KR20200012775A - 열전도성 시트 - Google Patents

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KR20200012775A
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acrylate
thermally conductive
conductive sheet
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KR1020190089978A
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다츠야 스즈키
다케시 나카노
히로키 이에다
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 광투과성이 향상된 열전도성 시트를 제공한다.
[해결 수단] 본 발명에 의하면, 수지 및 열전도성 필러를 함유하는 수지층을 구비하는 열전도성 시트가 제공된다. 여기서, 상기 수지의 굴절률 np와 상기 열전도성 필러의 굴절률 nf가, 다음의 관계식: -0.04≤(np-nf)≤0.04;를 충족한다. 바람직한 일 형태에 의하면, 상기 열전도성 필러의 함유량이, 상기 수지 100중량부에 대하여, 50중량부 이상 250중량부 이하이다.

Description

열전도성 시트 {Thermal conductive sheet}
본 발명은 열전도성 시트에 관한 것이다.
근년, 전자 디바이스(예를 들어 반도체 소자) 제품 등의 고기능화가 진행됨에 따라서, 전자 디바이스 등으로부터의 발열량이 증가하는 경향이 있다. 이 때문에, 방열성을 가진 전자 디바이스 제품 등의 설계의 중요성이 증가하고 있다. 이러한 배경 하, 열전도성 시트는, 예를 들어 전자 디바이스 제품을 있어서의 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED) 등의 발열체로 될 수 있는 전자 디바이스와, 하우징, 히트 스프레더 등의 방열체 사이에 배치되어, 발열체로부터 발생하는 열을 방열체에 효과적으로 전달할 목적으로 사용되고 있다. 열전도성 시트의 대표적인 구성으로서, 수지 중에 열전도성 필러가 분산된 형태의 열전도층을 구비하는 구성을 들 수 있다. 열전도성 시트에 관한 선행기술문헌으로서 특허문헌 1을 들 수 있다.
일본 특허 공개 제2013-176980호 공보
종래의 열전도성 시트에서는, 가시광선에 대한 투명성은 특별히 고려되어 있지 않다. 열전도성 시트의 투명성(광투과성)을 높일 수 있으면, 예를 들어 디바이스 구축의 공정에 있어서 당해 열전도성 시트를 발열체와 방열체 사이에 배치할 때에, 열전도성 시트가 원래 배치되어야 할 적절한 위치를 열전도성 시트의 두께 방향으로 투과하여 확인하기 쉬워지고, 디바이스 구축에 있어서의 정밀도 향상, 작업 효율의 향상 등의 유리한 효과가 발휘될 수 있다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이고, 광투과성이 향상된 열전도성 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 수지 및 열전도성 필러를 함유하는 수지층을 구비하는 열전도성 시트가 제공된다. 여기서, 상기 수지와 상기 열전도성 필러의 굴절률 차는, 0.04 이하이다. 즉, 상기 수지의 굴절률 np와 상기 열전도성 필러의 굴절률 nf가, 다음의 관계식: -0.04≤(np-nf)≤0.04;를 충족한다. 이러한 구성에 의하면, 열전도성 시트의 투과율(광투과율)이 향상될 수 있다.
여기에 개시되는 바람직한 일 형태에 관한 열전도성 시트에 의하면, 상기 열전도성 필러의 함유량이, 상기 수지 100중량부에 대하여 50중량부 이상 250 중량부 이하이다. 수지 100중량부에 대하여 50중량부 이상 250 중량부 이하의 열전도성 필러를 포함하고, 또한 상기 수지의 굴절률 np와 상기 열전도성 필러의 굴절률 nf가 다음의 관계식: -0.04≤(np-nf)≤0.04;를 충족하는 수지층을 구비하는 열전도성 시트에 의하면, 양호한 투명성과 높은 열전도성을 적합하게 양립할 수 있다.
여기에 개시되는 바람직한 다른 일 형태에 관한 열전도성 시트에 의하면, 상기 수지는, 베이스 폴리머로서 아크릴계 폴리머를 포함한다. 이러한 수지를 포함하는 수지층을 구비하는 구성에 의하면, 광투과성이 좋은 열전도성 시트를 실현하기 쉽다.
여기에 개시되는 바람직한 다른 일 형태에 관한 열전도성 시트에 의하면, 상기 아크릴계 폴리머는, 그 단독 중합체가 굴절률 1.50 이상의 고굴절률 폴리머인 모노머 A를 포함하는 모노머 성분의 중합물이다. 이러한 구성에 의하면, 상기 열전도성 필러와 상기 수지의 굴절률 차가 작은 수지층이 실현되기 쉬워져, 열전도성 시트의 광투과성이 향상될 수 있다.
여기에 개시되는 바람직한 다른 일 형태에 관한 열전도성 시트에 의하면, 상기 모노머 A는, 플루오렌계 (메트)아크릴레이트, 페닐페놀(메트)아크릴레이트 및 벤질(메트)아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함한다. 이러한 모노머 A를 사용하면, 상기 열전도성 필러와 상기 수지의 굴절률 차가 작은 수지층이 실현되기 쉬워져, 열전도성 시트의 광투과성이 향상될 수 있다.
여기에 개시되는 바람직한 다른 일 형태에 관한 열전도성 시트에 의하면, 상기 모노머 성분 전량 중 상기 모노머 A의 비율은 50중량％ 이상이다. 이러한 구성에 의하면, 상기 열전도성 필러와 상기 수지의 굴절률 차가 작은 수지층이 실현되기 쉬워져, 열전도성 시트의 광투과성이 보다 향상될 수 있다.
여기에 개시되는 바람직한 다른 일 형태에 관한 열전도성 시트에 의하면, 상기 열전도성 필러는, 수화 금속 화합물(예를 들어, 수산화알루미늄)을 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 높은 열전도성을 가지면서, 광투과성이 향상된 열전도성 시트를 실현할 수 있다.
여기에 개시되는 바람직한 다른 일 형태에 관한 열전도성 시트에 의하면, 상기 수지의 굴절률 np가 1.49 이상 1.65 이하이다. 이러한 굴절률 np를 갖는 수지를 사용하면, 상기 열전도성 필러(예를 들어, 수산화알루미늄 등의 수화 금속 화합물)와 상기 수지의 굴절률 차가 작은 수지층이 실현되기 쉬워져, 열전도성 시트의 광투과성이 보다 향상될 수 있다.
여기에 개시되는 열전도성 시트의 바람직한 일 형태에 있어서, 상기 수지층은, 점착성을 갖는 층(점착층)이다. 이러한 구성의 열전도성 시트는, 상기 수지층을 피착체에 직접 첩부하여 사용되는 양태에 있어서, 당해 열전도성 시트를 피착체에 대하여 밀착성 좋게 배치할 수 있으므로, 피착체로부터의 열전도성이 향상될 수 있다. 또한, 이러한 구성에 의하면, 열전도성 시트는 피착체의 방열, 열전도 등의 용도에 첨가하여, 피착체의 고정, 접합 등의 용도에도 사용할 수 있다.
도 1은, 일 실시 형태에 따른 열전도성 시트의 구성을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 2는, 다른 일 실시 형태에 따른 열전도성 시트의 구성을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 3은, 또한 다른 일 실시 형태에 따른 열전도성 시트의 구성을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 4는, 또한 다른 일 실시 형태에 따른 열전도성 시트의 구성을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 5의 (a)는, 실시예에 있어서 열 저항값의 측정에 사용한 열 특성 평가 장치의 정면 개략도이고, 도 5의 (b)는, 도 5의 (a)에 도시하는 장치의 측면 개략도이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시 형태를 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 특별히 언급하고 있는 사항 이외의 사항이며 본 발명의 실시에 필요한 사항은, 본 명세서에 기재된 발명의 실시에 관한 교시와 출원 시의 기술 상식에 기초하여 당업자에게 이해될 수 있다. 본 발명은, 본 명세서에 개시되어 있는 내용과 당해 분야에 있어서의 기술 상식에 기초하여 실시할 수 있다.
또한, 이하의 도면에 있어서, 동일한 작용을 발휘하는 부재·부위에는 동일한 부호를 붙여서 설명하는 경우가 있고, 중복하는 설명은 생략 또는 간략화하는 경우가 있다. 또한, 도면에 기재된 실시 형태는, 본 발명을 명료하게 설명하기 위하여 모식화되어 있고, 실제로 제공되는 제품의 사이즈나 축척을 반드시 정확하게 나타낸 것은 아니다.
<열전도성 시트의 구조예>
여기에 개시되는 열전도성 시트는, 수지층을 포함하여 구성되어 있다. 상기 수지층은, 점착층(점착성을 갖는 층)이어도 되고, 비점착층이어도 된다. 상기 수지층이 점착층인 경우, 제1 면 및 제2 면의 한쪽 또는 양쪽이 상기 수지층의 표면(점착면)에 의해 구성된 열전도성 시트는, 열전도성 점착 시트로서도 파악될 수 있다.
여기서, 본 명세서에 있어서 「점착층」이란, JIS Z0237(2004)에 준하여, SUS304 스테인리스 강판을 피착체로 하고, 23℃의 측정 환경 하에서 2kg의 롤러를 1왕복시켜서 상기 피착체에 압착하고 나서 30분 후에 인장 속도 300mm/분의 조건에서 180° 방향으로 박리했을 경우의 박리 강도가 0.1N/20mm 이상인 층을 말한다. 또한, 본 명세서에 있어서 「비점착층」이란, 상기 점착층에 해당하지 않는 층을 말하고, 전형적으로는 상기 박리 강도가 0.1N/20mm 미만인 층을 말한다. 23℃의 측정 환경 하에서 2kg의 롤러를 1왕복시켜서 SUS304 스테인리스 강판에 압착했을 경우에 해당 스테인리스 강판에 달라붙지 않는 층(실질적으로 점착성을 나타내지 않는 층)은 여기에서 말하는 비점착층의 개념에 포함되는 전형 예이다.
여기에 개시되는 열전도성 시트는, 상기 수지층으로 구성된 것이어도 된다. 즉, 여기에 개시되는 열전도성 시트는, 상기 수지층의 한쪽 표면에 의해 구성된 제1 면과, 상기 수지층의 다른 쪽 표면에 의해 구성된 제2 면을 구비하는 무기재 수지 시트의 형태여도 된다.
일 실시 형태에 따른 열전도성 시트의 구조를 도 1에 모식적으로 도시한다. 이 열전도성 시트(10)는, 비점착층인 수지층(12)으로 이루어지는 무기재의 열전도성 시트(10)로서 구성되어 있다. 열전도성 시트(10)는, 수지층(12)의 한쪽 표면에 의해 구성된 비점착면인 제1 면(12A)과, 수지층(12)의 다른 쪽 표면에 의해 구성된 비점착면인 제2 면(12B)을 구비한다. 열전도성 시트(10)는, 제1 면(12A)과 제2 면(12B)을, 다른 부재의 상이한 개소에 각각 밀착하도록 배치하여 사용된다. 제1 면(12A)과 제2 면(12B)이 밀착하도록 배치되는 개소는, 상이한 부재의 각각의 개소여도 되고, 단일의 부재 내의 상이한 개소여도 된다.
