CN108958545B - 导电层叠结构及其制备方法、显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种导电层叠结构及其制备方法、显示面板和显示装置。本发明提供的导电层叠结构及其制备方法中，包括基底；以及位于所述基底上的纳米金属线层，所述纳米金属线层掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂。由此，不仅可以提高纳米金属线层的附着力，防止剥离现象发生，还可以提高纳米金属线层抗紫外线能力。

Description

导电层叠结构及其制备方法、显示面板和显示装置

技术领域

本发明涉及纳米金属线材料及其应用领域，特别是涉及一种导电层叠结构及其制备方法、显示面板和显示装置。

背景技术

透明导体因其可以应用于诸如触控面板(touch panel)、液晶显示器(liquidcrystal display)、薄膜光电池(thin film photo voltaic cells)及有机发光二极管器件(organic light emitting diode devices)等领域，其需求量逐年增长。

目前，透明导电材料以氧化铟锡(indiumtin oxide，ITO)为主，其具有优异的透光率及导电性。但是，这类透明导电材料通常利用溅射工艺沉积而成，制备温度高，并且其中含有稀缺性金属使得价格昂贵，这类薄膜受弯折时还容易断裂，因而不适于制备柔性器件，这就导致ITO的性能以及产量存在诸多限制。因此，业界提出了纳米金属线如纳米银线(Silver Nano Wires，SNW)1(如图3所示)，以替代ITO作为导电材料制备的透明导体。与ITO相比，纳米金属线不仅具有良好的光学、电学以及力学性能，还具有金属纳米线表面积大和量子尺寸效应等特点。但是，目前纳米金属线的附着性较差。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种导电层叠结构及其制备方法、显示面板和显示装置，以提高纳米金属线的附着性，并提高纳米金属线层抗紫外线能力。

为解决上述技术问题，本发明提供一种导电层叠结构，包括：

基底；以及

位于所述基底上的纳米金属线层，所述纳米金属线层掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂。

可选地，对于所述的导电层叠结构，所述不含光引发剂的光学透明树脂的介电常数介于3～4.5之间。

可选地，对于所述的导电层叠结构，所述不含光引发剂的光学透明树脂为单组分聚氨酯泡沫。

可选地，对于所述的导电层叠结构，所述导电层叠结构还包括：走线层，所述走线层设置在所述纳米金属线层上。

可选地，对于所述的导电层叠结构，所述基底经过等离子体处理。

本发明还提供一种导电层叠结构的制备方法，包括：

提供一基底；以及

在所述基底上形成纳米金属线层，所述纳米金属线层掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂。

可选地，对于所述的导电层叠结构的制备方法，在所述基底上形成纳米金属线层，所述纳米金属线层掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂的步骤包括：

在所述基底上涂布纳米金属线溶液；

在涂布有纳米金属线溶液的所述基底上涂布光学透明树脂，所述光学透明树脂与所述纳米金属线溶液的体积比为2:1～3:1；以及

加热并冷却以进行固化，获得所述纳米金属线层。

可选地，对于所述的导电层叠结构的制备方法，获得所述纳米金属线层之后，还包括：

对所述纳米金属线层进行图案化；以及

在图案化的所述纳米金属线层上边缘处设置走线层。

可选地，对于所述的导电层叠结构的制备方法，提供基底之后，在所述基底上形成纳米金属线层之前，还包括：

对所述基底进行等离子体处理。

本发明还提供一种显示面板，包括：

盖板；

胶层；以及

如上所述的导电层叠结构，所述胶层粘结所述盖板和所述导电层叠结构。

本发明还提供一种显示装置，包括：

如上所述的导电层叠结构。

本发明提供的导电层叠结构及其制备方法中，包括基底；以及位于所述基底上的纳米金属线层，所述纳米金属线层掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂。由此，不仅可以提高纳米金属线层的附着力，防止剥离现象发生，还可以提高纳米金属线层抗紫外线能力。

