具有式1或式2的聚合物树脂、含有其的接着膜及由接着膜连
接的显示装置
技术领域
本发明涉及一种由式1或式2表示的聚合物树脂、含有其的接着膜及由接着膜连接的显示装置。
背景技术
随着近年来电子装置的微型化及高度功能化推动了用于连接终端的狭窄组件的发展,在用于接合集成电路(integrated circuit,IC)芯片与可挠性印刷电路(flexibleprinted circuit,FPC) 板以及用于接合Ic芯片及玻璃基板与氧化铟锡(Indium-Tin-Oxide,ITO)电极电路的电子封装(electronic packaging)领域使用能够促进该些终端之间的连接的各种膜状接着剂。
作为在树脂组成物中含有导电颗粒的膜状接着剂的接着膜容许接着剂中的树脂在被加热及压缩时流动,藉此密封在连接目标上彼此面对的电极之间的间隙并容许某些导电颗粒填充所述电极之间的所述间隙,藉此达成所述电极之间的电性连接。
一般而言,接着膜是由包含热固性树脂及固化剂作为基本组分的环氧组成物所构成。然而,环氧树脂组成物(日本专利公开第2009-161755号)在形成膜时存在成膜性或可挠性不足的问题。具体而言,随着近来电子装置轻薄短小化的趋势,基板变得更薄且接合热量及压力变低,故成膜性及可挠性变得更加重要。因此,需要一种在低温下表现出优异可流动性、并具有优异黏着性、接着性质及可靠性的新的聚合物树脂。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种聚合物树脂,所述聚合物树脂具有良好的耐热性及可流动性,在形成膜时确保高成膜性,并表现出优异的可挠性、耐热性及连接性质。本发明的另一目的在于提供一种接着膜以及由所述膜连接的显示装置,所述接着膜即使在低连接温度下仍能达成连接并表现出优异的储存稳定性、接着强度及可靠性。
技术解决方案
根据本发明的一个态样,提供一种具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂:
[式1]
[式2]
在上述式1或式2中,X1及X2各自为双官能环氧化合物衍生单元或液晶原(mesogen)化合物衍生单元,其中所述液晶原化合物含有至少两个芳香族或脂环族化合物并具有交联官能基;Y1及Y2各自为双官能环氧化合物衍生单元,且Z1及Z2各自为液晶原化合物衍生单元,其中所述液晶原化合物含有至少两个芳香族或脂环族化合物并具有交联官能基,或Y1及 Y2各自为液晶原化合物衍生单元,其中所述液晶原化合物含有至少两个芳香族或脂环族化合物并具有交联官能基,且Z1及Z2各自为双官能环氧化合物衍生单元;以及n1、n2、m1及m2各自独立表示自1至10的整数。
根据本发明的另一态样,一种接着膜包含具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂。
根据本发明的又一态样,提供一种在100℃或小于100℃的温度下具有1,000厘泊至 40,000厘泊的最小熔体黏度的接着膜。
根据本发明的再一态样,提供一种由所述接着膜连接的显示装置。
技术效果
根据本发明实施例的聚合物树脂及含有其的接着膜不仅具有优异的耐热性及可流动性并在形成膜时表现出高成膜性,而且具有优越的可挠性、可流动性、耐热性及连接性质。此外,根据本发明实施例的含有聚合物树脂的接着膜即使在低连接温度下仍能够达成连接并表现出优异的储存稳定性、接着强度及可靠性。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的显示装置30的剖视图,所述显示装置30包括具有第一电极70的第一连接构件50、具有第二电极80的第二连接构件60、以及配置于所述第一连接构件与所述第二连接构件之间以连接所述第一电极及所述第二电极的接着膜。
具体实施方式
以下将详细阐述本发明的实施例。然而,提供该些实施例是为了例示而非限制本发明。本发明仅由随附申请专利范围界定。
本发明的一个实施例提供一种具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂:
[式1]
[式2]
在上述式1或式2中,X1及X2各自为双官能环氧化合物衍生单元或液晶原化合物衍生单元,其中所述液晶原化合物含有至少两个芳香族或脂环族化合物并具有交联官能基;Y1及Y2各自为双官能环氧化合物衍生单元,且Z1及Z2各自为液晶原化合物衍生单元,其中所述液晶原化合物含有至少两个芳香族或脂环族化合物并具有交联官能基,或Y1及Y2各自为液晶原化合物衍生单元,其中所述液晶原化合物含有至少两个芳香族或脂环族化合物并具有交联官能基,且Z1及Z2各自为双官能环氧化合物衍生单元;以及n1、n2、m1及m2各自独立表示自 1至10的整数。
由式1或式2表示的用于形成膜的聚合物树脂具有高成膜性,同时在可挠性、耐热性、接着强度、及储存稳定性方面表现出改良的性质。
