專利名稱：面內(nèi)切換型液晶顯示器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示器件，更具體的，涉及一種使用鐵電液晶材料的面內(nèi)切換型液晶顯示器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常，液晶顯示(LCD)器件對施加到液晶單元的電場進行控制。受控的電場調(diào)節(jié)入射到液晶單元的光，從而顯示圖像。液晶顯示器件可以采用垂直電場方法和水平電場方法驅(qū)動液晶單元。
在垂直電場方法中，在上基板和下基板上分別形成像素電極和公共電極。由此，像素電極和公共電極彼此垂直相對，并且通過在像素電極和公共電極之間施加電壓差，來產(chǎn)生垂直穿過液晶單元的電場。例如，扭曲向列(TN)型LCD器件通常使用垂直電場方法。扭曲向列型LCD器件具有較寬的孔徑比。但是，由于液晶分子具有不同的折射率，所以顯示的圖像隨著觀察者視角的變化而變化。因此，存在難以實現(xiàn)寬視角的缺點。
此外，面內(nèi)切換(IPS)型LCD器件通常使用水平電場方法。在水平電場方法中，在形成在同一個基板上的電極之間產(chǎn)生電場來驅(qū)動液晶單元。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換型液晶顯示器件的示意剖面圖。在圖1中，液晶顯示器件包括上玻璃基板12和下玻璃基板18，在兩者之間形成具有液晶分子14的液晶層。分別在上基板12的上表面和下表面上形成偏振膜11和配向?qū)?3。另外，分別在下基板18的上表面和下表面上形成配向膜17和偏振膜19。特別是，偏振膜11和18的軸彼此交叉。
此外，在下基板18上的配向膜17上形成公共電極15和像素電極16。具體地，通過施加在公共電極15和像素電極16之間的電壓差，沿水平方向產(chǎn)生電場20。結(jié)果，液晶分子14被電場20旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)透過液晶層的光的偏振分量。例如，如果透過液晶層的光的偏振分量改變90度，則光穿過上偏振膜11。另一方面，如果光的偏振分量不改變，則光不能穿過上偏振膜11。
由于液晶分子14的折射率變化不大，所以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS型液晶顯示器件具有較寬的視角。但是，對液晶分子14施加電場是由下基板18上的不透明的公共電極15和像素電極16來實現(xiàn)的。具體地，由于不在公共電極15和像素電極16上進行光開關(guān)，所以施加到液晶分子14的電場是彎曲的。因此，現(xiàn)有技術(shù)的IPS型液晶顯示器件存在孔徑比低的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明意在提供一種基本消除由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點引起的一個或多個問題的面內(nèi)切換型的液晶顯示器件及其制造方法。
本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)寬視角而不降低孔徑比的面內(nèi)切換型的液晶顯示器件及其制造方法。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在下面的說明書中闡明，部分地將在該說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明來領(lǐng)會。通過在書面說明書及其權(quán)利要求書以及附圖所具體指出的結(jié)構(gòu)，將實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的目的，如本文所示例和廣義描述的，面內(nèi)切換型液晶顯示器件包括位于第一基板上的第一鐵電液晶層；位于第二基板上的第二鐵電液晶層，第一基板和第二基板彼此接合在一起，并在其間留有間隔；以及位于第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層之間的間隔中的向列液晶層，第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層包括光聚合單體(photo-polymerizational monomer)。
在另一方面，制造面內(nèi)切換型液晶顯示器件的方法包括在第一基板上形成第一鐵電液晶層；在第二基板上形成第二鐵電液晶層，第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層包括光聚合單體；彼此接合第一基板和第二基板，且其間留有間隔；然后在第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層之間的間隔中形成向列液晶層。
應(yīng)當理解，上述一般說明和下面的詳細說明是示例性和解釋性的，意在為所要求的發(fā)明提供進一步的說明。


為了進一步理解本發(fā)明而提供了附圖，

了本發(fā)明的實施例，其被引入說明書，構(gòu)成了說明書的一部分并且與說明書一起說明本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換型液晶顯示器件的示意剖面圖；圖2A到2D是根據(jù)本發(fā)明的實施例的制造液晶顯示器的方法的示意剖面圖；以及圖3示出了在根據(jù)本發(fā)明的實施例的液晶顯示器中鐵電液晶和向列液晶的運動的示意立體圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細說明優(yōu)選實施例，在附圖中示出了優(yōu)選實施例的示例。
圖2A到2D示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的制造液晶顯示器的方法的示意剖面圖。在圖2A中，在上基板21上形成上電極22和上配向膜23。另外，在下基板31上形成下電極32和下配向膜33。上基板21和下基板31可以由透明玻璃材料形成。上電極22和下電極32可以由透明導(dǎo)電材料(例如氧化銦錫(ITO))形成。
