JP2018511142A - 反射層を有する異方性導電フィルム(acf) - Google Patents
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-
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Abstract
異方性導電フィルム(ACF)を提供する。一実施形態においては、ACFは、頂面を有する非反射接着層と、非反射接着層に含まれる複数の導電性粒子と、非反射接着層の頂面に沿って設けられた反射接着層とを備える。反射層は、少なくとも5重量%の反射粒子を含む。
Description
本願は、異方性導電フィルム(ACF)に関し、特に、非反射接着層および反射層を含むACFに関する。この反射層は、反射添加剤を含む接着層でもよく、また、薄膜被覆した反射層でもよい。ACFが発光装置または光透過装置の一部である場合、ACFの反射層によれば光出力や色純度といった性質を向上させることができる。また、ACFの反射層によれば、ACFの電極基材への取り付けをも向上させることができる。
異方性導電フィルム(ACF)は、通常、フラットパネルディスプレイドライバの集積回路(IC)接合に用いられる。通常のACF接合工程は、パネルガラスの電極上にACFを取り付ける第1段階と、パネル電極にドライバIC接合パッドが位置合わせされる第2段階と、接合パッドに圧力と熱を加えてACFを数秒で溶融させ硬化させる第3段階を含む。ACFの導電性粒子は、パネル電極とドライバICとの間の異方性導電性を付与する。
スマートフォンや電子タブレット等の電子機器における高精細ディスプレイの使用が市場トレンドになるにつれ、超微細ピッチのACFの必要性が劇的に高まっている。しかしながら、ピッチサイズが減少すると、電極のサイズも小さくしなければならず、また、満足の行く導電性またはインピーダンスを確保する目的で、接続された電極上の要求された粒子密度を実現するために、導電性粒子の濃度を高くしなければならない。
従来のACFの導電性粒子は通常、ACF中にランダムに分散している。X−Y導電性のためにそのような分散システムの粒子密度には制限がある。従来のACFを使用する多くの接合工程では、ほんの少量の導電性粒子しか電極に捕集されない。ほとんどの粒子は実際、電極間の領域に流され、ある場合には、ACFのX−Y平面において短絡を引きおこし好ましくない。微細ピッチ接合用途においては、各接合パッドに接合された十分な数の導電性粒子を確保するため、導電性粒子密度は十分に高くなければならない。しかしながら、導電性粒子の高密度およびランダム分散の特徴に起因して、2つの接合パッド間の絶縁領域における短絡や好ましくない高密度の蓋然性も増す。
固定配列ACFは、従来のACFの欠陥のいくつかを克服する。固定配列ACFの導電性粒子は、予め決定されたパターンで配列される。固定配列ACFは、超微細ピッチICの高解像度接続を達成するための最も効果的なアプローチの一つとして認識されている。例えば、約300〜400μm2という小ささの最小接合領域と、3μmという狭さの最小接合空間は、少なくとも30,000pcs(粒子数)/mm2の導電性粒子密度を有する固定配列ACFによって実施される。固定配列ACFに関して述べられているいくつかの参考文献には、例えば、特許文献1および非特許文献1〜3がある。
Liang,R.C.et al.「超微細ピッチ用途の固定配列異方性導電フィルム(FACF)」、フレキシブル・プリンテッドエレクトロニクスに関する国際学会(ICFPE)会報、文書S1−2−4、新竹、台湾(2010年)
「導電性粒子の固定配列による超微細ピッチ異方性導電フィルム」、IDW’10会報、1909頁、文書FMC4−4、福岡、日本(2010年)
「超微細ピッチ固定配列ACF」Tech on Chinese(2011年3月1日)
固定配列ACFにはいくつかの欠点もある。特に、電極基材への固定配列ACFの取り付けは、固定配列ACFの導電性粒子の密度が高すぎる場合、再現性が無い。例えば、導電性粒子密度20,000pcs/mm2以上であると、固定配列ACFの表面は非粘着性の導電性粒子の配列によって主に覆われるので、固定配列ACFの電極基材への取り付けが阻害される。さらに、金(Au)、ニッケル(Ni)(すなわち、>30,000pcs/mm2)や他の金属化ポリマー粒子等の導電性粒子の高い濃度に起因して、固定配列ACFの色合いは比較的暗く、茶色っぽくなり、ぼやける。仮にACFが発光ダイオード(LED)や有機発光ダイオード(OLED)といった発光装置と共に用いられる場合、固定配列の暗色は、発光装置から放射および/または反射される光度および色純度に悪影響を与える。固定配列ACFが液晶ディスプレイ(LCD)といった光透過または反射装置で用いられる場合にも同様の問題が存在する。
