DE102015121448B4

DE102015121448B4 - Verbundsubstrat und Verfahren zu dessen Herstellung, und Flüssigkristall-Anzeigefeld

Info

Publication number: DE102015121448B4
Application number: DE102015121448.2A
Authority: DE
Inventors: Sifan Wei
Original assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Xiamen Tianma Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Xiamen Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: CN104932148A; US10082703B2; DE102015121448A1; US20170003551A1; CN104932148B

Abstract

Verbundsubstrat, aufweisend:
ein Substrat, eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht und ein Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial;
wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials auf eine Oberfläche des Substrats geklebt ist;
und die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren aufweist, die sich in derselben Richtung erstrecken.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das technische Gebiet der Anzeigevorrichtungen und insbesondere auf ein Flüssigkristall-Anzeigefeld und ein Verbundsubstrat sowie ein Verfahren zur Herstellung des Verbundsubstrats.
HINTERGRUND
Gegenwärtig werden Flüssigkristallanzeigen als eine Art herkömmlicher Anzeigevorrichtungen weit verbreitet in verschiedenen elektronischen Produkten angewendet und sind bei der Arbeit und im täglichen Leben der Menschen ein unentbehrliches Hilfsmittel. Sie haben Vorteile wie z.B. ultradünnes Design, Anzeigefähigkeit auf großformatigen Bildschirmen, geringer Energieverbrauch, Strahlungsfreiheit und hohe Auflösung.
1 ist ein grobes Aufbauschema einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeige. Die Flüssigkristallanzeige weist auf: ein Dünnschichttransistor-(TFT)-Anordnungssubstrat 11 und ein Farbfiltersubstrat 12, die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und eine Flüssigkristallschicht 13, die zwischen dem TFT-Anordnungssubstrat 11 und dem Farbfiltersubstrat 12 angeordnet ist.
Bei dieser herkömmlichen Flüssigkristallanzeige ist zur Gewährleistung einer normalen Bildanzeige eine Ausrichtungsschicht auf einer Seite des TFT-Anordnungssubstrats 11 nahe der Flüssigkristallschicht angeordnet, sodass ein Flüssigkristallmolekül M einen ursprünglichen Auslenkungswinkel hat. Des Weiteren ist auf einer von der Flüssigkristallschicht weit entfernten Seite des TFT-Anordnungssubstrats 11 ein Polarisator angeordnet, um linear polarisiertes Licht selektiv durchzulassen.
Das Dokument WO 2014/182292 A1 offenbart eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die erste und zweite Höhenschichten mit länglichen Polarisationsmitteln umfasst, die in einem Harz ausgerichtet sind. Eine Flüssigkristallschicht ist zwischen der ersten Ausrichtungsschicht und der zweiten Ausrichtungsschicht angeordnet. Die Ausrichtung der Flüssigkristallschicht wird durch die erste und die zweite Ausrichtungsschicht implementiert, und die Funktionalität der Polarisation wird durch die länglichen Polarisationsmittel implementiert.
Wie man sehen kann, sind bei dem herkömmlichen TFT-Anordnungssubstrat zwei separate Strukturen notwendig, die als Ausrichtungsschicht bzw. Polarisator dienen, was zu einem komplexen Aufbau und hohen Fertigungskosten führt.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Um die vorstehend genannten Probleme anzugehen, sind gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ein Flüssigkristall-Anzeigefeld, ein Verbundsubstrat und ein Verfahren zur Herstellung des Verbundsubstrats bereitgestellt, um den Aufbau eines TFT-Anordnungssubstrats zu vereinfachen und die Fertigungskosten zu senken.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Offenbarung die folgenden technischen Lösungen bereit.
Ein Verbundsubstrat umfasst: ein Substrat, eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht und ein Photoalignment- bzw. Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial;
wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials auf eine Oberfläche des Substrats geklebt wird; und die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren aufweist, die sich in derselben Richtung erstrecken.
Des Weiteren ist gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Flüssigkristall-Anzeigefeld bereitgestellt. Das Flüssigkristall-Anzeigefeld umfasst: ein TFT-Anordnungssubstrat und ein Farbfiltersubstrat, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und eine Flüssigkristallschicht, die zwischen dem TFT-Anordnungssubstrat und dem Farbfiltersubstrat angeordnet ist; und das Flüssigkristall-Anzeigefeld weist darüber hinaus auf: ein Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial und eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht,
wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht mit dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial auf eine Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats und/oder eine Oberfläche des Farbfiltersubstrats geklebt wird, die sich nahe der Flüssigkristallschicht befinden; und die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren aufweist, die sich in derselben Richtung erstrecken.
Darüber hinaus ist gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundsubstrats bereitgestellt. Das Verfahren umfasst:

Anfertigen eines Substrats;
Beschichten des Substrats mit dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial;
Auflegen einer Kohlenstoffnanoröhrenschicht auf eine Oberfläche des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials, wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren aufweist, die sich in derselben Richtung erstrecken; und
Verfestigen des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials, um die Kohlenstoffnanoröhrenschicht auf eine Oberfläche des Substrats zu kleben.

