CN104250525B - 各向异性导电膜、图像显示器及半导体装置 - Google Patents

Abstract

公开了各向异性导电膜、包括所述各向异性导电膜的图像显示器及包括所述各向异性导电膜的半导体装置，所述各向异性导电膜可改善连接可靠性，并实现稳定的连接电阻。所述各向异性导电膜包括具有200℃至300℃的玻璃化转变温度的环氧树脂、具有130℃至200℃的玻璃化转变温度的环氧树脂及1000N/mm²至3000N/mm²的30％K值的导电颗粒。所述各向异性导电膜呈现优异的连接可靠性和更少的气泡。

Description

各向异性导电膜、图像显示器及半导体装置

技术领域

本发明涉及各向异性导电膜、包括所述各向异性导电膜的图像显示器及包括所述各向异性导电膜的半导体装置。更具体地，本发明涉及各向异性导电膜，所述各向异性导电膜包括两种具有不同的玻璃化转变温度(Tg)的环氧树脂及导电颗粒，并且可实现高连接可靠性和稳定的连接电阻。

背景技术

通常，各向异性导电膜(ACF)是指膜状粘合剂，其中导电颗粒，例如包括镍颗粒或金颗粒的金属颗粒、或涂有金属的聚合物树脂颗粒被分散在如环氧树脂的树脂中。各向异性导电膜由具有电各向异性和粘合性的聚合物层形成，并在膜的厚度方向呈现导电性质且在其表面方向呈现绝缘性质。

这样的各向异性导电膜在LCD组件中被用作用于封装液晶显示器(LCD)面板、印刷电路板(PCB)、驱动IC等的连接材料。多个驱动IC被安装在LCD组件上，以驱动薄膜晶体管(TFT)。用于在LCD面板上安装IC的方法可分为导线接合，其中驱动IC通过导线连接到LCD面板的电极；带自动接合(TAB)，其中驱动IC通过使用基膜被连接到LCD面板的电极；玻璃上芯片(COG)安装，其中驱动IC通过使用预定的粘合剂直接安装到LCD面板上；等。

各向异性导电膜作为用于COG安装的连接材料引起人们的注意，并且被用于电将聚酰亚胺基板上的布线图连接到液晶显示器的玻璃基板上的氧化铟锡(ITO)图案或电子部件的导线。

近来，为制备更薄、重量更轻、更短且更小的产品，有减少驱动IC和面板的厚度的趋势。然而，当驱动IC和面板的厚度减少时，由于热固化时驱动IC和面板的热梯度，驱动IC、各向异性导电膜和面板之间的玻璃弯曲变得更严重，从而引起连接可靠性的劣化。尤其地，由于在侧面的弯曲应力最高，在可靠性检测中，随着弯曲玻璃的恢复及应力的释放，出现裂纹和分离。

具体地，在显示器结构中，对应于驱动IC的电极的***和对应于面板的电极的ITO在用于COG的各向异性导电膜的厚度方向彼此连接，并且在其表面方向电绝缘。这里，由于湿气渗透了驱动IC的***、各向异性导电膜的导电球和面板的导体之间的界面，引起了在高温和高湿(85℃，85％RH)条件下的分离(截面剥离)，显示器结构遭受电连接电阻的增加和粘附力的劣化。

LCD包括彼此连接的***和ITO电极，并且为电压驱动型，OLED包括彼此连接的***和Ti电极，并且是电流驱动型(低电阻)。颗粒变形是用于LCD的导电颗粒中的重要因素，而硬度是用于OLED显示器的导电颗粒的重要因素，因为用于OLED的导电颗粒必须通过氧化物膜以获得电连接。通常，虽然呈现高硬度的导电颗粒已经同时用于LCD和OLED显示器，但是在可靠性检测后在导电颗粒周围和电极之间的空间产生过量的气泡。

因此，有对可用于LCD和OLED两种显示器的各向异性导电膜的需要，并且所述各向异性导电膜即使在高温和高压下也不会遭受由湿气渗透造成的界面剥离，从而确保优异的连接可靠性。

[现有技术的文献]

[专利文献]

专利文献1：KR公开2009-0115520A(2009年11月5日申请)

发明内容

本发明的目的为提供在可靠性检测后通过减少气泡而呈现改善的连接可靠性以及呈现连接电阻的增加率的各向异性导电膜。

具体地，本发明旨在提供通过在COG安装时抑制导电颗粒周围和电极之间的空间中的气泡而能够在可靠性检测后保持稳定的可靠性连接电阻的各向异性导电膜，其中，所述各向异性导电膜被用于安装在LCD或OLED面板上。

根据本发明的一个方面，为了提供能够在确保稳定的连接电阻的同时抑制气泡的各向异性导电膜，所述各向异性导电膜包括：两种环氧树脂；和具有1000N/mm²至3000N/mm²的如等式I表示的30％K值的导电颗粒：

