CN109212810A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液晶显示装置及其制造方法。LCD装置包括液晶面板。液晶面板包括：其上的像素电极和公共电极形成为彼此分离第一基板和形成在第一基板上的纳米囊液晶层。纳米囊液晶层由缓冲材料和均填充有液晶分子的纳米囊形成，并且像素电极的宽度与电极和公共电极之间的距离的比率处于1:1至1:7的范围内。这样的LCD装置允许包括纳米尺寸的液晶囊的液晶层形成在单个基板和柔性基板中的一个上。因此，能够增强LCD装置的产率。而且，由于省略了配向膜形成处理和摩擦处理，因此，能够增强处理效率。此外，由于改进了像素电极和公共电极的驱动模式和结构，因此能够增强驱动电压的效率和透射率。

Description

液晶显示装置及其制造方法

本申请是申请日为2013年12月20日、申请号为201310712861.8、发明名称为“液晶显示装置及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置及其制造方法，其用于防止由于外力导致的光泄漏，简化了制造工艺并且增强了响应速度。

背景技术

近来，显示领域已经随着信息社会的发展而快速地发展。因此，已经引入了包括液晶显示(LCD)装置、等离子显示面板装置(PDP)、电致发光显示装置(ELD)、场发射显示装置(FED)等等的平板显示装置。这样的平板显示装置由于其诸如薄、轻和低功耗的特点而迅速地替代了现有的阴极射线管(CRT)显示装置并且受到了关注。

在平板显示装置当中，由于显示优异的运动图像并且具有高对比度，因此LCD装置正在大量地用在笔记本计算机、监视器、电视接收器等等中。

现在将参考图1描述普通LCD装置的构造。

图1是示出现有技术的LCD装置的截面图。

参考图1，LCD装置包括LCD面板和布置在LCD面板下面的背光单元40。LCD面板包括阵列基板10和滤色器基板，其以彼此面对的方式组合并且其间具有液晶层50。被称为阵列基板的第一基板10的一个表面被限定为多个像素区域P。而且，第一基板10包括设置在各像素区域P中的薄膜晶体管Tr和透明像素电极19。薄膜晶体管Tr通过形成在层间绝缘膜18中的接触孔连接到透明像素电极19。这样的薄膜晶体管Tr包括栅电极12、栅极绝缘膜13、有源层14、欧姆接触层15a和15b、源电极16和漏电极17。

与第一基板10相对并且其间插入有液晶层50的第二基板24被称为上基板或滤色器基板。格子形状的黑色矩阵22形成在第二基板24的一个表面上。黑色矩阵22用于屏蔽非显示元件(包括第一基板10的薄膜晶体管Tr等等)，并且仅暴露透明像素电极。为此，黑色矩阵22形成为各像素P的边缘。

而且，第二基板24进一步包括红色、绿色和蓝色滤色器23和透明公共电极21。红色、绿色和蓝色滤色器23被彼此交替地布置在第二基板24的由格子限定的像素区域P中。透明公共电极21形成为覆盖黑色矩阵22和滤色器23。

偏光板11和25附接到第一基板10和第二基板24的外表面。偏光板11和25选择性地仅透射被固定偏振的光。

第一配向膜20a插入在液晶层50与像素电极19之间。而且，第二配向膜20b插入在液晶层50与公共电极21之间。第一配向膜20a和第二配向膜20b的一个表面被在固定方向上摩擦。这样的第一配向膜20a和第二配向膜20b使得液晶分子的初始配向状态和配向方向得以均匀地保持。

密封图案70沿着第一基板10和第二基板24的边缘形成。密封图案70用于防止插入在第一基板10与第二基板24之间的液晶材料的泄漏。

这样的LCD装置不是自发光装置。因此，需要单独的光源以用于LCD装置。根据此，背光单元40布置在LCD面板的后表面上并且用于将光施加到LCD面板。

在LCD装置中使用的液晶层50能够包括向列液晶材料、近相液晶材料、胆甾相液晶材料等等中的任一种。然而，在LCD装置的液晶层50中主要使用向列液晶材料。

同时，LCD装置具有低响应速度并且导致残留图像。因此，LCD装置使得图像质量劣化。此外，需要很多处理来完成LCD装置。鉴于此，正在积极地研究均具有高响应速度和增强的加工效率的LCD装置。

发明内容

因此，本发明的实施方式涉及一种LCD装置及其制造方法，其基本上避免了由于现有技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。

实施方式提供了一种LCD装置及其制造方法，其通过形成包括纳米尺寸的液晶囊的液晶层来防止由于除了电场之外的外力导致的光泄漏和光学变化。

而且，实施方式提供了一种LCD装置及其制造方法，其通过在单个基板和柔性基板上形成包括纳米尺寸的液晶囊的液晶层来增加产率并且减少处理。

此外，实施方式提供了一种LCD装置及其制造方法，其通过形成包括纳米尺寸的液晶囊并且不需要光学各向异性的初始配向的液晶层并且省略了配向膜形成处理和摩擦处理来提高加工效率。

