JP2002047423A - Black paste - Google Patents

Black paste

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JP2002047423A
JP2002047423A JP2000234022A JP2000234022A JP2002047423A JP 2002047423 A JP2002047423 A JP 2002047423A JP 2000234022 A JP2000234022 A JP 2000234022A JP 2000234022 A JP2000234022 A JP 2000234022A JP 2002047423 A JP2002047423 A JP 2002047423A
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black
oxide
cobalt
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prepare a membrane of a black pigment-containing resin, and a paste having a high degree of blackness and insulating properties as the paste capable of forming the membrane. SOLUTION: The paste comprises a black pigment and a binder resin, the black pigment containing cobalt oxides.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はガラス基板上に塗布
してパターン加工を行い、液晶表示素子や有機EL表示
素子、FED等の薄型表示素子の黒色絶縁層を形成する
ための、黒色顔料分散ペーストに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a black pigment dispersion for forming a black insulating layer of a thin display element such as a liquid crystal display element, an organic EL display element and an FED by applying a pattern on a glass substrate and performing pattern processing. It is about paste.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動体通信機器、携帯情報端末の発達に
伴い、その情報表示部分として小型、薄型、軽量の表示
素子が求められている。移動体通信機器の表示素子とし
ては現在はモノクロ液晶表示素子が主流であるが、今
後、情報表示の品質向上のために高精細化やフルカラー
化が進むと考えられる。薄型軽量のフルカラー表示素子
としては、液晶表示素子、有機EL表示素子がある。こ
れら表示素子はいずれも赤、緑、青の三原色の画素を一
組として絵素とすることによりカラー表示を行うもので
あるが、カラー表示では色の再現性や表示コントラスト
の向上のために画素と画素の間にブラックマトリクスと
呼ばれる遮光部分を形成することが望ましい。液晶表示
素子の場合は、このブラックマトリクスの材料としてク
ロム膜と、カーボンブラックを分散させた黒色樹脂の2
つが既に実用化されている。
2. Description of the Related Art With the development of mobile communication devices and portable information terminals, small, thin, and lightweight display elements are required as information display portions. At present, monochrome liquid crystal display elements are mainly used as display elements of mobile communication devices, but it is considered that higher definition and full color display will be advanced in order to improve the quality of information display. As thin and lightweight full-color display elements, there are a liquid crystal display element and an organic EL display element. Each of these display elements performs color display by using three primary color pixels of red, green, and blue as a set of pixels to form a picture element.However, in the color display, the pixel is used to improve color reproducibility and display contrast. It is desirable to form a light shielding portion called a black matrix between the pixel and the pixel. In the case of a liquid crystal display element, a chromium film and a black resin in which carbon black is dispersed are used as the material of the black matrix.
One is already in practical use.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年、液晶表示の新し
い駆動方式としてブラックマトリクスに絶縁性が要求さ
れる場合が出てきている。また、有機EL表示素子の場
合も画素と画素の間には絶縁層が必要であり、画素間に
ブラックマトリクスを形成するならば絶縁体である必要
がある。しかし、前述のクロム膜とカーボンブラック分
散樹脂はいずれも導電体であり、これらの用途には使用
することは出来ない。
In recent years, there has been a case where a black matrix is required to have insulating properties as a new driving method for a liquid crystal display. Also, in the case of an organic EL display element, an insulating layer is required between pixels, and if a black matrix is formed between pixels, the insulating layer must be used. However, both the chromium film and the carbon black-dispersed resin are conductors and cannot be used for these purposes.

【0004】絶縁性の遮光層を形成する方法として、絶
縁性の黒色金属酸化物等を分散させた樹脂を用いる方法
が提案されている。例えば特開平9−124972号公
報では、2種以上の金属を含むスピネル型あるいは逆ス
ピネル型結晶構造を有する複合酸化物とバインダー樹脂
を含んだブラックマトリクス用組成物が提案されてお
り、その複合酸化物としては銅−クロム、銅−マンガ
ン、あるいは銅−鉄−マンガン系のものが良好であると
されている。また、特開平9−160243号公報にお
いては、遮光膜形成材料として遮光性材料に金属酸化物
を含む感光性組成物が提案されており、やはり好適な金
属酸化物としては銅−鉄−マンガン系酸化物であるとさ
れている。このように、カーボンブラックを除いた最も
代表的な黒色顔料としては銅−鉄−マンガン系に代表さ
れる複合酸化物類が知られていた。表示素子の信頼性を
向上させるためには、黒色顔料を含む遮光層材料の樹脂
バインダーとして耐熱性樹脂、例えばポリイミドなどを
使用することが好適である。しかし耐熱性樹脂を形成す
る際の熱処理により、銅−鉄−マンガン系酸化物は退色
を起こすことがあり、良好な遮光層が得られなかった。
As a method for forming an insulating light-shielding layer, a method using a resin in which an insulating black metal oxide or the like is dispersed has been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-124972 proposes a black matrix composition containing a composite oxide having a spinel type or inverted spinel type crystal structure containing two or more metals and a binder resin. It is said that copper-chromium, copper-manganese, or copper-iron-manganese-based materials are preferable. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-160243 proposes a photosensitive composition containing a metal oxide in a light-shielding material as a material for forming a light-shielding film. It is considered to be an oxide. As described above, as the most typical black pigment excluding carbon black, complex oxides represented by copper-iron-manganese have been known. In order to improve the reliability of the display element, it is preferable to use a heat-resistant resin, for example, polyimide or the like as a resin binder of a light-shielding layer material containing a black pigment. However, due to the heat treatment at the time of forming the heat-resistant resin, the copper-iron-manganese-based oxide sometimes faded, and a good light-shielding layer could not be obtained.

