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，尤其涉及一種可在低溫下工作的液晶顯示屏。
背景技術(shù)：
液晶顯示因?yàn)榈凸?、小型化及高質(zhì)量的顯示效果，成為了最佳的顯示 方式之一。液晶顯示因?yàn)榈凸摹⑿⌒突案哔|(zhì)量的顯示效果，成為了最佳
的顯示方式(請(qǐng)參見 "Atomic-beam alignment of inorganic materials for liquid-crystal displays" , P. Chaudhari， et al.， Nature, vol 411， p56 (2001))。 目前 較為常用的液晶顯示屏為TN (扭曲向列)、IPS (平面旋轉(zhuǎn))和VA (垂直配 向)模式的液晶顯示屏。這些模式的液晶顯示屏均是通過控制液晶分子的扭 轉(zhuǎn)方向進(jìn)而控制光的通斷狀態(tài)。
但是，現(xiàn)有的液晶顯示屏的低溫工作特性比較差，從而極大地妨礙了液 晶顯示屏在低溫環(huán)境中的使用。造成液晶顯示屏低溫下不能正常工作的原因 主要有以下兩點(diǎn)第一，液晶顯示屏的域值電壓是溫度的函數(shù)，隨著溫度的 下降，域值電壓要升高，所以，域值電壓的變化會(huì)造成對(duì)比度的劣化。第二， 液晶顯示屏是基于液晶分子狀態(tài)的改變，而實(shí)現(xiàn)顯示功能的。所述液晶分子 改變的過程為一種分子過程，其響應(yīng)速度要比原子過程、電子過程慢得多， 無論是上升還是下降過程，都是一個(gè)由動(dòng)力克服阻力而使液晶分子狀態(tài)變化 的過程，即使在室溫時(shí)也是如此。隨著環(huán)境溫度下降，液晶分子的粘度加大， 使得液晶分子狀態(tài)改變的阻力也隨之加大，響應(yīng)速度就變得更慢。在溫度下 降到液晶相的轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)，液晶分子將轉(zhuǎn)變成晶態(tài)而失去流動(dòng)性，使液 晶顯示器無法工作。故，怎樣使液晶顯示屏在低溫下正常工作成為了一個(gè)研 究熱點(diǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)采用在液晶盒的內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置一加熱層對(duì)液晶顯示屏進(jìn)行溫 度補(bǔ)償，從而使得液晶顯示屏在低溫下工作。所述加熱層的材料通常采用銦 錫氧化物透明導(dǎo)電膜或者通透率較高的金屬網(wǎng)。然而，由于加熱層設(shè)置在液晶盒外部，必須將顯示屏整體加熱后才能使液晶分子維持在正常工作溫度， 加熱層產(chǎn)生的熱量大部分散失掉，只有一小部分通過熱傳導(dǎo)加熱了液晶分子 而真正有用。故此種加熱方式的效率低，能耗大，而且需要一定的預(yù)熱時(shí)間， 響應(yīng)速度慢，加熱性能不夠理想，因此采用上述加熱層的液晶顯示屏無法有 效改善低溫顯示效果。
有鑒于此，確有必要提供一種可在低溫下工作、高效、節(jié)能并且響應(yīng)速 度快的液晶顯示屏。

發(fā)明內(nèi)容
一種液晶顯示屏，其包括 一上基板； 一下基板，所述下基板與所述上 基板間隔相對(duì)設(shè)置； 一液晶層，設(shè)置于所述上基板與所述下基板之間；所述 上基板或/和下基板包括一透明加熱層，其中，所述透明加熱層包括多個(gè)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(diǎn)其一，透明加熱層 包括多個(gè)碳納米管，碳納米管透明加熱層的可見光透射率可高達(dá)95%，不影 響液晶顯示屏的顯示質(zhì)量。其二，爿暖納米管本身具有一定的電阻，通電后可 以迅速發(fā)熱，而碳納米管透明加熱層的厚度極薄，約為數(shù)十納米，其熱慣性 小，因此加熱、冷卻的響應(yīng)時(shí)間快，適于顯示器應(yīng)用。其三，加熱層設(shè)置于 液晶盒內(nèi)部，加熱時(shí)可直接加熱附近的液晶分子，而不必耗費(fèi)大量的能量加 熱液晶盒的玻璃及其外部結(jié)構(gòu)，因此加熱效率高。


圖1是本技術(shù)方案第一實(shí)施例的液晶顯示屏的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本技術(shù)方案第 一 實(shí)施例的碳納米管薄膜的掃描電鏡照片。 圖3是本技術(shù)方案第一實(shí)施例的束狀結(jié)構(gòu)的碳納米管長(zhǎng)線的掃描電鏡照片。
圖4是本技術(shù)方案第一實(shí)施例的絞線結(jié)構(gòu)的碳納米管長(zhǎng)線的掃描電鏡照片。
圖5是本技術(shù)方案第一實(shí)施例的透明加熱層的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本技術(shù)方案第一實(shí)施例的對(duì)液晶顯示屏的進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)墓ぷ麟娐肥疽鈭D。
