200941094 九、發明說明： ' 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種液晶顯示屏，尤其涉及一種採用奈米 碳管作配向層的液晶顯示屏。 【先前技術】 液晶配向技術為决定液晶顯不屏優劣的關鍵技術之 一，因爲液晶配向技術的好壞會直接影響最終液晶顯示屏 的品質。南質罝的液晶顯不屏要求液晶有穩定和均勻的初 〇始排列，而具有誘導液晶定向排列作用的薄層稱爲液晶配 向層。 先前技術已知供液晶顯示屏使用的配向層材料有聚苯 乙烯及其衍生物、聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚酯、環氧樹脂、 聚胺酯、聚矽烷等，最常見的為聚醯亞胺。這些材料經膜 磨擦法，傾斜蒸鍍SiOx膜法和對膜進行微溝槽處理法（請參 見 “Atomic-beam alignment of inorganic materials for liquid-crystal displays”，P. Chaudhari, et al” Nature, vol ® 411，p56 (2001))等方法處理後，可形成多個溝槽，該溝槽 可使液晶分子定向排列。 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的表面依次設置一第一透明電極層106和一 第一配向層108，且第一基體104的遠離液晶層118的表面設 200941094 置一第一偏光片102。所述第二基體112靠近液晶層118的表 面依次設置一第二透明電極層114和一第二配向層116，且 ' 第二基體112的遠離液晶層118的表面設置一第二偏光片 110 ° 所述第一配向層108靠近液晶層118的表面形成有多個 相互平行的第一溝槽1082。所述第二配向層116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 Ο液晶層118中的液晶分子1182進行定向，即使靠近第一溝槽 1082和第二溝槽1162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90度。 其中，所述第一偏光片102和第二偏光片110可對光線 進行偏振；第一透明電極層106和第二透明電極層114在液 晶顯示屏100中可起到導電的作用。但上述的多個片層結構 及其界面的存在將增加液晶顯示屏100的厚度、複雜程度以 〇及製造成本，降低背光源所提供光線的透過率，並影響顯 示質量。 有鑒于此，提供一種結構簡單、厚度較薄且具有較佳 的配向品質的液晶顯不屏實為必要。 【發明内容】 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置；一液晶層，設置 于所述第一基體與所述第二基體之間；一第一配向層，該 200941094 .第-配向層設置于所述第—基體的靠近液晶層的表面，且 .第一配向層靠近液晶層的表面包括多個平行的第一溝槽. 及-第二配向層’該第二配向層設置于所述第二基體^靠 近液晶層的表面，且第二配向層靠近液晶層的表面 個平打的第二溝槽，所述第二配向層的第二溝槽排列方向 與第-配向層的第—溝槽排列方向垂直。其中，所述液晶 顯不屏中至少-個配向層包括一個奈米碳管層和一個 ❹層*，該奈米碳管層包括至少一個奈米碳管薄膜，該奈米碳 管薄膜為從奈米碳管陣列中直接拉取獲得，所述固定層設 置于所述奈米碳管層靠近液晶層的表面。 與先前技術相比較，所述液晶顯示屏具有以下優點· 其一，由於所述奈米碳管薄膜包括多個奈米碳管，從而所 述奈米碳管薄膜具有良好的導電性能，所以奈米碳管薄膜 可代替先前技術中的透明電極層起到導電作用。故本實施 例中的液晶顯示屏採用含有奈米碳管薄膜的配向層時，無 ❹需額外增加透明電極層’從而可使得液晶顯示屏具有較^ 的厚度，簡化液晶顯示屏的結構和製造成本，提高背光源 $利用率’改善顯示質量。其二，所述奈米碳管薄膜設置 在基體上後不需要進行機械刷磨或者其它處理，不會産生 靜電和粉塵，從而使所述液晶顯示屏具有較佳的配向品 質。其三，覆蓋-固定層于所述奈米碳管薄膜的表面，可 使得所述用作配向層的奈米碳管薄膜在與液晶材料長時間 接觸時，不脫落，從而使得所述液晶顯示屏具有較 向品質。 200941094 【實施方式】 以下將結合附圖對本技術方案作進一步的詳細說明。 ' 請參閱圖2,圖3及圖4,本技術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相對設置；一 液晶層338,設置于所述第一基體302與所述第二基體322 之間；一第一配向層304，該第一配向層304設置于所述 第一基體302的靠近液晶層338的表面，且第一配向層302 ®靠近液晶層338的表面包括多個平行的第一溝槽308 ;及 一第二配向層324，該第二配向層324設置于所述第二基 體322的靠近液晶層338的表面，且第二配向層324靠近 液晶層338的表面包括多個平行的第二溝槽328，所述第 二配向層324的第二溝槽328排列方向與第一配向層304 的第一溝槽308排列方向垂直。 