【0005】本発明の目的は、絶縁性、遮光性が高い表
示素子用ブラックマトリクス形成材料を得ることにあ
る。
An object of the present invention is to provide a black matrix forming material for a display element having a high insulating property and a high light shielding property.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、黒色
顔料と、バインダー樹脂を含有するペーストにおいて、
黒色顔料がコバルト酸化物類であることを特徴とするペ
ーストである。
That is, the present invention provides a paste containing a black pigment and a binder resin.
A paste wherein the black pigment is a cobalt oxide.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。上記に記載した従来の現状に鑑み、本発明者等は、
耐熱性樹脂中での熱処理に対する黒色顔料の退色性につ
いて検討を重ねた結果、コバルト酸化物系黒色顔料が、
従来の金属酸化物系黒色顔料として代表的であった銅−
鉄−マンガン系酸化物と比較すると退色が極めて小さい
ことを見い出し、本発明を完成したものである。 本発
明は、黒色顔料と、バインダー樹脂を含有するペースト
において、黒色顔料がコバルト酸化物類であることを特
徴とするペーストである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. In view of the conventional situation described above, the present inventors,
As a result of repeated studies on the fading properties of black pigments to heat treatment in heat-resistant resins, cobalt oxide-based black pigments
Copper, which was typical as a conventional metal oxide black pigment,
The inventors have found that fading is extremely small as compared with iron-manganese-based oxides, and have completed the present invention. The present invention is a paste containing a black pigment and a binder resin, wherein the black pigment is a cobalt oxide.

【0008】本発明における黒色顔料は、コバルト酸化
物類である。黒色顔料としては、一般にはカーボンブラ
ック、チタンブラック、および銅−鉄−マンガンの複合
酸化物が知られている。しかしカーボンブラック、チタ
ンブラックは導電体であり、また銅−鉄−マンガン複合
酸化物は高温下での反応性が高く、高温でバインダーと
反応して退色しやすいために、表示素子製造における後
工程で高温になる場合には不適である。コバルト酸化物
類としては、CoO:酸化コバルト(II)、Co 23(H
2O):酸化コバルト(III)およびCo34:酸化二コバ
ルト(III)コバルト(II)等があげられるが本発明はこれ
らに限られるものではない。これらはいずれも黒色系の
物質であるが、酸化コバルト(II)は空気中で390〜9
00℃に加熱することで、また酸化コバルト(III)は真
空中で150℃に加熱することでいずれも酸化二コバル
ト(III)コバルト(II)に変わることが知られており、本
発明の熱処理により退色しない目的のためには酸化二コ
バルト(III)コバルト(II)が最も好適である。また、酸
化コバルト(II)は粒子径により種々の色合いを示し、酸
化コバルト(III)は褐色ががった黒色であるのに対し
て、酸化二コバルト(III)コバルト(II)は灰黒色から黒
色を示し、無彩色の黒である。表示素子のブラックマト
リックスとしては無彩色であるいことが表示品位の点か
ら好ましいのでこの点でも酸化二コバルト(III)コバル
ト(II)が好適である。
In the present invention, the black pigment is cobalt oxide.
Things. Generally, carbon black is used as a black pigment.
, Titanium black, and copper-iron-manganese composite
Oxides are known. But carbon black, titanium
Black is a conductor and a copper-iron-manganese composite
Oxides are highly reactive at high temperatures and can react with binders at high temperatures.
Because it is easy to react and fade, it is difficult to
It is not suitable when the temperature is high in the process. Cobalt oxide
Classes include CoO: cobalt (II) oxide, Co TwoOThree(H
TwoO): Cobalt (III) oxide and CoThreeOFour: Nicoba oxide
And (II) cobalt (II).
It is not limited to them. These are all black
As a substance, cobalt (II) oxide is 390 to 9 in air.
By heating to 00 ° C, cobalt (III) oxide
By heating to 150 ° C in the air, all of them are nicotine oxide.
It is known to change to
For the purpose of not fading by the heat treatment of the invention,
Baltic (III) cobalt (II) is most preferred. Also acid
Cobalt (II) shows various colors depending on the particle size,
Cobalt (III) is brownish black, whereas
Dicobalt (III) cobalt (II) oxide is gray-black to black
Indicates color and is achromatic black. Display device black mat
Is the achromatic color of Rix a point of display quality?
Baltic oxide (III) oxide
(II) is preferred.

