WO2014061545A1 - 有機無機ハイブリッド粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体 - Google Patents

有機無機ハイブリッド粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体 Download PDF

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WO2014061545A1
WO2014061545A1 PCT/JP2013/077587 JP2013077587W WO2014061545A1 WO 2014061545 A1 WO2014061545 A1 WO 2014061545A1 JP 2013077587 W JP2013077587 W JP 2013077587W WO 2014061545 A1 WO2014061545 A1 WO 2014061545A1
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particles
conductive
inorganic hybrid
inorganic
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聡 羽根田
山内 博史
Original Assignee
積水化学工業株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/128Polymer particles coated by inorganic and non-macromolecular organic compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50Fixed connections
    • H01R12/51Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/52Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/04Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation using electrically conductive adhesives
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203Fillers and particles
    • H05K2201/0206Materials
    • H05K2201/0221Insulating particles having an electrically conductive coating
    • HELECTRICITY
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • H05K3/323Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives by applying an anisotropic conductive adhesive layer over an array of pads

Definitions

  • the present invention relates to a core-shell type organic-inorganic hybrid particle comprising an organic core and an inorganic shell disposed on the surface of the organic core.
  • the present invention also relates to conductive particles, conductive materials and connection structures using the organic-inorganic hybrid particles.
  • Anisotropic conductive materials such as anisotropic conductive paste and anisotropic conductive film are widely known.
  • anisotropic conductive material conductive particles are dispersed in a binder resin.
  • the anisotropic conductive material is used to electrically connect electrodes of various connection target members such as a flexible printed circuit (FPC), a glass substrate, and a semiconductor chip to obtain a connection structure.
  • connection target members such as a flexible printed circuit (FPC), a glass substrate, and a semiconductor chip to obtain a connection structure.
  • connection target members such as a flexible printed circuit (FPC), a glass substrate, and a semiconductor chip.
  • conductive particles having resin particles and a conductive layer disposed on the surface of the resin particles may be used as the conductive particles.
  • a polymerizable organopolysiloxane is obtained by hydrolyzing and condensing a silicon compound group essentially containing a hydrolyzable silicon compound having a polymerizable organic group.
  • Step (I) for obtaining particles (S1) Step (II) for obtaining organic-inorganic composite particles (P1) by polymerizing the polymerizable organopolysiloxane particles (S1), and organic-inorganic composite particles (P1) )
  • a polymerizable monomer (M1) to obtain organic-inorganic composite particles (P2)
  • M1 polymerizable monomer
  • P2 organic-inorganic composite particles
  • P2 polymerize the organic-inorganic composite particles
  • P3 core-shell type organic-inorganic composite particles
  • a process (IV) for obtaining core-shell type organic-inorganic composite particles Moreover, in patent document 1, the organic inorganic composite particle obtained by the manufacturing method of the said core-shell type organic inorganic composite particle is disclosed.
  • the liquid crystal display element is configured by arranging liquid crystal between two glass substrates.
  • a spacer is used as a gap control material in order to keep the distance (gap) between two glass substrates uniform and constant.
  • resin particles are generally used as the spacer.
  • Patent Document 2 listed below contains a polyfunctional silane compound having a polymerizable unsaturated group in the presence of a surfactant.
  • Organic-inorganic hybrid particles obtained by decomposition and polycondensation are disclosed.
  • the polyfunctional silane compound is at least one radical polymerizable group-containing first silicon compound selected from a compound represented by the following formula (X) and a derivative thereof.
  • R1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R2 represents an optionally substituted divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms
  • R3 represents a carbon atom having 1 to 5 carbon atoms
  • R 4 represents an alkyl group or a phenyl group, and R 4 represents at least one monovalent group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an acyl group having 2 to 5 carbon atoms.
  • the organic-inorganic hybrid particles are used as spacers for liquid crystal display elements and placed between substrates, or a conductive layer is formed on the surface and used as conductive particles to electrically connect electrodes.
  • the spacer for liquid crystal display element or the conductive particles may not contact the substrate or the electrode sufficiently.
  • the liquid crystal display element The spacers or conductive particles may not be sufficiently deformed. For this reason, there is a problem that the interval between the substrates or the electrodes varies or a connection failure between the electrodes occurs.
  • An object of the present invention is to provide organic-inorganic hybrid particles having a relatively high compression modulus when compressed by 10% and a relatively low compression modulus when compressed by 30%, and having good compression deformation characteristics. is there.
  • Another object of the present invention is to provide conductive particles, conductive materials, and connection structures using the organic-inorganic hybrid particles.
  • an organic core and an inorganic shell disposed on the surface of the organic core are provided, and the inorganic shell is formed of silane alkoxide and is included in the inorganic shell.
  • the ratio of the number of silicon atoms in which four —O—Si groups are directly bonded and four oxygen atoms in the four —O—Si groups are directly bonded to 100% of the total number of silicon atoms is 50%.
  • Organic-inorganic hybrid particles having a ratio of compressive modulus when compressed by 10% to compressive modulus when compressed by 30% are 1.3 or more and 10.0 or less.
  • the compressive elastic modulus when compressed by 10% is 2000 N / mm 2 or more, and the compressive elastic modulus when compressed by 30% is 5000 N / mm 2 or less. is there.
  • the organic-inorganic hybrid particles according to the present invention are preferably used for obtaining conductive particles having a conductive layer formed on the surface and having the conductive layer, or used as spacers for liquid crystal display elements.
  • the organic-inorganic hybrid particles according to the present invention are preferably used for obtaining conductive particles having a conductive layer formed on the surface and having the conductive layer.
  • the thickness of the inorganic shell is 50 nm or more and 2000 nm or less.
  • the organic core has a particle size of 0.5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • conductive particles comprising the organic-inorganic hybrid particles described above and a conductive layer disposed on the surface of the organic-inorganic hybrid particles.
  • the conductive particles include a binder resin, and the conductive particles include the organic-inorganic hybrid particles described above, and a conductive layer disposed on the surface of the organic-inorganic hybrid particles.
  • a conductive material is provided.
  • a first connection target member having a first electrode on the surface, a second connection target member having a second electrode on the surface, the first connection target member, and the A connection portion connecting the second connection target member, and the connection portion is formed of conductive particles or formed of a conductive material including the conductive particles and a binder resin.
  • the conductive particles include the organic-inorganic hybrid particles described above and a conductive layer disposed on the surface of the organic-inorganic hybrid particles, and the first electrode and the second electrode are the conductive particles.
  • an inorganic shell is disposed on the surface of the organic core, and the inorganic shell is formed of silane alkoxide, and all of the silicon atoms contained in the inorganic shell are formed.
  • the ratio of the number of silicon atoms in which four —O—Si groups are directly bonded and in which the four oxygen atoms in the four —O—Si groups are directly bonded is 50% or more.
  • the ratio of the compression elastic modulus when compressed by 10% to the compressive elastic modulus when compressed by 30% is 1.3 or more and 10.0 or less, the compression elastic modulus when compressed by 10% is relatively high.
  • the compression elastic modulus when compressed by 30% is relatively low, and the organic-inorganic hybrid particles have good compression deformation characteristics.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front cross-sectional view schematically showing a connection structure using conductive particles according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display element using the organic-inorganic hybrid particles according to one embodiment of the present invention as a spacer for a liquid crystal display element.
  • the organic-inorganic hybrid particle according to the present invention includes an organic core and an inorganic shell disposed on the surface of the organic core.
  • the inorganic shell is formed of silane alkoxide, and four —O—Si groups are directly bonded in 100% of the total number of silicon atoms contained in the inorganic shell.
  • the ratio of the number of silicon atoms in which the four oxygen atoms in the four —O—Si groups are directly bonded is 50% or more, and compression when the organic-inorganic hybrid particles are compressed by 10%.
  • the ratio of the elastic modulus to the compressive elastic modulus when compressed by 30% is 1.3 or more and 10.0 or less.
  • the compression elastic modulus (10% K value) when compressed by 10% is relatively high, and the compressive elastic modulus when compressed by 30% ( Organic-inorganic hybrid particles having a relatively low (30% K value) can be obtained.
  • the 10% K value can be effectively increased while suppressing an increase in the 30% K value.
  • the organic / inorganic hybrid particles have a relatively high 10% K value, and the organic / inorganic hybrid particles have a relatively low 30% K value, and the organic / inorganic hybrid particles have good compression deformation characteristics.
  • the silicon atom in which the four —O—Si groups are directly bonded and the four oxygen atoms in the four —O—Si groups are directly bonded is denoted by an arrow A in the following formula (1).
  • the organic-inorganic hybrid particles are preferably obtained by forming an inorganic shell on the surface of the organic core by forming a silane alkoxide into a shell-like material by a sol-gel method and then sintering the shell-like material.
  • organic-inorganic hybrid particles comprising the organic core and the inorganic shell disposed on the surface of the organic core can be easily obtained.
  • the method for producing the organic-inorganic hybrid particles according to the present invention is not limited to the production method for sintering the shell-like material. Even if it does not perform a sintering process, it is possible to satisfy said structure by selecting the kind of silane alkoxide, or controlling the hydrolysis and polycondensation conditions of a silane alkoxide.
  • the use of the organic-inorganic hybrid particles is not particularly limited.
  • the organic-inorganic hybrid particles are suitably used for various applications that require a relatively high 10% K value and a relatively low 30% K value.
  • the organic-inorganic hybrid particles are preferably used for obtaining conductive particles having a conductive layer formed on the surface and having the conductive layer, or used as spacers for liquid crystal display elements.
  • the organic-inorganic hybrid particles according to the present invention are preferably used for obtaining conductive particles having a conductive layer formed on the surface and having the conductive layer.
  • the organic / inorganic hybrid particles are preferably used as spacers for liquid crystal display elements.
  • the organic / inorganic hybrid particles are used as spacers for a liquid crystal display element and disposed between the substrates.
  • the spacer for liquid crystal display element or the conductive particles is likely to be in sufficient contact with the substrate or the electrode.
  • the liquid crystal display element The spacers or conductive particles are sufficiently followed and easily deformed. For this reason, it is hard to produce the dispersion
  • organic-inorganic hybrid particles are also suitably used as a shock absorber or a vibration absorber.
  • the organic-inorganic hybrid particles can be used as an alternative such as rubber or spring.
  • Compression modulus when the organic-inorganic hybrid particles 10% compressive deformation (10% K value) is preferably 2000N / mm 2 or more, more preferably 3000N / mm 2 or more, more preferably 3300N / mm 2 or more, particularly preferably 4000 N / mm 2 or more, most preferably 4400N / mm 2 or more, preferably 15000 N / mm 2 or less, more preferably 10000 N / mm 2, more preferably not more than 8500N / mm 2.
  • the compression elastic modulus (30% K value) when the organic-inorganic hybrid particles are 30% compressed and deformed is preferably 500 N / mm 2 or more, more preferably 1000 N / mm 2 or more, still more preferably 1500 N / mm 2 or more, particularly preferably 3000N / mm 2 or more, preferably 5000N / mm 2 or less, more preferably 4500N / mm 2, more preferably not more than 4000 N / mm 2.
  • the compression elastic modulus when the organic-inorganic hybrid particles are compressed by 30% is preferably 1 or more, more preferably 1.3 or more, still more preferably 1.8 or more, particularly preferably 2.0 or more, preferably 10.0 or less, more preferably 5.0.
  • it is more preferably 4.4 or less.
  • the compression modulus (10% K value and 30% K value) of the organic-inorganic hybrid particles can be measured as follows.
  • organic-inorganic hybrid particles are compressed under the conditions of 25 ° C., compression speed of 0.3 mN / second, and maximum test load of 20 mN on the end face of a cylindrical (100 ⁇ m diameter, diamond) smooth indenter.
  • the load value (N) and compression displacement (mm) at this time are measured. From the measured value obtained, the compression elastic modulus can be obtained by the following formula.
  • the micro compression tester for example, “Fischer Scope H-100” manufactured by Fischer is used.
  • K value (N / mm 2 ) (3/2 1/2 ) ⁇ F ⁇ S ⁇ 3 / 2 ⁇ R ⁇ 1/2
  • F Load value when organic-inorganic hybrid particles are 10% or 30% compressively deformed
  • S Compression displacement (mm) when organic-inorganic hybrid particles are 10% or 30% compressively deformed
  • R Radius of organic / inorganic hybrid particles (mm)
  • the above-mentioned compression elastic modulus universally and quantitatively represents the hardness of the organic-inorganic hybrid particles.
  • the hardness of the organic-inorganic hybrid particles can be expressed quantitatively and uniquely.
  • the organic core is preferably organic particles.
  • Various organic materials are suitably used as a material for forming the organic core.
  • the material for forming the organic core include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polypropylene, polyisobutylene, and polybutadiene; acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polymethyl acrylate; Polymerize one or more of polyalkylene terephthalate, polysulfone, polycarbonate, polyamide, phenol formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, benzoguanamine formaldehyde resin, urea formaldehyde resin, and various polymerizable monomers having ethylenically unsaturated groups The polymer obtained by making it use is used. It is possible to design and synthesize organic-inorganic hybrid particles having physical properties at the time of compression suitable for conductive materials by polymerizing one
  • the organic core is obtained by polymerizing a monomer having an ethylenically unsaturated group
  • the monomer having an ethylenically unsaturated group may be a non-crosslinkable monomer or a crosslinkable monomer.
