WO2007080961A1 - ディスプレイの気密封着用樹脂ペースト - Google Patents

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WO2007080961A1
WO2007080961A1 PCT/JP2007/050315 JP2007050315W WO2007080961A1 WO 2007080961 A1 WO2007080961 A1 WO 2007080961A1 JP 2007050315 W JP2007050315 W JP 2007050315W WO 2007080961 A1 WO2007080961 A1 WO 2007080961A1
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resin
paste
display
polyimide
bis
Prior art date
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PCT/JP2007/050315
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Inventor
Yuichi Kuroki
Mikio Ueki
Original Assignee
Asahi Glass Company, Limited
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Company, Limited filed Critical Asahi Glass Company, Limited
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/20Seals between parts of vessels
    • H01J5/22Vacuum-tight joints between parts of vessel
    • H01J5/24Vacuum-tight joints between parts of vessel between insulating parts of vessel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2200/00Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2200/06Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers
    • C09K2200/0645Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers obtained otherwise than by reactions involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09K2200/0667Polyamides, polyimides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J2209/00Apparatus and processes for manufacture of discharge tubes
    • H01J2209/26Sealing parts of the vessel to provide a vacuum enclosure
    • H01J2209/264Materials for sealing vessels, e.g. frit glass compounds, resins or structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2329/00Electron emission display panels, e.g. field emission display panels

Definitions

  • the present invention relates to an airtight wearing resin paste for a display that requires heat resistance, airtightness, and adhesive strength, and a display sealed with the resin paste.
  • a cathode ray tube CRT
  • a display having a field emission cold cathode FED
  • a plasma display PDP
  • a display a display
  • It consists of a member, specifically, a front glass part on which an image is projected and a rear glass part equipped with an electron gun or a cold cathode, and is manufactured by sealing both of them to form an envelope .
  • the sealed envelope is evacuated at a high temperature of approximately 250 to 380 ° C in order to create a high vacuum inside.
  • the sealing part In order to ensure the mechanical long-term reliability of the display, the sealing part needs to have a strength of 40 MPa or more, high V, and airtightness, for example, if bending strength is required!
  • CRT and FED are based on the principle of accelerating electrons to collide with phosphors to emit light, a high voltage of several kV to 30 kV is applied to the inside and outside of the sealing part. Therefore, high withstand voltage characteristics are also required for the sealed portion.
  • Patent Document 3 discloses sealing of a semiconductor element and a ceramic container using polyimide resin.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 52-124854
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-319448
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 5-65456
  • the adhesive strength of such hermetic seals for semiconductor elements is about one-tenth of the strength required for the sealing part of a vacuum envelope for display, and the applied voltage applied to the sealing part is also several. About 10V. Therefore, even if the sealing agent for a semiconductor element is applied to a vacuum envelope for a display, the characteristics are not satisfied.
  • polyimide resin when used as a main component as a sealing agent, it is often used in a varnish dissolved in a solvent because of its construction such as application to a sealing part. Furthermore, since polyimide resin is difficult to dissolve in common organic solvents, solvents with relatively high boiling points such as talesol, N-methyl-2-pyrrolidone, and dimethylacetamide (hereinafter referred to as DMAC) are used.
  • DMAC dimethylacetamide
  • varnish is applied with a dispenser and pre-beta removed to remove the solvent, and then the adherends are stacked and sealed by firing.
  • it is difficult to remove the solvent with such a varnish.
  • the good solvent of polyimide has a high boiling point as described above, it cannot be completely removed by the pre-beta, and the solvent tends to remain in the resin before the main firing. For this reason, the residual solvent volatilizes during the main firing, and many bubbles exist in the sealed portion after firing. When there are defects such as bubbles, reaction concentration occurs immediately there, and it becomes the starting point of insulation destruction, and it may be difficult to secure airtightness immediately.
  • an object of the present invention is to suppress bubbles that may impair mechanical long-term reliability, withstand voltage characteristics, and airtightness in the sealing portion of the vacuum envelope for display.
  • the inventors have found that the above-mentioned object can be achieved by using a dispersion medium so that a good solvent for polyimide is not substantially contained in a sealing agent containing polyimide resin. It was. That is, the present invention has the following gist.
  • a display-sealed wearable resin paste comprising a resin component containing polyimide resin and a dispersion medium
  • the saturation solubility at 20 ° C is 5% or more, and the content of the solvent in the resin paste is 100 mass ppm or less,
  • the dispersion medium does not substantially dissolve the polyimide resin.
  • the display has a relationship of T and ⁇ 1 ⁇ -20 ⁇ ⁇ b g b g
  • the rosin paste further contains a low expansion filler
  • the airtight paste for airtight wearing of a display according to any one of 1 to 4 above, wherein the dispersion medium is at least one selected from the group consisting of turpentine oil, octyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol.
  • the resin paste of the present invention has sufficient mechanical strength and airtightness after sealing, and is widely used for displays such as CRT, FED, and PDP.
  • FIG. 1 is a partially cutaway side view of one embodiment of a display of the present invention, wherein the display is configured as a typical FED.
  • FIG. 2 is a partially cutaway side view of another embodiment of the display of the present invention, wherein the display is configured as a typical FED.
  • the display according to the present invention emits from the cathode (force sword) under high vacuum.
  • cathodoluminescence type in which electrons moving at high speed collide with a phosphor to excite and emit light.
  • force-sword luminescence type displays are represented by cathode ray tube (CRT), fluorescent display tube (VFD), and flat panel display, field emission cold cathode display (FED).
  • Such displays have an envelope with a high vacuum inside to achieve force sword luminescence.
  • a drive circuit for emitting a high-speed electron beam a panel (front glass material) coated with a phosphor that is excited by the collision of the electron beam and generates fluorescence. , Is installed.
  • the display of the present invention will be described in detail below by taking the configuration of a conventional CRT and FED as an example.
  • the display of the present invention is not limited to CRT and FED, but includes a wide range of displays having an envelope.
  • a display with an envelope is a photoluminescence type such as a plasma display (PDP).
  • PDP plasma display
  • FIG. 1 is a partially cutaway side view of one embodiment of the display of the present invention, where the display is configured as a typical FED.
  • Fig. 1 the upper side of the drawing is the front side, and the lower side is the rear side.
  • the panel (front glass material) 2 'and the panel (rear glass material) 3', which are constituent members of the envelope 11 ', are made of mixed alkali glass.
  • the outer frame 4 may be made of an inorganic material other than force glass, usually made of glass, for example, ceramic or metal.
  • the sealing layer 5 is formed by applying a hermetic paste for airtightness to the sealing surface of the envelope component by a method described later, and then baking the desired hermetically sealed grease paste obtained by firing under desired conditions. Firing It is a layer of the body.
  • the panel (rear glass material) 3 ′ is a field emission type electron source substrate.
  • the cathode 61 and the A field emission type cold cathode 62 formed on the cathode 61 is provided.
  • a gate electrode 63 for controlling the electron flow is formed with the insulating layer 64 interposed therebetween.
  • the anode 65 and the phosphor pixel 66 paired with the field emission cold cathode 62 are provided. Yes.
  • FIG. 2 is a partially cutaway side view of another embodiment of the display of the present invention, and the display is configured as a typical FED as in FIG.
  • the display shown in FIG. 2 has a skirt 22 extending from the panel (front glass material) 2 instead of providing the outer frame 4 as shown in FIG. 1, and an end face on the rear side of the skirt 22;
  • the front end surface of the panel (rear glass material) 3 is sealed through the sealing layer 5.
  • the display is sealed with the air-sealing wearable resin paste of the present invention described below.
  • the hermetically sealed rosin paste (hereinafter, also referred to as aliphatic paste) in the present invention contains one or more types of polyimide rosin as a rosin component.
  • polyimide resin By using polyimide resin, sealing at a low temperature of 400 ° C. or lower is possible, and sufficient strength against vacuum stress and thermal stress on the sealed portion can be obtained.
  • the content of the solvent having a saturated solubility of 5% or more at 20 ° C when polyimide resin is used as a solute is 100 mass ppm or less, preferably 50 mass ppm or less. is there.
  • a solvent having a saturation solubility of 5% or more at 20 ° C when polyimide resin is used as a solute is, for example, a solvent used in the synthesis of polyimide resin.
  • the resin paste in the present invention contains at least one dispersion medium in addition to polyimide resin.
  • the dispersion medium does not substantially dissolve the polyimide resin.
  • the dispersion medium has a saturation solubility at 20 ° C of 0.5% or less.
  • the dispersion medium has a boiling point T force of 90 ° C ⁇ T ⁇ 220 ° C, preferably 130 ° C.
  • a dispersion medium having a boiling point exceeding 220 ° C. will remain after pre-beta and cause bubbles immediately.
  • thermoplastic type resin it is possible to remove the dispersion medium by increasing the time to increase the pre-beta temperature, but with thermosetting type resin, the adhesive property is deteriorated, so the pre-beta temperature is increased. It is difficult to use a method that lengthens time.
  • the dispersion medium has a boiling point of less than 90 ° C, the amount that volatilizes during use is large, and a best coat that is easy to apply cannot be obtained.
  • the glass transition temperature T of polyimide resin is 160 ° C ⁇ T ⁇ 300 ° C, preferably 1
  • the dispersion medium remains at a temperature at which the coconut resin starts to soften is high, which can easily be taken into the resin and cause bubbles.
  • turpentine oil As a dispersion medium for the polyimide resin, turpentine oil, octyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol are preferred, and dihydrotitaneol, which is a kind of turpentine oil, is particularly preferred.
  • the resin paste in the present invention preferably further contains a filler in addition to the polyimide resin and the dispersion medium.
  • the filler is preferably a low-expansion filler from the viewpoint of matching the thermal expansion characteristics of the base material glass and the sealing material. Low expansion FILLER scratch, its thermal expansion coefficient is preferably 0. 7 X 10 _ 5 Z ° C or less in the preferred instrument JP below 1 X 10 _5 Z ° C.
  • the filler can withstand high temperatures during pre-beta and main firing. Therefore, it is preferable to have heat resistance, that is, not to decompose at the temperature during firing.
  • Fillers with strong properties include calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, magnesium sulfate, aluminum silicate, zirconium silicate, iron oxide, titanium oxide, acid aluminum (alumina), acid zinc, silicon dioxide.
  • Inorganic fillers such as potassium titanate, lead titanate, aluminum titanate, zirconium phosphate, cordierite, kaolin, talc, quartz powder, mica, and glass fiber.
  • the low-expansion filler may not be contained in the resin paste of the present invention, that is, it may be C / C, but OC / C ⁇ 0.5. More preferred. Since C / C f s f s f is 0.5 or less, the continuation of fillers can be suppressed.
  • koji solid content refers to koji resin component and filler in koji paste.
  • the solid content is calculated by calculating the quantity remaining after holding the solvent at 250 ° C for 2 hours and removing the solvent and dispersion medium.
  • the average particle diameter D of the polyimide resin is preferably 1 m ⁇ D ⁇ 30 / zm.
  • the average particle size of the low-expansion filler has a relationship of D force 1 ⁇ m ⁇ D ⁇ 50 m
  • the average particle size D is 15 ⁇ m ⁇ D ⁇ 35 ⁇ m. More preferred to have.
  • the particle size distribution force obtained using a laser diffraction type particle size distribution measuring device (SA LD2100, manufactured by Shimadzu Corporation) is also calculated.
