CN104619754A - 有机无机杂化粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体 - Google Patents

有机无机杂化粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种有机无机杂化粒子,其可以提高无机壳和与无机壳接触的接触对象物的密合性。本发明的有机无机杂化粒子(11)具备有机芯(12)和配置于有机芯(12)表面上的无机壳(13)。有机芯(12)100重量%中,有机芯(12)所含有的硅原子的含量为10重量%以下且有机芯(12)所含有的碳原子的含量为50重量%以上。无机壳(13)100重量%中,无机壳(13)所含有的硅原子的含量为50重量%以上且无机壳(13)所含有的碳原子的含量为30重量%以下。无机壳(13)的厚度相对于有机芯(12)的半径的比为0.05以上且0.70以下。

Description

有机无机杂化粒子、导电性粒子、导电材料及连接结构体
技术领域
本发明涉及一种包括有机芯和配置于该有机芯表面上的无机壳的芯壳型有机无机杂化粒子。本发明还涉及使用了上述有机无机杂化粒子的导电性粒子、导电材料及连接结构体。
背景技术
各向异性导电糊剂及各向异性导电薄等各向异性导电材料已广为人知。在上述各向异性导电材料中,在粘合剂树脂中分散有导电性粒子。
上述各向异性导电材料用于对挠性印刷基板(FPC)、玻璃基板、玻璃环氧基板及半导体芯片等各种连接对象部件的电极间进行电连接而获得连接结构体。另外,有时可使用具有基材粒子和配置于该基材粒子表面上的导电层的导电性粒子作为上述导电性粒子。
作为上述导电性粒子所使用的基材粒子的一例,下述专利文献1中公开有壳为无机化合物(A),芯为有机聚合物(b),且芯由壳包覆的有机聚合物粒子B)(有机无机杂化粒子)。另外,专利文献1中也公开有有机聚合物粒子(B)由导电性金属(C)包覆的导电性粒子。
另外,液晶显示元件通过使液晶配置在2片玻璃基板间而构成。在该液晶显示元件中,为了均匀且固定地保持2片玻璃基板的间隔(间距),可使用间隔件作为间距控制材料。通常使用树脂粒子作为该间隔件。
作为上述导电性粒子或上述液晶显示元件用间隔件中使用的粒子的一例,在下述专利文献2中公开有有机质无机质复合体粒子(有机无机杂化粒子),其通过使具有聚合性不饱和基团的多官能性硅烷化合物在表面活性剂的存在下进行水解及缩聚而获得。在专利文献2中,上述多官能性硅烷化合物为含有选自下式(X)所示的化合物及其衍生物的至少1个自由基聚合性基团的第一硅化合物。
[化学式1]
上述式(X)中,R1表示氢原子或甲基,R2表示任选具有取代基的碳原子数1~20的2价有机基团,R3表示碳原子数1~5的烷基或苯基,R4表示选自由氢原子、碳原子数1~5的烷基和碳原子数2~5的酰基中的至少一个1价基团。
另外,作为上述导电性粒子所使用的基材粒子的其它例子,下述专利文献3、4中公开有基材粒子,其具有球状芯粒子和设于该球状芯粒子表面的弹性包覆层。另外,在专利文献3、4中,也公开了具有上述基材粒子和配置于上述基材粒子中上述弹性包覆层表面上的导电性薄膜层的导电性粒子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2006-156068号公报
专利文献2:(日本)特开2000-204119号公报
专利文献3:(日本)特开2001-11503号公报
专利文献4:(日本)特开2008-117759号公报
发明内容
发明所要解决的问题
有机无机杂化粒子中,通常使用有机材料,因此,柔软性在某种程度上优异,且在施加较高负载进行压缩时充分地变形。因此,在使用所述有机无机杂化粒子作为液晶显示元件用间隔件配置于基板间而获得液晶显示元件时,液晶显示元件用间隔件与基板充分接触。另外,使用在所述有机无机杂化粒子的表面上形成有导电层的导电性粒子,对电极间进行电连接而获得连接结构体时,导电性粒子与电极充分接触。
但是,使用如专利文献1、2所记载的以往的有机无机杂化粒子作为液晶显示元件用间隔件并配置于基板间时,有时液晶显示元件用间隔件对基板的密合性差。另外,在专利文献1、2所记载的以往的有机无机杂化粒子的表面上形成有导电层时,有时有机无机杂化粒子与导电层的密合性差。因此,有时导电层从有机无机杂化粒子的表面剥离。
另外,就专利文献3、4所记载的基材粒子而言,虽然芯使用有机材料,但所述壳所含有的硅原子的含量远远小于50重量%。因此,即使使用专利文献3、4所记载的以往的基材粒子作为液晶显示元件用间隔件并配置于基板间,有时液晶显示元件用间隔件对基板的密合性也较差。另外,在专利文献3、4所记载的以往的基材粒子表面上形成有导电层时,有时基材粒子与导电层的密合性较差。因此,有时导电层从基材粒子的表面剥离。
另外,若有机无机杂化粒子与导电层的密合性较差,则导电性粒子在粘合剂树脂中的分散性下降,从而导电性粒子容易凝聚。进而,使用在粘合剂树脂中分散有导电性粒子的导电材料对电极间进行电连接时,有时连接电阻由于导电材料中的导电性粒子的分散密度不同而变高。进而,有时由于凝聚的导电性粒子而产生绝缘不良。
另一方面,为了提高基材粒子与导电层的密合性,有时使用二氧化硅粒子作为基材粒子。在二氧化硅粒子的表面上形成有导电层的情况下,二氧化硅粒子与导电层的密合性变高。但是,导电性粒子的柔软性降低。因此,在使用在二氧化硅粒子的表面上形成有导电层的导电性粒子对电极间进行电连接时,导电性粒子与电极的接触面积变小。若导电性粒子与电极之间的接触面积较小,则连接电阻变高或容易产生连接不良。
本发明的目的在于,提供一种可以提高无机壳与接触无机壳的接触对象物之间的密合性的有机无机杂化粒子。本发明的另一目的在于,提供使用了所述有机无机杂化粒子的导电性粒子、导电材料及连接结构体。
本发明的限定性的目的在于,提供一种可以提高无机壳与导电层之间的密合性的有机无机杂化粒子,以及提供使用了该有机无机杂化粒子的导电性粒子、导电材料及连接结构体。
本发明的另一限定性的目的在于,提供一种在对电极间进行电连接的情况下,可以有效地降低连接电阻且可以提高绝缘可靠性的有机无机杂化粒子,以及提供使用了该有机无机杂化粒子的导电性粒子、导电材料及连接结构体。
用于解决问题的技术方案
根据本发明广泛的方面,提供一种有机无机杂化粒子,其包括有机芯和设置于所述有机芯表面上的无机壳,所述有机芯100重量%中,所述有机芯中所含的硅原子的含量为10重量%以下,且所述有机芯中所含的碳原子的含量为50重量%以上,所述无机壳100重量%中,所述无机壳中所含的硅原子的含量为50重量%以上,且所述无机壳中所含的碳原子的含量为30重量%以下,所述无机壳的厚度与所述有机芯的半径之比为0.05以上且0.70以下。
本发明的有机无机杂化粒子优选在表面上形成导电层,从而用于获得具有所述导电层的导电性粒子,或者用作液晶显示元件用间隔件。本发明的有机无机杂化粒子优选在表面上形成导电层,从而用于获得具有所述导电层的导电性粒子。
在本发明的有机无机杂化粒子的某个特定的方面,在所述有机芯和所述无机芯之间不进行化学键合。
在本发明的有机无机杂化粒子的某个特定的方面,所述无机壳的厚度为50nm以上且2000nm以下。
在本发明的有机无机杂化粒子的某个特定的方面,所述有机芯的粒径为0.5μm以上且100μm以下。
所述无机壳中所含的硅原子的总个数100%中,与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子的个数所占比例为50%以上。
根据本发明广泛的方面,提供一种导电性粒子,其具备上述有机无机杂化粒子、和设置于所述有机无机杂化粒子表面上的导电层。
根据本发明广泛的方面,提供一种导电材料,其含有导电性粒子和粘合剂树脂,所述导电性粒子包含上述有机无机杂化粒子和设置于所述有机无机杂化粒子表面上的导电层。
根据本发明广泛的方面,提供一种连接结构体,其包括:表面具有第一电极的第一连接对象部件、表面具有第二电极的第二连接对象部件、将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接起来的连接部,所述连接部由导电性粒子形成,或由含有所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料形成,所述导电性粒子包含上述有机无机杂化粒子和设置于所述有机无机杂化粒子表面上的导电层,所述第一电极和所述第二电极通过所述导电性粒子电连接。
发明的效果
本发明的有机无机杂化粒子中,在有机芯的表面上配置有无机壳,进而所述有机芯100重量%中,所述有机芯中所含的硅原子的含量为10重量%以下,且所述有机芯中所含的碳原子的含量为50重量%以上,所述无机壳100重量%中,所述无机壳中所含的硅原子的含量为50重量%以上,且所述无机壳中所含的碳原子的含量为30重量%以下,所述无机壳的厚度与所述有机芯的半径之比为0.05以上且0.70以下,因此,可以提高无机壳与接触无机壳的接触对象物之间的密合性。
