JP6606555B2 - 積層体、光学センサー、および、キット - Google Patents

積層体、光学センサー、および、キット Download PDF

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Description

本発明は、積層体、光学センサー、および、キットに関する。
バンドパス型フィルターは所定の波長領域の光を透過させることができ、各種光学センサーに適用されている。このようなバンドパス型フィルターを用いることにより、例えば、光学センサーに含まれる光源から出射された光の内、被対象物にて反射された光のみを選択的に透過させ、各種素子にて受光させることができる。
バンドパス型フィルターの中でも、例えば、特許文献1に記載されるように、コレステリック液晶相の選択反射特性を利用した技術が提案されている。
特開2004−004764号公報
一方、近年、光学センサーの要求特性の向上に伴い、使用されるフィルターに関してもその性能の向上が求められている。特に、フィルターのヘイズ値のより一層の低減が求められている。
本発明者らは、特許文献1に記載のコレステリック液晶バンドパス型フィルターに関して検討を行ったところ、そのヘイズ値は昨今要求されるレベルを満たしておらず、さらなる改良が必要であることが知見された。
本発明は、上記実情に鑑みて、所定の透過帯域を有すると共に、ヘイズ値が低減された積層体を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記積層体を含む光学センサー、および、上記積層体を製造するために用いられるキットを提供することも目的とする。
本発明者は、上記課題を達成すべく鋭意研究した結果、透過帯域およびその近傍の波長領域の平均透過率を制御することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
(1) 少なくとも1層の、螺旋軸の回転方向が右方向である液晶相を固定化してなる第1反射層と、
少なくとも1層の、螺旋軸の回転方向が左方向である液晶相を固定化してなる第2反射層と、を含む積層体であって、
300〜3000nmの波長領域において、第1透過帯域を有し、
第1透過帯域の半値幅が200nm以下であり、
第1透過帯域の短波長側の半値波長Aから長波長側の半値波長Bまでの波長領域における平均透過率が50%以上であり、
半値波長Aから短波長側に100nmの波長領域における平均透過率、および、半値波長Bから長波長側に100nmの波長領域における平均透過率が、それぞれ20%未満である、積層体。
(2) 300〜3000nmの波長領域において、更に第2透過帯域を有し、
第2透過帯域の半値幅が200nm以上であり、
第2透過帯域の短波長側の半値波長Cから長波長側の半値波長Dまでの波長領域における平均透過率が30%以上であり、
半値波長Cから短波長側に50nmの波長領域における平均透過率、および、半値波長Dから長波長側に50nmの波長領域における平均透過率が、それぞれ30%未満である、(1)に記載の積層体。
(3) 半値波長Cから半値波長Dまでの波長領域における平均透過率が70%以上である、(2)に記載の積層体。
(4) 第1透過帯域および2透過帯域の少なくとも一方が、650〜3000nmの波長領域内にある、(2)または(3)に記載の積層体。
(5) 第1透過帯域および2透過帯域の少なくとも一方が、650〜1200nmの波長領域内にある、(2)〜(4)のいずれかに記載の積層体。
(6) 400〜1200nmの波長領域において透過率が30%を超える波長領域Xがあり、
波長領域Xが、第1透過帯域および2透過帯域の少なくとも一方の帯域内にのみある、(2)〜(5)のいずれかに記載の積層体。
(7) 半値波長Aから短波長側に10nmの波長における透過率をT1と、半値波長Aから長波長側に10nmの波長における透過率をT2とした場合、(T2−T1)/20で求められる値が1〜5であり、かつ、
半値波長Bから短波長側に10nmの波長における透過率をT3と、半値波長Bから長波長側に10nmの波長における透過率をT4とした場合、(T3−T4)/20で求められる値が1〜5であり、T1〜T4の単位は%である、(1)〜(6)のいずれかに記載の積層体。
(8) 光学センサー用のフィルターとして用いる、(1)〜(7)のいずれかに記載の積層体。
(9) 固体撮像素子用のフィルターとして用いる、(1)〜(7)のいずれかに記載の積層体。
(10) (1)〜(7)のいずれかに記載の積層体と、
積層体の第1透過帯域内に位置するピーク波長を有する光を発光する光源と、を含む、光学センサー。
(11) (1)〜(7)のいずれかに記載の積層体を製造するために使用されるキットであって、
液晶化合物および右旋回性のキラル剤を少なくとも含む液晶組成物と、
液晶化合物および左旋回性のキラル剤を少なくとも含む液晶組成物と、を有する、キット。
本発明によれば、所定の透過帯域を有すると共に、ヘイズ値が低減された積層体を提供することができる。
また、本発明によれば、上記積層体を含む光学センサー、および、上記積層体を製造するために用いられるキットを提供することもできる。
本発明の積層体の第1実施態様の断面図である。 第1透過帯域の説明を行うための積層体の透過スペクトルの一例である。 第2透過帯域の説明を行うための積層体の透過スペクトルの一例である。 (A)は第1透過帯域の半値波長Aの近傍の透過スペクトルの拡大図であり、(B)は第1透過帯域の半値波長Bの近傍の透過スペクトルの拡大図である。 各反射層の透過スペクトルの一例である。 本発明の積層体の第2実施態様の断面図である。 本発明の積層体の第3実施態様の断面図である。 本発明の積層体の第4実施態様の断面図である。 本発明の積層体の第5実施態様の断面図である。
以下、本発明の好適態様について説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
なお、本明細書でいう「赤外光」とは、固体撮像素子の感度に応じて変動し得るものであるが、少なくとも650〜1300nm程度の範囲を意図する。また、「可視光」とは、少なくとも400nm以上650nm未満程度の範囲を意図する。
本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
<<第1実施態様>>
図1は、本発明の積層体の第1実施態様の断面図を示す。
図1に示すように、積層体10は、螺旋軸の回転方向が右方向である液晶相を固定してなる第1反射層12a〜12dと、螺旋軸の回転方向が左方向である液晶相を固定してなる第2反射層14a〜14dとを備える。
積層体10においては、図1に示す、白抜き矢印の方向から光が入射されると、第1反射層12a〜12dおよび第2反射層14a〜14dによって所定の光が反射され、所定の波長領域の光のみが積層体10を透過する。つまり、所定の波長領域に透過帯域を有する。
なお、後段で詳述するように、積層体10においては第1反射層12a〜12dの4層、および、第2反射層14a〜14dの4層がそれぞれ含まれているが、本発明においては少なくとも1層の第1反射層および少なくとも1層の第2反射層が含まれていればよく、第1反射層および第2反射層の層数は特に制限されない。
図2は、本発明の積層体の透過スペクトルの一例である。以下、図2を参照しながら、積層体の光学特性(透過特性)について詳述する。
本発明の積層体は、所定の波長領域の光を透過させることができる。具体的には、図2に示すように、本発明の積層体は所定の波長の光が透過する第1透過帯域16を有する。なお、後段で詳述するように、本発明の積層体中には、所定の波長領域の光を反射する第1反射層および第2反射層が少なくともそれぞれ1層以上含まれており、このような反射層を組み合わせる(好ましくは、第1反射層および第2反射層をそれぞれ複数層組み合わせる)ことにより、上記透過帯域が形成される。
第1透過帯域は300〜3000nmの波長領域内にあり、積層体のヘイズがより低下する点(以後、単に「本発明の効果がより優れる点」とも称する)で、650〜3000nmの波長領域内にあることが好ましく、650〜1200nmの波長領域内にあることがより好ましい。
なお、反射層としては長波長側の選択反射をするものが、キラル剤の使用量が少なくて済むため、ヘイズが発生しにくい。
まず、第1透過帯域の半値波長とは、第1透過帯域中の最大透過率(Tmax)に対して、透過率が50%((Tmax)×0.5)となるときの波長を意味し、図2においては、半値波長のうち短波長側の半値波長を半値波長A、長波長側の半値波長を半値波長Bとして表す。
なお、上記半値波長の特定方法としては、紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)を用いて積層体の透過スペクトルを得て、第1透過帯域の最大透過率(Tmax)の50%の高さの位置での波長を算出する。なお、透過率は、積層体の正面(法線)方向から入射する光の透過率である。
第1透過帯域の半値幅(図2中、半値幅W1に該当)は200nm以下であり、本発明の効果がより優れる点で、100nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましい。下限は特に制限されず、所定の用途への応用の点からは、1nm以上が好ましい。
なお、第1透過帯域の半値幅とはいわゆる半値全幅を意図し、第1透過帯域中の最大透過率(Tmax)に対して50%((Tmax)×0.5)となるときの波長間の幅に該当し、半値波長Bと半値波長Aとの差に該当する。
第1透過帯域の短波長側の半値波長Aから長波長側の半値波長Bまでの波長領域における平均透過率は50%以上であり、本発明の効果がより優れる点で、55%以上が好ましく、60%以上がより好ましい。上限は特に制限されず、99%以下の場合が多い。
なお、平均透過率の測定方法としては、紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)により300〜3000nmの透過率を測定し、半値波長Aから半値波長Bまでの波長領域における透過率の平均値を算出する。
なお、透過率T(%)は、T=I/I×100(式中、Iは透過する光の強度であり、Iは入射する光の強度である。)で表される。
また、本発明の積層体においては、短波長側の半値波長Aから短波長側に100nmの波長領域における平均透過率が20%未満である。より具体的には、図2に示すように、半値波長Aから100nm短波長側の波長を波長P1とした場合、波長P1から半値波長Aまでの波長領域における透過率の平均値が20%未満である。なお、図2中、波長P1から半値波長Aまでの幅W2は100nmに該当する。
上記平均透過率は、本発明の効果がより優れる点で、15%以下が好ましく、10%以下がより好ましい。下限は特に制限されず、0.1%以上の場合が多い。
平均透過率の測定方法は、紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)により300〜3000nmの透過率を測定し、波長P1から半値波長Aまでの波長領域における透過率の平均値を算出する。
また、本発明の積層体においては、長波長側の半値波長Bから長波長側に100nmの波長領域における平均透過率が20%未満である。より具体的には、図2に示すように、半値波長Bから100nm長波長側の波長を波長P2とした場合、半値波長Bから波長P2までの波長領域における透過率の平均値が20%未満である。なお、図2中、半値波長Bから波長P2までの幅W3は100nmに該当する。
上記平均透過率は、本発明の効果がより優れる点で、15%以下が好ましく、10%以下がより好ましい。下限は特に制限されず、0.1%以上の場合が多い。
平均透過率の測定方法は、紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)により300〜3000nmの透過率を測定し、半値波長Bから波長P2までの波長領域における透過率の平均値を算出する。
なお、上記第1透過帯域を有することによりヘイズ値がより低減する理由の詳細は不明だが、所定の液晶相を固定してなる反射層を重ねあわせて、透過帯域の波長領域が所定の範囲となるようにすることにより、干渉由来のヘイズが減少したものと推測される。その際、反射層が有するゆらぎ(螺旋軸、ピッチ幅のわずかなばらつき)が効果的に働いているものと思われる。
本発明の積層体の透過スペクトルは図2の態様に限定されず、例えば、図3に示す態様であってもよい。図3の態様である場合、第1透過帯域内の光を用いたセンシングと、後述する第2透過帯域内の光を用いたセンシングを同時に行うことが可能となる。特に、後述する第2透過帯域が可視域にあり、第1透過帯域が近赤外領域にある場合、可視域の光を用いたイメージセンサーと近赤外の光を用いた光学センサーの役割を同時に果たすデバイス等に好適に用いることができる。
図3に示すように、本発明の積層体は所定の波長の光が透過する第1透過帯域16と共に、第1透過帯域16とは異なる帯域であって、所定の波長の光が透過する第2透過帯域18を更に有していてもよい。
第1透過帯域の説明は上述の通りであり、以下では、第2透過帯域について詳述する。
第2透過帯域は300〜3000nmの波長領域内にある。
積層体が第2透過帯域を有する場合、本発明の効果がより優れる点で、第1透過帯域および第2透過帯域のいずれか一方が650〜3000nm(より好ましくは、650〜1200nm)の波長領域内にあることが好ましい。第1透過帯域および第2透過帯域の他方は、300nm以上750nm未満(より好ましくは、400〜700nm)の波長領域内にあることが好ましい。
なお、第2透過帯域は、本発明の効果がより優れる点で、第1透過帯域よりも短波長側に位置することが好ましい。つまり、積層体が第2透過帯域を有する場合、第1透過帯域が650〜3000nm(より好ましくは、650〜1200nm)の波長領域内にあり、第2透過帯域が300nm以上750nm未満(より好ましくは、400〜700nm)の波長領域内にあることが好ましい。
まず、第2透過帯域の半値波長とは、第2透過帯域中の最大透過率(Tmax)に対して、透過率が50%((Tmax)×0.5)となるときの波長を意味し、図3においては、半値波長のうち短波長側の半値波長を半値波長C、長波長側の半値波長を半値波長Dとして表す。
なお、上記半値波長の特定方法としては、紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)を用いて積層体の透過スペクトルを得て、第2透過帯域の最大透過率(Tmax)の50%の高さの位置での波長を算出する。なお、透過率は、積層体の正面(法線)方向から入射する光の透過率である。
第2透過帯域の半値幅(図3中、半値幅W4に該当)は200nm以上であり、本発明の効果がより優れる点で、240nm以上が好ましく、280nm以上がより好ましい。上限は特に制限されず、所定の用途への応用の点からは、400nm以下が好ましい。
なお、第2透過帯域の半値幅とはいわゆる半値全幅を意図し、第2透過帯域中の最大透過率(Tmax)に対して50%((Tmax)×0.5)となるときの波長間の幅に該当し、半値波長Dと半値波長Cとの差に該当する。
第2透過帯域の短波長側の半値波長Cから長波長側の半値波長Dまでの波長領域における平均透過率が30%以上であり、本発明の効果がより優れる点で、50%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。上限は特に制限されず、99%以下の場合が多い。
なお、平均透過率の測定方法としては、紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)により300〜3000nmの透過率を測定し、半値波長Cから半値波長Dまでの波長領域における透過率の平均値を算出する。
また、本発明の積層体においては、短波長側の半値波長Cから短波長側に50nmの波長領域における平均透過率が30%未満である。より具体的には、図3に示すように、半値波長Cから50nm短波長側の波長を波長P3とした場合、波長P3から半値波長Cまでの波長領域における透過率の平均値が30%未満である。なお、図3中、波長P3から半値波長Cまでの幅W5は50nmに該当する。
上記平均透過率は、本発明の効果がより優れる点で、20%以下が好ましく、10%以下がより好ましい。下限は特に制限されず、0.1%以上の場合が多い。
平均透過率の測定方法は、紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)により300〜3000nmの透過率を測定し、波長P3から半値波長Cまでの波長領域における透過率の平均値を算出する。
また、本発明の積層体においては、長波長側の半値波長Dから長波長側に50nmの波長領域における平均透過率が30%未満である。より具体的には、図3に示すように、半値波長Dから50nm長波長側の波長を波長P4とした場合、半値波長Dから波長P4までの波長領域における透過率の平均値が30%未満である。なお、図3中、半値波長Dから波長P4までの幅W6は50nmに該当する。
上記平均透過率は、本発明の効果がより優れる点で、20%以下が好ましく、10%以下がより好ましい。下限は特に制限されず、0.1%以上の場合が多い。
平均透過率の測定方法は、紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)により300〜3000nmの透過率を測定し、半値波長Dから波長P4までの波長領域における透過率の平均値を算出する。
本発明の積層体の好適態様の一つとしては、400〜1200nmの波長領域において透過率が30%を超える波長領域Xがあり、その波長領域Xが上述した第1透過帯域および2透過帯域の少なくとも一方の帯域内にのみあることが好ましい。言い換えれば、本発明の積層体において、400〜1200nmの波長領域において、透過率が30%を超えている波長領域が第1透過帯域および第2透過帯域の少なくとも一方の波長領域のみであることが好ましい。
本発明の積層体の好適態様の一つとして、第1透過帯域において、短波長側の半値波長Aから短波長側に10nmの波長における透過率をT1と、短波長側の半値波長Aから長波長側に10nmの波長における透過率をT2とした場合、(T2−T1)/20で求められる値が1〜5であり、かつ、長波長側の半値波長Bから短波長側に10nmの波長における透過率をT3と、短波長側の半値波長Bから長波長側に10nmの波長における透過率をT4とした場合、(T3−T4)/20で求められる値が1〜5であることが好ましい。なお、T1〜T4の単位は%である。上記要件を満たす場合、透過帯の半値幅を狭くしても透過帯の透過率が高く維持されやすく光のセンシング効率が高くなる。
上記要件に関して、図4(A)および(B)を用いて説明する。なお、図4(A)は第1透過帯域の半値波長Aの近傍の透過スペクトルの拡大図であり、図4(B)は第1透過帯域の半値波長Bの近傍の透過スペクトルの拡大図である。
後段で詳述するように、上記(T2−T1)/20および(T3−T4)/20で求められる値は、半値波長Aおよび半値波長B近傍における透過スペクトルの傾きを表す。
図4(A)に示すように、半値波長Aから短波長側に10nmの位置を波長P5とした場合、その波長P5における透過率をT1とする。また、半値波長Aから長波長側に10nmの位置を波長P6とした場合、その波長P6における透過率をT2とする。
次に、T2とT1との差を求めて、得られた値(T2−T1)を波長P6と波長P5との差である「20」(nm)で除することにより、波長P5から波長P6の波長領域における透過スペクトルの傾きであるS1を算出する。つまり、S1=(T2−T1)/20に該当する。なお、S1の単位は(%/nm)に該当する。
得られたS1の値は1〜10であることが好ましく、1〜5であることがより好ましく、2〜5であることが更に好ましく、3〜5であることが特に好ましい。
図4(B)に示すように、半値波長Bから短波長側に10nmの位置を波長P7とした場合、その波長P7における透過率をT3とする。また、半値波長Bから長波長側に10nmの位置を波長P8とした場合、その波長P8における透過率をT4とする。
次に、T3とT4との差を求めて、得られた値(T3−T4)を波長P8と波長P7との差である「20」(nm)で除することにより、波長P8から波長P7の波長領域における透過スペクトルの傾きの絶対値であるS2を算出する。つまり、S2=(T3−T4)/20に該当する。なお、S2の単位は(%/nm)に該当する。
得られたS2の値は1〜10であることが好ましく、1〜5であることがより好ましく、2〜5であることが更に好ましく、3〜5であることが特に好ましい。
以下、本発明の積層体を構成する部材について詳述する。
<第1反射層(第1選択反射層)および第2反射層(第2選択反射層)>
第1反射層および第2反射層は、所定の波長の光に対して遮蔽性(反射性)を有する層である。図1に示すように、本発明の積層体10においては、第1反射層12a、第2反射層14a、第1反射層12b、第2反射層14b、第1反射層12c、第2反射層14c、第1反射層12d、および、第2反射層14dの8層がこの順に積層されている。第1反射層12a〜12dは、螺旋軸の回転方向が右方向である液晶相が固定されてなる層であり、所定の波長領域の右円偏光を選択反射するための層である。第2反射層14a〜14dは、螺旋軸の回転方向が左方向である液晶相が固定されてなる層であり、所定の波長領域の左円偏光を選択反射するための層である。
なお、上記回転方向は、図1において白抜きの矢印側(図面中の上側)から積層体10を観察した際に右方向回転か左方向回転かを判断する。
第1反射層12a〜12dおよび第2反射層14a〜14dは、それぞれ螺旋軸を有する液晶相(例えば、棒状液晶、円盤状液晶)を固定した層からなる。各反射層のそれぞれの螺旋軸を有する液晶相は、多数の層の重なりからなり、その一つの薄い層内において、液晶化合物は、例えば長軸を層と平行にすると共に方向を揃えて配列している。そして、その一つの薄い層は、互いに分子の配列方向が螺旋状になるように集積している。螺旋軸は、通常、各反射層の表面に対して垂直方向となる。このため、螺旋ピッチに対応して左/右円偏光成分のいずれか一方を選択的に反射する。
第1反射層12aおよび第2反射層14aは概ね同一の螺旋ピッチを有し、第1反射層12bおよび第2反射層14bは概ね同一の螺旋ピッチを有し、第1反射層12cおよび第2反射層14cは概ね同一の螺旋ピッチを有し、第1反射層12dおよび第2反射層14dは概ね同一の螺旋ピッチを有する。そのため、第1反射層12a〜12dと第2反射層14a〜14dとのそれぞれの組み合わせによって、左円偏光成分および右円偏光成分のそれぞれを反射でき、結果として、所定の波長領域の光を反射することができる。
例えば、第1反射層12a〜12bおよび第2反射層14a〜14bは、短波長側の光を反射する役割を担い、第1反射層12c〜12dおよび第2反射層14c〜14dは、長波長側の光を反射する役割を担う。すなわち、8層の反射層を用いることによって相補的に所定の波長領域を反射し、特定の波長領域の光のみが透過する透過帯域を形成する。
より具体的には、図5に、第1反射層12a〜12dおよび第2反射層14a〜14dをそれぞれ組み合わせて積層した積層体の透過スペクトルの一例を示す。各反射層の組み合わせによって所定の波長範囲の光を反射することができ、これらの8つの層を積層することにより、図5中の矢印で示す領域の波長を選択的に透過させることができ、上述した透過帯域(第1透過帯域または第2透過帯域)を形成することができる。
上記のように第1反射層が複数存在する場合、相補的に各領域の光を反射する観点から、各第1反射層の選択反射波長は異なることが好ましい。ここで、2つの第1反射層の選択反射波長が互いに異なるとは、2つの選択反射波長の差が少なくとも20nmを超えることが好ましく、30nm以上がより好ましく、40nm以上が更に好ましい。上限は特に制限されず、200nm以下が好ましい。
第2反射層が複数存在する場合においても、上記第1反射層が複数存在する場合と同様に、各第2反射層の選択反射波長が異なることが好ましく、好適な態様は上記の通りである。
なお、「反射層の選択反射波長」とは、反射層における透過率の極小値をTmin(%)とした場合、以下式で表される半値透過率:T1/2(%)を示す2つの波長の平均値のことを言う。
半値透過率を求める式: T1/2= 100−(100−Tmin)÷2
より詳細には、反射層1層あたりには前述の半値透過率を示す波長が長波側(λ1)と短波側(λ2)に2つ存在し、選択反射波長の値は、λ1とλ2の平均値で表される。
なお、上述したように、図1においては、第1反射層および第2反射層がそれぞれ4層構造の態様を示すが、この態様に限定されない。
第1反射層および第2反射層は、その総層数に特に制限はなく、例えば、それぞれ1〜20層とすることが好ましく、1〜10層とすることがより好ましい。
第1反射層の総層数と第2反射層の総層数は、互いに独立であり、同一であっても異なっていてもよく、同一であることが好ましい。
積層体は、1層の第1反射層および1層の第2反射層からなる組をそれぞれ2組以上有していてもよい。このとき、各組にそれぞれ含まれる第1反射層および第2反射層の選択反射波長が互いに等しいことが好ましい。
積層体において、少なくとも1層の第1反射層の選択反射波長と少なくとも1層の第2反射層の選択反射波長とが互いに等しいことが好ましい。少なくとも1層の第1反射層と少なくとも1層の第2反射層とが同程度の螺旋ピッチを有するとともに、互いに逆向きの旋光性を示している態様では、同程度の波長の左円偏光および右円偏光のいずれも反射することができるので好ましい。
また、反射層の選択反射波長が「互いに等しい」とは、厳密に等しいことを意味するものではなく、光学的に影響のない範囲の誤差は許容される。本明細書中、2つの反射層の選択反射波長が「互いに等しい」とは、2つの反射層の選択反射波長の差が20nm以下であることを言い、この差は15nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。
選択反射波長が互いに等しく、左右異なる旋回性を有する2つの反射層を積層することで、積層体の透過スペクトルは、この選択反射波長において1つの強いピークを示し、反射性能の観点から好ましい。
第1反射層および第2反射層の厚みは特に制限されず、1〜8μm程度(より好ましくは2〜7μm程度)が好ましい。但し、これらの範囲に限定されない。各第1反射層および第2反射層の形成に用いる材料(主には液晶材料およびキラル剤)の種類およびその濃度等を調整することで、所望の螺旋ピッチの各反射層を形成することができる。
各反射層(第1反射層および第2反射層)は、コレステリック液晶相が固定された層(コレステリック液晶化合物が固定された層)であることが好ましい。つまり、第1反射層は、螺旋軸の回転方向が右方向であるコレステリック液晶相を固定してなる層であることが好ましく、第2反射層は、螺旋軸の回転方向が左方向であるコレステリック液晶相を固定してなる層であることが好ましい。
各反射層は、重合性基を有する液晶化合物(コレステリック液晶化合物)を塗布し、コレステリック液晶相に配向させたのちに重合(好ましくは、光重合)によって固定化されてなることが好ましい。
各反射層の形成には、硬化性(重合性)の液晶組成物を用いるのが好ましい。液晶組成物の一例として、重合性基を有する棒状液晶化合物、キラル剤、および重合開始剤を少なくとも含有する態様が好ましい。各成分を2種以上含んでいてもよい。例えば、重合性の液晶化合物と非重合性の液晶化合物との併用が可能である。また、低分子液晶化合物と高分子液晶化合物との併用も可能である。更に、配向の均一性や塗布適性、および、膜強度を向上させるために、水平配向剤、ムラ防止剤、ハジキ防止剤、および、重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも1種を含有していてもよい。また、重合性液晶組成物中には、必要に応じて、更に重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、または、金属酸化物微粒子等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。
