一种以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件及其制备方法与流程

文档序号:16132049发布日期:2018-12-01 00:25阅读:309来源:国知局
本发明属于柔性显示领域,尤其涉及一种以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件及其制备方法。
背景技术
随着信息技术的不断发展,对于显示技术提出了更高的要求。柔性显示技术具有可弯曲、抗震、轻便等优势,且使得图像信息的显示方式更加灵活多样,因此是未来显示技术的重要发展方向之一。目前柔性显示技术主要有两大技术趋势,分别为有机电致发光(organiclightemittingdevices,oled)和液晶显示(liquidcrystaldisplay,lcd)。oled具有自发光的特点,且轻薄、功耗低,是柔性显示技术的重要发展方向。但是oled显示面板制备过程对于设备和技术要求都很高,工艺复杂、良率低、成本高、寿命短等不足大大限制了其广泛应用。相比之下,柔性lcd面板具有良率高、成本低、寿命长等特点,因此,在相当的应用场景中,柔性lcd显示技术仍具有广泛的应用潜力。在柔性lcd的发展过程中,面临的一个难题是当柔性基底弯曲时液晶分子会因为扭曲、流动而不均匀,造成显示图像对比度下降,图像模糊等,从而影响整体的显示效果。直到近些年来,一种基于有机聚合物形成墙体,从而限制了液晶分子的流动的技术的发展,在很大程度上改善了显示品质的问题。具体来说,即通过液晶成盒后,在紫外光源的照射下,液晶中混合的单体在光引发剂和胶黏剂的作用下,发生聚合物诱导相分离(polymerization-inducedphaseseparation,pips)的反应生成聚合物墙体,稳稳的包裹住液晶分子,避免液晶流动性产生的液晶盒间距均匀不一,从而改善柔性液晶显示弯曲时的显示效果。如果紫外辐照的能量不足,或者紫外光的分布不均匀,会使得聚合物墙体厚度、形状的不均匀以及与液晶分子分离的不彻底,使得整体显示效果变差。因此,如何使得预聚物能够均匀的接收紫外光线并从液晶分子中分离出来形成稳定的聚合物墙体,对于柔性液晶器件的制备来说非常重要。柔性液晶显示一般由第一偏振片、第一柔性透明电极、第一配向膜层、液晶层、第二配向膜层、第二柔性透明电极、第二偏振片组成。其中柔性透明电极是形成电场、使得液晶定向排布的重要组件。目前用于柔性液晶显示领域的柔性透明电极主要成分是金属氧化物电极,如铟锌氧化物、铟锡氧化物、锡氧化物等,其中应用最为广泛的是氧化铟锡(ito)透明导电薄膜。ito透明导电薄膜是将ito在塑料薄膜表面镀膜后形成的复合薄膜,具有透明、导电及一定的柔性。但是ito透明导电薄膜的柔性较差,随着弯曲曲率的增大,ito层会形成裂痕,反复弯折后会断裂,导致断路,最终显示器件失效,并不能很好的满足柔性器件的需求。除此之外,ito是一种宽能带半导体材料,其带隙为3.5~4.3ev。紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev,相当于330nm的波长,因此紫外光区ito透明导电薄膜的光穿透率很低。在柔性lcd的发展过程中,面临的一个难题是当柔性基底弯曲时液晶分子会因为扭曲、流动而不均匀,造成显示图像对比度下降,图像模糊等,从而影响整体的显示效果。近些年来,一种基于有机聚合物形成墙体,从而限制了液晶分子的流动的技术的发展,在很大程度上改善了显示品质的问题。柔性液晶显示一般由第一偏振片、第一柔性透明电极、第一配向膜层、液晶层、第二配向膜层、第二柔性透明电极、第二偏振片组成。其中柔性透明电极是形成电场、使得液晶定向排布的重要组件。目前用于柔性液晶显示领域的柔性透明电极主要成分是金属氧化物电极,如铟锌氧化物、铟锡氧化物、锡氧化物等,其中应用最为广泛的是氧化铟锡(ito)透明导电薄膜。ito透明导电薄膜是将ito在塑料薄膜表面镀膜后形成的复合薄膜,具有透明、导电及一定的柔性。