  • a polymer a polymer having an ethylenically unsaturated group
  • non-crosslinkable monomer examples include styrene monomers such as styrene and ⁇ -methylstyrene; carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride; (Meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl ( Alkyl (meth) acrylates such as meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; acids such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, polyoxyethylene (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate Atom
  • crosslinkable monomer examples include tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and dipenta Erythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) Polyfunctional (meth) acrylates such as acrylate, (poly) tetramethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate; triallyl (iso) cyanure And silane
  • the organic core can be obtained by polymerizing the polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group by a known method.
  • this method include a method of suspension polymerization in the presence of a radical polymerization initiator, and a method of polymerizing by swelling a monomer together with a radical polymerization initiator using non-crosslinked seed particles.
  • the decomposition temperature of the organic core is preferably more than 200 ° C, more preferably more than 250 ° C, and still more preferably. Exceeds 300 ° C.
  • the decomposition temperature of the organic core may exceed 400 ° C., may exceed 500 ° C., may exceed 600 ° C., and may exceed 800 ° C.
  • the particle size of the organic core is preferably 0.5 ⁇ m or more, more preferably 1 ⁇ m or more, preferably 500 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less, still more preferably 50 ⁇ m or less, particularly preferably 20 ⁇ m or less, and most preferably 10 ⁇ m or less. is there.
  • the particle size of the organic core is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the 10% K value and the 30% K value are even more suitable values, and the organic-inorganic hybrid particles are used as conductive particles and liquid crystal display element spacers. It becomes possible to use suitably for the use of.
  • the particle diameter of the organic core is not less than the lower limit and not more than the upper limit
  • the contact area between the conductive particles and the electrodes is sufficiently large, And it becomes difficult to form the agglomerated conductive particles when forming the conductive layer.
  • interval between the electrodes connected via the electroconductive particle does not become large too much, and it becomes difficult for a conductive layer to peel from the surface of an organic inorganic hybrid particle.
  • the particle diameter of the organic core means a diameter when the organic core is a true sphere, and means a maximum diameter when the organic core has a shape other than a true sphere.
  • a particle size means the average value which observed the organic core using the scanning electron microscope, and measured the particle size of 50 organic cores selected arbitrarily with a caliper.
  • the organic / inorganic hybrid particles are core-shell particles.
  • the inorganic shell is disposed on the surface of the organic core.
  • the inorganic shell preferably covers the surface of the organic core.
  • the inorganic shell is preferably formed on the surface of the organic core by forming a silane alkoxide into a shell-like material by a sol-gel method and then sintering the shell-like material.
  • a sol-gel method it is easy to dispose a shell-like material on the surface of the organic core.
  • the organic-inorganic hybrid particles include the organic core after sintering. If the organic core is removed by volatilization or the like after sintering, the 10% K value becomes considerably low.
  • an interface sol is prepared by coexisting an inorganic monomer such as tetraethoxysilane in a dispersion containing an organic core, a solvent such as water or alcohol, a surfactant, and a catalyst such as an aqueous ammonia solution.
  • examples include a method of performing a reaction and a method of heteroaggregating a sol-gel reactant on an organic core after performing a sol-gel reaction with an inorganic monomer such as tetraethoxysilane coexisting with a solvent such as water or alcohol and an aqueous ammonia solution.
  • the silane alkoxide is preferably hydrolyzed and polycondensed.
  • the silane alkoxide is preferably made into a shell by a sol-gel method.
  • the surfactant is not particularly limited.
  • the surfactant is appropriately selected and used so as to form a good shell.
  • the surfactant include a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a nonionic surfactant. Among these, a cationic surfactant is preferable because a good inorganic shell can be formed.
  • cationic surfactant examples include quaternary ammonium salts and quaternary phosphonium salts. Specific examples of the cationic surfactant include hexadecyl ammonium bromide.
  • the shell is preferably sintered.
  • the degree of crosslinking in the inorganic shell can be adjusted by the sintering conditions.
  • the 10% K value and the 30% K value of the organic-inorganic hybrid particles are more preferable than those in the case where the sintering is not performed.
  • the 10% K value can be sufficiently increased by increasing the degree of crosslinking.
  • the inorganic shell is formed on the surface of the organic core by forming a silane alkoxide into a shell-like material by a sol-gel method, and then sintering the shell-like material at 100 ° C. or higher (sintering temperature).
  • sintering temperature is more preferably 150 ° C. or higher, and further preferably 200 ° C. or higher.
  • the sintering temperature is equal to or higher than the lower limit, the degree of cross-linking in the inorganic shell becomes more appropriate, and the 10% K value and the 30% K value show even more suitable values. Further, it can be used more suitably depending on the use of the spacer for the liquid crystal display element.
  • the inorganic shell is formed on the surface of the organic core by forming a silane alkoxide into a shell-like material by a sol-gel method and then sintering the shell-like material at a temperature lower than the decomposition temperature (sintering temperature) of the organic core.
  • the sintering temperature is preferably 5 ° C. or more lower than the decomposition temperature of the organic core, and more preferably 10 ° C. or more lower than the decomposition temperature of the organic core.
  • the sintering temperature is preferably 800 ° C. or lower, more preferably 600 ° C. or lower, and further preferably 500 ° C. or lower. When the sintering temperature is not more than the upper limit, thermal deterioration and deformation of the organic core can be suppressed, and organic-inorganic hybrid particles exhibiting favorable values of 10% K value and 30% K value can be obtained.
  • the inorganic shell is made of silane alkoxide.
  • silane alkoxide only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
  • the silane alkoxide is preferably a silane alkoxide represented by the following formula (1A).
  • R1 represents a phenyl group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an organic group having 1 to 30 carbon atoms having a polymerizable double bond, or an organic group having 1 to 30 carbon atoms having an epoxy group.
  • R2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 2. When n is 2, the plurality of R1s may be the same or different. Several R2 may be the same and may differ.
  • R1 is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms
  • specific examples of R1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, an n-hexyl group, a cyclohexyl group, an n-octyl group, And an n-decyl group.
  • This alkyl group preferably has 10 or less carbon atoms, more preferably 6 or less.
  • the alkyl group includes a cycloalkyl group.
  • Examples of the polymerizable double bond include a carbon-carbon double bond.
  • R1 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms having a polymerizable double bond
  • specific examples of R1 include a vinyl group, an allyl group, an isopropenyl group, and a 3- (meth) acryloxyalkyl group.
  • Examples of the (meth) acryloxyalkyl group include a (meth) acryloxymethyl group, a (meth) acryloxyethyl group, and a (meth) acryloxypropyl group.
  • the number of carbon atoms of the organic group having 1 to 30 carbon atoms having a polymerizable double bond is preferably 2 or more, preferably 30 or less, more preferably 10 or less.
  • (meth) acryloxy means methacryloxy or acryloxy.
  • R1 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms having an epoxy group
  • specific examples of R1 include 1,2-epoxyethyl group, 1,2-epoxypropyl group, 2,3-epoxypropyl group, Examples include 3,4-epoxybutyl group, 3-glycidoxypropyl group, and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group.
  • the organic group having 1 to 30 carbon atoms having an epoxy group preferably has 8 or less carbon atoms, more preferably 6 or less.
  • the organic group having 1 to 30 carbon atoms and having the epoxy group is a group containing an oxygen atom derived from an epoxy group in addition to a carbon atom and a hydrogen atom.
  • R2 examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and an isobutyl group.
  • silane alkoxide examples include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxy.
  • Examples include silane, n-hexyltrimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, and diisopropyldimethoxysilane. Silane alkoxides other than these may be used.
  • the silane alkoxide preferably includes a silane alkoxide having a structure in which four oxygen atoms are directly bonded to silicon atoms. In this silane alkoxide, generally, four oxygen atoms are bonded to a silicon atom by a single bond.
  • the silane alkoxide preferably includes a silane alkoxide represented by the following formula (1Aa).
  • R2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Several R2 may be the same and may differ.
  • each content of the silane alkoxide having a structure in which is directly bonded, or the silane alkoxide represented by the above formula (1Aa) is preferably 20 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, still more preferably 50 mol. % Or more, particularly preferably 60 mol% or more and 100 mol% or less.
  • the total amount of the silane alkoxide used to form the inorganic shell is a silane alkoxide having a structure in which four oxygen atoms are directly bonded to the silicon atom, or a silane alkoxide represented by the formula (1Aa). Also good.
  • the ratio of the number of silicon atoms in which the O—Si groups are directly bonded and the four oxygen atoms in the four —O—Si groups are directly bonded is preferably 20% or more, more preferably 40% or more. More preferably, it is 50% or more, still more preferably 55% or more, and particularly preferably 60% or more.
  • a silicon atom in which four —O—Si groups are directly bonded and four silicon atoms in the four —O—Si groups are directly bonded is represented by the following formula (11), for example.
  • the oxygen atom in the above formula (11) generally forms a siloxane bond with the adjacent silicon atom.
  • the ratio of the number of silicon atoms in which four —O—Si groups are directly bonded and the four silicon atoms in the four —O—Si groups are directly bonded (the ratio of the number of Q4 (%)).
  • Q4 four —O—Si groups are directly bonded and four oxygen atoms in the four —O—Si groups are directly bonded to each other.
  • the peak area of silicon atoms) and Q1 to Q3 (1 to 3 —O—Si groups are directly bonded, and 1 to 3 oxygen atoms in 1 to 3 of the above —O—Si groups are directly bonded. And the peak area of silicon atoms).
  • the thickness of the inorganic shell is preferably 1 nm or more, more preferably 10 nm or more, still more preferably 50 nm or more, particularly preferably 100 nm or more, preferably 100,000 nm or less, more preferably 10,000 nm or less, still more preferably 2000 nm or less.
  • the thickness of the inorganic shell is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the 10% K value and the 30% K value exhibit even more suitable values, and the organic / inorganic hybrid particles are used as conductive particles and liquid crystal display element spacers. It becomes possible to use suitably for a use.
  • the thickness of the inorganic shell is an average thickness per organic-inorganic hybrid particle.
  • the thickness of the inorganic shell can be controlled by controlling the sol-gel method.
  • the amount of water added by a sol-gel reaction is preferably 20 parts by weight or less with respect to 1 part by weight of the organic core.
  • the amount of water added is more preferably 15 parts by weight or less, still more preferably 10 parts by weight or less, and particularly preferably 5 parts by weight or less. If the amount of water added is less than or equal to the above upper limit, the inorganic shell can be suitably thickened by a sol-gel reaction.
  • the polar solvent is preferably an alcohol solvent or acetonitrile, particularly preferably isopropyl alcohol or acetonitrile.
  • the thickness of the inorganic shell is determined by observing the organic-inorganic hybrid particles using a scanning electron microscope, and measuring the average particle size of 50 arbitrarily selected organic-inorganic hybrid particles with calipers, and the organic core. It can obtain
  • the particle diameter of the organic-inorganic hybrid particles means a diameter when the organic-inorganic hybrid particles are true spherical, and means a maximum diameter when the organic-inorganic hybrid particles have a shape other than the true spherical shape.
  • the aspect ratio of the organic / inorganic hybrid particles is preferably 2 or less, more preferably 1.5 or less, and still more preferably 1.2 or less.
  • the aspect ratio indicates a major axis / minor axis.
  • the conductive particles include the organic-inorganic hybrid particles described above and a conductive layer disposed on the surface of the organic-inorganic hybrid particles.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the first embodiment of the present invention.
  • the conductive particle 1 has an organic-inorganic hybrid particle 11 and a conductive layer 2 disposed on the surface of the organic-inorganic hybrid particle 11.
  • the conductive layer 2 covers the surface of the organic / inorganic hybrid particle 11.
  • the conductive particle 1 is a coated particle in which the surface of the organic-inorganic hybrid particle 11 is coated with the conductive layer 2.
  • the organic / inorganic hybrid particle 11 includes an organic core 12 and an inorganic shell 13 disposed on the surface of the organic core 12.
  • the inorganic shell 13 covers the surface of the organic core 12.
  • the conductive layer 2 is disposed on the surface of the inorganic shell 13.
  • the conductive layer 2 covers the surface of the inorganic shell 13.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the second embodiment of the present invention.
  • the conductive layer 22 includes a first conductive layer 22A that is an inner layer and a second conductive layer 22B that is an outer layer.
  • the first conductive layer 22 ⁇ / b> A is disposed on the surface of the organic / inorganic hybrid particle 11, the first conductive layer 22 ⁇ / b> A is disposed.
  • the first conductive layer 22A is disposed on the surface of the inorganic shell 13, the first conductive layer 22A is disposed.
  • a second conductive layer 22B is disposed on the surface of the first conductive layer 22A.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing conductive particles according to the third embodiment of the present invention.
  • the 3 includes the organic-inorganic hybrid particles 11, the conductive layer 32, a plurality of core substances 33, and a plurality of insulating substances 34.
  • the conductive layer 32 is disposed on the surface of the organic-inorganic hybrid particle 11.
  • a conductive layer 32 is disposed on the surface of the inorganic shell 13.
  • the conductive particles 31 have a plurality of protrusions 31a on the conductive surface.
  • the conductive layer 32 has a plurality of protrusions 32a on the outer surface.
  • the conductive particles may have protrusions on the conductive surface or may have protrusions on the outer surface of the conductive layer.
  • a plurality of core materials 33 are disposed on the surface of the organic-inorganic hybrid particles 11.