[等式I]

30％K值 $(N/{\mathrm{mm}}^2)=(3/\sqrt{2})F\×S^{-3/2}\×R^{-1/2}$

其中，F为在30％的压缩变形中的负荷(N)，S为30％压缩变形中的压缩位移(mm)，并且R为颗粒的半径(mm)。

具体地，所述各向异性导电膜包括：含多环芳环的环氧树脂；含二环戊二烯环的环氧树脂；和导电颗粒，其中，所述导电颗粒具有1000N/mm²至3000N/mm²的30％K值。

在一个实施方式中，各向异性导电膜包括：具有130℃至200℃的玻璃化转变温度的环氧树脂；具有200℃至300℃的玻璃化转变温度的环氧树脂；和导电颗粒，其中，所述导电颗粒具有1000N/mm²至3000N/mm²的30％K值。

在另一个实施方式中，在预压缩粘合和主压缩粘合后，所述各向异性导电膜在85℃和85％RH放置500个小时后在电极之间的空间中具有20％或更小的气泡面积，以及100％或更小的如等式III表示的连接电阻增加率。

[等式III]

连接电阻增加率(％)＝[(R₁-R₀)/R₀]×100

其中，R₀为在60℃至80℃以1MPa至3MPa的负荷预压缩粘合0.5秒至2秒、在190℃至210℃以50MPa至80MPa的负荷主压缩粘合5秒至10秒后测量的连接电阻；并且R₁为在上述条件下预压缩粘合和主压缩粘合、然后在85℃和85％RH存储500个小时后测量的连接电阻。

根据本发明的另一个方面，提供了液晶显示器(LCD)，包括：驱动电路；液晶显示器(LCD)面板；和根据本发明的一个实施方式的各向异性导电膜，有机发光二极管(OLED)显示器包括：驱动电路；有机发光二极管(OLED)面板；和根据本发明的一个实施方式的各向异性导电膜，和通过所述各向异性导电膜连接的半导体装置。

根据本发明的实施方式，由于所述各向异性导电膜包括：含多环芳环的环氧树脂；呈现良好的耐热性和耐湿性的含二环戊二烯环的环氧树脂；和具有特定强度的导电颗粒，所述各向异性导电膜可呈现优异的耐湿性，可抑制导电颗粒周围和电极之间的空间中的气泡，并可抑制可靠性检测后连接电阻的增加。

根据本发明的实施方式，由于所述各向异性导电膜包括两种具有不同玻璃化转变温度(Tg)环氧树脂，并允许适当地调节它的熔融粘度，所述各向异性导电膜在压缩时均匀地填充精细电极之间的空间。

此外，所述各向异性导电膜包括具有在特定范围内的30％K值的导电颗粒，因此可使气泡以及连接电阻的增加最小化。由于上述30％K值小于通常用在OLED显示器中的导电颗粒的硬度，所以根据本发明的实施方式的各向异性导电膜可同时用在LCD和OLED显示器中。

附图说明

图1显示了用于测量导电颗粒的恢复率的方法。

图2显示了在可靠性检测后具有20％或更小的气泡面积的根据一个实施例的各向异性导电膜。

图3显示了在可靠性检测后具有大于20％的气泡面积的根据另一个实施例的各向异性导电膜。

具体实施方式

下文，将参照附图详细地描述本发明的实施方式。为了清楚，将省略对本领域技术人员显而易见的细节的描述。

根据本发明的一个方面，各向异性导电膜包括：两种环氧树脂；和具有1000N/mm²至3000N/mm²的如等式I表示的30％K值的导电颗粒。

如文中使用，可使用微型压缩测试仪(例如Shimadzu有限公司的PCT-200)测量在10g的最大测试负荷下以2.6mN/sec的压缩速度压缩在由50μm直径的钻石柱制成的光滑压头的截面上压缩颗粒时的压缩位移(mm)而通过等式I计算30％K值。

[等式I]

30％K值 $(N/{\mathrm{mm}}^2)=(3/\sqrt{2})F\×S^{-3/2}\×R^{-1/2}$

(其中，F为30％的压缩变形中的负荷(N)，S为30％压缩变形中压缩位移(mm)，并且R为颗粒的半径(mm)。

具体地，各向异性导电膜可包括：含多环芳环的环氧树脂；含二环戊二烯环的环氧树脂；和导电颗粒，其在，所述导电颗粒可具有1000N/mm²至3000N/mm²的30％K值。

