CN104730771B - 显示基板的制造方法及显示面板、取向膜制造设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种显示基板的制造方法及显示面板、取向膜制造设备，属于液晶显示技术领域，能够避免取向膜在成膜过程中的异物高发问题，从而提高取向膜的光取向效果。所述显示基板的制造方法，包括：提供一基板；向所述基板表面蒸镀二酐与溶剂的混合液，形成第一纳米薄膜；在加热条件下，向所述第一纳米薄膜上蒸镀二胺、催化剂以及溶剂的混合液，形成第二纳米薄膜；将所述第一纳米薄膜和所述第二纳米薄膜中的溶剂蒸发，使二酐与二胺在所述催化剂的作用下发生聚合反应，在所述基板上形成取向膜层。本发明可用于显示基板的制造中。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种显示基板的制造方法及显示面板、取向膜制造设备。
背景技术
目前，液晶显示领域中6代线以下的基板多采用凸版(APR版)转印技术涂覆制备取向膜。如图1所示，聚酰亚胺(PI)液滴经由PI喷嘴a喷出并在刮刀b的作用下流至刮刀b与网络棍c的夹缝里，网络棍c在外界作用力的作用下通过旋转把PI液滴带至与网络棍c通过捏合力作用的版酮d上的APR版e，随后APR版e在捏合力的作用下将网络棍c上的PI液挤出，并在版酮d的移动中将PI液转印在基板f上。
然而，在生产实践中，本申请发明人发现，这种涂覆方式使得APR版在转印过程中，在版酮与APR版的夹缝中很容易夹杂PI颗粒致使APR版上的固体异物很难被清除，从而在转印过程中易产生大量异物，这不仅影响着所形成的取向膜厚度及均匀度，还严重影响着光取向时的取向效果。
发明内容
本发明提供了一种显示基板的制造方法及显示面板、取向膜制造设备，能够避免取向膜在成膜过程中的异物高发问题，从而提高取向膜的光取向效果。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种显示基板的制造方法，包括：
提供一基板；
向所述基板表面蒸镀二酐与溶剂的混合液，形成第一纳米薄膜；
在加热条件下，向所述第一纳米薄膜上蒸镀二胺、催化剂以及溶剂的混合液，形成第二纳米薄膜；将所述第一纳米薄膜和所述第二纳米薄膜中的溶剂蒸发，使二酐与二胺在所述催化剂的作用下发生聚合反应，在所述基板上形成取向膜层。
可选的，在所述基板上形成至少一所述第一纳米薄膜和至少一所述第二纳米薄膜，以形成至少一层所述取向膜层。
可选的，所述加热条件下的加热温度为50-110℃。
进一步的，所述二胺与所述二酐的摩尔质量比为0.9：1～1.1：1，所述二酐与溶剂的混合液中溶剂与二酐的摩尔质量比为3：1～4：1。
可选的，所述二酐包括环丁烷四甲酸二酐、1,2,4,5-均苯四甲酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐和3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢-1-萘酸二酐中的至少一种；和/或
所述二胺包括对苯二胺、4,4’-二苯胺、4,4’-二氨基二苯胺、4,4’-二氨基二苯醚、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷和2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯中的至少一种；和/或
所述溶剂包括甲基吡咯烷酮、丁内酯和丁氧乙醇中的至少一种。
优选的，所述在所述基板上形成取向膜层之后，还包括：
将所述取向膜层在210℃-250℃的温度下固化10-40分钟。
可选的，所述取向膜层为两层时，第一层取向膜层的厚度为800埃-1200埃，第二层取向膜层的厚度为200埃-400埃，所述第二层取向膜层位于所述第一层取向膜层与所述基板之间。
