CN107674442A - 黑矩阵材料及其制备方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种黑矩阵材料及其制备方法、显示装置，属于辐射防护技术领域，其可至少部分解决现有的防辐射材料成本高、重量大、有毒性的问题。本发明的黑矩阵材料用于形成黑矩阵，所述黑矩阵材料包括：主料，其用于形成黑矩阵主体；掺杂在所述主料中的锰方硼石颗粒。

Description

黑矩阵材料及其制备方法、显示装置
技术领域
本发明属于辐射防护技术领域，具体涉及一种黑矩阵材料及其制备方法、显示装置。
背景技术
在手机的使用过程中会产生辐射，通常该辐射的频率在1GHz～2.6GHz(即手机的发射和接收频率)。在用手机通话时，头颅对于手机辐射的吸收率高达40％，而长时间的手机辐射对细胞DNA有一定的损伤作用。
现有技术采用重金属材料(如银、铅、羰基铁粉等)作为屏蔽层设在手机的偏光片、屏幕、信号发生器等的表面，以阻止辐射。但是，这些重金属材料成本高、重量大、有毒性。同时，现有屏蔽层为完整膜层，故其使用往往对整机厚度(如用在偏光片上)、信号质量(如用在信号发生器上)等产生影响。
发明内容
本发明至少部分解决现有的防辐射材料成本高、重量大、有毒性的问题，提供一种成本低、重量轻、环保无毒的黑矩阵材料及其制备方法、显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种黑矩阵材料，用于形成黑矩阵，所述黑矩阵材料包括：
主料，其用于形成黑矩阵主体；
掺杂在所述主料中的锰方硼石颗粒。
优选的是，所述锰方硼石颗粒在黑矩阵材料中的质量百分含量在0.3％～0.8％。
优选的是，所述锰方硼石颗粒的粒径在20nm～500nm。
进一步优选的是，所述锰方硼石颗粒的粒径在20nm～100nm。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种上述黑矩阵材料的制备方法，其包括：
将锰方硼石颗粒均匀分散在主料中。
优选的是，所述将锰方硼石颗粒均匀分散在主料中包括：
将锰方硼石颗粒加入主料中，在超声振荡下搅拌分散。
进一步优选的是，所述搅拌分散时间为6小时～10小时。
优选的是，在所述将锰方硼石颗粒均匀分散在所述主料中之前，还包括：
对锰方硼石颗粒进行球磨。
进一步优选的是，在所述对锰方硼石颗粒进行球磨之前，还包括：
将锰方硼石颗粒分散在液体介质中；
将所述液体介质彻底挥发。
进一步优选的是，所述将锰方硼石颗粒分散在液体介质中包括：按照1∶40～1∶60的质量比将锰方硼石颗粒加入无水乙醇中，并磁力搅拌10分钟～15分钟；
所述将液体介质彻底挥发包括：在80℃～85℃的温度下将无水乙醇彻底挥发。
优选的是，在所述将锰方硼石颗粒均匀分散在所述主料中之后，还包括：
对含有锰方硼石颗粒的主料进行脱泡。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，其包括：
黑矩阵，所述黑矩阵由上述的黑矩阵材料形成。
优选的是，所述显示装置为手机。
本发明的黑矩阵材料中含有锰方硼石颗粒，故用其形成的黑矩阵同样具有很好的吸收性能，可降低使用该黑矩阵的显示装置的辐射；而且，相对于现有的抗辐射材料，锰方硼石颗粒的成本低、重量轻(密度为银的三分之一、铅的四分之一)、无毒环保；另外，由于黑矩阵不是完整膜层，故其不会对显示、信号质量等造成影响，而又由于黑矩阵是显示装置中的原有结构，故其也不会对显示装置的厚度等造成影响。
附图说明
图1为锰方硼石材料对不同频率电磁波的介电损耗值(TandM)。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种黑矩阵材料，用于形成黑矩阵，该黑矩阵材料包括：
主料，其用于形成黑矩阵主体；
掺杂在主料中的锰方硼石颗粒。
本实施例的黑矩阵材料可通过涂布、固化等形成显示装置中的黑矩阵(BM)，也就是说其是黑矩阵的原料。
