CN106125410B - 导电球及其制备方法、各向异性导电胶、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导电球及其制备方法、各向异性导电胶、显示装置，将包括该导电球的各向异性导电胶应用到显示装置时，可以有效改善因胶黏剂包裹导电球引起导通不良的问题。一种导电球，应用于各向异性导电胶中，所述导电球包括：聚合物球、包覆所述聚合物球的基底层、以及生长在所述基底层表面的导电层，所述导电层的表面凹凸不平，且所述导电层的材料和所述基底层的材料至少在一个晶面上晶格参数匹配。本发明适用于导电球、包括该导电球的各向异性导电胶的制作。

Description

导电球及其制备方法、各向异性导电胶、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种导电球及其制备方法、各向异性导电胶、显示装置。

背景技术

各向异性导电胶(Anisotropic Conductive Films，ACF)在液晶显示装置中得到了广泛的应用。示例的，在TN-LCD(Twisted Nematic-Liquid Crystal Display，扭曲向列型液晶显示器)中，ACF作为封框胶的主体材料，将彩膜基板和阵列基板对盒，同时，将彩膜基板中的公共电极与阵列基板的公共电压电路电连接。

ACF主要包括胶黏剂和导电粒子两部分，其中，导电粒子普遍采用微米级的Au-Ball(金球)来实现上下两个基板的相关膜层导通。目前，在Au-Ball的设计上以在弹性塑料球表面沉积金属导电层为制备的主流技术。即参考图1所示，在聚合微球1表面先沉积一层Ni(镍)金属层2，再化学沉积一层Au(金)金属层3，得到大小均一，有支撑强度的Au-Ball7，该聚合微球尺寸均匀，恢复性强，支撑性能良好。但是随着LCD制作工艺的提升，要求封框胶快速固化，这就会使得在ODF(One Drop Filling，滴下式注入法)对盒工艺过程中，如图1所示，胶黏剂5包裹Au-Ball7，使得Au-Ball7上下两端不能与彩膜基板4和阵列基板6接触，从而产生严重的导通不良问题，进而影响显示；尤其是在TN-LCD中，这一问题更加突出。

发明内容

本发明的实施例提供一种导电球及其制备方法、各向异性导电胶、显示装置，将包括该导电球的各向异性导电胶应用到显示装置时，可以有效改善因胶黏剂包裹导电球引起导通不良的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供了一种导电球，应用于各向异性导电胶中，所述导电球包括：聚合物球、包覆所述聚合物球的基底层、以及生长在所述基底层表面的导电层，所述导电层的表面凹凸不平，且所述导电层的材料和所述基底层的材料至少在一个晶面上晶格参数匹配。

可选的，所述基底层和所述导电层的材料均为金属。

可选的，所述基底层的材料为镍，所述导电层的材料为金。

可选的，所述导电层为枝状。

可选的，所述聚合物球的尺寸为微米级，所述基底层和所述导电层的厚度均为纳米级。

另一方面，提供了一种导电球的制备方法，所述方法包括：

形成聚合物球；

对所述聚合物球进行表面改性，以使得所述聚合物球抗团聚；

在表面改性后的所述聚合物球上镀基底层；

在镀有所述基底层的所述聚合物球上生长导电层，以得到所述导电球。

可选的，所述基底层的材料为镍，所述导电层的材料为金；

所述在镀有所述基底层的所述聚合物球上生长导电层，以得到所述导电球具体为：

按Au∶Ni＝(1.5～3.5)∶1的比例将镀有镍的聚合物球与氯金酸混合，油浴加热并反应，油浴加热温度范围为80℃-100℃，反应时间范围为0.5h-1.5h，再经离心、洗涤，得到所述导电球。

可选的，所述Au∶Ni＝3∶1，所述油浴加热温度为90℃，所述反应时间为1h。

再一方面，提供了一种各向异性导电胶，包括：胶黏剂，所述各向异性导电胶还包括：掺杂在所述胶黏剂中的上述任一项所述的导电球。

可选的，所述胶黏剂为树脂。

可选的，所述各向异性导电胶中所述导电球的质量分数范围为1％-5％。

又一方面，提供了一种显示装置，包括：第一基板和第二基板、以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的封框胶，所述第一基板包括：第一导电单元，所述第二基板包括：第二导电单元，所述第一导电单元和所述第二导电单元通过所述封框胶实现电连接，所述封框胶包括：上述任一项所述的各向异性导电胶。

