TW201843214A - 樹脂粒子、連接材料及連接構造體 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可有效地緩和內部應力且可有效地抑制彈回之產生之樹脂粒子。 本發明之樹脂粒子係於通式:[(R)3
SiO1/2
]所表示之M單元、通式:[(R)2
SiO2/2
]所表示之D單元、通式:[(R)SiO3/2
]所表示之T單元及通式:[SiO4/2
]所表示之Q單元之合計之總個數100%中,上述T單元及上述Q單元之合計個數為4%以下。
Description
本發明係關於一種包含聚矽氧樹脂之樹脂粒子。又,本發明係關於一種使用上述樹脂粒子之連接材料及連接構造體。
電氣及電子零件之小型化、輕量化及薄型化急速地進展。伴隨於此,印刷配線板或多層板之尺寸穩定性、翹曲之減少、及龜裂產生之防止等成為課題。作為解決上述課題之方法,可列舉:緩和內部應力之方法等。作為緩和內部應力之方法,例如提出有將聚矽氧粒子等應力緩和材添加於樹脂組合物中之方法等。
作為上述聚矽氧粒子之一例,於下述專利文獻1中揭示有球狀聚矽氧彈性體粒子。上述球狀聚矽氧彈性體粒子之主成分係聚矽氧彈性體。上述球狀聚矽氧彈性體粒子之平均粒徑係0.1~500 μm。上述球狀聚矽氧彈性體粒子實質上不含源自硬化觸媒之金屬元素。
又,於下述專利文獻2中,揭示有具有聚矽氧彈性體球狀粒子100質量份、及被覆其表面之聚有機倍半矽氧烷0.5~25質量份之聚矽氧粒子。上述聚矽氧彈性體球狀粒子之體積平均粒徑為0.1~100 μm。上述聚有機倍半矽氧烷為粒狀。上述聚有機倍半矽氧烷之大小為60 nm以下。
又,於下述專利文獻3中,揭示有藉由使式(1)所示之具有3個官能基之矽烷化合物、與式(2)所示之具有2個官能基之矽烷化合物進行共聚合所得之海綿狀聚矽氧粒子。上述海綿狀聚矽氧粒子係藉由一次粒子之平均粒徑為0.1~50 μm之球狀聚矽氧粒子簇狀地連結所形成。上述海綿狀聚矽氧粒子之平均粒徑為1~100 μm。上述海綿狀聚矽氧粒子能夠將暫時吸收之油之70%以上再次排出。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-104456號公報 [專利文獻2]日本專利特開2013-40241號公報 [專利文獻3]日本專利特開2015-140356號公報
[發明所欲解決之問題]
於形成將電極間電性連接之連接部、或將2個連接對象構件接著之接著層時,有為了使樹脂等黏合劑硬化而對連接部或接著層進行加熱之情況。若連接部或接著層被加熱,則有因樹脂等黏合劑之硬化收縮等而產生內部應力之情況。所產生之內部應力成為連接部或接著層中之龜裂等之因素,因此需要緩和內部應力。如專利文獻1~3所記載之先前之聚矽氧粒子難以充分地緩和連接部或接著層所產生之內部應力。
又,於使用如專利文獻1~3所記載之先前之聚矽氧粒子作為間隔物之情形時,有經壓縮之聚矽氧粒子欲恢復原本形狀起作用,而產生稱為彈回之現象之情況。若因以間隔物之形式調配於接著層中之聚矽氧粒子而產生彈回,則經過長時間後於接著層與被著體之界面產生剝離。
本發明之目的在於提供一種可有效地緩和內部應力,可有效地抑制彈回產生之樹脂粒子。又,本發明之目的在於提供一種使用上述樹脂粒子之連接材料及連接構造體。 [解決問題之技術手段]
根據本發明之較廣態樣,提供一種樹脂粒子,其係於通式:[(R)3
SiO1/2
]所表示之M單元、通式:[(R)2
SiO2/2
]所表示之D單元、通式:[(R)SiO3/2
]所表示之T單元及通式:[SiO4/2
]所表示之Q單元之合計之總個數100%中,上述T單元及上述Q單元之合計個數為4%以下。
於本發明之樹脂粒子之一特定態樣中,壓縮變形40%時之壓縮回復率為10%以下。
於本發明之樹脂粒子之一特定態樣中,10%K值為500 N/mm2
以下。
於本發明之樹脂粒子之一特定態樣中,粒徑為0.5 μm以上且500 μm以下。
於本發明之樹脂粒子之一特定態樣中,上述樹脂粒子為包含聚矽氧樹脂之粒子。
於本發明之樹脂粒子之一特定態樣中,上述樹脂粒子係用作間隔物。
根據本發明之較廣態樣,提供一種連接材料,其包含上述樹脂粒子、與黏合劑或含金屬原子之粒子。
於本發明之連接材料之一特定態樣中,上述連接材料包含黏合劑。
於本發明之連接材料之一特定態樣中,上述連接材料含有含金屬原子之粒子。
於本發明之連接材料之一特定態樣中,上述樹脂粒子之熱分解溫度高於上述含金屬原子之粒子之熔點。
於本發明之連接材料之一特定態樣中,上述連接材料係用於形成將2個連接對象構件連接之連接部,且上述連接材料係用於藉由上述含金屬原子之粒子之燒結體而形成上述連接部。
根據本發明之較廣態樣,提供一種連接構造體,其包括:第1連接對象構件、第2連接對象構件、及將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接之連接部,且上述連接部之材料包含上述樹脂粒子。 [發明之效果]
本發明之樹脂粒子係於通式:[(R)3
SiO1/2
]所表示之M單元、通式:[(R)2
SiO2/2
]所表示之D單元、通式:[(R)SiO3/2
]所表示之T單元及通式:[SiO4/2
]所表示之Q單元之合計之總個數100%中,上述T單元及上述Q單元之合計個數為4%以下。本發明之樹脂粒子由於具備上述構成,故而可有效地緩和內部應力,可有效地抑制彈回之產生。
以下,對本發明詳細地進行說明。
(樹脂粒子) 本發明之樹脂粒子係於通式:[(R)3
SiO1/2
]所表示之M單元、通式:[(R)2
SiO2/2
]所表示之D單元、通式:[(R)SiO3/2
]所表示之T單元及通式:[SiO4/2
]所表示之Q單元之合計之總個數100%中,上述T單元及上述Q單元之合計個數為4%以下。再者,M單元、D單元、T單元、及Q單元由上述通式表示係公知。上述通式中之R表示任意之基。作為R之任意之基,鍵結於上述通式之單元外之Si之O1/2
基除外。
本發明之樹脂粒子由於具備上述構成,故而可有效地緩和內部應力,可有效地抑制彈回之產生。
本發明之樹脂粒子由於具備上述構成,故而壓縮回復率相對較低,而經壓縮之樹脂粒子欲恢復至原本形狀之作用相對難以發揮,不易產生彈回。例如,於使用本發明之樹脂粒子作為間隔物之情形時,可使間隔物充分地接觸液晶顯示元件用構件等,而更高精度地控制間隙。
