JP2020037705A - Base material particle, conductive particle, conductive material and connection structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを備えるコアシェル型の基材粒子に関する。また、本発明は、上記基材粒子を用いた導電性粒子、導電材料及び接続構造体に関する。 The present invention relates to a core-shell type base particle including a core and a shell disposed on a surface of the core. The present invention also relates to conductive particles, a conductive material, and a connection structure using the base particles.
異方性導電ペースト及び異方性導電フィルム等の異方性導電材料が広く知られている。上記異方性導電材料では、バインダー樹脂中に導電性粒子が分散されている。 Anisotropic conductive materials such as anisotropic conductive pastes and films are widely known. In the anisotropic conductive material, conductive particles are dispersed in a binder resin.
上記異方性導電材料は、フレキシブルプリント基板(FPC)、ガラス基板及び半導体チップなどの様々な接続対象部材の電極間を電気的に接続し、接続構造体を得るために用いられている。また、上記導電性粒子として、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された導電層とを有する導電性粒子が用いられることがある。 The anisotropic conductive material is used to electrically connect electrodes of various members to be connected such as a flexible printed circuit (FPC), a glass substrate, and a semiconductor chip to obtain a connection structure. In addition, conductive particles having base particles and a conductive layer disposed on the surface of the base particles may be used as the conductive particles.
上記導電性粒子に用いられる基材粒子の一例として、下記の特許文献1では、シェルが無機化合物(A)であり、コアが有機ポリマー(b)であり、コアがシェルにより被覆されている有機ポリマー粒子(B)(基材粒子)が開示されている。また、特許文献1では、有機ポリマー粒子(B)が導電性金属(C)により被覆されている導電性粒子も開示されている。
As an example of the base particles used for the conductive particles, in
また、液晶表示素子は、2枚のガラス基板間に液晶が配置されて構成されている。該液晶表示素子では、2枚のガラス基板の間隔(ギャップ)を均一かつ一定に保つために、ギャップ制御材としてスペーサが用いられている。該スペーサとして、基材粒子が一般に用いられている。 Further, the liquid crystal display element is configured such that liquid crystal is arranged between two glass substrates. In the liquid crystal display device, a spacer is used as a gap control material in order to keep the gap (gap) between two glass substrates uniform and constant. Substrate particles are generally used as the spacer.
上記導電性粒子又は上記液晶表示素子用スペーサに用いられる粒子の一例として、下記の特許文献2には、重合性不飽和基を有する多官能性シラン化合物を、界面活性剤の存在下で加水分解及重縮合させることにより得られる有機質無機質複合体粒子(基材粒子)が開示されている。特許文献2では、上記多官能性シラン化合物が、特定の式(X)で表される化合物及びその誘導体から選ばれた少なくとも1つのラジカル重合性基含有第1シリコン化合物である。
As an example of the conductive particles or particles used for the spacer for a liquid crystal display element,
また、下記の特許文献3には、硬質粒子の表面を、軟質な高分子重合体層で被覆したコアシェル粒子が開示されている。上記硬質粒子の好適な例としては、ニッケル等の金属粒子、グラスファイバー、アルミナ、シリカ等の無機物粒子、硬化ベンゾグアナミン等の樹脂硬化物粒子が挙げられている。特許文献3では、軟質な高分子重合体層を設けることによって、接触面積を大きくし、信頼性を高めることができることが記載されている。
近年、導電性粒子により接続される電極の間隔が狭く、かつ電極面積が小さくなる傾向があり、より一層低い抵抗で接続できる導電性粒子が要求されている。 In recent years, there is a tendency that the distance between electrodes connected by conductive particles is small and the electrode area is small, and there is a demand for conductive particles that can be connected with lower resistance.
特許文献1〜3に記載のような従来の導電性粒子により、間隔が狭い電極間を電気的に接続した場合に、接続抵抗が高くなることがある。この原因として、電極間の接続時に、電極と導電性粒子との間のバインダー樹脂を十分に排除できず、電極と導電性粒子との間に樹脂が挟みこまれることや、導電層及び電極の表面の酸化膜を十分に貫通できないことが挙げられる。
In the case where the conventional conductive particles as described in
バインダー樹脂の排除性、及び酸化膜の貫通性を高める観点からは、硬質な基材粒子の表面を導電層で被覆した導電性粒子が有利である。しかし、単純に硬質な基材粒子を用いた場合では、樹脂を排除しかつ酸化膜を貫通した後に、導電性粒子が十分に変形しにくい。このため、電極と導電性粒子との接触面積が十分に大きくならず、接続抵抗が十分に低くならないという問題がある。 From the viewpoint of improving the exclusion of the binder resin and the penetration of the oxide film, conductive particles obtained by coating the surface of hard base particles with a conductive layer are advantageous. However, when hard base particles are simply used, the conductive particles are not sufficiently deformed after removing the resin and penetrating the oxide film. For this reason, there is a problem that the contact area between the electrode and the conductive particles does not become sufficiently large and the connection resistance does not become sufficiently low.
特に、近年、スマートホン及びタブレットなどの電子機器の消費電力を抑えるため、金属酸化膜が無い状態では低い抵抗値を示すが、金属酸化膜が表面に形成されやすい金属電極が採用されることがある。このため、金属酸化膜を貫通することが可能な導電性粒子及び異方性導電材料が要望されている。 In particular, in recent years, in order to reduce the power consumption of electronic devices such as smartphones and tablets, a metal electrode having a low resistance value without a metal oxide film but having a metal oxide film easily formed on the surface may be employed. is there. For this reason, conductive particles and anisotropic conductive materials that can penetrate the metal oxide film are demanded.
また、従来の導電性粒子と、バインダー樹脂を含む異方性導電材料を用いて、電極間の電気的な接続のために熱圧着を行ったときに、バインダー樹脂の溶融粘度が高くなり、導電性粒子がバインダー樹脂とともに排除されてしまうことで、接続に関与している導電性粒子の割合が低くなる。このため、異方性導電材料中に多量の導電性粒子を配合する必要がある。 Also, when thermocompression bonding is performed for electrical connection between electrodes using conventional conductive particles and an anisotropic conductive material containing a binder resin, the melt viscosity of the binder resin increases, and Since the conductive particles are eliminated together with the binder resin, the ratio of the conductive particles involved in the connection decreases. Therefore, it is necessary to mix a large amount of conductive particles in the anisotropic conductive material.
一方で、特許文献2に記載のような従来の基材粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いて基板間に配置して液晶表示素子を得た場合に、スペーサが硬すぎて、液晶表示素子用スペーサと基板との接触面積を十分に確保できなかったり、基板間の間隔にばらつきが生じたりすることがある。特に、上記基材粒子が液晶表示素子の周辺シール剤に含まれる場合に、硬化のときにスペーサが移動してしまうことで基板間の間隔にばらつきが生じやすい。これらの結果、得られる液晶表示素子において表示品質が低下することがある。
On the other hand, when a conventional base particle as described in
本発明の目的は、表面上に導電層を形成した導電性粒子を用いて、電極間を電気的に接続して接続構造体を得た場合に、接続抵抗を低くすることができ、かつ導電性粒子を用いた樹脂中において熱圧着したときに、熱圧着時にバインダー樹脂とともに導電性粒子が過度に排除されることなく、多くの導電性粒子を接続に関与させることができ、一方で、液晶表示素子においてスペーサとして用いられた場合に、液晶表示素子の表示品質を高めることができる基材粒子、並びに該基材粒子を用いた導電性粒子、導電材料及び接続構造体を提供することである。 An object of the present invention is to provide a connection structure obtained by electrically connecting electrodes using conductive particles having a conductive layer formed on a surface, and to reduce the connection resistance, When thermocompression bonding is performed in a resin using conductive particles, many conductive particles can be involved in the connection without excessive removal of the conductive particles together with the binder resin during thermocompression bonding. It is an object of the present invention to provide base particles capable of improving the display quality of a liquid crystal display element when used as a spacer in a display element, and conductive particles, a conductive material, and a connection structure using the base particles. .
本発明の広い局面によれば、コアと、前記コアの表面上に配置されたシェルとを備え、基材粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率の、基材粒子を30%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が1.5以上であり、前記コアの圧縮回復率の基材粒子の圧縮回復率に対する比が1以上である、基材粒子が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, a core having a core and a shell disposed on a surface of the core, and having a compression modulus of 10% compression of the base particles and a compression modulus of 30% of the base particles Wherein the ratio of the compression recovery of the core to the compression recovery of the base particles is 1 or more.
本発明に係る基材粒子のある特定の局面では、基材粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率が3000N/mm2以上、10000N/mm2以下である。 In a specific aspect of the base particles according to the present invention, the compression modulus when the base particles were compressed 10% 3000N / mm 2 or more and 10000 N / mm 2 or less.
本発明に係る基材粒子のある特定の局面では、前記コアが有機化合物により形成されており、前記シェルが金属酸化物により形成されている。 In a specific aspect of the base particles according to the present invention, the core is formed of an organic compound, and the shell is formed of a metal oxide.
本発明に係る基材粒子のある特定の局面では、前記シェルの厚みが50nm以上、500nm以下である。 In a specific aspect of the base particles according to the present invention, the thickness of the shell is 50 nm or more and 500 nm or less.
本発明に係る基材粒子のある特定の局面では、前記基材粒子を30%圧縮したときの圧縮弾性率が1000N/mm2以上、4000N/mm2以下である。 In a specific aspect of the base particles according to the present invention, the compression modulus when the substrate particles to compression 30% 1000 N / mm 2 or more and 4000 N / mm 2 or less.
本発明に係る基材粒子のある特定の局面では、前記基材粒子のの圧縮回復率が25%以上である。 In a specific aspect of the base particles according to the present invention, a compression recovery rate of the base particles is 25% or more.
本発明に係る基材粒子のある特定の局面では、前記シェルの破壊歪み率が10%以上、30%以下であり、前記コアの破壊歪み率が50%以上である。 In a specific aspect of the base particle according to the present invention, the fracture strain of the shell is 10% or more and 30% or less, and the fracture strain of the core is 50% or more.
本発明に係る基材粒子のある特定の局面では、前記コアを分散させた溶媒中で、前記シェルを構成するための一次粒子を吸着させることで前記シェルを形成することにより得られる。 In a specific aspect of the base particles according to the present invention, the base particles are obtained by adsorbing primary particles for constituting the shell in a solvent in which the core is dispersed, thereby forming the shell.
本発明に係る基材粒子のある特定の局面では、前記コアと前記シェルとの間で共有結合していない。 In a specific aspect of the base particles according to the present invention, the core and the shell are not covalently bonded.
本発明に係る基材粒子は、表面上に導電層が形成され、前記導電層を有する導電性粒子を得るために用いられるか、又は液晶表示素子用スペーサとして用いられることが好ましい。本発明に係る基材粒子は、表面上に導電層が形成され、前記導電層を有する導電性粒子を得るために用いられることが好ましい。 The base particles according to the present invention preferably have a conductive layer formed on the surface and are used for obtaining conductive particles having the conductive layer, or are preferably used as spacers for liquid crystal display elements. It is preferable that the base particles according to the present invention have a conductive layer formed on the surface and are used to obtain conductive particles having the conductive layer.
本発明の広い局面によれば、上述した基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された導電層とを有する、導電性粒子が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, there is provided conductive particles having the above-described base particles and a conductive layer disposed on a surface of the base particles.
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記導電性粒子は、前記導電層の外表面上に配置された絶縁性物質をさらに備える。 In a specific aspect of the conductive particles according to the present invention, the conductive particles further include an insulating substance disposed on an outer surface of the conductive layer.
本発明に係る導電性粒子のある特定の局面では、前記導電性粒子は、前記導電層の外表面に突起を有する。 In a specific aspect of the conductive particle according to the present invention, the conductive particle has a protrusion on an outer surface of the conductive layer.
本発明の広い局面によれば、導電性粒子と、バインダー樹脂とを含み、前記導電性粒子が、上述した基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された導電層とを備える、導電材料が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, the conductive particles, comprising a binder resin, the conductive particles, the base particles described above, comprising a conductive layer disposed on the surface of the base particles, A conductive material is provided.
本発明の広い局面によれば、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、前記接続部が、導電性粒子により形成されているか、又は前記導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されており、前記導電性粒子が、上述した基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された導電層とを備え、前記第1の電極と前記第2の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている、接続構造体が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, a first connection target member having a first electrode on a surface, a second connection target member having a second electrode on a surface, the first connection target member, A connection portion connecting the second connection target member, the connection portion is formed of conductive particles, or is formed of a conductive material containing the conductive particles and a binder resin, Wherein the conductive particles include the above-described base particles and a conductive layer disposed on the surface of the base particles, and the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles. A connection structure is provided, wherein the connection structure is electrically connected.
本発明に係る基材粒子では、コアの表面上にシェルが配置されており、基材粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率の、基材粒子を30%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が1.5以上であり、上記コアの圧縮回復率の上記基材粒子の圧縮回復率に対する比が1以上であるので、表面上に導電層を形成した導電性粒子を用いて、電極間を電気的に接続して接続構造体を得た場合に、接続抵抗を低くすることができ、かつ熱圧着時にバインダー樹脂とともに導電性粒子が過度に排除されることなく、多くの導電性粒子を接続に関与させることができ、一方で、液晶表示素子においてスペーサとして用いられた場合に、液晶表示素子の表示品質を高めることができる。 In the base particles according to the present invention, the shell is arranged on the surface of the core, and the compression elastic modulus when the base particles are compressed by 10% with respect to the compression elastic modulus when the base particles are compressed by 30%. The ratio is 1.5 or more, and the ratio of the compression recovery of the core to the compression recovery of the base particles is 1 or more. When the connection structure is obtained by electrically connecting the conductive particles, the connection resistance can be reduced, and the conductive particles are not excessively removed together with the binder resin during thermocompression bonding. It can be involved in the connection, and on the other hand, when used as a spacer in a liquid crystal display element, the display quality of the liquid crystal display element can be improved.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(基材粒子)
本発明に係る基材粒子は、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを備える。
(Base particles)
The base particles according to the present invention include a core and a shell disposed on a surface of the core.
本発明では、上記基材粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率(10%K値)の、上記基材粒子を30%圧縮したときの圧縮弾性率(30%K値)に対する比(10%K値/30%K値)が1.5以上である。本発明では、上記コアの圧縮回復率の上記基材粒子の圧縮回復率に対する比(コアの圧縮回復率/基材粒子の圧縮回復率)が1以上である。 In the present invention, the ratio (10%) of the compression modulus (10% K value) when the base particles are compressed by 10% to the compression modulus (30% K value) when the base particles are compressed by 30%. % K value / 30% K value) is 1.5 or more. In the present invention, the ratio of the core compression recovery ratio to the base particle compression recovery ratio (core compression recovery ratio / base particle compression recovery ratio) is 1 or more.
