JP6680907B2 - Curable composition, cured film, color filter, light shielding film, solid-state imaging device, image display device, and method for producing cured film - Google Patents
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Description
本発明は、硬化性組成物、硬化膜、カラーフィルタ、遮光膜、固体撮像素子、画像表示装置、及び、硬化膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a curable composition, a cured film, a color filter, a light shielding film, a solid-state image sensor, an image display device, and a method for producing a cured film.
画像表示装置に用いられるカラーフィルタには各着色画素として、硬化性組成物を硬化させた硬化膜が用いられている。また、各着色画素間の光を遮蔽し、コントラストを向上させるためのブラックマトリクスとしても、硬化性組成物を硬化させた硬化膜が用いられている。
固体撮像素子に用いられるカラーフィルタにも同様の目的で硬化膜が用いられている。また、固体撮像素子には、ノイズ発生防止、及び、画質の向上等を目的として硬化膜が用いられている。
現在、携帯電話及びPDA(Personal Digital Assistant)等の電子機器の携帯端末には、小型で薄型な撮像ユニットが搭載されている。このような撮像ユニットは、一般に、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ及びCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の固体撮像素子と、固体撮像素子上に被写体像を形成するためのレンズと、を備えている。In the color filter used in the image display device, a cured film obtained by curing a curable composition is used as each colored pixel. A cured film obtained by curing a curable composition is also used as a black matrix for shielding light between the colored pixels and improving contrast.
A cured film is also used for the same purpose in a color filter used in a solid-state image sensor. Further, a cured film is used in the solid-state imaging device for the purpose of preventing noise generation and improving image quality.
2. Description of the Related Art Currently, small and thin image pickup units are mounted on mobile terminals of electronic devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants). Such an image pickup unit generally includes a solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor and a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor, and a lens for forming a subject image on the solid-state image sensor. Is equipped with.
硬化性組成物として、例えば、特許文献1には、(A)着色剤、(B)バインダー樹脂、(C)所定の構造を有する光重合開始剤、(D)2個以上の重合性不飽和結合を有する化合物及び(E)多官能チオールを含有することを特徴とする着色組成物が記載されている。 As the curable composition, for example, in Patent Document 1, (A) a colorant, (B) a binder resin, (C) a photopolymerization initiator having a predetermined structure, and (D) two or more polymerizable unsaturated compounds. A coloring composition is described which comprises a compound having a bond and (E) a polyfunctional thiol.
本発明者らは、特許文献1に記載された着色組成物について検討したところ、得られる硬化膜のパターン形状が昨今要求される水準に達していない問題があることを明らかとした。なお、本明細書においてパターン形状とは、実施例に記載した方法により測定される硬化膜のパターン形状を意図する。 The present inventors have studied the coloring composition described in Patent Document 1, and have found that there is a problem that the pattern shape of the obtained cured film does not reach the level required recently. In addition, in this specification, the pattern shape means the pattern shape of the cured film measured by the method described in the Example.
そこで、本発明は、優れたパターン形状を有する硬化膜を得ることができる(以下「本発明の効果を有する。」ともいう。)硬化性組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、硬化膜、カラーフィルタ、遮光膜、固体撮像素子、画像表示装置、及び、硬化膜の製造方法を提供することも課題とする。Then, this invention makes it a subject to provide the curable composition which can obtain the cured film which has the outstanding pattern shape (henceforth "it has the effect of this invention.").
Another object of the present invention is to provide a cured film, a color filter, a light shielding film, a solid-state image sensor, an image display device, and a method for manufacturing a cured film.
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。 Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above object can be achieved by the following configuration.
[1] 光重合開始剤と、多官能チオール化合物と、重合性化合物と、着色剤とを含有する硬化性組成物であって、光重合開始剤が、式(1)で表されるオキシム化合物である、硬化性組成物。
[2] 式(1)中におけるR1の炭素数が13以上である、[1]に記載の硬化性組成物。
[3] 硬化性組成物中における多官能チオール化合物の含有量に対する、オキシム化合物の含有量の含有質量比が1〜10である、[1]又は[2]に記載の硬化性組成物。
[4] 硬化性組成物中における多官能チオール化合物の含有量に対する、オキシム化合物の含有量の含有質量比が4〜10である、[1]〜[3]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[5] 多官能チオール化合物が式(2)で表される化合物である、[1]〜[4]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[6] 式(2)中、R24、及び、R25がそれぞれ独立にアルキル基、又は、−C(=O)−O−R23であり、M21が−C(=O)−O−であり、nが3〜10の整数である、[5]に記載の硬化性組成物。
[7] 着色剤が有機顔料からなる[1]〜[6]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[8] 着色剤が無機顔料からなる[1]〜[6]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[9] [1]〜[8]のいずれかに記載の硬化性組成物を硬化して得られる、硬化膜。
[10] [9]に記載の硬化膜を含有する、カラーフィルタ。
[11] [9]に記載の硬化膜を含有する、遮光膜。
[12] [9]に記載の硬化膜を含有する、固体撮像素子。
[13] [9]に記載の硬化膜を含有する、画像表示装置。
[14] [1]〜[8]のいずれかに記載の硬化性組成物を用いて支持体上に硬化性組成物層を形成する、硬化性組成物層形成工程と、硬化性組成物層を露光する、露光工程と、を含有する硬化膜の製造方法。
[15] 硬化性組成物層形成工程が、支持体上に硬化性組成物を塗布して、支持体上に硬化性組成物層を形成する工程である、[14]に記載の硬化膜の製造方法。
[16] 更に、露光された硬化性組成物層を現像する、現像工程を含有する、[14]又は[15]に記載の硬化膜の製造方法。[1] A curable composition containing a photopolymerization initiator, a polyfunctional thiol compound, a polymerizable compound, and a colorant, wherein the photopolymerization initiator is an oxime compound represented by the formula (1). Which is a curable composition.
[2] The curable composition according to [1], wherein R 1 in the formula (1) has 13 or more carbon atoms.
[3] The curable composition according to [1] or [2], wherein the content mass ratio of the content of the oxime compound to the content of the polyfunctional thiol compound in the curable composition is 1 to 10.
[4] The curable composition according to any one of [1] to [3], wherein the content mass ratio of the content of the oxime compound to the content of the polyfunctional thiol compound in the curable composition is 4 to 10. Stuff.
[5] The curable composition according to any one of [1] to [4], wherein the polyfunctional thiol compound is a compound represented by the formula (2).
[6] In formula (2), R 24 and R 25 are each independently an alkyl group or —C (═O) —O—R 23 , and M 21 is —C (═O) —O. -, And n is an integer of 3-10, The curable composition as described in [5].
[7] The curable composition according to any one of [1] to [6], wherein the colorant is an organic pigment.
[8] The curable composition according to any one of [1] to [6], wherein the colorant is an inorganic pigment.
[9] A cured film obtained by curing the curable composition according to any one of [1] to [8].
[10] A color filter containing the cured film according to [9].
[11] A light-shielding film containing the cured film according to [9].
[12] A solid-state imaging device containing the cured film according to [9].
[13] An image display device containing the cured film according to [9].
[14] A curable composition layer forming step of forming a curable composition layer on a support using the curable composition according to any one of [1] to [8], and a curable composition layer. A method for producing a cured film, which comprises:
[15] The cured film according to [14], wherein the curable composition layer forming step is a step of forming a curable composition layer on the support by applying the curable composition on the support. Production method.
[16] The method for producing a cured film according to [14] or [15], which further includes a developing step of developing the exposed curable composition layer.
本発明によれば、優れたパターン形状を有する硬化膜を得ることができる硬化性組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、硬化膜、カラーフィルタ、遮光膜、固体撮像素子、画像表示装置、及び、硬化膜の製造方法も提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a curable composition capable of obtaining a cured film having an excellent pattern shape.
Further, according to the present invention, a cured film, a color filter, a light shielding film, a solid-state image sensor, an image display device, and a method for manufacturing a cured film can be provided.
以下、本発明について詳細に説明する。
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るものではない。
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及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を含有しないものと共に置換基を含有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を含有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を含有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
本明細書における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、遠紫外線、極紫外線(EUV:Extreme ultraviolet lithography光)、X線、並びに電子線等を意味する。また本明細書において「光」とは、活性光線及び放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、遠紫外線、X線、並びにEUV光等による露光のみならず、電子線及びイオンビーム等の粒子線による描画も包含する。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタアクリレートを表す。本明細書において、「(メタ)アクリル」はアクリル及びメタアクリルを表す。本明細書において、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル及びメタクリロイルを表す。本明細書において、「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド及びメタアクリルアミドを表す。
本明細書において、「単量体」と「モノマー」とは同義である。単量体は、オリゴマー及びポリマーと区別され、重量平均分子量が2,000以下の化合物をいう。本明細書において、重合性化合物とは、重合性基を含有する化合物のことをいい、単量体であっても、ポリマーであってもよい。重合性基とは、重合反応に関与する基をいう。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The description of the components described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In this specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit and an upper limit.
In the description of the group (atomic group) in the present specification, the notation in which substitution and non-substitution are not included includes not only those having no substituent but also those having a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
The term “actinic ray” or “radiation” as used herein means, for example, deep ultraviolet rays, extreme ultraviolet rays (EUV), X-rays, electron beams and the like. Moreover, in this specification, "light" means actinic rays and radiation. Unless otherwise specified, "exposure" in the present specification includes not only exposure with deep ultraviolet rays, X-rays, EUV light, etc., but also drawing with particle beams such as electron beams and ion beams.
In the present specification, “(meth) acrylate” means acrylate and methacrylate. In the present specification, “(meth) acrylic” means acrylic and methacrylic. In the present specification, “(meth) acryloyl” represents acryloyl and methacryloyl. As used herein, “(meth) acrylamide” refers to acrylamide and methacrylamide.
In the present specification, “monomer” and “monomer” have the same meaning. A monomer is a compound having a weight average molecular weight of 2,000 or less, which is distinguished from an oligomer and a polymer. In the present specification, the polymerizable compound means a compound having a polymerizable group and may be a monomer or a polymer. The polymerizable group means a group involved in the polymerization reaction.
