CN111234718A - 导电胶结构、显示装置及绑定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导电胶结构，包括层叠设置的导电胶层和增强绝缘层，其中，增强绝缘层对光能的吸收率高于导电胶层对光能的吸收率。在使用过程中，从增强绝缘层的一侧对导电胶结构进行增强照射，经过增强绝缘层可以提高热量的吸收率，进而提高导电胶结构的升温速度，缩短导电胶结构的固化时间，同时减少了驱动芯片直接对热量的吸收，降低了驱动芯片与导电胶结构之间的温差，进而可降低膨胀差异，改善翘曲问题，有效提高生产效率。另外，本发明还提供了一种包括导电胶结构的显示装置及一种使用导电胶结构的绑定方法。

Description

导电胶结构、显示装置及绑定方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种导电胶结构、一种包括所述导电胶结构的显示装置及一种使用所述导电胶结构将驱动芯片绑定至显示基板的绑定方法。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示面板因耗电量小等优点得到了广泛的应用。但是，目前的液晶显示装置中，仍然存在显示亮度不均或者漏光的问题，影响用户体验。
发明内容
本发明至少部分解决现有的显示装置的显示亮度不均或者漏光的问题，提供一种导电胶结构、一种包括导电胶结构的显示装置及一种使用导电胶结构的绑定方法。
作为本发明的第一方面，提供一种导电胶结构，包括层叠设置的导电胶层和增强绝缘层，所述增强绝缘层对光能的吸收率高于所述导电胶层对光能的吸收率。
可选地，所述增强绝缘层包括第一绝缘基体和分散在所述第一绝缘基体中的黑色材料。
可选地，所述黑色材料包括炭黑和/或石墨烯。
可选地，所述黑色材料为炭黑，所述炭黑在所述增强绝缘层中的质量百分比不超过4wt％。
可选地，所述黑色材料为石墨烯，所述石墨烯在所述增强绝缘层中的质量百分比不超过1wt％。
可选地，所述第一绝缘基体的材料包括环氧树脂和/或聚亚酰胺。
可选地，所述增强绝缘层的厚度为5μm至10μm。
可选地，所述导电胶层的厚度为8μm至15μm。
作为本发明的第二个方面，提供一种显示装置，包括显示基板和驱动芯片，其中，所述显示装置还包括本发明第一个方面所提供的导电胶结构，所述导电胶结构设置在所述驱动芯片和所述显示基板的绑定部之间，以将所述驱动芯片绑定在所述显示基板上，其中，增强绝缘层与所述显示基板贴合。
作为本公开的第三个方面，提供一种绑定方法，包括：
提供显示基板；
在所述显示基板的绑定部上依次层叠设置导电胶结构和驱动芯片，其中，所述导电胶结构为本发明第一个方面所提供的导电胶结构，且增强绝缘层与所述显示基板贴合，所述驱动芯片与所述导电胶层贴合；
对所述驱动芯片进行热压，同时利用增强光自所述显示基板的远离所述驱动芯片的一侧朝向所述显示基板的绑定部进行照射。
可选地，所述增强光的照射时长为3s至5s。
附图说明
图1为本发明实施例提供的导电胶结构的示意图；
图2为本发明实施例提供的显示装置的示意图；
图3为本发明实施例提供的绑定方法的流程图；
图4a至图4e为本发明实施例提供的绑定方法的分步示意图；
图5a为本发明提供的导电胶结构与现有技术的异方性导电胶膜的温度曲线对比；
图5b为本发明提供的导电胶结构与现有技术的异方性导电胶膜的固化程度曲线对比。
其中，附图标记为：
10-导电胶结构；11-导电胶层；12-增强绝缘层；13-导电粒子；20-显示基板；30-驱动芯片。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
可以理解的是，此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明中的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