但是ito透明导电薄膜的柔性较差,随着弯曲曲率的增大,ito层会形成裂痕,反复弯折后会断裂,导致断路,最终显示器件失效,并不能很好的满足柔性液晶显示器件的需求。此外,在紫外光区ito透明导电薄膜的光穿透率很低,使得聚合物墙体厚度、形状的不均匀以及与液晶分子分离的不彻底,使得整体显示效果变差。技术实现要素:有鉴于此,本发明的目的在于提供一种以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件及其制备方法,该柔性液晶显示器件具有较好的显示效果。本发明提供了一种以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件,包括依次接触的第一薄膜基底、第一石墨烯透明导电电极层、第一配向膜、液晶层、第二配向膜、第二石墨烯透明电极层和第二薄膜基底;所述液晶层包括聚合物墙体包围的液晶;聚合物墙体的原料包括单体、光引发剂和胶黏剂;所述第一石墨烯透明导电电极层和第二石墨烯透明导电电极层均包括显示有效区和无效区,柔性电路板贴合在第一石墨烯透明导电电极层的无效区内;显示有效区涂布配向膜;无效区涂布导电保护层。优选地,所述石墨烯透明导电电极层的透过率为90%~97.7%,方阻为10~500ω/□。优选地,所述石墨烯透明导电电极层可以通过化学气相沉积方法制备,也可以通过石墨烯微片与其它材料复合而成。优选地,第一石墨烯透明导电电极层和第二石墨烯透明导电电极层的显示有效区中包括封框区域;所述封框区域中的配向膜和石墨烯透明导电电极层被去除;所述封框区域的宽度为0.5~4mm;所述去除的方式包括但不限于激光辐照、机械擦除或等离子体刻蚀。优选地,所述液晶占液晶层质量的70~91%;所述原料中单体、光引发剂和胶黏剂的质量比为79~94:1~9:5~12。优选地,无效区中贴合柔性电路板的电极之间的石墨烯透明导电电极层和导电保护层被去除。优选地,所述第一配向膜和第二配向膜均独立地选自聚酰亚胺;所述第一薄膜基底和第二薄膜基底均独立地选自pc薄膜、pet薄膜或pi薄膜。本发明提供了一种上述技术方案所述柔性液晶显示器件的制备方法,包括以下步骤:1)分别在第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜上形成需要显示的电极图案;第一石墨烯透明导电薄膜包括第一薄膜基底和第一石墨烯透明导电电极层;第二石墨烯透明导电薄膜包括第二薄膜基底和第二石墨烯透明导电电极层;所述第一石墨烯透明导电电极层和第二石墨烯透明导电电极层均包括显示有效区和无效区,柔性电路板贴合在第一石墨烯透明导电电极层的无效区内;2)分别在第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜的石墨烯透明导电电极层上涂布配向膜并固化;3)在无效区涂布导电保护层;4)在配向膜表面生成按特定方向排列的沟槽;5)分别将第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜的封框区域中的配向膜和石墨烯透明导电电极层去除;同时将贴合柔性电路板的电极之间的石墨烯透明导电电极层和导电保护层去除;6)在第二石墨烯透明导电薄膜的表面喷上用来维持液晶盒间距的球状间隔子;7)将第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜对标贴合并固定;8)在第一石墨烯透明导电薄膜封框区域内点胶并预固化,然后灌液晶混合物,所述液晶混合物包括液晶、单体、光引发剂和胶黏剂;9)开启uv紫外光源,进行聚合物诱导相分离反应,得到以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件。优选地,所述紫外光照射的强度为5mw/cm2~30mw/cm2;紫外光照射的时间为5~25min;紫外光照射的距离为25~40mm。优选地,所述铬版掩模板的遮挡图形为正方形、正六边形或圆形;所述正方形或正六边形的边长均为50~400μm;间距为5~30μm;所述圆形的直径为50~200μm;间距为5~50μm。