CN110291123B - 组合物、膜、红外线透射滤光片、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、红外线透射滤光片、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颜色不均少的膜的组合物。并且,提供一种膜、红外线透射滤光片、固体摄像元件、图像显示装置及红外线传感器。该组合物含有遮光材料和具有自由基聚合性的烯属不饱和基的重均分子量为3000以上的化合物A,化合物A包含具有接枝链的重复单元,组合物在波长400~640nm的范围内的吸光度的最小值Amin与在波长940~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax的比即Amin/Bmax为5以上。

Description

组合物、膜、红外线透射滤光片、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、红外线透射滤光片、固体摄像元件、图像显示装置及红外线传感器。
背景技术
固体摄像元件在各种用途中作为光传感器而被活用。例如,与可见光线相比,红外线的波长较长,因此不易散射,还能够活用在距离测定、三维测定等。并且,人、动物等的眼中看不见红外线,因此即使在夜间对被摄体照射红外线光源,被摄体也不会察觉,能够作为拍摄夜间野生动物的用途、防犯用途而不会刺激对方便能够使用于拍摄中。如此,感测红外线的光传感器(红外线传感器)能够以各种用途而发展,且期待红外线透射滤光片的开发。
专利文献1中记载有一种着色感放射线性组合物,其包含颜料、光聚合引发剂及聚合性化合物,当形成了在波长600nm下的分透光率为30%的着色感放射线性组合物层时,该着色感放射线性组合物层满足下述(1)~(5)的条件。
(1)400nm下的分透光率为20%以下。
(2)550nm下的分透光率为10%以下。
(3)700nm下的分透光率为70%以上。
(4)表示分透光率50%的波长为650nm~680nm的范围。
(5)着色感放射线性组合物层具有0.55μm~1.8μm的范围的膜厚。
专利文献2中记载有一种组合物,形成了膜厚1μm的膜时,膜的厚度方向的透光率在波长400~750nm的范围内的最大值为20%以下,膜的厚度方向的透光率在波长900~1300nm的范围内的最小值为90%以上。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-077009号公报
专利文献2:日本特开2014-130338号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
作为对红外线透射滤光片要求的分光特性,期待可见光的遮光性高,并且具有能够使特定波长区域的红外线选择性透射的分光特性。实现这些分光特性时,红外线透射滤光片的制造中所使用的组合物中,含有由多种着色剂等构成的遮光材料的情况较多。
根据本发明人的研究,得知在使用这些组合物而形成的膜中,制膜时遮光材料等凝聚而容易发生颜色不均。尤其,当作为遮光材料而含有多种着色剂时,容易发生凝聚,且容易发生颜色不均。
本发明的目的在于提供一种能够制造颜色不均少的膜的组合物。并且,在于提供一种膜、红外线透射滤光片、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,其含有遮光材料和具有自由基聚合性的烯属不饱和基的重均分子量为3000以上的化合物A,其中
化合物A包含具有接枝链的重复单元,
组合物在波长400~640nm的范围内的吸光度的最小值Amin与在波长1100~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax的比即Amin/Bmax为5以上。
<2>根据<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、甲基烯丙基、(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>根据<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>根据<3>所述的组合物,其中
接枝链包含聚酯结构。
<5>根据<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>根据<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>根据<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 BDA0002147190290000031
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>根据<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>根据<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>根据<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>根据<1>至<10>中任一项所述的组合物,其中
遮光材料含有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。
<12>根据<1>至<11>中任一项所述的组合物,其中
遮光材料含有有机系黑色着色剂。
<13>根据<1>至<12>中任一项所述的组合物,其还含有近红外线吸收剂。
<14>一种膜,其由<1>至<13>中任一项所述的组合物获得。
<15>一种红外线透射滤光片,其具有<14>所述的膜。
<16>一种固体摄像元件,其具有<14>所述的膜。
<17>一种图像显示装置,其具有<14>所述的膜。
<18>一种红外线传感器,其具有<14>所述的膜。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够制造颜色不均少的膜的组合物。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,未记述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”是指,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者或其中任一个,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸这两者或其中任一个,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基这两者或其中任一个。
本说明书中,重均分子量及数平均分子量作为通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的聚苯乙烯换算值而定义。
本说明书中,重均分子量(Mw)及数平均分子量(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、TOSOHTSKgel Super 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,不仅是独立的工序,而且在无法与其他工序明确区分的情况下,只要可实现对该工序所期待的作用,则也包含在本术语中。
<组合物>
本发明的组合物含有遮光材料和具有自由基聚合性的烯属不饱和基的重均分子量为3000以上的化合物A,化合物A包含具有接枝链的重复单元,组合物在波长400~640nm的范围内的吸光度的最小值Amin与在波长1100~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax的比即Amin/Bmax为5以上。
本发明的组合物能够制造抑制了颜色不均的膜。作为可获得这些效果的理由,推测基于如下。推测通过化合物A的自由基聚合性的烯属不饱和基或酸基,与遮光材料料进行相互作用而化合物A接近遮光材料料,从而遮光材料包含在化合物A中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立体位阻而能够抑制遮光材料的凝聚等。并且,认为化合物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,化合物A在遮光材料的附近硬化。因此,推测在制膜时能够有效地抑制遮光材料等的凝聚。因此,推测根据本发明,能够制造颜色不均少的膜。
并且,本发明的组合物中,在波长400~640nm的范围内的吸光度的最小值Amin与在波长1100~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax的比即Amin/Bmax为5以上,因此能够形成遮蔽可见光,且使特定波长区域的红外线透射的膜。
并且,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,因此能够提高膜的硬化性,并能够提高膜针对支撑体等的密合性。
本发明的组合物中,关于上述吸光度的条件,例如能够通过调整遮光材料的种类及其含量来适当地实现上述吸光度的条件。
关于本发明的组合物所具有的分光特性,上述Amin/Bmax的值优选为7.5以上,更优选为15以上,进一步优选为30以上。
一波长λ中的吸光度Aλ通过以下式(1)而定义。
Aλ=-log(Tλ/100)……(1)
Aλ为波长λ中的吸光度,Tλ为波长λ中的透射率(%)。
本发明中,吸光度的值可以为在溶液的状态下进行测定的值,也可以为使用组合物进行制膜的膜中的值。当在膜的状态下测定吸光度时,优选使用如下膜进行测定,该膜是在玻璃基板上通过旋转涂布等方法,以干燥后的膜的厚度成为规定厚度的方式涂布组合物,并用加热板在100℃下干燥120秒钟而制造的膜。关于膜的厚度,能够利用触针式表面形状测定仪(ULVAC公司制DEKTAK150)对具有膜的基板进行测定。
并且,吸光度能够使用以往公知的分光光度计来测定。吸光度的测定条件并无特别限定,在以波长400~640nm的范围内的吸光度的最小值Amin成为0.1~3.0的方式进行调整的条件下,优选测定波长1100~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax。通过在这种条件下测定吸光度,能够进一步减小测定误差。作为以波长400~640nm的范围内的吸光度的最小值Amin成为0.1~3.0的方式进行调整的方法,并无特别限定。例如,当在组合物的状态下测定吸光度时,可举出调整试样槽的光路长度的方法。并且,当在膜的状态下测定吸光度时,可举出调整膜厚的方法等。
以下示出通过本发明的组合物形成的膜的分光特性、膜厚等的测定方法的具体例。
通过旋转涂布等方法,以干燥后的膜的厚度成为规定厚度的方式将本发明的组合物涂布于玻璃基板上,并用加热板在100℃下干燥120秒钟。关于膜的厚度,利用触针式表面形状测定仪(ULVAC公司制DEKTAK150)对具有膜的干燥后的基板进行测定。利用紫外可见近红外分光光度计(Hitachi High-Technologies Corporation制U-4100),对具有该膜的干燥后的基板的波长300~1300nm的范围内的透射率进行测定。
本发明的组合物使红外线透射,由此也可称为红外线透射性组合物。以下,对可构成本发明的组合物的各成分进行说明。
《遮光材料》
本发明的组合物含有遮光材料。本发明中,遮光材料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,遮光材料优选为遮蔽波长400~640nm的波长区域的光的色材。并且,遮光材料优选为透射波长1100~1300nm的光的色材。本发明中,遮光材料优选为满足以下(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。