なお、酸化防止剤(着色防止剤)としては、フェノール化合物、亜リン酸エステル化合物、または、チオエーテル化合物が好ましく、分子量500以上であるフェノール化合物、および、分子量500以上である亜リン酸エステル化合物またはチオエーテル化合物がより好ましい。これらは2種以上を混合して使用してもよい。フェノール化合物としては、フェノール系酸化防止剤として知られる任意のフェノール化合物を使用することができる。好ましいフェノール化合物としては、ヒンダードフェノール化合物が挙げられる。特に、フェノール性水酸基に隣接する部位(オルト位)に置換基を有することが好ましく、その場合の置換基としては炭素数1〜22の置換または無置換のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、t−ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、または、2−エチルへキシル基がより好ましい。また、同一分子内にフェノール基と亜リン酸エステル基を有する安定剤も好ましい素材として挙げられる。
また、リン系酸化防止剤も好適に使用することができる。リン系酸化防止剤としては、トリス[2−[[2,4,8,10−テトラキス(1,1−ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン−6−イル]オキシ]エチル]アミン、トリス[2−[(4,6,9,11−テトラ−tert−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン−2−イル)オキシ]エチル]アミン、および、亜りん酸エチルビス(2,4−ジtert−ブチル−6−メチルフェニル)からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。
これらは、市販品として容易に入手可能であり、下記のメーカーから販売されている。旭電化工業株式会社から、アデカスタブ AO−20、アデカスタブ AO−30、アデカスタブ AO−40、アデカスタブ AO−50、アデカスタブ AO−50F、アデカスタブ AO−60、アデカスタブ AO−60G、アデカスタブ AO−80、アデカスタブ AO−330として入手できる。
反射層中における酸化防止剤(着色防止剤)の含有量は、固形分換算で、0.01質量%以上20質量%以下であることが好ましく、0.3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
また酸化防止剤は2種以上を混合して使用してもよい。
(液晶化合物)
使用可能な液晶化合物は、いわゆる棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよく、特に限定されない。その中でも、棒状液晶化合物であることが好ましい。
本発明に使用可能な棒状液晶化合物の例は、棒状ネマチック液晶化合物である。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
液晶化合物は、重合性であっても非重合性であってもよく、重合性基を有する液晶化合物が好ましく使用される。上述したように、第1反射層および/または第2反射層は、重合性基を有する液晶化合物を用いて形成された層であることが好ましい。つまり、第1反射層および/または第2反射層は、重合性基を有する液晶化合物を用いて、これらを重合させて形成される層であることが好ましい。
重合性基としては不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が挙げられ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基(例えば、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基)がより好ましい。液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは1〜6個、より好ましくは1〜3個である。
液晶化合物の具体例としては、例えば、特開2014−119605号公報の段落0031〜0053に記載される化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
より具体的には、液晶化合物としては、以下の一般式(X)で表される液晶化合物が挙げられる。
一般式(X) Q1−L1−Cy1−L2−(Cy2−L3−Cy3−L4−Q2
一般式(X)中、Q1およびQ2はそれぞれ独立に重合性基であり、L1およびL4はそれぞれ独立に二価の連結基であり、L2およびL3はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、Cy1、Cy2およびCy3はそれぞれ独立に二価の環状基であり、nは0、1、2または3である。
以下に、一般式(X)で表される液晶化合物について説明する。
一般式(X)中、Q1およびQ2はそれぞれ独立に重合性基である。重合性基の重合反応は、付加重合(開環重合を含む)または縮合重合であることが好ましい。言い換えると、重合性基は、付加重合反応または縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。
一般式(X)中、L1およびL4は、それぞれ独立に、二価の連結基である。L2およびL3は、それぞれ独立に、単結合または二価の連結基である。
1〜L4はそれぞれ独立に、−O−、−S−、−CO−、−NR−、−C=N−、二価の鎖状基、二価の環状基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記Rは炭素原子数が1から7のアルキル基または水素原子である。
一般式(X)において、Cy1、Cy2およびCy3は、それぞれ独立に、二価の環状基である。
環状基に含まれる環は、5員環、6員環、または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがより好ましく、6員環であることが更に好ましい。
環状基に含まれる環は、縮合環であってもよい。但し、縮合環よりも単環であることがより好ましい。
環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、および複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、ベンゼン環およびナフタレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環およびピリミジン環が含まれる。
また、棒状液晶化合物としては、上記一般式(X)で表される液晶化合物に加え、少なくとも一種の下記一般式(V)で表される化合物を併用することが好ましい。
一般式(V)
1−(L1−Cy1−L2−(Cy2−L3−Cy3−(L4−M2
一般式(V)中、M1およびM2はそれぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ハロゲン、−SCN、−CF、ニトロ基、または、Q1を表すが、M1およびM2の少なくとも一つは、Q1以外の基を表す。
但し、Q1、L1、L2、L3、L4、Cy1、Cy2、Cy3およびnは、上記一般式(X)で表される基と同義である。また、pおよびqは0、または1である。
なお、液晶化合物としては、以下のような化合物が例示される。
第1反射層および第2反射層による選択反射の帯域幅Δλは、用いられる液晶化合物(例えば、重合性基を有する液晶化合物)の屈折率異方性Δnと、螺旋ピッチPとを用いて、Δλ=Δn×Pで表される。よって、広い帯域幅Δλを得るためには、高いΔnを示す液晶化合物を用いることが好ましい。具体的には、液晶化合物の30℃におけるΔnは0.25以上が好ましく、0.3以上がより好ましく、0.35以上が更に好ましい。上限は特に制限されず、0.6以下の場合が多い。
屈折率異方性Δnの測定方法としては、液晶便覧(液晶便覧編集委員会編、丸善株式会社刊)202頁に記載の楔形液晶セルを用いた方法が一般的であり、結晶化しやすい化合物の場合は、他の液晶化合物との混合物による評価を行い、その外挿値から見積もることもできる。
高いΔnを示す液晶化合物としては、例えば、米国特許第6514578号明細書、特許第3999400号明細書、特許第4117832号明細書、特許第4517416号明細書、特許第4836335号明細書、特許第5411770号明細書、特許第5411771号明細書、特許第5510321号明細書、特許第5705465号明細書、特許第5721484号明細書、および、特許第5723641号明細書等に記載の化合物が挙げられる。
重合性基を有する液晶化合物の他の好適態様としては、一般式(5)で表される化合物が挙げられる。
1〜A4は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環または複素環を表す。芳香族炭素環としては、ベンゼン環およびナフタレン環が挙げられる。複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリン環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、フラザン環、テトラゾール環、ピラン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環、および、トリアジン環が挙げられる。なかでも、A1〜A4は、芳香族炭素環であることが好ましく、ベンゼン環であることがより好ましい。
芳香族炭素環または複素環に置換してもよい置換基の種類は特に制限されず、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、ハロゲン置換アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキル置換カルバモイル基、および、炭素数が2〜6のアシルアミノ基が挙げられる。
1およびX2は、それぞれ独立に、単結合、−COO−、−OCO−、−CH2CH2−、−OCH2−、−CH2O−、−CH=CH−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−または−C≡C−を表す。なかでも、単結合、−COO−、または、−C≡C−が好ましい。
1およびY2は、それぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CH=CH−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、または、−C≡C−を表す。なかでも、−O−が好ましい。
Sp1およびSp2は、それぞれ独立に、単結合、または、炭素数1〜25の炭素鎖を表す。炭素鎖は、直鎖状、分岐鎖状、および、環状のいずれもよい。炭素鎖としては、いわゆるアルキル基が好ましい。なかでも、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましい。
1およびP2は、それぞれ独立に、水素原子または重合性基を表し、P1およびP2の少なくとも一方は重合性基を表す。重合性基としては、上述した重合性基を有する液晶化合物が有している重合性基が例示される。
1およびn2はそれぞれ独立に0〜2の整数を表し、n1またはn2が2の場合、複数あるA1、A2、X1およびX2は同じでもあっても異なっていてもよい。
(キラル剤(カイラル剤、光学活性化合物))
液晶組成物は、コレステリック液晶相を示すものであり、そのためには、キラル剤を含有しているのが好ましい。但し、上記棒状液晶化合物が不斉炭素原子を有する分子である場合には、キラル剤を添加しなくても、コレステリック液晶相を安定的に形成可能である場合もある。キラル剤は、公知の種々のキラル剤(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4−3項、TN(Twisted Nematic)、STN(Super-twisted nematic)用キラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)から選択することができる。キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤が重合性基を有するとともに、併用する棒状液晶化合物も重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性棒状液晶化合物との重合反応により、棒状液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性棒状液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることが更に好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
液晶組成物中のキラル剤の含有量は、併用される液晶化合物に対して、1〜30モル%であることが好ましい。キラル剤の含有量は、より少なくした方が液晶性に影響を及ぼさないことが多いため好まれる。従って、キラル剤は、少量でも所望の螺旋ピッチの捩れ配向を達成可能なように、強い捩り力のある化合物が好ましい。この様な、強い捩れ力を示すキラル剤としては、例えば、特開2003−287623号公報に記載のキラル剤が挙げられ、本発明に好ましく用いることができる。
キラル剤の具体例としては、例えば、特開2014−119605号公報の段落0055〜0080に記載される化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
なお、キラル剤としては、主に、右旋回性のキラル剤および左旋回性のキラル剤が挙げられ、第1反射層を製造する際には右旋回性のキラル剤が、第2反射層を製造する際には左旋回性のキラル剤が用いられることが好ましい。
ここで、右旋回性のキラル剤として、捩れ力が強いものが、左旋回性のキラル剤よりも多く市場に提供されている。例えば、HTPが30μm-1以上である右旋回性のキラル剤としては、LC756(BASF社製)を本発明では好ましく用いることができる。
本発明では、左旋回性のキラル剤が一般式(2)で表されることが好ましく、一般式(4)で表されることがより好ましい。
一般式(2)中、R2は以下に示す置換基のいずれかを表し、2つのR2は互いに同じでも異なっていてもよい。
但し、*は、それぞれ一般式(2)中の酸素原子との結合部位を表す。
1は、それぞれ独立に、単結合、−O−、−C(=O)O−、−OC(=O)−、または、−OC(=O)O−を表し、単結合、−O−、または、−OC(=O)−が好ましく、−O−がより好ましい。
Sp1は、それぞれ独立に、単結合または炭素数1から8のアルキレン基を表すことが好ましく、炭素数1から5のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数2〜4のアルキレン基であることが更に好ましい。
1は、それぞれ独立に、水素原子または(メタ)アクリル基を表し、水素原子であることがより好ましい。
nは、1以上の整数を表し、1〜3であることが好ましく、1または2であることがより好ましく、1であることが更に好ましい。
一般式(2)で表されるキラル剤は、下記一般式(4)で表されるキラル剤であることがより好ましい。
一般式(4)中、Rbは以下に示す置換基を表し、2つのRbは互いに同じでも異なっていてもよく、同じであることが好ましい。
上記置換基中、*は、一般式(4)中の酸素原子との結合部位を表す。Y2は単結合、−O−、または、−OC(=O)−を表し、−O−が好ましい。
Sp2は、単結合または炭素数1から8のアルキレン基を表し、炭素数1から8のアルキレン基であることが好ましく、炭素数1から5のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数2〜4のアルキレン基であることが更に好ましい。
2は、水素原子または(メタ)アクリル基を表し、水素原子であることが好ましい。
一般式(2)または一般式(4)で表されるキラル剤の光学異性体を、右旋回性のキラル剤として用いてもよい。
キラル剤としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
(重合開始剤)
各反射層の形成に用いる液晶組成物は、重合性液晶組成物であるのが好ましく、そのためには、重合開始剤を含有しているのが好ましい。本発明では、紫外線照射により硬化反応を進行させるのが好ましく、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。光重合開始剤としては、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、米国特許第2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、米国特許第2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。
重合開始剤の使用量は、液晶組成物(塗布液の場合は固形分)の0.1〜20質量%であることが好ましく、1〜8質量%であることがより好ましい。
なお、後述する赤外光吸収組成物に含まれてもよい光重合開始剤を、上記重合開始剤として用いてもよい。
(配向制御剤)
液晶組成物には、安定的にまたは迅速にコレステリック液晶相となるのに寄与する配向制御剤が含まれていてもよい。配向制御剤の例には、含フッ素(メタ)アクリレート系ポリマーが含まれる。これらから選択される2種以上を含有していてもよい。これらの化合物は、層の空気界面において、液晶化合物の分子のチルト角を低減または実質的に水平配向させることができる。なお、本明細書で「水平配向」とは、液晶分子長軸と膜面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が20度未満の配向を意味する。液晶化合物が空気界面付近で水平配向する場合、配向欠陥が生じ難いため、可視光領域での透明性が高くなり、また赤外領域での反射率が増大する。
配向制御剤として利用可能な含フッ素(メタ)アクリレート系ポリマーの例は、特開2007−272185号公報の<0018>〜<0043>等に記載がある。
配向制御剤の具体例としては、例えば、特開2014−119605号公報の段落0081〜0090に記載される化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
配向制御剤としては、例えば、フッ素系配向制御剤が挙げられ、下記一般式(I)で表される化合物が好ましく挙げられる。
一般式(I)において、L11、L12、L13、L14、L15、および、L16は、それぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−COS−、−SCO−、−NRCO−、または、−CONR−(一般式(I)中におけるRは水素原子または炭素数が1〜6のアルキル基を表す)を表す。なお、−NRCO−、−CONR−は溶解性を減ずる効果がある。また、膜作製時にヘイズ値が上昇する傾向があることから、より好ましくは−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−COS−、または、−SCO−であり、化合物の安定性の観点から、更に好ましくは−O−、−CO−、−COO−、または、−OCO−である。
Sp11、Sp12、Sp13、および、Sp14は、それぞれ独立して、単結合または炭素数1〜10のアルキレン基を表し、より好ましくは単結合または炭素数1〜7のアルキレン基であり、更に好ましくは単結合または炭素数1〜4のアルキレン基である。但し、アルキレン基の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。アルキレン基には、分枝があっても無くてもよく、好ましいのは分枝がない直鎖のアルキレン基である。合成上の観点からは、Sp11とSp14が同一であり、かつ、Sp12とSp13が同一であることが好ましい。
11、および、A12は、2価〜5価の芳香族炭化水素である。芳香族炭化水素基の炭素数は6〜22であることが好ましく、6〜14であることがより好ましく、6〜10であることが更に好ましく、6であることが特に好ましい。
Hb11は、炭素数2〜30のパーフルオロアルキル基を表し、より好ましくは炭素数3〜20のパーフルオロアルキル基であり、更に好ましくは3〜10のパーフルオロアルキル基である。パーフルオロアルキル基は、直鎖状、分枝状、および、環状のいずれであってもよく、直鎖状または分枝状であるものが好ましく、直鎖状であることがより好ましい。
m11、および、n11は、それぞれ独立に0から5の整数であり、かつm11+n11≧1である。このとき複数存在する括弧内の構造は互いに同一であっても異なっていてもよく、互いに同一であることが好ましい。一般式(I)のm11、n11は、上記のA11、A12の価数によって定まる。
11は、
で表される二価の基または二価の芳香族複素環基を表す(上記T11中に含まれるXは炭素数1〜8のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはエステル基を表し、Ya、Yb、Yc、および、Ydはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す)。
11中に含まれるoおよびpはそれぞれ独立に0以上の整数であり、oおよびpが2以上であるとき複数のXは互いに同一であっても異なっていてもよい。T11中に含まれるoは1または2であることが好ましい。T11中に含まれるpは1〜4の整数であることが好ましく、1または2であることがより好ましい。
なお、配向制御剤としては、以下の化合物が例示される。
(積層体の製造方法)
積層体の製造方法は特に制限されず、上述した液晶組成物を用いる方法が好適に挙げられる。より具体的には、製造方法の一例は、
(1)所定の基板等の表面に、硬化性の液晶組成物を塗布して、コレステリック液晶相の状態にすること、
(2)硬化性の液晶組成物に紫外線を照射して硬化反応を進行させ、コレステリック液晶相を固定して反射層を形成すること、
を少なくとも含む製造方法である。
(1)および(2)の工程を、液晶組成物の種類を変更しつつ、基板の一方の表面上で8回繰り返すことで図1に示す構成と同様の構成の積層体を作製することができる。
なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、用いる液晶の種類または添加されるキラル剤の種類によって調整でき、螺旋ピッチ(すなわち、中心反射波長)は、これらの材料の濃度によって任意に調整できる。
なお、第1反射層を形成する際には、液晶化合物および右旋回性のキラル剤を少なくとも含む液晶組成物を用いることが好ましく、第2反射層を形成する際には、液晶化合物および左旋回性のキラル剤を少なくとも含む液晶組成物を用いることが好ましい。
上記(1)工程では、まず、所定の基板の表面に、硬化性の液晶組成物を塗布する。硬化性の液晶組成物は、溶媒に材料を溶解および/または分散した、塗布液として調製されるのが好ましい。塗布液の塗布は、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、および、ダイコーティング法等の種々の方法によって行うことができる。
次に、表面に塗布され、塗膜となった硬化性液晶組成物を、コレステリック液晶相の状態にする。硬化性液晶組成物が、溶媒を含む塗布液として調製されている態様では、塗膜を乾燥し、溶媒を除去することで、コレステリック液晶相の状態にすることができる場合がある。また、コレステリック液晶相への転移温度とするために、所望により、塗膜を加熱してもよい。例えば、一旦等方性相の温度まで加熱し、その後、コレステリック液晶相転移温度まで冷却する等によって、安定的にコレステリック液晶相の状態にすることができる。硬化性液晶組成物の液晶相転移温度は、製造適性等の面から10〜250℃の範囲内であることが好ましく、10〜150℃の範囲内であることがより好ましい。
次に、(2)の工程では、コレステリック液晶相の状態となった塗膜に、紫外線を照射して、硬化反応を進行させる。紫外線照射には、紫外線ランプ等の光源が利用される。この工程では、紫外線を照射することによって、液晶組成物の硬化反応が進行し、コレステリック液晶相が固定されて、反射層が形成される。
硬化反応を促進するため、加熱条件下で紫外線照射を実施してもよい。また、紫外線照射時の温度は、コレステリック液晶相が乱れないように、コレステリック液晶相を呈する温度範囲に維持するのが好ましい。
上記工程では、コレステリック液晶相が固定されて、反射層が形成される。ここで、液晶相を「固定化した」状態は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持された状態が最も典型的、かつ、好ましい態様である。それだけには限定されず、具体的には、通常0℃〜50℃、より過酷な条件下では−30℃〜70℃の温度範囲において、この層に流動性が無く、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を意味する。本発明では、紫外線照射によって進行する硬化反応により、コレステリック液晶相の配向状態を固定することが好ましい。
なお、本発明においては、コレステリック液晶相の光学的性質が層中において保持されていれば十分であり、最終的に反射層中の液晶組成物がもはや液晶性を示す必要はない。例えば、液晶組成物が、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
なお、第1反射層と第2反射層との製造順番は特に制限されず、どちらを先に(順不同で)製造してもよい。
上述したように、積層体を製造するためには、第1反射層を形成するための組成物(液晶化合物および右旋回性のキラル剤を少なくとも含む液晶組成物)、第2反射層を形成するための組成物(液晶化合物および左旋回性のキラル剤を少なくとも含む液晶組成物)を含むキットを用いることもできる。
なお、積層体10には、上述した第1反射層12a〜12d、第2反射層14a〜14d以外の他の層が含まれていてもよい。
後段で詳述するように、他の層としては、ガラス基板や樹脂基板等の基板(好ましくは、透明基板)、接着層、密着層、下塗り層、ハードコート層、反射防止層、赤外光吸収層、および、可視光吸収層等が挙げられる。
<第2実施態様>
図6は、本発明の積層体の第2実施態様の断面図を示す。
図6に示すように、積層体100は、基板20と、下地層22と、第1反射層12a〜12dと、第2反射層14a〜14dとを有する。
第2実施態様の積層体100は、基板20および下地層22を有する点以外は、上述した第1実施態様の積層体10と同様の部材を有し、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略し、以下では主に基板20および下地層22の態様について詳述する。
(基板)
基板20は、後述する下地層22および各反射層を支持するための基材である。
基板20の種類は特に制限されず、公知の基板を使用することができる。例えば、ガラス基板、樹脂基板等の透明基板を好適に使用することができる。
(下地層)
下地層22は、反射層に隣接して配置される。下地層22が反射層に隣接して配置されることにより、反射層中に含まれる液晶化合物の配向がより制御され、積層体の透過特性がより好ましくなる。
下地層22は、第1反射層および第2反射層中の液晶相(特に、コレステリック液晶相)中の液晶化合物の配向方向をより精密に規定する機能を有する。
下地層22として用いられる材料としては、有機化合物のポリマー(有機ポリマー)が好ましく、それ自体が架橋可能なポリマーか、または、架橋剤により架橋されるポリマーがよく用いられる。当然、双方の機能を有するポリマーも用いられる。
ポリマーの例としては、ポリメチルメタクリレ−ト、アクリル酸/メタクリル酸共重合体、スチレン/マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコ−ルおよび変性ポリビニルアルコ−ル、ポリ(N−メチロ−ルアクリルアミド)、スチレン/ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル/塩化ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロ−ス、ゼラチン、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリカーボネート等のポリマー、並びに、シランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。
下地層22の厚みは、0.1〜2.0μmが好ましい。
なお、下地層22としては、ラビング処理を行った配向層(例えば、ポリビニルアルコールを含む配向層)を用いることもできる。また、下地層としては、光配向層も用いることができる。