  • a plurality of core materials 33 are arranged on the surface of the inorganic shell 13.
  • the plurality of core materials 33 are embedded in the conductive layer 32.
  • the core substance 33 is disposed inside the protrusions 31a and 32a.
  • the conductive layer 32 covers a plurality of core materials 33.
  • the outer surface of the conductive layer 32 is raised by the plurality of core materials 33, and protrusions 31a and 32a are formed.
  • the conductive particles 31 have an insulating substance 34 disposed on the outer surface of the conductive layer 32. At least a part of the outer surface of the conductive layer 32 is covered with an insulating material 34.
  • the insulating substance 34 is made of an insulating material and is an insulating particle.
  • the said electroconductive particle may have the insulating substance arrange
  • the metal for forming the conductive layer is not particularly limited.
  • the metal include gold, silver, palladium, copper, platinum, zinc, iron, tin, lead, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, thallium, germanium, cadmium, silicon, and these. And the like.
  • the metal include tin-doped indium oxide (ITO) and solder. Especially, since the connection resistance between electrodes can be made still lower, an alloy containing tin, nickel, palladium, copper or gold is preferable, and nickel or palladium is preferable.
  • the conductive layer may be formed of a single layer.
  • the conductive layer may be formed of a plurality of layers. That is, the conductive layer may have a stacked structure of two or more layers.
  • the outermost layer is preferably a gold layer, a nickel layer, a palladium layer, a copper layer, or an alloy layer containing tin and silver, and is a gold layer. Is more preferable.
  • the outermost layer is these preferred conductive layers, the connection resistance between the electrodes is further reduced.
  • the outermost layer is a gold layer, the corrosion resistance is further enhanced.
  • the method for forming the conductive layer on the surface of the organic-inorganic hybrid particles is not particularly limited.
  • a method for forming the conductive layer for example, a method using electroless plating, a method using electroplating, a method using physical vapor deposition, and a metal powder or a paste containing a metal powder and a binder are coated on the surface of the organic-inorganic hybrid particles. Methods and the like.
  • the method by electroless plating is preferable.
  • Examples of the method by physical vapor deposition include methods such as vacuum vapor deposition, ion plating, and ion sputtering.
  • the particle diameter of the conductive particles is preferably 0.5 ⁇ m or more, more preferably 1 ⁇ m or more, preferably 520 ⁇ m or less, more preferably 500 ⁇ m or less, still more preferably 100 ⁇ m or less, still more preferably 50 ⁇ m or less, and particularly preferably 20 ⁇ m. It is as follows. When the particle diameter of the conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the contact area between the conductive particles and the electrode becomes sufficiently large when the electrodes are connected using the conductive particles, and the conductive layer When forming the conductive particles, it becomes difficult to form aggregated conductive particles.
  • interval between the electrodes connected via the electroconductive particle does not become large too much, and it becomes difficult for a conductive layer to peel from the surface of an organic inorganic hybrid particle.
  • the particle diameter of the conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the conductive particles can be suitably used for the use of the conductive material.
  • the particle diameter of the conductive particles means a diameter when the conductive particles are true spherical, and means a maximum diameter when the conductive particles have a shape other than the true spherical shape.
  • the thickness of the conductive layer is preferably 0.005 ⁇ m or more, more preferably 0.01 ⁇ m or more, preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, and even more preferably 0.3 ⁇ m or less.
  • the thickness of the conductive layer is the thickness of the entire conductive layer when the conductive layer is a multilayer. When the thickness of the conductive layer is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, sufficient conductivity is obtained, and the conductive particles do not become too hard, and the conductive particles are sufficiently deformed when connecting the electrodes. .
  • the thickness of the outermost conductive layer is preferably 0.001 ⁇ m or more, more preferably 0.01 ⁇ m or more, preferably 0.5 ⁇ m or less, more preferably 0. .1 ⁇ m or less.
  • the thickness of the outermost conductive layer is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the coating with the outermost conductive layer becomes uniform, the corrosion resistance becomes sufficiently high, and the connection resistance between the electrodes is further increased. Lower. Further, when the outermost layer is a gold layer, the thinner the gold layer, the lower the cost.
  • the thickness of the conductive layer can be measured by observing the cross section of the conductive particles using, for example, a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the conductive particles may have protrusions on the conductive surface.
  • the conductive particles may have protrusions on the outer surface of the conductive layer. It is preferable that there are a plurality of the protrusions.
  • An oxide film is often formed on the surface of the electrode connected by the conductive particles. When conductive particles having protrusions are used, the oxide film is effectively eliminated by the protrusions by placing the conductive particles between the electrodes and pressing them. For this reason, an electrode and the conductive layer of electroconductive particle can be contacted still more reliably, and the connection resistance between electrodes can be made low.
  • the conductive particles are provided with an insulating material on the surface, or when the conductive particles are dispersed in a binder resin and used as a conductive material, the conductive particles and the electrodes are separated by protrusions of the conductive particles. Insulating substances or binder resins in between can be effectively eliminated. For this reason, the conduction
  • a method of forming protrusions on the surface of the conductive particles a method of forming a conductive layer by electroless plating after attaching a core substance to the surface of the organic-inorganic hybrid particles, and a method of forming no protrusion on the surface of the organic-inorganic hybrid particles.
  • Examples include a method of forming a conductive layer by electrolytic plating, attaching a core substance, and further forming a conductive layer by electroless plating.
  • the core material may not be used to form the protrusion.
  • the conductive particles may include an insulating material disposed on the outer surface of the conductive layer.
  • an insulating material disposed on the outer surface of the conductive layer.
  • an insulating material is present between the plurality of electrodes, so that it is possible to prevent a short circuit between electrodes adjacent in the lateral direction instead of between the upper and lower electrodes.
  • the insulating substance between the conductive layer of an electroconductive particle and an electrode can be easily excluded by pressurizing electroconductive particle with two electrodes in the case of the connection between electrodes.
  • the insulating substance is preferably an insulating resin layer or insulating particles.
  • the insulating particles are preferably insulating resin particles.
  • the conductive material includes the conductive particles described above and a binder resin.
  • the conductive particles are preferably dispersed in a binder resin and used as a conductive material.
  • the conductive material is preferably an anisotropic conductive material.
  • the binder resin is not particularly limited.
  • a known insulating resin is used.
  • the binder resin include vinyl resins, thermoplastic resins, curable resins, thermoplastic block copolymers, and elastomers.
  • the said binder resin only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
  • Examples of the vinyl resin include vinyl acetate resin, acrylic resin, and styrene resin.
  • examples of the thermoplastic resin include polyolefin resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, and polyamide resin.
  • examples of the curable resin include an epoxy resin, a urethane resin, a polyimide resin, and an unsaturated polyester resin.
  • the curable resin may be a room temperature curable resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or a moisture curable resin.
  • the curable resin may be used in combination with a curing agent.
  • thermoplastic block copolymer examples include a styrene-butadiene-styrene block copolymer, a styrene-isoprene-styrene block copolymer, a hydrogenated product of a styrene-butadiene-styrene block copolymer, and a styrene-isoprene. -Hydrogenated products of styrene block copolymers.
  • the elastomer examples include styrene-butadiene copolymer rubber and acrylonitrile-styrene block copolymer rubber.
  • the conductive material includes, for example, a filler, an extender, a softener, a plasticizer, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a colorant, an antioxidant, a heat stabilizer, and a light stabilizer.
  • a filler for example, a filler, an extender, a softener, a plasticizer, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a colorant, an antioxidant, a heat stabilizer, and a light stabilizer.
  • Various additives such as an agent, an ultraviolet absorber, a lubricant, an antistatic agent and a flame retardant may be contained.
  • the method for dispersing the conductive particles in the binder resin is not particularly limited, and a conventionally known dispersion method can be used.
  • Examples of a method for dispersing the conductive particles in the binder resin include a method in which the conductive particles are added to the binder resin and then kneaded and dispersed with a planetary mixer or the like. The conductive particles are dispersed in water. Alternatively, after uniformly dispersing in an organic solvent using a homogenizer or the like, it is added to the binder resin and kneaded with a planetary mixer or the like, and the binder resin is diluted with water or an organic solvent. Then, the method of adding the said electroconductive particle, kneading with a planetary mixer etc. and disperse
  • distributing is mentioned.
  • the conductive material can be used as a conductive paste and a conductive film.
  • a film-like adhesive such as a conductive film
  • a film-like adhesive containing no conductive particles is added to the film-like adhesive containing the conductive particles. It may be laminated.
  • the conductive paste is preferably an anisotropic conductive paste.
  • the conductive film is preferably an anisotropic conductive film.
  • the content of the binder resin is preferably 10% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, still more preferably 50% by weight or more, particularly preferably 70% by weight or more, preferably 99.% or more. It is 99 weight% or less, More preferably, it is 99.9 weight% or less.
  • the content of the binder resin is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the conductive particles are efficiently arranged between the electrodes, and the connection reliability of the connection target member connected by the conductive material is further increased.
  • the content of the conductive particles is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, preferably 40% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, More preferably, it is 10 weight% or less.
  • the content of the conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the conduction reliability between the electrodes is further enhanced.
  • connection structure can be obtained by connecting the connection target members using the conductive particles described above or using a conductive material including the conductive particles described above and a binder resin.
  • connection structure includes a first connection target member, a second connection target member, and a connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member, and the connection portion.
  • connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member, and the connection portion.
  • the connection part is the conductive particles. That is, the first and second connection target members are connected by the conductive particles.
  • the conductive material used for obtaining the connection structure is preferably an anisotropic conductive material.
  • the first connection object member preferably has a first electrode on the surface.
  • the second connection target member preferably has a second electrode on the surface. It is preferable that the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles.
  • FIG. 4 is a front cross-sectional view schematically showing a connection structure using the conductive particles 1 shown in FIG.
  • connection structure 51 shown in FIG. 4 is a connection that connects the first connection target member 52, the second connection target member 53, and the first connection target member 52 and the second connection target member 53.
  • the connection part 54 is formed of a conductive material containing the conductive particles 1 and a binder resin.
  • the conductive particles 1 are schematically shown for convenience of illustration. Instead of the conductive particles 1, other conductive particles such as the conductive particles 21 and 31 may be used.
  • the first connection target member 52 has a plurality of first electrodes 52a on the surface (upper surface).
  • the second connection target member 53 has a plurality of second electrodes 53a on the surface (lower surface).
  • the first electrode 52 a and the second electrode 53 a are electrically connected by one or a plurality of conductive particles 1. Therefore, the first and second connection target members 52 and 53 are electrically connected by the conductive particles 1.
  • the manufacturing method of the connection structure is not particularly limited.
  • a method of manufacturing a connection structure a method of placing the conductive material between a first connection target member and a second connection target member to obtain a laminate, and then heating and pressurizing the laminate Etc.
  • the pressurizing pressure is about 9.8 ⁇ 10 4 to 4.9 ⁇ 10 6 Pa.
  • the heating temperature is about 120 to 220 ° C.
  • the pressure applied to connect the electrode of the flexible printed board, the electrode disposed on the resin film, and the electrode of the touch panel is about 9.8 ⁇ 10 4 to 1.0 ⁇ 10 6 Pa.
  • connection target member examples include electronic components such as semiconductor chips, capacitors, and diodes, and electronic components such as printed boards, flexible printed boards, glass epoxy boards, and glass boards.
  • the conductive material is preferably a conductive material for connecting electronic components.
  • the conductive paste is a paste-like conductive material, and is preferably applied on the connection target member in a paste-like state.
  • connection target member is preferably a flexible printed circuit board or a connection target member in which an electrode is disposed on the surface of a resin film.
  • the connection target member is preferably a flexible printed board, and is preferably a connection target member in which an electrode is disposed on the surface of the resin film.
  • the flexible printed board generally has electrodes on the surface.
  • the electrode provided on the connection target member examples include metal electrodes such as a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, and a tungsten electrode.
  • the electrode is preferably a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, or a copper electrode.
  • the connection target member is a glass substrate, the electrode is preferably an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, or a tungsten electrode.
  • the electrode formed only with aluminum may be sufficient and the electrode by which the aluminum layer was laminated
  • the material for the metal oxide layer include indium oxide doped with a trivalent metal element and zinc oxide doped with a trivalent metal element. Examples of the trivalent metal element include Sn, Al, and Ga.
  • the organic-inorganic hybrid particles are preferably used as a spacer for a liquid crystal display element. That is, the organic / inorganic hybrid particle includes a pair of substrates constituting a liquid crystal cell, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and a liquid crystal display element spacer disposed between the pair of substrates. It is suitably used for obtaining an element.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element using organic / inorganic hybrid particles according to an embodiment of the present invention as a spacer for a liquid crystal display element.
  • a liquid crystal display element 81 shown in FIG. 5 has a pair of transparent glass substrates 82.
  • the transparent glass substrate 82 has an insulating film (not shown) on the opposing surface. Examples of the material for the insulating film include SiO 2 .
  • a transparent electrode 83 is formed on the insulating film in the transparent glass substrate 82. Examples of the material of the transparent electrode 83 include ITO.
  • the transparent electrode 83 can be formed by patterning, for example, by photolithography.
  • An alignment film 84 is formed on the transparent electrode 83 on the surface of the transparent glass substrate 82. Examples of the material of the alignment film 84 include polyimide.