由于各向异性导电膜包括两种环氧树脂和具有上述强度的导电颗粒，所述各向异性导电膜可抑制电极之间的空间中的气泡，并在可靠性测试后保持稳定的连接电阻。

下文，将详细地说明用于制备根据本发明的一个实施方式的各向异性导电膜的组分。

根据本发明的一个实施方式，各向异性导电膜可包括：两种环氧树脂；粘结剂树脂；固化剂；无机颗粒；和具有1000N/mm²至3000N/mm²的30％K值和50％至70％的恢复率的导电颗粒。

A)两种环氧树脂

两种环氧树脂可具有不同的玻璃化转变温度。例如，两种环氧树脂可包括含多环芳环的环氧树脂及含二环戊二烯环的环氧树脂。

各向异性导电膜可进一步包括任何其它环氧树脂，例如含其它环的环氧树脂，没有限制，只要所述其它环氧树脂不具有与含多环芳环的环氧树脂以及含二环戊二烯环的环氧树脂的相容性问题。

下文，将详细描述所述含多环芳环的环氧树脂和所述含二环戊二烯环的环氧树脂。

含多环芳环的环氧树脂

例如，含多环芳环的环氧树脂可包括选自由含四官能多环芳环的环氧树脂和含双官能多环芳环的环氧树脂组成的组中的至少一种。

例如，含多环芳环的环氧树脂可包括含四官能多环芳环的环氧树脂的至少一种。

含四官能多环芳环的环氧树脂的实例可包括具有至少两个苯环的环氧树脂，所述至少两个苯环上连续键合至少两个苯环，不限于此。在一个实施方式中，可通过固化如化学式1表示的具有刚性结构的萘基团的萘四官能环氧单体而制备含四官能多环芳环的环氧树脂。例如，所述含四官能多环芳环的环氧树脂可为HP4700(DainipponInk&Chemicals有限公司)等。

[化学式1]

例如，含双官能多环芳环的环氧树脂可包括连续键合至少两个苯环的环氧树脂，不限于此。可通过固化具有化学式2表示的结构的环氧单体而制备含双官能多环芳环的环氧树脂的实例。例如，可通过固化选自由1,6-双(2,3-环氧丙氧)萘、1,5-双(2,3-环氧丙氧)萘和2,2'-双(2,3-环氧丙氧)联二萘组成的组中的环氧单体而制备含双官能多环芳环的环氧树脂。

[化学式2]

(Ar)_n-Em

其中，(Ar)_n为具有n个苯环的多环芳香烃；E选自环氧基团、缩水甘油基和缩水甘油氧基；并且m为E的数量，并且可在1至5的范围内。

具体地，n可在2至4的范围内，并且m可为2。

此外，含多环芳环的环氧树脂可具有200℃至300℃、具体地205℃至295℃、更具体地220℃至260℃的玻璃化转变温度。

基于以固含量计的各向异性导电膜的总重量，所述含多环芳环的环氧树脂的含量可为5重量％(wt％)至40wt％、具体地5wt％至30wt％。

含二环戊二烯环的环氧树脂

含二环戊二烯环的环氧树脂可为任何含二环戊二烯环的环氧树脂。

这里，含二环戊二烯环的环氧树脂可具有130℃至200℃、具体地135℃至195℃、更具体地145℃至175℃的玻璃化转变温度。

基于以固含量计的各向异性导电膜的总重量，含二环戊二烯环的环氧树脂的含量可为0.1wt％至30wt％，具体地0.1wt％至20wt％。

如上述，各向异性导电膜包括具有不同的玻璃化转变温度的含多环芳环的环氧树脂和含二环戊二烯环的环氧树脂，因而允许调节其熔融粘度，从而在实现稳定的连接电阻的同时改善耐热性和耐湿性。

在各向异性导电膜中，基于100重量份的含二环戊二烯环的环氧树脂，含多环芳环的环氧树脂的含量可为100重量份至500重量份、具体地100重量份至300重量份、更具体地150重量份至250重量份。

在该范围内，由于它合适的熔融粘度，各向异性导电粘合剂组合物在各向异性导电膜的预压缩粘合时可充分地填充精细电极之间的空间，并且各向异性导电膜可在可靠性检测后使气泡以及连接电阻的增加最小化，同时提供改善的连接可靠性。

此外，含多环芳环的环氧树脂与含二环戊二烯环的环氧树脂的含量比可在1:1至5:1的范围内，具体地1:1至3:1，更具体地1.5:1至2.5:1。

B)粘结剂树脂

根据本发明，粘合剂树脂可为本领域中已知的任何粘结剂树脂。

粘合剂树脂的实例可包括聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、苯氧基树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酯氨基甲酸酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、苯乙烯-丁烯-苯乙烯(SBS)树脂和它的环氧改性树脂、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)树脂及其改性树脂、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)及其氢化橡胶等，不限于此。这些可单独或以它们的组合使用。例如，粘结剂树脂可为苯氧基树脂。

