(57)【要約】      （修正有）【課題】微細なパターンを有する回路電極同士を接続するための異方性導電フィルムの提供。【解決手段】異方性導電フィルム６であって、剥離性基材１の上に絶縁性樹脂を含む基台層２を有し、基台層２の上に、１μｍ〜１００μｍの間隔で導電性ナノ粒子集合体であるバンプ３が配列され、バンプ３を覆うように絶縁性樹脂を含む被覆層４が基台層２上に形成されたものであり、かつ、剥離性基材１が基台層２に対して離型性を有する異方性導電フィルム。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異方性導電フィルムであって、
剥離性基材の上に絶縁性樹脂を含む基台層を有し、該基台層の上に、１μｍ〜１００μｍの間隔で導電性ナノ粒子集合体であるバンプが配列され、該バンプを覆うように絶縁性樹脂を含む被覆層が前記基台層上に形成されたものであり、かつ、前記剥離性基材が前記基台層に対して離型性を有するものであることを特徴とする異方性導電フィルム。
【請求項２】
前記バンプの平均直径が１μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の異方性導電フィルム。
【請求項３】
前記導電性ナノ粒子集合体が、一次粒子径１ｎｍ〜５００ｎｍの導電性ナノ粒子からなる集合体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の異方性導電フィルム。
【請求項４】
前記基台層の厚さが、前記バンプの平均直径の１％〜１００％であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の異方性導電フィルム。
【請求項５】
前記被覆層の厚さが、前記バンプの平均直径の１０１％〜５００％であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の異方性導電フィルム。
【請求項６】
前記基台層及び被覆層のうち、少なくともいずれか一方が絶縁性樹脂としてシリコーン樹脂を含むものであって、かつ、下記（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）成分を含むものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の異方性導電フィルム。
（Ａ）下記平均式（１）で示されるシリコーン樹脂
Ｒ１ａＲ２ｂＲ３ｃ（ＯＸ）ｄＳｉＯ（４−ａ−ｂ−ｃ―ｄ）／２          （１）
（式中、Ｒ１は炭素数６〜１２の１価芳香族炭化水素基であり、Ｒ２は炭素数１〜６の飽和炭化水素基であり、Ｒ３は炭素数２〜６のアルケニル基であり、Ｘは炭素数１〜６の一価炭化水素基、又は水素原子である。ａ、ｂ、ｃ及びｄは、それぞれａ≧０、ｂ＞０、ｃ＞０、及びｄ≧０であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１〜２を満たす数である。ただし１分子中にアルケニル基を少なくとも２個有する。）
（Ｂ）下記平均式（２）で示されるシリコーン樹脂
Ｒ１ｅＲ２ｆＨｇ（ＯＸ）ｈＳｉＯ（４−ｅ−ｆ−ｇ−ｈ）／２            （２）
（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＸは前記Ｒ１、Ｒ２及びＸと同様である。ｅ、ｆ、ｇ及びｈは、それぞれｅ≧０、ｆ＞０、ｇ＞０、及びｈ≧０であり、ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１〜２を満たす数である。ただし１分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも２個有する。）
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒
【請求項７】
前記シリコーン樹脂が２５℃で固体状であることを特徴とする請求項６に記載の異方性導電フィルム。
【請求項８】
異方性導電フィルムの製造方法であって、
（１）剥離性基材の上に絶縁性樹脂を含む組成物をコーティングして基台層を形成する工程、
（２）導電性ナノ粒子分散液に電圧を印加し、静電気力によってノズルから前記導電性ナノ粒子分散液を前記基台層に塗布することによって、前記基台層の上に導電性ナノ粒子集合体であるバンプを１μｍ〜１００μｍの間隔で配列させる工程、及び
（３）前記バンプの表面を覆うように絶縁性樹脂を含む組成物をコーティングすることによって、前記基台層上に被覆層を形成する工程、
を含むことを特徴とする異方性導電フィルムの製造方法。
【請求項９】
前記工程（１）と工程（２）の間に、前記基台層を硬化させる工程である（１）´工程を行うこと、及び／又は、前記工程（３）の後に前記被覆層を硬化させる工程である（３）´工程を行うことを特徴とする請求項８に記載の異方性導電フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性導電フィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等のフラットパネルディスプレイや精密機器の電子部品同士を接続する際には、はんだの代わりに異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）が使用されている。異方性導電フィルムは、導電粒子を含有する絶縁性樹脂から主に構成され、回路電極間に配置され加圧、加熱により圧着することで回路間の電気的接続を行うことができる。
【０００３】
