CN115427517A - 着色组合物、膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置 - Google Patents

着色组合物、膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够制造耐热性优异且缺陷的产生得到抑制的膜的着色组合物、使用着色组合物而成的膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置。着色组合物含有选自由式(1)表示的化合物S‑1及在金属原子上配位有所述化合物S‑1的化合物S‑2中的至少1种化合物S、颜料、树脂及溶剂。

Description

着色组合物、膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种含有颜料的着色组合物。并且,本发明涉及一种使用着色组合物而成的膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置。
背景技术
近年来,随着数码相机、带有相机的移动电话等的普及,电荷耦合器件(CCD)影像传感器等固体摄像元件的需求大幅增加。作为显示器或光学元件的核心装置,使用滤色器。滤色器通常具备红色、绿色及蓝色这3原色的像素,并发挥将透射光分解成3原色的作用。
滤色器的各色的着色像素使用含有着色剂的着色组合物来制造。在专利文献1中记载有使用着色组合物来形成滤色器的像素的技术,所述着色组合物含有包含偶氮甲碱金属络合物系颜料的颜料、在偶氮甲碱金属络合物系颜料上导入有2个磺酸基的颜料衍生物、树脂及溶剂。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-035671号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
近年来,对于滤色器等滤光器的要求不断增加。作为这些要求特性之一,可举出即使加热后分光特性的变动也小且耐热性优异等。尽管通过将颜料用作着色剂容易形成耐热性优异的膜,但是仍有进一步改善的余地。并且,在将颜料用作着色剂的情况下,有时在膜中会形成源自颜料的凝聚物,存在容易产生缺陷的倾向。
并且,根据本发明人的研究可知,在使用专利文献1的实施例中所记载的着色组合物获得的膜中,耐热性不充分,加热后的分光特性的变动大。此外,在膜中容易产生缺陷。
从而,本发明的目的在于提供一种能够制造耐热性优异且缺陷的产生得到抑制的膜的着色组合物。并且,本发明的目的在于提供一种使用着色组合物而成的膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
根据本发明人的研究,发现了通过后述的着色组合物能够实现上述目的,从而完成了本发明。由此,本发明提供以下内容。
<1>一种着色组合物,其含有:
选自由式(1)表示的化合物S-1及在金属原子上配位有上述化合物S-1的化合物S-2中的至少1种化合物S;
颜料;
树脂;及
溶剂,
[化学式1]
Figure BDA0003897666220000021
式中,R1表示氢原子、烷基或芳基,R2~R9分别独立地表示氢原子或取代基,R2~R9中的相邻的2个基团可以键合而形成环;其中,R2~R9中的至少1个含有由式(R-1)表示的基团;
-W1-(X1)n……(R-1)
式(R-1)中,W1表示n+1价连接基,X1表示酸基或碱性基,n表示1~5的整数。
<2>根据<1>所述的着色组合物,其中,
上述式(R-1)的X1所表示的酸基为羧基、磺基、磷酸基、由-SO2NHSO2Rf1表示的基团或它们的盐,Rf1表示含有氟原子的基团,
上述式(R-1)的X1所表示的碱性基为氨基或铵基的盐。
<3>根据<1>或<2>所述的着色组合物,其中,
上述式(R-1)的X1为碱性基。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的着色组合物,其中,
上述化合物S-2为由式(1a)表示的化合物,
[化学式2]
Figure BDA0003897666220000031
式中,R1表示氢原子、烷基或芳基,R2~R9分别独立地表示氢原子或取代基,R2~R9中的相邻的2个基团可以键合而形成环,M1表示配体可以配位的金属原子,其中,R2~R9中的至少1个含有由上述式(R-1)表示的基团。
<5>根据<4>所述的着色组合物,其中,
上述式(1a)中的M1为配体可以配位的铜原子或配体可以配位的锌原子。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的着色组合物,其中,
上述颜料包含选自黄色颜料、绿色颜料及红色颜料中的至少1种。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的着色组合物,其中,
上述颜料包含具有金属原子的颜料。
<8>根据<7>所述的着色组合物,其中,
具有上述金属原子的颜料包含偶氮甲碱金属络合物。
<9>根据<8>所述的着色组合物,其中,
上述偶氮甲碱金属络合物包含选自偶氮甲碱铜络合物及偶氮甲碱锌络合物中的至少1种。
<10>根据<1>至<9>中任一项所述的着色组合物,其中,
相对于上述颜料100质量份含有1~30质量份的上述化合物S。
<11>根据<1>至<10>中任一项所述的着色组合物,其还含有聚合性化合物及光聚合引发剂。
<12>根据<1>至<11>中任一项所述的着色组合物,其用于滤色器或用于红外线透射滤波器。
<13>根据<1>至<12>中任一项所述的着色组合物,其用于固体摄像元件。
<14>一种膜,其是由<1>至<13>中任一项所述的着色组合物获得的。
<15>一种滤光器,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。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够制造耐热性优异且缺陷的产生得到抑制的膜。并且,能够提供一种使用着色组合物而成的膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置。
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来使用。
本说明书中的基团(原子团)的标记中,未标有经取代及未经取代的标记不仅包括不具有取代基的基团(原子团),而且还包括具有取代基的基团(原子团)。例如,“烷基”不仅包括不具有取代基的烷基(未经取代的烷基),而且还包括具有取代基的烷基(经取代的烷基)。
本说明书中,“曝光”只要没有特别指定,不仅包括使用光的曝光,而且还包括使用电子束、离子束等粒子束的描绘。并且,作为曝光中所使用的光,可举出汞灯的明线光谱、以准分子激光为代表的远紫外线、极紫外线(EUV光)、X射线、电子束等活性光线或放射线。
本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯两者或任一者,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸两者或任一者,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基两者或任一者。
本说明书中,结构式中的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,重均分子量及数均分子量为通过GPC(凝胶渗透色谱)法测量出的聚苯乙烯换算值。
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的成分的总质量。
本说明书中,颜料是指难以溶解于溶剂中的化合物。
本说明书中,“工序”这一用语,不仅指独立的工序,而且即使在无法与其他工序明确区分的情况下,只要可实现该工序的预期作用,则也包括在本用语中。
<着色组合物>
本发明的着色组合物的特征在于,含有:
选自由式(1)表示的化合物S-1及在金属原子上配位有所述化合物S-1的化合物S-2中的至少1种化合物S;
颜料;
树脂;及
溶剂。
根据本发明的着色组合物,能够制造耐热性优异且缺陷的产生得到抑制的膜。可得到这种效果的详细理由虽不明确,但是可推测为如下。推测为化合物S-1具有芳香族环及偶氮甲碱结构,化合物S能够与颜料形成牢固的分子间键。并且,化合物S-1中,式(1)中的R2~R9中的至少1个具有由式(R-1)表示的基团。即,化合物S-1具有在芳香族环上经由连接基W1键合有酸基或碱性基而成的结构,酸基或碱性基从芳香族环隔着距离键合。推测为通过化合物S-1具有这种结构,颜料与化合物S的相互作用难以被树脂阻碍,并且化合物S与树脂的相互作用也难以被颜料阻碍。因此,推测为能够在着色组合物中或膜中形成颜料、化合物S及树脂之间的牢固的网络。因此,推测为能够抑制颜料的分散制程或着色组合物的保管时的颜料的凝聚,其结果能够抑制缺陷的产生。并且,推测为,即使在制膜后进行加热,也会在颜料、化合物S及树脂之间形成牢固的网络,因此颜料与树脂难以分离,并且也能够抑制由颜料的凝聚化引起的分光变动或裂纹的产生等。因此,根据本发明的着色组合物,能够制造耐热性优异且缺陷的产生得到抑制的膜。
尤其,化合物S容易与具有金属原子的颜料相互作用,在使用具有金属原子的颜料的情况下,能够有效地抑制缺陷的产生。尤其,在使用偶氮甲碱金属络合物或酞菁金属络合物的情况下,能够更有效地抑制缺陷的产生。
本发明的着色组合物可优选地用作滤色器用或红外线透射滤波器用着色组合物。更具体而言,能够优选地用作滤色器的像素形成用着色组合物或红外线透射滤波器形成用着色组合物,能够更优选地用作滤色器的像素形成用着色组合物。
并且,本发明的着色组合物可优选地用作固体摄像元件。更具体而言,可优选地用作固体摄像元件用中所使用的滤色器的像素形成用着色组合物或红外线透射滤波器形成用着色组合物。
在使用本发明的着色组合物来形成厚度为0.65μm的膜时,膜的透光率成为50%的波长优选存在于470~520nm的波长范围内,更优选存在于475~520nm的波长范围内,进一步优选存在于480~520nm的波长范围内。其中,透光率成为50%的波长优选分别存在于470~520nm的波长范围内及575~625nm的波长范围内。在该方式中,透光率成为50%的短波长侧的波长优选存在于475~520nm的波长范围内,更优选存在于480~520nm的波长范围内。并且,透光率成为50%的长波长侧的波长优选存在于580~620nm的波长范围内,更优选存在于585~615nm的波长范围内。能够形成具有这种分光特性的膜的着色组合物可优选地用作滤色器的绿色像素形成用着色组合物。
以下,对本发明的着色组合物中所使用的各成分进行说明。
<<颜料>>
本发明的着色组合物含有颜料。颜料的平均一次粒径优选1~200nm。下限优选5nm以上,更优选10nm以上。上限优选180nm以下,更优选150nm以下,进一步优选100nm以下。若颜料的平均一次粒径在上述范围内,则树脂组合物中的颜料的分散稳定性良好。另外,在本发明中,颜料的一次粒径能够通过透射型电子显微镜观察颜料的一次粒子,并根据所获得的照片来求出。具体而言,求出颜料的一次粒子的投影面积,并计算与其相对应的等效圆直径作为颜料的一次粒径。并且,将本发明中的平均一次粒径设为关于400个颜料的一次粒子的一次粒径的算数平均值。并且,颜料的一次粒子是指未凝聚的独立粒子。
作为颜料,可举出彩色颜料及黑色颜料,优选彩色颜料。并且,颜料可以是无机颜料、有机颜料中的任一种,从颜色变化的多少、分散的容易性、安全性等观点出发,优选为有机颜料。
从能够形成更抑制缺陷的产生的膜的理由出发,颜料优选为具有金属原子的颜料,更优选为具有金属原子的有机颜料,进一步优选为偶氮甲碱金属络合物、偶氮金属络合物及酞菁金属络合物,更进一步优选为偶氮甲碱金属络合物及酞菁金属络合物,尤其优选偶氮甲碱金属络合物。
偶氮甲碱金属络合物优选为黄色颜料。并且,偶氮甲碱金属络合物优选包含选自偶氮甲碱铜络合物及偶氮甲碱锌络合物中的至少1种,更优选包含偶氮甲碱铜络合物。偶氮甲碱金属络合物可以仅为一种,也可以组合使用2种以上。并且,在组合使用2种以上的偶氮甲碱金属络合物的情况下,2种以上的偶氮甲碱金属络合物彼此也可以形成混晶(固溶体)。
作为偶氮甲碱铜络合物,可举出C.I.颜料黄117、129等。C.I.颜料黄117为由下述式(ACu-2)表示的化合物,C.I.颜料黄129为由下述式(ACu-1)表示的化合物。另外,在以下结构式中,氮原子与铜(Cu)原子配位,但是氮原子有时也不与铜原子配位。
[化学式3]
Figure BDA0003897666220000071
作为偶氮甲碱锌络合物,可举出由式(AZn-1)表示的化合物、由式(AZn-2)表示的化合物等。另外,在以下结构式中,氮原子与锌(Zn)原子配位,但是氮原子有时也不与锌原子配位。
[化学式4]
Figure BDA0003897666220000072
式(AZn-2)中,X1及X2分别独立地表示氢原子、卤素原子或烷氧基。
作为X1及X2所表示的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,优选为氯原子或溴原子,更优选为氯原子。
作为X1及X2所表示的烷氧基,可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、1-甲基丁氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、1,1-二甲基丙氧基、1,2-二甲基丙氧基、2,2-二甲基丙氧基、1-乙基丙氧基、己氧基、1-甲基戊氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、4-甲基戊氧基、1,1-二甲基丁氧基、1,2-二甲基丁氧基、1,3-二甲基丁氧基、2,2-二甲基丁氧基、2,3-二甲基丁氧基、3,3-二甲基丁氧基、1-乙基丁氧基、2-乙基丁氧基、1,1,2-三甲基丙氧基、1,2,2-三甲基丙氧基、1-乙基-1-甲基丙氧基、1-乙基-2-甲基丙氧基等。其中,作为适当的例子可举出碳原子数为1~8的烷氧基。
作为由式(AZn-2)表示的化合物的具体例,可举出以下所示的结构的化合物。另外,在以下结构式中,氮原子与锌(Zn)原子配位,但是氮原子有时也不与锌原子配位。
[化学式5]
Figure BDA0003897666220000081
作为偶氮金属络合物,可举出C.I.颜料黄150等。
并且,作为偶氮金属络合物,也能够使用下述结构的偶氮巴比妥酸镍络合物。
[化学式6]
Figure BDA0003897666220000091
并且,作为偶氮金属络合物,也能够使用含有选自由下述式(Az1)表示的偶氮化合物及其互变异构结构的偶氮化合物中的至少1种阴离子、2种以上的金属离子及三聚氰胺化合物的偶氮金属络合物Az。
[化学式7]
Figure BDA0003897666220000092
式中,R1及R2分别独立地为-OH或-NR5R6,R3及R4分别独立地为=O或=NR7,R5~R7分别独立地为氢原子或烷基。R5~R7所表示的烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~6,进一步优选1~4。烷基可以是直链、支链及环状中的任一种,优选直链或支链,更优选直链。烷基可以具有取代基。取代基优选卤素原子、羟基、烷氧基、氰基及氨基。
式(Az1)中,优选R1及R2为-OH。并且,优选R3及R4为=O。
偶氮金属络合物Az优选为包含选自由上述的式(Az1)表示的偶氮化合物及其互变异构结构的偶氮化合物中的至少1种阴离子、至少含有Zn2+及Cu2+的金属离子及三聚氰胺化合物的颜料。关于偶氮金属络合物Az,能够参考日本特开2017-171912号公报的0011~0062、0137~0276段、日本特开2017-171913号公报的0010~0062、0138~0295段、日本特开2017-171914号公报的0011~0062、0139~0190段、日本特开2017-171915号公报的0010~0065、0142~0222段的记载,这些内容被编入本说明书中。
作为酞菁金属络合物,可举出作为中心金属具有铜、锌、铝、铁、钴、钒、钛或镁的酞菁金属络合物(金属酞菁颜料)等。作为酞菁金属络合物的具体例,可举出比色指数(C.I.)颜料绿7、36、58、59、62、63等绿色颜料、C.I.颜料蓝15、15∶1、15∶2、15∶3、15∶4、15∶6等蓝色颜料。
以下,对彩色颜料及黑色颜料进一步详细地进行说明。
(彩色颜料)
作为彩色颜料,可举出在波长400~700nm的范围内具有极大吸收波长的颜料。例如可举出黄色颜料、橙色颜料、红色颜料、绿色颜料、紫色颜料、蓝色颜料等。本发明的着色组合物中所使用的颜料优选包含选自黄色颜料、绿色颜料及红色颜料中的至少1种,更优选包含黄色颜料。
作为黄色颜料,可举出偶氮甲碱化合物、偶氮化合物、异吲哚啉化合物、蝶啶化合物及喹酞酮化合物,优选为偶氮甲碱化合物及偶氮化合物,更优选为偶氮甲碱金属络合物及偶氮金属络合物,从能够形成缺陷少且耐热性优异的膜的理由出发,优选为偶氮甲碱金属络合物。作为偶氮甲碱金属络合物、偶氮金属络合物,可举出上述者。
作为除了偶氮甲碱金属络合物及偶氮金属络合物以外的黄色颜料的具体例,可举出C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35∶1、36、36∶1、37、37∶1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、118、119、120、123、125、126、127、128、137、138、139、147、148、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、215、228、231、232(次甲基系)、233(喹啉系)、234(氨基酮系)、235(氨基酮系)、236(氨基酮系)等。
并且,作为黄色颜料,也能够使用日本特开2013-054339号公报的0011~0034段中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2014-026228号公报的0013~0058段中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2018-062644号公报中所记载的异吲哚啉化合物、日本特开2018-203798号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2018-062578号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本专利第6432076号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2018-155881号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2018-111757号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2018-040835号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2017-197640号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2016-145282号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2014-085565号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2014-021139号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2013-209614号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2013-209435号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2013-181015号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2013-061622号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2013-032486号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2012-226110号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2008-074987号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2008-081565号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2008-074986号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2008-074985号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2008-050420号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2008-031281号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特公昭48-032765号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2019-008014号公报中所记载的喹酞酮化合物、日本专利第6607427号公报中所记载的喹酞酮化合物。并且,从提高色值的观点出发,也可优选地使用对这些化合物进行多聚体。
