JP2678965B2 - 導電性樹脂ペースト - Google Patents

導電性樹脂ペースト

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレー(LC
D)の封止材の内側において透明配電線を接合するに用
いる導電性樹脂ペーストに関する。
【0002】
【従来の技術】LCDは一面に透明配電線と、その上に
配向制御膜を施し、他面に偏向板を施した2枚のガラス
板を、配向制御膜を対向させガラス板相互の間に約10
μm(TN液晶10〜6μm、STN液晶6〜4μm)
の間隙(セルギャップ)を有せしめ、その間隙の周囲を
熱硬化性樹脂の封止材で封止して前記の間隙を保ちその
内部に液晶を注入し、封止材の内側で透明配電線を導電
性樹脂ペーストにより接続している。
【0003】この導電性樹脂ペーストとしては、従来、
銀粉を配合したエポキシ樹脂、フエノール樹脂や、カー
ボン粉末を配合したポリエステル樹脂、フエノール樹脂
が多く用いられている。これらのペーストは安価でスク
リーン印刷又はディスペンスによりガラス板に一度に多
点の塗布ができ、取り扱いが簡単で後工程が短縮できる
ことから用いられてきた。
【0004】近年、液晶テレビ等で見られる様に、フル
カラー化、視野角の拡大、明るさの向上など更に高機能
化の要求が高まってきている。これらの要求を満たす為
により高性能な強誘電体液晶の導入に進んできている。
これに伴い前記の導電性樹脂ペーストもセルギャップを
2μm程度以下とすること、安定した導電性が確保でき
るものであること等が要求されるようになってきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は片側のガラス
板に導電性樹脂ペーストを塗布して予備硬化した後、他
側のガラス板と重ねて加圧した時にセルギャップを2μ
m以下にでき、封止材の樹脂との反応、膨潤、導電性フ
ィラーの拡散及びそれに伴う導通不良を生じることがな
く、耐湿、耐熱性に優れ長時間連続印刷中にスクリーン
の目詰まりやペースト粘度の上昇を生じないで印刷可能
な導電性樹脂ペーストを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による課題を解決
するための手段は、ポキシ樹脂、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂とイミド樹脂との混合物のうちの少なくとも
1種からなる熱硬化性樹脂と硬化剤と硬化促進剤と
からなる樹脂混合物と、低級1塩基酸と低級第一又は第
二アルコールとのエステルとグリシジルエーテルとか
らなる溶剤と、粒径が1.5μm以下の単分散微粒子銀
粉末とからなり、溶剤はエステル100重量部に対して
グリシジルエーテル5〜50重量部の割合からなり、
脂混合物100重量部に対して溶剤40〜140重量部
の割合、及び樹脂混合物と溶剤の合計100重量部に対
して前記の銀粉末150〜560重量部の割合からな
る、液晶ディスプレーの透明配電線接合用の導電性樹脂
ペーストの構成にある。
【0007】本発明に用いるエポキシ樹脂は、常温で、
液状で、分子当たりのエポキシ基の数が2.0以上のも
のが適している。特に全塩素量が800ppm以下のも
のが好ましい。このエポキシ樹脂としては、高純度ビス
フエノールA、高純度ビスフエノールF、高純度ビスフ
エノールAD、エポキシノボラック、エポキシ化ポリビ
ニルフエノール等がある。
【0008】本発明に用いる硬化剤、硬化促進剤は、エ
ポキシ樹脂、フエノール樹脂、エポキシ樹脂とイミド樹
脂との混合物と速やかに硬化反応を生じ、かつ室温で長
期間の貯蔵安定性を満足することができるものであれば
特に制限はない。
【0009】硬化剤としては、潜在性アミン化合物、フ
エノールノボラック化合物、ピロメリット酸無水物等の
多塩基酸無水物が考えられるが、貯蔵安定性、硬化物の
耐湿、耐熱性を考慮すると、フエノールノボラック化合
物、またはフエノールノボラック化合物と潜在性アミン
化合物との混合物が好ましい。
【0010】硬化促進剤としては、アミン類、イミダゾ
ール類、ブロックイソシアネート類を使用できるが、前
記の樹脂、硬化剤と熱化学反応を起こし、硬化促進効果
が認められるものであればよい。
【0011】低級一塩基酸と低級第一又は低級第二アル
コールとのエステルとしては、例えば、2,2,4-トリメチ
ル3-ヒドロキシペンタンイソブチレート、2,2,4-トリメ
チルペンタン1,3-イソブチレート、2,2,4-トリメチル1-
ヒドロキシ3-イソブチレートのほか、n-ブチルn-ブチ