此外，实施方式提供了一种LCD装置及其制造方法，其通过利用改进像素和公共电极的结构以及驱动模式降低驱动电压并且增加透射率来提供节能的驱动。

在随后的描述中将会部分地阐述本发明的额外的优点、目的和特征，并且部分优点、目的和特征对于已经研究过下面所述的本领域技术人员来说将是显而易见的，或者部分优点、目的和特征将通过本发明的实践来知晓。通过在给出的描述及其权利要求以及附图中特别地指出的结构可以实现并且获得本发明的目的和其它的优点。

根据本实施方式的一个一般性方面，一种LCD装置包括液晶面板。液晶面板包括：第一基板，在该第一基板上，像素电极和公共电极形成为彼此分离；以及纳米囊液晶层，其形成在第一基板上。纳米囊液晶层由缓冲材料和均填充有液晶分子的纳米囊形成，并且像素电极的宽度与像素电极和公共电极之间的距离的比率处于1:1至1:7的范围内。

根据本实施方式的另一方面的制造LCD装置的方法包括：在第一基板上形成薄膜晶体管；形成连接到薄膜晶体管的像素电极；形成与像素电极分离的公共电极；在设置有公共电极的第一基板上形成纳米囊液晶层；以及完成液晶面板。纳米囊液晶层由缓冲材料和均填充有液晶分子的纳米囊形成，并且像素电极的宽度与像素电极和公共电极之间的距离的比率处于1:1至1:7的范围内。

在研读以下附图和具体描述之后其它系统、方法、特征和优点将对于本领域技术人员变得明显。本说明书中包括的全部这些附加系统、方法、特征和优点均落入本发明的范围内，并且由以下的权利要求保护。此部分的内容不应视作对权利要求的限制。其它方面和优点在下面接合实施方式一起讨论。应该理解，对本公开的以上概述和以下详述都是示例性和解释性的，并旨在对所要求保护的本公开提供进一步的解释。

本申请要求2013年1月2日提交的韩国专利申请No.10-2013-0000397和2013年1月2日提交的韩国专利申请No.10-2013-0000396的优先权，通过引用将其整体并入这里。

附图说明

附图被包括进来以提供本发明的进一步理解，并且被并入本申请且构成本申请的一部分，示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1是示出现有技术的LCD装置的截面图；

图2是示出根据本公开的第一实施方式的LCD装置的截面图；

图3是示出根据本公开的第二实施方式的LCD装置的截面图；

图4是示出根据本公开的第三实施方式的LCD装置的截面图；

图5是示出根据本公开的实施方式的LCD装置的液晶层的形成处理的截面图；

图6A和图6B是示出包括柔性基板的现有技术和本公开的LCD装置的截面图；

图7A和图7B是示出由外力引起的现有技术和本公开的LCD装置的状态的截面图；

图8是示出根据本公开的LCD装置的截面图；

图9是示出根据电极宽度和电极之间的距离的透射率与驱动电压之间的关系的数据图；

图10是示出根据具有纳米尺寸的囊的液晶层的厚度的透射率与驱动电压之间的关系的数据图；

图11A和图11B是示出突出电极的截面图；

图12A和图12B是均示出根据突出电极的高度的透射率与驱动电压之间的关系的数据图；

图13是示出根据本公开的LCD装置的平面图；

图14A和图14B是示出根据现有技术和本公开的LCD装置的电压驱动模式的波形图；

图15是示出根据液晶分子的介电常数Δε的透射率与驱动电压之间的关系的数据图；

图16是示出根据液晶分子的折射率Δn的透射率与驱动电压的关系的数据图；以及

图17是示出根据纳米囊液晶层的厚度“d”的透射率与驱动电压之间的关系的数据图。

具体实施方式

下面将详细描述本公开的优选实施方式，在附图中例示出了本发明的实施方式的示例。作为示例提供了下文引入的实施方式以向本领域技术人员传达本发明的实质。因此，这些实施方式可以按照不同形状实现，因而本发明不限制于这里描述的这些实施方式。在附图中，为了便于描述夸大了装置的大小、厚度等。尽可能在包括附图的本公开中用相同的附图标记代表相同或类似构件。

图2是示出根据本公开的第一实施方式的LCD装置的截面图。

参考图2，根据本公开的第一实施方式的LCD装置包括被构造有第一基板100和第二基板200以及插入在第一基板100与第二基板200之间的纳米囊液晶层300的液晶面板。而且，LCD装置包括形成在液晶面板的外表面上的第一偏光板110和第二偏光板210。LCD装置进一步包括布置在液晶面板的后表面上的背光单元400。