本发明提供了一种以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件,包括依次接触的第一薄膜基底、第一石墨烯透明导电电极层、第一配向膜、液晶层、第二配向膜、第二石墨烯透明电极层和第二薄膜基底;所述液晶层包括聚合物墙体包围的液晶;聚合物墙体的原料包括单体、光引发剂和胶黏剂;所述第一石墨烯透明导电电极层和第二石墨烯透明导电电极层均包括显示有效区和无效区,柔性电路板贴合在第一石墨烯透明导电电极层的无效区内;显示有效区涂布配向膜;无效区涂布导电保护层。本发明提供的柔性液晶显示器件以石墨烯透明导电电极为导电电极,液晶被聚合物墙体包围,聚合物墙体厚度、形状均匀,弯曲时,液晶不会随意流动,提高弯曲时的显示效果。石墨烯透明导电薄膜对于紫外光的高透过性来提升聚合物墙体的均匀性,并利用石墨烯透明导电薄膜良好的柔性来提升长期弯曲的稳定性,从而提高柔性液晶显示的可绕曲稳定性。实验结果表明:本发明提供的柔性液晶显示器件相分离反应后的聚合物墙体包围的液晶图形与掩模板图形很接近;液晶显示器件的相对透过率为90%时,驱动电压为1.292v;相对透过率为50%时,驱动电压为1.602v;相对透过率为10%时,驱动电压为2.222v;石墨烯透明导电薄膜在365nm下的紫外光透过率为84.5%。附图说明图1为本发明提供的柔性液晶显示器件的结构示意图;图2为本发明实施例1中第一石墨烯透明导电薄膜的图案设计图;图3为本发明实施例1中第二石墨烯透明导电薄膜的图案设计图;图4为本发明实施例1中采用的铬版掩模板上的图形;图5为ito的聚合物诱导相分离反应的显微镜图;图6为本发明实施例1石墨烯的聚合物诱导相分离反应的显微镜图;图7为ito柔性液晶显示器件和实施例1制备的石墨烯柔性液晶显示器件的光电曲线图。具体实施方式本发明提供了一种以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件,包括依次接触的第一薄膜基底、第一石墨烯透明导电电极层、第一配向膜、液晶层、第二配向膜、第二石墨烯透明电极层和第二薄膜基底;所述液晶层包括聚合物墙体包围的液晶;聚合物墙体的原料包括单体、光引发剂和胶黏剂;所述第一石墨烯透明导电电极层和第二石墨烯透明导电电极层均包括显示有效区和无效区,柔性电路板贴合在第一石墨烯透明导电电极层的无效区内;显示有效区涂布配向膜;无效区涂布导电保护层。参见图1,图1为本发明提供的柔性液晶显示器件的结构示意图;其中,1为第一薄膜基底,2为第一石墨烯透明导电电极层,3为第一配向膜,4为液晶,5为第二配向膜,6为第二石墨烯透明导电电极层,7为第二薄膜基底,8为聚合物墙体;本发明提供的柔性液晶显示器件包括第一薄膜基底1。所述第一薄膜基底优选选自无相位差的薄膜,且薄膜本身具有光学特性。所述第一薄膜基底选自pc薄膜、pet薄膜或pi薄膜。本发明提供的柔性液晶显示器件包括与第一薄膜基底接触的第一石墨烯透明导电电极层2。所述第一薄膜基底1和第一石墨烯透明导电电极层2称为第一石墨烯透明导电薄膜。所述第一石墨烯透明导电电极层可以通过化学气相沉积方法制备,也可以通过石墨烯微片与其它材料复合而成。所述第一石墨烯透明导电薄膜通过相转移的方法将石墨烯透明导电电极层转移到第一薄膜基底上得到。以第一石墨烯透明导电薄膜作为柔性液晶显示的基底,可以实现柔性液晶显示大幅度的弯曲且可绕。另外,石墨烯透明导电薄膜的高紫外透过率特性促使液晶混合物发生的聚合物诱导相分离反应更稳定,生成结构更牢固的聚合物墙体,更均匀地包裹住液晶分子,再加上石墨烯透明导电薄膜优异的柔性,从而大大改善了柔性液晶显示屏弯曲时的显示效果。该发明采用的石墨烯透明导电薄膜在365nm下紫外光透过率为84.5%;而ito透明导电薄膜在365nm下紫外光透过率为59.3%。所述第一石墨烯透明导电电极层包括显示有效区和无效区,柔性电路板(fpc)贴合在第一石墨烯透明导电电极层的无效区内;显示有效区涂布第一配向膜3;无效区涂布导电保护层。所述第一配向膜3由液态的聚酰亚胺涂布制得。第一配向膜的表面优选通过摩擦机摩擦,生成按特定方向排列的沟槽,目的是引导液晶分子的排列方向。