除非另外定义,否则本文中使用的术语“经取代”意指化合物中的氢原子经选自以下的取代基取代:卤素原子(F、Br、C1或I)、卤代烷基、羟基、烷氧基、硝基、氰基、胺基、叠氮基、脒基、肼基、伸肼(hydrazono)基、羰基、胺甲酰基、硫醇基、酯基、羧基或其盐、磺酰基或其盐、磷酸基或其盐、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、 C7至C30芳烷基、C1至C20烷氧基、C1至C20杂烷基、C3至C20杂芳烷基、C3至C20环烷基、 (甲基)丙烯酸酯基、C3至C20环烯基、C4至C20环炔基、C2至C20杂环烷基、及其组合。
此外,除非另外定义,否则术语“杂”意指化合物包含选自N、O、S、及P的一个至三个杂原子。
在式1或式2中,双官能环氧化合物可为经取代或未经取代的双官能双酚A环氧化合物、双酚F环氧化合物、双酚AD环氧化合物或双酚S环氧化合物。具体而言,所述双官能环氧化合物可为双酚A环氧化合物或双酚F环氧化合物。
在式1或式2中,含有至少两个芳香族或脂环族化合物并具有交联官能基的液晶原化合物是指一种具有至少两个在一个方向上连接的芳香族环或脂环族环的液晶原化合物,所述液晶原化合物具有交联官能基且为经取代的或未经取代的并可具有棒状(rod-like)或碟状 (disc-like)结构。所述交联官能基为能够与环氧基进行反应以形成交联结构的官能基,例如为羟基、环氧基、丙烯酸酯基或羧基,更具体而言为羟基。
液晶原化合物衍生单元的实例可包括如下式A1至式A7:
[式A1]
[式A2]
[式A3]
[式A4]
[式A5]
[式A6]
以及
[式A7]
其中R1至R24各自独立为氢、氟、烷基、硫醇基、甲硫基、硝基或含有0至20个烷基或氢的醇、胺或羧酸,且在相对末端的连接基团可包括醚键联或酯键联。
液晶原化合物的另一实例可包括具有以下结构并在相对末端具有交联官能基的化合物,在所述结构中,至少两个芳香烃键结至稠环或至少两个芳香族环直接连接或经由连接基团连接。
具有由式1或式2表示的单元的所述聚合物树脂可由双官能环氧化合物、具有交联官能基的苯基茀化合物或萘基茀化合物以及含有芳香族或脂环族化合物并具有交联官能基的液晶原化合物的缩合反应来制备。所述交联官能基可为能够与环氧基或其他交联官能基反应以形成交联结构的官能基,例如为羟基、环氧基、丙烯酸酯基或羧基,更具体而言为羟基或环氧基。具体而言,具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂可通过以下方式制备:将上述化合物置于反应器中同时使氮气回流,添加溶剂(例如,环己酮),并添加反应触媒且在将反应器保持于100℃至200℃的温度下的同时进行1小时至50小时的聚合。具有交联官能基的苯基茀化合物或萘基茀化合物对具有交联官能基的液晶原化合物的聚合当量比可为1∶5至 5∶1,具体而言1∶4至4∶1。此外,具有交联官能基的苯基茀化合物或萘基茀化合物对双官能环氧化合物的聚合当量比可为1∶5至5∶1,具体而言1∶4至3∶1。具有交联官能基的苯基茀化合物或萘基茀化合物可为9,9-双(4-羟苯基)茀(9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene)或9,9-双(6-羟基-2- 萘基)茀(9,9-bis(6-hydroxy-2-naphthyl)fluorene)。
具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂可具有1,000至500,000、具体而言2,000至 200,000、且更具体而言10,000至100,000的重量平均分子量。在此范围内,所述聚合物树脂可有利于成膜性、可挠性及耐热性。具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂可具有95℃至180℃、具体而言100℃至150℃的玻璃转化温度。以固体含量计,在接着膜中可包含按重量计10%(10重量%)至50重量%、具体而言15重量%至40重量%的聚合物树脂。
用于制备具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂的反应触媒可为例如胺反应触媒或咪唑反应触媒。胺反应触媒可包括线型胺、脂肪胺、经改质脂肪胺、芳香胺、二级胺及三级胺,且其具体实例可包括苄基二甲胺、三乙醇胺、三伸乙四胺、二伸乙三胺、三乙胺、二甲胺基乙醇、三(二甲基胺甲基)苯酚等。