圖7是本技術(shù)方案是本技術(shù)方案第一實(shí)施例的脈沖電壓的曲線圖。 圖8是本技術(shù)方案第二實(shí)施例的液晶顯示屏的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9是沿圖8所示的IX-IX的剖視圖。 圖IO是沿圖8所示的線X-X的剖視圖。
圖11為本技術(shù)方案第三實(shí)施例的液晶顯示屏的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖12為本技術(shù)方案第三實(shí)施例薄膜晶體管面板的俯視圖。
具體實(shí)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(qǐng)參閱圖1,本技術(shù)方案第一實(shí)施例所提供一種單像素的液晶顯示屏 20,其包括一上基板201、 一下基板200, —液晶層238,所述液晶層238 設(shè)置于上基板201與下基板200之間。
所述下基板200包括一第一基體202、 一第一透明加熱層207及一第一 導(dǎo)電配向?qū)?04。所述第一透明加熱層207設(shè)置于第一基體202與第一導(dǎo)電 配向?qū)?04之間，所述第一導(dǎo)電配向?qū)?04靠近液晶層238設(shè)置。進(jìn)一步地， 所述下基板200包括一第一絕緣層230，第一絕緣層230設(shè)置于第一透明加 熱層207與第一導(dǎo)電配向?qū)?04之間，使第一透明加熱層207與第一導(dǎo)電配 向?qū)?04之間電絕纟彖。
所述上基板201包括一第二基體222、 一第二透明加熱層227及一第二 導(dǎo)電配向?qū)?24。所述第二透明加熱層227設(shè)置于第二基體222與第二導(dǎo)電 配向?qū)?24之間，第二導(dǎo)電配向?qū)?24靠近液晶層238設(shè)置。進(jìn)一步地，所 述上基板201包括一第二絕緣層232，第二絕緣層232設(shè)置于第二透明加熱 層227與第二導(dǎo)電配向?qū)?24之間，使第二透明加熱層227與第二導(dǎo)電配向 層224之間電絕緣。
所述笫 一基體202與第二基體222選用硬性或柔性的透明材料，如玻璃、 石英、金剛石或塑料等。第一基體202與第二基體222用于支撐透明加熱層 與導(dǎo)電配向?qū)?。本?shí)施例中，所述第一基體202和第二基體222的材料為三 乙酸纖維素(cellulose triacetate, CTA)等。可以理解，所述第一基體202與第 二基體222的材料可以相同，也可以不同。
7所述液晶層238包括多個(gè)長(zhǎng)棒狀的液晶分子。所述液晶層238的液晶材 料為常用的液晶材料，根據(jù)液晶顯示屏模式的不同，液晶材料的選擇也不同。 進(jìn)一步地，還可在第一導(dǎo)電配向?qū)?04與第二導(dǎo)電配向?qū)?24之間設(shè)置多個(gè) 支撐體(未標(biāo)示)，用以支撐液晶分子，防止第一導(dǎo)電配向?qū)?04和第二導(dǎo)電 配向?qū)?24對(duì)其的擠壓。所述支撐體為聚乙烯(polyethylene)小球，該聚乙烯 小球的直徑為l-10微米。本實(shí)施例中，所述聚乙烯小球的直徑為5微米。
所述第一導(dǎo)電配向?qū)?04和第二導(dǎo)電配向?qū)?24可分別包括一透明電極和 一配向?qū)?，所述配向?qū)涌拷壕釉O(shè)置。具體地，所述第一導(dǎo)電配向?qū)?04 包括一第一透明電極204a和一第一配向?qū)?04b;第二導(dǎo)電配向?qū)?24包括一第 二透明電極224a和一第二配向?qū)?24b。所述第一透明電極204a和第二透明電 極224a為由開孔率較高的不透明金屬電極和銦錫氧化物透明導(dǎo)電膜構(gòu)成。所 述第一配向?qū)?04b、第二配向?qū)?24b由高分子材料聚酰亞胺形成。當(dāng)液晶顯 示屏為TN模式時(shí)，第一配向?qū)?04b、第二配向?qū)?24b經(jīng)磨擦法處理后，在所 述第一配向?qū)?04b、第二配向?qū)?24b的表面上形成多個(gè)溝槽，該溝槽可組成 第一溝槽208和第二溝槽228，用于使液晶分子定向排列，所述第一溝槽208 與第二溝槽228排列方向相互垂直。根據(jù)液晶顯示屏模式的不同，所述第一配 向?qū)?04b和第二配向?qū)?24b還可進(jìn)一步包括多個(gè)配向角的結(jié)構(gòu)。形成配向結(jié) 構(gòu)的方法還包括非接觸式方法如傾斜蒸鍍SiOx、離子束照射、等離子體照射 等?？梢岳斫?，配向?qū)訛橐豢蛇x擇結(jié)構(gòu)，其具體情況根據(jù)液晶顯示屏的模式 的不同而不同。
所述第一透明加熱層207和第二透明加熱層227包4舌多個(gè)石友納米管?？?以理解，所述第一透明加熱層207和第二透明加熱層227包括一碳納米管結(jié) 構(gòu)，該碳納米管結(jié)構(gòu)包括一碳納米管層或一碳納米管復(fù)合材料層。
