JPH08146210A - カラーフィルター用インキ組成物およびカラーフィルター - Google Patents

カラーフィルター用インキ組成物およびカラーフィルター

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JPH08146210A
JPH08146210A JP28047894A JP28047894A JPH08146210A JP H08146210 A JPH08146210 A JP H08146210A JP 28047894 A JP28047894 A JP 28047894A JP 28047894 A JP28047894 A JP 28047894A JP H08146210 A JPH08146210 A JP H08146210A
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JP
Japan
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color filter
weight
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mol
epoxy resin
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JP28047894A
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Seiji Ishikawa
誠治 石川
Hiroshi Yasuno
弘 安野
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性及び透明性に優れたカラ−フィルタ−
を提供する。 【構成】 可溶性のポリイミドシロキサン、エポキシ樹
脂、着色顔料及びメチルトリグライム等の可溶性有機溶
媒からなり、着色顔料をポリイミドシロキサン100重
量部に対し10〜300重量部の割合で配合したカラ−
フィルタ−用インキ組成物であって、耐熱性及び透明性
に優れたカラ−フィルタ−を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は可溶性ポリイミドシロ
キサン、エポキシ樹脂及び着色顔料を分散してなるカラ
ーフィルター用インキ組成物、好適には印刷法に適用さ
れるカラーフィルター用インキ組成物に係るもので、そ
の組成物は特に印刷性、耐熱性、密着性に優れガラス板
上にスクリーン印刷、平版、凸版印刷可能なインキ組成
物である。このインキ組成物は、図1に示す液晶表示装
置においてガラス板等の透明基板3に印刷する際、従来
のポリイミドインキのように白化したりすることなしに
平坦な膜からなるカラーフィルター4を形成できる。ま
た、優れた耐熱性及び密着性を有するので透明電極5の
スパッタリングなどの熱にも耐えることができる等カラ
ー液晶表示のカラーフィルター用インキ組成物として使
用することができる。
【0002】
【従来の技術】現在、カラーフィルターの製法として
は、染色法、顔料分散法(フォトリソ)、印刷法等があ
る。染色法は精細で分光性は良いが反面、有機系の染料
を使用するため耐性(光、熱)に劣る欠点がある。ま
た、顔料分散法は、精細で分光性は良く耐性(光、熱)
に優れるが、フォトリン工程のために工程数が多いこと
などコストアップとなり基板が高価であることなどの問
題点がある。一方、印刷法には工程数も短く低価格化が
可能で、着色に顔料を使用できるので耐性が良いなど利
点があるが、インキの耐熱性が劣る。すなわち、従来印
刷法ではインキとしてはエポキシ系樹脂をベースポリマ
ーに用いておりこのベースポリマーに耐熱性がないため
に透明電極(ITO)の形成時の熱に耐えない問題があ
る。
【0003】上記の欠点を回避するためにポリイミドが
提案されているが(特開昭60−237403号)、4
00〜450nmにおける光透過性に劣るために青色に
ついては濁りを生ずること、また、ポリイミド樹脂はポ
リイミド前駆体として供されるために良好な皮膜特性を
得るためには200〜300℃以上の熱処理が必要であ
り、そのために顔料が劣化を起こすことや、ポリイミド
