JP2008288601A - 電気装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】保存性に優れ、かつ、低温で迅速に硬化する接着剤を用いた電気装置を提供する。
【解決手段】第一、第二の接着材料は、第一、第二の硬化剤をそれぞれ別々に有しており、第一、第二の硬化剤が反応して始めて第一、第二の樹脂成分が重合するので、第一、第二の接着材料が分離されている状態では接着剤が硬化しない。第一の硬化剤はシランカップリング剤であり、第二の硬化剤は金属キレート又は金属アルコラートであり、硬化成分であるカチオンが遊離し、第一、第二の樹脂成分がカチオン重合する。従来に比べ接着剤がより低温、短時間で硬化するので、電気装置が低温短時間で製造される。第一の接着材料はシランカップリング剤を含有するので、ガラス基板を有する第一の貼付対象物との接着性が高い。
【選択図】図8
Description
イミダゾール化合物を硬化剤として用いた場合は接着剤を短時間で硬化させることが可能であるが、接着剤を180℃以上の高温に加熱する必要があり、加熱によって貼付対象物に伸びや反り等の変形が生じる場合がある。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料はフィルム状に成形された二成分型接着剤である。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料はペースト状にされ二成分型接着剤である。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の樹脂成分はそれぞれ同じ種類の樹脂を主成分とする二成分型接着剤である。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の樹脂成分の主成分である樹脂はエポキシ樹脂である二成分型接着剤である。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の硬化剤のうち、一方の硬化剤はシランカップリング剤を主成分とし、他方の硬化剤は金属キレート又は金属アルコラートのいずれか一方又は両方を主成分とする二成分型接着剤である。
請求項7記載の発明は、請求項6記載の二成分型接着剤であって、前記金属キレートはアルミニウムキレートである二成分型接着剤である。
請求項8記載の発明は、請求項6記載の二成分型接着剤であって、前記金属アルコラートはアルミニウムアルコラートである二成分型接着剤である。
請求項9記載の発明は、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料に導電性粒子が添加された二成分型接着剤である。
請求項10記載の発明は、第一のエポキシ樹脂と、前記第一のエポキシ樹脂にシランカップリング剤が添加されたペースト状の第一の接着材料と、第二のエポキシ樹脂と、前記第二のエポキシ樹脂に金属キレート又は金属アルコラートが添加されたペースト状の第二の接着材料とを用意し、前記第一、第二の接着材料のいずれかに導電性粒子を含有させ、ガラス基板と、前記ガラス基板上に配置された第一の電極とを有する第一の貼付対象物に、前記第一の接着材料を塗布して第一の塗布層を形成し、第二の電極を有する第二の貼付対象物に、前記第二の接着材料を塗布して第二の塗布層を形成し、前記第二の電極が配置された側の面を、前記第一の電極が配置された面に向けさせ、前記第一、第二の貼付対象物を相対的に移動させ、前記第二の塗布層を前記第一の塗布層に押し当てて密着させ、前記第二の貼付対象物を、前記第一、第二の電極間に導電性粒子が挟みこまれるまで加熱及び押圧し、更に、加熱及び押圧することにより、前記金属キレートと前記シランカップリング剤とを反応させて硬化成分を連鎖反応させ、前記第一と第二のエポキシ樹脂を重合させることにより、前記第一、第二の塗布層全体を硬化させた電気装置である。
請求項11記載の発明は、請求項10記載の電気装置であって、前記シランカップリング剤がエポキシ環を有することを特徴とする電気装置である。
一般に用いられる二液型の接着剤では、硬化剤と樹脂成分とを使用前に混合する必要があり、混合後は直ちに樹脂成分の重合反応が進行するので、混合後の接着剤の保存性が悪い。
第一、第二の硬化剤にそれぞれシランカップリング剤と金属キレートを用い、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合の反応を下記反応式(1)〜(4)に示す。
反応式(2)左式に一例として金属キレートであるアルミニウムキレートを示す。アルミニウムキレートの中心金属であるAlには配位子Rが結合している。
