CN114402257A - 着色固化性树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供形成异物的产生少的光学滤波器的着色固化性树脂组合物。本发明涉及一种着色固化性树脂组合物,其包含着色剂、树脂、聚合性化合物及聚合引发剂,着色剂为包含式(I)或式(II)表示的化合物的着色剂。
Description
技术领域
本发明涉及着色固化性树脂组合物、光学滤波器、及固体摄像器件。
背景技术
液晶显示装置、电致发光显示装置及等离子体显示器等显示装置、CCD、CMOS传感器等固体摄像器件中使用的光学滤波器由着色固化性树脂组合物制造。作为所述着色固化性树脂组合物,含有作为着色剂的酞菁化合物的组合物是已知的(专利文献1)。专利文献1中记载了上述组合物能够吸收近红外线而形成微细图案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-160380号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的课题在于提供形成异物的产生少的光学滤波器的着色固化性树脂组合物。
用于解决课题的手段
本发明包括以下的发明。
着色固化性树脂组合物,其包含着色剂、树脂、聚合性化合物及聚合引发剂,
着色剂为包含式(I)或式(II)表示的化合物的着色剂。
[式(I)中,X1及X2各自独立地表示氢原子、SR1或NR2R3。
Y1及Y2各自独立地表示氢原子、OR1、或SR1。
R1表示碳原子数6~20的芳基或碳原子数3~20的杂芳基,该芳基及该杂芳基中包含的氢原子可以被卤原子或碳原子数1~20的烷氧基取代。
R2及R3各自独立地表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子,R2与R3可以键合而形成包含氮原子的环。
在1分子中有多个X1、X2、Y1、Y2、R1、R2或R3的情况下,它们可以相同,也可以各自不同。
M1表示氢原子、1价的金属原子、2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子。
M1为氢原子或1价的金属原子时,m为2,M1为2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子时,m为1。
*a、*a1、*a2、*b、*b1、*b2、*c1、及*c2均表示化学键,2个*a中的一个与*a1键合,另一个与*a2键合。2个*b中的一个与*b1键合,另一个与*b2键合。*c1及*c2与M1键合。]
[式(II)中,Z1及Z2各自独立地表示氧原子、硫原子或NR4。
R4表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子。
Ar1表示碳原子数6~20的亚芳基或碳原子数3~20的亚杂芳基,该亚芳基及亚杂芳基中包含的氢原子可以被卤原子或碳原子数1~20的烷氧基取代。
Z3及Z4各自独立地表示氢原子、N(R6)2、OR5或SR5。
R5表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数3~20的杂芳基,该烷基中包含的氢原子可以替换为卤原子,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子,该芳基及该杂芳基中包含的氢原子可以被卤原子或碳原子数1~20的烷氧基取代。
R6表示氢原子或碳原子数1~10的烷基(该烷基中包含的氢原子可以被碳原子数6~10的芳基取代,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子)。
在1分子中有多个Z1、Z2、Z3、Z4、Ar1、R4、R5或R6的情况下,它们可以相同,也可以各自不同。
M2表示氢原子、1价的金属原子、2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子。
M2为氢原子或1价的金属原子时,n为2,M2为2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子时,n为1。
*d、*d1、*d2、*e、*e1、*e2、*f1、及*f2均表示化学键,2个*d中的一个与*d1键合,另一个与*d2键合。2个*e中的一个与*e1键合,另一个与*e2键合。*f1及*f2与M2键合。]
[2]如[1]所述的着色固化性树脂组合物,其中,树脂为包含来自选自由不饱和羧酸及不饱和羧酸酐组成的组中的至少1种的结构单元、和具有碳原子数2~4的环状醚结构及烯键式不饱和键的结构单元的共聚物。
[3]光学滤波器,其是由[1]或[2]所述的着色固化性树脂组合物形成的。
[4]固体摄像器件,其包含[3]所述的光学滤波器。
发明效果
根据本发明的着色固化性树脂组合物,在形成光学滤波器时,不易产生异物。
具体实施方式
本发明的着色固化性树脂组合物包含着色剂(以下,有时称为着色剂(A))、树脂(以下,有时称为树脂(B))、聚合性化合物(以下,有时称为聚合性化合物(C))、及聚合引发剂(以下,有时称为聚合引发剂(D))。
本发明的着色固化性树脂组合物优选还包含溶剂(以下,有时称为溶剂(E)。)。
本发明的着色固化性树脂组合物可以包含流平剂(以下,有时称为流平剂(F)。)。
本说明书中,只要没有特别说明,作为各成分示例的化合物可以单独使用或组合多种而使用。
着色剂(A)
着色剂(A)包含作为酞菁化合物的、式(I)或(II)表示的化合物(也称为着色剂(A1))。该化合物优选为在近红外线区域(波长700~2500nm,优选为700~1500nm,更优选为700~1300nm)具有极大吸收波长的化合物。式(I)表示的化合物如下所述。
[式(I)中,X1及X2各自独立地表示氢原子、SR1或NR2R3。
Y1及Y2各自独立地表示氢原子、OR1、或SR1。
R1表示碳原子数6~20的芳基或碳原子数3~20的杂芳基,该芳基及该杂芳基中包含的氢原子可以被卤原子或碳原子数1~20的烷氧基取代。
R2及R3各自独立地表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子,R2与R3可以键合而形成包含氮原子的环。
在1分子中有多个X1、X2、Y1、Y2、R1、R2或R3的情况下,它们可以相同,也可以各自不同。
M1表示氢原子、1价的金属原子、2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子。
M1为氢原子或1价的金属原子时,m为2,M1为2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子时,m为1。
*a、*a1、*a2、*b、*b1、*b2、*c1、及*c2均表示化学键,2个*a中的一个与*a1键合,另一个与*a2键合。2个*b中的一个与*b1键合,另一个与*b2键合。*c1及*c2与M1键合。]
作为R1表示的芳基,例如,为单环、多环(例如,2环或3环)的芳基即可,具体而言,可举出苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、2-乙基苯基、3-乙基苯基、4-乙基苯基、2,3-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、4-乙烯基苯基、邻异丙基苯基、间异丙基苯基、对异丙基苯基、邻叔丁基苯基、间叔丁基苯基、对叔丁基苯基、3,5-二(叔丁基)苯基、3,5-二(叔丁基)-4-甲基苯基、4-丁基苯基、4-戊基苯基、2,6-双(1-甲基乙基)苯基、2,4,6-三(1-甲基乙基)苯基、4-环己基苯基、2,4,6-三甲基苯基、4-辛基苯基、4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基、1-萘基、2-萘基、6-甲基-2-萘基、5,6,7,8-四氢-1-萘基、5,6,7,8-四氢-2-萘基、芴基、菲基、蒽基、2-十二烷基苯基、3-十二烷基苯基、4-十二烷基苯基、菲基、芴基、联苯基等。芳基的碳原子数优选为6~18,更优选为6~15,进一步优选为6~12。
作为R1表示的杂芳基,例如,为单环、多环(例如,2环或3环)的杂芳基即可,具体而言,可举出呋喃基、苯并呋喃基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、噻吩基、苯并噻吩基、噁唑基、苯并噁唑基、噻唑基、苯并噻唑基、吲哚基、咔唑基、吖啶基、咪唑基、苯并咪唑基、喹啉基、异喹啉基等。杂芳基的碳原子数优选为3~18,更优选为3~12,进一步优选为3~9。
另外,杂芳基的构成环的元素数优选为5~10。
可与该芳基及该杂芳基中包含的氢原子进行取代的卤原子优选为氯原子、溴原子、氟原子、或碘原子。
作为可与该芳基及该杂芳基中包含的氢原子进行取代的烷氧基,可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊基氧基、异戊基氧基、新戊基氧基、正己基氧基、环己基氧基、正庚基氧基、正辛基氧基、2-乙基己基氧基、叔辛基氧基、癸基氧基、十一烷基氧基、十二烷基氧基、十三烷基氧基、十四烷基氧基、十五烷基氧基、十六烷基氧基、十七烷基氧基、十八烷基氧基、十九烷基氧基等。
烷氧基的碳原子数优选为1~18,更优选为1~15,进一步优选为1~10,进一步更优选为1~8。
作为R2及R3表示的烷基,可举出:
甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等直链状烷基;
异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-乙基丁基、3,3-二甲基丁基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、3-甲基丁基、新戊基、1,1-二甲基丙基、2-甲基戊基、3-乙基戊基、1,3-二甲基丁基、2-丙基戊基、1-乙基-1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、4-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基、2-乙基己基、1-甲基己基、1-乙基戊基、1-丙基丁基、3-乙基庚基、2,2-二甲基庚基、1-甲基庚基、1-乙基己基、1-丙基戊基、1-甲基辛基、1-乙基庚基、1-丙基己基、1-丁基戊基、1-甲基壬基、1-乙基辛基、1-丙基庚基及1-丁基己基等支链状烷基;等等。烷基的碳原子数优选为1~8,更优选为1~6,进一步优选为1~5。
所谓R2及R3表示的烷基的亚甲基替换为氧原子而得到的基团,是构成烷基的亚甲基替换为氧原子而得到的基团。作为烷基的亚甲基替换为氧原子而得到的基团,优选为碳原子数1~10的基团,更优选为碳原子数1~6的基团(替换为氧原子前的亚甲基不包括于碳原子数中。例如乙氧基的碳原子数为2)。R2及R3表示的烷基优选为直链烷基。作为该基团,可举出下述式表示的基团。下述式中,*表示化学键。
作为R2与R3键合而包含氮原子的环,可举出吡咯烷环、吗啉环、哌啶环、哌嗪环等含氮非芳香族4~7元环。
X1及X2表示的SR1优选为碳原子数6~20的芳基硫烷基或碳原子数3~20的杂芳基硫烷基。
作为芳基硫烷基,例如,可举出单环、多环(例如,2环或3环)的芳基键合于硫原子而形成的基团。具体而言,可举出苯基硫烷基、萘基硫烷基、蒽基硫烷基、芘基硫烷基、邻甲苯基硫烷基、对甲苯基硫烷基、2,6-二甲基苯基硫烷基、2,4,6-三甲基苯基硫烷基等。特别优选为单环或2环的芳基键合于硫原子而形成的基团。特别优选为苯基硫烷基、萘基硫烷基。芳基硫烷基的碳原子数优选为6~18,更优选为6~15,进一步优选为6~12。
