專利名稱：Cnt組合物、cnt層結(jié)構(gòu)體及其制法、液晶顯示裝置及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
提供碳納米管(“CNT”)組合物、CNT層結(jié)構(gòu)體、液晶顯示裝置、制備所述CNT層結(jié)構(gòu)體的方法、以及制備所述液晶顯示裝置的方法，更具體地，提供包含具有反應(yīng)性官能團(tuán)的分散劑的CNT組合物、使用所述CNT組合物制備的CNT層結(jié)構(gòu)體、包括所述CNT層結(jié)構(gòu)體的液晶顯示裝置、使用所述CNT組合物制備所述CNT層結(jié)構(gòu)體的方法、以及制備所述液晶顯示裝置的方法，其包括通過所述制備CNT層結(jié)構(gòu)體的方法在鈍化層上形成像素電極。
背景技術(shù)：
多種裝置需要透明電極，和最經(jīng)常使用的透明電極是氧化銦錫(“ΙΤ0”)電極。然而，由于銦的日益增加的消耗，ITO的價(jià)格不斷提高，和當(dāng)ITO電極彎曲時(shí)，在其中產(chǎn)生裂紋，由此，ITO電極的電阻增大。因此，需要開發(fā)用作柔性裝置的透明電極材料的ITO的替代電極材料。這樣的替代電極材料之一是CNT。除了常規(guī)的液晶顯示器(“IXD”)之外，CNT透明電極還可用在有機(jī)發(fā)光二極管(“0LED”)顯示器、類紙顯示器、太陽能電池等中。CNT具有強(qiáng)的機(jī)械性質(zhì)，因而，CNT適合于在柔性裝置中使用的電極材料。然而，為了在裝置中使用CNT，例如，為了使用CNT作為用于形成在LCD的薄膜晶體管(“TFT”)基板上形成的像素電極的材料，保證在LCD的不平坦的基底上的層的可圖案化性和形成是重要的。另外，還需要考慮基底的結(jié)構(gòu)。即，為了使用CNT作為用于形成LCD的像素電極的材料，需要保證通過溶液方法形成于不平坦的表面上的CNT層的可圖案化性和均勻性。例如，CNT電極形成于鈍化層上，該鈍化層具有填充有CNT電極材料的孔，以容許 TFT電極與該CNT電極接觸。鈍化層的孔通過干蝕刻形成。在這點(diǎn)上，由于鈍化層的孔的形狀根據(jù)用于干蝕刻的條件而改變，在孔附近的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的CNT層的連通性可相應(yīng)地惡化。即，由于CNT電極是通過溶液方法制造的，在將CNT組合物中所含的分散介質(zhì)干燥時(shí)， 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的CNT層可沿著形成于鈍化層中的孔的形狀在孔附近部分地?cái)嚅_。關(guān)于常規(guī)的CNT透明電極，為了獲得高的電導(dǎo)率，將CNT或經(jīng)酸處理的CNT分散在分散介質(zhì)中以形成僅由CNT形成的層，或者，通過使用低分子量有機(jī)物質(zhì)作為分散劑將CNT 分散在水中以形成層和然后通過洗滌除去所使用的分散劑。然而，在這些情況中，所形成的層對(duì)于基底具有差的粘附特性。為了改善粘附特性，CNT透明電極可外覆有聚合物，或者可使用含有聚合物的CNT組合物制造CNT透明電極。然而，在這些情況中，CNT透明電極的電導(dǎo)率降低。通常，用于形成CNT層的CNT組合物分為下列三種類型(1)通過不使用分散劑將 CNT或經(jīng)酸處理的CNT分散在分散介質(zhì)中制備的第一 CNT組合物，(2)通過使用表面活性劑例如十二烷基苯磺酸鈉(NaDDBS)和 iTriton X-100 (叔辛基-C6H4-(OCH2CH2) Χ0Η，χ = 9 10)將CNT或經(jīng)酸處理的CNT分散在水溶液中制備的第二 CNT組合物，以及( 通過將CNT 或經(jīng)酸處理的CNT與作為粘合劑的聚合物一起分散在分散介質(zhì)中制備的第三CNT組合物。
第一 CNT組合物的電阻低于第二 CNT組合物的電阻，和第二 CNT組合物的電阻低于第三CNT組合物的電阻。第一 CNT組合物的粘附力比第二 CNT組合物的粘附力差，和第二 CNT組合物的粘附力比第三CNT組合物的粘附力差。另外，CNT對(duì)于非碳質(zhì)材料如玻璃的粘附性差。因此，當(dāng)CNT層在由非碳質(zhì)材料形成的無機(jī)材料基底上形成或者用在需要圖案化過程的器件如LCD的像素電極中時(shí)，需要改善CNT層自身的電阻和CNT層對(duì)于基底的粘附特性。

發(fā)明內(nèi)容