  • SA LD2100 laser diffraction type particle size distribution measuring device
  • a particle group is irradiated with a single laser beam, and the intensity distribution of the diffraction and scattered light generated by the laser beam varies depending on the size and shape of the particle, so that the particle size distribution is obtained by calculation.
  • the polyimide resin preferably has a minimum viscosity in the range of 200 to 400 ° C of 1 X 10 3 Pa's or less, preferably 2 X 10 2 Pa's or less. By setting it to 1 X 10 3 Pa's or less, sufficient fluidity during firing can be obtained, and a good sealing portion can be formed.
  • a polyimide compound having a structure represented by the following formula 1 is preferred.
  • X represents the main skeleton of diamine compound
  • Y represents the main skeleton of tetracarboxylic dianhydride.
  • the main skeleton of the diamine compound means a main chain excluding the amino group of the diamine compound
  • the main skeleton of the tetracarboxylic dianhydride means a main chain excluding the carboxylic dianhydride.
  • X and Y mean the following.
  • each R is independently selected from the group consisting of (single bond), O—, —CO—, —SO—, —S—, —CH—, and C (CH 2).
  • N is each independently 0 to 7
  • Z is each independently CH or
  • the group power consisting of 2 2 3 2 is one of the selected.
  • the polyimide compound may be composed of only the structure represented by Formula 1, but the terminal portion may be sealed with a monoamine or dicarboxylic anhydride. It is preferable that the polyimide compound whose terminal is sealed with monoamine or dicarboxylic acid anhydride has a structure represented by the following formula 2 or formula 3.
  • X and Y are as defined in formula 1, X ′ represents the main skeleton of the monoamine compound, and Y ′ represents the main skeleton of the dicarboxylic acid anhydride.
  • the main skeleton of the monoamine compound means the main chain excluding the amino group of the monoamine compound
  • the main skeleton of the dicarboxylic acid anhydride means the main chain excluding the carboxylic acid anhydride group.
  • X 'in the formula 2 is preferably the following formula 20 or formula 21.
  • R 1 is independently —CH— or a phenylene group
  • R 2 and R 3 are each independently
  • r is an integer from 0 to 2.
  • the polyimide compound of the formula 2 in which X ′ is the formula 20 or the formula 21 is excellent in adhesive strength even in a high temperature environment experienced during the high temperature vacuum exhaust process because it is thermoset at the time of firing.
  • the polyimide compound of the formula 2 having X ′ represented is one kind of polyimide resin having an alkoxysilyl group in the molecular chain.
  • the polyimide compound of Formula 3 in which Y 'is Formula 22 to Formula 26, which is a deviation, is thermoset during firing, and therefore has excellent adhesive strength even in a high temperature environment experienced during a high temperature vacuum exhaust process. Yes.
  • the polyimide compounds of the above formulas 1 to 3 are vinylene group, ethynyl group, pyridene group, benzocyclobutane 4, yl group, isocyanate group, aryl group, oxsilane group, oxetane group, cyano group. It is preferred to have at least one bridging group which is also selected for the intermediate force of the group, isopropenyl group.
  • the polyimide compounds of the above formulas 1 to 3 are thermally cured at the time of firing due to the introduction of these crosslinking groups, and the adhesive strength is improved even in the high temperature environment experienced during the high temperature vacuum exhaust process. Speak excellently.
  • the polyimide resin preferably has an alkoxysilyl group in its molecular chain.
  • the position of the alkoxy chain having an alkoxysilyl group in the molecular chain is not particularly limited, regardless of the molecular end or the chain in the molecular chain.
  • alkoxysilyl group examples include —Si (OR 4 ). Where R 4 is CH, C
  • the polyimide compound having the structure of Formula 1 is synthesized by condensation of a diamine compound and tetracarboxylic dianhydride.
  • the molecular weight can be controlled by adjusting the molar ratio of monomer components. That is, a high molecular weight product can be formed by using 0.8 to 1.2 moles of a diamine compound per 1 mole of tetracarboxylic dianhydride.
  • the fired body is excellent in mechanical strength, electrical insulation, etc., and is free from outgassing in a high temperature environment, which is preferable as a resin paste.
  • the above molar ratio is more preferably 0.9 to 1.2 mol of diamine compound with respect to 1 mol of acid dianhydride.
  • diamines that can be used to synthesize a polyimide compound having the structure of Formula 1 include the following diamine compounds.
  • Diamines which are siloxane diamines 1, bis ( 3- aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3bis (4 aminobutyl) tetramethyldisiloxane, at, ⁇ -bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane ⁇ , ⁇ Bis (3-aminobutyl) polydimethylsiloxane.
  • Diamine which is an ethylene glycol diamine; bis (aminomethyl) ether, bis (2aminoethyl) ether, bis (3aminopropyl) ether, bis (2aminomethoxy) ethyl] ether, bis [2 — (2 aminoethoxy) ethyl] ether, bis [2- (3-aminopropoxy) ethyl] ether, 1,2-bis (aminomethoxy) ethane, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane, 1, 2 —Bis [2- (aminomethoxy) ethoxy] ethane, 1,2-bis [2- (2aminoethoxy) ethoxy] ethane, ethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, diethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, triethylene Glyconolebis (3-aminopropyl) ether.
  • Diamine which is a methylenediamine; ethylenediamine, 1,3 diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5 diaminopentane, 1,6 diaminohexane, 1,7 diaminoheptane, 1,8 diaminooctane, 1,9 diaminononane, 1, 10 Diaminodecane, 1, 11-Diaminoundecane, 1,12-Diaminododecane.
  • diamine compounds can be used alone or in combination as appropriate.
  • the diamine compound is a part of the hydrogen atom on the aromatic ring of the diamine compound.
  • diamine may be substituted with all selected fluorine atoms, methyl groups, methoxy groups, trifluoromethyl groups, and trifluoromethoxy groups.
  • a part of the diamine compound may be replaced with triamines or tetraamines. Specific examples of such triamines include, for example, pararoser-lin.
  • tetracarboxylic dianhydrides that can be used to synthesize a polyimide compound having the structure of Formula 1 include the following.
  • any of the above tetracarboxylic dianhydrides has a hydrogen atom on their aromatic ring. A part or all of them may be used by substituting a selected substituent for a fluorine atom, a methyl group, a methoxy group, a trifluoromethyl group, and a trifluoromethoxy group.
  • the ethynyl group, benzocyclobutene-4′-yl group, bur group, aryl group, cyano group, isocyanate group, nitrogen trioxide group, or isopropenyl group serving as a crosslinking point may be converted into the above acid dianhydride. It can be used even if it is introduced as a substituent into some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring. Further, it is preferable to incorporate a behylene group, berylidene group, or ethylidene group as a crosslinking point into the main chain skeleton which is not substituted with a substituent, as long as the moldability is not impaired. .
  • part of tetracarboxylic dianhydride may be replaced with hexacarboxylic dianhydride or otatacarboxylic dianhydride! ,.
  • a dicarboxylic acid anhydride or a monoamine compound may be included as a terminal sealant when a polyimide compound is synthesized!
  • the polyimide compound of Formula 2 and Formula 3 can be obtained by sealing the end of the polyimide compound with a dicarboxylic acid anhydride or a monoamine compound.
  • dicarboxylic acid anhydrides are not reactive with amine compounds or tetracarboxylic dianhydrides and may be substituted with groups. These can be used alone or in combination of two or more Can be used. Of these aromatic dicarboxylic acid anhydrides, phthalic acid anhydrides are preferably used.
  • the monoamine compound that can be used as the end-capping agent include the following.
  • derivatives of aline are preferably used. These can be used alone or in admixture of two or more.
  • These monoamine compounds and Z or dicarboxylic anhydrides may be used alone or in admixture of two or more.
  • the amount of these end-capping agents used is a monoamine compound (excess component is tetracarboxylic dianhydride) 1 to 5 times the difference in the number of moles of diamine compound and tetracarboxylic dianhydride used,
  • dicarboxylic acid anhydride (excess component is diamine) may be used, but at least one of diamine compound and tetracarboxylic dianhydride is 0. It is common to use about 01 mole times.
  • the synthesis reaction of the polyimide compound is usually carried out in an organic solvent.
  • Any organic solvent can be used as the organic solvent for this reaction, as long as it can dissolve the polyimide acid compound, which has no problem in producing the polyimide compound, and has generated a sufficient force.
  • a solvent having a saturation solubility of 5% or more at 20 ° C when coconut resin is used as a solute can be used.
  • Specific examples include amide solvents, ether solvents, and phenol solvents, and more specifically, the following organic solvents are exemplified.
  • an organic base catalyst in the synthesis of the polyimide compound.
  • tertiary amines such as pyridine, a-picoline, / 3-picoline, ⁇ -picoline, quinoline, isoquinoline, triethylamine, etc.
  • pyridine and ⁇ -picoline are particularly preferred.
  • the amount of these catalysts used is from 0.001 to 0.50 mol, more preferably from 0.01 to 0.1 mol, based on 1 mol of the total amount of tetracarboxylic dianhydride.
  • the reaction temperature at the time of synthesizing the polyimide compound is 100 ° C or higher, preferably 150 to 300 ° C, and the reaction is generally performed while extracting water generated by the reaction.
  • the precursor polyamic acid compound Prior to imidization, can be synthesized first at a low temperature of 100 ° C or lower, and then the temperature can be raised to 100 ° C or higher. After mixing carboxylic dianhydride and diamine compound, immediately in the presence of organic base, over 100 ° C It is also possible to imidize by raising the temperature.
  • the reaction time varies depending on the type of tetracarboxylic dianhydride used, the type of solvent, the type and amount of the organic base catalyst, the reaction temperature, etc.
  • the distilled water reaches almost the theoretical amount (usually Since not all are recovered, the recovery rate is 70 to 90%.) Usually, the reaction takes several hours to 10 hours.
  • the water generated by the imido reaction is generally effective by adding an azeotropic agent such as toluene to the reaction system and removing the water by azeotropic distillation.
  • an imidizing agent such as acetic anhydride.
  • Precipitation solvent is added to the synthesis solution containing the polyimide compound that has been imidized, and purified by reprecipitation.
  • methanol or toluene is dropped into the synthesis solvent, and the precipitate is collected by filtration. Furthermore, polyimide powder from which the synthetic solvent has been removed can be obtained by washing with methanol or toluene. If it is a polyimide compound synthesized under strong conditions, the amount of solvent in the resin paste can be reduced.
  • a diaminosiloxane compound may be included in the resin paste in order to improve the sealing properties of the resin resin paste (Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-74245 and 5-5). No. 98233, JP-A-5-98234, JP-A-5-98235, JP-A-5-98236, JP-A-5-98237, JP-A-5-112760, etc.).
  • Examples of diaminosiloxanes include the siloxane diamines.
  • the diaminosiloxane compound is preferably used in an amount of 0.10 mol or less with respect to 1 mol of the polyimide compound having the structure of Formula 1 to Formula 3. If the diaminosiloxane compound is 0.1 mol or less, the heat resistance inherent in the resin paste will not be impaired.
  • Logarithmic viscosity is generally used as an index of the molecular weight of the polyimide compound.
  • the logarithmic viscosity of the polyimide compound of the present invention is preferably 0.01 to 5.0 in a mixed solvent of p-chlorophenol and phenol (90:10) at a concentration of 0.5 g / dL and 35 ° C. More preferably, it is from 0.10 to 0.50.
