(57)【要約】【課題】本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は、第一基板と、前記第一基板に対向する第二基板と、前記第一基板の裏側表面に形成され、複数の第一一次元ナノ構造体が整列してなる第一配向層と、前記第二基板の裏側表面に形成される第二配向層と、前記第一基板と前記第二基板との間に形成される液晶層と、を含む。前記第二配向層は、整列した複数の第二一次元ナノ構造体からなる。前記複数の第二一次元ナノ構造体は、それぞれ前記第一配向層の前記第一一次元ナノ構造体に垂直して整列する。本発明は液晶表示装置の製造方法も提供する。【選択図】図１
2008003606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板と、
前記第一基板に対向する第二基板と、
前記第一基板の裏側表面に形成され、複数の第一一次元ナノ構造体が整列してなる第一配向層と、
前記第二基板の裏側表面に形成される第二配向層と、
前記第一基板と前記第二基板との間に形成される液晶層と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第二配向層は、整列した複数の第二一次元ナノ構造体からなり、
前記複数の第二一次元ナノ構造体は、それぞれ前記第一配向層の前記第一一次元ナノ構造体に垂直して整列することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第一配向層の厚さが１ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第二配向層の厚さが１ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記一次元ナノ構造体は、単層カーボンナノチューブ、単層カーボンナノワイヤ、多層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブワイヤのいずれか一種であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
第一基板を設置する段階と、
前記第一基板に対向するように第二基板を設置する段階と、
前記第一基板の裏側表面に第一一次元ナノ構造体を第一方向に沿って形成する段階と、
前記第二基板の裏側表面に前記第一方向に垂直するように第二一次元ナノ構造体を形成する段階と、
前記第一一次元ナノ構造体と前記第二一次元ナノ構造体との間に液晶層を形成する段階と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、低電力消費、低放射性という特性があるので、例えばノートパソコン、ＰＤＡ、ビデオカメラなどの携帯式電子装置に広く応用されている。液晶表示装置が陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ，ＣＲＴ）を利用するモニタ及びテレビに取って代わる可能性がある。
【０００３】
図４に示すように、従来の液晶表示装置１００は、第一基板１０４と、第二基板１１２と、前記第一基板１０４と前記第二基板１１２との間に設置される液晶層１１８と、を含む。前記第一基板１０４の第一表面（図示せず）に第一導電層１０６を設置し、前記第一基板１０４の第二表面（図示せず）に第一偏光子１０２を設置する。前記第一導電層１０６の表面に第一配向層１０８を設置する。前記第二基板１１２の第一表面（図示せず）に第二導電層１１４を設置し、前記第二基板１１２の第二表面（図示せず）に第二偏光子１１０を設置する。前記第二導電層１１４の表面に第二配向層１１６を設置する。ここで、前記第一導電層１０６及び前記第二導電層１１４は透明な材料からなる。
【０００４】
前記液晶層１１８は、複数の棒状の液晶分子１１８２から構成される。前記第一配向層１０８の表面には互いに平行する複数の溝１０８２が形成され、前記第二配向層１１６の表面には互いに平行し、それぞれ前記複数の溝１０８２に垂直する複数の溝１１６２が形成される。前記複数の溝１０８２及び前記複数の溝１１６２により、前記複数の液晶分子１１８２が一定の方向へ回転される。即ち、前記第一配向層１０８及び第二配向層１１６に近接する液晶分子１１８２をそれぞれ前記溝１０８２及び前記溝１１６２に平行するように回転させる。前記溝１０８２と前記溝１１６２とは垂直なので、前記液晶分子１２０が上方から下方まで９０°回転するように配列される。
【０００５】
前記液晶表示装置１００に対しては、前記第一配向層１０８及び前記第二配向層１１６は不可欠であり、その配向特性が前記液晶表示装置１００の品質に大きく影響する。前記第一配向層１０８及び前記第二配向層１１６は、研磨工程によって形成することができる。次に、前記第一配向層１１６を例として、配向層の製造方法について説明する。従来の配向層の製造方法は、前記第二基板１１２の裏側表面に配向材料（例えば、ポリイミド）を塗布する段階と、摩擦布を利用して前記配向材料を摩擦加工して平滑な溝１１６２を形成する段階と、を含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記の加工方法によれば、加工の過程において静電が生じ、ほこりが吸着されるので、配向層の品質が低くなるという課題がある。また、前記加工方法は複雑であり、加工工程に使用される摩擦布材の寿命が短いという欠点がある。