提供包含含有反應(yīng)性官能團(tuán)的分散劑的碳納米管(“CNT”)組合物。提供使用所述CNT組合物制備的CNT層結(jié)構(gòu)體。提供包括所述CNT層結(jié)構(gòu)體的液晶顯示裝置。提供通過使用所述CNT組合物制備所述CNT層結(jié)構(gòu)體的方法。提供制備所述液晶顯示裝置的方法，包括通過使用所述制備CNT層結(jié)構(gòu)體的方法在鈍化層上形成像素電極。額外的方面將在下面的描述中部分地闡明并且將部分地從該描述中明晰，或者可通過所說明的實(shí)施方式的實(shí)踐獲知。提供CNT組合物，其包含CNT、分散介質(zhì)和含有反應(yīng)性官能團(tuán)的分散劑。所述CNT包括選自單壁CNT、雙壁CNT、多壁CNT、薄多壁CNT及其組合的CNT。所述反應(yīng)性官能團(tuán)具有極性，并且包括選自碳(C)、氫(H)、氧(0)、氮(N)、硫(S)、 磷(P)及其組合的原子種類。所述反應(yīng)性官能團(tuán)包括選自羧基、乙酸基(CH3coo-)、硝酸基(-ONO2)、羥基、膦酸基(-PO(OH)2)、磺基、亞胺基、胺基、酰胺基、環(huán)氧基及其組合的官能團(tuán)。所述分散劑具有約20，000或更小的重均分子量。所述分散劑包括選自聚丙烯酸、聚(乙烯亞胺)、聚(烯丙胺)、聚(4-苯乙烯磺酸)、聚甲基丙烯酸、聚膦酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、硝酸纖維素、糖原及其組合的聚合物。所述分散介質(zhì)包含第一液體和第二液體。所述第一液體是親水性的和所述第二液體是與所述第一液體能混溶的。所述分散劑在所述第二液體中的溶解度高于在所述第一液體中的溶解度。所述第一液體為水和所述第二液體為含有羥基的物質(zhì)。所述第二液體包括醇。當(dāng)向所述分散劑施加外部能量時(shí)，在所述反應(yīng)性官能團(tuán)的兩個(gè)或更多個(gè)官能團(tuán)之間、在所述反應(yīng)性官能團(tuán)與另外的反應(yīng)性官能團(tuán)之間、或者在所述反應(yīng)性官能團(tuán)與外部的氧之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。所述化學(xué)反應(yīng)為通過氫鍵鍵合或水解的縮合反應(yīng)。提供CNT層結(jié)構(gòu)體，其包括基底和設(shè)置于所述基底上的CNT層。所述CNT層包括以網(wǎng)絡(luò)形狀排列的CNT、以及吸附到所述CNT并且與所述基底化學(xué)鍵合的有機(jī)材料。所述化學(xué)鍵合包括氫鍵鍵合。所述CNT層具有圖案化的結(jié)構(gòu)。
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所述基底包括孔，和所述CNT層的一部分設(shè)置于所述孔中。所述孔包括寬度，其以使得所述孔的寬度在朝著所述基底的方向上減小的方式變細(xì)。提供包括上述CNT層結(jié)構(gòu)體的液晶顯示裝置。所述基底為鈍化層，和所述CNT層為像素電極。提供制造CNT層結(jié)構(gòu)體的方法，該方法包括將上述CNT組合物涂覆在基底上，和向涂覆在所述基底上的所述CNT組合物提供外部能量，以形成CNT層。所述外部能量通過熱處理提供。所述熱處理在約80°C 約250°C的溫度下進(jìn)行。所述方法可進(jìn)一步包括將所述CNT層圖案化。提供制造液晶顯示裝置的方法，該方法包括通過使用上述制造CNT層結(jié)構(gòu)體的方法在鈍化層上形成像素電極。提供顯示裝置，其包括包括第一電極的第一基板，面對(duì)所述第一電極并且包括在像素區(qū)域中的第二電極的第二基板、以及在所述第一和第二基板之間的電-光學(xué)活性層。 所述第二電極包括CNT層結(jié)構(gòu)體。所述CNT層結(jié)構(gòu)體包括在所述第二基板上的鈍化層和直接在所述鈍化層上的CNT層。所述CNT層包括碳納米管和吸附到所述碳納米管的有機(jī)材料， 所述有機(jī)材料與所述鈍化層化學(xué)鍵合。


