CN116520637A - 光学传感器用组合物 - Google Patents

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畠山耕治
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川部泰典
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Abstract

一种光学传感器用组合物,含有下述式(1)所表示的酞菁化合物及粘合剂树脂。式(1)中,多个R分别独立地为具有取代基或未经取代的烷基或者具有取代基或未经取代的芳基。多个X分别独立地为氢原子、卤素原子或烷基。多个X也可相互键结并与这些所键结的碳链一起形成芳香环。M为两个氢原子、Pd、Cu、Zn、Pt、Ni、Co、Fe、Mn、Sn、In、Ru、Rh、Pb、AlCl、AlBr、AlI、AlOH、InCl、InBr、InI、InOH、SiCl2、SiBr2、SiI2、Si(OH)2、GeCl2、GeBr2、GeI2、SnCl2、SnBr2、SnI2、Sn(OH)2、TiO。多个n分别独立地为3~6的整数。

Description

光学传感器用组合物
本发明是2019年10月03日所提出的申请号为201980064495.5(国际申请号为PCT/JP2019/039121)、发明名称为《光学传感器用组合物》的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种光学传感器用组合物。
背景技术
在摄像机、数字照相机、带照相机功能的移动电话等中搭载有作为光学传感器的固体摄像元件。作为固体摄像元件,具体而言,已知有电荷耦合元件(Charge-CoupledDevice,CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(Complementary metal oxidesemiconductor,CMOS)图像传感器等。这些固体摄像元件中具备的光电二极管的灵敏度跨越可见光区域至红外线区域。因此,在固体摄像元件中,设置有用以遮断红外线的滤光片。通过所述光学滤光片(红外线遮断滤光片),可以接近人类的视敏度的方式修正固体摄像元件的灵敏度。在固体摄像元件以外的光学传感器中,有时也同样地设置有用以遮断红外线的滤光片。
在所述光学滤光片中含有作为红外线遮蔽剂的色素或颜料。对所述红外线遮蔽剂要求使可见光充分透过且吸收红外线的特性。作为所述红外线遮蔽剂之一、尤其是作为近红外线的良好的遮蔽剂,研究了使用酞菁化合物(参照日本专利特开2008-201952号公报)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2008-201952号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,在使用了酞菁化合物的现有的光学滤光片中,由于相容性等的影响,有时会产生异物等缺陷。所述缺陷有时会对光学滤光片的可见光透过性或红外线遮蔽性等造成影响。另外,在通过涂敷含有酞菁化合物等色素的组合物而形成光学滤光片的红外线遮蔽膜时,若涂敷后的放置时间长,则所得的红外线遮蔽膜容易产生异物等缺陷。在生产步骤上期望即便在涂敷后放置一段时间后使其硬化,也可获得异物等缺陷少的红外线遮蔽膜。
进而,在现有的光学滤光片中,关于可见光透过性或红外线遮蔽性,也未充分满足。具体而言,在使用光学滤光片作为固体摄像元件等光学传感器的红外线遮断滤光片的情况下,不仅要求可见光透过率高、且红外线透过率低,而且要求可见光透过率高的波长区域、红外线透过率低的波长区域宽、可见光透过率高的波长区域与红外线透过率低的波长区域接近。若将具有所述特性的光学滤光片用于固体摄像元件等光学传感器,则可提高灵敏度、噪声遮蔽功能、颜色再现性等。
本发明是鉴于所述情况而成,其目的在于提供一种光学传感器用组合物,所述光学传感器用组合物可形成异物等缺陷少、具有与可见光透过性及红外线遮蔽性有关的良好的特性的光学传感器用光学滤光片。
解决问题的技术手段
为了解决所述课题而完成的发明是一种光学传感器用组合物,含有下述式(1)所表示的酞菁化合物、以及粘合剂树脂。
[化1]
(式(1)中,多个R分别独立地为具有取代基或未经取代的烷基、或者具有取代基或未经取代的芳基。多个X分别独立地为氢原子、卤素原子或烷基。多个X也可相互键结并与这些所键结的碳链一起形成芳香环。M为两个氢原子、二价金属原子或者三价或四价金属原子的衍生物。多个n分别独立地为3~6的整数)
为了解决所述课题而完成的另一发明是一种光学传感器用组合物,含有下述式(2)所表示的酞菁化合物。
[化2]
(式(2)中,多个R分别独立地为具有取代基的烷基、或者具有取代基的芳基。多个X分别独立地为氢原子、卤素原子或烷基。多个X也可相互键结并与这些所键结的碳链一起形成芳香环。M为两个氢原子、二价金属原子或者三价或四价金属原子的衍生物。多个n分别独立地为3~6的整数)
发明的效果
根据本发明,可提供一种光学传感器用组合物,所述光学传感器用组合物可形成异物等缺陷少、具有与可见光透过性及红外线遮蔽性有关的良好的特性的光学传感器用光学滤光片。
具体实施方式
以下,对本发明的一实施方式的光学传感器用组合物进行详细说明。
<光学传感器用组合物(I)>
本发明的一实施方式的光学传感器用组合物(I)(以下,也简称为“组合物(I)”)含有[A1]酞菁化合物及[B]粘合剂树脂。所述组合物优选为进而含有[C]红外线遮蔽剂,所述[C]红外线遮蔽剂为金属氧化物、铜化合物([A]酞菁化合物除外)或它们的组合。
([A1]酞菁化合物)
[A1]酞菁化合物为下述式(1)所表示的化合物。[A1]酞菁化合物的可见光区域(例如430nm以上且580nm以下的波长区域)的透过性高,另一方面,近红外线区域(例如700nm以上且800nm以下的波长区域)的遮蔽性高。另外,[A1]酞菁化合物与其他成分的相容性优异。所述组合物(I)含有所述[A1]酞菁化合物,因此可形成异物等缺陷少、具有与可见光透过性及红外线遮蔽性有关的良好的特性的光学滤光片。
[化3]
式(1)中,多个R分别独立地为具有取代基或未经取代的烷基、或者具有取代基或未经取代的芳基。多个X分别独立地为氢原子、卤素原子或烷基。多个X也可相互键结并与这些所键结的碳链一起形成芳香环。M为两个氢原子、二价金属原子或者三价或四价金属原子的衍生物。多个n分别独立地为3~6的整数。
作为所述R所表示的烷基,可列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2-甲基丙基、1-甲基丙基、叔丁基等碳数1~30的直链状或分支状的烷基。作为所述烷基的碳数的上限,优选为12,更优选为8,进而优选为4。
作为所述R所表示的芳基,可列举仅包含芳香环的一价基,以及烷基与芳香环键结而成的一价基。作为所述R所表示的芳基的具体例,可列举:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基等。作为所述芳基,优选为仅包含芳香环的基,更优选为苯基及萘基,就可见光透过性等方面而言,进而优选为苯基。
作为所述R,就所得的光学滤光片的耐热性等方面而言,优选为具有取代基或未经取代的芳基。
所述多个R分别所表示的烷基及芳基可具有取代基,也可不具有,但优选为具有取代基。即,所述多个R优选为分别独立地为具有取代基的烷基、或者具有取代基的芳基。如此,通过所述多个R具有取代基,[A1]酞菁化合物的相容性进一步提高,所得的光学滤光片的异物等缺陷进一步得到抑制,与可见光透过性及红外线遮蔽性有关的特性也变得更良好。进而,通过所述多个R具有取代基,所得的光学滤光片的耐热性也提高。
作为所述多个R分别所表示的烷基及芳基可具有的取代基,可为烯基、炔基等烃基,但优选为具有杂原子的基。所谓杂原子是指氢原子及碳原子以外的原子。通过所述多个R分别所表示的烷基及芳基含有具有杂原子的取代基,相容性等进一步提高,所得的光学滤光片的异物等缺陷进一步得到抑制,与可见光透过性及红外线遮蔽性有关的特性也变得更良好。进而,通过所述多个R含有具有杂原子的取代基,所得的光学滤光片的耐热性也提高。作为所述杂原子,优选为卤素原子、氧原子及硫原子,更优选为卤素原子及氧原子。
作为具有杂原子的取代基,可列举:卤素原子、烷氧基、烷硫基、氰基、硝基、羧基、羟基、硫醇基、氨基等。
作为卤素原子,可列举:氟原子、氯原子、溴原子等,优选为氟原子。
作为烷氧基,可列举甲氧基、乙氧基、丙氧基等,优选为甲氧基及乙氧基,更优选为甲氧基。
作为烷硫基,可列举甲硫基(CH3-S-)、乙硫基(C2H5-S-)、丙硫基(C3H7-S-)等,更优选为甲硫基及乙硫基。
在具有杂原子的取代基中,优选为卤素原子、烷氧基及烷硫基,更优选为卤素原子及烷氧基。另外,也优选为卤素原子、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基或它们的组合。
所述多个R可相同也可不同,但优选为相同。
作为所述X所表示的卤素原子,可列举作为所述取代基的卤素原子所例示的原子。
作为所述X所表示的烷基,可列举作为所述R所表示的烷基而例示者。
所述多个X也可相互键结。通常,多个X中,键结于同一苯环的两个X相互键结,并与这些所键结的碳链一起形成芳香环。作为所形成的芳香环,可列举:苯环、萘环、蒽环等。这些芳香环的氢原子也可经烃基或其他取代基取代。
作为所述X,优选为氢原子。另外,多个X可相同也可不同,但优选为相同。
作为所述M所表示的二价金属原子,可列举:Pd、Cu、Zn、Pt、Ni、Co、Fe、Mn、Sn、In、Ru、Rh、Pb等。再者,所谓二价金属原子是指可成为二价阳离子的金属原子。
