JP2712226B2 - カラーフィルター用導電耐熱着色ペースト - Google Patents

カラーフィルター用導電耐熱着色ペースト

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JP2712226B2 JP2733088A JP2733088A JP2712226B2 JP 2712226 B2 JP2712226 B2 JP 2712226B2 JP 2733088 A JP2733088 A JP 2733088A JP 2733088 A JP2733088 A JP 2733088A JP 2712226 B2 JP2712226 B2 JP 2712226B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカラーフィルター用導電耐熱着色ペーストに
関するものであり、さらに詳しくはカラー液晶用ディス
プレーやカラーテレビ用液晶ディスプレーなどに好適に
用いることのできるカラーフィルター用導電耐熱着色ペ
ーストに関するものである。
[従来技術] 従来、カラーフィルター用の耐熱着色ペーストとして
は、ポリイミド系樹脂を使用したものが提案されている
(特開昭58−46325や特開昭60−184203など)。
しかし、これらの耐熱着色ペーストは、ポリイミド樹
脂が絶縁性であるため、カラーフィルターとして、耐熱
ペーストによって形成される着色層上に透明電極を設け
るという構成をとっている。このような積層構成をとる
ため、カラーフィルターの製造コストの増加や、透明電
極の抵抗値を低くできないなど種々の問題が生じてい
る。
この場合、カラーフィルターを、透明電極上に着色層
を設ける構成にすれば、上記の問題は解決されるが、着
色層が絶縁性の場合、ディスプレイの駆動電圧の増大、
コントラスト比の悪化が生じる(渡辺、田島ほか:テレ
ビ学技法,IPD86−1,8,4,pp1−6(1984))という問題
がある。このためカラーフィルターを透明電極上に着色
層を設けるという構成をとった場合にも問題が生じない
ような、導電耐熱着色ペーストの開発が望まれていた。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、このような従来の耐熱着色ペーストに見ら
れる欠点に解消するためになされたもので、その目的は
導電性および耐熱性であって、かつ透明性に優れたカラ
ーフィルター用着色ペーストを提供することにある。
[課題を解決するための手段] かかる本発明の目的は、テトラカルボン酸もしくはそ
の誘導体とジアミンの反応によって合成されるポリアミ
ド酸のワニス中に平均粒子径0.1μm以下の酸化錫と酸
化アンチモンからなる微粉末、酸化インジウムと酸化錫
からなる微粉末、もしくは酸化カドミウムと酸化錫から
なる微粉末のうち一種以上の微粉末を固形分で5〜60重
量部、および着色剤を2〜40重量部を含むことを特徴と
するカラーフィルター用導電耐熱着色ペーストにより達
成される。
本発明において、ポリイミド系有機高分子の前駆重合
体とはポリアミド酸のワニスからなるもので、通常テト
ラカルボン酸もしくはその誘導体(無水物など)とジア
ミンの反応によて合成されるものである。この反応は無
水条件下、通常80℃以下、好ましくは60℃以下の温度で
行なわれる。
テトラカルボン酸二無水物とジアミンの反応割合は、
テトラカルボン酸二無水物のモル数とジアミンのモル数
とを等モルとすることが好ましい。
この反応は、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチ
ル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジ
メチルスルホキシドなどの溶剤の存在下で行なわれ、反
応時の濃度としては、通常、5〜40重量%の溶液が使用
される。
テトラカルボン酸二無水物としては、ポリイミドの原
料として用いられる公知の各種のものが使用でき、例え
ばピロメリット酸二無水物、3,4,3′,4′−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物、3,4,3′,4′−ジフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2′,3′−ジフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタリン
テトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシ
