CN102134449A - 一种用于lcd板的uv胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于LCD板的UV胶，其特征在于，采用下列材料按重理百分比混合制成：环氧树脂55-85％，光引发剂2-9％，促进剂1-5％，交联剂3-10％，稀释剂10-30％，增粘剂0.5-3％，稳定剂0.2-2％，其它助剂0.5-1.5％；通过在环氧树脂体系中添加光引发剂、交联剂、促进剂，以使产品具有优良的耐湿热、耐黄变和加工成型性能，同时添加稳定剂、增粘剂及其它助剂，使得产品具有优良的黏结性能和使用寿命，以适应不断发展的LCD产业需要。

Description

一种用于LCD板的UV胶

技术领域

本发明属于高分子材料，涉及到LCD板灌封材料领域，特指一种用于LCD面板封口和管脚灌封的UV胶。

背景技术

目前世界主要液晶材料厂家：德国MERCK，日本CHISSO、DIC，中国永生华清。其中MERCK产量最大，约占全球总量50％，在德国、日本、我国台湾都设有工厂，2009年销售额比上一年增长23.5％。

我国液晶材料的研究工作始于1969年。1987年开始正式生产液晶材料，打破了德国、日本的长期技术垄断。受多种主客观因素的限制，目前我国液晶材料还只有中低挡的TN、STN型，高档材料(主要是TFT材料)大多还只停留在实验室。

我国四家液晶材料企业2009年共售出293.5吨液晶(其中单体180吨和混合液晶113.5吨)，销售额15.22亿元。同比增长69.87％。近年来各液晶材料厂家都致力于提高产品质量、扩大品种、改善产品结构。

液晶显示器不论有源还是无源，除了液晶材料外，还需要玻璃基片(导电玻璃)、彩色滤色片、偏振片、背光源等，辅助材料有取向剂、封接胶和衬垫材料等。当然对于TFT-LCD来说，需要在一个玻璃基片上制作TFT阵列，它所需要的材料，几乎与半导体工业一样。此外，不同的液晶显示器，其材料的成本构成是很不一样的。

目前各类液晶显示器，尤其是液晶电视对色彩的要求越来越高，而同时降低成本的压力也越来越大。为此，在大型TFT-LCD企业中内置彩色滤光膜生产线，以减少运输、降低成本。2009年这种内置CF已占全部CF产量的72％，预计2010年，内置CF将占75％以上。

LCD产品制造涉及光学、半导体、电机、化工、材料等各项领域，上下游所需技术层面极广，极少有单一厂商能从材料到成品全部都做，因此各领域分工明显。LCD产业上游材料包括玻璃基板、ITO导电玻璃、偏光板、彩色滤光片、背光模块、液晶、半导体制造工序所需光罩，液晶驱动IC、印刷电路板(PCB)等；中游则集合各种材料，制造LCD面板和模块，提供给下游应用厂商使用

正是由于LCD产品制造涉及光学、半导体、电机、化工、材料等各个领域，上下游所需技术层面极广，技术障碍很高，而且由于成本竞争考虑，需不断规划建设更大型化的面板生产线，因此设厂成本愈来愈高(以百亿元计)且需持续进行升级换代投资，投资规模已与芯片厂无分轩轾，属于极度高资本密集产业。

LCD的上游材料横跨光电、半导体、印刷制造等技术，不但种类繁多而且领域不同，占LCD产品制造成本的60％左右，在LCD产业中占有重要地位。

全球LCD上游材料由日本独占，由于日本进入LCD产业甚早，又研发拥有许多制造技术专利，不仅领先韩国、台湾厂商，大部分的LCD材料连欧美大厂都无法与之竞争，占成本比重最大的几个项目，包括彩色滤光片、驱动IC、背光板、偏光板及玻璃基板等，日本厂商的占有率皆在8成左右，控制了主要关键零部件