此处,所谓金属原子的衍生物是指包含金属原子的原子群。所谓三价金属原子是指可成为三价阳离子的金属原子。作为三价金属原子,可列举Al、In等。所谓四价金属原子是指可成为四价阳离子的金属原子。作为四价金属原子,可列举Si、Ge、Sn等。再者,金属原子中也包含半金属原子。作为所述M所表示的三价或四价金属原子的衍生物,可列举:AlCl、AlBr、AlI、AlOH、InCl、InBr、InI、InOH、SiCl2、SiBr2、SiI2、Si(OH)2、GeCl2、GeBr2、GeI2、SnCl2、SnBr2、SnI2、Sn(OH)2、VO、TiO等。
作为所述M,优选为H2(两个氢原子)、Pd、Cu、Zn、Pt、Ni、Co、Fe、Mn、Sn、In、SnCl2、AlCl、VO及TiO,更优选为VO。
作为所述n的下限,优选为4。作为所述n的上限,优选为5,更优选为4。多个n可相同也可不同,但优选为相同。
[A1]酞菁化合物的极大吸收波长的下限优选为680nm,更优选为700nm,进而优选为720nm。另一方面,所述极大吸收波长的上限优选为1,000nm,更优选为900nm,进而优选为800nm,进而更优选为750nm。通过[A1]酞菁化合物的极大吸收波长为所述范围内,可形成具有与可见光透过性及红外线遮蔽性有关的更良好的特性的光学滤光片。
[A1]酞菁化合物的合成方法并无特别限定,可将已知的方法组合而合成。例如可通过使下述式(i)所表示的邻苯二甲腈(phthalonitrile)系化合物或式(ii)所表示的1,3-二亚氨基异吲哚啉系化合物与金属或金属衍生物反应来合成。
[化4]
式(i)及式(ii)中,R、X及n与式(1)中者含义相同。
作为金属或金属衍生物,可列举:Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Ru、Rh、Pd、In、Sn、Pt、Pb及这些的卤化物、羧酸盐、硫酸盐、硝酸盐、羰基化合物、氧化物、络合物等。这些中,尤其可优选地使用金属的卤化物及羧酸盐。作为这些的例子,可列举:氯化铜、溴化铜、碘化铜、氯化镍、溴化镍、乙酸镍、氯化钴、氯化铁、氯化锌、溴化锌、碘化锌、乙酸锌、氯化钒、氧氯化钒、氯化钯、乙酸钯、氯化铝、氯化锰、氯化铅、乙酸铅、氯化铟、氯化钛、氯化锡等。
反应温度例如为60℃~300℃,优选为100℃~220℃。反应时间例如为30分钟~72小时,优选为1小时~48小时。在反应中,优选为使用溶媒。作为反应中使用的溶媒,优选为沸点60℃以上的有机溶媒,更优选为80℃以上的有机溶媒。
作为所使用的有机溶媒的例子,可列举:甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、正己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-十二烷醇、苄醇、乙二醇、丙二醇、乙氧基乙醇、丙氧基乙醇、丁氧基乙醇、二甲基乙醇、二乙基乙醇等醇溶媒、二氯苯、三氯苯、氯萘、环丁砜、硝基苯、喹啉、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮(1,3-Dimethyl imidazolidinone,DMI)、脲等高沸点溶媒。
反应是在催化剂的存在下或不存在下进行,但优选为在催化剂存在下。作为催化剂,可使用钼酸铵等无机催化剂、或1,8-二氮杂双环[5.4.0]-十一碳-7-烯(1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene,DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene,DBN)等碱性有机催化剂。
在式(1)中的M为两个氢原子的酞菁化合物的情况下,可通过使式(i)所表示的邻苯二甲腈系化合物或式(ii)所表示的1,3-二亚氨基异吲哚啉系化合物与金属钠或金属钾在所述反应条件下反应后利用盐酸、硫酸等对作为中心金属的钠或钾进行脱离处理来加以制造。
在反应结束后,将溶媒蒸馏去除,或者将反应液排出到相对于酞菁化合物的不良溶媒中使目标物析出,过滤析出物,由此可获得式(1)所表示的酞菁化合物。视需要可通过进一步利用再结晶或管柱色谱等已知的精制方法进行精制而获得更高纯度的目标物。
再者,式(i)所表示的邻苯二甲腈系化合物及式(ii)所表示的1,3-二亚氨基异吲哚啉系化合物可参考已知的方法合成。例如可参考日本专利特表2003-516421号中记载的方法来合成。
作为[A1]酞菁化合物在所述组合物(I)中的全部固体成分(溶媒以外的全部成分)中所占的含量的下限,优选为0.1质量%,更优选为0.5质量%,进而优选为1质量%,进而更优选为2质量%。另一方面,作为所述含量的上限,优选为30质量%,更优选为15质量%,进而优选为10质量%,进而更优选为8质量%。通过将[A1]酞菁化合物的含量设为所述范围内,与所得的光学滤光片的可见光透过性及红外线遮蔽性有关的特性变得更良好。
[A1]酞菁化合物可单独使用一种,也可混合使用两种以上。
([B]粘合剂树脂)
[B]粘合剂树脂是在所得的光学滤光片中保持[A1]酞菁化合物等且成为基质的成分。
为了提高强度、灵敏度、耐热性等,[B]粘合剂树脂优选为具有聚合性基,更优选为具有包含聚合性基的结构单元。作为聚合性基,可列举:氧杂环丙基、氧杂环丁基、(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烷氧基硅烷基等,优选为氧杂环丙基、氧杂环丁基、(甲基)丙烯酰基、烷氧基硅烷基或这些的组合,更优选为(甲基)丙烯酰基。
作为提供包含聚合性基的结构单元的单量体,可列举:(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、3-(甲基)丙烯酰氧基甲基-3-乙基氧杂环丁烷、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基三环[5.2.1.02.6]癸酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等。
另外,例如通过使具有与羧基反应的基(氧杂环丙基、氧杂环丁基等)、及(甲基)丙烯酰基等聚合性基的化合物,和含有具有羧基的结构单元的树脂反应,也可导入含有聚合性基的结构单元。
相对于[B]粘合剂树脂100质量%,作为[B]粘合剂树脂中的具有聚合性基的结构单元的含量的下限,优选为5质量%,更优选为10质量%,进而优选为15质量%,有时也进而更优选为30质量%、50质量%或75质量%。另一方面,作为所述含量的上限,优选为95质量%,更优选为90质量%,进而优选为85质量%。
为了提高耐热性,[B]粘合剂树脂优选为在主链具有环结构。作为所述环结构的环元数,例如可为3~12,优选为5~8。
作为提供在主链具有环结构的结构单元的单量体,可列举N取代马来酰亚胺系单量体、环烯烃等。
所谓N取代马来酰亚胺系单量体,为键结于马来酰亚胺中的氮原子上的氢原子由取代基取代的化合物。作为所述取代基,优选为烃基,更优选为具有环结构的烃基,更优选为芳香族烃基。作为N取代马来酰亚胺系单量体,可列举:N-苯基马来酰亚胺、N-萘基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-环辛基马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺等。
作为环烯烃,可列举:降冰片烯系烯烃、四环十二烯系烯烃、二环戊二烯系烯烃等。
除此以外,作为在主链具有环结构的粘合剂树脂,也可使用酚树脂等。
相对于[B]粘合剂树脂100质量%,作为[B]粘合剂树脂中的在主链具有环结构的结构单元的含量,优选为1质量%~50质量%,更优选为5质量%~30质量%。
[B]粘合剂树脂优选为包含酸性基。作为酸性基,例如可列举:羧基、酸酐基、酚性羟基、磺基等。所述中,作为酸性基,也优选为羧基。[B]粘合剂树脂优选为包含具有一个以上的酸性基的结构单元的树脂。在[B]粘合剂树脂具有酸性基的情况下,可显示出良好的碱可溶性。在[B]粘合剂树脂具有碱可溶性的情况下,可进行碱显影,可形成具有所需的图案形状的光学滤光片。
作为提供包含酸性基的结构单元的单量体,含有羧基的单量体例如可列举:(甲基)丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、肉桂酸之类的不饱和单羧酸;马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐、中康酸之类的不饱和二羧酸或其酐;琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯、邻苯二甲酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯之类的二价以上的多元羧酸的单〔(甲基)丙烯酰氧基烷基〕酯;ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯之类的在两末端具有羧基与羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯等。
作为具有酚性羟基的单量体,可列举:4-乙烯基苯酚、4-异丙烯基苯酚、4-羟基苯基(甲基)丙烯酸酯等。
相对于[B]粘合剂树脂100质量%,作为[B]粘合剂树脂中的包含酸性基的结构单元的含量,优选为1质量%~50质量%,更优选为5质量%~30质量%。