【0009】コバルト酸化物類黒色顔料の平均粒子径
は、10nm以上200nm未満であることが望まし
い。10nm未満の粉末は、製造や取り扱いが困難であ
り凝集しやすく分散性も悪いため不適である。また粒子
径が200nm以上になると可視光線の散乱が大きくな
り黒色度が低下する。
The average particle diameter of the cobalt oxide black pigment is preferably 10 nm or more and less than 200 nm. Powders of less than 10 nm are unsuitable because they are difficult to manufacture and handle, tend to aggregate and have poor dispersibility. When the particle diameter is 200 nm or more, the scattering of visible light increases and the degree of blackness decreases.

【0010】バインダー樹脂としては、表示素子製造工
程で高温の工程にさらされることや表示素子の使用にお
ける耐久性の点から、耐熱性に優れた樹脂が望ましい。
電子材料として用いられている樹脂としては、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリアミド、アクリル、エポキ
シなどがあげられるが、耐熱性、耐薬品性に優れる点か
らポリイミドが最も好ましい。ポリイミドのコーティン
グ剤としてはポリアミド酸などのポリイミド前駆体を含
有しており、基板に塗布後、加熱処理によってイミド閉
環してポリイミドを形成するものが一般的であり且つ膜
の性能にも優れるので、本発明のペーストにおいてもバ
インダー樹脂としてはポリイミド前駆体を含有し、塗布
後加熱処理によって黒色のポリイミド膜となるものが最
も好ましい構成である。
As the binder resin, a resin excellent in heat resistance is desirable from the viewpoint of being exposed to a high-temperature step in the display element manufacturing process and the durability in using the display element.
Examples of the resin used as the electronic material include polyimide, polyamide imide, polyamide, acryl, and epoxy. Among them, polyimide is most preferable because of its excellent heat resistance and chemical resistance. As a polyimide coating agent contains a polyimide precursor such as polyamic acid, and after coating on a substrate, a polyimide is generally formed by heat treatment to form a polyimide by ring closure of the imide, and also has excellent film performance. In the paste of the present invention, a binder resin containing a polyimide precursor and forming a black polyimide film by heat treatment after coating is the most preferable configuration.

【0011】ポリイミド前駆体としては、ピロメリット
酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物などのテトラカルボン酸二
無水物と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、
3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、ビス(3−
アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、メタフェ
ニレンジアミン、パラフェニレンジアミンなどのジアミ
ンとをN−メチル−2−ピロリドン、N,N’−ジメチ
ルアセトアミドなどの非プロトン性極性溶媒中で反応さ
せ得られるポリアミド酸およびそのエステルが挙げられ
るがこれらに限定されるものではない。
As the polyimide precursor, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride Tetracarboxylic dianhydride such as a compound and 4,4′-diaminodiphenyl ether,
3,3′-diaminodiphenylsulfone, bis (3-
Aminopropyl) polyamic acid obtained by reacting a diamine such as tetramethyldisiloxane, metaphenylenediamine or paraphenylenediamine in an aprotic polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone or N, N'-dimethylacetamide And esters thereof, but are not limited thereto.