Aus der obigen Beschreibung wird ersichtlich, dass das Verbundsubstrat gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist: das Substrat, die Kohlenstoffnanoröhrenschicht und das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial. Die Kohlenstoffnanoröhrenschicht wird mit dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial auf die Oberfläche des Substrats geklebt. Die Kohlenstoffnanoröhrenschicht umfasst eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren, die sich in derselben Richtung erstrecken. Da sich die vielen Kohlenstoffnanoröhren der Kohlenstoffnanoröhrenschicht in derselben Richtung erstrecken, können zwischen den parallel angeordneten Kohlenstoffnanoröhren viele parallel angeordnete Rillen gebildet werden. Die Rillen können für eine anfängliche Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle verwendet werden, womit die Kohlenstoffnanoröhrenschicht als Ausrichtungsschicht dienen kann. Zusätzlich verfügen die Kohlenstoffnanoröhren über eine Polarisierungsfunktion, um Licht durchzulassen, dessen Polarisierungsrichtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren liegt, und Licht zu absorbieren, dessen Polarisierungsrichtung parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren verläuft, wodurch die Kohlenstoffnanoröhrenschicht auch als Polarisierungsschicht dienen kann. Deshalb kann das Verbundsubstrat sowohl als Ausrichtungsschicht als auch als Polarisierungsschicht dienen. Des Weiteren kann das Polarisierungsvermögen verbessert werden, indem die Kohlenstoffnanoröhrenschicht mit dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial ohne einen zusätzlichen Klebstoff an ein transparentes Substrat geklebt wird. Folglich hat das als TFT-Anordnungssubstrat dienende Verbundsubstrat Vorteile bezüglich eines einfachen Aufbaus und niedriger Kosten.
Das Flüssigkristall-Anzeigefeld gemäß der vorliegenden Offenbarung hat einen einfachen Aufbau und niedrige Herstellkosten, da das Verbundsubstrat als TFT-Anordnungssubstrat und/oder Farbfiltersubstrat dient.
Das Verbundsubstrat kann mit dem Verfahren zur Herstellung des Verbundsubstrats gemäß der vorliegenden Offenbarung einfach und kostengünstig bereitgestellt werden.
Figurenliste
Die in der Beschreibung der Ausführungsformen der Offenbarung oder der herkömmlichen Technologie zu verwendenden Zeichnungen werden nachstehend kurz beschrieben, sodass die technischen Lösungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung oder gemäß der herkömmlichen Technologie deutlicher zutage treten. Es ist offensichtlich, dass die Zeichnungen in der folgenden Beschreibung nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Fachleute auf diesem Gebiet können anhand dieser Zeichnungen ohne jegliches schöpferisches Zutun weitere Zeichnungen erschaffen.

1 ist ein grobes Aufbauschema einer herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeige;
2 ist ein grobes Aufbauschema eines Verbundsubstrats nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein Schnittbild des in 2 gezeigten Verbundsubstrats in einer Richtung senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren;
4 ist ein grobes Aufbauschema einer Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht unter einem Mikroskop;
5 ist ein grobes Aufbauschema eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
6 ist ein grobes Aufbauschema eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
7 ist ein grobes Aufbauschema eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
8 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zur Herstellung eines Verbundsubstrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden technische Lösungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung deutlich und vollumfänglich in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es ist offensichtlich, dass es sich bei den beschriebenen Ausführungsformen nur um einige wenige und nicht um alle Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung handelt. Alle anderen Ausführungsformen, die von Fachleuten auf diesem Gebiet beruhend auf den Ausführungsformen in der vorliegenden Offenbarung ohne jegliches schöpferisches Zutun erlangt werden können, fallen in den Umfang der vorliegenden Offenbarung.
In einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeige verfügen ein TFT-Anordnungssubstrat und ein Farbfiltersubstrat jeweils über eine Ausrichtungsschicht und einen Polarisator. Die Ausrichtungsschicht und der Polarisator werden sowohl für das TFT-Anordnungssubstrat als auch für das Farbfiltersubstrat separat angefertigt. Bei der Anfertigung einer Ausrichtungsschicht wird diese Ausrichtungsschicht abgerieben bzw. poliert, um nach ihrer Ausbildung ausgerichtet zu sein. Bei der Anfertigung eines Polarisators wird eine Mehrschichtstruktur des Polarisators erzeugt, was zu einer komplexeren Vorgehensweise und höheren Fabrikationskosten führt. Der Polarisator umfasst im Allgemeinen eine Polarisierungsschicht, eine TAC-Schicht (Polyzellulosetriacetat), eine Klebeschicht, eine Lösefolie, eine Schutzfolie und eine Reflexionsfolie.
Nach eingehenden Studien hat der Erfinder herausgefunden, dass sowohl die Ausrichtungsschicht als auch der Polarisator mittels der Kohlenstoffnanoröhrenschicht erzielt werden können, wodurch man die Probleme eines komplexen Aufbaus und hoher Fertigungskosten angegangen hat, da bei einem herkömmlichen TFT-Anordnungssubstrat und einem herkömmlichen Farbfiltersubstrat die Ausrichtungsschicht und der Polarisator separat erzeugt werden.
Beruhend auf den oben genannten Studien wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 ein Verbundsubstrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. 2 ist ein grobes Aufbauschema eines Verbundsubstrats nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und 3 ist ein Schnittbild des in 2 gezeigten Verbundsubstrats in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren.
Das Verbundsubstrat umfasst ein Substrat 21, eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23, die auf einer Oberfläche des Substrats 21 angeordnet ist, und ein Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22. Die Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 wird mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials 22 auf die Oberfläche des Substrats 21 geklebt. Die Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 umfasst eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren, die sich in derselben Richtung erstrecken.
Das Substrat 21 dient in erster Linie als Träger und kann aus einem flexiblen oder harten transparenten Material wie zum Beispiel Glas, Quarz, Diamant oder Kunststoff hergestellt sein. In einer Ausführungsform kann das Substrat 21 eine Glasplatte sein. Optional kann es sich bei dem Substrat 21 um ein TFT-Anordnungssubstrat, ein Farbfiltersubstrat oder andere Strukturen eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes handeln.