  • these rosin pastes can be used by mixing a coupling agent depending on the purpose.
  • Coupling agents are used to improve sealability, and the amount used is oleaginous The content is 0.1% by mass to 5% by mass. 0.1. High sealing properties can be obtained by using 1% by mass or more. Moreover, it becomes possible to maintain heat resistance by setting it as 5 mass% or less.
  • a known coupling agent can be used. Specific examples include trialkoxysilane compounds and methyl dialkoxysilane compounds. More specifically, the following coupling agents are mentioned.
  • Silane 3-Glycidoxypropynolemethinolegoxysilane, 3-Glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-Aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-Aminopropyltrimethoxysilane, 3-Aminopropylmethyldimethoxy Silane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3- (N-2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, 3- (N-2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercapto port Pyrmethyldimethoxysila
  • the resin paste can be prepared by collecting a predetermined amount of polyimide powder, filler and dispersion medium and kneading them in an automatic mortar.
  • the mixing ratio of each material can be adjusted to be optimal according to the application method.
  • the particle size distribution of the polyimide powder filler can be adjusted by pulverization or classification.
  • the surface of the front glass material and the surface of the Z or rear glass material in contact with the resin paste that is, sealing of the envelope component member Apply rosin paste to the surface.
  • the coated surface is preferably dried or pre-baked at 150 to 200 ° C. to form a sealing agent layer (layer before baking).
  • the sealing surfaces are combined, preferably 250 ° CX for 500 minutes to 400 ° CX for 10 minutes, more preferably 330 ° CX for 300 minutes to 400 ° CX for 10 minutes, and even more preferably for 330 ° CX for 60 minutes.
  • ⁇ 400 ° CX Sealed by firing for 10 minutes.
  • the envelope components are evacuated at a high temperature of 200 to 330 ° C to create a high vacuum inside.
  • a spray envelope is manufactured.
  • Firing of the resin paste of the present invention is carried out under normal conditions in the display manufacturing process. Specifically, for example, it may be performed in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon gas atmosphere, or may be performed in the air.
  • the firing temperature is usually in the range of 250 to 400 ° C., which is higher than the temperature in the high-temperature evacuation process to be performed subsequently. Since the firing temperature force in forceful sealing in the present invention is less than 00 ° C., problems such as thermal deformation of the metal member in the display when conventional frit glass is used as the sealing agent are solved.
  • the envelope is evacuated at a high temperature in order to make the inside high vacuum.
  • This high-temperature evacuation process has been conventionally performed at 250 to 380 ° C, but as described in the prior art, it is preferable that the heat treatment during display manufacturing be performed at the lowest possible temperature. Yes. Therefore, it is considered that the high-temperature evacuation process will be carried out at a temperature of 200 to 330 ° C in the future.
  • vacuum stress and thermal stress are applied to the sealed portion of the envelope. Therefore, it is preferable that the minimum viscosity in the temperature range of 200 to 350 ° C. of the fired body of the resin paste is 10 5 Pa's or more.
  • the vacuum stress and heat applied to the envelope more specifically, the sealing portion of the envelope during the manufacturing process of the display, particularly the high-temperature evacuation step of the envelope.
  • Sufficient strength against stress Sufficient strength against stress. For this reason, the problem of cracking of the sealing part during the manufacturing process of the display, particularly during the high-temperature evacuation process of the envelope is solved.
  • polyimide (1 1) 10 parts by mass of polyimide (1 1) and 90 parts by mass of polyimide (1 2) were mixed to obtain polyimide 1.
  • polyimide (2-1) 10 parts by mass of polyimide (2-1) and 90 parts by mass of polyimide (2-2) were mixed to obtain polyimide 2.
  • a certain amount of polyimide resin is collected in a cell of a differential scanning calorimeter (DSC) (DSC6 200 manufactured by Seiko Instruments Inc.) and heated to a room temperature of 450 ° C in the cell at a temperature of 8 ° CZ. Measurements were made. The endothermic peak is read from the obtained DSC curve, and the obtained glass transition temperature is shown as Tg (° C) in Table 1.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the polyimide resin has a minimum viscosity in a temperature range of 200 ° C. to 350 ° C. by measuring the viscosity from room temperature (25 ° C.) to 400 ° C. according to the parallel plate method with a certain size.
  • the solvent content can be measured by ICP analysis.
  • the obtained image was separated into bubbles and wrinkles that appeared to be by binary image processing, and the area (A) of the bubble part and the area (B) of the observed adhesion part were calculated.
  • AZB * 100 was defined as the bubble area ratio (%). From the examination so far, it has been found that when this ratio is 10 or more, there is a high possibility that there is a problem in airtightness maintenance and mechanical strength.
  • the amount of solvent in the paste was determined by gas chromatography.