[B]粘合剂树脂可进一步包含其他结构单元。作为提供其他结构单元的单量体,例如可列举:
苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对羟基苯乙烯、对羟基-α-甲基苯乙烯、对乙烯基苄基缩水甘油醚、苊等芳香族乙烯基化合物、
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、聚乙二醇(聚合度2~10)甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(聚合度2~10)单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸4-羟基苯酯、对枯基苯酚的环氧乙烷改性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯、3-〔(甲基)丙烯酰氧基甲基〕氧杂环丁烷、3-〔(甲基)丙烯酰氧基甲基〕-3-乙基氧杂环丁烷等(甲基)丙烯酸酯、环己基乙烯基醚、异冰片基乙烯基醚、三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基乙烯基醚、五环十五烷基乙烯基醚、3-(乙烯氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷等乙烯基醚、
聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸-正丁酯、聚硅氧烷等在聚合物分子链的末端具有单(甲基)丙烯酰基的大分子单体等。
[B]粘合剂树脂可通过使用所述各单量体等并利用已知的方法进行聚合而获得。另外,[B]粘合剂树脂可单独使用一种,也可使用两种以上。
[B]粘合剂树脂的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)在利用凝胶渗透色谱(gelpermeation chromatography,GPC)法测定的值中,优选为2,000~500,000,更优选为3,000~100,000,进而优选为4,000~30,000。若Mw处于所述范围,则可获得相对于溶媒或显影液的溶解性优异、具有充分的机械特性的[B]粘合剂树脂。
作为[B]粘合剂树脂在所述组合物(I)中的全部固体成分中所占的含量的下限,优选为5质量%,更优选为10质量%,进而优选为20质量%。另一方面,作为所述含量的上限,优选为70质量%,更优选为60质量%,进而优选为50质量%。通过将[B]粘合剂树脂的含量设为所述范围内,可充分发挥与所得的光学滤光片的可见光透过性及红外线遮蔽性有关的特性,且也可提高耐热性等。
([C]红外线遮蔽剂)
[C]红外线遮蔽剂为金属氧化物、铜化合物([A1]酞菁化合物除外)或这些的组合。作为[C]红外线遮蔽剂,优选为在800nm以上且2000nm以下的范围内具有极大吸收波长的化合物。通过将所述[C]红外线遮蔽剂与[A1]酞菁化合物并用,所得的光学滤光片的红外线遮蔽性能进一步提高。
关于作为[C]红外线遮蔽剂的金属氧化物,例如可列举:氧化钨系化合物、石英(SiO2)、磁铁矿(Fe3O4)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、尖晶石(MgAl2O4)等。
关于作为[C]红外线遮蔽剂的铜化合物,可列举铜酞菁系化合物或其他铜络合物等。作为铜酞菁系化合物,可列举铜酞菁、氯化铜酞菁、氯化溴化铜酞菁、溴化铜酞菁等。
作为[C]红外线遮蔽剂,优选为金属氧化物,更优选为氧化钨系化合物。氧化钨系化合物是对红外线(尤其是波长约800nm以上且1200nm以下的红外线)的吸收高(即,对红外线的遮蔽性高)、对可见光的吸收低的红外线遮蔽剂。因此,通过所述组合物(I)含有氧化钨系化合物,可维持所得的光学滤光片的良好的可见光透过性且提高红外线遮蔽性。[C]红外线遮蔽剂可单独使用一种,也可混合使用两种以上。
作为氧化钨系化合物,更优选为下述式(3)所表示的氧化钨系化合物。
AxWOy···(3)
式(3)中,A为金属元素。0.001≦x≦1.1。2.2≦y≦3.0。
作为所述式(3)中的A所表示的金属元素,可列举:碱金属、碱土类金属、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Sn、Pb、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi等。A所表示的金属元素可为一种也可为两种以上。
作为所述A,优选为碱金属,更优选为Rb及Cs,进而优选为Cs。即,金属氧化物更优选为氧化钨铯。
通过所述式(3)中的x为0.001以上,可充分遮蔽红外线。x的下限优选为0.01,更优选为0.1。另一方面,通过x为1.1以下,可更确实地避免在氧化钨系化合物中生成杂质相。x的上限优选为1,更优选为0.5。
通过所述式(3)中的y为2.2以上,可进一步提高作为材料的化学稳定性。y的下限优选为2.5。另一方面,通过y为3.0以下,可充分遮蔽红外线。
作为所述式(3)所表示的氧化钨系化合物的具体例,可列举Cs0.33WO3、Rb0.33WO3、K0.33WO3、Ba0.33WO3等,优选为Cs0.33WO3及Rb0.33WO3,进而优选为Cs0.33WO3
[C]红外线遮蔽剂优选为微粒子。作为[C]红外线遮蔽剂的平均粒径(D50)的上限,优选为500nm,更优选为200nm,进而优选为50nm,进而更优选为30nm。通过平均粒径为所述上限以下,可进一步提高可见光透过性。另一方面,就制造时的操作容易性等的原因而言,[C]红外线遮蔽剂的平均粒径通常为1nm以上,也可为10nm以上。
[C]红外线遮蔽剂也可通过已知的方法合成,可作为市售品而获取。在金属氧化物例如为氧化钨系化合物的情况下,氧化钨系化合物例如可通过在惰性气体环境或还原性气体环境中对钨化合物进行热处理的方法而获得。另外,氧化钨系化合物例如也可作为住友金属矿山公司的“YMF-02”等的钨微粒子的分散物而获取。
作为[C]红外线遮蔽剂在所述组合物(I)中的全部固体成分中所占的含量的下限,优选为1质量%,更优选为5质量%,进而优选为10质量%,进而更优选为15质量%。另一方面,作为所述含量的上限,优选为70质量%,更优选为50质量%,进而优选为40质量%,进而更优选为30质量%。通过将[C]红外线遮蔽剂的含量设为所述范围内,与所得的光学滤光片的可见光透过性及红外线遮蔽性有关的特性变得更良好。
作为[C]红外线遮蔽剂的含量相对于[A1]酞菁化合物的含量的质量比([C]/[A1])的下限,优选为1,更优选为2,进而优选为3。另一方面,作为所述质量比([C]/[A1])的上限,优选为40,更优选为20,进而优选为10。通过将[A1]酞菁化合物与[C]红外线遮蔽剂的含量比设为所述范围内,与所得的光学滤光片的可见光透过性及红外线遮蔽性有关的特性变得更良好。
([D]分散剂)
所述组合物(I)优选为进而包含[D]分散剂。通过[D]分散剂,可提高[C]红外线遮蔽剂(尤其是金属氧化物)的均匀分散性,与所得的光学滤光片的可见光透过性及红外线遮蔽性有关的特性变得更良好。
作为[D]分散剂,例如可列举:氨基甲酸酯系分散剂、聚乙亚胺系分散剂、聚氧乙烯烷基醚系分散剂、聚氧乙烯烷基苯基醚系分散剂、聚乙二醇二酯系分散剂、山梨醇酐脂肪酸酯系分散剂、聚酯系分散剂、(甲基)丙烯酸系分散剂等。这些中,优选为(甲基)丙烯酸系分散剂。[D]分散剂优选为嵌段共聚物。
[D]分散剂可在商业上获取,例如(甲基)丙烯酸系分散剂可列举迪斯帕毕克(Disperbyk)-2000、迪斯帕毕克(Disperbyk)-2001、毕克(BYK)-LPN6919、毕克(BYK)-LPN21116、毕克(BYK)-LPN22102(以上为毕克化学(BYK)公司制造),氨基甲酸酯系分散剂可列举迪斯帕毕克(Disperbyk)-161、迪斯帕毕克(Disperbyk)-162、迪斯帕毕克(Disperbyk)-165、迪斯帕毕克(Disperbyk)-167、迪斯帕毕克(Disperbyk)-170、迪斯帕毕克(Disperbyk)-182、迪斯帕毕克(Disperbyk)-2164(以上为毕克化学(BYK)公司制造)、索努帕斯(Solsperse)76500(路博润(Lubrizol)(股)公司制造),聚乙亚胺系分散剂可列举索努帕斯(Solsperse)24000(路博润(Lubrizol)(股)公司制造),聚酯系分散剂可列举阿吉斯帕(Ajisper)PB821、阿吉斯帕(Ajisper)PB822、阿吉斯帕(Ajisper)PB880、阿吉斯帕(Ajisper)PB881(以上为味之素精细化学(Ajinomoto Fine-Techno)(股)公司制造),此外可列举毕克(BYK)-LPN21324(毕克化学(BYK)公司制造)等。
作为[D]分散剂的胺价的下限,优选为10mgKOH/g,更优选为40mgKOH/g,进而优选为80mgKOH/g。另一方面,作为所述胺价的上限,优选为300mgKOH/g,更优选为200mgKOH/g,进而优选为160mgKOH/g。通过使用具有所述胺价的分散剂,[C]红外线遮蔽剂的分散性提高,可进一步提高所得的光学滤光片的特性。再者,所谓“胺价”是与中和分散剂固体成分1g所需要的HCl当量的KOH的mg数。
相对于[C]红外线遮蔽剂100质量份,[D]分散剂的含量的下限优选为5质量份,更优选为10质量份,进而优选为20质量份。另一方面,所述含量的上限优选为200质量份,更优选为100质量份,进而优选为60质量份。
([E]聚合性化合物)