将无效区与柔性电路板贴合区域中电极之间的石墨烯透明导电电极层和导电保护层去除,进而增加柔性电路板与无效区中薄膜基底的结合力度。本发明提供的柔性液晶显示器件包括与第一配向膜接触的液晶层4,所述液晶层包括聚合物墙体8包围的液晶4。所述液晶层还包括均匀分布的球状间隔子。所述聚合物墙体8的原料包括单体、光引发剂和胶黏剂。在本发明中,所述单体优选为丙烯酸酯,更优选为丙烯酸2-乙基己酯;光引发剂优选选自型号为irg651的光引发剂;胶黏剂优选为聚乙二醇,更优选选自聚乙二醇300。所述聚合物墙体包围的液晶中聚合物墙体的形状优选为正六边形、圆形或正方形。本发明提供的柔性液晶显示器件包括第二薄膜基底7。所述第二薄膜基底优选选自无相位差的薄膜,且薄膜本身具有光学特性。所述第二薄膜基底选自pc薄膜、pet薄膜或pi薄膜。本发明提供的柔性液晶显示器件包括与第二薄膜基底7接触的第二石墨烯透明导电电极层6。所述第二薄膜基底7和第二石墨烯透明导电电极层6称为第二石墨烯透明导电薄膜。所述第二石墨烯透明导电电极层6可以通过化学气相沉积方法制备,也可以通过石墨烯微片与其它材料复合而成;所述其它材料选自有机高分子、金属纳米线和导电有机物中的一种或多种。第二石墨烯透明导电薄膜通过相转移的方法将石墨烯透明导电电极层转移到第二薄膜基底上得到。所述第二石墨烯透明导电电极层包括显示有效区和无效区,显示有效区涂布第二配向膜5;无效区涂布导电保护层。所述第二配向膜5由液态的聚酰亚胺涂布制得。第二配向膜的表面优选通过摩擦机摩擦,生成按特定方向排列的沟槽,目的是引导液晶分子的排列方向。本发明提供了一种上述技术方案所述柔性液晶显示器件的制备方法,包括以下步骤:1)分别在第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜上形成需要显示的电极图案;第一石墨烯透明导电薄膜包括第一薄膜基底和第一石墨烯透明导电电极层;第二石墨烯透明导电薄膜包括第二薄膜基底和第二石墨烯透明导电电极层;所述第一石墨烯透明导电电极层和第二石墨烯透明导电电极层均包括显示有效区和无效区,柔性电路板贴合在第一石墨烯透明导电电极层的无效区内;2)分别在第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜的石墨烯透明导电电极上涂布配向膜并固化;3)在无效区涂布导电保护层;4)在配向膜表面生成按特定方向排列的沟槽;5)分别将第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜的封框区域中的配向膜和石墨烯透明导电电极层去除;同时将贴合柔性电路板的电极之间石墨烯透明导电电极层和导电保护层去除;6)在第二石墨烯透明导电薄膜的表面喷上用来维持液晶盒间距的球状间隔子;7)将第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜对标贴合并固定;8)在第一石墨烯透明导电薄膜封框区域内点胶并预固化,然后灌液晶混合物,所述液晶混合物包括液晶、单体、光引发剂和胶黏剂;9)开启uv紫外光源,进行聚合物诱导相分离反应,得到以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件。上述制备工艺需要在无尘室环境中进行。本发明分别在第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜上形成需要显示的电极图案;第一石墨烯透明导电薄膜包括第一薄膜基底和第一石墨烯透明导电电极层;第二石墨烯透明导电薄膜包括第二薄膜基底和第二石墨烯透明导电电极层;所述第一石墨烯透明导电电极层和第二石墨烯透明导电电极层均包括显示有效区和无效区,柔性电路板贴合在第一石墨烯透明导电电极层的无效区内。本发明首先对附有保护膜的石墨烯透明导电薄膜用裁纸刀裁切成需要的尺寸,然后撕去保护膜并将石墨烯透明导电薄膜用异丙醇和去离子水清洗干净并用无油无水的气枪吹干,作为第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜去使用。