作为黄色颜料,优选C.I.颜料黄117、129、138、139、150、185,更优选C.I.颜料黄117、129,进一步优选C.I.颜料黄129。
作为红色颜料,可举出二酮吡咯并吡咯化合物、蒽醌化合物、偶氮化合物、萘酚化合物、偶氮甲碱化合物、呫吨化合物、喹吖啶酮化合物、苝化合物及硫靛化合物等,从能够形成缺陷少且耐热性优异的膜的理由出发,优选二酮吡咯并吡咯化合物及喹吖啶酮化合物,更优选二酮吡咯并吡咯化合物。
作为红色颜料的具体例,可举出C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、9、10、14、17、22、23、31、38、41、48∶1、48∶2、48∶3、48∶4、49、49∶1、49∶2、52∶1、52∶2、53∶1、57∶1、60∶1、63∶1、66、67、81∶1、81∶2、81∶3、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、224、226、242、246、254、255、264、269、270、272、279、291、294、295、296、297等。并且,作为红色颜料,也能够使用日本特开2017-201384号公报中所记载的在结构中至少一个溴原子经取代的二酮吡咯并吡咯化合物、日本专利第6248838号的0016~0022段中所记载的二酮吡咯并吡咯化合物、国际公开第2012/102399号中所记载的二酮吡咯并吡咯化合物、国际公开第2012/117965号中所记载的二酮吡咯并吡咯化合物、日本特开2012-229344号公报中所记载的萘酚偶氮化合物、日本专利第6516119号公报中所记载的红色颜料、日本专利第6525101号公报中所记载的红色颜料等。并且,作为红色颜料,也能够使用具有对芳香族环导入键合有氧原子、硫原子或氮原子的基团而成的芳香族环基与二酮吡咯并吡咯骨架键合的结构的化合物。
作为红色颜料,优选C.I.颜料红122、177、254、255、264、269、272,更优选C.I.颜料红254、255、264、272。
作为绿色颜料,可举出酞菁化合物、方酸化合物等,从能够形成缺陷少且耐热性优异的膜的理由出发,优选酞菁化合物,更优选酞菁金属络合物。
作为绿色颜料的具体例,可举出C.I.颜料绿7、10、36、37、58、59、62、63、64、65、66等。并且,作为绿色颜料,也能够使用一分子中的卤素原子数平均为10~14个、溴原子数平均为8~12个、氯原子数平均为2~5个的卤化锌酞菁颜料。作为具体例,可举出国际公开第2015/118720号公报中所记载的化合物。
并且,作为绿色颜料,能够使用中国专利申请第106909027号说明书中所记载的化合物、国际公开第2012/102395号中所记载的作为配体具有磷酸酯的酞菁化合物、日本特开2019-008014号公报中所记载的酞菁化合物、日本特开2018-180023号公报中所记载的酞菁化合物、日本特开2019-038958号公报中所记载的化合物、国际公开第2019/167589号的0141~0151段中所记载的方酸化合物等。作为绿色颜料,优选C.I.颜料绿7、36、58、59、62、63。
作为橙色颜料,可举出C.I.颜料橙2、5、13、16、17∶1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71、73等。
作为紫色颜料,可举出C.I.颜料紫1、19、23、27、32、37、42、60、61等。
作为蓝色颜料,可举出C.I.颜料蓝1、2、15、15∶1、15∶2、15∶3、15∶4、15∶6、16、22、29、60、64、66、79、80、87、88等。
关于各种颜料所具有的优选的衍射角,能够参考日本专利第6561862号公报、日本专利第6413872号公报、日本专利第6281345号公报、日本特开2020-026503号公报的记载,这些内容被编入本说明书中。
着色组合物中可以含有2种以上的彩色颜料。例如,含有黄色颜料及绿色颜料的着色组合物能够优选地用作滤色器的绿色像素形成用着色组合物。该情况下的黄色颜料优选含有偶氮甲碱金属络合物。并且,绿色颜料优选含有酞菁金属络合物。
并且,含有黄色颜料及红色颜料的着色组合物能够优选地用作滤色器的红色像素形成用着色组合物。该情况下的黄色颜料优选含有偶氮甲碱金属络合物。并且,红色颜料优选含有二酮吡咯并吡咯化合物。
并且,着色组合物中含有2种以上的彩色颜料,并且可以由2种以上的彩色颜料的组合形成黑色。这些着色组合物可优选地用作红外线透射滤波器形成用着色组合物。作为由2种以上的彩色颜料的组合形成黑色时的彩色颜料的组合可举出以下。
(A1)含有红色颜料、蓝色颜料及黄色颜料的方式。
(A2)含有红色颜料、蓝色颜料、黄色颜料及紫色颜料的方式。
(A3)含有红色颜料、蓝色颜料、黄色颜料、紫色颜料及绿色颜料的方式。
(A4)含有红色颜料、蓝色颜料、黄色颜料及绿色颜料的方式。
(A5)含有黄色颜料及紫色颜料的方式。
(黑色颜料)
作为黑色颜料,并无特别限定,能够使用公知的物质。例如可举出炭黑、钛黑、石墨等无机颜料,优选炭黑、钛黑,更优选钛黑。钛黑是指含有钛原子的黑色粒子,优选低级氧化钛或氮氧化钛。以提高分散性、抑制凝聚性等为目的,钛黑能够根据需要修饰表面。例如能够通过氧化硅、氧化钛、氧化锗、氧化铝、氧化镁或氧化锆来包覆钛黑的表面。并且,也能够通过如日本特开2007-302836号公报中所示的防水性物质进行处理。钛黑的每个粒子的一次粒径及平均一次粒径优选均为小。具体而言,平均一次粒径优选为10~45nm。钛黑也能够用作分散物。例如可举出含有钛黑粒子及二氧化硅粒子且分散物中的Si原子与Ti原子的含有比调节在0.20~0.50的范围内的分散物等。关于上述分散物,也能够参考日本特开2012-169556号公报的0020~0105段的记载,该内容被编入本说明书中。作为钛黑的市售品的例,可举出钛黑10S、12S、13R、13M、13M-C、13R-N、13M-T(产品名:Mitsubishi MaterialsCorporation制造)、Tilack D(产品名:Ako Kasei Co.,Ltd.制造)等。
着色组合物的总固体成分中的颜料的含量优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为40质量%以上,尤其优选为50质量%以上。上限优选为80质量%以下,更优选为75质量%以下,进一步优选为70质量%以下。
着色组合物中所含有的颜料中的具有金属原子的颜料的含量优选为15质量%以上,更优选为15.5质量%以上,进一步优选为16质量%以上。上限能够设为100质量%,也能够设为95质量%以下,也能够设为90质量%以下。
着色组合物中所含有的颜料中的偶氮甲碱金属络合物的含量优选为15质量%以上,更优选为15.5质量%以上,进一步优选为16质量%以上。上限能够设为100质量%,也能够设为95质量%以下,也能够设为90质量%以下。
着色组合物中所含有的颜料中的黄色颜料的含量优选为30质量%以上,更优选为33质量%以上,进一步优选为35质量%以上。上限能够设为100质量%,也能够设为95质量%以下,也能够设为90质量%以下。
将本发明的着色组合物用作滤色器的黄色像素形成用着色组合物的情况下,颜料中的黄色颜料的含量优选为90质量%以上,更优选为95质量%以上,进一步优选为99质量%以上。
将本发明的着色组合物用作滤色器的绿色像素形成用着色组合物的情况下,颜料优选使用包含黄色颜料及绿色颜料的颜料。并且,黄色颜料与绿色颜料的质量比优选为黄色颜料∶绿色颜料=30∶70~70∶30,更优选为30∶70~60∶40,进一步优选为30∶70~50∶50。并且,偶氮甲碱金属络合物的含量相对于绿色颜料的100质量份优选为3质量份以上,更优选为5质量份以上,进一步优选为10质量份以上。
将本发明的着色组合物用作滤色器的红色像素形成用着色组合物的情况下,颜料优选使用包含黄色颜料及红色颜料的颜料。并且,黄色颜料与红色颜料的质量比优选为黄色颜料∶红色颜料=30∶70~70∶30,更优选为30∶70~60∶40,进一步优选为30∶70~50∶50。并且,偶氮甲碱金属络合物的含量相对于红色颜料的100质量份优选为3质量份以上,更优选为5质量份以上,进一步优选为10质量份以上。
<<染料>>
本发明的着色组合物能够含有染料。作为染料,并无特别限制,能够使用公知的染料。作为染料,可举出彩色染料及黑色染料。作为彩色染料,可举出吡唑偶氮化合物、苯胺偶氮化合物、三芳基甲烷化合物、蒽醌化合物、蒽吡啶酮化合物、亚苄基化合物、氧杂酚化合物、吡唑并三唑偶氮化合物、吡啶酮偶氮化合物、花青化合物、吩噻嗪化合物、吡咯并吡唑偶氮甲碱化合物、呫吨化合物、酞菁化合物、苯并吡喃化合物、靛蓝化合物、吡咯亚甲基化合物。作为黑色染料,可举出双苯并呋喃酮化合物、偶氮甲碱化合物、苝化合物、偶氮化合物等。
染料的含量相对于颜料的100质量份优选为100质量份以下,更优选为50质量份以下,进一步优选为30质量份以下,尤其优选为10质量份以下。
并且,本发明的着色组合物也能够设为实质上不含有染料。本发明的着色组合物实质上不含有染料的情况下,本发明的着色组合物的总固体成分中的染料的含量优选为0.1质量%以下,更优选为0.05质量%以下,尤其优选不含有。
<<化合物S>>
本发明的着色组合物含有选自由式(1)表示的化合物S-1及在金属原子上配位有所述化合物S-1的化合物S-2中的至少1种化合物S。
[化学式8]
Figure BDA0003897666220000151
式中,R1表示氢原子、烷基或芳基,R2~R9分别独立地表示氢原子或取代基,R2~R9中的相邻的2个基团可以键合而形成环;其中,R2~R9中的至少1个含有由式(R-1)表示的基团;
-W1-(X1)n……(R-1)
式(R-1)中,W1表示n+1价连接基,X1表示酸基或碱性基,n表示1~5的整数。
式(1)的R1所表示的烷基的碳原子数优选1~30,更优选1~15,进一步优选1~8。烷基可以是直链、支链、环状中的任一种,优选直链或支链,更优选直链。烷基可以具有取代基。作为取代基,可举出后述的取代基T。
式(1)的R1所表示的芳基的碳原子数优选6~30,更优选6~20,进一步优选6~12。芳基可以具有取代基。作为取代基,可举出后述的取代基T。
式(1)的R1优选为氢原子或烷基,更优选为氢原子。
R2~R9分别独立地表示氢原子或取代基。作为取代基,可举出后述的取代基T及由式(R-1)表示的基团。作为除了由式(R-1)表示的基团以外的取代基,优选为卤素原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、氰基、羟基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、氨基、酰胺基、氨基羰基氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、氨磺酰基氨基、烷基磺酰基氨基、芳基磺酰基氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂芳硫基、氨磺酰基、磺基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨甲酰基、芳基偶氮基、杂芳基偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基或甲硅烷基,更优选为卤素原子、烷基、芳基、杂芳基、氰基、羟基、硝基、烷氧基、芳氧基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基或氨甲酰基,进一步优选卤素原子、芳基、氰基、羟基、硝基、烷氧基、芳氧基或酰基,尤其优选为卤素原子、芳基、氰基或硝基。
式(1)中,R2~R9中的至少1个含有由式(R-1)表示的基团,优选R2~R9中的1~4个含有由式(R-1)表示的基团,更优选R2~R9中的1~2个含有由式(R-1)表示的基团,进一步优选R2~R9中的任一个含有由式(R-1)表示的基团。
并且,从能够使分散的颜料的粒径更小且能够提高颜料的分散性的理由出发,优选R6~R9中的至少1个含有由式(R-1)表示的基团,更优选R6~R9中的1~2个含有由式(R-1)表示的基团,进一步优选R6~R9中的任一个含有由式(R-1)表示的基团。
R2~R9中的相邻的2个基团可以键合而形成环。所形成的环优选为芳香族环。
接着,对由式(R-1)表示的基团进行说明。由式(R-1)表示的基团中,W1表示n+1价连接基。
作为W1所表示的n+1价连接基,可举出脂肪族烃基、芳香族烃基、杂环基、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-SO2-、-NRW-、-NRWCO-、-CONRW-、-NRWSO2-、-SO2NRW-及由这些组合构成的基团,RW表示氢原子、烷基或芳基。
脂肪族烃基的碳原子数优选1~20,更优选2~20,进一步优选2~10,尤其优选2~5。脂肪族烃基可以是直链、支链、环状中的任一种。并且,环状脂肪族烃基可以是单环、多环中的任一种。芳香族烃基的碳原子数优选6~18,更优选6~14,进一步优选6~10。芳香族烃基优选为单环或稠合数为2~4的稠合环的芳香族烃基。作为芳香族烃基,优选苯环基。杂环基优选单环或稠合数为2~4的稠合环。构成杂环基的环的杂原子的数优选1~3。构成杂环基的环的杂原子优选氮原子、氧原子或硫原子。构成杂环基的环的碳原子的数优选3~30,更优选3~18,更优选3~12。作为杂环基,优选三嗪环基。脂肪族烃基、芳香族烃基及杂环基也可以具有取代基。作为取代基,可举出以后述的取代基T例举的基团。并且,RW所表示的烷基的碳原子数优选1~20,更优选1~15,进一步优选1~8。烷基可以是直链、支链、环状中的任一种,优选直链或支链,更优选直链。RW所表示的烷基可以进一步具有取代基。作为取代基,可举出后述的取代基T。RW所表示的芳基的碳原子数优选6~30,更优选6~20,进一步优选6~12。RW所表示的芳基可以进一步具有取代基。作为取代基,可举出后述的取代基T。
由式(R-1)表示的基团中,X1表示酸基或碱性基,从容易形成耐热性更优异的膜的理由出发,优选碱性基。
作为X1所表示的酸基,可举出羧基、磺基、磷酸基、由-SO2NHSO2Rf1表示的基团或其盐。由-SO2NHSO2Rf1表示的基团中的Rf1表示含有氟原子的基团。作为Rf1所表示的含有氟原子的基团,可举出氟原子、含有氟原子的烷基、含有氟原子的芳基,优选为含有氟原子的烷基。含有氟原子的烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~5,进一步优选1~3。含有氟原子的芳基的碳原子数优选6~20,更优选6~12,进一步优选6。
作为构成盐的原子或原子团,可举出碱金属离子(Li+、Na+、K+等)、碱土类金属离子(Ca2+、Mg2+等)、铵离子、咪唑鎓离子、吡啶鎓离子、鏻离子等。
X1所表示的酸基优选为磺基、磷酸基、由-SO2NHSO2Rf1表示的基团或其盐,更优选磺基、由-SO2NHSO2Rf1表示的基团或其盐。
作为X1所表示的碱性基,可举出氨基、铵基的盐及邻苯二甲酰亚胺甲基,优选氨基及铵基的盐,更优选为氨基。作为铵基的盐中的构成盐的原子或原子团,可举出氢氧化物离子、卤素离子、羧酸根离子、磺酸根离子、苯氧离子等。
作为氨基,可举出由-NRx1Rx2表示的基团及环状氨基。
由-NRx1Rx2表示的基团中,Rx1及Rx2分别独立地表示氢原子、烷基及芳基,优选为烷基。烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~5,进一步优选1~3。烷基可以是直链、支链、环状中的任一种,优选直链或支链,更优选直链。烷基可以具有取代基。作为取代基,可举出后述的取代基T。芳基的碳原子数优选6~30,更优选6~20,进一步优选6~12。芳基可以具有取代基。作为取代基,可举出后述的取代基T。
作为环状氨基,可举出吡咯烷基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基等。这些基团还可以具有取代基。作为取代基,可举出后述的取代基T。作为取代基的具体例,可举出烷基及芳基等。
由式(R-1)表示的基团中,n优选为1~3,更优选为1或2,进一步优选为1。
由式(R-1)表示的基团优选为由式(R-11)表示的基团。
-W11-W12-(W13-X1)n……(R-11)
式(R-11)的W11表示单键、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO2-、-NRW-、-SO2-、-NRWCO-、-CONRW-、-NRWCO2-、-OCONRW-、-NRWSO2-或-SO2NRW-,RW表示氢原子、烷基或芳基。RW所表示的烷基的碳原子数优选1~20,更优选1~15,进一步优选1~8。烷基可以是直链、支链、环状中的任一种,优选直链或支链,更优选直链。RW所表示的烷基可以进一步具有取代基。作为取代基,可举出后述的取代基T。RW所表示的芳基的碳原子数优选6~30,更优选6~20,进一步优选6~12。RW所表示的芳基可以进一步具有取代基。作为取代基,可举出后述的取代基T。并且,RW可以与X1连接而形成环。例如,X1为由-NRx1Rx2表示的基团的情况下,RW可以与Rx1或Rx2连接而形成环。所形成的环优选为5元环或6元环。
式(R-11)的W12表示单键或n+1价连接基。其中,n为1时,W12为单键或2价连接基,n为2以上时,W12为n+1价连接基。作为W12所表示的连接基,可举出脂肪族烃基、芳香族烃基、杂环基、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-SO2-、-NRW-、-N<、-NRWCO-、-CONRW-、-NRWSO2-、-SO2NRW-及组合这些而成的基团等。RW的含义与上述Rw的含义相同。W12优选为包含选自脂肪族烃基、芳香族烃基及杂环基中的至少1种的基团。脂肪族烃基、芳香族烃基及杂环基可举出上述基团。作为W12所表示的连接基的具体例,可举出脂肪族烃基;芳香族烃基;杂环基;组合选自脂肪族烃基、芳香族烃基及杂环基中的至少1种与选自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-SO2-、-NRW-、-N<、-NRWCO-、-CONRW-、-NRWSO2-及-SO2NRW-中的至少1种而成的基团等。作为W12的优选的一方式,可举出包含选自芳香族烃基及杂环基中的至少1种的基团。作为包含选自芳香族烃基及杂环基中的至少1种的基团,可举出由以下的式(W12-1)~式(W12-6)表示的基团。
[化学式9]
Figure BDA0003897666220000191
式(W12-1)~(W12-6)中,*为与式(R-1)的W11的键合部,波浪线为与式(R-1)的W13的键合部。
式(W12-1)的A1表示O或NRW12。RW12的含义与上述Rw的含义相同。n1表示1~4的整数。
式(W12-2)的A2、n2的含义与A1、n1的含义相同。B2表示单键、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-SO2-、-NRW-、-NRWCO-、-CONRW-、-NRWSO2-或-SO2NRW-。RW12的含义与上述Rw的含义相同。
式(W12-3)的T3表示后述的取代基T。A3的含义与A1的含义相同。
式(W12-4)的T4、A4、B4的含义与T3、A1、B2的含义相同。
式(W12-5)的A5的含义与A1的含义相同。
式(W12-6)的A6、B6的含义与A1、B2的含义相同。
上述T3及T4优选为羟基、氨基、烷氧基、芳氧基、硫代烷基、硫代芳基或卤素原子,更优选为羟基或氨基。氨基优选为烷氨基或芳氨基,更优选为芳氨基。
式(R-11)的W13表示亚烷基。亚烷基的碳原子数优选2~10,更优选2~8,进一步优选2~5。
式(R-11)的X1表示酸基或碱性基。式(R-11)的X1的含义与式(R-1)的X1的含义相同。
式(R-11)的n表示1~5的整数,优选为1~3,更优选为1或2,进一步优选为1。
作为由式(R-1)表示的基团的具体例,可举出以下所示的基团。
[表1]
-W11-W12-(W13-X1n
Figure BDA0003897666220000211
[表2]
-W11-W12-(W13-X1)n
Figure BDA0003897666220000221
上述表中,Me表示甲基,Et表示乙基。并且,尤其表示a、b的部位表示键合部,a为与W11的键合物,b为与W13的键合部。另外,R-127的基团为具有W11与X1键合而形成环的结构的基团,且为具有以下所示的结构的基团。*表示键合键。
[化学式10]
Figure BDA0003897666220000231
(取代基T)