【０００７】
また、前記第一偏光子１０２と、前記第二偏光子１１０と、前記第一導電層１０６と、前記第二導電層１１４と、を設置することにより、前記液晶表示装置１００が厚くなり、その透明度が悪化し、また、前記液晶表示装置１００のコストが高くなる。
【０００８】
従って、薄型の構成を形成し、良好な配向性能を有する液晶表示装置を提供することが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液晶表示装置は、第一基板と、前記第一基板に対向する第二基板と、前記第一基板の裏側表面に形成され、複数の第一一次元ナノ構造体が整列してなる第一配向層と、前記第二基板の裏側表面に形成される第二配向層と、前記第一基板と前記第二基板との間に形成される液晶層と、を含む。
【００１０】
前記第二配向層は、整列した複数の第二一次元ナノ構造体からなる。前記複数の第二一次元ナノ構造体は、それぞれ前記第一配向層の前記第一一次元ナノ構造体に垂直して整列する。
【００１１】
前記第一配向層の厚が１ｎｍ〜１μｍであることが好ましい。前記第二配向層の厚さが１ｎｍ〜１μｍであることが好ましい。
【００１２】
前記一次元ナノ構造体は、単層カーボンナノチューブ、単層カーボンナノワイヤ、多層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブワイヤのいずれか一種であることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、第一基板を設置する段階と、前記第一基板に対向するように第二基板を設置する段階と、前記第一基板の裏側表面に第一一次元ナノ構造体を第一方向に沿って形成する段階と、前記第二基板の裏側表面に前記第一方向に垂直するように第二一次元ナノ構造体を形成する段階と、前記第一一次元ナノ構造体と前記第二一次元ナノ構造体との間に液晶層を形成する段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
従来の技術と比べて、本発明に係る液晶分子表示装置は軽薄になり、表示画面が明るくなる。また、複数の一次元ナノ構造体を配列して複数の溝を形成するので、前記摩擦加工工程を利用せず、静電気の帯電及びほこりの吸着を防止することができる。また、本発明に係る液晶表示装置の製造工程は簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面を参照して、本発明に係る実施例について詳しく説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施例に係る液晶表示装置２００は、第一基板２０２と、該第一基板２０２と対向して設置する第二基板２２０と、液晶層２３８と、を含む。前記第一基板２０２の裏側表面に第一配向層２１０を設置し、前記第二基板２２０の裏側表面に第二配向層２２８を設置する。前記液晶層２３８は複数の棒状の液晶分子２４０を含み、前記第一配向層２１０と前記第二配向層２２８との間に設置される。
【００１７】
本実施例において、前記第一基板２０２は透明な薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＴＦＴ）からなるが、前記第二基板２２０は透明なカラーフィルタ板（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｐｌａｔｅ）からなる。
【００１８】
前記第一配向層２１０はＸ軸に沿って前記第一基板２０２に配列される複数の第一一次元ナノ構造体２１２を含む。前記第一一次元ナノ構造体２１２は、一次元のカーボンナノ構造体、一次元の半導体ナノ構造体、一次元の金属ナノ構造体のいずれか一種である。前記一次元のカーボンナノ構造体は、単壁カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）、多壁カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）、ＳＷＮＴ束、ＭＷＮＴ束、整列したＭＷＮＴヤーンのいずれか一種である。前記一次元の半導体ナノ構造体は、シリコンナノチューブ、シリコンナノワイヤ、窒化ガリウムナノチューブ、窒化ガリウムワイヤ、酸化亜鉛ナノチューブ、酸化亜鉛ナノワイヤ、酸化亜鉛ナノベルトのいずれか一種である。前記一次元の金属ナノ構造体は、鉄ナノチューブ、鉄ナノワイヤ、金ナノチューブ、金ナノワイヤ、チタニウムナノチューブ、チタニウムナノワイヤ、銅ナノチューブ、銅ナノワイヤ、銅ナノベルトのいずれか一種である。
【００１９】
前記第一配向層２１０の厚さは、前記第一一次元ナノ構造体２１２の状態によって決定される。例えば、前記一次元ナノ構造体２１２がＳＷＮＴからなる場合、前記第一配向層２１０の厚さが１ｎｍに形成され、前記一次元ナノ構造体２１２が整列したＭＷＮＴヤーンからなる場合、前記第一配向層２１０の厚さが１０μｍ程度に達する。前記一次元ナノ構造体２１２は、前記複数の一次元ナノ構造体の端と端が接続して構成されることができる。