本发明对石墨烯透明导电薄膜的石墨烯透明导电电极层采用激光蚀刻的方法形成电极图案。所述第一石墨烯透明导电电极层和第二石墨烯透明导电电极层均包括显示有效区和无效区,本发明采用不同的激光参数对石墨烯透明导电电极层进行蚀刻。本发明分别在第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜的石墨烯透明导电电极上涂布配向膜并固化。本发明采用涂布机在石墨烯透明导电薄膜上涂布配向膜,然后根据配向膜的烘烤条件进行烘烤,使配向膜充分固化。本发明在无效区涂布导电保护层。本发明在配向膜的表面生成按特定方向排列的沟槽。本发明优选通过摩擦的方式,使配向膜表面生成按特定方向排列的沟槽。本发明采用摩擦机对配向膜的表面进行摩擦,结束后,使用异丙醇冲洗其表面,以消除在摩擦过程中毛绒布对配向膜表面产生的静电和尘埃,并吹干。本发明分别将第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜封框区域中的石墨烯透明导电电极层和配向膜去除。石墨烯透明导电电极层与其它材料之间的结合力较弱,仅仅依靠范德华力与其他物体接触,应用于液晶显示器件时,容易因为反复弯折导致与其接触的材料部分或者全部分离,特别是在液晶显示器件的封框区域,会导致器件内部液晶泄露,进入空气,影响显示效果,因此,本发明将石墨烯透明导电薄膜封框区域中配向膜和石墨烯透明导电电极层去除,从而直接将上下薄膜基板通过uv光固胶贴合在一起。实验测试结果得当薄膜基底为75μm的pet,uv光固胶厚度是90μm时,剥离角度为180°,pet薄膜/pet薄膜的剥离强度为1.24kn/m。同时将贴合柔性电路板的电极之间的石墨烯透明导电电极层和导电保护层去除。结束后,采用异丙醇冲洗其表面,并吹干。将第二石墨烯透明导电薄膜表面喷上球状间隔子。所述球状间隔子是用来维持液晶盒间距的。喷上球状间隔子后,将第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜对标贴合并固定。本发明根据电极图案设计的对标记号将第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜对标贴合并优选用耐热胶带固定。在第一石墨烯透明导电薄膜封框区域内点胶并预固化,然后灌液晶混合物,所述液晶混合物包括液晶、单体、光引发剂和胶黏剂。本发明优选将第一石墨烯透明导电薄膜的封框区域内用点胶机点上uv光固胶后预固化,通过卷对卷的方式灌液晶混合物。本发明通过点uv光固胶使得液晶盒形成封闭空间,uv光固胶更牢固地粘结在薄膜基底上。本发明利用点胶机编程设计封框图案,该封框图案与去除封框区域所在的封闭长方形框一致。本发明通过卷对卷的方式,利用高精度覆膜机灌液晶混合物。在本发明中,所述液晶混合物优选包括液晶、丙烯酸酯、irg651和聚乙二醇。所述液晶占液晶混合物质量的70~91%;丙烯酸酯、irg651和聚乙二醇作为预聚物,占液晶混合物质量的9~30%。所述丙烯酸酯、irg651和聚乙二醇的质量比优选为79~94:1~9:5~12;在本发明具体实施例1中,液晶占液晶混合物质量的90%;所述丙烯酸酯优选为丙烯酸2-乙基己酯,聚乙二醇优选为聚乙二醇300;所述丙烯酸2-乙基己酯、irg651和聚乙二醇300的质量比为85:3:12。灌液晶混合物后,开启uv紫外光源,与铬版掩护版一起进行聚合物诱导相分离反应,得到以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件。本发明采用高均匀性uv光源提供紫外光;所述高均匀性uv光源的波长为365nm,准直角小于2°,照射强度>40mw/cm2±5%。在本发明中,所述铬版掩模板上的遮挡图形形状为正方形或正六边形,正方形以及正六边形的边长均为50~400μm,间距均为5~30μm;样品台面距离紫外光源25~40mm。所述紫外光照射的强度为5mw/cm2~30mw/cm2;紫外光照射的时间为5~25min。