TWI766040B - 樹脂粒子、導電性粒子、導電材料、接著劑、連接構造體及液晶顯示元件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種能夠有效地抑制回彈之產生且能夠有效地抑制隆起或剝離之產生的樹脂粒子。 本發明之樹脂粒子係具有1個聚合性官能基且具有環狀有機基之第1聚合性化合物、與具有2個以上聚合性官能基且具有環狀有機基之第2聚合性化合物的聚合物,源自上述第1聚合性化合物之結構之含量相對於源自上述第2聚合性化合物之結構之含量的重量比為7以上,且於150℃下將樹脂粒子加熱1000小時之時,加熱後之樹脂粒子之粒徑相對於加熱前之樹脂粒子之粒徑的比為0.9以下。
Description
本發明係關於一種由樹脂形成之樹脂粒子。又,本發明係關於一種使用上述樹脂粒子之導電性粒子、導電材料、接著劑、連接構造體及液晶顯示元件。
各向異性導電膏及各向異性導電膜等各向異性導電材料廣為人知。關於上述各向異性導電材料,於黏合劑中分散有導電性粒子。
上述各向異性導電材料係用於將可撓性印刷基板(FPC)、玻璃基板、玻璃環氧化物基板及半導體晶片等各種連接對象構件之電極間加以電性連接而獲得連接構造體。又,作為上述導電性粒子,有使用具有樹脂粒子、及配置於該樹脂粒子之表面上之導電部之導電性粒子的情況。
又,液晶顯示元件係將液晶配置於2片玻璃基板間而構成。於該液晶顯示元件中,為了將2片玻璃基板之間隔(間隙)保持為均勻且固定,使用間隔物作為間隙控制材。作為該間隔物,一般使用樹脂粒子。
作為上述導電性粒子之一例,下述專利文獻1中揭示有一種導電性粒子,其具有聚合物粒子、及被覆該聚合物粒子之表面之導電層。上述聚合物粒子係藉由使包含二官能(甲基)丙烯酸酯單體、三官能(甲基)丙烯酸酯單體、及四官能(甲基)丙烯酸酯單體中之至少1種多官能(甲基)丙烯酸酯與單官能(甲基)丙烯酸酯單體的共聚合成分進行共聚合而獲得。上述二官能(甲基)丙烯酸酯單體為1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯。於上述多官能(甲基)丙烯酸酯包含上述二官能(甲基)丙烯酸酯單體之情形時,上述共聚合成分相對於上述二官能(甲基)丙烯酸酯單體100重量份,以10重量份~400重量份之範圍含有上述單官能(甲基)丙烯酸酯單體。於上述多官能(甲基)丙烯酸酯包含上述四官能(甲基)丙烯酸酯單體之情形時,關於上述共聚合成分,於上述四官能(甲基)丙烯酸酯單體與上述單官能(甲基)丙烯酸酯單體之合計100重量%中含有80重量%以下之上述單官能(甲基)丙烯酸酯單體。上述聚合物粒子之壓縮變形回復率為70%以上。上述聚合物粒子之體積膨脹率為1.3以下。
又,作為用於上述導電性粒子或上述間隔物之樹脂粒子之一例,下述專利文獻2中揭示有一種高復原性樹脂粒子,其包含交聯(甲基)丙烯酸酯系樹脂。上述高復原性樹脂粒子之平均粒徑為1μm~100μm。上述高復原性樹脂粒子之復原率為22%以上。上述高復原性樹脂粒子之30%壓縮強度為1.5kgf/mm2~5.0kgf/mm2。
[專利文獻1]WO2010/013668A1
[專利文獻2]WO2016/039357A1
於將先前之樹脂粒子製成導電性粒子而使用或用作間隔物之情形時,有被壓縮之樹脂粒子欲恢復成原本形狀之作用會產生影響,而出現稱為回彈(spring back)之現象的情況。若製成導電性粒子而使用之樹脂粒子產生回彈,則有導電性粒子與電極之接觸面積降低而導通可靠性降低之情況。又,若於用作間隔物之樹脂粒子產生回彈,則有間隔物與液晶顯示元件用構件等未充分地接觸而無法充分地獲得間隙控制效果之情況。
又,包含導電性粒子與黏合劑之導電材料、或包含間隔物與黏合劑之接著劑有於使用時暴露於加熱環境之情況,有黏合劑發生硬化收縮之情況。先前之樹脂粒子有於加熱時未充分地收縮而無法追隨黏合劑之硬化收縮之情況。結果有於導電材料與電極之間、或接著劑與液晶顯示元件用構件等之間產生隆起或剝離的情況。
本發明之目的在於提供一種能夠有效地抑制回彈之產生且能夠有效地抑制隆起或剝離之產生的樹脂粒子。又,本發明之目的在於提供一種使用上述樹脂粒子之導電性粒子、導電材料、接著劑、連接構造體及液晶顯示元件。
根據本發明之廣泛態樣,提供一種樹脂粒子,其係具有1個聚合性官能基且具有環狀有機基之第1聚合性化合物、與具有2個以上聚合性官能基且具有環狀有機基之第2聚合性化合物的聚合物,源自上述第1聚合性化合物之結構之含量相對於源自上述第2聚合性化合物之結構之含量的重量比為7以上,且於150℃下將樹脂粒子加熱1000小時之時,加熱後之樹脂粒子之粒徑相對於加熱前之樹脂粒子之粒徑的比為0.9以下。
於本發明之樹脂粒子之某一特定之態樣中,經60%壓縮變形時之壓縮回復率為10%以下。
於本發明之樹脂粒子之某一特定之態樣中,10%K值為3000N/mm2以下。
於本發明之樹脂粒子之某一特定之態樣中,30%K值為1500N/mm2以下。
於本發明之樹脂粒子之某一特定之態樣中,於150℃下將樹脂粒子加熱1000小時之時,加熱後之樹脂粒子之30%K值相對於加熱前之樹脂粒子之30%K值的比為0.8以上且1.5以下。
於本發明之樹脂粒子之某一特定之態樣中,上述第1聚合性化合物中之環狀有機基與上述第2聚合性化合物中之環狀有機基分別為烴基。
於本發明之樹脂粒子之某一特定之態樣中,上述樹脂粒子包含酸式磷酸酯化合物。
於本發明之樹脂粒子之某一特定之態樣中,上述樹脂粒子係用作間隔物,或用於在表面上形成導電部而獲得具有上述導電部之導電性粒子。
根據本發明之廣泛態樣,提供一種導電性粒子,其具備上述樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子之表面上之導電部。
根據本發明之廣泛態樣,提供一種導電材料,其包含導電性粒子及黏合劑,且上述導電性粒子具備上述樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子之表面上之導電部。
根據本發明之廣泛態樣,提供一種接著劑,其包含上述樹脂粒子及黏合劑。
根據本發明之廣泛態樣,提供一種連接構造體,其具備:第1連接對象構件,其於表面具有第1電極;第2連接對象構件,其於表面具有第2電極;及連接部,其將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件加以連接;上述連接部之材料包含上述樹脂粒子;並且上述第1電極與上述第2電極係藉由上述連接部而電性連接。
根據本發明之廣泛態樣,提供一種液晶顯示元件,其具備:第1液晶顯示元件用構件、第2液晶顯示元件用構件、及配置於上述第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之間隔物,並且上述間隔物為上述樹脂粒子。
本發明之樹脂粒子係具有1個聚合性官能基且具有環狀有機基之第1聚合性化合物、與具有2個以上聚合性官能基且具有環狀有機基之第2聚合性化合物的聚合物。於本發明之樹脂粒子中,源自上述第1聚合性化合物之結構之含量相對於源自上述第2聚合性化合物之結構之含量的重量比為7以上。於本發明之樹脂粒子中,於150℃下將樹脂粒子加熱1000小時之時,加熱後之樹脂粒子之粒徑相對於加熱前之樹脂粒子之粒徑的比為0.9以下。本發明之樹脂粒子由於具備上述構成,故而能夠有效地抑制回彈之產生,且能夠有效地抑制隆起或剝離之產生。
1:導電性粒子
2:導電部
11:樹脂粒子
11A:樹脂粒子
21:導電性粒子
22:導電部
22A:第1導電部
22B:第2導電部
31:導電性粒子
31a:突起
32:導電部
32a:突起
33:芯物質
34:絕緣性物質
41:連接構造體
42:第1連接對象構件
42a:第1電極
43:第2連接對象構件
43a:第2電極
44:連接部
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:接著層
61:間隙控制粒子
62:熱硬化性成分