附图说明
图1是示出本发明第一实施方式的导电性粒子的剖面图;
图2是示出本发明第二实施方式的导电性粒子的剖面图;
图3是示出本发明第三实施方式的导电性粒子的剖面图;
图4是示意性地示出使用了本发明第一实施方式的导电性粒子的连接结构体的正面剖面图;
图5是示意性地示出使用本发明一实施方式的有机无机杂化粒子作为液晶显示元件用间隔件的液晶显示元件的剖面图。
标记说明
1…导电性粒子
2…导电层
11…有机无机杂化粒子
12…有机芯
13…无机壳
21…导电性粒子
22…导电层
22A…第一导电层
22B…第二导电层
31…导电性粒子
31a…突起
32…导电层
32a…突起
33…芯物质
34…绝缘性物质
51…连接结构体
52…第一连接对象部件
52a…第一电极
53…第二连接对象部件
53a…第二电极
54…连接部
81…液晶显示元件
82…透明玻璃基板
83…透明电极
84…取向膜
85…液晶
86…密封剂
具体实施方式
以下,说明本发明的详情。
(有机无机杂化粒子)
本发明的有机无机杂化粒子具备有机芯和配置于该有机芯表面上的无机壳。在本发明的有机无机杂化粒子中,上述有机芯100重量%中,上述有机芯中所含的硅原子的含量为10重量%以下,且上述有机芯中所含的碳原子的含量为50重量%以上。并且,在本发明的有机无机杂化粒子中,上述无机壳100重量%中,上述无机壳中所含的硅原子的含量为50重量%以上,且上述无机壳中所含的碳原子的含量为30重量%以下。
上述有机芯含有50重量%以上的碳原子,因此,是含有碳原子作为主成分的有机芯。上述有机芯也可以含有硅原子,但在含有硅原子的情况下,由于碳原子为主成分,因此,称为有机芯。上述无机壳含有50重量%以上的硅原子,因此,是含有硅原子作为主成分的无机壳。上述无机壳也可以含有碳原子,但在含有碳原子的情况下,由于硅原子为主成分,因此,称为无机壳。
另外,在本发明的有机无机杂化粒子中,上述无机壳的厚度与上述有机芯的半径之比(无机壳的厚度/有机芯的半径)为0.05以上且0.70以下。
在本发明的有机无机杂化粒子中,在有机芯的表面上配置有无机壳,因此,特别是在芯壳型粒子中,芯为有机芯,且上述有机芯中含有的硅原子的含量为10重量%以下,且上述有机芯中含有的碳原子的含量为50重量%以上,由此,可以提高有机无机杂化粒子的柔软性。因此,在使用上述有机无机杂化粒子作为液晶显示元件用间隔件并配置于基板间,或使用在有机无机杂化粒子的表面上形成有导电层的导电性粒子对电极间进行电连接时,液晶显示元件用间隔件或导电性粒子能够有效地配置于基板间或电极间。并且,可以使液晶显示元件用间隔件或导电性粒子与基板或电极之间的接触面积增大。因此,例如,液晶显示元件的显示质量变得良好,进一步,电极间的连接电阻变低。
而且,在本发明的有机无机杂化粒子中,在有机芯的表面上配置有无机壳,进一步,上述有机芯及上述无机壳中的硅原子及碳原子的含量满足上述关系,且上述无机壳的厚度与上述有机芯的半径之比为0.05以上且0.70以下,由此,可以提高无机壳与接触无机壳的接触对象物之间的密合性。例如,若使用有机无机杂化粒子作为液晶显示元件用间隔件并配置于基板间,则液晶显示元件用间隔件对基板的密合性变高。另外,在有机无机杂化粒子的表面上形成有导电层的情况下,有机无机杂化粒子与导电层之间的密合性变高。因此,导电层难以从有机无机杂化粒子的表面剥离,且由导电性粒子连接的电极间的连接电阻变低。
而且,有机无机杂化粒子与导电层之间的密合性变高,因此,粘合剂树脂中的导电性粒子的分散性变得良好,且导电性粒子难以凝聚。并且,在使用在粘合剂树脂中分散有导电性粒子的导电材料对电极间进行电连接时,导电材料中的导电性粒子的分散密度的差异较少,因此,连接电阻不易变高。进一步,不易产生凝聚的导电性粒子,因此,可以提高连接结构体中的绝缘可靠性。
上述无机壳的厚度与上述有机芯的半径之比(无机壳的厚度/有机芯的半径)为0.05以上且0.70以下。上述比值(无机壳的厚度/有机芯的半径)优选为0.10以上,且优选为0.60以下。若上述比为上述下限以上及上述上限以下,则无机壳与接触无机壳的接触对象物之间的密合性有效地增高。另外,可以降低由导电性粒子电连接的电极间的连接电阻,且可以提高绝缘可靠性。
上述有机芯100重量%中,上述有机芯中含有的硅原子的含量为10重量%以下,优选为5重量%以下。上述有机芯也可以不含硅原子。上述有机芯优选不含硅原子。上述有机芯100重量%中,上述有机芯中含有的碳原子的含量为50重量%以上,优选为60重量%以上,更优选为65重量%以上。上述有机芯中的硅原子的含量越少,另外上述有机芯中的碳原子的含量越多,无机壳与接触无机壳的接触对象物之间的密合性越进一步增高,并且,源自有机芯的有机无机杂化粒子的柔软性进一步变高。
上述无机壳100重量%中,上述无机壳中含有的硅原子的含量为50重量%以上,优选为54重量%以上,更优选为56重量%以上,进一步优选为60重量%以上。上述无机壳也可以不含碳原子。上述无机壳优选为不含碳原子。上述无机壳100重量%中,上述无机壳中含有的碳原子的含量为30重量%以下,优选为20重量%以下,更优选为10重量%以下。上述无机壳中的硅原子的含量越多,另外上述无机壳中的碳原子的含量越少,无机壳与接触无机壳的接触对象物之间的密合性越进一步增高,并且,源自无机壳的压缩初期的硬度进一步变得良好。
若上述无机壳100重量%中,上述无机壳中含有的硅原子的含量为54重量%以上,则无机壳与导电层之间的密合性进一步变高,若为60重量%以上,则无机壳与导电层之间的密合性变得相当高。另外,若上述无机壳100重量%中,上述无机壳中含有的硅原子的含量为54重量%以上,则液晶显示元件用间隔件对基板的密合性进一步变高,若为60重量%以上,则液晶显示元件用间隔件对基板的密合性变得相当高。
上述有机无机杂化粒子中有机芯及无机壳中的硅原子及碳原子的含量可以通过TEM/EDS法进行的线性分析来测定。
上述无机壳中含有的硅原子的总个数100%中,与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子的个数所占比例优选为50%以上。在该情况下,压缩10%时的压缩弹性模量比较高,压缩30%时的压缩弹性模量比较低,有机无机杂化粒子具有更良好的压缩变形特性。
上述有机无机杂化粒子的用途没有特别限定。上述有机无机杂化粒子可以优选用于各种用途。上述有机无机杂化粒子优选用于在表面上形成导电层而获得具有上述导电层的导电性粒子,或用作液晶显示元件用间隔件。本发明的有机无机杂化粒子优选用于在表面上形成导电层而获得具有上述导电层的导电性粒子。上述有机无机杂化粒子优选用作液晶显示元件用间隔件。在上述有机无机杂化粒子中,无机壳和接触无机壳的接触对象物之间的密合性较高,因此,在使用上述有机无机杂化粒子作为液晶显示元件用间隔件并配置于基板间,或在表面形成导电层而用作导电性粒子对电极间进行电连接时,可将液晶显示元件用间隔件或导电性粒子有效率地配置于基板间或电极间。进一步,对使用了上述液晶显示元件用间隔件的液晶显示元件及使用了上述导电性粒子的连接结构体施加冲击时,根据基板或电极的间隔的变动,液晶显示元件用间隔件或导电性粒子易于充分追随而变形。因此,不易产生基板间或电极间的间隔不均,且不易产生电极间的连接不良。
而且,上述有机无机杂化粒子也可以优选用作无机充填材料、调色剂的添加剂、冲击吸收剂或振动吸收剂。例如,可以使用上述有机无机杂化粒子作为橡胶或弹簧等的替代品。
使上述有机无机杂化粒子压缩变形10%时的压缩弹性模量(10%K值)优选为2000N/mm2以上,更优选为3000N/mm2以上,进一步优选为4000N/mm2以上,特别优选为5000N/mm2以上,最优选为6000N/mm2以上,优选为15000N/mm2以下,更优选为10000N/mm2以下,进一步优选为8500N/mm2以下。上述10%K值为上述下限以上及上述上限以下的有机无机杂化粒子具有良好的压缩变形特性。
使上述有机无机杂化粒子压缩变形30%时的压缩弹性模量(30%K值)优选为300N/mm2以上,更优选为600N/mm2以上,进一步优选为800N/mm2以上,特别优选为1000N/mm2以上,优选为5000N/mm2以下,更优选为4500N/mm2以下,进一步优选为4000N/mm2以下。上述30%K值为上述下限以上及上述上限以下的有机无机杂化粒子具有良好的压缩变形特性。
从可获得良好的压缩变形特性出发,将上述有机无机杂化粒子压缩10%时的压缩弹性模量(10%K值)与将上述有机无机杂化粒子压缩30%时的压缩弹性模量(30%K值)之比(10%K值/30%K值)优选为1以上,更优选为1.3以上,进一步优选为1.8以上,特别优选为2.0以上,且优选为10.0以下,更优选为5.0以下,进一步优选为4.4以下。
上述有机无机杂化粒子中的上述压缩弹性模量(10%K值及30%K值)可以如下测定。