作为杂芳基硫烷基,例如,可举出单环、多环(例如,2环或3环)的杂芳基键合于硫原子而形成的基团。具体而言,可举出吡啶基、嘧啶基、吲哚基、喹啉基、苯并咪唑基、呋喃基、噻吩基、苯并呋喃基、1,3,4-噻二唑基等键合于硫原子而形成的基团。特别优选为单环或2环的杂芳基键合于硫原子而形成的基团。杂芳基硫烷基的碳原子数优选为3~18,更优选为3~12,进一步优选为3~9。
作为X1及X2表示的NR2R3,例如,可举出仲或叔氨基。具体而言,可举出正丙基氨基、异丙基氨基、正丁基氨基、正戊基氨基、正己基氨基、环己基氨基、正庚基氨基、正辛基氨基、2-乙基己基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二丁基氨基(二正丁基氨基)、乙基丁基氨基、二(2-乙基己基)氨基、吡咯烷基、哌啶基、4-甲基哌嗪基、吗啉代(morpholino)基等。优选为经碳原子数1~8的直链或碳原子数3~8的支链状或碳原子数3~8的环状烷基取代的、仲或叔氨基,特别优选为正丁基氨基、2-乙基己基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二丁基氨基。
作为R2及R3,优选任意一者为氢原子,另一者为碳原子数1~10的烷基。
Y1及Y2表示的OR1优选为碳原子数6~20的芳基氧基或碳原子数3~20的杂芳基氧基。
作为芳基氧基,例如,可举出单环、多环(例如,2环或3环)的芳基键合于氧原子而形成的基团。具体而言,可举出苯氧基、邻甲苯基氧基、对甲苯基氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、萘氧基、蒽基氧基、菲基氧基、芴基氧基、芘基氧基等。特别优选为单环或2环的芳基键合于氧原子而形成的基团。特别优选为苯氧基、邻甲苯基氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、1-萘氧基(1-萘基氧基)、2-萘氧基(2-萘基氧基)。芳基氧基的碳原子数优选为6~18,更优选为6~15,进一步优选为6~12。
作为杂芳基氧基,例如,可举出单环、多环(例如,2环或3环)的杂芳基键合于氧原子而形成的基团。具体而言,可举出吡啶基、嘧啶基、吲哚基、喹啉基、苯并咪唑基、呋喃基、噻吩基、苯并呋喃基、1,3,4-噻二唑基等键合于氧原子而形成的基团。特别优选为单环或2环的杂芳基键合于氧原子而形成的基团。杂芳基氧基的碳原子数优选为3~18,更优选为3~12,进一步优选为3~9。
Y1及Y2表示的SR1优选为碳原子数6~20的芳基硫烷基或碳原子数3~20的杂芳基硫烷基,可举出与在X1及X2中说明过的芳基硫烷基或杂芳基硫烷基同样的基团。
M1表示氢原子、1价的金属原子、2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子。
作为1价的金属原子,例如,可举出Na、K、Li等。
作为2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子中包含的金属原子,例如,可举出属于元素周期表第3族~第15族的金属原子。作为2价的金属原子,具体而言,可举出Cu、Zn、Fe、Co、Ni、Ru、Pb、Rh、Pd、Pt、Mn、Sn、Pb等。
作为3价的取代金属原子,例如可举出Al-F、Al-Cl、Al-Br、Al-I、Al-OH、Ga-F、Ga-Cl、Ga-Br、Ga-I、In-F、In-Cl、In-Br、In-I、Tl-F、Tl-Cl、Tl-Br、Tl-I、Al-C6H5、Al-C6H4(CH3)、In-C6H5、In-C6H4(CH3)、Mn(OH)、Mn(OC6H5)、Mn[OSi(CH3)3]、Fe-Cl、Ru-Cl等。
作为4价的取代金属原子,例如可举出CrCl2、SiCl2、SiBr2、SiF2、SiI2、ZrCl2、ZrI2、GeCl2、GeBr2、GeF2、GeI2、SnCl2、SnF2、SnBr2、TiF2、TiCl2、TiBr2、Si(OH)2、Ge(OH)2、Zr(OH)2、Mn(OH)2、Sn(OH)2、Ti(R10)2、Cr(R10)2、Si(R10)2、Sn(R10)2、Ge(R10)2〔式中,R10表示烷基、苯基、萘基、或其衍生物〕、Si(OR20)2、Sn(OR20)2、Ge(OR20)2、Ti(OR20)2、Cr(OR20)2〔式中,R20表示烷基、苯基、萘基、三烷基甲硅烷基、二烷基烷氧基甲硅烷基、或其衍生物〕、Sn(SR30)2、Ge(SR30)2〔式中,R30表示烷基、苯基、萘基、或其衍生物〕等。
作为氧化金属原子,例如,可举出VO、MnO、TiO等。
M1更优选为Cu、Zn、Fe、Co、Ni、Pd、Mg、VO、TiO,进一步优选为Cu、Zn、Ni、VO,特别优选为Cu、VO。
式(I)中,M1为氢原子或1价的金属原子时,m为2,M1为2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子时,m为1。
*a、*a1、*a2、*b、*b1、*b2、*c1、及*c2均表示化学键,2个*a中的一个与*a1键合,另一个与*a2键合。2个*b中的一个与*b1键合,另一个与*b2键合。*c1及*c2与M1键合。
若这样键合,则式(I)表示的化合物表示后述的式(I-1)~(I-4)表示的化合物。
式(I)中,X1及X2各自独立地表示氢原子、SR1或NR2R3,X1及X2的组合优选为氢原子与SR1的组合或SR1与NR2R3的组合。
Y1及Y2各自独立地优选为氢原子或SR1。
R1优选为碳原子数6~20的芳基,更优选为碳原子数6~18的芳基,进一步优选为苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、或2,4,6-三甲基苯基,R2及R3各自独立地优选为氢原子或碳原子数1~10的烷基,各自独立地更优选为氢原子或碳原子数1~8的烷基,各自独立地进一步优选为氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基。
优选m为1,M1为2价的金属原子或氧化金属原子。
M1优选为属于元素周期表第5族的氧化金属原子、或属于元素周期表第9族~第12族的2价的金属原子,更优选为VO、Ni、Pd、Co、Zn或Cu。
本申请中,式(I)有时简记为式(Ia),式(Ia)表示的化合物与式(I)表示的化合物相同。
式(II)表示的化合物如下所述。
[式(II)中,Z1及Z2各自独立地表示氧原子、硫原子或NR4。
R4表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子。
Ar1表示碳原子数6~20的亚芳基或碳原子数3~20的亚杂芳基,该亚芳基及亚杂芳基中包含的氢原子可以被卤原子或碳原子数1~20的烷氧基取代。
Z3及Z4各自独立地表示氢原子、N(R6)2、OR5或SR5。
R5表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数3~20的杂芳基,该烷基中包含的氢原子可以替换为卤原子,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子,该芳基及该杂芳基中包含的氢原子可以被卤原子或碳原子数1~20的烷氧基取代。
R6表示氢原子或碳原子数1~10的烷基(该烷基中包含的氢原子可以被碳原子数6~10的芳基取代,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子)。
在1分子中有多个Z1、Z2、Z3、Z4、Ar1、R4、R5或R6的情况下,它们可以相同,也可以各自不同。
M2表示氢原子、1价的金属原子、2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子。
M2为氢原子或1价的金属原子时,n为2,M2为2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子时,n为1。
*d、*d1、*d2、*e、*e1、*e2、*f1、及*f2均表示化学键,2个*d中的一个与*d1键合,另一个与*d2键合。2个*e中的一个与*e1键合,另一个与*e2键合。*f1及*f2与M2键合。]
R4表示的烷基可举出与在R2及R3中说明过的烷基同样的基团。R4表示的烷基中包含的氢原子可以被碳原子数6~20的芳基取代。
作为R5表示的烷基,除了上述R4表示的烷基以外,还可举出十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等。烷基的碳原子数优选为1~18,更优选为1~15,进一步优选为1~12,进一步更优选为1~10,特别优选为2~8。
所谓R4、R5及R6表示的烷基的亚甲基替换为氧原子而得到的基团,是构成烷基的亚甲基替换为氧原子而得到的基团。作为烷基的亚甲基替换为氧原子而得到的基团,优选为碳原子数1~10的基团,更优选为碳原子数1~6的基团(替换为氧原子前的亚甲基不包括于碳原子数中。例如乙氧基的碳原子数为2)。R4、R5及R6表示的烷基优选为直链烷基。作为该基团,可举出下述式表示的基团。下述式中,*表示化学键。
R5表示的碳原子数6~20的芳基或碳原子数3~20的杂芳基可举出与在上述的R1中说明过的芳基或杂芳基同样的基团。
R6表示的碳原子数1~10的烷基可举出与在R2~R4中说明过的烷基同样的基团。该烷基中包含的氢原子可以被碳原子数6~10的芳基取代,前述芳基可举出与在R1及R5中说明过的芳基同样的基团。
作为Ar1表示的碳原子数6~20的亚芳基或碳原子数3~20的亚杂芳基,可举出将在R1中说明过的芳基或杂芳基中包含的氢原子除去并替换为单键而得到的2价的基团。亚芳基或亚杂芳基的碳原子数优选为3~18,更优选为3~12,进一步优选为3~9。
其中,优选为亚芳基,更优选为苯基二基、二苯基二基、萘二基、蒽二基、芴二基、亚联苯基(例如联苯-2,2’-二基)等。
可与R5表示的烷基中包含的氢原子进行取代的卤原子、及可与Ar1表示的亚芳基及亚杂芳基中包含的氢原子进行取代的卤原子优选为氯原子、溴原子、氟原子、碘原子。
作为R5表示的芳基及杂芳基中包含的、可与氢原子进行取代的碳原子数1~20的烷氧基、以及Ar1表示的亚芳基及亚杂芳基中包含的、可与氢原子进行取代的碳原子数1~20的烷氧基,可举出与在R1中说明过的可与芳基及杂芳基中包含的氢原子进行取代的烷氧基同样的基团。
作为Z1及Z2表示的NR4(-N(R4)-),可举出-N(CH3)-、-N(CH2CH3)-、-N(CH2CH2CH3)-、-N(CH2(CH3)CH3)-、-N(CH2CH2CH2CH3)-、-N(CH2CH2(CH3)CH3)-、-N(CH2CH2CH2CH2CH3)-、-N(CH2CH2CH2CH2CH2CH3)-、-N(CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3)-、-N(CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3)-、-N(CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3)-、-N(CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3)-等。
作为Z3及Z4表示的N(R6)2,可举出氨基、甲基氨基、乙基氨基、2-乙基己基氨基、N,N-二甲基氨基、N-乙基-N-甲基氨基、N,N-二乙基氨基、N-丙基-N-甲基氨基、N,N-二丙基氨基、N-异丙基-N-甲基氨基、N,N-二异丙基氨基、N,N-二异丁基氨基、N,N-二(仲丁基)氨基、N-(叔丁基)-N-甲基氨基、N,N-二(叔丁基)氨基、N-丁基-N-甲基氨基、N,N-二丁基氨基等。
