黑色密封剂组合物，包括它的显示装置及制造该显示装置的方法 |
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| 申请号 | CN201310598000.1 | 申请日 | 2013-11-22 | 公开(公告)号 | CN103834323A | 公开(公告)日 | 2014-06-04 |
| 申请人 | 乐金显示有限公司; | 发明人 | 田昌雨; 金珍郁; 金柄杰; 金成祐; 柳轻烈; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种黑色 密封剂 组合物、包括它的显示装置以及制造该显示装置的方法，所述黑色密封剂组合物包括： 磁性 纳米颗粒，包括芯和围绕该芯的壳；呈现黑 颜色 的 导电性 黑色颗粒；以及分散有所述磁性纳米颗粒和导电性黑色颗粒的 树脂 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种黑色密封剂组合物，包括： |
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| 说明书全文 | 黑色密封剂组合物，包括它的显示装置及制造该显示装置的方法 技术领域[0001] 本发明涉及显示装置及其制造方法。更具体地，本发明涉及一种包括黑色密封剂的显示装置，以及制造该显示装置的方法。 背景技术[0002] 通常，密封剂在显示器的材料中包括各种贴合部，例如在膜之间的贴合部，在光学仪器和膜之间的贴合部，以及在膜之间的侧边缘密封。在已知的包括滤色器基板和薄膜晶体管基板的液晶显示器中，应用包括双面胶带型密封剂（包括丙烯酸类组分和环氧树脂组分）的技术来粘合薄膜晶体管基板与滤色器基板。 [0003] 双面胶带型密封剂是并不涂覆密封剂而是贴合密封剂的类型。因此，不会发生诸如密封剂断开、未注入以及注入量的缺陷等问题。另外，由于并没有提供未被固化的密封剂，因此不会发生由于未固化的密封剂所造成的液晶污染并且可确保密封剂的宽度均匀性。此外，由于并不进行照射紫外线的工序，因此不需要制造紫外线阻挡掩模。因此，可以降低制造成本。此外，双面胶带型密封剂包括黑色颜料。因此，可以排除在从侧面看液晶显示器时发生的光泄漏缺陷。 [0004] 然而，双面胶带型密封剂处于折中关系，其中通常要在150至180℃的施用温度范围下执行热固化约1小时已达到充分的固化率，并且通常应提高温度以减少固化时间。 [0005] 此外，可由丙烯酸类粘合剂取代双面胶带型密封剂，以便即使在固化性质稍差时也能减少贴合时间。丙烯酸类粘合剂的优点在于即使固化强度很弱时，贴合时间也很快。环氧树脂的缺点在于固化时间达到几个小时，但固化强度高。因此，需要开发两种粘合剂的混合型密封剂，以确保两种粘合剂的优势。 [0006] 不用热固化的快速固化的方法的实例包括通过使用UV固化系统在数几十秒内进行固化。然而，其缺点是要提供固化系统来执行UV固化并且贴合仅在施加了光源的厚度和位置处是可行的。然而，由于不使用热，因此其优点是可将UV固化系统应用到对热敏感的部分。 [0007] 然而，当使用黑色颜料或染料来防止诸如背光单元的光源漏光时，紫外线光源被黑色材料的光吸收所吸收，具有弱化UV固化系统的本质的弱点。因此，存在这样的缺点，即要进行类似于现有技术的热固化。因此，仍然需要开发能够弥补环氧树脂的热固化和丙烯酸类树脂的UV固化的缺点的密封剂。 发明内容[0009] 一种显示装置，包括：其上形成有显示元件的下基板和上基板；贴合所述下基板和上板基板的黑色密封剂，其中所述黑色密封剂包括具有芯和围绕该芯的壳的磁性纳米颗粒，呈现黑颜色的导电性黑色颗粒，以及分散有磁性纳米颗粒和导电性黑色颗粒的树脂。 [0012] 图1示出本发明的磁性纳米颗粒的视图。 [0013] 图2示出本发明的黑色密封剂组合物的视图。 [0014] 图3示出通过旋转磁性纳米颗粒产生热的模拟视图。 [0015] 图4和图5示出根据本发明的一个示例性实施例的显示装置的剖视图。 [0017] 图8是示出通过向根据本发明的实施例1至4制造的黑色密封剂组合物施加具有相同强度的磁场，测量所述黑色密封剂组合物随着时间的温度变化的曲线图。 [0019] 图10示出对于根据实施实施例4所制造的黑色密封剂组合物，测量通过脉冲改变磁场强度，黑色密封剂组合物随着时间的温度变化的曲线图。 [0020] 图11示出对于根据实施实施例5-8所制造的黑色密封剂组合物，测量通过向黑色密封剂组合物施加具有相同强度的磁场，黑色密封剂组合物随着时间的温度变化的曲线图。 [0021] 图12示出对于根据实施实施例5至8所制造的黑色密封剂组合物，测量通过改变电压来改变磁场强度，黑色密封剂组合物随着时间的温度变化的曲线图。 [0022] 图13示出对于根据实施实施例8所制造的黑色密封剂组合物，测量通过脉冲改变磁场强度，黑色密封剂组合物随着时间的温度变化的曲线图。 具体实施方式[0023] 现在将详细参考本发明的实施例，附图中图示出了这些实施例的范例。尽可能地，在整个附图中使用相同的附图标记表示相同或者类似的部分。应注意的是，如果确定已知技术可能会误导本发明的实施例，将省略这些已知技术的详细说明。 [0024] 本发明涉及用于实现色彩反射型显示装置的着色增强剂以及包括它的显示装置，并且本发明公开了在该显示装置中设有的红色反射层、绿色反射层和蓝色反射层中的每一种中所包括的着色增强剂。 [0025] 在反射层中，形成有红色层、绿色层和蓝色层，并且还可以包括白色。各反射层包括单独的着色剂来体现红色、绿色和蓝色等颜色。将具有蒽醌、双吡咯（dipyrrolopyrrole）、异吲哚啉（isoindolidone）、偶氮吡啶酮（azopyridone）、偶氮吡咯酮（azopyrrolidone）、双偶氮联苯胺（diazodiarylide）、三芳基甲烷、酞菁、喹酞酮（quinophthalone）、硫靛（thioindigoid）、噻吨或呫吨基团的有机颜料或染料用作着色剂。 [0026] 用于本发明的显示装置的黑色密封剂组合物包括具有芯和围绕该芯的壳的磁性纳米颗粒，呈现出黑颜色的导电性黑色颗粒，和包括分散在其中的磁性纳米颗粒和导电性黑色颗粒的树脂。 [0027] 图1示出本发明的磁性纳米颗粒的视图。图2示出本发明的黑色密封剂组合物的视图。图3示出通过旋转磁性纳米颗粒产生热的模拟视图。 [0028] 参照图1，本发明的磁性纳米颗粒10是由芯20和围绕芯20的壳30形成的。芯20在纳米尺寸的细微粒状态下具有超顺磁性（SPM），可以由选自铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铬（Cr）、钇（Y）、钐（Sm）和钆（Gd）组成组的一种或多种形成，并且，由包括少量的镁（Mg）、铜（Cu）、锰（Mn）、锌（Zn）的三氧化二铁（Fe2O3）或四氧化三铁（Fe3O4）等形成。特别地，在本发明中，就制造和获得的容易性而言，可以代表性地使用铁氧化物。优选地，可使用磁赤铁矿（γ-Fe2O3）或磁铁矿（Fe3O4）的铁氧化物。 [0029] 超顺磁性是当没有外部磁场时保持不存在磁性的状态而在暴露于外部磁场期间磁性固定的现象。当金属氧化物磁性物质保持在具有1至100nm的尺寸的超细颗粒水平时，该颗粒具有超顺磁性。因此，当施加外部磁场时，该颗粒表现为纳米级磁铁。同时，除了超顺磁性，还可以将根据材料的性质和结构而被分类为铁磁性物质、反铁磁性物质和亚铁磁性物质的磁性物质用作本发明的芯20。 [0030] 围绕芯20的壳30作用为绝缘体，防止芯20的磁性物质被氧化，保持纳米颗粒的畴为纳米尺寸，并最大限度地减少磁性物质的电学性质，以及作为不受磁场影响的封装材料。壳30可以由选自氧化锆（ZrO2）、二氧化钛（TiO2）、氧化铝（Al2O3）、氧化铈（CeO2）和氧化硅（SiO2）组成组中的一种或多种形成。特别地，在本发明中，可将广泛地用作芯-壳结构中的壳的氧化硅（SiO2）用作壳30的材料。 [0031] 应用于芯20的磁性物质的含量可以是5至100wt%，但没有特别的限制。