專利名稱：液晶顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示屏，尤其涉及一種釆用碳納米管作配向?qū)拥囊?晶顯示屏。
背景技術(shù)：
液晶配向技術(shù)是決定液晶顯示屏優(yōu)劣的關(guān)鍵技術(shù)之一 ，因為液晶配向技 術(shù)的好壞會直接影響最終液晶顯示屏的品質(zhì)。高質(zhì)量的液晶顯示屏要求液晶 有穩(wěn)定和均勻的初始排列，而具有誘導(dǎo)液晶定向排列作用的薄層稱為液晶配 向?qū)印?br> 目前已知供液晶顯示屏使用的配向?qū)硬牧嫌芯郾揭蚁┘捌溲苌铩⒕埘?亞胺、聚乙烯醇、聚酯、環(huán)氧樹脂、聚胺酯、聚硅烷等，最常見的則是聚酰
亞胺。這些材料經(jīng)磨擦法，傾斜蒸鍍SiCM莫法和對膜進(jìn)行微溝槽處理法(請參 見"Atomic-beam alignment of inorganic materials for liquid-crystal displays" , P. Chaudhari， et al.， Nature, vol 411， p56 (2001))等方法處理后，可形成溝槽，該 溝槽可使液晶定向排列。
請參閱圖1中所示的液晶顯示屏100，其包括第一基體104、第二基體112 及夾在第一基體104和第二基體112之間的液晶層118。
所述第一基體104與第二基體112相對設(shè)置。所述液晶層118包括多個長棒 狀的液晶分子1182。所述第一基體104靠近液晶層118的表面依次設(shè)置一第一 透明電才及層106和一第一配向?qū)?08,且第一基體104的遠(yuǎn)離液晶層118的表面 設(shè)置一第一偏光片102。所述第二基體112靠近液晶層118的表面依次設(shè)置一第 二透明電極層114和一第二配向?qū)?16,且第二基體112的遠(yuǎn)離液晶層118的表 面設(shè)置一第二偏光片110。
所述第一配向?qū)?08靠近液晶層118的表面形成有多個相互平行的第一溝 槽1082。所述第二配向?qū)?16靠近液晶層118的表面形成有多個相互平行的第 二溝槽1162。所述第一溝槽1082和第二溝槽1162的排列方向相互垂直，從而 可對液晶層118中的液晶分子1182進(jìn)行定向，也就是使靠近第一溝槽1082和第
4二溝槽1 l&的液晶分子1182分別沿著第 一溝槽1082和第二溝槽1162的方向定 向排列。從而使得液晶分子1182的排列由上而下自動旋轉(zhuǎn)90度。
其中，所述第一偏光片102和第二偏光片110可對光線進(jìn)行偏振；第一透 明電極層106和第二透明電極層114在液晶顯示屏100中可起到導(dǎo)電的作用。但 上述的多個片層結(jié)構(gòu)及其界面的存在將增加液晶顯示屏100的厚度、復(fù)雜程度 以及制造成本，降低背光源所提供光線的透過率，并影響顯示質(zhì)量。
有鑒于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單、厚度較薄且具有較佳的配向品質(zhì) 的液晶顯示屏。

發(fā)明內(nèi)容
一種液晶顯示屏，其包括一第一基體； 一第二基體，所述第一基體與所 述第二基體相對設(shè)置； 一個液晶層，設(shè)置于所述第一基體與所述第二基體之 間； 一第一配向?qū)?，該第一配向?qū)釉O(shè)置于所述第一基體的靠近液晶層的表面， 且第一配向?qū)涌拷壕拥谋砻姘ǘ鄠€平行的第一溝槽；及一第二配向?qū)樱?該第二配向?qū)釉O(shè)置于所述第二基體的靠近液晶層的表面，且第二配向?qū)涌拷?br> 液晶層的表面包括多個平行的第二溝槽，所述第一配向?qū)拥牡谝粶喜鄣呐帕?方向與第二配向?qū)拥牡诙喜鄣呐帕蟹较虼怪?。其中，所述液晶顯示屏中至