[硬化性組成物]
本発明の実施形態に係る硬化性組成物は、光重合開始剤と、多官能チオール化合物と、重合性化合物と、着色剤とを含有し、光重合開始剤が後述する式(1)で表されるオキシム化合物(以下、「特定オキシム化合物」ともいう。)である点に特徴点の1つがある。[Curable composition]
The curable composition according to the embodiment of the present invention contains a photopolymerization initiator, a polyfunctional thiol compound, a polymerizable compound, and a colorant, and the photopolymerization initiator is represented by Formula (1) described below. One of the features is that it is an oxime compound (hereinafter, also referred to as a "specific oxime compound").
このような構成を有する本発明の硬化性組成物によれば、優れたパターン形状を有する硬化膜が得られる。その理由は、詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。なお、以下の推測によって本発明の範囲が限定されるものではない。言い換えれば、以下の推測機序以外の機序により効果が得られる場合であっても本発明の範囲に含まれる。 According to the curable composition of the present invention having such a constitution, a cured film having an excellent pattern shape can be obtained. The reason for this is not clear in detail, but the present inventors presume as follows. The scope of the present invention is not limited by the following assumptions. In other words, even when the effect is obtained by a mechanism other than the inferred mechanism below, it is included in the scope of the present invention.
硬化膜の典型的な作製方法は、硬化性組成物を支持体上に塗布して硬化性組成物層を得て、それをパターン状に露光し、現像する方法である。しかし、硬化性組成物層の光学濃度(OD:optical densityともいう)は長波長側から短波長側に次第に高くなり、短波長側で特に高くなる。そのために、例えばg線、h線、及びi線等の紫外線領域の光(言い換えれば、短波長側の光)で硬化性組成物層をパターン状に露光する際、光が硬化性組成物層内部まで届かず、露光が不十分になり、結果として硬化性組成物が意図したとおりに硬化せず、硬化膜のパターン形状が悪化することがあった。
上記によりパターン形状が悪化する機序を、硬化膜の製造工程を工程ごとに模式的に表した図1〜6を用いて説明する。まず、図1〜3は、多官能チオール化合物を含有しない硬化性組成物を用いた硬化膜の製造工程を工程ごとに模式的に示した断面図である。
まず、図1に示すとおり、支持体101上に、硬化性組成物を用いて硬化性組成物層102が形成される。次に、フォトマスク103の開口部をとおして硬化性組成物層102が露光される(図1中、矢印は光の照射方向を示しており、A−B線はフォトマスクの開口部の端の延長線である。以下同じ。)。次に、上記露光後の硬化性組成物層102が現像され、パターン状の硬化膜201が形成される。
上記手順中の露光の際に、硬化性組成物層102の光学濃度が高いため、露光時に光が硬化性組成物層102内部まで届きにくく、硬化性組成物層102の下部では露光が不十分となる。すると、現像により、硬化性組成物層102中の露光が不十分な部分において、硬化性組成物が溶出してしまう(図2)。そのような状態で、硬化膜201を加熱するポストベーク処理を行うと、得られるポストベーク後の硬化膜301の端部において、中央部と比較して膜厚が減少してしまい、パターン形状が悪化しやすくなるものと推測される(図3)。A typical method for producing a cured film is a method in which a curable composition is applied onto a support to obtain a curable composition layer, which is exposed in a pattern and developed. However, the optical density (OD: optical density) of the curable composition layer gradually increases from the long wavelength side to the short wavelength side, and particularly increases on the short wavelength side. Therefore, for example, when the curable composition layer is patternwise exposed with light in the ultraviolet region such as g-line, h-line, and i-line (in other words, light on the short wavelength side), the light is curable composition layer. In some cases, the curable composition did not reach the inside, the exposure was insufficient, and as a result, the curable composition did not cure as intended, and the pattern shape of the cured film deteriorated.
The mechanism by which the pattern shape deteriorates as described above will be described with reference to FIGS. First, FIGS. 1-3 is sectional drawing which showed the manufacturing process of the cured film using the curable composition which does not contain a polyfunctional thiol compound typically for every process.
First, as shown in FIG. 1, a curable composition layer 102 is formed on a support 101 using a curable composition. Next, the curable composition layer 102 is exposed through the opening of the photomask 103 (in FIG. 1, the arrow indicates the irradiation direction of light, and the line AB is the end of the opening of the photomask. It is an extension of the same. Next, the curable composition layer 102 after the exposure is developed to form a patterned cured film 201.
During the exposure in the above procedure, since the optical density of the curable composition layer 102 is high, it is difficult for light to reach the inside of the curable composition layer 102 during the exposure, and the exposure is insufficient in the lower portion of the curable composition layer 102. Becomes Then, due to the development, the curable composition elutes in the insufficiently exposed portion of the curable composition layer 102 (FIG. 2). When the post-baking treatment for heating the cured film 201 is performed in such a state, the film thickness at the end portion of the obtained post-baked cured film 301 is reduced as compared with the central portion, and the pattern shape becomes It is presumed that it is likely to deteriorate (Fig. 3).
これに対し、図4〜6は多官能チオール化合物を含有し、後述する特定オキシム化合物を含有しない硬化性組成物を用いた硬化膜の製造工程を工程ごとに模式的に示した断面図である。
まず、図4に示すとおり、支持体101に、多官能チオール化合物を含有する硬化性組成物を用いて硬化性組成物層401が形成される。次に、フォトマスク103の開口部をとおして硬化性組成物層401が露光される。
このとき、露光された硬化性組成物層401の内部では、光重合開始剤から発生したラジカルにより重合反応が開始される。多官能チオール化合物は連鎖移動剤として機能する。従って、例えば、重合反応の妨げになるペルオキシラジカルが、ラジカルと酸素との反応により発生したとしても、多官能チオール化合物中のチオール基がペルオキシラジカルに水素を供与することにより、酸素による重合失活を受けにくいチイルラジカルを生成し、重合反応が進行すると考えられる。従って、多官能チオール化合物を含有する硬化性組成物は、硬化性組成物層401内部まで硬化されやすいものと推測される。
一方で、多官能チオール化合物は反応性が高く、連鎖移動を引き起こしやすい為、硬化性組成物の組成、露光量、及び、パターン形状等の条件によっては、ラジカル重合反応が未露光部にまで連鎖してしまい、特に光の照射面側の硬化性組成物層の未露光部が意図せず硬化してしまうことがあった。この場合、露光後の硬化性組成物層を現像すると、硬化膜501が、意図せず未露光部まで広がってしまうという不具合を生じさせることがあった(図5)。このような不具合が生じた場合、ポストベーク後の硬化膜601は、端部が意図せず広がってしまい、パターン形状が悪化することがあった(図6)。On the other hand, FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views schematically showing the steps of producing a cured film using a curable composition containing a polyfunctional thiol compound and not containing a specific oxime compound described later. .
First, as shown in FIG. 4, a curable composition layer 401 is formed on a support 101 using a curable composition containing a polyfunctional thiol compound. Next, the curable composition layer 401 is exposed through the opening of the photomask 103.
At this time, inside the exposed curable composition layer 401, the polymerization reaction is started by the radicals generated from the photopolymerization initiator. The polyfunctional thiol compound functions as a chain transfer agent. Therefore, for example, even if a peroxy radical that interferes with the polymerization reaction is generated by the reaction of the radical and oxygen, the thiol group in the polyfunctional thiol compound donates hydrogen to the peroxy radical, thereby deactivating the polymerization by oxygen. It is considered that a thiyl radical that is hard to receive is generated and the polymerization reaction proceeds. Therefore, it is presumed that the curable composition containing the polyfunctional thiol compound is likely to be cured to the inside of the curable composition layer 401.
On the other hand, since the polyfunctional thiol compound is highly reactive and easily causes chain transfer, depending on the conditions such as the composition of the curable composition, the exposure amount, and the pattern shape, the radical polymerization reaction causes chain reaction to the unexposed portion. In particular, the unexposed portion of the curable composition layer on the light irradiation surface side may be inadvertently cured. In this case, when the curable composition layer after exposure is developed, the cured film 501 may unintentionally spread to the unexposed portion (FIG. 5). When such a problem occurs, the edge of the cured film 601 after post-baking may unintentionally spread, and the pattern shape may deteriorate (FIG. 6).
上記の現象を初めて発見した本発明者らは、鋭意検討を重ね、本発明を完成させるに至った。本発明の硬化性組成物は光重合開始剤として、後述する式(1)のR1がヘテロ原子を含有してもよい炭素数8以上の炭化水素基を含有するオキシム化合物(特定オキシム化合物)を含有する。特定オキシム化合物は上記R1で表される基の影響により、嵩高くなっている。
特定オキシム化合物は、上記のとおり嵩高い構造を有するため、硬化性組成物層中において拡散しにくいものと推測される。従って、連鎖移動剤として反応性の高い多官能チオール化合物を用いる場合であっても、未露光部にラジカル種が拡散しにくく、結果として未露光部で硬化反応が起こりにくく、優れたパターン形状を有する硬化膜が得られたものと推測される。
以下では本発明の実施形態に係る硬化性組成物が含有する各成分について詳述する。The present inventors, who discovered the above phenomenon for the first time, have conducted earnest studies and completed the present invention. The curable composition of the present invention is an oxime compound (specific oxime compound) containing a hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms, in which R 1 of the formula (1) described later may contain a hetero atom, as a photopolymerization initiator. Contains. The specific oxime compound is bulky due to the influence of the group represented by R 1 .
Since the specific oxime compound has a bulky structure as described above, it is presumed that the specific oxime compound does not easily diffuse in the curable composition layer. Therefore, even when using a highly reactive polyfunctional thiol compound as a chain transfer agent, the radical species is less likely to diffuse in the unexposed area, and as a result, the curing reaction is less likely to occur in the unexposed area, resulting in an excellent pattern shape It is speculated that a cured film having the above was obtained.
Below, each component which the curable composition which concerns on embodiment of this invention contains is explained in full detail.