所述碳納米管層包括多個(gè)無序排列或有序排列的碳納米管。優(yōu)選地，所 述碳納米管層中的碳納米管有序排列且均勻分布。進(jìn)一步地，所述碳納米管 層包括至少 一層碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜是從碳納米管陣列中直接拉 取獲得。該碳納米管薄膜包括沿同一方向擇優(yōu)取向排列的多個(gè)碳納米管，該 多個(gè)碳納米管首尾相連且沿碳納米管薄膜的拉伸方向擇優(yōu)取向排列，請(qǐng)參見 圖2。多個(gè)碳納米管之間通過范德華力相互連接，具體地， 一方面，首尾相 連的碳納米管之間通過范德華力相互連接，另一方面，擇優(yōu)取向的碳納米管之間通過范德華力結(jié)合，故，該碳納米管薄膜具有較好的自支撐性和柔韌性。 當(dāng)所述碳納米管層包括至少兩層碳納米管薄膜時(shí)，所述至少兩層碳納米管薄 膜重疊設(shè)置，相鄰的兩層碳納米管薄膜中的碳納米管的排列方向具有一交叉
角度a， 0^0^90°,具體可依據(jù)實(shí)際需求制備。
所述碳納米管層還可由多個(gè)碳納米管長(zhǎng)線平行排列組成。所述碳納米管 長(zhǎng)線包括由多個(gè)首尾相連且沿碳納米管長(zhǎng)線的軸向/長(zhǎng)度方向擇優(yōu)取向排列 的碳納米管。具體地，該碳納米管長(zhǎng)線可為一束狀結(jié)構(gòu)的碳納米管長(zhǎng)線，該 束狀結(jié)構(gòu)的碳納米管長(zhǎng)線中的碳納米管沿碳納米管長(zhǎng)線的軸向/長(zhǎng)度方向平 行排列，請(qǐng)參見圖3。該碳納米管長(zhǎng)線還可為一絞線結(jié)構(gòu)的碳納米管長(zhǎng)線， 該絞線結(jié)構(gòu)的碳納米管長(zhǎng)線中的碳納米管沿碳納米管長(zhǎng)線的軸向/長(zhǎng)度方向 螺旋排列，請(qǐng)參見圖4。碳納米管長(zhǎng)線中的碳納米管通過范德華力緊密結(jié)合。
所述碳納米管層還可為至少一層碳納米管薄膜與多個(gè)碳納米管長(zhǎng)線組 成的層狀結(jié)構(gòu)，該碳納米管長(zhǎng)線平行或交叉地排列于碳納米管薄膜的表面。
所述碳納米管復(fù)合材料層包括聚合物材料基體及一碳納米管層。該碳納 米管層復(fù)合于聚合物材料基體的內(nèi)部或表面，碳納米管層與聚合物基體復(fù)合 后，維持碳納米管層的結(jié)構(gòu)不變。所述聚合物材料包括苯丙環(huán)丁烯、聚酯膜、 丙烯酸樹脂或聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯。
上述的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 10納米，雙壁碳納米管 的直徑為1.0納米 15納米，多壁碳納米管的直徑為1.5納米 50納米。
所述透明加熱層可覆蓋基體的整個(gè)表面。也可將所述透明加熱層設(shè)計(jì)成 圖形化的結(jié)構(gòu)的加熱層，該圖形化的結(jié)構(gòu)可通過激光刻蝕等方法在透明加熱 層的表面按照實(shí)際需要刻蝕形成。當(dāng)透明加熱層包括多個(gè)平行排列的碳納米 管長(zhǎng)線時(shí)，多個(gè)碳納米管長(zhǎng)線也可直接形成圖形化結(jié)構(gòu)的透明加熱層。所述 具有圖形化的結(jié)構(gòu)的透明加熱層設(shè)置于基體與絕緣層之間。請(qǐng)參見圖5，本 實(shí)施例中，第一透明加熱層207為一圖形化結(jié)構(gòu)的透明加熱層，其覆蓋于第 一基體202的靠近液晶層238的表面?？梢岳斫?，可僅設(shè)置一層透明加熱層 于第一基體202與第一導(dǎo)電配向?qū)?04之間或第二基體222與第二導(dǎo)電配向 層224之間。
所述絕緣層對(duì)應(yīng)于透明加熱層設(shè)置，用于使透明加熱層與導(dǎo)電配向?qū)又g保持電絕緣。所述絕緣層材料包括二氧化硅、聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)、 旋涂氧化硅(SOG)或氮化硅等。絕緣層的厚度為5納米-10微米。
所述液晶顯示屏200進(jìn)一步包括至少一個(gè)偏振片(未示出)，該偏振片 可設(shè)置于第一基體202和/或第二基體222遠(yuǎn)離液晶層的表面。當(dāng)然，所述偏 振片也可設(shè)置于第一基體202與第一透明加熱層207之間或/和第二基體222 與第二透明加熱層227之間。具體設(shè)置方式，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。