芯20的磁性纳米颗粒和多壁碳纳米管（MWCNT）可分散在水相和醇体系中并通过溶胶-凝胶法由氧化硅（SiO2）环绕以制造芯20被嵌入到氧化硅（SiO2）壳30中的磁性纳米颗粒10。 [0032] 磁性纳米颗粒可与粘合性树脂混合以用作密封剂。参照图2，本发明的磁性纳米颗粒10与树脂50混合。环氧树脂作为具有优异的粘合性和防潮性的热固性树脂可以被用作树脂50，也可以使用具有优异的固化性质的丙烯酸类树脂。在本发明中，可使用包括混合有环氧树脂和丙烯酸类树脂的混合物树脂。例如，环氧树脂（ERL-4221（3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基羧酸酯））和甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸丁酯共聚物通常是根据固化时间和温度以适当的比例混合并使用。在此，在混合物树脂中，基于100重量份的整个混合物树脂，环氧树脂以50至90重量份的比例混合，而丙烯酸类树脂作为平衡物被混入。在混合物树脂中，例如，混合了80%的环氧树脂和20%的丙烯酸类树脂。 [0033] 导电性黑色颗粒40进一步与混有磁性纳米颗粒10的树脂50混合。导电性黑色颗粒40是黑色的导电材料，并且可使用包括碳纳米管（CNT）、石墨烯的导电性炭黑，以及黑色的颜料。特别地，在本发明中，由于碳纳米管是最有代表性的具有导电性、导热性和优异的机械强度的材料，因此使用碳纳米管。 [0034] 因此，本发明的黑色密封剂组合物是通过混合树脂50、磁性纳米颗粒10和碳纳米管40而形成。这里，基于100份的整个黑色密封剂组合物的重量，磁性纳米颗粒10的含量为1至10重量份。当磁性纳米颗粒10的含量为1重量份或更多时，有效地产生用于固化该树脂的热使得很容易固化树脂。当磁性纳米颗粒10的含量为10重量份或更少时，能够防止黑色密封剂组合物的粘合强度的减少。另外，黑色导电材料40是以基于100重量份的整个黑色密封剂组合物，为1至10重量份的含量混合的。当黑色导电材料40的含量是1重量份或更多时，用于固化树脂的热被有效地传递到整个树脂使得很容易固化树脂。当黑色导电材料40的含量是10重量份或更少时，防止了黑色密封剂组合物的粘合强度的降低。 [0035] 在本发明的黑色密封剂组合物中，混合了树脂50、磁性纳米颗粒10和碳纳米管40。黑色密封剂组合物是通过制造磁性纳米颗粒10，然后以预定的比例混合树脂50和碳纳米管40而制造的。另外，可以将磁性纳米颗粒10制成粉末并分散在混合物树脂50中，所述混合物树脂50包括混合在其中的环氧树脂和丙烯酸类树脂。然而，可以应用直接将磁性纳米颗粒10分散在单体中来进行聚合的方法。除了上述方法，直接将碳纳米管和磁性纳米颗粒导入环氧树脂、丙烯酸类树脂或包括以适当的比例混合了环氧树脂和丙烯酸类树脂的混合树脂中来进行分散的方法也是可行的。 [0036] 在本发明的黑色密封剂组合物，可以通过向磁性纳米颗粒施加磁场，使用磁性纳米颗粒的旋转和摩擦热来使密封剂热固化。 [0037] 参照图3，当将超顺磁特性嫁接到本发明的磁性纳米颗粒时，通过交流AC电场形成磁场。当电场的方向改变时，磁场的方向也改变。通过变化速度的电场可形成脉冲，并且可以通过电场的强度来调整磁场的强度。通过改变电场的方向使得磁性纳米颗粒的磁矩改变以旋转畴，引起摩擦热。从而产生热。基于此原理，可通过旋转磁性纳米颗粒来引起摩擦热，通过碳纳米管将热传递至作为热固性树脂的介质，从而固化热固性树脂。 [0038] 如上所述，通过使用将黑色导电性材料施用到显示装置中的黑色密封剂，本发明的黑色密封剂组合物可以防止光源漏光。此外，通过将磁场施加于磁性纳米颗粒以通过使用磁性纳米颗粒的旋转和摩擦热来快速热固化密封剂，可以防止显示装置由于在一段时间内暴露于高热而被损坏。另外，黑色导电材料可以有效地将磁性纳米颗粒的生热传递至树脂中以迅速热固化树脂。 [0039] 图4和图5示出根据本发明的一个示例性实施例的显示装置的剖视图。在下面的描述中将液晶显示器作为显示装置的实例，但显示装置并不局限于此，也可以使用不同类型的显示装置，例如等离子体显示器和有机发光显示器等。 [0040] 参照图4，根据本发明的示例性实施例的显示装置包括显示面板100，所述显示面板100包括其上形成有TFT阵列120的下基板110，其上形成有滤色器阵列140的上基板130和夹在下基板110和上基板130之间的液晶层150。本发明的黑色密封剂组合物被用作施加于下基板110和上基板130之间以粘合下基板110和130与上板基板的黑色密封剂 160。 [0041] 此外，参照图5，显示面板100配备有背光单元BLU。背光单元BLU包括光导板170，其接收来自光源的光以将其转变成面光源，配备有所述导光板170的底盖165，围绕底盖165的侧面的侧面罩180，以及螺栓连接底盖165和侧面罩180的螺栓185。 [0042] 本发明的黑色密封剂组合物被施用在显示面板100和侧面罩180之间的位置B处，以使显示面板100贴合并固定于侧面罩180。此外，黑色密封剂组合物被施用于显示面板100的侧表面位置A处以密封显示面板100的侧表面。 [0044] 图6和图7示出用于向本发明的黑色密封剂组合物施加磁场的高频交变磁场的视图。 [0045] 通过施用本发明的黑色密封剂组合物而形成的被黑色密封剂粘合的显示面板100经历向黑色密封剂160施加磁场的工艺以进行热固化。 [0046] 参照图6，被黑色密封剂160粘合的显示面板100可位于高频交变磁场200的+电磁铁（+）和-电磁铁（-）之间以改变磁场的方向，根据磁矩的方向变化，引起磁性纳米颗粒的摩擦热。在这种情况下，高频交变磁场可以通过调整100至500千赫（kHz）的频率以施加磁场。通过磁性纳米颗粒的摩擦热，黑色密封剂可在10至200秒内固化。 [0047] 此外，如图7所示，可通过利用基于线圈的水平磁场的高频交变磁场200，对黑色密封剂160的磁性纳米颗粒改变磁场方向并诱发摩擦热。在本发明中，除了图6和图7所示的高频交变磁场装置以外，任何能够诱导磁性纳米颗粒的摩擦热的设备都可以被使用。 [0048] 如上所述，通过将磁场施加于磁性纳米颗粒以通过使用磁性纳米颗粒的旋转和摩擦热来快速热固化密封剂，本发明的显示装置中所使用的黑色密封剂可以防止显示装置由于在一段时间内暴露于高热而被损坏。另外，黑色导电材料可以有效地将磁性纳米颗粒的生热传递至树脂中以迅速热固化树脂。 [0049] 在下文中，将在实施例中详细描述本发明的黑色密封剂组合物的性质。然而，下面的实施例是作为说明给出，不被解释为限制本发明。 [0050] 实施例1 [0051] 混合40g环氧树脂（3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基羧酸酯），0.4g磁性纳米颗粒和1g多壁碳纳米管（MWCNT），在玻璃烧杯中匀浆，然后通过超声波冰浴匀浆15分钟，制造黑色密封剂组合物。将包括磁性纳米颗粒的黑色密封剂组合物均匀地附着到两根玻璃棒，在磁场下进行测试。 [0052] 实施例2 [0053] 在与实施实施例1相同的工艺条件下制造黑色密封剂组合物，不同的是使用0.8g磁性纳米颗粒。 [0054] 实施例3 [0055] 在与实施实施例1相同的工艺条件下制造黑色密封剂组合物，不同的是使用1.2g磁性纳米颗粒。 [0056] 实施例4 [0057] 在与实施实施例1相同的工艺条件下制造黑色密封剂组合物，不同的是使用2.0g磁性纳米颗粒。 [0058] 实施例5 [0059] 混合10g甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、40g环氧树脂（3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基羧酸酯）、0.5g磁性纳米颗粒和1g多壁碳纳米管（MWCNT），在玻璃烧杯中匀浆，然后通过超声波冰浴匀浆15分钟，制造黑色密封剂组合物。将包括磁性纳米颗粒的黑色密封剂组合物均匀地附着到两根玻璃棒，在磁场下进行测试。 [0060] 实施例6 [0061] 在与实施实施例5相同的工艺条件下制造黑色密封剂组合物，不同的是使用1.0g磁性纳米颗粒。 [0062] 实施例7 [0063] 在与实施实施例5相同的工艺条件下制造黑色密封剂组合物，不同的是使用1.5g磁性纳米颗粒。 [0064] 实施例8 [0065] 在与实施实施例5相同的工艺条件下制造黑色密封剂组合物，不同的是使用2.0g磁性纳米颗粒。 [0066] <实验1> [0067] 测量通过向根据实施实施例1-4所制造的黑色密封剂组合物施加具有相同强度的磁场，黑色密封剂组合物随着时间的温度变化，并示出在下表1和图8中。 [0068] [表1] [0069] [0070] 参照表1和图8，可以确认随着黑色密封剂组合物中的磁性纳米颗粒的含量从1%增加至5%，黑色密封剂组合物的温度随着时间迅速增加。 [0071] <实验2> [0072] 对于根据实施实施例1-4所制造的黑色密封剂组合物，测量通过改变电压来改变磁场强度，黑色密封剂组合物随着时间的温度变化，并示出在下表2和图9中。（通过基于磁场的初始强度的%来表示磁场的变化量。） [0073] 表2 [0074] [0075] 参照表2和图9，可以确认，随着施加到黑色密封剂组合物的磁场强度从20%增大至70%，黑色密封剂组合物的温度随着时间迅速增加。 [0076] <实验3> [0077] 对于根据实施实施例4所制造的黑色密封剂组合物，测量通过脉冲改变磁场强度，黑色密封剂组合物随着时间的温度变化，并示出在下表3和图10中。 [0078] 表3 [0079] [0080] 参照表3和图10，可以确认，随着施加到黑色密封剂组合物的磁场强度从240kHz增加到280kHz，黑色密封剂组合物的温度随着时间迅速增加。 [0081] <实验4> [0082] 对于根据实施实施例5-8所制造的黑色密封剂组合物，测量通过向黑色密封剂组合物施加具有相同强度的磁场，黑色密封剂组合物随着时间的温度变化，并示出在下表4和图11中。 [0083] 表4 [0084] [0085] 参照表4和图11，可以确认，随着黑色密封剂组合物中的磁性纳米颗粒的含量从1%增加至5%，黑色密封剂组合物的温度随着时间迅速增加。 [0086] <实验5> [0087] 对于根据实施实施例5-8所制造的黑色密封剂组合物，测量通过改变电压来改变磁场强度，黑色密封剂组合物随着时间的温度变化，并示出在下表5和图12中。（通过基于磁场的初始强度的%来表示磁场的变化量。） [0088] 表5 [0089] [0090] 参照表5和图12，可以确认，随着施加到黑色密封剂组合物的磁场强度从20%增大至70%，黑色密封剂组合物的温度随着时间迅速增加。 [0091] <实验6> [0092] 对于根据实施实施例8所制造的黑色密封剂组合物，测量通过脉冲改变磁场强度，黑色密封剂组合物随着时间的温度变化，并示出在下表6和图13中。 [0093] 表6 [0094] [0095] 参照表6和图13，可以确认，随着施加到黑色密封剂组合物的磁场强度从240kHz增加到280kHz，黑色密封剂组合物的温度随着时间迅速增加。通过实验1至6，可以看出，当磁性纳米颗粒的含量为5%时，到达至140℃的时间是45秒，当电压变化为70%时，到达至140℃的时间是50秒，并且当磁场脉冲为280kHz时，到达至140℃的时间是20秒，并且示出了类似的UV固化时间。 [0096] 如上所述，本发明的黑色密封剂组合物、包括它的显示装置以及制造该显示装置的方法具有如下的效果。首先，施加有黑色密封剂的显示装置的优点在于通过固定黑色物质，光源的光向外部泄漏的问题会由于黑色导电材料而得以解决。第二，优点在于，通过将磁场施加于黑色密封剂组合物的磁性纳米颗粒以通过使用磁性纳米颗粒的旋转和摩擦热来快速热固化密封剂，现有技术的显示装置由于在一段时间内暴露于高热而使密封剂热固化所造成的损坏得以解决。第三，优点在于，黑色导电材料可以将磁性纳米颗粒的摩擦热有效地转移至整个密封剂以迅速热固化密封剂。 |
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