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,遮光材料中所使用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,遮光材料中所使用的有机系黑色着色剂不含有吸收可见光线及红外线这两者的黑色着色剂,例如碳黑或钛黑。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,优选遮光材料例如波长400~640nm的范围内的吸光度的最小值Amin与波长1100~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax的比即Amin/Bmax为4.5以上。
关于上述特性,可以用一种原材料来满足,也可以用多种原材料的组合来满足。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分光特性。并且,当为上述(2)的方式时,可以是有机系黑色着色剂满足上述分光特性。并且,可以用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。
(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,彩色着色剂可以为颜料,也可以为染料。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,优选为平均粒径±100nm的范围中所含有的二次粒子是整体的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,例如可举出以下颜料。
比色指数(C.I.)Pigment Yellow 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 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 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 7、10、36、37、58、59等(以上为绿色颜料)、
C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、32、37、42等(以上为紫色颜料)、
C.I.Pigment Blue 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、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、吡咯并吡唑甲亚胺系、二苯并哌喃系、酞菁系、苯并吡喃系、靛蓝系、亚甲基吡咯系等染料。并且,也可以使用这些染料的多聚体。并且,也可使用日本特开2015-028144号公报、日本特开2015-034966号公报中所记载的染料。
遮光材料优选含有选自红色着色剂、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,遮光材料优选通过选自红色着色剂、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类以上的着色剂的组合来形成黑色。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,优选为C.I.Pigment Yellow 139、150、185,更优选为C.I.Pigment Yellow 139、150,进一步优选为C.I.Pigment Yellow 139。作为蓝色着色剂,优选为C.I.Pigment Blue 15:6。作为紫色着色剂,优选为C.I.Pigment Violet 23。作为红色着色剂,优选为C.I.Pigment Red 122、177、224、254,更优选为C.I.Pigment Red 122、177、254,进一步优选为C.I.Pigment Red 254。作为绿色着色剂,优选为C.I.PigmentGreen 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,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2]
Figure BDA0002147190290000111
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,当作为遮光材料而使用有机系黑色着色剂时,优选为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分光特性。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,优选为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,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,彩色着色剂优选为10~200质量份,更优选为15~150质量份。
本发明中,遮光材料中的颜料的含量相对于遮光材料的总量优选为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,优选为遮光材料的含量相对于组合物的总固体成分为10~70质量%。下限优选为30质量%以上,更优选为40质量%以上。
《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,优选为乙烯基、乙烯氧基、烯丙基、甲基烯丙基、(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,进一步优选为(甲基)丙烯酰基,尤其优选为丙烯酰基。(甲基)丙烯酰基是反应性尤其优异,进而立体位阻小,因此在遮光材料附近容易硬化,且可更加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值是表示化合物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),通过高效液相色谱法(HPLC)测定其含量,从而能够从下述式进行计算。并且,当无法通过碱处理而从化合物A抽取C=C基部位时,使用通过NMR法(核磁谐振)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的称重值[g]×(化合物A的固体成分浓度[质量%]/100)×10)
优选为化合物A中,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优选为包含由下述式(A-1-1)表示的重复单元。
[化学式3]
Figure BDA0002147190290000131
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。只要可得到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,从原材料的获得性或制造适性的观点考虑,优选为聚(甲基)丙烯酸系连接基、聚亚烷基亚胺系连接基,更优选为(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)、亚烷基氧基(优选为碳原子数1~12的亚烷基氧基)、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、亚烷基氧基中的亚烷基、氧亚烷基羰基中的亚烷基可以是直链状、支链状及环状中的任一种,优选为直链状或支链状。并且,亚烷基、亚烷基氧基中的亚烷基、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,从制造适性的观点考虑,优选为羟基。
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,可举出选自乙烯基、乙烯氧基、烯丙基、甲基烯丙基、(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基团,优选为(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、马来酰亚胺基,更优选为(甲基)丙烯酰基,进一步优选为丙烯酰基。
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4]
Figure BDA0002147190290000141
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,更优选为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亚的聚合物链。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,从而能够提高遮光材料等的分散性。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。
优选为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,更优选为包含选自聚酯结构、聚醚结构及聚(甲基)丙烯酸类结构中的至少一种结构,进一步优选为包含聚酯结构。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5]
Figure BDA0002147190290000151
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,优选为碳原子数1~20的直链状或支链状亚烷基,更优选为碳原子数2~16的直链状或支链状亚烷基,进一步优选为碳原子数3~12的直链状或支链状亚烷基。
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)、亚烷基氧基(优选为碳原子数1~12的亚烷基氧基)、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可以包含彼此不同的两种以上的聚酯结构。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可以包含彼此不同的两种以上的聚醚结构。并且,当接枝链包含聚(甲基)丙烯酸类结构,可以仅包含一种聚(甲基)丙烯酸类结构,且RG3、QG1、LG1及RG4中的至少一种可以包含彼此不同的两种以上的聚(甲基)丙烯酸类结构。
作为接枝链的末端结构,并无特别限定。可以为氢原子,也可以为取代基。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,优选为具有立体排斥效果的基团,优选为碳原子数5~24的烷基或烷氧基。烷基及烷氧基可以是直链状、支链状及环状中的任一种,优选为直链状或支链状。
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6]
Figure BDA0002147190290000161
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,定义以式(G-1)~(G-5)进行说明的RG1~RG4、QG1、LG1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,从提高遮光材料等的分散性的观点考虑,优选为具有立体排斥效果的基团,优选为碳原子数5~24的烷基或烷氧基。烷基及烷氧基可以是直链状、支链状及环状中的任一种,优选为直链状或支链状。
式(G-1a)~(G-5a)中,n1~n5优选为分别独立地表示2~100的整数,更优选为2~80的整数,进一步优选为8~60的整数。
此外,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包含不同的两种以上的重复单元时,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7]
Figure BDA0002147190290000171
