JP2006171681A - 液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置とその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2006171681A
JP2006171681A JP2005192280A JP2005192280A JP2006171681A JP 2006171681 A JP2006171681 A JP 2006171681A JP 2005192280 A JP2005192280 A JP 2005192280A JP 2005192280 A JP2005192280 A JP 2005192280A JP 2006171681 A JP2006171681 A JP 2006171681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
ferroelectric liquid
display device
crystal display
crystal layer
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
JP2005192280A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4554453B2 (ja
Inventor
Su Seok Choi
秀 石 崔
Sang-Ho Choi
相 好 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 JP2006171681A publication Critical patent/JP2006171681A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4554453B2 publication Critical patent/JP4554453B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/137—Devices 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
    • G02F1/139—Devices 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 based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141—Devices 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 based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G02F1/133726—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films made of a mesogenic material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation

Landscapes

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

Abstract

【課題】液晶表示装置に関し、特に、視野角を拡大し、対角の方向での画質低下を低減するようにした液晶表示装置とその製造方法を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は第１光吸収軸を有する上部偏光板及び上部電極を含む上部基板と、第１光吸収軸と実質的に並立している第２光吸収軸を有する下部偏光板及び下部電極を含む下部基板と、少なくともいずれか一つの前記上部基板と前記下部基板上で形成された強誘電性液晶層及び、前記上部基板と前記下部基板との間で前記強誘電性液晶層上で形成されるネマチック系液晶層とを含む。
【選択図】図５Ｄ