が黄色に着色しているという問題もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、耐
熱性及び透明性に優れ、かつ低温で処理でき、成形性、
特に印刷性の優れたカラーフィルター用のインキ組成物
及びカラーフィルターを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、
(a) 2,3,3',4'−ビフェニルテトラカルボン酸類を主
成分とする芳香族テトラカルボン酸成分と、一般式
(I)
【化3】 (ただし、式中のR1 は2価の炭化水素基を示し、R2
は独立に炭素数1〜3のアルキル基又はフェニル基を示
し、nは3〜30の整数を示す。)で示されるジアミノ
ポリシロキサン45〜80モル%、ジアミノ安息香酸
0.5〜40モル%及び残部がベンゼン環を2個以上有
する芳香族ジアミンからなるジアミン成分とを重合及び
イミド化することにより得られた可溶性のポリイミドシ
ロキサン100重量部、(b)エポキシ樹脂1〜50重
量部、(c)着色顔料10〜300重量部、および
(d)可溶性有機溶媒が均一に混練されてなることを特
徴とするカラーフィルター用インキ組成物に関するもの
である。
【0006】またこの発明は、(a) 2,3,3',4'−ビフ
ェニルテトラカルボン酸類を主成分とする芳香族テトラ
カルボン酸成分と、一般式(I)
【化4】 (ただし、式中のR1 は2価の炭化水素基を示し、R2
は独立に炭素数1〜3のアルキル基又はフェニル基を示
し、nは3〜30の整数を示す。)で示されるジアミノ
ポリシロキサン45〜80モル%、ジアミノ安息香酸
0.5〜40モル%及び残部がベンゼン環を2個以上有
する芳香族ジアミンからなるジアミン成分とを重合及び
イミド化することにより得られた可溶性のポリイミドシ
ロキサン100重量部、(b)エポキシ樹脂1〜50重
量部、および(c)着色顔料10〜300重量部からな
ることを特徴とするカラーフィルターに関するものであ
る。
【0007】この発明における 2,3,3',4'−ビフェニル
テトラカルボン酸類を主成分とする芳香族テトラカルボ
ン酸成分としては、 2,3,3',4'−ビフェニルテトラカル
ボン酸、又はその酸二無水物や低級アルコールのエステ
ル化物のビフェニルテトラカルボン酸類を、80モル%
以上、特に85〜100モル%含有する芳香族テトラカ
ルボン酸が使用される。これらのなかでも特に 2,3,3',
4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が、前記ポリ
イミドシロキサンの有機溶媒に対する溶解性、エポキシ
化合物との相溶性等に優れているので好適である。
【0008】前記のビフェニルテトラカルボン酸類とと
もに使用することができる芳香族テトラカルボン酸とし
ては、全テトラカルボン酸成分に対して20モル%以
下、特に15モル%以下の割合で、例えば 3,3',4,4'−
ビフェニルテトラカルボン酸、3,3',4,4'−ビフェニル
エーテルテトラカルボン酸、 3,3',4,4'−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸、ビス( 3,4−ジカルボキシフェニ
ル)メタン、 2,2−ビス( 3,4−ジカルボキシフェニ
ル)プロパン、ピロメリット酸、又はこれらの酸二無水
物やエステル化物等を挙げることができる。しかし、こ
れらの使用量が多くなると、可溶性有機溶媒に対して難
溶性になったり、エポキシ化合物との相溶性が悪化した
りするので適当でない。
【0009】この発明において、一般式(I)で示され
るジアミノポリシロキサンとしては、式中のR1 が2価
の炭化水素基を示し炭素数が2〜6、好ましくは3〜5
の複数のメチレン基又はフェニレン基からなる。R2
独立に炭素数1〜3のメチル基、エチル基、プロピル基
等のアルキル基又はフェニル基を示し、nは3〜30、
好ましくは4〜20の整数を示す。R1 、R2 の炭素数
が多すぎたり、nの数があまり大きすぎたりすると芳香
族テトラカルボン酸成分との反応性が低下したり、得ら
れるポリイミドシロキサンの分子量が低くなったり、有
機溶媒に対する溶解性が低くなったり、他の有機化合物
との相溶性が悪くなるので前記程度のものが適当であ
る。
【0010】ジアミノポリシロキサンの具体的化合物の