  • a liquid crystal 85 is sealed between the pair of transparent glass substrates 82.
  • a plurality of organic-inorganic hybrid particles 11 are disposed between the pair of transparent glass substrates 82.
  • the organic / inorganic hybrid particle 11 is used as a spacer for a liquid crystal display element.
  • the space between the pair of transparent glass substrates 82 is regulated by the plurality of organic-inorganic hybrid particles 11.
  • a sealing agent 86 is disposed between the edges of the pair of transparent glass substrates 82. Outflow of the liquid crystal 85 to the outside is prevented by the sealing agent 86.
  • the arrangement density of spacers for liquid crystal display elements per 1 mm 2 is preferably 10 pieces / mm 2 or more, and preferably 1000 pieces / mm 2 or less.
  • the arrangement density is 10 pieces / mm 2 or more, the cell gap becomes even more uniform.
  • the arrangement density is 1000 / mm 2 or less, the contrast of the liquid crystal display element is further improved.
  • Example 1 Preparation of organic-inorganic hybrid particles “Micropearl EX-0041” (particle size: 4.1 ⁇ m) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. was prepared as an organic core. 1 part by weight of the organic core, 0.4 part by weight of hexadecylammonium bromide as a surfactant, and 0.8 part by weight of a 25% by weight aqueous ammonia solution are added to 18 parts by weight of ethanol (EtOH) and 2 parts by weight of water. Suspended to obtain a suspension.
  • EtOH ethanol
  • tetraethoxysilane 3 parts by weight was added, and on the surface of the organic core, tetraethoxysilane was formed into a shell-like material by a sol-gel method to obtain pre-sintered particles.
  • the obtained pre-sintered particles are heated in a sintering furnace at 250 ° C. (sintering temperature) in a nitrogen gas atmosphere for 1 hour to sinter the shell-like material, thereby forming an inorganic shell.
  • Inorganic hybrid particles were obtained.
  • Example 2 Organic-inorganic hybrid particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was changed to 300 ° C.
  • Example 3 The organic core was changed to “Micropearl ELP-00375” (particle size 3.75 ⁇ m) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., the addition amount of tetraethoxysilane was changed as shown in Table 1 below, and sintering was performed.
  • Organic-inorganic hybrid particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the step was not performed.
  • Example 5 As an organic core, “Micropearl EX-00375” (particle size 3.75 ⁇ m) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. was prepared. 1 part by weight of the organic core, 0.4 parts by weight of hexadecylammonium bromide as a surfactant, and 1.6 parts by weight of a 25% by weight aqueous ammonia solution are added to 18 parts by weight of acetonitrile (AN) and 2 parts by weight of water. Suspended to obtain a suspension. 6 parts by weight of tetraethoxysilane was added to the obtained suspension, and organic-inorganic hybrid particles were obtained on the surface of the organic core by using tetraethoxysilane as a shell by a sol-gel method.
  • AN acetonitrile
  • Example 6 Organic-inorganic hybrid particles were obtained in the same manner as in Example 5 except that the amount of tetraethoxysilane added was changed to 3 parts by weight.
  • Example 7 Organic-inorganic hybrid particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that 18 parts by weight of ethanol was changed to 18 parts by weight of isopropyl alcohol (IPA).
  • IPA isopropyl alcohol
  • Example 8 Organic-inorganic hybrid particles were obtained in the same manner as in Example 7 except that the sintering temperature was changed to 300 ° C.
  • Example 9 The organic core was changed to “Micropearl ELP-00375” (particle size 3.75 ⁇ m) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., the addition amount of tetraethoxysilane was changed as shown in Table 1 below, and sintering was performed.
  • Organic-inorganic hybrid particles were obtained in the same manner as in Example 7 except that the step was not performed.
  • Comparative Example 1 Organic-inorganic hybrid particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that sintering was not performed. In Comparative Example 1, an inorganic shell that is the shell-like material was formed.
  • Comparative Example 2 “Micropearl EX-0041” (particle size: 4.1 ⁇ m) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. was used as particles (organic particles) of Comparative Example 2.
  • Comparative Example 3 “Micropearl ELP-00375” (particle size 3.75 ⁇ m) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. was used as particles (organic particles) of Comparative Example 3.
  • Comparative Example 4 An attempt was made to obtain organic-inorganic hybrid particles in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was changed to 350 ° C. In Comparative Example 4, the organic core was decomposed by sintering, and particles (inorganic particles) substantially formed only from the inorganic shell were obtained.
  • Comparative Example 5 “SI-GH038” (particle size: 3.8 ⁇ m) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. was used as particles (inorganic particles) of Comparative Example 5.
  • Comparative Example 11 Organic-inorganic hybrid particles were obtained in the same manner as in Example 7 except that sintering was not performed. In Comparative Example 1, an inorganic shell that is the shell-like material was formed.
  • Comparative Example 12 An attempt was made to obtain organic-inorganic hybrid particles in the same manner as in Example 7 except that the sintering temperature was changed to 350 ° C. In Comparative Example 4, the organic core was decomposed by sintering, and particles (inorganic particles) substantially formed only from the inorganic shell were obtained.
  • Example and Comparative Example were photographed with a scanning electron microscope ("S-3500N" manufactured by Hitachi High-Technology Corporation) at a magnification of 3000 times. The particle diameter of 50 particles was measured with a caliper, and the number average was obtained to obtain the particle diameter (1).
  • S-3500N scanning electron microscope
  • the particle size of the core particles used when preparing the particles of Examples and Comparative Examples was also measured by the same method as described above (particle size (2): see Table 1). The difference between the particle size (1) and the particle size (2) was taken as the thickness of the inorganic shell.
  • connection structure 10 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (“Epicoat 1009” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 40 parts by weight of acrylic rubber (weight average molecular weight of about 800,000), 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, and a microcapsule type curing agent (Asahi Kasei Chemicals) "HX3941HP” manufactured by HX3941) and 2 parts by weight of a silane coupling agent ("SH6040" manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) are mixed, and the conductive particles are added so that the content is 3% by weight.
  • a resin composition was obtained by dispersing.
  • the obtained resin composition was applied to a 50 ⁇ m-thick PET (polyethylene terephthalate) film whose one surface was release-treated, and dried with hot air at 70 ° C. for 5 minutes to produce an anisotropic conductive film.
  • the thickness of the obtained anisotropic conductive film was 12 ⁇ m.
  • the obtained anisotropic conductive film was cut into a size of 5 mm ⁇ 5 mm.
  • PET substrate width 3 cm, length 3 cm
  • the two-layer flexible printed circuit board width 2cm, length 1cm
  • a laminate of the PET substrate and the two-layer flexible printed circuit board was thermocompression bonded under pressure bonding conditions of 10 N, 180 ° C., and 20 seconds to obtain a connection structure (1).
  • the two-layer flexible printed board by which the copper electrode was formed in the polyimide film and the copper electrode surface was Au-plated was used.
  • connection resistance between the opposing electrodes of the obtained connection structure (1) was measured by the 4-terminal method.
  • Connection resistance (1) was determined according to the following criteria.
  • connection resistance is 5 ⁇ or less
  • Connection resistance exceeds 5.0 ⁇
  • connection resistance (2) (4) In the evaluation of the connection resistance (1), except that the pressure bonding conditions between the PET substrate and the two-layer flexible printed circuit board were changed to 7N, 180 ° C., and 20 seconds, the connection structure (2) was obtained. The connection resistance between the opposing electrodes of the obtained connection structure (2) was measured by a four-terminal method. Connection resistance (2) was determined according to the following criteria.
  • connection resistance is 5 ⁇ or less
  • connection resistance exceeds 5.0 ⁇
  • connection resistance (1) the evaluation results of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4, 11, and 12 were “ ⁇ ”. However, the connection resistance in Examples 1 to 10 was lower than the connection resistance in Comparative Examples 1 to 4, 11, and 12. Moreover, in the evaluation of the connection resistance (2), the pressure of the pressure bonding condition was made lower than the evaluation of the connection resistance (1). Even when the pressure was low, it was confirmed that the connection resistance was effectively reduced by using the organic-inorganic hybrid particles of Examples 1 to 10.
  • Example of use as spacer for liquid crystal display element Production of STN type liquid crystal display element The organic-inorganic hybrid particles of Examples 1 to 10 were used as liquid crystal display element spacers. In a dispersion medium containing 70 parts by weight of isopropyl alcohol and 30 parts by weight of water, the liquid crystal display element spacers (organic-inorganic hybrid particles) of Examples 1 to 10 were added at a solid content concentration of 2 in 100% by weight of the resulting spacer dispersion. It added so that it might become weight%, and stirred, and the spacer dispersion liquid for liquid crystal display elements was obtained.
  • An SiO 2 film was deposited on one surface of a pair of transparent glass plates (length 50 mm, width 50 mm, thickness 0.4 mm) by a CVD method, and then an ITO film was formed on the entire surface of the SiO 2 film by sputtering.
  • a polyimide alignment film composition (SE3510, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied to the obtained glass substrate with an ITO film by spin coating, and baked at 280 ° C. for 90 minutes to form a polyimide alignment film. After the rubbing treatment for the alignment film, the liquid crystal display element spacers were wet-sprayed on the alignment film side of one substrate so that the number of spacers for a liquid crystal display element was 100 to 200 per 1 mm 2 .
  • this substrate and the substrate on which the spacers were spread were placed opposite to each other so that the rubbing direction was 90 °, and both were bonded together. Then, it processed at 160 degreeC for 90 minute (s), the sealing agent was hardened, and the empty cell (screen which does not contain a liquid crystal) was obtained. An STN type liquid crystal containing a chiral agent (made by DIC) was injected into the obtained empty cell, and then the injection port was closed with a sealant, followed by heat treatment at 120 ° C. for 30 minutes to produce an STN type liquid crystal display element. Obtained.
  • the distance between the substrates was well regulated by the liquid crystal display element spacers of Examples 1 to 10. Moreover, the liquid crystal display element showed favorable display quality.