上記ポリマーの好適態様としては、重合性基を有することが好ましい。
また、上記ポリマーの他の好適態様としては、環状炭化水素基を有することが好ましい。環状炭化水素基としては、非芳香族環状炭化水素基であっても、芳香族環状炭化水素基であってもよい。
<第3実施態様>
図7は、本発明の積層体の第3実施態様の断面図を示す。
図7に示すように、積層体200は、反射防止層24と、第1反射層12a〜12dと、第2反射層14a〜14dとを有する。
第3実施態様の積層体200は、反射防止層24を有する点以外は、上述した第1実施態様の積層体10と同様の部材を有し、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略し、以下では主に反射防止層24の態様について詳述する。
(反射防止層)
反射防止層24は、積層体の最外層側に配置され、積層体表面にて反射される光を低減する。反射防止層を配置することにより、積層体を透過する光量を増やすことができる。
反射防止層24の屈折率は特に制限されず、反射防止機能がより優れる点で、1.45以下が好ましく、1.35以下がより好ましく、1.30未満が更に好ましく、1.25以下が特に好ましい。下限は特に制限されず、通常、1.00以上の場合が多く、1.20以上の場合がより多い。なお、上記屈折率は、以下のように波長633nmでの屈折率を意図する。
反射防止層24の屈折率は、エリプソメータ(J.Aウーラム製VUV−vase[商品名])で測定する(波長633nm、測定温度25℃)。
反射防止層24を構成する材料は特に制限されず、有機材料でも無機材料でもよく、耐久性の点から、無機材料(例えば、無機系樹脂(シロキサン樹脂)、無機粒子等)が好ましい。なかでも、反射防止層24は、無機粒子を含むことが好ましい。
シロキサン樹脂は、公知のアルコキシシラン原料を用いて、加水分解反応および縮合反応を介して得ることができる。
加水分解反応および縮合反応としては公知の方法を使用することができ、必要に応じて、酸または塩基等の触媒を使用してもよい。触媒としてはpHを変更させるものであれば特に制限がなく、酸(有機酸、無機酸)としては、例えば、硝酸、シュウ酸、酢酸、蟻酸、および、塩酸等が挙げられ、塩基としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、および、エチレンジアミン等が挙げられる。
加水分解反応および縮合反応の反応系には、必要に応じて、溶媒を加えてもよい。溶媒としては加水分解反応および縮合反応が実施できれば特に制限されず、例えば、水、メタノール、エタノール、および、プロパノール等のアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、および、エチレングリコールモノプロピルエーテル等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、および、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類、並びに、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、および、メチルイソアミルケトン等のケトン類等が挙げられる。
加水分解反応および縮合反応の条件(温度、時間、溶媒量)は使用される材料の種類に応じて、適宜最適な条件が選択される。
シロキサン樹脂の重量平均分子量は、1,000〜50,000が好ましい。なかでも、2,000〜45,000がより好ましく、2,500〜25,000が更に好ましく、3,000〜25,000が特に好ましい。重量平均分子量が上記下限値以上の場合、基板に対する塗布性が特に良く、塗布後の面状、平坦性が良好に維持され好ましい。
なお、重量平均分子量は、公知のGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を用いて測定し、標準ポリスチレンに換算したときの値である。特に断らない限り、GPC測定においては、カラムとしてWaters2695およびShodex製GPCカラムKF−805L(カラム3本を直結)を使用し、カラム温度40℃、試料濃度0.5質量%のテトラヒドロフラン溶液を50μl注入し、溶出溶媒としてテトラヒドロフランを毎分1mlの流量でフローさせ、RI(Refractive Index)検出装置(Waters2414)およびUV(紫外光)検出装置(Waters2996)にて試料ピークを検出することで行う。
無機粒子を構成する材料としては、例えば、シリカ(酸化珪素)、フッ化ランタン、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、および、フッ化セリウム等が挙げられる。無機粒子としては、より具体的には、シリカ粒子、中空シリカ粒子、および、多孔質シリカ粒子等が好ましく挙げられる。なお、中空粒子は、内部に空洞を有する構造のものであり、外郭に包囲された空洞を有する粒子を指す。多孔質粒子は、多数の空洞を有する多孔質の粒子を指す。
無機粒子としては、1種単独でも、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
無機粒子の粒径は特に制限されず、取り扱い性の点で、平均粒子径が1nm以上が好ましく、10nm以上がより好ましい。上限は、200nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。
ここでの無機粒子の平均粒子径は、無機粒子を透過型電子顕微鏡により観察し、得られた写真から求めることができる。無機粒子の投影面積を求め、そこから円相当径を求め平均粒子径とする。本明細書における平均粒子径は、300個以上の無機粒子について投影面積を測定して、円相当径を求めてその数平均径を算出する。
反射防止層24中における無機粒子の含有量は特に制限されず、70質量%以上の場合が多く、積層体の可視光領域の透過率がより高まり、積層体の耐溶剤性が優れる点から、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上が更に好ましい。上限は特に制限されず、100質量%が挙げられる。
無機粒子の屈折率は、積層体の可視光領域の透過率がより高まる点から、1.00〜1.45が好ましく、1.10〜1.40がより好ましく、1.15〜1.35が更に好ましく、1.15〜1.30が特に好ましい。
本明細書において無機粒子の屈折率は以下の方法で測定することができる。無機粒子の含有率を0質量%、20質量%、30質量%、40質量%、50質量%に調製した固形分濃度10%のマトリックス樹脂と無機粒子の混合溶液サンプルを作製する。それぞれ、シリコンウェハ上に、厚さが0.3〜1.0μmとなるように、スピンコーターを用いて塗布する。ついで200℃のホットプレートで5分間、加熱、乾燥させ、コーティング膜を得る。次に例えばエリプソメータ(J.Aウーラム製VUV−vase[商品名])を用いて波長633nm(25℃)での屈折率を求め、無機粒子100質量%の値を外挿して求めることができる。
反射防止層24の平均厚みは特に制限されず、積層体の可視光領域の透過率がより高まる点から、0.01〜1.00μmが好ましく、0.05〜0.5μmがより好ましい。
なお、上記平均厚みは、反射防止層24の任意の10点以上の厚みを測定して、それらを算術平均したものである。
反射防止層24には、必要に応じて、上記無機粒子以外の成分が含まれていてもよく、例えば、フッ素樹脂またはポリシロキサン等のいわゆるバインダー(特に、低屈折率バインダー)が含まれていてもよい。
図7において、反射防止層24は、単層構造であるが、必要に応じて複層構造であってもよい。
(反射防止層の製造方法)
反射防止層24の製造方法は特に制限されず、乾式法(例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等)、および、湿式法(例えば、塗布法等)が挙げられ、生産性の点から、湿式法が好ましい。
湿式法としては、例えば、無機材料(好ましくは、無機粒子)を含む反射防止層形成用組成物を所定の基板上に塗布して、必要に応じて、乾燥処理を実施して、反射防止層を製造する方法が好適に挙げられる。
反射防止層形成用組成物中における無機粒子の含有量は特に制限されず、10〜50質量%が好ましく、15〜40質量%がより好ましく、15〜30質量%が更に好ましい。
また、反射防止層形成用組成物には、溶媒(水または有機溶媒)が適宜含まれる。
塗布の態様として、スピンコート法、ディップコート法、ローラーブレード法、および、スプレー法等が挙げられる。
乾燥処理の方法は特に制限されず、加熱処理、および、風乾処理が挙げられ、加熱処理が好ましい。加熱処理の条件は特に制限されず、50℃以上であることが好ましく、65℃以上であることがより好ましく、70℃以上であることが更に好ましい。上限としては、200℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましく、120℃以下であることが更に好ましい。上記加熱時間は特に限定されず、0.5分以上60分以下であることが好ましく、1分以上10分以下であることがより好ましい。
加熱処理の方法としては特に制限されず、ホットプレート、オーブン、および、ファーネス等により加熱することができる。
加熱処理の際の雰囲気としては特に制限されず、不活性雰囲気、酸化性雰囲気等を適用することができる。不活性雰囲気は、窒素、ヘリウム、および、アルゴン等の不活性ガスにより実現できる。酸化性雰囲気は、これら不活性ガスと酸化性ガスの混合ガスにより実現することができる他、空気を利用してもよい。酸化性ガスとしては、例えば、酸素、一酸化炭素、および、二窒化酸素等を挙げることができる。加熱工程は、加圧下、常圧下、減圧下、および、真空中のいずれの圧力でも実施することができる。
(好適態様)
反射防止層24の好適態様としては、積層体の可視光領域の透過率がより高まり、積層体の耐溶剤性が優れる点から、複数のシリカ粒子が鎖状に連なった粒子凝集体(以下、数珠状シリカとも称する)を用いて形成された層が挙げられる。より具体的には、数珠状シリカが溶媒中に分散した組成物(ゾル)を用いることがより好ましい。
一般に、シリカゾルに含まれるシリカ粒子としては、数珠状の他に、球状、針状または板状のもの等が広く知られているが、本実施形態では、数珠状シリカが分散した組成物(シリカゾル)を用いることが好ましい。この数珠状シリカを用いることによって、形成される反射防止層に空孔ができやすく、屈折率を低下させることができる。
上記数珠状シリカは、平均粒子径が5〜50nm(好ましくは5〜30nm)の複数のシリカ粒子が、金属酸化物含有シリカによって接合されたものであることが好ましい。
また、上記数珠状シリカは、上記シリカ粒子の動的光散乱法により測定された数平均粒子径(Dnm)と、上記シリカ粒子の窒素吸着法により測定された比表面積Sm/gからD=2720/Sの式により得られる平均粒子径(Dnm)と、の比D/Dが3以上であって、このDが30〜300nmであり、上記シリカ粒子が一平面内のみにつながっていることが好ましい。D/Dは、粒子が凝集しづらく、かつ、反射防止層のヘイズの増加が抑制できる点で、3〜20であることが好ましい。Dは35〜150nmであることが好ましい。
また、シリカ粒子を接合する金属酸化物含有シリカとしては、例えば、非晶質のシリカが例示される。数珠状シリカが分散する溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、IPA(イソプロピルアルコール)、エチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、および、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が例示され、SiO濃度が5〜40質量%であるものが好ましい。
このような数珠状シリカを含む組成物(シリカゾル)としては、例えば特許第4328935号明細書または特開2013−253145号公報に記載されているシリカゾル等を使用することができる。
なお、数珠状シリカを含む組成物を用いた反射防止層の製造方法は、上述した湿式法の方法が適宜採用できる。
また、反射防止層は、市販の低屈折材料を用いて形成することもできる。市販の低屈折材料としては、JSR(株)製オプスター−TUシリーズ、東レ(株)製低屈折率化ポリシロキサンLSシリーズ、および、旭硝子(株)フッ素系樹脂サイトップシリーズ等が挙げられる。
<第4実施態様>
図8は、本発明の積層体の第4実施態様の断面図を示す。
図8に示すように、積層体300は、赤外光吸収層26と、第1反射層12a〜12dと、第2反射層14a〜14dとを有する。
第4実施態様の積層体300は、赤外光吸収層26を有する点以外は、上述した第1実施態様の積層体10と同様の部材を有し、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略し、以下では主に赤外光吸収層26の態様について詳述する。
(赤外光吸収層)
赤外光吸収層26は、赤外光を吸収する層である。赤外光吸収層26が含まれることにより、角度依存性を低下させることができる。なお、角度依存性とは、積層体に正面方向から入射した光の透過特性と、積層体に斜め方向から入射した光の透過特性との差を表す。例えば、角度依存性が大きいとは、両者の差が大きい、つまり、光の入射方向による透過特性の差が大きいことを意図し、角度依存性が小さいとは両者の差が小さい、つまり、光の入射方向による透過特性の差が小さいことを意図する。
なお、赤外光吸収層26は、図8においては、最も光入射側に配置されているが、この態様には限定されず、例えば、最も光入射側がら遠い位置に配置されていてもよく、反射層同士の間に配置されていてもよい。
赤外光吸収層26には、赤外光吸収剤が含まれる。「赤外光吸収剤」とは、赤外光領域の波長領域に吸収を有する化合物を意味する。
赤外光吸収剤としては、波長600〜1200nmの波長領域に極大吸収波長を有する化合物が好ましい。極大吸収波長は、例えば、Cary 5000 UV−Vis−NIR(分光光度計 アジレント・テクノロジー株式会社製)を用いて測定することができる。
赤外光吸収層26中における赤外光吸収剤の含有量は特に制限されず、赤外光吸収層26全質量に対して、1〜80質量%が好ましく、5〜60質量%がより好ましい。
本発明において、赤外光吸収剤は、有機色素が好ましい。本発明において、「有機色素」とは、有機化合物からなる色素を意味する。
また、赤外光吸収剤は、銅化合物、シアニン化合物、ピロロピロール化合物、スクアリリウム化合物、フタロシアニン化合物およびナフタロシアニン化合物から選ばれる少なくとも1種が好ましく、銅化合物、シアニン化合物、または、ピロロピロール化合物がより好ましい。
また、本発明において、赤外光吸収剤は、25℃の水に1質量%以上溶解する化合物であることが好ましく、25℃の水に10質量%以上溶解する化合物がより好ましい。このような化合物を用いることで、耐溶剤性が良化する。
なお、以下に、赤外光吸収剤の好適態様である、銅化合物、シアニン化合物、および、ピロロピロール化合物について詳述する。
<銅化合物>
銅化合物は、波長700〜1000nmの範囲内(近赤外線領域)に極大吸収波長を有する銅化合物が好ましい。
銅化合物は、銅錯体であっても銅錯体でなくてもよく、銅錯体であることが好ましい。
本発明で用いる銅化合物が銅錯体である場合、銅に配位する配位子Lとしては、銅イオンと配位結合可能であれば特に制限されず、スルホン酸、リン酸、リン酸エステル、ホスホン酸、ホスホン酸エステル、ホスフィン酸、ホスフィン酸エステル、カルボン酸、カルボニル(エステル、ケトン)、アミン、アミド、スルホンアミド、ウレタン、ウレア、アルコール、および、チオール等を有する化合物が挙げられる。
リン含有銅化合物として、具体的にはWO2005/030898Aの第5頁第27行目〜第7頁第20行目に記載された化合物を参酌することができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
また、銅化合物は、下記式(A)で表される化合物であってもよい。
Cu(L)n1・(X)n2 式(A)
上記式(A)中、Lは、銅に配位する配位子を表し、Xは、存在しないか、銅錯体の電荷を中和するよう、必要に応じて対イオンを表す。n1、n2は、それぞれ独立に0以上の整数を表す。
配位子Lは、銅に配位可能な原子としてC原子、N原子、O原子、または、S原子を含む置換基を有するものであり、更に好ましくはN、O、または、S等の孤立電子対を持つ基を有するものである。好ましい配位子Lとしては、上述した配位子Lと同義である。配位可能な基は分子内に1種類に限定されず、2種以上を含んでもよく、解離しても非解離でもよい。
対イオンとしては、後述する銅錯体に含まれる対イオンが挙げられ、後段で詳述する。
(銅錯体)
銅錯体は、700〜1200nmの波長領域に極大吸収波長を有する化合物が好ましい。銅錯体の極大吸収波長は、720〜1200nmの波長領域に有することがより好ましく、800〜1100nmの波長領域に有することが更に好ましい。
銅錯体の上述した波長領域における極大吸収波長でのモル吸光係数は、120(L/mol・cm)以上が好ましく、150(L/mol・cm)以上がより好ましく、200(L/mol・cm)以上が更に好ましく、300(L/mol・cm)以上がより更に好ましく、400(L/mol・cm)以上が特に好ましい。上限は、特に限定はなく、例えば、30000(L/mol・cm)以下とすることができる。銅錯体の上記モル吸光係数が、100(L/mol・cm)以上であれば、薄膜であっても、赤外線遮蔽性に優れた赤外光吸収層を形成することができる。
銅錯体の800nmでのグラム吸光係数は、0.11(L/g・cm)以上が好ましく、0.15(L/g・cm)以上がより好ましく、0.24(L/g・cm)以上が更に好ましい。
なお、本発明において、銅錯体のモル吸光係数およびグラム吸光係数は、銅錯体を溶媒に溶解させて1g/Lの濃度の溶液を調製し、銅錯体を溶解させた溶液の吸収スペクトルを測定して求めることができる。測定装置としては、島津製作所製UV−1800(波長領域200〜1100nm)、Agilent製Cary 5000(波長領域200〜1300nm)等を用いることができる。測定溶媒としては、水、N,N−ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、1,2,4−トリクロロベンゼン、または、アセトンが挙げられる。本発明では、上述した測定溶媒のうち、測定対象の銅錯体を溶解できるものを選択して用いる。なかでも、プロピレングリコールモノメチルエーテルで溶解する銅錯体の場合は、測定溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルを用いることが好ましい。なお、「溶解する」とは、25℃の溶媒に対する、銅錯体の溶解度が0.01g/100gSolventを超える状態を意味する。
本発明において、銅錯体のモル吸光係数およびグラム吸光係数は、上述した測定溶媒のいずれか1つを用いて測定した値であることが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルでの値であることがより好ましい。
銅錯体のモル吸光係数を100(L/mol・cm)以上にする方法としては、例えば、5配位の銅錯体を用いる方法、π供与性の高い配位子を用いる方法、および、対称性の低い銅錯体を用いる方法、等が挙げられる。
5配位の銅錯体を用いることで、モル吸光係数が100(L/mol・cm)以上を達成できるメカニズムとしては、以下によるものが推測される。すなわち、5座配位、好ましくは、5配位三方両錐構造、または、5配位四角錐構造をとることにより、錯体の対称性が低下する。これにより、配位子と銅の相互作用において、d軌道にp軌道が混ざりやすくなる。このとき、d−d遷移(赤外領域の吸収)は、純粋なd−d遷移ではなくなり、許容遷移であるp−d遷移の寄与が混ざる。これによりモル吸光係数が向上し、100(L/mol・cm)以上を達成することができると考えられる。
5配位の銅錯体は、例えば、銅イオンに対して、2つの2座配位子(同一でも異なっていてもよい)と1つの単座配位子とを反応させること、1つの3座配位子と2つの2座配位子(同一でも異なっていてもよい)とを反応させること、1つの3座配位子と1つの2座配位子とを反応させること、1つの4座配位子と1つの単座配位子とを反応させること、1つの5座配位子を反応させることにより調製することができる。このとき、非共有電子対で配位する単座配位子は、反応溶媒として用いられることもある。例えば、銅イオンに対して、水を含む溶媒中で2つの2座配位子を反応させると、この2つの2座配位子と、単座配位子として水とが配位した5配位錯体が得られる。
また、π供与性の高い配位子を用いることで、モル吸光係数が100(L/mol・cm)以上を達成できるメカニズムとしては、以下によるものが推測される。すなわち、π供与性が高い配位子(配位子のπ軌道あるいはp軌道がエネルギー的に浅いところにある配位子)を用いることにより、金属のp軌道と配位子のp軌道(またはπ軌道)が混ざりやすくなる。このとき、d−d遷移は、純粋なd−d遷移ではなくなり、許容遷移であるLMCT(Ligand to Metal Charge Transfer)遷移の寄与が混ざる。これにより吸光係数が向上し、100(L/mol・cm)以上を達成することができると考えられる。
π供与性の高い配位子としては、例えば、ハロゲン配位子、酸素アニオン配位子、および、硫黄アニオン配位子等が挙げられる。π供与性の高い配位子を用いた銅錯体としては、例えば、単座配位子としてCl配位子を有する銅錯体等が挙げられる。
また、対称性の低い銅錯体は、対称性の低い配位子を用いること、または、銅イオンに対して配位子を非対称に導入することで得ることができる。
銅錯体は、少なくとも2つの配位部位を有する化合物(以下、化合物(A)ともいう)を配位子として有することが好ましい。化合物(A)は、配位部位を少なくとも3つ有することがより好ましく、3〜5つ有することが更に好ましい。化合物(A)は、銅成分に対し、キレート配位子として働く。すなわち、化合物(A)が有する少なくとも2つの配位原子が、銅とキレート配位することにより、銅錯体の構造が歪んで、可視光領域の高い透過性が得られ、赤外光の吸光能力を向上でき、色価も向上すると考えられる。これにより、積層体を長期間使用しても、その特性が損なわれず、またカメラモジュールを安定的に製造することも可能となる。
銅錯体は、化合物(A)を2つ以上有していてもよい。化合物(A)を2つ以上有する場合は、それぞれの化合物(A)は同一であってもよく、異なっていてもよい。
化合物(A)が有する配位部位としては、アニオンで配位する配位部位、非共有電子対で配位する配位部位が挙げられる。
銅錯体は、4配位、5配位および6配位が例示され、4配位および5配位がより好ましく、5配位が更に好ましい。
また、銅錯体は、銅と配位子によって、5員環および/または6員環が形成されていることが好ましい。このような銅錯体は、形状が安定であり、錯体安定性に優れる。
本発明に用いられる銅錯体における銅は、例えば、銅成分(銅または銅を含む化合物)に対して、化合物(A)を混合または反応等させて得ることができる。
銅成分は、2価の銅を含む化合物が好ましい。銅成分は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
銅成分としては、例えば、酸化銅または銅塩を用いることができる。銅塩は、例えば、カルボン酸銅(例えば、酢酸銅、エチルアセト酢酸銅、ギ酸銅、安息香酸銅、ステアリン酸銅、ナフテン酸銅、クエン酸銅、2−エチルヘキサン酸銅等)、スルホン酸銅(例えば、メタンスルホン酸銅等)、リン酸銅、リン酸エステル銅、ホスホン酸銅、ホスホン酸エステル銅、ホスフィン酸銅、アミド銅、スルホンアミド銅、イミド銅、アシルスルホンイミド銅、ビススルホンイミド銅、メチド銅、アルコキシ銅、フェノキシ銅、水酸化銅、炭酸銅、硫酸銅、硝酸銅、過塩素酸銅、フッ化銅、塩化銅、または、臭化銅が好ましく、カルボン酸銅、スルホン酸銅、スルホンアミド銅、イミド銅、アシルスルホンイミド銅、ビススルホンイミド銅、アルコキシ銅、フェノキシ銅、水酸化銅、炭酸銅、フッ化銅、塩化銅、硫酸銅、または、硝酸銅がより好ましく、カルボン酸銅、アシルスルホンイミド銅、フェノキシ銅、塩化銅、硫酸銅、または、硝酸銅が更に好ましく、カルボン酸銅、アシルスルホンイミド銅、塩化銅、または、硫酸銅が特に好ましい。
化合物(A)と反応させる銅成分の量は、モル比率(化合物(A):銅成分)で1:0.5〜1:8とすることが好ましく、1:0.5〜1:4とすることがより好ましい。
また、銅成分と化合物(A)とを反応させる際の反応条件は、例えば、20〜100℃で、0.5時間以上とすることが好ましい。
本発明に用いられる銅錯体は、化合物(A)以外の配位子を有していてもよい。化合物(A)以外の配位子としては、アニオンまたは非共有電子対で配位する単座配位子が挙げられる。
単座配位子の種類および数は、銅錯体に配位する化合物(A)に応じて適宜選択することができる。
化合物(A)以外の配位子として用いる単座配位子の具体例としては、以下のものが挙げられ、これらに限定されない。以下において、Phはフェニル基を表し、Meはメチル基を表す。
銅錯体は、配位子をなす化合物(A)が、アニオンで配位する配位部位を有する場合、アニオンで配位する配位部位の数に応じて、電荷を持たない中性錯体のほか、カチオン錯体、アニオン錯体になることもある。この場合、銅錯体の電荷を中和するよう、必要に応じて対イオンが存在する。
対イオンが負の対イオンの場合、例えば、無機陰イオンでも有機陰イオンでもよい。具体例としては、水酸化物イオン、ハロゲン陰イオン(例えば、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等)、置換または無置換のアルキルカルボン酸イオン(酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン等)、置換または無置換のアリールカルボン酸イオン(安息香酸イオン等)、置換または無置換のアルキルスルホン酸イオン(メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン等)、置換または無置換のアリールスルホン酸イオン(例えばp−トルエンスルホン酸イオン、p−クロロベンゼンスルホン酸イオン等)、アリールジスルホン酸イオン(例えば1,3−ベンゼンジスルホン酸イオン、1,5−ナフタレンジスルホン酸イオン、2,6−ナフタレンジスルホン酸イオン等)、アルキル硫酸イオン(例えばメチル硫酸イオン等)、硫酸イオン、チオシアン酸イオン、硝酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラアリールホウ酸イオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、ピクリン酸イオン、アミドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたアミドを含む)、および、メチドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたメチドを含む)が挙げられる。なかでも、ハロゲン陰イオン、置換もしくは無置換のアルキルカルボン酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラアリールホウ酸イオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、アミドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたアミドを含む)、または、メチドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたメチドを含む)が好ましい。
対イオンが正の対イオンの場合、例えば、無機または有機のアンモニウムイオン(例えば、テトラブチルアンモニウムイオン等のテトラアルキルアンモニウムイオン、トリエチルベンジルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン等)、ホスホニウムイオン(例えば、テトラブチルホスホニウムイオン等のテトラアルキルホスホニウムイオン、アルキルトリフェニルホスホニウムイオン、トリエチルフェニルホスホニウムイオン等)、および、アルカリ金属イオンまたはプロトンが挙げられる。