例としては、ω,ω’−ビス(2−アミノエチル)ポリ
ジメチルシロキサン、ω,ω’−ビス(3−アミノプロ
ピル)ポリジメチルシロキサン、ω,ω’−ビス(4−
アミノフェニル)ポリジメチルシロキサン、ω,ω’−
ビス(4−アミノ−3−メチルフェニル)ポリジメチル
シロキサン、ω,ω’−ビス(3−アミノプロピル)ポ
リジフェニルシロキサン等が挙げられる。
【0011】この発明において、ジアミノポリシロキサ
ンと共に使用されるジアミノ安息香酸としては、 3,5−
ジアミノ安息香酸、 2,6−ジアミノ安息香酸等を挙げる
ことができ又、ベンゼン環などの芳香族環を2個以上、
特に2〜5個有する芳香族ジアミン化合物としては、4,
4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフ
ェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニスルフォン、o
−トリジン、o−ジアニシジン等のベンゼン環を2個有
する芳香族ジアミン、 1,4−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン、 1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベン
ゼン等のベンゼン環を3個有する芳香族ジアミン、又は
ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフ
ォン、 2,2−〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕プロパン等のベンゼン環を4個有する芳香族ジアミ
ンを挙げることができる。
【0012】又、ジアミン成分は、ジアミノポリシロキ
サンとジアミノ安息香酸とベンゼン環を2個以上有する
芳香族ジアミンと共に、全芳香族ジアミンに対して10
モル%以下の割合でジアミノ安息香酸以外のベンゼン環
を1個有する芳香族ジアミン、例えばp−フェニレンジ
アミン、m−フェニレンジアミン、 2,4−ジアミノトル
エン等を併用することができる。
【0013】この発明において、ジアミノポリシロキサ
ンとジアミノ安息香酸とベンゼン環を2個以上有する芳
香族ジアミンは、各々45〜80モル%、0.5〜40
モル%、2〜60モル%(合計100モル%)、好まし
くは各々45〜75モル%、1〜35モル%、5〜50
モル%(合計100モル%)、更に好ましくは50〜7
5モル%、5〜30モル%、10〜45モル%(合計1
00モル%)の割合で使用される。いずれかの成分が多
すぎたり、少なすぎたりしてこれらの範囲をはずれると
得られるポリイミドシロキサンの有機溶媒に対する溶解
性が低下したり、他の有機化合物との相溶性が悪くなっ
たり、基板上に保護膜を形成する際に大きくカールする
ようになったり、耐熱性が低下したり、弾性率が高くな
るので適当でない。
【0014】この発明において、ポリイミドシロキサン
は、次の方法で得られる。 (1)芳香族テトラカルボン酸成分とジアミノポリシロ
キサン及び芳香族ジアミンのジアミン成分とを、略等モ
ル使用し、可溶性有機溶媒中で連続的に15〜250℃
で重合及びイミド化させてポリイミドシロキサンを得る
方法。
【0015】(2)ジアミン成分を分けて、まず芳香族
テトラカルボン酸成分の過剰量とジアミノポリシロキサ
ンとを有機溶媒中で15〜250℃で重合、イミド化さ
せて、平均重合度1〜10程度の末端に酸又は酸無水物
基を有するイミドシロキサンオリゴマーを調製し、別に
芳香族テトラカルボン酸成分と過剰量の芳香族ジアミン
とを可溶性有機溶媒中で15〜250℃で重合、イミド
化させて、平均重合度1〜10程度の末端にアミノ基を
有するイミドオリゴマーを調製し、次いでこの両者を、
酸成分とジアミン成分とが略等モルになるように混合し
て15〜60℃で反応させて、さらに130〜250℃
に昇温してブロックタイプのポリイミドシロキサンを得
る方法。
【0016】(3)芳香族テトラカルボン酸成分とジア
ミノポリシロキサン及び芳香族ジアミンのジアミン成分
とを、略等モル使用し、有機極性溶媒中でまず20〜8
0℃で重合させて一度ポリアミック酸を得た後に、イミ
ド化してポリイミドシロキサンを得る方法等がある。
