配向膜的溶剂、配向膜溶液、配向膜的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及显示装置技术领域，具体涉及一种配向膜的溶剂、配向膜溶液、配向膜的制备方法及其应用。

背景技术

在TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)面板的PSVA配向技术会使用到配向膜，配向膜起到与液晶配向形成预倾角使面板产品可以达到快速显示画面的作用。配向膜的制备方式通常是由配向膜材料溶解于溶剂中形成配向膜溶液，然后由设备喷涂至基板上制成薄膜，因为其作用为面板显示提供预倾角，则需要保证配向膜涂布的均匀性及边缘的准直性，才能保证不外扩至框胶涂布位置造成peeling或边缘显示异常。

传统用于溶解配向膜材料的溶剂构成基本为NMP(N-甲基吡咯烷酮)：BC(乙二醇丁醚)＝45:55，而使用该溶剂配制得到的配向膜溶液在涂布时会存在涂布不均、准直性不佳的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种配向膜的溶剂、配向膜溶液、配向膜的制备方法及其应用，旨在提供一种可以改善配向膜溶液涂布均匀性和边缘准直性的用于溶解配向膜材料的溶剂。

为实现上述目的，本发明提出一种配向膜的溶剂，所述配向膜的溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、乙二醇丁醚和二乙二醇乙醚。

可选地，所述配向膜的溶剂还包括二丙酮醇。

可选地，在所述配向膜的溶剂中，所述N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮的总体积百分比为30～40，,所述乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚和二丙酮醇的总体积百分比为60～70％。

可选地，所述N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚和二丙酮醇在所述配向膜的溶剂中的体积百分比对应为10～20％、15～25％、20～30％、25～35％和5～15％。

可选地，所述N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚和二丙酮醇在所述配向膜的溶剂中的体积百分比对应为15％、20％、25％、30％和10％。

为实现上述目的，本发明还提出一种配向膜溶液，所述配向膜溶液包括溶剂和溶解于所述溶剂中的配向膜材料，其中，所述溶剂为如上所述的配向膜的溶剂。

可选地，所述配向膜材料为聚酰亚胺；或者，所述配向膜材料包括聚酰亚胺和聚酰胺酸。

可选地，所述配向膜材料在所述配向膜溶液中的质量浓度为3.4～3.9％。

为实现上述目的，本发明还提出一种配向膜的制备方法，包括以下步骤：

将配向膜材料溶解于溶剂中，配制成配向膜溶液，所述溶剂为如上所述的配向膜的溶剂；

将所述配向膜溶液涂布于基板上形成液膜，然后将液膜烘干至形成薄膜，制得配向膜。

进一步地，本发明还提出一种显示面板，所述显示面板包括配向膜，所述配向膜由如上所述的配向膜的制备方法制得。

本发明提供的技术方案中，充分考虑到配向膜材料的溶解性和涂布性，选择N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、乙二醇丁醚和二乙二醇乙醚组合作为溶解配向膜材料的溶剂，提高了配制得到的配向膜溶液涂布时的均匀性和边缘准直性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为由传统配向膜溶剂配制得到的配向膜溶液涂布时的边缘准直性效果图；

图2为由本发明提供的配向膜溶剂配制得到的配向膜溶液涂布时的边缘准直性效果图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通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。

传统用于溶解配向膜材料的溶剂构成基本为NMP(N-甲基吡咯烷酮)：BC(乙二醇丁醚)＝45:55，而使用该溶剂配制得到的配向膜溶液在涂布时会存在涂布不均、准直性不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种配向膜的溶剂，是一种新型的用于溶解配向膜材料的溶剂，所述配向膜的溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、乙二醇丁醚和二乙二醇乙醚。

本发明提供的技术方案中，充分考虑到配向膜材料的溶解性和涂布性，选择N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-乙基吡咯烷酮(NEP)、乙二醇丁醚(BC)、和二乙二醇乙醚(DGME)组合作为溶解配向膜材料的溶剂，提高了配制得到的配向膜溶液涂布时的均匀性和边缘准直性。目前工程上应用最多的配向膜材料主要分为聚酰胺酸(Polyamic acid，PAA)和聚酰亚胺(polyimide，PI)，首先，考虑到配向膜材料结构的特殊性，NMP对其具有较好的溶解性，BC则是对用于涂布配向膜的基板(通常为薄膜晶体管阵列基板)具有较好的亲和性，可以达到快速流平的效果。基于这两点考虑，本发明提供的溶剂成分选择应与NMP和BC化学性质相近，且为了达到延缓预烘烤的烘干时间，从而进一步加强流平性，因此在NMP和BC的基础上选择NEP和DGME与之组合，其中，NEP与DGME性质接近，但沸点高于NMP，对配向膜材料有较好的溶解性且可以延缓溶剂快速蒸干造成的膜层厚度不均及分层不均的问题；DGME与BC性质接近，但沸点高于BC，可以起到较好的流平性且可以延缓溶剂快速蒸干。

