CN102654689B - 封框胶、封框胶的光固化方法和液晶显示器件 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种封框胶、封框胶的光固化方法、液晶显示器件，涉及液晶显示技术领域，为解决传统固化后的封框胶刚性差的问题而发明。具体的技术方案包括：一种封框胶，包括丙烯酸树脂和环氧树脂，所述丙烯酸树脂包括烷基丙烯酸树脂和具有第一取代基的丙烯酸树脂，所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基取代所述烷基丙烯酸树脂中的所述烷基，且所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基的立体效应强于所述烷基丙烯酸树脂中的所述烷基的立体效应。本发明实施例还提供一种封框胶的光固化方法和液晶显示器件。本发明主要用于液晶面板中。

Description

封框胶、封框胶的光固化方法和液晶显示器件

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及封框胶、封框胶的光固化方法和液晶显示器件。

背景技术

液晶面板与液晶显示器有相当密切的联系。液晶面板在很大程度上决定液晶显示器的亮度、对比度、色彩、可视角度等。因而，在制作薄膜液晶显示器(TFT-LCD)的过程中，液晶面板的制作工艺直接影响着显示器的品质。

图1所示为现有液晶面板的剖面结构示意图。如图1所示，液晶面板包括阵列基板1、彩膜基板2以及夹在阵列基板1和彩膜基板2之间的液晶4和封框胶3。阵列基板1和彩膜基板2通过封框胶3密封滴注在阵列基板1和彩膜基板2之间的液晶4，阵列基板1和彩膜基板2对盒形成一个完整的液晶面板。其中，封框胶3内通常会加入玻璃纤维或硅球以起加固和支撑作用。

在液晶面板的实际生产中，封框胶固化前的刚性或耐形变性对液晶面板的显示性能起着十分重要的作用。图2所示为图1中的液晶面板在固化前的封框胶3受外部大气压力作用产生变形后的结构示意图(同理封框胶3也会受到盒内液晶4的冲击而造成变形引起同样的问题)，从图2中可以看出，形变后的封框胶3在固化后容易导致例如阵列基板1和彩膜基板2之间靠近封框胶3的周边区域间隙5与阵列基板1和彩膜基板2之间中心区域部分间隙6不一致，造成液晶面板周边显示异常；同时形变后的的封框胶更易引发污染问题，导致残像。

现有封框胶生产中普遍采用提高封框胶中无机物(微硅球)含量以及增加黏度的方法来增强其刚性，但是在实现上述方法的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

封框胶中的无机物含量增加以及黏度的增加，会导致清洗封框胶涂覆设备的难度加大；封框胶粘接能力下降；封框胶涂覆时会出现断胶率高和描画性差的问题，这些因素都会严重影响着封框胶在工业生产中的操作性。

发明内容

本发明实施例提供一种封框胶，能够增强封框胶在固化前的刚性并且维持封框胶涂覆设备的易清洗性、以及封框胶涂覆时的描画性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种封框胶，包括丙烯酸树脂和环氧树脂，所述丙烯酸树脂包括烷基丙烯酸树脂和具有第一取代基的丙烯酸树脂，所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基取代所述烷基丙烯酸树脂中的所述烷基，且所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基的立体效应强于所述烷基丙烯酸树脂中的所述烷基的立体效应。

其中，所述具有第一取代基的丙烯酸树脂为叔丁基丙烯酸树脂、甲苯基丙烯酸树脂、三苯基甲基丙烯酸树脂或它们中的任意两者或三者的混合物。

所述具有第一取代基的丙烯酸树脂占全部丙烯酸树脂的10％-20％。

本发明封框胶实施例可进一步包括：填充剂、添加剂、光引发剂或其组合。

一种所述封框胶的光固化方法，该方法包括：

使用紫外光照射封框胶，封框胶中的光引发剂在紫外光作用下产生初级自由基，所述初级自由基与具有取代基的丙烯酸树脂反应生成具有取代基的预聚物自由基，所述具有取代基的预聚物自由基继续与所述具有取代基的丙烯酸树脂反应，生成初步的具有取代基的丙烯酸树脂聚合物，所述初步的具有取代基的丙烯酸树脂聚合物、所述初级自由基、所述具有取代基的预聚物自由基之间反应生成具有取代基的高聚物；

