CN114525097A - 一种疏水型框胶及其制备方法、液晶显示面板 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种疏水型框胶及其制备方法、液晶显示面板。所述疏水型框胶包括：树脂、热固化剂、光引发剂、填充物和溶剂；其中所述填充物包括疏水改性纳米二氧化硅，所述疏水改性纳米二氧化硅为硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。本申请的框胶通过所述疏水改性纳米二氧化硅提高其阻水性，进而能够有效防止水汽的侵入。

Description

一种疏水型框胶及其制备方法、液晶显示面板
技术领域
本申请涉及框胶技术领域，具体涉及一种疏水型框胶及其制备方法、液晶显示面板。
背景技术
对盒封装是TFT-LCD制备过程中的一个重要环节。通过框胶将CF基板与TFT基板封装，需要避免水汽进入液晶盒内与液晶接触或腐蚀金属线造成不良。现有技术中，框胶主要由低聚物、热固化剂、光引发剂、无机/有机微粒子和溶剂组成。
目前，主流框胶内低聚物主要成分为环氧树脂和亚克力树脂，二者均为亲水性聚合物。而这些框胶多采用普通二氧化硅粒子作为填充物。普通二氧化硅粒子表面布满了羟基，羟基为亲水基团，因此普通二氧化硅也具有亲水性。据分析，现主流框胶表面水接触角约为80°，属于亲水表面，阻水性较差。因此，在高温高湿等严格的环境下，使用这类框胶封合的液晶面板容易被水汽侵入，产生不良。
因此，亟待提供一种疏水性框胶，提高框胶的阻水性，用以有效防止水汽的侵入。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本申请提供了一种疏水型框胶，可以有效提高框胶的阻水性，保护液晶不与外界水汽接触。
本申请提供一种疏水型框胶，其组分包括：树脂、热固化剂、光引发剂、填充物和溶剂；所述填充物包括疏水改性纳米二氧化硅，所述疏水改性纳米二氧化硅为硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述硅烷偶联剂包括全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述疏水改性纳米二氧化硅的粒径为100～300纳米。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述纳米二氧化硅的粒径为70～100纳米。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述树脂包括环氧树脂和亚克力树脂中的一种或多种。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述疏水型框胶的组分按重量百分数计包括：
Figure BDA0003501976580000021
相应的，本申请还提供一种疏水型框胶的制备方法，包括如下步骤：
将疏水改性纳米二氧化硅与溶剂混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与树脂、热固化剂、光引发剂混合，得到疏水型框胶；其中，所述疏水改性纳米二氧化硅由硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述疏水改性纳米二氧化硅的制备过程包括：所述硅烷偶联剂中硅氧烷水解形成硅羟基，所述硅烷偶联剂利用所述硅羟基与纳米二氧化硅表面的羟基缩合而接枝在所述纳米二氧化硅的表面。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述硅烷偶联剂包括全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述疏水改性纳米二氧化硅的粒径为100～300纳米。所述纳米二氧化硅的粒径为70～100纳米。所述树脂包括环氧树脂和亚克力树脂中的一种或多种。
可选的，在本申请的一些实施例中，在所述疏水型框胶中，所述疏水改性纳米二氧化硅的重量百分数为3～5wt％，所述树脂的重量百分数为80～85wt％，所述热固化剂和所述光引发剂的重量百分数为4～7wt％，所述溶剂的重量百分数为5～10wt％。
对应的，本申请还提供一种液晶显示面板，包括：
彩膜基板；
阵列基板；
框胶，夹设于所述阵列基板和彩膜基板之间，且与所述阵列基板和彩膜基板夹设形成一液晶部；其中，所述框胶包括如上所述的疏水型框胶或制备得到的疏水型框胶。
本申请的有益效果在于：
本申请提供的疏水型框胶，采用疏水改性纳米二氧化硅作为框胶填充物，且该疏水性纳米二氧化硅粒子的表面接枝了具有低表面能的硅烷长链。同时，硅烷长链还可以为框胶提供了丰富的微纳粗糙度，因此提高了框胶的阻水性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例提供的硅烷偶联剂对纳米二氧化硅粒子的疏水改性机理的示意图；
