(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子と、分散媒に可溶な樹脂を含有する被覆物質と、分散媒とを混合して混合物を調製後、前記混合物をインクジェット方式を用いて噴霧することにより微粒子に被覆層を形成する微粒子の被覆方法であって、
前記微粒子は、平均粒子径が０．５〜１０００μｍ、アスペクト比が２未満、ＣＶ値が４０％以下である
ことを特徴とする微粒子の被覆方法。
【請求項２】
微粒子は、アスペクト比が１．５未満、ＣＶ値が２５％以下であることを特徴とする請求項１記載の微粒子の被覆方法。
【請求項３】
分散媒を揮発させて取り除くことを特徴とする請求項１又は２記載の微粒子の被覆方法。
【請求項４】
被覆層の厚さは、微粒子の平均粒子径の１／１０００〜２倍であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微粒子の被覆方法。
【請求項５】
微粒子は、平均粒子径が１〜１００μｍ、アスペクト比が１．２未満、ＣＶ値が１５％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の微粒子の被覆方法。
【請求項６】
微粒子が、請求項１〜５のいずれか１項に記載の微粒子の被覆方法を用いて被覆されたことを特徴とする被覆微粒子。
【請求項７】
平均粒子径が０．６〜２０００μｍ、アスペクト比が２未満、ＣＶ値が４０％以下であることを特徴とする請求項６記載の被覆微粒子。
【請求項８】
微粒子は、少なくとも表面が導電性を有する導電性微粒子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の微粒子の被覆方法。
【請求項９】
微粒子は、少なくとも表面が導電性を有する導電性微粒子であることを特徴とする請求項６又は７に記載の被覆微粒子。
【請求項１０】
導電性微粒子は、その核を構成する材料が高分子であることを特徴とする請求項９記載の被覆微粒子。
【請求項１１】
導電性微粒子は、その核を構成する材料が金属であることを特徴とする請求項９記載の被覆微粒子。
【請求項１２】
導電性微粒子は、その表面が金属被覆されたものであることを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の被覆微粒子。
【請求項１３】
導電性微粒子は、その表面が金メッキされたものであることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の被覆微粒子。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか１項に記載の被覆微粒子がバインダー樹脂中に分散していることを特徴とする異方性導電接着剤。
【請求項１５】
基板又は電気部品を構成する電極部同士が、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の被覆微粒子を介して貼り合わされ、かつ、前記被覆微粒子の被覆層が加熱及び加圧によって流動することにより、前記被覆微粒子の導電材料と前記電極部とが接触し、前記電極部同士の導通が図られていることを特徴とする導電接続構造体。
【請求項１６】
基板又は電気部品を構成する電極部同士が、請求項１４記載の異方性導電接着剤を介して貼り合わされ、かつ、前記異方性導電接着剤中の被覆微粒子の被覆層が加熱及び加圧によって流動することにより、前記被覆微粒子の導電材料と前記電極部とが接触し、前記電極部同士の導通が図られていることを特徴とする導電接続構造体。
【請求項１７】
微粒子は、被覆層より硬いことを特徴とする請求項６又は７に記載の被覆微粒子。
【請求項１８】
請求項１７記載の被覆微粒子からなることを特徴とする液晶表示素子用スペーサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微粒子の被覆方法、及び、該微粒子の被覆方法を用いて被覆された被覆微粒子、微細電極間の接続に用いられる被覆微粒子、異方性導電接着剤、及び、導電接続構造体、並びに、該被覆微粒子からなる液晶表示素子用スペーサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、微粒子の被覆方法としては、界面重合法、微粒子存在下での懸濁重合、乳化重合等の化学的方法；スプレードライ、ハイブリダイゼーション、静電付着法、噴霧法、ディッピング、真空蒸着等の物理的、機械的方法等があった。