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に、視野角を拡大し、対角の方向での画質低下を低減するようにした液晶表示装置とその製造方法に関する。
液晶表示装置は液晶セルに印加される電界を制御して液晶セルに入射される光を変調することによって画像を表示する。このような液晶表示素子は液晶を駆動させる電界の方向に因って垂直電界方式と水平電界方式とに対別される。
垂直電界方式は垂直に対向する上部基板と下部基板とに垂直に対向する画素電極と共通電極とを形成し、その電極に印加される電圧で液晶セルに垂直方向に電界を印加する。この垂直電界方式の代表的な方式である捻られたネマチックモード（Twisted Nematic mode、ＴＮモード）は、現在、最多適用されている。ところで、捻られたネマチックモードは、開口率は比較的に広いが、視野角によって観察者に感じられる液晶の屈折率が顕著に違うため、広視野角の具現が困難である問題点がある。
水平電界方式としては、同一基板上で形成される電極の間で電気場を形成し、その電気場で液晶分子を駆動させるイン・プレイン・スイッチングモード（In plane switching mode、IPSモード）が代表的である。イン・プレイン・スイッチングモードは図１A及び図１Bのように一方の下部グラス基板１８上で画素電極１６と共通電極１５とが形成されるし、その電極１５，１６の間に印加される電圧差によって水平方向の電気場２０が形成される。この水平方向の電気場２０によって液晶分子１４は基板の面方向内で回転して液晶層を通過する光の偏光成分を変調する。
図１A及び図１Bにおいて、図面符号１１と１９は上部グラス基板１２と下部グラス基板１８とに付着される偏光板として、正面から見ると、その偏光板１１，１９で形成される偏光吸収軸または透過軸１１A,１９Aは９０°で直交する。
図面符号１３と１７は上部グラス基板１２と下部グラス基板１８との各々で形成される背向膜である。一般的に、背向膜はポリイミドで成されるし、ラビングのような方法で背向処理される。
このようなイン・プレイン・スイッチングモードにおいて、液晶層を通過する光が液晶層によってその線偏光が変わると、上部偏光板１１を通過して観察者の方に進行するようになる反面、液晶層を通過する光の偏光成分が液晶層を通過する際に変わらないと上部偏光板１１を通過することが不可能になる。
ところで、イン・プレイン・スイッチングモードは画素電極１６と共通電極１５上で液晶分子１４に印加される電気場が曲がるため、その電極１５，１６上で光のスイッチングが正常的に成されないし、従って、開口率の低い問題点がある。また、イン・プレイン・スイッチングモードの液晶表示装置を図２のように対角方向から見る際、上部偏光板１１の偏光吸収軸１１Aと下部偏光板１９の偏光吸収軸１９Aとの角度は９０°より大きい角度で見える。このため、観察者がイン・プレイン・スイッチングモードの液晶表示装置に表示された映像を見ると、偏光度が低下されてブラック画面から光が漏れるし、その結果、対角方向からコントラストが低下されてしまう。このような対角方向でのコントラストの低下はイン・プレイン・スイッチングモードの視野角特性を実験した結果である図３から明らかに分かる。図３から分かるように、イン・プレイン・スイッチングモードで画面と直角を成す正面からは光漏れがほとんどないが（青色）、９０°より大きい対角方向からは光漏れが発生される。（空色、緑色、黄色、赤色）
従って、本発明は従来技術の限界及び問題点による一つ以上の問題点を実質的に明らかにする液晶表示装置に関する。
本発明の目的は拡大された視野角と対角方向に見る際、改善された画質を有する液晶表示パネルを提供することである。
本発明の他の特徴及び利点は後述で説明するし、部分的には前述から明らかになるのであるか、又は本発明の実施形態から学習される。本発明の目的及び他の利点は、特に添付された図面の以外にも、記載された叙述及び本発明の請求範囲に示唆された構造によって実現及び達成される。
実施されて幅広く説明された本発明の目的に従う前記及び他の利点を達成するために、本発明の実施形態の液晶表示装置は、第１光吸収軸を有する上部偏光板及び上部電極を含む上部基板と、第１光吸収軸と実質的に並立している第２光吸収軸を有する下部偏光板及び下部電極を含む下部基板と、少なくともいずれか一つの前記上部基板と前記下部基板上で形成された強誘電性液晶層及び前記上部基板と前記下部基板との間で前記強誘電性液晶層上で形成されるネマチック系液晶層とを含める。
