用于液晶顯示器生產(chǎn)的膠黏劑全球?qū)＠夹g(shù)分析

孟凡娜 薛發(fā)珍

摘要：液晶顯示器應用范圍廣泛，近年來更是得到蓬勃發(fā)展，膠黏劑是用于液晶顯示器生產(chǎn)的關鍵材料，以2020年6月以前公開的液晶顯示器用膠黏劑全球?qū)＠暾垟?shù)據(jù)為分析樣本，從地區(qū)分布、時間分布、申請人、技術(shù)構(gòu)成等多角度詳細剖析了該領域?qū)＠夹g(shù)的發(fā)展狀況，梳理了該領域的重點技術(shù)主題，以期為我國用于液晶顯示器生產(chǎn)的膠黏劑的發(fā)展以及該領域的知識產(chǎn)權(quán)管理提供借鑒，以及提高筆者從事的膠黏劑專利實質(zhì)審查的審查能力。

關鍵詞：液晶顯示器;膠黏劑;專利分析;技術(shù)綜述

中圖分類號：TM914.4;G306文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2020）12-0139-03

液晶顯示器（Liquid Crystal Display，簡稱LCD）是目前主要的平板顯示器之一，是20世紀60年代末研制出的一種新型平板顯示器，近年來，正向輕量化、薄型化、環(huán)保及可靠性方面發(fā)展。LCD由陣列基板、彩膜基板、配向?qū)?、液晶、密封膠、上下偏光板、驅(qū)動IC、背光源、殼體等組成，具有外型輕薄、能耗低、顯示性能優(yōu)良、低輻射污染等優(yōu)良特性，其應用領域越來越廣，涉及筆記本電腦、臺式平板顯示器、手機、攝像機、計算器、游戲機、手表等領域，液晶顯示器、音響、緊湊型電視機中的平板顯示器等[1]。生產(chǎn)所用材料設計光電、半導體、化工、材料等各項領域，制造工藝涉及光電元件臨時定位、主板密封、封端、金屬引線端子的粘接、柔性封端、裸芯片的裝配、倒裝玻璃芯片的保護涂層，膠粘劑是關鍵材料之一[2]。

用于液晶顯示器生產(chǎn)的膠黏劑是筆者從事的專利實質(zhì)審查工作中的一個重要領域，2010年發(fā)展的聯(lián)合專利分類體系（CPC）也將膠黏劑用于液晶顯示器的生產(chǎn)此應用進行單獨進行分類，可見，該領域的專利技術(shù)發(fā)展蓬勃、地位重要。本文從申請量、申請人、技術(shù)分析等多角度分析了該領域?qū)＠暾埖陌l(fā)展狀況。

1 專利技術(shù)現(xiàn)狀分析

本文在中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）、專利檢索與服務系統(tǒng)的外文數(shù)據(jù)庫（VEN）以及incoPat中，采用IPC分類號、CPC分類號C09J2203/318（膠黏劑的應用分類用于液晶顯示器的生產(chǎn)）和“液晶顯示器”相關關鍵詞進行全面檢索，以2020年6月以前公開的液晶顯示器生產(chǎn)的膠黏劑專利申請數(shù)據(jù)為分析樣本，經(jīng)過同族合并后，檢索到2 776個相關專利族，以下從地域、申請量、申請人、技術(shù)構(gòu)成等多角度進行分析。

在全球范圍內(nèi)該領域?qū)＠暾埩孔疃嗟膰沂琼n國，申請量遠超其他國家，向世界知識產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）的專利申請量緊隨其后，接下來是中國、美國、日本。專利申請趨勢可大致分為幾個階段。技術(shù)萌芽階段（—2004年），專利申請量整體不高;平穩(wěn)發(fā)展期（2005—2010年），專利申請量穩(wěn)步提升;快速發(fā)展期（2011—2015年），隨著LCD技術(shù)的迅猛發(fā)展，專利申請量達到峰值;從2016年開始申請量稍有減少，但是仍然維持在較高的水平。2015年以后，隨著LED、OLED、等離子顯示器、3D顯示器等新型技術(shù)的成熟，LCD的地位逐步下降，隨即伴隨著此應用于領域的膠黏劑申請量有所下降。該領域?qū)＠暾堧m然中國申請量較大，但是相對起步較晚。在中國范圍內(nèi)，申請量較大的省份是廣東、江蘇、北京。

申請量最大的申請人為LG、日東電工株式會社、東友精細化學株式會社，3M、第一毛織株式會社、琳得科株式會社、三星屬于第二梯隊。可見，日、韓申請人在該領域的研發(fā)投入和專利布局遙遙領先。

