質を含むことができる。図２〜図７で説明した通り、第１電極２３０は多様な形状を有することができる。
反射層２４０は第２基板２２０上に配置される。反射層２４０は相対的に高い光反射率を有する物質からなることができる。例えば、反射層２４０はアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）等の金属を含むことができる。これらは単独または合金の形態で使われることができる。
本発明の実施形態において、反射型液晶表示装置は外部から照射される自然光を液晶構造物２５０に提供して映像を示し、第１基板２１０を透過した自然光を第２基板２２０上に形成された反射層２４０が反射されることによって前記反射型液晶表示装置の輝度を増加させる。ここで、反射層２４０は入射光の反射効率を増加させるために均一な厚さを有するかまたは、複数の凹凸部を含むことができる。例えば、反射層２４０は複数のレンズを含む構造を有することができる。
液晶構造物２５０は第１基板２１０上の第１電極２３０及び第２基板２２０上の反射層２４０の間に配置される。液晶構造物２５０は高分子層２５２と高分子層２５２で囲まれた液晶分子２５４を含む複数の液晶カプセル２５６を備える。本発明の実施形態において、ホワイトモードまたはブラックモードの液晶表示装置を実現するために液晶分子１５４は誘電率異方性が正の値または負の値を有することができる。
液晶カプセル２５６はそれぞれ約１０ｎｍ〜約３８０ｎｍ程度の直径を有することができる。上述のように、液晶カプセル２５６の直径が約１０ｎｍ以上、約３８０ｎｍ以下の場合、可視光線の短波長が液晶カプセル２５６の直径より大きいため可視光線が液晶カプセル２５６により散乱されるかまたは、屈折せずに液晶構造物２５０を透過することになる。液晶カプセル２５６が光学的に等方性の性質を有するので反射型液晶表示装置の視野角を改善することができ、初期液晶分子の配向状態を所定の方向に維持するための配光膜が要求されない。
図１５は本発明のまた他の実施形態に係る反透過型液晶表示装置を説明するための断面図である。
図１５を参照すれば、本発明のまた他の実施形態に係る反透過型液晶表示装置３００は第１領域（Ｉ）及び第２領域（ＩＩ）を備えることができる。第１領域（Ｉ）には第１基板３１０、第２基板３２０、第１電極３３０、液晶構造物３５０及び反射層３４０が配置され、第２領域（ＩＩ）には第１基板３１０、第２基板３２０、第１電極３３０、液晶構造物３５０、及び第２電極３４５が位置する。
図１５に示した反透過型液晶表示装置において、第１領域（Ｉ）に配置される構成要素は図１４を参照して説明した反射型液晶表示装置の構成要素と実質的に類似していて、第２領域（ＩＩ）に配置される構成要素は図１を参照して説明した透過型液晶表示装置の構成要素と実質的に類似しているので反復される説明は省略する。
本発明の実施形態に係る反透過型液晶表示装置において、それぞれの画素領域は第１領域（Ｉ）及び第２領域（ＩＩ）を備えることができ、この場合に第１領域（Ｉ）は反射部として機能することができ、第２領域（ＩＩ）は透過部として作用することができる。第１領域（Ｉ）と第２領域（ＩＩ）で液晶構造物３５０は均一な厚さを有することができ、これに伴い、前記反透過型液晶表示装置は単一セルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）を有することができる。これとは異なって、液晶構造物３５０は第１領域（Ｉ）と第２領域（ＩＩ）で互いに異なる厚さを有することもある。
本発明の実施形態において、前記反透過型液晶表示装置は複数の液晶カプセル３５６を含んでなる液晶構造物３５０を備えることによって、前記反透過型液晶表示装置の動作のためのタッチ圧力によって液晶分子３５４が流動するかまたはムラが発生するか或いは、配向回復が遅れるプーリング現象及びブルージング現象を効率的に防止することができる。また、液晶カプセル３５６が液晶構造物３５０を通過する可視光線が散乱されるかまたは、屈折しなかった微細なサイズを有するので、前記反透過型液晶表示装置は位相差フィルムのような別途の補償部材や追加的な配光膜などを具備せずとも拡大された光学的等方性に起因する向上した視野角特性を確保することができる。
図１６は本発明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フローチャートである。
図１６を参照すれば、第１基板上に第１導電層を形成した後、前記第１導電層をパターニングして前記第１基板上に第１電極を形成する（ステップＳ１０）前記第１基板はガラス、透明ポリマなどの透明絶縁物質から構成され、前記第１導電層は透明導電物質からなることができる。例えば、前記第１導電層はインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物、ふっ素がドーピングされたスズ酸化物などを使って形成されることができる前記第１導電層はプリンティング工程、噴射工程などを利用して前記第１基板上に形成することができ、前記第１電極は前記第１導電層を写真エッチング工程などでパターニングして形成することができる。そこで、前記第１電極は図２〜図７を参照して説明した通り、多様な形状でパターニングすることができる。