他の様相として、本発明の実施形態の液晶表示装置の製造方法は、第１光吸収軸を有する上部偏光板を上部基板上で形成する段階と、前記第１光吸収軸と実質的に並立している第２光吸収軸を有する下部偏光板を下部基板上で形成する段階と、各々の前記上部基板と前記下部基板上で電極を形成する段階と、少なくとも一つの前記上部基板及び前記下部基板上で強誘電性液晶層を形成する段階と、前記上部基板と前記下部基板との間で前記強誘電性液晶層上でネマチック系の液晶層を形成する段階とを含む。
前述の一般的な叙述及び以下詳細な叙述の両方は、ただ実験及び説明のための叙述であり、請求されたように、本発明の他の説明を提供しようと意図された。
前述のように、本発明の液晶表示装置とその製造方法は、ネマチック系液晶のイン・プレイン駆動を誘導するポリマー安定化強誘電性アクティブ背向膜によって広視野角が具現されるし、垂直対向する電極を利用した垂直電界方式で電気場が印加されるので、従来のイン・プレイン・スイッチングモードに比べて開口率の低下が小さいし、強誘電性液晶によってネマチック系液晶が迅速に回動することによってネマチック系液晶の応答速度の改善ができるだけでなく、上下板平板光の偏光吸収軸が並立しているため、対角方向から見る際、対角方向からのコントラスト特性を向上させることもできる。
以下、本発明の好ましい実施形態を図４乃至図１２を参照して詳しく説明する。
図４は本発明の第１実施形態の液晶表示装置の製造方法を段階的に示す図面である。
図４を参照すると、本発明の液晶表示装置の製造方法は上部グラス基板２１と下部グラス基板３１との各々に電極２２，３２と背向膜２３，３３とを形成する。上部電極２２と下部電極３２はインジウム・チン・オキサイド（Indium-Tin-Oxide:ITO）のような透明導電性の物質で成される。
背向膜２３，３３はポリイミドのような有機物質で成されるし、強誘電性液晶分子のフリーチルト角を設定するためにラビング処理される。
下部グラス基板３１の光入射面上には偏光吸収軸３５Aを有する偏光板３５が付着される。また、上部ゲラス基板２１の光出射面上には偏光吸収軸２５Aを有する偏光板２５が付着される。上部偏光吸収軸２５Aと下部偏光吸収軸３５Aとは並立する。
続けて、本発明の液晶表示素子の製造方法は次の表１のような造成比で、汎用強誘電性液晶をベンゼン系溶媒に混合した溶液１００，１０１を背向膜２３，３３上に均一な厚さで塗布した後、溶媒の蒸発ができる温度で基板２５，３５を加熱する。
Figure 2006171681
溶媒が蒸発された強誘電性液晶１００，１０１は等方相からカイラル・ネマチック相(Nematic Phase: N＊)に相転移を誘発する転移温度(Tni)、カイラル・ネマチック相（N＊）からカイラル・スメチックＣ相（Smectic C Phase: Sm C＊）に相転移を誘発する転移温度(Tsn)、カイラル・スメチックＣ相(Sm C＊)から結晶相に相転移を誘発する転移温度(Tcs)に温度が低下されるに伴って、等方相→カイラル・ネマチック相 N＊→スメチックＣ＊相 Sm C＊→結晶相に熱力学的な相転移が成される。
溶媒が蒸発された強誘電性液晶２００，２０１の自発分極方向を希望の方向に整列するため、本発明の液晶表示装置の製造方法はカイラル・ネマチック相N＊から徐々に温度を低下させながらスメチックＣ＊相 Sm C＊への相転移を誘導する間、電気的陰性度の高い媒質に混合物を露出させたり、その混合物に電気場または磁気場を印加する。極性の大きい媒質に混合物を露出させる方法の一例としては、水（H2O）や酸素（O2）の雰囲気下で強誘電性液晶２００，２０１を露出させる方法がある。このように、本発明は電気的に極性を帯びる媒質に強誘電性液晶２００，２０１を露出させたり、電気場または磁気場の外部エネルギを前記混合物に印加することによって、上部グラス基板２１と下部グラス基板３１上で形成された強誘電性液晶２００，２０１の自発分極方向（Ｐｓ）の各々を基板２１，３１の方に、またはその反対の方に向かわせる。
続いて、本発明の液晶表示素子の製造方法は所定のセルギャップを間に置き、下部グラス基板３１と上部グラス基板２１とを図示してない封止剤で合着し、その内部空間にネマチック系液晶を注入する。この際、上部グラス基板２１と下部グラス基板３１との各々に形成された強誘電性液晶２００，２０１はネマチック系液晶分子と混合されず、相分離が起こって界面を成す。前記ネマチック系液晶分子はポジティブタイプまたはネガティブタィプ液晶で形成するとこができる。