しかしながら、これらの被覆方法は、作業が煩雑である、被覆されない粒子が多量に発生するため、効率が悪い、多重粒子が発生する、粒子間で被覆の厚さが大幅に異なる、膜厚制御が困難である、大量生産に不向きである等の問題点があった。
【０００３】
また、液晶ディスプレイ、パーソナルコンピュータ、携帯通信機器等のエレクトロニクス製品において、半導体素子等の小型電気部品を基板に電気的に接続したり、基板同士を電気的に接続するため、いわゆる異方性導電材料といわれるものが使用されており、異方性導電材料のなかでは、導電性微粒子をバインダー樹脂に混合した異方性導電接着剤が広く用いられている。
【０００４】
上記異方性導電接着剤に用いられる導電性微粒子としては、有機基材粒子又は無機基材粒子の表面に金属メッキを施したものや金属粒子が用いられてきた。このような導電性微粒子は、例えば、特公平６−９６７７１号公報、特開平４−３６９０２号公報、特開平４−２６９７２０号公報、特開平３−２５７７１０号公報等に開示されている。
【０００５】
また、このような導電性微粒子をバインダー樹脂と混ぜ合わせてフィルム状又はペースト状にした異方性導電接着剤は、例えば、特開昭６３−２３１８８９号公報、特開平４−２５９７６６号公報、特開平３−２９１８０７号公報、特開平５−７５２５０号公報等に開示されている。
しかし、このような異方性導電材料は、導電性微粒子の基材粒子として電気的絶縁材料が用いられていることから、接続時の電気容量が小さいという問題点があった。
【０００６】
近年、電子機器や電子部品が小型化するにともない、基板等の配線がより微細になり、接続部の電気抵抗が大きくなる傾向にある。更に、最近開発されているプラズマディスプレイ用途等の素子は、大電流駆動タイプとなっており大電流対応が必要とされてきている。この電気容量の問題を解決する手段としては、導電性微粒子の濃度を上げる方法があり、この方法では電極と導電性微粒子とが接触する確率が高くなり、導通不良が起こりにくく信頼性も上がるが、導電性微粒子の濃度を上げると、隣接する電極間でのリークが発生しやすくなるという問題点があった。
【０００７】
表示体用のスペーサ、特に、液晶表示素子用スペーサとしては、従来、粒子径の均一な高分子材料やシリカ等からなるものが用いられてきたが、これらの液晶表示素子用スペーサは、柔らかすぎると圧力がかかった際に潰れ易いため、ギャップを保持することができず、硬すぎると接触する配向膜等を傷つけるという問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、作業性がよく、被覆されない微粒子が発生しないため効率がよく、多重粒子が発生しにくく、容易に被覆層の厚さを制御でき、大量に微粒子を被覆でき、粒子間で被覆層の厚さを均一にすることができる微粒子の被覆方法、及び、該微粒子の被覆方法を用いて被覆された被覆微粒子を提供することを目的とする。
また、本発明は、接続抵抗が低く、接続時の電気容量が大きく、接続が安定していて、リーク現象を起こさない微細電極間の接続に用いられる被覆微粒子、異方性導電接着剤、及び、導電接続構造体を提供することを目的とする。
更に、本発明は、潰れにくく、接触する部材を傷めない液晶表示素子用スペーサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、微粒子と、分散媒に可溶な樹脂を含有する被覆物質と、分散媒とを混合して混合物を調製後、上記混合物をインクジェット方式を用いて噴霧することにより微粒子に被覆層を形成する微粒子の被覆方法であって、上記微粒子は、平均粒子径が０．５〜１０００μｍ、アスペクト比が２未満、ＣＶ値が４０％以下であることを特徴とする微粒子の被覆方法である。
以下に、本発明を詳述する。
【００１０】
本発明の微粒子の被覆方法においては、先ず、微粒子と被覆物質とを混合して混合物を調製する。
上記微粒子の平均粒子径は、０．５〜１０００μｍである。
平均粒子径が０．５μｍ未満では、被覆層の厚さが厚くなりすぎたり、微粒子を含まない空粒子や多重粒子が多数発生する場合があり、１０００μｍを超えると、インクジェット方式を用いて噴霧した際に、微粒子がノズルに詰まる場合があるため上記範囲に限定される。
好ましくは１〜１００μｍであり、より好ましくは３〜４０μｍであり、更に好ましくは５〜２０μｍである。
上記平均粒子径は、任意の微粒子３００個を電子顕微鏡で観察することにより得られる値である。
【００１１】
上記微粒子のアスペクト比は２未満である。
アスペクト比が２以上では、粒子径が不揃いとなるため、微粒子を含まない空粒子や多重粒子が多数発生したり、被覆層の厚さが不均一になるため上記範囲に限定される。
