用于液晶显示器生产的胶黏剂全球专利技术分析

孟凡娜 薛发珍

摘要：液晶显示器应用范围广泛，近年来更是得到蓬勃发展，胶黏剂是用于液晶显示器生产的关键材料，以2020年6月以前公开的液晶显示器用胶黏剂全球专利申请数据为分析样本，从地区分布、时间分布、申请人、技术构成等多角度详细剖析了该领域专利技术的发展状况，梳理了该领域的重点技术主题，以期为我国用于液晶显示器生产的胶黏剂的发展以及该领域的知识产权管理提供借鉴，以及提高笔者从事的胶黏剂专利实质审查的审查能力。

关键词：液晶显示器;胶黏剂;专利分析;技术综述

中图分类号：TM914.4;G306文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2020）12-0139-03

液晶显示器（Liquid Crystal Display，简称LCD）是目前主要的平板显示器之一，是20世纪60年代末研制出的一种新型平板显示器，近年来，正向轻量化、薄型化、环保及可靠性方面发展。LCD由阵列基板、彩膜基板、配向层、液晶、密封胶、上下偏光板、驱动IC、背光源、壳体等组成，具有外型轻薄、能耗低、显示性能优良、低辐射污染等优良特性，其应用领域越来越广，涉及笔记本电脑、台式平板显示器、手机、摄像机、计算器、游戏机、手表等领域，液晶显示器、音响、紧凑型电视机中的平板显示器等[1]。生产所用材料设计光电、半导体、化工、材料等各项领域，制造工艺涉及光电元件临时定位、主板密封、封端、金属引线端子的粘接、柔性封端、裸芯片的装配、倒装玻璃芯片的保护涂层，胶粘剂是关键材料之一[2]。

用于液晶显示器生产的胶黏剂是笔者从事的专利实质审查工作中的一个重要领域，2010年发展的联合专利分类体系（CPC）也将胶黏剂用于液晶显示器的生产此应用进行单独进行分类，可见，该领域的专利技术发展蓬勃、地位重要。本文从申请量、申请人、技术分析等多角度分析了该领域专利申请的发展状况。

1 专利技术现状分析

本文在中国专利文摘数据库（CNABS）、专利检索与服务系统的外文数据库（VEN）以及incoPat中，采用IPC分类号、CPC分类号C09J2203/318（胶黏剂的应用分类用于液晶显示器的生产）和“液晶显示器”相关关键词进行全面检索，以2020年6月以前公开的液晶显示器生产的胶黏剂专利申请数据为分析样本，经过同族合并后，检索到2 776个相关专利族，以下从地域、申请量、申请人、技术构成等多角度进行分析。

在全球范围内该领域专利申请量最多的国家是韩国，申请量远超其他国家，向世界知识产权组织（WIPO）的专利申请量紧随其后，接下来是中国、美国、日本。专利申请趋势可大致分为几个阶段。技术萌芽阶段（—2004年），专利申请量整体不高;平稳发展期（2005—2010年），专利申请量稳步提升;快速发展期（2011—2015年），随着LCD技术的迅猛发展，专利申请量达到峰值;从2016年开始申请量稍有减少，但是仍然维持在较高的水平。2015年以后，随着LED、OLED、等离子显示器、3D显示器等新型技术的成熟，LCD的地位逐步下降，随即伴随着此应用于领域的胶黏剂申请量有所下降。该领域专利申请虽然中国申请量较大，但是相对起步较晚。在中国范围内，申请量较大的省份是广东、江苏、北京。

申请量最大的申请人为LG、日东电工株式会社、东友精细化学株式会社，3M、第一毛织株式会社、琳得科株式会社、三星属于第二梯队。可见，日、韩申请人在该领域的研发投入和专利布局遥遥领先。