所述组合物(I)优选为进而包含[E]聚合性化合物。在所述组合物(I)含有[E]聚合性化合物的情况下,可发挥良好的硬化性或所得的光学滤光片的良好的耐热性等。所谓[E]聚合性化合物是指具有两个以上可聚合的基的化合物。再者,具有两个以上可聚合的基的[B]粘合剂树脂不包含于[E]聚合性化合物中。作为可聚合的基,例如可列举乙烯性不饱和基、氧杂环丙基、氧杂环丁基、N-烷氧基甲基氨基等。作为[E]聚合性化合物,优选为具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物及具有两个以上的N-烷氧基甲基氨基的化合物,更优选为具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物。[E]聚合性化合物可使用一种或混合使用两种以上。
作为具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物,可列举:作为脂肪族多羟基化合物与(甲基)丙烯酸的反应物等的多官能(甲基)丙烯酸酯、经己内酯改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、经环氧烷改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、作为具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与多官能异氰酸酯的反应物等的多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、作为具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物等的具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
此处,作为所述脂肪族多羟基化合物,例如可列举:乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二价脂肪族多羟基化合物、或者甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等三价以上的脂肪族多羟基化合物。作为所述具有羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如可列举(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯等。作为所述多官能异氰酸酯,例如可列举:甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。作为所述酸酐,例如可列举:琥珀酸酐、马来酸酐、戊二酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐等二元酸酐、或者均苯四甲酸二酐、联苯四羧酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐等四元酸二酐。
作为具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物的具体例,例如可列举:ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯、乙二醇(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双苯氧基乙醇芴二(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-羟基-3-(甲基)丙烯酰氧基丙酯、(甲基)丙烯酸2-(2'-乙烯氧基乙氧基)乙酯、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(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、环氧乙烷改性二季戊四醇六丙烯酸酯、琥珀酸改性季戊四醇三丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物等。
具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物中,优选为多官能(甲基)丙烯酸酯,更优选为具有3个以上且10个以下的(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯。具体而言,优选为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯及二季戊四醇六丙烯酸酯。
作为具有两个以上的N-烷氧基甲基氨基的化合物,例如可列举具有三聚氰胺结构、苯并胍胺结构、脲结构的化合物等。作为具有两个以上的N-烷氧基甲基氨基的化合物的具体例,可列举:N,N,N',N',N”,N”-六(烷氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N',N'-四(烷氧基甲基)苯并胍胺、N,N,N',N'-四(烷氧基甲基)甘脲等。
作为[E]聚合性化合物在所述组合物(I)的全部固体成分中所占的含量的下限,优选为5质量%,更优选为10质量%,进而优选为20质量%。另一方面,作为所述含量的上限,优选为60质量%,更优选为50质量%,进而优选为40质量%。
([F]聚合引发剂)
所述组合物(I)优选为含有[F]聚合引发剂。作为[F]聚合引发剂,可列举光聚合引发剂、热聚合引发剂等,优选为光聚合引发剂。由此,可对所述组合物(I)赋予感光性(感放射线性)。所谓光聚合引发剂是指通过可见光线、紫外线、远紫外线、电子束、X射线等放射线的曝光而产生使[E]聚合性化合物等的聚合开始的活性种的化合物。[F]聚合引发剂可使用一种或混合使用两种以上。
作为[F]聚合引发剂,例如可列举:噻吨酮系化合物、苯乙酮系化合物、联咪唑系化合物、三嗪系化合物、O-酰基肟系化合物、鎓盐系化合物、安息香系化合物、二苯甲酮系化合物、α-二酮系化合物、多核醌系化合物、二偶氮系化合物、酰亚胺磺酸盐系化合物等。这些中,优选为噻吨酮系化合物、苯乙酮系化合物、联咪唑系化合物、三嗪系化合物及O-酰基肟系化合物,更优选为O-酰基肟系化合物。
作为噻吨酮系化合物,可列举:噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等。
作为苯乙酮系化合物,可列举:2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-酮等。
作为联咪唑系化合物,可列举:2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑等。
再者,在使用联咪唑系化合物的情况下,就可改良灵敏度的方面而言,优选为并用供氢体。此处所述的“供氢体”是指可通过曝光对由联咪唑系化合物所产生的自由基供给氢原子的化合物。作为供氢体,例如可列举2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑等硫醇系供氢体;4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮等胺系供氢体。
作为三嗪系化合物,例如可列举日本专利特公昭57-6096号公报、日本专利特开2003-238898号公报的段落[0063]~段落[0065]中记载的化合物。
作为O-酰基肟系化合物,可列举:1,2-辛二酮-1-〔4-(苯硫基)苯基〕-2-(O-苯甲酰基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-〔9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基〕-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-〔9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊基)甲氧基苯甲酰基}-9H-咔唑-3-基〕-1-(O-乙酰基肟)等。作为O-酰基肟系化合物的市售品,也可使用NCI-831、NCI-930(以上为艾迪科(ADEKA)股份有限公司制造)、OXE-03、OXE-04(以上为巴斯夫(BASF)公司制造)等。
在使用光聚合引发剂的情况下,也可并用增感剂。作为所述增感剂,例如可列举:4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4-二乙基氨基苯乙酮、4-二甲基氨基苯丙酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、2,5-双(4-二乙基氨基亚苄基)环己酮、7-二乙基氨基-3-(4-二乙基氨基苯甲酰基)香豆素、4-(二乙基氨基)查尔酮等。
作为[F]聚合引发剂在所述组合物(I)中的全部固体成分中所占的含量的下限,优选为1质量%,更优选为3质量%。另一方面,作为所述含量的上限,优选为30质量%,更优选为10质量%。
(其他有机色素)
所述组合物(I)也可含有[A1]酞菁化合物及作为为[B]红外线遮蔽剂的铜化合物的有机色素以外的已知的有机色素。作为其他有机色素,可列举二亚胺化合物、方酸内鎓盐化合物、花青化合物、萘酞菁化合物、夸特锐烯化合物、铵化合物、亚胺化合物、偶氮化合物、蒽醌化合物、卟啉化合物、吡咯并吡咯化合物、氧杂菁化合物、克酮鎓化合物、六元卟啉(hexaphyrin)化合物等(包含铜原子者除外)。另外,也可使用[A1]酞菁化合物及作为[B]红外线遮蔽剂的酞菁化合物以外的酞菁化合物。