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係表示本發明之第1實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖2係表示本發明之第2實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖3係表示本發明之第3實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖4係表示使用本發明之第1實施形態之導電性粒子之連接構造體之一例的剖視圖。
圖5係表示使用本發明之樹脂粒子之連接構造體之一例的剖視圖。
圖6係表示將本發明之樹脂粒子用作液晶顯示元件用間隔物之液晶顯示元件之一例的剖視圖。
以下,詳細地說明本發明。
(樹脂粒子)
本發明之樹脂粒子係具有1個聚合性官能基且具有環狀有機基之第1聚合性化合物、與具有2個以上聚合性官能基且具有環狀有機基之第2聚合性化合物的聚合物。於本發明之樹脂粒子中,源自上述第1聚合性化合物之結構之含量(WM)相對於源自上述第2聚合性化合物之結構之含量(WD)的重量比(WM/WD)為7以上。於本發明之樹脂粒子中,於150℃下將樹脂粒子加熱1000小時之時,加熱後之樹脂粒子之粒徑相對於加熱前之樹脂粒子之粒徑的比(加熱後之樹脂粒子之粒徑/加熱前之樹脂粒子之粒徑)為0.9以下。
本發明由於具備上述構成,故而能夠有效地抑制回彈之產生,且能夠有效地抑制隆起或剝離之產生。
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,被壓縮之樹脂粒子欲恢復成原本形狀之作用相對不易產生影響,而不易產生回彈。例如,於將本發明之樹脂粒子製成導電性粒子而使用之情形時,能夠有效地防止導電性粒子與電極之接觸面積降低,能夠有效地提高電極間之導通可靠性。又,於將本發明之樹脂粒子用作間隔物之情形時,能夠使間隔物充分地接觸於液晶顯示元件用構件等,能夠進一步高精度地控制間隙。
又,包含導電性粒子與黏合劑之導電材料或包含間隔物與黏合劑之接著劑有於使用時暴露於加熱環境之情況,而有黏合劑因加熱而硬化收縮之情況。本發明之樹脂粒子由於具備上述構成,故而樹脂粒子相對容易因加熱而收縮。由於加熱後之樹脂粒子之粒徑較加熱前之樹脂粒子之粒徑適度縮小,故而樹脂粒子亦能夠追隨黏合劑之硬化收縮。結果能夠於導電材料與電極之間、或者接著劑與液晶顯示元件用構件等之間有效地抑制隆起或剝離之產生。
於本發明之樹脂粒子中,源自上述第1聚合性化合物之結構之含量(WM)相對於源自上述第2聚合性化合物之結構之含量(WD)的重量比(WM/WD)為7以上。就進一步有效地抑制回彈之產生之觀點,及就進一步有效地抑制隆起或剝離之產生之觀點而言,上述重量比(WM/WD)較佳為9以上,更佳為13以上,且較佳為20以下,更佳為17以下。
作為求出源自上述第1聚合性化合物之結構之含量(WM)及源自上述第2聚合性化合物之結構之含量(WD)的方法,可列舉以下方法。根據獲得聚合物時所使用之第1、第2聚合性化合物之調配量及聚合後之第1、第2聚合性化合物之殘存量,算出已聚合之第1、第2聚合性化合物之量,並根據已聚合之第1、第2聚合性化合物之量算出。
又,作為自樹脂粒子求出源自上述第1聚合性化合物之結構之含量(WM)及源自上述第2聚合性化合物之結構之含量(WD)的方法,可列舉以下方法。根據獲得聚合物時所使用之第1、第2聚合性化合物各自於樹脂粒子中之官能基之量、或獲得聚合物時所使用之第1、第2聚合性化合物各自於樹脂粒子中之官能基反應而得之基之量算出。
於本發明之樹脂粒子中,於150℃下將樹脂粒子加熱1000小時之時,加熱後之樹脂粒子之粒徑相對於加熱前之樹脂粒子之粒徑的比(加熱後之樹脂粒子之粒徑/加熱前之樹脂粒子之粒徑)為0.9以下。就進一步有效地抑制隆起或剝離之產生之觀點而言,上述比(加熱後之樹脂粒子之粒徑/加熱前之樹脂粒子之粒徑)較佳為0.4以上,更佳為0.6以上,且較佳為0.85以下,更佳為0.8以下。
上述樹脂粒子之粒徑(上述加熱前之樹脂粒子之粒徑)可根據用途適當設定。上述樹脂粒子之粒徑較佳為0.5μm以上,更佳為1μm以上,且較佳為500μm以下,更佳為300μm以下,進一步較佳為150μm以下,進而較佳為100μm以下,尤佳為50μm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,則能夠進一步有效地抑制回彈之產生,且能夠進一步有效地抑制隆起或剝離之產生。若上述樹脂粒子之粒徑為0.5μm以上且500μm以下,則能夠將上述樹脂粒子良好地用於導電性粒子之用途。若上述樹脂粒子之粒徑為0.5μm以上且500μm以下,則能夠將上述樹脂粒子良好地用於間隔物之用途。
上述樹脂粒子之粒徑(加熱前之樹脂粒子之粒徑及加熱後之樹脂粒子之粒徑)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(加熱前之樹脂粒子之粒徑及加熱後之樹脂粒子之粒徑)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求出。例如可使用利用雷射散射光、電阻值變化、拍攝後之圖像解析等原理之粒度分佈測定裝置。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(Beckman Coulter公司製造之「Multisizer4」)測定約100000個樹脂粒子之粒徑並算出其平均值之方法等。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觀察任意之50個樹脂粒子並算出其平均值而求出。對於導電性粒子,於測定上述樹脂粒子之粒徑之情形時,例如可藉由如下方式進行測定。
以導電性粒子之含量成為30重量%之方式,添加至Kulzer公司製造之「Technovit 4000」並加以分散,製作導電性粒子檢查用埋入樹脂。以通
過檢查用埋入樹脂中分散之導電性粒子之中心附近之方式,使用離子研磨裝置(Hitachi High-Technologies公司製造之「IM4000」)切取導電性粒子之剖面。然後,使用場發射型掃描式電子顯微鏡(FE-SEM),將圖像倍率設定為25000倍,隨機地選擇50個導電性粒子,觀察各導電性粒子之樹脂粒子。測量各導電性粒子中之樹脂粒子之粒徑,算出該等之算術平均值作為樹脂粒子之粒徑。
就進一步有效地抑制回彈之產生之觀點,及就進一步有效地抑制隆起或剝離之產生之觀點而言,上述樹脂粒子之粒徑之變異係數(CV值)較佳為0.5%以上,更佳為1%以上,且較佳為10%以下,更佳為7%以下。若上述樹脂粒子之粒徑之變異係數為上述下限以上及上述上限以下,則能夠將上述樹脂粒子良好地用於間隔物及導電性粒子之用途。但上述樹脂粒子之粒徑之變異係數亦可未達0.5%。
上述變異係數(CV值)可藉由如下方式進行測定。
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。
樹脂粒子之10%K值較佳為1000N/mm2以上,更佳為1500N/mm2以上,且較佳為3000N/mm2以下,更佳為2750N/mm2以下,進而較佳為2500N/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,則能夠進一步有效地抑制回彈之產生,且能夠進一步有效地抑制隆起或剝離之產生。
樹脂粒子之30%K值較佳為300N/mm2以上,更佳為500N/mm2以上,且較佳為1500N/mm2以下,更佳為1200N/mm2以下,進而較佳為1000N/mm2以下。若上述樹脂粒子之30%K值為上述下限以上及上述上限以下,則能夠進一步有效地抑制回彈之產生,且能夠進一步有效地抑制隆起或剝離之產生。
於150℃下將樹脂粒子加熱1000小時之時,加熱後之樹脂粒子之30%K值相對於加熱前之樹脂粒子之30%K值的比(加熱後之樹脂粒子之30%K值/加熱前之樹脂粒子之30%K值)較佳為0.8以上,更佳為1.15以上,進而較佳為1.2以上。於150℃下將樹脂粒子加熱1000小時之時,加熱後之樹脂粒子之30%K值相對於加熱前之樹脂粒子之30%K值的比(加熱後之樹脂粒子之30%K值/加熱前之樹脂粒子之30%K值)較佳為1.5以下,更佳為1.45以下,進而較佳為1.4以下。若上述比(加熱後之樹脂粒子之30%K值/加熱前之樹脂粒子之30%K值)為上述下限以上及上述上限以下,則能夠進一步有效地抑制回彈之產生,且能夠進一步有效地抑制隆起或剝離之產生。