基于以固含量计的各向异性导电膜的总重量，所述粘合剂树脂的含量可为5wt％至35wt％，具体地10wt％至30wt％。在该范围内，各向异性导电膜可呈现优异的粘合强度及膜形成能力。

C)固化剂

根据本发明，固化剂可为能够固化粘结剂树脂和两种环氧树脂以形成各向异性导电膜的任何固化剂。固化剂的实例可包括锍、咪唑、异氰酸酯、胺、酰胺、苯酚、酸酐固化剂等，不限于此。这些可单独使用，或以它们的组合使用。

基于以固含量计的各向异性导电膜的总重量，固化剂的含量可为5wt％至50wt％，具体地20wt％至40wt％。在该范围内，由于各向异性导电膜允许充分的固化以及容易的膜形成，同时获得优异的相容性。

d)无机颗粒

根据本发明，无机颗粒增强了各向异性导电膜的粘合强度和绝缘性能。无机颗粒的实例可包括选自由二氧化硅(SiO₂)、Al₂O₃、TiO₂、ZnO、MgO、ZrO₂、PbO、Bi₂O₃、MoO₃、V₂O₅、Nb₂O₅、Ta₂O₅、WO₃和In₂O₃组成的组中的至少一种，不限于此。此外，无机颗粒可包括通过用有机材料涂覆这样的无机颗粒制备的有机和无机颗粒的混合物。例如，无机颗粒可为二氧化硅颗粒。

二氧化硅颗粒可为具有1nm至50nm，具体地1nm至45nm的平均颗粒尺寸的二氧化硅纳米颗粒。

基于以固含量计的各向异性导电膜的总重量，无机颗粒的含量可为0.1wt％至20wt％，具体地1wt％至10wt％。在该范围内，无机颗粒可允许被施加到电极的力的均匀分布，并且各向异性导电膜可呈现改善的粘附力和连接可靠性。

如上述，当具有不同的玻璃化转变温度的两种环氧树脂与无机颗粒一起使用时，可解决在压缩各向异性导电膜时在所述各向异性导电膜的厚度方向的不均匀压力分布，这样可进一步促进膜组合物填充电极之间的空间。

e)导电颗粒

导电颗粒的实例可包括：包括Au、Ag、Ni、Cu、Pd、Ti、Cr、焊料等的金属颗粒；碳颗粒；树脂颗粒，例如用诸如Au、Ag、Ni、Cu、Pd、Ti、Cr、焊料等的金属颗粒电镀的聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇和它们的改性树脂颗粒；以及通过在镀金属的颗粒上进一步涂覆绝缘颗粒而获得的绝缘导电颗粒等，不限于此。它们可单独使用或以它们的组合使用。

这里，导电颗粒可具有1000N/mm²至3000N/mm²，具体地1000N/mm²至2500N/mm²的30％K值。

在该范围内，由于在粘结时减少了破裂的导电颗粒的数目，可减少可靠性检测后IC***和面板导体之间的界面处的接触面积，从而减少连接电阻。此外，减少了弹回(springback)，从而抑制了可靠性检测后的气泡。

此外，导电颗粒可具有50％至70％，具体地50％至65％的恢复率。

如文中使用，导电颗粒的恢复率是指显示当向导电颗粒施加力然后释放时施加力时和释放力时之间的位移差的比值。根据本发明，可使用MCT设备(W500,Shimatsu有限公司)在50mN的力下测量导电颗粒的恢复率，不限于此。

可通过下面的方法测量恢复率(％)，不限于此。参考图1，当D₁为加压位移时；D₂为恢复位移；F为增压压力；并且T为最初尺寸，可通过等式II计算恢复率：

[等式II]

恢复率(％)＝[D₂/(D₁+D₂)]×100,

其中，D₁为加压位移，并且D₂为恢复位移。

加压位移D₁为从最初尺寸T减去在施加增压压力时的尺寸获得的值。恢复位移D₂为从最初尺寸T减去在施加增压压力后恢复的尺寸而获得的值。

当树脂在高温和高湿下在以上范围内的30％K值和恢复率收缩或膨胀时，由于与导电球的增加的接触面积，各向异性导电膜在长期可靠性方面具有优点，并且由于弹回现象的减少，可减少可靠性检测后的气泡。

基于以固含量计的各向异性导电膜的总重量，导电颗粒的含量可为5wt％至30wt％，具体地10wt％至20wt％。在该范围内，各向异性导电膜可通过防止差的连接和/或差的绝缘而呈现优异的连接性。

各向异性导电膜可进一步包括其它添加剂，例如聚合引发剂、抗氧化剂、热稳定剂、固化促进剂、偶联剂，以为各向异性导电膜带来其它性能而不劣化膜的基本性能。可根据膜的目的和所需效果以各种方式确定这些添加剂的量，这对本领域技术人员已知。