咪唑反应触媒的实例可包括咪唑、异咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、丁基咪唑、2-十七烯基-4-甲基咪唑、2-十一烯基咪唑、1-乙烯基-2-甲基咪唑、2-正十七基咪唑、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-丙基-2-甲基咪唑、 1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-胍胺乙基-2-甲基咪唑、咪唑与甲基咪唑的加成物、咪唑与偏苯三甲酸的加成物、 2-正十七基-4-甲基咪唑、苯基咪唑、苄基咪唑、2-甲基-4,5-二苯基咪唑、2,3,5-三苯基咪唑、 2-苯乙烯基咪唑、1-(十二基苄基)-2-甲基咪唑、2-(2-羟基-4-第三丁基苯基)-4,5-二苯基咪唑、2-(2- 甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑、2-(3-羟苯基)-4,5-二苯基咪唑、2-(对二甲基-胺基苯基)-4,5-二苯基咪唑、2-(2-羟苯基)-4,5-二苯基咪唑、双(4,5-二苯基-2-咪唑)-苯-1,4、2-萘基-4,5-二苯基咪唑、 1-苄基-2-甲基咪唑以及2-对甲氧基苯乙烯基咪唑,但并非仅限于此。
以用于形成组成物的聚合物树脂的总量计,所使用的反应触媒的量可为约0.5重量%至约 20重量%、例如约1重量%至约15重量%或约1重量%至约10重量%。
以下将阐述根据本发明的一个实施例的接着膜。本实施例是有关于一种包含具有由式1 或式2表示的单元的上述聚合物树脂的接着膜。除具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂以外,所述接着膜可更包含自由基反应材料、自由基反应起始剂及导电颗粒,或可更包含阳离子可聚合材料、阳离子聚合起始剂及导电颗粒。具体而言,所述接着膜可更包含导电颗粒、阳离子可聚合材料及阳离子聚合起始剂。
在一个实施例中,所述接着膜可包含具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂、导电颗粒、自由基反应材料及自由基反应起始剂。自由基反应材料的实例可包括(甲基)丙烯酸酯可聚合材料,例如(甲基)丙烯酸酯寡聚物或(甲基)丙烯酸酯单体。(甲基)丙烯酸酯单体的实例可包括单(甲基)丙烯酸-6-己二醇酯、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸-1,4-丁二醇酯 (1,4-butanediol(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酰基磷酸-2-羟基烷基酯(2-hydroxyalky1(meth)acryloyl phosphate)、(甲基)丙烯酸-4-羟基环己酯 (4-hydroxycyclohexyl(meth)acrylate)、单(甲基)丙烯酸新戊二醇酯(neopentyl glycolmono(meth)acrylate)、三羟甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯(trimethylolethane di(meth)acrylate)、以及三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane di(meth)acrylate),但并非仅限于此。 (甲基)丙烯酸酯寡聚物的实例可包括:具有选自以下的中间分子结构主链的环氧(甲基)丙烯酸酯寡聚物:2-溴对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、双酚(例如,双酚A、双酚F、双酚AD、及双酚S)、4,4′-二羟基联苯、双(4-羟苯基)醚(bis(4-hydroxyphenyl)ether)等;以及具有烷基、芳基、羟甲基、烯丙基、脂环基、卤基(四溴双酚A)、或硝基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物,但并非仅限于此。
以固体含量计,在接着膜中可包含10重量%至40重量%、例如10重量%至30重量%的自由基反应材料。在此范围内,接着膜可具有优异的物理性质(例如接着强度及外观),并在可靠性测试之后具有稳定性。
自由基反应起始剂的实例可包括可以一种或多种的组合形式使用的光聚合起始剂或热固性起始剂。所述光聚合起始剂可包括二苯甲酮(benzophenone)、邻苯甲酰苯甲酸甲酯(methy1 o-benzoylbenzoate)、4-苯甲酰-4-甲基二苯硫醚(4-benzoyl-4-methyldiphenyl sulfide)、异丙基硫杂蒽酮(isopropylthioxanthone)、二乙基硫杂蒽酮(diethylthioxanthone)、4-二乙基苯甲酸乙酯(ethyl 4-diethylbenzoate)、安息香醚(benzoin ether)、安息香丙醚(benzoin propyl ether)、 2-羟基-2-甲基-1-苯丙-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-l-one)以及二乙氧基苯乙酮 (diethoxyacetophenone),但并非仅限于此。