上述的第一透明加熱層207、第二透明加熱層227通過溫度控制系統(tǒng)控 制其加熱的溫度。溫度控制系統(tǒng)的示意圖如圖6所示，其包括溫度傳感器10、 信號(hào)處理單元20、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊30、微處理器40及可控電源50。其中，溫 度傳感器10與信號(hào)處理單元20電連接，信號(hào)處理單元20與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 30電連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊30與微處理器40電連接，微處理器40與可控電 源50電連接。第一透明加熱層207或/和第二透明加熱層227與可控電源50 電連接。進(jìn)一步地，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊30還與一參考電壓70電連接。其中，微 處理器40為一單片機(jī)系統(tǒng)。
以下將介紹用第一透明加熱層207或/和第二透明加熱層227對(duì)液晶顯 示屏200加熱的工作原理。溫度傳感器10設(shè)置于所述液晶顯示屏200的內(nèi) 部，對(duì)液晶顯示屏200的內(nèi)部溫度進(jìn)行采樣，采樣后的模擬信號(hào)在信號(hào)處理 單元20進(jìn)行信號(hào)放大和濾波；然后傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊30進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 轉(zhuǎn)換后得數(shù)字信號(hào)經(jīng)微處理器40處理后，當(dāng)數(shù)字信號(hào)顯示液晶顯示屏200 內(nèi)部的溫度低于一較低參考值時(shí)，微處理器40控制可控電源50輸出一脈沖 電壓至第一透明加熱層207或/和第二透明加熱層227，開始對(duì)液晶顯示屏200 進(jìn)行加熱補(bǔ)償。當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)，數(shù)字信號(hào)顯示液晶顯示屏200內(nèi)的溫 度高于一較高的參考值時(shí)，微處理器40控制可控電源50，使透明加熱層207 或227斷電，以防止液晶顯示屏200過熱。該脈沖電壓的參數(shù)由孩i處理器才艮 據(jù)顯示器的顯示模式設(shè)定。請(qǐng)參見圖7，當(dāng)顯示器的背光源的電壓為一脈沖 電壓10時(shí)，所述輸出給透明加熱層的脈沖電壓20與背光源的脈沖電壓10 的周期相同且占空比呈倒數(shù)關(guān)系，當(dāng)背光源工作時(shí)，透明加熱層停止加熱， 當(dāng)背光源關(guān)閉時(shí)，透明加熱層加熱。輸出給透明加熱層的脈沖電壓20的幅 值與顯示器的當(dāng)前溫度相關(guān)，當(dāng)顯示器的溫度較低時(shí)，脈沖電壓20的幅值 越大，當(dāng)顯示器的溫度較高時(shí)，脈沖電壓20的幅值越小。透明加熱層以不影響顯示器的顯示效果為準(zhǔn)。
在接入電源后，包含有碳納米管的第一透明加熱層207或/和第二透明加 熱層227可產(chǎn)生焦耳熱，通過熱傳導(dǎo)加熱其附近的液晶層238。同時(shí)由于碳 納米管是理想的黑體材料，加熱時(shí)可產(chǎn)生紅外熱輻射，直接加熱液晶層238 內(nèi)的液晶分子。
碳納米管可以^f艮方便地制成大面積的薄膜。本技術(shù)方案實(shí)施例中的碳納 米管薄膜的面積為900平方厘米，其中該碳納米管薄膜的長(zhǎng)度為30厘米， 寬度為30厘米。該碳納米管薄膜包括多個(gè)碳納米管。將該碳納米管薄膜連 接導(dǎo)線接入電源后，施加10伏 30伏的電壓，通過溫度測(cè)量?jī)x發(fā)現(xiàn)該透明加 熱層的溫度為50°C~500°C。
請(qǐng)參閱圖8、圖9及圖10,本技術(shù)方案第二實(shí)施例所提供一種單像素的 液晶顯示屏30,其包括一上基4反301、 一下基^反300， 一液晶層338,所述 液晶層338設(shè)置于上基板301與下基板300之間。所述上基板301或/和下基 板300包括一透明加熱層。
所述下基板300包括一第一基體302、 一第一透明加熱層307及一第一 導(dǎo)電配向?qū)?04。所述第一透明加熱層307設(shè)置于第一基體302與第一導(dǎo)電 配向?qū)?04之間，所述第一導(dǎo)電配向?qū)?04靠近液晶層338設(shè)置。進(jìn)一步地， 所述上基板301包括一第一絕緣層330,第一絕緣層330設(shè)置于第一透明加 熱層307與第一導(dǎo)電配向?qū)?04之間，使第一透明加熱層307與第一導(dǎo)電配 向?qū)?04之間電絕緣。
所述上基板301包括一第二基體322、 一第二透明加熱層327及一第二 導(dǎo)電配向?qū)?24。所述第二透明加熱層327設(shè)置于第二基體322與第二導(dǎo)電 配向?qū)?24之間，第二導(dǎo)電配向?qū)?24靠近液晶層338設(shè)置。進(jìn)一步地，所 述上基板301包括一第二絕緣層332,第二絕緣層332設(shè)置于第二透明加熱 層327與第二導(dǎo)電配向?qū)?24之間，使第二透明加熱層327與第二導(dǎo)電配向 層324之間電絕緣。