特許文献１では、平均粒径１０μｍ、最大粒径１５μｍのスズ鉛半田粒子を含有するポリビニルブチラール樹脂とエポキシ樹脂の混合物を塗工することで異方性導電フィルムを作製している。特許文献２では、平均粒径２μｍのニッケル粒子をフェノキシ樹脂と混合し、塗工装置を用いて異方性導電フィルムを作製している。特許文献３では、平均粒子径２０μｍの銀メッキ樹脂粒子を絶縁性樹脂に混合し塗布することで異方性導電フィルムを作製している。特許文献４では、エポキシ樹脂層の上に平均粒径５〜１０μｍの銀粉末含有エポキシ樹脂を印刷し、その上にエポキシ樹脂をコーティングし、この銀粉末含有エポキシ樹脂の印刷とエポキシ樹脂のコーティングを繰り返すことで異方性導電フィルムを作製している。
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献に記載されているフィルムは、いずれもマイクロ粒子を樹脂と混合し塗工しているため、粒子同士の凝集が起こり、フィルムの平面方向の絶縁性を維持しながら１００μｍ以下の導電性領域を保持することは難しい。一方、粒子同士の凝集を防ぐために粒子濃度を下げると、フィルムの断面方向の導電性を保持することが難しくなる。このため微細なパターンを有する回路電極同士を電気的に接続することはできない。
【０００５】
特許文献５、６では導電粒子を格子状に配列し、少なくとも一方向において、隣接する配列の間隔に広狭を有する異方性導電フィルムが報告されている。この方法では、１カ所の電極を複数のマイクロ導電粒子で通電しており、かつバンプ間の距離が一定ではないため、微細なパターンを有する回路電極同士を接続するには不向きである。
【０００６】
特許文献７では導電粒子の粒子径よりも小さな孔をもつ多孔板を、導電粒子が入った容器の中に入れ、該多孔板で隔てられた、導電粒子が存在する側の逆側を減圧状態とすることで導電粒子を多孔板に捕捉し、異方性導電フィルムを作製している。しかしながら、粒子径よりも小さな孔をもつ多孔板を用意しなければならないため、粒子は必然的に大きくなり、また導電粒子が存在する側の逆側を減圧状態にする必要がある等、工程数が多くなるためにコストが極めて高くなってしまう。以上のように安価で導電粒子を規則的に配列することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１５４８５７号公報
【特許文献２】特開２００８−１１２７１３号公報
【特許文献３】特開２０１５−１４７８３２号公報
【特許文献４】特開２００３−１５１７１３号公報
【特許文献５】特開２０１６−０８５９３１号公報
【特許文献６】国際公開ＷＯ２０１６／１０４４６３号公報
【特許文献７】特開２００５−２０９４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、微細なパターンを有する回路電極同士を接続するための異方性導電フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために、本発明では、異方性導電フィルムであって、剥離性基材の上に絶縁性樹脂を含む基台層を有し、該基台層の上に、１μｍ〜１００μｍの間隔で導電性ナノ粒子集合体であるバンプが配列され、該バンプを覆うように絶縁性樹脂を含む被覆層が前記基台層上に形成されたものであり、かつ、前記剥離性基材が前記基台層に対して離型性を有するものである異方性導電フィルムを提供する。
【００１０】
このような異方性導電フィルムであれば、微細なパターンを有する回路電極同士を接続することができる。
【００１１】
また、前記バンプの平均直径が１μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【００１２】
このようなバンプの平均直径であれば、より確実に微細なパターンを有する回路電極同士を接続することができる。
【００１３】
また、前記導電性ナノ粒子集合体が、一次粒子径１ｎｍ〜５００ｎｍの導電性ナノ粒子からなる集合体であることが好ましい。
【００１４】
このような導電性ナノ粒子集合体であれば、所望の大きさのバンプを容易に形成することができる。
【００１５】
また、前記基台層の厚さが、前記バンプの平均直径の１％〜１００％であることが好ましい。
【００１６】
このような基台層の厚さであれば、剥離性基材が導電性ナノ粒子をはじくことなく、バンプを容易に配列させることができる。
【００１７】
また、前記被覆層の厚さが、前記バンプの平均直径の１０１％〜５００％であることが好ましい。
【００１８】
このような被覆層の厚さであれば、導電性ナノ粒子集合体が表面に露出しないため、導電性ナノ粒子の劣化を避けられ、また回路電極を押し付けた際、より確実に、電極とバンプが接することで電気的に接続することが可能である。
【００１９】
また、前記基台層及び被覆層のうち、少なくともいずれか一方が絶縁性樹脂としてシリコーン樹脂を含むものであって、かつ、下記（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）成分を含むものであることが好ましい。
（Ａ）下記平均式（１）で示されるシリコーン樹脂
Ｒ１ａＲ２ｂＲ３ｃ（ＯＸ）ｄＳｉＯ（４−ａ−ｂ−ｃ―ｄ）／２          （１）
（式中、Ｒ１は炭素数６〜１２の１価芳香族炭化水素基であり、Ｒ２は炭素数１〜６の飽和炭化水素基であり、Ｒ３は炭素数２〜６のアルケニル基であり、Ｘは炭素数１〜６の一価炭化水素基、又は水素原子である。ａ、ｂ、ｃ及びｄは、それぞれａ≧０、ｂ＞０、ｃ＞０、及びｄ≧０であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１〜２を満たす数である。ただし１分子中にアルケニル基を少なくとも２個有する。）
（Ｂ）下記平均式（２）で示されるシリコーン樹脂
Ｒ１ｅＲ２ｆＨｇ（ＯＸ）ｈＳｉＯ（４−ｅ−ｆ−ｇ−ｈ）／２            （２）
（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＸは前記Ｒ１、Ｒ２及びＸと同様である。ｅ、ｆ、ｇ及びｈは、それぞれｅ≧０、ｆ＞０、ｇ＞０、及びｈ≧０であり、ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１〜２を満たす数である。ただし１分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも２個有する。）
