CN109752884A - 一种配向膜、其制备方法及显示装置 - Google Patents

一种配向膜、其制备方法及显示装置 Download PDF

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黄中浩
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Abstract

本发明涉及显示领域，特别涉及一种配向膜、其制备方法及显示装置。配向膜的制备方法，包括以下步骤：(A)在聚酰亚胺溶液中添加光解剂或光固化剂，形成混合溶液；(B)将所述混合溶液涂覆于基板上，形成聚酰亚胺复合膜；(C)利用掩膜遮盖所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，聚酰亚胺复合膜部分溶解，形成图案化的配向膜。本发明在聚酰亚胺溶液中添加光解剂或者光固化剂，然后形成聚酰亚胺复合膜，经过曝光处理，去除非显示区域的复合膜，得到图案化的配向膜。由于涉及的设备简单，对位精度高，从根本上减少了形成误差的因素，避免出现边缘位置偏差过大或者过小的情况，从而提高了配向膜制备的精度及产品良率。

Description

一种配向膜、其制备方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，特别涉及一种配向膜、其制备方法及显示装置。
背景技术
在液晶显示器的结构材料中，液晶配向膜与液晶分子接触，藉以使液晶分子均匀配向。液晶配向膜为驱动液晶的核心材料，使液晶朝向一侧均匀配向，致使液晶能够好好地执行作为偏光光线的开关作用，且液晶配向膜的液晶配向特性及作为薄膜的电特性会决定液晶显示器的显示质量。
作为配向膜的材料使用最多的是介电常数低、热稳定性高、机械强度优秀、以及工艺性卓越的聚酰亚胺。聚酰亚胺形成配向膜的方法主要分为以下两种：
第一种为涂布机涂覆(coater)式：聚酰亚胺溶液由点胶机吐出，经过刮刀匀胶，可以均匀地散步在匀胶辊的凹坑内，每次印刷前和版酮转印一次，以便将匀胶辊凹坑内的聚酰亚胺溶液转移到配向膜印刷版上。印刷时，版酮沿左右方向移动，将配向膜印刷版上的聚酰亚胺溶液涂覆到基板上。该种方式制备的配向膜边缘位置偏差(Edge Margin，简称EM)取决于配向膜印刷版精度与基板对位精度以及压入量的控制。现有设备条件下，精度一般在±500um。
第二种为喷射(inkjet)式，将聚酰亚胺溶液通过压力送入喷头内，通过电流使喷头内的压电陶瓷产生变形将喷头内的聚酰亚胺溶液突出，利用喷头或者机台移动形成高密度聚酰亚胺溶液，最后在表面张力的作用下使液滴扩散间接成膜。该种方式制备的配向膜边缘位置偏差与液滴扩散有很大关系。现有设备下条件下，精度一般在±800um。
以上两种形成配向膜的方式，容易出现边缘位置偏差过大或者过小的问题，误差较大，精度不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种配向膜及其制备方法，降低配向膜边缘位置偏差，提高产品良率。
本发明提供了一种配向膜的制备方法，包括以下步骤：
(A)在聚酰亚胺溶液中添加光解剂或光固化剂，形成混合溶液；
(B)将所述混合溶液涂覆于基板上，形成聚酰亚胺复合膜；
(C)利用掩膜遮盖所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，聚酰亚胺复合膜部分溶解，形成图案化的配向膜。
优选地，在聚酰亚胺溶液中加入光解剂时，所述步骤(C)具体包括以下步骤：
利用掩膜遮盖显示区域对应的所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，曝光区域的聚酰亚胺复合膜溶解，形成图案化的配向膜。
优选地，在聚酰亚胺中加入光固化剂时，所述步骤(C)具体包括以下步骤：
利用掩膜遮盖非显示区域对应的所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，未被曝光区域的聚酰亚胺复合膜溶解，形成图案化的配向膜。
优选地，所述光解剂为重氮萘醌。
优选地，所述光固化剂为苯偶姻及衍生物、烷基苯酮类或者二苯甲酮类。
优选地，所述光解剂的添加量为聚酰亚胺溶液质量的5～10％，所述光固化剂的添加量为聚酰亚胺溶液质量的5～10％。
优选地，所述碱性溶液为质量浓度为2～5％的四甲基氢氧化铵。
优选地，所述曝光处理时，曝光光线的波长为250～420nm或400～800nm。
本发明提供了一种聚酰亚胺混合液，包括聚酰亚胺溶液以及混合在所述聚酰亚胺溶液中的光固化剂或者光解剂。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述技术方案所述方法制备的配向膜。
与现有技术相比，本发明在聚酰亚胺溶液中添加光解剂或者光固化剂，然后形成聚酰亚胺复合膜，经过曝光处理，去除非显示区域的复合膜，得到图案化的配向膜。由于涉及的设备简单，对位精度高，曝光精度高，从根本上减少了形成误差的因素，避免出现边缘位置偏差过大或者过小的情况，从而提高了配向膜制备的精度及产品良率。
附图说明
图1表示涂布机涂覆式制备配向膜的示意图；
图2表示喷射式制备配向膜的示意图；
图3表示本发明一实施例制备配向膜的示意图；
图4表示本发明另一实施例制备配向膜的示意图；
图例注解：
1为点胶机，2为刮刀，3为匀胶辊，4为括刀辊，5为版酮，6为配向膜印刷版，7为基板，8为压电陶瓷，9为振动子，10为喷嘴，11为聚酰亚胺液滴，12为掩膜板，13为聚酰亚胺复合膜，13’为曝光处的聚酰亚胺复合膜，14为图案化的配向膜。
