TW201533206A - 含被覆導電性纖維之粒子的薄膜狀接著劑 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種能夠藉由貼合至半導體元件而簡便地封裝半導體元件且能夠以透明性與導電性(特別係朝厚度方向的導電性)優良的硬化物來封裝半導體元件之薄膜狀接著劑,及一種使半導體元件以前述薄膜狀接著劑的硬化物封裝而成之半導體裝置。
本發明之薄膜狀接著劑的特徴係在於包含被覆導電性纖維之粒子(A)、與樹脂(B),該被覆導電性纖維之粒子(A)含有粒子狀物質、與被覆該粒子狀物質之纖維狀導電性物質。作為構成前述被覆導電性纖維之粒子(A)之纖維狀導電性物質,較佳係導電性奈米線,特佳係銀奈米線。
Description
本發明係關於一種包含粒子狀物質與纖維狀導電性物質所構成之被覆導電性纖維之粒子的薄膜狀接著劑。前述薄膜狀接著劑作為有機EL元件等半導體元件的片狀封裝材係有用的。本申請案係主張2014年1月23日於日本申請之日本特願2014-010771號的優先權,將其之內容引用於此。
有機電致發光(於本說明書,有時稱「有機EL」)元件係以利用一對對向電極夾著發光層而成之結構體所構成,從其中一方的電極注入電子,而從另一方的電極注入電洞。於該注入的電子與電洞在發光層內再結合之時會產生發光。包含前述有機EL元件之有機EL裝置,從耐衝撃性或可見度高及發光色的多樣性來看,期待作為全色的平板顯示器,或者作為代替LED之物。就有機EL裝置的光提取方式而言,有頂部發射型與底部發射型2種類,頂部發射型由於開口率大的緣故,在光提取效率優良的點上係佳。
惟,有機EL元件與其他電子部件相比易受水分的影響,會因滲入至有機EL元件內的水分而引起電極的氧化或有機物的改性等,因而發光特性顯著地降低一
事係問題。就解決該問題的方法而言,已知:將有機EL元件的周遭以具有防濕性的封裝材來封裝的方法。特別係當為頂部發射型的狀況時,由於封裝材係配置在光的提取方向的緣故,而需求以具有防濕性並且同時具有透明性的封裝材來進行封裝。
就將有機EL元件的周遭以具有防濕性的封裝材來進行封裝的方法而言,已知:在有機EL元件的周圍設壩,將該壩內以液狀封裝材來填充並使硬化的方法,或者,將片狀的封裝材貼合至有機EL元件並使硬化的方法。在能夠簡便地進行封裝作業、能夠防止如使用液狀封裝材的狀況般因封裝材流出所致基板的汙染之點上,後者係佳。
然後,若依據具有防濕性、透明性並且同時具有導電性的封裝材,則能夠不損及光的提取效率地保護有機EL元件,並且能夠使電極間確實地電連接。就對封裝材賦予導電性的方法而言,已知:將在樹脂製之微粒子的表面塗覆金屬而獲得之導電性微粒子等,摻合至絕緣性之硬化性化合物(例如,熱硬化性化合物)而硬化的方法(參照專利文獻1至4)。
惟,由於上述導電性微粒子係以金屬塗覆樹脂製微粒子的整面的緣故,使用許多高價的金屬材料,有著原材料成本高這樣的問題。又,由於需要藉電解鍍敷法或交互吸附法等特殊的方法來製造的緣故,需要使用特殊的裝置或經過許多的步驟,而亦有著製造成本高這樣的問題。
進一步而言,上述導電性微粒子由於係整面以金屬塗覆的緣故而經著色,加之,由於為了對封裝材賦予導電性,需要在封裝材中使導電性微粒子彼此接觸的緣故而經大量地摻合,結果為獲得兼備透明性與導電性之硬化物係困難的。
就一面維持封裝材之透明性並一面賦予導電性的方法而言,考慮到在封裝材的表面塗覆導電性墨水的方法或形成金屬配線等的方法。依據該方法時,雖能夠一面確保封裝材之透明性並一面賦予導電性,但僅能夠對封裝材的表面賦予面方向的導電性,而不能在該封裝材之厚度方向表現導電性。
[專利文獻1]日本特許第3241276號公報
[專利文獻2]日本特開2000-251536號公報
[專利文獻3]日本特開昭62-188184號公報
[專利文獻4]日本特開平10-226773號公報
因此,本發明的目的係在於提供一種薄膜狀接著劑,其係能夠藉由貼合至半導體元件並使硬化而簡便地封裝半導體元件,且能夠以透明性與導電性(特別係,朝厚度方向的導電性)優良的硬化物來封裝半導體元件。
本發明的其他目的係在於提供一種半導體裝置,其係
使半導體元件以前述薄膜狀接著劑的硬化物封裝而成。
本發明人為了解決上述課題進行了深入探討的結果,發現了下述事項:
1.藉由混合粒子狀物質與纖維狀導電性物質能夠簡便且便宜地獲得被覆導電性纖維之粒子
2.由於藉著使硬化物含有少量上述被覆導電性纖維之粒子能夠賦予導電性的緣故,包含其之薄膜狀接著劑的硬化物係能夠不損及其透明性地具有優良的導電性(特別係厚度方向的導電性),且能夠抑制原材料成本的上升
3.若將上述被覆導電性纖維之粒子添加至薄膜狀接著劑,則能夠獲得能以透明性與導電性(特別係朝厚度方向的導電性)優良的硬化物簡便地封裝有機EL元件的薄膜狀接著劑
本發明係基於該等知識而所完成者。
即,本發明提供一種薄膜狀接著劑,其係包含被覆導電性纖維之粒子(A)、與樹脂(B),該被覆導電性纖維之粒子(A)包含粒子狀物質、與被覆該粒子狀物質之纖維狀導電性物質。
本發明又提供如前述之薄膜狀接著劑,其中構成被覆導電性纖維之粒子(A)之纖維狀導電性物質係導電性奈米線。
本發明又提供如前述之薄膜狀接著劑,其中導電性奈米線係選自於由金屬奈米線、半導體奈米線、碳纖維、奈米碳管及導電性高分子奈米線構成之群組的
至少一種。
本發明又提供如前述之薄膜狀接著劑,其中導電性奈米線係銀奈米線。
本發明又提供如前述之薄膜狀接著劑,其中被覆導電性纖維之粒子(A)的含量係薄膜狀接著劑全量的0.01至10重量%。
本發明又提供如前述之薄膜狀接著劑,其中構成被覆導電性纖維之粒子(A)之粒子狀物質的中值粒徑係薄膜狀接著劑厚度的70至100%。
本發明又提供如前述之薄膜狀接著劑,其係用於半導體元件的封裝。
本發明又提供一種封裝用片材,其係由在如前述之薄膜狀接著劑積層薄膜狀基材而成。
本發明又提供一種硬化物,其係將如前述之薄膜狀接著劑予以硬化而獲得。
本發明又提供如前述之硬化物,其在可見光波長區域中的總透光率[厚度10μm換算]係87%以上。
本發明又提供一種半導體裝置,其係使半導體元件以如前述之硬化物封裝而成。
即,本發明係關於下述。
[1]一種薄膜狀接著劑,其係包含被覆導電性纖維之粒子(A)、與樹脂(B),該被覆導電性纖維之粒子(A)包含粒子狀物質、與被覆該粒子狀物質之纖維狀導電性物質。
[2]如[1]記載之薄膜狀接著劑,其中構成被覆導電性纖維之粒子(A)之纖維狀導電性物質係導電性奈米線。
[3]如[2]記載之薄膜狀接著劑,其中導電性奈米線係選自於由金屬奈米線、半導體奈米線、碳纖維、奈米碳管及導電性高分子奈米線構成之群組的至少一種。
[4]如[2]記載之薄膜狀接著劑,其中導電性奈米線係銀奈米線。
[5]如[1]至[4]中任一者記載之薄膜狀接著劑,其中被覆導電性纖維之粒子(A)的含量係薄膜狀接著劑全量的0.01至10重量%。
[6]如[1]至[5]中任一者記載之薄膜狀接著劑,其中構成被覆導電性纖維之粒子(A)之粒子狀物質的中值粒徑係薄膜狀接著劑厚度的70至100%。
[7]如[1]至[6]中任一者記載之薄膜狀接著劑,其中樹脂(B)的含量係薄膜狀接著劑全量的50至99.99重量%。
[8]如[1]至[7]中任一者記載之薄膜狀接著劑,其中樹脂(B)至少含有於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物。
[9]如[1]至[7]中任一者記載之薄膜狀接著劑,其中樹脂(B)含有在常溫下為液體狀之於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物、與常溫下為固體狀之於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物。
[10]如[8]或[9]記載之薄膜狀接著劑,其中在樹脂(B)全量中,於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物的含量係20重量%以上。
