專利名稱：采用膽甾液晶的液晶顯示裝置及其制造方法
本申請要求享有2001年11月8日提出的第2001-69443號韓國專利申請的利益，該申請實際全部在此引用以作參考，如同其在這里完全列出一樣。


圖1是一有關LCD板的示意性剖視圖。
圖1中，稱為下襯底和上襯底的第一和第二襯底10和20相互面對并且間隔開。具有柵極11、源極15a和漏極15b的薄膜晶體管“T”(TFT)形成于第一襯底10的內表面上。該TFT“T”還有一有源層13和一歐姆接觸層14，一控制絕緣層(gate insulating layer)12形成于柵極11上。一鈍化層16形成于TFT“T”上。該鈍化層16覆蓋TFT“T”并且有一暴露TFT漏極15b的接觸孔。一象素電極17形成于鈍化層16上并且通過接觸孔16c接至漏極15b。
一黑色矩陣21形成于第二襯底20內表面的一個位置上，該位置對應于TFT“T”。一濾色層22a和22b形成于黑色矩陣21上，在該濾色層中，交替重復紅(R)色、綠(G)色和藍(B)色。一透明導電材料的公共電極23形成于濾色層22a和22b上。單色的濾色層22a和22b對應于一個象素電極17。
一液晶層30夾在象素電極17與公共電極23之間。當將一電壓加到象素電極17與公共電極23上時，液晶層30的分子排列根據(jù)象素電極17與公共電極23之間產(chǎn)生的電場而改變。分別形成于象素電極17和公共電極23上的取向膜(圖中未示)決定液晶分子的初始排列。
第一和第二偏振器41和42分別形成于的第一襯底10和第二襯底20的外表面上。第一偏振器41和第二偏振器42通過僅僅透射其偏振方向平行于偏振器透射軸的光，把自然光轉換成線性偏振光。第一偏振器41的透射軸垂直于第二偏振器42的透射軸。
在圖1中，TFT和象素電極形成于下襯底上，而濾色層和公共電極形成于上襯底上。但是，最近提出了一些結構，其中TFT和濾色層形成于下襯底上，或者濾色層和公共電極形成于下襯底上而TFT和象素電極形成于上襯底上。
由于一LCD裝置本身不發(fā)光，所以必需一個額外的光源。因此，一背照光設置在圖1的第一偏振器41之上，來自該背照光的光供給一液晶板。通過根據(jù)液晶層的排列調整光，顯示各圖像。這種結構的LCD裝置稱為透射型(transmissive)LCD裝置。象素電極17和公共電極23(產(chǎn)生電場的兩個電極)由透明導電材料制成，第一襯底10和第二襯底20也是透明的。
由于只有入射光的一個偏振分量通過LCD裝置中使用的偏振器得到透射，而其他分量被吸收并且之后轉換成熱損耗，所以考慮到偏振器表面上的反射，LCD裝置的亮度減小了50％以上。為了通過降低熱損耗而增大LCD裝置的亮度，提出了一種LCD裝置，在該LCD裝置下面有一反射式旋轉(circular)偏振器。該旋轉偏振器透射入射光的一個旋轉偏振分量而反射其他分量。通過該旋轉偏振器下面的多個光學部件再次反射所反射的旋轉偏振分量，并且將它們轉換成能夠透過旋轉偏振器的光分量。理論上，由于將全部入射光轉換成一個分量，然后透過旋轉偏振器，所以發(fā)生在一傳統(tǒng)線性偏振器的光損失明顯減小了。
圖2是一已有技術LCD裝置的示意性剖視圖。
圖2中，是一線性偏振器的第一偏振器42設置在液晶盒41之下，其中一液晶層夾在兩襯底之間，這兩個襯底在各自的內表面上有各自的電極。一將線性偏振轉換為旋轉偏振或將旋轉偏振轉換為線性偏振的阻滯層43和是一線性偏振器的第二偏振器45設置在第一偏振器42之下。一補償膜44可以夾在阻滯層43與第二偏振器45之間。一聚光與散光片46和一背照光47順次設置在第二偏振器45之下。另一方面，其透射軸垂直于第一偏振器42透射軸的第三偏振器48設置在液晶盒41之上。液晶盒41可以具有與圖1中的液晶盒相同結構或不同的結構。
可以通過將一液晶層45b形成于一透明襯底45a上制成第二偏振器45。膽甾液晶具有一可選擇反射性，它根據(jù)膽甾液晶分子的螺距有選擇地只反射特定波長的光。對所反射光的偏振是根據(jù)液晶的旋轉方向確定的。例如，如果一液晶層具有一其中液晶分子沿一旋轉軸逆時針旋轉的左旋結構，那么只有具有一相應顏色(即，波長)的圓形左旋偏振光受到反射。由于感受光的膽甾液晶螺距是隨入射角而變化的，所以所反射光的波長也變化。因此，有一色移，它使所透射光的顏色隨視角變化。為了補償該色移，一補償膜44可以設置在第二偏振器45之上。