Z3及Z4表示的OR5优选为碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数6~20的芳基氧基、或碳原子数3~20的杂芳基氧基,碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数6~20的芳基氧基、或碳原子数3~20的杂芳基氧基分别可举出与在R5中说明过的芳基及杂芳基中包含的、可与氢原子进行取代的碳原子数1~20的烷氧基、在Y1及Y2中说明过的芳基氧基或杂芳基氧基同样的基团。
Z3及Z4表示的SR5优选为碳原子数1~20的烷基硫烷基、碳原子数6~20的芳基硫烷基、或碳原子数3~20的杂芳基硫烷基。
碳原子数6~20的芳基硫烷基、或碳原子数3~20的杂芳基硫烷基可举出与X1及X2表示的芳基硫烷基或杂芳基硫烷基同样的基团。
作为碳原子数1~20的烷基硫烷基,可举出将R5表示的芳基及杂芳基中包含的、可与氢原子进行取代的碳原子数1~20的烷氧基中的氧原子替换为硫原子而得到的基团。
M2表示氢原子、1价的金属原子、2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子。
作为1价的金属原子,例如,可举出Na、K、Li等。
作为2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子中包含的金属原子,例如,可举出属于元素周期表第3族~第15族的金属原子。
作为2价的金属原子,具体而言,可举出Cu、Zn、Fe、Co、Ni、Ru、Pb、Rh、Pd、Pt、Mn、Sn、Pb等。
作为3价的取代金属原子,例如可举出Al-F、Al-Cl、Al-Br、Al-I、Al-OH、Ga-F、Ga-Cl、Ga-Br、Ga-I、In-F、In-Cl、In-Br、In-I、Tl-F、Tl-Cl、Tl-Br、Tl-I、Al-C6H5、Al-C6H4(CH3)、In-C6H5、In-C6H4(CH3)、Mn(OH)、Mn(OC6H5)、Mn[OSi(CH3)3]、Fe-Cl、Ru-Cl等。
作为4价的取代金属原子,例如可举出CrCl2、SiCl2、SiBr2、SiF2、SiI2、ZrCl2、ZrI2、GeCl2、GeBr2、GeF2、GeI2、SnCl2、SnF2、SnBr2、TiF2、TiCl2、TiBr2、Si(OH)2、Ge(OH)2、Zr(OH)2、Mn(OH)2、Sn(OH)2、Ti(R10)2、Cr(R10)2、Si(R10)2、Sn(R10)2、Ge(R10)2〔式中,R10表示烷基、苯基、萘基、或其衍生物〕、Si(OR20)2、Sn(OR20)2、Ge(OR20)2、Ti(OR20)2、Cr(OR20)2〔式中,R20表示烷基、苯基、萘基、三烷基甲硅烷基、二烷基烷氧基甲硅烷基、或其衍生物〕、Sn(SR30)2、Ge(SR30)2〔式中,R30表示烷基、苯基、萘基、或其衍生物〕等。
作为氧化金属原子,例如,可举出VO、MnO、TiO等。
M2更优选为Cu、Zn、Fe、Co、Ni、Pd、Mg、VO、TiO,进一步优选为Cu、Zn、Ni、VO,特别优选为Cu、VO。
M2为氢原子或1价的金属原子时,n为2,M2为2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子时,n为1。
*d、*d1、*d2、*e、*e1、*e2、*f1、及*f2均表示化学键,2个*d中的一个与*d1键合,另一个与*d2键合。2个*e中的一个与*e1键合,另一个与*e2键合。*f1及*f2与M2键合。
若这样键合,则式(II)表示的化合物表示后述的式(II-1)~(II-4)表示的化合物。
式(II)中,Z1及Z2各自独立地表示氧原子、硫原子或NR4。
Z1及Z2的组合优选为氧原子与氧原子的组合或硫原子与NR4的组合。R4优选为氢原子或碳原子数1~10的烷基,更优选为氢原子或碳原子数1~8的烷基,进一步优选为氢原子或甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、2-乙基己基、或1-苯基甲基。
Ar1优选为碳原子数6~20的亚芳基,更优选为碳原子数6~18的亚芳基,进一步优选为联苯-2,2’-二基、或苯基-1,2-二基。
Z3及Z4各自独立地优选为SR5、OR5或N(R6)2。
Z3及Z4的组合更优选为OR5与N(R6)2的组合、OR5与OR5的组合、或OR5与SR5的组合。
R5优选为碳原子数1~20的烷基、或碳原子数6~20的芳基,更优选为碳原子数6~20的芳基,进一步优选为1-萘基、2-萘基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、2,4,6-三甲基苯基、或(1,1-二甲基-3,3-二甲基丁基)苯基,R6优选为氢原子或碳原子数1~8的烷基,M2优选为属于元素周期表第5族的氧化金属原子、或属于元素周期表第9族~第12族的2价的金属原子,更优选为VO、Ni、Pd、Co、Zn或Cu。
本申请中,式(II)有时简记为式(IIa),式(IIa)表示的化合物与式(II)表示的化合物相同。
着色剂(A)优选包含式(I-1)~(I-4)表示的化合物中的1种以上、或式(II-1)~(II-4)表示的化合物中的1种以上。
(式中,X1、X2、Y1、Y2、M1与前述含义相同。)
(式中,Z1、Z2、Ar1、Z3、Z4、M2与前述含义相同。)
在着色剂(A)的总量中,式(I)或(II)表示的化合物(着色剂(A1))的含有率优选为20~100质量%,更优选为30~100质量%,进一步优选为40~100质量%。
在着色固化性树脂组合物的固态成分的总量中,着色剂(A1)的含有率优选为2~60质量%,更优选为4~55质量%,进一步优选为6~50质量%。
需要说明的是,本说明书中,所谓“固态成分的总量”,是指从本发明的着色固化性树脂组合物除去溶剂后的成分的合计量。固态成分的总量及相对于此的各成分的含量可以通过例如液相色谱、气相色谱等已知的分析手段来测定。
着色剂(A)优选还包含与着色剂(A1)不同的着色剂(以下,也称为着色剂(A2))。
着色剂(A2)可以为染料或颜料中的任意着色剂。
作为染料,例如,可举出染料索引(The Society of Dyers and Colourists出版)中除颜料以外的被分类为具有色相的物质的化合物、染色指南(色染公司)中记载的已知的染料。特别优选为呫吨染料。
呫吨染料是包含在分子内具有呫吨骨架的化合物的染料。作为呫吨染料,例如,可举出C.I.酸性红51(以下,省略C.I.酸性红的记载而仅记载编号。其他也同样。)、52、87、92、94、289、388、C.I.酸性紫9、30、102、C.I.碱性红1(若丹明6G)、2、3、4、8、10、11、C.I.碱性紫10(若丹明B)、11、C.I.溶剂红218、C.I.媒介红27、C.I.活性红36(玫瑰红B)、磺酰罗丹明G、日本特开2010-32999号公报中记载的呫吨染料及日本专利第4492760号公报中记载的呫吨染料等。优选为溶解于有机溶剂的呫吨染料。
呫吨染料可以使用市售的呫吨染料(例如,中外化成(株)制的“Chugai AminolFast Pink R-H/C”、田冈化学工业(株)制的“Rhodamin6G”)。另外,也可以将市售的呫吨染料作为起始原料,参考日本特开2010-32999号公报来合成。
作为该其他染料,可以使用偶氮染料、花菁染料、三苯基甲烷染料、噻唑染料、噁嗪染料、酞菁染料、喹酞酮染料、蒽醌染料、萘醌染料、醌亚胺染料、甲川染料、甲亚胺染料、方酸鎓染料、吖啶染料、苯乙烯基染料、香豆素染料、喹啉染料及硝基染料等,分别可使用已知的染料。
作为这样的染料,具体而言,可举出:
C.I.溶剂黄4(以下,省略C.I.溶剂黄的记载而仅记载编号。)、14、15、23、24、38、62、63、68、82、94、98、99、117、162、163、167、189;
C.I.溶剂红45、49、111、125、130、143、145、146、150、151、155、168、169、172、175、181、207、222、227、230、245、247;
C.I.溶剂橙2、7、11、15、26、56、77、86;
C.I.溶剂紫11、13、14、26、31、36、37、38、45、47、48、51、59、60;
C.I.溶剂蓝4、5、14、18、35、36、37、45、58、59、59:1、63、67、68、69、70、78、79、83、90、94、97、98、100、101、102、104、105、111、112、122、128、132、136、139;
C.I.溶剂绿1、3、4、5、7、28、29、32、33、34、35等C.I.溶剂染料,
C.I.酸性黄1、3、7、9、11、17、23、25、29、34、36、38、40、42、54、65、72、73、76、79、98、99、111、112、113、114、116、119、123、128、134、135、138、139、140、144、150、155、157、160、161、163、168、169、172、177、178、179、184、190、193、196、197、199、202、203、204、205、207、212、214、220、221、228、230、232、235、238、240、242、243、251;
C.I.酸性红1、4、8、14、17、18、26、27、29、31、33、34、35、37、40、42、44、50、57、66、73、76、80、88、91、95、97、98、103、106、111、114、129、133、134、138、143、145、150、151、155、158、160、172、176、182、183、195、198、206、211、215、216、217、227、228、249、252、257、258、260、261、266、268、270、274、277、280、281、308、312、315、316、339、341、345、346、349、382、383、394、401、412、417、418、422、426;
C.I.酸性橙6、7、8、10、12、26、50、51、52、56、62、63、64、74、75、94、95、107、108、169、173;
C.I.酸性紫6B、7、15、16、17、19、21、23、24、25、34、38、49、72;
C.I.酸性蓝1、3、5、7、9、11、13、15、17、18、22、23、24、25、26、27、29、34、38、40、41、42、43、45、48、51、54、59、60、62、70、72、74、75、78、80、82、83、86、87、88、90、90:1、91、92、93、93:1、96、99、100、102、103、104、108、109、110、112、113、117、119、120、123、126、127、129、130、131、138、140、142、143、147、150、151、154、158、161、166、167、168、170、171、175、182、183、184、187、192、199、203、204、205、210、213、229、234、236、242、243、256、259、267、269、278、280、285、290、296、315、324:1、335、340;
C.I.酸性绿1、3、5、6、7、8、9、11、13、14、15、16、22、25、27、28、41、50、50:1、58、63、65、80、104、105、106、109等C.I.酸性染料,
C.I.直接黄2、33、34、35、38、39、43、47、50、54、58、68、69、70、71、86、93、94、95、98、102、108、109、129、136、138、141;