図１６に示したように、第２基板上に第２電極を形成する（ステップＳ２０）。前記第２基板はガラスや透明ポリマのような透明絶縁物質からなることができ、前記第２導電膜は透明導電物質を使って形成することができる。例えば、前記第２導電膜はインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物、ふっ素がドーピングされたスズ酸化物などを使って、プリンティング工程、噴射工程などを利用して前記第２基板上に形成することができる。本発明の実施形態において、前記第１電極と前記第２電極は実質的に同じ物質から構成することもできるが、互いに異なる物質から構成することもできる。
本発明の他の実施形態によると、写真エッチング工程などで前記第２電極をパターニングすることによって前記第２基板上に形成されることもできる。例えば、前記第２基板上に第２導電層を形成した後、前記第２導電層をパターニングして図２〜図７で説明したような多様な形状を有する第２電極を形成することができる。
再び図１６を参照すれば、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶構造物を形成する（ステップＳ３０）。このような液晶構造物はそれぞれ液晶分子が受容された複数の液晶カプセルを前記第１基板及び／または前記第２基板上にロールプリンティング方式で印刷または噴射方式で塗布して形成することができる。
前記液晶構造物を介在し前記第１基板と前記第２基板とを結合して液晶表示装置を製造する（ステップＳ４０）。前記第１基板と第２基板はシルラント（ｓｅａｌａｎｔ）のような密封部材を使って接合することができる。本発明の実施形態において、前記液晶構造物内の複数の液晶カプセルは高圧ホモジナイザー（ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒ）を使って形成することができる。前記高圧ホモジナイザーは乳状液または浮遊物の塊りなどの固状物質に圧力を加えて微細粒子に粉砕した後、ノズルを通過する瞬間圧力を減少させながら低圧で分散させる装置である。このような高圧ホモジナイザーを使えば液晶分子を数ナノメートル〜数十ナノメートルの大きさの微細粒子に分散させることができる。例えば、前記液晶分子は前記高圧ホモジナイザーを利用して約１０ｎｍ〜約３８０ｎｍ程度の直径を有するように分散することができる。
図１７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フローチャートである。
図１７を参照すれば、透明絶縁基板を含む第１基板上に第１電極を形成して（ステップＳ５０）、透明絶縁基板を含む第２基板上に第２電極を形成する（ステップＳ６０）。そこで、前記第１電極及び第２電極の構成物質並び形成工程は、図１６を参照して説明した物質及び工程と実質的に同一または実質的に類似している。また、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一つは図２〜図７を参照して説明したような多様な形状を有することができる。
密封部材を使って前記第１基板と前記第２基板とを結合させた後（ステップＳ７０）、前記第１基板と前記第２基板との間の空間に複数の液晶カプセルを注入して液晶構造物を形成する（ステップＳ８０）。この時、前記液晶カプセルは上述のように高圧ホモジナイザーを使って形成することができる。
通常の垂直配向（ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示装置において、初期に液晶分子を垂直するように配向させるために垂直配光膜を電極が形成された基板上に配置する。また、初期液晶分子と配向が異なるマルチドメインを形成するために追加で形成された配光膜にラビング工程を遂行するので液晶表示装置の製造工程が複雑になり、ラビングマークやムラに起因する不良が頻繁に発生する。しかし、本発明の実施形態により約１０ｎｍ〜約３８０ｎｍ程度の微細直径を有する液晶カプセルから構成される液晶構造物を形成する場合には、初期に液晶カプセル内の液晶分子を垂直に配向するために要求される配光膜を形成する必要がなくなる。また、液晶カプセルを含む液晶構造物が光学的等方性を有し、少なくとも一つの電極がマルチドメインを形成できる形状を有するので液晶表示装置の製造工程を簡略化することができる。
図１８は、本発明のまた他の例示的な実施形態に係る液晶表示装置を説明するための断面図である。図１８に図示された液晶表示装置は液晶構造物の構成を除けば、図１を参照して説明した液晶表示装置と実質的に同一または実質的に類似する構成を有することができる。