  • a bonded sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyimide and the dispersion medium shown in Table 1 were used, and the area ratio of bubbles was measured.
  • a bonded sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyimide and the dispersion medium shown in Table 1 were used, and the area ratio of bubbles was measured. [0092] Comparative Example 2:
  • a bonded sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyimide and the dispersion medium shown in Table 1 were used, and the area ratio of bubbles was measured.
  • the resin paste of the present invention can be used for hermetically sealing a display that requires heat resistance, air tightness, and adhesive strength, and is industrially useful for display production and the like. It should be noted that the entire content of the specification, patent claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2006-5230 filed on January 12, 2006 is incorporated herein by reference. And that is what we take in.

Abstract

 ディスプレイ用真空外囲器の封着部において、機械的長期信頼性や耐電圧特性を損なわせる恐れのある気泡を抑制すること。  ポリイミド樹脂を含む樹脂成分と分散媒とを含有してなる、ディスプレイの気密封着用樹脂ペーストであって、前記ポリイミド樹脂を溶質とした場合の20°Cにおける飽和溶解度が5%以上である溶媒の、樹脂ペースト中の含有量が100質量ppm以下であり、前記分散媒は前記ポリイミド樹脂を実質的に溶解しないものであり、前記分散媒の沸点Tbが、90°C≦Tb≦220°Cであり、ポリイミド樹脂のガラス転移温度Tgが160°C≦Tg≦300°Cであり、前記Tb及びTgが、Tb-20≦Tgなる関係を有することを特徴とするディスプレイの気密封着用樹脂ペースト。

Description

明 細 書
ディスプレイの気密封着用樹脂ペースト
技術分野
[0001] 本発明は、耐熱性、気密性、接着強度を必要とするディスプレイの気密封着用榭 脂ペースト、及び該榭脂ペーストで封着されてなるディスプレイに関する。
背景技術
[0002] 一般的に、陰極線管 (CRT)、電界放出型冷陰極を持つディスプレイ (FED)、ブラ ズマディスプレイ(PDP)等(以下、これらをあわせてディスプレイともいう。)は、二つ 以上の部材、具体的には、画像が映し出される前面ガラス部と、電子銃または冷陰 極等を備えた背面ガラス部とからなり、その両者を封着することで製造され、外囲器を 形成する。封着後の外囲器は、内部を高真空にするため、およそ 250〜380°Cの高 温で真空排気される。この際、封着部には外囲器内部が真空になることに起因する 応力(真空応力)、内外の温度差に起因する応力(熱応力)などが負荷されるので、こ れらの応力に耐えうる強度が要求される。また、ディスプレイの機械的長期信頼性を 確保する上で、前記封着部は例えば曲げ強度であれば 40MPa以上の強度及び高 V、気密性も必要とされて!/、る。
さらに、 CRTや FEDでは電子を加速して蛍光体に衝突させ発光させる原理である ので、数 kV〜30kV程度の高い電圧が封着部の内外に印加されることになる。した がって、封着部には高い耐電圧特性も求められる。
[0003] 従来、これらの封着は、特許文献 1に記載されているように、フリットガラスをスラリー にした後、端面に塗布し、比較的低温で乾燥した後により高い温度で焼成するか、 又はシート状にしたものを端面に取り付けて、焼成することなどで実施される。焼成は 約 450°Cで実施され、前記フリットガラスとしては鉛の含有量が高い PbO— B O -Z
2 3 nO-SiO系の結晶性低融点ハンダガラスが用いられている。しかし、近年は電子放
2
出源の劣化防止や各種部材の熱変形防止などのためにディスプレイ用真空容器の 封着として 400°C未満の低温封着が求められるようになって!/、る。
また、環境問題への意識の高まりから無鉛材料化が望まれており、特許文献 2には 耐熱性有機系榭脂材料のひとつであるポリイミド榭脂によるディスプレイの封着が開 示されている。特許文献 3にはポリイミド榭脂による半導体素子とセラミック容器との封 着が開示されている。
[0004] 特許文献 1:特開昭 52— 124854号公報
特許文献 2:特開 2004 - 319448号公報
特許文献 3:特開平 5— 65456号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] こうした半導体素子用のハーメチックシールの接着強度はディスプレイ用真空外囲 器の封着部に求められる強度の約 10分の 1程度であり、また、封着部に力かる印加 電圧も数十 V程度である。したがって、半導体素子用の封着剤をディスプレイ用真空 外囲器用に適用しても特性的に満足しない。
また、ポリイミド榭脂を主要成分として封着剤として使用する場合、封着部への塗布 などその施工のしゃすさから、溶媒に溶解したワニスで使用されることが多い。さらに 、ポリイミド榭脂は一般の有機溶媒には溶解しにくいため、タレゾールや N—メチル— 2—ピロリドン、ジメチルァセトアミド (以下 DMACという)など比較的高沸点の溶媒が 用いられる。
実際にはワニスをディスペンサーで塗布し、溶媒を除去するためにプリベータした 後、被着材を重ね合わせ、本焼成することにより封着する。ところが、そうしたワニスタ イブでは溶媒が除去しにくい。さらに、ポリイミドの良溶媒は上述のように高沸点であ るため、プリベータでは除去しきれず、本焼成前の榭脂中に溶媒が残存しやすい。こ のため、本焼成時に残存溶媒の揮発が生じ、焼成後の封着部に気泡が多数存在し てしまう。気泡のような欠陥が存在する場合、そこに反応集中が起きやすぐまた、絶 縁破壊の起点になりやすぐさらには気密性の確保が難しくなる場合がある。
したがって、本発明では、ディスプレイ用真空外囲器の封着部において、機械的長 期信頼性、耐電圧特性、気密性を損なわせる恐れのある気泡を抑制することを目的 とする。
課題を解決するための手段 上記課題に鑑み、発明者らは、ポリイミド榭脂を含む封着剤中において、ポリイミド の良溶媒を実質的に含まないようにし、分散媒を用いることで前述の目的を達成でき ることを見出した。すなわち、本発明は、下記の要旨を有する。
1.ポリイミド榭脂を含む榭脂成分と分散媒とを含有してなる、ディスプレイの気密封 着用榭脂ペーストであって、
前記ポリイミド榭脂を溶質とした場合の 20°Cにおける飽和溶解度が 5%以上である 溶媒の、榭脂ペースト中の含有量が 100質量 ppm以下であり、
前記分散媒は前記ポリイミド榭脂を実質的に溶解しないものであり、
前記分散媒の沸点 T力 90°C≤T≤220°Cであり、ポリイミド榭脂のガラス転移温 b b
度 T力 ^160°C≤T≤300°Cであり、
前記 T及び Τ 1 Τ - 20≤Τなる関係を有することを特徴とするディスプレイの気 b g b g
密封着用樹脂ペースト。
2.前記ポリイミド榭脂の 200〜400°Cの範囲における最低粘度力 103Pa' s以下 である上記 1に記載のディスプレイの気密封着用榭脂ペースト。
3.前記榭脂ペーストは低膨張性フイラ一をさらに含有し、
榭脂ペースト中の固形分の含有率 C (質量%)および低膨張性フイラ一の含有率 C s
(質量%)が、
f
0≤C /C≤0. 5、及び
f S
0. 1≤C /100≤0. 5
s 、
なる関係を有する、上記 1又は 2に記載のディスプレイの気密封着用榭脂ペースト。
4.前記ポリイミド榭脂の平均粒径 D、低膨張性フイラ一の平均粒径 D 1S 1 μ m≤
P f
D≤30 /ζ πι、かつ 1 /ζ πι≤ϋ≤ 50 /z mなる関係を有する、上記 1〜3の何れかに記
P f
載のディスプレイの気密封着用榭脂ペースト。
5.前記分散媒が、テレビン油、ォクチルアルコール、エチレングリコール、プロピレ ングリコール力もなる群より選ばれる少なくとも 1種である、上記 1〜4の何れかに記載 のディスプレイの気密封着用榭脂ペースト。
6.前記分散媒がジヒドロタ一ビネオールである、上記 1〜5の何れかに記載のディ スプレイの気密封着用榭脂ペースト。 7.上記 1〜6の何れかに記載の気密封着用榭脂ペーストで封着されてなるデイス プレイ。
発明の効果
[0007] 本発明の榭脂ペーストは、封着後の機械的強度、気密性保持が十分であり、 CRT 、 FED, PDPなどのディスプレイに広範に利用される。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本発明のディスプレイの 1実施形態の一部切欠き側面図であり、ディスプレイは 典型的な FEDとして構成されて 、る。
[図 2]本発明のディスプレイの別の 1実施形態の一部切欠き側面図であり、ディスプレ ィは典型的な FEDとして構成されて 、る。
符号の説明
[0009] 1,:ディスプレイ
11 ' :外囲器
2,:パネル(フロントガラス材)
22,:スカート部
3':パネル(リアガラス材)
4 :外枠
5 :封着層
61 :陰極
62 :電解放出型冷陰極
63 :ゲート電極
64 :絶縁層
65 :陽極
66 :蛍光体画素
発明を実施するための最良の形態
[0010] <ディスプレイ >
本発明におけるディスプレイとしては、高真空下において、陰極 (力ソード)から放出 され、高速で運動する電子を蛍光体に衝突させて、励起、発光させるいわゆるカソー ドルミネセンスタイプのものが挙げられる。このような力ソードルミネセンスタイプのディ スプレイは、陰極線管(CRT)、蛍光表示管 (VFD)、および平板ディスプレイである、 電界放出型冷陰極を持つディスプレイ (FED)によって代表される。
このようなディスプレイは、力ソードルミネセンスを実現するため、内部が高真空にな つた外囲器を備えている。該外囲器内には、高速の電子ビームを放出するための駆 動回路と、該電子ビームが衝突することで励起されて蛍光を生じる蛍光体が塗布さ れたパネル(フロントガラス材)と、が設置されている。
本発明のディスプレイについて、従来の CRTおよび FEDの構成を例に、以下に詳 細に説明する。ただし、本発明のディスプレイは、 CRTおよび FEDのみに限定され ず、外囲器を備えたディスプレイを広く含む。
外囲器を備えたディスプレイの他の例としては、プラズマディスプレイ(PDP)のよう なフォトルミネセンスタイプのものが挙げられる。
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
図 1は、本発明のディスプレイの 1実施形態の一部切欠き側面図であり、ディスプレ ィは、典型的な FEDとして構成されている。
図 1中、図面上側を前側とし、下側を後側とする。
図 1のディスプレイ 1,では、その前側に位置するパネル(フロントガラス材) 2,と、そ の後側に、該パネル (フロントガラス材) 2'に対向して配置されるパネル (リアガラス) 3 ,、該パネル (フロントガラス材) 2,と該パネル (リアガラス材) 3 'の間に配置される外枠 4と、で外囲器 11 'が構成されている。外囲器 11 'の構成部材であるパネル (フロント ガラス材) 2'、パネル (リアガラス材) 3'は混合アルカリガラスカゝらなる。外枠 4は、通常 はガラス製である力 ガラス以外の無機材料製、例えばセラミックス製または金属製 であってもよい。ここで外囲器 11 'の構成部材同士の接合面は、封着層 5を介して封 着されている。したがって、パネル (フロントガラス材) 2,と、外枠 4との接合面、および パネル (リアガラス材) 3,と、外枠 4との接合面は、封着層 5を介して封着されている。 封着層 5は、後述する方法により、外囲器構成部材の封着面に気密封着用榭脂ぺ 一ストを適用した後、所望の条件で焼成させて得た気密封着用榭脂ペーストの焼成 体の層である。