好ましくは１．５未満であり、より好ましくは１．２未満であり、更に好ましくは１．１未満であり、特に好ましくは１．０５未満である。
上記アスペクト比とは、任意の微粒子３００個を電子顕微鏡で観察することにより得られる微粒子の平均長径を平均短径で割った値である。
【００１２】
上記微粒子は、ＣＶ値が４０％以下である。
ＣＶ値が４０％を超えると、粒子径が不揃いとなるため、微粒子を含まない空粒子や多重粒子が多数発生したり、被覆層の厚さが不均一になるため上記範囲に限定される。
好ましくは２５％以下であり、より好ましくは１５％以下であり、更に好ましくは１０％以下であり、特に好ましくは５％以下である。
【００１３】
上記ＣＶ値とは、下記の式（１）；
ＣＶ値（％）＝（σ／Ｄｎ）×１００・・・・（１）
（式中、σは、粒子径の標準偏差を表し、Ｄｎは、数平均粒子径を表す）で表される値である。上記標準偏差及び上記数平均粒子径は、微粒子３００個を電子顕微鏡で観察することにより得られる値である。
【００１４】
上記微粒子の材質としては特に限定されず、例えば、樹脂、有機物、無機物、これらの化合物や混合物等が挙げられる。
上記樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール等の線状又は架橋高分子重合体；エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体、ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体、ジアリルフタレート重合体、トリアリルイソシアヌレート重合体等の架橋構造を有する樹脂等が挙げられる。
また、上記微粒子は、少なくとも表面が導電性を有する導電性微粒子であってもよい。
【００１５】
上記被覆物質としては特に限定されず、例えば、樹脂、低融点金属等が挙げられる。
上記樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／アクリル酸エステル共重合体等のポリオレフィン類；ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート、ポリブチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート重合体又は共重合体；ポリスチレン、スチレン／アクリル酸エステル共重合体、ＳＢ型スチレン／ブタジエンブロック共重合体、ＳＢＳ型スチレン／ブタジエンブロック共重合体、これらの水添加物等のブロックポリマー；ビニル系重合体又は共重合体等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、これらの混合物等が挙げられる。
【００１６】
上記低融点金属としては特に限定されず、例えば、はんだ等が挙げられる。
これら樹脂や低融点金属は、単独で用いてもよいし、２種以上のものを併用してもよい。また、下記する他の被覆物質と併用してもよい。
他の被覆物質としては、例えば、有機物、無機物、これらの化合物や混合物、金属等が挙げられる。
これらの被覆物質のなかでは、被覆層が割れたり、剥がれ落ちたりしにくい点から、樹脂が用いられ、後述する分散媒を用いるので、分散媒に可溶な樹脂が用いられる。
また、上記被覆層に樹脂強度が必要であるので、分散媒に可溶な樹脂を用いて被覆層を形成した後に、架橋等の方法により不溶性にしてもよい。
【００１７】
上記混合物は、微粒子と被覆物質と分散媒とを混合して調製される。
上記分散媒としては、混合物を調製する際に液状のものであれば特に限定されず、例えば、溶剤ハンドブック（講談社）等に記載されている通常の有機溶媒、水、無機溶媒、これらの混合物や化合物等が挙げられる。
上記分散媒は、本発明の微粒子の被覆方法においては、揮発させて取り除くのが好ましい。
分散媒を揮発させる方法としては特に限定されず、例えば、加熱しながら、被覆粒子を空中に噴霧する方法等が挙げられる。
【００１８】
上記分散媒は、充分な脱気が可能であり、形成する被覆層が発泡しにくい点から適度な揮発性をもつものが好ましい。そのため、上記分散媒の沸点は、分散媒を揮発させる気圧での沸点が４０〜１５０℃のものが好ましく、６０℃〜１２０℃のものがより好ましい。
沸点が４０℃未満では、分散媒の揮発が急激に起こるため、被覆層が発泡しやすく、１５０℃を超えると、充分に脱気できないことがある。
【００１９】
上記混合物を調製する際に、上記微粒子の比重は、分散媒の比重との差が２以下のものが好ましい。