本発明に係る基材粒子では、初期変形(10%圧縮変形)時においては圧縮弾性率が高く、中期変形(30%圧縮変形)時においては圧縮弾性率が低くなる。この結果、基材粒子の表面上に導電層を形成した導電性粒子を用いて電極間を電気的に接続した場合に、初期に発現する硬さによりバインダー樹脂を十分に排除し、かつ導電層又は電極の表面の酸化膜を十分に貫通することが可能であり、中期の柔軟性によって電極と導電性粒子との接触面積を十分に大きくすることが可能である。このため、電極間の接続抵抗を低くすることができ、かつ電極間の接続信頼性を高めることができる。例えば、導電性粒子により電極間が電気的に接続された接続構造体を高温高湿条件下で長時間放置しても、接続抵抗が高くなり難く、接続不良が生じ難くなる。 In the base particles according to the present invention, the compression modulus is high during the initial deformation (10% compression deformation), and the compression modulus is low during the middle deformation (30% compression deformation). As a result, when the electrodes are electrically connected to each other using conductive particles having a conductive layer formed on the surface of the base particles, the binder resin is sufficiently removed due to the hardness initially developed, and the conductive layer Alternatively, it is possible to sufficiently penetrate the oxide film on the surface of the electrode, and it is possible to sufficiently increase the contact area between the electrode and the conductive particles due to medium-term flexibility. Therefore, the connection resistance between the electrodes can be reduced, and the connection reliability between the electrodes can be improved. For example, even if the connection structure in which the electrodes are electrically connected by the conductive particles is left for a long time under a high-temperature and high-humidity condition, the connection resistance does not easily increase and the connection failure does not easily occur.
また、上記コアの圧縮回復率の基材粒子の圧縮回復率に対する比を1以上にすることで、基材粒子の接触面積をさらに大きくすることが可能となるため、本発明に係る基材粒子を備える導電性粒子を用いて電極間を接続する工程において、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなることから、バインダー樹脂の溶融による導電性粒子の過度の移動を防ぐことができ、接続に関与している導電粒子の割合を高くすることができる。 Further, by setting the ratio of the compression recovery rate of the core to the compression recovery rate of the base particles to be 1 or more, the contact area of the base particles can be further increased. In the step of connecting between the electrodes using the conductive particles having, since the contact area between the conductive particles and the electrodes is increased, excessive movement of the conductive particles due to melting of the binder resin can be prevented, and The ratio of the conductive particles that participate in the heat treatment can be increased.
また、本発明に係る基材粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いて基板間に配置して液晶表示素子を得た場合に、液晶表示素子用スペーサと基板との接触面積を十分に確保でき、基板間の間隔にばらつきを生じ難くすることができ、液晶表示素子の表示品質を高めることができる。 Further, when the substrate particles according to the present invention are used as a spacer for a liquid crystal display element and arranged between substrates to obtain a liquid crystal display element, a sufficient contact area between the liquid crystal display element spacer and the substrate can be secured, Variations in the distance between the substrates can be suppressed, and the display quality of the liquid crystal display element can be improved.
また、本発明に係る基材粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いたときに、スペーサと基板との接触面積が大きいことからスペーサの移動を防ぐことができ、表示品質が低下するのを抑えることができる。 Further, when the base particles according to the present invention are used as a spacer for a liquid crystal display element, since the contact area between the spacer and the substrate is large, it is possible to prevent the movement of the spacer and to suppress a decrease in display quality. Can be.
また、本発明に係る基材粒子は、表面上に導電層が形成され、上記導電層を有する導電性粒子を得るために好適に用いられるか、又は液晶表示素子用スペーサとして好適に用いられるが、これらと同様又は類似の性質が求められる他の用途にも用いることができる。 Further, the base particles according to the present invention have a conductive layer formed on the surface thereof, and are preferably used for obtaining conductive particles having the conductive layer, or preferably used as a spacer for a liquid crystal display element. It can also be used in other applications where similar or similar properties are required.
上記基材粒子の上記10%K値の上記基材粒子の上記30%K値に対する比(10%K値/30%K値)は1.5以上である。上記比(10%K値/30%K値)は好ましくは1.75以上であり、更に好ましくは2.0以上である。上記比(10%K値/30%K値)が上記下限以上であると、電極と導電性粒子との接触面積が十分に大きくなり、電極間の接続抵抗が効果的に低くなり、かつ電極間の接続信頼性がより一層高くなる。上記比(10%K値/30%K値)は好ましくは5.0以下であり、更に好ましくは3.0以下である。 The ratio (10% K value / 30% K value) of the 10% K value of the base particles to the 30% K value of the base particles is 1.5 or more. The ratio (10% K value / 30% K value) is preferably 1.75 or more, and more preferably 2.0 or more. When the ratio (10% K value / 30% K value) is not less than the lower limit, the contact area between the electrode and the conductive particles becomes sufficiently large, the connection resistance between the electrodes is effectively reduced, and the electrode The connection reliability between them is further improved. The ratio (10% K value / 30% K value) is preferably 5.0 or less, and more preferably 3.0 or less.
上記基材粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率(10%K値)は好ましくは1500N/mm2以上、より好ましくは3000N/mm2以上、更に好ましくは5000N/mm2以上、好ましくは15000N/mm2以下、より好ましくは12000N/mm2以下、更に好ましくは10000N/mm2以下である。 Compression modulus when the base particle is compressed 10% (10% K value) is preferably 1500 N / mm 2 or more, more preferably 3000N / mm 2 or more, more preferably 5000N / mm 2 or more, preferably 15000N / Mm 2 or less, more preferably 12000 N / mm 2 or less, still more preferably 10,000 N / mm 2 or less.
上記基材粒子を30%圧縮したときの圧縮弾性率(30%K値)は好ましくは300N/mm2以上、より好ましくは500N/mm2以上、更に好ましくは1000N/mm2以上、好ましくは5000N/mm2以下、より好ましくは4000N/mm2以下、更に好ましくは3000N/mm2以下である。 The compression modulus (30% K value) when the base particles are compressed by 30% is preferably 300 N / mm 2 or more, more preferably 500 N / mm 2 or more, still more preferably 1000 N / mm 2 or more, and preferably 5000 N / mm 2 or more. / mm 2 or less, more preferably 4000 N / mm 2, more preferably not more than 3000N / mm 2.
上記基材粒子における上記圧縮弾性率(10%K値及び30%K値)は、以下のようにして測定できる。 The compression modulus (10% K value and 30% K value) of the base particles can be measured as follows.
微小圧縮試験機を用いて、円柱(直径100μm、ダイヤモンド製)の平滑圧子端面で、25℃、圧縮速度0.3mN/秒、及び最大試験荷重20mNの条件下で基材粒子を圧縮する。このときの荷重値(N)及び圧縮変位(mm)を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」等が用いられる。 Using a micro compression tester, the base particles are compressed under the conditions of 25 ° C., a compression speed of 0.3 mN / sec, and a maximum test load of 20 mN on the end face of a smooth indenter of a cylinder (diameter: 100 μm, made of diamond). At this time, the load value (N) and the compression displacement (mm) are measured. From the obtained measured values, the above-mentioned compression modulus can be determined by the following equation. As the micro-compression tester, for example, "Fischer Scope H-100" manufactured by Fischer is used.
10%K値又は30%K値(N/mm2)=(3/21/2)・F・S−3/2・R−1/2
F:基材粒子が10%又は30%圧縮変形したときの荷重値(N)
S:基材粒子が10%又は30%圧縮変形したときの圧縮変位(mm)
R:基材粒子の半径(mm)
10% K value or 30% K value (N / mm 2 ) = (3/2 1/2 ) ・FS -3 / 2・ R 1 /
F: Load value (N) when the base particles are compressed or deformed by 10% or 30%
S: Compressive displacement (mm) when base particles undergo 10% or 30% compressive deformation
R: radius of base particles (mm)
上記圧縮弾性率は、基材粒子の硬さを普遍的かつ定量的に表す。上記圧縮弾性率の使用により、基材粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。 The compressive modulus universally and quantitatively represents the hardness of the base particles. By using the compression modulus, the hardness of the base particles can be quantitatively and uniquely expressed.
上記コアの圧縮回復率の上記基材粒子の圧縮回復率に対する比(上記コアの圧縮回復率/基材粒子の圧縮回復率)は1以上である。上記比(上記コアの圧縮回復率/基材粒子の圧縮回復率)は好ましくは1.1以上である。上記比(上記コアの圧縮回復率/基材粒子の圧縮回復率)が上記下限以上であると、接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、液晶表示素子における表示品質を効果的に高めることができる。上記比(上記コアの圧縮回復率/基材粒子の圧縮回復率)は、好ましくは1.3以下である。 The ratio of the compression recovery of the core to the compression recovery of the base particles (compression recovery of the core / compression recovery of the base particles) is 1 or more. The ratio (compression recovery of the core / compression recovery of the base material particles) is preferably 1.1 or more. When the ratio (compression recovery ratio of the core / compression recovery ratio of the base particles) is equal to or more than the lower limit, the connection resistance in the connection structure is effectively reduced, and the display quality in the liquid crystal display element is effectively increased. be able to. The ratio (compression recovery of the core / compression recovery of the base material particles) is preferably 1.3 or less.
上記基材粒子の圧縮回復率は好ましくは20%以上、より好ましくは23%以上、更に好ましくは25%以上である。上記基材粒子の圧縮回復率は30%以上であってもよい。上記圧縮回復率が上記下限以上であると、電極間の間隔の変動に対応して、導電性粒子が十分に追従して変形しやすい。このため、電極間の接続不良が生じ難くなる。上記基材粒子の圧縮回復率は好ましくは100%未満である。 The compression recovery rate of the base particles is preferably 20% or more, more preferably 23% or more, and further preferably 25% or more. The compression recovery rate of the base particles may be 30% or more. When the compression recovery ratio is equal to or larger than the lower limit, the conductive particles sufficiently follow and easily deform in response to the change in the interval between the electrodes. For this reason, poor connection between the electrodes is less likely to occur. The compression recovery of the substrate particles is preferably less than 100%.
上記圧縮回復率は、以下のようにして測定できる。 The compression recovery rate can be measured as follows.
試料台上にコア又は基材粒子を散布する。散布されたコア又は基材粒子1個について、微小圧縮試験機を用いて、コア又は基材粒子の中心方向に、コア又は基材粒子が30%圧縮変形するまで負荷(反転荷重値)を与える。その後、原点用荷重値(0.40mN)まで除荷を行う。この間の荷重−圧縮変位を測定し、下記式から圧縮回復率を求めることができる。なお、負荷速度は0.33mN/秒とする。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」等が用いられる。 Spray core or substrate particles on the sample stage. Using a micro-compression tester, a load (reversal load value) is applied to one of the sprayed core or base material particles in the center direction of the core or base material particle until the core or base material particle undergoes 30% compression deformation. . Thereafter, unloading is performed up to the load value for the origin (0.40 mN). The load-compression displacement during this time is measured, and the compression recovery rate can be obtained from the following equation. The load speed is 0.33 mN / sec. As the micro-compression tester, for example, "Fischer Scope H-100" manufactured by Fischer is used.
圧縮回復率(%)=[(L1−L2)/L1]×100
L1:負荷を与えるときの原点用荷重値から反転荷重値に至るまでのまでの圧縮変位
L2:負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの除荷変位
Compression recovery rate (%) = [(L1−L2) / L1] × 100
L1: Compressive displacement from the load value for origin to the reverse load value when applying a load L2: Unload displacement from the reverse load value to the load value for origin when the load is released
コアの圧縮回復率を測定する際に、基材粒子を得るために用いるコアの圧縮回復率が測定される。 When measuring the compression recovery rate of the core, the compression recovery rate of the core used to obtain the base particles is measured.
上記シェルの破壊歪み率は好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上、好ましくは30%以下、より好ましくは20%以下である。上記破壊歪み率が上記下限以上であると、バインダー樹脂の排除性、導電層及び電極の酸化膜の貫通性がより一層高くなり、接続抵抗がより一層低くなる。上記破壊歪み率が上記上限以下であると、中期の柔軟性が発現し、導電性粒子と電極との接触面積がより一層大きくなり、接続抵抗がより一層低くなる。 The fracture strain rate of the shell is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, further preferably 15% or more, preferably 30% or less, and more preferably 20% or less. When the fracture strain is not less than the lower limit, the rejection of the binder resin, the penetration of the conductive layer and the oxide film of the electrode are further increased, and the connection resistance is further decreased. When the fracture strain rate is equal to or less than the upper limit, flexibility in a medium term is exhibited, the contact area between the conductive particles and the electrode is further increased, and the connection resistance is further reduced.
上記コアの破壊歪み率は好ましくは40%以上、より好ましくは50%以上、更に好ましくは60%以上、好ましくは100%未満である。上記破壊歪み率が上記下限以上であると、バインダー樹脂の排除性、導電層及び電極の酸化膜の貫通性がより一層高くなり、接続抵抗がより一層低くなる。上記破壊歪み率が上記上限以下であると、中期の柔軟性が発現し、導電性粒子と電極との接触面積がより一層大きくなり、接続抵抗がより一層低くなる。 The fracture strain of the core is preferably 40% or more, more preferably 50% or more, further preferably 60% or more, and preferably less than 100%. When the fracture strain is not less than the lower limit, the rejection of the binder resin, the penetration of the conductive layer and the oxide film of the electrode are further increased, and the connection resistance is further decreased. When the fracture strain rate is equal to or less than the upper limit, flexibility in a medium term is exhibited, the contact area between the conductive particles and the electrode is further increased, and the connection resistance is further reduced.
上記シェルの破壊歪み率及び上記コアの破壊歪み率は、基材粒子を用いて測定される。 The fracture strain rate of the shell and the fracture strain rate of the core are measured using substrate particles.
粒子の圧縮挙動を評価した際に、ある一定の荷重値で、シェルが破壊されることで変位量が大きく変化する点が観測される。この変化する点での荷重値が破壊荷重値であり、変位量が破壊変位である。この破壊変位と圧縮前の粒径との比(破壊変位/圧縮前粒子径)×100を破壊歪み率(%)と定義する。例えば、圧縮前の粒子径が5μmの粒子が、変位量1μmの時点でシェルの破壊挙動が観察された場合は、破壊歪み率20%と算出される。例えば、圧縮前の粒子径が5μmの粒子が、変位量1μmの時点でコアの破壊挙動が観察された場合は、破壊歪み率20%と算出される。コアの破壊挙動は、シェルの破壊挙動が観察された後に観察される。上記破壊歪み率は、前述の圧縮弾性率の測定から評価することができ、圧縮変位カーブの不連続点の変位量を読み取ることで測定可能である。 When the compressive behavior of the particles is evaluated, it is observed that at a certain load value, the displacement amount largely changes due to the fracture of the shell. The load value at this changing point is the breaking load value, and the displacement is the breaking displacement. The ratio of the breaking displacement to the particle size before compression (breaking displacement / particle size before compression) × 100 is defined as the breaking strain rate (%). For example, when a particle having a particle diameter of 5 μm before compression shows a fracture behavior of the shell at a displacement of 1 μm, a fracture strain rate of 20% is calculated. For example, when a particle having a particle diameter of 5 μm before compression shows a core breaking behavior at a displacement of 1 μm, a fracture strain rate of 20% is calculated. The fracture behavior of the core is observed after the fracture behavior of the shell is observed. The fracture strain rate can be evaluated from the above-described measurement of the compression elastic modulus, and can be measured by reading the displacement amount at the discontinuous point of the compression displacement curve.