C.I.直接红79、82、83、84、91、92、96、97、98、99、105、106、107、172、173、176、177、179、181、182、184、204、207、211、213、218、220、221、222、232、233、234、241、243、246、250;
C.I.直接橙26、34、39、41、46、50、52、56、57、61、64、65、68、70、96、97、106、107;
C.I.直接紫47、52、54、59、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104;
C.I.直接蓝1、2、3、6、8、15、22、25、28、29、40、41、42、47、52、55、57、71、76、77、78、80、81、84、85、86、90、93、94、95、97、98、99、100、101、106、107、108、109、113、114、115、117、119、120、137、149、150、153、155、156、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、170、171、172、173、188、189、190、192、193、194、195、196、198、199、200、201、202、203、207、209、210、212、213、214、222、225、226、228、229、236、237、238、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、256、257、259、260、268、274、275、293;
C.I.直接绿25、27、31、32、34、37、63、65、66、67、68、69、72、77、79、82等C.I.直接染料,
C.I.分散黄51、54、76;
C.I.分散紫26、27;
C.I.分散蓝1、14、56、60等C.I.分散染料,
C.I.碱性蓝1、3、5、7、9、19、21、22、24、25、26、28、29、40、41、45、47、54、58、59、60、64、65、66、67、68、81、83、88、89;
C.I.碱性紫2;
C.I.碱性红9;
C.I.碱性绿1;等C.I.碱性染料,
C.I.活性黄2、76、116;
C.I.活性橙16;
C.I.活性红36;等C.I.活性染料,
C.I.媒介黄5、8、10、16、20、26、30、31、33、42、43、45、56、61、62、65;
C.I.媒介红1、2、3、4、9、11、12、14、17、18、19、22、23、24、25、26、29、30、32、33、36、37、38、39、41、42、43、45、46、48、52、53、56、62、63、71、74、76、78、85、86、88、90、94、95;
C.I.媒介橙3、4、5、8、12、13、14、20、21、23、24、28、29、32、34、35、36、37、42、43、47、48;
C.I.媒介紫1、1:1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、14、15、16、17、18、19、21、22、23、24、27、28、30、31、32、33、36、37、39、40、41、44、45、47、48、49、53、58;
C.I.媒介蓝1、2、3、7、8、9、12、13、15、16、19、20、21、22、23、24、26、30、31、32、39、40、41、43、44、48、49、53、61、74、77、83、84;
C.I.媒介绿1、3、4、5、10、13、15、19、21、23、26、29、31、33、34、35、41、43、53等C.I.媒介染料,
C.I.还原绿1等C.I.还原染料等。
作为颜料,例如,可举出染料索引(The Society of Dyers and Colourists出版)中被分类为颜料(pigment)的颜料,可例示以下的颜料。
绿色颜料:C.I.颜料绿7、36、58等
黄色颜料:C.I.颜料黄1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、128、129、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、185、194、214等
橙色颜料:C.I.颜料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71、73等
红色颜料:C.I.颜料红9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、209、215、216、224、242、254、255、264、265等
蓝色颜料:C.I.颜料蓝15、15:3、15:4、15:6、60等
紫色颜料:C.I.颜料紫1、19、23、29、32、36、38等
这些颜料可以针对各色使用1种颜料或多种颜料,也可以将各色的颜料组合。
颜料可以根据需要实施松香处理、使用了导入有酸性基团或碱性基团的颜料衍生物等的表面处理、利用高分子化合物等进行的向颜料表面的接枝处理、利用硫酸微粒化法等进行的微粒化处理、利用有机溶剂、水等进行的用于除去杂质的清洗处理、利用离子交换法等进行的离子性杂质的除去处理等。颜料的粒径优选大致均匀。通过使颜料含有颜料分散剂而进行分散处理,能够制成在颜料分散剂溶液中均匀地分散的状态的颜料分散液。颜料可以各自单独进行分散处理,也可以将多种混合而进行分散处理。
作为颜料分散剂,可举出与前述同样的颜料分散剂。
使用颜料分散剂的情况下,其使用量相对于颜料100质量份而言优选为10质量份以上200质量份以下,更优选为15质量份以上180质量份以下,进一步优选为20质量份以上160质量份以下。若颜料分散剂的使用量在前述的范围内,则在使用2种以上的颜料的情况下,有可得到更均匀的分散状态的颜料分散液的倾向。
着色剂(A)包含着色剂(A2)的情况下,在着色剂(A)的总量中,着色剂(A2)的含有率优选为1~80质量%,更优选为1~70质量%,进一步优选为1~60质量%。
相对于固态成分的总量而言,着色固化性树脂组合物中的着色剂(A)的含有率通常为1质量%以上70质量%以下,优选为2质量%以上65质量%以下,更优选为5质量%以上60质量%以下,特别优选为7质量%以上55质量%以下。若前述化合物的含有率在前述的范围内,则更容易得到所期望的分光、颜色浓度。
<树脂(B)>
树脂(B)没有特别限定,但优选为碱溶性树脂。作为树脂(B),可举出以下的树脂[K1]~[K6]等。
树脂[K1]:具有来自选自由不饱和羧酸及不饱和羧酸酐组成的组中的至少1种(a)(以下有时称为“(a)”)的结构单元、和来自具有碳原子数2~4的环状醚结构及烯键式不饱和键的单体(b)(以下有时称为“(b)”)的结构单元的共聚物;
树脂[K2]:具有来自(a)的结构单元、来自(b)的结构单元、以及来自能够与(a)共聚的单体(c)(但是,与(a)及(b)不同。)(以下有时称为“(c)”)的结构单元的共聚物;
树脂[K3]:具有来自(a)的结构单元和来自(c)的结构单元的共聚物;
树脂[K4]:具有使(b)加成于来自(a)的结构单元而成的结构单元、以及来自(c)的结构单元的共聚物;
树脂[K5]:具有使(a)加成于来自(b)的结构单元而成的结构单元、以及来自(c)的结构单元的共聚物;
树脂[K6]:具有使(a)加成于来自(b)的结构单元并进一步使羧酸酐加成而成的结构单元、以及来自(c)的结构单元的共聚物。
作为(a),具体而言,例如可举出:
丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、邻、间、对乙烯基苯甲酸等不饱和单羧酸类;
马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸、3-乙烯基邻苯二甲酸、4-乙烯基邻苯二甲酸、3,4,5,6-四氢邻苯二甲酸、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸、二甲基四氢邻苯二甲酸、1,4-环己烯二甲酸等不饱和二羧酸类;
甲基-5-降冰片烯-2,3-二甲酸、5-羧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯等含有羧基的双环不饱和化合物类;
马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐、3-乙烯基邻苯二甲酸酐、4-乙烯基邻苯二甲酸酐、3,4,5,6-四氢邻苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、二甲基四氢邻苯二甲酸酐、5,6-二羧基双环[2.2.1]庚-2-烯酐等不饱和二羧酸类酐;
琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰基氧基乙基〕酯、邻苯二甲酸单〔2-(甲基)丙烯酰基氧基乙基〕酯等2元以上的多元羧酸的不饱和单〔(甲基)丙烯酰基氧基烷基〕酯类;
α-(羟基甲基)丙烯酸这样的在同一分子中含有羟基及羧基的不饱和丙烯酸酯类等。
这些之中,从共聚反应性的方面、得到的树脂在碱性水溶液中的溶解性的方面考虑,优选丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐等。
(b)例如是指具有碳原子数2~4的环状醚结构(例如,选自由环氧乙烷环、氧杂环丁烷环及四氢呋喃环组成的组中的至少1种)和烯键式不饱和键的聚合性化合物。(b)优选为具有碳原子数2~4的环状醚和(甲基)丙烯酰基氧基的单体。
需要说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示选自由丙烯酸及甲基丙烯酸组成的组中的至少1种。“(甲基)丙烯酰基”及“(甲基)丙烯酸酯”等表述也具有同样的含义。
作为(b),例如,可举出具有环氧乙基和烯键式不饱和键的单体(b1)(以下有时称为“(b1)”)、具有氧杂环丁基和烯键式不饱和键的单体(b2)(以下有时称为“(b2)”)、具有四氢呋喃基和烯键式不饱和键的单体(b3)(以下有时称为“(b3)”)等。
作为(b1),例如,可举出具有直链状或支链状的脂肪族不饱和烃被环氧化的结构的单体(b1-1)(以下有时称为“(b1-1)”)、具有脂环式不饱和烃被环氧化的结构的单体(b1-2)(以下有时称为“(b1-2)”)。
作为(b1-1),可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-乙基缩水甘油酯、缩水甘油基乙烯基醚、邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、间乙烯基苄基缩水甘油基醚、对乙烯基苄基缩水甘油基醚、α-甲基邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、α-甲基间乙烯基苄基缩水甘油基醚、α-甲基对乙烯基苄基缩水甘油基醚、2,3-双(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,4-双(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,5-双(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,6-双(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,3,4-三(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,3,5-三(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,3,6-三(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、3,4,5-三(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,4,6-三(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯等。
