CN111208709A - 一种显示面板及其制备方法、负性光阻材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种显示面板及其制备方法、负性光阻材料及其制备方法，本发明实施例中的显示面板包括光阻层，所述光阻层包括负性光阻材料，所述负性光阻材料包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物，利用具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物来提高负性光阻材料热性能，从而解决负性光阻热性能差、易形成烘烤升华物产生小分子脱气，影响显示面板产品特性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示面板及其制备方法、负性光阻材料及其制备方法。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD)组成中的含彩色滤光片基板(Color Filter Substrate，CF Substrate)是由BM/R/G/B/PS/ITO等多道制程构成，在制备CF基板的过程中，传统技术是使用光刻工艺来完成每一道制程的制备。制作方法如下：首先使用负性光阻进行涂布成膜，再经过光罩进行曝光制程，曝光的部分发生固化不与显影液反应，经过显影制程后被保留；最后经过后烘烤制程得到最终图案。
在完成整个CF基板的制作过程中，通常需要进行多次烘烤的动作。目前负性光阻聚合物的主要成分为丙烯酸酯聚合物，其中主链为丙烯酸骨架，欠缺刚性结构，热性能稍差，造成制程风险，比如在多次烘烤后出现小分子脱气(outgas)以及烘烤升华物，易污染烘烤机台，增加机台保养次数，占据大量产能；也会影响后制程的成膜特性。另外，在薄膜晶体管阵列基板(Thin Film Transistor Substrate，TFT Substrate)及CF基板组立后会进行框胶固化以及加热偏贴等多道高温制程，光阻的热性能同样会影响产品特性，如在成盒阶段热性能差的光阻材料在经历高温制程时存在脱气溢出风险，将导致产品出现气泡。因此，提高负性光阻材料的热性能十分必要。
发明内容
本发明实施例提供一种显示面板及其制备方法、负性光阻材料及其制备方法，旨在解决负性光阻热性能差，易形成烘烤升华物，产生小分子脱气，影响产品特性的问题。
为解决上述问题，第一方面，本申请提供一种显示面板，显示面板的光阻层包括负性光阻材料，负性光阻材料包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物。
进一步的，笼型聚倍半硅氧烷的笼型结构八个顶角上的Si原子连接的官能团为乙烯基团。
第二方面，本申请提供一种显示面板的制备方法，所述显示面板的光阻层的制备方法为：
将包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物的负性光阻材料涂布于衬底表面，形成光阻层。
进一步的，笼型聚倍半硅氧烷的笼型结构八个顶角上的Si原子连接的官能团为乙烯基团。
第三方面，本申请提供一种负性光阻材料，包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物。
进一步的，笼型聚倍半硅氧烷结构的八个顶角上的Si原子连接的官能团为乙烯基团。
进一步的，笼型聚倍半硅氧烷里的乙烯基团与丙烯酸酯聚合物骨架相连。
第四方面，一种负性光阻材料的制备方法，该方法用笼型聚倍半硅氧烷来改性丙烯酸酯聚合物，获得具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物；
利用具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物，获得负性光阻材料。
进一步的，笼型聚倍半硅氧烷为乙烯基烷氧基硅烷在酸催化剂的作用下通过水解缩合法得到。
进一步的，改性的过程包括：通过聚合反应，使得所述笼型聚倍半硅氧烷里的乙烯基团与丙烯酸酯聚合物骨架相连。
进一步的，乙烯基烷氧基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三氯硅烷。
进一步的，聚合反应为自由基聚合或乳液聚合。
有益效果：本发明实施例中提供一种显示面板，该显示面板光阻层的负性光阻材料包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物。对于显示面板而言，光阻层的的负性光阻材料热性能会影响显示面板的产品特性；而影响负性光阻材料热性能的参数主要有耐热性和受热稳定性。本发明构思是：向负性光阻材料中的丙烯酸酯聚合物加入笼型聚倍半硅氧烷结构，笼形骨架具有较强的刚性，且分子量较大，这种高分子链的刚性结构有利于增加负性光阻材料耐热性；而且这种较大的聚合物分子量可以提高负性光阻材料受热稳定性。由此，可以减少显示面板制作过程中的制程中的热性能差造成的风险，以及避免因产品出现气泡，而使显示面板产品特性受到影响。
在一个实施例中，笼型倍半硅氧烷的笼型结构八个顶角为乙烯基团，乙烯基团可以与丙烯酸酯骨架发生反应使得笼型聚倍半硅氧烷交联到丙烯酸酯聚合物上，得到改性后的杂化聚合物。由于交联后的乙烯基团限制分子链运动，因此使负性光阻材料耐热性以及受热稳定性进一步得到提高，从而提高负性光阻材料的热性能。