【００２０】
従って、前記第一配向層２１０は、次の優れた点がある。第一に、カーボンナノチューブを前記第一一次元ナノ構造体２１２として構成する場合、前記第一一次元ナノ構造体２１２は良好な導電性を有し、導電層として機能することができるので、前記液晶表示装置２００に従来の導電層を設置する必要がない。第二に、前記複数の第一一次元ナノ構造体２１２を整列することにより自然光を偏光させることができるので、前記第一配向層２１０は偏光子として前記液晶表示装置２００に機能することができる。第三に、前記第一配向層２１０は前記複数の第一一次元ナノ構造体２１２からなり、隣接する一次元ナノ構造体２１２の間に溝２１４（図２を参照して）が形成されるので、前記液晶層２３８の液晶分子２４０は前記溝２１４によって平行して配列されることができる。
【００２１】
なお、前記第二配向層２２８を前記第一配向層２１０と比べると、前記配向層２２８は複数の第二一次元ナノ構造体２３０からなる場合、前記複数の一次元ナノ構造体２３０はＺ軸方向に沿って前記第二基板２２０の裏側表面に設置されることが異なる。従って、前記第二一次元ナノ構造体２３０は前記第一一次元ナノ構造体２１２に垂直して設置される。
【００２２】
図２を参照すると、前記第一配向層２１０及び前記第二配向層２２８に電圧が印加されない場合、前記複数の液晶分子２４０はそれぞれ前記第一配向層２１０及び前記第二配向層２２８の方向に沿って配列される。本実施例において、前記第一配向層２１０と前記第二配向層２２８とは垂直になるように設置されるので、前記液晶分子２４０は上方から下方まで自動的に９０°で回転するように配列される。
【００２３】
光Ｌは前記第一配向層２１０に入射する場合、前記第一配向層２１０の透過軸２１８はＺ軸方向に沿うので、偏光方向が前記透過軸２１８に平行な光Ｌ１だけは前記前記第一配向層２１０から透過することができる。前記液晶分子２４０は上方から下方まで９０°で回転するように配列されるので、前記光Ｌ１は前記液晶分子２４０を透過した後、前記光Ｌ１の方向は９０°回転してＸ軸方向に平行するようになる。前記第二配向層２２８の透過軸２３６はＸ軸方向に沿うので、前記液晶分子２４０を透過した光Ｌ１は前記第二配向層２２８から射出する。結果、前記液晶表示装置２００は光を伝達してＯＮ状態になる。
【００２４】
図３を参照すると、前記第一配向層２１０及び前記第二配向層２２８に電圧が印加された場合、前記第一配向層２１０及び前記第二配向層２２８に垂直な電界が形成される。前記電界の作用により、前記液晶分子２４０は前記電界方向に平行して配列される。この場合、前記光Ｌ１は前記液晶分子２４０から透過した後、偏光方向がＺ軸方向に保持されるので、前記第二偏光板２３４から射出されない。従って、前記液晶表示装置２００はＯＦＦ状態になる。
【００２５】
次に、図１を参照して、実施例として前記液晶分子表示装置２００の製造方法について説明する。まず、ＣＶＤ法又は溶液堆積法により、前記第一基板２０２の裏側表面２０４に第一配向層２１０を形成する。前記第一配向層２１０は、複数の第一一次元ナノ構造体２１２からなる。次に、前記第一配向層２１０と同様の形成方法により、前記第二基板２２０の裏側表面２２２に前記第二配向層２２８を形成する。前記第二配向層２２８は、複数の第二一次元ナノ構造体２３０からなり、前記複数の第二一次元ナノ構造体２３０がそれぞれ前記第一一次元ナノ構造体２１２に垂直するように整列する。次に、前記第一基板２０２及び前記第二基板２２０を組み合わせて液晶セル（図示せず）を構成し、該液晶セルの内部に液晶分子２４０を注入して液晶分子表示装置２００が得られる。
【００２６】
本発明に係る液晶分子表示装置は、複数の一次元ナノ構造体を備えるので、電極及び偏光子の特性を有し、従来技術の電極及び偏光子を設置する必要がない。従って、本発明に係る液晶分子表示装置は軽薄になり、表示画面が明るくなる。また、複数の一次元ナノ構造体を配列して複数の溝を形成するので、前記摩擦加工工程を利用せず、静電気の帯電及びほこりの吸着を防止することができる。また、本発明に係る液晶表示装置の製造工程は簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の平面図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の分解図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置がＯＦＦ状態になる場合を示す図である。
【図４】従来技術の液晶表示装置の分解図である。
【符号の説明】
【００２８】
２００  液晶表示装置
２０２  第一基板
２０４  裏側表面
２１０  第一配向層
２１２  一次元ナノ構造体
２１４  溝
２１８  透過軸
２２０  第二基板
２２２  裏側表面
２２８  第二配向層
２３０  カーボンナノチューブ
２３６  透過軸
２３８  液晶層
２４０  液晶分子
【図１】
2008003606.tif 000003
【図２】
2008003606.tif 000004
【図３】
2008003606.tif 000005
【図４】
2008003606.tif 000006