上部背向膜２３と下部背向膜３３とのラビング方向を偏光吸収軸２５A、３５Aと同様にすると、図６のように外部印加電圧（Ｖ）が高くなるほど透過率（Ｔ）が低くなるノーマリー・ホワイトモード（Normally White Mode）で液晶表示装置が具現されるし、上部背向膜２３と下部背向膜３３とのラビング方向の中、いずれか一つを偏光吸収軸２５A、３５Aと直交する方向にすると、図７のように外部印加電圧（Ｖ）が高くなるほど透過率（Ｔ）が高くなるノーマリー・ブラックモード(Normally Black Mode)で液晶表示装置が具現される。
図５A乃至図５Ｄは本発明の第２実施形態の液晶表示装置の製造方法を段階的に示す。
まず、本発明の液晶表示装置の製造方法は図５Aのように上部グラス基板２１と下部グラス基板３１との各々に電極２２，３２と背向膜２３，３３とを形成する。上部電極２２と下部電極３２はインジウム・チン・オキサイド（ITO）のような透明導電性物質で成される。
背向膜２３，３３はポリイミドのような有機物質で成されるし、強誘電性液晶分子のフリーチルト角を設定するためにラビング処理される。
下部グラス基板３１の光入射面上には偏光吸収軸３５Aを有する偏光板３５が付着される。また、上部グラス基板２１の光出射面上には偏光吸収軸２５Aを有する偏光板２５が付着される。上部偏光吸収軸２５Aと下部偏光吸収軸３５Aとは並立する。
続けて、本発明の液晶表示素子の製造方法は次の表２のような造成比で、汎用強誘電性液晶に微量の光重合性モノマーを添加し、その強誘電性液晶と光重合性モノマーとを均一に混合した後、図５Ｂのように背向膜２３，３３上にその混合物を均一な厚さで塗布する。前記光重合性モノマーはネマチック系で形成することができる。
Figure 2006171681
強誘電性液晶24a，３４aは等方相からカイラル・ネマチック相(Nematic Phase: N＊)に相転移を誘発する転移温度(Tni)、カイラル・ネマチック相（N＊）からカイラル・スメチックＣ相（Smectic C Phase: Sm C＊）に相転移を誘発する転移温度(Tsn)、カイラル・スメチックＣ相(Sm C＊)から結晶相に相転移を誘発する転移温度(Tcs)に温度が低下されるに伴って、等方相→カイラル・ネマチック相 N＊→スメチックＣ＊相 Sm C＊→結晶相に熱力学的な相転移が成される。
図５Ｂのように強誘電性液晶24a，３４aの自発分極方向（図面での矢印）を希望の方向に整列するため、本発明の液晶表示装置の製造方法はカイラル・ネマチック相 N＊から徐々に温度を低下させながらスメチックＣ＊相 Sm C＊への相転移を誘導する間、電気的陰性度の高い媒質に混合物を露出させたり、その混合物に電気場または磁気場を印加したりする。極性の大きい媒質に混合物を露出させる方法の一例としては、水（H2O）や酸素（O2）の雰囲気下で表２の混合物を露出させる方法がある。このように、本発明は電気的に極性を帯びる媒質に表２の混合物を露出させたり、電気場または磁気場の外部エネルギを前記混合物に印加することによって上部グラス基板２１と下部グラス基板３１上で形成された強誘電性液晶24a，３４aの自発分極方向（Ｐｓ）の各々を基板２１，３１の方に、またはその反対の方に向かわせる。
続いて、本発明の液晶表示装置の製造方法は表２の混合物において光重合を誘導するために紫外線（UV）を混合物に照射する。この露光工程によって、強誘電性液晶24a，３４aは図５Ｃのように光重合性モノマー２４ｂ，３４ｂの光重合反応で架橋結合が発生されるし、高分子ネットワークを形成する。その結果、強誘電性液晶24a，３４aはその自発分極方向が一定に維持されるにしたがって初期背向が安定化される。
前記のように本発明は基板２１，３１でポリマー安定化強誘電性（Polymer Stabilized FLC, PSFLC）アクティブ背向膜を形成することによって背向状態の安定化ができる。
一方、光重合性モノマーが微量添加されているので、強誘電性液晶24a，３４aの架橋結合程度は外部電気場が加える場合に強誘電性液晶24a，３４aの回転ができるくらいである。
続いて、本発明の液晶表示素子の製造方法は所定のセルギャップを間に置き、下部グラス基板３１と上部グラス基板２１とを図示してない封止剤で合着し、図５Ｄのようにその内部空間にネマチック系液晶３０を注入する。この際、上部グラス基板２１と下部グラス基板３１との各々に形成された強誘電性液晶層２４，３４はネマチック系液晶分子３０と混合されず、相分離が起こって界面を成す。前記ネマチック系液晶分子３０はポジティブタイプまたはネガティブタィプ液晶で形成するとこができる。
