CN100426064C - 液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶显示器,旨在解决现有技术的液晶显示器的结构较为复杂,且配向膜的配向品质不佳的问题。本发明的液晶显示器包括第一基板、第二基板、液晶层及第一偏振配向电极层。该第一基板与该第二基板相对设置,该液晶层夹于该第一基板与该第二基板之间。该第一偏振配向电极层设置于该第一基板靠近液晶层的表面上,该第一偏振配向电极层是由多个连续平行排列的一维纳米材料绳形成的薄层,该第一偏振配向电极层具有偏振、导电和对液晶分子配向的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器。
背景技术
近年来,具有轻薄、轻巧、低耗电量等优点的液晶显示器被广泛地应用在个人计算机、移动电话、电视、摄影机、测量仪器等显示器上。
如图1所示,是一种现有技术的液晶显示器的立体示意图。该液晶显示器100一般包括第一基板104、第二基板112和夹在二者之间的液晶层118。
该第一基板104与该第二基板112相对设置。该液晶层118包括多个长棒状的液晶分子1182。该第一基板104的内表面依次设置一第一透明电极层106和一第一配向膜108,该第一基板104的外表面设置一第一偏光片102。该第二基板112的内表面依次设置一第二透明电极层114和一第二配向膜116,该第二基板112的外表面设置一第二偏光片110。
该配向膜108靠近液晶层118的表面形成有多个相互平行的微小沟槽1082。该第二配向膜116靠近液晶层118的表面形成有多个相互平行的微小沟槽1162。该沟槽1082和1162相互垂直,其主要功能在于对液晶层118中的液晶分子1182进行定向,也就是使靠近沟槽1082和1162的液晶分子1182分别沿着沟槽1082和1162的方向定向排列。从而使得液晶分子1182的排列由上而下自动旋转90度。
该配向膜108和116在液晶显示器100中起重要作用,配向品质的好坏是决定液晶显示器100显示品质的关键因素之一。下面以配向膜116为例对配向膜的传统制造方法进行说明。
首先,在第二透明电极层114的内表面上涂覆一层配向材料。该配向材料通常选自聚酰亚胺(Polyimide,PI)。然后,用绒布滚筒进行刷磨,使聚酰亚胺表面形成多个微小沟槽1162,从而形成配向膜116。
这种依靠绒布滚筒对配向材料进行刷磨的接触式制造方法的操作过程较为复杂,而且在操作过程中容易引入大量的静电,容易对液晶显示器100中的薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)元件造成损坏;产生大量的粉尘,需要进行额外的清洗步骤,以免影响所制成的配向膜的品质。而且,所采用的绒布的寿命有限,需要经常更换。
另外,该偏光片102、110,以及透明电极层106、114在液晶显示器100中对实现液晶显示也起到重要作用,但该多个片层结构及其界面的存在将增加显示器100的厚度、复杂程度以及制造成本,降低背光源所提供光线的透过率,并影响显示质量。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种具有较佳的配向品质且厚度较薄的液晶显示器。
一种液晶显示器,包括一片第一基板、一片第二基板、一个液晶层及第一偏振配向电极层。该第一基板与该第二基板相对设置,该液晶层夹于该第一基板与该第二基板之间。该第一偏振配向电极层设置于该第一基板靠近液晶层的表面上,该第一偏振配向电极层是由多个连续平行排列的一维纳米材料绳形成的薄层,该第一偏振配向电极层具有偏振、导电和对液晶分子配向的作用。
相对于现有技术,所述的液晶显示器利用第一基板上平行排列的一维纳米材料绳同时起到导电、对光线偏振和对液晶分子配向的作用,从而无需额外增加偏光片及透明电极层,可以降低液晶显示器的厚度、简化液晶显示器的结构和制造成本,提高背光源的利用率,改善显示质量;而且,所述一维纳米材料绳设置在基板上后不需要进行机械刷磨或者其它处理,不会产生静电和粉尘,每相邻两个一维纳米材料绳之间形成的沟槽的尺寸较为微小,如纳米级,从而使该液晶显示器具有较佳的配向品质。
附图说明
图1是一种现有技术的液晶显示器的立体示意图。
图2是本发明实施例液晶显示器的截面示意图。
图3是本发明实施例液晶显示器处于通光状态的立体示意图。
图4是本发明实施例液晶显示器处于遮光状态的立体示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图2所示,为本实施例液晶显示器的截面示意图。该液晶显示器200主要包括一第一基板202、一第二基板220及一液晶层238。
