JP2015034252A - 熱硬化性樹脂組成物及びその近赤外線カットフィルタ - Google Patents
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Abstract
Description
(1)
下記の(A)〜(C)を含む熱硬化性樹脂組成物、
(A)近赤外線吸収色素
下記式(1)及び式(2)の2種類のシアニン化合物から成る、
(B)エポキシ樹脂
メタクリル酸グリシジル骨格のみで構成された重合体、あるいはメタクリル酸グリシジル骨格を主としてアクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、ビニル置換芳香族化合物のいずれかの組み合わせで構成されるランダム共重合体であるエポキシ樹脂、
(C)エポキシ樹脂硬化剤
2個以上のカルボキシル基を有し、脂肪族炭化水素基を主骨格とする多価カルボン酸であるエポキシ樹脂硬化剤、
(2)近赤外線吸収色素(A)の中で、上記式(2)で示されるシアニン化合物と、上記式(1)で示されるシアニン化合物の含有量の比が1:0.3〜1:0.5であることを特徴とする(1)に記載の熱硬化性樹脂組成物、
(3)エポキシ樹脂硬化剤(C)が、炭素数2乃至4の脂肪族炭化水素基を主骨格とする2価カルボン酸である(1)または(2)に記載の熱硬化性樹脂組成物、
(4)エポキシ樹脂(B)のエポキシ当量が280〜350g/eq.である(1)乃至(3)のいずれか一つに記載の熱硬化性樹脂組成物、
(5)エポキシ樹脂(B)の重量平均分子量が5000〜20000である(1)乃至(4)のいずれか一つに記載の熱硬化性樹脂組成物、
(6)近赤外線吸収色素(A)が下記式(3)及び式(4)であることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれか一つに記載の熱硬化性樹脂組成物、
(7)(1)乃至(6)のいずれか一つに記載の熱硬化性樹脂組成物から得られる硬化物、
(8)(1)乃至(7)のいずれか一つに記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて成形し得られた近赤外線カットフィルタ、
(9)(8)に記載の近赤外線カットフィルタを具備した撮像素子、
に関する。
〜R17で表される置換基で特に好ましいものは、互いに同一もしくは相異なるアルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基、iso−プロピルフェニル基、t−ブチルフェニル基、t−ブチルメチルフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、プロポキシフェニル基、N,N−ジメチルアミノフェニル基、N,N−ジエチルアミノフェニル基、N,N−ジブチルアミノフェニル基、エチルナフチル基、ジメチルエチルナフチル基、iso−プロピルナフチル基、t−ブチルナフチル基、t−ブチルメチルナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基、プロポキシナフチル基、メチルチオナフチル基、エチルチオナフチル基、t−ブチルチオナフチル基、メチルエチルチオナフチル基、ブチルメチルチオナフチル基、N,N−ジメチルアミノナフチル基、N,N−ジエチルアミノナフチル基、N,N−ジプロピルアミノナフチル基、N,N−ジブチルアミノナフチル基等の炭素数3〜20の置換又は無置換のアルキル基、フェニル基或いはナフチル基であり、特に好ましいMはニッケルである。
前記の脂肪族系エポキシ樹脂としては、例えば1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ペンタエリスリトール等の多価アルコールのグリシジルエーテル類が挙げられる。
複素環式エポキシ樹脂としては、例えばイソシアヌル環、ヒダントイン環等の複素環を有する複素環式エポキシ樹脂が挙げられる。
前記のグリシジルエステル系エポキシ樹脂としては、例えばヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等のカルボン酸エステル類からなるエポキシ樹脂が挙げられる。
グリシジルアミン系エポキシ樹脂としては、例えばアニリン、トルイジン等のアミン類をグリシジル化したエポキシ樹脂が挙げられる。
前記のハロゲン化フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂としては、例えばブロム化ビスフェノールA、ブロム化ビスフェノールF、ブロム化ビスフェノールS、ブロム化フェノールノボラック、ブロム化クレゾールノボラック、クロル化ビスフェノールS、クロル化ビスフェノールA等のハロゲン化フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂が挙げられる。
前記アミン化合物としては、例えば、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラート、テトラキス(2,2,6,6−トトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラート、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールおよび3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンとの混合エステル化物、デカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−ウンデカンオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)カーボネート、2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−〔2−〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル〕−4−〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル−メタアクリレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)〔〔3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル〕メチル〕ブチルマロネート、デカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1(オクチルオキシ)−4−ピペリジニル)エステル,1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物、N,N’,N″,N″′−テトラキス−(4,6−ビス−(ブチル−(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ)−トリアジン−2−イル)−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン、ジブチルアミン・1,3,5−トリアジン・N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−1,6−ヘキサメチレンジアミンとN−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物、ポリ〔〔6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル〕〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕ヘキサメチレン〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕〕、コハク酸ジメチルと4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールの重合物、2,2,4,4−テトラメチル−20−(β−ラウリルオキシカルボニル)エチル−7−オキサ−3,20−ジアザジスピロ〔5・1・11・2〕ヘネイコサン−21−オン、β−アラニン,N,−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−ドデシルエステル/テトラデシルエステル、N−アセチル−3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)ピロリジン−2,5−ジオン、2,2,4,4−テトラメチル−7−オキサ−3,20−ジアザジスピロ〔5,1,11,2〕ヘネイコサン−21−オン、2,2,4,4−テトラメチル−21−オキサ−3,20−ジアザジシクロ−〔5,1,11,2〕−ヘネイコサン−20−プロパン酸ドデシルエステル/テトラデシルエステル、プロパンジオイックアシッド,〔(4−メトキシフェニル)−メチレン〕−ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)エステル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノールの高級脂肪酸エステル、1,3−ベンゼンジカルボキシアミド,N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)等のヒンダートアミン系、オクタベンゾン等のベンゾフェノン系化合物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミド−メチル)−5−メチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)ベンゾトリアゾール、メチル3−(3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートとポリエチレングリコールの反応生成物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−ドデシル−4−メチルフェノール等のベンゾトリアゾール系化合物、2,4−ジ−tert−ブチルフェニル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−〔(ヘキシル)オキシ〕フェノール等のトリアジン系化合物等が挙げられるが、特に好ましくは、ヒンダートアミン系化合物である。
GP等の住友化学工業製品が挙げられる。
トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン/ テトラフルオロエチレン共重合体、シアン化ビニリデン/ 酢酸ビニル共重合体等のビニル化合物又はフッ素系化合物の共重合体、ポリトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン等のフッ素を含む樹脂、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリペプチド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン等のポリエーテル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等が挙げられる。
撹拌装置、温度計を設置したガラス製セパラブルフラスコに、エポキシ樹脂(B)としてメタクリル酸グリシジル骨格ランダムポリマー(日油(株)製、マープルーフG−0150M 重量平均分子量10000)50.0部、メチルエチルケトン100部を入れ、20−35℃で2時間撹拌し溶解し、次に近赤外線吸収色素(A)として、の請求の範囲の下記式(9)で表される化合物(クロロホルム中のλmax:831nm、特開2008−88426号を参照。)を0.500部、下記式(10)で表される化合物(クロロホルム中のλmax:758nm、特開2008−88426号を参照。)を0.250部添加し、20〜35℃で均一になるまで撹拌した。さらにエポキシ樹脂硬化剤(C)としてブタン二酸を0.500部(エポキシ樹脂(A)に対し1.00重量%)を添加し、20〜35℃で1時間均一になるまで撹拌することで本発明の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物をスピンコーター上に配置したガラス基板上に滴下し、その基板を1000rpmで30秒間回転させることで基板表面をコーティングし、その後80℃で10分間乾燥させて溶媒を除去し、150℃で3時間熱硬化し、光学フィルタを得た。
得られた光学フィルタは、分光光度計(島津製作所社製、紫外可視分光光度計UV−3150)を用い、光学フィルタの吸光度を300〜1100nmの範囲を1nmのサンプリングピッチで測定した。以下の表1には光学フィルタを80℃で10分間乾燥後、150℃で3時間熱硬化後、210℃で10分間放置後の各段階での分光波形の最大吸収波長(793nm)における吸光度を示す。
近赤外線吸収色素(A)として、添加する色素を上記式(9)化合物0.500部のみに変更する以外は実施例1と同様に光学フィルタを作成した。
耐熱性の評価は、実施例1及び比較例1により得られた各光学フィルタを実施例1に同じ手法で熱硬化させた後、210℃で10分間加熱した後、の各光学フィルタを同分光光度計を用いて分光波形の最大吸収波長(793nm)における吸光度を測定し、熱硬化後(150℃、3時間)の吸光度の残存率、及び耐熱試験後(210℃、10分)の吸光度の残存率を下記式(I)及び式(II)より算出し、それぞれ比較を行った。算出結果は以下の表2に示す。この比較により残存率が高い組成条件ほど、優れた耐熱性を有することを意味する。
(熱硬化後(150℃、3時間)の吸光度)/(80℃で10分間乾燥後の吸光度)
(耐熱試験後(210℃、10分)の吸光度)/(80℃で10分間乾燥後の吸光度)
実施例1および比較例1の光学フィルタの150℃で3時間熱硬化後の分光波形により半値幅及び波長600〜1100nmまでの吸光度の積分値を計算した。半値幅は大きいほど広い帯域をカット出来ることを意味し、吸光度の積分値は大きいほど多くの光をカットできることを意味し、いずれの値も大きいほど近赤外線カットフィルタの性能が高くなることを表す。算出結果は以下の表3に示す。
Claims (9)
- 下記の(A)〜(C)を含む熱硬化性樹脂組成物。
(A)近赤外線吸収色素
下記式(1)及び式(2)の2種類のシアニン化合物から成る。
(B)エポキシ樹脂
メタクリル酸グリシジル骨格のみで構成された重合体、あるいはメタクリル酸グリシジル骨格を主として、メチル(メタ)アクリレート、エーテル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、スチレンのいずれかの組み合わせで構成されるランダム共重合体であるエポキシ樹脂。
(C)エポキシ樹脂硬化剤
2個以上のカルボキシル基を有し、脂肪族炭化水素基を主骨格とする多価カルボン酸であるエポキシ樹脂硬化剤。 - 近赤外線吸収色素(A)の中で、上記式(2)で示されるシアニン化合物と、上記式(1)で示されるシアニン化合物の含有量の比が1:0.3〜1:0.5であることを特徴とする請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- エポキシ樹脂硬化剤(C)が、炭素数2乃至4の脂肪族炭化水素基を主骨格とする2価カルボン酸である請求項1または2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- エポキシ樹脂(B)のエポキシ当量が280〜350g/eq.である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- エポキシ樹脂(B)の重量平均分子量が5000〜20000である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物から得られる硬化物。
- 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて成形し得られた近赤外線カットフィルタ。
- 請求項8に記載の近赤外線カットフィルタを具備した撮像素子。
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