作为取代基T,可举出以下基团。卤素原子(例如为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、烷基(优选为碳原子数1~30的烷基)、烯基(优选为碳原子数2~30的烯基)、炔基(优选为碳原子数2~30的炔基)、芳基(优选为碳原子数6~30的芳基)、杂芳基(优选为碳原子数1~30的杂芳基)、氨基(优选为碳原子数0~30的氨基)、烷氧基(优选为碳原子数1~30的烷氧基)、芳氧基(优选为碳原子数6~30的芳氧基)、杂芳氧基(优选为碳原子数1~30的杂芳氧基)、酰基(优选为碳原子数2~30的酰基)、烷氧基羰基(优选为碳原子数2~30的烷氧基羰基)、芳氧基羰基(优选为碳原子数7~30的芳氧基羰基)、杂芳氧基羰基(优选为碳原子数2~30的杂芳氧基羰基)、酰氧基(优选为碳原子数2~30的酰氧基)、酰氨基(优选为碳原子数2~30的酰氨基)、氨基羰基氨基(优选为碳原子数2~30的氨基羰基氨基)、烷氧基羰基氨基(优选为碳原子数2~30的烷氧基羰基氨基)、芳氧基羰基氨基(优选为碳原子数7~30的芳氧基羰基氨基)、氨磺酰基(优选为碳原子数0~30的氨磺酰基)、氨磺酰基氨基(优选为碳原子数0~30的氨磺酰基氨基)、氨基甲酰基(优选为碳原子数1~30的氨基甲酰基)、烷硫基(优选为碳原子数1~30的烷硫基)、芳硫基(优选为碳原子数6~30的芳硫基)、杂芳硫基(优选为碳原子数1~30的杂芳硫基)、烷基磺酰基(优选为碳原子数1~30的烷基磺酰基)、烷基磺酰基氨基(优选为碳原子数1~30的烷基磺酰基氨基)、芳基磺酰基(优选为碳原子数6~30的芳基磺酰基)、芳基磺酰基氨基(优选为碳原子数6~30的芳基磺酰基氨基)、杂芳基磺酰基(优选为碳原子数1~30的杂芳基磺酰基)、杂芳基磺酰基氨基(优选为碳原子数1~30的杂芳基磺酰基氨基)、烷基亚磺酰基(优选为碳原子数1~30的烷基亚磺酰基)、芳基亚磺酰基(优选为碳原子数6~30的芳基亚磺酰基)、杂芳基亚磺酰基(优选为碳原子数1~30的杂芳基亚磺酰基)、脲基(优选为碳原子数1~30的脲基)、羟基、硝基、羧基、磺基、磷酸基、羧酸酰胺基、磺酸酰胺基、酰亚胺基、膦基、巯基、氰基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、芳基偶氮基、杂芳基偶氮基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、甲硅烷基、肼基、亚氨基。这些基团为能够进一步取代的基团的情况下,可以进一步具有取代基。作为取代基,可举出上述的取代基T中进行说明的基团。
化合物S-1优选为由式(11)表示的化合物。
[化学式11]
Figure BDA0003897666220000241
式(11)中,R21表示氢原子、烷基或芳基,R22~R31分别独立地表示氢原子或取代基;其中,R22~R31中的至少1个为由式(R-1)表示的基团。
式(11)的R21的含义与式(1)的R1的含义相同,优选的范围也相同。
作为式(11)的R22~R31所表示的取代基,可举出取代基T及由式(R-1)表示的基团。作为除了由式(R-1)表示的基团以外的取代基,优选为卤素原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、氰基、羟基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、氨基、酰胺基、氨基羰基氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、氨磺酰基氨基、烷基磺酰基氨基、芳基磺酰基氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂芳硫基、氨磺酰基、磺基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、芳基偶氮基、杂芳基偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基或甲硅烷基,更优选为卤素原子、烷基、芳基、杂芳基、氰基、羟基、硝基、烷氧基、芳氧基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基或氨基甲酰基,进一步优选卤素原子、芳基、氰基、羟基、硝基、烷氧基、芳氧基或酰基,尤其优选为卤素原子、芳基、氰基或硝基。
式(11)中,优选R22~R31中的1~4个为由式(R-1)表示的基团,更优选1个或2个为由式(R-1)表示的基团,进一步优选1个为由式(R-1)表示的基团。并且,优选R29或R30为由式(R-1)表示的基团。
化合物S中,化合物S-2为具有在金属原子上配位有所述化合物S-1的结构的化合物。作为金属原子,可举出铜、锌、铁、钛、铝、锡、镁及铬,优选铜及锌。化合物S-中,可以在这些金属原子上配位1个化合物S-1,也可以配位2个以上的化合物S-1。并且,进而可以在金属原子上配位除了化合物S-1以外的配体。作为配体,可举出杂环化合物(例如吡啶、嘧啶、咪唑、吡唑、三唑、四唑、喹啉、1,10-菲咯啉等)、质子性化合物(例如水、甲醇、乙醇等)、胺化合物(例如三乙胺、N,N,N’,N’-四亚甲基二胺、乙二胺四乙酸、N,N,N’,N”,N”-五甲基二亚乙基三胺等)、酰胺化合物(例如为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等)、二甲基亚砜、环丁砜、腈化合物(例如乙腈等)等。
化合物S-2优选为由式(1a)表示的化合物,更优选为由式(11a)表示的化合物。另外,以下所示的式中,氮原子在金属原子(M1或M2)上配位,但是根据金属原子的状态,氮原子也有可能不与金属原子(M1或M2)配位。
[化学式12]
Figure BDA0003897666220000251
式(1a)中,R1表示氢原子、烷基或芳基,R2~R9分别独立地表示氢原子或取代基,R2~R9中的相邻的2个基团可以键合而形成环,M1表示配体可以配位的金属原子;其中,R2~R9中的至少1个含有由式(R-1)表示的基团。
式(11a)中,R21表示氢原子、烷基或芳基,R22~R31分别独立地表示氢原子或取代基,M2表示配体可以配位的金属原子;其中,R22~R31中的至少1个为由式(R-1)表示的基团。
式(1a)的R1~R9的含义与式(1)的R1~R9的含义相同,优选的范围也相同。
式(11a)的R21~R31的含义与式(11)的R21~R31的含义相同,优选的范围也相同。
作为式(1a)的M1及式(11a)的M2所表示的配体可以配位的金属原子,可举出铜、锌、铁、钛、铝、锡、镁及铬,优选铜及锌。作为可以在这些金属原子上配位的配体,可举出以除了化合物S-1以外的配体例举的配体等。并且,由式(1)表示的化合物可以进一步配位。
作为化合物S的具体例,可举出后述的实施例中所记载的化合物(S-1)~(S-38)。
作为化合物S的合成方法,可举出以下所示的方法。
(i)使预先导入酸基或碱性基的原料(羟基取代芳基醛或羟基取代苯胺)与金属源进行反应而合成的方法。
(ii)向使羟基取代芳基醛或羟基取代苯胺与金属源进行反应而合成的偶氮甲碱化合物中导入酸基或碱性基而合成的方法。
在(i)的合成方法的情况下,反应中也能够使羟基取代芳基醛或羟基取代苯胺与金属源同时混合而进行反应,也能够首先使羟基取代苯胺与羟基取代芳基醛进行反应之后与金属源进行反应。本反应中,例如可以添加酸性化合物(例如乙酸、硫酸等)、碱性化合物(例如三乙胺、吡啶等)。溶剂能够选择公知的溶剂,可举出醇系溶剂(例如甲醇、乙醇、异丙醇、丙二醇单甲醚等)、酰胺系溶剂(例如N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺等)、其他极性溶剂(二甲基亚砜、二甲基咪唑啉酮、环丁砜等)、水、酯系溶剂(例如丙二醇单甲醚乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、酸系溶剂(例如乙酸等)、醚系溶剂(例如四氢呋喃、叔丁基甲醚等)、酮系溶剂(例如环己酮、环戊酮、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等)、烃系溶剂(例如己烷、庚烷等)、芳香族系溶剂(例如甲苯等)、碱性溶剂(例如吡啶等),优选醇系溶剂、酰胺系溶剂、二甲基亚砜、二甲基咪唑啉酮。尽管不能唯一确定温度、时间,但是优选在10~100℃的范围内使其反应1~24小时。
作为金属源,能够无特别限制地使用在合成C.I.颜料黄129型化合物时所使用的金属源,例如可举出乙酸盐、卤化物盐、磺酸盐等。并且,也可以混合8-羟基喹啉等配体并使其进行反应。
(i)的合成方法中的具有酸基或碱基的羟基取代芳基醛、羟基取代苯胺例如能够参考日本特表2013-510156号公报或Chemistry-A European Journa 1,2009,vol.15,sha-pu 33,p.8283-8295等进行合成。
在(ii)的合成方法中,能够通过预先将OH、NH2、CO2H或SO3H导入到偶氮甲碱化合物中并且使其官能团与具有酸基或氨基的化合物进行反应来合成。
着色组合物的总固体成分中的化合物S的含量优选为0.1~30质量%。下限优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上。上限优选为20质量%以下,更优选为15质量%以下。
并且,化合物S的含量相对于颜料100质量份优选为1~50质量份。下限优选为3质量份以上,更优选为50质量份以上。上限优选为40质量份以下,更优选为30质量份以下。
<<树脂>>
本发明的着色组合物含有树脂。树脂例如以将颜料等分散于着色组合物中的用途或粘合剂的用途进行掺合。另外,将主要为了将颜料等分散于着色组合物中而使用的树脂称为分散剂。但是,树脂的这些用途为一例,也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2000~2000000。上限优选1000000以下,更优选500000以下。下限优选3000以上,更优选5000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、聚亚胺树脂、聚烯烃树脂、环状烯烃树脂、聚酯树脂、苯乙烯树脂等。可以从这些树脂中单独使用1种,也可以将2种以上混合使用。
本发明的着色组合物也优选含有碱溶性树脂。由于本发明的着色组合物含有碱溶性树脂,能够通过碱性显影形成所期望的图案。作为碱溶性树脂,可举出具有酸基的树脂等。作为酸基的种类,可举出羧基、磷酸基、磺基、酚性羟基等。并且,作为具有酸基的树脂,也可以使用使酸酐与在环氧开环上生成的羟基反应而导入酸基的树脂。作为这些树脂,可举出日本专利6349629号公报中所记载的树脂。具有酸基的树脂也能够用作分散剂。并且,作为碱溶性树脂,也能够使用日本特开2017-173787号公报中所记载的碱溶性树脂。
碱溶性树脂的酸值优选30~500mgKOH/g。下限优选50mgKOH/g以上,更优选70mgKOH/g以上。上限优选400mgKOH/g以下,更优选200mgKOH/g以下,进一步优选150mgKOH/g以下,最优选120mgKOH/g以下。
本发明的着色组合物也优选含有具有碱性基的树脂。具有碱性基的树脂优选为含有在侧链上具有碱性基的重复单元的树脂,更优选为具有在侧链上具有碱性基的重复单元及不含有碱性基的重复单元的共聚物,进一步优选为具有在侧链上具有碱性基的重复单元及不含有碱性基的重复单元的嵌段共聚物。具有碱性基的树脂也能够用作分散剂。具有碱性基的树脂的胺值优选为5~300mgKOH/g。下限优选10mgKOH/g以上,更优选20mgKOH/g以上。上限优选200mgKOH/g以下,更优选100mgKOH/g以下。作为具有碱性基的树脂中所含有的碱性基,可举出由下述式(a-1)表示的基团、由下述式(a-2)表示的基团等。
[化学式13]
Figure BDA0003897666220000281
式(a-1)中,Ra1及Ra2分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,Ra1与Ra2可以键合而形成环。
式(a-2)中,Ra11表示氢原子、羟基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、酰基或氧自由基,Ra12~Ra19分别独立地表示氢原子、烷基或芳基。
Ra1、Ra2、Ra11~Ra19所表示的烷基的碳原子数优选1~30,更优选1~15,进一步优选1~8,尤其优选1~5。烷基可以是直链、支链、环状中的任一种,优选直链或支链,更优选直链。烷基可以具有取代基。
Ra1、Ra2、Ra11~Ra19所表示的芳基的碳原子数优选6~30,更优选6~20,进一步优选6~12。芳基可以具有取代基。
Ra11所表示的烷氧基的碳原子数优选1~30,更优选1~15,进一步优选1~8,尤其优选1~5。烷氧基可以具有取代基。
Ra11所表示的芳氧基的碳原子数优选6~30,更优选6~20,进一步优选6~12。芳氧基可以具有取代基。
Ra11所表示的酰基的碳原子数优选2~30,更优选2~20,进一步优选2~12。酰基可以具有取代基。
作为具有碱性基的树脂的市售品,可举出DISPERBYK-161、162、163、164、166、167、168、174、182、183、184、185、2000、2001、2050、2150、2163、2164、BYK-LPN6919(以上为BYKJapan KK制造)、SOLSPERSE11200、13240、13650、13940、24000、26000、28000、32000、32500、32550、32600、33000、34750、35100、35200、37500、38500、39000、53095、56000、7100(以上为Lubrizol Japan Limited.制造)、Efka PX 4300、4330、4046、4060、4080(以上为BASF公司制造)等。并且,具有碱性基的树脂也能够使用日本特开2014-219665号公报的0063~0112段中所记载的嵌段共聚物(B)、日本特开2018-156021号公报的0046~0076段中所记载的嵌段共聚物A1,这些内容被编入本说明书中。
本发明的着色组合物也优选分别含有具有酸基的树脂及具有碱性基的树脂。根据该方式,能够更提高着色组合物的保存稳定性。组合使用具有酸基的树脂及具有碱性基的树脂的情况下,具有碱性基的树脂的含量相对于具有酸基的树脂的100质量份优选为20~500质量份,更优选为30~300质量份,进一步优选为50~200质量份。
作为树脂,也优选含有包含源自由下述式(ED1)表示的化合物及/或由下述式(ED2)表示的化合物(以下,有时将这些化合物也称为“醚二聚体”。)的重复单元的树脂。
[化学式14]
Figure BDA0003897666220000291
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15]
Figure BDA0003897666220000292
式(ED2)中,R表示氢原子或碳原子数1~30的有机基团。作为式(ED2)的具体例,能够参考日本特开2010-168539号公报的记载。
关于醚二聚体的具体例,能够参考日本特开2013-029760号公报的0317段,该内容被编入本说明书中。
作为树脂,也优选包含含有具有聚合性基的重复单元的树脂。
作为树脂,也优选包含含有源自由式(X)表示的化合物的重复单元的树脂。
[化学式16]
Figure BDA0003897666220000301
式中,R1表示氢原子或甲基,R21及R22分别独立地表示亚烷基,n表示0~15的整数。R21及R22所表示的亚烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~5,进一步优选为1~3,尤其优选为2或3。n表示0~15的整数,优选为0~5的整数,更优选为0~4的整数,进一步优选为0~3的整数。
作为由式(X)表示的化合物,可举出对枯基苯酚的环氧乙烷或环氧丙烷改性的(甲基)丙烯酸酯等。作为市售品,可举出ARONIX M-110(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)等。
作为树脂,也优选包含有具有芳香族羧基的树脂(以下,也称为树脂Ac)。树脂Ac中,芳香族羧基可以包含在重复单元的主链上,也可以包含在重复单元的侧链上。芳香族羧基优选包含在重复单元的主链上。另外,本说明书中,芳香族羧基是指具有在芳香族环键合1个以上羧基而成的结构的基团。芳香族羧基中,与芳香族环键合而成的羧基的数量优选为1~4个,更优选为1~2个。
树脂Ac优选为含有选自由式(Ac-1)表示的重复单元及由式(Ac-2)表示的重复单元中的至少1种重复单元的树脂。
[化学式17]
Figure BDA0003897666220000302
式(Ac-1)中,Ar1表示含有芳香族羧基的基团,L1表示-COO-或-CONH-,L2表示2价连接基。
式(Ac-2)中,Ar10表示含有芳香族羧基的基团,L11表示-COO-或-CONH-,L12表示3价连接基,P10表示聚合物链。
作为式(Ac-1)中Ar1所表示的含有芳香族羧基的基团,可举出源自芳香族三羧酸酐的结构、源自芳香族四羧酸酐的结构等。作为芳香族三羧酸酐及芳香族四羧酸酐,可举出下述结构的化合物。
[化学式18]
Figure BDA0003897666220000311
上述式中,Q1表示单键、-O-、-CO-、-COOCH2CH2OCO-、-SO2-、-C(CF3)2-、由下述式(Q-1)表示的基团或由下述式(Q-2)表示的基团。
[化学式19]
Figure BDA0003897666220000312
Ar1所表示的含有芳香族羧基的基团可以具有聚合性基团。聚合性基优选为含烯属不饱和键的基团及环状醚基,更优选为含烯属不饱和键的基团。作为Ar1所表示的含有芳香族羧基的基团的具体例,可举出由式(Ar-11)表示的基团、由式(Ar-12)表示的基团、由式(Ar-13)表示的基团等。
[化学式20]
Figure BDA0003897666220000321
式(Ar-11)中,n1表示1~4的整数,优选为1或2,更优选为2。
式(Ar-12)中,n2表示1~8的整数,优选为1~4的整数,更优选为1或2,进一步优选为2。
式(Ar-13)中,n3及n4分别独立地表示0~4的整数,优选为0~2的整数,更优选为1或2,进一步优选为1。其中,n3及n4的至少一个为1以上的整数。
式(Ar-13)中,Q1表示单键、-O-、-CO-、-COOCH2CH2OCO-、-SO2-、-C(CF3)2-、由上述式(Q-1)表示的基团或由上述式(Q-2)表示的基团。
式(Ar-11)~(Ar-13)中,*1表示与L1的键合位置。
式(Ac-1)中,L1表示-COO-或-CONH-,优选表示-COO-。
作为式(Ac-1)中L2所表示的2价连接基,可举出亚烷基、亚芳基、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-S-及组合这些中的2种以上而成的基团。亚烷基的碳原子数优选1~30,更优选1~20,进一步优选1~15。亚烷基可以是直链、支链、环状中的任一种。亚芳基的碳原子数优选6~30,更优选6~20,进一步优选6~10。亚烷基及亚芳基可以具有取代基。作为取代基,可举出羟基等。L2所表示的2价连接基优选为由-L2a-O-表示的基团。L2a可举出亚烷基;亚芳基;亚烷基与亚芳基组合而成的基团;选自亚烷基及亚芳基中的至少1种与选自-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-及-S-中的至少1种组合而成的基团,优选为亚烷基。亚烷基的碳原子数优选1~30,更优选1~20,进一步优选1~15。亚烷基可以是直链、支链、环状中的任一种。亚烷基及亚芳基可以具有取代基。作为取代基,可举出羟基等。
作为式(Ac-2)中Ar10所表示的包含芳香族羧基的基团,与式(Ac-1)的Ar1的含义相同,优选的范围也相同。
式(Ac-2)中,L11表示-COO-或-CONH-,优选表示-COO-。
作为式(Ac-2)中L12所表示的3价连接基,可举出烃基、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-S-及组合这些中的2种以上而成的基团。烃基可举出脂肪族烃基、芳香族烃基。脂肪族烃基的碳原子数优选1~30,更优选1~20,进一步优选1~15。脂肪族烃基可以是直链、支链、环状中的任一种。芳香族烃基的碳原子数优选6~30,更优选6~20,进一步优选6~10。烃基可以具有取代基。作为取代基,可举出羟基等。L12所表示的3价连接基优选为由式(L12-1)表示的基团,更优选为由式(L12-2)表示的基团。
[化学式21]
Figure BDA0003897666220000331
式(L12-1)中,L12b表示3价连接基,X1表示S,*1表示与式(Ac-2)的L11的键合位置,*2表示与式(Ac-2)的P10的键合位置。作为L12b所表示的3价连接基,可举出烃基;烃基与选自-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-及-S-中的至少1种组合而成的基团等,优选烃基或烃基与-O-组合而成的基团。
式(L12-2)中,L12c表示3价连接基,X1表示S,*1表示与式(Ac-2)的L11的键合位置,*2表示与式(Ac-2)的P10的键合位置。作为L12c所表示的3价连接基,可举出烃基;烃基与选自-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-及-S-中的至少1种组合而成的基团等,优选烃基。
式(Ac-2)中,P10表示聚合物链。P10所表示的聚合物链优选具有选自聚(甲基)丙烯酸重复单元、聚醚重复单元、聚酯重复单元及多元醇重复单元中的至少1种重复单元。聚合物链P10的重均分子量优选500~20000。下限优选1000以上。上限优选10000以下,更优选5000以下,进一步优选3000以下。若P10的重均分子量在上述范围内,则组合物中的颜料的分散性良好。具有芳香族羧基的树脂为具有由式(Ac-2)表示的重复单元的树脂的情况下,该树脂可优选地用作分散剂。
树脂优选包含作为分散剂的树脂。作为分散剂,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)表示酸基的量多于碱性基的量的树脂。作为酸性分散剂(酸性树脂),将酸基的量与碱性基的量的总量设为100摩尔%时,优选酸基的量为70摩尔%以上的树脂。酸性分散剂(酸性树脂)所具有的酸基优选羧基。酸性分散剂(酸性树脂)的酸值优选10~105mgKOH/g。并且,碱性分散剂(碱性树脂)表示碱性基的量多于酸基的量的树脂。作为碱性分散剂(碱性树脂),将酸基的量与碱性基的量的总量设为100摩尔%时,优选碱性基的量超过50摩尔%的树脂。碱性分散剂所具有的碱性基优选为氨基。