フェニル)エーテル酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)スルホン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−
ジカルボキシフェニル)プロパン酸二無水物、3,4,9,10
−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,4,5−チオ
フェンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペ
ンタンテトラカルボン酸二無水物などが用いられる。
ジアミンとしては、ポリイミドの原料として用いられ
る公知の各種のものが使用でき、例えば4,4′−ジアミ
ノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルス
ルホン、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′ジ
アミノジフェニルスルフィド、4,4′−ジアミノジフェ
ニルメタン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレン
ジアミン、3,3′−ジメチルベンジジン、1,5−ジアミノ
ナフタレン、4,4′−ジアミノベンゾフェノンなどが用
いられる。
ポリイミド系有機高分子の前駆重合体中に含まれる半
導体金属酸化物微粉末としては、酸化錫と酸化アンチモ
ンからなる微粉末、酸化インジウムと酸化錫からなる微
粉末および酸化カドミウムと酸化錫からなる微粉末等が
挙げられ、これらは単独もしくは混合微粉末の形で使用
できる。勿論、これらの半導体金属酸化物微粉末の中に
は微量の他の金属が含まれていてもよいことは言うまで
もない。
本発明で使用される半導体金属酸化物微粉末は、平均
粒子径が0.1μ以下のものである必要があり、より好ま
しくは0.05μ以下である。平均粒子径が0.1μを超える
場合は透明性および導電性が不良となる。
これらの微粉末の製造方法としては、特に限定され
ず、公知の方法、例えばドーピング法、金属塩の混合溶
液を形成した後、中和して共沈させる方法、真空析出法
を利用する方法等が使用できる。
また着色ペースト中に占める半導体金属酸化物微粉末
の割合は、固形分で5〜60重量部であることが好まし
く、より好ましくは10〜40重量部である。含有量が5重
量部未満の場合には導電性が不良となる。また透明性、
塗膜の強靱性などの点から、半導体金属酸化物微粉末は
固形分で60重量部以下であることが好ましい。
本発明でポリイミド系有機高分子の前駆体とともに使
用される着色剤としては、有機顔料、無機顔料、染料な
ど通常、着色に用いられるものが挙げられるが、耐光
性、分光特性の面から有機顔料が好ましい。
このような有機顔料としては、Color Index Pigment
No.で, Y−1,Y−3,Y−4,Y−5,Y−6,Y−12,Y−13,Y−14,Y−1
6,Y−17,Y−18,Y−24,Y−55,Y−65,Y−73,Y−74,Y−81,
Y−83,Y−87,Y−93,Y−94,Y−95,Y−97,Y−98,Y−100,Y
−101,Y−108,Y−109,Y−110,Y−113,Y−116,Y−117,Y
−120,Y−123,Y−128,Y−129,Y−133,Y−138,Y−139,Y
−147,Y−151,Y−153,Y−154,Y−155,Y−156,Y−168,Y
−169,Y−170,Y−171,Y−172,Y−173, O−1,O−2,O−5,O−13,O−15,O−16,O−17,O−18,O
−19,O−31,O−34,O−36,O−38,O−40,O−42,O−43,O−
51,O−60,O−62, R−2,R−3,R−4,R−5,R−6,R−7,R−8,R−9,R−10,R
−12,R−14,R−15,R−17,R−18,R−22,R−23,R−31,R−
37,R−38,R−41,R−42,R−48,R−49,R−50,R−52,R−5
3,R−54,R−57,R−58,R−60.R−63,R−64,R−68,R−81,
R−88,R−90,R−112,R−114,R−115,R−122,R−123,R−
133,R−144,R−146,R−147,R−149,R−150,R−151,R−1
66,R−168,R−170,R−171,R−175,R−176,R−177,R−17
8,R−179,R−185,R−187,R−188,R−190,R−194,R−20
2,R−208,R−209,R−214,R−216,R−220,R−221,R−22
4,R−242,R−243,R−245,R−246,R−247, V−1,V−2,V−3,V−5,V−19,V−23,V−31,V−32,V−