[11]如[1]至[10]中任一者記載之薄膜狀接著劑,其
進一步含有聚合起始劑。
[12]如[11]記載之薄膜狀接著劑,其中相對於於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物100重量份,含有聚合起始劑0.1至5重量份。
[13]如[1]至[12]中任一者記載之薄膜狀接著劑,其係用於半導體元件的封裝。
[14]一種封裝用片材,其係由在如[1]至[13]中任一者記載之薄膜狀接著劑積層薄膜狀基材而成。
[15]一種硬化物,其係將如[1]至[13]中任一者記載之薄膜狀接著劑予以硬化而獲得。
[16]如[15]記載之硬化物,其在可見光波長區域中的總透光率[厚度10μm換算]係87%以上。
[17]如[15]或[16]記載之硬化物,其在25℃、1大氣壓下的電阻率係0.1Ω‧cm至10MΩ‧cm。
[18]一種半導體裝置,其係使半導體元件以如[15]至[17]中任一者記載之硬化物封裝而成。
本發明之薄膜狀接著劑,能夠不經過在半導體元件周邊形成壩來填充液狀封裝材等步驟,而藉由直接貼合於半導體元件並使硬化,容易地封裝半導體元件,作業性優良。
又,本發明之薄膜狀接著劑,由於在已成型為片狀的樹脂中,含有能夠藉由少量添加而賦予優良導電性(特別係朝厚度方向的導電性)的被覆導電性纖維之粒子的緣故,能夠形成兼備優良透明性與優良導電性(特別係
朝厚度方向的導電性)的硬化物。
進一步而言,前述被覆導電性纖維之粒子,能夠不使用特殊的裝置,而以簡易的方法來製造,加之,不需大量地使用高價的導電性材料(具有導電性之材料)作為原材料。因此,本發明之薄膜狀接著劑能夠抑制原材料成本的上升而能夠便宜地提供。
然後,在特別是含有具有柔軟性之被覆導電性纖維之粒子作為前述被覆導電性纖維之粒子的狀況,由於具有柔軟性之被覆導電性纖維之粒子能夠追隨半導體元件的凹凸結構而變形並遍佈至細部的緣故,能夠防止導電性變得不良之部分的產生,能夠獲得導電性優良的硬化物。
因此,本發明之薄膜狀接著劑能夠合適地作為半導體元件(例如,頂部發射型有機EL元件等有機EL元件)的片狀封裝材來使用。
進一步而言,經以本發明之薄膜狀接著劑的硬化物所封裝之本發明的半導體裝置(例如,有機EL裝置),光提取效率優良(即,發光效率優良),具有高亮度。
1‧‧‧基板
2‧‧‧陰極
3‧‧‧發光層
4‧‧‧陽極
5‧‧‧薄膜狀接著劑
6‧‧‧罩
圖1係本發明被覆導電性纖維之粒子之掃描式電子顯微鏡像(SEM像)的一例。
圖2係顯示使用有本發明薄膜狀接著劑之有機EL裝置之製造方法的一例的示意圖。
[被覆導電性纖維之粒子(A)]
本發明之被覆導電性纖維之粒子,係包含粒子狀物質與被覆該粒子狀物質之纖維狀導電性物質(本說明書中有時稱為「導電性纖維」)的被覆導電性纖維之粒子。再者,在本發明之被覆導電性纖維之粒子中所謂的「被覆」係意味導電性纖維覆蓋粒子狀物質之表面的一部分或全部之狀態。於本發明之被覆導電性纖維之粒子中,只要導電性纖維被覆粒子狀物質之表面的至少一部分即可,例如,亦可為未經被覆之部分係存在多於經被覆之部分。再者,於本發明之被覆導電性纖維之粒子中,雖粒子狀物質與導電性纖維並不一定需要接觸,但通常導電性纖維的一部分係接觸於粒子狀物質的表面。
圖1係本發明被覆導電性纖維之粒子之掃描式電子顯微鏡像的一例。如圖1所示,本發明之被覆導電性纖維之粒子係具有使粒子狀物質(圖1中真球狀之物質)的至少一部分由導電性纖維(圖1中纖維狀物質)被覆而成的構成。
(粒子狀物質)
構成本發明之被覆導電性纖維之粒子的粒子狀物質係粒子狀的結構體。
構成上述粒子狀物質之材料(素材)未被特別限定,可列舉例如:金屬、塑膠、橡膠、陶瓷、玻璃、二氧化矽等公知或慣用的材料。就本發明而言,其中,較佳係使用透明塑膠、玻璃、二氧化矽等透明的材料,
特佳係使用透明塑膠。
在上述透明塑膠中包含熱硬化性樹脂及熱塑性樹脂等。作為前述熱硬化性樹脂,可列舉例如:聚(甲基)丙烯酸酯樹脂;聚苯乙烯樹脂;聚碳酸酯樹脂;聚酯樹脂;聚胺基甲酸酯樹脂;環氧樹脂;聚碸樹脂;非晶性聚烯烴樹脂;使二乙烯苯、己三烯、二乙烯醚、二乙烯碸、二烯丙基甲醇、伸烷基二丙烯酸酯(alkylene diacrylate)、寡聚或聚烷基二醇二丙烯酸酯(polyalkylene glycol diacrylate)、寡聚或聚烷基二醇二甲基丙烯酸酯、伸烷基三丙烯酸酯、伸烷基四丙烯酸酯、伸烷基三甲基丙烯酸酯、伸烷基四甲基丙烯酸酯、伸烷基雙丙烯醯胺、伸烷基雙甲基丙烯醯胺、兩末端丙烯醯基改性聚丁二烯寡聚物等多官能性單體單獨或與其他單體聚合所獲得之網眼狀聚合物;酚甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、苯胍胺甲醛樹脂、尿素甲醛樹脂等。作為前述熱塑性樹脂,可列舉例如:乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯/不飽和羧酸共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/馬來酸酐共聚物、乙烯/胺基甲基丙烯酸烷基酯共聚物、乙烯/乙烯基矽烷共聚物、乙烯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸羥乙酯共聚物、(甲基)丙烯酸甲基酯/苯乙烯共聚物、丙烯腈/苯乙烯共聚物等。
上述粒子狀物質的形狀未被特別限定,可列舉例如:球狀(真球狀、大致真球狀、橢圓球狀等)、多
面體狀、棒狀(圓柱狀、角柱狀等)、平板狀、鱗片狀、不定形狀等。就本發明而言,其中,在能夠以高生產率來製造被覆導電性纖維之粒子、能夠容易在樹脂(B)中均勻地分散且容易地對硬化物整體賦予導電性之點上,較佳係球狀、棒狀,特佳係球狀(特別係真球狀)。
上述粒子狀物質的平均縱橫比未被特別限定,較佳係低於20(例如1以上、低於20),特佳係1至10。要是平均縱橫比超出上述範圍,則少量摻合被覆導電性纖維之粒子時,會有使樹脂(B)表現優良的導電性係困難的狀況。再者,上述粒子狀物質的平均縱橫比可藉由例如使用電子顯微鏡(SEM、TEM)來針對充分數量(例如100個以上,較佳係300個以上;特別係100個、300個)之粒子狀物質進行撮影電子顯微鏡像,計測該等粒子狀物質的縱橫比並予以算數平均而求得。
又,上述粒子狀物質的構成未被特別限定,可係單層構成,亦可係多層(複層)構成。又,上述粒子狀物質可係實心粒子、中空粒子、多孔粒子等之任一者。
上述粒子狀物質的平均粒徑係本發明之薄膜狀接著劑之厚度的70至100%(其中,80至100%),在能夠賦予優良之導電性(特別係厚度方向之導電性)之點上為較佳,例如較佳係0.1至100μm,特佳係1至50μm,最佳係5至30μm。由於要是平均粒徑低於上述範圍,則所獲得之薄膜狀接著劑的厚度變薄,而封裝性能會降低。另一方面,由於要是平均粒徑超出上述範圍,則所獲得之薄膜狀接著劑的厚度變大,而有透明性降低之虞。當上
述粒子狀物質係各向異性形狀的狀況時,長軸(最長軸的)方向的平均粒徑較佳係被控制在上述範圍內。再者,上述粒子狀物質的平均粒徑係依據雷射繞射.散射法的中值粒徑(D50)。
上述粒子狀物質較佳係透明的。具體而言,上述粒子狀物質在可見光波長區域中之總透光率未被特別限定,較佳係70%以上,特佳係75%以上。要是總透光率低於上述範圍,則有薄膜狀接著劑或其硬化物的透明性降低的狀況。再者,上述粒子狀物質在可見光波長區域中之總透光率,於該粒子狀物質係塑膠粒子的狀況中,係藉由使為粒子狀物質之原料的單體在玻璃間於80至150℃的溫度區域下聚合而獲得厚度1mm的平板,並根據JIS K7361-1來測定該平板在可見光波長區域中之總透光率而求得。