上述樹脂粒子之10%K值及30%K值(對樹脂粒子進行10%壓縮時之壓縮彈性模數及進行30%壓縮時之壓縮彈性模數)可藉由如下方式進行測定。
使用微小壓縮試驗機,利用圓柱(直徑100μm、金剛石製)之平滑壓頭端面,於25℃下,於壓縮速度0.3mN/秒、及最大試驗負重20mN之條件下壓縮1個樹脂粒子。測定此時之負重值(N)及壓縮位移(mm)。可根據所獲得之測定值,根據下述式求出25℃下之10%K值或30%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」、及Fischer公司製造之「Fischer Scope H-100」等。上述樹脂粒子之10%K值或30%K值較佳為藉由對任意地選擇之50個樹脂粒子之10%K值或30%K值進行算術平均化而算出。
10%K值或30%K值(N/mm2)=(3/21/2)‧F‧S-3/2‧R-1/2
F:樹脂粒子經10%壓縮變形時之負重值(N)或經30%壓縮變形時之負重值(N)
S:樹脂粒子經10%壓縮變形時之壓縮位移(mm)或經30%壓縮變形時之壓縮位移(mm)
R:樹脂粒子之半徑(mm)
上述K值係普遍地且定量地表示樹脂粒子之硬度。藉由使用上述K值,能夠定量地且單一地表示樹脂粒子之硬度。
就進一步有效地抑制回彈之產生之觀點,及就進一步有效地抑制隆起或剝離之產生之觀點而言,樹脂粒子之經60%壓縮變形時之壓縮回復率較佳為2%以上,更佳為4%以上,且較佳為10%以下,更佳為9.5%以下,進而較佳為9%以下。
上述樹脂粒子之經60%壓縮變形時之壓縮回復率可藉由如下方式進行測定。
於試樣台上散佈樹脂粒子。針對所散佈之1個樹脂粒子,使用微小壓縮試驗機,利用圓柱(直徑100μm、金剛石製)之平滑壓頭端面,於25℃下向樹脂粒子之中心方向施加直至樹脂粒子經60%壓縮變形之負載(反轉負重值)。其後,卸載至原點用負重值(0.40mN)。可測定其間之負重-壓縮位移並根據下述式求出25℃下之經60%壓縮變形時之壓縮回復率。再者,負載速度係設為0.33mN/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」、及Fischer公司製造之「Fischer Scope H-100」等。
壓縮回復率(%)=[L2/L1]×100
L1:施加負載時自原點用負重值至反轉負重值之壓縮位移
L2:解除負載時自反轉負重值至原點用負重值之卸載位移
上述樹脂粒子之用途並無特別限定。上述樹脂粒子可良好地用於各種用途。上述樹脂粒子較佳為用作間隔物,或用於獲得具有導電部之導電
性粒子。於上述導電性粒子中,上述導電部係形成於上述樹脂粒子之表面上。上述樹脂粒子較佳為用作間隔物。上述樹脂粒子較佳為用於獲得具有導電部之導電性粒子。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為了確保間隙高度(stand-off height)及平坦性而控制積層晶片之間隙、以及為了確保玻璃面之平滑性及接著劑層之厚度而控制光學零件之間隙等。上述應力緩和用間隔物可用於感測器晶片等之應力緩和、及連接2個連接對象構件之連接部之應力緩和等。
上述樹脂粒子較佳為用作液晶顯示元件用間隔物,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發揮作為間隔物之功能。上述樹脂粒子由於具有良好之壓縮變形特性,故而於將上述樹脂粒子用作間隔物而配置於基板間,或於表面形成導電部而用作導電性粒子而將電極間加以電性連接之情形時,間隔物或導電性粒子有效率地配置於基板間或電極間。進而,上述樹脂粒子由於能夠抑制液晶顯示元件用構件等之損傷,故而於使用上述液晶顯示元件用間隔物之液晶顯示元件及使用上述導電性粒子之連接構造體中,不易產生連接不良及顯示不良。
進而,上述樹脂粒子亦可良好地用作無機填充材、增色劑之添加劑、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。
(樹脂粒子之其他詳情)
本發明之樹脂粒子係具有1個聚合性官能基且具有環狀有機基之第1聚合性化合物與具有2個以上聚合性官能基且具有環狀有機基之第2聚合性化合物的聚合物。上述樹脂粒子較佳為使上述第1聚合性化合物與上述第2聚合性化合物進行聚合而獲得。
就進一步有效地抑制回彈之產生之觀點,及進一步有效地抑制隆起或剝離之產生之觀點而言,上述樹脂粒子較佳為樹脂粒子之中心部與樹脂粒子之表面部由相同之上述聚合物構成。上述樹脂粒子之中心部之聚合性化合物之調配比與上述樹脂粒子之表面部之聚合性化合物之調配比可相同亦可不同。上述樹脂粒子之中心部之構成成分之構成比與上述樹脂粒子之表面部之構成成分之構成比可相同亦可不同。
於上述樹脂粒子中,較佳為樹脂粒子之中心部由中心部形成材料形成,樹脂粒子之表面部由表面部形成材料形成。就進一步有效地抑制回彈之產生之觀點,及就進一步有效地抑制隆起或剝離之產生之觀點而言,於上述樹脂粒子中,上述中心部形成材料之成分與上述表面部形成材料之成分較佳為相同。於上述樹脂粒子中,上述中心部形成材料之成分比與上述表面部形成材料之成分比可相同亦可不同。又,於上述樹脂粒子中,較佳為存在包含上述中心部形成材料與上述表面部形成材料兩者之區域。於上述樹脂粒子中,較佳為樹脂粒子於中心部具有包含上述中心部形成材料且不含上述表面部形成材料或包含未達25%之上述表面部形成材料的區域。於上述樹脂粒子中,較佳為樹脂粒子於表面部具有包含上述表面部形成材
料且不含上述中心部形成材料或包含未達25%之上述中心部形成材料的區域。
較佳為上述樹脂粒子不為具備核及配置於該核之表面上之殼之核殼粒子,較佳為於樹脂粒子內不具有核與殼之界面。上述樹脂粒子較佳為樹脂粒子內不具有界面,更佳為不具有不同之面彼此接觸之界面。上述樹脂粒子較佳為不具有存在表面之不連續部分,較佳為不具有存在構造表面之不連續部分。
於本發明之樹脂粒子中,上述第1聚合性化合物具有1個聚合性官能基(第1聚合性官能基)。作為上述聚合性官能基(第1聚合性官能基),並無特別限定,例如可列舉:乙烯基、丙烯醯基及甲基丙烯醯基等。作為上述第1聚合性化合物,可列舉:苯乙烯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異酯及丙烯酸異酯等。上述第1聚合性化合物可僅使用1種,亦可將2種以上併用。
於本發明之樹脂粒子中,上述第2聚合性化合物具有2個以上之聚合性官能基(第2聚合性官能基)。作為上述聚合性官能基(第2聚合性官能基),並無特別限定,例如可列舉:乙烯基、丙烯醯基及甲基丙烯醯基等。作為上述第2聚合性化合物,可列舉:二乙烯苯、二乙烯萘、二乙烯環己烷、及三乙烯環己烷等。上述第2聚合性化合物可僅使用1種,亦可將2種以上併用。
上述樹脂粒子進而較佳為使上述第1聚合性化合物與上述第2聚合性化合物以按重量比(第1聚合性化合物之重量/第2聚合性化合物之重量)計較佳為7以上、更佳為9以上、進而較佳為13以上、且較佳為20以下、更佳為18.5以下、進而較佳為17以下之比例進行聚合而獲得。上述樹脂粒子較佳為使上述第1聚合性化合物與上述第2聚合性化合物以按重量比計7以上之比例進行聚合而獲得,更佳為以9以上之比例進行聚合而獲得,進而較佳為以13以上之比例進行聚合而獲得。上述樹脂粒子較佳為使上述第1聚合性化合物與上述第2聚合性化合物以按重量比計20以下之比例進行聚合而獲得,更佳為以18.5以下之比例進行聚合而獲得,進而較佳為以17以下之比例進行聚合而獲得。藉由使上述第1聚合性化合物與上述第2聚合性化合物以上述較佳之範圍之重量比進行聚合而獲得上述樹脂粒子,能夠進一步有效地抑制回彈之產生,且能夠進一步有效地抑制隆起或剝離之產生。