從結(jié)合附圖考慮的實(shí)施方式的下列描述，這些和/或另外的方面將變得明晰和更易理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的實(shí)施方式的橫截面圖；圖2是圖1的A部分的放大橫截面圖；圖3(a)和(b)顯示分別使用根據(jù)本發(fā)明的CNT組合物和常規(guī)的CNT組合物在玻璃基底上形成的碳納米管(“CNT”)層結(jié)構(gòu)體的表面的實(shí)施方式在洗滌之前和之后拍攝的照片；圖4(a)、(b)和(c)顯示分別使用根據(jù)本發(fā)明的CNT組合物在氮化硅(SiN)基底上形成的CNT層結(jié)構(gòu)體的表面的實(shí)施方式在洗滌之前和之后拍攝的光學(xué)圖像；圖5是顯示分別使用根據(jù)本發(fā)明的CNT組合物和常規(guī)的CNT組合物在氮化硅 (SiN)基底上形成的CNT層結(jié)構(gòu)體的實(shí)施方式在熱處理之前和之后、以及在熱處理和然后洗滌之后記錄的Cls和Ols X-射線光電子能譜法(XPS)能譜對(duì)以電子伏特(eV)表示的結(jié)合能的圖；和圖6(a)、(b)和(c)顯示由包括使用根據(jù)本發(fā)明的CNT組合物形成的像素電極的液晶顯示裝置所顯示的圖像的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)介紹實(shí)施方式，其實(shí)例說明于附圖中，其中相同的標(biāo)記始終表示相同的元件。在這點(diǎn)上，當(dāng)前的實(shí)施方式可具有不同的形式并且不應(yīng)解釋為限于本文中進(jìn)行的描述。因此，下面僅通過參照附圖描述所述實(shí)施方式，以解釋本說明書的各方面。在附圖中，為了清楚起見，可放大層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。應(yīng)理解，當(dāng)一個(gè)元件或?qū)颖环Q為“在”另一元件或?qū)印吧稀被蛘吲c另一元件或?qū)印斑B接”時(shí)，所述元件或?qū)涌芍苯釉诹硪辉驅(qū)由匣蛘吲c另一元件或?qū)又苯舆B接，或者可存在中間元件或?qū)?。相反，?dāng)一個(gè)元件被稱為“直接在”另一元件或?qū)印吧稀被蛘吲c另一元件或?qū)印爸苯舆B接”時(shí)，則不存在中間元件或?qū)?。如本文中所使用的，連接可指元件彼此物理和 /或電連接。相同的附圖標(biāo)記始終是指相同的元件。如本文中所使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列舉項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)的任何和全部組合。應(yīng)理解，盡管術(shù)語第一、第二、第三等可在本文中用來描述各種元件、組分、區(qū)域、 層和/或部分，但這些元件、組分、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)被這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語僅用來使一個(gè)元件、組分、區(qū)域、層或部分區(qū)別于另一元件、組分、區(qū)域、層或部分。因而，在不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，可將下面討論的第一元件、組分、區(qū)域、層或部分稱為第二元件、組分、區(qū)域、層或部分。為了便于描述，在本文中可使用空間相對(duì)術(shù)語如“上面的”、“下面的”等來描述如圖中所示的一個(gè)元件或特征與另外的元件或特征的關(guān)系。應(yīng)理解，除圖中所示的方位之外， 空間相對(duì)術(shù)語還意圖包括在使用或工作中的裝置的不同方位。例如，如果翻轉(zhuǎn)圖中的裝置， 則被描述為相對(duì)于其它元件或特征“下面”的元件將定向在相對(duì)于其它元件或特征的“上面”。因此，示例性術(shù)語“下面的”可包括上面的和下面的兩種方位。裝置可以其它方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其它方位上)，并且相應(yīng)地解釋本文中所使用的空間相對(duì)描述詞。本文中所使用的術(shù)語僅僅是為了描述具體的實(shí)施方式，而并非意圖為本發(fā)明的限制。如本文中所使用的，單數(shù)形式“一種”、“一個(gè)”和“該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另作說明。