其中，主料是用于形成黑矩阵主体的，也就是现有的常规黑矩阵材料(或原料)。而现有常规黑矩阵材料也称黑矩阵胶体(BM胶体)，其通常包括感光树脂、颜料、溶剂等成分，由于主料可采用已有产品，故在此不再详细描述。
而以上主料中掺杂有锰方硼石颗粒。锰方硼石是一种锰氯硼酸盐矿物，化学式为Mn3B7O13Cl。如图1所示，锰方硼石对电磁波具有良好的吸收性能，尤其是对手机辐射频率范围(1GHz～2.6GHz)内的电磁波吸收性能更好。
本实施例的黑矩阵材料中含有锰方硼石颗粒，故用其形成的黑矩阵同样具有很好的吸收性能，可降低使用该黑矩阵的显示装置的辐射；而且，相对于现有的抗辐射材料，锰方硼石颗粒的成本低、重量轻(密度为银的三分之一、铅的四分之一)、无毒环保；另外，由于黑矩阵不是完整膜层，故其不会对显示、信号质量等造成影响，而又由于黑矩阵是显示装置中的原有结构，故其也不会对显示装置的厚度等造成影响。
优选的，锰方硼石颗粒在黑矩阵材料中的质量百分含量在0.3％～0.8％。
锰方硼石颗粒的添加量过多时容易产生团聚，反而降低吸收性能，经研究发现以上的含量范围是比较合理的。
优选的，锰方硼石颗粒的粒径在20nm～500nm，更优选在20nm～100nm。
也就是说，锰方硼石颗粒优选为尺寸较小的纳米锰方硼石颗粒(nano-Mn3B7O13Cl)。因为经研究发现，锰方硼石颗粒的尺寸越小吸收性能也越好；当然，锰方硼石颗粒尺寸越小也越容易引起团聚，故以上尺寸范围是比较合适的。
本实施例还提供一种显示装置，其包括：
黑矩阵，由上述的黑矩阵材料形成。
具体的，黑矩阵可形成在某个显示基板(如彩膜基板)中，其通常为网格状，位于各像素的显示区之间，用于阻止非显示区的光射出并遮挡非显示区的引线等结构。
由于该黑矩阵由上述的黑矩阵材料形成，故其具有良好的吸收性能，可降低显示装置的辐射。
优选的，显示装置为手机。
由于手机需要接收、发送信号，故相对其它显示装置通常产生的辐射更多，且手机在通话时经常放在耳边，其辐射对人的影响大，因此特别适用本发明。
当然，该显示装置也可为液晶显示面板、有机发光二极管(OLED)显示面板、电子纸、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等其它具有显示功能的产品或部件。
实施例2：
本实施例提供一种上述黑矩阵材料的制备方法，其包括：
将锰方硼石颗粒均匀分散在主料中。
也就是说，通过将锰方硼石颗粒均匀分散在用于形成常规黑矩阵的主料(黑矩阵胶体)中，即可得到上述黑矩阵材料。
为尽量避免锰方硼石颗粒的团聚，该黑矩阵材料的制备方法具体包括：
S201、优选的，将锰方硼石颗粒分散在液体介质中。
具体的，本步骤可为：按照1∶40～1∶60的质量比将锰方硼石颗粒加入无水乙醇中，并磁力搅拌10分钟～15分钟。
也就是说，可先将锰方硼石颗粒在无水乙醇等液体介质彻底分散。
S202、选的，将液体介质彻底挥发。
具体的，本步骤可为：在80℃～85℃的温度下将无水乙醇彻底挥发。
也就是说，可再除去液体介质，从而得到固体的锰方硼石颗粒，应当理解虽然锰方硼石颗粒在本步骤中本干燥了，但以上步骤仍可起到降低其团聚的作用。
S203、选的，对锰方硼石颗粒进行球磨。
具体的，本步骤可为：按照10∶1的球料比，在200～300转/分钟的转速下，于滚筒球磨机中将锰方硼石颗粒球磨5分钟～10分钟，以进一步将其分散并降低其粒径。
S204、将锰方硼石颗粒加入主料中，在超声振荡下搅拌分散。
其中，为避免锰方硼石颗粒团聚，本步骤可在超声振荡下进行，其搅拌分散时间优选为6小时～10小时。
S205、对含有锰方硼石颗粒的主料进行脱泡。
为消除以上混合过程中引入的气泡，可对主料与锰方硼石颗粒的混合物脱泡3小时～6小时，从而最终得到黑矩阵材料产品。
具体例子1：
通过以下方式制备黑矩阵材料产品1：
将粒径200nm的锰方硼石颗粒与无水乙醇按照1∶45的质量比混合，并磁力搅拌12分钟，使锰方硼石颗粒分散均匀；