用作分散剂的树脂也优选为接枝树脂。关于接枝树脂的详细内容,能够参考日本特开2012-255128号公报的0025~0094段的记载,且该内容被编入本说明书中。
用作分散剂的树脂也优选为具有芳香族羧基的树脂(树脂Ac)。作为具有芳香族羧基的树脂,可举出上述树脂。
用作分散剂的树脂也优选为在主链及侧链中的至少一处含有氮原子的聚亚胺系分散剂。作为聚亚胺系分散剂,优选具有主链及侧链且在主链及侧链中的至少一处具有碱性氮原子的树脂,该主链含有具有pKa14以下的官能团的部分结构,该侧链的原子数为40~10000。碱性氮原子只要是呈碱性的氮原子,则并无特别限制。关于聚亚胺系分散剂,能够参考日本特开2009-203462号公报的0022~0097段、日本特开2012-255128号公报的0102~0166段的记载,这些内容被编入本说明书中。
用作分散剂的树脂也优选为在核部键合有多个聚合物链的结构的树脂。作为这种树脂,例如可举出树枝状聚合物(包括星型聚合物)。并且,作为树枝状聚合物的具体例,可举出日本特开2013-043962号公报的0196~0209段中所记载的高分子化合物C-1~C-31等。
用作分散剂的树脂也优选为含有在侧链上具有含烯属不饱和键的基团的重复单元的树脂。在侧链上具有含烯属不饱和键的基团的重复单元的含量在树脂的所有重复单元中优选为10摩尔%以上,更优选为10~80摩尔%,进一步优选为20~70摩尔%。并且,分散剂也能够使用日本特开2018-087939号公报中所记载的树脂。
分散剂也能够作为市售品而获得,作为这些具体例,可举出BYK Japan KK制造的DISPERBYK系列、Lubrizol Japan Limited.制造的SOLSPERSE系列、BAS F公司制造的Efka系列、Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.制造的AJISPER系列等。并且,也能够将日本特开2012-137564号公报的0129段中所记载的产品、日本特开2017-194662号公报的0235段中所记载的产品用作分散剂。
并且,用作分散剂的树脂也能够使用日本专利第6432077号公报的0219~0221段中所记载的嵌段共聚物(EB-1)~(EB-9)。
着色组合物的总固体成分中的树脂的含量优选为1~60质量%。下限优选5质量%以上,更优选10质量%以上,进一步优选15质量%以上,尤其优选20质量%以上。上限优选50质量%以下,更优选40质量%以下。
分散剂的含量相对于颜料100质量份优选为10~100质量份。下限优选15质量份以上,更优选20质量份以上。上限优选80质量份以下,更优选60质量份以下。
本发明的着色组合物可以仅含有1种树脂,也可以含有2种以上的树脂。含有2种以上的树脂的情况下,优选其合计在上述范围内。
<<溶剂>>
本发明的着色组合物含有溶剂。作为溶剂,可举出有机溶剂。溶剂的种类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,可举出酯系溶剂、酮系溶剂、醇系溶剂、酰胺系溶剂、醚系溶剂、烃系溶剂等。关于这些的详细内容,能够参考国际公开第2015/166779号的0223段,且该内容被编入本说明书中。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,可举出聚乙二醇单甲醚、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、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、环己酮、乙酸环己酯、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、丙二醇单甲基醚乙酸酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、丙二醇二乙酸酯、3-甲氧基丁醇等。但是,有时出于环境方面等原因,减少作为有机溶剂的芳香族烃类(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等)为佳(例如,相对于有机溶剂总量,能够设为50质量ppm(百万分率(parts permillion))以下,也能够设为10质量ppm以下,也能够设为1质量ppm以下)。
本发明中,优选使用金属含量少的有机溶剂,有机溶剂的金属含量例如优选10质量ppb(十亿分率(parts per billion))以下。根据需要,可以使用质量ppt(parts pertrillion:兆分率)级别的有机溶剂,这种有机溶剂例如由Toyo Gosei Co.,Ltd提供(化学工业日报,2015年11月13日)。
作为从有机溶剂中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过滤器孔径,优选10μm以下,更优选5μm以下,进一步优选3μm以下。过滤器的材质优选聚四氟乙烯、聚乙烯或尼龙。
有机溶剂可以含有异构体(虽然原子数相同,但是结构不同的化合物)。并且,可以仅含有1种异构体,也可以含有多种异构体。
有机溶剂中的过氧化物的含有率优选为0.8mmol/L以下,更优选为实质上不含有过氧化物。
着色组合物中的溶剂的含量优选为10~95质量%,更优选为20~90质量%,进一步优选为30~90质量%。
并且,从环境管制的观点出发,本发明的着色组合物优选实质上不含环境管制物质。另外,本发明中,实质上不含环境管制物质是指着色组合物中的环境管制物质的含量为50质量ppm以下,优选为30质量ppm以下,进一步优选为10质量ppm以下,尤其优选为1质量ppm以下。环境管制物质例如可举出苯;甲苯、二甲苯等烷基苯类;氯苯等卤化苯类等。这些依据REACH(Registration Evaluation Authorization and Restriction of CHemicals)管制、PRTR(Pollutant Release and Transfer Register)法、VOC(Volatile OrganicCompounds)管制等而注册为环境管制物质,使用量和处理方法受到严格管制。这些化合物有时在制造用于着色组合物的各成分等时用作溶剂,有时会作为残留溶剂混入着色组合物中。从对人的安全性、对环境考虑的观点而言,优选尽可能地减少这些物质。作为减少环境管制物质的方法,可举出对系统内部进行加热和减压来使其达到环境管制物质的沸点以上而从系统内部对环境管制物质进行蒸馏去除来减少的方法。并且,对少量的环境管制物质进行蒸馏去除时,为了提高效率而与具有与该溶剂相同的沸点的溶剂共沸也有效。并且,含有具有自由基聚合性的化合物时,为了抑制在减压蒸馏去除中进行自由基聚合反应而在分子间进行交联,可以添加聚合抑制剂等而进行减压蒸馏去除。这些蒸馏去除方法能够在原料阶段、使原料进行反应的产物(例如聚合后的树脂溶液和多官能单体溶液)的阶段或通过混合这些化合物而制作的着色组合物的阶段等中的任一阶段中进行。
<<其他颜料衍生物>>
本发明的着色组合物能够含有除了上述的化合物S以外的颜料衍生物(以下,也称为其他颜料衍生物)。作为其他颜料衍生物,可举出具有在色素骨架上键合有酸基或碱性基的结构的化合物。作为构成颜料衍生物的色素骨架,可举出喹啉色素骨架、苯并咪唑酮色素骨架、苯并异吲哚色素骨架、苯并噻唑色素骨架、亚胺色素骨架、方酸色素骨架、克酮鎓色素骨架、氧杂菁色素骨架、吡咯并吡咯色素骨架、二酮吡咯并吡咯色素骨架、偶氮色素骨架、酞菁色素骨架、萘酞菁色素骨架、蒽醌色素骨架、喹吖啶酮色素骨架、二噁嗪色素骨架、芘酮色素骨架、苝色素骨架、硫靛色素骨架、异吲哚啉色素骨架、异吲哚啉酮色素骨架、喹酞酮色素骨架、亚胺色素骨架、二硫醇色素骨架、三芳基甲烷色素骨架、吡咯亚甲基色素骨架等。作为酸基,可举出磺基、羧基、磷酸基及其盐等。作为构成盐的原子或原子团,可举出碱金属离子(Li+、Na+、K+等)、碱土类金属离子(Ca2+、Mg2+等)、铵离子、咪唑鎓离子、吡啶鎓离子、鏻离子等。作为碱性基,可举出氨基、铵基的盐及邻苯二甲酰亚胺甲基。作为构成盐的原子或原子团,可举出氢氧根离子、卤素离子、羧酸根离子、磺酸根离子、苯氧根离子等。
作为其他颜料衍生物,也能够含有可见透明性优异的颜料衍生物(以下,也称为透明颜料衍生物)。透明颜料衍生物在400~700nm的波长区域内的摩尔吸光系数的最大值(εmax)优选为3000L·mol-1·cm-1以下,更优选为1000L·mol-1·cm-1以下,进一步优选为100L·mol-1·cm-1以下。εmax的下限例如为IL·mol-1·cm-1以上,也可以是10L·mol-1·cm-1以上。
作为其他颜料衍生物的具体例,可举出后述的实施例中所记载的化合物、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01-217077号公报、日本特开平03-009961号公报、日本特开平03-026767号公报、日本特开平03-153780号公报、日本特开平03-045662号公报、日本特开平04-285669号公报、日本特开平06-145546号公报、日本特开平06-212088号公报、日本特开平06-240158号公报、日本特开平10-030063号公报、日本特开平10-195326号公报、国际公开第2011/024896号的0086~0098段、国际公开第2012/102399号的0063~0094段、国际公开第2017/038252号的0082段、日本特开2015-151530号公报的0171段、日本特开2011-252065号公报的0162~0183段、日本特开2003-081972号公报、日本专利第5299151号公报、日本特开2015-172732号公报、日本特开2014-199308号公报、日本特开2014-085562号公报、日本特开2014-035351号公报、日本特开2008-081565号公报中所记载的化合物。
其他颜料衍生物的含量相对于颜料100质量份优选为30质量份以下,更优选为20质量份以下,进一步优选为15质量份以下,尤其优选为10质量份以下。
并且,其他颜料衍生物的含量相对于化合物S的1质量份优选为0.01~100质量份,更优选为0.1~10质量份,进一步优选为0.2~5质量份以下。
并且,其他颜料衍生物与上述的化合物S的合计含量相对于颜料100质量份优选为1~30质量份。下限优选为2质量份以上,更优选为3质量份以上。上限优选为20质量份以下,更优选为15质量份以下。
其他颜料衍生物可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。在组合使用2种以上的情况下,优选这些的合计在上述范围内。
<<红外线吸收剂>>
本发明的着色组合物能够进一步含有红外线吸收剂。例如,使用本发明的着色组合物来形成红外线透射滤波器的情况下,能够使透射通过在着色组合物中含有红外线吸收剂来获得的膜的光的波长位移到更长波长侧。红外线吸收剂优选为在比波长700nm更长波长侧具有极大吸收波长的化合物。红外线吸收剂优选为在超过波长700nm且1800nm以下的范围内具有极大吸收波长的化合物。并且,红外线吸收剂在波长500nm下的吸光度A1与在极大吸收波长下的吸光度A2的比率A1/A2优选为0.08以下,更优选为0.04以下。
作为红外线吸收剂,可举出吡咯并吡咯化合物、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(quaterrylene)化合物、部花青素化合物、克酮鎓化合物、氧杂菁化合物、亚胺化合物、二硫醇化合物、三芳基甲烷化合物、吡咯亚甲基化合物、偶氮甲碱化合物、蒽醌化合物、双苯并呋喃酮化合物、二硫烯金属络合物、金属氧化物、金属硼化物等。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、国际公开第2015/166873号的0010~0033段中所记载的化合物等。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、日本专利第6065169号公报的0060~0061段中所记载的化合物、国际公开第2016/181987号的0040段中所记载的化合物、日本特开2015-176046号公报中所记载的化合物、国际公开第2016/190162号的0072段中所记载的化合物、日本特开2016-074649号公报的0196~0228段中所记载的化合物、日本特开2017-067963号公报的0124段中所记载的化合物、国际公开第2017/135359号中所记载的化合物、日本特开2017-114956号公报中所记载的化合物、日本专利6197940号公报中所记载的化合物、国际公开第2016/120166号中所记载的化合物等。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、国际公开第2016/190162号的0090段中所记载的化合物、日本特开2017-031394号公报中所记载的化合物等。作为克酮鎓化合物,可举出日本特开2017-082029号公报中所记载的化合物。作为亚胺化合物,例如,可举出日本特表2008-528706号公报中所记载的化合物、日本特开2012-012399号公报中所记载的化合物、日本特开2007-092060号公报中所记载的化合物、国际公开第2018/043564号的0048~0063段中所记载的化合物。作为酞菁化合物,可举出日本特开2012-077153号公报的0093段中所记载的化合物、日本特开2006-343631号公报中所记载的氧钛酞菁、日本特开2013-195480号公报的0013~0029段中所记载的化合物、日本专利第6081771号公报中所记载的钒酞菁化合物。作为萘酞菁化合物,可举出日本特开2012-077153号公报的0093段中所记载的化合物。作为二硫烯金属络合物,可举出日本专利第5733804号公报中所记载的化合物。作为金属氧化物,例如可举出氧化铟锡、氧化锑锡、氧化锌、Al掺杂氧化锌、氟掺杂二氧化锡、铌掺杂二氧化钛、氧化钨等。关于氧化钨的详细内容,能够参考日本特开2016-006476号公报的0080段,该内容被编入本说明书中。作为金属硼化物,可举出硼化镧等。作为硼化镧的市售品,可举出LaB6-F(JAPAN NEW METALS CO.,LTD制造)等。并且,作为金属硼化物,也能够使用国际公开第2017/119394号中所记载的化合物。作为氧化铟锡的市售品,可举出F-ITO(DOWA HOLDINGS CO.,LTD制造)等。
并且,作为红外线吸收剂,也能够使用日本特开2017-197437号公报中所记载的方酸化合物、日本特开2017-025311号公报中所记载的方酸化合物、国际公开第2016/154782号中所记载的方酸化合物、日本专利第5884953号公报中所记载的方酸化合物、日本专利第6036689号公报中所记载的方酸化合物、日本专利第5810604号公报中所记载的方酸化合物、国际公开第2017/213047号的0090~0107段中所记载的方酸化合物、日本特开2018-054760号公报的0019~0075段中所记载的含吡咯环的化合物、日本特开2018-040955号公报的0078~0082段中所记载的含吡咯环的化合物、日本特开2018-002773号公报的0043~0069段中所记载的含吡咯环的化合物、日本特开2018-041047号公报的0024~0086段中所记载的在酰胺α位具有芳香环的方酸化合物、日本特开2017-179131号公报中所记载的酰胺连接型方酸化合物、日本特开2017-141215号公报中所记载的具有吡咯双型方酸骨架或克酮鎓骨架的化合物、日本特开2017-082029号公报中所记载的二羟基咔唑双型方酸化合物、日本特开2017-068120号公报的0027~0114段中所记载的非对称型化合物、日本特开2017-067963号公报中所记载的含吡咯环的化合物(咔唑型)、日本专利第6251530号公报中所记载的酞菁化合物等。
在本发明的着色组合物含有红外线吸收剂的情况下,着色组合物的总固体成分中的红外线吸收剂的含量优选为1~40质量%。下限优选2质量%以上,更优选5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。上限优选30质量%以下,更优选25质量%以下。本发明的着色组合物可以仅含有1种红外线吸收剂,也可以含有2种以上的红外线吸收剂。在含有2种以上的红外线吸收剂的情况下,优选其合计量在上述范围内。
<<聚合性化合物>>
本发明的着色组合物能够含有聚合性化合物。作为聚合性化合物,能够使用通过自由基、酸、热而能够交联的公知的化合物。本发明中,聚合性化合物例如优选为具有含烯属不饱和键的基团的化合物。作为含烯属不饱和键的基团,可举出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯酰基等。本发明中所使用的聚合性化合物优选为自由基聚合性化合物。
作为聚合性化合物,可以是单体、预聚物、低聚物等化学形态中的任一种,但优选单体。聚合性化合物的分子量优选100~3000。上限更优选2000以下,进一步优选1500以下。下限更优选150以上,进一步优选250以上。
聚合性化合物优选为含有3个以上的含烯属不饱和键的基团的化合物,更优选为含有3~15个含烯属不饱和键的基团的化合物,进一步优选为含有3~6个含烯属不饱和键的基团的化合物。并且,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。作为聚合性化合物的具体例,可举出日本特开2009-288705号公报的0095~0108段、日本特开2013-029760号公报的0227段、日本特开2008-292970号公报的0254~0257段、日本特开2013-253224号公报的0034~0038段、日本特开2012-208494号公报的0477段、日本特开2017-048367号公报、日本专利第6057891号公报、日本专利第6031807号公报中所记载的化合物,且这些内容被编入本说明书中。
作为聚合性化合物,优选二季戊四醇三丙烯酸酯(作为市售品为KAYARADD-330;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、二季戊四醇四丙烯酸酯(作为市售品为KAYARAD D-320;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作为市售品为KAYARAD D-310;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作为市售品为KAYARAD DPHA;NipponKayaku Co.,Ltd.制造、NK ESTER A-DPH-12E;Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.制造)及这些的(甲基)丙烯酰基经由乙二醇和/或丙二醇残基键合的结构的化合物(例如,由SARTOMER Company,Inc.制造市售的SR454、SR499)。并且,作为聚合性化合物,也能够使用二甘油EO(环氧乙烷)改性(甲基)丙烯酸酯(作为市售品为M-460;TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、季戊四醇四丙烯酸酯(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造、NK ESTER A-TMMT)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造、KAYARADHDDA)、RP-1040(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、NK OLIGO UA-7200(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、DPHA-40H(NipponKayaku Co.,Ltd.制造)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600、LINC-202UA(KYOEISHA CHEMICAL CO.,LTD.制造)、8UH-1006、8UH-1012(以上为TAISEI FINE CHEMICALCO,.LTD.制造)、LIGHT ACRYLATEPOB-A0(KYOEISHA CHEMICAL CO.,LTD.制造)等。
并且,作为聚合性化合物也能够使用三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷环氧丙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷环氧乙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸环氧乙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物。作为3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的市售品,可举出ARONIX M-309、M-310、M-321、M-350、M-360、M-313、M-315、M-306、M-305、M-303、M-452、M-450(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、NK ESTER A9300、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、TMPT(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、KAYARAD GPO-303、TMPTA、THE-330、TPA-330、PET-30(Nippon Kayak u Co.,Ltd.制造)等。