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒
【００２０】
このような異方性導電フィルムであれば、より耐熱性、耐光性に優れた異方性導電フィルムとすることができる。
【００２１】
また、前記シリコーン樹脂が２５℃で固体状であることが好ましい。
【００２２】
このようなシリコーン樹脂であれば、より製造作業性に優れた異方性導電フィルムとすることができる。
【００２３】
また、本発明では、異方性導電フィルムの製造方法であって、
（１）剥離性基材の上に絶縁性樹脂を含む組成物をコーティングして基台層を形成する工程、
（２）導電性ナノ粒子分散液に電圧を印加し、静電気力によってノズルから前記導電性ナノ粒子分散液を前記基台層に塗布することによって、前記基台層の上に導電性ナノ粒子集合体であるバンプを１μｍ〜１００μｍの間隔で配列させる工程、及び
（３）前記バンプの表面を覆うように絶縁性樹脂を含む組成物をコーティングすることによって、前記基台層上に被覆層を形成する工程、
を含む異方性導電フィルムの製造方法を提供する。
【００２４】
このような異方性導電フィルムの製造方法であれば、上記剥離性基材の上に絶縁性樹脂を含む基台層を有し、該基台層の上に、１μｍ〜１００μｍの間隔で導電性ナノ粒子集合体であるバンプが配列され、該バンプを覆うように絶縁性樹脂を含む被覆層が基台層上に形成されたものであり、かつ、剥離性基材が基台層に対して離型性を有するものである異方性導電フィルムを容易に製造することができる。
【００２５】
また、前記工程（１）と工程（２）の間に、前記基台層を硬化させる工程である（１）´工程を行うこと、及び／又は、前記工程（３）の後に前記被覆層を硬化させる工程である（３）´工程を行うことが好ましい。
【００２６】
このような異方性導電フィルムの製造方法であれば、より耐熱性、耐光性の高い異方性導電フィルムを容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明の異方性導電フィルムであれば、非常に微細なパターンを有する回路電極同士を電気的に接合でき、それによって電子機器の小型化、薄型化、軽量化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１において、剥離性基材に基台層を形成した後の断面の模式図である。
【図２】実施例１において、基台層の上に導電性ナノ粒子集合体であるバンプを形成した後の断面の模式図である。
【図３】実施例１において、バンプを形成した後に、被覆層を形成させた後の断面の模式図である。
【図４】実施例１で基台層に銀ナノ粒子を塗布した後の外観の写真の一例である。
【図５】実施例２で基台層に銀ナノ粒子を塗布した後の外観の写真の一例である。
【図６】実施例３で基台層に銀ナノ粒子を塗布した後の外観の写真の一例である。
【図７】実施例４で基台層に銀ナノ粒子を塗布した後の外観の写真の一例である。
【図８】実施例５で基台層に銀ナノ粒子を塗布した後の外観の写真の一例である。
【図９】実施例及び比較例において、通電試験の際に回路電極（マイクロＬＥＤ）を押し付けた後のフィルムの断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
上述のように、微細なパターンを有する回路電極同士を接続するための異方性導電フィルムの開発が求められていた。
【００３０】
本発明者らは上記目的を達成するため鋭意検討した結果、異方性導電フィルムであって、剥離性基材の上に絶縁性樹脂を含む基台層を有し、該基台層の上に、１μｍ〜１００μｍの間隔で導電性ナノ粒子集合体であるバンプが配列され、該バンプを覆うように絶縁性樹脂を含む被覆層が前記基台層上に形成されたものであり、かつ、前記剥離性基材が前記基台層に対して離型性を有するものである異方性導電フィルムを用いれば、微細なパターンを有する回路電極同士を電気的に接続することができることを見出し、本発明を成すに至った。
【００３１】
即ち、本発明は、異方性導電フィルムであって、剥離性基材の上に絶縁性樹脂を含む基台層を有し、該基台層の上に、１μｍ〜１００μｍの間隔で導電性ナノ粒子集合体であるバンプが配列され、該バンプを覆うように絶縁性樹脂を含む被覆層が前記基台層上に形成されたものであり、かつ、前記剥離性基材が前記基台層に対して離型性を有するものである異方性導電フィルムである。
【００３２】
以下、本発明の異方性導電フィルムについて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３３】
［剥離性基材］
本発明に使用される剥離性基材としては、後述の基台層及び被覆層を硬化又は半硬化した後、剥がすことができる基材であれば特に制限はなく、例えばフッ素系フィルム、離型剤で処理されたＰＥＴフィルム等が挙げられる。剥離性基材の厚さとしては特に制限はなく、目的に応じて選択できるが、１０μｍ〜１，０００μｍであることが好ましい。
【００３４】
なお、ここで「半硬化」とは、いわゆる「Ｂステージ状態」にあることを指し、後述の基台層に含まれる絶縁性樹脂が熱硬化性樹脂である場合においては、未硬化状態から加熱された後の、樹脂表面にはタック性がないが完全には硬化していない、中間的な状態を指すものである。
【００３５】
［基台層］
基台層は、絶縁性樹脂を含み、後述の導電性ナノ粒子集合体であるバンプを配列させるために使用されるものである。基台層がなければ、剥離性基材が導電性ナノ粒子をはじいてしまい、所望のバンプを形成することができない。
【００３６】