Die Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 enthält mindestens eine Lage einer Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht. Die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht kann eine selbsttragende Dünnschichtstruktur sein, die direkt aus einer Kohlenstoffnanoröhrenanordnung gezogen wird. Der Ausdruck „selbsttragende Dünnschichtstruktur“ bedeutet, dass die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht durch Haltekräfte, die nur durch zwei entgegengesetzte Ränder ohne eine großflächige Unterstützungseinheit bereitgestellt werden, aufgehängt werden kann und dabei ihren Dünnschichtzustand beibehält.
4 ist ein grobes Aufbauschema einer Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht unter einem Mikroskop. Die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht umfasst eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren, die vorzugsweise in derselben Richtung orientiert und parallel zu einer Oberfläche der Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht angeordnet sind. Jede Kohlenstoffnanoröhre geht mit einer in der Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhre angrenzenden Kohlenstoffnanoröhre über Van-der-Waals-Kräfte eine Ende-zu-Ende-Verbindung ein und ist mit einer in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhre benachbarten Kohlenstoffnanoröhre über Vander-Waals-Kräfte eng verbunden, sodass eine selbsttragende Dünnschichtstruktur gebildet wird.
Da sich die Kohlenstoffnanoröhren der Kohlenstoffnanoröhrenschicht in derselben Richtung erstrecken, können zwischen den parallel angeordneten Kohlenstoffnanoröhren viele Rillen gebildet werden, die sich in derselben Richtung erstrecken. Die Rillen können für eine anfängliche Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen verwendet werden. Die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht hat eine Dicke in einem Bereich zwischen 0,5 nm und 100 µm, die Breite der Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht hängt von der Größenordnung der Kohlenstoffnanoröhrenanordnung ab, aus der die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht gezogen wird, und die Länge der Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht ist nicht begrenzt.
Die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht verfügt über eine gute Transparenz und die Lichtdurchlässigkeit der Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht kann mehr als 80 % betragen, da die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht eine geringe Dicke hat. Wenn die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht mittels Laser dünner gemacht ist, kann die Lichtdurchlässigkeit der Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht mehr als 90 % betragen. Deshalb ist die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht der Kohlenstoffnanoröhrenschicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine mittels Laser dünner gemachte Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht, womit die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine hohe Lichtdurchlässigkeit hat.
Da sich die Kohlenstoffnanoröhren der Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht in derselben Richtung erstrecken, ist die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht zusätzlich anisotrop bezüglich ihres spezifischen Widerstands, d. h. die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht hat einen minimalen Widerstand in Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren und einen maximalen elektrischen Widerstand in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren. Der Flächenwiderstand der Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren beträgt mehr als das Zehnfache des Flächenwiderstands der Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht in einer Richtung parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren.
Des Weiteren haben mit Bezug auf 2 die Kohlenstoffnanoröhren eine Polarisierungsfunktion, um Licht durchzulassen, dessen Polarisierungsrichtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren liegt, und Licht zu absorbieren, dessen Polarisierungsrichtung parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren liegt. Deshalb hat die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht eine Polarisierungsfunktion, womit das Verbundsubstrat über die Polarisierungsfunktion verfügt und als Polarisierungsschicht dienen kann.
Bei den Kohlenstoffnanoröhren kann es sich um einwandige Kohlenstoffnanoröhren, doppelwandige Kohlenstoffnanoröhren und/oder mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren handeln. Die Kohlenstoffnanoröhren haben einen Durchmesser in einem Bereich von 0,5 nm bis 50 nm und eine Länge in einem Bereich von 50 nm bis 5 mm. Vorzugsweise haben die Kohlenstoffnanoröhren eine Länge in einem Bereich von 100 µm bis 900 µm. Die Kohlenstoffnanoröhren können parallel ohne Zwischenraum gelegt werden, um eine großflächige Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 zu bilden, oder können in geschichteter Weise angeordnet werden, um eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 großer Dicke zu bilden. Solange sichergestellt ist, dass sich alle Kohlenstoffnanoröhren der Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 in derselben Richtung erstrecken, kann eine beliebige Art der Anordnung verwendet werden.
Falls sich in der Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 eine Lage einer Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht befindet, hat die Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht eine hohe Lichtdurchlässigkeit, niedrige Fabrikationskosten und lässt sich einfach legen. Deshalb ist in einer Ausführungsform die Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 vorzugsweise so ausgelegt, dass sie nur eine Lage einer Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht umfasst. Es wäre anzumerken, dass eine Lage einer Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren enthalten kann, die in der Dicke übereinandergelegt sind, wobei es sich bei den an unterschiedlichen Stellen übereinandergelegten Kohlenstoffnanoröhren nicht notwendigerweise um dieselbe Anzahl von Kohlenstoffnanoröhren handeln muss.
In dem Verbundsubstrat gemäß einer Ausführungsform hat das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial ein gutes Belichtungsausrichtungsverhalten und kann eine vorbestimmte Belichtungsausrichtungsorientierung durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht erzeugen. Somit hat das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 eine vorbestimmte Belichtungsausrichtungsorientierung, wodurch das Ausrichtungsverhalten der Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 verbessert ist.