并且,作为聚合性化合物也能够使用具有酸基的化合物。通过使用具有酸基的聚合性化合物,显影时容易去除未曝光部的聚合性化合物,从而能够抑制产生显影残渣。作为酸基,可举出羧基、磺基、磷酸基等,优选羧基。作为具有酸基的聚合性化合物,可举出丁二酸改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。作为具有酸基的聚合性化合物的市售品可举出ARONIX M-510、M-520、ARO NIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)等。作为具有酸基的聚合性化合物的优选的酸值为0.1~40mgKOH/g,更优选为5~30mgKOH/g。若聚合性化合物的酸值为0.1mgKOH/g以上,则在显影液中的溶解性良好,若为40mgKOH/g以下,则在制造或处理上有利。
并且,作为聚合性化合物也能够使用具有己内酯结构的化合物。作为具有己内酯结构的聚合性化合物的市售品,可举出KAYARAD DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120(以上为Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)等。
并且,作为聚合性化合物也能够使用具有亚烷氧基的聚合性化合物。具有亚烷氧基的聚合性化合物优选具有亚乙氧基及/或亚丙氧基的聚合性化合物,更优选具有亚乙氧基的聚合性化合物,进一步优选具有4~20个亚乙氧基的3~6官能(甲基)丙烯酸酯化合物。作为具有亚烷氧基的聚合性化合物的市售品,例如可举出Sartomer Company,Inc制造的作为具有4个亚乙氧基的4官能(甲基)丙烯酸酯的SR-494、作为具有3个异丁烯氧基的3官能(甲基)丙烯酸酯的KAYARAD TPA-330等。
并且,作为聚合性化合物也能够使用具有芴骨架的聚合性化合物。作为具有芴骨架的聚合性化合物的市售品,可举出OGSOL FA-0200、EA-0300(Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.制造、具有芴骨架的(甲基)丙烯酸酯单体)等。
作为聚合性化合物,也优选使用实质上不含甲苯等环境管制物质的化合物。作为这种化合物的市售品,可举出KAYARAD DPHA LT、KAYARAD DPEA-12 LT(Nippon KayakuCo.,Ltd.制造)等。
着色组合物的总固体成分中的聚合性化合物的含量优选为0.1~50质量%。下限更优选0.5质量%以上,进一步优选1质量%以上。上限更优选45质量%以下,进一步优选40质量%以下。聚合性化合物可以是单独1种,也可以组合使用2种以上。组合使用2种以上的情况下,优选这些的合计在上述范围内。
<<聚合引发剂>>
本发明的着色组合物能够含有聚合引发剂。作为聚合引发剂,可举出光聚合引发剂及热聚合引发剂等,优选光聚合引发剂。并且,聚合引发剂优选为自由基聚合引发剂。
作为热聚合引发剂,例如可举出2,2’-偶氮二异丁腈(ATBN)、3-羧基丙腈、偶氮二丙二腈、二甲基-(2,2’)-偶氮二(2-丙酸甲酯)等偶氮化合物、叔丁基过氧化苯甲酸、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰及过硫酸钾等有机过氧化物。
作为光聚合引发剂,可举出卤化烃衍生物(例如具有三嗪骨架的化合物、具有噁二唑骨架的化合物等)、酰基膦化合物、六芳基联咪唑、肟化合物、有机过氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓盐、α-羟基酮化合物、α-氨基酮化合物等。从曝光灵敏度的观点出发,光聚合引发剂优选为三卤甲基三嗪(trihalo methyl triazine)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。并且,作为光聚合引发剂,可举出日本特开2014-130173号公报的0065~0111段、日本专利第6301489号公报中所记载的化合物、MATERIAL STAGE 37~60p,vol.19,No.3,2019中所记载的过氧化物系光聚合引发剂、国际公开第2018/221177号中所记载的光聚合引发剂、国际公开第2018/110179号中所记载的光聚合引发剂、日本特开2019-043864号公报中所记载的光聚合引发剂、日本特开2019-044030号公报中所记载的光聚合引发剂,这些内容被编入本说明书中。
作为α-羟基酮化合物的市售品,可举出Omnirad 184、Omnirad 1173、Omnirad2959、Omnirad 127(以上为IGM Resins B.V.公司制造)、Irgacure 184、Irgacure 1173、Irgacure 2959、Irgacure127(以上为BASF公司制造)等。作为α-氨基酮化合物的市售品,可举出Omnirad 907、Omnirad 369、Omnirad 369E、Omnirad 379EG(以上为IGM Resins B.V.公司制造)、Irgacure 907、Irgacure 369、Irgacure 369E、Irgacure 379EG(以上为BASF公司制造)等。作为酰基膦化合物的市售品,可举出Omnirad 819、Omnirad TPO(以上为IGMResins B.V.公司制造)、Irgacure 819、Irgacure TPO(以上为BASF公司制造)等。
作为肟化合物,可举出日本特开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、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.1653-1660)中所记载的化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.156-162)中所记载的化合物、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年、pp.202-232)中所记载的化合物、日本特开2000-066385号公报中所记载的化合物、日本特表2004-534797号公报中所记载的化合物、日本特开2017-019766号公报中所记载的化合物、日本专利第6065596号公报中所记载的化合物、国际公开第2015/152153号中所记载的化合物、国际公开第2017/051680号中所记载的化合物、日本特开2017-198865号公报中所记载的化合物、国际公开第2017/164127号的0025~0038段中所记载的化合物、国际公开第2013/167515号中所记载的化合物等。作为肟化合物的具体例,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。作为市售品,可举出Irgacure-OXE01、Irgacure-OXE02、Irgacure-OXE03、Irgacure-OXE04(以上为BASF公司制造)、TR-PBG-304(Changzhou Tronly New ElectronicMaterials CO.,LTD.制造)、Adeka Optomer N-1919(ADEKA CORPORATION制造,日本特开2012-014052号公报中所记载的光聚合引发剂2)。并且,作为肟化合物,也优选使用无着色性的化合物或透明性高且不易变色的化合物。作为市售品,可举出ADEKA ARKLS NCI-730、NCI-831、NCI-930(以上为ADEKA CORPORATION制造)等。
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。
作为光聚合引发剂,也能够使用具有咔唑环中的至少一个苯环成为萘环的骨架的肟化合物。作为这种肟化合物的具体例,可举出国际公开第2013/083505号中所记载的化合物。
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。
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(ADEKACORPORAT[ON制造)。
作为光聚合引发剂,也能够使用具有苯并呋喃骨架的肟化合物。作为具体例,可举出国际公开第2015/036910号中所记载的OE-01~OE-75。
作为光聚合引发剂,也能够使用在咔唑骨架键合有具有羟基的取代基的肟化合物。作为这些光聚合引发剂,可举出国际公开第2019/088055号中所记载的化合物等。
作为光聚合引发剂,也能够使用具有在芳香族环导入吸电子基团而成的芳香族环基ArOX1的肟化合物(以下,也称为肟化合物OX)。作为上述芳香族环基ArOX1所具有的吸电子基团,可举出酰基、硝基、三氟甲基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氰基,优选酰基及硝基,从容易形成耐光性优异的膜的理由出发,更优选为酰基,进一步优选为苯甲酰基。苯甲酰基可以具有取代基。作为取代基,优选卤素原子、氰基、硝基、羟基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、杂环氧基、烯基、烷基硫烷基、芳基硫烷基、酰基或氨基,更优选为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环氧基、烷基硫烷基、芳基硫烷基或氨基,进一步优选为烷氧基、烷基硫烷基或氨基。
肟化合物OX优选为选自由式(OX1)表示的化合物及由式(OX2)表示的化合物中的至少1种,更优选为由式(OX2)表示的化合物。
[化学式22]
Figure BDA0003897666220000461
式中,RX1表示烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、杂环氧基、烷基硫烷基、芳基硫烷基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、酰基、酰氧基、氨基、膦酰基、氨基甲酰基或氨磺酰基,
RX2表示烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、杂环氧基、烷基硫烷基、芳基硫烷基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、酰氧基或氨基,
RX3~RX14分别独立地表示氢原子或取代基;
其中,RX10~RX14中的至少一个为吸电子基团。
上述式中,RX1优选为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基或杂环基,更优选为烷基、芳基或杂环基,进一步优选为烷基。并且,RX2优选烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、杂环氧基或酰氧基,更优选烷基、烯基、芳基或杂环基,进一步优选烷基。
上述式中,RX3~RX14分别独立地表示氢原子或取代基。
RX3~RX5优选分别独立地为氢原子、卤素原子、氰基、硝基、烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、杂环氧基、烷基硫烷基、芳基硫烷基、酰基或氨基,更优选为氢原子、卤素原子、硝基、烷基、芳基或杂环基,进一步优选为氢原子、硝基、烷基或芳基,尤其优选为氢原子。
RX6~RX10优选分别独立地为氢原子、卤素原子、氰基、烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、杂环氧基、烷基硫烷基、芳基硫烷基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、由式(OR-11)表示的基团或由式(OR-12)表示的基团,更优选为氢原子、卤素原子、氰基、烷基、芳基、杂环基或氨基,进一步优选为氢原子、氰基、烷基或芳基,更进一步优选为氢原子、烷基或芳基,更进一步优选为氢原子或烷基,尤其优选为氢原子。
[化学式23]
Figure BDA0003897666220000471
式中,ROX11表示烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、杂环氧基、烷基硫烷基、芳基硫烷基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、酰基、酰氧基、氨基、膦酰基、氨基甲酰基或氨磺酰基,
ROX12表示烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、杂环氧基、烷基硫烷基、芳基硫烷基、
烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、酰氧基或氨基,
波浪线表示键合键。
RX10~RX14所表示的取代基优选为硝基、卤素原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、杂环氧基、烯基、烷基硫烷基、芳基硫烷基、酰基或氨基。其中,RX10~RX14中的至少一个为吸电子基团。
作为RX10~RX14所表示的吸电子基团,可举出酰基、硝基、三氟甲基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氰基,优选酰基及硝基,从容易形成耐光性优异的膜的理由出发,更优选为酰基,进一步优选为苯甲酰基。苯甲酰基可以具有取代基。作为取代基,优选卤素原子、氰基、硝基、羟基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、杂环氧基、烯基、烷基硫烷基、芳基硫烷基、酰基或氨基,更优选为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环氧基、烷基硫烷基、芳基硫烷基或氨基,进一步优选为烷氧基、烷基硫烷基或氨基。
上述式中,RX12为吸电子基团,RX10、RX11、RX13、RX14优选为氢原子。
作为肟化合物OX的具体例,可举出日本专利第4600600号公报的0083~0105段中所记载的化合物。
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24]
Figure BDA0003897666220000481
[化学式25]
Figure BDA0003897666220000491
[化学式26]
Figure BDA0003897666220000501
[化学式27]
Figure BDA0003897666220000511
[化学式28]
Figure BDA0003897666220000521
肟化合物优选在波长350~500nm的范围内具有极大吸收波长的化合物,更优选在波长360~480nm的范围内具有极大吸收波长的化合物。并且,从灵敏度的观点出发,肟化合物在波长365nm或波长405nm下的摩尔吸光系数优选高,更优选为1000~300000,进一步优选为2000~300000,尤其优选为5000~200000。化合物的摩尔吸光系数能够使用公知的方法进行测量。例如,优选利用分光光度计(Varian公司制造的Cary-5分光光度计(spectrophotometer))使用乙酸乙酯溶剂以0.01g/L的浓度进行测量。
作为光聚合引发剂,也优选组合使用Irgacure OXE01(BASF公司制造)及/或Irgacure OXE02(BASF公司制造)和Omnirad 2959(IGM Resins B.V.公司制造)。
作为光聚合引发剂,可以使用2官能或3官能以上的光自由基聚合引发剂。通过使用这些光自由基聚合引发剂,由光自由基聚合引发剂的一分子产生2个以上的自由基,因此可获得良好的灵敏度。并且,在使用非对称结构的化合物的情况下,结晶性下降而在溶剂等中的溶解性得以到提高,随时间不易析出,从而能够提高着色组合物的经时稳定性。作为2官能或3官能以上的光自由基聚合引发剂的具体例,可举出日本特表2010-527339号公报、日本特表2011-524436号公报、国际公开第2015/004565号、日本特表2016-532675号公报的0407~0412段、国际公开第2017/033680号的0039~0055段中所记载的肟化合物的二聚体、日本特表2013-522445号公报中所记载的化合物(E)及化合物(G)、国际公开第2016/034963号中所记载的Cmpd1~7、日本特表2017-523465号公报的0007段中所记载的肟酯类光引发剂、日本特开2017-167399号公报的0020~0033段中所记载的光引发剂、日本特开2017-151342号公报的0017~0026段中所记载的光聚合引发剂(A)、日本专利第6469669号公报中所记载的肟酯光引发剂等。
着色组合物的总固体成分中的聚合引发剂的含量优选0.1~30质量%。下限优选0.5质量%以上,更优选1质量%以上。上限优选20质量%以下,更优选15质量%以下。本发明的着色组合物中,聚合引发剂可以仅使用1种,也可以使用2种以上。在使用2种以上的情况下,优选其合计在上述范围内。
<<具有环状醚基的化合物>>
本发明的着色组合物能够含有具有环状醚基的化合物。作为环状醚基,可举出环氧基、氧杂环丁基等。具有环状醚基的化合物优选为具有环氧基的化合物(以下,也称为环氧化合物)。作为环氧化合物,也能够使用日本特开2013-011869号公报的0034~0036段、日本特开2014-043556号公报的0147~0156段、日本特开2014-089408号公报的0085~0092段中所记载的化合物、日本特开2017-179172号公报中所记载的化合物。这些内容被编入本说明书中。
环氧化合物可以是低分子化合物(例如,分子量小于2000,进而分子量小于1000),也可以是高分子化合物(macromolecule)(例如,分子量1000以上,聚合物的情况下,重均分子量为1000以上)。环氧化合物的重均分子量优选200~100000,更优选500~50000。重均分子量的上限优选10000以下,更优选5000以下,进一步优选3000以下。
作为环氧化合物,能够优选地使用环氧树脂。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、缩水甘油胺系环氧树脂、将卤代酚类缩水甘油基化而得的环氧树脂、具有环氧基的硅化合物与除其以外的硅化合物的稠合物、具有环氧基的聚合性不饱和化合物与除其以外的其他聚合性不饱和化合物的共聚物等。环氧树脂的环氧当量优选为310~3300g/eq,更优选为310~1700g/eq,进一步优选为310~1000g/eq。
作为具有环状醚基的化合物的市售品,例如可举出EHPE3150(Daicel Corporation制造)、EPICLON N-695(DIC CORPORATION制造)、Marproof G-015OM、G-0105SA、G-0130SP、G-0250SP、G-1005S、G-1005SA、G-1010S、G-2050M、G-01100、G-01758(以上为NOFCORPORATION制造,含有环氧基的聚合物)等。
着色组合物的总固体成分中的具有环状醚基的化合物的含量优选0.1~20质量%。下限例如优选0.5质量%以上,更优选1质量%以上。上限例如优选15质量%以下,进一步优选10质量%以下。具有环状醚基的化合物可以仅为1种,也可以是2种以上。2种以上的情况下,优选其合计在上述范围内。
<<固化促进剂>>
本发明的着色组合物可以含有固化促进剂。作为固化促进剂,可举出硫醇化合物、羟甲基化合物、胺化合物、鏻盐化合物、脒盐化合物、酰胺化合物、碱产生剂、异氰酸酯化合物、烷氧基硅烷化合物、鎓盐化合物等。作为固化促进剂的具体例,可举出国际公开第2018/056189号的0094~0097段中所记载的化合物、日本特开2015-034963号公报的0246~0253段中所记载的化合物、日本特开2013-041165号公报的0186~0251段中所记载的化合物、日本特开2014-055114号公报中所记载的离子性化合物、日本特开2012-150180号公报的0071~0080段中所记载的化合物、日本特开2011-253054号公报中所记载的具有环氧基的烷氧基硅烷化合物、日本专利第5765059号公报的0085~0092段中所记载的化合物、日本特开2017-036379号公报中所记载的含羧基的环氧固化剂等。着色组合物的总固体成分中的固化促进剂的含量优选0.3~8.9质量%,更优选0.8~6.4质量%。
<<紫外线吸收剂>>
