CN108140452B - 各向异性导电膜和使用其的显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种各向异性导电膜及包含其的显示设备。所述各向异性导电膜由用于各向异性导电膜的组成物形成,包含就固体总重量而言1重量%至14重量%的含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物,其中在膜固化之后在30℃下所量测的弹性模数为2.5GPa至4Gpa及在保存在25℃下5天之后通过差示扫描热量测定(DSC)所量测的热量变化率为20%或小于20%。

Description

各向异性导电膜和使用其的显示设备
技术领域
本发明是关于一种各向异性导电膜及使用其的显示设备。
背景技术
一般而言,各向异性导电膜(Anisotropic conductive film,ACF)指通过将导电粒子分散于诸如环氧树脂的树脂中所制备的膜型黏着剂,且由各向异性黏着剂聚合物膜形成,所述聚合物膜在膜的厚度方向上展现导电性质且在其表面方向上展现绝缘性质。当安置于待连接的电路板之间的各向异性导电膜在特定条件下经受加热/压缩时,电路板的电路端子经由导电粒子彼此电连接,且绝缘黏着性树脂填充邻近电极之间的空间以将导电粒子彼此隔离,藉此提供高绝缘效能。
最近,归因于显示面板厚度减小,不断需要更薄的玻璃基板。然而,当将驱动IC经由各向异性导电膜安装于玻璃基板上时,玻璃基板在加热和压缩期间容易翘曲(warpage)。玻璃基板的翘曲导致漏光,从而造成显示设备故障。玻璃基板越薄,翘曲越严重,并且使得故障率越高。
为了防止玻璃基板的翘曲,需要可以在5秒或小于5秒内,在150℃或小于150℃的低温下快速固化的各向异性导电膜。尽管可以使用具有高反应性的可固化化合物和固化剂来实现此需要,但使用固化化合物和固化剂归因于其高反应性而导致存储稳定性下降并且需要过量稳定剂。日本专利公开案第2012-171980号揭示使用脂环族环氧化合物及氧杂环丁烷化合物作为可固化化合物及具有特定结构的锍类潜伏阳离子催化剂的各向异性导电膜。然而,此各向异性导电膜归因于脂环族环氧化合物、氧杂环丁烷化合物以及锍类阳离子催化剂之间的高反应性而具有低存储稳定性的问题。
另一方面,为了实现显示设备的高分辨率,将具有以精细间距配置的端子的驱动IC芯片连接至玻璃基板。因此,需要各向异性导电膜捕获足够量的导电粒子以便在精细连接区域中确保足够导电性,同时稳定地确保邻近端子之间的绝缘。为了提高粒子捕获率,已经研究通过提高导电粒子的密度或使用过量无机粒子抑制流体流动。然而,在此状况下,存在在低温下实现快速固化的难题。因此,本发明是针对提供一种各向异性导电膜,其具有经改良粒子捕获率;可在150℃或小于150℃的温度下快速固化;且可准许在低温下的连接同时确保存储稳定性及可靠性。
发明内容
技术问题
本发明的目标为提供允许在低温下快速固化;具有良好粒子捕获率;以及展现经改良存储稳定性及可靠性的各向异性导电膜。
本发明的另一目标为提供使用所述各向异性导电膜的显示设备。
技术方案
本发明的一个实施方式是关于各向异性导电膜。在一个实施例中,所述各向异性导电膜由用于各向异性导电膜的组成物形成,包含就固体含量而言1重量%至14重量%的含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物,且具有在膜固化之后在30℃下所量测的2.5GPa至4Gpa的存储模数及在保留在25℃下5天之后通过差示扫描热量测定(DSC)所量测且通过方程式1所计算的20%或小于20%的热量变化率。
[方程式1]
热量变化率(%)=[│(H0-H1)│/H0]×100
在方程式1中,H0为如紧接在所述各向异性导电膜的制造之后所量测的所述各向异性导电膜的差示扫描热量测定(DSC)热量,且H1为如在保留在25℃下5天之后所量测的所述各向异性导电膜的差示扫描热量测定热量。
在另一实施例中,所述各向异性导电膜包含含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物、黏合剂树脂、环氧树脂、导电粒子以及固化剂,且具有如通过差示扫描热量测定(DSC)所量测的放热峰值温度与放热起始温度之间的10℃或小于10℃的温度差,及在80℃至100℃的温度下的10,000Pa·sec至200,000Pa·sec的最小熔融黏度。
本发明的另一实施方式是关于显示设备,其包含:包含第一电极的第一连接部件;包含第二电极的第二连接部件;以及安置于第一连接部件与第二连接部件之间且连接第一电极与第二电极的上述各向异性导电膜。
有利效应
本发明的实施例提供可经由调整流动性改良导电粒子的捕获率;准许在低温下的快速固化;以及展现良好存储稳定性及可靠性的各向异性导电膜。
根据本发明的实施例,各向异性导电膜具有2.5GPa至4GPa的高存储模数以提供高粒子捕获率且具有低DSC热量变化率以提供良好存储稳定性。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的显示设备30的截面视图。
图2为实例1至实例3的各向异性导电膜的差示扫描热量测定(DifferentialScanning Calorimetry,DSC)图。
具体实施方式
在下文中,将详细描述本发明的实施例。本文中将省略熟习此项技术者显而易知的细节的描述。
除非另外定义,否则本文中所使用的术语“被取代”意谓化合物中的氢原子被选自以下各者的取代基取代:卤素原子(F、Br、Cl、I)、卤化烷基、羟基、烷氧基、硝基、氰基、胺基、叠氮基、甲脒基、肼基、亚肼基、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、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杂芳基烷基、C3至C20环烷基、(甲基)丙烯酸酯基、C2至C20杂环烷基及其组合。
如本文中所使用,“烷基”意谓完全饱和或部分不饱和1至20个碳的直链或分支链烃基,且“环烷基”意谓完全饱和或部分不饱和3至20个碳的环烃基。“杂烷基”意谓完全饱和或部分不饱和1至20个碳的烃基,在其主链中包括杂原子而非碳或氢原子;且“杂环烷基”意谓完全饱和或部分不饱和2至20个碳的环烃基,在其环中包括杂原子而非碳或氢原子。
根据本发明的一个实施例的各向异性导电膜由用于各向异性导电膜的组成物形成,所述组成物包含就固体含量而言1重量%至14重量%的含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物,且所述各向异性导电膜具有在膜固化之后在30℃下所量测的2.5GPa至4GPa的存储模数及在保留在25℃下5天之后通过差示扫描热量测定(DSC)所量测且通过方程式1所计算的20%或小于20%的热量变化率:
[方程式1]
热量变化率(%)=[│(H0-H1)│/H0]×100
在方程式1中,H0为紧接在所述各向异性导电膜的制造之后所量测的所述各向异性导电膜的差示扫描热量测定(DSC)热量,且H1如在保留在25℃下5天之后所量测的所述各向异性导电膜的差示扫描热量测定(DSC)热量。
存储模数