此外，上配向膜23和下配向膜33可以由有機材料(例如聚酰亞胺)形成?？梢阅Σ辽吓湎蚰?3和下配向膜33來設(shè)置隨后在它們之間形成的鐵電液晶分子24和34(如圖2B所示)的預(yù)傾斜角。在下基板31的光入射平面上和上基板21的光出射(light out-coming)平面上形成與透光軸交叉的偏振膜(未示出)。
如圖2B所示，在形成鐵電液晶分子24和34的手性近晶C*相(chiralsmectic C*phase)期間，將少量光聚合單體25和35加入到鐵電液晶分子24和34中。例如，鐵電液晶分子24和34與光聚合單體25和35具有如下表1所示的構(gòu)成比。
表1

另外，鐵電液晶分子24和34可以包括任何已知的鐵電液晶材料，光聚合單體25和35可以包括任何已知的向列光聚合單體。具體地，光聚合單體25和35可以分別與鐵電液晶分子24和34均勻地混合，然后，混合物分別均勻地涂在配向膜23和33上?？梢栽谙蛄邢到y(tǒng)中形成鐵電液晶分子24和34。
此外，鐵電液晶分子24和34與光聚合單體25和35的混合物可以暴露于電負性較高的介質(zhì)中。另選地，可以向鐵電液晶分子24和34與光聚合單體25和35的混合物施加電場或磁場。由此，如圖2B中的箭頭所示，鐵電液晶分子24和34可以沿自發(fā)偏振方向配向。例如，該混合物可以暴露于作為高極性介質(zhì)的水(H2O)或氧(O2)的氣氛中。
當暴露于高極性的介質(zhì)中時，由于轉(zhuǎn)變溫度，鐵電液晶分子24和34從各向同性相變?yōu)榻相、手性近晶C*相和手性向列N*相。另外，鐵電液晶分子24和34的自發(fā)偏振朝向介質(zhì)。相反，當暴露于低極性的介質(zhì)(例如氮(N2)或空氣)中時，鐵電液晶分子24和34的自發(fā)偏振朝向介質(zhì)的相反方向。因此，進行溫度處理，以使相從近晶A相或手性向列N*相轉(zhuǎn)變?yōu)槭中越*相。
此外，當在轉(zhuǎn)變溫度下對鐵電液晶分子24和34施加電場或磁場時，鐵電液晶分子24和34從各向同性相變?yōu)榻相、手性近晶C*相和手性向列N*相。鐵電液晶分子24和34的自發(fā)偏振平行于電場或磁場排列。
結(jié)果，通過將混合物暴露在具有電極性的介質(zhì)中或通過對混合物施加電場或磁場，在上基板21上形成的鐵電液晶分子24具有朝向上基板21的相反方向的自發(fā)偏振方向，在下基板31上形成的鐵電液晶分子34具有朝向下基板31的自發(fā)偏振方向。
如圖2C所示，通過對混合物進行紫外線(未示出)照射來引起光聚合單體25和35的光聚合。具體地，光聚合單體25和35可以具有通過光聚合產(chǎn)生的橋鍵(bridge bond)以形成光聚合體網(wǎng)。結(jié)果，鐵電液晶分子24和34具有保持一致的自發(fā)偏振方向，并且它們的初始配向穩(wěn)定。
具體地，在基板21和31上形成聚合體穩(wěn)定的FLC(PSFLC)配向膜，從而能夠穩(wěn)定配向狀態(tài)。此外，由于加入了少量光聚合單體25和35，所以鐵電液晶分子24和34的橋鍵的范圍允許鐵電液晶分子24和34旋轉(zhuǎn)。
如圖2D所示，在上下基板21和31的外圍用密封劑(未示出)以預(yù)定的單元間隙將上下基板21和31彼此面對地接合。此外，在上下基板21和31之間的單元間隙中形成向列型液晶材料30。具體地，含有鐵電液晶分子24和34的鐵電液晶層不與向列型液晶材料30混合。因此，在向列型液晶材料30與鐵電液晶材料層之間的接觸面上形成相分離。向列型液晶材料30可以是正型或負型液晶材料。
圖3是示出了在根據(jù)本發(fā)明的實施例的液晶顯示器中鐵電液晶和向列液晶的運動的示意立體圖。如圖3所示，當對上下電極22和32施加電壓差時(如圖2D所示)，面內(nèi)驅(qū)動向列型液晶材料30，從而調(diào)節(jié)從中穿過的光。
另外，面內(nèi)驅(qū)動沿虛圓錐體旋轉(zhuǎn)的鐵電液晶分子34，并引起與其相鄰的向列型液晶材料30的面內(nèi)驅(qū)動。具體地，當將電場施加到鐵電液晶分子34上時，鐵電液晶分子34具有永久的偏振，即，自發(fā)偏振。因此，電場與自發(fā)偏振的相互作用類似于磁體的相互作用，使鐵電液晶分子34快速旋轉(zhuǎn)。
結(jié)果，通過使用垂直電場方法施加電場，液晶顯示器件孔徑比的減小最小化，并通過向列型液晶材料30的面內(nèi)驅(qū)動來實現(xiàn)寬視角。此外，鐵電液晶分子34使向列型液晶材料30快速旋轉(zhuǎn)。因此，改善了向列型液晶材料30的響應(yīng)速度。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例的面內(nèi)切換型液晶顯示器件及其制造方法在上下基板的每一個中的配向膜上形成鐵電液晶層，并在鐵電液晶層之間形成向列液晶層。液晶顯示器件采用垂直電場方法向鐵電液晶層和向列液晶層施加電場。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的實施例的面內(nèi)切換型液晶顯示器件及其制造方法通過鐵電液晶層的感應(yīng)，來面內(nèi)驅(qū)動向列液晶層的液晶分子。由此，增加了孔徑比并實現(xiàn)了寬視角。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的面內(nèi)切換型液晶顯示器件及其制造方法包括在鐵電液晶層中引起光聚合。由此，鐵電液晶層具有保持一致的自發(fā)偏振方向，并且它們的初始配向穩(wěn)定。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以不脫離本發(fā)明的精神或范圍對本發(fā)明的面內(nèi)切換型液晶顯示器件及其制造方法進行各種修改和變型。因此，如果本發(fā)明的這些修改和變型落入了所附權(quán)利要求書及其等同物的范圍，則本發(fā)明就覆蓋它們。
本發(fā)明要求2003年12月29日在韓國提交的韓國專利申請No.P2003-99336的優(yōu)先權(quán)，通過引用合并在本文中。
權(quán)利要求