作为(b1-2),可举出乙烯基环己烯一氧化物、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷(例如,Celloxide 2000;(株)Daicel制)、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯(例如,CyclomerA400;(株)Daicel制)、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯(例如,Cyclomer M100;(株)Daicel制)、(甲基)丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸基酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸基氧基乙酯等。
作为(b2),更优选为具有氧杂环丁基和(甲基)丙烯酰基氧基的单体。作为(b2),可举出3-甲基-3-甲基丙烯酰基氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-丙烯酰基氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-丙烯酰基氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-甲基丙烯酰基氧基乙基氧杂环丁烷、3-甲基-3-丙烯酰基氧基乙基氧杂环丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧基乙基氧杂环丁烷、3-乙基-3-丙烯酰基氧基乙基氧杂环丁烷等。
作为(b3),更优选为具有四氢呋喃基和(甲基)丙烯酰基氧基的单体。作为(b3),具体而言,可举出丙烯酸四氢糠酯(例如,Viscoat V#150,大阪有机化学工业(株)制)、甲基丙烯酸四氢糠酯等。
作为(b),从能够进一步提高得到的光学滤波器的耐热性、耐化学药品性等可靠性的方面考虑,优选为(b1)。此外,从着色固化性树脂组合物的保存稳定性优异这样的方面考虑,更优选为(b1-2)。
作为(c),例如,可举出:
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基环己酯、(甲基)丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯(该技术领域中,作为惯用名而被称为“(甲基)丙烯酸二环戊酯”。另外,有时称为“(甲基)丙烯酸三环癸酯”。)、(甲基)丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烯-8-基酯(该技术领域中,作为惯用名而被称为“(甲基)丙烯酸二环戊烯酯”。)、(甲基)丙烯酸二环戊基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸炔丙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯类;
(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等含有羟基的(甲基)丙烯酸酯类;
马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等二羧酸二酯;
双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2’-羟基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羟基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(羟基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(2’-羟基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二乙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基-5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基甲基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-叔丁氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己基氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-双(叔丁氧基羰基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-双(环己基氧基羰基)双环[2.2.1]庚-2-烯等双环不饱和化合物类;
N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺、N-琥珀酰亚胺基-3-马来酰亚胺苯甲酸酯、N-琥珀酰亚胺基-4-马来酰亚胺丁酸酯、N-琥珀酰亚胺基-6-马来酰亚胺己酸酯、N-琥珀酰亚胺基-3-马来酰亚胺丙酸酯、N-(9-吖啶基)马来酰亚胺等二羰基酰亚胺衍生物类;
苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等。
这些之中,从共聚反应性及耐热性的方面考虑,优选苯乙烯、乙烯基甲苯、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺、双环[2.2.1]庚-2-烯等。
树脂[K1]中,在构成树脂[K1]的全部结构单元中,来自各者的结构单元的比率优选为:
来自(a)的结构单元:2~60摩尔%
来自(b)的结构单元:40~98摩尔%,
更优选为:
来自(a)的结构单元:10~50摩尔%
来自(b)的结构单元:50~90摩尔%。
若树脂[K1]的结构单元的比率在上述的范围内,则有着色固化性树脂组合物的保存稳定性、形成着色图案时的显影性、及得到的光学滤波器的耐溶剂性优异的倾向。
树脂[K1]例如可以参考文献“高分子合成的实验法”(高分子合成の実験法)(大津隆行著发行所(株)化学同人第1版第1刷1972年3月1日发行)中记载的方法及该文献中记载的引用文献而制造。
具体而言,可举出下述方法:将(a)及(b)的规定量、聚合引发剂及溶剂等加入反应容器中,例如用氮来置换氧,由此制成脱氧气氛,一边搅拌一边进行加热及保温。需要说明的是,此处使用的聚合引发剂及溶剂等没有特别限定,可以使用该领域中通常使用的物质。例如,作为聚合引发剂,可举出偶氮化合物(2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)等)、有机过氧化物(过氧化苯甲酰等),作为溶剂,只要溶解各单体即可,可举出作为本发明的着色固化性树脂组合物的溶剂(E)而在后文陈述的溶剂等。
需要说明的是,就得到的共聚物而言,可以直接使用反应后的溶液,也可以使用浓缩或稀释后的溶液,还可以使用通过再沉淀等方法以固体(粉体)的形式取出的物质。尤其是,通过使用本发明的着色固化性树脂组合物中包含的溶剂作为该聚合时的溶剂,从而能够直接将反应后的溶液用于本发明的着色固化性树脂组合物的制备,因此可简化本发明的着色固化性树脂组合物的制造工序。
树脂[K2]中,在构成树脂[K2]的全部结构单元中,来自各者的结构单元的比率优选为:
来自(a)的结构单元:2~45摩尔%
来自(b)的结构单元:2~95摩尔%
来自(c)的结构单元:1~65摩尔%,
更优选为:
来自(a)的结构单元:5~40摩尔%
来自(b)的结构单元:5~80摩尔%
来自(c)的结构单元:5~60摩尔%。
若树脂[K2]的结构单元的比率在上述的范围内,则有着色固化性树脂组合物的保存稳定性、形成着色图案时的显影性、以及得到的光学滤波器的耐溶剂性、耐热性及机械强度优异的倾向。
树脂[K2]例如可以与作为树脂[K1]的制造方法记载的方法同样地制造。
树脂[K3]中,在构成树脂[K3]的全部结构单元中,来自各者的结构单元的比率优选为:
来自(a)的结构单元:2~60摩尔%
来自(c)的结构单元:40~98摩尔%,
更优选为:
来自(a)的结构单元:10~50摩尔%
来自(c)的结构单元:50~90摩尔%。
树脂[K3]例如可以与作为树脂[K1]的制造方法记载的方法同样地制造。
树脂[K4]可通过下述方式制造:得到(a)与(c)的共聚物,使(b)所具有的碳原子数2~4的环状醚加成于(a)所具有的羧酸及/或羧酸酐。
首先,与作为树脂[K1]的制造方法记载的方法同样地制造(a)与(c)的共聚物。在该情况下,来自各者的结构单元的比率优选为与树脂[K3]中举出的相同的比率。
接着,使(b)所具有的碳原子数2~4的环状醚与上述共聚物中的来自(a)的羧酸及/或羧酸酐的一部分反应。
制造(a)与(c)的共聚物后,将烧瓶内的气氛从氮置换为空气,将(b)、羧酸或羧酸酐与环状醚的反应催化剂(例如三(二甲基氨基甲基)苯酚等)及阻聚剂(例如氢醌等)等加入烧瓶内,例如于60~130℃反应1~10小时,由此可制造树脂[K4]。
相对于(a)100摩尔而言,(b)的使用量优选为5~80摩尔,更优选为10~75摩尔。通过设定在该范围内,从而存在下述倾向:着色固化性树脂组合物的保存稳定性、形成图案时的显影性、以及得到的图案的耐溶剂性、耐热性、机械强度及敏感度的均衡性变良好。从环状醚的反应性高、不易残留未反应的(b)的方面考虑,作为树脂[K4]中所使用的(b),优选为(b1),进一步优选为(b1-1)。
相对于(a)、(b)及(c)的总量100质量份而言,上述反应催化剂的使用量优选为0.001~5质量份。相对于(a)、(b)及(c)的总量100质量份而言,上述阻聚剂的使用量优选为0.001~5质量份。
装料方法、反应温度及时间等反应条件可考虑制造设备、由聚合带来的发热量等而适当调节。需要说明的是,可以与聚合条件同样地考虑制造设备、由聚合带来的发热量等来适当调节装料方法、反应温度。
关于树脂[K5],作为第一阶段,与上述的树脂[K1]的制造方法同样地得到(b)与(c)的共聚物。与上述同样地,就得到的共聚物而言,可以直接使用反应后的溶液,也可以使用浓缩或稀释后的溶液,还可以使用通过再沉淀等方法以固体(粉体)的形式取出的物质。
相对于构成上述的共聚物的全部结构单元的总摩尔数而言,来自(b)及(c)的结构单元的比率各自优选为:
来自(b)的结构单元:5~95摩尔%
来自(c)的结构单元:5~95摩尔%,
更优选为:
来自(b)的结构单元:10~90摩尔%
来自(c)的结构单元:10~90摩尔%。
进而,在与树脂[K4]的制造方法同样的条件下,使(a)所具有的羧酸或羧酸酐同(b)与(c)的共聚物所具有的来自(b)的环状醚反应,由此可得到树脂[K5]。
相对于(b)100摩尔而言,与上述的共聚物反应的(a)的使用量优选为5~80摩尔。从环状醚的反应性高、不易残留未反应的(b)的方面考虑,作为树脂[K5]中使用的(b),优选为(b1),进一步优选为(b1-1)。
树脂[K6]为进一步使羧酸酐与树脂[K5]反应而得到的树脂。使羧酸酐与羟基(其因环状醚与羧酸或羧酸酐的反应而产生)发生反应。
