CN104087055B - 一种保护膜材料、显示基板及其制备方法、以及显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护膜材料、显示基板及其制备方法、以及显示面板，该保护膜材料包括保护膜基材，添加于所述保护膜基材中的质量百分比为0.05～30％的紫外光吸收色素，以及质量百分比为0.05～10％的紫外光引发剂。由于紫外光吸收色素和紫外光引发剂的分子较小，对保护膜基材溶液流动性的影响较小，从而保证了将混合均匀后的保护膜材料溶液涂布于显示基板表面后所形成保护膜层的表面平坦性。而且紫外光吸收色素的添加造成照射至保护膜层内的紫外光照强度呈现出由强到弱的梯度变化，从而使得保护膜层靠近紫外光照一侧具有较高的聚合度和较大的分子量，进而使得最终形成的保护膜表面具有较高的耐受性。

Description

一种保护膜材料、显示基板及其制备方法、以及显示面板

技术领域

本发明涉及液晶显示装置制造技术领域，尤其涉及一种保护膜材料、显示基板及其制备方法、以及显示面板。

背景技术

在显示面板的制造过程中，常会出现显示面板中的元件暴露于溶剂、酸溶液、碱溶液、高温环境等恶劣环境中。为了防止元件在这些恶劣环境中发生劣化或损伤等情况，一般采取在元件的表面形成具有一定耐高温、耐腐蚀等耐受性的保护膜来保护元件。而随着高世代产线的投入和TFT-LCD平板显示时代的到来，显示面板的制造工艺不断发展，显示面板中元件的集成度越来越高，并且各元件的关键尺寸不断缩小，这样也使得保护膜在具有上述耐受性的同时，还需具有较好的平坦性。

现有的保护膜材料一般为丙烯酸酯树脂、环氧树脂等，带有丙烯酸酯交联剂和环氧树脂交联剂等物质。现有技术制备保护膜时，通常采用将保护膜材料溶液涂布于衬底基板表面，并依次进行预固化和烘焙，以使得保护膜材料分子与交联剂分子发生交联聚合以形成保护膜。

但是，现有的保护膜在制备的过程中，为了使保护膜获得较好的耐受性，往往需要保护膜材料具有较高的聚合度和较大的分子量；但是随着聚合度的提高和分子量的增加，又造成了保护膜材料溶液的流动性变差，使得所制备保护膜的表面平坦性相对较差。所以现有的保护膜较难兼顾耐受性和平坦性的双重要求，从而也就无法满足高品质及精细化显示面板对保护膜耐受性和平坦性的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种保护膜材料、显示基板及其制备方法、以及显示面板，采用该保护膜材料制备而成的保护膜不仅具有较高的耐受性，而且具有良好的平坦性。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种保护膜材料，包括保护膜基材，还包括：

质量百分比为0.05～30％的紫外光吸收色素；

质量百分比为0.05～10％的紫外光引发剂。

由于紫外光吸收色素和紫外光引发剂的分子较小，其添加于保护膜基材溶液中，对保护膜基材溶液流动性的影响较小，从而保证了将混合均匀后的保护膜材料溶液涂布于显示基板表面后所形成保护膜层的表面平坦性。而且紫外光吸收色素的添加造成照射至保护膜层内的紫外光照强度呈现出由强到弱的梯度变化，进而使得保护膜层内紫外光照较强一侧的保护膜基材分子在紫外光引发剂的引发作用下发生紫外聚合，从而使得保护膜层靠近紫外光照一侧(即靠近保护膜层表面处)具有较高的聚合度和较大的分子量，进而使得最终形成的保护膜表面具有较高的耐受性。

优选地，所述紫外光吸收色素为：2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并***；或者，

所述紫外光吸收色素为：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；或者，

所述紫外光吸收色素为：双{3-[3-(2-H-苯并***-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯。

优选地，所述紫外光引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、偶氮二异丁腈、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、苯甲酮或安息香双甲醚。

另一方面，本发明还提供了一种显示基板，包括衬底基板和形成于所述衬底基板上的保护膜，所述保护膜采用上述技术方案所提供的保护膜材料制备而成。

由于采用上述保护膜材料制备而成的保护膜不仅具有良好的平坦性，而且具有较高的耐受性。所以，本发明提供的显示基板中，显示基板表面保护膜的耐受性和表面平坦性较好，从而有利提高显示基板整体的耐受性和表面平坦性，进而提高了显示基板的产品质量。