再者,优选为将[A1]酞菁化合物与[A1]酞菁化合物以外的酞菁化合物(以下,也称为“[a]酞菁化合物”)并用。作为[a]酞菁化合物的极大吸收波长的下限,优选为600nm,更优选为650nm。另一方面,作为[a]酞菁化合物的极大吸收波长的上限,优选为900nm,更优选为850nm,有时也进而优选为800nm,有时也进而优选为750nm。作为[A1]酞菁化合物的极大吸收波长与[a]酞菁化合物的极大吸收波长的差的下限,优选为10nm,更优选为30nm。另一方面,作为所述差的上限,优选为100nm,更优选为80nm,进而优选为60nm。[a]酞菁化合物可列举现有已知的各种酞菁化合物。
作为[A1]酞菁化合物在所述组合物(I)中的全部有机色素中所占的含量的下限,优选为50质量%,更优选为70质量%,有时也更优选为80质量%,有时也更优选为90质量%,有时也更优选为99质量%。作为有机色素,有时也优选为实质上仅含有[A1]酞菁化合物。所述组合物(I)通过以所述方式减少其他有机色素的含量,可提高生产性。
(添加剂)
所述组合物(I)除了所述[A1]~[F]成分及其他有机色素以外,也可视需要含有各种添加剂。
作为添加剂,例如可列举:表面活性剂、密接促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防凝聚剂、残渣改善剂、显影性改善剂、反应调整剂等。
作为表面活性剂,可列举氟表面活性剂、硅酮表面活性剂等。
作为密接促进剂,可列举:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等。
作为抗氧化剂,可列举:2,2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二-叔丁基苯酚、季戊四醇四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂-螺[5.5]十一烷、硫代二乙烯双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]等。作为抗氧化剂的含量,相对于[A]酞菁化合物100质量份而言通常可设为0.01质量份以上且10质量份以下。
作为紫外线吸收剂,可列举2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮类等。
作为防凝聚剂,可列举聚丙烯酸钠等。
作为残渣改善剂,可列举:丙二酸、己二酸、衣康酸、柠康酸、反丁烯二酸、中康酸、2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、5-氨基-1-戊醇、3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、4-氨基-1,2-丁二醇等。
作为显影性改善剂,可列举:琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯、邻苯二甲酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯、ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等剂等。
作为反应调整剂,可列举多官能硫醇等。
作为所述[A1]~[F]成分及其他有机色素以外的成分剂在所述组合物(I)中的全部固体成分中所占的含量的下限,优选为0.1质量%,更优选为1质量%。另一方面,作为所述含量的上限,优选为10质量%,更优选为5质量%。
(溶媒)
所述组合物(I)通常是作为含有溶媒(分散介质)的液状组合物而制备。作为溶媒,只要为将其他成分分散或溶解且不与这些成分反应、具有适度的挥发性的溶媒,则可适宜选择使用。
作为所述溶媒,例如可列举:
乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单-正丙醚、乙二醇单-正丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单-正丙醚、二乙二醇单-正丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单-正丙醚、丙二醇单-正丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单-正丙醚、二丙二醇单-正丁醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单乙醚等(聚)烷二醇单烷基醚类、
乳酸甲酯、乳酸乙酯等乳酸烷基酯、
甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、异丁醇、叔丁醇、辛醇、2-乙基己醇、环己醇等(环)烷基醇类、
二丙酮醇等酮醇类、
乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等(聚)烷二醇单烷基醚乙酸酯类、
二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二乙醚、四氢呋喃等其他醚类、
甲基乙基酮、2-庚酮、3-庚酮等链状酮、环戊酮、环己酮等环状酮等酮类、
丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等二乙酸酯类、
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、乙氧基乙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯等烷氧基羧酸酯类、
乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸乙酯等其他酯类、
甲苯、二甲苯等芳香族烃类、
N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺或内酰胺类等。
所述组合物(I)中的溶媒的含量并无特别限定。作为所述组合物(I)中的固体成分浓度(除了溶媒以外的各成分的合计浓度)的下限,优选为5质量%,更优选为10质量%。另一方面,作为所述固体成分浓度的上限,优选为50质量%,更优选为40质量%。通过将固体成分浓度设为所述范围内,分散性、稳定性、涂布性等变得更良好。
(制备方法)
作为所述组合物(I)的制备方法,并无特别限定,可通过将各成分混合而制备。例如,在所述组合物包含作为[C]红外线遮蔽剂的金属氧化物、及[D]分散剂的情况下,可采用如下方法:首先制备含有[C]红外线遮蔽剂、[D]分散剂及溶媒的分散液,在所述分散液中添加[A1]酞菁化合物、[B]粘合剂树脂及或视需要的其他成分并加以混合。分散液或所述组合物(I)也可视需要实施过滤处理而去除凝聚物。
<光学传感器用组合物(II)>
本发明的一实施方式的光学传感器用组合物(II)(以下,也简称为“组合物(II)”)含有[A2]酞菁化合物。[A2]酞菁化合物为下述式(2)所表示的化合物。所述组合物(II)含有所述[A2]酞菁化合物,因此可形成异物等缺陷少、具有与可见光透过性及红外线遮蔽性有关的良好的特性的光学滤光片。
[化5]
式(2)中,多个R分别独立地为具有取代基的烷基、或者具有取代基的芳基。多个X分别独立地为氢原子、卤素原子或烷基。多个X也可相互键结并与这些所键结的碳链一起形成芳香环。M为两个氢原子、二价金属原子或者三价或四价金属原子的衍生物。多个n分别独立地为3~6的整数。
关于[A2]酞菁化合物,除了所述多个R分别独立地为具有取代基的烷基或具有取代基的芳基以外,与所述[A1]酞菁化合物相同。[A2]酞菁化合物的优选形态也与所述[A1]酞菁化合物相同。
所述组合物(II)除了含有[A2]酞菁化合物代替[A1]酞菁化合物且不使[B]粘合剂树脂为必须成分以外,与所述组合物(I)相同。所述组合物(II)优选为含有[B]粘合剂树脂。除此以外,所述组合物(II)的具体形态及优选形态与所述组合物(I)相同。
<红外线遮蔽膜>
可由本发明的一实施方式的组合物(I)及组合物(II)(以下,也将组合物(I)及组合物(II)汇总简称为“组合物”)形成光学滤光片用红外线遮蔽膜。所述红外线遮蔽膜的异物等缺陷少、具有与可见光透过性及红外线遮蔽性有关的良好的特性。
所述红外线遮蔽膜例如可通过以下方法形成。首先,在支撑体上涂布所述组合物后,进行预烘烤而使溶媒蒸发,从而形成涂膜。继而,在对所述涂膜进行曝光后,使用显影液进行显影,并将涂膜的未曝光部溶解去除。其后,通过进行后烘烤,可获得经图案化为规定形状的红外线遮蔽膜(I)。再者,在所述组合物不含[E]聚合性化合物及[F]聚合引发剂的情况下,也可不进行曝光等硬化处理。另外,也可不进行显影处理,所述情况下,可形成未经图案化的红外线遮蔽膜。
作为涂布所述组合物的所述支撑体,所述透明基板、微透镜、彩色滤光片等适合。所述涂布可采用喷雾法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、缝模涂布法(狭缝涂布法)、棒涂布法等适宜的涂布法。
作为所述预烘烤的加热干燥的条件,例如为70℃以上且110℃以下、1分钟以上且10分钟以下左右。