少一個配向?qū)影ㄒ惶技{米管層，該碳納米管層包括至少一個碳納米管薄膜， 該碳納米管薄膜包括多個首尾相連且定向排列的碳納米管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，所述液晶顯示屏具有以下優(yōu)點其一，由于所述碳 納米管薄膜包括多個碳納米管，從而所述碳納米管薄膜具有良好的導(dǎo)電性質(zhì)， 所以碳納米管薄膜可代替現(xiàn)有技術(shù)中的透明電極層起到導(dǎo)電作用。故本實施 例中的液晶顯示屏采用含有碳納米管薄膜的配向?qū)訒r，無需額外增加偏光片 和透明電極層，從而可使得液晶顯示屏具有較薄的厚度，簡化液晶顯示屏的 結(jié)構(gòu)和制造成本，提高背光源的利用率，改善顯示質(zhì)量。其二，所述碳納米 管薄膜設(shè)置在基體上后不需要進(jìn)行機(jī)械刷磨或者其它處理，不會產(chǎn)生靜電和 粉塵，從而使所述液晶顯示屏具有較佳的配向品質(zhì)。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示屏的立體示意圖。圖2是本技術(shù)方案實施例的液晶顯示屏的截面示意圖。
圖3是圖2中的部分碳納米管層III的放大示意圖。
圖4是本技術(shù)方案實施例用作配向?qū)拥奶技{米管薄膜的照片。
圖5是本技術(shù)方案實施例的液晶顯示屏處于通光狀態(tài)的立體示意圖。
圖6是本技術(shù)方案實施例的液晶顯示屏處于遮光狀態(tài)的立體示意圖。
具體實施例方式
以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本技術(shù)方案的液晶顯示屏。
請參閱圖2,本技術(shù)方案實施例所提供一種液晶顯示屏300,其包括一 第一基體302; —第二基體322，所述第一基體302與所述第二基體322相 對設(shè)置； 一個液晶層338,設(shè)置于所述第一基體302與所述第二基體322之 間； 一第一配向?qū)?04,該第一配向?qū)?04設(shè)置于所述第一基體302的靠近 液晶層338的表面，且第一配向?qū)?02靠近液晶層338的表面包括多個平行 的第一溝槽308;及一第二配向?qū)?24,該第二配向?qū)?24設(shè)置于所述第二 基體322的靠近液晶層338的表面，且第二配向?qū)?24靠近液晶層338的表 面包括多個平行的第二溝槽328,所述第一配向?qū)?04的第一溝槽308的排 列方向與第二配向?qū)?24的第二溝槽328的排列方向垂直。
所述第一基體302與第二基體322應(yīng)選用透明的材料，如玻璃、石英、 金剛石或塑料等硬性材料或柔性材料。本實施例中，所述第一基體302和第 二基體322的材料為三乙酸纖維素(cellulose triacetate, CTA)等柔性材料。優(yōu) 選地，第一基體302和第二基體322的材料均為CTA材料形成?？梢岳斫猓?所述第一基體302與第二基體322的材料可以相同，也可以不同。
所述液晶層338包括多個長棒狀的液晶分子。所述液晶層338的液晶材 料為現(xiàn)有技術(shù)中常用的液晶材料。
請參閱圖3,所述液晶顯示屏300中至少一個配向?qū)影ㄒ粋€碳納米管 層，該碳納米管層包括至少一個碳納米管薄膜。所述碳納米管薄膜包括首尾 相連且定向排列的碳納米管。另，所述碳納米管層包括至少兩個碳納米管薄 膜時，所述至少兩個碳納米管薄膜重疊設(shè)置，且相鄰的兩個碳納米管薄膜中 的碳納米管沿同一方向定向排列。所述碳納米管薄膜進(jìn)一步包括多個首尾相 連且長度相等的碳納米管束14。所述碳納米管束14的兩端通過范德華力相互連接。每個碳納米管束14包括多個長度相等且平行排列的碳納米管12。 所述相鄰的碳納米管12之間通過范德華力緊密結(jié)合?？梢岳斫?，所述碳納米 管薄膜中的多個碳納米管12之間具有多個平行的間隙，所述多個間隙可作為 第一溝槽308或第二溝槽328對液晶分子進(jìn)行配向。
可以理解，所述液晶顯示屏300中的第一配向?qū)?04或第二配向?qū)?24 可為其中的一個配向?qū)訛楸炯夹g(shù)方案實施例所述的碳納米管層，而另一個配 向?qū)觿t采用現(xiàn)有技術(shù)的配向?qū)?。?yōu)選地，第一配向?qū)?04和第二配向?qū)?24 分別包括一個碳納米管層，且第一配向?qū)?04的碳納米管的排列方向與所述 第二配向?qū)?24的碳納米管的排列方向垂直，從而使得第一溝槽308的排列 方向與第二溝槽328的排列方向垂直。具體地，第一配向?qū)?04中的第一溝 槽308沿X軸方向平行且定向排列；第二配向?qū)?24中的第二溝槽328沿Z 軸方向平行且定向排列。故，本技術(shù)方案實施例中的第一溝槽308和第二溝 槽328可對液晶層338中的液晶分子進(jìn)行配向。所述第一配向?qū)?04和第二 配向?qū)?24的厚度范圍分別在20納米 5微米之間。