如圖2所示，一用來對來自背照光47的光聚光并且將光散播到液晶盒41的片46可以設置在第二偏振器45與背照光47之間。
在圖2的LCD裝置中，通過利用一旋轉偏振器增加透射到一傳統(tǒng)LCD裝置上的光來增大亮度。但是，仍需一傳統(tǒng)的線性偏振器，因為旋轉偏振器的偏振效率低于線性偏振器的偏振效率。此外，對于穿過旋轉偏振器以透過線性偏振器的光來說，應當配置一阻滯層。因此，由于為增大亮度需要的多個膜使得生產(chǎn)成本很高。但是，亮度并沒有增大很多并且視角范圍很窄。
另一方面，最近已經(jīng)研究和開發(fā)出采用一膽甾液晶濾色器(CLC)的LCD裝置。由于膽甾液晶具有一可選擇反射性，所以與采用一吸收式濾色器的LCD裝置相比，其亮度可以得到增強。
圖3是一采用CLC的已有技術LCD裝置的剖視圖。
在圖3中，一采用膽甾液晶的旋轉偏振器53設置在一具有CLC濾色器52的液晶盒51之下。一聚光片54和一背照光55順次設置在旋轉偏振器53之下。
一用來散播透過液晶盒51的光的散光片56設置在液晶盒51之上。一阻滯層57和線性偏振器58順次設置在散光片56之上。
通過把有一高聚光圖案的膜54b形成于一透明襯底54a上，制成用來對射入旋轉偏振器53和CLC52的光進行聚光的聚光片54。聚光片54可以僅由膜54b制成而沒有襯底54a。此外，背照光55可以包括高聚光圖案或裝置。
在具有圖3結構的LCD裝置中，借助一高聚光的背照光和一聚光片，解決了所反射光的波長隨入射到膽甾液晶的入射角變化的問題。此外，借助一旋轉偏振器和一反射式CLC，提高了光效，并且所會聚的光通過液晶盒之上的一個散光層受到散播。因此，與一圖2的現(xiàn)有技術LCD裝置相比，其增強了亮度，并且解決了因視角導致的色移問題。但是，因有單獨的旋轉偏振器和聚光片而導致這種LCD裝置的生產(chǎn)成本和厚度也增大了。
本發(fā)明的優(yōu)點在于通過將一旋轉偏振器和一聚光片形成于一個襯底上，提供了一種液晶顯示裝置，其亮度高，視角寬，厚度小，且成本低，制造過程時間短。
在以下的說明書中描述本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點，根據(jù)該說明書，它們一部分變得很明顯，或者可以通過對本發(fā)明的實踐學會。通過所著的說明書和權利要求書以及附圖所具體指出的結構，可以實現(xiàn)和達到本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點。為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明該目的的這些和其他優(yōu)點，如所具體實施和概括描述的那樣，一種液晶顯示裝置包括一液晶盒；該液晶盒之下的一準直偏振器，該準直偏振器有一準直層和固定到該準直層上的一旋轉偏振器；該準直偏振器之下的一背照光；該液晶盒之上的一散光層；該散光層之上的一阻滯層；和該阻滯層之上的一線性偏振器。
在另一方面，一種液晶顯示裝置包括一液晶盒；該液晶盒之下的一準直偏振器，該準直偏振器有一準直層、一旋轉偏振器和該準直層與該旋轉偏振器之間的一透明襯底；該準直偏振器之下的一背照光；該液晶盒之上的一散光層；該散光層之上的一阻滯層；和該阻滯層之上的一線性偏振器。在另一方面，一種一液晶顯示裝置的整體準直偏振器的制造方法，包括提供第一透明襯底；將一膽甾液晶涂敷在第一透明襯底上；曝光和固化該膽甾液晶以形成一膽甾液晶片；將一樹脂涂敷到該膽甾液晶上；并且對該樹脂制作圖案并且固化它以形成一準直層。
應理解的是，前面總的描述和以下的詳細描述是示例和解釋性的，意欲用它們對如所要求保護的本發(fā)明作進一步的解釋。