還應(yīng)理解，當(dāng)用在本說明書中時(shí)，術(shù)語“包含”和/或“包括”表示存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組分，但不排除存在或添加一種或多種其它的特征、 整體、步驟、操作、元件、組分和/或其集合。在此參照作為本發(fā)明的理想化實(shí)施方式(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的橫截面圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。如此，將預(yù)期所述圖的形狀由于例如制造技術(shù)和/或公差而引起的變化。因而，本發(fā)明的實(shí)施方式不應(yīng)解釋為限于本文中所示的區(qū)域的具體形狀，而是包括由例如制造所導(dǎo)致的形狀上的偏差。例如，圖示為矩形的植入?yún)^(qū)域典型地具有圓形或曲線特征和/或具有在其邊緣處的植入濃度梯度而不是從植入?yún)^(qū)域到非植入?yún)^(qū)域的二元變化。同樣，由植入形成的掩埋區(qū)可在掩埋區(qū)和穿過其發(fā)生植入的表面之間的區(qū)域中引起一些植入。因而，圖中所示區(qū)域在本質(zhì)上是示意性的，并且它們的形狀并非意在圖解裝置的區(qū)域的實(shí)際形狀，并且不意圖限制本發(fā)明的范圍。除非另外定義，在本文中使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)的含義與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同。還應(yīng)理解，術(shù)語，例如在常用字典中定義的那些，應(yīng)被解釋為其含義與它們?cè)谙嚓P(guān)領(lǐng)域背景中的含義一致，并且不以理想化或過于形式的意義進(jìn)行解釋，除非在本文中明確地如此定義。本文中所描述的所有方法都可以合適的順序進(jìn)行，除非本文中另有說明或者與上下文明顯矛盾。任何和所有實(shí)例、或者示例性語言(例如，“如”)的使用僅意圖更好地說明本發(fā)明并且不造成對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，除非另外聲明。本說明書的語言都不應(yīng)被解釋為將任何非要求保護(hù)的要素表明為是本文中所使用的本發(fā)明的實(shí)踐所必需的。在下文中，參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。碳納米管(“CNT”)組合物包含CNT、分散介質(zhì)以及含有反應(yīng)性官能團(tuán)的分散劑。CNT是含有多個(gè)六邊形結(jié)構(gòu)的管狀物質(zhì)，所述六邊形結(jié)構(gòu)各自由六個(gè)碳原子組成并且連接以形成管形狀。所述管的直徑小至幾到幾十納米(nm)。根據(jù)形成所述CNT的管層的數(shù)量，所述CNT可分為單壁CNT、雙壁CNT、多壁CNT和薄多壁CNT，和各CNT的用途不受限制。所述CNT可具有30nm或更小例如IOnm或更小的壁厚度。所述CNT可包括選自單壁CNT、雙壁CNT、多壁CNT、薄多壁CNT及其組合的CNT。所述反應(yīng)性官能團(tuán)具有極性，和可包括選自碳(C)、氫(H)、氧(0)、氮(N)、硫⑶、 磷(P)及其組合的至少一種原子種類。因此，兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)性官能團(tuán)相互排斥使得所述分散劑分散于所述分散介質(zhì)中。所述反應(yīng)性官能團(tuán)可包括選自羧基、乙酸基、硝酸基、羥基、膦酸基、磺基、亞胺基、胺基、酰胺基、環(huán)氧基及其組合的官能團(tuán)。所述分散劑可具有約20，000或更低的重均分子量。如果所述分散劑的重均分子量在上述范圍內(nèi)，在將隨后描述的CNT層結(jié)構(gòu)體(參見圖2的120)的形成之后未吸附到 CNT的殘余有機(jī)材料通過洗滌容易地除去。利用洗滌，除去CNT層中所含的過量有機(jī)材料和使CNT層的面電阻保持在低水平。所述分散劑可包括選自聚丙烯酸、聚(乙烯亞胺)、聚(烯丙胺)、聚(4-苯乙烯磺酸)、聚甲基丙烯酸、聚膦酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、硝酸纖維素、糖原及其組合的聚合物。所述分散介質(zhì)可包含第一液體和第二液體。