此外，各向异性导电膜可具有如等式III表示的100％或更小的连接电阻的增加率：

[等式III]

连接电阻的增加率(％)＝[(R₁-R₀)/R₀]×100,

其中，R₀为在60℃至80℃以1MPa至3MPa的负荷预压缩粘合0.5秒至2秒、并在190℃至210℃以50MPa至80MPa的负荷下主压缩粘合5秒至10秒后测量的连接电阻；并且R₁为在上述条件下预压缩粘合和主压缩粘合、然后在85℃和85％RH存储500个小时后测量的连接电阻。

具体地，R₁可为4Ω或更小。在该范围内，存在使用该各向异性导电膜连接的半导体装置即使在高温和/或高湿条件下也可使用长时间段的优点。

可通过本领域中常用的任何方法测量连接电阻。可通过下面的方法测量连接电阻，不限于此。首先，将每种各向异性导电膜在室温(25℃)放置1小时，通过将各向异性导电膜连接到通过形成图案而制备的COF(SamsungElectronics有限公司)来制备每种各向异性导电膜的10个样品，允许在70℃的测量温度、1MPa和1秒的初始压缩粘合条件以及200℃、70MPa和5秒的主压缩粘合条件下在涂布厚的ITO层的0.5t无图案的玻璃板上进行4探针测量。然后，使用4探针方法(根据ASTMF43-64T)在每个样品上测量初始连接电阻，并计算平均值。

此外，如在60℃至80℃以1MPa至3MPa的负荷预压缩粘合0.5秒至2秒，并在190℃至210℃以50MPa至80MPa的负荷主压缩粘合5秒至10秒，然后在85℃和85％RH下存储500个小时后测量，各向异性导电膜电极之间的空间中可具有20％或更小的气泡面积。

表述“20％或更小的气泡面积”并不意味着气泡面积为0和负值，并且气泡面积的下限解释为意味着接近于0的正值。

可使用本领域中常用的任何方法测量气泡面积，没有限制。例如，可通过使用显微镜拍摄用膜组合物填充的电极之间的空间，并使用图像分析仪和网格图计算气泡面积，而测量气泡面积。

当各向异性导电膜具有20％或更小的气泡面积，使用它连接的半导体装置即使在高温和/或高湿条件下也可长时间使用，同时保持连接可靠性。

在气泡面积的该范围内，各向异性导电膜呈现优异的连接可靠性和较少的气泡，因而可用于LCD和OLED显示器中。

根据本发明，可使用本领域中已知的任何方法形成各向异性导电膜，而无需限制。

不需要特殊的设备或装置来形成各向异性导电膜。例如，可通过将粘结剂树脂溶解于有机溶剂中，将其它组分加入溶解于所述溶剂的粘结剂树脂，以预定的时间段搅拌所述组分，在离型膜上涂布所述组合物至合适的厚度，例如10μm至50μm，并以预定的时间段干燥所述混合物以挥发有机溶剂，从而获得各向异性导电膜。

根据本发明的另外的方面，液晶显示器(LCD)可包括：驱动电路；液晶显示器(LCD)面板；以及根据本发明的各向异性导电膜。此外，有机发光二极管(OLED)显示器可包括：驱动电路；有机发光二极管(OLED)面板；和根据本发明的各向异性导电膜。

颗粒的变形是用于LCD的导电颗粒的重要因素，而硬度为用于OLED显示器的导电颗粒的重要因素。通常，具有高硬度的导电颗粒已经被用于LCD和OLED显示器，在这种情况下，各向异性导电膜在可靠性检测后遭受高气泡。因此，根据本发明，由于各向异性导电膜通过防止由高温和高湿条件下湿气的渗透造成的界面剥离而在可靠性检测后呈现低连接电阻和低气泡，根据本发明的各向异性导电膜可应用于LCD和OLED显示器。

根据本发明的另一个方面，可通过本发明的一个实施方式的各向异性导电膜连接半导体装置。例如，半导体装置可包括：导线基板；附着到其上安装有芯片的导线基板的表面上的各向异性导电膜；和安装在各向异性导电膜上的半导体芯片。

可使用本领域中已知的任何基板和任何芯片作为导线基板和半导体芯片。导线基板可包括通过ITO或金属导线在其上形成的电路或电极，并且可使用根据本发明的实施方式的各向异性导电膜在对应于所述电路或电极的位置安装IC芯片等。

