CN101082711A - 一种液晶显示装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示装置，该装置包括液晶层、夹住液晶层的一对基板、基板端子上引出的电极和位于基板端子部位的防电极腐蚀用材料，该防电极腐蚀用材料含有疏水性组合物。本发明提供的液晶显示装置的端子部位放置防电极腐蚀用材料，能够杜绝环境中的水分或湿气与基板导电材料的接触从而可以防止液晶显示装置端子部位的电极被腐蚀，使电极的使用寿命由约5000小时提高到10000小时以上。
Description
技术领域
本发明是关于一种液晶显示装置及其制备方法，尤其是关于一种含有防止液晶显示装置中电极被腐蚀的防电极腐蚀用材料的液晶显示装置及其制备方法。
背景技术
现有技术中的液晶显示装置通常如图1所示，具有液晶层103、夹住液晶层103的一对带有ITO导电薄膜的液晶显示装置玻璃基板101(以下简称基板101)和带有电极引线的液晶显示装置玻璃基板102(以下简称基板102)、取向层104、电极105、各向异性导电膜106、柔性电路板(FPC：FlexiblePrinted Circuit)107、驱动IC108、防电极腐蚀用材料109、边框接着剂110。所述基板101、102通过其端子表面的氧化铟锡导电薄膜引出了整个液晶显示装置中所有的电极105。驱动IC 108通过各向异性导电膜106(ACF：Anisotropic conductive film)与电极105电连接。柔性电路板107也通过各向异性导电膜106与驱动IC108电连接，供给驱动IC108信号，即主要通过基板102端子部位的透明导电材料氧化铟锡形成的连接用电极引线，用各向异性导电膜106连接。由上述描述可知，位于基板102端子表面的透明导电材料氧化铟锡在上述液晶显示装置中起着非常重要的作用。由于氧化铟锡暴露于空气环境中，在通电状态下，极易发生下式(I)所示的电化学反应，而使得以此材料为连接的电极引线发生断路，此类现象即为电极腐蚀。
In2O3+3H2O+6e——→ 2In+6OH- (I)
要使得透明导电材料氧化铟锡发生上述电化学腐蚀，需满足两个条件：(1)电极之间的电势差；(2)水分的存在，即提供溶剂环境使其参与化学反应。因此，要避免氧化铟锡的电化学腐蚀，必须从这两个方向控制。由于液晶显示装置的电压驱动波形为交流驱动，在电压讯号转换时，基板101、102端子部位的临近电极引线之间一定会产生电势差。因此，要想控制基板102上的透明导电材料避免发生上述电化学腐蚀，就必须尽量减少甚至杜绝透明导电材料表面的水分存在。目前常用的控制手段主要是在控制基板102端子部位洁净度的同时控制生产环境的湿度，然后在基板102端子表面覆盖防电极腐蚀用材料109以防止透明导电材料氧化铟锡的电极腐蚀或减少发生几率。目前常用的防电极腐蚀用材料为硅胶。
上述硅胶是以胶水的方式在常温下涂布于液晶显示器基板102端子表面，自然风干形成保护膜附着端子表面。硅胶是一种高活性吸附材料，能吸附基板端子表面的水分，形成较为干燥的隔离空间，从而达到防止电极腐蚀的目的。但是，由于硅胶对水分的吸附是一种物理吸附，长时间存放易达到吸附饱和而失效，并且由于被吸附的水分仍然保留在硅胶中，经过长时间存放或者环境条件(压力，温度等)发生改变，硅胶吸附能力降低而释放吸附的水分，硅胶中的水分就会与端子表面的透明导电材料氧化铟锡发生接触，在通电的情况下仍然发生电极腐蚀。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术液晶显示装置中的电极容易被腐蚀的缺点，提供一种电极不易被腐蚀的液晶显示装置。
