KR20200033983A - 도전성 입자, 수지 입자, 도전 재료 및 접속 구조체 - Google Patents

도전성 입자, 수지 입자, 도전 재료 및 접속 구조체 Download PDF

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KR20200033983A
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Abstract

본 발명은 도전성 입자를 사용하여 전극간을 전기적으로 접속한 경우에 접속 저항을 낮게 하며, 접속 신뢰성을 높일 수 있는 도전성 입자를 제공한다. 본 발명에 관한 도전성 입자(1)는, 수지 입자(2)와, 수지 입자(2)의 표면 상에 배치된 도전층(3)을 갖는다. 도전성 입자(1)를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률은 1500N/mm2 이상 5000N/mm2 이하이다. 도전성 입자(1)를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의, 도전성 입자(1)를 50% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비는 2 이상 10 이하이다.

Description

도전성 입자, 수지 입자, 도전 재료 및 접속 구조체{CONDUCTIVE PARTICLE, RESIN PARTICLE, CONDUCTIVE MATERIAL, AND CONNECTION STRUCTURE}
본 발명은, 수지 입자의 표면 상에 도전층이 배치되어 있는 도전성 입자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 도전층이 표면 상에 배치되고, 수지 입자의 표면 상에 도전층이 배치되어 있는 도전성 입자를 얻기 위해 사용되는 수지 입자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 도전성 입자를 사용한 도전 재료 및 접속 구조체에 관한 것이다.
이방성 도전 페이스트 및 이방성 도전 필름 등의 이방성 도전 재료가 널리 알려져 있다. 상기 이방성 도전 재료에서는, 결합제 수지 중에 도전성 입자가 분산되어 있다.
플렉시블 기판, 유리 기판 및 반도체 칩 등의 다양한 접속 대상 부재의 전극간의 전기적인 접속에 상기 이방성 도전 재료가 사용되고 있다. 예를 들어, 터치 패널에서는 플렉시블 기판의 전극이 다른 전극과 이방성 도전 재료에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
상기 도전성 입자의 일례로서 하기 특허문헌 1에는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면에 형성된 도전층을 갖는 도전성 입자가 개시되어 있다. 기재 입자를 형성하기 위해, 디비닐벤젠-에틸비닐벤젠 혼합물이 단량체의 일부로서 사용되고 있다. 이 도전성 입자에서는, 입경의 10%가 변위되었을 때의 압축 탄성률(10% K값)이 2.5×109N/m2 이하, 압축 변형 회복률이 30% 이상, 파괴 변형이 30% 이상이다. 특허문헌 1에는, 상기 도전성 입자를 사용하여 기판의 전극간을 전기적으로 접속한 경우에 접속 저항이 낮아져, 접속 신뢰성이 높아지는 것이 기재되어 있다.
하기 특허문헌 2에는, 고탄력성 정형 입자의 표면에 도전층이 형성되어 있는 도전성 입자가 개시되어 있다. 상기 고탄력성 정형 입자를 10% 압축 변위했을 때의 압축 탄성률(10% K값)은 500 내지 2500N/mm2이며, 압축률 50% 이상에 있어서, 압축 하중의 해제 후의 압축 변형 회복률이 20 내지 45%의 범위 내이다.
일본 특허 공개 제2003-313304호 공보 일본 특허 공개 제2003-238622호 공보
최근, 플렉시블 기판의 전극을 다른 전극과 도전 접속할 때에는, 비교적 낮은 압력으로 도전 접속이 행해진다. 이러한 비교적 낮은 압력에서의 도전 접속에 있어서, 특허문헌 1, 2에 기재된 바와 같은 종래의 도전성 입자를 사용한 경우에는, 접속 저항을 충분히 낮게 하는 것이 곤란한 경우가 있다.
또한, 비교적 낮은 압력으로 도전 접속을 행하기 때문에, 도전성 입자를 비교적 부드럽게 하는 것만으로는 도전성 입자와 전극 사이에 결합제 수지가 말려 들어감에 의해, 접속 저항이 높아지는 경향이 있다. 또한, 결합제 수지의 말려 들어감이 발생한 결과, 전극간의 접속 신뢰성이 낮아진다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 도전성 입자를 사용하여 전극간을 전기적으로 접속한 경우에 접속 저항을 낮게 하며, 접속 신뢰성을 높일 수 있는 도전성 입자 및 수지 입자, 및 상기 도전성 입자 또는 상기 수지 입자를 사용한 도전 재료 및 접속 구조체를 제공한다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 갖는 도전성 입자로서, 상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률이 1500N/mm2 이상 5000N/mm2 이하이고, 상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의, 상기 도전성 입자를 50% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비가 2 이상 10 이하인, 도전성 입자가 제공된다.
상기 도전성 입자의 파괴 변형이 55% 이상인 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의, 상기 도전성 입자를 30% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비가 2 이상 10 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자는, 플렉시블 기판의 전극의 전기적인 접속에 사용되는 도전성 입자이다.
본 발명에 관한 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전성 입자는 터치 패널에 사용되는 도전성 입자이다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 도전층이 표면 상에 배치되고, 수지 입자와 상기 수지 입자와의 표면 상에 배치된 상기 도전층을 갖는 도전성 입자를 얻기 위해 사용되는 수지 입자로서, 상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률이 500N/mm2 이상 3000N/mm2 이하이고, 상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의, 상기 수지 입자를 50% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비가 1 이상 8 이하인, 수지 입자가 제공된다.
상기 수지 입자의 파괴 변형이 55% 이상인 것이 바람직하다. 상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의, 상기 수지 입자를 30% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비가 1 이상 8 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 수지 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 수지 입자는, 플렉시블 기판의 전극의 전기적인 접속에 사용되는 도전성 입자를 얻기 위한 수지 입자이다.