由于近几年LCD利用液晶旋转控制光线，造成先天狭视角限制，当LCD持续往大型屏幕发展时，对广视角要求是必然的。目前，已量产的广视角技术有日本FujiFilm广视角膜技术、富士通的MVA技术和日立的IPS技术，其他推出展示的厂商有三星电子(PVA技术)、现代(FFS技术)和松下(OCB技术)。

大屏幕拼接墙是一种集成显示系统，比较常用的是投影、平板和LED三大类。其中，投影目前常用到的有LCD正投、DLP背投和LCOS背投三种技术，平板包括PDP拼接和LCD拼接两类。作为目前大屏幕拼接墙的主流，DLP拼接画面的质量和稳定性都比较高，因此性价比最高，是目前拼接墙领域的主流产品。LED拼接墙虽然价格比较高，但因为其耐受日晒和风雨的特点，被广泛的用于室外。LCD液晶大屏幕拼接墙作为后起之秀已经越来越多的运用到各领域中。

在2008年年底，显示芯片巨头NVIDIA与优派合作，带来了首款3D显示套装产品。事实上，3D液晶显示器并不是去年才出现，在专业级领域里早有3D LCD的影子，但是这些产品与普通的消费者之间的距离非常遥远，因此不少普通的消费者甚至不知道有3D LCD这回事。而在优派推出全球首款3D LCD优派之后，今年三星亦推出了同样类型的产品，而且价格亦开始大大下降。因此从趋势而言，3D显示必然将成为LCD发展的方向。

由于在LCD板集成度越来越高，里面有许多灵敏元器件，它耐高温性能较差，不能在高温条件下进行加工，因此，在加工后续阶段，尤其是版面封装和管脚封装阶段，如何保护灵敏元器件，是LCD制造过程需要解决的重要问题之一。

在以往的加工过程中，有进行分段封装，或者进行版面外观改进，但效果都不好，工程师们只有采用一些室温固化胶进行封装或封口，但是室温固化胶的粘结强度较小，而且耐黄变性能差，因此开发紫外光固化胶是LCD板封装的发展趋势。

近几年，随着LCD板产业的急速发展，用于其上面的UV胶也在不断的发展，对UV胶提出了更高要求，但是目前市场上的UV胶还不太成熟，存在诸多缺陷。而且由于LCD板未来应用范围越来越广，对耐黄变性能要求越来越高，LCD板越做越大，对粘结强度要求也越来越高。另外，一部分LCD可能会应用到一些较高温度的领域，比例一些湿热环境下机械电子的数据显示或操作屏，对其耐一定温度和湿度条件下的粘结强度和耐老化性能也就提出更高要求。

我国是全球液晶显示器的主要生产地，所用材料仍需大量进口，LCD组装用UV固化胶粘剂主要使用日本等国的产品，以三键公司(Three Bond)为代表。

发明内容

本发明的目的在于克服现有UV胶存在的粘结强度较低，耐湿热和耐黄变性能差等方面的不足之处，提供一种具有粘结强度高、耐黄变、耐湿热LCD板用UV胶。

为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案如下：一种用于LCD板的UV胶，采用下列材料按重理百分比混合制成：环氧树脂55-85％，光引发剂2-9％，促进剂1-5％，交联剂3-10％，稀释剂10-30％，增粘剂0.5-3％，稳定剂0.2-2％，其它助剂0.5-1.5％。

本发明，用于LCD板的UV胶，经过反复实验，通过优选环氧树脂和改性环氧树脂，使得材料具有良好的粘结力、强度等基本特性，同时添加光引发剂、交联剂和促进剂，使得产品具有良好的工艺性和耐黄变、耐湿热性能，添加增粘剂进一步提高产品的粘结强度。

本发明所选用环氧树脂除了以缩水甘油酯类环氧树脂为主外，还选用一部分进行聚硫橡胶、聚酰胺树脂和尿醛三聚氰胺树脂改性的环氧树脂。试验证明，缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷环氧化树脂比较，它具有粘度低、工艺性好、反应活性高、粘合力高、固化物力学性能好、耐气候性好，并且具有良好的耐超低温性，并长期保持较好的表面光泽度，透光性、耐气候性好。利用聚硫橡胶改性环氧树脂，产品的冲击强度和抗剥性能显著提高，利用聚酰胺树脂进行改性的环氧树脂，粘接能力大幅提高，利用尿醛三聚氰胺树脂进行改性的环氧树脂，不仅强度提高，抗化学性能也得到改善。