可以理解的是，为便于描述，本发明的附图中仅示出了与本发明相关的部分，而与本发明无关的部分未在附图中示出。
经发明人研究发现，导致漏光的原因之一为：
液晶显示板主要包括显示基板、印刷电路板、驱动芯片等，驱动芯片一般以板上芯片(Chip On Glass，简称COG)的绑定方式的方式附着在显示基板上。为了将驱动芯片绑定在显示基板上，需要在驱动芯片与显示基板之间设置异方性导电胶膜。
但是，目前的绑定方法会造成显示基板的边缘玻璃发生弯曲变形，翘曲效应会使异方性导电胶膜垂直传导变差，并产生云纹(MURA)等显示不均的现象，严重时甚至会产生显示器亮度不均匀或者漏光的问题。
具体地，在相关技术中，当异方性导电胶粘剂加热到固化温度，再冷却至室温时，由于驱动芯片和显示基板收缩率不一致，将所述驱动芯片产生翘曲效应。这是因为，异方性导电胶必须吸收足够的热量或能量才能正常使用，但是，由于焊棒(Hotbar)温度提升的速率慢，且温度及时间均采用异方性导电胶规格要求的下限，所以异方性导电胶吸收能量有限。
有鉴于此，作为本发明的第一个方面，提供一种导电胶结构，本实施例提供了一种导电胶结构，如图1所示，导电胶结构10包括层叠设置的导电胶层11和增强绝缘层12，其中，增强绝缘层12的对光能的吸收率高于导电胶层11的对光能的吸收率。
其中，“对光能的吸收率”是指投射到物体上的光能被吸收的转化为热能的量与投射到物体上的总光能的量之比。
其中，导电胶结构10用于显示装置中时，设置在显示装置的驱动芯片与显示装置的显示基板之间，用于将所述驱动芯片与所述显示基板绑定在一起，同时，使得所述驱动芯片与所述显示基板之间通过导电胶结构10实现电导通。
在本发明中，导电胶层11为传统的异方性导电胶，在导电胶层11的一侧设置有对光能的吸收率更高的增强绝缘层12。通过设置增强绝缘层12，导电胶结构10吸收光量的能力被整体提高，在使用所述导电胶结构将显示装置的显示基板与驱动芯片绑定的过程中，除了对导电胶结构进行热压的之外，还利用增强光从增强绝缘层12的一侧对导电胶结构10进行照射。通过增强绝缘层12可以提高导电胶结构10对光能的吸收率，进而提高整个导电胶结构10的升温速度，缩短导电胶结构10中导电胶层的固化时间，同时减少了驱动芯片直接吸收的热量，降低了驱动芯片与导电胶结构10之间的温差，进而可降低驱动芯片与导电胶结构之间的膨胀差异，改善翘曲问题，避免显示亮度不均或者漏光问题的出现，从而提高用户体验。
在一些实施例中，增强绝缘层12包括第一绝缘基体和分散在第一绝缘基体中的黑色材料。
其中，黑色材料用于增加增强绝缘层12对光能的吸收率。
可选地，黑色材料包括炭黑和/或石墨烯。换言之，黑色材料可以为炭黑，也可以为石墨烯，还可以为炭黑和石墨烯的混合物。
另外，当选用其它材料作为黑色材料时，其它材料在增强绝缘层12中的质量百分比应满足添加其它材料后的增强绝缘层12仍为绝缘材料。其中，绝缘材料是指在允许电压下不导电的材料，绝缘材料的电阻率很大，通常在109Ω·cm至1022Ω·cm，也就是说，添加其它材料后的增强绝缘层12的电阻率应位于绝缘材料的电阻率的范围之中。
在本公开中，对增强绝缘层中黑色材料的具体量不做特殊的限定，只要可以具有较高的光吸收率，又不会改变增强绝缘层12的绝缘性能。具体地，当材料的电阻率在109Ω·cm至1022Ω·cm时，可以将该材料称之为绝缘材料。在本发明所提供的导电胶结构中，添加无论是向第一绝缘基体中添加炭黑、还是添加石墨烯、还是添加二者的混合物，都要确保最终获得的增强绝缘层12的电阻率在109Ω·cm至1022Ω·cm之间。
为了实现该目的，当所述黑色材料为炭黑时，炭黑在增强绝缘层12中的质量百分比不超过6wt％。优选地，炭黑在增强绝缘层12中的质量百分比不超过4wt％。
相应地，当黑色材料为石墨烯时，石墨烯在增强绝缘层12中的质量百分比不超过2wt％。优选地，石墨烯在增强绝缘层12中的质量百分比不超过1wt％。
由于炭黑或石墨烯在增强绝缘层12中的质量百分比不高，因此，加入炭黑或石墨烯后的增强绝缘层12仍会处于绝缘状态，也即不会改变增强绝缘层12的绝缘性。