装置の光度および色純度の悪化を軽減するための一つの試みとして、酸化チタン(TiO2)といった反射顔料を発光装置の従来の接着層に添加した。しかしながら、従来の接着層に反射顔料を添加しても、反射顔料の濃度が所定の閾値(通常≧10%)を超えない限り、装置の反射性、光出力または色純度は改善されない。しかしながら、接着剤中の反射顔料のそのような高濃度は、微細流体粒子移送工程において粒子移送効率と均一性の明らかな悪化という結果になる傾向を示す。一方、低濃度の反射顔料を含む厚い接着層内での光散乱は、反射率の百分率減少のみならず不透過度においても改善を示す。現在利用可能な接着層は一般的に、比較的低い百分率(すなわち2%未満)の反射顔料をフィラーとして含む。したがって、この分野では、発光および光透過または反射装置に用いられた際に反射性、光出力および色純度特性の改善をもたらす、導電性粒子を高濃度で含む改良された固定配列ACFが求められている。
本発明の一態様においては、開示される異方性導電フィルム(ACF)は、非反射接着層と反射接着層を備える。非反射接着層は、頂面と、非反射接着層に含まれる複数の導電性粒子とを有し、反射接着層は、非反射接着層の頂面に沿って設けられる。反射層は、少なくとも5重量%の反射粒子を含む。
本発明の他の態様においては、開示されるACFは、非反射接着層と薄膜被覆反射層を備える。非反射接着層は、頂面と、非反射接着層に含まれる複数の導電性粒子とを有し、薄膜被覆反射層は、非反射接着層の頂面に沿って設けられる。薄膜被覆反射層は、第2頂面を有する。ACFはまた、薄膜被覆反射層の第2頂面に沿って設けられた第2接着層を有する。
本発明のさらに他の態様においては、開示される発光装置は、複数の発光素子を含む発光ハウジングと、電極基板と、発光ハウジングと電極基板との間に設けられた複数のチップ突起と、発光ハウジングと電極基板を電気的に接続するACFとを備える。ACFは、非反射接着層と反射接着層を備える。非反射接着層は、頂面と、非反射接着層に含まれる複数の導電性粒子とを有し、反射接着剤層は、非反射接着層の頂面に沿って設けられる。反射層は、少なくとも5重量%の反射粒子を含む。
さらに他の実施形態においては、開示される光反射装置は、ハウジングと、電極基板と、光反射素子と電極基板との間に設けられた複数のチップ突起と、ハウジングと電極基板を電気的に接続するACFとを備える。ACFは、非反射接着層と反射接着層を備える。非反射接着層は、頂面と、非反射接着層に含まれる複数の導電性粒子とを有し、反射接着層は、非反射接着層の頂面に沿って設けられる。反射層は、少なくとも5重量%の反射粒子を含む。
本発明の方法およびシステムのその他の目的および利点を以下の記述、図面、特許請求の範囲によって明確にする。
図1は、本発明の異方性導電フィルム(ACF)10の模式的な側断面図である。ACF10は、複数の導電性粒子20を有し、まず非反射接着層22、次に反射接着層24、および剥離ライナー26を有する。当業者であれば、非反射接着層22、反射接着層24および剥離ライナー26が図面通りの寸法でないことは明らかであり、剥離ライナー26は、実際は非反射接着層22および反射接着層24よりも厚い。非反射接着層22は、第一に頂面30を有し、第二に底面32を有する。反射接着層24も同様に、第一に頂面34を有し、第二に底面36を有する。下記に図2によってより詳細に説明するように、他の実施形態におけるACF100は、反射接着層24に代えて薄膜被覆反射層124を有する。ACF100はまた、別の付加的な接着層128も有する。
図1に戻ると、剥離ライナー26は、反射接着層24の頂面34に沿って設けられ、ACF10を運ぶのに用いられる。反射接着層24は、非反射接着層22の頂面30に沿って設けられ、導電性粒子20は、非反射接着層22の底面32に沿って設けられる。本発明を具体化するにあたっては、ACFに使用されるどのような導電性粒子20も使用することができる。ACF10に使用される導電性粒子20の幾つかの例は、Liangらの米国特許8802214号と共通しており、それらを参照することでその全体を本願に組み合わせる。一実施形態においては、非反射接着層22は、導電性粒子20の濃度が少なくとも20,000個/mm2であり、特定の一実施形態においては、少なくとも30,000個/mm2である。
一つの例示的な実施形態においては、ACF10は、非ランダムまたは固定配列ACFである。すなわち、導電性粒子20は、非反射接着層22の底面32に沿って予め決められた位置に設けられている。Liangの米国特許8802214号には、固定配列ACFの製造方法が開示されている。しかしながら、固定配列ACFは記載されているが、本願は固定配列ACFにのみ限定されるものではないと理解すべきである。その開示は、導電性粒子20が非反射接着層22内でランダムに分散される従来のACFにも同様に適用される。