微粒子の比重と分散媒の比重との差が２を超えると、微粒子が分散媒中で沈降し、被覆できない場合がある。
【００２０】
本発明の微粒子の被覆方法においては、上記した構成からなる混合物を調製した後、該混合物をインクジェット方式を用いて噴霧することにより微粒子に被覆層を形成する。
上記インクジェット方式としては特に限定されず、例えば、バブルジェット方式、圧電素子を用い、該圧電素子を振動させ噴霧する方式等が挙げられる。
上記インクジェット方式のノズル径は、微粒子の粒子径の１．１〜３倍が好ましい。
ノズル径が、微粒子の１．１倍未満ではノズルの目詰まりが起こることがあり、微粒子の３倍を超えると被覆層の制御が難しくなる。
より好ましくは、１．２〜２倍である。
【００２１】
本発明の微粒子の被覆方法を用いて形成する被覆層の厚さは、上記微粒子の平均粒子径の１／１０００〜２倍が好ましい。
上記被覆層の厚さが２倍を超えると、微粒子を含まない空粒子が多数発生する場合があり、１／１０００未満では、このような厚さの被覆層を形成させるのは実際上困難であり、また、形成させることができたとしても多重粒子が多数発生する場合がある。
より好ましくは、微粒子の平均粒子径の１／１００〜１／２である。
【００２２】
本発明の微粒子の被覆方法は、作業性がよく、被覆されない微粒子が発生しないため効率がよく、多重粒子が発生しにくく、容易に被覆層の厚さを制御でき、大量の微粒子を容易に被覆することができる。従って、本発明の微粒子の被覆方法により、粒子間で被覆層の厚さが均一な被覆微粒子を製造することができる。
【００２３】
上記微粒子の被覆方法を用いて、微粒子を被覆することにより得られる被覆微粒子は、その平均粒子径が０．６〜２０００μｍが好ましい。より好ましくは１〜２００μｍであり、更に好ましくは３〜６０μｍであり、特に好ましくは５〜３０μｍである。
上記被覆微粒子は、微粒子の形状が保たれたものである。
そのため、アスペクト比が２未満の微粒子を被覆すれば、得られる被覆微粒子のアスペクト比が２未満であり、アスペクト比が１．５未満の微粒子を被覆すれば、得られる被覆微粒子のアスペクト比が１．５未満であり、アスペクト比が１．２未満の微粒子を被覆すれば、得られる被覆微粒子のアスペクト比が１．２未満であり、アスペクト比が１．１未満の微粒子を被覆すれば、得られる被覆微粒子のアスペクト比が１．１未満であり、アスペクト比が１．０５未満の微粒子を被覆すれば、得られる被覆微粒子のアスペクト比が１．０５未満である。
【００２４】
また、ＣＶ値が４０％以下の微粒子を被覆すれば、得られる被覆微粒子のＣＶ値は４０％以下であり、ＣＶ値が２５％以下の微粒子を被覆すれば、得られる被覆微粒子のＣＶ値は２５％以下であり、ＣＶ値が１５％以下の微粒子を被覆すれば、得られる被覆微粒子のＣＶ値は１５％以下であり、ＣＶ値が１０％以下の微粒子を被覆すれば、得られる被覆微粒子のＣＶ値は１０％以下であり、ＣＶ値が５％以下の微粒子を被覆すれば、得られる被覆微粒子のＣＶ値は５％以下である。
上記被覆微粒子もまた本発明の１つである。
【００２５】
上記被覆微粒子を作製する際に、微粒子として少なくとも表面が導電性を有する導電性微粒子を用いると、得られた被覆微粒子は、被覆導電性微粒子として用いることができる。
【００２６】
少なくとも表面が導電性を有する導電性微粒子としては特に限定されず、通常、導電性微粒子として用いられるものであればよく、例えば、高分子材料が核を構成する粒子に金属を被覆したもの、カーボン粒子、金属粒子等が挙げられる。これらのなかでは、電極との接触面積を増やし、安定性を上げるという点から、ＣＶ値やアスペクト比の小さいものが得やすい高分子材料を粒子の核に用い、その粒子に金属を被覆したものが好ましく、金メッキをしたものがより好ましい。また、高い導電性を有する導電性微粒子が得られる点から、金属粒子も好ましい。
【００２７】
上記被覆微粒子を被覆導電性微粒子として用いる際の被覆物質としては、例えば、樹脂、低融点金属等が挙げられるが、絶縁物質が好ましいことから、絶縁性の樹脂が好ましい。
被覆層が絶縁物質で形成されている被覆導電性微粒子は、後述する工程により、この被覆導電性微粒子を用いて導電接続構造体を作製した際に、隣接する電極間でリークが発生せず、被覆導電性微粒子の濃度を上げることができ、更に、電極の接続方向では、上記被覆層が加熱及び加圧によって流動することにより電極との接触面で上記被覆層が除去され、電極間の導通を図ることができる。
また、被覆層が低融点金属で形成されている被覆導電性微粒子は、後述する工程により、この被覆導電性微粒子を用いて導電接続構造体を作製した際に、充分な電気容量を有するため、被覆導電性微粒子の濃度を上げることなく、大電流に対応することができ、隣接する電極間でリークが発生しない。