Die Ausrichtbarkeit der Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 kann mit dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 verbessert werden, falls ein eingeschlossener Winkel zwischen der Ausrichtungsorientierung des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials 22 und der Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren in einem Bereich von 0 Grad bis einschließlich 90 Grad liegt. Das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 kann über eine bestimmte Belichtungsausrichtungsorientierung verfügen, wenn das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 mit polarisiertem ultravioletten Licht bestrahlt wird, und die Belichtungsausrichtungsorientierung kann bestimmt werden, indem man die Polarisierungsrichtung des polarisierten ultravioletten Lichts und die Energie des polarisierten ultravioletten Lichts steuert. Optional wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der eingeschlossene Winkel zwischen der Belichtungsausrichtungsorientierung des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials 22 und der Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren auf 0 Grad eingestellt, um das Ausrichtungsverhalten der Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 größtmöglich zu verbessern.
Das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 befindet sich anfänglich in einem flüssigen Zustand und die Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 kann mit dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 teilweise oder vollständig bedeckt sein. In der Ausführungsform mit Bezug auf 2 und 3 ist die Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 vollständig mit dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 bedeckt. Nach Verfestigung des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials 22 können eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten Rillen auf einer Oberfläche des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials 22 gebildet sein, was auf die Rillen in der Kohlenstoffnanoröhrenschicht zurückzuführen ist.
Das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 umfasst eine oder mehrere Arten von Materialien aus Zellulosetriacetat, Polyimid und Polyamidsäure. In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 um Polyimid.
Mit Bezugnahme auf 2 und 3 ist das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 anfänglich in einem flüssigen Zustand, dringt in Räume zwischen benachbarten Kohlenstoffnanoröhren ein und bedeckt eine vom Substrat 21 weit entfernte Oberfläche der Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23. Auf der vom Substrat 21 weit entfernten Oberfläche des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials 22 bilden sich zahlreiche Rillen, und die Erstreckungsrichtung der Rillen ist parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren. In diesem Fall kann, nachdem das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 verfestigt ist, eine Mikrostruktur der Oberfläche des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials 22 dieselbe sein wie eine Mikrostruktur der Kohlenstoffnanoröhrenschicht, und das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 kann mit der Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 zusammenwirken, wodurch sich das Ausrichtungsverhalten der Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 in beträchtlichem Maß verbessert.
Das Verbundsubstrat gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat folgende Vorteile. Da die Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 eine regelmäßige Mikrostruktur hat und mit dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial 22 modifiziert ist, kann das Verbundsubstrat ein gutes Ausrichtungsverhalten aufweisen und ohne zusätzlichen Klebstoff mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials 22 auf eine Oberfläche eines Elements geklebt werden. Die Kohlenstoffnanoröhrenschicht 23 verfügt über eine gute elektrische Leitfähigkeit, eine gute Lichtdurchlässigkeit und ein gutes Polarisationsverhalten. Dementsprechend hat auch das Verbundsubstrat die vorstehend beschriebenen Vorzüge und kann als Ausrichtungsschicht, als Polarisator oder als andere Strukturen wie zum Beispiel eine transparente Elektrode dienen.
Aus der obigen Beschreibung ist zu ersehen, dass das Verbundsubstrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung über eine Polarisierungsfunktion und eine Ausrichtungsfunktion verfügt und als Polarisator und Ausrichtungsschicht dienen kann. Für den Fall, dass das Substrat des Verbundsubstrats ein TFT-Anordnungssubstrat ist, kann das TFT-Anordnungssubstrat als Polarisator und Ausrichtungsschicht dienen, womit das TFT-Anordnungssubstrat verglichen mit einem herkömmlichen TFT-Anordnungssubstrat, für das der Polarisator und die Ausrichtungsschicht separat angefertigt werden, einen einfacheren Aufbau und geringere Fertigungskosten hat.
Im Falle, dass es sich bei dem Substrat des Verbundsubstrats um ein Farbfiltersubstrat handelt, kann das Farbfiltersubstrat als Polarisator und Ausrichtungsschicht dienen, womit das Farbfiltersubstrat verglichen mit einem herkömmlichen Farbfiltersubstrat, für das ein Polarisator und eine Ausrichtungsschicht separat angefertigt werden, einen einfacheren Aufbau und geringere Fertigungskosten hat. Da die Ausrichtungsschicht und der Polarisator für das Verbundsubstrat in einer Struktur zusammengefasst sind, können die Dicke sowie die Fertigungskosten eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes reduziert werden, falls das Verbundsubstrat zur Herstellung eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes verwendet wird.
Das Polarisierungsverhalten kann noch weiter verbessert werden, indem die Kohlenstoffnanoröhrenschicht ohne zusätzlichen Klebstoff mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials auf ein transparentes Substrat geklebt wird.
Beruhend auf dem Verbundsubstrat gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird darüber hinaus ein Flüssigkristall-Anzeigefeld nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Das Flüssigkristall-Anzeigefeld umfasst: ein TFT-Anordnungssubstrat und ein Farbfiltersubstrat, die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und eine Flüssigkristallschicht, die zwischen dem TFT-Anordnungssubstrat und dem Farbfiltersubstrat angeordnet ist. Das Flüssigkristall-Anzeigefeld weist darüber hinaus auf: ein Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial und eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht. Die Kohlenstoffnanoröhrenschicht wird mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials auf eine Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats und/oder eine Oberfläche des Farbfiltersubstrats geklebt, die sich nahe der Flüssigkristallschicht befindet; und die Kohlenstoffnanoröhrenschicht umfasst eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren, die sich in derselben Richtung erstrecken.
Eine Ausrichtungsrichtung des TFT-Anordnungssubstrats ist senkrecht zu einer Ausrichtungsrichtung des Farbfiltersubstrats und eine Lichtpolarisierungsrichtung des TFT-Anordnungssubstrats ist senkrecht zu einer Lichtpolarisierungsrichtung des Farbfiltersubstrats.
