近年來，液晶面板的大型化己是個不可抵擋的趨勢，為了提高生產效能，在第五、六代廠以上的液晶面板生產線上，傳統液晶注入製程已改為滴入式注入法（One Drop Filling；ODF）取代，此法可大幅縮短液晶注入的時間，並節省液晶材料，提高液晶材料的利用率。
由於製程的改變，因此所用的封膠材料特性組成也將有所不同，而對封膠材料要求，是能提供對基板有優越的塗層性、粘著性、有持久性、高附著強度，及對液晶有極低的污染等特性。但是不論是那一種用途的膠材，最後這些封裝材料都會面臨面板產品最終可靠度的問題，還有就是大部份原物料都還是仰賴進口，因此若要提升國內產業競爭力，各廠商應積極投入研發，而台灣目前有長興化工及新力美二家加入。
在2008年LCD TV最大盛事，莫過於日本夏普(sharp)公司，在CES(Consumer Electronics Show)展上所展示的全球最大108吋Full HD LCD TV(如圖一所示)。這款108吋液晶面板的尺寸為高度93.9吋，寬為52.9吋。此液晶電視除了超高的成像畫質外，在對比度、頻率、及回應時間上與過去相比皆有提升，是夏普位於龜山二廠生產線的產品，不過到目前為止尚未商品化。由此可知目前LCD TV皆朝向大型化、薄型化、輕量化、高解析度、色飽和度、及省電特性等方向進行研發。然而為了因應薄型化、輕量化、與攜帶性的需求，漸漸從厚重玻璃改成薄玻璃、或超薄玻璃(Ultra-thin glass)，甚至是未來有可能將軟性塑膠(Flexible Plastic)作為面板基材，來研發相關產品應用。
圖一、全球最大108吋 LCD TV
另外、部分專利中有提及使用軟性基材，軟性基材具有可撓曲與耐衝擊等優點，因此未來基板有可能朝向運用軟性基材方向努力。而在封膠材料組成上必須有些許改變，勢必要能可撓曲的特性為考量方向。另一方面兩片軟性基材貼合時，要如何增強其二者之間的附著力？還有軟性基材本身對阻水氣特性，如何改善？因此未來封膠在軟性基板上的運用是另一項新考驗。以下就針對液晶注入方式、液晶注入式用封膠材料、及其專利剖析各家廠商所使用的封膠材料作簡介。
液晶注入方式：傳統式虹吸法及ODF製程技術
大尺寸化面板發展己是個不可抵擋的趨勢，面對面板尺寸越來越大，在製程上如何簡化來節省時間及降低成本皆是首要的課題。液晶注入方式有傳統式虹吸法及ODF（One Drop Filling）技術製程二種（圖二）。
圖二、傳統LCD面板封裝製程與ODF製程比較
1. 在傳統式虹吸法
是利用TFT基板與CF基板上下兩層玻璃先行重疊對位貼合後，在真空狀態下，利用虹吸方式（毛細管原理）將液晶填充於兩片玻璃之間，需耗費數天時間，此種製程需將框膠在兩片玻璃貼合時，以加熱方式固化，同時液晶容易受到污染，因此使得液晶材料使用率不高。
2. ODF製程技術
是玻璃基板配向後直接做框膠塗佈，然後滴入液晶，僅需耗用數十分鐘時間，接著對位、貼合、組立工作，最後再將封膠材硬化，此時框膠就需由熱硬化型改為UV硬化型材料。此方法可大大的縮短以前先貼合再注入液晶的時間，且節省液晶材料，達到液晶材料的利用率。除了上述優點外，甚至可削減到工廠空間、使用設備，及降低生產成本。
因此第五代、第六代廠以上的LCD封裝製程將是以ODF製程為主，因此使用ODF製程用的光熱硬化型封膠材需求也是必然的趨勢。
液晶注入式用封膠材料
在ODF製程中，UV硬化型封膠通常是使用自由基型誘發壓克力樹脂進行聚合反應為主，主要的原因是因為陽離子型誘發環氧樹脂產生聚合反應的系統易與液晶產生互混的情況。一般而言，ODF封膠材料配方需包含光起始劑、寡聚合物、壓克力單體、環氧樹脂化合物、熱硬化劑等5個部份。其中光起始劑重量百分比為整體的1~15 wt%，其可為以下物質，或自其中任選二種或二種以上之混合物：(1)安息香/苯乙酮及其衍生物或芳香族酮類/胺類之組成；(2)Thioxathone and Derivatives；(3)Quinone。而寡聚合物可選擇Epoxy Acrylate、Urethane Acrylate、Polyester Acrylate、或Acrylated Acrylate等。Epoxy Acylate寡聚合物中的環氧樹脂是由雙酚A與環氧氯丙烷反應而成，另外壓克力單體一般有含單官能基、雙官能基、三官能基、或多官能基等之不飽和單體可選擇，並且可利用這些壓克力單體調整整體的黏度。至於環氧樹脂化合物的分子單元中至少含有二個環氧官能基，必須避免其與光敏性預聚物有反應的情況發生。為了增加感光性組成物的物性，需添加環氧樹脂的硬化劑。除了上述成份外，ODF封膠尚可添加其他成份，包含光敏感劑（photosensitizer）、填充料（fillers）等。
