树脂粒子、导电性粒子、导电材料、粘接剂、连接结构体以及液晶显示元件

文档序号:1642892 发布日期:2019-12-20 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 树脂粒子、导电性粒子、导电材料、粘接剂、连接结构体以及液晶显示元件 (Resin particle, conductive material, adhesive, connection structure, and liquid crystal display element ) 是由 有村启太 山田恭幸 于 2018-06-08 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种能够有效抑制回弹的发生,并且能够有效地抑制浮起或剥离的发生的树脂粒子。本发明的树脂粒子,其为具有一个聚合性官能团且具有环状有机基团的第一聚合性化合物与具有两个以上聚合性官能团且具有环状有机基团的第二聚合性化合物的聚合物,来自所述第一聚合性化合物的结构的含量与来自所述第二聚合性化合物的结构的含量的重量比为7以上,将树脂粒子在150℃下加热1000小时时,加热后的树脂粒子的粒径与加热前的树脂粒子的粒径之比为0.9以下。(Provided is a resin particle which can effectively suppress the occurrence of springback and can effectively suppress the occurrence of floating or peeling. The resin particles of the present invention are a polymer of a first polymerizable compound having one polymerizable functional group and a cyclic organic group and a second polymerizable compound having two or more polymerizable functional groups and a cyclic organic group, wherein the weight ratio of the content of a structure derived from the first polymerizable compound to the content of a structure derived from the second polymerizable compound is 7 or more, and when the resin particles are heated at 150 ℃ for 1000 hours, the ratio of the particle diameter of the resin particles after heating to the particle diameter of the resin particles before heating is 0.9 or less.)

树脂粒子、导电性粒子、导电材料、粘接剂、连接结构体以及液 晶显示元件

技术领域

本发明涉及一种由树脂形成的树脂粒子。另外,本发明还涉及使用了上述树脂粒子的导电性粒子、导电材料、粘接剂、连接结构体以及液晶显示元件。

背景技术

各向异性导电糊剂和各向异性导电膜等各向异性导电材料是众所周知的。上述各向异性导电材料中,导电性粒子分散于粘合剂中。

所述各向异性导电材料用于对挠性印刷基板(FPC)、玻璃基板、玻璃环氧基板以及半导体芯片等各种连接对象部件的电极间进行电连接,得到连接结构体。另外,作为上述导电性粒子,可以使用导电性粒子,所述导电性粒子具有树脂粒子和设置于该树脂粒子表面上的导电部。

另外,液晶显示元件通过在两片玻璃基板之间设置液晶而构成。该液晶显示元件中,为了保持两片玻璃基板之间的距离(间隙)均匀和恒定,将间隔物用作间隙控制材料。作为该间隔物,通常使用树脂粒子。

作为上述导电性粒子的一个例子,下面的专利文献1公开了具有聚合物粒子和具有覆盖该聚合物粒子表面的导电层的导电性粒子。上述聚合物粒子使如下的共聚成分聚合而得到,所述共聚成分含有双官能(甲基)丙烯酸酯单体、三官能(甲基)丙烯酸酯单体和四官能(甲基)丙烯酸酯单体的多官能(甲基)丙烯酸酯中的至少一种多官能(甲基)丙烯酸酯单体,并含有单官能的(甲基)丙烯酸酯单体。上述双官能(甲基)丙烯酸酯单体是1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯。上述多官能(甲基)丙烯酸酯含有双官能(甲基)丙烯酸酯单体的情况下,上述共聚成分相对于100重量份的上述双官能(甲基)丙烯酸酯单体,以10重量份~400重量份的范围含有上述单官能(甲基)丙烯酸酯单体。上述多官能(甲基)丙烯酸酯含有四官能(甲基)丙烯酸酯单体的情况下,上述共聚成分在上述四官能(甲基)丙烯酸酯单体和上述单官能(甲基)丙烯酸酯单体100重量%中,含有重量80%以下的上述单官能(甲基)丙烯酸酯单体。上述聚合物粒子的压缩变形恢复率为70%以上。上述聚合物粒子的体积膨胀率为1.3以下。

另外,作为用于上述导电性粒子或上述间隔物的树脂粒子的一个例子,下面的专利文献2公开了由交联的(甲基)丙烯酸酯类树脂构成的高恢复性树脂粒子。上述高恢复性树脂粒子的平均粒径为1μm~100μm。上述高恢复性树脂粒子的恢复率为22%以上。上述高恢复性树脂粒子的30%抗压强度为1.5kgf/mm2~5.0kgf/mm2

现有技术文献

专利文献

专利文献1:WO2010/013668A1

专利文献2:WO2016/039357A1

发明内容

本发明要解决的技术问题

现有树脂粒子用作导电性粒子或间隔物时,有时使被压缩的树脂粒子恢复至原始形状的力起作用,引起称为回弹的现象。用作导电性粒子的树脂粒子发生回弹时,有时导电性粒子与电极之间的接触面积减少,导通可靠性降低。另外,用作间隔物的树脂粒子发生回弹,有时间隔物与液晶显示元件用部件未充分接触,无法充分得到间隙控制效果。

另外,含有导电性粒子和粘接剂的导电材料以及含有间隔物和粘接剂的粘接剂可以在使用时暴露于加热环境,有时粘接剂发生固化收缩。现有树脂粒子在加热时不会充分收缩,有时无法跟随粘接剂的固化收缩。结果,有时在导电材料和电极之间,或者在粘接剂和液晶显示元件用部件等之间,发生浮起或剥离。

本发明的目的在于提供一种能够有效抑制回弹的发生,并且能够有效地抑制浮起或剥离的发生的树脂粒子。另外,本发明的另一个目的在于提供使用上述树脂粒子的导电性粒子、导电材料、粘接剂、连接结构体和液晶显示元件。

解决技术问题的技术手段

根据本发明的广泛方面,提供一种树脂粒子,其为具有一个聚合性官能团且具有环状有机基团的第一聚合性化合物与具有两个以上聚合性官能团且具有环状有机基团的第二聚合性化合物的聚合物,来自所述第一聚合性化合物的结构的含量与来自所述第二聚合性化合物的结构的含量的重量比为7以上,将树脂粒子在150℃下加热1000小时时,加热后的树脂粒子的粒径与加热前的树脂粒子的粒径之比为0.9以下。

根据本发明的树脂粒子的特定方面,其压缩变形60%时的压缩恢复率为10%以下。

根据本发明的树脂粒子的特定方面,其10%K值为3000N/mm2以下。

根据本发明的树脂粒子的特定方面,其30%K值为1500N/mm2以下。

根据本发明的树脂粒子的特定方面,其中,将树脂粒子在150℃下加热1000小时时,加热后的树脂粒子的30%K值与加热前的树脂粒子的30%K值之比为0.8以上且1.5以下。

根据本发明的树脂粒子的特定方面,其中,所述第一聚合性化合物中的环状有机基团与所述第二聚合性化合物中的环状有机基团分别为烃基。

根据本发明的树脂粒子的特定方面,其中,所述第一聚合物化合物的环状有机基团是亚苯基、环己基或异冰片基。

根据本发明的树脂粒子的特定方面,其中,所述第二聚合性化合物中的环状有机基团是亚苯基、环己基或异冰片基。

根据本发明的树脂粒子的特定方面,其含有酸性磷酸酯化合物。

根据本发明的树脂粒子的特定方面,其用作间隔物;或者在表面上形成导电部,用于得到具有所述导电部的导电性粒子。

根据本发明的广泛方面,提供一种导电性粒子,其具备权利要求1~10中任一项所述的树脂粒子以及设置于所述树脂粒子表面上的导电部。

根据本发明的广泛方面,提供一种导电材料,其含有导电性粒子以及粘合剂,所述导电性粒子具有所述的树脂粒子以及设置于所述树脂粒子表面上的导电部。

根据本发明的广泛方面,提供一种粘接剂,其含有所述的树脂粒子以及粘合剂。

根据本发明的广泛方面,提供一种连接结构体,其具备:在表面上具有第一电极的第一连接对象部件,在表面上具有第二电极的第二连接对象部件,以及连接所述第一连接对象部件以及所述第二连接对象部件的连接部,所述连接部的材料含有权利要求1~10中任一项所述的树脂粒子,所述第一电极和所述第二电极通过所述连接部实现了电连接。

根据本发明的广泛方面,提供一种液晶显示元件,其具备:第一液晶显示元件用部件、第二液晶显示元件用部件、以及设置于所述第一液晶显示元件用部件和所述第二液晶显示元件用部件之间的间隔物,所述间隔物为所述树脂粒子。