作为羧酸酐,可举出马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐、3-乙烯基邻苯二甲酸酐、4-乙烯基邻苯二甲酸酐、3,4,5,6-四氢邻苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、二甲基四氢邻苯二甲酸酐、5,6-二羧基双环[2.2.1]庚-2-烯酐等。相对于(a)的使用量1摩尔而言,羧酸酐的使用量优选为0.5~1摩尔。
作为具体的树脂(B),可举出:(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯/(甲基)丙烯酸共聚物、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸基酯/(甲基)丙烯酸共聚物等树脂[K1];(甲基)丙烯酸缩水甘油酯/(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸基酯/(甲基)丙烯酸/N-环己基马来酰亚胺共聚物、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸基酯/(甲基)丙烯酸/N-环己基马来酰亚胺/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯共聚物、3-甲基-3-(甲基)丙烯酰基氧基甲基氧杂环丁烷/(甲基)丙烯酸/苯乙烯共聚物等树脂[K2];(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物等树脂[K3];在(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物上加成(甲基)丙烯酸缩水甘油酯而成的树脂、在(甲基)丙烯酸三环癸酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物上加成(甲基)丙烯酸缩水甘油酯而成的树脂、在(甲基)丙烯酸三环癸酯/(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物上加成(甲基)丙烯酸缩水甘油酯而成的树脂等树脂[K4];使(甲基)丙烯酸三环癸酯/(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的共聚物与(甲基)丙烯酸反应而成的树脂、使(甲基)丙烯酸三环癸酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的共聚物与(甲基)丙烯酸反应而成的树脂等树脂[K5];使(甲基)丙烯酸三环癸酯/(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的共聚物与(甲基)丙烯酸反应而得到树脂,使该树脂进一步与四氢邻苯二甲酸酐反应而成的树脂等树脂[K6]等。
树脂(B)优选为包含来自选自由不饱和羧酸及不饱和羧酸酐组成的组中的至少1种的结构单元、和具有碳原子数2~4的环状醚结构及烯键式不饱和键的结构单元的共聚物(树脂[K1]或树脂[K2]),更优选为树脂[K2]。
树脂(B)的按聚苯乙烯换算的重均分子量优选为3,000~100,000,更优选为5,000~50,000,进一步优选为5,000~30,000。若分子量在前述的范围内,则存在下述倾向:光学滤波器的硬度提高,残膜率高,未曝光部在显影液中的溶解性良好,着色图案的分辨率提高。
树脂(B)的分散度[重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)]优选为1.1~6,更优选为1.2~4。
树脂(B)的酸值按固态成分换算,优选为50~170mg-KOH/g,更优选为60~150mg-KOH/g,进一步优选为70~135mg-KOH/g。此处,酸值是作为将1g树脂(B)中和所需的氢氧化钾的量(mg)而测定的值,例如可以通过使用氢氧化钾水溶液进行滴定而求出。
相对于固态成分的总量而言,树脂(B)的含有率优选为7~65质量%,更优选为13~60质量%,进一步优选为17~55质量%。若树脂(B)的含有率在前述的范围内,则有能够形成着色图案、而且着色图案的分辨率及残膜率提高的倾向。
<聚合性化合物(C)>
聚合性化合物(C)为能够利用由聚合引发剂(D)产生的活性自由基及/或酸而聚合的化合物,例如,可举出具有聚合性的烯键式不饱和键的化合物等,优选为(甲基)丙烯酸酯化合物。
其中,聚合性化合物(C)优选为具有3个以上烯键式不饱和键的聚合性化合物。作为这样的聚合性化合物,例如,可举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇十(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇九(甲基)丙烯酸酯、三(2-(甲基)丙烯酰基氧基乙基)异氰脲酸酯、乙二醇改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙二醇改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙二醇改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、丙二醇改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
其中,优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯及二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
聚合性化合物(C)的重均分子量优选为150以上2,900以下,更优选为250以上1,500以下。
相对于固态成分的总量而言,聚合性化合物(C)的含有率优选为7~65质量%,更优选为13~60质量%,进一步优选为17~55质量%。若聚合性化合物(C)的含有率在前述的范围内,则有形成着色图案时的残膜率及光学滤波器的耐化学药品性提高的倾向。
<聚合引发剂(D)>
聚合引发剂(D)只要为在光、热的作用下产生活性自由基、酸等、能够引发聚合的化合物即可,没有特别限定,可以使用已知的聚合引发剂。作为产生活性自由基的聚合引发剂,例如,可举出烷基苯酮化合物、三嗪化合物、酰基氧化膦化合物、O-酰基肟化合物及联咪唑化合物。
前述O-酰基肟化合物为具有式(d1)表示的部分结构的化合物。以下,*表示化学键。
作为前述O-酰基肟化合物,例如,可举出N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)丁烷-1-酮-2-亚胺、N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亚胺、N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)-3-环戊基丙烷-1-酮-2-亚胺、N-乙酰氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亚胺、N-乙酰氧基-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(3,3-二甲基-2,4-二氧杂环戊基甲基氧基)苯甲酰基}-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亚胺、N-乙酰氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-3-环戊基丙烷-1-亚胺、N-苯甲酰基氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-3-环戊基丙烷-1-酮-2-亚胺、N-乙酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)-3-环己基丙烷-1-酮-2-亚胺等。可以使用IrgacureOXE01、OXE02(以上为BASF制)、N-1919(ADEKA制)等市售品。其中,O-酰基肟化合物优选为选自由N-乙酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)-3-环己基丙烷-1-酮-2-亚胺、N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)丁烷-1-酮-2-亚胺、N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亚胺及N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)-3-环戊基丙烷-1-酮-2-亚胺组成的组中的至少1种,更优选为N-乙酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)-3-环己基丙烷-1-酮-2-亚胺、N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亚胺。若为这些O-酰基肟化合物,则有可得到高明度的光学滤波器的倾向。
前述烷基苯酮化合物为具有式(d2)表示的部分结构或式(d3)表示的部分结构的化合物。这些部分结构中,苯环可以具有取代基。
作为具有式(d2)表示的部分结构的化合物,例如,可举出2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫烷基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-2-苄基丁烷-1-酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]丁烷-1-酮等。可以使用Irgacure 369、907、379(以上为BASF制)等市售品。
作为具有式(d3)表示的部分结构的化合物,例如,可举出2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-〔4-(2-羟基乙氧基)苯基〕丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-(4-异丙烯基苯基)丙烷-1-酮的低聚物、α,α-二乙氧基苯乙酮、苯偶酰二甲基缩酮等。
从敏感度的方面考虑,作为烷基苯酮化合物,优选为具有式(d2)表示的部分结构的化合物。
作为前述三嗪化合物,例如,可举出2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(呋喃-2-基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪等。
作为前述酰基氧化膦化合物,可举出2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等。可以使用Irgacure(注册商标)819(BASF制)等市售品。
作为前述联咪唑化合物,例如,可举出2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑(例如,参见日本特开平6-75372号公报、日本特开平6-75373号公报等。)、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(二烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)联咪唑(例如,参见日本特公昭48-38403号公报、日本特开昭62-174204号公报等。)、4,4’5,5’-位的苯基被烷氧羰基取代的联咪唑化合物(例如,参见日本特开平7-10913号公报等)等。