上記基材粒子の用途は特に限定されない。上記基材粒子は、様々な用途に好適に用いられる。上記基材粒子は、表面上に導電層が形成され、上記導電層を有する導電性粒子を得るために用いられるか、又は液晶表示素子用スペーサとして用いられることが好ましい。本発明に係る基材粒子は、表面上に導電層が形成され、上記導電層を有する導電性粒子を得るために用いられることが好ましい。上記基材粒子は、液晶表示素子用スペーサとして用いられることが好ましく、液晶表示素子用周辺シール剤に用いられることが好ましい。該液晶表示素子用周辺シール剤において、上記基材粒子は、スペーサとして機能することが好ましい。上記基材粒子では、良好な圧縮変形特性を有するので、上記基材粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いて基板間に配置したり、表面に導電層を形成して導電性粒子として用いて電極間を電気的に接続したりした場合に、液晶表示素子用スペーサ又は導電性粒子が、基板間又は電極間に効率的に配置される。このため、基板間又は電極間の間隔のばらつきが生じ難く、電極間の接続不良が生じ難くなる。 The use of the base particles is not particularly limited. The base particles are suitably used for various applications. It is preferable that the base particles have a conductive layer formed on the surface and are used to obtain conductive particles having the conductive layer, or are used as spacers for a liquid crystal display element. It is preferable that the base particles according to the present invention have a conductive layer formed on the surface and are used to obtain conductive particles having the conductive layer. The base particles are preferably used as a spacer for a liquid crystal display element, and are preferably used as a peripheral sealant for a liquid crystal display element. In the peripheral sealant for a liquid crystal display element, the base particles preferably function as spacers. Since the base particles have good compressive deformation characteristics, the base particles are used as spacers for a liquid crystal display element and are arranged between substrates, or a conductive layer is formed on the surface and used as conductive particles to form an electrode. When electrical connection is made between them, the spacers for liquid crystal display elements or conductive particles are efficiently arranged between the substrates or between the electrodes. For this reason, variations in the intervals between the substrates or between the electrodes are less likely to occur, and poor connection between the electrodes is less likely to occur.
さらに、上記基材粒子は、無機充填材、トナーの添加剤、衝撃吸収剤又は振動吸収剤としても好適に用いられる。例えば、ゴム又はバネ等の代替品として、上記基材粒子を用いることができる。 Further, the base particles are suitably used as an inorganic filler, a toner additive, a shock absorber or a vibration absorber. For example, the above-described base particles can be used as a substitute for rubber or a spring.
上記コアの粒径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、好ましくは500μm以下、より好ましくは100μm以下、更に好ましくは50μm以下、特に好ましくは20μm以下、最も好ましくは10μm以下である。上記コアの粒径が上記下限以上及び上記上限以下であると、10%K値、30%K値及び上記比(10%K値/30%K値)が好適な値を示すことが容易であり、基材粒子を導電性粒子及び液晶表示素子の用途に好適に使用可能になる。例えば、上記コアの粒径が上記下限以上及び上記上限以下であると、上記導電性粒子を用いて電極間を接続した場合に、導電性粒子と電極との接触面積が充分に大きくなり、かつ導電層を形成する際に凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。また、導電性粒子を介して接続された電極間の間隔が大きくなりすぎず、かつ導電層が基材粒子の表面から剥離し難くなる。 The particle size of the core is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, preferably 500 μm or less, more preferably 100 μm or less, further preferably 50 μm or less, particularly preferably 20 μm or less, and most preferably 10 μm or less. . When the particle size of the core is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the 10% K value, the 30% K value, and the ratio (10% K value / 30% K value) can easily show suitable values. In addition, the base particles can be suitably used for conductive particles and liquid crystal display devices. For example, when the particle size of the core is equal to or greater than the lower limit and equal to or less than the upper limit, when the electrodes are connected using the conductive particles, the contact area between the conductive particles and the electrodes is sufficiently large, and Aggregated conductive particles are less likely to be formed when forming the conductive layer. Further, the distance between the electrodes connected via the conductive particles does not become too large, and the conductive layer does not easily peel off from the surface of the base particles.
上記コアの粒径は、上記コアが真球状である場合には直径を意味し、上記コアが真球状以外の形状である場合には、その体積相当の真球と仮定した際の直径を意味する。また、コアの粒径は、コアを任意の粒径測定装置により測定した平均粒径を意味する。例えば、レーザー光散乱、電気抵抗値変化、撮像後の画像解析などの原理を用いた粒度分布測定機が利用できる。 The particle diameter of the core means the diameter when the core is a true sphere, and the diameter when the core is assumed to be a sphere equivalent to the volume when the core has a shape other than the true sphere. I do. The particle size of the core means an average particle size of the core measured by an arbitrary particle size measuring device. For example, a particle size distribution analyzer using principles such as laser light scattering, electric resistance change, and image analysis after imaging can be used.
上記シェルの厚みは、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上、更に好ましくは200nm以上、好ましくは500nm以下、より好ましくは300nm以下である。上記シェルの厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、10%K値及び30%K値がより一層好適な値を示し、基材粒子を導電性粒子及び液晶表示素子用スペーサの用途に好適に使用可能になる。上記シェルの厚みは、基材粒子1個あたりの平均厚みである。ゾルゲル法の制御によって、上記シェルの厚みを制御可能である。 The thickness of the shell is preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, further preferably 200 nm or more, preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less. When the thickness of the shell is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the 10% K value and the 30% K value show more preferable values, and the base particles are used for conductive particles and liquid crystal display element spacers. It becomes possible to use it suitably. The thickness of the shell is an average thickness per substrate particle. The thickness of the shell can be controlled by controlling the sol-gel method.
本発明においてシェルの厚みは、基材粒子の粒径とコアの粒径との差から求めることができる。この差の1/2がシェルの厚みである。上記基材粒子の粒径は、上記基材粒子が真球状である場合には直径を意味し、上記基材粒子が真球状以外の形状である場合には、その体積相当の真球と仮定した際の直径を意味する。粒径の測定には例えば、レーザー光散乱、電気抵抗値変化、撮像後の画像解析などの原理を用いた粒度分布測定機が利用できる。 In the present invention, the thickness of the shell can be determined from the difference between the particle size of the base particles and the particle size of the core. One half of this difference is the shell thickness. The particle diameter of the base particles means a diameter when the base particles are truly spherical, and assumes a volume-equivalent true sphere when the base particles have a shape other than a true sphere. It means the diameter when it is done. For the measurement of the particle size, for example, a particle size distribution measuring device using principles such as laser light scattering, electric resistance change, and image analysis after imaging can be used.
上記基材粒子のアスペクト比は、好ましくは2以下、より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.2以下である。上記アスペクト比は、長径/短径を示す。 The aspect ratio of the base particles is preferably 2 or less, more preferably 1.5 or less, and further preferably 1.2 or less. The aspect ratio indicates a major axis / a minor axis.
上記基材粒子は、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを備え、コアシェル粒子である。接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、液晶表示素子における表示品質を効果的に高める観点からは、上記コアは、有機化合物により形成されていることが好ましい。接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、液晶表示素子における表示品質を効果的に高める観点からは、上記シェルは、無機化合物により形成されていることが好ましく、金属酸化物により形成されていることが好ましい。上記コアが有機化合物により形成されており、上記シェルが金属酸化物により形成されているコアシェル粒子において、上記比(10%K値/30%K値)及び上記比(上記コアの圧縮回復率/基材粒子の圧縮回復率)が上述した値を満足することで、電極間の接続抵抗を効果的に低くすることができ、かつ電極間の接続信頼性を効果的に高めることができる。 The base particles are core-shell particles including a core and a shell disposed on the surface of the core. The core is preferably formed of an organic compound from the viewpoint of effectively reducing the connection resistance in the connection structure and effectively improving the display quality of the liquid crystal display element. From the viewpoint of effectively lowering the connection resistance in the connection structure and effectively increasing the display quality in the liquid crystal display element, the shell is preferably formed of an inorganic compound, and formed of a metal oxide. Is preferred. In the core-shell particles in which the core is formed of an organic compound and the shell is formed of a metal oxide, the ratio (10% K value / 30% K value) and the ratio (compression recovery rate of the core / When the compression recovery rate of the base particles satisfies the above-described value, the connection resistance between the electrodes can be effectively reduced, and the connection reliability between the electrodes can be effectively increased.
上記コアは有機化合物により形成されたコアであることが好ましく、有機コアであることが好ましい。上記シェルは無機化合物により形成されたシェルであることが好ましく、無機シェルであることが好ましい。上記コアが有機コアであり、かつ上記シェルが無機シェルであることが好ましい。上記基材粒子は、有機コアと、該有機コアの表面上に配置された無機シェルとを備え、コアシェル型の有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。上記コアが有機コアであったり、上記シェルが無機シェルであったりすると、上記比(10%K値/30%K値)及び上記比(上記コアの圧縮回復率/基材粒子の圧縮回復率)が上述した値を満足することが容易である。 The core is preferably a core formed of an organic compound, and more preferably an organic core. The shell is preferably a shell formed of an inorganic compound, and more preferably an inorganic shell. Preferably, the core is an organic core and the shell is an inorganic shell. It is preferable that the base particles include an organic core and an inorganic shell disposed on the surface of the organic core, and are core-shell type organic-inorganic hybrid particles. When the core is an organic core or the shell is an inorganic shell, the ratio (10% K value / 30% K value) and the ratio (compression recovery rate of the core / compression recovery rate of the base particles) ) Can easily satisfy the above-mentioned values.
上記コアは、有機コアであることが好ましく、有機粒子であることが好ましい。上記有機コア及び上記有機粒子は、無機コア及び無機粒子に比べて比較的柔軟であるので、比較的柔軟な有機コアの表面上にシェルが形成される結果、上記比(10%K値/30%K値)及び上記比(上記コアの圧縮回復率/基材粒子の圧縮回復率)を満足することが容易である。 The core is preferably an organic core, and more preferably an organic particle. Since the organic core and the organic particles are relatively flexible as compared with the inorganic core and the inorganic particles, a shell is formed on the surface of the relatively flexible organic core, and as a result, the ratio (10% K value / 30) is obtained. % K value) and the above ratio (compression recovery ratio of the core / compression recovery ratio of the base particles).
上記有機コアを形成するための材料として、種々の有機物が好適に用いられる。上記有機コアを形成するための材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂;ポリアルキレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、及び、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を1種もしくは2種以上重合させて得られる重合体等が用いられる。エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を1種もしくは2種以上重合させることにより、導電材料に適した任意の圧縮時の物性を有する基材粒子を設計及び合成することが容易である。 Various organic substances are suitably used as a material for forming the organic core. Examples of the material for forming the organic core include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyisobutylene, and polybutadiene; acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polymethyl acrylate; polyalkylenes Terephthalate, polysulfone, polycarbonate, polyamide, phenol formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, benzoguanamine formaldehyde resin, urea formaldehyde resin, and polymerizing one or more kinds of various polymerizable monomers having an ethylenically unsaturated group The resulting polymer or the like is used. By polymerizing one or two or more kinds of polymerizable monomers having an ethylenically unsaturated group, it is easy to design and synthesize base particles having physical properties at the time of compression suitable for a conductive material. It is.
上記有機コアを、エチレン性不飽和基を有する単量体を重合させて得る場合には、上記エチレン性不飽和基を有する単量体としては、非架橋性の単量体と架橋性の単量体とが挙げられる。 When the organic core is obtained by polymerizing a monomer having an ethylenically unsaturated group, the monomer having an ethylenically unsaturated group includes a non-crosslinkable monomer and a crosslinkable monomer. And a dimer.
上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の酸素原子含有(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル含有単量体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類;酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル類;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素;トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the non-crosslinkable monomer include styrene-based monomers such as styrene and α-methylstyrene; carboxyl-containing monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride; methyl ( (Meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl ( Alkyl (meth) acrylates such as meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; oxygen such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, polyoxyethylene (meth) acrylate, and glycidyl (meth) acrylate (Meth) acrylates; nitrile-containing monomers such as (meth) acrylonitrile; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and propyl vinyl ether; vinyl acids such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl laurate and vinyl stearate Esters; unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, isoprene, and butadiene; halogen-containing monomers such as trifluoromethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, vinyl chloride, vinyl fluoride, and chlorostyrene; Is mentioned.
上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート,1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer include tetramethylolmethanetetra (meth) acrylate, tetramethylolmethanetri (meth) acrylate, tetramethylolmethanedi (meth) acrylate, trimethylolpropanetri (meth) acrylate, and dipentane. Erythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) Acrylate, (poly) tetramethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nona Polyfunctional (meth) acrylates such as diol di (meth) acrylate; triallyl (iso) cyanurate, triallyl trimellitate, divinylbenzene, diallyl phthalate, diallyl acrylamide, diallyl ether, γ- (meth) acryloxypropyl trimethoxysilane And silane-containing monomers such as trimethoxysilylstyrene and vinyltrimethoxysilane.
上記の単量体の中でも、コアの回復性をより一層高める観点から、ポリエチレングリコール単位又はポリエチレンオキサイド単位を構造内に含むジ(メタ)アクリレート60重量%以上を含む共重合体であることが好ましく、例えば、コアは、エチレングリコールジアクリレート−ジビニルベンゼン共重合体、又は1,4−ブタンジオールジアクリレート−エチレングリコールジアクリレート共重合体により形成されていることが好ましい。 Among the above monomers, from the viewpoint of further improving the recoverability of the core, a copolymer containing 60% by weight or more of di (meth) acrylate containing a polyethylene glycol unit or a polyethylene oxide unit in the structure is preferable. For example, the core is preferably formed of an ethylene glycol diacrylate-divinylbenzene copolymer or a 1,4-butanediol diacrylate-ethylene glycol diacrylate copolymer.
上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を、公知の方法により重合させることで、上記有機コアを得ることができる。この方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤の存在下で懸濁重合する方法、並びに非架橋の種粒子を用いてラジカル重合開始剤とともに単量体を膨潤させて重合する方法等が挙げられる。 The organic core can be obtained by polymerizing the polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group by a known method. Examples of the method include a method of performing suspension polymerization in the presence of a radical polymerization initiator, and a method of performing polymerization by swelling a monomer together with a radical polymerization initiator using non-crosslinked seed particles.
シェルの形成時及び基材粒子の使用時にコアの変形を抑制する観点からは、上記コアの分解温度は、好ましくは200℃を超え、より好ましくは250℃を超え、より一層好ましくは300℃を超える。上記コアの分解温度は、400℃を超えていてもよく、500℃を超えていてもよく、600℃を超えていてもよく、800℃を超えていてもよい。 From the viewpoint of suppressing the deformation of the core during the formation of the shell and the use of the base particles, the decomposition temperature of the core is preferably higher than 200 ° C, more preferably higher than 250 ° C, and still more preferably higher than 300 ° C. Exceed. The decomposition temperature of the core may exceed 400 ° C., may exceed 500 ° C., may exceed 600 ° C., or may exceed 800 ° C.