다른 일 실시 형태에 따른 열전도성 시트의 구조를 도 2에 모식적으로 도시한다. 이 열전도성 시트는, 점착성을 갖는 수지층(점착층)(22)으로 이루어지는 무기재의 열전도성 점착 시트(양면 점착 시트)(20)로서 구성되어 있다. 열전도성 점착 시트(20)는, 수지층(22)의 한쪽 표면에 의해 구성된 제1 점착면(22A)과, 수지층(22)의 다른 쪽 표면에 의해 구성된 제2 점착면(22B)을 구비한다. 열전도성 점착 시트(20)는, 점착면(22A, 22B)을, 피착체의 상이한 개소에 첩부하여 사용된다. 점착면(22A, 22B)이 첩부되는 개소는, 상이한 부재의 각각의 개소여도 되고, 단일의 부재 내의 상이한 개소여도 된다. 사용 전(즉, 피착체로의 첩부 전)의 열전도성 점착 시트(20)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 점착면(22A) 및 제2 점착면(22B)이, 적어도 수지층(22)에 대향하는 측이 각각 박리면으로 되어 있는 박리 라이너(24, 26)에 의해 보호된 형태의 박리 라이너 라이너를 구비한 열전도성 점착 시트(200)의 구성 요소일 수 있다. 박리 라이너(24, 26)로서는, 예를 들어 시트 형상의 기재(라이너 기재)의 편면에 박리 처리제에 의한 박리층을 마련함으로써 해당 편면이 박리면으로 되도록 구성된 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 혹은, 박리 라이너(26)를 생략하고, 양면이 박리면으로 되어 있는 박리 라이너(24)를 사용하여, 이것과 열전도성 점착 시트(20)를 중첩시켜 와권형으로 권회함으로써 제2 점착면(22B)이 박리 라이너(24)의 배면에 맞닿아서 보호된 형태(롤 형태)의 박리 라이너를 구비한 열전도성 점착 시트를 구성하고 있어도 된다.
혹은, 여기에 개시되는 열전도성 시트는, 수지층이 지지 기재의 편면 또는 양면에 적층된 기재를 구비한 열전도성 시트의 형태여도 된다. 이하, 지지 기재를 단순히 「기재」라고 하는 경우도 있다. 이러한 형태의 열전도성 시트에 있어서, 상기 수지층은 점착성을 갖는 점착층이어도 되고, 점착성을 갖지 않는(비점착성) 비점착층이어도 되지만, 기재와의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 상기 수지층은 점착층인 것이 바람직하다.
일 실시 형태에 따른 열전도성 시트의 구조를 도 3에 모식적으로 도시한다. 이 열전도성 시트는, 제1 면(32A) 및 제2 면(32B)를 갖는 시트 형상의 지지 기재(예를 들어 수지 필름)(32)와, 그 제1 면(32A)측에 고정적으로 마련된 점착성을 갖는 제1 수지층(34)과, 제2 면(32B)측에 고정적으로 마련된 점착성을 갖는 제2 수지층(36)을 구비하는 기재를 구비한 열전도성 점착 시트(양면 점착 시트)(30)로서 구성되어 있다. 사용 전의 열전도성 점착 시트(30)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 수지층(34)의 표면(제1 점착면)(34A) 및 제2 수지층(36)의 표면(제2 점착면)(36A)이 박리 라이너(38, 39)에 의해 보호된 형태의 박리 라이너를 구비한 열전도성 점착 시트(300)의 구성 요소일 수 있다. 혹은, 박리 라이너(39)를 생략하고, 양면이 박리면으로 되어 있는 박리 라이너(38)를 사용하여, 이것과 열전도성 점착 시트(30)를 중첩해서 와권형으로 권회함으로써 제2 점착면(36A)이 박리 라이너(38)의 배면에 맞닿아서 보호된 형태(롤 형태)의 박리 라이너를 구비한 열전도성 점착 시트를 구성하고 있어도 된다.
이러한 구성의 열전도성 시트(30)에 있어서, 지지 기재(32)를 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않는다. 광투과성이 좋은 열전도성 시트(30)를 얻는 관점에서, 지지 기재(32)로서는, 투명한 수지 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 수지 필름의 비한정적인 예로서는, 폴리프로필렌이나 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀을 주성분으로 하는 폴리올레핀 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르를 주성분으로 하는 폴리에스테르 필름; 폴리염화비닐을 주성분으로 하는 폴리염화비닐 필름; 등을 들 수 있다. 일 적합예에 있어서, 투명성의 관점에서 PET 필름을 바람직하게 채용할 수 있다.
또는, 여기에 개시되는 열전도성 시트는, 수지층의 편면 또는 양면에 점착제층이 적층된 열전도성 점착 시트의 형태여도 된다. 이러한 형태의 열전도성 시트(열전도성 점착 시트)에 있어서, 상기 수지층은 점착층이어도 되고, 비점착층이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 가령 비점착층인 수지층을 포함하는 열전도성 시트라도, 당해 수지층의 편면 또는 양면에 적층된 점착제층에 의해 열전도성 시트의 편면 또는 양면에 점착면을 형성할 수 있다.
일 실시 형태에 따른 열전도성 시트의 구조를 도 4에 모식적으로 도시한다. 이 열전도성 시트는, 제1 면(42A) 및 제2 면(42B)을 갖는 수지층(42)과, 그 제1 면(42A)측에 고정적으로 마련된 제1 점착제층(44)과, 제2 면(42B)측에 고정적으로 마련된 제2 점착제층(46)을 구비하는 열전도성 점착 시트(양면 점착 시트)(40)로서 구성되어 있다. 사용 전의 열전도성 점착 시트(40)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 점착제층(44)의 표면(제1 점착면)(44A) 및 제2 점착제층(46)의 표면(제2 점착면)(46A)이 박리 라이너(48, 49)에 의해 보호된 형태의 박리 라이너를 구비한 열전도성 점착 시트(400)의 구성 요소일 수 있다. 혹은, 박리 라이너(49)를 생략하고, 양면이 박리면으로 되어 있는 박리 라이너(48)를 사용하여, 이것과 열전도성 점착 시트(40)를 중첩해서 와권형으로 권회함으로써 제2 점착면(46A)이 박리 라이너(48)의 배면에 맞닿아서 보호된 형태(롤 형태)의 박리 라이너를 구비한 열전도성 점착 시트를 구성하고 있어도 된다.
또한, 제1 점착제층(44) 및 제2 점착제층(46)에 포함되는 점착제는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 아크릴계 폴리머, 고무계 폴리머, 폴리에스테르계 폴리머, 우레탄계 폴리머, 폴리에테르계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리아미드계 폴리머, 불소계 폴리머 등의, 각종 폴리머의 1종 또는 2종 이상을 베이스 폴리머(즉, 폴리머 성분의 50중량％ 이상을 차지하는 성분)로서 포함하는 점착제일 수 있다.
또한, 여기에서 말하는 점착 시트의 개념에는, 점착 테이프, 점착 필름, 점착 라벨 등으로 칭해지는 것이 포함될 수 있다. 점착 시트는, 롤 형태여도 되고, 매엽 형태여도 되고, 용도나 사용 양태에 따라서 적당한 형상으로 절단, 펀칭 가공 등 된 것이어도 된다. 수지층의 편면 또는 양면에 점착제층이 적층된 열전도성 점착 시트의 형태인 열전도성 점착 시트에 있어서, 상기 점착제층은, 전형적으로는 연속적으로 형성되지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 점형, 스트라이프형 등의 규칙적 혹은 랜덤한 패턴으로 형성되어 있어도 된다.
<열전도성 시트의 특성>
여기에 개시되는 열전도성 시트의 열전도율(정상 열류법에 의한다. 이하 동일함.)은 특별히 한정되지 않지만, 전형적으로는 0.15W/m·K 이상이다. 열전도율이 높을수록, 방열 또는 열전도가 소망되는 부재 간에 배치되어, 당해 부재의 방열, 열전도 등의 목적에 적합하게 사용되기 쉬워진다. 상기 열전도율은, 0.2W/m·K 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.25W/m·K 이상, 더욱 바람직하게는 0.28W/m·K 이상, 예를 들어 0.3W/m·K 이상이어도 되고, 0.35W/m·K 이상이어도 되고, 0.4W/m·K 이상이어도 되고, 0.48W/m·K 이상이어도 된다. 열전도성 시트의 열전도율의 상한은 특별히 제한되지 않는다. 투명성 등, 다른 특성과의 밸런스를 고려하여, 몇 가지의 양태에 있어서, 열전도성 시트의 열전도율은, 예를 들어 2.0W/m·K 이하여도 되고, 1.5W/m·K 이하여도 되고, 1.0W/m·K 이하여도 되고, 0.8W/m·K 이하여도 되고, 0.5W/m·K 이하여도 되고, 0.5W/m·K 미만이어도 된다. 몇 가지의 양태에 있어서, 열전도성 시트의 열전도율은, 0.45W/m·K 이하여도 되고, 0.40W/m·K 이하여도 되고, 0.35W/m·K 이하여도 되고, 0.32W/m·K 이하여도 된다.
또한, 이 명세서에 있어서, 열전도성 시트의 열전도율이란, 정상 열류법에 의해 측정되는 값을 말한다. 보다 구체적으로는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해, 열전도성 시트의 열전도율을 측정할 수 있다.
상기와 같은 적합한 열전도성을 갖는 열전도성 시트는, 전자 디바이스 제품 등에 있어서 부재 간(전형적으로는 발열체와 방열체 사이)에 당해 부재와 밀착하도록 배치되어, 열을 효율적으로 전도시킬 수 있다. 이러한 양태로 사용되는 열전도성 시트로서는, 부재의 요철에 추종하여 밀착시킴으로써 당해 부재와 열전도성 시트의 계면에 있어서의 열저항을 저하시킬 수 있기 때문에, 소정의 유연성을 갖는 수지 등의 매체에 주로 열전도성에 기여하는 열전도성 재료를 포함시킨(전형적으로는, 분산시킨) 구성의 것이 적합하게 채용될 수 있다. 그러나, 이러한 구성의 열전도성 시트는, 예를 들어 매체 및 당해 매체에 포함되는 열전도성 재료의 계면 등에 있어서의 광의 굴절, 분산, 반사, 회절 등의 작용에 의해, 열전도성 시트 자체의 광투과성(투명성)이 저하되는 경향이 있었다.
여기에 개시되는 기술에 의하면, 수지층에 포함되는 수지와 열전도성 필러의 굴절률 차를 0.04 이하로 함으로써, 투과율이 적합하게 향상된 열전도성 시트를 실현할 수 있다.
여기에 개시되는 열전도성 시트의 투과율은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 열전도성 시트의 투과율은, 60％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 80％ 이상(예를 들어 85％ 이상)이다. 열전도성 시트의 투과율의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 열전도성, 점착성 등의 다른 특성과 균형을 잡는 관점에서, 통상은 99％ 이하인 것이 적당하고, 95％ 이하여도 되고, 90％ 이하여도 된다.
또한, 이 명세서에 있어서, 열전도성 시트의 투과율은, 시판되고 있는 투과율계(예를 들어, 고속 적분구식 분광 투과율 측정기, 형식 「DOT-3」, 무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠사제)를 사용하여, 온도 조건 23℃, 측정 파장 400nm에서 측정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해, 열전도성 시트의 투과율을 측정할 수 있다.
<수지층>
여기에 개시되는 열전도성 시트는, 수지층을 포함한다. 여기서, 상기 수지층에 포함되는 수지의 굴절률 np는, 특별히 한정되지 않는다. 상기 수지층에 수지와 함께 포함되는 열전도성 필러의 굴절률 nf는, 점착 시트의 분야에서 범용되는 수지의 굴절률과 비교하여, 상대적으로 높은 경향에 있다. 이 때문에, 비교적 굴절률이 높은 수지를 사용하면, 열전도성 필러와의 굴절률 차가 적합하게 저하되기 쉬워진다.
수지층에 포함되는 수지의 굴절률 np는, 당해 수지와 함께 사용되는 열전도성 필러의 종류에도 의존하지만, 몇 가지의 양태에 있어서, 1.49 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.51 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.53 이상이다. 몇 가지의 양태에 있어서, 수지의 굴절률 np는, 1.55 이상이어도 되고, 1.56 이상이어도 되고, 1.57 이상이어도 된다. 수지의 굴절률 np의 상한은, 사용되는 열전도성 필러의 종류에도 의존하지만, 몇 가지의 양태에 있어서, 1.65 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.63 이하, 더욱 바람직하게는 1.61 이하이다. 다른 특성과의 균형을 잡는 관점에서, 몇 가지의 양태에 있어서, 수지의 굴절률 np는, 1.59 이하여도 되고, 1.57 이하여도 되고, 1.55 이하여도 되고, 1.54 이하여도 된다.
