一種有機樹脂及其製備方法、顯示基板及其製備方法與流程
2024-04-10 10:51:05
本發明屬於顯示技術領域，具體涉及一種有機樹脂及其製備方法、顯示基板及其製備方法。
背景技術：
半色調(halftone)工藝是目前被普遍使用的一種可減少掩膜步驟方法，這種方法可節約生產時間，提高產能。例如，先採用酚醛樹脂形成圖案化的平坦化層，之後依次形成ito層、金屬層、光刻膠，然後採用光刻膠進行灰化工藝，將ito層、金屬層一步形成過孔。一般該灰化工藝中使用的氣體為o2，依靠o2產生的游離態氧原子以及氧離子作用在光刻膠上使光刻膠減薄。
發明人發現現有技術中至少存在如下問題：上述工藝中的酚醛樹脂與光刻膠同為有機樹脂，兩種物質的化學性質類似。因此，兩種物質在灰化過程中的反應速率基本一致，即在後續的灰化工藝中，先前形成的酚醛樹脂容易被損傷，經過工藝調整後，兩種物質的刻蝕速率的選擇比在好的情況才能達到0.8左右，難以滿足工藝需要。
技術實現要素：
本發明針對現有的半色調工藝中酚醛樹脂形成的平坦化層容易在灰化中被損傷的問題，提供一種有機樹脂及其製備方法、顯示基板及其製備方法。
解決本發明技術問題所採用的技術方案是：
一種有機樹脂，包括以下重量份的原料：酚醛樹脂90-95份，有機矽5-10份。
優選的是，所述有機矽包括聚二甲基矽氧烷。
優選的是，所述有機樹脂包括以下結構式的聚合物：
其中，m為4-12之間的正整數，n為正整數。
優選的是，所述原料還包括：聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、纖維素衍生物中的任意一種或幾種。
優選的是，所述聚乙烯吡咯烷酮與所述酚醛樹脂的重量比為：(2-10):(90-98)；所述聚乙烯醇與所述酚醛樹脂的重量比為：(2-10):(90-98)；所述纖維素衍生物與所述酚醛樹脂的重量比為：(2-10):(90-98)。
本發明還公開一種有機樹脂的製備方法，包括以下步驟：
將有機樹脂的原料按重量份混合後於50-150℃的條件下加熱60-200s得到有機樹脂。
本發明還公開一種顯示基板，包括襯底，以及形成於襯底上方的平坦化層，所述平坦化層包括上述的有機樹脂形成的第一平坦化層。
優選的是，所述平坦化層還包括由酚醛樹脂形成的第二平坦化層，所述第二平坦化層相較於所述第一平坦化層更靠近襯底。
本發明還公開一種顯示基板的製備方法，包括以下步驟：
在襯底上形成平坦化層並曝光將所述平坦化層圖案化，其中，所述平坦化層包括由上述的有機樹脂形成的第一平坦化層；
在所述平坦化層上形成透明導電材料、金屬層；
在所述透明導電材料上形成光刻膠並刻蝕、灰化。
優選的是，所述第一平坦化層的曝光量為25-50mj，固化溫度為100-150℃，固化時間為100-200s。
本發明的有機樹脂的原料中包括酚醛樹脂和有機矽，其中，有機矽分散相與酚醛樹脂間形成互穿網絡過渡層，使得產品有機樹脂的均勻性良好。更主要的是二者結合可增強樹脂強度，減少灰化過程的損傷。當其塗覆應用於顯示基板後，在後續的灰化工藝中，相較於現有的酚醛樹脂，本實施例的有機樹脂的損傷速率可降低30-50％。本發明的顯示基板適用於各種顯示裝置。
附圖說明
圖1、圖2、圖3為本發明的實施例7的顯示基板的結構示意圖；
圖4為本發明的實施例8的顯示基板的結構示意圖；
圖5為本發明的實施例8的顯示基板的製備流程示意圖；
圖6為本發明的實施例8的顯示基板的sem照片圖；
圖7為本發明的實施例9的顯示基板的製備流程示意圖；
其中，附圖標記為：10、襯底；11、柵極；12、柵極絕緣層；13、源漏極；14、有源層；15、鈍化層；21、第一平坦化層；22、第二平坦化層；23、透明導電材料層；24、金屬層；25、光刻膠。
具體實施方式
為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。
實施例1：
本實施例提供一種有機樹脂，包括以下重量份的原料：酚醛樹脂90份，有機矽10份。
本實施例還提供一種該有機樹脂的製備方法：將酚醛樹脂90份，有機矽10份混合後於50℃的條件下加熱200s即可得到膠體有機樹脂。
其中，有機矽的主鏈結構為以矽－氧(si－o)鍵，相較於鍵能為82.6千卡/克分子的c－c鍵，有機矽中的si－o鍵的鍵能為121千卡/克分子，所以有機矽的熱穩定性高，因此有機矽不但可耐高溫，而且也耐低溫，可在一個很寬的溫度範圍內使用，其化學性能以及物理機械性能，隨溫度的變化都很小。有機矽分散相與酚醛樹脂間形成互穿網絡過渡層，使得產品有機樹脂的均勻性良好。當其塗覆應用於顯示基板後，在後續的灰化工藝中，相較於現有的酚醛樹脂，本實施例的有機樹脂的損傷速率可降低30-50％。
實施例2：
本實施例提供一種有機樹脂，包括以下重量份的原料：酚醛樹脂95份，聚二甲基矽氧烷5份。
所述有機樹脂包括以下結構式的聚合物：
其中，m為4-12之間的正整數，n為正整數。
