本發明涉及一種石墨烯透明導電膜，還涉及一種石墨烯透明導電膜的制備方法，屬于液晶顯示器領域。
背景技術：
：在薄膜晶體管-液晶顯示器(TFT-LCD)中，通常包括彩色濾光片(CF)基板、TFT基板以及這兩者之間的聚酰亞胺(PI)材料、液晶材料和框膠材料。針對常見的垂直配向(VA)顯示模式而言，需要在CF基板、TFT基板上同時有一層透明到導電膜，該透明導電膜的主要作用是在CF基板和TFT基板之間形成電場，驅動液晶分子偏轉，從而實現亮暗的顯示。目前傳統的透明導電膜使用的是由物理氣相濺射(PVD)的方法制備出的氧化銦錫(ITO)薄膜。在PVD裝置中，強電流轟擊ITO靶材，在基板上沉積得到透明導電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現彎折特性，這也限制了其在柔性面板，可穿戴設備上的應用。另一方面，隨著國家政策的導向，銦的成本也逐漸漲高。所以尋找高導電性和透光率、制備方法簡單、資源豐富的ITO替代品具有很強的應用價值。另外，在CF基板和TFT基板上，還分別有一層薄膜材料，其主要作用是使液晶分子按一定方向排列，我們稱之為配向膜(常用PI材料)。這種配向膜主要分為摩擦配相型PI材料和光配相型PI材料，但是，無論那種配向材料都會有各自的缺點。首先摩擦配相向容易造成粉塵顆粒、靜電殘留、刷痕等問題降低工藝良率，而光配相材料雖然可以避免這些問題，但由于材料特性受限，耐熱性和耐老化性不佳，同時錨定LC分子的能力也較弱，從而影響面板的品質；其次，PI材料本身就具有高極性和高吸水性，存儲和運送容易造成變質而導致配相不均，并且PI材料價格昂貴，在TFT-LCD上成膜的工藝也較為復雜，導致面板成本提高。石墨烯具有良好的導電導熱性能，強度和韌性也較高，是ITO的理想替代材料，如果能夠在石墨烯中在添加一些特殊的材料，制備出既可以導電有具有配向效果的石墨烯材料，對顯示器技術來說將具有重大的意義。技術實現要素：為了解決現有技術存在的問題，本申請提供一種具有導電性能和垂直取向性能的石墨烯透明導電膜，該石墨烯透明導電膜內添加有垂直取向劑，所述垂直取向劑可以降低液晶分子在聚合物基體中的表面能，增加接觸角，使得液晶分子垂直排列。根據本發明的一個方面，提供一種石墨烯透明導電膜，包括：石墨烯和垂直取向劑；所述垂直取向劑的結構通式為：R-SP-Q(n)，其中，Q為磺酸基，n為1-3的整數；SP為連接基團，其結構通式為-(CH2)m-，式中m為1-5的整數，其中的一個或多個CH2基團可任選地被亞苯基、芳香稠環、亞環烷基、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-或-OCO-CH＝CH-基團取代；R選自取代或未取代的C3-20的直鏈或支鏈烷基，其中一個或多個CH2基團可任選地被-O-、-CONH-、-COO-、-OCO-、-CO-、或-CH＝CH-基團取代，其中一個或多個氫原子可任選地被氟原子或氯原子取代。根據本發明的一個優選實施例，在所述結構通式R-SP-Q(n)中，當n為1時，所述連接基團SP中須含有至少兩個苯環或芳香稠環。本發明的垂直取向劑可依靠磺酸基吸附在石墨烯表面，依靠含有剛性基團的長鏈達到使得液晶垂直取向的目的；本發明人在研究中發現，垂直取向劑分子中苯環或芳香稠環的個數越多，其垂直取向效果越好。在一些具體的實施例中，適用于本發明的具體的垂直取向劑選自中的一種或多種。根據本發明的另一個方面，提供一種石墨烯透明導電膜的制備方法，包括：S1：將石墨烯、表面活性劑和水混合均勻，制得石墨烯溶液；S2：向所述石墨烯溶液中加入垂直取向劑和PEDOT-PSS，混合均勻，制得石墨烯透明導電膜液；S3：將所述石墨烯透明導電膜液涂布在基板上，去除膜液中的水分，即可制得石墨烯透明導電膜。根據本發明的制備方法，對于步驟S1沒有特別的限定，可按照本領域常用方法進行。例如，可將石墨烯、表面活性劑和水混合，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得所述石墨烯溶液。根據本發明的一個優選實施例，對所述石墨烯沒有特別限定，優選所述石墨烯為粉狀，其粒度為0.5～50um。根據本發明的一些優選實施例，對所述表面活性劑沒有特別限定，為本行業公知的表面活性劑。所述表面活性劑可以選擇如陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑等本行業公知的表面活性劑。所述表面活性劑包括含氟類硅烷活性劑、硬脂酸、十二烷基磺酸鈉類表面活性劑、季銨類表面活性劑、氨基酸類表面活性劑、甜菜堿型表面活性劑、脂肪酸甘油酯類表面活性劑、脂肪酸山梨坦類表面活性劑、卵磷脂類表面活性劑和吐溫系列表面活性劑中的至少一種。在一些具體的實施例中，所述表面活性劑優選為十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或十四烷基硫酸鈉中的至少一種。