レート、イソブチルイソブチレート、n-ブチルアセテ
ート、イソブチルアセテートを挙げることができる。
【0012】グリシジルエーテルとしては、エポキシ当
量150〜300、粘度0.5〜20cps(25
℃)、沸点150℃以上のものが好ましい。エポキシ当
量が150以下であると、硬化物の耐湿性が低下し、3
00以上であると、硬化反応性がやや劣る傾向があり好
ましくない。更に希釈効率を考慮すると、粘度は20c
ps以下が望ましく、加わうるにスクリーン印刷時の乾
き防止を考えると、沸点150℃以上のものが好まし
い。
【0013】このようなグリシジルエーテルとしては、
エチレングリコールグリシジルエーテル、ポリプロピレ
ングリコールグリシジルエーテル、ポリエチレングリコ
ールグリシジルエーテル、フエニルグリシジルエーテ
ル、ブチルグリシジルエーテル、エチルヘキシルグリシ
ジルエーテル、ブチルフエニルグリシジルエーテルを挙
げることができる。このようなグリシジルエーテルエポ
キシ樹脂は、反応性希釈剤あるいは可塑剤として周知の
ものである。
【0014】導電性フィラーとして用いる微粒子銀粉末
は、セルギャップを2μm以下とし、電気的導通性の安
定、ペーストに長期保存性を付与する目的から、粒径が
1.5μm以下の単分散銀粉末が用いられる。このよう
な銀粉末は、硝酸銀をアルカリで一旦酸化銀の沈澱と
し、これをポリビニルピロリドンなどの分散剤の存在下
でテトラヒドロホウ酸ナトリウム、ヒドラジン、ホルマ
リン等の還元剤を用いて還元することによって得られ
る。
【0015】
【作用】溶剤に用いるエステルは、ペーストの粘度調
整、封止剤との相溶性抑制、貯蔵安定性、銀粉末の分散
性向上を目的として使用するものである。このエステル
は架橋反応には全く寄与せず、硬化時に大部分は揮発す
る。しかし一部は硬化物中に取り込まれ硬化物中に分散
した状態となる。エステル100重量部に対してグリシ
ジルエーテルを5〜50重量部の割合とするのは、5重
量部未満では樹脂混合物との相溶性が悪くなり、樹脂、
溶剤、銀粉末相互の分離を生ずることがあり、50重量
部を超えると封止剤と反応を生じ、電気伝導性が低下す
るからである。
【0016】樹脂混合物100重量部に対して、溶剤を
40〜140重量部とするのは、溶剤が40重量部未満
では、ツブレ性及び連続印刷性が悪く、又樹脂、溶剤、
銀粉末の分離を生じ、140重量部を超えると、硬化物
の耐湿性、耐熱性を低下し、封止剤の反応を生じて電気
伝導性が低下する。
【0017】樹脂混合物と溶剤との合計100重量部に
対して、銀粉末150〜560重量部とするのは、銀粉
末がこれより少ないと導電性が悪くなり、これより多い
とツブレ性が悪くなるからである。
【0018】
【実施例】樹脂混合物はビスフエノールAエポキシ樹脂
100重量部、フエノールノボラック硬化剤60重量
部、イミダゾール硬化促進剤0.1重量部配合のものを
使用した。溶剤はエステルとして2,2,4-トリメチル3-ヒ
ドロキシペンタンイソブチレートを、グリシジルエーテ
ルとしてはエチルヘキシルグリシジルエーテルを使用し
た。単分散微粒子銀粉末は、下記に示す製造法により製
造した銀粉末を使用した。
【0019】銀粉末A 硝酸銀170gを純水850mlに溶解し、アンモニア
水150mlを加え酸化銀の沈澱を得た。この沈澱を含
む水溶液にテトラヒドロホウ酸ナトリウム165gを純
水に溶解した1000mlの水溶液と、ポリビニルピロ
リドン(分子量4000)4gを純水に溶解した100
mlの水溶液を加えて撹拌し、最大粒径1.3μmの単
分散微粒子銀粉末107gを得た。
【0020】銀粉末B 硝酸銀170gを純水1000mlに溶解し、苛性ソー
ダ45gを含む水溶液200mlを加え酸化銀の沈澱を
得た。この沈澱を含む水溶液にアンモニア水150ml
と、ポリビニルピロリドン(分子量4000)4gを溶
解した水溶液100mlを添加し、次いで純水1000
mlに苛性ソーダ45gとホルマリン110gを溶解し
た還元剤溶液を添加して撹拌し、最大粒径1.2μmの
単分散微粒子銀粉末107gを得た。
【0021】これらの材料を、表1に示す配合割合で配
合し、撹拌機、及び3本ロールミルを使用して混練して
導電性樹脂ペーストを作った。
【0022】得られた導電性樹脂ペーストをガラス板上
に、厚膜ICスクリーン印刷機を使用してスクリーン印
刷し、80℃で3分予備硬化させた。これをA版とす
る。一方、他のガラス板上に封止剤(エポキシ系、三井
東圧化学製造、商品名XN)を前記の印刷機を用いて塗
布し、これをB版とした。A版とB版とを塗布面を向か
い合わせ互いに隣り合わせて接触させて張り合わせ、両
