PFA材料及其制备方法
阅读：1161发布：2020-06-22
专利汇可以提供PFA材料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种PFA材料及其制备方法，包括PFA 树脂 、聚 硅 氧 烷树脂分散液、导热绝缘剂以及 溶剂 ，相较于现有的PFA材料及其制备方法，本发明以现有PFA树脂为基体树脂，通过添加聚硅氧烷的方式，能够同时保证分散性和 电场 均匀性，以解决现有的PFA材料因结构不均匀和电场不均匀导致PFA材料的有效击穿场强大幅降低的技术问题。，下面是PFA材料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种PFA材料，其特征在于，包括：PFA树脂、聚硅氧烷树脂分散液以及溶剂，其中，所述PFA树脂的重量百分比为所述PFA材料的1～25％，所述聚硅氧烷树脂分散液的重量百分比为所述PFA材料的1～30％。
2.根据权利要求1所述的PFA材料，其特征在于，所述聚硅氧烷树脂分散液包括聚硅氧烷和丙烯酸树脂。
3.根据权利要求2所述的PFA材料，其特征在于，所述聚硅氧烷的重量百分比为所述聚硅氧烷树脂分散液的1～30％，所述丙烯酸树脂的重量百分比为所述聚硅氧烷树脂分散液的1～10％。
4.根据权利要求1所述的PFA材料，其特征在于，所述PFA材料还包括导热绝缘剂。
5.根据权利要求4所述的PFA材料，其特征在于，所述导热绝缘剂包括氮化铝、氮化铍、氧化铝、氮化硅、氧化铝以及氮化硼中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的PFA材料，其特征在于，所述导热绝缘剂为氮化硼纳米颗粒分散液。
7.根据权利要求6所述的PFA材料，其特征在于，所述氮化硼纳米颗粒分散液的重量百分比为所述PFA材料的0.1～10％。
8.根据权利要求6所述的PFA材料，其特征在于，所述氮化硼纳米颗粒分散液包括丙烯酸树脂和氮化硼纳米颗粒。
9.根据权利要求8所述的PFA材料，其特征在于，所述丙烯酸树脂的重量百分比为所述氮化硼纳米颗粒分散液的1～10％，所述氮化硼纳米颗粒的重量百分比为所述氮化硼纳米颗粒分散液的0.1～40％。
10.一种PFA材料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-9任一项所述的PFA材料，包括：
步骤1、配置聚硅氧烷树脂分散液；
步骤2、配置氮化硼纳米颗粒分散液；
步骤3、将聚硅氧烷树脂分散液和氮化硼纳米颗粒分散液加入PFA树脂中调制成改性PFA材料；
步骤4、对改性PFA材料进行涂布成膜、黄光、显影、高温烘烤制程，制备得到PFA材料。
PFA材料及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 在薄膜晶体管液晶显示器(Thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)生产制造过程中，因基板不断地被移动、摩擦、吸附、加热、加压、分离、脱吸、冷却等而持续产生静电，累积到一定程度就会发生静电放电(electrostatic discharge，ESD)现象,极大的影响产品的质量。随着面板解析度提升，电路集成度越来越高，相对的金属互连线宽越来越小，受ESD的影响也越来越敏感。
[0003] 目前常见的面板结构，除氧化铟锡层(Indium tin oxide，ITO)和阵列基板侧导电金属走线外，主要有三种类型材料：框胶、SiNx、有机平坦层(Polymer Film onArray，PFA)。为提高有机聚合物的击穿特性，目前常使用聚合物、无机填料复合材料，例如在聚合物中填充高介电陶瓷粒子(如钛酸钡、钛酸铅)或导电粒子。
发明内容
[0005] 本发明提供一种PFA材料及其制备方法，能够同时保证分散性和电场均匀性，以解决现有的PFA材料因结构不均匀和电场不均匀导致PFA材料的有效击穿场强大幅降低的技术问题。
[0006] 为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
[0007] 本发明提供一种PFA材料，包括：PFA树脂、聚硅氧烷树脂分散液以及溶剂，其中，所述PFA树脂的重量百分比为所述PFA材料的1～25％，所述聚硅氧烷树脂分散液的重量百分比为所述PFA材料的1～30％。
