CN109415573A - 组合物、膜、滤光片、层叠体、固体成像元件、图像显示装置、红外线传感器及化合物 - Google Patents

组合物、膜、滤光片、层叠体、固体成像元件、图像显示装置、红外线传感器及化合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够制造分光特性优异的膜等的组合物。并且,提供一种膜、滤光片、层叠体、固体成像元件、图像显示装置、红外线传感器及化合物。组合物含有由式(1)表示的化合物、树脂及溶剂。式(1)中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、氰基、硝基、氟代烷基、‑OCOR11、‑SOR12或‑SO2R13,R11~R13分别独立地表示烃基或杂芳基,n表示1~3的整数,R3~R10分别独立地表示氢原子或取代基,X1及X2分别独立地表示氢原子或‑BR21aR22a,R21a及R22a分别独立地表示取代基。膜由上述组合物组成,滤光片、固体成像元件、图像显示装置及红外线传感器具有上述膜。层叠体具有上述膜和滤色器。

Description

组合物、膜、滤光片、层叠体、固体成像元件、图像显示装置、红 外线传感器及化合物
技术领域
本发明涉及一种组合物、膜、滤光片、层叠体、固体成像元件、图像显示装置、红外线传感器及化合物。
背景技术
摄像机、数码静态照相机、带照相机功能的移动电话等中使用作为彩色图像的固体成像元件的CCD(电荷耦合元件)、或CMOS(互补式金属氧化膜半导体)。这些固体成像元件在其受光部使用了对红外线具有灵敏度的硅光电二极管。因此,有时使用近红外线截止滤光器来进行可见度校正。
作为近红外线吸收化合物,已知有吡咯并吡咯化合物等(例如,专利文献1、2)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-263614号公报
专利文献2:国际公开WO2016/031810号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
近年来,在包括近红外线截止滤光器等近红外线吸收化合物的膜中,期待进一步提高可见透明性。因此,期待进一步提高近红外线吸收化合物其本身的可见透明性。
而且,本发明的目的在于提供一种能够制造分光特性优异的膜等的组合物。并且,在于提供一种膜、滤光片、层叠体、固体成像元件、图像显示装置、红外线传感器及化合物。
用于解决技术课题的手段
根据所述状况,本发明人等进行深入研究的结果,发现由后述的式(1)表示的化合物在近红外区域具有吸收,且可见透明性优异。而且,发现通过使用该化合物,能够制造分光特性优异的膜等,并完成了本发明。本发明提供以下。
<1>一种组合物,其含有由下述式(1)表示的化合物、树脂及溶剂,
[化学式1]
式(1)中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、氰基、硝基、氟代烷基、-OCOR11、-SOR12或-SO2R13
R11~R13分别独立地表示烃基或杂芳基,
n表示1~3的整数,
R3~R6分别独立地表示氢原子或取代基,R3与R4、R5与R6可以分别键合而形成环,
R7~R10分别独立地表示氢原子或取代基,
X1及X2分别独立地表示氢原子或-BR21aR22a
R21a及R22a分别独立地表示取代基,R21a与R22a可以相互键合而形成环。
<2>如<1>所述的组合物,R7~R10分别独立地表示氢原子、卤素原子、烃基、烷氧基或氰基。
<3>如<1>所述的组合物,R7~R10中的至少一个表示卤素原子、烃基、烷氧基或氰基。
<4>如<1>所述的组合物,R7及R9分别独立地表示卤素原子、烃基、烷氧基或氰基,R8及R10表示氢原子。
<5>如<1>~<4>中任一项所述的组合物,由式(1)表示的化合物在波长700~1000nm的范围具有最大吸收波长,且波长450nm的吸光度A450除以最大吸收波长的吸光度Amax的值即A450/Amax为0.015以下。
<6>如<1>~<5>中任一项所述的组合物,其还包括彩色着色剂。
<7>如<1>~<5>中任一项所述的组合物,其还包括使红外线透射而遮蔽可见光的色材。
<8>如<1>~<7>中任一项所述的组合物,其还包括自由基聚合性化合物及光聚合引发剂。
<9>一种由<1>~<8>中任一项所述的组合物形成的膜。
<10>一种滤光片,其具有<9>所述的膜。
<11>如<10>所述的滤光片,滤光片为近红外线截止滤光器或红外线透射滤光器。
<12>如<10>或<11>所述的滤光片,其具有<9>中所记载的膜的像素和选自红、绿、蓝、洋红、黄、青、黑及无色中的至少一种像素。
<13>一种层叠体,其具有<9>所述的膜和包括彩色着色剂的滤色器。
<14>一种固体成像元件,其具有<9>所述的膜。
<15>一种图像显示装置,其具有<9>所述的膜。
<16>一种红外线传感器,其具有<9>所述的膜。
<17>一种化合物,其由下述式(1)表示,
[化学式2]
式(1)中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、氰基、硝基、氟代烷基、-OCOR11、-SOR12或-SO2R13
R11~R13分别独立地表示烃基或杂芳基,
n表示1~3的整数,
R3~R6分别独立地表示氢原子或取代基,R3与R4、R5与R6可以分别键合而形成环,
R7~R10分别独立地表示氢原子或取代基,
X1及X2分别独立地表示氢原子或-BR21aR22a
R21a及R22a分别独立地表示取代基,R21a与R22a可以相互键合而形成环。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够制造分光特性优异的膜等的组合物。并且,能够提供一种膜、滤光片、层叠体、固体成像元件、图像显示装置、红外线传感器及化合物。
附图说明
图1是表示红外线传感器的一实施方式的示意图。
具体实施方式
以下,对本发明的内容进行详细说明。
本说明书中,“~”是指,将记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值而包含来使用。
关于本说明书中的基团(原子团)的标记,未记录经取代及未经取代的标记同时包含不具有取代基的基团(原子团)和具有取代基的基团(原子团)。例如,“烷基”不仅包含不具有取代基的烷基(未经取代的烷基),还包含具有取代基的烷基(取代烷基)。
本说明书中“曝光”只要无特别限定,除了利用光的曝光以外,利用电子束、离子束等粒子束的描绘也包含于曝光中。并且,作为使用于曝光的光,通常可列举以水银灯的明线光谱、准分子激光器为代表的远紫外线、极紫外线(EUV光)、X射线、电子束等光化射线或放射线。
本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯这两个或任一个,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸这两个或任一个,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基这两个或任一个。
本说明书中,重量平均分子量及数平均分子量作为通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的苯乙烯换算值而定义。本说明书中,重量平均分子量(Mw)及数平均分子量(Mn)例如能够利用HLC-8220(TOSOH CORPORATION制),并作为柱而使用TSKgel Super AWM―H(TOSOHCORPORATION制,6.0mmID(内径)×15.0cm),作为洗提液使用10mmol/L溴化锂NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶液而求出。
本说明书中,化学式中的Me表示甲基,Et表示乙基,Bu表示丁基,Ph表示苯基。
本说明书中,近红外线是指最大吸收波长区域为波长700~2500nm的光(电磁波)。
本说明书中,总固体成分是指从组合物的所有成分中去除溶剂之后的成分的总质量。
本说明书中,“工序”这一术语不仅表示独立的工序,而且即使无法与其他工序明确区分时,若可实现该工序所期待的作用,则也包含于本术语中。
<组合物>
本发明的组合物的特征在于含有由后述的式(1)表示的化合物(以下,还称为“化合物(1)”。)、树脂及溶剂。
化合物(1)对红外遮蔽性优异,并且对可见透明性也优异。尤其,波长450nm附近的透射率较高。因此,包含化合物(1)的本发明的组合物能够制造分光特性优异的膜。例如,通过使用本发明的组合物,能够制造可见透明性优异,且红外线遮蔽性优异的近红外线截止滤光器等。并且,组合物还含有使红外线透射而遮蔽可见光的色材,由此还能够制造分光特性优异,且选择性透射特定红外线的红外线透射滤光器。红外线透射滤光器中,化合物(1)具有将所透射的光(近红外线)限定于更长波长侧的作用。而且,化合物(1)的可见透明性及红外遮蔽性优异,因此可轻松地将所遮蔽的可见区域的分光、或所透射的红外区域的分光控制在适当范围内。
作为化合物(1)对红外遮蔽性优异,并且对可见透明性也优异的理由,推测基于如下。关于化合物(1),推测为如下:作为与吡咯并吡咯环键合的苯环上的取代基R1及R2通过导入后述的特定取代基,能够减少源自吡咯并吡咯环的可见光的吸收量,其结果红外遮蔽性优异,并且能够进一步提高可见透明性。这些取代基的吸电子性优异,因此推测能够有效地减少源自吡咯并吡咯环的可见光的吸收量。并且,导入了这些取代基的吡咯并吡咯化合物能够轻松地进行合成,因此不易生成着色杂质的副产物,结果能够期待可见透明性的提高。而且,能够提高所得到的吡咯并吡咯化合物的纯度,且红外遮蔽性也优异。
以下,对本发明的组合物的各成分进行说明。
《化合物(1)》
本发明的组合物含有由下述式(1)表示的化合物(化合物(1))。化合物(1)也是本发明的化合物。化合物(1)在近红外区域具有最大吸收波长,因此也是近红外线吸收化合物。
[化学式3]
式(1)中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、氰基、硝基、氟代烷基、-OCOR11、-SOR12或-SO2R13
R11~R13分别独立地表示烃基或杂芳基,
n表示1~3的整数,
R3~R6分别独立地表示氢原子或取代基,R3与R4、R5与R6可以分别键合而形成环,
R7~R10分别独立地表示氢原子或取代基,
X1及X2分别独立地表示氢原子或-BR21aR22a
R21a及R22a分别独立地表示取代基,R21a与R22a可以相互键合而形成环。
式(1)中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、氰基、硝基、氟代烷基、-OCOR11、-SOR12或-SO2R13,R11~R13分别独立地表示烃基或杂芳基。
作为R1及R2中的卤素原子,可列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
R1及R2中的氟代烷基优选为全氟烷基。氟代烷基的碳数优选为1~10,更优选为1~5。氟代烷基可以为直链、支链、环状中的任一种,但优选为直链或支链,更优选为直链。
R11~R13中的烃基可以为脂肪族烃基,也可以为芳香族烃基。并且,脂肪族烃基可以为饱和脂肪族烃基,也可以为不饱和脂肪族烃基。作为烃基的具体例,可列举烷基、烯基、芳基等。
R11~R13优选为分别独立地烃基。烷基的碳数优选为1~40。下限更优选为3以上,进一步优选为5以上,更进一步优选为8以上,尤其优选为10以上。上限更优选为35以下,进一步优选为30以下。烷基可以为直链、支链、环状中的任一种,但优选为直链或支链,尤其优选为支链。支链的烷基的碳数优选为3~40。下限例如更优选为5以上,进一步优选为8以上,更进一步优选为10以上。上限更优选为35以下,进一步优选为30以下。支链的烷基的支链数例如优选为2~10,更优选为2~8。支链数只要在上述范围,则溶剂溶解性良好。并且,环状烷基可以为单环,也可以为稠环。并且,环状的烷基可以具有交联结构。作为具有交联结构的环状烷基,例如可列举金刚烷基等。
烯基的碳数优选为2~40。下限例如更优选为3以上,进一步优选为5以上,更进一步优选为8以上,尤其优选为10以上。上限更优选为35以下,进一步优选为30以下。烯基可以为直链、支链、环状中的任一种,但优选为直链或支链,尤其优选为支链。支链的烯基的碳数优选为3~40。下限例如更优选为5以上,进一步优选为8以上,更进一步优选为10以上。上限更优选为35以下,进一步优选为30以下。支链的烯基的支链数优选为2~10,更优选为2~8。支链数只要在上述范围,则溶剂溶解性良好。并且,环状烯基可以为单环,也可以为稠环。并且,环状烯基可以具有交联结构。
芳基的碳数优选为6~30,更优选为6~20,进一步优选为6~12。
R11~R13中的杂芳基优选为单环或稠环,更优选为单环或缩合数为2~8的稠环,进一步优选为单环或缩合数为2~4的稠环。构成杂芳基的杂原子的数优选为1~3。构成杂芳基的杂原子优选为氮原子、氧原子或硫原子。构成杂芳基的碳原子的数优选为3~30,更优选为3~18,进一步优选为3~12,尤其优选为3~10。杂芳基优选为5员环或6员环。
R11~R13所表示的烃基及杂芳基可以具有取代基,也可以未经取代。作为取代基,优选可列举后述的取代基T,卤素原子、烷基(包括氟代烷基等卤化烷基)、烷氧基、氰基、氨基、酰胺基、氨基磺酰基、硝基等。并且,当R11~R13所表示的烃基及杂芳基具有2个以上的取代基时,取代基彼此可以键合而形成环。
当R11~R13为具有长链烷基(优选为碳数7~30的烷基)的基团时,化合物(1)的溶剂溶解性良好,该种化合物能够优选地用作染料。上述长链烷基可以为直链、支链中的任一种,但优选为支链的烷基。作为具有长链烷基(优选为碳数7~30的烷基)的基团,可列举碳数7~30的烷氧基、具有碳数7~30的烷氧基的烃基、具有碳数7~30的烷氧基的杂芳基等。
并且,当R11~R13为碳数较小的烃基(优选为碳数1~6的烃基)、杂芳基时,能够优选地用作颜料。
式(1)中,R1及R2优选为分别独立地硝基、氟代烷基、-OCOR11、或-SO2R13,进一步优选为硝基、氟代烷基、-OCOR11,尤其优选为-OCOR11。并且,R11优选为未经取代的烷基、具有取代基的烷基、未经取代的芳基或具有取代基的芳基。根据该方式,能够进一步提高可见透明性。而且,还能够提高耐热性。尤其当R11为具有取代基的芳基或未经取代的芳基(优选为具有取代基的苯基或未经取代的苯基)时,能够提高合成收率,并能够实现低成本化。并且,当R11是具有2个以上的取代基的芳基,且2个以上的取代基彼此键合而形成环时,可轻松地得到更加优异的可见透明性。作为芳基的取代基彼此键合而形成环时的基团,例如可列举以下基团。以下中,波浪线表示连结键,R表示氢原子或取代基。作为取代基,可列举后述的取代基T。
[化学式4]
式(1)中,n表示1~3的整数,优选为1或2,更优选为1。尤其如由下述式(1a)所示,优选n为1并且R1及R2相对于吡咯并吡咯环而被导入到对位。根据该方式,化合物的结晶性得到提高,且耐热性、耐光性得到提高。
[化学式5]
并且,如由下述式(1b-1)或式(1b-2)表示,R1及R2相对于吡咯并吡咯环而被导入到间位的情况下,可轻松地得到优异的溶剂溶解性、优异的可见透明性。另外,式(1b-2)中,2个R1及R2可以分别相同,也可以不同。
[化学式6]
并且,如由下述式(1c)表示,R1及R2还可以相对于吡咯并吡咯环被导入到间位和对位。在该情况下,可轻松地得到优异的可见透明性。另外,式(1c)中,2个R1及R2可以分别相同,也可以不同。
[化学式7]
式(1)中,R7~R10分别独立地表示氢原子或取代基。
作为取代基,可列举后述的取代基T。R7~R10优选分别独立地表示氢原子、卤素原子、烃基、烷氧基或氰基。作为卤素原子及烃基,与以上述的R11~R13进行说明的卤素原子及烃基相同。
作为式(1)的优选方式,可列举以下(A)、(B)的方式。
(A):R7~R10均为氢原子的方式。
(B):R7~R10中的至少一个表示取代基(优选为卤素原子、烃基、烷氧基或氰基)的方式。
根据上述(A)的方式,能够期待结晶性优异,且耐热性得到提高的效果。
根据上述(B)的方式,能够期待减少源自吡咯并吡咯环的可见吸收,而且可见透明性得到提高的效果。上述(B)的方式中,R7及R9分别独立地表示卤素原子、烃基、烷氧基或氰基(优选为表示卤素原子、烃基,更优选为表示氟原子、氯原子、直链烷基,进一步优选为表示氟原子、碳数1~4的烷基),R8及R10优选表示氢原子。根据该方式,上述的效果更加明显。
式(1)中,作为R3~R6所表示的取代基,例如可列举以下取代基T。
(取代基T)
烷基、烯基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、杂芳氧基羰基、酰氧基、氨基、酰胺基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、杂芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨基磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、芳硫基、杂芳硫基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、杂芳基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、杂芳基亚磺酰基、脲基、磷酸酰胺基、巯基、磺基、羧基、硝基、异羟肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基、甲硅烷基、羟基、卤素原子、氰基等。