於形成將電極間電性連接之連接部、或將2個連接對象構件接著之接著層時,有為了使樹脂等黏合劑硬化而對連接部或接著層進行加熱之情況。若連接部或接著層被加熱,則有因樹脂等黏合劑之硬化收縮等而產生內部應力之情況。所產生之內部應力成為龜裂等之原因,因此較佳為消除內部應力。作為消除內部應力之方法,可列舉進行加熱處理之方法等。然而,若連接部或接著層使用樹脂等,則即便藉由加熱處理亦難以充分地消除內部應力。本發明之樹脂粒子由於具備上述構成,故而壓縮回復率相對較低,而經壓縮之樹脂粒子欲恢復原本之形狀之作用相對難以發揮。藉由將本發明之樹脂粒子用於連接部或接著層,而即便因加熱等於連接部或接著層產生內部應力,亦藉由樹脂粒子發生變形而可有效地緩和連接部或接著層之內部應力。結果可有效地抑制連接部或接著層中之龜裂等之產生。
就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,上述樹脂粒子較佳為包含聚矽氧樹脂之粒子。上述聚矽氧樹脂較佳為包含特定之有機矽烷氧基單元(含矽鍵單元)。
關於上述有機矽烷氧基單元,有稱為M單元之單官能有機矽烷氧基單元、稱為D單元之二官能有機矽烷氧基單元、稱為T單元之三官能有機矽烷氧基單元及稱為Q單元之四官能有機矽烷氧基單元。再者,Q單元係不含有具有直接鍵結於矽原子上之碳原子之有機基的單元,但於本發明中,將其視作有機矽烷氧基單元。
於上述有機矽烷氧基單元中,矽氧烷鍵係2個矽原子經由1個氧原子鍵結之鍵,因此矽氧烷鍵中之相對於每個矽原子之氧原子被視為1/2個,且於通式中表示為O1/2
。具體而言,例如於1個D單元中,D單元所包含之1個矽原子係與2個氧原子鍵結,各氧原子與其他單元之矽原子鍵結。即,D單元之結構係[-O1/2
-(R)2
Si-O1/2
-],O1/2
存在2個,因此D單元係表示為通式:[(R)2
SiO2/2
]。
上述M單元係通式:[(R)3
SiO1/2
]所表示之有機矽烷氧基單元。具體而言,上述M單元具有下述式(1)所表示之結構。
[化1]
上述式(1)中,R1、R2及R3分別表示任意之基。R1、R2及R3分別較佳為表示烷基、芳基、烯丙基、氫原子、或碳數1~5之2價有機基。上述有機基亦可包含碳原子、氫原子、及氧原子。上述有機基亦可為碳數1~5之2價烴基。上述有機基之主鏈較佳為2價烴基。上述有機基中,亦可於2價烴基上鍵結有羧基或羥基等。上述式(1)所表示之結構亦可經由R1、R2或R3而與其他結構鍵結。上述式(1)中之氧原子可與其他結構之矽原子形成矽氧烷鍵,亦可與其他結構之矽原子以外之原子形成鍵。
就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,上述式(1)所表示之結構較佳為經由2價烴基與其他結構鍵結。就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,上述式(1)中之氧原子較佳為與其他結構之矽原子形成矽氧烷鍵,且較佳為與其他結構之2價烴基鍵結。
上述D單元係通式:[(R)2
SiO2/2
]所表示之有機矽烷氧基單元。具體而言,上述D單元具有下述式(2)所表示之結構。
[化2]
上述式(2)中,R4及R5分別表示任意之基。R4及R5分別較佳為表示烷基、芳基、烯丙基、氫原子、或碳數1~5之2價有機基。上述有機基亦可包含碳原子、氫原子、及氧原子。上述有機基亦可為碳數1~5之2價烴基。上述有機基之主鏈較佳為2價烴基。上述有機基中,亦可於2價烴基上鍵結有羧基或羥基等。上述式(2)所表示之結構亦可經由R4或R5與其他結構鍵結。上述式(2)中之氧原子可與其他結構之矽原子形成矽氧烷鍵,亦可與其他結構之矽原子以外之原子形成鍵。
就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,上述式(2)所表示之結構較佳為經由2價烴基與其他結構鍵結。就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,上述式(2)中之氧原子較佳為與其他結構之矽原子形成矽氧烷鍵,且較佳為與其他結構之2價烴基鍵結。
上述T單元係通式:[(R)SiO3/2
]所表示之有機矽烷氧基單元。具體而言,上述T單元具有下述式(3)所表示之結構。
[化3]
上述式(3)中,R6表示任意之基。R6較佳為表示烷基、芳基、烯丙基、氫原子、或碳數1~5之2價有機基。上述有機基亦可包含碳原子、氫原子、及氧原子。上述有機基亦可為碳數1~5之2價烴基。上述有機基之主鏈較佳為2價烴基。上述有機基中,亦可於2價烴基上鍵結有羧基或羥基等。上述式(3)所表示之結構亦可經由R6而與其他結構鍵結。上述式(3)中之氧原子可與其他結構之矽原子形成矽氧烷鍵,亦可與其他結構之矽原子以外之原子形成鍵。
就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,上述式(3)所表示之結構較佳為經由2價烴基與其他結構鍵結。就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,上述式(3)中之氧原子較佳為與其他結構之矽原子形成矽氧烷鍵,且較佳為與其他結構之2價烴基鍵結。
上述Q單元係通式:[SiO4/2
]所表示之有機矽烷氧基單元(矽烷氧基單元)。具體而言,上述Q單元具有下述式(4)所表示之結構。
[化4]
上述式(4)中之氧原子可與其他結構之矽原子形成矽氧烷鍵,亦可與其他結構之矽原子以外之原子形成鍵。就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,上述式(4)中之氧原子較佳為與其他結構之矽原子形成矽氧烷鍵,且較佳為與其他結構之2價烴基鍵結。
於本發明之樹脂粒子中,於通式:[(R)3
SiO1/2
]所表示之M單元、通式:[(R)2
SiO2/2
]所表示之D單元、通式:[(R)SiO3/2
]所表示之T單元及通式:[SiO4/2
]所表示之Q單元之合計之總個數100%中,上述T單元及上述Q單元之合計個數(TnQn)為4%以下。
就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,於上述M單元、上述D單元、上述T單元及上述Q單元之合計之總個數100%中,上述TnQn較佳為3%以下,更佳為2%以下。上述TnQn之下限並無特別限定。上述TnQn可為0%(個數為0),亦可超過0%。
上述TnQn可藉由對樹脂粒子進行29
Si-固體NMR(nuclear magnetic resonance,核磁共振)分析而算出。具體而言,可以下述方式算出。
TnQn之算出方法: 使用經充分乾燥之樹脂粒子,並藉由下述測定條件下之29
Si-固體NMR測定(DD(Dipolar decoupling,高功率質子去偶)/MAS(MagicAngle Spinning,魔角旋轉)法),可獲得上述各單元之訊號量之積分值。根據所獲得之上述各單元之訊號量之積分值,可算出TnQn。