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，而不是对本发明的限制。
现有技术中，形成配向膜的方法中，涂布机涂覆(coater)式如图1所示喷射式如图2所示。涂布机涂覆(coater)式制备的配向膜边缘位置偏差(Edge Margin，简称EM)取决于配向膜印刷版精度与基板对位精度以及压入量的控制。现有设备条件下，精度一般在±500um。喷射式制备的配向膜边缘位置偏差与液滴扩散有很大关系。现有设备下条件下，精度一般在±800um。
本发明的实施例公开了一种配向膜的制备方法，包括以下步骤：
(A)在聚酰亚胺溶液中添加光解剂或光固化剂，形成混合溶液；
(B)将所述混合溶液涂覆于基板上，形成聚酰亚胺复合膜；
(C)利用掩膜遮盖所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，聚酰亚胺复合膜部分溶解，形成图案化的配向膜。
在本发明中，形成一种新的配向膜的制备方法，完全区别于现有技术，极大了提高的产品精度。
按照本发明，配向膜的制备方法包括以下步骤，具体为：
(A)在聚酰亚胺溶液中添加光解剂或光固化剂，形成混合溶液。
所述光解剂为高分子材料，在紫外光或者可见光照射下可发生聚合，生成聚合物，所述聚合物可溶于碱性溶液中。
所述光解剂为重氮萘醌。重氮萘醌(DNQ)，是一种强烈的溶解抑制剂，在未受光时可以明显降低聚酰亚胺的溶解速度，但受光后，发生化学分解，成为溶解度增强剂。
所述光解剂的添加量为聚酰亚胺溶液质量的5～10％。
所述光固化剂是一种在紫外光或可见光照射下，高分子材料吸收一定波长的能量，产生自由基阳离子，从而引发单体聚合的有机溶剂。
所述光固化剂可以为自由基聚合光固化剂，包括苯偶姻及衍生物、烷基苯酮类、二苯甲酮类等。所述烷基苯酮类可以为-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮等。光固化剂添加量可以为聚酰亚胺溶液质量的5～10％。
(B)将所述混合溶液涂覆于基板上，形成聚酰亚胺复合膜。
本发明对于涂覆的方式没有特殊要求，按照现有技术即可。形成的聚酰亚胺复合膜的厚度优选为不小于2000A，可以获得更好的光固化或者光分解反应。
(C)利用掩膜遮盖所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，聚酰亚胺复合膜部分溶解，形成图案化的配向膜。
所述曝光处理时，曝光光线的波长优选为250～420nm或400～800nm。
所述碱性溶液为质量浓度为2～5％的四甲基氢氧化铵，更优选为质量浓度为2.38％的四甲基氢氧化铵。
具体地，本发明的一具体实施例，如图3所示，包括以下步骤：
在聚酰亚胺溶液中添加光解剂，形成混合溶液；
将所述混合溶液涂覆于基板上，形成聚酰亚胺复合膜。
利用掩膜遮盖显示区域对应的所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，曝光区域的聚酰亚胺复合膜溶解，形成图案化的配向膜。
在该实施例中，掩膜遮盖的未曝光区域，聚酰亚胺复合膜中的光解剂不发生反应。而曝光区域的聚酰亚胺复合膜中包含的光解剂经曝光处理，生成易溶于碱的物质。当浸入碱性溶液中，曝光区域的聚酰亚胺复合膜溶解，而非曝光区域的聚酰亚胺复合膜保持不变。
所述光解剂为重氮萘醌。所述光解剂的添加量为聚酰亚胺溶液质量的5～10％。
本发明的另一具体实施例，如图4所示，包括以下步骤：
在聚酰亚胺溶液中添加光固化剂，形成混合溶液；
将所述混合溶液涂覆于基板上，形成聚酰亚胺复合膜。
利用掩膜遮盖非显示区域对应的所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，未被曝光区域的聚酰亚胺复合膜溶解，形成图案化的配向膜。
在该实施例中，曝光处理时，掩膜遮盖非显示区域对应的聚酰亚胺复合膜未被曝光，聚酰亚胺复合膜中包含的光固化剂不发生反应，可被碱性溶液溶解。而非掩膜遮盖的显示区域对应的聚酰亚胺复合膜接受曝光，光固化剂聚合成多链有机物，不能够被碱性溶液溶解。当进入碱性溶液时，未被曝光区域的聚酰亚胺复合膜被溶解，曝光区域的聚酰亚胺膜保持不变，形成图案化的配向膜。
实验检测，本发明所述制备方法中，掩膜精度为±1um，对位精度为±1.5um，曝光精度为±2um，制备的配向膜边缘位置偏差的误差在±5um以内，降低了2个数量级，大大提高了产品的良率和信赖性。
在本发明的实施例中还公开了一种聚酰亚胺混合液，包括聚酰亚胺溶液以及混合在所述聚酰亚胺溶液中的光固化剂或者光解剂。
所述聚酰亚胺混合液用于制备配向膜。
所述光解剂为重氮萘醌。重氮萘醌(DNQ)，是一种强烈的溶解抑制剂，在未受光时可以明显降低聚酰亚胺的溶解速度，但受光后，发生化学分解，成为溶解度增强剂。
所述光固化剂可以为自由基聚合光固化剂，包括苯偶姻及衍生物、烷基苯酮类、二苯甲酮类等。所述烷基苯酮类可以为-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮等。光固化剂添加量可以为聚酰亚胺溶液质量的5～10％。
本发明还公开了一种显示装置，包括上述技术方案所述方法制备的配向膜。
所述显示装置可以为液晶显示屏等。
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)