【0017】この発明における上記ポリイミドシロキサ
ンを得る際に使用される可溶性有機溶媒としては、アミ
ド系溶媒、例えば N,N−ジメチルアセトアミド、 N,N−
ジエチルアセトアミド、 N,N−ジメチルホルムアミド、
N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリ
ドン等、硫黄原子を含有する溶媒、例えばジメチルスル
ホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホン、
ジエチルスルホン、へキサメチルスルホルアミド等、フ
ェノール系溶媒、例えばクレゾール、フェノール、キシ
レノール等、ジグライム系溶媒、例えばメチルジグライ
ム、メチルトリグライム等、酸素原子を分子内に有する
溶媒、例えばアセトン、メタノール、エタノール、エチ
レングリコール、ジオキサン、テトラヒドロフラン等、
その他ピリジン、テトラメチル尿素等の有機溶媒を挙げ
ることができる。また必要に応じてベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒やソルベントナ
フサ、ベンゾニトリル等他の有機溶媒を併用してもよ
い。
【0018】この発明において、ポリイミドシロキサン
は、前記(1)〜(3)等いずれの方法で得られたもの
を使用してもよいが、できるだけ高分子量で、イミド化
率が高く、有機極性溶媒に少なくとも3重量%以上、好
ましくは5〜50重量%、特に5〜40重量%程度の高
濃度で溶解させることができるもので、25℃の溶液粘
度(E型回転粘度計)が0.01〜10000ポイズ、
特に0.1〜1000ポイズであることが好ましい。
【0019】ポリイミドシロキサンのイミド化率は、9
0%以上、特に95%以上が好ましく、分子量の目安と
しての対数粘度(測定濃度:0.5g/100ミリリッ
トル、溶媒:N−メチル−2−ピロリドン、測定温度:
30℃)が、0.05〜3、好ましくは0.1〜2であ
るものがよい。なお、イミド化率の測定は、赤外線吸収
スペクトル分析法による。
【0020】この発明において、使用するエポキシ樹脂
としては、エポキシ当量が100〜1000程度であっ
て、分子量が400〜5000程度である液状又は粉末
状のエポキシ樹脂が好ましく、例えばビスフェノールA
型やビスフェノールF型のエポキシ樹脂(油化シェルエ
ポキシ株式会社製:エピコート1001、807等)、
ノボラック型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ株式会
社製:エピコート157S−70、エピコート152、
エピコート154等)、グリシジルアミン型多官能エポ
キシ樹脂(油化シェルエポキシ株式会社製:エピコート
604等)等を挙げることができる。耐熱性の点からノ
ボラック型エポキシ樹脂が最も好ましい。
【0021】この発明において、エポキシ樹脂の使用量
は、ポリイミドシロキサン100重量部に対して、1〜
50重量部、好ましくは5〜40重量部である。使用量
が、あまり多すぎたり、少なすぎると組成物がゲル化し
たり、硬化後の膜の耐熱性や耐薬品性が悪くなるので上
記範囲が好ましい。
【0022】この本発明において用いられる着色顔料は
透明性が良く、かつ耐熱性、耐光性及び耐溶剤性に優れ
たものが好ましく、その例としては、アゾキレート系、
縮合アゾ系、フタロシアニン系、ベンゾイミダゾロン
系、キナクリドン系、イソインドリノン系、ピランスロ
ン系、ジブロムアンザンスロン系、インダンスロン系、
アンスラピリミジン系、フラバンスロン系、ペリレン
系、プリノン系、キノフタロン系、チオインジゴ系、ジ
オキサジン系、アントラキノン系等の有機顔料を挙げる
ことができ、これらから一種又は二種以上を適宜選択し
て用いられる。上記着色顔料は、光透過性、膜表面の均
一性等の観点から、その粒径が1μm以下のものを用い
ることが好ましい。
【0023】次に、本発明のカラーフィルターの製造法
は、上記ポリイミドシロキサン及びエポキシ溶液に各色
相の顔料を分散し、ガラス基板上にスクリーン印刷、平
版、凹版により各色相の膜を形成する。上記顔料分散ポ
リイミドは上記ポリイミド溶液に各着色顔料を加え、攪
拌又は超音波により分散した後、これを三本ロール等で
充分に混練りし、ミクロンのフィルターで濾過して行え