29
Si-固體NMR測定(DD/MAS法)之測定條件: 裝置:Jeol Resonance公司製造之「JNM-ECX400」 觀測核:29
Si 探針:固體NMR用8 mm探針 MAS轉速:7 kHz 測定法:單脈衝(Single pulse)(DD/MAS) 脈衝寬度:3.45 μ秒(29
Si/90度) 延遲時間:315秒 取入時間:21毫秒 掃描次數:500次
又,一般而言,源自上述各單元之29
Si-固體NMR之化學位移如下所述。源自上述各單元之29
Si-固體NMR之化學位移可考慮鍵結於Si基上之任意基而適當判別。
M單元:5 ppm~15 ppm D單元:-30 ppm~-5 ppm T單元:-75 ppm~-50 ppm Q單元:-120 ppm~-100 ppm
就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,將上述樹脂粒子壓縮變形40%時之壓縮回復率較佳為10%以下,更佳為9%以下,且較佳為0.1%以上,更佳為1%以上。
將上述樹脂粒子壓縮變形40%時之壓縮回復率可以下述方式進行測定。
於試樣台上散佈樹脂粒子。對於所散佈之1個樹脂粒子,使用微小壓縮試驗機,於圓柱(直徑100 μm,金剛石製)之平滑壓頭端面,於25℃下在樹脂粒子之中心方向施加負載(反轉負荷值)直至樹脂粒子壓縮變形40%。其後,進行卸載直至原點用負荷值(0.40 mN)。測定該期間之負荷-壓縮位移,根據下述式,可求出25℃下之40%壓縮變形時之壓縮回復率。再者,負載速度係設為0.33 mN/秒。作為上述微小壓縮試驗機,例如可使用島津製作所公司製造之「微小壓縮試驗機MCT-W200」、Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」等。
壓縮回復率(%)=[L2/L1]×100 L1:自施加負載時之原點用負荷值直至達到反轉負荷值之壓縮位移 L2:自釋放負載時之反轉負荷值直至達到原點用負荷值之卸載位移
上述樹脂粒子之10%K值較佳為5 N/mm2
以上,更佳為10 N/mm2
以上,且較佳為500 N/mm2
以下,更佳為200 N/mm2
以下,進而較佳為150 N/mm2
以下,尤佳為100 N/mm2
以下。若上述樹脂粒子之10%K值為上述下限以上及上述上限以下,則可更進一步有效地緩和內部應力,又,可更進一步有效地抑制彈回之產生。
上述樹脂粒子之10%K值可以下述方式進行測定。
使用微小壓縮試驗機,於圓柱(直徑100 μm,金剛石製)之平滑壓頭端面,於25℃下且於壓縮速度0.3 mN/秒、及最大試驗負荷20 mN之條件下壓縮1個樹脂粒子。測定此時之負荷值(N)及壓縮位移(mm)。根據所獲得之測定值並藉由下述式可求出25℃下之10%K值。作為上述微小壓縮試驗機,例如可使用島津製作所公司製造之「微小壓縮試驗機MCT-W200」、Fischer公司製造之「Fischerscope H-100」等。上述樹脂粒子之10%K值較佳為藉由將任意選擇出之50個樹脂粒子之10%K值進行算術平均而算出。
10%K值(N/mm2
)=(3/21/2
)・F・S-3/2
・R-1/2
F:樹脂粒子壓縮變形10%時之負荷值(N) S:樹脂粒子壓縮變形10%時之壓縮位移(mm) R:樹脂粒子之半徑(mm)
上述K值係通用性地且定量地表示樹脂粒子之硬度。藉由使用上述K值,可定量且唯一地表示樹脂粒子之硬度。
上述樹脂粒子之粒徑可視用途而適當設定。上述樹脂粒子之粒徑較佳為0.5 μm以上,更佳為1 μm以上,且較佳為500 μm以下,更佳為450 μm以下,進而較佳100 μm以下,進而更佳為50 μm以下,尤佳為20 μm以下。若上述樹脂粒子之粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則可更進一步有效地緩和內部應力,又,可更進一步有效地抑制彈回之產生。若上述樹脂粒子之粒徑為0.5 μm以上且20 μm以下,則可將上述樹脂粒子較佳地用於應力緩和材之用途。若上述樹脂粒子之粒徑為1 μm以上且100 μm以下,則可將上述樹脂粒子較佳地用於間隙控制材之用途。
關於上述樹脂粒子之粒徑,於樹脂粒子為真球狀之情形時,表示直徑,於樹脂粒子並非真球狀之情形時,表示最大徑。
上述樹脂粒子之粒徑較佳為平均粒徑,更佳為數量平均粒徑。上述樹脂粒子之粒徑係使用粒度分佈測定裝置等而求出。例如可使用應用雷射散射光、電阻值變化、拍攝後之圖像解析等原理的粒度分佈測定裝置。具體而言,作為樹脂粒子之粒徑之測定方法,例如可列舉:使用粒度分佈測定裝置(貝克曼庫爾特公司製造之「Multisizer 4」),對約100000個樹脂粒子之粒徑進行測定而算出平均值之方法等。樹脂粒子之粒徑較佳為藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡對任意50個樹脂粒子進行觀察,算出平均值而求出。
就更進一步有效地緩和內部應力之觀點而言,上述樹脂粒子之粒徑之變動係數(CV值)較佳為10%以下,更佳為7%以下,進而較佳為5%以下。若上述樹脂粒子之粒徑之變動係數(CV值)為上述上限以下,則可將樹脂粒子適宜地用於應力緩和材或間隙控制材之用途。
上述變動係數(CV值)可以下述方式進行測定。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100 ρ:樹脂粒子之粒徑之標準偏差 Dn:樹脂粒子之粒徑之平均值
上述樹脂粒子之形狀並無特別限定。上述樹脂粒子之形狀可為球狀,亦可為扁平狀等球形狀以外之形狀。
上述樹脂粒子之用途並無特別限定。上述樹脂粒子可較佳地用於各種用途。上述樹脂粒子較佳為用作間隔物。作為上述間隔物之使用方法,可列舉:液晶顯示元件用間隔物、間隙控制用間隔物、及應力緩和用間隔物等。上述間隙控制用間隔物可用於用以確保支架高度及平坦性之積層晶片之間隙控制、以及用以確保玻璃表面之平滑性及接著劑層之厚度之光學零件的間隙控制等。上述應力緩和用間隔物可用於感測器晶片等之應力緩和、及將2個連接對象構件連接之連接部之應力緩和等。上述應力緩和用間隔物可用於功率裝置用之連接材料、及感測器用之接著劑等。上述間隔物較佳為用於功率裝置用之連接材料,且較佳為用於感測器用之接著劑。
上述樹脂粒子較佳為用作液晶顯示元件用間隔物,且較佳為用於液晶顯示元件用周邊密封劑。於上述液晶顯示元件用周邊密封劑中,上述樹脂粒子較佳為作為間隔物發揮功能。上述樹脂粒子由於具有良好之壓縮變形特性,因此於使用上述樹脂粒子作為間隔物而配置於基板間之情形時,間隔物被有效率地配置於基板間。進而,上述樹脂粒子可抑制液晶顯示元件用構件等之損傷,因此使用上述液晶顯示元件用間隔物之液晶顯示元件不易產生顯示不良。