此外,作为聚合引发剂(D),可举出苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚等苯偶姻化合物;二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等二苯甲酮化合物;9,10-菲醌、2-乙基蒽醌、樟脑醌等醌化合物;10-丁基-2-氯吖啶酮、苯偶酰、苯基乙醛酸甲酯、二茂钛化合物等。它们优选与后述的聚合引发助剂(D1)(特别是胺类)组合而使用。
作为产生酸的聚合引发剂,例如,可举出4-羟基苯基二甲基锍对甲苯磺酸盐、4-羟基苯基二甲基锍六氟锑酸盐、4-乙酰氧基苯基二甲基锍对甲苯磺酸盐、4-乙酰氧基苯基甲基苄基锍六氟锑酸盐、三苯基锍对甲苯磺酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、二苯基碘鎓对甲苯磺酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐等鎓盐类、硝基苄基甲苯磺酸盐类、苯偶姻甲苯磺酸盐类等。
作为聚合引发剂(D),优选为包含选自由烷基苯酮化合物、三嗪化合物、酰基氧化膦化合物、O-酰基肟化合物及联咪唑化合物组成的组中的至少1种的聚合引发剂,更优选为包含O-酰基肟化合物的聚合引发剂。
相对于树脂(B)及聚合性化合物(C)的合计量100质量份而言,聚合引发剂(D)的含量优选为0.1~30质量份,更优选为1~20质量份。若聚合引发剂(D)的含量在前述的范围内,则有实现高敏感度化而曝光时间被缩短的倾向,因此光学滤波器的生产率提高。
<聚合引发助剂(D1)>
聚合引发助剂(D1)为用以促进利用聚合引发剂而引发聚合的聚合性化合物的聚合的化合物、或敏化剂。包含聚合引发助剂(D1)的情况下,通常,与聚合引发剂(D)组合而使用。
作为聚合引发助剂(D1),可举出胺化合物、烷氧基蒽化合物、噻吨酮化合物及羧酸化合物等。
作为前述胺化合物,可举出三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、苯甲酸2-二甲基氨基乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮(通称米蚩酮)、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(乙基甲基氨基)二苯甲酮等,其中,优选为4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮。可以使用EAB-F(保土谷化学工业(株)制)等市售品。
作为前述烷氧基蒽化合物,可举出9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽、2-乙基-9,10-二丁氧基蒽等。
作为前述噻吨酮化合物,可举出2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
作为前述羧酸化合物,可举出苯基硫烷基乙酸、甲基苯基硫烷基乙酸、乙基苯基硫烷基乙酸、甲基乙基苯基硫烷基乙酸、二甲基苯基硫烷基乙酸、甲氧基苯基硫烷基乙酸、二甲氧基苯基硫烷基乙酸、氯苯基硫烷基乙酸、二氯苯基硫烷基乙酸、N-苯基甘氨酸、苯氧基乙酸、萘硫代乙酸、N-萘基甘氨酸、萘氧基乙酸等。
使用这些聚合引发助剂(D1)的情况下,相对于树脂(B)及聚合性化合物(C)的合计量100质量份而言,其含量优选为0.1~30质量份,更优选为1~20质量份。若聚合引发助剂(D1)的量在该范围内,则有能够以更高的敏感度形成着色图案、光学滤波器的生产率提高的倾向。
<溶剂(E)>
溶剂(E)没有特别限定,可以使用该领域中通常使用的溶剂。例如,可举出酯溶剂(分子内包含-COO-、且不含-O-的溶剂)、醚溶剂(分子内包含-O-、且不含-COO-的溶剂)、醚酯溶剂(分子内包含-COO-和-O-的溶剂)、酮溶剂(分子内包含-CO-、且不含-COO-的溶剂)、醇溶剂(分子内包含OH、且不含-O-、-CO-及-COO-的溶剂)、芳香族烃溶剂、酰胺溶剂、二甲基亚砜等。
作为酯溶剂,可举出乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、2-羟基异丁酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、环己醇乙酸酯及γ-丁内酯等。
作为醚溶剂,可举出乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、四氢呋喃、四氢吡喃、1,4-二氧杂环己烷、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚、苯甲醚、苯乙醚及甲基苯甲醚等。
作为醚酯溶剂,可举出甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯及二乙二醇单丁基醚乙酸酯等。
作为酮溶剂,可举出4-羟基-4-甲基-2-戊酮、丙酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、环戊酮、环己酮及异佛尔酮等。
作为醇溶剂,可举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、丙二醇及甘油等。
作为芳香族烃溶剂,可举出苯、甲苯、二甲苯及均三甲苯等。
作为酰胺溶剂,可举出N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺及N-甲基吡咯烷酮等。
溶剂优选为选自由醚溶剂、醚酯溶剂及酰胺溶剂组成的组中的1种以上,更优选包含醚溶剂、醚酯溶剂及酰胺溶剂,进一步优选包含二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、及N-甲基吡咯烷酮。若为所述溶剂,则着色剂的溶解性变高,变得不易产生光学滤波器的异物。
相对于本发明的着色固化性树脂组合物的总量而言,溶剂(E)的含有率优选为70~95质量%,更优选为75~92质量%。换言之,着色固化性树脂组合物的固态成分优选为5~30质量%,更优选为8~25质量%。若溶剂(E)的含有率在前述的范围内,则涂布时的平坦性变得良好,另外,由于在形成光学滤波器时颜色浓度不会不足,因此有显示特性变得良好的倾向。
相对于溶剂的总量而言,醚溶剂的含有率优选为1~55质量%,更优选为2~53质量%,进一步优选为3~50质量%。
相对于溶剂的总量而言,醚酯溶剂的含有率优选为1~30质量%,更优选为2~25质量%,进一步优选为3~20质量%。
相对于溶剂的总量而言,酰胺溶剂的含有率优选为1~50质量%,更优选为2~47质量%,进一步优选为3~45质量%。
<流平剂(F)>
作为流平剂(F),可举出有机硅系表面活性剂、氟系表面活性剂及具有氟原子的有机硅系表面活性剂等。它们可以在侧链具有聚合性基团。
作为有机硅系表面活性剂,可举出在分子内具有硅氧烷键的表面活性剂等。具体而言,可举出TORAY SILICONE DC3PA、TORAY SILICONE SH7PA、TORAY SILICONE DC11PA、TORAY SILICONE SH21PA、TORAY SILICONE SH28PA、TORAY SILICONE SH29PA、TORAYSILICONE SH30PA、TORAY SILICONE SH8400(商品名:东丽道康宁(株)制)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工业(株)制)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452及TSF4460(迈图高新材料日本合同公司制)等。
作为前述的氟系表面活性剂,可举出在分子内具有氟碳链的表面活性剂等。具体而言,可举出FLOURAD(注册商标)FC430、FLOURAD FC431(住友3M(株)制)、MEGAFAC(注册商标)F142D、MEGAFAC F171、MEGAFAC F172、MEGAFAC F173、MEGAFAC F177、MEGAFAC F183、MEGAFAC F554、MEGAFAC R30、MEGAFAC RS-718-K(DIC(株)制)、EFTOP(注册商标)EF301、EFTOP EF303、EFTOP EF351、EFTOP EF352(三菱综合材料电子化成(株)制)、SURFLON(注册商标)S381、SURFLON S382、SURFLON SC101、SURFLON SC105(AGC(株)(原旭硝子(株))制)及E5844(大金精细化学研究所(株)制)等。
作为前述的具有氟原子的有机硅系表面活性剂,可举出在分子内具有硅氧烷键及氟碳链的表面活性剂等。具体而言,可举出MEGAFAC(注册商标)R08、MEGAFAC BL20、MEGAFACF475、MEGAFAC F477及MEGAFAC F443(DIC(株)制)等。
相对于着色固化性树脂组合物的总量而言,流平剂(F)的含有率优选为0.001质量%以上0.2质量%以下,更优选为0.002质量%以上0.1质量%以下,进一步优选为0.01质量%以上0.05质量%以下。需要说明的是,该含有率不包括前述颜料分散剂的含有率。若流平剂(F)的含有率在前述的范围内,则能够使光学滤波器的平坦性良好。
<其他成分>
本发明的着色固化性树脂组合物可以根据需要包含填充剂、其他高分子化合物、密合促进剂、抗氧化剂、光稳定剂、连链移动剂等该技术领域中已知的添加剂。
<着色固化性树脂组合物的制造方法>
本发明的着色固化性树脂组合物例如可以通过将着色剂(A)、树脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引发剂(D)、以及根据需要使用的溶剂(E)、流平剂(F)、聚合引发助剂(D1)及其他成分混合而制备。
着色剂(A)也可以使用上述的着色分散液、颜料分散液来制备。可以向着色分散液、颜料分散液中混合剩余的成分以使其成为规定的浓度,由此制备目标着色固化性树脂组合物。
对于包含染料的情况下的染料而言,可以预先使其分别溶解于溶剂(E)的一部分或全部中从而制备溶液。优选将该溶液用孔径为0.01~1μm左右的过滤器进行过滤。
优选将混合后的着色固化性树脂组合物用孔径为0.01~10μm左右的过滤器进行过滤。
<光学滤波器的制造方法>
作为由本发明的着色固化性树脂组合物制造着色图案的方法,可举出光刻法、喷墨法、印刷法等。其中,优选光刻法。光刻法为下述方法:将前述着色固化性树脂组合物涂布于基板,使其干燥而形成着色组合物层,隔着光掩模对该着色组合物层进行曝光,并进行显影。光刻法中,通过在曝光时不使用光掩模、及/或不显影,从而能够形成作为上述着色组合物层的固化物的着色涂膜。这样形成的着色图案、着色涂膜为本发明的光学滤波器。
制作的光学滤波器的膜厚没有特别限定,可以根据目的、用途等而适当调节,例如为0.1~30μm,优选为0.1~20μm,进一步优选为0.5~6μm。
作为基板,可使用:石英玻璃、硼硅玻璃、铝硅酸盐玻璃、表面经二氧化硅涂布的钠钙玻璃等玻璃板;聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂板;硅;在前述基板上形成有铝、银、银/铜/钯合金薄膜等的基板。也可以在这些基板上形成有其他的光学滤波器层、树脂层、晶体管、电路等。
利用光刻法的各色像素的形成可以通过已知或惯用的装置、条件来进行。例如可以以下述方式来制作。
首先,将着色固化性树脂组合物涂布于基板上,通过进行加热干燥(预烘烤)及/或减压干燥而除去溶剂等挥发成分并使其干燥,从而得到平滑的着色组合物层。
作为涂布方法,可举出旋涂法、狭缝涂布法、狭缝与旋涂法等。
进行加热干燥的情况下的温度优选为30~120℃,更优选为50~110℃。另外,作为加热时间,优选为10秒钟~60分钟,更优选为30秒钟~30分钟。