所述液晶顯示屏30與第一實(shí)施例的液晶顯示屏200結(jié)構(gòu)大體相同，均 設(shè)置透明加熱層對(duì)其進(jìn)行加熱。其不同之處在于，所述第一導(dǎo)電配向?qū)?04 或/和第二導(dǎo)電配向?qū)?24包括一有序碳納米管層。由于所述有序碳納米管層 具有導(dǎo)電性能，可同時(shí)起到對(duì)液晶分子定向和導(dǎo)電的作用，可以簡(jiǎn)化液晶顯示屏30的結(jié)構(gòu)和減小液晶顯示屏30的厚度。
進(jìn)一步地，所述有序碳納米管層包括至少一層碳納米管薄膜，該碳納米 管薄膜是從碳納米管陣列中直接拉取獲得。進(jìn)一步地，該碳納米管薄膜包括 沿同 一方向擇優(yōu)取向排列的多個(gè)碳納米管，該多個(gè)碳納米管首尾相連且沿碳 納米管薄膜的拉伸方向擇優(yōu)取向排列，請(qǐng)參見圖2。多個(gè)碳納米管之間通過 范德華力相互連接，具體地， 一方面，首尾相連的碳納米管之間通過范德華 力相互連接，另一方面，擇優(yōu)取向的碳納米管之間通過范德華力連接，故， 該碳納米管薄膜具有較好的自支撐性和柔韌性。當(dāng)所述有序碳納米管層包括 至少兩層碳納米管薄膜時(shí)，所述至少兩層碳納米管薄膜重疊設(shè)置；相鄰的兩 層碳納米管薄膜中的碳納米管的排列方向相同，具體可依據(jù)實(shí)際需求制備。 所述碳納米管薄膜中的多個(gè)碳納米管之間存在間隙，故上述碳納米管層具有 多個(gè)平行且均勻分布的間隙。可以理解，有序碳納米管層上的間隙可組成第 一溝槽308或第二溝槽328，所述的間隙的寬度為小于l微米。
所述有序碳納米管層還可為由多個(gè)碳納米管長(zhǎng)線緊密平行排列組成的薄
膜層。所述碳納米管長(zhǎng)線包括由多個(gè)首尾相連且沿碳納米管長(zhǎng)線的軸向/長(zhǎng)度
方向擇優(yōu)取向排列的碳納米管。具體地，該碳納米管長(zhǎng)線為一束狀結(jié)構(gòu)的碳
納米管長(zhǎng)線，該束狀結(jié)構(gòu)的碳納米管長(zhǎng)線中的碳納米管沿碳納米管長(zhǎng)線的軸
向/長(zhǎng)度方向平行排列，請(qǐng)參見圖3。該碳納米管長(zhǎng)線還可為一絞線結(jié)構(gòu)的碳
納米管長(zhǎng)線，該絞線結(jié)構(gòu)的碳納米管長(zhǎng)線中的碳納米管沿碳納米管長(zhǎng)線的軸
向/長(zhǎng)度方向螺旋排列，請(qǐng)參見圖4。碳納米管長(zhǎng)線中的碳納米管通過范德華
力緊密結(jié)合。所述碳納米管層中多個(gè)碳納米管長(zhǎng)線之間具有平行且均勻分布
的間隙，該間隙的寬度小于l微米。所述間隙可用作第一溝槽308和第二溝
槽328，從而對(duì)液晶分子進(jìn)行配向。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電配向?qū)?04中的碳納米管長(zhǎng)
線的排列方向與第二導(dǎo)電配向?qū)?24的排列方向垂直時(shí)，第一溝槽308和第
二溝槽328的方向相互垂直。所述第一導(dǎo)電配向?qū)?04和第二導(dǎo)電配向?qū)?24
的厚度范圍分別在10納米 5微米之間。
所述碳納米管有序?qū)舆€可為至少一層碳納米管薄膜與多個(gè)平行排列碳
納米管長(zhǎng)線組成的層狀結(jié)構(gòu)，該多個(gè)平行排列的碳納米管長(zhǎng)線設(shè)置于碳納米
管薄膜的表面。
進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電配向?qū)?04或/和第二導(dǎo)電配向?qū)?24為一碳納米
12管層時(shí)，為了防止碳納米管層脫落,'還可在碳納米管層靠近液晶層338的表 面設(shè)置一固定層。
本實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電配向?qū)?04包括一第一有序碳納米管層304a 和一笫一固定層304b，所述第二導(dǎo)電配向?qū)?24包括一第二有序碳納米管層 324a和一第二固定層324b。所述第一固定層304b和第二固定層324b分別設(shè) 置于第一導(dǎo)電配向?qū)?04和第二導(dǎo)電配向?qū)?24靠近液晶層338的表面。由 于第一導(dǎo)電配向?qū)?04中的第一有序^P友納米管層304a和第二導(dǎo)電配向?qū)?24 中的第二有序碳納米管層324a靠近液晶層338的表面分別具有多個(gè)平行且均 勻分布的間隙，故，所述第一固定層304b和第二固定層324b分別覆蓋在第 一有序碳納米管層304a和第二有序碳納米管層324a靠近液晶層338的表面 時(shí)，會(huì)在第一固定層304b和第二固定層324b的表面形成多個(gè)平行且均勻分 布的溝槽；該溝槽可分別組成第一導(dǎo)電配向?qū)?04的第一溝槽308和第二導(dǎo) 電配向?qū)?24的第二溝槽328,所述第一導(dǎo)電配向?qū)?04的第一溝槽308和 第二導(dǎo)電配向?qū)?24的第二溝槽328相互垂直。
