CN103730192A - 各向异性导电膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种各向异性导电膜，其包括基板、形成于所述基板一侧面的绝缘胶层，所述绝缘胶层内分布有多个导电粒子。所述导电粒子包括球形基体、形成于所述球形基体表面的导电层及形成于所述导电层表面的含有陶瓷材料的绝缘层，所述绝缘层受到外力挤压时能够脆裂以部分裸露出所述导电层。所述各向异性导电膜的导电粒子包括披覆于导电层表面的绝缘层，当各向异性导电膜受裁切、卷曲等外力作用时，避免了因导电粒子横向堆聚造成各向异性导电膜横向短路。本发明还提供一种用于制备所述各向异性导电膜的方法。

Description

各向异性导电膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种导电膜，尤其涉及一种各向异性导电膜及其制备方法。
背景技术
各向异性导电膜（Anisotropic Conductive Film, ACF）具有垂直导通以及横向绝缘的特性，其主要用在不适合高温铅锡焊接制程的液晶面板中，用于连接液晶面板以及驱动芯片。各向异性导电膜一般包括一个基板以及一个形成于基底表面的绝缘胶层，绝缘胶层内分布有多个导电粒子。现有的各向异性导电膜多将掺杂有导电粒子的绝缘胶直接涂敷于基板上，因此，导电粒子多随机分布于绝缘胶层内，分布的密度以及深度难以控制。各向异性导电膜在经裁切、卷曲等外力作用时，导电粒子因受外力作用而发生移动，造成部分导电粒子堆聚，而导致横向布置的电极的间发生短路现象。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种能够避免横向短路的各向异性导电膜及其制备方法。
一种各向异性导电膜，其包括基板、形成于所述基板一侧面的绝缘胶层，所述绝缘胶层内分布有多个导电粒子。所述导电粒子包括球形基体、形成于所述球形基体表面的导电层及形成于所述导电层表面的含有陶瓷材料的绝缘层，所述绝缘层受到外力挤压时能够脆裂以部分裸露出所述导电层。
一种各向异性导电膜的制备方法，其包括以下步骤：
提供一个基板；
提供多个球形基体；
在所述球形基体上形成导电层；
在所述导电层上形成含有陶瓷材料的绝缘层以形成导电粒子；
提供绝缘胶液，并将所述导电粒子与所述绝缘胶液混合均匀；
将上述混合有导电粒子的所述绝缘胶液均匀涂覆于所述基板上；及
固化所述绝缘胶液以形成绝缘胶层。
由于各向异性导电膜的导电粒子包括披覆于导电层表面的绝缘层，当各向异性导电膜受裁切、卷曲等外力作用时，避免了因导电粒子横向堆聚造成各向异性导电膜横向短路；同时，所述绝缘层受到外力挤压时能够脆裂以部分裸露出所述导电层，从而保证所述各向异性导电膜垂直导通。
附图说明
图1为本发明实施方式的各向异性导电膜的结构示意图。
图2为图1所示各向异性导电膜的导电粒子的结构示意图。
图3为图2所示导电粒子脆裂后的结构示意图。
图4为图1所示各向异性导电膜的制备方法的流程图。
主要元件符号说明
各向异性导电膜 100
基板 10
绝缘胶层 20
导电粒子 30
球形基体 301
导电层 303
绝缘层 305
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施方式的各向异性导电膜100包括一个基板10及一个形成于基板10一侧表面的绝缘胶层20，绝缘胶层20内分布有多个导电粒子30。
基板10用作绝缘胶层20的载体，基板10采用绝缘材料制成。本实施方式中，基板10由聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate, PET）制成。
绝缘胶层20由热固性树脂材料构成。本实施方式中，绝缘胶层20为环氧树脂。
导电粒子30均匀分布于绝缘胶层20内，横向排布的导电粒子30的间相互间隔设置，此处“横向”定义为大致平行于基板10的方向。
请同时参阅图2及图3，本实施方式中，导电粒子30包括球形基体301、形成于球形基体301表面的导电层303及形成于导电层303表面的绝缘层305。球形基体301可以由树脂、玻璃或陶瓷材料制成。导电层303可以由镍、金、铝、铜等金属形成。绝缘层305为脆硬材料层，其受到外力挤压时能够发生脆裂从而部分裸露出导电层303。绝缘层305可以由二氧化硅（SiO2）、二氧化钛（TiO2）、氮化硅（Si3N4）、二氧化锆（ZrO2）等陶瓷材料形成，或由二氧化硅（SiO2）、二氧化钛（TiO2）、氮化硅（Si3N4）、二氧化锆（ZrO2）等陶瓷材料与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（polybutylene terephthalate, PBT）、聚醚醚酮（polyaryletherketone, PEEK）、聚醚酰亚胺（polyetherimide, PEI）、聚酰亚胺（polyimide, PI）、聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）、聚氨基甲酸酯（polyurethane, PU）或聚碳酸酯（polycarbonate , PC）等绝缘树脂混合形成。本实施方式中，球形基体301由树脂材料制成，导电层303为镍层，绝缘层305由二氧化硅（SiO2）形成。