【００２８】
更に、上記被覆導電性微粒子は、本発明の微粒子の被覆方法を用いて、被覆層が形成されているため、微粒子を含まない空粒子や多重粒子が発生しにくく、被覆層の厚さも均一であり、微粒子を含まない空粒子も少ないため電極間の導通が阻害されることもない。
上記被覆導電性微粒子、即ち、微粒子として少なくとも表面が導電性を有する導電性微粒子を用いて、得られた被覆微粒子もまた本発明の１つである。
【００２９】
本発明の被覆導電性微粒子は、主として、相対向する２つの電極を電気的に接続する際に用いられる。上記被覆導電性微粒子を用いて相対向する２つの電極を電気的に接続する方法としては、例えば、上記被覆導電性微粒子をバインダー樹脂中に分散させて異方性導電接着剤を調製し、上記異方性導電接着剤を使用して２つの電極を接着、接続する方法、バインダー樹脂と上記被覆導電性微粒子とを別々に使用して接続する方法等が挙げられる。
【００３０】
本明細書において、異方性導電接着剤とは、異方性導電膜、異方性導電ペースト、異方性導電インキ等を含むものとする。
【００３１】
上記異方性導電接着剤を構成するバインダー樹脂としては特に限定されず、例えば、アクリレート樹脂、エチレン／酢酸ビニル樹脂、スチレン／ブタジエンブロック共重合体等の熱可塑性樹脂；グリシジル基を有するモノマーやオリゴマーとイソシアネート等の硬化剤との反応により得られる硬化性樹脂組成物等の熱や光によって硬化する組成物等が挙げられる。
好ましくは、上記硬化性樹脂組成物のなかでも低温で硬化する低温硬化性樹脂、及び、光硬化性樹脂である。
【００３２】
上記異方性導電接着剤として異方性導電膜を使用した場合、上記被覆導電性微粒子は、ランダムに分散されていてもよく、特定の位置に配置されていてもよい。被覆導電性微粒子がランダムに分散された導電膜は、通常、汎用的な用途に使用される。また、上記被覆導電性微粒子が所定の位置に配置された導電膜は、効率的な電気接合を行うことができる。
上記異方性導電接着剤の塗工膜厚は特に限定されないが、１０〜数百μｍが好ましい。
このような異方性導電接着剤もまた本発明の１つである。
【００３３】
上記被覆導電性微粒子、及び、異方性導電接着剤により接続される対象物としては、例えば、表面に電極部が形成された基板、半導体等の電気部品等が挙げられる。
上記基板は、フレキシブル基板とリジッド基板とに大別される。上記フレキシブル基板としては、例えば、５０〜５００μｍの厚さの樹脂シートが挙げられる。上記樹脂シートの材質としては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホン等が挙げられる。
【００３４】
上記リジッド基板は、樹脂製のものとセラミック製のものとに大別される。上記樹脂製のものとしては、例えば、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、フェノール樹脂、セルロース繊維強化フェノール樹脂等が挙げられる。上記セラミック製のものとしては、例えば、二酸化ケイ素、アルミナ、ガラス等が挙げられる。
【００３５】
上記基板の構成は特に限定されず、単層のものであってもよく、単位面積当たりの電極数を増加させるために、例えば、複数の層が形成され、スルーホール形成等の手段により、これらの層が相互に電気的に接続されている多層基板であってもよい。
【００３６】
上記電気部品としては特に限定されず、例えば、トランジスタ、ダイオード、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体等の能動部品；抵抗、コンデンサ、水晶振動子等の受動部品等が挙げられる。
上記基板又は電気部品の表面に形成される電極の形状としては特に限定されず、例えば、縞状、ドット状、任意形状のもの等が挙げられる。
【００３７】
上記電極の材質としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、カーボン、アルミニウム、ＩＴＯ等が挙げられる。接触抵抗を低減させるために、銅、ニッケル等の上に更に金が被覆された電極を用いることができる。
上記電極の厚さは、０．１〜１００μｍであることが好ましく、上記電極の幅は、１〜５００μｍであることが好ましい。
【００３８】