优选的，所述第一层取向膜层为聚酰胺酸型，所述第二层取向膜层为聚酰亚胺型。
一种显示面板，包含由上述任一项技术方案所述的制造方法制得的显示基板。
一种取向膜制造设备，包括第一蒸镀腔室和与所述第一蒸镀腔室相连的第二蒸镀腔室；其中，
所述第一蒸镀腔室包括第一物料区和设在所述第一物料区下方的用于加热所述第一物料区的第一物料旋转台，所述第一物料区的上方相对设有待蒸镀基板以及用于升降所述待蒸镀基板的第一旋转机台；
所述第二蒸镀腔室包括第二物料区和设在所述第二物料区下方的用于加热所述第二物料的第二物料旋转台，所述第二物料区的上方相对设有所述待蒸镀基板以及用于升降所述待蒸镀基板的第二旋转机台，并且在所述待蒸镀基板与所述第二旋转机台之间还设有加热板。
本发明提供了一种显示基板的制造方法及显示面板、取向膜制造设备，在该制造方法中，通过将二胺和二酐分层蒸镀在基板上并在催化剂的作用下发生聚合制备得到取向膜。采用蒸镀方式制备取向膜不但解决了现有技术中取向膜在成膜过程中的异物高发问题，此外还可使各纳米薄膜在蒸镀过程中的厚度得到精确控制，且通过合理调节各组分之间的配比，还能够使各组分在聚合时反应更加充分，制备得到更均匀的取向膜层，从而可有效提高取向膜层的光取向效果。该方法操作简单，在实际生产中具有一定的生产性。
附图说明
图1为现有技术中的APR版转印装置示意图；
图2为本发明实施例提供的显示基板的制造方法的示意图；
图3为本发明实施例提供的取向膜制造设备示意图。
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，本领域普通技术人员在没有做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。
图2为本发明实施例提供的显示基板的制造方法的示意图。如图2所示，本发明实施例提供了一种显示基板的制造方法，包括：
步骤S1：提供一基板；
步骤S2：向所述基板表面蒸镀二酐与溶剂的混合液，形成第一纳米薄膜；
步骤S3：在加热条件下，向所述第一纳米薄膜上蒸镀二胺、催化剂以及溶剂的混合液，形成第二纳米薄膜；将所述第一纳米薄膜和所述第二纳米薄膜中的溶剂蒸发，使二酐与二胺在所述催化剂的作用下发生聚合反应，在所述基板上形成取向膜层。
在本实施例中，通过向基板表面蒸镀二酐与溶剂的混合液，以先现在基板表面形成第一纳米薄膜，然后在第一纳米薄膜上再通过蒸镀二胺、催化剂以及溶剂的混合液，以形成第二纳米薄膜。这里需要说明的是，在形成第二纳米薄膜的同时，整个反应体系处于加热状态下，从而使蒸镀在第一纳米薄膜和第二纳米薄膜中的溶剂能够在该温度下得到加热挥发的同时，纳米薄膜中的二酐与二胺能够在催化剂的作用下发生聚合形成取向膜层。当二酐与二胺在催化剂的作用下发生聚合形成取向膜层时，由于反应体系处于加热状态，取向膜层也可得到有效固化。
本发明提供了一种显示基板的制造方法，在该制造方法中，通过将二胺和二酐分层蒸镀在基板上并在催化剂的作用下发生聚合反应制备得到取向膜。采用蒸镀方式制备取向膜不但解决了现有技术中取向膜成膜过程中的异物高发问题，此外还可使各纳米薄膜在蒸镀过程中的厚度得到精确控制，且通过合理调节各组分之间的配比，还能够使各组分在聚合时反应更加充分，制备得到更均匀的取向膜层，从而可有效提高取向膜层的光取向效果。该方法操作简单，在实际生产中具有一定的生产性。
在本发明一可选实施例中，在所述基板上形成至少一所述第一纳米薄膜和至少一所述第二纳米薄膜，以形成至少一层所述取向膜层。示例性的，在本实施例中，以在基板上形成一所述第一纳米薄膜和一所述第二纳米薄膜，从而形成一层所述取向膜层为一循环，根据生产中所需要制备得到的取向膜厚度的实际需要，可以通过重复上述循环多次的方式在基板上蒸镀形成多层取向膜层。形成多层取向膜层不仅可以选择性的定位PI膜层在多层取向膜层中的层位置，还可使不同组分/类型的取向膜层在取向液晶时充分发挥协同作用，从而形成得到性能更为优越的取向膜。