図1の実施形態では、導電性粒子20は、非反射接着層22内に部分的に埋まっている。しかしながら、他の実施形態では、導電性粒子20は非反射接着層22内に完全に埋まっている場合もあることを同様に理解すべきである。導電性粒子20は、充填された微細空洞の配列から、非反射接着層22に移送されてACF10が製造されるのであり、これはLiangの米国特許8802214号に記載されている。
非反射接着層22は、熱可塑性、熱硬化性、あるいはそれらの前駆体であってよい。有用な接着剤としては、これらのみに限定されないが、感圧接着剤、熱溶融接着剤、熱または放射線硬化接着剤が挙げられる。接着剤としては、例えば、エポキシド、フェノール樹脂、アミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリベンゾオキサジン、ポリウレタン、シアネートエステル、アクリル、アクリレート、メタクリレート、ビニルポリマー、ポリ(スチレン−ブタジエン共重合)およびそれらのブロック共重合体等のゴム、ポリオレフィン、ポリエステル、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカプロラクトン、ポリエステル、およびポリアミドが挙げられる。エポキシド、シアネートエステルおよび多官能アクリレートは特に有用である。触媒または潜在的硬化剤を含む硬化剤は、接着剤の硬化反応速度を制御するために使用される。エポキシ樹脂のための有用な硬化剤は、ジシアノジアミド(DICY)、アジピン酸ジヒドラジド、2−メチルイミダゾールおよびそのカプセル化製品(旭化成製の液体ビスフェノールAエポキシ入りNovacureHX分散液等)、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、BF3アミン付加物、味の素製のAmicure等のアミン、ジアミノジフェニルスルホン、p−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩等のスルホン酸塩が挙げられるがこれらのみに限定されない。チタン酸塩、ジルコン酸塩およびグリシドオキシプロピルトリメトキシシランや3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤のみに限定されないがこれらを含むカップリング剤はまた、ACFの耐久性を向上させるのに使用される。エポキシ型のACFの性能に及ぼす硬化剤およびカップリング剤の影響は、S.AsaiらのJ.Appl.Polym.Sci.,56,769(1995)に開示されている。この文献全体がここで参照のために用いられる。
一実施形態においては、非反射接着層22は、約4μm〜約25μmの厚さを有する。特定の一実施形態においては、非反射接着層22の厚さは、約2μm〜約15μmであり、特に、約3μm〜約8μmである。一実施形態においては、反射接着層24は、約1μm〜約10μmの厚さを有し、特に、約2μm〜約6μmである。特定の一実施形態においては、反射接着層24の厚さは、約3μm〜約5μmである。
反射接着層24は、ACF10の反射性を向上させる反射粒子を含むと理解すべきである。反射性を向上させるのに加え、反射粒子は、予備接合の際、ACF10の電極基板76(図3参照)への取り付け性をも向上させる。理論で裏付けられている訳ではないが、反射接着層24中の反射粒子は、接合および非接合領域の境界において反射接着層24を砕くのに必要とされるクラック基点と伝播を生じる局部欠陥として機能するか、または、ACF10の剥離ライナー26への接着性を減少させると考えられている。
一実施形態においては、反射接着層24の反射粒子は、二酸化チタン(TiO2)等の白色顔料である。しかしながら、反射粒子は二酸化チタンのみに限定されないと理解すべきである。例えば、反射粒子は、酸化亜鉛(ZnO)および酸化ジルコニウム(ZrO2)等の他のタイプの白色顔料が挙げられるが、これらのみに限定されない。一実施形態においては、反射粒子は、プラスチック顔料等のホロ型ポリマー粒子である。特に、反射粒子は、ローム・アンド・ハース(ミシガン、ミッドランドの現ダウ・ケミカル社)製のホロ型架橋ポリマー粒子である。さらに他の実施形態においては、反射粒子は、電気的絶縁体でカプセル化された電気絶縁性または導電性の反射性または逆反射性粒子である。反射性または逆反射性粒子の幾つかの例は、中空ガラス微球、マイカ、コレステリック液晶顔料粒子および高屈折率酸化物である。高屈折率酸化物の幾つかの例は、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、二酸化チタン(TiO2)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化錫(SnO)、酸化ジルコニウム(ZrO)およびそれらの合金が挙げられるが、これらのみに限定されない。一実施形態においては、窒化ホウ素(SN)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化ケイ素(SiO2)、炭酸カルシウム(CaCO3)、または硫酸カルシウム(CaSO4)およびそれらの組み合わせ等の低指数無色フィラーが、有色素の接着層の反射率を改善するのに使用される。
反射粒子の形状は、例えば、ほぼ球形、鱗状、不定形、針状である。もし反射粒子がほぼ球形であれば、反射粒子の直径が小さすぎると光反射率が損なわれると理解すべきである。しかしながら、直径が大きすぎると、導電性粒子に起因する異方性結合が阻害される傾向にある。このように、一実施形態においては、反射粒子の平均直径は、約0.1μm〜約5μmである。特定の一実施形態においては、反射粒子の直径は、約0.2μm〜約1μmである。反射粒子が鱗状を含む場合、その長径は約0.1μm〜約10μmであり、特定の一実施形態においては、約0.2μm〜約1μmであり、その厚さは約1μm〜約10μmであり、特定の一実施形態においては、約2μm〜約5μmである。反射粒子が絶縁被覆に覆われている場合、反射粒子の寸法は、絶縁被覆を含む寸法である。
反射接着層24内の反射粒子の百分率が高すぎる場合、予備接合に際して、電極基板76またはチップ突起80(図3参照)に対する接着性が減少してしまう結果をもたらすと理解すべきである。反射粒子の百分率が高すぎる場合にはまた、耐衝撃性、耐熱ショック性および耐湿性の減少ももたらす。同様に、接着層24内の接着粒子の百分率が低すぎる場合、光反射率が損なわれる。反射接着層24は少なくとも20%の反射率を示す。一実施形態においては、反射接着層24は少なくとも30%の反射率を示し、特定の一実施形態においては、反射接着層24は少なくとも50%の反射率を示す。反射接着層24は、少なくとも5重量%(≧5重量%)の反射粒子を含み、特定の一実施形態においては、少なくとも10重量%(≧10重量%)の反射粒子を含む。一実施形態においては、反射接着層24内の反射粒子の百分率は、約10重量%〜約20重量%であり、少なくとも50%の光反射率を示す。反射接着層24内ではより高い百分率の反射粒子を使用することもできるが、接着性や製造物の信頼性の低下をもたらすと理解すべきである。具体的には、反射接着層24内の反射粒子の最大百分率は、約30重量%である。
一実施形態においては、剥離ライナー26の底面70はまず、微細エンボス加工され、反射接着層24は剥離ライナー26上に被覆される。あるいは、別の実施形態においては、代わりに非反射接着層22の頂面30が微細エンボス加工され、反射接着層24は非反射接着層22の頂面30上に被覆される。言い換えると、剥離ライナー26または非反射接着層22のどちらかが予備エンボス加工された表面を有し、反射接着層24はそれぞれの予備エンボス加工されたその表面に被覆される。
図2は他の選択可能な実施形態におけるACF100であり、反射層124は、例えば、無電解または電解メッキ、気相析出またはスパッタリング等の薄膜被覆法によって非反射接着層122の頂面130に被覆または塗布される。言い換えると、非反射接着層122は、電解または無電解のメッキ層、気相析出層または反射スパッタされた層のいずれかである。約5〜約300nmの厚さ、特定の実施形態においては約10〜100nmの厚さを有する銀(Ag)、アルミニウム(Al)、二酸化チタン(TiO2)、酸化錫(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)およびそれらの合金等の中間色金属または金属酸化物層が用いられる。
図2に示す実施形態においては、反射層124は、接着剤を含まない薄膜被覆反射層である。したがって、剥離ライナー126が除去されると、表示層(図2参照)に対する粘着接触をするために、第2のまたは付加的な接着層128が反射層124の頂面134に沿って配置される。具体的には、接着層128は、下記のより詳細な説明で述べるLED等の電気製品の組み立てに際して表示層と粘着接触する。接着層128の組成は、非反射接着層122または反射接着層124のいずれかと同じかまたは異なっても良い。反射層124は、非反射接着層122に積層または被覆される。あるいは、反射層124はまず、剥離ライナー126に予備被覆された付加的な層である接着層128に被覆され、得られた薄膜被覆接着剤は非反射接着層122に積層される。次いで、導電性粒子120は、微細空洞の配列に充填され(図示せず)、ここから非反射接着層122に移される。