また、対イオンは金属錯体イオンであってもよく、特に対イオンが銅錯体、すなわち、カチオン性銅錯体とアニオン性銅錯体の塩であってもよい。
銅錯体は、例えば、以下の(1)〜(5)の態様が好ましい一例として挙げられ、(2)〜(5)がより好ましく、(3)〜(5)が更に好ましく、(4)が特に好ましい。
(1)2つの配位部位を有する化合物の1つまたは2つを配位子として有する銅錯体
(2)3つの配位部位を有する化合物を配位子として有する銅錯体
(3)3つの配位部位を有する化合物と2つの配位部位を有する化合物とを配位子として有する銅錯体
(4)4つの配位部位を有する化合物を配位子として有する銅錯体
(5)5つの配位部位を有する化合物を配位子として有する銅錯体
銅錯体の具体例としては、例えば、以下が挙げられる。
なお、銅錯体は、ポリマーに担持していてもよい。
(ピロロピロール化合物:一般式1で表される化合物)
一般式1中、R1aおよびR1bは、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
2〜R5は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、R2とR3、R4とR5は、それぞれ結合して環を形成していてもよく、
6およびR7は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−BRAB、または金属原子を表し、RAおよびRBは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、
6は、R1aまたはR3と、共有結合または配位結合していてもよく、R7は、R1bまたはR5と、共有結合または配位結合していてもよい。
一般式1中、R1aおよびR1bは、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、アリール基またはヘテロアリール基が好ましく、アリール基がより好ましい。
1aおよびR1bが表すアルキル基の炭素数は、1〜40が好ましく、1〜30がより好ましく、1〜25が更に好ましい。アルキル基は直鎖、分岐、および、環状のいずれでもよく、直鎖または分岐が好ましく、分岐がより好ましい。
1aおよびR1bが表すアリール基の炭素数は、6〜30が好ましく、6〜20がより好ましく、6〜12が更に好ましい。アリール基は、フェニル基が好ましい。
1aおよびR1bが表すヘテロアリール基は、単環または縮合環が好ましく、単環または縮合数が2〜8の縮合環が好ましく、単環または縮合数が2〜4の縮合環がより好ましい。ヘテロアリール基の環を構成するヘテロ原子の数は1〜3が好ましい。ヘテロアリール基の環を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子または硫黄原子が好ましい。ヘテロアリール基を構成する炭素原子の数は3〜30が好ましく、3〜18がより好ましく、3〜12が更に好ましく、3〜10が特に好ましい。ヘテロアリール基は、5員環または6員環が好ましい。
上述したアリール基およびヘテロアリール基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。溶媒に対する溶解性を向上できるという観点から置換基を有していることが好ましい。
アリール基およびヘテロアリール基が有してもよい置換基は、分岐アルキル構造を有する基が好ましい。この態様によれば、溶剤溶解性がより向上する。また、置換基は、酸素原子を含んでもよい炭化水素基が好ましく、酸素原子を含む炭化水素基がより好ましい。酸素原子を含む炭化水素基は、−O−Rx1で表される基が好ましい。Rx1は、アルキル基またはアルケニル基が好ましく、アルキル基がより好ましく、分岐のアルキル基が特に好ましい。すなわち、置換基は、アルコキシ基がより好ましく、分岐のアルコキシ基が更に好ましい。置換基が、アルコキシ基であることにより、耐熱性および耐光性にすぐれた赤外光吸収剤とすることができる。そして、分岐のアルコキシ基であることにより、溶剤溶解性が良好である。
アルコキシ基の炭素数は、1〜40が好ましい。下限は、例えば、3以上がより好ましく、5以上が更に好ましく、8以上が一層好ましく、10以上が特に好ましい。上限は、35以下がより好ましく、30以下が更に好ましい。アルコキシ基は直鎖、分岐、および、環状のいずれでもよく、直鎖または分岐が好ましく、分岐がより好ましい。分岐のアルコキシ基の炭素数は、3〜40が好ましい。下限は、例えば、5以上がより好ましく、8以上が更に好ましく、10以上が一層好ましい。上限は、35以下がより好ましく、30以下が更に好ましい。分岐のアルコキシ基の分岐数は、2〜10が好ましく、2〜8がより好ましい。
2〜R5は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アミノ基(アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基を含む)、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アシル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルフィニル基、ウレイド基、リン酸アミド基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、および、シリル基等が挙げられる。
2およびR3のいずれか一方と、R4およびR5のいずれか一方は、電子吸引性基であることが好ましい。
Hammettのσp値(シグマパラ値)が正の置換基は、電子吸引性基として作用する。
本発明においては、Hammettのσp値が0.2以上の置換基を電子吸引性基として例示することができる。σp値として好ましくは0.25以上であり、より好ましくは0.3以上であり、更に好ましくは0.35以上である。上限は特に制限はなく、好ましくは0.80である。
電子吸引性基の具体例としては、シアノ基(0.66)、カルボキシル基(−COOH:0.45)、アルコキシカルボニル基(−COOMe:0.45)、アリールオキシカルボニル基(−COOPh:0.44)、カルバモイル基(−CONH2:0.36)、アルキルカルボニル基(−COMe:0.50)、アリールカルボニル基(−COPh:0.43)、アルキルスルホニル基(−SO2Me:0.72)、および、アリールスルホニル基(−SO2Ph:0.68)等が挙げられる。好ましくは、シアノ基である。ここで、Meはメチル基を、Phはフェニル基を表す。
Hammettのσp値については、例えば、特開2009−263614号公報の段落0024〜0025を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
2およびR3のいずれか一方と、R4およびR5のいずれか一方は、ヘテロアリール基が好ましい。
一般式1において、R2とR3、R4とR5は、それぞれ結合して環を形成していてもよい。R2とR3、R4とR5が互いに結合して環を形成する場合は、5〜7員環(好ましくは5または6員環)を形成することが好ましい。形成される環としてはメロシアニン色素で酸性核として用いられるものが好ましい。具体例としては、例えば、特開2010−222557号公報の段落0026に記載の構造が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
6およびR7は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−BRAB、または金属原子を表し、−BRABがより好ましい。
−BRABで表される基において、RAおよびRBは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
AおよびRBが表す置換基としては、上述したR2〜R5が表す置換基が挙げられる。なかでも、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、または、ヘテロアリール基が好ましい。
一般式1で表されるピロロピロール化合物としては、特開2010−222557号公報の段落番号0049〜0062に記載の化合物D−1〜D−162が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
一般式1で表されるピロロピロール化合物の好適態様としては、一般式1−1で表されるピロロピロール化合物が挙げられる。
式中、R31aおよびR31bは、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数3〜20のヘテロアリール基を表す。R32はシアノ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜10のアルキルもしくはアリールスルフィニル基、または、炭素数3〜10の含窒素ヘテロアリール基を表す。R6およびR7は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、または炭素数4〜10のヘテロアリール基を表し、R6およびR7は結合して環を形成してよく、形成する環としては炭素数5〜10の脂環、炭素数6〜10のアリール環、または、炭素数3〜10のヘテロアリール環である。R8およびR9は、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、または、炭素数3〜10のヘテロアリール基を表す。Xは酸素原子、イオウ原子、−NR−、−CRR’−、または、−CH=CH−を表し、RおよびR’は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または、炭素数6〜10のアリール基を表す。
なお、ピロロピロール化合物としては、以下が例示される。
(シアニン化合物:一般式2で表される化合物)
;一般式2
一般式2中、Z1およびZ2は、それぞれ独立に、縮環してもよい5員または6員の含窒素複素環を形成する非金属原子群であり、
101およびR102は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基またはアリール基を表し、
1は、奇数個のメチンからなるメチン鎖を表し、
aおよびbは、それぞれ独立に、0または1であり、
aが0の場合は、炭素原子と窒素原子とが二重結合で結合し、bが0の場合は、炭素原子と窒素原子とが単結合で結合し、
式中のCyで表される部位がカチオン部である場合、X1はアニオンを表し、cは電荷のバランスを取るために必要な数を表し、式中のCyで表される部位がアニオン部である場合、X1はカチオンを表し、cは電荷のバランスを取るために必要な数を表し、式中の
Cyで表される部位の電荷が分子内で中和されている場合、cは0である。
一般式2において、Z1およびZ2は、それぞれ独立に、縮環してもよい5員または6員の含窒素複素環を形成する非金属原子群を表す。
一般式2において、aおよびbは、それぞれ独立に、0または1である。aが0の場合は、炭素原子と窒素原子とが二重結合で結合し、bが0の場合は、炭素原子と窒素原子とが単結合で結合する。aおよびbはともに0であることが好ましい。なお、aおよびbがともに0の場合は、一般式2は以下のように表される。
一般式2において、式中のCyで表される部位がカチオン部である場合、X1はアニオンを表し、cは電荷のバランスを取るために必要な数を表す。アニオンの例としては、ハライドイオン(Cl-、Br-、I-)、p−トルエンスルホン酸イオン、エチル硫酸イオン、PF6 -、BF4 -、ClO4 -、トリス(ハロゲノアルキルスルホニル)メチドアニオン(例えば、(CF3SO23-)、ジ(ハロゲノアルキルスルホニル)イミドアニオン(例えば(CF3SO22-)、および、テトラシアノボレートアニオン等が挙げられる。
一般式2において、式中のCyで表される部位がアニオン部である場合、X1はカチオンを表し、cは電荷のバランスを取るために必要な数を表す。カチオンとしては、アルカリ金属イオン(Li+、Na+、K+等)、アルカリ土類金属イオン(Mg2+、Ca2+、Ba2+、Sr2+等)、遷移金属イオン(Ag+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等)、その他の金属イオン(Al3+等)、アンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、トリブチルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、グアニジニウムイオン、テトラメチルグアニジニウムイオン、および、ジアザビシクロウンデセニウム等が挙げられる。カチオンとしては、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、または、ジアザビシクロウンデセニウムが好ましい。
一般式2において、式中のCyで表される部位の電荷が分子内で中和されている場合、X1は存在しない。すなわち、cは0である。
一般式2で表される化合物は、下記式(3−1)または(3−2)で表される化合物であることも好ましい。この化合物は、耐熱性に優れている。
式(3−1)および(3−2)中、R1A、R2A、R1BおよびR2Bは、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基またはアリール基を表し、
1AおよびL1Bは、それぞれ独立に奇数個のメチン基からなるメチン鎖を表し、
1およびY2は、それぞれ独立に−S−、−O−、−NRX1−または−CRX2X3−を表し、
X1、RX2およびRX3は、それぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表し、
1A、V2A、V1BおよびV2Bは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−ORc1、−CORc2、−COORc3、−OCORc4、−NRc5c6、−NHCORc7、−CONRc8c9、−NHCONRc10c11、−NHCOORc12、−SRc13、−SO2c14、−SO2ORc15、−NHSO2c16または−SO2NRc17c18を表し、V1A、V2A、V1BおよびV2Bは、縮合環を形成していてもよく、
c1〜Rc18は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
−COORc3のRc3が水素原子の場合および−SO2ORc15のRc15が水素原子の場合は、水素原子が解離しても、塩の状態であってもよく、
m1およびm2は、それぞれ独立に0〜4の整数を表し、
式中のCyで表される部位がカチオン部である場合、X1はアニオンを表し、cは電荷のバランスを取るために必要な数を表し、
式中のCyで表される部位がアニオン部である場合、X1はカチオンを表し、cは電荷のバランスを取るために必要な数を表し、
式中のCyで表される部位の電荷が分子内で中和されている場合、X1は存在しない。
一般式2で表される化合物としては、特開2009−108267号公報の段落番号0044〜0045に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
また、具体的には、以下の化合物が例示される。
(スクアリリウム色素)
本発明において、スクアリリウム色素は、一般式(1)で表される化合物が好ましい。
一般式(1)中、A1およびA2は、それぞれ独立に、アリール基、ヘテロ環基または下記一般式(2)で表される基を表す;
一般式(2)中、Z1は、含窒素複素環を形成する非金属原子群を表し、R2は、アルキル基、アルケニル基またはアラルキル基を表し、dは、0または1を表し、波線は一般式(1)との連結手を表す。
一般式(1)におけるA1およびA2は、それぞれ独立に、アリール基、ヘテロ環基または一般式(2)で表される基を表し、一般式(2)で表される基が好ましい。
1およびA2が表すアリール基の炭素数は、6〜48が好ましく、6〜24がより好ましく、6〜12が更に好ましい。具体例としては、フェニル基、および、ナフチル基等が挙げられる。なお、アリール基が置換基を有する場合、上記アリール基の炭素数は、置換基の炭素数を除いた数を意味する。
1およびA2が表すヘテロ環基としては、5員環または6員環が好ましい。また、ヘテロ環基は、単環または縮合環が好ましく、単環または縮合数が2〜8の縮合環がより好ましく、単環または縮合数が2〜4の縮合環が更に好ましく、単環または縮合数が2または3の縮合環が特に好ましい。ヘテロ環基に含まれるヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、および、硫黄原子が例示され、窒素原子、または、硫黄原子が好ましい。ヘテロ原子の数は、1〜3が好ましく、1〜2がより好ましい。具体的には、窒素原子、酸素原子および硫黄原子の少なくとも一つを含有する5員環または6員環等の単環、多環芳香族環から誘導されるヘテロ環基等が挙げられる。
アリール基およびヘテロ環基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、以下に示す置換基T群が挙げられる。
(置換基T群)
ハロゲン原子、直鎖または分岐のアルキル基、シクロアルキル基、直鎖または分岐のアルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、ヘテロアリール基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキルまたはアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、ヘテロアリールチオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルまたはアリールスルフィニル基、アルキルまたはアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールまたはヘテロアリールアゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、および、シリル基が挙げられる。
次に、A1およびA2が表す一般式(2)で表される基について説明する。
一般式(2)において、R2は、アルキル基、アルケニル基またはアラルキル基を表し、アルキル基が好ましい。
アルキル基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜12が更に好ましく、2〜8が特に好ましい。
アルケニル基の炭素数は、2〜30が好ましく、2〜20がより好ましく、2〜12が更に好ましい。
アルキル基およびアルケニル基は、直鎖、分岐、および、環状のいずれでもよく、直鎖または分岐が好ましい。
アラルキル基の炭素数は7〜30が好ましく、7〜20がより好ましい。
一般式(2)で表される基は、下記一般式(3)または(4)で表される基であることが好ましい。
一般式(3)および(4)中、R11は、アルキル基、アルケニル基またはアラルキル基を表し、R12は、置換基を表し、mが2以上の場合は、R12同士は、連結して環を形成してもよく、Xは、窒素原子、または、CR1314を表し、R13およびR14は、それぞれ独立に水素原子または置換基を表し、mは、0〜4の整数を表し、波線は一般式(1)との連結手を表す。
一般式(3)および(4)におけるR11は、一般式(2)におけるR2と同義であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(3)および(4)におけるR12は、置換基を表す。置換基としては、上述した置換基T群で説明した基が挙げられる。
mが2以上の場合、R12同士は、連結して環を形成してもよい。環としては、脂環(非芳香性の炭化水素環)、芳香環、複素環等が挙げられる。環は単環であってもよく、複環であってもよい。置換基同士が連結して環を形成する場合の連結基としては、−CO−、−O−、−NH−、2価の脂肪族基、2価の芳香族基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基で連結することができる。例えば、R12同士が連結してベンゼン環を形成することが好ましい。
一般式(3)におけるXは、窒素原子、または、CR1314を表し、R13およびR14は、それぞれ独立に水素原子または置換基を表す。置換基としては、上述した置換基T群で説明した基が挙げられる。例えば、アルキル基等が挙げられる。アルキル基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜10がより好ましく、1〜5が更に好ましく、1〜3が特に好ましく、1が最も好ましい。アルキル基は、直鎖または分岐が好ましく、直鎖が特に好ましい。
mは、0〜4の整数を表し、0〜2が好ましい。
なお、一般式(1)においてカチオンは、以下のように非局在化して存在している。
赤外光吸収層26には、上記赤外光吸収剤以外の成分が含まれていてもよい。その他の成分に関しては、後述する赤外光吸収組成物に含まれてもよい成分が挙げられ、後段で詳述する。
(赤外光吸収層26の製造方法)
赤外光吸収層26の製造方法は特に制限されず、例えば、上記赤外光吸収剤を含有する赤外光吸収組成物を所定の基板上に塗布して、必要に応じて、乾燥して形成できる。
赤外光吸収組成物には、上記赤外光吸収剤が含まれ、それ以外に、バインダー(例えば、樹脂、ゼラチン)、重合性化合物、開始剤、または、界面活性剤等が含まれていてもよい。
バインダー(樹脂)としては、(メタ)アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、エン・チオール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリパラフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルフォスフィンオキシド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、および、ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂から1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
上記樹脂の重量平均分子量(Mw)は、2,000〜2,000,000が好ましい。上限は、1,000,000以下がより好ましく、500,000以下が更に好ましい。下限は、3,000以上がより好ましく、5,000以上が更に好ましい。
また、エポキシ樹脂の場合、エポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、100以上が好ましく、200〜2,000,000がより好ましい。上限は、1,000,000以下が更に好ましく、500,000以下が特に好ましい。
上記樹脂は、25℃から、20℃/分で昇温した5%熱質量減少温度が、200℃以上であることが好ましく、260℃以上であることがより好ましい。
また、樹脂は、下記式(MX2−1)で表される繰り返し単位、下記式(MX2−2)で表される繰り返し単位および下記式(MX2−3)で表される繰り返し単位から選ばれる1種を有するポリマーを用いることもできる。
Mは、Si、Ti、ZrおよびAlから選択される原子を表し、X2は置換基または配位子を表し、n個のX2のうち、少なくとも1つが、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルオキシ基、ホスホリルオキシ基、スルホニルオキシ基、アミノ基、オキシム基およびO=C(Ra)(Rb)から選択される1種であり、X2同士は、それぞれ結合して環を形成していてもよく、RaおよびRbは、それぞれ独立に1価の有機基を表し、R1は、水素原子またはアルキル基を表し、L1は単結合または2価の連結基を表し、nは、MのX2との結合手の数を表す。
Mは、Si、Ti、ZrおよびAlから選択される原子であり、Si、Ti、Zrが好ましく、Siがより好ましい。
2は置換基または配位子を表し、n個のX2のうち、少なくとも1つが、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルオキシ基、ホスホリルオキシ基、スルホニルオキシ基、アミノ基、オキシム基およびO=C(Ra)(Rb)から選択される1種であり、X2同士は、それぞれ結合して環を形成していてもよい。
n個のX2のうち、少なくとも1つが、アルコキシ基、アシルオキシ基およびオキシム基から選択される1種であることが好ましく、n個のX2のうち、少なくとも1つがアルコキシ基であることがより好ましく、X2の全てが、アルコキシ基であることが更に好ましい。なお、X2が、O=C(Ra)(Rb)である場合、カルボニル基(−CO−)の酸素原子の非共有電子対でMと結合する。RaおよびRbは、それぞれ独立に1価の有機基を表す。
上記ポリマーは、式(MX2−1)、(MX2−2)、および、(MX2−3)で表される繰り返し単位の他に、他の繰り返し単位を含有していてもよい。
他の繰り返し単位を構成する成分としては、特開2010−106268号公報の段落0068〜0075(対応する米国特許出願公開第2011/0124824号明細書の<0112>〜<0118>)に開示の共重合成分の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
好ましい他の繰り返し単位としては、下記式(MX3−1)〜(MX3−4)で表される繰り返し単位が挙げられる。
式(MX3−1)〜(MX3−4)中、R5は水素原子またはアルキル基を表し、L4は単結合または2価の連結基を表し、R10は、アルキル基またはアリール基を表す。R11およびR12は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。
5は、式(MX2−1)〜(MX2−3)のR1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
4は、式(MX2−1)〜(MX2−3)のL1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
10で表されるアルキル基は、直鎖状、分岐状、および、環状のいずれでもよく、環状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜10が更に好ましい。アルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、上述したものが挙げられる。
10で表されるアリール基は、単環であっても多環であってもよいが単環が好ましい。アリール基の炭素数は6〜18が好ましく、6〜12がより好ましく、6が更に好ましい。
10は、環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。
11およびR12は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。アルキル基およびアリール基は、R10と同様のものが挙げられる。アルキル基が好ましい。アルキル基は直鎖状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜10が更に好ましく、1〜5が特に好ましい。
上記ポリマーが、他の繰り返し単位(好ましくは式(MX3−1)〜(MX3−4)で表される繰り返し単位)を含む場合、式(MX2−1)〜(MX2−3)で表される繰り返し単位の合計と、他の繰り返し単位の合計とのモル比は、95:5〜20:80であることが好ましく、90:10〜30:70であることがより好ましい。式(MX2−1)〜(MX2−3)で表される繰り返し単位の含有率を、上記範囲内で高めることで耐湿性および耐溶剤性がより向上する傾向にある。また、式(MX2−1)〜(MX2−3)で表される繰り返し単位の含有率を上記範囲内で低くすることで、耐熱性がより向上する傾向にある。
上記ポリマーの具体例としては、以下が挙げられる。
上記ポリマーの重量平均分子量は、500〜300000が好ましい。下限は、1000以上がより好ましく、2000以上が更に好ましい。上限は、250000以下がより好ましく、200000以下が更に好ましい。
(メタ)アクリル樹脂としては、(メタ)アクリル酸および/またはそのエステルに由来する構成単位を含む重合体が挙げられる。具体的には、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリルアミドおよび(メタ)アクリロニトリルから選ばれる少なくとも1種を重合して得られる重合体が挙げられる。