【0012】黒色顔料の添加量は、ペーストの全固形分
に対して50wt%以上95wt%未満が好ましい。添
加量が50wt%未満であると十分な黒色度が得られ
ず、95wt%以上では膜質が悪く基板との十分な密着
性が得られない。ペーストの全固形分重量とは、本発明
ではペーストを塗布乾燥し、後に残る重量を以て定義さ
れる。その測定方法としては、少量のペーストを取り、
ペーストをブラックマトリクス製造工程で加熱乾燥させ
る場合と同じ加熱工程を行い、残分重量を測定する方法
がある。または簡便に、加熱工程の最高温度と同じ一定
温度で1時間乃至2時間加熱したときの残分を測定する
ことでも同等の結果が得られる。黒色顔料の量とは、ペ
ーストを800℃〜1000℃の高温で1〜2時間処理
することにより有機成分を完全に分解揮発し、その残分
重量を測定することで黒色顔料重量が得られる。
The amount of the black pigment to be added is preferably 50% by weight or more and less than 95% by weight based on the total solid content of the paste. If the addition amount is less than 50 wt%, sufficient blackness cannot be obtained, and if it is 95 wt% or more, the film quality is poor and sufficient adhesion to the substrate cannot be obtained. In the present invention, the total solid content weight of the paste is defined as the weight remaining after the paste is applied and dried. As a measurement method, take a small amount of paste,
There is a method of performing the same heating step as the case where the paste is heated and dried in the black matrix production step, and measuring the residual weight. Alternatively, the same result can be obtained simply by measuring the residue after heating for 1 hour to 2 hours at the same constant temperature as the maximum temperature in the heating step. The amount of the black pigment means that the organic component is completely decomposed and volatilized by treating the paste at a high temperature of 800 ° C. to 1000 ° C. for 1 to 2 hours, and the weight of the black pigment is obtained by measuring the residual weight.

【0013】本発明においてはバインダー樹脂中に黒色
顔料以外の無機成分を含んでいても良い。この場合は全
無機成分の重量はペースト全固形分の50wt%以上9
5wt%未満が好ましく、高い黒色度を得るためには全
無機成分中の80wt%以上が黒色顔料であることが好
ましい。
In the present invention, the binder resin may contain an inorganic component other than the black pigment. In this case, the weight of all inorganic components is 50 wt% or more of the total solids of the paste.
It is preferably less than 5 wt%, and in order to obtain a high degree of blackness, it is preferable that 80 wt% or more of all the inorganic components is a black pigment.

【0014】次に本発明によるペーストの製造法および
得られたペーストから膜を形成する方法について、バイ
ンダー樹脂がポリイミド前駆体の場合を例に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
Next, a method for producing a paste according to the present invention and a method for forming a film from the obtained paste will be described with reference to an example in which the binder resin is a polyimide precursor, but the present invention is not limited to this. Absent.

【0015】ポリイミド前駆体の溶液と、黒色顔料を所
定量にて混合する。このとき、粉末の分散性の向上のた
めに、必要に応じて分散剤を添加しても良い。また、塗
布膜の平滑性を向上する目的でレベリング剤を添加する
こともできる。この混合物を、スラリー状になるまで撹
拌を行う。得られたスラリーを、3本ロールミル、ボー
ルミル、ホモジナイザー、サンドミルなどの装置にかけ
ることにより、ペーストを得る。
A solution of the polyimide precursor and a black pigment are mixed in a predetermined amount. At this time, a dispersant may be added as needed to improve the dispersibility of the powder. Further, a leveling agent may be added for the purpose of improving the smoothness of the coating film. This mixture is stirred until it becomes a slurry. The paste is obtained by applying the obtained slurry to an apparatus such as a three-roll mill, a ball mill, a homogenizer, and a sand mill.

【0016】得られたペーストを、スクリーン印刷機や
スピンコーター等により、ガラス基板などの基板上に均
一に塗布する。その後、ホットプレートや熱風オーブン
などにより、加熱乾燥することでポリイミド前駆体に黒
色顔料が含まれた塗膜を得る。乾燥温度は80℃〜16
0℃で、ホットプレートであれば1分〜10分、熱風オ
ーブンであれば10分〜60分加熱して乾燥する。
The obtained paste is uniformly applied on a substrate such as a glass substrate by a screen printer or a spin coater. Thereafter, by heating and drying using a hot plate or a hot air oven, a coating film containing a black pigment in the polyimide precursor is obtained. Drying temperature is 80 ℃ ~ 16
At 0 ° C., heat and dry for 1 minute to 10 minutes for a hot plate and 10 minutes to 60 minutes for a hot air oven.

【0017】得られたポリイミド前駆体の塗布膜上に、
スピンコーター等によりフォトレジストを塗布し、所望
のパターンのフォトマスクを介して露光、現像を行うこ
とによりブラックマトリクスのパターンを形成する。こ
のとき、フォトレジストがアルカリ現像タイプであれば
フォトレジストの現像と同時にポリイミド前駆体のエッ
チングを行うことが出来る。パターン形成後、フォトレ
ジストは剥離する。
On the coating film of the obtained polyimide precursor,
A photoresist is applied by a spin coater or the like, and is exposed and developed through a photomask having a desired pattern to form a black matrix pattern. At this time, if the photoresist is an alkali developing type, the polyimide precursor can be etched simultaneously with the development of the photoresist. After pattern formation, the photoresist is stripped.