ディスプレイ 1 'において、パネル (リアガラス材) 3'は、電界放出型の電子源基板で あり、その内側面、すなわちパネル (フロントガラス材) 2'に対向する面上には、陰極 61および、該陰極 61上に形成される電界放出型冷陰極 62を有して 、る。
また、パネル(リアガラス材) 3'のパネル(フロントガラス材) 2'に対向する面上には、 絶縁層 64をはさんで電子流を制御するゲート電極 63が形成されている。一方、パネ ル(フロントガラス材) 2,のパネル(リアガラス材) 3,に対向する面上には、陽極 65お よび該電界放出型冷陰極 62と対をなす蛍光体画素 66が設けられている。
[0012] さらに、図 2は、本発明のディスプレイの別の 1実施形態の一部切欠き側面図であり 、ディスプレイは、図 1と同様に典型的な FEDとして構成されている。
図 2のディスプレイでは、図 1のような外枠 4を設けない代わりに、パネル(フロントガ ラス材) 2,から延びるスカート部 22,を有し、このスカート部 22,の後側の端面と、パネ ル (リアガラス材) 3,の前側の端面と、が封着層 5を介して封着されて ヽる。
[0013] <榭脂ペースト >
上記ディスプレイは、以下に示す本発明の気密封着用榭脂ペーストによって封着さ れる。
本発明における気密封着用榭脂ペースト (以下、榭脂ペーストともいう。)は、榭脂 成分として 1種以上のポリイミド榭脂を含有する。ポリイミド榭脂を用いることで、 400 °C以下の低温での封着が可能であり、かつ封着部への真空応力や熱応力に対する 十分な強度を得ることができる。
[0014] また、ポリイミド榭脂を溶質とした場合の 20°Cにおける飽和溶解度が 5%以上である 溶媒の、榭脂ペースト中の含有量は 100質量 ppm以下、好ましくは 50質量 ppm以 下である。
ポリイミドにとっての良溶媒、具体的にはクレゾール、 N—メチルー 2—ピロリドン、 D MACなどは、プリベータ後に残存する可能性が高ぐ 100質量 ppmより多く残存して V、る場合には気泡生成の原因になる。
ポリイミド榭脂を溶質とした場合の 20°Cにおける飽和溶解度が 5%以上である溶媒 は、例えば、ポリイミド榭脂の合成時に使用された溶媒である。 [0015] さらに、本発明における榭脂ペーストは、ポリイミド榭脂に加え 1種以上の分散媒を 含有する。ここで、分散媒は、ポリイミド榭脂を実質的に溶解しないものである。例え ば、ポリイミド榭脂を溶質とした場合、 20°Cにおける飽和溶解度が 0. 5%以下である ような分散媒である。すなわち、ポリイミド榭脂を上記のような溶媒に溶解させるので はなぐ分散させたペースト状とすることで、封着部への塗布など、その施工のしゃす さを保持すると共に、従来のワニスタイプに比べて不純物 (分散媒ゃ溶媒)の除去が 容易となる。
[0016] 上記分散媒は、その沸点 T力 90°C≤T≤220°Cであり、好ましくは 130°C
b b 〜21
0°Cである。 220°Cを超える沸点を有する分散媒はプリベータ後に残存しやすぐ気 泡の原因になる。熱可塑性タイプの榭脂ではプリベータ温度を高ぐ時間を長くする ことで、分散媒を除去できる可能性はあるが、熱硬化性タイプの榭脂では接着特性を 悪化させるため、プリベータ温度を高ぐ時間を長くする方法を用いることが難しい。 9 0°C未満の沸点を有する分散媒では使用時に揮散する量が多ぐ塗布しやすいべ一 ストが得られない。
また、ポリイミド榭脂のガラス転移温度 Tは 160°C≤T≤300°Cであり、好ましくは 1
g g
90°C〜280°Cである。 300°Cより高いと封着温度が高くなりすぎる。 160°C未満では 耐熱性が乏しくなりすぎ、ポリイミド榭脂を使用するメリットがなくなる。
[0017] さらに、上記 T及び T力 T - 20≤Tなる関係を有する。分散媒の沸点が、ポリイ
b g b g
ミド榭脂のガラス転移点より高いと榭脂が軟ィ匕し始める温度で分散媒が残っている可 能性が高ぐ榭脂中に取り込まれやすくなり気泡の原因となる。
[0018] ポリイミド榭脂の分散媒としては、テレビン油、ォクチルアルコール、エチレングリコ ール、プロピレングリコールが好ましぐ特に、テレビン油の 1種であるジヒドロタ一ビネ オールが好ましい。
[0019] 本発明における榭脂ペーストは、ポリイミド榭脂及び分散媒に加え、フィラーをさら に含有することが好ましい。ここでフイラ一は、基材であるガラスと封着剤の材料との 熱膨張特性をマッチングさせるためとの観点から、低膨張性フイラ一が望ましい。低 膨張性フイラ一は、その熱膨張率が 1 X 10_5Z°C以下が好ましぐ特には 0. 7 X 10 _5Z°C以下が好ましい。さらに、フイラ一はプリベータや本焼成時の高温に耐えうるた めに耐熱性を有すること、すなわち、焼成時の温度において分解しないことが好まし い。
力かる性質を有するフィラーとしては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリ ゥム、硫酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、珪酸ジルコニウム、酸化鉄、酸化チタン、 酸ィ匕アルミニウム (アルミナ)、酸ィ匕亜鉛、二酸化珪素、チタン酸カリウム、チタン酸鉛 、チタン酸アルミニウム、燐酸ジルコニウム、コージエライト、カオリン、タルク、石英粉 、雲母、ガラス繊維等の無機フィラーが挙げられる。
[0020] 上記低膨張性フイラ一の榭脂ペースト中の含有率 C (質量0 /0)は、榭脂ペースト中
f
の固形分の含有率 c (質量%)との間に o≤c Zc≤0. 5、及び 0. 1≤C /100≤
s f s s
0. 5、なる関係を有することが好ましい。
上記低膨張性フイラ一は、本発明の榭脂ペースト中に含まれなくてもよい、すなわ ち、 C /Cカ^であってもよいが、 O C /C≤0. 5であることがより好ましい。 C /C f s f s f が 0. 5以下であることで、フィラー同士の連なりを抑制することができるため、気泡生 s
成が抑えられる。また、 c Zioo力 . 1以上であると、榭脂ペーストの粘度が適度で あり、塗布した際の保形性が良好となる。 C Z100が 0. 5より高いと、粘度が高すぎ
s
て、たとえば、デイスペンサの目詰まりが起こる等塗布性能が悪くなるおそれがある。 ここで ヽぅ固形分とは榭脂ペースト中の榭脂成分及びフイラ一分を指す。固形分含 有率は 250°Cで 2時間保持し溶媒及び分散媒を除去した後に残存する量力 算出 する。
[0021] また、ポリイミド榭脂の平均粒径 Dは、 1 m≤D ≤30 /z mであることが好ましい。
P P
1 μ m未満では、粉の凝集が多くなりその凝集を解砕するのが困難である。また、粉 砕も長時間を要し、現実的でない。 30 /z mを超えると、スクリーン印刷等に必要となる ペーストのチキソ性が十分に得られな 、おそれがある。ポリイミド榭脂の平均粒径 D
P
は、 7 /ζ πι≤ϋ ≤ 20 mであることがより好ましい。
P
さらに、低膨張性フイラ一の平均粒径 D力 1 μ m≤D≤ 50 mなる関係を有する
f f
ことが好ましい。: L m未満では粉砕に長時間を要し、実用的でない。該平均粒径 D
f が を超えると、接着時の膜厚制御に支障をきたし、結果として接着不良、リー ク不良の原因となるおそれがある。平均粒径 Dは、 15 μ m≤D≤35 μ mなる関係を 有することがより好まし 、。
ここで、各平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置 (島津製作所社製、 SA LD2100)を用いて得られる粒度分布力も算出される。本装置では、粒子群にレーザ 一光を照射し、そこ力 発せられる回折、散乱光の強度パターンが粒の大きさ、形に よって異なることから計算により粒度分布を求めている。
[0022] ポリイミド榭脂としては、 200〜400°Cの範囲における最低粘度が、 1 X 103Pa' s以 下、好ましくは 2 X 102Pa' s以下のものが好ましい。 l X 103Pa' s以下とすることで焼 成時の流動性が十分得られ、良好な封着部を形成できる。
具体的には、下記式 1に示す構造を有するポリイミドィ匕合物が好ま U、。
[0023] [化 1]
Figure imgf000011_0001
[0024] 上記式 1中、 Xはジァミンィ匕合物の主骨格を示し、 Yはテトラカルボン酸二無水物の 主骨格を示す。ここでジァミンィ匕合物の主骨格とは、ジァミンィ匕合物のアミノ基を除い た主鎖を意味し、テトラカルボン酸二無水物の主骨格とは、カルボン酸二無水物を除 いた主鎖を意味する。
X、 Yは、より具体的には、以下を意味する。
(A) Xが下記式 4〜式 8のうちのいずれか一つのとき、 Yは、下記式 9〜式 14のうち のいずれか一つである。下記式 4〜式 8において、 Rは、各々独立に (単結合)、 O—、― CO—、― SO—、― S―、— CH—及び C (CH )からなる群から選択され
2 2 3 2
るいずれか一つであり、 nは各々独立に 0〜7であり、 Zは各々独立に CH又はフエ
3
-ル基である。
(B) Xが下記式 15のとき、 Yは、下記式 16又は式 17である。下記式 15において、 Rは、—(単結合)、― O—、― CO—、 -SO―、― S―、 -CH—及び C (CH )力
2 2 3 2 らなる群力 選択される 、ずれか一つである。
(C) Xが下記式 18のとき、 Yは下記式 19である。 賺 墓〔ls
Figure imgf000012_0001
墓〔0§
[0032] [化 9]
'式 1 1
Figure imgf000013_0001
[0033] [化 10]
Figure imgf000013_0002
[0034] [化 11]
'式 1 3
Figure imgf000013_0003
[0035] [化 12]
'式 1 4
Figure imgf000013_0004
[0036] [化 13]
Figure imgf000013_0005
[0037] [化 14]
Figure imgf000013_0006
[0038] [化 15]
Figure imgf000013_0007
[0039] [化 16]
Figure imgf000014_0001
[0040] [化 17]
Figure imgf000014_0002
[0041] ポリイミドィ匕合物は、式 1で示される構造のみで構成されていてもよいが、その末端 部分がモノアミン又はジカルボン酸無水物で封止されて 、てもよ 、。末端がモノアミ ン又はジカルボン酸無水物で封止されたポリイミドィ匕合物は、下記式 2又は式 3で示 される構造を有して 、ることが好ま U、。
下記式 2及び式 3中、 X及び Yは、式 1の定義と同じであり、 X'はモノアミンィ匕合物 の主骨格を示し、 Y'はジカルボン酸無水物の主骨格を示す。ここでモノアミンィ匕合物 の主骨格とは、モノアミンィ匕合物のアミノ基を除いた主鎖を意味し、ジカルボン酸無 水物の主骨格とは、カルボン酸無水物基を除く主鎖を意味する。
[0042] [化 18]
Figure imgf000014_0003
[0043] [化 19]
Figure imgf000014_0004
[0044] 上記式 2のポリイミド化合物を使用する場合、式 2中の X'は下記式 20又は式 21で あることが好ましい。
(R1) — Si— (OR2) R3 · · ·式 20
[0045] [化 20]
Figure imgf000015_0001
[0046] 式 20中、 R1は各々独立に— CH—又はフエ-レン基であり、 R2及び R3は各々独
2
立に CH又は C Hであり、 nは 1
2 5 〜7の整数であり、 rは 0〜2の整数である。
3
本発明の榭脂ペーストとして、 X'が式 20又は式 21で表される式 2のポリイミドィ匕合 物を使用することにより、ガラスへの密着性を向上させることが可能になる。
また、 X'が式 20又は式 21である式 2のポリイミド化合物は、焼成時に熱硬化するた め、高温真空排気工程時に経験する高温環境下においても接着強度に優れている なお、式 20で表される X'を有する式 2のポリイミドィ匕合物は、分子鎖中にアルコキ シシリル基を有するポリイミド榭脂の 1種である。