ポリエステル樹脂としては、ポリオール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、および、トリメチロールプロパン)と、多塩基酸(例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸およびこれらの芳香核の水素原子がメチル基、エチル基、フェニル基等で置換された芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸、および、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸等)との反応により得られるポリマー、および、カプロラクトンモノマー等の環状エステル化合物の開環重合により得られるポリマー(例えばポリカプロラクトン)が挙げられる。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、および、脂肪族エポキシ樹脂等を挙げることができる。市販品としては、例えば、以下のものが挙げられる。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、JER827、JER828、JER834、JER1001、JER1002、JER1003、JER1055、JER1007、JER1009、JER1010(以上、ジャパンエポキシレジン(株)製)、EPICLON860、EPICLON1050、EPICLON1051、EPICLON1055(以上、DIC(株)製)等が挙げられる。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、JER806、JER807、JER4004、JER4005、JER4007、JER4010(以上、ジャパンエポキシレジン(株)製)、EPICLON830、EPICLON835(以上、DIC(株)製)、LCE−21、RE−602S(以上、日本化薬(株)製)等が挙げられる。
フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、JER152、JER154、JER157S70、JER157S65(以上、ジャパンエポキシレジン(株)製)、EPICLON N−740、EPICLON N−740、EPICLON N−770、EPICLON N−775(以上、DIC(株)製)等が挙げられる。
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、EPICLON N−660、EPICLON N−665、EPICLON N−670、EPICLON N−673、EPICLON N−680、EPICLON N−690、EPICLON N−695(以上、DIC(株)製)、EOCN−1020(以上、日本化薬(株)製)等が挙げられる。
脂肪族エポキシ樹脂としては、ADEKA RESIN EP−4080S、ADEKA RESIN EP−4085S、ADEKA RESIN EP−4088S(以上、(株)ADEKA社製)セロキサイド2021P、セロキサイド2081、セロキサイド2083、セロキサイド2085、EHPE3150、EPOLEAD PB 3600、EPOLEAD PB PB 4700(以上、ダイセル化学工業(株)製)、デナコール EX−212L、EX−214L、EX−216L、EX−321L、EX−850L(以上、ナガセケムテックス(株)製)等が挙げられる。
その他にも、ADEKA RESIN EP−4000S、ADEKA RESIN EP−4003S、ADEKA RESIN EP−4010S、ADEKA RESIN EP−4011S(以上、(株)ADEKA社製)、NC−2000、NC−3000、NC−7300、XD−1000、EPPN−501、EPPN−502(以上、(株)ADEKA社製)、JER1031S(ジャパンエポキシレジン(株)製)等が挙げられる。
また、樹脂は、酸基を有していてもよい。酸基としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、および、フェノール性ヒドロキシル基等が挙げられる。これら酸基は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
酸基を有する樹脂としては、側鎖にカルボキシル基を有するポリマーが好ましく、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体、および、ノボラック型樹脂等のアルカリ可溶性フェノール樹脂等、並びに、側鎖にカルボキシル基を有する酸性セルロース誘導体、および、ヒドロキシル基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの挙げられる。特に、(メタ)アクリル酸と、これと共重合可能な他のモノマーとの共重合体が好適である。(メタ)アクリル酸と共重合可能な他のモノマーとしては、アルキル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレート、および、ビニル化合物等が挙げられる。アルキル(メタ)アクリレートおよびアリール(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、および、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等、ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、N−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ポリスチレンマクロモノマー、および、ポリメチルメタクリレートマクロモノマー等、特開平10−300922号公報に記載のN位置換マレイミドモノマーとしては、N―フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等を挙げることができる。なお、これらの(メタ)アクリル酸と共重合可能な他のモノマーは1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
酸基を有する樹脂としては、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合体、および、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/他のモノマーからなる多元共重合体が好ましい。また、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを共重合したもの、特開平7−140654号公報に記載の、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、および、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体等も好ましい。
酸基を有する樹脂としては、下記一般式(ED1)で示される化合物および/または下記一般式(ED2)で表される化合物(以下、これらの化合物を「エーテルダイマー」と称することもある。)を含むモノマー成分を重合してなるポリマー(a)も好ましい。
一般式(ED1)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1〜25の炭化水素基を表す。
一般式(ED2)中、Rは、水素原子または炭素数1〜30の有機基を表す。一般式(ED2)の具体例としては、特開2010−168539号公報の記載を参酌できる。
一般式(ED1)中、R1およびR2で表される置換基を有していてもよい炭素数1〜25の炭化水素基としては、特に制限はないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、tert−アミル基、ステアリル基、ラウリル基、および、2−エチルヘキシル基等の直鎖状または分岐状のアルキル基;フェニル等のアリール基;シクロヘキシル基、tert−ブチルシクロヘキシル基、ジシクロペンタジエニル基、トリシクロデカニル基、イソボルニル基、アダマンチル基、および、2−メチル−2−アダマンチル基等の脂環式基;1−メトキシエチル基、および、1−エトキシエチル基等のアルコキシ基で置換されたアルキル基;ベンジル基等のアリール基で置換されたアルキル基;等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性の点で、メチル基、エチル基、シクロヘキシル基、および、ベンジル基等のような酸や熱で脱離しにくい1級または2級炭素の置換基が好ましい。
エーテルダイマーの具体例としては、例えば、特開2013−29760号公報の段落0317を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。エーテルダイマーは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。一般式(ED)で示される化合物由来の構造体は、その他のモノマーを共重合させてもよい。
酸基を有する樹脂は、下記式(X)で示される化合物に由来する構造単位を含んでいてもよい。
式(X)において、R1は、水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数2〜10のアルキレン基を表し、R3は、水素原子またはベンゼン環を含んでもよい炭素数1〜20のアルキル基を表す。nは1〜15の整数を表す。
上記式(X)において、R2のアルキレン基の炭素数は、2〜3が好ましい。また、R3のアルキル基の炭素数は1〜20であり、1〜10が好ましく、R3のアルキル基はベンゼン環を含んでもよい。R3で表されるベンゼン環を含むアルキル基としては、ベンジル基、および、2−フェニル(イソ)プロピル基等を挙げることができる。
酸基を有する樹脂の具体例としては、例えば以下に示す構造が挙げられる。
酸基を有する樹脂としては、特開2012−208494号公報の段落0558〜0571(対応する米国特許出願公開第2012/0235099号明細書の<0685>〜<0700>)以降の記載、特開2012−198408号公報の段落0076〜0099の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
酸基を有する樹脂の酸価は、30〜200mgKOH/gが好ましい。下限は、50mgKOH/g以上がより好ましく、70mgKOH/g以上が更に好ましい。上限は、150mgKOH/g以下がより好ましく、120mgKOH/g以下が更に好ましい。
また、樹脂は、重合性基を有していてもよい。樹脂が重合性基を有することで、硬度のある膜を形成できる。
重合性基としては、(メタ)アリル基、および、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。重合性基を含有する樹脂としては、ダイヤナ−ルNRシリーズ(三菱レイヨン株式会社製)、Photomer6173(COOH含有 polyurethane acrylic oligomer.Diamond Shamrock Co.Ltd.,製)、ビスコートR−264、KSレジスト106(いずれも大阪有機化学工業株式会社製)、サイクロマーPシリーズ(例えば、ACA230AA)、プラクセル CF200シリーズ(いずれもダイセル化学工業株式会社製)、Ebecryl3800(ダイセルユーシービー株式会社製)、および、アクリキュア−RD−F8(日本触媒社製)等が挙げられる。また、上述したエポキシ樹脂等も挙げられる。
樹脂の含有量は、赤外光吸収組成物の全固形分に対して、15質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、25質量%以上が更に好ましい。上限は、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。
赤外光吸収組成物は、樹脂、ゼラチンおよび重合性化合物から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましく、ゼラチンおよび重合性化合物から選ばれる少なくとも1種を含有することが特に好ましい。この態様によれば、耐熱性および耐溶剤性に優れた赤外光吸収層を製造しやすい。また、重合性化合物を用いる場合、重合性化合物と光重合開始剤と併用することが好ましい。
(ゼラチン)
赤外光吸収組成物は、ゼラチンを含有することが好ましい。ゼラチンを含有することにより、耐熱性に優れた赤外光吸収層を形成しやすい。詳細なメカニズムは不明であるが、赤外光吸収剤とゼラチンとで会合体を形成しやすいためであると推測する。特に、赤外光吸収剤としてシアニン化合物を用いた場合、耐熱性に優れた赤外光吸収層を形成しやすい。
ゼラチンとしては、その合成方法によって、酸処理ゼラチンおよびアルカリ処理ゼラチン(石灰処理等)があり、いずれも好ましく用いることができる。ゼラチンの分子量は、10,000〜1,000,000であることが好ましい。また、ゼラチンのアミノ基またはカルボキシル基を利用して変性処理した変性ゼラチンも用いることができる(例えば、フタル化ゼラチン等)。ゼラチンとしては、イナートゼラチン(例えば、新田ゼラチン750)、および、フタル化ゼラチン(例えば、新田ゼラチン801)等を用いることができる。
赤外光吸収層の耐水性および機械的強度を高めるため、種々の化合物を用いてゼラチンを硬化させる事が好ましい。硬化剤は従来公知のものを使用することができ、例えばホルムアルデヒド、グルタルアルデヒドの如きアルデヒド系化合物類、米国特許第3,288.775号明細書その他に記載されている反応性のハロゲンを有する化合物類、米国特許第3,642.486号明細書、特公昭49−13563号その他に記載されている反応性のエチレン不飽和結合を持つ化合物類、米国特許第3,017,280号明細書等に記載されているアジリジン系化合物類、米国特許第3,091,537号明細書等に記載されているエポキシ系化合物類、ムコクロル酸のようなハロゲンカルボキシルアルデヒド類、ジヒドロキシジオキサン、ジクロロジオキサン等ジオキサン類、あるいは、無機硬膜剤としてクロム明ばん、硫酸ジルコニウム等が挙げられる。
赤外光吸収組成物において、ゼラチンの含有量は、赤外光吸収組成物の全固形分に対し、1〜99質量%が好ましい。下限は、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましい。上限は、95質量%以下がより好ましく、90質量%以下が更に好ましい。
(分散剤)
赤外光吸収組成物は、樹脂として分散剤を含有することができる。なお、後段で詳述するように、可視光吸収組成物にも、この分散剤が含まれていてもよい。
分散剤としては、高分子分散剤〔例えば、アミン基を有する樹脂(ポリアミドアミンとその塩等)、オリゴイミン系樹脂、ポリカルボン酸とその塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリエステル、変性ポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル系共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物〕等を挙げることができる。
高分子分散剤は、その構造から更に直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、または、ブロック型高分子に分類することができる。
また、高分子分散剤としては、酸価が60mgKOH/g以上(より好ましくは、酸価60mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下)の樹脂も好適に挙げることができる。
末端変性型高分子としては、例えば、特開平3−112992号公報、特表2003−533455号公報等に記載の末端にりん酸基を有する高分子、特開2002−273191号公報等に記載の末端にスルホン酸基を有する高分子、特開平9−77994号公報等に記載の有機色素の部分骨格や複素環を有する高分子等が挙げられる。また、特開2007−277514号公報に記載の高分子末端に2個以上の顔料表面へのアンカー部位(酸基、塩基性基、有機色素の部分骨格やヘテロ環等)を導入した高分子も分散安定性に優れ好ましい。
グラフト型高分子としては、例えば、特開昭54ー37082号公報、特表平8−507960号公報、特開2009−258668号公報等に記載のポリ(低級アルキレンイミン)とポリエステルの反応生成物、特開平9−169821号公報等に記載のポリアリルアミンとポリエステルの反応生成物、特開平10−339949号公報、特開2004−37986号公報等に記載のマクロモノマーと、窒素原子モノマーとの共重合体、特開2003−238837号公報、特開2008−9426号公報、特開2008−81732号公報等に記載の有機色素の部分骨格や複素環を有するグラフト型高分子、特開2010−106268号公報等に記載のマクロモノマーと酸基含有モノマーの共重合体等が挙げられる。
グラフト型高分子をラジカル重合で製造する際に用いるマクロモノマーとしては、公知のマクロモノマーを用いることができ、東亜合成社製のマクロモノマーAA−6(末端基がメタクリロイル基であるポリメタクリル酸メチル)、AS−6(末端基がメタクリロイル基であるポリスチレン)、AN−6S(末端基がメタクリロイル基であるスチレンとアクリロニトリルの共重合体)、AB−6(末端基がメタクリロイル基であるポリアクリル酸ブチル)、(株)ダイセル製のプラクセルFM5(メタクリル酸2−ヒドロキシエチルのε−カプロラクトン5モル当量付加品)、FA10L(アクリル酸2−ヒドロキシエチルのε−カプロラクトン10モル当量付加品)、および特開平2−272009号公報に記載のポリエステル系マクロモノマー等が挙げられる。これらの中でも、特に柔軟性且つ親溶剤性に優れるポリエステル系マクロモノマーが、顔料分散物の分散性、分散安定性、および顔料分散物を用いた着色組成物が示す現像性の観点から好ましく、更に、特開平2−272009号公報に記載のポリエステル系マクロモノマーで表されるポリエステル系マクロモノマーが最も好ましい。
ブロック型高分子としては、特開2003−49110号公報、特開2009−52010号公報等に記載のブロック型高分子が好ましい。
樹脂は、下記式(1)〜式(4)のいずれかで表される構造単位を含むグラフト共重合体を用いることもできる。
式(1)〜式(4)において、Z、Z、ZおよびZは、それぞれ独立に1価の有機基であり、特に、構造は限定されず、具体的には、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルチオエーテル基、アリールチオエーテル基、ヘテロアリールチオエーテル基、および、アミノ基等が挙げられる。この中でも、Z、Z、ZおよびZで表される1価の有機基としては、特に分散性向上の観点から、立体反発効果を有することが好ましい。Z〜Zで表される有機基としては、それぞれ独立に炭素数5から24のアルキル基または炭素数5〜24のアルコキシ基が好ましく、その中でも、それぞれ独立に炭素数5〜24の分岐アルキル基を有するアルコキシ基或いは炭素数5〜24の環状アルキル基を有するアルコキシ基が特に好ましい。また、Zで表される有機基としては、それぞれ独立に炭素数5〜24のアルキル基が好ましく、その中でも、それぞれ独立に炭素数5〜24の分岐アルキル基或いは炭素数5〜24の環状アルキル基がより好ましい。
式(1)〜式(4)において、n、m、pおよびqはそれぞれ1から500の整数である。
また、式(1)および式(2)において、jおよびkは、それぞれ独立に、2〜8の整数を表す。式(1)および式(2)におけるjおよびkは、分散安定性、現像性の観点から、4〜6の整数が好ましく、5がより好ましい。
、X、X、X、および、Xはそれぞれ独立に水素原子或いは1価の有機基を表す。水素原子または炭素数1〜12のアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。
、W、W、および、Wはそれぞれ独立に酸素原子またはNHを表し、酸素原子が好ましい。
は、分岐若しくは直鎖のアルキレン基(炭素数は1〜10が好ましく、2または3がより好ましい)を表し、分散安定性の観点から、−CH−CH(CH)−で表される基、または、−CH(CH)−CH−で表される基が好ましい。
、Y、Y、および、Yはそれぞれ独立に2価の連結基であり、特に構造上制約されない。
上記グラフト共重合体については、特開2012−255128号公報の段落番号0025〜0069の記載を参酌でき、本明細書には上記内容が組み込まれる。
上記グラフト共重合体の具体例としては、例えば、以下が挙げられる。また、特開2012−255128号公報の段落番号0072〜0094に記載の樹脂を用いることができる。
また、樹脂は、主鎖および側鎖の少なくとも一方に窒素原子を含むオリゴイミン系分散剤を用いることもできる。オリゴイミン系分散剤としては、pKa14以下の官能基を有する部分構造Xを有する構造単位と、原子数40〜10,000の側鎖Yを含む側鎖とを有し、かつ主鎖および側鎖の少なくとも一方に塩基性窒素原子を有する樹脂が好ましい。塩基性窒素原子とは、塩基性を呈する窒素原子であれば特に制限はない。
オリゴイミン系分散剤は、例えば、下記式(I−1)で表される構造単位と、式(I−2)で表される構造単位、および/または、式(I−2a)で表される構造単位を含む分散剤等が挙げられる。
およびRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基(炭素数1〜6が好ましい)を表す。aは、それぞれ独立に、1〜5の整数を表す。*は構造単位間の連結部を表す。
およびRはRと同義の基である。
Lは単結合、アルキレン基(炭素数1〜6が好ましい)、アルケニレン基(炭素数2〜6が好ましい)、アリーレン基(炭素数6〜24が好ましい)、ヘテロアリーレン基(炭素数1〜6が好ましい)、イミノ基(炭素数0〜6が好ましい)、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、またはこれらの組合せに係る連結基である。なかでも、単結合もしくは−CR−NR−(イミノ基がXもしくはYの方になる)であることが好ましい。ここで、RおよびRはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、または、アルキル基(炭素数1〜6が好ましい)を表す。Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基である。
はCRCRとN原子とともに環構造形成する構造部位であり、CRCRの炭素原子と合わせて炭素数3〜7の非芳香族複素環を形成する構造部位であることが好ましい。より好ましくは、CRCRの炭素原子およびN原子(窒素原子)を合わせて5〜7員の非芳香族複素環を形成する構造部位であり、更に好ましくは5員の非芳香族複素環を形成する構造部位であり、ピロリジンを形成する構造部位であることが特に好ましい。この構造部位は更にアルキル基等の置換基を有していてもよい。
XはpKa14以下の官能基を有する基を表す。
Yは原子数40〜10,000の側鎖を表す。
上記分散剤(オリゴイミン系分散剤)は、更に式(I−3)、式(I−4)、および、式(I−5)で表される構造単位から選ばれる1種以上を共重合成分として含有していてもよい。上記分散剤が、このような構造単位を含むことで、分散性能を更に向上させることができる。
、R、R、R、L、L、aおよび*は式(I−1)、(I−2)、(I−2a)における規定と同義である。
Yaはアニオン基を有する原子数40〜10,000の側鎖を表す。式(I−3)で表される構造単位は、主鎖部に一級または二級アミノ基を有する樹脂に、アミンと反応して塩を形成する基を有するオリゴマーまたはポリマーを添加して反応させることで形成することが可能である。
オリゴイミン系分散剤については、特開2012−255128号公報の段落番号0102〜0166の記載を参酌でき、本明細書には上記内容が組み込まれる。
オリゴイミン系分散剤の具体例としては、例えば、以下が挙げられる。また、特開2012−255128号公報の段落番号0168〜0174に記載の樹脂を用いることができる。
(重合性化合物)
赤外光吸収組成物は、重合性化合物を含有することが好ましい。
重合性化合物としては、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性化合物を使用することが好ましく、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物を使用することがより好ましい。このような化合物は本技術分野において広く知られるものであり、本発明においてはこれらを特に限定無く用いることができる。
下記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される、ラジカル重合性化合物も好適に用いることができる。なお、式中、Tがオキシアルキレン基の場合には、炭素原子側の末端がRに結合する。
一般式において、nは0〜14の整数であり、mは1〜8の整数である。一分子内に複数存在するR、および、Tは、それぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
上記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表されるラジカル重合性化合物のそれぞれにおいて、複数のRの内の少なくとも1つは、−OC(=O)CH=CH2、または、−OC(=O)C(CH3)=CH2で表される基を表す。
上記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される、ラジカル重合性化合物の具体例としては、特開2007−269779号公報の段落0248〜0251に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
また、特開平10−62986号公報において一般式(1)および(2)の具体例と共に記載の、多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に(メタ)アクリレート化した化合物も、重合性化合物として用いることができる。
なかでも、重合性化合物としては、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては、A−TMMT;新中村化学工業社製)、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としては KAYARAD D−330;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては、KAYARAD D−320;日本化薬株式会社製)ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としては、KAYARAD D−310;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としては、KAYARAD DPHA;日本化薬株式会社製)が好ましく、ペンタエリスリトールテトラアクリレートがより好ましい。
重合性化合物としては、カルボキシル基、スルホン酸基、および、リン酸基等の酸基を有していてもよく、例えば、酸基を有するエチレン性不飽和化合物類を好適に挙げることができる。酸基を有するエチレン性不飽和化合物類は、多官能アルコールの一部のヒドロキシル基を(メタ)アクリレート化し、残ったヒドロキシル基に酸無水物を付加反応させてカルボキシル基とする等の方法で得られる。
エチレン性化合物が、上記のように混合物である場合、未反応のカルボキシル基を有するものであれば、これをそのまま利用することができ、必要において、上述のエチレン性化合物のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を導入してもよい。この場合、使用される非芳香族カルボン酸無水物の具体例としては、無水テトラヒドロフタル酸、アルキル化無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アルキル化無水ヘキサヒドロフタル酸、無水コハク酸、および、無水マレイン酸が挙げられる。
