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特許5937170液晶表示装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5937170

(24)【登録日】2016年5月20日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

G02F 1/1334 20060101AFI20160609BHJP

G02F 1/1343 20060101ALI20160609BHJP

G02F 1/1335 20060101ALI20160609BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1334

G02F1/1343

G02F1/1335

【請求項の数】8

【全頁数】41

(21)【出願番号】特願2014-215046(P2014-215046)

(22)【出願日】2014年10月22日

(65)【公開番号】特開2015-82114(P2015-82114A)

(43)【公開日】2015年4月27日

【審査請求日】2014年10月22日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0126534

(32)【優先日】2013年10月23日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2013-0151308

(32)【優先日】2013年12月6日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2013-0152890

(32)【優先日】2013年12月10日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】501426046

【氏名又は名称】エルジーディスプレイカンパニーリミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並順

(74)【代理人】

【識別番号】100147566

【弁理士】

【氏名又は名称】上田俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100161171

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田潤一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100117776

【弁理士】

【氏名又は名称】武井義一

(74)【代理人】

【識別番号】100188329

【弁理士】

【氏名又は名称】田村義行

(74)【代理人】

【識別番号】100188514

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡隆裕

(74)【代理人】

【識別番号】100090011

【弁理士】

【氏名又は名称】茂泉修司

(74)【代理人】

【識別番号】100194939

【弁理士】

【氏名又は名称】別所公博

(72)【発明者】

【氏名】キョン−ジン・キム

(72)【発明者】

【氏名】チュン−イム・フヮン

(72)【発明者】

【氏名】チ−ナ・チュン

(72)【発明者】

【氏名】キュン−ス・ハ

(72)【発明者】

【氏名】ミン−ゴン・チョイ

【審査官】廣田かおり

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２−１０３６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９−１９３０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６−０５３４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２−０６３７３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ１／１３３３

Ｇ０２Ｆ１／１３３４

Ｇ０２Ｆ１／１３３５

Ｇ０２Ｆ１／１３３７

Ｇ０２Ｆ１／１３４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、
前記第１基板上に設けられ、山と谷が繰り返されている形の第１傾斜面からなる第１電極と、
前記第１電極の上部に設けられ、負の誘電率異方性を有するネガティブ型ネマティック液晶分子で満たされたナノサイズのカプセルがバッファー層に分散しているナノカプセル液晶層と、
前記ナノカプセル液晶層の上部に設けられ、前記第１電極の前記第１傾斜面と互いに対面するよう、平行に対応して形成される第２傾斜面からなる第２電極と
を備え、
前記ナノカプセル液晶層は、前記第１電極及び前記第２電極に印加される電圧差に比例するピクセル電圧によって光学的異方性を有し、電圧が印加されていない際には光学的等方性を有する液晶表示装置。

【請求項2】

前記第１電極及び前記第２電極の下部には、それぞれ山と谷が繰り返される形で複数の突起が列を作り配列される、請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

前記複数の突起は、透明絶縁材質からなる、請求項２に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記ナノサイズのカプセルの直径は、１ｎｍ〜３２０ｎｍである、請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記ナノサイズのカプセルは、前記ナノカプセル液晶層の２５体積％〜６５体積％である、請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

前記ネガティブ型ネマティック液晶分子と前記ナノサイズのカプセルの屈折率差は、±０．１以内である、請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項7】

前記第１基板と対向し、前記ナノカプセル液晶層を介して設けられた第２基板を含み、前記第１基板上に薄膜トランジスタが設けられ、前記第２基板上にカラーフィルターが設けられる、請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項8】

前記第１基板と対向し、前記ナノカプセル液晶層を介して設けられた第２基板を含み、前記第１基板上に薄膜トランジスタが設けられ、前記薄膜トランジスタの上部にカラーフィルターが設けられる、請求項１に記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶表示装置に関するものであり、特に、応答速度が向上したナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、ディスプレイ分野が急速に発展してきており、それに応じて薄型化、軽量化、低消費電力化といった長所を持つフラットパネル表示装置（ｆｌａｔｐａｎｅｌｄｉｓｐｌａｙｄｅｖｉｃｅ：ＦＰＤ）として、動画像表示に優れ、且つ高いコントラスト比から、ノートパソコン、モニター、テレビなどの分野で最も活発に使用されている液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）が、既存のブラウン管（ｃａｔｈｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ：ＣＲＴ）に取って代わり脚光を浴びている。

【0003】

従来の液晶表示装置の断面図である図１を参照して、液晶表示装置の構成についてさらに詳細に説明する。

【0004】

図１に示すように、液晶表示装置は、液晶層５０を介してアレイ基板（ａｒｒａｙｓｕｂｓｔｒａｔｅ）とカラーフィルター基板（ｃｏｌｏｒｆｉｌｔｅｒｓｕｂｓｔｒａｔｅ）が対面合着された液晶パネル１０と、その下部に配置されるバックライトユニット６０とからなる。アレイ基板と呼ばれる第１基板２の一面には画素領域Ｐが定義されており、各画素領域Ｐには薄膜トランジスタＴが備えられ、各画素領域Ｐに設けられた透明画素電極２８と一対一対応して接続される。

【0005】

また、液晶層５０を介して第１基板２と対向する第２基板４は、上部基板またはカラーフィルター基板と呼ばれるが、その一面には第１基板２の薄膜トランジスタＴなどの非表示要素を遮りながら画素電極２８のみを露出するよう、画素領域Ｐを囲む格子状のブラックマトリクス３２が設けられる。

【0006】

また、その格子内部に、各画素領域Ｐに対応して、順次繰り返し配列されるＲ（ｒｅｄ）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（ｂｌｕｅ）カラーフィルター３４と、これらを全て覆う透明共通電極３６が設けられる。

【0007】

第１及び第２基板２、４の外面には特定偏光のみを選択的に透過させる偏光板２０、３０が取り付けられる。

【0008】

そして、液晶層５０と、画素電極２８及び共通電極３６との間には、液晶に対面する表面がそれぞれ所定の方向にラビング処理された第１及び第２配向膜３１ａ、３１ｂが介在され、液晶分子の初期配列状態と配向方向を均一に整列する。

【0009】

また、その間に充填される液晶層５０の漏れを防止するため、両基板２、４の縁部に沿ってシールパターン７０が形成される。

【0010】

前述のような構成を有する液晶表示装置、即ち、透過型（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅｔｙｐｅ）液晶表示装置は、自発光要素を有していないので、別の光源が求められる。そのため、液晶パネル１０の背面にバックライトユニット６０を設け、光を供給している。

【0011】

一方、バックライトユニットは、光源の配列構造により、サイドライト（ｓｉｄｅｌｉｇｈｔ）方式と直下型（ｄｉｒｅｃｔｔｙｐｅ）方式に分けられる。サイドライト方式は、一つ若しくは一対の光源が導光板の一側部に配置された構造を有するか、または二つ若しくは二対の光源が導光板の両側部にそれぞれ配置された構造を有する。また、直下型方式は、複数の光源が光学シートの下部に配置された構造を有する。

【0012】

サイドライト方式は、直下型方式に比べて作製が容易であり、薄型のため軽く、消費電力が低いというメリットを有する。

【0013】

図２は、従来のサイドライト方式のバックライトユニットを用いる液晶表示装置の断面図である。

【0014】

図２に示すように、バックライトユニット６０は、一側縁部の長さ方向に沿って配列されるＬＥＤアセンブリ２９と、白色または銀色の反射板２５と、かかる反射板２５上に位置する導光板２３と、その上部に介在される光学シート２１とを備える。

【0015】

ＬＥＤアセンブリ２９は、複数のＬＥＤ２９ａと複数のＬＥＤ２９ａが実装されるＰＣＢ２９ｂとからなる。

【0016】

ＬＥＤアセンブリ２９からの光は、導光板２３に入射した後、液晶パネル１０方向に屈折し、光学シート２１を通過しながら均一輝度の高品質に加工されて液晶パネル１０に入射する。それにより、液晶パネル１０は外部へ画像を表示することになる。

【0017】

前述した液晶表示装置は、バックライトユニット６０から出射した光のうち、一部が第１偏光板２０によって吸収及び反射され、損失される。これはバックライトユニット６０から出射した光の５０％に該当する。そして、第１及び第２基板２、４をはじめ、液晶層（図示せず）を通過する過程において、吸収及び反射され、また一部が損失される。よって、輝度において非常に劣るという短所を有する。

【0018】

さらに、前述の液晶表示装置は、応答速度が低いため、残像による画質低下などを伴う。

【0019】

また、液晶表示装置を完成するに当たり、必要な工程数が多すぎるなど、工程の効率性が低い。

【0020】

一方、前述の透過型液晶表示装置では、バックライトユニットが全体電力の２／３以上を消費するが、それを改善するため、バックライトユニットを用いない反射型液晶表示装置を使用することができる。

【0021】

しかし、反射型液晶表示装置は、外力によって光漏れが発生しやすく、画質低下などを伴う。また、反射型液晶表示装置を完成するに当たり、配向膜の塗布及びラビング工程など、必要な工程数が多すぎるという短所がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0022】

本発明は上記のような問題を解決するためのものであって、応答速度が向上した液晶表示装置を提供することを目的とする。

【0023】

また、工程の効率性が向上した液晶表示装置を提供することを他の目的とする。

【0024】

さらに、外力に対しても光学特性が変化しない液晶表示装置を提供することをさらに他の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0025】

本発明は前記のような目的を達成するため、第１基板と、前記第１基板上に設けられ、山と谷が繰り返されている形の第１傾斜面からなる第１電極と、前記第１電極の上部に設けられ、負の誘電率異方性を有するネガティブ型ネマティック液晶分子で満たされたナノサイズのカプセルがバッファー層に分散しているナノカプセル液晶層と、前記ナノカプセル液晶層の上部に設けられ、前記第１電極の前記第１傾斜面と互いに対面するよう、平行に対応して形成される第２傾斜面からなる第２電極と、を備え、前記ナノカプセル液晶層は、前記第１電極及び前記第２電極に印加される電圧差に比例するピクセル電圧によって光学的異方性を有し、電圧が印加されていない際には光学的等方性を有する液晶表示装置を提供する。

【発明の効果】

【0030】

上述のように、本発明に従い、不規則に配列されたネガティブ型ネマティック液晶分子で内部が満たされたナノカプセルがバッファー層に分散したナノカプセル液晶層を、第１基板と第２基板との間に介在させることで、従来の液晶表示装置に比べ、応答時間が向上する効果がある。

【0031】

また、配向膜工程やギャップ形成工程、シールパターンの形成工程を省略することができ、工程の効率性を向上できる効果がある。

【0032】

そして、配向膜工程を省略することにより、本発明の液晶表示装置をタッチ型表示装置、曲面型表示装置、そしてフレキシブル表示装置にも適用できる効果を有する。

【0033】

また、画素電極及び共通電極を、傾斜面を成すように設けるか、または第２偏光板の下部に位相遅延フィルムを位置させることにより、液晶分子の配列がずれることによる光漏れを防止できる効果を有する。その結果、液晶表示装置の透過率も向上させる効果を有する。