図2の参照に続いて、気相成長技術が使用される場合は、ACF100は次の方法で製造される。すなわち、気相成長またはスパッタリングにより反射層124がまず非反射接着層122の頂面130に被覆されるか塗布され、続いて、表示層との粘着接触をさせるために、付加的な接着層(図示せず)が反射層の頂面に沿って配置される。そして導電性粒子120は微細流体充填方法によって微細空洞の配列に充填され、続いてここから、Liangの米国特許8802214号に記載の粒子移送方法によって非反射接着層122に移される。あるいは、図1に戻り、反射顔料が粒子である実施形態において、ACF10は次の方法で製造される。すなわち、まず、剥離ライナー26の底面70か非反射接着層22の頂面30上への反射接着層24の塗布を行う。続いて、導電性粒子20は微細流体充填方法によって微細空洞の配列に充填され、続いてここから、Liangの米国特許8802214号に記載の粒子移送方法によって非反射接着層22に移される。
図3は、発光装置72を例示した図である。ACF10は、発光装置72の発光ハウジング74を発光装置72の電極基板76へ電気的接続するのに使用される。発光ハウジング72は、複数の発光素子、例えばLEDや有機LED(OLED)等、配線または電極、基板、および光学パッケージサブシステム(図示せず)を有する。発光装置72は、発光装置72の発光素子74と電極基板76との間に配置された複数のチップ突起80を有する。図3に示すように、導電性粒子20は変形可能であり、接合工程において垂直方向の改善された電気的接続を確立するためにチップ突起80によって一般的には楕円形に力が掛けられる。図3に示す実施形態では、発光ハウジング74の発光素子、例えばLEDやOLED等がチップ突起80の頂部に設けられる(図3にLED等は図示せず)。
発光ハウジング74の発光素子から放射された光線82は、発光装置72を通過して観察者(図示せず)に到達する。図3に示すように、光線82aの一部は、発光ハウジング74の上側表面84に沿って屈折し、発光チップ突起80に向かって戻される。光線82aはそこでACF10の反射接着層24によって発光ハウジング74の上側表面84に向かって戻される方向に反射される。言い換えると、ACF10の反射接着層24は光を再反射して合計の光出力を改善するのに使用される。
図1および3を参照すると、発光装置72は、典型的なACF結合工程を用いて製造されており、すなわち、ACF10は、まず電極基板76の頂面88に設置され、そこでは導電性粒子20は電極基板76の頂面88に下方に対向している。ACF10および電極基板76にローラーやスタンプによって圧力が印加される。一実施形態においては、圧力は約1秒〜約3秒、約70℃〜約80℃、約0.2〜約0.3MPaで印加される。続いて剥離ライナー26(図1参照)が除去される。続いてチップ突起80がACF10の頂部に設置される。約60MPaで約5秒の間、チップオングラス(COG)接合によって高圧が印加され、続いて約150℃〜約180℃の熱が約5〜10秒加えられてACF10、電極基板76、およびチップ突起80の間の接合が完成する。
図4は、例えば、液晶表示装置(LCD)および電子ペーパー表示装置(EPD)等の装置で使用される光反射または半透過装置272の図である。光反射装置272は、ハウジング74がLED等の発光素子を含まない点を除き、図3に示す発光装置72と同様の構造を有する。代わりに、図3に示す発光装置72とは異なり、光線82は外部光源(図示せず)によって生成され、図示されていない表示側からハウジング74の上側表面84を通して光反射装置272に入射する。続いて光線82は、ACF10の反射接着層24によって、ハウジング74の上側表面84に戻る方向へ反射される。
図を参照すると、本発明のACFは、非反射接着層に加え反射層を有する。反射層は、高い反射率を達成するために要求されるのに対し、非反射接着層は、微細流体移送工程における導電性粒子の移送を容易にするために使用される。反射層は、反射接着層(図1参照)または薄膜被覆反射層(図2参照)のいずれでもよい。ACFが発光装置、光透過装置または半透過装置の一部分として使用された場合、ACFの反射層は光出力および色純度特性の向上をもたらす。加えて、ACFは、予備接合において、ACF10の電極基板76(図3参照)への取り付け性の向上をももたらす。導電性粒子の濃度が増加するとACFの取り付け性が減少することは体験的に分かっているので、より改善された接合性能は、予期できないが好ましい結果であることは当業者であれば直ちに理解できるであろう。
実施例1