ば良い。上記ポリイミド溶液と着色顔料との割合は、固
形分100重量部に対して、着色顔料が10〜300重
量部、特に20〜150重量部であることが好ましい。
また、顔料分散ポリイミド溶液であるカラ−フィルタ−
用インキ組成物はその回転粘度(25℃)〔JIS−K
−7117(1987年)による〕が好ましくは20〜
500ポイズ、特にスクリーン印刷法には20〜100
ポイズ、平版及び凹版には100〜500ポイズが好適
である。上記顔料分散ポリイミド溶液には必要に応じて
着色顔料の分散性を高めるために界面活性剤とうの分散
剤を加えても良く、また、支持体との密着性を高めるた
めにシランカップリング剤等を接着促進剤を加えても良
い。
【0024】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、この発明を
説明する。各例において測定、評価は次の方法で行っ
た。ポリイミドシロキサンの分子量の目安としての対数
粘度(η)は、濃度が0.5g/100ミリリットル溶
液になるように、ポリイミドシロキサンをN−メチル−
2−ピロリドンに均一に溶解し、キャノンフェンスケ型
粘度計を使って、その溶液粘度及び溶媒N−メチル−2
−ピロリドンの粘度を30℃で測定し、下記式で算出し
た。 対数粘度(η)=自然対数(溶液粘度/溶媒粘度)/溶
液の濃度 ポリイミドシロキサンのイミド化率(%)は、赤外線吸
収スペクトル分析法で測定して、約95%以上、特に9
5〜100%であって実質的に「アミド−酸結合」がな
いものが好ましい。
【0025】ポリイミドシロキサンの製造 参考例1 容量2リットルのガラス製フラスコに、 2,3,3',4'−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物294.22部、メ
チルトリグライム700部を仕込み、室温で攪拌しなが
ら溶解した後、ω,ω’−ビス(3−アミノプロピル)
ポリジメチルシロキサン(信越シリコン株式会社製、X
−22−161AS、n=9)605.3部とトリグラ
イム655部を加えて均一に溶解させ、窒素雰囲気下
に、185℃に加熱してこの温度を維持しながら4時間
重合した。次いで反応液を室温に戻して攪拌しながら
2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕
プロパン62.2部と 3,5−ジアミノ安息香酸23.0
5部を加えた後、反応温度を185℃に上げて更に4時
間反応させてポリイミドシロキサン溶液を製造した。こ
のようにして得られたポリイミドシロキサンは、収率が
99%、分子量の目安として対数粘度が0.20であ
り、イミド化率が実質的に100%であった。
【0026】実施例1 参考例1にて製したポリイミド溶液(ポリイミドシロキ
サン:40.3重量%)200gをジメチルトリグライ
ム30gを加え35%としたのち、赤色顔料ペリレンレ
ッド40gを加え、ホモジナイザー(TK HOMOM
IXER MODEL7E)で混合撹拌後顔料分散さ
せ、室温まで冷却後、ノボラック型エポキシ樹脂(油化
シエル社製、エピコート157S−70)12gを加
え、2時間撹拌を加え混合後、三本ロールで混練し、2
μmのテフロンフィルターを用いて加圧濾過し、赤色顔
料分散ポリイミド溶液(60ポイズ)を調製した。ガラ
ス基板上に400メッシュのステンレススクリーンを用
いてパターニングをしたのち、80℃で10分間乾燥
し、160℃で1hr熱処理を行い、1.8μmの鮮明
な赤色の膜を得た。また、このパターニングされたガラ
ス基板を270℃で1時間加熱したところ、赤色の変色
はみられなかった。
【0027】実施例2 実施例1の赤色顔料ペリレンレッドの代わりに緑色顔料
としてフタロシアニングリーンを用いた以外は上記の赤
色顔料分散ポリイミド溶液の調製と同様にして緑色顔料
分散ポリイミド溶液(60ポイズ)を調製した。赤色と
同様にスクリーン印刷を行ない熱処理し、1.5μmの
緑色の鮮明な膜を得た。赤色と同様に270℃で1時間
加熱したところ変色は見られなかった。
【0028】実施例3 赤色顔料ペリレンレッドの代わりに青色顔料としてフタ
ロシアニンブルーを用いた以外は上記の赤色顔料分散ポ
リイミド溶液と同様にして青色顔料分散ポリイミド溶液
(60ポイズ)を調製した。赤色と同様に400メッシ