또한, 이 명세서에 있어서, 수지의 굴절률 np는, 시판되고 있는 아베 굴절률계(예를 들어 형식 「DR-M2」, ATAGO사제)를 사용하여 측정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해, 수지의 굴절률 np를 측정할 수 있다. 후술하는 열전도성 필러의 굴절률 nf도 마찬가지이다.
여기에 개시되는 기술에 있어서, 상기 수지층에 포함되는 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 수지는, 예를 들어 아크릴계 폴리머, 고무계 폴리머, 폴리에스테르계 폴리머, 우레탄계 폴리머, 폴리에테르계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리아미드계 폴리머, 불소계 폴리머 등의, 각종 폴리머의 1종 또는 2종 이상을 베이스 폴리머(즉, 폴리머 성분의 50중량％ 이상을 차지하는 성분)로서 포함하는 수지일 수 있다. 여기에 개시되는 기술에 있어서의 수지층은, 이러한 베이스 폴리머를 포함하는 수지 조성물로 형성된 것일 수 있다. 수지 조성물의 형태는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 수분산형, 용제형, 핫 멜트형, 활성 에너지선 경화형(예를 들어 광경화형) 등의, 각종 형태의 수지 조성물일 수 있다.
본 명세서에 있어서 「활성 에너지선」이란, 중합 반응, 가교 반응, 개시제의 분해 등의 화학 반응을 야기할 수 있는 에너지를 가진 에너지선을 가리킨다. 여기에서 말하는 활성 에너지선의 예에는, 자외선(UV), 가시광선, 적외선과 같은 광이나, α선, β선, γ선, 전자선, 중성자선, X선과 같은 방사선 등이 포함된다.
특별히 한정하는 것은 아니지만, 상기 베이스 폴리머의 중량 평균 분자량(Mw)은, 예를 들어 대충 5×104 이상일 수 있다. 이러한 Mw의 베이스 폴리머에 의하면, 양호한 응집성을 나타내는 수지를 얻기 쉽다. 몇 가지의 양태에 있어서, 베이스 폴리머의 Mw는, 예를 들어 10×104 이상이어도 되고, 20×104 이상이어도 되고, 30×104 이상이어도 된다. 또한, 베이스 폴리머의 Mw는, 통상 대충 500×104 이하인 것이 적당하다. 이러한 Mw의 베이스 폴리머는, 요철 추종성이 좋은 수지층의 형성에 적합하다.
베이스 폴리머의 Mw는, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해, 폴리스티렌 환산의 값으로서 구할 수 있다. GPC 측정은, 예를 들어 도소사제의 GPC 장치, HLC-8220GPC를 사용하여, 이하의 조건에서 행할 수 있다.
[GPC 측정]
·샘플 농도: 0.2wt％(테트라히드로푸란(THF) 용액)
·샘플 주입량: 10μl
·용리액: THF·유속: 0.6ml/min
·측정 온도: 40℃
·칼럼:
샘플 칼럼; TSKguardcolumn SuperHZ-H(1개)+TSKgel SuperHZM-H(2개)
레퍼런스 칼럼; TSKgel SuperH-RC(1개)
·검출기: 시차 굴절계(RI)
(고굴절률 모노머 A)
상기 베이스 폴리머는, 그 단독 중합체가 굴절률 1.50 이상의 고굴절률 폴리머인 모노머(이하 「고굴절률 모노머 A」라고도 칭함)에 의해 구성된 모노머 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 베이스 폴리머는, 그 단독 중합체가 고굴절률 폴리머가 되는 고굴절률 모노머 A를 포함하는 모노머 성분의 중합물인 것이 바람직하다. 베이스 폴리머의 모노머 성분에 고굴절률 모노머 A를 포함시킴으로써, 베이스 폴리머의 굴절률을 적합한 범위로 조정하기 쉬워진다. 베이스 폴리머의 굴절률의 조정은, 당해 베이스 폴리머를 주성분으로서 포함하는 수지의 굴절률 np의 조정에 기여하기 때문에, 이러한 고굴절률 모노머 A의 사용에 의해, 열전도성 필러와의 굴절률 차가 작은 수지를 포함하는 수지층을 적합하게 실현할 수 있다.
여기에 개시되는 기술에 있어서, 적합하게 사용될 수 있는 고굴절률 모노머 A에 대해서, 그 단독 중합체(고굴절률 폴리머)의 굴절률은, 1.51 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.52 이상, 더욱 바람직하게는 1.53 이상(예를 들어 1.54 이상)이고, 1.55 이상이어도 되고, 1.56 이상이어도 되고, 1.57 이상이어도 된다. 단독 중합체(고굴절률 폴리머)의 굴절률이 높은 고굴절률 모노머 A를 사용하면, 수지의 굴절률 np를 넓은 범위에서 조정하기 쉬워진다. 고굴절률 모노머 A의 단독 중합체(고굴절률 폴리머)의 굴절률의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 다른 특성과 균형을 잡는 관점에서, 고굴절률 모노머 A의 단독 중합체(고굴절률 폴리머)의 굴절률은, 대충 1.7 이하인 것이 적당하고, 1.65 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.63 이하, 더욱 바람직하게는 1.61 이하이고, 1.60 이하여도 되고, 1.60 미만이어도 되고, 1.59 이하여도 되고, 1.58 이하여도 된다.
여기에 개시되는 기술에 있어서, 적합하게 사용될 수 있는 고굴절률 모노머 A로서는, 예를 들어 황 원자, 할로겐 원자(바람직하게는 불소 이외의 할로겐 원자, 예를 들어 브롬 또는 요오드), 인 원자 및 방향족환으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 모노머를 들 수 있다. 이러한 고굴절률 모노머 A를 사용하면, 비교적 고굴절률의 베이스 폴리머를 얻기 쉽다. 그 중에서도, 방향족환을 함유하는 모노머가 바람직하다.
방향족환을 갖는 모노머로서는, 예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌 유도체, 벤질(메트)아크릴레이트, 나프틸(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 페녹시부틸(메트)아크릴레이트, 에톡시화 되어있어도 되는 페닐페놀(메트)아크릴레이트, 플루오렌계(메트)아크릴레이트 등의 방향족환을 갖는 (메트)아크릴레이트, 비닐톨루엔, α-비닐톨루엔 등의 톨루엔 유도체 등을 들 수 있다. 방향족환을 갖고 또한 황 원자를 함유하는 모노머로서는, 예를 들어 페닐비닐술피드 등을 들 수 있다. 이들은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
베이스 폴리머의 굴절률을 적합하게 조정할 수 있는 관점에서, 당해 베이스 폴리머의 모노머 성분 전량 중 고굴절률 모노머 A의 비율은, 50중량％ 이상인 것이 바람직하다. 모노머 성분에서 차지하는 고굴절률 모노머 A의 함유량은, 55중량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 60중량％ 이상이어도 된다. 몇 가지의 양태에 있어서, 모노머 성분 전량 중 고굴절률 모노머 A의 비율은, 70중량％ 이상이 바람직하고, 80중량％ 이상이어도 되고, 90중량％ 이상이어도 되고, 99중량％ 이상이어도 된다. 점착성 등, 다른 특성의 균형을 잡기 쉬운 점에서, 모노머 성분 전량 중 고굴절률 모노머 Aa의 비율은, 몇 가지의 양태에 있어서, 80중량％ 이하여도 되고, 75중량％ 이하여도 되고, 70중량％ 이하여도 되고, 65중량％ 이하여도 된다.
또한, 베이스 폴리머의 모노머 성분이 2종 이상의 고굴절률 모노머 A를 포함하는 경우에 있어서, 상기 모노머 성분에서 차지하는 고굴절률 모노머 A의 함유량은, 당해 2종 이상의 고굴절률 모노머 A의 합계량을 가리킨다.
여기에 개시되는 기술에 있어서, 베이스 폴리머는 아크릴계 폴리머인 것이 바람직하다.
또한, 이 명세서에 있어서 「아크릴계 폴리머」란, (메트)아크릴계 모노머에서 유래되는 모노머 단위를 폴리머 구조 중에 포함하는 중합물을 말하고, 전형적으로는 (메트)아크릴계 모노머에서 유래되는 모노머 단위를 50중량％를 초과하는 비율로 포함하는 중합물을 말한다. 또한, (메트)아크릴계 모노머란, 1분자 중에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일기를 갖는 모노머를 말한다. 여기서, 「(메트)아크릴로일기」란, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기를 포괄적으로 가리키는 의미이다. 따라서, 여기서 말하는 (메트)아크릴계 모노머의 개념에는, 아크릴로일기를 갖는 모노머(아크릴계 모노머)와 메타크릴로일기를 갖는 모노머(메타크릴계 모노머)의 양쪽이 포함될 수 있다. 마찬가지로, 이 명세서에 있어서 「(메트)아크릴산」이란 아크릴산 및 메타크릴산을, 「(메트)아크릴레이트」란 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를, 각각 포괄적으로 가리키는 의미이다.
상기 아크릴계 폴리머는, 고굴절률 모노머 A인 아크릴계 모노머(이하, 아크릴계 고굴절률 모노머 Aa라고도 함)로 구성된 모노머 단위를 함유하는 폴리머일 수 있다. 아크릴계 고굴절률 모노머 Aa로서는, 방향족환을 갖는 (메트)아크릴레이트, 황 함유 (메트)아크릴레이트, 할로겐화(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 방향족환을 갖는 (메트)아크릴레이트가 바람직하게 사용될 수 있다.
방향족환을 갖는 (메트)아크릴레이트의 비한정적인 예로서는, 벤질(메트)아크릴레이트, 나프틸(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 페녹시부틸(메트)아크릴레이트, 에톡시화 되어있어도 되는 페닐페놀(메트)아크릴레이트, 플루오렌계 (메트)아크릴레이트를 들 수 있다. 그 중에서도, 플루오렌계 (메트)아크릴레이트, 페닐페놀(메트)아크릴레이트 및 벤질(메트)아크릴레이트가 바람직하고, 플루오렌계 아크릴레이트, 에톡시화 되어있어도 되는 페닐페놀아크릴레이트(예를 들어, 에톡시화o-페닐페놀아크릴레이트) 및 벤질아크릴레이트가 보다 바람직하다.
여기서, 상기 플루오렌계 (메트)아크릴레이트는, 분자 중에 플루오렌 골격 및 (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물(모노머)이고, 플루오렌 골격에, 직접 또는 옥시알킬렌쇄(모노옥시알킬렌쇄 또는 폴리옥시알킬렌쇄)를 통해, (메트)아크릴로일기가 결합하여 이루어지는 구조의 화합물인 것이 적합하다. 이러한 플루오렌계 (메트)아크릴레이트 중에서도, 플루오렌 골격에 대한 (메트)아크릴로일기(옥시알킬렌쇄를 통하는 경우를 포함함)의 결합수가 2 이상의, 소위, 다관능 플루오렌계 (메트)아크릴레이트가 바람직하다. 상기 플루오렌계 (메트)아크릴레이트의 구체예로서는, 예를 들어 오사까 가스 케미컬사제의 제품명 「오그솔 EA-0200」, 「EA-0500」, 「EA-1000」 등을 들 수 있다.
황 함유 (메트)아크릴레이트의 적합예로서는, 1,2-비스(메트)아크릴로일티오에탄, 1,3-비스(메트)아크릴로일티오프로판, 1,4-비스(메트)아크릴로일티오부탄, 1,2-비스(메트)아크릴로일메틸티오벤젠, 1,3-비스(메트)아크릴로일메틸티오벤젠 등을 들 수 있다.
할로겐화 (메트)아크릴레이트의 적합예로서는, 6-(4,6-디브로모-2-이소프로필페녹시)-1-헥실아크릴레이트, 6-(4,6-디브로모-2-s-부틸페녹시)-1-헥실아크릴레이트, 2,6-디브로모-4-노닐페닐아크릴레이트, 2,6-디브로모-4-도데실페닐아크릴레이트 등을 들 수 있다.