使用微小压缩试验机,在圆柱(直径100μm,金刚石制)的平滑压头端面,在25℃、压缩速度为0.3mN/秒及最大试验负载20mN的条件下对有机无机杂化粒子进行压缩。对此时的负载值(N)及压缩位移(mm)进行测定。可以根据获得的测定值,并通过下式而求出上述压缩弹性模量。例如,可以使用Fischer公司制造的“Fischer scope H-100”等作为上述微小压缩试验机。
K值(N/mm2)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2
F:有机无机杂化粒子压缩变形10%或30%时的负载值(N)
S:有机无机杂化粒子压缩变形10%或30%时的压缩位移(mm)
R:有机无机杂化粒子的半径(mm)
上述压缩弹性模量普遍且定量地表示有机无机杂化粒子的硬度。通过使用上述压缩弹性模量,可以定量且唯一地表示有机无机杂化粒子的硬度。
上述有机芯优选为有机粒子。作为用于形成上述有机芯的材料,优选使用各种有机物。作为用于形成上述有机芯的材料,例如可使用:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丁二烯等聚烯烃树脂;聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂;聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚砜、聚碳酸酯、聚酰胺、苯酚甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、脲甲醛树脂及使一种或两种以上具有烯属不饱和基团的各种聚合性单体聚合而获得的聚合物等。通过使一种或两种以上具有烯属不饱和基团的各种聚合性单体聚合,容易设计及合成适于导电材料的具有任意压缩时的物性的有机无机杂化粒子。
在使具有烯属不饱和基团的单体聚合而获得上述有机芯的情况下,作为具有上述烯属不饱和基团的单体,可以举出非交联性单体与交联性单体。
作为上述非交联性的单体,例如可举出:苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯类单体;(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐等含羧基单体;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、聚环氧乙烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含有氧原子的(甲基)丙烯酸酯类;(甲基)丙烯腈等含腈单体;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚等乙烯基醚类;乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等酸乙烯基酯类;乙烯、丙烯、异戊二烯、丁二烯等不饱和烃;(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸五氟乙酯、氯乙烯、氟乙烯、氯苯乙烯等含卤素单体等。
作为上述交联性的单体,例如可举出:四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯类;(异)氰脲酸三烯丙基酯、三烯丙基偏苯三酸酯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯酰胺、二烯丙基醚、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基苯乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷等含硅烷单体等。
通过利用公知的方法使上述具有烯属不饱和基团的聚合性单体进行聚合,可以得到上述有机芯。作为其该方法,例如可举出在自由基聚合引发剂的存在下进行悬浮聚合的方法、以及使用非交联的种粒子并与自由基聚合引发剂一起使单体溶胀而进行聚合的方法等。
从在形成无机壳时及使用有机无机杂化粒子时对有机芯的变形进行抑制的观点出发,上述有机芯的分解温度优选超过200℃,更优选超过250℃,进一步更优选超过300℃。上述有机芯的分解温度也可以超过400℃,也可以超过500℃,也可以超过600℃,也可以超过800℃。
上述有机芯的粒径优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,且优选为500μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选为50μm以下,特别优选为20μm以下,最优选为10μm以下。若上述有机芯的粒径为上述下限以上及上述上限以下,则10%K值及30%K值显示进一步优选的值,而可以优选地将有机无机杂化粒子用于导电性粒子及液晶显示元件用间隔件的用途。例如,若上述有机芯的粒径为上述下限以上及上述上限以下,则在使用上述导电性粒子对电极间进行连接的情况下,导电性粒子与电极之间的接触面积充分变大,且在形成导电层时不易形成凝聚的导电性粒子。另外,经由导电性粒子连接的电极间的间隔不会过大,且导电层不易从有机无机杂化粒子的表面剥离。
上述有机芯的粒径在上述有机芯为真球状时是指直径,在上述有机芯为真球状以外的形状的情况下是指最大径。另外,在本发明中,粒径是指使用扫描电子显微镜对有机芯进行观察,以游标卡尺对任意选择的50个有机芯的粒径进行测定而获得的平均值。
上述有机无机杂化粒子为芯壳粒子。上述无机壳配置于上述有机芯的表面上。优选上述无机壳对上述有机芯的表面进行包覆。
上述无机壳优选通过在上述有机芯的表面上利用溶胶凝胶法将烷氧基金属制成壳状物后,对该壳状物进行烧成而形成。就溶胶凝胶法而言,容易将壳状物配置在上述有机芯的表面上。在进行上述烧成的情况下,就上述有机无机杂化粒子而言,烧成后上述有机芯未通过挥发等除去而残留。上述有机无机杂化粒子在烧成后具备上述有机芯。此外,若假设在烧成后上述有机芯通过挥发等除去,则上述10%K值会变得相当低。
作为上述溶胶凝胶法的具体方法,可以举出:使四乙氧基甲硅烷等无机单体共存于含有有机芯、水或醇等溶剂、表面活性剂及氨水溶液等催化剂的分散液中而进行界面溶胶反应的方法;以及通过与水或醇等溶剂及氨水溶液共存的四乙氧基甲硅烷等无机单体而进行溶胶凝胶反应后,使溶胶凝胶反应物杂絮凝(ヘテロ凝集)于有机芯的方法等。在上述溶胶凝胶法中,优选上述烷氧基金属进行水解及缩聚。
在上述溶胶凝胶法中,优选使用表面活性剂。优选在表面活性剂的存在下,通过溶胶凝胶法将上述烷氧基金属制成壳状物。上述表面活性剂没有特别限定。上述表面活性剂可以适当选择使用,使其形成良好的壳状物。作为上述表面活性剂,可以举出:阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂及非离子性表面活性剂等。其中,从可以形成良好的无机壳出发,优选阳离子性表面活性剂。
作为上述阳离子性表面活性剂,可以举出:季铵盐及季盐等。作为上述阳离子性表面活性剂的具体例,可以举出:十六烷基溴化铵等。
为了在上述有机芯的表面上形成上述无机壳,优选对上述壳状物进行烧成。可以根据烧成条件对无机壳中的交联度进行调整。另外,通过进行烧成,与未进行烧成的情况相比,上述有机无机杂化粒子的10%K值及30%K值显示进一步优选的值。特别是通过提高交联度,可以使10%K值充分变高。
上述无机壳优选为通过在上述有机芯的表面上利用溶胶凝胶法将烷氧基金属制成壳状物后,对该壳状物在100℃以上(烧成温度)下进行烧成而形成。上述烧成温度更优选为150℃以上,进一步优选为200℃以上。若上述烧成温度为上述下限以上,则无机壳中的交联度进一步变得适度,而10%K值及30%K值显示进一步优选的值,根据导电性粒子及液晶显示元件用间隔件的用途,可以进一步适于使用有机无机杂化粒子。
上述无机壳优选通过在上述有机芯的表面上利用溶胶凝胶法将烷氧基金属制成壳状物后,将该壳状物在上述有机芯的分解温度以下(烧成温度)进行烧成而形成。上述烧成温度优选为比上述有机芯的分解温度低5℃以上的温度,更优选为比上述有机芯的分解温度低10℃以上的温度。另外,上述烧成温度优选为800℃以下,更优选为600℃以下,进一步优选为500℃以下。若上述烧成温度为上述上限以下,则可以对上述有机芯的热劣化及变形进行抑制,而可以获得10%K值及30%K值显示良好的值的有机无机杂化粒子。
作为上述烷氧基金属,可以举出:烷氧基硅烷、烷氧基钛、烷氧基锆及烷氧基铝等。从形成良好的无机壳的观点出发,上述烷氧基金属优选为烷氧基硅烷、烷氧基钛、烷氧基锆及烷氧基铝,更优选为烷氧基硅烷、烷氧基钛及烷氧基锆,进一步优选为烷氧基硅烷。从形成良好的无机壳的观点出发,上述烷氧基金属中的金属原子优选为硅原子、钛原子、锆原子或铝原子,更优选为硅原子、钛原子或锆原子,进一步优选为硅原子。上述烷氧基金属也可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