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Abstract

 10%圧縮したときの圧縮弾性率が比較的高く、30%圧縮したときの圧縮弾性率が比較的低く、良好な圧縮変形特性を有する有機無機ハイブリッド粒子を提供する。 本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子11は、有機コア12と、有機コア12の表面上に配置された無機シェル13とを備える。無機シェル11が、シランアルコキシドにより形成されており、無機シェル13に含まれているケイ素原子の全個数100%中、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合は50%以上である。

Description

有機無機ハイブリッド粒子、導電性粒子、導電材料及び接続構造体
 本発明は、有機コアと、該有機コアの表面上に配置された無機シェルとを備えるコアシェル型の有機無機ハイブリッド粒子に関する。また、本発明は、上記有機無機ハイブリッド粒子を用いた導電性粒子、導電材料及び接続構造体に関する。
 異方性導電ペースト及び異方性導電フィルム等の異方性導電材料が広く知られている。上記異方性導電材料では、バインダー樹脂中に導電性粒子が分散されている。上記異方性導電材料は、フレキシブルプリント基板(FPC)、ガラス基板及び半導体チップなどの様々な接続対象部材の電極間を電気的に接続し、接続構造体を得るために用いられている。また、上記導電性粒子として、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有する導電性粒子が用いられることがある。
 上記導電性粒子に用いられる樹脂粒子の一例として、下記の特許文献1では、重合性有機基を有する加水分解性シリコン化合物を必須として含むシリコン化合物群を加水分解及び縮合して重合性オルガノポリシロキサン粒子(S1)を得る工程(I)と、該重合性オルガノポリシロキサン粒子(S1)を重合して有機無機複合体粒子(P1)を得る工程(II)と、該有機無機複合体粒子(P1)に重合性モノマー(M1)を添加して有機無機複合体粒子(P2)を得る工程(III)と、該有機無機複合体粒子(P2)を重合してコアシェル型有機無機複合体粒子(P3)を得る工程(IV)とを備えるコアシェル型有機無機複合体粒子の製造方法が開示されている。また、特許文献1では、上記コアシェル型有機無機複合体粒子の製造方法により得られる有機無機複合体粒子が開示されている。
 また、液晶表示素子は、2枚のガラス基板間に液晶が配置されて構成されている。該液晶表示素子では、2枚のガラス基板の間隔(ギャップ)を均一かつ一定に保つために、ギャップ制御材としてスペーサが用いられている。該スペーサとして、樹脂粒子が一般に用いられている。
 上記導電性粒子又は上記液晶表示素子用スペーサに用いられる樹脂粒子の一例として、下記の特許文献2には、重合性不飽和基を有する多官能性シラン化合物を、界面活性剤の存在下で加水分解及び重縮合させることにより得られる有機無機ハイブリッド粒子が開示されている。特許文献2では、上記多官能性シラン化合物が、下記式(X)で表される化合物及びその誘導体から選ばれた少なくとも1つのラジカル重合性基含有第1シリコン化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 前記式(X)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は置換基を有していてもよい炭素数1~20の2価の有機基を示し、R3は炭素数1~5のアルキル基又はフェニル基を示し、R4は水素原子と、炭素数1~5のアルキル基と、炭素数2~5のアシル基とからなる群から選ばれる少なくとも1つの1価基を示す。
特開2010-229303号公報 特開2000-204119号公報
 特許文献1,2に記載のような従来の有機無機ハイブリッド粒子では、該有機無機ハイブリッド粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率(10%K値)が比較的低かったり、該有機無機ハイブリッド粒子を30%圧縮したときの圧縮弾性率(30%K値)が比較的高かったりする。
 このため、上記有機無機ハイブリッド粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いて基板間に配置したり、表面上に導電層を形成して導電性粒子として用いて電極間を電気的に接続したりした場合に、液晶表示素子用スペーサ又は導電性粒子が、基板又は電極に十分に接触しないことがある。さらに、上記液晶表示素子用スペーサを用いた液晶表示素子及び上記導電性粒子を用いた接続構造体に衝撃が加わったときに、基板間又は電極間の間隔の変動に対応して、液晶表示素子用スペーサ又は導電性粒子が十分に変形しないことがある。このため、基板間又は電極間の間隔にばらつきが生じたり、電極間の接続不良が生じたりするという問題がある。
 本発明の目的は、10%圧縮したときの圧縮弾性率が比較的高く、30%圧縮したときの圧縮弾性率が比較的低く、良好な圧縮変形特性を有する有機無機ハイブリッド粒子を提供することである。また、本発明の目的は、上記有機無機ハイブリッド粒子を用いた導電性粒子、導電材料及び接続構造体を提供することである。
 本発明の広い局面によれば、有機コアと、前記有機コアの表面上に配置された無機シェルとを備え、前記無機シェルが、シランアルコキシドにより形成されており、前記無機シェルに含まれているケイ素原子の全個数100%中、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの前記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合は50%以上であり、かつ10%圧縮したときの圧縮弾性率の30%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が1.3以上、10.0以下である、有機無機ハイブリッド粒子が提供される。
 本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子のある特定の局面では、10%圧縮したときの圧縮弾性率が2000N/mm以上であり、かつ30%圧縮したときの圧縮弾性率が5000N/mm以下である。
 本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子は、表面上に導電層が形成され、前記導電層を有する導電性粒子を得るために用いられるか、又は液晶表示素子用スペーサとして用いられることが好ましい。本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子は、表面上に導電層が形成され、前記導電層を有する導電性粒子を得るために用いられることが好ましい。
 本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子のある特定の局面では、前記無機シェルの厚みが50nm以上、2000nm以下である。
 本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子のある特定の局面では、前記有機コアの粒径が0.5μm以上、100μm以下である。
 本発明の広い局面によれば、上述した有機無機ハイブリッド粒子と、前記有機無機ハイブリッド粒子の表面上に配置された導電層とを備える、導電性粒子が提供される。
 本発明の広い局面によれば、導電性粒子と、バインダー樹脂とを含み、前記導電性粒子が、上述した有機無機ハイブリッド粒子と、前記有機無機ハイブリッド粒子の表面上に配置された導電層とを備える、導電材料が提供される。
 本発明の広い局面によれば、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、前記接続部が、導電性粒子により形成されているか、又は前記導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されており、前記導電性粒子が、上述した有機無機ハイブリッド粒子と、前記有機無機ハイブリッド粒子の表面上に配置された導電層とを備え、前記第1の電極と前記第2の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている、接続構造体が提供される。
 本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子では、有機コアの表面上に無機シェルが配置されており、更に上記無機シェルが、シランアルコキシドにより形成されており、上記無機シェルに含まれているケイ素原子の全個数100%中、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合は50%以上であり、かつ10%圧縮したときの圧縮弾性率の30%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が1.3以上、10.0以下であるので、10%圧縮したときの圧縮弾性率が比較的高く、30%圧縮したときの圧縮弾性率が比較的低く、有機無機ハイブリッド粒子が良好な圧縮変形特性を有する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る導電性粒子を示す断面図である。 図2は、本発明の第2の実施形態に係る導電性粒子を示す断面図である。 図3は、本発明の第3の実施形態に係る導電性粒子を示す断面図である。 図4は、本発明の第1の実施形態に係る導電性粒子を用いた接続構造体を模式的に示す正面断面図である。 図5は、本発明の一実施形態に係る有機無機ハイブリッド粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いた液晶表示素子を模式的に示す断面図である。
 以下、本発明の詳細を説明する。
 (有機無機ハイブリッド粒子)
 本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子は、有機コアと、該有機コアの表面上に配置された無機シェルとを備える。本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子では、上記無機シェルが、シランアルコキシドにより形成されており、上記無機シェルに含まれているケイ素原子の全個数100%中、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合は50%以上であり、かつ上記有機無機ハイブリッド粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率の30%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が1.3以上、10.0以下である。
 本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子では、上述した構成が備えられているので、10%圧縮したときの圧縮弾性率(10%K値)が比較的高く、30%圧縮したときの圧縮弾性率(30%K値)が比較的低い有機無機ハイブリッド粒子を得ることができる。特に、上記30%K値が高くなるのを抑えつつ、上記10%K値を効果的に高くすることができる。上記有機無機ハイブリッド粒子の10%K値は比較的高く、上記有機無機ハイブリッド粒子の30%K値は比較的低く、上記有機無機ハイブリッド粒子は、良好な圧縮変形特性を有する。
 上記4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子は、下記式(1)における矢印Aを付して示すケイ素原子である。4つの-O-Si基における4つのSiにそれぞれ結合している3つの基(破線部分を介して結合している基)は特に限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 上記有機無機ハイブリッド粒子は、有機コアの表面上で、シランアルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を焼結させることにより無機シェルを形成することにより得ることが好ましい。このようにして、上記有機コアと、上記有機コアの表面上に配置された上記無機シェルとを備える有機無機ハイブリッド粒子が容易に得られる。さらに、このようにして上記有機無機ハイブリッド粒子を作製することで、上記の構成を満足することが極めて容易である。但し、本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子の製造方法は、シェル状物を焼結させる製造方法に限定されない。焼結工程を行わなくても、シランアルコキシドの種類を選択したり、シランアルコキシドの加水分解及び重縮合条件を制御することより、上記の構成を満足することが可能である。
 上記有機無機ハイブリッド粒子の用途は特に限定されない。上記有機無機ハイブリッド粒子は、上記10%K値が比較的高く、上記30%K値が比較的低いことが求められる様々な用途に好適に用いられる。上記有機無機ハイブリッド粒子は、表面上に導電層が形成され、上記導電層を有する導電性粒子を得るために用いられるか、又は液晶表示素子用スペーサとして用いられることが好ましい。本発明に係る有機無機ハイブリッド粒子は、表面上に導電層が形成され、上記導電層を有する導電性粒子を得るために用いられることが好ましい。上記有機無機ハイブリッド粒子は、液晶表示素子用スペーサとして用いられることが好ましい。上記有機無機ハイブリッド粒子の上記10%K値は比較的高くかつ上記30%K値は比較的低いので、上記有機無機ハイブリッド粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いて基板間に配置したり、表面上に導電層を形成して導電性粒子として用いて電極間を電気的に接続したりした場合に、液晶表示素子用スペーサ又は導電性粒子が、基板又は電極に十分に接触しやすい。さらに、上記液晶表示素子用スペーサを用いた液晶表示素子及び上記導電性粒子を用いた接続構造体に衝撃が加わったときに、基板間又は電極間の間隔の変動に対応して、液晶表示素子用スペーサ又は導電性粒子が十分に追従して変形しやすい。このため、基板間又は電極間の間隔のばらつきが生じ難く、電極間の接続不良が生じ難くなる。
 さらに、上記有機無機ハイブリッド粒子は、衝撃吸収剤又は振動吸収剤としても好適に用いられる。例えば、ゴム又はバネ等の代替品として、上記有機無機ハイブリッド粒子を用いることができる。
 上記有機無機ハイブリッド粒子を10%圧縮変形したときの圧縮弾性率(10%K値)は、好ましくは2000N/mm以上、より好ましくは3000N/mm以上、更に好ましくは3300N/mm以上、特に好ましくは4000N/mm以上、最も好ましくは4400N/mm以上、好ましくは15000N/mm以下、より好ましくは10000N/mm以下、更に好ましくは8500N/mm以下である。
 上記有機無機ハイブリッド粒子を30%圧縮変形したときの圧縮弾性率(30%K値)は、好ましくは500N/mm以上、より好ましくは1000N/mm以上、更に好ましくは1500N/mm以上、特に好ましくは3000N/mm以上、好ましくは5000N/mm以下、より好ましくは4500N/mm以下、更に好ましくは4000N/mm以下である。
 良好な圧縮変形特性が得られることから、上記有機無機ハイブリッド粒子を10%圧縮したときの圧縮弾性率(10%K値)の、上記有機無機ハイブリッド粒子を30%圧縮したときの圧縮弾性率(30%K値)に対する比は好ましくは1以上、より好ましくは1.3以上、更に好ましくは1.8以上、特に好ましくは2.0以上、好ましくは10.0以下、より好ましくは5.0以下、更に好ましくは4.4以下である。
 上記有機無機ハイブリッド粒子における上記圧縮弾性率(10%K値及び30%K値)は、以下のようにして測定できる。
 微小圧縮試験機を用いて、円柱(直径100μm、ダイヤモンド製)の平滑圧子端面で、25℃、圧縮速度0.3mN/秒、及び最大試験荷重20mNの条件下で有機無機ハイブリッド粒子を圧縮する。このときの荷重値(N)及び圧縮変位(mm)を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープH-100」等が用いられる。
 K値(N/mm)=(3/21/2)・F・S-3/2・R-1/2
 F:有機無機ハイブリッド粒子が10%又は30%圧縮変形したときの荷重値(N)
 S:有機無機ハイブリッド粒子が10%又は30%圧縮変形したときの圧縮変位(mm)
 R:有機無機ハイブリッド粒子の半径(mm)
 上記圧縮弾性率は、有機無機ハイブリッド粒子の硬さを普遍的かつ定量的に表す。上記圧縮弾性率の使用により、有機無機ハイブリッド粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。
 上記有機コアは、有機粒子であることが好ましい。上記有機コアを形成するための材料として、種々の有機物が好適に用いられる。上記有機コアを形成するための材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂;ポリアルキレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、及び、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を1種もしくは2種以上重合させて得られる重合体等が用いられる。エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を1種もしくは2種以上重合させることにより、導電材料に適した任意の圧縮時の物性を有する有機無機ハイブリッド粒子を設計及び合成することが容易である。
 上記有機コアを、エチレン性不飽和基を有する単量体を重合させて得る場合には、上記エチレン性不飽和基を有する単量体としては、非架橋性の単量体と架橋性の単量体とが挙げられる。