根据本发明的实施例的各向异性导电膜可具有在30℃下所量测的2.5GPa至4GPa,确切而言3.0GPa至4.0GPa的存储模数。
存储模数可通过此项技术中已知的任何典型方法量测。举例而言,通过层压多个各向异性导电膜以形成100μm厚的各向异性导电膜,随后在热压机(hot press)上固化90%或多于90%的经层压各向异性导电膜来制备存储模数的标本。接着,使用TA仪器公司的动态机械分析器DMA(Dynamic Mechanical Analyzer)当在10℃/min的加热速率下将标本自-40℃加热至200℃时量测存储模数。
在30℃下的存储模数的上述范围内,各向异性导电膜展现良好粒子捕获率。
差示扫描热量测定(DSC)热量变化率
根据本发明的实施例的各向异性导电膜可具有在保留在25℃下5天之后通过差示扫描热量测定所量测且通过方程式1所计算的20%或小于20%,确切而言15%或小于15%,更确切而言10%或小于10%的热量变化率。
[方程式1]
热量变化率(%)=[│(H0-H1)│/H0]×100
在方程式1中,H0为紧接在所述各向异性导电膜的制造之后所量测的所述各向异性导电膜的差示扫描热量测定(DSC)热量,且H1为在保留在25℃下5天之后所量测的所述各向异性导电膜的差示扫描热量测定(DSC)热量。
可通过在此项技术中所使用的任何典型方法量测各向异性导电膜的差示扫描热量测定热量。举例而言,可基于当在氮气氛围下使用差示扫描量热计(DSC,TA仪器公司,Q20)在10℃/min的加热速率下在-50℃至250℃温度范围内加热标本时,所量测的取决于温度的各向异性导电膜的卡路里,来计算各向异性导电膜的差示扫描热量测定热量。在DSC图中,将热量定义为参看基线通过放热曲线及基线环绕的区域。
在热量变化率的上述范围内,各向异性导电膜具有良好存储稳定性。
含有氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物
含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物为由R-SiO3/2表示的倍半氧硅烷化合物的R被氧杂环丁烷基团部分取代的化合物。特定言之,含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物可包含由化学式2表示的结构。此外,含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物可包含由化学式2表示的结构的重复单位。
[化学式2]
Figure GDA0002202112640000041
在化学式2中,R11为氧杂环丁烷基团且R12为氢或被取代或未被取代的烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂环烷基或烯基,以及就摩尔比而言x及y可满足0<x≤1.0,0≤y<1.0及x+y=1。在一个实施例中,x可在0.5≤x≤1.0范围内。在x的此范围内,倍半氧硅烷化合物含有足够量的氧杂环丁烷基团且氧杂环丁烷基团的开环反应可充分执行,由此实现在低温下的快速固化。
含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物可包含由化学式3至化学式6表示的多面体寡聚倍半氧硅烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane;POS)结构、由化学式7表示的随机(random)结构、由化学式8表示的梯型(ladder)结构或由化学式9表示的部分笼型(cage)结构。
[化学式3]
Figure GDA0002202112640000042
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
Figure GDA0002202112640000052
[化学式7]
Figure GDA0002202112640000053
[化学式8]
Figure GDA0002202112640000054
[化学式9]
Figure GDA0002202112640000061
在化学式3至化学式9中,R各自独立地为氧杂环丁烷基团、氢或被取代或未被取代的烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂环烷基或烯基;以及R中的至少一者为氧杂环丁烷基团。
特定言之,含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物可包含由化学式3至化学式6表示的多面体寡聚倍半氧硅烷结构。
含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物就固体含量而言按组成物的总量计以1重量%至14重量%,确切而言5重量%至10重量%的量存在。在此范围内,各向异性导电膜可具有合适的流动性以提供良好压痕特性同时改良粒子捕获率及连接可靠性。
在一个实施例中,用于各向异性导电膜的组成物可进一步包含除含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物之外的黏合剂树脂、环氧树脂、导电粒子以及固化剂。
黏合剂树脂的实例可包含聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、苯氧基树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚丙烯树脂、聚胺基甲酸酯树脂、聚酯树脂、聚酯胺基甲酸酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)树脂及其环氧化化合物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)树脂及其经改质化合物、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)及其氢化化合物以及其组合。特定言之,黏合剂树脂可为苯氧基树脂,更确切而言茀苯氧基树脂。作为茀苯氧基树脂,可以使用(但不限于)含有茀结构的任何苯氧基树脂。
就固体含量而言按组成物的总量计黏合剂树脂可以15重量%至70重量%的量存在。特定言之,黏合剂树脂可以18重量%至60重量%,更确切而言20重量%至50重量%的量存在。
环氧树脂的实例可包含双酚类型环氧树脂,诸如双酚A类型环氧树脂、双酚A类型环氧丙烯酸酯树脂、双酚F类型环氧树脂、双酚AD类型环氧树脂以及双酚E类型环氧树脂以及双酚S类型环氧树脂;芳族环氧树脂,诸如聚缩水甘油醚环氧树脂、聚缩水甘油酯环氧树脂以及萘环氧树脂;脂环族环氧树脂;酚醛清漆类型环氧树脂,诸如甲酚酚醛清漆环氧树脂及苯酚酚醛清漆类型环氧树脂;缩水甘油胺环氧树脂;缩水甘油酯环氧树脂;联苯二缩水甘油醚环氧树脂;以及氢化环氧树脂。这些环氧树脂可单独或以其二种以上的组合形式使用。特定言之,可使用脂环族环氧树脂。由于脂环族环氧树脂具有存在于脂族环附近的环氧树脂,脂环族环氧树脂允许快速开环反应,因此相较于其他环氧树脂展现较好固化反应性。作为脂环族环氧树脂,可使用包含直接耦接至脂族环或经由另一键联位点耦接至其上的环氧树脂结构的任何脂环族环氧树脂。在一个实施例中,可使用由化学式10至化学式13表示的脂环族环氧树脂。