从形成良好的无机壳的观点出发,上述烷氧基金属优选为由下式(1)表示的烷氧基金属。
M(R1)n(OR2)4-n···式(1)
上述式(1)中,M为硅原子、钛原子或锆原子,R1表示苯基、碳原子数为1~30的烷基、具有聚合性双键的碳原子数为1~30的有机基团或具有环氧基的碳原子数为1~30的有机基团,R2表示碳原子数为1~6的烷基,n表示0~2的整数。n为2时,多个R1可以相同,也可以不同。多个R2可以相同,也可以不同。
从形成良好的无机壳的观点出发,上述烷氧基金属优选为下式(1A)所示的烷氧基硅烷。
Si(R1)n(OR2)4-n···式(1A)
上述式(1A)中,R1表示苯基、碳原子数为1~30的烷基、具有聚合性双键的碳原子数1~30的有机基团或具有环氧基的碳原子数为1~30的有机基团,R2表示碳原子数1~6的烷基。n为2时,多个R1可以相同,也可以不同。多个R2可以相同,也可以不同。为了有效提高无机壳中含有的硅原子的含量,上述式(1A)中n优选表示0或1,更优选表示0。若无机壳中含有的硅原子的含量较高,则本发明的效果进一步优异。
在上述R1为碳原子数1~30的烷基的情况下,作为R1的具体例,可以举出:甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、正己基、环己基、正辛基及正癸基等。该烷基的碳原子数优选为10以下,更优选为6以下。此外,烷基中包含环烷基。
作为上述聚合性双键,可以举出碳-碳双键。在上述R1为具有聚合性双键的碳原子数1~30的有机基团的情况下,作为R1的具体例,可以举出:乙烯基、烯丙基、异丙烯基及3-(甲基)丙烯酰氧基烷基等。作为上述(甲基)丙烯酰氧基烷基,可以举出:(甲基)丙烯酰氧基甲基、(甲基)丙烯酰氧基乙基及(甲基)丙烯酰氧基丙基等。上述具有聚合性双键的碳原子数1~30的有机基团的碳原子数优选为2以上,且优选为30以下,更优选为10以下。上述“(甲基)丙烯酰氧基”是指甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基。
在上述R1为具有环氧基的碳原子数1~30的有机基团的情况下,作为R1的具体例,可以举出:1,2-环氧基乙基、1,2-环氧基丙基、2,3-环氧基丙基、3,4-环氧基丁基、3-环氧丙氧基丙基及2-(3,4-环氧基环己基)乙基等。上述具有环氧基的碳原子数1~30的有机基团的碳原子数优选为8以下,更优选为6以下。此外,上述具有环氧基的碳原子数1~30的有机基团是除含有碳原子及氢原子以外,也含有源自环氧基的氧原子的基团。
作为上述R2的具体例,可以举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基及异丁基等。为了有效提高无机壳中含有的硅原子的含量,上述R2优选表示甲基或乙基。
作为上述烷氧基硅烷的具体例,可以举出:四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷及二异丙基二甲氧基硅烷等。也可以使用这些以外的烷氧基硅烷。
为了有效提高无机壳中含有的硅原子的含量,优选使用四甲氧基硅烷或四乙氧基甲硅烷作为上述无机壳的材料。上述无机壳的材料的100重量%中,四甲氧基硅烷与四乙氧基甲硅烷的合计含量优选为50重量%以上(也可以为总量)。上述无机壳100重量%中,源自四甲氧基硅烷的骨架和源自四乙氧基硅烷的骨架的合计含量优选为50重量%以上(也可以为总量)。
作为上述烷氧基钛的具体例,可以举出:四甲氧基钛、四乙氧基钛、四异丙氧基钛、及四丁氧基钛等。也可以使用这些以外的烷氧基钛。
作为上述烷氧基锆的具体例,可以举出:四甲氧基锆、四乙氧基锆、四异丙氧基锆及四丁氧基锆等。也可以使用这些以外的烷氧基锆。
上述烷氧基金属优选包含具有在金属原子上直接键合有4个氧原子的结构的烷氧基金属。上述烷氧基金属优选包含下式(1a)所示的烷氧基金属。
M(OR2)4···式(1a)
上述式(1a)中,M为硅原子、钛原子或锆原子,R2表示碳原子数1~6的烷基,n表示0~2的整数。多个R2可以相同,也可以不同。
上述烷氧基金属优选包含具有在硅原子上直接键合有4个氧原子的结构的烷氧基硅烷。在该烷氧基硅烷中,通常4个氧原子通过单键与硅原子键合。上述烷氧基金属优选含有下式(1Aa)所示的烷氧基硅烷。
Si(OR2)4···式(1Aa)
上述式(1Aa)中,R2表示碳原子数1~6的烷基。多个R2可以相同,也可以不同。
从有效使10%K值变高,且有效降低30%K值的观点出发,上述用于形成上述无机壳的烷氧基金属100摩尔%中,上述具有在金属原子上直接键合有4个氧原子的结构的烷氧基金属、上述式(1a)所示的烷氧基金属、上述具有在硅原子上直接键合有4个氧原子的结构的烷氧基硅烷、或上述式(1Aa)所示的烷氧基硅烷的各含量优选为20摩尔%以上,更优选为40摩尔%以上,进一步优选为50摩尔%以上,更进一步优选为55摩尔%以上,特别优选为60摩尔%以上,且为100摩尔%以下。上述用于形成无机壳的烷氧基金属的总量可以是上述具有在金属原子上直接键合有4个氧原子的结构的烷氧基金属、上述式(1a)所示的烷氧基金属、上述具有在硅原子上直接键合有4个氧原子的结构的烷氧基硅烷、或上述式(lAa)所示的烷氧基硅烷。
从有效提高10%K值,且有效降低30%K值的观点出发,源自上述无机壳中含有的上述烷氧基金属的金属原子的总个数100%中,直接键合有4个氧原子的金属原子的个数比例、与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子的个数所占比例分别优选为20%以上,更优选为40%以上,进一步优选为50%以上,更进一步优选为55摩尔%以上,特别优选为60%以上。
另外,从有效提高10%K值,且有效降低30%K值的观点出发,上述无机壳所含有的金属原子的总个数100%中,直接键合有4个氧原子的金属原子的个数比例优选为20%以上,更优选为40%以上,进一步优选为50%以上,更进一步优选为55摩尔%以上,特别优选为60%以上。从有效提高10%K值,且有效降低30%K值的观点来出发,上述烷氧基金属为烷氧基硅烷,且上述无机壳中含有的硅原子的总个数100%中,与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子的个数所占比例优选为20%以上,更优选为40%以上,进一步优选为50%以上,特别优选为60%以上。
此外,与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子例如为由下式(11)表示的结构中的硅原子。具体而言,是由下式(11X)表示的结构中的附箭头A进行表示的硅原子。
[化学式2]
此外,上述式(11)中的氧原子通常与邻接的硅原子形成硅氧烷键。
[化学式3]
作为对与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子的个数比例(Q4的个数比例(%))进行测定的方法,例如可以举出:使用NMR光谱解析装置,将Q4(与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子)的峰面积、与Q1~Q3(与1~3个-O-Si基直接键合且与1~3个所述-O-Si基中的1~3个氧原子直接键合的硅原子)的峰面积进行比较的方法。通过该方法,可以求出上述无机壳所含有的硅原子的总个数100%中,直接键合有4个-O-Si基且直接键合有4个上述-O-Si基中的4个氧原子的硅原子的个数比例(Q4的个数比例)。此外,在求出后述实施例的Q4的个数比例的NMR测定结果中,对源自与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子的峰值进行评价。
上述无机壳的厚度优选为1nm以上,更优选为10nm以上,进一步优选为50nm以上,特别优选为100nm以上,且优选为100000nm以下,更优选为10000nm以下,进一步优选为2000nm以下。若上述无机壳的厚度为上述下限以上及上述上限以下,则10%K值及30%K值显示进一步优选的值,可以优选地将有机无机杂化粒子用于导电性粒子及液晶显示元件用间隔件的用途。上述无机壳的厚度是每个有机无机杂化粒子的平均厚度。可以通过控制溶胶凝胶法,控制上述无机壳的厚度。
在本发明中,无机壳的厚度可以使用扫描电子显微镜对有机无机杂化粒子进行观察,从利用游标卡尺对任意选择的50个有机无机杂化粒子的粒径进行测定而获得的平均值、与有机芯的粒径的平均值之差而求出。上述有机无机杂化粒子的粒径在上述有机无机杂化粒子为真球状的情况下是指直径,在上述有机无机杂化粒子为真球状以外的形状的情况下是指最大径。
上述有机无机杂化粒子的长宽比优选为2以下,更优选为1.5以下,进一步优选为1.2以下。上述长宽比表示长径/短径。
