[发明专利]一种石墨烯薄膜诱导胆甾相液晶大面积取向并实现其宽视角化的方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯薄膜诱导胆甾相液晶大面积取向并实现其宽视角化的方法，所述方法包括以下步骤：第一步：采用化学气相沉积法在基底上生长石墨烯薄膜，获得石墨烯基材；第二步：将两片石墨烯基材用粘合剂粘在一起，中间以间隔物隔开，得到液晶盒；第三步：液晶的取向过程：将向列相液晶中添加手性化合物调配成的胆甾相液晶，在毛细作用下灌到液晶盒中，将灌入胆甾相液晶的液晶盒升温到液晶材料的清亮点之上，再降到室温即实现石墨烯薄膜诱导胆甾相液晶大面积取向并且其视角范围大于160°。本发明将液晶器件中的导电层与取向层合二为一，简化液晶器件制备工艺，降低产品成本。

技术领域

本发明属于材料领域，具体地，本发明涉及石墨烯薄膜制备及其在液晶光电器件领域导电层与取向层方面的应用，更具体地，本发明涉及一种采用化学气相沉积方法制备石墨烯薄膜作为液晶导电层及取向层，并实现液晶层的宽视角化的方法。

背景技术

液晶分子的均匀排列是各种液晶显示器件质量的关键因素，排列的好坏直接影响液晶器件的对比度、阈值电压、响应时间、视角特性等，因此，液晶分子的取向技术十分重要。摩擦取向法作为目前最为成熟的平面取向技术而广泛应用于工业生产中，摩擦取向方法具有一系列的优点，如工艺比较成熟，生产过程简单且成本低廉因而易于大面积化生产，但它存在着很难解决的问题：第一方面，摩擦过程中会引起静电和产生尘埃等杂质，并将对TFT造成一定损伤；第二方面，实验和理论都证实液晶分子的多畴排列可以解决视角狭窄这个问题，然而，传统的摩擦方法处理后不能满足高分辨率多畴液晶显示器的取向要求，而是只能够使液晶在表面沿单一方向均匀取向，从而导致液晶显示器(LCD)的视角比较窄；第三方面，现在的摩擦法有一定的局限性，它只对平面表面起到取向作用，对于形状不规则的基板，通过摩擦取向就很困难。综上所述，目前迫切需要研究新的液晶定向材料和技术，寻找非摩擦的替代定向方法以适应液晶显示技术迅猛发展的需要。

目前，已经提出了很多解决视角问题的方法，如：OCB模式、共面转换模式(IPS)、边缘场开关模式(FFS)和多畴垂面排列模式(MVA)等。OCB模式很难用交流电压来保持稳定控制，对RGB三种单色光的透过率不一样，另外液晶盒内的分子在零场是按平行于基板的方向排列的，为了实现弯曲排列，需在盒上加几秒电压进行预置，然后才可以在较低的电压下维持这种排列，因此使用不便；共面转换模式只需要线偏振片而不需要补偿膜，但响应速度太慢，不能显示快速运动的画面，因此并没有很好的应用前景；多畴垂面排列模式具有高对比度和快速响应的特点，但是它需要一个双轴补偿膜和两个椭圆偏振片，因此成本较高。

上述方法均无法同时实现液晶材料的大面积取向以及宽视角化特性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种石墨烯薄膜诱导胆甾相液晶大面积取向并实现其宽视角化的方法，该方法利用石墨烯表界面与液晶分子之间的π-π相互作用诱导液晶分子取向，同时实现导电电极的功能，将液晶器件中的导电层与取向层合二为一，简化液晶器件制备工艺，实现宽视角化并降低产品成本。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种石墨烯薄膜诱导胆甾相液晶大面积取向并实现其宽视角化的方法，所述方法包括以下步骤：

第一步：采用化学气相沉积法在基底上生长石墨烯薄膜，获得石墨烯基材；

第二步：将两片石墨烯基材用粘合剂粘在一起，中间以间隔物隔开，得到液晶盒；

第三步：液晶的取向过程：将向列相液晶中添加手性化合物调配成的胆甾相液晶，在毛细作用下灌到液晶盒中，将灌入胆甾相液晶的液晶盒升温到液晶材料的清亮点之上，再降到室温即实现石墨烯薄膜诱导胆甾相液晶大面积取向并且其视角范围大于160°。

具体地，上述方法按以下步骤进行：