本发明的另一目的是提供上述液晶显示装置的制备方法。
本发明提供的液晶显示装置包括液晶层、夹住液晶层的一对基板、从基板端子部位引出的电极和覆盖上述基板端子部位的防电极腐蚀用材料，其中，所述防电极腐蚀用材料含有疏水性组合物，所述疏水性组合物含有固化温度低于190℃的树脂。
本发明提供的液晶显示装置的制备方法包括将防电极腐蚀用材料覆盖液晶显示装置的基板端子部位，所述液晶显示装置包括两片基板、位于两片基板间的液晶层和电极，所述电极从基板端子部位引出，其中，所述防电极腐蚀用材料含有疏水性组合物，所述疏水性组合物含有固化温度低于190℃的树脂。
按照本发明提供的液晶显示装置，通过将含有固化温度低于190℃树脂的疏水性组合物的防电极腐蚀用材料覆盖在液晶显示装置的基板102的端子部位，并快速固化，使得基板102端子部位在数秒内形成封闭空间，杜绝环境中的水分或湿气与基板透明导电材料氧化铟锡的接触，达到防止基板102端子部位电极引线发生电极腐蚀的目的。
实验证明，本发明提供的新型液晶显示装置采用的防电极腐蚀用材料的防腐蚀性能远优于现有技术的防电极腐蚀用材料的防腐蚀效果，电极的使用寿命由5000小时提高到10000小时以上。由于本发明提供的新型液晶显示装置所用的防电极腐蚀用材料在低于190℃下即可迅速固化(固化时间为1-3秒)，不会对液晶显示装置造成高温(200℃以上)损伤。因此，本发明提供的液晶显示装置所用的防电极腐蚀用材料能有效地对液晶显示装置的电极和液晶层起到保护作用。而且该防电极腐蚀用材料组合物还具有优异的力学性能、电绝缘性能和耐化学介质性能。
附图说明
图1是现有技术液晶显示装置的示意图；
图2是本发明的液晶显示装置的示意图；
图3是本发明的液晶显示装置防电极腐蚀用材料涂布在释放膜上的结构示意图。
附图符号说明
101：液晶显示装置玻璃基板
102：带有电极引线的液晶显示装置玻璃基板
103：液晶层
104：取向层
105：电极
106：连接用各向异性导电膜
107：柔性电路板(FPC)
108：驱动IC
109：防电极腐蚀用材料
110：边框接着剂
301：衬垫料
302：防电极腐蚀用树脂
303：释放膜
具体实施方式
如图2所示，本发明提供的液晶显示装置包括液晶层103、夹住液晶层的一对基板(基板101，102)、从基板102端子部位引出的电极105和位于基板102端子部位的防电极腐蚀用材料109，其中，所述防电极腐蚀用材料109含有疏水性组合物，所述疏水性组合物含有固化温度低于190℃的树脂。
按照本发明，只要树脂的固化温度低于190℃即可实现本发明的目的，本发明优选树脂的固化温度为120-180℃，所述树脂优选为聚氨基甲酸乙酯、酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂等热固性树脂中的一种或几种，更优选为聚氨基甲酸乙酯和/或酚醛树脂。
其中，所述聚氨基甲酸乙酯可以为每个分子含有2到10，优选为4到8个氨基甲酸乙酯单元的低聚氨基甲酸乙酯化合物。所述聚氨基甲酸乙酯可以用各种方式得到，例如可以商购得到，或者用各种常规方法制备得到。
其中，酚醛树脂可优选具有如下结构式表示的改性酚醛树脂，其中n优选为5-20，更优选为8-12：
具有上述结构式的酚醛树脂又称为聚酚醚树脂，这类树脂耐碱、吸湿性小、机械强度较高、耐热性和耐氧化性也十分优异。