该第一基板202与该第二基板220相对设置。该第一基板202通常为薄膜晶体管基板,该第二基板220通常为彩色滤光片(Color Filter,CF)基板。该液晶层238包括多个长棒状的液晶分子240,且该液晶层238夹于该第一基板202与该第二基板220之间。该第一基板202的内表面204设置一第一纳米材料薄层210,该第二基板220的内表面222设置一第二纳米材料薄层228。
可以理解,该第一基板202与该第二基板220还可以分别为彩色滤光片基板和薄膜晶体管基板的情况,并不限于本实施例。
该第一纳米材料薄层210包括沿X轴方向定向排列在该第一基板202上的多个一维纳米材料绳212。该一维纳米材料绳212可以是单根一维纳米材料,也可以是若干根首尾相接的一维纳米材料。所述的一维纳米材料可以是碳纳米管、半导体纳米管/线或金属纳米管/线等纳米材料。所述的碳纳米管可以是单壁碳纳米管(Single-walled Carbon Nanotube,SWNT)、多壁碳纳米管(Multi-walled Carbon Nanotube,MWNT)、单壁碳纳米管束(SWNT Bundles)、多壁碳纳米管束(MWNT Bundles)或者超顺排多壁碳纳米管长线(Super-aligned MWNT Yarns)等,其中关于超顺排多壁碳纳米管长线的资料已由Kaili Jiang(姜开利)等人於Spinning Continuous Carbon Nanotube Yarns[Nature,vol.419,pp.801,2002]中介绍。所述的半导体纳米管/线可以是硅(Si)纳米管/线、氮化镓(GaN)纳米管/线和氧化锌(ZnO)纳米管/线等。所述的金属纳米管/线可以是铁纳米管/线或铜纳米管/线等。
该第一纳米材料薄层210的厚度随所采用的一维纳米材料的不同而不同,例如,当采用单层的单壁碳纳米管时该第一纳米材料薄层210的厚度大约为1纳米(nm),当分别采用多壁碳纳米管、单壁碳纳米管束、多壁碳纳米管束或超顺排多壁碳纳米管长线时,该第一纳米材料薄层210的厚度将分别逐渐增加至约10微米(μm)。该多个一维纳米材料绳212的长度可以和该第一基板202在X轴方向上的宽度相同,也可采用比该宽度较小一些的长度。
由于一维纳米材料绳212具有良好的导电性质,所以该第一纳米材料薄层210可以代替现有技术中的透明电极层起到导电作用。该第一纳米材料薄层210中的多个一维纳米材料绳212是连续平行排列,其具有对自然光的偏振作用,从而可以代替现有技术中的偏振片起到偏振作用。特别地,该第一纳米材料薄层210在紫外波段具有良好的偏振作用,因此该液晶显示器200特别适用于采用紫外背光源。而且,由于一维纳米材料绳212为圆管或圆柱状,每相邻两个一维纳米材料绳212之间可形成一微小沟槽214(参图3),从而使得该第一纳米材料薄层210晶分子240具有配向作用。由于该第一纳米材料薄层210同时具有偏振、导电和配向功能,故该第一纳米材料薄层210又可称之为偏振配向电极层。
该第二纳米材料薄层228的结构及作用与该第一纳米材料薄层210相同,不同在于该第二纳米材料薄层228中的一维纳米材料绳230是沿Z轴方向定向排列在该第二基板220上。
以下结合图3与图4对本实施例液晶显示器200的工作过程进行说明。
如图3所示,当没有电压施加在纳米材料薄层210和228之间时,液晶分子240的排列会依照纳米材料薄层210和228的配向而定。在本实施例的液晶显示器200中,纳米材料薄层210、228的配向方向形成90度,所以液晶分子240的排列由上而下会自动旋转90度。当入射的光线L经过第一纳米材料薄层210时,由于该第一纳米材料薄层210的穿透轴(TransmissionAxis)218沿Z轴方向,所以只有偏振方向与该穿透轴218平行的偏振光L1通过。当该偏振光L1通过液晶分子240时,由于液晶分子240总共旋转了90度,所以当偏振光L1到达第二纳米材料薄层228时,偏振光L1的偏振方向恰好转了90度。由于第二纳米材料薄层228的穿透轴236沿X轴方向,即:偏振光L1的偏振方向因转了90度而与穿透轴236平行,从而可以顺利的通过第二纳米材料薄层228,此时,本实施例的液晶显示器200处于通光的状态。
如图4所示,当有电压施加在纳米材料薄层210和228之间时,液晶分子240受电场的影响,其排列方向会倾向平行于电场方向而变成与第一基板202垂直的状态。此时通过第一纳米材料薄层210的偏振光L1经过液晶分子240时便不会改变偏振方向,因此就无法通过第二纳米材料薄层228,此时,本实施例的液晶显示器200处于遮光的状态。