2 技術(shù)概況分析

隨著液晶顯示器件向輕量化、薄型化，更大的尺寸、更高的對比度和分辨率、更低的能量消耗方向、環(huán)保及可靠性方面的發(fā)展，膠黏劑在液晶顯示器生產(chǎn)的多個環(huán)節(jié)應用普遍，如電路連接、芯片臨時定位和貼裝、封裝、管腳膠等，對生產(chǎn)使用的膠黏劑的綜合性能要求越來越高。該領域用膠黏劑涉及的技術(shù)主題分支繁多，如從固化方式上分，涉及較多的是UV光固化膠黏劑，從粘接材料分應用較為廣泛的是丙烯酸聚合物類、環(huán)氧樹脂類、有機硅類，從粘接力和膠的形式分涉及壓敏膠帶，從貼合形式上涉及邊框膠、全貼合膠，還涉及各向異性導電粘合劑。通過綜合考量專利申請量、專利布局、同族被引用次數(shù)、專利有效性等方面篩選出該領域的重要技術(shù)分支，以下對涉及的主要技術(shù)主題進行分析。

2.1 UV固化膠黏劑

該領域研究較多的是UV光固化膠黏劑，其中UV光固化丙烯酸類膠黏劑是最普遍使用的一類。中國大陸涉獵此領域較早的，如CN1872931A（公開日20061206，北京聯(lián)合鈦得膠粘劑有限公司）針對當時國內(nèi)液晶顯示器件在粘接金屬銷釘時一般采用進口的紫外線固化膠粘劑，研發(fā)了一種用于液晶顯示器金屬銷釘粘接的紫外線固化膠粘劑，又叫LCD管腳膠或LCD夾PIN膠。包括：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和改性環(huán)氧丙烯酸酯預聚物;活性單體;光引發(fā)劑;助劑，滿足水煮試驗、高溫高濕耐久性試驗、耐有機溶劑試驗相關耐久性測試。

近年來，為適應液晶顯示器的發(fā)展需求，對光固化丙烯酸酯類膠進行改性已成為研發(fā)熱點之一，如通過加入醚鍵的酯增塑劑、堿性金屬鹽與季銨鹽協(xié)同作用改性丙烯酸壓敏粘合劑組合物，除了具有優(yōu)異的粘合力和耐久性之外，還顯示出改善的抗靜電性能;通過控制丙烯酸壓敏粘合劑組合物的凝膠份數(shù)和洗脫出的溶膠的重均分子量，有效提高模量和應力消除性能，提供在高溫和/或高濕度的條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性、改善漏光現(xiàn)象。

2.2 用于LCD的電連接的各向異性導電粘合劑

JP2000044905A（公開日20000215，住友電木株式會社）公開了各向異性導電粘合劑用于粘接液晶顯示器中微電路。為了適應大屏幕和窄架且特別精密的LCD組件的發(fā)展，針對PCB和LCD易發(fā)生翹曲，PCB易在粘結(jié)時熱伸展，提供了一種熱固性樹脂型各向異性導電粘合劑，可用于在低溫下和短時間內(nèi)連接微電路，具有優(yōu)異的粘結(jié)性能、粘結(jié)可靠性、儲存穩(wěn)定性和可修復性能。各向異性導電粘合劑包含分散在樹脂復合物中的導電顆粒的各向異性導電粘合劑，其中所述樹脂復合物包含自由基聚合反應樹脂（A）、有機過氧化物（B）、熱塑彈性體（C）和特定結(jié)構(gòu)的磷酸酯（D），磷酸酯可引起自由基聚合反應樹脂與金屬基質(zhì)部件（TCP和PCB）間的偶聯(lián)作用，達到優(yōu)異粘結(jié)性能和粘結(jié)可靠性。

2.3 用于LCD組件粘接的壓敏粘合劑膠帶

JP2004059723A（公開日20040226，日東電工株式會社）公開了用于將液晶顯示器模型組件固定到背投組件上的壓敏粘合劑膠帶，并可起反射光和切斷光的作用，能協(xié)調(diào)光反射和遮光性能，又不會因為需要疊加許多著色層或形成厚的著色層進而導致壓敏粘合劑膠帶總厚度增加，可以適用于攜帶式話機等的厚度與重量的降低要求。該壓敏粘合劑膠帶，包括基材和設置在該基材的至少一面上的壓敏粘合劑層，基材包含按照白色層、白色和黑色之外的顏色層、和黑色層這一順序疊加的著色層。

2.4 LCD封框膠

封框膠技術(shù)分支中，中國臺灣友達光電股份有限公司較早涉獵，京東方是中國大陸的領頭企業(yè)，近年來具有強勁的發(fā)展勢頭。

京東方最早披露的液晶顯示屏封框膠為CN102643625A（公開日20120822，京東方科技集團股份有限公司），針對早期的封框膠只是起到粘結(jié)和密封的作用并且需要在其中混入玻璃纖維來支撐液晶盒，研發(fā)了一種導電封框膠，混合有包覆了聚苯胺的微粒的封框膠。所述包覆了聚苯胺的微粒表面為聚苯胺，內(nèi)部為玻璃微粒、有機樹脂微?；蛱沾晌⒘?。由于包覆了聚苯胺的微粒本身具有傳導電荷的作用，有效的起到維持盒厚的功能，因此在大大增強基板間的導電性能的同時，也可以有效的節(jié)省成本。