本発明の実施形態に係る硬化性組成物は、多官能チオール化合物と、重合性化合物と、着色剤と、光重合開始剤とを含有し、光重合開始剤が後述する特定オキシム化合物である。 The curable composition according to the embodiment of the present invention contains a polyfunctional thiol compound, a polymerizable compound, a colorant, and a photopolymerization initiator, and the photopolymerization initiator is a specific oxime compound described below.
〔特定オキシム化合物〕
本発明の実施形態に係る硬化性組成物は、後述する特定オキシム化合物を含有する。特定オキシム化合物は光重合開始剤としての機能を有する。
硬化性組成物中における特定オキシム化合物の含有量としては特に制限されないが、一般に、硬化性組成物の全固形分に対して、1〜8質量%が好ましい。特定オキシム化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の特定オキシム化合物を併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。
なお、特定オキシム化合物としては、N−O結合が(E)体であっても、(Z)体であってもよい。特定オキシム化合物としては、(E)体と(Z)体とを併用してもよい。[Specific oxime compound]
The curable composition according to the embodiment of the present invention contains a specific oxime compound described later. The specific oxime compound has a function as a photopolymerization initiator.
The content of the specific oxime compound in the curable composition is not particularly limited, but is generally preferably 1 to 8 mass% with respect to the total solid content of the curable composition. The specific oxime compound may be used alone or in combination of two or more. When two or more specific oxime compounds are used in combination, the total content is preferably within the above range.
As the specific oxime compound, the N—O bond may be in the (E) form or the (Z) form. As the specific oxime compound, the (E) form and the (Z) form may be used in combination.
式(1)中、R1は、ヘテロ原子を含有してもよい炭素数8以上の炭化水素基を表す。炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状、又は、これらを組み合わせた形状であってもよい。なかでも、より優れた本発明の効果を有する硬化性組成物が得られる点で、ヘテロ原子を含有してもよい、直鎖状、分岐鎖状、又は、環状の炭素数13以上の炭化水素基が好ましい。
R1が含有するヘテロ原子としては特に制限されないが、窒素原子、硫黄原子、及び、酸素原子等が挙げられる。
R1としては、例えば、炭素数8以上の直鎖状アルキル基、炭素数8以上の分岐鎖状アルキル基、炭素数8以上のシクロアルキル基、シクロアルキレン基を含有する炭素数8以上の炭化水素基、及び、*−L11−R11で表される基が挙げられる。なお、L11は2価の連結基を表し、R11はアルキル基を表し、*は炭素原子との結合位置を表す。
ここで、L11の2価の連結基としては特に制限されないが、例えば、アルキレン基、カルボニル基、−O−、−S−、−NR12−、及び、これらの組み合わせ等が好ましく、アルキレン基、−O−、−S−、及び、−NR12−からなる群から選択される2種以上の組み合わせがより好ましい。ここで、R12は、水素原子、又は、アルキル基を表す。In formula (1), R 1 represents a hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms which may contain a hetero atom. The hydrocarbon group may be linear, branched, cyclic, or a combination thereof. Among them, a linear, branched, or cyclic hydrocarbon having 13 or more carbon atoms, which may contain a hetero atom, in that a curable composition having a more excellent effect of the present invention can be obtained. Groups are preferred.
The hetero atom contained in R 1 is not particularly limited, and examples thereof include a nitrogen atom, a sulfur atom, and an oxygen atom.
R 1 is, for example, a linear alkyl group having 8 or more carbon atoms, a branched alkyl group having 8 or more carbon atoms, a cycloalkyl group having 8 or more carbon atoms, or a carbon atom having 8 or more carbon atoms containing a cycloalkylene group. Examples thereof include a hydrogen group and a group represented by * -L 11 -R 11 . L 11 represents a divalent linking group, R 11 represents an alkyl group, and * represents a bonding position with a carbon atom.
Here, the divalent linking group of L 11 is not particularly limited, but for example, an alkylene group, a carbonyl group, —O—, —S—, —NR 12 —, and combinations thereof are preferable, and an alkylene group is preferable. , -O -, - S-, and, -NR 12 - a combination of two or more selected from the group consisting of is more preferable. Here, R 12 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
R1としては、より優れた本発明の効果を有する硬化性組成物が得られる点で、炭素数13以上の直鎖状アルキル基、又は、*−L11−R11で表される基が好ましく、*−L11−R11で表される基がより好ましく、以下の式(1−1)で表される基が更に好ましい。
式(1−1)中、R13は炭素数1〜3のアルキレン基を示し、Z1は−O−、−S−、及び−NR12−からなる群から選択される少なくとも1種を表し、R14はアルキル基を表し、n11は1以上の整数を表す。R12は、水素原子又はアルキル基を表す。なお、式(1−1)中においてR13、及び、Z1が複数ある場合、それぞれのR13及びZ1はそれぞれ同一でも異なってもよく、*は結合位置を表す。In formula (1-1), R 13 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and Z 1 represents at least one selected from the group consisting of —O—, —S—, and —NR 12 —. , R 14 represents an alkyl group, and n 11 represents an integer of 1 or more. R 12 represents a hydrogen atom or an alkyl group. Incidentally, the formula (1-1) and R 13, during, if Z 1 is more, each of R 13 and Z 1 may be the same as or different from each other, * represents a bonding position.
式(1)中、X2は単結合、又は、2価の連結基を表し、2価の連結基としては、アルキレン基(炭素数1〜12が好ましい)、シクロアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、カルボニル基、−S−、−O−、−NR15−、及び、これらを組み合わせた基等が挙げられ、より優れた本発明の効果を有する硬化性組成物が得られる点で、X2は、単結合、又は、アルキレン基、若しくは、アルキレン基と−S−とを組み合わせた基が好ましい。なお、R15は、水素原子又はアルキル基を表す。In formula (1), X 2 represents a single bond or a divalent linking group, and as the divalent linking group, an alkylene group (preferably having a carbon number of 1 to 12), a cycloalkylene group, an alkenylene group, an alkynylene. Group, a carbonyl group, -S-, -O-, -NR < 15 >-, and a group in which these are combined, and the like, and a curable composition having a more excellent effect of the present invention can be obtained. 2 is preferably a single bond, an alkylene group, or a group in which an alkylene group and -S- are combined. R 15 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
式(1)中、R2は、アルキル基、又は、アリール基を表す。なかでも、より優れた本発明の効果を有する硬化性組成物が得られる点で、R2としては、それぞれ置換基を含有してもよい、炭素数1〜25の直鎖状のアルキル基、炭素数1〜25の分岐鎖状のアルキル基、若しくは、炭素数4〜25の脂環式アルキル基、又は、置換基を含有するアリール基が好ましい。なお、置換基としては、例えば、ハロゲン原子(なかでもフッ素原子が好ましい。)、アリールオキシ基、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、アシル基、アルキル基、アリール基、及び、*−X6−R6で表される基等が挙げられるが、これらに制限されない。なお、*は結合位置を表し、X6、及び、R6の形態としては後述する。In formula (1), R 2 represents an alkyl group or an aryl group. Among them, R 2 is a linear alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, which may each have a substituent, in that a curable composition having a more excellent effect of the present invention can be obtained. A branched chain alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, an alicyclic alkyl group having 4 to 25 carbon atoms, or an aryl group containing a substituent is preferable. The substituent is, for example, a halogen atom (among which a fluorine atom is preferable), an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group, an acyl group, an alkyl group, an aryl group, and *- Examples thereof include a group represented by X 6 -R 6 , but are not limited thereto. In addition, * represents a bonding position, and the form of X 6 and R 6 will be described later.
式(1)中、X3は単結合、又は、カルボニル基を表す。また、R3はアリール基を表し、置換基を含有してもよく、なかでも、より優れた本発明の効果を有する硬化性組成物が得られる点で、R3としては、以下の式(1−2)で表される基が好ましい。
*−[Ar]−X6−R6 式(1−2)
なお、式(1−2)中、*はX3との結合位置を表し、[Ar]はアリーレン基を表し、単環であっても縮合環であってもよい。X6は単結合、又は、2価の連結基を表す。X6の2価の連結基としては、アルキレン基、アリーレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、カルボニル基、−S−、−O−、−NR61−、及び、これらを組み合わせた基が挙げられる。ここで、R61は、水素原子、又は、アルキル基を表す。なかでも、より優れた本発明の効果を有する硬化性組成物が得られる点で、X6は、単結合、−S−又は、カルボニル基が好ましい。
また、上記式中、R6は水素原子、又は、置換基を表す。置換基としては特に制限されないが、例えば、アルキル基、−NO2、アリール基、及び、複素環基等が挙げられる。なお、置換基としては、R2のアリール基が含有してもよい置換基であってもよい。In formula (1), X 3 represents a single bond or a carbonyl group. In addition, R 3 represents an aryl group and may contain a substituent, and in particular, R 3 is represented by the following formula (from the viewpoint that a curable composition having more excellent effects of the present invention can be obtained). The group represented by 1-2) is preferable.
* - [Ar] -X 6 -R 6 formula (1-2)
In the formula (1-2), * represents a bonding position with X 3, and [Ar] represents an arylene group, which may be a single ring or a condensed ring. X 6 represents a single bond or a divalent linking group. As the divalent linking group for X 6 , an alkylene group, an arylene group, a cycloalkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a carbonyl group, —S—, —O—, —NR 61 —, and a group in which these are combined. Is mentioned. Here, R 61 represents a hydrogen atom or an alkyl group. Among them, X 6 is preferably a single bond, —S—, or a carbonyl group, because a curable composition having a more excellent effect of the present invention can be obtained.
Further, in the above formula, R 6 represents a hydrogen atom or a substituent. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, —NO 2 , an aryl group, and a heterocyclic group. The substituent may be a substituent which the aryl group of R 2 may contain.