热固性起始剂可包括过氧化物起始剂及偶氮起始剂,但并非仅限于此。过氧化物起始剂可包括过氧化苯甲酰(benzoylperoxide)、月桂基过氧化物(lauryl peroxide)、过氧化月桂酰(lauroyl peroxide)、过氧化月桂酸第三丁酯(t-butylperoxylaurate)以及1,1,3,3-4-甲基丁基过氧化-2-己酸乙酯 (1,1,3,3-4-methylbutylperoxy-2-ethylhexanoate),但并非仅限于此。偶氮起始剂可包括2,2′- 偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)(2,2′-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile))、二甲基 2,2′-偶氮双(2-甲基丙酸酯)(dimethyl 2,2′-azobis(2-methylpropionate))、2,2′-偶氮双(N-环己基 -2-甲基丙酰胺)(2,2′-azobis(N-cyclohexyl-2-methylpropionamide))、2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(2,2-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile))、2,2′-偶氮双(2-甲基丁腈) (2,2′-azobis(2-methylbutyronitrile))、2,2′-偶氮双[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺] (2,2′-azobis[N-(2-propenyl)-2-methylpropionamide])、2,2′-偶氮双(N-丁基-2-甲基丙酰胺) (2,2′-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide))、1,1′-偶氮双(环己烷-1-腈) (1,1′-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile))以及1-[(氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲酰胺 (1-[(cyano-1-methylethyl)azo]formamide),但并非仅限于此。
以固体含量计,在接着膜中可包含0.5重量%至10重量%、例如1重量%至8重量%的自由基反应起始剂。在此范围内,可发生充足的固化且可预期接着膜具有足够的分子量以在接合之后在接着强度及可靠性方面表现出优异的物理性质。
在另一实施例中,所述接着膜可包含具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂、阳离子可聚合材料、导电颗粒及阳离子聚合起始剂。
阳离子可聚合材料的实例可包括环氧树脂、具体而言热固性环氧树脂。举例而言,可使用具有约90克/当量(g/eq)至约5,000克/当量的环氧当量并包含至少两个环氧基的环氧树脂。更具体而言,阳离子可聚合材料可包括选自由以下组成的群组的至少一种环氧树脂:氢化环氧树脂、双酚型环氧树脂、酚醛清漆型(novolac-type)环氧树脂、缩水甘油型(glycidyl-type) 环氧树脂、脂肪族环氧树脂及脂环族环氧树脂。以固体含量计,在接着膜中可包含10重量%至50重量%、具体而言15重量%至45重量%、更具体而言15重量%至35重量%的阳离子可聚合材料。
更具体而言,可使用氢化环氧树脂或氧化丙烯系环氧树脂。氢化环氧树脂或氧化丙烯系环氧树脂可容许在低温下快速固化,同时确保令人满意的稳定性。
具体而言,氢化环氧树脂包含氢化双酚A环氧树脂或脂环族氢化环氧树脂,例如环脂族环氧树脂。环脂族环氧树脂可包括具有脂环族二环氧缩醛(alicvclic diepoxyacetal)、脂环族二环氧己二酸酯(alicvclic diepoxy adipate)、脂环族二环氧羧酸酯(alicvclic diepoxy carboxylate)、乙烯基环己烯二氧化物(vinylcvclohexenedioxide)等结构的树脂。一般而言,氢化双酚A环氧树脂可使用氢化双酚A衍生物及表氯醇(epichlorohydrin)而获得并具有其中双酚A的分子结构中的双键经氢分子取代的结构。
氢化双酚A环氧树脂的实例可包括由如下式3表示的氢化双酚A环氧单体或由如下式4 表示的氢化双酚A环氧寡聚物。
[式3]
[式4]
在式4中,n为0.1至13。