這些附圖中圖1是一已有技術LCD板的示意性剖視圖；圖2是一已有技術LCD裝置的示意性剖視圖；圖3是一采用一CLC的已有技術LCD裝置的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例LCD裝置的示意性剖視圖；圖5A至5G是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例一準直偏振器制造過程的示意性剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例LCD裝置的示意性剖視圖；圖7A至7F是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例一準直偏振器制造過程的示意性剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例一LCD裝置的示意性剖視圖。
圖4中，一準直偏振器120設置在一液晶盒110之下，而一背照光130設置在該準直偏振器120之下。該液晶盒110包括相互面對且在內側有各自電極113和114的第一襯底111和第二襯底112；和第一襯底111與第二襯底112之間的一液晶層115。一膽甾液晶(CLC)117形成于第一襯底111的外側上。多個薄膜晶體管(TFTs)和象素電極(圖中未示)可以形成于第一襯底111的內側上，而一公共電極(圖中未示)可以形成于第二襯底112的內側上。否則一公共電極可以形成于第一襯底111的內側上，而多個TFTs和象素電極可以形成于第二襯底112的內側上。準直偏振器120包括透明襯底121上一膽甾液晶的旋轉偏振器122，和該透明襯底121之下有一聚光圖案的準直層123。背照光130可以包括作為直線光源的燈131和一用來將直線光源轉換為平面光源的光導132。為了增大可聚性，聚光的圖案可以形成于光導132的一個表面上，或者一個附加的聚光膜可以設置在光導132之上。
一散光層140設置在液晶盒110之上，而一阻滯層150設置在散光層140之上。此外，一線性偏振器160設置在阻滯層150之上。全息圖形的散光層140通過衍射散播透過的光。阻滯值為λ/4的阻滯層150轉換光的偏振，即，線形偏振轉換到旋轉偏振和旋轉偏振轉換到線形偏振。
在根據(jù)本發(fā)明的LCD裝置中，利用一圓形或準直偏振器和一準直層改善亮度和視角。由于該準直偏振器和準直層形成于一襯底上，所以簡化了制造過程并降低了生產(chǎn)成本。此外，可以減小LCD裝置的厚度。
圖5A至5G是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例一準直偏振器的制造過程的示意性剖視圖。
在圖5A中，一膽甾液晶(CLC)層122a形成于第一透明襯底124上。該膽甾液晶層122a可以通過涂敷法形成，具體地說，該涂敷法是一輥涂法，該輥涂法利用一輥子使一表面成為一平面，并且該膽甾液晶層122a可以有一均勻的厚度。一透明塑料襯底可以用作第一透明襯底124。
圖5B中，第二透明襯底121設置在膽甾液晶層122a上。該第二透明襯底(121)也可以采用一透明塑料襯底。通過令其間夾有膽甾液晶層122a的第一透明襯底124與第二透明襯底121通過相互間隔開的兩個輥子，調整膽甾液晶層122a的厚度。
圖5C中，在令(圖5B中的)膽甾液晶層122a暴露在光如紫外光(UV)下以選擇一間距且固化所曝光的膽甾液晶層以形成一旋轉偏振器122之后，把諸如光可固化(curable)樹脂之類的材料涂敷到第二透明襯底121上以形成一樹脂123a。用一平面輥涂敷有機膜123a，然后用一印模對其制作圖案以在該有機膜123a上設置一聚光圖案。另外也可以用一壓花輥同時涂敷有機膜123a和對其制作圖案。通過用UV或加熱固化制作了圖案的有機膜123a，制成一聚光膜或準直層?？梢栽谕糠蠛椭谱鲌D案之后或在制作圖案的同時固化該有機膜123a，以形成一聚光膜或準直層123。該聚光膜或準直層123的圖案是棱鏡圖案、全息圖案和微透鏡圖案中的一種，在全息圖案中為重現(xiàn)而給所透過的光增加一非相干光，而微透鏡圖案具有圓形、或圓形與平面形的兩個側面。