根據本發明的一些實施方式，所述石墨烯、表面活性劑和水的質量之比為1:(50-500):(2000-10000)，優選為1:(100-300):(3000-8000)。根據本發明的制備方法，所述步驟S2包括：向所述石墨烯溶液中加入垂直取向劑和PEDOT-PSS，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得石墨烯透明導電膜液。在一些具體實施例中，所述石墨烯溶液、垂直取向劑和PEDOT-PSS的質量之比為1:(0.1-1):(50-100)，優選為1:0.5:(60-80)。PEDOT-PSS即聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)，PEDOT-PSS具有高導電率、高機械強度、高可見光透射率和穩定性好的特點，將其加入透明導電膜中，可顯著提高透明導電膜的導電性能。根據本發明的一些優選實施例，所述垂直取向劑的結構通式為：R-SP-Q(n)，其中，Q為磺酸基，n為1-3的整數；SP為連接基團，其結構通式為-(CH2)m-，式中m為1-5的整數，其中的一個或多個CH2基團可任選地被亞苯基、芳香稠環、亞環烷基、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-或-OCO-CH＝CH-基團取代；R選自取代或未取代的C3-20的直鏈或支鏈烷基，其中一個或多個CH2基團可任選地被-O-、-CONH-、-COO-、-OCO-、-CO-、或-CH＝CH-基團取代，其中一個或多個氫原子可任選地被氟原子或氯原子取代；其中，當n為1時，所述連接基團SP中須含有至少兩個苯環結構或芳香稠環結構。在一些具體的實施例中，適用于本發明的具體的垂直取向劑可選自中的一種或多種。根據本發明的一些優選實施例，對于步驟S3沒有特別的限定，可按照本領域的常規技術進行。例如，將所述石墨烯透明導電膜液涂布在基板上，對其進行加熱處理以去除膜液中的水分，即可制得石墨烯透明導電膜。根據本發明的一個實施方式，所述加熱處理的處理溫度為80-140℃，處理時間為3-10min。通過熱處理以去除了石墨烯透明導電膜內的水分，同時垂直取向劑，會在石墨烯溶液中發生相分離，磺酸基吸附在石墨烯中，疏水性鏈擴散到石墨烯表面，即可制備出具有垂直取向效果的石墨烯透明導電膜。根據本發明的再一個方面，提供一種薄膜晶體管-液晶顯示器，包括：第一基板、第二基板和位于所述第一基板和第二基板之間的液晶材料；其中，所述第一基板和第二基板上涂布有上述石墨烯透明導電膜或上述方法制備的石墨烯透明導電膜。本發明石墨烯透明導電膜內含有垂直取向劑，垂直取向劑可以降低液晶分子在聚合物基體中的表面能，增加接觸角，使得液晶分子垂直排列；同時該石墨烯透明導電膜內還含有石墨烯和PEDOT-PSS，保證了導電膜具有很好的導電性能，因此本發明的石墨烯透明導電膜同時具有導電性能和垂直取向性能。附圖說明圖1為本發明石墨烯透明導電膜的制備過程示意圖；圖2為本發明液晶顯示器結構示意圖；附圖標記說明：1、基板；2、石墨烯透明導電膜液；3、垂直取向劑；4、表面活性劑；5、石墨烯；6、液晶分子。具體實施方式以下結合具體的實施例對本發明的技術方案作一步的說明。實施例1(1)按照如下質量份備料：石墨烯粉1表面活性劑200水5000將將石墨烯粉、表面活性劑和水混合，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得所述石墨烯溶液；其中，表面活性劑為十二烷基磺酸鈉；(2)按照如下質量份備料：石墨烯溶液1垂直取向劑0.5PEDOT－PSS60將垂直取向劑和PEDOT:PSS加入石墨烯溶液中，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得石墨烯透明導電膜液；其中，垂直取向劑為：(3)將上述石墨烯透明導電膜液涂布在TFT基板和CF基板上，然后加熱至120℃，烘烤3min，以去除石墨烯膜內的水分，即可制備出具有垂直取向效果的石墨烯透明導電膜；(4)在真空環境下，將CF基板和TFT基板材料貼合在一起，以密封膠密封，通過紫外照射的方式對密封膠進行固化，得到液晶盒；對液晶盒進行紫外照射處理，即得到薄膜晶體管-液晶顯示器。實施例2(1)按照如下質量份備料：石墨烯粉1表面活性劑100水8000將將石墨烯粉、表面活性劑和水混合，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得所述石墨烯溶液；其中，表面活性劑為十二烷基硫酸鈉；(2)按照如下質量份備料：石墨烯溶液1垂直取向劑0.1PEDOT－PSS80將垂直取向劑和PEDOT:PSS加入石墨烯溶液中，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得石墨烯透明導電膜液；其中，垂直取向劑為：(3)將上述石墨烯透明導電膜液涂布在TFT基板和CF基板上，然后加熱至100℃，烘烤5min，以去除石墨烯膜內的水分，即可制備出具有垂直取向效果的石墨烯透明導電膜；(4)在真空環境下，將CF基板和TFT基板材料貼合在一起，以密封膠密封，通過紫外照射的方式對密封膠進行固化，得到液晶盒；對液晶盒進行紫外照射處理，即得到薄膜晶體管-液晶顯示器。