上記被覆導電性微粒子と上記基板又は部品等との接合としては、例えば、表面に電極が形成された基板又は電気部品の上に、上記被覆導電性微粒子を含有する異方性導電膜を配置し、その上に、他の基板又は電気部品の電極を置き、加熱、加圧する方法が挙げられる。上記異方性導電膜の代わりに、スクリーン印刷やディスペンサー等の印刷手段により、上記被覆導電性微粒子を含有する異方性導電ペーストを所定量用いることもできる。上記加熱、加圧には、ヒーターが付いた圧着機やボンディングマシーン等が用いられる。
【００３９】
上記異方性導電膜及び上記異方性導電ペーストを用いない方法も可能であり、例えば、被覆導電性微粒子を介して貼り合わせた２つの電極部の隙間に液状のバインダーを注入した後、硬化させる方法等を用いることができる。
【００４０】
上記基板又は電気部品の電極部同士が、上記被覆導電性微粒子又は上記異方性導電接着剤を用いて接続された導電接続構造体もまた、本発明の１つである。
【００４１】
上述のように、本発明の異方性導電接着剤及び導電接続構造体は、少なくとも表面が導電性を有する導電性微粒子の表面に、被覆層が形成されている被覆微粒子を用いることを特徴としている。このため、上記異方性導電接着剤及び導電接続構造体では、上記被覆微粒子の含有する被覆層の存在により隣接電極間でのリークが発生せず、上記被覆微粒子の濃度を上げることができる。また、電極と被覆微粒子の接触部位では、加熱及び加圧により上記被覆層が流動することにより電極との接触面で上記被覆層が除去され、電極同士の導通が得られるとともに、被覆導電性微粒子を高濃度に含有させることができるため、大きな電気容量を確保することができる。
【００４２】
本発明の被覆微粒子のうち、被覆層が絶縁物質で形成されているものは、液晶表示素子用スペーサとして好適に用いることができる。
また、上記被覆微粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いる際には、被覆微粒子を構成する微粒子の硬さが被覆層の硬さよりも硬いことが好ましい。これは、液晶表示素子用スペーサに大きな圧力がかかった際、即ち、液晶表示装置に用いた際に、微粒子が硬いと液晶表示素子用スペーサが潰れにくく、液晶表示装置のギャップを充分に保持することができ、被覆層が柔らかいと液晶表示装置の配向膜を傷つけにくいからである。
上記液晶表示素子用スペーサもまた、本発明の１つである。
【００４３】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００４４】
実施例１
微粒子として平均粒子径１０μｍ、アスペクト比１．０４、ＣＶ値４％のジビニルベンゼン系微球７０重量部と被覆物質としてトルエンに可溶な数平均分子量１０万、ガラス転移温度（以下、Ｔｇという）９０℃のスチレン−アクリル系共重合体３０重量部とを分散媒であるトルエン２００重量部中に均一に分散し混合物を得た。
得られた混合物をノズル径１４μｍの圧電素子型インクジェットにより液滴として空中に連続的に噴霧しながら分散液を揮発させ被覆微粒子を得た。
得られた被覆微粒子は、被覆の厚さが約１μｍ、平均粒子径１２μｍ、アスペクト比１．０８、ＣＶ値７％で、均一に被覆され、被覆されていない粒子や多重粒子、微球を含まない空粒子をほとんど含んでいなかった。また、ノズルの詰まりは一切みられなかった。
【００４５】
実施例２
微粒子として平均粒子径２μｍ、アスペクト比１．０７、ＣＶ値６％のシリカ微球４０重量部と被覆物質として酢酸エチルに可溶な数平均分子量５万、Ｔｇ８０℃のエポキシ樹脂５９重量部と平均粒子径５０ｎｍの酸化チタン１重量部を分散媒である酢酸エチル１０００重量部中に均一に分散し混合物を得た。
得られた混合物をノズル径８μｍの圧電素子型インクジェットにより液滴として空中に連続的に噴霧しながら分散液を揮発させ被覆微粒子を得た。
得られた被覆微粒子は、被覆の厚さが約０．７μｍ、平均粒子径３．５μｍ、アスペクト比１．１、ＣＶ値１５％で、被覆層の発泡が少なく均一に被覆され、被覆されていない粒子や多重粒子、微球を含まない空粒子が少なかった。また、ノズルの詰まりは一切みられなかった。
【００４６】
実施例３
微粒子として平均粒子径４０μｍ、アスペクト比１．１、ＣＶ値１０％のベンゾグアナミン系微球９６重量部と被覆物質としてトルエンに可溶な数平均分子量６０００、Ｔｇ６０℃の硬化型エポキシ樹脂４重量部と硬化剤とを分散媒であるトルエン１０００重量部中に均一に分散し、混合物を得た。
得られた混合物をノズル径６０μｍのバブルジェット型インクジェットにより液滴として空中に連続的に噴霧しながら分散液を揮発させ被覆微粒子を得た。