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,可举出以式(A-1-1)的X1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的亚烷基)、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8]
Figure BDA0002147190290000172
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为1~10,更优选为1~3,进一步优选为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为1~10,更优选为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。此外,本发明中,具有接枝链的重复单元的重均分子量是从与相同的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将大分子单体聚合而形成。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优选为在化合物A的总重复单元中含有10~80摩尔%,更优选为含有20~70摩尔%。并且,化合物A中,具有接枝链的重复单元优选为在化合物A的总重复单元中含有1.0~60摩尔%,更优选为含有1.5~50摩尔%。
化合物A优选为还包含具有酸基的重复单元也。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遮光材料等的分散性。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9]
Figure BDA0002147190290000181
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,可举出以式(A-1-1)的X1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)、亚烷基氧基(优选为碳原子数1~12的亚烷基氧基)、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、亚烷基氧基中的亚烷基、氧亚烷基羰基中的亚烷基可以是直链状、支链状及环状中的任一种,优选为直链状或支链状。并且,亚烷基、亚烷基氧基中的亚烷基、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10]
Figure BDA0002147190290000191
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为1~10,更优选为1~3,进一步优选为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为1~10,更优选为1~3。
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11]
Figure BDA0002147190290000201
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为1~10,更优选为1~3,进一步优选为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、支链状及环状中的任一种,优选为直链状或支链状,更优选为直链状。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,尤其优选为2~6。Rc4所表示的亚烷基可以是直链状、支链状及环状中的任一种,优选为直链状或支链状,更优选为直链状。
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优选为在化合物A的总重复单元中含有80摩尔%以下,更优选为含有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,也能够包含由下述式(A-1-4b)和/或式(A-1-5b)表示的重复单元。
[化学式12]
Figure BDA0002147190290000211
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为1~10,更优选为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为1~10,更优选为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,可举出以上述式(A-1-2)的L2、W1进行说明的内容。
作为化合物A的具体例,可以举出以下。
[化学式13]
Figure BDA0002147190290000221
[表1]
Figure BDA0002147190290000231
[表2]
Figure BDA0002147190290000241
[表3]
Figure BDA0002147190290000251
[表4]
Figure BDA0002147190290000261
[表5]
Figure BDA0002147190290000271
[表6]
Figure BDA0002147190290000281
[化学式14]
Figure BDA0002147190290000291
[表7]
Figure BDA0002147190290000301
本发明的组合物中,优选为化合物A的含量相对于组合物的总固体成分为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。
《近红外线吸收剂》
本发明的组合物能够含有近红外线吸收剂。红外线透射滤光片中,近红外线吸收剂具有将所透射的光(近红外线)限定在更靠长波长侧的作用。
本发明中,作为近红外线吸收剂,能够优选地使用在红外区域(优选为波长大于700nm且1300nm以下)的波长区域具有极大吸收波长的化合物。近红外线吸收剂可以为颜料,也可以为染料。
本发明中,作为近红外线吸收剂,能够优选地使用具有包含单环或稠环的芳香族环的π共轭平面的近红外线吸收化合物。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,尤其优选为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共轭平面优选为包含2个以上的单环或稠环的芳香族环,更优选为包含3个以上的前述芳香族环,进一步优选为包含4个以上的前述芳香族环,尤其优选为包含5个以上的前述芳香族环。上限优选为100个以下,更优选为50个以下,进一步优选为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、茚烯环、苝环、稠五苯环、夸特锐烯(quaterrylene)环、乙烷合萘(acenaphthene)环、菲环、蒽环、稠四苯环、
Figure BDA0002147190290000311
(chrysene)环、三亚苯环、芴环、吡啶环、喹啉环、异喹啉环、咪唑环基、苯并咪唑环基、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。此外,本说明书中,“在波长700~1000nm的范围具有极大吸收波长”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,可举出氯彷、甲醇、二甲基亚砜、乙酸乙酯、四氢呋喃。当为溶解于氯彷的化合物时,将氯彷用作测定溶剂。当为不溶解于氯彷的化合物时,使用甲醇。并且,不溶解于氯彷及甲醇中的任一个的情况下,使用二甲基亚砜。
本发明中,近红外线吸收化合物优选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、夸特锐烯系化合物、部花青化合物、克酮鎓化合物、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,进一步优选为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,尤其优选为吡咯并吡咯化合物。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号公报中所记载的酞菁氧钛、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/松冈贤/北尾悌次郎/平嶋恒亮·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15]
Figure BDA0002147190290000321
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段记载,并将这些内容编入本说明书中。
R1a及R1b各自独立地优选为芳基或杂芳基,更优选为芳基。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,优选为烷氧基、羟基、氰基、硝基、-OCOR11、-SOR12、-SO2R13。作为由R1a、R1b表示的基团,优选为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为3~30,更优选为3~20。
R2及R3中的至少一个优选为吸电子基,更优选为R2表示吸电子基(优选为氰基),R3表示杂芳基。杂芳基优选为5元环或6元环。并且,杂芳基优选为单环或稠环,优选为单环或缩合数为2~8的稠环,更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,更优选为1~2。作为杂原子,例如可例示氮原子、氧原子、硫原子。优选为杂芳基具有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,优选为卤素原子、烷基、烷氧基、芳基或杂芳基,更优选为烷基、芳基或杂芳基,尤其优选为芳基。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16]
Figure BDA0002147190290000341
作为方酸化合物,优选为由下述式(SQ)表示的化合物。
[化学式17]
Figure BDA0002147190290000342
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18]
Figure BDA0002147190290000351
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。
此外,式(SQ)中,阳离子如下那样以非定域化的方式存在。
[化学式19]
Figure BDA0002147190290000352
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20]
Figure BDA0002147190290000353
花青化合物优选为以式(C)表示的化合物。
式(C)
[化学式21]
Figure BDA0002147190290000361
式中,Z1及Z2分别独立地为形成可以缩环的5元或6元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,
a为0的情况下,碳原子与氮原子以双键键合,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,式中的由以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,也能够使用市售品。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,作为近红外线吸收剂,也能够使用无机粒子。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。作为无机颜料,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,作为无机粒子,也能够使用氧化钨系化合物。氧化钨系化合物优选为铯钨氧化物。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。
