CN110235033B - 组合物、膜、近红外线截止滤光片、固体摄像元件、图像显示装置及红外线传感器 - Google Patents

组合物、膜、近红外线截止滤光片、固体摄像元件、图像显示装置及红外线传感器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够制造经时稳定性良好且针对支撑体等的密合性优异的膜的组合物。并且,提供一种膜、近红外线截止滤光片、固体摄像元件、图像显示装置及红外线传感器。该组合物含有:近红外线吸收化合物,具有包含单环或稠环的芳香族环的π共轭平面;及化合物A,具有自由基聚合性的烯属不饱和基且重均分子量为3000以上,化合物A包含具有接枝链的重复单元。

Description

组合物、膜、近红外线截止滤光片、固体摄像元件、图像显示装 置及红外线传感器
技术领域
本发明涉及一种组合物、膜、近红外线截止滤光片、固体摄像元件、图像显示装置及红外线传感器。
背景技术
在摄影机、数码静态照相机、带有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(互补型金属氧化膜半导体)。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片来进行可见度校正。
使用含有近红外线吸收化合物等的组合物而制造近红外线截止滤光片。作为近红外线吸收化合物,使用具有宽π共轭平面的化合物等。例如,专利文献1中记载有使用吡咯并吡咯化合物来制造近红外线截止滤光片等的内容。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-263614号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
具有π共轭平面的近红外线吸收化合物存在如下倾向,即,通过π共轭平面彼此的相互作用等会凝聚在组合物中,从而组合物的粘度容易经时增加。因此,近年来,期待进一步改善针对含有近红外线吸收化合物的组合物的经时稳定性。
并且,使用含有近红外线吸收化合物的组合物而制造的膜中,近年来期待进一步提高针对支撑体的密合性。只要能够提高膜针对支撑体的密合性,则例如在形成具有图案的膜的情况下,能够抑制图案形成时的膜的剥离等。因此,能够形成更微细的图案。
本发明的目的在于提供一种能够制造经时稳定性良好,并且针对支撑体等的密合性优异的膜的组合物。并且,在于提供一种膜、近红外线截止滤光片、固体摄像元件、图像显示装置及红外线传感器。
用于解决技术课题的手段
基于上述状况,本发明人进行了深入研究的结果,发现通过设为后述结构的组合物而能够实现上述目的并完成了本发明。从而,本发明提供以下。
<1>一种组合物,其含有:
近红外线吸收化合物,具有包含单环或稠环的芳香族环的π共轭平面;及
化合物A,具有自由基聚合性的烯属不饱和基且重均分子量为3000以上,
化合物A包含具有接枝链的重复单元。
<2>如<1>所述的组合物,其中
化合物A所具有的自由基聚合性的烯属不饱和基为选自乙烯基、乙烯氧基、烯丙基、甲代烯丙基、(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、肉桂酰基及马来酰亚胺基中的至少一种。
<3>如<1>或<2>所述的组合物,其中
接枝链包含选自聚酯结构、聚醚结构、聚(甲基)丙烯酸类结构、聚氨酯结构、聚脲结构及聚酰胺结构中的至少一种结构。
<4>如<3>所述的组合物,其中
接枝链包含聚酯结构。
<5>如<1>至<4>中任一项所述的组合物,其中
具有接枝链的重复单元的重均分子量为1000以上。
<6>如<1>至<5>中任一项所述的组合物,其中
化合物A包含具有自由基聚合性的烯属不饱和基的重复单元和具有接枝链的重复单元。
<7>如<1>至<6>中任一项所述的组合物,其中
化合物A包含由下述式(A-1-1)表示的重复单元和由下述式(A-1-2)表示的重复单元;
[化学式1]
Figure BDA0002147187970000031
式(A-1-1)中,X1表示重复单元的主链,L1表示单键或2价连接基,Y1表示具有自由基聚合性的烯属不饱和基的基团;
式(A-1-2)中,X2表示重复单元的主链,L2表示单键或2价连接基,W1表示接枝链。
<8>如<1>至<7>中任一项所述的组合物,其中
化合物A还包含具有酸基的重复单元。
<9>如<1>至<8>中任一项所述的组合物,其中
化合物A的自由基聚合性的烯属不饱和基量为0.2~5.0mmol/g。
<10>如<1>至<9>中任一项所述的组合物,其中
化合物A的酸值为20~150mgKOH/g。
<11>如<1>至<10>中任一项所述的组合物,其中
近红外线吸收化合物为选自吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物及二亚铵化合物中的至少一种。
<12>如<1>至<11>中任一项所述的组合物,其还含有使红外线透射并遮蔽可见光的色材。
<13>一种膜,其由<1>至<12>中任一项所述的组合物得到。
<14>一种近红外线截止滤光片,其具有<13>所述的膜。
<15>一种固体摄像元件,其具有<13>所述的膜。
<16>一种图像显示装置,其具有<13>所述的膜。
<17>一种红外线传感器,其具有<13>所述的膜。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够制造经时稳定性良好,并且针对支撑体等的密合性优异的膜的组合物。并且,能够提供一种膜、近红外线截止滤光片、固体摄像元件、图像显示装置及红外线传感器。
附图说明
图1是表示红外线传感器的一实施方式的概略图。
以下,对本发明的内容进行详细说明。
本说明书中,“~”是以将记载于其前后的数值作为下限值及上限值而包含的含义使用。
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(经取代的烷基)。
本说明书中的“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,通常可举出以汞灯的明线光谱、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,重均分子量及数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,重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)例如能够通过使用HLC-8220GPC(TOSOH CORPORATION制),作为管柱而使用将TOSOH TSKgel Super HZM-H、TOSOH TSKgelSuper HZ4000及TOSOH TSKgel Super HZ2000连结而成的管柱,且作为展开溶剂而使用四氢呋喃来求出。
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,近红外线是指波长为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”这一术语不仅包含独立的工序,即使在无法与其他工序明确区分的情况下只要可实现对其工序所期待的作用,也包含于本术语中。
<组合物>
本发明的组合物的特征为含有:近红外线吸收化合物,具有包含单环或稠环的芳香族环的π共轭平面;及化合物A,具有自由基聚合性的烯属不饱和基且重均分子量为3000以上,化合物A包含具有接枝链的重复单元。
本发明的组合物能够制造经时稳定性良好且针对支撑体等的密合性优异的膜。作为可得到这些效果的理由,推测为基于如下。推测通过化合物A的自由基聚合性的烯属不饱和基与近红外线吸收化合物的π共轭平面相互作用而化合物A接近近红外线吸收化合物,且近红外线吸收化合物以被化合物A包裹的方式存在于组合物中。进而,推测该化合物A包含具有接枝链的重复单元,因此通过基于接枝链的位阻而能够抑制近红外线吸收化合物彼此的缔合。因此,推测能够提高近红外线吸收化合物的分散性,并能够设为经时稳定性优异的组合物。并且,推测化合物A具有自由基聚合性的烯属不饱和基,但自由基聚合性的烯属不饱和基的反应性优异,因此能够提高膜的固化性。进而,推测通过化合物A聚合在近红外线吸收化合物的附近而由聚合引起的分子量的增加变大,从而能够进一步提高膜的固化性。因此,推测能够提高膜针对支撑体等的密合性。以下,对本发明的组合物的各成分进行说明。
<<近红外线吸收化合物>>
本发明的组合物含有具有包含单环或稠环的芳香族环的π共轭平面的化合物即近红外线吸收化合物。本发明中,近红外线吸收化合物优选为在近红外区域(优选波长700~1300nm的范围,进一步优选波长700~1000nm的范围)具有吸收的化合物。
本发明中的近红外线吸收化合物具有包含单环或稠环的芳香族环的π共轭平面,因此通过近红外线吸收化合物的π共轭平面上的芳香族环彼此的相互作用,在膜中容易形成近红外线吸收化合物的J缔合体,从而能够形成近红外区域的分光优异的膜。
本发明中,近红外线吸收化合物可以是颜料(还称为近红外线吸收颜料),也可以是染料(还称为近红外线吸收染料)。
除了构成近红外线吸收化合物所具有的π共轭平面的氢以外的原子数优选为14个以上,更优选为20个以上,进一步优选为25个以上,特别优选为30个以上。上限例如优选为80个以下,更优选为50个以下。
近红外线吸收化合物所具有的π共轭平面优选包含2个以上的单环或稠环的芳香族环,更优选包含3个以上的前述芳香族环,进一步包含4个以上的前述芳香族环,特别优选包含5个以上的前述芳香族环。优选上限为100个以下,更优选50个以下,进一步30个以下。作为前述芳香族环,可举出苯环、萘环、戊搭烯环、茚环、薁环、庚搭烯环、引达省环、苝环、并五苯环、夸特锐烯(quaterrylene)环、苊环、菲环、蒽环、并四苯环、
Figure BDA0002147187970000061
(chrysene)环、三亚苯环、芴环、吡啶环、喹啉环、异喹啉环、咪唑环、苯并咪唑环、吡唑环、噻唑环、苯并噻唑环、三唑环、苯并三唑环、噁唑环、苯并噁唑环、咪唑啉环、吡嗪环、喹喔啉环、嘧啶环、喹唑啉环、哒嗪环、三嗪环、吡咯环、吲哚环、异吲哚环、咔唑环及具有这些环的稠环。
近红外线吸收化合物优选为在波长700~1000nm的范围具有极大吸收波长的化合物。另外,本说明书中,“在波长700~1000nm的范围内具有极大吸收波长”是指在近红外线吸收化合物的溶液中的吸收光谱中,在波长700~1000nm的范围内具有表示最大吸光度的波长。关于用于测定近红外线吸收化合物的溶液中的吸收光谱的测定溶剂,可举出氯仿、甲醇、二甲基亚砜、乙酸乙酯、四氢呋喃。当为溶解于氯仿的化合物时,将氯仿用作测定溶剂。当为不溶解于氯仿的化合物时,使用甲醇。并且,均不溶解于氯仿及甲醇的情况下,使用二甲基亚砜。
近红外线吸收化合物优选为在波长700~1000nm的范围具有极大吸收波长且作为极大吸收波长下的吸光度Amax与波长550nm下的吸光度A550之比Amax/A550为50~500的化合物。近红外线吸收化合物中的Amax/A550优选为70~450,更优选为100~400。根据该方式,可轻松地制造可见透明性和近红外线遮蔽性优异的膜。另外,波长550nm下的吸光度A550及极大吸收波长下的吸光度Amax为从近红外线吸收化合物的溶液中的吸收光谱求出的值。
本发明中,作为近红外线吸收化合物,也优选使用极大吸收波长不同的至少两种化合物。根据该方式,与使用了一种近红外线吸收化合物的情况相比,膜的吸收光谱的波形变宽,从而能够遮蔽宽的波长范围的近红外线。当使用极大吸收波长不同的至少两种化合物时,至少含有在波长700~1000nm的范围具有极大吸收波长的第1近红外线吸收化合物和在比第1近红外线吸收化合物的极大吸收波长更靠短波长侧且在波长700~1000nm的范围具有极大吸收波长的第2近红外线吸收化合物,第1近红外线吸收化合物的极大吸收波长与第2近红外线吸收化合物的极大吸收波长之差优选为1~150nm。
本发明中,近红外线吸收化合物优选选自吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、夸特锐烯化合物、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、甲亚胺化合物、蒽醌化合物及二苯并呋喃酮化合物中的至少一种,更优选选自吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物及二亚铵化合物中的至少一种,进一步优选选自吡咯并吡咯化合物、花青化合物及方酸化合物中的至少一种,特别优选吡咯并吡咯化合物。作为二亚铵化合物,例如可举出日本特表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,例如可举出日本特开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,并将这些内容编入本说明书中。作为萘酞菁化合物,例如可举出日本特开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 Scientific Ltd.”,并将该内容编入本说明书中。并且,作为近红外线吸收化合物,也能够使用日本特开2016-146619号公报中所记载的化合物,并将该内容编入本说明书中。
作为吡咯并吡咯化合物,优选为由式(PP)表示的化合物。
[化学式2]
Figure BDA0002147187970000081
式中,R1a及R1b各自独立地表示烷基、芳基或杂芳基,R2及R3各自独立地表示氢原子或取代基,R2及R3可以相互键合而形成环,R4各自独立地表示氢原子、烷基、芳基、杂芳基、-BR4AR4B或金属原子,R4可以与选自R1a、R1b及R3中的至少1个共价键合或配位键合,R4A和R4B各自独立地表示取代基。式(PP)的详细内容能够参考日本特开2009-263614号公报的0017~0047段、日本特开2011-068731号公报的0011~0036段、国际公开WO2015/166873号公报的0010~0024段的记载,并将这些内容编入本说明书中。
R1a及R1b优选各自独立地为芳基或杂芳基,更优选芳基。并且,R1a及R1b所表示的烷基、芳基及杂芳基可以具有取代基,也可以未经取代。作为取代基,可举出烷氧基、羟基、卤素原子、氰基、硝基、-OCOR11、-SOR12、-SO2R13等。R11~R13分别独立地表示烃基或杂环基。并且,作为取代基,例如可举出日本特开2009-263614号公报的0020~0022段中所记载的取代基。其中,作为取代基,优选烷氧基、羟基、氰基、硝基、-OCOR11、-SOR12、-SO2R13。作为由R1a、R1b表示的基团,优选将具有支链烷基的烷氧基作为取代基而具有的芳基、将羟基作为取代基而具有的芳基或将由-OCOR11表示的基团来作为取代基而具有的芳基。支链烷基的碳原子数优选3~30,更优选3~20。
优选R2及R3中的至少一个为吸电子基,更优选R2表示吸电子基(优选为氰基),R3表示杂芳基。杂芳基优选5员环或6员环。并且,杂芳基优选单环或稠环,优选单环或稠合数为2~8的稠环,更优选单环或稠合数为2~4的稠环。构成杂芳基的杂原子的数优选1~3,更优选1~2。作为杂原子,例如可例示氮原子、氧原子、硫原子。杂芳基优选具有1个以上的氮原子。式(PP)中的2个R2彼此可以相同,也可以不同。并且,式(PP)中的2个R3彼此可以相同,也可以不同。
R4优选为氢原子、烷基、芳基、杂芳基或由-BR4AR4B表示的基团,更优选为氢原子、烷基、芳基或由-BR4AR4B表示的基团,进一步优选为由-BR4AR4B表示的基团。作为R4A及R4B所表示的取代基,优选卤素原子、烷基、烷氧基、芳基或杂芳基,更优选烷基、芳基或杂芳基,特别优选芳基。这些基团可以进一步具有取代基。式(PP)中的2个R4彼此可以相同,也可以不同。