所述组合物优选还含有0-30重量％的助剂，以提高树脂的固化速度或者改进组合物的其它性能如可塑性、抗紫外性等；所述助剂优选为选自固化剂、封闭剂、增韧剂、抗紫外剂中的一种或几种。所述固化剂例如可以是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)固化剂、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)固化剂，所述封闭剂可以是ε-己内酰胺、丁酮、丙二酸二乙酯、吡唑类化合物中的一种或几种，所述抗紫外剂可以是纳米氧化锌、纳米氧化钛，所述增韧剂可以是聚乙烯醇缩甲乙醛、羟基丁腈橡胶等。更优选情况下，组合物中的助剂含量为5-10重量％。
如图3所示，所述的防电极腐蚀用材料109优选还含有衬垫料301，以防止在进行液晶显示装置防电极腐蚀防护时，防电极腐蚀树脂302受到热压而发生流动从而覆盖住电极部位而影响液晶显示装置的电路连接。所述衬垫料301为不与形成防电极腐蚀用材料的组合物反应的粒子，例如可以是塑料粒子、金属粒子。所述塑料粒子包括丙烯酸类树脂、苯乙烯类树脂。所述金属粒子包括铝、铁、锌等粒子。所述粒子的直径以小于所成的膜的厚度为准。优选粒子的直径为2-14微米，更优选为5-10微米。其中所述衬垫料301的加料量以能有效防止防电极腐蚀树脂流动为准，本发明具体实施方式中优选衬垫料301的量为所述疏水性组合物与所述衬垫料301的重量比为100∶0.5-5。
按照本发明提供的液晶显示装置，通过将所述防电极腐蚀用材料109覆盖在图2所示液晶显示装置的基板102的端子部位，在0.1-0.3兆帕的压力及120-180℃下快速固化，使得基板102端子部位在数秒内形成封闭空间，杜绝环境中的水分(或湿气)与基板透明导电材料氧化铟锡的接触，达到防止基板102端子部位电极105引线发生电极腐蚀的目的。另外考虑到液晶基板端子表面的耐冲击保护，本发明提供的液晶显示装置也可以在覆盖防电极腐蚀用材料109后，继续涂敷硅胶。
如图2所示，本发明提供的液晶显示装置的制备方法包括将液晶103放入两片基板(基板101，102)中，基板端子部位引出电极105，然后将防电极腐蚀用材料109覆盖基板端子部位，其中，所述防电极腐蚀用材料109含有疏水性组合物，所述疏水性组合物含有固化温度低于190℃的树脂；所述防电极腐蚀用材料109优选为膜，优选将膜热压覆盖在液晶显示装置的基板的端子部位上，热压温度优选为120-180℃。
可以通过各种方式将防电极腐蚀用材料109覆盖基板端子部位，例如可以将形成防电极腐蚀用材料109的含有固化温度低于190℃的树脂的疏水性组合物与溶剂混合形成浆料，然后将浆料涂覆在基板端子部位的周围，或者先将浆料成膜，制成膜状防电极腐蚀用材料109，然后将所得膜覆盖基板端子部位。本发明优选先将浆料成膜，制成防电极腐蚀用材料薄膜，然后热压覆盖在液晶显示装置的基板端子部位上，薄膜的厚度优选为0.015-0.03毫米。
如图3所示，所述膜状防电极腐蚀用材料109的制备方法为：首先将疏水性组合物中的各种组分按照上述比例与溶剂混合，搅拌均匀后涂覆到释放膜303上，风干除去溶剂并与释放膜303分离后即得上述膜状防电极腐蚀用材料。其中，各组分与溶剂的混合加料顺序没有特别的限制，可以先将树脂与溶剂混合，然后再加入选择性含有的各种助剂，再混合均匀得到均匀的浆料；也可以直接将树脂和选择性含有的各种助剂同时加入溶液中混合均匀。当本发明中的疏水性组合物含有衬垫料时，所述衬垫料优选加入到上述均匀的浆料中，搅拌均匀后，再涂覆到释放膜上，得到如图3所示的结构，其中衬垫料301均匀地分布在树脂以及选择性含有的各种助剂形成的膜302中，膜302形成于释放膜303上，301和302共同形成本发明所用的膜状防电极腐蚀用材料109。所述释放膜303是用作液晶显示装置防电极腐蚀用材料的一种载体，在将防电极腐蚀用材料用于液晶显示装置前要将其除去。释放膜303可选用市场所用的普通释放膜即可。所述涂覆操作可以用各种方式实现，例如可以使用传统的滚动涂敷、旋转涂敷、喷雾涂敷等。溶剂的去除可以用各种方式进行，例如可以自然风干、低温加热干燥。具体视溶剂的量和溶剂的沸点而定。