베이스 폴리머의 굴절률을 적합하게 조정할 수 있는 관점에서, 당해 베이스 폴리머의 모노머 성분 전량 중 아크릴계 고굴절률 모노머 Aa의 비율은, 50중량％ 이상인 것이 바람직하다. 모노머 성분에서 차지하는 아크릴계 고굴절률 모노머 Aa의 함유량은, 55중량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 60중량％ 이상이어도 된다. 몇 가지의 양태에 있어서, 모노머 성분 전량 중 아크릴계 고굴절률 모노머 Aa의 비율은, 70중량％ 이상이 바람직하고, 80중량％ 이상이어도 되고, 90중량％ 이상이어도 되고, 99중량％ 이상이어도 된다. 점착성 등, 다른 특성의 균형을 잡기 쉬운 점에서, 모노머 성분 전량 중 아크릴계 고굴절률 모노머 Aa의 비율은, 몇 가지의 양태에 있어서, 80중량％ 이하여도 되고, 75중량％ 이하여도 되고, 70중량％ 이하여도 되고, 65중량％ 이하여도 된다.
또한, 베이스 폴리머의 모노머 성분이 2종 이상의 아크릴계 고굴절률 모노머 Aa를 포함하는 경우에 있어서, 상기 모노머 성분에서 차지하는 아크릴계 고굴절률 모노머 Aa의 함유량은, 당해 2종 이상의 아크릴계 고굴절률 모노머 Aa의 합계량을 가리킨다.
몇 가지의 양태에 있어서, 아크릴계 폴리머는, (메트)아크릴산알킬에스테르에서 유래되는 모노머 단위를 함유하는 폴리머여도 된다. (메트)아크릴산알킬에스테르로서는, 탄소수 1 내지 20의(즉, C1-20의) 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬에스테르가 바람직하게 사용될 수 있다. 특성의 균형을 잡기 쉬운 점에서, 모노머 성분 전량 중 (메트)아크릴산C1-20알킬에스테르의 비율은, 몇 가지의 양태에 있어서, 예를 들어 10중량％ 이상이어도 되고, 20중량％ 이상이어도 되고, 30중량％ 이상이어도 된다. 마찬가지 이유로, 모노머 성분 전량 중 (메트)아크릴산C1-20알킬에스테르의 비율은, 예를 들어 50중량％ 이하여도 되고, 45중량％ 이하여도 되고, 40중량％ 이하여도 된다.
(메트)아크릴산C1-20알킬에스테르의 비한정적인 구체예로서는, (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산프로필, (메트)아크릴산이소프로필, (메트)아크릴산n-부틸, (메트)아크릴산이소부틸, (메트)아크릴산s-부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산펜틸, (메트)아크릴산이소펜틸, (메트)아크릴산헥실, (메트)아크릴산헵틸, (메트)아크릴산옥틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산노닐, (메트)아크릴산이소노닐, (메트)아크릴산데실, (메트)아크릴산이소데실, (메트)아크릴산운데실, (메트)아크릴산도데실, (메트)아크릴산트리데실, (메트)아크릴산테트라데실, (메트)아크릴산펜타데실, (메트)아크릴산헥사데실, (메트)아크릴산헵타데실, (메트)아크릴산스테아릴, (메트)아크릴산이소스테아릴, (메트)아크릴산노나데실, (메트)아크릴산에이코실 등을 들 수 있다.
이들 중, 적어도 (메트)아크릴산C1-18알킬에스테르를 사용하는 것이 바람직하고, 적어도 (메트)아크릴산C1-14알킬에스테르를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 몇 가지의 양태에 있어서, 아크릴계 폴리머는, (메트)아크릴산C4-12알킬에스테르(바람직하게는 아크릴산C4-10알킬에스테르, 예를 들어 아크릴산C6-10알킬에스테르)로부터 선택되는 적어도 1종을, 모노머 단위로서 함유할 수 있다. 예를 들어, 아크릴산n-부틸(BA) 및 아크릴산2-에틸헥실(2EHA)의 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 아크릴계 폴리머가 바람직하고, 적어도 2EHA를 포함하는 아크릴계 폴리머가 특히 바람직하다. 바람직하게 사용될 수 있는 다른 (메트)아크릴산C1-18알킬에스테르의 예로서는, 아크릴산메틸, 메타크릴산메틸(MMA), 메타크릴산n-부틸(BMA), 메타크릴산2-에틸헥실(2EHMA), 아크릴산이소스테아릴(ISTA) 등을 들 수 있다.
아크릴계 폴리머를 구성하는 모노머 단위는, 필요에 따라, 고굴절률 모노머 Aa 및 (메트)아크릴산알킬에스테르 이외이며, 고굴절률 모노머 Aa 또는 (메트)아크릴산알킬에스테르와 공중합 가능한 다른 모노머(이하, 공중합성 모노머라고도 함)를 포함하고 있어도 된다. 상기 공중합성 모노머로서는, 극성기(예를 들어, 카르복시기, 수산기, 아미드기 등)를 갖는 모노머를 적합하게 사용할 수 있다. 극성기를 갖는 모노머는, 아크릴계 폴리머에 가교점을 도입하거나, 아크릴계 폴리머의 응집력을 높이거나 하는 데 도움이 될 수 있다. 공중합성 모노머는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
공중합성 모노머의 비한정적인 구체예로서는, 이하의 것을 들 수 있다.
카르복시기 함유 모노머: 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이소크로톤산 등.
산 무수물기 함유 모노머: 예를 들어, 무수 말레산, 무수 이타콘산.
수산기 함유 모노머: 예를 들어, (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산2-히드록시부틸, (메트)아크릴산3-히드록시프로필, (메트)아크릴산4-히드록시부틸, (메트)아크릴산6-히드록시헥실, (메트)아크릴산8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산10-히드록시데실, (메트)아크릴산12-히드록시라우릴, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산히드록시알킬 등.
술폰산기 또는 인산기를 함유하는 모노머: 예를 들어, 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 비닐술폰산나트륨, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산, 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등.
에폭시기 함유 모노머: 예를 들어, (메트)아크릴산글리시딜이나 (메트)아크릴산-2-에틸글리시딜에테르 등의 에폭시기 함유 아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르, (메트)아크릴산글리시딜에테르 등.
시아노기 함유 모노머: 예를 들어, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등.
이소시아네이트기 함유 모노머: 예를 들어, 2-이소시아나토에틸(메트)아크릴레이트 등.
아미드기 함유 모노머: 예를 들어, (메트)아크릴아미드; N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, N,N-디프로필(메트)아크릴아미드, N,N-디이소프로필(메트)아크릴아미드, N,N-디(n-부틸)(메트)아크릴아미드, N,N-디(t-부틸)(메트)아크릴아미드 등의, N,N-디알킬(메트)아크릴아미드; N-에틸(메트)아크릴아미드, N-이소프로필(메트)아크릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드, N-n-부틸(메트)아크릴아미드 등의, N-알킬(메트)아크릴아미드; N-비닐아세트아미드 등의 N-비닐카르복실산아미드류; 수산기와 아미드기를 갖는 모노머, 예를 들어 N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드, N-(2-히드록시프로필)(메트)아크릴아미드, N-(1-히드록시프로필)(메트)아크릴아미드, N-(3-히드록시프로필)(메트)아크릴아미드, N-(2-히드록시부틸)(메트)아크릴아미드, N-(3-히드록시부틸)(메트)아크릴아미드, N-(4-히드록시부틸)(메트)아크릴아미드 등의, N-히드록시알킬(메트)아크릴아미드; 알콕시기와 아미드기를 갖는 모노머, 예를 들어 N-메톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-메톡시에틸(메트)아크릴아미드, N-부톡시메틸(메트)아크릴아미드 등의, N-알콕시알킬(메트)아크릴아미드; 그 밖에, N,N-디메틸아미노프로필(메트)아크릴아미드, N-(메트)아크릴로일모르폴린 등.
질소 원자 함유 환을 갖는 모노머: 예를 들어, N-비닐-2-피롤리돈, N-메틸비닐피롤리돈, N-비닐피리딘, N-비닐피페리돈, N-비닐피리미딘, N-비닐피페라진, N-비닐피라진, N-비닐피롤, N-비닐이미다졸, N-비닐옥사졸, N-(메트)아크릴로일-2-피롤리돈, N-(메트)아크릴로일피페리딘, N-(메트)아크릴로일피롤리딘, N-비닐모르폴린, N-비닐-3-모르폴리논, N-비닐-2-카프로락탐, N-비닐-1,3-옥사진-2-온, N-비닐-3,5-모르폴린디온, N-비닐피라졸, N-비닐이소옥사졸, N-비닐티아졸, N-비닐이소티아졸, N-비닐피리다진 등(예를 들어, N-비닐-2-카프로락탐 등의 락탐류).
숙신이미드 골격을 갖는 모노머: 예를 들어, N-(메트)아크릴로일옥시메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-8-옥시헥사메틸렌숙신이미드 등.
말레이미드류: 예를 들어, N-시클로헥실말레이미드, N-이소프로필말레이미드, N-라우릴말레이미드, N-페닐말레이미드 등.
이타콘이미드류: 예를 들어, N-메틸이타콘이미드, N-에틸이타콘이미드, N-부틸이타콘이미드, N-옥틸이타콘이미드, N-2-에틸헥실이타콘이미드, N-시클로헥실이타콘이미드, N-라우릴이타콘이미드 등.
(메트)아크릴산아미노알킬류: 예를 들어, (메트)아크릴산아미노에틸, (메트)아크릴산N,N-디메틸아미노에틸, (메트)아크릴산N,N-디에틸아미노에틸, (메트)아크릴산t-부틸아미노에틸.
알콕시기 함유 모노머: 예를 들어, (메트)아크릴산2-메톡시에틸, (메트)아크릴산3-메톡시프로필, (메트)아크릴산2-에톡시에틸, (메트)아크릴산프로폭시에틸, (메트)아크릴산부톡시에틸, (메트)아크릴산에톡시프로필 등의, (메트)아크릴산알콕시알킬류; (메트)아크릴산메톡시에틸렌글리콜, (메트)아크릴산메톡시폴리프로필렌글리콜 등의, (메트)아크릴산알콕시알킬렌글리콜류.
비닐에스테르류: 예를 들어, 아세트산비닐, 프로피온산비닐 등.
비닐에테르류: 예를 들어, 메틸비닐에테르나에틸비닐에테르 등의 비닐알킬에테르.
방향족 비닐 화합물: 예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등.
올레핀류: 예를 들어, 에틸렌, 부타디엔, 이소프렌, 이소부틸렌 등.
지환식 탄화수소기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르: 예를 들어, 시클로펜틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트 등.
방향족 탄화수소기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르: 예를 들어, 페닐(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트 등.
그 밖에, (메트)아크릴산테트라히드로푸르푸릴 등의 복소환 함유 (메트)아크릴레이트, 염화비닐이나 불소 원자 함유 (메트)아크릴레이트 등의 할로겐 원자 함유 (메트)아크릴레이트, 실리콘(메트)아크릴레이트 등의 규소 원자 함유 (메트)아크릴레이트, 테르펜 화합물 유도체 알코올로부터 얻어지는 (메트)아크릴산에스테르 등.
몇 가지의 양태에 있어서 바람직하게 사용할 수 있는 공중합성 모노머로서, 하기 일반식 (M1)로 표시되는 N-비닐 환상 아미드 및 수산기 함유 모노머(수산기와 다른 관능기를 갖는 모노머, 예를 들어 수산기와 아미드기를 함유하는 모노머일 수 있음)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 모노머를 들 수 있다.
Figure pat00001
여기서, 상기 일반식 (M1) 중의 R1은, 2가의 유기기이다.
N-비닐 환상 아미드의 구체예로서는, N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐-2-피페리돈, N-비닐-3-모르폴리논, N-비닐-2-카프로락탐, N-비닐-1,3-옥사진-2-온, N-비닐-3,5-모르폴린디온 등을 들 수 있다. 특히 바람직하게는 N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐-2-카프로락탐이다.
