一种彩膜基板及黑色矩阵材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种彩膜基板及黑色矩阵材料的制备方法，所述方法包括：将石墨在水相和油相中混合，形成混合液；搅拌所述混合液，使所述混合液分相形成石墨烯球；加热所述石墨烯球，使所述石墨烯球表面形成开孔，所述水相通过所述开孔从所述石墨烯球中流出，干燥后形成空心开孔石墨烯球黑色粉末；将所述空心开孔石墨烯球黑色粉末加入到黑色矩阵溶液中，分散后得到黑色矩阵材料。

【技术实现步骤摘要】
一种彩膜基板及黑色矩阵材料的制备方法
本专利技术涉及液晶显示器制造
，尤其涉及一种彩膜基板及黑色矩阵材料的制备方法。
技术介绍
液晶显示器由阵列基板，液晶和彩膜基板构成，以及夹在这两个基板中间的液晶。作为滤光作用的彩膜基板通常包含以下结构：黑色矩阵，彩色滤光膜，透明电极和隔垫物。黑色矩阵作为像素分割矩阵，其分割像素的实现途径就在于其遮光作用。遮光作用可以分割像素，同时防止像素间不同颜色之间的混光。黑色矩阵遮光主要依靠炭黑或黑色有机染料。炭黑的浓度直接影响黑色矩阵遮光效果。浓度越高，遮光效果越好，但是会引起成膜效果不佳的负面影响。另外也可以通过增加膜厚来提高遮光效果，而同时会有负面影响，如材料使用量增加，成本增加；厚度增加也导致成膜难度增加；黑色矩阵加厚，会使后制程的滤光层重叠处牛角增加，导致盒内液晶排列混乱，而造成漏光。而黑色有机染料的吸光效果普遍较低，遮光效果不佳。综上所述，现有的彩膜基板中的黑色矩阵，存在成膜效果不佳以及遮光效果不佳的负面影响，可导致盒内液晶排列混乱，从而造成漏光的现象。
技术实现思路
本专利技术提供一种彩膜基板及黑色矩阵材料的制备方法，能够提高成膜效果以及遮光效果，降低成本，可避免漏光现象。为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术提供一种黑色矩阵材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：S1、将石墨在水相和油相中混合，形成混合液；S2、搅拌所述混合液，使所述混合液分相形成石墨烯球；S3、加热所述石墨烯球，使所述石墨烯球表面形成开孔，所述水相通过所述开孔从所述石墨烯球中流出，干燥后形成空心开孔石墨烯球黑色粉末；S4、将所述空心开孔石墨烯球黑色粉末加入到黑色矩阵溶液中，分散后得到黑色矩阵材料。根据本专利技术一优选实施例，所述步骤S1包括：将石墨，丙烯酸丁酯，二乙烯基苯，甲基丙腈混合，同时添加表面活性剂。根据本专利技术一优选实施例，所述搅拌速度大于10000转/分钟，时间大于1分钟。根据本专利技术一优选实施例，所述步骤S3中，所述石墨烯球温度加热至55℃～75℃，反应时间为24小时；取出后的干燥制程中，干燥温度为50℃～80℃，干燥时间为72小时。根据本专利技术一优选实施例，所述黑色矩阵溶液中的溶剂包括：丙二醇单甲基醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯以及正丁醇。根据本专利技术一优选实施例，所述黑色矩阵溶液还包括：碱可溶树脂、乙烯性不饱和单体、引发剂以及分散剂。本专利技术还提供一种彩膜基板，包括：基板；彩膜色阻，制备于所述基板上；所述彩膜色阻包括彩色色阻，以及位于所述彩色色阻外围的黑色矩阵；其中，所述黑色矩阵分布有空心的球体结构，所述黑色矩阵中的材料至少一部分为空心开孔石墨烯球材料。根据本专利技术一优选实施例，所述黑色矩阵由所述空心开孔石墨烯球材料和炭黑/黑色有机染料组成；或者所述黑色矩阵由所述空心开孔石墨烯球材料组成。根据本专利技术一优选实施例，所述空心开孔石墨烯球材料包括石墨烯球，所述石墨烯球为内部空心的黑色壳体。根据本专利技术一优选实施例，所述石墨烯球表面至少包括一个开孔。本专利技术的有益效果为：相较于现有技术的的彩膜基板中的黑色矩阵，本专利技术的的彩膜基板及黑色矩阵，通过使用空心开孔石墨烯球部分或全部取代黑色矩阵中的炭黑或黑色有机染料而作为吸光材料，其与现行使用的黑色矩阵材料的相容性较好，可直接添加或替代其中的炭黑材料。本专利技术将黑色石墨烯球制成空心开孔球，使光线从开孔处入射，在其空腔内经多次吸收和反射后，达到近乎完全吸收，达到近似黑体的效果，从而提升黑色矩阵的吸光度及成膜效果，进而避免造成漏光及像素间混光的现象。附图说明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专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术实施例提供的黑色矩阵材料的制备方法流程示意图；图2为本专利技术提供的彩膜基板结构示意图；图3a为本专利技术提供的空心开孔石墨烯球材料的结构电镜图；图3b为本专利技术提供的空心开孔石墨烯球局部结构电镜图。具体实施方式以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本专利技术可用以实施的特定实施例。