第一基板100能够是薄膜晶体管基板。第二基板200能够用作滤色器基板。

第一基板100包括彼此垂直交叉并且限定像素区域的选通线和数据线。选通线和数据线形成在第一基板100上并且在其间插入有栅极绝缘膜。而且，第一基板100包括形成在选通线与数据线的各交叉处的薄膜晶体管。薄膜晶体管包括栅电极、栅极绝缘膜、半导体层、源电极和漏电极。第一基板100进一步包括形成在各像素区域中的像素电极150和公共电极160。像素电极150与各薄膜晶体管接触。公共电极160形成为与像素电极150分离固定距离。

第二基板200包括具有格子形状的黑色矩阵。黑色矩阵形成为屏蔽包括形成在第一基板100上的选通线、数据线、薄膜晶体管等等的非显示区域。第二基板200进一步包括红色、绿色和蓝色滤色器201a、201b和201c。红色、绿色和蓝色滤色器201a、201b和201c形成为彼此交替地布置在第二基板200上并且与像素区域相对。

图3是示出根据本公开的第二实施方式的LCD装置的截面图。

参考图3，根据本公开的第二实施方式的LCD装置包括被构造有第一基板100和第二基板200以及插入在第一基板100与第二基板200之间的纳米囊液晶层300的液晶面板。而且，LCD装置包括形成在液晶面板的外表面上的第一偏光板110和第二偏光板210。LCD装置进一步包括布置在液晶面板的后表面上的背光单元400。

第一基板100能够形成为包括薄膜晶体管和滤色器的晶体管上滤色器(COT)结构。

更具体地，第一基板100包括彼此垂直交叉并且限定像素区域的选通线和数据线。选通线和数据线形成在第一基板100上并且其间插入有栅极绝缘膜。而且，第一基板100包括形成在选通线与数据线的各交叉处的薄膜晶体管。薄膜晶体管包括栅电极、栅极绝缘膜、半导体层、源电极和漏电极。钝化膜形成在设置有薄膜晶体管的第一基板100上。红色、绿色和蓝色滤色器101a、101b和101c彼此交替地形成在钝化膜上。

第一基板100进一步包括形成在各像素区域中的像素电极150和公共电极160。像素电极150与各薄膜晶体管接触。公共电极160形成为与像素电极150分离固定距离。而且，公共电极160形成为用作黑色矩阵。在该情况下，能够从液晶面板移除黑色矩阵。因此，能够增强开口率并且能够简化制造工艺(或掩模过程)。能够以移除第二基板200的方式来制造包括COT结构的液晶面板的LCD装置。

图4是示出根据本公开的第三实施方式的LCD装置的截面图。

参考图4，根据本公开的第三实施方式的LCD装置包括被构造有用作下基板的第一基板100和形成在第一基板100上的纳米囊液晶层300的液晶面板。而且，LCD装置包括形成在液晶面板的外表面上的第一偏光板110和第二偏光板210。LCD装置进一步包括布置在液晶面板的后表面上的背光单元400。

第一基板100包括彼此垂直交叉并且限定像素区域的选通线和数据线。选通线和数据线形成在第一基板100上并且其间插入有栅极绝缘膜。而且，第一基板100包括形成在选通线与数据线的各交叉处的薄膜晶体管。薄膜晶体管包括栅电极、栅极绝缘膜、半导体层、源电极和漏电极。第一基板100进一步包括形成在各像素区域中的像素电极150和公共电极160。像素电极150与各薄膜晶体管接触。公共电极160形成为与像素电极150分离固定距离。

第三实施方式的LCD装置能够移除上基板。因此，第二偏光板210能够与纳米囊液晶层300直接接触。此外，背光单元400能够包括发射红光、绿光和蓝光的光源。第三实施方式的LCD装置能够利用红光、绿光和蓝光光源实现各种颜色。因此，还能够从LCD装置移除滤色器层。根据此，能够减小LCD装置的整体厚度。

而且，第三实施方式的LCD装置不需要用于将第二基板与第一基板100组合的单独的处理。因此，能够增强加工效率。

根据本公开的第一至第三实施方式的LCD装置具有相同的构造，不同之处在于第一基板100和第二基板200。现在将参考图2至图4描述第一至第三实施方式的LCD装置中都包括的相同构造。

参考图2至图4，用于施加光的背光单元400布置在液晶面板上。根据发光的光源的位置，背光单元400分为侧发光型和直下型。侧发光型背光单元允许从液晶面板的一个后侧边缘输出的光源的光由单独的导光板反射并且施加到液晶面板。并且，直下型背光单元包括布置在液晶面板的后表面上的多个光源，并且允许该多个光源将光施加到液晶面板。根据本公开的实施方式的LCD装置能够使用侧发光型和直下型背光单元中的任一种。

作为光源的示例，能够使用诸如冷阴极荧光灯或外电极荧光灯的荧光灯。或者，能够使用发光二极管灯作为光源。

选择性地仅透射固定偏振的光的第一偏光板110和第二偏光板120附接到液晶面板的外表面。第一偏光板110具有沿着第一方向的第一偏振轴。第二偏光板210具有沿着垂直于第一方向的第二方向的第二偏振轴。第一偏光板110透射从背光单元400输出的散射光中平行于第一偏振轴的线性偏振光并且吸收剩余的散射光。第二偏光板210透射通过纳米囊液晶层300的光中平行于第二偏振轴的线性偏振光。