2 技术概况分析

随着液晶显示器件向轻量化、薄型化，更大的尺寸、更高的对比度和分辨率、更低的能量消耗方向、环保及可靠性方面的发展，胶黏剂在液晶显示器生产的多个环节应用普遍，如电路连接、芯片临时定位和贴装、封装、管脚胶等，对生产使用的胶黏剂的综合性能要求越来越高。该领域用胶黏剂涉及的技术主题分支繁多，如从固化方式上分，涉及较多的是UV光固化胶黏剂，从粘接材料分应用较为广泛的是丙烯酸聚合物类、环氧树脂类、有机硅类，从粘接力和胶的形式分涉及压敏胶带，从贴合形式上涉及边框胶、全贴合胶，还涉及各向异性导电粘合剂。通过综合考量专利申请量、专利布局、同族被引用次数、专利有效性等方面筛选出该领域的重要技术分支，以下对涉及的主要技术主题进行分析。

2.1 UV固化胶黏剂

该领域研究较多的是UV光固化胶黏剂，其中UV光固化丙烯酸类胶黏剂是最普遍使用的一类。中国大陆涉猎此领域较早的，如CN1872931A（公开日20061206，北京联合钛得胶粘剂有限公司）针对当时国内液晶显示器件在粘接金属销钉时一般采用进口的紫外线固化胶粘剂，研发了一种用于液晶显示器金属销钉粘接的紫外线固化胶粘剂，又叫LCD管脚胶或LCD夹PIN胶。包括：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和改性环氧丙烯酸酯预聚物;活性单体;光引发剂;助剂，满足水煮试验、高温高湿耐久性试验、耐有机溶剂试验相关耐久性测试。

近年来，为适应液晶显示器的发展需求，对光固化丙烯酸酯类胶进行改性已成为研发热点之一，如通过加入醚键的酯增塑剂、碱性金属盐与季铵盐协同作用改性丙烯酸压敏粘合剂组合物，除了具有优异的粘合力和耐久性之外，还显示出改善的抗静电性能;通过控制丙烯酸压敏粘合剂组合物的凝胶份数和洗脱出的溶胶的重均分子量，有效提高模量和应力消除性能，提供在高温和/或高湿度的条件下表现出优异的耐久性、改善漏光现象。

2.2 用于LCD的电連接的各向异性导电粘合剂

JP2000044905A（公开日20000215，住友电木株式会社）公开了各向异性导电粘合剂用于粘接液晶显示器中微电路。为了适应大屏幕和窄架且特别精密的LCD组件的发展，针对PCB和LCD易发生翘曲，PCB易在粘结时热伸展，提供了一种热固性树脂型各向异性导电粘合剂，可用于在低温下和短时间内连接微电路，具有优异的粘结性能、粘结可靠性、储存稳定性和可修复性能。各向异性导电粘合剂包含分散在树脂复合物中的导电颗粒的各向异性导电粘合剂，其中所述树脂复合物包含自由基聚合反应树脂（A）、有机过氧化物（B）、热塑弹性体（C）和特定结构的磷酸酯（D），磷酸酯可引起自由基聚合反应树脂与金属基质部件（TCP和PCB）间的偶联作用，达到优异粘结性能和粘结可靠性。

2.3 用于LCD组件粘接的压敏粘合剂胶带

JP2004059723A（公开日20040226，日东电工株式会社）公开了用于将液晶显示器模型组件固定到背投组件上的压敏粘合剂胶带，并可起反射光和切断光的作用，能协调光反射和遮光性能，又不会因为需要叠加许多着色层或形成厚的着色层进而导致压敏粘合剂胶带总厚度增加，可以适用于携带式话机等的厚度与重量的降低要求。该压敏粘合剂胶带，包括基材和设置在该基材的至少一面上的压敏粘合剂层，基材包含按照白色层、白色和黑色之外的颜色层、和黑色层这一顺序叠加的着色层。

2.4 LCD封框胶

封框胶技术分支中，中国台湾友达光电股份有限公司较早涉猎，京东方是中国大陆的领头企业，近年来具有强劲的发展势头。

京东方最早披露的液晶显示屏封框胶为CN102643625A（公开日20120822，京东方科技集团股份有限公司），针对早期的封框胶只是起到粘结和密封的作用并且需要在其中混入玻璃纤维来支撑液晶盒，研发了一种导电封框胶，混合有包覆了聚苯胺的微粒的封框胶。所述包覆了聚苯胺的微粒表面为聚苯胺，内部为玻璃微粒、有机树脂微粒或陶瓷微粒。由于包覆了聚苯胺的微粒本身具有传导电荷的作用，有效的起到维持盒厚的功能，因此在大大增强基板间的导电性能的同时，也可以有效的节省成本。