可选的，所述第一导电单元为公共电极，所述第二导电单元为公共电压供电端。

本发明的实施例提供了一种导电球及其制备方法、各向异性导电胶、显示装置，该导电球应用于各向异性导电胶中，其包括：聚合物球、包覆聚合物球的基底层、以及生长在基底层表面的导电层，导电层的表面凹凸不平，且导电层的材料和基底层的材料至少在一个晶面上晶格参数匹配。上述导电球的导电层表面凹凸不平，从而能更好的克服胶黏剂的包覆，这样将包括该导电球的各向异性导电胶应用到显示装置时，可以增大导电层与需要导通的导电单元之间的接触面积，从而有效改善因胶黏剂包裹导电球引起导通不良的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中提供的一种显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种导电球的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种导电球的制备方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种导电球的制备方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

附图标记：

1-聚合微球；2-Ni金属层；3-Au金属层；4-彩膜基板；5-胶黏剂；6-阵列基板；7-Au-Ball；10-导电球；11-聚合物球；12-基底层；13-导电层；14-第一基板；15-第二基板；16-封框胶；17-第一导电单元；18-第二导电单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供了一种导电球，该导电球应用于各向异性导电胶中，参考图2所示，导电球10包括：聚合物球11、包覆聚合物球11的基底层12、以及生长在基底层12表面的导电层13，导电层13的表面凹凸不平，且导电层13的材料和基底层12的材料至少在一个晶面上晶格参数匹配。

本发明实施例对于聚合物球的尺寸不作限定，其尺寸可以是毫米级、微米级、纳米级等数量级。由于上述导电球一般应用在各向异性导电胶中，而各向异性导电胶的厚度一般在微米级，因此上述聚合物球的尺寸多为微米级，并称为聚合物微球。

本发明实施例对于基底层和导电层的具体材料不作限定，只要满足导电层的材料和基底层的材料至少在一个晶面上晶格参数匹配即可。

下面具体说明晶面和晶格参数的含义。在晶体学中，晶体在自发生长过程中可发育出由不同取向的平面所组成的多面体外形，这些多面体外形中的平面称为晶面。晶面基本上是光滑平整的平面；但仔细观察时，常可见微有凹凸而表现出具规则形状的各种晶面花纹。晶面实质上就是晶格的最外层面网。晶格参数(或称晶格常数)是指晶格中晶胞的物理尺寸。晶格常数是晶体物质的基本结构参数，它与原子间的结合能有直接的关系。

导电层的材料和基底层的材料至少在一个晶面上晶格参数匹配，而实际中不存在两种材料的所有晶格参数完全相同的情况，那么，导电层的材料会优先在与基底层的材料的晶格参数匹配的晶面上生长，而在晶格参数不匹配的晶面上不生长或者缓慢生长，这样，导电层的材料呈现出不同的生长速度，最终得到表面凹凸不平的导电层。

本发明的实施例提供了一种导电球，该导电球应用于各向异性导电胶中，其包括：聚合物球、包覆聚合物球的基底层、以及生长在基底层表面的导电层，导电层的表面凹凸不平，且导电层的材料和基底层的材料至少在一个晶面上晶格参数匹配。上述导电球的导电层表面凹凸不平，从而能更好的克服胶黏剂的包覆，这样将包括该导电球的各向异性导电胶应用到显示装置时，可以增大导电层与需要导通的导电单元之间的接触面积，从而有效改善因胶黏剂包裹导电球引起导通不良的问题。

为了降低制作难度，可选的，基底层和导电层的材料均为金属。示例的，基底层的材料可以为镍等，导电层的材料可以为金、银、铜等。为了使得该导电球同时具有较强的导电性和支撑强度，可选的，基底层的材料为镍，导电层的材料为金。