优选R3及R4中的一方表示吸电子基,另一方表示杂芳基。并且,优选R5及R6中的一方表示吸电子基,另一方表示杂芳基。
Hammett的σp值(Sigma值)为正的取代基作为吸电子基而发挥作用。本发明中,作为吸电子基能够例示Hammett的σp值为0.2以上的取代基。σp值优选为0.25以上,更优选为0.3以上,尤其优选为0.35以上。上限并无特别限制,优选为0.80以下。作为吸电子基的具体例,可列举氰基(σp值=0.66)、羧基(-COOH:σp值=0.45)、烷氧基羰基(例如,-COOMe:σp值=0.45)、芳氧基羰基(例如,-COOPh:σp值=0.44)、氨基甲酰基(例如,-CONH2:σp值=0.36)、烷基羧基(例如,-COMe:σp值=0.50)、芳基羧基(例如,-COPh:σp值=0.43)、烷基磺酰基(例如,-SO2Me:σp值=0.72)、芳基磺酰基(例如,-SO2Ph:σp值=0.68)等。优选为氰基、烷基羧基、烷基磺酰基及芳基磺酰基,更优选为氰基。其中,Me表示甲基,Ph表示苯基。关于Hammett的σp值,能够参考日本特开2009-263614号公报的0024~0025段,并将该内容编入本说明书中。
作为R3~R6所表示的杂芳基,优选为单环或稠环,更优选为单环或缩合数为2~8的稠环,进一步优选为单环或缩合数为2~4的稠环。构成杂芳基的杂原子的数优选为1~3。构成杂芳基的杂原子优选为氮原子、氧原子或硫原子。构成杂芳基的碳原子的数优选为3~30,更优选为3~18,进一步优选为3~12,尤其优选为3~10。杂芳基优选为5员环或6员环。
杂芳基优选为由下述式(A-1)表示的基团及由(A-2)表示的基团。
[化学式8]
式(A-1)中,A1表示O、S、NRX1或CRX2RX3,RX1~RX3分别独立地表示氢原子或取代基,Ra1及Ra2分别独立地表示氢原子或取代基,Ra1与Ra2可以相互键合而形成环。*表示式(1)中的键合位置。
作为Ra1、Ra2及RX1~RX3所表示的取代基,可列举取代基T,优选为烷基、芳基及卤素原子。
Ra1与Ra2键合而形成的环优选为芳香族环。当Ra1与Ra2形成环时,作为(A-1),可列举由下述(A-1-1)表示的基团、由(A-1-2)表示的基团等。
[化学式9]
式中,A1表示O、S、NRX1或CRX2RX3,RX1~RX3分别独立地表示氢原子或取代基,R101a~R110a分别独立地表示氢原子或取代基。*表示式(1)中的键合位置。作为R101a~R110a所表示的取代基,可列举取代基T。
式(A-2)中,Y1~Y4分别独立地表示N或CRY1,Y1~Y4中的至少2个是CRY1,RY1表示氢原子或取代基,相邻的RY1彼此可以相互键合而形成环。*表示式(1)中的键合位置。作为RY1所表示的取代基,可列举取代基T,优选为烷基、芳基及卤素原子。
Y1~Y4中的至少2个是CRY1,相邻的RY1彼此可以相互键合而形成环。相邻的RY1彼此键合而形成的环优选为芳香族环。相邻的RY1彼此形成环时,作为(A-2),可列举由下述(A-2-1)表示的基团、由(A-2-2)表示的基团等。
[化学式10]
式中,R201a~R227a各自独立地表示氢原子或取代基,*表示式(1)中的键合位置。作为R201a~R227a所表示的取代基,可列举取代基T。
作为R3~R6所表示的杂芳基的具体例,可列举以下。以下中,Bu表示丁基。
[化学式11]
式(1)中,X1及X2分别独立地表示氢原子或-BR21aR22a,R21a及R22a分别独立地表示取代基,R21a与R22a可以相互键合而形成环。作为取代基,可列举上述的取代基T,优选为卤素原子、烷基、烯基、烷氧基、芳基或杂芳基,更优选为卤素原子、芳基或杂芳基,进一步优选为芳基或杂芳基。R21a与R22a可以为相同的基团,也可以为不同的基团。R21a与R22a优选为相同的基团。并且,X1与X2可以为相同的基团,也可以为不同的基团。X1与X2优选为相同的基团。
作为卤素原子,优选为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,尤其优选为氟原子。
烷基的碳数优选为1~40。下限例如更优选为3以上。上限例如更优选为30以下,进一步优选为25以下。烷基可以为直链、支链、环状中的任一种,但优选为直链或支链。
烯基的碳数优选为2~40。下限例如更优选为3以上,进一步优选为5以上,更进一步优选为8以上,尤其优选为10以上。上限更优选为35以下,进一步优选为30以下。烯基可以为直链、支链、环状中的任一种。
烷氧基的碳数优选为1~40。下限例如更优选为3以上。上限例如更优选为30以下,进一步优选为25以下。烷氧基可以为直链、支链、环状中的任一种。
芳基的碳数优选为6~20,更优选为6~12。芳基可以具有取代基,也可以未经取代。作为取代基,可列举烷基、烷氧基、卤素原子等。
杂芳基可以为单环也可以为多环。构成杂芳基的杂原子的数优选为1~3。构成杂芳基的杂原子优选为氮原子、氧原子或硫原子。构成杂芳基的碳原子的数优选为3~30,更优选为3~18,进一步优选为3~12,尤其优选为3~5。杂芳基优选为5员环或6员环。杂芳基可以具有取代基,也可以未经取代。作为取代基,可列举烷基、烷氧基、卤素原子等。
由-BR21aR22a表示的基团的R21a与R22a可以相互键合而形成环。例如,可列举下述(B-1)~(B-4)所示的结构等。以下,R表示取代基,Rb1~Rb4分别独立地表示氢原子或取代基,m1~m3分别独立地表示0~4的整数,*表示式(1)中的键合位置。作为由R及Rb1~Rb4表示的取代基,可列举上述的取代基T,优选为卤素原子及烷基。
[化学式12]
作为X1及X2的具体例,可列举以下。以下,Me表示甲基,Bu表示丁基。
[化学式13]
作为化合物(1)的具体例,可列举下述化合物。以下的结构式中,Ph表示苯基,Me表示甲基,Bu表示丁基。[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
[化学式18]
[化学式19]
[化学式20]
[化学式21]
[化学式22]
化合物(1)可以为颜料,也可以为染料。当化合物(1)是颜料时,能够期待耐热性、耐光性优异的效果。并且,当化合物(1)为染料时,能够期待可见透明性优异的效果。另外,本发明中,颜料是指不易溶解于溶剂的化合物。例如,优选颜料对23℃的水100g的溶解度及对23℃的丙二醇单甲醚乙酸酯100g的溶解度分别为0.1g以下,更优选为0.01g以下。并且,本发明中,染料是指易溶解于溶剂的化合物。例如,优选染料对23℃的水100g的溶解度或对23℃的丙二醇单甲醚乙酸酯100g的溶解度大于0.1g,更优选为大于1g。并且,化合物(1)可以用作色素,也可以用作颜料衍生物。
关于化合物(1)的最大吸收波长,优选在波长700~1000nm的范围具有。另外,本说明书中,“在波长700~1000nm的范围具有最大吸收波长”是指,在化合物(1)的溶液中的吸收光谱中,在波长700~1000nm的范围具有显示最大的吸光度的波长。作为使用于化合物(1)的吸收光谱的测量中的测量溶剂,可列举氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃。当化合物(1)为溶解于氯仿的化合物时,将氯仿用作测量溶剂。
作为将化合物(1)的波长450nm的吸光度A450除以最大吸收波长的吸光度Amax的值即A450/Amax(以下,还称为“吸光度比(450)”。)优选为0.015以下。吸光度比(450)只要为0.015以下,则红外遮蔽性优异,且可见透明性也优异。将吸光度比(450)设为0.015以下时,能够通过作为式(1)的R1及R2而导入上述的取代基来实现。
本发明的组合物中,化合物(1)的含量相对于本发明的组合物的总固体成分优选为0.01~50质量%。下限优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上。上限优选为30质量%以下,更优选为15质量%以下。
《其他近红外线吸收化合物》
本发明的组合物还可以包含除了上述的化合物(1)以外的近红外线吸收化合物(以下,还称为“其他近红外线吸收化合物”。)。
作为其他近红外线吸收化合物,例如可列举吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、萘嵌苯化合物(rylene compound)、部花青化合物、克酮酸化合物、氧杂菁化合物、二亚铵化合物、二硫醇化合物、三芳基甲烷化合物、吡咯甲川化合物、偶氮甲碱化合物、蒽醌化合物、二苯并呋喃酮化合物、铜化合物等。作为吡咯并吡咯化合物,例如可列举下述结构的化合物D-100~D-104。并且,可列举日本特开2009-263614号公报的0016~0058段中所记载的化合物、日本特开2011-068731号公报的0037~0052段中所记载的化合物、国际公开WO2015/166873号公报的0010~0033段中所记载的化合物等,并将该些内容编入本说明书中。作为方酸化合物,例如可列举日本特开2011-208101号公报的0044~0049段中所记载的化合物,并将该内容编入本说明书中。作为花青化合物,例如可列举日本特开2009-108267号公报的0044~0045段中所记载的化合物、日本特开2002-194040号公报的0026~0030段中所记载的化合物,并将该些内容编入本说明书中。作为二亚铵化合物,例如可列举日本特表2008-528706号公报中所记载的化合物,并将该内容编入本说明书中。作为酞菁化合物,例如可列举日本特开2012-077153号公报的0093段中所记载的化合物、日本特开2006-343631号公报中所记载的氧钛酞菁、日本特开2013-195480号公报的0013~0029段中所记载的化合物,并将该些内容编入本说明书中。作为萘酞菁化合物,例如可列举日本特开2012-077153号公报的0093段中所记载的化合物,并将该内容编入本说明书中。并且,花青化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、二亚铵化合物及方酸化合物可以使用日本特开2010-111750号公报的0010~0081段中所记载的化合物,并将该内容编入本说明书中。并且,花青化合物例如能够参考“功能性色素、大河原信/松岗贤/北尾悌次郎/平岛恒亮·著、Kodansha Ltd.”,并将该内容编入本说明书中。作为铜络合物,可列举国际公开WO2016/068037号公报的0009~0049段中所记载的铜络合物、日本特开2014-041318号公报的0022~0042段中所记载的磷酸酯铜络合物、日本特开2015-043063号公报的0021~0039段中所记载的磺酸铜络合物等,并将该些内容编入本说明书中。
[化学式23]
并且,作为其他近红外线吸收化合物,能够使用无机粒子。从红外线遮蔽性更加优异的方面考虑,无机粒子优选为金属氧化物粒子或金属粒子。作为金属氧化物粒子,例如可列举氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)粒子、氧化锑锡(Antimony Tin Oxide,ATO)粒子、氧化锌(ZnO)粒子、掺铝氧化锌(Al-doped ZnO)粒子、掺氟二氧化锡(F-doped SnO2)粒子、掺铌二氧化钛(Nb-doped TiO2)粒子等。作为金属粒子,例如可列举银(Ag)粒子、金(Au)粒子、铜(Cu)粒子、镍(Ni)粒子等。并且,作为无机微粒子能够使用氧化钨系化合物。氧化钨系化合物优选为氧化铯钨。关于氧化钨系化合物的详细内容,能够参考日本特开2016-006476号公报的0080段,并将该内容编入本说明书中。无机粒子的形状并无特别限制,与球状、非球状无关,可以为片状、线状、管状。
无机粒子的平均粒径优选为800nm以下,更优选为400nm以下,进一步优选为200nm以下。通过无机粒子的平均粒径为该种范围,可见透明性良好。从避免光散射的观点考虑,平均粒径越小越优选,但从制造时的易操作性等理由考虑,无机粒子的平均粒径通常为1nm以上。
当本发明的组合物含有其他近红外线吸收化合物时,其他近红外线吸收化合物的含量相对于本发明的组合物的总固体成分优选为0.01~50质量%。下限优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上。上限优选为30质量%以下,更优选为15质量%以下。
并且,化合物(1)与其他近红外线吸收化合物的合计含量相对于本发明的组合物的总固体成分优选为0.01~50质量%。下限优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上。上限优选为30质量%以下,更优选为15质量%以下。
并且,化合物(1)与其他近红外线吸收化合物的合计质量中的其他近红外线吸收化合物的含量优选为1~99质量%。上限优选为80质量%以下,更优选为50质量%以下,进一步优选为30质量%以下。
《彩色着色剂》
本发明的组合物能够含有彩色着色剂。本发明中,彩色着色剂是指除了白色着色剂及黑色着色剂以外的着色剂。彩色着色剂优选为在波长400nm以上且小于650nm的范围具有吸收的着色剂。
本发明中,彩色着色剂可以为颜料,也可以为染料。颜料优选为有机颜料。作为有机颜料,能够列举以下。
颜料索引(C.I.)Pigment Yellow(颜料黄)1、2、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等(以上为黄色颜料),
C.I.Pigment Orange(颜料橙)2、5、13、16、17:1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71、73等(以上为橙色颜料),
C.I.Pigment Red(颜料红)1、2、3、4、5、6、7、9、10、14、17、22、23、31、38、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、52:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、66、67、81:1、81:2、81:3、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、224、226、242、246、254、255、264、270、272、279等(以上为红色颜料),
C.I.Pigment Green(颜料绿)7、10、36、37、58、59等(以上为绿色颜料),
C.I.Pigment Violet(颜料紫)1、19、23、27、32、37、42等(以上为紫色颜料),
C.I.Pigment Blue(颜料蓝)1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66、79、80等(以上为蓝色颜料),
这些有机颜料可以单独使用或组合多种来使用。
作为染料并无特别限制,能够使用公知的染料。作为化学结构,能够使用吡唑偶氮系、苯胺偶氮系、三芳基甲烷系、蒽醌系、蒽吡啶酮系、苯亚甲基系、氧杂菁系、吡唑并三唑偶氮系、吡啶酮偶氮系、花青系、吩噻嗪系、吡咯并吡唑偶氮甲碱系、呫吨系、酞菁系、苯并吡喃系、靛蓝系、吡咯甲川系等染料。并且,还可以使用这些染料的多聚体。并且,还能够使用日本特开2015-028144号公报、日本特开2015-034966号公报中所记载的染料。
当本发明的组合物含有彩色着色剂时,彩色着色剂的含量相对于本发明的组合物的总固体成分优选为0.1~70质量%。下限优选为0.5质量%以上,更优选为1.0质量%以上。上限优选为60质量%以下,更优选为50质量%以下。
彩色着色剂的含量相对于化合物(1)的100质量份优选为10~1000质量份,更优选为50~800质量份。
并且,彩色着色剂与化合物(1)的合计量相对于本发明的组合物的总固体成分优选为1~80质量%。下限优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上。上限优选为70质量%以下,更优选为60质量%以下。
当本发明的组合物包含两种以上的彩色着色剂时,优选其合计量在上述范围内。
《使红外线透射而遮蔽可见光的色材》
本发明的组合物还能够含有使红外线透射而遮蔽可见光的色材(以下,还称为“遮蔽可见光的色材”。)。
本发明中,遮蔽可见光的色材优选为吸收紫色至红色波长区域的光的色材。并且,本发明中,遮蔽可见光的色材优选为遮蔽波长450~650nm的波长区域的光的色材。并且,遮蔽可见光的色材优选为透射波长900~1300nm的光的色材。
本发明中,优选遮蔽可见光的色材满足以下(1)及(2)中的至少一方的必要条件。
(1):包含两种以上的彩色着色剂,且由两种以上的彩色着色剂的组合形成了黑色。
(2):包含有机系黑色着色剂。(2)的方式中,也优选还含有彩色着色剂。
并且,本发明中,作为遮蔽可见光的色材的有机系黑色着色剂吸收可见光,但为使红外线的至少一部分透射的材料。因此,本发明中,作为遮蔽可见光的色材的有机系黑色着色剂不含有吸收可见光及红外线这两个的黑色着色剂,例如碳黑或钛黑。
作为彩色着色剂,可列举上述彩色着色剂。作为有机系黑色着色剂,例如可列举二苯并呋喃酮化合物、偶氮甲碱化合物、苝化合物、偶氮系化合物等,优选为二苯并呋喃酮化合物、苝化合物。作为二苯并呋喃酮化合物,可列举日本特表2010-534726号公报、日本特表2012-515233号公报、日本特表2012-515234号公报等中所记载的化合物,例如能够作为BASF公司制“IrgaphorBlack”而获得。作为苝化合物,可列举C.I.Pigment Black(颜料黑)31、32等。作为偶氮甲碱化合物,可列举日本特开平1-170601号公报、日本特开平2-034664号公报等中所记载的化合物,例如能够作为Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制“CHROMOFINE BLACK A1103”而获得。