基台層に含まれる絶縁性樹脂としては、剥離性基材から剥がすことができるものであれば特に制限はなく、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、セルロース樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等の熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン・エポキシ樹脂、フェノール樹脂、パーフルオロポリエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられるが、耐熱性、耐光性を考慮すると、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂が好ましく、シリコーン樹脂がより好ましい。シリコーン樹脂の例としては、ＵＶ硬化型、熱硬化型、湿気硬化型シリコーン樹脂等が挙げられる。
【００３７】
基台層の厚さとしては、後述の導電性ナノ粒子集合体であるバンプの平均直径の１％〜１００％であることが好ましく、５％〜８０％であることがより好ましく、１０％〜５０％であることがさらに好ましい。このような範囲の基台層の厚さであれば、剥離性基材が導電性ナノ粒子をはじくことなく、バンプを容易に配列させることができる。
【００３８】
［導電性ナノ粒子］
本発明に使用される導電性ナノ粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば金属粒子、導電性高分子粒子、金属被覆粒子等が挙げられる。
【００３９】
金属粒子としては、例えば金、銀、銅、パラジウム、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタン、マンガン、亜鉛、タングステン、白金、鉛、錫等の金属単体、又は半田、鋼、ステンレス鋼等の合金が挙げられる。これらはそれぞれ１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。導電性高分子粒子としては、例えばカーボン、ポリアセチレンナノ粒子、ポリピロールナノ粒子等が挙げられる。金属被覆粒子としては、例えば樹脂粒子の表面を金属で被覆したものや、ガラスやセラミック等の無機物の表面を金属で被覆したものが挙げられる。表面の金属被覆方法としては、特に制限はなく、例えば無電解メッキ法、スパッタリング法等が挙げられる。
【００４０】
上述の導電性ナノ粒子は、回路電極と電気的に接続した際に導電性を有していればよい。例えば、粒子表面に絶縁被膜を施した粒子であっても、電気的に接続した際に粒子が変形し、金属粒子が露出するものであれば、導電性ナノ粒子である。
【００４１】
上述の導電性ナノ粒子の平均粒子径としては特に制限はないが、後述の平均直径１μｍ〜１００μｍの導電性ナノ粒子集合体であるバンプを形成するために１ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。より好ましくは５ｎｍ〜４００ｎｍ、さらに好ましくは１０ｎｍ〜３００ｎｍである。この範囲であれば後述のように、導電性ナノ粒子分散液を塗布した際に平均直径１μｍ〜１００μｍのバンプを形成しやすい。なお、ナノ粒子の平均粒子径は、例えば透過電子顕微鏡によって観測された粒子１００個の最大直径の平均値とすることができる。
【００４２】
［導電性ナノ粒子集合体であるバンプ］
導電性ナノ粒子集合体であるバンプの平均直径は１μｍ〜１００μｍであることが好ましいが、より好ましくは２μｍ〜５０μｍ、さらに好ましくは３μｍ〜２０μｍである。また上述のバンプは１μｍ〜１００μｍの間隔で配列されるが、より好ましくは２μｍ〜５０μｍ、さらに好ましくは３μｍ〜２０μｍである。なお、本発明において上述のバンプの平均直径とは、例えば光学顕微鏡によって観測されたバンプ１００個の最大直径の平均値とすることができる。また、バンプの間隔とは、例えば光学顕微鏡によって観測された任意の隣り合った２個のバンプ間の間隔の９９カ所の平均値とすることができる。
【００４３】
導電性ナノ粒子を基台層に塗布する方法としては特に制限はないが、上述のバンプを１μｍ〜１００μｍの間隔で配列させるために、静電気力によって導電性ナノ粒子分散液を塗布することが好ましい。ノズルから導電性ナノ粒子分散液を吸い上げ、該導電性ナノ粒子分散液に電圧を印加することによって、導電性ナノ粒子分散液に電荷が加わり、塗布した際に導電性ナノ粒子集合体同士が反発することを利用するものである。
【００４４】
［被覆層］
バンプを基台層上に配列した後、該バンプを覆うように絶縁性樹脂を含む被覆層を形成する。被覆層に含まれる絶縁性樹脂としては特に制限はなく、上述の基台層で挙げたものと同じものを例示することができる。具体的には、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、セルロース樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等の熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン・エポキシ樹脂、フェノール樹脂、パーフルオロポリエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられるが、耐熱性、耐光性を考慮すると、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂が好ましく、シリコーン樹脂がより好ましい。シリコーン樹脂の例としては、ＵＶ硬化型、熱硬化型、湿気硬化型シリコーン樹脂等が挙げられる。なお、被覆層に用いる絶縁性樹脂の種類は、上述の基台層に含まれる絶縁性樹脂と同じであっても異なっていてもよい。
【００４５】