圖5D中，第一保護膜125設置在聚光膜123上以用于保護。
圖5E和5F中，在去除了旋轉偏振器122下面的第一透明襯底124之后，將第二保護膜126設置到旋轉偏振器122之下。
因此，在圖5F的狀態(tài)下設置一整體聚光偏振器或準直偏振器，以保護旋轉偏振器122和準直層123。當該整體準直偏振器用于一LCD裝置時，如圖5G所示，去除第一和第二保護膜125和126。此外，該整體準直偏振器可以配置給(圖4的)液晶盒110或背照光130。
即使散光層設置在本發(fā)明第一實施例中的液晶盒之上，該散光層也可以設置在液晶盒中以改善顯示品質。這里，散光層可以設置在第二襯底112與第二電極114之間，或者設置在第二電極114與液晶層115之間。
因此，因有聚光背照光和聚光層或準直層，解決了由膽甾液晶的視角產(chǎn)生的色移問題，并且利用旋轉偏振器和CLC提高了透射率。此外，通過經(jīng)散光層發(fā)散會聚的光，改善了LCD裝置的亮度和視角。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的LCD裝置的示意性剖視圖。圖6中，省去了圖4的透明襯底。
圖6中，一整體聚光偏振器或準直偏振器220設置在一液晶盒210之下，而一背照光230設置在整體準直偏振器220之下。液晶盒210包括相互面對且內側各有各自電極213和214的第一襯底211和第二襯底212。一液晶層215夾在各電極213與214之間，而一CLC 217形成于第一襯底211的外側上。整體準直偏振器220包括一膽甾液晶的旋轉偏振器221，該偏振器221在具有一聚光圖案的準直層222上。背照光230可以包括一具有聚光圖案的光導232，或者一附加的聚光膜可以設置在光導232之上。
一全息圖案的散光層240設置在液晶盒210之上，而阻滯值為λ/4的阻滯層250設置在散光層240之上。此外，一線性偏振器260設置在阻滯層250之上。
圖7A至7F是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例一整體聚光或準直偏振器的制造過程的示意性剖視圖。
圖7A中，一膽甾液晶層221a形成于一透明襯底223上。該膽甾液晶層221a可以通過涂敷法形成，具體地說，該涂敷法是一輥涂法，該輥涂法利用一輥子使一表面成為一平面，并且該膽甾液晶層221a可以有一均勻的厚度。
圖7B中，在令(圖7A中的)膽甾液晶層221a暴露在光如紫外光(UV)下以選擇一間距且固化所曝光的膽甾液晶層以形成一旋轉偏振器221之后，把諸如光可固化樹脂之類的材料涂敷到旋轉偏振器221上以形成一樹脂222a。用一平面輥涂敷有機膜222a，然后用一印模對其制作圖案以在該有機膜222a上設置一聚光圖案。另外也可以用一壓花輥涂敷有機膜222a并且同時對其制作圖案。通過用UV或加熱固化制作了圖案的有機膜222a，制成一聚光膜或準直層?？梢栽谕糠蠛椭谱鲌D案之后或在制作圖案的同時固化該有機膜222a，以形成一聚光膜或準直層222。該準直層222的圖案是棱鏡圖案、全息圖案和微透鏡圖案中的一種。
圖7C中，第一保護膜224設置在準直層222上以用于保護。
圖7D和7E中，在去除了旋轉偏振器221下面的襯底223之后，將第二保護膜225設置到旋轉偏振器221之下。
由于根據(jù)本發(fā)明的第二實施例從該整體準直偏振器上去除了第一實施例的旋轉偏振器與準直層之間的襯底，降低了厚度，以致因光損耗的降低而進一步改善了亮度。
在第一和第二實施例中，用UV光固化一樹脂，然后在用一印模涂敷該樹脂并對其制作圖案之后，從該印模上分離它以形成一聚光膜或準直層。在另一實施例中，可以在分開印模之后固化該有機膜。
形成一旋轉偏振器的步驟可以包括為準直而對膽甾液晶進行退火和硬化的步驟。此外，在制成一整體準直偏振器之后，可以包括完成固化的附加退火步驟。
為了將一整體準直偏振器配置給一液晶盒，把一膠涂敷到該整體準直偏振器的表面上，之后形成第二保護膜，或者把用膠處理的膜用作第二保護膜，因為膠會轉移到該整體準直偏振器上。