需要说明的是，在实际应用中，也可以选用其它材料作为黑色材料，只要对光能的吸收率高于导电胶层11对光能的吸收率的材料均可以作为黑色材料添加入第一绝缘基体。
在本发明中，对第一绝缘基体的具体材料也不做特殊的限定，只要可以确保添加了炭黑、或者石墨烯等黑色材料后，仍然保持绝缘性即可。为了实现这一目的，增强绝缘层12的第一绝缘基体的电阻率的范围为1013Ω·cm至1016Ω·cm。相应地，在一些实施例中，增强绝缘层12的第一绝缘基体的材料为热固性树脂。优选地，增强绝缘层12的第一绝缘基体可采用与导电胶层11的第一绝缘基体相同的材料。以减少材料准备所消耗的时间，提高工艺效率。
例如，所述第一绝缘基体的材料可以为环氧树脂和/或聚亚酰胺。换言之，所述第一绝缘基体的材料可以为环氧树脂，也可以为聚亚酰胺，还可以为二者的混合物。
由于在本实施例中，导电胶结构10在导电胶层11上叠置了增强绝缘层12，为使绑定后的产品厚度不变，应对本发明提供的导电胶层的厚度进行减小，以使导电胶结构10的整体厚度与相关技术、的导电胶的厚度一致。可选地，导电胶层11的厚度为8μm至15μm。相应地，增强绝缘层12的厚度为3μm至12μm。优选地，增强绝缘层12的厚度为5μm～10μm。
除了包括第一绝缘基体和黑色材料之外，在一些实施例中，增强绝缘层12中还可以包括偶联剂，以提高增强绝缘层12与导电胶层11、以及增强绝缘层12与显示基板之间的界面结合力。
可选的，偶联剂在增强绝缘层12中的质量百分比的范围为0.5wt％至4wt％。优选地，偶联剂在增强绝缘层12中的质量百分比的范围为1wt％至3wt％。
下面对导电胶层11的结构进行详细描述。
当所述导电胶结构应用于显示装置中时，利用所述导电胶结构形成所述显示装置中的绑定层。利用本发明所提供的导电胶结构制成的绑定层的厚度应当与相关技术中指利用导电胶制成的绑定层厚度一致。
在一些实施例中，导电胶层11包括第二绝缘基体和分散在第二绝缘基体中的导电粒子13。
可选地，导电粒子13的材料包括镍、金、银、锡中的至少一者。
需要说明的是，在相关技术中，异方性导电胶对波长为808nm的激光的光能吸收率为30％至40％，并且，当采用上述材料制备导电粒子13时，导电粒子13对波长为808nm的激光的光能吸收率较小，在0.5％至2％之间，也即具有对光能吸收率差的问题。而本实施例中，在增强绝缘层12中增加的炭黑和石墨烯，对波长为808nm的激光的吸收率较高，炭黑对波长为808nm的激光的吸收率为60％至80％，石墨烯对波长为808nm的激光的吸收率为70％至90％，因此，可以有效提升导电胶结构整体对光的吸收率，改善翘曲问题，避免显示亮度不均或者漏光问题的出现，从而提高用户体验。
还需要说明的是，相关技术中的异方性导电胶的特点在于，在将异方性导电胶设置在驱动芯片与显示基板之间以后，异方性导电胶在垂直于显示基板的方向上是电导通的，而异方性导电胶在平行于显示基板的方向上是电绝缘的。本发明提供的导电胶结构10中，只有导电胶层11中存在导电粒子13，而增强绝缘层11中不存在导电粒子，相比于相关技术中全部有具有导电粒子的单层结构而言，减少了单位体积内的导电粒子密度，当驱动芯片下压与显示基板的绑定部绑定之后，绑定部受到压力的挤压以使绑定部的导电粒子数量减少，并降低了导电粒子13的横向接触概率，从而降低了短路发生的概率。
在本发明中，对导电粒子13的尺寸不做特殊的限定。可选地，导电粒子13的粒径范围为1μm至7μm，进一步地，导电粒子的粒径范围可以为3μm至5μm。
在本发明中，对导电粒子13的形状也不做特殊的限定，可选地，导电粒子13的粒子形状可以为圆形或椭圆形，并且，导电粒子13应具有良好的粒度均匀性和较小的圆度。
下面对本发明实施例提供的导电胶结构的制备方法进行详细介绍。