수산기 함유 모노머의 구체예로서는, (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴산4-히드록시부틸, (메트)아크릴산6-히드록시헥실, N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드 등을 적합하게 사용할 수 있다. 그 중에서도 바람직한 예로서, 아크릴산2-히드록시에틸(HEA), 아크릴산4-히드록시부틸(4HBA), N-(2-히드록시에틸)아크릴아미드(HEAA)를 들 수 있다.
상술한 바와 같은 공중합성 모노머를 사용하는 경우, 그 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 통상은 모노머 성분 전량의 0.01중량％ 이상으로 하는 것이 적당하다. 공중합성 모노머의 사용에 의한 효과를 보다 잘 발휘하는 관점에서, 공중합성 모노머의 사용량을 모노머 성분 전량의 0.1중량％ 이상으로 해도 되고, 1중량％ 이상으로 해도 된다. 또한, 공중합성 모노머의 사용량은, 모노머 성분 전량의 50중량％ 이하로 할 수 있고, 40중량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해 요철 추종성이 향상될 수 있다.
아크릴계 폴리머를 얻는 방법은 특별히 한정되지 않고, 용액 중합법, 에멀션 중합법, 벌크 중합법, 현탁 중합법, 광중합법 등의, 아크릴계 폴리머의 합성 방법으로서 알려져 있는 각종의 중합 방법을 적절히 채용할 수 있다. 몇 가지의 양태에 있어서, 용액 중합법 또는 광중합법을 바람직하게 채용할 수 있다.
중합에 사용하는 개시제는, 중합 방법에 따라, 종래 공지된 열중합 개시제나 광중합 개시제 등으로부터 적절히 선택할 수 있다. 중합 개시제는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
열중합 개시제로서는, 예를 들어 아조계 중합 개시제, 과황산염, 과산화물계 중합 개시제, 산화 환원계 중합 개시제 등을 들 수 있다. 열중합 개시제의 사용량은, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 폴리머의 조제에 사용되는 모노머 성분 100중량부에 대하여 0.01중량부 내지 5중량부, 바람직하게는 0.05중량부 내지 3중량부의 범위 내의 양으로 할 수 있다.
광중합 개시제로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 벤조인에테르계 광중합 개시제, 아세토페논계 광중합 개시제, α-케톨계 광중합 개시제, 방향족 술포닐클로라이드계 광중합 개시제, 광 활성 옥심계 광중합 개시제, 벤조인계 광중합 개시제, 벤질계 광중합 개시제, 벤조페논계 광중합 개시제, 케탈계 광중합 개시제, 티오크산톤계 광중합 개시제, 아실포스핀옥시드계 광중합 개시제 등을 사용할 수 있다. 광중합 개시제의 사용량은, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 폴리머의 조제에 사용되는 모노머 성분 100중량부에 대하여 0.01중량부 내지 5중량부, 바람직하게는 0.05중량부 내지 3중량부의 범위 내의 양으로 할 수 있다.
몇 가지의 양태에 있어서, 아크릴계 폴리머는, 상술한 바와 같은 모노머 성분에 중합 개시제를 배합한 혼합물에 자외선을 조사하여 해당 모노머 성분의 일부를 중합시킨 부분 중합물(아크릴계 폴리머 시럽)의 형태로, 수지층을 형성하기 위한 수지 조성물에 포함될 수 있다. 이러한 아크릴계 폴리머 시럽을 포함하는 수지 조성물을 소정의 피도포체에 도포하고, 자외선을 조사하여 중합을 완결시킬 수 있다. 즉, 상기 아크릴계 폴리머 시럽은, 아크릴계 폴리머의 전구체로서 파악될 수 있다. 여기에 개시되는 수지층은, 예를 들어 베이스 폴리머로서의 아크릴계 폴리머를 상기 아크릴계 폴리머 시럽의 형태로 포함하고, 필요에 따라 후술하는 다관능성 모노머를 적량 포함하는 수지 조성물을 사용하여 형성될 수 있다.
(가교제)
수지층에는, 응집력의 조정 등의 목적으로, 필요에 따라 가교제가 사용될 수 있다. 가교제로서는, 점착제를 포함하는 수지의 분야에 있어서 공지된 가교제를 사용할 수 있고, 예를 들어 에폭시계 가교제, 이소시아네이트계 가교제, 실리콘계 가교제, 옥사졸린계 가교제, 아지리딘계 가교제, 실란계 가교제, 알킬에테르화 멜라민계 가교제, 금속 킬레이트계 가교제 등을 들 수 있다. 특히, 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제, 금속 킬레이트계 가교제를 적합하게 사용할 수 있다. 가교제는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
가교제를 사용하는 경우에 있어서의 사용량은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 0중량부를 초과하는 양으로 할 수 있다. 또한, 가교제의 사용량은, 베이스 폴리머 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.01중량부 이상으로 할 수 있고, 0.05중량부 이상으로 하는 것이 바람직하다. 가교제의 사용량의 증대에 의해, 보다 높은 응집력이 얻어지는 경향이 있다. 몇 가지의 양태에 있어서, 베이스 폴리머 100중량부에 대한 가교제의 사용량은, 0.1중량부 이상이어도 되고, 0.5중량부 이상이어도 되고, 1중량부 이상이어도 된다. 한편, 과도한 응집력 향상에 의한 요철 추종성의 저하를 피하는 관점에서, 베이스 폴리머 100중량부에 대한 가교제의 사용량은, 통상 15중량부 이하로 하는 것이 적당하고, 10중량부 이하로 해도 되고, 5중량부 이하로 해도 된다. 여기에 개시되는 기술은, 가교제를 사용하지 않는 형태로도 적합하게 실시될 수 있다.
상술한 어느 가교 반응을 보다 효과적으로 진행시키기 위해서, 가교 촉매를 사용해도 된다. 가교 촉매로서는, 예를 들어 주석계 촉매(특히 디라우르산디옥틸주석)를 바람직하게 사용할 수 있다. 가교 촉매의 사용량은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 대충 0.0001중량부 내지 1중량부로 할 수 있다.
수지층에는, 필요에 따라 다관능성 모노머가 사용될 수 있다. 다관능성 모노머는, 상술한 바와 같은 가교제 대신에, 혹은 해당 가교제와 조합하여 사용됨으로써, 응집력의 조정 등의 목적을 위하여 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 광경화형의 수지 조성물로 형성되는 수지층에 있어서, 다관능성 모노머가 바람직하게 사용될 수 있다.
다관능성 모노머로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 1,12-도데칸디올디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트, 비닐(메트)아크릴레이트, 디비닐벤젠, 에폭시아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 부틸디올(메트)아크릴레이트, 헥실디올디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트를 적합하게 사용할 수 있다. 다관능성 모노머는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
다관능성 모노머의 사용량은, 그 분자량이나 관능기 수 등에 따라 상이하지만, 통상은, 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 0.01중량부 내지 3.0중량부 정도의 범위로 하는 것이 적당하다. 몇 가지의 양태에 있어서, 다관능성 모노머의 사용량은, 베이스 폴리머 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.02중량부 이상이어도 되고, 0.03중량부 이상이어도 된다. 다관능성 모노머의 사용량의 증대에 의해, 보다 높은 응집력이 얻어지는 경향이 있다. 한편, 과도한 응집력 향상에 의한 요철 추종성의 저하를 피하는 관점에서, 다관능성 모노머의 사용량은, 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 2.0중량부 이하이면 되고, 1.0중량부 이하여도 되고, 0.5중량부 이하여도 된다.
(점착 부여 수지)
수지층에는, 필요에 따라 점착 부여 수지를 포함시킬 수 있다. 점착 부여 수지로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 로진계 점착 부여 수지, 테르펜계 점착 부여 수지, 페놀계 점착 부여 수지, 탄화수소계 점착 부여 수지, 케톤계 점착 부여 수지, 폴리아미드계 점착 부여 수지, 에폭시계 점착 부여 수지, 엘라스토머계 점착 부여 수지 등을 들 수 있다. 점착 부여 수지는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
점착 부여 수지로서는, 연화점(연화 온도)이 대충 80℃ 이상(바람직하게는 대충 100℃ 이상, 예를 들어 대충 120℃ 이상)인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 연화점의 상한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 대충 200℃ 이하(전형적으로는 180℃ 이하)일 수 있다. 또한, 점착 부여 수지의 연화점은, JIS K2207에 규정하는 연화점 시험 방법(환구법)에 기초하여 측정할 수 있다.
점착 부여 수지를 사용하는 경우에 있어서의 그 함유량은 특별히 한정되지 않고, 목적이나 용도에 따라서 적절한 점착 성능이 발휘되도록 설정할 수 있다. 베이스 폴리머 100중량부에 대한 점착 부여 수지의 함유량(2종 이상의 점착 부여 수지를 포함하는 경우에는, 그것들의 합계량)은, 예를 들어 5중량부 이상이어도 되고, 10중량부 이상이어도 된다. 한편, 요철 추종성 향상의 관점에서, 몇 가지의 양태에 있어서, 점착 부여 수지의 함유량은, 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 100중량부 이하로 하는 것이 적당하고, 50중량부 이하여도 되고, 25중량부 이하여도 된다. 혹은, 점착 부여 수지를 사용하지 않아도 된다.
(필러)
여기에 개시되는 수지층에는, 열전도성 필러가 함유된다. 또한, 여기에 개시되는 수지층에는, 본 발명의 효과를 현저하게 저해하지 않는 범위에 있어서, 열전도성 필러 이외의 다른 필러가 함유되어도 된다. 이하에서는, 먼저, 본 발명에서 사용될 수 있는 필러 전반에 대하여 설명하고, 이어서, 본 발명에서 사용될 수 있는 열전도성 필러의 설명을 한다.
필러로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 입자형이나 섬유형의 필러를 사용할 수 있다. 필러는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
필러의 구성 재료는, 예를 들어 구리, 은, 금, 백금, 니켈, 알루미늄, 크롬, 철, 스테인리스 등의 금속; 산화알루미늄, 산화규소(전형적으로는 이산화규소), 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화아연, 산화주석, 안티몬산 도프 산화주석, 산화구리, 산화니켈 등의 금속 산화물; 수산화알루미늄[Al2O3·3H2O; 또는 Al(OH)3], 베마이트[Al2O3·H2O; 또는 AlOOH], 수산화마그네슘[MgO·H2O; 또는 Mg(OH)2], 수산화칼슘[CaO·H2O; 또는 Ca(OH)2], 수산화아연[Zn(OH)2], 규산[H4SiO4; 또는 H2SiO3; 또는 H2Si2O5], 수산화철[Fe2O3·H2O 또는 2FeO(OH)], 수산화구리[Cu(OH)2], 수산화바륨[BaO·H2O; 또는 BaO·9H2O], 산화지르코늄 수화물[ZrO·nH2O], 산화주석 수화물[SnO·H2O], 염기성 탄산마그네슘[3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O], 히드로탈사이트[6MgO·Al2O3·H2O], 도오소나이트[Na2CO3·Al2O3·nH2O], 붕사[Na2O·B2O5·5H2O], 붕산아연[2ZnO·3B2O5·3.5H2O] 등의, 수화 금속 화합물; 탄화규소, 탄화붕소, 탄화질소, 탄화칼슘 등의 탄화물; 질화알루미늄, 질화규소, 질화붕소, 질화갈륨 등의 질화물; 탄산칼슘 등의 탄산염; 티타늄산바륨, 티타늄산칼륨 등의 티타늄산염; 카본 블랙, 카본 튜브(전형적으로는 카본 나노 튜브), 카본 파이버, 다이아몬드 등의 탄소계 물질; 유리; 등의 무기 재료; 폴리스티렌, 아크릴 수지(예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트), 페놀 수지, 벤조구아나민 수지, 요소 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드(예를 들어 나일론 등), 폴리이미드, 폴리염화비닐리덴 등의 폴리머; 등일 수 있다. 혹은, 화산 시라스, 클레이, 모래 등의 천연 원료 입자를 사용해도 된다. 또한, 섬유형 필러로서는, 각종 합성 섬유 재료나 천연 섬유 재료를 사용할 수 있다.