本发明的着色组合物能够含有紫外线吸收剂。紫外线吸收剂能够使用共轭二烯化合物、氨基二烯化合物、水杨酸酯化合物、二苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、丙烯腈化合物、羟苯基三嗪化合物、吲哚化合物、三嗪化合物等。作为这些化合物,可举出日本特开2009-217221号公报的0038~0052段、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、日本特开2016-162946号公报的0061~0080段中所记载的化合物,这些内容被编入本说明书中。作为紫外线吸收剂的市售品,可举出UV-503(DAIT0 CHEMICAL CO.,LTD.制造、共轭二烯化合物)、TINUVIN 400、TINUVIN 405、TINUVIN460、TINUVIN 477、TINUVIN 479(以上为BASF公司制造、三嗪化合物)、TINUVIN PS、TINUVIN99-2、TINUVIN 109、TINUVIN 326、TINUVIN 328、TINUVIN 384-2、TINUVIN 900、TINUVIN928、TINUVIN 171、TINUVIN 1130(以上为BASF公司制造、苯并三唑化合物)、ADK STAB LA-31RG(ADEKA Corporation制造、苯并三唑化合物)、Uvinul A、Uvinul 3049、Uvinul 3050(以上为BASF公司制造、二苯甲酮化合物)、Sumisorb130(Sumika Chemtex Company,Limited制造、二苯甲酮化合物)等。并且,作为苯并三唑化合物,可举出MIYOSHI OIL&FATCO.,LTD.制造的MYUA系列(化学工业日报、2016年2月1日)。并且,紫外线吸收剂还能够使用日本专利第6268967号公报的0049~0059段中所记载的化合物。
在着色组合物的总固体成分中,紫外线吸收剂的含量优选0.01~10质量%,更优选0.01~5质量%。本发明中,紫外线吸收剂可以仅使用1种,也可以使用2种以上。当使用2种以上时,优选总量在上述范围内。
<<聚合抑制剂>>
本发明的着色组合物能够含有聚合抑制剂。作为聚合抑制剂,可举出对苯二酚、对甲氧基苯酚、二-叔丁基-对甲酚、邻苯三酚、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-亚硝基苯基羟胺盐(铵盐、亚铈盐等)。其中,优选对甲氧基苯酚。在着色组合物的总固体成分中,聚合抑制剂的含量优选0.0001~5质量%。聚合抑制剂可以仅为1种,也可以是2种以上。2种以上的情况下,优选总量在上述范围内。
<<硅烷偶联剂>>
本发明的着色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团和除其以外的官能团的硅烷化合物。并且,水解性基团是指与硅原子直接键合,并通过水解反应及稠合反应中的至少一种而可产生硅氧烷键的取代基。作为水解性基团,例如可举出卤素原子、烷氧基、酰氧基等,优选烷氧基。即,硅烷偶联剂优选为具有烷氧基硅基的化合物。并且,作为除了水解性基团以外的官能团,例如,可举出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯酰基、巯基、环氧基、氧杂环丁基、氨基、脲基、硫醚基、异氰酸酯基、苯基等,优选氨基、(甲基)丙烯酰基及环氧基。作为硅烷偶联剂的具体例,有N-β-氨基乙基-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBM-602)、N-β-氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBM-603)、N-β-氨基乙基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBE-602)、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBM-903)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBE-903)、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBM-502)、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBM-503)等。并且,关于硅烷偶联剂的具体例,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,且这些内容被编入本说明书中。着色组合物的总固体成分中的硅烷偶联剂的含量优选0.01~15.0质量%,更优选0.05~10.0质量%。硅烷偶联剂可以仅为1种,也可以是2种以上。2种以上的情况下,优选总量在上述范围内。
<<表面活性剂>>
本发明的着色组合物能够含有表面活性剂。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。关于表面活性剂,可举出国际公开第2015/166779号的0238~0245段中所记载的表面活性剂,且该内容被编入本说明书中。
表面活性剂优选为氟系表面活性剂。通过在着色组合物中含有氟系表面活性剂,能够进一步提高液体特性(尤其,流动性),并能够进一步改善省液性。并且,也能够形成厚度不均匀小的膜。
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%。含氟率在该范围内的氟系表面活性剂在涂布膜的厚度均匀性和省液性的观点上有效,在着色组合物中的溶解性也良好。
作为氟系表面活性剂,可举出日本特开2014-041318号公报的0060~0064(对应的国际公开第2014/017669号的0060~0064段)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、日本特开2020-008634号公报中所记载的表面活性剂,这些内容被编入本说明书中。作为氟系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、EXP、MFS-330(以上为DIC Corporation制造)、Fluorad FC430、FC431、FC171(以上为Sumitomo 3M Limited制造)、Surflon S-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上为AGC Inc.制造)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上为OMNOVA SOLUTIONS INC.制造)等。
并且,氟系表面活性剂也能够优选地使用丙烯酸系化合物,该丙烯酸系化合物具备具有含有氟原子的官能团的分子结构,且施加热时含有氟原子的官能团部分被切断而氟原子挥发。作为这种氟系表面活性剂,可举出DIC Corporat ion制造的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)),例如可举出MEGAFACEDS-21。
并且,关于氟系表面活性剂,也优选使用具有氟化烷基或氟化亚烷基醚基的含氟原子的乙烯基醚化合物与亲水性乙烯基醚化合物的聚合物。这些氟系表面活性剂可举出日本特开2016-216602号公报中所记载的氟系表面活性剂,该内容被编入本说明书中。
氟系表面活性剂也能够使用嵌段聚合物。氟系表面活性剂也能够优选地使用含氟高分子化合物,该含氟高分子化合物包含:源自具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元;及源自具有2个以上(优选为5个以上)的亚烷氧基(优选为亚乙氧基、亚丙氧基)的(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元。并且,日本特开2010-032698号公报的0016~0037段中所记载的含氟表面活性剂、下述化合物也例示为本发明中所使用的氟系表面活性剂。
[化学式29]
Figure BDA0003897666220000581
上述化合物的重均分子量优选为3000~50000,例如为14000。上述化合物中,表示重复单元的比率的%为摩尔%。
并且,氟系表面活性剂也能够使用在侧链上具有含烯属不饱和键的基团的含氟聚合物。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、DIC Corporation制造的MEGAFACE RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K等。并且,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、三羟甲基乙烷及其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、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、Pluronic L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(BASF公司制造)、Tetronic 304、701、704、901、904、150R1(BASF公司制造)、Solsperse 20000(Japan Lubrizol Corporation制造)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)、PIONIN D-6112、D-6112-W、D-6315(Takemoto Oil&Fat Co.,Ltd.制造)、OLFIN E1010、Surfynol 104、400、440(NissinChemical Co.,Ltd.制造)等。
作为硅酮系表面活性剂,例如可举出Toray Silicone DC3PA、Toray SiliconeSH7PA、Toray Silicone DC11PA、Toray Silicone SH21PA、Toray Silicone SH28PA、ToraySilicone SH29PA、Toray Silicone SH30PA、Toray Silicone SH8400(以上为Dow CorningToray Co.,Ltd.制造)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上为Momentive Performance Materials Inc.制造)、KP-341、KF-6001、KF-6002(以上为Shin-Etsu Chemical Co.,LTD.制造)、BYK307、BYK323、BYK330(以上为BYK-Chemie Corporation制造)等。
在着色组合物的总固体成分中,表面活性剂的含量优选0.001质量%~5.0质量%,更优选0.005~3.0质量%。表面活性剂可以仅为1种,也可以是2种以上。2种以上的情况下,优选总量在上述范围内。
<<抗氧化剂>>
本发明的着色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周知的任意的酚化合物。作为优选的酚化合物,可举出受阻酚化合物。优选在与酚性羟基相邻的部位(邻位)具有取代基的化合物。作为所述取代基,优选碳原子数1~22的经取代或未经取代的烷基。并且,抗氧化剂还优选在同一分子内具有酚基和亚磷酸酯基的化合物。并且,抗氧化剂也能够优选地使用磷系抗氧化剂。并且,抗氧化剂也能够使用韩国公开专利第10-2019-0059371号公报中所记载的化合物。着色组合物的总固体成分中的抗氧化剂的含量优选为0.01~20质量%,更优选为().3~15质量%。抗氧化剂可以仅使用1种,也可以使用2种以上。当使用2种以上时,优选总量在上述范围内。
<<其他成分>>
根据需要,本发明的着色组合物还可以含有增感剂、固化促进剂、填充剂、热固化促进剂、可塑剂及其他助剂类(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)。能够通过适当地含有这些成分来调节膜物理性质等性质。关于这些成分,例如,能够参考日本特开2012-003225号公报的0183段以后(所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,且这些内容被编入本说明书中。并且,根据需要,本发明的着色组合物还可以含有潜在抗氧化剂。作为潜在抗氧化剂,可举出作为抗氧化剂发挥作用的部位被保护基保护的化合物,且保护基通过在100~250℃下进行加热或在酸/碱催化剂存在下在80~200℃下进行加热而脱离并作为抗氧化剂发挥作用的化合物。作为潜在抗氧化剂,可举出国际公开第2014/021023号、国际公开第2017/030005号、日本特开2017-008219号公报中所记载的化合物。作为潜在抗氧化剂的市售品,可举出ADEKAARKLSGPA-5001(ADEKA CORPORATION制造)等。
为了调节所获得的膜的折射率,本发明的着色组合物可以含有金属氧化物。作为金属氧化物,可举出TiO2、ZrO2、Al2O3、SiO2等。金属氧化物的一次粒径优选1~100nm,更优选3~70nm,进一步优选5~50nm。金属氧化物可以具有核壳结构。并且,在该情况下,核部可以是中空状。
本发明的着色组合物可以含有耐光性改善剂。作为耐光性改善剂,可举出日本特开2017-198787号公报的0036~0037段中所记载的化合物、日本特开2017-146350号公报的0029~0034段中所记载的化合物、日本特开2017-129774号公报的0036~0037、0049~0052段中所记载的化合物、日本特开2017-129674号公报的0031~0034、0058~0059段中所记载的化合物、日本特开2017-122803号公报的0036~0037、0051~0054段中所记载的化合物、国际公开第2017/164127号的0025~0039段中所记载的化合物、日本特开2017-186546号公报的0034~0047段中所记载的化合物、日本特开2015-025116号公报的0019~0041段中所记载的化合物、日本特开2012-145604号公报的0101~0125段中所记载的化合物、日本特开2012-103475号公报的0018~0021段中所记载的化合物、日本特开2011-257591号公报的0015~0018段中所记载的化合物、日本特开2011-191483号公报的0017~0021段中所记载的化合物、日本特开2011-145668号公报的0108~0116段中所记载的化合物、日本特开2011-253174号公报的0103~0153段中所记载的化合物等。
本发明的着色组合物也优选实质上不含对苯二甲酸酯。在此,“实质上不含”是指在着色组合物的总量中对苯二甲酸酯的含量为1000质量ppb以下,更优选为100质量ppb以下,尤其优选为零。
有时由于环保方面等理由降低全氟烷基磺酸及全氟烷基羧酸为佳。全氟烷基磺酸及全氟烷基羧酸(尤其烷基的碳原子数为6~8的全氟烷基磺酸及全氟烷基羧酸)的含量在树脂组合物的固体成分中优选为0.01~1000质量ppb,更优选为0.05~500质量ppb,进一步优选为0.1~300质量ppb。并且,代替碳原子数不同的化合物,也优选设为实质上不含这些化合物的方式。
本发明的着色组合物的含水率通常为3质量%以下,优选0.01~1.5质量%,更优选在0.1~1.0质量%的范围内。含水率能够通过Karl Fischer法进行测量。
以调节膜面状(平坦性等)、调节膜厚等为目的,本发明的着色组合物能够调节粘度来使用。粘度的值能够根据需要适当地选择,但是例如在25℃条件下优选0.3mPa·s~50mPa·s,更优选0.5mPa·s~20mPa·s。作为粘度的测量方法,例如能够使用锥板式粘度计在将温度调节为25℃的状态下进行测量。
作为本发明的着色组合物的收容容器,并无特别限制,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层的树脂构成容器内壁的多层瓶或将6种树脂设为7层结构的瓶。作为这种容器,例如可举出日本特开2015-123351号公报中所记载的容器。
<着色组合物的制备方法>
本发明的着色组合物能够通过混合上述成分来制备。制备着色组合物时,可以将所有成分同时溶解和/或分散于溶剂中而制备着色组合物,也可以根据需要,将各成分适当地作为2种以上的溶液或分散液而在使用时(涂布时)混合这些来制备着色组合物。
并且,制备着色组合物时,优选包括使颜料分散的制程。作为在使颜料分散的制程中用于颜料的分散的机械力,可举出压缩、压榨、冲击、剪切、气蚀等。作为这些制程的具体例,可举出珠磨、砂磨、辊磨、球磨、涂料搅拌、微射流、高速叶轮、混砂、喷射流混合、高压湿式微粒化、超声波分散等。并且,在砂磨(珠磨)下的颜料的粉碎中,优选在如下条件下进行处理:通过使用直径小的微珠且提高微珠的填充率等来提高粉碎效率。并且,优选在粉碎处理后通过过滤、离心分离等来去除粗粒子。并且,关于使颜料分散的制程及分散机,能够优选地使用“分散技术大全集、JOHOKIKO CO.,LTD.发行,2005年7月15日”或“以悬浮液(固体/液体分散体系)为中心的分散技术与工业上的实际应用综合资料集,经营开发中心出版部发行,1978年10月10日”、日本特开2015-157893号公报的0022段中所记载的制程及分散机。并且,在使颜料分散的制程中,可以通过盐磨工序进行粒子的微细化处理。在盐磨工序中所使用的原材料、设备、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。
制备着色组合物时,以去除异物或减少缺陷等为目的,优选利用过滤器过滤着色组合物。作为过滤器,只要是一直以来用于过滤用途等的过滤器,则能够无特别限制地使用。例如可举出使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等氟树脂、尼龙(例如尼龙-6、尼龙-6,6)等聚酰胺树脂、聚乙烯、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂(包含高密度、超高分子量的聚烯烃树脂)等材料的过滤器。在这些材料之中,优选聚丙烯(包含高密度聚丙烯)及尼龙。
过滤器的孔径优选0.01~7.0μm,更优选0.01~3.0μm,进一步优选0.05~0.5μm。只要过滤器的孔径在上述范围内,则能够更可靠地去除微细的异物。关于过滤器的孔径值,能够参考过滤器厂商的标称值。关于过滤器,能够使用由NIHON PALL Corporation(DFA4201NIEY、DFA4201NAEY、DFA4201J006P等)、Advantec Toyo Kaisha,Ltd.、NihonEntegris K.K.(Formerly Nippon Mykrolis Corporation)及KITZ MICROFILTERCorporation等提供的各种过滤器。
并且,作为过滤器,也优选使用纤维状的过滤材料。作为纤维状的滤材,例如可举出聚丙烯纤维、尼龙纤维、玻璃纤维等。作为市售品,可举出ROKI TECHNO CO.,LTD.制造的SBP类型系列(SBP008等)、TPR类型系列(TPR002、TPR005等)、SHPX类型系列(SHPX003等)。在使用过滤器时,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,用各过滤器的过滤可以仅进行1次,也可以进行2次以上。并且,可以在上述范围内组合不同孔径的过滤器。并且,也可以如下进行:使用第1过滤器进行过滤时,仅对分散液进行过滤,混合其他成分之后,用第2过滤器进行过滤。并且,能够根据着色组合物的亲疏水性适当选择过滤器。
<膜>
本发明的膜为由上述的本发明的着色组合物获得的膜。本发明的膜也能够用于滤色器或红外线透射滤波器等滤光器。
本发明的膜的膜厚能够根据目的适当调整。例如,膜厚优选20μm以下,更优选10μm以下,进一步优选5μm以下。膜厚的下限优选0.1μm以上,更优选0.2μm以上,进一步优选0.3μm以上。
将本发明的膜用作滤色器的情况下,本发明的膜优选具有绿色、红色、蓝色、青色、品红色或黄色的色相,更优选具有绿色、红色或黄色的色相。并且,本发明的膜能够优选地用作滤色器的着色像素。作为着色像素,可举出红色像素、绿色像素、蓝色像素、品红色像素、青色像素、黄色像素等,优选为红色像素、绿色像素及黄色像素,更优选为红色像素或绿色像素,进一步优选为绿色像素。
并且,本发明的膜的透光率成为50%的波长优选存在于470~520nm的波长范围内,更优选存在于475~520nm的波长范围内,进一步优选存在于480~520nm的波长范围内。其中,透光率成为50%的波长优选分别存在于470~520nm的波长范围内及575~625nm的波长范围内。在该方式中,透光率成为50%的短波长侧的波长优选存在于475~520nm的波长范围内,更优选存在于480~520nm的波长范围内。并且,透光率成为50%的长波长侧的波长优选存在于580~620nm的波长范围内,更优选存在于585~615nm的波长范围内。具有这些分光特性的膜可优选地用作绿色像素。
将本发明的膜用作红外线透射滤波器的情况下,本发明的膜优选具有例如以下(1)~(4)中的任一种分光特性。
(1):膜的厚度方向上的透光率在波长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)且膜的厚度方向上的透光率在波长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)。具有这些分光特性的膜能够遮蔽波长400~640nm的范围的光而使超过波长700nm的光透射。
(2):膜的厚度方向上的透光率在波长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)且膜的厚度方向上的透光率在波长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)的膜。具有这些分光特性的膜能够遮蔽波长400~750nm的范围的光而使超过波长850nm的光透射。
(3):膜的厚度方向上的透光率在波长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)且膜的厚度方向上的透光率在波长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)的膜。具有这些分光特性的膜能够遮蔽波长400~830nm的范围的光而使超过波长940nm的光透射。