図１８を参照すれば、液晶表示装置４００は、第１基板４１０、第２基板４２０、第１電極４３０、第２電極４４０、及び液晶構造物４５０を含む。例示的な実施形態において、液晶表示装置４００は、第１領域（Ｉ）、第２領域（ＩＩ）、及び第３領域（ＩＩＩ）に区分されることができる。そこで、第１領域（Ｉ）には赤色ピクセルが位置でき、第２領域（ＩＩ）には緑色ピクセルが配置でき、第３領域（ＩＩＩ）には青色ピクセルが位置することができる。
第１電極４３０は第１基板４１０上に配置され、第２電極４４０は、第２基板４２０上に位置する。第１電極４３０及び／または第２電極４４０は、図２〜図７を参照して説明した電極と実質的に同一または実質的に類似の形状を有することができる。
液晶構造物４５０は第１基板４１０上の第１電極４３０と第２基板４２０上の第２電極４４０との間に配置される。液晶構造物４５０は複数の液晶カプセル４５６と赤色、緑色、及び青色染料構造物４６０Ｒ、４６０Ｇ、４６０Ｂを含む。
液晶カプセル４５６は、高分子層４５２及び高分子層４５２で囲まれた液晶分子４５４を含む。例えば、液晶カプセル４５６は、それぞれ約１０ｎｍ〜約３８０ｎｍ程度の直径を有することができる。液晶カプセル４５６の直径が約１０n m以上〜約３８０ｎｍ以下の場合、可視光線の短波長が液晶カプセル４５６の直径より大きいので可視光線が液晶カプセル４５６により散乱されたり、または、屈折されずに液晶構造物４５０を透過することができる。
例示的な実施形態において、赤色緑色及び青色染料構造物４６０Ｒ、４６０Ｇ、４６０Ｂは、それぞれ染料、バインダ及び分散剤を含むことができる。例えば、赤色染料構造物４６０Ｒは、赤色染料、赤色顔料、バインダ、または分散剤などを含むことができる。赤色染料構造物４６０Ｒは液晶表示装置４００の第１領域（Ｉ）に配置される液晶構造物４５０に含まれることができる。緑色染料構造物４６０Ｇは、緑色染料、緑色顔料、バインダ、または分散剤などを含むことができ、液晶表示装置４００の第２領域（ＩＩ）に位置する液晶構造物４５０に含まれることができる。また、青色染料構造物４６０Ｂは青色染料、青色顔料、バインダ、または分散剤などを含むことができ、液晶表示装置４００の第３領域（ＩＩＩ）に位置する液晶構造物４５０に含まれることができる。
例示的な実施形態によれば、赤色、緑色、及び青色染料構造物４６０Ｒ、４６０Ｇ、４６０Ｂは、それぞれモノマー（monomer）、開始剤（initiator）、カップリング剤（coupling agent）、平滑性添加剤（leveling agent）、界面活性剤などを含有する添加剤を追加的に含むことができる。このような添加剤は露光（exposure）過程、現象（development）過程などを介して赤色、緑色、及び青色染料構造物４６０Ｒ、４６０Ｇ、４６０Ｂを形成する場合に高分子重合反応を開始したり、または、平坦な界面を形成するのに使われることができる。例えば、赤色ピクセル領域に該当する液晶表示装置４００の第１領域（Ｉ）に赤色染料構造物４６０Ｒと液晶カプセル４５６を含む液晶構造物４５０が配置されることによって可視光線が透過する時に赤色カラーを具現することができる。
本発明の例示的な実施形態によれば、液晶表示装置の赤色、緑色、青色ピクセル領域に赤色、緑色、及び青色染料構造物と液晶カプセルを含む液晶構造物をそれぞれ配置することによって、前記液晶表示装置がカラーフィルタを具備しない場合でも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のフルカラー（full color）イメージ具現が可能である。
図１９〜図２１は、本発明の他の例示的な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断面図である。
図１９を参照すれば、第１基板４１０上に第１電極４３０を形成した後、青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む青色混合物を第１基板４１０の第３領域（ＩＩＩ）に塗布する。前記青色混合物はプリンティング工程を利用して形成されることができる。例えば、前記青色混合物は、インクジェットプリンティング（inkjet printing）工程、グラビアプリンティング（gravure printing）工程、オフセットプリンティング（offset
printing）工程、グラビアオフセットプリンティング（gravure offset printing）工程、フレキソプリンティング（flexo printing）工程などを利用して第１電極４３０上に形成されることができる。
printing）工程、グラビアオフセットプリンティング（gravure offset printing）工程、フレキソプリンティング（flexo printing）工程などを利用して第１電極４３０上に形成されることができる。