その状態のアルミニウムキレートに、他のシラノールが平衡反応で配位すると、反応式(3)右式に示すようにブレステッド酸点を生じ、活性化したプロトンが生成される。
反応式(2)、(3)に示す反応は従来の接着剤が硬化する温度(180℃以上)よりも低い温度で進行するので、本発明の二液型接着剤は従来よりも低温、短時間で硬化する。
第一、第二の硬化剤としてシランカップリング剤を用いる場合、シランカップリング剤に水を添加し、予めシランカップリング剤を加水分解しておけば、樹脂成分が重合する反応がより迅速に進行する。
熱硬化性樹脂であり、エポキシ樹脂からなる第一の樹脂成分に、シランカップリング剤からなる第一の硬化剤と、導電性粒子とを添加、混合し、第一の接着材料を作製する。この状態では第一の接着材料はペースト状である。
これとは別に、第一の樹脂成分に用いたものと同じエポキシ樹脂からなる第二の樹脂成分に、金属キレート(又は金属アルコラート)からなる第二の硬化剤と、導電性粒子とを添加、混合し、ペースト状の第二の接着材料を作製する。
LCD11のガラス基板12表面と、TCP15のベースフィルム16表面には、それぞれ第一、第二の電極13、17が複数本配置されている。ここでは、第一、第二の電極13、17が4本ずつ図示されている。
次いで、TCP15上の第二の接着フィルム35をLCD11上の第一の接着フィルム25に押し当て、第一、第二の接着フィルム25、35を互いに密着させる(図5(b))。
その状態で更に加熱押圧を続けると、第一、第二の接着材料に含まれるシランカップリング剤と、金属キレートとが加熱によって反応して硬化成分であるカチオンが遊離し、第一、第二の樹脂成分を構成するエポキシ樹脂がカチオン重合する。エポキシ樹脂が重合することによって、第一、第二の接着フィルム25、35は一体化した状態で全体が硬化する。
図6(a)の符号11は図3(a)に示したものと同じLCDを、図7(a)の符号15は図4(a)に示したものと同じTCPをそれぞれ示している。LCD11の第一の電極13が配置された側の面と、TCP15の第二の電極16が配置された側の面に、第一、第二の電極13、17を覆うように、ペースト状の第一、第二の接着材料をそれぞれ別々に塗布し、塗布層を形成する。
LCD11とTCP15の塗布層45、55が形成された面を互いに向かい合わせ(図8(a))、図5(a)〜(c)に示すように、位置合わせ後、加熱押圧すれば電気装置が得られる。図8(b)の符号50はその状態の電気装置を示しており、LCD11とTCP15とは硬化した接着剤層59を介して接続されている。
エポキシ樹脂である脂環式エポキシ樹脂セロキサイド(ダイセル化学工業(株)社製の商品名「2021P」)40重量部と、エポキシ樹脂であるビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ(株)社製の商品名「EP1009」)60重量部を溶剤に溶解した樹脂液とを混合し、第一の樹脂成分を作製した。
これとは別に、上記第一の樹脂成分と同じ樹脂を同じ配合比率で混合してなる第二の樹脂成分を用意し、第二の樹脂成分100重量部と、第二の硬化剤である金属キレート(エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(川研ファインケミカル(株)社製の商品名「ALCH」))2重量部と、導電性粒子10重量部とを添加、混合し、ペースト状の第二の接着材料を作製した。
これらの接着フィルム25、35を用いて、図3(a)〜(c)、図4(a)〜(c)、図5(a)〜(c)の工程で実施例1の電気装置10を作製した。
引張り試験機を用い、電気装置10のTCP15をLCD11の面方向に対して90°方向に引張速度50mm/分で引張り、TCP15がLCD11から剥離されるときの剥離強度(単位:N/cm)を測定した。剥離強度試験の測定結果を下記表1に記載する。
実施例1で用いたものと同じ脂環式エポキシ樹脂セロキサイド(ダイセル化学工業(株)社製の商品名「2021P」)50重量部と、実施例1で用いたものより分子量が小さいビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ(株)社製の商品名「EP1001」)50重量部とを混合し、70℃に保温しながら攪拌混合してペースト状の第一、第二の樹脂成分を作製した。
実施例2の電気装置50を用いて実施例1と同じ条件で「剥離強度試験」を行い、その測定結果を上記表1に記載した。
実施例1で作製したフィルム状に成形する前の、ペースト状の第一の接着材料115重量部に、実施例1で用いた第二の硬化剤2重量部を添加、混合し、第一、第二の硬化剤を両方有するペースト状の接着剤を作成し、該接着剤を実施例1で用いた剥離フィルムに塗布、乾燥し、膜厚20μmの接着フィルムを作製した。
