[发明专利]高阻抗材料以及包括该材料的显示基板黑矩阵和液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及高阻抗材料以及包括该材料的显示基板黑矩阵(black matrix，简称BM)和液晶显示装置。

背景技术

彩膜基板上的黑矩阵在TFT_LCD（薄膜晶体管液晶显示器）中起着重要的作用。它能阻止R、G、B彩色象素彼此混和，以保持必要的色饱和度。黑矩阵还被用来阻挡和吸收外界入射光线，避免其直接或通过反射与散射间接照射到TFT器件沟道区的a-Si层上，引起TFT器件关态特性的劣化；其次黑矩阵还起到遮挡阵列基板上阵列引线与ITO像素电极之间由于存在间隙而产生的漏光，避免图像对比度的降低；第三则是由于液晶盒在受横向电场作用时，在像素边缘会发生颠倒倾斜取向缺陷，黑矩阵可以避免这种情况造成图像对比度的降低。

因此，一般要求BM具有高的光学密度(optical density，OD)与低反射率。黑矩阵材料可分为无机和有机两类。无机多层结构包括Cr/CrO_x，CrO_xN_y/CrN_y，Si/SiO，与SiO_xN_y等。它们通常需要高真空沉积，以实现精确的多层厚度控制与标准的光刻过程，这些可能造成高制造成本。而且，以Cr为基础的BM存在某些环境污染问题。

另一方面，有机BM，包括炭型与颜料型光敏树脂，具有比较低的材料与加工成本。比如，CN101617272A，发明名称为用于黑矩阵的光敏树脂组合物、由该组合物制备的黑矩阵和包括该黑矩阵的液晶显示器，该光敏树脂组合物包含1-70wt％光屏蔽材料、1-30wt％基于芴的树脂聚合物的粘合剂、1-30wt％多官能团单体、1-30wt％光致聚合引发剂和溶剂。

CN101636452A，发明名称为黑色树脂组合物、树脂黑矩阵、滤色器和液晶显示装置，该黑色树脂组合物至少含有遮光材料、树脂和溶剂，且遮光材料至少含有钛氮化物粒子，并且在以CUKΑ线为X射线源时，来自所述钛氮化物粒子的(200)面的峰的衍射角2θ为42.5°～42.8°。该发明的黑色树脂组合物的体积电阻率最优选也只能达到10⁸Ω.cm左右，存在无法改善ADS型产品开机两侧白线的问题。

一般来说，只有当其电阻率可以达到10¹⁴Ω.cm以上时，才能起到一种隔绝的作用，使得下基板两侧的电极引线区由于电场变化产生的感应电荷都集聚并束缚在上侧的边缘BM区，不会向内侧扩散和泄漏，方能解决ADS产品两侧白线的情况。

ADSDS（ADvanced Super Dimension Switch），简称ADS，即高级超维场转换技术，通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。高级超维场开关技术可以提高TFT-LCD产品的画面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹（push Mura）等优点。

但是，由于ADS型液晶显示产品的特殊显示原理和常黑显示模式，如图1所示，在开机瞬间，Gate线（栅线）上加载信号的急剧变化，使得在下基板3两侧的电极引线区4和对应的上基板2的BM1间产生了较大的瞬时感应电场，其感应电荷经有机BM材料，扩散到显示区，产生干扰电场，影响液晶的旋转，由于ADS型产品的特殊显示原理和常黑显示模式，该感应电场的存在会严重影响开机黑画面下的显示效果，导致开机瞬间黑画面下两侧产生明显的白线。其中ADS型液晶显示产品开机白线不良产生机理图如图1所示。

针对此情况，目前有采用在TFT两侧增加Dummy Pixel（假像素）设计并用BM遮盖；虽然可以掩盖此不良，但会增加边框的宽度，增加至少在0.1mm～0.2mm左右，势必带来成本的增加，与窄边框的发展趋势相悖。

另一种情况，是调整背光源与Panel（液晶显示器）的时序，延长背光源点亮时间，先使Panel初始化完成后再完成整个模组点亮，但不能从根本解决该不良。

因此，针对TFT-LCD ADS型产品在开机瞬间黑画面下出现周边白线的问题，寻求一种从根本上解决的方案，以彻底提高产品的显示效果。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种高阻抗材料，可用于制备黑矩阵，具有高光学密度及高抗阻性。