CN108153062A - 一种配向膜、其制备方法及显示基板、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示领域，特别涉及一种配向膜、其制备方法及显示基板、显示装置。所述配向膜，由基材制成，还包括掺杂在所述基材中的微胶囊和催化剂；所述微胶囊内包含第一单体；所述催化剂可催化所述第一单体发生聚合反应。当配向膜被划伤，其中的微胶囊破裂，第一单体释放出来，在催化剂作用下发生聚合反应，生成聚合物，将配向膜碎屑包裹、固定，避免配向膜碎屑的产生和移动，防止配向膜碎屑进入液晶盒内，降低了亮点和满天星点状不良的发生率。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，特别涉及一种配向膜、其制备方法及显示基板、显示装置。
背景技术
TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)薄膜晶体管液晶显示器，是目前市面上最主流的显示器，已经得到了充分的普及。
TFT-LCD包括彩膜(CF)基板，薄膜晶体管(TFT)基板、设置在所述两基板之间的液晶层以及支撑两基板之间盒厚的隔垫物。TFT上的电信号改变，可以控制液晶分子的转动方向，从而控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示彩色画面。
配向膜是TFT和CF基板上直接与液晶接触的部分，其作用是使液晶分子在没有电场作用时能够按照一定的规律有序排列，形成一定的排列取向和预倾角。由于配向膜直接与液晶接触且决定了无电场状态下的液晶排列，因此当配向膜表面出现异物，或者配向膜配向异常，会直接导致面板画面不良。
通常，在组装、运输或抛光等过程中，彩膜基板和薄膜晶体管基板容易受外力作用发生相对摩擦，进而发生配向膜划伤，产生配向膜碎屑。产生的配向膜碎屑向外移动至黑矩阵无法遮挡的区域，则会形成亮点和满天星(zara)点状不良，直接影响显示效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种配向膜、其制备方法及显示基板、显示装置；所述配向膜可以自行修复被划伤的区域，避免碎屑产生或者移动，降低亮点和满天星点状不良的发生率。
本发明公开了一种配向膜，由基材制成，还包括掺杂在所述基材中的微胶囊和催化剂；
所述微胶囊内包含第一单体；
所述催化剂可催化所述第一单体发生聚合反应。
优选地，所述微胶囊依次包括外壁、内壁和包裹在内壁中的第一单体。
优选地，所述外壁为聚酰亚胺层，所述内壁为脲醛树脂层或酚醛树脂层，所述第一单体为有机二元酸、二乙烯基苯、二异氰酸酯、多元醇和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种。
优选地，所述催化剂为有机过氧化物、无机过氧化物、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、无机酸、无机酸酯、无机酸盐、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锌或磷腈。
优选地，所述微胶囊的质量为所述基材质量的1～8wt％；所述催化剂的质量为所述基材质量的0.01～0.5wt％。
本发明公开了一种配向膜的制备方法，包括以下步骤：
将微胶囊和催化剂掺入含有基材中间体的溶液中，固化后，得到配向膜；
所述微胶囊内包含第一单体，所述催化剂可催化所述第一单体发生聚合反应。
优选地，所述微胶囊的制备方法为：
通过核壳乳液聚合法，形成内壁包裹第一单体的单壁结构微胶囊乳液；
在所述单壁结构微胶囊乳液中加入第二单体，通过核壳乳液聚合反应，形成双壁结构的微胶囊乳液；
所述双壁结构的微胶囊乳液，经过干燥处理并且分离，得到微胶囊。
优选地，所述双壁结构的微胶囊乳液，经过表面处理后，再进行干燥处理并且分离，得到微胶囊。
本发明公开一种显示基板，包括衬底基板和形成于所述衬底基板上的如上述技术方案所述的配向膜。