本发明实施例提供的一种显示面板的制备方法，将具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物作为光阻层。通过该方法来制作的显示面板，制程简单，而且可以避免多次烘烤后出现小分子脱气现象，或形成烘烤升华物，而污染烘烤机台；减少机台保养次数，减少消耗的产能；避免影响后续制程中的成膜特性。为显示面板的制备方法提供一种新的思路。
本发明实施例提供的一种负性光阻聚合物，该负性光阻聚合物为具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物，由于加入了笼型聚倍半硅氧烷结构，其笼形骨架具有较强的刚性，且分子量较大，这种高分子链的刚性结构有利于增加负性光阻材料耐热性，而且这种较大的聚合物分子量可以提高负性光阻材料受热稳定性。
本发明实施例中提供的一种负性光阻聚合物的制备方法，通过该方法，将笼型聚倍半硅氧烷对丙烯酸酯聚合物进行改性，可以制得一种新型负性光阻，从而解决负性光阻热性能差，易形成烘烤升华物，产生小分子脱气，影响显示面板产品特性的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供一种显示面板光阻层的制备方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供一种负性光阻材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明实施例提供一种显示面板及其制备方法、负性光阻材料及其制备方法，以下分别进行详细说明。
影响光阻聚合物热性能的参数主要有耐热性和受热稳定性。其中耐热性能可以通过增加高分子链的刚性结构，如减少聚合物链中单键结构，引入共轭双键，三键以及环状结构来提高；提高聚合物结晶性能也能改善聚合物耐热性，如等规立构聚苯乙烯的融熔温度(240℃)远高于无规立构聚苯乙烯的玻璃化转变温度(80℃)；另外进行交联反应后聚合物键间化学键可以阻碍链运动，也可以提高耐热性。关于材料的受热稳定性主要和组成高分子化学键的键能有关，通常提高聚合物分子量，增加化学键键能，材料越稳定。例如在高分子链中避免弱键，引入较大比例的环状结构，合成梯形，螺形结构聚合物均可提高聚合物的受热稳定性。
笼型聚倍半硅氧烷(POSS)是一种笼型结构，是由Si-O交替连接的硅氧骨架组成的无机内核以及在其八个顶角上由Si原子连接不同的官能团R基构成。其中基团R可以为反应性或者惰性基团。POSS常用于聚合物改性，形成有机无机杂化聚合物，能够有效地提高聚合物的热性能。因此本发明实施例选用八乙烯基-POSS改性丙烯酸酯聚合物来提高负性光阻材料热性能。
首先，本发明实施例中提供一种显示面板，该显示面板的光阻层包括负性光阻材料，负性光阻材料包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物。
具体的，笼型聚倍半硅氧烷的笼型结构八个顶角上的Si原子连接的官能团为乙烯基团。
需要说明的是，上述显示面板实施例中仅描述了上述结构，可以理解的是，除了上述结构之外，本发明实施例显示面板中，还可以根据需要包括任何其他的必要结构，例如衬底、液晶材料，TFT基板等，具体此处不作限定。
本发明实施例中提供一种显示面板，该显示面板光阻层的负性光阻材料包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物。对于显示面板而言，光阻层的的负性光阻材料热性能会影响显示面板的产品特性；而影响负性光阻材料热性能的参数主要有耐热性和受热稳定性。本发明构思是：向负性光阻材料中的丙烯酸酯聚合物加入笼型聚倍半硅氧烷结构，笼形骨架具有较强的刚性，且分子量较大，这种高分子链的刚性结构有利于增加负性光阻材料耐热性；而且这种较大的聚合物分子量可以提高负性光阻材料受热稳定性。由此，可以减少显示面板制作过程中的制程中的热性能差造成的小分子脱气，或形成烘烤升华物，而污染烘烤机台；增加机台保养次数，增加产能消耗；避免影响后续制程中的成膜特性的风险。以及避免因产品出现气泡，而使显示面板产品特性受到影响。
笼型倍半硅氧烷的笼型结构八个顶角为乙烯基团，乙烯基团可以与丙烯酸酯骨架发生反应使得笼型聚倍半硅氧烷交联到丙烯酸酯聚合物上，得到改性后的杂化聚合物。由于交联后的乙烯基团限制分子链运动，因此使负性光阻材料耐热性以及受热稳定性进一步得到提高，从而提高负性光阻材料的热性能。
在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种显示面板的制备方法。
方法包括：
(1)在基板上涂布黑色矩阵；
(2)将具有笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物的负性光阻材料涂布于黑色矩阵上，形成光阻层，
该实施例中，笼型聚倍半硅氧烷的笼型结构八个顶角上的Si原子连接的官能团为乙烯基团；
(3)将所述光阻层进行曝光、显影、烘烤，制得CF基板；
(4)在CF基板上涂框胶使其与TFT基板贴合，在CF基板与TFT基板基板之间注入液晶，制得显示面板。
在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种显示面板光阻层的的制备方法。
参阅图1，为本发明中的一种显示面板光阻层的制备方法的流程图，方法包括：
101、将具有笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物的负性光阻材料涂布于衬底表面，形成光阻层；
102、将所述光阻层进行曝光；
103、将所述光阻层进行烘烤。
具体的，笼型聚倍半硅氧烷的笼型结构八个顶角上的Si原子连接的官能团为乙烯基团。