【0018】また、感光性を有するポリイミド前駆体溶
液を用いることによりフォトレジストを使用せずに直接
ポリイミド前駆体被膜をマスク露光、現像し、ブラック
マトリクスパターンを形成することも可能である。
Further, by using a polyimide precursor solution having photosensitivity, it is also possible to form a black matrix pattern by directly exposing and developing a polyimide precursor film by using a mask without using a photoresist.

【0019】得られたパターンを空気中あるいは窒素中
で加熱することでポリアミド酸をイミド閉環させ、黒色
顔料を含有するポリイミド膜を得る。このときの加熱温
度プロファイルは、例えば室温から120℃乃至180
℃まで30分で昇温し、30分保持した後、再び昇温し
て1時間で300℃乃至400℃にして1時間保持し、
その後冷却する。この加熱工程により、塗膜中の残留溶
媒は完全に除去され、ポリイミド前駆体は脱水閉環反応
を経てイミド化し、ポリイミド膜となる。本発明による
ペーストより得られる黒色顔料分散ポリイミド膜は、ポ
リイミド本来の高い絶縁性や機械強度を持ち、さらに優
れた黒色度を持つので、絶縁性を必要とする表示素子の
ブラックマトリクス材料に非常に好適である。
By heating the obtained pattern in the air or in nitrogen, the polyamide acid is imide-ring-closed to obtain a polyimide film containing a black pigment. The heating temperature profile at this time is, for example, from room temperature to 120 ° C. to 180 °.
° C in 30 minutes, and after holding for 30 minutes, the temperature is raised again to 300 ° C to 400 ° C in 1 hour and held for 1 hour,
Then cool. By this heating step, the residual solvent in the coating film is completely removed, and the polyimide precursor is imidized through a dehydration ring-closing reaction to form a polyimide film. The black pigment-dispersed polyimide film obtained from the paste according to the present invention has the original high insulation and mechanical strength of polyimide, and also has an excellent blackness, so it is very suitable for a black matrix material of a display element requiring insulation. It is suitable.

【0020】[0020]

【実施例】以下の実施例で本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例により何等の制限を受けるも
のではない。
EXAMPLES The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited by these examples.

【0021】A.黒色顔料 (1)コバルト酸化物系黒色顔料(Co34) 平均粒子径70nm (2)カーボンブラック (3)銅−鉄−マンガン複合酸化物 平均粒子径50nm (4)コバルト酸化物系黒色顔料(Co34) 平均粒子径200nm (5)コバルト酸化物系黒色顔料(CoO) 平均粒子径70nm。A. Black pigment (1) Cobalt oxide black pigment (Co 3 O 4 ) Average particle diameter 70 nm (2) Carbon black (3) Copper-iron-manganese composite oxide Average particle diameter 50 nm (4) Cobalt oxide black pigment (Co 3 O 4 ) Average particle size 200 nm (5) Cobalt oxide black pigment (CoO) Average particle size 70 nm.

【0022】B.ポリイミド前駆体 使用するテトラカルボン酸二無水物およびジアミンの略
記号は下記のとおりである。 PMDA:ピロメリット酸二無水物 BTDA:3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物 DAE:4,4’−ジアミノジフェニルエーテル SiDA:ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジ
シロキサン。
B. Polyimide precursor Abbreviations of tetracarboxylic dianhydride and diamine used are as follows. PMDA: pyromellitic dianhydride BTDA: 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride DAE: 4,4'-diaminodiphenyl ether SiDA: bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane.

【0023】(1)ポリイミド前駆体溶液 共重合組成:PMDA/BTDA/DAE/SiDA=
50/50/95/5 溶液濃度 :固形分14wt%N−メチル−2−ピロリ
ドン溶液。
(1) Polyimide precursor solution Copolymer composition: PMDA / BTDA / DAE / SiDA =
50/50/95/5 Solution concentration: Solid content 14 wt% N-methyl-2-pyrrolidone solution.

【0024】C.アクリル樹脂 スチレンアクリル系共重合体 “Joncryl SCX−281”(ジョンソンポリ
マー(株)製) D.多官能モノマー “KAYACURE DPHA”(日本化薬(株)製) E.光重合開始剤 “イルガキュア369”(チバスペシャリティケミカル
ズ(株)製) F.溶剤 N−メチル−2−ピロリドン(以下NMPと略記) 乳酸エチル γ−ブチロラクトン(以下γBLと略記)。
C. A. Acrylic resin Styrene acrylic copolymer “Joncryl SCX-281” (manufactured by Johnson Polymer Co., Ltd.) Polyfunctional monomer “KAYACURE DPHA” (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) Photopolymerization initiator “Irgacure 369” (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) Solvent N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) Ethyl lactate γ-butyrolactone (hereinafter abbreviated as γBL).