 上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン等のスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の酸素原子含有(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル含有単量体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類;酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル類;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素;トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体等が挙げられる。
 上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体等が挙げられる。
 上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を、公知の方法により重合させることで、上記有機コアを得ることができる。この方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤の存在下で懸濁重合する方法、並びに非架橋の種粒子を用いてラジカル重合開始剤とともに単量体を膨潤させて重合する方法等が挙げられる。
 無機シェルの形成時及び有機無機ハイブリッド粒子の使用時に有機コアの変形を抑制する観点からは、上記有機コアの分解温度は、好ましくは200℃を超え、より好ましくは250℃を超え、より一層好ましくは300℃を超える。上記有機コアの分解温度は、400℃を超えていてもよく、500℃を超えていてもよく、600℃を超えていてもよく、800℃を超えていてもよい。
 上記有機コアの粒径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、好ましくは500μm以下、より好ましくは100μm以下、更に好ましくは50μm以下、特に好ましくは20μm以下、最も好ましくは10μm以下である。上記有機コアの粒径が上記下限以上及び上記上限以下であると、10%K値及び30%K値がより一層好適な値を示し、有機無機ハイブリッド粒子を導電性粒子及び液晶表示素子用スペーサの用途に好適に使用可能になる。例えば、上記有機コアの粒径が上記下限以上及び上記上限以下であると、上記導電性粒子を用いて電極間を接続した場合に、導電性粒子と電極との接触面積が充分に大きくなり、かつ導電層を形成する際に凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。また、導電性粒子を介して接続された電極間の間隔が大きくなりすぎず、かつ導電層が有機無機ハイブリッド粒子の表面から剥離し難くなる。
 上記有機コアの粒径は、上記有機コアが真球状である場合には直径を意味し、上記有機コアが真球状以外の形状である場合には最大径を意味する。また、本発明において、粒径とは、有機コアを走査型電子顕微鏡を用いて観察し、任意に選択した50個の有機コアの粒径をノギスで測定した平均値を意味する。
 上記有機無機ハイブリッド粒子は、コアシェル粒子である。上記無機シェルは、上記有機コアの表面上に配置されている。上記無機シェルは、上記有機コアの表面を被覆していることが好ましい。
 上記無機シェルは、上記有機コアの表面上で、シランアルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を焼結させることにより形成されていることが好ましい。ゾルゲル法では、上記有機コアの表面上にシェル状物を配置することが容易である。上記焼結を行う場合に、上記有機無機ハイブリッド粒子では、焼結後に、上記有機コアは、揮発等により除去されずに、残存している。上記有機無機ハイブリッド粒子は、焼結後に、上記有機コアを備える。なお、仮に焼結後に上記有機コアが揮発等により除去されると、上記10%K値がかなり低くなる。
 上記ゾルゲル法の具体的な方法としては、有機コア、水やアルコール等の溶媒、界面活性剤、及びアンモニア水溶液等の触媒を含む分散液に、テトラエトキシシラン等の無機モノマーを共存させて界面ゾル反応を行う方法、並びに水やアルコール等の溶媒、及びアンモニア水溶液と共存させたテトラエトキシシラン等の無機モノマーによりゾルゲル反応を行った後、有機コアにゾルゲル反応物をヘテロ凝集させる方法等が挙げられる。上記ゾルゲル法において、上記シランアルコキシドは、加水分解及び重縮合することが好ましい。
 上記ゾルゲル法では、界面活性剤を用いることが好ましい。界面活性剤の存在下で、上記シランアルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物にすることが好ましい。上記界面活性剤は特に限定されない。上記界面活性剤は、良好なシェル状物を形成するように適宜選択して用いられる。上記界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤等が挙げられる。なかでも、良好な無機シェルを形成できることから、カチオン性界面活性剤が好ましい。
 上記カチオン性界面活性剤としては、4級アンモニウム塩及び4級ホスホニウム塩等が挙げられる。上記カチオン性界面活性剤の具体例としては、ヘキサデシルアンモニウムブロミド等が挙げられる。
 上記有機コアの表面上で、上記無機シェルを形成するために、上記シェル状物は焼結されることが好ましい。焼結条件により、無機シェルにおける架橋度を調整可能である。また、焼結を行うことで、焼結を行わない場合と比べて、上記有機無機ハイブリッド粒子の10%K値及び30%K値がより一層好適な値を示すようになる。特に架橋度を高めることで、10%K値を十分に高くすることができる。
 上記無機シェルは、上記有機コアの表面上で、シランアルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を100℃以上(焼結温度)で焼結させることにより形成されていることが好ましい。上記焼結温度はより好ましくは150℃以上、更に好ましくは200℃以上である。上記焼結温度が上記下限以上であると、無機シェルにおける架橋度がより一層適度になり、10%K値及び30%K値がより一層好適な値を示し、有機無機ハイブリッド粒子を導電性粒子及び液晶表示素子用スペーサの用途により一層好適に使用可能になる。
 上記無機シェルは、上記有機コアの表面上で、シランアルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を上記有機コアの分解温度以下(焼結温度)で焼結させることにより形成されていることが好ましい。上記焼結温度は、上記有機コアの分解温度よりも5℃以上低い温度であることが好ましく、上記有機コアの分解温度よりも10℃以上低い温度であることがより好ましい。また、上記焼結温度は、好ましくは800℃以下、より好ましくは600℃以下、更に好ましくは500℃以下である。上記焼結温度が上記上限以下であると、上記有機コアの熱劣化及び変形を抑制でき、10%K値及び30%K値が良好な値を示す有機無機ハイブリッド粒子が得られる。
 上記無機シェルは、シランアルコキシドにより形成されている。上記シランアルコキシドは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
 良好な無機シェルを形成する観点からは、上記シランアルコキシドは、下記式(1A)で表されるシランアルコキシドであることが好ましい。
 Si(R1)(OR2)4-n  ・・・式(1A)
 上記式(1A)中、R1はフェニル基、炭素数1~30のアルキル基、重合性二重結合を有する炭素数1~30の有機基又はエポキシ基を有する炭素数1~30の有機基を表し、R2は炭素数1~6のアルキル基を表し、nは0~2の整数を表す。nが2であるとき、複数のR1は同一であってもよく、異なっていてもよい。複数のR2は同一であってもよく、異なっていてもよい。
 上記R1が炭素数1~30のアルキル基である場合、R1の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-オクチル基、及びn-デシル基等が挙げられる。このアルキル基の炭素数は好ましくは10以下、より好ましくは6以下である。なお、アルキル基には、シクロアルキル基が含まれる。
 上記重合性二重結合としては、炭素-炭素二重結合が挙げられる。上記R1が重合性二重結合を有する炭素数1~30の有機基である場合に、R1の具体例としては、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、及び3-(メタ)アクリロキシアルキル基等が挙げられる。上記(メタ)アクリロキシアルキル基としては、(メタ)アクリロキシメチル基、(メタ)アクリロキシエチル基及び(メタ)アクリロキシプロピル基等が挙げられる。上記重合性二重結合を有する炭素数1~30の有機基の炭素数は好ましくは2以上、好ましくは30以下、より好ましくは10以下である。上記「(メタ)アクリロキシ」は、メタクリロキシ又はアクリロキシを意味する。
 上記R1がエポキシ基を有する炭素数1~30の有機基である場合、R1の具体例としては、1,2-エポキシエチル基、1,2-エポキシプロピル基、2,3-エポキシプロピル基、3,4-エポキシブチル基、3-グリシドキシプロピル基、及び2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル基等が挙げられる。上記エポキシ基を有する炭素数1~30の有機基の炭素数は好ましくは8以下、より好ましくは6以下である。なお、上記エポキシ基を有する炭素数1~30の有機基は、炭素原子及び水素原子に加えて、エポキシ基に由来する酸素原子を含む基である。
 上記R2の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、及びイソブチル基等が挙げられる。
 上記シランアルコキシドの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、n-ヘキシルトリメトキシシラン、n-オクチルトリエトキシシラン、n-デシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、及びジイソプロピルジメトキシシラン等が挙げられる。これら以外のシランアルコキシドを用いてもよい。
 上記シランアルコキシドは、ケイ素原子に4つの酸素原子が直接結合している構造を有するシランアルコキシドを含むことが好ましい。このシランアルコキシドでは、一般にケイ素原子に4つの酸素原子が単結合により結合している。上記シランアルコキシドは、下記式(1Aa)で表されるシランアルコキシドを含むことが好ましい。
 Si(OR2)  ・・・式(1Aa)
 上記式(1Aa)中、R2は炭素数1~6のアルキル基を表す。複数のR2は同一であってもよく、異なっていてもよい。
 10%K値を効果的に高くし、かつ30%K値を効果的に低くする観点からは、上記無機シェルを形成するために用いるシランアルコキシド100モル%中、上記ケイ素原子に4つの酸素原子が直接結合している構造を有するシランアルコキシド、又は上記式(1Aa)で表されるシランアルコキシドの各含有量は、好ましくは20モル%以上、より好ましくは40モル%以上、更に好ましくは50モル%以上、特に好ましくは60モル%以上、100モル%以下である。上記無機シェルを形成するために用いるシランアルコキシドの全量が、上記ケイ素原子に4つの酸素原子が直接結合している構造を有するシランアルコキシド、又は上記式(1Aa)で表されるシランアルコキシドであってもよい。
 10%K値を効果的に高くし、かつ30%K値を効果的に低くする観点からは、上記無機シェルに含まれる上記シランアルコキシドに由来するケイ素原子の全個数100%中、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合は、好ましくは20%以上、より好ましくは40%以上、更に好ましくは50%以上、更に一層好ましくは55%以上、特に好ましくは60%以上である。
 10%K値を効果的に高くし、かつ30%K値を効果的に低くする観点からは、上記無機シェルに含まれているケイ素原子の全個数100%中、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合は、好ましくは55%以上、特に好ましくは60%以上である。
 なお、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つのケイ素原子が直接結合しているケイ素原子は、例えば、下記式(11)で表される構造におけるケイ素原子であり、具体的には、上述した式(1)で表される構造における矢印Aを付して示すケイ素原子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 なお、上記式(11)における酸素原子は、一般に隣接するケイ素原子とシロキサン結合を形成している。
 4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つのケイ素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合(Q4の個数の割合(%))を測定する方法としては、例えば、NMRスペクトル解析装置を用いて、Q4(4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子)のピーク面積と、Q1~Q3(1~3つの-O-Si基が直接結合しておりかつ1~3つの上記-O-Si基における1~3つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子)のピーク面積とを比較する方法が挙げられる。この方法により、上記無機シェルに含まれているケイ素原子の全個数100%中、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つのケイ素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合(Q4の個数の割合)を求めることができる。なお、後述する実施例のQ4の個数の割合を求めたNMR測定結果では、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つのケイ素原子が直接結合しているケイ素原子に由来するピークを評価している。
 上記無機シェルの厚みは、好ましくは1nm以上、より好ましくは10nm以上、更に好ましくは50nm以上、特に好ましくは100nm以上、好ましくは100000nm以下、より好ましくは10000nm以下、更に好ましくは2000nm以下である。上記無機シェルの厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、10%K値及び30%K値がより一層好適な値を示し、有機無機ハイブリッド粒子を導電性粒子及び液晶表示素子用スペーサの用途に好適に使用可能になる。上記無機シェルの厚みは、有機無機ハイブリッド粒子1個あたりの平均厚みである。ゾルゲル法の制御によって、上記無機シェルの厚みを制御可能である。
 上記無機シェルを厚くするために、ゾルゲル反応にて水の添加量を制御することが好ましい。上記水の添加量は、上記有機コア1重量部に対して、20重量部以下であることが好ましい。上記水の添加量はより好ましくは15重量部以下、更に好ましくは10重量部以下、特に好ましくは5重量部以下である。上記水の添加量が上記上限以下であると、ゾルゲル反応にて無機シェルを好適に厚くすることが可能である。
 上記無機シェルを厚くするために、ゾルゲル反応にて、極性溶媒を用いることが好ましい。上記極性溶媒は、好ましくはアルコール溶媒やアセトニトリル、特に好ましくはイソプロピルアルコールやアセトニトリルである。上記極性溶媒を用いることにより、無機シェルを好適に厚くすることが可能である。
 本発明において無機シェルの厚みは、有機無機ハイブリッド粒子を、走査型電子顕微鏡を用いて観察し、任意に選択した50個の有機無機ハイブリッド粒子の粒径をノギスで測定した平均値と、有機コアの粒径の平均値との差から求めることができる。上記有機無機ハイブリッド粒子の粒径は、上記有機無機ハイブリッド粒子が真球状である場合には直径を意味し、上記有機無機ハイブリッド粒子が真球状以外の形状である場合には最大径を意味する。
 上記有機無機ハイブリッド粒子のアスペクト比は、好ましくは2以下、より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.2以下である。上記アスペクト比は、長径/短径を示す。
 (導電性粒子)
 上記導電性粒子は、上述した有機無機ハイブリッド粒子と、該有機無機ハイブリッド粒子の表面上に配置された導電層とを備える。
 図1に、本発明の第1の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。
 図1に示す導電性粒子1は、有機無機ハイブリッド粒子11と、有機無機ハイブリッド粒子11の表面上に配置された導電層2とを有する。導電層2は、有機無機ハイブリッド粒子11の表面を被覆している。導電性粒子1は、有機無機ハイブリッド粒子11の表面が導電層2により被覆された被覆粒子である。
 有機無機ハイブリッド粒子11は、有機コア12と、有機コア12の表面上に配置された無機シェル13とを備える。無機シェル13は、有機コア12の表面を被覆している。導電層2は、無機シェル13の表面上に配置されている。導電層2は、無機シェル13の表面を被覆している。
 図2に、本発明の第2の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。
 図2に示す導電性粒子21は、有機無機ハイブリッド粒子11と、有機無機ハイブリッド粒子11の表面上に配置された導電層22とを有する。導電層22は、内層である第1の導電層22Aと外層である第2の導電層22Bとを有する。有機無機ハイブリッド粒子11の表面上に、第1の導電層22Aが配置されている。無機シェル13の表面上に、第1の導電層22Aが配置されている。第1の導電層22Aの表面上に、第2の導電層22Bが配置されている。
 図3に、本発明の第3の実施形態に係る導電性粒子を断面図で示す。
 図3に示す導電性粒子31は、有機無機ハイブリッド粒子11と、導電層32と、複数の芯物質33と、複数の絶縁性物質34とを有する。
 導電層32は、有機無機ハイブリッド粒子11の表面上に配置されている。無機シェル13の表面上に導電層32が配置されている。