优选地，所述保护膜的厚度为0.5～20微米。

另外，本发明还提供了一种上述技术方案所述显示基板的制备方法，包括：

形成保护膜层，在衬底基板表面覆盖一层所述保护膜材料溶液，通过预固化处理以形成保护膜层；

紫外光辐照处理，对衬底基板表面所形成的保护膜层进行紫外光辐照处理以使所述保护膜层中的表层分子发生紫外聚合；

加热处理，对紫外光辐照处理后的衬底基板进行加热处理以使所述保护膜层内的保护膜基材分子发生热聚合，从而形成表面具有保护膜的显示基板。

由于上述技术方案所提供的保护材料中紫外光吸收色素和紫外光引发剂的分子较小，对保护膜基材溶液流动性的影响较小，从而保证了将保护膜材料溶液涂布于衬底基板表面所形成的保护膜层能够具有较好的表面平坦性。并且，对衬底基板表面形成的保护膜层进行紫外光辐照处理时，紫外光吸收色素会吸收紫外光并向靠近紫外光照的一侧浮动，从而使保护膜层内的紫外光照强度沿保护膜层表面至衬底基板的方向呈现出由强到弱的梯度变化，保护膜层中的丙烯酸酯交联剂和环氧树脂交联剂也将在紫外光强度较高的位置聚集，并发生紫外聚合，从而使得保护膜层表面处具有较高的聚合度和较大的分子量，提高了采用本发明提供的制备方法所制备出的显示基板表面的耐受性。

由此可知，采用本发明提供的显示基板制备方法所制备的显示基板表面不仅具有较高的耐受性，而且具有良好的平坦性，能够满足高世代产线下生产的高品质及精细化显示面板的制作要求。

优选地，所述在衬底基板表面覆盖一层所述保护膜材料溶液之前，还包括：进行衬底基板的清洗及干燥。

优选地，所述对衬底基板表面所形成的保护膜层进行紫外光辐照处理，包括：

在所述保护膜层表面上方1～100厘米处，使用紫外光源对所述保护膜层进行紫外光辐照聚合交联，其中，紫外光辐照时间为1～60分钟，紫外光波长为365纳米，辐照剂量为0.001～100毫瓦每平方厘米。

优选地，所述对紫外光辐照处理后的衬底基板进行加热处理，具体为：

将所述衬底基板置于烘箱中加热至180～250摄氏度，并保温30～240分钟。

此外，本发明还提供了一种显示面板，包括上述任一技术方案所提供的显示基板。

由于上述技术方案所提供的显示基板的表面具有良好的耐受性和平坦性，因此，本发明提供的显示面板中，显示基板表面保护膜的耐受性和平坦性较好，从而有利于提高本发明显示面板的显示效果和产品质量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的显示基板制备方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的显示基板制备方法中预固化后所形成保护膜层内的分子分布示意图；

图3为本发明实施例提供的显示基板制备方法中进行紫外光辐照处理后保护膜层内沿垂直于衬底基板方向的分子分布示意图；

图4为本发明实施例提供的显示基板制备方法中进行加热处理后保护膜层内沿垂直于衬底基板方向的分子分布示意图。

附图标记说明：

10、交联剂分子；20、紫外光吸收色素分子；

30、保护膜基材分子；P、紫外光照射方向。

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。

实施例一

本发明实施例提供了一种保护膜材料，包括保护膜基材，还包括，添加于保护膜基材中的质量百分比为0.05～30％的紫外光吸收色素，以及质量百分比为0.05～10％的紫外光引发剂。

由于紫外光吸收色素和紫外光引发剂的分子较小，其添加于保护膜基材溶液中，对保护膜基材溶液流动性的影响较小，从而保证了将混合均匀后的保护膜材料溶液涂布于显示基板表面后所形成保护膜层的表面平坦性。而且紫外光吸收色素的添加造成照射至保护膜层内的紫外光照强度呈现出由强到弱的梯度变化，进而使得保护膜层内紫外光照较强一侧的保护膜基材分子在紫外光引发剂的引发作用下发生紫外聚合，从而使得保护膜层靠近紫外光照一侧(即靠保护膜层表面处)具有较高的聚合度和较大的分子量，进而使得最终形成的保护膜表面具有较高的耐受性。