由專利剖析各家廠商所使用的封膠材料
一般使用框膠依其硬化方式可區分為熱硬化型及光硬化型二種。用於傳統液晶注入製程所使用的，以熱硬化型為主，最後再採用的封口膠則為光硬化型，其封口膠粘度不高，只有幾千mPa.s，易與液晶發生摻混。而ODF液晶注入製程，其封膠材料採用光熱硬化型併用的樹脂搭配，而所要求的粘度在30萬mPa.s以上，其ODF封膠材料需具備與面板有優越的接著能力、材料中顆粒大小控制、低溫快速硬化、高度耐久性、高純度和可靠度，以及封膠材不與液晶發生摻混等特性。以下將針對各廠商所發表的封膠專利逐一分析。
1. 日本化藥(NIPPON KAYAKU)
(1)專利號：JP2004-244515
本篇所使用的封膠材料包括芳香族環氧樹脂(如圖三所示)、以丙烯酸改質的雙酚型環氧樹脂、熱硬化劑、填充劑等組成。提供對液晶極低的污染性、可使用時間長、低溫快速硬化、上下基板貼合時有較優越的貼合性、及高附著強度等特性之封膠材料。
圖三、芳香族環氧樹脂
(2)專利號：US2006/0208219
本篇是以自行合成之雙酚S型(Bisphenol S Type)環氧樹脂(圖四為一般簡易結構式)、以丙烯酸甲基(methacrylate)改質的雙酚型環氧樹脂、熱硬化劑、光起始劑(如Carbazole系列、acridine系列)、矽偶合劑、及填充劑等成分來製作封膠材料。此封膠能提供對基板有優越的塗層性及粘著性、對液晶有極低的污染。另外還有持久性、可使用時間長、高附著強度、及低溫硬化性等優點。
圖四、雙酚S 型環氧樹脂一般簡易結構式
(3)專利號：JP2007-79588
於2007年3月日本化藥與日立二家公司合作共同對外發表一篇封膠材料，主要是針對上下玻璃基板貼合接著性、可靠度，及撓曲性等提供較優越的封膠材料，並解決上述所提的問題。封膠材料配方包含雙酚A型環氧樹脂或雙酚F型環氧樹脂、硬化劑、硬化促進劑、無機填充劑、矽偶合劑、溶劑等組成，如表三所示。
2. 先進顯示(Advanced Display)與三鍵(Three Bond)
(1)專利號：JP2001-83531
本篇是以雙酚型環氧樹脂與環氧壓克力樹脂二種樹脂成分為主，再加上二種光起始劑、有機過氧化物、無機填充劑(如Talc 10~70%)等組成封膠材料，如表一所示。利用二種硬化條件，第一段先UV硬化，反應完成約80%，此過程中無捲起現象，最後再以熱硬化完成100%反應。此封膠的優點是可由執行UV光照射時進行硬化及可低溫快速硬化等特性。
表一、封膠組成比例
3.積水化學(SEKISUI CHEMICAL)與夏普(SHARP)
(1)專利號：US7253131
本篇於2007年8月由積水化學與夏普公司二家合作發表，以丙烯酸進行改質Phenol novolak環氧樹脂、聚氨酯丙烯酸酯(Urethane Acrylate)、改質過的氨基甲酸脂和部分丙烯酸酯、以丙烯酸進行改質的環氧丙烷(propyleneoxide)雙酚A型環氧樹脂、2-丙烯酸羥丁酯(2-Hydroxybutyl Acrylate)、雙酚A型環氧樹脂、丙烯酸異冰片酯(Isobornyl Acrylate)、以丙烯酸進行改質過部分丙烯酸酯的環氧樹脂、硬化劑(Hydrazide型)、光起始劑、矽偶合劑、無機填充劑等成分形成顯示器封裝用的封膠材料。
作者：劉佩青、謝添壽/工研院材化所
出處：工業材料雜誌256期
★詳全文：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=6795