[化学式10]
[化学式11]
Figure GDA0002202112640000072
[化学式12]
Figure GDA0002202112640000073
[化学式13]
在化学式11至化学式13中,n、s、t、u、v、m以及f可各自独立地为1至50的整数,且R'可为烷基、乙酰基、烷氧基或羰基。更确切而言,n、s、t、u、v、m以及f可以各自独立地为1至25的整数,并且R'可为烷基、乙酰基或烷氧基。
就固体含量而言按组成物的总量计,环氧树脂可以15重量%至50重量%,确切而言20重量%至40重量%的量存在。在此范围内,各向异性导电膜可具有就黏着性、外部外观以及其类似者而言的良好性质,且可在可靠性测试之后展现良好稳定性。
作为固化剂,可使用能够固化环氧树脂的任何固化剂。固化剂的实例可包含酸酐、胺、咪唑、异氰酸酯、酰胺、酰肼、酚以及阳离子固化剂。这些固化剂可单独或以其二种以上的组合形式使用。
特定言之,固化剂可为阳离子固化剂或胺固化剂。就快速固化反应而言,阳离子固化剂有利;且就稳定性而言,胺固化剂有利且因此提供使用较少稳定剂的优点。在一个实施例中,固化剂可为锍固化剂或胺固化剂,例如由化学式14、化学式15或化学式16表示的锍固化剂或由化学式17表示的第四铵固化剂。
[化学式14]
Figure GDA0002202112640000081
在化学式14中,R13为选自由以下各者组成的群的一者:氢、C1-6烷基、C6-14芳基、-C1-6烷基C6-14芳基、-C(=O)R31、-C(=O)OR32、以及-C(=O)NHR33(其中R31、R32以及R33各自独立地为选自C1-6烷基及C6-14芳基当中的一者);
R14至R17各自独立地为氢或C1-6烷基;
R18及R19各自独立地为选自由以下各者组成的群的一者:C1-6烷基、硝基苯甲基、二硝基苯甲基、三硝基苯甲基、被C1-6烷基取代或未被取代的苯甲基以及萘基甲基;以及
Y1 -为AsF6、SbF6、SbCl6、(C6F5)4B、SbF5(OH)、PF6或BF4
[化学式15]
Figure GDA0002202112640000082
在化学式15中,R20为氢;R21为C1-6烷基;R22为-OH、-OC(=O)R34或-OC(=O)OR35(其中R34及R35中的每一者为C1-6烷基);以及Y2 -为AsF6、SbF6、SbCl6、(C6F5)4B、SbF5(OH)、PF6或BF4
[化学式16]
Figure GDA0002202112640000083
在化学式16中,R23及R24各自独立地为选自由以下各者组成的群的一者:C1-20烷基、C3-12烯基、C6-20芳基、C7-20烷芳基、C7-20烷芳基、C1-20烷醇基及C5-20环烷基;Ar1为被取代或未被取代的C6-20芳基;Ar2为被取代或未被取代的C6-20亚芳基;以及Y3 -为选自由以下各者组成的群的单价阴离子:BF4、PF6、AsF6、SbF6、SbCl6、(C6F5)4B、SbF5(OH)、HSO4、p-CH3C6H4SO3、HCO3、H2PO4、CH3COO以及卤素阴离子。此处,卤素阴离子意谓卤素原子的单价单原子阴离子。
[化学式17]
Figure GDA0002202112640000084
在化学式17中,R26、R27、R28以及R29各自独立地为以下各者中的一者:被取代或未被取代的C1至C6烷基或C6至C20芳基;以及M-为以下各者中的一者:Cl-、BF4 -、PF6 -、N(CF3SO2)2 -、CH3CO2 -、CF3CO2 -、CF3SO3 -、HSO4 -、SO4 2-、SbF6 -以及B(C6F5)4 -
特定言之,在化学式17中,R26、R27、R28以及R29各自独立地为以下各者中的一者:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、s-丁基、第三丁基、戊基、正戊基、第三戊基、异戊基、己基、环己基、苯基、蒽基以及菲基。
特定言之,在化学式17中,M-可为SbF6 -及B(C6F5)4 -中的至少一者。更确切而言,M-可为B(C6F5)4 -,其并不引起环境问题。
就固体含量而言按各向异性导电膜的总重量计,固化剂可以1重量%至10重量%,确切而言1重量%至5重量%的量存在。在此范围内,固化剂可经由合适的分子量确保用于固化的足够反应,且可确保就在接合之后的接合强度、可靠性以及其类似者而言的良好性质。
导电粒子不受特定限制且可选自此项技术中所用的典型导电粒子。导电粒子的实例可包含:金属粒子,包含Au、Ag、Ni、Cu以及焊料;碳粒子;通过用金属涂布聚合物树脂粒子所得的粒子,金属包含Au、Ag、Ni以及其类似物;以及经由对金属涂布聚合物树脂粒子所得的粒子的表面进行绝缘处理所得的绝缘粒子。取决于电路间距(pitch),导电粒子可具有例如1μm至20μm、确切而言1μm至10μm的粒径。
就固体含量而言按组成物的总量计,导电粒子可以1重量%至30重量%,确切而言10重量%至25重量%的量存在。在此范围内,导电粒子可容易地在端子之间压缩以确保稳定的连接可靠性,同时经由改良导电性来减小连接电阻。
在一个实施例中,各向异性导电膜可进一步包含由化学式1表示的化合物以及固化剂。
[化学式1]
Figure GDA0002202112640000091
在化学式1中,R1为选自由以下各者组成的群的一者:氢、C1-6烷基、C6-14芳基、-C1-6烷基C6-14芳基、-C(=O)R8、-C(=O)OR9以及-C(=O)NHR10(其中R8、R9以及R10各自独立地为选自C1-6烷基及C6-14芳基的一者);R2至R5各自独立地为氢或C1-6烷基;R6及R7各自独立地为C1-6烷基、硝基苯甲基、二硝基苯甲基、三硝基苯甲基、被C1-6烷基取代或未被取代的苯甲基以及萘基甲基;以及X1为烷基硫酸。
特定言之,在化学式1中,R1可为氢或C1至C4烷基或乙酰基;R2至R5可各自独立地为氢或C1至C4烷基;以及R6及R7可为甲基或苯甲基。更确切而言,R1至R5各自独立地为氢且R6及R7可为甲基。X1可为甲基硫酸。
化学式1的化合物用以改良用于各向异性导电膜的组成物的存储稳定性,其包含含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物。特定言之,化学式1的化合物通过捕获由固化剂产生的阳离子抑制在室温下的固化,由此改良用于各向异性导电膜的组成物的存储稳定性。另外,包含化学式1的化合物的各向异性导电膜可归因于其差示扫描热量测定(DSC)放热峰值温度与差示扫描热量测定放热起始温度之间的小差异而实现在低温下的快速固化,由此改良各向异性导电膜的可靠性。
就固体含量而言按组成物的总量计,化学式1的化合物可以0.001重量%至10重量%的量存在。特定言之,可以0.01重量%至5重量%,更确切而言0.01重量%至1重量%的量存在。在此范围内,可在不中断各向异性导电膜在低温下的快速固化的情况下,改良各向异性导电膜的存储稳定性。