特定オキシム化合物としては、例えば、以下の式(1−A)〜式(1−D)で表される化合物が挙げられる。
更に具体的には、以下の式(1−a)〜(1−d)で表される化合物が挙げられる。
式(1−A)〜式(1−D)、及び、式(1−a)〜式(1−d)中、R1、R2、X2、及び、X3はそれぞれ、式(1)中のR1、R2、X2、及び、X3と同義であり、好適形態も同様である。
式(1−A)〜式(1−D)、及び、式(1−a)〜式(1−d)中、R10は水素原子、又は、一価の置換基を表す。一価の置換基としては特に制限されないが、例えば、−NO2(以下、ニトロ基ともいう。)、*−X6−R6で表される基、置換基を含有してもよいアリール基、及び、置換基を含有してもよいアリール複素環基等が挙げられる。In Formula (1-A) to Formula (1-D) and Formula (1-a) to Formula (1-d), R 1 , R 2 , X 2 , and X 3 are respectively represented by Formula (1 ) Has the same meaning as R 1 , R 2 , X 2 , and X 3 in (), and the preferred forms are also the same.
In formula (1-A) to formula (1-D) and formula (1-a) to formula (1-d), R 10 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent. The monovalent substituent is not particularly limited, but is, for example, —NO 2 (hereinafter, also referred to as nitro group), a group represented by * —X 6 —R 6 , or an aryl group which may have a substituent. , And an aryl heterocyclic group which may have a substituent.
式(1−A)〜式(1−D)、及び、式(1−a)〜式(1−d)中(但し、式(1−B)及び式(1−b)を除く)、R7は−O−、−S−、又は、−NR71−を表す。R71は、置換基を表し、置換基としては、特に制限されないが、例えば、炭素数1〜20のアルキル基(直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれであってもよい。)、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、及び、炭素数7〜30のアリールアルキル基等が挙げられる。上記置換基はヘテロ原子を含有してもよく、なかでもより優れた本発明の効果を有する硬化性組成物が得られる点で、ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、及び、ハロゲン原子等が好ましく、窒素原子、酸素原子、又は、フッ素原子がより好ましい。In formula (1-A) to formula (1-D) and formula (1-a) to formula (1-d) (however, formula (1-B) and formula (1-b) are excluded), R 7 is -O -, - S-, or, -NR 71 - represents a. R 71 represents a substituent, and the substituent is not particularly limited, but is, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (which may be linear, branched, or cyclic). A C4 to C20 alicyclic hydrocarbon group, a C6 to C30 aryl group, and a C7 to C30 arylalkyl group. The above-mentioned substituent may contain a hetero atom, and among them, in that a curable composition having a more excellent effect of the present invention can be obtained, the hetero atom is a nitrogen atom, an oxygen atom, and a halogen atom or the like. Are preferred, and a nitrogen atom, an oxygen atom, or a fluorine atom is more preferred.
式(1−B)及び式(1−b)中、R8は2価の連結基を表す。R8の2価の連結基の形態としては、X6の2価の連結基として既に説明したものと同様である。In formula (1-B) and formula (1-b), R 8 represents a divalent linking group. The form of the divalent linking group for R 8 is the same as that described above for the divalent linking group for X 6 .
特定オキシム化合物の具体例を以下の表1−1〜1−4に示すが、特定オキシム化合物としてはこれに制限されない。なお、表1中、波線は結合位置を表し、「↑」は直上の欄と同一であることを表す。また、「−X2−R2」の欄に記載されている構造は、連結基X2とR2で表される基が結合した形態を表している。また、「式」欄の内容は、上記式(1−a)〜(1−d)にそれぞれ対応し、各記号(R1、−X2−R2、X3、R7、R8、及び、R10)は、各式におけるそれぞれの記号に対応する。また、R7、及び、R8欄における「なし」は、対応する式で表される化合物が、それぞれR7、及び、R8で表される基を含有しないことを表す。なお、各特定オキシム化合物の番号(「INT−1」〜「INT−50」)は、実施例における各特定オキシム化合物の番号に対応している。Specific examples of the specific oxime compound are shown in Tables 1-1 to 1-4 below, but the specific oxime compound is not limited thereto. In addition, in Table 1, a wavy line represents a bonding position, and “↑” represents the same as the immediately preceding column. Further, "- X 2 -R 2" structure shown in the column of the represent form groups represented by the linking group X 2 and R 2 are bonded. The contents of the "formula" column, the formula (1-a) correspond to ~ (1-d), each symbol (R 1, -X 2 -R 2 , X 3, R 7, R 8, And R 10 ) correspond to the respective symbols in each formula. Further, “none” in the R 7 and R 8 columns means that the compound represented by the corresponding formula does not contain the groups represented by R 7 and R 8 , respectively. The numbers (“INT-1” to “INT-50”) of the specific oxime compounds correspond to the numbers of the specific oxime compounds in the examples.
特定オキシム化合物は、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の波長領域に極大吸収波長を有するものがより好ましく、365nm及び405nmの吸光度が高いものが更に好ましい。
オキシム化合物の365nm又は405nmにおけるモル吸光係数は、感度の観点から、1,000〜300,000が好ましく、2,000〜300,000がより好ましく、5,000〜200,000が更に好ましい。
化合物のモル吸光係数は、公知の方法で測定できるが、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。The specific oxime compound preferably has a maximum absorption wavelength in the wavelength region of 350 to 500 nm, more preferably has a maximum absorption wavelength in the wavelength region of 360 to 480 nm, and further preferably has high absorbance at 365 nm and 405 nm.
From the viewpoint of sensitivity, the molar absorption coefficient of the oxime compound at 365 nm or 405 nm is preferably 1,000 to 300,000, more preferably 2,000 to 300,000, and even more preferably 5,000 to 200,000.
The molar extinction coefficient of a compound can be measured by a known method, for example, it is measured at a concentration of 0.01 g / L using an ethyl acetate solvent with an ultraviolet-visible spectrophotometer (Cary-5 spctrophotometer manufactured by Varian). It is preferable.
特定オキシム化合物は、公知の方法により合成することができる。典型的には、塩基存在下での不活性溶媒中、又は、塩基性溶媒中での対応するオキシムと酸塩化物との反応により合成できる。塩基としては例えばトリエチルアミン、及び、ピリジン等が挙げられる。不活性溶媒としては例えば、tert−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、及び、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。塩基溶媒としては例えば、ピリジン等が挙げられる。 The specific oxime compound can be synthesized by a known method. Typically, it can be synthesized by reacting the corresponding oxime with an acid chloride in the presence of a base in an inert solvent or in a basic solvent. Examples of the base include triethylamine and pyridine. Examples of the inert solvent include tert-butyl methyl ether, tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide, and the like. Examples of the base solvent include pyridine and the like.
〔多官能チオール化合物〕
本発明の実施形態に係る硬化性組成物は多官能チオール化合物を含有する。本明細書において多官能チオール化合物とは、同一分子内に2個以上のチオール基(すなわち−SHで表される基)を含有するものを意図する。
多官能チオール化合物の含有量としては特に制限されないが、着色剤の含有量に対して、0.1〜10質量%の場合が多い。なかでも、硬化性組成物がより優れた本発明の効果を有する点で、着色剤の含有量に対して、0.5〜8.0質量%が好ましい。
また、多官能チオール化合物の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.1〜8.0質量%が好ましく、0.3〜6.0質量%がより好ましい。
なお、多官能チオール化合物は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合には、その合計が上記範囲内であることが好ましい。[Polyfunctional thiol compound]
The curable composition according to the embodiment of the present invention contains a polyfunctional thiol compound. In the present specification, the polyfunctional thiol compound is intended to include a compound containing two or more thiol groups (that is, a group represented by —SH) in the same molecule.
Although the content of the polyfunctional thiol compound is not particularly limited, it is often 0.1 to 10 mass% with respect to the content of the colorant. Among these, 0.5 to 8.0 mass% is preferable with respect to the content of the colorant in that the curable composition has the more excellent effect of the present invention.
In addition, the content of the polyfunctional thiol compound is preferably 0.1 to 8.0 mass% and more preferably 0.3 to 6.0 mass% with respect to the total solid content of the curable composition.
The polyfunctional thiol compounds may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds are used in combination, it is preferable that the total is within the above range.
多官能チオール化合物と、上記特定オキシム化合物の含有量との関係としては特に制限されないが、硬化性組成物によってより優れたパターン形状を有する硬化膜が得られる(より優れた本発明の効果を有する)点で、硬化性組成物中における多官能チオール化合物の含有量に対する、特定オキシム化合物の含有量の含有質量比(特定オキシム化合物の含有量/多官能チオール化合物の含有量)としては、0.1〜15が好ましく、0.5〜12がより好ましく、1〜10が更に好ましく、4〜10が特に好ましい。 The relationship between the polyfunctional thiol compound and the content of the specific oxime compound is not particularly limited, but a curable composition gives a cured film having a more excellent pattern shape (having a more excellent effect of the present invention. ), The content mass ratio of the content of the specific oxime compound to the content of the polyfunctional thiol compound in the curable composition (content of the specific oxime compound / content of the polyfunctional thiol compound) is 0. 1-15 are preferable, 0.5-12 are more preferable, 1-10 are more preferable, 4-10 are especially preferable.
多官能チオール化合物としては、硬化性組成物がより優れた本発明の効果を有する点で、以下の式(2)で表されることが好ましい。
式(2)中、R24、及び、R25は、水素原子、アルキル基、アリール基、−C(=O)−R23、−C(=O)−O−R23、又は、−C(=O)−NH−R23を表し、アルキル基、又は、−C(=O)−O−R23が好ましい。なお、R23はアルキル基、又は、アリール基を表し、複数あるR24、R25、及び、M21(後述する)はそれぞれ同一でも異なってもよく、R23が複数ある場合、それぞれ同一でも異なってもよい。In formula (2), R 24 and R 25 are each a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, —C (═O) —R 23 , —C (═O) —O—R 23 , or —C. (= O) represents -NH-R 23, an alkyl group, or, -C (= O) -O- R 23 are preferred. Note that R 23 represents an alkyl group or an aryl group, and a plurality of R 24 , R 25 , and M 21 (described later) may be the same or different, and when there are a plurality of R 23 , they may be the same. May be different.