Der Aufbau des TFT-Anordnungssubstrats kann so eingerichtet werden, dass es sich um den Aufbau des Verbundsubstrats gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform handelt, und auf das Farbfiltersubstrat wird eine herkömmliche Farbfilterstruktur aufgebracht. Das heißt, dass die Kohlenstoffnanoröhrenschicht und das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial nur an der Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats nahe der Flüssigkristallschicht angeordnet sind. Ein herkömmlicher Polarisator wird auf einer von der Flüssigkristallschicht weit entfernten Oberfläche des Farbfiltersubstrats hergestellt und eine herkömmliche Ausrichtungsschicht wird auf der Oberfläche des Farbfiltersubstrats nahe der Flüssigkristallschicht hergestellt. In diesem Fall ist der Aufbau des Flüssigkristall-Anzeigefeldes in 5 gezeigt.
5 ist ein grobes Aufbauschema eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Flüssigkristall-Anzeigefeld umfasst: ein TFT-Anordnungssubstrat a1 und ein Farbfiltersubstrat 52, die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und eine Flüssigkristallschicht 53, die zwischen dem TFT-Anordnungssubstrat a1 und dem Farbfiltersubstrat 52 angeordnet ist.
In der Ausführungsform mit Bezug auf 5 kann das Farbfiltersubstrat 52 den Aufbau eines herkömmlichen Farbfiltersubstrats haben. Ein Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial a2 und eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht a3 sind an einer Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats a1 nahe der Flüssigkristallschicht 53 angeordnet.
In dem in 5 gezeigten Flüssigkristall-Anzeigefeld können die Ausrichtungsschicht und der Polarisator auf der Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats a1 durch die Kohlenstoffnanoröhrenschicht a3 und das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial a2 ersetzt werden, wodurch sich der Aufbau des TFT-Anordnungssubstrats a1 vereinfacht, was zu einem einfachen Herstellvorgang und niedrigen Kosten führt. In einem herkömmlichen TFT-Anordnungssubstrat wird eine Schicht aus Indiumzinnoxid (ITO) gebildet, um als gemeinsame Elektrodenschicht zu dienen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann, da die Kohlenstoffnanoröhrenschicht a3 über eine gute elektrische Leitfähigkeit in einer Richtung parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren verfügt, eine gemeinsame Spannung in die Kohlenstoffnanoröhrenschicht a3 des TFT-Anordnungssubstrats a1 eingeleitet werden, und die Kohlenstoffnanoröhrenschicht a3 des TFT-Anordnungssubstrats a1 kann als gemeinsame Elektrodenschicht dienen. In diesem Fall vereinfacht sich der Aufbau des TFT-Anordnungssubstrats und die Herstellkosten des TFT-Anordnungssubstrats reduzieren sich, da es unnötig ist, eine gemeinsame Elektrodenschicht auf dem TFT-Anordnungssubstrat separat herzustellen.
Bei dem Flüssigkristall-Anzeigefeld gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Aufbau des TFT-Anordnungssubstrats auch so eingerichtet sein, dass es sich um den Aufbau eines herkömmlichen TFT-Anordnungssubstrats handelt und das Verbundsubstrat gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen als Farbfiltersubstrat dienen kann. Das heißt, dass die Kohlenstoffnanoröhrenschicht und das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial nur auf der Oberfläche des Farbfiltersubstrats nahe der Flüssigkristallschicht angeordnet sind und der Aufbau des TFT-Anordnungssubstrats dem Aufbau eines herkömmlichen TFT-Anordnungssubstrats entspricht. Ein Polarisator ist auf einer von der Flüssigkristallschicht weit entfernten Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats angeordnet und eine Ausrichtungsschicht ist auf der Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats nahe der Flüssigkristallschicht angeordnet. In diesem Fall ist der Aufbau des Flüssigkristall-Anzeigefeldes in 6 gezeigt.
6 ist ein grobes Aufbauschema eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Flüssigkristall-Anzeigefeld umfasst: ein TFT-Anordnungssubstrat 61 und ein Farbfiltersubstrat b1, die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und eine Flüssigkristallschicht 63, die zwischen dem TFT-Anordnungssubstrat 61 und dem Farbfiltersubstrat b1 angeordnet ist.
In der Ausführungsform mit Bezug auf 6 kann es sich bei dem Aufbau des TFT-Anordnungssubstrats 61 um den Aufbau eines herkömmlichen TFT-Anordnungssubstrats handeln. Ein Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial b2 und eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht b3 sind auf einer Oberfläche des Farbfiltersubstrats b1 nahe der Flüssigkristallschicht 63 angeordnet.
In dem in 6 gezeigten Flüssigkristall-Anzeigefeld können die Ausrichtungsschicht und der Polarisator auf der Oberfläche des Farbfiltersubstrats b1 durch die Kohlenstoffnanoröhrenschicht b3 und das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial b2 ersetzt werden, wodurch sich der Aufbau des Farbfiltersubstrats vereinfacht, was zu einem einfachen Herstellvorgang und niedrigen Kosten führt. Bei einem herkömmlichen Farbfiltersubstrat wird eine ITO-Schicht ausgebildet, die als Abschirmelektrodenschicht dient. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann, da die Kohlenstoffnanoröhrenschicht b3 über eine gute elektrische Leitfähigkeit in einer Richtung parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren verfügt, die Kohlenstoffnanoröhrenschicht b3 auf der Oberfläche des Farbfiltersubstrats b1 auf Masse gelegt werden und als Abschirmelektrodenschicht dienen. Darüber hinaus kann die Kohlenstoffnanoröhrenschicht b3 auf der Oberfläche des Farbfiltersubstrats b1 auch mit einer Elektrode versehen werden, die an eine gemeinsame Spannung angeschlossen ist, und so als gemeinsame Elektrodenschicht dienen. In diesem Fall ist der Aufbau der Farbfilterstruktur noch weiter vereinfacht und die Herstellkosten des Farbfiltersubstrats verringern sich, da es nicht nötig ist, die Abschirmelektrodenschicht auf dem Farbfiltersubstrat separat herzustellen.