所述溶剂可以是各种溶剂，只要能使上述组合物有效混合形成均匀的浆料或溶液即可。考虑成膜速度，优选所述溶剂为常压下沸点低于100℃的各种溶剂或它们的混合物，例如可以是丙酮、丁酮、乙醇、甲醇、石油醚、苯、甲苯、二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜等的一种或几种。本发明对溶剂的量没有特别限定，只要能使上述组合物有效溶解即可。为了减少除去溶剂成膜的时间，优选溶剂的量为使组合物形成饱和溶液。
按照上述方法将防电极腐蚀用材料109制成薄膜后，将薄膜热压覆盖在液晶显示装置的基板的端子部位上，位置以防电极腐蚀用材料109盖住端子部位电极而不影响绑定驱动IC和柔性电路板为准。
由于本发明只涉及对防电极腐蚀用材料的改进，因此对液晶显示装置的其它部件和结构没有特别的限制，可以是本领域技术人员公知的各种液晶显示装置，在此不再赘述。
本发明中，通过在温度为65℃、相对湿度为95％ΓH的恒定环境下液晶显示装置持续正常工作的时间来表示所述防电极腐蚀用材料的防腐蚀性能。所述液晶显示装置持续正常工作的时间是指液晶显示装置的其它元件均能正常工作的情况下，基板端子部位的电极105不发生断路的最大时间，也即电极105的使用寿命。
下面的实施例将对本发明做进一步的描述。
实施例1
本实施例说明本发明提供的液晶显示装置及其制备方法。
将150克聚氨基甲酸乙酯(聚合度为5，拜耳上海聚合物有限公司)和6克直径为6微米的丙烯酸塑料粒子混合在一起，将该混合物与400毫升醋酸乙酯混合均匀，以滚涂的方式涂布到释放膜上。置于120℃热空气中2分钟除去溶剂并与释放膜分离后得到20微米的致密而不粘着的膜S1，从而得到本发明所述的防电极腐蚀用材料。
将制得的膜S1在0.25MPa的压力下和180℃下，热压覆盖在比亚迪公司生产的产品型号345A的液晶显示装置(该液晶显示装置包括两片基板、位于两片基板间的液晶层和电极，所述电极从基板端子部位引出)的基板的端子部位上，在180℃下固化2秒钟，位置以防电极腐蚀用材料盖住端子部位电极而不影响绑定驱动IC和柔性电路板为准，得到本发明提供的液晶显示装置。
实施例2
本实施例说明本发明提供的液晶显示装置及其制备方法
将100克聚酚醚树脂(聚合度为10，上海中华工厂)、20克羟基丁腈橡胶(HTBN，淄博齐龙化工有限公司)加入200毫升醋酸乙酯中混合均匀，然后再将1克直径为5微米的苯乙烯塑料粒子混合均匀，以滚涂的方式涂布到释放膜上。自然风干5分钟而除去溶剂并与释放膜分离后得到26微米的致密而不粘着的膜S2，从而得到本发明所述的防电极腐蚀用材料。
将制得的膜S2在0.25MPa的压力下和130℃下，热压覆盖在比亚迪公司生产的产品型号345A的液晶显示装置的基板的端子部位上，在130℃下固化3秒钟，位置以防电极腐蚀用材料盖住端子部位电极而不影响绑定驱动IC和柔性电路板为准，得到本发明提供的液晶显示装置。
实施例3
本实施例说明本发明提供的液晶显示装置及其制备方法
将150克聚氨基甲酸乙酯(聚合度7，拜耳上海聚合物有限公司)和3克直径为8微米的铁粒子及1克纳米氧化锌(HM-010，佛山市宏名贸易有限公司)混合在一起，将该混合物与400毫升醋酸乙酯混合均匀，以滚涂的方式涂布到释放膜上。置于120℃热空气中2分钟而除去溶剂并与释放膜分离后得到18微米的致密而不粘着的膜S3，从而得到本发明所述的防电极腐蚀用材料。