停止紫外光照射。

其中，所述光引发剂为苯偶酰二甲基酮；所述自由基为苯甲酰自由基和二甲氧基苄基自由基。

所述具有取代基的丙烯酸树脂为叔丁基丙烯酸树脂、甲苯基丙烯酸树脂、三苯基甲基丙烯酸树脂或它们中的任意两者或三者的混合物。

所述具有取代基的丙烯酸树脂是通过使用氧化剂氧化叔丁基醇树脂的方法来合成。

其中，所述氧化剂是Bi₂O₃-MoO₃。

一种液晶显示器件，包括阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板和彩膜基板之间设置有上面所述的封框胶。

本发明实施例提供的封框胶、封框胶的光固化方法、液晶显示器件，向封框胶中引入了具有第一取代基的丙烯酸树脂且所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基的立体效应强于传统的烷基丙烯酸树脂中的烷基，使得聚合物长链扭动的空间范围变小，所述第一取代基的位阻效应强，可克服传统烷基基团立体效应弱的缺点，因而能够增强封框胶在固化前的刚性，同时又因保持了封框胶的主链结构和主要官能团结构，故同时能够维持封框胶涂覆设备的易清洗性、以及封框胶涂覆时的描画性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有液晶面板的剖面结构示意图；

图2为图1中液晶面板在封框胶受外部大气压力作用产生变形后的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种封框胶，包括丙烯酸树脂和环氧树脂，所述丙烯酸树脂包括烷基丙烯酸树脂和具有第一取代基的丙烯酸树脂，所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基取代所述烷基丙烯酸树脂中的所述烷基，且所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基的立体效应强于所述烷基丙烯酸树脂中的所述烷基的立体效应。

丙烯酸树脂是封框胶的主要成分之一，而烷基丙烯酸树脂(主要是甲基丙烯酸树脂)又常用作液晶面板封框胶的低聚物材料。由于甲基基团占用的空间体积小与邻近基团的立体效应弱，导致聚合物长链可以在一定空间范围内扭动，造成在外界压力下容易引起框胶表面的形变，从而导致封框胶的变形甚至断胶现象的发生。

本发明封框胶实施例中，向封框胶中引入具有新第一取代基的丙烯酸树脂且所述具有新第一取代基的丙烯酸树脂中的所述取代基的立体效应强于传统的烷基丙烯酸树脂中的烷基，所述第一取代基的位阻效应强，可克服传统烷基基团立体效应弱的缺点，限制了聚合物长链扭动的空间范围，因而能够提高封框胶在固化前的刚性，防止由于外界压力导致的未固化封框胶的形变甚至断胶；同时又因保持了封框胶的主链结构和主要官能团结构，故同时能够保证强粘接能力和易清洗性。同时又因保持了封框胶的主链结构和主要官能团结，故同时能够维持封框胶涂覆设备的易清洗性、以及封框胶涂覆时的描画性。

本发明实施例中具有第一取代基的丙烯酸树脂优选地为叔丁基丙烯酸树脂、甲苯基丙烯酸树脂或三苯基甲基丙烯酸树脂或它们中的任意两者或三者的混合物，当然也包括其他具有强立体效应取代基的丙烯酸树脂。这些具强立体效应的取代基，能够保持主链结构的稳定性，增强封框胶的刚性；与现有甲基取代基相比，更能阻止外界小分子(如水)和封框胶本身所含小分子(如稀释剂)的渗入，改善对盒内液晶的污染问题。同时，由于封框胶的主要成分并未改变，因而封框胶的粘结强度、黏度等不会有较大改变。

在本发明实施例提供的所述封框胶的组成中，具有强立体效应取代基的丙烯酸树脂占全部丙烯酸树脂的一部分，例如10％-20％，且优选地，具有强立体效应取代基的丙烯酸树脂占全部丙烯酸树脂的10％。所述全部丙烯酸树脂不仅包括具有强立体效应取代基的丙烯酸树脂，还包括烷基丙烯酸树脂(如甲基丙烯酸树脂)等。