上部背向膜２３と下部背向膜３３とのラビング方向を偏光吸収軸２５A、３５Aと同様にすると、図６のように外部印加電圧（Ｖ）が高くなるほど透過率（Ｔ）が低くなるノーマリー・ホワイトモード（Normally White Mode）で液晶表示装置が具現されるし、上部背向膜２３と下部背向膜３３とのラビング方向の中、いずれか一つを偏光吸収軸２５A、３５Aと直交する方向にすると、図７のように外部印加電圧（Ｖ）が高くなるほど透過率（Ｔ）が高くなるノーマリー・ブラックモード(Normally Black Mode)で液晶表示装置が具現される。
このような液晶表示装置の駆動メカ二ズムを説明すると、上板及び下板のアクティブ背向膜の中、いずれか一つのアクティブ背向膜、例えば図８のように下板アクティブ背向膜に含まれた強誘電性液晶の自発分極（Pｓ）と反対方向の電気場（E）とが印加されると、強誘電性液晶３４aは仮想のコーンにしたがって回転しながら実質的にイン・プレイン駆動をし、それと隣接するネマチック系液晶分子３０のイン・プレイン駆動を誘導する。この際、下板の強誘電性液晶３４aは永久的な分極、即ち、自発分極（Pｓ）を有するため、まるで磁石と磁石との相互作用のように電気場と自発分極との相互作用によって迅速に回転する反面、上板の強誘電性液晶24aは自分の自発分極（Pｓ）の方向と電気場（E）との方向が同一であるため回動しない。従って、上下板強誘電性液晶24a，３４aの各々の長軸が上下板偏光板２５，３５の偏光吸収軸２５A、３５Aと並立して、下部偏光の偏光吸収軸３５Aを通過した光が、ネマチック液晶層３０と上部偏光板２５の偏光吸収軸２５Aとを通過して光が透過される図６のホワイト状態から、下板強誘電性液晶３４aの長軸が下板偏光板２５の偏光吸収軸２５Aと９０°になってネマチック系液晶層３０に入射される光が遮断される図７のブラック状態に変わって、光の透過量が調節される。また、電極２２，３２を通じて印加される電気場（E）の交流駆動によって電気場（E）の極性が反転されると、下板強誘電性液晶３４aは固定される反面、上板強誘電性液晶24aが実質的にイン・プレイン駆動するによって光の透過量の調節が可能になる。
このようなネマチック系液３０のイン・プレイン駆動によって光視野角が具現されるし、その液晶３０に垂直対向する電極２２，３２を利用した垂直電界方式で電気場が印加されるので、従来のイン・プレイン・スイッチングモードに比べて開口率の低下が小さい。また、強誘電性液晶３４aによってネマチック系液晶３０が迅速に回動するので、ネマチック系液晶３０の応答速度の改善ができるし、対角方向から見る際にも上下板偏光板２５，３５の偏光吸収軸２５A、３５Aと並立するので、対角方向からの光漏れが発生しなく、コントラスト特性も改善される。
一方、上板強誘電性液晶24aの自発分極と下板強誘電性液晶３４aの自発分極とを反対にする場合にも、いずれか一つの極性の電気場に応答し、いずれか一つの強誘電性アクティブ背向膜が駆動されるため、前述の実施形態と駆動メカニズムとが実質的に同様である。また、上板と下板との中、いずれか一つだけに強誘電性アクティブ背向膜が形成され、交流駆動において、いずれか一つの極性の電気場だけに対して強誘電性アクティブ背向膜が駆動される場合にも、前述の実施形態と実質的に同様である駆動メカニズムで駆動される。図９乃至図１２はいずれか一つの基板上だけに強誘電性アクティブ背向膜が形成された例を示す。
図９乃至図１２を参照すると、本発明の液晶表示装置は、上部グラス基板１２１，２２１，３２１，４２１と下部グラス基板１３１，２３１，３３１，４３１との各々に形成された電極１２２，２２２，３２２，４２２及び背向膜１２３，２２３，３２３，４２３，１３３，２３３と、上部グラス基板１２１，２２１，３２１，４２１と下部グラス基板１３１，２３１，３３１，４３１との中、いずれか一つの基板の背向膜上で形成される強誘電性液晶層１２４，２２４，３３４，４３４と、強誘電性液晶層１２４，２２４，３３４，４３４に連動してイン・プレイン・スイッチング駆動するネマチック系液晶層１３０，２３０，３３０，４３０とを備える。
下部グラス基板１３１，２３１，３３１，４３１の光入射面上には、偏光吸収軸１３５A，２３５A，３３５A，４３５Aを有する偏光板１３５，２３５，３３５，４３５が付着される。また、上部グラス基板１２１，２２１，３２１，４２１の光出斜面上には偏光吸収軸１２５A，２２５A，３２５A，４２５Aを有する偏光板１２５，２２５，３２５，４２５が付着される。上部偏光吸収軸１２５A，２２５A，３２５A，４２５Aと下部偏光吸収軸１３５A，２３５A，３３５A，４３５Aは実質的に並立する。