又,上述粒子狀物質較佳係具有柔軟性,且10%壓縮強度,例如係10kgf/mm2以下,較佳係5kgf/mm2以下,特佳係3kgf/mm2以下。包含10%壓縮強度為上述範圍之粒子狀物質的被覆導電性纖維之粒子,會因加壓而追隨微細的凹凸結構而變形。因此,在將含有該被覆導電性纖維之粒子之薄膜狀接著劑使用於具有微細之凹凸結構之有機EL元件的封裝的狀況,能夠使該被覆導電性纖維之粒子遍佈至細部,且能夠防止導電性變得不良之部分的產生,而獲得導電性優良的硬化物。
上述粒子狀物質的折射率未被特別限定,較佳係1.4至2.7,特佳係1.5至1.8。再者,上述粒子狀物質
的折射率,於該粒子狀物質為塑膠粒子的狀況,能夠藉由使為粒子狀物質之原料的單體在80至150℃的溫度區域下聚合,作成縱20mm×横6mm的試驗片,使用單溴萘作為中間液而在使稜鏡與該試驗片密著之狀態下,使用多波長阿貝折射計(商品名「DR-M2」,(股)ATAGO製),測定25℃、鈉D線的折射率來求得。
又,上述粒子狀物質較佳係與後述之樹脂(B)或其硬化物的折射率差小,構成被覆導電性纖維之粒子(A)之粒子狀物質與樹脂(B)之硬化物的折射率差(在25℃、波長589.3nm下)的絕對值較佳為0.02以下(較佳係0.01以下,特佳係0.005以下)。即,於本發明之薄膜狀接著劑所包含之被覆導電性纖維之粒子(A)與樹脂(B)宜滿足下述式。
|構成被覆導電性纖維之粒子(A)之粒子狀物質的折射率(在25℃、波長589.3nm下)-樹脂(B)之硬化物的折射率(在25℃、波長589.3nm下)|≦0.02
進一步而言,在能夠以較少的使用量來賦予優良的導電性之點上,上述粒子狀物質係以具有尖銳的粒度分布(=粒徑的偏差少)為較佳,變異係數(CV值)較佳為40以下(特佳係30以下,最佳係10以下)。
再者,粒子狀物質在體積基準之粒度分布中的變異係數可藉由下述式算出。又,粒度分布能夠使用粒度分布測定裝置(商品名「Coulter Multisizer」,貝克曼‧庫爾特公司(Beckman Coulter,Inc.)製)等來測定。
變異係數(CV值)(%)=(S2/Dn)×100
(式中,S2係顯示在體積基準之粒度分布中的標準差,Dn係顯示在體積基準中之中值粒徑(D50))
上述粒子狀物質能夠藉由公知或慣用的方法製造,其製造方法未被特別限定。例如,當為金屬粒子的狀況時,可藉由CVD法或噴霧熱分解法等氣相法,或者藉由化學還原反應的濕式法等製造。又,當為塑膠粒子的狀況時,例如,可藉著將構成於上述例示之樹脂(聚合物)的單體藉由懸浮聚合法、乳化聚合法、種子(seed)聚合法、分散聚合法等公知的聚合方法來聚合的方法等來製造。
就本發明而言亦可使用市售品。作為由熱硬化性樹脂而成之粒子狀物質,可列舉例如:商品名「Techpolymer MBX系列」、「Techpolymer BMX系列」、「Techpolymer ABX系列」、「Techpolymer ARX系列」、「Techpolymer AFX系列」(以上,積水化成品工業(股)製)、商品名「Micropearl SP」、「Micropearl SI」(以上,積水化學工業(股)製);作為由熱塑性樹脂而成之粒子狀物質,可列舉例如:商品名「Soft beads」(住友精化(股)製),商品名「Duomaster」(積水化成品工業(股)製)等。
(纖維狀導電性物質(導電性纖維))
構成本發明之被覆導電性纖維之粒子的導電性纖維係具有導電性之纖維狀結構體(線狀結構體)。上述導電性纖維的形狀只要係纖維狀(微絲狀)即可,未被特別限定,其平均縱橫比較佳為10以上(例如20至5000),特佳
為50至3000,最佳為100至1000。要是平均縱橫比低於上述範圍,則會有變得難以藉由少量摻合被覆導電性纖維之粒子而表現優良導電性的狀況。上述導電性纖維之平均縱橫比係以與粒子狀物質的平均縱橫比同樣的程序來求得。再者,在上述導電性纖維中「纖維狀」的概念亦包含「絲狀」、「棒狀」等各種線狀結構體的形狀。又,在本說明書中,有時將平均粗度為1000nm以下的纖維稱為「奈米線」。
上述導電性纖維的平均粗度(平均直徑)未被特別限定,較佳係1至400nm,特佳係10至200nm,最佳係50至100nm。要是平均粗度低於上述範圍,則導電性纖維彼此容易凝聚,會有被覆導電性纖維之粒子的製造變得困難的狀況。另一方面,要是平均粗度超出上述範圍,則會有被覆粒子狀物質變得困難,且有效率地獲得被覆導電性纖維之粒子變得困難的狀況。上述導電性纖維的平均粗度可藉由使用電子顯微鏡(SEM、TEM)來針對充分數量(例如100個以上,較佳係300個以上;特別係100個、300個)的導電性纖維進行撮影電子顯微鏡像,計測該等導電性纖維的粗度(直徑)並予以算數平均而求得。
上述導電性纖維的平均長度,未被特別限定,較佳係1至100μm,特佳係5至80μm,最佳係10至50μm。要是平均長度低於上述範圍,則有被覆粒子狀物質變得困難,變得無法有效率地獲得被覆導電性纖維之粒子的狀況。另一方面,要是平均長度超出上述範圍,則有導電性纖維附著或吸附至多個粒子,引起被覆導電性纖
維之粒子的凝聚(分散性的惡化)的狀況。上述導電性纖維的平均長度可藉由使用電子顯微鏡(SEM、TEM)來針對充分數量(例如100個以上,較佳係300個以上;特別係100個、3(00個)的導電性纖維進行撮影電子顯微鏡像,計測該等導電性纖維的長度並予以算數平均而求得。再者,針對導電性纖維的長度而言,雖應係以經伸展為直線狀的狀態來計測,但現實上多係彎曲者,故設定為使用影像分析裝置從電子顯微鏡像算出導電性纖維的投影直徑及投影面積,並假設一個圓柱體而從下述式算出者。
長度=投影面積/投影直徑
構成上述導電性纖維之材料(素材),只要係具有導電性之素材即可,可列舉例如:金屬、半導體、碳材料、導電性高分子等。
作為上述金屬,可列舉例如:金、銀、銅、鐵、鎳、鈷、錫及該等之合金等公知或慣用的金屬。就本發明而言,其中,在導電性優良之點上,較佳係銀。
作為上述半導體,可列舉例如:硫化鎘、硒化鎘等公知或慣用的半導體。
作為上述碳材料,可列舉例如:碳纖維、奈米碳管等公知或慣用的碳材料。
作為上述導電性高分子,可列舉例如:聚乙炔、聚并苯(polyacene)、聚對伸苯基(polyparaphenylene)、聚對伸苯基伸乙烯基(polyparaphenylene vinylene)、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩及該等的衍生物(例如,在共同之聚合物骨架具有烷基、羥基、羧基、伸乙二氧基等取代
基者;具體而言,聚伸乙基二氧噻吩等)等。就本發明而言,其中,較佳係聚乙炔、聚苯胺及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物。再者,在上述導電性高分子中亦可包含公知或慣用的摻雜物(例如,鹵素、鹵化物、路易斯酸等受體;鹼金屬、鹼土金屬等予體等)。
作為本發明之導電性纖維較佳係導電性奈米線,特佳係選自於由金屬奈米線、半導體奈米線、碳纖維、奈米碳管及導電性高分子奈米線構成之群組之至少一種導電性奈米線,特別係在導電性優良之點上最佳係銀奈米線。
上述導電性纖維可藉由公知或慣用的製造方法製造。例如,上述金屬奈米線可藉由液相法或氣相法等製造。更具體而言,銀奈米線,例如可藉由記載於Mater.Chem.Phys.2009,114,p333-338,Adv.Mater.2002,14,p833-837或Chem.Mater.2002,14,p4736-4745、日本特表2009-505358號公報的方法製造。又,金奈米線,例如可藉由記載於日本特開2006-233252號公報的方法製造。又,銅奈米線,例如,可藉由記載於日本特開2002-266007號公報的方法製造。又,鈷奈米線,例如,可藉由記載於日本特開2004-149871號公報的方法製造。進一步而言,上述半導體奈米線,例如,可藉由記載於日本特開2010-208925號公報的方法製造。上述碳纖維,例如,可藉由記載於日本特開平06-081223號公報的方法製造。上述奈米碳管,例如,可藉由記載於日本特開平06-157016號公報的方法製造。上述導電性高分子奈米