随着液晶显示器窄边化的发展，京东方又研发了（CN104789183A，公开日20150722）一种聚醚亚胺封框胶，由固态聚醚亚胺经模具成型得到。涂覆过程中直接将上述聚醚亚胺封框胶以胶纸的方式覆盖在所要设定区域，从而避免了传统封框胶的胶涂覆宽窄不易调控等技术缺陷。所述聚醚亚胺封框胶在180℃以上才具有粘性，使用方便且能够减少调试过程，降低了不良率的发生。

此外，封框胶涉及的胶黏材料还有环氧树脂作为基体树脂，如上海联浪新材料科技有限公司（CN104559878A，公开日20150429）研发了一种纳米技术耐热改性ODF工艺LCD封框胶，其组分由脂环族环氧树脂、固化剂、丙烯酸树脂、脂肪族烯酸酯、环氧活性稀释剂、自由基光引发剂、纳米无机填料、消泡剂以及偶联剂组成。采用脂环环氧与脂肪族丙烯酸树脂结合，采用光固化与加热固化，缩短了固化时间与封框胶对液晶的污染;具有低吸湿性与优良的电绝缘性、优良的耐高低温变化性能;与不污染液晶不受面板大小与类型的影响，适合于大规模丝网印刷施胶生产。

2.5 LCD全贴合胶

全贴合（Full lamination）也称之为non-air-gap，是以LOCA光学胶或OCA光学胶将液晶屏与触摸屏以无缝隙的方式完全粘贴在一起。由于消除了空气层，相较于框贴来说，可以提供更好的显示效果。使用了液体光学透明粘合剂（Liquid Optical Clear Adhesive，简称LOCA），LOCA光学胶进行全贴合的液晶屏可以极大的改善眩光和亮度不足的问题，从而满足用户的使用需求。LOCA无色透明，透光率99%以上，除了粘接强度优异，且具有UV快速固化、收缩率小、耐黄变等优点。

CN109705802A（公开日20190503，苏州桐力光电股份有限公司）研发了一种液晶显示屏全贴合用高折光率硅胶，包括组分A和组分B;其中，所述组分A包括一定用量的甲基苯基乙烯基硅树脂、甲基苯基乙烯基硅油、铂系催化剂;B包括一定用量的POSS改性的含氢兼具交联剂与粘接剂功能的硅油、甲基苯基乙烯基硅树脂、甲基苯基乙烯基硅油、抑制剂。

3 总结与展望

用于液晶显示器生产的胶黏剂与光电领域有交叉，该领域研究态势的兴衰以及技术要求与液晶显示器的发展紧密，韩国在该领域中申请量遥遥领先，虽然该领域中国专利申请量较大，但是主要申请人依然集中在韩、日。国内申请主体起步较晚，且主要集中在东南沿海地区。从不同方面划分，该领域技术主题分支繁多。

根据上文的分析，对用于液晶显示器生产的胶黏剂行业的建议如下：中国大陆企业应当加大研发投入，提高知识产权保护意识、重视知识产权管理，拥有更多自主知识产权，不同企業之间可以通过开展专利技术合作取得共赢。

通过与光电等领域有交叉的胶黏剂进行专利分析，更深入掌握该领域的申请概况，技术发展脉络和关键技术，对于笔者从事的胶黏剂领域专利实质审查工作大有裨益，更能准确站位本领域技术人员，提高审查效率与质量。

参考文献：

[1]杨冬梅等.UV固化胶粘剂在液晶显示器生产组装中的应用[J].粘接，2003（5）：49-50.

[2]秦长喜.辐射固化技术在LCD产业中的应用[J].信息记录材料，2006（1）：38-42.