如果封框胶中的所述具有取代基的丙烯酸树脂完全为叔丁基丙烯酸树脂、完全为甲苯基丙烯酸树脂、完全为三苯基甲基丙烯酸树脂，或完全为其它具有强立体效应基团的丙烯酸树脂或它们当中的两个或两个以上的混合物，由于所述取代基的强立体效应会造成上述具有取代基的丙烯酸树脂在聚合反应时的位垒过高，因而，会出现反应速率降低，聚合程度下降，分子量下降的问题。本发明实施例通过将具有强立体效应取代基的丙烯酸树脂配置成占全部丙烯酸树脂的10％-20％(优选地，为10％)，相较于将具有强立体效应取代基的丙烯酸树脂配置成占全部丙烯酸树脂的100％或绝大部分，可以有效地降低聚合反应的位垒，因而能够提高反应速率和聚合程度，并且也能够在保证强粘接能力、易清洗性和不易断胶性能并维持封框胶涂覆时的描画性的同时，提供增强的刚性。

本发明实施例提供的封框胶可以包括光引发剂，可选择地，还能够包括填充剂、添加剂或其组合，所述填充剂、添加剂或其组合以满足需要为准，填充剂、添加剂诸如烷烃等。

本发明实施例提供一种光固化上述封框胶的方法，该方法包括：

使用紫外光照射封框胶，封框胶中的光引发剂在紫外光作用下产生初级自由基，所述初级自由基与具有取代基的丙烯酸树脂反应就生成具有取代基的预聚物自由基，所述具有取代基的预聚物自由基继续与所述具有取代基的丙烯酸树脂反应，生成初步的具有取代基的丙烯酸树脂聚合物，所述初步的具有取代基的丙烯酸树脂聚合物、所述初级自由基、所述具有取代基的预聚物自由基之间反应生成具有取代基的高聚物；

停止紫外光照射。

本发明封框胶的光固化方法实施例，向封框胶中引入了具有第一取代基的丙烯酸树脂且所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基的立体效应强于传统的烷基丙烯酸树脂中的烷基，所述第一取代基的位阻效应强，可克服传统烷基基团立体效应弱的缺点，限制了聚合物长链扭动的空间范围，因而能够增强封框胶在固化前的刚性，同时又因保持了封框胶的主链结构和主要官能团结构，故同时能够维持封框胶涂覆设备的易清洗性、以及封框胶涂覆时的描画性。

其中，所述具有取代基的丙烯酸树脂可为叔丁基丙烯酸树脂、甲苯基丙烯酸树脂、三苯基甲基丙烯酸树脂或它们中的任意两者或三者的混合物。

下面用化学式来举例具体展示紫外光固化反应过程：

其中，PI代表光引发剂，UV代表紫外光，P·是初级自由基，R代表具有强立体效应的取代基。

下面结合上述化学式来具体说明光固化封框胶的方法。首先使用紫外光照射封框胶，在紫外光的照射下，所述封框胶内可以发生如下反应步骤：

链引发步骤：封框胶中的光引发剂PI(photoinitiator)在紫外光作用下产生初级自由基P·，初级自由基P·与具有取代基的丙烯酸树脂反应就生成了具有取代基的预聚物自由基，该具有取代基的预聚物自由基如式(1)所示：

这里所述光引发剂PI可为苯偶酰二甲基酮；所述初级自由基P·可为苯甲酰自由基和二甲氧基苄基自由基。

链增长步骤：具有取代基的预聚物自由基继续与具有取代基的丙烯酸树脂反应，生成初步的具有取代基的丙烯酸树脂聚合物，该初步的具有取代基的丙烯酸树脂聚合物如式(2)所示：

链终止步骤：所述初步的具有取代基的丙烯酸树脂聚合物、所述初级自由基、所述具有取代基的预聚物自由基之间反应生成具有取代基的高聚物，所述具有取代基的高聚物如下列式(3)和式(4)所示：

聚合反应终止。

需要说明的是，除上述两种高聚物之外，所述初步的具有取代基的丙烯酸树脂聚合物、所述初级自由基、所述具有取代基的预聚物自由基之间进行反应还可以生成其他的高聚物。

上面光固化实施例中，由于光固化反应迅速，因而在短时间内就可以形成三维网络结构的高聚物膜，能够阻止外界和封框胶自身内部小分子的移动。

本发明实施例聚合物侧链上的取代基R为叔丁基、甲苯基、三苯基甲基或其他具有强立体效应的基团，这些基团会产生很强的立体效应，能够保持主链结构的稳定性，增强封框胶的刚性。另外，这些强立体效应的烃基比现有甲基取代基更能阻止外界小分子(如水)和封框胶本身所含小分子(如稀释剂)的渗入，改善对盒内液晶的污染问题。同时，由于封框胶的主要成分并未改变，因而封框胶的粘结强度，黏度等不会有较大改变，适用于现有工艺。