強誘電性液晶層１２４，２２４，３３４，４３４はハーフＶ・スイッチングモードの強誘電性液晶に相転移させると共に、極性媒質や電気場または磁気場に露出させて、その自発分極（Ｐｓ）の方向を基板１２１，２２１，３２１，４２１，１３１，２３１，３３１，４３１の方に、またはネマチック系液晶層１３０，２３０，３３０，４３０の方に一定に整列させる。このような強誘電性液晶層１２４，２２４，３３４，４３４は自分の自発分極の方向と反対方向の電気場に応答して駆動するによって、ネマチック系液晶層１３０，２３０，３３０，４３０の液晶分子のイン・プレイン・スイッチング駆動を誘導する。
一方、 強誘電性液晶24a，３４aは公知のどんな強誘電性液晶材料でも適用が可能であり、また、光重合性モノマーは公知のどんなネマチック系光重合性モノマーでも適用が可能である。
前述のように、本発明の液晶表示装置とその製造方法は、ネマチック系液晶のイン・プレーン駆動を誘導するポリマー安定化強誘電性アクティブ背向膜によって広視野角が具現されるし、垂直対向する電極を利用した垂直電界方式で電気場が印加されるため、従来のイン・プレイン・スイッチングモードに比べて開口率の低下が小さいし、強誘電性液晶によってネマチック系液晶が迅速に回動するによって、ネマチック系液晶の応答速度の改善ができるだけでなく、上下板平板光の偏光吸収軸が並立しているため、対角方向から見る際、対角方向からのコントラスト特性を向上させることができる。
以上、説明した内容を通じて、当業者なら本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で、多様な変更及び修正ができることが分かる。従って、本発明の技術的範囲は明細書の詳しい説明に記載された内容に限られるのでなく、特許請求の範囲によって決められるはずである。
イン・プレイン・スイッチングモードの液晶表示素子を概略的に示す図面である。 イン・プレイン・スイッチングモードの液晶表示素子を概略的に示す図面である。 対角方向から見る際、プレイン・スイッチングモードの液晶表示素子で形成された上部偏光板と下部偏光板との光吸収軸の角度を示す図面である。 イン・プレイン・スイッチングモードでの対角方向からの光漏れを 示す図面である。 本発明の第１実施形態の液晶表示装置の製造方法を段階的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置の製造方法を段階的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置の製造方法を段階的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置の製造方法を段階的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置の製造方法を段階的に示す断面図である。 本発明の実施形態の液晶表示装置において、ノーマリー・ホワイトモードまたはホワイト状態を示す図面である。 本発明の実施形態の液晶表示装置において、ノーマリー・ブラックモードまたはブラック状態を示す図面である。 本発明の実施形態の液晶表示装置において、強誘電性液晶とネマチック系液晶との駆動メカ二ズムを概略的に示す斜視図である。 本発明の他の実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。 本発明の他の実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。 本発明の他の実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。 本発明の他の実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
符号の説明
12,18,21,31,121,131,21,231,321,331,421,431:グラス基板
12,15,16,22,32,122,132,222,232,322,332,422,422:電極
13,17,23,33,123,133,223,233,323,333,423,423:背向膜
24a,34a,124,224,334,434:強誘電性液晶
24b,34b：光重合性モノマー
30,130,230,330,430:ネマチック系液晶

