CN113448126B - 封框胶及其制备方法、液晶显示面板 - Google Patents

封框胶及其制备方法、液晶显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种封框胶、封框胶的制备方法及包括该封框胶的液晶显示面板，所述封框胶通过在边框胶上增加一层阻隔层，使得所述封框胶同时具备了较好的自愈合性、优异的户外耐候性、化学稳定性和耐湿热性，可有效防止外界水汽进入液晶盒内侧。所述封框胶被应用于液晶显示面板的液晶盒的密封封装上。

Description

封框胶及其制备方法、液晶显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种封框胶、该封框胶的制备方法及包括该封框胶的液晶显示面板。
背景技术
PS-VA(polymer stabilized vertical alignment，聚合物稳定垂直配向)是TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)中的一种技术。在PS-VA的成盒制程中，需要用边框胶(sealant)密封液晶盒，起到防止液晶溢出和水汽侵入、维持液晶盒周边盒厚以及黏附阵列基板和彩膜基板的作用。边框胶的主要成分是树脂以及一些添加剂(如热固化剂、UV光引发剂、硅烷偶联剂等)。
边框胶的阻水性能和接着性能是此消彼长的关系，阻水性能好，则接着性能差；接着性能好，则阻水性能差。仅靠调整边框胶配方很难同时实现高阻水性能和高接着性能。从分子层面来看，开发兼具极高的接着力和极低的透湿性的边框胶材料是不可能实现的：因为接着力来自高分子链的熵弹性，这就和交联密度和高分子链的柔性直接相关，但是，像水汽这类小分子在交联聚合物内部的扩散与渗透能力却是与高分子的流体状态强相关，与交联密度和高分子链的柔性相关性甚微。
随着TFT-LCD行业整体向“高世代线，大尺寸，窄边框”发展的速度越来越快，商业显示产品占比也越来越多，这就使得边框胶在保证高接着力的前提下，拥有低的透湿性的需求显得十分迫切而必要。
发明内容
本发明目的在于，解决现有边框胶无法同时具备高接着力和低透湿性的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种封框胶，包括：边框胶，以及设置于所述边框胶表面的阻隔层，所述阻隔层包括聚二甲基硅氧烷以及分散于所述聚二甲基硅氧烷内的正丙基三氯硅烷和硅油。
可选的，所述阻隔层的厚度为0.5～2mm。
可选的，所述硅油的粘度范围为0.65～1000000mm2/s。
可选的，所述阻隔层中，正丙基三氯硅烷、硅油以及聚二甲基硅氧烷的体积比为20～30:50～100:100，ml/ml/ml。
可选的，在潮湿环境下，所述正丙基三氯硅烷水解、缩聚，在所述阻隔层远离所述边框胶一面形成两个以上草状纤维，每个所述草状纤维的直径为300nm～1μm，每个所述草状纤维的长度为10～30μm。
可选的，所述草状纤维的表面间隔分布有凸起部。
可选的，潮湿环境的相对湿度为40～100％。
为实现上述目的，本发明还提供一种封框胶的制备方法，包括如下步骤：
S101、将正丙基三氯硅烷、硅油和聚二甲基硅氧烷按照20～30:50～100:100的体积比共混得到混合溶液；
S102、将所述混合溶液喷涂或涂布于边框胶表面，形成阻隔层；以及
S103，加热固化边框胶及阻隔层，得到封框胶。
为实现上述目的，本发明还提供一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括如前所述的封框胶。
本发明的有益效果在于，本发明提供一种封框胶及其制备方法及包括该封框胶的液晶显示面板，所述封框胶在现有边框胶表面增加一层阻隔层形成封框胶，所得封框胶同时具备了较好的自愈合性、优异的户外耐候性、化学稳定性和耐湿热性，可有效防止外界水汽进入液晶盒内侧。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1是本发明一示例性实施例中封框胶的结构示意图；
图2是本发明一示例性实施例中阻隔层在潮湿环境下形成草状纤维的SEM图；
图3是本发明一示例性实施例中阻隔层在潮湿环境下形成草状纤维的SEM图；