具体而言,可使用具有150克/当量至1,200克/当量的环氧当量及900厘泊/25℃至12,000 厘泊/25℃的黏度的氢化环氧树脂。
可使用任何阳离子聚合起始剂作为所述阳离子聚合起始剂,只要所述阳离子聚合起始剂能够加速环氧树脂的固化即可,例如可使用可单独使用或作为其混合物形式使用的锍、咪唑、异氰酸酯、胺、酰胺、苯酚或酸酐固化剂。
导电颗粒可包括:金属颗粒,包括Au、Ag、Ni、Cu及Pb;碳颗粒;通过以金属涂布聚合物树脂而获得的颗粒;对通过以金属涂布聚合物树脂而获得的颗粒的表面进行绝缘处理而获得的颗粒等。聚合物树脂可包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、及聚乙烯醇,但并非仅限于此。用于涂布聚合物树脂的金属可包括Au、Ag、Ni、Cu、及Pb,但并非仅限于此。具体而言,在外引线接合(Outer Lead Bonding,OLB)中,由于接着体为氧化铟锡(Indium TinOxide,ITO)玻璃表面,因此可使用具有塑胶核心部的导电颗粒以避免因在各向异性导电膜的连接过程中施加的压力而损坏ITO。为了连接印刷电路板(printed circuit board,PCB),可使用金属颗粒,例如Ni颗粒。对于等离子显示面板(Plasma Display Panel,PDP),由于对电路施加极高的电压,因此可使用通过以金(Au)镀覆金属颗粒(例如,Ni颗粒)而获得的导电颗粒。对于具有狭窄间距的玻璃覆晶(Chip On Glass,COG)或薄膜覆晶(Chip OnFilm, COF),可使用通过以热塑性树脂涂布导电颗粒的表面而获得的绝缘导电颗粒。在接着膜中可包含10重量%至40重量%、15重量%至35重量%、例如15重量%至25重量%的导电颗粒。
在又一实施例中,除具有由式1或式2表示的单元的聚合物树脂以外,所述接着膜可更包含黏合剂树脂。所述黏合剂树脂的实例可包括选自由以下组成的群组中的至少一者:丙烯腈树脂、苯氧基树脂、丁二烯树脂、丙烯酸酯树脂、胺基甲酸酯树脂、聚酰胺树脂、硅酮树脂、及腈基丁二烯橡胶(nitrile butadiene rubber,NBR)树脂,但并非仅限于此。作为另一选择,所述黏合剂树脂可包括以下中的至少一者:烯烃(olefin)树脂、丙烯腈丁二烯(acrylonitrile butadiene)共聚物、羧基封端的丙烯腈丁二烯共聚物、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene,SBS) 树脂、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(styrene-ethylene/butylene-styrene,SEBS)树脂、环氧树脂、及苯氧基树脂。
在一些实施例中,接着膜可为各向异性导电接着膜。所述各向异性导电接着膜可具有单层结构或包括至少两个层的结构,所述单层结构包含导电颗粒、由式1或式2表示的聚合物树脂以及固化系统,而所述至少两个层的结构包括含有导电颗粒的导电层及不含有导电颗粒的绝缘树脂层。除是否存在导电颗粒以外,所述导电层与所述绝缘树脂层可具有相同的组成。因此,在所述包括至少两个层的结构中,所述导电层与所述绝缘树脂层可独立包括由式1或式2表示的聚合物树脂。举例而言,各向异性导电膜可具有其中堆叠有导电层及绝缘树脂层的双层结构、其中第一绝缘树脂层及第二绝缘树脂层堆叠于导电层的相对表面上的三层结构、或其中第一绝缘树脂层及第二绝缘树脂层堆叠于导电层的相对表面上且第三绝缘树脂层堆叠于所述第一及第二绝缘树脂层中的任一者上的四层结构。
在所述双层结构中,绝缘树脂层的厚度可大于导电层的厚度。具体而言,绝缘树脂层的厚度可为导电层的厚度的一倍至四倍。在此范围内,绝缘树脂充分填充相邻电路之间的间隙,且因此接着膜可表现出令人满意的绝缘性质及接着性质。
在所述三层结构中,第一绝缘层可具有2微米或小于2微米的厚度,第二绝缘层可具有7 微米至18微米的厚度,且导电层的厚度可为导电颗粒的直径的0.5倍至2倍。更具体而言,第一绝缘层可具有1微米或小于1微米的厚度,且第二绝缘层可具有7微米至15微米的厚度。
根据上述实施例的包含由式1或式2表示的聚合物树脂的接着膜在100℃或小于100℃的温度下具有1,000厘泊至40,000厘泊的最小熔体黏度。因此,一个实施例提供一种在100℃或小于100℃的温度下具有1,000厘泊至40,000厘泊的最小熔体黏度的接着膜。在此范围内的最小熔体黏度可有利于初步压缩性质及压痕均匀性。具体而言,所述最小熔体黏度可为1,000 厘泊至20,000厘泊、例如1,000厘泊至10,000厘泊。通过以下方法量测最小熔体黏度。
利用ARES G2(TA仪器公司)以10℃/分钟的加热速率、5%的应变、以及1弧度(rad)/秒的频率在30℃至180℃的温度范围中量测接着膜在100℃或小于100℃的温度下是否存在最小熔体黏度以及所述最小熔体黏度的值。此处,使用平行板以及具有8毫米的直径的一次性铝板。