実施例1では、非反射接着層上に反射接着層が積層された固定配列ACFを製造した。具体的には、InChem社製フェノキシ樹脂(PKFE)を31.5部と、Arkema Chemicals社製アクリルブロック共重合体M52Nを5.2部と、Sigma Aldrich製ビスフェノールAジエポキシドを3.0部と、Sigma Aldrich製グリセロールトリエポキシドを4.0部と、Momentive Performance Materials社製Silwet7622を0.5部と、Caboto社製CAB−O−Sil L90を3.3部と、旭化成製HXA3922を49.4部含むエポキシ接着層(I)組成物を、2ミルのT−10剥離フィルム(Eastman Chemical社製ポリエチレンテレフタレート(PET)剥離ライナー)上に目標厚さ6.0±0.5μmで塗布した。接着剤(I)を80部と、二酸化チタン(TiO2)(デュポン製Ti−PureR706)を20部含む反射接着層(II)を、塗布直前に0.08〜0.1kWコロナで予備処理した2ミルのPET基板上に目標厚さ5.5±0.5μmで塗布した。2枚の塗布フィルムは、ラミネーターによって6フィート/分(fpm)の速さ、約60℃のローラー温度で積層した。T−10剥離フィルムが剥離され、得られたエポキシ複合接着フィルムは、50℃の熱で6fpmにさらに処理された。得られた接着フィルムの全厚さは11.5±0.5μmであった。
実施例1では、非反射接着層上に反射接着層が積層された固定配列ACFを製造した。具体的には、InChem社製フェノキシ樹脂(PKFE)を31.5部と、Arkema Chemicals社製アクリルブロック共重合体M52Nを5.2部と、Sigma Aldrich製ビスフェノールAジエポキシドを3.0部と、Sigma Aldrich製グリセロールトリエポキシドを4.0部と、Momentive Performance Materials社製Silwet7622を0.5部と、Caboto社製CAB−O−Sil L90を3.3部と、旭化成製HXA3922を49.4部含むエポキシ接着層(I)組成物を、2ミルのT−10剥離フィルム(Eastman Chemical社製ポリエチレンテレフタレート(PET)剥離ライナー)上に目標厚さ6.0±0.5μmで塗布した。接着剤(I)を80部と、二酸化チタン(TiO2)(デュポン製Ti−PureR706)を20部含む反射接着層(II)を、塗布直前に0.08〜0.1kWコロナで予備処理した2ミルのPET基板上に目標厚さ5.5±0.5μmで塗布した。2枚の塗布フィルムは、ラミネーターによって6フィート/分(fpm)の速さ、約60℃のローラー温度で積層した。T−10剥離フィルムが剥離され、得られたエポキシ複合接着フィルムは、50℃の熱で6fpmにさらに処理された。得られた接着フィルムの全厚さは11.5±0.5μmであった。
約5μm(開口の直径)、約3〜4μm(深さ)および2〜3μm(隔壁)の微細空洞の配列に、微細流体粒子充填工程によって、直径3.2μmの導電性Au/Niメッキポリマー粒子を予め充填しておき、続いて、Liangの米国特許8802214号に記載のように、65℃、5.5fpmで粒子を上記複合接着フィルム上に移送した。この他、Liangの米国特許公報2014/0312501号、2014/0261992号および2013/0071636号もその全文がここで参照される。粒子充填および移送工程を繰り返して少なくとも30,000個/mm2の最大導電性粒子密度まで到達させ、70℃、6fpmでカレンダー工程を行い、導電性粒子を実質的に接着フィルム内に押し込んだ。
実施例2
実施例2では、反射接着層(II)の厚さを2.5μm±0.5μmに減らし、得られた複合エポキシ接着フィルムの全厚さを約8.5μm±0.5μmとした以外は上述した実施例1の手順を繰り返した。積層エポキシの紫外光―可視光分光分析の結果を表1に示し、接合された集積回路(IC)チップの導電性粒子密度、接合後の粒子捕集率およびせん断力を表2に示す。表1および2に示すように、IC接合後、満足のいく(>35%)粒子捕集率(接合後のチップ突起または電極に捕集された粒子の百分率で定義)およびせん断力(>25MPa)と共に、少なくとも55%の反射率および少なくとも97%の粒子移送効率(微細流体充填/移送工程後の接着フィルム上へ移送した導電性粒子数の、配列の微細空洞の数に対する比)が達成された。5.5μm(実施例1)まで増加された反射層の厚さによって、>70%の反射率が達成される。なお、表2において、捕集率は、1500μm2の突起サイズから得られたデータで決定した。
実施例2では、反射接着層(II)の厚さを2.5μm±0.5μmに減らし、得られた複合エポキシ接着フィルムの全厚さを約8.5μm±0.5μmとした以外は上述した実施例1の手順を繰り返した。積層エポキシの紫外光―可視光分光分析の結果を表1に示し、接合された集積回路(IC)チップの導電性粒子密度、接合後の粒子捕集率およびせん断力を表2に示す。表1および2に示すように、IC接合後、満足のいく(>35%)粒子捕集率(接合後のチップ突起または電極に捕集された粒子の百分率で定義)およびせん断力(>25MPa)と共に、少なくとも55%の反射率および少なくとも97%の粒子移送効率(微細流体充填/移送工程後の接着フィルム上へ移送した導電性粒子数の、配列の微細空洞の数に対する比)が達成された。5.5μm(実施例1)まで増加された反射層の厚さによって、>70%の反射率が達成される。なお、表2において、捕集率は、1500μm2の突起サイズから得られたデータで決定した。