发明的效果

本发明的树脂粒子,其为具有一个聚合性官能团且具有环状有机基团的第一聚合性化合物与具有两个以上聚合性官能团且具有环状有机基团的第二聚合性化合物的聚合物。本发明的树脂粒子,来自所述第一聚合性化合物的结构的含量与来自所述第二聚合性化合物的结构的含量的重量比为7以上。本发明的树脂粒子将树脂粒子在150℃下加热1000小时时,加热后的树脂粒子的粒径与加热前的树脂粒子的粒径之比为0.9以下。本发明的树脂粒子,由于具备上述技术特征,可以有效地抑制回弹的发生,并且可以有效地抑制浮起或剥离的发生。

附图说明

图1是显示本发明第一实施方式的导电性粒子的剖面图。

图2是显示本发明第二实施方式的导电性粒子的剖面图。

图3是显示本发明第三实施方式的导电性粒子的剖面图。

图4是显示使用本发明第一实施方式的导电性粒子的连接结构体的一个例子的剖面图。

图5是显示使用本发明的树脂粒子的连接结构体的一个例子的剖面图。

图6是显示将本发明的树脂粒子用作液晶显示用间隔物的液晶显示元件的一个例子的剖面图。

具体实施方式

下文,将详细说明本发明。

(树脂粒子)

本发明的树脂粒子是具有一个聚合性官能团且具有环状有机基团的第一聚合性化合物与具有两个以上聚合性官能团且具有环状有机基团的第二聚合性化合物的聚合物。本发明的树脂粒子中,来自所述第一聚合性化合物的结构的含量与来自所述第二聚合性化合物的结构的含量的重量比为7以上。就本发明的树脂粒子而言,将树脂粒子在150℃下加热1000小时时,加热后的树脂粒子的粒径与加热前的树脂粒子的粒径之比为0.9以下。本发明的树脂粒子中,来自上述第一聚合性化合物的结构的含量(WM)与来自上述第二聚合性化合物的结构的含量(WD)的重量比(WM/WD)为7以上。本发明的树脂粒子中,树脂粒子在150℃下加热1000小时时,加热后的树脂粒子的粒径与加热前的树脂粒子的粒径之比(加热后的树脂粒子的粒径/加热前树脂粒子的粒径)为0.9以下。

本发明由于具有上述技术特征,可以有效地抑制回弹的发生,可以有效地抑制浮起或剥离的发生。

本发明的树脂粒子具有上述技术特征,因此压缩恢复率相对较低,使进行了压缩的树脂粒子恢复到其原始形状的力相对难以起作用,难以发生回弹。例如,使用本发明的树脂粒子作为导电性粒子时,可以有效地防止导电性粒子与电极之间的接触面积减小,有效提高电极之间的导通可靠性。另外,将本发明的树脂粒子用作间隔物时,可以使间隔物充分地与液晶显示元件用部件等接触,可以以更进一步高精度控制间隙。

另外,含有导电性粒子和粘合剂的导电材料、含有间隔物和粘合剂的粘接剂有时在使用时暴露于加热环境,有时粘合剂由于加热而进行固化收缩。本发明的树脂粒子具有上述技术特征,树脂粒子通过加热相对容易地进行收缩。加热后的树脂粒子的粒径适当地小于加热前的树脂粒子的粒径,因此树脂粒子可以追随粘合剂的固化收缩。结果,可以有效地抑制导电材料和电极之间或粘接剂和液晶显示元件用部件等之间的浮起或剥离的发生。

本发明的树脂粒子中,来自上述第一聚合性化合物的结构的含量(WM)与来自上述第二聚合性化合物的结构的含量(WD)的重量比(WM/WD)为7以上。从更进一步有效地抑制回弹的发生以及更进一步有效地抑制浮起或剥离的发生的观点出发,上述重量比(WM/WD)优选为9以上,更优选为13以上,优选为20以下,更优选为17以下。

作为求出来自上述第一聚合性化合物的结构的含量(WM)与来自上述第二聚合性化合物的结构的含量(WD)的方法,可列举以下方法。由得到聚合物时使用的第一聚合性化合物、第二聚合性化合物的混合量以及聚合后的第一聚合性化合物、第二聚合性化合物的残留量求出进行了聚合的第一聚合性化合物、第二聚合性化合物的量,从进行了聚合的第一聚合性化合物、第二聚合性化合物的量计算得到。

另外,作为从树脂粒子求出来自上述第一聚合性化合物的结构的含量(WM)与来自上述第二聚合性化合物的结构的含量(WD)的方法,可列举以下方法。从得到聚合物时使用的第一聚合性化合物、第二聚合性化合物分别的树脂粒子中的官能团的量以及得到聚合物时使用的第一聚合性化合物、第二聚合性化合物分别的树脂粒子中的官能团的量进行了反应的基团的量计算而得到。

本发明的树脂粒子中,将树脂粒子在150℃下加热1000小时时,加热后的树脂粒子的粒径与加热前的树脂粒子的粒径之比(加热后的树脂粒子的粒径/加热前树脂粒子的粒径)为0.9以下。从更进一步有效地抑制浮起或剥离的发生的观点出发,上述比(加热后的树脂粒子的粒径/加热前的树脂粒子的粒径)优选为0.4以上,更优选为0.6以上,优选0.85以下,更优选0.8以下。

上述树脂粒子的粒径(上述加热前的树脂粒子的粒径)可以根据用途适当设定。上述树脂粒子的粒径优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,优选为500μm以下,更优选为300μm以下,更进一步优选为150μm以下,进一步优选为100μm以下,特别优选为50μm以下。上述树脂粒子的粒径在上述下限以上以及上述上限以下时,可以更进一步有效地抑制回弹的发生,并且可以更进一步有效地抑制浮起或剥离的发生。上述树脂粒子的粒径为0.5μm以上500μm以下时,上述树脂粒子可以适合用于导电性粒子的用途。上述树脂粒子的粒径为0.5μm以上500μm以下时,上述树脂粒子可以适合用于间隔物的用途。

就上述树脂粒子的粒径(加热前的树脂粒子的粒径以及加热后的树脂粒子的粒径)而言,树脂粒子为正球形时表示为直径,树脂粒子不是正球形时,表示最大直径。

上述树脂粒子的粒径(加热前的树脂粒子的粒径和加热后的树脂粒子的粒径)优选为平均粒径,更优选为数均粒径。上述树脂粒子的粒径可以使用粒度分布测量装置等进行测定。例如,可以使用了激光散射光、电阻值的变化和摄像后的图像分析的原理等的粒度分布测量装置。具体而言,作为树脂粒子的粒径的测量方法,例如,使用粒度分布测量装置(Beckman Coulter公司制造的“Multisizer 4”)测量约100000个树脂粒子的粒径,计算平均值的方法等。树脂粒子的粒径优选通过用电子显微镜或光学显微镜观察50个任意树脂粒子并计算平均值来求出。例如,在导电性粒子中测量上述树脂粒子的粒径的情况下,可以如下进行测量。

例如,将导电性粒子加入并分散于Kulzer公司制造的“Technobit 4000”中,使得导电性粒子的含量为30重量%,制备导电性粒子检查用嵌入树脂。使用离子研磨设备(Hitachi High-Technologies Corporation制造的“IM 4000”)切割导电性粒子的横截面,使得横截面通过在检查用嵌入树脂中分散的导电性粒子的中心附近。然后,使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),将图像放大率设定为25000倍,随机选择50个导电性粒子,观察各导电性粒子的树脂粒子。测量各导电性粒子中的树脂粒子的粒径,对其进行算数平均并将其作为树脂粒子的粒径。

从更进一步有效地抑制回弹的发生的观点以及更进一步有效地抑制浮起和剥离的发生的观点出发,上述树脂粒子的粒径的变异系数(CV值)优选为0.5%以上,更优选为1%以上,并且优选为10%以下,更优选为7%以下。上述树脂粒子的粒径的变异系数在上述下限以上以及上述上限以下时,适宜将上述树脂粒子用作间隔物以及导电性粒子的用途。然而,上述树脂粒子的粒径的变异系数可小于0.5%。

上述变异系数(CV值)可以通过如下方式测量。

CV值(%)=(ρ/Dn)×100

P:树脂粒子的粒径的标准偏差

Dn:树脂粒子的粒径的平均值

上述树脂粒子的形状没有特别限制。上述树脂粒子的形状可以是球形,也可以是扁平状等球形之外的形状。

树脂粒子的10%K值优选为1000N/mm2以上,更优选为1500N/mm2以上,优选为3000N/mm2以下,更优选为2750N/mm2以下,进一步优选为2500N/mm2以下。上述树脂粒子的10%K值在上述下限以上以及上述上限以下时,可以更进一步有效地抑制回弹的发生,可以更进一步有效地抑制浮起或剥离的发生。