こうして得られた被覆微粒子は、被覆の厚さが約０．２μｍ、平均粒子径４０μｍ、アスペクト比１．１、ＣＶ値１０％で、被覆層の発泡が無く均一に被覆され、被覆されていない粒子や多重粒子、微球を含まない空粒子をほとんど含んでいなかった。また、若干ノズルに詰まりかけたものの特に問題とはならなかった。
【００４７】
参考例１
微粒子として平均粒子径２０μｍ、アスペクト比１．０３、ＣＶ値２％のジビニルベンゼン系微球３０重量部と被覆物質として数平均分子量８０００、Ｔｇ６０℃のスチレン−アクリル系共重合体７０重量部を加熱下で均一に混合し、混合物を得た。
得られた混合物をノズル径２５μｍの圧電素子型インクジェットにより加熱しつつ、液滴として空中に連続的に噴霧しながら分散液を揮発させ被覆微粒子を得た。
得られた被覆微粒子は、被覆の厚さが約５μｍ、平均粒子径３０μｍ、アスペクト比１．０６、ＣＶ値６％で、被覆層の発泡が無く均一に被覆され、被覆されていない粒子や多重粒子、微球を含まない空粒子をほとんど含んでいなかった。また、ノズルの詰まりは一切みられなかった。
【００４８】
実施例４
微粒子として平均粒子径１５μｍ、アスペクト比１．０５、ＣＶ値４％のジビニルベンゼン系微球に厚さ１００ｎｍのニッケルメッキと厚さ４０ｎｍの金メッキとを施した比重２の微粒子８５重量部と被覆物質として酢酸ブチルに可溶な数平均分子量１万、Ｔｇ８０℃のメタクリル酸エステル系共重合体１５重量部とを分散媒である酢酸ブチル３００重量部中に均一に分散し混合物を得た。
得られた混合物をノズル径２０μｍの圧電素子型インクジェットにより液滴として空中に連続的に噴霧しながら分散液を揮発させ被覆導電性微粒子を得た。
得られた被覆導電性微粒子は、被覆の厚さが約１μｍ、平均粒子径１７μｍ、アスペクト比１．０７、ＣＶ値６％で、被覆層の発泡が少なく均一に被覆され、被覆されていない粒子や多重粒子、微球を含まない空粒子をほとんど含んでいなかった。また、ノズルの詰まりは一切みられなかった。
【００４９】
更に、得られた被覆導電性微粒子を熱硬化性エポキシ樹脂をトルエンに溶解させたバインダー溶液に混合、分散させた。ついで、この被覆導電性微粒子の分散溶液を離型フィルム上に一定の厚さに塗布し、トルエンを蒸発させ、異方性導電膜を得た。得られた異方性導電膜の膜厚は３０μｍであった。
その後、ガラス−エポキシ基板上に７０μｍ角の金バンプを電極ピッチ１００μｍで１０×１０個並べ、得られた異方性導電膜を貼り付け、更に、その上に同じ基板を位置合わせ後重ね合わせ、１６０℃で２分間加熱、加圧し、導電接続構造体を得た。
得られた導電接続構造体の接続抵抗値は充分低く、隣接する電極間の線間絶縁性は、充分保たれていた。また、冷熱サイクルテストを行ったが変化はみられなかった。
【００５０】
実施例５
微粒子として平均粒子径６μｍ、アスペクト比１．０２、ＣＶ値２％のシリカ微球３０重量部と被覆物質として酢酸ブチルに可溶な数平均分子量５万、Ｔｇ９０℃のメタクリル酸エステル系共重合体７０重量部とを分散媒である酢酸ブチル５００重量部中に均一に分散し混合物を得た。
得られた混合物をノズル径１０μｍの圧電素子型インクジェットにより液滴として空中に連続的に噴霧しながら分散媒を揮発させ被覆微粒子を得た。
得られた被覆微粒子は、被覆の厚さが約２μｍ、平均粒子径１０μｍ、アスペクト比１．０５、ＣＶ値５％で、被覆層の発泡が無く均一に被覆され、被覆されていない粒子や多重粒子、微球を含まない空粒子をほとんど含んでいなかった。また、ノズルの詰まりは一切みられなかった。
この被覆微粒子を液晶表示素子用スペーサとして用い、液晶表示装置を作製したところ、この液晶表示素子用スペーサは、配向膜を傷つけることなく、圧力がかかった場合でも潰れることがなかった。
【００５１】
比較例１
平均粒子径１０μｍのジビニルベンゼン系微球に代えて、平均粒子径０．４μｍ以下のジビニルベンゼン系微球を用い、ノズル径の大きさを詰まりが発生しないように調整した以外は実施例１と同様にして被覆微粒子を得た。得られた被覆微粒子の被覆層は不均一で、多重粒子や微球を含まない空粒子が多数発生した。また、被覆層には、発泡がみられた。
【００５２】
比較例２
平均粒子径１０μｍのジビニルベンゼン系微球に代えて、平均粒子径１２００μｍのジビニルベンゼン系微球を用い、ノズル径の大きさを詰まりが発生しないように調整した以外は実施例１と同様にして被覆微粒子を得た。その結果、圧電素子型インクジェットのノズルから液漏れが発生し、更に、微球を含まない微小な空粒子が多数発生した。
【００５３】
比較例３