本發明之樹脂粒子較佳為包含2種以上之環狀有機基。於本發明之樹脂粒子中,上述第1聚合性化合物具有環狀有機基(第1環狀有機基)。上述第1聚合性化合物具有1個以上之環狀有機基。於本發明之樹脂粒子中,上述第2聚合性化合物具有環狀有機基(第2環狀有機基)。上述第2聚合性化合物具有1個以上之環狀有機基。於本發明之樹脂粒子中,上述第1聚合性化合物中之環狀有機基(第1環狀有機基)與上述第2聚合性化合物中之環狀有機基(第2環狀有機基)可相同亦可不同。上述第1聚合性化合物中之環狀有機基(第1環狀有機基)與上述第2聚合性化合物中之環狀有機基(第2環狀有機基)較佳為不同。
就進一步有效地抑制回彈之產生之觀點、及就進一步有效地抑制隆起或剝離之產生之觀點而言,上述第1聚合性化合物中之環狀有機基(第1環狀有機基)與上述第2聚合性化合物中之環狀有機基(第2環狀有機基)較佳為分別為烴基。
於將上述樹脂粒子製成導電性粒子而使用之情形時,就進一步有效地提高樹脂粒子與鍍層之密接性之觀點而言,上述樹脂粒子較佳為包含酸
式磷酸酯化合物。上述樹脂粒子較佳為於表面上具有源自酸式磷酸酯化合物之磷酸結構。藉由使上述樹脂粒子於表面上具有上述磷酸結構,能夠進一步有效地提高與鍍層之密接性。進而,藉由使上述樹脂粒子於表面上具有上述磷酸結構,即便上述樹脂粒子因加熱而收縮,亦能夠進一步有效地抑制鍍層破裂。例如於含有藉由對包含酸式磷酸酯化合物之樹脂粒子進行無電解鍍覆而製作之導電性粒子與黏合劑的導電材料中,即便於電極間之連接時進行加熱而使導電材料暴露於加熱環境,亦能夠進一步有效地抑制鍍層破裂,能夠進一步有效地提高電極間之連接可靠性。於將上述樹脂粒子用於獲得導電性粒子之情形時,上述樹脂粒子較佳為包含酸式磷酸酯化合物。於將上述樹脂粒子用於獲得導電性粒子之情形時,上述樹脂粒子較佳為於表面上具有源自酸式磷酸酯化合物之磷酸結構。上述酸式磷酸酯化合物較佳為酸性磷酸酯化合物。
作為上述酸式磷酸酯化合物,可列舉:酸式磷酸乙酯、酸式磷酸丁酯、酸式磷酸丁氧基乙酯、酸式磷酸2-乙基己酯、酸式磷酸異十三烷基酯、酸式磷酸油酯、酸式磷酸二十四烷基酯、乙二醇酸式磷酸酯、甲基丙烯醯基酸式磷酸2-羥基乙酯、酸式磷酸二丁酯、及酸式磷酸雙(2-乙基己基)酯等。上述酸式磷酸酯化合物可僅使用1種,亦可將2種以上併用。
就進一步有效地提高樹脂粒子與鍍層之密接性之觀點而言,於上述樹脂粒子100重量%中,上述酸式磷酸酯化合物之含量較佳為1重量%以上,更佳為5重量%以上,且較佳為20重量%以下,更佳為15重量%以下。
(導電性粒子)
本發明之導電性粒子具備上述樹脂粒子、及配置於該樹脂粒子之表面上之導電部。
圖1係表示本發明之第1實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖1所示之導電性粒子1具有樹脂粒子11、及配置於樹脂粒子11之表面上之導電部2。導電部2係與樹脂粒子11之表面接觸。導電部2覆蓋樹脂粒子11之表面。導電性粒子1係藉由導電部2被覆樹脂粒子11之表面而成之被覆粒子。於導電性粒子1中,導電部2為單層之導電部(導電層)。
圖2係表示本發明之第2實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖2所示之導電性粒子21具有樹脂粒子11、及配置於樹脂粒子11之表面上之導電部22。導電部22整體於樹脂粒子11側具有第1導電部22A,且於與樹脂粒子11側相反側具有第2導電部22B。
於圖1所示之導電性粒子1與圖2所示之導電性粒子21中,僅導電部22不同。即,於導電性粒子1中,形成有1層構造之導電部,相對於此,於導電性粒子21中,形成有2層構造之第1導電部22A及第2導電部22B。第1導電部22A與第2導電部22B可作為不同之導電部形成,亦可作為相同之導電部形成。
第1導電部22A係配置於樹脂粒子11之表面上。第1導電部22A係配置於樹脂粒子11與第2導電部22B之間。第1導電部22A係與樹脂粒子11接觸。第2導電部22B係與第1導電部22A接觸。第1導電部22A係配置於樹脂粒子11之表面上,第2導電部22B係配置於第1導電部22A之表面上。
圖3係表示本發明之第3實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖3所示之導電性粒子31具有樹脂粒子11、導電部32、複數個芯物質33、及複數個絕緣性物質34。導電部32係配置於樹脂粒子11之表面上。複數個芯物質33係配置於樹脂粒子11之表面上。導電部32係以覆蓋樹脂粒子11及複數個芯物質33之方式配置於樹脂粒子11之表面上。於導電性粒子31中,導電部32為單層之導電部(導電層)。
導電性粒子31於外表面具有複數個突起31a。於導電性粒子31中,導電部32於外表面具有複數個突起32a。複數個芯物質33使導電部32之外表面隆起。導電部32之外表面因複數個芯物質33而隆起,由此形成突起31a及32a。複數個芯物質33係埋入至導電部32內。芯物質33係配置於突起31a及32a之內側。於導電性粒子31中,使用複數個芯物質33以形成突起31a及32a。於上述導電性粒子中,亦可不使用複數個上述芯物質以形成上述突起。上述導電性粒子亦可不具備複數個上述芯物質。
導電性粒子31具有配置於導電部32之外表面上之絕緣性物質34。導
電部32之外表面之至少一部分區域由絕緣性物質34所被覆。絕緣性物質34係由具有絕緣性之材料所形成,為絕緣性粒子。如上所述,本發明之導電性粒子亦可具有配置於導電部之外表面上之絕緣性物質。但上述導電性粒子亦可並非必須具有絕緣性物質。上述導電性粒子亦可不具備複數個絕緣性物質。
導電部:
用以形成上述導電部之金屬並無特別限定。作為該金屬,例如可列舉:金、銀、鈀、銅、鉑、鋅、鐵、錫、鉛、鋁、鈷、銦、鎳、鉻、鈦、銻、鉍、鉈、鍺、鎘、矽、鎢、鉬及該等之合金等。又,作為上述金屬,可列舉摻錫氧化銦(ITO)及焊料等。就能夠進一步降低電極間之連接電阻而言,較佳為包含錫之合金、鎳、鈀、銅或金,較佳為鎳或鈀。
又,就能夠有效地提高導通可靠性之方面而言,上述導電部及上述導電部之外表面部分較佳為包含鎳。包含鎳之導電部100重量%中之鎳之含量較佳為10重量%以上,更佳為50重量%以上,進一步較佳為60重量%以上,進而較佳為70重量%以上,尤佳為90重量%以上。上述包含鎳之導電部100重量%中之鎳之含量亦可為97重量%以上,亦可為97.5重量%以上,亦可為98重量%以上。
再者,多數情形時於導電部之表面因氧化而存在羥基。一般而言,由鎳形成之導電部之表面因氧化而存在羥基。於此種具有羥基之導電部之表面(導電性粒子之表面),可經由化學鍵來配置絕緣性物質。
上述導電部可如導電性粒子1、31般由1層形成。導電部亦可如導電性粒子21般由複數層形成。即,導電部亦可具有2層以上之積層構造。於導電部由複數層形成之情形時,最外層較佳為金層、鎳層、鈀層、銅層或包含錫與銀之合金層,更佳為金層。於最外層為該等較佳之導電部之情形時,能夠進一步有效地抑制電極間之連接電阻。又,於最外層為金層之情形時,能夠進一步有效地提高耐腐蝕性。
於上述樹脂粒子之表面形成上述導電部之方法並無特別限定。作為形成上述導電部之方法,例如可列舉:利用無電解鍍覆之方法、利用電鍍之方法、利用物理性蒸鍍之方法、以及將金屬粉末或包含金屬粉末與黏合劑之膏塗佈於樹脂粒子之表面之方法等。利用無電解鍍覆之方法由於導電部之形成簡便,故而較佳。作為上述利用物理性蒸鍍之方法,可列舉真空蒸鍍、離子鍍覆及離子濺鍍等方法。
上述導電性粒子之粒徑較佳為0.5μm以上,更佳為1.0μm以上,且較佳為500μm以下,更佳為450μm以下,進一步較佳為100μm以下,進而較佳為50μm以下,尤佳為20μm以下。若上述導電性粒子之粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則使用導電性粒子將電極間加以連接之情形時,導電性粒子與電極之接觸面積充分變大,且不易在形成導電部時形成凝集之導電性粒子。又,經由導電性粒子而連接之電極間之間隔不會變得過大,且導電部不易自樹脂粒子之表面剝離。又,若上述導電性粒子之粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則能夠將導電性粒子良好地用於導電