树脂粒子的30%K值优选为300N/mm2以上,更优选为500N/mm2以上,优选为1500N/mm2以下,更优选为1200N/mm2以下,进一步优选为1000N/mm2以下。上述树脂粒子的30%K值在上述下限以上以及上述上限以下时,可以更进一步有效地抑制回弹的发生,可以更进一步有效地抑制浮起或剥离的发生。

将树脂粒子在150℃下加热1000小时时,加热后的树脂粒子的30%K值与加热前树脂粒子的30%K值之比(加热后的树脂粒子的30%K值/加热前树脂粒子的30%K值)优选为0.8以上,更优选为1.15以上,还更优选为1.2以上。将树脂粒子在150℃下加热1000小时时,加热后的树脂粒子的30%K值与加热前树脂粒子的30%K值之比(加热后的树脂粒子的30%K值/加热前树脂粒子的30%K值)优选为1.5以下,更优选为1.45以下,进一步优选为1.4以下。上述比(加热后的树脂粒子的30%K值/加热前的树脂粒子的30%K值)在上述下限以上以及上述上限以下时,可以更进一步有效地抑制回弹的发生,并且可以更进一步有效地抑制浮起或剥离的发生。

上述树脂粒子的10%K值和30%K值(树脂粒子被压缩10%时的压缩模量和被压缩30%时的压缩模量)可以通过如下方式测量。

使用微压缩测试仪,在压缩速度为0.3mN/sec,最大测试载荷为20mN的条件下,以圆柱体(直径100μm,金刚石制成)的光滑压头端面对一个导电性粒子进行压缩。测量此时的载荷值(N)和压缩位移(mm)。从得到的测量值,可以通过以下等式求出25℃下的10%K值或30%K值。作为上述微压缩试验机,例如,可以使用株式会社岛津制作所制造的“微压缩试验机MCT-W200”以及Fisher公司制造的“Fisher Scope H-100”等。上述树脂粒子的10%K值或30%K值优选通过对任意选择的50个树脂粒子的10%K值或30%K值进行算术平均来计算。

10%K值或30%K值(N/mm2)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2

F:树脂粒子被压缩变形10%时的载荷值(N)或被压缩变形30%时的载荷值(N)

S:树脂粒子被压缩变形10%时压缩位移(mm)或被压缩变形30%时压缩位移(mm)

R:树脂粒子半径(mm)

上述K值普遍且定量地表示树脂粒子的硬度。通过使用上述K值,可以定量且唯一地表示树脂粒子的硬度。

从更进一步有效地抑制回弹的发生的观点出发,以及从更进一步有效地抑制浮起和剥离的发生的观点出发,树脂粒子的压缩变形60%的压缩恢复率优选为2%以上,更优选为4%以上,优选为10%以下,更优选为9.5%以下,还更优选为9%以下。

上述树脂粒子进行了压缩变形60%时的压缩恢复率可以通过如下方式测量。

在样品台上散布树脂粒子。使用微压缩测试仪,在25℃下,以圆柱体的平滑压头端面(直径100μm,金刚石制造),沿导电性粒子的中心方向,对一个散布的导电性粒子,施加载荷(反向载荷值)直至树脂粒子压缩变形60%。然后,解除载荷直到原点用载荷值(0.40mN)。对该期间的载荷-压缩位移进行测定,可以根据以下等式求出25℃下压缩变形60%时的压缩恢复率。需要说明的是,载荷速度为0.33mN/sec。作为上述微压缩试验机,例如,可以使用株式会社岛津制作所制造的“微压缩试验机MCT-W200”,由Fisher公司制造的“FisherScope H-100”等。

压缩恢复率(%)=[L2/L1]×100

L1:施加载荷时从原点用载荷值到回弹载荷值的压缩位移

L2:释放载荷时从回弹载荷值到原点用载荷值的除荷位移

上述树脂粒子的用途没有特别限制。上述树脂粒子适用于各种用途。上述树脂粒子优选用作间隔物或者用于得到具有导电部的导电性粒子。上述导电性粒子中,上述导电部形成于上述树脂粒子表面上。上述树脂粒子优选用作间隔物。优选所述树脂粒子用于得到具有导电部的导电性粒子。作为上述间隔物的使用方法,可列举:液晶显示元件用间隔物、间隙控制用间隔物、应力缓和用间隔物等。上述间隙控制用间隔物可用于确保支座高度和平坦性的叠层芯片的间隙控制,并且可用于确保玻璃面的平滑性以及粘接剂层的厚度的光学部件的间隙控制等。上述应力缓和间隔物可用于传感器芯片等的应力缓和以及连接两个连接对象部件的连接部的应力缓和等。

上述树脂粒子优选用作液晶显示元件用间隔物,优选用作液晶显示元件用周边密封剂。上述液晶显示元件用周边密封剂中,优选上述树脂粒子作为间隔物发挥作用。上述树脂粒子具有良好的压缩变形特性,因此上述树脂粒子用作间隔物设置于基板间,在表面上形成导电部,用作导电性粒子对电极间进行电连接时,间隔物或导电性粒子有效地设置于基板间或电极间。此外,对于上述树脂粒子,可以抑制对液晶显示元件用部件等的损伤,因此在使用了上述液晶显示元件用间隔物和使用了上述导电性粒子的连接结构体中,不易产生连接不良以及显示不良。

此外,上述树脂粒子适合用作无机填料、调色剂添加剂、冲击吸收剂或减振剂。例如,上述树脂粒子可用作橡胶或弹簧的替代物。

(树脂粒子的其他详细情况)

本发明的树脂粒子是具有一个聚合性官能团且具有环状有机基团的第一聚合性化合物与具有两个以上聚合性官能团且具有环状有机基团的第二聚合性化合物的聚合物。上述树脂粒子优选通过对上述第一聚合性化合物和上述第二聚合性化合物进行聚合而得到。

从更进一步有效地抑制回弹的发生的观点以及更进一步有效抑制浮起和剥离发生的观点出发,优选上述树脂粒子由树脂粒子的中心部和树脂粒子的表面部由相同的上述聚合物构成。上述树脂粒子的中心部的聚合性化合物的混合比以及上述树脂粒子的表面部的聚合性化合物的混合比可以相同,也可以不同。上述树脂粒子中心的构成成分的构成比与上述树脂粒子表面部的构成成分的构成比可以相同,也可以不同。

上述树脂粒子优选树脂粒子的中心部由中心部形成材料形成,树脂粒子的表面部由表面部形成材料形成。从更进一步有效地抑制回弹的发生的观点以及从更进一步有效地抑制浮起或剥离的发生的观点出发,上述树脂粒子中,上述中心部形成材料的成分和上述表面部形成材料的成分优选相同。上述树脂粒子中,上述中心部形成材料的成分比和上述表面部形成材料的成分比可以相同,也可以不同。此外,上述树脂粒子中,优选存在包含上述中心部形成材料和上述表面部形成材料这两者的区域。就上述树脂粒子而言,优选树脂粒子在中心部具有:包含上述中心部形成材料但不包含上述表面部形成材料或者上述表面部形成材料少于25%的区域。就上述树脂粒子而言,优选树脂粒子在表面部具有:包含上述表面部形成材料但不包含上述中心部形成材料或所述中心部形成材料少于25%的区域。

上述树脂粒子优选为非核-壳粒子,所述核-壳粒子包含核和设置于该核表面上的壳,优选树脂粒子内不具有核和壳的界面。上述树脂粒子优选在树脂粒子内没有界面,更优选不具有不同表面彼此接触的界面。上述树脂粒子优选不具有存在于表面的不连续部分,优选不具有存在于结构表面的不连续部分。

就本发明的树脂粒子而言,上述第一聚合性化合物具有一个聚合性官能团(第一聚合性官能团)。上述聚合性官能团(第一聚合性官能团)没有特别限制,可列举:乙烯基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基等。作为上述第一聚合性化合物,可列举:苯乙烯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异冰片酯等。上述第一聚合性化合物,可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。

就本发明的树脂粒子而言,上述第二聚合性化合物具有两个以上聚合性官能团(第二聚合性官能团)。上述聚合性官能团(第二聚合性官能团)没有特别限制,可列举:乙烯基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基等。作为上述第二聚合物化合物,可列举:二乙烯基苯、二乙烯基萘、二乙烯基环己烷和三乙烯基环己烷等。上述第二聚合性化合物,可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。