例示的な実施形態において、青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む前記青色混合物は、液晶カプセル、青色顔料、青色染料、バインダ、カップリング剤、または平滑性添加剤などを溶媒に添加して収得することができる。この場合、前記バインダはアルカリ可溶性を付与する酸を含む第１部分と、接着性を有する膜の硬度を維持する第２部分を含む共重合体（copolymer）を使うことができる。例えば、前記バインダは少なくとも１つ以上のカルボキシルまたは反応基を含むアクリル酸共重合体、エステル共重合体を含むことができる。前記バインダは、ノボラック（novolac）系、カルド（cardo）系などを含むこともできる。また、前記添加剤はシランカップリング剤（silane coupling agent）、ふっ素系界面活性剤、酸化防止剤、重合禁止制（polymerization prohibitor）、紫外線吸収剤、凝集防止剤、架橋剤（linking agent）などを含むことができる。前記添加剤はコーティング膜のコーティング性、レーベリング特性向上、密着性促進などのために添加されることができる。
他の例示的な実施形態によれば、第１基板４１０上には第１領域（Ｉ）、第２領域（ＩＩ）、及び第３領域（ＩＩＩ）を区分する隔壁（barrier rib）４８０が追加的に備わって染料を含む混合物が、隣接するピクセル領域で混入されて混色されることを防止することができる。
第３領域（ＩＩＩ）に形成された青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む前記青色混合物を硬化（curing）または乾燥させて、青色ピクセル領域に該当する第３領域（ＩＩＩ）に青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む青色液晶構造物４５０Ｂを形成する。
図２０を参照すれば、緑色染料構造物４６０Ｇ及び液晶カプセル４５６を含む緑色混合物を第１基板４１０の第２領域（ＩＩ）に形成する。例えば、前記緑色混合物はプリンティング工程を利用して形成されることができる。この場合、緑色染料構造物４６０Ｇ及び液晶カプセル４５６を含む前記緑色混合物は、青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む前記青色混合物の形成過程と実質的に同一または実質的に類似する工程を利用して形成されることができる。
緑色染料構造物４６０Ｇ及び液晶カプセル４５６を含む前記緑色混合物を硬化または乾燥させることによって、緑色ピクセル領域に対応する第２領域（ＩＩ）に緑色染料構造物４６０Ｇ及び液晶カプセル４５６を含む緑色液晶構造物４５０Ｇを形成する。
図２１を参照すれば、第１基板４１０の第１領域（Ｉ）に赤色染料構造物４６０Ｒ及び液晶カプセル４５６を含む赤色混合物を形成する。例えば、前記赤色混合物は、プリンティング工程を利用して塗布されることができる。ここで、赤色染料構造物４６０Ｒ及び液晶カプセル４５６を含む前記赤色混合物は上述した青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む前記青色混合物を形成する過程と実質的に同一または実質的に類似する工程を利用して形成されることができる。
第１領域（Ｉ）に形成された赤色染料構造物４６０Ｒ及び液晶カプセル４５６を含む前記赤色混合物を硬化または乾燥させて、赤色サブピクセルに対応する第１領域（Ｉ）に赤色染料構造物４６０Ｒ及び液晶カプセル４５６を含む赤色液晶構造物４５０Ｒを形成する。
第１基板４１０上に青色液晶構造物４５０Ｂ、緑色液晶構造物４５０Ｇ、及び赤色液晶構造物４５０Ｒを形成した後、第２電極（図示せず）が形成された第２基板（図示せず）を第１基板４１０と結合して、第１基板４１０及び前記第２基板の間に形成された赤色、緑色及び青色液晶構造物４５０Ｒ、４５０Ｇ、４５０Ｂを含む液晶表示装置を製造する。
本発明の例示的な実施形態に係る液晶表示装置の製造方法において、赤色、緑色、及び青色染料構造物と液晶カプセルを含む赤色、緑色、及び青色液晶構造物を、赤色、緑色、青色ピクセル領域にそれぞれ直接形成するので、補償フィルムやカラーフィルタを形成する工程を省略することがあるので、液晶表示装置の構成を単純化することができ、このような液晶表示装置を製造するための工程を簡略化することができる。
図２２〜図３０は、本発明のまた他の例示的な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断面図である。
図２２を参照すれば、第１基板４１０上に第１電極４３０を形成した後、第１基板４１０の第１〜第３領域（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）に青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む青色予備液晶構造物４７０Ｂを形成する。