作为涂膜的曝光中使用的放射线的光源,例如可列举:氙气灯、卤素灯、钨灯、高压水银灯、超高压水银灯、金属卤素灯、中压水银灯、低压水银灯等灯光源或氩离子激光、钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)激光、XeCl准分子激光、氮气激光等激光光源等。作为曝光光源,也可使用紫外线发光二极管(light emitting diode,LED)。波长优选为190nm以上且450nm以下的范围内的放射线。放射线的曝光量通常为10J/m2以上且50,000J/m2以下左右。
作为所述显影液,通常为碱性显影液。作为碱性显影液,例如优选为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、胆碱、1,8-二氮杂双环-[5.4.0]-7-十一烯、1,5-二氮杂双环-[4.3.0]-5-壬烯等的水溶液。在碱性显影液中例如也可添加适量的甲醇、乙醇等水溶性有机溶媒或表面活性剂等。再者,显影后通常进行水洗。
作为显影处理法,可应用喷淋显影法、喷雾显影法、浸渍(dip)显影法、旋覆浸没式(puddle)(覆液)显影法等。显影条件在常温下为5秒以上且300秒以下左右。
作为后烘烤的条件,通常为180℃以上且280℃以下、1分钟以上且60分钟以下左右。
作为以所述方式形成的红外线遮蔽膜的平均膜厚的下限,通常为0.5μm,优选为1μm。另一方面,作为所述平均膜厚的上限,通常为10μm,优选为5μm。通过红外线遮蔽膜的平均膜厚为所述范围内,可见光透过性与红外线遮蔽性的平衡变得更良好。
<光学滤光片>
由本发明的一实施方式的组合物形成的红外线遮蔽膜可用于光学滤光片中。具有所述红外线遮蔽膜的光学滤光片的异物等缺陷少、具有与可见光透过性及红外线遮蔽性有关的良好的特性。所述光学滤光片用作固体摄像元件等的光学传感器的光学滤光片。
所述光学滤光片可为仅包含所述红外线遮蔽膜的光学滤光片,也可为包含所述红外线遮蔽膜与其他构成构件的光学滤光片。例如所述光学滤光片也可为具有所述红外线遮蔽膜与其他层的层叠体。
所述红外线遮蔽膜优选为作为一构成构件而被组入至固体摄像元件等光学传感器中。所述情况下,所述红外线遮蔽膜以单体的形式作为光学滤光片(红外线截止滤光片)发挥功能。通过在光学传感器中组入所述红外线遮蔽膜,可获得大的工艺裕度等而优选。在所述红外线遮蔽膜被组入至固体摄像元件中的情况下,所述红外线遮蔽膜例如可配置于固体摄像元件的微透镜的外表面侧、微透镜与彩色滤光片之间、彩色滤光片与光电二极管之间等。所述红外线遮蔽膜优选为层叠于微透镜与彩色滤光片之间或彩色滤光片与光电二极管之间。
作为所述光学滤光片,也可为在透明基板的表面层叠有所述红外线遮蔽膜而成的光学滤光片。作为所述透明基板,可采用玻璃或透明树脂等。作为所述透明树脂,可列举聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。所述光学滤光片也可作为固体摄像元件中的红外线截止滤光片等而优选地使用。
具备所述光学滤光片的固体摄像元件等的光学传感器在数字静态照相机、移动电话用照相机、数字摄像机、个人计算机(Personal Computer,PC)照相机、监视照相机、汽车用照相机、便携式信息终端、计算机、游戏机、医疗机器等中有用。
<光学传感器>
所述光学滤光片用于固体摄像元件等的光学传感器中。所述光学滤光片的异物等缺陷少、具有与可见光透过性及红外线遮蔽性有关的良好的特性,因此具有所述光学滤光片的固体摄像元件等的光学传感器的灵敏度、颜色再现性等高,实用性优异。
以下,作为光学传感器的一例,对固体摄像元件进行说明。所述固体摄像元件通常具有配置有多个光电二极管的层、彩色滤光片及微透镜依次层叠而成的结构。另外,也可在这些层间设置平坦化层。在所述固体摄像元件中自微透镜侧入射光。入射光透过微透镜及彩色滤光片而到达光电二极管。再者,关于彩色滤光片,例如在R(红)、G(绿)及B(蓝)的滤光片各自中,以仅特定的波长范围的光透过的方式构成。
在所述固体摄像元件中,所述光学滤光片(红外线遮蔽膜)可设置于所述微透镜的外表面侧、所述微透镜与所述彩色滤光片之间、所述彩色滤光片与所述配置有多个光电二极管的层之间等。所述光学滤光片优选为层叠于微透镜与彩色滤光片之间或彩色滤光片与光电二极管之间。再者,在所述光学滤光片与微透镜、彩色滤光片、光电二极管等之间也可进一步设置其他层(平坦化层等)。
作为所述固体摄像元件的具体例,可列举作为照相机模块的CCD或CMOS等。所述固体摄像元件在数字静态照相机、移动电话用照相机、数字摄像机、PC照相机、监视照相机、汽车用照相机、便携式信息终端、计算机、游戏机、医疗机器等中有用。
实施例
以下,基于实施例对本发明加以具体说明,但本发明并不限定于这些实施例。
<合成例1>酞菁化合物(a-1)的合成
将4,7-双(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉32.9g、三氯化钒4.76g及DBU 13.74g在1-戊醇100mL中,在内温125℃下搅拌24小时。然后,添加甲醇600mL,将析出物滤出,进行干燥。利用管柱色谱(二氧化硅凝胶/甲苯)进行精制而获得绿色粉末11.2g。根据下述分析结果确认所得的化合物为作为目标的下述式(a-1)所表示的化合物(a-1)。
·MS:(EI)m/z 2245M+
·元素分析值:实测值(C:68.44%、H:6.44%、N:4.99%);
理论值(C:68.47%、H:6.46%、N:4.99%)
以所述方式获得的化合物的甲苯溶液在734.5nm显示极大吸收,克吸光系数为6.75×104mL/g·cm。
[化6]
再者,所述式中,“*”表示键结键(在以下的化学式中也相同)。
<合成例2>酞菁化合物(a-2)的合成
除了使用4,7-双(4-甲氧基丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉18.6g,来代替合成例1中的4,7-双(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉32.9g以外,与合成例1同样地获得绿色粉末14.5g。根据下述分析结果确认所得的化合物为作为目标的下述式(a-2)所表示的化合物(a-2)。
·MS:(EI)m/z 1267M+
·元素分析值:实测值(C:68.20%、H:7.66%、N:8.82%);
理论值(C:68.17%、H:7.63%、N:8.83%)
以所述方式获得的化合物的甲苯溶液在734.0nm显示极大吸收,克吸光系数为1.21×105mL/g·cm。
[化7]
<合成例3>酞菁化合物(a-3)的合成
除了使用4,7-双(4-(3-甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉29.4g,来代替合成例1中的4,7-双(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉32.9g以外,与合成例1同样地获得绿色粉末5.9g。根据下述分析结果确认所得的化合物为作为目标的下述式(a-3)所表示的化合物(a-3)。
·MS:(EI)m/z 2003M+
·元素分析值:实测值(C:71.85%、H:6.44%、N:5.57%);
理论值(C:71.87%、H:6.43%、N:5.59%)
以所述方式获得的化合物的甲苯溶液在735.5nm显示极大吸收,克吸光系数为7.40×104mL/g·cm。
[化8]
<合成例4>酞菁化合物(a-4)的合成
除了使用4,7-双(4-(2-氟苯氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉28.0g,来代替合成例1中的4,7-双(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉32.9g以外,与合成例1同样地获得绿色粉末11.2g。根据下述分析结果确认所得的化合物为作为目标的下述式(a-4)所表示的化合物(a-4)。
·MS:(EI)m/z 1908M+
·元素分析值:实测值(C:70.49%、H:5.51%、N:5.85%);
理论值(C:70.47%、H:5.49%、N:5.87%)
以所述方式获得的化合物的甲苯溶液在735.5nm显示极大吸收,克吸光系数为7.89×104mL/g·cm。
[化9]
<合成例5>酞菁化合物(a-5)的合成
除了使用4,7-双(4-((1,6-二甲氧基萘-2-基)氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉38.8g,来代替合成例1中的4,7-双(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉32.9g以外,与合成例1同样地获得绿色粉末31.0g。根据下述分析结果确认所得的化合物为作为目标的下述式(a-5)所表示的化合物(a-5)。
·MS:(EI)m/z 2645M+
·元素分析值:实测值(C:72.62%、H:6.05%、N:4.30%);
理论值(C:72.63%、H:6.10%、N:4.23%)
以所述方式获得的化合物的甲苯溶液在735.5nm显示极大吸收,克吸光系数为5.85×104mL/g·cm。
[化10]
/>
<合成例6>酞菁化合物(a-6)的合成
除了使用4,7-双(4-((1,6-二甲氧基萘-2-基)氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉19.4g及4,7-双(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉16.5g,来代替合成例1中的4,7-双(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亚氨基苯并异吲哚啉32.9g以外,与合成例1同样地获得绿色粉末28.1g。利用液相色谱质谱仪(liquidchromatography mass spectrometry,LC-MS)根据各成分的m/z的一致,确认所得的化合物为作为目标的下述式(a-6)所表示的化合物(a-6)。