上記基材粒子は、コアシェル粒子である。上記シェルは、上記コアの表面上に配置されている。上記シェルは、上記コアの表面を被覆していることが好ましい。上記シェルは無機シェルであることが好ましい。 The base particles are core-shell particles. The shell is disposed on a surface of the core. The shell preferably covers the surface of the core. The shell is preferably an inorganic shell.
接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、液晶表示素子における表示品質を効果的に高める観点からは、上記基材粒子は、上記コアを分散させた溶媒中で、上記シェルを構成するための一次粒子を吸着させることで上記シェルを形成することにより得られることが好ましい。 From the viewpoint of effectively lowering the connection resistance in the connection structure and effectively improving the display quality in the liquid crystal display element, the base particles are used in the solvent in which the core is dispersed to constitute the shell. It is preferable that the above-mentioned shell is formed by adsorbing the primary particles.
上記無機シェルは、上記コアの表面上で、金属アルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を焼成させることにより形成されていてもよい。ゾルゲル法では、上記コアの表面上にシェル状物を配置することが容易である。上記焼成を行う場合に、上記基材粒子では、焼成後に、上記コアは、揮発等により除去されずに、残存している。上記基材粒子は、焼成後に、上記コアを備える。なお、仮に焼成後に上記コアが揮発等により除去されると、上記10%K値がかなり低くなる。 The inorganic shell may be formed by forming a metal alkoxide into a shell-like material on the surface of the core by a sol-gel method, and then firing the shell-like material. In the sol-gel method, it is easy to arrange a shell on the surface of the core. In the case of performing the above-mentioned firing, in the above-mentioned base particles, after the firing, the above-mentioned core remains without being removed by volatilization or the like. The base particles have the core after firing. If the core is removed by volatilization or the like after firing, the 10% K value becomes considerably low.
上記ゾルゲル法の具体的な方法としては、コア、水やアルコール等の溶媒、界面活性剤、及びアンモニア水溶液等の触媒を含む分散液に、テトラエトキシシラン等の無機モノマーを共存させて界面ゾル反応を行う方法、並びに水やアルコール等の溶媒、及びアンモニア水溶液と共存させたテトラエトキシシラン等の無機モノマーによりゾルゲル反応を行った後、コアにゾルゲル反応物をヘテロ凝集させる方法等が挙げられる。上記ゾルゲル法において、上記金属アルコキシドは、加水分解及び重縮合することが好ましい。 As a specific method of the sol-gel method, an interfacial sol reaction is performed by coexisting an inorganic monomer such as tetraethoxysilane in a dispersion containing a core, a solvent such as water or alcohol, a surfactant, and a catalyst such as an aqueous ammonia solution. And a method of performing a sol-gel reaction with an inorganic monomer such as tetraethoxysilane coexisting with a solvent such as water or alcohol and an aqueous ammonia solution, and then hetero-aggregating the sol-gel reactant on the core. In the sol-gel method, the metal alkoxide is preferably hydrolyzed and polycondensed.
上記ゾルゲル法では、界面活性剤を用いることが好ましい。界面活性剤の存在下で、上記金属アルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物にすることが好ましい。上記界面活性剤は特に限定されない。上記界面活性剤は、良好なシェル状物を形成するように適宜選択して用いられる。上記界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤等が挙げられる。なかでも、良好な無機シェルを形成できることから、カチオン性界面活性剤が好ましい。 In the sol-gel method, it is preferable to use a surfactant. It is preferable that the metal alkoxide is formed into a shell by a sol-gel method in the presence of a surfactant. The surfactant is not particularly limited. The surfactant is appropriately selected and used so as to form a good shell-like material. Examples of the surfactant include a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a nonionic surfactant. Among them, a cationic surfactant is preferable since a good inorganic shell can be formed.
上記カチオン性界面活性剤としては、4級アンモニウム塩及び4級ホスホニウム塩等が挙げられる。上記カチオン性界面活性剤の具体例としては、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等が挙げられる。 Examples of the cationic surfactant include quaternary ammonium salts and quaternary phosphonium salts. Specific examples of the cationic surfactant include hexadecyltrimethylammonium bromide.
上記コアの表面上で、上記無機シェルを形成するために、上記シェル状物は焼成されていてもよい。焼成条件により、無機シェルにおける架橋度を調整可能である。また、焼成を行うことで、焼成を行わない場合と比べて、上記基材粒子の10%K値及び30%K値がより一層好適な値を示すようになる。特に架橋度を高めることで、10%K値が十分に高くなる。 On the surface of the core, the shell may be fired to form the inorganic shell. The degree of crosslinking in the inorganic shell can be adjusted by the firing conditions. Further, by performing the firing, the 10% K value and the 30% K value of the base particles show more preferable values as compared with the case where the firing is not performed. In particular, by increasing the degree of crosslinking, the 10% K value becomes sufficiently high.
上記金属アルコキシドとしては、シランアルコキシド、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド及びアルミニウムアルコキシド等が挙げられる。良好な無機シェルを形成する観点からは、上記金属アルコキシドは、シランアルコキシド、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド又はアルミニウムアルコキシドであることが好ましく、シランアルコキシド、チタンアルコキシド又はジルコニウムアルコキシドであることがより好ましく、シランアルコキシドであることが更に好ましい。良好な無機シェルを形成する観点からは、上記金属アルコキシドにおける金属原子は、ケイ素原子、チタン原子、ジルコニウム原子又はアルミニウム原子であることが好ましく、ケイ素原子、チタン原子又はジルコニウム原子であることがより好ましく、ケイ素原子であることが更に好ましい。なお、ケイ素原子は、金属に含まれる。上記金属アルコキシドは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the metal alkoxide include silane alkoxide, titanium alkoxide, zirconium alkoxide, and aluminum alkoxide. From the viewpoint of forming a good inorganic shell, the metal alkoxide is preferably a silane alkoxide, a titanium alkoxide, a zirconium alkoxide or an aluminum alkoxide, more preferably a silane alkoxide, a titanium alkoxide or a zirconium alkoxide, and more preferably a silane alkoxide. Is more preferable. From the viewpoint of forming a good inorganic shell, the metal atom in the metal alkoxide is preferably a silicon atom, a titanium atom, a zirconium atom or an aluminum atom, more preferably a silicon atom, a titanium atom or a zirconium atom. And more preferably a silicon atom. Note that silicon atoms are included in metals. As the metal alkoxide, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
良好な無機シェルを形成する観点からは、上記金属アルコキシドは、下記式(1)で表される金属アルコキシドであることが好ましい。 From the viewpoint of forming a good inorganic shell, the metal alkoxide is preferably a metal alkoxide represented by the following formula (1).
M(R1)n(OR2)4−n ・・・(1) M (R1) n (OR2) 4-n (1)
上記式(1)中、Mはケイ素原子、チタン原子又はジルコニウム原子であり、R1はフェニル基、炭素数1〜30のアルキル基、重合性二重結合を有する炭素数1〜30の有機基又はエポキシ基を有する炭素数1〜30の有機基を表し、R2は炭素数1〜6のアルキル基を表し、nは0〜2の整数を表す。nが2であるとき、複数のR1は同一であってもよく、異なっていてもよい。複数のR2は同一であってもよく、異なっていてもよい。 In the above formula (1), M is a silicon atom, a titanium atom or a zirconium atom, and R1 is a phenyl group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an organic group having 1 to 30 carbon atoms having a polymerizable double bond, or It represents an organic group having 1 to 30 carbon atoms having an epoxy group, R2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 2. When n is 2, a plurality of R1s may be the same or different. A plurality of R2s may be the same or different.
良好な無機シェルを形成する観点からは、上記金属アルコキシドは、下記式(1A)で表されるシランアルコキシドであることが好ましい。 From the viewpoint of forming a good inorganic shell, the metal alkoxide is preferably a silane alkoxide represented by the following formula (1A).
Si(R1)n(OR2)4−n ・・・(1A) Si (R1) n (OR2) 4-n (1A)
上記式(1A)中、R1はフェニル基、炭素数1〜30のアルキル基、重合性二重結合を有する炭素数1〜30の有機基又はエポキシ基を有する炭素数1〜30の有機基を表し、R2は炭素数1〜6のアルキル基を表し、nは0〜2の整数を表す。nが2であるとき、複数のR1は同一であってもよく、異なっていてもよい。複数のR2は同一であってもよく、異なっていてもよい。 In the formula (1A), R1 represents a phenyl group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an organic group having 1 to 30 carbon atoms having a polymerizable double bond, or an organic group having 1 to 30 carbon atoms having an epoxy group. R2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 2. When n is 2, a plurality of R1s may be the same or different. A plurality of R2s may be the same or different.
上記R1が炭素数1〜30のアルキル基である場合、R1の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、及びn−デシル基等が挙げられる。このアルキル基の炭素数は好ましくは10以下、より好ましくは6以下である。なお、アルキル基には、シクロアルキル基が含まれる。 When R1 is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, specific examples of R1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, an n-hexyl group, a cyclohexyl group, an n-octyl group, And an n-decyl group. The alkyl group has preferably 10 or less carbon atoms, and more preferably 6 or less carbon atoms. Note that the alkyl group includes a cycloalkyl group.
上記重合性二重結合としては、炭素−炭素二重結合が挙げられる。上記R1が重合性二重結合を有する炭素数1〜30の有機基である場合に、R1の具体例としては、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、及び3−(メタ)アクリロキシアルキル基等が挙げられる。上記(メタ)アクリロキシアルキル基としては、(メタ)アクリロキシメチル基、(メタ)アクリロキシエチル基及び(メタ)アクリロキシプロピル基等が挙げられる。上記重合性二重結合を有する炭素数1〜30の有機基の炭素数は好ましくは2以上、好ましくは30以下、より好ましくは10以下である。上記「(メタ)アクリロキシ」は、メタクリロキシ又はアクリロキシを意味する。 Examples of the polymerizable double bond include a carbon-carbon double bond. When R1 is an organic group having a polymerizable double bond and having 1 to 30 carbon atoms, specific examples of R1 include a vinyl group, an allyl group, an isopropenyl group, and a 3- (meth) acryloxyalkyl group. And the like. Examples of the (meth) acryloxyalkyl group include a (meth) acryloxymethyl group, a (meth) acryloxyethyl group, and a (meth) acryloxypropyl group. The carbon number of the organic group having 1 to 30 carbon atoms having the polymerizable double bond is preferably 2 or more, preferably 30 or less, more preferably 10 or less. The above “(meth) acryloxy” means methacryloxy or acryloxy.
上記R1がエポキシ基を有する炭素数1〜30の有機基である場合、R1の具体例としては、1,2−エポキシエチル基、1,2−エポキシプロピル基、2,3−エポキシプロピル基、3,4−エポキシブチル基、3−グリシドキシプロピル基、及び2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基等が挙げられる。上記エポキシ基を有する炭素数1〜30の有機基の炭素数は好ましくは8以下、より好ましくは6以下である。なお、上記エポキシ基を有する炭素数1〜30の有機基は、炭素原子及び水素原子に加えて、エポキシ基に由来する酸素原子を含む基である。 When R1 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms having an epoxy group, specific examples of R1 include a 1,2-epoxyethyl group, a 1,2-epoxypropyl group, a 2,3-epoxypropyl group, Examples include a 3,4-epoxybutyl group, a 3-glycidoxypropyl group, and a 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group. The carbon number of the organic group having 1 to 30 carbon atoms having the epoxy group is preferably 8 or less, more preferably 6 or less. The organic group having 1 to 30 carbon atoms having an epoxy group is a group containing an oxygen atom derived from an epoxy group in addition to a carbon atom and a hydrogen atom.
上記R2の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、及びイソブチル基等が挙げられる。 Specific examples of the above R2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and an isobutyl group.
上記シランアルコキシドの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、及びジイソプロピルジメトキシシラン等が挙げられる。これら以外のシランアルコキシドを用いてもよい。 Specific examples of the silane alkoxide include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, and cyclohexyltrimethoxy. Examples include silane, n-hexyltrimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, and diisopropyldimethoxysilane. Other silane alkoxides may be used.
上記チタンアルコキシドの具体例としては、チタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトライソプロポキシド、及びチタンテトラブトキシド等が挙げられる。これら以外のチタンアルコキシドを用いてもよい。 Specific examples of the titanium alkoxide include titanium tetramethoxide, titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide, and titanium tetrabutoxide. Titanium alkoxides other than these may be used.
上記ジルコニウムアルコキシドの具体例としては、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、及びジルコニウムテトラブトキシド等が挙げられる。これら以外のジルコニウムアルコキシドを用いてもよい。 Specific examples of the zirconium alkoxide include zirconium tetramethoxide, zirconium tetraethoxide, zirconium tetraisopropoxide, and zirconium tetrabutoxide. Other zirconium alkoxides may be used.
上記金属アルコキシドは、金属原子に4つの−O−M基(Mは金属原子)が直接結合しておりかつ上記4つの−O−M基における4つの酸素原子が直接結合している構造を有する金属アルコキシドを含むことが好ましい。上記金属アルコキシドは、下記式(1a)で表される金属アルコキシドを含むことが好ましい。 The metal alkoxide has a structure in which four -OM groups (M is a metal atom) are directly bonded to a metal atom, and four oxygen atoms in the four -OM groups are directly bonded. It is preferable to include a metal alkoxide. The metal alkoxide preferably contains a metal alkoxide represented by the following formula (1a).
M(OR2)4 ・・・(1a) M (OR2) 4 ... (1a)
上記式(1a)中、Mはケイ素原子、チタン原子又はジルコニウム原子であり、R2は炭素数1〜6のアルキル基を表す。複数のR2は同一であってもよく、異なっていてもよい。 In the above formula (1a), M is a silicon atom, a titanium atom or a zirconium atom, and R2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. A plurality of R2s may be the same or different.
上記金属アルコキシドは、ケイ素原子に4つの−O−Si基が直接結合しておりかつ上記4つの−O−Si基における4つの酸素原子が直接結合している構造を有するシランアルコキシドを含むことが好ましい。上記金属アルコキシドは、下記式(1Aa)で表されるシランアルコキシドを含むことが好ましい。 The metal alkoxide may include a silane alkoxide having a structure in which four -O-Si groups are directly bonded to a silicon atom and four oxygen atoms in the four -O-Si groups are directly bonded. preferable. The metal alkoxide preferably contains a silane alkoxide represented by the following formula (1Aa).
Si(OR2)4 ・・・(1Aa) Si (OR2) 4 ... (1Aa)
上記式(1Aa)中、R2は炭素数1〜6のアルキル基を表す。複数のR2は同一であってもよく、異なっていてもよい。 In the formula (1Aa), R2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. A plurality of R2s may be the same or different.