被覆層の厚さは、上述のバンプの平均直径の１０１％〜５００％であることが好ましく、さらには１０１％〜３００％であることがより好ましい。この範囲内であれば、導電性ナノ粒子集合体が表面に露出しないため、導電性ナノ粒子の劣化を避けられ、また回路電極を押し付けた際、より確実に、電極とバンプが接することで電気的に接続することが可能である。
【００４６】
また、被覆層を形成した後、該被覆層の上に剥離性フィルムを貼り合せてもよい。剥離性フィルムとしてはフッ素系樹脂コートしたＰＥＴフィルム、シリコーン樹脂コートしたＰＥＴフィルム、フッ素系樹脂フィルム等が挙げられる。
【００４７】
以上のように、本発明の異方性導電フィルムであれば、微細なパターンを有する回路電極同士を接続するための異方性導電フィルムを提供することができる。
【００４８】
また、本発明では、異方性導電フィルムの製造方法であって、
（１）剥離性基材の上に絶縁性樹脂を含む組成物をコーティングして基台層を形成する工程、
（２）導電性ナノ粒子分散液に電圧を印加し、静電気力によってノズルから前記導電性ナノ粒子分散液を前記基台層に塗布することによって、前記基台層の上に導電性ナノ粒子集合体であるバンプを１μｍ〜１００μｍの間隔で配列させる工程、及び
（３）前記バンプの表面を覆うように絶縁性樹脂を含む組成物をコーティングすることによって、前記基台層上に被覆層を形成する工程、
を含む異方性導電フィルムの製造方法を提供する。
【００４９】
以下、本発明の異方性導電フィルムの製造方法について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５０】
［工程（１）］
工程（１）は、剥離性基材の上に絶縁性樹脂を含む組成物をコーティングして基台層を形成する工程である。
【００５１】
絶縁性樹脂を含む組成物には、上述の基台層に含まれる絶縁性樹脂の他に、任意の成分を配合することができ、例えば溶剤等を配合することができる。
【００５２】
基台層を成形する方法は、従来公知の方法に従えばよく、例えばフィルムコーター、熱プレス機等を使用することができる。フィルムコーターとしては、例えばダイレクトグラビアコーター、チャンバードクターコーター、オフセットグラビアコーター、ロールキスコーター、リバースキスコーター、バーコーター、ダイコーター、リバースロールコーター、スロットダイ、エアードクターコーター、正回転ロールコーター、ブレードコーター、ナイフコーター、含浸コーター、ＭＢコーター、及びＭＢリバースコーター等が挙げられる。また、後述のように、導電性ナノ粒子分散液を塗布する装置と同じ装置を用いて、ノズルからスプレーで塗布してもよい。
【００５３】
［（１）´工程］
（１）´工程は、前記基台層を硬化させる工程である。基台層に熱可塑性樹脂を使用する場合は、（１）´工程を行う必要はない。硬化させる方法としては特に限定はされないが、例えば、ＵＶ硬化、熱硬化、湿気硬化等の方法により硬化させることができる。
【００５４】
［工程（２）］
工程（２）は、導電性ナノ粒子分散液に電圧を印加し、静電気力によってノズルから前記導電性ナノ粒子分散液を前記基台層に塗布することによって、前記基台層の上に導電性ナノ粒子集合体であるバンプを１μｍ〜１００μｍの間隔で配列させる工程である。
【００５５】
［導電性ナノ粒子分散液］
導電性ナノ粒子分散液には、上述のような導電性ナノ粒子を用いることができる。導電性ナノ粒子分散液の分散媒としては、特に制限はなく、揮発性、極性、又は、例えば硬化性シリコーン樹脂を含む基台層への濡れ性等に応じて適宜選択することができる。例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、テルピネオール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテル−１−アセタート等のエステル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、蟻酸、酢酸等のカルボン酸、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、及び水等が挙げられ、中でもメタノール、エタノール、テルピネオール、水等を用いることが好ましい。これらはそれぞれ１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。導電性ナノ粒子分散液のナノ粒子の濃度は１０質量％〜８０質量％であることが好ましく、２０質量％〜７０質量％であればより好ましく、３０質量％〜６０質量％であればさらに好ましい。
【００５６】
さらに導電性ナノ粒子分散液はバインダーとして樹脂成分を含んでいても良く、該樹脂成分としては、例えばポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、セルロース樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらはそれぞれ１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。なお、バインダーとしてこれらの樹脂成分を含む場合には、ナノ粒子の固定化、密着性等の観点から基台層や被覆層と同一の樹脂を用いることが好ましい。
【００５７】
樹脂を含む導電性ナノ粒子分散液とする場合、粘度は特に制限はないが、静電気力によってノズルから塗布するために１０，０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、５，０００ｍＰａ・ｓ以下であればより好ましく、１，０００ｍＰａ・ｓ以下であればさらに好ましい。なお、本明細書中で粘度とは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１７−１：１９９９に記載の方法で、回転粘度計を用いて２５℃で測定した値を指す。
【００５８】
［塗布］