由于各向异性导电膜100使用时，各向异性导电膜100的上下表面受到液晶面板以及驱动芯片的挤压，因此，导电粒子30的上下两端的绝缘层305因受到外力挤压发生脆裂并部分裸露出导电层303，从而实现垂直导通；同时，因导电粒子30的横向的导电层303上仍然披覆有绝缘层305，从而避免了因导电粒子30的间的横向导通而造成的短路。
请参阅图4，本发明实施方式的各向异性导电膜100的制作方法包括以下步骤：
S201：提供一个基板10。本实施方式中，基板10为PET材料制成。
S202：提供多个球形基体301。球形基体301可以由树脂、玻璃或陶瓷材料制成。本实施方式中，球形基体301由玻璃制成。
S203：在球形基体301上形成导电层303。导电层303可以由镍、金、铝、铜等金属形成。导电层303可经由物理方法(如镀膜法)或由化学还原法形成，即为将各种具有保护基或不具有保护基的溶液中的各种氧化态的金属離子，藉由还原剂将金属离子还原成零价金属以形成导电层303，或采用电化学方法于基体301表面形成导电层303。本实施方式中，导电层303系经由简易的化学还原法形成的金属层，其条件为：温度控制在110-130℃范围内，将基体301在含有0.1mol/L的氯金酸中(HAuCl4)及0.03mol/L的柠檬酸钠反应30min后，即可在基体301表面形成一层金层，金层的厚度为20-40μm。
S204：在导电层303上形成绝缘层305以形成导电粒子30。绝缘层305可以由二氧化硅（SiO2）、二氧化钛（TiO2）、氮化硅（Si3N4）、二氧化锆（ZrO2）等陶瓷材料形成。于导电层303上形成由陶瓷材料形成的绝缘层305的方法可以为溶胶-凝胶法（sol-gel method）、共沉淀(co-precipitation)法及水热法(hydrothermal)等。绝缘层305也可由二氧化硅（SiO2）、二氧化钛（TiO2）、氮化硅（Si3N4）、二氧化锆（ZrO2）等陶瓷材料与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚酰亚胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚氨基甲酸酯（PU）或聚碳酸酯（PC）等绝缘树脂混合形成，在导电层303表面改质后进行聚合反应，其形成过程为先将陶瓷粒子分散于绝缘树脂的单体中，随后在其导电层303表面形成聚合反应，形成的由陶瓷材料与树脂混合的绝缘层305的体积为球形基体301的体积的0.1~70%。本实施方式中，绝缘层305由二氧化硅（SiO2）形成。本实施方式中以溶胶-凝胶法为例，其过程为将披覆有导电层303的球形基体301分散在含有四乙氧基硅烷（Tetraethylorthosilicate，TEOS）起始剂的溶液中，进行水解与缩合的反应，从而于导电层303上披覆一层绝缘层305，绝缘层305的体积为球形基体301的体积的0.2%~70%为佳。
S205：提供绝缘胶液，并将导电粒子30与绝缘胶液混合均匀。本实施方式中，绝缘胶液为环氧树脂溶液。
S206：将上述混合有导电粒子30的绝缘胶液均匀涂覆于基板10上。本实施方式中，导电粒子30呈单层结构均匀涂覆于基板10上。
S207：固化绝缘胶液以形成绝缘胶层20。本实施方式中，环氧树脂为热固性树脂，采用热固化方式固化环氧树脂。
本发明的各向异性导电膜100的导电粒子30包括涂覆于导电层303表面的绝缘层305。由于绝缘层305由陶瓷材料或陶瓷材料与绝缘树脂混合制成，绝缘层305硬度高，易发生脆裂。使用时，各向异性导电膜100的上下表面受到外力挤压，使得绝缘层305的上下两端因受到外力挤压而发生脆裂，从而裸露出导电层303，以实现垂直导通；同时，由于导电粒子30的横向的导电层303被绝缘层305的覆盖，即使导电粒子30堆聚，也能够有效避免因导电粒子30的间的横向导通。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种各向异性导电膜，其包括基板、形成于所述基板一侧面的绝缘胶层，所述绝缘胶层内分布有多个导电粒子，其特征在于：所述导电粒子包括球形基体、形成于所述球形基体表面的导电层及形成于所述导电层表面的含有陶瓷材料的绝缘层，所述绝缘层受到外力挤压时能够脆裂以部分裸露出所述导电层。
2.如权利要求1所述的各向异性导电膜，其特征在于：所述陶瓷材料为二氧化硅、二氧化钛、氮化硅或二氧化锆。
3.如权利要求1所述的各向异性导电膜，其特征在于：所述绝缘层还包括绝缘树脂材料。
4.如权利要求3所述的各向异性导电膜，其特征在于：所述绝缘层为陶瓷层，所述陶瓷层的体积为球形基体的体积的0.1~70%。
5.一种各向异性导电膜的制备方法，其包括以下步骤：
提供一个基板；
提供多个球形基体；
在所述球形基体上形成导电层；
在所述导电层上形成含有陶瓷材料的绝缘层以形成导电粒子；
提供绝缘胶液，并将所述导电粒子与所述绝缘胶液混合均匀；
将上述混合有导电粒子的所述绝缘胶液均匀涂覆于所述基板上；及
固化所述绝缘胶液以形成绝缘胶层。
6.如权利要求5所述的各向异性导电膜的制备方法，其特征在于：所述绝缘层还包括绝缘树脂材料。
7.如权利要求5所述的各向异性导电膜的制备方法，其特征在于：所述绝缘层为陶瓷层，所述陶瓷层的体积为球形基体的体积的0.1~70%。
8.如权利要求6所述的各向异性导电膜的制备方法，其特征在于：形成所述陶瓷层的方法为溶胶-凝胶法。
9.如权利要求5所述的异方性导电膜的制备方法，其特征在于：形成所述导电层的方法为镀膜法。
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