1.一种配向膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(A)在聚酰亚胺溶液中添加光解剂或光固化剂，形成混合溶液；
(B)将所述混合溶液涂覆于基板上，形成聚酰亚胺复合膜；
(C)利用掩膜遮盖所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，聚酰亚胺复合膜部分溶解，形成图案化的配向膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在聚酰亚胺溶液中加入光解剂时，所述步骤(C)具体包括以下步骤：
利用掩膜遮盖显示区域对应的所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，曝光区域的聚酰亚胺复合膜溶解，形成图案化的配向膜。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在聚酰亚胺中加入光固化剂时，所述步骤(C)具体包括以下步骤：
利用掩膜遮盖非显示区域对应的所述聚酰亚胺复合膜，并进行曝光处理，然后浸入碱性溶液中，未被曝光区域的聚酰亚胺复合膜溶解，形成图案化的配向膜。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光解剂为重氮萘醌。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光固化剂为苯偶姻及衍生物、烷基苯酮类、或者二苯甲酮类。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光解剂的添加量为聚酰亚胺溶液质量的5～10％，所述光固化剂的添加量为聚酰亚胺溶液质量的5～10％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液为质量浓度为2～5％的四甲基氢氧化铵。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述曝光处理时，曝光光线的波长为250～420nm或400～800nm。
9.一种聚酰亚胺混合液，其特征在于，包括聚酰亚胺溶液以及混合在所述聚酰亚胺溶液中的光固化剂或者光解剂。
10.一种显示装置，包括权利要求1～8任意一项所述方法制备的配向膜。
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