 導電性粒子31は導電性の表面に、複数の突起31aを有する。導電層32は外表面に、複数の突起32aを有する。このように、上記導電性粒子は、導電性の表面に突起を有していてもよく、導電層の外表面に突起を有していてもよい。複数の芯物質33が、有機無機ハイブリッド粒子11の表面上に配置されている。無機シェル13の表面上に、複数の芯物質33が配置されている。複数の芯物質33は導電層32内に埋め込まれている。芯物質33は、突起31a,32aの内側に配置されている。導電層32は、複数の芯物質33を被覆している。複数の芯物質33により導電層32の外表面が隆起されており、突起31a,32aが形成されている。
 導電性粒子31は、導電層32の外表面上に配置された絶縁性物質34を有する。導電層32の外表面の少なくとも一部の領域が、絶縁性物質34により被覆されている。絶縁性物質34は絶縁性を有する材料により形成されており、絶縁性粒子である。このように、上記導電性粒子は、導電層の外表面上に配置された絶縁性物質を有していてもよい。
 上記導電層を形成するための金属は特に限定されない。該金属としては、例えば、金、銀、パラジウム、銅、白金、亜鉛、鉄、錫、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、タリウム、ゲルマニウム、カドミウム、ケイ素及びこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属としては、錫ドープ酸化インジウム(ITO)及びはんだ等が挙げられる。なかでも、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができるので、錫を含む合金、ニッケル、パラジウム、銅又は金が好ましく、ニッケル又はパラジウムが好ましい。
 導電性粒子1,31のように、上記導電層は、1つの層により形成されていてもよい。導電性粒子21のように、導電層は、複数の層により形成されていてもよい。すなわち、導電層は、2層以上の積層構造を有していてもよい。導電層が複数の層により形成されている場合には、最外層は、金層、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は錫と銀とを含む合金層であることが好ましく、金層であることがより好ましい。最外層がこれらの好ましい導電層である場合には、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、最外層が金層である場合には、耐腐食性がより一層高くなる。
 上記有機無機ハイブリッド粒子の表面上に導電層を形成する方法は特に限定されない。導電層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的蒸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを有機無機ハイブリッド粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。なかでも、導電層の形成が簡便であるので、無電解めっきによる方法が好ましい。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。
 上記導電性粒子の粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、好ましくは520μm以下、より好ましくは500μm以下、より一層好ましくは100μm以下、更に好ましくは50μm以下、特に好ましくは20μm以下である。導電性粒子の粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子を用いて電極間を接続した場合に、導電性粒子と電極との接触面積が十分に大きくなり、かつ導電層を形成する際に凝集した導電性粒子が形成されにくくなる。また、導電性粒子を介して接続された電極間の間隔が大きくなりすぎず、かつ導電層が有機無機ハイブリッド粒子の表面から剥離し難くなる。また、導電性粒子の粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子を導電材料の用途に好適に使用可能である。
 上記導電性粒子の粒子径は、導電性粒子が真球状である場合には直径を意味し、導電性粒子が真球状以外の形状である場合には最大径を意味する。
 上記導電層の厚みは、好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上、好ましくは10μm以下、より好ましくは1μm以下、更に好ましくは0.3μm以下である。上記導電層の厚みは、導電層が多層である場合には導電層全体の厚みである。導電層の厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、十分な導電性が得られ、かつ導電性粒子が硬くなりすぎずに、電極間の接続の際に導電性粒子が十分に変形する。
 上記導電層が複数の層により形成されている場合に、最外層の導電層の厚みは、好ましくは0.001μm以上、より好ましくは0.01μm以上、好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.1μm以下である。上記最外層の導電層の厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、最外層の導電層による被覆が均一になり、耐腐食性が十分に高くなり、かつ電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、上記最外層が金層である場合に、金層の厚みが薄いほど、コストが低くなる。
 上記導電層の厚みは、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、導電性粒子の断面を観察することにより測定できる。
 上記導電性粒子は、導電性の表面に突起を有していてもよい。上記導電性粒子は、上記導電層の外表面に突起を有していてもよい。該突起は複数であることが好ましい。導電性粒子により接続される電極の表面には、酸化被膜が形成されていることが多い。突起を有する導電性粒子を用いた場合には、電極間に導電性粒子を配置して圧着させることにより、突起により上記酸化被膜が効果的に排除される。このため、電極と導電性粒子の導電層とをより一層確実に接触させることができ、電極間の接続抵抗を低くすることができる。さらに、導電性粒子が表面に絶縁性物質を備える場合に、又は導電性粒子がバインダー樹脂中に分散されて導電材料として用いられる場合に、導電性粒子の突起によって、導電性粒子と電極との間の絶縁性物質又はバインダー樹脂を効果的に排除できる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができる。
 上記導電性粒子の表面に突起を形成する方法としては、有機無機ハイブリッド粒子の表面に芯物質を付着させた後、無電解めっきにより導電層を形成する方法、並びに有機無機ハイブリッド粒子の表面に無電解めっきにより導電層を形成した後、芯物質を付着させ、更に無電解めっきにより導電層を形成する方法等が挙げられる。また、突起を形成するために、上記芯物質を用いなくてもよい。
 上記導電性粒子は、上記導電層の外表面上に配置された絶縁性物質を備えていてもよい。この場合には、導電性粒子を電極間の接続に用いると、隣接する電極間の短絡を防止できる。具体的には、複数の導電性粒子が接触したときに、複数の電極間に絶縁性物質が存在するので、上下の電極間ではなく横方向に隣り合う電極間の短絡を防止できる。なお、電極間の接続の際に、2つの電極で導電性粒子を加圧することにより、導電性粒子の導電層と電極との間の絶縁性物質を容易に排除できる。導電性粒子が上記導電層の表面に突起を有する場合には、導電性粒子の導電層と電極との間の絶縁性物質をより一層容易に排除できる。上記絶縁性物質は、絶縁性樹脂層又は絶縁性粒子であることが好ましい。上記絶縁性粒子は、絶縁性樹脂粒子であることが好ましい。
 (導電材料)
 上記導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。上記導電性粒子は、バインダー樹脂中に分散され、導電材料として用いられることが好ましい。上記導電材料は、異方性導電材料であることが好ましい。
 上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂として、公知の絶縁性の樹脂が用いられる。上記バインダー樹脂としては、例えば、ビニル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、熱可塑性ブロック共重合体及びエラストマー等が挙げられる。上記バインダー樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
 上記ビニル樹脂としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂及びスチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体及びポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。なお、上記硬化性樹脂は、常温硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂又は湿気硬化型樹脂であってもよい。上記硬化性樹脂は、硬化剤と併用されてもよい。上記熱可塑性ブロック共重合体としては、例えば、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体の水素添加物、及びスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体の水素添加物等が挙げられる。上記エラストマーとしては、例えば、スチレン-ブタジエン共重合ゴム、及びアクリロニトリル-スチレンブロック共重合ゴム等が挙げられる。
 上記導電材料は、上記導電性粒子及び上記バインダー樹脂の他に、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤及び難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
 上記バインダー樹脂中に上記導電性粒子を分散させる方法は、従来公知の分散方法を用いることができ特に限定されない。上記バインダー樹脂中に上記導電性粒子を分散させる方法としては、例えば、上記バインダー樹脂中に上記導電性粒子を添加した後、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、上記導電性粒子を水又は有機溶剤中にホモジナイザー等を用いて均一に分散させた後、上記バインダー樹脂中に添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、並びに上記バインダー樹脂を水又は有機溶剤等で希釈した後、上記導電性粒子を添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法等が挙げられる。
 上記導電材料は、導電ペースト及び導電フィルム等として使用され得る。本発明に係る導電材料が、導電フィルム等のフィルム状の接着剤として使用される場合には、該導電性粒子を含むフィルム状の接着剤に、導電性粒子を含まないフィルム状の接着剤が積層されていてもよい。上記導電ペーストは異方性導電ペーストであることが好ましい。上記導電フィルムは異方性導電フィルムであることが好ましい。
 上記導電材料100重量%中、上記バインダー樹脂の含有量は好ましくは10重量%以上、より好ましくは30重量%以上、更に好ましくは50重量%以上、特に好ましくは70重量%以上、好ましくは99.99重量%以下、より好ましくは99.9重量%以下である。上記バインダー樹脂の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間に導電性粒子が効率的に配置され、導電材料により接続された接続対象部材の接続信頼性がより一層高くなる。
 上記導電材料100重量%中、上記導電性粒子の含有量は好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上、好ましくは40重量%以下、より好ましくは20重量%以下、更に好ましくは10重量%以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。
 (接続構造体及び液晶表示素子)
 上述した導電性粒子を用いて、又は上述した導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料を用いて、接続対象部材を接続することにより、接続構造体を得ることができる。
 上記接続構造体は、第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材と、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、該接続部が上述した導電性粒子により形成されているか、又は上述した導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されている接続構造体であることが好ましい。導電性粒子が単独で用いられた場合には、接続部自体が導電性粒子である。すなわち、第1,第2の接続対象部材が導電性粒子により接続される。上記接続構造体を得るために用いられる上記導電材料は、異方性導電材料であることが好ましい。
 上記第1の接続対象部材は、第1の電極を表面に有することが好ましい。上記第2の接続対象部材は、第2の電極を表面に有することが好ましい。上記第1の電極と上記第2の電極とが、上記導電性粒子により電気的に接続されていることが好ましい。
 図4は、図1に示す導電性粒子1を用いた接続構造体を模式的に示す正面断面図である。
 図4に示す接続構造体51は、第1の接続対象部材52と、第2の接続対象部材53と、第1の接続対象部材52と第2の接続対象部材53とを接続している接続部54とを備える。接続部54は、導電性粒子1とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されている。図4では、図示の便宜上、導電性粒子1は略図的に示されている。導電性粒子1にかえて、導電性粒子21,31などの他の導電性粒子を用いてもよい。
 第1の接続対象部材52は表面(上面)に、複数の第1の電極52aを有する。第2の接続対象部材53は表面(下面)に、複数の第2の電極53aを有する。第1の電極52aと第2の電極53aとが、1つ又は複数の導電性粒子1により電気的に接続されている。従って、第1,第2の接続対象部材52,53が導電性粒子1により電気的に接続されている。
 上記接続構造体の製造方法は特に限定されない。接続構造体の製造方法の一例として、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材との間に上記導電材料を配置し、積層体を得た後、該積層体を加熱及び加圧する方法等が挙げられる。上記加圧の圧力は9.8×10~4.9×10Pa程度である。上記加熱の温度は、120~220℃程度である。フレキシブルプリント基板の電極、樹脂フィルム上に配置された電極及びタッチパネルの電極を接続するための上記加圧の圧力は9.8×10~1.0×10Pa程度である。
 上記接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等の回路基板などの電子部品等が挙げられる。上記導電材料は、電子部品を接続するための導電材料であることが好ましい。上記導電ペーストはペースト状の導電材料であり、ペースト状の状態で接続対象部材上に塗工されることが好ましい。
 上記導電性粒子及び上記導電材料は、タッチパネルにも好適に用いられる。従って、上記接続対象部材は、フレキシブルプリント基板であるか、又は樹脂フィルムの表面上に電極が配置された接続対象部材であることも好ましい。上記接続対象部材は、フレキシブルプリント基板であることが好ましく、樹脂フィルムの表面上に電極が配置された接続対象部材であることが好ましい。上記フレキシブルプリント基板は、一般に電極を表面に有する。
 上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物層の材料としては、3価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び3価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記3価の金属元素としては、Sn、Al及びGa等が挙げられる。
 また、上記有機無機ハイブリッド粒子は、液晶表示素子用スペーサとして好適に用いられる。すなわち、上記有機無機ハイブリッド粒子は、液晶セルを構成する一対の基板と、該一対の基板間に封入された液晶と、上記一対の基板間に配置された液晶表示素子用スペーサとを備える液晶表示素子を得るために好適に用いられる。
 図5に、本発明の一実施形態に係る有機無機ハイブリッド粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いた液晶表示素子を断面図で示す。
 図5に示す液晶表示素子81は、一対の透明ガラス基板82を有する。透明ガラス基板82は、対向する面に絶縁膜(図示せず)を有する。絶縁膜の材料としては、例えば、SiO等が挙げられる。透明ガラス基板82における絶縁膜上に透明電極83が形成されている。透明電極83の材料としては、ITO等が挙げられる。透明電極83は、例えば、フォトリソグラフィーによりパターニングして形成可能である。透明ガラス基板82の表面上の透明電極83上に、配向膜84が形成されている。配向膜84の材料としては、ポリイミド等が挙げられている。
 一対の透明ガラス基板82間には、液晶85が封入されている。一対の透明ガラス基板82間には、複数の有機無機ハイブリッド粒子11が配置されている。有機無機ハイブリッド粒子11は、液晶表示素子用スペーサとして用いられている。複数の有機無機ハイブリッド粒子11により、一対の透明ガラス基板82の間隔が規制されている。一対の透明ガラス基板82の縁部間には、シール剤86が配置されている。シール剤86によって、液晶85の外部への流出が防がれている。
 上記液晶表示素子において1mmあたりの液晶表示素子用スペーサの配置密度は、好ましくは10個/mm以上、好ましくは1000個/mm以下である。上記配置密度が10個/mm以上であると、セルギャップがより一層均一になる。上記配置密度が1000個/mm以下であると、液晶表示素子のコントラストがより一層良好になる。