可选的，参考图2所示，上述导电层13为枝状，即导电层的表面具有多个树杈。这里需要说明的是，图2所示的导电层的枝状分布非常均匀，枝状顶部非常尖(尖顶)，这是比较理想的一种结构，实际中枝状分布多为不均匀分布，且枝状顶部多为平顶。本发明实施例以及附图仅以图2所示的导电层为例进行说明。可选的，上述枝状导电层中枝状的顶端与底端的距离差值范围为30nm-50nm。

可选的，为了更好地应用在各向异性导电胶中，上述聚合物球的尺寸为微米级，基底层和导电层的厚度均为纳米级。示例的，基底层的厚度范围可以是50nm-70nm，导电层的厚度范围可以是不超过80nm。需要说明的是，导电层的表面凹凸不平，其厚度值并不是单一值；导电层的厚度为纳米级是指生长在基底层上的所有位置处的导电层的厚度均为纳米级。进一步需要说明的是，由于该聚合物球的尺寸为微米级，基底层和导电层的厚度均为纳米级，那么，将上述导电球应用到封框胶中时，由于导电层的厚度为纳米级，其凹凸不平的表面不会影响对盒后的显示面板的平整度，即不影响面板Gap(间隔)不均。

以纳米级的金导电层和纳米级的镍基底层为例，说明枝状导电层的生长原理。其理论依据是在纳米尺度上，Ni的晶面有不同的反应活性，Au原子与Ni原子存在晶格参数匹配的晶面，那么，Au原子在与Ni原子晶格参数匹配(即活性高)的晶面上优先选择性生长，Au原子在纳米尺寸上的Ni层呈现出不同的生长速度，通过控制反应动力学(即控制Ni与Au的用量)，最终得到枝状的金导电层(即金壳)。基于该原理的生长方法可以称为选择性生长法，即上述金导电层通过选择性生长法在镍基底层上外延生长成多枝状。

实施例二

本发明实施例提供了一种如实施例一提供的导电球的制备方法，参考图3所示，该方法包括：

S01、形成如图4(a)所示的聚合物球11。具体的，可以将单体苯乙烯、分散剂聚乙二醇、引发剂过氧化苯甲酰和溶剂乙醇混合，搅拌均匀后，于氮气气氛80℃下搅拌聚合18h，再经离心、乙醇洗涤和真空烘干，得到聚合物球。

S02、对图4(a)所示的聚合物球11进行表面改性，以使得聚合物球抗团聚。具体的，可以将经S01得到的聚合物球分散到带正电的聚烯丙基氯化铵电解质水溶液中进行表面改性，再经离心、乙醇洗涤，以使得聚合物球抗团聚。

S03、在表面改性后的聚合物球11上镀基底层12，以形成如图4(b)所示的结构。具体的，可以将四氯镍酸四乙基铵与经S02得到的聚合物微球混合，同时加入还原剂油胺，油浴加热到160℃，反应2h，再经离心、乙醇洗涤，以得到镀有基底层的聚合物球。

S04、在镀有基底层12的聚合物球11上生长导电层13，以得到如图4(c)所示的导电球。

可选的，基底层的材料为镍，导电层的材料为金，则S04、在镀有基底层的聚合物球上生长导电层，以得到导电球具体为：

按Au∶Ni＝(1.5～3.5)∶1的比例将镀有镍的聚合物球与氯金酸混合，油浴加热并反应，油浴加热温度范围为80℃-100℃，反应时间范围为0.5h-1.5h，再经离心、洗涤，得到导电球。需要说明的是，Au∶Ni＝(1.5～3.5)∶1是指Au与Ni的比值在1.5∶1和3.5∶1之间。另外，洗涤可以采用乙醇等醇类洗涤。进一步可选的，Au∶Ni＝3∶1，油浴加热温度为90℃，反应时间为1h，有利于形成质量较好的导电层。

通过上述制备方法可以实现采用选择性生长法在基底层上外延生长成多枝状的导电层，并最终得到如实施例一提供的导电球。将包括该导电球的各向异性导电胶应用到显示装置时，可以增大导电层与需要导通的导电单元之间的接触面积，从而有效改善因胶黏剂包裹导电球引起导通不良的问题。

实施例三

本发明实施例提供了一种各向异性导电胶，包括：胶黏剂，各向异性导电胶还包括:掺杂在胶黏剂中的如实施例二提供的任一项导电球。将该各向异性导电胶应用到显示装置时，可以增大导电层与需要导通的导电单元之间的接触面积，从而有效改善因胶黏剂包裹导电球引起导通不良的问题。