作为由式(PP)表示的化合物的具体例,可举出下述化合物。以下的结构式中,Me表示甲基,Ph表示苯基。并且,作为吡咯并吡咯化合物,可举出日本特开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,并将这些内容编入本说明书中。
[化学式3]
Figure BDA0002147187970000101
作为方酸化合物,优选由下述式(SQ)表示的化合物。
[化学式4]
Figure BDA0002147187970000102
式(SQ)中,A1及A2分别独立地表示芳基、杂芳基或由式(A-1)表示的基团;
[化学式5]
Figure BDA0002147187970000111
式(A-1)中,Z1表示形成含氮杂环的非金属原子团,R2表示烷基、烯基或芳烷基,d表示0或1,波线表示连接键。关于式(SQ)的详细内容,能够参考日本特开2011-208101号公报的0020~0049段的记载,并将该内容编入本说明书中。
另外,式(SQ)中,阳离子如下以非定域化的方式存在。
[化学式6]
Figure BDA0002147187970000112
作为方酸化合物的具体例,可举出以下所示的化合物。并且,作为方酸化合物,可举出日本特开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。
[化学式7]
Figure BDA0002147187970000113
花青化合物优选为以式(C)表示的化合物。
式(C)
[化学式8]
Figure BDA0002147187970000121
式中,Z1及Z2分别独立地为形成可以稠合的5员或6员的含氮杂环的非金属原子团,
R101及R102分别独立地表示烷基、烯基、炔基、芳烷基或芳基,
L1表示具有奇数个次甲基的次甲基链,
a及b分别独立地为0或1,
在a为0的情况下,碳原子与氮原子以双键键合,这b为0的情况下,碳原子与氮原子以单键键合,
式中的由Cy表示的部位为阳离子部的情况下,X1表示阴离子,c表示使电荷平衡时所需的数,式中的由Cy表示的部位为阴离子部的情况下,X1表示阳离子,c表示使电荷平衡时所需的数,式中的由Cy表示的部位的电荷在分子内中和的情况下,c为0。
作为花青化合物,可举出日本特开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、日本特开2015-172004号公报中所记载的化合物、日本特开2015-172102号公报中所记载的化合物、日本特开2008-088426号公报中所记载的化合物等,并将这些内容编入本说明书中。
本发明中,作为近红外线吸收化合物,还能够使用市售品。例如,可举出SDO-C33(ARIMOTO CHEMICAL CO.,LTD.制)、EX Color IR-14、EX Color IR-10A、EX Color TX-EX-801B、EX Color TX-EX-805K(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制)、ShigenoxNIA-8041、ShigenoxNIA-8042、ShigenoxNIA-814、ShigenoxNIA-820、ShigenoxNIA-839(HakkoChemical Co.,Ltd.制)、EpoliteV-63、Epolight3801、Epolight3036(Epolin,Inc制)、PRO-JET825LDI(Fujifilm Corporation制)、NK-3027、NK-5060(Hayashibara Co.,Ltd.制)、YKR-3070(Mitsui Chemicals,Inc.制)等。
本发明的组合物中,近红外线吸收化合物的含量相对于组合物的总固体成分优选为10~90质量%。下限优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为40质量%以上,特别优选为45质量%以上。近红外线吸收化合物的含量的上限优选为80质量%以下,更优选为70质量%以下,进一步优选为65质量%以下。
本发明的组合物中,近红外线吸收化合物的含量相对于后述化合物A的100质量份优选为100~500质量份。
本发明中,近红外线吸收化合物可以仅使用一种,也可以使用两种以上。当使用两种以上时,优选其合计量成为上述范围。
<<其他近红外线吸收剂>>
本发明的组合物中,也可以含有除了上述近红外线吸收化合物以外的近红外线吸收剂(还称为其他近红外线吸收剂)。作为其他近红外线吸收剂,可举出无机颜料(无机粒子)。无机颜料的形状并无特别限制,与球状、非球状无关,可以是片状、线状、管状。作为无机颜料,优选金属氧化物粒子或金属粒子。作为金属氧化物粒子,例如可举出氧化铟锡(ITO)粒子、氧化锑锡(ATO)粒子、酸化锌(ZnO)粒子、Al掺杂氧化锌(Al掺杂ZnO)粒子、氟掺杂二氧化锡(F掺杂SnO2)粒子、铌掺杂二氧化钛(Nb掺杂TiO2)粒子等。作为金属粒子,例如可举出银(Ag)粒子、金(Au)粒子、铜(Cu)粒子、镍(Ni)粒子等。并且,作为无机颜料,也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。
当本发明的组合物含有其他近红外线吸收剂时,其他近红外线吸收剂的含量相对于组合物的总固体成分优选0.01~50质量%。下限优选0.1质量%以上,更优选0.5质量%以上。上限优选30质量%以下,更优选15质量%以下。
并且,上述的近红外线吸收化合物与其他近红外线吸收剂的合计质量中的其他近红外线吸收剂的含量优选1~99质量%。上限优选80质量%以下,更优选50质量%以下,进一步优选30质量%以下。
并且,本发明的组合物也优选实质上并不含有近红外线吸收剂。实质上不含有其他近红外线吸收剂是指,上述近红外线吸收化合物与其他近红外线吸收剂的合计质量中的其他近红外线吸收剂的含量优选为0.5质量%以下,更优选为0.1质量%以下,进一步优选不含有其他近红外线吸收剂。
<<化合物A>>
本发明的组合物包含具有接枝链的重复单元,并且含有具有自由基聚合性的烯属不饱和基的重均分子量(Mw)3000以上的化合物A。本发明中,化合物A也能够用作分散剂。
化合物A的重均分子量为3000以上,优选为3000~50,000,更优选为7000~40,000,进一步优选为10000~30000。若化合物A的重均分子量为3000以上,则遮光材料等的分散性良好。
作为化合物A所具有的自由基聚合性的烯属不饱和基,优选乙烯基、乙烯氧基、烯丙基、甲代烯丙基、(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、肉桂酰基、马来酰亚胺基,更优选为(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、马来酰亚胺基,进一步优选(甲基)丙烯酰基,特别优选丙烯酰基。(甲基)丙烯酰基是反应性尤其优异,进而位阻小的基团,因此容易与近红外线吸收化合物的π共轭平面相互作用,从而可更显著地得到本发明的效果。
化合物A的自由基聚合性的烯属不饱和基量(以下,还称为C=C值)优选为0.2~5.0mmol/g。上限更优选为4.0mmol/g以下,进一步优选为3.0mmol/g以下。下限更优选为0.3mmol/g以上。化合物A的C=C值为表示化合物A的每固体成分1g的C=C基的摩尔量的数值。关于化合物A的C=C值,通过碱处理而从化合物A取出C=C基部位(例如,在后述P-1中为甲基丙烯酸,在P-2中为丙烯酸)的低分子成分(a),并通过高效液相色谱法(HPLC)测定其含量,从而能够由下述式进行计算。并且,当无法通过碱处理而从化合物A提取C=C基部位时,使用通过NMR法(核磁共振)测定的值。
化合物A的C=C值[mmol/g]=(低分子成分(a)的含量[ppm]/低分子成分(a)的分子量[g/mol])/(化合物A的称量值[g]×(化合物A的固体成分浓度[质量%]/100)×10
化合物A中,优选在重复单元的侧链具有自由基聚合性的烯属不饱和基。即,化合物A优选包含由下述式(A-1-1)表示的重复单元。
[化学式9]
Figure BDA0002147187970000151
式(A-1-1)中,X1表示重复单元的主链,L1表示单键或2价连接基,Y1表示具有自由基聚合性的烯属不饱和基的基团。
式(A-1-1)中,作为X1所表示的重复单元的主链,并无特别限定。只要是公知的由能够聚合的单体形成的连接基,则并无特别限制。例如,可举出聚(甲基)丙烯酸系连接基、聚亚烷基亚胺系连接基、聚酯系连接基、聚氨酯系连接基、聚脲系连接基、聚酰胺系连接基、聚醚系连接基、聚苯乙烯系连接基等,从原材料的获取性或制造适用性的观点考虑,优选聚(甲基)丙烯酸系连接基、聚亚烷基亚胺系连接基,更优选(甲基)丙烯酸系连接基。
式(A-1-1)中,作为L1所表示的2价连接基,可举出亚烷基(优选为碳原子数1~12的亚烷基)、亚烷氧基(优选为碳原子数1~12的亚烷氧基)、氧亚烷基羰基(优选为碳原子数1~12的氧亚烷基羰基)、亚芳基(优选为碳原子数6~20的亚芳基)、-NH-、-SO-、-SO2-、-CO-、-O-、-COO-、OCO-、-S-及将这些组合2个以上而成的基团。亚烷基、亚烷氧基中的亚烷基、氧亚烷基羰基中的亚烷基可以是直链状、分支状及环状中的任一种,优选直链状或分支状。并且,亚烷基、亚烷氧基中的亚烷基、氧亚烷基羰基中的亚烷基可以具有取代基,也可以未经取代。作为取代基,可举出羟基、烷氧基等,从制造适用性的观点考虑,优选羟基。
式(A-1-1)中,Y1作为具有自由基聚合性的烯属不饱和基的基团,可举出包含选自乙烯基、乙烯氧基、烯丙基、甲代烯丙基、(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、肉桂酰基、马来酰亚胺基中的至少一种的基团,优选(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、马来酰亚胺基,更优选(甲基)丙烯酰基,进一步优选丙烯酰基。
作为由式(A-1-1)表示的重复单元的具体例,可举出由下述式(A-1-1a)表示的重复单元、由下述式(A-1-1b)表示的重复单元等。
[化学式10]
Figure BDA0002147187970000161
式(A-1-1a)中,Ra1~Ra3分别独立地表示氢原子或烷基,Qa1表示-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-或亚苯基,L1表示单键或2价连接基,Y1表示具有自由基聚合性的烯属不饱和基的基团。Ra1~Ra3所表示的烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~3,进一步优选为1。Qa1优选为-COO-或-CONH-,更优选为-COO-。
式(A-1-1b)中,Ra10及Ra11分别独立地表示氢原子或烷基,m1表示1~5的整数,L1表示单键或2价连接基,Y1表示具有自由基聚合性的烯属不饱和基的基团。Ra10及Ra11所表示的烷基的碳原子数优选为1~10,更优选1~3。
本发明中,化合物A中的接枝链是指从重复单元的主链分支而延伸的聚合物链。关于接枝链的长度并无特别限制,但若接枝链变长,则立体排斥效果变高,从而能够提高近红外线吸收化合物的分散性。作为接枝链,除了氢原子以外的原子数优选为40~10000,除了氢原子以外的原子数更优选为50~2000,除了氢原子以外的原子数进一步优选为60~500。
接枝链优选包含选自聚酯结构、聚醚结构、聚(甲基)丙烯酸类结构、聚氨酯结构、聚脲结构及聚酰胺结构中的至少一种结构,更优选包含选自聚酯结构、聚醚结构及聚(甲基)丙烯酸类结构中的至少一种结构,进一步优选包含聚酯结构。作为聚酯结构,可举出由下述式(G-1)、式(G-4)或式(G-5)表示的结构。并且,作为聚醚结构,可举出由下述式(G-2)表示的结构。并且,作为聚(甲基)丙烯酸类结构,可举出由下述式(G-3)表示的结构。
[化学式11]
Figure BDA0002147187970000171
上述式中,RG1及RG2分别独立地表示亚烷基。作为由RG1及RG2表示的亚烷基并无特别限制,优选碳原子数1~20的直链状或分支状亚烷基,更优选碳原子数2~16的直链状或分支状亚烷基,进一步优选碳原子数3~12的直链状或分支状亚烷基。
上述式中,RG3表示氢原子或甲基。
上述式中,QG1表示-O-或-NH-,LG1表示单键或2价连接基。作为2价连接基,可举出亚烷基(优选为碳原子数1~12的亚烷基)、亚烷氧基(优选为碳原子数1~12的亚烷氧基)、氧亚烷基羰基(优选为碳原子数1~12的氧亚烷基羰基)、亚芳基(优选为碳原子数6~20的亚芳基)、-NH-、-SO-、-SO2-、-CO-、-O-、-COO-、OCO-、-S-及将这些组合2个以上而成的基团。
RG4表示氢原子或取代基。作为取代基,可举出烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、烷基硫醚基、芳基硫醚基、杂芳基硫醚基等。
例如,当接枝链包含聚酯结构时,可以仅包含一种聚酯结构,且RG1可以包含两种以上的彼此不同的聚酯结构。并且,当接枝链包含聚醚结构时,可以仅包含一种聚醚结构,且RG2可以包含两种以上的彼此不同的聚醚结构。并且,当接枝链包含聚(甲基)丙烯酸类结构时,可以仅包含一种聚(甲基)丙烯酸类结构,且选自RG3、QG1、LG1及RG4中的至少一种可以包含两种以上的彼此不同的聚(甲基)丙烯酸类结构。
作为接枝链的末端结构,并无特别限定。可以是氢原子,也可以是取代基。作为取代基,可举出烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、烷基硫醚基、芳基硫醚基、杂芳基硫醚基等。其中,从提高近红外线吸收化合物的分散性的观点考虑,优选具有立体排斥效果的基团,更优选碳原子数5~24的烷基或烷氧基。烷基及烷氧基可以是直链状、分支状及环状中的任一种,优选直链状或分支状。
本发明中,作为接枝链,优选为由下述式(G-1a)、式(G-2a)、式(G-3a)、式(G-4a)或式(G-5a)表示的结构。
[化学式12]
Figure BDA0002147187970000181
上述式中,RG1及RG2分别独立地表示亚烷基,RG3表示氢原子或甲基,QG1表示-O-或-NH-,LG1表示单键或2价连接基,RG4表示氢原子或取代基,W100表示氢原子或取代基。n1~n5分别独立地表示2以上的整数。关于RG1~RG4、QG1、LG1,其含义与在式(G-1)~(G-5)中进行说明的RG1~RG4、QG1、LG1的含义相同,优选范围也相同。
式(G-1a)~(G-5a)中,W100优选为取代基。作为取代基,可举出烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、烷基硫醚基、芳基硫醚基、杂芳基硫醚基等。其中,从提高近红外线吸收化合物的分散性的观点考虑,优选具有立体排斥效果的基团,更优选碳原子数5~24的烷基或烷氧基。烷基及烷氧基可以是直链状、分支状及环状中的任一种,优选直链状或分支状。
式(G-1a)~(G-5a)中,n1~n5优选分别独立地表示2~100的整数,更优选2~80的整数,进一步优选8~60的整数。
另外,式(G-1a)中,n1为2以上时的各重复单元中的RG1彼此可以相同,也可以不同。并且,当RG1包含两种以上的不同的重复单元时,各重复单元的排列并无特别限定,可以是无规则、交叉及嵌段中的任一种。在式(G-2a)~式(G-5a)中也相同。
作为具有接枝链的重复单元,可举出由下述式(A-1-2)表示的重复单元。
[化学式13]
Figure BDA0002147187970000191
式(A-1-2)中,X2表示重复单元的主链,L2表示单键或2价连接基,W1表示接枝链。
作为式(A-1-2)中的X2所表示的重复单元的主链,可举出在式(A-1-1)的X1中进行说明的结构,优选范围也相同。作为式(A-1-2)中的L2所表示的2价连接基,可举出亚烷基(优选为碳原子数1~12亚烷基)、亚芳基(优选为碳原子数6~20的亚芳基)、-NH-、-SO-、-SO2-、-CO-、-O-、-COO-、OCO-、-S-及将这些组合2个以上而成的基团。作为式(A-1-2)中的W1所表示的接枝链,可举出上述接枝链。