纳米囊液晶层300包括缓冲层310和分散在缓冲层300中的纳米囊330。各纳米囊330填充有非均匀配向的液晶分子320。纳米囊330形成为纳米尺寸并且用于包封液晶分子320。纳米囊330、液晶分子320和缓冲层310能够控制纳米囊液晶层300的光透射量并且显示图像。

均包括液晶分子320的纳米囊330能够占据纳米囊液晶层300的大约5-95％体积％的范围。优选地，纳米囊330处于纳米囊液晶层300的整个体积的大约25-65体积％的范围。纳米囊液晶层300的剩余体积能够由缓冲层310占用。

缓冲层310能够由透明材料和半透明材料中的一种形成。而且，缓冲层310能够具有水溶性、油溶性及其混合性质中的一种。此外，缓冲层310能够利用热和紫外线中的一种来硬化。为了增加缓冲层310的强度并且减少缓冲层310的硬化时间，在缓冲层310中可以进一步包括添加剂。

这样的缓冲层310能够形成具有与纳米囊310非常接近的折射率，以便于使得缓冲层310与纳米囊330之间的界面中的光的色散最小化。而且，缓冲层(310)能够由与液晶分子320的平均折射率的差的范围在0.1以内的材料形成。液晶分子320的平均折射率能够被定义为ne+(2×no)。其中，“ne”对应于液晶分子320的长轴方向上的折射率，并且“no”是液晶分子320的短轴方向上的折射率。

纳米囊330能够形成为其直径处于大约1nm至320nm的范围内。换言之，纳米囊330能够形成为其尺寸小于可见光的波长(即，不超过320nm)。而且，纳米囊330中的液晶分子320是随机配向的。因此，没有产生由于折射率导致的光学表换。换言之，能够获得光学各向同性。此外能够使得可见光的色散最小。优选地，纳米囊330形成为其直径处于大约30nm至100nm的范围内。如果纳米囊330形成为不超过100nm，则能够获得高对比度。

纳米囊液晶层300由各向同性液晶材料形成。当没有施加电压时，各向同性液晶材料在三维空间或二维空间中具有光学各向同性。相反地，如果施加电场，则纳米囊液晶层300内的各向同性液晶分子在电场的方向上重配向，并且纳米囊液晶层300具有双折射性质。换言之，纳米囊液晶层300能够根据施加的电场形成光轴。因此，能够通过控制纳米囊液晶层300的光学性质来透射光。

更具体地，从背光单元400输出的散射光通过第一偏光板110。在通过第一偏光板110的光当中，与液晶分子的配向方向平行的线性偏振光透射通过纳米囊液晶层300。从纳米囊液晶层300输出的光通过第二偏光板210并且允许显示常白。

当没有施加电压时，位于其光轴彼此垂直交叉的偏光板之间的纳米囊液晶层300的液晶分子320在纳米囊330内被配向在任意方向上。因此，纳米囊液晶层300具有光学各向同性。换言之，纳米囊330内的液晶分子320在没有施加电压的状态下没有影响从背光单元400输出的光的光学性质。根据此，从背光单元400输出的光由其光轴彼此垂直交叉的偏光板遮挡，并且允许显示常黑。

这样的包括纳米囊液晶层300的LCD装置能够应用于根据电压的施加与否控制光透射率(或光透射量)的显示装置。而且，纳米囊液晶层300的液晶分子320被动态地扭转。因此，LCD装置的响应时间能够变快。

图5是示出根据本公开的实施方式的LCD装置的液晶层的形成处理的截面图。

参考图5，能够通过制备通过将缓冲材料和均包封液晶分子320的纳米囊330混合而获得的涂敷浆并且使用喷嘴型滴落装置500将该涂敷浆涂敷在第一基板100上来形成。更具体地，第一偏光板110附接到第一基板100的下表面。像素电极150和公共电极160以彼此分离的方式形成在第一基板100的各像素区域上。通过将滴落装置500定位在设置有像素电极150和公共电极160的第一基板100上并且利用滴落装置500将涂敷浆涂敷在第一基板100上来形成纳米囊液晶层300。

而且，包括纳米囊330、处于纳米囊330内的液晶分子320和缓冲层310的纳米囊液晶层300能够利用诸如印刷方法、涂敷方法、滴落方法等等的各种形成方法来形成。

这样的纳米囊液晶层300不具有光学各向异性的初始配向状态。因此，根据本公开的实施方式的LCD装置不需要配向处理。根据此，根据本公开的实施方式的LCD装置中能够省略配向膜并且不需要执行摩擦处理。因此，能够增强处理效率。