在本发明具体实施例1中,铬版掩模板的遮挡图形为正六边形,边长为391μm,间距为20μm;样品台面距离紫外光源26mm;紫外光照射的强度为10mw/cm2;紫外光照射的时间为15min。本发明在高均匀性uv光源主机上调好光照功率,光照时间,启动开关,就进行聚合物诱导相分离反应,就可以使液晶混合物发生聚合物诱导相分离,使液晶分子被聚合物墙体均匀地被包围起来。除此之外,uv紫外光也固化了封框胶,密封好整个液晶盒。相分离反应结束后,本发明切割好液晶盒的电极,然后利用热压机通过异方性导电膜(acf)将电极和柔性电路板(fpc)连接导通,在第一石墨烯透明导电的基底表面贴上偏光片,在第二石墨烯透明导电薄膜的基底表面贴上反射片,fpc连接驱动电路板,实现柔性段码式液晶数字显示。为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种柔性液晶显示器件及其制备方法进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例1参见图2,图2为本发明实施例1中第一石墨烯透明导电薄膜的图案设计图,其中,1为对位贴合标记,2为封框图案(该黑色标记区域的石墨烯透明导电电极层和配向膜都被激光蚀刻去除),3为fpc贴合对位标记,4为贴合电极之间区域(该黑色标记区域的石墨烯透明导电电极层和导电保护层都被激光蚀刻去除),5为段码显示电极。参见图3,图3为本发明实施例1中第二石墨烯透明导电薄膜的图案设计图,其中,1为对位贴合标记,2为封框图案(该黑色标记区域的石墨烯透明导电电极层和配向膜都被激光蚀刻去除),3为段码共用电极。1.在该制备工艺中,必须在无尘室环境中进行。通过化学气相沉积方法形成石墨烯透明导电电极层,与pc薄膜复合得到石墨烯透明导电薄膜;石墨烯透明导电电极层的透过率为90%~97.7%,方阻为10~500ω/□。首先将拥有保护膜的石墨烯透明导电薄膜用裁纸刀裁切成需要的尺寸,然后撕去保护膜并将石墨烯透明导电薄膜用异丙醇和去离子水清洗干净并用无油无水的气枪吹干;2.对石墨烯透明导电薄膜采用激光刻蚀的方法形成电极图案,保证液晶盒的第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜的电极图案有效电极区和无效区进行不同激光参数的设置;3.根据实际需要,设计液状紫外硬化型树脂凸版(apr版),使用涂布机在石墨烯透明导电薄膜上涂布配向膜(液体的聚酰亚胺),根据配向膜的烘烤条件进行烘烤,使配向膜充分固化;4.根据apr版的设计,仅在第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜的无效区表面涂上可导电的保护层;5.使用摩擦机对涂有配向膜的石墨烯透明导电薄膜进行摩擦,使配向膜表面生成按特定方向排列的沟槽;结束后,并使用异丙醇冲洗其表面,以消除在摩擦过程中毛绒布对配向膜表面产生的静电和尘埃,并吹干;6.将石墨烯透明导电薄膜再次激光蚀刻,此时需要重新对标并且重新设置激光蚀刻参数,蚀刻出封框区域,封框区域的宽度为0.5~4mm;并将封框内的配向膜和石墨烯透明导电电极层都蚀刻干净;除此之外,还要蚀刻掉贴合柔性电路板的电极之间石墨烯透明导电电极层和导电保护层,结束后,并使用异丙醇冲洗其表面,并吹干;7.将第二石墨烯透明导电薄膜放入喷粉设备中,喷上用来维持液晶盒间距的球状间隔子;8.喷粉结束后,根据电极图案设计的对标记号将第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜对标贴合并用耐热胶带固定;9.利用点胶机编程设计封框图案,该封框图案与激光蚀刻的封框区域所在的封闭长方形框一致。在第一石墨烯透明导电薄膜封框区域内用点胶机点上uv光固胶并在紫外光源下预固化,然后将已经按一定比例调配好的含有单体、光引发剂以及胶黏剂的液晶混合物,通过卷对卷的方式,利用高精度覆膜机灌液晶混合物;10.