【0034】

また、画素電極及び共通電極がスリットを有するように構成するか、または画素スリット及び共通スリットを有するように構成することにより、液晶分子の配列がずれることによる光漏れを防止できる効果を有する。その結果、液晶表示装置の透過率も向上させる効果を有する。

【0035】

また、本発明の反射型液晶表示装置において、上述の効果と共に、それをタッチ型表示装置、曲面型表示装置、そしてフレキシブル表示装置にも適用できる効果を有する。

【0036】

さらに、本発明のフレキシブル液晶表示装置において、上述の効果と共に、一つの偏光板を省略することができ、液晶パネルの全体厚を低減することができるため、軽量及び薄型の液晶表示装置を提供すると共に柔軟性を有するフレキシブル表示装置に適用できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】従来の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。

【図2】従来のサイドライト方式のバックライトユニットを用いる液晶表示装置の断面図である。

【図3】本発明に係る液晶表示装置の斜視図である。

【図4a】一般的な液晶表示装置における、外力による影響を示した図面である。

【図4b】本発明に係る液晶表示装置における、外力による影響を示した図面である。

【図5a】本発明の第１実施例に係るナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置を示した模式図である。

【図5b】本発明の第１実施例に係るナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置を示した模式図である。

【図6】本発明の第１実施例に係るＣＯＴ構造の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。

【図7】本発明の第１実施例に係るＣＯＴ構造の液晶表示装置において、第２基板が省略された構造を概略的に示した断面図である。

【図8a】本発明の第２実施例に係るナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置を示した模式図である。

【図8b】本発明の第２実施例に係るナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置を示した模式図である。

【図9】本発明の第２実施例に係るＣＯＴ構造の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。

【図10】本発明の第２実施例に係るＣＯＴ構造の液晶表示装置において、第２基板が省略された構造を概略的に示した断面図である。

【図11a】本発明の第３実施例に係るナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置を示した模式図である。

【図11b】図１１ａのマルチドメインを概略的に示した図面である。

【図12a】本発明の第４実施例に係るナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置を示した模式図である。

【図12b】図１２ａのマルチドメインを概略的に示した図面である。

【図13】本発明の第５実施例に係る反射型液晶表示装置を示した斜視図である。

【図14a】本発明の第５実施例に係るナノカプセル液晶層を備える反射型液晶表示装置の画像具現原理を概略的に示した模式図である。

【図14b】本発明の第５実施例に係るナノカプセル液晶層を備える反射型液晶表示装置の画像具現原理を概略的に示した模式図である。

【図15a】図１４ａにおける透過光の特性を説明するための光透過図である。

【図15b】図１４ｂにおける透過光の特性を説明するための光透過図である。

【図16a】本発明の第６実施例に係るナノカプセル液晶層を備える反射型液晶表示装置の画像具現原理を概略的に示した模式図である。

【図16b】本発明の第６実施例に係るナノカプセル液晶層を備える反射型液晶表示装置の画像具現原理を概略的に示した模式図である。

【図17a】本発明の第７実施例に係るナノカプセル液晶層を備えるフレキシブル液晶表示装置の画像具現原理を概略的に説明するための模式図である。

【図17b】本発明の第７実施例に係るナノカプセル液晶層を備えるフレキシブル液晶表示装置の画像具現原理を概略的に説明するための模式図である。

【図17c】本発明の第８実施例に係るナノカプセル液晶層を備えるフレキシブル液晶表示装置を概略的に示した図面である。

【図17d】本発明の第９実施例に係るナノカプセル液晶層を備えるフレキシブル液晶表示装置を概略的に示した図面である。

【図18】本発明の第１０実施例に係るナノカプセル液晶層を備えるフレキシブル液晶表示装置を概略的に示した図面である。

【図19a】本発明の第１１実施例に係るナノカプセル液晶層を備えるフレキシブル液晶表示装置を概略的に示した図面である。

【図19b】図１９ａの光繊維タイプの導光板の光繊維を概略的に示した斜視図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0038】

以下、図面を参照して、本発明に係る実施例について詳細に説明する。

【0039】

図３は、本発明に係る液晶表示装置の斜視図である。

【0040】

図３に示すように、本発明に係る液晶表示装置は、ナノカプセル液晶層２００を介してアレイ基板１１２とカラーフィルター基板１１４が対面合着された液晶パネル１１０を必須要素とする。

【0041】

下部基板またはアレイ基板と呼ばれる第１基板１１２の一面には複数のゲート配線１１６とデータ配線１１８が縦横に交差し、画素領域Ｐを定義する。

【0042】

これら両配線１１６、１１８の交差地点には薄膜トランジスタＴが備えられ、各画素領域Ｐに設けられた透明画素電極１２４と一対一対応して接続される。

【0043】

また、ナノカプセル液晶層２００を介して第１基板１１２と対面する第２基板１１４は、上部基板またはカラーフィルター基板と呼ばれる。その一面には第１基板１１２のゲート配線１１６とデータ配線１１８、そして薄膜トランジスタＴなどの非表示要素を遮りながら画素電極１２４のみを露出するよう、画素領域Ｐを囲む格子状のブラックマトリクス１３２が設けられる。

【0044】

また、その格子内部に、各画素領域Ｐに対応して、順次繰り返し配列されるＲ（ｒｅｄ）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（ｂｌｕｅ）カラーフィルター１３４と、これらを全て覆う透明共通電極１３６が設けられる。

【0045】

さらに図面には明確に示していないが、第１基板１１２は第２基板１１４より大きい面積を有しているため、第１及び第２基板１１２、１１４を合着する際に第１基板１１２の縁部が外部に露出される。ここにはそれぞれ複数のデータ配線１１８に連結された複数のデータパッド１１８ａと、複数のゲート配線１１６に連結された複数のゲートパッド（図示せず）とが位置する。

【0046】

したがって、薄膜トランジスタＴのオン・オフ信号がゲート配線１１６に順次スキャン印加されて、選択された画素領域Ｐの画素電極１２４にデータ配線１１８の画像信号が伝達されると、画素電極１２４と共通電極１３６との間の垂直電界によってその間のナノカプセル液晶層２００の液晶分子２２０が駆動され、それによる光の透過率変化で様々な画像を表示することができる。

【0047】

そして、かかる液晶パネル１１０の各外面には、特定光のみを選択的に透過させる第１及び第２偏光板１２０、１３０が取り付けられる。第１偏光板１２０は第１方向の偏光軸を有し、第２偏光板１３０は第１方向に垂直な第２方向の偏光軸を有する。

【0048】

さらに、液晶パネル１１０が示す透過率差が外部へ発現できるよう、その背面から光を供給するバックライトユニット１６０が備えられる。

【0049】

バックライトユニット１６０は、光を発する光源（図示せず）の位置によって側光型（ｓｉｄｅｔｙｐｅ）と直下型（ｄｉｒｅｃｔｔｙｐｅ）に分けられる。側光型は、液晶パネル１１０に対し、その後方の一側面から出射した光源（図示せず）の光を別途の導光板（図示せず）で屈折させ、液晶パネル１１０に入射させる。直下型は、液晶パネル１１０の背面に複数の光源（図示せず）を直接配置し、光を入射させる。

【0050】

本発明は、両方とも利用可能である。

【0051】

光源（図示せず）は陰極電極蛍光ランプ（ｃｏｌｄｃａｔｈｏｄｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌａｍｐ）や外部電極蛍光ランプ（ｅｘｔｅｒｎａｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌａｍｐ）のような蛍光ランプを用いることができる。または、かかる蛍光ランプの他に、発光ダイオードランプ（ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｌａｍｐ）をランプとして用いることもできる。

【0052】

本発明に係る液晶表示装置１００の最も特徴的なことは、ナノカプセル液晶層２００を第１基板１１２と第２基板１１４との間に介在して形成したことである。

【0053】

ナノカプセル液晶層２００は、内部が液晶分子２２０で満たされたナノカプセル２３０がバッファー層２１０に分散し、ナノカプセル液晶層２００の光透過量を変更することで画像を表示する。

【0054】

かかるナノカプセル液晶層２００は等方性（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）液晶である。等方性液晶は、電圧が印加されていないときは３次元または２次元において光学的等方性を有するが、電界を印加すると、画素電極１２４と共通電極１３６とに印加される電圧差に比例するピクセル電圧の電界方向に垂直な方向に複屈折が生じる性質を持つ。

【0055】

したがって、電圧印加時には光学的一軸性を示し、透過率に視野角依存性が生じる。

【0056】

電圧印加時に規則的に配列される液晶分子は、第１及び第２偏光板１２０、１３０の偏光軸とそれぞれ４５度を成すように配列される。

【0057】

それについてさらに詳細に説明する。本発明のナノカプセル液晶層２００は液晶分子２２０をナノサイズのカプセル２３０にカプセル化し、液晶分子２２０はナノカプセル２３０内で不規則に配列される。

【0058】

ナノカプセル液晶層２００内において、ナノカプセル２３０は５体積％〜９５体積％に形成することができる。好ましくはナノカプセル２３０をナノカプセル液晶層２００の２５体積％〜６５体積％に形成し、残部をバッファー層２１０とする。

【0059】

バッファー層２１０は、透明若しくは半透明な材質で、水溶性、脂溶性若しくは混合された性質にすることができる。また、温度や紫外線などにより、硬化することができる。

【0060】

かかるバッファー層２１０は強度を向上させ、硬化時間を短縮するため、添加物が含まれても良い。

【0061】

そして、ナノカプセル２３０の直径は１ｎｍ〜３２０ｎｍにすることができるが、好ましくは３０ｎｍ〜１００ｎｍに形成する。

【0062】

ナノカプセル２３０を可視光線の波長（３２０ｎｍ）以下のサイズに形成することにより、屈折率による光学的変化が発生することなく、光学的等方性を有することができる。また、可視光線により、散乱の影響を最小化することができる。

【0063】

特に、ナノカプセル２３０を１００ｎｍ以下に形成する場合は、高コントラスト比を有することができる。

【0064】

このようにナノカプセル２３０内に不規則に配列された液晶分子２２０とナノカプセル２３０は、互いに屈折率が相異するため、液晶分子２２０とナノカプセル２３０との間の界面において光散乱が発生する。

【0065】

したがって、光がその界面を通過する際、界面で光が散乱し、有白色の不透明な状態となる。

【0066】

しかし、ナノカプセル液晶層２００に電圧を印加すると、各ナノカプセル２３０内部を満たした液晶分子２２０が規則的に整列することになる。

【0067】

その結果、液晶分子２２０の屈折率が変化するが、ナノカプセル２３０と、規則的に配列された液晶分子２２０とに最大限に類似した屈折率値を持たせることにより、ナノカプセル２３０と液晶分子２２０との間の界面における光散乱を最小化することができる。

【0068】

したがって、ナノカプセル液晶層２００は透明に見えるようになる。

【0069】

ナノカプセル２３０の屈折率と液晶分子２２０の屈折率との差は、±０．１以内であることが好ましい。そのとき、液晶分子２２０の平均屈折率（ｎ）は、［（ｎｅ（液晶分子の長軸方向の屈折率）＋２ｎｏ（液晶分子の短軸方向の屈折率））／３］に定義することができる。