[0047] 上記式 3のポリイミド化合物を使用する場合、式 3中の Y'は、下記式 22〜式 26の
V、ずれかであることが好まし!/、。
[0048] [化 21]
Figure imgf000015_0002
[0049] [化 22]
\=/ … ¾23
[0050] [化 23]
Figure imgf000015_0003
[0052] [化 25]
Figure imgf000016_0001
[0053] Y'が式 22〜式 26の!、ずれかである式 3のポリイミド化合物は、焼成時に熱硬化す るため、高温真空排気工程時に経験する高温環境下においても接着強度に優れて いる。
[0054] 本発明において、前記式 1ないし式 3のポリイミド化合物は、ビニレン基、ェチニル 基、ピリ-デン基、ベンゾシクロブタン 4,ーィル基、イソシァネート基、ァリル基、ォ キシラン基、ォキセタン基、シァノ基、イソプロぺニル基の中力も選択される少なくとも 1つの架橋基を有することが好ましい。前記式 1ないし式 3のポリイミドィ匕合物は、これ らの架橋基の導入により焼成時に熱硬化するようになり、高温真空排気工程時に経 験する高温環境下にお ヽても接着強度に優れて ヽる。
[0055] また、上記ポリイミド榭脂は、その分子鎖中にアルコキシシリル基を有することが好ま しい。これによつて、ガラスとの接合強度を向上し、水分の影響を受けにくぐ封着部 の経時的な強度低下を抑えることができる。
この場合、分子鎖中にアルコキシシリル基を有すればよぐその位置は分子鎖中の 分子末端、鎖中を問わず、特に限定するものではない。
アルコキシシリル基としては、—Si (OR4) が挙げられる。ここで、 R4は、 CH、 C
3-n 3 2
H、 C Hのいずれかである。具体的には、前記式 20で表される基を有するポリイミド
5 3 7
榭脂である。
[0056] 式 1の構造を有するポリイミド化合物は、ジァミンィ匕合物とテトラカルボン酸二無水 物との縮合により合成される。これらは通常の重縮合系ポリマーの場合と同様に、モ ノマー成分のモル比を調節することで分子量を制御することができる。すなわち、テト ラカルボン酸二無水物 1モルに対し、 0. 8〜1. 2モルのジァミン化合物を使用するこ とで、高分子量体を形成することが可能になる。
ポリイミドィ匕合物が高分子量体であると、その焼成体が機械的強度、電気絶縁性等 に優れており、また高温環境下でアウトガスの発生がないため、榭脂ペーストとして好 ましい。上記のモル比は、より好ましくは、酸二無水物 1モルに対してジァミンィ匕合物 0. 9〜1. 2モルである。 [0057] 式 1の構造を有するポリイミド化合物を合成するのに使用可能なジァミンとしては、 具体的には、以下のジァミンィ匕合物が挙げられる。
a)ベンゼン環 1個を有するジァミン; p フエ二レンジァミン、 m—フエ二レンジァミン b)ベンゼン環 2個を有するジァミン; 3, 3,ージアミノジフエ-ルエーテル、 3, 4,一 ジアミノジフエ二ルエーテル、 4, 4'ージアミノジフエニルエーテル、 3, 3'ージアミノジ フエ-ルスルフイド、 3, 4,ージアミノジフエ-ルスルフイド、 4, 4,ージアミノジフエ-ル スルフイド、 3, 3'—ジァミノジフエ-ルスルホン、 3, 4'—ジアミノジフエ-ルスルホン 、 4, 4'—ジアミノジフエ-ルスルホン、 3, 3'—ジァミノべンゾフエノン、 4, 4'—ジアミ ノベンゾフエノン、 3, 4'ージァミノべンゾフエノン、 3, 3'ージアミノジフエニルメタン、 4 , 4'ージアミノジフエ二ノレメタン、 3, 4'—ジアミノジフエ二ノレメタン、 2, 2 ジ(3 アミ ノフエ-ル)プロパン、 2, 2 ジ(4 ァミノフエ-ル)プロパン、 2— (3 ァミノフエ-ル )—2— (4—ァミノフエ二ノレ)プロノ ン、 2, 2 ジ(3 ァミノフエ二ノレ) 一 1, 1, 1, 3, 3 , 3 へキサフノレオロフ。ロノ ン、 2, 2 ジ(4 ァミノフエ-ノレ)一 1, 1, 1, 3, 3, 3— へキサフルォロプロパン、 2— (3 ァミノフエ-ル) 2— (4 ァミノフエ-ル)一 1, 1 , 1, 3, 3, 3 へキサフルォロプロノ ン。
[0058] c)ベンゼン環 3個を有するジァミン; 1, 1ージ(3 ァミノフエ-ル) 1 フエ-ルェ タン、 1, 1—ジ(4 ァミノフエ-ル)一 1—フエ-ルェタン、 1— (3—ァミノフエ-ル)一 1— (4—ァミノフエ-ル)一 1—フエ-ルェタン、 1, 3 ビス(3 アミノフエノキシ)ベン ゼン、 1, 3 ビス(4 アミノフエノキシ)ベンゼン、 1, 4 ビス(3 アミノフエノキシ)ベ ンゼン、 1, 4 ビス(4 アミノフエノキシ)ベンゼン、 1, 3 ビス(3 ァミノべンゾィノレ )ベンゼン、 1, 3 ビス(4 ァミノべンゾィル)ベンゼン、 1, 4 ビス(3 ァミノべンゾ ィル)ベンゼン、 1, 4 ビス(4 ァミノべンゾィル)ベンゼン、 1, 3 ビス(3 アミノー a, α ジメチルベンジル)ベンゼン、 1, 3 ビス(4 アミノー α, α ジメチルベン ジル)ベンゼン、 1, 4 ビス(3 ァミノ a, a—ジメチルベンジル)ベンゼン、 1, 4 —ビス(4 アミノー a, a—ジメチルベンジル)ベンゼン、 1, 3 ビス(3 アミノー oc , α ジトリフルォロメチルベンジル)ベンゼン、 1, 3 ビス(4 アミノー α, α ジト リフルォロメチルベンジル)ベンゼン、 1, 4 ビス(3 ァミノ a, a—ジトリフルォロ メチルベンジル)ベンゼン、 1, 4 ビス(4 アミノー a , aージトリフルォロメチルベン ジル)ベンゼン、 2, 6 ビス(3 アミノフエノキシ)ベンゾ-トリル、 2, 6 ビス(3 アミ ノフエノキシ)ピリジン。
[0059] d)ベンゼン環 4個を有するジァミン; 4, 4,一ビス(3 アミノフエノキシ)ビフエ-ル、 4, 4'—ビス(4—アミノフエノキシ)ビフエ-ル、ビス [4— (3—アミノフエノキシ)フエ- ル]ケトン、ビス [4— (4—アミノフエノキシ)フエ-ル]ケトン、ビス [4— (3—アミノフエノ キシ)フエ-ル]スルフイド、ビス [4一(4 アミノフエノキシ)フエ-ル]スルフイド、ビス [ 4— (3—アミノフエノキシ)フエ-ル]スルホン、ビス [4— (4—アミノフエノキシ)フエ- ル]スルホン、ビス [4一(3—アミノフエノキシ)フエ-ル]エーテル、ビス [4一(4 アミ ノフエノキシ)フエ-ル]エーテル、 2, 2 ビス [4— (3—アミノフエノキシ)フエ-ル]プ 口パン、 2, 2 ビス [4— (4 アミノフエノキシ)フエ-ル]プロパン、 2, 2 ビス [3— ( 3 アミノフエノキシ)フエ二ノレ]— 1, 1, 1, 3, 3, 3 へキサフノレ才ロプロノ ン、 2, 2 —ビス [4— (4 アミノフエノキシ)フエ-ル]— 1, 1, 1, 3, 3, 3 へキサフルォロプロ パン。
[0060] e)ベンゼン環 5個を有するジァミン; 1, 3 ビス [4一(3 アミノフエノキシ)ベンゾィ ル]ベンゼン、 1 , 3 ビス [4一(4 アミノフエノキシ)ベンゾィル]ベンゼン、 1, 4ービ ス [4— (3 アミノフエノキシ)ベンゾィル]ベンゼン、 1, 4 ビス [4— (4 アミノフエノ キシ)ベンゾィル]ベンゼン、 1, 3 ビス [4— (3 アミノフエノキシ) α , α—ジメチ ルベンジル]ベンゼン、 1, 3 ビス [4— (4 アミノフエノキシ) α , α—ジメチルべ ンジル]ベンゼン、 1, 4 ビス [4一(3 アミノフエノキシ) α , α—ジメチルベンジ ル]ベンゼン、 1 , 4 ビス [4— (4 アミノフエノキシ) α , α—ジメチルベンジル]ベ ンゼン。
[0061] f)ベンゼン環 6個を有するジァミン; 4, 4,一ビス [4一(4 アミノフエノキシ)ベンゾィ ル]ジフエ-ルエーテル、 4, 4' ビス [4一(4 アミノー α , aージメチルベンジル) フエノキシ]ベンゾフエノン、 4, 4'—ビス [4— (4 アミノー a , aージメチルベンジル )フエノキシ]ジフエ-ルスルホン、 4, 4'—ビス [4— (4—アミノフエノキシ)フエノキシ] ジフエニノレスノレホン。
[0062] g)芳香族置換基を有するジァミン; 3, 3,ージアミノー 4, 4,ージフエノキシベンゾフ ェノン、 3, 3,ージアミノー 4, 4'ージビフエノキシベンゾフエノン、 3, 3,ージアミノー 4 フエノキシベンゾフエノン、 3, 3'—ジアミノー 4ービフエノキシベンゾフエノン。
[0063] h)スピロビインダン環を有するジァミン; 6, 6,一ビス(3 アミノフエノキシ) 3, 3, 3, ,3, ,一テトラメチル 1, 1,一スピロビインダン、 6, 6,一ビス(4 アミノフエノキシ) 3 , 3, 3, ,3, ,一テトラメチル 1, 1,一スピロビインダン。
i)シロキサンジァミン類であるジァミン; 1, ビス(3ーァミノプロピル)テトラメチル ジシロキサン、 1, 3 ビス(4 アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、 at, ω—ビス( 3 -ァミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、 α , ω ビス(3—アミノブチル)ポリジメ チルシロキサン。
[0064] j)エチレングリコールジァミン類であるジァミン;ビス(アミノメチル)エーテル、ビス(2 アミノエチル)エーテル、ビス(3 ァミノプロピル)エーテル、ビス(2 アミノメトキシ )ェチル]エーテル、ビス [2—(2 アミノエトキシ)ェチル]エーテル、ビス [2—(3— ァミノプロボキシ)ェチル]エーテル、 1, 2—ビス(アミノメトキシ)ェタン、 1, 2—ビス(2 —アミノエトキシ)ェタン、 1, 2—ビス [2— (アミノメトキシ)エトキシ]ェタン、 1, 2—ビス [2- (2 アミノエトキシ)エトキシ]ェタン、エチレングリコールビス(3 ァミノプロピル )エーテル、ジエチレングリコールビス(3—ァミノプロピル)エーテル、トリエチレングリ コーノレビス(3—ァミノプロピル)エーテル。
k)メチレンジァミン類であるジァミン;エチレンジァミン、 1, 3 ジァミノプロパン、 1, 4ージアミノブタン、 1, 5 ジァミノペンタン、 1, 6 ジァミノへキサン、 1, 7 ジァミノ ヘプタン、 1, 8 ジァミノオクタン、 1, 9ージアミノノナン、 1, 10 ジァミノデカン、 1, 11—ジアミノウンデカン、 1, 12—ジァミノドデカン。
1)脂環式ジァミン類であるジァミン; 1, 2 ジアミノシクロへキサン、 1, 3 ジアミノシ クロへキサン、 1, 4ージアミノシクロへキサン、 1, 2 ジ(2 アミノエチル)シクロへキ サン、 1, 3 ジ(2 アミノエチル)シクロへキサン、 1, 4ージ(2 アミノエチル)シクロ へキサン、ビス(4 アミノシクロへキシル)メタン、 2, 6 ビス(アミノメチル)ビシクロ [2 . 2. 1]ヘプタン、 2, 5 ビス(アミノメチル)ビシクロ [2. 2. 1]ヘプタン。
[0065] また、上記例示したジァミンィ匕合物は、適宜単独で、又は混合して使用することが できる。また、ジァミンィ匕合物は、上記ジァミン化合物の芳香環上の水素原子の一部 若しくは全てをフッ素原子、メチル基、メトキシ基、トリフルォロメチル基、及びトリフル ォロメトキシ基カも選ばれた置換基で置換したジァミンであってもよい。また、分岐を 導入する目的で、ジァミン化合物の一部をトリアミン類、テトラアミン類と代えてもよい 。このようなトリァミン類の具体例としては、例えばパラローズァ-リンが挙げられる。
[0066] 式 1の構造を有するポリイミド化合物を合成するのに使用可能なテトラカルボン酸二 無水物としては、具体的には、以下のものが挙げられる。