由于用作配向?qū)拥奶技{米管薄膜具有較好的韌性，且當(dāng)?shù)谝换w302和 第二基體322均由柔性材料形成時，液晶顯示屏300可彎曲。由于所述碳納 米管薄膜包括多個碳納米管，從而所述碳納米管薄膜具有良好的導(dǎo)電性質(zhì)， 所以碳納米管薄膜可代替現(xiàn)有技術(shù)中的透明電極層起到導(dǎo)電作用。故本實施 例中的液晶顯示屏300采用含有碳納米管薄膜的配向?qū)訒r，無需額外增加透 明電極層，從而可使得液晶顯示屏300具有較薄的厚度，簡化液晶顯示屏的 結(jié)構(gòu)和制造成本，提高背光源的利用率，改善顯示質(zhì)量。此外，所述碳納米 管薄膜設(shè)置在基體上后不需要進(jìn)行機(jī)械刷磨或者其它處理，不會產(chǎn)生靜電和 粉塵，從而使所述液晶顯示屏300具有較佳的配向品質(zhì)。
另，所述碳納米管薄膜中的多個碳納米管是平行排列的，故所述碳納米 管薄膜具有對自然光的偏振作用，從而可以代替現(xiàn)有技術(shù)中的偏振片起到偏 振作用。可以理解，為了使得液晶顯示屏300具有更好的偏振效果，還可在 第一基體322和/或第二基體302遠(yuǎn)離液晶層338的表面設(shè)置至少一個偏振片 (未示出)。
所述碳納米管層的制備方法包括以下步驟
步驟一提供一碳納米管陣列，優(yōu)選地，該陣列為超順排碳納米管陣列。本技術(shù)方案實施例提供的碳納米管陣列為單壁碳納米管陣列、雙壁碳納 米管陣列或多壁碳納米管陣列。本實施例中，超順排碳納米管陣列的制備方 法采用化學(xué)氣相沉積法，該超順排碳納米管陣列為多個彼此平行且垂直于基 底生長的碳納米管形成的純碳納米管陣列。
可以理解，本實施例提供的碳納米管陣列不限于上述制備方法。也可為 石墨電極恒流電弧放電沉積法、激光蒸發(fā)沉積法等。
步驟二采用一拉伸工具從碳納米管陣列中拉取獲得一碳納米管薄膜。 其具體包括以下步驟(a)從上述碳納米管陣列中選定一定寬度的多個碳納 米管片斷，本實施例優(yōu)選為采用具有一定寬度的膠帶接觸碳納米管陣列以選 定一定寬度的多個碳納米管片斷；(b)以一定速度沿基本垂直于碳納米管陣 列生長方向拉伸該多個碳納米管片斷，以形成一連續(xù)的碳納米管薄膜。
在上述拉伸過程中，該多個碳納米管片段在拉力作用下沿拉伸方向逐漸 脫離基底的同時，由于范德華力作用，該選定的多個碳納米管片斷分別與其 他碳納米管片斷首尾相連地連續(xù)地被拉出，從而形成一碳納米管薄膜。
可以理解，還可將上述至少兩個碳納米管薄膜沿碳納米管薄膜的拉伸方 向，進(jìn)行重疊設(shè)置。
請參閱圖4，該碳納米管薄膜為擇優(yōu)取向排列的多個碳納米管束首尾相 連形成的具有一定寬度的碳納米管薄膜。該碳納米管薄膜中碳納米管的排列 方向基本平行于碳納米管薄膜的拉伸方向。該直接拉伸獲得的擇優(yōu)取向排列 的碳納米管薄膜比無序的碳納米管薄膜具有更好的均勻性，即具有更均勻的 厚度以及更均勻的導(dǎo)電性能。同時該直接拉伸獲得碳納米管薄膜的方法簡單 快速，適宜進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用。所述碳納米管薄膜中碳納米管之間具有多個平 行且均勻分布的間隙，該間隙可作為第 一溝槽308或第二溝槽328對液晶分 子進(jìn)4于配向。
本實施例中，該碳納米管薄膜的寬度與碳納米管陣列所生長的基底的尺 寸有關(guān)，該碳納米管薄膜的長度不限，可根據(jù)實際需求制得。本實施例中采 用4英寸的基底生長超順排碳納米管陣列，該碳納米管薄膜的寬度可為0.01 厘米 10厘米，該碳納米管薄膜的厚度為10納米 100微米。所述碳納米管 薄膜包括單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或幾種。當(dāng) 碳納米管薄膜中的碳納米管為單壁碳納米管時，該單壁碳納米管的直徑為
80.5納米~50納米。當(dāng)碳納米管薄膜中的碳納米管為雙壁碳納米管時，該雙 壁碳納米管的直徑為1.0納米 50納米。當(dāng)碳納米管薄膜中的碳納米管為多 壁碳納米管時，該多壁碳納米管的直徑為1.5納米 50納米。