10%荷重値及び30%荷重値をより一層好適な範囲に制御する観点からは、上記無機シェルを形成するために用いる金属アルコキシド100モル%中、上記金属原子に4つの−O−M基が直接結合しておりかつ上記4つの−O−M基における4つの酸素原子が直接結合している構造を有する金属アルコキシド、上記式(1a)で表される金属アルコキシド、上記ケイ素原子に4つの−O−Si基が直接結合しておりかつ上記4つの−O−Si基における4つの酸素原子が直接結合している構造を有するシランアルコキシド、又は上記式(1Aa)で表されるシランアルコキシドの各含有量は、好ましくは20モル%以上、より好ましくは40モル%以上、更に好ましくは50モル%以上、特に好ましくは60モル%以上、100モル%以下である。上記無機シェルを形成するために用いる金属アルコキシドの全量が、上記金属原子に4つの−O−M基が直接結合しておりかつ上記4つの−O−M基における4つの酸素原子が直接結合している構造を有する金属アルコキシド、上記式(1a)で表される金属アルコキシド、上記ケイ素原子に4つの−O−Si基が直接結合しておりかつ上記4つの−O−Si基における4つの酸素原子が直接結合している構造を有するシランアルコキシド、又は上記式(1Aa)で表されるシランアルコキシドであってもよい。 From the viewpoint of controlling the 10% load value and the 30% load value to more preferable ranges, four -OM groups are present on the metal atom in 100 mol% of the metal alkoxide used to form the inorganic shell. A metal alkoxide which is directly bonded and has a structure in which four oxygen atoms in the four -OM groups are directly bonded, a metal alkoxide represented by the above formula (1a), and four- Each of a silane alkoxide having a structure in which an O-Si group is directly bonded and four oxygen atoms in the four -O-Si groups are directly bonded, or a silane alkoxide represented by the above formula (1Aa) The content is preferably at least 20 mol%, more preferably at least 40 mol%, further preferably at least 50 mol%, particularly preferably at least 60 mol% and at most 100 mol%. A. The total amount of the metal alkoxide used to form the inorganic shell is such that four -OM groups are directly bonded to the metal atom and four oxygen atoms in the four -OM groups are directly bonded. A metal alkoxide having the following structure, a metal alkoxide represented by the above formula (1a), four —O—Si groups directly bonded to the silicon atom, and four oxygens in the four —O—Si groups A silane alkoxide having a structure in which atoms are directly bonded, or a silane alkoxide represented by the above formula (1Aa) may be used.
10%K値及び30%K値をより一層好適な範囲に制御する観点からは、上記無機シェルに含まれる上記金属アルコキシドに由来する金属原子の全個数100%中、4つの−O−M基が直接結合しておりかつ上記4つの−O−M基における4つの酸素原子が直接結合している金属原子の個数の割合、4つの−O−Si基が直接結合しておりかつ上記4つの−O−Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合はそれぞれ、好ましくは20%以上、より好ましくは40%以上、更に好ましくは50%以上、特に好ましくは60%以上である。 From the viewpoint of controlling the 10% K value and the 30% K value in a more preferable range, four -OM groups in 100% of the total number of metal atoms derived from the metal alkoxide contained in the inorganic shell are used. Are directly bonded and the proportion of the number of metal atoms to which four oxygen atoms in the four -OM groups are directly bonded, four -O-Si groups are directly bonded and the four The proportion of the number of silicon atoms to which four oxygen atoms are directly bonded in the —O—Si group is preferably 20% or more, more preferably 40% or more, further preferably 50% or more, and particularly preferably 60% or more. That is all.
また、10%K値を適度に高くし、かつ上記比(10%K値/30%K値)を適度な範囲に制御する観点からは、上記無機シェルに含まれている金属原子の全個数100%中、4つの−O−M基が直接結合しておりかつ上記4つの−O−M基における4つの酸素原子が直接結合している金属原子の個数の割合は、好ましくは20%以上、より好ましくは40%以上、更に好ましくは50%以上、特に好ましくは60%以上である。10%K値を適度に高くし、かつ上記比(10%K値/30%K値)を適度な範囲に制御する観点からは、上記金属アルコキシドがシランアルコキシドであり、かつ上記無機シェルに含まれているケイ素原子の全個数100%中、4つの−O−Si基が直接結合しておりかつ上記4つの−O−Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合は、好ましくは20%以上、より好ましくは40%以上、更に好ましくは50%以上、特に好ましくは60%以上である。 From the viewpoint of appropriately increasing the 10% K value and controlling the ratio (10% K value / 30% K value) to an appropriate range, the total number of metal atoms contained in the inorganic shell is considered. In 100%, the ratio of the number of metal atoms to which four -OM groups are directly bonded and four oxygen atoms in the four -OM groups are directly bonded is preferably 20% or more. , More preferably at least 40%, further preferably at least 50%, particularly preferably at least 60%. From the viewpoint of appropriately increasing the 10% K value and controlling the ratio (10% K value / 30% K value) to an appropriate range, the metal alkoxide is a silane alkoxide and is contained in the inorganic shell. Out of 100% of the total number of silicon atoms, four -O-Si groups are directly bonded, and four oxygen atoms in the four -O-Si groups are directly bonded. The proportion is preferably at least 20%, more preferably at least 40%, further preferably at least 50%, particularly preferably at least 60%.
なお、4つの−O−Si基が直接結合しておりかつ上記4つの−O−Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子は、例えば、下記式(11)で表される構造におけるケイ素原子である。具体的には、下記式(11X)で表される構造における矢印Aを付して示す珪素原子である。 In addition, the silicon atom in which four -O-Si groups are directly bonded and four oxygen atoms in the four -O-Si groups are directly bonded is represented by, for example, the following formula (11). Is a silicon atom in the structure. Specifically, it is a silicon atom indicated by an arrow A in the structure represented by the following formula (11X).
なお、上記式(11)における酸素原子は、一般に隣接するケイ素原子とシロキサン結合を形成している。 In addition, the oxygen atom in the above formula (11) generally forms a siloxane bond with an adjacent silicon atom.
上記コアと上記シェルとの間で共有結合していないことが好ましい。上記コアと上記シェルとの間で共有結合していない場合には、シェルが過度に割れにくくなり、更に電極と導電性粒子との接続対象部材に対する接触面積を大きくすることができ、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができ、液晶表示素子の表示品質をより一層良好にすることができる。 Preferably, there is no covalent bond between the core and the shell. If the core and the shell are not covalently bonded, the shell is not likely to be excessively cracked, and the contact area of the electrode and the conductive particles with the member to be connected can be increased. The connection resistance can be further reduced, and the display quality of the liquid crystal display element can be further improved.
上記コアと上記シェルとの間で共有結合していていないことが好ましいが、共有結合していてもよい。上記コアと上記シェルとの間で共有結合させる方法としては、コアの表面に、シェルを構成する材料の官能基と反応可能な官能基を導入した後、コアの表面上で上記シェルを構成する材料によりシェルを形成する方法等が挙げられる。具体的には、コアの表面をカップリング剤により表面処理した後に、上記コアの表面上で、金属アルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とする方法等が挙げられる。 Preferably, the core and the shell are not covalently bonded, but may be covalently bonded. As a method of forming a covalent bond between the core and the shell, after introducing a functional group capable of reacting with a functional group of a material constituting the shell on the surface of the core, the shell is formed on the surface of the core. A method of forming a shell with a material may be used. Specifically, a method of treating the surface of the core with a coupling agent and then converting the metal alkoxide into a shell-like material on the surface of the core by a sol-gel method may be used.
(導電性粒子)
上記導電性粒子は、上述した基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された導電層とを備える。
(Conductive particles)
The conductive particles include the base particles described above and a conductive layer disposed on the surface of the base particles.
図1に、本発明の第1の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the conductive particles according to the first embodiment of the present invention.
図1に示す導電性粒子1は、基材粒子11と、基材粒子11の表面上に配置された導電層2とを有する。導電層2は、基材粒子11の表面を被覆している。導電性粒子1は、基材粒子11の表面が導電層2により被覆された被覆粒子である。
The
基材粒子11は、コア12と、コア12の表面上に配置されたシェル13とを備える。シェル13は、コア12の表面を被覆している。導電層2は、シェル13の表面上に配置されている。導電層2は、シェル13の表面を被覆している。
The
図2に、本発明の第2の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。 FIG. 2 is a sectional view showing a conductive particle according to the second embodiment of the present invention.
図2に示す導電性粒子21は、基材粒子11と、基材粒子11の表面上に配置された導電層22とを有する。導電層22は、内層である第1の導電層22Aと外層である第2の導電層22Bとを有する。基材粒子11の表面上に、第1の導電層22Aが配置されている。シェル13の表面上に、第1の導電層22Aが配置されている。第1の導電層22Aの表面上に、第2の導電層22Bが配置されている。
The
図3に、本発明の第3の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。 FIG. 3 is a sectional view showing a conductive particle according to a third embodiment of the present invention.
図3に示す導電性粒子31は、基材粒子11と、導電層32と、複数の芯物質33と、複数の絶縁性物質34とを有する。
The
導電層32は、基材粒子11の表面上に配置されている。シェル13の表面上に導電層32が配置されている。
The conductive layer 32 is disposed on the surface of the
導電性粒子31は表面に、複数の突起31aを有する。導電層32は外表面に、複数の突起32aを有する。このように、上記導電性粒子は、導電性粒子の表面に突起を有していてもよく、導電層の外表面に突起を有していてもよい。複数の芯物質33が、基材粒子11の表面上に配置されている。シェル13の表面上に、複数の芯物質33が配置されている。複数の芯物質33は導電層32内に埋め込まれている。芯物質33は、突起31a,32aの内側に配置されている。導電層32は、複数の芯物質33を被覆している。複数の芯物質33により導電層32の外表面が隆起されており、突起31a,32aが形成されている。
The
導電性粒子31は、導電層32の外表面上に配置された絶縁性物質34を有する。導電層32の外表面の少なくとも一部の領域が、絶縁性物質34により被覆されている。絶縁性物質34は絶縁性を有する材料により形成されており、絶縁性粒子である。このように、上記導電性粒子は、導電層の外表面上に配置された絶縁性物質を有していてもよい。
The
上記導電層を形成するための金属は特に限定されない。該金属としては、例えば、金、銀、パラジウム、銅、白金、亜鉛、鉄、錫、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、タリウム、ゲルマニウム、カドミウム、タングステン、モリブデン、ケイ素及びこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属としては、錫ドープ酸化インジウム(ITO)及びはんだ等が挙げられる。なかでも、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができるので、錫を含む合金、ニッケル、パラジウム、銅又は金が好ましく、ニッケル又はパラジウムが好ましい。 The metal for forming the conductive layer is not particularly limited. Examples of the metal include gold, silver, palladium, copper, platinum, zinc, iron, tin, lead, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, thallium, germanium, cadmium, tungsten, and molybdenum. , Silicon and alloys thereof. Examples of the metal include tin-doped indium oxide (ITO) and solder. Among them, an alloy containing tin, nickel, palladium, copper, or gold is preferable, and nickel or palladium is preferable because the connection resistance between the electrodes can be further reduced.
導電性粒子1,31のように、上記導電層は、1つの層により形成されていてもよい。導電性粒子21のように、導電層は、複数の層により形成されていてもよい。すなわち、導電層は、2層以上の積層構造を有していてもよい。導電層が複数の層により形成されている場合には、最外層は、金層、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は錫と銀とを含む合金層であることが好ましく、金層であることがより好ましい。最外層がこれらの好ましい導電層である場合には、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、最外層が金層である場合には、耐腐食性がより一層高くなる。
Like the
上記基材粒子の表面に導電層を形成する方法は特に限定されない。導電層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的蒸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを基材粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。なかでも、導電層の形成が簡便であるので、無電解めっきによる方法が好ましい。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。 The method for forming the conductive layer on the surface of the base particles is not particularly limited. As a method of forming the conductive layer, for example, a method by electroless plating, a method by electroplating, a method by physical vapor deposition, and a method of coating the surface of the base particles with a metal powder or a paste containing a metal powder and a binder And the like. Above all, a method using electroless plating is preferable because formation of the conductive layer is simple. Examples of the method by physical vapor deposition include methods such as vacuum vapor deposition, ion plating, and ion sputtering.
上記導電性粒子の粒径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、好ましくは520μm以下、より好ましくは500μm以下、より一層好ましくは100μm以下、更に好ましくは50μm以下、特に好ましくは20μm以下である。導電性粒子の粒径が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子を用いて電極間を接続した場合に、導電性粒子と電極との接触面積が十分に大きくなり、かつ導電層を形成する際に凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。また、導電性粒子を介して接続された電極間の間隔が大きくなりすぎず、かつ導電層が基材粒子の表面から剥離し難くなる。また、導電性粒子の粒径が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子を導電材料の用途に好適に使用可能である。 The particle size of the conductive particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, preferably 520 μm or less, more preferably 500 μm or less, even more preferably 100 μm or less, further preferably 50 μm or less, and particularly preferably 20 μm or less. It is as follows. When the particle size of the conductive particles is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, when the electrodes are connected using the conductive particles, the contact area between the conductive particles and the electrodes is sufficiently large, and the conductive layer When forming the conductive particles, it is difficult to form aggregated conductive particles. Further, the distance between the electrodes connected via the conductive particles does not become too large, and the conductive layer does not easily peel off from the surface of the base particles. When the particle size of the conductive particles is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the conductive particles can be suitably used for a conductive material.
上記導電性粒子の粒径は、導電性粒子が真球状である場合には直径を意味し、導電性粒子が真球状以外の形状である場合には、その体積相当の真球と仮定した際の直径を意味する。 The particle diameter of the conductive particles means a diameter when the conductive particles are truly spherical, and when the conductive particles have a shape other than a true spherical shape, assuming that the volume is a true sphere equivalent to the volume. Means the diameter of
上記導電層の厚み(導電層が多層である場合には導電層全体の厚み)は、好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上、好ましくは10μm以下、より好ましくは1μm以下、更に好ましくは0.3μm以下である。導電層の厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、十分な導電性が得られ、かつ導電性粒子が硬くなりすぎずに、電極間の接続の際に導電性粒子が十分に変形する。 The thickness of the conductive layer (the total thickness of the conductive layer when the conductive layer is a multilayer) is preferably 0.005 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less, and furthermore Preferably it is 0.3 μm or less. When the thickness of the conductive layer is equal to or greater than the lower limit and equal to or less than the upper limit, sufficient conductivity is obtained, and the conductive particles are not excessively hard, and the conductive particles are sufficiently deformed at the time of connection between the electrodes. .
上記導電層が複数の層により形成されている場合に、最外層の導電層の厚みは、好ましくは0.001μm以上、より好ましくは0.01μm以上、好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.1μm以下である。上記最外層の導電層の厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、最外層の導電層による被覆が均一になり、耐腐食性が十分に高くなり、かつ電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、上記最外層が金層である場合の金層の厚みが薄いほど、コストが低くなる。 When the conductive layer is formed of a plurality of layers, the thickness of the outermost conductive layer is preferably 0.001 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, preferably 0.5 μm or less, more preferably 0 μm or less. .1 μm or less. When the thickness of the outermost conductive layer is equal to or greater than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the coating with the outermost conductive layer becomes uniform, the corrosion resistance becomes sufficiently high, and the connection resistance between the electrodes is further increased. Lower. When the outermost layer is a gold layer, the cost is lower as the thickness of the gold layer is smaller.