本发明的组合物中,近红外线吸收剂的含量相对于组合物的总固体成分优选为1~30质量%。上限优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下。下限优选为3质量%以上,更优选为5质量%以上。
并且,近红外线吸收剂与遮光材料的合计量优选为组合物的总固体成分10~70质量%。下限优选为20质量%以上,更优选为25质量%以上。
并且,近红外线吸收剂与遮光材料的合计量中的近红外线吸收剂的含量优选为5~40质量%。上限优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下。下限优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上。
本发明的组合物中,近红外线吸收剂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。当同时使用两种以上的近红外线吸收剂时,其合计优选为上述范围。
《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1个以上的烯属不饱和基的化合物,更优选为具有2个以上的烯属不饱和基的化合物,进一步优选为具有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为15个以下,更优选为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、聚合物中的任一形态,优选为单体。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。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,优选为乙烯氧基改质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-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)及这些的(甲基)丙烯酰基通过乙二醇残基和/或丙二醇残基而键合的结构的化合物。并且,也能够使用这些的低聚物类型。并且,可参考日本特开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,可举出日本特开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,并将这些内容编入本说明书中。并且,也优选为二甘油EO(环氧乙烷)改质(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)。也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。下限优选为5mgKOH/g以上。上限优选为30mgKOH/g以下。
聚合性化合物是具有己内酯结构的化合物也为优选方式。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,双甘油,三羟甲基三聚氰胺等多元醇和(甲基)丙烯酸及ε-己内酯进行酯化而得到的ε-己内酯改质多官能(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个异丁烯氧基链的3官能丙烯酸酯的TPA-330等。
作为聚合性化合物,也优选为日本特公昭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类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。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,进一步优选为不含有。
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为5~50质量%。下限例如更优选为7质量%以上,进一步优选为10质量%以上。上限例如更优选为45质量%以下,进一步优选为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,优选为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,优选为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、六芳基双咪唑、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,优选为光聚合引发剂是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,更优选为选自肟化合物、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,进一步优选为肟化合物。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。作为能够在本发明中优选地使用的肟化合物,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,也可以举出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,也可优选地使用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(CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD.制)、ADEKA ARKLS NCI-831(ADEKA CORPORATION制)、ADEKA ARKLS NCI-930(ADEKACORPORATION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,也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。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 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22]
Figure BDA0002147190290000421
[化学式23]
Figure BDA0002147190290000431
肟化合物优选为在350nm~500nm的波长区域具有极大吸收波长的化合物,更优选为在360nm~480nm的波长区域具有极大吸收波长的化合物。并且,肟化合物优选为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,尤其优选为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,优选为通过分光光度计(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。
光聚合引发剂也优选为包含肟化合物和α-氨基酮化合物。通过同时使用两者,显影性提高,且可轻松地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,优选为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。此外,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、将卤化酚类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,也能够使用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,树脂也能够使用国际公开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,优选为羧基。这些酸基可以是仅一种,也可以是两种以上。具有酸基的树脂能够用作碱溶性树脂。
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而成的树脂。尤其,优选为(甲基)丙烯酸与能够与其共聚的其他单体的共聚物作为碱溶性树脂。作为能够与(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、乙烯化合物等。作为烷基(甲基)丙烯酸酯及芳基(甲基)丙烯酸酯,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、苯基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、甲苯基(甲基)丙烯酸酯、萘基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯等,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-乙烯基吡咯烷酮、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,其他单体也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。此外,这些能够与(甲基)丙烯酸共聚的其他单体可以是仅一种,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、甲基烯丙基、(甲基)丙烯酰基等。作为市售品,可举出DIANAL NR系列(MITSUBISHI RAYON CO.,LTD.制)、Photomer6173(含羧基的聚胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、Diamond Shamrock Co.,Ltd.制)、VISCOAT R-264、KS RESIST 106(均为OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.制)、CYCLOMER P系列(例如,ACA230AA)、PLACCEL CF200系列(均为Daicel Corporation.制)、Ebecryl3800(Daicel UCB Co.,Ltd制)、AKURIKYUA RD-F8(NIPPON SHOKUBAI 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、包含(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/其他单体的多元共聚物。并且,也能够优选地使用将2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯聚合的共聚物,日本特开平7-140654号公报所记载的2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯/聚苯乙烯大分子单体/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、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、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、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重复单元的聚合物,该重复单元来源于含有由下述式(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24]