【0070】

したがって、ナノカプセル液晶層２００を備える液晶表示装置１００は、電圧のオン・オフによって透過量が変化するディスプレイ用素子に適用することができる。

【0071】

特に、本発明の液晶表示装置１００は、電界を印加する際、第１基板１１２と第２基板１１４との間に介在されたナノカプセル液晶層２００の液晶分子２２０をダイナミックに回転させることにより、応答時間が向上する効果を有することになる。

【0072】

また、ナノカプセル液晶層２００は光学的異方性（ｏｐｔｉｃａｌａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）のある初期配向が存在しないため、配向する必要がない。よって、表示装置に配向膜を備える必要がなく、ラビング工程など配向膜の工程を行う必要がない。

【0073】

さらに、本発明のナノカプセル液晶層２００は、ナノカプセル２３０が液晶物質からなるバッファー層２１０内に分散して位置する場合、プリンティング方法、コーティング法、滴下法で形成し、ナノカプセル２３０がフィルム形状のポリマーからなるバッファー層２１０内に分散して位置する場合は、ラミネーション工程で形成することにより、第１基板１１２と第２基板１１４との間における液晶層（図１の５０）が充填される離隔間隔のためのギャップを形成する工程を省略することができる。また、液晶層（図１の５０）の液晶漏れを防止するためのシールパターン（図１の７０）を形成する工程も省略することができる。

【0074】

その結果、工程の効率性を向上させることができる。

【0075】

そして、配向膜（図１の３１ａ、３１ｂ）工程を省略することで、本発明の液晶表示装置を曲面型表示装置やフレキシブル表示装置に適用しても、ラビング軸がずれ、液晶分子２２０の配列がずれたりすることによって発生し得る光漏れが発生しなくなる。

【0076】

したがって、本発明の液晶表示装置は、タッチ型表示装置、曲面型表示装置、そしてフレキシブル表示装置にも適用可能という長所を有する。

【0077】

図４ａ〜４ｂは、一般的な液晶表示装置と本発明に係る液晶表示装置における、外力による影響を示した図面である。

【0078】

図４ａを参照すると、従来の液晶表示装置はタッチなどの外力が与えられる場合、液晶分子の配列に影響が及ぶ。外力によって液晶分子の配列がずれた結果、光軸がずれて光漏れ７０が発生する。

【0079】

一方、図４ｂを参照すると、本発明に係るナノカプセル液晶層２００を備える液晶表示装置１００は、外力が与えられても液晶分子２２０がナノカプセル２３０内部に位置し、可視光線の波長より小さいサイズで形成されるため、可視光線の影響が及ばず、外力による光漏れが発生しない。

【0080】

したがって、本発明の液晶表示装置１００がフレキシブル表示装置に適用され、外力が与えられても、可視光波長より小さいナノサイズのナノカプセル２３０は可視光の影響を受けないため、外力による光漏れも防止することができる。

【0081】

一方、本発明の液晶表示装置１００は、ナノカプセル２３０内部に満たされた液晶分子２２０が負（−）の誘電率異方性を有するネガティブ型ネマティック液晶分子２２０からなることを特徴とする。

【0082】

ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６とに印加される電圧差に比例するピクセル電圧の電界方向に垂直な方向に、液晶分子２２０が配列される。

【0083】

即ち、本発明の液晶表示装置１００のナノカプセル液晶層２００は、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０がナノカプセル２３０によってカプセル化された状態からなり、かかるナノカプセル液晶層２００は、電圧が印加されていないときは光学的等方性を有し、電圧が印加されると、電界方向に垂直な方向に配列され、光学的異方性を有する。

【0084】

本発明のナノカプセル液晶層２００を備える液晶表示装置１００は様々な実施例で具現化することができる。以下、各実施例について、さらに詳しく説明する。

【0085】

＜第１実施例＞
図５ａ〜５ｂは、本発明の第１実施例に係るナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置を示した模式図である。

【0086】

図面に示すように、ナノカプセル液晶層２００を備える液晶表示装置１００は、液晶パネル１１０と、その背面から光を供給するバックライトユニット１６０とからなる。液晶パネル１１０は、ナノカプセル液晶層２００を介して対面する第１及び第２基板１１２、１１４、そして第１及び第２基板１１２、１１４の外面にそれぞれ取り付けられた第１及び第２偏光板１２０、１３０を含む。

【0087】

液晶パネル１１０は垂直電界方式であり、第１基板１１２の内面には薄膜トランジスタ（図３のＴ）と画素電極１２４が設けられており、第２基板１１４の内面にはブラックマトリクス（図３の１３２）及びカラーフィルター１３４、そして共通電極１３６が設けられている。また、第２基板１１４の内面にはブラックマトリクス１３２及びカラーフィルター１３４を覆うオーバーコート層（図示せず）が設けられても良い。

【0088】

画素電極１２４と共通電極１３６の下部には、それぞれ画素電極１２４と共通電極１３６の長さ方向に沿って複数の突起１５０が帯状に隣接して配列される。複数の突起１５０は、山と谷が繰り返されている形で配列される。

【0089】

突起１５０は、透明絶縁材質からなる。複数の突起１５０は頂点から所定角度で傾いた第１及び第２傾斜面からなるが、画素電極１２４の下部に形成される突起１５０の傾斜面と、共通電極１３６の下部に形成される突起１５０の傾斜面は、互いに対面するよう、平行に対応して形成される。

【0090】

かかる複数の突起１５０のため、複数の突起１５０の上部に設けられる画素電極１２４と共通電極１３６も、複数の突起１５０の傾斜面に沿って山と谷が繰り返される形で傾斜面が互いに対面するよう、平行に対応して形成される。

【0091】

即ち、画素電極１２４は下部に形成される複数の突起１５０によって頂点から所定角度で傾いた第１及び第２傾斜面が複数構成される。また、共通電極１３６も下部に形成される複数の突起１５０によって頂点から所定角度で傾いた第１及び第２傾斜面が複数構成される。

【0092】

そのとき、画素電極１２４の傾斜面と共通電極１３６の傾斜面は互いに対面するよう、平行に対応して形成されるため、画素電極１２４の傾斜面と共通電極１３６の傾斜面との間の離隔間隔は同一に形成される。

【0093】

このように画素電極１２４と共通電極１３６が傾斜面を有するように設けられることにより、画素電極１２４と共通電極１３６との間に形成される電界は、画素電極１２４と共通電極１３６の傾斜面に垂直に形成される。

【0094】

したがって、ナノカプセル液晶層２００のネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６に電圧が印加されると、画素電極１２４と共通電極１３６に印加される電圧差に比例するピクセル電圧の電界方向に対して垂直になるよう、第１基板に対し、１〜５度のチルト角を有して並んで配列される。

【0095】

即ち、ナノカプセル液晶層２００のネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、第１及び第２基板１１２、１１４に垂直な垂直電界に対して垂直に配列され、電界方向に垂直な方向に屈折率が発現する。

【0096】

したがって、最大輝度を実現するため、第１及び第２偏光板１２０、１３０の偏光軸は、電界方向に対して垂直に配列される液晶分子２２０とそれぞれ４５度を成すように取り付けられる。

【0097】

そして、バックライトユニット１６０は、自然光に近い散乱光を液晶パネル１１０へ供給する。

【0098】

図５ａに示すように、電圧がオフ状態のとき、バックライトユニット１６０からの散乱光は、第１偏光板１２０によってその偏光軸と平行な線形偏光のみ透過する。

【0099】

しかし、ナノカプセル液晶層２００は、電圧がオフの状態においてはネガティブ型ネマティック液晶分子２２０が任意の方向に不規則に配列されており、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０とそれをカプセル化するナノカプセル２３０とが互いに異なる屈折率異方性を有するため、光学的等方性を有することになる。

【0100】

したがって、第１偏光板１２０を透過した線形偏光はナノカプセル液晶層２００をそのまま通過するが、第１偏光板１２０の偏光軸と垂直な第２偏光板１３０を通過できず、遮断されてブラックを表示することになる。

【0101】

次に、図５ｂに示すように、画素電極１２４と共通電極１３６に電圧を印加すると、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６が成す電界方向に対して垂直になるよう、第１基板１１２に対し、１〜５度のチルト角を有して並んで配列される。

【0102】

したがって、ナノカプセル液晶層２００は、光学的異方性を発現することになる。

【0103】

その結果、バックライトユニット１６０からの散乱光は、第１偏光板１２０によってその偏光軸と平行な線形偏光のみ透過し、他は吸収される。そして、第１偏光板１２０を透過した線形偏光のうち、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０と平行な線形偏光がナノカプセル液晶層２００を通過する。

【0104】

また、ナノカプセル液晶層２００を透過した線形偏光のうち、第２偏光板１３０の偏光軸と平行な線形偏光が第２偏光板１３０を透過し、ホワイトを表示する。

【0105】

前述したように、本発明の第１実施例に係る液晶表示装置１００は、画素電極１２４と共通電極１３６が傾斜面を有するように形成し、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０が画素電極１２４と共通電極１３６とが成す電界方向に対して垂直になるよう、第１基板１１２に対し、１〜５度のチルト角を有して並んで配列されるようにすることで、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０をさらに均一に並べて配列することができる。

【0106】

即ち、画素電極１２４と共通電極１３６が傾斜面を有しない場合、ナノカプセル２３０内で任意の方向に不規則に配列されているネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６との間に形成される電界方向に対し、垂直に配列される過程において方向性がないため、互いにぶつかってしまう。

【0107】

ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０が配列過程でぶつかるため、均一に並んで配列できず、その結果、光漏れが発生する。

【0108】

そして、光漏れは輝度不均一及び均一な画像を具現化できないという問題を引き起こす。

【0109】

しかし、本発明の第１実施例のように画素電極１２４と共通電極１３６の下部に複数の突起１５０を形成し、画素電極１２４と共通電極１３６が傾斜面を有するように形成することにより、ナノカプセル２３０内で任意の方向に不規則に配列されていたネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、傾斜面に対して垂直に形成される電界によって一定方向に、より簡単に回転して配列される。

【0110】

したがって、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０が配列過程においてぶつかり、配列がずれる問題を未然に防止することができ、配列のずれによる光漏れも防止することができる。

【0111】

その結果、液晶表示装置１００の透過率を向上させる効果を有する。

【0112】

また、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６が成す電界方向に対して垂直になるよう、第１基板１１２に対し、１〜５度のチルト角を有して並んで配列されるので、回転がより簡単に行われ、応答時間がさらに向上する。

【0113】

前述したように、本発明の第１実施例に係る液晶表示装置１００は、不規則に配列されたネガティブ型ネマティック液晶分子２２０で内部が満たされたナノカプセル２３０がバッファー層２１０に分散したナノカプセル液晶層２００を、第１基板１１２と第２基板１１４との間に介在させることで、一般的な液晶表示装置（図１の１０）に比べ、応答時間が向上する効果がある。

【0114】

また、ナノカプセル液晶層２００は光学的異方性のある初期配向が存在しないため、配向する必要がない。よって、表示装置に配向膜（図１の３１ａ、３１ｂ）を備える必要も、ラビング工程など配向膜の工程を行う必要もない。