所述第一液體是親水性的和所述第二液體可為與所述第一液體能混溶的，和所述分散劑在所述第二液體中可比在所述第一液體中溶解得多。因此，所述分散介質(zhì)可為含有所述第一液體和所述第二液體的混合溶液，和可溶解至少一部分所述分散劑和其固化產(chǎn)物。因而，在將隨后描述的CNT層結(jié)構(gòu)體形成過程中， 所述分散介質(zhì)使所述CNT組合物能夠形成均勻的層，在該層中未出現(xiàn)所述殘余有機(jī)材料的分離(segregation)。因此，可得到在洗滌后均勻的CNT層。通過控制所述分散劑的溶解度防止所述殘余有機(jī)材料的分離。因此，關(guān)于包含非常少量的所述分散劑的CNT組合物，盡管所述分散劑良好地溶解于所述第一液體中，但是當(dāng)在CNT層形成過程中的CNT組合物滴形成過程或CNT組合物干燥過程中除去所述分散介質(zhì)時(shí)，對(duì)于所述第一液體的所述分散劑的可溶解量顯著降低。因此，如果所述CNT組合物進(jìn)一步包含與所述第一液體能良好地混溶的第二液體，則所述殘余有機(jī)材料的分離可減少。如果發(fā)生所述殘余有機(jī)材料的分離，則所述CNT層的表面粗糙度增大，和由于分離的殘余有機(jī)材料對(duì)光敏層是高度粘附性的，因此當(dāng)除去所述光敏層(例如光刻膠)時(shí)，所述CNT層可被破壞或所述CNT層的表面可不平坦。在這點(diǎn)上，術(shù)語“殘余有機(jī)材料”是指未吸附到CNT且在CNT組合物中起分散穩(wěn)定劑的作用的材料，并且所述殘余有機(jī)材料在圖案化過程之后通過洗滌除去。在一個(gè)實(shí)施方式中，例如，所述第一液體可為水和所述第二液體可為含有羥基的物質(zhì)如醇。當(dāng)向所述分散劑施加外部能量時(shí)，所述反應(yīng)性官能團(tuán)的兩個(gè)或更多個(gè)官能團(tuán)可彼此化學(xué)反應(yīng)。在這點(diǎn)上，所述反應(yīng)性官能團(tuán)還可與存在于所述CNT組合物中的另外的反應(yīng)性官能團(tuán)或者外部的反應(yīng)性官能團(tuán)反應(yīng)。所述反應(yīng)性官能團(tuán)還可與存在于基底中的氧化學(xué)反應(yīng)，其將隨后描述。由于所述化學(xué)反應(yīng)，所述分散劑可固化。所述分散劑的固化產(chǎn)物與 CNT結(jié)合，于是CNT顆粒之間的粘附增強(qiáng)，因此可穩(wěn)定地保持網(wǎng)絡(luò)形狀的CNT結(jié)構(gòu)。如上所述，所述分散劑可與存在于基底中的氧化學(xué)反應(yīng)。因此，所述CNT層與所述基底之間的粘附增強(qiáng)，因而可減少或有效地防止在將隨后描述的制備CNT層結(jié)構(gòu)體的過程中所述CNT層與所述基底的分離。在實(shí)施方式中，所述化學(xué)反應(yīng)各自可為通過氫鍵鍵合或水解的縮合反應(yīng)。在下文中，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的CNT層結(jié)構(gòu)體的實(shí)施方式。所述CNT層結(jié)構(gòu)體可包括基底和CNT層。所述基底接觸和支撐所述CNT層。所述基底可包括孔，和所述CNT層的一部分可填充所述孔。所述孔可以使得所述孔的寬度在朝著所述基底的方向上減小的方式變細(xì)(參考圖2的‘h’)。所述孔延伸完全穿過所述基底的厚度，使得所述基底單獨(dú)地限定所述孔‘h’。如果所述孔以上述方式變細(xì)， 則可改善填充所述孔的CNT層的覆蓋度和連通性。本文中，術(shù)語“連通性”是指網(wǎng)絡(luò)形狀的 CNT結(jié)構(gòu)的連續(xù)性程度。所述CNT層可設(shè)置于所述基底上，和可包含以網(wǎng)絡(luò)形狀設(shè)置的CNT以及吸附到所述CNT并且與所述基底化學(xué)鍵合的有機(jī)材料。所述化學(xué)鍵可為例如所述分散劑的反應(yīng)性官能團(tuán)與所述基底的氧之間的氫鍵。在這點(diǎn)上，術(shù)語“有機(jī)材料”可為所述分散劑的固化產(chǎn)物和/或所述分散劑與所述基底的反應(yīng)產(chǎn)物。關(guān)于具有如上所述結(jié)構(gòu)的CNT層結(jié)構(gòu)體，所述有機(jī)材料吸附到所述CNT顆粒，然后與所述基底化學(xué)鍵合。因此，由于所述CNT顆粒之間的粘附通過所述有機(jī)材料的介入而增強(qiáng)，因此可減少或有效地防止所述CNT的一些與所述CNT層結(jié)構(gòu)體的分離。