1.一種面內(nèi)切換型液晶顯示器件，包括位于第一基板上的第一鐵電液晶層；位于第二基板上的第二鐵電液晶層，所述第一基板和所述第二基板彼此接合在一起，并且其間留有間隔；以及向列液晶層，其位于所述第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層之間的間隔中，所述第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層包含光聚合單體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層的每一個中的光聚合單體為大約1wt％～5wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，還包括位于所述第一基板上的第一電極；以及位于所述第二基板上的第二電極，所述第一電極和第二電極產(chǎn)生垂直穿過所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層以及所述向列液晶層的電場。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的器件，其中所述第一電極和所述第二電極為透明電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中通過所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層基本在面內(nèi)驅(qū)動所述向列液晶層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，還包括位于所述第一電極和所述第一鐵電液晶層之間的第一配向膜；以及位于所述第二電極和所述第二鐵電液晶層之間的第二配向膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層的液晶分子交聯(lián)鍵合(cross-link-bonding)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層包括從各向同性相到手性近晶C*相的相變。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的器件，其中相轉(zhuǎn)變包括在各向同性相與手性近晶C*相之間的手性近晶A相。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的器件，其中相轉(zhuǎn)變包括在各向同性相與手性近晶C*相之間的手性向列N*相。
11.一種制造面內(nèi)切換型液晶顯示器件的方法，包括在第一基板上形成第一鐵電液晶層；在第二基板上形成第二鐵電液晶層，所述第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層包括光聚合單體；將第一基板和第二基板彼此接合，其間留有間隔；以及在所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層之間的所述間隔中形成向列液晶層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層的形成包括將光聚合單體與鐵電液晶材料混合，光聚合單體為大約1wt％～5wt％，鐵電液晶材料為大約95wt％～99wt％。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層的形成包括將混合物暴露在光中，以引起混合物的光聚合。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層的形成包括配向所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層的自發(fā)偏振方向。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中對所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層的自發(fā)偏振方向的配向包括將所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層暴露在兩親介質(zhì)(amphiphilic medium)和兩疏介質(zhì)(amphiphobic medium)中的一種中。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中對所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層的自發(fā)偏振方向的配向包括施加電場或磁場。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層的形成包括溫度處理，以引起第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層的相變。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括在所述第一基板上形成第一電極；以及在所述第二基板上形成第二電極，所述第一電極和所述第二電極產(chǎn)生垂直穿過所述第一鐵電液晶層和所述第二鐵電液晶層以及所述向列液晶層的電場。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述第一電極和所述第二電極由透明導(dǎo)電材料形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括位于所述第一電極和所述第一鐵電液晶層之間的第一配向膜；以及位于所述第二電極和所述第二鐵電液晶層之間的第二配向膜。
全文摘要
面內(nèi)切換型液晶顯示器件及其制造方法。面內(nèi)切換型液晶顯示器件包括位于第一基板上的第一鐵電液晶層；位于第二基板上的第二鐵電液晶層，第一基本和第二基板彼此接合在一起，其間留有間隔；以及位于第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層之間的間隔中的向列液晶層，第一鐵電液晶層和第二鐵電液晶層包括光聚合單體。
文檔編號G02F1/141GK1637568SQ200410011529
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
發(fā)明者崔秀石 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社