因此，采用本发明实施例提供的保护膜材料制备而成的保护膜不仅具有良好的表面平坦性，而且具有较高的耐受性。

具体地，上述保护膜基材可以采用光聚合单体树脂与热聚合单体树脂混合而成的共聚物材料，光聚合单体树脂与热聚合单体树脂的质量比为1:1，且光聚合单体与热聚合单体键连。例如丙烯酸酯和环氧树脂混合而成的共聚物材料，共聚物材料中具有丙烯酸酯交联剂和环氧树脂交联剂。

其中优选地，上述紫外光吸收色素的质量百分比可以为1％～10％，具体可以为1％、2％、3％、5％、8％、10％；上述紫外光引发剂的质量百分比具体可以为1％、2％、3％、5％、8％、10％。

可选地，紫外光吸收色素可以为紫外光吸收剂UV326，分子式：2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并***；或者，紫外光吸收色素可以为紫外光吸收剂UV531，分子式：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；或者，紫外光吸收色素可以为紫外光吸收剂Tinuvin1130，分子式：双{3-[3-(2-H-苯并***-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯。当然，紫外光吸收色素也可以为现有技术中已知的其它具有紫外光吸收功能的化合物。

可选地，紫外光引发剂可以为羰基化合物、染料类化合物、金属有机类化合物、含卤化合物或过氧化合物等，具体可以为过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、偶氮二异丁腈、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、苯甲酮或安息香双甲醚。

实施例二

本发明实施例二提供了一种显示基板，包括衬底基板和形成于衬底基板上的保护膜，保护膜采用上述实施方式提供的保护膜材料制备而成。

由于采用上述实施例一提供的保护膜材料制备而成的保护膜不仅具有良好的平坦性，而且具有较高的耐受性。所以，本发明实施例提供的显示基板中，显示基板表面的保护膜的耐受性和表面平坦性较好，从而有利提高显示基板整体的耐受性和表面平坦性。

较佳地，将保护膜材料溶液涂布于衬底基板表面所形成的保护膜层厚度为0.5～20微米，更优选地，保护膜层的厚度可以为1～10微米，具体可以为1微米、1.5微米、3微米、5微米、10微米。保证了紫外光照处理后保护膜层表面处具有较高的聚合度和分子量，这样在提高所制备保护膜耐受性的同时，也有利于显示面板的薄型化发展。当然，保护膜层的厚度也可以根据衬底基板的类型、尺寸、以及衬底基板上工件尺寸大小等实际情况进行设置，此处不再一一赘述。

优选地，衬底基板为阵列基板或彩膜基板。保护膜设置于阵列基板中薄膜晶体管表面或者彩膜基板中的彩色滤光层表面，以保护薄膜晶体管或者彩色滤光层。

实施例三

请参考图1，本发明实施例三提供了一种上述实施例二所提供的显示基板的制备方法，包括：

步骤S101：形成保护膜层，在衬底基板表面覆盖一层上述实施例一所提供的保护膜材料的溶液，通过预固化处理后形成保护膜层；

步骤S102：紫外光辐照处理，对衬底基板表面所形成的保护膜层进行紫外光辐照处理以使保护膜层中的表层分子发生紫外聚合；

步骤S103：加热处理，对紫外光辐照处理后的衬底基板进行加热处理以使保护膜层内的保护膜基材分子发生热聚合，从而形成表面具有保护膜的显示基板。

采用本发明实施例提供的制备方法制备显示基板时，其采用的是上述实施例一所提供的保护膜材料的溶液，由于上述实施例一所提供的保护膜材料溶液的流动性较好，从而保证了将保护膜材料溶液涂布于衬底基板表面所形成的保护膜层能够具有较好的表面平坦性。