수지층으로의 함유량을 비교적 많게 해도 수지층의 표면 평활성을 손상시키기 어려운 점에서, 입자형 필러를 바람직하게 채용할 수 있다. 입자의 형상은 특별히 한정되지 않고, 벌크형, 바늘 형상, 판 형상, 층형이어도 된다. 벌크 형상에는, 예를 들어 구 형상, 직육면체 형상, 파쇄형 또는 그것들의 이형 형상이 포함된다. 입자의 구조는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 치밀 구조, 다공질 구조, 중공 구조 등일 수 있다.
광경화형(예를 들어 자외선 경화형) 수지 조성물을 사용하는 경우에는, 해당 수지 조성물의 광경화성(중합 반응성)의 관점에서, 무기 재료로 이루어지는 필러를 사용하는 것이 바람직하다.
여기에 개시되는 기술에 있어서, 열전도성 필러로서는, 무기 재료로 이루어지는 필러를 바람직하게 사용할 수 있다. 열전도성 필러의 적합예로서, 수화 금속 화합물, 금속 산화물, 금속 등으로 이루어지는 치밀 구조의 필러를 들 수 있다. 열전도성 필러를 포함하는 수지층은, 열전도성이 향상되는 경향이 있다.
몇 가지의 양태에 있어서, 수화 금속 화합물로 구성된 열전도성 필러를 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 수화 금속 화합물은, 일반적으로, 분해 개시 온도가 대략 150 내지 500℃의 범위이고, 일반식 MxOy·nH2O(M은 금속 원자, x, y는 금속의 원자가에 의해 정해지는 1 이상의 정수, n은 함유 결정수의 수)로 표시되는 화합물 또는 상기 화합물을 포함하는 복염이다. 수화 금속 화합물의 일 적합예로서, 수산화알루미늄을 들 수 있다.
수화 금속 화합물은, 시판되고 있다. 수산화알루미늄의 시판품으로서는, 예를 들어 상품명 「하이지라이트 H-100-ME」(1차 평균 입경 75㎛)(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「하이지라이트 H-10」(1차 평균 입경 55㎛)(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「하이지라이트 H-32」(1차 평균 입경 8㎛)(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「하이지라이트 H-31」(1차 평균 입경 20㎛)(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「하이지라이트 H-42」(1차 평균 입경 1㎛)(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「B103ST」(1차 평균 입경 7㎛)(닛본 케이킨조꾸사제) 등을 들 수 있다. 또한, 수산화마그네슘의 시판품으로서는, 예를 들어 상품명 「KISUMA 5A」(1차 평균 입경 1㎛)(교와 가가꾸 고교사제) 등을 들 수 있다.
수화 금속 화합물 이외의 열전도성 필러의 시판품으로서는, 예를 들어 질화붕소로서, 상품명 「HP-40」(미즈시마 고킨테쯔사제), 상품명 「PT620」(모멘티브사제) 등, 예를 들어 산화알루미늄으로서, 상품명 「AS-50」(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「AS-10」(쇼와 덴꼬사제) 등; 예를 들어, 안티몬산 도프 주석으로서, 상품명 「SN-100S」(이시하라 산교사제), 상품명 「SN-100P」(이시하라 산교사제), 상품명 「SN-100D(수 분산품)」(이시하라 산교사제) 등; 예를 들어, 산화티타늄으로서, 상품명 「TTO 시리즈」(이시하라 산교사제) 등; 예를 들어, 산화아연으로서, 상품명 「SnO-310」(스미토모 오사카 시멘트사제), 상품명 「SnO-350」(스미토모 오사카 시멘트사제), 상품명 「SnO-410」(스미토모 오사카 시멘트사제) 등;을 들 수 있다.
여기에 개시되는 기술에 있어서, 수지층에 포함되는 열전도성 필러의 굴절률 nf와, 수지층에 포함되는 수지의 굴절률 np의 차는 0.04 이하이다. 이렇게 굴절률 차가 작은 수지와 열전도성 필러를 조합하여 포함하는 수지층을 구비한 구성에 의하면, 광투과성이 높은 열전도성 시트를 실현하기 쉽다.
수지의 굴절률 np와, 열전도성 필러의 굴절률 nf는, 그 굴절률 차가 상기의 관계를 충족하는 한에 있어서, 대소 관계는 문제되지 않는다. 즉, 여기에 개시되는 기술에 있어서, 수지의 굴절률 np로부터 열전도성 필러의 굴절률 nf를 감한 값(np-nf)은, ±0.04 이내이다. 몇 가지의 양태에 있어서, np-nf는, -0.02 이상 0.04 이하인 것이 바람직하고, 0 이상 0.03 이하여도 되고, 0 이상 0.02 이하여도 된다. 또한, 그 밖의 몇 가지의 양태에 있어서, np-nf는 -0.04 이상 0 이하여도 되고, -0.04 이상 -0.01 이하여도 되고, -0.04 이상 -0.02 이하여도 된다. 수지의 굴절률 np로부터 열전도성 필러의 굴절률 nf를 감한 값이 상기의 범위이면, 광투과성이 높은 열전도성 시트를 실현하기 쉽다.
열전도성 필러의 굴절률 nf는, 수지의 굴절률 np와 상기의 관계를 충족하는 한에 있어서, 특별히 한정되지 않는다. 열전도성 필러의 굴절률 nf는, 몇 가지의 양태에 있어서, 1.70 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.65 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.60 이하이다. 열전도성 필러의 굴절률 nf의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 통상 1.45 이상인 것이 적당하고, 바람직하게는 1.50 이상, 더욱 바람직하게는 1.55 이상이다.
수지층에 있어서의 열전도성 필러의 함유량은 특별히 한정되지 않고, 열전도성 시트에 원해지는 열전도율 등에 따라서 설정될 수 있다. 열전도성 필러의 함유량은, 수지층에 포함되는 수지 100중량부에 대하여, 5중량부 이상이어도 되고, 10중량부 이상이어도 되고, 33중량부 이상이어도 된다. 열전도성 필러의 함유량은, 수지 100중량부에 대하여, 50중량부 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 66중량부 이상이고, 더욱 바람직하게는 100중량부 이상이다. 열전도성 필러의 함유량의 증대에 의해, 수지층의 열전도성은 향상되는 경향이 있다. 몇 가지의 양태에 있어서, 열전도성 필러의 함유량은, 수지층에 포함되는 수지 100중량부에 대하여, 120중량부 이상이어도 되고, 150중량부 이상이어도 되고, 185중량부 이상이어도 된다. 또한, 수지층의 광투과성 저하를 억제하는 관점, 또는, 수지층의 표면 평활성의 저하를 방지하여 부재(예를 들어 피착체)와의 양호한 밀착 상태를 얻기 쉽게 하는 관점에서, 열전도성 필러의 함유량은, 통상 수지층에 포함되는 수지 100중량부에 대하여 900중량부 이하인 것이 적당하고, 400중량부 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 300중량부 이하 또는 250중량부 이하이고, 200중량부 이하여도 된다.
열전도성 필러의 평균 입경은, 특별히 한정되지 않는다. 상기 평균 입경은, 통상 100㎛ 이하인 것이 적당하고, 50㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20㎛ 이하여도 된다. 평균 입경이 작아지면, 수지층의 표면 평활성이 향상되고, 부재(예를 들어 피착체)에 대한 밀착성이 향상되는 경향이 있다. 몇 가지의 양태에 있어서, 열전도성 필러의 평균 입경은, 10㎛ 이하여도 되고, 5㎛ 이하여도 되고, 3㎛ 이하여도 된다. 또한, 필러의 평균 입경은, 예를 들어 0.1㎛ 이상이면 되고, 0.2㎛ 이상이어도 되고, 0.5㎛ 이상이어도 된다. 평균 입경이 너무 작지 않은 것은, 열전도성 필러의 취급성이나 분산성의 관점에서 유리해질 수 있다.
몇 가지의 양태에 있어서, 열전도성 필러의 평균 입경은, 수지층의 두께 Ta에 대하여, 0.5Ta 미만인 것이 바람직하다. 여기서, 본 명세서에 있어서 열전도성 필러의 평균 입경이란, 특기하지 않는 경우, 체 분리법에 기초하는 측정에 의해 얻어진 입도 분포에 있어서, 중량 기준의 누적 입도가 50％가 되는 입경(50％ 메디안 직경)을 말한다. 열전도성 필러의 평균 입경이 수지층의 두께 Ta의 50％ 미만이면, 해당 수지층에 포함되는 열전도성 필러의 50중량％ 이상이 수지층의 두께 Ta보다도 작은 입경을 갖는다고 할 수 있다. 수지층에 포함되는 필러의 50중량％ 이상이 수지층의 두께 Ta보다도 작은 입경을 가짐으로써, 수지층의 표면(당해 수지가 점착제인 경우에는, 점착면)에 있어서 양호한 표면 상태(예를 들어 평활성)가 유지되는 경향이 커진다. 이것은, 접촉체(예를 들어, 피착체)와의 밀착성 향상에 의한 열전도 성향상의 관점에서 바람직하다.
여기에 개시되는 열전도성 시트는, 상기 체 분리법에 기초하는 측정에 의해 얻어진 입도 분포에 있어서, 수지층에 포함되는 열전도성 필러의 60중량％ 이상이 해당 수지층의 두께 Ta(보다 바람직하게는 0.7Ta, 더욱 바람직하게는 0.5Ta)보다도 작은 입경을 갖는 양태로 바람직하게 실시될 수 있다. 열전도성 필러 중 해당 수지층의 두께 Ta(보다 바람직하게는 0.7Ta, 더욱 바람직하게는 0.5Ta)보다도 작은 입경을 갖는 입자의 비율은, 예를 들어 70중량％ 이상이어도 되고, 80중량％ 이상이어도 되고, 90중량％ 이상이어도 된다. 수지층에 포함되는 열전도성 필러의 실질적으로 전량이 상기 수지층의 두께 Ta(보다 바람직하게는 0.7Ta, 더욱 바람직하게는 0.5Ta)보다도 작은 입경을 갖고 있는 것이 보다 바람직하다. 여기서, 실질적으로 전량이란, 전형적으로는 99중량％ 이상 100중량％ 이하, 예를 들어 99.5중량％ 이상 100중량％ 이하를 말한다.
(분산제)
수지층을 형성하기 위한 수지 조성물에는, 해당 수지 조성물에 있어서 필러를 양호하게 분산시키기 위해서, 필요에 따라 분산제를 함유시킬 수 있다. 필러가 양호하게 분산된 수지 조성물에 의하면, 열전도성의 균일성이 향상된 수지층이 형성될 수 있다.
분산제로서는, 공지된 계면 활성제를 사용할 수 있다. 상기 계면 활성제에는, 비이온성, 음이온성, 양이온성 및 양성의 것이 포함된다. 분산제는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
바람직한 분산제의 일례로서, 인산에스테르를 들 수 있다. 예를 들어, 인산의 모노에스테르, 인산의 디에스테르, 인산의 트리에스테르, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 인산에스테르의 구체예로서는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르 또는 폴리옥시에틸렌아릴에테르의 인산모노에스테르, 동일하게 인산디에스테르, 동일하게 인산트리에스테르 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 적합예로서, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 또는 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르의 인산모노에스테르 및 폴리옥시에틸렌알킬에테르 또는 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르의 인산디에스테르를 들 수 있다. 이러한 인산에스테르에 있어서의 알킬기의 탄소 원자수는, 예를 들어 6 내지 20이고, 바람직하게는 8 내지 20, 보다 바람직하게는 10 내지 18, 전형적으로는 12 내지 16이다.
상기 인산에스테르로서, 시판품을 사용할 수 있다. 예를 들어, 다이이찌 고교 세야꾸사제의 상품명 「플라이서프 A212E」, 「플라이서프 A210G」, 「플라이서프 A212C」, 「플라이서프 A215C」, 토호 가가꾸사제의 상품명 「포스페놀 RE610」, 「포스페놀 RS710」, 「포스페놀 RS610」 등을 들 수 있다.