【0115】

【0116】

その結果、工程の効率性を向上させることができる。

【0117】

そして、配向膜工程を省略することで、本発明の液晶表示装置１００を曲面型表示装置やフレキシブル表示装置に適用しても、ラビング軸がずれ、液晶分子の配列がずれることによって発生し得る光漏れが発生しなくなる。

【0118】

したがって、本発明の液晶表示装置１００は、タッチ型表示装置、曲面型表示装置、そしてフレキシブル表示装置にも適用可能という長所を有する。

【0119】

特に、本発明の第１実施例に係る液晶表示装置１００は、画素電極１２４と共通電極１３６が傾斜面を有するように形成することにより、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０が配列過程においてぶつかり、配列がずれる問題を未然に防止することができ、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０配列のずれによる光漏れを防止することができる。

【0120】

その結果、液晶表示装置１００の透過率を向上させる効果を有する。

【0121】

また、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６が成す電界方向に対して垂直になるよう、第１基板１１２に対し、１〜５度のチルト角を有して並んで配列されるので、回転がより簡単に行われ、応答時間をさらに向上させることができる。

【0122】

一方、本発明の第１実施例に係る液晶表示装置１００は、図６に示すように、第１基板１１２上に薄膜トランジスタ（図３のＴ）とカラーフィルター１３４が設けられるＣＯＴ（ｃｏｌｏｒｆｉｌｔｅｒｏｎｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）構造にしても良い。

【0123】

即ち、図３及び図６を参照すると、第１基板１１２上には、ゲート絶縁膜（図示せず）を介して、互いに垂直に交差して画素領域Ｐを定義するゲート配線１１６とデータ配線１１８が設けられ、ゲート配線１１６とデータ配線１１８の交差領域には、薄膜トランジスタＴが設けられる。薄膜トランジスタＴの上部には、保護膜（図示せず）を介して、画素領域Ｐのみを露出するよう、ブラックマトリクスが格子状に構成され、画素領域Ｐ上には、順次繰り返し配列されるＲ（ｒｅｄ）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（ｂｌｕｅ）カラーフィルター１３４が設けられる。

【0124】

そして、第１基板１１２の画素領域Ｐには、複数の突起１５０によって傾斜面を有する画素電極１２４が設けられ、第２基板１１４上には、複数の突起１５０によって画素電極１２４の傾斜面と対面するよう、平行に対応する傾斜面を有する共通電極１３６が設けられる。

【0125】

一方、図７に示すように、ＣＯＴ構造では、第２基板１１４を省略することもできる。第２基板１１４を省略する場合、共通電極１３６は、第２偏光板１３０の内面に形成することができる。

【0126】

＜第２実施例＞
図８ａ〜８ｂは、本発明の第２実施例に係るナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置を示した模式図である。

【0127】

図面に示すように、ナノカプセル液晶層２００を備える液晶表示装置（図３の１００）は、液晶パネル１１０と、その背面から光を供給するバックライトユニット１６０とからなる。液晶パネル１１０は、ナノカプセル液晶層２００を介して対面する第１及び第２基板１１２、１１４、そして第１及び第２基板１１２、１１４の外面にそれぞれ取り付けられた第１及び第２偏光板１２０、１３０を含む。

【0128】

液晶パネル１１０は垂直電界方式であり、第１基板１１２の内面には薄膜トランジスタ（図３のＴ）と画素電極１２４が設けられており、第２基板１１４の内面にはブラックマトリクス（図３の１３２）及びカラーフィルター１３４、そして共通電極１３６が設けられている。また、第２基板１１４の内面にはブラックマトリクス（図３の１３２）及びカラーフィルター１３４を覆うオーバーコート層（図示せず）が設けられても良い。

【0129】

ナノカプセル液晶層２００のネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、第１及び第２基板１１２、１１４に垂直な垂直電界に対して垂直に配列され、電界方向に垂直な方向に屈折率が発現する。

【0130】

【0131】

そして、バックライトユニット１６０は、自然光に近い散乱光を液晶パネル１１０へ供給する。

【0132】

本発明の第２実施例における特徴は、第２基板１１４と第２偏光板１３０との間に位相遅延フィルム１７０が位置することである。

【0133】

位相遅延フィルム１７０は、１／４の位相遅延値を有するλ／４波長板（ｑｕａｒｔｅｒｗａｖｅｐｌａｔｅ、ＱＷＰ）からなる。

【0134】

図８ａに示すように、電圧がオフ状態のとき、バックライトユニット１６０からの散乱光は、第１偏光板１２０によってその偏光軸と平行な線形偏光のみ透過する。

【0135】

【0136】

【0137】

次に、図８ｂに示すように、画素電極１２４と共通電極１３６に電圧を印加すると、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６が成す電界方向に対して垂直になるよう、並んで配列される。

【0138】

したがって、ナノカプセル液晶層２００は、光学的異方性を発現することになる。

【0139】

【0140】

また、ナノカプセル液晶層２００を透過した線形偏光は、位相遅延フィルム１７０を通じて円偏光に変調された後、第２偏光板１３０を透過する過程において第２偏光板１３０の偏光軸と平行な線形偏光に変調され、第２偏光板１３０を透過する。

【0141】

したがって、ホワイトを表示することになる。

【0142】

本発明の第２実施例に係る液晶表示装置１００は、第２基板１１４と第２偏光板１３０との間に位相遅延フィルム１７０を介在することにより、光漏れを発生しなくなる。また、輝度不均一及び均一な画像を具現化できないという問題を引き起こすことがない。

【0143】

これについてさらに詳細に説明すると、ナノカプセル２３０内で任意の方向に不規則に配列されているネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６との間に形成される電界方向に対し、垂直に配列される過程において方向性がないため、互いにぶつかってしまう。

【0144】

ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０が配列過程でぶつかるため、均一に並んで配列できず、その結果、光漏れが発生する。そして、光漏れは輝度不均一及び均一な画像を具現化できないという問題を引き起こす。

【0145】

しかし、本発明の第２実施例に係る液晶表示装置１００は、第２基板１１４と第２偏光板１３０との間に、１／４の位相遅延値を有するλ／４波長板（ＱＷＰ）からなる位相遅延フィルム１７０を介在することにより、ナノカプセル液晶層２００を透過した線形偏光を、位相遅延フィルム１７０を通じて円偏光に変調した後、変調された円偏光状態の光が第２偏光板１３０を透過するようにすることで、光漏れを防止することができる。

【0146】

したがって、光漏れによる輝度不均一及び均一な画像を具現化できないという問題を未然に防止することができる。

【0147】

前述したように、本発明の液晶表示装置１００は、応答時間が向上する効果がある。また、配向膜（図１の３１ａ、３１ｂ）工程やギャップ形成工程、シールパターン（図１の７０）の形成工程を省略することができ、工程の効率性を向上させることができる。

【0148】

そして、本発明の液晶表示装置１００は、タッチ型表示装置、曲面型表示装置、そしてフレキシブル表示装置にも適用可能という長所を有する。

【0149】

特に、本発明の第２実施例に係る液晶表示装置１００は、第２基板１１４と第２偏光板１３０との間に位相遅延フィルム１７０を介在することにより、ナノカプセル液晶層２００を透過した線形偏光を、位相遅延フィルム１７０を通じて円偏光に変調した後、変調された円偏光状態の光が第２偏光板１３０を透過するようにすることで、光漏れを防止することができる。

【0150】

したがって、光漏れによる輝度不均一及び均一な画像を具現化できないという問題を未然に防止することができる。

【0151】

一方、本発明の第２実施例に係る液晶表示装置１００は、図９に示すように、第1基板１１２上に薄膜トランジスタ（図３のＴ）とカラーフィルター１３４が設けられるＣＯＴ構造にしても良い。

【0152】

即ち、図３及び図９を参照すると、第１基板１１２上には、ゲート絶縁膜（図示せず）を介し、互いに垂直に交差して画素領域Ｐを定義するゲート配線１１６とデータ配線１１８が設けられ、ゲート配線１１６とデータ配線１１８の交差領域には、薄膜トランジスタＴが設けられる。薄膜トランジスタＴの上部には、保護膜（図示せず）を介し、画素領域Ｐのみを露出するよう、ブラックマトリクス１３２が格子状に構成され、画素領域Ｐ上には、順次繰り返し配列されるＲ（ｒｅｄ）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（ｂｌｕｅ）カラーフィルター１３４が設けられる。

【0153】

そして、第１基板１１２の画素領域Ｐ上には画素電極１２４が設けられ、第２基板１１４上には共通電極１３６が設けられる。

【0154】

一方、図１０に示すように、ＣＯＴ構造では、第２基板１１４を省略することもできる。

【0155】

第２基板１１４を省略する場合、位相遅延フィルム１７０は、第２偏光板１３０とナノカプセル液晶層２００との間に介在することができる。そして、共通電極１３６は、位相遅延フィルム１７０の内面に形成することができる。

【0156】

＜第３実施例＞
図１１ａは、本発明の第３実施例に係るナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置を示した模式図である。

【0157】

【0158】

液晶パネル１１０は垂直電界方式であり、第１基板１１２の内面には薄膜トランジスタ（図３のＴ）と画素電極１２４が設けられており、第２基板１１４の内面にはブラックマトリクス（図３の１３２）及びカラーフィルター１３４、そして共通電極１３６が設けられている。

【0159】

また、第２基板１１４の内面にはブラックマトリクス１３２及びカラーフィルター１３４を覆うオーバーコート層（図示せず）が設けられても良い。

【0160】

本発明の第３実施例における特徴は、画素電極１２４と共通電極１３６がそれぞれ第１スリット１８０ａと第２スリット１８０ｂを含んで設けられることである。

【0161】

即ち、画素電極１２４は離隔して複数の第１スリット１８０ａを構成し、共通電極１３６も離隔して複数の第２スリット１８０ｂを構成する。

【0162】

複数の第１スリット１８０ａの幅は、複数の各画素電極１２４の幅より非常に狭い。即ち、複数の画素電極１２４の幅が複数の第１スリット１８０ａの幅より数倍〜数十倍程度大きく形成される。

【0163】

そして、第１及び第２スリット１８０ａ、１８０ｂは、上下に交互するように配置される。それぞれの第１スリット１８０ａは、それに隣接した第２スリットを介して位置した共通電極の中央に位置するように設けられる。一方、第２スリット１８０ｂは、それに最も隣接した二つの第１スリット１８０ａの間に位置する画素電極１２４の中央に位置するように構成されることを特徴とする。

【0164】

したがって、画素電極１２４及び共通電極１３６に電圧を印加すると、本発明の第３実施例に係る液晶表示装置１００は、画素電極１２４と共通電極１３６との間において第１及び第２基板１１２、１１４に垂直な方向から外れてフリンジフィールドを具現化する。

【0165】

その結果、ナノカプセル液晶層２００のネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６との間のフリンジフィールドに垂直に配列され、フリンジフィールドに垂直な方向に屈折率が発現する。