就上述树脂粒子而言,上述第一聚合性化合物与上述第二聚合物化合物的重量比(第一聚合性化合物的重量/第二聚合性化合物的重量)优选为7以上进行聚合而得到,更优选为9以上,进一步优选为13以上,优选为20以下,更优选为18.5以下,进一步优选为17以下。就上述树脂粒子而言,上述第一聚合性化合物与上述第二聚合物化合物优选以7以上的重量比进行聚合而得到,更优选以9以上的重量比进行聚合而得到,进一步优选以13以上的重量比进行聚合而得到。就上述树脂粒子而言,上述第一聚合性化合物与上述第二聚合物化合物优选以20以下的重量比进行聚合而得到,更优选以18.5以下的重量比进行聚合而得到,进一步优选以17以下的重量比进行聚合而得到。就上述树脂粒子而言,上述第一聚合性化合物与上述第二聚合物化合物的重量比在上述优选范围内进行聚合而得到,由此可以更进一步有效地抑制回弹的发生,并且可以更进一步有效地抑制浮起或剥离的发生。

本发明的树脂粒子优选含有2种以上的环状有机基团。本发明的树脂粒子中,上述第一聚合性化合物具有环状有机基团(第一环状有机基团)。上述第一聚合性化合物具有1个以上环状有机基团。本发明的树脂粒子,上述第二聚合性化合物具有环状有机基团(第二环状有机基团)。上述第二聚合性化合物具有1个以上环状有机基团。本发明的树脂粒子中,上述第一聚合性化合物中的环状有机基团(第一环状有机基团)和上述第二聚合性化合物中的环状有机基团(第二环状有机基团)可以相同,也可以不同。优选上述第一聚合性化合物中的环状有机基团(第一环状有机基团)和上述第二聚合性化合物中的环状有机基团(第二环状有机基团)不同。

从更进一步有效地抑制回弹的发生的观点出发,以及更进一步有效地抑制浮起和剥离的发生的观点出发,优选上述第一聚合性化合物中的环状有机基团(第一环状有机基团)和上述第二聚合性化合物中的环状有机基团(第二环状有机基团)分别为烃基。

作为上述烃基,可列举:苯基、亚苯基、萘基、亚萘基、环丙基、环己基、异冰片基和二环戊烷基等。

从更进一步有效地抑制回弹的发生的观点出发,以及更进一步有效地抑制浮起和剥离的发生的观点出发,本发明的树脂粒子优选具有亚苯基、环己基、异冰片基中两个以上的环状有机基团。

从更进一步有效地抑制回弹的观点出发,以及更进一步有效地抑制浮起和剥离的发生的观点出发,上述第一聚合性化合物中的环状有机基团(第一环状有机基团)优选为亚苯基、环己基或异冰片基。

从更进一步有效地抑制回弹的发生的观点出发,以及更进一步有效地抑制浮起和剥离的发生的观点出发,上述第二聚合性化合物中的环状有机基团(第二环状有机基团)优选为亚苯基、环己基或异冰片基。

上述树脂粒子用作导电性粒子时,从更进一步有效地提高树脂粒子与镀敷层之间的密合性的观点出发,上述树脂粒子优选含有酸性磷酸酯化合物。上述树脂粒子优选在表面具有来自酸性磷酸酯化合物的磷酸结构。由于上述树脂粒子在表面上具有上述磷酸结构,可以更进一步有效地提高与镀敷层之间的密合性。此外,由于上述树脂粒子在表面上具有上述磷酸结构,即使上述树脂粒子由于加热发生了收缩,也可以更进一步有效地抑制镀敷层发生破裂。例如,含有酸性磷酸酯化合物的树脂粒子通过无电解镀敷而制备的导电性粒子和含有粘合剂的导电材料,即使在电极间进行连接时被加热、或者被暴露于加热环境中,也可以更进一步有效地抑制镀敷层发生破裂,可以更进一步有效地提高电极之间的连接可靠性。上述树脂粒子用于得到导电性粒子时,上述树脂粒子优选含有酸性磷酸酯化合物。上述树脂粒子用于得到导电性粒子时,上述树脂粒子优选在表面上具有来自酸性磷酸酯化合物的磷酸结构。上述酸性磷酸酯化合物优选为酸性磷酸酯化合物。

作为上述酸性磷酸酯化合物,可列举:乙基酸性磷酸酯、丁基酸性磷酸酯、丁氧基乙基酸性磷酸酯、2-乙基己基酸性磷酸酯、异十三烷基酸性磷酸酯、油基酸性磷酸酯、二十四烷基酸性磷酸酯、乙二醇酸性磷酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酰基酸性磷酸酯、二丁基酸性磷酸酯和双(2-乙基己基)酸性磷酸酯等。上述酸性磷酸酯化合物可以单独使用,也可以两种以上组合使用。

从更进一步有效地提高树脂粒子与镀敷层之间的密合性的观点出发,上述树脂粒子100重量%中,上述酸性磷酸酯化合物的含量优选为1重量%以上,更优选为5重量%以上,优选为20重量%以下,更优选为15重量%以下。

(导电性粒子)

本发明的导电性粒子具有上述树脂粒子和配置于该树脂粒子表面的导电部。

图1是显示本发明第一实施方式的导电性粒子的剖面图。

图1所示的导电性粒子1具有树脂粒子11和设置于树脂粒子11的表面上的导电部2。导电部2与树脂粒子11的表面接触。导电部2包覆树脂粒子11的表面。导电性粒子1是树脂粒子11的表面被导电部2覆盖的包覆粒子。在导电性粒子1中,导电部2是单层导电部(导电层)。

图2是显示本发明第二实施方式的导电性粒子的剖面图。

图2所示的导电性粒子21具有树脂粒子11和设置于树脂粒子11的表面上的导电部22。导电部22整体上具有位于树脂粒子11侧的第一导电部22A和位于与树脂粒子11侧相反一侧的第二导电部22B。

在图1所示的导电性粒子1和图2所示的导电性粒子21之间仅导电部22不同。即,在导电性粒子1形成具有单层结构的导电部,而导电性粒子21形成具有双层结构的第一导电部22A和第二导电部22B。第一导电部22A和第二导电部22B可以形成为不同的导电部,也可以形成为相同的导电部。

第一导电部22A设置于树脂粒子11的表面上。第一导电部22A设置于树脂粒子11和第二导电部22B之间。第一导电部22A与树脂粒子11接触。第二导电部22B与第一导电部22A接触。第一导电部22A设置于树脂粒子11的表面上,第二导电部22B设置于第一导电部22A的表面上。

图3是显示本发明第三实施方式的导电性粒子的剖面图。

图3所示的导电性粒子31包括树脂粒子11、导电部32、多个芯物质33和多个绝缘性物质34。导电部32设置于树脂粒子11的表面上。多个芯物质33设置于树脂粒子11的表面上。导电部32设置于树脂粒子11的表面上,并使其包覆树脂粒子11和多个芯物质33。导电性粒子31中,导电部32是单层导电部(导电层)。

导电性粒子31在外表面上具有多个突起31a。在导电性粒子31中,导电部32在外表面上具有多个突起32a。多个芯物质33使导电部32的外表面***。导电部32的外表面由于多个芯物质33而***,由此形成突起31a和32a。多个芯物质33埋入导电部32内。芯物质33设置于突起31a和32a内侧。在导电性粒子31中,为形成突起31a和32a,使用多个芯物质33。上述导电性粒子中,可以不使用上述多个芯物质来形成上述突起。上述导电性粒子可以不具备上述多个芯物质。

导电性粒子31具有设置于导电部32的外表面上的绝缘性物质34。导电部32的外表面的至少一部分区域被绝缘性物质34包覆。绝缘性物质34由具有绝缘性的材料形成,其为绝缘性粒子。因此,本发明的导电性粒子可以具有设置于导电部的外表面上的绝缘性物质。然而,上述导电性粒子可以未必一定具有绝缘性物质。上述导电性粒子可以不具有多个绝缘性物质。

导电部:

用于形成所述导电部的金属没有特别限制。作为该金属,可列举:金、银、钯、铜、铂、锌、铁、锡、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅、钨、钼及上述金属的合金等。另外,作为上述金属,可列举出锡掺杂氧化铟(ITO)、焊料等。由于可以更进一步降低电极之间的连接电阻,优选含有锡的合金、镍、钯、铜或金,优选镍或钯。