ピロメリット酸二無水物、 3, 3' , 4, 4,ービフエ-ルテトラカルボン酸二無水物、 3, 3 ' , 4, 4'一べンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3, 4—ジカルボキシフエ -ル)エーテル二無水物、ビス(3, 4—ジカルボキシフエ-ル)スルフイド二無水物、 ビス(3, 4 ジカルボキシフエ-ル)スルホン二無水物、 2, 2 ビス(3, 4 ジカルボ キシフエ-ル)プロパン二無水物、 2, 2 ビス(3, 4 ジカルボキシフエ-ル)— 1, 1 , 1, 3, 3, 3 へキサフルォロプロパン二無水物、 1, 3 ビス(3, 4 ジカルボキシ フエノキシ)ベンゼン二無水物、 1, 4 ビス(3, 4 ジカルボキシフエノキシ)ベンゼン 二無水物、 4, 4,一ビス(3, 4 ジカルボキシフエノキシ)ビフエ-ルニ無水物、 2, 2 —ビス [ (3, 4 ジカルボキシフエノキシ)フエ-ル]プロパン二無水物、 2, 3, 6, 7- ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、 1, 4, 5, 8 ナフタレンテトラカルボン酸二無 水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロ ペンタンテトラカルボン酸二無水物、 2, 2' , 3, 3,一べンゾフエノンテトラカルボン酸 二無水物、 2, 2' , 3, 3,ービフエ-ルテトラカルボン酸二無水物、 2, 2 ビス(2, 3 ージカルボキシフエ-ル)プロパン二無水物、 2, 2 ビス(2, 3 ジカルボキシフエ- ル)ー1, 1, 1, 3, 3, 3 へキサフルォロプロパン二無水物、ビス(2, 3 ジカルボキ シフエ-ル)エーテル二無水物、ビス(2, 3 ジカルボキシフエ-ル)スルフイド二無 水物、ビス(2, 3 ジカルボキシフエ-ル)スルホン二無水物、 1, 3 ビス(2, 3 ジ カルボキシフエノキシ)ベンゼン二無水物、 1, 4 ビス(2, 3 ジカルボキシフエノキ シ)ベンゼン二無水物、 1, 2, 5, 6 ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等。
[0067] 上記例示したテトラカルボン酸二無水物は、適宜単独で、又は混合して用いること ができる。
また、上記テトラカルボン酸二無水物のいずれも、それらの芳香環上の水素原子の 一部若しくは全てをフッ素原子、メチル基、メトキシ基、トリフルォロメチル基、及びトリ フルォロメトキシ基力 選ばれた置換基で置換して用いることもできる。
更に、架橋点となるェチニル基、ベンゾシクロブテン—4'ーィル基、ビュル基、ァリ ル基、シァノ基、イソシァネート基、二トリ口基、又はイソプロぺニル基を、上記酸二無 水物の芳香環上の水素原子の一部若しくは全てに置換基として導入しても用いるこ とができる。更に、好ましくは成形加工性を損なわない範囲内で、架橋点となるビ-レ ン基、ビ-リデン基、又はェチ-リデン基を置換基ではなぐ主鎖骨格中に組み込む ことちでさる。
また、分岐を導入する目的で、テトラカルボン酸二無水物の一部をへキサカルボン 酸三無水物類、オタタカルボン酸四無水物類と代えてもよ!、。
更に、榭脂ペーストに耐熱性を付与するため、ポリイミドィ匕合物を合成する際に、末 端封止剤としてジカルボン酸無水物又はモノアミン化合物を含めてもよ!、。ポリイミド 化合物の末端をジカルボン酸無水物又はモノアミン化合物で封止することで、上記 式 2及び式 3のポリイミドィ匕合物を得ることができる。
末端封止剤として使用可能なジカルボン酸無水物としては、具体的には、下記の 化合物が挙げられる。
フタル酸無水物、 2, 3 べンゾフエノンジカルボン酸無水物、 3, 4 べンゾフエノン ジカルボン酸無水物、 2, 3 ジカルボキシフエ-ルフエ-ルエーテル無水物、 3, 4 —ジカルボキシフエ-ルフエ-ルエーテル無水物、 2, 3 ビフエ-ルジカルボン酸無 水物、 3, 4 ビフエ-ルジカルボン酸無水物、 2, 3 ジカルボキシフエ-ルフエ-ル スルホン無水物、 3, 4 ジカルボキシフエ-ルフエ-ルスルホン無水物、 2, 3 ジカ ルボキシフエ-ルフエ-ルスルフイド無水物、 3, 4—ジカルボキシフエ-ルフエ-ルス ルフイド無水物、 1, 2 ナフタレンジカルボン酸無水物、 2, 3 ナフタレンジカルボ ン酸無水物、 1, 8 ナフタレンジカルボン酸無水物、 1, 2 アントラセンジカルボン 酸無水物、 2, 3 アントラセンジカルボン酸無水物, 1, 9 アントラセンジカルボン 酸無水物。
これらのジカルボン酸無水物は、アミンィ匕合物又はテトラカルボン酸二無水物と反 応性を有しな 、基で置換されて 、ても差し支えな 、。これらは単独又は 2種以上混合 して用いることができる。これらの芳香族ジカルボン酸無水物の中で、好ましくはフタ ル酸無水物が使用される。
[0069] 末端封止剤として使用可能なモノアミンィ匕合物としては、具体的には、次のようなも のが挙げられる。ァ-リン、 o トルイジン、 m—トルィジン、 p トルイジン、 2, 3 キ シリジン、 2, 6 キシリジン、 3, 4ーキシリジン、 3, 5 キシリジン、 o クロロア二リン 、 m—クロロア二リン、 p—クロロア二リン、 o ブロモア二リン、 m—ブロモア二リン、 p— ブロモア二リン、 o 二トロア二リン、 p 二トロア二リン、 m—二トロア二リン、 o アミノフ ェノール、 ρ ァミノフエノール、 m—ァミノフエノール, o ァ-シジン、 m—ァ -シジ ン、 p ァ-シジン, o フエネチジン、 m フエネチジン、 p フエネチジン、 o ァミノ ベンズアルデヒド、 p ァミノべンズアルデヒド、 m—ァミノべンズアルデヒド、 o ァミノ ベンゾ-トリル、 p ァミノべンゾ-トリル、 m—ァミノべンゾ-トリル, 2—アミノビフエ- ル, 3 アミノビフエニル、 4 アミノビフエニル、 2 ァミノフエニルフエニルエーテル、 3 ァミノフエニルフエニルエーテル, 4ーァミノフエニルフエニルエーテル、 2 ァミノ ベンゾフエノン、 3 ァミノべンゾフエノン、 4ーァミノべンゾフエノン、 2 ァミノフエニル フエニルスルフイド、 3—ァミノフエニルフエニルスルフイド、 4ーァミノフエニルフエニル スルフイド、 2 ァミノフエニルフエニルスルホン、 3 ァミノフエニルフエニルスルホン、 4—ァミノフエニルフエニルスルホン、 α—ナフチルァミン、 j8—ナフチルァミン, 1— アミノー 2 ナフトール、 5 アミノー 1 ナフトール、 2 アミノー 1 ナフトール, 4 アミノー 1 ナフロール、 5 アミノー 2 ナフトール、 7 アミノー 2 ナフトール、 8— ァミノ一 1—ナフトール、 8 ァミノ一 2 ナフトール、 1—アミノアントラセン、 2 ァミノ アントラセン、 9ーァミノアントラセン等。
これらの芳香族モノアミンの中で、好ましくはァ-リンの誘導体が使用される。これら は単独で又は 2種以上混合して用いることができる。
[0070] これらモノアミン化合物及び Z又はジカルボン酸無水物は、単独又は 2種以上混合 して用いてもよい。これら末端封止剤の使用量としては、ジァミンィ匕合物とテトラカル ボン酸二無水物の使用モル数の差の 1〜5倍のモノアミンィ匕合物(過剰成分がテトラ カルボン酸二無水物)、ある ヽはジカルボン酸無水物(過剰成分がジァミン)であれ ばよいが、少なくとも、ジァミンィ匕合物とテトラカルボン酸二無水物のどちらか一方の 0 . 01モル倍程度使用するのが一般的である。
[0071] 上記ポリイミドィ匕合物の合成反応は、通常有機溶剤中で実施する。この反応に用い る有機溶剤としては、ポリイミドィ匕合物を製造するのに問題がなぐし力も生成したポリ イミド酸ィ匕合物を溶解できるものであればどのようなものでも利用でき、ポリイミド榭脂 を溶質とした場合の 20°Cにおける飽和溶解度が 5%以上である溶媒が利用できる。 具体的には、アミド系の溶剤、エーテル系の溶剤、フエノール系の溶剤が例示でき、 より具体的には、下記の有機溶剤が挙げられる。
N, N ジメチルホルムアミド、 N, N ジメチルァセトアミド、 N, N ジェチルァセト アミド、 N, N ジメチルメトキシァセトアミド、 N—メチル—2 ピロリドン、 1 , 3 ジメ チルー 2—イミダゾリジノン、 N—メチルカプロラタタム、 1 , 2—ジメトキシェタン ビス( 2—メトキシェチル)エーテル、 1 , 2—ビス(2—メトキシエトキシ)ェタン、ビス [2— (2 ーメトキシエトキシ)ェチル]エーテル、テトラヒドロフラン、 1 , 3 ジォキサン、 1 , 4 ジォキサン、ピリジン、ピコリン、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、テトラメチル 尿素、へキサメチルホスホルアミド、フエノール、 o クレゾール、 m クレゾール、 p— クレゾ一ノレ、クレゾ一ノレ酸、 o クロ口フエノーノレ、 m—クロ口フエノーノレ、 p クロ口フエ ノール、ァニソール等。
これらは単独又は 2種以上混合して使用することもできる。
[0072] また、ポリイミド化合物を合成するにあたって有機塩基触媒を共存させることも可能 である。有機塩基触媒としては、ピリジン、 a—ピコリン、 /3—ピコリン、 γ—ピコリン、 キノリン、イソキノリン、トリェチルァミン等の第 3級ァミン類が用いられる力 特に好まし くはピリジン及び γ ピコリンである。これら触媒の使用量としては、テトラカルボン酸 二無水物の総量 1モルに対し、 0. 001〜0. 50モルであり、より好ましくは 0. 01〜0 . 1モルである。
[0073] ポリイミド化合物を合成する際の反応温度は、 100°C以上、好ましくは 150〜300 °cであり、反応によって生じる水を抜き出しながら行うのが一般的である。イミド化に 先立ち、その前駆体であるポリアミド酸ィ匕合物を 100°C以下の低温でまず合成し、つ いで温度を 100°C以上に上げてイミドィ匕することも可能である力 単にテトラカルボン 酸二無水物とジァミンィ匕合物と、を混合した後、有機塩基存在下、すぐに 100°C以上 に昇温することでイミドィ匕することもできる。反応時間は、使用するテトラカルボン酸二 無水物の種類、溶剤の種類、有機塩基触媒の種類と量及び反応温度等により異なる 力 目安としては、留出する水がほぼ理論量に達する(通常は全てが回収されるわけ ではないので、 70〜90%の回収率である。)まで反応することであり、通常数時間か ら 10時間程度である。この場合、イミドィ匕反応によって生じる水はトルエン等の共沸 剤を反応系に加えて、共沸により水を除去する方法が一般的で有効である。又は、ま ず前駆体であるポリアミド酸を合成した後、無水酢酸などのイミド化剤を用いて化学 的にイミド化を行うことも可能である。イミド化の完了したポリイミド化合物を含む合成 溶液に、析出溶媒を添加していき、再沈法により精製する。具体的には合成溶媒中 にメタノールやトルエンなどを滴下していき、沈殿物を濾過により採取する。さらにメタ ノールやトルエンなどで洗浄することにより合成溶媒を除去したポリイミド粉末が得ら れる。力かる条件で合成したポリイミドィ匕合物であれば、榭脂ペースト中の溶媒量を 低減する事ができる。
[0074] また、榭脂ペーストの封着性を向上させるために、上記成分に加えて、ジアミノシロ キサン化合物を榭脂ペーストに含めてもょ 、 (特開平 5 - 74245号公報、特開平 5 - 98233号公報、特開平 5— 98234号公報、特開平 5— 98235号公報、特開平 5— 9 8236号公報、特開平 5— 98237号公報、特開平 5— 112760号公報等参照)。ジァ ミノシロキサンとしては、例えば、前記シロキサンジァミン類がある。なお、ジアミノシロ キサン化合物は、式 1ないし式 3の構造を有するポリイミドィ匕合物 1モルに対して、 0. 10モル以下となる量で使用することが好ましい。ジァミノシロキサン化合物を 0. 1モ ル以下とすれば、榭脂ペーストが本来有する耐熱性が損なわれることがな 、。
[0075] ポリイミドィ匕合物の分子量の指標としては一般的に対数粘度が用いられる。本発明 のポリイミドィ匕合物の対数粘度は、 p—クロ口フエノールとフエノールの混合溶媒(90 : 10)中、 0. 5g/ dL濃度、 35°Cにおいて好ましくは 0. 01-5. 0であり、より好ましく は、 0. 10〜0. 50である。
[0076] また、これら榭脂ペーストは、目的に応じてカップリング剤を混合して使用することが 可能である。
カップリング剤は、封着性を向上させるために用いられ、その使用量は榭脂ペース ト中、 0. 1質量%〜5質量%である。 0. 1質量%以上使用することにより高い封着性 が得られる。また、 5質量%以下とすることにより耐熱性を維持することが可能になる。 使用可能なカップリング剤としてはすでに公知のカップリング剤を使用することができ る。具体的には、トリアルコキシシラン化合物、メチルジアルコキシシランィ匕合物が挙 げられる。より具体的には下記のカップリング剤が挙げられる。 シラン、 3—グリシドキシプロピノレメチノレジェトキシシラン、 3—グリシドキシプロピルトリ エトキシシラン、 3—ァミノプロピルメチルジメトキシシラン、 3—ァミノプロピルトリメトキ シシラン、 3—ァミノプロピルメチルジメトキシシラン、 3—ァミノプロピルトリメトキシシラ ン、 3— (N— 2—アミノエチル)ァミノプロピルメチルジメトキシシラン、 3— (N— 2—ァ ミノェチル)ァミノプロピルトリメトキシシラン、 3—メルカプト口ピルメチルジメトキシシラ