본 발명에 관한 수지 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 수지 입자는, 터치 패널에 사용되는 도전성 입자를 얻기 위한 수지 입자이다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 상술한 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료가 제공된다.
상기 도전 재료에서는, 상기 도전성 입자가 상술한 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와, 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고, 상기 접속부가 상술한 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체가 제공된다.
상기 접속 구조체에서는, 상기 도전성 입자가 상술한 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 도전성 입자에서는, 수지 입자의 표면 상에 도전층이 배치되어 있으며, 상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률이 1500N/mm2 이상 5000N/mm2 이하이고, 상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의 상기 도전성 입자를 50% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비가 2 이상 10 이하이기 때문에, 도전성 입자를 사용하여 전극간을 전기적으로 접속한 경우에 접속 저항을 낮게 하며, 접속 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명에 관한 수지 입자는 도전층이 표면 상에 배치되고, 수지 입자와 상기 수지 입자와의 표면 상에 배치된 상기 도전층을 갖는 도전성 입자를 얻기 위해 사용된다. 본 발명에 관한 수지 입자에서는, 상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률이 500N/mm2 이상 3000N/mm2 이하이고, 상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의 상기 수지 입자를 50% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비가 1 이상 8 이하이기 때문에, 수지 입자를 구비한 도전성 입자를 사용하여 전극간을 전기적으로 접속한 경우에 접속 저항을 낮게 하며, 접속 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 도전성 입자를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 정면 단면도이다.
이하, 본 발명의 상세한 사항을 설명한다.
본 발명에 관한 도전성 입자는, 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 갖는다. 상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률(10% K값)은 1500N/mm2 이상 5000N/mm2 이하이다. 상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률(10% K값)의 상기 도전성 입자를 50% 압축했을 때의 압축 탄성률(50% K값)에 대한 비(10% K값/50% K값)는 2 이상 10 이하이다.
본 발명에 관한 도전성 입자에서는 상술한 구성이 구비되어 있기 때문에, 도전성 입자를 사용하여 전극간을 전기적으로 접속한 경우에 접속 저항을 낮게 하며, 접속 신뢰성을 높일 수 있다. 플렉시블 기판의 전극이나 수지 필름 상에 배치된 전극을 도전 접속할 때에는, 비교적 낮은 압력으로 도전 접속이 행해진다. 본 발명에 관한 도전성 입자에서는 비교적 낮은 압력으로 도전 접속을 행하였다고 해도, 접속 저항을 충분히 낮게 하고, 나아가 전극간의 접속 신뢰성을 충분히 높일 수 있다.
특히 도전성 입자에 있어서의 상기 비(10% K값/50% K값)가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전 접속시에 도전성 입자가 전극과 충분한 접촉 면적을 확보할 수 있는 결과, 도전성이 양호해진다.
비교적 낮은 압력으로 도전 접속을 행하여도 접속 저항을 충분히 낮게 하고, 전극간의 접속 신뢰성을 충분히 높일 수 있기 때문에, 상기 도전성 입자는 플렉시블 기판의 전극의 전기적인 접속에 사용되는 도전성 입자인 것이 바람직하고, 수지 필름 상에 배치된 전극의 전기적인 접속에 사용되는 도전성 입자인 것이 바람직하고, 터치 패널에 사용되는 도전성 입자인 것이 바람직하다.
접속 저항을 더욱 낮게 하고, 전극간의 접속 신뢰성을 더욱 높이는 관점에서는, 상기 도전성 입자의 10% K값은 바람직하게는 2000N/mm2 이상, 보다 바람직하게는 2500N/mm2 이상, 바람직하게는 4500N/mm2 이하, 보다 바람직하게는 4000N/mm2 이하이다.
접속 저항을 더욱 낮게 하고, 전극간의 접속 신뢰성을 더욱 높이는 관점에서는, 상기 도전성 입자에 있어서의 상기 비(10% K값/50% K값)는 바람직하게는 3 이상, 바람직하게는 6 이하, 보다 바람직하게는 5 이하이다.
비교적 낮은 압력으로 도전 접속을 행한 경우에 접속 저항을 더욱 낮게 하고, 전극간의 접속 신뢰성을 더욱 높이는 관점에서는, 상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률(10% K값)의 상기 도전성 입자를 30% 압축했을 때의 압축 탄성률(30% K값)에 대한 비(10% K값/30% K값)는 바람직하게는 2 이상, 보다 바람직하게는 3 이상, 바람직하게는 10 이하, 보다 바람직하게는 6 이하이다.
본 발명에 관한 수지 입자는 도전층이 표면 상에 배치되고, 수지 입자와 상기 수지 입자와의 표면 상에 배치된 상기 도전층을 갖는 도전성 입자를 얻기 위해 사용된다. 상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률(10% K값)은 500N/mm2 이상 3000N/mm2 이하이다. 상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률(10% K값)의 상기 수지 입자를 50% 압축했을 때의 압축 탄성률(50% K값)에 대한 비(10% K값/50% K값)는 1 이상 8 이하이다.
본 발명에 관한 수지 입자에서는 상술한 구성이 구비되어 있기 때문에, 수지 입자를 구비한 도전성 입자를 사용하여 전극간을 전기적으로 접속한 경우에 접속 저항을 낮게 하며, 접속 신뢰성을 높일 수 있다. 본 발명에 관한 수지 입자를 사용한 도전성 입자에서는, 비교적 낮은 압력으로 도전 접속을 행하였다고 해도 접속 저항을 충분히 낮게 하고, 나아가 전극간의 접속 신뢰성을 충분히 높일 수 있다.
특히 수지 입자에 있어서의 상기 비(10% K값/50% K값)가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전 접속시에 도전성 입자가 전극과 충분한 접촉 면적을 확보할 수 있는 결과, 도전성이 양호해진다.