Claims (22)

  1. 第１光吸収軸を有する上部偏光板及び上部電極を含む上部基板と、第１光吸収軸と実質的に並立している第２光吸収軸を有する下部偏光板及び下部電極を含む下部基板と、少なくともいずれか一つの前記上部基板と前記下部基板上で形成された強誘電性液晶層及び、前記上部基板と前記下部基板との間で前記強誘電性液晶層上で形成されるネマチック系液晶層とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記ネマチック系液晶層は前記強誘電性液晶層により実質的に平面で駆動することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 各々の前記上部基板と前記下部基板上で形成された背向膜を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 前記強誘電性液晶層が背向膜上で形成されることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
  5. 前記上部及び下部電極は透明電極であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  6. 第１強誘電性液晶層が前記上部基板で形成され、第２強誘電性液晶層が前記下部基板で形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第１強誘電性液晶層の自発分極の方向と第２強誘電性液晶層の自発分極の方向とは互いに反対であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
  8. 前記強誘電性液晶層の自発分極の方向は、その方向が形成される基板に向かって整列されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  9. 前記強誘電性液晶層の自発分極の方向は、ネマチック系液晶層に向かって整列されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  10. 第１光吸収軸を有する上部偏光板を上部基板上で形成する段階と、前記第１光吸収軸と実質的に並立している第２光吸収軸を有する下部偏光板を下部基板上で形成する段階と、各々の前記上部基板と前記下部基板上で電極を形成する段階と、少なくとも一つの前記上部基板及び前記下部基板上で強誘電性液晶層を形成する段階と、前記上部基板と前記下部基板上との間で前記強誘電性液晶層上でネマチック系液晶層を形成する段階とを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  11. 前記上部基板と前記下部基板との各々に背向膜を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
  12. 前記強誘電性液晶層が背向膜上で形成されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置の製造方法。
  13. 前記強誘電性液晶層を形成する段階は、強誘電性液晶を溶媒に混合して強誘電性液晶溶液を形成する段階と、前記溶液を前記上部基板と前記下部基板の中、少なくともいずれか一つに塗布する段階と、前記基板を加熱して前記溶液内の溶媒を蒸発させる段階と、前記強誘電性液晶の自発分極の方向を整列させる段階とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
  14. 前記溶液は、約９３wt％乃至９７wt％の間の前記強誘電性液晶と、約３wt％乃至７wt％の間の前記溶媒とを含むことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
  15. 強誘電性液晶の自発分極の方向を整列する段階は、高及び低極性を有する媒体で強誘電性液晶を露出させる段階と、電界を強誘電性液晶に印加する段階及び、磁界を強誘電性液晶に印加する段階の中、いずれか一つの段階を含むことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
  16. 強誘電性液晶層を形成する段階は、強誘電性液晶と光重合モノマーとを混合することによって強誘電性液晶溶液を形成する段階と、少なくとも一つの上部基板及び下部基板上に前記溶液を塗布する段階と、前記強誘電性液晶の自発分極の方向を整列する段階及び紫外線を前記溶液に照射することによって前記光重合モノマーを重合させる段階とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
  17. 前記溶液は、約９５wt％乃至９９wt％の間の前記強誘電性液晶と、約１wt％乃至５wt％の間の前記溶媒とを含むことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  18. 強誘電性液晶の自発分極の方向を整列する段階は、高及び低極性を有する媒体で強誘電性液晶を露出させる段階と、電界を強誘電性液晶に印加する段階及び、磁界を強誘電性液晶に印加する段階の中、いずれか一つの段階を含むことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  19. 前記強誘電性液晶層を形成する段階は、前記上部基板上で第１強誘電性液晶層を形成する段階と、前記下部基板で第２強誘電性液晶層を形成する段階とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
  20. 前記第１強誘電性液晶層の自発分極の方向を第２強誘電性液晶層の自発分極の方向に対向し整列する段階を更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置の製造方法。
  21. 前記強誘電性液晶層の自発分極の方向を、その方向が形成される基板に向かって整列する段階を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
  22. 前記強誘電性液晶層の自発分極の方向を、ネマチック系液晶層に向かって整列する段階を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
JP2005192280A 2004-12-13 2005-06-30 液晶表示装置とその製造方法 Expired - Fee Related JP4554453B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040105193A KR101102026B1 (ko) 2004-12-13 2004-12-13 액정표시장치와 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006171681A true JP2006171681A (ja) 2006-06-29
JP4554453B2 JP4554453B2 (ja) 2010-09-29