實施例3(1)按照如下質量份備料：石墨烯粉1表面活性劑500水2000將將石墨烯粉、表面活性劑和水混合，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得所述石墨烯溶液；其中，表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉；(2)按照如下質量份備料：石墨烯溶液1垂直取向劑0.3PEDOT－PSS75將垂直取向劑和PEDOT:PSS加入石墨烯溶液中，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得石墨烯透明導電膜液；其中，垂直取向劑為：(3)將上述石墨烯透明導電膜液涂布在TFT基板和CF基板上，然后加熱至80℃，烘烤10min，以去除石墨烯膜內的水分，即可制備出具有垂直取向效果的石墨烯透明導電膜；(4)在真空環境下，將CF基板和TFT基板材料貼合在一起，以密封膠密封，通過紫外照射的方式對密封膠進行固化，得到液晶盒；對液晶盒進行紫外照射處理，即得到薄膜晶體管-液晶顯示器。實施例4(1)按照如下質量份備料：石墨烯粉1表面活性劑50水10000將將石墨烯粉、表面活性劑和水混合，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得所述石墨烯溶液；其中，表面活性劑為十二烷基硫酸銨；(2)按照如下質量份備料：石墨烯溶液1垂直取向劑0.8PEDOT－PSS100將垂直取向劑和PEDOT:PSS加入石墨烯溶液中，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得石墨烯透明導電膜液；其中，垂直取向劑為：(3)將上述石墨烯透明導電膜液涂布在TFT基板和CF基板上，然后加熱至90℃，烘烤8min，以去除石墨烯膜內的水分，即可制備出具有垂直取向效果的石墨烯透明導電膜；(4)在真空環境下，將CF基板和TFT基板材料貼合在一起，以密封膠密封，通過紫外照射的方式對密封膠進行固化，得到液晶盒；對液晶盒進行紫外照射處理，即得到薄膜晶體管-液晶顯示器。實施例5(1)按照如下質量份備料：石墨烯粉1表面活性劑300水3000將將石墨烯粉、表面活性劑和水混合，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得所述石墨烯溶液；其中，表面活性劑為十四烷基硫酸鈉；(2)按照如下質量份備料：石墨烯溶液1垂直取向劑1PEDOT－PSS50將垂直取向劑和PEDOT:PSS加入石墨烯溶液中，對其進行超聲處理以使其混合均勻，制得石墨烯透明導電膜液；其中，垂直取向劑為：(3)將上述石墨烯透明導電膜液涂布在TFT基板和CF基板上，然后加熱至140℃，烘烤6min，以去除石墨烯膜內的水分，即可制備出具有垂直取向效果的石墨烯透明導電膜；(4)在真空環境下，將CF基板和TFT基板材料貼合在一起，以密封膠密封，通過紫外照射的方式對密封膠進行固化，得到液晶盒；對液晶盒進行紫外照射處理，即得到薄膜晶體管-液晶顯示器。對實施例1-5制備的薄膜晶體管-液晶顯示器的顯示效果進行檢測，結果見表1。由表1結果可知，本發明制備的液晶顯示器在不加電的情況下顯黑色，預傾角為88.5-89.2°，暗態效果好。表1顯示模式暗態效果預傾角實施例1好89.0°實施例2好88.6°實施例3好88.5°實施例4好89.2°實施例5好89.1°在本發明中的提到的任何數值，如果在任何最低值和任何最高值之間只是有兩個單位的間隔，則包括從最低值到最高值的每次增加一個單位的所有值。例如，如果聲明一種組分的量，或諸如溫度、壓力、時間等工藝變量的值為50-90，在本說明書中它的意思是具體列舉了51-89、52-88……以及69-71以及70-71等數值。對于非整數的值，可以適當考慮以0.1、0.01、0.001或0.0001為一單位。這僅是一些特殊指明的例子。在本申請中，以相似方式，所列舉的最低值和最高值之間的數值的所有可能組合都被認為已經公開。應當注意的是，以上所述的實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明的任何限制。通過參照典型實施例對本發明進行了描述，但應當理解為其中所用的詞語為描述性和解釋性詞匯，而不是限定性詞匯。可以按規定在本發明權利要求的范圍內對本發明作出修改，以及在不背離本發明的范圍和精神內對本發明進行修訂。盡管其中描述的本發明涉及特定的方法、材料和實施例，但是并不意味著本發明限于其中公開的特定例，相反，本發明可擴展至其他所有具有相同功能的方法和應用。當前第1頁1 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