、 3—メルカプトプロピルトリメトキシシラン、イソシアナ一トプロピルメチルジェトキシシ ラン、 3—イソシアナ一トプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
[0077] <榭脂ペーストの調製方法 >
榭脂ペーストはポリイミド粉末、フィラー及び分散媒を所定量採取し、自動乳鉢など で混練することによって調製できる。各材料の混合比率は塗布方法等に応じて最適 になるように調整することができる。また、塗布特性等を最適化するため、ポリイミド粉 末ゃフイラ一の粒度分布を、粉砕や分級をすることにより調整することも可能である。
[0078] <封着方法 >
本発明の榭脂ペーストでディスプレイの外囲器構成部材を封着するには、まず榭 脂ペーストと接触するフロントガラス材の表面及び Z又はリアガラス材の表面、つまり 外囲器構成部材の封着面に榭脂ペーストを塗布する。塗布面は、好ましくは 150〜2 00°Cにて、乾燥又はプリ焼成して封着剤の層(焼成前の層)が形成される。
[0079] 次いで封着面同士を合わせて、好ましくは 250°C X 500分間〜 400°C X 10分間、 より好ましくは 330°C X 300分〜 400°C X 10分間、さらにより好ましくは 330°C X 60 分間〜 400°C X 10分間、本焼成することにより封着される。その後、外囲器構成部 材はその内部を高真空にするため、 200〜330°Cの高温で真空排気することでディ スプレイの外囲器が製造される。
[0080] 本発明の榭脂ペーストの焼成は、ディスプレイの製造工程における通常の条件で 実施される。具体的には、たとえば、窒素雰囲気、アルゴンガス雰囲気のような不活 性ガス雰囲気下で実施してもよぐ又は空気中で実施してもよい。焼成温度は、通常 は 250〜400°Cの範囲であって、続 、て実施される高温真空排気工程での温度より も高 、温度である。本発明における力かる封着における焼成温度力 00°C未満であ るため、従来のフリットガラスを封着剤に使用した場合におけるディスプレイ中の金属 部材に関する熱変形等の問題が解消されている。
[0081] 封着後の外囲器は、内部を高真空にするために高温で真空排気される。この高温 真空排気工程は、従来 250〜380°Cで実施されてきたが、従来技術のところでも述 ベたように、ディスプレイの製造時の熱処理は可能な限り低温で実施されることが好 ましい。したがって、高温真空排気工程は、今後 200〜330°Cの温度で実施されると 考えられる。この高温真空排気工程の際、外囲器の封着部には、真空応力と熱応力 と、が負荷される。よって榭脂ペーストの焼成体の、 200〜350°Cの温度範囲におけ る最低粘度が 105Pa's以上であることが好ましい。上記範囲であることにより、デイス プレイの製造工程、特に外囲器の高温真空排気工程の際に、外囲器、より具体的に は外囲器の封着部が負荷される真空応力及び熱応力に対して十分な強度を有して いる。このため、ディスプレイの製造工程時、特に外囲器の高温真空排気工程時に おける封着部の割れ問題は解消される。
実施例
[0082] 以下、本発明を実施例および比較例により詳細に説明する。
[0083] 合成例 1 :ポリイミド 1の合成
攪拌器、還流冷却器及び窒素導入管を備えた容器に 1, 3—ビス (3-ァミノフエノキ シ)ベンゼン 39.47g (0.135モル)、 3, 4, 3' , 4,—ビフエ-ルテトラカルボン酸二無 水物 44. 13g (0.15モル)、ァミノプロピル卜リエ卜キシシラン 7. 09g (0.03モル)、 2— フエ-ルェチュルフエ-ルジカルボン酸無水物 5. 96g (0.024モル)、及び m—タレ ゾールを 275g装入し、室温で 20時間攪拌した。その後、 200°Cで 3時間反応後、室 温まで冷却した。メタノール 550g添加後、濾過してポリイミド(1— 1)を得た。 同様に、攪拌器、還流冷却器及び窒素導入管を備えた容器に 1, 3 ビス (3-ァミノ フエノキシ)ベンゼン 43. 85g (0.15モル)、 3, 4, 3' , 4,一ビフエ-ルテトラカルボン 酸二無水物 39. 72g (0.135モル)、 4 フエ-ルェチュルフタル酸無水物 7. 44g (0 .03モル)、及び m—タレゾールを 275g装入し、室温で 20時間攪拌した。その後、 20 0°Cで 3時間反応後、室温まで冷却した。メタノール 550g添加後、濾過し、メタノール で充分洗浄してポリイミド(1— 2)を得た。
ポリイミド(1 1)を 10質量部とポリイミド(1 2)を 90質量部とを混合してポリイミド 1 を得た。
[0084] 合成例 2 :ポリイミド 2の合成
攪拌器、還流冷却器及び窒素導入管を備えた容器に 1, 3 ビス (3 アミノフエノ キシ)ベンゼン 39. 47g (0.135モル)、 3, 4, 3,, 4,一ビフエ-ルテトラカルボン酸二 無水物 44. 13g (0. 15モル)、ァミノプロピル卜リエ卜キシシラン 7. 09g (0. 03モル)、 2 フエ-ルェチユルフェ-ルジカルボン酸無水物 5. 96g (0. 024モル)、及び n— メチルピロリドン (NMP)を 275g装入し、室温で 20時間攪拌した。その後、 200°Cで 3時間反応後、室温まで冷却した。メタノール 550gを添加後、濾過してポリイミド(2— 1)を得た。
攪拌器、還流冷却器及び窒素導入管を備えた容器に 1, 3 ビス (3 アミノフエノ キシ)ベンゼン 43. 85g (0. 15モル)、 3, 4, 3' , 4,一ビフエ-ルテトラカルボン酸二 無水物 39. 72g (0. 135モル)、 4 フエ-ルェチュルフタル酸無水物 7. 44g (0. 0 3モル)、及び n—メチルピロリドン (NMP)を 275g装入し、室温で 20時間攪拌した。 その後、 200°Cで 3時間反応後、室温まで冷却した。メタノール 550gを添加後、濾過 し、メタノールで充分洗浄してポリイミド(2— 2)を得た。
ポリイミド(2— 1)を 10質量部とポリイミド(2— 2)を 90質量部とを混合してポリイミド 2 を得た。
[0085] 合成例 3 :ポリイミド 3の合成
ポリイミド 1の合成手順の中で、濾過直前のメタノールの添力卩量を 550gから 300gに し、濾過後にメタノールで軽く洗浄して得たポリイミド( 1 1 ' )およびポリイミド( 1 2 ' )から、他は合成例 1と同様にしてポリイミド 3を得た。 [0086] <ポリイミド榭脂のガラス転移温度の測定 >
ポリイミド榭脂を示差走査熱量分析計 (DSC) (セイコーインスツルメント社製 DSC6 200)のセルに一定量採取し、セル内にて室温力 450°Cまで 8°CZ分で昇温する 条件で測定を行った。得られた DSC曲線より吸熱ピークを読み取り、求められたガラ ス転移温度を表 1にお 、て、 Tg (°C)として示す。
[0087] <ポリイミド榭脂の粘度測定 >
ポリイミド榭脂は所定の寸法に力卩ェしパラレルプレート法により室温(25°C)から 40 0°Cの粘度を測定し、 200°C〜350°Cの温度領域における最低粘度を示す。
[0088] <溶媒の含有量の測定 >
溶媒の含有量は ICP分析により測定することが可能である。
[0089] 実施例 1 :
ポリイミド 1を 50g、分散媒としてジヒドロタ一ビネオールを 93g計り取り、乳鉢でポリ イミド榭脂をすり潰しながら混合し、ペースト状にした。 2枚の 60mm角の板ガラス(両 面は鏡面)の中央に得られたペーストをそれぞれ約 0. 13g計り取った後、 150°Cで 3 0分乾燥後、 220°C120分の熱処理をカ卩えた。冷却後二つのガラス片を接合面で重 ね合わせ、約 lOOgZcm2の荷重を負荷した状態で 350°C 120分の焼成を実施し、 接着部のサンプルを得た。接着面を鏡面であるガラス越しに観察し、気泡の状態を デジタルカメラで撮影した。得られた画像を 2値ィ匕処理により気泡とそうでな ヽ部分に 分離し、気泡部の面積 (A)と、観察した接着部の面積 (B)を算出した。 AZB * 100 を気泡の面積比(%)と定義した。これまでの検討よりこの比が 10以上の時には気密 性保持や機械的強度に問題のある可能性が高いことが判明している。
また、ペースト中の溶媒量についてはガスクロマトグラフ法により定量した。
[0090] 実施例 2:
ポリイミドおよび分散媒として表 1のものを用いた以外は実施例 1と同様に接着した サンプルを作製し、気泡の面積比を測定した。
[0091] 比較例 1 :
ポリイミドおよび分散媒として表 1のものを用いた以外は実施例 1と同様に接着した サンプルを作製し、気泡の面積比を測定した。 [0092] 比較例 2 :
ポリイミドおよび分散媒として表 1のものを用いた以外は実施例 1と同様に接着した サンプルを作製し、気泡の面積比を測定した。
[0093] 各試験例の結果を表 1に示す。
[0094] [表 1]
Figure imgf000029_0001
[0095] 上記より、実施例はいずれも気泡面積比が 10以下となった力 ポリイミドの良溶媒 が多く残存した比較例 1や、分散媒の沸点 T力 ¾0°C≤T≤220°Cを満たさず、ポリ
b b
イミドのガラス転移温度 Tとの関係が Τ - 20≤Τを満たさな力つた比較例 2は気泡
g b g
が多い結果となった。
産業上の利用可能性
[0096] 本発明の榭脂ペーストは、耐熱性、気密性、接着強度を必要とするディスプレイの 気密封着用として利用可能であり、ディスプレイ製造などの産業上有用である。 なお、 2006年 1月 12日に出願された日本特許出願 2006— 5230号の明細書、特 許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示と して、取り入れるものである。

Claims

請求の範囲
[1] ポリイミド榭脂を含む榭脂成分と分散媒とを含有してなる、ディスプレイの気密封着 用榭脂ペーストであって、
前記ポリイミド榭脂を溶質とした場合の 20°Cにおける飽和溶解度が 5%以上である 溶媒の、榭脂ペースト中の含有量が 100質量 ppm以下であり、
前記分散媒は前記ポリイミド榭脂を実質的に溶解しないものであり、
前記分散媒の沸点 T力 90°C≤T≤220°Cであり、ポリイミド榭脂のガラス転移温 b b
度 T力 ^160°C≤T≤300°Cであり、
g g
前記 T及び Τ力 Τ - 20≤Τなる関係を有することを特徴とするディスプレイの気 b g b g
密封着用樹脂ペースト。
[2] 前記ポリイミド榭脂の 200〜400°Cの範囲における最低粘度力 103Pa' s以下であ る請求項 1に記載のディスプレイの気密封着用榭脂ペースト。
[3] 前記榭脂ペーストは低膨張性フイラ一をさらに含有し、
榭脂ペースト中の固形分の含有率 C (質量%)および低膨張性フイラ一の含有率 C s
(質量%)が、
f
0≤C /C≤0. 5、及び
f S
0. 1≤C /100≤0. 5
s 、
なる関係を有する、請求項 1又は 2に記載のディスプレイの気密封着用榭脂ペースト
[4] 前記ポリイミド榭脂の平均粒径 D、低膨張性フイラ一の平均粒径 D力 1 m≤ D
P f P
≤30 ^ πι,かつ l ;z m≤D≤ 50 mなる関係を有する、請求項 1
f 〜3の何れか 1項 に記載のディスプレイの気密封着用榭脂ペースト。
[5] 前記分散媒が、テレビン油、ォクチルアルコール、エチレングリコール、及びプロピ レングリコールカもなる群より選ばれる少なくとも 1種である、請求項 1〜4の何れか 1 項に記載のディスプレイの気密封着用榭脂ペースト。
[6] 前記分散媒がジヒドロタ一ビネオールである、請求項 1〜5の何れか 1項に記載の ディスプレイの気密封着用榭脂ペースト。
[7] 請求項 1〜6の何れか 1項に記載の気密封着用榭脂ペーストで封着されてなるディ スプレイ,
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5173600A (ja) * 1974-11-18 1976-06-25 Trw Inc Horiimidoshiirantososeibutsu
JPH11191362A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Canon Inc 画像表示装置の製造方法

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