可选的，为了降低成本，上述胶黏剂为树脂。将树脂与导电球混合后即可得到上述各向异性导电胶。可选的，各向异性导电胶中导电球的质量分数范围为1％-5％。进一步可选的，各向异性导电胶中导电球的质量分数为1％，这样可以在降低成本的同时保证导电性。

实施例四

本发明实施例提供了一种显示装置，参考图5所示，该显示装置包括：第一基板14和第二基板15、以及位于第一基板14和第二基板15之间的封框胶16，第一基板14包括：第一导电单元17，第二基板15包括：第二导电单元18，第一导电单元17和第二导电单元18通过封框胶16实现电连接，该封框胶16包括：实施例三提供的任一项各向异性导电胶10。

上述第一基板和第二基板可以互为彩膜基板和阵列基板，还可以互为封装基板和COA(Color Filter on Array)阵列基板，COA基板指把彩膜层做在阵列基板上的基板。若上述显示装置应用在液晶显示装置中，则还可以包括位于第一基板和第二基板之间的液晶。

该显示装置可以是上下基板中的相关部件需要封框胶导通的任意显示装置，其可以是液晶显示器、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器等显示器件以及包括这些显示器件的电视、数码相机、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或者部件。

将上述各向异性导电胶应用在上述显示装置的封框胶中，枝状的导电球与第一导电单元和第二导电单元的接触面积增大，其因胶黏剂包裹导电球引起的导通不良问题概率大大减小。

可选的，第一导电单元为公共电极，第二导电单元为公共电压供电端。其中，公共电压供电端通过封框胶向公共电极提供公共电压，该显示装置可以应用在TN-LCD上。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种导电球的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

形成聚合物球；

对所述聚合物球进行表面改性，以使得所述聚合物球抗团聚；

在表面改性后的所述聚合物球上镀基底层；

在镀有所述基底层的所述聚合物球上生长导电层，以得到所述导电球；

所述导电层的表面凹凸不平，且所述导电层的材料和所述基底层的材料至少在一个晶面上晶格参数匹配；

所述基底层和所述导电层的材料均为金属；

所述基底层的材料为镍，所述导电层的材料为金；

所述导电层为枝状；

所述聚合物球的尺寸为微米级，所述基底层和所述导电层的厚度均为纳米级。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在镀有所述基底层的所述聚合物球上生长导电层，以得到所述导电球具体为：

按Au：Ni＝(1.5～3.5)：1的比例将镀有镍的聚合物球与氯金酸混合，油浴加热并反应，油浴加热温度范围为80℃-100℃，反应时间范围为0.5h-1.5h，再经离心、洗涤，得到所述导电球。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述Au：Ni＝3：1，所述油浴加热温度为90℃，所述反应时间为1h。

4.一种各向异性导电胶，包括：胶黏剂，其特征在于，所述各向异性导电胶还包括：掺杂在所述胶黏剂中的导电球，所述导电球包括：聚合物球、包覆所述聚合物球的基底层、以及生长在所述基底层表面的导电层，其特征在于，所述导电层的表面凹凸不平，且所述导电层的材料和所述基底层的材料至少在一个晶面上晶格参数匹配；

所述基底层和所述导电层的材料均为金属；

所述基底层的材料为镍，所述导电层的材料为金；

所述导电层为枝状；

所述聚合物球的尺寸为微米级，所述基底层和所述导电层的厚度均为纳米级。

5.根据权利要求4所述的各向异性导电胶，其特征在于，所述胶黏剂为树脂。

6.根据权利要求5所述的各向异性导电胶，其特征在于，所述各向异性导电胶中所述导电球的质量分数范围为1％-5％。

7.一种显示装置，包括：第一基板和第二基板、以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的封框胶，所述第一基板包括：第一导电单元，所述第二基板包括：第二导电单元，所述第一导电单元和所述第二导电单元通过所述封框胶实现电连接，其特征在于，所述封框胶包括：权利要求4-6任一项所述的各向异性导电胶。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述第一导电单元为公共电极，所述第二导电单元为公共电压供电端。