CN111443572B - 光阻材料、显示面板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光阻材料、显示面板及其制备方法，所述光阻材料含有酚醛树脂和石墨烯纳米片，所述石墨烯纳米片为二维网状结构，所述石墨烯纳米片均匀地分散于所述酚醛树脂中，所述酚醛树脂形成三维网状结构。将石墨烯纳米片作为黑色颜料应用于黑色矩阵光阻材料，超薄的、网状的石墨烯纳米片可以均匀地分散在树脂基体之中，不易团聚，有利于树脂形成三维网状结构，增强树脂的交联度。
Description
技术领域
本申请涉及移动显示面板领域，尤其涉及一种光阻材料、显示面板及其制备方法。
背景技术
黑色矩阵(Black Matrix，BM)是液晶显示面板彩膜基板(ColorFilter，CF)的重要组成部分，其作用是起遮蔽作用、防止漏光和提高对比度。一般，黑色矩阵光阻是由酚醛树脂、单体、炭黑、光起始剂、分散剂构成，黑色矩阵光阻的制程包括涂布、预烘烤、曝光、显影、硬烤等制程。
随着技术的进步，市场对液晶显示屏幕的性能以及工艺水平要求越来越高，包括短的响应时间、高的穿透率等，而提高穿透率的有效途径是实现黑色矩阵细线化，以实现高的黑色矩阵开口率。
因此，确有必要来开发一种具有高解析度、高锥度角的黑色矩阵光阻，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种光阻材料，其能够解决现有技术中显示面板穿透率不足的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种光阻材料，所述光阻材料含有酚醛树脂和石墨烯纳米片，所述石墨烯纳米片为二维网状结构，所述石墨烯纳米片均匀地分散于所述酚醛树脂中，所述酚醛树脂形成三维网状结构。
将石墨烯纳米片作为黑色颜料应用于黑色矩阵光阻材料，超薄的、网状的石墨烯纳米片可以均匀地分散在树脂基体之中，不易团聚，有利于树脂形成三维网状结构，增强树脂的交联度。
在对黑色矩阵光阻曝光时，石墨烯纳米片中的石墨烯吸收了紫外线后会使黑色矩阵光阻温度升高60-100℃，起到对黑色矩阵光阻进行预烘烤的作用，减少了制程数量；并且，石墨烯的光热效应可使得树脂的固化程度加强，光固化-热固化同时进行，有助于缩短曝光时间，有利于实现高解析度、高锥度角的黑色矩阵光阻，进而提升黑色矩阵的开口率，提高显示面板的穿透率。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述石墨烯纳米片的质量占整个所述光阻材料的5％-10％，所述酚醛树脂的质量占整个所述光阻材料的5％-10％。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述石墨烯纳米片中的石墨烯层数为1-5层。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述石墨烯纳米片中的石墨烯的厚度为0.2nm-2nm，其长和宽的范围为1um-100um。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述光阻材料还包括单体、光始剂和分散剂，所述单体的质量占整个所述光阻材料的5％-10％，所述光始剂的质量占整个所述光阻材料的5％-10％，所述分散剂的质量占整个所述光阻材料的50％-75％。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述光始剂采用ɑ-氨基酮、苯乙酮、芳香酮中的一种或其组合。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述分散剂的材料采用丙二醇甲醚醋酸酯。
本发明还提供一种显示面板，包括一基板，所述基板上设有本发明涉及的所述的光阻材料，所述光阻材料作为所述显示面板的黑色矩阵光阻。
利用石墨烯的光热效应，在对黑色矩阵光阻曝光时，石墨烯纳米片中的石墨烯吸收了紫外线后会使黑色矩阵光阻温度升高60-100℃，起到对黑色矩阵光阻进行预烘烤的作用，减少了制程数量；并且，石墨烯的光热效应可使得树脂的固化程度加强，光固化-热固化同时进行，有助于缩短曝光时间，有利于实现高解析度、高锥度角的黑色矩阵光阻，进而提升黑色矩阵的开口率，提高显示面板的穿透率。
本发明还提供一种制备方法，用以制备本发明涉及的所述显示面板，所述制备方法包括以下步骤：提供一基板；涂布本发明涉及的所述的光阻材料；对所述光阻材料进行曝光。