L21はn価の有機連結基を表す。nは2〜10の整数を表し、3〜10が好ましく、3〜6がより好ましい。L21が2価の有機連結基である場合、例えば、2価の脂肪族炭化水素基(好ましくは炭素数1〜8)、2価の芳香族炭化水素基(好ましくは炭素数6〜12)、−O−、−S−、−N(Rx)−(Rx:1価の有機基)、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−O−C(=O)−NH−、−S(=O)−、−S(=O)−O−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−、−CH=N−、又は、これらを組み合わせた基(例えば、アルキレンオキシ基、アルキレンオキシカルボニル基、及びアルキレンカルボニルオキシ基等)等が挙げられる。
L21が3価以上の有機連結基である場合、例えば、トリメチロールプロパン残基、−(CH2)k−(kは例えば、2〜6の整数を表す。)を3個含有するイソシアヌール環等の3価の連結基、ペンタエリスリトール残基等の4価の連結基又は5価の連結基、ジペンタエリスリトール残基等の6価の連結基、及び、これらの組み合わせ等が挙げられる。
L21のn価の有機連結基としては、例えば、以下の式(A)〜(D)のいずれかで表される基、又は、これらを組み合わせた基が挙げられる。
When L 21 is a trivalent or higher-valent organic linking group, for example, isocyanuric containing 3 trimethylolpropane residues and-(CH 2 ) k- (k represents an integer of 2 to 6, for example). Examples thereof include a trivalent linking group such as a ring, a tetravalent linking group such as a pentaerythritol residue or a pentavalent linking group, a hexavalent linking group such as a dipentaerythritol residue, and a combination thereof.
Examples of the n-valent organic linking group for L 21 include groups represented by any of the following formulas (A) to (D), or groups in which these are combined.
上記式(A)〜(D)中、
L4は3価の基を表す。T3は単結合又は2価の連結基を表し、3個のT3は互いに同一であっても異なっていてもよい。
L5は4価の基を表す。T4は単結合又は2価の連結基を表し、4個のT4は互いに同一であっても異なっていてもよい。
L6は5価の基を表す。T5は単結合又は2価の連結基を表し、5個のT5は互いに同一であっても異なっていてもよい。
L7は6価の基を表す。T6は単結合又は2価の連結基を表し、6個のT6は互いに同一であっても異なっていてもよい。
なお、T3、T4、T5及びT6で表される2価の連結基の定義は、上述したL21で表される2価の連結基の定義と同義である。In the above formulas (A) to (D),
L 4 represents a trivalent group. T 3 represents a single bond or a divalent linking group, and the three T 3 may be the same or different from each other.
L 5 represents a tetravalent group. T 4 represents a single bond or a divalent linking group, and four T 4 may be the same or different from each other.
L 6 represents a pentavalent group. T 5 represents a single bond or a divalent linking group, and 5 T 5 s may be the same or different from each other.
L 7 represents a hexavalent group. T 6 represents a single bond or a divalent linking group, and 6 T 6 may be the same or different from each other.
The definition of the divalent linking group represented by T 3 , T 4 , T 5, and T 6 is the same as the definition of the divalent linking group represented by L 21 described above.
L21のn価の連結基としては、例えば、以下の式(E)〜(J)で表される基、又は、これらを組み合わせた基が好ましい。
上記式(E)〜(J)中、
Rは水素原子、又は、1価の有機基を表す。1価の有機基としては、アルキル基が好ましい。*は結合位置を示す。tは2以上の整数を表す。In the above formulas (E) to (J),
R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group. As the monovalent organic group, an alkyl group is preferable. * Indicates a bonding position. t represents an integer of 2 or more.
L21は以下の式(K)〜(O)で表される基、又は、これらを組み合わせた基であってもよい。式中、*は結合位置を表す。
式(2)中、M21は単結合、又は、−O−、−S−、−N(R23)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−C(=O)−、アルキレン基、若しくは、これらを2種以上組み合わせた基を表し、−C(=O)−O−が好ましい。R23はアルキル基、又は、アリール基を表し、複数あるM21はそれぞれ同一でも異なってもよい。Wherein (2), M 21 is a single bond, or, -O -, - S -, - N (R 23) -, - C (= O) -O -, - O-C (= O) -O -, -C (= O) -NH-, -C (= O)-, an alkylene group, or a group in which two or more thereof are combined, and -C (= O) -O- is preferable. R 23 represents an alkyl group or an aryl group, and a plurality of M 21 may be the same or different.
なかでも、硬化性組成物がより優れた現像残渣抑制性能を有する点で、多官能チオール化合物としては、式(2)中、R24、及び、R25からなる群から選択される少なくとも1方が水素原子以外であることが好ましく(2級チオール化合物)、R24、及び、R25の両方が水素原子以外であることがより好ましく(3級チオール化合物)、R24、及び、R25がそれぞれ独立にアルキル基、又は、−C(=O)−O−R23であることが更に好ましい。
なお、R24、及び、R25それぞれ水素原子以外である場合の炭素数としては特に制限されないが、硬化性組成物がより優れた現像残渣抑制性能を有する点で、それぞれ独立に1以上が好ましく、R24及びR25の少なくとも一方が、2以上であることがより好ましい。炭素数の上限値としては特に制限されないが、一般に5以下が好ましい。
また、M21は−C(=O)−O−であることが好ましく、nは3〜10の整数であることが好ましい。
なお、本明細書において、現像残渣抑制性能とは、実施例に記載した方法により評価した硬化性組成物の物性を意図する。Among them, at least one selected from the group consisting of R 24 and R 25 in formula (2), as the polyfunctional thiol compound, in that the curable composition has more excellent development residue suppression performance. Is preferably other than a hydrogen atom (secondary thiol compound), more preferably both R 24 and R 25 are other than hydrogen atom (tertiary thiol compound), R 24 and R 25 are It is further preferable that each independently is an alkyl group or —C (═O) —O—R 23 .
The number of carbon atoms when R 24 and R 25 are each other than a hydrogen atom is not particularly limited, but is preferably 1 or more independently for the curable composition to have more excellent development residue suppression performance. It is more preferable that at least one of R 24 and R 25 is 2 or more. The upper limit of the carbon number is not particularly limited, but generally 5 or less is preferable.
Further, M 21 is preferably —C (═O) —O—, and n is preferably an integer of 3 to 10.
In the present specification, the development residue suppressing performance means the physical properties of the curable composition evaluated by the method described in the examples.
多官能チオール化合物の具体例を以下に示すが、本発明の実施形態に係る硬化性組成物が含有する多官能チオール化合物としてはこれに制限されない。なお、表中におけるL21、M21、R24、R25、及び、nはそれぞれ、式(2)中の各記号に対応する。また、表2−1〜2−3中における「*」「●」はそれぞれ結合位置を表し、「*」は、L21とM21の結合位置を、「●」はM21と−C(R24)(R25)−SHとの結合位置をそれぞれ表す。なお、各多官能チオール化合物の番号(SH−1〜SH−31)が実施例における各多官能チオール化合物の番号に対応している。Specific examples of the polyfunctional thiol compound are shown below, but the polyfunctional thiol compound contained in the curable composition according to the embodiment of the present invention is not limited thereto. In addition, L 21 , M 21 , R 24 , R 25 , and n in the table correspond to the respective symbols in the formula (2). Further, in Tables 2-1 to 2-3, "*" and "●" respectively represent bonding positions, "*" represents the bonding position of L 21 and M 21 , and "●" represents M 21 and -C (. R 24 ) (R 25 ) -represents a bonding position with SH. The numbers (SH-1 to SH-31) of the polyfunctional thiol compounds correspond to the numbers of the polyfunctional thiol compounds in the examples.
〔着色剤〕
本発明の実施形態に係る硬化性組成物は着色剤を含有する。硬化性組成物中における着色剤の含有量としては特に制限されないが、一般に、硬化性組成物の全固形分に対して、30〜70質量%が好ましい。着色剤は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の着色剤を併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。
なお、硬化膜を遮光膜として用いる場合、硬化性組成物中における着色剤の含有量としては特に制限されないが、より優れた遮光性を有する硬化膜(遮光膜)が得られる点で、40質量%以上が好ましい。
なお、着色剤の含有量の上限値は特に制限されないが、一般に、硬化性組成物の全固形分に対して、70質量%以下が好ましい。着色剤の含有量が上限値以下だと、硬化性組成物はより優れた塗布性を有する。
着色剤としては、顔料及び染料が挙げられる。以下、着色剤について詳述する。(Coloring agent)
The curable composition according to the embodiment of the present invention contains a colorant. Although the content of the colorant in the curable composition is not particularly limited, it is generally preferably 30 to 70 mass% with respect to the total solid content of the curable composition. The colorants may be used alone or in combination of two or more. When two or more colorants are used in combination, the total content is preferably within the above range.
When the cured film is used as a light-shielding film, the content of the colorant in the curable composition is not particularly limited, but 40 mass% in terms of obtaining a cured film (light-shielding film) having more excellent light-shielding properties. % Or more is preferable.
Although the upper limit of the content of the colorant is not particularly limited, it is generally preferably 70% by mass or less based on the total solid content of the curable composition. When the content of the colorant is at most the upper limit value, the curable composition has more excellent coatability.
Colorants include pigments and dyes. Hereinafter, the colorant will be described in detail.
(顔料)
顔料としては、特に制限されず、公知の無機顔料及び/又は有機顔料を用いることができる。本実施形態に係る硬化性組成物は着色剤として無機顔料を含有することが好ましい。また、本実施形態に係る硬化性組成物は着色剤として有機顔料を含有することも好ましい。(Pigment)
The pigment is not particularly limited, and known inorganic pigments and / or organic pigments can be used. The curable composition according to the present embodiment preferably contains an inorganic pigment as a colorant. Further, the curable composition according to the present embodiment also preferably contains an organic pigment as a colorant.