作为由式(A-1-2)表示的重复单元的具体例,可举出由下述式(A-1-2a)表示的重复单元、由下述式(A-1-2b)表示的重复单元等。
[化学式14]
Figure BDA0002147187970000192
式(A-1-2a)中,Rb1~Rb3分别独立地表示氢原子或烷基,Qb1表示-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-或亚苯基,L2表示单键或2价连接基,W1表示接枝链。Rb1~Rb3所表示的烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~3,进一步优选1。Qb1优选为-COO-或-CONH-,更优选为-COO-。
式(A-1-2b)中,Rb10及Rb11分别独立地表示氢原子或烷基,m2表示1~5的整数,L2表示单键或2价连接基,W1表示接枝链。Rb10及Rb11所表示的烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~3。
化合物A中,作为具有接枝链的重复单元的重均分子量(Mw),优选为1000以上,更优选为1000~10000,进一步优选为1000~7500。另外,本发明中,具有接枝链的重复单元的重均分子量为由上述重复单元的聚合中所使用的原料单体的重均分子量计算的值。例如,具有接枝链的重复单元能够通过聚合大分子单体而形成。其中,大分子单体是指在聚合物末端中导入有聚合性基的高分子化合物。当使用大分子单体来形成具有接枝链的重复单元时,大分子单体的重均分子量相当于具有接枝链的重复单元。
化合物A优选包含具有自由基聚合性的烯属不饱和基的重复单元和具有接枝链的重复单元。并且,化合物A中,具有自由基聚合性的烯属不饱和基的重复单元在化合物A的总重复单元中优选含有10~80摩尔%,更优选含有20~70摩尔%。并且,化合物A中,具有接枝链的重复单元在化合物A的总重复单元中优选含有1.0~60摩尔%,更优选含有1.5~50摩尔%。
化合物A优选还包含具有酸基的重复单元。化合物A还包含具有酸基的重复单元,由此能够进一步提高近红外线吸收化合物的分散性。进而,还能够提高显影性。作为酸基,可举出羧基、磺基、磷酸基等。
作为具有酸基的重复单元,可举出由下述式(A-1-3)表示的重复单元。
[化学式15]
Figure BDA0002147187970000201
式(A-1-3)中,X3表示重复单元的主链,L3表示单键或2价连接基,A1表示酸基。
作为式(A-1-3)中的X3所表示的重复单元的主链,可举出在式(A-1-1)的X1中进行说明的结构,优选范围也相同。
作为式(A-1-3)中的L3所表示的2价连接基,可举出亚烷基(优选为碳原子数1~12的亚烷基)、亚烯基(优选为碳原子数2~12的亚烯基)、亚烷氧基(优选为碳原子数1~12的亚烷氧基)、氧亚烷基羰基(优选为碳原子数1~12的氧亚烷基羰基)、亚芳基(优选为碳原子数6~20的亚芳基)、-NH-、-SO-、-SO2-、-CO-、-O-、-COO-、OCO-、-S-及将这些组合2个以上而成的基团。亚烷基、亚烷氧基中的亚烷基、氧亚烷基羰基中的亚烷基可以是直链状、分支状及环状中的任一种,优选直链状或分支状。并且,亚烷基、亚烷氧基中的亚烷基、氧亚烷基羰基中的亚烷基可以具有取代基,也可以未经取代。作为取代基,可举出羟基等。
作为式(A-1-3)中的A1所表示的酸基,可举出羧基、磺基、磷酸基。
作为由式(A-1-3)表示的重复单元的具体例,可举出由下述式(A-1-3a)表示的重复单元、由下述式(A-1-3b)表示的重复单元等。
[化学式16]
Figure BDA0002147187970000211
式(A-1-3a)中,Rc1~Rc3分别独立地表示氢原子或烷基,Qc1表示-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-或亚苯基,L3表示单键或2价连接基,A1表示酸基。Rc1~Rc3所表示的烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~3,进一步优选1。Qc1优选为-COO-或-CONH-,更优选为-COO-。
式(A-1-3b)中,Rc10及Rc11分别独立地表示氢原子或烷基,m3表示1~5的整数,L3表示单键或2价连接基,A1表示酸基。Rc10及Rc11所表示的烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~3。
作为由式(A-1-3a)表示的重复单元更优选为由下述式(A-1-3a-1)表示的重复单元。
[化学式17]
Figure BDA0002147187970000221
式(A-1-3a-1)中,Rc1~Rc3分别独立地表示氢原子或烷基,Qc1表示-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-或亚苯基,L10表示单键或亚烷基,L11表示单键、-O-、-S-、-NH-、-CO-、-OCO-或-COO-,Rc4表示亚烷基或亚芳基,p表示0~5的整数。其中,当p为0时,L11为-COO-,或者L10及L11为单键且Qc1为-COO-。
式(A-1-3a-1)中,Rc1~Rc3所表示的烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~3,进一步优选1。Qc1优选为-COO-或-CONH-,更优选为-COO-。
式(A-1-3a-1)中,L10所表示的亚烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~5。亚烷基可以是直链状、分支状及环状中的任一种,优选直链状或分支状,更优选直链状。L10优选为单键。
式(A-1-3a-1)中,L11优选为单键或-OCO-,更优选为单键。
式(A-1-3a-1)中,Rc4优选为亚烷基。亚烷基的碳原子数优选为1~12,更优选为1~8,进一步优选为2~8,特别优选为2~6。Rc4所表示的亚烷基可以是直链状、分支状及环状中的任一种,优选直链状或分支状,更优选直链状。
式(A-1-3a-1)中,p表示0~5的整数,优选为0~3的整数,更优选为0~2的整数。
当化合物A包含具有酸基的重复单元时,具有酸基的重复单元在化合物A的总重复单元中优选含有80摩尔%以下,更优选含有10~80摩尔%。
作为化合物A的酸值,优选为20~150mgKOH/g。上限更优选为100mgKOH/g以下。下限优选为30mgKOH/g以上,更优选为35mgKOH/g以上。化合物A的酸值只要在上述范围内,则可轻松地得到尤其优异的分散性。进而,可轻松地得到优异的显影性。
化合物A还可以包含其他重复单元。例如,化合物A包含由上述式(A-1-2b)表示的重复单元来作为具有接枝链的重复单元时,还能够包含由下述式(A-1-4b)和/或式(A-1-5b)表示的重复单元。
[化学式18]
Figure BDA0002147187970000231
式(A-1-4b)中,Rd10及Rd11分别独立地表示氢原子或烷基,m4表示1~5的整数。Rd10及Rd11所表示的烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~3。
式(A-1-5b)中,Re10及Re11分别独立地表示氢原子或烷基,m5表示1~5的整数,De1表示阴离子基,Le1表示单键或2价连接基,We1表示接枝链。Re10及Re11所表示的烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~3。作为De1所表示的阴离子基,可举出-SO3-、-COO-、-PO4-、-PO4H-等。作为Le1所表示的2价连接基、We1所表示的接枝链,可举出在上述式(A-1-2)的L2、W1中进行说明的接枝链。
作为化合物A的具体例,可举出以下。
[化学式19]
Figure BDA0002147187970000241
[表1]
Figure BDA0002147187970000251
[表2]
Figure BDA0002147187970000261
[表3]
Figure BDA0002147187970000271
[表4]
Figure BDA0002147187970000281
[表5]
Figure BDA0002147187970000291
[表6]
Figure BDA0002147187970000301
[化学式20]
Figure BDA0002147187970000311
[表7]
Figure BDA0002147187970000321
本发明的组合物中,化合物A的含量相对于组合物的总固体成分优选为5~50质量%。下限优选为7质量%以上,更优选为10质量%以上。上限优选为40质量%以下,更优选为30质量%以下。
<<聚合性化合物>>
本发明的组合物能够含有除了上述化合物A以外的聚合性化合物。作为聚合性化合物优选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。聚合性化合物优选具有1个以上的烯属不饱和基的化合物,更优选具有2个以上的烯属不饱和基的化合物,进一步优选具有3个以上的烯属不饱和基的化合物。烯属不饱和基的个数的上限例如优选15个以下,更优选6个以下。作为烯属不饱和基,可举出乙烯基、苯乙烯基、烯丙基、甲代烯丙基、(甲基)丙烯酰基等,优选(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。
聚合性化合物可以是单体、聚合物中的任一形态,优选单体。单体类型的聚合性化合物的分子量优选为100以上且小于3000。上限优选2000以下,进一步优选1500以下。下限优选150以上,进一步优选250以上。并且,聚合性化合物还优选实质上不具有分子量分布的化合物。在此,实质上不具有分子量分布是指,化合物的分散度(重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn))优选为1.0~1.5,更优选1.0~1.3。
作为聚合性化合物的例子,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的化合物。并且,还能够使用这些的低聚物类型。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。而且,能够举出日本特开2012-208494号公报的0477(相对应的美国专利申请公开第2012/0235099号说明书的0585段)段中所记载的聚合性单体等,并将该些内容并入本说明书中。并且,还优选二甘油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)。还能够使用这些的低聚物类型。例如,可举出RP-1040(Nippon Kayaku 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的市售品,可举出ARONIX M-305、M-510、M-520(以上为TOAGOSEI CO.,LTD.制)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5mgKOH/g以上。上限优选30mgKOH/g以下。
聚合性化合物为具有己内酯结构的化合物也是一种优选的方式。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,则并无特别限定,例如可举出通过对三羟甲基乙烷、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,例如可举出由Nippon Kayaku Co.,Ltd.作为KAYARADDPCA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,可举出氨基甲酸酯低聚物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除了化合物A以外的聚合性化合物时,除了化合物A以外的聚合性化合物的含量相对于组合物的总固体成分优选0.1~40质量%。下限例如更优选0.5质量%以上,进一步优选1质量%以上。上限例如更优选30质量%以下,进一步优选20质量%以下。本发明的组合物也能够实质上不含有除了化合物A以外的聚合性化合物。本发明的组合物实质上不含有除了化合物A以外的聚合性化合物是指,除了化合物A以外的聚合性化合物的含量相对于组合物的总固体成分优选为0.05质量%以下,更优选为0.01质量%以下,进一步优选不含有。
并且,上述化合物A与除了化合物A以外的聚合性化合物的合计含量相对于组合物的总固体成分优选5~50质量%。下限例如更优选7质量%以上,进一步优选10质量%以上。上限例如更优选45质量%以下,进一步优选40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。
<<光聚合引发剂>>
本发明的组合物能够含有光聚合引发剂。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,优选从紫外线区域针对可见光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,例如可举出卤化烃衍生物(例如,具有三嗪骨架的化合物、具有噁二唑骨架的化合物等)、酰基膦化合物、六芳基联咪唑、肟化合物、有机过氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓盐、α-羟基酮化合物、α-氨基酮化合物等。从曝光灵敏度的观点考虑,光聚合引发剂优选三卤甲基三嗪化合物、苄基二甲基缩酮化合物、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、茂金属化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚体、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、卤甲基噁二唑化合物及3-芳基取代香豆素化合物,更优选选自肟化合物、α-羟基酮化合物、α-氨基酮化合物及酰基膦化合物中的化合物,进一步优选肟化合物。作为光聚合引发剂,能够参考日本特开2014-130173号公报的0065~0111段的记载,并将该内容编入本说明书中。
作为α-羟基酮化合物的市售品,可举出IRGACURE-184、DAROCUR-1173、IRGACURE-500、IRGACURE-2959、IRGACURE-127(以上为BASF公司制)等。作为α-氨基酮化合物的市售品,可举出IRGACURE-907、IRGACURE-369、IRGACURE-379及IRGACURE-379EG(以上为BASF公司制)等。作为酰基膦化合物的市售品,可举出IRGACURE-819、DAROCUR-TPO(以上为BASF公司制)等。
作为肟化合物,能够使用日本特开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,例如可举出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,还可以举出J.C.S.Perkin II(1979年,pp.1653-1660)、J.C.S.Perkin II(1979年,pp.156-162)、光聚合物科学与技术杂志(Journal of Photopolymer Science and Technology)(1995年,pp.202-232)、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。作为市售品,还可优选使用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(CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD.制)、ADEKAARKLS NCI-831(ADEKA CORPORATION制)、ADEKA ARKLS NCI-930(ADEKA CORPORATION制)、ADEKA OPTMER-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)。