图4是本发明一示例性实施例中阻隔层在潮湿环境下形成草状纤维的结构示意图；
图5是本发明一示例性实施例中封框胶割裂区域的SEM图；
图6是本发明一示例性实施例中封框胶的制备方法流程图；
图7是本发明一示例性实施例中TCPS/SO/PDMS体积比为20:70:100(vol％)时的阻隔层表面100μm的SEM图；
图8是本发明一示例性实施例中TCPS/SO/PDMS体积比为20:70:100(vol％)时的阻隔层表面5μm的SEM图；
图9是本发明一示例性实施例中TCPS/SO/PDMS体积比为30:70:100(vol％)时的阻隔层表面100μm的SEM图；
图10是本发明一示例性实施例中TCPS/SO/PDMS体积比为30:70:100(vol％)时的阻隔层表面5μm的SEM图。
图中部件编号如下：
100、封框胶，100a、正常区，100b、割裂区，110、边框胶，120、阻隔层，121、正丙基三氯硅烷，122、草状纤维，1221、凸起部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
所述封框胶通过在边框胶上增加一层阻隔层，使得所述封框胶同时具备了较好的自愈合性、优异的户外耐候性、化学稳定性和耐湿热性，可有效防止外界水汽进入液晶盒内侧。作为典型应用，所述封框胶被应用于液晶显示面板的液晶盒的密封封装上。
参照图1，在本发明的一个实施例中，封框胶100包括边框胶110，以及设置于所述边框胶110表面的阻隔层120，所述阻隔层120包括聚二甲基硅氧烷以及分散于所述聚二甲基硅氧烷内的正丙基三氯硅烷和硅油。在本实施例中，聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为基材，将硅油(SO)和正丙基三氯硅烷(TCPS)分散于聚二甲基硅氧烷中，形成所述阻隔层120，聚二甲基硅氧烷是一种超疏水材料，硅油的表面渗透性可赋予阻隔层120乃至封框胶100优异的自愈合性，正丙基三氯硅烷可在潮湿环境下水解、缩聚，在阻隔层120表面形成若干草状纤维122，从而赋予阻隔层120乃至封框胶100的表面超疏水性和优异的机械性能，从而使得所述封框胶100同时具备了自愈合性和优异的户外耐候性、化学稳定性和耐湿热性能等。其中，所述阻隔层的厚度为0.5～2mm。
在干燥环境下(相对湿度小于40％)，参照图1，所述正丙基三氯硅烷121呈液滴状间隔分布于阻隔层120内；在潮湿环境下(湿度40～100％)，正丙基三氯硅烷所赋予的表面超疏水性和优异的机械性能，参照图2～图4，在潮湿环境下正丙基三氯硅烷会发生水解、缩聚，从而在阻隔层120表面形成若干草状纤维122，若干所述草状纤维122表面分布有凸起部1221(微突结构)，若干草状纤维122配合，使得所述阻隔层120具有优异的机械性能和疏水性能。其中，每个所述草状纤维122的直径为300nm～1μm，每个所述草状纤维122的长度为10～30μm。
其中，所述聚二甲基硅氧烷(PDMS)为市售，例如道康宁Sylgard184。
所述硅油(SO)所赋予的自愈合性，参照图5，封框胶100如果出现割裂区100b，在割裂区100b(或断面)生成30min后，分别在封框胶100的正常区100a(即图9中Spot2所在区域)和割裂区100b(即图9中Spot1所在区域)取样进行元素分析，会发现正常区100a(即未出现割裂或断面)中的元素组成为Si元素和O元素，而割裂区100b中的元素组成则为Si元素、O元素和C元素，割裂区100b出现C元素则证明割裂区100b在30min内发生了愈合。其中，硅油为低粘度硅油，硅油的粘度范围为0.65～1000000mm2/s。
同时，参照图6，本发明还提供一种封框胶的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S101、将正丙基三氯硅烷(TCPS)、硅油(SO)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)按照20～30:50～100:100的体积比共混，所述正丙基三氯硅烷和硅油分散于所述聚二甲基硅氧烷内，得到混合溶液；
S102、将所述混合溶液喷涂或涂布于边框胶110表面，形成阻隔层120；