材料之用途。
上述導電性粒子之粒徑於導電性粒子為真球狀之情形時,表示直徑,於導電性粒子並非真球狀之情形時,表示最大徑。
上述導電性粒子之粒徑較佳為平均粒徑,更佳為數量平均粒徑。上述導電性粒子之粒徑例如係藉由如下方式求出:利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意之50個導電性粒子而算出平均值、或算出由複數次雷射繞射式粒度分佈測定裝置測得之測定結果之平均值。
上述導電部之厚度較佳為0.005μm以上,更佳為0.01μm以上,且較佳為10μm以下,更佳為1μm以下,進而較佳為0.3μm以下。若上述導電部之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則能夠獲得充分之導電性,且導電性粒子不會變得過硬,電極間之連接時導電性粒子充分地變形。
於上述導電部由複數層形成之情形時,最外層之導電部之厚度較佳為0.001μm以上,更佳為0.01μm以上,且較佳為0.5μm以下,更佳為0.1μm以下。若上述最外層之導電部之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則由最外層之導電部形成之被覆變均勻,耐腐蝕性充分變高,且電極間之連接電阻充分變低。又,於上述最外層為金層之情形時,金層之厚度越薄,成本越低。
上述導電部之厚度例如可藉由使用穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察導
電性粒子之剖面而測定。關於上述導電部之厚度,較佳為算出任意之5處導電部之厚度之平均值作為1個導電性粒子之導電部之厚度,更佳為算出導電部整體之厚度之平均值作為1個導電部之厚度。於採用複數個導電性粒子之情形時,上述導電部之厚度較佳為針對任意10個導電性粒子,算出該等之平均值而求出。
芯物質:
上述導電性粒子較佳為於上述導電部之外表面具有複數個突起。藉由使上述導電性粒子於上述導電部之外表面具有複數個突起,能夠進一步提高電極間之導通可靠性。多數情況下於藉由上述導電性粒子進行連接之電極之表面形成有氧化覆膜。進而,多數情形時於上述導電性粒子之導電部之表面形成有氧化覆膜。藉由使用具有上述突起之導電性粒子,於將導電性粒子配置於電極間之後進行壓接,藉此利用突起有效地排除氧化覆膜。因此,能夠使電極與導電性粒進一步確實地接觸,能夠進一步有效地降低電極間之連接電阻。進而,於上述導電性粒子在表面具有絕緣性物質之情形時,或將導電性粒子分散至黏合劑樹脂中製成導電材料而使用之情形時,藉由導電性粒子之突起而有效地排除導電性粒子與電極之間之絕緣性物質或黏合劑樹脂。因此,能夠進一步有效地提高電極間之導通可靠性。
藉由將上述芯物質埋入至上述導電部中,能夠於上述導電部之外表面容易地形成複數個突起。但亦可並非必須使用芯物質以於導電性粒子之導電部之表面形成突起。
作為形成上述突起之方法,可列舉:於樹脂粒子之表面附著芯物質後,藉由無電解鍍覆形成導電部之方法;以及於樹脂粒子之表面藉由無電解鍍覆形成導電部後,使芯物質附著,進而藉由無電解鍍覆形成導電部之方法等。作為形成上述突起之其他方法,可列舉於樹脂粒子之表面上形成第1導電部後,於該第1導電部上配置芯物質,繼而形成第2導電部之方法;以及於樹脂粒子之表面上形成導電部(第1導電部或第2導電部等)之中途階段添加芯物質之方法等。又,亦可不使用上述芯物質而使用如下方法以形成突起:藉由無電解鍍覆於樹脂粒子形成導電部後,於導電部之表面上析出形成突起狀之鍍層,進而藉由無電解鍍覆形成導電部。
作為於上述樹脂粒子之表面上配置芯物質之方法,例如可列舉:於樹脂粒子之分散液中添加芯物質,藉由凡得瓦力使芯物質聚集並附著於樹脂粒子之表面之方法;以及於放入有樹脂粒子之容器中添加芯物質,利用由容器之旋轉等所產生之機械性之作用使芯物質附著於樹脂粒子之表面之方法等。就容易控制附著之芯物質之量而言,較佳為使芯物質聚集並附著於分散液中之樹脂粒子之表面之方法。
上述芯物質之材料並無特別限定。作為上述芯物質之材料,例如可列舉導電性物質及非導電性物質。作為上述導電性物質,可列舉金屬、金屬之氧化物、石墨等導電性非金屬及導電性聚合物等。作為上述導電性聚合物,可列舉聚乙炔等。作為上述非導電性物質,可列舉二氧化矽、氧化鋁、鈦酸鋇及氧化鋯等。就能夠提高導電性,進而能夠有效地降低連接電
阻之方面而言,較佳為金屬。上述芯物質較佳為金屬粒子。關於作為上述芯物質之材料之金屬,可適當地使用作為用以形成上述導電部之金屬而列舉之金屬。
絕緣性物質:
上述導電性粒子較佳為具備配置於上述導電部之表面上之絕緣性物質。於該情形時,若將導電性粒子用於電極間之連接,則能夠進一步防止相鄰之電極間之短路。具體而言,於複數個導電性粒子接觸時,由於在複數個電極間存在絕緣性物質,故而能夠防止橫向上相鄰之電極間而非上下之電極間之短路。再者,於電極間之連接時,藉由利用2個電極對導電性粒子進行加壓,能夠容易地排除導電性粒子之導電部與電極之間之絕緣性物質。於上述導電性粒子在導電部之外表面具有複數個突起之情形時,能夠進一步容易地排除導電性粒子之導電部與電極之間之絕緣性物質。
就能夠於電極間之壓接時進一步容易地排除上述絕緣性物質而言,上述絕緣性物質較佳為絕緣性粒子。
作為上述絕緣性物質之材料,可列舉:聚烯烴化合物、(甲基)丙烯酸酯聚合物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、嵌段聚合物、熱塑性樹脂、熱塑性樹脂之交聯物、熱硬化性樹脂及水溶性樹脂等。上述絕緣性物質之材料可僅使用1種,亦可將2種以上併用。
作為上述聚烯烴化合物,可列舉聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及
乙烯-丙烯酸酯共聚物等。作為上述(甲基)丙烯酸酯聚合物,可列舉聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸十二烷基酯及聚(甲基)丙烯酸硬脂酯等。作為上述嵌段聚合物,可列舉聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、SB(styrene-butadiene,苯乙烯-丁二烯)型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、及SBS(styrene-butadiene-styrene,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、以及該等之氫化物等。作為上述熱塑性樹脂,可列舉乙烯基聚合物及乙烯基共聚物等。作為上述熱硬化性樹脂,可列舉環氧樹脂、酚樹脂及三聚氰胺樹脂等。作為上述熱塑性樹脂之交聯,可列舉聚乙二醇甲基丙烯酸酯、烷氧化三羥甲基丙烷甲基丙烯酸酯或烷氧化季戊四醇甲基丙烯酸酯等之導入。作為上述水溶性樹脂,可列舉聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、聚乙烯基吡咯啶酮、聚環氧乙烷及甲基纖維素等。又,亦可將鏈轉移劑用於聚合度之調整。作為鏈轉移劑,可列舉硫醇或四氯化碳等。
作為於上述導電部之表面上配置絕緣性物質之方法,可列舉化學性方法、及物理性方法或機械性方法等。作為上述化學性方法,例如可列舉界面聚合法、粒子存在下之懸浮聚合法及乳化聚合法等。作為上述物理性或機械性方法,可列舉噴霧乾燥、混成、靜電吸附法、噴霧法、浸漬及利用真空蒸鍍之方法等。就絕緣性物質不易脫離之方面而言,較佳為於上述導電部之表面經由化學鍵而配置上述絕緣性物質之方法。
上述導電部之外表面、及絕緣性物質之表面亦可分別被具有反應性官能基之化合物所被覆。導電部之外表面與絕緣性物質之表面可直接進行化學鍵結,亦可藉由具有反應性官能基之化合物而間接地進行化學鍵結。
於導電部之外表面導入羧基後,該羧基亦可經由聚伸乙基亞胺等高分子電解質而與絕緣性物質之表面之官能基進行化學鍵結。
(導電材料)