图2是本申请实施例提供的液晶显示面板的结构示意图；
图3是本申请试验例1中的实施例1的框胶的疏水性检测示意图；
图4是本申请试验例1中的对比例1的框胶的疏水性检测示意图；
图5为图4中对比例1中框胶的表面水接触角示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。另外，在本申请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。用语第一、第二、第三等仅仅作为标示使用，并没有强加数字要求或建立顺序。本发明的各种实施例可以以一个范围的型式存在；应当理解，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本发明范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在对现有技术的研究和实践过程中，本申请的发明人发现，提高物质表面的疏水性主要有两个途径：①降低物质的表面能；②增大物质的表面粗糙度。具有低表面能的硅烷偶联剂能够与二氧化硅表面的羟基进行脱水缩合反应并接枝在表面，从而对二氧化硅进行表面疏水改性。发明人还发现使用纳米级二氧化硅粒子，还可以赋予框胶丰富的微纳粗糙度。可见，采用疏水性纳米二氧化硅粒子作为框胶的填充物，可以有效提高框胶的疏水性，阻隔水汽的侵入。
本申请实施例提供一种疏水型框胶及其制备方法、液晶显示面板。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
本申请实施例提供一种疏水型框胶，包括：树脂、热固化剂、光引发剂、填充物和溶剂。所述填充物包括疏水改性纳米二氧化硅，所述疏水改性纳米二氧化硅为硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
本申请实施例中，所述疏水改性纳米二氧化硅的材料包括硅烷偶联剂和纳米二氧化硅，利用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行改性得到。普通二氧化硅粒子表面存在大量羟基，易团聚；本申请使用疏水改性纳米二氧化硅粒子可以有效改善团聚现象。
本申请疏水型框胶中，树脂成分主要起到骨架的作用；热固化剂和光引发剂主要共同用于促进框胶固化，具体可促进框胶中低聚物的固化；疏水改性纳米二氧化硅主要可以提高框架的阻水性，以及调节应力缓和特性和刚性等；溶剂主要用来调整框胶的粘度。此外，本申请实施例的框胶还可以添加其他添加剂，该其他添加剂主要用于调整框胶的涂布性和接着性等。
进一步地，所述硅烷偶联剂包括但不限于全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
例如，所述硅烷偶联剂可以为全氟辛基三乙氧基硅烷：
Figure BDA0003501976580000051
进一步地，所述疏水改性纳米二氧化硅的粒径为100～300纳米。例如，所述疏水改性纳米二氧化硅的粒径可以为100纳米、120纳米、150纳米、180纳米、200纳米、220纳米、250纳米或300纳米。
进一步地，所述纳米二氧化硅的粒径为70～100纳米。例如，所述纳米二氧化硅的粒径可以为70纳米、80纳米、90纳米或100纳米。
在本申请实施例中，通过硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅，将硅烷长链接枝在纳米二氧化硅的表面，进而可提高纳米二氧化硅的粒径，同时提高了纳米二氧化硅的粗糙度。
在一些实施例中，所述树脂包括环氧树脂和亚克力树脂中的一种或多种。
在一些实施例中，所述疏水型框胶中，树脂的重量百分比可以为80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％或85wt％。
在一些实施例中，所述疏水型框胶中，热固化剂和光引发剂的重量百分比可以为4wt％、5wt％、6wt％或7wt％。
在一些实施例中，所述疏水型框胶中，疏水改性纳米二氧化硅的重量百分比可以为3wt％、4wt％或5wt％。
在一些实施例中，所述疏水型框胶中，溶剂的重量百分比可以为5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％。
在一些实施例中，所述疏水型框胶中，其他添加剂的重量百分比可以为1wt％、2wt％或3wt％。
本申请实施例还提供一种疏水型框胶的制备方法，包括如下步骤：将疏水改性纳米二氧化硅与溶剂混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与树脂、热固化剂和光引发剂混合，得到疏水型框胶；其中，所述疏水改性纳米二氧化硅由硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