Figure BDA0002147190290000461
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25]
Figure BDA0002147190290000462
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来源于由下述式(X)表示的化合物的重复单元。
[化学式26]
Figure BDA0002147190290000471
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。
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27]
Figure BDA0002147190290000472
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,优选为酸基的量占70摩尔%以上的树脂,更优选为实质上仅包括酸基的树脂。酸性分散剂(酸性树脂)所具有的酸基优选为羧基。酸性分散剂(酸性树脂)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,优选为碱基的量大于50摩尔%的树脂。碱性分散剂所具有的碱基优选为氨基。
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,从而通过光刻法来形成图案时,能够进一步减少于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28]
Figure BDA0002147190290000481
并且,本发明中,关于树脂(分散剂),也优选使用在主链及侧链中的至少1个中包含氮原子的低聚亚胺类分散剂。作为低聚亚胺系分散剂,优选为具有包括含有pKa14以下的官能团的部分结构X的结构单元和包括原子数40~10,000的侧链Y的侧链,且在主链及侧链中的至少一方具有碱性氮原子的树脂。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。
并且,本发明的组合物中,聚合性化合物的质量与树脂及化合物A的合计质量的比优选为聚合性化合物的质量/树脂及化合物A的合计质量=0~2,更优选为0~1,进一步优选为0~0.8。根据该方式,聚合性化合物的量少,从而能够薄膜化。
《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酞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,优选为由式(B1)表示的化合物。
[化学式29]
Figure BDA0002147190290000491
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酞酰亚胺甲基,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、喹啉黄色素结构、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表示单键或连接基。作为连接基,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,还可以具有取代基。
式(B1)中,X表示酸基、碱基、具有盐结构的基团或酞酰亚胺甲基,优选为酸基或碱基。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 BDA0002147190290000511
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是上述范围,则能够提高颜料的分散性而有效地抑制颜料的凝聚。颜料衍生物可以仅使用一种,也可以使用两种以上。当使用两种以上时,优选为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较佳(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,能够设为10质量ppm以下,且能够设为1质量ppm以下)。
本发明中,优选为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,优选为10μm以下,更优选为5μm以下,进一步优选为3μm以下。过滤器的材质优选为聚四氟乙烯、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,异构物可以仅包含一种,也可以包含多种。
本发明中,有机溶剂优选为过氧化物含有率为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%。
《阻聚剂》
本发明的组合物能够含有阻聚剂。作为阻聚剂,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、亚铈盐等)。其中,优选为对甲氧基苯酚。阻聚剂的含量相对于组合物的总固体成分优选为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团的硅烷化合物。并且,水解性基是指与硅原子直接键合,并通过水解反应及缩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,优选为烷氧基。即,硅烷偶联剂优选为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团,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,优选为(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为0.01~15.0质量%,更优选为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。为两种以上时,优选为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。本发明的组合物中含有氟系表面活性剂,由此液特性(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%,尤其优选为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为良好。
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OMNOVA公司制)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团的分子结构,且被加热时含有氟原子的官能团的一部分被切断而氟原子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。例如能够举出日本特开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来源于具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元和来源于具有2个以上(优选为5个以上)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。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 BDA0002147190290000541
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为0.001质量%~5.0质量%,更优选为0.005~3.0质量%。表面活性剂可以是仅一种,也可以是两种以上。为两种以上时,优选为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,优选为由式(UV-1)~式(UV-3)表示的化合物,更优选为由式(UV-1)或式(UV-3)表示的化合物,进一步优选为由式(UV-1)表示的化合物。
[化学式32]
Figure BDA0002147190290000561
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 BDA0002147190290000562
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为0.01~10质量%,更优选为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,优选为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。作为前述取代基,优选为碳原子数1~22的取代或未经取代的烷基。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,抗氧化剂也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,优选为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敏化剂、硬化促进剂、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,优选为在1~100mPa·s的范围。下限更优选为2mPa·s以上,进一步优选为3mPa·s以上。上限更优选为50mPa·s以下,进一步优选为30mPa·s以下,尤其优选为15mPa·s以下。
更优选为本发明的组合物满足以下(1)~(4)中的任一个分光特性。
(1):波长400~640nm的范围内的吸光度的最小值Amin1与波长800~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax1的比即Amin1/Bmax1为5以上,优选为7.5以上,更优选15以上,进一步优选为30以上。根据该方式,能够形成能够遮蔽波长400~640nm的范围的光,且使大于波长670nm的红外线透射的膜。
(2):波长400~750nm的范围内的吸光度的最小值Amin2与波长900~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax2的比即Amin2/Bmax2为5以上,优选为7.5以上,更优选15以上,进一步优选为30以上。根据该方式,能够形成能够遮蔽波长400~750nm的范围的光,且使大于波长850nm的红外线透射的膜。
(3):波长400~830nm的范围内的吸光度的最小值Amin3与波长1000~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax3的比即Amin3/Bmax3为5以上,优选7.5以上,更优选为15以上,进一步优选为30以上。根据该方式,能够形成能够遮蔽波长400~830nm的范围的光,且使大于波长940nm的红外线透射的膜。
(4):波长400~950nm的范围内的吸光度的最小值Amin4与波长1100~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax4的比即Amin4/Bmax4为5以上,优选为7.5以上,更优选为15以上,进一步优选为30以上。根据该方式,能够形成能够遮蔽波长400~950nm的范围的光,且使大于波长1040nm的红外线透射的膜。
关于本发明的组合物,制造干燥后的膜厚为1μm、2μm、3μm、4μm或5μm的膜时,优选为满足膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~640nm的范围内的最大值为20%以下,膜的厚度方向上的光的透射率在波长1100~1300nm的范围内的最小值为70%以上的分光特性。波长400~640nm的范围内的最大值更优选为15%以下,更优选为10%以下。波长1100~1300nm的范围内的最小值更优选为75%以上,更优选为80%以上。