アスペクト比１．０４のジビニルベンゼン系微球に代えて、アスペクト比２のジビニルベンゼン系微球を用いた以外は実施例１と同様にして被覆微粒子を得ようとしたところ、ノズルが詰まってしまった。また、ノズル径の大きさを詰まりが発生しないように調整し、被覆微粒子を得たところ、得られた被覆微粒子は被覆層が不均一で、多重粒子や微球を含まない空粒子が多数発生し、更に、被覆層には、発泡がみられた。
【００５４】
比較例４
ＣＶ値４％のジビニルベンゼン系微球に代えて、ＣＶ値４５％のジビニルベンゼン系微球を用いた以外は実施例１と同様にして被覆微粒子を得ようとしたところ、ノズルが詰まってしまった。また、ノズル径の大きさを詰まりが発生しないように調整し、被覆微粒子を得たところ、得られた被覆微粒子は被覆層が不均一で、多重粒子や微球を含まない空粒子が多数発生し、更に、被覆層には、発泡がみられた。
【００５５】
比較例５
微粒子として平均粒子径１０μｍ、アスペクト比１．０４、ＣＶ値４％のジビニルベンゼン系微球７０重量部と被覆物質としてスチレンとアクリル酸エステルの混合物３０重量部と重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド０．１重量部とを混合し、ポリビニルアルコール分散液中で懸濁重合を行い重合物を得た。
得られた重合物は、数平均分子量１０万、Ｔｇ９０℃のスチレン−アクリル系共重合体であり、ジビニルベンゼン系微球を被覆していたが、被覆層の厚さが粒子により異なり、多重粒子や微球を含まない空粒子も多数発生していた。
【００５６】
比較例６
微粒子として平均粒子径１０μｍ、アスペクト比１．０４、ＣＶ値４％のジビニルベンゼン系微球７０重量部と被覆物質としてトルエンに可溶な数平均分子量１０万、Ｔｇ９０℃のスチレン−アクリル系共重合体３０重量部とを分散媒であるトルエン２００重量部中に均一に分散し、混合物を得た。
得られた混合物をスプレードライ法により噴霧しながら加熱、減圧下で溶媒を除去したところジビニルベンゼン系微粒子は被覆されていたが、被覆層の厚さが粒子により異なり、多重粒子や微球を含まない空粒子も多数発生していた。
【００５７】
比較例７
被覆導電性微粒子に代えて、被覆していない導電性微粒子を用いた以外は、実施例４と同様にして異方性導電膜及び導電接続構造体を作製した。
得られた導電接続構造体は、接続抵抗値は充分低かったものの、隣接する電極間でショートが発生した。
【００５８】
比較例８
懸濁重合により得られた被覆導電性微粒子を用いた以外は、実施例４と同様にして異方性導電膜及び導電接続構造体を作製した。
得られた導電接続構造体は、隣接する電極間の線間絶縁性は保たれていたものの、対向電極の接続がとれていないバンプがみられた。
また、冷熱サイクルテストを行ったところ、隣接する電極間でショートするバンプがみられた。
【００５９】
比較例９
平均粒子径１０μｍ、アスペクト比１．０５、ＣＶ値５％のシリカ微球を液晶表示素子用スペーサとして用いた以外は、実施例５と同様にして液晶表示装置を作製したところ、この液晶表示素子用スペーサは、圧力がかかっても潰れることはなかったが、配向膜が傷つき、液晶表示装置の表示品質が大幅に低下した。
【００６０】
比較例１０
平均粒子径１０μｍ、アスペクト比１．０５、ＣＶ値５％の酢酸ブチルに可溶な数平均分子量５万、Ｔｇ９０℃のメタクリル酸エステル系共重合体を液晶表示素子用スペーサとして用いた以外は、実施例５と同様にして液晶表示装置を作製したところ、この液晶表示素子用スペーサは、配向膜を傷つけることはなかったが、圧力がかかった際に潰れてしまい液晶表示装置の表示品質が大幅に低下した。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の微粒子の被覆方法は、上述の構成からなるので、作業性がよく、被覆されない微粒子が発生しないため効率がよく、多重粒子が発生しにくく、容易に被覆層の厚さを制御でき、大量に微粒子を被覆することができる。従って、上記方法により、粒子間で被覆層の厚さが均一な被覆微粒子を製造することができる。
また、本発明の被覆微粒子は、本発明の微粒子の被覆方法を用いて被覆するため、微粒子の形状が保たれたものである。更に、上記被覆微粒子は、微粒子として導電性微粒子を用いると、接続抵抗が低く、接続時の電気容量が大きく、接続が安定していて、リーク現象を起こさない。
また、本発明の異方性導電接着剤は、接続抵抗が低く、接続時の電気容量が大きく、接続が安定していて、リーク現象を起こさない。
また、本発明の導電接続構造体は、接続抵抗が低く、接続時の電気容量が大きく、接続が安定していて、リーク現象を起こさない。
更に、本発明の液晶表示素子用スペーサは、潰れにくく、接触する部材を傷めることがない。