者を0.7kg/cm2の圧力で5分間加圧した。ここで
セルギャップを測定して2μm以下の場合をツブレ性合
格とした。
【0023】加圧後のガラス板に0.1kg/cm2の加
圧を加えながら120℃に90分間維持してペーストの
硬化を行い、封止剤へのペーストの拡散(封止剤との反
応)の有無を調べた。耐湿耐熱性は前記のサンプルを恒
温恒湿装置を用いて、湿度65%、温度65℃で500
時間保持した後の接続抵抗値の変化を測定した。
【0024】導通試験は、厚さ0.8mm、縦横25m
mのカラス板の表面に厚さ10〜20μmで、幅0.3
〜0.5mm、長さ20mmに導電性樹脂ペーストを印
刷し、80℃で1分間予備硬化し、その上に中央に直交
させて封止剤を厚さ10〜20μm、幅1.5mmの帯
状に印刷し、120℃で90分間加熱して硬化した後、
封止剤を中央にしてその両側にまたがり距離10mm間
の抵抗値を測定した。長期保存性は導電性樹脂ペースト
を0〜5℃の冷蔵庫内に放置しペーストの粘度の上昇を
測定した。その結果を表2に示す。
【0025】
【表1】 重量部 樹脂混合物100 溶剤 銀粉末 樹脂/溶剤比 樹脂+溶剤/銀粉末比 エステル ク゛リシシ゛ルエーテル A B C D 1 100 40 350 10/14 10/15 2 50 25 525 10/7.5 10/30 実3 59 16 780 10/7.5 10/46 施4 40 2 795 10/4.2 10/56 例5 50 25 525 10/7.5 10/30 6 59 16 780 10/7.5 10/46 ─────────────────────────────────── 1 44 31 525 10/7.5 10/30 比2 71 3 525 10/7.5 10/30 較3 33 4 511 10/3.7 10/30 例4 100 50 750 10/15 10/30 5 50 25 225 10/7.5 10/13 6 50 25 1015 10/7.5 10/5.8
【0026】
【表2】 抵抗値 ツブレ性 連続印刷性 長期保存性 耐湿耐熱性 封止材 (mΩ) ≦2μm (回) との反応 1 <300 ○ >20 ○ ○ 無 2 <300 ○ >20 ○ ○ 無 実3 <300 ○ >20 ○ ○ 無 施4 <300 ○ >20 ○ ○ 無 例5 <300 ○ >20 ○ ○ 無 6 <300 ○ >20 ○ ○ 無 ─────────────────────────────────── 1 <300 △ >20 ○ × 有 比2 <300 ○ >20 △ △ 有 較3 <300 △ 12〜20 △ ○ 無 例4 600〜1000 ○ >20 △ × 有 5 >1000 ○ ○ △ × 無 6 <300 × × × △ 無
【0027】比較例1はエステル100重量部に対して
グリシジルエーテルが50重量部より多い場合、比較例
2はエステル100重量部に対してグリシジルエーテル
が5重量部より少ない場合、比較例3は樹脂混合物10
0重量部に対して溶剤が40重量部より少ない場合、比
較例4は樹脂混合物100重量部に対して溶剤が140
重量部より多い場合、比較例5は樹脂混合物と溶剤の合
計100重量部に対して銀粉が150重量部よりも少な
い場合、比較例6は樹脂混合物と溶剤の合計100重量
部に対して銀粉が560重量部より多い場合である。
【0028】
【発明の効果】本発明によればセルギャップ2μm以下
にでき、導通の安定性、耐湿、耐熱性を有し、連続印刷
性、長期保存性を有する導電性樹脂ペーストを提供でき
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、エポキ
    シ樹脂とイミド樹脂との混合物のうちの少なくとも1種
    からなる熱硬化性樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤とから
    なる樹脂混合物と、 級1塩基酸と低級第一又は第二アルコールとのエステ
    と、グリシジルエーテルとからなる溶剤と、 径が1.5μm以下の単分散微粒子銀粉末とからな
    り、 剤はエステル100重量部に対してグリシジルエーテ
    ル5〜50重量部の割合からなり、樹脂混合物100重
    量部に対して溶剤40〜140重量部の割合、及び樹脂
    混合物と溶剤の合計100重量部に対して前記の銀粉末
    150〜560重量部の割合からなる、液晶ディスプレ
    ーの透明配電線接合用の導電性樹脂ペースト。
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