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        淺談液晶用邊框膠的組成及性能要求

        2016-10-17 20:28:16趙玉媛朱冬玲
        科技視界 2016年21期

        趙玉媛 朱冬玲

        【摘 要】介紹了液晶顯示器(LCD)用邊框膠的組成和性能要求,它應(yīng)當(dāng)具有良好的貯存穩(wěn)定性和涂布加工性能,適用于單層熱壓粘接體系。它的固化物具有100℃及以上的高熱變形溫度,及優(yōu)異的無滲出性能、無密封泄露性能和低透濕性能,同時(shí)固化物有低的線膨脹系數(shù)。

        【關(guān)鍵詞】液晶;邊框膠;密封

        0 前言

        隨著液晶顯示器件向輕量化、薄型化、環(huán)保及可靠性方面的發(fā)展,其中邊框膠作為一種重要材料,在液晶產(chǎn)業(yè)中起著關(guān)鍵作用[1,2]。邊框膠在液晶顯示中作為封接材料,其封接的目的是將上下兩片帶有電極和取向?qū)拥牟Aд辰悠饋?,同時(shí)保持一定的間隙,以便將液晶封起來使其不泄露,同時(shí)防止外界的熱、濕氣及飛塵進(jìn)入液晶顯示器件中影響其性能[3]。

        1 邊框膠的組成

        液晶顯示器用邊框膠主要是由環(huán)氧樹脂、固化劑、填料和其他助劑配制而成,在熱或促進(jìn)劑的作用下,環(huán)氧樹脂與固化劑發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng),固化后成為熱固性塑料。

        1.1 環(huán)氧樹脂

        環(huán)氧樹脂是邊框膠固化體系重要組成部分,約占邊框膠整體的60%,它決定著固化物的硬度、粘接強(qiáng)度等性能。邊框膠用環(huán)氧樹脂要求耐熱、低應(yīng)力、低吸濕性和低成本。此外還要求環(huán)氧樹脂品質(zhì)高,主要表現(xiàn)在:(1)色澤淺,液體樹脂無色透明,固體樹脂純白色;(2)樹脂中幾乎沒有離子性雜質(zhì),尤其是鈉離子和氯離子;(3)揮發(fā)組分、雜質(zhì)含量少[4]。在邊框膠體系中主要采用有雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂以及多官能基縮水甘油醚樹脂。

        1.2 固化劑

        液晶顯示器用邊框膠要求在室溫條件下相對(duì)穩(wěn)定,于-5℃環(huán)境中可貯存6個(gè)月以上,因此在此體系中主要采用固化體系由潛伏型固化劑和促進(jìn)劑組成。潛伏型固化劑與環(huán)氧樹脂在室溫下不發(fā)生反應(yīng),貯存期較長(zhǎng),受熱到150~180℃時(shí),放出活潑基團(tuán),迅速固化樹脂。促進(jìn)劑在固化過程中不僅起催化作用,還與固化反應(yīng)或自身分解,分解后的產(chǎn)物有固化和促進(jìn)作用,并結(jié)合到固化物的結(jié)構(gòu)中去[5]。常用的潛伏型固化劑有雙氰胺、咪唑類以及酰肼類固化劑。

        1.3 填料

        填料是邊框膠重要組成之一,它具有補(bǔ)強(qiáng)、著色、防腐、增韌、降低收縮性、減小線膨脹系數(shù)、降低內(nèi)應(yīng)力、有效防止開裂、減少固化時(shí)的放熱溫度、增加導(dǎo)熱性、觸變性、提高耐水性、耐老化性、延長(zhǎng)使用期、降低成本等作用[6-7]。基于邊框膠的特殊性能,無機(jī)填料主要有碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鎂、氧化鋁、氧化硅、滑石等。由于液晶顯示器的特有結(jié)構(gòu),使得邊框膠中不能含有大顆粒填料,一般填料粒徑控制在5μm以內(nèi),同時(shí)填料中不能含有導(dǎo)電顆粒,否則會(huì)引起液晶盒垂直方向和水平方向的短路。