另外，由于通過有機(jī)材料的介入在CNT與所述基底之間增強(qiáng)的粘附，還可減少或有效地防止所述CNT的一些與所述基底的分離?？?通過如下制備CNT層結(jié)構(gòu)體在所述基底上涂覆所述CNT組合物，和通過向涂覆在所述基底上的所述CNT組合物提供外部能量形成CNT層。在這點(diǎn)上，術(shù)語‘外部能量’是引起所述CNT組合物中所含的分散劑的反應(yīng)性官能團(tuán)進(jìn)行自反應(yīng)和/或與另外的材料化學(xué)反應(yīng)的能量。所述外部能量可為例如熱或紫外(“UV”)線。所述外部能量可通過例如熱處理提供。即，熱處理所述基底和涂覆在所述基底上的所述CNT組合物，使得所述分散介質(zhì)被除去，所述分散劑固化，和所述分散劑與所述基底化學(xué)鍵合，由此形成CNT層。所述熱處理可在約80°C 約250°C的溫度下進(jìn)行。如果所述熱處理溫度在上述范圍內(nèi)，則所述分散劑可與所述基底強(qiáng)烈地化學(xué)鍵合，而且可降低或有效地防止CNT或所述有機(jī)材料的分解。在將所述CNT組合物涂覆在所述基底上時(shí)可將所述CNT層圖案化?；蛘撸梢匀缦路绞綄NT層圖案化將所述CNT組合物涂覆在所述基底的表面上，并例如熱處理以形成 CNT層，在所述CNT層上形成光敏層和經(jīng)由光學(xué)掩模將所述光敏層曝光，除去所述光敏層的未曝光部分，干法蝕刻經(jīng)曝光的CNT層，和通過洗滌除去剩余的光敏層。所述CNT層的前者圖案化可通過如下進(jìn)行通過例如噴墨印刷在所述基底上涂覆所述CNT組合物，或者通過使用各種涂覆方法在經(jīng)掩模覆蓋的基底上涂覆所述CNT組合物。所述CNT層的后者圖案化可通過如下進(jìn)行干法蝕刻通過例如噴涂、棒涂、或旋涂將所述 CNT組合物涂覆在所述基底上而形成的CNT層，然后另外熱處理所涂覆的層。在下文中，將參照?qǐng)D1和2詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的實(shí)施方式。圖1是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置100的實(shí)施方式的橫截面圖，和圖2是圖1的 A部分的放大橫截面圖。參照?qǐng)D1和2，根據(jù)本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100包括背光單元101、薄膜晶體管陣列基板118、在液晶層中的多個(gè)液晶130、間隔物140、和濾色片陣列基板190。該液晶顯示器包括該液晶層作為電-光學(xué)活性層。薄膜晶體管陣列基板118直接暴露于由背光單元101發(fā)射的光。薄膜晶體管陣列基板118可包括第一基板102、在第一基板102上的薄膜晶體管110、在第一基板102上的像素電極122(參見圖幻、在第一基板102上的存儲(chǔ)電容器電極(“Cs電極”)121(參見圖 2)、和在第一基板102上的定向?qū)?03 (參見圖2)。薄膜晶體管110是用于將外部輸入的電信號(hào)即圖像信號(hào)傳輸至液晶130或者阻擋所述電信號(hào)到達(dá)液晶130的開關(guān)器件。在一個(gè)實(shí)施方式中，例如，薄膜晶體管110可具有與圖2中所示相同的結(jié)構(gòu)，或者可具有與圖2中所示結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D2，薄膜晶體管110可包括柵電極111、柵絕緣層112、作為有源層的氫化非晶硅(“a-Si:H”)層113、作為歐姆接觸層的η+摻雜的氫化非晶硅(“n+a-Si :Η，，)膜114、 源電極115、漏電極116、以及由例如SiN形成的鈍化層117。在替代實(shí)施方式中，具有與薄膜晶體管110不同的結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管也可用在液晶顯示裝置100中。鈍化層117可在第一基板102的全部上，除了設(shè)置孔‘h’處以外。鈍化層117可為在第一基板102上的單一單元的不能分割的元件。在圖2中，鈍化層117和設(shè)置于其上的像素電極122可共同形成CNT層結(jié)構(gòu)體120。 即，根據(jù)本發(fā)明，像素電極122可為CNT層結(jié)構(gòu)體120的CNT層。