隨著液晶顯示器窄邊化的發(fā)展，京東方又研發(fā)了（CN104789183A，公開日20150722）一種聚醚亞胺封框膠，由固態(tài)聚醚亞胺經(jīng)模具成型得到。涂覆過程中直接將上述聚醚亞胺封框膠以膠紙的方式覆蓋在所要設定區(qū)域，從而避免了傳統(tǒng)封框膠的膠涂覆寬窄不易調(diào)控等技術(shù)缺陷。所述聚醚亞胺封框膠在180℃以上才具有粘性，使用方便且能夠減少調(diào)試過程，降低了不良率的發(fā)生。

此外，封框膠涉及的膠黏材料還有環(huán)氧樹脂作為基體樹脂，如上海聯(lián)浪新材料科技有限公司（CN104559878A，公開日20150429）研發(fā)了一種納米技術(shù)耐熱改性ODF工藝LCD封框膠，其組分由脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、固化劑、丙烯酸樹脂、脂肪族烯酸酯、環(huán)氧活性稀釋劑、自由基光引發(fā)劑、納米無機填料、消泡劑以及偶聯(lián)劑組成。采用脂環(huán)環(huán)氧與脂肪族丙烯酸樹脂結(jié)合，采用光固化與加熱固化，縮短了固化時間與封框膠對液晶的污染;具有低吸濕性與優(yōu)良的電絕緣性、優(yōu)良的耐高低溫變化性能;與不污染液晶不受面板大小與類型的影響，適合于大規(guī)模絲網(wǎng)印刷施膠生產(chǎn)。

2.5 LCD全貼合膠

全貼合（Full lamination）也稱之為non-air-gap，是以LOCA光學膠或OCA光學膠將液晶屏與觸摸屏以無縫隙的方式完全粘貼在一起。由于消除了空氣層，相較于框貼來說，可以提供更好的顯示效果。使用了液體光學透明粘合劑（Liquid Optical Clear Adhesive，簡稱LOCA），LOCA光學膠進行全貼合的液晶屏可以極大的改善眩光和亮度不足的問題，從而滿足用戶的使用需求。LOCA無色透明，透光率99%以上，除了粘接強度優(yōu)異，且具有UV快速固化、收縮率小、耐黃變等優(yōu)點。

CN109705802A（公開日20190503，蘇州桐力光電股份有限公司）研發(fā)了一種液晶顯示屏全貼合用高折光率硅膠，包括組分A和組分B;其中，所述組分A包括一定用量的甲基苯基乙烯基硅樹脂、甲基苯基乙烯基硅油、鉑系催化劑;B包括一定用量的POSS改性的含氫兼具交聯(lián)劑與粘接劑功能的硅油、甲基苯基乙烯基硅樹脂、甲基苯基乙烯基硅油、抑制劑。

3 總結(jié)與展望

用于液晶顯示器生產(chǎn)的膠黏劑與光電領域有交叉，該領域研究態(tài)勢的興衰以及技術(shù)要求與液晶顯示器的發(fā)展緊密，韓國在該領域中申請量遙遙領先，雖然該領域中國專利申請量較大，但是主要申請人依然集中在韓、日。國內(nèi)申請主體起步較晚，且主要集中在東南沿海地區(qū)。從不同方面劃分，該領域技術(shù)主題分支繁多。

根據(jù)上文的分析，對用于液晶顯示器生產(chǎn)的膠黏劑行業(yè)的建議如下：中國大陸企業(yè)應當加大研發(fā)投入，提高知識產(chǎn)權(quán)保護意識、重視知識產(chǎn)權(quán)管理，擁有更多自主知識產(chǎn)權(quán)，不同企業(yè)之間可以通過開展專利技術(shù)合作取得共贏。

通過與光電等領域有交叉的膠黏劑進行專利分析，更深入掌握該領域的申請概況，技術(shù)發(fā)展脈絡和關鍵技術(shù)，對于筆者從事的膠黏劑領域?qū)＠麑嵸|(zhì)審查工作大有裨益，更能準確站位本領域技術(shù)人員，提高審查效率與質(zhì)量。

參考文獻：

[1]楊冬梅等.UV固化膠粘劑在液晶顯示器生產(chǎn)組裝中的應用[J].粘接，2003（5）：49-50.

[2]秦長喜.輻射固化技術(shù)在LCD產(chǎn)業(yè)中的應用[J].信息記錄材料，2006（1）：38-42.