上記導電層の厚みは、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、導電性粒子の断面を観察することにより測定できる。 The thickness of the conductive layer can be measured, for example, by observing a cross section of the conductive particles using a transmission electron microscope (TEM).
上記導電性粒子は、上記導電層の外表面に突起を有していてもよい。該突起は複数であることが好ましい。導電層の表面並びに導電性粒子により接続される電極の表面には、酸化被膜が形成されていることが多い。突起を有する導電性粒子を用いた場合には、電極間に導電性粒子を配置して圧着させることにより、突起により上記酸化被膜が効果的に排除される。このため、電極と導電性粒子の導電層とをより一層確実に接触させることができ、電極間の接続抵抗を低くすることができる。さらに、導電性粒子が表面に絶縁性物質を備える場合に、又は導電性粒子がバインダー樹脂中に分散されて導電材料として用いられる場合に、導電性粒子の突起によって、導電性粒子と電極との間の絶縁性物質又はバインダー樹脂を効果的に排除できる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができる。 The conductive particles may have protrusions on the outer surface of the conductive layer. It is preferable that the number of the projections is plural. An oxide film is often formed on the surface of the conductive layer and the surface of the electrode connected by the conductive particles. In the case where conductive particles having protrusions are used, the oxide film is effectively removed by the protrusions by arranging the conductive particles between the electrodes and pressing the electrodes together. For this reason, the electrode and the conductive layer of the conductive particles can be more reliably brought into contact, and the connection resistance between the electrodes can be reduced. Further, when the conductive particles are provided with an insulating material on the surface, or when the conductive particles are dispersed in a binder resin and used as a conductive material, the protrusions of the conductive particles cause the conductive particles and the electrodes to be in contact with each other. An insulating material or a binder resin therebetween can be effectively eliminated. For this reason, the reliability of conduction between the electrodes can be improved.
上記導電性粒子の表面に突起を形成する方法としては、基材粒子の表面に芯物質を付着させた後、無電解めっきにより導電層を形成する方法、並びに基材粒子の表面に無電解めっきにより導電層を形成した後、芯物質を付着させ、更に無電解めっきにより導電層を形成する方法等が挙げられる。また、突起を形成するために、上記芯物質を用いなくてもよい。 As a method of forming protrusions on the surface of the conductive particles, a method of forming a conductive layer by electroless plating after attaching a core substance to the surface of the substrate particles, and an electroless plating method on the surface of the substrate particles A conductive material is formed thereon, a core substance is adhered thereto, and a conductive layer is formed by electroless plating. In addition, the core material may not be used to form the projection.
上記導電性粒子は、上記導電層の外表面上に配置された絶縁性物質を備えていてもよい。この場合には、導電性粒子を電極間の接続に用いると、隣接する電極間の短絡を防止できる。具体的には、複数の導電性粒子が接触したときに、複数の電極間に絶縁性物質が存在するので、上下の電極間ではなく横方向に隣り合う電極間の短絡を防止できる。なお、電極間の接続の際に、2つの電極で導電性粒子を加圧することにより、導電性粒子の導電層と電極との間の絶縁性物質を容易に排除できる。導電性粒子が上記導電層の表面に突起を有する場合には、導電性粒子の導電層と電極との間の絶縁性物質をより一層容易に排除できる。上記絶縁性物質は、絶縁性樹脂層又は絶縁性粒子であることが好ましく、絶縁性粒子であることがより好ましい。上記絶縁性粒子は、絶縁性樹脂粒子であることが好ましい。 The conductive particles may include an insulating substance disposed on an outer surface of the conductive layer. In this case, when the conductive particles are used for connection between the electrodes, a short circuit between adjacent electrodes can be prevented. Specifically, when a plurality of conductive particles come into contact with each other, an insulating substance is present between the plurality of electrodes, so that a short circuit between not only upper and lower electrodes but also horizontally adjacent electrodes can be prevented. When the conductive particles are pressurized by the two electrodes at the time of connection between the electrodes, the insulating substance between the conductive layer of the conductive particles and the electrode can be easily removed. When the conductive particles have protrusions on the surface of the conductive layer, the insulating substance between the conductive layer of the conductive particles and the electrode can be more easily removed. The insulating substance is preferably an insulating resin layer or insulating particles, and more preferably insulating particles. The insulating particles are preferably insulating resin particles.
(導電材料)
上記導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。上記導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散され、導電材料として用いられることが好ましい。上記導電材料は、異方性導電材料であることが好ましい。上記導電材料は、電極の電気的な接続に好適に用いられる。上記導電材料は、回路接続材料であることが好ましい。
(Conductive material)
The conductive material includes the conductive particles described above and a binder resin. The conductive particles are preferably dispersed in a binder resin and used as a conductive material. The conductive material is preferably an anisotropic conductive material. The conductive material is suitably used for electrical connection of electrodes. The conductive material is preferably a circuit connecting material.
上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂として、公知の絶縁性の樹脂が用いられる。上記バインダー樹脂としては、例えば、ビニル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、熱可塑性ブロック共重合体及びエラストマー等が挙げられる。上記バインダー樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The binder resin is not particularly limited. As the binder resin, a known insulating resin is used. Examples of the binder resin include a vinyl resin, a thermoplastic resin, a curable resin, a thermoplastic block copolymer, and an elastomer. As the binder resin, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
上記ビニル樹脂としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂及びスチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。なお、上記硬化性樹脂は、常温硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂又は湿気硬化型樹脂であってもよい。上記硬化性樹脂は、硬化剤と併用されてもよい。上記熱可塑性ブロック共重合体としては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物、及びスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等が挙げられる。上記エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、及びアクリロニトリル−スチレンブロック共重合ゴム等が挙げられる。 Examples of the vinyl resin include a vinyl acetate resin, an acrylic resin, and a styrene resin. Examples of the thermoplastic resin include a polyolefin resin, an ethylene-vinyl acetate copolymer, and a polyamide resin. Examples of the curable resin include an epoxy resin, a urethane resin, a polyimide resin, and an unsaturated polyester resin. The curable resin may be a room temperature curable resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or a moisture curable resin. The curable resin may be used in combination with a curing agent. Examples of the thermoplastic block copolymer include styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer, hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymer, and styrene-isoprene. -Hydrogenated products of styrene block copolymers. Examples of the elastomer include a styrene-butadiene copolymer rubber and an acrylonitrile-styrene block copolymer rubber.
上記導電材料は、上記導電性粒子及び上記バインダー樹脂の他に、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤及び難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。 The conductive material may be, for example, a filler, a bulking agent, a softener, a plasticizer, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a colorant, an antioxidant, a heat stabilizer, and a light stabilizer, in addition to the conductive particles and the binder resin. And various additives such as an agent, an ultraviolet absorber, a lubricant, an antistatic agent and a flame retardant.
上記バインダー樹脂中に上記導電性粒子を分散させる方法は、従来公知の分散方法を用いることができ特に限定されない。上記バインダー樹脂中に上記導電性粒子を分散させる方法としては、例えば、上記バインダー樹脂中に上記導電性粒子を添加した後、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、上記導電性粒子を水又は有機溶剤中にホモジナイザー等を用いて均一に分散させた後、上記バインダー樹脂中に添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、並びに上記バインダー樹脂を水又は有機溶剤等で希釈した後、上記導電性粒子を添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法等が挙げられる。 A method for dispersing the conductive particles in the binder resin may be a conventionally known dispersion method, and is not particularly limited. As a method of dispersing the conductive particles in the binder resin, for example, a method of adding the conductive particles to the binder resin, kneading and dispersing with a planetary mixer or the like, a method of dispersing the conductive particles in water Or after uniformly dispersed in an organic solvent using a homogenizer or the like, then added to the binder resin, a method of kneading and dispersing with a planetary mixer or the like, and diluting the binder resin with water or an organic solvent or the like Thereafter, a method of adding the above-mentioned conductive particles, kneading and dispersing the mixture with a planetary mixer, or the like can be used.
上記導電材料は、導電ペースト及び導電フィルム等として使用され得る。本発明に係る導電材料が、導電フィルムである場合には、導電性粒子を含む導電フィルムに、導電性粒子を含まないフィルムが積層されていてもよい。上記導電ペーストは異方性導電ペーストであることが好ましい。上記導電フィルムは異方性導電フィルムであることが好ましい。 The conductive material can be used as a conductive paste and a conductive film. When the conductive material according to the present invention is a conductive film, a film containing no conductive particles may be laminated on a conductive film containing conductive particles. The conductive paste is preferably an anisotropic conductive paste. The conductive film is preferably an anisotropic conductive film.
上記導電材料100重量%中、上記バインダー樹脂の含有量は好ましくは10重量%以上、より好ましくは30重量%以上、更に好ましくは50重量%以上、特に好ましくは70重量%以上、好ましくは99.99重量%以下、より好ましくは99.9重量%以下である。上記バインダー樹脂の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間に導電性粒子が効率的に配置され、導電材料により接続された接続対象部材の接続信頼性がより一層高くなる。 In 100% by weight of the conductive material, the content of the binder resin is preferably 10% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, further preferably 50% by weight or more, particularly preferably 70% by weight or more, and preferably 99.% or more. It is at most 99% by weight, more preferably at most 99.9% by weight. When the content of the binder resin is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the conductive particles are efficiently arranged between the electrodes, and the connection reliability of the connection target member connected by the conductive material is further increased.
上記導電材料100重量%中、上記導電性粒子の含有量は好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上、好ましくは40重量%以下、より好ましくは20重量%以下、更に好ましくは10重量%以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 In 100% by weight of the conductive material, the content of the conductive particles is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, preferably 40% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, It is more preferably at most 10% by weight. When the content of the conductive particles is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, conduction reliability between the electrodes is further increased.
(接続構造体及び液晶表示素子)
上述した導電性粒子を用いて、又は上述した導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料を用いて、接続対象部材を接続することにより、接続構造体を得ることができる。
(Connection structure and liquid crystal display element)
A connection structure can be obtained by connecting the connection target members using the above-described conductive particles or using a conductive material including the above-described conductive particles and a binder resin.
上記接続構造体は、第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材と、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、該接続部が上述した導電性粒子により形成されているか、又は上述した導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されている接続構造体であることが好ましい。導電性粒子が単独で用いられた場合には、接続部自体が導電性粒子である。すなわち、第1,第2の接続対象部材が導電性粒子により接続される。上記接続構造体を得るために用いられる上記導電材料は、異方性導電材料であることが好ましい。 The connection structure includes a first connection target member, a second connection target member, and a connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member. Is preferably a connection structure formed of the above-described conductive particles or a conductive structure including the above-described conductive particles and a binder resin. When the conductive particles are used alone, the connecting portions themselves are the conductive particles. That is, the first and second connection target members are connected by the conductive particles. The conductive material used for obtaining the connection structure is preferably an anisotropic conductive material.
上記第1の接続対象部材は、第1の電極を表面に有することが好ましい。上記第2の接続対象部材は、第2の電極を表面に有することが好ましい。上記第1の電極と上記第2の電極とが、上記導電性粒子により電気的に接続されていることが好ましい。 It is preferable that the first connection target member has a first electrode on a surface. The second connection target member preferably has a second electrode on the surface. It is preferable that the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles.
図4は、図1に示す導電性粒子1を用いた接続構造体を模式的に示す正面断面図である。
FIG. 4 is a front sectional view schematically showing a connection structure using the
図4に示す接続構造体51は、第1の接続対象部材52と、第2の接続対象部材53と、第1の接続対象部材52と第2の接続対象部材53とを接続している接続部54とを備える。接続部54は、導電性粒子1とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されている。図4では、図示の便宜上、導電性粒子1は略図的に示されている。導電性粒子1にかえて、導電性粒子21,31などの他の導電性粒子を用いてもよい。
The
第1の接続対象部材52は表面(上面)に、複数の第1の電極52aを有する。第2の接続対象部材53は表面(下面)に、複数の第2の電極53aを有する。第1の電極52aと第2の電極53aとが、1つ又は複数の導電性粒子1により電気的に接続されている。従って、第1,第2の接続対象部材52,53が導電性粒子1により電気的に接続されている。
The first
上記接続構造体の製造方法は特に限定されない。接続構造体の製造方法の一例として、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材との間に上記導電材料を配置し、積層体を得た後、該積層体を加熱及び加圧する方法等が挙げられる。上記加圧の圧力は9.8×104〜4.9×106Pa程度である。上記加熱の温度は、120〜220℃程度である。フレキシブルプリント基板の電極、樹脂フィルム上に配置された電極及びタッチパネルの電極を接続するための上記加圧の圧力は9.8×104〜1.0×106Pa程度である。 The method for manufacturing the connection structure is not particularly limited. As an example of a method of manufacturing a connection structure, a method of disposing the conductive material between a first connection target member and a second connection target member, obtaining a laminate, and then heating and pressing the laminate. And the like. The pressure for the pressurization is about 9.8 × 10 4 to 4.9 × 10 6 Pa. The heating temperature is about 120 to 220 ° C. The pressure for connecting the electrodes of the flexible printed circuit board, the electrodes arranged on the resin film, and the electrodes of the touch panel is about 9.8 × 10 4 to 1.0 × 10 6 Pa.
上記接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等の回路基板などの電子部品等が挙げられる。上記導電材料は、電子部品を接続するための導電材料であることが好ましい。上記導電ペーストはペースト状の導電材料であり、ペースト状の状態で接続対象部材上に塗工されることが好ましい。 Specific examples of the connection target member include electronic components such as a semiconductor chip, a capacitor and a diode, and electronic components such as a circuit board such as a printed board, a flexible printed board, a glass epoxy board, and a glass board. The conductive material is preferably a conductive material for connecting electronic components. The conductive paste is a paste-like conductive material, and is preferably applied to the connection target member in a paste-like state.
上記導電性粒子及び上記導電材料は、タッチパネルにも好適に用いられる。従って、上記接続対象部材は、フレキシブル基板であるか、又は樹脂フィルムの表面上に電極が配置された接続対象部材であることも好ましい。上記接続対象部材は、フレキシブル基板であることが好ましく、樹脂フィルムの表面上に電極が配置された接続対象部材であることが好ましい。上記フレキシブル基板がフレキシブルプリント基板等である場合に、フレキシブル基板は一般に電極を表面に有する。 The conductive particles and the conductive material are also suitably used for a touch panel. Therefore, it is also preferable that the connection target member is a flexible substrate or a connection target member having electrodes disposed on the surface of a resin film. The connection target member is preferably a flexible substrate, and is preferably a connection target member having electrodes disposed on a surface of a resin film. When the flexible substrate is a flexible printed substrate or the like, the flexible substrate generally has electrodes on its surface.