本发明还公开了一种显示装置，包括上述技术方案所述的显示基板。
与现有技术相比，本发明的配向膜，由基材制成，还包括掺杂在所述基材中的微胶囊和催化剂；所述微胶囊内包含第一单体；所述催化剂可催化所述第一单体发生聚合反应。当配向膜被划伤，其中的微胶囊破裂，第一单体释放出来，在催化剂作用下发生聚合反应，生成聚合物，将配向膜碎屑包裹、固定，避免配向膜碎屑的产生和移动，防止配向膜碎屑进入液晶盒内，降低了亮点和满天星点状不良的发生率。由于配向膜的划伤处一般位于隔垫物的所在位置处，所以第一单体发生聚合并修补的部位也位于隔垫物的所在位置处，该部位处于黑矩阵的遮挡下，不会因为表面形貌的变化和配向力变化而造成漏光等现象。
附图说明
图1表示现有技术中的TFT-LCD盒内结构示意图；
图2表示现有技术中的TFT-LCD的配向膜受到外力损伤后的结构示意图；
图3表示本发明配向膜的结构示意图；
图4表示本发明微胶囊的结构示意图；
图5表示本发明配向膜进行修复时的结构示意图；
图6表示本发明一实施例中配向膜的制备流程图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
图1为现有技术中的TFT-LCD盒内结构示意图。图1中，100为TFT基板，110为配向膜，210为主隔垫物，220为辅隔垫物，300为CF基板。120为主隔垫物与配向膜的接触点。
在生产、运输、和抛光等过程中，接触点120容易受到外力作用发生相对摩擦，进而发生配向膜划伤，产生配向膜碎屑，造成亮点和满天星点状不良。
图2为现有技术中的TFT-LCD的配向膜受到外力损伤后的结构示意图。图2中，210为主隔垫物，110为TFT侧配向膜；主隔垫物与TFT侧配向膜的接触点120处的配向膜损伤，产生配向膜碎屑122。配向膜碎屑122移动到液晶盒内，造成亮点和满天星点状不良。
本发明的实施例公开了一种配向膜，由基材制成，还包括掺杂在所述基材中的微胶囊和催化剂；
所述微胶囊内包含第一单体；
所述催化剂可催化所述第一单体发生聚合反应。
本发明的配向膜结构具体参见图3，图3中110为配向膜，111为微胶囊，113为催化剂。
按照本发明，在配向膜的基材中掺杂微胶囊和催化剂，所述微胶囊内包含可发生聚合反应的第一单体。当微胶囊受到挤压而破裂时，其中的第一单体释放出来，在催化剂的作用下发生聚合反应，生成聚合物。所述聚合物生成过程中可将被划伤的配向膜碎屑包裹并固定，避免配向膜碎屑的产生和移动，防止配向膜碎屑进入液晶盒内。
优选地，所述微胶囊依次包括外壁、内壁和包裹在内壁中的第一单体。所述微胶囊的结构参见图4。所述图4中，A为外壁，B为内壁，C为第一单体。
所述外壁与基材具有较好的融合性，不影响基材本身的固化和配向过程。所述外壁优选为与基材相同的材料。鉴于现有配向膜一般选用聚酰亚胺，所述外壁优选为聚酰亚胺层。
所述内壁的作用是保护微胶囊内部的第一单体，所述内壁优选为脲醛树脂层或酚醛树脂层，可以保护微胶囊内部的第一单体，防止在基材固化过程中第一单体也提前发生聚合。所述第一单体在催化剂作用下可发生聚合反应。当所述微胶囊没有破裂时，所述第一单体不与催化剂接触，以单体形式存在。当所述微胶囊破裂时，所述第一单体释放出来，与基材内掺杂的催化剂接触，所述催化剂催化所述第一单体发生聚合反应。
所述第一单体优选为有机二元酸、二乙烯基苯、二异氰酸酯、多元醇和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种。
优选地，所述微胶囊的质量为所述基材质量的1～8wt％。所述第一单体的质量为所述微胶囊质量的5～30％，以达到最佳的包覆效果和原料利用率。
在本发明的实施例中，所述基材中还掺杂有催化剂，所述催化剂可催化所述第一单体发生聚合反应。所述催化剂优选为有机过氧化物、无机过氧化物、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、无机酸、无机酸酯、无机酸盐、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锌或磷腈。