进一步地，所述疏水改性纳米二氧化硅的制备过程包括：所述硅烷偶联剂中硅氧烷水解形成硅羟基，所述硅烷偶联剂利用所述硅羟基与纳米二氧化硅表面的羟基缩合而接枝在所述纳米二氧化硅的表面，即得到疏水改性纳米二氧化硅。可以想象，疏水改性纳米二氧化硅的表面连接有多个硅烷长链。
进一步地，所述硅烷偶联剂包括全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。例如，所述硅烷偶联剂以全氟辛基三乙氧基硅烷为例，利用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅粒子的疏水改性机理，如图1所示。
进一步地，所述疏水改性纳米二氧化硅的粒径为100～300纳米。
进一步地，所述纳米二氧化硅的粒径为70～100纳米。
进一步地，所述树脂包括环氧树脂和亚克力树脂中的一种或多种。
进一步地，在所述疏水型框胶中，所述疏水改性纳米二氧化硅的重量百分数为3～5wt％，所述树脂的重量百分数为80～85wt％，所述热固化剂和所述光引发剂的重量百分数为4～7wt％，所述溶剂的重量百分数为5～10wt％。
在一些实施例中，所述疏水型框胶中添加有1～3wt％其他添加剂。例如，所述疏水型框胶的制备方法包括如下步骤：将疏水改性纳米二氧化硅与溶剂混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与树脂、热固化剂、光引发剂和其他添加剂混合，得到疏水型框胶；其中，所述疏水改性纳米二氧化硅由硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
本申请的疏水性框胶的涂布工艺和条件可采用本领域常规方法进行，此处就不再赘述。
请参阅图2，本申请实施例还提供一种液晶显示面板100，包括：
阵列基板110和彩膜基板120；
框胶130，夹设于所述阵列基板110和所述彩膜基板120之间，且与所述阵列基板110和所述彩膜基板120夹设形成一液晶部140。所述框胶130包括如上所述的疏水型框胶或制备得到的疏水型框胶。
本申请先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种疏水型框胶，其组分按重量百分数计包括：
Figure BDA0003501976580000071
本实施例中，所述硅烷偶联剂包括全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
所述疏水改性纳米二氧化硅的粒径在100～300纳米之间。
所述树脂包括环氧树脂和亚克力树脂。
所述疏水型框胶的制备方法，包括如下步骤：将疏水改性纳米二氧化硅与溶剂混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与树脂、热固化剂、光引发剂混合，得到疏水型框胶。所述疏水改性纳米二氧化硅由硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
实施例2
本实施例提供一种疏水型框胶，其组分按重量百分数计包括：
Figure BDA0003501976580000072
本实施例中，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷。
所述树脂包括环氧树脂和亚克力树脂。
所述疏水型框胶的制备方法，包括如下步骤：将疏水改性纳米二氧化硅与溶剂混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与树脂、热固化剂、光引发剂混合，得到疏水型框胶。所述疏水改性纳米二氧化硅由硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
所述疏水改性纳米二氧化硅的粒径在100～300纳米之间。
实施例3
本实施例提供一种疏水型框胶，其组分按重量百分数计包括：
Figure BDA0003501976580000081
本实施例中，所述硅烷偶联剂为全氟辛基三乙氧基硅烷。
所述树脂包括环氧树脂和亚克力树脂。
所述疏水型框胶的制备方法，包括如下步骤：将疏水改性纳米二氧化硅与溶剂混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与树脂、热固化剂、光引发剂和其他添加剂混合，得到疏水型框胶。所述疏水改性纳米二氧化硅由硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
本实施例中，所述疏水改性纳米二氧化硅的粒径在100～300纳米之间。
实施例4
本实施例提供一种疏水型框胶，其组分按重量百分数计包括：
Figure BDA0003501976580000082
本实施例中，所述硅烷偶联剂包括全氟辛基三甲氧基硅烷。
所述树脂包括环氧树脂和亚克力树脂。