【0166】

したがって、ナノカプセル液晶層２００は、光学的異方性を発現することになる。

【0167】

【0168】

また、ナノカプセル液晶層２００を透過した線形偏光のうち、第２偏光板１３０の偏光軸と平行な線形偏光が第２偏光板１３０を透過し、ホワイトを表示することになる。

【0169】

本発明の第３実施例に係る液晶表示装置１００は、画素電極１２４と共通電極１３６に形成されたスリット１８０ａ、１８０ｂによってフリンジフィールドを具現化し、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０がフリンジフィールドに垂直になるよう、並んで配列されることで、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０がさらに均一に並んで配列され得る。

【0170】

即ち、ナノカプセル２３０内で任意の方向に不規則に配列されていたネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６との間に形成されるフリンジフィールドによって一定方向に、より簡単に回転して配列される。

【0171】

【0172】

その結果、液晶表示装置１００の透過率を向上させる効果を有する。

【0173】

また、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６が成すフリンジフィールドに対して垂直になるよう並んで配列されるので、回転がより簡単に行われ、応答時間がさらに向上する。

【0174】

【0175】

そして、本発明の液晶表示装置１００は、タッチ型表示装置、曲面型表示装置、そしてフレキシブル表示装置にも適用可能という長所を有する。

【0176】

特に、本発明の第３実施例に係る液晶表示装置１００は、画素電極１２４と共通電極１３６に形成されたスリット１８０ａ、１８０ｂによってフリンジフィールドを具現化し、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０がフリンジフィールドに垂直になるよう並んで配列されることで、光漏れを防止することができる。

【0177】

したがって、光漏れによる輝度不均一及び均一な画像を具現化できないという問題を未然に防止することができる。

【0178】

本発明の第３実施例に係る液晶表示装置１００は、各ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０が第２基板１１４上に形成された第２スリット１８０ｂに対応し、規則的な一貫した配列を有する。そのため、図１１ｂに示すように、第２基板１１４上に形成された第２スリット１８０ｂを画素領域Ｐ内において上下に曲がった形にさせることで、各画素領域Ｐ内において上下左右に異なる四つのドメインを具現化することができる。

【0179】

また、図面に示していないが、第２基板１１４上に形成された第２スリット１８０ｂを一つの画素領域内に複数構成し、複数の第２スリット１８０ｂを各画素領域内において上下に曲がった形にさせることで、第２スリット１８０ｂの個数の４倍に該当するマルチドメインを構成することもできる。

【0180】

＜第４実施例＞
図１２ａは、本発明の第４実施例に係るナノカプセル液晶層を備える液晶表示装置を示した模式図である。

【0181】

【0182】

【0183】

また、第２基板１１４の内面にはブラックマトリクス（図３の１３２）及びカラーフィルター１３４を覆うオーバーコート層（図示せず）が設けられても良い。

【0184】

本発明の第４実施例における特徴は、画素電極１２４が画素スリット１９０ａを含み、共通電極１３６には複数の共通突起１９０ｂが設けられることである。

【0185】

即ち、画素電極１２４は離隔して複数の画素スリット１９０ａを構成し、共通電極１３６上には複数の共通突起１９０ｂが離隔して形成されている。

【0186】

複数の共通突起１９０ｂの断面は三角形であるが、半円や半楕円形などであっても良い。

【0187】

複数の共通突起１９０ｂ及び画素スリット１９０ａは、平面から見て画素領域内で互いに並んで配置される。断面から見ると、液晶層２００を基準にしてその上部・下部が交互にジグザグ状に、第１及び第２基板１１２、１１４上に形成される。

【0188】

即ち、画素スリット１９０ａは上部にある複数の共通突起１９０ｂの間の離隔領域に対応して形成されており、複数の共通突起１９０ｂのそれぞれは下部の画素スリット１９０ａを介して位置する画素電極１２４の中央にそれぞれ位置するよう形成される。

【0189】

したがって、画素電極１２４及び共通電極１３６に電圧を印加すると、本発明の第４実施例に係る液晶表示装置１００は、画素電極１２４と共通電極１３６との間において第１及び第２基板１１２、１１４に垂直な方向から外れてフリンジフィールドを具現化する。

【0190】

【0191】

したがって、ナノカプセル液晶層２００は、光学的異方性を発現することになる。

【0192】

【0193】

【0194】

本発明の第４実施例に係る液晶表示装置１００は、画素電極１２４と共通電極１３６に形成された画素スリット１９０ａと、共通突起１９０ｂによって画素電極１２４と共通電極１３６がフリンジフィールドを具現化し、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０がフリンジフィールドに垂直になるよう、並んで配列されることで、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０がさらに均一に並んで配列され得る。

【0195】

即ち、ナノカプセル２３０内で任意の方向に不規則に配列されていたネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６との間に形成されるフリンジフィールドによって一定方向により簡単に回転して配列される。

【0196】

【0197】

その結果、液晶表示装置（図２の１００）の透過率を向上させる効果を有する。

【0198】

【0199】

【0200】

そして、本発明の液晶表示装置１００は、タッチ型表示装置、曲面型表示装置、そしてフレキシブル表示装置にも適用可能という長所を有する。

【0201】

特に、本発明の第４実施例に係る液晶表示装置１００は、画素電極１２４と共通電極１３６に形成された画素スリット１９０ａと、共通突起１９０ｂによって画素電極１２４と共通電極１３６がフリンジフィールドを具現化し、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０がフリンジフィールドに垂直になるよう並んで配列されることで、光漏れを防止することができる。

【0202】

したがって、光漏れによる輝度不均一及び均一な画像を具現化できないという問題を未然に防止することができる。

【0203】

本発明の第４実施例に係る液晶表示装置１００は、各ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０が各共通突起１９０ｂに対応し、規則的な一貫した配列を有する。そのため、図１２ｂに示すように、第２基板１１４上に形成された共通突起１９０ｂを画素領域Ｐ内において上下に曲がった形にさせることで、各画素領域Ｐ内において上下左右に異なる四つのドメインを具現化することができる。

【0204】

以下に記述する本発明の第５及び第６実施例に係る液晶表示装置は、反射型液晶表示装置に関する。

【0205】

＜第５実施例＞
図１３は、本発明の第５実施例に係る反射型液晶表示装置を示した斜視図である。

【0206】

液晶表示装置１００は、液晶パネル１１０と、偏光板１３０と、位相差板１７５と、反射板１４０とからなる。

【0207】

まず、液晶パネル１１０は画像表現において中核的な役割を担う部分であって、ナノカプセル液晶層２００を介して対面合着された第１及び第２基板１１２、１１４を含む。

【0208】

下部基板、またはアレイ基板と呼ばれる第１基板１１２の一面には複数のゲート配線１１６とデータ配線１１８が縦横に交差し、画素領域Ｐを定義する。

【0209】

これらの両配線１１６、１１８の交差地点には薄膜トランジスタＴが備えられ、各画素領域Ｐに設けられた透明画素電極１２４と一対一で対応して接続する。

【0210】

【0211】

【0212】

さらに、図面には明確に示していないが、第１基板１１２は第２基板１１４より大きい面積を有しているため、第１及び第２基板１１２、１１４を合着する際に第１基板１１２の縁部が外部に露出される。ここにはそれぞれ複数のデータ配線１１８に連結された複数のデータパッド１１８ａと、複数のゲート配線１１６に連結された複数のゲートパッド（図示せず）とが位置する。

【0213】

したがって、薄膜トランジスタＴのオン・オフ信号がゲート配線１１６に順次スキャンされて印加され、選択された画素領域Ｐの画素電極１２４にデータ配線１１８の画像信号が伝達されると、画素電極１２４と共通電極１３６との間の垂直電界によってその間のナノカプセル液晶層２００の液晶分子２２０が駆動され、それによる光の透過率変化で様々な画像を表示することができる。

【0214】

そして、かかる液晶パネル１１０の第２基板１１４の外面には、特定光のみを選択的に透過させる偏光板１３０が取り付けられる。

【0215】

第２基板１１４と偏光板１３０との間には、位相差板１７５が位置する。位相差板１７５は、線偏光を円偏光に変換するよう、四分の一波長板からなる。

【0216】

位相差板１７５の屈折率は、屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚがｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚを満たすことが好ましい。即ち、二つの水平軸の屈折率、ｎｘとｎｙは同一であり、かつ垂直軸の屈折率、ｎｚは水平軸の屈折率のｎｘ、ｎｙより小さい値を有することが好ましい。一方、位相差板１７５は、偏光板１３０と一体に形成しても良い。

【0217】

そして、第１基板１１２の外面には反射板１４０が位置する。反射板１４０は、外部からの外部光を反射して液晶パネル１１０へ光を供給することで、液晶パネル１１０が示す透過率差が外部へ発現できるようにする。

【0218】

反射板１４０は、反射率を高めるため、アルミニウムなどの金属材質からなっても良く、反射電極の形態で第１基板１１２とナノカプセル液晶層２００との間に位置しても良い。

【0219】

反射板１４０が反射電極の形態で第１基板１１２とナノカプセル液晶層２００との間に位置する場合、乱反射できるよう、反射電極をエンボス（ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ）状に形成することができる。

【0220】

本発明に係る反射型液晶表示装置１００の最も特徴的なことは、ナノカプセル液晶層２００を第１基板１１２と第２基板１１４との間に介在して形成したことである。

【0221】

【0222】

かかるナノカプセル液晶層２００は等方性液晶である。等方性液晶は、電圧が印加されていないときは３次元または２次元において光学的等方性を有するが、電界を印加すると、画素電極１２４と共通電極１３６とに印加される電圧差に比例するピクセル電圧の電界方向に垂直若しくは水平方向に複屈折が生じる性質を持つ。

【0223】

即ち、ナノカプセル２３０内部に満たされた液晶分子２２０が、負（−）の誘電率異方性を有するネガティブ型ネマティック液晶分子２２０からなる場合、液晶分子２２０は電界方向に垂直な方向に配列され、複屈折が発生する。一方、ナノカプセル２３０内部に満たされた液晶分子２２０が、正（＋）の誘電率異方性を有するポジティブ型ネマティック液晶分子２２０からなる場合、液晶分子２２０は電界方向に平行な方向に配列され、複屈折が発生する。

【0224】

したがって、かかるナノカプセル液晶層２００は、電圧印加時には光学的一軸性を示す。

【0225】

それについてさらに詳細に説明する。本発明のナノカプセル液晶層２００は、液晶分子２２０をナノサイズのカプセル２３０でカプセル化するが、液晶分子２２０はナノカプセル２３０内で不規則に配列される。

【0226】

ナノカプセル液晶層２００内においてナノカプセル２３０は５体積％〜９５体積％に形成することができる。好ましくはナノカプセル２３０をナノカプセル液晶層２００の２５体積％〜６５体積％に形成し、残部をバッファー層２１０とする。