進而,上述樹脂粒子亦可適宜地用作無機填充材、碳粉(toner)之添加劑、衝擊吸收劑或振動吸收劑。例如,可使用上述樹脂粒子作為橡膠或彈簧等之替代品。
(樹脂粒子之其他詳細內容) 就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,上述樹脂粒子較佳為包含聚矽氧樹脂之粒子。
上述聚矽氧樹脂之材料較佳為具有自由基聚合性基之矽烷化合物與具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物,且較佳為具有自由基聚合性基且具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物,較佳為於兩末端具有自由基聚合性基之矽烷化合物。於使該等材料反應之情形時,形成矽氧烷鍵。於所獲得之聚矽氧樹脂中,一般殘存自由基聚合性基及碳數5以上之疏水基。藉由使用此種材料,可容易地獲得具有1 μm以上且200 μm以下之粒徑之包含上述聚矽氧樹脂之粒子,而且可提高包含上述聚矽氧樹脂之粒子之耐化學品性,且降低透濕性。
上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物較佳為自由基聚合性基直接鍵結於矽原子上。上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物較佳為烷氧基矽烷化合物。作為上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物,可列舉:乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、二甲氧基甲基乙烯基矽烷、二乙氧基甲基乙烯基矽烷、二乙烯基甲氧基乙烯基矽烷、二乙烯基乙氧基乙烯基矽烷、二乙烯基二甲氧基矽烷、二乙烯基二乙氧基矽烷、及1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷等。
上述具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物較佳為碳數5以上之疏水基直接鍵結於矽原子上。上述具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
上述具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物較佳為烷氧基矽烷化合物。作為上述具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物,可列舉:苯基三甲氧基矽烷、二甲氧基甲基苯基矽烷、二乙氧基甲基苯基矽烷、二甲基甲氧基苯基矽烷、二甲基乙氧基苯基矽烷、六苯基二矽氧烷、1,3,3,5-四甲基-1,1,5,5-四苯基三矽氧烷、1,1,3,5,5-五苯基-1,3,5-三甲基三矽氧烷、六苯基環三矽氧烷、苯基三(三甲基矽烷氧基)矽烷、及八苯基環四矽氧烷等。
上述具有自由基聚合性基且具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物較佳為自由基聚合性基直接鍵結於矽原子上,且較佳為碳數5以上之疏水基直接鍵結於矽原子上。上述具有自由基聚合性基且具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述具有自由基聚合性基且具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物,可列舉:苯基乙烯基二甲氧基矽烷、苯基乙烯基二乙氧基矽烷、苯基甲基乙烯基甲氧基矽烷、苯基甲基乙烯基乙氧基矽烷、二苯基乙烯基甲氧基矽烷、二苯基乙烯基乙氧基矽烷、苯基二乙烯基甲氧基矽烷、苯基二乙烯基乙氧基矽烷、及1,1,3,3-四苯基-1,3-二乙烯基二矽氧烷等。
為了獲得上述包含聚矽氧樹脂之粒子,較佳為於使用上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物、與上述具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物的情形時,以下述之重量比使用。上述具有自由基聚合性基之矽烷化合物、與上述具有碳數5以上之疏水基之矽烷化合物以重量比計,較佳為以1:1~1:20使用,更佳為以1:5~1:15使用。
於用以獲得上述包含聚矽氧樹脂之粒子之矽烷化合物之整體中,自由基聚合性基之個數與碳數5以上之疏水基之個數的比較佳為1:0.5~1:20,更佳為1:1~1:15。
上述包含聚矽氧樹脂之粒子較佳為具有於1個矽原子上鍵結有2個甲基之二甲基矽氧烷骨架,上述聚矽氧樹脂之材料較佳為包含於1個矽原子上鍵結有2個甲基之矽烷化合物。於該情形時,可更進一步有效地緩和內部應力,又,可更進一步有效地抑制彈回之產生。
就更進一步有效地緩和內部應力之觀點、及更進一步有效地抑制彈回產生之觀點而言,上述包含聚矽氧樹脂之粒子較佳為藉由自由基聚合起始劑使上述矽烷化合物反應而形成矽氧烷鍵。一般而言,於藉由使用酸或鹼觸媒之縮聚而合成上述包含聚矽氧樹脂之粒子之情形時,難以獲得具有10 μm以上且500 μm以下之粒徑之包含聚矽氧樹脂之粒子,特別難以獲得具有100 μm以下之粒徑之包含聚矽氧樹脂之粒子。針對於此,藉由使用自由基聚合起始劑及上述構成之矽烷化合物,可獲得具有1 μm以上且500 μm以下之粒徑之包含聚矽氧樹脂之粒子,亦可獲得具有10 μm以上之粒徑之包含聚矽氧樹脂之粒子,亦可獲得具有100 μm以下之粒徑之包含聚矽氧樹脂之粒子。
為了獲得上述包含聚矽氧樹脂之粒子,亦可不使用具有鍵結於矽原子上之氫原子之矽烷化合物。於該情形時,可不使用金屬觸媒,而使用自由基聚合起始劑使矽烷化合物聚合。結果可使上述包含聚矽氧樹脂之粒子不含金屬觸媒,而可減少上述包含聚矽氧樹脂之粒子中之金屬觸媒之含量,可更進一步有效地緩和內部應力,可更進一步有效地抑制彈回之產生。
就降低透濕性之觀點而言,上述樹脂粒子較佳為包含聚矽氧樹脂、及與聚矽氧樹脂不同之樹脂,且該聚矽氧樹脂之外表面由與上述聚矽氧樹脂不同之樹脂覆蓋之樹脂粒子。就降低透濕性之觀點而言,上述包含聚矽氧樹脂之粒子較佳為包含聚矽氧樹脂、及與聚矽氧樹脂不同之樹脂,且該聚矽氧樹脂之外表面由與上述聚矽氧樹脂不同之樹脂覆蓋之粒子。
於上述樹脂粒子包含聚矽氧樹脂、及與聚矽氧樹脂不同之樹脂之情形時,可藉由上述與聚矽氧樹脂不同之樹脂覆蓋上述聚矽氧樹脂之整個外表面,亦可存在未被上述與聚矽氧樹脂不同之樹脂覆蓋之部分。
