用于液晶顯示器生產的膠黏劑全球專利技術分析

孟凡娜 薛發珍

摘要：液晶顯示器應用范圍廣泛，近年來更是得到蓬勃發展，膠黏劑是用于液晶顯示器生產的關鍵材料，以2020年6月以前公開的液晶顯示器用膠黏劑全球專利申請數據為分析樣本，從地區分布、時間分布、申請人、技術構成等多角度詳細剖析了該領域專利技術的發展狀況，梳理了該領域的重點技術主題，以期為我國用于液晶顯示器生產的膠黏劑的發展以及該領域的知識產權管理提供借鑒，以及提高筆者從事的膠黏劑專利實質審查的審查能力。

關鍵詞：液晶顯示器;膠黏劑;專利分析;技術綜述

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、環保及可靠性方面發展。LCD由陣列基板、彩膜基板、配向層、液晶、密封膠、上下偏光板、驅動IC、背光源、殼體等組成，具有外型輕薄、能耗低、顯示性能優良、低輻射污染等優良特性，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的膠黏劑是筆者從事的專利實質審查工作中的一個重要領域，2010年發展的聯合專利分類體系（CPC）也將膠黏劑用于液晶顯示器的生產此應用進行單獨進行分類，可見，該領域的專利技術發展蓬勃、地位重要。本文從申請量、申請人、技術分析等多角度分析了該領域專利申請的發展狀況。

1 專利技術現狀分析

本文在中國專利文摘數據庫（CNABS）、專利檢索與服務系統的外文數據庫（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）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的膠黏劑專利申請數據為分析樣本，經過同族合并后，檢索到2 776個相關專利族，以下從地域、申請量、申請人、技術構成等多角度進行分析。

在全球范圍內該領域專利申請量最多的國家是韓國，申請量遠超其他國家，向世界知識產權組織（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。技術萌芽階段（—2004年），專利申請量整體不高;平穩發展期（2005—2010年），專利申請量穩步提升;快速發展期（2011—2015年），隨著LCD技術的迅猛發展，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。該領域專利申請雖然中國申請量較大，但是相對起步較晚。在中國范圍內，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?？梢?，日、韓申請人在該領域的研發投入和專利布局遙遙領先。

2 技術概況分析

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、環保及可靠性方面的發展，膠黏劑在液晶顯示器生產的多個環節應用普遍，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、專利有效性等方面篩選出該領域的重要技術分支，以下對涉及的主要技術主題進行分析。

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，北京聯合鈦得膠粘劑有限公司）針對當時國內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氧丙烯酸酯預聚物;活性單體;光引發劑;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展需求，對光固化丙烯酸酯類膠進行改性已成為研發熱點之一，如通過加入醚鍵的酯增塑劑、堿性金屬鹽與季銨鹽協同作用改性丙烯酸壓敏粘合劑組合物，除了具有優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出優異的耐久性、改善漏光現象。

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組件的發展，針對PCB和LCD易發生翹曲，PCB易在粘結時熱伸展，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連接微電路，具有優異的粘結性能、粘結可靠性、儲存穩定性和可修復性能。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）和特定結構的磷酸酯（D），磷酸酯可引起自由基聚合反應樹脂與金屬基質部件（TCP和PCB）間的偶聯作用，達到優異粘結性能和粘結可靠性。

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，能協調光反射和遮光性能，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，近年來具有強勁的發展勢頭。

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，也可以有效的節省成本。

隨著液晶顯示器窄邊化的發展，京東方又研發了（CN104789183A，公開日20150722）一種聚醚亞胺封框膠，由固態聚醚亞胺經模具成型得到。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域，從而避免了傳統封框膠的膠涂覆寬窄不易調控等技術缺陷。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試過程，降低了不良率的發生。

此外，封框膠涉及的膠黏材料還有環氧樹脂作為基體樹脂，如上海聯浪新材料科技有限公司（CN104559878A，公開日20150429）研發了一種納米技術耐熱改性ODF工藝LCD封框膠，其組分由脂環族環氧樹脂、固化劑、丙烯酸樹脂、脂肪族烯酸酯、環氧活性稀釋劑、自由基光引發劑、納米無機填料、消泡劑以及偶聯劑組成。采用脂環環氧與脂肪族丙烯酸樹脂結合，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;具有低吸濕性與優良的電絕緣性、優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，適合于大規模絲網印刷施膠生產。

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，除了粘接強度優異，且具有UV快速固化、收縮率小、耐黃變等優點。

CN109705802A（公開日20190503，蘇州桐力光電股份有限公司）研發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 總結與展望

用于液晶顯示器生產的膠黏劑與光電領域有交叉，該領域研究態勢的興衰以及技術要求與液晶顯示器的發展緊密，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。國內申請主體起步較晚，且主要集中在東南沿海地區。從不同方面劃分，該領域技術主題分支繁多。

根據上文的分析，對用于液晶顯示器生產的膠黏劑行業的建議如下：中國大陸企業應當加大研發投入，提高知識產權保護意識、重視知識產權管理，擁有更多自主知識產權，不同企業之間可以通過開展專利技術合作取得共贏。

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，技術發展脈絡和關鍵技術，對于筆者從事的膠黏劑領域專利實質審查工作大有裨益，更能準確站位本領域技術人員，提高審查效率與質量。

參考文獻：

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

[2]秦長喜.輻射固化技術在LCD產業中的應用[J].信息記錄材料，2006（1）：38-42.