本发明中,关于遮蔽可见光的色材,例如波长450~650nm的范围中的吸光度的最小值A与波长900~1300nm的范围中的吸光度的最小值B的比即A/B优选为4.5以上。
上述特性可以由一种素材满足,也可以由多种素材的组合满足。例如,为上述(1)的方式时,优选组合多种彩色着色剂而满足上述分光特性。并且,为上述(2)的方式时,有机系黑色着色剂可以满足上述分光特性。并且,可以由有机系黑色着色剂与彩色着色剂的组合来满足上述分光特性。
当由两种以上的彩色着色剂的组合形成黑色时,作为彩色着色剂的组合,例如可列举以下。
(1)含有黄色着色剂、蓝色着色剂、紫色着色剂及红色着色剂的方式。
(2)含有黄色着色剂、蓝色着色剂及红色着色剂的方式。
(3)含有黄色着色剂、紫色着色剂及红色着色剂的方式。
(4)含有黄色着色剂及紫色着色剂的方式。
(5)含有绿色着色剂、蓝色着色剂、紫色着色剂及红色着色剂的方式。
(6)含有紫色着色剂及橙色着色剂的方式。
(7)含有绿色着色剂、紫色着色剂及红色着色剂的方式。
(8)含有绿色着色剂及红色着色剂的方式。
作为各着色剂的比率(质量比),可列举以下。
[表1]
No. 黄色着色剂 绿色着色剂 蓝色着色剂 紫色着色剂 红色着色剂 橙色着色剂
1 0.1~0.4 0.1~0.6 0.01~0.3 0.1~0.6
2 0.1~0.4 0.1~0.6 0.2~0.7
3 0.1~0.6 0.1~0.6 0.1~0.6
4 0.2~0.8 0.2~0.8
5 0.1~0.4 0.1~0.4 0.1~0.4 0.1~0.4
6 0.2~0.6 0.4~0.8
7 0.1~0.5 0.2~0.7 0.1~0.4
8 0.5~0.8 0.2~0.5
当本发明的组合物含有遮蔽可见光的色材时,遮蔽可见光的色材的含量相对于组合物的总固体成分优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下。下限例如能够设为0.01质量%以上,并能够设为0.5质量%以上。
并且,本发明的组合物能够设为实质上不含有遮蔽可见光的色材的方式。实质上不含有遮蔽可见光的色材是指,遮蔽可见光的色材的含量在本发明的组合物的总固体成分中优选为0.005质量%以下,进一步优选为0.001质量%以下,更进一步优选为不含有遮蔽可见光的色材。
《颜料衍生物》
当本发明的组合物包含颜料时,还能够含有颜料衍生物。作为颜料衍生物,可列举具有以酸性基、碱性基、具有盐结构的基团或邻苯二甲酰亚胺甲基取代颜料的一部分的结构的化合物,优选为由式(B1)表示的颜料衍生物。
[化学式24]
式(B1)中,P表示色素结构,L表示单键或连结基,X表示酸性基、碱性基、具有盐结构的基团或邻苯二甲酰亚胺甲基,m表示1以上的整数,n表示1以上的整数,当m为2以上时,多个L及X可以彼此不同,当n为2以上时,多个X可以彼此不同。
式(B1)中,P表示色素结构,优选为选自吡咯并吡咯色素结构、二酮基吡咯并吡咯色素结构、喹吖啶酮色素结构、蒽醌色素结构、二蒽醌色素结构、苯并异吲哚色素结构、噻嗪靛蓝色素结构、偶氮色素结构、喹酞酮色素结构、酞菁色素结构、萘酞菁色素结构、二噁嗪色素结构、苝色素结构、紫环酮色素结构、苯并咪唑啉酮色素结构、苯并噻唑色素结构、苯并咪唑色素结构及苯并噁唑色素结构中的至少一种,进一步优选为选自吡咯并吡咯色素结构、二酮基吡咯并吡咯色素结构、喹吖啶酮色素结构及苯并咪唑啉酮色素结构中的至少一种,尤其优选为吡咯并吡咯色素结构。
式(B1)中,L表示单键或连结基。作为连结基,优选为由1~100个碳原子、0~10个氮原子、0~50个氧原子、1~200个氢原子及0~20个硫原子构成的基团,可以未经取代,也可以还具有取代基。
式(B1)中,X表示酸性基、碱性基、具有盐结构的基团或邻苯二甲酰亚胺甲基。
作为颜料衍生物的具体例,例如可列举下述化合物。以下的结构式中的Ph为苯基。另外,下述化合物与上述的化合物(1)不同。下述化合物在相当于式(1)的R1、R2部位不具有上述的特定取代基。
[化学式25]
当本发明的组合物含有颜料衍生物时,颜料衍生物的含量相对于组合物中所含有的颜料100质量份优选为1~50质量份。下限值优选为3质量份以上,更优选为5质量份以上。上限值优选为40质量份以下,更优选为30质量份以下。颜料衍生物的含量只要在上述范围,则能够提高颜料的分散性而有效地抑制颜料的凝聚。颜料衍生物可以仅为一种,也可以为两种以上,当为两种以上时,优选合计量成为上述范围。
《树脂》
本发明的组合物含有树脂。树脂例如以将颜料等分散于组合物中的用途、粘合剂的用途进行配合。另外,将主要用于分散颜料等的树脂称为“分散剂”。但是,如树脂那样的用途为一例,还能够以该种用途以外的目的而使用树脂。
作为树脂,可列举(甲基)丙烯酸树脂、环氧树脂、烯-硫醇树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚树脂、聚芳酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯树脂、聚芳醚膦氧化物树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、环烯烃树脂、聚酯树脂、苯乙烯树脂等。可以从这些树脂中单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
当为环氧树脂时,树脂的重量平均分子量(Mw)优选为100以上,更优选为200~2,000,000。上限优选为1,000,000以下,更优选为500,000以下。下限优选为100以上,更优选为200以上。当为环氧树脂以外的树脂时,优选为2,000~2,000,000。上限优选为1,000,000以下,更优选为500,000以下。下限优选为3,000以上,更优选为5,000以上。
作为(甲基)丙烯酸树脂,可列举包含源自(甲基)丙烯酸和/或其酯的重复单元的聚合物。具体而言,可列举对选自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯酰胺及(甲基)丙烯腈中的至少一种进行聚合而得到的聚合物。
作为聚酯树脂,可列举通过多元醇(例如,乙二醇、丙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷)与多元酸(例如,对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸等芳香族二羧酸及它们的芳香族环的氢原子被甲基、乙基、苯基等取代的芳香族二羧酸、己二酸、癸二酸、十二烷二羧酸等碳数2~20的脂肪族二羧酸及环己烷二羧酸等脂环式二羧酸等)的反应而得到的聚合物、或通过己内酯单体等环状酯化合物的开环聚合而得到的聚合物(例如聚己内酯)。
作为环氧树脂,能够列举双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。作为市售品,例如可列举以下。
作为双酚A型环氧树脂,可列举jER825、jER827、jER828、jER834、jER1001、jER1002、jER1003、jER1055、jER1007、jER1009、jER1010(以上为Mitsubishi ChemicalCo.,Ltd.制)、EPICLON860、EPICLON1050、EPICLON1051、EPICLON1055(以上为DICCORPORATION制)等。作为双酚F型环氧树脂,可列举jER806、jER807、jER4004、jER4005、jER4007、jER4010(以上为Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.制)、EPICLON830、EPICLON835(以上为DIC CORPORATION制)、LCE-21、RE-602S(以上为Nippon Kayaku Co.,Ltd制)等。作为酚醛清漆型环氧树脂,可列举jER152、jER154、jER157S70、jER157S65(以上为MitsubishiChemical Co.,Ltd.制)、EPICLON N-740、EPICLON N-770、EPICLON N-775(以上为DICCORPORATION制)等。作为甲酚酚醛清漆型环氧树脂,可列举EPICLON N-660、EPICLON N-665、EPICLON N-670、EPICLON N-673、EPICLON N-680、EPICLON N-690、EPICLON N-695(以上为DIC CORPORATION制)、EOCN-1020(Nippon Kayaku Co.,Ltd制)等。作为脂肪族环氧树脂,可列举ADEKA RESIN EP-4080S、ADEKA RESIN EP-4085S、ADEKA RESIN EP-4088S(以上为ADEKA CORPORATION制)、CELOXIDE 2021P、CELOXIDE 2081、CELOXIDE 2083、CELOXIDE2085、EHPE3150、EPOLEAD PB 3600、EPOLEAD PB 4700(以上为Daicel Corporation制)、Denacol EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L、EX-850L(以上为Nagase ChemteXCorporation制)等。除此以外,还可列举ADEKA RESIN EP-4000S、ADEKA RESIN EP-4003S、ADEKA RESIN EP-4010S、ADEKA RESIN EP-4011S(以上为ADEKA CORPORATION制)、NC-2000、NC-3000、NC-7300、XD-1000、EPPN-501、EPPN-502(以上为ADEKA CORPORATION制)、jER1031S(Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.制)等。并且,环氧树脂也优选使用MARPROOF G-0150M、G-0105SA、G-0130SP、G-0250SP、G-1005S、G-1005SA、G-1010S、G-2050M、G-01100、G-01758(NOFCORPORATION制,含环氧基的聚合物)。
本发明中所使用的树脂可以具有酸基。作为酸基,例如可列举羧基、磷酸基、磺基、酚性羟基等。这些酸基可以仅为一种,也可以为两种以上。具有酸基的树脂能够用作碱可溶性树脂。并且,还能够用作分散剂。
作为具有酸基的树脂,优选为在侧链具有羧基的聚合物。作为具体例,可列举甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、马来酸共聚物、部分酯化马来酸共聚物、酚醛清漆树脂等碱可溶性酚醛树脂、在侧链具有羧基的酸性纤维素衍生物、对具有羟基的聚合物加成酸酐的树脂。尤其,作为碱可溶性树脂,优选(甲基)丙烯酸和能够与其共聚的其他单体的共聚物。作为能够与(甲基)丙烯酸共聚的其他单体,可列举(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、乙烯化合物等。作为(甲基)丙烯酸烷基酯及(甲基)丙烯酸芳基酯,可列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸环己酯等,作为乙烯基化合物,可列举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、N-乙烯吡咯烷酮、甲基丙烯酸四氢糠酯、聚苯乙烯大分子单体、聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体等。并且,其他单体还能够使用日本特开平10-300922号公报中所记载的N位取代马来酰亚胺单体,例如N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等。另外,能够与这些(甲基)丙烯酸共聚的其他单体可以仅为一种,也可以为两种以上。
具有酸基的树脂能够优选地使用(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯共聚物、由(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/其他单体组成的多元共聚物。并且,还能够优选地使用对(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯进行共聚而得的树脂、日本特开平7-140654号公报中所记载的(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯/聚苯乙烯大分子单体/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯/聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羟基乙酯/聚苯乙烯大分子单体/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羟基乙酯/聚苯乙烯大分子单体/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物等。
具有酸基的树脂也优选包含如下聚合物,该聚合物通过对包含由下述式(ED1)表示的化合物和/或由下述式(ED2)表示的化合物(以下,还将这些化合物称为“醚二聚体”)的单体成分进行聚合而成。
[化学式26]
式(ED1)中,R1及R2分别独立地表示可以具有氢原子或取代基的碳数1~25的烃基。
[化学式27]
式(ED2)中,R表示氢原子或碳数1~30的有机基。作为式(ED2)的具体例,能够参考日本特开2010-168539号公报的记载。
式(ED1)中,作为由R1及R2表示的可以具有取代基的碳数1~25的烃基,并无特别限制,例如可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、叔戊基、硬脂基、月桂基、2-乙基己基等直链状或支链状烷基;苯基等芳基;环己基、叔丁基环己基、二环戊二烯基、三环癸基、异冰片基、金刚烷基、2-甲基-2-金刚烷基等脂环式基;1-甲氧基乙基、1-乙氧基乙基等由烷氧基取代的烷基;苄基等由芳基取代的烷基等。这些中,从耐热性的观点考虑,尤其优选如甲基、乙基、环己基、苄基等不易因酸或热而脱离的伯碳或仲碳的取代基。
作为醚二聚体的具体例,例如能够参考日本特开2013-029760号公报的0317段,并将该内容编入本说明书中。醚二聚体可以仅为一种,也可以为两种以上。
具有酸基的树脂可以包含源自由下述式(X)表示的化合物的重复单元。
[化学式28]
式(X)中,R1表示氢原子或甲基,R2表示碳数2~10的亚烷基,R3表示氢原子或可以包含苯环的碳数1~20的烷基。n表示1~15的整数。
上述式(X)中,R2的亚烷基的碳数优选为2~3。并且,R3的烷基的碳数是1~20,更优选为1~10,R3的烷基可以包含苯环。作为由R3表示的包含苯环的烷基,能够列举苄基、2-苯基(异)丙基等。
作为具有酸基的树脂,能够参考日本特开2012-208494号公报的0558~0571段(相对应的美国专利申请公开第2012/0235099号说明书的0685~0700段)的记载、日本特开2012-198408号公报的0076~0099段的记载,并将该些内容编入本说明书中。并且,作为具有酸基的树脂,能够使用ACRYBASE FF-426(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制)。
具有酸基的树脂的酸值优选为30~200mgKOH/g。下限优选为50mgKOH/g以上,更优选为70mgKOH/g以上。上限优选为150mgKOH/g以下,更优选为120mgKOH/g以下。
树脂可以具有固化性基。作为固化性基,可列举具有烯属不饱和键的基团、环氧基、羟甲基、烷氧基甲硅烷基等。作为具有烯属不饱和键的基团,可列举乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯酰基等。作为烷氧基甲硅烷基,可列举单烷氧基甲硅烷基、二烷氧基甲硅烷基、三烷氧基甲硅烷基。作为具有固化性基的重复单元,可列举下述式(A2-1)~(A2-4)等。
[化学式29]
R1表示氢原子或烷基。烷基的碳数优选为1~5,进一步优选为1~3,尤其优选为1。R1优选为氢原子或甲基。
L51表示单键或2价连结基。作为2价连结基,可列举由亚烷基、亚芳基、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-SO2-、-NR-(R表示氢原子或烷基,优选为氢原子)或它们的组合组成的基团,优选由亚烷基、亚芳基及亚烷基中的至少一个与-O-的组合组成的基团。亚烷基的碳数优选为1~30,更优选为1~15,进一步优选为1~10。亚烷基可以具有取代基,但优选为未经取代。亚烷基可以为直链、支链、环状中的任一种。并且,环状亚烷基可以为单环、多环中的任一种。亚芳基的碳数优选为6~18,更优选为6~14,进一步优选为6~10。
P1表示固化性基。作为固化性基,可列举具有烯属不饱和键的基团、环氧基、羟甲基、烷氧基甲硅烷基等。作为具有烯属不饱和键的基团,可列举乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯酰基等。作为烷氧基甲硅烷基,可列举单烷氧基甲硅烷基、二烷氧基甲硅烷基、三烷氧基甲硅烷基。