【0025】ペースト調整 (1)表中の黒色顔料以外を混合したポリマー溶液を準
備した。 (2)各ポリマー溶液と黒色顔料粉末を混合し、スラリ
ー状になるまで撹拌した。 (3)得られたスラリーを3本ロール(EXACT m
odel 50)で混練し、ペーストを得た。
Preparation of Paste (1) A polymer solution was prepared by mixing other than the black pigment in the table. (2) Each polymer solution and black pigment powder were mixed and stirred until a slurry was obtained. (3) The obtained slurry was rolled into three rolls (EXACT m
odel 50) to obtain a paste.

【0026】粘度測定 ブルックフィールド社製粘度計DV−II+を用いて測定
した。測定条件は測定温度25℃、回転数10rpm
(ずり速度4s-1)であった。
The viscosity was measured using a Brookfield viscometer DV-II +. The measurement conditions were as follows: measurement temperature 25 ° C, rotation speed 10 rpm
(Shear speed 4 s -1 ).

【0027】塗膜形成(バインダー樹脂がポリイミド前
駆体の場合) (1)ペーストをガラス基板(青板ソーダガラス 厚み
1.3mm 松浪硝子製)上に、スピンコーターを使っ
て1500rpm×30秒で塗布し、ホットプレートを
用いて140℃で2分間乾燥した。乾燥後厚さは1.4
μmであった。 (2)塗布膜上にフォトレジストをスピンコートしてホ
ットプレートで100℃×2分乾燥し、厚さ1μmの膜
とした。 (3)所定のフォトマスクを介して高圧水銀灯の全波長
露光により100mJ/cm2(i線測定値)露光を行
った。 (4)2.38%TMAH現像液により50秒のディッ
プ現像を行い水洗した。 (5)酢酸ブチルによりレジストを剥離した。 (6)得られた黒色ポリイミド前駆体パターンを、大気
雰囲気で下記条件にて加熱処理し、ポリイミド膜を得
た。 加熱条件:室温から140℃まで30分で昇温、140
℃で30分保持、140℃から350℃まで1時間で昇
温、350℃で1時間保持、冷却の順で行った。キュア
後の膜厚はいずれのサンプルも約1μmであった。
Forming a coating film (when the binder resin is a polyimide precursor) (1) The paste is applied on a glass substrate (blue soda glass 1.3 mm, manufactured by Matsunami Glass) using a spin coater at 1500 rpm × 30 seconds. Then, it was dried at 140 ° C. for 2 minutes using a hot plate. The thickness after drying is 1.4
μm. (2) A photoresist was spin-coated on the coating film and dried on a hot plate at 100 ° C. × 2 minutes to obtain a film having a thickness of 1 μm. (3) Exposure was performed at 100 mJ / cm 2 (i-line measurement value) by full-wave exposure using a high-pressure mercury lamp through a predetermined photomask. (4) Dip development was performed with a 2.38% TMAH developer for 50 seconds, followed by washing with water. (5) The resist was stripped with butyl acetate. (6) The obtained black polyimide precursor pattern was subjected to heat treatment in the atmosphere under the following conditions to obtain a polyimide film. Heating conditions: temperature rise from room temperature to 140 ° C. in 30 minutes, 140
The temperature was kept at 30 ° C. for 30 minutes, the temperature was raised from 140 ° C. to 350 ° C. for 1 hour, the temperature was kept at 350 ° C. for 1 hour, and the cooling was performed in this order. The thickness of each sample after curing was about 1 μm.

【0028】塗膜形成(バインダー樹脂がアクリル樹脂
の場合) (1)ペーストをガラス基板(青板ソーダガラス 厚み
1.3mm 松浪硝子(株)製)上に、スピンコーター
を使って1500rpm×30秒で塗布し、ホットプレ
ートを用いて80℃で2分間乾燥した。乾燥後厚さは
1.3μmであった。 (2)所定のフォトマスクを介して高圧水銀灯の全波長
露光により100mJ/cm2(i線測定値)露光を行
った。 (3)0.2%TMAH現像液により60秒のディップ
現像を行い水洗した。 (4)得られた黒色アクリル樹脂パターンを、大気雰囲
気で下記条件にて加熱処理し、ポリイミド膜を得た。 加熱条件:室温から220℃まで40分で昇温、220
℃で30分保持、冷却。キュア後の膜厚はサンプルも約
1μmであった。
(1) Paste paste on glass substrate (blue plate soda glass: 1.3 mm, manufactured by Matsunami Glass Co., Ltd.) using a spin coater at 1500 rpm × 30 seconds. And dried at 80 ° C. for 2 minutes using a hot plate. After drying, the thickness was 1.3 μm. (2) Exposure was performed at 100 mJ / cm 2 (i-line measured value) by full-wave exposure using a high-pressure mercury lamp through a predetermined photomask. (3) Dip development was performed with 0.2% TMAH developer for 60 seconds, followed by washing with water. (4) The obtained black acrylic resin pattern was subjected to a heat treatment in the atmosphere under the following conditions to obtain a polyimide film. Heating conditions: temperature rise from room temperature to 220 ° C. in 40 minutes, 220
Hold at 30 ° C for 30 minutes and cool. The film thickness after curing was about 1 μm for the sample.