これとは別に、実施例2で作製したペースト状の第一の接着材料115重量部に、実施例2で用いた第二の硬化剤2重量部を添加、混合し、ペースト状の接着剤を作製し、該接着剤を実施例1で用いたLCDに塗布した後、TCPを接着剤に押しあて、実施例1と同じ条件で加熱押圧して比較例2の電気装置を得た。
上記表1から明らかなように、第一の硬化剤を有する第一の接着材料と、第二の硬化剤を有する第二の接着材料とを別々に作製した実施例1、2では、従来よりも低温、短時間(120℃、10秒間)の条件で接着剤を硬化させたのにもかかわらず、剥離強度が高く、本発明の二成分型接着剤の硬化性の高さが確認された。
また、シランカップリング剤としては、下記一般式(5)に示すものを用いることが好ましい。
第一、第二の樹脂成分に用いる樹脂はエポキシ樹脂に限定されるものではなく、硬化成分であるカチオンにより単独重合するものであれば、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ビニルエーテル樹脂、オキセタン樹脂等種々のものを用いることができる。しかしながら、熱硬化後の接着剤の強度等を考慮するとエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
27……導電性粒子
35……第二の接着フィルム(フィルム状にされた第二の接着材料)
45、55……第一、第二の接着材料の塗布層
Claims (11)
- 第一の樹脂成分を主成分とし、前記第一の樹脂成分に第一の硬化剤が添加された第一の接着材料と、
第二の樹脂成分を主成分とし、前記第二の樹脂成分に第二の硬化剤が添加された第二の接着材料とを有し、
前記第一の接着材料と前記第二の接着材料とを接触させると、前記第一、第二の硬化剤が反応して硬化成分が連鎖反応し、前記硬化成分によって前記第一、第二の樹脂成分が重合する二成分型接着剤。 - 前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料はフィルム状に成形された請求項1記載の二成分型接着剤。
- 前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料はペースト状にされた請求項1記載の二成分型接着剤。
- 前記第一、第二の樹脂成分はそれぞれ同じ種類の樹脂を主成分とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の二成分型接着剤。
- 前記第一、第二の樹脂成分の主成分である樹脂はエポキシ樹脂である請求項4記載の二成分型接着剤。
- 前記第一、第二の硬化剤のうち、一方の硬化剤はシランカップリング剤を主成分とし、他方の硬化剤は金属キレート又は金属アルコラートのいずれか一方又は両方を主成分とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の二成分型接着剤。
- 前記金属キレートはアルミニウムキレートである請求項6記載の二成分型接着剤。
- 前記金属アルコラートはアルミニウムアルコラートである請求項6記載の二成分型接着剤。
- 前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料に導電性粒子が添加された請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の二成分型接着剤。
- 第一のエポキシ樹脂と、前記第一のエポキシ樹脂にシランカップリング剤が添加されたペースト状の第一の接着材料と、
第二のエポキシ樹脂と、前記第二のエポキシ樹脂に金属キレート又は金属アルコラートが添加されたペースト状の第二の接着材料とを用意し、
前記第一、第二の接着材料のいずれかに導電性粒子を含有させ、
ガラス基板と、前記ガラス基板上に配置された第一の電極とを有する第一の貼付対象物に、前記第一の接着材料を塗布して第一の塗布層を形成し、
第二の電極を有する第二の貼付対象物に、前記第二の接着材料を塗布して第二の塗布層を形成し、
前記第二の電極が配置された側の面を、前記第一の電極が配置された面に向けさせ、
前記第一、第二の貼付対象物を相対的に移動させ、
前記第二の塗布層を前記第一の塗布層に押し当てて密着させ、
前記第二の貼付対象物を、前記第一、第二の電極間に導電性粒子が挟みこまれるまで加熱及び押圧し、
更に、加熱及び押圧することにより、前記金属キレートと前記シランカップリング剤とを反応させて硬化成分を連鎖反応させ、前記第一と第二のエポキシ樹脂を重合させることにより、前記第一、第二の塗布層全体を硬化させた電気装置。 - 前記シランカップリング剤がエポキシ環を有することを特徴とする請求項10記載の電気装置。
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