作为含有固化性基的树脂,还可列举DIANAL NR系列(Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.制)、Photomer6173(COOH含有polyurethane acrylic oligomer.Diamond ShamrockCo.,Ltd.制)、VISCOTE R-264、KS RESIST106(均为OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRYLTD.制)、CYCLOMER P系列(例如,ACA230AA)、PLACCEL CF200系列(均为DaicelCorporation.制)、Ebecryl3800(Daicel UCB Co.,Ltd制)、AKURIKYUA RD-F8(NIPPONSHOKUBAI CO.,LTD.制)等。并且,还可列举以上述的环氧树脂进行说明的产品等。
当本发明的组合物包含颜料时,树脂优选包含分散剂。
作为分散剂而发挥作用的树脂优选为酸性型树脂和/或碱性型树脂。
其中,酸性型树脂表示酸基的量多于碱性基的量的树脂。酸性型树脂中,当树脂中的酸基的量与碱性基的量的合计量设为100摩尔%时,优选为酸基的量占70摩尔%以上的树脂,更优选为实质上仅由酸基组成的树脂。具有酸性型树脂的酸基优选为羧基。酸性型树脂的酸值优选为40~105mgKOH/g,更优选为50~105mgKOH/g,进一步优选为60~105mgKOH/g。
并且,碱性型树脂表示碱性基的量多于酸基的量的树脂。碱性型树脂中,当将树脂中的酸基的量与碱性基的量的合计量设为100摩尔%时,优选为碱性基的量大于50摩尔%的树脂。具有碱性型树脂的碱性基优选为胺基。
作为分散剂,能够列举高分子分散剂〔例如,具有胺基的树脂(聚酰胺-胺基与其盐等)、低聚亚胺系树脂、聚羧酸与其盐、高分子量不饱和酸酯、改性聚氨基甲酸酯、改性聚酯、改性聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸系共聚物、萘磺酸福马林缩合物〕等。关于高分子分散剂,根据其结构还能够分类为直链状高分子、末端改性型高分子、接枝型高分子、嵌段型高分子。
作为末端改性型高分子,例如可列举日本特开平3-112992号公报、日本特表2003-533455号公报等中所记载的在末端具有磷酸基的高分子、日本特开2002-273191号公报等中所记载的在末端具有磺基的高分子、日本特开平9-077994号公报等中所记载的具有有机色素的部分骨架或杂环的高分子等。并且,日本特开2007-277514号公报中所记载的在高分子末端导入了2个以上的针对颜料表面的锚定部位(酸基、碱性基、有机色素的部分骨架或杂环等)的高分子的分散稳定性也优异,因此优选。
作为嵌段型高分子,可列举日本特开2003-049110号公报、日本特开2009-052010号公报等中所记载的嵌段型高分子。
作为接枝型高分子,例如可列举日本特开昭54-037082号公报、日本特表平8-507960号公报、日本特开2009-258668公报等中所记载的聚(低级亚烷基亚胺)与聚酯的反应生成物、日本特开平9-169821号公报等中所记载的聚丙烯基胺基与聚酯的反应生成物、日本特开平10-339949号、日本特开2004-037986号公报等中所记载的大分子单体与具有含氮原子基团的单体的共聚物、日本特开2003-238837号公报、日本特开2008-009426号公报、日本特开2008-081732号公报等中所记载的具有有机色素的部分骨架或杂环的接枝型高分子、日本特开2010-106268号公报等中所记载的大分子单体与含酸基单体的共聚物等。
并且,分散剂还能够使用日本特开2012-255128号公报的0025~0094段中所记载的接枝共聚物、或日本特开2012-255128号公报的0102~0174段中所记载的低聚亚胺系树脂,并将该些内容编入本说明书中。
分散剂能够使用包括由式(P1)表示的重复单元的树脂。
[化学式30]
式(P1)中,R1表示氢或甲基,R2表示亚烷基,Z表示含氮杂环结构。
作为由R2表示的亚烷基,并无特别限定,例如可优选地列举亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基、2-羟基亚丙基、亚甲氧基、亚乙氧基、亚甲氧基羰基、亚甲硫基等,更优选为亚甲基、亚甲氧基、亚甲氧基羰基、亚甲硫基。
关于由Z表示的含氮杂环结构,例如可列举具有吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、吡咯环、咪唑环、三唑环、四唑环、吲哚环、喹啉环、吖啶环、啡噻嗪环、啡噁嗪环、吖啶酮环、蒽醌环、苯并咪唑结构、苯并三唑结构、苯并噻唑结构、环状酰胺结构、环状脲结构及环状酰亚胺结构。
作为由式(P1)表示的重复单元的具体例,例如可列举以下。另外,能够参考日本特开2008-009426号公报的0023段的记载,并将该内容编入本说明书中。
[化学式31]
作为包含由式(P1)表示的重复单元的树脂的具体例,可列举以下。
[化学式32]
树脂还能够作为市售品而获得,能够使用日本特开2015-200878号公报的0092段中所记载的产品。
本发明的组合物中,树脂的含量相对于本发明的组合物的总固体成分优选为1~80质量%。下限优选为5质量%以上,更优选为7质量%以上。上限优选为50质量%以下,更优选为30质量%以下。
并且,当作为树脂而含有分散剂时,分散剂的含量相对于组合物的总固体成分优选为0.1~40质量%。上限优选为20质量%以下,进一步优选为10质量%以下。下限优选为0.5质量%以上,进一步优选为1质量%以上。并且,分散剂的含量相对于颜料100质量份优选为1~100质量份。上限优选为80质量份以下,进一步优选为60质量份以下。下限优选为2.5质量份以上,进一步优选为5质量份以上。
《聚合性化合物》
本发明的组合物优选含有聚合性化合物。聚合性化合物优选为能够通过自由基的作用而聚合的化合物。即,聚合性化合物优选为自由基聚合性化合物。聚合性化合物优选为具有一个以上的具有烯属不饱和键的基团的化合物,更优选为具有2个以上的烯属不饱和键的基团的化合物,进一步优选为具有3个以上的烯属不饱和键的基团的化合物。具有烯属不饱和键的基团的个数的上限例如优选为15个以下,更优选为6个以下。作为具有烯属不饱和键的基团,可列举乙烯基、苯乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯酰基等,优选为(甲基)丙烯酰基。聚合性化合物优选为3~15官能的(甲基)丙烯酸酯化合物,更优选为3~6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物。
聚合性化合物可以为单体及聚合物中的任一方式,优选为单体。单体类型的聚合性化合物的分子量优选为100~3000。上限优选为2000以下,进一步优选为1500以下。下限优选为150以上,进一步优选为250以上。并且,聚合性化合物也优选为实质上不具有分子量分布的化合物。其中,实质上不具有分子量分布是指,化合物的分散度(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))优选为1.0~1.5,更优选为1.0~1.3。
作为聚合性化合物的例,能够参考日本特开2013-253224号公报的0033~0034段的记载,并将该内容编入本说明书中。作为聚合性化合物,优选亚乙氧基改性季戊四醇四丙烯酸酯(作为市售品,NK酯ATM-35E;Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、二季戊四醇三丙烯酸酯(作为市售品,KAYARAD D-330;Nippon Kayaku Co.,Ltd制)、二季戊四醇四丙烯酸酯(作为市售品,KAYARAD D-320;Nippon Kayaku Co.,Ltd制)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作为市售品,KAYARAD D-310;Nippon Kayaku Co.,Ltd制)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作为市售品,KAYARAD DPHA;Nippon Kayaku Co.,Ltd制、A-DPH-12E;Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.制)及它们的(甲基)丙烯酰基经由乙二醇残基和/或丙二醇残基而键合的结构。并且,还能够使用它们的低聚物类型。并且,能够参考日本特开2013-253224号公报的0034~0038段的记载,并将该内容编入本说明书中。并且,可列举日本特开2012-208494号公报的0477段(相对应的美国专利申请公开第2012/0235099号说明书的0585段)中所记载的聚合性单体等,并将该些内容编入本说明书中。并且,也优选二甘油EO(环氧乙烷)改性(甲基)丙烯酸酯(作为市售品,M-460;TOAGOSEI CO.,LTD.制)、季戊四醇四丙烯酸酯(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制、A-TMMT)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd制、KAYARAD HDDA)。还能够使用它们的低聚物类型。例如,可列举RP-1040(NipponKayaku Co.,Ltd制)等。
聚合性化合物可以具有羧基、磺基、磷酸基等酸基。作为具有酸基的聚合性化合物,可列举脂肪族多羟基化合物与不饱和羧酸的酯等。优选为使脂肪族多羟基化合物的未反应的羟基与非芳香族羧酸酐进行反应而使其具有酸基的聚合性化合物,尤其优选在该酯中脂肪族多羟基化合物为季戊四醇和/或二季戊四醇。作为市售品,例如作为TOAGOSEICO.,LTD.制多元酸改性丙烯酸低聚物,可列举ARONIX系列的M-305、M-510、M-520等。具有酸基的聚合性化合物的酸值优选为0.1~40mgKOH/g。下限优选为5mgKOH/g以上。上限优选为30mgKOH/g以下。
聚合性化合物为具有己内酯结构的化合物也为优选的方式。作为具有己内酯结构的聚合性化合物,只要在分子内具有己内酯结构,则并无特别限制,例如能够列举三羟甲基乙烷、二-三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、二-三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、甘油、二甘油、三羟甲基三聚氰胺等多元醇与(甲基)丙烯酸及ε-己内酯进行酯化而得到的ε-己内酯改性多官能(甲基)丙烯酸酯。作为具有己内酯结构的聚合性化合物,能够参考日本特开2013-253224号公报的0042~0045段的记载,并将该内容编入本说明书中。关于具有己内酯结构的化合物,例如可列举由Nippon Kayaku Co.,Ltd作为KAYARAD DPCA系列而市售的DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120等、Sartomer Company,Inc制的作为具有4个亚乙氧基链的4官能丙烯酸酯的SR-494、作为具有3个异亚丁氧基链的3官能丙烯酸酯的TPA-330等。
作为聚合性化合物,也优选日本特公昭48-041708号公报、日本特开昭51-037193号公报、日本特公平2-032293号公报、日本特公平2-016765号公报中所记载的氨基甲酸酯丙烯酸酯类、日本特公昭58-049860号公报、日本特公昭56-017654号公报、日本特公昭62-039417号公报、日本特公昭62-039418号公报中所记载的具有环氧乙烷系骨架的氨基甲酸酯化合物类。并且,能够使用日本特开昭63-277653号公报、日本特开昭63-260909号公报、日本特开平1-105238号公报中所记载的在分子内具有氨基结构或硫化物结构的加成聚合性化合物类。作为市售品,可列举氨基甲酸酯低聚物UAS-10、UAB-140(Sanyo KokusakuPulp Co.,Ltd制)、UA-7200(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、DPHA-40H(NipponKayaku Co.,Ltd制)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(Kyoeishachemical Co.,Ltd.制)等。
当本发明的组合物含有聚合性化合物时,聚合性化合物的含量相对于组合物的总固体成分优选为0.1~40质量%。下限例如更优选为0.5质量%以上,进一步优选为1质量%以上。上限例如更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下。聚合性化合物可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。当同时使用两种以上的聚合性化合物时,优选合计量成为上述范围。
并且,当组合物包含环氧树脂和聚合性化合物时,聚合性化合物与环氧树脂的质量比优选为聚合性化合物:环氧树脂=100:1~100:400,更优选为100:1~100:100。
《光聚合引发剂》
本发明的组合物能够含有光聚合引发剂。尤其,当本发明的组合物包含自由基聚合性化合物时,优选含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,并无特别限制,能够从公知的光聚合引发剂中适当选择。例如,优选为对从紫外区域至可见区域的光线具有感光性的化合物。光聚合引发剂优选为光自由基聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,例如可列举卤化烃衍生物(例如具有三嗪骨架的化合物、具有噁二唑骨架的化合物等)、酰基氧化膦等酰基膦化合物、六芳基联咪唑、肟衍生物等肟化合物、有机过氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓盐、酮肟醚、氨基苯乙酮化合物、羟基苯乙酮等。作为具有三嗪骨架的卤代烃化合物,例如可列举若林等、Bull.Chem.Soc.Japan(日本化学学会通报),42、2924(1969)中所记载的化合物、英囯专利1388492号说明书中所记载的化合物、日本特开昭53-133428号公报中所记载的化合物、德国专利3337024号说明书中所记载的化合物、基于F.C.Schaefer等的J.Org.Chem.(有机化学期刊);29、1527(1964)中所记载的化合物、日本特开昭62-058241号公报中所记载的化合物、日本特开平5-281728号公报中所记载的化合物、日本特开平5-034920号公报中所记载的化合物、美国专利第4212976号说明书中所记载的化合物等。
从曝光灵敏度的观点考虑,光聚合引发剂优选为选自由三卤代甲基三嗪化合物、苯偶酰二甲基缩酮化合物、α-羟基酮化合物、α-氨基酮化合物、酰基膦化合物、氧化膦化合物、二茂金属化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚物、鎓化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物、环戊二烯-苯-铁络合物、卤代甲基噁二唑化合物及3-芳基取代香豆素化合物组成的组中的化合物。
作为光聚合引发剂,还能够优选地使用α-羟基酮化合物、α-氨基酮化合物及酰基膦化合物。例如,还能够使用日本特开平10-291969号公报中所记载的α-氨基酮化合物、日本专利第4225898号公报中所记载的酰基膦化合物。作为α-羟基酮化合物,能够使用IRGACURE-184、DAROCUR-1173、IRGACURE-500、IRGACURE-2959、IRGACURE-127(以上为BASF公司制)。作为α-氨基酮化合物,能够使用IRGACURE-907、IRGACURE-369、IRGACURE-379及IRGACURE-379EG(以上为BASF公司制)。α-氨基酮化合物能够使用日本特开2009-191179号公报中所记载的化合物。作为酰基膦化合物,能够使用作为市售品的IRGACURE-819或DAROCUR-TPO(以上为BASF公司制)。
光聚合引发剂优选使用肟化合物。作为肟化合物的具体例,可列举日本特开2001-233842号公报中所记载的化合物、日本特开2000-080068号公报中所记载的化合物、日本特开2006-342166号公报中所记载的化合物、日本特开2016-021012号公报中所记载的化合物等。作为能够优选地使用于本发明的肟化合物,例如可列举3-苯甲酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、3-乙酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、3-丙酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、2-乙酰氧基亚氨基戊烷-3-酮、2-乙酰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲酰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺酰氧基)亚氨基丁烷-2-酮及2-乙氧基羰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮等。并且,还可列举J.C.S.Perkin II(英国化学会志,柏尔金汇刊II)(1979年,1653-1660页)、J.C.S.Perkin II(英国化学会志,柏尔金汇刊II)(1979年,156-162页)、Journal ofPhotopolymer Science and Technology(光聚合物科学与技术期刊)(1995年,202-232页)、日本特开2000-066385号公报、日本特开2000-080068号公报、日本特表2004-534797号公报、日本特开2006-342166号公报中所记载的化合物等。