비교적 낮은 압력으로 도전 접속을 행하여도 접속 저항을 충분히 낮게 하고, 전극간의 접속 신뢰성을 충분히 높일 수 있기 때문에, 상기 수지 입자는, 플렉시블 기판의 전극의 전기적인 접속에 사용되는 도전성 입자를 얻기 위한 수지 입자인 것이 바람직하고, 수지 필름 상에 배치된 전극의 전기적인 접속에 사용되는 도전성 입자를 얻기 위한 수지 입자인 것이 바람직하고, 터치 패널에 사용되는 도전성 입자를 얻기 위한 수지 입자인 것이 바람직하다.
접속 저항을 더욱 낮게 하고, 전극간의 접속 신뢰성을 더욱 높이는 관점에서는, 상기 수지 입자의 10% K값은 바람직하게는 1000N/mm2 이상, 바람직하게는 2500N/mm2 이하이다.
접속 저항을 더욱 낮게 하고, 전극간의 접속 신뢰성을 더욱 높이는 관점에서는, 상기 수지 입자에 있어서의 상기 비(10% K값/50% K값)는 바람직하게는 1.2 이상, 보다 바람직하게는 1.3 이상, 바람직하게는 6 이하이다. 상기 수지 입자에 있어서의 상기 비(10% K값/50% K값)는 3 이하일 수도 있다.
비교적 낮은 압력으로 도전 접속을 행한 경우에 접속 저항을 더욱 낮게 하고, 전극간의 접속 신뢰성을 더욱 높이는 관점에서는, 상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률(10% K값)의 상기 수지 입자를 30% 압축했을 때의 압축 탄성률(30% K값)에 대한 비(10% K값/30% K값)는 바람직하게는 1 이상, 보다 바람직하게는 1.2 이상, 바람직하게는 8 이하, 보다 바람직하게는 6 이하이다.
터치 패널 용도의 경우, 이방 도전성 재료는 일반적으로 수지 기판끼리의 접합에 사용된다. 터치 패널에 있어서의 접합 공정에서는, 기판의 열 압착시에 ITO 전극의 깨짐의 원인이 되는 기판의 열 변형을 가능한 한 억제하기 위해, 저온 저압의 조건하에서 압착이 행해진다. 이 경우에 있어서 도전성 입자가 충분히 변형되어 기판과 충분히 접촉하고, 도전성 입자와 기판의 접촉 면적을 확보하기 위해, 도전성 입자가 유연한 것이 요구된다. 또한, 전극이 은인 경우에 있어서도, 부드러운 은 전극을 변형시키지 않기 위해 도전성 입자가 유연한 것이 요구된다.
그러나, 도전성 입자가 유연한 경우, 도전성 입자와 전극 사이에 결합제 수지의 말려 들어감이 발생하기 쉬워진다. 이것을 방지하기 위해, 입자의 압축 초기에 경질인 것이 요구된다.
본 발명에 관한 도전성 입자 및 수지 입자에 있어서의 상술한 물성을 만족함으로써, 도전성 입자가 터치 패널 용도에 적절하게 사용 가능해진다.
상기 도전성 입자 및 상기 수지 입자에 있어서의 상기 압축 탄성률(10% K값, 30% K값, 50% K값)은, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
미소 압축 시험기를 사용하여, 원기둥(직경 50㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서 25℃, 압축 속도 2.6mN/초 및 최대 시험 하중 10gf의 조건하에 수지 입자를 압축한다. 이때의 하중값(N) 및 압축 변위(mm)를 측정한다. 얻어진 측정값으로부터, 상기 압축 탄성률을 하기 식에 의해 구할 수 있다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」등이 사용된다.
K값(N/mm2)=(3/21/2)ㆍFㆍS-3/2ㆍR-1/2
도전성 입자:
F: 도전성 입자가 10%, 30% 또는 50% 압축 변형되었을 때의 하중값(N)
S: 도전성 입자가 10%, 30% 또는 50% 압축 변형되었을 때의 압축 변위(mm)
R: 도전성 입자의 반경(mm)
수지 입자:
F: 수지 입자가 10%, 30% 또는 50% 압축 변형되었을 때의 하중값(N)
S: 수지 입자가 10%, 30% 또는 50% 압축 변형되었을 때의 압축 변위(mm)
R: 수지 입자의 반경(mm)
상기 압축 탄성률은, 도전성 입자 및 수지 입자의 경도를 보편적이면서도 정량적으로 나타낸다. 상기 압축 탄성률의 사용에 의해, 도전성 입자 및 수지 입자의 경도를 정량적이면서도 일의적으로 나타낼 수 있다.
접속 신뢰성을 더욱 양호하게 하는 관점에서는, 상기 도전성 입자의 파괴 변형은 바람직하게는 55% 이상, 보다 바람직하게는 60% 이상, 더욱 바람직하게는 70% 이상이다. 또한, 파괴되지 않는 경우에는, 파괴 변형은 실질적으로 70%를 초과한다.
접속 신뢰성을 더욱 양호하게 하는 관점에서는, 상기 수지 입자의 파괴 변형은 바람직하게는 55% 이상, 보다 바람직하게는 60% 이상, 더욱 바람직하게는 70% 이상이다. 또한, 파괴되지 않는 경우에는, 파괴 변형은 실질적으로 70%를 초과한다.
상기 파괴 변형은, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
미소 압축 시험기를 사용하여, 원기둥(직경 50㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서 25℃, 압축 속도 2.6mN/초 및 최대 시험 하중 10gf의 조건하에 수지 입자를 압축한다. 압축의 과정에 있어서 도전성 입자 또는 수지 입자가 파괴되었을 때의 압축 변위의 측정값으로부터, 하기 식에 의해 구해지는 값이다.