进一步地，所述不含光引发剂的光学透明树脂的介电常数介于3～4.5之间，可以提高纳米金属线层与走线的导电性能；

进一步地，通过对基底的等离子体处理，可以增强纳米金属线层的附着力。

附图说明

图1为本发明一实施例中形成的导电层叠结构的剖面示意图。

图2为本发明另一实施例中形成的导电层叠结构的剖面示意图。

图3为纳米金属线的显微形貌图；

图4为本发明一实施例中导电层叠结构的制备方法的流程图；

图5-图11为本发明一实施例中导电层叠结构的制备方法中各步骤的示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的导电层叠结构及其制备方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在下面的描述中，应该理解，当层(或膜)、区域、图案或结构被称作在基底、层(或膜)、区域和/或图案“上”时，它可以直接位于另一个层或基底上，和/或还可以存在***层。另外，应该理解，当层被称作在另一个层“下”时，它可以直接位于另一个层下，和/或还可以存在一个或多个***层。另外，可以基于附图进行关于在各层“上”和“下”的指代。

如图1所示，本发明的一个实施例中，提出了一种导电层叠结构，包括：基底；以及位于所述基底上的纳米金属线层12，所述纳米金属线层掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂。

在一个实施例中，所述基底包括玻璃基板10，以及位于所述玻璃基板10上的柔性材料基底11。所述柔性材料基底11经过等离子体处理。所述基底的具体选择将在下文描述，此处并不做特别限定。

在一个实施例中，所述不含光引发剂的光学透明树脂的介电常数介于3～4.5之间。例如，所述不含光引发剂的光学透明树脂为单组分聚氨酯泡沫。所述不含光引发剂的光学透明树脂掺杂在纳米金属线层12中，不仅可以提高纳米金属线层12的附着力，防止剥离现象发生，还可以提高纳米金属线层12抗紫外线能力。

如图2所示，所述导电层叠结构还包括：走线层13，所述走线层13设置在所述纳米金属线层上12。由于所述不含光引发剂的光学透明树脂的介电常数介于3～4.5之间，因此可以提高纳米金属线层12与走线13的导电性能。

所述纳米金属线层12中的纳米金属线可以是金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、铜(Cu)、钴(Co)、钯(Pd)等的纳米线。由于银具有导电性和透光性好等特点，所述纳米金属线优选为银纳米线(即纳米银线)1，如图3所示。

进一步，如图4所示，本发明实施例还提出了一种导电层叠结构的制备方法，包括如下步骤：

步骤S11，提供一基底；以及

步骤S12，在所述基底上形成纳米金属线层，所述纳米金属线层掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂。

采用上述方法，不仅可以提高纳米金属线层的附着力，防止剥离现象发生还可以提高纳米金属线层抗紫外线能力。

以下列举所述导电层叠结构及其制备方法的较优实施例，以清楚的说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。

请参考图5-图6，对于步骤S11，提供一基底。在一个实施例中，所述基底可以是刚性材料，例如玻璃基底、硅基底、金属基底等。在一个实施例中，所述基底也可以是柔性材料，所述基底的材质可以但不限于为压克力、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚苯并咪唑聚丁烯(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚环氧乙烷、聚乙醇酸(PGA)、聚甲基戊烯(PMP)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或苯乙烯-丙烯腈(SAN)等。本实施例中，所述基底例如是先提供一玻璃基板10，之后在所述玻璃基板10上形成柔性材料基底11。本发明所述的基底并不限于上述举例，亦可由其它材料制成。

可以理解的是，优选方案中，所述基底经过预处理，以清除其上微粒、有机物及金属离子等杂质。

请参考图7，在提供基底之后，对基底进行等离子体处理20。例如，是对柔性材料基底11进行等离子体处理，由此可以增强后续形成的纳米金属线层附着力。

在一个实施例中，所述等离子体处理为采用氮气和/或压缩空气，通过射频电源产生高能量的无序的等离子体，通过等离子体轰击被处理产品表面(这里是所述基底，例如所述柔性材料基底11)，从而实现清洁的目的，以提高后续形成的纳米金属线层的附着力。例如：对于采用包括氮气和压缩空气的情况，氮气与压缩空气的体积比可以在约450:1～550:1，例如500:1等。清洁高度可以为5～10mm，清洁时间可以为5～10s，在等离子处理时，所述基底与等离子体发射端在平行于所述基底顶表面所在平面相对横移时的移动速率可以是20mm/s～30mm/s，例如22mm/s、25mm/s、27mm/s等，以获得较好的处理效果。