上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、銀電極、モリブデン電極及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブル基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物層の材料としては、3価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び3価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記3価の金属元素としては、Sn、Al及びGa等が挙げられる。 Examples of the electrodes provided on the connection target member include metal electrodes such as a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, an aluminum electrode, a copper electrode, a silver electrode, a molybdenum electrode, and a tungsten electrode. When the member to be connected is a flexible substrate, the electrode is preferably a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, or a copper electrode. When the member to be connected is a glass substrate, the electrode is preferably an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, or a tungsten electrode. When the electrode is an aluminum electrode, the electrode may be an electrode formed only of aluminum, or may be an electrode in which an aluminum layer is laminated on a surface of a metal oxide layer. Examples of the material of the metal oxide layer include indium oxide doped with a trivalent metal element and zinc oxide doped with a trivalent metal element. Examples of the trivalent metal element include Sn, Al, and Ga.
また、上記基材粒子は、液晶表示素子用スペーサとして好適に用いられる。すなわち、上記基材粒子は、液晶セルを構成する一対の基板と、該一対の基板間に封入された液晶と、上記一対の基板間に配置された液晶表示素子用スペーサとを備える液晶表示素子を得るために好適に用いられる。上記液晶表示素子用スペーサは、周辺シール剤に含まれていてもよい。 Further, the base particles are suitably used as a spacer for a liquid crystal display element. That is, the base particles comprise a pair of substrates constituting a liquid crystal cell, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and a liquid crystal display element spacer disposed between the pair of substrates. It is suitably used for obtaining. The liquid crystal display element spacer may be included in a peripheral sealant.
図5に、本発明の一実施形態に係る基材粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いた液晶表示素子を断面図で示す。 FIG. 5 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device using the base particles according to one embodiment of the present invention as a spacer for a liquid crystal display device.
図5に示す液晶表示素子81は、一対の透明ガラス基板82を有する。透明ガラス基板82は、対向する面に絶縁膜(図示せず)を有する。絶縁膜の材料としては、例えば、SiO2等が挙げられる。透明ガラス基板82における絶縁膜上に透明電極83が形成されている。透明電極83の材料としては、ITO等が挙げられる。透明電極83は、例えば、フォトリソグラフィーによりパターニングして形成可能である。透明ガラス基板82の表面上の透明電極83上に、配向膜84が形成されている。配向膜84の材料としては、ポリイミド等が挙げられている。
The liquid
一対の透明ガラス基板82間には、液晶85が封入されている。一対の透明ガラス基板82間には、複数の基材粒子11が配置されている。基材粒子11は、液晶表示素子用スペーサとして用いられている。複数の基材粒子11により、一対の透明ガラス基板82の間隔が規制されている。一対の透明ガラス基板82の縁部間には、シール剤86が配置されている。シール剤86によって、液晶85の外部への流出が防がれている。シール剤86には、基材粒子11と粒径のみが異なる基材粒子11Aが含まれている。
上記液晶表示素子において1mm2あたりの液晶表示素子用スペーサの配置密度は、好ましくは10個/mm2以上、好ましくは1000個/mm2以下である。上記配置密度が10個/mm2以上であると、セルギャップがより一層均一になる。上記配置密度が1000個/mm2以下であると、液晶表示素子のコントラストがより一層良好になる。 In the above liquid crystal display element, the arrangement density of the liquid crystal display element spacer per 1 mm 2 is preferably 10 pieces / mm 2 or more, and more preferably 1000 pieces / mm 2 or less. When the arrangement density is 10 cells / mm 2 or more, the cell gap becomes even more uniform. When the arrangement density is 1000 / mm 2 or less, the contrast of the liquid crystal display element is further improved.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited only to the following examples.
(実施例1)
(1)基材粒子の作製
コアの作製)
ジビニルベンゼン(純度57%)300重量部と、エチレングリコールジメタクリレート700重量部とを混合し、混合液を得た。得られた混合液に過酸化ベンゾイル20重量部を加えて、均一に溶解するまで攪拌し、モノマー混合液を得た。分子量約1700のポリビニルアルコールを純水に溶解させた2重量%水溶液4000重量部を、反応釜に入れた。この中に、得られたモノマー混合液を入れ、4時間攪拌することで、モノマーの液滴が所定の粒径になるように、粒径を調整した。この後、85℃の窒素雰囲気下で9時間反応を行い、モノマー液滴の重合反応を行って、粒子を得た。得られた粒子を熱水、メタノール及びアセトンのそれぞれにて各数回洗浄した後、分級操作を行って、数種類の粒径の異なる重合体粒子(有機コア)を回収した。
(Example 1)
(1) Preparation of base particles Preparation of core)
300 parts by weight of divinylbenzene (purity: 57%) and 700 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate were mixed to obtain a mixed solution. To the obtained mixture, 20 parts by weight of benzoyl peroxide was added, and the mixture was stirred until it was uniformly dissolved to obtain a monomer mixture. 4000 parts by weight of a 2% by weight aqueous solution obtained by dissolving polyvinyl alcohol having a molecular weight of about 1700 in pure water was placed in a reaction vessel. The obtained monomer mixture was put therein, and stirred for 4 hours to adjust the particle diameter so that the monomer droplets had a predetermined particle diameter. Thereafter, a reaction was carried out for 9 hours in a nitrogen atmosphere at 85 ° C., and a polymerization reaction of monomer droplets was carried out to obtain particles. The obtained particles were washed several times with hot water, methanol and acetone, respectively, and then subjected to a classification operation to collect several types of polymer particles (organic cores) having different particle sizes.
実施例1では、分級操作で回収した重合体粒子のうち、粒径が2.51μmである重合体粒子(有機コア)を用意した。 In Example 1, polymer particles (organic core) having a particle size of 2.51 μm were prepared among the polymer particles collected by the classification operation.
コアシェル粒子の作製)
得られた重合体粒子(有機コア)60重量部と、界面活性剤であるヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド12重量部と、40重量%のメチルアミン水溶液54.7重量部とを、アセトニトリル1800重量部及び純水40重量部中に入れ、混合し、重合体粒子の分散液を得た。この分散液にテトラエトキシシラン300重量部を添加して、ゾルゲル反応による縮合反応を行った。テトラエトキシシランの縮合物を重合体粒子の表面に析出させて、シェルを形成し、粒子を得た。得られた粒子を熱水で2回、メタノールで2回、アセトンで1回洗浄し、乾燥することでコアシェル粒子(基材粒子)を得た。得られたコアシェル粒子の粒径は3.01μmであった。コアの粒径とコアシェル粒子の粒径とから、シェルの厚みは0.25μmと算出された。
Preparation of core-shell particles)
60 parts by weight of the obtained polymer particles (organic core), 12 parts by weight of a surfactant, hexadecyltrimethylammonium bromide, and 54.7 parts by weight of a 40% by weight aqueous methylamine solution were mixed with 1800 parts by weight of acetonitrile and It was put in 40 parts by weight of pure water and mixed to obtain a dispersion of polymer particles. To this dispersion, 300 parts by weight of tetraethoxysilane was added to carry out a condensation reaction by a sol-gel reaction. A condensate of tetraethoxysilane was precipitated on the surface of the polymer particles to form a shell and obtain particles. The obtained particles were washed twice with hot water, twice with methanol, and once with acetone, and dried to obtain core-shell particles (base particles). The particle size of the obtained core-shell particles was 3.01 μm. From the core particle size and the core-shell particle size, the shell thickness was calculated to be 0.25 μm.
(2)導電性粒子の作製
得られた基材粒子を洗浄し、乾燥した。その後、無電解めっき法により、得られた基材粒子の表面に、ニッケル層を形成し、導電性粒子を作製した。なお、ニッケル層の厚さは0.1μmであった。
(2) Preparation of conductive particles The obtained base particles were washed and dried. Thereafter, a nickel layer was formed on the surfaces of the obtained base particles by electroless plating to prepare conductive particles. The thickness of the nickel layer was 0.1 μm.
(実施例2)
コアの作製において、ジビニルベンゼン(純度57%)300重量部と、エチレングリコールジメタクリレート700重量部とを、1,4−ブタンジオールジアクリレート950重量部と、エチレングリコールジメタクリレート50重量部とに変更したこと以外は実施例1と同様にして、コアの粒径が2.50μm、シェルの厚みが0.26μmのコアシェル粒子及び導電性粒子を得た。
(Example 2)
In the production of the core, 300 parts by weight of divinylbenzene (purity 57%) and 700 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate were changed to 950 parts by weight of 1,4-butanediol diacrylate and 50 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate. Except for this, core-shell particles and conductive particles having a core particle size of 2.50 μm and a shell thickness of 0.26 μm were obtained in the same manner as in Example 1.
(実施例3)
コアの粒径を2.51μmから2.78μmに変更したこと、及び、テトラエトキシシランの添加量を300重量部から140重量部に変更したことでコアシェル粒子の粒径を3.01μmから3.02μm(シェルの厚みは0.12μm)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子を得た。
(Example 3)
By changing the particle size of the core from 2.51 μm to 2.78 μm, and by changing the amount of tetraethoxysilane added from 300 parts by weight to 140 parts by weight, the particle size of the core-shell particles was changed from 3.01 μm to 3.0 parts by weight. Conductive particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness was changed to 02 µm (the thickness of the shell was 0.12 µm).
(実施例4)
実施例1で得られたコアシェル粒子を窒素雰囲気下、250℃で2時間焼成したこと以外は実施例1と同様にして、コアシェル粒子及び導電性粒子を得た。なお、焼成によって、コアの粒径が2.51μmから2.49μm、シェルの厚みが0.25μmから0.24μmに変化した。
(Example 4)
Core-shell particles and conductive particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the core-shell particles obtained in Example 1 were fired at 250 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. The firing changed the core particle size from 2.51 μm to 2.49 μm and the shell thickness from 0.25 μm to 0.24 μm.
(実施例5)
(1)パラジウム付着工程
実施例1で得られた基材粒子を用意した。得られた基材粒子をエッチングし、水洗した。次に、パラジウム触媒を8重量%含むパラジウム触媒化液100mL中に樹脂粒子を添加し、攪拌した。その後、ろ過し、洗浄した。pH6の0.5重量%ジメチルアミンボラン液に基材粒子を添加し、パラジウムが付着された基材粒子を得た。
(Example 5)
(1) Palladium attachment step The base particles obtained in Example 1 were prepared. The obtained base particles were etched and washed with water. Next, the resin particles were added to 100 mL of a palladium catalyzed liquid containing 8% by weight of a palladium catalyst, followed by stirring. Then, it was filtered and washed. The base particles were added to a 0.5% by weight dimethylamine borane solution having a pH of 6 to obtain base particles to which palladium was attached.
(2)芯物質付着工程
パラジウムが付着された基材粒子をイオン交換水300mL中で3分間攪拌し、分散させ、分散液を得た。次に、金属ニッケル粒子スラリー(平均粒径100nm)1gを3分間かけて上記分散液に添加し、芯物質が付着された基材粒子を得た。
(2) Core substance attachment step The base particles to which palladium was attached were stirred and dispersed in 300 mL of ion-exchanged water for 3 minutes to obtain a dispersion. Next, 1 g of a metal nickel particle slurry (average particle size: 100 nm) was added to the dispersion over 3 minutes to obtain base particles to which a core substance was attached.
(3)無電解ニッケルめっき工程
実施例1と同様にして、基材粒子の表面上に、ニッケル層を形成し、導電性粒子を作製した。なお、ニッケル層の厚さは0.1μmであった。
(3) Electroless Nickel Plating Step In the same manner as in Example 1, a nickel layer was formed on the surface of the base particles to prepare conductive particles. The thickness of the nickel layer was 0.1 μm.
(実施例6)
(1)絶縁性粒子の作製
4ツ口セパラブルカバー、攪拌翼、三方コック、冷却管及び温度プローブが取り付けられた1000mLのセパラブルフラスコに、メタクリル酸メチル100mmolと、N,N,N−トリメチル−N−2−メタクリロイルオキシエチルアンモニウムクロライド1mmolと、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩1mmolとを含むモノマー組成物を固形分率が5重量%となるようにイオン交換水に秤取した後、200rpmで攪拌し、窒素雰囲気下70℃で24時間重合を行った。反応終了後、凍結乾燥して、表面にアンモニウム基を有し、平均粒径220nm及びCV値10%の絶縁性粒子を得た。
(Example 6)
(1) Preparation of Insulating Particles In a 1000 mL separable flask equipped with a four-neck separable cover, a stirring blade, a three-way cock, a cooling tube, and a temperature probe, 100 mmol of methyl methacrylate and N, N, N-trimethyl A monomer composition containing 1 mmol of -N-2-methacryloyloxyethylammonium chloride and 1 mmol of 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride was subjected to ion-exchanged water so that the solid content was 5% by weight. After stirring at 200 rpm, polymerization was carried out at 70 ° C. for 24 hours in a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, the resultant was freeze-dried to obtain insulating particles having an ammonium group on the surface, an average particle diameter of 220 nm and a CV value of 10%.
絶縁性粒子を超音波照射下でイオン交換水に分散させ、絶縁性粒子の10重量%水分散液を得た。 The insulating particles were dispersed in ion-exchanged water under ultrasonic irradiation to obtain a 10% by weight aqueous dispersion of the insulating particles.
実施例1で得られた導電性粒子10gをイオン交換水500mLに分散させ、絶縁性粒子の水分散液4gを添加し、室温で6時間攪拌した。3μmのメッシュフィルターでろ過した後、更にメタノールで洗浄し、乾燥し、絶縁性粒子が付着した導電性粒子を得た。 10 g of the conductive particles obtained in Example 1 was dispersed in 500 mL of ion-exchanged water, 4 g of an aqueous dispersion of insulating particles was added, and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours. After filtration through a 3 μm mesh filter, the resultant was further washed with methanol and dried to obtain conductive particles to which insulating particles were attached.
走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、導電性粒子の表面に絶縁性粒子による被覆層が1層のみ形成されていた。画像解析により導電性粒子の中心より2.5μmの面積に対する絶縁性粒子の被覆面積(即ち絶縁性粒子の粒径の投影面積)を算出したところ、被覆率は30%であった。 Observation with a scanning electron microscope (SEM) revealed that only one coating layer of insulating particles was formed on the surface of the conductive particles. When the coating area of the insulating particles with respect to the area 2.5 μm from the center of the conductive particles (that is, the projected area of the particle diameter of the insulating particles) was calculated by image analysis, the coverage was 30%.
(実施例7)
コアの粒径を2.51μmから1.51μmに変更したこと、及び、テトラエトキシシランの添加量を300重量部から415重量部に変更したことでコアシェル粒子の粒径を3.01μmから2.01μm(シェルの厚みは0.25μm)に変更したこと以外は実施例1と同様にして導電性粒子を得た。
(Example 7)
By changing the core particle size from 2.51 μm to 1.51 μm and changing the amount of tetraethoxysilane from 300 parts by weight to 415 parts by weight, the particle size of the core-shell particles was changed from 3.01 μm to 2. Conductive particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness was changed to 01 µm (the thickness of the shell was 0.25 µm).
