浅谈液晶用边框胶的组成及性能要求

赵玉媛　朱冬玲

【摘 要】介绍了液晶显示器（LCD）用边框胶的组成和性能要求，它应当具有良好的贮存稳定性和涂布加工性能，适用于单层热压粘接体系。它的固化物具有100℃及以上的高热变形温度，及优异的无渗出性能、无密封泄露性能和低透湿性能，同时固化物有低的线膨胀系数。

【关键词】液晶；边框胶；密封

0 前言

随着液晶显示器件向轻量化、薄型化、环保及可靠性方面的发展，其中边框胶作为一种重要材料，在液晶产业中起着关键作用[1，2]。边框胶在液晶显示中作为封接材料，其封接的目的是将上下两片带有电极和取向层的玻璃粘接起来，同时保持一定的间隙，以便将液晶封起来使其不泄露，同时防止外界的热、湿气及飞尘进入液晶显示器件中影响其性能[3]。

1 边框胶的组成

液晶显示器用边框胶主要是由环氧树脂、固化剂、填料和其他助剂配制而成，在热或促进剂的作用下，环氧树脂与固化剂发生交联固化反应，固化后成为热固性塑料。

1.1 环氧树脂

环氧树脂是边框胶固化体系重要组成部分，约占边框胶整体的60%，它决定着固化物的硬度、粘接强度等性能。边框胶用环氧树脂要求耐热、低应力、低吸湿性和低成本。此外还要求环氧树脂品质高，主要表现在：（1）色泽浅，液体树脂无色透明，固体树脂纯白色；（2）树脂中几乎没有离子性杂质，尤其是钠离子和氯离子；（3）挥发组分、杂质含量少[4]。在边框胶体系中主要采用有双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂以及多官能基缩水甘油醚树脂。

1.2 固化剂

液晶显示器用边框胶要求在室温条件下相对稳定，于-5℃环境中可贮存6个月以上，因此在此体系中主要采用固化体系由潜伏型固化剂和促进剂组成。潜伏型固化剂与环氧树脂在室温下不发生反应，贮存期较长，受热到150～180℃时，放出活泼基团，迅速固化树脂。促进剂在固化过程中不仅起催化作用，还与固化反应或自身分解，分解后的产物有固化和促进作用，并结合到固化物的结构中去[5]。常用的潜伏型固化剂有双氰胺、咪唑类以及酰肼类固化剂。

1.3 填料

填料是边框胶重要组成之一，它具有补强、着色、防腐、增韧、降低收缩性、减小线膨胀系数、降低内应力、有效防止开裂、减少固化时的放热温度、增加导热性、触变性、提高耐水性、耐老化性、延长使用期、降低成本等作用[6-7]。基于边框胶的特殊性能，无机填料主要有碳酸钙、硫酸钡、硫酸镁、氧化铝、氧化硅、滑石等。由于液晶显示器的特有结构，使得边框胶中不能含有大颗粒填料，一般填料粒径控制在5μm以内，同时填料中不能含有导电颗粒，否则会引起液晶盒垂直方向和水平方向的短路。

1.4 助剂

在边框胶中根据需要还可以进一步添加硅烷偶联剂、消泡剂、流平剂等。

2 边框胶性能测定

2.1 固化条件

将印好边框胶的玻璃置于80℃左右的炉中预烘烤4～6分钟，再将粘贴在一起的玻璃置于高温炉中升温至150℃，加压约1kg/cm2，固化60分钟。

2.2 贮存稳定性测定

将边框胶放置在-10℃环境中，测定经过30天后的粘度变化情况。若变化率小于10%，贮存稳定性良好；若变化率为11～50%，贮存稳定性出现小的问题；若变化率超过50%，则贮存稳定性差[8]。

2.3 固化物的热变形温度

将边框胶涂布到平滑防粘膜上，厚度是70～120μm，并在80℃预烘烤4～6分钟，再经过150℃固化60分钟，得到固化的膜。经过TMA测试（热机械分析法），确定固化物的热变形温度。若热变形温度高于100℃，则符合液晶用边框胶的性能要求。

2.4 固化物的线膨胀系数

按照3.3方法制得固化的膜，同样采用TMA测试固化物的线膨胀系数。固化物的线膨胀系数低于6×10-5mm/mm/℃符合液晶用边框胶的性能要求[9]。

2.5 固化物的吸水率

按照3.3方法制得固化的膜，将固化膜浸入沸水中3小时，然后测试质量的增重。其表示如下：吸水系数（%）=（浸入沸水中后质量的增重/试验前的质量）×100。若吸水率小于0.4%，则表明固化物具有较低的透湿性。

2.6 固化物耐水煮性

贴合、固化后的玻璃灌注液晶后制成液晶屏，将此液晶屏放置在沸水中煮50小时，若未漏液晶，则耐水煮性良好；若出现漏液晶，则耐水煮性差。

3 结语

到目前为止，边框胶仍然依赖进口，这与我国庞大的显示器生产能力很不适应。核心技术及关键部件受制于国外，严重制约了我国电子产业的技术进步，也明显影响了企业经济效益。因此，研制出满足液晶生产要求专用的边框胶是我国电子封装材料领域急迫的科研任务。

【参考文献】

[1]秦长喜.辐射固化技术在LCD产业中的应用[J].信息记录材料，2006，7（1）：38-42.

[2]秦长喜，郑军.辐射固化技术的现状和发展趋势[J].信息记录材料，2005，6（2）：21-26.

[3]Takashi Ukachi. Radiation curing technology progress and its industrial applications in Japan[C]. Rad-Tech Asia 2003 Conference Proceedings.

[4]张知方.微电子用高纯度环氧树脂和酚醛树脂[J].热固性树脂，1998（1）：45-48.

[5]何崇军，蔡立彬，崔英德.环氧树脂固化体系研究进展[J].广州化工，2002，30（4）：109-111.

[6]刘敬福，刘长兴，李智超.填料对环氧树脂胶粘剂机械性能的影响[J].辽宁工程技术大学学报，2004，23（4）：536-537.

[7]姚金甫，田守信，王峰，赵承均.无机填料对环氧树脂胶粘剂强度的影响[J].粘接，2004，25（4）：38-39.

[8]北村正.液晶密封剂组合物[P].中国专利：00801019.6，2001-08-29.

[9]林原昌一，坂野常俊.液晶用密封剂及使用该密封剂的液晶显示单元[P].中国专利：200580026999.6，2007-07-18.

[责任编辑：王伟平]