作為上述與聚矽氧樹脂不同之樹脂,可列舉具有乙烯基之樹脂(乙烯系樹脂)等。上述與聚矽氧樹脂不同之樹脂可僅使用1種,亦可併用2種以上。
就更進一步降低透濕性之觀點而言,上述與聚矽氧樹脂不同之樹脂較佳為具有乙烯基之樹脂,更佳為二乙烯苯或苯乙烯。
作為上述包含聚矽氧樹脂之粒子之具體製造方法,可列舉:藉由懸浮聚合法、分散聚合法、迷你乳化聚合法、或乳化聚合法等使矽烷化合物之聚合反應進行,而製作包含聚矽氧樹脂之粒子之方法等。亦可使矽烷化合物之聚合進行而獲得低聚物後,藉由懸浮聚合法、分散聚合法、迷你乳化聚合法、或乳化聚合法等使作為聚合物(低聚物等)之矽烷化合物之聚合反應進行,而製作包含聚矽氧樹脂之粒子。例如,亦可使具有乙烯基之矽烷化合物聚合,而獲得於末端具有鍵結於矽原子上之乙烯基之矽烷化合物。亦可使具有苯基之矽烷化合物聚合,而獲得作為聚合物(低聚物等)之於側鏈具有鍵結於矽原子上之苯基之矽烷化合物。亦可使具有乙烯基之矽烷化合物與具有苯基之矽烷化合物聚合,而獲得作為聚合物(低聚物等)之於末端具有鍵結於矽原子上之乙烯基且於側鏈具有鍵結於矽原子上之苯基之矽烷化合物。
為了獲得上述聚矽氧樹脂之外表面由與上述聚矽氧樹脂不同之樹脂覆蓋之樹脂粒子,亦可於製作聚矽氧樹脂後,使該聚矽氧樹脂和上述與聚矽氧樹脂不同之樹脂進行聚合反應。
(連接材料) 上述連接材料係用以形成將2個連接對象構件連接之連接部。上述連接材料包含上述樹脂粒子、與黏合劑或含金屬原子之粒子。上述連接材料較佳為用於藉由含金屬原子之粒子之燒結體而形成上述連接部。於上述黏合劑中不含本發明之樹脂粒子。上述含金屬原子之粒子不含本發明之樹脂粒子。
上述樹脂粒子之熱分解溫度較佳為高於上述含金屬原子之粒子之熔點。上述樹脂粒子之熱分解溫度較佳為較上述含金屬原子之粒子之熔點高10℃以上,更佳為高30℃以上,最佳為高50℃以上。
作為上述含金屬原子之粒子,可列舉:金屬粒子及金屬化合物粒子等。上述金屬化合物粒子包含金屬原子、及該金屬原子以外之原子。作為上述金屬化合物粒子之具體例,可列舉:金屬氧化物粒子、金屬之碳酸鹽粒子、金屬之羧酸鹽粒子及金屬之錯合物粒子等。上述金屬化合物粒子較佳為金屬氧化物粒子。例如,上述金屬氧化物粒子係於還原劑之存在下利用連接時之加熱在成為金屬粒子後進行燒結。上述金屬氧化物粒子係金屬粒子之前驅物。作為上述金屬之羧酸鹽粒子,可列舉金屬之乙酸鹽粒子等。
作為構成上述金屬粒子及上述金屬氧化物粒子之金屬,可列舉:銀、銅及金等。構成上述金屬粒子及上述金屬氧化物粒子之金屬較佳為銀或銅,尤佳為銀。因此,上述金屬粒子較佳為銀粒子或銅粒子,更佳為銀粒子。上述金屬氧化物粒子較佳為氧化銀粒子或氧化銅粒子,更佳為氧化銀粒子。於使用銀粒子及氧化銀粒子之情形時,可於連接後減少殘渣,亦可使體積減少率變得非常小。作為上述氧化銀粒子中之氧化銀,可列舉Ag2
O及AgO。
上述含金屬原子之粒子較佳為藉由未達400℃之加熱進行燒結。上述含金屬原子之粒子進行燒結之溫度(燒結溫度)更佳為350℃以下,且較佳為300℃以上。若上述含金屬原子之粒子進行燒結之溫度為上述下限以上或未達上述上限,則可有效率地進行燒結,進而可減少燒結所需之能量且減小環境負荷。
於上述含金屬原子之粒子為金屬氧化物粒子之情形時,較佳為使用還原劑。作為上述還原劑,可列舉:醇化合物(具有醇性羥基之化合物)、羧酸化合物(具有羧基之化合物)及胺化合物(具有胺基之化合物)等。上述還原劑可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述醇化合物,可列舉烷醇等。作為上述醇化合物之具體例,例如可列舉:乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇、十九烷醇及二十烷醇等。又,作為上述醇化合物,並不限於一級醇型化合物,亦可使用二級醇型化合物、三級醇型化合物、烷二醇及具有環狀結構之醇化合物。進而,作為上述醇化合物,亦可使用乙二醇及三乙二醇等具有多個醇基之化合物。又,作為上述醇化合物,亦可使用檸檬酸、抗壞血酸及葡萄糖等化合物。
作為上述羧酸化合物,可列舉烷基羧酸等。作為上述羧酸化合物之具體例,可列舉:丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸及二十烷酸等。又,上述羧酸化合物並不限於一級羧酸型化合物,亦可使用二級羧酸型化合物、三級羧酸型化合物、二羧酸及具有環狀結構之羧基化合物。
作為上述胺化合物,可列舉烷基胺等。作為上述胺化合物之具體例,可列舉:丁基胺、戊基胺、己基胺、庚基胺、辛基胺、壬基胺、癸基胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、十九烷基胺及二十烷基胺等。又,上述胺化合物亦可具有分支結構。作為具有分支結構之胺化合物,可列舉2-乙基己基胺及1,5-二甲基己基胺等。上述胺化合物並不限於一級胺型化合物,亦可使用二級胺型化合物、三級胺型化合物及具有環狀結構之胺化合物。
上述還原劑可為具有醛基、酯基、磺醯基或酮基等之有機物,亦可為羧酸金屬鹽等有機物。羧酸金屬鹽可用作金屬粒子之前驅物,另一方面,由於包含有機物,故而亦可用作金屬氧化物粒子之還原劑。
相對於上述金屬氧化物粒子100重量份,上述還原劑之含量較佳為1重量份以上,更佳為10重量份以上,且較佳為1000重量份以下,更佳為500重量份以下,進而較佳為100重量份以下。若上述還原劑之含量為上述下限以上,則可使上述含金屬原子之粒子更緻密地燒結。其結果為,藉由上述含金屬原子之粒子之燒結體所形成之連接部的散熱性及耐熱性亦提昇。
若使用具有較上述含金屬原子之粒子之燒結溫度(連接溫度)低之熔點的還原劑,則有於連接時發生凝集而變得容易於連接部產生孔隙之傾向。藉由使用羧酸金屬鹽,該羧酸金屬鹽不會因連接時之加熱而熔解,故而可抑制孔隙之產生。再者,除羧酸金屬鹽以外,亦可使用含有有機物之金屬化合物作為還原劑。