用于各向异性导电膜的组成物可进一步包含苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷化合物。苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷化合物可由化学式18表示。
[化学式18]
Figure GDA0002202112640000101
其中R30为氢原子、1至6个碳的烷基、1至6个碳的氟烷基或芳基,且k为0至10的整数。
苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷化合物具有反应延迟效应以中断在低温下的反应,而不会显著降低在固化温度下的反应性。因而,苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷化合物与含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物一起用作可固化化合物,从而各向异性导电膜可通过倍半氧硅烷化合物而具有经改良粒子捕获率及经改良存储稳定性,同时允许在低温下的快速固化。此外,包含这些化合物的各向异性导电膜在固化之后在高温/高湿度条件下具有高玻璃转移温度,且因此具有低连接电阻提高速率。
就固体含量而言按各向异性导电膜的总重量计,苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷化合物可以5重量%至40重量%,确切而言10重量%至35重量%的量存在。
在一个实施例中,用于各向异性导电膜的组成物可进一步包含硅烷偶合剂。
硅烷偶合剂可包含选自由以下各者组成的群的至少一者:例如可聚合的含氟基的硅化合物,诸如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷以及(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;含环氧基的硅化合物,诸如3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷以及2-(3,4-环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷;含胺基的硅化合物,诸如3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷以及N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷;以及3-氯丙基三甲氧基硅烷,但不限于此。
就固体含量而言按组成物的总量计,硅烷偶合剂可以0.5重量%至10重量%的量存在。
各向异性导电膜可进一步包含无机填充剂。
无机填充剂可通过改良导电粒子的分散性防止电短路且改良连接性质,且可改良膜可成形性。
无机填充剂可非限制性地包含此项技术中已知的任何适合的无机填充剂。无机填充剂的实例可包含氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、二氧化铈、氧化锌、氧化铁、氮化硅、氮化钛、三氧化二硼、碳酸钙、硫酸铝、氢氧化铝、钛酸钙、滑石、硅酸钙以及硅酸镁,但不限于此。特定言之,无机填充剂可为氧化铝、二氧化硅、碳酸钙或氢氧化铝。在一个实施例中,无机填充剂可为氧化铝或二氧化硅。
可用诸如苯基胺基、苯基、甲基丙烯酸基、乙烯基以及环氧基的化合物对无机填充剂进行表面处理,以便改良各向异性导电膜中的分散性。
对无机填充剂进行表面处理的方法不受特定限制。举例而言,可执行干式表面处理,其中使用亨舍尔混合器将表面处理剂直接与无机填充剂混合,随后按需要进行热处理。另外,可使用用适合的溶剂稀释的表面处理剂。
按各向异性导电膜的总重量计,无机填充剂可以5重量%至40重量%,确切而言5重量%至30重量%,更确切而言15重量%至30重量%的量存在。在此范围内,无机填充剂可以有效地分散导电粒子并且可以适当地调整各向异性导电膜的流动性。另外,无机填充剂可提高在30℃下所量测的各向异性导电膜的后固化存储模数,由此改良粒子捕获率。
在一个实施例中,无机填充剂可具有1nm至1,000nm的粒径,且可使用具有不同粒径的两种或多于两种无机粒子。两个无机填充剂可包含具有约1nm至约40nm的粒径的第一无机填充剂及具有约50nm至约1,000nm的粒径的第二无机填充剂。
在另一实施例中,用于各向异性导电膜的组成物可进一步包含添加剂,诸如聚合抑制剂、抗氧化剂以及热稳定剂以提供额外性质而不会影响其基本性质。就固体含量而言按用于各向异性导电膜的组成物的总重量计,添加剂可以约0.01重量%至约10重量%的量存在,但不限于此。
聚合抑制剂的实例可包含氢醌、氢醌单甲醚、对苯醌、啡噻嗪以及其混合物。抗氧化剂可为酚或羟基肉桂酸盐抗氧化剂。举例而言,抗氧化剂可包含肆-(亚甲基-(3,5-二-第三丁基-4-羟基肉桂酸盐)甲烷、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酸硫代二-2,1-乙烷二基酯,以及类似者。
可在不使用特殊设备或设施的情况下制造根据此实施例的各向异性导电膜。举例而言,将包含如上文所阐述的组份的用于各向异性导电膜的组成物溶解于诸如甲苯的有机溶剂中,随后按并不引起导电粒子的破碎的搅拌速度搅拌某一时间段,且将所得材料涂布至离型膜上直至10μm至50μm的厚度,随后干燥某一时间段以使甲苯及类似者挥发,藉此获得各向异性导电膜。
各向异性导电膜可具有150℃至250℃,确切而言160℃至200℃的后固化玻璃转移温度(Tg)。在玻璃转移温度的此范围内,各向异性导电膜可具有经改良粒子捕获率及压痕特性。玻璃转移温度可通过典型方法量测。举例而言,当在热压机上固化各向异性导电膜且使用DSC确定各向异性导电膜充分固化之后,使用TA仪器公司的DMA(动态机械分析器)在10℃/min的加热速率下将各向异性导电膜自-40℃加热至200℃时量测玻璃转移温度。
在另一实施例中,各向异性导电膜包含含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物、黏合剂树脂、环氧树脂、导电粒子以及固化剂,且具有差示扫描量热计(DSC)放热峰值温度与差示扫描量热计放热起始温度之间的10℃或小于10℃的差值及10,000Pa·sec至200,000Pa·sec的在80℃至100℃下的最小熔融黏度。
在此实施例中,含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物、黏合剂树脂、环氧树脂、导电粒子以及固化剂可与以上实施例所述的相同。
对于根据此实施例的各向异性导电膜,差示扫描量热计(DSC)放热峰值温度与差示扫描量热计放热起始温度之间的差可为10℃或小于10℃,确切而言9℃或小于9℃。在此范围内,各向异性导电膜可实现在低温下的快速固化且具有经改良可靠性。