[0009] 在本发明一些实施例中，所述聚硅氧烷的重量百分比为所述聚硅氧烷树脂分散液的1～30％，所述丙烯酸树脂的重量百分比为所述聚硅氧烷树脂分散液的1～10％。
[0010] 在本发明一些实施例中，所述PFA材料还包括导热绝缘剂。
[0012] 在本发明一些实施例中，所述导热绝缘剂为氮化硼纳米颗粒分散液。
[0013] 在本发明一些实施例中，所述氮化硼纳米颗粒分散液的重量百分比为所述PFA材料的0.1～10％。
[0014] 在本发明一些实施例中，所述氮化硼纳米颗粒分散液包括丙烯酸树脂和氮化硼纳米颗粒。
[0015] 在本发明一些实施例中，所述丙烯酸树脂的重量百分比为所述氮化硼纳米颗粒分散液的1～10％，所述氮化硼纳米颗粒的重量百分比为所述氮化硼纳米颗粒分散液的0.1～40％。
[0016] 在本发明一些实施例中，所述PFA材料还包括添加剂，所述添加剂包括附着助剂和流平剂。
[0017] 在本发明一些实施例中，所述添加剂的重量百分比为所述PFA材料的0.01～5％。
[0018] 在本发明一些实施例中，当所述PFA材料为正型光阻材料，所述PFA材料还包括第一光引发剂。
[0019] 在本发明一些实施例中，当所述PFA材料为负型光阻材料，所述PFA材料还包括不饱和多官能团单体和第二光引发剂。
[0020] 依据本发明的上述目的，本发明还提出一种PFA材料的制备方法，用于制备以上的PFA材料，包括：
[0021] 步骤1、配置聚硅氧烷树脂分散液；
[0022] 步骤2、配置氮化硼纳米颗粒分散液；
[0023] 步骤3、将聚硅氧烷树脂分散液和氮化硼纳米颗粒分散液加入PFA树脂中调制成改性PFA材料；
[0024] 步骤4、对改性PFA材料进行涂布成膜、黄光、显影、高温烘烤制程，制备得到PFA材料。
[0025] 本发明的有益效果为：相较于现有的PFA材料及其制备方法，本发明的PFA材料及其制备方法通过选用聚硅氧烷作为PFA树脂的主要填料，由于聚硅氧烷和PFA树脂同为有机物，解决了现有技术中分散性不好的问题，进一步由于经高温烘烤后聚硅氧烷缩合形成的最终产物硅氧碳多聚物与PFA树脂介电常数(3～5)较为接近，保证了新制得的PFA材料具有电场均匀性；同时由于PFA材料中添加的氮化硼纳米颗粒为高导热、不导电的材料，增强PFA材料的导热能力，可以减少表面放电产生的热量在放电处积累，以此提升了PFA材料的耐ESD击穿特性。附图说明
[0026] 为了更清楚地说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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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的附图。
[0027] 图1为本发明实施例中提供的聚硅氧烷的通式图；
[0028] 图2为本发明实施例中提供的PFA材料的一个实施例的组分图；
[0029] 图3为本发明实施例中提供的PFA材料的制备方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
[0030] 以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
[0031] 本发明提供一种PFA材料及其制备方法，能够同时保证分散性和电场均匀性，以解决现有的PFA材料因结构不均匀和电场不均匀导致PFA材料的有效击穿场强大幅降低的技术问题。
[0032] 本发明一实施例提供的PFA材料，包括：PFA树脂、聚硅氧烷树脂分散液以及溶剂，具体地，所述PFA材料的各组分的组成含量为：所述PFA材料的总重为100wt％，所述聚硅氧烷树脂分散液的含量优选为1～30wt％，更优选为1～20wt％，所述PFA树脂的含量优选为1～25wt％，剩余为溶剂。
[0033] 本发明实施例中PFA材料的原料选用所述PFA树脂，即全氟烷氧基树脂，主要填料选用所述聚硅氧烷，所述聚硅氧烷是一类以重复的Si-O键为主链，硅原子上直接连接有机基团的聚合物，如图1所示，其中，所述有机基团用R1、R2表示，R1、R2可以是烷基、烯基、芳基、环烷基、烷氧基、环氧烷基、烷基甲硅烷基、烷基氨基中的任一种，所述全氟烷氧基树脂与所述聚硅氧烷均为有机物，可以解决现有技术中分散性不好的问题。