파괴 변형(%)=(B/D)×100
도전성 입자:
B: 도전성 입자가 파괴되었을 때의 압축 변위(mm)
D: 도전성 입자의 직경(mm)
수지 입자:
B: 수지 입자가 파괴되었을 때의 압축 변위(mm)
D: 수지 입자의 직경(mm)
접속 신뢰성을 더욱 양호하게 하는 관점에서는, 상기 도전성 입자의 압축 회복률은 바람직하게는 10% 이상, 보다 바람직하게는 15% 이상이다.
접속 신뢰성을 더욱 양호하게 하는 관점에서는, 상기 수지 입자의 압축 회복률은 바람직하게는 10% 이상, 보다 바람직하게는 15% 이상이다.
상기 압축 회복률은, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
시료대 상에 도전성 입자 또는 수지 입자를 산포한다. 산포된 도전성 입자 또는 수지 입자 1개에 대하여, 미소 압축 시험기를 사용하여 도전성 입자 또는 수지 입자의 중심 방향으로 도전성 입자 또는 수지 입자가 50% 압축 변형될 때까지 부하(반전 하중값)를 부여한다. 그 후, 원점용 하중값(0.40mN)까지 제하(除荷)를 행한다. 이 사이의 하중-압축 변위를 측정하여, 하기 식으로부터 압축 회복률을 구할 수 있다. 또한, 부하 속도는 0.33mN/초로 한다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」등이 사용된다.
압축 회복률(%)=[(L1-L2)/L1]×100
L1: 부하를 부여할 때의 원점용 하중값으로부터 반전 하중값에 이를 때까지의 압축 변위
L2: 부하를 해방할 때의 반전 하중값으로부터 원점용 하중값에 이를 때까지의 제하 변위
단량체의 조성에 따라, 상기 압축 탄성률(10% K값, 30% K값 및 50% K값), 상기 파괴 변형 및 상기 압축 회복률을 상기한 범위로 제어하는 것이 가능하다.
이하, 수지 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체의 다른 상세한 사항을 설명한다.
(수지 입자)
상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서, 다양한 유기물이 적절하게 사용된다. 상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔 등의 폴리올레핀 수지; 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 페놀포름알데히드 수지, 멜라민포름알데히드 수지, 벤조구아나민포름알데히드 수지, 요소 포름알데히드 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥시드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰 및 에틸렌성 불포화기를 갖는 다양한 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시켜 얻어지는 중합체 등이 사용된다. 에틸렌성 불포화기를 갖는 다양한 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킴으로써, 도전 재료에 적합한 임의의 압축시의 물성을 갖는 수지 입자를 설계 및 합성할 수 있다.
상기 수지 입자를 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 중합시켜 얻는 경우에는, 상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체로서는 비가교성의 단량체와 가교성의 단량체를 들 수 있다.
상기 비가교성의 단량체로서는, 예를 들어 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체; (메트)아크릴산, 말레산, 무수 말레산 등의 카르복실기 함유 단량체; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 세틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트류; 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 1,3-아다만탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 산소 원자 함유 (메트)아크릴레이트류; (메트)아크릴로니트릴 등의 니트릴 함유 단량체; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 프로필비닐에테르 등의 비닐에테르류; 아세트산비닐, 부티르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐 등의 산 비닐에스테르류; 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 부타디엔 등의 불포화 탄화수소; 트리플루오로메틸(메트)아크릴레이트, 펜타플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 염화비닐, 불화비닐, 클로로스티렌 등의 할로겐 함유 단량체 등을 들 수 있다.
상기 가교성의 단량체로서는, 예를 들어 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 글리세롤트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)테트라메틸렌디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 (메트)아크릴레이트류; 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알릴트리멜리테이트, 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 디알릴에테르, γ-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 트리메톡시실릴스티렌, 비닐트리메톡시실란 등의 실란 함유 단량체 등을 들 수 있다.
상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 공지된 방법에 의해 중합 시킴으로써, 상기 수지 입자를 얻을 수 있다. 이 방법으로서는, 예를 들어 라디칼 중합 개시제의 존재하에서 현탁 중합하는 방법, 및 비가교된 종입자를 사용하여 라디칼 중합 개시제와 함께 단량체를 팽윤시켜 중합하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 수지 입자의 평균 입경은 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상, 바람직하게는 500㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하, 특히 바람직하게는 20㎛ 이하이다. 수지 입자의 평균 입경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자를 사용하여 전극간을 접속한 경우에 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 충분히 커지며, 도전층을 형성할 때에 응집된 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자를 통해 접속된 전극간의 간격이 지나치게 커지지 않으며, 도전층이 수지 입자의 표면으로부터 박리되기 어려워진다.
상기 수지 입자의 「평균 입경」은, 수 평균 입경을 나타낸다. 수지 입자의 평균 입경은, 임의의 수지 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 평균값을 산출함으로써 구해진다.
(도전성 입자)
도 1에, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 도전성 입자를 단면도로 도시한다.
도 1에 도시하는 도전성 입자(1)는, 수지 입자(2)와, 수지 입자(2)의 표면 상에 배치된 도전층(3)을 갖는다. 도전성 입자(1)는, 수지 입자(2)의 표면이 도전층(3)에 의해 피복된 피복 입자이다.
도 2에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 도전성 입자를 단면도로 도시한다.
도 2에 도시하는 도전성 입자(11)는, 수지 입자(2)와, 수지 입자(2)의 표면 상에 배치된 도전층(12)을 갖는다. 도전층(12)은, 내층인 제1 도전층(12A)과 외층인 제2 도전층(12B)을 갖는다. 수지 입자(2)의 표면 상에, 제1 도전층(12A)이 배치되어 있다. 제1 도전층(12A)의 표면 상에, 제2 도전층(12B)이 배치되어 있다.