線,例如,可藉由記載於日本特開2006-241334號公報、日本特開2010-76044號公報的方法製造。作為上述導電性纖維,亦能使用市售品。
(被覆導電性纖維之粒子的製造方法)
被覆導電性纖維之粒子(A)可藉由將上述粒子狀物質與導電性纖維在溶媒中混合而製造,例如,可藉由下述(1)至(4)之任一方法製造。
(1)將已使上述粒子狀物質分散在溶媒的分散液(稱為「粒子分散液」)與已使上述導電性纖維分散在溶媒的分散液(稱為「纖維分散液」)予以混合,因應需要除去溶媒,而獲得本發明之被覆導電性纖維之粒子(或該被覆導電性纖維之粒子的分散液)。
(2)將上述導電性纖維摻合至上述粒子分散液並混合之後,因應需要除去溶媒,而獲得本發明之被覆導電性纖維之粒子(或該被覆導電性纖維之粒子的分散液)。
(3)將上述粒子狀物質摻合至上述纖維分散液並混合之後,因應需要除去溶媒,而獲得本發明之被覆導電性纖維之粒子(或該被覆導電性纖維之粒子的分散液)。
(4)將上述粒子狀物質及上述導電性纖維摻合至溶媒並混合之後,因應需要除去溶媒,而獲得本發明之被覆導電性纖維之粒子(或該被覆導電性纖維之粒子的分散液)。
就本發明而言,其中,在能夠獲得均質之被覆導電性纖維之粒子的點上,較佳係上述(1)的方法。
作為於製造本發明之被覆導電性纖維之粒子
之際所使用之溶媒,可列舉例如:水;甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇等醇;丙酮、甲乙酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)等酮;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香烴;二乙基醚、二甲氧乙烷、四氫呋喃、二烷等醚;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯等酯;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等醯胺;乙腈、丙腈、苯甲腈等腈等。該等係可單獨地使用一種,或組合二種以上(即,作為混合溶媒)來使用。就本發明而言,其中,較佳係醇、酮。
又,在後述之樹脂(B)係包含液狀之硬化性化合物(例如,環氧化合物)的狀況,亦能夠將其作為溶媒來使用。藉由將液狀的硬化性化合物作為溶媒來使用,能夠不經過除去溶媒的步驟,而形成包含被覆導電性纖維之粒子(A)與樹脂(B)的薄膜狀接著劑。
上述溶媒的黏度未被特別限定,在能夠有效率地製造被覆導電性纖維之粒子之點上,在25℃之黏度較佳係10cP以下(例如,0.1至10cP),特佳係0.1至5cP。再者,溶媒在25℃的黏度,能夠使用例如E型黏度計來測定(轉子:1°34’×R24,旋轉數:0.5rpm,測定溫度:25℃)。
上述溶媒在1大氣壓下的沸點,在能夠有效率地製造被覆導電性纖維之粒子之點上,較佳係200℃以下,特佳係150℃以下,最佳係120℃以下。
在溶媒中混合粒子狀物質與導電性纖維之際之上述粒子狀物質的含量,相對於溶媒100重量份,例如
係0.1至50重量份左右,較佳係1至30重量份,上述導電性纖維的含量,相對於溶媒100重量份,例如係0.1至50重量份左右,較佳係1至30重量份。藉由將粒子狀物質與導電性纖維的含量控制在上述範圍,能夠更有效率地製造被覆導電性纖維之粒子。
在溶媒中將粒子狀物質與導電性纖維予以混合之際之粒子狀物質與導電性纖維的比例,較佳係一可使得粒子狀物質之表面積與導電性纖維之投影面積的比[表面積/投影面積]成為例如100/1至100/100左右、較佳為100/10至100/50般的比例。藉由將上述比控制在上述範圍,能夠更有效率地製造被覆導電性纖維之粒子。再者,上述粒子狀物質的表面積可藉由將透過BET法(根據JIS Z8830)求得之比表面積乘以粒子狀物質的質量(使用量)的方法求得。又,上述導電性纖維的投影面積如上述般,係藉由使用電子顯微鏡(SEM、TEM)來針對充分數量(例如100個以上,較佳係300個以上;特別係100個、300個)的導電性纖維進行撮影電子顯微鏡像,使用影像分析裝置來算出該等導電性纖維的投影面積並予以算數平均而求得。
混合粒子狀物質與導電性纖維後,藉由除去溶媒,能夠以固體的形式來獲得被覆導電性纖維之粒子。溶媒的除去未被特別限定,例如可藉由加熱、減壓餾除等公知或慣用的方法來實施。再者,溶媒並不一定需要除去,例如,亦能夠將被覆導電性纖維之粒子(A)的分散液照原樣添加至樹脂(B)。
被覆導電性纖維之粒子,如上述般,由於能夠藉由將原料(粒子狀物質及導電性纖維)在溶媒中進行混合來製造,不需要複雜的步驟的緣故,在製造成本面上係有利的。
特別地,藉由使用平均粒徑A[μm]的粒子狀物質、與平均長度例如係A×0.5[μm]以上(較佳係A×1.0[μm]以上,特佳係A×1.5[μm]以上)的導電性纖維來作為粒子狀物質與導電性纖維的組合,能夠更有效率地製造被覆導電性纖維之粒子。特別係在為真球狀或大致真球狀之粒子狀物質的狀況,較佳係使用平均周長B[μm]的粒子狀物質與平均長度(B×1/6)[μm]以上(較佳,B[μm]以上)的導電性纖維。再者,上述粒子狀物質的平均周長,可藉由使用電子顯微鏡(SEM、TEM)來針對充分數量(例如100個以上,較佳係300個以上;特別係100個、300個等)的粒子狀物質進行撮影電子顯微鏡像,計測該等粒子狀物質的周長並予以算數平均而求得。
構成本發明之被覆導電性纖維之粒子的粒子狀物質與導電性纖維的比例,係一可使粒子狀物質的表面積與導電性纖維的投影面積之比[表面積/投影面積]成為例如100/1至100/100左右(特別係100/10至100/50)般的比例,在能夠一面確保薄膜狀接著劑或其硬化物的透明性且一面更有效率地賦予導電性之點上,為較佳。再者,上述粒子狀物質的表面積及導電性纖維的投影面積,分別可藉由上述的方法求得。
由於本發明之被覆導電性纖維之粒子具有上
述構成的緣故,能夠藉由少量添加至硬化物而賦予優良的導電性(特別係朝厚度方向的導電性),能夠形成透明性與導電性優良的硬化物。
然後,在本發明之被覆導電性纖維之粒子具有柔軟性的狀況(例如,10%壓縮強度為10kgf/mm2以下的狀況),由於在將含該被覆導電性纖維之粒子的薄膜狀接著劑作為具有微細凹凸之半導體元件的封裝材來使用之際,被覆導電性纖維之粒子會追隨前述凹凸結構而變形並遍佈至細部的緣故,能夠防止導電性變得不良之部分的產生,能夠形成導電性能優良的半導體裝置。
被覆導電性纖維之粒子(A)係能夠單獨地使用1種,或者組合2種以上來使用。在薄膜狀接著劑中被覆導電性纖維之粒子(A)的含量(摻合量),相對於樹脂(B)100重量份,例如係0.01至10重量份左右,較佳係0.1至5重量份,更佳係0.1至2重量份。又,在薄膜狀接著劑中上述被覆導電性纖維之粒子(A)的含量,相對於薄膜狀接著劑全量(100重量%),較佳係0.01至10重量%,更佳係0.1至5重量%,特佳係0.1至2重量%。
在薄膜狀接著劑中粒子狀物質(於被覆導電性纖維之微粒子所含之粒子狀物質)的含量(摻合量),相對於薄膜狀接著劑全量(100重量%),較佳係0.005至5重量%,更佳係0.05至2.5重量%,特佳係0.05至1重量%。
在薄膜狀接著劑中導電性纖維(於被覆導電性纖維之微粒子所含之導電性纖維)的含量(摻合量),相對於薄膜狀接著劑全量(100重量%),較佳係0.005至5重
量%,更佳係0.05至2.5重量%,特佳係0.05至1重量%。
以上述範圍來含有被覆導電性纖維之粒子(A)時,則能夠獲得導電性及透明性優良的薄膜狀接著劑或其硬化物。要是被覆導電性纖維之粒子(A)的含量低於上述範圍,則依用途,會有薄膜狀接著劑或其硬化物的導電性變得不充分的狀況。另一方面,要是被覆導電性纖維之粒子的含量超出上述範圍,則依用途,會有薄膜狀接著劑或其硬化物的透明性變得不充分的狀況。