・無機顔料
上記無機顔料としては、特に制限されず、公知の無機顔料を用いることができる。
無機顔料としては、例えば、亜鉛華、鉛白、リトポン、酸化チタン、酸化クロム、酸化鉄、沈降性硫酸バリウム及びバライト粉、鉛丹、酸化鉄赤、黄鉛、亜鉛黄(亜鉛黄1種、亜鉛黄2種)、ウルトラマリン青、プロシア青(フェロシアン化鉄カリ)ジルコングレー、プラセオジムイエロー、クロムチタンイエロー、クロムグリーン、ピーコック、ビクトリアグリーン、紺青(プルシアンブルーとは無関係)、バナジウムジルコニウム青、クロム錫ピンク、陶試紅、並びにサーモンピンク等が挙げられる。また、黒色の無機顔料としては、Co、Cr、Cu、Mn,Ru、Fe、Ni、Sn、Ti、及びAgからなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含有する金属酸化物、金属窒素物、及び金属酸窒化物等が挙げられる。-Inorganic Pigment The inorganic pigment is not particularly limited, and known inorganic pigments can be used.
Examples of the inorganic pigment include zinc white, white lead, lithopone, titanium oxide, chromium oxide, iron oxide, precipitated barium sulfate and barite powder, red lead, iron oxide red, yellow lead, zinc yellow (zinc yellow type 1, Zinc Yellow 2), Ultramarine Blue, Prussian Blue (Potassium Ferrocyanide) Zircon Gray, Praseodymium Yellow, Chrome Titanium Yellow, Chrome Green, Peacock, Victoria Green, Navy Blue (unrelated to Prussian Blue), Vanadium Zirconium Blue, Examples include chrome tin pink, ceramic red, and salmon pink. The black inorganic pigments include metal oxides and metals containing at least one metal element selected from the group consisting of Co, Cr, Cu, Mn, Ru, Fe, Ni, Sn, Ti, and Ag. Examples thereof include nitrogen compounds and metal oxynitrides.
無機顔料としては、含有量が少なくても、高い光学濃度を有する硬化膜を形成することができる硬化性組成物が得られる点で、カーボンブラック、チタンブラック、及び金属顔料等(以下、「黒色顔料」ともいう。)が好ましい。金属顔料としては、例えば、Nb、V、Co、Cr、Cu、Mn、Ru、Fe、Ni、Sn、Ti、及びAgからなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含有する金属酸化物及び金属窒素物が挙げられる。
無機顔料としては、窒化チタン、酸窒化チタン、窒化ニオブ、窒化バナジウム、銀、又は錫を含有する金属顔料、並びに、銀及び錫を含有する金属顔料からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、窒化チタン、酸窒化チタン、窒化ニオブ、及び窒化バナジウムからなる群から選択される少なくとも1種がより好ましい。なお、上記窒化ニオブ、及び窒化バナジウムは、酸窒化ニオブ、及び酸窒化バナジウムでもよい。
なお、無機顔料としては、カーボンブラックを用いることもできる。カーボンブラックの具体例としては、市販品である、C.I.ピグメントブラック 7等の無機顔料が挙げられるがこれらに限定されるものではない。As the inorganic pigment, carbon black, titanium black, and metallic pigments (hereinafter, referred to as “black Also referred to as a "pigment"). Examples of the metal pigments include metal oxides containing at least one metal element selected from the group consisting of Nb, V, Co, Cr, Cu, Mn, Ru, Fe, Ni, Sn, Ti, and Ag. And metal nitrogen compounds.
The inorganic pigment is preferably at least one selected from the group consisting of titanium nitride, titanium oxynitride, niobium nitride, vanadium nitride, silver, or a metal pigment containing tin, and a metal pigment containing silver and tin. More preferably, at least one selected from the group consisting of titanium nitride, titanium oxynitride, niobium nitride, and vanadium nitride. The niobium nitride and vanadium nitride may be niobium oxynitride and vanadium oxynitride.
Note that carbon black can also be used as the inorganic pigment. Specific examples of carbon black include C.I. I. Pigment Black 7 and the like, but not limited to these.
硬化性組成物は、黒色顔料として記載した顔料以外で赤外線吸収性を有する顔料を含有していてもよい。
赤外線吸収性を有する顔料としては、タングステン化合物又は金属ホウ化物が好ましく、なかでも、赤外領域の波長における遮光性に優れる点から、タングステン化合物がより好ましい。The curable composition may contain a pigment having an infrared absorbing property other than the pigment described as the black pigment.
As the pigment having an infrared ray absorbing property, a tungsten compound or a metal boride is preferable, and above all, a tungsten compound is more preferable from the viewpoint of excellent light shielding properties at a wavelength in the infrared region.
これらの顔料は、2種以上併用してもよく、また、後述する染料と併用してもよい。色味を調整するため、及び、所望の波長領域の遮光性を高めるため、例えば、黒色顔料又は赤外線遮光性を有する顔料に、赤色、緑色、黄色、オレンジ色、紫色、及び青色などの有彩色顔料又は後述する染料を混ぜる態様が挙げられる。黒色顔料又は赤外線遮光性を有する顔料に、赤色顔料若しくは赤色染料、又は、紫色顔料若しくは紫色染料を混合することが好ましく、黒色顔料又は赤外線遮光性を有する顔料に赤色顔料を混合することがより好ましい。
更に、上記硬化性組成物には、後述する近赤外線吸収剤又は赤外線吸収剤を加えてもよい。These pigments may be used in combination of two or more, and may also be used in combination with a dye described below. In order to adjust the tint and to enhance the light shielding property in a desired wavelength region, for example, a black pigment or a pigment having an infrared light shielding property, a chromatic color such as red, green, yellow, orange, purple, and blue Examples include a mode in which a pigment or a dye described below is mixed. It is preferable to mix a red pigment or a red dye, or a purple pigment or a purple dye with a black pigment or a pigment having an infrared ray shielding property, and it is more preferable to mix a red pigment with a black pigment or a pigment having an infrared ray shielding property. .
Further, a near infrared ray absorbing agent or an infrared ray absorbing agent described later may be added to the curable composition.
黒色顔料としては、チタンブラック又は酸窒化ニオブが好ましい。チタンブラックとは、チタン原子を含有する黒色粒子である。好ましくは低次酸化チタン、酸窒化チタン又は窒化チタン等である。チタンブラックは、分散性向上、凝集性抑制などの目的で必要に応じ、表面を修飾することが可能である。具体的には、チタンブラックは、酸化珪素、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、又は、酸化ジルコニウムで被覆することが可能である。また、チタンブラックは、特開2007−302836号公報に表されるような撥水性物質での処理も可能である。
チタンブラックは、典型的には、チタンブラック粒子であり、個々の粒子の一次粒子径及び平均一次粒子径のいずれもが小さいものが好ましい。酸窒化ニオブも同様である。
具体的には、平均一次粒子径で10nm〜45nmの範囲のものが好ましい。The black pigment is preferably titanium black or niobium oxynitride. Titanium black is black particles containing titanium atoms. Preferred are low order titanium oxide, titanium oxynitride, titanium nitride and the like. The surface of titanium black can be modified as needed for the purpose of improving dispersibility, suppressing cohesion, and the like. Specifically, titanium black can be coated with silicon oxide, titanium oxide, germanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, or zirconium oxide. Further, titanium black can be treated with a water-repellent substance as disclosed in JP2007-302836A.
Titanium black is typically titanium black particles, and it is preferable that each of the individual particles has a small primary particle diameter and an average primary particle diameter. The same applies to niobium oxynitride.
Specifically, the average primary particle diameter is preferably in the range of 10 nm to 45 nm.
なお、顔料の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope、TEM)を用いて測定できる。透過型電子顕微鏡としては、例えば、日立ハイテクノロジーズ社製の透過型顕微鏡HT7700を用いることができる。
本明細書において、顔料の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて得た粒子像の最大長(Dmax:粒子画像の輪郭上の2点における最大長さ)、及び最大長垂直長(DV−max:最大長に平行な2本の直線で画像を挟んだ時、2直線間を垂直に結ぶ最短の長さ)を測長し、その相乗平均値(Dmax×DV−max)1/2を粒子径とした。顔料の平均一次粒子径は、この方法で100個の粒子の粒子径を測定し、その算術平均値を意図する。The average primary particle diameter of the pigment can be measured using a transmission electron microscope (TEM). As the transmission electron microscope, for example, a transmission microscope HT7700 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation can be used.
In the present specification, the average primary particle diameter of the pigment means the maximum length of a particle image obtained by using a transmission electron microscope (Dmax: maximum length at two points on the contour of the particle image), and the maximum vertical length ( DV-max: When the image is sandwiched by two straight lines parallel to the maximum length, the shortest length that connects the two straight lines vertically is measured, and the geometric mean value (Dmax × DV-max) 1 / 2 was defined as the particle size. The average primary particle diameter of the pigment is measured by measuring the particle diameter of 100 particles by this method, and intends the arithmetic mean value thereof.
チタンブラック及び酸窒化ニオブの比表面積は特に制限されないが、チタンブラック及び酸窒化ニオブを撥水化剤で表面処理した後の撥水性が所定の性能となるために、BET(Brunauer, Emmett, Teller)法にて測定した値が5〜150m2/gであることが好ましく、20〜120m2/gであることがより好ましい。
チタンブラックの市販品の例としては、チタンブラック10S、12S、13R、13M、13M−C、13R、13R−N、13M−T(商品名、三菱マテリアル(株)製)、ティラック(Tilack)D(商品名、赤穂化成(株)製)、及び、窒化チタン50nm(商品名、和光純薬(株)製)などが挙げられる。The specific surface areas of titanium black and niobium oxynitride are not particularly limited, but since the water repellency after surface treatment of titanium black and niobium oxynitride with a water-repellent agent has a predetermined performance, BET (Brunauer, Emmett, Teller ) is preferably measured value is 5~150m 2 / g by method, and more preferably 20~120m 2 / g.
Examples of commercially available titanium black include titanium black 10S, 12S, 13R, 13M, 13M-C, 13R, 13R-N, 13M-T (trade name, manufactured by Mitsubishi Materials Corp.), Tilack. Examples include D (trade name, manufactured by Ako Kasei Co., Ltd.) and titanium nitride 50 nm (trade name, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
着色剤として、酸窒化チタン、窒化チタン又は酸窒化ニオブを使用することが好ましく、得られる硬化膜の耐湿性がより優れるという理由から、窒化チタン又は酸窒化ニオブがより好ましく、酸窒化ニオブが更に好ましい。これは、これらの着色剤が疎水性であるためと考えられる。 As the colorant, it is preferable to use titanium oxynitride, titanium nitride or niobium oxynitride, and titanium oxide or niobium oxynitride is more preferable, and niobium oxynitride is further preferable, because the obtained cured film has more excellent moisture resistance. preferable. This is probably because these colorants are hydrophobic.