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,可举出日本特开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,也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,可举出日本特开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。还优选将具有硝基的肟化合物作为二聚体。作为具有硝基的肟化合物的具体例,可举出日本特开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 ARKLSNCI-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21]
Figure BDA0002147187970000381
[化学式22]
Figure BDA0002147187970000391
肟化合物优选在350nm~500nm的波长区域具有极大吸收波长的化合物,更优选在360nm~480nm的波长区域具有极大吸收波长的化合物。并且,肟化合物优选在365nm及405nm的吸光度高的化合物。
从灵敏度的观点考虑,肟化合物在365nm或405nm下的摩尔吸光系数优选为1,000~300,000,更优选为2,000~300,000,特别优选为5,000~200,000。
化合物的摩尔吸光系数能够利用公知的方法来进行测定。例如,优选通过分光光度计(Varian公司制Cary-5spectrophotometer),并使用乙酸乙酯溶剂,以0.01g/L的浓度进行测定。
光聚合引发剂还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,且容易形成矩形性优异的图案。当同时使用肟化合物和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内,则显影性良好。本发明的组合物可以仅含有一种光聚合引发剂,也可以含有两种以上。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。
<<树脂>>
本发明的组合物也能够含有除了上述化合物A以外的树脂。作为除了化合物A以外的树脂,可举出不具有接枝链的树脂、不具有自由基聚合性的不饱和键基的树脂等。本发明中,树脂例如以将颜料等粒子分散于组合物中的用途、粘合剂的用途而进行掺合。另外,将主要用于使颜料等粒子分散的树脂称为分散剂。但是,树脂的这些用途为一例,还能够以这些用途以外的目的使用树脂。
树脂的重均分子量(Mw)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。
作为树脂,可举出(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、聚亚芳基醚氧化膦树脂、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。作为环状烯烃树脂,从耐热性提高的观点考虑,能够优选地使用降冰片烯树脂。作为降冰片烯树脂的市售品,例如可举出JSRCORPORATION制的ARTON系列(例如,ARTON F4520)等。作为环氧树脂,例如可举出作为酚化合物的缩水甘油醚化物的环氧树脂、作为各种酚醛清漆树脂的缩水甘油醚化物的环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族系环氧树脂、杂环式环氧树脂、缩水甘油酯系环氧树脂、缩水甘油基胺系环氧树脂、对卤化酚类进行缩水甘油化而成的环氧树脂、具有环氧基的硅化合物与其以外的硅化合物的缩合物、具有环氧基的聚合性不饱和化合物与其以外的其他聚合性不饱和化合物的共聚物等。并且,还能够使用MARPROOF G-0150M、G-0105SA、G-0130SP、G-0250SP、G-1005S、G-1005SA、G-1010S、G-2050M、G-01100、G-01758(NOF CORPORATION制,含环氧基的聚合物)等。并且,树脂还能够使用国际公开WO2016/088645号公报的实施例中所记载的树脂。
本发明中所使用的树脂可以具有酸基。作为酸基,例如可举出羧基、磷酸基、磺基、酚羟基等,优选羧基。这些酸基可以是仅一种,也可以是两种以上。具有酸基的树脂还能够用作碱可溶性树脂。
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,可举出甲基丙烯酸共聚物、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。作为可与(甲基)丙烯酸共聚的其他单体,可举出烷基(甲基)丙烯酸酯、芳基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基化合物等。作为(甲基)丙烯酸烷基酯及(甲基)丙烯酸芳基酯,可举出(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,可举出苯乙烯、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是仅为一种,也可以是两种以上。
具有酸基的树脂还可以具有聚合性基。作为聚合性基,可举出烯丙基、甲代烯丙基、(甲基)丙烯酰基等。作为市售品,可举出DIANAL NR系列(Mitsubishi ChemicalCorporation.制)、Photomer6173(含羧基的聚氨酯丙烯酸酯低聚物、Diamond ShamrockCo.,Ltd.制)、VISCOAT R-264、KS RESIST 106(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。
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。
具有酸基的树脂优选为包含如下重复单元的聚合物,该重复单元源自含有由下述式(ED1)表示的化合物和/或由下述式(ED2)表示的化合物(以下,有时也将这些化合物称为“醚二聚体”。)的单体成分。
[化学式23]
Figure BDA0002147187970000421
式(ED1)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~25的烃基。
[化学式24]
Figure BDA0002147187970000422
式(ED2)中,R表示氢原子或碳原子数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。
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。醚二聚体可以是仅一种,也可以是两种以上。
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25]
Figure BDA0002147187970000431
式(X)中,R1表示氢原子或甲基,R2表示碳原子数2~10的亚烷基,R3表示氢原子或可以包含苯环的碳原子数1~20的烷基。n表示1~15的整数。
关于具有酸基的树脂,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,并将这些内容编入本说明书中。并且,具有酸基的树脂也能够使用市售品。例如,可举出Acrybase FF-426(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制)等。
具有酸基的树脂的酸值优选30~200mgKOH/g。下限优选50mgKOH/g以上,更优选70mgKOH/g以上。上限优选150mgKOH/g以下,更优选120mgKOH/g以下。
作为具有酸基的树脂,例如可举出下述结构的树脂等。以下结构式中,Me表示甲基。
[化学式26]
Figure BDA0002147187970000441
本发明的组合物也能够含有作为分散剂的树脂。关于分散剂,可举出酸性分散剂(酸性树脂)、碱性分散剂(碱性树脂)。在此,酸性分散剂(酸性树脂)表示酸基的量比碱基的量多的树脂。关于酸性分散剂(酸性树脂),将酸基的量和碱基的量的合计量设为100摩尔%时,优选酸基的量占70摩尔%以上的树脂,更优选实质上仅包括酸基的树脂。酸性分散剂(酸性树脂)所具有的酸基优选是羧基。酸性分散剂(酸性树脂)的酸值优选40~105mgKOH/g,更优选50~105mgKOH/g,进一步优选60~105mgKOH/g。并且,碱性分散剂(碱性树脂)表示碱基的量比酸基的量多的树脂。关于碱性分散剂(碱性树脂),将酸基的量和碱基的量的合计量设为100摩尔%时,优选碱基的量大于50摩尔%的树脂。碱性分散剂所具有的碱基优选是氨基。
用作分散剂的树脂优选包含具有酸基的重复单元。用作分散剂的树脂包含具有酸基的重复单元,从而通过光微影法来形成图案时,能够进一步减少在像素的基底产生的残渣。
用作分散剂的树脂优选为接枝共聚物。接枝共聚物通过接枝链而具有与溶剂的亲和性,因此颜料的分散性及经时后的分散稳定性优异。接枝共聚物的详细内容能够参考日本特开2012-255128号公报的0025~0094段的记载,并将该内容编入本说明书中。并且,关于接枝共聚物的具体例,可举出下述树脂。以下的树脂也是具有酸基的树脂(碱可溶性树脂)。并且,作为接枝共聚物,可举出日本特开2012-255128号公报的0072~0094段中所记载的树脂,并将该内容编入本说明书中。
[化学式27]
Figure BDA0002147187970000451
并且,本发明中,关于树脂(分散剂),还优选使用在主链及侧链中的至少1处包含氮原子的低聚亚胺系分散剂。作为低聚亚胺系分散剂,具有如下结构单元及侧链,且优选在主链及侧链中的至少一处具有碱性氮原子的树脂,该结构单元包含具有pKa14以下的官能基的部分结构X,该侧链包含原子数40~10,000的侧链Y。碱性氮原子若为呈碱性的氮原子,则并无特别限制。关于低聚亚胺类分散剂,能够参考日本特开2012-255128号公报的0102~0166段的记载,并将该内容编入本说明书中。作为低聚亚胺系分散剂,能够使用日本特开2012-255128号公报的0168~0174段中所记载的树脂。
分散剂能够作为市售品而获得,作为这些的具体例,可举出Disperbyk-111(BYKChemie公司制)、SOLSPERSE 76500(Lubrizol Japan Ltd.制)等。并且,也能够使用日本特开2014-130338号公报的0041~0130段中所记载的颜料分散剂,并将该内容编入本说明书中。并且,也能够使用具有上述酸基的树脂等来作为分散剂。
当本发明的组合物含有树脂时,树脂的含量相对于本发明的组合物的总固体成分优选为大于0质量%且30质量%以下。
<<使红外线透射并遮蔽可见光的色材>>
本发明的组合物也能够含有使红外线透射并遮蔽可见光的色材(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400~640nm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,遮蔽可见光的色材优选满足以下(A)及(B)中的至少1个要件。
(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黑色。
(2):包含有机系黑色着色剂。(2)的方式中,还优选含有彩色着色剂。
另外,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。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是指吸收可见光,但使红外线的至少一部分透射的材料。由此,本发明中,作为遮蔽可见光的色材的有机系黑色着色剂不包含吸收可见光线及红外线这两者的黑色着色剂,例如炭黑或钛黑。有机系黑色着色剂优选在波长400nm以上且700nm以下的范围具有极大吸收波长的着色剂。
本发明中,关于遮蔽可见光的色材,例如波长400~640nm的范围内的吸光度的最小值A与波长900~1300nm的范围内的吸光度的最小值B之比A/B优选为4.5以上。
关于上述特性,可以用一种原材料来满足,也可以组合多种原材料来满足。例如,当为上述(1)的方式时,优选组合多种彩色着色剂来满足上述光谱特性。并且,当为上述(2)的方式时,可以由有机系黑色着色剂满足上述光谱特性。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光谱特性。
(彩色着色剂)
本发明中,彩色着色剂优选为选自红色着色剂、绿色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂、紫色着色剂及橙色着色剂中的着色剂。本发明中,彩色着色剂可以是颜料,也可以是染料。优选为颜料。关于颜料,平均粒径(r)优选为20nm≤r≤300nm,更优选为25nm≤r≤250nm,进一步优选为30nm≤r≤200nm。在此“平均粒径”是指针对集合有颜料的一次粒子的二次粒子的平均粒径。并且,可使用的颜料的二次粒子的粒径分布(以下,简称为“粒径分布”。)中,平均粒径±100nm的范围中所含有的二次粒子优选为整体的70质量%以上,更优选为80质量%以上。另外,二次粒子的粒径分布能够使用散射强度分布来测定。
颜料优选为有机颜料。作为有机颜料,可举出以下。
比色指数(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);
这些有机颜料能够单独使用或组合使用多种。
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、亚苄基系、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、吡咯并吡唑偶氮次甲基系、呫吨系、酞菁系、苯并吡喃系、靛蓝系、吡咯亚甲基系等的染料。并且,可以使用这些染料的多聚体。并且,也能够使用日本特开2015-028144号公报、日本特开2015-034966号公报中所记载的染料。
遮蔽可见光的色材优选包含选自红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂、紫色着色剂及绿色着色剂中的两种以上。即,遮蔽可见光的色材优选通过组合选自红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂、紫色着色剂及绿色着色剂中的两种以上的着色剂来形成黑色。作为优选的组合,例如可举出以下。
(1)含有红色着色剂与蓝色着色剂的方式。
(2)含有红色着色剂、蓝色着色剂及黄色着色剂的方式。
(3)含有红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂及紫色着色剂的方式。
(4)含有红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂、紫色着色剂及绿色着色剂的方式。
(5)含有红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂及绿色着色剂的方式。
(6)含有红色着色剂、蓝色着色剂及绿色着色剂的方式。