導電性ナノ粒子分散液を塗布するために使用する装置は、静電気力によって導電性ナノ粒子分散液を塗布するもとする。ノズルから導電性ナノ粒子分散液を吸い上げ、該導電性ナノ粒子分散液に電圧を印加することによって塗布する。装置としては、例えば特開２００９−０１６４９０号公報、特開２０１４−１２０４９０号公報に挙げられているものを用いることができる。
【００５９】
ノズルの形状としては、特に制限はないが、導電性ナノ粒子分散液に均一に電圧を印加するために、円形状であることが好ましい。
【００６０】
ノズルの径としては、特に制限はないが、１μｍ以上かつ１００μｍ未満のバンプを形成するために、好ましくは１μｍ〜３００μｍ、より好ましくは３μｍ〜２００μｍ、さらに好ましくは５μｍ〜１００μｍである。この範囲内であれば、１μｍ〜１００μｍのバンプを容易に塗布することができる。
【００６１】
印加する電圧は、特に制限はないが、好ましくは１，０００Ｖ〜１０，０００Ｖ、より好ましくは１，５００Ｖ〜８，０００Ｖ、さらに好ましくは２，０００Ｖ〜５，０００Ｖである。またノズルの先端部と上述の剥離性基材との距離は例えば１０μｍ〜３，０００μｍ、好ましくは２０μｍ〜２，０００μｍである。
【００６２】
［工程（３）］
工程（３）は、前記バンプの表面を覆うように絶縁性樹脂を含む組成物をコーティングすることによって、前記基台層上に被覆層を形成する工程である。
【００６３】
絶縁性樹脂を含む組成物には、上述の被覆層に含まれる絶縁性樹脂の他に、任意の成分を配合することができ、例えば溶剤等を配合することができる。
【００６４】
被覆層を成形する方法は、従来公知の方法に従えばよく、例えばフィルムコーター、熱プレス機等を使用することができる。フィルムコーターとしては、例えばダイレクトグラビアコーター、チャンバードクターコーター、オフセットグラビアコーター、ロールキスコーター、リバースキスコーター、バーコーター、ダイコーター、リバースロールコーター、スロットダイ、エアードクターコーター、正回転ロールコーター、ブレードコーター、ナイフコーター、含浸コーター、ＭＢコーター、及びＭＢリバースコーター等が挙げられる。また、上述のように、導電性ナノ粒子分散液を塗布する装置と同じ装置を用いて、ノズルからスプレーで塗布してもよい。
【００６５】
［（３）´工程］
（３）´工程は、前記被覆層を硬化させる工程である。被覆層に熱可塑性樹脂を使用する場合は、（３）´工程を行う必要はない。硬化させる方法としては特に限定はされないが、例えば、ＵＶ硬化、熱硬化、湿気硬化等の方法により硬化させることができる。
【００６６】
このように、本発明の異方性導電フィルムの製造方法であれば、剥離性基材の上に絶縁性樹脂を含む基台層を有し、該基台層の上に、１μｍ〜１００μｍの間隔で導電性ナノ粒子集合体であるバンプが配列され、該バンプを覆うように絶縁性樹脂を含む被覆層が基台層上に形成されたものであり、かつ、剥離性基材が基台層に対して離型性を有するものである異方性導電フィルムを容易に製造することができる。
【実施例】
【００６７】
以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００６８】
以下の実施例において重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって、ポリスチレンを標準物質として、以下の条件で測定した値である。また、以下の合成例において、Ｍｅはメチル基、Ｐｈはフェニル基、Ｖｉはビニル基を示す。
【００６９】
［測定条件］
展開溶媒：ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）
流量：０．６ｍＬ／ｍｉｎ
検出器：示差屈折率検出器（ＲＩ）
カラム：ＴＳＫ  Ｇｕａｒｄｃｏｌｏｍｎ  ＳｕｐｅｒＨ−Ｌ
ＴＳＫｇｅｌ  ＳｕｐｅｒＨ４０００（６．０ｍｍＩ．Ｄ．×１５ｃｍ×１）
ＴＳＫｇｅｌ  ＳｕｐｅｒＨ３０００（６．０ｍｍＩ．Ｄ．×１５ｃｍ×１）
ＴＳＫｇｅｌ  ＳｕｐｅｒＨ２０００（６．０ｍｍＩ．Ｄ．×１５ｃｍ×２）
（いずれも東ソー社製）
カラム温度：４０℃
試料注入量：２０μＬ（濃度０．５重量％のＴＨＦ溶液）
【００７０】
［合成例１］
アルケニル基含有オルガノポリシロキサンの合成
フェニルトリクロロシラン１１４２．１ｇ（８７．１ｍｏｌ％）、ＣｌＭｅ２ＳｉＯ（Ｍｅ２ＳｉＯ）３３ＳｉＭｅ２Ｃｌ  ５２９ｇ（３．２ｍｏｌ％）、及びジメチルビニルクロロシラン７２．４ｇ（９．７ｍｏｌ％）をトルエン溶剤に溶解後、水中に滴下し、共加水分解し、更に水洗、アルカリ洗浄にて中和、脱水後、溶剤をストリップし、２５℃で固体状のフェニル基含有ビニルシリコーンレジンＡ１を得た。重量平均分子量は６３，０００であった。
【００７１】
［合成例２］
オルガノハイドロジェンポリシロキサンの合成
フェニルトリクロロシラン１１４２．１ｇ（８７．１ｍｏｌ％）、ＣｌＭｅ２ＳｉＯ（Ｍｅ２ＳｉＯ）３３ＳｉＭｅ２Ｃｌ  ５２９ｇ（３．２ｍｏｌ％）、及びメチルジクロロシラン６９ｇ（９．７ｍｏｌ％）をトルエン溶剤に溶解後、水中に滴下し、共加水分解し、更に水洗、アルカリ洗浄にて中和、脱水後、溶剤をストリップし、２５℃で固体状のフェニル基含有ハイドロジェンシリコーンレジンＢ１を得た。重量平均分子量は５８，０００であった。
【００７２】
導電性ナノ粒子分散液の調製
［調製例１］
銀ナノインク（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、濃度：３０ｗｔ％、メジアン径：７０ｎｍ）１０ｇ、合成例１で合成したビニルシリコーンレジンＡ１を１ｇ、合成例２で合成したハイドロジェンシリコーンレジンＢ１を１ｇ、白金（０）−１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンコンプレックス（白金濃度１質量％）２ｍｇ、エチニルシクロヘキサノール６ｍｇ、トルエン１ｇを混合し、銀ナノ粒子分散液（２３ｗｔ％、粘度：２００ｍＰａ・ｓ）を得た。
【００７３】
［調製例２］