制备导电胶层11。将阻聚剂以及15份至20份环氧树脂加入到60份至70份甲苯与乙酸乙酯的混合溶剂中，然后加热搅拌，以使得环氧树脂溶解以获得第二绝缘基体混合物。将导电粒子13加入第二绝缘基体混合物中，同时加入一定量的固化剂、增粘剂等。搅拌均匀之后，涂敷在承载基板上，经烘干后、成膜，形成厚度为8μm至15μm的薄膜，也即形成导电胶层11。
在导电胶层11上层叠形成增强绝缘层12。通过溶剂将环氧树脂基材溶解成第一绝缘基体溶液，然后，向第一绝缘基体溶液中加入黑色材料获得初始混合物(其中，当黑色材料为炭黑时，炭黑在初始混合物的质量百分比不超过4wt％，当黑色材料为石墨烯时，石墨烯在最终混合物中的质量百分比不超过1wt％)，加入黑色材料后的获得的初始混合物保持绝缘状态。而后，在初始混合物中加入偶联剂，获得最终混合物，其中，偶联剂在最终混合物中的质量百分比在1wt％至3wt％之间。对最终混合物搅拌预定时间，形成增强绝缘溶液。最后，使用料卷卷出(roll to roll)的方式，或者直接涂覆的方式，将增强绝缘层12形成于导电胶层11之上，其中，增强绝缘层12的厚度范围为5μm至10μm。
作为本发明的第二个方面，显示装置，如图2所示，所述显示装置包括显示基板20和驱动芯片30，其中，显示装置还包括本发明第一个方面所提供的导电胶结构10，导电胶结构10设置在驱动芯片30和显示基板20的绑定部之间，以将驱动芯片30绑定在显示基板20上，其中，增强绝缘层12与显示基板20贴合，导电胶层11与驱动芯片30相贴合。
由于使用了本发明提供的导电胶结构10，在绑定过程中，降低了驱动芯片30与导电胶结构10之间的温差，进而可降低膨胀差异，改善显示装置的翘曲问题，避免显示亮度不均或者漏光问题的出现，从而提高用户的视觉体验。
作为本发明的第三个方面，提供一种绑定方法，如图3所示，所述绑定方法包括：
在步骤S10中，提供显示基板；
在步骤S20中，在显示基板上层叠设置导电胶结构，其中，该导电胶结构为本发明第一个方面所提供的导电胶结构，并且，增强绝缘层与显示基板贴合；
在S30中，对驱动芯片进行热压，同时利用增强光自所述显示基板的远离所述驱动芯片的一侧朝向所述显示基板的绑定部进行照射。
在本公开中，对增强光的波长并不做特殊的限制，可选地，所述增强光的波长为750nm～1mm，进一步地，增强光的波长为808nm。
其中，通过利用所述增强光对导电胶结构10的增强绝缘层12进行照射，能够使增强绝缘层12迅速升温。
通过本发明提供的绑定方法，通过自显示基板20的远离驱动芯片30的一侧朝向显示基板20进行照射，经过照射后的增强绝缘层12的温度迅速提升，使得导电胶结构10整体更快被加热，并升温固化。之后，增强透射继续照射到驱动芯片30上，驱动芯片30也能快速升温，使得显示基板20、导电胶结构10和驱动芯片30整体形成一个稳定且均匀的温度场，从而改善翘曲问题，有效提高生产效率。
为形成均匀的增强光线能量，优选地，可使用棱镜对增强光进行扩散。
在一些实施例中，当采用波长为808nm的光进行照射时，增强光照射的时长为2s至8s，进一步优选地，增强光照射的时长为3s至5s，以使导电胶结构10在照射后的温度达到130℃至180℃。
下面结合附图对本实施例提供的绑定方法进行分步介绍。
如图4a所示，在步骤S10中，提供显示基板20。
如图4b所示，在步骤S20中，在显示基板20上层叠设置导电胶结构10，增强绝缘层12与显示基板20贴合，并且，利用工具(Tool)对导电胶结构10进行预压。
其中，进行预压的温度可以为50℃至70℃。进一步优选地，预压的温度为60℃。
优选地，在步骤S20后还包括对位步骤S21。
如图4c所示，在步骤S21中，将预压后的带有导电胶结构10的显示基板20放置在本压设备上，对驱动芯片30和显示基板20进行对位。
为保证对位的准确度，优选地，在对位的过程中使用显微镜作为辅助工具进行对位。
在步骤S30中，对驱动芯片10进行热压，并在热压时，利用增强光自显示基板20的远离驱动芯片30的一侧朝向显示基板20进行照射。
优选地，步骤S30包括以下两个子步骤：