本发明实施例提供的一种显示面板的制备方法，将具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物作为光阻层。通过该方法来制作的显示面板，制程简单，而且可以避免多次烘烤后出现小分子脱气现象，或形成烘烤升华物，而污染烘烤机台；减少机台保养次数，减少消耗的产能；避免影响后续制程中的成膜特性。为显示面板的制备方法提供一种新的思路。
在本申请的另一个具体实施例中，提供一种负性光阻材料，该负性光阻材料包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物。
具体的，笼型聚倍半硅氧烷结构的八个顶角上的Si原子连接的官能团为乙烯基团。
具体的，笼型聚倍半硅氧烷里的乙烯基团与丙烯酸酯聚合物骨架相连。
需要说明的是，上述负性光阻材料实施例中仅描述了上述结构，可以理解的是，除了上述结构之外，本发明实施例负性光阻材料中，还可以根据需要包括任何其他的必要成分，例如溶剂、感光剂等，具体此处不作限定。
本发明实施例提供的一种负性光阻聚合物，该负性光阻聚合物为具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物，由于加入了笼型聚倍半硅氧烷结构，其笼形骨架具有较强的刚性，且分子量较大，这种高分子链的刚性结构有利于增加负性光阻材料耐热性，而且这种较大的聚合物分子量可以提高负性光阻材料受热稳定性。为提高热稳定性的负性光阻聚合物的制备提供一种新的思路。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中还提供一种负性光阻材料的制备方法。
参阅图2，为本发明中的一种负性光阻材料的制备流程图，方法包括：
201、水解缩合法制备八个顶角为乙烯基团的笼型聚倍半硅氧烷，具体的反应式为：
202、聚合反应或交联反应制备笼型聚倍半硅氧烷改性的丙烯酸酯类聚合物，从而得到一种含有笼型聚倍半硅氧烷改性的丙烯酸酯聚合物的负性光阻材料。
203、改性负性光阻材料通过傅立叶变换红外吸收光谱仪(Fourier TransformInfrared Spectrometer，FTIR)，核磁共振氢谱，飞行质谱，凝胶渗透色谱(Gel PermeationChromatography，GPC)分析证明其结构，通过热重分析及差示扫描量热法(differentialscanning calorimetry，DSC)分析评估热性能。
具体的，笼型聚倍半硅氧烷通过采用乙烯基烷氧基硅烷在酸催化剂的作用下水解缩合法制备而成。
具体的，乙烯基烷氧基硅烷可以为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三氯硅烷。
具体的，聚合反应为自由基聚合或乳液聚合。
具体的，丙烯酸酯聚合物为甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的一种或多种组合，也可以为其他光阻材料常用的聚合物。
本发明实施例中提供的一种负性光阻聚合物的制备方法，通过该方法，将笼型聚倍半硅氧烷对丙烯酸酯聚合物进行改性，可以制得一种新型负性光阻，从而解决负性光阻热性能差，易形成烘烤升华物，产生小分子脱气，影响显示面板产品特性的问题。
以上对本发明实施例所提供的一种显示面板及其制备方法、负性光阻材料及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，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；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板的光阻层包括负性光阻材料，所述负性光阻材料包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述笼型聚倍半硅氧烷的笼型结构八个顶角上的Si原子连接的官能团为乙烯基团。
3.一种显示面板的制备方法，其特征在于，所述显示面板的光阻层的制备方法为：
将包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物的负性光阻材料涂布于衬底表面，形成光阻层。
4.根据权利要求3中所述的制备方法，其特征在于所述笼型聚倍半硅氧烷的笼型结构八个顶角上的Si原子连接的官能团为乙烯基团。
5.一种负性光阻材料，其特征在于，所述负性光阻材料包括具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物。
6.根据权利要求5所述的负性光阻材料，其特征在于，所述笼型聚倍半硅氧烷结构的八个顶角上的Si原子连接的官能团为乙烯基团。
7.根据权利要求6所述的负性光阻材料，其特征在于，所述笼型聚倍半硅氧烷里的乙烯基团与丙烯酸酯聚合物骨架相连。
8.一种负性光阻材料的制备方法，其特征在于，用笼型聚倍半硅氧烷来改性丙烯酸酯聚合物，获得具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物；
利用所述具备笼型聚倍半硅氧烷的丙烯酸酯聚合物，获得负性光阻材料。
9.根据权利要求8中所述的制备方法，其特征在于，笼型聚倍半硅氧烷为乙烯基烷氧基硅烷在酸催化剂的作用下通过水解缩合法得到。
10.根据权利要求8中所述的制备方法，其特征在于，改性的过程包括：通过聚合反应，使得所述笼型聚倍半硅氧烷里的乙烯基团与丙烯酸酯聚合物骨架相连。
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