Auf einer Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats und einer Oberfläche des Farbfiltersubstrats können eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht und ein Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial angeordnet werden. In diesem Fall umfasst die Kohlenstoffnanoröhrenschicht des Flüssigkristall-Anzeigefeldes eine erste Kohlenstoffnanoröhrenschicht, die auf der Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats angeordnet ist, und eine zweite Kohlenstoffnanoröhrenschicht, die auf der Oberfläche des Farbfiltersubstrats angeordnet ist. Das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial umfasst eine erste Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterialschicht, die auf der Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats angeordnet ist, und eine zweite Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterialschicht, die auf der Oberfläche des Farbfiltersubstrats angeordnet ist. Der Aufbau dieses Flüssigkristall-Anzeigefeldes ist in 7 gezeigt.
7 ist ein grobes Aufbauschema eines Flüssigkristall-Anzeigefeldes nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Flüssigkristall-Anzeigefeld umfasst: ein TFT-Anordnungssubstrat c1 und ein Farbfiltersubstrat d1, die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und eine Flüssigkristallschicht 73, die zwischen dem TFT-Anordnungssubstrat c1 und dem Farbfiltersubstrat d1 angeordnet ist.
In der Ausführungsform mit Bezug auf 7 sind eine erste Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterialschicht c2 und eine erste Kohlenstoffnanoröhrenschicht c3 auf einer Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats c1 nahe der Flüssigkristallschicht 73 angeordnet. Eine zweite Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterialschicht d2 und eine zweite Kohlenstoffnanoröhrenschicht d3 sind auf einer Oberfläche des Farbfiltersubstrats d1 nahe der Flüssigkristallschicht 73 angeordnet. Eine Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren des TFT-Anordnungssubstrats c1 liegt senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren des Farbfiltersubstrats d1, sodass eine Ausrichtungsrichtung des TFT-Anordnungssubstrats c1 senkrecht zu einer Ausrichtungsrichtung des Farbfiltersubstrats d1 liegt und eine Lichtpolarisierungsrichtung des TFT-Anordnungssubstrats c1 senkrecht zu einer Lichtpolarisierungsrichtung des Farbfiltersubstrats d1 verläuft.
Bei dem wie in 7 gezeigten Flüssigkristall-Anzeigefeld können im Vergleich zu einem herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigefeld die Ausrichtungsschicht und der Polarisator auf der Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats c1 durch die erste Kohlenstoffnanoröhrenschicht c3 und die erste Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterialschicht c2 ersetzt werden, und die Ausrichtungsschicht und der Polarisator auf der Oberfläche des Farbfiltersubstrats d1 kann durch die zweite Kohlenstoffnanoröhrenschicht d3 und die zweite Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterialschicht d2 ersetzt werden, wodurch sich jeweils der Aufbau des TFT-Anordnungssubstrats c1 und des Farbfiltersubstrats d1 vereinfacht, was zu einfachen Herstellvorgängen und geringen Kosten führt. Bei einem herkömmlichen TFT-Anordnungssubstrat wird eine ITO-Schicht gebildet, die als gemeinsame Elektrodenschicht dient. In 7 kann, da die Kohlenstoffnanoröhrenschicht über eine gute elektrische Leitfähigkeit in einer Richtung parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren verfügt, eine gemeinsame Spannung in die erste Kohlenstoffnanoröhrenschicht c3 des TFT-Anordnungssubstrats c1 eingeleitet werden, und die erste Kohlenstoffnanoröhrenschicht c3 des TFT-Anordnungssubstrats c1 kann als gemeinsame Elektrodenschicht dienen. In diesem Fall ist es nicht nötig, die gemeinsame Elektrodenschicht auf dem TFT-Anordnungssubstrat separat herzustellen, wodurch sich der Aufbau des TFT-Anordnungssubstrats noch weiter vereinfacht und die Herstellkosten des TFT-Anordnungssubstrats gesenkt werden. Bei einem herkömmlichen Farbfiltersubstrat wird eine ITO-Schicht gebildet, die als Abschirmelektrodenschicht dient. In 7 kann, da die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine gute elektrische Leitfähigkeit in einer Richtung parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren hat, die zweite Kohlenstoffnanoröhrenschicht d3 des Farbfiltersubstrats d1 auf Masse gelegt werden und als Abschirmelektrodenschicht dienen. In diesem Fall ist es nicht nötig, die Abschirmelektrodenschicht separat auf dem Farbfiltersubstrat herzustellen, wodurch sich der Aufbau des Farbfiltersubstrats noch weiter vereinfacht und sich die Herstellkosten des Farbfiltersubstrats verringern.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind für den Fall, dass die Kohlenstoffnanoröhrenschicht des Verbundsubstrats als Abschirmelektrodenschicht oder als gemeinsame Elektrodenschicht dient, spezielle Leitungsführungen angeordnet, um die Kohlenstoffnanoröhrenschicht auf Masse zu legen oder die Kohlenstoffnanoröhrenschicht mit der gemeinsamen Spannung zu beaufschlagen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung des Verbundsubstrats nach den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bereitgestellt. 8 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zur Herstellung eines Verbundsubstrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Herstellverfahren umfasst die Schritte S11 bis S14.