另外，可使用有機(jī)溶劑處理上述的碳納米管薄膜。具體地，可通過試管 將有機(jī)溶劑滴落在碳納米管薄膜表面浸潤整個碳納米管薄膜。該有機(jī)溶劑為 揮發(fā)性有機(jī)溶劑，如乙醇、曱醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本實施例中采用 乙醇。該多層碳納米管薄膜經(jīng)有機(jī)溶劑浸潤處理后，在揮發(fā)性有機(jī)溶劑的表 面張力的作用下，碳納米管薄膜中的平行的碳納米管片斷會部分聚集成碳納 米管束，因此，該碳納米管薄膜表面體積比小，無粘性，且具有良好的機(jī)械 強(qiáng)度及韌性。與未經(jīng)有機(jī)溶劑處理的碳納米管薄膜相比，經(jīng)上述的有機(jī)溶劑 處理后的碳納米管薄膜具有更小且更加均勻的間隙，該間隙用作第 一溝槽 308或第二溝槽328時可使得液晶顯示屏300具有更好的配向品質(zhì)。
以下結(jié)合圖5與圖6對本實施例液晶顯示屏300的工作過程進(jìn)行說明。
如圖5所示，當(dāng)沒有電壓施加在第一配向?qū)?04和第二配向?qū)?24之間 時，液晶分子的排列會依照第一配向?qū)?04和第二配向?qū)?24的配向而定。 在本實施例的液晶顯示屏300中，所述第一配向?qū)?04和第二配向?qū)?24的 配向方向形成90度，所以液晶分子的排列由上而下會自動旋轉(zhuǎn)卯度。當(dāng)入 射的光線L經(jīng)過第一配向?qū)?04時，由于第一配向?qū)?04的穿透軸 (Transmission Axis) 309沿Z軸方向，所以只有偏振方向與穿透軸309平行的 偏振光Ll通過。當(dāng)偏振光Ll通過液晶分子時，由于液晶分子總共旋轉(zhuǎn)了 卯度，所以當(dāng)偏振光Ll到達(dá)第二配向?qū)?24時，偏振光L1的偏振方向恰 好轉(zhuǎn)了卯度。由于第二配向?qū)?24的穿透軸329沿X軸方向，即偏振光 Ll的偏振方向因轉(zhuǎn)了卯度而與穿透軸329平行，從而可以順利的通過第二 配向?qū)?24，此時，本實施例的液晶顯示屏300處于通光的狀態(tài)。
如圖6所示，當(dāng)有電壓施加在第一配向?qū)?04和第二配向?qū)?24之間時， 液晶分子受電場的影響，其排列方向會傾向平行于電場方向而變成與第一基 體302垂直的狀態(tài)。此時通過第一配向?qū)?04的偏振光L1經(jīng)過液晶分子時 便不會改變偏振方向，因此就無法通過第二配向?qū)?24,此時，本實施例的 液晶顯示屏300處于遮光的狀態(tài)。
本技術(shù)方案實施例所述的液晶顯示屏300具有以下優(yōu)點'.其一，由于所
9述碳納米管薄膜包括多個碳納米管，從而所述碳納米管薄膜具有良好的導(dǎo)電 性質(zhì)，所以碳納米管薄膜可代替現(xiàn)有技術(shù)中的透明電極層起到導(dǎo)電作用。故
本實施例中的液晶顯示屏300采用含有碳納米管薄膜的配向?qū)訒r，無需額外 增加偏光片和透明電極層，從而可使得液晶顯示屏300具有較薄的厚度，簡 化液晶顯示屏的結(jié)構(gòu)和制造成本，提高背光源的利用率，改善顯示質(zhì)量。其 二，所述碳納米管薄膜設(shè)置在基體上后不需要進(jìn)行機(jī)械刷磨或者其它處理， 不會產(chǎn)生靜電和粉塵，從而使所述液晶顯示屏300具有較佳的配向品質(zhì)。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些 依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種液晶顯示屏，其包括一第一基體；一第二基體，所述第一基體與所述第二基體相對設(shè)置；一個液晶層，設(shè)置于所述第一基體與所述第二基體之間；一第一配向?qū)樱摰谝慌湎驅(qū)釉O(shè)置于所述第一基體的靠近液晶層的表面，且第一配向?qū)涌拷壕拥谋砻姘ǘ鄠€平行的第一溝槽；及一第二配向?qū)?，該第二配向?qū)釉O(shè)置于所述第二基體的靠近液晶層的表面，且第二配向?qū)涌拷壕拥谋砻姘ǘ鄠€平行的第二溝槽，所述第一配向?qū)拥牡谝粶喜鄣呐帕蟹较蚺c第二配向?qū)拥牡诙喜鄣呐帕蟹较虼怪?；其特征在于，所述液晶顯示屏中至少一個配向?qū)影ㄒ惶技{米管層，該碳納米管層包括至少一個碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜包括多個首尾相連且定向排列的碳納米管。
2. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述碳納米管層包括至少兩 個重疊設(shè)置的碳納米管薄膜，且相鄰兩個碳納米管薄膜中的碳納米管沿同一 方向4非列。
3. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述碳納米管薄膜進(jìn)一步包 括多個首尾相連且長度相等的碳納米管束，所述碳納米管束的兩端通過范德 華力相互連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的液晶顯示屏，其特征在于，每個碳納米管束包括多個長 度相等且平行排列的碳納米管，所述相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密 結(jié)合。
5. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述多個碳納米管之間具有 多個平行且均勻分布的間隙，該多個間隙組成多個平行排列的第一溝槽或第 二溝槽。
6. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述碳納米管包括單壁碳納 米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或幾種，所述單壁碳納米管的 直徑為0.5納米~50納米，雙壁碳納米管的直徑為1.0納米~50納米，多壁碳納米管的直徑為1.5納米~50納米。
7. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述第一配向?qū)雍偷诙湎?層分別包括一碳納米管層，且第一配向?qū)又械奶技{米管的排列方向與第二配 向?qū)又械奶技{米管的排列方向垂直。
8. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述第一配向?qū)雍偷诙湎?層的厚度為20納米~5微米。
9. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述第一基體和第二基體的 材料為透明材料。
10. 如權(quán)利要求9所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述透明材料為一柔性材料， 該柔性材料為三乙酸纖維素。
11. 如權(quán)利要求9所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述透明材料為一硬性材料， 該硬性材料為玻璃、石英、金剛石或塑料。
12. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述液晶顯示屏進(jìn)一步包括 至少一個偏振片，該偏振片設(shè)置于第一基體或/和第二基體遠(yuǎn)離液晶層的表 面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示屏，其包括一第一基體；一第二基體，所述的第一基體與所述的第二基體相對設(shè)置；一個液晶層，設(shè)置于所述第一基體與所述第二基體之間；一第一配向?qū)?，該第一配向?qū)釉O(shè)置于所述第一基體的靠近液晶層的表面，且第一配向?qū)涌拷壕拥谋砻姘ǘ鄠€平行的第一溝槽；及一第二配向?qū)?，該第二配向?qū)釉O(shè)置于所述第二基體的靠近液晶層的表面，且第二配向?qū)涌拷壕拥谋砻姘ǘ鄠€平行的第二溝槽，所述第一配向?qū)拥牡谝粶喜鄣呐帕蟹较蚺c第二配向?qū)拥牡诙喜鄣呐帕蟹较虼怪薄Ｆ渲?，所述液晶顯示屏中至少一個配向?qū)影ㄒ惶技{米管層，該碳納米管層包括至少一個碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜包括多個首尾相連且定向排列的碳納米管。
文檔編號G02F1/1337GK101498865SQ20081006604
公開日2009年8月5日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者付偉琦, 亮 劉, 姜開利, 范守善 申請人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司