并且，对衬底基板表面形成的保护膜层进行紫外光辐照处理时，紫外光吸收色素分子20会吸收紫外光并向靠近紫外光照的一侧浮动，即紫外光吸收色素分子20会向保护膜层的表面浮动，如图2和图3所示，从而使得保护膜层中的紫外光吸收色素分子呈不均匀分布，使得保护膜层内越靠近保护膜层表面一侧，紫外光吸收色素分子的浓度越高；保护膜层内越靠近衬底基板一侧，紫外光吸收色素分子的浓度越低。这样在进行紫外光辐照处理时，沿紫外光照射方向P，保护膜层内的紫外光照强度呈现出由强到弱的梯度变化。而保护膜层中的丙烯酸酯交联剂和环氧树脂交联剂等交联剂分子10也将在紫外光强度较高的位置聚集，使得靠近保护膜层表面处的有更多的丙烯酸酯交联剂与保护膜基材分子30发生紫外聚合，从而使得保护膜层表面处具有较高的聚合度和较大的分子量，保证了所形成保护膜层的表面具有较高的耐受性；如图4中所示，再进行加热处理，可以使保护膜层内部的环氧树脂交联剂再与保护膜基材分子发生交联聚合，从而形成表面具有保护膜的显示基板。

由此可知，采用本发明提供的显示基板制备方法所制备的显示基板的表面具有良好的平坦性和较高的耐受性。

较佳地，本实施例提供的显示基板制备方法中，在衬底基板表面形成保护膜层之前，还可以先进行衬底基板的清洗及干燥，以保证衬底基板的清洁，避免衬底基板表面的灰尘被包裹进保护膜材料中，而影响到保护膜层的透光效果，或者保护膜层的表面平坦性。

可选地，上述步骤S101中，在衬底基本表面覆盖保护膜材料溶液时，可以采用喷涂法、辊涂法、旋涂法或喷墨法等涂布方法将保护膜材料溶液涂布与基本表面。当然，涂布方法也可以采用现有技术中已知的其它涂布方法，此处不再一一赘述。

较佳地，在上述步骤S102中，对衬底基板表面所形成的保护膜层进行紫外光辐照处理，具体包括：

在保护膜层表面上方1～100厘米处，使用紫外光源对保护膜层进行紫外光辐照聚合交联，其中，紫外光辐照时间为1～60分钟，紫外光波长为365纳米，辐射剂量为0.001～100毫瓦每平方厘米。

更具体地，在上述步骤S102中，对衬底基板表面所形成的保护膜层进行紫外光辐照处理，具体为：

在保护膜层表面上方30厘米处，使用紫外光源对保护膜层进行紫外光辐照聚合交联，其中，紫外光辐照时间为5分钟，紫外光波长为365纳米，辐射剂量为30毫瓦每平方厘米。

较佳地，在上述步骤S103中，对紫外光辐照处理后的衬底基板进行加热处理，具体为：

将衬底基板置于烘箱中加热至180～250摄氏度，并保温30～240分钟，以使保护膜层内部的分子能够充分进行热聚合反应。

上述的加热温度具体可以为180摄氏度、200摄氏度、230摄氏度或250摄氏度；保温时间具体可以为30分钟、60分钟、90分钟、120分钟或240分钟。

为了便于本领域技术人员能够进一步了解本发明所提供的显示基板制备方法，以及采用本发明提供的制备方法所制备出的显示基板表面保护膜的性能，本发明列举了一种具体的实施例对上述显示基板制备方法做进一步解释，具体步骤如下：

步骤一，进行衬底基板的清洗及干燥；

步骤二，准备具有质量百分比为2％的紫外光吸收剂Tinuvin1130和质量百分比为2％的安息香双甲醚的保护膜材料的溶液；

步骤三，通过狭缝式涂布工艺将保护膜材料溶液涂布于衬底基板表面形成保护膜层，其中，所形成的保护膜层厚度为1.5微米；

步骤四，在保护膜层表面上方30厘米处，使用紫外光源对保护膜层进行紫外光辐照聚合交联，其中，紫外光辐照时间为5分钟，紫外光波长为365纳米，辐射剂量为30毫瓦每平方厘米。

步骤五，将紫外光辐照处理后的衬底基板置于温度为230摄氏度的烘箱内，保温30分钟，以使衬底基板表面保护膜层内的保护膜基材分子发生热聚合，从而形成表面具有保护膜的显示基板。