图6A和图6B是示出包括柔性基板的现有技术和本公开的LCD装置的截面图。

如图6A中所示，现有技术的LCD装置能够应用于柔性面板和弯曲面板中的一种。在该情况下，在现有技术的LCD装置中能够产生光泄漏。通过朝向一个方向弯曲相应的面板的处理来形成柔性面板或弯曲面板。

弯曲处理不仅导致了在上基板与上偏光板25中产生了作用于附接在一起的上基板和偏光板25伸长的方向的应力而且导致在附接在一起的下基板和另一偏光板11中产生了作用于下基板与下偏光板11收缩的另一方向上的另一应力。作用于彼此相反方向上的应力导致了上基板和下基板在彼此相反的方向上移动或变形。然而，上基板和下基板的边缘被彼此固定。因此，生成了扭应力。

由于此，产生了基板的错位，上基板和下基板的摩擦轴扭曲，并且液晶分子的布置被破坏。根据此，产生了光泄漏。在利用公共电极和像素电极形成水平电场的本公开的IPS模式LCD装置中，光泄漏被视为大的问题。而且，IPS模式LCD装置允许液晶层50内的液晶分子配向在水平方向上。因此，IPS模式LCD装置必须对于光学轴的扭曲非常敏感。

换言之，在具有柔性面板和弯曲面板之一的LCD装置中产生的光泄漏使得从背光单元40输出的光不能够被完全地遮挡。由于此，不能够显示常黑。

虽然本公开的LCD装置应用于柔性面板和弯曲面板之一，如图6B中所示，但是，没有产生光泄漏。更具体地，包括第一偏光板110的第一基板和包括第二偏光板210的第二基板通过弯曲处理而弯曲。不管怎样，纳米囊液晶层300没有受到可见光的影响。这是由于液晶分子320被包封在小于可见光的波长的纳米囊330内。因此，即使第一基板和第二基板弯曲，也没有产生光泄漏。

图7A和图7B是示出由外力引起的现有技术和本公开的LCD装置的状态的截面图。

如果外力施加到现有技术的LCD装置，如图7A中所示，则会产生光泄漏。施加到液晶面板的外力影响了液晶分子的排列。换言之，外力不仅使得液晶分子的排列被部分地破坏而且使得光轴部分地扭曲。由于此，会产生光泄漏。特别地，利用公共电极和像素电极形成水平电场的本公开的IPS模式LCD装置允许液晶分子配向在水平方向上。因此，IPS模式LCD装置会较大地由到由外力引起的液晶分子的部分破坏的排列的影响。

另一方面，即使如图7B中所示地施加外力，本公开的LCD装置也没有产生光泄漏。更具体地，本公开的LCD装置允许液晶分子320包封在小于可见光波长的纳米囊330内。因此，纳米囊液晶层300没有受到可见光的影响。因此，即使施加外力也没有产生光泄漏。

能够改进像素电极和公共电极的结构和驱动模式，以便于增强由上述LCD装置提供的驱动电压的效率和透射率。现在将参考图8至图14描述改进的电极结构和改进的驱动模式。

图8是示出根据本公开的LCD装置的截面图。

参考图8，第一基板100和第二基板200被布置为彼此面对。纳米囊液晶层300插入在第一基板100与第二基板200之间。纳米囊液晶层300由缓冲材料和均包封液晶分子320的纳米囊330形成。第一偏光板110附接到第一基板100的外表面。第二偏光板210附接到第二基板200的外表面。

而且，像素电极150和公共电极160以彼此分离的方式形成在第一基板100的各像素区域中。像素电极150和公共电极160形成为相同的宽度。为了说明的方便起见，将像素电极150或公共电极160的宽度定义为“W”，将像素电极150与公共电极160之间的距离定义为“l”，并且将纳米囊液晶层300的厚度定义为“Gap”。

图9是示出根据电极宽度和电极之间的距离的透射率与驱动电压之间的关系的数据图。

如图9中所示，看到的是，当纳米囊液晶层的厚度被固定为4μm时，与驱动电压相关的透射率随着像素电极150或公共电极160的宽度W与像素电极150与公共电极160之间的距离的比率而变化。因此，像素电极150或公共电极160的宽度W与像素电极150与公共电极160之间的距离l的比率能够基于图9的数据图被设置为大约1:1至1:7。优选的是，像素电极150或公共电极160的宽度W与像素电极150与公共电极160之间的距离l的比率被设置为1:2。例如，像素电极150或公共电极160的宽度W能够处于1.0至10.0μm的范围内，并且像素电极150与公共电极160之间的距离l能够处于1.0至70.0μm的范围内。

图10是示出根据具有纳米尺寸的囊的液晶层的厚度的透射率与驱动电压之间的关系的数据图。

像素电极150或公共电极160的宽度能够固定在3.0μm，并且像素电极150与公共电极160之间的距离l能够被固定在6.0μm。在该情况下，如图10中所示，液晶面板的透射率随着纳米囊液晶层300的厚度的增加而变高。因此，纳米囊液晶层300能够形成为厚度大于1μm并小于10μm。厚度为至少1μm的纳米囊液晶层300能够应用于LCD装置。优选地，厚度为至少3μm的纳米囊液晶层300能够应用于LCD装置，以便于确保尽可能高的透射率。该条件能够随着液晶的种类、电极的结构和设计规格而改变。因此，纳米囊液晶层300优选地基于若干可应用条件而设置为最优的厚度。