市售品中,还可优选地使用IRGACURE-OXE01、IRGACURE-OXE02、IRGACURE-OXE03、IRGACURE-OXE04(以上为BASF公司制)。并且,还能够使用TR-PBG-304(常州强力电子新材料有限公司制)、ADEKA ARKLS NCI-831(ADEKA CORPORATION制)、ADEKA ARKLS NCI-930(ADEKA CORPORATION制)、ADEKA OPTOME N-1919(ADEKA CORPORATION制、日本特开2012-014052号公报中所记载的光聚合引发剂2)。
并且,作为除了上述记载以外的肟化合物,可以使用在咔唑环的N位连结有肟的日本特表2009-519904号公报中所记载的化合物、在二苯甲酮部位导入有杂取代基的美国专利第7626957号公报中所记载的化合物、在色素部位上导入有硝基的日本特开2010-015025号公报及美国专利公开2009-0292039号公报中所记载的化合物、国际公开WO2009/131189号公报中所记载的酮肟化合物、在同一分子内含有三嗪骨架和肟骨架的美国专利7556910号公报中所记载的化合物、在405nm具有最大吸收且对g射线光源具有良好的灵敏度的日本特开2009-221114号公报中所记载的化合物等。
肟化合物能够优选地使用由下述式(OX-1)表示的化合物。肟化合物中,肟的N-O键可以为(E)体的肟化合物,肟的N-O键可以为(Z)体的肟化合物,也可以为(E)体与(Z)体的混合物。
[化学式33]
式(OX-1)中,R及B各自独立地表示一价取代基,A表示二价有机基,Ar表示芳基。关于式(OX-1)的详细内容,能够参考日本特开2013-029760号公报的0276~0304段的记载,并将该内容编入本说明书中。
本发明中,作为光聚合引发剂还能够使用具有芴环的肟化合物。作为具有芴环的肟化合物的具体例,可列举日本特开2014-137466号公报中所记载的化合物。将该内容编入本说明书中。
本发明中,作为光聚合引发剂,还能够使用具有氟原子的肟化合物。作为具有氟原子的肟化合物的具体例,可列举日本特开2010-262028号公报中所记载的化合物、日本特表2014-500852号公报中所记载的化合物24、36~40、日本特开2013-164471号公报中所记载的化合物(C-3)等。将该内容编入本说明书中。
本发明中,作为光聚合引发剂,能够使用具有硝基的肟化合物。具有硝基的肟化合物也优选为二聚体。作为具有硝基的肟化合物的具体例,可列举日本特开2013-114249号公报的0031~0047段、日本特开2014-137466号公报的0008~0012、0070~0079段中所记载的化合物、日本专利4223071号公报的0007~0025段中所记载的化合物、ADEKA ARKLS NCI-831(ADEKA CORPORATION制)。
以下示出在本发明中优选地使用的肟化合物的具体例,但本发明并不限定于这些。
[化学式34]
[化学式35]
肟化合物优选为在350nm~500nm的波长区域具有最大吸收的化合物,更优选为在360nm~480nm的波长区域具有最大吸收的化合物。并且,肟化合物优选为在365nm及405nm的吸光度较高的化合物。
从灵敏度的观点考虑,肟化合物在365nm或405nm的摩尔吸光系数优选为1,000~300,000,更优选为2,000~300,000,尤其优选为5,000~200,000。
化合物的摩尔吸光系数能够使用公知的方法来测量。例如,优选通过紫外可见分光光度计(Varian公司制Cary-5spectrophotometer(分光光度计)),并利用乙酸乙酯溶剂而以0.01g/L的浓度来进行测量。
光聚合引发剂也优选包含肟化合物和α-氨基酮化合物。通过同时使用两个,显影性得到提高,易形成矩形性优异的图案。当同时使用肟化合物与α-氨基酮化合物时,相对于肟化合物100质量份,α-氨基酮化合物优选为50~600质量份,更优选为150~400质量份。
光聚合引发剂的含量相对于组合物的总固体成分优选为0.1~50质量%,更优选为0.5~30质量%,进一步优选为1~20质量%。光聚合引发剂的含量只要在上述范围,则可得到更加良好的灵敏度和图案形成性。本发明的组合物可以包含一种光聚合引发剂,也可以包含两种以上。当含有两种以上的光聚合引发剂时,优选其合计量成为上述范围。
《具有烷氧基甲硅烷基的化合物》
本发明的组合物也优选含有具有烷氧基甲硅烷基的化合物。烷氧基甲硅烷基中的烷氧基的碳数优选为1~5,更优选为1~3,尤其优选为1或2。关于烷氧基甲硅烷基,在一分子中优选为具有2个以上,进一步优选为具有2~3个。作为具有烷氧基甲硅烷基的化合物的具体例,可列举甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、1,6-双(三甲氧基甲硅烷基)己烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷的盐酸盐、三-(三甲氧基硅烷基丙基)异氰脲酸酯、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基硅烷基丙基)四硫醚、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等。并且,除了上述以外,能够使用烷氧基低聚物。并且,还能够使用下述化合物。
[化学式36]
作为市售品,可列举Shin-Etsu Silicone Co.,Ltd.制KBM-13、KBM-22、KBM-103、KBE-13、KBE-22、KBE-103、KBM-3033、KBE-3033、KBM-3063、KBM-3066、KBM-3086、KBE-3063、KBE-3083、KBM-3103、KBM-3066、KBM-7103、SZ-31、KPN-3504、KBM-1003、KBE-1003、KBM-303、KBM-402、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-1403、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103、KBM-602、KBM-603、KBM-903、KBE-903、KBE-9103、KBM-573、KBM-575、KBM-9659、KBE-585、KBM-802、KBM-803、KBE-846、KBE-9007、X-40-1053、X-41-1059A、X-41-1056、X-41-1805、X-41-1818、X-41-1810、X-40-2651、X-40-2655A、KR-513,KC-89S、KR-500、X-40-9225、X-40-9246、X-40-9250、KR-401N、X-40-9227、X-40-9247、KR-510、KR-9218、KR-213、X-40-2308、X-40-9238等。
当本发明的组合物含有具有烷氧基甲硅烷基的化合物时,具有烷氧基甲硅烷基的化合物的含量相对于组合物的总固体成分优选为0.1~40质量%。下限例如更优选为0.5质量%以上,进一步优选为1质量%以上。上限例如更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下。具有烷氧基甲硅烷基的化合物可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。当同时使用两种以上的具有烷氧基甲硅烷基的化合物时,优选合计量成为上述范围。
《催化剂》
本发明的组合物还能够含有催化剂。尤其,当含有具有烷氧基甲硅烷基的化合物时,通过含有催化剂,溶胶-凝胶反应得到促进,可得到坚固的固化膜。作为催化剂,可列举酸催化剂、碱催化剂等。作为酸催化剂,可列举盐酸、硝酸、硫酸、亚硫酸、硫化氢、高氯酸、过氧化氢、碳酸、甲酸或乙酸等羧酸、以其他原子或取代基取代由RCOOH表示的结构式的R的取代羧酸、苯磺酸等磺酸、磷酸等。而且,可以使用氯化铝、乙酰丙酮铝、氯化锌、氯化锡、三氟化硼二乙醚络合物、三甲基碘硅烷等路易斯酸。并且,作为碱催化剂,可列举氨水等氨性碱化合物、乙胺或苯胺等有机胺等。并且,催化剂能够使用日本特开2013-201007号公报的0070~0076段中所记载的催化剂。
催化剂的含量相对于具有烷氧基甲硅烷基的化合物的100质量份优选为0.1~100质量份,更优选为0.1~50质量份,进一步优选为0.1~20质量份。本发明的组合物可以仅包含一种催化剂,也可以包含两种以上。当包含两种以上的催化剂时,优选其合计量成为上述范围。
《溶剂》
本发明的组合物含有溶剂。作为溶剂,可列举有机溶剂。溶剂只要满足各成分的溶解性或组合物的涂布性,则基本上并不特别限制,优选考虑组合物的涂布性、安全性来选择。
作为有机溶剂的例,例如可列举以下的有机溶剂。作为酯类,例如可列举乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸环己酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、烷氧基乙酸烷基酯(例如烷氧基乙酸甲酯、烷氧基乙酸乙酯、烷氧基乙酸丁酯(例如甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等))、3-烷氧基丙酸烷基酯类(例如3-烷氧基丙酸甲酯、3-烷氧基丙酸乙酯等(例如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等))、2-烷氧基丙酸烷基酯类(例如2-烷氧基丙酸甲酯、2-烷氧基丙酸乙酯、2-烷氧基丙酸丙酯等(例如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯))、2-烷氧基-2-甲基丙酸甲酯及2-烷氧基-2-甲基丙酸乙酯(例如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等。作为醚类,例如可列举二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯等。作为酮类,例如可列举甲基乙基酮、环己酮、环戊酮、2-庚酮、3-庚酮等。作为芳香族烃类,例如可列举甲苯、二甲苯等。但是,作为溶剂的芳香族烃类(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等),有时也有因环境方面等的理由而减少为好的情况(例如,相对于有机溶剂总量,能够设为50质量ppm(parts per million(百万分率))以下,也能够设为10质量ppm以下,且也能够设为1质量ppm以下)。
有机溶剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。当组合使用两种以上的有机溶剂时,优选由选自3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乳酸乙酯、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、环己酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲醚及丙二醇甲醚乙酸酯中的两种以上构成的混合溶液。
本发明中,优选使用金属含量较少的溶剂,溶剂的金属含量例如优选为10质量ppb(parts per billion(十亿分率))以下。可以根据需要使用质量ppt(parts per trillion(兆分率))级的溶剂,该种高纯度溶剂例如由Toyo Gosei Co.,Ltd提供(化学工业日报,2015年11月13日)。
作为从溶剂去除金属等杂质的方法,例如能够列举蒸馏(分子蒸馏或薄膜蒸馏等)或使用过滤器的过滤。作为使用于过滤的过滤器的孔径,优选为10nm以下,更优选为5nm以下,进一步优选为3nm以下。过滤器的材质优选为聚四氟乙烯、聚乙烯或尼龙。
溶剂可以包含异构体(原子数相同但结构不同的化合物)。并且,异构体可以仅包含一种,也可以包含多种。
本发明中,有机溶剂的过氧化物的含有率优选为0.8mmol/L以下,更优选为实质上不包含过氧化物。
溶剂的含量相对于组合物的总量优选为10~90质量%,更优选为20~80质量%,进一步优选为25~75质量%。
《聚合抑制剂》
关于本发明的组合物,在组合物的制造中或保存中,为了抑制聚合性化合物的不必要的热聚合,可以含有聚合抑制剂。作为聚合抑制剂,可列举对苯二酚、对甲氧基苯酚、二-叔丁基-对甲酚、五倍子酚(pyrogallol)、叔丁基儿茶酚、苯醌、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N-亚硝基苯基羟基胺盐(铵盐、铈盐等)。其中,优选为对甲氧基苯酚。聚合抑制剂的含量相对于组合物的总固体成分优选为0.01~5质量%。
《<表面活性剂>》
从进一步提高涂布性的观点考虑,本发明的组合物可以含有各种表面活性剂。作为表面活性剂,能够使用氟系表面活性剂、非离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂、硅系表面活性剂等各种表面活性剂。
通过使本发明的组合物含有氟系表面活性剂,作为涂布液而制备时的液特性(尤其,流动性)更加提高,从而能够进一步改善涂布厚度的均匀性或省液性。当使用应用了含有氟系表面活性剂的组合物的涂布液进行膜形成时,被涂布面与涂布液的界面张力降低,对被涂布面的润湿性得到改善,且对被涂布面的涂布性得到提高。因此,能够更优选地进行厚度不均较小的厚度均匀的膜形成。
氟系表面活性剂中的含氟率优选为3~40质量%,更优选为5~30质量%,尤其优选为7~25质量%。含氟率在该范围内的氟系表面活性剂在涂布膜的厚度均匀性或省液性的方面有效,且组合物中的溶解性也为良好。
作为氟系表面活性剂,具体而言可列举日本特开2014-041318号公报的0060~0064段(相对应的国际公开2014/017669号公报的0060~0064段)等中所记载的表面活性剂、日本特开2011-132503号公报的0117~0132段中所记载的表面活性剂,并将该些内容编入本说明书中。作为氟系表面活性剂的市售品,例如可列举MAGAFACE F171、MAGAFACEF172、MAGAFACE F173、MAGAFACE F176、MAGAFACE F177、MAGAFACE F141、MAGAFACE F142、MAGAFACE F143、MAGAFACE F144、MAGAFACE R30、MAGAFACE F437、MAGAFACE F475、MAGAFACEF479、MAGAFACE F482、MAGAFACE F554、MAGAFACE F780(以上为DIC CORPORATION制)、FLUORAD FC430、FLUORAD FC431、FLUORAD FC171(以上为Sumitomo 3M Limited制)、SURFLON S-382、SURFLON SC-101、SURFLON SC-103、SURFLON SC-104、SURFLON SC-105、SURFLON SC-1068、SURFLON SC-381、SURFLON SC-383、SURFLON S-393、SURFLON KH-40(以上为ASAHI GLASS CO.,LTD.制)、POLYFOX PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上为OMNOVA SOLUTIONS INC.制)等。
并且,氟系表面活性剂还能够优选地使用具有含有氟原子的官能基的分子结构,且被加热时含有氟原子的官能基的一部分被切断而氟原子挥发的丙烯酸系化合物。作为该种氟系表面活性剂,能够列举DIC CORPORATION制的MAGAFACE DS系列(化学工业日报,2016年2月22日)(日经产业新闻,2016年2月23日),例如MAGAFACE DS-21,并能够使用这些。
氟系表面活性剂能够使用嵌段聚合物。例如可列举日本特开2011-089090号公报中所记载的化合物。氟系表面活性剂还能够优选地使用含氟高分子化合物,其包含源自具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元和源自具有2个以上(优选为5个以上)的亚烷氧基(优选为亚乙氧基、亚丙氧基)的(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元。作为本发明中所使用的氟系表面活性剂还例示下述化合物。
[化学式37]
上述化合物的重量平均分子量优选为3,000~50,000,例如为14,000。上述化合物中,表示重复单元的比例的%为质量%。
并且,氟系表面活性剂还能够使用在侧链具有烯属不饱和基的含氟聚合物。作为具体例,可列举日本特开2010-164965号公报的0050~0090段及0289~0295段中所记载的化合物、例如DIC CORPORATION制MAGAFACE RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K等。氟系表面活性剂还能够使用日本特开2015-117327号公报的0015~0158段中所记载的化合物。