所述第一基體302與第二基體322應選用硬性或柔性 ❹的透明材料’如玻璃、石英、金剛石或塑料等。本實施例 中，所述第一基體302和第二基體322的材料爲三乙酸纖 維素（cellulose triacetate，CTA)等柔性材料。優選地，第一 基體302和第二基體322的材料均爲CTA材料形成。可以 理解，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的液晶材料爲先前技術中常用的液晶材料。所述 液晶顯示屏300中至少一個配向層包括一個奈米碳管層和 200941094 _ -個_層’該W層設置于所述奈米碳管層靠近液晶層 338的表面。所述奈米碳管層包括至少一個奈米碳管薄 膜’該奈来碳管薄膜為從奈米碳管陣列中直接拉取獲得。 進一步地，該奈米碳管薄膜包括奈米碳管沿同一方向擇優 取向排列的多個奈米碳管。當所述奈米碳管層包括至少兩 個奈米碳管薄膜時，所述至少兩個奈米礙管薄膜重叠設 置該不米碳官薄膜包括奈米碳管沿同一方向擇優取向排 ❹列的多個奈米碳管且相鄰的兩個奈米碳管薄膜中的奈米碳 管沿同一方向擇優取向排列。具體地，所述奈米碳管薄膜 進步包括多個通過凡德瓦爾力首尾相連的奈米碳管束片 段，每個奈米碳管束片段具有相等的長度且由多個相互平 行的奈米碳管束構成。所述相鄰的奈米碳管束之間通過凡 德瓦爾力緊密結合，該奈米碳管束包括多個長度相等且平 行排列的奈米碳管，所述相鄰的奈米碳管之間通過凡德瓦 爾力緊密結合。所述奈米碳管薄膜中的多個奈米碳管束和 ❹多個奈米碳官之間存在間隙，故上述奈米碳管層具有多個 平行且均勻分佈的間隙。 所述奈米碳管薄膜中的奈米碳管包括單壁奈米碳管、 雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的一種或幾種。所述單壁 奈米碳管的直徑爲0.5奈米〜1〇奈米，雙壁奈米礙管的直 徑爲1.0奈米〜15奈米，多壁奈米碳管的直徑爲15奈米〜5〇 奈米。 所述液晶顯示屏300中的第一配向層304或第二配向 層324的一個配向層爲本實施例所述的奈米碳管層和固定 11 200941094 . 層’而另一個配向層則採用先前技術的配向層。優選地， .爲使所述的液晶顯示屏300具有更好的配向品質和簡單的 結構，故第一配向層304和第二配向層324均採用奈米碳 官層和固定層的結構。所述第一配向層3〇4包括一第一奈 米碳官層304a和一第一固定層304b，所述第二配向層324 包括一第二奈米碳管層3243和一第二固定層324b。所述 第一固疋層304b和第二固定層324b分別設置于第一配向 ❹層3〇4和第二配向層324靠近液晶層338的表面。由於第 一配向層304中的第一奈米碳管層3〇4a和第二配向層 中的第二奈米碳管層324a靠近液晶層338的表面分別具有 多個平行且均勻分佈的間隙，故，所述第一固定層3〇仆 和第一固定層324b覆蓋在第一配向層3〇4和第二配向層 324的奈米碳管層靠近液晶層338的表面時，會在第一固 疋層304b和第一固定層324b的表面形成多個平行且均勻 分佈的溝槽；該溝槽可用作第一配向層綱和第二配向層 ❹324的第一溝槽308和第二溝槽328。 當所述固定層的材料爲類金剛石的氮化物、氮化石夕、 不定型料氫化物、碳切、二氧切、氧化铭、氧化飾、 氧化錫、鈇酸鋅或鈦酸銦時，可採用蒸發、賤射或者錢 增强化學氣相沈積（PECVD)生長时法附著于第—奈米碳 管層304a和第二奈米碳管層伽的表面。當所述固定芦 的材料爲聚乙烯醇、聚醯亞胺、聚甲基丙稀酸甲醋或聚^ 酸醋時，可採用甩膠法附著于第-奈米礙管層3〇4a和第二 奈米碳管層324a的表面。所述固定層的厚度爲2〇奈米〜2 12 200941094 -微米。請參閲圖5，爲本技術方案實施例所獲得的覆蓋有 .固定層的配向層，該配向層具有多個平行的溝槽，該溝槽 可用對液晶分子進行配向。所述配向層包括一個奈米碳管 薄膜，该奈米碳管薄膜包括多個平行排列的奈米碳管，所 述固疋層爲二氣化發層，且厚度爲20奈米。 本實施例，所述第一奈米碳管層3〇4a和第二奈米碳管 層324a分別爲一個奈米碳管薄膜，且第一奈米碳管層 ❹的奈米碳官的排列方向與所述第二奈米碳管層324&的奈 米碳管的排列方向垂直，從而使得第一配向層3〇4的第一 溝槽308與第二配向層324❸第二溝槽328的排列方向垂 直。具體地，第一配向層304中的第一溝槽3〇8沿χ軸方 向平行且定向排列；第二配向層324中的第二溝槽328沿 z軸方向平行且定向排列。所述的第一配向層304和第二 配向層324的厚度範圍分別在1微米〜5〇微米之間。 此外，由於所述奈米碳管層包括多個首尾相連且定向 ❹排列的奈米碳管，從而所述奈米碳管層具有良好的導電性 旎，所以奈米碳管層可代替先前技術中的透明電極層起到 導電作用。