ュのスクリーン版で印刷し、2.1μmの青色の鮮明な
膜を得た。赤色の場合と同様に270℃で1時間加熱し
たところ変色はみられなかった。
【0029】比較例1 エポキシ樹脂エピコート815(油化シェル社製)20
0gトリグライム30gとに赤色顔料ペリレンレッドg
を加え、ホモジナイザー(TK HOMOMIXER
MODEL7E)で混合撹拌後、顔料分散させ室温まで
冷却後、硬化剤2−エチル、4−メチルイミダゾールを
10g添加し2μmのテフロンフィルターより加圧濾過
を行い赤色顔料分散エポキシ溶液を得た。ガラス板上に
400メッシュのステンレススクリーン版で印刷し、8
0℃で30分乾燥後、150℃で1時間熱硬化させた。
2.5μmの赤色の鮮明な膜が得られたが270℃で1
時間加熱したところ、変色し赤褐色を呈しカラーフィル
ターとしての機能には適さなかった。
【0030】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0031】このカラーフィルター用インキ組成物は、
印刷性、成膜性が良好で、白化したりすることなしに平
坦な膜を形成できる。勿論このカラーフィルター用イン
キ組成物は、他のカラーフィルター製法にもその効果を
損なわない限り適用することができる。
【0032】このカラーフィルターは優れた耐熱性及び
密着性を有しており透明電極のスパッタリングなどの熱
にも耐えることができる。
【0033】このカラーフィルターは、鮮明な赤色、緑
色、青色のカラー膜である。
【図面の簡単な説明】
【図1】カラーフィルターを使用した液晶表示装置の一
例の断面図である。
【符号の説明】
1 光源 2 偏光板 3 透明基板 4 カラーフィルター 5 透明電極(共通電極) 6 液晶 7 配向膜 8 配向膜 9 透明電極(画素電極) 10 透明基板 11 偏光板 12 封止剤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) 2,3,3',4'−ビフェニルテトラカ
    ルボン酸類を主成分とする芳香族テトラカルボン酸成分
    と、一般式(I) 【化1】 (ただし、式中のR1 は2価の炭化水素基を示し、R2
    は独立に炭素数1〜3のアルキル基又はフェニル基を示
    し、nは3〜30の整数を示す。)で示されるジアミノ
    ポリシロキサン45〜80モル%、ジアミノ安息香酸
    0.5〜40モル%及び残部がベンゼン環を2個以上有
    する芳香族ジアミンからなるジアミン成分とを重合及び
    イミド化することにより得られた可溶性のポリイミドシ
    ロキサン100重量部、(b)エポキシ樹脂1〜50重
    量部、(c)着色顔料10〜300重量部、および
    (d)可溶性有機溶媒が均一に混練されてなることを特
    徴とするカラーフィルター用インキ組成物。
  2. 【請求項2】 (a) 2,3,3',4'−ビフェニルテトラカ
    ルボン酸類を主成分とする芳香族テトラカルボン酸成分
    と、一般式(I) 【化2】 (ただし、式中のR1 は2価の炭化水素基を示し、R2
    は独立に炭素数1〜3のアルキル基又はフェニル基を示
    し、nは3〜30の整数を示す。)で示されるジアミノ
    ポリシロキサン45〜80モル%、ジアミノ安息香酸
    0.5〜40モル%及び残部がベンゼン環を2個以上有
    する芳香族ジアミンからなるジアミン成分とを重合及び
    イミド化することにより得られた可溶性のポリイミドシ
    ロキサン100重量部、(b)エポキシ樹脂1〜50重
    量部、および(c)着色顔料10〜300重量部からな
    ることを特徴とするカラーフィルター。
JP28047894A 1994-11-15 1994-11-15 カラーフィルター用インキ組成物およびカラーフィルター Pending JPH08146210A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980024252A (ko) * 1996-09-03 1998-07-06 다에머 얀, 볼만헤르베르트 코팅 조성물

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