[发明专利]黑色矩阵与其制作方法及具有该黑色矩阵的液晶面板

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种黑色矩阵与其制作方法及具有该黑色矩阵的液晶面板。

背景技术

液晶显示装置(LCD，Liquid Crystal Display)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。如：液晶电视、移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕等。

通常液晶显示装置包括壳体、设于壳体内的液晶显示面板及设于壳体内的背光模组(Backlight module)。其中，液晶显示面板的结构主要是由一薄膜晶体管阵列基板(Thin Film Transistor Array Substrate，TFT Array Substrate)、一彩色滤光片基板(Color Filter，CF)、以及配置于两基板间的液晶层(Liquid Crystal Layer)所构成，其工作原理是通过在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。

当前主流的液晶面板，在CF基板侧设置有黑色矩阵(Black Matrix，BM)，以阻止每个像素处漏光的发生。黑色矩阵起初采用的是铬系材料的金属薄膜，但是由于工序复杂、成本高、环境污染等原因而逐渐被树脂型材料的黑矩阵取代。树脂型黑矩阵(RBM)是指将碳黑(Carbon)等遮光材料分散到树脂中，并与其他的树脂、光引发剂、单体、溶剂混和，将其涂布在CF基板上，干燥后并通过光刻法进行图案化而得到黑色矩阵。光学密度(OD)值是用来衡量遮光性能的物理单位，随着彩色滤光片的高性能化，对树脂黑矩阵的光学密度值的要求不断提高，现有提高光学密度值的方法主要有以下几种：

一、提高黑色矩阵光阻的膜厚。该种方法会导致涂在黑色矩阵上的彩色像素(R、G、B)所产生的表面阶差变大，因而会导致滤色器的平坦性降低，液晶的取向紊乱等问题。

二、在膜厚不变的前提下增加碳黑等遮光材料的含量。该种方法会使得树脂型黑矩阵的树脂比率减小，从而降低与基板的附着力；另外在曝光制程中碳黑易吸收紫外光，从而使底层的光阻因曝光不足不能固化而产生剥离。

三、降低碳黑的粒径来提高遮光性。该种方法易团聚而产生凝胶等问题。此外，由于碳黑为导电粒子，如果光阻体系中的碳黑较多时，会导致黑色矩阵的阻抗值(Rs)降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黑色矩阵，具有较高的光学密度值，且遮光材料用量较少，具有较大的阻抗值。

本发明的另一目的在于提供一种黑色矩阵的制作方法，可提高黑色矩阵的光学密度值，并可减少遮光材料的用量，增大黑色矩阵的阻抗值，提高黑色矩阵成膜制程的稳定性。

本发明的再一目的在于提供一种液晶面板，其CF基板上的黑色矩阵兼具偏光特性与吸光特性，遮光效果强，具有较高的光学密度值，同时黑色矩阵中遮光材料的用量较少，具有较大的阻抗值。

为实现上述目的，本发明提供一种黑色矩阵，其通过将混合树脂组合物涂布于基板上，干燥后通过光刻法进行图案化而制得，其中，所述混合树脂组合物包括粘合树脂、光引发剂、小分子单体、溶剂、遮光材料、偶氮化合物、及添加剂，所述偶氮化合物具有偏光特性。

所述偶氮化合物的结构为其中，R1为氨基、羟基、烷氧基、酯基、氨酰基、胺醛基、苯基或烷基，R2为酰基、醛基、羧基、酰氨基、磺酸基、腈基、硝基、卤仿基或季胺基。

所述遮光材料为黑色无机颜料或黑色有机颜料；所述粘合树脂为2-(甲基)丙烯酰氧乙基邻苯二甲酸；所述小分子单体为苯乙烯、丙烯酸脂或甲基丙烯酸脂；所述光引发剂为乙烷酮或1-[9-乙基-6(2-甲基苯甲酰基)-9氢-咔唑-3-取代基]-,1-(氧-乙酰肟)；所述溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、环己酮、3-甲氧基丁基乙酸酯或二乙二醇丁醚醋酸酯。

所述黑色无机颜料为碳黑、氧化铬、氧化铁、氧化钛或石墨，所述黑色有机颜料为二萘嵌苯黑、花青黑或苯胺黑。

所述混合树脂组合物中，各组分的质量百分比为：粘合树脂5～10％、光引发剂0～1％、小分子单体0～1％、溶剂70～80％、遮光材料5-10％、偶氮化合物1-5％、添加剂0-0.5％。

本发明还提供一种黑色矩阵的制作方法，包括如下步骤：