銀ナノ粒子分散液ＮＡＧ−２５Ｔ（大研化学工業社製、濃度：５０ｗｔ％、メジアン径：３０ｎｍ）１０ｇ、合成例１で合成したビニルシリコーンレジンＡ１を１ｇ、合成例２で合成したハイドロジェンシリコーンレジンＢ１を１ｇ、白金（０）−１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンコンプレックス（白金濃度１質量％）２ｍｇ、エチニルシクロヘキサノール６ｍｇを混合し、銀ナノ粒子分散液（４２ｗｔ％、粘度：６００ｍＰａ・ｓ）を得た。
【００７４】
［調製例３］
銀ナノ粒子水分散液ＮＡＧ−２８（大研化学工業社製、濃度：２５ｗｔ％、メジアン径：３０ｎｍ）１０ｇを減圧濃縮し、銀ナノ粒子分散液（８０ｗｔ％、粘度：２，０００ｍＰａ・ｓ）を得た。
【００７５】
［調整例４］
銀ナノ粒子水分散液ＮＡＧ−２８（大研化学工業社製、濃度：２５ｗｔ％、メジアン径：３０ｎｍ）１０ｇにテルピネオールを２４０ｇ加え、銀ナノ粒子分散液（１ｗｔ％、粘度：３ｍＰａ・ｓ）を得た。
【００７６】
［比較調製例１］
合成例１で合成したビニルシリコーンレジンＡ１を１０ｇ、合成例２で合成したハイドロジェンシリコーンレジンＢ１を１０ｇ、白金（０）−１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンコンプレックス（白金濃度１質量％）０．０２ｇ、エチニルシクロヘキサノール０．０６ｇ、トルエン５ｇ、銀ナノ粒子（アズワン社製、メジアン径：３０ｎｍ）１０ｇを混合し、銀ナノ粒子ペースト（２９ｗｔ％）を得た。
【００７７】
［比較調製例２］
合成例１で合成したビニルシリコーンレジンＡ１を１０ｇ、合成例２で合成したハイドロジェンシリコーンレジンＢ１を１０ｇ、白金（０）−１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンコンプレックス（白金濃度１質量％）０．０２ｇ、エチニルシクロヘキサノール０．０６ｇ、銀ナノ粒子（アズワン社製、メジアン径：３０ｎｍ）５０ｇを混合し、銀ナノ粒子ペースト（７１ｗｔ％）を得た。
【００７８】
異方性導電フィルムの製造
［実施例１］
合成例１で合成したビニルシリコーンレジンＡ１を１００ｇ、合成例２で合成したハイドロジェンシリコーンレジンＢ１を１００ｇ、白金（０）−１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンコンプレックス（白金濃度１質量％）０．２ｇ、エチニルシクロヘキサノール０．６ｇ、トルエン５０ｇを混合してオルガノポリシロキサン組成物１を調製した。図１のように、自動塗工装置ＰＩ−１２１０（テスター産業社製）を用いて、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）フィルム（剥離性基材１）の上にオルガノポリシロキサン組成物１を塗布し、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ１５μｍを有する膜状に成形した。その後、１００℃×３０分加熱することでトルエンを揮発させ、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ１０μｍの２５℃で固体状、ガラス転移点４０℃の基台層２を形成した。次に、静電噴霧／塗布実験機（アピックヤマダ社製）を用いて、調製例１で作製した銀ナノ粒子分散液を基台層２の上に塗布した（ノズル径：２５μｍ、印加電圧：２，０００Ｖ、基台層までの距離：２０μｍ）（図２参照）。銀ナノ粒子集合体であるバンプ３の平均直径は２０μｍ、平均間隔は４０μｍであった（図４参照）。次に図３のように、バンプの被覆層４として、基台層２と同じオルガノポリシロキサン組成物１を自動塗工装置ＰＩ−１２１０を用いて塗布し、加熱することでトルエンを揮発させ、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ３０μｍの被覆層４を形成し、異方性導電フィルム６を得た。
【００７９】
［実施例２］
実施例１と同様にして厚さ５μｍの基台層２を作製し、静電噴霧／塗布実験機を用いて、調製例２で作製した銀ナノ粒子分散液を基台層２の上に塗布した（ノズル径：１５μｍ、印加電圧：４，０００Ｖ、基台層までの距離：１００μｍ）。バンプ３の平均直径は１０μｍ、平均間隔は３０μｍであった（図５参照）。次いで、実施例１と同様の方法で、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ３０μｍの被覆層４を形成し、異方性導電フィルム６を得た。
【００８０】
［実施例３］
実施例１と同様にして厚さ２５μｍの基台層２を作製し、静電噴霧／塗布実験機を用いて、調製例３で作製した銀ナノ粒子分散液を基台層２の上に塗布した（ノズル径：４０μｍ、印加電圧：５，０００Ｖ、基台層までの距離：１００μｍ）。バンプ３の平均直径は３０μｍ、平均間隔は３０μｍであった（図６参照）。次いで、実施例１と同様の方法で、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ５０μｍの被覆層４を形成し、異方性導電フィルム６を得た。
【００８１】
［実施例４］
エポキシ樹脂ＨＢ‐ＥＰ１００ＣＬ（ＨＵＣＫＬＥＢＯＲＮ社製）を基台層２とすること以外は実施例１と同様にして厚さ２０μｍ、ガラス転移点１００℃の基台層２を作製し、静電噴霧／塗布実験機を用いて、調製例３で作製した銀ナノ粒子分散液を基台層２の上に塗布した（ノズル径：７０μｍ、印加電圧：３，０００Ｖ、基台層までの距離：２００μｍ）。バンプ３の平均直径は１００μｍ、平均間隔は９０μｍであった（図７参照）。次いで、ＨＢ‐ＥＰ１００ＣＬを被覆層４とすること以外は実施例１と同様の方法で、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ１５０μｍの被覆層４を形成し、異方性導電フィルム６を得た。