在本发明一可选实施例中，所述加热条件下的加热温度为50-110℃。在本实施例中，在蒸镀形成第二纳米薄膜的同时对反应体系进行加热，一方面可使第一纳米薄膜和第二纳米薄膜中的溶剂得到有效挥发，另一方面通过合理调节加热温度，还可在蒸镀形成第二纳米薄膜的同时，实现将第一纳米薄膜和第二纳米薄膜中的组分在聚合后固化成膜，从而可避免后续所需的单独加热以及后烘过程，进而节省了成本，提高了生产效率。
在本发明一优选实施例中，所述二胺与所述二酐的摩尔质量比为0.9：1～1.1：1，所述二酐与溶剂的混合液中溶剂与二酐的摩尔质量比为3：1～4：1。在本实施例中，通过合理地调配二胺与二酐的摩尔质量比以及溶剂与二酐的摩尔质量比，可有利于在蒸镀成膜的过程中，二酐与二胺能够聚合的更加完全，形成结构性更强的取向膜层；另外，合理调配溶剂量，还可使其在对原料二酐或二胺在蒸镀过程中起到降粘作用的同时，在聚合反应阶段挥发完全，从而不对反应体系产生任何影响。
可以理解的是，二胺与二酐在聚合反应中的量应为1:1，但是在大规模生产中，反应时各组分的量略有偏差，应根据实际计算值进行调整，所以可在0.9：1～1.1：1范围内进行浮动。同理，溶剂与二酐的摩尔质量比也可在3：1～4：1之间浮动。
在本发明一可选实施例中，所述二酐包括环丁烷四甲酸二酐、1,2,4,5-均苯四甲酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐和3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢-1-萘酸二酐(TDA)中的至少一种；和/或所述二胺包括对苯二胺、4,4’-二苯胺、4,4’-二氨基二苯胺、4,4’-二氨基二苯醚、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷和2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯中的至少一种；和/或所述溶剂包括甲基吡咯烷酮、丁内酯和丁氧乙醇中的至少一种。
在本实施例中，分别给出了第一纳米薄膜中的二酐、第二纳米薄膜中二胺以及与其相混合的溶剂所常用的化合物，需要说明的是，溶剂在整个反应体系中实际上并没有参与反应，其加入的目的是为了避免二酐或二胺等原料在直接蒸镀时因粘度过大不利于蒸镀而加入以稀释反应原料的。另外，为了能够使二酐与二胺的聚合反应能够有效进行，在蒸镀形成第二纳米薄膜的组分中还添加有催化剂，以催化二者反应。本实施例中的催化剂可以是叔胺和碳酸钾。
可以理解的是，本发明实施例中所选用的二胺、二酐、溶剂和催化剂并不仅局限上述所列举的，本领域技术人员可结合生产情况选择适宜的二胺、二酐、溶剂和催化剂。
在本发明一优选实施例中，所述在所述基板上形成取向膜层之后，还包括：将所述取向膜层在210℃-250℃的温度下固化10-40分钟。在本实施例中，将所述取向膜层高温固化，可增大取向膜层的硬度及提高取向膜层的取向能力。在本实施例一优选方案中，在220℃-230℃的温度下将取向膜层固化20-25分钟，以形成具有较佳硬度的取向膜层，并改善取向膜层的倾斜角度，从而提高取向膜层的取向能力。可以理解的是，本领域技术人员可结合生产实际情况在上述范围内选择适宜的温度和时间。
在本发明一可选实施例中，所述取向膜层为两层时，第一层取向膜层的厚度为800埃-1200埃，第二层取向膜层的厚度为200埃-400埃，所述第二层取向膜层位于所述第一层取向膜层与所述基板之间。在本实施例中，以两层取向膜层为例，在本实施例一优选方案中，所述第一层取向膜层为聚酰胺酸型，所述第二层取向膜层为聚酰亚胺型。其中，第二层取向膜层靠近基板，其具有一定层厚(或电阻)，可以改善残像，但缺点为硬度太软，且取向能力较弱；第一层取向膜层位于第二层取向膜层之上，具有取向液晶功能，其硬度较高，可提高取向能力。所以当包括两层取向膜层时，二者可发挥协同作用，通过作用上相互弥补，更有利于最终形成的取向膜具有优越性能。