本發明之導電材料包含上述導電性粒子與黏合劑。上述導電性粒較佳為分散至黏合劑中使用,較佳為分散至黏合劑中作為導電材料使用。上述導電材料較佳為各向異性導電材料。上述導電材料較佳為用於電極間之電性連接。上述導電材料較佳為電路連接用導電材料。
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,可列舉:乙烯基樹脂、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,亦可將2種以上併用。
作為上述乙烯基樹脂,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、胺基甲酸酯樹脂、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。
上述導電材料除上述導電性粒子及上述黏合劑以外,例如亦可包含:填充劑、增量劑、軟化劑、塑化劑、聚合觸媒、硬化觸媒、著色劑、抗氧化劑、熱穩定劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、抗靜電劑及阻燃劑等各種添加劑。
作為使上述導電性粒子分散至上述黏合劑中之方法,可使用先前公知之分散方法,並無特別限定。作為使上述導電性粒子分散至上述黏合劑中之方法,可列舉:於向上述黏合劑中添加上述導電性粒子後,利用行星式混合機等進行混練而使之分散的方法;使用均質機等使上述導電性粒子均勻地分散至水或有機溶劑中之後,添加至上述黏合劑中,並利用行星式混合機等進行混練而使之分散的方法。進而,作為使上述導電性粒子分散至上述黏合劑中之方法,可列舉於利用水或有機溶劑等稀釋上述黏合劑後,添加上述導電性粒子,並利用行星式混合機等進行混練而使之分散的方法等。
上述導電材料可作為導電膏及導電膜等使用。於上述導電材料為導電膜之情形時,亦可於包含導電性粒子之導電膜積層不含導電性粒子之膜。上述導電膏較佳為各向異性導電膏。上述導電膜較佳為各向異性導電膜。
於上述導電材料100重量%中,上述黏合劑之含量較佳為10重量%以上,更佳為30重量%以上,進而較佳為50重量%以上,尤佳為70重量%以上,且較佳為99.99重量%以下,更佳為99.9重量%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,則使導電性粒子有效率地配置於電極間,利用導電材料而連接之連接對象構件之連接可靠性進一步提高。
於上述導電材料100重量%中,上述導電性粒子之含量較佳為0.01重量%以上,更佳為0.1重量%以上,且較佳為80重量%以下,更佳為60重量%以下,進而較佳為40重量%以下,尤佳為20重量%以下,最佳為10重量%以下。若上述導電性粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下,則電極間之導通可靠性進一步提高。
(接著劑)
本發明之接著劑包含上述樹脂粒子及黏合劑。上述樹脂粒子較佳為分散至黏合劑中使用,較佳為分散至黏合劑中而作為接著劑使用。上述樹脂粒子較佳為於黏合劑中用作間隔物。上述接著劑亦可不包含導電性粒子。
上述接著劑係用於形成將2個連接對象構件加以接著之接著層。進而,上述接著劑係用於高精度地控制上述接著層之間隙、或緩和上述接著層之應力等。
上述黏合劑並無特別限定。作為上述黏合劑之具體例,可列舉上述導電材料所使用之黏合劑等。上述接著劑較佳為包含環氧樹脂作為上述黏合劑。
於上述接著劑100重量%中,上述黏合劑之含量較佳為10重量%以上,更佳為30重量%以上,進而較佳為50重量%以上,尤佳為70重量%以上,且較佳為99.99重量%以下,更佳為99.9重量%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,則能夠進一步有效地提高上述接著層之接著力,上述樹脂粒子能夠進一步有效地發揮作為間隔物之功能。
於上述接著劑100重量%中,上述樹脂粒子之含量較佳為0.01重量%以上,更佳為0.1重量%以上,且較佳為80重量%以下,更佳為60重量%以下,進而較佳為40重量%以下,尤佳為20重量%以下,最佳為10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,則上述樹脂粒子能夠進一步有效地發揮作為間隔物之功能。
(連接構造體)
藉由使用上述導電性粒子、或使用包含上述導電性粒子與黏合劑之導電材料將連接對象構件加以連接,能夠獲得連接構造體。
本發明之連接構造體具備:第1連接對象構件,其於表面具有第1電極;第2連接對象構件,其於表面具有第2電極;及連接部,其將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件加以連接。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導電性粒子、或上述導電材料。較佳為上述連接部係由上述導電性粒子所形成、或利用上述導電材料所形成之連接構造體。
於單獨使用上述導電性粒子之情形時,連接部本身為導電性粒子。即,第1、第2連接對象構件係利用上述導電性粒子加以連接。用於獲得上述連接構造體之上述導電材料較佳為各向異性導電材料。上述第1電極與上述第2電極較佳為利用上述連接部加以電性連接。
圖4係表示使用圖1所示之導電性粒子1之連接構造體之一例的剖視圖。
圖4所示之連接構造體41具備:第1連接對象構件42、第2連接對象構件43、及將第1連接對象構件42與第2連接對象構件43加以連接之連接部44。連接部44係由包含導電性粒子1與黏合劑之導電材料所形成。於圖4中,為了便於圖示,簡略地表示導電性粒子1。亦可使用導電性粒子21、31等其他導電性粒子代替導電性粒子1。
第1連接對象構件42於表面(上表面)具有複數個第1電極42a。第2連
接對象構件43於表面(下表面)具有複數個第2電極43a。第1電極42a與第2電極43a係藉由1個或複數個導電性粒子1加以電性連接。因此,第1、第2連接對象構件42、43係利用導電性粒子1加以電性連接。
圖5係表示使用本發明之樹脂粒子之連接構造體之一例的剖視圖。
圖5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加以接著之接著層54。
接著層54包含上述樹脂粒子11。樹脂粒子11未與第1、第2連接對象構件52、53兩者接觸。樹脂粒子11係用作應力緩和用間隔物。
接著層54包含間隙控制粒子61與熱硬化性成分62。於接著層54中,間隙控制粒子61係與第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。上述間隙控制粒子可為上述樹脂粒子。熱硬化性成分62包含熱硬化性化合物與熱硬化劑。熱硬化性成分62係熱硬化性化合物之硬化物。熱硬化性成分62係藉由使熱硬化性化合物硬化而形成。
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。
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導電材料而獲得積層體後,對該積層體進行加熱及加壓之方法等。上述加壓時之壓力為9.8×104Pa~4.9×106Pa左右。上述加熱時之溫度為120℃~220℃左右。用以將可撓性印刷基板之電極、配置於樹脂膜上之電極及觸控面板之電極加以連接之上述加壓時之壓力為9.8×104Pa~1.0×106Pa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、可撓性印刷基板、玻璃環氧化物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。
上述導電材料較佳為用以連接電子零件之導電材料。上述導電膏為膏狀之導電材料,較佳為以膏狀之狀態塗敷至連接對象構件上。