如通过示差扫描热量法(differential scanning calorimetry,DSC)所量测及根据方程式1 所计算,接着膜可具有30%或小于30%的热量变化比率。
[方程式1]
热量变化比率(%)=[(T0-T1)/T0]×100
其中T0是在自-50℃至250℃的温度范围中在10℃/分钟的加热速率下通过DSC所量测的所述接着膜的初始热量,且T1是在被置于25℃下70小时之后,在自-50℃至250℃的温度范围中在10℃/分钟的加热速率下通过DSC所量测的所述接着膜的热量。具体而言,所述热量变化比率可为20%或小于20%。
可以此项技术中使用的任何通常方法来量测热量变化比率。可通过以下示例性方法来量测热量变化比率。在此方法中,在将根据一个实施例的1毫克各向异性导电膜等分为样本之后,在25℃下使用示差扫描热量计(例如,型号Q20(TA仪器公司))在10℃/分钟的加热速率下在自-50℃至250℃的温度范围中量测所述样本的初始热量(T0)。接下来,将所述样本置于25℃下70小时,然后以同样的方法量测所述样本的热量(T1)。根据方程式1计算热量的变化比率。当热量变化比率处于以上范围内时,接着膜具有令人满意的储存稳定性,此可防止接着强度的降低或连接电阻的增加。
本发明的又一实施例提供一种在可靠性测试之后具有5欧姆(Ω)或小于5欧姆的连接电阻的接着膜。具体而言,所述接着膜在可靠性测试之后可具有3欧姆或小于3欧姆的连接电阻。在此范围内,所述接着膜可在低温下被固化同时保持低连接电阻,藉此提高连接可靠性并保持储存稳定性以供长期使用。
可通过以下方法量测在可靠性测试之后的连接电阻,但并非仅限于所述方法。
通过以下方式制备各接着膜的五个样本:在60℃、1.0百万帕斯卡(MPa)及1秒的初步压缩条件下、及在130℃、60百万帕斯卡及5秒的主要压缩条件下进行连接,然后在高温度高湿度腔室中在85℃及85%的相对湿度下放置500小时来进行可靠性测试,继而使用四点探针法(4point probe)量测电阻。电阻计施加1毫安的电流,并量测所述电流下的电压,藉此计算电阻。
根据本发明实施例的接着膜在55℃至70℃及1百万帕斯卡至3百万帕斯卡的条件下初步压缩1秒至3秒之后在压缩部分中可具有5%或小于5%的气泡面积,并在120℃至140℃及50百万帕斯卡至80百万帕斯卡的条件下主要压缩1秒至5秒之后表现出均匀的压痕。
图1是根据本发明一个实施例的显示装置30的剖视图。显示装置30包括:包括第一电极70的第一连接构件50;包括第二电极80的第二连接构件60;以及根据本发明的接着膜10,所述接着膜10配置于所述第一连接构件50与所述第二连接构件60之间并经由导电颗粒3而连接所述第一电极70与所述第二电极80。
在一些实施例中,第一连接构件与第二连接构件在材料、厚度、尺寸及物理互连性方面可为在结构上相似的。第一连接构件及第二连接构件具有约20微米至约100微米的厚度。在其他实施例中,第一连接构件与第二连接构件在材料、厚度、尺寸、及物理互连性方面可为在结构上及功能上不同的。第一连接构件或第二连接构件的实例可包括玻璃、印刷电路板 (Printed Circuit Board,PCB)、可挠性印刷电路板(flexible printed circuitboard,FPCB)、薄膜覆晶、带载封装(tape carrier package,TCP)及氧化铟锡玻璃,但并非仅限于此。第一电极或第二电极可为突出电极或平面电极。当第一电极或第二电极为突出电极时,电极具有高度(H)及宽度(W)并在所述电极与另一电极之间具有间隙(G),其中电极的高度(H) 为约2.50微米至约10微米,电极的宽度(W)为约10微米至约90微米,且电极之间的间隙 (G)为约10微米至约110微米。较佳地,所述电极的高度(H)为约2.50微米至约9微米,所述电极的宽度(W)为约5微米至约80微米,且电极之间的间隙(G)为约5微米至约80 微米。
当第一电极或第二电极为平面电极时,所述电极可具有500埃至1,200埃的厚度。
第一电极或第二电极可为氧化铟锡、铜、硅酮及氧化铟锌(indium zinc oxide,IZO),但并非仅限于此。
较佳地,平面电极具有800埃至1,200埃的厚度,且突出电极具有6微米至10微米的高度。此处,当绝缘层具有4微米至20微米的厚度时,接着膜可表现出充足的接着强度。更佳地,平面电极具有1,000埃的厚度,且突出电极具有8微米的高度,在此种情形中绝缘层具有6微米至12微米的厚度。
接下来,将参照制备实例、实例、比较实例、及实验实例来更详细地阐述本发明。然而,应理解,提供该些实例仅用于说明而不应以任何方式将所述实例解释为限制本发明。
实例
制备实例
[聚合物树脂的制备实例1]