高均匀性uv光源的波长为365nm,准直角小于2°,照射强度>40mw/cm2±5%@365nm;掩模板为铬版掩模板,掩模板上的遮挡图形形状有正方形或是正六边形,正方形以及正六边形的边长为50~400μm,间距是5-30μm;样品台面距离紫外光源25~30mm之间;该聚合物诱导相分离反应所需要的uv光照强度范围:5mw/cm2~25mw/cm2之间,光照时间范围:10min-20min;液晶混合物中:液晶的比例为:85wt%~91wt%,预聚物比例为:9wt%~15wt%,其中预聚物包含的单体、光引发剂和胶黏剂的比例为:85wt%~90wt%:1wt~5wt%:6wt%~12wt%;11.该实例中,铬版掩模板的遮挡图形为正六边形,对边长间距为391μm,间距为20μm;参见图4,图4为本发明实施例1中铬版掩模板上的图形,其中,d为正六边形对边的距离,l为两个正六边形的间距。样品台面距离紫外光源26mm;选择液晶与预聚物的比例为:90wt%:10wt%;预聚物中丙烯酸2-乙基己酯、irg651和聚乙二醇300的比例:85wt%:3wt%:12wt%;12.聚合物诱导相分离反应所需的高均匀性uv紫外光源的光照强度通过uv紫外强度计测试单张石墨烯透明导电薄膜得到,此结果就是聚合物诱导相分离反应所需要的uv光照强度;根据预聚物中单体发生聚合反应时需要的紫外光源的能量就可以计算出在特定uv光照强度反应时需要的光照时间;高均匀性uv紫外光源光照强度是:10mw/cm2,光照时间是:15min;13.将柔性液晶显示样品放在黑色无反光的铝板上,并将有铬版那面的掩模板与样品正面接触并放在样品的有效范围内,然后将样品放在距离高均匀性uv紫外光源合适的距离范围为26mm,确保放在光源的有效照射范围内。在高均匀性uv光源主机上调好光照功率,光照时间,启动开关,就进行聚合物诱导相分离反应,就可以使液晶混合物发生聚合物诱导相分离,使液晶分子被聚合物墙体均匀的被包围起来。除此之外,uv紫外光也固化了封框胶,密封好整个液晶盒;14.反应结束后,切割好液晶盒的电极,然后利用热压机通过异方性导电膜(acf)将电极和柔性电路板(fpc)连接导通,在第一石墨烯透明导电表面贴上偏光片,在第二石墨烯透明导电薄膜表面贴上反射片,fpc连接驱动电路板,实现柔性段码式液晶数字显示。图5为ito的聚合物诱导相分离反应的显微镜图;图6为本发明实施例1石墨烯的聚合物诱导相分离反应的显微镜图;ito的聚合物与石墨烯的聚合物中采用的液晶混合物均相同。图5和图6对比可知,本发明实施例1制备的柔性液晶显示器件中石墨烯的聚合物诱导相分离反应更好,黑色部分为聚合物墙体,更接近掩模板图形。本发明对实施例1制备的柔性液晶显示器件进行驱动电压的测试,结果见图7,图7为ito柔性液晶显示器件和实施例1制备的石墨烯柔性液晶显示器件的光电曲线图;通过对图7分析,ito柔性液晶显示器件和实施例1的石墨烯柔性液晶显示器件的驱动电压和相对透过率关系见表1:v90(v)v50(v)v10(v)ito液晶显示器件1.7482.3473.790石墨烯液晶显示器件1.2921.6022.222从表1可知:本发明实施例1制备的石墨烯柔性液晶显示器件的驱动电压要比ito柔性液晶显示器件的小,说明石墨烯柔性液晶显示器件的导电率优于ito液晶显示器件的。实施例2以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件的制备方法,步骤包括如下:1.在该制备工艺中,必须在无尘室环境中进行。首先将拥有保护膜的石墨烯透明导电薄膜用裁纸刀裁切成需要的尺寸,然后撕去保护膜并将石墨烯透明导电薄膜用异丙醇和去离子水清洗干净并用无油无水的气枪吹干;2.对石墨烯透明导电薄膜采用激光刻蚀的方法形成电极图案,保证液晶盒的第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜的电极图案有效电极区和无效区进行不同激光参数的设置;3.用等离子体蚀刻掉第一石墨烯透明导电薄膜、第二石墨烯透明导电薄膜上的封框区域内的石墨烯透明导电电极层;4.