就更進一步有效地提高連接強度之觀點而言,上述連接材料較佳為包含黏合劑。上述黏合劑並無特別限定。作為上述黏合劑,可使用公知之絕緣性樹脂。上述黏合劑較佳為包含熱塑性成分(熱塑性化合物)或硬化性成分,更佳為包含硬化性成分。作為上述硬化性成分,可列舉:光硬化性成分及熱硬化性成分。上述光硬化性成分較佳為包含光硬化性化合物及光聚合起始劑。上述熱硬化性成分較佳為包含熱硬化性化合物及熱硬化劑。作為上述黏合劑,例如可列舉:乙烯系樹脂、熱塑性樹脂、硬化性樹脂、熱塑性嵌段共聚物及彈性體等。上述黏合劑可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述乙烯系樹脂,例如可列舉:乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸系樹脂及苯乙烯樹脂等。作為上述熱塑性樹脂,例如可列舉:聚烯烴樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及聚醯胺樹脂等。作為上述硬化性樹脂,例如可列舉:環氧樹脂、聚胺酯樹脂、聚醯亞胺樹脂及不飽和聚酯樹脂等。再者,上述硬化性樹脂亦可為常溫硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂或濕氣硬化型樹脂。上述硬化性樹脂亦可與硬化劑併用。作為上述熱塑性嵌段共聚物,例如可列舉:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物之氫化物、及苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物之氫化物等。作為上述彈性體,例如可列舉:苯乙烯-丁二烯共聚橡膠、及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚橡膠等。
又,上述黏合劑亦可為溶劑。作為上述溶劑,可列舉水及有機溶劑等。就更進一步提高溶劑之去除性之觀點而言,上述溶劑較佳為有機溶劑。作為上述有機溶劑,可列舉:乙醇等醇化合物;丙酮、甲基乙基酮、環己酮等酮化合物;甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烴化合物;溶纖劑、甲基溶纖劑、丁基溶纖劑、卡必醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇二乙醚、三丙二醇單甲醚等二醇醚化合物;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸丁酯、乙酸溶纖劑、丁基乙酸溶纖劑、卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚乙酸酯、碳酸丙二酯等酯化合物;辛烷、癸烷等脂肪族烴化合物;以及石油醚、石腦油等石油系溶劑等。
就更有效地提高連接強度之觀點而言,上述連接材料較佳為包含環氧樹脂。
由於有效地發揮本發明之樹脂粒子之效果,故而於上述連接材料包含上述含金屬原子之粒子之情形時,上述連接材料中上述含金屬原子之粒子之含量較佳為多於上述樹脂粒子之含量,更佳為多於10重量%以上,進而較佳為多於20重量%以上。
上述連接材料100重量%中,上述樹脂粒子之含量較佳為0.1重量%以上,更佳為1重量%以上,且較佳為50重量%以下,更佳為30重量%以下。若上述樹脂粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下,則可更進一步有效地緩和連接部中之內部應力。
於上述連接材料包含上述含金屬原子之粒子之情形時,於上述連接材料100重量%中,上述含金屬原子之粒子之含量較佳為0.3重量%以上,更佳為3重量%以上,且較佳為50重量%以下,更佳為40重量%以下。若上述含金屬原子之粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下,則連接阻力更進一步變低。
於上述連接材料包含黏合劑之情形時,於上述連接材料100體積%中,上述黏合劑之含量較佳為5體積%以上,更佳為10體積%以上,且較佳為40體積%以下,更佳為20體積%以下。若上述黏合劑之含量為上述下限以上及上述上限以下,則可更進一步有效地提高連接強度。
(連接構造體) 藉由使用上述包含樹脂粒子及黏合劑或含金屬原子之粒子之連接材料將連接對象構件進行連接,可獲得連接構造體。
上述連接構造體具備:第1連接對象構件、第2連接對象構件、及將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接之連接部。上述連接部之材料包含上述樹脂粒子。上述連接部之材料較佳為上述連接材料。上述連接部較佳為藉由上述連接材料所形成之連接構造體。
圖1係表示使用本發明之樹脂粒子之連接構造體之一例的剖面圖。
圖1所示之連接構造體51具備:第1連接對象構件52、第2連接對象構件53、及將第1連接對象構件52與第2連接對象構件53連接之連接部54。
連接部54包含上述樹脂粒子1。樹脂粒子1不與2個第1、第2連接對象構件52、53兩者接觸。樹脂粒子1係用作應力緩和用間隔物。圖1中,為了方便圖示,樹脂粒子1係以略圖表示。
連接部54包含間隙控制粒子61、與金屬連接部62。連接部54中,1個間隙控制粒子61與2個第1、第2連接對象構件52、53兩者接觸。間隙控制粒子61可為導電性粒子,亦可為不具有導電性之粒子。金屬連接部62係含金屬原子之粒子之燒結體。金屬連接部62係藉由使含金屬原子之粒子燒結而形成。金屬連接部62係藉由使含金屬原子之粒子熔融後進行固化而形成。金屬連接部62係含金屬原子之粒子之熔融固化物。
上述第1連接對象構件亦可於表面具有第1電極。上述第2連接對象構件亦可於表面具有第2電極。較佳為上述第1電極與上述第2電極藉由上述連接部而電性連接。
上述連接構造體之製造方法並無特別限定。作為連接構造體之製造方法之一例,可列舉:於第1連接對象構件與第2連接對象構件之間配置上述連接材料,獲得積層體後,對該積層體進行加熱及加壓之方法等。上述加壓之壓力為9.8×104
~4.9×106
Pa左右。上述加熱之溫度為120~220℃左右。用以將軟性印刷基板之電極、配置於樹脂膜上之電極及觸控面板之電極進行連接之上述加壓之壓力為9.8×104
~1.0×106
Pa左右。
作為上述連接對象構件,具體而言,可列舉:半導體晶片、電容器及二極體等電子零件、以及印刷基板、軟性印刷基板、玻璃環氧基板及玻璃基板等電路基板等電子零件等。上述連接對象構件較佳為電子零件。上述第1連接對象構件及上述第2連接對象構件中之至少一者較佳為半導體晶圓或半導體晶片。上述連接構造體較佳為半導體裝置。
上述連接材料亦可適宜地用於觸控面板。因此,上述連接對象構件亦較佳為可撓性基板,或者於樹脂膜之表面上配置有電極之連接對象構件。上述連接對象構件較佳為可撓性基板,且較佳為於樹脂膜之表面上配置有電極之連接對象構件。於上述可撓性基板為軟性印刷基板等之情形時,可撓性基板一般於表面具有電極。