以所述方式获得的化合物的甲苯溶液在735.5nm显示极大吸收,克吸光系数为6.30×104mL/g·cm。
[化11]
再者,所述酞菁化合物(a-1)~(a-6)均为所述式(1)所表示的酞菁化合物。
<合成例7>酞菁化合物(a'-1)的合成
按照日本专利特开平02-138382的实施例(65)的记载,合成下述式所表示的比较例用酞菁化合物(a'-1)(极大吸收波长725nm)。
[化12]
<合成例8>酞菁化合物(a'-2)的合成
使用日本专利特开2016-204536号公报的段落[0075](实施例4)中记载的方法,合成下述式所表示的比较例用酞菁化合物(a'-2)(极大吸收波长728nm)。
[化13]
<合成例9>酞菁化合物(a'-3)的合成
使用日本专利特开平05-25177的段落[0020]~段落[0025](实施例1)中记载的方法,合成下述式所表示的其他色素用酞菁化合物(a'-3)(极大吸收波长692nm)。
[化14]
<合成例10>氧化钨铯粉末的合成
使用日本专利第4096205号公报的段落[0113]中记载的方法,合成氧化钨铯(Cs0.33WO3)粉末。
<合成例11>粘合剂树脂(b-1)的合成
在反应容器中,使甲基丙烯酸苄酯14质量份、苯乙烯10质量份、N-苯基马来酰亚胺12质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯15质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯29质量份及甲基丙烯酸20质量份溶解于丙二醇单甲醚乙酸酯200质量份中,进而投入2,2'-偶氮异丁腈3质量份及α-甲基苯乙烯二聚体5质量份。对反应容器内进行氮气冲洗后,一面进行搅拌及氮气鼓泡(nitrogen bubbling)一面在80℃下进行5小时加热,而获得含有粘合剂树脂(b-1)的溶液(粘合剂树脂溶液(B-1):固体成分浓度35质量%)。针对所得的粘合剂树脂(b-1),使用昭和电工公司的凝胶渗透色谱(GPC)装置(GPC-104型,管柱:将3根昭和电工公司制造的LF-604与KF-602结合而成,展开溶剂:四氢呋喃),测定聚苯乙烯换算的分子量,结果重量平均分子量(Mw)为9700,数量平均分子量(Mn)为5700,Mw/Mn为1.70。再者,本合成例中,可将各单量体的投入比(质量比)、与所得的粘合剂树脂中的源自各单量体的结构单元的含量比(质量比)视为实质上相同(以下的合成例14中也相同)。
<合成例12>粘合剂树脂(b-2)的合成
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,投入丙二醇单甲醚200质量份并将温度上升为80℃。在同温度下花3小时滴加丙二醇单甲醚100质量份、甲基丙烯酸100质量份及2,2'-偶氮异丁腈5质量份的混合溶液,在滴加后保持温度并进行3小时聚合。其后,将反应溶液的温度升温至100℃~120℃,进而进行2小时反应。在冷却后,投入丙二醇单甲醚25质量份、丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯116质量份及催化剂量的二甲基苄基胺,升温至110℃并进行9小时反应,由此获得包含下述式所表示的粘合剂树脂(b-2)的溶液(粘合剂树脂溶液(B-2):固体成分浓度40质量%)。针对所得的粘合剂树脂,与合成例11同样地测定分子量,结果重量平均分子量(Mw)为15100,数量平均分子量(Mn)为7000,Mw/Mn为2.16。
[化15]
(在所述式中,组成比为质量比)
<合成例13>粘合剂树脂(b-3)的合成
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,投入丙二醇单甲醚200质量份并将温度上升为80℃。在同温度下花3小时滴加丙二醇单甲醚200质量份、甲基丙烯酸67质量份、N-环己基马来酰亚胺33质量份及2,2'-偶氮异丁腈5质量份的混合溶液,在滴加后保持温度并进行3小时聚合。其后,将反应溶液的温度升温至100℃~120℃,进而进行3小时反应。在冷却后,投入丙二醇单甲醚28质量份、丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯119质量份及催化剂量的二甲基苄基胺,升温至110℃并进行30小时反应,由此获得包含下述式所表示的粘合剂树脂(b-3)的溶液(粘合剂树脂溶液(B-3):固体成分浓度40质量%)。针对所得的粘合剂树脂,与合成例11同样地测定分子量,结果重量平均分子量(Mw)为17000,数量平均分子量(Mn)为7700,Mw/Mn为2.21。
[化16]
(在所述式中,组成比为质量比)
<合成例14>粘合剂树脂(b-4)的合成
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,投入2,2-偶氮双异丁腈5质量份、3-甲氧基丙酸甲酯140质量份及丙二醇单甲醚60质量份,进而投入甲基丙烯酸缩水甘油酯32质量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷40质量份、甲基丙烯酸苄酯11质量份、甲基丙烯酸正丁酯3质量份及甲基丙烯酸14质量份进行氮气置换后,缓慢搅拌且使溶液的温度上升到80℃。在所述温度下保持5小时进行聚合,由此获得包含粘合剂树脂(b-4)的溶液(以下粘合剂树脂溶液(B-4)固体成分浓度35质量%)。针对所得的粘合剂树脂,与合成例11同样地测定分子量,结果重量平均分子量(Mw)为9500,数量平均分子量(Mn)为5800,Mw/Mn为1.64。
<合成例15>分散剂(d-2)
使用文献(大分子(Macromolecules)1992,25,p5907-5913)中记载的方法,将甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯45质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯20质量份、甲基丙烯酸正丁酯5质量份、PME-200(甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯及CH2=C(CH3)COO(C2H4O)n-CH3(n≒4)所表示的单体的聚合物)30质量份一并聚合,获得包含无归共聚物的反应溶液。继而,反应溶液使用甲醇进行骤冷,将所得的反应溶液在7质量%的碳酸氢钠水溶液、继而水中进行清洗。其后,通过进行溶媒置换成丙二醇单甲醚乙酸酯(Propylene Glycol Monomethyl EtherAcetate,PGMEA),以产率80质量%获得包含分散剂(d-2)的分散剂溶液(D-2)。所得的分散剂(d-2)的胺价为160mgKOH/g,Mw为9500,Mw/Mn为1.21,分散剂溶液(D-2)的固体成分量为39.6质量%。
[制备例1]分散液(C-1)的制备
准备所述氧化钨铯25.00质量份、作为分散剂(d-1)的毕克化学(BYK-Chemie)公司的“毕克(BYK)-LPN6919”(固体成分浓度60质量%、胺价120mgKOH/g)13.30质量份、以及作为溶媒(分散介质)的环戊酮(cyclopentanone,CPN)61.70质量份。将这些与0.1mm径的氧化锆颗粒2000质量份一起填充于容器中,利用涂料振荡器进行分散,由此获得平均粒径(D50)为19nm的分散液(C-1)。再者,平均粒径是使用光散射测定装置(德国ALV公司的“ALV-5000”)并利用动态光散射(dynamic light Scattering,DLS)法来测定。
[制备例2]分散液(C-2)的制备
除了将分散剂溶液(D-2)变更为20.20质量份,将溶媒变更为CPN 54.80质量份以外,与制备例1同样地获得平均粒径19nm的分散液(C-2)。
[制备例3]色素溶液(A-1)~色素溶液(A-9)的制备
在容器中量取酞菁化合物(a-1)5.00质量份、及作为溶媒的CPN 95.00质量份,利用搅拌机进行混合。使用0.2μm的聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)制过滤器,在0.05MPa的一定加压条件下对所得的溶液进行加压过滤,由此获得色素溶液(A-1)。另外,除了分别使用酞菁化合物(a-2)~酞菁化合物(a-6)、酞菁化合物(a-8)及酞菁化合物(a-9)作为酞菁化合物以外,利用与所述相同的方法获得表1中记载的各色素溶液(A-2)~色素溶液(A-6)、色素溶液(A-8)及色素溶液(A-9)。
关于色素溶液(A-7),除了使用酞菁化合物(a-1)4.50质量份、酞菁化合物(a'-3)1.20质量份及作为溶媒的CPN 94.30质量份以外,以同样的方式制备。
[实施例1]