进一步的，在其他实施方式中，其中在对所述光阻材料进行曝光时，所述光阻材料的温度升高60-100℃。
在对黑色矩阵光阻曝光时，石墨烯纳米片中的石墨烯吸收了紫外线后会使黑色矩阵光阻温度升高60-100℃，起到对黑色矩阵光阻进行预烘烤的作用，减少了制程数量；并且，石墨烯的光热效应可使得树脂的固化程度加强，光固化-热固化同时进行，有助于缩短曝光时间，有利于实现高解析度、高锥度角的黑色矩阵光阻，进而提升黑色矩阵的开口率，提高显示面板的穿透率。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供一种光阻材料、显示面板及其制备方法，将石墨烯纳米片作为黑色颜料应用于黑色矩阵光阻材料，超薄的、网状的石墨烯纳米片可以均匀地分散在树脂基体之中，不易团聚，有利于树脂形成三维网状结构，增强树脂的交联度。
进一步地，利用石墨烯的光热效应，在对黑色矩阵光阻曝光时，石墨烯纳米片中的石墨烯吸收了紫外线后会使黑色矩阵光阻温度升高60-100℃，起到对黑色矩阵光阻进行预烘烤的作用，减少了制程数量；并且，石墨烯的光热效应可使得树脂的固化程度加强，光固化-热固化同时进行，有助于缩短曝光时间，有利于实现高解析度、高锥度角的黑色矩阵光阻，进而提升黑色矩阵的开口率，提高显示面板的穿透率。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例提供的光阻材料的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的显示面板的的制备方法的流程图。
附图说明：
光阻材料-100； 酚醛树脂-110；
石墨烯纳米片-120。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
石墨烯是一种碳的同素异形体，由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医药和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
在太阳光的照射下，石墨烯具有很强的光学吸收和发热特性。光激发下偏离平衡态的热电子通过电子-电子、电子-声子的散射作用，把能量逐渐传递给表面的其他原子，引起晶格振动，从而整体将表面加热。石墨烯优异的光热转化效应已经在医学上受到重视，尤其是用于癌症治疗，研究发现，将石墨烯注入到病变部位，在可透过生物体的红外辐照作用下，利用石墨烯光热效应产生的热量杀死癌细胞。另外，中国科学院青岛生物能源与过程研究所的研究人员通过将二维石墨烯与一维碳纳米管二者复合，增加了光热膜的表面粗造度。通过这种表面微结构的优化，太阳光光谱范围内的漫反射能够降低到4.7％以下，光照下的膜表面温度可达77℃，太阳光利用率超过80％。
据现有技术所知，尚未有研究利用石墨烯的光热效应来构建具有光热固化性能的黑色矩阵光阻材料。
本实施例提供一种光阻材料，其作为黑色矩阵光阻材料，其能够解决现有技术中显示面板穿透率不足的问题。请参阅图1，图1所示为本发明实施例提供的光阻材料100的结构示意图，所述光阻材料100含有酚醛树脂110和石墨烯纳米片120，所述光阻材料100还包括单体、光始剂和分散剂，所述单体、光始剂和分散剂在图中未表示。
其中，所述石墨烯纳米片120为二维网状结构，所述石墨烯纳米120片均匀地分散于所述酚醛树脂110中，使得所述酚醛树脂110形成三维网状结构。
将石墨烯纳米片作为黑色颜料应用于黑色矩阵光阻材料，超薄的、网状的石墨烯纳米片可以均匀地分散在树脂基体之中，不易团聚，有利于树脂形成三维网状结构，增强树脂的交联度。
其中，所述石墨烯纳米片120的质量占整个所述光阻材料100的5％-10％，所述酚醛树脂110的质量占整个所述光阻材料100的5％-10％。
在本实施例中，所述石墨烯纳米片中的石墨烯层数范围为1-5层，所述石墨烯纳米片中的石墨烯的厚度范围为0.2nm-2nm，其长和宽的范围为1um-100um。
所述单体的质量占整个所述光阻材料的5％-10％，所述光始剂的质量占整个所述光阻材料的5％-10％，并且，所述分散剂的质量占整个所述光阻材料的50％-75％。
其中所述光始剂采用ɑ-氨基酮、苯乙酮、芳香酮中的一种或其组合，所述分散剂的材料采用丙二醇甲醚醋酸酯。