【００８２】
［実施例５］
ポリイミド樹脂ユピア−ＡＴ（宇部興産社製）を基台層２とすること以外は実施例１と同様にして厚さ３μｍ、ガラス転移点２７０℃の基台層２を作製し、静電噴霧／塗布実験機を用いて、調製例４で作製した銀ナノ粒子分散液を基台層２の上に塗布した（ノズル径：１０μｍ、印加電圧：５，０００Ｖ、基台層までの距離：１０μｍ）。バンプ３の平均直径は４μｍ、平均間隔は３μｍであった（図８参照）。次いで、ユピア−ＡＴを被覆層４とすること以外は実施例１と同様の方法で、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ１０μｍの被覆層４を形成し、異方性導電フィルム６を得た。
【００８３】
［比較例１］
自動塗工装置ＰＩ−１２１０を用いて、ＥＴＦＥフィルム上に比較調製例１で作製した銀ナノペーストを塗布し、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ３０μｍを有する膜状に成形した。その後、１００℃×３０分加熱することでトルエンを揮発させ、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ２５μｍを有する異方性導電フィルムを得た。
【００８４】
［比較例２］
隣接する配列の間隔に広狭を有する、厚さ５０μｍの格子状の配列パターンを有する金型を作製し、公知の透明性樹脂のペレットを溶融させた状態で金型に流し込み、冷やして固めることで、凹部が広狭を有する格子状の配列パターンの樹脂型を形成した。この樹脂型の凹部に比較調製例２で調製した銀ナノペーストを充填し、その上にＥＴＦＥフィルムを被せ、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ５０μｍを有する膜状に成形し、異方性導電フィルムを得た。
【００８５】
［比較例３］
実施例１と同様にして厚さ２０μｍの基台層を作製し、静電噴霧／塗布実験機を用いて、調製例３で作製した銀ナノ粒子分散液を基台層の上に塗布した（ノズル径：７０μｍ、印加電圧：５，０００Ｖ、基台層までの距離：５００μｍ）。バンプの平均直径は１００μｍ、平均間隔は２００μｍであった。次いで、実施例１と同様の方法で、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ１５０μｍの被覆層を形成し、異方性導電フィルムを得た。
【００８６】
［比較例４］
実施例１と同様にして厚さ５００ｎｍの基台層を作製し、静電噴霧／塗布実験機を用いて、調製例４で作製した銀ナノ粒子分散液を基台層の上に塗布した（ノズル径：３μｍ、印加電圧：５，０００Ｖ、基台層までの距離：１μｍ）。バンプの平均直径は１μｍ、平均間隔は７００ｎｍであった。次いで、実施例１と同様の方法で、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ及び厚さ１μｍの被覆層を形成し、異方性導電フィルムを得た。
【００８７】
バンプの平均直径の計測
基台層上に配列したバンプの平均直径は、半導体／ＦＰＤ検査顕微鏡ＭＸ６１（Ｏｌｙｍｐｕｓ社製）にて計測した。結果を表１に示す。
【００８８】
バンプの平均間隔の計測
基台層上に配列したバンプの平均間隔は、半導体／ＦＰＤ検査顕微鏡ＭＸ６１（Ｏｌｙｍｐｕｓ社製）にて計測した。結果を表１に示す。
【００８９】
通電試験
実施例１〜５、比較例１〜４で得られたフィルムから剥離基材を剥がした後、フィルム上に、ピックアンドプレイスを用いて、５０μｍ×５０μｍ及び厚さ２０μｍのマイクロＬＥＤを押し付け、図９のフィルムの断面の模式図に示すように、マイクロＬＥＤ５がフィルムに押し付けられた状態とした。その後ダイシングし、基板に実装して通電させ、点灯した数を計測した。結果を表１に示す。
【００９０】
【表１】
2019067693.tif 000003
【００９１】
表１に示す通り、本発明の異方性導電フィルムは、従来の異方性導電フィルムと異なり、マイクロＬＥＤのような微細な電極を持つ半導体装置に対してもショートすることなく、通電を確保することができる。
【００９２】
一方、本発明の異方性導電フィルムでない比較例１及び比較例２では通電を確保することができなかった。比較例３では、バンプの平均間隔が広すぎるために、通電を確保することができなかった。比較例４では、バンプの平均間隔が狭すぎるために、マイクロＬＥＤのアノードとカソードの両方と接し、ショートした。
【００９３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００９４】
１…剥離性基材、  ２…基台層、  ３…バンプ、  ４…被覆層、  ５…回路電極（マイクロＬＥＤ）、  ６…異方性導電フィルム。
【図１】
2019067693.tif 000004
【図２】
2019067693.tif 000005
【図３】
2019067693.tif 000006
【図４】
2019067693.tif 000007
【図５】
2019067693.tif 000008
【図６】
2019067693.tif 000009
【図７】
2019067693.tif 000010
【図８】
2019067693.tif 000011
【図９】
2019067693.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月3日(2018.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
印加する電圧は、特に制限はないが、好ましくは１，０００Ｖ〜１０，０００Ｖ、より好ましくは１，５００Ｖ〜８，０００Ｖ、さらに好ましくは２，０００Ｖ〜５，０００Ｖである。またノズルの先端部と上述の基台層との距離は例えば１０μｍ〜３，０００μｍ、好ましくは２０μｍ〜２，０００μｍである。