作為設置於上述連接對象構件之電極,可列舉:金電極、鎳電極、錫電極、鋁電極、銅電極、銀電極、鉬電極及鎢電極等金屬電極。於上述連接對象構件為可撓性基板之情形時,上述電極較佳為金電極、鎳電極、錫電極或銅電極。於上述連接對象構件為玻璃基板之情形時,上述電極較佳為鋁電極、銅電極、鉬電極或鎢電極。再者,於上述電極為鋁電極之情形時,可為僅由鋁形成之電極,亦可為於金屬氧化物層之表面積層鋁層而成之電極。作為上述金屬氧化物層之材料,可列舉:摻雜有3價金屬元素之氧化銦及摻雜有3價金屬元素之氧化鋅等。作為上述3價金屬元素,可列舉Sn、Al及Ga等。
又,上述樹脂粒子可適宜地用作液晶顯示元件用間隔物。上述第1連接對象構件亦可為第1液晶顯示元件用構件。上述第2連接對象構件亦可為第2液晶顯示元件用構件。上述連接部亦可為於上述第1液晶顯示元件用構件與上述第2液晶顯示元件用構件對向之狀態下,將上述第1液晶顯示元件用構件與上述第2液晶顯示元件用構件之外周密封之密封部。
上述樹脂粒子亦可用於液晶顯示元件用密封劑。液晶顯示元件具備:第1液晶顯示元件用構件、第2液晶顯示元件用構件、密封部、及液晶。上述密封部係於上述第1液晶顯示元件用構件與上述第2液晶顯示元件用構件對向之狀態下,將上述第1液晶顯示元件用構件與上述第2液晶顯示元件用構件之外周密封。上述液晶係於上述密封部之內側配置於上述第1液晶顯示元件用構件與上述第2液晶顯示元件用構件之間。於該液晶顯示元件中,藉由應用液晶滴下法,且使液晶滴下法用密封劑熱硬化而形成上述密封部。
圖2係表示使用本發明之樹脂粒子作為液晶顯示元件用間隔物之液晶顯示元件之一例的剖面圖。
圖2所示之液晶顯示元件81具有一對透明玻璃基板82。透明玻璃基板82係於對向之面具有絕緣膜(未圖示)。作為絕緣膜之材料,例如可列舉SiO2
等。於透明玻璃基板82中之絕緣膜上形成有透明電極83。作為透明電極83之材料,可列舉ITO等。透明電極83例如可藉由光微影法進行圖案化而形成。於透明玻璃基板82之表面上之透明電極83上形成有配向膜84。作為配向膜84之材料,可列舉聚醯亞胺等。
於一對透明玻璃基板82間封入有液晶85。於一對透明玻璃基板82間配置有複數個樹脂粒子1。樹脂粒子1係用作液晶顯示元件用間隔物。藉由複數個樹脂粒子1而限制一對透明玻璃基板82之間隔。於一對透明玻璃基板82之邊緣部間配置有密封劑86。藉由密封劑86而防止液晶85流向外部。於密封劑86中包含僅粒徑與樹脂粒子1不同之樹脂粒子1A。圖2中,為了方便圖示,樹脂粒子1及1A係以略圖表示。
於上述液晶顯示元件中每1 mm2
之液晶顯示元件用間隔物之配置密度較佳為10個/mm2
以上,且較佳為1000個/mm2
以下。若上述配置密度為10個/mm2
以上,則單元間隙變得更均勻。若上述配置密度為1000個/mm2
以下,則液晶顯示元件之對比度變得更良好。
以下,列舉實施例及比較例,具體地說明本發明。本發明並不僅限定於以下之實施例。
(實施例1) (1)樹脂粒子A(聚矽氧粒子A)之製作 準備於兩末端丙烯酸聚矽氧油(信越化學工業公司製造之「X-22-2445」)30重量份中溶解過氧化2-乙基己酸第三丁酯(聚合起始劑、日油公司製造之「PERBUTYL O」)0.5重量份所得之溶解液A。又,於離子交換水150重量份中混合月桂基硫酸三乙醇胺鹽40重量%水溶液(乳化劑)0.8重量份、及聚乙烯醇(聚合度:約2000,皂化度:86.5~89莫耳%,日本合成化學公司製造之「Gohsenol GH-20」)之5重量%水溶液80重量份,而準備水溶液B。於設置於溫浴槽中之可分離式燒瓶中加入上述溶解液A後,添加上述水溶液B。其後,藉由使用白砂多孔玻璃(SPG,Shirasu Porous Glass)膜(細孔平均徑約5 μm)而進行乳化。其後,升溫至85℃,進行9小時聚合。藉由離心分離將聚合後之粒子全部量進行水洗淨後,進行分級操作,之後進行冷凍乾燥而獲得樹脂粒子A(聚矽氧粒子A)。
(2)連接材料之製作 調配銀粒子(平均粒徑15 nm)40重量份、二乙烯苯樹脂粒子(平均粒徑30 μm,CV值5%)1重量份、上述樹脂粒子A10重量份、及作為溶劑之甲苯40重量份,進行混合而製作連接材料。
(3)連接構造體之製作 準備功率半導體元件作為第1連接對象構件。準備氮化鋁基板作為第2連接對象構件。
將上述連接材料以成為約30 μm之厚度之方式塗佈於第2連接對象構件上,而形成連接材料層。其後,於連接材料層上積層上述第1連接對象構件而獲得積層體。將所獲得之積層體於300℃下加熱10分鐘,藉此使連接材料層所包含之銀粒子燒結,而製作連接構造體。
(4)液晶顯示元件之製作 液晶滴下法用密封劑之製作: 準備以下之材料。 樹脂粒子A(聚矽氧粒子A)30重量份 雙酚A型環氧甲基丙烯酸酯(熱硬化性化合物,DAICEL-ALLNEX公司製造之「KRM7985」)50重量份 己內酯改性雙酚A型環氧丙烯酸酯(熱硬化性化合物,DAICEL-ALLNEX公司製造之「EBECRYL3708」)20重量份 部分丙烯酸改性雙酚E型環氧樹脂(熱硬化性化合物,DAICEL-ALLNEX公司製造之「KRM8276」)30重量份 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(光自由基聚合起始劑,BASF Japan公司製造之「IRGACURE651」)2重量份 丙二醯肼(熱硬化劑,大塚化學公司製造之「MDH」)10重量份 二氧化矽(填充劑,Admatechs公司製造之「Admafine SO-C2」)20重量份 3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(矽烷偶合劑,信越化學工業公司製造之「KBM-403」)2重量份
調配上述之材料,利用行星式攪拌裝置(Thinky公司製造之「去泡攪拌太郎」)進行攪拌後,利用陶瓷三輥研磨機均一地混合而獲得液晶顯示元件用密封劑(密封劑)。
液晶顯示元件之製作: 對於所獲得之密封劑100重量份,調配間隔物粒子(平均粒徑5 μm,積水化學工業公司製造之「Micropearl SP-205」)1重量份,使用行星式攪拌裝置,使間隔物粒子均一地分散於密封劑中。將所獲得之含間隔物粒子之密封劑填充於滴塗用注射器(武蔵高科技公司製造之「PSY-10E」)中,進行脫泡處理。其後,使用分注器(武蔵高科技公司製造之「SHOTMASTER300」),於形成有ITO薄膜之透明電極基板上以繪製長方形框之方式塗佈含間隔物粒子之密封劑。繼而,使用液晶滴下裝置,將TN液晶(Chisso公司製造之「JC-5001LA」)之微小液滴滴至透明電極基板之塗佈有含間隔物粒子之密封劑之長方形的內側並進行塗佈。使用真空貼合裝置,於5 Pa之真空下將塗佈有密封劑及TN液晶之透明電極基板、與未塗佈密封劑及TN液晶之透明電極基板貼合。繼而,使用金屬鹵素燈,對於塗佈有密封劑之部分照射100 mW/cm2