作为非离子系表面活性剂,可列举甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷以及这些的乙氧基化物及丙氧基化物(例如丙氧基化甘油、乙氧基化甘油等)、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、PLURONIC L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(BASF公司制)、TETRONIC 304、701、704、901、904、150R1(BASF公司制)、SOLSPERSE 20000(Lubrizol Corporation制)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(Wako PureChemical Industries,Ltd制)、PIONIN D-6112、D-6112-W、D-6315(Takemoto Oil&FatCo.,Ltd.制)、ALFINE E1010、SURFYNOL 104、400、440(Nissin Chemical Co.,Ltd.制)等。
作为阳离子系表面活性剂,可列举有机硅氧烷聚合物KP341(Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.制)、(甲基)丙烯酸系(共)聚合物POLYFLOW No.75、No.90、No.95(Kyoeishachemical Co.,Ltd.制)、W001(Yusho Co.,Ltd.)等。
作为阴离子系表面活性剂,可列举W004、W005、W017(Yusho Co.,Ltd.制)、SANDETBL(Sanyo Chemical Industries,Ltd.制)等。
作为硅系表面活性剂,例如可列举TORAY SILICONE DC3PA、TORAY SILICONESH7PA、TORAY SILICONE DC11PA、TORAY SILICONE SH21PA、TORAY SILICONE SH28PA、TORAYSILICONE SH29PA、TORAY SILICONE SH30PA、TORAY SILICONE SH8400(以上为Dow CorningToray Co.,Ltd.制)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上为Momentive Performance Materials Inc.制)、KP341、KF6001、KF6002(以上为Shin-EtsuSilicone Co.,Ltd.制)、BYK307、BYK323、BYK330(以上为BYK Co,.LTD制)等。
表面活性剂可以仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
表面活性剂的含量相对于组合物的总固体成分优选为0.001~2.0质量%,更优选为0.005~1.0质量%。
《紫外线吸收剂》
本发明的组合物可以含有紫外线吸收剂。紫外线吸收剂能够使用共轭二烯化合物、氨基二烯化合物、水杨酸盐化合物、二苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、丙烯腈化合物、羟基苯基三嗪化合物等。这些的详细内容能够参考日本特开2012-208374号公报的0052~0072段、日本特开2013-068814号公报的0317~0334段的记载,并将该些内容编入本说明书中。作为共轭二烯化合物的市售品,例如可列举UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,LTD.制)等。并且,作为苯并三唑化合物可以使用Miyoshi Oil&Fat Co.,Ltd.制MYUA系列(化学工业日报,2016年2月1日)。
紫外线吸收剂的含量相对于本发明的组合物的总固体成分优选为0.01~10质量%,更优选为0.01~5质量%。
《其他成分》
本发明的组合物可以根据需要而含有增感剂、固化促进剂、填料、热固化促进剂、热聚合抑制剂、增塑剂、粘合促进剂及其他助剂类(例如,导电性粒子、填充剂、消泡剂、阻燃剂、流平剂、剥离促进剂、抗氧化剂、香料、表面张力调节剂、链转移剂等)。这些成分能够参考日本特开2008-250074号公报的0101~0104、0107~0109段等的记载,并将该内容编入本说明书中。并且,作为抗氧化剂,可列举酚化合物、亚磷酸酯化合物、硫醚化合物等。作为抗氧化剂,更优选为分子量500以上的酚化合物、分子量500以上的亚磷酸酯化合物或分子量500以上的硫醚化合物。这些可以混合使用两种以上。作为酚化合物,能够使用作为酚系抗氧化剂而周知的任意的酚化合物。作为优选的酚化合物,可列举受阻酚化合物。尤其,优选为在与酚性羟基相邻的部位(邻位)具有取代基的化合物。作为所述取代基,优选为碳数1~22的取代或未经取代的烷基,更优选为甲基、乙基、丙酰基、异丙酰基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、己基、辛基、异辛基、2-乙基己基。并且,抗氧化剂也优选为在同一分子内具有酚基和亚磷酸酯基的化合物。并且,抗氧化剂还能够优选地使用磷系抗氧化剂。作为磷系抗氧化剂,可列举选自由三[2-[[2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙基)二苯并[d,f][1,3,2]二噁磷环庚烷-6-基]氧基]乙基]胺、三[2-[(4,6,9,11-四-叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]二噁磷环庚烷-2-基]氧基]乙基]胺及亚磷酸酯乙基双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)组成的组中的至少一种化合物。这些能够作为市售品而获得。例如,可列举ADEKASTAB AO-20、ADEKASTAB AO-30、ADEKASTAB AO-40、ADEKASTAB AO-50、ADEKASTAB AO-50F、ADEKASTABAO-60、ADEKASTAB AO-60G、ADEKASTAB AO-80、ADEKASTAB AO-330(ADEKA CORPORATION)等。抗氧化剂的含量相对于组合物的总固体成分优选为0.01~20质量%,更优选为0.3~15质量%。抗氧化剂可以仅为一种,也可以为两种以上。当为两种以上时,优选合计量成为上述范围。
关于本发明的组合物的粘度(23℃),例如通过涂布形成膜时,优选为1~3000mPa·s的范围。下限优选为3mPa·s以上,更优选为5mPa·s以上。上限优选为2000mPa·s以下,更优选为1000mPa·s以下。
本发明的组合物能够优选地使用在近红外线截止滤光器或红外线透射滤光器等的形成中。
<组合物的制备方法>
本发明的组合物能够混合所述成分来制备。
制备组合物时,可以将各成分一并配合,也可以将各成分溶解或分散于溶剂之后依次进行配合。并且,配合时的投放顺序或作业条件并不特别受限。例如,可以将所有成分同时溶解或分散于溶剂来制备组合物,还可以根据需要预先制备适当配合有各成分的2个以上的溶液或分散液,使用时(涂布时)将这些混合而作为组合物来制备。
并且,当本发明的组合物包含颜料等粒子时,优选包含使粒子分散的工序。使粒子分散的工序中,作为使用于粒子的分散的机械力,可列举压缩、挤压、冲击、剪断、孔蚀等。作为这些工序的具体例,可列举珠磨机、砂磨机、辊磨机、球磨机、涂料混合机、微射流均质机、高速叶轮、砂磨机、喷流混合器、高压湿式微粒化、超声波分散等。并且,砂磨机(珠磨机)中的粒子的粉碎中,优选在通过使用直径较小的微珠、加大微珠的填充率来提高粉碎效率的条件下进行处理。并且,优选在粉碎处理之后通过过滤、离心分离等去除粗粒子。并且,使粒子分散的工序及分散机能够优选地使用“分散技术大全、JOHOKIKO Co.,Ltd.发行、2005年7月15日”和“以悬浮(suspension)(固/液分散系)为中心的分散技术与工业应用的实际综合资料集、经营开发中心出版部发行、1978年10月10日”、日本特开2015-157893号公报的0022段中所记载的工序及分散机。并且,在使粒子分散的工序中,可以通过研磨工序进行粒子的微细化处理。用于研磨工序的素材、设备、处理条件等例如可参考日本特开2015-194521号公报、日本特开2012-046629号公报的记载。
制备组合物时,出于去除杂质或减少缺陷的目的,优选利用过滤器对组合物进行过滤。作为过滤器,只要为从以往用于过滤用途等的过滤器,则并无特别限定而能够使用。例如,可列举使用了聚四氟乙烯(PTFE)等氟树脂、尼龙(例如尼龙-6、尼龙-6,6)等聚酰胺系树脂、聚乙烯、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂(包含高密度、超高分子量的聚烯烃树脂)等素材的过滤器。这些素材中,优选为聚丙烯(包含高密度聚丙烯)及尼龙。
过滤器的孔径是0.01~7.0μm左右为适当,优选为0.01~3.0μm左右,更优选为0.05~0.5μm左右。过滤器的孔径只要在上述范围,则能够可靠地去除微细的杂质。并且,也优选使用纤维状滤材。作为纤维状滤材,例如可列举聚丙烯纤维、尼龙纤维、玻璃纤维等。具体而言,可列举ROKI GROUPCO.,LTD.制SBP类型系列(SBP008等)、TPR类型系列(TPR002、TPR005等)、SHPX类型系列(SHPX003等)的滤芯。
使用过滤器时,可以组合不同的过滤器(例如,第1过滤器和第2过滤器等)。此时,通过各过滤器的过滤可以仅进行一次,也可以进行两次以上。
并且,可以组合在上述的范围内不同孔径的过滤器。因此,孔径能够参考过滤器制造商的标称值。作为市售的过滤器,例如能够从由Pall Corporation(DFA4201NXEY等)、ADVANTEC TOYO KAISHA,LTD.、Nihon Entegris K.K.Nihon Entegris K.K.(formerlyNippon Mykrolis Corporation)或KITZ MICRO FILTER CORPORATION等提供的各种过滤器中选择。
第2过滤器能够使用由与第1过滤器相同的素材等形成的过滤器。
并且,通过第1过滤器的过滤可以仅对分散液进行,且将其他成分混合之后,可以用第2过滤器进行过滤。
<膜>
接着,对本发明的膜进行说明。本发明的膜由上述的本发明的组合物组成。本发明的膜的红外线遮蔽性及可见透明性优异,因此还能够优选地用作近红外线截止滤光器、红外线透射滤光器。并且,还能够用作热射线遮蔽滤光器。本发明的膜可以具有图案,也可以为不具有图案的膜(平坦膜)。并且,本发明的膜可以层叠于支持体上来使用,本发明的膜也可以从支持体剥离之后使用。另外,当将本发明的膜用作红外线透射滤光器时,红外线透射滤光器例如可列举遮蔽可见光,且透射波长900nm以上的波长的光的滤光器。另外,当将本发明的膜用作红外线透射滤光器时,该滤光器优选为使用了包含上述化合物(1)和遮蔽可见光的色材(优选为含有两种以上的彩色着色剂的色材或至少含有有机系黑色着色剂的色材)的组合物的滤光器,或者除了包含化合物(1)的层以外,单独存在遮蔽可见光的色材的层的滤光器。当将本发明的膜用作红外线透射滤光器时,化合物(1)具有将所透射的光(近红外线)限定于更长波长侧的作用。
本发明的膜的膜厚能够根据需要而适当调整。膜厚优选为20μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为5μm以下。膜厚的下限优选为0.1μm以上,更优选为0.2μm以上,进一步优选为0.3μm以上。
本发明的膜能够与包含彩色着色剂的滤色器组合使用。滤色器能够使用包含彩色着色剂的着色组合物来进行制造。作为彩色着色剂,可列举以本发明的组合物进行说明的彩色着色剂。着色组合物还能够含有树脂、自由基聚合性化合物、光聚合引发剂、表面活性剂、溶剂、聚合抑制剂、紫外线吸收剂等。关于这些的详细内容,可列举以本发明的组合物进行说明的材料,并能够使用这些。并且,可以使本发明的膜含有彩色着色剂而设为具备近红外线截止滤光器和滤色器的功能的滤光器。
另外,本发明中,近红外线截止滤光器是指,使可见区域的波长的光(可见光)透射而对近红外区域的波长的光(近红外线)的至少一部分进行遮蔽的滤光器。近红外线截止滤光器可以透射所有的可见区域的波长的光,也可以使可见区域的波长的光中的特定的波长区域的光透射而遮蔽特定的波长区域的光。并且,本发明中,滤色器是指使可见区域的波长的光中的特定的波长区域的光透射而遮蔽特定的波长区域的光的滤光器。并且,红外线透射滤光器是指,遮蔽可见区域的波长的光而使近红外区域的波长的光(近红外线)中的至少一部分透射的滤光器。
当将本发明的膜用作近红外线截止滤光器时,本发明的膜优选在波长650~1000nm的范围具有最大吸收波长。并且,波长400~550nm的平均透射率优选为70%以上,更优选为80%以上,进一步优选为85%以上,尤其优选为90%以上。并且,波长400~550nm的所有的范围内的透射率优选为70%以上,更优选为80%以上,进一步优选为90%以上。
并且,近红外线截止滤光器的红外线遮蔽性的优选的范围根据用途而不同,波长700~1000nm的范围的至少1点中的透射率优选为20%以下,更优选为15%以下,进一步优选为10%以下。
当将本发明的膜用作红外线透射滤光器时,优选具有以下(1)的分光特性。根据该方式,能够设为在源自可见光线的干扰较少的状态下能够透射红外线的膜。
(1)膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~830nm的范围中的最大值是20%以下,膜的厚度方向上的光的透射率在波长1000~1300nm的范围中的最小值是80%以上。具有该种分光特性的膜能够优选地用作遮蔽波长400~750nm的范围的光而使波长900nm以上的光透射的红外线透射滤光器。
膜的分光特性是利用紫外可见近红外分光光度计(Hitachi High-TechnologiesCorporation制U-4100),在波长300~1300nm的范围测量了透射率而得到的值。
当将本发明的膜用作近红外线截止滤光器时,除了本发明的膜以外,还可以具有含有铜的层、电介质多层膜、紫外线吸收层等。
通过近红外线截止滤光器还具有含有铜的层和/或电介质多层膜,可轻松地得到视角较宽,且红外线遮蔽性优异的近红外线截止滤光器。并且,通过近红外线截止滤光器还具有紫外线吸收层,能够设为紫外线遮蔽性优异的近红外线截止滤光器。作为紫外线吸收层,例如能够参考国际公开WO2015/099060号公报的0040~0070、0119~0145段中所记载的吸收层,并将该内容编入本说明书中。作为电介质多层膜,能够参考日本特开2014-041318号公报的0255~0259段的记载,并将该内容编入本说明书中。作为含有铜的层,还能够使用由含有铜的玻璃构成的玻璃基材(含铜玻璃基材)、或含铜络合物的层(含铜络合物层)。作为含铜玻璃基材,可列举含有铜的磷酸盐玻璃、含有铜的氟磷酸盐玻璃等。作为含铜玻璃的市售品,可列举NF-50(AGC TECHNO GLASS CO.,LTD.制)、BG-60、BG-61(以上为SCHOTT AG制)、CD5000(HOYA GROUP制)等。作为含铜络合物层,可列举使用包含铜络合物的组合物而形成的层。铜络合物优选为在700~1200nm的波长区域具有最大吸收波长的化合物。铜络合物的最大吸收波长更优选为在720~1200nm的波长区域具有,进一步优选为在800~1100nm的波长区域具有。
当将本发明的膜用作近红外线截止滤光器或红外线透射滤光器时,能够组合使用近红外线截止滤光器与红外线透射滤光器。通过组合使用近红外线截止滤光器与红外线透射滤光器,能够优选地使用于检测特定波长的红外线的红外线传感器的用途。当组合使用两种滤光器时,还能够使用本发明的组合物而形成近红外线截止滤光器及红外线透射滤光器这两个,且还能够使用本发明的组合物而仅形成其中任意一个。
本发明的膜能够使用于CCD(电荷耦合元件)或CMOS(互补式金属氧化膜半导体)等固体成像元件、或红外线传感器、图像显示装置等各种装置。
<滤光片>
接着,对本发明的滤光片进行说明。本发明的滤光片具有上述的本发明的膜。本发明的滤光片能够优选地用作选自近红外线截止滤光器及红外线透射滤光器中的至少一种。并且,具有使用了本发明的膜的像素和选自红、绿、蓝、洋红、黄、青、黑及无色中的像素的方式也为本发明的滤光片的优选方式。
<层叠体>
本发明的层叠体具有本发明的膜和包含彩色着色剂的滤色器。本发明的层叠体中,本发明的膜与滤色器可以在厚度方向上相邻,也可以不相邻。当本发明的膜与滤色器在厚度方向上不相邻时,可以在形成有滤色器的基材以外的其他基材上形成本发明的膜,也可以在本发明的膜与滤色器之间夹有构成固体成像元件的其他部件(例如,微透镜、平坦化层等)。
<图案形成方法>
接着,对使用了本发明的组合物的图案形成方法进行说明。图案形成方法优选包含使用本发明的组合物来在支持体上形成组合物层的工序和通过光微影法或干式蚀刻法来在组合物层形成图案的工序。
当制造层叠有本发明的膜和滤色器的层叠体时,本发明的膜的图案形成和滤色器的图案形成可以分开进行。并且,还可以对本发明的膜与滤色器的层叠体进行图案形成(即,可以同时进行本发明的膜及滤色器的图案形成)。