此外,由于可以有效地提高导通可靠性,上述导电部以及上述导电部的外表面部分优选包括镍。含镍导电部100重量%的镍含量优选为10重量%以上,更优选为50重量%以上,进一步优选为60重量%以上,进一步优选为70重量%以上,特别优选为90重量%以上。上述含有镍的导电部的100重量%中镍含量可以是97重量%以上,97.5重量%以上,或98重量%以上。

需要说明的是,导电部的表面上由于氧化而存在羟基的情况较多。通常,羟基通过氧化存在于由镍形成的导电部的表面上。绝缘性物质可以通过化学键设置于具有这种羟基的导电部的表面(导电性粒子的表面)上。

如导电性粒子1、导电性粒子31,上述导电部可以由一层形成。如导电性粒子21,导电部可以由多层形成。即,导电部可以具有两层以上的层叠结构。导电部由多层形成时,最外层优选为金层、镍层、钯层、铜层或含锡和银的合金层,更优选为金层。最外层是这些优选的导电部时,可以更进一步有效地降低电极之间的连接电阻。另外,最外层是金层时,可以更进一步有效地提高耐腐蚀性。

上述树脂粒子表面上形成上述导电部的方法没有特别限制。作为形成上述导电部的方法,可列举:通过无电解镀敷的方法、通过电镀的方法、通过物理蒸镀的方法以及在树脂粒子表面上涂覆金属粉末或含有金属粉末和粘合剂的糊剂的方法等。由于导电部的形成简便,因此优选通过无电解镀敷的方法。作为通过上述物理蒸镀的方法,可列举:真空蒸镀、离子镀和离子溅射的方法等。

上述导电性粒子的粒径优选为0.5μm以上,更优选为1.0μm以上,优选为500μm以下,更优选为450μm以下,进一步优选为100μm以下,进一步优选为50μm以下,特别优选为20μm以下。上述导电性粒子的粒径在所述下限以上以及所述上限以下时,使用导电性粒子对电极间进行连接时,导电性粒子与电极之间的接触面积充分地变大,形成导电部时难以形成聚集的导电性粒子。另外,通过导电性粒子连接的电极之间的距离不会变得过大,导电部不易从树脂粒子的表面剥离。另外,上述导电性粒子的粒径在所述下限以上以及上述上限以下时,可以适合将导电性粒子用于导电性材料的用途。

所述导电性粒子的粒径在导电性粒子为正球形时表示直径,在导电性粒子不是正球形时表示最大直径。

上述导电性粒子的粒径优选平均粒径,更优选为数均粒径。上述导电性粒子的平均粒径,例如,通过用电子显微镜或光学显微镜观察的50个任意导电性粒子,计算平均值而得到;或者通过使用激光衍射粒度分布测量装置进行多次测量,计算测定结果的平均值而得到。

上述导电部的厚度优选为0.005μm以上,更优选为0.01μm以上,优选为10μm以下,更优选为1μm以下,进一步优选为0.3μm以下。上述导电部的厚度在所述上限以下以及所述下限以上时,得到充分的导电性,并且导电性粒子不会变得过硬,在连接电极时导电性粒子进行充分变形。

上述导电部由多层形成时,最外层的导电部的厚度优选为0.001μm以上,更优选0.01μm以上,优选0.5μm以下,更优选0.1μm以下。上述最外层的导电部的厚度在所述上限以下以及所述下限以上时,最外层的导电部的包覆变得均匀,耐腐蚀性充分地提高,并且电极之间的连接电阻充分地降低。另外,上述最外层是金层时,金层的厚度越薄,成本越低。

上述导电部的厚度通过例如,使用透射电子显微镜(TEM)观察导电性粒子的横截面来测量。关于上述导电部的厚度,优选计算任选的5个导电部的厚度的平均值作为一个导电性粒子的导电部的厚度,更优选将导电部整体的厚度的平均值作为一个导电部的厚度而算出。在多个导电性粒子的情况下,上述导电部的厚度优选地通过计算任意10个导电性粒子的平均值而求出。

芯物质:

上述导电性粒子优选在上述导电部的外表面上具有多个突起。上述导电性粒子,通过在上述导电部的外表面上具有多个突起,可以更进一步增强电极之间的导通可靠性。通常由上述导电性粒子连接的电极表面上形成氧化覆膜。此外,通常在上述导电性粒子的导电部的表面上形成氧化覆膜。通过使用具有上述突起的导电性粒子,将导电性粒子设置于电极间然后,通过按压电极,通过突起有效地排除氧化覆膜。因此,可以使电极和导电性粒子更进一步可靠地接触,可以更进一步有效地降低电极间的连接电阻。此外,上述导电性粒子在表面上具有绝缘性物质时,或者导电性粒子分散于粘合剂树脂中并用作导电材料时,由于导电性粒子的突起,导电性粒子和电极间的绝缘性物质和粘合剂树脂被有效地排除。因此,可以更进一步有效地提高电极间的导通可靠性。

通过将上述芯物质埋入上述导电部中,在上述导电部的外表面上容易地形成多个突起。然而,可以不必使用芯物质在导电性粒子的导电部的表面上形成突起。

作为形成上述突起的方法,在使芯物质附着于树脂粒子表面然后,通过无电解镀敷形成导电部的方法,以及在树脂粒子表面上通过无电解镀敷形成导电部,然后,使芯物质附着,并且通过无电解镀敷形成导电部的方法等。作为形成上述突起的其他方法,可列举:在树脂粒子表面上形成第一导电部,然后,在该第一导电部上设置芯物质,然后形成第二导电部的方法;在树脂粒子表面上形成导电部(第一导电部或第二导电部等)的中间阶段添加芯物质的方法等。另外,不使用上述芯物质用于形成突起,而通过无电解镀敷敷在树脂粒子上形成导电部,然后在导电部的表面上析出突起状镀敷而形成导电部的方法等。

作为将芯物质设置于上述树脂粒子表面上的方法,例如,将芯物质添加到树脂粒子的分散液中,通过范德华力将芯物质聚集并附着于树脂粒子表面上的方法;以及将芯物质添加到包含树脂粒子的容器中,通过容器的旋转等机械作用将芯物质粘附于树脂粒子表面上的方法等。由于容易控制附着芯物质的量,因此优选将芯物质聚集或附着于于分散液中的树脂粒子表面上。

上述芯物质的材料没有特别限制。作为上述芯物质的材料,可列举:导电性物质和非导电性物质。作为上述导电性物质,可列举:金属、金属氧化物、石墨等导电性非金属和导电性聚合物等。作为上述导电性聚合物,可列举聚乙炔等。作为上述非导性电物质,可列举:二氧化硅、氧化铝、钛酸钡和氧化锆等。由于可以提高导电性并且可以有效地降低连接电阻,故优选金属。上述芯物质优选为金属粒子。作为上述芯物质的材料的金属,可以适当使用用于形成上述导电部的金属而列举的金属。

绝缘性物质:

上述导电性粒子优选具备设置于上述导电部的表面上的绝缘性物质。在这种情况下,导电性粒子用于电极间的连接时,可以更进一步防止相邻电极间的短路。具体而言,多个导电性粒子接触时,在多个电极之间存在绝缘性物质,使得可以防止横向方向上的相邻电极之间而不是上下电极之间发生的短路。需要说明的是,在电极之间进行电连接时,通过两个电极对导电性粒子加压,可以容易地去除导电性粒子的导电部和电极之间的绝缘性物质。上述导电性粒子在导电部的外表面上具有多个突起时,可以更容易地去除导电性粒子的导电部和电极之间的绝缘性物质。

由于电极间进行压合时可以更容易地去除上述绝缘性物质,因此绝缘性物质优选是绝缘性粒子。

作为上述绝缘性物质的材料,可列举聚烯烃化合物、(甲基)丙烯酸酯聚合物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、嵌段聚合物、热塑性树脂、热塑性树脂的交联产物、热固性树脂、水溶性树脂等。上述绝缘性物质的材料,可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。

作为上述聚烯烃化合物,可列举聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物等。上述(甲基)丙烯酸酯聚合物,可列举:聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚十二烷基(甲基)丙烯酸酯和聚硬脂基(甲基)丙烯酸酯等。作为上述嵌段聚合物,可列举:聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、SB型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、SBS型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、及它们的氢化产物等。作为上述热塑性树脂,可列举乙烯基聚合物和乙烯基共聚物等。作为上述热固性树脂,可列举:环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂等。作为热塑性树脂的交联,可列举导入:聚乙二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化三羟甲基丙烷甲基丙烯酸酯、烷氧基化季戊四醇甲基丙烯酸酯等。上述水溶性树脂,可列举:聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和甲基纤维素等。另外,链转移剂可用于调节聚合度。作为链转移剂,可列举:硫醇和四氯化碳等。