(7)含有黄色着色剂与紫色着色剂的方式。
上述(1)的方式中,红色着色剂与蓝色着色剂的质量比优选为红色着色剂:蓝色着色剂=20~80:20~80,更优选为20~60:40~80,进一步优选为20~50:50~80。
上述(2)的方式中,红色着色剂、蓝色着色剂及黄色着色剂的质量比优选为红色着色剂:蓝色着色剂:黄色着色剂=10~80:20~80:10~40,更优选为10~60:30~80:10~30,进一步优选为10~40:40~80:10~20。
上述(3)的方式中,红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂及紫色着色剂的质量比优选为红色着色剂:蓝色着色剂:黄色着色剂:紫色着色剂=10~80:20~80:5~40:5~40,更优选为10~60:30~80:5~30:5~30,进一步优选为10~40:40~80:5~20:5~20。
上述(4)的方式中,红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂、紫色着色剂及绿色着色剂的质量比优选为红色着色剂:蓝色着色剂:黄色着色剂:紫色着色剂:绿色着色剂=10~80:20~80:5~40:5~40:5~40,更优选为10~60:30~80:5~30:5~30:5~30,进一步优选为10~40:40~80:5~20:5~20:5~20。
上述(5)的方式中,红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂及绿色着色剂的质量比优选为红色着色剂:蓝色着色剂:黄色着色剂:绿色着色剂=10~80:20~80:5~40:5~40,更优选为10~60:30~80:5~30:5~30,进一步优选为10~40:40~80:5~20:5~20。
上述(6)的方式中,红色着色剂、蓝色着色剂及绿色着色剂的质量比优选为红色着色剂:蓝色着色剂:绿色着色剂=10~80:20~80:10~40,更优选为10~60:30~80:10~30,进一步优选为10~40:40~80:10~20。
上述(7)的方式中,黄色着色剂与紫色着色剂的质量比优选为黄色着色剂:紫色着色剂=10~50:40~80,更优选为20~40:50~70,进一步优选为30~40:60~70。
作为黄色着色剂,优选C.I.Pigment Yellow 139、150、185,更优选C.I.PigmentYellow 139、150,进一步优选C.I.Pigment Yellow 139。作为蓝色着色剂,优选C.I.Pigment Blue 15:6。作为紫色着色剂,优选C.I.Pigment Violet 23。作为红色着色剂,优选C.I.Pigment Red 122、177、224、254,更优选C.I.Pigment Red 122、177、254,进一步优选C.I.Pigment Red 254。作为绿色着色剂,优选C.I.Pigment Green 7、36、58、59。
(有机系黑色着色剂)
本发明中,作为有机系黑色着色剂,例如可举出二苯并呋喃酮化合物、甲亚胺化合物、苝化合物、偶氮系化合物等,优选二苯并呋喃酮化合物、苝化合物。作为二苯并呋喃酮化合物,可举出日本特表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“Irgaphor Black”而获得。作为苝化合物,可举出C.I.Pigment Black 31、32等。作为甲亚胺化合物,可举出日本特开平1-170601号公报、日本特开平2-034664号公报等中所记载者,例如能够作为Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制“酞青黑A1103”而获得。
本发明中,二苯并呋喃酮化合物优选为由下述式表示的化合物及这些的混合物。
[化学式28]
Figure BDA0002147187970000501
式中,R1及R2分别独立地表示氢原子或取代基,R3及R4分别独立地表示取代基,a及b分别独立地表示0~4的整数,当a为2以上时,多个R3可以相同,也可以不同,多个R3可以键合而形成环,当b为2以上时,多个R4可以相同,也可以不同,多个R4可以键合而形成环。
R1~R4所表示的取代基表示卤素原子、氰基、硝基、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基、杂芳基、-OR301、-COR302、-COOR303、-OCOR304、-NR305R306、-NHCOR307、-CONR308R309、-NHCONR310R311、-NHCOOR312、-SR313、-SO2R314、-SO2OR315、-NHSO2R316或-SO2NR317R318,R301~R318分别独立地表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基或杂芳基。
关于二苯并呋喃酮化合物的详细内容,能够参考日本特表2010-534726号公报的0014~0037段的记载,并将该内容编入本说明书中。
本发明中,当作为遮蔽可见光的色材而使用有机系黑色着色剂时,优选与彩色着色剂组合使用。通过同时使用有机系黑色着色剂与彩色着色剂,可轻松地得到优异的光谱特性。作为与有机系黑色着色剂组合使用的彩色着色剂,例如可举出红色着色剂、蓝色着色剂、紫色着色剂等,优选红色着色剂及蓝色着色剂。这些可以单独使用,也可以同时使用两种以上。
并且,关于彩色着色剂与有机系黑色着色剂的混合比例,相对于有机系黑色着色剂100质量份,彩色着色剂优选10~200质量份,更优选15~150质量份。
本发明中,遮蔽可见光的色材中的颜料的含量相对于遮蔽可见光的色材的总量优选为95质量%以上,更优选为97质量%以上,进一步优选为99质量%以上。
本发明的组合物中,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10~60质量%。上限优选50质量%以下,更优选45质量%以下。下限优选20质量%以上,更优选25质量%以上。
<<颜料衍生物>>
本发明的组合物还能够含有颜料衍生物。作为颜料衍生物,可具有由酸基、碱基、具有盐结构的基团或邻苯二甲酰亚胺甲基取代了颜料的一部分的结构的化合物。作为颜料衍生物,优选由式(B1)表示的化合物。
[化学式29]
Figure BDA0002147187970000511
式(B1)中,P表示色素结构,L表示单键或连接基,X表示酸基、碱基、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,优选选自吡咯并吡咯色素结构、二酮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,进一步优选选自吡咯并吡咯色素结构、二酮吡咯并吡咯色素结构、喹吖酮色素结构及苯并咪唑酮色素结构中的至少一种,特别优选吡咯并吡咯色素结构。
式(B1)中,L表示单键或连接基。作为连接基,优选由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,也可以具有取代基。
式(B1)中,X表示酸基、碱基、具有盐结构的基团或邻苯二甲酰亚胺甲基,优选酸基或碱基。作为酸基,可举出羧基、磺基等。作为碱基,可举出氨基。
作为颜料衍生物,可举出下述结构的化合物。并且,能够使用日本特开昭56-118462号公报、日本特开昭63-264674号公报、日本特开平1-217077号公报、日本特开平3-009961号公报、日本特开平3-026767号公报、日本特开平3-153780号公报、日本特开平3-045662号公报、日本特开平4-285669号公报、日本特开平6-145546号公报、日本特开平6-212088号公报、日本特开平6-240158号公报、日本特开平10-030063号公报、日本特开平10-195326号公报、国际公开WO2011/024896号公报的0086~0098段、国际公开WO2012/102399号公报的0063~0094段等中所记载的化合物,并将该内容编入本说明书中。
[化学式30]
Figure BDA0002147187970000531
本发明的组合物含有颜料衍生物的情况下,颜料衍生物的含量相对于颜料100质量份优选1~50质量份。下限值优选3质量份以上,更优选5质量份以上。上限值优选40质量份以下,更优选30质量份以下。颜料衍生物的含量只要在上述范围内,则能够提高颜料的分散性而有效地抑制颜料的凝聚。颜料衍生物可以仅使用一种,也可以使用两种以上。当使用两种以上时,优选合计量成为上述范围。
<<溶剂>>
本发明的组合物能够含有溶剂。作为溶剂,能够举出有机溶剂。溶剂只要满足各成分的溶解性或组合物的涂布性,则基本上并无特别限制。作为有机溶剂的例子,例如可举出酯类、醚类、酮类、芳香族烃类等。关于这些的详细内容,能够参考国际公开WO2015/166779号公报的0223段,并将该内容编入本说明书中。并且,也能够优选地使用环状烷基经取代的酯系溶剂、环状烷基经取代的酮系溶剂。作为有机溶剂的具体例,可举出二氯甲烷、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、二甘醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、环己酮、乙酸环己酯、环戊酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲醚及丙二醇单甲醚乙酸酯等。本发明中,有机溶剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。但是,作为溶剂的芳香族烃类(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等),有时因环境方面等的理由减少为佳(例如,相对于有机溶剂总量,能够设为50质量ppm(partsper million(百万分率))以下,也能够设为10质量ppm以下,也能够设为1质量ppm以下)。
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。可以根据需要而使用质量ppt(parts pertrillion(兆分率))级的溶剂,这些高纯度溶剂例如由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,例如能够举出蒸馏(分子蒸馏或薄膜蒸馏等)或使用过滤器的过滤。作为过滤中所使用的过滤器的孔径,优选10μm以下,更优选5μm以下,进一步优选3μm以下。过滤器的材质优选聚四氟乙烯、聚乙烯或尼龙。
溶剂中可以含有异构体(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,有机溶剂优选过氧化物含有率为0.8mmol/L以下,更优选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>>
本发明的组合物能够含有聚合抑制剂。作为聚合抑制剂,可举出对苯二酚、对甲氧基苯酚、二-叔丁基-对甲酚、五倍子酚(pyrogallol)、叔丁基邻苯二酚、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0.001~5质量%。
<<硅烷偶联剂>>
本发明的组合物能够含有硅烷偶联剂。本发明中,硅烷偶联剂是指具有水解性基和其以外的官能基的硅烷化合物。并且,水解性基是指与硅原子直接键合,并通过水解反应及稠合反应中的至少任一种而进而产生硅氧烷键的取代基。作为水解性基,例如可举出卤素原子、烷氧基、酰氧基等,优选烷氧基。即,硅烷偶联剂优选具有烷氧基甲硅烷基的化合物。并且,作为水解性基以外的官能基,例如,可举出乙烯基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酰基、巯基、环氧基、氧杂环丁烷基、氨基、脲基、硫醚基、异氰酸酯基、苯基等,优选(甲基)丙烯酰基及环氧基。关于硅烷偶联剂,可举出日本特开2009-288703号公报的0018~0036段中所记载的化合物、日本特开2009-242604号公报的0056~0066段中所记载的化合物,并将这些内容编入本说明书中。
硅烷偶联剂的含量相对于组合物的总固体成分优选0.01~15.0质量%,更优选0.05~10.0质量%。硅烷偶联剂可以是仅一种,也可以是两种以上。当为两种以上时,优选合计量成为上述范围。
<<表面活性剂>>
本发明的组合物可以含有表面活性剂。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、硅酮系表面活性剂等各种表面活性剂。表面活性剂能够参考国际公开WO2015/166779号公报的0238~0245段,并将该内容编入本说明书中。
本发明中,表面活性剂优选为氟系表面活性剂。本发明的组合物中包含氟系表面活性剂,由此液体特性(尤其,流动性)进一步提高,从而能够进一步改善省液性。并且,也能够形成厚度不均较小的膜。
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%,特别优选为7~25质量%。从涂布膜的厚度的均匀性及省液性方面考虑,氟含有率在该范围内的氟系表面活性剂为有效,在组合物中的溶解性也良好。
作为氟系表面活性剂,具体而言可举出日本特开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,并将这些内容编入本说明书中。作为氟类表面活性剂的市售品,例如可举出MEGAFACE F171、F172、F173、F176、F177、F141、F142、F143、F144、R30、F437、F475、F479、F482、F554、F780(以上为DICCorporation制)、Fluorad FC430、FC431、FC171(以上为Sumitomo 3M Limited制)、SurflonS-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上为ASAHI GLASS CO.,LTD.制)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上为OMNOVASolutions 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被挥发的丙烯酸系化合物。作为这些氟系表面活性剂,可举出DIC Corporation制的MEGAFACE 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MEGAFACE DS-21。
氟系表面活性剂也能够使用嵌段聚合物。例如可举出日本特开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,该含氟高分子化合物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5个以上)亚烷氧基(优选亚乙氧基、亚丙氧基)的(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元。下述化合物也作为在本发明中所使用的氟系表面活性剂而例示。
[化学式31]
Figure BDA0002147187970000571