上述導電性粒子、上述導電材料及上述接著劑亦可良好地用於觸控面板。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,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可撓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、銀電極、SUS電極、銅電極、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印刷基板之情形時,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有鋁層之電極。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。
(液晶顯示元件)
上述樹脂粒子可良好地用作液晶顯示元件用間隔物。
本發明之液晶顯示元件具備:第1液晶顯示元件用構件、第2液晶顯示元件用構件、及配置於上述第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之間隔物。上述間隔物為上述樹脂粒子。
上述液晶顯示元件亦可具備密封部,該密封部係於上述第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加以密封。
上述樹脂粒子亦可用於液晶顯示元件用周邊密封劑。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、及以上述第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密封上述第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之密封部。液晶顯示元件於上述密封部之內側具備配置於上述第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之液晶。於該液晶顯示元件中,應用液晶滴加法,且上述密封部係藉由使液晶滴加法用密封劑熱硬化而形成。
圖6係表示將本發明之樹脂粒子用作液晶顯示元件用間隔物之液晶顯示元件之一例的剖視圖。
圖6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11。樹脂粒子11係用作液晶顯示元件用間隔物。一對透明玻璃基板82之間隔被複數個樹脂粒子11所限制。於一對透明玻璃基板82之緣部間配置有密封劑86。利用密封劑86而防止液晶85向外部流出。於密封劑86中包含與樹脂粒子11相比僅粒徑不同之樹脂粒子11A。
於上述液晶顯示元件中,每1mm2之液晶顯示元件用間隔物之配置密度較佳為10個/mm2以上,較佳為1000個/mm2以下。若上述配置密度為10個/mm2以上,則單元間隙進一步變得均勻。若上述配置密度為1000個/mm2以下,則液晶顯示元件之對比度進一步變得良好。
以下,列舉實施例及比較例對本發明進行具體說明。本發明並非僅限定於以下之實施例。
(實施例1)
(1)樹脂粒子之製作
準備平均粒徑6.0μm之聚苯乙烯粒子作為種粒子。混合上述聚苯乙烯粒子5.0重量份、離子交換水900重量份、及聚乙烯醇之5重量%水溶液170重量份,而製備混合液。利用超音波使上述混合液分散後,放入至可分離式燒瓶中,並攪拌至均勻。
又,準備甲基丙烯酸環己酯作為具有1個聚合性官能基且具有環狀有機基之第1聚合性化合物1,準備丙烯酸異酯作為具有1個聚合性官能基且具有環狀有機基之第1聚合性化合物2。又,準備二乙烯苯作為具有2個以上聚合性官能基且具有環狀有機基之第2聚合性化合物。
其次,混合聚1,4-丁二醇二丙烯酸酯9重量份、二乙烯苯1重量份、甲基丙烯酸環己酯15重量份、及丙烯酸異酯75重量份,而獲得混合物。對獲得之混合物添加過氧化苯甲醯(日油公司製造之「NYPER BW」)6.0
重量份,進而添加離子交換水1000重量份,而製備乳化液。
於可分離式燒瓶中之上述混合液中進而添加上述乳化液,攪拌16小時,使種粒子吸收單體,獲得包含因吸收單體而膨潤之種粒子的懸浮液。
其後,添加聚乙烯醇之5重量%水溶液510重量份,開始加熱並於85℃下反應10小時,而獲得樹脂粒子。
(2)導電性粒子之製作
將所獲得之樹脂粒子洗淨,進行分級操作後加以乾燥。其後,藉由無電解鍍覆法於所獲得之樹脂粒子之表面形成鎳層,而製作導電性粒子。再者,鎳層之厚度為0.1μm。
(3)導電材料(各向異性導電膏)之製作
為了製作導電材料(各向異性導電膏),準備以下材料。
(導電材料(各向異性導電膏)之材料)
熱硬化性化合物A:環氧化合物(Nagase ChemteX公司製造之「EP-3300P」)
熱硬化性化合物B:環氧化合物(DIC公司製造之「EPICLON HP-4032D」)
熱硬化性化合物C:環氧化合物(四日市合成公司製造之「EPOGOSEY PT」、聚1,4-丁二醇二縮水甘油醚)
熱硬化劑:熱陽離子產生劑(三新化學公司製造San-Aid「SI-60」)
填料:二氧化矽(平均粒徑0.25μm)
藉由如下方式製作導電材料(各向異性導電膏)。
(導電材料(各向異性導電膏)之製作方法)
調配10重量份熱硬化性化合物A、10重量份熱硬化性化合物B、15重量份熱硬化性化合物C、5重量份熱硬化劑、及20重量份填料,獲得調配物。進而以調配物100重量%中之含量成為10重量%之方式添加所獲得之導電性粒子後,使用行星式攪拌機以2000rpm攪拌5分鐘,藉此獲得導電材料(各向異性導電膏)。
(4)連接構造體之製作
準備於上表面具有L/S為20μm/20μm之鋁電極圖案之玻璃基板作為第1連接對象構件。又,準備於下表面具有L/S為20μm/20μm之金電極圖案(金電極厚度20μm)之半導體晶片作為第2連接對象構件。
於上述玻璃基板之上表面以厚度成為30μm之方式塗敷剛製作後之導電材料(各向異性導電膏),而形成導電材料(各向異性導電膏)層。其次,於導電材料(各向異性導電膏)層之上表面以電極彼此對向之方式積層上述半導體晶片。其後,一面以導電材料(各向異性導電膏)層之溫度成為170℃之方式調整頭之溫度,一面於半導體晶片之上表面載置加壓加熱頭,使導電材料(各向異性導電膏)層以170℃、1.0MPa、及15秒之條件硬化,而
獲得連接構造體。
(實施例2)
於製作樹脂粒子時,將聚1,4-丁二醇二丙烯酸酯9重量份變更為甲基丙烯酸甲酯91重量份,將甲基丙烯酸環己酯之調配量自15重量份變更為5重量份,將丙烯酸異酯之調配量自75重量份變更為3重量份。除上述變更以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子、導電材料及連接構造體。
(實施例3)
於製作樹脂粒子時,將聚1,4-丁二醇二丙烯酸酯9重量份變更為酸式磷酸2-甲基丙烯醯氧基乙酯9重量份,除此以外係以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子、導電材料及連接構造體。
(實施例4)
於製作樹脂粒子時,將甲基丙烯酸環己酯5重量份變更為苯氧基乙二醇甲基丙烯酸酯5重量份,除此以外,以與實施例2相同之方式獲得導電性粒子、導電材料及連接構造體。
(實施例5)
於製作樹脂粒子時,將甲基丙烯酸環己酯5重量份變更為丙烯酸二環戊烯基酯5重量份,除此以外,以與實施例2相同之方式獲得導電性粒子、導電材料及連接構造體。
(實施例6)
於製作樹脂粒子時,將二乙烯苯1重量份變更為三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯1重量份,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子、導電材料及連接構造體。
(比較例1)
於製作樹脂粒子時,將聚1,4-丁二醇二丙烯酸酯之調配量自9重量份變更為10重量份,且變更為不調配二乙烯苯,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子、導電材料及連接構造體。
(比較例2)