在具有搅拌器的500毫升的圆底可分离烧瓶中,将64.5克4,4′-双酚(4,4′-biphenol)及35 克9,9′-双(4-羟苯基)茀(9,9'-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene)溶解于120毫升的环己酮 (Cyclohexanone)中,然后添加186.5克YD-128作为环氧树脂及0.18克2E4MZ作为咪唑触媒,并在氮气环境中保持145℃的同时反应5小时,藉此获得聚合物树脂1(重量平均分子量为48,400,玻璃转化温度为103℃)。
[聚合物树脂的制备实例2]
除使用55.9克4,4′-双酚及70克9,9′-双(4-羟苯基)茀代替64.5克4,4′-双酚及35克9,9′-双(4- 羟苯基)茀以外,以与制备实例1相同的方式对聚合物树脂2(重量平均分子量为47,600,玻璃转化温度为125℃)进行聚合。
[聚合物树脂的制备实例3]
除使用32.7克4,4′-双酚及105.1克9,9′-双(4-羟苯基)茀代替64.5克4,4′-双酚及35克9,9′- 双(4-羟苯基)茀以外,以与制备实例1相同的方式对聚合物树脂3(重量平均分子量为47,000,玻璃转化温度为130℃)进行聚合。
[聚合物树脂的制备实例4]
除使用18.6克4,4′-双酚及140.2克9,9′-双(4-羟苯基)茀代替64.5克4,4′-双酚及35克9,9′- 双(4-羟苯基)茀以外,以与制备实例1相同的方式对聚合物树脂4(重量平均分子量为42,600,玻璃转化温度为140℃)进行聚合。
[聚合物树脂的制备实例5]
除使用65克2,3-二羟基萘代替64.5克4,4′-双酚以外,以与制备实例1相同的方式对聚合物树脂5(重量平均分子量为48,600,玻璃转化温度为113℃)进行聚合。
[聚合物树脂的制备实例6]
除使用64.5克4,4′-双酚及45.1克9,9′-双(6-羟基-2-萘基)茀代替64.5克4,4′-双酚及35克 9,9′-双(4-羟苯基)茀以外,以与制备实例1相同的方式对聚合物树脂6(重量平均分子量为 29,200,玻璃转化温度为95℃)进行聚合。
[聚合物树脂的制备实例7]
除使用93.2克4,4′-双酚代替64.5克4,4′-双酚及35克9,9′-双(4-羟苯基)茀以外,以与制备实例1相同的方式对聚合物树脂7(重量平均分子量为50,200,玻璃转化温度为93℃)进行聚合。
在制备实例1至7中制备的聚合物树脂的聚合当量比示出于表1中。
表1
各向异性导电接着膜的制造
[导电层的制备实例1]
以固体膜的总重量计,将作为充当成膜基质的黏合剂树脂系统的、在制备实例1中获得的20重量%的聚合物树脂1溶解于等量的作为溶剂的丙二醇单甲醚醋酸酯(propyleneglycol monomethyl ether acetate,PGMEA)中,然后与作为固化系统的30重量%的氢化环氧树脂 (YX8000,环氧当量为205、黏度为1800毫泊(mPs))、作为阳离子聚合触媒的5重量%的苄基(4-羟苯基)甲基锍六氟磷酸酯(Benzyl(4-hydroxyphenyl)methyl sulfoniumhexafluorophosphate)、作为奈米二氧化硅的4重量%的R972、作为硅烷偶合剂的1重量%的 KBM403、以及作为用于赋予各向异性导电接着膜导电性的填料的40重量%的绝缘导电颗粒 (购自日本积水(SEKISU)公司的AUL-704,其平均颗粒直径为4微米)混合,藉此制备导电层组成物。
将所述导电层组成物施加至白色离型膜,然后在干燥器中在60℃下使所述溶剂挥发5分钟,藉此获得6微米厚的干燥的导电层。
[绝缘树脂层的制备实例1]
除不使用导电颗粒以外,以与导电层的制备例1相同的方式制造不含有导电颗粒的12微米厚的绝缘树脂层。
[实例1]
通过将在导电层的制备实例1中获得的导电层以及在绝缘树脂层的制备实例1中获得的绝缘树脂层进行堆叠及层压而制造具有双层结构的各向异性导电接着膜。
[实例2]
除使用在制备实例2中制备的聚合物树脂2代替在制备实例1中制备的聚合物树脂1以外,以与实例1相同的方式制造具有双层结构的各向异性导电接着膜。
[实例3]
除使用在制备实例3中制备的聚合物树脂3代替在制备实例1中制备的聚合物树脂1以外,以与实例1相同的方式制造具有双层结构的各向异性导电接着膜。
[实例4]
除使用在制备实例4中制备的聚合物树脂4代替在制备实例1中制备的聚合物树脂1以外,以与实例1相同的方式制造具有双层结构的各向异性导电接着膜。
[实例5]
除使用在制备实例5中制备的聚合物树脂5代替在制备实例1中制备的聚合物树脂1以外,以与实例1相同的方式制造具有双层结构的各向异性导电接着膜。
[实例6]
除使用在制备实例6中制备的聚合物树脂6代替在制备实例1中制备的聚合物树脂1以外,以与实例1相同的方式制造具有双层结构的各向异性导电接着膜。
[比较实例1]