酸基を有するモノマーとしては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルであり、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた多官能モノマーが好ましく、より好ましくは、このエステルにおいて、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトールおよび/またはジペンタエリスリトールであるものである。市販品としては、例えば、東亞合成社製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーとして、M−510、M−520等が挙げられる。
これらのモノマーは1種を単独で用いてもよく、製造上、単一の化合物を用いることは難しいことから、2種以上を混合して用いてもよい。また、必要に応じてモノマーとして酸基を有しない多官能モノマーと酸基を有する多官能モノマーを併用してもよい。
酸基を有する多官能モノマーの好ましい酸価としては、0.1〜40mgKOH/gであり、より好ましくは5〜30mgKOH/gである。多官能モノマーの酸価が低すぎると現像溶解特性が落ち、高すぎると製造や取扱いが困難になり光重合性能が落ち、画素の表面平滑性等の硬化性が劣るものとなる。従って、異なる酸基の多官能モノマーを2種以上併用する場合、或いは酸基を有しない多官能モノマーを併用する場合、全体の多官能モノマーとしての酸基が上記範囲に入るように調整することが好ましい。
また、重合性化合物として、カプロラクトン構造を有する多官能性単量体を含有することが好ましい。
カプロラクトン構造を有する多官能性単量体としては、その分子内にカプロラクトン構造を有する限り特に限定されず、例えば、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセロール、および、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸およびε−カプロラクトンをエステル化することにより得られる、ε−カプロラクトン変性多官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。
また、重合性化合物としては、下記一般式(i)または(ii)で表される化合物の群から選択される少なくとも1種であることも好ましい。
一般式(i)および(ii)中、Eは、それぞれ独立に、−((CH2CH2O)−、または−((CH2CH(CH3)O)−を表し、yは、それぞれ独立に0〜10の整数を表し、Xは、それぞれ独立に、アクリロイル基、メタクリロイル基、水素原子、またはカルボキシル基を表す。
一般式(i)中、アクリロイル基およびメタクリロイル基の合計は3個または4個であり、mはそれぞれ独立に0〜10の整数を表し、各mの合計は0〜40の整数である。但し、各mの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
一般式(ii)中、アクリロイル基およびメタクリロイル基の合計は5個または6個であり、nはそれぞれ独立に0〜10の整数を表し、各nの合計は0〜60の整数である。但し、各nの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
一般式(i)中、mは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。また、各mの合計は、2〜40の整数が好ましく、2〜16の整数がより好ましく、4〜8の整数が更に好ましい。
一般式(ii)中、nは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。また、各nの合計は、3〜60の整数が好ましく、3〜24の整数がより好ましく、6〜12の整数が更に好ましい。
また、一般式(i)または一般式(ii)中の−((CH2CH2O)−または−((CH2)yCH(CH3)O)−は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。
一般式(i)または(ii)で表される化合物は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。特に、一般式(ii)において、6個のX全てがアクリロイル基である形態が好ましい。
また、一般式(i)または(ii)で表される化合物の重合性化合物中における全含有量としては、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
一般式(i)または(ii)で表される化合物は、従来公知の工程である、ペンタエリスリト−ルまたはジペンタエリスリト−ルにエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを開環付加反応により開環骨格を結合する工程と、開環骨格の末端水酸基に、例えば(メタ)アクリロイルクロライドを反応させて(メタ)アクリロイル基を導入する工程と、から合成することができる。各工程は良く知られた工程であり、当業者は容易に一般式(i)または(ii)で表される化合物を合成することができる。
一般式(i)または(ii)で表される化合物の中でも、ペンタエリスリトール誘導体および/またはジペンタエリスリトール誘導体が好ましい。
一般式(i)または(ii)で表される重合性化合物の市販品としては、例えば、サートマー社製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR−494、日本化薬株式会社製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA−60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA−330等が挙げられる。
また、重合性化合物としては、特公昭48−41708号、特開昭51−37193号、特公平2−32293号、特公平2−16765号に記載されているようなウレタンアクリレート類、および、特公昭58−49860号、特公昭56−17654号、特公昭62−39417号、特公昭62−39418号記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。更に、重合性化合物として、特開昭63−277653号、特開昭63−260909号、特開平1−105238号に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性化合物類を用いることによって、非常に感光スピードに優れた硬化性組成物を得ることができる。
重合性化合物の市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(山陽国策パルプ社製)、U−4HA、U−6LPA、UA−32P、U−10HA、U−10PA、UA−122P、UA−1100H、UA−7200(新中村化学工業社製)、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄社製)、UA−9050、UA−9048(BASF社製)等が挙げられる。
これらの重合性化合物について、その構造、単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、赤外光吸収組成物の最終的な性能設計にあわせて任意に設定できる。例えば、感度の観点では、1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合は2官能以上が好ましい。また、硬化膜の強度を高める観点では、3官能以上のものがよく、更に、異なる官能数および/または異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。更に、3官能以上のものでエチレンオキサイド鎖長の異なる重合性化合物を併用することが、感光性組成物の現像性を調節することができ、優れたパターン形成が得られるという点で好ましい。また、赤外光吸収組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、アルカリ可溶性樹脂等)との相溶性、分散性に対しても、重合性化合物の選択は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、支持体等の硬質表面との密着性を向上させる観点で特定の構造を選択することもあり得る。
以下、重合性化合物の具体例を挙げるが、これに限定されない。
また、重合性化合物としては、重合性基およびシリル基を有する化合物(以後、シリル化合物とも称する)であってもよい。上記シリル化合物を含む感光性組成物を支持体上に付与(例えば、塗布)したときに、シリル化合物のSi原子と、支持体を構成する成分との相互作用により、赤外光吸収組成物と支持体との密着性が向上するものである。
シリル化合物は、支持体との相互作用性、相溶性を向上する観点から、下記一般式(a)で表される化合物(以下、「特定シリル化合物」とも称する)であることが好ましい。
一般式(a)中、Xは、水素原子または有機基であり、重合性基を1つ以上有しアミノ基を持つ有機基が好ましい。Y1、Y2、およびY3は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アリーロキシ基、アミノ基、シリル基、ヘテロ環基、または水素原子を表し、アルキル基またはアルコキシ基が好ましい。
なお、一般式(a)中、X、Y1、Y2、およびY3は、重合性基(例えば、(メタ)アクリル酸エステル基、(メタ)アクリルアミド基、スチリル基等)を有してもよい。
上記シリル化合物としては、例えば、特開2009−242604号公報の段落0056〜0066中における重合性基を有するシリル化合物が挙げられる。
重合性化合物としては、特許第4176717号明細書の段落0024〜0031(US2005/0261406Aの段落0027〜0033)に記載のチオ(メタ)アクリレート化合物も使用でき、これらの内容が援用でき、本願明細書に組み込まれる。
(重合開始剤)
赤外光吸収組成物は、重合開始剤を含有してもよい。重合開始剤としては、熱重合開始剤または光重合開始剤が挙げられ、光重合開始剤が好ましい。以下、主に、光重合開始剤について詳述する。
光重合開始剤としては、重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視光線領域に対して感光性を有するものが好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、光重合開始剤は、約300〜800nm(330〜500nmがより好ましい。)の範囲内に少なくとも約50のモル吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの、等)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノン化合物、および、ヒドロキシアセトフェノン等が挙げられる。トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42、2924(1969)記載の化合物、英国特許1388492号明細書記載の化合物、特開昭53−133428号公報記載の化合物、独国特許3337024号明細書記載の化合物、F.C.Schaefer等によるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物、特開昭62−58241号公報記載の化合物、特開平5−281728号公報記載の化合物、特開平5−34920号公報記載化合物、米国特許第4212976号明細書に記載されている化合物、等が挙げられる。
また、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、オニウム化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物およびその誘導体、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体およびその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、並びに、3−アリール置換クマリン化合物からなる群より選択される化合物が好ましい。
より好ましくは、トリハロメチルトリアジン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、オニウム化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物であり、トリハロメチルトリアジン化合物、α−アミノケトン化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、および、ベンゾフェノン化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物が特に好ましい。
特に、本発明の積層体を固体撮像素子に使用する場合には、微細なパターンをシャープな形状で形成する場合があるために、硬化性とともに未露光部に残渣がなく現像されることが好ましい。このような観点からは、光重合開始剤としてはオキシム化合物を使用することが好ましい。特に、固体撮像素子において微細なパターンを形成する場合、硬化用露光にステッパー露光を用いるが、この露光機はハロゲンにより損傷される場合がある。このため光重合開始剤の添加量も低く抑える必要がある。これらの点を考慮すれば、固体撮像素子の如き微細パターンを形成するには光重合開始剤としては、オキシム化合物を用いるのが好ましい。また、オキシム化合物を用いることにより、色移り性をより良化できる。
光重合開始剤の具体例としては、例えば、特開2013−29760号公報の段落0265〜0268を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
光重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、および、アシルホスフィン化合物も好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10−291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号公報に記載のアシルホスフィン系開始剤も用いることができる。
ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、IRGACURE−184、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959、IRGACURE−127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、および、IRGACURE−379EG(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤は、365nmまたは405nm等の長波光源に吸収波長がマッチングされた特開2009−191179公報に記載の化合物も用いることができる。
アシルホスフィン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−819およびDAROCUR−TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
光重合開始剤として、より好ましくはオキシム化合物が挙げられる。
オキシム化合物の具体例としては、特開2001−233842号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報記載の化合物、および、特開2006−342166号公報記載の化合物を用いることができる。
本発明において、好適に用いることのできるオキシム化合物としては、例えば、3−ベンゾイロキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイロキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、および、2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン等が挙げられる。
また、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.1653−1660、J.C.S.PerkinII(1979年)pp.156−162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年)pp.202−232、特開2000−66385号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報、特表2004−534797号公報、特開2006−342166号公報の各公報に記載の化合物等も挙げられる。
市販品ではIRGACURE−OXE01(BASF社製)、IRGACURE−OXE02(BASF社製)も好適に用いられる。
また上記記載以外のオキシム化合物として、カルバゾールN位にオキシムが連結した特表2009−519904号公報に記載の化合物、ベンゾフェノン部位にヘテロ置換基が導入された米国特許第7626957号明細書に記載の化合物、色素部位にニトロ基が導入された特開2010−15025号公報および米国特許出願公開第2009−292039号明細書記載の化合物、国際公開第2009−131189号公報に記載のケトオキシム化合物、トリアジン骨格とオキシム骨格を同一分子内に含有する米国特許第7556910号明細書に記載の化合物、405nmに吸収極大を有しg線光源に対して良好な感度を有する特開2009−221114号公報記載の化合物、等を用いてもよい。
好ましくは、例えば、特開2013−29760号公報の段落0274〜0275を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
具体的には、オキシム化合物としては、下記式(OX−1)で表される化合物が好ましい。なお、オキシムのN−O結合が(E)体のオキシム化合物であっても、(Z)体のオキシム化合物であっても、(E)体と(Z)体との混合物であってもよい。
一般式(OX−1)中、RおよびBはそれぞれ独立に一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。
一般式(OX−1)中、Rで表される一価の置換基としては、一価の非金属原子団であることが好ましい。
一価の非金属原子団としては、アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環基、アルキルチオカルボニル基、および、アリールチオカルボニル基等が挙げられる。また、これらの基は、1以上の置換基を有していてもよい。また、前述した置換基は、更に他の置換基で置換されていてもよい。
置換基としてはハロゲン原子、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基またはアリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキル基、および、アリール基等が挙げられる。
一般式(OX−1)中、Bで表される一価の置換基としては、アリール基、複素環基、アリールカルボニル基、または、複素環カルボニル基が好ましい。これらの基は1以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述した置換基が例示できる。
一般式(OX−1)中、Aで表される二価の有機基としては、炭素数1〜12のアルキレン基、シクロアルキレン基、または、アルキニレン基が好ましい。これらの基は1以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述した置換基が例示できる。
光重合開始剤として、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることもできる。フッ素原子を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2010−262028号公報記載の化合物、特表2014−500852号公報記載の化合物24、36〜40、および、特開2013−164471号公報記載の化合物(C−3)等が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれる。
本発明において、オキシム化合物は、ニトロ基を有するオキシム化合物を用いることも可能である。ニトロ基を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2013−114249号公報の段落0031〜0047、特開2014−137466号公報の段落0008〜0012、0070〜0079に記載されている化合物、および、アデカアークルズNCI−831(ADEKA社製)が挙げられる。
本発明は、光重合開始剤として、下記一般式(1)または(2)で表される化合物を用いることもできる。
式(1)において、RおよびRは、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数4〜20の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30のアリール基、または、炭素数7〜30のアリールアルキル基を表し、RおよびRがフェニル基の場合、フェニル基どうしが結合してフルオレン基を形成してもよく、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数7〜30のアリールアルキル基または炭素数4〜20の複素環基を表し、Xは、直接結合またはカルボニル基を示す。
式(2)において、R、R、RおよびRは、式(1)におけるR、R、RおよびRと同義であり、Rは、−R、−OR、−SR、−COR、−CONR、−NRCOR、−OCOR、−COOR、−SCOR、−OCSR、−COSR、−CSOR、−CN、ハロゲン原子または水酸基を表し、Rは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数7〜30のアリールアルキル基または炭素数4〜20の複素環基を表し、Xは、直接結合またはカルボニル基を表し、aは0〜5の整数を表す。
式(1)および式(2)で表される化合物の具体例としては、例えば、特開2014−137466号公報の段落番号0076〜0079に記載された化合物が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれる。
本発明において好ましく使用されるオキシム化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
オキシム化合物は、350〜500nmの波長領域に極大吸収波長を有するものが好ましく、360〜480nmの波長領域に吸収波長を有するものがより好ましく、365nmおよび455nmの吸光度が高いものが更に好ましい。
オキシム化合物は、365nmまたは405nmにおけるモル吸光係数は、感度の観点から、1,000〜300,000であることが好ましく、2,000〜300,000であることがより好ましく、5,000〜200,000であることが更に好ましい。
化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いることができるが、例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Cary−5 spctrophotometer)にて、酢酸エチル溶媒を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。
本発明に用いられる光重合開始剤は、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用してもよい。
光重合開始剤の含有量は、赤外光吸収組成物の全固形分に対し0.1〜50質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜30質量%であり、更に好ましくは1〜20質量%である。この範囲で、より良好な感度とパターン形成性が得られる。本発明の赤外光吸収組成物は、光重合開始剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
(溶剤)
赤外光吸収組成物は溶剤を含有してもよい。溶剤は、特に制限はなく、赤外光吸収組成物の各成分を均一に溶解或いは分散しうるものであれば、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、水、または、有機溶剤を用いることができ、有機溶剤が好ましい。
有機溶剤としては、例えば、アルコール類(例えばメタノール)、ケトン類、エステル類、エーテル類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、およびジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキサイド、および、スルホラン等が好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。2種以上の溶剤を併用する場合、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートから選択される2種以上で構成される混合溶液が好ましい。
アルコール類、芳香族炭化水素類、および、ハロゲン化炭化水素類の具体例としては、特開2012−194534号公報の段落0136等に記載のものが挙げられ、この内容は本願明細書に組み込まれる。また、エステル類、ケトン類、および、エーテル類の具体例としては、特開2012−208494号公報の段落0497(対応する米国特許出願公開第2012/0235099号明細書の<0609>)に記載のものが挙げられ、更に、酢酸−n−アミル、プロピオン酸エチル、フタル酸ジメチル、安息香酸エチル、硫酸メチル、アセトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルエーテル、および、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が挙げられる。
赤外光吸収組成物中における溶剤の量は、固形分が10〜90質量%となる量が好ましい。下限は、20質量%以上が好ましい。上限は、80質量%以下が好ましい。
(界面活性剤)
赤外光吸収組成物は、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、および、シリコーン系界面活性剤等の各種界面活性剤を使用できる。
赤外光吸収組成物にフッ素系界面活性剤を含有させることで、塗布液として調製したときの液特性(特に、流動性)がより向上し、塗布厚の均一性や省液性をより改善することができる。
即ち、フッ素系界面活性剤を含有する組成物を適用した塗布液を用いて膜形成する場合、被塗布面と塗布液との界面張力が低下して、被塗布面への濡れ性が改善され、被塗布面への塗布性が向上する。このため、厚みムラの小さい均一厚の膜形成をより好適に行うことができる。
フッ素系界面活性剤のフッ素含有率は、3〜40質量%が好ましい。下限は、5質量%以上がより好ましく、7質量%以上が更に好ましい。上限は、30質量%以下がより好ましく、25質量%以下が更に好ましい。フッ素含有率が上述した範囲内である場合は、塗布膜の厚さの均一性や省液性の点で効果的であり、溶解性も良好である。
フッ素系界面活性剤として具体的には、特開2014−41318号公報の段落0060〜0064(対応する国際公開第2014/17669号パンフレットの段落0060〜0064)等に記載の界面活性剤が挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。フッ素系界面活性剤の市販品としては、例えば、メガファック F−171、メガファック F−172、メガファック F−173、メガファック F−176、メガファック F−177、メガファック F−141、メガファック F−142、メガファック F−143、メガファック F−144、メガファック R30、メガファック F−437、メガファック F−475、メガファック F−479、メガファック F−482、メガファック F−554、メガファック F−780(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、フロラードFC431、フロラードFC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、サーフロンSC−101、サーフロンSC−103、サーフロンSC−104、サーフロンSC−105、サーフロンSC1068、サーフロンSC−381、サーフロンSC−383、サーフロンS393、サーフロンKH−40(以上、旭硝子(株)製)等が挙げられる。