        1.4 助劑

        在邊框膠中根據(jù)需要還可以進(jìn)一步添加硅烷偶聯(lián)劑、消泡劑、流平劑等。

        2 邊框膠性能測(cè)定

        2.1 固化條件

        將印好邊框膠的玻璃置于80℃左右的爐中預(yù)烘烤4~6分鐘,再將粘貼在一起的玻璃置于高溫爐中升溫至150℃,加壓約1kg/cm2,固化60分鐘。

        2.2 貯存穩(wěn)定性測(cè)定

        將邊框膠放置在-10℃環(huán)境中,測(cè)定經(jīng)過30天后的粘度變化情況。若變化率小于10%,貯存穩(wěn)定性良好;若變化率為11~50%,貯存穩(wěn)定性出現(xiàn)小的問題;若變化率超過50%,則貯存穩(wěn)定性差[8]。

        2.3 固化物的熱變形溫度

        將邊框膠涂布到平滑防粘膜上,厚度是70~120μm,并在80℃預(yù)烘烤4~6分鐘,再經(jīng)過150℃固化60分鐘,得到固化的膜。經(jīng)過TMA測(cè)試(熱機(jī)械分析法),確定固化物的熱變形溫度。若熱變形溫度高于100℃,則符合液晶用邊框膠的性能要求。

        2.4 固化物的線膨脹系數(shù)

        按照3.3方法制得固化的膜,同樣采用TMA測(cè)試固化物的線膨脹系數(shù)。固化物的線膨脹系數(shù)低于6×10-5mm/mm/℃符合液晶用邊框膠的性能要求[9]。

        2.5 固化物的吸水率

        按照3.3方法制得固化的膜,將固化膜浸入沸水中3小時(shí),然后測(cè)試質(zhì)量的增重。其表示如下:吸水系數(shù)(%)=(浸入沸水中后質(zhì)量的增重/試驗(yàn)前的質(zhì)量)×100。若吸水率小于0.4%,則表明固化物具有較低的透濕性。

        2.6 固化物耐水煮性

        貼合、固化后的玻璃灌注液晶后制成液晶屏,將此液晶屏放置在沸水中煮50小時(shí),若未漏液晶,則耐水煮性良好;若出現(xiàn)漏液晶,則耐水煮性差。

        3 結(jié)語

        到目前為止,邊框膠仍然依賴進(jìn)口,這與我國(guó)龐大的顯示器生產(chǎn)能力很不適應(yīng)。核心技術(shù)及關(guān)鍵部件受制于國(guó)外,嚴(yán)重制約了我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,也明顯影響了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。因此,研制出滿足液晶生產(chǎn)要求專用的邊框膠是我國(guó)電子封裝材料領(lǐng)域急迫的科研任務(wù)。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]秦長(zhǎng)喜.輻射固化技術(shù)在LCD產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用[J].信息記錄材料,2006,7(1):38-42.

        [2]秦長(zhǎng)喜,鄭軍.輻射固化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].信息記錄材料,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]張知方.微電子用高純度環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂[J].熱固性樹脂,1998(1):45-48.

        [5]何崇軍,蔡立彬,崔英德.環(huán)氧樹脂固化體系研究進(jìn)展[J].廣州化工,2002,30(4):109-111.

        [6]劉敬福,劉長(zhǎng)興,李智超.填料對(duì)環(huán)氧樹脂膠粘劑機(jī)械性能的影響[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,23(4):536-537.

        [7]姚金甫,田守信,王峰,趙承均.無機(jī)填料對(duì)環(huán)氧樹脂膠粘劑強(qiáng)度的影響[J].粘接,2004,25(4):38-39.

        [8]北村正.液晶密封劑組合物[P].中國(guó)專利:00801019.6,2001-08-29.

        [9]林原昌一,坂野???液晶用密封劑及使用該密封劑的液晶顯示單元[P].中國(guó)專利:200580026999.6,2007-07-18.

        [責(zé)任編輯:王偉平]

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