除使用作为苯氧基树脂的PKHH(由国际化工(InChem)制造)代替在制备实例1中制备的聚合物树脂1以外,以与实例1相同的方式制造具有双层结构的各向异性导电接着膜。
[比较实例2]
除使用作为茀树脂的FX-293(由日本钢铁化学股份有限公司制造)代替在制备实例1中制备的聚合物树脂1以外,以与实例1相同的方式制造具有双层结构的各向异性导电接着膜。
[比较实例3]
除使用在制备实例7中制备的聚合物树脂7代替在制备实例1中制备的聚合物树脂1以外,以与实例1相同的方式制造具有双层结构的各向异性导电接着膜。
实验实例
通过以下方法评估在实例1至实例6及比较实例1至比较实例3中制造的各向异性导电接着膜的初步压缩性质、接合之后的压痕均匀性、初始连接电阻、在可靠性测试之后的连接电阻、热量变化比率、接着强度、及最小熔体黏度。评估结果示出于表2中。
[初步压缩性质]
为评估各向异性导电接着膜的初步压缩性质,使用具有1,430微米的凸块区域的集成电路 (IC)芯片(由三星大规模集成电路公司(Samsung LSI)制造)以及包括具有5,000埃厚度的ITO电路的玻璃基板(由硕望科隆公司(NeoView Kolon)制造)作为接着体材料。将所制备的各向异性导电接着膜中的每一者置于玻璃基板上并在60℃、1百万帕斯卡的条件下初步压缩1秒。在初步压缩之后,移除离型膜,然后以显微镜(由奥林巴斯公司(OlympusCorporation)制造)进行观察以检查终端之间是否存在气泡。就在三个所观察位置中气泡区域对压缩部分的比率而言,0%至小于5%代表极佳影像(O)、6%至小于10%代表良好影像(△),而10%或大于10%代表不良影像(X)。
[接合之后的压痕均匀性]
通过在初步压缩之后在130℃、60MPa的条件下进行主要压缩5秒而制造各样本,并以肉眼观察所述各样本以确定压痕均匀性。具体而言,当驱动器集成电路的相对侧上的压痕与中心部分处的压痕同样清晰时,确定此结果为均匀压痕并将此结果评定为良好(O)。当驱动器集成电路的相对侧上的压痕相较于中心部分处的压痕不清晰或模糊时,将此结果评定为不均匀(X)。
[热量变化比率]
在自-50℃至250℃的温度范围中在10℃/分钟的加热速率下通过示差扫描热量法(DSC) 量测每一接着膜的初始热量(T0),并在被置于25℃下70小时之后,在自-50℃至250℃的温度范围中在10℃/分钟的加热速率下通过DSC量测所述接着膜的热量(T1)。20%或小于20%的热量变化比率被评定为极佳(O)、30%或小于30%的热量变化比率被评定为良好(△)、而大于30%的热量变化比率被评定为不良(X)。
[接着强度]
使用接合测试仪(达歌(Dage)系列-4000),以200千克力的最大负载及100微米/秒的测试速度对通过在60℃、1百万帕斯卡的条件下初步压缩1秒并在130℃、60百万帕斯卡的条件下主要压缩5秒而获得的各样本进行至少三次量测。将10百万帕斯卡或大于10百万帕斯卡的接着强度评定为(◎),将5百万帕斯卡至10百万帕斯卡的接着强度评定为(O),将1百万帕斯卡至5百万帕斯卡的接着强度评定为(△),而将未能量测接着强度的情况评定为(X)。
[初始连接电阻]
将各接着膜在60℃、1百万帕斯卡的条件下初步压缩1秒并在130℃、60百万帕斯卡的条件下主要压缩5秒,并评估各接着膜的初始电阻。将0.1欧姆或小于0.1欧姆的初始电阻评定为良好(O),将0.1欧姆至0.2欧姆的初始电阻评定为△,而将大于0.2欧姆的初始电阻评定为X。
[可靠性测试之后的连接电阻]
将各样本的五个电路连接产品在高温度高湿度腔室中在85℃及85%的相对湿度下放置 500小时来进行可靠性测试,然后量测连接电阻,该连接电阻被定义为可靠性测试之后的连接电阻。将5欧姆或小于5欧姆的连接电阻评定为良好(O),并将大于5欧姆的连接电阻评定为不良(X)。使用四点探针法量测初始连接电阻及可靠性测试之后的连接电阻,其中可使用电阻计利用连接至所述电阻计的四个探针来量测四个点之间的电阻。电阻计施加1毫安的电流,并量测所述电流下的电压,藉此计算电阻。
[最小熔体黏度]
以如下方式量测最小熔体黏度。
利用ARES G2(TA仪器公司)以10℃/分钟的加热速率、5%的应变、以及1弧度/秒的频率在30℃至180℃的温度范围中量测各接着膜在100℃或小于100℃的温度下是否存在最小熔体黏度以及所述最小熔体黏度的值。此处,使用平行板以及具有8毫米的直径的一次性铝板。
将所量测的1,000厘泊至3,000厘泊的最小熔体黏度评定为(◎),将所量测的大于3,000 厘泊至10,000厘泊的最小熔体黏度评定为(O),将所量测的大于10,000厘泊的最小熔体黏度评定为(△),而将在高于100℃下出现的最小熔体黏度评定为(X)。
[表2]
尽管以上阐述了本发明的某些实施例及特征,但应理解,给出该些实施例及特征仅用于说明,而不应以任何方式将该些实施例及特征解释为限制本发明。因此,本发明的范围及精神应仅由随附权利要求及其等效形式界定。