优选地，所述催化剂的质量为所述基材质量的0.01～0.5wt％。
本发明制备的配向膜被划伤后，修复过程参见图5。配向膜110由基材制成，其中掺杂有微胶囊111，微胶囊111内含有第一单体，当受到外力作用，主隔垫物210划伤配向膜110后，微胶囊111受到挤压而破裂，释放出第一单体，第一单体与催化剂113接触后，在催化剂113的催化作用下发生聚合反应。112为破裂后的微胶囊，122为第一单体发生聚合反应后生成的修补部分，修补部分112可有效的修复划伤部分，防止产生碎屑进入液晶盒内。
本发明实施例还公开了一种配向膜的制备方法，包括以下步骤：
将微胶囊和催化剂掺入含有基材中间体的溶液中，固化后，得到配向膜；
所述微胶囊内包含第一单体，所述催化剂可催化所述第一单体发生聚合反应。
在本发明的实施例中，在含有基材中间体的溶液中添加微胶囊和催化剂。所述微胶囊和催化剂的选择参照上述技术方案，在此不再赘述。
所述基材中间体是指：由制备基材过程中，产生的中间物，该中间物经过固化后得到基材。例如，基材为聚酰亚胺，基材中间体即为聚酰胺酸。
所述微胶囊可以采用采用自组织法、原位聚合法、共混沉积法、溶剂热或水热法制成。
优选地，所述微胶囊的制备方法为：
通过核壳乳液聚合法，形成内壁包裹第一单体的单壁结构微胶囊乳液；
在所述单壁结构微胶囊乳液中加入第二单体，通过核壳乳液聚合反应，形成双壁结构的微胶囊乳液；
所述双壁结构的微胶囊乳液，经过干燥处理并且分离，得到微胶囊。
优选地，所述微胶囊的制备方法还可以为：
通过核壳乳液聚合法，形成内壁包裹第一单体的单壁结构微胶囊乳液；
在所述单壁结构微胶囊乳液中加入第二单体，通过核壳乳液聚合反应，形成双壁结构的微胶囊乳液；
所述双壁结构的微胶囊乳液，经过表面处理后，再进行干燥处理并且分离，得到微胶囊。
所述表面处理可以去除外壁上的杂质基团或者残留单体等，避免外壁上的基团与基材发生反应。
所述表面处理的方法，优选为：采用硅烷偶联剂、非氧化性酸溶液、弱碱溶液清洗外壁，去除外壁上的杂质基团；
或者，优选为：采用去离子水、丙酮、异丙醇等有机溶剂清洗外壁，去除外壁表面残留的单体。
所述干燥处理可以为真空旋转蒸发、高温烘干、水浴干燥，或者常温干燥。
所述分离的方法可以为离心分离或者抽滤。
参照图6，本发明另一实施例中配向膜的制备方法，包括以下步骤：形成单壁结构微胶囊乳液；
形成双壁结构的微胶囊乳液；
双壁结构的微胶囊乳液经过表面处理，干燥处理、分离，得到微胶囊；
微胶囊和催化剂掺杂入基材中间体中，经过固化，得到配向膜。
按照所述方法制备的配向膜中，所述微胶囊的质量优选为所述基材质量的1～8wt％；所述催化剂的质量优选为所述基材质量的0.01～0.5wt％。
本发明实施例公开了一种显示基板，包括衬底基板和形成于所述衬底基板上的如上述技术方案所述的配向膜。
本发明还公开了一种显示装置，包括上述技术方案所述的显示基板。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的配向膜、其制备方法及显示基板、显示装置进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
二乙烯基苯加入适量去离子水混合搅拌，在高速分散条件下将此混合物分散均匀，二乙烯基苯以均匀液滴状态存在于此混合液中；
在混合液中，加入BPO(自由基引发剂)、甲醛溶液(甲醛的质量浓度为37％～40％)和脲，甲醛和脲以二乙烯基苯液滴为核包覆聚合，形成脲醛树脂包裹二乙烯基苯的微胶囊乳液；
以脲醛树脂包裹二乙烯基苯的微胶囊乳液为聚合种子，加入二元酸酐、二元胺和硅烷偶联剂溶解于有机溶剂中，进行聚合反应，加热至50-80℃，持续反应2-4h后，聚酰亚胺包裹在酚醛树脂外层，形成双壁结构的微胶囊乳液；
所述双壁结构的微胶囊乳液，经过干燥处理并且分离，得到微胶囊。