图11A和图11B是示出突出电极的截面图。

如图11A和11B中所示，根据本公开的LCD装置的第一基板100上的像素电极150和公共电极160能够形成为突出的形状而不是单层类型。能够通过叠加突起170和第一导电层180来形成具有突出形状的像素电极。类似地，能够通过叠加另一突起170和第二导电层190来形成具有突出形状的公共电极160。

第一导电层180和第二导电层190能够形成为覆盖突起170。或者，第一导电层180和第二导电层190能够形成在突起170的上表面和侧表面中的一个上。而且，第一导电层180和第二导电层190能够由相同材料形成并且能够通过相同处理来形成。

参考图11A，像素电极150和公共电极160中的每一个具有高度为H的凸山形状。换言之，像素电极150和公共电极160中的每一个能够形成为凸山形状。在突出电极的形成中使用的突起170能够由基于丙烯酸的树脂(例如，通过光刻处理图案化的正光致抗蚀剂或负光致抗蚀剂)形成。

如图11B中所示，像素电极150和公共电极160中的每一个具有高度为H的凸山形状。在突出电极的形成中使用的突起170能够由通过光刻处理图案化的钝化层(硅氮化物SiNx)形成。该突出电极能够形成为不超过1μm的最小宽度。而且，该突出电极的倾斜角度能够被精确地控制。

图12A和图12B是均示出根据突出电极的高度的透射率与驱动电压之间的关系的数据图。

像素电极150和公共电极160的宽度被固定为3.0μm，并且像素电极150和公共电极160之间的距离被固定为6.0μm。而且，位于像素电极150和公共电极160下面的突起170形成为高度为H的凸山形状。在该情况下，如图12A中所示，看到的是，随着突起170的高度的增加，驱动电压变低，并且透射率变高。换言之，能够确认的是，当突出电极形成为大约0.5至2.0μm的高度时，液晶面板的透射率和驱动电压得到增强。

类似地，像素电极150和公共电极160的宽度被固定为3.0μm，并且像素电极150和公共电极160之间的距离被固定为6.0μm。然而，位于像素电极150和公共电极160下面的突起170形成为具有高度H的梯形形状。在该情况下，如图12B中所示，看到的是，随着突起170的高度的增加，驱动电压变低，并且透射率变高。此外，能够确认的是，当突出电极形成为大约0.5至5.0μm的高度时，液晶面板的透射率和驱动电压得到增强。

以该方式，本公开的LCD装置允许用作像素电极和公共电极的突出电极的高度增加，以便于降低驱动电压并且提供高透射率。因此，能够高效地驱动LCD装置。

图13是示出根据本公开的LCD装置的平面图。

参考图13，本公开的LCD装置包括其上形成有选通线101的第一基板100。栅极绝缘膜形成在设置有选通线101的第一基板100上。数据线102和电源线103形成在栅极绝缘膜102上以与选通线101交叉。彼此交叉的选通线101和数据线102限定像素区域。数据线102和电源线103形成为彼此分离。

第一薄膜晶体管Tr1形成在选通线101与数据线102的交叉处。第一薄膜晶体管Tr1包括第一栅电极108、第一源电极104和第一漏电极105。而且，第二薄膜晶体管Tr2形成在选通线101与电源线103的交叉处。第二薄膜晶体管Tr2包括第二栅电极109、第二源电极106和第二漏电极107。

像素电极150和公共电极160以彼此分离并且平行的方式形成在像素区域中。像素电极150和公共电极160形成为基于像素区域的中心部分对称地弯曲的结构，从而允许像素区域具有双区域。类似地，数据线102和电源线103也形成为基于像素区域的中心部分对称地弯曲的结构。此外，数据线102和电源线103以及像素电极150和公共电极160形成为从像素区域的中心部分基于与选通线101平行的水平线以角度“θ”倾斜。角度“θ”能够被设置为30°至90°的范围。优选地，角度“θ”被设置为45°。因此，能够抑制由于视角的变化导致的色差。

而且，在像素区域内布置为彼此交替的像素电极150和公共电极160能够形成在同一层中并且完全地实现水平电场。因此，能够增加控制液晶分子的力。因此，能够增强显示质量。

第一薄膜晶体管Tr1的第一漏电极105连接到像素电极150。第二薄膜晶体管Tr2的第二漏电极107连接到公共电极160。接下来，将描述根据本公开的LCD装置的电压驱动模式。