并且,更优选为本发明的组合物满足以下(1)~(4)中的任一个分光特性。
(1):制造干燥后的膜厚为1μm、2μm、3μm、4μm或5μm的膜时,膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~640nm的范围内的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下),膜的厚度方向上的光的透射率在波长800~1300nm的范围内的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的方式。
(2):制造干燥后的膜厚为1μm、2μm、3μm、4μm或5μm的膜时,膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~750nm的范围内的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下),膜的厚度方向上的光的透射率在波长900~1300nm的范围内的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的方式。
(3):制造干燥后的膜厚为1μm、2μm、3μm、4μm或5μm的膜时,膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~830nm的范围内的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下),膜的厚度方向上的光的透射率在波长1000~1300nm的范围内的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的方式。
(4):制造干燥后的膜厚为1μm、2μm、3μm、4μm或5μm的膜时,膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~950nm的范围内的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下),膜的厚度方向上的光的透射率在波长110~1300nm的范围内的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的方式。
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,也优选使用由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红外线透射滤光片等的形成中。
<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)将这些混合来作为组合物而制备。
并且,当本发明的组合物包含颜料等粒子时,优选为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,可举出压缩、挤压、冲击、剪断、孔蚀等。作为这些工序的具体例,可举出珠磨机、混砂机(sand mill)、辊磨机、球磨机、涂料振荡器、微射流均质机、高速叶轮、砂磨机(Sand grinder)、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,优选为粉碎处理之后通过过滤、离心分离等来去除粗粒子。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”或“以Suspension(悬浮)(固/液分散系统)为中心的分散技术和工业应用的实际总合资料集,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,可以通过盐磨工序进行粒子的微细化处理。盐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,优选为利用过滤器对组合物进行过滤。作为过滤器,只要是从以往就使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,优选为聚丙烯(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。过滤器的孔径若为上述范围,则能够可靠地去除微细的异物。并且,也优选为使用纤维状过滤材料。作为纤维状过滤材料,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)的过滤器滤芯。
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,基于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,可以组合上述的范围内不同孔径的过滤器。此处的孔径能够参考过滤器制造商的额定值。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.(旧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过滤器。
并且,基于第1过滤器的过滤可以仅对分散液进行,并将其他成分进行混合之后,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。本发明的膜由上述本发明的组合物得到。本发明的膜能够优选地用作红外线透射滤光片。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撑体而使用,本发明的膜也可以从支撑体剥离而使用。
本发明的膜优选为满足膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~640nm的范围内的最大值为20%以下,膜的厚度方向上的光的透射率于波长1100~1300nm的范围内的最小值为70%以上的分光特性。波长400~640nm的范围内的最大值更优选为15%以下,更优选为10%以下。波长1100~1300nm的范围内的最小值更优选为75%以上,更优选为80%以上。
更优选为本发明的膜满足以下(1)~(4)中的任一个分光特性。
(1):膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~640nm的范围内的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下),膜的厚度方向上的光的透射率在波长800~1300nm的范围内的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的方式。根据该方式,能够形成能够遮蔽波长400~640nm的范围的光,且使大于波长670nm的红外线透射的膜。
(2):膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~750nm的范围内的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下),膜的厚度方向上的光的透射率在波长900~1300nm的范围内的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的方式。根据该方式,能够形成能够遮蔽波长400~750nm的范围的光,且使大于波长850nm的红外线透射的膜。
(3):膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~830nm的范围内的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下),膜的厚度方向上的光的透射率在波长1000~1300nm的范围内的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的方式。根据该方式,能够形成能够遮蔽波长400~830nm的范围的光,且使大于波长940nm的红外线透射的膜。
(4):膜的厚度方向上的光的透射率在波长400~950nm的范围内的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下),膜的厚度方向上的光的透射率在波长110~1300nm的范围内的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的方式。根据该方式,能够形成能够遮蔽波长400~950nm的范围的光,且使大于波长1040nm的红外线透射的膜。
本发明的膜厚能够根据目的而适当调整。优选为100μm以下,更优选为15μm以下,更优选为5μm以下,尤其优选为1μm以下。下限值优选为0.1μm。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。
本发明的膜能够使用于CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)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,优选为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、派热克斯(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器件(CCD)、互补型金属氧化物半导体(CMOS)、透明导电膜等。并且,有时在支撑体上形成有隔离各像素的黑色矩阵。并且,在支撑体上,可以根据需要,且为了改善与上部层的密合性,防止物质扩散或使基板表面平坦而设置底涂层。并且,当作为支撑体而使用玻璃基板时,优选为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、丝网印刷、凹版印刷、反转胶版印刷、金属掩模印刷法等各种印刷法;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。
涂布组合物而形成的组合物层可以进行干燥(预烘烤)。通过低温步骤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,还能够设为80℃以上。通过在150℃以下的预烘烤温度下进行,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。
预烘烤时间优选为10秒~3000秒,更优选为40~2500秒,进一步优选为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,优选为利用了光刻法的图案形成方法。利用光刻法而进行的图案形成方法优选为包括如下工序,即曝光工序,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;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。
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,使用步进器等曝光装置并经由具有规定的掩模图案的掩模而进行曝光,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硬化。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。氧浓度和曝光照度可以适当组合条件,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。未曝光部的组合物层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,而仅光硬化的部分残留在支撑体上。作为显影液,优选为不会对基底的固体摄像元件或电路等给予损害的碱显影液。显影液的温度例如优选为20~30℃。显影时间优选为20~180秒。并且,为了提高残渣去除性,可以反复进行多次如下工序,即按每60秒钟甩掉显影液,进而供给新的显影液。