以上四种树脂，以缩水甘油酯类环氧树脂为主，根据产品具体需要适量添加改性环氧树脂，以使产品达到要求的最优化性能，在在本发明中，以上树脂的添加量控制在55-85％为宜。

光引发剂可分为三类，裂解型引发剂，光敏引发剂和阳离子型引发剂，

酰基膦氧化物型光引发剂在近紫外区具有较高的引发活性，良好的热和水稳定性，并且具有光漂白作用，有利于深层固化，固化产品不泛黄，适合于厚层有色光敏涂料，特别是解决了LTV白色涂料体系在紫外光下难固化及涂层易变黄的难题

提氢型引发剂主要有二苯甲酮类和硫杂慈酮类等。其中硫杂慈酮类光引发剂在近紫外光区的最大吸收波长在380-420nm，且吸收能力和夺氢能力强，具有较高的引发效率。提氢型引发剂必须要有供氢体作为协同成份，否则，引发效率太低，以至不能付诸应用。三线态毅基游离基从供氢体分子的三级碳上比二级碳上或甲基上更有可能提取氢。接在氧或氮等杂原子上的氢比碳原子上的氢更易提取。这类供胺体有胺、醇胺(三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺等)、硫醇和米蚩酮等。米蚩酮和二苯甲酮配合使用，可得到较便宜和很有效的引发剂体系。但研究发现，过多的供胺体会影响UV胶体系的稳定性。

芳香硫盐和碘盐，此类引发剂具有优异的高温稳定性，与环氧树脂配合后也具有稳定性，所以被广泛应用于阳离子固化体系。但它们的最长吸收波长在远紫外区，在近紫外区没有吸收，一般要添加光增感剂，如：自由基引发剂(Irgacure 117，3184和ITX)或光敏染料进行增感。

而茂铁盐类光引发体系，在常温下由于二茂铁盐-环氧基配合物、环氧化合物阳离子活性种的形成需要时间，故需外界加热，以提高聚合速度。

一般来说，光引发剂品种都含有苯环或杂原子结构，由于含苯环或杂原子的自由基容易相互碰撞，产生带有发色基团的较大共轭体系，导致产品在使用过程中“黄变”。

因此在本发明中，选用光引发剂时，我们以裂解型引发剂为主，在实际应用中选择性配合少量的芳香硫盐和碘盐。具体的是以下一种或者多种的混合物：2(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化磷、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、芳香硫盐和碘盐，添加量为2-9％。

交联剂体系，为了与光引发体系想配合，我们主要采用一部分过氧化物。

过氧化二异丙苯，室温下稳定，用作硫化剂或者聚合反应的引发剂，还可用作聚乙烯树脂交联剂。交联的产品，不仅具有优良的绝缘性和加工性能，而且可提高其耐热性，同时提高制品的耐热性和耐候性。过氧化二月桂酰，和其它高活性的过氧化物复配使用，可以增加其反应活性。在本发明中，以上两种交联剂的添加量为1-5％。

常用的环氧树脂——酸酐固化体系的促进剂类型有叔胺类，季铵盐类，氮杂环化合物等。如DMP-30(k-54)，N.N-二甲基苄胺，间苯二甲胺，咪唑类，吡啶类，醇胺类等。但是在本体系中，我们经过多次试验，发现以下三种材料具有良好的促进作用，二甲基苄胺(苄基二甲胺)，1，2-二甲基咪唑，苄基三乙基氯化铵，在本发明中，三种物质的添加量控制在2-7％为宜。