差示扫描量热计放热峰值温度及差示扫描量热计放热起始温度可通过以下例示性方法量测,但不限于此。在此方法中,在氮气氛围下以10℃/min的速率在-50℃至250℃的温度范围内加热各向异性导电膜,随后使用差示扫描量热计(DSC,TA仪器公司,Q20)量测放热峰值温度及放热起始温度以获得DSC图。在DSC图上,将DSC放热起始温度定义为产热起始点与产热结束点之间的延伸线与自最高峰值至DSC图的斜率开始增大的点的切线相交的点处的温度,且将DSC放热峰值温度定义为在热量的最高峰值处的温度。
各向异性导电膜可具有如使用ARES在80℃至100℃的温度下所量测的10,000Pa·s至200,000Pa·s,确切而言90,000Pa·s至150,000Pa·s的最小熔融黏度。在此范围内,各向异性导电膜可展现合适的流动性,由此改良导电粒子的捕获率。
各向异性导电膜的最小熔融黏度可通过以下例示性方法量测,但不限于此。在此方法中,在150μm的样本厚度、10℃/分钟的加热速率、5%的应力、10弧度/秒的频率以及80℃至100℃的温度范围条件下使用ARES G2流变计(TA仪器公司)量测各向异性导电膜的最小熔融黏度。
各向异性导电膜可进一步包含由化学式1表示的化合物。化学式1的化合物与上述实施例中相同。
[化学式1]
Figure GDA0002202112640000121
在化学式1中,R1为选自由以下各者组成的群的一者:氢、C1-6烷基、C6-14芳基、-C1-6烷基C6-14芳基、-C(=O)R8、-C(=O)OR9以及-C(=O)NHR10(其中R8、R9以及R10各自独立地为选自C1-6烷基及C6-14芳基的一者);R2至R5各自独立地为氢或C1-6烷基;R6及R7各自独立地为C1-6烷基、硝基苯甲基、二硝基苯甲基、三硝基苯甲基、被C1-6烷基取代或未被取代的苯甲基以及萘基甲基;以及X1为烷基硫酸。
各向异性导电膜可具有在50MPa至90MPa的压力下在100℃至150℃的温度下主压缩4秒至7秒之后所量测且通过方程式2所计算的30%至70%的粒子捕获率。
[方程式2]
粒子捕获率(%)=(在主压缩之后的连接区域中每单位面积(mm2)的导电粒子数/在压缩之前的各向异性导电膜的每单位面积(mm2)的导电粒子数)×100
特定言之,各向异性导电膜可具有35%至60%的粒子捕获率。在粒子捕获率的此范围内,可有效地抑制导电层的流动性,使得可将导电粒子充分地置放于端子上,以改良载流性质且可减小导电粒子的流出,藉此减少端子之间的短路。
粒子捕获率可通过以下例示性方法量测,但不限于此。在此方法中,首先,使用自动粒子计数器计算在压缩之前各向异性导电膜的每单位面积(mm2)的导电粒子数。接着,将各向异性导电膜置于包含具有1,200μm2的凸块面积及
Figure GDA0002202112640000122
的厚度的电路的玻璃基板上,且使其在1MPa下经受在70℃下的初步压缩1秒。接着,在移除离型膜之后,将凸块面积为1200μm2并且厚度为1.5T的IC芯片置放在各向异性导电膜上,随后在130℃下在70MPa下主压缩5秒。接着,使用自动粒子计数器计算连接区域中的导电粒子数(mm2),随后根据方程式2计算粒子捕获率。
另外,各向异性导电膜可具有如在50MPa至90MPa的压力下在100℃至150℃的温度下主压缩4秒至7秒,随后使各向异性导电膜处于85℃及85%相对湿度下250小时之后所量测的0.5Ω或小于0.5Ω,确切而言0.3Ω或小于0.3Ω的后可靠性连接电阻。
在可靠性测试后连接电阻的此范围内,各向异性导电膜可以在连接可靠性及长期存储稳定性方面展现经改良性质。
可靠性测试之后的连接电阻可以通过以下例示性方法量测,但不限于此。在此方法中,首先,将各向异性导电膜置放于包含电路的玻璃基板上,电路具有1200μm2的凸块面积及的厚度,随后在70℃下在1MPa下初步压缩1秒;及在移除离型膜之后,将具有1200μm2的凸块面积及1.5T的厚度的IC芯片置放于各向异性导电膜上,随后在130℃下在70MPa下主压缩5秒,藉此制备标本。接着,通过4点探针方法使用电阻计(2000万用表,吉时利仪器公司)量测所制备标本的4点之间的电阻值,藉此发现初始连接电阻。接着,使标本在85℃及85%相对湿度下静置250小时,随后以相同方式量测电阻,藉此发现在可靠性测试之后的连接电阻。此处,基于在通过电阻计施加1毫安电流后所量测的电压计算电阻值,并且取平均值。
在一个实施例中,各向异性导电膜可用于COG(玻璃上芯片)或COF(膜上芯片)安装方法中。
根据本发明的实施例的各向异性导电膜可具有单层结构,但不限于此。或者,各向异性导电膜可具有多层结构,诸如双层结构或三层结构。
特定言之,各向异性导电膜可具有介电层堆栈于导电层的一个或两个表面上的结构。即,各向异性导电膜可具有导电层与介电层的双层结构、导电层堆栈于介电层上且另一介电层堆栈于导电层上的三层结构,或包含导电层及介电层的四个或多于四个层的多层结构。
如本文中所使用,术语“堆栈”意谓层形成于另一层的表面上,且可与涂布或层压互换。对于具有导电层及介电层的双层结构的各向异性导电膜,由于导电层与介电层分开且因此导电粒子的压缩并不受高含量的无机粒子干扰,可由此影响用于各向异性导电膜的组成物的流动性,而不会影响各向异性导电膜的导电性,由此使得能够制造各向异性导电膜,同时控制各向异性导电膜的流动性。
举例而言,可通过以下方法以单层结构形成根据本发明的各向异性导电膜。首先,在制备包含上述组份的用于各向异性导电膜的组成物之后,将所述组成物溶解于诸如甲苯的有机溶剂中,随后以并不引起导电粒子的破碎的搅拌速度搅拌某一时间段。接着,将所得材料涂布至离型膜上直至例如3μm至50μm的厚度,且干燥某一时间段以挥发甲苯以及其类似者,由此获得具有单层结构的各向异性导电膜。
或者,在单独地制备含有导电粒子的组成物及不含有导电粒子的组成物之后,可将含有导电粒子的组成物涂布至一个离型膜上以形成导电膜,且可将不含有导电粒子的组成物涂布至另一离型膜上以形成非导电膜,随后将导电膜层压于非导电膜上,由此形成具有双层结构的各向异性导电膜。
接着,将描述根据本发明的一个实施例的显示设备。
根据本发明的实施例的显示设备可包含:包含第一电极的第一连接部件;包含第二电极的第二连接部件;以及安置于第一连接部件与第二连接部件之间以将第一电极连接至第二电极的各向异性导电膜,其中所述各向异性导电膜可为根据本发明的实施例的各向异性导电膜。
第一连接部件或第二连接部件包含用于电连接的电极。特定言之,可为玻璃或塑料基板、印刷线路板、陶瓷布线板、可挠性布线板、半导体硅芯片、IC芯片或驱动器IC芯片,其形成有ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)电极。更特定言之,第一连接部件及第二连接部件中的一者可为IC芯片或驱动器IC芯片,且另一者可为玻璃基板。
参看图1,根据本发明的一个实施例的显示设备30可包含包含第一电极70的第一连接部件50与包含第二电极80的第二连接部件60,所述各向异性导电膜10安置于第一连接部件与第二连接部件之间且包含将第一电极连接至第二电极的导电粒子3,其中所述各向异性导电膜可为上述各向异性导电膜。
发明详述
接着,将详细地描述本发明的实例以及比较实例。然而,应理解,本发明不限于以下实例。
为了清晰起见,将省略熟习此项技术者显而易知的细节的描述。
实例
实例1:制备各向异性导电膜