进行减压干燥的情况下,优选在50~150Pa的压力下、在20~25℃的温度范围内进行。
着色组合物层的膜厚没有特别限定,根据作为目标的光学滤波器的膜厚而适当选择即可。
接下来,着色组合物层隔着用于形成目标着色图案的光掩模而被曝光。该光掩模上的图案没有特别限定,可使用与目标用途相应的图案。
作为曝光所使用的光源,优选为产生250~450nm的波长的光的光源。例如,可针对不足350nm的光使用截断该波长区域的滤光片来截断;也可针对436nm附近、408nm附近、365nm附近的光使用提取这些波长区域的带通滤波器(band pass filter)来选择性地提取。具体而言,可举出汞灯、发光二极管、金属卤化物灯、卤素灯等。
为了能够对整个曝光面均匀地照射平行光线、进行光掩模与形成有着色组合物层的基板的准确的对位,优选使用掩模对准器及步进机等曝光装置。
通过使曝光后的着色组合物层与显影液接触而显影,从而在基板上形成着色图案。通过显影,着色组合物层的未曝光部溶解于显影液而被除去。作为显影液,例如,优选为氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、四甲基氢氧化铵等碱性化合物的水溶液。这些碱性化合物在水溶液中的浓度优选为0.01~10质量%,更优选为0.03~5质量%。此外,显影液可以包含表面活性剂。
显影方法可以为旋覆浸没法、浸渍法及喷雾法等中的任意方法。此外,在显影时可以将基板倾斜任意的角度。
显影后优选进行水洗。
优选进一步对得到的着色图案进行后烘烤。后烘烤温度优选为150~250℃,更优选为160~250℃。后烘烤时间优选为1~120分钟,更优选为5~60分钟。
根据本发明的着色固化性树脂组合物,能够制作不易产生异物的光学滤波器。该光学滤波器作为在显示装置(例如,液晶显示装置、有机EL装置、电子纸等)及固体摄像器件中使用的膜是有用的。
实施例
以下,举出实施例来更具体地说明本发明,但本发明根本不受下述实施例的限制,当然也可以在能够适合于前文·后文中所记载的主旨的范围内适当地加以变更而实施,它们均包括在本发明的技术范围内。需要说明的是,下文中,只要没有特别说明,则“份”是指“质量份”,“%”是指“质量%”。
合成例1
向具备回流冷凝器、滴液漏斗及搅拌机的烧瓶内适量流入氮而置换为氮气氛,装入丙二醇单甲基醚乙酸酯340份,一边搅拌一边加热至80℃。接着,经5小时滴加丙烯酸57份、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯及丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-基酯的混合物(含有比以摩尔比计为1:1)54份、甲基丙烯酸苄酯239份、丙二醇单甲基醚乙酸酯73份的混合溶液。另一方面,经6小时滴加将聚合引发剂2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)40份溶解于丙二醇单甲基醚乙酸酯197份中而得到的溶液。引发剂溶液的滴加结束后,于80℃保持3小时后,冷却至室温,得到由B型粘度计(23℃)测定的粘度为127mPas、固态成分为37.0%的共聚物(树脂B-1)溶液。生成的共聚物的重均分子量Mw为9.4×103,分散度为1.89,按固态成分换算的酸值为114mg-KOH/g。树脂B-1具有以下的结构单元。
实施例1
〔着色固化性树脂组合物1的制备〕
通过将下述的成分混合,从而得到着色固化性树脂组合物1。
着色剂(A):日本特开2014-19838号公报的材料实施例1中记载的酞菁化合物Pc-02(化合物1) 4.50份
树脂(B):合成例1中得到的树脂(B-1) 23.6份(按固态换算)
聚合性化合物(C):(C-1)(二季戊四醇多丙烯酸酯:商品名A-9550,新中村化学工业(株)制) 7.86份(按固态换算)
(C-2)(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯:商品名A-TMPT,新中村化学工业(株)制) 7.86份
聚合引发剂(D):(D-1)N-乙酰基氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)-3-环己基丙烷-1-酮-2-亚胺:商品名TR-PBG327(常州强力电子新材料公司制)) 1.18份
溶剂(E):(E-1)丙二醇单甲基醚乙酸酯 52.4份
溶剂(E):(E-2)二乙二醇乙基甲基醚 111份
溶剂(E):(E-3)N-甲基吡咯烷酮 91.6份
流平剂(F):聚醚改性硅油(TORAY SILICONE SH8400;东丽道康宁(株)制) 0.045份
实施例2~10
〔着色固化性树脂组合物2~10的制备〕
除了将实施例1的着色剂(A)替换为下述的酞菁化合物(化合物2~10)以外,通过同样的方法得到着色固化性树脂组合物2~10。
实施例2:WO2014/208514的实施例5中记载的酞菁化合物(1-5)(化合物2)
实施例3:WO2014/208514的实施例3中记载的酞菁化合物(1-3)(化合物3)
实施例4:WO2014/208514的实施例8中记载的酞菁化合物(1-8)(化合物4)
实施例5:WO2014/208514的实施例2中记载的酞菁化合物(1-2)(化合物5)
实施例6:日本特开2013-108060号公报的合成实施例8中记载的化学式11所示的化合物例93的酞菁化合物(化合物6)
实施例7:WO2014/115692的实施例6中记载的酞菁化合物(1-6)(化合物7)
实施例8:WO2014/115692的实施例2中记载的酞菁化合物(1-2)(化合物8)
实施例9:WO2014/115692的实施例3中记载的酞菁化合物(1-3)(化合物9)
实施例10:WO2014/115692的实施例4中记载的酞菁化合物(1-4)(化合物10)
[光学滤波器的形成(方法1)]
将实施例1~10中得到的着色固化性树脂组合物1~10于40℃保管1周。通过旋涂法将保管后的各着色固化性树脂组合物涂布于5cm见方的玻璃基板(Eagle 2000;Corning公司制)上,然后,于100℃进行3分钟预烘烤,得到光学滤波器。其后,在烘箱中,于230℃进行20分钟后烘烤,得到光学滤波器。
对于实施例1~10中得到的着色固化性树脂组合物1~10而言,在光学滤波器中未观测到异物。
比较例1~3
〔着色固化性树脂组合物1’~3’的制备〕
除了将实施例1的着色剂(A)替换为下述的酞菁化合物(化合物11~13)以外,通过同样的方法得到着色固化性树脂组合物1’~3’。
比较例1:日本特开2010-160380的实施例1中记载的酞菁化合物(化合物11)
比较例2:日本特开2010-160380的实施例2中记载的酞菁化合物(化合物12)
比较例3:日本特开2010-160380的实施例3中记载的酞菁化合物(化合物13)
参考例1
[着色固化性树脂组合物11的制备]
以成为下文所示的组成的方式将各成分混合,得到参考例1的着色固化性树脂组合物11。下文所示的组成除了溶剂(E)以外均为固态成分换算量。
参考例2~10及参考例1’~3’
[着色固化性树脂组合物12~20及着色固化性树脂组合物4’~6’的制备]
除了将参考例1中的着色剂(A)替换为实施例2~10中使用的化合物2~10及比较例1~3中使用的化合物11~13以外,与参考例1同样地操作,得到参考例2~10的着色固化性树脂组合物12~20及参考例1’~3’的着色固化性树脂组合物4’~6’。
[光学滤波器的形成(方法2)]
将参考例1~10及参考例1’~3’中得到的着色固化性树脂组合物11~20及着色固化性树脂组合物4’~6’于40℃保管1周。通过旋涂法,将保管后的各着色固化性树脂组合物按照后烘烤后的膜厚成为0.5μm的方式涂布于5cm见方的玻璃基板(Eagle XG;Corning公司制)上,然后,在加热板上,于70℃进行1分钟预烘烤,得到光学滤波器。其后,在加热板上,于240℃进行9分钟后烘烤,由此得到光学滤波器。
利用光学显微镜对得到的光学滤波器进行观察,确认是否观测到10μm以上的大小的异物。
其结果是,对于参考例1~10中得到的着色固化性树脂组合物11~20而言,在光学滤波器中未观测到异物,对于参考例1’~3’中得到的着色固化性树脂组合物4’~6’而言,在光学滤波器中观测到异物。
Claims (4)
1.着色固化性树脂组合物,其包含着色剂、树脂、聚合性化合物及聚合引发剂,
着色剂为包含式(I)或式(II)表示的化合物的着色剂,
式(I)中,X1及X2各自独立地表示氢原子、SR1或NR2R3;
Y1及Y2各自独立地表示氢原子、OR1、或SR1;
R1表示碳原子数6~20的芳基或碳原子数3~20的杂芳基,该芳基及该杂芳基中包含的氢原子可以被卤原子或碳原子数1~20的烷氧基取代;
R2及R3各自独立地表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子,R2与R3可以键合而形成包含氮原子的环;
在1分子中有多个X1、X2、Y1、Y2、R1、R2或R3的情况下,它们可以相同,也可以各自不同;
M1表示氢原子、1价的金属原子、2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子;
M1为氢原子或1价的金属原子时,m为2,M1为2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子时,m为1;
*a、*a1、*a2、*b、*b1、*b2、*c1、及*c2均表示化学键,2个*a中的一个与*a1键合,另一个与*a2键合;2个*b中的一个与*b1键合,另一个与*b2键合;*c1及*c2与M1键合;
式(II)中,Z1及Z2各自独立地表示氧原子、硫原子或NR4;
R4表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子;
Ar1表示碳原子数6~20的亚芳基或碳原子数3~20的亚杂芳基,该亚芳基及亚杂芳基中包含的氢原子可以被卤原子或碳原子数1~20的烷氧基取代;
Z3及Z4各自独立地表示氢原子、N(R6)2、OR5或SR5;
R5表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数3~20的杂芳基,该烷基中包含的氢原子可以替换为卤原子,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子,该芳基及该杂芳基中包含的氢原子可以被卤原子或碳原子数1~20的烷氧基取代;
R6表示氢原子或碳原子数1~10的烷基(该烷基中包含的氢原子可以被碳原子数6~10的芳基取代,该烷基中包含的亚甲基可以替换为氧原子);
在1分子中有多个Z1、Z2、Z3、Z4、Ar1、R4、R5或R6的情况下,它们可以相同,也可以各自不同;
M2表示氢原子、1价的金属原子、2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子;
M2为氢原子或1价的金属原子时,n为2,M2为2价的金属原子、3价的取代金属原子、4价的取代金属原子、或氧化金属原子时,n为1;
*d、*d1、*d2、*e、*e1、*e2、*f1、及*f2均表示化学键,2个*d中的一个与*d1键合,另一个与*d2键合;2个*e中的一个与*e1键合,另一个与*e2键合;*f1及*f2与M2键合。
2.如权利要求1所述的着色固化性树脂组合物,其中,树脂为包含来自选自由不饱和羧酸及不饱和羧酸酐组成的组中的至少1种的结构单元、和具有碳原子数2~4的环状醚结构及烯键式不饱和键的结构单元的共聚物。
3.光学滤波器,其是由权利要求1或2所述的着色固化性树脂组合物形成的。
4.固体摄像器件,其包含权利要求3所述的光学滤波器。
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