【0227】

【0228】

かかるバッファー層２１０は強度を向上させ、かつ硬化時間を短縮するため、添加物が含まれても良い。

【0229】

そして、ナノカプセル２３０の直径は１ｎｍ〜３２０ｎｍにすることができるが、好ましくは３０ｎｍ〜１００ｎｍに形成する。

【0230】

【0231】

特に、ナノカプセル２３０を１００ｎｍ以下に形成する場合は、高コントラスト比を有することができる。

【0232】

ナノカプセル２３０を含むナノカプセル液晶層２００の厚さ、即ち、セルギャップは１μｍ〜１０μｍにすることができるが、好ましくは２μｍ〜５μｍに形成する。

【0233】

ナノカプセル液晶層２００のセルギャップが２μｍ以下の場合、光の透過率差を外部に発現し難しくなる。また、５μｍ以上の場合は、電極１２４、１３６間の間隔が広くなり、高い消費電力が求められる。さらに、液晶パネル１１０の全体厚が厚くなり、最近求められている傾向及び薄型の反射型液晶表示装置を具現化し難いという問題を引き起こすことがある。

【0234】

【0235】

したがって、光がその界面を通過する際、界面で光が散乱し、有白色の不透明な状態となるが、ナノカプセル液晶層２００は光学的等方性を有するので、光はかかるナノカプセル液晶層２００をそのまま通過する。

【0236】

しかし、ナノカプセル液晶層２２０に電圧を印加すると、各ナノカプセル２３０内部を満たした液晶分子２２０が規則的に整列することになる。

【0237】

【0238】

したがって、ナノカプセル液晶層２００は透明に見えるようになり、複屈折が発生する。

【0239】

【0240】

したがって、ナノカプセル液晶層２００を備える反射型液晶表示装置１００は、電圧のオン・オフによって透過量が変化するディスプレイ用素子に適用することができる。

【0241】

特に、ナノカプセル液晶層２００は光学的異方性のある初期配向が存在しないため、配向する必要がない。よって、表示装置に配向膜を備える必要も、ラビング工程など配向膜の工程を行う必要もない。

【0242】

さらに、本発明のナノカプセル液晶層２００は、ナノカプセル２３０が液晶物質からなるバッファー層２１０内に分散して位置する場合、プリンティング方法、コーティング法、滴下法で形成し、ナノカプセル２３０がフィルム形状のポリマーからなるバッファー層２１０内に分散して位置する場合は、ラミネーション工程で形成することにより、第１基板１１２と第２基板１１４との間における液晶層（図１の５０）が充填される離隔間隔のためのギャップを形成する工程を省略することができる。また、液晶層の液晶漏れを防止するためのシールパターンを形成する工程も省略することができる。

【0243】

その結果、工程の効率性を向上させることができる。

【0244】

また、かかる反射型液晶表示装置１００は、外力が与えられても液晶分子２２０がナノカプセル２３０内部に位置し、可視光線の波長より小さいサイズで形成されるため、可視光線の影響が及ばず、外力による光漏れが発生しない。したがって、本発明の液晶表示装置１００がフレキシブル表示装置に適用され、外力が与えられても、可視光波長より小さいナノサイズのナノカプセル２３０は可視光の影響を受けないため、外力による光漏れも防止することができる。

【0245】

さらに、本発明の反射型液晶表示装置１００は、電界を印加する際、第１基板１１２と第２基板１１４との間に介在されたナノカプセル液晶層２００の液晶分子２２０を、従来の反射型液晶表示装置の液晶層に比べてダイナミックに回転させることにより、応答時間が向上する効果を有する。

【0246】

図１４ａ〜１４ｂは、本発明の第５実施例に係るナノカプセル液晶層を備える反射型液晶表示装置の画像具現原理を概略的に示した模式図である。そして、図１５ａ〜１５ｂは、図１４ａ〜１４ｂにおける透過光の特性を説明するための光透過図である。

【0247】

本発明の第５実施例に係る反射型液晶表示装置１００は、画素電極１２４と共通電極１３６が垂直電界を成す液晶パネル１１０を一例に挙げて説明する。液晶分子２２０は、負（−）の誘電率異方性を有するネガティブ型ネマティック液晶分子からなる。

【0248】

図面に示すように、ナノカプセル液晶層２００を備える反射型液晶表示装置１００は、外部光の入射方向に近づくように偏光板１３０が配置され、位相差板１７５と液晶パネル１１０と反射板１４０とが順次配置される。

【0249】

位相差板１７５は、第２基板１１４とナノカプセル液晶層２００との間に介在されても良い。また、反射板１４０は、反射電極の形態で第１基板１１２とナノカプセル液晶層２００との間に位置しても良い。

【0250】

液晶パネル１１０は、ナノカプセル液晶層２００を介して対面合着された第１及び第２基板１１２、１１４を含む。そして、液晶パネル１１０は垂直電界方式であり、第１基板１１２の内面には薄膜トランジスタ（図１３のＴ）と画素電極１２４が設けられており、第２基板１１４の内面にはブラックマトリクス（図１３の１３２）及びカラーフィルター１３４、そして共通電極１３６が設けられている。

【0251】

【0252】

【0253】

図１４ａ及び図１５ａを参照すると、ナノカプセル液晶層２００は、液晶パネル１１０に電圧がかかっていない状態においてはネガティブ型ネマティック液晶分子２２０が任意の方向に不規則に配列されており、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０とそれをカプセル化するナノカプセル２３０とが互いに異なる屈折率異方性を有するため、光学的等方性を有することになる。

【0254】

したがって、外部からの光が偏光板１３０を透過する際、その偏光軸と平行な第１線形偏光のみ透過し、他は吸収される。そして、第１線形偏光は位相差板１７５を通過する際、円形偏光、例えば左円偏光に変換される。

【0255】

左円偏光された光はナノカプセル液晶層２００をそのまま通過し、ナノカプセル液晶層２００を通過した光は反射板１４０によって反射され、右円偏光に変換される。

【0256】

右円偏光された光はそのままナノカプセル液晶層２００を通過し、そのまま位相差板１７５を通過するが、位相差板１７５を通過する過程において第１線形偏光に垂直な第２線形偏光に変換される。

【0257】

その結果、位相差板１７５を通過した第２線形偏光は偏光板１３０を透過できず、遮断されてブラックを表示することになる。

【0258】

次に、図１４ｂ及び図１５ｂに示すように、画素電極１２４と共通電極１３６に電圧を印加すると、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６が成す電界方向に対して垂直になるよう、並んで配列される。

【0259】

したがって、ナノカプセル液晶層２００は、光学的異方性を発現することになる。

【0260】

【0261】

左円偏光された光は、ナノカプセル液晶層２００を通過する過程においてナノカプセル液晶層２００によって位相遅延される。その結果、第１線形偏光と垂直な第２線形偏光のみナノカプセル液晶層２００を通過することになる。

【0262】

ナノカプセル液晶層２００を通過した第２線形偏光は、反射板１４０によって反射された後、ナノカプセル液晶層２００を通過する過程において右円偏光に位相遅延される。また、右円偏光された光は、位相差板１７５を透過する際に第１線形偏光に変換された後、偏光板１３０を透過してホワイトを表示することになる。

【0263】

＜第６実施例＞
図１６ａ〜１６ｂは、本発明の第６実施例に係るナノカプセル液晶層を備える反射型液晶表示装置の画像具現原理を概略的に示した模式図である。

【0264】

本発明の第６実施例に係る反射型液晶表示装置１００は、画素電極１２４と共通電極１３６が水平電界を成す液晶パネル１１０を一例に挙げて説明する。液晶分子２２０は、正（＋）の誘電率異方性を有するポジティブ型ネマティック液晶分子からなる。

【0265】

【0266】

【0267】

液晶パネル１１０は、ナノカプセル液晶層２００を介して対面合着された第１及び第２基板１１２、１１４を含む。そして、液晶パネル１１０は水平電界方式であり、第１基板１１２の内面には薄膜トランジスタ（図１３のＴ）と画素電極１２４、そして画素電極１２４から一定間隔離隔して共通電極１３６が設けられており、第２基板１１４の内面にはブラックマトリクス（図１３の１３２）及びカラーフィルター１３４が設けられている。

【0268】

【0269】

ナノカプセル液晶層２００のネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、第１及び第２基板１１２、１１４に平行な水平電界に対して水平に配列され、電界方向に水平な方向に屈折率が発現する。

【0270】

図１６ａのように、液晶パネル１１０に電圧がかかっていない状態では、外部からの光が偏光板１３０を透過できず、遮断されてブラックを表示することになる。

【0271】

そして、図１６ｂのように画素電極１２４と共通電極１３６に電圧を印加し、水平電界が形成されると、ネガティブ型ネマティック液晶分子２２０は、画素電極１２４と共通電極１３６が成す電界方向に均一に整列される。

【0272】

したがって、外部からの光は偏光板１３０と位相差板１７５、そしてナノカプセル液晶層２００を透過し、反射板１４０によって反射された後、再びナノカプセル液晶層２００と位相差板１７５、そして偏光板１３０を透過し、ホワイトを表示することになる。

【0273】

一方、本発明の第５及び第６実施例に係る反射型液晶表示装置１００は、第１基板１１２上に薄膜トランジスタＴとカラーフィルター１３４が設けられるＣＯＴ構造にしても良い。

【0274】

即ち、図１３を参照すると、第１基板１１２上には、ゲート絶縁膜（図示せず）を介し、互いに垂直に交差して画素領域Ｐを定義するゲート配線１１６とデータ配線１１８が設けられ、ゲート配線１１６とデータ配線１１８の交差領域には、薄膜トランジスタＴが設けられる。薄膜トランジスタＴの上部には、保護膜（図示せず）を介し、画素領域Ｐのみを露出するよう、ブラックマトリクス１３２が格子状に構成され、画素領域Ｐ上には、順次繰り返し配列されるＲ（ｒｅｄ）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（ｂｌｕｅ）カラーフィルター１３４が設けられる。

【0275】

そして、第１基板１１２の画素領域Ｐには画素電極１２４が設けられ、第１基板１１２まは第２基板１１４上には、画素電極１２４に対応する共通電極１３６が設けられる。

【0276】

一方、かかるＣＯＴ構造では、第２基板１１４を省略することもできる。第２基板１１４を省略する場合、第５実施例のような垂直電界モードにおいては、共通電極１３６を位相差板１７５の内面に形成することができる。

【0277】

前述したように、本発明の実施例に係る反射型液晶表示装置１００は、不規則に配列されたネマティック液晶分子２２０で内部が満たされたナノカプセル２３０がバッファー層２１０に分散したナノカプセル液晶層２００を、第１基板１１２と第２基板１１４との間に介在することで、従来の液晶表示装置に比べ、応答時間が向上する効果がある。

【0278】

また、ナノカプセル液晶層２００は光学的異方性のある初期配向が存在しないため、配向する必要がない。よって、表示装置に配向膜を備える必要も、ラビング工程など配向膜の工程を行う必要もない。

【0279】

さらに、本発明のナノカプセル液晶層２００は、ナノカプセル２３０が液晶物質からなるバッファー層２１０内に分散して位置する場合、プリンティング方法、コーティング法、滴下法で形成し、ナノカプセル２３０がフィルム形状のポリマーからなるバッファー層２１０内に分散して位置する場合は、ラミネーション工程で形成することにより、第１基板１１２と第２基板１１４との間における液晶層が充填される離隔間隔のためのギャップを形成する工程を省略することができる。また、液晶層の液晶漏れを防止するためのシールパターンを形成する工程も省略することができる。