例示的な実施形態において、青色染料構造物４６０Ｂと液晶カプセル４５６を含む青色予備液晶構造物４７０Ｂは、液晶カプセル４５６、青色顔料、青色染料、バインダ、モノマー、開始剤、カップリング剤、または平滑性添加剤などを溶媒に添加して収得することができる。前記バインダはアルカリ可溶性を付与する酸を含む第１部分と接着性を有する膜の硬度を維持する第２部分を含む共重合体を使うことができる。例えば、前記バインダは、少なくとも１つ以上のカルボキシル、反応基を含むアクリル酸共重合体、またはエステル共重合体を含むことができる。また、前記バインダはノボラック（novolac）系、カルド（cardo）系などを含むこともできる。前記モノマーは開始剤を通じて開始されるラジカル反応に反応できる反応基を含むモノマーであることができる。 例示的な実施形態によれば、前記モノマーは、アクリレート系であることができる。前記開始剤は露光工程でラジカル反応を開始することができる。前記添加剤はシランカップリング剤（silane coupling agent）、ふっ素系界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤、架橋剤（linking agent）等を含むことができる。前記添加剤はコーティング膜のコーティング性、レーベリング特性向上、密着性促進などのために添加されることができる。
例示的な実施形態において、青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む青色予備液晶構造物４７０Ｂは、スピンコーティング工程、スリットコーティング工程などを利用して第１基板４１０上に形成されることができる。この場合、第１基板４１０上には、第１領域（Ｉ）、第２領域（ＩＩ）及び第３領域（ＩＩＩ）を区分する隔壁４８０が追加的に形成されて染料を含む混合物が隣接するサブピクセル領域で混入されて混色されることを防止することができる。
図２３を参照すれば、第１基板４１０の第１及び第２領域（Ｉ、ＩＩ）をカバーして第３領域（ＩＩＩ）を露出させる第１マスク４９０を第１基板４１０上に配置した後、第３領域（ＩＩＩ）に形成された青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む青色予備液晶構造物４７０Ｂを露光させる。例えば、青色予備液晶構造物４７０Ｂは紫外線を利用して露光できる。
図２４を参照すれば、第１基板４１０上の青色予備液晶構造物４７０Ｂに対して現象工程及び硬化工程を遂行し、第１基板４１０の第１及び第２領域（Ｉ、ＩＩ）に位置する青色予備液晶構造物４７０Ｂを除去して、第１基板４１０の第３領域（ＩＩＩ）上に青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む青色液晶構造物４５０Ｂを形成する。
図２５を参照すれば、緑色染料構造物４６０Ｇ及び液晶カプセル４５６を含む緑色予備液晶構造物４７０Ｇを第１基板４１０の第１〜第３領域（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）に形成する。この時、緑色染料構造物４６０Ｇ及び液晶カプセル４５６を含む緑色予備液晶構造物４７０Ｇは、青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む青色予備液晶構造物４７０Ｂの形成工程と実質的に同一または実質的に類似する工程を使って形成されることができる。
図２６を参照すれば、第１及び第３領域（Ｉ、ＩＩＩ）をカバーして第２領域（ＩＩ）を露出させる第２マスク４９１を第１基板４１０上に位置させた後、第２領域（ＩＩ）に形成された緑色染料構造物４６０Ｇ及び液晶カプセル４５６を含む緑色予備液晶構造物４７０Ｇを露光させる。
図２７を参照すれば、第１基板４１０上の緑色予備液晶構造物４７０Ｇに対して現象工程及び硬化工程を遂行し、第１及び第３領域（Ｉ、ＩＩＩ）から緑色予備液晶構造物４７０Ｇを除去する一方、第２領域（ＩＩ）に緑色染料構造物４６０Ｇ及び液晶カプセル４５６を含む緑色液晶構造物４５０Ｇを形成する。そこで、第３領域（ＩＩＩ）に形成された青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む青色液晶構造物４５０Ｂは、緑色液晶構造物４５０Ｇを形成する間に除去されない。即ち、第３領域（ＩＩＩ）の青色液晶構造物４５０Ｂは第２領域（ＩＩ）の緑色液晶構造物４５０Ｇに隣接して残留する。
図２８を参照すれば、赤色染料構造物４６０Ｒ及び液晶カプセル４５６を含む赤色予備液晶構造物４７０Ｒを第１基板４１０の第１〜第３領域（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）に形成する。この場合、赤色染料構造物４６０Ｒ及び液晶カプセル４５６を含む赤色予備液晶構造物４７０Ｒは、青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む青色予備液晶構造物４７０Ｂの形成工程と実質的に同一または実質的に類似する工程を利用して形成されることができる。