请参考图8～图9，对于步骤S12，在所述基底上形成纳米金属线层12，所述纳米金属线层12掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂。

具体地，本步骤S12包括：

在所述基底上涂布纳米金属线溶液30；

在涂布有纳米金属线溶液30的所述基底上涂布光学透明树脂40；以及

加热并冷却以进行固化，获得所述纳米金属线层12。

所述纳米金属线溶液30中具有若干纳米金属线，这些纳米金属线分布于溶剂中。

所述纳米金属线溶液30的浓度可以为0.01mg/mL～10mg/mL，例如0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.5mg/mL、1mg/mL、2mg/mL、3mg/mL、4mg/mL、5mg/mL、6mg/mL、7mg/mL、8mg/mL、9mg/mL等。依据实际工艺能力及产品需求，本领域技术人员可以灵活选择所述纳米金属线溶液30的浓度。

该溶剂可以是水、水溶液、有机溶剂、无机溶剂、离子溶液、含盐溶液、超临界流体、油或其混合物等。该溶剂里还含有其它添加剂，如分散剂、表面活性剂、交联剂、润湿剂或增稠剂，但不以此为限。

所述纳米金属线溶液30中的纳米金属线可以是金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、铜(Cu)、钴(Co)、钯(Pd)等的纳米线。由于银具有导电性和透光性好等特点，所述纳米金属线优选为银纳米线(即纳米银线)，则所述纳米金属线溶液30优选为纳米银线溶液。

所述纳米金属线溶液30的涂布可以采用现有技术完成。例如，所述涂布的方法包括但不限于：喷墨、撒播、凹版印刷、凸版印刷、柔印、纳米压印、丝网印刷、刮刀涂布、旋转涂布、针绘(stylus plotting)、夹缝式涂布或流涂。

所述光学透明树脂40为不含光引发剂的光学透明树脂，例如OCF(单组分聚氨酯泡沫)等，所述不含光引发剂的光学透明树脂40的介电常数介于3～4.5之间。

所述光学透明树脂40的涂布方式也可以采用上述任一种纳米金属线溶液30的涂布方式进行。

在涂布之后，所述光学透明树脂40可以与所述纳米金属线溶液30相互渗透融合在一起，经过固化后，即可获得所需的纳米金属线层12。

通过涂布所述光学透明树脂40后，可以提高所形成的纳米金属线层12与之后形成的走线的导电性能。

在一个实施例中，为了获得更好的掺杂效果，即使得掺杂后形成的纳米金属线层12具有更好的附着力，所述光学透明树脂40与所述纳米金属线溶液30采用的体积比可以为2:1～3:1，所述体积比为涂布之前获得，根据所施加的纳米金属线溶液30的体积，换算光学透明树脂40的体积，并将相应体积的光学透明树脂40涂布在纳米金属线层12上。。

本发明中采用加热并冷却以固化的形式获得所述纳米金属线层12。在一个实施例中，可以直接升温或热风加热等形式进行，加热温度约为50℃～60℃，例如55℃等，加热时间可以为3min～5min，例如200s、220s、250s、280s等，加热时可以在恒温箱中进行；在加热完成后，可以自然冷却至室温(例如洁净室中标准温度范围)即可，当然也可以采用吹风等形式进行冷却至室温，由此实现固化。