【0280】

その結果、工程の効率性を向上させることができる。

【0281】

【0282】

以下に記述する本発明の第７〜第１１実施例に係る液晶表示装置は、フレキシブル液晶表示装置に関する。

【0283】

＜第７、第８及び第９実施例＞
図１７ａ〜１７ｂは、本発明の第７実施例に係るナノカプセル液晶層を備えるフレキシブル液晶表示装置の画像具現原理を概略的に説明するための模式図である。また、図１７ｃ〜１７ｄは、それぞれ本発明の第８及び第９実施例に係るナノカプセル液晶層を備えるフレキシブル液晶表示装置を概略的に示した図面である。

【0284】

図面に示すように、フレキシブル液晶表示装置は、液晶パネル１１０とバックライトユニット１６０とからなる。

【0285】

まず、液晶パネル１１０は画像表現において中核的な役割を担う部分であって、基板１１２上にナノカプセル液晶層２００が設けられる。

【0286】

アレイ基板と呼ばれる基板１１２の一面には、図面には示していないが、ゲート絶縁膜を介して互いに垂直に交差し、画素領域を定義するゲート配線とデータ配線が設けられる。ゲート配線とデータ配線との交差領域には薄膜トランジスタが備えられ、薄膜トランジスタ上部には、保護膜を介してブラックマトリクスが画素電極のみを露出するよう、格子状で構成される。また、画素領域上には、順次繰り返し配列されるＲ（ｒｅｄ）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（ｂｌｕｅ）カラーフィルター１３４が設けられる。

【0287】

カラーフィルター１３４の上部には薄膜トランジスタと連結される画素電極１２４と、画素電極１２４と一定間隔離隔して共通電極１３６が設けられる。

【0288】

したがって、画素電極１２４と共通電極１２６との間の水平電界によってその間のナノカプセル液晶層２００の液晶分子２２０が駆動され、それによる光の透過率変化で様々な画像を表示することができる。

【0289】

そして、ナノカプセル液晶層２００の上部には、特定光のみを選択的に透過させる偏光板１３０が取り付けられる。

【0290】

さらに、液晶パネル１１０が示す透過率差が外部へ発現できるよう、その背面から光を供給するバックライトユニット１６０が備えられる。

【0291】

バックライトユニット１６０は、一縁部の長さ方向に沿って配列されるＬＥＤアセンブリ１２９と、反射偏光フィルムと、白色または銀色の反射板１２５と、かかる反射板１２５上に位置する導光板１２３と、その上部に介在される光学シート１２１とを備える。

【0292】

ＬＥＤアセンブリ１２９はバックライトユニット１６０の光源であって、導光板１２３の入光面に対面するよう、導光板１２３の一側に位置する。かかるＬＥＤアセンブリ１２９は、複数のＬＥＤ１２９ａと複数のＬＥＤ１２９ａが一定間隔離隔して装着されるＰＣＢ１２９ｂとからなる。

【0293】

かかるＬＥＤアセンブリ１２９のＬＥＤ１２９ａの前方にバー形状の反射偏光フィルム１２７が位置する。反射偏光フィルム１２７はＬＥＤ１２９ａからの光のうち、特定線形偏光のみを通過させ、残部は反射して再生させる。それにより、本発明のフレキシブル液晶表示装置の光効率をさらに向上させることができる。

【0294】

反射偏光フィルム１２７は、互いに異なる屈折率を示す誘電体薄膜の積層構造内に、一定偏光軸を有する偏光子が内在されてなる。若しくはベースフィルム上に反射率の高いアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）などの微細線形金属パターンを一方向に並んで配列したワイヤグリッド偏光子などからなっても良い。

【0295】

かかる反射偏光フィルム１２７は、液晶パネル１１０の上部に位置する偏光板１３０の偏光軸と垂直な偏光軸を有する。

【0296】

したたって、ＬＥＤアセンブリ１２９からの光は全て導光板１２３の内部に入射し、光を損失することなく、全て液晶パネル１１０へ提供される。

【0297】

即ち、ＬＥＤアセンブリ１２９からの光は反射偏光フィルム１２７により、反射偏光フィルム１２７の偏光軸と同一偏光軸を有する光のみを透過させ、残部は反射させる。ＬＥＤ１２９ａからの光のうち、第１偏光は反射偏光フィルム１２７を透過し、導光板１２３の入光面を通して導光板１２３の内部に入射する。一方、第１偏光に垂直な第２偏光は反射偏光フィルム１２７によって反射された後、散乱光として再生される。

【0298】

散乱光として再生された光のうち、第１偏光は再び反射偏光フィルム１２７を透過する。また、第２偏光は再び散乱光として再生され、光効率が向上することになる。

【0299】

そして、反射偏光フィルム１２７を透過した特定線形偏光は、導光板１２３内を通過する際に複数の全反射によって導光板１２３の広い領域にムラなく広がる。その結果、液晶パネル１１０に面光源が提供される。

【0300】

かかる導光板１２３は、均一な面光源を供給するため、下部面に特定形状のパターンを含むことができる。

【0301】

反射板１２５は導光板１２３の背面に位置し、導光板１２３の下部面を通過した光を液晶パネル１１０側に反射させることにより、光の輝度を向上させる。

【0302】

導光板１２３の上部の光学シート１２１は、拡散シートと少なくとも一つの集光シートなどを含み、導光板１２３を通過した光を拡散または集光して、さらに均一な面光源が液晶パネル１１０に入射するようにする。

【0303】

バックライトユニット１６０の光源としてＬＥＤ１２９ａの他にも陰極電極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプのような蛍光ランプを用いることができる。

【0304】

一方、液晶パネル１１０とバックライトユニット１６０は、ラミネーション工程で一体にモジュール化することができる。液晶パネル１１０とバックライトユニット１６０をラミネーション工程により一体化する過程において、液晶パネル１１０とバックライトユニット１６０との間に粘着剤（図示せず）を介在し、液晶パネル１１０とバックライトユニット１６０との間のエアーギャップを塞いで光損失の発生を防止することができる。

【0305】

本発明に係るフレキシブル液晶表示装置において最も特徴的なことは、基板１１２上にナノカプセル液晶層２００を設けたことである。

【0306】

【0307】

【0308】

【0309】

したがって、かかるナノカプセル液晶層２００は、電圧印加時には光学的一軸性を示す。

【0310】

【0311】

【0312】

【0313】

かかるバッファー層２１０は強度を向上させ、かつ硬化時間を短縮するため、添加物が含まれても良い。

【0314】

そして、ナノカプセル２３０の直径は１ｎｍ〜３２０ｎｍにすることができるが、好ましくは３０ｎｍ〜１００ｎｍに形成する。

【0315】

【0316】

ナノカプセル液晶層２００のセルギャップが２μｍ以下の場合、光の透過率差を外部に発現し難しくなる。また、５μｍ以上の場合は、画素電極１２４と共通電極１３６との間の間隔が広くなり、高い消費電力が求められる。さらに、液晶パネル１１０の全体厚が厚くなり、最近求められている傾向及び薄型のフレキシブル液晶表示装置を具現化し難いという問題を引き起こすことがある。

【0317】

一方、ナノカプセル２３０を可視光線の波長（３２０ｎｍ）以下のサイズに形成することにより、屈折率による光学的変化が発生せず、光学的等方性を有することができる。また、可視光線により、散乱の影響を最小化することができる。

【0318】

特に、ナノカプセル２３０を１００ｎｍ以下に形成する場合は、高コントラスト比を有することができる。

【0319】

図１７ａのように、液晶パネル１１０に電圧がかかっていない状態においては液晶分子２２０が任意の方向に不規則に配列されており、液晶分子２２０とそれをカプセル化するナノカプセル２３０とが互いに異なる屈折率異方性を有するため、光学的等方性を有することになる。

【0320】

したがって、バックライトユニット１６０からの線形偏光はナノカプセル液晶層２００をそのまま通過するが、バックライトユニット１６０からの線形偏光の偏光軸と垂直な偏光板１３０を通過できず、遮断されてブラックを表示することになる。

【0321】

そして、図１７ｂに示すように、画素電極１２４と共通電極１３６に電圧を印加し、水平電界が形成されると、液晶分子２２０は電界方向に均一に整列される。その結果、バックライトユニット１６０からの線形偏光のうち、液晶分子２２０と平行な線形偏光がナノカプセル液晶層２００を通過する。

【0322】

また、ナノカプセル液晶層２００を透過した線形偏光のうち、偏光板１３０の偏光軸と平行な線形偏光が偏光板１３０を透過し、ホワイトを表示する。

【0323】

【0324】

したがって、ナノカプセル液晶層２００を備えるフレキシブル液晶表示装置は、電圧のオン・オフによって透過量が変化するディスプレイ用素子に適用することができる。

【0325】

また、かかるナノカプセル液晶層２００は光学的異方性のある初期配向が存在しないため、配向する必要がない。よって、表示装置に配向膜を備える必要も、ラビング工程など配向膜の工程を行う必要もない。

【0326】

さらに、本発明のナノカプセル液晶層２００は、ナノカプセル２３０が液晶物質からなるバッファー層２１０内に分散して位置する場合、プリンティング方法、コーティング法、滴下法で形成し、ナノカプセル２３０がフィルム形状のポリマーからなるバッファー層２１０内に分散して位置する場合は、ラミネーション工程で形成することにより、従来の第１基板と第２基板との間における液晶層が充填される離隔間隔のためのギャップを形成する工程を省略することができる。また、液晶層の液晶漏れを防止するためのシールパターンを形成する工程も省略することができる。

【0327】

その結果、工程の効率性を向上させることができる。

【0328】

また、かかるフレキシブル液晶表示装置は、外力が与えられても液晶分子２２０がナノカプセル２３０内部に位置し、可視光線の波長より小さいサイズで形成されるため、可視光線の影響が及ばず、外力による光漏れが発生しない。したがって、本発明の液晶表示装置がフレキシブル表示装置に適用され、外力が与えられても、可視光波長より小さいナノサイズのナノカプセル２３０は可視光の影響を受けないため、外力による光漏れも防止することができる。

【0329】

特に、本実施例に係るフレキシブル液晶表示装置は、ＬＥＤアセンブリ１２９の前方に反射偏光フィルム１２７を位置させることで、バックライトユニット１６０から線形偏光が液晶パネル１１０へ供給され、従来の液晶表示装置に比べて一つの偏光板を省略することができる。

【0330】

したがって、本実施例に係るフレキシブル液晶表示装置は、第２基板（図２の４）及び一つの偏光板（図２の２０）を共に省略することができ、液晶パネル１１０の全体厚を低減することができる。よって、軽量及び薄型の液晶表示装置を提供すると共に柔軟性を有するフレキシブル表示装置に適用することもできる。

【0331】

一方、前述のようにフレキシブル液晶表示装置は、ナノカプセル液晶層２００が液晶物質またはフィルム状のバッファー層２１０内に分散して形成される。したがって、図１７ｃに示すように、第８実施例に係るフレキシブル液晶表示装置が提示され得る。この場合、液晶パネル１１０のナノカプセル液晶層２００をバックライトユニット１６０に向けて形成することができる。また、偏光板１３０は基板１１２の上部に位置するよう、形成することができる。