步骤六，对采用上述制备方法所制备的显示基板表面的保护膜进行相关性能测试，测试方法及测试结果如下：

a)、利用分光光度计测定400纳米的透光率来表征保护膜的透明性，实际测定本实施例制备的显示基板表面的保护膜的透光率为99.4％，表明了采用本实施例提供的制备方法所制备的显示基板表面的保护膜具有很好的透光性；

b)、利用原子力显微镜测量本实施例提供的制备方法所制备的显示基板表面保护膜的表面粗糙度，实际测得的保护膜表面粗糙度为0.75纳米，表明了采用本实施例提供的制备方法所制备的显示基板表面的保护膜具有很好平坦性；

c)、利用铅笔硬度计测量本实施例提供的制备方法所制备的显示基板表面保护膜的表面硬度，实际测得保护膜的表面硬度为6H，表明了采用本实施例提供的制备方法所制备的显示基板表面的保护膜表面硬度较好，从而也表明了其具有较好的耐磨性；

d)、通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液测试浸泡前后的显示基板的失重率来表征保护膜的耐腐蚀性。将表面具有保护膜的显示基板置于温度为60℃的NMP溶液中，保持10分钟，测得显示基板浸泡前后的失重率为0.7％，表明了采用本实施例提供的制备方法所制备的显示基板表面的保护膜具有良好的耐腐蚀型；

e)、通过热处理前后的膜厚变化率来表征保护膜的耐热性。将表面具有保护膜的显示基板置于温度为230℃的烘箱中保温30分钟，测得保护膜的膜厚变化率仅为0.8％，表明了采用本实施例提供的制备方法所制备的显示基板表面的保护膜具有极佳的耐热性。

综上，采用本发明提供的显示基板制备方法所制备的显示基板表面的保护膜不仅具有良好的透光性和平坦性，而且具有较高耐磨性、耐腐蚀型和耐热性等耐受性。

实施例四

本发明实施例四提供一种显示面板，包括上述实施例二所提供的显示基板。

由于上述实施例二所提供的显示基板的表面具有良好的耐受性和平坦性，因此，本发明实施例四提供的显示面板中，显示基板表面保护膜的耐受性和平坦性较好，从而有利于提高本实施例提供的显示面板的显示效果和产品质量。

本实施例提供的显示面板可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品中的显示面板。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种保护膜材料，包括保护膜基材，其特征在于，还包括：

质量百分比为0.05～30％的紫外光吸收色素；

质量百分比为0.05～10％的紫外光引发剂；其中：

所述保护膜基材采用光聚合单体树脂与热聚合单体树脂混合而成的共聚物材料，光聚合单体树脂与热聚合单体树脂的质量比为1:1，且光聚合单体与热聚合单体键连。

2.根据权利要求1所述的保护膜材料，其特征在于，所述紫外光吸收色素为：2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并***；或者，

所述紫外光吸收色素为：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；或者，

所述紫外光吸收色素为：双{3-[3-(2-H-苯并***-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯。

3.根据权利要求1所述的保护膜材料，其特征在于，所述紫外光引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、偶氮二异丁腈、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、苯甲酮或安息香双甲醚。

4.一种显示基板，其特征在于，包括衬底基板和形成于所述衬底基板上的保护膜，所述保护膜采用如权利要求1～3任一项所述的保护膜材料制备。

5.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所述保护膜的厚度为0.5～20微米。

6.一种如权利要求4或5所述显示基板的制备方法，其特征在于，包括：

形成保护膜层，在衬底基板表面覆盖一层所述保护膜材料溶液，通过预固化处理以形成保护膜层；

紫外光辐照处理，对所述保护膜层进行紫外光辐照处理以使所述保护膜层的表层分子发生紫外聚合；

加热处理，对紫外光辐照处理后的所述衬底基板进行加热处理以使所述保护膜层内部分子发生热聚合。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述在衬底基板表面覆盖一层所述保护膜材料溶液之前，还包括：进行衬底基板的清洗及干燥。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，对所述保护膜层进行紫外光辐照处理，具体包括：

在所述保护膜层表面上方1～100厘米处，使用紫外光源对所述保护膜层进行紫外光辐照聚合交联，其中，紫外光辐照时间为1～60分钟，紫外光波长为365纳米，辐照剂量为0.001～100毫瓦每平方厘米。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述对紫外光辐照处理后的所述衬底基板进行加热处理，具体为：

将所述衬底基板置于烘箱中加热至180～250摄氏度，并保温30～240分钟。

10.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求4或5所述的显示基板。