如图4d所示，在步骤S31中，对驱动芯片30进行预热压。
也就是说，在步骤S31中，不利用增强光进行照射。
如图4e所示，在步骤S32中，对驱动芯片30热压的同时，利用增强光自显示基板20的远离驱动芯片30的一侧朝向显示基板20进行照射。
作为一种可选实施方式，增强光可以为激光(Laser)。
为了更加直观的展现本发明提供的导电胶结构10的效果，通过建立三维有限元模型，使用ABAQUS软件对绑定方法进行了模拟。
具体地，模拟了两种不同材料的导电胶结构的性能，其中，相关技术的异方性导电胶膜(ACF-2)的对光能的吸收率为本发明提供的导电胶结构(ACF-1)的对光能的吸收率的三分之二。
图5a为本发明提供的导电胶结构与相关技术的异方性导电胶膜的温度曲线对比。由图5a可见，本发明提供的导电胶结构(ACF-1)在绑定工艺开始1s的时，温度就达到了所需的最高，而在相关技术中的绑定工艺中，绑定工艺开始后1.5s，异方性导电胶膜(ACF-2)才能达到所需的最高温度。
可见，使用本发明提供的导电胶结构(ACF-1)材料时，能够有效提高导电胶结构的升温速度。
图5b为本发明提供的导电胶结构与相关技术的异方性导电胶膜的固化程度曲线对比。由图5b可见，本发明提供的导电胶结构(ACF-1)在固化开始后2.07s时，即完全固化，而相关技术的异方性导电胶膜(ACF-2)在大约固化开始后2.5s的时，才完全固化。并且，如图5b所示，无论是相关技术的异方性导电胶膜(ACF-2)还是本发明提供的导电胶结构(ACF-1)，在导电胶结构两侧和中间的固化程度是相同的，说明材料的受热是均匀的。
可见，通过提高导电胶结构的吸收率，有利于减少固化时间，进而减少绑定工艺的时间，提高生产效率，同时，通过减少减少绑定工艺的时间，进而能够降低整体翘曲。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种导电胶结构，其特征在于，包括层叠设置的导电胶层和增强绝缘层，所述增强绝缘层对光能的吸收率高于所述导电胶层对光能的吸收率。
2.根据权利要求1所述的导电胶结构，其特征在于，所述增强绝缘层包括第一绝缘基体和分散在所述第一绝缘基体中的黑色材料。
3.根据权利要求2所述的导电胶结构，其特征在于，所述黑色材料包括炭黑和/或石墨烯。
4.根据权利要求3所述的导电胶结构，其特征在于，
所述黑色材料为炭黑，所述炭黑在所述增强绝缘层中的质量百分比不超过4wt％；或者
所述黑色材料为石墨烯，所述石墨烯在所述增强绝缘层中的质量百分比不超过1wt％。
5.根据权利要求2所述的导电胶结构，其特征在于，所述第一绝缘基体的材料包括环氧树脂和/或聚亚酰胺。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的导电胶结构，其特征在于，所述增强绝缘层的厚度为5μm至10μm。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的导电胶结构，其特征在于，所述导电胶层的厚度为8μm至15μm。
8.一种显示装置，包括显示基板和驱动芯片，其特征在于，所述显示装置还包括如权利要求1至7中任意一种所述的导电胶结构，所述导电胶结构设置在所述驱动芯片和所述显示基板的绑定部之间，以将所述驱动芯片绑定在所述显示基板上，其中，增强绝缘层与所述显示基板贴合。
9.一种绑定方法，其特征在于，包括：
提供显示基板；
在所述显示基板的绑定部上依次层叠设置导电胶结构和驱动芯片，其中，所述导电胶结构为权利要求1至7中任意一种所述的导电胶结构，且增强绝缘层与所述显示基板贴合，所述驱动芯片与所述导电胶层贴合；
对所述驱动芯片进行热压，同时利用增强光自所述显示基板的远离所述驱动芯片的一侧朝向所述显示基板的绑定部进行照射。
10.根据权利要求9所述的绑定方法，其特征在于，所述增强光的照射时长为3s至5s。
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