故本實施例中的液晶顯示屏3〇〇採用含有奈米 碳管層的配向層時，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 構和製造成本，提高背光源的利用率，改善顯示質量。此 外，所述奈米碳管層設置在基體上後不需要進行機械刷磨 或者其它處理，不會産生靜電和粉塵，從而使所述液晶顯 不屏300具有較佳的配向品質。可以理解，覆蓋一固定層 13 200941094 -于所述奈米碳管層的表面，可使得所述用作配向層的奈米 碳管層在與液晶材料長時間接觸時，不脫落，從而使得所 述液晶顯示屏300具有較好的配向品質。 所述奈米碳管層中的多個奈米碳管為平行排列的，故 所f奈米碳管層具有對自然光的偏振作用，從而可以代替 先前技術中的偏振片起到偏振作用。爲了使得液晶顯示屏 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遠離液晶層338的表面設置至少一個偏振 示 出）。 以下結合圖6與圖7對本實施例液晶顯示屏3〇〇的工 作過程進行說明。 如圖6所示，當沒有電壓施加在第一配向層3〇4和第 配向層324之間時，液晶分子的排列會依照第一配向層 綱和第二配向層324的配向而定。在本實施例的液晶顯 示屏300中，所述第一配向層3〇4和第二配向層324的配 〇向方向形成90度’所以液晶層338中的液晶分子的排列由 上而下會自動旋轉90度。當入射的光線L經過第一配向 層304時，由於第一配向層3〇4的穿透轴沿z轴方向，所 以只有偏振方向與穿透軸平行的偏振光L1通過。當偏振 光L1通過液晶分子時，由於液晶分子總共旋轉了 9〇度， 所以當偏振光L1到達第二配向層324時，偏振光u的偏 振方向恰好轉了 90度。由於第二配向層324的穿透軸沿χ 軸方向，即：偏振光L1的偏振方向因轉了 90度而與穿透 軸平行，從而可以順利的通過第二配向層324，此時，本 14 200941094 •實施例的液晶顯示屏300處于通光的狀態。 如圖7所示，當有電壓施加在第一配向層3〇4和第二 配向層324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观垂直的狀 態。此時通過第一配向層綱的偏振光L1經過液晶分子 時便不會改變偏振方向，因此就無法通過第二配向層 324’此時，本實施例的液晶顯示屏3〇〇處于遮光的狀態。 ❹ 所述的液晶顯示屏300具有以下優點：其一，由於所 述不米厌s薄膜包括多個奈米碳管，從而所述奈米碳管薄 膜具有良好的導電性能，所以奈米碳管薄膜可代替先前技 術^的透明電極層起到導電作用。故本實施例中的液晶顯 不屏採用含有奈米碳管薄膜的配向層時，無需額外增加透 明電極層，從而可使得液晶顯示屏具有較薄的厚度，簡化 液晶顯示屏的結構和製造成本，提高背光源的利用率，改 f顯不質量。其二，所述奈米碳管薄膜設置在基體上後不 〇需要進行機械刷磨或者其它處理，不會產生靜電和粉塵， 從而使所述液晶顯示屏具有較佳的配向品質。直三，覆蓋 Z固定層于所述奈米碳管賴的表面，可使騎述用作配 :s的不米奴g薄膜在與液晶材料長時間接觸時，不脫 洛，=而使得所述液晶顯示屏具有較好的配向品質。 提出發明確已符合發明專利之要件，遂依法 ，出專利申㈡。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例， 不月b以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝 人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵 15 200941094 蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1為一種先前技術的液晶顯示屏的立體結構示咅 圖。 心 圖2為本技術方案實施例的液晶顯示屏的立體結構示 意圖。 圖3為沿圖2所示的線III-III的剖視圖。 圖4為沿圖2所示的線IV-IV的剖視圖。 圖5為本技術方案實施例的獲得覆蓋有固定層的配向 層的掃描電鏡照片。 圖6為本技術方案實施例的液晶顯示屏處于通光狀態 的立體結構示意圖。 圖7為本技術方案實施例的液晶顯示屏處于遮光狀態 的立體結構示意圖。 【主要元件符號說明】 液晶顯示屏 100, 300 第一偏光片 102 第一基體 104, 302 第一透明電極層 106 第一配向層 108, 304 第一溝槽 1082, 308 弟一偏光片 110 第二基體 112, 322 第二透明電極層 114 16 200941094 第二配向層 116, 324 第二溝槽 1162, 328 液晶層 118, 338 液晶分子 1182 第一奈米碳管層 304a 第一固定層 304b 第二奈米碳管層 324a 第二固定層 324b 穿透軸 309, 329
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