根据本发明，可使用本领域中已知的任何方法制备半导体装置而无需限制。

下文，将参照一些实施例更详细地说明本发明。然而，应理解提供这些实施例仅为说明的目的，并且不应解释为以任何形式限制本发明。

实施例和对比例

使用具有表1中列出的量的组分制备各种各向异性导电膜。表2显示了实施例和对比例中制备的各向异性导电膜中导电颗粒的30％K值和恢复率。

表1

表2

实施例1

制备各向异性导电膜组合物

通过基于以固含量计的各向异性导电膜的总重量，混合20wt％的含多环芳环的环氧树脂(HP4032D，DainipponInk&Chemicals有限公司，Tg：245℃)；10wt％的含二环戊二烯环的环氧树脂(HP7200L，DainipponInk&Chemicals有限公司，Tg：157℃)；20wt％的苯氧树脂(YP50,NipponSteel&SumitomoMetal有限公司)；30wt％的固化剂(HX-3922,AsahiKasei有限公司)；5wt％的二氧化硅纳米颗粒(R812，Degussa有限公司)；和15wt％的导电颗粒(AUL704，SekisuiChemical有限公司)，制备各向异性导电膜组合物(其中，导电颗粒具有1300N/mm²的30％K值和60％的恢复率)。

制备各向异性导电膜

以不粉碎导电颗粒的搅拌速度在室温(25℃)下搅拌制备的膜组合物60分钟。组合物在经硅树脂离型表面处理的聚乙烯类膜上形成35μm厚的膜，并使用铸刀以形成膜。所述膜在60℃干燥5分钟。

实施例2

除了使用具有1600N/mm²的30％K值及50％的恢复率的导电颗粒以外，以与实施例1相同的方式制备各向异性导电膜。

实施例3

除了使用具有2100N/mm²的30％K值及60％的恢复率的导电颗粒以外，以与实施例1相同的方式制备各向异性导电膜。

对比例1

除了使用具有500N/mm²的30％K值及30％的恢复率的导电颗粒以外，以与实施例1相同的方式制备各向异性导电膜。

对比例2

除了使用具有900N/mm²的30％K值及60％的恢复率的导电颗粒以外，以与实施例1相同的方式制备各向异性导电膜。

对比例3

除了使用具有4000N/mm²的30％K值及60％的恢复率的导电颗粒以外，以与实施例1相同的方式制备各向异性导电膜。

对比例4

除了基于以固含量计的各向异性导电膜的总重量，加入10wt％的双酚F环氧树脂(YDF170，KukdoChemical有限公司，Tg：110℃)代替含二环戊二烯环的环氧树脂以外，以与实施例1相同的方式制备各向异性导电膜。

对比例5

除了基于以固含量计的各向异性导电膜的总重量，加入10wt％的双酚F环氧树脂代替含多环芳环的环氧树脂，并加入20wt％的含二环戊二烯环的环氧树脂以外，以与实施例1相同的方式制备各向异性导电膜。

实验例1：初始连接电阻和可靠性连接电阻

为了测量实施例1至3和对比例1至5的各种各向异性导电膜的初始连接电阻和可靠性连接电阻，将每种各向异性导电膜置于室温(25℃)下1小时，然后通过将各向异性导电膜连接到通过形成图案而制备的COF(SamsungElectronics有限公司)来制备每种各向异性导电膜的10个样品，其允许在70℃的测量温度、1MPa和1秒的初始压缩粘合条件以及200℃、70MPa和5秒的主压缩粘合条件下在涂布厚的ITO层的0.5t无图案的玻璃板上进行4探针测量。然后，使用4探针方法在每个样品上测量初始连接电阻(根据ASTMF43-64T)，并计算平均值。

在85℃和85％RH放置10个样品500个小时以用于在高温/高湿条件下的可靠性检测，测量在每个所测量的样品上的可靠性连接电阻(根据ASTMD117)，并计算平均值。

实验例2：初始气泡和可靠性气泡

为测量实施例1至3和对比例1至5的每种各向异性导电膜的初始气泡面积和可靠性气泡面积，在室温(25℃)放置每种各向异性导电膜1个小时，并且通过将各向异性导电膜连接到通过形成图案而制备的COF(SamsungElectronics有限公司)来制备每种各向异性导电膜的10个样品，其允许在70℃的测量温度、1MPa和1秒的初始压缩粘合条件以及200℃、70MPa和5秒的主压缩粘合条件下在涂布厚的ITO层的0.5t无图案的玻璃板上进行4探针测量。然后，在使用光学显微镜在10个样品中的每个上拍摄10个点后，并使用图像分析仪测量每个点的气泡面积，并计算平均值。

在高温/高湿条件下为可靠性测试在85℃和85％RH放置10个样品500个小时后，以上述方式测量气泡面积，并计算平均值。

表3显示了实验例1和2的结果。

表3

(其中，涉及“可靠性检测”的项目的子项目“气泡”的符号代表气泡面积的评价类别，并且评价类别如下：O：0％至20％的气泡面积；Δ：大于20％并且为50％或更小的气泡面积；和X：大于50％并且为100％或更小的气泡面积)