In Schritt S11 wird ein Substrat hergestellt.
Das Substrat dient in erster Linie als Träger und kann aus einem flexiblen oder harten transparenten Material wie etwa Glas, Quarz, Diamant oder Kunststoff hergestellt sein. In der Ausführungsform ist das Substrat eine Glasplatte. Es sollte aber klar sein, dass es sich bei dem Substrat auch um ein TFT-Anordnungssubstrat, ein Farbfiltersubstrat oder um andere Strukturen einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung handeln kann.
In Schritt S12 wird das Substrat mit einem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial beschichtet.
Das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial umfasst Zellulosetriacetat und/oder Polyimid und/oder Polyamidsäure. Das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial ist anfänglich in einem flüssigen Zustand und kann nach Bestrahlung durch Licht, wenn es dann ausgerichtet und verfestigt ist, dazu verwendet werden, die Kohlenstoffnanoröhrenschicht anzukleben und zu fixieren.
Eine Oberfläche des Substrats kann gleichmäßig mit einer Lösung des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials nach Art einer Wirbelbeschichtung oder Schleuderbeschichtung beschichtet werden. Die Dicke der Beschichtung kann je nach Bedarf gewählt werden. Vorzugsweise liegt die Dicke der Beschichtung in einem Bereich zwischen 100 nm und 100 µm.
In Schritt S13 wird die Kohlenstoffnanoröhrenschicht auf eine Oberfläche des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials aufgelegt, wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren umfasst, die sich in derselben Richtung erstrecken.
Die Kohlenstoffnanoröhrenschicht ist vollständig oder teilweise in die Beschichtung eingetaucht. Wenn die Kohlenstoffnanoröhrenschicht als gemeinsame Elektrodenschicht oder als Abschirmelektrodenschicht dient, dann müssen in diesem Schritt Leitungsführungen für die Kohlenstoffnanoröhrenschicht angeordnet werden.
Der Schritt kann überdies einen Schritt des vorab erfolgenden Ausheizens des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials im flüssigen Zustand beinhalten, um überschüssiges Lösungsmittel im Präpolymer des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials zu entfernen und so die nachfolgende Belichtungsausrichtung und Verfestigung zu erleichtern. Optional kann die Temperatur für den vorab erfolgenden Ausheizvorgang in einem Bereich zwischen 90 Grad Celsius und 130 Grad Celsius liegen, und die Dauer für den vorab erfolgenden Ausheizvorgang kann im Bereich zwischen 60 s und 120 s liegen. In einer Ausführungsform beträgt die Temperatur für den vorab erfolgenden Ausheizvorgang ungefähr 130 Grad Celsius und die Dauer des vorab erfolgenden Ausheizvorgangs liegt bei ca. 120 Sekunden.
In Schritt S14 wird das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial verfestigt, um die Kohlenstoffnanoröhrenschicht an die Oberfläche des Substrats zu kleben.
Der Vorgang der Verfestigung des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials umfasst: Bestrahlen des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials mit polarisiertem ultravioletten Licht, wobei das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial verfestigt wird, um über eine vorbestimmte Belichtungsausrichtungsorientierung zu verfügen. Ein eingeschlossener Winkel zwischen der Belichtungsausrichtungsorientierung und der Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren liegt in einem Bereich von 0 bis einschließlich 90 Grad.
Das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial kann im Rahmen der Bestrahlung mit polarisiertem ultraviolettem Licht ausgerichtet werden. Die Energie des polarisierten ultravioletten Lichts kann im Bereich zwischen 300 mJ und 1000 mJ liegen oder optional in einem Bereich zwischen 500 mJ und 800 mJ. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird für das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial vorzugsweise eine Polyimid-Dünnschicht übernommen. Im Falle der vorstehend beschriebenen Bestrahlungsenergie ist ein Belichtungsausrichtungsverhalten der Polyimid-Dünnschicht optimal. Der eingeschlossene Winkel zwischen der Polarisierungsrichtung des polarisierten ultravioletten Lichts und der Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren der Kohlenstoffnanoröhrenschicht kann vorzugsweise 0 Grad betragen, indem die Polarisierungsrichtung des polarisierten ultravioletten Lichts eingestellt wird. Das heißt, dass die Polarisierungsrichtung des polarisierten ultravioletten Lichts parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren der Kohlenstoffnanoröhrenschicht verläuft. In diesem Fall ist das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial in einer Richtung parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren orientiert, und der eingeschlossene Winkel zwischen der Belichtungsausrichtungsorientierung und der Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren beträgt 0 Grad.
Um die Verfestigung zu beschleunigen, kann das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial nach der lichtgestützten Ausrichtung durch das polarisierte ultraviolette Licht für 20 bis 50 Minuten auf eine Temperatur zwischen 210 Grad Celsius und 230 Grad Celsius erhitzt werden. In einer Ausführungsform beträgt die Temperatur für die Verfestigung ungefähr 230 Grad Celsius und die Dauer für die Verfestigung liegt bei ca. 30 Minuten.
Das Herstellverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat Vorteile wie etwa einen einfachen Ablauf, einen hohen Produktionswirkungsgrad und die Ermöglichung einer Massenfertigung. Das vorstehend beschriebene Verbundsubstrat kann durch Verwendung des Herstellverfahrens hergestellt werden.