於製作樹脂粒子時,將聚1,4-丁二醇二丙烯酸酯9重量份變更為甲基丙烯酸甲酯94重量份,將甲基丙烯酸環己酯之調配量自15重量份變更為5重量份,且變更為不調配丙烯酸異酯。除上述變更以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子、導電材料及連接構造體。
(比較例3)
於製作樹脂粒子時,將聚1,4-丁二醇二丙烯酸酯之調配量自9重量份變更為50重量份,且將丙烯酸異酯之調配量自75重量份變更為34重量份,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得導電性粒子、導電材料及連接構造體。
(比較例4)
於製作樹脂粒子時,將甲基丙烯酸環己酯15重量份變更為苯氧基乙二醇甲基丙烯酸酯15重量份,除此以外,以與比較例1相同之方式獲得導電性粒子、導電材料及連接構造體。
(評價)
(1)源自第1聚合性化合物之結構之含量(WM)及源自第2聚合性化合物之結構之含量(WD)
根據獲得聚合物時所使用之第1、第2聚合性化合物之調配量及聚合後之第1、第2聚合性化合物之殘存量,求出聚合生成之第1、第2聚合性化合物,算出所獲得之樹脂粒子之源自第1聚合性化合物之結構之含量(WM)及源自第2聚合性化合物之結構之含量(WD)。算出源自第1聚合性化合物之結構之含量(WM)相對於源自第2聚合性化合物之結構之含量(WD)的重量比(WM/WD)。
(2)粒徑
所獲得之樹脂粒子之粒徑(加熱前之粒徑)係藉由使用粒度分佈測定裝置(Beckman Coulter公司製造之「Multisizer4」)測定約100000個樹脂粒子之粒徑並算出平均值而求出。
其次,將用於粒徑測定之樹脂粒子於150℃下加熱1000小時。藉由上述方法測定加熱1000小時後之樹脂粒子之粒徑。根據所獲得之測定結果,算出加熱後之樹脂粒子之粒徑相對於加熱前之樹脂粒子之粒徑的比
(加熱後之樹脂粒子之粒徑/加熱前之樹脂粒子之粒徑)。
(3)10%K值及30%K值
藉由上述方法對所獲得之樹脂粒子之10%K值及30%K值(加熱前之30%K值)進行測定。
其次,將用於30%K值之測定之樹脂粒子於150℃下加熱1000小時。藉由上述方法測定加熱1000小時後之樹脂粒子之30%K值。根據所獲得之測定結果,算出加熱後之30%K值相對於加熱前之30%K值之比(加熱後之30%K值/加熱前之30%K值)。
(4)經60%壓縮變形時之壓縮回復率
藉由上述方法測定所獲得之樹脂粒子之經60%壓縮變形時之壓縮回復率。
(5)鍍層狀態
將所獲得之導電性粒子於150℃下加熱1000小時。利用掃描式電子顯微鏡觀察加熱後之50個導電性粒子之鍍層狀態。評價有無鍍層破裂或鍍層剝離等鍍層不均。按以下基準判定鍍層狀態。
[鍍層狀態之判定基準]
○○:確認到鍍層不均之導電性粒子未達3個
○:確認到鍍層不均之導電性粒子為3個以上且未達6個
×:確認到鍍層不均之導電性粒子為6個以上
(6)連接強度
使用安裝強度測定裝置對所獲得之連接構造體於260℃下之連接強度進行測定。按以下基準判定連接強度。
[連接強度之判定基準]
○○:剪切強度為150N/cm2以上
○:剪切強度為100N/cm2以上且未達150N/cm2
×:剪切強度未達100N/cm2
(7)回彈
利用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回彈。按以下基準判定回彈。
[回彈之判定基準]
○:未產生回彈
×:產生回彈
(8)冷熱循環特性(連接可靠性)
以將所獲得之連接構造體自-65℃加熱至150℃並冷卻至-65℃之過程為1個循環,實施1000個循環之冷熱循環試驗。利用超音波探傷裝置(SAT)觀察於連接部有無產生隆起或剝離。按以下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]
○:於連接部無隆起及剝離
×:於連接部有隆起或剝離
將結果示於下述表1、2、3。
(9)作為液晶顯示元件用間隔物之使用例
STN(Super Twisted Nematic,超扭轉向列)型液晶顯示元件之製作:
於包含異丙醇70重量份與水30重量份之分散介質中,以於所獲得之間隔物分散液100重量%中固形物成分濃度成為2重量%之方式添加實施例1~6之液晶顯示元件用間隔物(樹脂粒子)並加以攪拌,而獲得液晶顯示元件用間隔物分散液。
於一對透明玻璃板(縱50mm、橫50mm、厚0.4mm)之一面藉由CVD(Chemical Vapor Deposition,化學氣相沈積)法蒸鍍SiO2膜後,於SiO2膜之整個表面藉由濺鍍形成ITO膜。於所獲得之附ITO膜之玻璃基板上藉由旋轉塗佈法塗敷聚醯亞胺配向膜組合物(日產化學公司製造,SE3510),於280℃下焙燒90分鐘,藉此形成聚醯亞胺配向膜。對配向膜實施摩擦處理後,於一基板之配向膜側以每1mm2成為100個之方式濕式散佈液晶顯示元件用間隔物。於另一基板之周邊形成密封劑後,使該基板與散佈有間隔物之基板以摩擦方向成為90°之方式進行對向配置,將兩者貼合。其後,於160℃下進行90分鐘處理,使密封劑硬化,而獲得空單元(未放入液晶之畫面)。向所獲得之空單元中注入添加有手性劑之STN型液晶(DIC公司製造),繼而利用密封劑封住注入口後,於120℃下熱處理30分鐘,而獲得STN型液晶顯示元件。
關於所獲得之液晶顯示元件,其基板間之間隔被實施例1~6之液晶顯示元件用間隔物(樹脂粒子)良好地限制。又,液晶顯示元件表現出良好
之顯示品質。再者,於對液晶顯示元件之周邊密封劑使用實施例1~6之樹脂粒子作為液晶顯示元件用間隔物之情形時,所獲得之液晶顯示元件之顯示品質亦良好。
Claims (15)
- 一種樹脂粒子,其係具有1個聚合性官能基且具有環狀有機基之第1聚合性化合物、與具有2個以上聚合性官能基且具有環狀有機基之第2聚合性化合物的聚合物,源自上述第1聚合性化合物之結構之含量相對於源自上述第2聚合性化合物之結構之含量的重量比為7以上且90以下,於150℃下將樹脂粒子加熱1000小時之時,加熱後之樹脂粒子之粒徑相對於加熱前之樹脂粒子之粒徑的比為0.4以上且0.9以下。
- 如請求項1之樹脂粒子,其經60%壓縮變形時之壓縮回復率為10%以下。
- 如請求項1或2之樹脂粒子,其10%K值為3000N/mm2以下。
- 如請求項1或2之樹脂粒子,其30%K值為1500N/mm2以下。
- 如請求項1或2之樹脂粒子,其中於150℃下將樹脂粒子加熱1000小時之時,加熱後之樹脂粒子之30%K值相對於加熱前之樹脂粒子之30%K值的比為0.8以上且1.5以下。
- 如請求項1或2之樹脂粒子,其中上述第1聚合性化合物中之環狀有機基與上述第2聚合性化合物中之環狀有機基分別為烴基。
- 如請求項1或2之樹脂粒子,其包含酸式磷酸酯化合物。
- 如請求項1或2之樹脂粒子,其係用作間隔物,或用於在表面上形成導電部而獲得具有上述導電部之導電性粒子。
- 一種導電性粒子,其包含:如請求項1至10中任一項之樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子之表面上之導電部。
- 一種導電材料,其包含導電性粒子及黏合劑,並且上述導電性粒子包含如請求項1至10中任一項之樹脂粒子、及配置於上述樹脂粒子之表面上之導電部。
- 一種接著劑,其包含如請求項1至10中任一項之樹脂粒子、及黏合劑。
- 一種連接構造體,其包含:第1連接對象構件,其於表面具有第1電極;第2連接對象構件,其於表面具有第2電極;及連接部,其將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件加以連接;上述連接部之材料包含如請求項1至10中任一項之樹脂粒子;並且上述第1電極與上述第2電極係藉由上述連接部而電性連接。
- 一種液晶顯示元件,其包含:第1液晶顯示元件用構件、第2液晶顯示元件用構件、及配置於上述第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之間隔物,並且上述間隔物係如請求項1至10中任一項之樹脂粒子。
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