상기 도전층을 형성하기 위한 금속은 특별히 한정되지 않는다. 상기 금속으로서는, 예를 들어 금, 은, 팔라듐, 구리, 백금, 아연, 철, 주석, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 탈륨, 게르마늄, 카드뮴, 규소 및 이들의 합금 등을 들 수 있다. 또한, 상기 금속으로서는, 주석 도프 산화인듐(ITO) 및 땜납 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 전극간의 접속 저항을 더욱 낮게 할 수 있기 때문에, 주석을 포함하는 합금, 니켈, 팔라듐, 구리 또는 금이 바람직하고, 니켈 또는 팔라듐이 바람직하다. 상기 도전층의 융점은 바람직하게는 300℃ 이상, 보다 바람직하게는 450℃ 이상이다. 상기 도전층은, 땜납이 아닌 도전층일 수도 있다.
도전성 입자(1)와 같이, 상기 도전층은 1개의 층에 의해 형성되어 있을 수도 있다. 도전성 입자(11)와 같이, 도전층은 복수의 층에 의해 형성되어 있을 수도 있다. 즉, 도전층은 2층 이상의 적층 구조를 가질 수도 있다. 도전층이 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에는, 최외층은 금층, 니켈층, 팔라듐층, 구리층 또는 주석과 은을 포함하는 합금층인 것이 바람직하고, 금층인 것이 보다 바람직하다. 최외층이 이들의 바람직한 도전층인 경우에는, 전극간의 접속 저항이 더욱 낮아진다. 또한, 최외층이 금층인 경우에는, 내부식성이 더욱 높아진다.
상기 수지 입자의 표면에 도전층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 도전층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 무전해 도금에 의한 방법, 전기 도금에 의한 방법, 물리적 증착에 의한 방법, 및 금속 분말 또는 금속 분말과 결합제를 포함하는 페이스트를 수지 입자의 표면에 코팅하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도전층의 형성이 간편하기 때문에 무전해 도금에 의한 방법이 바람직하다. 상기 물리적 증착에 의한 방법으로서는, 진공 증착, 이온 플레이팅 및 이온 스퍼터링 등의 방법을 들 수 있다.
상기 도전성 입자의 평균 입경은 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상, 바람직하게는 520㎛ 이하, 보다 바람직하게는 500㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 100㎛ 이하, 특히 바람직하게는 50㎛ 이하, 가장 바람직하게는 20㎛ 이하이다. 도전성 입자의 평균 입경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자를 사용하여 전극간을 접속한 경우에 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 충분히 커지며, 도전층을 형성할 때에 응집된 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한, 도전성 입자를 통해 접속된 전극간의 간격이 지나치게 커지지 않으며, 도전층이 수지 입자의 표면으로부터 박리되기 어려워진다.
상기 도전성 입자의 「평균 입경」은, 수 평균 입경을 나타낸다. 도전성 입자의 평균 입경은, 임의의 도전성 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 평균값을 산출함으로써 구해진다.
상기 도전층의 두께(도전층이 다층인 경우에는 도전층 전체의 두께)는 바람직하게는 0.005㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 바람직하게는 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.3㎛ 이하이다. 도전층의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면 충분한 도전성이 얻어지며, 도전성 입자가 지나치게 단단해지지 않아, 전극간의 접속시에 도전성 입자가 충분히 변형된다.
상기 도전층이 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우에 최외층의 도전층의 두께는 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 이하이다. 상기 최외층의 도전층의 두께가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 최외층의 도전층에 의한 피복이 균일해져, 내부식성이 충분히 높아지며, 전극간의 접속 저항이 더욱 낮아진다. 또한, 상기 최외층이 금 층인 경우의 금층의 두께가 얇을수록 비용이 낮아진다.
상기 도전층의 두께는, 예를 들어 투과형 전자 현미경(TEM)을 사용하여 도전성 입자의 단면을 관찰함으로써 측정할 수 있다.
상기 도전성 입자는, 상기 도전층의 외표면에 돌기를 가질 수도 있다. 상기 돌기는 복수인 것이 바람직하다. 도전성 입자에 의해 접속되는 전극의 표면에는, 산화 피막이 형성되어 있는 경우가 많다. 돌기를 갖는 도전성 입자를 사용한 경우에는, 전극간에 도전성 입자를 배치하여 압착시킴으로써, 돌기에 의해 상기 산화 피막이 효과적으로 배제된다. 그 때문에, 전극과 도전성 입자의 도전층을 더욱 확실하게 접촉시킬 수 있으며, 전극간의 접속 저항을 낮게 할 수 있다. 또한, 도전성 입자가 표면에 절연성 물질을 구비하는 경우에, 또는 도전성 입자가 결합제 수지 중에 분산되어 도전 재료로서 사용되는 경우에, 도전성 입자의 돌기에 의해 도전성 입자와 전극 사이의 절연성 물질 또는 결합제 수지를 효과적으로 배제할 수 있다. 그 때문에, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 도전성 입자의 표면에 돌기를 형성하는 방법으로서는, 수지 입자의 표면에 코어 물질을 부착시킨 후, 무전해 도금에 의해 도전층을 형성하는 방법, 및 수지 입자의 표면에 무전해 도금에 의해 도전층을 형성한 후, 코어 물질을 부착시키고, 나아가 무전해 도금에 의해 도전층을 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 돌기를 형성하기 위해 상기 코어 물질을 사용하지 않을 수도 있다.