[0034] 本发明实施例中，溶剂可以选用PFA常用溶剂即可，具体地，溶剂优选但不限于有机酮、醚和芳族烃，如甲基乙基酮(MEK)、2-庚酮(MAK)、环己酮、环戊酮、丁基苯基醚、4-甲基茴香醚、环己基苯中的一种或多种。
[0035] 具体地，所述聚硅氧烷树脂分散液可以包括聚硅氧烷、丙烯酸树脂以及溶剂，其中，所述聚硅氧烷树脂分散液的各组分的组成含量可以为：所述聚硅氧烷树脂分散液的总重为100wt％，所述丙烯酸树脂的含量优选为1～10wt％，更优选为1～5wt％，所述聚硅氧烷的含量优选为1～30wt％，更优选为5～25wt％，剩下为溶剂。
[0036] 当然，本发明实施例中，也可以添加辅料和添加剂对PFA材料继续进行优化，因此，在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，所述PFA材料可以包括：PFA树脂、聚硅氧烷树脂分散液、辅料、添加剂以及溶剂。
[0037] 本发明实施例新加入的有辅料和添加剂，其中，所述辅料可以选用导热绝缘剂，该导热绝缘剂可以包括氮化铝、氮化铍、氧化铝、氮化硅、氧化铝以及氮化硼中的一种或多种，所述导热绝缘剂可以增强PFA材料的导热能力，减少表面放电产生的热量在放电处积累，以此提升了PFA材料的耐ESD击穿特性。可以理解的是，在本发明其他实施例中，辅料还可以选用除导热绝缘剂的其他材料，具体此处不作限定。
[0038] 优选地，本发明实施例中可以选用氮化硼纳米颗粒分散液，在本发明一些实施例中，所述添加剂可以包括附着助剂和流平剂，所述附着助剂用于增加涂膜与底材的附着力，所述流平剂用于降低涂膜表面张力，提高其流平性和均匀性。
[0039] 具体地，所述氮化硼纳米颗粒分散液可以包括丙烯酸树脂、氮化硼纳米颗粒以及溶剂，其中，所述氮化硼纳米颗粒分散液的各组分的组成含量可以为：所述氮化硼纳米颗粒分散液的总重为100wt％，所述丙烯酸树脂的含量优选为1～10wt％，更优选为1～5wt％，所述氮化硼纳米颗粒的含量优选为0.1～40wt％，更优选为0.1～30wt％，剩下为溶剂。
[0040] 在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，提供的PFA材料为正型光阻材料，如图2所示，所述PFA材料可以包括：PFA树脂、聚硅氧烷树脂分散液、导热绝缘剂、第一光引发剂、添加剂以及溶剂。具体地，所述PFA材料的各组分的组成含量可以为：所述PFA材料的总重为100wt％，所述聚硅氧烷树脂分散液的含量优选为1～30wt％，更优选为1～20wt％，所述PFA树脂的含量优选为1～25wt％，所述氮化硼纳米颗粒分散液的含量优选为
0.1～10wt％，更优选为0.1～5wt％，所述第一光引发剂的含量优选为0.05～10wt％，所述添加剂的含量优选为0.01～5wt％，剩余为溶剂。
0.1～10wt％，更优选为0.1～5wt％，所述第一光引发剂的含量优选为0.05～10wt％，所述添加剂的含量优选为0.01～5wt％，剩余为溶剂。
[0041] 在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，提供的PFA材料为负型光阻材料，所述PFA材料可以包括：PFA树脂、聚硅氧烷树脂分散液、导热绝缘剂、不饱和多官能团单体、第二光引发剂、添加剂以及溶剂。具体地，所述PFA材料的各组分的组成含量可以为：所述PFA材料的总重为100wt％，所述聚硅氧烷树脂分散液的含量优选为1～30wt％，更优选为1～20wt％，所述PFA树脂的含量优选为1～25wt％，所述氮化硼纳米颗粒分散液的含量优选为0.1～10wt％，更优选为0.1～5wt％，所述不饱和多官能团单体的含量优选为1～
20wt％，所述第二光引发剂的含量优选为0.05～8wt％，所述添加剂的含量优选为0.01～
5wt％，剩余为溶剂。
20wt％，所述第二光引发剂的含量优选为0.05～8wt％，所述添加剂的含量优选为0.01～
5wt％，剩余为溶剂。
[0042] 依据本发明的上述目的，还提出一种PFA材料的制备方法的实施例，用于制备以上PFA材料实施例中所述的PFA材料，如图3所示，包括：
[0043] S1，配置聚硅氧烷树脂分散液。