作为在上述导电部的表面上设置绝缘性物质的方法,可列举化学方法以及物理或机械方法等。作为上述化学方法,可列举:界面聚合方法、在粒子存在下的悬浮聚合法和乳液聚合法等。作为上述物理或机械方法,可列举:喷雾干燥、杂化、静电粘附、喷雾、浸渍和真空蒸镀的方法等。由于绝缘性物质不易脱离,优选通过化学键将绝缘性物质设置于上述导电部的表面上。

上述导电部的外表面和绝缘性物质的表面可以通过具有反应性官能团的化合物进行包覆。导电部的外表面和绝缘性物质的表面可以不直接化学键合,而是可以通过具有反应性官能团的化合物间接化学键合。在将羧基导入导电部的外表面,然后,羧基可以通过聚乙烯亚胺等高分子电解质与绝缘性物质表面上的官能团进行化学键合。

(导电材料)

本发明的导电材料包括上述导电性粒子和粘合剂。上述导电性粒子优选分散于粘合剂中使用,优选分散于粘合剂中用作导电材料。上述导电材料优选是各向异性导电材料。上述导电材料优选用于电极之间的电连接。上述导电材料优选是用于电路连接的导电材料。

上述粘接剂没有特别限制。作为上述粘接剂,使用公知的绝缘性树脂。上述粘合剂优选含有热塑性成分(热塑性化合物)或固化性成分,更优选含有固化性成分。作为上述固化性成分,可列举光固化性成分以及热固化性成分。作为上述光固化性成分优选含有光固化性化合物以及热聚合引发剂。上述热固化性成分含有热固化性化合物以及热固化剂。

作为上述粘合剂,可列举:乙烯基树脂、热塑性树脂、固化性树脂、热塑性嵌段共聚物和弹性体等。上述粘合剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。

作为上述乙烯基树脂,可列举:乙酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂和苯乙烯树脂等。作为上述热塑性树脂,可列举:聚烯烃树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和聚酰胺树脂等。作为上述固化性树脂,可列举:环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂等。需要说明的是,上述固化性树脂可以是常温固化型树脂、热固化型树脂、光固化型树脂或湿固化型树脂。上述固化性树脂可以与固化剂组合使用。作为上述热塑性嵌段共聚物,可列举:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物质和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物等的氢化产物等。作为上述弹性体,可列举苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶和丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚物橡胶等。

上述导电材料,除了上述导电性粒子和上述粘合剂之外,还可以含有例如:填料、增量剂、软化剂、增塑剂、聚合催化剂、固化催化剂、着色剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、UV吸收剂、润滑剂、抗静电剂和阻燃剂等各种添加剂。

将上述导电性粒子分散在上述粘合剂中的方法,可以是常规已知的分散方法,没有特别限制。作为将上述导电性粒子分散于上述粘合剂中的方法,可列举:将上述导电性粒子加入上述粘合剂中,然后用行星式混合器等进行混炼分散的方法;将上述导电性粒子在水或有机溶剂中使用均化器等进行均匀分散,然后加入到上述粘合剂中,以行星式混合器等进行捏合和分散的方法等。并且,将上述导电性粒子分散于上述粘合剂中的方法,可列举,以水、有机溶剂等对粘合剂进行稀释,然后,添加上述导电性粒子,使用行星式混合器等进行混炼分散的方法等。

所述导电材料可用作导电糊剂以及导电膜等。上述导电材料是导电膜时,可以将不含导电性粒子的膜叠层于含有导电性粒子的导电膜上。上述导电糊剂优选为各向异性导电糊剂。上述导电膜优选为各向异性导电膜。

上述导电材料100重量%中,上述粘合剂的含量优选为10重量%以上,更优选为30重量%以上,还更优选为50重量%以上,特别优选为70重量%以上,优选99.99重量%以下,更优选99.9重量%以下。上述粘合剂的含量在上述下限以上以及上述上限以下时,导电性粒子有效地设置于电极之间,更进一步提高了由导电材料连接的连接对象部件的连接可靠性。

上述导电材料100重量%中,上述导电性粒子的含量优选为0.01重量%以上,更优选为0.1重量%以上,并且优选为80重量%以下,更优选为60重量%以下,更优选40%重量以下,特别优选20%重量以下,最优选10%重量以下。上述导电性粒子的含量在所述上限以下以及所述下限以上时,电极间的导通可靠性更进一步增强。

(粘接剂)

本发明的粘接剂含有上述树脂粒子和粘接剂。上述树脂粒子优选分散于粘接剂中使用,优选分散于粘接剂中用作粘接剂。上述树脂粒子优选用作粘接剂中的间隔物。上述粘接剂可以不含导电性粒子。

上述粘接剂用于形成粘合两个连接对象部件的粘接剂层。并且,上述粘接剂用于高精度地控制上述粘接剂层的间隙,或者用于缓和上述粘接剂层的应力等。

上述粘接剂没有特别限制。作为上述粘接剂的具体例,可列举出用于上述导电材料的粘接剂等。上述粘接剂优选含有环氧树脂作为上述粘接剂。

上述粘接剂100重量%中,上述粘接剂的含量优选为10重量%以上,更优选为30重量%以上,更优选为50重量%以上,特别优选为70重量%以上,优选99.99重量%以下,更优选99.9重量%以下。上述粘接剂的含量在所述下限以上以及所述上限以下时,可以更进一步有效地提高所述粘接剂层的粘接力,更进一步有效地发挥上述树脂粒子作为间隔物的功能。

上述粘接剂100重量%中,上述树脂粒子的含量优选为0.01重量%以上,更优选为0.1重量%以上,优选为80重量%以下,更优选为60重量%以下,更优选为40重量%以下,特别优选20重量%以下,最优选10重量%以下。所述树脂粒子的含量在所述下限以上以及所述上限以下时,上述树脂粒子可以更进一步有效地发挥作为间隔物的功能。

(连接结构体)

通过使用上述导电性粒子或包含上述导电性粒子和粘合剂的导电材料对连接对象部件进行连接,可以得到连接结构体。

本发明的连接结构体具备:在表面上具有第一电极的第一连接对象部件,在表面上具有第二电极的第二连接对象部件,以及将所述第一连接对象部件以及所述第二连接对象部件连接在一起的连接部。所述连接部的材料含有所述的树脂粒子。上述连接部的材料优选为上述导电性粒子或者上述导电材料。上述连接部优选为由上述导电性粒子形成,或者由上述导电材料形成的连接结构体。

单独使用上述导电性粒子时,连接部本身是导电性粒子。即,第一连接对象部件和第二连接对象部件通过上述导电性粒子连接。优选用于得到上述连接结构体的上述导电材料是各向异性导电材料。优选上述第一电极和上述第二电极通过上述连接部实现了电连接。

图4是显示使用了图1所示的导电性粒子1的连接结构体的一个例子的剖面图。

图4所示的连接结构体41具备连接第一连接对象部件42、第二连接对象部件43及连接部44,将第一连接对象部件42和第二连接对象部件43连接在一起的连接部44。连接部44由含有导电性粒子1和粘合剂的导电材料形成。在图4中,为了便于说明,示意性地显示了导电性粒子1。代替导电性粒子1,可以使用导电性粒子21、31等其他导电性粒子。

第一连接对象部件42在表面(上表面)上具有多个第一电极42a。第二连接对象部件43在表面(下表面)上具有多个第二电极43a。第一电极42a和第二电极43a通过一个或多个导电性粒子1实现了电连接。因此,第一连接对象部件42和第二连接对象部件43通过导电性粒子1实现了电连接。

图5是显示使用本发明的树脂粒子的连接结构体的一个例子的剖面图。

图5中所示的连接结构体51具备将第一连接对象部件52、第二连接对象部件53、第一连接对象部件52和第二连接对象部件53粘接在一起的粘接层54。

粘接层54包括上述树脂粒子11。树脂粒子11不与第一连接对象部件52和第二连接对象部件53接触。树脂粒子11用作应力缓和间隔物。

粘接层54包括间隙控制粒子61和热固性成分62。粘接层54中,间隙控制粒子61与第一连接对象部件52和第二连接对象部件53接触。间隙控制粒子61可以是导电性粒子,也可以是不具有导电性的粒子。上述间隙控制粒子可以是上述树脂粒子。热固性成分62包括热固性化合物和热固性剂。热固性成分62是热固性化合物的固化物。热固性成分62通过使热固性化合物固化而形成。