在容器中量取所述分散液(C-1)20.00质量份、色素溶液(A-1)23.15质量份、粘合剂树脂溶液(B-1)21.01质量份、作为聚合性化合物的日本化药公司的“卡亚拉得(KAYARAD)DPHA”(二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物)8.14质量份、作为聚合引发剂的艾迪科(ADEKA)公司的“NCI-930”(O-酰基肟系化合物)1.53质量份、作为表面活性剂的奈奥斯(NEOS)公司的“FTX-218D”(氟系表面活性剂)0.05质量份、作为反应调整剂的昭和电工公司的“卡兰茨(Karenz)MT PE1”(多官能硫醇)0.31质量份、作为抗氧化剂的巴斯夫(BASF)公司的“易璐诺斯(Irganox)1010”(酚系抗氧化剂)0.10质量份、以及作为溶媒的环戊酮(cyclopentanone,CPN)25.71质量份,利用搅拌机进行混合。使用0.5μm的聚四氟乙烯(PTFE)制过滤器在0.05MPa的一定加压条件下对所述混合物约100mL进行加压过滤,由此获得实施例1的组合物。
[实施例2~实施例13、比较例1~比较例3]
除了将分散液、色素溶液及粘合剂树脂溶液的总量及调配量(质量份)、以及聚合性化合物、聚合引发剂、表面活性剂、反应调整剂、抗氧化剂及溶媒的调配量(质量份)设为表1所示以外,与实施例1同样地获得实施例2~实施例13及比较例1~比较例3的各组合物。再者,在表1中也表示所得的各组合物中的[A]酞菁化合物、[B]粘合剂树脂、[C]红外线遮蔽剂、[D]分散剂及其他色素的种类及固体成分中的含量。表1中的“CsWO”表示合成例10中所得的氧化钨铯(Cs0.33WO3)。
[评价]
使用所得的各组合物,进行以下的评价。将评价结果示于表1中。
在玻璃基板上以成为规定膜厚的方式利用旋涂法涂布各组合物。其后,在100℃下对涂膜进行120秒加热,利用i射线步进机以成为500mJ/cm2的方式进行曝光。继而,通过在220℃下进行300秒加热,而在玻璃基板上制作平均膜厚2.0μm~4.0μm的红外线遮蔽膜。将各平均膜厚示于表1中。再者,利用触针式阶差计(大和科学公司的“α步进(Step)IQ”)测定膜厚。其次,使用分光光度计(日本分光公司的“V-7300”),以玻璃基板对比测定所述玻璃基板上制作的红外线遮蔽膜的各波长区域中的透过率。根据所得的光谱,通过以下所述的评价基准进行评价。
(可见光透过性)
计算出430nm-580nm的平均透过率。在平均透过率未满70%的情况下,作为红外线遮蔽膜来使用时的灵敏度下降。另外,关于所述平均透过率,利用以下基准进行评价。
A:80%以上
B:70%以上且未满80%
C:未满70%
(可见透过窗范围)
求出430nm-580nm的范围的透过率连续成为70%以上的范围。在连续成为70%以上的范围为175nm以上的情况下,在用作红外线遮蔽膜时,由于具有高灵敏度,因此推测实用性高。另外,关于所述可见透过窗范围,利用以下基准进行评价。
A:200nm以上
B:175nm以上且未满200nm
C:未满175nm
(红外线遮蔽范围)
求出700nm-800nm的范围的透过率连续成为20%以下的范围。在连续成为20%以下的范围为20nm以上的情况下,在用作红外线遮蔽膜时,由于具有高噪声遮蔽功能,因此推测实用性高。另外,关于所述红外线遮蔽范围,利用以下基准进行评价。
A:30nm以上
B:20nm以上且未满30nm
C:未满20nm
(平均偏斜率(Off-Slope))
在500nm-750nm的范围内,将透过率成为80%以上的最长波长设为(X),将透过率成为20%以下的最短波长设为(Y),利用以下式计算出平均Off-Slope(Z)。在平均Off-Slope为0.45以上的情况下,推测在用作红外线遮蔽膜时,可提高所得的图像的颜色再现性、噪声遮蔽功能,实用性高。另外,关于所述平均Off-Slope,利用以下基准进行评价。
(Z)=60/((Y)-(X))
AA:0.60以上
A:0.50以上且未满0.60
B:0.45以上且未满0.50
C:未满0.45
(耐热性)
关于所述玻璃基板上制作的红外线遮蔽膜,使用热板在260℃下进行300秒加热,使用分光光度计(日本分光公司的“V-7300”),以玻璃基板对比测定加热前后的各波长区域中的透过率。此时,将制作的红外线遮蔽膜在700nm-800nm的范围内透过率最低的波长下的吸光度设为(A1)、将同波长下的260℃的加热后的吸光度设为(A2)、吸光度保持率=100×(A1)/(A2),利用以下基准评价260℃的耐热性。在保持率为30%以上的情况下,推测在用作红外线遮蔽膜时,通过与保护膜等并用,可维持高耐热性,实用性高。另外,关于所述保持率,利用以下基准进行评价。
AA:90%以上
A:60%以上且未满90%
B:30%以上且未满60%
C:未满30%
(缺陷抑制性)
通过旋涂法将各组合物涂布于硅基板上,使所述涂膜硬化,形成膜厚约1μm的硬化膜。使用缺陷/异物检查装置(科磊(KLA-Tencor)公司的“KLA 2351”),测定硬化膜的缺陷密度(Defect density)。可判断为所述缺陷密度的值越小,缺陷抑制性越高。再者,所谓缺陷是指尺寸为1μm以上的检测点。基于所述缺陷密度,利用以下基准评价缺陷抑制性。
A:10/cm2以下
B:超过10/cm2且为50/cm2以下
C:超过50/cm2
(涂布后延迟(Post Coating Delay,PCD)稳定性)
通过旋涂法将各组合物涂布于硅基板上,在使所述涂膜不发生硬化的状态下,形成膜厚约1μm的涂布膜。使用缺陷/异物检查装置(科磊(KLA-Tencor)公司的“KLA 2351”),测定涂布膜的缺陷密度(Defect density)。继而,每隔一定时间测定涂布膜的缺陷密度,测量缺陷数相对于初始值增加20%以上的时间,利用以下基准评价涂膜后的涂布后放置(PCD:Post Coating Delay)稳定性。关于PCD稳定性,推测值越大实用性越高。
A:24小时以上
B:12小时以上且未满24小时
C:未满12小时
如所述表1所示,实施例1~实施例13的可见光透过性、可见光透过窗范围、红外线遮蔽范围、平均Off-Slope、耐热性、缺陷抑制性及PCD稳定性的评价均良好。再者,可知在使用所述式(1)所表示的酞菁化合物的各实施例中,使用R具有取代基的酞菁化合物(a-1、a-3~a-6)的实施例1、实施例3~实施例6与使用R不具有取代基的酞菁化合物(a-2)的实施例2相比,具有高耐热性。另外,也可知在使用R具有取代基的酞菁化合物的所述实施例中,实施例1、实施例3及实施例4的可见光透过性也良好。
产业上的可利用性
本发明的光学传感器用组合物可优选地用作固体摄像元件等光学传感器的光学滤光片的形成材料。

Claims (13)

1.一种光学传感器用组合物,含有:
下述式(1)所表示的酞菁化合物;以及
粘合剂树脂,
式(1)中,多个R分别独立地为具有取代基或未经取代的烷基、或者具有取代基或未经取代的芳基;多个X分别独立地为氢原子、卤素原子或烷基;多个X也可相互键结并与这些所键结的碳链一起形成芳香环;M为两个氢原子、Pd、Cu、Zn、Pt、Ni、Co、Fe、Mn、Sn、In、Ru、Rh、Pb、AlCl、AlBr、AlI、AlOH、InCl、InBr、InI、InOH、SiCl2、SiBr2、SiI2、Si(OH)2、GeCl2、GeBr2、GeI2、SnCl2、SnBr2、SnI2、Sn(OH)2、TiO;多个n分别独立地为3~6的整数。
2.根据权利要求1所述的光学传感器用组合物,其中所述多个R分别独立地为具有取代基的烷基或具有取代基的芳基。
3.根据权利要求1或2所述的光学传感器用组合物,其中所述粘合剂树脂具有氧杂环丙基、氧杂环丁基、(甲基)丙烯酰基、烷氧基硅烷基或它们的组合。
4.根据权利要求1或2所述的光学传感器用组合物,其中所述粘合剂树脂在主链具有环结构。
5.根据权利要求1或2所述的光学传感器用组合物,其中所述多个R分别所表示的烷基及芳基所具有的取代基为具有杂原子的基。
6.根据权利要求5所述的光学传感器用组合物,其中所述取代基为卤素原子、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基或它们的组合。
7.根据权利要求1或2所述的光学传感器用组合物,进而含有红外线遮蔽剂,
所述红外线遮蔽剂为金属氧化物、铜化合物或它们的组合,其中所述铜化合物为所述酞菁化合物除外。
8.根据权利要求7所述的光学传感器用组合物,其中所述金属氧化物为氧化钨铯。
9.一种光学传感器用组合物,含有下述式(2)所表示的酞菁化合物:
式(2)中,多个R分别独立地为具有取代基的烷基、或者具有取代基的芳基;多个X分别独立地为氢原子、卤素原子或烷基;多个X也可相互键结并与这些所键结的碳链一起形成芳香环;M为两个氢原子、Pd、Cu、Zn、Pt、Ni、Co、Fe、Mn、Sn、In、Ru、Rh、Pb、AlCl、AlBr、AlI、AlOH、InCl、InBr、InI、InOH、SiCl2、SiBr2、SiI2、Si(OH)2、GeCl2、GeBr2、GeI2、SnCl2、SnBr2、SnI2、Sn(OH)2、TiO;多个n分别独立地为3~6的整数。
10.根据权利要求9所述的光学传感器用组合物,其中所述多个R分别所表示的烷基及芳基所具有的取代基为具有杂原子的基。
11.根据权利要求10所述的光学传感器用组合物,其中所述取代基为卤素原子、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基或它们的组合。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的光学传感器用组合物,进而含有红外线遮蔽剂,
所述红外线遮蔽剂为金属氧化物、铜化合物或它们的组合,其中所述铜化合物为所述酞菁化合物除外。
13.根据权利要求12所述的光学传感器用组合物,其中所述金属氧化物为氧化钨铯。
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