Mittels der obigen Beschreibungen der offenbarten Ausführungsformen können Fachleute auf diesem Gebiet die vorliegende Offenbarung verwenden oder in die Praxis umsetzen. Für Fachleute sind verschiedene Modifikationen an den Ausführungsformen offensichtlich. Das hier vorgeschlagene, allgemeine Prinzip kann in Form von anderen Ausführungsformen umgesetzt werden, ohne den Sinngehalt oder Umfang der Offenbarung zu verlassen. Deshalb sollte die vorliegende Offenbarung nicht auf die hier offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern verfügt über den breitestmöglichen Umfang, der mit dem Prinzip und den hier offenbarten, neuartigen Merkmalen konform ist.

Claims

Verbundsubstrat, aufweisend: ein Substrat, eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht und ein Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial; wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials auf eine Oberfläche des Substrats geklebt ist; und die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren aufweist, die sich in derselben Richtung erstrecken.
Verbundsubstrat nach Anspruch 1, wobei der eingeschlossene Winkel zwischen der Belichtungsausrichtungsorientierung des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials und der Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren 0 Grad beträgt.
Verbundsubstrat nach Anspruch 1, wobei das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial eine oder mehrere Arten von Zellulosetriacetat, Polyimid und Polyamidsäure umfasst.
Verbundsubstrat nach Anspruch 1, wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht zumindest eine Lage einer Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht aufweist.
Verbundsubstrat nach Anspruch 4, wobei eine Lichtdurchlässigkeit der mindestens einen Lage der Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht größer als 90% ist.
Verbundsubstrat nach Anspruch 1, wobei das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial in Räume zwischen benachbarten Kohlenstoffnanoröhren eingedrungen ist.
Verbundsubstrat nach Anspruch 6, wobei eine vom Substrat abgewandte Oberfläche der Kohlenstoffnanoröhrenschicht mit dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial bedeckt ist.
Verbundsubstrat nach Anspruch 7, wobei das Verbundsubstrat darüber hinaus eine Vielzahl von Rillen aufweist, die auf einer vom Substrat abgewandten Oberfläche des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials gebildet sind, und die Erstreckungsrichtung der Rillen parallel zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren verläuft.
Flüssigkristall-Anzeigefeld, aufweisend: ein Dünnschichttransistor-(TFT)-Anordnungssubstrat und ein Farbfiltersubstrat, wobei das TFT-Anordnungssubstrat und das Farbfiltersubstrat einander gegenüberliegend angeordnet sind; eine Flüssigkristallschicht, die zwischen dem TFT-Anordnungssubstrat und dem Farbfiltersubstrat angeordnet ist; und wobei das Flüssigkristall-Anzeigefeld darüber hinaus aufweist: ein Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial und eine Kohlenstoffnanoröhrenschicht, wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials auf eine Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats geklebt ist und es sich bei der Oberfläche des TFT um die Fläche des TFT-Anordnungssubstrats handelt, die der Flüssigkristallschicht am nächsten liegt, oder die Kohlenstoffnanoröhrenschicht mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials auf eine Oberfläche des Farbfiltersubstrats geklebt ist, wobei die Oberfläche des Farbfiltersubstrats die Fläche des Farbfiltersubstrats ist, die der Flüssigkristallschicht am nächsten liegt; und die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren aufweist, die sich in derselben Richtung erstrecken.
Flüssigkristall-Anzeigefeld nach Anspruch 9, wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials auf die Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats nahe der Flüssigkristallschicht geklebt ist und die Kohlenstoffnanoröhrenschicht an eine gemeinsame Spannung angeschlossen ist.
Flüssigkristall-Anzeigefeld nach Anspruch 9, wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht mittels des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials an die Oberfläche des Farbfiltersubstrats nahe der Flüssigkristallschicht geklebt ist und die Kohlenstoffnanoröhrenschicht auf Masse gelegt ist.
Flüssigkristall-Anzeigefeld nach Anspruch 9, wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine erste Kohlenstoffnanoröhrenschicht und eine zweite Kohlenstoffnanoröhrenschicht aufweist; das Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial eine erste Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterialschicht und eine zweite Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterialschicht aufweist; die erste Kohlenstoffnanoröhrenschicht mittels der ersten Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterialschicht auf die Oberfläche des TFT-Anordnungssubstrats nahe der Flüssigkristallschicht geklebt ist und die erste Kohlenstoffnanoröhrenschicht an eine gemeinsame Spannung angeschlossen ist; und die zweite Kohlenstoffnanoröhrenschicht mittels der zweiten Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterialschicht an die Oberfläche des Farbfiltersubstrats nahe der Flüssigkristallschicht geklebt ist und die zweite Kohlenstoffnanoröhrenschicht auf Masse gelegt ist, wobei die Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren in der ersten Kohlenstoffnanoröhrenschicht senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Kohlenstoffnanoröhren in der zweiten Kohlenstoffnanoröhrenschicht ist.
Verfahren zur Herstellung des Verbundsubstrats nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: Anfertigen des Substrats; Beschichten des Substrats mit dem Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterial; Auflegen der Kohlenstoffnanoröhrenschicht auf eine Oberfläche des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials, wobei die Kohlenstoffnanoröhrenschicht eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren aufweist, die sich in derselben Richtung erstrecken; und Verfestigen des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials, um die Kohlenstoffnanoröhrenschicht auf eine Oberfläche des Substrats zu kleben.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren vor dem Verfestigen des Belichtungsausrichtungs-Matrixmaterials, um die Kohlenstoffnanoröhrenschicht auf eine Oberfläche des Substrats zu kleben, ferner umfasst: Verdünnen der mindestens einen Lage der Kohlenstoffnanoröhren-Dünnschicht durch einen Laser.