通过混合35重量%的联苯茀类型黏合剂树脂(FX-293,日本钢铁公司)、35.95重量%的具有130g/eq的环氧当量的脂环族环氧树脂(在下文中为环氧树脂1,celloxide2021P,大赛璐公司)、5重量%的含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物(TX-100,东亚合成株式会社)、0.05重量%的化学式1-1的化合物(SI-S,三信化工有限公司,日本)、4重量%的阳离子固化剂(SI-B3A,三信化工有限公司,日本)以及20重量%的经受绝缘处理的导电粒子(AUL-704F,平均粒子直径4μm,积水有限公司,日本)来制备用于各向异性导电膜的组成物。
[化学式1-1]
Figure GDA0002202112640000141
将用于各向异性导电膜的组成物涂布至离型膜上且在干燥机器中在60℃下干燥5分钟以挥发溶剂,由此制备16μm厚的各向异性导电膜(Tg:195℃)。
实例2:制备各向异性导电膜
以与实例1中相同的方式制备实例2的各向异性导电膜(Tg:198℃),但是如表1中所列改变环氧树脂、含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物以及化学式1-1化合物的量。
实例3
以与实例1中相同的方式制备实例3的各向异性导电膜(Tg:195℃),但是将YX4000(在下文中环氧树脂2,三越化学,日本)用作环氧树脂。
实例4
通过混合40重量%的联苯茀类型黏合剂树脂(FX-293,日本钢铁公司)、35重量%的苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷化合物(PNOX-1009,东亚合成株式会社)、5重量%的含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物(SSQ-TX100,东亚合成株式会社)、5重量%的作为阳离子固化剂的第四铵化合物(CXC-1821,国王工业有限公司)以及15重量%的导电粒子(AUL-704F,平均粒子直径4μm,积水有限公司,日本)来制备用于各向异性导电膜的组成物。
将用于各向异性导电膜的组成物涂布至离型膜上且在干燥机器中在60℃下干燥5分钟以挥发溶剂,由此制备18μm厚的各向异性导电膜(Tg:195℃)。
实例5
以与实例4中相同的方式制备各向异性导电膜(Tg:195℃),但是就固体含量而言将含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物(SSQ-TX100,东亚合成株式会社)的量改变至10重量%及将苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷化合物(PNOX-1009,东亚合成株式会社)的量改变至30重量%。
比较实例1
以与实例1中相同的方式制备比较实例1的各向异性导电膜(Tg:196℃),但相较于实例1,不使用化学式1-1化合物且就固体含量而言将环氧树脂的量改变至36重量%。
比较实例2
以与实例1中相同的方式制备比较实例2的各向异性导电膜(Tg:205℃),但是如表1中所列改变环氧树脂、含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物以及化学式1-1化合物的量。
比较实例3
以与实例1中相同的方式制备比较实例3的各向异性导电膜(Tg:168℃),但相较于实例1,在制备用于各向异性导电膜的组成物时不使用含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物及化学式1-1化合物且使用5.05重量%的二氧化硅纳米粒子R812(粒子直径7nm,德山公司)。
在实例及比较实例中所使用的组份中的每一者的细节展示于表1中。组份的量以重量%来进行量测。
[表1]
Figure GDA0002202112640000151
根据以下方法评估实例1至实例5及比较实例1至比较实例3中所制备的各向异性导电膜中的每一者的差示扫描热量测定(DSC)放热起始温度、差示扫描热量测定放热峰值温度、最小熔融黏度、粒子捕获率、连接电阻及后接合压痕均一性、存储模数以及热量变化率。结果展示于表2及表3中。
实验实例1:玻璃转移温度的量测
当在热压机上固化各向异性导电膜且使用DSC确定各向异性导电膜经充分固化之后,使用TA仪器公司的DMA(动态机械分析器)在10℃/min的加热速率下将各向异性导电膜自-40℃加热至200℃时量测实例及比较实例中所制备的各向异性导电膜中的每一者的玻璃转移温度。
实验实例2:差示扫描热量测定(DSC)量测放热起始温度及放热峰值温度
当在氮气氛围下以10℃/min的速率在-50℃至250℃的温度范围内加热各向异性导电膜时,使用差示扫描量热计(DSC,TA仪器公司Q20)量测实例及比较实例中所制备的各向异性导电膜中的每一者的热量。图2为描绘实例1至实例3中所制备的各向异性导电膜的热量的图(实例1通过线a指示,实例2通过线b指示,以及实例3通过线c指示)。在DSC图上,将DSC放热起始温度定义为在产热起始点与产热结束点之间的延伸线与自最高峰值至DSC图的斜率开始增大的点的切线相交的点处的温度。另外,将DSC放热峰值温度定义为DSC图上热量的最高峰值处的温度。
实验实例3:最小熔融黏度的量测
在150μm的样本厚度、10℃/min的加热速率、1%的应变、10弧度/秒的角度频率以及30℃至220℃的温度范围条件下使用ARES G2流变计(TA仪器公司)量测实例及比较实例中所制备的各向异性导电膜中的每一者的最小熔融黏度。
实验实例4:粒子捕获率的量测
对于实例及比较实例中所制备的各向异性导电膜中的每一者,使用自动粒子计数器(ZOOTUS)计算在压缩之前各向异性导电膜的每单位面积(mm2)的导电粒子数。
接着,将各向异性导电膜置于包含具有1,200μm2的凸块面积及
Figure GDA0002202112640000161
的厚度的电路的玻璃基板上(制造:可隆公司),且使其在1MPa下经受在70℃下的初步压缩1秒。接着,在移除离型膜之后,将凸块面积为1200μm2并且厚度为1.5T的IC芯片置放在各向异性导电膜上(制造:三星LSI),随后在130℃下在70MPa下主压缩5秒。接着,使用自动粒子计数器计算连接区域中的导电粒子数(mm2),随后根据方程式2计算粒子捕获率。
[方程式2]
粒子捕获率(%)=(在主压缩之后连接区域中每单位面积(mm2)的导电粒子数/在压缩之前各向异性导电膜每单位面积(mm2)的导电粒子数)×100
实验实例5:初始连接电阻及后可靠性连接电阻的量测
将实例及比较实例中所制备的各向异性导电膜中的每一者置放在包含凸块面积为1,200μm2并且厚度为
Figure GDA0002202112640000162
的电路的玻璃基板(制造:可隆公司)上并且在70℃下在1MPa下进行初步压缩1秒。接着,在移除离型膜之后,将具有1200μm2的凸块面积及1.5T的厚度的IC芯片(制造:三星LSI)置于各向异性导电膜上,随后在130℃下在70MPa下主压缩5秒,由此制备标本。接着,通过4点探针方法使用电阻计(2000万用表,吉时利仪器公司)量测所制备标本的4点之间的电阻值,藉此发现初始连接电阻。接着,使标本在85℃及85%相对湿度下静置250小时,随后以相同方式量测电阻,藉此发现在可靠性测试之后的连接电阻。