为了克服环氧树脂固化物出现内应力变大，韧性差，抗冲击性差的缺陷，需要加入一种活性增韧剂来克服这一缺陷。

适合作为环氧树脂活性增韧剂的物质主要有环氧酯(如环氧大豆油，硬脂酸环氧酯等)、合成橡胶(如液态聚硫橡胶，CTBN，ATBN等)、聚酰胺树脂(如低分子量液态聚酰胺等)、聚酯树脂(如各种聚酯，不饱和聚酯等)、酸酐聚合物(如聚癸二酸酐、聚壬二酸酐等)、聚氨酯等、有机硅改性剂等。

考虑工艺性、相溶性、稳定性和树脂固化物的增韧效果，选择聚醚类物质作为促进剂配方中的增韧组份，该分子结构中含有羟基，高温下能与环氧基团开环聚合，由于分子链为柔性链结构，能显著降低树脂固化物的脆性，提高冲击强度和延伸率，降低固化收缩率，减少树脂固化物内部应力。

而环氧树脂-桐油酸酐固化体系在固化过程中，如果其中含有的脂肪族羧酸较多会影响固化反应速度，使凝胶化时间延长。酸值可反映脂肪酸含量。随着桐油酸酐酸值的升高，则胶化时间变长，因此，应严格控制桐油酸酐的酸值在较低水平。只要桐油酸酐质量稳定，体系的胶化时间也较稳定。

在UV固化体系中，常用单官能单体与双官能或多官能单体的混合物以平衡固化速度，交联密度和柔韧性等性能。感光性单体的反应活性一般是随着官能度的增加而提高，官能度越多，反应活性越大，且硬度高；反之，反应活性降低，柔韧性提高。

在选择单官能度的单体时，我们重考虑所选单体的挥发性，闪点和气味，因为这类单体的低相对分子量决定了此类材料具有闪点低和强烈的气味，但由于所有的单体都有不同程度毒性，因此我们主要选用双官能团或者多官能团的稀释剂。

经过反复试验，我们优选以下几种材料中的一种或者多种的混合物作为稀释剂，三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯、2-甲基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯，添加量为10-30％

由于产品在储存、运输过程中，可能会遇热、短时间强光的照射等，为了使产品具有较好的储存稳定性，我们适当添加一些稳定剂，增加产品的稳定性。

目前，铅盐是常用的稳定剂之一，但是由于它具有一定的毒性和污染，我们主要优选一些无污染、毒性小的稳定剂，

有机锡类为热稳定剂中最有效的，在透明和无毒制品中应用最广泛的一类，其突出优点为：热稳定性好，透明性好，大多数无毒。

二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡，外观为淡黄色液体，热稳定性及透明性极好，无毒。二甲基二巯基乙酸异辛酯锡，外观为淡黄澄清液体，为无毒、高效、透明稳定剂。我们优选以上两种稳定剂，同时复配五硫醇锑，达到优良的稳定性。在本发明中，添加量为0.2-2％

研究发现，添加一定量的辅助垫稳定剂，虽然其本身不具有热稳定作用，只有与主稳定剂一起并用，才会产生热稳定效果，并促进主稳定剂的稳定效果。在本发明中，主要采用季戊四醇或环氧脂，我们可以根据需要适当添加，添加量为0.5-1.5％。

在诸多要求下，达到性能的最佳配合，往往会对某些性能产生影响，尤其是不同的使用厂家，由于其设备和工艺性的差别，我们需要对整个UV胶体系有一定的可调节性。

本发明体系，由于采用环氧树脂为主，本身具有优良的粘结力，但是随着LCD板的发展，其要求越来越高，尤其是在湿热条件下的长期使用。因此在本发明中，我们添加一定量的增粘剂，进一步提高产品的粘结力。经过反复试验，我们优选一些材料中的一种或者多种，乙烯基三(β甲氧基乙氧基)硅烷、γ-[(2，3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，添加量为0.5-3％。

具体实施方式

实施例1，缩水甘油酯类环氧树脂41％、聚硫橡胶改性环氧树脂10％、聚酰胺树脂改性环氧树脂7％、尿醛三聚氰胺树脂改性环氧树脂6％、2(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化磷1.3％、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1％、芳香硫盐0.25％、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯1.45％、二甲基苄胺(苄基二甲胺)2％、1，2-二甲基咪唑1.4％、过氧化二异丙苯3.5％、过氧化二月桂酰2％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5％、乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯7％、聚二季戊四醇六丙烯酸酯6％、γ-[(2，3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷2.5％、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡1.2％、五硫醇锑0.5％、季戊四醇0.9％