當(dāng)所述固定層的材料為類金剛石的氫化物、氮化硅、不定型硅的氬化物、 碳化硅、二氧化硅、氧化鋁、氧化鈰、氧化錫、鈦酸鋅或鈦酸銦時(shí)，可采用 蒸發(fā)、濺射或者等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)生長(zhǎng)的方法附著于第一碳 納米管層304a和第二碳納米管層324a的表面。當(dāng)所述固定層的材料為聚乙 烯醇、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸曱酯或聚碳酸酯時(shí)，可采用甩膠法附著于第 一碳納米管層304a和第二^B內(nèi)米管層324a的表面。所述固定層的厚度為5 納米 2孩i米。
本實(shí)施例中，所述第一有序碳納米管層304a和第二有序碳納米管層 324a分別為一個(gè)碳納米管薄膜，且第一有序碳納米管層304a的碳納米管的 排列方向與所述第二有序碳納米管層324a的碳納米管的排列方向垂直，從 而使得第一導(dǎo)電配向?qū)?04的第一溝槽308與第二導(dǎo)電配向?qū)?24的第二溝 槽328的排列方向垂直，以便于對(duì)液晶層338中的液晶分子進(jìn)行配向。具體 地，第一導(dǎo)電配向?qū)?04中的第一溝槽308沿X軸方向平行且定向排列；第 二導(dǎo)電配向?qū)?24中的第二溝槽328沿Z軸方向平行且定向排列。所述的第 一導(dǎo)電配向?qū)?04和第二導(dǎo)電配向?qū)?24的厚度范圍分別在10納米~50微米 之間。另，所述作為導(dǎo)電配向?qū)又械奶技{米管層中的多個(gè)碳納米管是有序定向排列的，故所述碳納米管層具有對(duì)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，使液晶顯示屏30無需其他的偏振片，液晶顯示屏30結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且厚度較小。
可以理解，本技術(shù)方案實(shí)施例所提供的液晶顯示屏200， 300僅為單像素的液晶顯示屏。進(jìn)一步，還可以將多個(gè)上述的單像素液晶顯示屏200, 300按照一預(yù)定規(guī)律設(shè)置，如點(diǎn)陣設(shè)置，用于多像素的液晶顯示器中。該多個(gè)單像素的液晶顯示屏可以釆用共用基板的方式設(shè)置，即釆用相同的大面積的笫一基板、第二基板。另，還可直接將上述的多個(gè)液晶顯示屏組裝在一起，用于多像素顯示。
請(qǐng)參見圖11，本技術(shù)方案第三實(shí)施例提供一種多像素液晶顯示屏40，該液晶顯示屏40包括一下基板400、 一上基板401， 一液晶層438，所述液晶層438設(shè)置于下基板400與上基板401之間。
所述下基板400包括一第一基體402、 一第一透明加熱層407、 一第一絕緣層430及一薄膜晶體管陣列層404及一第一配向?qū)?06。所述第一透明加熱層407與第一絕緣層430設(shè)置于第一基體402與薄膜晶體管陣列層404之間，所述第 一透明加熱層407設(shè)置于第 一基體402與第 一絕緣層430之間，所述第一配向?qū)?06靠近液晶層438設(shè)置。
所述上基板401包括一第二基體422、 一第二透明加熱層427及一導(dǎo)電配向?qū)?24。所述第二透明加熱層427設(shè)置于第二基體422與導(dǎo)電配向?qū)?24之間，導(dǎo)電配向?qū)?24靠近液晶層438設(shè)置。進(jìn)一步地，所述上基板401包括一第二絕緣層432，第二絕緣層432設(shè)置于第二透明加熱層427與導(dǎo)電配向?qū)?24之間，使第二透明加熱層427與導(dǎo)電配向?qū)?24之間電絕緣。所述導(dǎo)電配向?qū)?24包括一導(dǎo)電層424a及一第二配向?qū)?24b。
請(qǐng)參見圖12,所述薄膜晶體管陣列層404包括多個(gè)源極線130、多個(gè)柵極線140、多個(gè)像素電極120及多個(gè)薄膜晶體管110。多個(gè)源極線130、多個(gè)柵極線140、多個(gè)像素電極120及多個(gè)薄膜晶體管110位于同一平面上。該多個(gè)源極線130按行相互平行設(shè)置，該多個(gè)柵極線140按列相互平行設(shè)置，該多個(gè)柵極線140與該多個(gè)源極線130交叉并絕緣設(shè)置，從而將該第一絕緣層430表面劃分成多個(gè)網(wǎng)格區(qū)域，該每一網(wǎng)格區(qū)域中設(shè)置一像素電極120及一薄膜晶體管no,該薄膜晶體管包括一源極115、 一與該源極115間隔設(shè)置的漏極116、 一半導(dǎo)體層(圖未示)、以及一柵極112，該源極115與一源極線130電連接，該漏極116與一像素電極120電連接，該半導(dǎo)體層與該源極115和漏極116電連接，該柵極112通過一絕緣層(圖未示)與該半導(dǎo)體層114、源極115及漏極116絕緣設(shè)置并與一柵極線140電連接。