上述化合物的重均分子量优选为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,氟系表面活性剂也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,可举出日本特开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制的MEGAFACE RS-101、MAGAFACE RS-102、MEGAFACE RS-718K、MEGAFACE RS-72-K等。氟系表面活性剂也能够使用日本特开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,可举出甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷及这些乙氧基化物及丙氧基化物(例如,甘油丙氧基化物、甘油乙氧基化物等)、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、山梨糖醇酐脂肪酸酯、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 Japan Limited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)、OLFIN E1010、Surfynol 104、400、440(Nissin Chemical Co.,Ltd.制)等。
表面活性剂的含量相对于本发明的组合物的总固体成分优选0.001质量%~5.0质量%,更优选0.005~3.0质量%。表面活性剂可以仅为一种,也可以是两种以上。当为两种以上时,优选合计量成为上述范围。
<<紫外线吸收剂>>
本发明的组合物能够含有紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂,能够使用共轭二烯化合物、氨基丁二烯化合物、甲基二苯甲酰化合物、香豆素化合物、水杨酸酯化合物、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,并将这些内容编入本说明书中。作为共轭二烯化合物的市售品,例如可举出UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,LTD.制)等。并且,作为苯并三唑化合物,可以使用MIYOSHIOIL&FAT CO.,LTD.制MYUA系列(化学工业日报,2016年2月1日)。作为紫外线吸收剂,优选由式(UV-1)~式(UV-3)表示的化合物,更优选由式(UV-1)或式(UV-3)表示的化合物,进一步优选由式(UV-1)表示的化合物。
[化学式32]
Figure BDA0002147187970000581
式(UV-1)中,R101及R102各自独立地表示取代基,m1及m2分别独立地表示0~4。
式(UV-2)中,R201及R202各自独立地表示氢原子或烷基,R203及R204各自独立地表示取代基。
式(UV-3)中,R301~R303各自独立地表示氢原子或烷基,R304及R305各自独立地表示取代基。
作为由式(UV-1)~式(UV-3)表示的化合物的具体例,可举出以下化合物。
[化学式33]
Figure BDA0002147187970000591
本发明的组合物中,紫外线吸收剂的含量相对于组合物的总固体成分优选0.01~10质量%,更优选0.01~5质量%。本发明中,紫外线吸收剂可以仅使用一种,也可以使用两种以上。当使用两种以上时,优选合计量成为上述范围。
<<抗氧化剂>>
本发明的组合物能够含有抗氧化剂。作为抗氧化剂,可举出酚化合物、亚磷酸酯化合物、硫醚化合物等。作为苯酚化合物,能够使用作为酚系抗氧化剂而已知的任意的酚化合物。作为优选的酚化合物,可举出受阻酚化合物。优选在与酚性羟基相邻的部位(邻位)具有取代基的化合物。作为前述取代基,优选碳原子数1~22的取代或未经取代的烷基。并且,抗氧化剂还优选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,可举出三[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、亚磷酸酯乙基双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)等。作为抗氧化剂的市售品,例如可举出ADKSTAB AO-20、ADKSTAB AO-30、ADKSTAB AO-40、ADKSTAB AO-50、ADKSTAB AO-50F、ADKSTAB AO-60、ADKSTAB AO-60G、ADKSTAB AO-80、ADKSTAB AO-330(以上为ADEKA CORPORATION制)等。
本发明的组合物中,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%。抗氧化剂可以仅使用一种,也可以使用两种以上。当使用两种以上时,优选合计量成为上述范围。
<<其他成分>>
本发明的固化性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、增塑剂及其他助剂类(例如,导电性粒子、填充剂、消泡剂、阻燃剂、调平剂、剥离促进剂、香料、表面张力调节剂、链转移剂等)。通过适当地含有这些成分,能够调整膜物性等性质。关于这些成分,例如能够参考日本特开2012-003225号公报的0183段之后(相对应的美国专利申请公开第2013/0034812号说明书的0237段)的记载,日本特开2008-250074号公报的0101~0104、0107~0109段等的记载,并将这些内容编入本说明书中。
关于本发明的组合物的粘度(23℃),例如通过涂布来形成膜的情况下,优选为1~100mPa·s的范围。下限更优选2mPa·s以上,进一步优选3mPa·s以上。上限优选50mPa·s以下,进一步优选30mPa·s以下,特别优选15mPa·s以下。
作为本发明的组合物的收容容器,并无特别限定,能够使用公知的收容容器。并且,作为收容容器,以抑制杂质混入原材料或组合物中为目的,还优选使用由6种6层树脂构成容器内壁的多层瓶或将6种树脂形成为7层结构的瓶。作为这些容器,例如可举出日本特开2015-123351号公报中所记载的容器。
本发明的组合物的用途并无特别限定。例如,能够优选地使用于近红外线截止滤光片等的形成中。并且,本发明的组合物中,进而含有遮蔽可见光的色材,由此也能够形成仅使特定波长以上的近红外线透射的红外线透射滤光片。
<组合物的制备方法>
本发明的组合物能够混合前述成分来制备。例如,制备组合物时,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掺合有各成分的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艺。使粒子分散的工艺中,作为使用于粒子的分散的机械力,可举出压缩、挤压、冲击、剪断、孔蚀等。作为这些工艺的具体例,可举出珠磨机、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,使粒子分散的工艺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段中所记载的工艺及分散机。并且,在使粒子分散的工艺中,可以通过研磨工序进行粒子的微细化处理。研磨工序中所使用的原材料、机器、处理条件等例如能够参考日本特开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,只要是从以往用于过滤用途等的过滤器,则能够无特别限定地使用。例如,可举出使用了聚四氟乙烯(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(含有高密度、超高分子量的聚烯烃树脂)等原材料的过滤器。这些原材料中,优选聚丙烯(含有高密度聚丙烯)及尼龙。
过滤器的孔径为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。过滤器的孔径若在上述范围,则能够可靠地去除微细的异物。并且,也优选使用纤维状滤材。作为纤维状滤材,例如可举出聚丙烯纤维、尼龙纤维、玻璃纤维等。具体而言,可举出ROKI TECHNO CO.,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,利用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孔径不同的过滤器。此处的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NIHON PALL LTD.(DFA4201NIEY等)、Advantec Toyo Kaisha,Ltd.、Nihon Entegris K.K.(原Japan Microlis Co.,Ltd.)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过滤器相同的原材料等形成的过滤器。
并且,使用第1过滤器的过滤可以仅对分散液进行,也可以混合其他成分之后使用第2过滤器进行过滤。
<膜>
接着,对本发明的膜进行说明。本发明的膜由上述本发明的组合物而得到。本发明的膜能够优选地用作近红外线截止滤光片或红外线透射滤光片。并且,还能够用作热射线屏蔽滤光片。本发明的膜可以具有图案,也可以是不具有图案的膜(平坦膜)。并且,本发明的膜可以层叠于支撑体而使用,本发明的膜也可以从支撑体剥离之后使用。另外,将本发明的膜用作红外线透射滤光片的情况下,作为红外线透射滤光片例如可举出遮蔽可见光,并透射波长900nm以上的光的滤光片。另外,将本发明的膜用作红外线透射滤光片的情况下,使用包含近红外线吸收化合物、及遮蔽可见光的色材(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)的组合物的滤光片、或除了包含近红外线吸收化合物的层之外,还优选另有遮蔽可见光的色材的层的滤光片。将本发明的膜用作红外线透射滤光片的情况下,近红外线吸收化合物具有将所透射的光(近红外线)限定在更靠长波长侧的作用。
本发明的膜的厚度能够根据需要而适当调整。膜厚优选20μm以下,更优选10μm以下,进一步优选5μm以下。膜厚的下限优选0.1μm以上,更优选0.2μm以上,进一步优选0.3μm以上。
本发明的膜还能够与包含彩色着色剂的滤色器组合使用。例如,能够将本发明中的膜与滤色器层叠而用作层叠体。层叠体中,本发明的膜与滤色器这两者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相邻时,可以在与形成有滤色器的支撑体不同的支撑体上形成本发明的膜,且构成固体摄像元件的其他部件(例如,微透镜、平坦化层等)可以夹在本发明的膜与滤色器之间。滤色器能够通过使用包含彩色着色剂的着色组合物来制造。作为彩色着色剂,可举出以本发明的组合物进行说明的彩色着色剂。
另外,本发明中,近红外线截止滤光片是指,使可见区域的波长的光(可见光)透射并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片。近红外线截止滤光片可以使可见区域的波长的光完全透射,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,且遮蔽特定波长区域的光。并且,在本发明中,滤色器是指使可见区域的波长的光中的特定波长区域的光透射且遮蔽特定波长区域的光的过滤器。并且,红外线透射滤光片是指,遮蔽可见区域的波长的光并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片。
当将本发明的膜用作近红外线截止滤光片时,本发明的膜优选在波长700~1000nm的范围具有极大吸收波长。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,特别优选为90%以上。并且,波长400~550nm的所有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,近红外线截止滤光片的近红外线遮蔽性的优选范围根据用途而不同,波长700~1000nm的范围的至少一处的透射率优选为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片时,本发明的膜在膜的厚度方向上的透射率在波长400~830nm的范围内的最大值为20%以下,在膜的厚度方向上的光的透射率在波长1000~1300nm的范围内的最小值优选为80%以上。具有这些光谱特性的膜能够优选地用作遮蔽波长400~750nm的范围的光且使波长900nm以上的光透射的红外线透射滤光片。
本发明的膜能够使用于CCD(电荷耦合元件)或CMOS(互补型金属氧化膜半导体)等固体摄像元件或红外线传感器、图像显示装置等各种装置中。
<膜的制造方法>
接着,对本发明的膜的制造方法进行说明。本发明的膜能够经涂布本发明的组合物的工序来制造。
本发明的膜的制造方法中,优选将组合物涂布于支撑体上。作为支撑体,例如可举出由硅酮、无碱玻璃、钠玻璃、PYREX(注册商标)玻璃、石英玻璃等材质构成的基板。在这些基板中可以形成有机膜或无机膜等。作为有机膜的材料,例如可举出在上述组合物的栏中进行说明的树脂。并且,作为支撑体,也能够使用由树脂构成的基板。并且,在支撑体上可以形成电荷耦合元件(CCD)、互补型金属氧化膜半导体(CMOS)、透明导电膜等。并且,有时于支撑体上形成有隔离各像素的黑色矩阵。并且,在支撑体上,根据需要,为了改善与上部层的密合性以及防止物质扩散或使基板表面平坦而可以设置底涂层。并且,当作为支撑体而使用玻璃基板时,优选在玻璃基板上形成无机膜或者对玻璃基板进行脱碱处理来使用。
作为组合物的涂布方法,能够利用公知的方法。例如,可举出:滴加法(滴落涂布);狭缝涂布法;喷涂法;辊涂法;旋转涂布法(旋涂);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,按需喷涂方式、压电方式、热方式)、喷嘴喷涂等吐出型印刷、柔性版印刷、网版印刷、凹版印刷、反转胶版印刷、金属遮罩印刷等各种印刷法;使用模具等的转引法、纳米压印法等。作为通过喷墨的应用方法,并无特别限定,例如可举出“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。
对涂布组合物而形成的组合物层可以进行干燥(预烘烤)。通过低温工艺而形成图案的情况下,可以不进行预烘烤。当进行预烘烤时,预烘烤温度优选150℃以下,更优选120℃以下,进一步优选110℃以下。下限例如能够设为50℃以上,还能够设为80℃以上。通过在150℃以下的温度下进行预烘烤,例如由有机原材料构成图像传感器的光电转换膜时,能够进一步有效地维持这些的特性。
预烘烤时间优选10秒~3000秒,更优选40~2500秒,进一步优选80~220秒。干燥可通过加热板、烤箱来进行。
本发明的膜的制造方法中,还可以包括形成图案的工序。作为图案形成方法,优选利用了光微影法的图案形成方法。利用光微影法而进行的图案形成方法优选包括如下工序:曝光工序,对涂布本发明的组合物而形成的组合物层以图案状进行曝光;及显影工序,显影去除未曝光部的组合物层来形成图案。根据需要,可以设置对已显影的图案进行烘烤的工序(后烘烤)。以下,对各工序进行说明。
在曝光工序中以图案状对组合物层进行曝光。例如,对组合物层使用步进机等曝光装置并经由具有规定的遮罩图案的遮罩而进行曝光,由此能够对组合物层进行图案曝光。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g射线、i射线等紫外线,更优选i射线。照射量(曝光量)例如优选0.03~2.5J/cm2,更优选0.05~1.0J/cm2,最优选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,通常能够选自1000W/m2~100000W/m2(例如,5000W/m2、15000W/m2、35000W/m2)的范围。对氧浓度和曝光照度可以组合适当的条件,例如能够设为氧浓度10体积%且照度10000W/m2,氧浓度35体积%且照度20000W/m2等。