S103、在80～120℃(优选100℃)下加热固化，得到封框胶100。
其中，喷涂工艺中的喷涂参数为：涂布压力：2.0～2.5kg/cm3，涂布Gap：30～40um，喷头移动速度：50mm/sec。
阵列基板和彩膜基板对盒后，随即进行紫外固化及之后的热固化的相关制程确保边框胶固化完全，保证其接着力。然而，在液晶面板的后续使用过程中，尤其是在商用显示的环境下，如果有一定量的水汽进入液晶盒内，水汽可通过以下两种途径进入液晶盒内部：一种途径是水汽通过PI层透过边框胶腐蚀栅极驱动电路(GOA)的busline(总线)；另一种途径是水汽直接透过边框胶腐蚀栅极驱动电路(GOA)的busline(总线)。
水汽进入液晶盒内腐蚀busline(总线)，在碱性条件下，阴极发生电化学反应使得In2O3与水反应生成In和氢氧根离子，阳极发生电化学反应使得氢氧根离子生成氧气和水；在酸性条件下，阴极发生电化学反应使得In2O3与氢离子反应生成In和水，阳极生电化学反应使得水分解成氧气和氢离子，从而造成线路短路、过孔失效等，进一步造成水平渐变线等严重问题。从而造成线路短路、过孔失效等，进一步造成水平渐变线等严重问题。
在本发明的实施例中，当TCPS/PDMS的比例保持在20vol％(即TCPS和PDMS体积比为20:100)，且SO/PDMS的比例在50～100vol％(即SO和PDMS体积比为50～100:100)范围内时，所有形成的阻隔层120的表面均表现出超疏水性。
本发明的一个实施例中，在潮湿环境下构成湿气的水滴与所述阻隔层120远离所述边框胶110一面的接触角为162.6～163.4°(接触角越大，疏水性越好)。当TCPS:SO:PDMS的体积比为20:70:100时，水滴与所述阻隔层120远离所述边框胶110一面的接触角为163.4°。
在本发明的另一个实施例中，当TCPS/SO/PDMS的体积比为20:70:100时，参照图7和图8，阻隔层120表面生成无规则的微孔隙；而提高TCPS/PDMS比例时(20vol％→30vol％，即TCPS/SO/PDMS的体积比为30:70:100)，参照图9和图10，阻隔层120表面则形成微裂纹形貌。但是，TCPS、SO、PDMS的体积含量配比对阻隔层120表面疏水性能影响不大。
同时，本发明还提供一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括如前所述的封框胶100。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种封框胶，其特征在于，包括：
边框胶，以及
设置于所述边框胶表面的阻隔层，所述阻隔层包括聚二甲基硅氧烷以及分散于所述聚二甲基硅氧烷内的正丙基三氯硅烷和硅油。
2.如权利要求1所述的封框胶，其特征在于，所述阻隔层的厚度为0.5～2mm。
3.如权利要求1所述的封框胶，其特征在于，所述硅油的粘度范围为0.65～1000000mm2/s。
4.如权利要求1所述的封框胶，其特征在于，所述阻隔层中，正丙基三氯硅烷、硅油以及聚二甲基硅氧烷的体积比为20～30:50～100:100，ml/ml/ml。
5.如权利要求1所述的封框胶，其特征在于，在潮湿环境下，所述正丙基三氯硅烷水解、缩聚，在所述阻隔层远离所述边框胶一面形成两个以上草状纤维，每个所述草状纤维的直径为300nm～1μm，每个所述草状纤维的长度为10～30μm。
6.如权利要求5所述的封框胶，其特征在于，所述草状纤维的表面间隔分布有凸起部。
7.如权利要求5所述的封框胶，其特征在于，潮湿环境的相对湿度为40～100％。
8.一种封框胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101、将正丙基三氯硅烷、硅油和聚二甲基硅氧烷按照20～30:50～100:100的体积比共混得到混合溶液；
S102、将所述混合溶液喷涂或涂布于边框胶表面，形成阻隔层；以及
S103，加热固化边框胶及阻隔层，得到封框胶。
9.一种液晶显示面板，包括如权利要求1～7中任一项所述的封框胶。
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