分开进行本发明的膜和滤色器的图案形成的情况是指以下方式。对本发明的膜及滤色器的任一个进行图案形成。接着,在已进行图案形成的滤光器层上形成另一滤光器层。接着,对未进行图案形成的滤光器层进行图案形成。
图案形成方法可以为通过光微影法的图案形成方法,也可以为通过干式蚀刻法的图案形成方法。当为通过光微影法的图案形成方法时,不需要干式蚀刻工序,因此可得到能够减少工序数的效果。当为通过干式蚀刻法的图案形成方法时,不需要光微影功能,因此能够提高化合物(1)等的浓度。
当分开进行本发明的膜的图案形成和滤色器的图案形成时,各滤光器层的图案形成方法可以仅通过光微影法或仅通过干式蚀刻法来进行。并且,可以将一方的滤光器层通过光微影法来进行图案形成,将另一方的滤光器层通过干式蚀刻法来进行图案形成。当同时利用干式蚀刻法和光微影法来进行图案形成时,优选第一层通过干式蚀刻法而进行图案形成,第二层以后通过光微影法进行图案形成。
通过光微影法的图案形成方法优选包括使用各组合物在支持体上形成组合物层的工序、将组合物层曝光成图案状的工序及显影去除未曝光部而形成图案的工序。根据需要,可以设置对组合物层进行烘烤的工序(预烘烤工序)及对已显影的图案进行烘烤的工序(后烘烤)。
并且,通过干式蚀刻法的图案形成方法优选包括使用各组合物在支持体上形成组合物层,并固化而形成固化物层的工序、在固化物层上形成光阻层的工序、通过曝光及显影而将光阻层图案化来得到光阻图案的工序及将光阻图案作为蚀刻掩模而对固化物层进行干式蚀刻来形成图案的工序。以下,对各工序进行说明。
《形成组合物层的工序》
形成组合物层的工序中,使用各组合物,在支持体上形成组合物层。
作为支持体,例如能够使用在基板(例如,硅基板)上设有CCD或CMOS等固体成像元件(受光元件)的固体成像元件用基板。图案可以形成于固体成像元件用基板的固体成像元件形成面侧(表面),也可以形成于固体成像元件非形成面侧(背面)。在支持体上,根据需要,且为了改善与上部层的粘合、防止物质扩散或将基板表面平坦化而可以设置底涂层。
作为组合物对支持体的的应用方法,能够使用公知的方法。例如,可列举滴液法(滴铸);狭缝涂布法;喷雾法;辊涂法;旋转涂布法(spincoating);流延涂布法;狭缝及旋转法;预湿法(例如日本特开2009-145395号公报中所记载的方法);喷墨法(例如按需方式、压电方式、热方式)、喷嘴喷射等吐出系印刷、柔版印刷、网版印刷、凹版印刷、反转套版印刷、金属掩模印刷法等各种印刷法;使用模具等的转印法;奈米压印法等。作为通过喷墨的应用方法,并无特别限定,例如可列举“扩展、使用的喷墨-专利中出现的无限可能性-2005年2月发行、Sumitbe Techon Research Co.,Ltd.”中示出的专利公报中所记载的方法(尤其115页~133页)、在日本特开2003-262716号公报、日本特开2003-185831号公报、日本特开2003-261827号公报、日本特开2012-126830号公报、日本特开2006-169325号公报等中所记载的方法。
在支持体上形成的组合物层可以进行干燥(预烘烤)。当通过低温工序形成图案时,可以不进行预烘烤。
当进行预烘烤时,预烘烤温度优选为150℃以下,更优选为120℃以下,进一步优选为110℃以下。下限例如能够设为50℃以上,且还能够设为80℃以上。通过在150℃以下的预烘烤温度下进行预烘烤,例如由有机素材构成图像传感器的光电转换膜时,能够更加有效地维持这些特性。
预烘烤时间优选为10秒钟~300秒钟,更优选为40~250秒钟,进一步优选为80~220秒钟。干燥能够通过加热板、烤箱等进行。
(当通过光微影法进行图案形成时)
《曝光工序》
接着,将组合物层曝光成图案状(曝光工序)。例如,利用步进器等曝光装置,通过具有规定掩模图案的掩模对组合物层进行曝光,从而能够进行图案曝光。由此,能够对曝光部分进行固化。
作为能够在曝光时使用的放射线(光),优选为g射线、i射线等紫外线,更优选为i射线。照射量(曝光量)例如优选为0.03~2.5J/cm2,更优选为0.05~1.0J/cm2,最优选为0.08~0.5J/cm2
关于曝光时的氧浓度,能够适当选择,除了在大气下进行以外,例如可以在氧浓度为19体积%以下的低氧环境气氛下(例如,15体积%、5体积%、实质上无氧)进行曝光,也可以在氧浓度大于21体积%的高氧环境气氛下(例如,22体积%、30体积%、50体积%)进行曝光。并且,曝光照度能够适当设定,通常能够从1000W/m2~100000W/m2(例如,5000W/m2、15000W/m2、35000W/m2)的范围选择。氧浓度与曝光照度可以适当组合条件,例如能够如下设定,即氧浓度为10体积%时照度为10000W/m2,氧浓度为35体积%时照度为20000W/m2等。
《显影工序》
接着,显影去除未曝光部而形成图案。未曝光部的显影去除能够使用显影液来进行。由此,曝光工序中的未曝光部的组合物层被显影液溶出,而仅光固化的部分残留于支持体上。
作为显影液,优选为不会对基底的固体成像元件或电路等造成损害的碱显影液。
显影液的温度例如优选为20~30℃。显影时间优选为20~180秒钟。并且,为了提高残渣去除性,可以反覆进行多次如下工序,即按每60秒钟甩掉显影液,而且供给新的显影液。
作为使用于显影液的碱剂,例如可列举氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、二乙二醇胺、二乙醇胺、羟基胺、乙二胺、氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四丙基铵、氢氧化四丁基铵、氢氧化苄基三甲基铵、二甲基双(2-羟乙基)氢氧化铵、胆碱、吡咯、哌啶、1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯等有机碱性化合物、或氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、偏硅酸钠等无机碱性化合物。显影液可优选地使用以纯水将这些碱剂稀释的碱性水溶液。碱性水溶液的碱剂的浓度优选为0.001~10质量%,更优选为0.01~1质量%。并且,显影液中可以使用表面活性剂。作为表面活性剂的例,可列举以上述的组合物说明的表面活性剂,优选为非离子系表面活性剂。另外,当使用由该种碱性水溶液组成的显影液时,优选显影后用纯水清洗(冲洗)。
显影后,且实施干燥之后能够进行加热处理(后烘烤)。后烘烤是用于将膜完全固化的显影后的加热处理。当进行后烘烤时,后烘烤温度例如优选为100~240℃。从膜固化的观点考虑,更优选为200~230℃。并且,当作为发光光源而使用有机电致发光(有机EL)元件时,或当以有机素材构成图像传感器的光电转换膜时,后烘烤温度优选为150℃以下,更优选为120℃以下,进一步优选为100℃以下,尤其优选为90℃以下。下限例如能够设为50℃以上。关于后烘烤,能够以成为上述条件的方式利用加热板或对流式烘箱(热风循环式干燥机)、高频加热机等加热机构,以连续式或间歇式对显影后的膜进行。并且,当通过低温工序形成图案时,可以不进行后烘烤。
(当通过干式蚀刻法进行图案形成时)
通过干式蚀刻法的图案形成能够如下进行:对形成于支持体上的组合物层进行固化而形成固化物层,接着将已图案化的光阻层作为掩模而使用蚀刻气体对所得到的固化物层进行图案形成。光阻层的形成中,优选还实施预烘烤处理。尤其,作为光阻层的形成工序,优选为实施曝光后的加热处理、显影后的加热处理(后烘烤处理)的方式。关于通过干式蚀刻法的图案形成,能够参考日本特开2013-064993号公报的0010~0067段的记载,并将该内容编入本说明书中。
<固体成像元件>
本发明的固体成像元件具有上述的本发明的膜。作为本发明的固体成像元件的结构,只要是具有本发明的膜的结构,且是作为固体成像元件而发挥功能的结构,则并无特别限定。例如,可列举以下结构。
为如下结构:在支持体上具有由构成固体成像元件的受光区域的多个光电二极管及多晶硅等组成的转移电极,在光电二极管及转移电极上具有仅光电二极管的受光部开口的由钨等组成的遮光膜,在遮光膜上具有由以覆盖遮光膜整面及光电二极管受光部的方式形成的氮化硅等组成的装置保护膜,且在装置保护膜上具有本发明的膜。而且,可以为在装置保护膜上且在本发明的膜下侧(接近支持体一侧)具有聚光机构(例如,微透镜等。以下相同)的结构、在本发明的膜上具有聚光机构的结构。并且,滤色器可以具有在通过隔断例如分隔成格子状的空间埋入有形成各色像素的固化膜的结构。该情况下的隔断优选相对于各色像素为低折射率。作为具有该种结构的摄像装置的例,可列举日本特开2012-227478号公报、日本特开2014-179577号公报中所记载的装置。
<图像显示装置>
本发明的膜还能够使用于液晶显示装置或有机电致发光元件(有机EL)显示装置等图像显示装置中。例如,能够以遮蔽包含于图像显示装置的背光(例如白色发光二极管(白色LED))中的红外光的目的、防止周边设备的误作动的目的、除了各着色像素以外还形成红外像素的目的来使用本发明的膜。
关于图像显示装置的定义或详细内容,例如记载于“电子显示装置(佐佐木昭夫着、Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.1990年发行)”、“显示装置(伊吹顺章着、SangyoTosho Publishing Co.,Ltd.平成元年发行)”等中。并且,关于液晶显示装置,例如记载于“下一代液晶显示技术(内田龙男编集、Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.1994年发行)”中。能够应用本发明的液晶显示装置并无特别限制,例如能够应用记载于上述的“下一代液晶显示技术”中的各种方式的液晶显示装置。
图像显示装置可以具有白色有机EL元件。作为白色有机EL元件,优选为串联结构。关于有机EL元件的串联结构,记载于日本特开2003-045676号公报、三上名义监修、“有机EL技术开发的最前线-高亮度/高精度/长寿命化/技术集-”、技术信息协会、326-328页、2008年等中。有机EL元件所发出的白色光的光谱优选在蓝色区域(430nm-485nm)、绿色区域(530nm-580nm)及黄色区域(580nm-620nm)具有最大发光峰值。除了这些发光峰值以外,更优选为还在红色区域(650nm-700nm)具有最大发光峰值。
<红外线传感器>
本发明的红外线传感器具有上述的本发明的膜。作为本发明的红外线传感器的结构,只要是具有本发明的膜的结构,且是作为红外线传感器而发挥功能的结构,则并无特别限定。
以下,关于本发明的红外线传感器的一实施方式,利用图示进行说明。
图1中,红外线传感器在固体成像元件110上具有包含近红外线截止滤光器111和红外线透射滤光器114的摄像区域。并且,在近红外线截止滤光器111上层叠有滤色器112。在滤色器112及红外线透射滤光器114的入射光hν侧配置有微透镜115。以覆盖微透镜115的方式形成有平坦化层116。
近红外线截止滤光器111为透射可见区域的光(例如,波长400~650nm的光)而遮蔽近红外区域的光(例如,波长800~1300nm的光、优选为波长900~1200nm的光,更优选为波长900~1000nm的光)的滤光器。近红外线截止滤光器111的分光特性可根据所使用的红外发光二极管(红外LED)的发光波长而选择。
滤色器112是形成有透射并吸收可见光区域中的特定波长的光的像素的滤色器,且并无特别限定,能够使用以往公知的像素形成用滤色器。例如,可使用形成有红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的像素的滤色器等。例如,能够参考日本特开2014-043556号公报的0214~0263段的记载,并将该内容编入本说明书中。
红外线透射滤光器114可根据所使用的红外LED的发光波长而选择其特性。例如,当红外LED的发光波长为850nm时,红外线透射滤光器114在膜的厚度方向上的光透射率在波长400~650nm的范围中的最大值优选为30%以下,更优为选20%以下,进一步优选为10%以下,尤其优选为0.1%以下。该透射率优选在波长400~650nm的范围的全区域满足上述条件。波长400~650nm的范围中的最大值通常为0.1%以上。
红外线透射滤光器114在膜的厚度方向上的光透射率在波长800nm以上(优选为800~1300nm)的范围中的最小值优选为70%以上,更优选为80%以上,进一步优为90%以上。该透射率优选在波长800nm以上的范围的一部分满足上述条件,且优选在与红外LED的发光波长对应的波长满足上述条件。波长900~1300nm的范围中的光透射率的最小值通常为99.9%以下。
红外线透射滤光器114的膜厚优选为100μm以下,更优选为15μm以下,进一步优选为5μm以下,尤其优选为1μm以下。下限值优选为0.1μm。膜厚只要在上述范围,则能够设为满足上述的分光特性的膜。
以下示出红外线透射滤光器114的分光特性、膜厚等的测量方法。
关于膜厚,利用触针式表面形状测量器(ULVAC,Inc.公司制DEKTAK150)测量了具有膜的干燥后的基板。
关于膜的分光特性,利用紫外可见近红外分光光度计(Hitachi High-Technologies Corporation制U-4100)在波长300~1300nm的范围测量了透射率的值。
具有上述的分光特性的红外线透射滤光器114能够使用包含遮蔽可见光的色材的组合物来形成。关于遮蔽可见光的色材的详细内容,与以上述的本发明的组合物进行说明的范围相同。
并且,例如当红外LED的发光波长为940nm时,红外线透射滤光器114在膜的厚度方向上的光的透射率在波长450~650nm的范围中的最大值为20%以下,在膜的厚度方向上的波长835nm的光的透射率为20%以下,在膜的厚度方向上的光的透射率在波长1000~1300nm的范围中的最小值优选为70%以上。
具有上述的分光特性的红外线透射滤光器114能够使用包含遮蔽可见光的色材和在波长750~950nm的范围具有最大吸收的化合物的组合物来制造。关于遮蔽可见光的色材的详细内容,与以上述的本发明的组合物进行说明的范围相同。作为在波长750~950nm的范围具有最大吸收的化合物,可列举以上述的本发明的组合物进行说明的化合物(1)等。并且,还能够使用含有遮蔽可见光的色材的本发明的组合物来形成。
<化合物>
接着,对本发明的化合物进行说明。
本发明的化合物为以本发明的组合物进行说明的由式(1)表示的化合物(化合物(1)),优选范围也与上述的范围相同。本发明的化合物能够优选地用作红外线吸收剂。并且,还能够用作颜料衍生物。本发明的化合物例如能够优选地使用于遮蔽波长700~1000nm的光的近红外线截止滤光器等的形成。并且,还能够用作等离子显示面板或固体成像元件用等近红外线截止滤光器、热射线遮蔽膜等滤光片、一次写入型光盘(CD-R)或闪光熔融定影材料中的光热转换材料。并且,还能够用作防伪油墨、或不可见条形码油墨中的信息显示材料。
[实施例]
以下列举实施例对本发明进一步进行具体说明。以下的实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等在不脱离本发明的宗旨的范围内,能够适当进行变更。而且,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。另外,无特别明示的情况下,“份”、“%”为质量基准。
<合成例>
(化合物D-14合成例)
根据下述方案对化合物D-14进行了合成。
将4-(1-甲基庚氧基)苄腈作为原料,根据美国专利第5,969,154号说明书中所记载的方法对化合物D-14-a进行了合成。
将50质量份的化合物D-14-a和52.4质量份的2-(2-(6,7-二氯-喹喔啉))乙腈在1000质量份的甲苯中进行搅拌,接着滴落127质量份的三氯氧磷,加热还流3.5小时。反应结束后,冷却至内温25℃,将内温维持在30℃以下并经60分钟滴落1000质量份的甲醇。滴落结束后,在室温下搅拌了30分钟。滤除已析出的结晶,且以500质量份的甲醇进行清洗。对所得到的结晶添加500质量份的甲醇,加热还流30分钟,冷却至30℃,并滤除结晶。在40℃下对所得到的结晶进行12小时的送风干燥而得到了56.6质量份的化合物D-14-b。
将51质量份的二苯基硼酸2-氨基乙酯在500质量份的1,2-二氯苯中进行搅拌,将反应装置的设定温度设为40℃,并经10分钟对其滴落72.2质量份的四氯化钛而搅拌30分钟。而且对其添加25质量份的化合物D-14-b,将设定温度升温至130℃而加热还流90分钟。直至内温成为30℃为止进行冷却之后,将内温维持在30℃以下并且对还流后的溶液滴落1000质量份的甲醇。滴落后搅拌30分钟而滤除结晶,并用500质量份的甲醇进行清洗。对所得到的结晶添加250质量份的甲醇而加热还流30分钟,直至成为30℃为止进行冷却而滤除结晶。在40℃下对所得到的结晶进行12小时的送风干燥而得到了25质量份的化合物D-14-c。
将24质量份的化合物D-14-c在700质量份的四氢呋喃中进行搅拌,对其依次滴落了89.2质量份的三乙胺及25.2质量份的苯甲酰氯。将反应装置的设定温度升温至75℃而加热还流1小时。直至内温成为30℃为止进行冷却,将内温维持在30℃以下并且对还流后的溶液滴落400质量份的甲醇。滴落后搅拌30分钟而滤除结晶,并用500质量份的甲醇进行清洗。对所得到的结晶添加500质量份的甲醇而加热还流1小时,直至成为30℃为止进行冷却而滤除结晶。在40℃下对所得到的结晶进行12小时的送风干燥而得到了20质量份的化合物D-14。
化合物D-14的核磁共振分析(1H-NMR(CDCl3)):δ:9.05(s、2H)、8.32~8.29(m、6H)、7.81(s、2H)、7.75~7.68(m、2H)、7.59~7.55(m、4H)、7.38~7.36(m、10H)、7.26~7.19(m、10H)、6.96(d、4H)、6.35(d、4H)