优选在上述有机芯与上述无机壳之间不进行化学键合。在上述有机芯与上述无机壳之间未进行化学键合的情况下,无机壳不易过度破裂,进而可以增大电极与导电性粒子相对于连接对象部件的接触面积,可以进一步降低电极间的连接电阻。
优选为在上述有机芯与上述无机壳之间不进行化学键合,但也可以进行化学键合。作为在上述有机芯与上述无机壳之间进行化学键合的方法,可以举出:将与构成无机壳的材料的官能基团进行反应的官能基团导入到有机芯的表面后,在有机芯的表面上通过上述构成无机壳的材料形成无机壳的方法等。具体而言,通过偶联剂对有机芯的表面进行表面处理后,在上述有机芯的表面上,通过溶胶凝胶法将烷氧基金属制成壳状物的方法等。
(导电性粒子)
上述导电性粒子具备:上述有机无机杂化粒子和配置于该有机无机杂化粒子的表面上的导电层。
图1中,以剖面图表示本发明第一实施方式的导电性粒子。
图1所示的导电性粒子1具有有机无机杂化粒子11和配置于有机无机杂化粒子11表面上的导电层2。导电层2对有机无机杂化粒子11的表面进行包覆。导电性粒子1是由导电层2对有机无机杂化粒子11的表面进行了包覆的包覆粒子。
有机无机杂化粒子11具备有机芯12和配置于有机芯12表面上的无机壳13。无机壳13对有机芯12的表面进行包覆。导电层2配置于无机壳13的表面上。导电层2对无机壳13的表面进行包覆。
图2中,以剖面图示出本发明第二实施方式的导电性粒子。
图2所示的导电性粒子21具有有机无机杂化粒子11和配置于有机无机杂化粒子11表面上的导电层22。导电层22具有作为内层的第一导电层22A和作为外层的第二导电层22B。第一导电层22A配置在有机无机杂化粒子11的表面上。在无机壳13的表面上配置有第一导电层22A。第二导电层22B配置在第一导电层22A的表面上。
图3中,以剖面图示出本发明第三实施方式的导电性粒子。
图3所示的导电性粒子31具有有机无机杂化粒子11、导电层32、多个芯物质33及多个绝缘性物质34。
导电层32配置于有机无机杂化粒子11的表面上。导电层32配置在无机壳13的表面上。
导电性粒子31在导电性的表面上具有多个突起31a。导电层32在外表面上具有多个突起32a。如上所述,上述导电性粒子可以在导电性的表面上具有突起,也可以在导电层的外表面上具有突起。多个芯物质33配置在有机无机杂化粒子11的表面上。多个芯物质33配置在无机壳13的表面上。多个芯物质33嵌入导电层32内。芯物质33配置于突起31a、突起32a的内侧。导电层32对多个芯物质33进行包覆。基于多个芯物质33,导电层32的外表面隆起,从而形成有突起31a、突起32a。
导电性粒子31具有配置于导电层32的外表面上的绝缘性物质34。导电层32的外表面的至少一部分区域由绝缘性物质34包覆。绝缘性物质34由具有绝缘性的材料形成,且为绝缘性粒子。如上所述,上述导电性粒子也可以具有配置于导电层的外表面上的绝缘性物质。
用于形成上述导电层的金属没有特别限定。作为该金属,例如可以举出:金、银、钯、铜、铂、锌、铁、锡、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅及它们的合金等。另外,作为上述金属,可以举出:掺锡氧化铟(ITO)及焊料等。其中,由于可以进一步降低电极间的连接电阻,因此,优选含有锡的合金、镍、钯、铜或金,优选为镍或钯。
上述导电层也可以如导电性粒子1、导电性粒子31那样由1层形成。导电层也可以如导电性粒子21那样由多层形成。即,导电层也可以具有2层以上的叠层结构。在导电层由多个层形成的情况下,最外层优选为金层、镍层、钯层、铜层或含有锡与银的合金层,更优选为金层。在最外层为这些优选的导电层的情况下,电极间的连接电阻进一步变低。另外,在最外层为金层的情况下,耐腐蚀性进一步变高。
在上述有机无机杂化粒子的表面上形成导电层的方法没有特别限定。作为形成导电层的方法,例如可以举出:利用非电解镀敷的方法、利用电镀的方法、利用物理蒸镀的方法以及将金属粉末或包含金属粉末和粘合剂的糊剂涂布于有机无机杂化粒子的表面的方法等。其中,利用非电解镀敷的方法由于导电层的形成简便而优选。作为上述利用物理蒸镀的方法,可以举出:真空蒸镀、离子镀及离子溅射等方法。
上述导电性粒子的粒径优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,且优选为520μm以下,更优选为500μm以下,进一步优选为100μm以下,进而更优选为50μm以下,特别优选为20μm以下。若导电性粒子的粒径为上述下限以上及上述上限以下,则在使用导电性粒子而对电极间进行连接的情况下,导电性粒子与电极之间的接触面积充分变大,且在形成导电层时不易形成凝聚的导电性粒子。另外,经由导电性粒子连接的电极间的间隔不会过大,且导电层不易从有机无机杂化粒子的表面剥离。另外,若导电性粒子的粒径为上述下限以上及上述上限以下,则可以优选地将导电性粒子用于导电材料的用途。
上述导电性粒子的粒径在导电性粒子为真球状的情况下是指直径,在导电性粒子为真球状以外的形状的情况下是指最大径。
上述导电层的厚度优选为0.005μm以上,更优选为0.01μm以上,且优选为10μm以下,更优选为1μm以下,进一步优选为0.5μm以下,特别优选为0.3μm以下。上述导电层的厚度在导电层为多层的情况下是导电层整体的厚度。若导电层的厚度为上述下限以上及上述上限以下,则获得充分的导电性,且导电性粒子不会变得过硬,而在连接电极间时导电性粒子充分变形。
在上述导电层由多层形成的情况下,最外层的导电层的厚度优选为0.001μm以上,更优选为0.01μm以上,且优选为0.5μm以下,更优选为0.1μm以下。若上述最外层的导电层的厚度为上述下限以上及上述上限以下,则利用最外层的导电层进行的包覆变得均匀,耐腐蚀性充分变高,且电极间的连接电阻进一步变低。另外,在上述最外层为金层的情况下,金层的厚度越薄,成本越低。
上述导电层的厚度例如可以通过使用透射电子显微镜(TEM)观察导电性粒子的剖面而进行测定。
上述导电性粒子可以在导电性的表面上具有突起。上述导电性粒子也可以在上述导电层的外表面上具有突起。该突起优选为多个。多数情况下,在由导电性粒子连接的电极的表面上形成有氧化被膜。在使用具有突起的导电性粒子的情况下,将导电性粒子配置在电极间并进行压接,由此,通过突起有效地除去上述氧化被膜。因此,可以使电极与导电性粒子的导电层进一步可靠地接触,可以降低电极间的连接电阻。进而,导电性粒子在表面上具备绝缘性物质时,或将导电性粒子分散于粘合剂树脂中而用作导电材料时,通过导电性粒子的突起,可以有效地除去导电性粒子与电极之间的绝缘性物质或粘合剂树脂。因此,可以提高电极间的导通可靠性。
作为在上述导电性粒子的表面上形成突起的方法,可以举出:使芯物质附着于有机无机杂化粒子的表面后,通过非电解镀敷而形成导电层的方法;以及在有机无机杂化粒子的表面通过非电解镀敷而形成导电层后,使芯物质附着,进一步通过非电解镀敷而形成导电层的方法等。另外,也可以不使用上述芯物质来形成突起。
上述导电性粒子也可以具备配置于上述导电层的外表面上的绝缘性物质。在该情况下,若将导电性粒子用于电极间的连接,则可以防止邻接的电极间的短路。具体而言,在多个导电性粒子接触时,绝缘性物质存在于多个电极间,因此,可以防止横方向上邻接的电极间的短路,而并非上下电极间的短路。此外,在连接电极间时,利用两个电极对导电性粒子进行加压,由此,可以容易地除去导电性粒子的导电层与电极之间的绝缘性物质。在导电性粒子在上述导电层的表面上具有突起的情况下,可以进一步容易地除去导电性粒子的导电层与电极之间的绝缘性物质。上述绝缘性物质优选为绝缘性树脂层或绝缘性粒子,更优选为绝缘性粒子。上述绝缘性粒子优选为绝缘性树脂粒子。
(导电材料)
上述导电材料含有上述的导电性粒子和粘合剂树脂。上述导电性粒子优选分散于粘合剂树脂中而用作导电材料。上述导电材料优选各向异性导电材料。上述导电材料可以优选地用于电极的电连接。上述导电材料优选为电路连接材料。
上述粘合剂树脂没有特别限定。可以使用公知的绝缘性的树脂作为上述粘合剂树脂。作为上述粘合剂树脂,例如可以举出:乙烯基树脂、热塑性树脂、固化性树脂、热塑性嵌段共聚物及弹性体等。上述粘合剂树脂也可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为上述乙烯基树脂,例如可以举出:乙酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂及苯乙烯树脂等。作为上述热塑性树脂,例如可以举出聚烯烃树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及聚酰胺树脂等。作为上述固化性树脂,例如可以举出:环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂及不饱和聚酯树脂等。此外,上述固化性树脂也可以为常温固化型树脂、热固化型树脂、光固化型树脂或湿气固化型树脂。上述固化性树脂也可以与固化剂组合使用。作为上述热塑性嵌段共聚物,例如可以举出:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物、及苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物等。作为上述弹性体,例如可以举出苯乙烯-丁二烯共聚橡胶及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚橡胶等。