本专利技术所提到的方向用语，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专利技术，而非用以限制本专利技术。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。本专利技术针对现有彩膜基板中的黑色矩阵，存在成膜效果不佳以及遮光效果不佳，可导致盒内液晶排列混乱，从而造成漏光的现象的技术问题，本实施例能够解决该缺陷。下面结合附图详细介绍本专利技术具体实施例提供的彩膜基板及黑色矩阵。如图1所示，本专利技术实施例提供的黑色矩阵材料的制备方法流程示意图，所述方法包括以下步骤：S1、将石墨在水相和油相中混合，形成混合液；S2、搅拌所述混合液，使所述混合液分相形成石墨烯球；S3、加热所述石墨烯球，使所述石墨烯球表面形成开孔，所述水相通过所述开孔从所述石墨烯球中流出，干燥后形成空心开孔石墨烯球黑色粉末；S4、将所述空心开孔石墨烯球黑色粉末加入到黑色矩阵溶液中，分散后得到黑色矩阵材料。具体地，将所述石墨在水相和油相中按预设比例混合，其中，所述水相包括水，甘油，酒精，丙酮等；所述油相包括甲醇、乙腈、氯仿、环己烷、二氯甲烷等，其中，本实施例所述油相优选丙烯酸丁酯，二乙烯基苯，甲基丙腈；将所述石墨与所述丙烯酸丁酯，所述二乙烯基苯以及所述甲基丙腈按所述预设比例混合，所述混合液反应可生成石墨烯，同时添加一些表面活性剂，如十二烷基磺酸钠，十八烷基磺酸钠等按一定量添加进去，可提高所述石墨烯表面能。搅拌所述混合液，所述搅拌速度大于10000转/分钟，时间大于1分钟，使所述混合液分相形成所述石墨烯球；其中，可使用搅拌机进行搅拌。之后再加热所述石墨烯球，使所述石墨烯球温度加热至55℃～75℃，优选为65℃，反应时间为24小时，由于加热使包裹在所述石墨烯球内部的所述水相膨胀蒸发，导致所述石墨烯球表面形成开孔，所述水相通过所述开孔从所述石墨烯球中流出。之后再进行干燥制程，干燥温度为50℃～80℃，优选为65℃，干燥时间为72小时，干燥后形成所述空心开孔石墨烯球黑色粉末。最后将所述空心开孔石墨烯球黑色粉末加入到所述黑色矩阵溶液中，分散，从而得到本专利技术的所述黑色矩阵材料。其中，所述黑色矩阵溶液中的溶剂包括：丙二醇单甲基醚醋酸酯(PMA)、3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)以及正丁醇(n-BuOH)等，均按一定比例配制。所述黑色矩阵溶液还可以包括：碱可溶树脂，如SB4019(sartomer)等；乙烯性不饱和单体，如双季戊四醇五，六丙烯酸酯DPHA等；引发剂，如irgacure369，OXE-02等；分散剂，如BYK161，solsperse32500，CN2284，solsperse22000等；以及工艺可接受的其他添加剂，如附着力促进剂A-186，流平剂BYK333等。所述碱可溶树脂、所述乙烯性不饱和单体、所述引发剂以及所述分散剂等，均根据制程的实际需求按预设配比添加。如图2所示，为本专利技术提供的彩膜基板结构示意图，本专利技术提供的彩膜基板采用上述黑色矩阵材料制备，所述彩膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑色矩阵材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、将石墨在水相和油相中混合，形成混合液；S2、搅拌所述混合液，使所述混合液分相形成石墨烯球；S3、加热所述石墨烯球，使所述石墨烯球表面形成开孔，所述水相通过所述开孔从所述石墨烯球中流出，干燥后形成空心开孔石墨烯球黑色粉末；S4、将所述空心开孔石墨烯球黑色粉末加入到黑色矩阵溶液中，分散后得到黑色矩阵材料。

【技术特征摘要】
1.一种黑色矩阵材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、将石墨在水相和油相中混合，形成混合液；S2、搅拌所述混合液，使所述混合液分相形成石墨烯球；S3、加热所述石墨烯球，使所述石墨烯球表面形成开孔，所述水相通过所述开孔从所述石墨烯球中流出，干燥后形成空心开孔石墨烯球黑色粉末；S4、将所述空心开孔石墨烯球黑色粉末加入到黑色矩阵溶液中，分散后得到黑色矩阵材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：将石墨，丙烯酸丁酯，二乙烯基苯，甲基丙腈混合，同时添加表面活性剂。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌速度大于10000转/分钟，时间大于1分钟。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述石墨烯球温度加热至55℃～75℃，反应时间为24小时；取出后的干燥制程中，干燥温度为50℃～80℃，干燥时间为72小时。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈珍霞，石钰，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44