通过MALDI-MS(Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization-MassSpectrometry(基质辅助激光解吸/电离质谱法)),观察分子量1294.2的峰值而确认是化合物D-14。
用氯仿进行测量的结果,化合物D-14的最大吸收波长(λmax)是883nm。
本合成例中,通过对所得到的化合物D-14添加使用调整了浓度HCl溶液的清洗工序,还能够大幅减少杂质(尤其杂质金属离子、金属盐等)。
[化学式38]
(化合物D-44的合成例)
按照下述方案对化合物D-44进行了合成。
将65质量份的偏苯三酸酐溶解于450质量份的DMF(二甲基甲酰胺),冰冷下,直至内温成为30℃以下为止滴落了70.8质量份的十三烷基胺(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制,支链异构体混合物)。在20~30℃下将该反应液搅拌20分钟之后,将反应装置的设定温度升温至155℃而加热还流3小时。将该反应液冷却至30℃之后,添加300mL的乙酸乙酯,接着将内温维持在30℃以下而滴落冰冷下的1mol/L盐酸水300mL。在20~30℃下将滴落后的溶液搅拌30分钟之后,进行分液操作而废弃水层,向有机层添加1mol/L盐酸水300mL而在20~30℃下搅拌30分钟。进行分液操作而废弃水层,对有机层添加硫酸镁而在20~30℃下搅拌10分钟。滤除该有机层,在60℃下对滤液进行减压浓缩而得到了114质量份的化合物D-44-E。
化合物D-44-E的核磁共振分析(1H-NMR(400MHz、CDCl3)):δ0.56-1.80(m,25H),3.63-3.80(m,2H),7.89-8.00(m,1H),8.43-8.51(m,1H),8.54(s,1H),11.7(brs,1H)
将20质量份的化合物D-44-E溶解于80质量份的四氢呋喃(THF),在冰冷下,直至内温成为30℃以下为止滴落10.2质量份的乙二酰氯、0.09质量份的DMF。在40℃下将该反应液搅拌60分钟之后,在40℃下进行减压浓缩而得到了21.0质量份的化合物D-44-F。
使用化合物D-44-G和化合物D-44-F,并以与化合物D-14的合成相同的操作而对化合物D-44进行了合成。
化合物D-44的核磁共振分析(1H-NMR(400MHz、CDCl3)):δ0.57-1.89(m,50H),2.07-2.22(s,6H),3.54-3.86(m,4H),6.23-6.38(m,2H),6.54-6.79(m,4H),6.87-7.41(m,28H),7.93-8.05(m,2H),8.43-8.54(m,2H),8.58(s,2H)
[化学式39]
(化合物D-43、D-45~D-84的合成例)
以与化合物D-14及D-44的合成例相同的方法进行了合成。
另外,如下那样合成了用作D-63及D-64的中间体的化合物D-63-E。
(化合物D-63-E的合成)
将60质量份的偏苯三酸酐溶解于420质量份的DMF,在冰冷下,将内温维持在30℃以下而滴落42.7质量份的3-二乙胺基丙胺。在20~30℃下将该反应液搅拌20分钟之后,将反应装置的设定温度升温至155℃而加热还流3小时。将该反应液冷却至30℃而添加420mL的乙酸乙酯,并在20~30℃下搅拌20分钟。滤除该反应液,并用420mL的乙酸乙酯进行喷洗而得到了90质量份的化合物D-44-E。
化合物D-63-E的核磁共振分析(1H-NMR(400MHz、CDCl3)):δ1.22(t,6H),1.98-2.12(m,2H),3.11-3.25(m,6H),3.71(t,2H),7.77-7.82(m,1H),8.10(s,1H),8.13-8.18(m,1H)
[化学式40]
<试验例1>
将下述表所示的化合物溶解于下述表中所记载的测量溶剂(浓度2.5×10-6mol/L)而测量了吸收光谱(光路长10mm)。根据各化合物的吸收光谱分别求出了各化合物的最大吸收波长、最大吸收波长的吸光度Amax、波长450nm的吸光度A450。将各化合物的最大吸收波长及吸光度A450除以吸光度Amax的值即吸光度比(吸光度A450/吸光度Amax)示于下述表中。
[表2]
化合物(1) 测量溶剂 最大吸收波长[nm] 吸光度比(A<sub>450</sub>/A<sub>max</sub>)
实施例1-1 D-1 氯仿 780 0.011
实施例1-2 D-2 氯仿 780 0.011
实施例1-3 D-3 氯仿 779 0.010
实施例1-4 D-6 氯仿 780 0.010
实施例1-5 D-8 四氢呋喃 786 0.010
实施例1-6 D-9 氯仿 782 0.013
实施例1-7 D-12 四氢呋喃 800 0.011
实施例1-8 D-13 氯仿 785 0.010
实施例1-9 D-14 氯仿 883 0.014
实施例1-10 D-14 乙酸乙酯 883 0.014
实施例1-11 D-14 四氢呋喃 883 0.014
实施例1-12 D-15 氯仿 885 0.010
实施例1-13 D-17 氯仿 890 0.009
实施例1-14 D-19 氯仿 863 0.010
实施例1-15 D-20 氯仿 865 0.009
实施例1-16 D-22 氯仿 740 0.011
实施例1-17 D-23 氯仿 746 0.01
实施例1-18 D-34 氯仿 780 0.011
实施例1-19 D-37 氯仿 885 0.009
实施例1-20 D-40 氯仿 863 0.010
比较例1-1 E-1 氯仿 752 0.035
[表3]
化合物(1) 测量溶剂 最大吸收波长[nm] 吸光度比(A<sub>450</sub>/A<sub>max</sub>)
实施例1-21 D-43 氯仿 750 0.012
实施例1-22 D-44 氯仿 756 0.009
实施例1-23 D-45 氯仿 756 0.009
实施例1-24 D-46 氯仿 756 0.010
实施例1-25 D-47 氯仿 756 0.009
实施例1-26 D-48 氯仿 754 0.009
实施例1-27 D-49 氯仿 756 0.008
实施例1-28 D-50 氯仿 754 0.010
实施例1-29 D-51 氯仿 754 0.010
实施例1-30 D-52 氯仿 754 0.009
实施例1-31 D-53 氯仿 756 0.009
实施例1-32 D-54 氯仿 756 0.013
实施例1-33 D-55 氯仿 753 0.008
实施例1-34 D-56 氯仿 746 0.014
实施例1-35 D-57 氯仿 743 0.009
实施例1-36 D-58 氯仿 743 0.009
实施例1-37 D-59 氯仿 756 0.008
实施例1-38 D-60 氯仿 756 0.009
实施例1-39 D-61 氯仿 749 0.009
实施例1-40 D-62 氯仿 746 0.014
实施例1-41 D-63 氯仿 746 0.014
实施例1-42 D-64 氯仿 750 0.009
实施例1-43 D-65 氯仿 744 0.008
实施例1-44 D-66 氯仿 745 0.008
实施例1-45 D-67 氯仿 750 0.009
实施例1-46 D-68 氯仿 750 0.009
实施例1-47 D-69 氯仿 750 0.009
实施例1-48 D-70 氯仿 750 0.009
实施例1-49 D-71 氯仿 787 0.006
实施例1-50 D-72 氯仿 788 0.006
实施例1-51 D-73 氯仿 783 0.010
实施例1-52 D-74 氯仿 880 0.013
实施例1-53 D-75 氯仿 882 0.008
实施例1-54 D-76 氯仿 883 0.008
实施例1-55 D-77 氯仿 790 0.008
实施例1-56 D-78 氯仿 865 0.009
实施例1-57 D-79 氯仿 883 0.013
实施例1-58 D-80 氯仿 885 0.009
实施例1-59 D-81 氯仿 756 0.009
实施例1-60 D-82 氯仿 744 0.008
实施例1-61 D-83 氯仿 750 0.008
实施例1-62 D-84 氯仿 752 0.008
化合物D-1、D-2、D-3、D-6、D-8、D-9、D-12、D-13、D-14、D-15、D-17、D-19、D-20、D-22、D-23、D-34、D-37、D-40、D-43~D-84:具有在上述的化合物(1)的具体例中示出的结构的化合物。
化合物E-1:具有下述结构的化合物。结构式中,Ph是苯基。
[化学式41]
如上述表所示,实施例的化合物的吸光度比为0.015以下,且可见透明性优异。相对于此,比较例的化合物的吸光度比大于0.015,且可见透明性比实施例的化合物差。
<试验例2>
以下述表所示的比例将下述表所示的成分进行混合及搅拌之后,用孔径0.45μm的尼龙制过滤器(NIHON PALL LTD.制)对混合物进行过滤而制备了组合物。
[表4]
[表5]
另外,在实施例2-46~2-50中,对除了化合物(1)以外的近红外线吸收化合物(D-100~D-104)进行了配合。
化合物D-34~D-50、D-52、D-55、D-57~D-61、D-65~D-83:具有在上述的化合物(1)的具体例中示出的结构的化合物。
化合物D-100~D-104:具有下述结构的化合物。
[化学式42]
聚合性化合物:下述化合物的混合物(左侧化合物与右侧化合物的摩尔比为7:3的混合物)
[化学式43]
光聚合引发剂:IRGACURE-OXE01(BASF公司制)
表面活性剂:MAGAFACE RS-72-K(DIC CORPORATION制,丙二醇单甲醚乙酸酯30质量%溶液)
聚合抑制剂:对羟基酚
有机溶剂:环己酮
(膜的制造)
将所得到的各组合物旋涂于玻璃基材上,以使制膜后的膜厚成为1.0μm,使用i射线步进曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制)以1000mJ/cm2进行全面曝光。接着,使用加热板在220℃下对玻璃基材进行5分钟的加热来制造膜。
关于制造膜的玻璃基材,利用紫外可见近红外分光光度计U-4100(Hitachi High-Technologies Corporation制)在波长400~1300nm的范围测量了透射率。这些膜的可见透明性及红外线遮蔽性优异。
对上述组合物,通过进一步配合遮蔽可见光的色材,能够制造使规定的红外线选择性透射的红外线透射滤光器。
<试验例3>
(色材溶液1~29的制备)
将下述表中所记载的化合物(1)、下述表中所记载的颜料衍生物、下述表中所记载的树脂、150质量份的丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)及230质量份的直径为0.3mm的二氧化锆珠进行混合,利用涂料混合机进行5小时的分散处理,通过对二氧化锆珠进行过滤并分离而制备了色材溶液1~29。化合物(1)、颜料衍生物及树脂的配合量如表中所记载。另外,色材溶液16、18、28中,将化合物D-63用作颜料衍生物。并且,色材溶液19、29中,将化合物D-64用作颜料衍生物。
[表6]
化合物D-1、D-3、D-8、D-12、D-14、D-15、D-19、D-20、D-30、D-33、D-36、D-39、D-45、D-51、D-53、D-54、D-56、D-62、D-63、D-64、D-80、D-84:具有在上述的化合物(1)的具体例中示出的结构的化合物。
颜料衍生物1:具有下述结构的化合物。结构式中,Ph是苯基。
[化学式44]
树脂1:具有下述结构的树脂(酸值=105mgKOH/g、重量平均分子量=8000)。附注于主链的数值表示重复单元的质量比,附注在侧链的数值表示重复单元的数。
[化学式45]
树脂2:具有下述结构的树脂(酸值=32.3mgKOH/g、胺值=45.0mgKOH/g、重量平均分子量=22900)。附注于主链的数值表示重复单元的质量比,附注在侧链的数值表示重复单元的数。
[化学式46]
树脂3:具有下述结构的树脂(酸值=99.1mgKOH/g、重量平均分子量=38000)。附注于主链的数值表示重复单元的质量比,附注在侧链的数值表示重复单元的数。
[化学式47]
(组合物的制备)
将下述成分进行混合而制备了组合物。
·在上述中所得到的色材溶液:55质量份
·树脂(ACRYBASE FF-426、NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制):7.0质量份
·聚合性化合物(ARONIX M-305、季戊四醇三丙烯酸酯与季戊四醇四丙烯酸酯的混合物、含有55~63质量%的季戊四醇三丙烯酸酯,TOAGOSEI CO.,LTD.制):4.5质量份
·光聚合引发剂(IRGACURE-OXE02、BASF公司制):0.8质量份
·聚合抑制剂(对羟基酚):0.001质量份
·表面活性剂(下述混合物(Mw=14000)。下述式中,表示重复单元的比例的%是质量%。):0.03质量份
[化学式48]
·紫外线吸收剂(UV-503、DAITO CHEMICAL CO.,LTD.制):1.3质量份
·PGMEA:31质量份
(膜的制造)
将各组合物旋涂于玻璃基材上,以使制膜后的膜厚成为1.0μm,并利用i射线步进曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制)以1000mJ/cm2进行全面曝光。接着,使用加热板在220℃下加热5分钟来制造了膜。
关于制造膜的玻璃基材,利用紫外可见近红外分光光度计U-4100(Hitachi High-Technologies Corporation制)在波长400~1300nm的范围测量了透射率。这些膜的可见透明性及红外线遮蔽性优异。
对上述组合物,通过进一步配合遮蔽可见光的色材,能够制造使规定的红外线选择性透射的红外线透射滤光器。
符号说明
110-固体成像元件,111-近红外线截止滤光器,112-滤色器,114-红外线透射滤光器,115-微透镜,116-平坦化层。

Claims (17)

1.一种组合物,其含有由下述式(1)表示的化合物、树脂及溶剂,
式(1)中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、氰基、硝基、氟代烷基、-OCOR11、-SOR12或-SO2R13
R11~R13分别独立地表示烃基或杂芳基,
n表示1~3的整数,
R3~R6分别独立地表示氢原子或取代基,R3与R4、R5与R6任选地分别键合而形成环,
R7~R10分别独立地表示氢原子或取代基,
X1及X2分别独立地表示氢原子或-BR21aR22a
R21a及R22a分别独立地表示取代基,R21a与R22a任选地相互键合而形成环。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,
R7~R10分别独立地表示氢原子、卤素原子、烃基、烷氧基或氰基。
3.根据权利要求1所述的组合物,其中,
R7~R10中的至少一个表示卤素原子、烃基、烷氧基或氰基。
4.根据权利要求1所述的组合物,其中,
R7及R9分别独立地表示卤素原子、烃基、烷氧基或氰基,R8及R10表示氢原子。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物,其中,
由所述式(1)表示的化合物在波长700nm~1000nm的范围具有最大吸收波长,且波长450nm的吸光度A450除以所述最大吸收波长的吸光度Amax的值即A450/Amax为0.015以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物,其还包括彩色着色剂。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物,其还包括使红外线透射而遮蔽可见光的色材。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物,其还包括自由基聚合性化合物及光聚合引发剂。
9.一种由权利要求1至8中任一项所述的组合物形成的膜。
10.一种滤光片,其具有权利要求9所述的膜。
11.根据权利要求10所述的滤光片,其中,
所述滤光片为近红外线截止滤光器或红外线透射滤光器。
12.根据权利要求10或11所述的滤光片,其具有:
权利要求9所述的膜的像素,及
选自红、绿、蓝、洋红、黄、青、黑及无色中的至少一种像素。
13.一种层叠体,其具有权利要求9所述的膜和包括彩色着色剂的滤色器。
14.一种固体成像元件,其具有权利要求9所述的膜。
15.一种图像显示装置,其具有权利要求9所述的膜。
16.一种红外线传感器,其具有权利要求9所述的膜。
17.一种化合物,其由下述式(1)表示,
式(1)中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、氰基、硝基、氟代烷基、-OCOR11、-SOR12或-SO2R13
R11~R13分别独立地表示烃基或杂芳基,
n表示1~3的整数,
R3~R6分别独立地表示氢原子或取代基,R3与R4、R5与R6任选地分别键合而形成环,
R7~R10分别独立地表示氢原子或取代基,
X1及X2分别独立地表示氢原子或-BR21aR22a
R21a及R22a分别独立地表示取代基,R21a与R22a任选地相互键合而形成环。
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