本實(shí)施例的第一液晶配向?qū)?06和第二配向?qū)?24可以由高分子材料聚酰亞胺形成，并經(jīng)摩擦法或非接觸式方法如傾斜蒸鍍SiOx、離子束照射、等離子體照射等方法處理。所述配向?qū)右部捎梢挥行蛱技{米管層。當(dāng)?shù)谝慌湎驅(qū)?06采用碳納米管層時(shí)，該碳納米管層為一圖形化的碳納米管層，其包括多個(gè)呈矩陣排列且與像素電極120——對(duì)應(yīng)設(shè)置的塊狀碳納米管層，每個(gè)塊狀碳納米管層之間相互絕緣以防止像素電才及120之間短路。該圖形化的碳納米管層可通過激光刻蝕一有序碳納米管層形成。
本實(shí)施例所述的透明加熱層和絕緣層與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例所述的透明加熱層和絕^彖層相同。
所述絕緣層材料包括二氧化硅、聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)、旋涂氧化硅(SOG)或氮化硅等。絕緣層的厚度為5納米-10微米。
本技術(shù)方案實(shí)施例所述的液晶顯示屏具有以下優(yōu)點(diǎn)其一，透明加熱層包括多個(gè)碳納米管，碳納米管的加熱速度快、熱滯后性小。其二，由于所述透明加熱層設(shè)置于第一基體與第一導(dǎo)電配向?qū)又g或/和第二基體與第二配向?qū)又g，透明電極不易脫落，液晶顯示屏的實(shí)際應(yīng)用性能好，壽命較長(zhǎng)。其三，由于所述碳納米管層具有良好的導(dǎo)電性能，故本實(shí)施例中的液晶顯示屏采用含有碳納米管層的配向?qū)訒r(shí)，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(jiǎn)化液晶顯示屏的結(jié)構(gòu)。其四，覆蓋一固定層于所述碳納米管層的表面，可使得所述用作配向?qū)拥奶技{米管層在與液晶材料長(zhǎng)時(shí)間接觸時(shí)，不脫落，從而使得所述液晶顯示屏具有較好的配向品質(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，其包括一上基板；一下基板，所述下基板與所述上基板相對(duì)且間隔設(shè)置；一液晶層，設(shè)置于所述上基板與所述下基板之間；所述上基板或/和下基板進(jìn)一步包括一透明加熱層；其特征在于，所述透明加熱層包括多個(gè)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，所述透明加熱層包括一碳納 米管結(jié)構(gòu)，該碳納米管結(jié)構(gòu)包括一碳納米管層或一碳納米管復(fù)合材料層。
3. 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述碳納米管層包括多個(gè)無 序排列或有序排列的碳納米管。
4. 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述石灰納米管層包括至少一 層碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜包括多個(gè)碳納米管，該多個(gè)碳納米管首尾 相連且沿同一方向擇優(yōu)取向排列，碳納米管之間通過范德華力結(jié)合。
5. 如權(quán)利要求4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 層重疊設(shè)置的碳納米管薄膜，相鄰的兩層碳納米管薄膜中的碳納米管的排列 方向具有一交叉角度a,且0SaS0。。
6. 如權(quán)利要求2所迷的液晶顯示屏，其特征在于，所述碳納米管層包括多個(gè)緊 密平行排列的碳納米管長(zhǎng)線，該碳納米管長(zhǎng)線包括多個(gè)首尾相連且沿石友納米 管長(zhǎng)線的軸向方向平行排列或螺旋排列的碳納米管，碳納米管之間通過范德 華力結(jié)合。
7. 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述碳納米管復(fù)合材料層包 括一碳納米管層及聚合物材料，該聚合物材料填充于該碳納米管層內(nèi)或分布 于^ 友納米管層表面。
8. 如權(quán)利要求7所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述聚合物材料包括苯丙環(huán) 丁烯、聚酯膜、丙烯酸樹脂或聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯。
9. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述透明加熱層為圖形化的 碳納米管結(jié)構(gòu)。
10. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述上基板和下基板進(jìn)一步包括一基體及一導(dǎo)電配向?qū)?，所述透明加熱層設(shè)置于基體與導(dǎo)電配向?qū)又g。