需要说明的是，每层取向膜层都没有固定的最为优化的厚度，厚度的选定都是从其性能最大化的角度出发，且每层取向膜层的厚度都可由其反应原料二酐、二胺以及溶剂的厚度进行确定。在一优选方案中，第一层取向膜层的厚度为1000-1200埃，第二层取向膜层的厚度为200-300埃。这里还需说明的是，形成第一层取向膜层与第二层取向膜层的PI组分可相同可不同，只要在不同取向膜中所形成的取向膜层的类型不同即可，例如上述所述的第一层取向膜层为聚酰胺酸型，所述第二层取向膜层为聚酰亚胺型。
本发明实施例提供了一种显示面板，包含由上述任一项实施例所述的制造方法制得的显示基板。本实施例所提供的显示面板上包括有蒸镀制备得到的取向膜。由于该取向膜符合工艺设计，可有效避免其边界进入显示区域或者密封涂覆区域，从而可有效提高显示面板的光取向效果。
图3为本发明实施例提供的取向膜制造设备示意图。下面将结合图3具体介绍本发明实施例所提供的实施上述在显示基板上蒸镀有取向膜层的取向膜制造设备，该取向膜制造设备包括第一蒸镀腔室A和与第一蒸镀腔室A相连的第二蒸镀腔室B；其中，
第一蒸镀腔室A包括第一物料区4和设在第一物料区4下方的用于加热第一物料区4的第一物料旋转台1，第一物料区4的上方相对设有待蒸镀基板3以及用于升降待蒸镀基板3的第一旋转机台2；
第二蒸镀腔室B包括第二物料区24和设在第二物料区24下方的用于加热第二物料的第二物料旋转台21，第二物料区24的上方相对设有待蒸镀基板3以及用于升降待蒸镀基板3的第二旋转机台22，并且在待蒸镀基板3与第二旋转机台22之间还设有加热板27。
本实施例所提供的取向膜制造设备包括两个类似的蒸镀腔室，即第一蒸镀腔室和第二蒸镀腔室，区别之处在于在第二蒸镀腔室中还设置有加热板27。以下将详细说明。
第一蒸镀腔室A由下至上依次包括有位于第一蒸镀腔室A底部的为该腔室提供真空度的第一真空装置5，以及第一蒸镀腔室A中的第一物料区4，第一物料区4中可盛放双酐和溶剂的混合溶液；在第一物料区4下方设有用于加热第一物料区4的第一物料旋转台1，在第一物料区4的上方相对设有待蒸镀基板3以及在待蒸镀基板3的上方设有的用于升降待蒸镀基板3的第一旋转机台2。这样第一物料区4中的双酐和溶剂的混合溶液在第一物料旋转台1的旋转加热下蒸发，蒸镀在与其上方相对应的待蒸镀基板3上，待蒸镀基板3通过第一旋转机台2的升降控制从而在其表面上均匀镀制由双酐和溶剂的混合溶液形成的第一纳米薄层。
在待蒸镀基板3表面形成第一纳米薄层后，该待蒸镀基板3通过机械手的传送将其从第一蒸镀腔室A经腔室进出口6移至第二蒸镀腔室B，同理，第二蒸镀腔室B和第一蒸镀腔室A具有相近构造，相同部分包括位于第二蒸镀腔室B底部的为该腔室提供真空度的第二真空装置25，以及第二物料区24和设在第二物料区24下方的用于加热第二物料区24的第二物料旋转台21，在第二物料区24的上方相对设有待蒸镀基板3以及在待蒸镀基板3的上方设置的用于升降待蒸镀基板3的第二旋转机台22。
其中，第二物料区24中盛放的物料可以是双胺、溶剂以及催化剂的混合溶液，该混合溶液在第二物料旋转台21的旋转加热下蒸发，蒸镀在与其上方相对应的形成有第一纳米薄膜的待蒸镀基板3上，该待蒸镀基板3通过第二旋转机台22的升降控制从而在其表面上再均匀镀制由双胺、溶剂以及催化剂的混合溶液形成的第二纳米薄层。此时，为了确保镀制在基板表面上的组分中的溶剂能够得到挥发完全以及双酐和双胺能够在催化剂的作用下聚合形成的取向膜层固化成膜，在待蒸镀基板3与第二旋转机台22之间还设有加热板27，其中，加热板27的温度可根据反应体系内的反应情况在50-110℃之间进行调整。待反应进行完毕，即可在待蒸镀基板3上形成取向膜层。