33,V−38,V−39,V−43,V−50, B−1,B−15,B−16,B−17,B−19,B−56,B−60,B−61 G−2,G−7,G−8,G−10,G−36, BR−5,BR−23,BR−25,BR−26,BR−32 などが挙げられ、これらの顔料の組み合せによって所望
のフィルターの色が形成されるが、ポリイミド系有機高
分子の前駆重合体の溶液に添加した後、基板上に塗布、
熱処理を行なうことによって前駆重合体がポリイミド被
膜を形成する際、分解、発泡、著しい変色などを引き起
こさないような耐熱性に優れたものであることが好まし
い。
このような顔料としては、前述の顔料のうち、次のも
のが挙げられる。
Y−13,Y−24,Y−93,Y−109,Y−110,Y−117,Y−138,Y
−147,Y−153,Y−154,Y−168, O−36,O−43,O−51, R−9,R−122,R−123,R−149,R−168,R−177,R−216,
R−220,R−224, V−19,V−23,V−50, B−15,B−16,B−60, G−7,G−36, BR−23,BR−25,BR−26。
着色剤の含有量は、2〜40重量部、より好ましくは5
〜30重量部である。配合量が2重量部未満ではカラーフ
ィルターとしての色特性が出ず、40重量部を越える場合
は、顔料の均一分散が困難となり、膜形成能が損われ
る。
本発明のカラーフィルター用導電耐熱着色ペーストの
好ましい組成としては、例えば次のものが挙げられる
が、これに限定されない。
半導体金属酸化物微粉末 5〜60重量部 ポリイミド系有機高分子の前駆重合体 ポリイミド系有機高分子の前駆重合体 20〜93重量部 着色剤 2〜40重量部 溶剤 180〜20,000重量部 ここで使用される溶剤は、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、N−メチル−2−ピロリドン、N−Nジメチルホル
ムアミド、ジメチルスルオキシドなどが挙げられる。ま
たジオキサン、γ−ブチロラクトン、トルエン、キシレ
ン、アセトン、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、
エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソル
ブアセテート、エチルセルソルブアセテートなどの溶剤
を、ポリアミド酸が不溶化しない範囲で希釈剤として用
いることもできる。
以上のポリイミド系有機高分子、半導体金属酸化物微
粉末、着色剤、溶剤以外に、透明性、耐熱性および導電
性などを損わない範囲で、界面活性剤や分散剤などを添
加してもよい。
次に本発明の半導体義賊酸化物微粉末および着色剤を
ポリイミド系有機高分子溶液中で分散させる方法は、3
本ロールによる分散、ホモミキサーによる高速攪拌、超
音波分散、ボールミルによる分散など通常の分散方法が
使用できる。また、半導体金属酸化物微粉末を予め分散
し、ゾル状にしたものを着色剤、ポリイミド系有機高分
子溶液と混合、分散してもよい。
このようにして得られたペーストの塗布方法として
は、回転法、浸漬法、ロール法、印刷法、刷毛塗り法、
スプレー法などが挙げられる。塗布厚みは透明性の点か
ら5μ以下であることが好ましい。塗布後、60〜400
℃、好ましくは120〜300℃で空気中、窒素中または真空
中で加熱処理し、ポリイミド系有機高分子の前駆重合体
を脱水閉環してポリイミド系有機高分子の被膜とする。
すなわち、ポリイミド系有機高分子中に、平均粒子径0.
1μ以下の半導体金属酸化物微粉末を固形分で5〜60重
量部、および着色剤を2〜40重量部を含む導電耐熱着色
塗膜である。
なお、本発明において、一層強固な密着性を有する着
色層を得るために、シランカップリンク剤で予め基板の
下地処理をしておいてもよい。シランカップリング剤の
例としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げ
られる。
[用途] 本発明のカラーフィルター用導電耐熱着色ペーストか
ら得られる導電耐熱着色塗膜は、カラー液晶用ディスプ
レイ、カラーテレビ用液晶ディスプレイなどの他、カラ
ー帯電防止性塗料、着色導電膜を有するタッチパネルな
ど各種用途に有効に使用できる。
以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。なお実施
例中に用いられる部は重量部に基づくものである。ま
た、表面抵抗の測定はJIS−K6911に従い、絶縁抵抗測定
装置を用いて行った。分光特性の測定は分光光度計(日
立製作所製557型分光光度計)を用い、400〜700nmの範