【0332】

そして、ナノカプセル液晶層２００をバックライトユニット１６０に向けて形成する場合、基板１１２が上部に位置し、図１７ｄに示すように、第９実施例に係るフレキシブル液晶表示装置が提示され得る。この場合、基板１１２の上部に第１電極１５１と、絶縁膜１５５と、第２電極１５３と、タッチ基板１５７とを含むタッチパネル１５０を設けることができる。したがって、フレキシブル液晶表示装置をタッチ用表示装置に適用することもできる。

【0333】

一方、前述の第７〜第９実施例において、反射偏光フィルム１２７の他、導光板１２３の内部にワイヤグリッド格子を設けることにより、特定線形偏光のみが導光板１２３を透過して液晶パネル１１０へ供給されるようにすることができる。若しくは、導光板１２３の上部に偏光分離層を位置させ、特定線形偏光のみが導光板１２３を透過して液晶パネル１１０へ供給されるようにすることもできる。

【0334】

＜第１０実施例＞
図１８は、本発明の第１０実施例に係るナノカプセル液晶層を備えるフレキシブル液晶表示装置を概略的に示した図面である。

【0335】

図面に示すように、ナノカプセル液晶層２００を備えるフレキシブル液晶表示装置は、液晶パネル１１０とその背面から光を供給するバックライトユニット１６０とからなる。液晶パネル１１０は、薄膜トランジスタ及びカラーフィルター１３４が設けられた基板１１２上に形成されたナノカプセル液晶層２００を含む。

【0336】

基板１１２上には、画素電極１２４と共通電極１３６とが設けられる。

【0337】

【0338】

そして、ナノカプセル液晶層２００の上部には、特定光のみを選択的に透過させる偏光板１３０が取り付けられる。また、液晶パネル１１０の背面にはバックライトユニット１６０が備えられ、液晶パネル１１０へ光を供給する。

【0339】

バックライトユニット１６０は、一縁部の長さ方向に沿って配列される非極性若しくは半極性（ｎｏｎ−ｐｏｌａｒｏｒｓｅｍｉ−ｐｏｌａｒ）ＬＥＤ３００と、白色若しくは銀色の反射板１２５と、かかる反射板１２５上に位置する導光板１２３と、その上部に介在される光学シート１２１とを含む。

【0340】

非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００は光源であって、導光板１２３の入光面と対面するよう、導光板１２３の一側に位置する。

【0341】

非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００は、特定方向に偏光された光を放出する特性を有する。

【0342】

かかる非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００は、ｃ−軸方向に成長した化合物半導体層を備える極性（ｐｏｌａｒ）ＬＥＤとは区別される。例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどのＧａＮ系列の窒化物半導体層を、ＧａＮ基板のｍ−面若しくはａ−面上に成長させることで、自発分極（ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）若しくはピエゾ分極（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）のない非極性ＬＥＤまたは半極性ＬＥＤを製造することができる。

【0343】

また、窒化物半導体を用いたＬＥＤは、窒化物半導体の組成比を調節することで、紫外線ないし可視光線領域内で求められる波長の光を放出するよう、製造することができる。

【0344】

そして、非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００からの特定線形偏光は、導光板１２３内を通過する際に複数の全反射によって導光板１２３の広い領域にムラなく広がる。その結果、液晶パネル１１０に面光源が提供される。

【0345】

かかる導光板１２３は、均一な面光源を供給するため、下部面に特定形状のパターンを含むことができる。

【0346】

【0347】

【0348】

液晶パネル１１０に電圧がかかっていない状態においては液晶分子２２０が任意の方向に不規則に配列されており、液晶分子２２０とそれをカプセル化するナノカプセル２３０とが互いに異なる屈折率異方性を有するため、光学的等方性を有することになる。したがって、バックライトユニット１６０からの線形偏光はナノカプセル液晶層２００をそのまま通過するが、バックライトユニット１６０からの線形偏光の偏光軸と垂直な偏光板を通過できず、遮断されてブラックを表示することになる。

【0349】

そして、画素電極１２４と共通電極１３６に電圧を印加し、水平電界が形成されると、液晶分子２２０は電界方向に均一に整列される。その結果、バックライトユニット１６０からの線形偏光のうち、液晶分子２２０と平行な線形偏光がナノカプセル液晶層２００を通過する。また、ナノカプセル液晶層２００を透過した線形偏光のうち、偏光板１３０の偏光軸と平行な線形偏光が偏光板１３０を透過し、ホワイトを表示する。

【0350】

＜第１１実施例＞
図１９ａは、本発明の第１１実施例に係るナノカプセル液晶層を備えるフレキシブル液晶表示装置を概略的に示した図面である。図１９ｂは、図１９ａの光繊維タイプの導光板の光繊維を概略的に示した斜視図である。

【0351】

【0352】

基板１１２上には、画素電極１２４と共通電極１３６とが設けられる。

【0353】

【0354】

【0355】

バックライトユニット１６０は、一縁部の長さ方向に沿って配列される非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００と、白色若しくは銀色の反射板１２５と、かかる反射板１２５上に位置する光繊維タイプの導光板４００と、その上部に介在される光学シート１２１とを含む。

【0356】

反射板１２５は光繊維タイプの導光板４００の背面に位置し、光繊維タイプの導光板４００の下部面を通過した光を液晶パネル１１０側に反射させることにより、光の輝度を向上させる。

【0357】

光繊維タイプの導光板４００の上部の光学シート１２１は、拡散シートと少なくとも一つの集光シートなどを含み、導光板４００を通過した光を拡散または集光して、さらに均一な面光源が液晶パネル１１０に入射するようにする。

【0358】

非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００は光源であって、光繊維タイプの導光板４００の入光面と対面するよう、導光板４００の一側に位置する。

【0359】

非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００は、特定方向に偏光された光を放出する特性を有する。

【0360】

そして、非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００からの特定線形偏光は、光繊維タイプの導光板４００内を通過する際に複数の全反射によって光繊維タイプの導光板４００の広い領域にムラなく広がる。その結果、液晶パネル１１０に面光源が提供される。

【0361】

光繊維タイプの導光板４００は、複数の光繊維４１０からなる光繊維束が並んで配列され、板体（ｐｌａｔｅ）を形成するように構成される。

【0362】

導光板４００を構成するそれぞれの光繊維４１０は、図１９ｂに示すように、中心部のコア４１１と、コア４１１の外周面を囲むクラッド４１３とからなる。

【0363】

クラッド４１３は、光ガイド部４１３ａと光発散部４１３ｂとからなる。光ガイド部４１３ａは、屈折率（ｎ２）がコア４１１の屈折率（ｎ１）に比べて小さいため、内部光を全反射する。光発散部４１３ｂは、屈折率（ｎ３）がコア４１１の屈折率（ｎ１）に比べて大きい、または同様なため、内部光を外部へ出射させる。

【0364】

コア４１１の屈折率（ｎ１）と、クラッド４１３の光ガイド部４１３ａ及び光発散部４１３ｂの屈折率（ｎ２、ｎ３）は、空気の屈折率より大きい、１．２〜１．６程度である。

【0365】

即ち、非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００からの特定線形偏光が光繊維４１０のコア４１１の内部を全反射しながら通過する際、光の一部が任意の位置で光繊維４１０の外側に出射するよう、コア４１１を囲むクラッド４１３の屈折率を、一定位置、即ち、光発散部４１３ｂで異なるように構成する。

【0366】

光繊維４１０においてクラッド４１３の屈折率がコア４１１の屈折率より小さい場合、コア４１１内部の光は全反射しながら通過することができる。しかし、任意の位置でクラッド４１３の屈折率がコア４１１の屈折率より大きくなると、全反射条件が満たされないため、コア４１１内部を通過する光の一部が光繊維４１０の外部へと出射できるようになる。

【0367】

光ガイド部４１３ａと光発散部４１３ｂは、クラッド４１３の最も外側層からクラッド４１３の内側面まで接するように構成される。

【0368】

かかる構造の光繊維４１０を二つ以上の複数に束ねて光繊維タイプの導光板４００を構成し、導光板４００の一側から光を入射させると、光繊維４１０の長さ方向における任意の位置で光が出射するバックライトユニット１６０を構成することができる。

【0369】

本発明の第１１実施例に係るフレキシブル液晶表示装置は、ナノカプセル液晶層２００が光学的異方性のある初期配向を有しないため、配向する必要がなく、よって、表示装置に配向膜を備える必要も、ラビング工程など配向膜の工程を行う必要もない。

【0370】

さらに、本発明のナノカプセル液晶層２００は、ナノカプセル２３０が液晶物質からなるバッファー層２１０内に分散して位置する場合、プリンティング方法、コーティング法、滴下法で形成し、ナノカプセル２３０がフィルム形状のポリマーからなるバッファー層２１０内に分散して位置する場合は、ラミネーション工程で形成することにより、第１基板（図２の２）と第２基板（図２の４）との間における液晶層が充填される離隔間隔のためのギャップを形成する工程を省略することができる。また、液晶層の液晶漏れを防止するためのシールパターンを形成する工程も省略することができる。

【0371】

その結果、工程の効率性を向上させることができる。

【0372】

【0373】

さらに、本発明のフレキシブル液晶表示装置は、特定線形偏光を出射する非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００を備えることで、バックライトユニット１６０から線形偏光が液晶パネル１１０へ供給され、従来の液晶表示装置に比べて一つの偏光板を省略することができる。

【0374】

したがって、本実施例に係るフレキシブル液晶表示装置は、第２基板（図２の４）及び一つの偏光板（図２の２０）を共に省略することができ、液晶パネル１１０の全体厚を低減することができる。よって、軽量及び薄型のフレキシブル液晶表示装置を提供すると共に柔軟性を有するフレキシブル表示装置に適用することもできる。また、非極性若しくは半極性ＬＥＤ３００からの特定線形偏光が入射する導光板４００を光繊維タイプにすることで、薄型化した高効率のバックライトユニット１６０を備えることができ、曲げたり巻いたりすることができるフレキシブル表示装置に適用することもできる。

【0375】

一方、本発明の第７〜第９実施例においても導光板（図２ｃ〜２ｄの１２３）を光繊維タイプにすることができる。さらに、本発明の第１０及び第１１実施例においては、ナノカプセル液晶層２００をバックライトユニット１６０に向けて位置させることができる。

【0376】

また、本発明の第１０及び第１１実施例において、液晶パネル１１０とバックライトユニット１６０は、ラミネーション工程で一体にモジュール化することができる。液晶パネル１１０とバックライトユニット１６０をラミネーション工程により一体化する過程において、液晶パネル１１０とバックライトユニット１６０との間に粘着剤（図示せず）を介在し、液晶パネル１１０とバックライトユニット１６０との間のエアーギャップを塞いで光損失の発生を防止することができる。

【0377】

本発明は前記実施例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。

【符号の説明】

【0378】

１１２…第１基板、１１４…第２基板、１２０…第１偏光板、１３０…第２偏光板、１２４…画素電極、１３６…共通電極、１３４…カラーフィルター、１５０…突起、１６０…バックライトユニット、２００…ナノカプセル液晶層、２１０…バッファー層、２２０…ネガティブ型ネマティック液晶分子、２３０…ナノカプセル

【図1】