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为0.001~10质量%,更优选为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,优选为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。此外,当使用包括这些碱性水溶液的显影液时,优选为显影后用纯水清洗(冲洗)。
显影后,实施了干燥之后还能够进行加热处理(后烘烤)。后烘烤为用于使膜完全硬化的显影后的加热处理。进行后烘烤的情况下,后烘烤温度例如优选为100~240℃。从膜硬化的观点考虑,更优选为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,通过低温工序形成图案的情况下,可以不进行后烘烤。
<红外线透射滤光片>
接着,对本发明的红外线透射滤光片进行说明。本发明的红外线透射滤光片具有上述本发明的膜。
本发明的红外线透射滤光片能够与包含彩色着色剂的滤色器组合使用。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。着色组合物还能够含有树脂、聚合性化合物、光聚合引发剂、表面活性剂、溶剂、阻聚剂、紫外线吸收剂等。关于这些的详细内容,可举出以本发明的组合物进行说明的材料,并能够使用这些。
并且,本发明的红外线透射滤光片具有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构成,只要是具有本发明的膜的构成,且是作为固体摄像元件而发挥功能的构成,则并无特别限定。例如,可举出如下构成。
该构成为如下:在支撑体上具有由构成固体摄像元件的受光区的多个光电二极体及多晶硅等构成的转移电极,在光电二极体及转移电极上具有仅光电二极体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体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,可以为在装置保护膜上且在本发明中的膜的下侧(接近支撑体一侧)具有聚光机构(例如,微透镜等。以下相同)的构成、在本发明中的膜上具有聚光机构的构成等。并且,滤色器可以具有通过隔壁而分割为例如格子状的空间埋入形成各像素的膜的结构。该情况下,隔壁的折射率相比各像素优选为低折射率。作为具有这些结构的成象设备的例子,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(佐佐木昭夫着、Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.1990年发行)”、“显示装置(伊吹顺章着、Sangyo Tosho Publishing Co.,Ltd.平成元年(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。更优选除了这些发光峰值以外进一步在红色区域(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,利用附图对本发明的红外线传感器的一实施方式进行说明。
图1中,符号110为固体摄像元件。设置于固体摄像元件110上的摄像区域具有近红外线截止滤光片111和红外线透射滤光片114。并且,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。
近红外线截止滤光片111的分光特性可根据所使用的红外发光电二极管(红外LED)的发光波长来选择。
滤色器112是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。
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的膜的厚度方向上的透光率在波长400~640nm的范围中的最大值优选为为20%以下,更优选为15%以下,进一步优选为10%以下。优选为该透射率在波长400~640nm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透光率在波长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75%以上,进一步优选为80%以上。优选为上述透射率在波长800nm以上的范围的一部分满足上述条件,优选为在与红外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内,则能够形成满足上述分光特性的膜。
以下示出红外线透射滤光片114的分光特性、膜厚等的测定方法。
关于膜厚,使用探针式表面形状测定器(ULVAC,INC.制DEKTAK150)测定了具有膜的干燥后的基板。
膜的分光特性是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,红外LED的发光波长为940nm时,优选为红外线透射滤光片114的膜的厚度方向上的光的透射率在波长450~640nm的范围中的最大值为20%以下,膜的厚度方向上的波长835nm的光的透射率为20%以下,膜的厚度方向上的光的透射率的波长1000~1300nm的范围中的最小值为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/或具有介电体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,可以使用双带通滤光片。
实施例
以下,举出实施例对本发明进行进一步详细的说明。以下的实施例中所示出的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等在不脱离本发明的宗旨的范围内,能够适当进行变更。从而,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。此外,只要无特别限制,则“份”、“%”是质量基准。
<重均分子量的测定>
关于化合物A及树脂的重均分子量,根据照以下条件,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。化合物A及树脂的酸值是如下测定的。即,将测定样品溶解在四氢呋喃/水=9/1(质量比)混合溶剂中,使用电位滴定仪(商品名:AT-510,KYOTO ELECTRONICSMANUFACTURING CO.,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,从而由下述式计算。具体而言,将测定样品0.1g溶解于四氢呋喃/甲醇=50mL/15mL,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,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。此外,低分子成分(a)的含量从单独制作的低分子成分(a)的校准曲线计算,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])/(调液聚合物的称重值[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
流速:1.0mL/min(最大送液压力:182bar)
注入量:5μl
检测波长:210nm
溶离液:四氢呋喃(不含有稳定剂的HPLC用)/缓冲溶液(含有磷酸0.2vol%及三乙胺0.2vol%的离子交换水溶液)=55/45(vol%)
[试验例1]
<分散液的制备>
将下述表中所记载的原料进行混合之后,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,对珠子进行过滤并分离而制造了分散液。下述表中所记载的数值是质量份。
[表8]
Figure BDA0002147190290000701
<组合物的制备>
将下述表中所记载的原料进行混合而制备了组合物(固化性组合物)。下述表中所记载的数值是质量份。
Figure BDA0002147190290000711
Figure BDA0002147190290000721
上述表中所记载的原料如下。
(近红外线吸收剂)
A1、A2: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 BDA0002147190290000731
A3:日本特开2016-146619号公报的0173段中所记载的化合物a-1
A4:日本特开2016-146619号公报的0173段中所记载的化合物a-2
A5:日本特开2016-146619号公报的0173段中所记载的化合物a-3
A6:NK-5060(Hayashibara Co.,Ltd.,花青化合物)
(色材)
PR254:C.I.Pigment Red 254
PY139:C.I.Pigment Yellow 139
PB15:6:C.I.Pigment Blue 15:6
PV23:C.I.Pigment Violet 23
PBk32:C.I.Pigment Black 32
IB:Irgaphor Black(BASF公司制)
(颜料衍生物)
B1:下述结构的化合物。以下结构式中,Ph表示苯基。
[化学式35]
Figure BDA0002147190290000741
(分散剂)
P-1、P-2、P-3、P-5、P-6、P-7、P-8、P-9、P-16、P-19、P-22:作为上述化合物A的具体例而举出的P-1、P-2、P-3、P-5、P-6、P-7、P-8、P-9、P-16、P-19、P-22的丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)30质量%溶液。
分散剂1:下述结构的树脂的PGMEA30质量%溶液。标记在主链的数值为摩尔比,标记在侧链的数值为重复单元的数。Mw=20,000。
[化学式36]
Figure BDA0002147190290000742
分散剂2:下述结构的树脂的PGMEA30质量%溶液。标记在主链的数值为摩尔比,标记在侧链的数值为重复单元的数。Mw=33,000。
[化学式37]
Figure BDA0002147190290000743
分散剂3:下述结构的树脂的PGMEA30质量%溶液。标记在主链的数值为摩尔比,标记在侧链的数值为重复单元的数。Mw=24,000。
[化学式38]
Figure BDA0002147190290000751
(树脂)
D1:下述结构的树脂的PGMEA40质量%溶液。标记在主链的数值为摩尔比。Mw=11,000。
D2:下述结构的树脂的PGMEA40质量%溶液。标记在主链的数值为摩尔比。Mw=14,000。
[化学式39]
Figure BDA0002147190290000752
(聚合性化合物)
E1:KAYARAD DPHA(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)
E2:ARONIX M-305(TOAGOSEI CO.,LTD.制)
E3:NK酯A-TMMT(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)
E4:KAYARAD RP-1040(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)
E5:ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制)
(光聚合引发剂)
F1:IRGACURE OXE01(BASF公司制)
F2:IRGACURE OXE02(BASF公司制)
F3:IRGACURE OXE03(BASF公司制)
F4:IRGACURE 369(BASF公司制)
F5:IRGACURE OXE04(BASF公司制)
(紫外线吸收剂)
G1:UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,LTD.制)
(表面活性剂)
H1: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40]