此处,基于在通过电阻计施加1毫安电流后所量测的电压计算电阻值,并且取平均值。
实验实例6:后接合压痕均一性的量测
将实例及比较实例中所制备的各向异性导电膜中的每一者置放在包含凸块面积为1200μm2并且厚度为
Figure GDA0002202112640000163
的电路的玻璃基板(制造:可隆公司)上并且在70℃下在1MPa下进行初步压缩1秒。接着,在移除离型膜之后,将凸块面积为1,200μm2并且厚度为1.5T的IC芯片(制造:三星LSI)置放在各向异性导电膜上,随后在130℃下在70MPa下主压缩5秒。接着,通过肉眼观测压痕的均一性。特定言之,当在IC芯片的两侧处的压痕与在其中心区中的压痕一样清晰时,将此结果评定为良好(○);及当在IC芯片的两侧处的压痕与在其中心区中的压痕相比不清晰时,将此结果评定为不均匀(×)。
实验实例7:存储模数的量测
对于存储模数的量测,通过层压多个对应各向异性导电膜以形成100μm厚的各向异性导电膜,随后在热压机(hot press)上固化90%或多于90%的经层压各向异性导电膜而制备实例及比较实例中所制备的各向异性导电膜中的每一者的标本,并以DSC确认。接着,使用TA仪器公司的DMA(动态机械分析器)当在10℃/min的加热速率下将标本自-40℃加热至200℃时量测存储模数。
在各种存储模数当中,确认在30℃下的存储模数。
实验实例8:各向异性导电膜的差示扫描量热计(DSC)热量变化率的量测
在将1mg的实例及比较实例中所制备的各向异性导电膜中的每一者等分为标本之后,当在氮气氛围下使用DSC(差示扫描量热计,TA仪器公司,Q20)以10℃/min的加热速率在-50℃至250℃的温度范围内加热标本时量测标本的初始热量(H0)。接着,在将标本在25℃下静置5天之后,以相同方式量测标本的热量(H1)。通过以下方程序1计算热量变化率。
[方程式1]
热量变化率(%)=[│(H0-H1)│/H0]×100
[表2]
Figure GDA0002202112640000171
[表3]
Figure GDA0002202112640000181
在表2中,可看到实例1至实例5的各向异性导电膜具有在2.5GPa至4GPa范围内的高存储模数,展现热量的较少变化以提供良好存储稳定性,以及具有高粒子捕获率。另外,各向异性导电膜中的每一者具有低DSC放热起始温度及放热峰值温度,且提供放热起始温度与放热峰值温度之间的相对较小差值,由此实现在低温下的快速固化。
相反地,在表3中,可看到具有小于2.5GPa的在30℃下的后固化存储模数及如通过方程式1所计算的高于20%的差示扫描量热计(DSC)热量变化率的比较实例1的各向异性导电膜、含有过量含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物的比较实例2的各向异性导电膜以及不含有含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物的比较实例3的各向异性导电膜在IC芯片的两侧处的压痕与在其中心区中的压痕相比不清晰,由此提供不均匀压痕。

Claims (22)

1.一种各向异性导电膜,其特征在于,由用于各向异性导电膜的组成物形成,所述组成物包括就固体含量而言按所述组成物的总重量计1重量%至14重量%的含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物,所述各向异性导电膜具有在固化之后在30℃下所量测的2.5GPa至4GPa的存储模数及在保留在25℃下5天之后通过差示扫描热量测定所量测且通过方程式1所计算的20%或小于20%的热量变化率:
[方程式1]
热量变化率(%)=[│(H0-H1)│/H0]×100
在方程式1中,H0为紧接在所述各向异性导电膜的制造之后所量测的所述各向异性导电膜的差示扫描热量测定热量,H1为在保留在25℃下5天之后所量测的所述各向异性导电膜的差示扫描热量测定热量,
其中所述组成物进一步包括由化学式1表示的化合物和/或苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷化合物:
[化学式1]
Figure FDA0002202112630000011
在化学式1中,R1为选自由以下各者组成的群的一者:氢、C1-6烷基、C6-14芳基、-C1-6烷基C6-14芳基、-C(=O)R8、-C(=O)OR9以及-C(=O)NHR10,其中R8、R9以及R10各自独立地为选自C1-6烷基及C6-14芳基的一者;
R2至R5各自独立地为氢或C1-6烷基;
R6及R7各自独立地为C1-6烷基、硝基苯甲基、二硝基苯甲基、三硝基苯甲基、被C1-6烷基取代或未被取代的苯甲基以及萘基甲基;以及
X1为烷基硫酸。
2.根据权利要求1所述的各向异性导电膜,其中所述含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物包括由化学式2表示的结构:
[化学式2]
在化学式2中,R11为氧杂环丁烷基团;R12为氢或被取代或未被取代的烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂环烷基或烯基;以及x及y满足0<x≤1.0,0≤y<1.0且x+y=1。
3.根据权利要求2所述的各向异性导电膜,其中x在0.5≤x≤1.0范围内。
4.根据权利要求1所述的各向异性导电膜,其中所述组成物进一步包括黏合剂树脂、环氧树脂、导电粒子以及固化剂。
5.根据权利要求4所述的各向异性导电膜,其中所述黏合剂树脂为茀苯氧基树脂。
6.根据权利要求4所述的各向异性导电膜,其中所述环氧树脂包括选自由以下各者组成的群的至少一者:双酚类型环氧树脂、芳族环氧树脂、脂环族环氧树脂、酚醛清漆类型环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、联苯二缩水甘油醚环氧树脂、氢化环氧树脂以及其组合。
7.根据权利要求6所述的各向异性导电膜,其中所述脂环族环氧树脂具有由化学式10至化学式13表示的结构中的至少一者:
[化学式10]
Figure FDA0002202112630000021
[化学式11]
Figure FDA0002202112630000022
[化学式12]
Figure FDA0002202112630000023
[化学式13]
Figure FDA0002202112630000024
在化学式11至化学式13中,n、s、t、u、v、m以及f各自独立地为1至50的整数,以及R'是烷基、乙酰基、烷氧基或羰基。
8.根据权利要求4所述的各向异性导电膜,其中所述固化剂为选自由以下各者组成的群的至少一者:酸酐、胺、咪唑、异氰酸酯、酰胺、酰肼、酚以及阳离子固化剂。
9.根据权利要求8所述的各向异性导电膜,其中所述阳离子固化剂具有由化学式14、化学式15、化学式16以及化学式17表示的结构中的一者:
[化学式14]
Figure FDA0002202112630000031