また、下記化合物も本発明で用いられるフッ素系界面活性剤として例示される。
上記の化合物の重量平均分子量は、好ましくは3,000〜50,000であり、例えば、14,000である。
また、エチレン性不飽和基を側鎖に有する含フッ素重合体をフッ素系界面活性剤として用いることもできる。具体例としては、特開2010−164965号公報の段落0050〜0090および段落0289〜0295に記載された化合物、例えばDIC社製のメガファックRS−101、RS−102、RS−718K等が挙げられる。
ノニオン系界面活性剤として具体的には、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレートおよびプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセリンエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF社製のプルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1)、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール(株)製)等が挙げられる。また、和光純薬工業社製の、NCW−101、NCW−1001、NCW−1002を使用することもできる。
カチオン系界面活性剤として具体的には、フタロシアニン誘導体(商品名:EFKA−745、森下産業(株)製)、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社化学(株)製)、W001(裕商(株)製)等が挙げられる。
アニオン系界面活性剤として具体的には、W004、W005、W017(裕商(株)社製)、サンデットBL(三洋化成(株)社製)等が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、トーレシリコーンDC3PA、トーレシリコーンSH7PA、トーレシリコーンDC11PA、トーレシリコーンSH21PA、トーレシリコーンSH28PA、トーレシリコーンSH29PA、トーレシリコーンSH30PA、トーレシリコーンSH8400(以上、東レ・ダウコーニング(株)製)、TSF−4440、TSF−4300、TSF−4445、TSF−4460、TSF−4452(以上、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、KP341、KF6001、KF6002(以上、信越シリコーン株式会社製)、BYK307、BYK323、BYK330(以上、ビックケミー社製)等が挙げられる。
界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。
界面活性剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.001〜2.0質量%が好ましく0.005〜1.0質量%がより好ましい。
なお、上記界面活性剤は、赤外光吸収層のみならず、他の層にも含まれていてもよい。
上記以外にも、赤外光吸収組成物は、例えば、分散剤、増感剤、架橋剤、硬化促進剤、フィラー、熱硬化促進剤、熱重合禁止剤、可塑剤、密着促進剤、および、その他の助剤類(例えば、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、表面張力調整剤、連鎖移動剤等)を更に含有することができる。
赤外光吸収組成物の塗布方法としては、滴下法(ドロップキャスト)、スピンコーター、スリットスピンコーター、スリットコーター、スクリーン印刷、および、アプリケータ塗布等の方法により実施できる。
乾燥条件としては、各成分、溶剤の種類、および、使用割合等によっても異なるが、60℃〜150℃の温度で30秒間〜15分間程度である。
赤外光吸収層の形成方法において、その他の工程を含んでいてもよい。その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前加熱工程(プリベーク工程)、硬化処理工程、および、後加熱工程(ポストベーク工程)等が挙げられる。
前加熱工程および後加熱工程における加熱温度は、通常、80〜200℃であり、90〜150℃であることが好ましい。前加熱工程および後加熱工程における加熱時間は、通常、30〜240秒であり、60〜180秒であることが好ましい。
硬化処理工程は、必要に応じ、形成された上記膜に対して硬化処理を行う工程であり、この処理を行うことにより、赤外光吸収層の機械的強度が向上する。重合性化合物を含む赤外光吸収組成物を用いた場合、硬化処理工程を行うことが好ましい。
上記硬化処理工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、全面露光処理、および、全面加熱処理等が好適に挙げられる。ここで、本発明において「露光」とは、各種波長の光のみならず、電子線、X線等の放射線照射をも包含する意味で用いられる。
露光は放射線の照射により行うことが好ましく、露光に際して用いることができる放射線としては、特に、電子線、KrF、ArF、g線、h線、および、i線等の紫外線または可視光が好ましく用いられる。
露光方式としては、ステッパー露光、または、高圧水銀灯による露光等が挙げられる。
露光量は5〜3000mJ/cm2が好ましく、10〜2000mJ/cm2がより好ましく、50〜1000mJ/cm2が特に好ましい。
全面露光処理の方法としては、例えば、形成された上記膜の全面を露光する方法が挙げられる。赤外光吸収組成物が重合性化合物を含有する場合、全面露光により、膜中の重合成分の硬化が促進され、上記膜の硬化が更に進行し、赤外光吸収層の耐溶剤性および耐熱性が向上する。
上記全面露光を行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、超高圧水銀灯等のUV(紫外光)露光機が好適に挙げられる。
また、全面加熱処理の方法としては、形成された上記膜の全面を加熱する方法が挙げられる。全面加熱により、赤外光吸収層の耐溶剤性や耐熱性が向上する。
全面加熱における加熱温度は、120〜250℃が好ましく、160〜220℃がより好ましい。加熱温度が120℃以上であれば、加熱処理によって膜強度が向上し、250℃以下であれば、膜成分の分解を抑制できる。
全面加熱における加熱時間は、3〜180分が好ましく、5〜120分がより好ましい。
全面加熱を行う装置としては特に制限はなく、公知の装置の中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドライオーブン、および、ホットプレート等が挙げられる。
<第5実施態様>
図9は、本発明の積層体の第5実施態様の断面図を示す。
図9に示すように、積層体400は、可視光吸収層28と、第1反射層12c〜12dと、第2反射層14c〜14dとを有する。
第5実施態様の積層体400は、可視光吸収層28を有する点、並びに、第1反射層12a〜12bおよび第2反射層14a〜14bを有さない点以外は、上述した第1実施態様の積層体10と同様の部材を有し、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略し、以下では主に可視光吸収層28の態様について詳述する。
(可視光吸収層)
可視光吸収層28は、可視光を吸収する層である。可視光吸収層28が含まれることにより、積層体において、所定の可視光域の光を遮断(遮蔽)することができる。そのため、この層を積層体中に配置することにより、可視光域を反射させるために配置されている複数層の反射層(第1反射層12a〜12bおよび第2反射層14a〜14b)を除くことができ、結果として積層体の薄膜化を達成できる。
なお、可視光吸収層28は、少なくとも可視光域の光を吸収する層であり、それ以外の波長領域(例えば、紫外光域、赤外光域)の光を吸収してもよい。
可視光吸収層28は、図9においては、最も光入射側に配置されているがこの態様には限定されず、例えば、最も光入射側から遠い位置に配置されていてもよく、反射層同士の間に配置されていてもよい。
可視光吸収層28に使用される材料は特に制限されず、公知の材料を使用することができる。
可視光吸収層28には、着色剤(染料および顔料)が含まれることが好ましく、着色剤としては、いわゆるR(赤)、G(緑)、または、B(青)のカラーフィルタを製造する際に用いられる公知の着色剤が挙げられる。より具体的には、可視光吸収層28には、有彩色着色剤または有機系黒色着色剤が含まれることが好ましい。
(有彩色着色剤)
本発明において、有彩色着色剤は、赤色着色剤、緑色着色剤、青色着色剤、黄色着色剤、紫色着色剤およびオレンジ色着色剤から選ばれる着色剤であることが好ましい。
本発明において、有彩色着色剤は、顔料であってもよく、染料であってもよい。好ましくは顔料である。
顔料の平均粒径(r)は、好ましくは20nm≦r≦300nm、より好ましくは25nm≦r≦250nm、更に好ましくは30nm≦r≦200nmを満たす。ここでいう「平均粒径」とは、顔料の一次粒子が集合した二次粒子についての平均粒径を意味する。
また、使用しうる顔料の二次粒子の粒径分布(以下、単に「粒径分布」ともいう。)は、(平均粒径±100)nmに入る二次粒子が全体の70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。なお、二次粒子の粒径分布は、散乱強度分布を用いて測定することができる。
上述した二次粒径および二次粒子の粒径分布を有する顔料は、市販の顔料を、場合により使用される他の顔料(二次粒子の平均粒径は通常、300nmを越える。)と共に、好ましくは樹脂および有機溶媒と混合した顔料混合液として、例えばビーズミル、ロールミル等の粉砕機を用いて、粉砕しつつ混合および分散することにより調製することができる。このようにして得られる顔料は、通常、顔料分散液の形態をとる。
顔料は、有機顔料であることが好ましく、以下のものを挙げることができる。但し、これらに限定されない。
カラーインデックス(C.I.)Pigment Yellow 1,2,3,4,5,6,10,11,12,13,14,15,16,17,18,20,24,31,32,34,35,35:1,36,36:1,37,37:1,40,42,43,53,55,60,61,62,63,65,73,74,77,81,83,86,93,94,95,97,98,100,101,104,106,108,109,110,113,114,115,116,117,118,119,120,123,125,126,127,128,129,137,138,139,147,148,150,151,152,153,154,155,156,161,162,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,199,213,214等(以上、黄色顔料)、
C.I.Pigment Orange 2,5,13,16,17:1,31,34,36,38,43,46,48,49,51,52,55,59,60,61,62,64,71,73等(以上、オレンジ色顔料)、
C.I.Pigment Red 1,2,3,4,5,6,7,9,10,14,17,22,23,31,38,41,48:1,48:2,48:3,48:4,49,49:1,49:2,52:1,52:2,53:1,57:1,60:1,63:1,66,67,81:1,81:2,81:3,83,88,90,105,112,119,122,123,144,146,149,150,155,166,168,169,170,171,172,175,176,177,178,179,184,185,187,188,190,200,202,206,207,208,209,210,216,220,224,226,242,246,254,255,264,270,272,279等(以上、赤色顔料)、
C.I.Pigment Green 7,10,36,37,58,59等(以上、緑色顔料)、
C.I.Pigment Violet 1,19,23,27,32,37,42等(以上、紫色顔料)、
C.I.Pigment Blue 1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,60,64,66,79,80等(以上、青色顔料)、
これら有機顔料は、単独若しくは種々組合せて用いることができる。
染料としては特に制限はなく、公知の染料が使用できる。化学構造としては、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アンスラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサテン系、フタロシアニン系、ベンゾピラン系、インジゴ系、および、ピロメテン系等の染料が使用できる。また、これらの染料の多量体を用いてもよい。また、特開2015−028144号公報、および、特開2015−34966号公報に記載の染料を用いることもできる。
また、染料としては、酸性染料および/またはその誘導体が好適に使用できる場合がある。
その他、直接染料、塩基性染料、媒染染料、酸性媒染染料、アゾイック染料、分散染料、油溶染料、食品染料、および/または、これらの誘導体等も有用に使用することができる。
以下に酸性染料の具体例を挙げるが、これらに限定されない。例えば、以下の染料、および、これらの染料の誘導体が挙げられる。
acid alizarin violet N、
acid blue 1,7,9,15,18,23,25,27,29,40〜45,62,70,74,80,83,86,87,90,92,103,112,113,120,129,138,147,158,171,182,192,243,324:1、
acid chrome violet K、
acid Fuchsin;acid green 1,3,5,9,16,25,27,50、
acid orange 6,7,8,10,12,50,51,52,56,63,74,95、
acid red 1,4,8,14,17,18,26,27,29,31,34,35,37,42,44,50,51,52,57,66,73,80,87,88,91,92,94,97,103,111,114,129,133,134,138,143,145,150,151,158,176,183,198,211,215,216,217,249,252,257,260,266,274、
acid violet 6B,7,9,17,19、
acid yellow 1,3,7,9,11,17,23,25,29,34,36,42,54,72,73,76,79,98,99,111,112,114,116,184,243、
Food Yellow 3
また、上記以外の、アゾ系、キサンテン系、フタロシアニン系の酸性染料も好ましく、C.I.Solvent Blue 44、38;C.I.Solvent orange 45;Rhodamine B、Rhodamine 110等の酸性染料およびこれらの染料の誘導体も好ましく用いられる。
なかでも、染料としては、トリアリールメタン系、アントラキノン系、アゾメチン系、ベンジリデン系、オキソノール系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、ベンゾピラン系、インジゴ系、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、アントラピリドン系、および、ピロメテン系から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
更に、顔料と染料を組み合わせて使用してもよい。
(有機系黒色着色剤)
本発明において、有機系黒色着色剤としては、例えば、ビスベンゾフラノン化合物、アゾメチン化合物、ペリレン化合物、および、アゾ系化合物等が挙げられ、ビスベンゾフラノン化合物、または、ペリレン化合物が好ましい。
ビスベンゾフラノン化合物としては、特表2010−534726号公報、特表2012−515233号公報、および、特表2012−515234号公報等に記載のものが挙げられ、例えば、BASF社製の「Irgaphor Black」として入手可能である。
ペリレン化合物としては、C.I.Pigment Black 31、32等が挙げられる。
アゾメチン化合物としては、特開平1−170601号公報、特開平2−34664号公報等に記載のものが挙げられ、例えば、大日精化社製の「クロモファインブラックA1103」として入手できる。
また、可視光吸収層28には、上記着色剤以外に他の成分(例えば、各種バインダー、各種添加剤)が含まれていてもよい。
可視光吸収層28の製造方法は特に制限されず、例えば、公知のカラーフィルタの製造方法等が挙げられ、厚みの調整がしやすい等製造適性が優れる点から、着色剤、および、その他成分(例えば、重合性化合物、重合開始剤、分散剤、バインダー、界面活性剤、および、溶媒、等)を含む可視光吸収組成物を所定の被塗布面上に塗布して、必要に応じて硬化処理を施す方法が挙げられる。なお、重合性化合物、重合開始剤、分散剤、バインダー、界面活性剤、および、溶媒等の種類としては、上述した赤外光吸収組成物で説明した各種材料が好適に用いられる。
上記において、各積層体の好適態様(第1実施態様〜第5実施態様)について述べたが、これらの好適態様はそれぞれ組み合わせて用いてもよい。例えば、第2実施態様で述べた基板および下地層と、第3実施態様で述べた反射防止層とを、同時に使用してもよい。
また、各積層体には、更に、紫外赤外光反射膜や、紫外線吸収層を有していてもよい。紫外赤外光反射膜を有することで、入射角依存性を改良する効果が得られる。紫外赤外光反射膜としては、例えば、特開2013−68688号公報の段落0033〜0039、WO2015/099060Aの段落0110〜0114に記載の反射層を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。紫外線吸収層を有することで、紫外線遮蔽性に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。紫外線吸収層としては、例えば、WO2015/099060Aの段落0040〜0070、0119〜0145に記載の吸収層を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
<積層体の用途>
上記積層体は、種々の用途に適用することができ、例えば、近接センサー等の近赤外線を用いた光学センサー用のフィルター、および、近接センサー等の光学センサーの機能とイメージセンサーの機能を併せ持つ固体撮像素子用のフィルター等が挙げられる。
また、上記積層体と、積層体の第1透過帯域内に位置するピーク波長を有する光を発光する光源と組み合わせて、光学センサーを製造してもよい。例えば、上記積層体の透過帯域が赤外光領域である場合、赤外光を発光する光源を使用することが好ましい。
なお、積層体中に第2透過帯域がある場合、積層体の第2透過帯域内に位置するピーク波長を有する光を発光する光源を更に組み合わせてもよい。
本発明の固体撮像素子は、本発明の積層体を含む。積層体を含む固体撮像素子の詳細については、特開2015−044188号公報の段落番号0106〜0107の記載、特開2014−132333号公報の段落0010〜0012の記載を参酌でき、この内容は本明細書に含まれる。
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、および、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されない。なお、特に断りのない限り、「%」および「部」は質量基準である。
<コレステリック液晶性混合物(塗布液(R450))の調製>
下記化合物1、化合物2、化合物3、フッ素系水平配向剤、右旋回性キラル剤、重合開始剤、および、シクロヘキサノンを混合し、下記組成の塗布液を調製した。得られた塗布液を、コレステリック液晶性混合物である塗布液(R450)とした。
・化合物1 83質量部
・化合物2 15質量部
・化合物3 2質量部
・フッ素系水平配向剤1 0.1質量部
・右旋回性キラル剤LC756(BASF社製) 7.2質量部
・重合開始剤IRGACURE OXE01(BASF社製) 4質量部
・溶媒(シクロヘキサノン) 溶質濃度が40質量%となる量
<コレステリック液晶性混合物(塗布液(L450))の調製>
化合物1、化合物2、化合物3、フッ素系水平配向剤、左旋回性キラル剤、重合開始剤、および、シクロヘキサノンを混合し、下記組成の塗布液を調製した。得られた塗布液を、コレステリック液晶性混合物である塗布液(L450)とした。なお、以下の式中「Bu」はブチル基を表す。
・化合物1 83質量部
・化合物2 15質量部
・化合物3 2質量部
・フッ素系水平配向剤1 0.1質量部
・左旋回性キラル剤(A) 11.2質量部
・重合開始剤IRGACURE OXE01(BASF社製) 4質量部
・溶媒(シクロヘキサノン) 溶質濃度が40質量%となる量
<各コレステリック液晶性混合物の調製>
各キラル剤の量を下記表に従って変えた以外は、コレステリック液晶性混合物(塗布液(R450)、(L450))の調製と同様にして、下記のコレステリック液晶性混合物(塗布液(R400)〜(R1100)、塗布液(L400)〜(L1100))を調製した。
<塗布液(R1)の調製>
化合物2−11、フッ素系水平配向剤、キラル剤、重合開始剤、および、溶媒を混合し、下記組成の塗布液(R1)を調製した。なお、以下の化合物2−11の屈折率異方性Δnは、0.375であった。
・化合物2−11 100質量部
・フッ素系水平配向剤1 0.1質量部
・フッ素系水平配向剤2 0.007質量部
・右旋回性キラル剤LC756(BASF社製) 2.2質量部
・重合開始剤:アデカクルーズNCI−831(ADEKA社製)4質量部
・溶媒(シクロヘキサノン) 溶質濃度が40質量%となる量
<塗布液(L1)の調製>
化合物2−11、フッ素系水平配向剤、キラル剤、重合開始剤、および、溶媒を混合し、下記組成の塗布液(L1)を調製した。
・化合物2−11 100質量部
・フッ素系水平配向剤1 0.1質量部
・フッ素系水平配向剤2 0.007質量部
・下記左旋回性キラル剤(A) 3.3質量部
・重合開始剤:アデカクルーズNCI−831(ADEKA社製)4質量部
・溶媒(シクロヘキサノン) 溶質濃度が40質量%となる量
<下地層用組成物1の調製>
下記成分を混合して、下地層用組成物1を調製した。
・サイクロマーP(ダイセル化学) 20.3質量部
・含フッ素系界面活性剤 0.8質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテル 78.9質量部
<コレステリック液晶層の作製>
上記で調製した下地層用組成物1を、ガラス基板上に、スピンコーター(ミカサ(株)社製)を用いて0.1μmとなるように塗布し、塗膜を形成した。次いで、塗膜を有するガラス基板に対して、100℃にて120秒間の前加熱(プリベーク)を行った。次いで、塗膜を有するガラス基板に対して、220℃にて300秒間の後加熱(ポストベーク)を行い、下地層1を得た。
塗布液(R450)を、スピンコーターで、乾燥後の膜厚が5μmになるように、下地層1を形成したガラス基板上に室温にて塗布して、塗膜を形成した。次に、塗膜を有するガラス基板を室温にて30秒間乾燥させて塗膜から溶媒を除去した後、90℃の雰囲気で2分間加熱し、コレステリック液晶相とした。次いで、フージョンUVシステムズ(株)製無電極ランプ「Dバルブ」(90mW/cm)にて、出力60%で6〜12秒間UV(紫外光)照射を塗膜に対して行い、コレステリック液晶相を固定し、ガラス基板上にコレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶フィルム(FR450)を作製した。
次に、塗布液(L450)を、スピンコーターで乾燥後の膜の厚みが5μmになるように、コレステリック液晶フィルム(FR450)上に、室温にて塗布して、塗膜を形成した。次に、塗膜を有するガラス基板を室温にて30秒間乾燥させて塗膜から溶媒を除去した後、90℃の雰囲気で2分間加熱し、その後35℃でコレステリック液晶相とした。次いで、フージョンUVシステムズ(株)製無電極ランプ「Dバルブ」(90mW/cm)にて、出力60%で6〜12秒間UV照射を塗膜に対して行い、コレステリック液晶相を固定し、コレステリック液晶フィルム(FL450)を作製した。
上記処理により、ガラス基板上にはコレステリック液晶相を2層固定してなるコレステリック液晶積層体(FRL−450)が作製された。作製したコレステリック液晶積層体(FRL−450)は顕著な欠陥およびスジがなく面状は良好であった。
コレステリック液晶フィルム(FR450)および(FL450)の透過スペクトルを測定したところ、それぞれ選択反射波長は450nmであった。また、コレステリック液晶積層体(FRL−450)の透過スペクトルを測定したところ、450nm付近に1つの強いピークが観測された。このことから塗布液(R450)および塗布液(L450)を塗布してなるコレステリック液晶層は互いに等しい選択反射波長を有することがわかった。
次に、コレステリック液晶積層体(FRL−450)のヘイズ値をヘイズメーターにより測定したところ、3回測定した平均値が0.3(%)であった。
更に、塗布液(R450)、塗布液(L450)に用いたキラル剤のHTPを次式に従って算出した結果、それぞれ、54μm-1、35μm-1となり、どちらもHTPは30μm-1以上であった。
塗布液(R450〜R1050、L450〜L1050)に用いたキラル剤に関しても同様にHTPを算出した結果、HTPは30μm-1以上であった。
式:HTP=1÷{(螺旋ピッチ長(μm))×(固形分中のキラル剤の質量%濃度)}(但し、螺旋ピッチ長(μm)は(選択反射波長(μm))÷(固形分の平均屈折率)で算出され、固形分の平均屈折率は1.5と仮定して算出した。)
また、塗布液(R450)の代わりに塗布液(R400、R500、R550、R600、R650、R700、R750、R850、R950、R1000、R1050、R1100、L400、L500、L550、L600、L650、L700、L750、L850、L950、L1000、L1050、L1100)を用いた以外はコレステリック液晶フィルム(FR450)を作製した方法と同様の方法で、コレステリック液晶フィルム(FR400)、(FR500)、(FR550)、(FR600)、(FR650)、(FR700)、(FR750)、(FR800)、(FR850)、(FR900)、(FR950)、(FR1000)、(FR1050)、(FR1100)、(FL400)、(FL500)、(FL550)、(FL600)、(FL650)、(FL700)、(FL750)、(FL800)、(FL850)、(FL900)、(FL950)、(FL1000)、(FL1050)、および、(FL1100)を作製した。なお、上記では、例えば、塗布液(R550)を用いて形成されたコレステリック液晶フィルムが、コレステリック液晶フィルム(FR550)に該当する。
右旋回性のキラル剤を含有するコレステリック液晶フィルム(FR400)、(FR500)、(FR550)、(FR600)、(FR650)、(FR700)、(FR750)、(FR800)、(FR850)、(FR900)、(FR950)、(FR1000)、(FR1050)、および、(FR1100)の選択反射波長は、左旋回性のキラル剤を含有するコレステリック液晶フィルム(FL400)、(FL500)、(FL550)、(FL600)、(FL650)、(FL700)、(FL750)、(FL800)、(FL850)、(FL900)、(FL950)、(FL1000)、(FL1050)、および、(FL1100)の選択反射波長とそれぞれ互いに等しかった。なお、各フィルムの選択反射波長は、上記( )中の数値(nm)に該当し、例えば、コレステリック液晶フィルム(FR550)の選択反射波長は550nmである。