如表3显示，根据实施例1至3的各向异性导电膜包括含多环芳环的环氧树脂、含二环戊二烯环的环氧树脂以及具有1000N/mm²至3000N/mm²的30％K值的导电颗粒，在可靠性检测后呈现优异的连接电阻和气泡(参考图2)。

相反，如在对比例1和2中，当各向异性导电膜的导电颗粒具有不满足1000N/mm²至3000N/mm²的范围内的30％K值时，包括含多环芳环的环氧树脂和含二环戊二烯环的环氧树脂的各向异性导电膜在可靠性检测后尽管有20％或更小的气泡面积，但具有大于4Ω的连接电阻。此外，证实如对比例3中包含具有大于3000N/mm²的30％K值的导电颗粒的各向异性导电膜在可靠性检测后的连接电阻及气泡方面具有差的效果(参见图3)。

此外，证实其中使用具有110℃的玻璃化转变温度的双酚F环氧树脂代替含二环戊二烯环的环氧树脂的对比例4的各向异性导电膜，以及其中使用具有110℃的玻璃化转变温度的双酚F环氧树脂代替含多环芳环的环氧树脂的对比例5的各向异性导电膜在连接电阻和气泡方面未提供优异的效果，虽然这些膜的导电颗粒分别具有在1000N/mm²至3000N/mm²范围内的30％K值，和50％至70％范围内的恢复率(参见图3)。

因此，可确认当各向异性导电组合物包括两种具有不同玻璃化转变温度的环氧树脂和具有满足上述范围的30％K值的导电颗粒，如实施例1至3中那样时，各向异性导电组合物可呈现稳定的连接电阻，并使气泡最小化，因此用于形成可用于LCD和OLED两者的各向异性导电膜。

虽然已经参考一些实施方式，结合附图描述了本发明，但是应理解提供上述实施方式仅用于说明的目的，而不应以任何方式解释为限制本发明。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求及其等效方式限定。

Claims (21)

1.一种各向异性导电膜，包括：

含多环芳环的环氧树脂；

含二环戊二烯环的环氧树脂；和

导电颗粒，

其中，所述导电颗粒具有1000N/mm²至3000N/mm²的如等式I表示的30％K值，

[等式I]

其中，F为30％的压缩变形中以N表示的负荷，S为30％压缩变形中以mm表示的压缩位移，并且R为以mm表示的颗粒半径，

其中如在60℃至80℃以1MPa至3MPa的负荷预压缩粘合0.5秒至2秒，在190℃至210℃以50MPa至80MPa的负荷主压缩粘合5秒至10秒，然后在85℃和85％RH下存储500个小时后测量，所述各向异性导电膜在电极之间的空间中具有20％或更小的气泡面积。

2.如权利要求1所述的各向异性导电膜，其中，基于100重量份的所述含二环戊二烯环的环氧树脂，所述含多环芳环的环氧树脂的含量为100重量份至500重量份。

3.如权利要求1所述的各向异性导电膜，其中，所述含二环戊二烯环的环氧树脂具有130℃至200℃的玻璃化转变温度，并且，所述含多环芳环的环氧树脂具有200℃至300℃的玻璃化转变温度。

4.如权利要求1所述的各向异性导电膜，进一步包括：粘结剂树脂、固化剂和无机颗粒。

5.如权利要求4所述的各向异性导电膜，基于以固含量计的所述各向异性导电膜的总重量，所述各向异性导电膜包括：

5wt％至40wt％的所述含多环芳环的环氧树脂；

0.1wt％至30wt％的所述含二环戊二烯环的环氧树脂；

5wt％至35wt％的所述粘结剂树脂；

5wt％至50wt％的所述固化剂；

0.1wt％至20wt％的所述无机颗粒；和

5wt％至30wt％的所述导电颗粒。

6.一种各向异性导电膜，包括：

具有130℃至200℃的玻璃化转变温度的环氧树脂；

具有200℃至300℃的玻璃化转变温度的环氧树脂；和

导电颗粒，

其中，所述导电颗粒具有1000N/mm²至3000N/mm²的如等式I表示的30％K值，

[等式I]

其中，F为30％的压缩变形中以N表示的负荷，S为30％压缩变形中以mm表示的压缩位移，并且R为以mm表示的颗粒半径，

其中如在60℃至80℃以1MPa至3MPa的负荷预压缩粘合0.5秒至2秒，在190℃至210℃以50MPa至80MPa的负荷主压缩粘合5秒至10秒，然后在85℃和85％RH下存储500个小时后测量，所述各向异性导电膜在电极之间的空间中具有20％或更小的气泡面积。

7.如权利要求6所述的各向异性导电膜，其中，基于100重量份的所述具有130℃至200℃的玻璃化转变温度的环氧树脂，所述具有200℃至300℃的玻璃化转变温度的环氧树脂的含量为100重量份至500重量份。