本發明之薄膜狀接著劑,由於係以被覆粒子狀物質的狀態來含有導電性纖維的緣故,即便將具有導電性之素材的使用量降低至上述範圍,亦能夠形成具有充分的導電性的硬化物。因此,能夠將因含有具有導電性之素材所引起之透明性的降低減少至極少,並且能夠大幅度地削減原材料成本。
[樹脂(B)]
本發明的樹脂(B),係在常溫(5至35℃)下能夠保持片狀的形狀,且使樹脂(B)硬化所獲得之硬化物具有透明性者即可。再者,前述所謂「具有透明性」係厚度10μm之硬化物在可見光波長區域中的總透光率例如係87%以上,較佳係90%以上。硬化物在可見光波長區域中之總透光率係能夠根據JIS K7361-1來測定。
作為在常溫下使已成型為片狀之形狀之樹脂(B)保持其形狀的方法而言,可列舉以下的方法等。
1.一種於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物,摻合在常溫下為液體狀的硬
化性化合物與常溫下為固體狀的樹脂成分來降低膠黏性的方法;2.混合硬化機制不同之2種類以上的硬化性化合物(例如,於一分子內具有陽離子聚合性基的硬化性化合物與於一分子內具有自由基聚合性基的硬化性化合物),在成型為片狀之後,僅使以其中一硬化機制來進行硬化的硬化性化合物硬化來降低膠黏性的方法;3.在將於一分子內具有陽離子聚合性基或自由基聚合性基的硬化性化合物成型為片狀之後,使陽離子聚合性基或自由基聚合性基的一部分反應來降低膠黏性的方法;以及4.在將於一分子內具有陽離子聚合性基及自由基聚合性基的硬化性化合物成型為片狀之後,使陽離子聚合性基或自由基聚合性基之其中一方的基反應來降低膠黏性的方法。
本發明之樹脂(B),較佳係至少含有於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物(包含在常溫下為液體狀的硬化性化合物與在常溫下為固體狀的樹脂)。作為前述陽離子聚合性基,可列舉例如環氧基等。又,作為前述自由基聚合性基,可列舉例如:(甲基)丙烯醯基、乙烯基等。
作為前述於一分子內具有陽離子聚合性基的硬化性化合物,可列舉:含不飽和基之環氧化合物(例如,環氧化聚丁二烯、環氧化丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等),共聚型環氧化合物(例如:甲基丙烯酸縮水甘油酯與
苯乙烯的共聚物、甲基丙烯酸縮水甘油酯與苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯的共聚物、甲基丙烯酸縮水甘油酯與環己基馬來醯亞胺的共聚物、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯與苯乙烯的共聚物、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯與苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯的共聚物等)、酚醛型環氧化合物(例如,將在酸性觸媒下將酚、甲酚、鹵化酚、烷基酚等酚類與甲醛進行反應所獲得之酚醛類,與表氯醇及/或甲基表氯醇進行反應所獲得之化合物等)、雙酚型二環氧化合物[例如,雙酚A型環氧樹脂(將雙酚A與表氯醇縮合所獲得之雙酚A二縮水甘油醚)、雙酚F型環氧樹脂(將雙酚F與表氯醇進行縮合所獲得之雙酚F二縮水甘油醚)、雙酚S型環氧樹脂(將雙酚S與表氯醇進行縮合所獲得之雙酚S二縮水甘油醚)]、參酚甲烷型環氧化合物(例如,使參酚甲烷、參甲酚甲烷等與表氯醇及/或甲基表氯醇反應所獲得之化合物等)等。該等係可單獨地使用1種,或組合2種以上來使用。
作為前述於一分子內具有自由基聚合性基的硬化性化合物,可列舉例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯等等(甲基)丙烯酸烷基酯類;(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、己內酯改性(甲基)丙烯酸2-羥乙酯等等含羥基之(甲基)丙烯酸酯類;甲氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、異辛基氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基三乙二醇(甲基)
丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等等聚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯類;苯乙烯;γ-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、γ-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、丙烯醯氧基乙氧基丙基三甲氧基矽烷、丙烯醯氧基乙氧基丙基三乙氧基矽烷、丙烯醯氧基二乙氧基丙基三甲氧基矽烷、丙烯醯氧基二乙氧基丙基三乙氧基矽烷等丙烯酸系矽烷化合物;二丙烯酸二乙二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚胺基甲酸酯二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧乙烷改性三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧丙烷改性三丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯等聚丙烯酸烷基酯類及對應於前述聚丙烯酸烷基酯類之聚甲基丙烯酸烷基酯類;多元酸與(甲基)丙烯酸羥烷基酯之單-、二-、三-或其以上之的聚酯等。該等係可單獨地使用1種或者組合2種以上來使用。
作為前述於一分子內具有陽離子聚合性基及自由基聚合性基的硬化性化合物,可列舉例如記載於日本特開2012-242459號公報之含有氧雜環丁烷環(oxetanering)之(甲基)丙烯酸酯化合物等。
本發明之薄膜狀接著劑全量(100重量%)中樹脂(B)的含量(摻合量)(當含有2種以上的狀況時係其總量)例如係50至99.99重量%,特佳係60至99重量%,最佳
係70至98重量%。
於本發明之薄膜狀接著劑所包含之樹脂(B)全量中於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物的含量(摻合量),例如較佳係20重量%以上,特佳係20至100重量%,最佳係40至100重量%。要是前述硬化性化合物的含量低於上述範圍,則於使用於有機EL元件之封裝之際,硬化的進行變得不充分,封裝性能有降低的傾向。
又,作為於採用上述1之方法之狀況時使用的在常溫下為固體狀的樹脂成分,可列舉例如:聚醯胺、聚酯、聚碳酸酯、聚縮醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚烯丙基醚酮(polyallyletherketone)、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚碸、聚醚碸、烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂等及包含該等樹脂之聚合物合金等。又,於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物之中,亦可使用常溫下為固體狀的成分。該等係可單獨地使用1種,或組合2種以上來使用。