(4):膜的厚度方向上的透光率在波长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)且膜的厚度方向上的透光率在波长1100~1300nm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)的膜。具有这些分光特性的膜能够遮蔽波长400~950nm的范围的光而使超过波长1040nm的光透射。
<膜的制造方法>
接着,对本发明的膜的制造方法进行说明。本发明的膜能够经由涂布本发明的着色组合物的工序来制造。膜的制造方法中,优选还包括形成图案(像素)的工序。作为图案(像素)的形成方法,可举出光微影法、干蚀刻法,优选光微影法。
利用光微影法的图案形成优选包括如下工序:使用本发明的着色组合物在支承体上形成着色组合物层的工序;以图案状曝光着色组合物层的工序;及显影去除着色组合物层的未曝光部来形成图案(像素)的工序。还可以根据需要设置对着色组合物层进行烘烤的工序(预烘烤工序)及对经显影的图案(像素)进行烘烤的工序(后烘烤工序)。
在形成着色组合物层的工序中,使用着色组合物在支承体上形成着色组合物层。作为支承体,并无特别限定,能够根据用途适当选择。例如,可举出玻璃基板、硅基板等,优选硅基板。并且,也可以在硅基板上形成有电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、透明导电膜等。并且,有时也会在硅基板上形成隔离各像素的黑矩阵。并且,为了改善与上部层的密合性、防止物质的扩散或者基板表面的平坦化,在硅基板上可以设置基底层。也可以使用从本说明书中所记载的着色组合物去除着色剂的组合物或含有本说明书中所记载的固化性化合物、表面活性剂等的组合物等来形成基底层。用二碘甲烷测量时基底层的表面接触角优选为20~70°。并且,用水测量时优选为30~80°。若基底层的表面接触角在上述范围内,则树脂组合物的润湿性良好。基底层的表面接触角的调节例如能够通过表面活性剂的添加等方法来进行。
作为着色组合物的涂布方法,能够使用公知的方法。例如,可举出滴涂法(滴铸);狭缝涂布法;喷雾法;辊涂法;旋转涂布法(旋涂);流延涂布法;狭缝旋涂法;预湿法(例如,日本特开2009-145395号公报中所记载的方法);喷墨(例如按需方式、压电方式、热方式)、喷嘴喷射等吐出系印刷、柔版印刷、网版印刷、凹版印刷、反转套版印刷、金属掩模印刷法等各种印刷法;使用模具等的转印法;纳米压印法等。作为基于喷墨的应用方法,并无特别限定,例如可举出“《可推广、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(尤其第115页~第133页)或日本特开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。并且,关于着色组合物的涂布方法,能够参考国际公开第2017/030174号、国际公开第2017/018419号的记载,且这些内容被编入本说明书中。
对形成于支承体上的着色组合物层可以进行干燥(预烘烤)。在通过低温制程制造膜时,也可以不进行预烘烤。当进行预烘烤时,预烘烤温度优选150℃以下,更优选120℃以下,进一步优选110℃以下。下限例如能够设为50℃以上,也能够设为80℃以上。预烘烤时间优选10~300秒钟,更优选40~250秒钟,进一步优选80~220秒钟。预烘烤能够用加热板、烘箱等来进行。
接着,将着色组合物层曝光成图案状(曝光工序)。例如,使用步进曝光机、扫描曝光机等,隔着具有规定的掩模图案的掩模,对着色组合物层进行曝光,由此能够曝光成图案状。由此,能够使曝光部分固化。
作为能够在曝光时使用的放射线(光),可举出g射线、i射线等。并且,也能够使用波长300nm以下的光(优选波长180~300nm的光)。作为波长300nm以下的光,可举出KrF射线(波长248nm)、ArF射线(波长193nm)等,优选KrF射线(波长248nm)。并且,也能够利用300nm以上的长波长的光源。
并且,在曝光时,可以连续照射光而进行曝光,也可以脉冲照射而进行曝光(脉冲曝光)。另外,脉冲曝光是指以短时间(例如,毫秒级以下)的循环重复进行光的照射和停止来进行曝光的方式的曝光方法。
照射量(曝光量)例如优选0.03~2.5J/cm2,更优选0.05~1.0J/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,例如也可以在氧浓度为19体积%以下的低氧气氛下(例如,15体积%、5体积%或实质上无氧)进行曝光,也可以在氧浓度超过21体积%的高氧气氛下(例如,22体积%、30体积%或50体积%)进行曝光。并且,曝光照度能够适当设定,通常能够从1000W/m2~100000W/m2(例如,5000W/m2、15000W/m2或35000W/m2)的范围选择。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,显影去除着色组合物层的未曝光部分以形成图案(像素)。着色组合物层的未曝光部分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分的着色组合物层溶出于显影液中,而仅残留经光固化的部分。显影液的温度例如优选20~30℃。显影时间优选20~180秒钟。并且,为了提高残渣去除性,可以重复进行多次每60秒钟甩掉一次显影液,进而供给新的显影液的工序。
显影液可举出有机溶剂、碱性显影液等,可优选地使用碱显影液。作为碱性显影液,优选用纯水稀释碱性剂而得的碱性水溶液(碱性显影液)。作为碱性剂,例如可举出氨、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、二甘醇胺、二乙醇胺、羟胺、乙二胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、乙基三甲基氢氧化铵、苄基三甲基氢氧化铵、二甲基双(2-羟基乙基)氢氧化铵、胆碱、吡咯、哌啶、1,8-二氮杂双环-[5.4.0]-7-十一碳烯等有机碱性化合物或氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、偏硅酸钠等无机碱性化合物。从环境方面及安全方面而言,碱性剂优选分子量大的化合物。碱性水溶液的碱性剂的浓度优选0.001~10质量%,更优选0.01~1质量%。并且,显影液可以进一步含有表面活性剂。从运输和保管方便等观点出发,显影液也可以先制成为浓缩液,使用时再稀释成所需的浓度。稀释倍率并无特别限定,例如能够设定在1.5~100倍的范围内。并且,也优选在显影之后用纯水进行清洗(冲洗)。并且,优选一边使形成有显影后的着色组合物层的支承体旋转,一边向显影后的着色组合物层供给冲洗液来进行冲洗。并且,也优选通过使吐出冲洗液的喷嘴从支承体的中心部向支承体的周缘部移动来进行。此时,从喷嘴的支承体中心部向周缘部移动时,可以在逐渐降低喷嘴的移动速度的同时使其移动。通过如上进行冲洗,能够抑制冲洗的面内偏差。并且,一边使喷嘴从支承体中心部向周缘部移动,一边逐渐降低支承体的转速,也可以获得相同的效果。
优选在显影之后,并实施干燥之后进行追加曝光处理或加热处理(后烘烤)。追加曝光处理或后烘烤为用于使其完全固化的显影之后的固化处理。后烘烤中的加热温度例如优选100~240℃,更优选200~240℃。能够以成为上述条件的方式,能够使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,以连续式或间歇式来对显影之后的膜进行后烘烤,以使该膜满足上述条件。在进行追加曝光处理的情况下,用于曝光的光优选为波长400nm以下的光。并且,追加曝光处理可以通过韩国公开专利第10-2017-0122130号公报中所记载的方法进行。
基于干蚀刻法的图案形成优选包括如下工序:使用本发明的着色组合物在支承体上形成着色组合物层,并使该着色组合物层整体固化来形成固化物层的工序;在该固化物层上形成光致抗蚀剂层的工序;将光致抗蚀剂层曝光成图案状之后,进行显影以形成抗蚀剂图案的工序;及将该抗蚀剂图案作为掩模,使用蚀刻气体对固化物层进行干蚀刻的工序。在形成光致抗蚀剂层时,优选进一步实施预烘烤处理。尤其,作为光致抗蚀剂层的形成制程,优选实施曝光后的加热处理、显影后的加热处理(后烘烤处理)的方式。关于利用干蚀刻法的图案形成,能够参考日本特开2013-064993号公报的0010~0067段的记载,且该内容被编入本说明书中。
<滤光器>
本发明的滤光器具有上述的本发明的膜。作为滤光器的种类,可举出滤色器及红外线透射滤波器,优选为滤色器。作为滤色器,优选具有本发明的膜作为滤色器的着色像素。
滤光器中,本发明的膜的膜厚能够根据目的适当调整。膜厚优选5μm以下,更优选1μm以下,进一步优选0.6μm以下。膜厚的下限优选0.1μm以上,更优选0.2μm以上,进一步优选0.3μm以上。
滤光器中所包含的像素的宽度优选为0.4~10.0μm。下限优选为0.4μm以上,更优选为0.5μm以上,进一步优选为0.6μm以上。上限优选为5.0μm以下,更优选为2.0μm以下,进一步优选为1.0μm以下,更进一步优选为0.8μm以下为。并且,像素的杨氏模量优选为0.5~20GPa,更优选为2.5~15GPa。
滤光器中所包含的各像素优选具有高平坦性。具体而言,像素的表面粗糙度Ra优选为100nm以下,更优选为40nm以下,进一步优选为15nm以下。下限并无规定,但例如,优选为0.1nm以上。关于像素的表面粗糙度,例如能够使用Veeco公司制造的AFM(原子力显微镜)Dimension3100来进行测量。并且,像素上的水接触角能够适当设定优选值,通常在50~110°的范围内。接触角例如能够使用接触角仪CV-DT·A型(Kyowa Interface ScienceCo.,LTD.制造)来进行测量。并且,优选像素的体积电阻值高。具体而言,像素的体积电阻值优选为109Ω·cm以上,更优选为1011Ω·cm以上。上限并无规定,例如,优选为1014Ω·cm以下。像素的体积电阻值能够使用超高电阻计5410(Advantest Corporation制)来进行测量。
在滤光器中,也可以在本发明的膜的表面设置有保护层。通过设置保护层,能够赋予阻氧化、低反射化、亲水/疏水化、特定波长的光(紫外线、近红外线等)的遮蔽等各种功能。作为保护层的厚度,优选0.01~10μm,更优选0.1~5μm。作为保护层的形成方法,可举出涂布已溶解于有机溶剂中的树脂组合物来形成的方法、化学气相沉积法、利用粘接材料贴附已成型的树脂的方法等。作为构成保护层的成分,可举出(甲基)丙烯酸树脂、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、环状烯烃树脂、聚酯树脂、苯乙烯树脂、多元醇树脂、聚偏二氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、芳纶(aramid)树脂、聚酰胺树脂、醇酸树脂、环氧树脂、改性硅酮树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯腈树脂、纤维素树脂、Si、C、W、Al2O3、Mo、SiO2、Si2N4等,也可以含有两种以上的这些成分。例如,在以阻氧化为目的的保护层的情况下,保护层优选含有多元醇树脂、SiO2及Si2N4。并且,在以低反射化为目的的保护层的情况下,保护层优选含有(甲基)丙烯酸树脂和氟树脂。
涂布树脂组合物来形成保护层时,作为树脂组合物的涂布方法,能够使用旋涂法、浇铸法、网板印刷法、喷墨法等公知的方法。树脂组合物中所含的有机溶剂能够使用公知的有机溶剂(例如,丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯、环戊酮、乳酸乙酯等)。利用化学气相沉积法来形成保护层时,作为化学气相沉积法,能够使用公知的化学气相沉积法(热化学气相沉积法、等离子体化学气相沉积法、光化学气相沉积法)。
保护层还可以根据需要含有有机/无机微粒、特定波长的光(例如,紫外线、近红外线等)的吸收剂、折射率调节剂、抗氧化剂、粘附剂、表面活性剂等添加剂。作为有机/无机微粒的例子,例如,可举出高分子微粒(例如,硅酮树脂微粒、聚苯乙烯微粒、三聚氰胺树脂微粒)、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铟、氧化铝、氮化钛、氧氮化钛、氟化镁、中空二氧化硅、二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡等。特定波长的光的吸收剂能够使用公知的吸收剂。这些添加剂的含量能够适当地进行调整,但相对于保护层的总质量优选0.1~70质量%,进一步优选1~60质量%。并且,作为保护层,也能够使用日本特开2017-151176号公报的0073~0092段中所记载的保护层。
滤光器也可以具有如下结构:在通过隔壁例如以方格状隔开的空间嵌入有各像素。
<固体摄像元件>
本发明的固体摄像元件具有上述的本发明的膜。作为固体摄像元件的结构,只要具备本发明的膜且作为固体摄像元件而发挥作用的结构,则并无特别限定,例如可举出如下结构。
摄像元件的结构如下:在基板上具有包含构成固体摄像元件(CCD(电荷耦合器件)影像传感器、CMOS(互补金属氧化物半导体)影像传感器等)的受光区域的多个光电二极管及多晶硅等的传输电极,在光电二极管及传输电极上具有仅光电二极管的受光部开口的遮光膜,在遮光膜上具有以覆盖遮光膜整个面及光电二极管受光部的方式形成的由氮化硅等构成的器件保护膜,在器件保护膜上具有滤色器。而且,可以是在器件备保护膜上且滤色器的下方(靠近基板的一侧)具有聚光机构(例如,微透镜等。以下相同)的结构或在滤色器上具有聚光机构的结构等。并且,滤色器也可以具有如下结构:在通过隔壁例如以方格状隔开的空间嵌入有各着色像素。优选此时的隔壁的折射率低于各着色像素的折射率。作为具有这种结构的摄像装置的例,可举出日本特开2012-227478号公报、日本特开2014-179577号公报、国际公开第2018/043654号中所记载的装置。并且,如日本特开2019-211559号公报中所示,也可以在固体摄像元件的结构内设置紫外线吸收层以改善耐光性。具备本发明的固体摄像元件的摄像装置除了能够用作数码相机或具有摄像功能的电子设备(移动电话等)之外,还能够用作车载摄像机或监控摄像机。
<图像显示装置>
本发明的图像显示装置具有上述的本发明的膜。作为图像显示装置,可举出液晶显示装置或有机电致发光显示装置等。关于图像显示装置的定义或各图像显示装置的详细内容,例如记载于“电子显示器装置(佐佐木昭夫著,Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.,1990年发行)”、“显示器装置(伊吹顺章著,Sangyo Tosho Publishing Co.,Ltd.,1989年发行)”等。并且,关于液晶显示装置,例如记载于“下一代液晶显示器技术(内田龙男编辑,Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.,1994年发行)”。对能够应用本发明的液晶显示装置并无特别限制,例如能够应用于上述的“下一代液晶显示器技术”中所记载的各种方式的液晶显示装置。
实施例
以下,举出实施例对本发明进行进一步具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比率、处理内容、处理顺序等,只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。
<化合物S的合成例>
(合成例1)化合物(S-1)的合成
[化学式30]
Figure BDA0003897666220000701
混合26.5质量份的化合物(a-1)、17.2质量份的化合物(b-1)、6.6质量份的乙酸及910质量份的N-乙基吡咯烷酮,在氮气气流下,在外部温度70℃下加热3小时的同时进行了搅拌。添加2.0质量份的乙酸铜一水合物,进而加热了3小时。接着,添加乙酸乙酯2500质量份,一边在70℃下加热1小时一边进行了搅拌之后,将液温冷却至5℃。筛选所获得的固体,用910质量份的甲醇、910质量份的碳酸氢钠5%水溶液及910质量份的水进行清洗,在50℃下进行送风干燥,由此获得了40.1质量份的化合物(S-1)。所合成的化合物(S-1)的质量光谱中的(M+H)(posi)的值为481。
(合成例2~34)化合物(S-2)~化合物(S-34)的合成
将化合物(a-1)、化合物(b-1)、金属源变更为表1中所记载的种类、装入量,除此以外,实施与合成例1相同的操作,获得了化合物(S-2)~化合物(S-34)。
(合成例35)化合物(S-35)的合成
将化合物(a-1)、化合物(b-1)、乙酸及甲醇变更为表1中所记载的种类、装入量,并且添加金属源时添加了14质量份的哌啶,除此以外,实施与合成例1相同的操作,获得了化合物(S-35)。
(合成例36)化合物(S-36)的合成
在合成例1中未添加乙酸铜一水合物,除此以外,实施相同的操作,获得了化合物(S-36)。
[表3]
Figure BDA0003897666220000711
化合物(a-1)~(a-25)、化合物(b-1)~(b-5)分别为以下所示的结构的化合物。并且,金属源(m-1)为乙酸铜一水合物,金属源(m-2)为乙酸锌,金属源(m-3)为乙酸铁,(m-4)为四异丙氧基钛,金属源(m-5)为氯化锡(IV)。
[表4]
Figure BDA0003897666220000721
[表5]
Figure BDA0003897666220000731
[表6]
Figure BDA0003897666220000741
(合成例37)化合物(S-37)的合成
在室温下,一边将由14.5质量份的8-羟基喹啉、21.0质量份的哌啶及200质量份的乙醇构成的溶液进行搅拌,一边将其缓慢滴加到由24.1质量份的氯化铝六水合物及200质量份的乙醇构成的溶液中,并搅拌了1小时。接着,添加47.3质量份的化合物(S-36),进而加入21.0质量份的哌啶及200质量份的乙醇,在室温下搅拌了48小时。过滤所析出的固体,用乙醇及水进行清洗,在50℃下进行送风干燥,由此获得了59.2质量份的化合物(S-37)。所合成的化合物(S-37)的(M+H)(posi)的值为625。
(合成例38)化合物(S-38)的合成
将合成例37的氯化铝六水合物变更为21.4质量份的乙酸镁四水合物,除此以外,实施相同的操作,获得了55.1质量份的化合物(S-38)。
以下示出化合物(S-1)~化合物(S-38)的结构式及质量分析测量结果((M+H))。另外,以下所示的结构式中,氮原子在金属原子上配位,但根据金属原子的状态,氮原子也有可能不与金属原子配位。
[表7]
Figure BDA0003897666220000761
[表8]
Figure BDA0003897666220000771
[表9]
Figure BDA0003897666220000781
<分散液的制造>
使用珠磨机(直径为0.1mm的氧化锆微珠),将混合有下述表中所记载的原料的混合液进行了3小时的混合及分散。接着,使用带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon BEE Co.,Ltd.制造)在压力2000kg/cm3及流量500g/分钟的条件下进行了分散处理。重复进行10次该分散处理而获得了分散液。下述表中所记载的表示掺合量的数值为质量份。另外,分散剂的添加量的数值为以固体成分换算的数值。
[表10]
Figure BDA0003897666220000791
[表11]
Figure BDA0003897666220000801
上述表的以缩写记载的原料的详细内容如下。
(颜料)
PY117:C.I.颜料黄117(偶氮甲碱铜络合物、黄色颜料)
PY129:C.I.颜料黄129(偶氮甲碱铜络合物、黄色颜料)
PY138:C.I.颜料黄138(喹酞酮化合物、黄色颜料)
PY139:C.I.颜料黄139(异吲哚啉化合物、黄色颜料)
PY150:C.I.颜料黄150(偶氮镍络合物、黄色颜料)
PY185:C.I.颜料黄185(异吲哚啉化合物、黄色颜料)
Y-1:下述结构的化合物(喹酞酮化合物、黄色颜料)
Y-2:下述结构的化合物(喹酞酮化合物、黄色颜料)
Y-3:下述结构的化合物(偶氮甲碱锌络合物、黄色颜料)
[化学式31]
Figure BDA0003897666220000811
PG7:C.I.颜料绿7(铜酞菁络合物、绿色颜料)
PG36:C.I.颜料绿36(铜酞菁络合物、绿色颜料)
PG58:C.I.颜料绿58(锌酞菁络合物、绿色颜料)
PG59:C.I.颜料绿59(锌酞菁络合物、绿色颜料)
PG62:C.I.颜料绿62(铝酞菁络合物、绿色颜料)
PG63:C.I.颜料绿63(铝酞菁络合物、绿色颜料)
PR254:C.I.颜料红254(二酮吡咯并吡咯化合物、红色颜料)
PR264:C.I.颜料红264(二酮吡咯并吡咯化合物、红色颜料)
PR272:C.I.颜料红272(二酮吡咯并吡咯化合物、红色颜料)
PR122:C.I.颜料红122(喹吖啶酮化合物、红色颜料)
PV23:C.I.颜料紫23(二噁烷化合物、紫色颜料)
PB15∶6:C.I.颜料蓝15∶6(铜酞菁络合物、蓝色颜料)
PB2:炭黑(黑色颜料)
(分散剂)
B-1:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比,附注于侧链的数值为重复单元的数量。重均分子量24000、酸值47mgKOH/g)
[化学式32]
Figure BDA0003897666220000812
B-2:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比,附注于侧链的数值为重复单元的数量。重均分子量16000、酸值67mgKOH/g)
[化学式33]