接着,显影去除曝光后的组合物层中的未曝光部的组合物层来形成图案。能够使用显影液来进行未曝光部的组合物层的显影去除。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在支撑体上。作为显影液,优选不会对基底的固体摄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20~30℃。显影时间优选20~180秒。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,例如可举出氨水、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、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0.001~10质量%,更优选0.01~1质量%。并且,显影液中可以含有表面活性剂。作为表面活性剂的例子,可举出以上述的组合物说明的表面活性剂,优选非离子系表面活性剂。关于显影液,从便于输送或保管等观点考虑,可以暂且作为浓缩液而制造,而在使用时稀释成所需要的浓度。稀释倍率并无特别限定,例如能够设定在1.5~100倍的范围。另外,当使用包括这些碱性水溶液的显影液时,优选显影后用纯水清洗(冲洗)。
显影后,能够在实施干燥之后进行加热处理(后烘烤)。后烘烤为用于使膜完全固化的显影后的加热处理。进行后烘烤时,后烘温度例如优选100~240℃。从膜固化的观点考虑,更优选200~230℃。并且,当作为发光光源而使用了有机电致发光(有机EL)元件时或由有机原材料构成图像传感器的光电转换膜时,后烘烤温度优选150℃以下,更优选120℃以下,进一步优选100℃以下,特别优选90℃以下。下限例如能够设为50℃以上。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后烘烤。并且,通过低温工艺形成图案的情况下,可以不进行后烘烤。
<近红外线截止滤光片>
接着,对本发明的近红外线截止滤光片进行说明。本发明的近红外线截止滤光片具有上述本发明的膜。
除了本发明的膜以外,本发明的近红外线截止滤光片还可以具有含有铜的层、电介质多层膜、紫外线吸收层等。本发明的近红外线截止滤光片还具有含有铜的层和/或电介质多层膜,由此视角变宽,且可轻松地得到近红外线遮蔽性优异的近红外线截止滤光片。并且,本发明的近红外线截止滤光片进一步具有紫外线吸收层,由此能够设为紫外线遮蔽性优异的近红外线截止滤光片。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。作为含铜的层,也能够使用由含铜的玻璃构成的玻璃基材(含铜的玻璃基材)或含铜络合物的层(含铜络合物的层)。作为含铜的玻璃基材,可举出含铜的磷酸盐玻璃、含铜的氟磷酸盐玻璃等。作为含铜的玻璃的市售品,可举出NF-50(AGC TECHNO GLASSCO.,LTD.制)、BG-60、BG-61(以上为Schott AG制)、CD5000(HOYA GROUP制)等。
本发明的近红外线截止滤光片能够使用于CCD(电荷耦合元件)或CMOS(互补型金属氧化膜半导体)等固体摄像元件或红外线传感器、图像显示装置等各种装置中。
本发明的近红外线截止滤光片具有使用本发明的组合物而得到的膜的像素(图案)和选自红、绿、蓝、品红、黄、青、黑及无色中的像素(图案)的方式也是优选的方式。
<固体摄像元件>
本发明的固体摄像元件包含上述的本发明的膜。作为固体摄像元件的结构,只要是具有本发明的膜的结构,且作为固体摄像元件而发挥功能的结构,则并无特别限定。例如,可举出如下结构。
该结构为如下:在支撑体上具有包含构成固体摄像元件的受光区的多个光电二极管及多晶硅等的转移电极,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包含钨等的遮光膜,遮光膜上具有以覆盖整个遮光膜及光电二极管受光部的方式形成的包含氮化硅等的装置保护膜,且在装置保护膜上具有本发明中的膜。进而,可以构成为在装置保护膜上且在本发明中的膜的下侧(接近支撑体的一侧)具有聚光机构(例如,微透镜等。以下相同)或构成为在本发明中的膜上具有聚光机构等。并且,滤色器可以具有如下结构:在由隔壁分割为例如格子状的空间,嵌入有形成各像素的膜。该情况下,隔壁的折射率优选相比各像素为低折射率。作为具有这些结构的摄像装置的例子,可举出日本特开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>
本发明的图像显示装置包括本发明的膜。作为图像显示装置,可举出液晶显示装置或有机电致发光(有机EL)显示装置等。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(佐佐木昭夫著、Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.1990年发行)”、“显示装置(伊吹顺章著、Sangyo Tosho Publishing Co.,Ltd.1989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(内田龙男编辑、工业调查会1994年发行)”。本发明能够应用的液晶显示装置并无特别限制,例如,能够应用于上述“下一代液晶显示技术”中所记载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、三上明义监修、“有机EL技术开发的最前线-高亮度、高精度、长寿命化、技术秘密集-”,技术资讯协会、326-328页、2008年等。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)具有较强的极大发光峰值。除了这些发光峰值以外,更优选进一步在红色区域(650nm-700nm)具有极大发光峰值。
<红外线传感器>
本发明的红外线传感器包含上述的本发明的膜。作为红外线传感器的结构,只要是能够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,利用图式对本发明的红外线传感器的一实施形态进行说明。
图1中,符号110为固体摄像元件。在设置于固体摄像元件110上的摄像区域中具有近红外线截止滤光片111和红外线透射滤光片114。并且,在近红外线截止滤光片111上层叠有滤色器112。在滤色器112及红外线透射滤光片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。
能够使用本发明的组合物而形成近红外线截止滤光片111。可根据所使用的红外发光二极管(红外LED)的发光波长来选择近红外线截止滤光片111的光谱特性。
滤色器112为形成有透射及吸收可见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)的像素的彩色滤光片等。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。
关于红外线透射滤光片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,红外线透射滤光片114在膜的厚度方向上的透光率,在波长400~650nm的范围中的最大值优选为30%以下,更优选为20%以下,进一步优选为10%以下,特别优选为0.1%以下。该透射率优选在波长400~650nm的范围的所有区域满足上述条件。
红外线透射滤光片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,进一步优选为90%以上。上述透射率优选在波长800nm以上的范围的一部分满足上述条件,优选在与红外LED的发光波长相对应的波长满足上述条件。
红外线透射滤光片114的膜厚优选100μm以下,更优选15μm以下,进一步优选5μm以下,特别优选1μm以下。下限值优选0.1μm。膜厚只要在上述范围内,则能够设为满足上述光谱特性的膜。
以下示出红外线透射滤光片114的光谱特性、膜厚等的测定方法。
关于膜厚,使用触针式表面形状测定器(ULVAC,INC.制DEKTAK150)来测定了具有膜的干燥后的基板。
膜的光谱特性为使用紫外可见近红外分光光度计(Hitachi High-TechnologiesCorporation制U-4100)在波长300~1300nm的范围下测定透射率而得的值。
并且,例如,当红外LED的发光波长为940nm时,红外线透射滤光片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。
图1所示的红外线传感器中,可以在平坦化层116上进而配置有与近红外线截止滤光片111不同的近红外线截止滤光片(其他近红外线截止滤光片)。作为其他近红外线截止滤光片,可举出含有铜的层和/或具有电介质多层膜的近红外线截止滤光片。关于这些的详细内容,可举出上述内容。并且,作为其他近红外线截止滤光片,可以使用双频带通滤光片。
具体实施方式
以下,举出实施例来进一步详细地说明本发明。以下的实施例中所示出的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当进行变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。另外,只要无特别限制,则“份”、“%”为质量基准。
<重均分子量的测定>
关于化合物A及树脂的重均分子量,依照以下条件,并通过凝胶渗透色谱法(GPC)进行了测定。
管柱的种类:将TOSOH TSKgel Super HZM-H、TOSOH TSKgel Super HZ4000及TOSOH TSKgel Super HZ2000连结而成的管柱
展开溶剂:四氢呋喃
管柱温度:40℃
流量(样品注入量):1.0μL(样品浓度:0.1质量%)
装置名称:TOSOH CORPORATION制HLC-8220GPC
检测器:RI(折射率)检测器
校准曲线基础树脂:聚苯乙烯树脂
<酸值的测定方法>
化合物A及树脂的酸值表示对每固体成分1g的酸性成分进行中和时需要的氢氧化钾的质量。如下测定了化合物A及树脂的酸值。即,将测定样品溶解于四氢呋喃/水=9/1(质量比)混合溶剂中,使用电位滴定仪(商品名:AT-510,KYOTO ELECTRONICS MANUFACTURINGCO.,LTD.制),将所得到的溶液在25℃下用0.1mol/L氢氧化钠水溶液进行了中和滴定。将滴定pH曲线的拐点作为滴定终点,并通过以下式计算了酸值。
A=56.11×Vs×0.5×f/w
A:酸值(mgKOH/g)
Vs:滴定所需要的0.1mol/L氢氧化钠水溶液的使用量(mL)
f:0.1mol/L氢氧化钠水溶液的效价
w:测定样品质量(g)(固体成分换算)
<C=C值的测定>
化合物A的C=C值表示化合物A的每固体成分1g的C=C基的摩尔量,通过碱处理从化合物A取出C=C基部位(例如,在上述的P-1中为甲基丙烯酸,在P-2中为丙烯酸)的低分子成分(a),并通过高效液相色谱法(HPLC)测定其含量,从而由下述式进行计算。具体而言,将测定样品0.1g溶解于四氢呋喃/甲醇=50mL/15mL中,并添加4mol/L氢氧化钠水溶液10mL而在40℃下反应了2小时。用4mol/L甲磺酸水溶液10.2mL中和反应液,然后,将添加离子交换水5mL、甲醇2mL而成的混合液移到100mL容量瓶中,用甲醇定容而制备HPLC测定样品,并在以下条件下进行了测定。另外,低分子成分(a)的含量由单独制作的低分子成分(a)的校准曲线进行计算,且C=C值通过下述式计算。
<C=C值计算式>
C=C值[mmol/g]=(低分子成分(a)含量[ppm]/低分子成分(a)的分子量[g/mol])/(调液聚合物的称量值[g]×(聚合物液的固体成分浓度[%]/100)×10)
<HPLC测定条件>
测定机器:Agilent-1200
管柱:Phenomenex制Synergi 4u Polar-RP 80A,250mm×4.60mm(内径)+保护管柱
管柱温度:40℃
分析时间:15分钟
流速:1.0mL/分钟(最大送液压力:182bar)
注入量:5μl
检测波长:210nm
洗脱液:四氢呋喃(不含有稳定剂的HPLC用)/缓冲溶液(含有磷酸0.2vol%及三乙基胺0.2vol%的离子交换水水溶液)=55/45(vol%)
[试验例1]
<分散液的制备>
混合下述表中所记载的原料之后,添加直径0.3mm的氧化锆珠230质量份,使用油漆搅拌器进行5小时的分散处理,对微珠进行过滤并分离而制造了分散液。下述表中所记载的数值为质量份。并且,近红外线吸收化合物、衍生物及分散剂的栏中所记载的质量份的数值为固体成分的值。
<经时稳定性的评价>
测定了所得到的刚制造后的分散液的粘度。将已测定粘度的分散液在45℃的恒温槽中保管72小时后测定了粘度。另外,将分散液的温度调整为23℃后测定了粘度。由以下计算式计算增粘率,从而对经时稳定性进行了评价。
增粘率(%)=((在45℃的恒温槽中保管72小时的分散液的粘度/刚制造后的分散液的粘度)-1)×100
[表8]
Figure BDA0002147187970000711
如上述表所示,实施例1~9的分散液的增粘率低,且经时稳定性优异。
<固化性组合物的制备>
混合下述表中所记载的原料而制备了固化性组合物。下述表中所记载的数值为质量份。并且,近红外线吸收化合物、彩色着色剂、分散剂、树脂、聚合性化合物、紫外线吸收剂、表面活性剂、聚合抑制剂、抗氧化剂的栏中所记载的质量份的数值为固体成分的值。另外,使用了分散液B的固化性组合物中,使用了如下制备的分散液。分别以下述表的分散液B的栏中所记载的质量份来混合分散液B的栏中所记载的种类的彩色着色剂、分散剂及溶剂,进而添加直径0.3mm的氧化锆珠230质量份,并使用油漆搅拌器进行5小时的分散处理,且对微珠进行过滤并分离而制造了分散液B。
<密合性的评价>
在硅晶片上以膜厚成为0.1μm的方式利用旋转涂布法进行涂布CT-4000(FUJIFILMElectronic Materials Co.,Ltd.制),并使用加热板在220℃下加热1小时而形成了基底层。在带有该基底层的硅晶片上利用旋转涂布法涂布固化性组合物,然后使用加热板在100℃下加热2分钟而得到了下述表中所记载的膜厚的组合物层。
对该组合物层使用i射线步进机FPA-3000i5+(Canon Inc.制),经由一边为1.1μm的方形像素分别排列在基板上的4mm×3mm的区域的遮罩图案,照射365nm的波长光,并以曝光量500mJ/cm2进行了曝光。
对曝光后的组合物层使用四甲基氢氧化铵的0.3质量%水溶液,在23℃下进行了60秒钟的搅拌式显影。然后,通过旋转喷淋并用水进行冲洗,进而用纯水进行了冲洗。然后,在高压空气下排出水滴,并自然干燥硅晶片之后,使用加热板在220℃下进行300秒钟的后烘烤,从而形成了图案。对所得到的图案,使用光学显微镜进行观察,在总图案中对所密合的图案进行计数而评价了密合性。
5:所有的图案均密合。
4:所密合的图案为总图案的90%以上且小于100%。
3:所密合的图案为总图案的80%以上且小于90%。
2:所密合的图案为总图案的70%以上且小于80%。
1:所密合的图案小于总图案的70%。
Figure BDA0002147187970000731
如上述表所示,实施例的密合性优异。
上述表中所记载的原料如下。
(近红外线吸收化合物)
A1~A6:下述结构的化合物。以下的结构式中,Me表示甲基,Ph表示苯基。
[化学式34]
Figure BDA0002147187970000741
(颜料衍生物)
B1~B3:下述结构的化合物。以下的结构式中,Me表示甲基,Ph表示苯基。
[化学式35]
Figure BDA0002147187970000751
(分散剂)
P-1~P-8、P-16:作为上述化合物A的具体例而举出的P-1~P-8、P-16。
分散剂1:下述结构的树脂(在主链标注的数值为摩尔比,在侧链标注的数值为重复单元。Mw=20,000)
[化学式36]
Figure BDA0002147187970000761
分散剂2:下述结构的树脂。(在主链标注的数值为摩尔比,在侧链标注的数值为重复单元。Mw=11,000)
