[发明专利]具有水平配向功能的透明导电膜、液晶显示器和制备方法

说明书

本发明提供了一种具有水平配向功能的透明导电膜，其包括导电配向层，其结构通式为：其中，C为石墨烯或碳纳米管(CNT)；Sp₁为‑CONH或‑COO基团；B为光敏性基团；Sp2为‑(CH2)m‑，R为烷烃；其中，n为100‑10000。通过对石墨烯或CNT进行强酸氧化，然后再经酰氯化，获得具有配向功能的氧化石墨烯和CNT。还提供了一种改进的透明导电膜和液晶显示器的制备工艺，将石墨烯膜进行线偏光UV照射，由于光敏基团的作用，石墨烯表面的配向基团定向排列，液晶可自动实现水平排列。制备具有配向功能的石墨烯或CNT导电材料，可同时省去PI和ITO材料及制程工艺。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种具有水平配向功能的透明导电膜、液晶显示器和制备方法。

背景技术

在TFT-LCD液晶显示器中，通常包括CF基板、TFT基板以及这两者之间的PI材料、液晶材料和框胶材料。针对常见的VA显示模式而言，需要在CF基板、TFT基板上同时涂覆一层透明导电膜，该透明导电膜的主要作用是在CF基板和TFT基板之间形成电场，驱动液晶分子偏转，从而实现亮暗的显示。

目前传统的透明导电膜使用的是由物理气相溅射(PVD)的方法制备出的氧化铟锡(ITO)薄膜。在PVD装置中，强电流轰击ITO靶材，在基板上沉积得到透明导电ITO薄膜。但是，由于ITO的本身氧化物的物理特性，ITO薄膜并不能在一定外力作用下展现弯折特性，这也限制了其在柔性面板，可穿戴设备上的应用。另一方面，随着国家政策的导向，铟的成本也逐渐涨高。所以寻找高导电性和透光率、制备方法简单、资源丰富的ITO替代品具有很强的应用价值。

另外，在CF基板和TFT基板上，还分别有一层薄膜材料，其主要作用是使液晶分子按一定方向排列，我们称之为配向膜(常用聚酰亚胺(PI)材料)。这种配向膜主要分为摩擦配相型PI材料和光配相型PI材料，但是，无论那种配向材料都会有各自的缺点。首先，摩擦配相向容易造成粉尘颗粒、静电残留、刷痕等问题降低工艺良率，而光配相材料虽然可以避免这些问题，但由于材料特性受限，耐热性和耐老化性不佳，同时锚定LC分子的能力也较弱，从而影响面板的品质；其次，PI材料本身就具有高极性和高吸水性，存储和运送容易造成变质而导致配相不均，并且PI材料价格昂贵，在TFT-LCD上成膜的工艺也较为复杂，导致面板成本提高。

目前，有一种方法可以省去PI膜，但需要液晶中添加一种含有极性基团的有机小分子(简称PI-less液晶)以达到类似于PI使得液晶分子垂直排列的目的；但是这类小分子在氮化硅、非极性基板的表面扩散性较差，会导致液晶配向不良。

因此，本专利是将石墨烯或碳纳米管(CNT)和含有这种机小分子材料液晶结合，省去PI膜，获取最佳的配向效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有水平配向功能的透明导电膜，其采用具有配向功能的石墨烯或CNT同时取代ITO透明导电膜和配向膜。在制备获得的液晶显示器中，所述透明导电膜中的石墨烯起到即可以导电又配向的作用，同时，氧化石墨烯结构，在表面化学键合了光配向型基团，以有利于配向效果。

本发明提供了一种具有水平配向功能的透明导电膜，其包括导电配向层，其结构通式为：

其中，C为石墨烯或碳纳米管(CNT)；Sp₁为-CONH或-COO基团；B为光敏性基团；Sp2为-(CH2)m-，R为烷烃；其中，n为100-10000。

优选地，所述光敏性基团为以下几种分子结构中任选一种：

优选地，在Sp2中，-(CH2)m-，m的值为0-8。任一CH2可被-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-，-O-CO-O-，-OCH2-，-CH2O-，-CH＝CH-，-CF＝CF-，-CH＝CH-COO-，-OCO-CH＝CH-所取代。