図２９を参照すれば、第２及び第３領域（ＩＩ、ＩＩＩ）をカバーして第１領域（Ｉ）を露出させる第３マスク４９０を第１基板４１０上に配置した後、第１領域（Ｉ）に形成された赤色染料構造物４６０Ｒ及び液晶カプセル４５６を含む赤色予備液晶構造物４７０Ｒを露光させる。
図３０を参照すれば、第１基板４１０上の赤色染料構造物４６０Ｒ及び液晶カプセル４５６を含む赤色予備液晶構造物４７０Ｒに対して現象工程及び硬化工程を遂行することによって、第２及び第３領域（ＩＩ、ＩＩＩ）に形成された赤色予備液晶構造物４７０Ｒを除去して、第１領域（Ｉ）に赤色染料構造物４６０Ｒ及び液晶カプセル４５６を含む赤色液晶構造物４５０Ｒを形成する。この時、第２領域（ＩＩ）に形成された緑色染料構造物４６０Ｇ及び液晶カプセル４５６を含む緑色液晶構造物４５０Ｇと第３領域（ＩＩＩ）に形成された青色染料構造物４６０Ｂ及び液晶カプセル４５６を含む青色液晶構造物４５０Ｂは除去されない。
青色、緑色、及び赤色液晶構造物４５０Ｂ、４５０Ｇ、４５０Ｒが形成された第１基板４１０を第２電極が形成された第２基板と結合し、赤色、緑色及び青色液晶構造物４５０Ｒ、４５０Ｇ、４５０Ｂが、第１基板４１０と前記第２基板との間に介在された液晶表示装置を製造する。前記液晶表示装置の第１領域（Ｉ）には赤色染料構造物４６０Ｒを含む赤色液晶構造物４５０Ｒが配置され、第２領域（ＩＩ）には緑色染料構造物４６０Ｇを含む緑色液晶構造物４５０Ｇが形成される。また、前記液晶表示装置の第３領域（ＩＩＩ）には青色染料構造物４６０Ｂを含む青色液晶構造物４５０Ｂが位置される。
図３１は本発明のまた他の例示的な実施形態に係る液晶表示装置を説明するための断面図である。図３１に図示された液晶表示装置は液晶構造物の構成を除けば図１を参照して説明した液晶表示装置と実質的に同一または実質的に類似する構成を有することができる。
図３１を参照すれば、液晶表示装置５００は、第１基板５１０、第２基板５２０、第１電極５３０、第２電極５４０、及び液晶構造物５５０を含む。また、液晶表示装置５００は、第１領域（Ｉ）、第２領域（ＩＩ）、及び第３領域（ＩＩＩ）に区分されることができる。この場合、第１領域（Ｉ）には赤色ピクセルが配置されることができ、第２領域（ＩＩ）には緑色ピクセルが位置することができ、第３領域（ＩＩＩ）には青色ピクセルが配置されることができる。
第１電極５３０は、第１基板５１０上に位置し、第２電極５４０は第２基板５２０上に配置される。この場合、第１電極５３０及び／または第２電極５４０は、図２〜図７を参照して説明した電極と実質的に同一または実質的に類似の形状を有することができる。
例示的な実施形態において、液晶構造物５５０は、第１基板５１０上の第１電極５３０と第２基板５２０上の第２電極５４０との間に配置される。液晶構造物５５０は、複数の液晶カプセル５５６及び液晶カプセル５５６の表面を包む赤色、緑色、及び青色染料コーティング層５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ）を含む。液晶カプセル５５６は、高分子層５５２及び高分子層５５２で包まれた液晶分子５５４を含む。液晶カプセル５５６はそれぞれ約１０ｎｍ〜約３８０ｎｍ程度の直径を有することができる。液晶カプセル５５６の直径が、約１０ｎｍ以上〜約３８０ｎｍ以下の場合、可視光線の短波長が液晶カプセル５５６の直径より大きいので可視光線が液晶カプセル５５６により散乱または屈折されずに液晶構造物５５０を透過することができる。赤色、緑色、及び青色染料コーティング層５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂはそれぞれ染料、バインダ、及び分散剤を含むことができる。例えば、赤色染料コーティング層５６０Ｒは、赤色染料、赤色顔料、バインダ、または分散剤などを含むことができる。赤色染料コーティング層５６０Ｒは、液晶カプセル５５６表面を包むように形成されることができる。
本発明の例示的な実施形態によれば、赤色染料コーティング層５６０Ｒは、液晶カプセル５５６の表面に直接コーティングされる方式で形成されることができる。他の実施形態において、赤色染料コーティング層５６０Ｒは、赤色染料反応基で置換された両親媒性コポリマー（copolymer）が液晶カプセル５５６の表面に付着する方式で形成されることができる。前記両親媒性コポリマーは、親水性（hydrophilic）官能基と疏水性（hydrophobic）官能基を全部含むコポリマーであることができる。例えば、前記両親媒性コポリマーの親水性官能基に赤色カラー反応基が置換されている赤色化されたコポリマーが液晶カプセル５５６の外壁を囲むように形成されることができる。この時、前記両親媒性コポリマーは、カラー反応基及び液晶カプセル５５６の外壁との反応性を有する物質を選択することができる。例示的な両親媒性コポリマーの化学式は次のようである。