該有機樹脂的製備方法如下：將酚醛樹脂95份，聚二甲基矽氧烷5份混合後於150℃的條件下加熱60s即可得到有機樹脂。
本實施例中的聚二甲基矽氧烷結構式為：
本實施例中的酚醛樹脂可以是酸法製備的酚醛樹脂：
也可以是鹼法製備的酚醛樹脂：
聚二甲基矽氧烷是一種有機矽，其透明度高，具有耐熱性、耐寒性、黏度隨溫度變化小、防水性好、透光率100％等優點。其還具有良好的化學穩定性、電絕緣性和耐候性，可在-50℃～250℃下長期使用。酚醛樹脂與聚二甲基矽氧烷混合後可增強樹脂強度，減少灰化過程的損傷。
具體的，酚醛樹脂中與苯環相連的羥基活潑性較高，聚二甲基矽氧烷與酚醛樹脂，加熱高於50℃後，會發生聚合反應，將兩種長鏈分子相連，生成接枝或嵌段共聚物。並且，聚合反應後在灰化中起主要保護作用過的si-o鍵不被破壞。此外，兩者均為長鏈結構，在分子鏈的最外層均有氫鍵存在，氫鍵與氫鍵之間可形成緊密分子鍵，保證整體分子結構的緊密型與均勻性。
實施例3：
本實施例提供一種有機樹脂，包括以下重量份的原料：酚醛樹脂97份，聚二甲基矽氧烷3份。
該有機樹脂的製備方法如下：將酚醛樹脂95份，聚二甲基矽氧烷5份混合後於100℃的條件下加熱100s即可得到有機樹脂。
實施例4：
本實施例提供一種有機樹脂，包括以下重量份的原料：酚醛樹脂95份，聚二甲基矽氧烷5份，聚乙烯吡咯烷酮2份，聚乙烯醇2份，纖維素衍生物2份。
實施例5：
本實施例提供一種有機樹脂，包括以下重量份的原料：酚醛樹脂90份，聚二甲基矽氧烷5份，聚乙烯吡咯烷酮10份，聚乙烯醇10份。
實施例6：
本實施例提供一種有機樹脂，包括以下重量份的原料：酚醛樹脂90份，聚二甲基矽氧烷5份，聚乙烯吡咯烷酮5份，聚乙烯醇8份，纖維素衍生物10份。
實施例7：
本實施例提供一種顯示基板，如圖1所示，包括襯底10，以及形成於襯底10上方的平坦化層，所述平坦化層包括上述實施例的有機樹脂形成的第一平坦化層21。
其中，本實施例中的襯底10為玻璃基底上已經形成有柵極11、柵極絕緣層12、有源層14、源漏極13、鈍化層15。
優選的是，如圖2所示，所述平坦化層還包括由酚醛樹脂形成的第二平坦化層22，所述第二平坦化層22相較於所述第一平坦化層21更靠近襯底10。
優選的是，如圖3所示，在第一平坦化層21上設有透明導電材料層23、金屬層24。
實施例8：
本實施例提供一種顯示基板的製備方法，如圖4所示，包括以下步驟：
s01、在襯底10上塗覆上述實施例的有機樹脂形成的第一平坦化層21，然後進行曝光、紫外固化；其中，曝光量為25-50mj，固化溫度為100-150℃，固化時間為100-200s。在此，相較於現有技術，該步驟中的曝光量增大20-35％，紫外固化時的紫外照射量增大3-5％。
此外，本實施例中的襯底10為玻璃基底上已經形成有柵極11、柵極絕緣層12、有源層14、源漏極13、鈍化層15。上述的在襯底10上塗覆有機樹脂是在鈍化層15上塗覆。
s02、在所述第一平坦化層21上形成透明導電材料層23、金屬層24；其中，透明導電材料層23的材料可以是ito層。
s03、在所述金屬層24上形成光刻膠25，並採用半透式掩膜(htm)工藝刻蝕、灰化，具體參見圖5，將ito層、金屬層24形成過孔。
其中，由於第一平坦化層21由有機樹脂構成，其強度較高，灰化速率低於光刻膠25(pr)，當光刻膠25減少到相應厚度後，第一平坦化層21(resin)並不會造成損傷，灰化後實際sem圖形參見圖6。可見第一平坦化層21的圖形結構並無明顯改變，說明第一平坦化層21得到強化，避免了損傷。即本實施例中灰化過程中的氣體對第一平坦化層21無影響。
實施例9：
本實施例提供一種顯示基板的製備方法，如圖7所示，包括以下步驟：
s01、在襯底10上塗覆酚醛樹脂形成第二平坦化層22；
s02、在第二平坦化層22上塗覆上述實施例的有機樹脂形成的第一平坦化層21，然後進行曝光、紫外固化；其中，相較於現有技術，該步驟中的曝光量增大20-35％，紫外固化時的紫外照射量增大3-5％。
s03、在所述第一平坦化層21上形成透明導電材料層23(ito層)、金屬層24；
s04、在所述金屬層24上形成光刻膠25，並刻蝕、灰化，將ito層、金屬層24一步形成過孔。
本實施例中採用雙平坦化層結構，雙平坦化層為在普通雙平坦化層圖案化後增加一道雙平坦化層，新增雙平坦化層選用上述實施例中提到的有機樹脂。這樣即可以保證平坦化層在灰化過程中不受損傷，又可以相應降低成本。
實施例10：
本實施例提供了一種顯示裝置，其包括上述任意一種顯示基板。所述顯示裝置可以為：液晶顯示面板、電子紙、手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。
顯然，上述各實施例的具體實施方式還可進行許多變化；例如：有機樹脂的原料的具體配比可以根據需要進行改變，其加熱溫度可以根據需要進行調整。
可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。