當採用上述1的方法的狀況時,在本發明之薄膜狀接著劑全量(100重量%)中常溫下為固體狀之樹脂成分的含量(摻合量),例如較佳係5至90重量%左右,特佳係10至80重量%,最佳係20至70重量%。要是常溫下為固體狀之樹脂成分的含量低於上述範圍,則有保持片狀的形狀變得困難的傾向。另一方面,要是常溫下為固體狀之樹脂成分的含量超出上述範圍,則在使用於有機EL元
件的封裝之際,有硬化的進展變得不充分,封裝性能降低的傾向。
[其他成分]
本發明之薄膜狀接著劑,在上述被覆導電性纖維之粒子(A)與樹脂(B)以外,亦可含有其他成分。作為其他成分,可列舉例如:聚合起始劑、交聯劑、硬化劑、硬化延遲劑、硬化促進劑、被覆導電性纖維之粒子(A)以外的導電性材料、填充材(有機填料、無機填料)、聚合抑制劑、矽烷耦合劑、抗氧化劑、光安定劑、塑化劑、流平劑、消泡劑、有機溶劑、紫外線吸收劑、離子吸附體、顏料、螢光體、離型劑、界面活性劑、阻燃劑等。在本發明之薄膜狀接著劑全量中其他成分的含量例如係30重量以下,較佳係0.1至20重量%,特佳係0.1至10重量%。
(聚合起始劑)
當樹脂(B)含有於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物的狀況時,本發明之薄膜狀接著劑較佳係含有聚合起始劑。
當樹脂(B)含有具有陽離子聚合性基之化合物的狀況時,作為前述聚合起始劑,較佳係使用公知或慣用的光陽離子聚合起始劑(光酸產生劑)、熱陽離子聚合起始劑等藉由施行光照射或加熱處理而能夠引發陽離子聚合者。
作為光陽離子聚合起始劑,可列舉例如:三芳基鋶六氟磷酸鹽、三芳基鋶六氟銻酸鹽等鋶鹽;二芳基錪六氟磷酸鹽、二苯基錪六氟銻酸鹽、雙(十二烷基苯
基)錪肆(五氟苯基)硼酸鹽、錪[4-(4-甲基苯基-2-甲基丙基)苯基]六氟磷酸鹽等錪鹽;三苯基鏻六氟磷酸鹽等鏻鹽;吡啶鎓鹽等。亦能夠使用商品名「CPI-100P」(San-Apro(股)製)等市售品。
作為熱陽離子聚合起始劑,可列舉例如:重氮鹽、錪鹽、鋶鹽、鏻鹽、硒鹽、鹽、銨鹽等。亦可使用:商品名「San-Aid SI-45」、「San-Aid SI-47」、「San-Aid SI-60」、「San-Aid SI-60L」、「San-Aid SI-80」、「San-Aid SI-80L」、「San-Aid SI-100」、「San-Aid SI-100L」、「San-Aid SI-145」、「San-Aid SI-150」、「San-Aid SI-160」、「San-Aid SI-110L」、「San-Aid SI-180L」(以上,三新化學工業(股)製);商品名「CI-2921」、「CI-2920」、「CI-2946」、「CI-3128」、「CI-2624」、「CI-2639」、「CI-2064」(以上,日本曹達(股)製);商品名「CP-66」、「CP-77」(以上,(股)ADEKA製);商品名「FC-520」(3M公司製)等市售品。
就在陽離子聚合反應中聚合起始劑的使用量而言,相對於在薄膜狀接著劑所含之具有陽離子聚合性基之化合物(含有2種以上的狀況時係其總量)100重量份,較佳係0.1至5重量份。
又,當樹脂(B)含有具有自由基聚合性基之化合物的狀況時,作為聚合起始劑,較佳係使用光自由基聚合起始劑、熱自由基聚合起始劑等藉由施行光照射或加熱處理而能引發自由基聚合者。
作為光自由基聚合起始劑,可列舉例如:商
品名「Irgacure 184」(席巴特製品化學(Ciba Speciality Chemicals)公司製)、苯乙酮苄基縮酮、苄基二甲基酮、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、二甲氧基苯乙酮、二甲氧苯基苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、二苯基二亞硫酸鹽(diphenyldisulfite)、鄰苯甲醯苯甲酸甲酯、4-二甲胺基苯甲酸乙酯(商品名「Kayacure EPA」、日本化藥(股)製等)、2,4-二乙基噻噸酮(2,4-diethylthioxanthone)(商品名「Kayacure DETX」、日本化藥(股)製等)、四(三級丁基過氧羰基)二苯甲酮、二苯乙二酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、4,4’-雙(二乙胺基)二苯甲酮、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,5,4’,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑(商品名「B-CIM」、保土谷化學(股)製等)等、1-[4-(2-羥乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-芐基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、2-(二甲胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-啉基)苯基]-1-丁酮、1,2-辛二酮、1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲醯基肟)]乙酮(1-4-(phenylthio)-2-(O-benzoyloxime)]ethanone)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、雙(η5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙[2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基]鈦等。該等係可單獨地使用1種,或組合2種以上來使用。又,因應需要亦可添加光敏劑。
作為熱自由基聚合起始劑,可列舉例如:2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、二甲基-2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)、2,2-偶氮雙(異丁酸)二甲酯、二乙基
-2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)、二丁基-2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)等偶氮化合物;過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、三級丁基過氧三甲基乙酸酯、1,1-雙(三級丁基過氧基)環己烷等有機過氧化物;過氧化氫等。當將過氧化物作為自由基聚合起始劑來使用的狀況時,亦可組合還原劑來作為氧化還原型的起始劑。
就自由基聚合反應中聚合起始劑的使用量而言,相對於在薄膜狀接著劑所含之具有自由基聚合性基的化合物(含有2種以上的狀況時係其總量)100重量份,較佳係0.1至5重量份。
(交聯劑)
當樹脂(B)含有於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物的狀況時,亦可含有能夠與前述硬化性化合物反應而形成3維交聯結構的交聯劑。
作為前述交聯劑,可列舉:具2個以上具有與上述陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基之反應性之基的化合物(例如,多官能環氧化合物、多官能丙烯酸酯、多官能胺化合物、多官能酸酐、多官能乙烯基化合物等)。該等係可單獨地使用1種,或組合2種以上來使用。
就交聯劑的含量而言,相對於硬化性化合物100重量份,例如係0至20重量份左右,較佳係0至10重量份。藉由在上述範圍來使用交聯劑,可獲得硬化性優良且強度優良的硬化物。
(硬化促進劑)
作為硬化促進劑,可列舉例如:2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-芐基-2-苯基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-胺基乙基-2-甲基咪唑等。該等係可單獨地使用1種,或組合2種以上來使用。例如,亦可使用商品名「CUREZOL 2PZ-CN」(四國化成工業(股)製)等市售品。
(被覆導電性纖維之粒子(A)以外的導電性材料)
作為被覆導電性纖維之粒子(A)以外的導電性材料(之後,有時稱為「其他的導電性材料」),能夠使用公知或慣用的導電性物質,未被特別限定。例如,亦可使用上述導電性纖維。
在本發明之薄膜狀接著劑中其他的導電性材料(例如,導電性纖維)的含量(摻合量),相對於被覆導電性纖維之粒子100重量份,例如係0至10重量份左右,較佳係0至5重量份,特佳係0至1重量份。
[薄膜狀接著劑]
本發明之薄膜狀接著劑係能夠將藉由使用例如,自公轉式攪拌脫泡裝置、均質機、行星攪拌機、三輥軋機、珠磨機、超音波等一般所知的混合用機器將上述被覆導電性纖維之粒子(A)(或者被覆導電性纖維之粒子(A)的分散液)與樹脂(B),以及因應需要另外的成分均勻地混合所獲得的組成物,成型為片狀而製造,可列舉例如:
(1)將在溶媒中混合粒子狀物質與纖維狀導電性物質而獲得之被覆導電性纖維之粒子(A)的分散液、樹脂(B)與因應需要另外的成分,以規定的比例進行攪拌及混合所獲得的組成物,塗布在剝離紙等上來成型為片狀,接著,使溶媒蒸發.乾燥(例如,以50至150℃左右乾燥1至10分鐘左右),其後,藉由加熱或光照射等方法,使硬化性化合物的一部分反應的方法;或者(2)將藉由將經過下述步驟A及步驟B所獲得之被覆導電性纖維之粒子(A)與樹脂(B)及因應需要另外的成分,以規定的比例進行攪拌及混合所獲得之組成物塗布在剝離紙等上來成型為片狀,其後,藉由加熱或光照射等方法,使硬化性化合物的一部分反應的方法等。
步驟A:藉由將粒子狀物質與纖維狀導電性物質在溶媒中進行混合而獲得被覆導電性纖維之粒子分散液的步驟;步驟B:藉由自經過步驟A所獲得之被覆導電性纖維之粒子分散液除去溶媒(例如,藉由加熱而餾除及/或減壓過濾等)而以固體的形式獲得被覆導電性纖維之粒子的步驟。
又,於將包含上述被覆導電性纖維之粒子(A)與樹脂(B)的組成物塗布在剝離紙等上之際,較佳係以被覆導電性纖維之粒子(A)已高度分散在樹脂(B)中的狀態來塗布,例如,較佳係藉由使用具有螺桿等旋轉驅動結構的吐出機來透過螺桿的旋轉將組成物吐出的螺桿式吐出方法等,一面攪拌一面吐出。螺桿的旋轉速度及螺桿
之翼的尺寸等,較佳係因應薄膜狀接著劑的黏度,及被覆導電性纖維之粒子(A)的尺寸等來適宜調整。
本發明之薄膜狀接著劑的厚度,係能夠達成保護半導體元件之目的的範圍即可,未被特別限制,例如係0.1至100μm左右,較佳係1至50μm。又,本發明之薄膜狀接著劑在面方向的寬度及長度未被特別限制,能夠因應用途來適宜調整。
本發明之薄膜狀接著劑由於具有上述構成的緣故,能夠合適地作為片狀封裝材等來使用。例如,當本發明之薄膜狀接著劑作為片狀封裝材來使用的狀況時,不經過在半導體元件周邊形成壩來填充液狀封裝材等步驟,藉由直接貼合至半導體元件並使硬化,能夠容易地封裝半導體元件,作業性優良。又,當含有於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物作為樹脂(B)的狀況時,在貼合至半導體元件之後,藉由使進行陽離子或自由基聚合,能夠形成透明性與導電性(特別係朝厚度方向的導電性)優良的硬化物。然後,當本發明之薄膜狀接著劑含有具有柔軟性之被覆導電性纖維之粒子的狀況時,即便係作為具有微細凹凸之半導體元件的封裝材來使用的狀況,由於被覆導電性纖維之粒子追隨半導體元件的凹凸結構而變形會遍佈至細部的緣故,能夠一面防止導電性變得不良之部分的產生並且一面進行封裝,而能夠形成導電性能優良的半導體裝置(例如,有機EL裝置、有機電晶體,有機薄膜太陽電池等)。
當本發明之薄膜狀接著劑包含於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物作為樹脂(B),且包含光聚合起始劑的狀況時,藉由施行光照射能夠迅速地進行硬化,而形成硬化物。
當為厚度100μm的塗膜的狀況時,光照射較佳係以水銀燈等照射500mJ/cm2以上的光。又,光照射後,亦可使用烘箱等,例如以40至150℃(特佳係60至120℃,最佳係80至110℃)加熱10至200分鐘(特佳係30至120分鐘)(後烘烤)。
又,當本發明之薄膜狀接著劑包含於一分子內具有陽離子聚合性基及/或自由基聚合性基的硬化性化合物作為樹脂(B),且包含熱聚合起始劑的狀況時,藉由施行加熱處理能夠迅速地硬化,而形成硬化物。
就前述加熱處理而言,例如較佳係以50至180℃的溫度,加熱5分鐘至2小時左右。
硬化本發明之薄膜狀接著劑所獲得之硬化物透明性優良,硬化物(厚度:10μm)在可見光波長區域的總透光率係87%以上,較佳係90%以上。再者,硬化物在可見光波長區域的總透光率係能夠根據JIS K7361-1來測定。又,硬化物(厚度:10μm)的濁度(霧度)例如係5%以下,較佳係2%以下。再者,本發明之硬化物的濁度係能夠根據JIS K 7136、JIS K 7361、ASTM D 1003來測定。
硬化本發明之薄膜狀接著劑所獲得之硬化物導電性優良,電阻率(在25℃,1氣壓下)係0.1Ω‧cm至
10MΩ‧cm左右,較佳係0.1Ω‧cm至1MΩ‧cm。
由於本發明之薄膜狀接著劑係具有上述構成的緣故,藉由經過下述方法1來封裝有機EL元件(特別係頂部發射型有機EL元件),能夠以透明性及導電性優良的硬化物來封裝有機EL元件,而能夠提供長壽命且可靠性高的有機EL裝置。再者,光照射及加熱處理方法係可藉由上述方法來進行。
<方法1:參照圖2>
步驟1:在基板上設置有機EL元件,在設置有機EL元件面側透過本發明之薄膜狀接著劑來貼著罩;步驟2:使薄膜狀接著劑硬化。
作為前述罩(蓋)或基板,較佳係使用防濕性基材,可列舉例如:鈉玻璃(soda glass)、無鹼玻璃等玻璃基板;不鏽鋼‧鋁等金屬基板;三氟聚乙烯、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、PCTFE與PVDF的共聚物、PVDF與聚氟氯乙烯的共聚物等聚氟乙烯系聚合物、聚醯亞胺、聚碳酸酯、雙環戊二烯等環烯烴系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯、聚乙烯、聚苯乙烯等樹脂基板等。
在前述有機EL元件,包含陽極/發光層/負極的積層體。因應需要亦可設SiN膜等鈍化膜。
本發明之薄膜狀接著劑係能夠形成兼具透明性及導電性的硬化物。因此,若使用本發明之薄膜狀接著劑來封裝有機EL元件,即能夠不使光提取效率降低而進行保護,且能夠使電極間確實地電連接。
然後,藉由上述方法所獲得之有機EL裝置(例如,顯示器、照明等),由於係以兼具透明性及導電性之硬化物所保護的緣故,光提取效率優良且具有高亮度。
(封裝用片材)
本發明之封裝用片材係在上述薄膜狀接著劑上積層薄膜狀基材而成。本發明之封裝用片材包含具有薄膜狀基材/薄膜狀接著劑積層結構者,以及具有薄膜狀基材/薄膜狀接著劑/薄膜狀基材積層結構者。
前述薄膜狀基材係用以保護薄膜狀接著劑的表面,或抗黏連性而貼合者,係在使用上述薄膜狀接著劑際被剝除者。薄膜狀基材可係具有1層結構的基材,亦可係具有2層以上之多層積層結構的基材。
作為薄膜狀基材,例如能夠使用1種或2種以上由下述構成的低接著性基材等:藉由矽酮系、長鏈烷基系、氟系、硫化鉬系等剝離劑進行了表面處理之紙或塑膠薄膜(例如,由聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯,或聚乙烯、聚丙烯等烯烴系樹脂構成的塑膠薄膜);聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯‧六氟丙烯共聚物、氯氟乙烯‧偏二氟乙烯共聚物等氟系聚合物。