更に、チタンブラックを、チタンブラック及びSi原子を含む被分散体として含有することも好ましい。 Furthermore, it is also preferable to contain titanium black as a dispersed material containing titanium black and Si atoms.
この形態において、チタンブラックは、硬化性組成物中において被分散体として含有されるものであり、被分散体中のSi原子とTi原子との含有比(Si/Ti)が質量換算で0.05以上が好ましく、0.05〜0.5がより好ましく、0.07〜0.4が更に好ましい。
ここで、上記被分散体は、チタンブラックが一次粒子の状態であるもの、凝集体(二次粒子)の状態であるものの双方を包含する。
被分散体の含有比(Si/Ti)を変更する(例えば、0.05以上とする)ためには、以下のような手段を用いることができる。
先ず、酸化チタンとシリカ粒子とを分散機を用いて分散することにより分散物を得て、この分散物を高温(例えば、850〜1000℃)にて還元処理することにより、チタンブラック粒子を主成分とし、SiとTiとを含有する被分散体を得ることができる。上記還元処理は、アンモニアなどの還元性ガスの雰囲気下で行うこともできる。
酸化チタンとしては、TTO−51N(商品名、石原産業製)などが挙げられる。
シリカ粒子の市販品としては、AEROSIL(登録商標)90、130、150、200、255、300、380(商品名、エボニック製)などが挙げられる。
酸化チタンとシリカ粒子との分散は、分散剤を用いてもよい。分散剤としては、後述する分散剤の欄で説明するものが挙げられる。
上記の分散は溶剤中で行ってもよい。溶剤としては、水、有機溶剤が挙げられる。有機溶剤の例示としては、後述する有機溶剤の欄で説明するものが挙げられる。
含有比(Si/Ti)が調整されたチタンブラックは、例えば、特開2008−266045公報の段落〔0005〕及び段落〔0016〕〜〔0021〕に記載の方法により作製することができる。In this form, titanium black is contained as a substance to be dispersed in the curable composition, and the content ratio (Si / Ti) of Si atoms and Ti atoms in the substance to be dispersed is 0. 05 or more is preferable, 0.05 to 0.5 is more preferable, and 0.07 to 0.4 is further preferable.
Here, the dispersed material includes both titanium black in the state of primary particles and aggregate in the state of agglomerates (secondary particles).
In order to change the content ratio (Si / Ti) of the substance to be dispersed (for example, 0.05 or more), the following means can be used.
First, titanium oxide and silica particles are dispersed using a disperser to obtain a dispersion, and the dispersion is subjected to reduction treatment at a high temperature (for example, 850 to 1000 ° C.) to mainly disperse titanium black particles. A dispersed material containing Si and Ti as components can be obtained. The reduction treatment can also be performed in an atmosphere of a reducing gas such as ammonia.
Examples of titanium oxide include TTO-51N (trade name, manufactured by Ishihara Sangyo).
Examples of commercially available silica particles include AEROSIL (registered trademark) 90, 130, 150, 200, 255, 300, 380 (trade name, manufactured by Evonik).
A dispersant may be used to disperse the titanium oxide and the silica particles. Examples of the dispersant include those described in the section of the dispersant described later.
The above dispersion may be carried out in a solvent. Examples of the solvent include water and organic solvents. Examples of the organic solvent include those described in the section of organic solvent described later.
The titanium black whose content ratio (Si / Ti) is adjusted can be produced, for example, by the method described in paragraphs [0005] and [0016] to [0021] of JP 2008-266045 A.
チタンブラック及びSi原子を含む被分散体中のSi原子とTi原子との含有比(Si/Ti)を好適な範囲(例えば0.05以上)に調整することで、この被分散体を含む硬化性組成物を用いて硬化膜を形成した際に、硬化膜の形成領域外における硬化性組成物由来の残渣物が低減される。なお、残渣物は、チタンブラック粒子、樹脂成分等の硬化性組成物に由来する成分を含むものである。
残渣物が低減される理由は未だ明確ではないが、上記のような被分散体は小粒子径となる傾向があり(例えば、粒子径が30nm以下)、更に、この被分散体のSi原子が含まれる成分が増すことにより、膜全体の下地との吸着性が低減される。これが、硬化膜の形成における未硬化の硬化性組成物(特に、チタンブラック)の現像除去性の向上に寄与すると推測される。
チタンブラックは、紫外光から赤外光までの広範囲に亘る波長領域の光に対する遮光性に優れることから、上記したチタンブラック及びSi原子を含む被分散体(好ましくは含有比(Si/Ti)が質量換算で0.05以上であるもの)を用いて形成された硬化膜は優れた遮光性を発揮する。
なお、被分散体中のSi原子とTi原子との含有比(Si/Ti)は、例えば、特開2013−249417号公報の段落0033に記載の方法(1−1)又は方法(1−2)を用いて測定できる。
硬化性組成物を硬化して得られた硬化膜に含有される被分散体について、その被分散体中のSi原子とTi原子との含有比(Si/Ti)が0.05以上か否かを判断するには、特開2013−249417号公報の段落0035に記載の方法(2)を用いることができる。By adjusting the content ratio (Si / Ti) of Si atoms and Ti atoms in the dispersed material containing titanium black and Si atoms to a suitable range (for example, 0.05 or more), curing including this dispersed material When the cured film is formed using the curable composition, the residue derived from the curable composition outside the region where the cured film is formed is reduced. The residue contains components derived from the curable composition such as titanium black particles and resin components.
Although the reason why the residue is reduced is not yet clear, the above-mentioned dispersed substance tends to have a small particle size (for example, the particle size is 30 nm or less), and further, the Si atom of this dispersed substance is The increased content of components reduces the adsorptivity of the entire film with the underlying layer. It is presumed that this contributes to the improvement of the developing removability of the uncured curable composition (particularly titanium black) in the formation of the cured film.
Titanium black is excellent in light-shielding properties for light in a wide wavelength range from ultraviolet light to infrared light, and therefore titanium black and the dispersed material containing Si atoms (preferably having a content ratio (Si / Ti) of A cured film formed using a material having a mass conversion of 0.05 or more) exhibits excellent light-shielding properties.
The content ratio (Si / Ti) of Si atoms and Ti atoms in the dispersed material is, for example, the method (1-1) or the method (1-2) described in paragraph 0033 of JP2013-249417A. ) Can be used for measurement.
Regarding the substance to be dispersed contained in the cured film obtained by curing the curable composition, whether the content ratio (Si / Ti) of Si atoms and Ti atoms in the substance to be dispersed is 0.05 or more. In order to judge that, the method (2) described in paragraph No. 0035 of JP2013-249417A can be used.
チタンブラック及びSi原子を含む被分散体において、チタンブラックは、上記したものを使用できる。
この被分散体においては、チタンブラックと共に、分散性、着色性等を調整する目的で、Cu、Fe、Mn、V、及び、Ni等の複合酸化物、酸化コバルト、酸化鉄、カーボンブラック、並びに、アニリンブラック等からなる黒色顔料を、1種又は2種以上組み合わせて用いてもよい。この場合、全被分散体中の50質量%以上をチタンブラックからなる被分散体が占めることが好ましい。
この被分散体においては、遮光性の調整等を目的として、本発明の効果を損なわない限りにおいて、チタンブラックと共に、他の着色剤(有機顔料及び/又は染料など)を所望により併用してもよい。
以下、被分散体にSi原子を導入する際に用いられる材料について述べる。被分散体にSi原子を導入する際には、シリカなどのSi含有物質を用いればよい。
用いうるシリカとしては、沈降シリカ、フュームドシリカ、コロイダルシリカ、及び、合成シリカなどを挙げることができ、これらを適宜選択して使用すればよい。
更に、シリカ粒子の粒子径が硬化膜を形成した際に膜厚よりも小さい粒子径であると遮光性がより優れるため、シリカ粒子として微粒子タイプのシリカを用いることが好ましい。なお、微粒子タイプのシリカの例としては、例えば、特開2013−249417号公報の段落0039に記載のシリカが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。In the dispersed material containing titanium black and Si atoms, the above-mentioned titanium black can be used.
In this dispersed material, a composite oxide of Cu, Fe, Mn, V, Ni, etc., cobalt oxide, iron oxide, carbon black, and Black pigments such as aniline black may be used alone or in combination of two or more. In this case, it is preferable that titanium black occupies 50% by mass or more of the whole dispersed material.
In this substance to be dispersed, other colorants (organic pigment and / or dye, etc.) may be optionally used together with titanium black for the purpose of adjusting the light-shielding property and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired. Good.
Hereinafter, materials used when introducing Si atoms into the substance to be dispersed will be described. When introducing Si atoms into the substance to be dispersed, a Si-containing substance such as silica may be used.
Examples of silica that can be used include precipitated silica, fumed silica, colloidal silica, and synthetic silica, and these may be appropriately selected and used.
Further, when the particle size of the silica particles is smaller than the film thickness when the cured film is formed, the light-shielding property is more excellent. Therefore, it is preferable to use fine particle type silica as the silica particles. In addition, as an example of the fine particle type silica, for example, silica described in JP-A-2013-249417, paragraph 0039 can be mentioned, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
また、顔料としては、タングステン化合物及び金属ホウ化物も使用できる。
以下に、タングステン化合物及び金属ホウ化物について詳述する。
タングステン化合物及び金属ホウ化物は、赤外線(波長が約800〜1200nmの光)に対しては吸収が高く(すなわち、赤外線に対する遮光性(遮蔽性)が高く)、可視光に対しては吸収が低い赤外線遮蔽材である。このため、硬化性組成物は、タングステン化合物、及び/又は金属ホウ化物を含有することで、赤外領域における遮光性が高く、可視光領域における透光性が高いパターンを形成できる。
タングステン化合物及び金属ホウ化物は、画像形成に用いられる、高圧水銀灯、KrF、ArFなどの露光に用いられる、可視域より短波の光に対しても吸収が小さい。このため、後述する重合性化合物、及び、アルカリ可溶性樹脂と組み合わされることにより、優れたパターンが得られるとともに、パターン形成において、現像残渣をより抑制できる。Further, as the pigment, a tungsten compound and a metal boride can also be used.