根据激光蚀刻的电极图案,以及等离子体蚀刻的封框区域,设计液状紫外硬化型树脂凸版(apr版),使用涂布机在石墨烯透明导电薄膜上涂布配向膜(液体的聚酰亚胺),使得仅在显示有效区有配向膜,而在无效区以及封框区域内无配向膜。然后根据配向膜的烘烤条件进行烘烤,使配向膜充分固化;5.根据apr版的设计,仅在第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜的无效区表面涂上可导电的保护层;6.使用摩擦机对涂有配向膜的石墨烯透明导电薄膜进行摩擦,使配向膜表面生成按特定方向排列的沟槽;结束后,并使用异丙醇冲洗其表面,以消除在摩擦过程中毛绒布对配向膜表面产生的静电和尘埃,并吹干;7.采用机械擦除的方法将与柔性电路板贴合的电极之间的石墨烯透明导电电极层和导电保护层去除,结束后,并使用异丙醇冲洗其表面,并吹干;8.将第二石墨烯透明导电薄膜放入喷粉设备中,喷上用来维持液晶盒间距的球状间隔子;9.喷粉结束后,根据电极图案设计的对标记号将第一石墨烯透明导电薄膜和第二石墨烯透明导电薄膜对标贴合并用耐热胶带固定;10.利用点胶机编程设计封框图案,该封框图案与等离子体蚀刻的封框区域所在的封闭长方形框一致。在第一石墨烯透明导电薄膜封框区域内用点胶机点上uv光固胶并在紫外光源下预固化,然后将已经按一定比例调配好的含有单体、光引发剂以及胶黏剂的液晶混合物,通过卷对卷的方式,利用高精度覆膜机灌液晶混合物;11.该实例中,铬版掩模板的遮挡图形也为正六边形,对边长间距为391μm,间距为20μm。样品台面距离紫外光源26mm;选择液晶与预聚物的比例为:90wt%:10wt%;预聚物中丙烯酸2-乙基己酯、irg651和聚乙二醇300的比例:85wt%:3wt%:12wt%;高均匀性uv紫外光源光照强度是:10mw/cm2,光照时间是:15min;12.将柔性液晶显示样品放在黑色无反光的铝板上,并将有铬版那面的掩模板与样品正面接触并放在样品的有效范围内,然后将样品放在距离高均匀性uv紫外光源合适的距离范围为26mm,确保放在光源的有效照射范围内。在高均匀性uv光源主机上调好光照功率,光照时间,启动开关,就进行聚合物诱导相分离反应,就可以使液晶混合物发生聚合物诱导相分离,使液晶分子被聚合物墙体均匀的被包围起来。除此之外,uv紫外光也固化了封框胶,密封好整个液晶盒;13.反应结束后,切割好液晶盒的电极,然后利用热压机通过异方性导电膜(acf)将电极和柔性电路板(fpc)连接导通,在第一石墨烯透明导电表面贴上偏光片,在第二石墨烯透明导电薄膜表面贴上反射片,fpc连接驱动电路板,实现柔性液晶显示。由以上实施例可知,本发明提供了一种以石墨烯透明导电薄膜为基底的柔性液晶显示器件,包括依次接触的第一薄膜基底、第一石墨烯透明导电电极层、第一配向膜、液晶层、第二配向膜、第二石墨烯透明电极层和第二薄膜基底;所述液晶层包括聚合物墙体包围的液晶;聚合物墙体的原料包括单体、光引发剂和胶黏剂;所述第一石墨烯透明导电电极层和第二石墨烯透明导电电极层均包括显示有效区和无效区,柔性电路板贴合在第一石墨烯透明导电电极层的无效区内;显示有效区涂布配向膜;无效区涂布导电保护层。本发明提供的柔性液晶显示器件以石墨烯透明导电电极为导电电极,液晶被特殊原料得到的聚合物墙体包围,聚合物墙体厚度、形状均匀,弯曲时,液晶不会随意流动,提高弯曲时的显示效果。石墨烯透明导电薄膜对于紫外光的高透过性来提升聚合物墙体的均匀性,并利用石墨烯薄膜良好的柔性来提升长期弯曲的稳定性,从而提高柔性液晶显示的可绕曲稳定性。实验结果表明:本发明提供的柔性液晶显示器件相分离反应后的聚合物墙体包围的液晶图形与掩模板图形很接近;液晶显示器件的相对透过率为90%时,驱动电压为1.292v;相对透过率为50%时,驱动电压为1.602v;相对透过率为10%时,驱动电压为2.222v;石墨烯透明导电薄膜在365nm下的紫外光透过率为84.5%。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12
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