8.如权利要求6所述的各向异性导电膜，其中，所述具有130℃至200℃的玻璃化转变温度的环氧树脂为含二环戊二烯环的环氧树脂，并且所述具有200℃至300℃的玻璃化转变温度的环氧树脂为含多环芳环的环氧树脂。

9.如权利要求6所述的各向异性导电膜，进一步包括：粘结剂树脂、固化剂和无机颗粒。

10.如权利要求9所述的各向异性导电膜，基于以固含量计的所述各向异性导电膜的总重量，所述各向异性导电膜包括：

0.1wt％至30wt％的所述具有130℃至200℃的玻璃化转变温度的环氧树脂；

5wt％至40wt％的所述具有200℃至300℃的玻璃化转变温度的环氧树脂；

5wt％至35wt％的所述粘结剂树脂；

5wt％至50wt％的所述固化剂；

0.1wt％至20wt％的所述无机颗粒；和

5wt％至30wt％的所述导电颗粒。

11.如权利要求1至10的任一项所述的各向异性导电膜，其中，所述各向异性导电膜具有如等式III表示的100％或更小的连接电阻增加率：

[等式III]

连接电阻增加率(％)＝[(R₁-R₀)/R₀]×100

其中，R₀为在60℃至80℃以1MPa至3MPa的负荷预压缩粘合0.5秒至2秒、在190℃至210℃以50MPa至80MPa的负荷主压缩粘合5秒至10秒后测量的连接电阻；并且R₁为在上述条件下预压缩粘合和主压缩粘合、然后在85℃和85％RH存储500个小时后测量的连接电阻。

12.一种各向异性导电膜，包括：

含多环芳环的环氧树脂；

含二环戊二烯环的环氧树脂；和

导电颗粒，

其中如在与以下测量R₀相同的条件下预压缩粘合和主压缩粘合、然后在85℃和85％RH下存储500个小时后测量，所述各向异性导电膜在电极之间的空间中具有20％或更小的气泡面积，并且所述各向异性导电膜具有如等式III表示的100％或更小的连接电阻增加率：

[等式III]

连接电阻增加率(％)＝[(R₁-R₀)/R₀]×100，

其中，R₀为在60℃至80℃以1MPa至3MPa的负荷下预压缩粘合0.5秒至2秒、在190℃至210℃以50MPa至80MPa的负荷下主压缩粘合5秒至10秒后测量的连接电阻；并且R₁为在上述条件下预压缩粘合和主压缩粘合、然后在85℃和85％RH存储500个小时后测量的连接电阻。

13.如权利要求11或12所述的各向异性导电膜，其中R₁为4Ω或更小。

14.如权利要求12所述的各向异性导电膜，基于以固含量计的所述各向异性导电膜的总重量，所述各向异性导电膜进一步包括：

5wt％至35wt％的粘结剂树脂；

5wt％至50wt％的固化剂；和

0.1wt％至20wt％的无机颗粒，

基于以固含量计的所述各向异性导电膜的总重量，

其中所述各向异性导电膜包括：

5wt％至40wt％的所述含多环芳环的环氧树脂；

0.1wt％至30wt％的所述含二环戊二烯环的环氧树脂；和

5wt％至30wt％的所述导电颗粒。

15.如权利要求12所述的各向异性导电膜，其中，所述导电颗粒具有1000N/mm²至3000N/mm²的等式I表示的30％K值，

[等式I]

其中，F为30％的压缩变形中以N表示的负荷，S为30％压缩变形中以mm表示的压缩位移，并且R为以mm表示的颗粒半径。

16.如权利要求12所述的各向异性导电膜，其中，含二环戊二烯环的环氧树脂具有130℃至200℃的玻璃化转变温度，并且含多环芳环的环氧树脂具有200℃至300℃的玻璃化转变温度。

17.如权利要求1至11的任一项所述的各向异性导电膜，其中，所述各向异性导电膜具有50％至70％的等式II表示的恢复率：

[等式II]

恢复率(％)＝[D₂/(D₁+D₂)]×100，

其中，D₁为加压位移，并且D₂为恢复位移。

18.如权利要求1至16的任一项所述的各向异性导电膜，其中，所述各向异性导电膜用在玻璃上芯片的安装中。

19.一种液晶显示器，包括：

驱动电路；

液晶显示器面板；和

根据权利要求1至16的任一项所述的各向异性导电膜。

20.一种有机发光二极管显示器，包括：

驱动电路；

有机发光二极管面板；和

如权利要求1至16的任一项所述的各向异性导电膜。

21.一种半导体装置，所述半导体装置通过根据权利要求1至16的任一项所述的各向异性导电膜连接。