将混合液在干燥箱内于85℃恒温干燥至乙醇完全挥发；
按照10∶1的球料比，将锰方硼石颗粒加入至滚筒球磨机中球磨7min，转速250转/分钟；
将球磨后的锰方硼石颗粒加入BK-23型黑矩阵胶体(即主料)中(锰方硼石颗粒占混合物的质量百分含量为0.5％)，在超声振荡下充分搅拌8小时，混合均匀；
将混合物在脱泡机中脱泡4小时，得到黑矩阵材料产品1。
具体例子2：
通过以下方式制备黑矩阵材料产品2：
将粒径20nm的锰方硼石颗粒与无水乙醇按照1∶60的质量比混合，并磁力搅拌15分钟，使锰方硼石颗粒分散均匀；
将混合液在干燥箱内于80℃恒温干燥至乙醇完全挥发；
按照10∶1的球料比，将锰方硼石颗粒加入至滚筒球磨机中球磨10min，转速300转/分钟；
将球磨后的锰方硼石颗粒加入BK-23型黑矩阵胶体(即主料)中(锰方硼石颗粒占混合物的质量百分含量为0.3％)，在超声振荡下充分搅拌10小时，混合均匀；
将混合物在脱泡机中脱泡3小时，得到黑矩阵材料产品2。
具体例子3：
通过以下方式制备黑矩阵材料产品3：
将粒径500nm的锰方硼石颗粒与无水乙醇按照1∶40的质量比混合，并磁力搅拌10分钟，使锰方硼石颗粒分散均匀；
将混合液在干燥箱内于83℃恒温干燥至乙醇完全挥发；
按照10∶1的球料比，将锰方硼石颗粒加入至滚筒球磨机中球磨5min，转速200转/分钟；
将球磨后的锰方硼石颗粒加入BK-23型黑矩阵胶体(即主料)中(锰方硼石颗粒占混合物的质量百分含量为0.8％)，在超声振荡下充分搅拌6小时，混合均匀；
将混合物在脱泡机中脱泡6小时，得到黑矩阵材料产品3。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种黑矩阵材料，用于形成黑矩阵，其特征在于，所述黑矩阵材料包括：
主料，其用于形成黑矩阵主体；
掺杂在所述主料中的锰方硼石颗粒。
2.根据权利要求1所述的黑矩阵材料，其特征在于，
所述锰方硼石颗粒在黑矩阵材料中的质量百分含量在0.3％～0.8％。
3.根据权利要求1所述的黑矩阵材料，其特征在于，
所述锰方硼石颗粒的粒径在20nm～500nm。
4.根据权利要求3所述的黑矩阵材料，其特征在于，
所述锰方硼石颗粒的粒径在20nm～100nm。
5.一种黑矩阵材料的制备方法，其特征在于，所述黑矩阵材料为权利要求1至4中任意一项所述的黑矩阵材料，所述黑矩阵材料的制备方法包括：
将锰方硼石颗粒均匀分散在主料中。
6.根据权利要求5所述的黑矩阵材料的制备方法，其特征在于，所述将锰方硼石颗粒均匀分散在主料中包括：
将锰方硼石颗粒加入主料中，在超声振荡下搅拌分散。
7.根据权利要求6所述的黑矩阵材料的制备方法，其特征在于，
所述搅拌分散时间为6小时～10小时。
8.根据权利要求5所述的黑矩阵材料的制备方法，其特征在于，在所述将锰方硼石颗粒均匀分散在所述主料中之前，还包括：
对锰方硼石颗粒进行球磨。
9.根据权利要求8所述的黑矩阵材料的制备方法，其特征在于，在所述对锰方硼石颗粒进行球磨之前，还包括：
将锰方硼石颗粒分散在液体介质中；
将所述液体介质彻底挥发。
10.根据权利要求9所述的黑矩阵材料的制备方法，其特征在于，
所述将锰方硼石颗粒分散在液体介质中包括：按照1∶40～1∶60的质量比将锰方硼石颗粒加入无水乙醇中，并磁力搅拌10分钟～15分钟；
所述将液体介质彻底挥发包括：在80℃～85℃的温度下将无水乙醇彻底挥发。
11.根据权利要求5所述的黑矩阵材料的制备方法，其特征在于，在所述将锰方硼石颗粒均匀分散在所述主料中之后，还包括：
对含有锰方硼石颗粒的主料进行脱泡。
12.一种显示装置，其特征在于，包括：
黑矩阵，所述黑矩阵由权利要求1至4中任意一项所述的黑矩阵材料形成。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，
所述显示装置为手机。
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