【0029】塗膜接着強度測定 (1)塗膜に、1mm幅で10×10の切り込みを入れ
て100個の升目を形成し、セロハンテープで剥離試験
を行い、100個中いくつの升目が剥がれたかを評価し
た(JIS−K5400準拠)。 (2)120℃・2気圧のPCT(プレッシャークッカ
ーテスター)に入れ、100時間後の接着強度を同様に
評価した。
Measurement of Coating Adhesive Strength (1) A 100 mm square was formed by making a cut of 10 × 10 with a width of 1 mm in the coating film, and a peeling test was performed with a cellophane tape. Was evaluated (based on JIS-K5400). (2) It was placed in a PCT (pressure cooker tester) at 120 ° C. and 2 atm, and the adhesive strength after 100 hours was similarly evaluated.

【0030】膜厚の測定 表面形状測定装置“サーフコム1500A”((株)東
京精密製)で測定した。 黒色度測定 比色計CM2002(ミノルタ(株)製)正反射除去モ
ードにより明度L*値を測定した。この値が小さいほど
黒色度が高い。
Measurement of Film Thickness The film thickness was measured with a surface shape measuring device "Surfcom 1500A" (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). Blackness Measurement The lightness L * value was measured by a specular reflection removal mode of a colorimeter CM2002 (manufactured by Minolta Co., Ltd.). The smaller the value, the higher the blackness.

【0031】比抵抗測定 表面高抵抗計MCP TESTER ハイレスタ mo
del HT−201(三菱油化(株)製)を使用して
キュア後の膜の表面抵抗Rを測定し、下記の式を用いて
膜の比抵抗ρを測定した。
Specific resistance measurement Surface high resistance meter MCP TESTER Hiresta mo
The surface resistance R of the cured film was measured using del HT-201 (manufactured by Mitsubishi Yuka Corporation), and the specific resistance ρ of the film was measured using the following equation.

【0032】比抵抗(ρ:単位μΩ・cm)=表面抵抗
(R:単位Ω)×膜厚(t:単位μm)×100。
Specific resistance (ρ: unit μΩ · cm) = surface resistance (R: unit Ω) × film thickness (t: unit μm) × 100.

【0033】透過率測定 紫外可視分光光度計UV−260(島津製作所(株)
製)により測定し、波長550nmの透過率を測定し
た。
Transmittance measurement UV-visible spectrophotometer UV-260 (Shimadzu Corporation)
And the transmittance at a wavelength of 550 nm was measured.

【0034】これらの結果を表1にまとめた。The results are summarized in Table 1.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】実施例1は黒色顔料としてコバルト酸化物
Co34を、比較例1、2は、黒色顔料としてカーボン
ブラックと銅−鉄−マンガン複合酸化物を用いた。実施
例1は黒色度も高く、絶縁性も良好であった。比較例1
でカーボンブラックを使った場合、黒色度は非常に高い
が電気抵抗が低く十分な絶縁性が得られなかった。比較
例2の銅−鉄−マンガン複合酸化物では、絶縁性は良好
であるが黒色度が低かった。これは熱処理による黒色顔
料の退色によるものである。
In Example 1, cobalt oxide Co 3 O 4 was used as a black pigment, and in Comparative Examples 1 and 2, carbon black and a copper-iron-manganese composite oxide were used as black pigments. In Example 1, the blackness was high and the insulation was good. Comparative Example 1
When carbon black was used, the blackness was very high, but the electric resistance was low and sufficient insulating properties could not be obtained. The copper-iron-manganese composite oxide of Comparative Example 2 had good insulation but low blackness. This is due to the fading of the black pigment due to the heat treatment.

【0037】実施例2では平均粒子径が実施例1より大
きいコバルト酸化物Co34を用いたがこの場合も良好
な結果が得られた。
In Example 2, a cobalt oxide Co 3 O 4 having an average particle diameter larger than that of Example 1 was used. In this case, however, good results were obtained.