上述第一连接对象部件可以在表面上具有第一电极。上述第二连接对象部件可以在表面上具有第二电极。

所述连接结构体的制造方法没有特别限制。作为连接结构体的制造方法的一个例子,可列举:将上述导电材料设置于第一连接对象部件和第二连接对象部件之间,得到层叠体然后,对该层叠体进行加热和加压的方法等。上述加压时的压力为9.8×104Pa~4.9×106Pa左右。上述加热时的温度为120℃~220℃左右。用于连接挠性印刷板的电极、设置于树脂膜上的电极及触摸板的电极而进行的上述加压时的压力为9.8×104Pa~1.0×106Pa左右。

作为上述连接对象部件,具体而言,可列举:半导体芯片、电容器和二极管的电子部件以及印刷电路板、挠性印刷基板、玻璃环氧基板和玻璃基板的电路基板等电子部件等。上述连接对象部件优选为电子部件。优选上述第一连接对象部件和上述第二连接对象部件中的至少一个部件是半导体晶片或半导体芯片。上述连接结构体优选为半导体装置。

上述导电材料优选为用于连接电子部件的导电材料。上述导电糊剂是糊状导电材料,优选以糊状状态涂覆于连接对象部件上。

上述导电性粒子、上述导电材料和上述粘接剂适合用于触摸板。因此,上述连接对象部件优选为挠性基板或电极设置于树脂膜的表面上的连接对象部件。上述连接对象部件优选为挠性基板,优选为电极设置于树脂膜的表面的连接对象部件。上述挠性基板是挠性印刷基板等的情况下,挠性基板通常在表面上具有电极。

作为设置于所述连接对象部件中的电极,可列举:金电极、镍电极、锡电极、铝电极、银电极、SUS电极、铜电极、钼电极、钨电极等金属电极。上述连接对象部件是挠性印刷板时,上述电极优选是金电极、镍电极、锡电极或铜电极。上述连接对象部件是玻璃基板时,上述电极优选是铝电极、铜电极、钼电极或钨电极。需要说明的是,上述电极为铝电极的情况下,可以是单独由铝形成的电极,也可以是金属氧化物层的表面上叠层有铝层的电极。作为上述金属氧化物层的材料,可列举出掺杂有3价金属元素的氧化铟、掺杂有3价金属元素的氧化锌等。作为上述三价金属元素,可列举出Sn、Al、Ga等。

(液晶显示元件)

上述树脂粒子适合用作液晶显示元件用间隔物。

本发明的液晶显示元件包括第一液晶显示元件用部件、第二液晶显示元件用部件以及设置于上述第一液晶显示元件用部件和上述第二液晶显示元件用部件之间的间隔物。上述间隔物是上述树脂粒子。

上述液晶显示元件在第一液晶显示元件用部件和第二液晶显示元件用部件彼此对置的状态下,可以具有密封部,所述密封部对上述第一液晶显示元件用部件和上述第二液晶显示元件用部件的外周进行密封。

上述树脂粒子可以用于液晶显示元件用周边密封剂。液晶显示元件具备第一液晶显示元件用部件、第二液晶显示元件用部件以及上述第一液晶显示元件用部件和上述第二液晶显示元件用部件彼此对置的状态下,密封上述第一液晶显示元件用部件和上述第二液晶显示元件用部件的外周的密封部。液晶显示元件包括在上述密封部内侧,设置于上述第一液晶显示元件用部件和上述第二液晶显示元件用部件之间的液晶。该液晶显示元件中,使用液晶滴落法,通过使用于液晶滴落方法的密封剂进行热固化来形成上述密封部。

图6是显示将本发明的树脂粒子用作液晶显示元件用间隔物的液晶显示元件的一个例子的剖面图。

图6所示的液晶显示元件81具有一对透明玻璃基板82。透明玻璃基板82在对置的表面上具有绝缘膜(未示出)。作为绝缘膜的材料,例如可列举:SiO2等。透明电极83形成于透明玻璃基板82的绝缘膜上。作为透明电极83的材料,可列举ITO等。透明电极83可以通过例如光刻法进行图案化来形成。在透明玻璃基板82的表面上的透明电极83上形成取向膜84。作为取向膜84的材料,可列举:聚酰亚胺等。

液晶85密封于一对透明玻璃基板82之间。多个树脂粒子11设置于一对透明玻璃基板82之间。树脂粒子11用作液晶显示元件用间隔物。一对透明玻璃基板82之间的距离由多个树脂粒子11限制。密封剂86设置于一对透明玻璃基板82的边缘部间。通过密封剂86防止液晶85向外部流出。密封剂86仅包含仅粒径与树脂粒子11不同的树脂粒子11A。

上述在液晶显示元件中,1mm2的液晶显示元件用间隔物的设置密度优选为10个/mm2以上,优选为1000个/mm2以下。上述设置密度为10个/mm2以上时,单元间隙更进一步均匀。上述设置密度为1000个/mm2以下时,液晶显示元件的对比度更进一步良好。

以下,通过实施例和比较例具体说明本发明。本发明不限于以下实施例。

(实施例1)

(1)树脂粒子的制备

作为种子粒子制备平均粒径为6.0μm的聚苯乙烯粒子。通过混合5.0重量份的上述聚苯乙烯粒子、900重量份的离子交换水和170重量份的5重量%的聚乙烯醇水溶液来制备混合溶液。通过超声波使上述混合液分散,然后置于可拆式烧瓶中并均匀搅拌。

另外,作为具有一个聚合性官能团且具有环状有机基团的第一聚合性化合物1制备甲基丙烯酸环己酯,制备丙烯酸异冰片酯作为具有一个聚合性官能团且具有环状有机基团的第一聚合性化合物2。此外,制备二乙烯基苯作为具有两个以上聚合性官能团并具有环状有机基团的第二聚合性化合物。

然后,将9重量份的聚四亚甲基二醇二丙烯酸酯、1重量份的二乙烯基苯、15重量份的甲基丙烯酸环己酯和75重量份的丙烯酸异冰片酯混合,得到混合物。向所得混合物中加入6.0重量份的过氧化苯甲酰(日油株式会社制造的“Nyper BW”),进一步加入1000重量份离子交换水以制备乳液。

将上述乳液进一步加入到可分离烧瓶中的上述混合液,搅拌16小时以使种子粒子吸收单体,从而得到含有单体发生了溶胀的种子粒子的悬浮液。

然后,添加510重量份的5重量%的聚乙烯醇水溶液,开始加热在85℃下进行反应10小时以得到树脂粒子。

(2)导电性粒子的制备

将得到的树脂粒子洗涤并进行分级操作,然后干燥。然后,通过无电解镀敷法在得到的树脂粒子表面上形成镍层,以制备导电性粒子。需要说明的是,镍层的厚度为0.1μm。

(3)导电材料(各向异性导电糊剂)的制备

为了制造导电材料(各向异性导电糊剂),准备以下材料。

(导电材料(各向异性导电糊剂)的材料)

热固性化合物A:环氧化合物(Nagase ChemteX Corporation制造的“EP-3300P”)

热固性化合物B:环氧化合物(DIC株式会社制造的“EPICLON HP-4032D”)热固性化合物C:环氧化合物(四日市合成株式会社制造的“Epogorsey PT”,聚四亚甲基二醇二缩水甘油醚)

热固化剂:热阳离子发生器(三新化学株式会社制造的Sansid“SI-60”)

填料:二氧化硅(平均粒径0.25μm)

如下制造导电材料(各向异性导电糊剂)。

(导电材料的制造方法(各向异性导电糊剂))

将10重量份的热固性化合物A、10重量份的热固性化合物B、15重量份的热固性化合物C、5重量份的热固性剂和20重量份的填料混合,得到混合物。并且添加加所得到的导电性粒子使得组合物100重量%中的含量为10重量%,然后使用行星式搅拌器以2000rpm搅拌5分钟,以得到导电材料(各异性导电糊剂)。

(4)连接结构体的制备

作为第一连接对象部件,制备在上表面上具有L/S为20μm/20μm的铝电极图案的玻璃基板。另外,作为第二连接对象部件,制备下表面上具有20μm/20μm的L/S的金电极图案(金电极厚度20μm)的半导体芯片。

将刚制备后的导电材料(各向异性导电糊剂)涂覆在上述玻璃基板的上表面上,并使得厚度为30μm,以形成导电材料(各向异性导电糊剂)层。然后,将上述半导体芯片叠层于导电材料(各向异性导电糊剂)层的上表面,使得电极以彼此对置进行叠层。此后,调节喷头的温度以使导电材料(各向异性导电糊剂)层的温度变为170℃,并且将压力加热头放置于半导体芯片的上表面,在170℃、1.0MPa和15秒钟的条件下使导电材料(各向异性导电糊剂)层固化,以得到连接结构体。