将所述微胶囊和催化剂掺杂在聚酰胺氨酸溶液中，涂覆于基板上，经过固化，得到以聚酰亚胺为基材的配向膜。
配向膜中可以掺杂不同比例的微胶囊和催化剂。表1为掺杂不同比例的微胶囊和催化剂形成的配向膜。
表1
| 微胶囊的质量占基材质量的百分比 | 催化剂的质量占基材质量的百分比 | |
| 1 | 1wt％ | 0.01wt％ |
| 2 | 3wt％ | 0.1wt％ |
| 3 | 5wt％ | 0.3wt％ |
| 4 | 8wt％ | 0.5wt％ |
对掺杂不同比例的微胶囊和催化剂形成的配向膜进行划伤测试，无明显碎屑产生。
利用本发明的配向膜制备形成显示面板，并进行损伤测试，测试结果表明，出现亮点的不良率低于0.5％。
实施例2～4
以表2所述的原料，制备形成微胶囊。将所述微胶囊和催化剂掺杂在聚酰胺氨酸溶液中，采用旋涂式涂覆工艺涂覆于基板上，厚度固化过程分为预固化和主固化，预固化温度100-180℃，预固化时间50s-200s，主固化温度200-280℃，主固化时间500-2000s，经过固化，得到以聚酰亚胺为基材的配向膜。
配向膜中，微胶囊的质量占聚酰亚胺基材质量的5wt％，催化剂的质量占聚酰亚胺基材质量的0.3wt％，配向膜。
表2
对实施例2～4制备配向膜进行划伤测试，无明显碎屑产生。
利用实施例2～4制备的配向膜制备形成显示面板，并进行损伤测试，测试结果表明，出现亮点的不良率低于0.5％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种配向膜，由基材制成，其特征在于，还包括掺杂在所述基材中的微胶囊和催化剂；
所述微胶囊内包含第一单体；
所述催化剂可催化所述第一单体发生聚合反应。
2.根据权利要求1所述的配向膜，其特征在于，所述微胶囊依次包括外壁、内壁和包裹在内壁中的第一单体。
3.根据权利要求2所述的配向膜，其特征在于，所述外壁为聚酰亚胺层，所述内壁为脲醛树脂层或酚醛树脂层，所述第一单体为有机二元酸、二乙烯基苯、二异氰酸酯、多元醇和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的配向膜，其特征在于，所述催化剂为有机过氧化物、无机过氧化物、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、无机酸、无机酸酯、无机酸盐、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锌或磷腈。
5.根据权利要求1所述的配向膜，其特征在于，所述微胶囊的质量为所述基材质量的1～8wt％；所述催化剂的质量为所述基材质量的0.01～0.5wt％。
6.一种配向膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将微胶囊和催化剂掺入含有基材中间体的溶液中，固化后，得到配向膜；
所述微胶囊内包含第一单体，所述催化剂可催化所述第一单体发生聚合反应。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述微胶囊的制备方法为：
通过核壳乳液聚合法，形成内壁包裹第一单体的单壁结构微胶囊乳液；
在所述单壁结构微胶囊乳液中加入第二单体，通过核壳乳液聚合反应，形成双壁结构的微胶囊乳液；
所述双壁结构的微胶囊乳液，经过干燥处理并且分离，得到微胶囊。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述双壁结构的微胶囊乳液，经过表面处理后，再进行干燥处理并且分离，得到微胶囊。
9.一种显示基板，其特征在于，包括衬底基板和形成于所述衬底基板上的如权利要求1～5任意一项所述的配向膜。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的显示基板。
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