例示的な実施形態によれば、赤色、緑色、及び青色染料コーティング層５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂは、それぞれモノマー、開始剤、カップリング剤、平滑性添加剤などの添加剤を追加的に含むことができる。前記添加剤は露光及び現象過程を通じて液晶構造物５５０を形成する過程で高分子重合反応を開始したり、または、平坦な界面を形成することに使うことができる。
本発明の例示的な実施形態によれば、液晶表示装置が赤色、緑色、及び青色ピクセル領域にそれぞれ赤色、緑色、及び青色染料コーティング層５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂでコーティングされた液晶カプセル５５６を含む赤色、緑色、及び青色液晶構造物５５０Ｒ、５５０Ｇ、５５０Ｂを具備することによって、別途のカラーフィルタを要求せずに赤色、緑色及び青色のカラー画像を具現することができる。
図３２は本発明のまた他の例示的な実施形態に係る液晶表示装置を説明するための断面図である。図３２に図示した液晶表示装置は液晶構造物の構成を除けば、図１を参照して説明した液晶表示装置と実質的に同一または実質的に類似する構成を有することができる。
図３２を参照すれば、液晶表示装置６００は、第１基板６１０、第２基板６２０、第１電極６３０、第２電極６４０、及び液晶構造物６５０を具備する。液晶表示装置６００は第１領域（Ｉ）、第２領域（ＩＩ）、及び第３領域（ＩＩＩ）に区分されることができる。例えば、第１領域（Ｉ）には赤色ピクセルが配置されることができ、第２領域（ＩＩ）には緑色ピクセルが配置されることができ、第３領域（ＩＩＩ）には青色ピクセルが配置されることができる。
第１電極６３０は第１基板６１０上に位置し、第２電極６４０は第２基板６２０上に配置される。第１電極６３０及び／または第２電極６４０は、図２〜図７を参照して説明した電極と実質的に同一または実質的に類似の構造を有することができる。
液晶構造物６５０は第１基板６１０上の第１電極６３０と第２基板６２０上の第２電極６４０との間に位置する。液晶構造物６５０は複数の液晶カプセル６５６と赤色、緑色、及び青色カラーバインダ６６０Ｒ、６６０Ｇ、６６０Ｂを含む。
液晶カプセル６５６は、高分子層６５２及び高分子層６５２で包まれた液晶分子６５４を含む。液晶カプセル６５６は、それぞれ約１０ｎｍ〜約３８０ｎｍ程度の直径を有することができる。赤色、緑色及び青色カラーバインダ６６０Ｒ、６６０Ｇ、６６０Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を示すバインダ及び添加剤を含むことができる。例えば、赤色カラーバインダ６６０Ｒは、赤色を示すバインダ、分散剤、モノマー、開始剤、カップリング剤、平滑性添加剤などを含むことができる。
例示的な実施形態によれば、赤色カラーバインダ６６０Ｒを含む赤色液晶構造物６５０Ｒは、複数の液晶カプセル６５６が、赤色カラーバインダ６６０Ｒ内に分散される構成を有することができる。緑色カラーバインダ６６０Ｇを含む緑色液晶構造物６５０Ｇは、複数の液晶カプセル６５６が、緑色カラーバインダ６６０Ｇ内に分散される構造を有することができる。また、青色カラーバインダ６６０Ｂを含む青色液晶構造物６５０Ｂにおいて、複数の液晶カプセル６５６が青色カラーバインダ６６０Ｂ内に分散することができる。
本発明の例示的な実施形態に係る液晶表示装置において、赤色、緑色、青色ピクセル領域に、それぞれ赤色、緑色、及び青色カラーバインダと液晶カプセルを含む赤色、緑色、及び青色液晶構造物が配置されることによって、追加的カラーフィルタなしに赤色、緑色、及び青色のカラー画像を具現することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明の例示的な実施形態によれば、液晶表示装置が微細サイズの液晶カプセルを含む液晶構造物を具備して、追加的に配光膜または位相差膜を配置しなくても向上された視野角特性を確保することができる。また、微細サイズの液晶カプセル内に液晶分子が受容されるので、第１または第２基板の加圧によって液晶分子がゆれる現象、黒いマーク、または斑が発生する現象、液晶分子の配向速度が遅延される現象などを効果的に防止することができる。さらに、液晶表示装置が青色、緑色、及び赤色染料、染料コーティング層、カラーバインダなどを含む赤色、緑色、及び青色液晶構造物が具備できるので、追加的にカラーフィルタや補償フィルムなしにフルカラー画像を具現することができる。
１００、２００、３００、４００、５００、６００ 液晶表示装置
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０ 第１基板
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０ 第２基板
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０ 第１電極
１４０、３４５、４４０、５４０、６４０ 第２電極
１５０、２５０、３５０、４５０、５５０、６５０ 液晶構造物