Cs電極121可設(shè)置于基板102上并且與薄膜晶體管110分開，如圖2中所示。定向?qū)?03設(shè)置作為薄膜晶體管陣列基板118的最上層，和與作為濾色片陣列基板190的最內(nèi)層的定向?qū)?04(參見圖1) 一起容許液晶130排列在給定方向上。液晶130阻擋或透射由背光單元101發(fā)射的光以控制傳輸?shù)綖V色片陣列基板190 的紅色、綠色和藍(lán)色濾色片160a、160b和160c的光。間隔物140保持薄膜晶體管陣列基板118和濾色片陣列基板190之間的間隔。參照?qǐng)D1，濾色片陣列基板190包括第二基板180，沿著像素區(qū)域的邊界設(shè)置在基板180上的多個(gè)黑色矩陣170，順序設(shè)置在黑色矩陣170之間的紅色、綠色和藍(lán)色濾色片 160a、160b和160c，覆蓋黑色矩陣170以及紅色、綠色和藍(lán)色濾色片160a、160b和160c并與它們重疊的外覆層155，設(shè)置在外覆層155上的公共電極150，以及設(shè)置在公共電極150 上的定向?qū)?04。像素區(qū)域可限定為構(gòu)置成獨(dú)立地控制液晶分子130的獨(dú)立區(qū)域單元。公共電極150可面向像素電極122，和可包括例如氧化銦錫(“ΙΤ0”)、CNT、或石墨煉。液晶顯示裝置100可具有與已知的薄膜晶體管液晶顯示器(“TFT-IXD”)類似的結(jié)構(gòu)，除了包括根據(jù)本發(fā)明的CNT層結(jié)構(gòu)體120之外。因此，將不詳細(xì)描述液晶顯示裝置 100的除CNT層結(jié)構(gòu)體120之外的其它部件。
另外，根據(jù)本發(fā)明的制造液晶顯示裝置的方法的實(shí)施方式包括使用制備所述CNT 層結(jié)構(gòu)體的方法在鈍化層上形成像素電極。參照下列實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說明性目的，而不意圖限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1 3和對(duì)比例1 :CNT組合物的制備將15 毫克(mg)單壁 CNT (Hanwha Nanotech，產(chǎn)品號(hào) ASP-100F)和 15mg 分散劑混合，然后向其中添加30毫升(ml)分散介質(zhì)。所述分散劑和分散介質(zhì)的類型示于表1中。然后，通過使用超聲發(fā)生器(Jeio Tech,Model ULH-700S)在210瓦(W)下將所得物分散9分鐘，通過使用離心機(jī)(Thermo ScientificHeraeus Multifuge,Model X3R)將經(jīng)分散的產(chǎn)物在10000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)的轉(zhuǎn)速下離心10分鐘，和收集沉淀物以得到適當(dāng)分散的CNT組合物。表 權(quán)利要求
1.碳納米管組合物，包含 碳納米管；含有反應(yīng)性官能團(tuán)的分散劑；和分散介質(zhì)。
2.權(quán)利要求1的碳納米管組合物，其中所述碳納米管包括選自單壁碳納米管、雙壁碳納米管、和多壁碳納米管的碳納米管。
3.權(quán)利要求2的碳納米管組合物，其中所述多壁碳納米管為薄多壁碳納米管
4.權(quán)利要求1的碳納米管組合物，其中所述反應(yīng)性官能團(tuán)具有極性，并且包括選自碳、 氫、氧、氮、硫、磷及其組合的原子種類。
5.權(quán)利要求4的碳納米管組合物，其中所述反應(yīng)性官能團(tuán)包括選自羧基、乙酸基、硝酸基、羥基、膦酸基、磺基、亞胺基、胺基、酰胺基、環(huán)氧基及其組合的官能團(tuán)。
6.權(quán)利要求1的碳納米管組合物，其中所述分散劑具有20，000或更小的重均分子量。
7.權(quán)利要求1的碳納米管組合物，其中所述分散劑包括選自聚丙烯酸、聚(乙烯亞胺)、聚(烯丙胺)、聚(4-苯乙烯磺酸)、聚甲基丙烯酸、聚膦酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、 聚乙酸乙烯酯、硝酸纖維素、糖原及其組合的聚合物。
8.權(quán)利要求1的碳納米管組合物，其中所述分散介質(zhì)包括第一液體和第二液體， 其中所述第一液體是親水性的和所述第二液體是與所述第一液體能混溶的，和所述分散劑在所述第二液體中的溶解度高于在所述第一液體中的溶解度。