(比較例1)
コアの作製において、ジビニルベンゼン(純度57%)300重量部と、エチレングリコールジメタクリレート700重量部とを、ジビニルベンゼン(純度96%)600重量部と、イソボロニルアクリレート400重量部とに変更したこと以外は実施例1と同様にして、コアシェル粒子及び導電性粒子を得た。
(Comparative Example 1)
In the preparation of the core, 300 parts by weight of divinylbenzene (purity 57%) and 700 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate were changed to 600 parts by weight of divinylbenzene (purity 96%) and 400 parts by weight of isobornyl acrylate. Except for this, core-shell particles and conductive particles were obtained in the same manner as in Example 1.
(比較例2)
コアの作製において、ジビニルベンゼン(純度57%)300重量部と、エチレングリコールジメタクリレート700重量部とを、ジビニルベンゼン(純度96%)1000重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、コアシェル粒子及び導電性粒子を得た。
(Comparative Example 2)
In the production of the core, in the same manner as in Example 1 except that 300 parts by weight of divinylbenzene (purity: 57%) and 700 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate were changed to 1000 parts by weight of divinylbenzene (purity: 96%). , Core-shell particles and conductive particles were obtained.
(比較例3)
ジビニルベンゼン(純度57%)300重量部と、エチレングリコールジメタクリレート700重量部とを、エチレングリコールジメタクリレート75重量部と、イソボロニルアクリレート850重量部と、シクロヘキシルメタクリレート75重量部とに変更した以外は実施例1と同様にして、コアシェル粒子及び導電性粒子を得た。
(Comparative Example 3)
Except that 300 parts by weight of divinylbenzene (57% purity) and 700 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate were changed to 75 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate, 850 parts by weight of isobornyl acrylate, and 75 parts by weight of cyclohexyl methacrylate. In the same manner as in Example 1, core-shell particles and conductive particles were obtained.
(評価)
(1)基材粒子の粒径、コアの粒径及びシェルの厚み
得られた基材粒子について、粒度分布測定装置(ベックマンコールター社製「Multisizer4」)を用いて、約100000個の粒径を測定し、平均粒径及び標準偏差等を測定した。基材粒子を作製する際に用いたコアについても、同様の方法により粒径を測定した。基材粒子の粒径の平均値とコアの粒径の平均値との差から、シェルの厚みを求めた。上記の差の1/2がシェルの厚みである。
(Evaluation)
(1) Particle Size of Base Particles, Particle Diameter of Core, and Shell Thickness About 100,000 particle diameters of the obtained base particles were measured using a particle size distribution analyzer (“Multisizer 4” manufactured by Beckman Coulter, Inc.). The average particle size and the standard deviation were measured. The particle size of the core used in preparing the base particles was also measured by the same method. The shell thickness was determined from the difference between the average value of the particle size of the base particles and the average value of the particle size of the core. One half of the difference is the thickness of the shell.
(2)基材粒子の圧縮弾性率(10%K値及び30%K値)
得られた基材粒子の上記圧縮弾性率(10%K値及び30%K値)を、23℃の条件で、上述した方法により、微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」)を用いて測定した。10%K値/30%K値を求めた。
(2) Compression modulus of base particles (10% K value and 30% K value)
The above-mentioned compression elastic modulus (10% K value and 30% K value) of the obtained base material particles was measured at 23 ° C. by a method described above using a micro-compression tester (“Fischer Scope H-100” manufactured by Fischer). ). 10% K value / 30% K value was determined.
(3)上記コア及び基材粒子の圧縮回復率
上記コアの上記圧縮回復率X及び基材粒子の上記圧縮回復率Yを、上述した方法により、微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」)を用いて測定した。圧縮回復率比(X/Y)を求めた。
(3) The compression recovery rate of the core and the base particles The compression recovery rate X of the core and the compression recovery rate Y of the base particles were measured by the above-mentioned method using a micro-compression tester (Fischer Scope H manufactured by Fischer). -100 "). The compression recovery ratio (X / Y) was determined.
(4)コア及びシェルの破壊歪み率
微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」)を用いて、23℃の条件で、上述した方法により、コア及びシェルの破壊歪み率を測定した。
(4) Breaking strain rate of core and shell Using a micro-compression tester (Fisher Scope H-100 manufactured by Fischer) at 23 ° C, the breaking strain rate of the core and shell was measured by the method described above. did.
(5)接続抵抗
接続構造体の作製:
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製「エピコート1009」)10重量部と、アクリルゴム(重量平均分子量約80万)40重量部と、メチルエチルケトン200重量部と、マイクロカプセル型硬化剤(旭化成イーマテリアルズ社製「HX3941HP」)50重量部と、シランカップリング剤(東レダウコーニングシリコーン社製「SH6040」)2重量部とを混合し、導電性粒子を含有量が3重量%となるように添加し、分散させ、樹脂組成物を得た。
(5) Connection resistance Preparation of connection structure:
10 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin ("Epicoat 1009" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 40 parts by weight of acrylic rubber (weight average molecular weight: about 800,000), 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, and a microcapsule type curing agent (Asahi Kasei E-Material) 50 parts by weight of "HX3941HP" manufactured by Toray Industries, Inc. and 2 parts by weight of a silane coupling agent ("SH6040" manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) were added, and conductive particles were added to a content of 3% by weight. And dispersed to obtain a resin composition.
得られた樹脂組成物を、片面が離型処理された厚さ50μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに塗布し、70℃の熱風で5分間乾燥し、異方性導電フィルムを作製した。得られた異方性導電フィルムの厚さは12μmであった。 The obtained resin composition was applied to a 50 μm-thick PET (polyethylene terephthalate) film having one surface subjected to a release treatment, and dried with hot air at 70 ° C. for 5 minutes to prepare an anisotropic conductive film. The thickness of the obtained anisotropic conductive film was 12 μm.
得られた異方性導電フィルムを5mm×5mmの大きさに切断した。切断された異方性導電フィルムを、一方に抵抗測定用の引き回し線を有するアルミニウム電極(高さ0.2μm、L/S=20μm/20μm)が設けられたガラス基板(幅3cm、長さ3cm)のアルミニウム電極のほぼ中央部へ貼り付けた。次いで同じアルミニウム電極が設けられた2層フレキシブルプリント基板(幅2cm、長さ1cm)を電極同士が重なるように、位置合わせをしてから貼り合わせた。このガラス基板と2層フレキシブルプリント基板との積層体を、10N、180℃、及び20秒間の圧着条件で熱圧着し、接続構造体を得た。
The obtained anisotropic conductive film was cut into a size of 5 mm × 5 mm. The cut anisotropic conductive film was placed on a glass substrate (
接続抵抗の測定:
得られた接続構造体の対向する電極間の接続抵抗を4端子法により測定した。
Measurement of connection resistance:
The connection resistance between the opposing electrodes of the obtained connection structure was measured by a four-terminal method.
[接続抵抗の評価基準]
○○:接続抵抗が3.0Ω以下
○:接続抵抗が3.0Ωを超え、4.0Ω以下
△:接続抵抗が4.0Ωを超え、5.0Ω以下
×:接続抵抗が5.0Ωを超える
[Evaluation criteria for connection resistance]
○: Connection resistance is 3.0Ω or less ○: Connection resistance is more than 3.0Ω and 4.0Ω or less △: Connection resistance is more than 4.0Ω and 5.0Ω or less ×: Connection resistance is more than 5.0Ω
(6)接続構造体における粒子滞留性
上記(5)接続抵抗の評価で得られた異方導電性フィルム及び接続構造体を用いて、単位面積当たりの異方導電性フィルム上の導電性粒子数(a)と熱圧着後の接続構造体上の導電性粒子数(b)とを200倍の光学顕微鏡で計測することにより、接続構造体の粒子滞留性(b/a)を下記の基準で判定した。
(6) Retentivity of particles in the connection structure Using the anisotropic conductive film and the connection structure obtained in the above (5) Evaluation of connection resistance, the number of conductive particles on the anisotropic conductive film per unit area By measuring (a) and the number of conductive particles (b) on the connection structure after thermocompression bonding with a 200-fold optical microscope, the particle retention property (b / a) of the connection structure was determined based on the following criteria. Judged.
[接続構造体の粒子滞留性の評価基準]
○○:粒子滞留性が0.5以上
○:粒子滞留性が0.4以上、0.5未満
△:粒子滞留性が0.3以上、0.4未満
×:粒子滞留性が0.3未満
[Evaluation criteria for particle retention property of connection structure]
○: Particle retention of 0.5 or more :: Particle retention of 0.4 or more, less than 0.5 Δ: Particle retention of 0.3 or more, less than 0.4 ×: Particle retention of 0.3 Less than
結果を下記の表1に示す。 The results are shown in Table 1 below.
(7)液晶表示素子用スペーサとしての使用例
STN型液晶表示素子の作製:
イソプロピルアルコール70重量部と水30重量部とを含む分散媒に、得られるスペーサ分散液100重量%中で実施例1〜7の加熱前の液晶表示素子用スペーサ(基材粒子)を固形分濃度が2重量%となるように添加し、撹拌し、液晶表示素子用スペーサ分散液を得た。
(7) Example of use as spacer for liquid crystal display element Fabrication of STN type liquid crystal display element:
In a dispersion medium containing 70 parts by weight of isopropyl alcohol and 30 parts by weight of water, the liquid crystal display element spacers (base particles) of Examples 1 to 7 before heating were solid-concentrated in 100% by weight of the obtained spacer dispersion liquid. Was added so as to be 2% by weight, followed by stirring to obtain a liquid crystal display element spacer dispersion liquid.
一対の透明ガラス板(縦50mm、横50mm、厚さ0.4mm)の一面に、CVD法によりSiO2膜を蒸着した後、SiO2膜の表面全体にスパッタリングによりITO膜を形成した。得られたITO膜付きガラス基板に、スピンコート法によりポリイミド配向膜組成物(日産化学社製、品番:SE3510)を塗工し、280℃で90分間焼成することによりポリイミド配向膜を形成した。配向膜にラビング処理を施した後、一方の基板の配向膜側に、液晶表示素子用スペーサを1mm2当たり100個となるように湿式散布した。他方の基板の周辺にシール剤を形成した後、この基板とスペーサを散布した基板とをラビング方向が90°になるように対向配置させ、両者を貼り合わせた。その後、160℃で90分間処理してシール剤を硬化させて、空セル(液晶の入ってない画面)を得た。得られた空セルに、カイラル剤入りのSTN型液晶(DIC社製)を注入し、次に注入口を封止剤で塞いだ後、120℃で30分間熱処理してSTN型液晶表示素子を得た。 After depositing a SiO 2 film on one surface of a pair of transparent glass plates (50 mm in length, 50 mm in width, and 0.4 mm in thickness) by a CVD method, an ITO film was formed on the entire surface of the SiO 2 film by sputtering. A polyimide alignment film composition (product number: SE3510, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied to the obtained glass substrate with an ITO film by spin coating, and baked at 280 ° C. for 90 minutes to form a polyimide alignment film. After the rubbing treatment was performed on the alignment film, liquid crystal display element spacers were wet-sprayed on the alignment film side of one of the substrates so that the number of spacers was 100 per 1 mm 2 . After a sealant was formed around the other substrate, this substrate and the substrate on which the spacers were scattered were disposed so as to face each other so that the rubbing direction was 90 °, and the two were bonded. Thereafter, the sealing agent was cured by treating at 160 ° C. for 90 minutes to obtain an empty cell (a screen containing no liquid crystal). An STN-type liquid crystal (manufactured by DIC) containing a chiral agent is injected into the obtained empty cell, and then the injection port is closed with a sealant, followed by heat treatment at 120 ° C. for 30 minutes to obtain an STN-type liquid crystal display element. Obtained.
得られた液晶表示素子では、実施例1〜7の加熱前の液晶表示素子用スペーサにより基板間の間隔が良好に規制されていた。また、液晶表示素子は、良好な表示品質を示した。また、実施例1〜7の液晶表示素子用スペーサを用いた液晶表示素子に衝撃を付与した結果、衝撃付与後でも、液晶表示素子の表示品質は良好に維持されていた。なお、液晶表示素子の周辺シール剤に、実施例1〜7の基材粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いた場合でも、得られた液晶表示素子の表示品質は良好であった。 In the obtained liquid crystal display device, the spacing between the substrates was well regulated by the liquid crystal display device spacers before heating in Examples 1 to 7. In addition, the liquid crystal display element showed good display quality. In addition, as a result of applying a shock to the liquid crystal display device using the spacer for a liquid crystal display device of Examples 1 to 7, the display quality of the liquid crystal display device was favorably maintained even after the application of the shock. In addition, even when the base particles of Examples 1 to 7 were used as a liquid crystal display element spacer as a peripheral sealant of the liquid crystal display element, the display quality of the obtained liquid crystal display element was good.
1…導電性粒子
2…導電層
11…基材粒子
11A…基材粒子
12…コア
13…シェル
21…導電性粒子
22…導電層
22A…第1の導電層
22B…第2の導電層
31…導電性粒子
31a…突起
32…導電層
32a…突起
33…芯物質
34…絶縁性物質
51…接続構造体
52…第1の接続対象部材
52a…第1の電極
53…第2の接続対象部材
53a…第2の電極
54…接続部
81…液晶表示素子
82…透明ガラス基板
83…透明電極
84…配向膜
85…液晶
86…シール剤
DESCRIPTION OF
Claims (13)
基材粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率の、基材粒子を30%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が1.5以上であり、
前記コアの圧縮回復率の基材粒子の圧縮回復率に対する比が1以上である、基材粒子。 A core, and a shell disposed on a surface of the core,
The ratio of the compression modulus when the base particles are compressed by 10% to the compression modulus when the base particles are compressed by 30% is 1.5 or more;
The base particles, wherein a ratio of the compression recovery of the core to the compression recovery of the base particles is 1 or more.
前記基材粒子の表面上に配置された導電層とを備える、導電性粒子。 The substrate particles according to any one of claims 1 to 8,
A conductive layer disposed on a surface of the base particle.
前記導電性粒子が、請求項1〜8のいずれか1項に記載の基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された導電層とを備える、導電材料。 Including conductive particles and a binder resin,
A conductive material, comprising: the base particles according to any one of claims 1 to 8; and a conductive layer disposed on a surface of the base particles.
第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、 前記接続部が、導電性粒子により形成されているか、又は前記導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されており、
前記導電性粒子が、請求項1〜8のいずれか1項に記載の基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置された導電層とを備え、
前記第1の電極と前記第2の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている、接続構造体。 A first connection target member having a first electrode on its surface;
A second member to be connected having a second electrode on its surface;
A connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member, wherein the connection portion is formed of conductive particles, or the conductive particles and a binder resin; Is formed of a conductive material containing
The conductive particles, the base particles according to any one of claims 1 to 8, comprising a conductive layer disposed on the surface of the base particles,
A connection structure, wherein the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles.
Applications Claiming Priority (2)
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