(实施例2)

制备树脂粒子时,将9重量份的聚丁二醇二丙烯酸酯变更为91重量份的甲基丙烯酸甲酯,将甲基丙烯酸环己酯的混合量从15重量份变更为5重量份,将丙烯酸异冰片酯的混合量从75重量份变为3重量份。除了上述变化之外,以与实施例1中相同的方式得到导电性粒子、导电材料和连接结构体。

(实施例3)

制备树脂粒子时将9重量份的聚四亚甲基二醇二丙烯酸酯改变为9重量份的2-甲基丙烯酰氧基乙基酸性磷酸酯,除此以外,以与实施例1相同的方式,得到了导电性粒子、导电材料以及连接结构体。

(实施例4)

制备树脂粒子时,将5重量份的甲基丙烯酸环己酯改变为5重量份的苯氧基乙二醇甲基丙烯酸酯,除此以外,以与实施例2相同的方式,得到了导电性粒子、导电材料以及连接结构体。

(实施例5)

制备树脂粒子时,将5重量份的甲基丙烯酸环己酯改变为5重量份的二环戊烯基丙烯酸酯,除此以外,以与实施例2相同的方式,得到了导电性粒子、导电材料以及连接结构体。

(实施例6)

制备树脂粒子时,将1重量份的二乙烯基苯改变为1重量份的三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯,除此以外,以与实施例1相同的方式,得到了导电性粒子、导电材料以及连接结构体。

(比较例1)

制备树脂粒子时,将聚四亚甲基二醇二丙烯酸酯的混合量从9重量份变为10重量份,不混合二乙烯基苯,除此以外,以与实施例1相同的方式,得到了导电性粒子、导电材料以及连接结构体。

(比较例2)

制备树脂粒子时,将9重量份的聚四亚甲基二醇二丙烯酸酯改变为94重量份的甲基丙烯酸甲酯,将甲基丙烯酸环己酯的配合量从15重量份变为5重量份,并且不混合丙烯酸异冰片酯,除此以外,以与实施例1相同的方式,得到了导电性粒子、导电材料以及连接结构体。

(比较例3)

制备树脂粒子时,将聚四亚甲基二醇二丙烯酸酯的混合量从9重量份变为50重量份,将丙烯酸异冰片酯的混合量从75重量份变为34重量份,除此以外,以与实施例1相同的方式,得到了导电性粒子、导电材料以及连接结构体。

(比较例4)

制备树脂粒子时,将15重量份的甲基丙烯酸环己酯改变为15重量份的苯氧基乙二醇甲基丙烯酸酯,除此之外,以与比较例1相同的方式,得到了导电性粒子、导电材料以及连接结构体。

(评价)

(1)来自第一聚合性化合物的结构的含量(WM)和来自第二聚合性化合物的结构的含量(WD)

从用于得到聚合物的第一聚合性化合物、第二聚合性化合物的混合量以及聚合后第一聚合性化合物和第二聚合性化合物的剩余量,求出发生了聚合的第一聚合性化合物和第二聚合性化合物,计算出得到树脂粒子的来自第一聚合性化合物的结构的含量(WM)以及来自第二聚合性化合物的结构的含量(WD)。计算来自第一聚合性化合物的结构的含量(WM)与来自第二聚合性化合物的结构的含量(WD)的重量比(WM/WD)。

(2)粒径

使用粒度分布测量装置(Beckman Coulter公司制造,“Multisizer 4”)测量所得树脂粒子的粒径(加热前的粒径),测定100000个树脂粒子的粒径,并通过算出平均值而求出。

然后,将用于测量粒径的树脂粒子在150℃下加热1000小时。通过上述方法测量加热1000小时后的树脂粒子的粒径。从得到的测定结果,算出加热后的树脂粒子的粒径与加热前的树脂粒子的粒径之比(加热后的树脂粒子的粒径/加热前的树脂粒子的粒径)。

(3)10%K值和30%K值

通过上述方法测量所得树脂粒子的10%K值和30%K值(加热前30%K值)。

然后,将用于测量30%K值的树脂粒子在150℃下加热1000小时。通过上述方法测量加热1000小时后树脂粒子的30%K值。从得到的测定结果,算出加热后的30%K值与加热前的30%K值(加热后30%K值/加热前30%K值)之比。

(4)60%压缩变形时的压缩恢复率

通过上述方法测量所得树脂粒子进行60%压缩变形时的压缩恢复率。

(5)镀敷状态

将得到的导电性粒子在150℃下加热1000小时。通过扫描电子显微镜观察50个加热后导电性粒子的镀敷状态。评价是否存在镀敷层破裂或镀敷层剥离等镀敷不均。根据以下标准判断镀敷状态。

[镀敷状态的判定标准]

○○:确认到镀敷不均的导电性粒子少于3个

○:确认到镀敷不均的导电性粒子为3个以上且少于6个

×:确认到镀敷不均的导电性粒子为6个以上

(6)连接强度

使用安装强度测量装置测量得到的连接结构体在260℃下的连接强度。根据以下标准确定连接强度。

[连接强度的判断标准]

○○:剪切强度为150N/cm2以上

○:剪切强度为100N/cm2以上且小于150N/cm2

×:剪切强度小于100N/cm2

(7)回弹

使用扫描电子显微镜观察得到的连接结构体的连接部处是否发生回弹。根据以下标准判断回弹。

[回弹的判断标准]

○:未发生回弹

×:发生回弹

(8)热循环特性(连接可靠性)

进行1000次下述冷热循环测试,所述冷热循环测试将得到的连接结构体从-65℃加热至150℃并冷却至-65℃的过程设为一个循环。使用超声波探伤仪(SAT)观察连接部上浮起或剥离的发生。基于以下标准判断热循环特性(连接可靠性)。

[冷热循环特性(连接可靠性)的判断标准]

○:连接部上没有浮起或剥落

×:连接部上存在浮起或剥落

结果显示于下表1、2、3中。

(9)作为液晶显示元件用间隔物的使用例

STN型液晶显示元件的制备:

在含有70重量份异丙醇和30重量份水的分散介质中,添加实施例1~6的液晶显示元件用间隔物(树脂粒子),并使得得到的间隔物分散液100重量%中的固态成分浓度为2重量%,进行搅拌以得到液晶显示元件用间隔物分散液。

在一对透明玻璃板(长50mm,宽50mm,厚0.4mm)的一个表面上,通过CVD法蒸镀形成SiO2膜,然后,通过溅射在SiO2膜表面的整体上形成ITO膜。在得到的ITO膜附着的玻璃基板上,通过旋涂法对聚酰亚胺取向膜组合物(日产化学株式会社制造,SE3510)进行涂布,通过在280℃下烧成90分钟来形成聚酰亚胺取向膜。对取向膜进行摩擦处理后,在一侧基板的取向膜侧上,对液晶显示元件用间隔物进行湿式分散,并使得1mm2中存在100个。在另一侧基板周围形成密封剂后,将该基板和分散有间隔物的基板相互对置,并使得摩擦方向为90°,使两者贴合。然后,通过在160℃下处理90分钟使密封剂固化,以得到空单元(没有液晶的屏幕)。将含有手性剂的STN型液晶(DIC公司制造)注入得到的空单元,然后用密封剂封闭入口并在120℃下热处理30分钟以得到STN液晶显示元件。

得到的液晶显示元件中,通过实施例1~6中的液晶显示元件用间隔物(树脂粒子)很好地对基板之间的间隔进行限制。此外,液晶显示元件显示出良好的显示质量。需要说明的是,实施例1~6的树脂粒子用作液晶显示元件用间隔物时,得到的液晶显示元件的显示质量良好。

符号说明

1...导电性粒子

2...导电部

11...树脂粒子

11A...树脂粒子

21...导电性粒子

22...导电部

22A...第一导电部

22B...第二导电部

31...导电性粒子

31a...突起

32...导电部

32a...突起

33...芯物质

34...绝缘性物质

41...连接结构体

42...第一连接对象部件

42a...第一电极

43...第二连接对象部件

43a第二电极

44...连接部

51...连接结构体

52...第一连接对象部件

53...第二连接对象部件

54...粘接层

61...间隙控制粒子

62...热固性成分

81...液晶显示元件

82...透明玻璃基板

83...透明电极

84...取向膜

85...液晶

86...密封剂

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