분산제의 사용량은, 필러 100중량부에 대하여 예를 들어 0.01 내지 25중량부로 할 수 있고, 통상은 0.1 내지 25중량부로 하는 것이 적당하다. 필러의 분산 불량에 의한 수지 조성물의 도포 시공성 저하나 표면의 평활성 저하를 방지하는 관점에서, 필러 100중량부에 대한 분산제의 사용량은, 0.5중량부 이상이 바람직하고, 1중량부 이상이 보다 바람직하고, 2중량부 이상이 더욱 바람직하고, 5중량부 이상으로 해도 된다. 또한, 분산제의 과잉 사용에 의한 점착성 등의 성능 저하를 피하는 관점에서, 필러 100중량부에 대한 분산제의 사용량은, 20중량부 이하가 바람직하고, 15중량부 이하가 보다 바람직하고, 12중량부 이하 또는 10중량부 이하로 해도 된다.
분산제의 사용량은, 열전도성 필러 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.01 내지 25중량부로 할 수 있고, 통상은 0.1 내지 25중량부로 하는 것이 적당하다. 열전도성 필러의 분산 불량에 의한 수지 조성물의 도포 시공성 저하나 표면의 평활성 저하를 방지하는 관점에서, 열전도성 필러 100중량부에 대한 분산제의 사용량은, 0.15중량부 이상이 바람직하고, 0.3중량부 이상이 보다 바람직하고, 0.5중량부 이상이 더욱 바람직하고, 1중량부 이상으로 해도 된다. 또한, 분산제의 과잉 사용에 의한 수지의 점착성 등의 성능 저하를 피하는 관점에서, 열전도성 필러 100중량부에 대한 분산제의 사용량은, 20중량부 이하가 바람직하고, 15중량부 이하가 보다 바람직하고, 12중량부 이하 또는 10중량부 이하로 해도 된다.
그 밖에, 여기에 개시되는 기술에 있어서의 수지층은, 본 발명의 효과를 현저하게 방해하지 않는 범위에서, 레벨링제, 가소제, 연화제, 착색제(염료, 안료 등), 대전 방지제, 노화 방지제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광안정제, 방부제 등의, 점착제 등의 수지에 사용될 수 있는 공지된 첨가제를 필요에 따라서 포함하고 있어도 된다.
(수지층의 형성)
여기에 개시되는 열전도성 시트에 포함되는 수지층은, 수지 조성물의 경화층일 수 있다. 즉, 해당 수지층은, 수지 조성물을 적당한 표면에 부여(예를 들어 도포)한 후, 경화 처리를 적절히 실시함으로써 형성될 수 있다. 2종 이상의 경화 처리(건조, 가교, 중합 등)를 행하는 경우, 이들은 동시에, 또는 다단계에 걸쳐 행할 수 있다. 모노머 성분의 부분 중합물(예를 들어, 아크릴계 폴리머 시럽)을 사용한 수지 조성물에서는, 전형적으로는, 상기 경화 처리로서, 최종적인 공중합 반응이 행하여진다. 즉, 부분 중합물을 새로운 공중합 반응에 제공하여 완전 중합물을 형성한다. 예를 들어, 광경화형의 수지 조성물이라면, 광조사가 실시된다. 필요에 따라, 가교, 건조 등의 경화 처리가 실시되어도 된다. 예를 들어, 광경화형 수지 조성물로 건조시킬 필요가 있는 경우에는, 건조 후에 광경화를 행하면 된다. 완전 중합물을 사용한 수지 조성물에서는, 전형적으로는, 상기 경화 처리로서, 필요에 따라 건조(가열 건조), 가교 등의 처리가 실시된다.
수지 조성물의 도포는, 예를 들어 그라비아 롤 코터, 리버스 롤 코터, 키스 롤 코터, 딥 롤 코터, 바 코터, 나이프 코터, 스프레이 코터 등의 관용의 코터를 사용하여 실시할 수 있다.
여기에 개시되는 열전도성 시트의 수지층 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 열전도성 및 광투과성을 향상시키는 관점에서, 수지층의 두께는, 통상 600㎛ 이하인 것이 적당하고, 300㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100㎛ 이하이고, 100㎛ 미만이어도 되고, 80㎛ 이하여도 되고, 70㎛ 이하여도 되고, 60㎛ 이하여도 되고, 55㎛ 이하여도 된다. 열전도성 시트의 요철 추종성(요철 흡수성으로서도 파악될 수 있음) 향상의 관점에서, 몇 가지의 양태에 있어서, 수지층의 두께는, 예를 들어 5㎛ 이상이어도 되고, 10㎛ 이상이면 되고, 20㎛ 이상이어도 되고, 30㎛ 이상이어도 되고, 40㎛ 이상이어도 된다.
몇 가지의 양태에 있어서, 상기 수지층은, 무용제형의 수지 조성물로 형성된 것일 수 있다. 여기서 무용제형이란, 용제의 함유량이 5중량％ 이하, 전형적으로는 1중량％ 이하인 수지 조성물을 말한다. 또한, 상기 용제란, 최종적으로 형성되는 수지층에는 포함되지 않는 성분을 가리킨다. 따라서, 예를 들어 아크릴계 폴리머 시럽에 포함될 수 있는 미반응된 모노머 등은, 상기 용제의 개념으로부터 제외된다. 무용제형의 수지 조성물로서는, 예를 들어 광경화형이나 핫 멜트형의 수지 조성물을 사용할 수 있다. 그 중에서도 광경화형(예를 들어 UV 경화형) 수지 조성물로 형성된 수지층이 바람직하다. 광경화형 수지 조성물을 사용한 수지층의 형성은, 해당 수지 조성물을 2매의 시트 사이에 끼워서 공기를 차단한 상태에서 광을 조사하여 경화시키는 양태로 행하여지는 경우가 많다.
<용도>
여기에 개시되는 열전도성 시트는, 당해 열전도성 시트를 접촉시킨 부재(예를 들어 피착체)의 방열 또는 해당 열전도성 시트를 통해서의 전열의 용도에 사용할 수 있다. 여기에 개시되는 열전도성 시트는 투명성이 우수하기 때문에, 당해 열전도성 시트를 포함하여 구축되는 디바이스에 대해서, 디바이스 구축의 정밀도가 향상되기 쉽다. 따라서, 여기에 개시되는 열전도성 시트는, 고도의 정밀도가 요구되는 정밀 기기, 소형 정밀 기기 등에 있어서의 부품의 방열 또는 해당 열전도성 시트를 통한 전열에 적합하다.
또한, 여기에 개시되는 열전도성 시트가 열전도성 점착 시트로서 구성되어 있는 경우에 있어서, 당해 열전도성 점착 시트는, 투명성이 높고 또한 점착성을 갖기 때문에, 피착체의 방열 또는 해당 열전도성 시트를 통해서의 전열에 첨가하여, 정밀 기기 등에 있어서의 부품의 고정, 접합 및 지지에도 적합하다.
이하, 본 발명에 따른 몇 가지의 실시예를 설명하지만, 본 발명을 이러한 실시예에 나타내는 것에 한정하는 것을 의도한 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에 있어서 「부」 및 「％」는, 특별히 언급이 없는 한 중량 기준이다.
<예 1>
(수지 조성물의 조정)
모노머 성분으로서의 플루오렌계 아크릴레이트(오사까 가스 케미컬사제, 상품명 「오그솔 EA-0300」) 58부 및 페닐페놀아크릴레이트(신나까무라 가가꾸 고교제, 에톡시화o-페닐페놀아크릴레이트, 상품명 「A-LEN-10」) 42부와, 상기 모노머 성분의 합계 100부에 대하여, 열전도성 필러로서의 수산화알루미늄(닛본 케이킨조꾸 가부시키가이샤제, 상품명 「수산화알루미늄 B103」, 평균 입경 7㎛) 200부와, 필러 분산제로서의 상품명 「플라이서프 A212E」(다이이찌 고교 세야꾸사제) 1.25부와, 광중합 개시제로서의 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(BASF사제, 상품명 「이르가큐어 184」) 0.05부 및 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온(BASF사제, 상품명 「이르가큐어 651」) 0.05부를 배합하고, 1000rpm으로 5분간 교반을 행하여, 수지 조성물 C1을 제작하였다.
(수지층의 형성)
폴리에스테르 필름의 편면이 실리콘계 박리 처리제에 의한 박리면으로 되어 있는 2종류의 박리 라이너 R1, R2를 준비하였다. 박리 라이너 R1로서는, 미쓰비시 쥬시 가부시키가이샤제의 상품명 「다이어포일 MRF」(두께 38㎛)를 사용하였다. 박리 라이너 R2로서는, 미쓰비시 쥬시 가부시키가이샤제의 상품명 「다이어포일 MRE」(두께 38㎛)를 사용하였다.
상기에서 조제한 수지 조성물 C1을 박리 라이너 R1의 박리면에 도포하여 두께 50㎛의 도포층을 형성하였다. 이어서, 상기 도포층의 표면에 박리 라이너 R2를, 그 박리면이 상기 도포층 측이 되도록 하여 씌움으로써, 상기 도포층을 산소로부터 차단하였다. 이 적층 시트(박리 라이너 R1/도포층/박리 라이너 R2의 적층 구조를 가짐)에, 도시바사제의 케미컬 라이트 램프를 사용하여 조도 3mW/㎠의 자외선을 360초간 조사함으로써, 상기 도포층을 경화시켜서 수지층을 형성하였다. 이와 같이 하여, 상기 수지층으로 이루어지는 열전도성 시트를 제작하였다. 또한, 상기 조도의 값은, 피크 감도 파장 약 350nm의 공업용 UV 체커(탑콘사제, 상품명 「UVR-T1」, 수광부형식 UD-T36)에 의한 측정값이다.
<예 2>
수산화알루미늄의 첨가량을, 모노머 성분의 합계 100부에 대하여 100부로 변경한 것 이외에는, 예 1과 마찬가지로 하여, 본 예에 관한 열전도성 시트를 제작하였다.
<예 3>
플루오렌계 아크릴레이트의 배합량을 17부로 변경하고, 페닐페놀아크릴레이트의 배합량을 83부로 변경한 것 이외에는, 예 2와 마찬가지로 하여, 본 예에 관한 열전도성 시트를 제작하였다.
<예 4>
플루오렌계 아크릴레이트의 배합량을 83부로 변경하고, 페닐페놀아크릴레이트의 배합량을 17부로 변경한 것 이외에는, 예 2와 마찬가지로 하여, 본 예에 관한 열전도성 시트를 제작하였다.
<예 5>
모노머 성분으로서의 아크릴산2-에틸헥실(2EHA) 50부, 벤질아크릴레이트(오사까 유끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「비스코트 #160」) 50부, N-비닐-2-피롤리돈(NVP) 5부, 아크릴산(AA) 2부 및 아크릴산4-히드록시부틸(4HBA) 1부와, 광중합 개시제로서의 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(BASF사제, 상품명 「이르가큐어 184」) 0.05부 및 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온(BASF사제, 상품명 「이르가큐어 651」) 0.05부를 배합하고, 질소 분위기 하에서 자외선을 조사하여, 점도(BH 점도계, No.5 로터, 10rpm, 측정 온도 30℃)가 약 10Pa·s가 될 때까지 중합하고, 중합률 5％의 부분 중합물을 제작하였다. 제작한 부분 중합물 70부에 대하여, 희석용 모노머로서 벤질아크릴레이트(오사까 유끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「비스코트 #160」)를 30부 첨가하고, 아크릴계 폴리머 시럽의 형태의 아크릴계 폴리머 A5를 조제하였다.