所述疏水型框胶的制备方法，包括如下步骤：将疏水改性纳米二氧化硅与溶剂混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与树脂、热固化剂、光引发剂和其他添加剂混合，得到疏水型框胶。所述疏水改性纳米二氧化硅由硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
对比例1
本对比例提供一种框胶，其组分按重量百分数计包括：
Figure BDA0003501976580000091
所述疏水型框胶的制备方法，包括如下步骤：将疏水改性纳米二氧化硅与溶剂混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与树脂、热固化剂、光引发剂混合，得到疏水型框胶。
试验例1
对试验例对本申请实施例1和对比例1的框胶的疏水性进行检测。
请参阅图3和图4，分别示出了本申请的含有疏水性纳米二氧化硅粒子的疏水型框胶的表面水接触的情况，以及含有普通二氧化硅粒子的对比例1的框胶的表面水接触的情况。根据图3和图4，可以看出本申请的疏水型框胶的表面水接触角要明显大于对比例1的框胶，即本申请框胶的疏水性明显优于对比例。
请参阅图5，图5为图4中的对比例1的框胶的放大图，对比例1中的框胶的表面水接触角为80.2°或80.3°，可见其阻水性较差。
综上所述，本申请框胶通过所述疏水改性纳米二氧化硅提高框胶的阻水性，进而有效防止水汽的侵入显示面板。框胶中的疏水改性纳米二氧化硅主要通过硅烷偶联剂中硅氧烷水解形成的硅羟基与纳米二氧化硅粒子表面的羟基缩合从而接枝在纳米二氧化硅表面制得。本申请的框胶适用于户外使用的液晶显示面板，以及高温高湿等环境下使用的液晶显示面板。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种疏水型框胶及其制备方法、液晶显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种疏水型框胶，其特征在于，包括：树脂、热固化剂、光引发剂、填充物和溶剂；其中所述填充物包括疏水改性纳米二氧化硅；所述疏水改性纳米二氧化硅为硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的疏水型框胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的疏水型框胶，其特征在于，所述疏水改性纳米二氧化硅的粒径为100～300纳米。
4.根据权利要求1所述的疏水型框胶，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为70～100纳米；和/或
所述树脂包括环氧树脂和亚克力树脂中的一种或多种。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的疏水型框胶，其特征在于，所述疏水型框胶的组分按重量百分数计包括：
Figure FDA0003501976570000011
6.一种疏水型框胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将疏水改性纳米二氧化硅与溶剂混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与树脂、热固化剂、光引发剂混合，得到疏水型框胶；其中，所述疏水改性纳米二氧化硅由硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
7.根据权利要求6所述的疏水型框胶的制备方法，其特征在于，所述疏水改性纳米二氧化硅的制备过程包括：所述硅烷偶联剂中硅氧烷水解形成硅羟基，所述硅烷偶联剂利用所述硅羟基与纳米二氧化硅表面的羟基缩合而接枝在所述纳米二氧化硅的表面。
8.根据权利要求6所述的疏水型框胶的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
9.根据权利要求6所述的疏水型框胶的制备方法，其特征在于，所述疏水改性纳米二氧化硅的粒径为100～300纳米；和/或
所述纳米二氧化硅的粒径为70～100纳米；和/或
所述树脂包括环氧树脂和亚克力树脂中的一种或多种。
10.根据权利要求6所述的疏水型框胶的制备方法，其特征在于，在所述疏水型框胶中，所述疏水改性纳米二氧化硅的重量百分数为3～5wt％，所述树脂的重量百分数为80～85wt％，所述热固化剂和所述光引发剂的重量百分数为4～7wt％，所述溶剂的重量百分数为5～10wt％。
11.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：
彩膜基板；
阵列基板；
框胶，夹设于所述阵列基板和彩膜基板之间，且与所述阵列基板和彩膜基板夹设形成一液晶部；其中，所述框胶包括如权利要求1～5任一项所述的疏水型框胶或包括如权利要求6～10任一项所述的方法制备得到的疏水型框胶。
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