进一步地，作为本发明提供的配向膜的溶剂的一优选实施例，还在所述配向膜的溶剂中加入组分和二丙酮醇(DA)，可以进一步增强配向膜溶液与基板的亲和性，有助于配向膜溶液流平。

用于溶解配向膜材料的溶剂中一般包括具有溶解作用的第一溶剂和具有流平作用的第二溶剂，传统溶剂中配方中，第一溶剂和第二溶剂的体积比通常为9:11，常常会发生配向膜材料不沾的情况。本发明提供的新型溶剂配方中，对第一溶剂和第二溶剂的体积比例进行调整，使得在所述配向膜的溶剂中，第一溶剂与第二溶剂的体积百分比为30～40％和60～70％，也即，所述NMP和NEP的总体积百分比为30～40％，所述BC、DGME和DA的总体积百分比为60～70％，经过试验验证该比例关系下的溶剂对配向膜材料具有良好的溶解性，且可以增强涂布性。

进一步地，为加强涂布均匀性的改善效果，可将所述配向膜的溶剂中的NEP和DGME两种的比例调整至适当高于所述NMP和BC，具体为：所述N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚和二丙酮醇在所述配向膜的溶剂中的体积百分比对应为10～20％、15～25％、20～30％、25～35％和5～15％。在此配制比例下，所述配向膜的溶剂在保证对配向膜材料具有良好溶解性的基础上，对涂布均匀性可以达到进一步的改善作用。

更进一步地，在本发明提供的一优选实施例中，经过试验确定所述配向膜的溶剂中各组分的最佳比例关系为：所述N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚和二丙酮醇在所述配向膜的溶剂中的体积百分比对应为15％、20％、25％、30％和10％。在此比例关系下，所述配向膜的溶剂中的第一溶剂(NMP+NEP)和第二溶剂(DGME+BC+DA)的体积比为7:13，对配向膜材料的溶解性以及配向膜溶液的涂布性改善效果均可以达到最佳，经过测试验证，本发明实施例提供的配向膜的溶剂与传统溶剂相比，具有以下三个方面的改善效果：(1)涂布均匀性由4.88％提高至5.34％；(2)边缘准直性变好，图1所示为传统溶剂配制得到的配向膜溶液在涂布时的边缘准直性效果图，图2所示为本发明提供的溶剂配制得到的配向膜溶液在涂布时的边缘准直性效果图，图1和图2中的箭头所指即为涂布时的边缘线，由图1和图2的对比可知，采用传统溶剂时涂布形成的边缘线呈弯曲状的曲线，而采用本发明溶剂时涂布形成的边缘线则相对更为准直；(3)边缘配向力更佳，边缘mura发生率由37.66％降低至0.78％。

基于上述提供的配向膜的溶剂，本发明还提出一种配向膜溶液，所述配向膜溶液包括溶剂和溶解于所述溶剂中的配向膜材料，其中，所述溶剂为如上所述的配向膜的溶剂。使用本发明上述提供的配向膜的溶剂配制得到的配向膜溶液，在涂布时具有良好的涂布均匀性以及边缘准直性，还具有更佳的边缘配向力，降低边缘mura的发生率。

本发明提供的所述配向膜的溶剂，可适用于多种不同的常用配向膜材料，例如聚乙烯醇、聚苯乙烯及其衍生物、聚氨酯、聚酯、环氧树脂、聚硅烷、聚酰亚胺等等，而目前工程应用上常用的配向膜材料一般为聚酰亚胺(polyimide，PI)和聚酰胺酸(Ployamic acid，PAA)，因此，在本发明提供的配向膜溶液的一实施例中，所述配向膜材料为PI；在本发明提供的配向膜溶液的另一实施例中，所述配向膜材料包括PI和PAA。在上述两个实施例中，所述配向膜的溶剂均对所述配向膜材料具有良好的溶解性，以及可以实现改善配向膜溶液涂布时的涂布均匀性以及边缘准直性等效果。

在实际的工程应用上，传统配向膜材料一般为PI和PAA的混合物，而采用传统的NMP：BC＝45:55的配向膜溶剂，会造成配向膜溶液在涂布后进行烘烤时造成PI分层不佳，造成配向力不佳，进而造成预倾角不同，导致显示面板容易出现边缘mura现象。而采用本发明提供的新的配向膜溶剂配制配向膜溶液时，无论是对于传统选用PI+PAA作为配向膜材料的方案，还是对于仅选用PI作为配向膜材料的方案，均可以使得涂布形成的配向膜边缘配向力更佳，有效降低边缘mura发生率。