於以下,基於實施例來更詳細地說明本發明,但本發明非係受該等實施例所限定者。
製造例1(銀奈米線的製造)
准照於「Materials Chemistry and Physics,vol.11
4,p333-338,"Preparation of Ag nanorods with high yiels by polyol process"」所記載的方法來製造了銀奈米線。於以下顯示具體的程序。
將FeCl3的乙二醇溶液(FeCl3濃度:6×10-4M)0.5mL,加入至已裝入乙二醇6mL的燒瓶內,加熱至150℃。其後,將包含0.052M之AgNO3及0.067M之聚乙烯基吡咯啶酮(polyvinylpyrrolidone)的乙二醇混合溶液6mL滴下至上述加熱溶液。將如此進行獲得之反應溶液在150℃下保持了1.5小時。其後,將所獲得之懸濁液10mL以800mL之乙醇與丙酮的混合溶媒(乙醇:丙酮=1:1(重量比))來稀釋,進行離心分離(2000rpm,10分鐘)2次,獲得了銀奈米線的分散液。抽取一部分所獲得之分散液,使熱乾燥來確認了分散液中銀奈米線的含量時,係2.9重量%。
將所獲得之銀奈米線的平均直徑(平均粗度)及平均長度使用掃描式電子顯微鏡(SEM)來計測100個銀奈米線的直徑(粗度)及長度,分別藉由進行算數平均來測定時,平均直徑係80nm,平均長度係30μm。
製造例2(被覆導電性纖維之微粒子的製造)
將塑膠微粒子(商品名「Micropearl SP」,積水化學工業(股)製,平均粒徑:8.5μm)0.3重量份混合至乙醇29.7重量份並使分散,調製了塑膠微粒子的分散液。然後,混合所獲得之塑膠微粒子的分散液,與於製造例1所獲得之銀奈米線的分散液17.4重量份(銀奈米線0.5重量份),其後,藉由一邊在70℃加熱30分鐘一邊攪拌來除去溶媒,獲得了被覆導電性纖維之微粒子。
再者,上述塑膠微粒子(a-1)每1個的表面積係226.9μm2,銀奈米線每1條的投影面積係2.4μm2。從已在上述裝入的塑膠微粒子(a-1)與銀奈米線,可認為對於1個塑膠微粒子(a-1)吸附有20條的銀奈米線,由此算出塑膠微粒子的表面積(總表面積)/銀奈米線的投影面積(總投影面積),則約係100/15。
藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察了所獲得之被覆導電性纖維之粒子(倍率:100,000)。其結果,如於圖1所示,確認到在塑膠微粒子的表面吸附有銀奈米線(塑膠微粒子的表面係由銀奈米線所被覆)。
實施例1
摻合苯氧基樹脂(商品名「YP-50S」,新日鐵住金化學(股)製,重量平均分子量:60000)57重量份、多官能環氧樹脂(商品名「1032H60」,三菱化學(股)製)48重量份、雙酚A型環氧化合物(商品名「jER828」,三菱化學(股)製,重量平均分子量:370)5重量份、陽離子聚合起始劑(商品名「CPI-100P」,San-Apro(股)製)3重量份、及在製造例2所獲得之被覆導電性纖維之粒子0.5重量份來獲得了組成物(1)。將所獲得之組成物(1),使用敷料器(applicator)來塗布至已表面處理了單面的PET薄膜(厚度:80μm),藉由在70℃進行10分鐘的熱風乾燥獲得了薄膜狀接著劑(1)(寬度2mm、厚度10μm)。
將所獲得之薄膜狀接著劑(1),貼合至導電性玻璃基板(Luminescence Technology公司製、尺寸:25mm×25mm、ITO:0.14μm)的表面並剝離了PET薄膜。
進一步而言,在薄膜狀接著劑之上貼合導電性玻璃基板,進行UV照射(照射量:2000mJ/cm2),其後,藉由在100℃進行後烘烤5分鐘,獲得了具有膜厚8.5μm之封裝材層的硬化物1。
實施例2
摻合含縮水甘油基的丙烯酸酯共聚合樹脂(商品名「HTR-860P-3」、Nagase Chemtex(股)製、重量平均分子量:80萬)450重量份、氫化雙酚A型環氧樹脂(商品名「EPICLONEXA-7015」、DIC公司製)5.89重量份、硬化劑(商品名「XLC-LL」、三井化學(股)製、酚芳烷基樹脂)4.51重量份、硬化促進劑(商品名「CUREZOL 2PZ-CN」、四國化成工業(股)製)0.242重量份、環己酮(和光純藥工業(股)製、特級)64重量份及於製造例2所獲得之被覆導電性纖維之粒子0.5重量份而獲得了組成物(2)。使用敷料器來將所獲得之組成物(2)塗布至已表面處理了單面的PET薄膜(厚度:80μm),藉由以110℃進行15分鐘的熱風乾燥來獲得了薄膜狀接著劑(2)(寬度2mm、厚度10μm)。
將所獲得之薄膜狀接著劑(2)貼合至導電性玻璃基板(Luminescence Technology公司製、尺寸:25mm×25mm、ITO:0.14μm)的表面並剝離了PET薄膜。
進一步而言,在薄膜狀接著劑之上貼合導電性玻璃基板,藉由以150℃施行加熱處理1小時,獲得了具有膜厚8.5μm的封裝材層的硬化物2。
比較例1
除了使用了Micropearl AU(由以二乙烯苯為主成分
之交聯聚合物構成之粒子狀物質的表面經鍍金者、商品名「Micropearl AU-2085」、積水化學工業(股)製、平均粒徑:7.3μm)代替於製造例2所獲得之被覆導電性纖維之粒子以外,係與實施例1同樣地進行。
比較例2
除了未使用於製造例2所獲得之被覆導電性纖維之粒子以外係與實施例1同樣地進行。
(硬化物的導電性評價)
針對於實施例1、2,及比較例1、2所獲得之硬化物,使用2端子測試器來測定了厚度方向的電阻值(電阻率:Ω‧cm)。
(薄膜狀接著劑或其硬化物的透明性評價)
針對於實施例1、2,及比較例1、2所獲得之硬化物,使用紫外˙可見光分光光度計(商品名「V-650DS」、日本分光(股)製)來測定了在可見光波長區域(波長:450nm)中的總透光率(含2片導電性玻璃基板的值)。
將上述結果彙整顯示於下述表1。
本發明之薄膜狀接著劑能夠藉由直接貼合至半導體元件並使硬化而輕易地封裝半導體元件,作業性
優良。又,能夠形成兼備優良之透明性與優良之導電性硬化物。進一步而言,能夠削減原材料成本而能夠便宜地提供。因此,本發明之薄膜狀接著劑能夠合適地使用來作為半導體元件的片狀封裝材。
進一步而言,經以本發明之薄膜狀接著劑的硬化物所封裝之本發明的半導體裝置,光提取效率優良,且具有高亮度。
Claims (11)
- 一種薄膜狀接著劑,其係包含被覆導電性纖維之粒子(A)、與樹脂(B),該被覆導電性纖維之粒子(A)包含粒子狀物質、與被覆該粒子狀物質之纖維狀導電性物質。
- 如請求項1之薄膜狀接著劑,其中構成被覆導電性纖維之粒子(A)之纖維狀導電性物質係導電性奈米線。
- 如請求項2之薄膜狀接著劑,其中導電性奈米線係選自於由金屬奈米線、半導體奈米線、碳纖維、奈米碳管及導電性高分子奈米線構成之群組的至少一種。
- 如請求項2之薄膜狀接著劑,其中導電性奈米線係銀奈米線。
- 如請求項1至4中任一項之薄膜狀接著劑,其中被覆導電性纖維之粒子(A)的含量係薄膜狀接著劑全量的0.01至10重量%。
- 如請求項1至5中任一項之薄膜狀接著劑,其中構成被覆導電性纖維之粒子(A)之粒子狀物質的中值粒徑係薄膜狀接著劑厚度的70至100%。
- 如請求項1至6中任一項之薄膜狀接著劑,其係用於半導體元件的封裝。
- 一種封裝用片材,其係由在如請求項1至6之任一項之薄膜狀接著劑積層薄膜狀基材而成。
- 一種硬化物,其係將如請求項1至6之任一項之薄膜狀接著劑予以硬化所獲得。
- 如請求項9之硬化物,其在可見光波長區域中的總透光率[厚度10μm換算]係87%以上。
- 一種半導體裝置,其係使半導體元件以如請求項9或10之硬化物封裝而成。
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