囲の透過率を測定した。
[実施例] 実施例1 N−メチル−2−ピロリドン溶媒818.6gを3ツ口2lフ
ラスコに秤量する。該溶媒を50℃に加温した後、4,4′
シラミノジフェニルエーテル80gを、溶媒を攪拌しなが
ら加え、完全に溶解する。4,4′シラミノジフェニルエ
ーテルが完全に溶解したところで、3,3′,4,4′−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物115.2gを少量ずつ添加
し、反応させる。得られたワニスは東京計器(株)製の
E型粘度計で測定した結果、30ポイズ(30℃)であっ
た。このワニスを固形分濃度15重量%になるように、N
−メチル−2−ピロリドンで希釈し、この希釈したワニ
スA100gと酸化錫と酸化アンチモンからなる微粉末(日
産化学(株)製、平均粒子径10〜15mμ)9g、フタロシ
アニングリーン(C.I.Pigment G−7)6gを添加し、ホ
モミキサーによる高速攪拌によって分散させた後、N−
メチル−2−ピロリドンで希釈し、固形分濃度10%の塗
布用溶液を得た。
この塗布用溶液をガラス板上にスピンナで塗布し、15
0℃、200℃および300℃、各30分熱処理し、膜厚1μの
塗膜を得た。この塗膜の透過率値を示す510nmでの透過
率は70%、640nmの透過率は3%であり、極めて鮮明な
着色ペーストが得られた。
比較例1 実施例1と同様にして得られたワニスAと酸化錫と酸
化アンチモンからなる微粉末(触媒化成(株)製、ELCO
M TL−21、平均1μ以上)9g、フタロシアニングリーン
(C.I.Pigment G−7)6gを添加し、実施例1と同様に
膜厚1μの塗膜を得た。この塗膜の表面抵抗は1013Ω/
cm2以上で、510nmでの透過率は65%、640nmの透過率は
6%であつた。
実施例2 3,3′−ジアミノジフェニルスルホンと3,3′,4,4′−
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物からなる固形
分濃度18%のポリアミド酸ワニスB100grに、酸化錫と酸
化アンチモンからなる微粉末(日産化学(株)製、平均
粒子径10〜15mμ)6g、フタロシアニンブルー(C.I.Pig
ment B−15)6gを添(C.I.Pigment B−15)6gを添加
し、実施例1と同様に膜厚1μの塗膜を得た。この塗膜
の表面抵抗は1×108Ω/cm2以上で、480nmでの透過率
は80%、620nmの透過率は8%であつた。
実施例3 ワニスB100gに、酸化錫と酸化アンチモンからなる微
粉末(日産化学(株)製、平均粒径10〜15mμ)6g、ピ
グメントレッド(C.I.Pigment R−177)6gを添加し、実
施例1と同様に膜厚1μの塗膜を得た。この塗膜の表面
抵抗は3×108Ω/cm2以上で、650nmでの透過率は85
%、540nmの透過率は5%であつた。
[発明の効果] 本発明の着色ペーストは上述のごとく構成したので、
導電性であって、かつ透明性に優れた導電耐熱着色ペー
ストとなすことができるため、これから得られる導電耐
熱着色塗膜をカラー液晶用ディスプレーやカラーテレビ
用液晶ディスプレーなどに用いた場合、低電圧で駆動可
能で、かつ電力ロスのない高品位のカラーフィルターを
得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−192737(JP,A) 特開 昭60−235860(JP,A) 特開 昭60−184205(JP,A) 特開 昭58−46325(JP,A) 特開 昭62−179565(JP,A) 特開 昭61−277922(JP,A) 特開 昭64−679(JP,A) テレビジョン学会技術報告 Vol. 8,No.4 IPD86−1 PP.1 −6 IEEE Transaction on Electron Device s ED30 PP.503−507

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テトラカルボン酸もしくはその誘導体とジ
    アミンの反応によって合成されるポリアミド酸のワニス
    中に平均粒子径0.1μm以下の酸化錫と酸化アンチモン
    からなる微粉末、酸化インジウムと酸化錫からなる微粉
    末、もしくは酸化カドミウムと酸化錫からなる微粉末の
    うち一種以上の微粉末を固形分で5〜60重量部、および
    着色剤を2〜40重量部を含むことを特徴とするカラーフ
    ィルター用導電耐熱着色ペースト。
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