11. 如如權(quán)利要求IO所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述導(dǎo)電配向?qū)优c透明加熱層之間進(jìn)一步包括一絕緣層，所述絕緣層材料為二氧化硅、聚曱基丙烯酸曱酯、旋涂二氧化硅或氮化硅，絕緣層的厚度為5納米-10微米。
12. 如權(quán)利要求IO所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述導(dǎo)電配向?qū)影ㄒ挥行?碳納米管層，該碳納米管層包括多個(gè)定向排列的碳納米管，該多個(gè)碳納米管 之間具有多個(gè)平行且均勻分布的間隙。
13. 如權(quán)利要求12所迷的液晶顯示屏，其特征在于，所述上基板的導(dǎo)電配向?qū)又?的中的碳納米管排列方向與下基板的導(dǎo)電配向?qū)又械奶技{米管排列方向垂 直。
14. 如權(quán)利要求12所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述導(dǎo)電配向?qū)舆M(jìn)一步包括 一固定層，該固定層設(shè)置于所述導(dǎo)電配向?qū)涌拷壕拥谋砻?，所述固定?的材料為類金剛石的氫化物、氮化硅、不定型硅的氫化物、碳化硅、二氧化 硅、氧化鋁、氧化鈰、氧化錫、鈦酸鋅、鈦酸銦、聚乙烯醇、聚酰亞胺、聚 曱基丙烯酸曱酯和聚^s友酸酯中的一種或幾種。
15. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述的透明加熱層通過溫度 控制系統(tǒng)控制其加熱的溫度，該溫度控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、信號(hào)處理單 元、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、微處理器及可控電源，其中，溫度傳感器與信號(hào)處理單 元電連接，信號(hào)處理單元與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與微處理器 電連接，微處理器與可控電源電連接，透明加熱層與可控電源電連接。
16. —種液晶顯示屏，其包括 一上基板；一下基板，所述下基板與所述上基板相對(duì)且間隔設(shè)置，所述下基板包括一薄 膜晶體管陣列層；一液晶層，設(shè)置于所述上基板與所述下基板之間； 所述上基板或/和下基板進(jìn)一步包括一透明加熱層； 其特征在于，所述透明加熱層包括多個(gè)碳納米管。
17. 如權(quán)利要求16所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述下基板進(jìn)一步包括一基體及一配向?qū)?，所述透明加熱層與薄膜晶體管陣列層設(shè)置于基體與配向?qū)又?間，所述薄膜晶體管陣列層設(shè)置于透明加熱層與配向?qū)又g，所述配向?qū)涌?近液晶層設(shè)置。
18. 如權(quán)利要求17所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述透明加熱層與所述薄膜 晶體管陣列層之間進(jìn)一步包括一絕緣層。
19. 如權(quán)利要求17所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述配向?qū)影ㄒ粓D形化的 有序碳納米管層，該有序碳納米管層包括多個(gè)呈矩陣排列且與像素電極一一 對(duì)應(yīng)的塊狀碳納米管層，塊狀碳納米管層之間相互絕緣。
20. 如權(quán)利要求16所述的液晶顯示屏，其特征在于，所述薄膜晶體管陣列層包括 多個(gè)平行且等間隔排列的源極線與多個(gè)平行且等間隔排列的柵極線，多個(gè)柵 極線與該多個(gè)源極線交叉并絕緣設(shè)置形成多個(gè)網(wǎng)格區(qū)域； 每一網(wǎng)格區(qū)域中設(shè)置一像素電極及一薄膜晶體管；每個(gè)薄膜晶體管包括一源極、 一與該源極間隔設(shè)置的漏極、 一半導(dǎo)體層、以 及一柵極；該源極與源極線電連接；該漏極與像素電極電連接；該半導(dǎo)體層設(shè)置在源極與漏極之間并與該源極和漏極電連接； 該柵極通過一絕緣層與該半導(dǎo)體層、源極及漏極絕緣設(shè)置并與柵極線電 連接。
全文摘要
一種液晶顯示屏，其包括一上基板；一下基板，所述下基板與所述上基板間隔相對(duì)設(shè)置；一液晶層，設(shè)置于所述上與所述下基板之間；所述上基板或/和下基板包括一透明加熱層，其中，所述透明加熱層包括多個(gè)碳納米管。
文檔編號(hào)G02F1/133GK101655620SQ20081014202
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者付偉琦, 亮 劉, 姜開利, 范守善 申請(qǐng)人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司