１５２、２５２、３５２、４５２、５５２、６５２ 高分子層
１５４、２５４、３５４、４５４、５５４、６５４ 液晶分子
１５６、２５６、３５６、４５６、５５６、６５６ 液晶カプセル
２４０、３４０ 反射層
４５０Ｒ、４５０Ｇ、４５０Ｂ 赤色、緑色、及び青色液晶構造物
４６０Ｒ、４６０Ｇ、４６０Ｂ 赤色、緑色、及び青色染料構造物
４７０Ｒ、４７０Ｇ、４７０Ｂ 赤色、緑色、及び青色予備液晶構造物
４８０ 隔壁
４９０、４９１、４９２ 第１、第２、及び第３マスク
５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ 赤色、緑色、及び青色染料コーティング層
６６０Ｒ、６６０Ｇ、６６０Ｂ 赤色、緑色、及び青色カラーバインダ
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０ 第１基板
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０ 第２基板
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０ 第１電極
１４０、３４５、４４０、５４０、６４０ 第２電極
１５０、２５０、３５０、４５０、５５０、６５０ 液晶構造物
１５２、２５２、３５２、４５２、５５２、６５２ 高分子層
１５４、２５４、３５４、４５４、５５４、６５４ 液晶分子
１５６、２５６、３５６、４５６、５５６、６５６ 液晶カプセル
２４０、３４０ 反射層
４５０Ｒ、４５０Ｇ、４５０Ｂ 赤色、緑色、及び青色液晶構造物
４６０Ｒ、４６０Ｇ、４６０Ｂ 赤色、緑色、及び青色染料構造物
４７０Ｒ、４７０Ｇ、４７０Ｂ 赤色、緑色、及び青色予備液晶構造物
４８０ 隔壁
４９０、４９１、４９２ 第１、第２、及び第３マスク
５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ 赤色、緑色、及び青色染料コーティング層
６６０Ｒ、６６０Ｇ、６６０Ｂ 赤色、緑色、及び青色カラーバインダ
Claims (10)
- 第１基板と、
前記第１基板の第１面上に配置される第１電極と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１電極に対向して前記第２基板の第１面上に配置される第２電極と、
前記第１基板と前記第２基板との間に介在し、液晶カプセルを含む少なくとも１つの液晶構造物と、を備え、
前記液晶カプセルは、それぞれ１０ｎｍ〜３８０ｎｍの直径を有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記液晶カプセルは、それぞれ液晶分子及び前記液晶分子を受容する高分子層を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶表示装置は、第１領域、第２領域、及び第３領域を含み、前記液晶構造物は前記第１領域に配置される赤色液晶構造物、前記第２領域に配置される緑色液晶構造物、及び前記第３領域に配置される青色液晶構造物を含むことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
- 前記赤色、緑色、及び青色液晶構造物の間に配置される隔壁をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
- 前記第１基板の第２面及び前記第２基板の第２面のうち、少なくとも一つに配置される偏光板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記第１電極及び前記第２電極のうち、少なくとも一つは前記偏光板の光軸に対して４５°の角度で配列されることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
- 前記第１電極及び前記第２電極のうち、少なくとも一つはポジティブ「Ｉ」字状、ネガティブ「Ｉ」字状、ポジティブ「Ｔ」字状、ネガティブ「Ｔ」字状、分離したポジティブ「Ｔ」字状または分離されたネガティブ「Ｔ」字状を有することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
- 前記第１電極に対向して前記第２基板の第１面上に配置される反射層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記反射層は複数の凹凸部を含むことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶表示装置は、反射領域及び透過領域を具備し、前記反射層は前記反射領域に位置し、前記第２電極は前記透過領域の前記第２基板の第１面上に配置されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
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