因此，因有聚光背照光和聚光層或準直層，解決了由膽甾液晶的視角產(chǎn)生的色移問題，并且利用旋轉偏振器和CLC提高了透射率。由此，改善了LCD裝置的亮度和視角。通過在一個襯底上形成一聚光膜或準直層和一旋轉偏振器，制造過程得以簡化，并且生產(chǎn)成本得以降低。還減小了LCD裝置的厚度。通過去除旋轉偏振器與聚光膜或準直層之間的襯底，可以進一步減小LCD裝置的厚度并且進一步改善亮度。
對本領域的普通技術人員來說很明顯的是，可以在不脫離本發(fā)明的實質或范圍的情況下，在本發(fā)明的平板顯示裝置的制造方法中作各種修改和變換。這樣，倘若這些修改和變換落在所附權利要求書及其等同物的范圍內，意欲使本發(fā)明覆蓋這些修改和變換。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括一液晶盒；該液晶盒之下的一準直偏振器，該準直偏振器有一準直層和固定到該準直層上的一旋轉偏振器；該準直偏振器之下的一背照光；該液晶盒之上的一散光層；該散光層之上的一阻滯層；和該阻滯層之上的一線性偏振器。
2.根據(jù)權利要求1的裝置，其中旋轉偏振器具有膽甾液晶。
3.根據(jù)權利要求1的裝置，其中準直層具有一聚光圖案，該聚光圖案是棱鏡圖案、全息圖案和微透鏡圖案中的一種。
4.根據(jù)權利要求3的裝置，其中微透鏡圖案是一陣列。
5.一種液晶顯示裝置，包括一液晶盒；該液晶盒之下的一準直偏振器，該準直偏振器有一準直層、一旋轉偏振器和該準直層與該旋轉偏振器之間的一透明襯底；該準直偏振器之下的一背照光；該液晶盒之上的一散光層；該散光層之上的一阻滯層；和該阻滯層之上的一線性偏振器。
6.根據(jù)權利要求5的裝置，其中該透明襯底具有塑性。
7.根據(jù)權利要求1的裝置，其中該散光層是一全息圖案。
8.根據(jù)權利要求1的裝置，其中該液晶盒和準直偏振器是附加的。
9.根據(jù)權利要求1的裝置，其中該液晶盒包括相互面對的第一和第二襯底，在第一和第二襯底各自的內側上有各電極；和各電極之間的一液晶層。
10.一種一液晶顯示裝置的整體準直偏振器的制造方法，包括提供第一透明襯底；將一膽甾液晶涂敷到第一透明襯底上；曝光和固化該膽甾液晶以形成一膽甾液晶片；將一樹脂涂敷到該膽甾液晶上；以及對該樹脂制作圖案并且固化它以形成一準直層。
11.根據(jù)權利要求10的方法，還包括將第二透明襯底設置在該膽甾液晶上。
12.根據(jù)權利要求10的方法，還包括將第一保護膜和第二保護膜分別形成于該準直層上和該膽甾液晶之下。
13.根據(jù)權利要求10的方法，其中在對該樹脂制作圖案中采用一印模(stamp)。
14.根據(jù)權利要求10的方法，其中在對該樹脂制作圖案中采用壓花。
15.根據(jù)權利要求10的方法，其中利用紫外光進行曝光和固化。
16.根據(jù)權利要求10的方法，其中利用熱進行曝光和固化。
17.一種一液晶顯示裝置的整體準直偏振器的制造方法，包括提供第一透明襯底；將一膽甾液晶涂敷到第一透明襯底上；在該膽甾液晶層上設置第二透明襯底；曝光和固化該膽甾液晶以形成一膽甾液晶片；將一樹脂涂敷到該膽甾液晶上；以及對該樹脂制作圖案并且固化它以形成一準直層。
18.根據(jù)權利要求17的方法，其中利用紫外光進行曝光和固化。
19.根據(jù)權利要求17的方法，其中利用熱進行曝光和固化。
20.根據(jù)權利要求17的方法，還包括在曝光和固化膽甾液晶之前，令其間有膽甾液晶的第一與第二襯底通過多個輥子。
全文摘要
一種液晶顯示裝置，包括一液晶盒，該液晶盒有一膽甾液晶濾色器；該液晶盒之下的一整體準直偏振器，該整體準直偏振器有一準直層和該準直層上的一旋轉偏振器；該整體準直偏振器之下的一背照光；該液晶盒之上的一散光層；該散光層之上的一阻滯層；和該阻滯層之上的一線性偏振器。
文檔編號G02F1/1335GK1417623SQ02132029
公開日2003年5月14日 申請日期2002年9月6日 優(yōu)先權日2001年11月8日
發(fā)明者尹性會 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社