9.權(quán)利要求1的碳納米管組合物，其中所述第一液體為水，和所述第二液體為含有羥基的物質(zhì)。
10.權(quán)利要求9的碳納米管組合物，其中所述第二液體包括醇。
11.權(quán)利要求1的碳納米管組合物，其中在向所述分散劑施加外部能量時(shí)，在所述反應(yīng)性官能團(tuán)的兩個(gè)或更多個(gè)官能團(tuán)之間、在所述反應(yīng)性官能團(tuán)與另外的反應(yīng)性官能團(tuán)之間、 或者在所述反應(yīng)性官能團(tuán)與外部的氧之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
12.權(quán)利要求11的碳納米管組合物，其中所述化學(xué)反應(yīng)為通過氫鍵鍵合或水解的縮合反應(yīng)。
13.碳納米管層結(jié)構(gòu)體，包括 基底；和設(shè)置于所述基底上的碳納米管層， 其中所述碳納米管層包括 以網(wǎng)絡(luò)形狀排列的碳納米管；和吸附到所述碳納米管并且與所述基底化學(xué)鍵合的有機(jī)材料。
14.權(quán)利要求13的碳納米管層結(jié)構(gòu)體，其中所述化學(xué)鍵合包括氫鍵鍵合。
15.權(quán)利要求13的碳納米管層結(jié)構(gòu)體，其中所述碳納米管層以圖案化的結(jié)構(gòu)排列。
16.權(quán)利要求13的碳納米管層結(jié)構(gòu)體，其中所述基底包括孔，和所述碳納米管層的一部分設(shè)置于所述孔中。
17.權(quán)利要求16的碳納米管層結(jié)構(gòu)體，其中所述孔包括寬度，該孔變細(xì)，使得所述孔的寬度在朝著所述基底的方向上減小。
18.液晶顯示裝置，包括權(quán)利要求13-17任一項(xiàng)的碳納米管層結(jié)構(gòu)體。
19.權(quán)利要求18的液晶顯示裝置，其中所述基底為鈍化層，和所述碳納米管層為像素電極。
20.制造碳納米管層結(jié)構(gòu)體的方法，該方法包括將權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)的碳納米管組合物涂覆在基底上；和向涂覆在所述基底上的所述碳納米管組合物提供外部能量，以形成碳納米管層。
21.權(quán)利要求20的方法，其中所述外部能量通過熱處理提供。
22.權(quán)利要求21的方法，其中所述熱處理在80°C 250°C的溫度下進(jìn)行。
23.權(quán)利要求20的方法，進(jìn)一步包括將所述碳納米管層圖案化。
24.制造液晶顯示裝置的方法，該方法包括在鈍化層上形成像素電極，所述形成像素電極是通過權(quán)利要求20-23任一項(xiàng)的方法， 其中所述基底為所述鈍化層。
25.顯示裝置，包括 包括第一電極的第一基板；第二基板，其面向所述第一基板和包括在像素區(qū)域中的第二電極；和在所述第一和第二基板之間的電-光學(xué)活性層；其中所述第二電極包括碳納米管層結(jié)構(gòu)體，該碳納米管層結(jié)構(gòu)體包括在所述第二基板上的鈍化層；和直接在所述鈍化層上的碳納米管層，其中所述碳納米管層包括碳納米管和吸附到所述碳納米管的有機(jī)材料，和所述有機(jī)材料與所述鈍化層化學(xué)鍵合。
全文摘要
本發(fā)明涉及CNT組合物、CNT層結(jié)構(gòu)體及其制法、液晶顯示裝置及其制法。所述CNT組合物包含CNT、至少一種分散介質(zhì)和含有反應(yīng)性官能團(tuán)的分散劑。所述CNT層結(jié)構(gòu)體包括基底和設(shè)置于所述基底上的CNT層，該CNT層包括以網(wǎng)絡(luò)形狀排列的CNT和吸附到所述CNT并且與所述基底化學(xué)鍵合的有機(jī)材料。所述液晶顯示裝置包括所述CNT層結(jié)構(gòu)體。所述制造CNT層結(jié)構(gòu)體的方法使用所述CNT組合物。所述制造液晶顯示裝置的方法包括通過使用所述制造CNT層結(jié)構(gòu)體的方法在鈍化層上形成像素電極。
文檔編號(hào)C08K7/00GK102250439SQ201010596239
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者寗洪龍, 尹善美, 崔元默, 崔在榮, 申鉉振, 鄭敞午 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社