本产品综合性能优良，适用于通用LCD的封装，具有优良的耐黄变、耐湿热性能。

实施例2，缩水甘油酯类环氧树脂50％、聚硫橡胶改性环氧树脂3％、聚酰胺树脂改性环氧树脂5％、尿醛三聚氰胺树脂改性环氧树脂2％、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦3.5％、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯2.5％、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮1.5％、苄基三乙基氯化铵3％、1，2-二甲基咪唑2.5％、过氧化二异丙苯3.5％、三丙二醇二丙烯酸酯3％、乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯12％、2-甲基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯4％、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷1％、乙烯基三(β甲氧基乙氧基)硅烷1.5％、二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡0.45％、五硫醇锑0.75％、环氧脂0.8％。

本产品具有优良的耐湿热特性，长时间保持优良的粘结力，并具有优良的耐黄变、抗老化性能。

实施例3，缩水甘油酯类环氧树脂49％、聚硫橡胶改性环氧树脂3％、聚酰胺树脂改性环氧树脂5％、尿醛三聚氰胺树脂改性环氧树脂5％、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦3％、2(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化磷2.1％、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮3％、二甲基苄胺(苄基二甲胺)3.5％、苄基三乙基氯化铵2.5％、过氧化二月桂酰2％、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10％、乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯3％、2-甲基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯4％、γ-[(2，3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷1.5％、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷1％、二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡0.7％、五硫醇锑0.5％、环氧脂1.2％。

本产品具有优良的耐湿热特性，粘结强度高，适用于大板LCD的封口或者管脚封装，并具有优良的耐黄变、抗老化性能。

Claims (9)

1.一种用于LCD板的UV胶，其特征在于，采用下列材料按重理百分比混合制成：环氧树脂55-85％，光引发剂2-9％，促进剂1-5％，交联剂3-10％，稀释剂10-30％，增粘剂0.5-3％，稳定剂0.2-2％，其它助剂0.5-1.5％。

2.根据权利要求1所述用于LCD板的UV胶，其特征在于，所述环氧树脂是指以下一种或者多种的混合物：缩水甘油酯类环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂、聚酰胺树脂改性环氧树脂和尿醛三聚氰胺树脂改性环氧树脂，添加量为55-85％。

3.根据权利要求1所述用于LCD板的UV胶，其特征在于，所述光引发剂是指以下一种或者多种的混合物：2(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化磷、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、芳香硫盐和碘盐，添加量为2-9％。

4.根据权利要求1所述用于LCD板的UV胶，其特征在于，所述促进剂是指以下一种或者多种的混合物：二甲基苄胺(苄基二甲胺)，1，2-二甲基咪唑和苄基三乙基氯化铵，添加量为2-7％。

5.根据权利要求1所述用于LCD板的UV胶，其特征在于，所述交联剂是指以下一种或者多种的混合物：过氧化二异丙苯和过氧化二月桂酰，添加量为1-5％。

6.根据权利要求1所述用于LCD板的UV胶，其特征在于，所述稀释剂是指以下一种或者多种的混合物：三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯、2-甲基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯，添加量为10-25％。

7.根据权利要求1所述用于LCD板的UV胶，其特征在于，所述增粘剂是指以下一种或者多种的混合物：乙烯基三(β甲氧基乙氧基)硅烷、γ-[(2，3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，添加量为0.5-3％。

8.根据权利要求1所述用于LCD板的UV胶，其特征在于，所述稳定剂是指以下一种或者多种的混合物：二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡和五硫醇锑，添加量为0.2-2％。

9.根据权利要求1所述用于LCD板的UV胶，其特征在于，所述助剂是指以下多种的混合物：季戊四醇和环氧脂，添加量为0.5-1.5％。