另外，所述配向膜溶液的固含量可参照本领域常规要求进行调控，在本发明提供的配向膜溶液的具体实施例中，优选为所述配向膜溶液的固含量为3.4～3.9％，也即，所述配向膜材料在所述配向膜溶液中的质量浓度为3.4～3.9％。在此固含量范围下，所述配向膜材料能够充分均匀的溶解与所述配向膜的溶剂中，且更够保证所述配向膜溶液的涂布均匀性。

进一步地，基于本发明上述提供的配向膜的溶剂，本发明还提出一种配向膜的制备方法，使用上述提供的配向膜的溶剂来配制配向膜溶液，然后经过涂布、烘干，制成配向膜。在本发明提供的配向膜的制备方法的一实施例中，所述配向膜的制备方法包括以下步骤：

步骤S10、将配向膜材料溶解于溶剂中，配制成配向膜溶液，所述溶剂为如上所述的配向膜的溶剂；

步骤S20、将所述配向膜溶液涂布于基板上形成液膜，然后将液膜烘干至形成薄膜，制得配向膜。

首先，将配向膜材料溶解于本发明上述提供的配向膜的溶剂中，使所述配向膜材料充分溶解制成配向膜溶液，所述配向膜材料的种类不做限制，可以选用本领域任意可以用于制备TFT-LCD面板配向膜的材料，优选为PI或者PI与PAA的混合物；所述配向膜溶液的固含量为3.4～3.9％。然后，将所述配向膜溶液通过转印或喷墨等本领域常用的方式涂布于所述基板(通常为薄膜晶体管阵列基板)上形成液膜，然后经过加热固化，使溶剂完全挥发后形成薄膜，即制得配向膜。由于本发明提供的配向膜的制备方法的主要改进点在于采用了本发明上述提供的新型配向膜溶剂，另外涉及到的涂布机加热固化等工艺具体可参照本领域传统工艺，在此不做赘述。接着，在步骤S20之后，还包括对所述配向膜进行配向的步骤，同样参照本领域的常规方式进行即可。另外，在步骤S10之前，还可以包括配制所述配向膜的溶剂的步骤，按照本发明上述提供的配方进行配制即可。

本发明提供的配向膜的制备方法中，采用了本发明上述提供的新型配向膜溶剂，在配向膜的加热固化过程中有助于延缓预烘烤的烘干时间，且可以加强流平性，改善涂布均匀性和边缘准直性，提高边缘配向力，降低边缘mura发生率，其中，相比于传统溶剂而言，涂布均匀性由由4.88％提高至5.34％，边缘mura发生率由37.66％降低至0.78％。

此外，本发明还提出一种显示面板，所述显示面板包括配向膜，所述配向膜由配向膜的制备方法制得，所述配向膜的制备方法的具体流程步骤参照上述实施例。可以理解的是，由于本发明显示面板采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

配向膜的溶剂组成(体积百分比)：NMP 10％、NEP 25％、BC 30％、DGME 30％、DA5％。

实施例2

配向膜的溶剂组成(体积百分比)：NMP 20％、NEP 15％、BC 20％、DGME 35％、DA10％。

实施例3

配向膜的溶剂组成(体积百分比)：NMP 15％、NEP 20％、BC 25％、DGME 30％、DA10％。

实施例4

配向膜的溶剂组成(体积百分比)：NMP 20％、NEP 20％、BC 25％、DGME 25％、DA10％。

实施例5

配向膜的溶剂组成(体积百分比)：NMP 15％、NEP 15％、BC 20％、DGME 35％、DA15％。

实施例6

配向膜溶液组成(质量百分比)：PI 3.4％、溶剂(实施例1)96.6％。

实施例7

配向膜溶液组成(质量百分比)：PI 3.5％、溶剂(实施例2)96.5％。

实施例8

配向膜溶液组成(质量百分比)：PI 3.6％、溶剂(实施例3)96.4％。

实施例9

配向膜溶液组成(质量百分比)：PI 3.7％、溶剂(实施例4)96.3％。

实施例10

配向膜溶液组成(质量百分比)：PI 3.8％、溶剂(实施例5)96.2％。

实施例11

配向膜溶液组成(质量百分比)：PI+PAA 3.9％、溶剂(实施例3)96.1％。

实施例12

配向膜的制备方法：将实施例8的配向膜溶液涂布于薄膜晶体管阵列基板上形成液膜，然后经过加热固化，使溶剂完全挥发后形成薄膜，得到形成于基板上的配向膜。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。