上述导电材料除了上述导电性粒子及上述粘合剂树脂以外,例如也可以含有充填剂、增量剂、软化剂、增塑剂、聚合催化剂、固化催化剂、着色剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、抗静电剂及阻燃剂等各种添加剂。
使上述导电性粒子分散于上述粘合剂树脂中的方法可以使用以往公知的分散方法,且没有特别限定。作为使上述导电性粒子分散于上述粘合剂树脂中的方法,例如可以举出:将上述导电性粒子添加至上述粘合剂树脂中后,利用行星式混合机等进行混炼而使其分散的方法;使用均质器等使上述导电性粒子均匀地分散于水或有机溶剂中后,添加于上述粘合剂树脂中,利用行星式混合机等进行混炼而使其分散的方法;以及利用水或有机溶剂等对上述粘合剂树脂进行稀释后,添加上述导电性粒子,利用行星式混合机等进行混炼而使的分散的方法等。
上述导电材料可以用作导电糊剂及导电膜等。在本发明的导电材料为导电膜的情况下,也可以将不含导电性粒子的膜叠层在该含有导电性粒子的导电膜上。上述导电糊剂优选为各向异性导电糊剂。上述导电薄优选为各向异性导电膜。
上述导电材料100重量%中,上述粘合剂树脂的含量优选为10重量%以上,更优选为30重量%以上,进一步优选为50重量%以上,特别优选为70重量%以上,且优选为99.99重量%以下,更优选为99.9重量%以下。若上述粘合剂树脂的含量为上述下限以上及上述上限以下,则导电性粒子有效率地配置于电极间,而由导电材料连接的连接对象部件的连接可靠性进一步变高。
上述导电材料100重量%中,上述导电性粒子的含量优选为0.01重量%以上,更优选为0.1重量%以上,且优选为40重量%以下,更优选为20重量%以下,进一步优选为10重量%以下。若上述导电性粒子的含量为上述下限以上及上述上限以下,则电极间的导通可靠性进一步变高。
(连接结构体及液晶显示元件)
使用上述导电性粒子或使用含有上述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料,将连接对象部件进行连接,由此,可以获得连接结构体。
上述连接结构体优选具备第一连接对象部件、第二连接对象部件及对第一连接对象部件与第二连接对象部件进行连接的连接部,且该连接部由上述的导电性粒子形成,或者优选由含有上述的导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料形成的连接结构体。在单独使用导电性粒子的情况下,连接部本身为导电性粒子。即,第一连接对象部件、第二连接对象部件由导电性粒子连接。用于获得上述连接结构体的上述导电材料优选为各向异性导电材料。
上述第一连接对象部件优选在表面上具有第一电极。上述第二连接对象部件优选在表面上具有第二电极。优选上述第一电极与上述第二电极由上述导电性粒子进行电连接。
图4是示意性地示出使用了图1所示的导电性粒子1的连接结构体的正面剖面图。
图4所示的连接结构体51具备第一连接对象部件52、第二连接对象部件53及对第一连接对象部件52与第二连接对象部件53进行连接的连接部54。连接部54由含有导电性粒子1和粘合剂树脂的导电材料形成。图4中,为了便于图示,而简略地示出导电性粒子1。除导电性粒子1以外,也可以使用导电性粒子21、导电性粒子31等其它导电性粒子。
第一连接对象部件52在表面(上表面)上具有多个第一电极52a。第二连接对象部件53在表面(下表面)上具有多个第二电极53a。第一电极52a和第二电极53a由1个或多个导电性粒子1电连接。因此,第一连接对象部件52、第二连接对象部件53由导电性粒子1电连接。
上述连接结构体的制造方法没有特别限定。作为连接结构体的制造方法的一个例子可以举出:将上述导电材料配置在第一连接对象部件和第二连接对象部件之间而获得叠层体后,对该叠层体进行加热及加压的方法等。上述加压的压力为9.8×104~4.9×106Pa左右。上述加热的温度为120~220℃左右。用于对挠性印刷基板的电极、配置于树脂膜上的电极及触控面板的电极进行连接的上述加压的压力为9.8×104~1.0×106Pa左右。
作为上述连接对象部件,具体而言,可以举出:半导体芯片、电容器及二极管等电子零件以及印刷基板、挠性印刷基板、环氧玻璃基板及玻璃基板等电路基板等电子零件等。上述导电材料优选为用于连接电子零件的导电材料。上述导电糊剂优选为糊状的导电材料,且以糊状的状态涂布于连接对象部件上。
上述导电性粒子及上述导电材料也可以优选地用于触摸面板。因此,上述连接对象部件也优选为挠性印刷基板、或在树脂膜的表面上配置有电极的连接对象部件。上述连接对象部件优选为挠性印刷基板,且优选为在树脂膜的表面上配置有电极的连接对象部件。上述挠性印刷基板通常在表面上具有电极。
作为设于上述连接对象部件上的电极,可以举出:金电极、镍电极、锡电极、铝电极、铜电极、钼电极及钨电极等金属电极。在上述连接对象部件为挠性印刷基板的情况下,上述电极优选为金电极、镍电极、锡电极或铜电极。在上述连接对象部件为玻璃基板的情况下,上述电极优选为铝电极、铜电极、钼电极或钨电极。此外,在上述电极为铝电极的情况下,也可以为仅由铝形成的电极,也可以为将铝层叠层在金属氧化物层的表面上而成的电极。作为上述金属氧化物层的材料,可以举出:掺杂有3价的金属元素的氧化铟及掺杂有3价的金属元素的氧化锌等。作为上述3价的金属元素,可以举出Sn、A1及Ga等。
另外,上述有机无机杂化粒子可以优选用作液晶显示元件用间隔件。即,上述有机无机杂化粒子可以优选用于获得液晶显示元件,该液晶显示元件具备:构成液晶单元的一对基板、被封入该一对基板间的液晶及配置于上述一对基板间的液晶显示元件用间隔件。
图5中以剖面图示出使用本发明一个实施方式的有机无机杂化粒子作为液晶显示元件用间隔件的液晶显示元件。
图5所示的液晶显示元件81具有一对的透明玻璃基板82。透明玻璃基板82在相对的面上具有绝缘膜(未图示)。作为绝缘膜的材料,例如可以举出SiO2等。在透明玻璃基板82的绝缘膜上形成有透明电极83。作为透明电极83的材料,可以举出ITO等。透明电极83例如可以通过光刻法进行图案化而形成。在透明玻璃基板82的表面上的透明电极83上形成有取向膜84。作为取向膜84的材料,可以举出聚酰亚胺等。
在一对透明玻璃基板82间封入有液晶85。在一对透明玻璃基板82间配置有多个有机无机杂化粒子11。有机无机杂化粒子11用作液晶显示元件用间隔件。通过多个有机无机杂化粒子11,一对透明玻璃基板82的间隔被限制。密封剂86配置在一对透明玻璃基板82的边缘部间。通过密封剂86防止液晶85向外部流出。
在上述液晶显示元件中,每1mm2的液晶显示元件用间隔件的配置密度优选为10个/mm2以上,且优选为1000个/mm2以下。若上述配置密度为10个/mm2以上,则单元间距进一步变得均匀。若上述配置密度为1000个/mm2以下,则液晶显示元件的对比度进一步良好。
以下,举出实施例及比较例,对本发明具体地进行说明。本发明并不仅限于以下的实施例。
(1)有机无机杂化粒子的制作
(实施例1)
准备积水化学工业公司制造的“Micropearl EYP-00375”(丙烯酸类聚合物,平均粒径3.75μm)作为有机芯。使该有机芯100重量份、与作为表面活性剂的十六烷基三甲基溴化铵40重量份分散于乙醇1800重量份与水200重量份的混合溶剂中,放入可以分离式烧瓶内。加入25重量%氨水溶液80重量份,一边施加超声波,一边进行搅拌。加入使四乙氧基硅烷600重量份溶解于乙醇1200重量份而得到的溶液,一边施加超声波一边在25℃下搅拌24小时。取出反应液,利用PTFE(聚四氟乙烯)制的膜过滤器进行抽吸过滤,反复进行使用乙醇进行净洗2次后,利用50℃的真空干燥机进行24小时干燥,获得有机无机杂化粒子。
(2)导电性粒子的制作
将获得的有机无机杂化粒子进行净洗并干燥后,通过非电解镀敷法,在获得的有机无机杂化粒子的表面形成镍层,而制作导电性粒子。此外,镍层的厚度为0.1μm。
(实施例2)
将有机芯变更成积水化学工业公司制造的“微球EX-00375”(苯乙烯系聚合物,平均粒径3.75μm),将四乙氧基硅烷的添加量变更为300重量份,除此以外,与实施例1一样,获得有机无机杂化粒子及导电性粒子。
(实施例3)
将有机芯变更为积水化学工业公司制造“微球ELP-00375”(苯乙烯-丙烯酸类共聚物,平均粒径3.75μm),将乙醇变更为异丙醇,将四乙氧基甲硅烷的添加量变更为900重量份,除此以外,与实施例1一样,获得有机无机杂化粒子及导电性粒子。