在加热时，还可以实现纳米金属线与光学透明树脂40更均匀的融合，从而在固化后，可以起到更好的固定纳米金属线的作用，则纳米金属线不易分层或剥离。

采用加热并冷却的固化方式可以避免紫外线对纳米金属线的干扰，从而提高纳米金属线层12的抗紫外线能力。即本发明中无需采用紫外固化方式。

请参考图10和图11，在获得所述纳米金属线层12之后，还包括：

对所述纳米金属线层12进行图案化；以及

在图案化的所述纳米金属线层12上边缘处设置走线层13。

所述图案化过程及走线层13的设置可以采用现有技术，此处不进行详细说明。

并且，由于本发明中通过不含光引发剂的光学透明树脂的引入，提高了所述纳米金属线层12的附着力，因此可以不需要在所述纳米金属线层12与所述走线层13之间设置光学胶层，从而使得所述纳米金属线层12与所述走线层13直接接触，有助于降低接触电阻，提高导电能力。

此外，本发明实施例还提供了一种显示面板，所述显示面板包括盖板；胶层；以及如上所述的导电层叠结构，所述胶层粘结所述盖板和所述导电层叠结构。

所述显示面板可以应用在手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件中。

本发明实施例还提供了一种触控面板，包括如上所述的导电层叠结构。

所述触控面板可以应用在手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有触控操作功能的产品或部件中。

所述显示面板例如可以包括所述触控面板。

本发明实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的导电层叠结构。例如，所述显示装置可以是手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

综上所述，本发明提供的导电层叠结构及其制备方法中，包括基底；以及位于所述基底上的纳米金属线层，所述纳米金属线层掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂。由此，不仅可以提高纳米金属线层的附着力，防止剥离现象发生，还可以提高纳米金属线层抗紫外线能力。

进一步地，所述不含光引发剂的光学透明树脂的介电常数介于3～4.5之间，可以提高纳米金属线层与走线的导电性能；

进一步地，通过对基底的等离子体处理，可以增强纳米金属线层的附着力。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种导电层叠结构，其特征在于，包括：

基底，所述基底经过等离子体处理，所述等离子体处理采用氮气和压缩空气，所述氮气和所述压缩空气的体积比为450：1～550：1，所述基底与等离子体发射端的距离为5～10mm，所述等离子体发射端在平行于所述基底顶表面所在平面相对横移时的移动速率为20mm/s～30mm/s，清洁时间为5～10s；以及

位于所述基底上的纳米金属线层，所述纳米金属线层掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂，所述不含光引发剂的光学透明树脂的介电常数介于3～4.5之间，所述不含光引发剂的光学透明树脂为单组分聚氨酯泡沫。

2.如权利要求1所述的导电层叠结构，其特征在于，所述导电层叠结构还包括：走线层，所述走线层设置在所述纳米金属线层上。

3.一种导电层叠结构的制备方法，其特征在于，包括：

提供一基底，对所述基底进行等离子体处理，所述等离子体处理采用氮气和压缩空气，所述氮气和所述压缩空气的体积比为450：1～550：1，所述基底与等离子体发射端的距离为5～10mm，所述等离子体发射端在平行于所述基底顶表面所在平面相对横移时的移动速率为20mm/s～30mm/s，清洁时间为5～10s；以及

在所述基底上形成纳米金属线层，所述纳米金属线层掺杂有不含光引发剂的光学透明树脂，所述不含光引发剂的光学透明树脂的介电常数介于3～4.5之间，所述不含光引发剂的光学透明树脂为单组分聚氨酯泡沫。

4.如权利要求3所述的导电层叠结构的制备方法，其特征在于，在所述基底上形成纳米金属线层的步骤包括：

在所述基底上涂布纳米金属线溶液；

在涂布有纳米金属线溶液的所述基底上涂布光学透明树脂，所述光学透明树脂与所述纳米金属线溶液的体积比为2:1～3:1；以及

加热并冷却以进行固化，获得所述纳米金属线层。

5.一种显示面板，其特征在于，包括：

盖板；

胶层；以及

如权利要求1至2中任一项所述的导电层叠结构，所述胶层粘结所述盖板和所述导电层叠结构。

6.一种显示装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至2中任一项所述的导电层叠结构。

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