Family

ID=36583361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005192280A Expired - Fee Related JP4554453B2 (ja) 2004-12-13 2005-06-30 液晶表示装置とその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8059255B2 (ja)
JP (1) JP4554453B2 (ja)
KR (1) KR101102026B1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014238598A (ja) * 2007-02-26 2014-12-18 ラヒェザー コミトブ 液晶デバイス
JP2021531515A (ja) * 2018-09-21 2021-11-18 クーパーヴィジョン インターナショナル リミテッド 可撓性の調整可能屈折力の液晶セル及びレンズ
US11860470B2 (en) 2017-08-11 2024-01-02 Coopervision International Limited Flexible liquid crystal cells and lenses

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7576814B2 (en) * 2004-03-29 2009-08-18 Lg. Display Co., Ltd. Liquid crystal display device of in-plane switching mode, method of fabricating the same, and method of driving the same
US20080187739A1 (en) * 2007-01-16 2008-08-07 Baker Charles H Compositions for use as building materials, other molded items, and methods of and systems for making them
ATE554424T1 (de) * 2007-02-26 2012-05-15 Lachezar Komitov Flüssigkristallvorrichtung
US7876385B2 (en) * 2007-02-27 2011-01-25 Lachezar Komitov Liquid crystal device
JP2008257047A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Nano Loa Inc 液晶デバイスおよび液晶デバイスの駆動方法
KR101613629B1 (ko) 2009-01-19 2016-04-20 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치와 이의 제조방법 및 이에 포함되는 배향막 조성물
CN104375328A (zh) * 2014-11-28 2015-02-25 深圳市华星光电技术有限公司 显示面板及其制作方法
WO2016148431A1 (ko) * 2015-03-16 2016-09-22 이미지랩(주) 광투과 조절 기능을 구비하는 패널 구조체, 그리고 이를 이용한 스마트 윈도우 및 표시 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004133096A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Sharp Corp 液晶光学素子および液晶光学素子の製造方法
JP2005284289A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Lg Philips Lcd Co Ltd 横電界駆動モードの液晶表示装置およびその製造方法とその駆動方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4850680A (en) * 1986-09-19 1989-07-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal device with a ferroelectric film
US6175401B1 (en) * 1997-05-02 2001-01-16 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display device having a liquid crystal layer which contains liquid crystal molecules in a plurality of alignment state and method for driving the same
JP3380482B2 (ja) 1997-12-26 2003-02-24 シャープ株式会社 液晶表示装置
US6545738B2 (en) * 2000-07-31 2003-04-08 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Ferroelectric liquid crystal display and method for fabricating the same using opposite polarity split layer electrodes
SE0200910D0 (sv) * 2002-03-22 2002-03-22 Ecsibeo Ab A liquid crystal device, a method for producing a liquid crystal device and a method for controlling liquid crystal device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004133096A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Sharp Corp 液晶光学素子および液晶光学素子の製造方法
JP2005284289A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Lg Philips Lcd Co Ltd 横電界駆動モードの液晶表示装置およびその製造方法とその駆動方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014238598A (ja) * 2007-02-26 2014-12-18 ラヒェザー コミトブ 液晶デバイス
US11860470B2 (en) 2017-08-11 2024-01-02 Coopervision International Limited Flexible liquid crystal cells and lenses
JP2021531515A (ja) * 2018-09-21 2021-11-18 クーパーヴィジョン インターナショナル リミテッド 可撓性の調整可能屈折力の液晶セル及びレンズ
JP7002699B2 (ja) 2018-09-21 2022-02-10 クーパーヴィジョン インターナショナル リミテッド 可撓性の調整可能屈折力の液晶セル及びレンズ
US11520181B2 (en) 2018-09-21 2022-12-06 Coopervision International Limited Flexible, adjustable lens power liquid crystal cells and lenses

Also Published As

Publication number Publication date
KR101102026B1 (ko) 2012-01-04
US8059255B2 (en) 2011-11-15
US20060126000A1 (en) 2006-06-15
KR20060066551A (ko) 2006-06-16
JP4554453B2 (ja) 2010-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4554453B2 (ja) 液晶表示装置とその製造方法
US6128058A (en) Liquid crystal device with patterned reactive mesogen alignment layer
TWI639872B (zh) 液晶顯示器及其製備方法
KR100260569B1 (ko) 액정 광학 소자 및 이를 구비한 액정 장치
US6497928B1 (en) Liquid crystal device, mesomorphic functional material and liquid crystal apparatus
JP5007771B2 (ja) 液晶表示素子
JPH1083000A (ja) ツイステッドネマティック液晶装置
US10649265B2 (en) Polymer containing scattering type vertically aligned liquid crystal device
US6985200B2 (en) Liquid crystal optical element and method for fabricating the same
US7499124B2 (en) Polymer dispersed liquid crystal device conditioned with a predetermined anchoring energy, a predetermined polymer concentration by weight percent and a predetermined cell gap to enhance phase separation and to make smaller and more uniform liquid crystal droplets
JPH09325324A (ja) 液晶表示素子の製造方法
KR101027876B1 (ko) 면내 스위칭 모드의 액정표시장치와 그 제조방법
JP2006195112A (ja) 液晶素子とそれを用いた調光素子および液晶表示装置
US20230004052A1 (en) Liquid crystal device
US7215400B2 (en) In Plane switching mode liquid crystal display device and method of fabricating the same
JP3184761B2 (ja) 液晶素子、それを備えた画像表示装置及び画像形成装置
JP2753206B2 (ja) ゲストホスト型液晶表示素子
JP2010230886A (ja) 液晶表示素子
JP2004020941A (ja) 液晶光変調器及びそれを用いた液晶表示装置
JP2001021923A (ja) 液晶素子および液晶装置
KR20070058189A (ko) 액정표시소자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081117

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090217

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090317

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100604

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: 20100621

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100714

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130723

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4554453

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

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

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