图14A和图14B是示出根据现有技术和本公开的LCD装置的电压驱动模式的波形图。

现有技术的LCD装置仅包括连接到数据线的单个薄膜晶体管。因此，只有通过数据线传输的数据电压“Pixel”进行电平移位，如图14A中所示。换言之，数据线上的数据电压“Pixel”基于通过电源线传输的固定的公共电压Vcom交替地具有正电平和负电平。如果数据电压“Pixel”与公共电压Vcom之间的电压差被设置为VDD，则数据电压“Pixel”需要在一帧中降低为比公共电压Vcom低VDD并且在下一帧内增加为比公共电压Vcom高VDD。

另一方面，本公开的LCD装置包括分别连接到数据线和电源线的两个薄膜晶体管。因此，通过数据线传输的数据电压“Pixel”和通过电源线传输的公共电压Vcom被在彼此相反的电平方向上同时进行电平移位。如果数据电压“Pixel”被向上电平移位2VDD，则公共电压Vcom被向下电平移位2VDD。以该方式，本公开的LCD装置的数据电压“Pixel”和公共电压Vcom具有与现有技术的LCD装置的数据电压“Pixel”相同的宽度。然而，本公开的LCD装置的数据电压“Pixel”和公共电压Vcom之间的电压差变为现有技术的LCD装置的两倍。换言之，与现有技术的LCD装置相比，本公开的LCD装置能够在像素电极与公共电极之间施加两倍的驱动电压。

为了高效地驱动包括纳米囊液晶层的LCD装置，能够增强纳米囊内的液晶分子的光电性和物理化学性质。现在将参考图15至图17描述液晶分子的光电性和物理化学性质。

图15是示出根据液晶分子的介电常数Δε的透射率与驱动电压之间的关系的数据图。

图15示出了通过在纳米囊的尺寸、纳米囊液晶层的厚度“d”、液晶分子的折射率Δn等等保持恒定的相同条件下仅改变液晶分子的介电常数Δε而获得的结果。液晶分子能够具有大约10至400的介电常数。如图15中所示，看到的是，随着液晶分子的介电常数Δε的增大，驱动电压降低并且透射率增大。参考图15，优选的是，将液晶分子的介电常数Δε设置为大约35至200。

图16是示出根据液晶分子的折射率Δn的透射率与驱动电压的关系的数据图。

图16示出了通过在纳米囊的尺寸、纳米囊液晶层的厚度“d”、液晶分子的介电常数Δε等等保持恒定的相同条件下仅改变液晶分子的折射率Δn而获得的结果。液晶分子能够具有大约0.10至0.40的折射率。如图16中所示，看到的是，随着液晶分子的折射率Δn的增大，驱动电压降低并且透射率增大。参考图16，优选的是，将液晶分子的折射率Δn设置为大约0.18至0.30。

图17是示出根据纳米囊液晶层的厚度“d”的透射率与驱动电压之间的关系的数据图。

图17示出了通过在纳米囊的尺寸、液晶分子的折射率Δn、液晶分子的介电常数Δε等等保持恒定的相同条件下仅改变纳米囊液晶层的厚度“d”而获得的结果。随着纳米囊液晶层变厚，透射率能够得到增强，但是驱动电压变高。换言之，将纳米囊液晶层形成为较厚并不是优选的。因此，如图15和图16中所示，能够调整液晶分子的折射率Δn和液晶分子的介电常数Δε中的至少一个，以便于更高效地驱动包括纳米囊液晶层的LCD装置。

如上所述，根据本公开的LCD装置及其制造方法允许包括纳米尺寸的液晶囊的液晶层形成在单个基板与柔性基板之一上。因此，能够增强LCD装置的产率。而且，由于省略了配向膜形成处理和摩擦处理，因此，能够增强处理效率。此外，由于改进了像素电极和公共电极的驱动模式和结构，因此能够增强驱动电压的效率和透射率。

尽管仅仅关于以上描述的实施方式有限地说明了本公开，但是本领域技术人员应理解本公开不限于这些实施方式，而不背离本公开的实质的前提下可进行修改和变化。因此，本公开的范围将仅仅被所附的权利要求和等同物确定。

Claims (20)

1.一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括液晶面板，所述液晶面板包括：

第一基板，在所述第一基板上形成有彼此分离的像素电极和公共电极；以及

纳米囊液晶层，所述纳米囊液晶层形成在所述第一基板上，

其中，所述纳米囊液晶层由缓冲材料和均填充有液晶分子的纳米囊形成，

其中，所述像素电极的宽度与所述像素电极和所述公共电极之间的距离的比率处于1:1至1:7的范围内，

其中，所述液晶显示装置进一步包括：

选通线，所述选通线形成在所述第一基板上；

数据线，所述数据线形成为与所述选通线交叉并且限定像素区域；

电源线，所述电源线形成为与所述选通线交叉并且与所述数据线分离；

第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管连接在所述像素电极和所述数据线之间，并且所述第一薄膜晶体管包括连接到所述选通线的第一栅电极；以及

第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管连接在所述公共电极和所述电源线之间，并且所述第二薄膜晶体管包括连接到所述选通线的第二栅电极，