利用石墨烯的光热效应，在对黑色矩阵光阻曝光时，石墨烯纳米片中的石墨烯吸收了紫外线后会使黑色矩阵光阻温度升高60-100℃，起到对黑色矩阵光阻进行预烘烤的作用，减少了制程数量；并且，石墨烯的光热效应可使得树脂的固化程度加强，光固化-热固化同时进行，有助于缩短曝光时间，有利于实现高解析度、高锥度角的黑色矩阵光阻，进而提升黑色矩阵的开口率，提高显示面板的穿透率。
本发明还提供一种显示面板，包括一基板，所述基板上设有本发明涉及的所述的光阻材料，所述光阻材料作为所述显示面板的黑色矩阵光阻。
其中所述基板为彩膜基板，所述显示面板还包括阵列基板和设于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层，因为本发明的改进点在于所述黑色矩阵光阻材料，故在此对于所述阵列基板和所述彩膜基板以及所述液晶层便不再做过多赘述。
本发明还提供一种制备方法，用以制备本发明涉及的所述显示面板，请参阅图2，图2所示为本发明实施例提供的显示面板的制备方法的流程图，所述制备方法包括步骤1-步骤3。
步骤1：提供一基板；其中所述基板为彩膜基板。
步骤2：涂布本发明涉及的所述的光阻材料。
步骤3：对所述光阻材料进行曝光；其中，在对所述光阻材料进行曝光时，所述光阻材料的温度升高60-100℃。所述光阻材料为黑色矩阵光阻材料。
在对黑色矩阵光阻曝光时，石墨烯纳米片中的石墨烯吸收了紫外线后会使黑色矩阵光阻温度升高60-100℃，起到对黑色矩阵光阻进行预烘烤的作用，减少了制程数量；并且，石墨烯的光热效应可使得树脂的固化程度加强，光固化-热固化同时进行，有助于缩短曝光时间，有利于实现高解析度、高锥度角的黑色矩阵光阻，进而提升黑色矩阵的开口率，提高显示面板的穿透率。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种光阻材料、显示面板及其制备方法，将石墨烯纳米片作为黑色颜料应用于黑色矩阵光阻材料，超薄的、网状的石墨烯纳米片可以均匀地分散在树脂基体之中，不易团聚，有利于树脂形成三维网状结构，增强树脂的交联度。
进一步地，利用石墨烯的光热效应，在对黑色矩阵光阻曝光时，石墨烯纳米片中的石墨烯吸收了紫外线后会使黑色矩阵光阻温度升高60-100℃，起到对黑色矩阵光阻进行预烘烤的作用，减少了制程数量；并且，石墨烯的光热效应可使得树脂的固化程度加强，光固化-热固化同时进行，有助于缩短曝光时间，有利于实现高解析度、高锥度角的黑色矩阵光阻，进而提升黑色矩阵的开口率，提高显示面板的穿透率。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种光阻材料、显示面板及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种光阻材料，其特征在于，所述光阻材料用于形成黑色矩阵，所述光阻材料含有酚醛树脂和石墨烯纳米片，所述石墨烯纳米片为二维网状结构，所述石墨烯纳米片均匀地分散于所述酚醛树脂中，所述酚醛树脂形成三维网状结构；
其中，所述石墨烯纳米片中的石墨烯层数为1-5层；
所述石墨烯纳米片的质量占整个所述光阻材料的5%-10%，所述酚醛树脂的质量占整个所述光阻材料的5%-10%；
所述光阻材料还包括单体、光始剂和分散剂，所述单体的质量占整个所述光阻材料的5%-10%，所述光始剂的质量占整个所述光阻材料的5%-10%，所述分散剂的质量占整个所述光阻材料的50%-75%。
2.根据权利要求1所述的光阻材料，其特征在于，所述石墨烯纳米片中的石墨烯的厚度为0.2nm-2nm，其长和宽的范围为1um-100um。
3.根据权利要求1所述的光阻材料，其特征在于，所述光始剂采用ɑ-氨基酮、苯乙酮、芳香酮中的一种或其组合。
4.根据权利要求1所述的光阻材料，其特征在于，所述分散剂采用丙二醇甲醚醋酸酯。
5.一种显示面板，其特征在于，包括一基板，所述基板上设有如权利要求1-4任一项所述的光阻材料。
6.一种制备方法，用以制备如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，包括以下步骤：
提供一基板；
涂布如权利要求1-4任一项所述的光阻材料；
对所述光阻材料进行曝光。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在对所述光阻材料进行曝光时，所述光阻材料的温度升高60-100℃。
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