之紫外線30秒後,於120℃下加熱1小時而使密封劑熱硬化,獲得液晶顯示元件(單元間隙5 μm)。
(實施例2) 製作樹脂粒子時,使用信越化學工業公司製造之「X-22-1602」代替信越化學工業公司製造之「X-22-2445」,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得樹脂粒子B(聚矽氧粒子B)。將樹脂粒子A變更為樹脂粒子B,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得連接材料、連接構造體及液晶顯示元件。
(實施例3) (1) 樹脂粒子C(樹脂被覆聚矽氧粒子C)之製作 於設置於溫浴槽內之500 ml之可分離式燒瓶中加入實施例1中所獲得之樹脂粒子A(聚矽氧粒子A)6.5重量份、十六烷基三甲基溴化銨0.6重量份、蒸餾水240重量份、及甲醇120重量份,於40℃下攪拌1小時。繼而,將二乙烯苯3.0重量份與苯乙烯0.5重量份添加至可分離式燒瓶內,升溫至75℃,攪拌0.5小時。繼而,將2,2'-偶氮雙(異丁酸)二甲酯0.4重量份添加至可分離式燒瓶內,攪拌8小時,進行聚合反應。聚合反應後,進行離心分離,藉此獲得粒子,將該粒子進行水洗淨,而獲得樹脂粒子C(樹脂被覆聚矽氧粒子C)。
將樹脂粒子A變更為樹脂粒子C,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得連接材料、連接構造體及液晶顯示元件。
(比較例1) 製作連接材料及液晶顯示元件時,使用聚矽氧粉末「KMP-605」(信越化學工業公司製造)代替樹脂粒子A,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得連接材料、連接構造體及液晶顯示元件。
(比較例2) 製作連接材料及液晶顯示元件時,使用聚矽氧粉末「KMP-590」(信越化學工業公司製造)代替樹脂粒子A,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得連接材料、連接構造體及液晶顯示元件。
(評價) (1) T單元及Q單元之合計個數(TnQn) 藉由進行29
Si-固體NMR分析,並利用上述方法算出於上述M單元、上述D單元、上述T單元及上述Q單元之合計個數100%中,上述T單元及上述Q單元之合計個數(TnQn)。
(2)粒徑 使用粒度分佈測定裝置(貝克曼庫爾特公司製造之「Multisizer 4」),對約100000個樹脂粒子之粒徑進行測定,算出平均值,藉此求出所獲得之樹脂粒子之粒徑。
(3)變動係數(CV值) 利用上述方法測定所獲得之樹脂粒子之變動係數。
(4)10%K值 利用上述方法測定所獲得之樹脂粒子之10%K值。
(5)壓縮變形40%時之壓縮回復率 利用上述方法測定所獲得之樹脂粒子之壓縮變形40%時之壓縮回復率。
(6)連接強度 使用固定(mount)強度測定裝置,測定所獲得之連接構造體於260℃下之連接強度。以下述之基準判定連接強度。
[連接強度之判定基準] ○○:剪切強度為150 N/cm2
以上 〇:剪切強度為100 N/cm2
以上且未達150 N/cm2
×:剪切強度未達100 N/cm2
(7)彈回 藉由掃描式電子顯微鏡,觀察於所獲得之連接構造體之連接部是否產生彈回。以下述之基準判定彈回。
[彈回之判定基準] ○:未產生彈回 ×:產生彈回
(8)內部應力緩和特性 藉由掃描式電子顯微鏡,觀察於所獲得之連接構造體之連接部是否產生龜裂。以下述之基準判定內部應力緩和特性。
[內部應力緩和特性之判定基準] ○:未產生龜裂 ×:產生龜裂
(9)冷熱循環特性(連接可靠性) 實施冷熱循環試驗1000個循環,該冷熱循環試驗係以將所獲得之連接構造體自-65℃加熱至150℃後冷卻至-65℃之過程作為1個循環。藉由超音波探傷裝置(SAT),觀察於連接部有無龜裂及剝離之產生。以下述之基準判定冷熱循環特性(連接可靠性)。
[冷熱循環特性(連接可靠性)之判定基準] ○:於連接部無龜裂及剝離 ×:於連接部存在龜裂或剝離
(10)透濕性 將所獲得之液晶顯示元件於溫度80℃、濕度90%RH之環境下保管72小時後,以AC3.5 V之電壓進行驅動,利用目視觀察中間色之密封部周邊。以下述之基準判定透濕性。
[透濕性之判定基準] ○:於密封部周邊無顏色不均 △:於密封部周邊產生極少之顏色不均 ×:於密封部周辺產生明顯之顏色不均
將結果示於下述表1。
[表1]
1‧‧‧樹脂粒子
1A‧‧‧樹脂粒子
51‧‧‧連接構造體
52‧‧‧第1連接對象構件
53‧‧‧第2連接對象構件
54‧‧‧連接部
61‧‧‧間隙控制粒子
62‧‧‧金屬連接部
81‧‧‧液晶顯示元件
82‧‧‧透明玻璃基板
83‧‧‧透明電極
84‧‧‧配向膜
85‧‧‧液晶
86‧‧‧密封劑
圖1係表示使用本發明之樹脂粒子之連接構造體之一例的剖面圖。 圖2係表示使用本發明之樹脂粒子作為液晶顯示元件用間隔物之液晶顯示元件之一例的剖面圖。
Claims (12)
- 一種樹脂粒子,其係於通式:[(R)3 SiO1/2 ]所表示之M單元、通式:[(R)2 SiO2/2 ]所表示之D單元、通式:[(R)SiO3/2 ]所表示之T單元及通式:[SiO4/2 ]所表示之Q單元之合計之總個數100%中,上述T單元及上述Q單元之合計個數為4%以下。
- 如請求項1之樹脂粒子,其壓縮變形40%時之壓縮回復率為10%以下。
- 如請求項1或2之樹脂粒子,其10%K值為500 N/mm2 以下。
- 如請求項1或2之樹脂粒子,其粒徑為0.5 μm以上且500 μm以下。
- 如請求項1或2之樹脂粒子,其係包含聚矽氧樹脂之粒子。
- 如請求項1或2之樹脂粒子,其係用作間隔物。
- 一種連接材料,其包含:如請求項1至6中任一項之樹脂粒子、與 黏合劑或含金屬原子之粒子。
- 如請求項7之連接材料,其包含黏合劑。
- 如請求項7或8之連接材料,其含有含金屬原子之粒子。
- 如請求項9之連接材料,其中上述樹脂粒子之熱分解溫度高於上述含金屬原子之粒子之熔點。
- 如請求項9之連接材料,其係用於形成將2個連接對象構件連接之連接部,且 用於藉由上述含金屬原子之粒子之燒結體而形成上述連接部。
- 一種連接構造體,其包括: 第1連接對象構件、 第2連接對象構件、及 將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接之連接部,且 上述連接部之材料包含如請求項1至6中任一項之樹脂粒子。
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