상기 도전성 입자는, 상기 도전층의 외표면 상에 배치된 절연성 물질을 구비하고 있을 수도 있다. 이 경우에는, 도전성 입자를 전극간의 접속에 사용하면, 인접하는 전극간의 단락을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 복수의 도전성 입자가 접촉했을 때에 복수의 전극간에 절연성 물질이 존재하기 때문에, 상하의 전극간이 아닌 가로 방향에 인접하는 전극간의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 전극간의 접속 시에 2개의 전극으로 도전성 입자를 가압함으로써, 도전성 입자의 도전층과 전극 사이의 절연성 물질을 용이하게 배제할 수 있다. 도전성 입자가 상기 도전층의 표면에 돌기를 갖는 경우에는, 도전성 입자의 도전층과 전극 사이의 절연성 물질을 더욱 용이하게 배제할 수 있다. 상기 절연성 물질은, 절연성 수지층 또는 절연성 입자인 것이 바람직하다. 상기 절연성 입자는, 절연성 수지 입자인 것이 바람직하다.
(도전 재료)
본 발명에 관한 도전 재료는, 상술한 도전성 입자와 결합제 수지를 포함한다. 이 도전 재료에 있어서의 도전성 입자가 상술한 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 절연성 입자 부착 도전성 입자는, 결합제 수지 중에 분산되어 도전 재료로서 사용할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 도전 재료는, 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다.
상기 결합제 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지로서, 공지된 절연성의 수지가 사용된다. 상기 결합제 수지로서는, 예를 들어 비닐 수지, 열가소성 수지, 경화성 수지, 열가소성 블록 공중합체 및 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 결합제 수지는 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 비닐 수지로서는, 예를 들어 아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 및 스티렌 수지 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들어 폴리올레핀 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 상기 경화성 수지로서는, 예를 들어 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리이미드 수지 및 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 경화성 수지는 상온 경화형 수지, 열경화형 수지, 광경화형 수지 또는 습기 경화형 수지일 수도 있다. 상기 경화성 수지는 경화제와 병용될 수도 있다. 상기 열가소성 블록 공중합체로서는, 예를 들어 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 수소 첨가물 및 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체의 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 상기 엘라스토머로서는, 예를 들어 스티렌-부타디엔 공중합 고무 및 아크릴로니트릴-스티렌 블록 공중합 고무 등을 들 수 있다.
상기 도전 재료는, 상기 도전성 입자 및 상기 결합제 수지 이외에, 예를 들어 충전제, 증량제, 연화제, 가소제, 중합 촉매, 경화 촉매, 착색제, 산화 방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 활제, 대전 방지제 및 난연제 등의 각종 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다.
상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 분산시키는 방법은, 종래 공지된 분산 방법을 사용할 수 있으며 특별히 한정되지 않는다. 상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 분산시키는 방법으로서는, 예를 들어 상기 결합제 수지 중에 상기 도전성 입자를 첨가한 후, 플라너터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 상기 도전성 입자를 물 또는 유기 용제 중에 호모지나이저 등을 사용하여 균일하게 분산시킨 후, 상기 결합제 수지 중에 첨가하고, 플라너터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법, 및 상기 결합제 수지를 물 또는 유기 용제 등으로 희석한 후, 상기 도전성 입자를 첨가하고, 플라너터리 믹서 등으로 혼련하여 분산시키는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명에 관한 도전 재료는, 도전 페이스트 및 도전 필름 등으로서 사용될 수 있다. 본 발명에 관한 도전 재료가 도전 필름인 경우에는, 도전성 입자를 포함하는 도전 필름에 도전성 입자를 포함하지 않는 필름이 적층되어 있을 수도 있다. 상기 도전 페이스트는 이방성 도전 페이스트인 것이 바람직하다. 상기 도전 필름은 이방성 도전 필름인 것이 바람직하다.
상기 도전 재료 100중량% 중, 상기 결합제 수지의 함유량은 바람직하게는 10중량% 이상, 보다 바람직하게는 30중량% 이상, 더욱 바람직하게는 50중량% 이상, 특히 바람직하게는 70중량% 이상, 바람직하게는 99.99중량% 이하, 보다 바람직하게는 99.9중량% 이하이다. 상기 결합제 수지의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면 전극간에 도전성 입자가 효율적으로 배치되고, 도전 재료에 의해 접속된 접속 대상 부재의 접속 신뢰성이 더욱 높아진다.
상기 도전 재료 100중량% 중, 상기 도전성 입자의 함유량은 바람직하게는 0.01중량% 이상, 보다 바람직하게는 0.1중량% 이상, 바람직하게는 20중량% 이하, 보다 바람직하게는 10중량% 이하이다. 상기 도전성 입자의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 도통 신뢰성이 더욱 높아진다.
본 발명에 관한 도전 재료는, 플렉시블 기판의 전극의 전기적인 접속에 사용되는 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 도전 재료는, 수지 필름 상에 배치된 전극의 전기적인 접속에 사용되는 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 도전 재료는, 플렉시블 기판의 전극의 전기적인 접속에 사용되는 터치 패널용 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 도전 재료는, 수지 필름 상에 배치된 전극의 전기적인 접속에 사용되는 터치 패널용 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 도전 재료는, 터치 패널용 이방성 도전 재료인 것이 바람직하다.
(접속 구조체)
상술한 도전성 입자를 사용하거나, 또는 상술한 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료를 사용하여 접속 대상 부재를 접속함으로써, 접속 구조체를 얻을 수 있다.
상기 접속 구조체는, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고, 상기 접속부가 상술한 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상술한 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료(이방성 도전 재료 등)에 의해 형성되어 있는 접속 구조체인 것이 바람직하다. 도전성 입자가 단독으로 사용된 경우에는, 접속부 자체가 도전성 입자이다. 즉, 제1, 제2 접속 대상 부재가 도전성 입자에 의해 접속된다.
상기 제1 접속 대상 부재는 표면에 제1 전극을 갖는 것이 바람직하다. 상기 제2 접속 대상 부재는 표면에 제2 전극을 갖는 것이 바람직하다. 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.
도 3은, 도 1에 도시하는 도전성 입자(1)를 사용한 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 정면 단면도이다.