次に、コレステリック液晶積層体(FRL−450)と同様にして、塗布液(R400)および塗布液(L400)、塗布液(R500)および塗布液(L500)、塗布液(R550)および塗布液(L550)、塗布液(R600)および塗布液(L600)、塗布液(R650)および塗布液(L650)、塗布液(R700)および塗布液(L700)、塗布液(R750)および塗布液(L750)、塗布液(R800)および塗布液(L800)、塗布液(R850)および塗布液(L850)、塗布液(R900)および塗布液(L900)、塗布液(R950)および塗布液(L950)、塗布液(R1000)および塗布液(L1000)、塗布液(R1050)および塗布液(L1050)、塗布液(R1100)および塗布液(L1100)をそれぞれ組み合わせて、コレステリック液晶積層体(FRL−400、500、550、600、650、700、750、850、950、1000、1050、1100)を作製した。作製した積層体のヘイズ値をヘイズメーターにより測定したところ、いずれも3回測定した平均値が0.3(%)であった。
また、塗布液(R450)の代わりに塗布液(R1)を用いた以外はコレステリック液晶フィルム(FR450)を作製した方法と同様の方法で、コレステリック液晶フィルム(FR1)を作製した。
また、塗布液(L450)の代わりに塗布液(L1)を用いた以外はコレステリック液晶フィルム(FL450)を作製した方法と同様の方法で、コレステリック液晶フィルム(FL1)を作製した。
(FR1)および(FL1)の反射波長帯域はいずれも960nm〜1140nmであり、(FR1100)および(FL1100)に対して広い反射波長帯域を示した。
次に、コレステリック液晶積層体(FRL−450)と同様にして、塗布液(R1)および塗布液(L1)を組み合わせて、コレステリック液晶積層体(FRL−1)を作製した。作製した積層体のヘイズ値をヘイズメーターにより測定したところ、いずれも3回測定した平均値が0.3(%)であった。
<顔料分散液1−1の調整>
下記組成の混合液を、0.3mm径のジルコニアビーズを使用して、ビーズミル(減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製))で、IR(赤外光)着色剤が表2に示す平均粒径となるまで、混合、分散して、顔料分散液を調製した。表には、該当する成分の使用量(単位:質量部)を示す。
顔料分散液中の顔料の平均粒径は、日機装(株)製のMICROTRAC UPA150を用いて、体積基準で測定した。
<顔料分散液2−1〜2−4の調製>
下記組成の混合液を、0.3mm径のジルコニアビーズを使用して、ビーズミル(減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製))で、3時間混合、分散して、顔料分散液を調製した。表には、該当する成分の使用量(単位:質量部)を示す。
表中の各成分の略語は以下である。
[IR着色剤]
・ジケトピロロピロール顔料1:下記構造(特開2009−263614号公報に記載の方法で合成した)(波長800〜900nmの範囲に吸収極大を有する着色剤)
[第2の着色剤(波長400〜700nmの範囲に吸収極大を有する着色剤)]
・PR254 : C.I.Pigment Red 254
・PB15:6 : C.I.Pigment Blue 15:6
・PY139 : Pigment Yellow 139
・PV23 : Pigment Violet 23
[樹脂]
・分散樹脂1:BYK−111(BYK社製)
・分散樹脂2:下記構造(Mw:7950)
・分散樹脂3:下記構造(Mw:30000)
・アルカリ可溶性樹脂1:下記構造
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
<可視光吸収組成物Aの調製>
下記表に示す成分を下記表に示す割合(単位は質量部)で混合して、可視光吸収組成物Aを調製した。
・重合性化合物1:M−305(トリアクリレートが55〜63質量%)(東亜合成社製) 下記構造
・光重合開始剤1:Irgacure OXE01(BASF社製) 下記構造
・界面活性剤1:下記混合物(重量平均分子量=14000)
・重合禁止剤1:p−メトキシフェノール
・有機溶剤1:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
<可視光吸収層Aの作製>
可視光吸収組成物Aをガラス基板上にスピンコートし、ポストベーク後の膜厚が3.0μmとなるように塗布し、100℃にて120秒間ホットプレートで乾燥した。乾燥後、更に、200℃のホットプレートを用いて300秒間加熱処理(ポストベーク)を行った。
紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)の分光光度計(ref.ガラス基板)を用いて、得られた可視光吸収層Aを有する基板の波長400〜1100nmの範囲における透過率を測定した。
<顔料分散液B−1の調製>
下記組成の混合液を、0.3mm径のジルコニアビーズを使用して、ビーズミル(減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製))で、3時間、混合、分散して、顔料分散液B−1を調製した。
・赤色顔料(C.I.Pigment Red 254)および黄色顔料(C.I.Pigment Yellow 139)からなる混合顔料
11.8質量部
・分散剤:BYK社製 BYK−111 9.1質量部
・有機溶剤:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
79.1質量部
<顔料分散液B−2の調製>
下記組成の混合液を、0.3mm径のジルコニアビーズを使用して、ビーズミル(減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製))で、3時間、混合、分散して、顔料分散液B−2を調製した。
・青色顔料(C.I.Pigment Blue 15:6)および紫色顔料(C.I.Pigment Violet 23)からなる混合顔料
12.6質量部
・分散剤:BYK社製 BYK−111 2.0質量部
・下記分散樹脂4 3.3質量部
・有機溶剤:シクロヘキサノン 31.2質量部
・有機溶剤:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)
50.9質量部
・分散樹脂4
分散樹脂4として、以下に示す化合物(繰り返し単位における比はモル比である)を使用した。
<可視光吸収組成物Bの調製>
下記の成分を混合して、可視光吸収組成物Bを調製した。
・顔料分散液B−1 46.5質量部
・顔料分散液B−2 37.1質量部
・上記アルカリ可溶性樹脂1 1.1質量部
・下記重合性化合物2 1.8質量部
・下記重合性化合物3 0.6質量部
・光重合開始剤:下記重合開始剤2 0.9質量部
・上記界面活性剤1 4.2質量部
・重合禁止剤:p−メトキシフェノール 0.001質量部
・有機溶剤1:PGMEA 7.8質量部
・重合性化合物2 左側化合物と右側化合物のモル比は7:3である。
・重合性化合物3
・光重合開始剤2
<可視光吸収層Bの作製>
可視光吸収組成物Bをガラス基板上にスピンコートし、ポストベーク後の膜厚が1.0μmとなるように塗布し、100℃にて120秒間ホットプレートで乾燥した。乾燥後、更に、200℃のホットプレートを用いて300秒間加熱処理(ポストベーク)を行った。
紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)の分光光度計(ref.ガラス基板)を用いて、得られた可視光吸収層Bを有する基板の波長400〜1100nmの範囲における透過率を測定した。
<可視光吸収層Cの作製>
特開2013−077009号公報の段落0255〜0259の記載(実施例1)に従ってカラーフィルタ(可視光吸収層C)を作製した。
紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)の分光光度計(ref.ガラス基板)を用いて、得られた可視光吸収層Cを有する基板の波長400〜1100nmの範囲における透過率を測定した。
<赤外光吸収組成物1の調製>
以下に示す樹脂Aを8.04質量部と、以下に示す赤外光吸収剤1(極大吸収波長:760nm)を1.4質量部と、重合性化合物としてKAYARAD DPHA(日本化薬(株)社製)を0.07質量部と、メガファックRS−72K(エチレン性不飽和基を側鎖に有する含フッ素重合体)(DIC(株)社製)を0.265質量部と、光重合開始剤として下記化合物を0.38質量部と、溶剤としてPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)を82.51質量部とを混合し、撹拌した後、孔径0.5μmのナイロン製フィルター(日本ポール(株)社製)でろ過して、赤外光吸収組成物1を調製した。
樹脂A:下記化合物(Mw(重量平均分子量):41000)
赤外光吸収剤1:下記構造
光重合開始剤:下記構造
<赤外光吸収組成物2>
イオン交換水69.5質量部に下記赤外光吸収剤2(極大吸収波長:710nm)を0.5質量部溶解させ、更にゼラチンの10質量%水溶液30.0質量部を加え攪拌することで、赤外光吸収組成物2を調製した。
赤外光吸収剤2:下記構造
<赤外光吸収層1の製造>
赤外光吸収組成物1をスピンコーター(ミカサ(株)社製)を用いて塗布し、塗膜を形成した。次いで、100℃にて120秒間の前加熱(プリベーク)を行った。その後、i線ステッパーを用い、1000mJ/cm2で全面露光を行った。次いで、220℃にて300秒間の後加熱(ポストベーク)を行い、膜厚0.7μmの赤外光吸収層1を得た。
<赤外光吸収層2の製造>
上記で調製した赤外光吸収組成物2をスピンコーター(ミカサ(株)社製)を用いて塗布した。次いで、塗膜を形成し、100℃にて120秒間の前加熱(プリベーク)を行った。次いで、220℃にて300秒間の後加熱(ポストベーク)を行い、膜厚0.2μmの赤外光吸収層2を得た。
<低屈折分散液1>
先ず、ケイ素アルコキシド(A)としてテトラメトキシシラン(TMOS)を、フルオロアルキル基含有のケイ素アルコキシド(B)としてトリフルオロプロピルトリメトキシシラン(TFPTMS)を用意した。ケイ素アルコキシド(A)の質量を1としたときのフルオロアルキル基含有のケイ素アルコキシド(B)の割合(質量比)が0.6になるように秤量し、これらをセプラブルフラスコ内に投入して混合することにより混合物を得た。この混合物1質量部に対して1.0質量部となる量のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を有機溶媒(E)として添加し、30℃の温度で15分間撹拌することにより第1液を調製した。なお、ケイ素アルコキシド(A)としては、単量体を予め3〜5程度重合させたオリゴマーを使用した。
また、この第1液とは別に、混合物1質量部に対して1.0質量部となる量のイオン交換水(C)と0.01質量部となる量のギ酸(D)をビーカー内に投入して混合し、30℃の温度で15分間撹拌することにより第2液を調製した。次に、上記調製した第1液を、ウォーターバスにて55℃の温度に保持した後、この第1液に第2液を添加し、上記温度を保持した状態で60分間撹拌した。これにより、上記ケイ素アルコキシド(A)と上記フルオロアルキル基含有のケイ素アルコキシド(B)との加水分解物を得た。
そして、上記得られた加水分解物と、数珠状コロイダルシリカ粒子(球状粒子の平均粒子径:15nm、D/D:5.5、D1:80nm)が分散したシリカゾル(F)を、加水分解物中のSiO2分100質量部に対するシリカゾル(F)中のSiO2分が200質量部となる割合で、撹拌して混合することにより低屈折分散液1を得た。
上記数珠状コロイダルシリカ粒子は、複数の球状コロイダルシリカ粒子と上記複数の球状コロイダルシリカ粒子を互いに接合する金属酸化物含有シリカからなり、上記球状コロイダルシリカ粒子の動的光散乱法により測定された平均粒子径をD(nm)と上記球状コロイダルシリカ粒子の窒素吸着法により測定された比表面積Sm2/gからD2=2720/Sの式により得られる平均粒子径をD(nm)とする。詳細は、特開2013−253145号公報に記載される。
<低屈折組成物1の調製>
・低屈折分散液1 75.3質量部
・上記界面活性剤1 0.1質量部
・有機溶剤:乳酸エチル 24.6質量部
<反射防止層1の製造>
低屈折組成物1をスピンコーター(ミカサ(株)社製)を用いて塗布して塗膜を形成し、100℃にて120秒間の前加熱(プリベーク)を行った。次に、220℃にて300秒間の後加熱(ポストベーク)を行い、膜厚0.1μmの反射防止層1を設けた。
<低屈折分散液2の調製>
低屈折分散液1において、低屈折分散液1に含まれる数珠状コロイダルシリカ粒子を中空粒子に変えた以外は、同様の手順に従って、低屈折分散液2を調製した。具体的に、加水分解物と、中空粒子のシリカを、加水分解物中のSiO2分100質量部に対する中空粒子が200質量部となる割合で、撹拌して混合することにより低屈折分散液2を得た。
<反射防止層2の製造>
以下の手順で調製した低屈折組成物2をスピンコーター(ミカサ(株)社製)を用いて塗布して塗膜を形成し、100℃にて120秒間の前加熱(プリベーク)を行った。その後、i線ステッパーを用い、1000mJ/cm2で全面露光を行った。続いて、220℃にて300秒間の後加熱(ポストベーク)を行い、膜厚0.1μmの反射防止層2を設けた。
(低屈折組成物2の調製)
・低屈折分散液2 50.0質量部
・KAYARAD DPHA(日本化薬(株)社製) 2.7質量部
・IRGACURE−OXE02(BASF社製) 5.0質量部
・上記界面活性剤1 0.1質量部
・有機溶剤:乳酸エチル 41.9質量部
(シロキサン樹脂の合成)
メチルトリエトキシシランを用いて、加水分解縮合反応を行った。このときに用いた溶媒はエタノールであった。得られたシロキサン樹脂A−1の重量平均分子量は、約10000であった。なお、上記重量平均分子量は先に説明の手順に沿ってGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)により確認した。
下記組成の成分を攪拌機で混合して、低屈折組成物3を調製した。
<低屈折組成物3の調製>
・シロキサン樹脂A−1
20質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
64質量部
・3−エトキシプロピオン酸エチル(EEP)
16質量部
・Emulsogen COL−020(クラリアントジャパン(株)製)
2質量部
(反射防止層3の形成)
上記で得られた低屈折組成物3をスピンコーター(ミカサ(株)社製)を用いて1000rpmでスピン塗布し、塗布膜を得た。得られた塗布膜を、ホットプレート上にて100℃で2分間加熱し、加熱後即座に230℃で10分間加熱し、膜厚0.1μmの反射防止層3を形成させた。
<低屈折組成物4の調製>
・低屈折分散液1 75.3質量部
・上記赤外光吸収剤1 3.0質量部
・上記界面活性剤1 0.1質量部
・有機溶剤:乳酸エチル 24.6質量部
(反射防止層4の形成)
上記で調製した低屈折組成物4をスピンコーター(ミカサ(株)社製)を用いて塗布して塗膜を形成し、100℃にて120秒間の前加熱(プリベーク)を行った。続いて、220℃にて300秒間の後加熱(ポストベーク)を行い、膜厚0.3μmの反射防止層4を設けた。
(積層体(バンドパスフィルター)の作製)
上記で作製した組成物を用いて上記製膜法を参照して、基板上に、下記表(表4および表5)のように各層を順次製膜することにより積層体(実施例1〜18、比較例1〜5)を作製した。
<<各種評価>>
<ヘイズ>
各実施例および各比較例にて得られた積層体を用いて、ヘイズメーター NDH−5000(日本電色製)にてヘイズ値を測定し、下記基準に従って評価した。
3:ヘイズ値が1.0%より小さい
2:ヘイズ値が1.0%以上2.0%以下
1:ヘイズ値が2.0%より大きい
<測定精度>
紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)を用いて、各実施例および各比較例にて得られた積層体の透過率を測定し、(透過帯域の最高透過率)/(遮光帯域の最低透過率)を求めて、下記基準に従って評価した。
3:(透過帯域の最高透過率)/(遮光帯域の最低透過率)が70より大きい
2:(透過帯域の最高透過率)/(遮光帯域の最低透過率)が50以上70以下
1:(透過帯域の最高透過率)/(遮光帯域の最低透過率)が50より小さい
なお、上記「透過帯域の最高透過率」とは、積層体の透過スペクトルにおいて透過帯域(例えば、上述した第1透過帯域および第2透過帯域)の短波長側の半値波長から長波長側の半値波長までの領域での最高透過率を意図する。また、「遮光帯域の最低透過率」とは、積層体の透過スペクトルにおいて透過帯域(例えば、上述した第1透過帯域および第2透過帯域)の短波長側の半値波長から短波長側に100nmの波長領域、および、長波長側の半値波長から長波長側に100nmの波長領域での最低透過率を意図する。なお、最低透過率が「0%」であった場合、上記(遮光帯域の最低透過率)は「0.1%」として計算を行う。
また、各実施例の積層体に第1透過帯域および第2透過帯域の2つの透過帯域が含まれる場合、両方の透過帯域に関して上記評価を行い、最も評価が低いものを後述する表6および表7に示す。
<角度依存性>
各実施例および各比較例にて得られた積層体を用いて、入射角を積層体面に対し垂直(角度0度)および30度に変化させ、透過帯域の半値波長のシフト量を、下記基準に従って評価した。なお、上記シフト量とは、より具体的には、垂直方向から入射した際の半値波長位置Xと、斜め方向から入射した際の半値波長位置Yとの差を意図する。
3:5nm未満
2:5nm以上、10nm未満
1:10nm以上
また、各実施例の積層体に第1透過帯域および第2透過帯域の2つの透過帯域が含まれる場合、両方の透過帯域に関して上記評価を行い、最も評価が低いものを後述する表6および表7に示す。
なお、上記半値波長としては、第1透過帯域においては短波長側の半値波長を用いてシフト量を測定し、第2透過帯域においては長波長側の半値波長を用いてシフト量を測定した。
表6および表7中、「波長領域」とは、第1透過帯域(または、第2透過帯域)の範囲(nm)を意図する。
表6および表7中、「平均透過率1A(%)」は、第1透過帯域の短波長側の半値波長Aから長波長側の半値波長Bまでの波長領域における平均透過率を意図し、「平均透過率1B(%)」は、短波長側の半値波長Aから短波長側に100nmの波長領域における平均透過率を意図し、「平均透過率1C(%)」は長波長側の半値波長Bから長波長側に100nmの波長領域における平均透過率を意図する。
表6および表7中、「傾き」とは、上述した(T2−T1)/20で求められる値(短波側傾き)、および、(T3−T4)/20で表される値(長波側傾き)を意図する。
表6および表7中、「平均透過率2A(%)」は、第2透過帯域の短波長側の半値波長Aから長波長側の半値波長Bまでの波長領域における平均透過率を意図し、「平均透過率2B(%)」は、短波長側の半値波長Aから短波長側に50nmの波長領域における平均透過率を意図し、「平均透過率2C(%)」は長波長側の半値波長Bから長波長側に50nmの波長領域における平均透過率を意図する。
なお、以下の実施例の積層体においては、400〜1200nmの波長領域において透過率が30%を超える波長領域Xがあり、その波長領域Xは第1透過帯域および2透過帯域の少なくとも一方の帯域内にのみであった。
上記表6および表7に示すように、本発明の積層体は、所望の効果が示すことが確認された。
なかでも、赤外光吸収層が積層体中に含まれる場合、上記角度依存性がより向上することが確認された。
また、反射防止層が積層体中に含まれる場合、上記測定精度がより優れることが確認された。
一方、比較例では、所定の平均透過率の条件を満たさない比較例1〜5においては、本発明の効果が得られないことが確認された。
10,100,200,300,400 積層体
12a,12b,12c,12d 第1反射層
14a,14b,14c,14d 第2反射層
16 第1透過帯域
18 第2透過帯域
20 基板
22 下地層
24 反射防止層
26 赤外光吸収層
28 可視光吸収層

Claims (11)

  1. 少なくとも1層の、螺旋軸の回転方向が右方向である液晶相を固定化してなる第1反射層と、
    少なくとも1層の、螺旋軸の回転方向が左方向である液晶相を固定化してなる第2反射層と、を含む積層体であって、
    650〜3000nmの波長領域において、第1透過帯域を有し、
    前記第1透過帯域の半値幅が200nm以下であり、
    前記第1透過帯域の短波長側の半値波長Aから長波長側の半値波長Bまでの波長領域における平均透過率が50%以上であり、
    前記半値波長Aから短波長側に100nmの波長領域における平均透過率、および、前記半値波長Bから長波長側に100nmの波長領域における平均透過率が、それぞれ20%未満である、積層体。
  2. 300〜3000nmの波長領域において、更に第2透過帯域を有し、
    前記第2透過帯域の半値幅が200nm以上であり、
    前記第2透過帯域の短波長側の半値波長Cから長波長側の半値波長Dまでの波長領域における平均透過率が30%以上であり、
    前記半値波長Cから短波長側に50nmの波長領域における平均透過率、および、前記半値波長Dから長波長側に50nmの波長領域における平均透過率が、それぞれ30%未満である、請求項1に記載の積層体。
  3. 前記半値波長Cから前記半値波長Dまでの波長領域における平均透過率が70%以上である、請求項2に記載の積層体。
  4. 前記第1透過帯域および前記2透過帯域の少なくとも一方が、650〜1200nmの波長領域内にある、請求項2または3に記載の積層体。
  5. 前記第1透過帯域が、810〜3000nmの波長領域内にある、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層体。
  6. 400〜1200nmの波長領域において透過率が30%を超える波長領域Xがあり、
    前記波長領域Xが、前記第1透過帯域および前記2透過帯域の少なくとも一方の帯域内にのみある、請求項2〜5のいずれか1項に記載の積層体。
  7. 前記半値波長Aから短波長側に10nmの波長における透過率をT1と、前記半値波長Aから長波長側に10nmの波長における透過率をT2とした場合、(T2−T1)/20で求められる値が1〜5であり、かつ、
    前記半値波長Bから短波長側に10nmの波長における透過率をT3と、前記半値波長Bから長波長側に10nmの波長における透過率をT4とした場合、(T3−T4)/20で求められる値が1〜5であり、T1〜T4の単位は%である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層体。
  8. 光学センサー用のフィルターとして用いる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層体。
  9. 固体撮像素子用のフィルターとして用いる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層体。
  10. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層体と、
    前記積層体の第1透過帯域内に位置するピーク波長を有する光を発光する光源と、を含む、光学センサー。
  11. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層体を製造するために使用されるキットであって、
    液晶化合物および右旋回性のキラル剤を少なくとも含む液晶組成物と、
    液晶化合物および左旋回性のキラル剤を少なくとも含む液晶組成物と、を有する、キット。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110869827B (zh) * 2017-07-12 2023-06-06 住友化学株式会社 椭圆偏光板
WO2019039159A1 (ja) * 2017-08-24 2019-02-28 富士フイルム株式会社 硬化性組成物、膜、近赤外線カットフィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および赤外線センサ
JP6923656B2 (ja) * 2017-08-25 2021-08-25 富士フイルム株式会社 光学フィルタおよび光センサ
CN112639543B (zh) * 2018-09-13 2022-09-27 东丽株式会社 颜色转换组合物、颜色转换层、波长转换基板、波长转换基板的制造方法及显示器
WO2020095513A1 (ja) * 2018-11-06 2020-05-14 富士フイルム株式会社 撮像レンズ及び撮像装置
WO2020138133A1 (ja) * 2018-12-25 2020-07-02 英弘精機株式会社 気象観測ライダー用受光系
WO2020230698A1 (ja) * 2019-05-10 2020-11-19 富士フイルム株式会社 センサー
JP7322628B2 (ja) * 2019-09-20 2023-08-08 Jsr株式会社 円偏光板の製造方法
TW202246737A (zh) * 2021-02-02 2022-12-01 瑞士商羅立克科技股份公司 在光敏元件上產生空間受限的膜堆疊的方法
WO2023282261A1 (ja) * 2021-07-05 2023-01-12 富士フイルム株式会社 積層体、視線追跡システム、およびヘッドマウントディスプレイ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6143702A (ja) * 1984-08-08 1986-03-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学フイルタおよびその製造法
JP4103112B2 (ja) 2002-04-24 2008-06-18 日東電工株式会社 集光システムおよび透過型液晶表示装置
JP2004212909A (ja) 2003-01-09 2004-07-29 Nitto Denko Corp 広帯域コレステリック液晶フィルムの製造方法、円偏光板、直線偏光子、照明装置および液晶表示装置
JP2005031170A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Kureha Chem Ind Co Ltd 撮像装置および光学フィルター
JP2005266323A (ja) 2004-03-18 2005-09-29 Nitto Denko Corp 光学素子、集光バックライトシステムおよび液晶表示装置
JP2009192983A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Nippon Zeon Co Ltd 選択反射素子及び液晶表示装置
JP5934552B2 (ja) 2011-04-11 2016-06-15 住友化学株式会社 光学フィルム、面光源装置及び液晶表示装置
JP2013041141A (ja) * 2011-08-17 2013-02-28 Asahi Glass Co Ltd 撮像装置、固体撮像素子、撮像装置用レンズ、及び近赤外光カットフィルタ
JP2014071356A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Fujifilm Corp 赤外線カットフィルム、赤外線カット合わせガラスおよび赤外線カット部材
JP6159081B2 (ja) * 2012-12-17 2017-07-05 富士フイルム株式会社 コレステリック液晶積層体およびその製造方法ならびにコレステリック液晶積層体の組合せ体
CN105283783A (zh) 2013-06-06 2016-01-27 富士胶片株式会社 光学片部件及使用该光学片部件的图像显示装置
TWI697545B (zh) * 2015-03-10 2020-07-01 日商富士軟片股份有限公司 組成物套組、積層體及其製造方法以及帶通濾波器

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