将制得的膜S3在0.25MPa的压力下和160℃下，热压覆盖在比亚迪公司生产的产品型号345A的液晶显示装置的基板的端子部位上，在160℃下固化3秒钟，位置以防电极腐蚀用材料盖住端子部位电极而不影响绑定驱动IC和柔性电路板为准，得到本发明提供的液晶显示装置。
对比例1
该对比例说明现有液晶显示装置及其制备方法。
按照实施例1所述方法制备液晶显示装置，不同的是，液晶显示装置的基板的端子部位用硅胶(KE3490，深圳市康利泰电子有限公司)覆盖，然后常温下自然风干形成厚度为19微米的防电极腐蚀用硅胶膜，从而制得参比液晶显示装置。
实施例4-6
本组实施例用于说明本发明提供的液晶显示装置的防电极腐蚀效果。
在温度为65℃、相对湿度为95％ΓH的恒定环境下，测定正常工作电压1.35V下实施例1-3得到的本发明提供的液晶显示装置持续正常工作的时间。结果如下表1所示。
对比例2
本对比例用于说明对比例1得到的参比液晶显示装置的防电极腐蚀效果。
按照实施例4-6的方法测定液晶显示装置持续正常工作的时间，不同的是用对比例1得到的参比液晶显装置代替实施例1-3得到的本发明提供的液晶显示装置。结果如下表1所示。个
表1
| 实例编号 | 对比例2 | 4 | 5 | 6 | |
| 固化性能 | 固化温度(℃) | - | 180 | 130 | 160 |
| 固化时间(秒) | - | 2 | 3 | 3 | |
| 液晶显示装置正常工作时间(小时) | 4989 | 10041 | 10001 | 10017 | |
从上表1可以看出，本发明提供的液晶显示装置能有效防止电极腐蚀，液晶显示装置正常工作时间由约5000小时提高到10000小时以上，从而大大提高了电极的使用寿命。
Claims (10)
1、一种液晶显示装置，该装置包括液晶层、夹住液晶层的一对基板、从基板端子部位引出的电极和覆盖所述基板端子部位的防电极腐蚀用材料，其特征在于，所述防电极腐蚀用材料含有疏水性组合物，所述疏水性组合物含有固化温度低于190℃的树脂。
2、根据权利要求1所述的装置，其中，所述树脂的固化温度为120-180℃。
3、根据权利要求1所述的装置，其中，所述树脂选自聚氨基甲酸乙酯、酚醛树脂。
4、根据权利要求1所述的装置，其中，所述组合物还含有0-30重量％的助剂。
5、根据权利要求1所述的装置，其中，所述防电极腐蚀用材料还含有衬垫料，所述衬垫料为丙烯酸类树脂粒子、苯乙烯类树脂粒子、铝粒子、铁粒子、锌粒子中的一种或几种，所述疏水性组合物与所述衬垫料的重量比为100∶0.5-5。
6、根据权利要求6所述的装置，其中，所述衬垫料的粒子的直径为5-10微米。
7、权利要求1所述液晶显示装置的制备方法，该方法包括将防电极腐蚀用材料覆盖液晶显示装置的基板端子部位，所述液晶显示装置包括两片基板、位于两片基板间的液晶层和电极，所述电极从基板端子部位引出，其中，所述防电极腐蚀用材料含有疏水性组合物，所述疏水性组合物含有固化温度低于190℃的树脂。
8、根据权利要求7所述的方法，其中，所述防电极腐蚀用材料还含有衬垫料，所述衬垫料为丙烯酸类树脂粒子、苯乙烯类树脂粒子、铝粒子、铁粒子、锌粒子中的一种或几种，所述疏水性组合物与所述衬垫料的重量比为100∶0.5-5。
9、根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述防电极腐蚀用材料为膜，所述膜热压覆盖在液晶显示装置的基板的端子部位上。
10、根据权利要求9所述的方法，其中，所述膜的厚度为15-30微米。
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