도 3에 도시하는 접속 구조체(51)는, 제1 접속 대상 부재(52)와, 제2 접속 대상 부재(53)와, 제1 접속 대상 부재(52)와 제2 접속 대상 부재(53)를 접속하고 있는 접속부(54)를 구비한다. 접속부 (54)는, 도전성 입자(1)와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 도 3에서는, 도시의 편의상, 도전성 입자(1)는 약도적으로 도시되어 있다. 도전성 입자(1) 대신에 도전성 입자(11) 등의 다른 도전성 입자를 사용할 수도 있다.
제1 접속 대상 부재(52)는 표면(상면)에 복수의 제1 전극(52a)을 갖는다. 제2 접속 대상 부재(53)는 표면(하면)에 복수의 제2 전극(53a)을 갖는다. 제1 전극(52a)과 제2 전극(53a)이 1개 또는 복수의 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제1, 제2 접속 대상 부재(52), (53)가 도전성 입자(1)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
상기 접속 구조체의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 접속 구조체의 제조 방법의 일례로서, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재 사이에 상기 도전 재료를 배치하여 적층체를 얻은 후, 상기 적층체를 가열 및 가압하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 가압의 압력은 9.8×104 내지 4.9×106Pa 정도이다. 상기 가열의 온도는 120 내지 220℃ 정도이다. 플렉시블 기판의 전극, 수지 필름 상에 배치된 전극 및 터치 패널의 전극을 접속하기 위한 상기 가압의 압력은 9.8×104 내지 1.0×106Pa 정도이다.
상기 접속 대상 부재로서는, 구체적으로는 반도체 칩, 콘덴서 및 다이오드 등의 전자 부품, 및 프린트 기판, 플렉시블 기판, 유리 에폭시 기판 및 유리 기판 등의 회로 기판 등의 전자 부품 등을 들 수 있다. 상기 도전 재료는 페이스트상이며, 페이스트의 상태로 접속 대상 부재 상에 도포되는 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자 및 도전 재료는, 전자 부품인 접속 대상 부재의 접속에 사용되는 것이 바람직하다. 상기 접속 대상 부재는 전자 부품인 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자는, 전자 부품에 있어서의 전극의 전기적인 접속에 사용되는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 상기 접속 대상 부재는 플렉시블 프린트 기판인 것이 바람직하고, 수지 필름의 표면 상에 전극이 배치된 접속 대상 부재인 것이 바람직하다.
상기 접속 대상 부재에 설치되어 있는 전극으로서는, 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극 및 텅스텐 전극 등의 금속 전극을 들 수 있다. 상기 접속 대상 부재가 플렉시블 기판인 경우에는, 상기 전극은 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극 또는 구리 전극인 것이 바람직하다. 상기 접속 대상 부재가 유리 기판인 경우에는, 상기 전극은 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극 또는 텅스텐 전극인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전극이 알루미늄 전극인 경우에는, 알루미늄만으로 형성된 전극일 수도 있고, 금속 산화물층의 표면에 알루미늄층이 적층된 전극일 수도 있다. 상기 금속 산화물층의 재료로서는, 3가의 금속 원소가 도프된 산화인듐 및 3가의 금속 원소가 도프된 산화아연 등을 들 수 있다. 상기 3가의 금속 원소로서는, Sn, Al 및 Ga 등을 들 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시예만으로 한정되지 않는다.
(실시예 1)
(1) 수지 입자의 제작
(중합체 시드 입자 분산액의 제작)
세퍼러블 플라스크에 이온 교환수 2500g, 스티렌 250g, 옥틸머캅탄 50g 및 염화나트륨 0.5g을 넣고, 질소 분위기하에 교반하였다. 그 후, 70℃로 가열하고, 과산화칼륨 2.5g을 첨가하고, 24시간 반응을 행함으로써, 중합체 시드 입자를 얻었다.
얻어진 중합체 시드 입자 5g과, 이온 교환수 500g과, 폴리비닐알코올 5중량% 수용액 100g을 혼합하고, 초음파에 의해 분산시킨 후, 세퍼러블 플라스크에 넣어 교반하여, 중합체 시드 입자 분산액을 얻었다.
(중합체 입자의 제작)
이소보르닐아크릴레이트 76g과, 폴리테트라메틸렌글리콜디아크릴레이트 114g과, 과산화벤조일 2.6g과, 라우릴황산트리에탄올아민 10g과, 에탄올 130g을 이온 교환수 1000g에 가하고, 교반하여 유화액을 얻었다. 얻어진 유화액을 몇 회로 나누어 중합체 시드 입자 분산액에 가하고, 12시간 교반하였다. 그 후, 폴리비닐알코올 5중량% 수용액 500g을 가하고, 85℃의 질소 분위기하에 9시간 반응을 행하여, 중합체 입자(수지 입자, 평균 입경 3.0㎛)를 얻었다.
(2) 도전성 입자의 제작
얻어진 중합체 입자를 세정하고, 건조한 후, 무전해 도금법에 의해 중합체 입자의 표면에 니켈층을 형성하여, 도전성 입자를 제작하였다. 또한, 니켈층의 두께는 0.1㎛였다.
(실시예 2 내지 10 및 비교예 1 내지 3)
중합체 입자의 제작시에 사용한 단량체 성분의 종류 및 그의 배합량(단량체의 조성)을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 중합체 시드 입자 분산액, 중합체 입자 및 도전성 입자를 얻었다.
(평가)
(1) 도전성 입자 및 수지 입자의 압축 탄성률(10% K값, 30% K값 및 50% K값)
얻어진 도전성 입자 및 얻어진 수지 입자의 압축 탄성률(10% K값, 30% K값 및 50% K값)을 상술한 방법에 의해 미소 압축 시험기(피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정하였다.
(2) 도전성 입자 및 수지 입자의 파괴 변형
얻어진 도전성 입자 및 얻어진 수지 입자의 파괴 변형을 상술한 방법에 의해 미소 압축 시험기(피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정하였다.