Figure BDA0002147190290000761
(阻聚剂)
I1:对甲氧基苯酚
(溶剂)
PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯
<吸光度及分光特性>
将各组合物旋转涂布在玻璃基板上,并以后烘烤后的膜厚成为下述表中所记载的膜厚的方式进行涂布,用加热板在100℃下干燥120秒钟之后,进而使用200℃的加热板进行300秒钟的加热处理(后烘烤),从而形成了膜。对形成有膜的玻璃基板,使用紫外可见近红外分光光度计U-4100(Hitachi High-Technologies Corporation制)(ref.玻璃基板)测定了波长300~1300nm的范围内的透射率、波长400~640nm的范围内的吸光度的最小值Amin、波长1100~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax。
<颜色不均的评价>
在玻璃基板上以膜厚成为0.1μm的方式利用旋转涂布法涂布CT-4000(FUJIFILMElectronic Materials Co.,Ltd.制),使用加热板在220℃下加热1小时而形成了基底层。在附该基底层的玻璃基板上利用旋转涂布法涂布各组合物,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。
对该组合物层照射365nm的波长的光,并以曝光量500mJ/cm2进行了曝光。接着,使用加热板在220℃下进行300秒钟的后烘烤,从而形成了膜。使用形成有该膜的玻璃基板(评价用基板)并通过下述方法分析辉度分布,并以与平均的偏差为±10%以上的像素数为基准而进行了颜色不均的评价。
对辉度分布的测定方法进行说明。将评价用基板设置在光学显微镜的观察透镜与光源之间并朝向观察透镜照射光,并使用设置有数字相机的光学显微镜MX-50(OlympusCorporation)对该透射光状态进行了观察。膜表面的摄影是对任意选择的5个区域进行的。将摄影图像的辉度作为0~255的256灰度的浓度分布而数值化来保存。从该图像分析辉度分布,并以与平均的偏差大于±10%的像素数对颜色不均进行了评价。评价基准如下。
5:与平均的偏差大于±10%的像素数为1000以下。
4:与平均的偏差大于±10%的像素数为大于1000且3000以下。
3:与平均的偏差大于±10%的像素数大于3000且5000以下。
2:与平均的偏差大于±10%的像素数大于5000且15000以下。
1:与平均的偏差大于±10%的像素数大于15000。
<密合性的评价>
在硅晶圆上以膜厚成为0.1μm的方式利用旋转涂布法涂布CT-4000(FUJIFILMElectronic Materials Co.,Ltd.制),使用加热板在220℃下加热1小时而形成了基底层。在附该基底层的硅晶圆上利用旋转涂布法涂布各组合物,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射线步进器FPA-3000i5+(Canon Co.,Ltd.制),经由一边1.1μm的正方像素分别排列在基板上的4mm×3mm的区域的掩模图案,照射365nm的波长的光,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,通过旋转淋浴并用水进行冲洗,进而用纯水进行了水洗。然后,在高压空气下排出水滴,并自然干燥硅晶圆之后,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,从而对总图案中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:所密合的图案是总图案的90%以上且小于100%。
3:所密合的图案是总图案的80%以上且小于90%。
2:所密合的图案是总图案的70%以上且小于80%。
1:所密合的图案小于总图案的70%。
[表10]
Figure BDA0002147190290000781
如上述表所示,实施例的组合物能够制造颜色不均少的膜。进而,与基板的密合性也优异。
并且,依照公知的方法将使用实施例的组合物而形成的膜组装到固体摄像元件中。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]
以制膜后的膜厚成为1.0μm的方式利用旋转涂布法将近红外线截止滤光片形成用组合物涂布在硅晶圆上。接着,使用加热板在100℃下加热2分钟。接着,使用i射线步进器曝光装置FPA-3000i5+(Canon Co.,Ltd.制),以1000mJ/cm2的曝光量经由具有2μm四方贝耶尔图案的掩模而进行了曝光。
接着,使用四甲基氢氧化铵(TMAH)0.3质量%水溶液,在23℃下进行60秒钟的搅拌式(paddle)显影。接着,通过旋转喷淋进行冲洗,进而通过纯水来水洗。接着,使用加热板,在200℃下加热5分钟而形成了2μm四方贝耶尔图案(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组合物涂布在近红外线截止滤光片的贝耶尔图案上。接着,使用加热板,在100℃下加热了2分钟。接着,使用i射线步进器曝光装置FPA-3000i5+(Canon Co.,Ltd.制),以1000mJ/cm2的曝光量,经由具有2μm四方贝耶尔图案的掩模进行了曝光。接着,使用四甲基氢氧化铵(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贝耶尔图案上将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,将实施例1~18的组合物涂布在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射线步进器曝光装置FPA-3000i5+(Canon Co.,Ltd.制),以1000mJ/cm2的曝光量经由具有2μm四方贝耶尔图案的掩模进行了曝光。接着,使用四甲基氢氧化铵(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贝耶尔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)照射红外发光二极管(红外LED)光源,并进行图像的读取,从而对图像性能进行了评价。在图像上能够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组合物及近红外线截止滤光片形成用组合物如以下。
(Red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
(近红外线截止滤光片形成用组合物)
近红外线吸收剂分散液1……60质量份
聚合性化合物101……6质量份
树脂101……4.45质量份
光聚合引发剂101……1.99质量份
表面活性剂101……4.17质量份
阻聚剂1(对甲氧基苯酚)……0.003质量份
PGMEA……23.39质量份
Red组合物、Green组合物、Blue组合物及近红外线截止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,进一步使用附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/min进行了分散处理。将该分散处理重复进行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,进一步使用附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/min进行了分散处理。将该分散处理重复进行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,进一步使用附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/min进行了分散处理。将该分散处理重复10次而得到了Blue颜料分散液。
·近红外线吸收剂分散液
向包含2.5质量份的近红外线吸收剂A1、0.5质量份的颜料衍生物B1、1.8质量份的分散剂3及79.3质量份的PGMEA的混合液添加直径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,对珠子进行过滤并分离而制造了近红外线吸收剂分散液1。
·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41]
Figure BDA0002147190290000821
·树脂101:CYCLOMER P(ACA)230AA(DAICEL CORPORATION.制)
·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42]
Figure BDA0002147190290000822
·光聚合引发剂101:IRGACURE-OXE01(BASF公司制)
·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43]
Figure BDA0002147190290000831
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 (17)

1.一种组合物,其含有遮光材料和具有自由基聚合性的烯属不饱和基的重均分子量为3000以上的化合物A,该组合物中,
所述化合物A包含具有接枝链的重复单元,
所述组合物在波长400nm~640nm的范围内的吸光度的最小值Amin与在波长1100nm~1300nm的范围内的吸光度的最大值Bmax的比即Amin/Bmax为5以上,
所述化合物A所具有的自由基聚合性的烯属不饱和基是选自乙烯基、乙烯氧基、烯丙基、甲基烯丙基、(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。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,
所述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。
3.根据权利要求2所述的组合物,其中,
所述接枝链包含聚酯结构。
4.根据权利要求1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。
5.根据权利要求1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。
6.根据权利要求1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 FDA0003269426780000011
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。
7.根据权利要求1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。
8.根据权利要求1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。
9.根据权利要求1所述的组合物,其中,
所述化合物A的酸值为20mgKOH/g~150mgKOH/g。
10.根据权利要求1所述的组合物,其中,
所述遮光材料含有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。
11.根据权利要求1所述的组合物,其中,
所述遮光材料含有有机系黑色着色剂。
12.根据权利要求1所述的组合物,其还含有近红外线吸收剂。
13.一种膜,其由权利要求1至12中任一项所述的组合物得到。
14.一种红外线透射滤光片,其具有权利要求13所述的膜。
15.一种固体摄像元件,其具有权利要求13所述的膜。
16.一种图像显示装置,其具有权利要求13所述的膜。
17.一种红外线传感器,其具有权利要求13所述的膜。
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