[0044] 其中，聚硅氧烷树脂分散液可以包括聚硅氧烷、丙烯酸树脂以及溶剂，本发明实施例中，当聚硅氧烷树脂分散液包括多种组分时，可以按照预设比例配置聚硅氧烷树脂分散液。
[0045] 在一个具体实施例中，当聚硅氧烷树脂分散液包括多种组分时，所述聚硅氧烷树脂分散液的各组分的预设比例可以为：所述聚硅氧烷树脂分散液的总重为100wt％，所述丙烯酸树脂的含量优选为1～10wt％，更优选为1～5wt％，所述聚硅氧烷的含量优选为1～30wt％，更优选为5～25wt％，剩下为溶剂。
[0046] S2，配置氮化硼纳米颗粒分散液。
[0047] 其中，氮化硼纳米颗粒分散液可以包括丙烯酸树脂、氮化硼纳米颗粒以及溶剂，本发明实施例中，当氮化硼纳米颗粒分散液包括多种组分时，可以按照预设比例配置氮化硼纳米颗粒分散液。
[0048] 在一个具体实施例中，当氮化硼纳米颗粒分散液包括多种组分时，所述氮化硼纳米颗粒分散液的各组分的预设比例可以为：所述氮化硼纳米颗粒分散液的总重为100wt％，所述丙烯酸树脂的含量优选为1～10wt％，更优选为1～5wt％，所述氮化硼纳米颗粒的含量优选为0.1～40wt％，更优选为0.1～30wt％，剩下为溶剂。
[0049] S3，将配置好的聚硅氧烷树脂分散液和氮化硼纳米颗粒分散液加入PFA树脂中调制成改性PFA材料；
[0050] 在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，提供的PFA材料为正型光阻材料，所述PFA材料可以包括：PFA树脂、聚硅氧烷树脂分散液、导热绝缘剂、第一光引发剂、添加剂以及溶剂。具体地，所述PFA材料的各组分的组成含量可以为：所述PFA材料的总重为100wt％，所述聚硅氧烷树脂分散液的含量优选为1～30wt％，更优选为1～20wt％，所述PFA树脂的含量优选为1～25wt％，所述氮化硼纳米颗粒分散液的含量优选为0.1～10wt％，更优选为0.1～5wt％，所述第一光引发剂的含量优选为0.05～10wt％，所述添加剂的含量优选为0.01～5wt％，剩余为溶剂。
[0051] 在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，提供的PFA材料为负型光阻材料，所述PFA材料可以包括：PFA树脂、聚硅氧烷树脂分散液、导热绝缘剂、不饱和多官能团单体、第二光引发剂、添加剂以及溶剂。具体地，所述PFA材料的各组分的组成含量可以为：所述PFA材料的总重为100wt％，所述聚硅氧烷树脂分散液的含量优选为1～30wt％，更优选为1～20wt％，所述PFA树脂的含量优选为1～25wt％，所述氮化硼纳米颗粒分散液的含量优选为0.1～10wt％，更优选为0.1～5wt％，所述不饱和多官能团单体的含量优选为1～
20wt％，所述第二光引发剂的含量优选为0.05～8wt％，所述添加剂的含量优选为0.01～
5wt％，剩余为溶剂。
20wt％，所述第二光引发剂的含量优选为0.05～8wt％，所述添加剂的含量优选为0.01～
5wt％，剩余为溶剂。
[0052] S4，对改性PFA材料进行涂布成膜、黄光、显影、高温烘烤制程，制备得到PFA材料。
[0053] 其中，涂布成膜、黄光、显影、高温烘烤制程为现有技术，具体此处不作限定。
[0054] 本实施例中，步骤S1和步骤S2的顺序可互相调换，无严格限制，所述PFA材料经过PFA制程后，所述聚硅氧烷缩合形成了硅氧碳多孔聚合物结构，作为导热绝缘剂的氮化硼纳米颗粒，则完全分散于硅氧碳多孔聚合物与PFA树脂形成的网格结构中。
[0055] 本发明的有益效果为：相较于现有的PFA材料及其制备方法，本发明的PFA材料及其制备方法通过选用聚硅氧烷作为PFA树脂的主要填料，由于聚硅氧烷和PFA树脂同为有机物，解决了现有技术中分散性不好的问题，进一步由于经高温烘烤后聚硅氧烷缩合形成的最终产物硅氧碳多聚物与PFA树脂介电常数(3～5)较为接近，保证了新制得的PFA材料具有电场均匀性；同时由于PFA材料中添加的氮化硼纳米颗粒为高导热、不导电的材料，增强PFA材料的导热能力，可以减少表面放电产生的热量在放电处积累，以此提升了PFA材料的耐ESD击穿特性。
[0056] 综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
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