(3) 도전성 입자 및 수지 입자의 압축 회복률
얻어진 도전성 입자 및 얻어진 수지 입자의 압축 회복률을 상술한 방법에 의해 미소 압축 시험기(피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정하였다.
(4) 접속 구조체의 제작
비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸사 제조 「에피코트 1009」) 10중량부와, 아크릴 고무(중량 평균 분자량 약 80만) 40중량부와, 메틸에틸케톤 200중량부와, 마이크로 캡슐형 경화제(아사히 가세이 케미컬즈사 제조 「HX3941HP」) 50중량부와, 실란 커플링제(도레이 다우코닝 실리콘사 제조 「SH6040」) 2중량부를 혼합하고, 도전성 입자를 함유량이 3중량%가 되도록 첨가하고, 분산시켜 수지 조성물을 얻었다.
얻어진 수지 조성물을 한쪽면이 이형 처리된 두께 50㎛의 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름에 도포하고, 70℃의 열풍에서 5분간 건조하여, 이방성 도전 필름을 제작하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 두께는 12㎛였다.
얻어진 이방성 도전 필름을 5mm×5mm의 크기로 절단하였다. 절단된 이방성 도전 필름을 한쪽에 저항 측정용의 설치선을 갖는 ITO(높이 0.1㎛, L/S=20㎛/20㎛)가 설치된 PET 기판(폭 3cm, 길이 3cm)의 ITO 전극측의 거의 중앙에 부착하였다. 이어서, 동일한 금 전극이 형성된 2층 플렉시블 프린트 기판(폭 2cm, 길이 1cm)을, 전극끼리가 겹치도록 위치 정렬을 한 후 접합하였다. 이 PET 기판과 2층 플렉시블 프린트 기판의 적층체를 10N, 180℃ 및 20초간의 압착 조건으로 열 압착하여, 접속 구조체를 얻었다. 또한, 폴리이미드 필름에 구리 전극이 형성되고, 구리 전극 표면이 Au 도금되어 있는 2층 플렉시블 프린트 기판을 사용하였다.
(5) 접속 저항
상기 (4) 접속 구조체의 제작에서 얻어진 접속 구조체가 대향하는 전극간의 접속 저항을 4 단자법에 의해 측정하였다. 또한, 접속 저항을 하기 기준으로 판정하였다.
[접속 저항의 평가 기준]
○○: 접속 저항이 2.0Ω 이하
○: 접속 저항이 2.0Ω 초과 3.0Ω 이하
△: 접속 저항이 3.0Ω 초과 5.0Ω 이하
×: 접속 저항이 5.0Ω 초과
(6) 접속 신뢰성(결합제 수지의 말려 들어감의 유무)
상기 (4) 접속 구조체의 제작에서 얻어진 접속 구조체의 단면 관찰을 행하고, 도전성 입자가 접촉한 전극 부분에 있어서의 수지의 말려 들어감의 발생 유무를 관찰하였다. 접속 신뢰성을 하기 기준으로 판정하였다.
[접속 신뢰성의 판정 기준]
○: 수지의 말려 들어감이 발생하고 있지 않음
×: 수지의 말려 들어감이 발생하고 있음
결과를 하기 표 1에 나타낸다.
Figure pat00001
1…도전성 입자
2…수지 입자
3…도전층
11…도전성 입자
12…도전층
12A…제1 도전층
12B…제2 도전층
51…접속 구조체
52…제1 접속 대상 부재
52a…전극
53…제2 접속 대상 부재
53a…전극
54…접속부

Claims (14)

  1. 수지 입자와,
    상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 갖는 도전성 입자로서,
    상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률이 1500N/mm2 이상 5000N/mm2 이하이고,
    상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의, 상기 도전성 입자를 50% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비가 2 이상 10 이하인, 도전성 입자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전성 입자의 파괴 변형이 55% 이상인, 도전성 입자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전성 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의, 상기 도전성 입자를 30% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비가 2 이상 10 이하인, 도전성 입자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플렉시블 기판의 전극의 전기적인 접속에 사용되는 도전성 입자인, 도전성 입자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 터치 패널에 사용되는 도전성 입자인, 도전성 입자.
  6. 도전층이 표면 상에 배치되고, 수지 입자와 상기 수지 입자와의 표면 상에 배치된 상기 도전층을 갖는 도전성 입자를 얻기 위해 사용되는 수지 입자로서,
    상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률이 500N/mm2 이상 3000N/mm2 이하이고,
    상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의, 상기 수지 입자를 50% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비가 1 이상 8 이하인, 수지 입자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수지 입자의 파괴 변형이 55% 이상인, 수지 입자.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 수지 입자를 10% 압축했을 때의 압축 탄성률의, 상기 수지 입자를 30% 압축했을 때의 압축 탄성률에 대한 비가 1 이상 8 이하인, 수지 입자.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 플렉시블 기판의 전극의 전기적인 접속에 사용되는 도전성 입자를 얻기 위한 수지 입자인, 수지 입자.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 터치 패널에 사용되는 도전성 입자를 얻기 위한 수지 입자인, 수지 입자.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 입자와, 결합제 수지를 포함하는, 도전 재료.
  12. 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하고,
    상기 도전성 입자가 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 갖는, 도전 재료.
  13. 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와,
    제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와,
    상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고,
    상기 접속부가 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체.
  14. 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와,
    제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와,
    상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하고,
    상기 접속부가 도전성 입자에 의해 형성되어 있거나, 또는 상기 도전성 입자와 결합제 수지를 포함하는 도전 재료에 의해 형성되어 있고,
    상기 도전성 입자가 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 수지 입자와, 상기 수지 입자의 표면 상에 배치된 도전층을 갖고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체.
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