下面来描述上述实施例中具有强立体效应取代基的丙烯酸树脂的合成方法。

带有强立体效应取代基的丙烯酸树脂的合成方法与甲基丙烯酸树脂的合成方法的原理相同，都是通过氧化叔丁基醇树脂的方法来合成，该方法用通用化学式表示如下：

其中R为叔丁基、甲苯基、三苯基甲基或其他具有强立体效应取代基，此氧化过程中的氧化剂例如为Bi₂O₃-MoO₃。

以R为甲苯基为例，下面说明甲苯基丙烯酸树脂的合成方法，如下所示：

需要指出的是，封框胶在经历光固化之后，一般还要进行热固化，但由于热固化主要作用于封框胶中的环氧树脂成分且传统的热固化过程对本领域中的普通技术人员而言都是了解的，故本发明实施例在此不再赘述。

此外，本发明实施例还提供一种液晶显示器件，包括阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板和彩膜基板之间设置有上面实施例所述的封框胶。

本发明液晶显示器件实施例，向其内的封框胶中引入了具有第一取代基的丙烯酸树脂且所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基的立体效应强于传统的烷基丙烯酸树脂中的烷基，所述第一取代基的位阻效应强，可克服传统烷基基团立体效应弱的缺点，限制了聚合物长链扭动的空间范围，因而能够增强封框胶在固化前的刚性，同时又因保持了封框胶的主链结构和主要官能团结构，故同时能够维持封框胶涂覆设备的易清洗性、以及封框胶涂覆时的描画性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种封框胶，包括丙烯酸树脂和环氧树脂以及光引发剂，其特征在于，所述丙烯酸树脂包括烷基丙烯酸树脂和具有第一取代基的丙烯酸树脂，所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基取代所述烷基丙烯酸树脂中的所述烷基，且所述具有第一取代基的丙烯酸树脂中的所述第一取代基的立体效应强于所述烷基丙烯酸树脂中的所述烷基的立体效应；

所述具有第一取代基的丙烯酸树脂占全部丙烯酸树脂的10％-20％。

2.根据权利要求1所述的封框胶，其特征在于，

所述具有第一取代基的丙烯酸树脂为叔丁基丙烯酸树脂、甲苯基丙烯酸树脂、三苯基甲基丙烯酸树脂或它们中的任意两者或三者的混合物。

3.根据权利要求1所述的封框胶，其特征在于，所述封框胶进一步包括：

填充剂、添加剂或其组合。

4.一种如权利要求1所述封框胶的光固化方法，该方法包括：

使用紫外光照射封框胶，封框胶中的光引发剂在紫外光作用下产生初级自由基，所述初级自由基与具有取代基的丙烯酸树脂反应生成具有取代基的预聚物自由基，所述具有取代基的预聚物自由基继续与所述具有取代基的丙烯酸树脂反应，生成初步的具有取代基的丙烯酸树脂聚合物，所述初步的具有取代基的丙烯酸树脂聚合物、所述初级自由基、所述具有取代基的预聚物自由基之间反应生成具有取代基的高聚物；

停止紫外光照射。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述光引发剂为苯偶酰二甲基酮；

所述初级自由基为苯甲酰自由基和二甲氧基苄基自由基。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述具有取代基的丙烯酸树脂为叔丁基丙烯酸树脂、甲苯基丙烯酸树脂、三苯基甲基丙烯酸树脂或它们中的任意两者或三者的混合物。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述具有取代基的丙烯酸树脂是通过使用氧化剂氧化叔丁基醇树脂的方法来合成。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述氧化剂是Bi₂O₃-MoO₃。

9.一种液晶显示器件，包括阵列基板和彩膜基板，其特征在于，所述阵列基板和彩膜基板之间设置有如权利要求1所述封框胶。