可以理解,所述的液晶显示器200可以采用在第一基板202内表面设置第一纳米材料薄层210,而在第二基板220内表面依次设置电极层和配向层,在第二基板220的外表面设置偏光片的情况;同样,所述的液晶显示器200还可以采用在第二基板220内表面设置第二纳米材料薄层228,而在第一基板202内表面依次设置电极层和配向层,在第一基板202的外表面设置偏光片的情况,并不限于本实施例。
以下再结合图2对本实施例液晶显示器200的制造方法进行说明。该液晶显示器200的制造方法包括以下步骤:采用化学气相沉积法、溶液沉积法或者直接敷设法将多个一维纳米材料绳212沿X轴方向排列在第一基板202的内表面204上,形成第一纳米材料薄层210,其中,本实施例的一维纳米材料绳212以碳纳米管为例说明,所述的碳纳米管可以是单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管束、多壁碳纳米管束或超顺排多壁碳纳米管长线;采用与第一纳米材料薄层210相同的方法在第二基板220的内表面222上形成第二纳米材料薄层228,其中该第二纳米材料薄层228中的多个纳米材料绳230沿Z轴方向排列在第二基板220的内表面222上;将该第一基板202与第二基板220组成一液晶盒;将液晶分子240注入该液晶盒内,制得液晶显示器200。
相对于现有技术,所述的液晶显示器利用基板上平行排列的纳米材料绳同时起到导电、对光线偏振和对液晶分子配向的作用,从而无需额外增加偏光片及透明电极层,可以降低液晶显示器的厚度、简化液晶显示器的结构和制造成本,提高背光源的利用率,改善显示质量;而且,该纳米材料绳设置在基板上后不需要进行机械刷磨或者其它处理,不会产生静电和粉尘,每相邻两个纳米材料绳之间形成的沟槽的尺寸较为微小,如纳米级,从而使该液晶显示器具有较佳的配向品质。
另外,本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化,当然,这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种液晶显示器,其包括:
一片第一基板;
一片第二基板,所述的第一基板与所述的第二基板相对设置;及
一个液晶层,夹于所述的第一基板与所述的第二基板之间;
其特征在于,所述的液晶显示器进一步包括设置于所述的第一基板的靠近液晶层的表面上的第一偏振配向电极层,该第一偏振配向电极层具有偏振、导电和对液晶分子配向的作用,所述的第一偏振配向电极层是由多个连续平行排列的一维纳米材料绳形成的薄层。
2.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于:所述的液晶显示器进一步包括设置于所述的第二基板的靠近液晶层的表面上的第二偏振配向电极层,该第二偏振配向电极层具有偏振、导电和对液晶分子配向的作用,所述的第二偏振配向电极层由多个连续平行排列的一维纳米材料绳形成的薄层,且所述的第一基板上的一维纳米绳的排列方向与所述的第二基板上的一维纳米材料绳的排列方向垂直。
3.如权利要求2所述的液晶显示器,其特征在于:所述的第一偏振配向电极层和第二偏振配向电极层的厚度范围在1纳米和10微米之间。
4.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于:所述的第一基板上的各一维纳米材料绳为单根一维纳米材料或若干根首尾相接的一维纳米材料。
5.如权利要求2所述的液晶显示器,其特征在于:所述的第二基板上的各一维纳米材料绳为单根一维纳米材料或若干根首尾相接的一维纳米材料。
6.如权利要求4或5所述的液晶显示器,其特征在于:所述的一维纳米材料是碳纳米管、半导体纳米管/线或金属纳米管/线。
7.如权利要求6所述的液晶显示器,其特征在于:所述的碳纳米管是单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管束、多壁碳纳米管束或超顺排多壁碳纳米管长线。
8.如权利要求6所述的液晶显示器,其特征在于:所述的半导体纳米管/线是硅纳米管/线、氮化镓纳米管/线或氧化锌纳米管/线。
9.如权利要求6所述的液晶显示器,其特征在于:所述的金属纳米管/线是铁纳米管/线或铜纳米管/线。
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