 以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
 (実施例1)
 (1)有機無機ハイブリッド粒子の作製
 有機コアとして、積水化学工業社製「ミクロパールEX-0041」(粒径4.1μm)を用意した。上記有機コア1重量部と、界面活性剤であるヘキサデシルアンモニウムブロミド0.4重量部と、25重量%アンモニア水溶液0.8重量部とを、エタノール(EtOH)18重量部及び水2重量部に懸濁させ、懸濁液を得た。得られた懸濁液にテトラエトキシシラン3重量部を添加して、上記有機コアの表面上で、テトラエトキシシランをゾルゲル法によりシェル状物として、焼結前粒子を得た。
 得られた焼結前粒子を窒素ガス雰囲気下において、250℃(焼結温度)の焼結炉内で1時間加熱し、上記シェル状物を焼結させることにより無機シェルを形成して、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (実施例2)
 焼結温度を300℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (実施例3,4)
 有機コアを、積水化学工業社製「ミクロパールELP-00375」(粒径3.75μm)に変更したこと、テトラエトキシシランの添加量を下記の表1に示すように変更したこと、並びに焼結を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (実施例5)
 有機コアとして、積水化学工業社製「ミクロパールEX-00375」(粒径3.75μm)を用意した。上記有機コア1重量部と、界面活性剤であるヘキサデシルアンモニウムブロミド0.4重量部と、25重量%アンモニア水溶液1.6重量部とを、アセトニトリル(AN)18重量部及び水2重量部に懸濁させ、懸濁液を得た。得られた懸濁液にテトラエトキシシラン6重量部を添加して、上記有機コアの表面上で、テトラエトキシシランをゾルゲル法によりシェル状物として、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (実施例6)
 テトラエトキシシランの添加量を3重量部に変更したこと以外は実施例5と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (実施例7)
 エタノール18重量部をイソプロピルアルコール(IPA)18重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (実施例8)
 焼結温度を300℃に変更したこと以外は実施例7と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (実施例9,10)
 有機コアを、積水化学工業社製「ミクロパールELP-00375」(粒径3.75μm)に変更したこと、テトラエトキシシランの添加量を下記の表1に示すように変更したこと、並びに焼結を行わなかったこと以外は実施例7と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (比較例1)
 焼結を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。比較例1では、上記シェル状物である無機シェルが形成されていた。
 (比較例2)
 積水化学工業社製「ミクロパールEX-0041」(粒径4.1μm)を、比較例2の粒子(有機粒子)とした。
 (比較例3)
 積水化学工業社製「ミクロパールELP-00375」(粒径3.75μm)を、比較例3の粒子(有機粒子)とした。
 (比較例4)
 焼結温度を350℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得ようと試みた。比較例4では、焼結によって有機コアが分解して、実質的に無機シェルのみから形成された粒子(無機粒子)が得られた。
 (比較例5)
 積水化学工業社製「SI-GH038」(粒径3.8μm)を、比較例5の粒子(無機粒子)とした。
 (比較例6)
 25%アンモニア水溶液5gと純水300gとを含む混合液に、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン50gとテトラエトキシシラン10gと2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.25gとメタノール100gとを含む混合液を滴下し、1時間撹拌した。次に、10%ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェートアンモニウム水溶液32gを添加し、75℃でラジカル重合を行った後に、冷却し、有機無機ハイブリッド粒子(粒径4.1μm)を得た。得られた有機無機ハイブリッド粒子を比較例6の粒子とした。
 (比較例7)
 有機コアとして、積水化学工業社製「ミクロパールELP-00375」(粒径3.75μm)を用意した。上記有機コア1重量部と、界面活性剤であるヘキサデシルアンモニウムブロミド0.4重量部と、25重量%アンモニア水溶液0.8重量部とを、エタノール18重量部及び水2重量部に懸濁させ、懸濁液を得た。得られた懸濁液にテトラエトキシシラン6重量部を添加して、上記有機コアの表面上で、テトラエトキシシランをゾルゲル法によりシェル状物として、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (比較例8)
 水の添加量を25重量部に変更したこと以外は比較例7と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (比較例9)
 有機コアとして、積水化学工業社製「ミクロパールELP-00375」(粒径3.75μm)を用意した。上記有機コア1重量部と、界面活性剤であるヘキサデシルアンモニウムブロミド0.4重量部と、25重量%アンモニア水溶液0.2重量部とを、アセトニトリル18重量部及び水2重量部に懸濁させ、懸濁液を得た。得られた懸濁液にテトラエトキシシラン3重量部を添加して、上記有機コアの表面上で、テトラエトキシシランをゾルゲル法によりシェル状物として、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (比較例10)
 有機コアとして、積水化学工業社製「ミクロパールELP-00375」(粒径3.75μm)を用意した。上記有機コア1重量部と、25重量%アンモニア水溶液0.1重量部とを、エタノール0.75重量部及び水0.025重量部に懸濁させ、懸濁液を得た。得られた懸濁液にテトラエトキシシラン0.02重量部を添加して、上記有機コアの表面上で、テトラエトキシシランをゾルゲル法によりシェル状物として、有機無機ハイブリッド粒子を得た。
 (比較例11)
 焼結を行わなかったこと以外は実施例7と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得た。比較例1では、上記シェル状物である無機シェルが形成されていた。
 (比較例12)
 焼結温度を350℃に変更したこと以外は実施例7と同様にして、有機無機ハイブリッド粒子を得ようと試みた。比較例4では、焼結によって有機コアが分解して、実質的に無機シェルのみから形成された粒子(無機粒子)が得られた。
 (評価)
 (1)有機無機ハイブリッド粒子、有機粒子及び無機粒子の上記圧縮弾性率(10%K値及び30%K値)
 得られた有機無機ハイブリッド粒子、得られた有機粒子及び無機粒子の上記圧縮弾性率(10%K値及び30%K値)を、上述した方法により、微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH-100」)を用いて測定した。なお、比較例5の無機粒子の30%K値は、該無機粒子が硬いことから測定不可能であった(実質的に30%K値は5000mN/mmを超える)。
 (2)4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合(Q4の個数の割合(%))
 得られた有機無機ハイブリッド粒子における無機シェルにおいて、NMRスペクトル解析装置(JEOL、ECX400)を用い、固体29Si NMRスペクトル解析(測定周波数:79.4254MHz、パルス幅:3.7、試料ホルダー:8mm、試料回転数:7kHz、積算回数:3600、測定温度、25℃、待ち時間:60秒)によって得られたQ4(4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合したケイ素原子)のピーク面積とQ1~Q3(1~3つの-O-Si基が直接結合しておりかつ1~3つの上記-O-Si基における1~3つの酸素原子が直接結合したケイ素原子)のピーク面積とを比較することにより、上記無機シェルに含まれているケイ素原子の全個数100%中、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの上記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合(Q4の個数の割合)を求めた。
 (3)無機シェルの厚み
 実施例及び比較例の各粒子を、走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジー社製「S-3500N」)にて3000倍の粒子画像を撮影し、得られた画像中の粒子50個の粒径をノギスで測定し、個数平均を求めて粒径(1)とした。
 実施例及び比較例の各粒子を調製する際に使用したコア粒子についても、上記と同様の方法により粒径を測定した(粒径(2):表1参照)。粒径(1)と粒径(2)の差を無機シェルの厚みとした。
 (4)接続抵抗(1)
 導電性粒子の作製:
 得られた実施例及び比較例の各有機無機ハイブリッド粒子を洗浄し、乾燥した後、無電解めっき法により、得られた有機無機ハイブリッド粒子の表面に、ニッケル層を形成し、導電性粒子を作製した。なお、ニッケル層の厚さは0.1μmであった。
 接続構造体の作製:
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製「エピコート1009」)10重量部と、アクリルゴム(重量平均分子量約80万)40重量部と、メチルエチルケトン200重量部と、マイクロカプセル型硬化剤(旭化成ケミカルズ社製「HX3941HP」)50重量部と、シランカップリング剤(東レダウコーニングシリコーン社製「SH6040」)2重量部とを混合し、導電性粒子を含有量が3重量%となるように添加し、分散させ、樹脂組成物を得た。
 得られた樹脂組成物を、片面が離型処理された厚さ50μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに塗布し、70℃の熱風で5分間乾燥し、異方性導電フィルムを作製した。得られた異方性導電フィルムの厚さは12μmであった。
 得られた異方性導電フィルムを5mm×5mmの大きさに切断した。切断された異方性導電フィルムを、一方に抵抗測定用の引き回し線を有するITO(高さ0.1μm、L/S=20μm/20μm)が設けられたPET基板(幅3cm、長さ3cm)のITO電極側のほぼ中央に貼り付けた。次いで、同じ金電極が設けられた2層フレキシブルプリント基板(幅2cm、長さ1cm)を、電極同士が重なるように位置合わせをしてから貼り合わせた。このPET基板と2層フレキシブルプリント基板との積層体を、10N、180℃、及び20秒間の圧着条件で熱圧着し、接続構造体(1)を得た。なお、ポリイミドフィルムに銅電極が形成され、銅電極表面がAuめっきされている、2層フレキシブルプリント基板を用いた。
 得られた接続構造体(1)の対向する電極間の接続抵抗を4端子法により測定した。接続抵抗(1)を下記の基準で判定した。
 [接続抵抗(1)の評価基準]
 ○:接続抵抗が5Ω以下
 ×:接続抵抗が5.0Ωを超える
 結果を下記の表1に示す。なお、実施例1~10で得られた有機無機ハイブリッド粒子のアスペクト比はいずれも1.2以下であった。
 (5)接続抵抗(2)
 上記(4)接続抵抗(1)の評価において、上記PET基板と上記2層フレキシブルプリント基板との圧着条件を、7N、180℃、及び20秒間に変更したこと以外は同様にして、接続構造体(2)を得た。得られた接続構造体(2)の対向する電極間の接続抵抗を4端子法により測定した。接続抵抗(2)を下記の基準で判定した。
 [接続抵抗(2)の評価基準]
 ○:接続抵抗が5Ω以下
 ×:接続抵抗が5.0Ωを超える
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 なお、接続抵抗(1)の評価において、実施例1~10と比較例1~4,11,12との評価結果は「○」であった。但し、実施例1~10における接続抵抗は、比較例1~4,11,12における接続抵抗よりも低かった。また、接続抵抗(2)の評価では、接続抵抗(1)の評価よりも、圧着条件の圧力を低くした。圧力が低くても、実施例1~10の有機無機ハイブリッド粒子の使用によって、接続抵抗が効果的に低くなることを確認した。
 (6)液晶表示素子用スペーサとしての使用例
 STN型液晶表示素子の作製:
 実施例1~10の有機無機ハイブリッド粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いた。イソプロピルアルコール70重量部と水30重量部とを含む分散媒に、得られるスペーサ分散液100重量%中で実施例1~10の液晶表示素子用スペーサ(有機無機ハイブリッド粒子)を固形分濃度が2重量%となるように添加し、撹拌し、液晶表示素子用スペーサ分散液を得た。
 一対の透明ガラス板(縦50mm、横50mm、厚さ0.4mm)の一面に、CVD法によりSiO膜を蒸着した後、SiO膜の表面全体にスパッタリングによりITO膜を形成した。得られたITO膜付きガラス基板に、スピンコート法によりポリイミド配向膜組成物(日産化学社製、SE3510)を塗工し、280℃で90分間焼成することによりポリイミド配向膜を形成した。配向膜にラビング処理を施した後、一方の基板の配向膜側に、液晶表示素子用スペーサを1mm当たり100~200個となるように湿式散布した。他方の基板の周辺にシール剤を形成した後、この基板とスペーサを散布した基板とをラビング方向が90°になるように対向配置させ、両者を貼り合わせた。その後、160℃で90分間処理してシール剤を硬化させて、空セル(液晶の入ってない画面)を得た。得られた空セルに、カイラル剤入りのSTN型液晶(DIC社製)を注入し、次に注入口を封止剤で塞いだ後、120℃で30分間熱処理してSTN型液晶表示素子を得た。
 得られた液晶表示素子では、実施例1~10の液晶表示素子用スペーサにより基板間の間隔が良好に規制されていた。また、液晶表示素子は、良好な表示品質を示した。
 1…導電性粒子
 2…導電層
 11…有機無機ハイブリッド粒子
 12…有機コア
 13…無機シェル
 21…導電性粒子
 22…導電層
 22A…第1の導電層
 22B…第2の導電層
 31…導電性粒子
 31a…突起
 32…導電層
 32a…突起
 33…芯物質
 34…絶縁性物質
 51…接続構造体
 52…第1の接続対象部材
 52a…第1の電極
 53…第2の接続対象部材
 53a…第2の電極
 54…接続部
 81…液晶表示素子
 82…透明ガラス基板
 83…透明電極
 84…配向膜
 85…液晶
 86…シール剤

Claims (9)

  1.  有機コアと、前記有機コアの表面上に配置された無機シェルとを備え、
     前記無機シェルが、シランアルコキシドにより形成されており、前記無機シェルに含まれているケイ素原子の全個数100%中、4つの-O-Si基が直接結合しておりかつ4つの前記-O-Si基における4つの酸素原子が直接結合しているケイ素原子の個数の割合は50%以上であり、かつ10%圧縮したときの圧縮弾性率の30%圧縮したときの圧縮弾性率に対する比が1.3以上、10.0以下である、有機無機ハイブリッド粒子。
  2.  10%圧縮したときの圧縮弾性率が2000N/mm以上であり、かつ30%圧縮したときの圧縮弾性率が5000N/mm以下である、請求項1に記載の有機無機ハイブリッド粒子。
  3.  表面上に導電層が形成され、前記導電層を有する導電性粒子を得るために用いられるか、又は液晶表示素子用スペーサとして用いられる、請求項1又は2に記載の有機無機ハイブリッド粒子。
  4.  表面上に導電層が形成され、前記導電層を有する導電性粒子を得るために用いられる、請求項3に記載の有機無機ハイブリッド粒子。
  5.  前記無機シェルの厚みが50nm以上、2000nm以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の有機無機ハイブリッド粒子。
  6.  前記有機コアの粒径が0.5μm以上、100μm以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載の有機無機ハイブリッド粒子。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の有機無機ハイブリッド粒子と、
     前記有機無機ハイブリッド粒子の表面上に配置された導電層とを備える、導電性粒子。
  8.  導電性粒子と、バインダー樹脂とを含み、
     前記導電性粒子が、請求項1~6のいずれか1項に記載の有機無機ハイブリッド粒子と、前記有機無機ハイブリッド粒子の表面上に配置された導電層とを備える、導電材料。
  9.  第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、
     第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、
     前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、
     前記接続部が、導電性粒子により形成されているか、又は前記導電性粒子とバインダー樹脂とを含む導電材料により形成されており、
     前記導電性粒子が、請求項1~6のいずれか1項に記載の有機無機ハイブリッド粒子と、前記有機無機ハイブリッド粒子の表面上に配置された導電層とを備え、
     前記第1の電極と前記第2の電極とが前記導電性粒子により電気的に接続されている、接続構造体。
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