【0038】実施例3、4はコバルト酸化物Co34
含有量が実施例1とは異なっている。いずれも黒色で絶
縁性の膜が得られたが、実施例3は実施例1と比較する
とやや黒色度が低く、また実施例4は実施例1と比較す
ると基板密着性にやや劣っていた。
Examples 3 and 4 are different from Example 1 in the content of cobalt oxide Co 3 O 4 . In each case, a black insulating film was obtained. However, Example 3 was slightly lower in blackness than Example 1, and Example 4 was slightly inferior in substrate adhesion as compared to Example 1.

【0039】実施例5は、コバルト酸化物としてCoO
を用いた。実施例1と同じく高い黒色度と絶縁性が得ら
れたが、色目が少し褐色であった。
In Example 5, CoO was used as the cobalt oxide.
Was used. As in Example 1, high blackness and insulation were obtained, but the color was slightly brown.

【0040】実施例6ではバインダー樹脂としてアクリ
ル樹脂を用いたが、この場合も良好な黒色度、絶縁性が
得られた。
In Example 6, an acrylic resin was used as the binder resin, but also in this case, good blackness and insulation were obtained.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明は上述のような構成を有すること
により、黒色度の高く良好な電気絶縁性を有する黒色ポ
リイミド膜が形成可能な黒色顔料含有ポリイミド前駆体
ペーストが得られるものである。
According to the present invention, a black pigment-containing polyimide precursor paste capable of forming a black polyimide film having a high degree of blackness and having good electrical insulation can be obtained by having the above-described structure.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 7/038 504 G03F 7/038 504 Fターム(参考) 2H025 AB13 AB20 AC01 AD01 BC13 BC42 CB25 CC11 2H091 FA35Y FB06 FB13 FC12 FC22 FC26 FD04 LA03 LA15 4J002 CM041 DE096 FD096 GQ01 HA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03F 7/038 504 G03F 7/038 504 F term (Reference) 2H025 AB13 AB20 AC01 AD01 BC13 BC42 CB25 CC11 2H091 FA35Y FB06 FB13 FC12 FC22 FC26 FD04 LA03 LA15 4J002 CM041 DE096 FD096 GQ01 HA08

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】黒色顔料と、バインダー樹脂を含有するペ
ーストにおいて、黒色顔料としてコバルト酸化物類を含
有することを特徴とするペースト。
1. A paste containing a black pigment and a binder resin, wherein the paste contains cobalt oxides as a black pigment.
【請求項2】コバルト酸化物類として少なくとも酸化二
コバルト(III)コバルト(II)を含有することを特徴とす
る請求項1記載のペースト。
2. The paste according to claim 1, wherein the paste contains at least dicobalt (III) oxide and cobalt (II) as cobalt oxides.
【請求項3】黒色顔料の含有量が、ペーストの全固形分
量に対して50wt%以上90wt%未満であることを
特徴とする請求項1記載のペースト。
3. The paste according to claim 1, wherein the content of the black pigment is 50% by weight or more and less than 90% by weight based on the total solid content of the paste.
【請求項4】黒色顔料の平均粒子径が10nm以上20
0nm未満であることを特徴とする請求項1記載のペー
スト。
4. The black pigment has an average particle diameter of 10 nm or more and 20 nm or more.
2. The paste according to claim 1, wherein the thickness is less than 0 nm.
【請求項5】バインダー樹脂がポリイミド前駆体である
ことを特徴とする請求項1記載のペースト。
5. The paste according to claim 1, wherein the binder resin is a polyimide precursor.
【請求項6】ペーストを基板上に塗布、熱処理して得ら
れた薄膜の比抵抗値が5×10の6乗Ω・cm以上であ
ることを特徴とする請求項1記載のペースト。
6. The paste according to claim 1, wherein the specific resistance of the thin film obtained by applying the paste on a substrate and heat-treating the paste is 5 × 10 6 Ω · cm or more.
【請求項7】ペーストを基板上に塗布、熱処理して得ら
れた薄膜の黒色度が膜厚1μmにおいて反射明度L*
して15以下であることを特徴とする請求項1記載のペ
ースト。
7. The paste according to claim 1, wherein the blackness of the thin film obtained by applying the paste on a substrate and heat-treating it is 15 or less in terms of reflection lightness L * at a film thickness of 1 μm.
【請求項8】ペーストを基板上に塗布、熱処理して得ら
れた薄膜の透過率が膜厚1μmにおいて2%以下である
ことを特徴とする請求項1記載のペースト。
8. The paste according to claim 1, wherein the transmittance of the thin film obtained by applying the paste on a substrate and heat-treating the paste is 2% or less at a thickness of 1 μm.
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