其中，所述第一薄膜晶体管为所述像素电极提供进行了电平移位的数据电压，

其中，所述第二薄膜晶体管为所述公共电极提供进行了电平移位的公共电压，并且

其中，所述数据电压和所述公共电压在彼此相反的电平方向上同时进行了电平移位。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述纳米囊的直径处于1nm至320nm的范围内。

3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，所述纳米囊的直径处于30nm至100nm的范围内。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述纳米囊是所述纳米囊液晶层的25％体积百分比至65％体积百分比。

5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述液晶分子的介电常数Δε处于35至100的范围内。

6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述液晶分子的折射率Δn处于0.18至0.30的范围内。

7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述液晶分子的平均折射率Δn与所述缓冲材料的折射率Δn之间的差处于0.1的范围内。

8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，所述液晶显示装置进一步包括：

第二基板，所述第二基板被布置为面对所述第一基板，并且所述纳米囊液晶层位于所述第一基板与所述第二基板之间；以及

滤色器层，所述滤色器层形成在所述第二基板上。

9.根据权利要求1所述的液晶显示装置，所述液晶显示装置进一步包括：

第二基板，所述第二基板被布置为面对所述第一基板，并且所述纳米囊液晶层位于所述第一基板与所述第二基板之间；以及

滤色器层，所述滤色器层形成在设置有所述薄膜晶体管的所述第一基板上。

10.根据权利要求1所述的液晶显示装置，所述液晶显示装置进一步包括：

偏光板，所述偏光板被布置在所述纳米囊液晶层上以接触所述纳米囊液晶层；以及

背光单元，所述背光单元被布置在所述液晶面板的后表面上并且被构造为将光照射到所述液晶面板上，

其中，所述背光单元发射红光、绿光和蓝光。

11.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述液晶面板是柔性面板和弯曲面板中的一种。

12.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述像素电极与所述公共电极形成为具有相同的宽度。

13.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述纳米囊液晶层的厚度形成为处于1μm至10μm的范围内。

14.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述数据线、所述电源线、所述像素电极和所述公共电极形成为基于所述像素区域的中心部分对称地弯曲的结构，并且

其中，所述像素区域具有双区域。

15.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，由所述像素电极和所述公共电极形成的突出结构具有至少一个突出层和至少一个导电层，并且

其中，所述至少一个导电层包围所述至少一个突出层。

16.一种制造液晶显示装置的方法，所述方法包括以下步骤：

在第一基板上形成第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管；

形成连接到所述第一薄膜晶体管的像素电极；

形成与所述像素电极分离的公共电极，所述公共电极连接到所述第二薄膜晶体管；

在设置有所述像素电极与所述公共电极的所述第一基板上形成纳米囊液晶层；以及

完成液晶面板，

其中，所述纳米囊液晶层由缓冲材料和均填充有液晶分子的纳米囊形成，

其中，所述像素电极的宽度与所述像素电极和所述公共电极之间的距离的比率处于1:1至1:7的范围内，

其中，形成所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管的步骤包括以下步骤：

在所述第一基板上形成选通线、所述第一薄膜晶体管的第一栅电极和所述第二薄膜晶体管的第二栅电极；

在设置有所述选通线、所述第一薄膜晶体管的所述第一栅电极和所述第二薄膜晶体管的所述第二栅电极的所述第一基板上形成栅极绝缘膜；

在所述栅极绝缘膜上形成半导体层；以及

在具有所述半导体层的所述第一基板上形成与所述选通线交叉的数据线、与所述选通线交叉并且与所述数据线分离的电源线、所述第一薄膜晶体管的第一源电极、所述第二薄膜晶体管的第二源电极、所述第一薄膜晶体管的第一漏电极和所述第二薄膜晶体管的第二漏电极，

其中，所述选通线与所述数据线彼此交叉并且限定像素区域，

其中，所述第一薄膜晶体管的所述第一栅电极连接到所述选通线，并且所述第二薄膜晶体管的所述第二栅电极连接到所述选通线，

其中，所述第一薄膜晶体管的所述第一漏电极为所述像素电极提供进行了电平移位的数据电压，

其中，所述第二薄膜晶体管的所述第二漏电极为所述公共电极提供进行了电平移位的公共电压，并且

其中，所述数据电压和所述公共电压在彼此相反的电平方向上同时进行了电平移位。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述像素电极与所述公共电极形成为具有相同的宽度。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述像素电极和所述公共电极形成为突出结构，

其中，通过层叠突起和第一导电层来形成具有突出形状的所述像素电极，并且通过叠加突起和第二导电层来形成具有突出形状的所述公共电极，并且

其中，所述第一导电层和所述第二导电层包围所述突起。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述纳米囊液晶层的厚度形成为处于1μm至10μm的范围内。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述数据线、所述电源线、所述像素电极和所述公共电极形成为基于所述像素区域的中心部分对称地弯曲的结构，并且

其中，所述像素区域具有双区域。