(实施例4)
将有机芯变更为积水化学工业公司制造的“Micropearl ELP-00375”(苯乙烯-丙烯酸类共聚物,平均粒径3.75μm),将乙醇变更为异丙醇,将四乙氧基硅烷的添加量变更为1200重量份,除此以外,与实施例1进行同样操作,获得有机无机杂化粒子及导电性粒子。
(实施例5)
将有机芯变更为积水化学工业公司制造的“Micropearl EX-00375”(苯乙烯类聚合物,平均粒径3.75μm),将四乙氧基硅烷的添加量变更为100重量份,除此以外,与实施例1进行同样操作,获得有机无机杂化粒子及导电性粒子。
(实施例6)
(1)钯附着工序
准备在实施例1中获得的有机无机杂化粒子。对该有机无机杂化粒子进行蚀刻并进行水洗。接着,将有机无机杂化粒子添加在包含8重量%钯催化剂的钯催化剂液100mL中并进行搅拌。然后,进行过滤、净洗。将有机无机杂化粒子添加在pH值为6的0.5重量%二甲胺硼烷液中,而获得附着有钯的有机无机杂化粒子。
(2)芯物质附着工序
将附着有钯的有机无机杂化粒子在离子交换水300mL中搅拌3分钟,进行分散而获得分散液。接着,将1g金属镍粒子浆料(平均粒径100nm)花费3分钟添加到上述分散液中,而获得附着有芯物质的有机无机杂化粒子。
(3)非电解镀镍工序
与实施例1进行同样地操作,在有机无机杂化粒子的表面上形成镍层,从而制作导电性粒子。此外,镍层的厚度为0.1μm。
(实施例7)
(1)绝缘性粒子的制作
向安装有四口可分离式盖、搅拌叶、三通阀、冷却管及温度探针的1000mL的分离式烧瓶中,将含有甲基丙烯酸甲酯100mmol、N,N,N-三甲基-N-2-甲基丙烯酰氧基乙基氯化铵1mmol、及2,2'-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐1mmol的单体组合物称量至离子交换水中使得固体含量成为5重量%,以200rpm进行搅拌,在氮气氛围下以70℃进行聚合24小时。反应结束后,进行冷冻干燥,而获得在表面具有铵基、且平均粒径220nm及CV值10%的绝缘性粒子。
在超声波照射下使绝缘性粒子分散于离子交换水中,而获得绝缘性粒子的10重量%水分散液。
使在实施例6中获得的10g导电性粒子分散于离子交换水500mL中,添加4g的绝缘性粒子的水分散液,在室温下搅拌6小时。利用3μm的筛网过滤器进行过滤后,进一步利用甲醇进行净洗,并进行干燥,而获得附着有绝缘性粒子的导电性粒子。
利用扫描电子显微镜(SEM)进行观察,结果,在导电性粒子的表面由绝缘性粒子仅形成了1层的包覆层。通过图像解析,算出绝缘性粒子相对于距离导电性粒子中心2.5μm处的面积的包覆面积(即,绝缘性粒子的粒径的投影面积),结果包覆率为30%。
(实施例8)
除了将四乙氧基硅烷600重量份变更为四乙氧基硅烷550重量份和甲基三甲氧基硅烷50重量份以外,与实施例1进行同样地操作,获得有机无机杂化粒子及导电性粒子。
(实施例9)
除了将四乙氧基硅烷600重量份变更为四乙氧基硅烷500重量份和甲基三甲氧基硅烷100重量份以外,与实施例1进行同样地操作,获得有机无机杂化粒子及导电性粒子。
(实施例10)
除了将25重量%氨水溶液的添加量自80重量份变更为20重量份以外,与实施例1进行同样地操作,获得有机无机杂化粒子及导电性粒子。
(实施例11)
将有机芯变更为积水化学工业公司制造的“Micropearl EYP-0025”(丙烯酸类聚合物,平均粒径2.5μm),而代替积水化学工业公司制造的“微球EYP-00375”(丙烯酸类聚合物,平均粒径3.75μm),除此以外,与实施例1进行同样地操作,获得有机无机杂化粒子及导电性粒子。
(比较例1)
使用二氧化硅粒子的积水化学工业公司制造的“Micropearl SI-GH038”(二氧化硅、平均粒径3.80μm)作为比较例1的粒子(无机粒子)。使用该粒子,与实施例1进行同样地操作,获得导电性粒子。
(比较例2)
使用积水化学工业公司制造的“Micropearl ELP-00375”(粒径3.75μm)作为比较例2的粒子(有机聚合物粒子)。使用该粒子,与实施例1进行同样地操作,获得导电性粒子。
(比较例3)
将离子交换水1600重量份加入分离式烧瓶。加入25重量%氨水溶液10重量份,慢慢地搅拌。在其上层,以界面不被扰乱的方式缓慢地添加甲基三甲氧基硅烷100重量份。油水界面消失后,加入25重量%氨水溶液30重量份,进而搅拌24小时。抽出反应液,利用PTFE制造的膜过滤器进行抽吸过滤,使用乙醇反复进行净洗2次后,利用50℃的真空干燥机进行24小时干燥,而获得非芯壳型的有机无机杂化粒子。使用获得的有机无机杂化粒子,与实施例1进行同样地操作,获得导电性粒子。
(比较例4)
将甲苯10重量份添加在聚对苯二甲酸乙二醇酯6.5重量份中,进一步添加二苯基甲烷二异氰酸酯1.42重量份,在甲苯回流下,以120℃反应5小时。然后,冷却至室温,添加乙二胺0.35重量份、氨基类硅烷偶联剂(信越化学工业公司制造的“KBM-9103”)0.1重量份,在60℃下进行反应5小时。接着,在减压下蒸馏除去甲苯,而获得两末端具有羟基,且具有尿烷键及脲键的聚氨酯树脂。
对获得的聚氨酯树脂400重量份、黄色氧化铁12重量份及乙酸乙酯380重量份进行混合而获得混合物。将获得的混合物滴加于聚乙烯醇0.5重量%水溶液2000重量份中并且进行分散,而获得树脂。将获得的树脂通过滤纸过滤,从水中取出,利用50℃的真空干燥机干燥24小时,而获得键合有硅烷偶联剂的聚氨酯微粒子。
将获得的聚氨酯微粒子100重量份放入1L的烧瓶内,加入包含甲醇75重量份、水25重量份、四乙氧基硅烷2重量份及25重量%氨水溶液10重量份的四乙氧基甲硅烷液,在搅拌下反应2小时。在过滤及净洗后,再次利用与上述四乙氧基硅烷液同样的处理液,对获得的粒子进行相同的处理。取出反应液,利用PTFE制造的膜过滤器进行抽吸过滤,使用乙醇反复进行净洗2次后,利用50℃的真空干燥机干燥24小时,而获得有机无机杂化粒子。使用该有机无机杂化粒子,与实施例1进行同样地操作,获得导电性粒子。
(比较例5)
将四乙氧基硅烷的添加量变更为20重量份,除此以外,与比较例4进行同样地操作,获得有机无机杂化粒子。使用该有机无机杂化粒子,与实施例1进行同样地操作,获得导电性粒子。
(评价)
(1)有机无机杂化粒子(其它粒子)中的有机芯及无机壳中的硅原子及碳原子的含量
通过利用TEM/EDS法的线性分析,对有机无机杂化粒子中的有机芯及无机壳中的硅原子、碳原子、氧原子及氮原子的含量进行测定。将相对于硅原子、碳原子、氧原子及氮原子的合计100重量%的各原子的重量%设为含量。此外,在实施例中的有机无机杂化粒子中,在有机芯及无机壳中不含有硅原子、碳原子、氧原子及氮原子以外的原子。另外,对其它粒子中的硅原子、碳原子、氧原子及氮原子的含量进行测定。
(2)有机无机杂化粒子(其它粒子)的粒径、有机芯的粒径及无机壳的厚度
利用扫描电子显微镜(日立High-Technologies公司制造的“S-3500N”),对获得的有机无机杂化粒子(其它粒子)拍摄3000倍的粒子图像,利用游标卡尺对获得的图像中的50个粒子的粒径进行测定,求出个数平均从而求出有机无机杂化粒子(其它粒子)的粒径。
对于制作有机无机杂化粒子时所使用的有机芯,也通过与上述相同的方法测定粒径。根据有机无机杂化粒子的粒径与有机芯的粒径之差求出无机壳的厚度。
(3)有机无机杂化粒子(其它粒子)的上述压缩弹性模量(10%K值及30%K值)
通过上述的方法,使用微小压缩试验机(Fischer公司制造的“Fischer scopeH-100”),对获得的有机无机杂化粒子(其它粒子)的上述压缩弹性模量(10%K值及30%K值)进行测定。
(4)与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子的个数所占比例(Q4的个数比例(%))
在获得的有机无机杂化粒子中的无机壳中,使用NMR光谱解析装置(JEOL、ECX400),将通过固体29Si NMR光谱解析(测定频率:79.4254MHz、脉冲宽度:3.7、试样保持器:8mm、试样转数:7kHz、累计次数:3600、测定温度:25℃、等待时间:60秒)获得的Q4(与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子)的峰值面积与Q1~Q3(与1~3个-O-Si基直接键合且与1~3个所述-O-Si基中的1~3个氧原子直接键合的硅原子)的峰值面积进行比较,由此,求出上述无机壳中含有的硅原子的总个数100%中,与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子的个数所占比例(Q4的个数比例)。
(5)分散性1