実施例3
実施例3では、反射層を有さない比較例の固定配列ACFを作製した。具体的には、厚さ11.5±0.5μmの接着層(I)のみを用いた以外は実施例1の手順によって反射層を有さない固定配列ACFを作製した。
実施例3では、反射層を有さない比較例の固定配列ACFを作製した。具体的には、厚さ11.5±0.5μmの接着層(I)のみを用いた以外は実施例1の手順によって反射層を有さない固定配列ACFを作製した。
実施例4
実施例4では、比較例の固定配列ACFを作製した。具体的には、接着層(III)が実施例1の接着層(I)と反射接着層(II)の均一な混合物を含む以外は実施例3の手順によって厚さ11.5±0.5μmの単一の接着層(III)を有する固定配列ACFを作製した。
実施例4では、比較例の固定配列ACFを作製した。具体的には、接着層(III)が実施例1の接着層(I)と反射接着層(II)の均一な混合物を含む以外は実施例3の手順によって厚さ11.5±0.5μmの単一の接着層(III)を有する固定配列ACFを作製した。
実施例3および4の接合されたチップの、ACFの紫外光―可視光分光分析結果、接合取り付け性および性能を表3〜5に示す。表3に示すように、非反射接着(I)層しか含まない比較例3のACFは、無視できる程の反射率しかなかった。また、実施例4のACFも、複合接着層(I)+(II)を有する実施例1と比較すると、両者ともACFが正確に同量の反射顔料を含んでいるにも関わらず、かなり低い反射百分率であった。
ACFを予め接合し(両ACFが共に厚さ11.5μm)、取り付け結果を表5に示す。複合接着層(実施例1)を備えたACFは、実施例3および4のACFよりも低い接合圧力および短い接合時間で容易にITOガラスに取り付けることができた。表6から、実施例1および3のACFは、実施例1よりも明らかに高い捕集率およびせん断力であることが分かる。また、複合反射接着層(実施例1)を有する固定配列ACFは、単一の混合接着層を有するACFと比較して、二つの例での含有物がほぼ同じであるにも関わらず、微細流体粒子充填/移送工程においてより高い粒子移送効率であることもわかる。
以上、具体的な実施形態に基づいて本発明の詳細を説明したが、本願請求項の範囲を逸脱しない限りにおいては、幾つもの改良や変更が可能である。
Claims (30)
- 頂面を有する非反射接着層と、
前記非反射接着層に含有される複数の導電性粒子と、
前記非反射接着層の前記頂面に沿って設けられた反射接着層と
を備えた異方性導電フィルム(ACF)であって、
前記反射層は、少なくとも5重量%の反射粒子を有することを特徴とするACF。 - 前記ACFは固定配列ACFであり、前記導電性粒子は、前記非反射接着層の底面に沿って予め決定された位置に設けられたことを特徴とする請求項1に記載のACF。
- 前記導電性粒子は、前記非反射接着層の前記底面に沿って部分的に埋まっていることを特徴とする請求項2に記載のACF。
- 前記反射粒子は、反射性および逆反射性粒子からなる群から選択されたことを特徴とする請求項1に記載のACF。
- 前記反射粒子は、導電体および電気絶縁体からなる群から選択されたことを特徴とする請求項1に記載のACF。
- 前記反射粒子は、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、二酸化チタン(TiO2)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化錫(SnO)、酸化ジルコニウム(ZrO2)およびそれらの合金からなる群から選択された高屈折率酸化物であることを特徴とする請求項1に記載のACF。
- 前記反射粒子は、中空ガラス微球、マイカ、コレステリック液晶顔料粒子、ホロ型架橋ポリマー粒子からなる群から選択されたことを特徴とする請求項1に記載のACF。
- 前記反射層は、酸化亜鉛(ZnO)、窒化ホウ素(SN)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、炭酸カルシウム(CaCO3)、または硫酸カルシウム(CaSO4)およびそれらの組み合わせからなる群から選択されたフィラー粒子を有することを特徴とする請求項1に記載のACF。
- 前記反射層は、少なくとも10重量%の反射粒子を含むことを特徴とする請求項1に記載のACF。
- 前記非反射接着層の前記頂面は、事前にエンボス加工されたことを特徴とする請求項9に記載のACF。
- 前記反射層の前記頂面に沿って設けられた剥離ライナーを有することを特徴とする請求項1に記載のACF。