在化学式14中,R13为选自由以下各者组成的群的一者:氢、C1-6烷基、C6-14芳基、-C1-6烷基C6-14芳基、-C(=O)R31、-C(=O)OR32、以及-C(=O)NHR33,其中R31、R32以及R33各自独立地为选自C1-6烷基及C6-14芳基中的一者;
R14至R17各自独立地为氢或C1-6烷基;以及
R18及R19各自独立地为选自由以下各者组成的群的一者:C1-6烷基、硝基苯甲基、二硝基苯甲基、三硝基苯甲基、被C1-6烷基取代或未被取代的苯甲基以及萘基甲基;以及
Y1 -为AsF6、SbF6、SbCl6、(C6F5)4B、SbF5(OH)、PF6或BF4
[化学式15]
Figure FDA0002202112630000032
在化学式15中,R20为氢;R21为C1-6烷基;R22为-OH、-OC(=O)R34或-OC(=O)OR35,其中R34及R35各自独立地为C1-6烷基;以及Y2 -为AsF6、SbF6、SbCl6、(C6F5)4B、SbF5(OH)、PF6或BF4
[化学式16]
Figure FDA0002202112630000033
在化学式16中,R23及R24各自独立地为选自由以下各者组成的群的一者:C1-20烷基、C3-12烯基、C6-20芳基、C7-20烷芳基、C7-20烷芳基、C1-20烷醇基以及C5-20环烷基;Ar1为被取代或未被取代的C6-20芳基;Ar2为被取代或未被取代的C6-20亚芳基;以及Y3 -为选自由以下各者组成的群的单价阴离子:BF4、PF6、AsF6、SbF6、SbCl6、(C6F5)4B、SbF5(OH)、HSO4、p-CH3C6H4SO3、HCO3、H2PO4、CH3COO以及卤素阴离子,
[化学式17]
Figure FDA0002202112630000034
在化学式17中,R26、R27、R28以及R29各自独立地为以下各者中的一者:被取代或未被取代的C1至C6烷基或C6至C20芳基;以及M-为以下各者中的一者:Cl-、BF4 -、PF6 -、N(CF3SO2)2-、CH3CO2 -、CF3CO2 -、CF3SO3 -、HSO4 -、SO4 2-、SbF6 -以及B(C6F5)4 -
10.根据权利要求1所述的各向异性导电膜,其中,在化学式1中,R1为氢或C1至C4烷基或乙酰基;R2至R5各自独立地为氢或C1至C4烷基;以及R6及R7为甲基或苯甲基。
11.根据权利要求1所述的各向异性导电膜,其中所述各向异性导电膜具有150℃至250℃的后固化玻璃转移温度。
12.根据权利要求4所述的各向异性导电膜,其中所述组成物包括就固体含量而言15重量%至70重量%的所述黏合剂树脂;15重量%至50重量%的所述环氧树脂;1重量%至10重量%的所述固化剂;以及1重量%至30重量%的所述导电粒子。
13.根据权利要求12所述的各向异性导电膜,其中所述组成物进一步包括0.001重量%至10重量%的由化学式1表示的化合物:
[化学式1]
Figure FDA0002202112630000041
在化学式1中,R1为选自由以下各者组成的群的一者:氢、C1-6烷基、C6-14芳基、-C1-6烷基C6-14芳基、-C(=O)R8、-C(=O)OR9以及-C(=O)NHR10,其中R8、R9以及R10各自独立地为选自C1-6烷基及C6-14芳基的一者;
R2至R5各自独立地为氢或C1-6烷基;
R6及R7各自独立地为C1-6烷基、硝基苯甲基、二硝基苯甲基、三硝基苯甲基、被C1-6烷基取代或未被取代的苯甲基以及萘基甲基;以及
X1为烷基硫酸。
14.根据权利要求1所述的各向异性导电膜,其中所述组成物进一步包括5重量%至40重量%的苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷化合物。
15.根据权利要求1所述的各向异性导电膜,其中所述组成物进一步包括5重量%至40重量%的无机填充剂。
16.一种各向异性导电膜,其特征在于,包括:含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物、黏合剂树脂、环氧树脂、导电粒子以及固化剂,所述各向异性导电膜具有通过差示扫描热量测定所量测的放热峰值温度与放热起始温度之间的10℃或小于10℃的差值,及在80℃至100℃的温度下的10,000Pa·sec至200,000Pa·sec的最小熔融黏度,
其中所述组成物进一步包括由化学式1表示的化合物和/或苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷化合物:
[化学式1]
Figure FDA0002202112630000042
在化学式1中,R1为选自由以下各者组成的群的一者:氢、C1-6烷基、C6-14芳基、-C1-6烷基C6-14芳基、-C(=O)R8、-C(=O)OR9以及-C(=O)NHR10,其中R8、R9以及R10各自独立地为选自C1-6烷基及C6-14芳基的一者;
R2至R5各自独立地为氢或C1-6烷基;
R6及R7各自独立地为C1-6烷基、硝基苯甲基、二硝基苯甲基、三硝基苯甲基、被C1-6烷基取代或未被取代的苯甲基以及萘基甲基;以及
X1为烷基硫酸。
17.根据权利要求16所述的各向异性导电膜,其中所述含氧杂环丁烷基团的倍半氧硅烷化合物包括由化学式2表示的重复单位:
[化学式2]
Figure FDA0002202112630000051
在化学式2中,R11为氧杂环丁烷基团;R12为氢或被取代或未被取代的烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂环烷基或烯基;以及x及y满足0<x≤1.0,0≤y<1.0且x+y=1。
18.根据权利要求16所述的各向异性导电膜,其中所述固化剂为选自由以下各者组成的群的至少一者:酸酐、胺、咪唑、异氰酸酯、酰胺、酰肼、酚以及阳离子固化剂。
19.根据权利要求16所述的各向异性导电膜,其中所述各向异性导电膜具有在50MPa至90MPa的压力下在100℃至150℃的温度下主压缩4秒至7秒之后所量测且通过方程式2所计算的30%至70%的粒子捕获率:
[方程式2]
粒子捕获率(%)=(在主压缩之后的连接区域中每单位面积(mm2)的导电粒子数/在压缩之前的各向异性导电膜的每单位面积(mm2)导电粒子数)×100。
20.根据权利要求16所述的各向异性导电膜,其中所述各向异性导电膜具有在50MPa至90MPa的压力下在100℃至150℃的温度下主压缩4秒至7秒,随后使所述各向异性导电膜处于85℃及85%相对湿度下250小时之后所量测的0.5Ω或小于0.5Ω的后可靠性连接电阻。
21.根据权利要求16所述的各向异性导电膜,其中所述各向异性导电膜用于玻璃上芯片或膜上芯片安装方法中。
22.一种显示设备,其特征在于,包括:
包括第一电极的第一连接部件;
包括第二电极的第二连接部件;以及
根据权利要求1至21中任一项所述的各向异性导电膜,所述各向异性导电膜安置于所述第一连接部件与所述第二连接部件之间且连接所述第一电极与所述第二电极。
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