使用获得的有机无机杂化粒子(其它粒子)作为液晶显示元件用间隔件。此外,未对于实施例6、7中获得的有机无机杂化粒子进行分散性1的评价。在含有异丙醇70重量份与水30重量份的分散介质中添加液晶显示元件用间隔件,使得获得的间隔件分散液100重量%中固形物成分浓度成为2重量%,并进行搅拌,而获得液晶显示元件用间隔件分散液。
将获得的液晶显示元件用间隔件分散液在25℃下放置1分钟。观察在放置后的分散液中液晶显示元件用间隔件是否沉淀。利用下述的基准判定分散性1。
[分散性1的判定基准]
○:在放置后的分散液中,在容器底部未发现液晶显示元件用间隔件的沉淀物
×:在放置后的分散液中,在容器底部可确认到液晶显示元件用间隔件的沉淀物
(6)分散性2
将双酚A型环氧树脂(三菱化学公司制造的“EPIKOTE 1009”)10重量份、丙烯酸类橡胶(重均分子量约80万)40重量份、甲基乙基酮200重量份、微胶囊型固化剂(旭化成化学公司制造的“HX3941HP”)50重量份及硅烷偶联剂(东丽道康宁silicone公司制造的“SH6040”)2重量份进行混合,添加获得的导电性粒子使其含量成为3重量%,并使其分散,而获得导电材料(树脂组合物)。
将获得的导电材料在25℃下放置1小时。观察放置后的分散液中,导电性粒子是否沉淀。利用下述的基准判定分散性1。
[分散性2的判定基准]
○:在放置后的分散液中,导电性粒子未沉淀且未凝聚
×:在放置后的分散液中,导电性粒子发生沉淀或凝聚
(7)连接电阻
连接结构体的制作:
准备在上述(6)分散性2的评价中获得的树脂组合物(导电材料)(放置前)。将该导电材料在25℃下放置1小时。
将该放置后的导电材料涂布于单面进行了脱模处理的厚度50μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜上,利用70℃的热风进行5分钟干燥,而制作各向异性导电膜。获得的各向异性导电膜的厚度为12μm。
将获得的各向异性导电膜切割成5mm×5mm的尺寸。将经切割的各向异性导电膜贴附于PET基板(宽度3cm、长度3cm)的ITO电极侧的一面上的大致中央,所述PET基板在设置有具有电阻测定用的环绕线的ITO电极(高度0.1μm、L/S=20μm/20μm)。接着,将设置有相同金电极的2层挠性印刷基板(宽度2cm、长度1cm)以电极彼此重叠的方式对齐后进行贴合。将该PET基板和2层挠性印刷基板形成的叠层体在10N、180℃及20秒钟的压接条件下进行热压接而获得连接结构体。此外,使用2层挠性印刷基板,其在聚酰亚胺膜形成有铜电极、且在铜电极表面镀有Au。
通过四端子法,对获得的连接结构体的对置的电极间的连接电阻进行测定。利用下述的基准判定连接电阻。
[连接电阻的评价基准]
○○:连接电阻为3.0Ω以下
○:连接电阻超过3.0Ω且为4.0Ω以下
△:连接电阻超过4.0Ω且为5.0Ω以下
×:连接电阻超过5.0Ω
(8)绝缘可靠性
将在上述(7)连接电阻的评价中获得的连接结构体在85℃及85%的环境中放置100小时。然后,在25处测定邻接的电极间为绝缘状态还是导通状态。利用下述的基准判定绝缘可靠性。
[绝缘可靠性的判定基准]
○○:绝缘状态的电极间为25处
○:绝缘状态的电极间为20处以上且不足25处
△:绝缘状态的电极间为15处以上且不足20处
×:绝缘状态的电极间不足15处
(9)无机壳与导电层之间的密合性1
将获得的导电性粒子1.0g、直径1mm的氧化锆球(ASONE公司制造的“YTZ-10”)45g及甲苯17g放入200mL的烧杯(内径6.7cm)中,使用THREE-ONE MOTOR搅拌机(HEIDON公司制造的“BL1200”),在25℃下以400rpm搅拌6分钟。接着,将搅拌后的有机无机杂化粒子以搅拌后的有机无机杂化粒子的无机壳未破裂进行区别。然后,利用扫描电子显微镜对导电性粒子进行观察。
通过上述观察,对搅拌后的导电性粒子100个中发现导电层剥离的导电性粒子的个数进行计数。根据下述的基准判定无机壳与导电层之间的密合性1。
[无机壳与导电层之间的密合性1的判定基准]
○:发现导电层剥离的导电性粒子的个数不足5个
△:发现导电层剥离的导电性粒子的个数为5个以上且不足10个
×:发现导电层剥离的导电性粒子的个数为10个以上
(10)无机壳与导电层之间的密合性2
在无机壳与导电层之间的密合性1的评价中,将使用THREE-ONEMOTOR搅拌机的搅拌条件变更成在25℃下以600rpm搅拌12分钟,除此以外,同样地对无机壳与导电层之间的密合性2进行评价。根据与上述无机壳与导电层之间的密合性1的判定基准相同的基准,对无机壳与导电层之间的密合性2进行判定。
将结果示于下述的表1、2中。此外,在实施例1~5、8~11中获得的有机无机杂化粒子的长宽比均为1.2以下。此外,实施例1、3、4、6~9、11中的连接电阻的评价结果均为“○”,但实施例1、3、4、6、7、9、11中的连接电阻的值均比实施例8中的连接电阻的值低。
另外,实施例6、7中的连接电阻的值低于实施例1、3、4、9、11中的连接电阻的值,实施例6中的连接电阻的值低于实施例7中的连接电阻的值。可以认为受到了突起的影响。
(11)作为液晶显示元件用间隔件的使用例
STN型液晶显示元件的制作:
在含有异丙醇70重量份和水30重量份的分散介质中,添加实施例1~5、8~11的液晶显示元件用间隔件(有机无机杂化粒子),使得获得的间隔件分散液100重量%中固体成分浓度成为2重量%,并进行搅拌,获得液晶显示元件用间隔件分散液。
通过CVD法,在一对透明玻璃板(长50mm、宽50mm、厚0.4mm)的一面上蒸镀SiO2膜后,通过溅射而在SiO2膜的表面整体形成ITO膜。通过旋转涂布法,将聚酰亚胺取向膜组合物(日产化学公司制造,SE3510)涂布于获得的带有ITO膜的玻璃基板上,在280℃下烧成90分钟,由此,形成聚酰亚胺取向膜。对取向膜实施摩擦处理后,在一个基板的取向膜侧对液晶显示元件用间隔件进行湿式散布,使得其每1mm2为100~200个。在另一个基板的周边形成密封剂后,使该基板与散布有间隔件的基板对向配置使得摩擦方向成为90°,并将两者贴合。然后,在160℃下进行90分钟处理,使密封剂固化而获得空单元(未注入液晶的画面)。在获得的空单元中,注入加入有手性试剂的STN型液晶(DIC公司制造),接着,利用密封剂堵住注入口后,在120℃下进行30分钟热处理而获得STN型液晶显示元件。
在获得的液晶显示元件中,通过实施例1~5、8~11的液晶显示元件用间隔件而良好地限制基板间的间隔。另外,液晶显示元件显示良好的显示质量。

Claims (10)

1.一种有机无机杂化粒子,其包括有机芯和设置于所述有机芯表面上的无机壳,
所述有机芯100重量%中,所述有机芯中所含的硅原子的含量为10重量%以下,且所述有机芯中所含的碳原子的含量为50重量%以上,
所述无机壳100重量%中,所述无机壳中所含的硅原子的含量为50重量%以上,且所述无机壳中所含的碳原子的含量为30重量%以下,
所述无机壳的厚度与所述有机芯的半径之比为0.05以上且0.70以下。
2.如权利要求1所述的有机无机杂化粒子,其在表面上形成导电层,从而用于获得具有所述导电层的导电性粒子,或者用作液晶显示元件用间隔件。
3.如权利要求2所述的有机无机杂化粒子,其在表面上形成导电层,从而用于获得具有所述导电层的导电性粒子。
4.如权利要求1~3中任一项所述的有机无机杂化粒子,其中,
在所述有机芯和所述无机壳之间不进行化学键合。
5.如权利要求1~4中任一项所述的有机无机杂化粒子,其中,
所述无机壳的厚度为50nm以上且2000nm以下。
6.如权利要求1~5中任一项所述的有机无机杂化粒子,其中,
所述有机芯的粒径为0.5μm以上且100μm以下。
7.如权利要求1~6中任一项所述的有机无机杂化粒子,其中,
所述无机壳中所含的硅原子的总个数100%中,与4个-O-Si基直接键合且与4个所述-O-Si基中的4个氧原子直接键合的硅原子的个数所占比例为50%以上。
8.一种导电性粒子,其具备:
权利要求1~7中任一项所述的有机无机杂化粒子、和
设置于所述有机无机杂化粒子表面上的导电层。
9.一种导电材料,其含有导电性粒子和粘合剂树脂,
所述导电性粒子包含权利要求1~7中任一项所述的有机无机杂化粒子和设置于所述有机无机杂化粒子表面上的导电层。
10.一种连接结构体,其包括:
表面具有第一电极的第一连接对象部件、
表面具有第二电极的第二连接对象部件、
将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接起来的连接部,
所述连接部由导电性粒子形成,或由含有所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料形成,
所述导电性粒子包含权利要求1~7中任一项所述的有机无机杂化粒子和设置于所述有机无机杂化粒子表面上的导电层,
所述第一电极和所述第二电极通过所述导电性粒子电连接。
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