JP6279300B2 - 有機無機ハイブリッド粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
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
F:有機無機ハイブリッド粒子が20%圧縮変形したときの荷重値(N)
S:有機無機ハイブリッド粒子が20%圧縮変形したときの圧縮変位(mm)
R:有機無機ハイブリッド粒子の半径(mm)
上記有機無機ハイブリッド粒子の製造方法は特に限定されない。上記有機無機ハイブリッド粒子は、化合物(1)と化合物(2)と化合物(3)とを加水分解反応及び縮合反応させる加水分解及び縮合工程と、重合性不飽和基を反応させる重合工程とを備えることが好ましい。この方法では、より一層良好な圧縮変形特性を有する有機無機ハイブリッド粒子が得られる。
上記有機無機ハイブリッド粒子の用途は特に限定されない。上記有機無機ハイブリッド粒子は、破壊荷重が高く、かつ圧縮回復率が高いことが求められる様々な用途に好適に用いられる。上記有機無機ハイブリッド粒子は、電子部品に用いられることが好ましい。上記有機無機ハイブリッド粒子は、電子部品用有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。
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、回路接続用導電材料であることが好ましい。
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。
攪拌機及び温度計が取り付けられた500mLの反応容器内に、0.13重量%のアンモニア水溶液300gを入れた。次に、反応容器内のアンモニア水溶液中に、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(化合物(1)に相当する)2.4gと、ビニルトリメトキシシラン(化合物(2)に相当する)18.2gと、メチルトリメトキシシラン(化合物(3)に相当する)2.4gとの混合物をゆっくりと添加した。30rpmで撹拌しながら、加水分解及び縮合反応を進行させた後、25重量%アンモニア水溶液2.4mL添加した後、アンモニア水溶液中から粒子を単離して、縮合体粒子を得た。
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの添加量を2.4gから4.8gに変更したこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランに変更したこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの添加量を2.4gから1.2gに変更したこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを、p−スチリルトリメトキシシランに変更したこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
ビニルトリメトキシシランを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
メチルトリメトキシシランを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
攪拌機及び温度計が取り付けられた500mLの反応容器内に、0.13重量%のアンモニア水溶液300gを入れた。次に、反応容器内のアンモニア水溶液中に、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(化合物(1)に相当する)2.4gと、ビニルトリメトキシシラン(化合物(2)に相当する)18.2gと、メチルトリメトキシシラン(化合物(3)に相当する)2.4gとの混合物をゆっくりと添加した。30rpmで撹拌しながら、加水分解及び縮合反応を進行させた後、25重量%アンモニア水溶液2.4mL添加して、縮合体粒子を得た。次に、反応容器内に、ジビニルベンゼン0.4gを添加して、24時間撹拌した。その後、過硫酸カリウム0.008gを添加し、75℃で7時間重合させて、アンモニア水溶液から粒子を単離して、150℃で乾燥を行うことで、有機無機ハイブリッド粒子を得た。得られた有機無機ハイブリッド粒子は、複数の重縮合体粒子と、重縮合体粒子の内部及び表面上に配置された有機化合物とを有していた。得られた有機無機ハイブリッド粒子では、複数の重縮合体粒子間に有機化合物が存在し、複数の重縮合体粒子が有機化合物を介して一体化していた。
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの添加量を2.4gから4.8gに変更したこと以外は実施例5と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランに変更したこと以外は実施例5と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの添加量を2.4gから1.2gに変更したこと以外は実施例5と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランに変更したこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
(1)パラジウム付着工程
実施例1で得られた有機無機ハイブリッド粒子を用意した。有機無機ハイブリッド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中に有機無機ハイブリッド粒子を添加し、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有機無機ハイブリッド粒子を添加し、パラジウムが付着された有機無機ハイブリッド粒子を得た。
パラジウムが付着された有機無機ハイブリッド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有機無機ハイブリッド粒子を得た。
無電解めっき法により、芯物質が付着された有機無機ハイブリッド粒子の表面上に、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。
(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。
実施例10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。
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを用いなかったこと以外は実施例5と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
(1)有機無機ハイブリッド粒子の粒子径
得られた有機無機ハイブリッド粒子の粒子径に関しては、粒度分布測定装置(ベックマンコールター社製「Multisizer3」)を用いて、約10000個の有機無機ハイブリッド粒子の粒子径を測定した。測定された粒子径の平均値を求め、有機無機ハイブリッド粒子の粒子径とした。
得られた有機無機ハイブリッド粒子の上記破壊荷重を、上述した方法により、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。
得られた有機無機ハイブリッド粒子の上記圧縮回復率を、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。
得られた有機無機ハイブリッド粒子の上記圧縮弾性率(20%K値)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。
導電性粒子の作製:
得られた実施例1〜9及び比較例1〜5の各有機無機ハイブリッド粒子を洗浄し、乾燥した。その後、無電解めっき法により、得られた有機無機ハイブリッド粒子の表面上に、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。実施例10及び11では、得られた導電性粒子をそのまま使用した。
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。
○○: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
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1〜9の液晶表示素子用スペーサ(有機無機ハイブリッド粒子)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。
11…重縮合体粒子
12…有機化合物
21,22…導電性粒子
31A,31B…導電層
31Ba…第1の導電層
31Bb…第2の導電層
32…芯物質
33…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
Claims (10)
- 下記式(1)で表される化合物と、下記式(2)で表される化合物と、下記式(3)で表される化合物とを重縮合させて得られる重縮合体粒子を有し、
粒子径が、1μm以上である、有機無機ハイブリッド粒子。
- 前記式(1)中、Raが(メタ)アクリロイル基を表し、Rbがプロピレン基を表し、R1及びR2がそれぞれ、炭素数1〜5のアルキル基を表し、Zがメチル基又は炭素数1〜5のアルコキシ基を表し、
前記式(1)で表される化合物が、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリアルコキシシラン又は3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジアルコキシシランである、請求項1に記載の有機無機ハイブリッド粒子。 - 前記式(3)中、Raがメチル基を表し、R1、R2及びR3がそれぞれ、炭素数1〜5のアルキル基を表し、
前記式(3)で表される化合物が、メチルトリアルコキシシランである、請求項1又は2に記載の有機無機ハイブリッド粒子。 - 前記重縮合体粒子の内部又は表面上に配置された有機化合物をさらに有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機無機ハイブリッド粒子。
- 複数の前記重縮合体粒子を有し、
複数の前記重縮合体粒子間に前記有機化合物が存在し、
複数の前記重縮合体粒子が前記有機化合物を介して一体化している、請求項4に記載の有機無機ハイブリッド粒子。 - 前記有機化合物が芳香族骨格を有する、請求項4又は5に記載の有機無機ハイブリッド粒子。
- 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、請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機無機ハイブリッド粒子。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機無機ハイブリッド粒子と、
前記有機無機ハイブリッド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。 - 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、請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機無機ハイブリッド粒子と、前記有機無機ハイブリッド粒子の表面上に配置された導電層とを備える、導電材料。 - 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、請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機無機ハイブリッド粒子と、前記有機無機ハイブリッド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。
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