Figure BDA0003897666220000821
B-3:下述结构的树脂(附注于主链的数值为质量比,附注于侧链的数值为重复单元的数量。重均分子量13000、酸值65mgKOH/g)
[化学式34]
Figure BDA0003897666220000822
B-4:通过以下方法合成的树脂B-4
将甲基丙烯酸甲酯50质量份、甲基丙烯酸正丁酯30质量份、甲基丙烯酸叔丁酯20质量份、PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)45.4质量份装入反应容器中,将气氛气体置换为氮气。将反应容器内加热到70℃,添加3-巯基-1,2-丙二醇6质量份,进而加入AIBN(偶氮二异丁腈)0.12质量份,使其反应了12小时。通过固体成分的测量确认到反应进行了95%。接着,添加均苯四酸酐9.7质量份、PGMEA70.3质量份、作为催化剂的DBU(1,8-二氮杂双环-[5.4.0]-7-十一碳烯)0.20质量份,在120℃下使其反应了7小时。通过酸值的测量确认到98%以上的酸酐进行半酯化并结束了反应。加入PGMEA将不挥发量(固体成分浓度)调整为30质量%,获得了酸值43mgKOH/g、重均分子量9000的下述结构的树脂B-4的树脂溶液。
[化学式35]
Figure BDA0003897666220000831
B-5:DISPERBYK-2001(具有碱性基的树脂、胺值29mgKOH/g、BYK JapanKK制造)
B-6:下述结构的树脂(嵌段共聚物。附注于主链的数值为质量比。胺值71mgKOH/g、重均分子量9900)
[化学式36]
Figure BDA0003897666220000832
B-7:下述结构的树脂(重均分子量13000、k/(l1+l2)/(m1+m2)/n=10/50/5/35(摩尔比)
[化学式37]
Figure BDA0003897666220000833
b1:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比。重均分子量30000)
[化学式38]
Figure BDA0003897666220000834
b2:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比。重均分子量11000)
[化学式39]
Figure BDA0003897666220000841
b3:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比。重均分子量10000)
[化学式40]
Figure BDA0003897666220000842
(特定化合物)
S-1~S-38:上述的化合物(S-1)~(S-38)
SD-1:下述结构的化合物
[化学式41]
Figure BDA0003897666220000843
SD-2:下述结构的化合物
[化学式42]
Figure BDA0003897666220000844
SH-1:下述结构的化合物(通过日本特开2009-035671号公报的0073段中所记载的合成法合成的化合物)
[化学式43]
Figure BDA0003897666220000851
(溶剂)
PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯
PGME:丙二醇
CHN:环戊酮
测量分散液(D-1)、(D-5)、(D-9)及分散液(D-25)、(D-26)、(D-28)中所含的颜料的粒径的结果可知,分散液(D-1)、(D-5)、(D-9)中所含的颜料的平均粒径为40~60nm,相对于此,分散液(D-25)、(D-26)、(D-28)中所含的颜料的平均粒径高达80~90nm。由此,可知通过式(1)及(1a)中的R6~R9中的至少1个含有由式(R-1)表示的基团,能够使颜料更微细地分散。
<着色组合物的制造>
混合下述表中所记载的分散液、下述表中所记载的聚合性化合物、下述表中所记载的光聚合引发剂、下述表中所记载的树脂、1质量份的环氧化合物(EHPE-3150、DaicelCorporation制造)、1质量份的紫外线吸收剂(TINUVIN326、BASF公司制造)、1质量份的以下所示的表面活性剂1及0.1质量份的聚合抑制剂(对甲氧基苯酚),从而制造了着色组合物。
表面活性剂1:下述结构的化合物(重均分子量14000、表示重复单元的比例的数值为摩尔%)的1质量%PGMEA溶液。
[化学式44]
Figure BDA0003897666220000861
[表12]
Figure BDA0003897666220000862
[表13]
Figure BDA0003897666220000871
上述表的以缩写记载的原料如下。
(分散液)
D-1~D-69、DS-1、DS-2、DH-1:上述的分散液D-1~D-69、DS-1、DS-2、DH-1
(聚合性化合物)
M-1:KAYARAD DPHA(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)
M-2:NK ESTER A-DPH-12E(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)
M-3:NK ESTER A-TMMT(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)
M-4:丁二酸改性二季戊四醇五丙烯酸酯
M-5:二季戊四醇六丙烯酸酯
(光聚合引发剂)
I-1~I-11:下述结构的化合物
[化学式45]
Figure BDA0003897666220000881
<显影性的评价>
将CT-4000L溶液(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.制造;透明底涂层剂)涂布于直径8英寸(20.32cm)的硅晶片上,以使干燥膜厚成为0.1μm,并使其干燥,形成基底层之后,在220℃下进行了5分钟的加热处理。使用旋转涂布机,将各着色组合物涂布于形成有基底层的硅晶片上,以使预烘烤后的膜厚成为0.6μm,并使用100℃的加热板进行了120秒钟的加热处理(预烘烤)。接着,隔着在基板上的4mm×3mm的区域分别排列有一边为1.1μm的正方形像素的掩模图案,使用i射线步进机曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制造)以500mJ/cm2的曝光量照射365nm的波长的光来进行了曝光。将具有曝光后的膜的硅晶片载置于旋转/喷淋显影机(DW-30型、CHEMITRONICS CO.,Ltd.制造)的水平旋转台上,使用碱性显影液(CD-2060、FUJIFILM Electronic Mat erials Co.,Ltd.制造)在23℃下进行了60秒钟的旋覆浸没式显影。接着,以真空吸盘方式将旋覆浸没显影之后的硅晶片固定于水平转台上,通过旋转装置使硅晶片以转速50rpm旋转的同时从其旋转中心的上方从喷嘴以喷淋状供给纯水而进行冲洗处理(23秒钟×2次),接着进行旋转干燥,接着使用加热板在200℃下进行300秒钟的加热处理(后烘烤),从而形成了着色图案(像素)。关于形成有着色图案(像素)的硅晶片,使用测长SEM(扫描型电子显微镜)(S-7800H、Hitachi,Ltd.制造)从硅晶片上以30000倍的倍率进行了观察。通过以下基准进行了显影性的评价。
(评价基准)
A:在未曝光部中未观察到残渣。
B:在未曝光部的1.1μm见方观察到1~3个残渣。
C:在未曝光部的1.1μm见方观察到4~10个残渣。
D:在未曝光部的1.1μm见方观察到11个以上的残渣。
<缺陷的评价>
通过CLEAN TRACK ACT-8(Tokyo Electron Limited制造)将刚制造之后的各着色组合物涂布于直径8英寸(20.32cm)的硅晶片上,接着,在100℃下实施120秒钟的前加热(预烘烤),从而制作了膜厚0.8μm的膜。通过Applied Materials technology制造的缺陷检查装置ComPLUS3检查形成有膜的硅晶片,并且检测缺陷部分,计算了晶片整个表面上的1μm以上尺寸的缺陷数。
(评价基准)
A:5个以下。
B:多于5个且为20个以下。
C:多于20个且为50个以下。
D:多于50个。
<耐热性的评价>
通过旋涂法,将CT-4000(FUJIFILM Flectronic Materials Co.,LTD.制造)涂布于玻璃基板上,以使膜厚成为0.1μm,并使用加热板在220℃下加热1小时形成了基底层。通过旋涂法将各着色组合物涂布于该带有基底层的玻璃基板上,之后使用加热板在100℃下加热2分钟,从而获得了涂布膜。针对所获得的涂布膜,照射365nm的波长的光,以曝光量500mJ/cm2进行了曝光。接着,使用加热板在220℃下加热5分钟,获得了膜厚0.5μm的膜。关于所获得的膜,使用Otsuka Electronics Co.,Ltd.制造的MCPD-3000,测量了在400~700nm的范围内的透光率(透射率)。接着,在265℃下将在上述中制作的膜加热了5分钟。测量加热后的膜的透射率,求出透射率的变化量的最大值,并按照以下基准评价了耐热性。对各试样进行5次透射率的测量,采用了去除了最大值及最小值的3次结果的平均值。并且,透射率的变化量的最大值是指,加热前后的膜在波长400~700nm的范围内的透射率的变化量最大的波长下的变化量。
(评价基准)
A:透射率的变化量的最大值为1%以下。
B:透射率的变化量的最大值超过1%且为2%以下。
C:透射率的变化量的最大值超过2%且为3%以下。
D:透射率的变化量的最大值超过3%。
[表14]
Figure BDA0003897666220000911
如上述表所示,实施例的耐热性及结果的评价优异。进而,显影性也优异。
使用分散液(D-1)来代替着色组合物,实施上述缺陷的评价的试验的结果,发现评价结果为A而优异。
将实施例1的光聚合引发剂变更为热聚合引发剂(过氧化苯甲酸叔丁酯),除此以外,以相同的方式制作了着色组合物。进行该着色组合物的缺陷及耐热性评价的结果,发现缺陷的评价结果及耐热性的评价结果均为A而优异。
(实施例1001)
通过旋涂法将绿色着色组合物涂布于硅晶片上,以使制膜后的膜厚成为1.0μm。接着,使用加热板,在100℃的条件下加热了2分钟。接着,使用i射线步进曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制造),以1000mJ/cm2的曝光量隔着2μm见方的点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℃下进行了60秒钟的旋覆浸没显影。然后,通过旋转喷淋进行冲洗,进一步用纯水进行了水洗。接着,使用加热板在200℃下加热5分钟,由此对绿色着色组合物进行图案化而形成了绿色像素。同样地,通过相同的制程对红色着色组合物、蓝色着色组合物进行图案化,依次形成了红色像素、蓝色像素,从而形成了具有绿色像素、红色像素及蓝色像素的滤色器。该滤色器中,绿色像素以拜耳图案形成,在其相邻的区域内,红色像素、蓝色像素以岛状图案形成。按照公知的方法将所获得的滤色器嵌入于固体摄像元件中。该固体摄像元件具有合适的图像识别能力。另外,作为绿色着色组合物,使用了实施例57的着色组合物。作为红色着色组合物,使用了实施例58的着色组合物。蓝色着色组合物使用了通过以下方法制造的组合物。
(蓝色着色组合物的制造方法)
混合下述成分,并且进行搅拌之后,以孔径0.45μm的尼龙制过滤器(NIHON PALLCorporation制造)进行过滤,从而制备了蓝色着色组合物。
蓝色颜料分散液:30.47质量份
染料1:2.64质量份
树脂1:0.01质量份
树脂2:0.04质量份
聚合性化合物1:1.56质量份
光聚合引发剂2:0.57质量份
添加剂1:0.35质量份
环氧化合物1:0.46质量份
表面活性剂1:2.00质量份(作为1质量%PGMEA溶液)
丙二醇单甲醚乙酸酯:5.70质量份
环己酮:55.4质量份
丙二醇单甲醚:0.8质量份
用于制备蓝色着色组合物的原料如下。
·蓝色颜料分散液
通过珠磨机(直径为0.3mm的氧化锆微珠)将由15质量份的C.I.颜料蓝15∶6、2.2质量份的分散剂(Disperbyk-161、BYK Chemie GmbH制造)、2.2质量份的树脂3、80.6质量份的溶剂1构成的混合液进行了3小时的混合及分散。然后,进一步使用带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon Bee Chemi cal Co.,Ltd.制造)在2000kg/cm2的压力下以流量500g/分钟进行了分散处理。重复10次该分散处理,从而获得了蓝色颜料分散液。
·染料1:由下述式表示的呫吨染料聚合物(重均分子量:7,400、酸值:0.8mmol/g、C=C键当量:0.78mmol/g、以下结构式中,iPr为异丙基)
[化学式46]
Figure BDA0003897666220000931
·树脂1:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比。重均分子量=11000)的40质量%PGMEA溶液
[化学式47]
Figure BDA0003897666220000941
·树脂2:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比。重均分子量=11000、酸值=200mgKOH/g)
[化学式48]
Figure BDA0003897666220000942
·聚合性化合物2:下述结构的化合物
[化学式49]
Figure BDA0003897666220000943
·光聚合引发剂1:下述结构的化合物
[化学式50]
Figure BDA0003897666220000944
·添加剂1:下述结构的化合物(N,N-双(五氟乙烷磺酰基)酰亚胺钾)
[化学式51]
Figure BDA0003897666220000951
·环氧化合物1:下述结构的化合物
[化学式52]
Figure BDA0003897666220000952
·表面活性剂1:上述的表面活性剂1
(实施例1002)
通过旋涂法将青色着色组合物涂布于硅晶片上,以使制膜后的膜厚成为1.0μm。接着,使用加热板,在100℃的条件下加热了2分钟。接着,使用i射线步进曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制造),以1000mJ/cm2的曝光量隔着2μm见方的点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℃下进行了60秒钟的旋覆浸没显影。然后,通过旋转喷淋进行冲洗,进一步用纯水进行了水洗。接着,使用加热板在200℃下加热5分钟,由此对青色着色组合物进行图案化以形成了青色像素。同样地,通过同样的制程对黄色着色组合物、品红色着色组合物进行图案化,依次形成黄色像素、品红色像素,从而形成了具有青色像素、黄色像素及品红色像素的滤色器。该滤色器中,青色像素以拜耳图案形成,在其相邻的区域内,黄色像素、品红色像素以岛状图案形成。按照公知的方法将所获得的滤色器嵌入于固体摄像元件中。该固体摄像元件具有合适的图像识别能力。另外,作为黄色着色组合物,使用了实施例1的着色组合物。关于青色着色组合物及品红色着色组合物,分别使用了通过以下方法制造的组合物。
(青色着色组合物、品红色着色组合物的制造方法)
混合下述表中所记载的种类的色材、下述表中所记载的种类的分散剂及下述表中所记载的溶剂的一部分,加入直径0.3mm的氧化锆微珠230质量份,使用涂料搅拌器进行5小时的分散处理,通过过滤分离微珠,从而制造了固体成分20重量%的颜料分散液。接着,混合所获得的颜料分散液、下述表中所记载的种类的剩余溶剂、下述表中所记载的种类的粘合剂、下述表中所记载的种类的聚合性化合物、下述表中所记载的种类的光聚合引发剂、下述表中所记载的种类的紫外线吸收剂、下述表中所记载的种类的表面活性剂及下述表中所记载的种类的环氧化合物以制备了着色组合物。下述表中示出各着色组合物中的各成分的掺合量。各成分的掺合量的数值为质量份。
[表15]
Figure BDA0003897666220000961
由上述缩写表示的原材料如下。
(色材)
PB15∶4:C.I.颜料蓝15∶4
PR122:C.I.颜料红122
(分散剂、粘合剂)
D1:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比,附注于侧链的数值为重复单元的数量。重均分子量24000)
[化学式53]
Figure BDA0003897666220000962
D2:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比。重均分子量11000)
[化学式54]
Figure BDA0003897666220000971
D3:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比,附注于侧链的数值为重复单元的数量。重均分子量16000)
[化学式55]
Figure BDA0003897666220000972
D4:Efka PX 4300(BASF公司制造、丙烯酸树脂)
(聚合性化合物)
M1:下述结构的化合物的混合物(左侧化合物(6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物)与右侧化合物(5官能的(甲基)丙烯酸酯化合物)的摩尔比为7∶3的混合物)
[化学式56]
Figure BDA0003897666220000973
M2:下述结构的化合物
[化学式57]
Figure BDA0003897666220000981
(光聚合引发剂)
F1:Irgacure OXE02(BASF公司制造)
(紫外线吸收剂)
UV1:下述结构的化合物
[化学式58]
Figure BDA0003897666220000982
(表面活性剂)
W1:下述结构的化合物(Mw=14000,表示重复单元比例的%的数值为摩尔%,氟系表面活性剂)
[化学式59]
Figure BDA0003897666220000983
(环氧化合物)
G1:EHPE-3150(Daicel Corporation制造、环氧化合物)
(溶剂)
S1:丙二醇单甲醚乙酸酯
S2:丙二醇单甲醚。

Claims (17)

1.一种着色组合物,其含有:
选自由式(1)表示的化合物S-1及在金属原子上配位有所述化合物S-1的化合物S-2中的至少1种化合物S;
颜料;
树脂;及
溶剂,
Figure FDA0003897666210000011
式中,R1表示氢原子、烷基或芳基,R2~R9分别独立地表示氢原子或取代基,R2~R9中的相邻的2个基团任选地键合而形成环;其中,R2~R9中的至少1个含有由式(R-1)表示的基团;
-W1-(X1)n……(R-1)
式(R-1)中,W1表示n+1价连接基,X1表示酸基或碱性基,n表示1~5的整数。
2.根据权利要求1所述的着色组合物,其中,
所述式(R-1)的X1所表示的酸基为羧基、磺基、磷酸基、由-SO2NHSO2Rf1表示的基团或它们的盐,Rf1表示含有氟原子的基团,
所述式(R-1)的X1所表示的碱性基为氨基或铵基的盐。
3.根据权利要求1或2所述的着色组合物,其中,
所述式(R-1)的X1为碱性基。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的着色组合物,其中,
所述化合物S-2为由式(1a)表示的化合物,
Figure FDA0003897666210000012
式中,R1表示氢原子、烷基或芳基,R2~R9分别独立地表示氢原子或取代基,R2~R9中的相邻的2个基团任选地键合而形成环,M1表示配体任选地配位的金属原子,其中,R2~R9中的至少1个含有由所述式(R-1)表示的基团。
5.根据权利要求4所述的着色组合物,其中,
所述式(1a)中的M1为配体任选地配位的铜原子或配体任选地配位的锌原子。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的着色组合物,其中,
所述颜料包含选自黄色颜料、绿色颜料及红色颜料中的至少1种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的着色组合物,其中,
所述颜料包含具有金属原子的颜料。
8.根据权利要求7所述的着色组合物,其中,
所述具有金属原子的颜料包含偶氮甲碱金属络合物。
9.根据权利要求8所述的着色组合物,其中,
所述偶氮甲碱金属络合物包含选自偶氮甲碱铜络合物及偶氮甲碱锌络合物中的至少1种。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的着色组合物,其中,
相对于所述颜料100质量份含有1质量份~30质量份的所述化合物S。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的着色组合物,其还含有聚合性化合物及光聚合引发剂。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的着色组合物,其用于滤色器或用于红外线透射滤波器。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的着色组合物,其用于固体摄像元件。
14.一种膜,其是由权利要求1至13中任一项所述的着色组合物获得的。
15.一种滤光器,其具有权利要求14所述的膜。
16.一种固体摄像元件,其具有权利要求14所述的膜。
17.一种图像显示装置,其具有权利要求14所述的膜。
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