本发明实施例提供了一种取向膜制造设备，该设备简单，易操作，由于该设备与TFT制备环节，如树脂生成，或者溶剂对金属刻蚀等环节中所需要的设备还存有共性，因此该设备可广泛运用于显示基板的各操作环节中。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围。
Claims (9)
1.一种显示基板的制造方法，其特征在于，包括：
提供一基板；
向所述基板表面蒸镀二酐与溶剂的混合液，形成第一纳米薄膜；
在加热条件下，向所述第一纳米薄膜上蒸镀二胺、催化剂以及溶剂的混合液，形成第二纳米薄膜；将所述第一纳米薄膜和所述第二纳米薄膜中的溶剂蒸发，使所述二酐与所述二胺在所述催化剂的作用下发生聚合反应，在所述基板上形成取向膜层。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，
在所述基板上形成至少一所述第一纳米薄膜和至少一所述第二纳米薄膜，以形成至少一层所述取向膜层。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述加热条件下的加热温度为50-110℃。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述二胺与所述二酐的摩尔质量比为0.9：1～1.1：1，所述二酐与溶剂的混合液中溶剂与二酐的摩尔质量比为3：1～4：1。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述二酐包括环丁烷四甲酸二酐、1,2,4,5-均苯四甲酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐和3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢-1-萘酸二酐中的至少一种；和/或
所述二胺包括对苯二胺、4,4’-二苯胺、4,4’-二氨基二苯胺、4,4’-二氨基二苯醚、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷和2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯中的至少一种；和/或
所述溶剂包括甲基吡咯烷酮、丁内酯和丁氧乙醇中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制造方法，其特征在于，所述在所述基板上形成取向膜层之后，还包括：
将所述取向膜层在210℃-250℃的温度下固化10-40分钟。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述取向膜层为两层时，第一层取向膜层的厚度为800埃-1200埃，第二层取向膜层的厚度为200埃-400埃，所述第二层取向膜层位于所述第一层取向膜层与所述基板之间。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述第一层取向膜层为聚酰胺酸型，所述第二层取向膜层为聚酰亚胺型。
9.一种取向膜制造设备，其特征在于，包括第一蒸镀腔室和与所述第一蒸镀腔室相连的第二蒸镀腔室；其中，
所述第一蒸镀腔室包括第一物料区和设在所述第一物料区下方的用于加热所述第一物料区的第一物料旋转台，所述第一物料区的上方相对设有待蒸镀基板以及用于升降所述待蒸镀基板的第一旋转机台；
所述第二蒸镀腔室包括第二物料区和设在所述第二物料区下方的用于加热所述第二物料的第二物料旋转台，所述第二物料区的上方相对设有所述待蒸镀基板以及用于升降所述待蒸镀基板的第二旋转机台，并且在所述待蒸镀基板与所述第二旋转机台之间还设有加热板。
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