상기에서 조제한 아크릴계 폴리머 A5(아크릴계 폴리머 시럽) 100부에 대하여, 다관능성 모노머로서 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(상품명 「KAYARAD DPHA-40H」, 닛본 가야꾸사제)를 0.08부, 필러 분산제로서 상품명 「플라이서프 A212E」(다이이찌 고교 세야꾸사제)를 1.25부, 열전도성 필러로서 수산화알루미늄(닛본 케이킨조꾸 가부시키가이샤제, 상품명 「수산화알루미늄 B103」, 평균 입경 7㎛)을 200부 첨가하고, 균일하게 혼합하여 수지 조성물 C5를 조제하였다.
수지 조성물 C1 대신에, 상기에서 조제한 수지 조성물 C5를 사용한 것 이외에는, 예 1과 마찬가지로 하여, 본 예에 관한 열전도성 시트를 제작하였다. 또한, 본 예에 관한 열전도성 시트에 포함되는 수지층은 점착성을 갖고 있고, 환언하면, 본 예에 관한 열전도성 시트는, 양면 점착 시트의 형태를 갖는 열전도성 점착 시트였다.
<예 6>
수산화알루미늄 및 필러 분산제를 첨가하지 않은 것 이외에는, 예 1과 마찬가지로 하여, 본 예에 관한 열전도성 시트를 제작하였다.
<예 7>
희석용 모노머로서 벤질아크릴레이트 대신에 아크릴산2-에틸헥실(2EHA)을 30부 사용한 것 이외에는, 예 5와 마찬가지로 하여, 본 예에 관한 열전도성 시트를 제작하였다.
<예 8>
모노머 성분으로서의 아크릴산2-에틸헥실(2EHA) 80부, 아크릴산2-메톡시에틸(MEA) 12부, N-비닐-2-피롤리돈(NVP) 7부 및 N-(2-히드록시에틸)아크릴아미드(HEAA) 1부와, 광중합 개시제로서의 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(BASF사제, 상품명 「이르가큐어 184」) 0.05부 및 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온(BASF사제, 상품명 「이르가큐어 651」) 0.05부를 배합하고, 질소 분위기 하에서 자외선을 조사하여, 점도(BH 점도계, No.5 로터, 10rpm, 측정 온도 30℃)가 약 20Pa·s가 될 때까지 중합하고, 상기 모노머 성분의 일부가 중합한 부분 중합물(아크릴계 폴리머 시럽)의 형태로 아크릴계 폴리머 A8을 조제하였다.
상기에서 조제한 아크릴계 폴리머 A8(아크릴계 폴리머 시럽) 100부에 대하여, 다관능성 모노머로서 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(상품명 「KAYARAD DPHA-40H」, 닛본 가야꾸사제)를 0.05부, 필러 분산제로서 상품명 「플라이서프 A212E」(다이이찌 고교 세야꾸사제)를 0.9부, 열전도성 필러로서 수산화알루미늄(닛본 케이킨조꾸 가부시키가이샤제, 상품명 「수산화알루미늄 B103」, 평균 입경 7㎛)을 100부 첨가하고, 균일하게 혼합하여 수지 조성물 C8을 조제하였다.
수지 조성물 C1 대신에, 상기에서 조제한 수지 조성물 C8을 사용한 것 이외에는, 예 1과 마찬가지로 하여, 본 예에 관한 열전도성 시트를 제작하였다.
<예 9>
수산화알루미늄의 첨가량을, 아크릴계 폴리머 100부에 대하여 250부로 변경한 것 이외에는, 예 8과 동일하게 하여, 본 예에 관한 열전도성 시트를 제작하였다.
<굴절률>
각 예에 관한 열전도성 시트를 제작하는 데 사용한 수지 조성물로부터, 열전도성 필러로서의 수산화알루미늄을 제외한 수지 조성물을 상기의 열전도성 시트 제작 방법과 마찬가지로 하여 경화시킨 수지에 대해서, 그 굴절률을, 다파장 아베 굴절률계(ATAGO사제, 형식 「DR-M2」)를 사용하고, 파장 589nm 및 23℃의 측정 조건(이하의 열전도성 필러의 굴절률 측정에 있어서도 동일)에서 측정하고, 얻어진 값을 표 1의 「굴절률 np」란에 나타내었다. 또한, 각 예에 관한 열전도성 시트를 제작하는 데 사용한 열전도성 필러로서의 수산화알루미늄의 굴절률을 측정하고, 얻어진 값을 표 1의 「굴절률 nf」란에 나타내었다. 또한, 각 예에 관한 열전도성 시트에 대해서, 상기 측정한 수지 굴절률 np로부터 필러 굴절률 nf를 감한 값을 산출하고, 얻어진 값을 표 1의 「굴절률 차 np-nf」란에 나타내었다.
<투과율의 측정>
각 예에 관한 열전도성 시트의 투과율을, 무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠사제의 고속 적분구식 분광 투과율 측정기(형식 「DOT-3」)를 사용하여, 23℃의 온도 조건 하에서, 파장이 400nm의 광을 열전도성 시트의 한쪽 면에 수직으로 조사하고, 다른 쪽 면에 투과한 광의 강도를 측정함으로써 구하여, 얻어진 값을 표 1의 「투과율」란에 나타내었다.
<열전도율의 측정>
각 예에 관한 열전도성 시트에 대해서, 두께 방향에 관한 열전도성을, 도 5의 (a), (b)에 나타내는 열특성 평가 장치를 사용하여 실시하였다. 여기서, 도 5의 (a)는 열특성 평가 장치의 정면 개략도이고, 도 5의 (b)는 해당 열특성 평가 장치의 측면 개략도이다. 또한, 측정 시에 박리 라이너 R1, R2는 제외되어 있다.
구체적으로는, 1변이 20mm의 입방체가 되도록 형성된 알루미늄제(A5052, 열전도율: 140W/m·K)의 한 쌍의 블록(「로드」라고 칭하는 경우도 있음) L 사이에, 열전도성 시트 S(세로 20mm, 가로 20mm의 정사각형)를 끼워 넣고, 한 쌍의 블록 L을 열전도성 시트 S에 밀착시켰다. 그리고, 한 쌍의 블록 L이 상하가 되도록, 발열체(히터 블록) H와 방열체(냉각수가 내부를 순환하도록 구성된 냉각 베이스판) C 사이에 배치하였다. 구체적으로는, 상측의 블록 L 위에 발열체 H를 배치하고, 하측의 블록 L 아래에 방열체 C를 배치하였다.
이때, 열전도성 시트 S와 밀착한 한 쌍의 블록 L은, 발열체 H 및 방열체 C를 관통하는 한 쌍의 압력 조정용 나사 J 사이에 위치하고 있다. 또한, 압력 조정용 나사 J와 발열체 H 사이에는 로드 셀 R이 배치되어 있고, 압력 조정용 나사 J를 조였을 때의 압력이 측정되도록 구성되어 있다. 이 압력을 열전도성 시트 S에 가해지는 압력으로서 사용하였다. 구체적으로는, 이 시험에 있어서, 압력 조정용 나사 J를, 열전도성 시트 S에 가해지는 압력이 25N/㎠(250kPa)로 되도록 조였다.
또한, 하측의 블록 L 및 열전도성 시트 S를 방열체 C측에서 관통하도록 접촉식 변위계의 3개의 프로브 P(직경 1mm)를 설치하였다. 이때, 프로브 P의 상단부는, 상측의 블록 L의 하면에 접촉한 상태로 되어 있고, 상하의 블록 L 사이의 간격(열전도성 시트 S의 두께)을 측정 가능하게 구성되어 있다.
발열체 H 및 상하의 블록 L에 온도 센서 D를 설치하였다. 구체적으로는, 발열체의 1군데에 온도 센서 D를 설치하였다. 또한, 각 블록 L의 5군데에, 상하 방향으로 5mm의 간격으로, 온도 센서 D를 각각 설치하였다.
측정에 있어서는, 먼저 압력 조정용 나사 J를 조여 열전도성 시트 S에 압력을 가하고, 발열체 H의 온도를 80℃로 설정함과 함께, 방열체 C에 20℃의 냉각수를 순환시켰다.
그리고, 발열체 H 및 상하의 블록 L의 온도가 안정된 후, 상하의 블록 L의 온도를 각 온도 센서 D로 측정하고, 상하의 블록 L의 열전도율[W/m·K]과 온도 구배로부터 열전도성 시트 S를 통과하는 열 유속을 산출함과 함께, 상하의 블록 L과 열전도성 시트 S의 계면의 온도를 산출하였다. 그리고, 이들을 사용하여 상기 압력에 있어서의 열전도율[W/m·K]을, 하기의 열전도율 방정식(푸리에의 법칙)을 사용하여 산출하였다. 얻어진 값을 표 1의 「열전도율」란에 나타내었다.
Q=-λgradT
단, 상기 식에 있어서,
Q: 단위 면적당 열 유속
gradT: 온도 구배
λ: 열전도율
Figure pat00002
열전 전도성 필러로서의 수산화알루미늄을 포함하고, 또한, 수지의 굴절률 np로부터 수산화알루미늄의 굴절률 nf를 감한 값(np-nf)이 ±0.04 이내인 예 1 내지 예 5의 열전도성 시트는, 예 6의 열전도성 시트와 비교하여 열전도율이 명백하게 높고, 또한, 예 7 내지 9의 열전도성 시트와 비교하여 높은 투과율을 나타내는 것이 확인되었다.
이상, 본 발명의 구체예를 상세하게 설명했지만, 이들은 예시에 지나지 않고, 특허 청구 범위를 한정하는 것은 아니다. 특허 청구 범위에 기재된 기술에는, 이상에 예시한 구체예를 다양하게 변형, 변경한 것이 포함된다.
10: 열전도성 시트
12: 수지층
12A: 제1 면
12B: 제2 면
20: 열전도성 점착 시트(양면 점착 시트)
22: 수지층(점착층)
22A: 제1 점착면
22B: 제2 점착면
24: 박리 라이너
26: 박리 라이너
30: 열전도성 점착 시트(양면 점착 시트)
32: 지지 기재
32A: 제1 면
32B: 제2 면
34: 제1 수지층
34A: 제1 수지층의 표면(제1 점착면)
36: 제2 수지층
36A: 제2 수지층의 표면(제2 점착면)
38: 박리 라이너
39: 박리 라이너
40: 열전도성 점착 시트(양면 점착 시트)
42: 수지층
42A: 제1 면
42B: 제2 면
44: 제1 점착제층
44A: 제1 점착제층의 표면(제1 점착면)
46: 제2 점착제층
46A: 제2 점착제층의 표면(제2 점착면)
48: 박리 라이너
49: 박리 라이너
200: 박리 라이너를 구비한 열전도성 점착 시트
300: 박리 라이너를 구비한 열전도성 점착 시트
400: 박리 라이너를 구비한 열전도성 점착 시트

Claims (9)

  1. 수지 및 열전도성 필러를 함유하는 수지층을 구비하는 열전도성 시트이며,
    상기 수지의 굴절률 np와 상기 열전도성 필러의 굴절률 nf가, 다음의 관계식: -0.04≤(np-nf)≤0.04;를 충족하는, 열전도성 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열전도성 필러의 함유량이, 상기 수지 100중량부에 대하여 50중량부 이상 250중량부 이하인, 열전도성 시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수지는, 베이스 폴리머로서 아크릴계 폴리머를 포함하는, 열전도성 시트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 아크릴계 폴리머는, 모노머 A를 포함하는 모노머 성분의 중합물이고,
    상기 모노머 A는, 그 단독 중합체가 굴절률 1.50 이상의 고굴절률 폴리머인 모노머인, 열전도성 시트.
  5. 제4항에 있어서, 상기 모노머 A는, 플루오렌계 (메트)아크릴레이트, 페닐페놀(메트)아크릴레이트 및 벤질(메트)아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 열전도성 시트.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 모노머 성분 전량 중 상기 모노머 A의 비율은 50중량％ 이상인, 열전도성 시트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열전도성 필러는 수화 금속 화합물을 포함하는, 열전도성 시트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지의 굴절률 np가 1.49 이상 1.65 이하인, 열전도성 시트.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지층은, 점착성을 갖는 층인, 열전도성 시트.
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