[化学式37]
Figure BDA0002147187970000762
(彩色着色剂)
PR254:C.I.Pigment Red 254
PB15:6:C.I.Pigment Blue 15:6
PY139:C.I.Pigment Yellow 139
(树脂)
D1:下述结构的树脂。(在主链标注的数值为摩尔比。Mw=40,000、酸值=100mgKOH/g)
D2:下述结构的树脂。(在主链标注的数值为摩尔比。Mw=10,000、酸值=70mgKOH/g)
[化学式38]
Figure BDA0002147187970000763
(聚合性化合物)
E1:ARONIX M-305(TOAGOSEI CO.,LTD.制)
E2:NK酯A-TMMT(Shin-Nakamura Chemical CO.,LTD.制)
E3:KAYARAD DPHA(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)
E4:ARONIX M-510(TOAGOSEI CO.,LTD.制)
(光聚合引发剂)
F1:IRGACURE OXE02(BASF公司制)
F2:IRGACURE 369(BASF公司制)
F3:IRGACURE OXE03(BASF公司制)
(紫外线吸收剂)
G1、G2:下述结构的化合物
[化学式39]
Figure BDA0002147187970000771
(表面活性剂)
H1:下述混合物(Mw=14000、氟系表面活性剂)。下述式中,表示重复单元的比例的%为质量%。
[化学式40]
Figure BDA0002147187970000772
(聚合抑制剂)
I1:对甲氧基苯酚
(抗氧化剂)
J1:Adekastab AO-80(ADEKA CORPORATION制)
(溶剂)
PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯
[试验例2]
以制膜后的膜厚成为1.0μm的方式利用旋转涂布法将实施例101~109的固化性组合物涂布于硅晶片上。接着,使用加热板在100℃下加热2分钟。接着,使用i射线步进机曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制),以1000mJ/cm2的曝光量经由具有2μm方形Bayer图案的遮罩而进行了曝光。
接着,使用氢氧化四甲铵(TMAH)0.3质量%水溶液,在23℃下进行60秒钟的搅拌式(paddle)显影。之后,通过旋转喷淋进行冲洗,进而通过纯水来进行水洗。接着,使用加热板,在200℃下加热5分钟而形成了2μm方形Bayer图案(近红外线截止滤光片)。
接着,以制膜后的膜厚成为1.0μm的方式利用旋转涂布法,将Red组合物涂布于近红外线截止滤光片的Bayer图案上。接着,使用加热板在100℃下加热了2分钟。接着,使用i射线步进机曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制),以1000mJ/cm2的曝光量,经由具有2μm方形Bayer图案的遮罩进行了曝光。接着,使用氢氧化四甲铵(TMAH)0.3质量%水溶液,在23℃下进行60秒钟的搅拌式(paddle)显影。之后,通过旋转喷淋进行冲洗,进而通过纯水来进行水洗。接着,使用加热板在200℃下加热5分钟,由此在近红外线截止滤光片的Bayer图案上对Red组合物进行了图案化。同样地,依次对Green组合物、Blue组合物进行图案化,从而形成了红、绿及蓝色着色图案。
接着,以制膜后的膜厚成为2.0μm的方式利用旋转涂布法,将红外线透射滤光片形成用组合物涂布于上述图案形成的膜上。接着,使用加热板在100℃下加热了2分钟。接着,使用i射线步进机曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制),以1000mJ/cm2的曝光量经由具有2μm方形Bayer图案的遮罩进行了曝光。接着,使用氢氧化四甲铵(TMAH)0.3质量%水溶液在23℃下进行60秒钟的搅拌式(paddle)显影。之后,通过旋转喷淋进行冲洗,进而通过纯水来进行水洗。接着,使用加热板在200℃下加热5分钟,由此对近红外线截止滤光片的Bayer图案的缺陷部分以红外线透射滤光片进行图案化。根据这些公知的方法组装了固体摄像元件。
关于所得到的固体摄像元件,在低照度的环境下(0.001Lux)从红外发光二极管(红外LED)光源照射光,并进行图像的读取,从而对图像性能进行了评价。在图像上清楚地观察到被摄体。并且,入射角依赖性良好。
试验例2中所使用的Red组合物、Green组合物、Blue组合物及红外线透射滤光片形成用组合物如下。
(Red组合物)
混合并搅拌下述成分之后,以孔径0.45μm的尼龙制过滤器(NIHON PALL LTD.制)进行过滤而制备了Red组合物。
Red颜料分散液……51.7质量份
树脂104……0.6质量份
聚合性化合物104……0.6质量份
光聚合引发剂101……0.4质量份
表面活性剂101……4.2质量份
紫外线吸收剂(UV-503、DAITO CHEMICAL CO.,LTD.制)……0.3质量份
PGMEA……42.6质量份
(Green组合物)
将下述成分进行混合并搅拌之后,以孔径0.45μm的尼龙制过滤器(NIHON PALLLTD.制)进行过滤而制备了Green组合物。
Green颜料分散液……73.7质量份
树脂104……0.3质量份
聚合性化合物101……1.2质量份
光聚合引发剂101……0.6质量份
表面活性剂101……4.2质量份
紫外线吸收剂(UV-503、DAITO CHEMICAL CO.,LTD.制)……0.5质量份
PGMEA……19.5质量份
(Blue组合物)
将下述成分进行混合并搅拌之后,以孔径0.45μm的尼龙制过滤器(NIHON PALLLTD.制)进行过滤而制备了Blue组合物。
Blue颜料分散液……44.9质量份
树脂104……2.1质量份
聚合性化合物101……1.5质量份
聚合性化合物104……0.7质量份
光聚合引发剂101……0.8质量份
表面活性剂101……4.2质量份
紫外线吸收剂(UV-503、DAITO CHEMICAL CO.,LTD.制)……0.3质量份
PGMEA……45.8质量份
(红外线透射滤光片形成用组合物)
将下述成分进行混合并搅拌之后,以孔径0.45μm的尼龙制过滤器(NIHON PALLLTD.制)进行过滤而制备了红外线透射滤光片形成用组合物。
颜料分散液1-1……46.5质量份
颜料分散液1-2……37.1质量份
聚合性化合物105……1.8质量份
树脂104……1.1质量份
光聚合引发剂102……0.9质量份
表面活性剂101……4.2质量份
聚合抑制剂(对甲氧基苯酚)……0.001质量份
硅烷偶联剂……0.6质量份
PGMEA……7.8质量份
Red组合物、Green组合物、Blue组合物及红外线透射滤光片形成用组合物中所使用的原料为如下。
·Red颜料分散液
通过珠磨机(直径为0.3mm的氧化锆珠),将包含9.6质量份的C.I.Pigment Red254、4.3质量份的C.I.Pigment Yellow 139、6.8质量份的分散剂(Disperbyk-161、BYKChemie公司制)、79.3质量份的PGMEA的混合液混合并分散3小时,从而制备了颜料分散液。然后,进一步使用带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon Bee Chemical Co.,Ltd.制)在2000kg/cm3的压力下以流量500g/分钟进行了分散处理。重复进行该分散处理10次而得到了Red颜料分散液。
·Green颜料分散液
通过珠磨机(直径为0.3mm的氧化锆珠),将包含6.4质量份的C.I.Pigment Green36、5.3质量份的C.I.Pigment Yellow 150、5.2质量份的分散剂(Disperbyk-161,BYKChemie公司制)、83.1质量份的PGMEA的混合液混合并分散3小时,从而制备了颜料分散液。然后,进一步使用带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon Bee Chemical Co.,Ltd.制)于2000kg/cm3的压力下以流量500g/分钟进行了分散处理。重复进行该分散处理10次而得到了Green颜料分散液。
·Blue颜料分散液
通过珠磨机(直径0.3mm的氧化锆珠),将包含9.7质量份的C.I.Pigment Blue 15:6、2.4质量份的C.I.Pigment Violet 23、5.5质量份的分散剂(Disperbyk-161、BYK Chemie公司制)、82.4质量份的PGMEA的混合液混合并分散3小时,从而制备了颜料分散液。然后,进一步使用带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon Bee Chemical Co.,Ltd.制)于2000kg/cm3的压力下以流量500g/分钟进行了分散处理。重复进行该分散处理10次而得到了Blue颜料分散液。
·颜料分散液1-1
使用直径为0.3mm的氧化锆珠,且通过珠磨机(带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon Bee Chemical Co.,Ltd.制))来将下述组成的混合液混合并分散3小时,从而制备了颜料分散液1-1。
·包含红色颜料(C.I.Pigment Red 254)及黄色颜料(C.I.Pigment Yellow 139)的混合颜料……11.8质量份
·树脂(Disperbyk-111,BYK Chemie公司制)……9.1质量份
·PGMEA……79.1质量份
·颜料分散液1-2
使用直径为0.3mm的氧化锆珠,且通过珠磨机(带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon Bee Chemical Co.,Ltd.制))来将下述组成的混合液混合并分散3小时,从而制备了颜料分散液1-2。
·包含蓝色颜料(C.I.Pigment Blue 15:6)及紫色颜料(C.I.Pigment Violet23)的混合颜料……12.6质量份
·树脂(Disperbyk-111,BYK Chemie公司制)……2.0质量份
·树脂A……3.3质量份
·环己酮……31.2质量份
·PGMEA……50.9质量份
树脂A:下述结构的树脂(Mw=14,000、结构单元中的比为摩尔比)
[化学式41]
Figure BDA0002147187970000821
·聚合性化合物101:KAYARAD DPHA(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)
·聚合性化合物104:下述结构的化合物
[化学式42]
Figure BDA0002147187970000822
·聚合性化合物105:下述结构的混合物(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]
Figure BDA0002147187970000823
·树脂104:下述结构的树脂(酸值:70mgKOH/g、Mw=11000、结构单元中的比为摩尔比)
[化学式44]
Figure BDA0002147187970000831
·光聚合引发剂101:IRGACURE-OXE01(BASF公司制)
·光聚合引发剂102:下述结构的化合物
[化学式45]
Figure BDA0002147187970000832
·表面活性剂101:下述混合物(Mw=14000)的1质量%PGMEA溶液。下述式中,表示重复单元的比例的%为质量%。
[化学式46]
Figure BDA0002147187970000833
·硅烷偶联剂:下述结构的化合物。以下结构式中,Et表示乙基。
[化学式47]
Figure BDA0002147187970000841
符号说明
110-固体摄像元件,111-近红外线截止滤光片,112-滤色器,114-红外线透射滤光片,115-微透镜,116-平坦化层。

Claims (15)

1.一种组合物,其含有:
近红外线吸收化合物,具有包含单环或稠环的芳香族环的π共轭平面;及
化合物A,具有自由基聚合性的烯属不饱和基且重均分子量为3000以上,
所述化合物A包含具有接枝链的重复单元,
所述化合物A所具有的自由基聚合性的烯属不饱和基为选自乙烯基、乙烯氧基、烯丙基、甲代烯丙基、(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、肉桂酰基及马来酰亚胺基中的至少一种,
所述接枝链为由下述式(G-1a)、式(G-2a)、式(G-3a)、式(G-4a)或式(G-5a)表示的结构,
Figure FDA0003118923910000011
式(G-1a)、式(G-2a)、式(G-3a)、式(G-4a)、式(G-5a)中,RG1及RG2分别独立地表示亚烷基,RG3表示氢原子或甲基,QG1表示-O-或-NH-,LG1表示单键或2价连接基,RG4表示氢原子或取代基,W100表示氢原子或取代基,n1~n5分别独立地表示2以上的整数。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,
所述接枝链为由所述式(G-1a)、式(G-4a)或式(G-5a)表示的结构。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,
所述具有接枝链的重复单元的重均分子量为1000以上。
4.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,
所述化合物A包含具有自由基聚合性的烯属不饱和基的重复单元和具有接枝链的重复单元。
5.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,
所述化合物A包含由下述式(A-1-1)表示的重复单元和由下述式(A-1-2)表示的重复单元;
Figure FDA0003118923910000021
式(A-1-1)中,X1表示重复单元的主链,L1表示单键或2价连接基,Y1表示具有自由基聚合性的烯属不饱和基的基团;
式(A-1-2)中,X2表示重复单元的主链,L2表示单键或2价连接基,W1表示接枝链。
6.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,
所述化合物A还包含具有酸基的重复单元。
7.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,
所述化合物A的自由基聚合性的烯属不饱和基量为0.2mmol/g~5.0mmol/g。
8.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,
所述化合物A的酸值为20mgKOH/g~150mgKOH/g。
9.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,
所述近红外线吸收化合物为选自吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物及二亚铵化合物中的至少一种。
10.根据权利要求1或2所述的组合物,其还含有使红外线透射并遮蔽可见光的色材。
11.一种膜,其由权利要求1所述的组合物得到。
12.一种近红外线截止滤光片,其具有权利要求11所述的膜。
13.一种固体摄像元件,其具有权利要求11所述的膜。
14.一种图像显示装置,其具有权利要求11所述的膜。
15.一种红外线传感器,其具有权利要求11所述的膜。
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