- 前記剥離ライナーの底面は、事前にエンボス加工されたことを特徴とする請求項11に記載のACF。
- 前記反射接着層は、厚さ約1μm〜約10μmであることを特徴とする請求項1に記載のACF。
- 前記非反射接着層は、導電性粒子の濃度が少なくとも20,000個/mm2であることを特徴とする請求項1に記載のACF。
- 頂面を有する非反射接着層と、
前記非反射接着層に含有される複数の導電性粒子と、
前記非反射接着層の前記頂面に沿って設けられ、第2頂面を有する薄膜被覆反射層と、
前記薄膜被覆反射層の前記第2頂面に沿って設けられた第2接着層と
を備えた異方性導電フィルム(ACF)。 - 前記ACFは固定配列ACFであり、前記導電性粒子は、前記非反射接着層の底面に沿って予め決定された位置に設けられたことを特徴とする請求項15に記載のACF。
- 前記導電性粒子は、前記非反射接着層の前記底面に沿って部分的に埋まっていることを特徴とする請求項16に記載のACF。
- 前記反射層は、少なくとも10重量%の反射粒子を有することを特徴とする請求項15に記載のACF。
- 前記薄膜被覆反射層は、蒸気被覆層であることを特徴とする請求項15に記載のACF。
- 前記薄膜被覆反射層は、反射スパッタ層であることを特徴とする請求項15に記載のACF。
- 複数の発光素子を有する発光ハウジングと、
電極基板と、
前記発光ハウジングと前記電極基板との間に配置された複数のチップ突起と、
前記発光ハウジングと前記電極基板とを電気的に接続する異方性導電フィルム(ACF)とを備えた発光装置であって、
前記ACFは、
頂面を有する非反射接着層と、
前記非反射接着層に含まれる複数の導電性粒子と、
前記非反射接着層の前記頂面に沿って設けられた反射接着層と備え、
前記反射層は少なくとも5重量%の反射粒子を含むことを特徴とする発光装置。 - 前記反射層は、少なくとも10重量%の反射粒子を有することを特徴とする請求項21に記載の発光装置。
- 前記反射粒子は、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、二酸化チタン(TiO2)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化錫(SnO)、酸化ジルコニウム(ZrO2)およびそれらの合金からなる群から選択された高屈折率酸化物であることを特徴とする請求項21に記載の発光装置。
- 前記反射粒子は、中空ガラス微球、マイカ、コレステリック液晶顔料粒子、ホロ型架橋ポリマー粒子からなる群から選択されたことを特徴とする請求項21に記載の発光装置。
- 前記反射層は、酸化亜鉛(ZnO)、窒化ホウ素(SN)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、炭酸カルシウム(CaCO3)、または硫酸カルシウム(CaSO4)およびそれらの組み合わせからなる群から選択されたフィラー粒子を有することを特徴とする請求項21に記載の発光装置。
- ハウジングと、
電極基板と、
前記光反射素子と前記電極基板との間に配置された複数のチップ突起と、
前記ハウジングと前記電極基板とを電気的に接続する異方性導電フィルム(ACF)とを備えた光反射または半透過装置であって、
前記ACFは、
頂面を有する非反射接着層と、
前記非反射接着層に含まれる複数の導電性粒子と、
前記非反射接着層の前記頂面に沿って設けられた反射接着層と備え、
前記反射層は少なくとも5重量%の反射粒子を含むことを特徴とする光反射または半透過装置。 - 前記反射層は、少なくとも10重量%の反射粒子を有することを特徴とする請求項26に記載の光反射または半透過装置。
- 前記反射粒子は、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、二酸化チタン(TiO2)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化錫(SnO)、酸化ジルコニウム(ZrO2)およびそれらの合金からなる群から選択された高屈折率酸化物であることを特徴とする請求項26に記載の光反射または半透過装置。
- 前記反射粒子は、中空ガラス微球、マイカ、コレステリック液晶顔料粒子、ホロ型架橋ポリマー粒子からなる群から選択されたことを特徴とする請求項26に記載の光反射または半透過装置。
- 前記反射層は、酸化亜鉛(ZnO)、窒化ホウ素(SN)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、炭酸カルシウム(CaCO3)、または硫酸カルシウム(CaSO4)およびそれらの組み合わせからなる群から選択されたフィラー粒子を有することを特徴とする請求項26に記載の光反射または半透過装置。
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