Hereinafter, the tungsten compound and the metal boride will be described in detail.
Tungsten compounds and metal borides have high absorption with respect to infrared rays (light having a wavelength of about 800 to 1200 nm) (that is, high light-shielding properties (shielding properties) against infrared rays) and low absorption with respect to visible light. It is an infrared shielding material. Therefore, the curable composition contains a tungsten compound and / or a metal boride, and thus can form a pattern having a high light-shielding property in the infrared region and a high light-transmitting property in the visible light region.
Tungsten compounds and metal borides have small absorption even for light having a wavelength shorter than the visible range, which is used for exposure of high-pressure mercury lamps, KrF, ArF, etc. used for image formation. Therefore, by combining with a polymerizable compound and an alkali-soluble resin described later, an excellent pattern can be obtained and a development residue can be further suppressed in the pattern formation.
タングステン化合物としては、酸化タングステン系化合物、ホウ化タングステン系化合物、及び、硫化タングステン系化合物などが挙げられ、下記式(組成式)(I)で表される酸化タングステン系化合物が好ましい。
MxWyOz・・・(I)
Mは金属、Wはタングステン、Oは酸素を表す。
0.001≦x/y≦1.1
2.2≦z/y≦3.0Examples of the tungsten compound include a tungsten oxide-based compound, a tungsten boride-based compound, and a tungsten sulfide-based compound, and a tungsten oxide-based compound represented by the following formula (compositional formula) (I) is preferable.
M x W y O z ... (I)
M represents a metal, W represents tungsten, and O represents oxygen.
0.001 ≦ x / y ≦ 1.1
2.2 ≦ z / y ≦ 3.0
Mの金属としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Sn、Pb、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、及び、Biなどが挙げられるが、アルカリ金属であることが好ましい。Mの金属は1種でも2種以上でもよい。 Examples of the metal of M include alkali metal, alkaline earth metal, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Examples thereof include Al, Ga, In, Tl, Sn, Pb, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, and Bi, but an alkali metal is preferable. The metal of M may be one kind or two or more kinds.
Mはアルカリ金属であることが好ましく、Rb又はCsであることがより好ましく、Csであることが更に好ましい。 M is preferably an alkali metal, more preferably Rb or Cs, and further preferably Cs.
x/yが0.001以上であることにより、赤外線を十分に遮蔽することができ、1.1以下であることにより、タングステン化合物中に不純物相が生成されることをより確実に回避することできる。
z/yが2.2以上であることにより、材料としての化学的安定性をより向上させることができ、3.0以下であることにより赤外線を十分に遮蔽することができる。When x / y is 0.001 or more, infrared rays can be sufficiently shielded, and when it is 1.1 or less, it is possible to more surely avoid generation of an impurity phase in the tungsten compound. it can.
When z / y is 2.2 or more, the chemical stability as a material can be further improved, and when it is 3.0 or less, infrared rays can be sufficiently shielded.
上記式(I)で表される酸化タングステン系化合物の具体例としては、Cs0.33WO3、Rb0.33WO3、K0.33WO3、及び、Ba0.33WO3などが挙げられ、Cs0.33WO3又はRb0.33WO3が好ましく、Cs0.33WO3がより好ましい。Specific examples of the tungsten oxide compound represented by the above formula (I) include Cs 0.33 WO 3 , Rb 0.33 WO 3 , K 0.33 WO 3 , and Ba 0.33 WO 3. Among them, Cs 0.33 WO 3 or Rb 0.33 WO 3 is preferable, and Cs 0.33 WO 3 is more preferable.
タングステン化合物は微粒子であることが好ましい。タングステン微粒子の平均一次粒子径は、800nm以下であることが好ましく、400nm以下であることがより好ましく、200nm以下であることが更に好ましい。平均一次粒子径がこのような範囲であることによって、タングステン微粒子が光散乱によって可視光を遮断しにくくなることから、可視光領域における透光性をより確実にすることができる。光散乱を回避する観点からは、平均一次粒子径は小さいほど好ましいが、製造時における取り扱い容易性などの理由から、タングステン微粒子の平均一次粒子径は、通常、1nm以上である。 The tungsten compound is preferably fine particles. The average primary particle diameter of the tungsten fine particles is preferably 800 nm or less, more preferably 400 nm or less, and further preferably 200 nm or less. When the average primary particle diameter is in such a range, it becomes difficult for the tungsten fine particles to block visible light due to light scattering, so that the light transmittance in the visible light region can be further ensured. From the viewpoint of avoiding light scattering, the smaller the average primary particle diameter is, the more preferable, but the average primary particle diameter of the tungsten fine particles is usually 1 nm or more for reasons such as ease of handling during production.
タングステン化合物は2種以上を使用することが可能である。 Two or more kinds of tungsten compounds can be used.
タングステン化合物は市販品として入手可能であるが、例えば、酸化タングステン系化合物は、タングステン化合物を不活性ガス雰囲気又は還元性ガス雰囲気中で熱処理する方法により得ることができる(特許第4096205号公報を参照)。
酸化タングステン系化合物は、例えば、住友金属鉱山株式会社製のYMF−02などのタングステン微粒子の分散物としても入手可能である。Although a tungsten compound is commercially available, for example, a tungsten oxide compound can be obtained by a method of heat treating a tungsten compound in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere (see Japanese Patent No. 4096205). ).
The tungsten oxide compound is also available as a dispersion of tungsten fine particles such as YMF-02 manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.
金属ホウ化物としては、ホウ化ランタン(LaB6)、ホウ化プラセオジウム(PrB6)、ホウ化ネオジウム(NdB6)、ホウ化セリウム(CeB6)、ホウ化イットリウム(YB6)、ホウ化チタン(TiB2)、ホウ化ジルコニウム(ZrB2)、ホウ化ハフニウム(HfB2)、ホウ化バナジウム(VB2)、ホウ化タンタル(TaB2)、ホウ化クロム(CrB、CrB2)、ホウ化モリブデン(MoB2、Mo2B5、MoB)、及び、ホウ化タングステン(W2B5)などの1種又は2種以上が挙げられ、ホウ化ランタン(LaB6)が好ましい。Examples of the metal boride include lanthanum boride (LaB 6 ), praseodymium boride (PrB 6 ), neodymium boride (NdB 6 ), cerium boride (CeB 6 ), yttrium boride (YB 6 ), and titanium boride ( TiB 2), zirconium boride (ZrB 2), hafnium boride (HfB 2), vanadium boride (VB 2), tantalum boride (TaB 2), chromium borides (CrB, CrB 2), molybdenum borides ( MoB 2 , Mo 2 B 5 , MoB), and one or more kinds of tungsten boride (W 2 B 5 ) and the like are mentioned, and lanthanum boride (LaB 6 ) is preferable.
金属ホウ化物は微粒子であることが好ましい。金属ホウ化物微粒子の平均一次粒子径は、800nm以下であることが好ましく、300nm以下であることがより好ましく、100nm以下であることが更に好ましい。平均一次粒子径がこのような範囲であることによって、金属ホウ化物微粒子が光散乱によって可視光を遮断しにくくなることから、可視光領域における透光性をより確実にすることができる。光散乱を回避する観点からは、平均一次粒子径は小さいほど好ましいが、製造時における取り扱い容易性などの理由から、金属ホウ化物微粒子の平均一次粒子径は、通常、1nm以上である。 The metal boride is preferably fine particles. The average primary particle diameter of the metal boride fine particles is preferably 800 nm or less, more preferably 300 nm or less, and further preferably 100 nm or less. When the average primary particle diameter is in such a range, it becomes difficult for the metal boride fine particles to block visible light due to light scattering, so that the light transmittance in the visible light region can be more ensured. From the viewpoint of avoiding light scattering, the smaller the average primary particle diameter is, the more preferable, but the average primary particle diameter of the metal boride fine particles is usually 1 nm or more for reasons such as ease of handling during production.
金属ホウ化物は2種以上を使用することが可能である。 Two or more kinds of metal borides can be used.
金属ホウ化物は市販品として入手可能であり、例えば、住友金属鉱山株式会社製のKHF−7等の金属ホウ化物微粒子の分散物としても、入手可能である。 The metal boride is available as a commercial product, for example, as a dispersion of metal boride fine particles such as KHF-7 manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.
・・チタン窒化物含有粒子
無機顔料としては、Fe原子を含むチタン窒化物含有粒子を用いることもできる。チタン窒化物含有粒子の製造には、通常、気相反応法が用いられ、具体的には電気炉法及び熱プラズマ法等が挙げられる。これらの製法の中でも、不純物の混入が少ない点、粒子径が揃いやすい点、及び、生産性が高い点などの理由から、熱プラズマ法が好ましい。
熱プラズマの発生方法としては、直流アーク放電、多相アーク放電、高周波(RF)プラズマ、及び、ハイブリッドプラズマ等が挙げられ、電極からの不純物の混入が少ない高周波プラズマが好ましい。熱プラズマ法によるチタン窒化物含有粒子の具体的な製造方法としては、例えば、チタン粉末を高周波熱プラズマにより蒸発させ、窒素をキャリアガスとして装置内に導入し、冷却過程にてチタン粉末を窒化させ、チタン窒化物含有粒子を合成する方法等が挙げられる。なお、熱プラズマ法は、上記に限定されるものではない。.. Titanium nitride-containing particles As the inorganic pigment, titanium nitride-containing particles containing Fe atoms can also be used. A gas phase reaction method is usually used for producing the titanium nitride-containing particles, and specific examples thereof include an electric furnace method and a thermal plasma method. Among these manufacturing methods, the thermal plasma method is preferable because it is less contaminated with impurities, has a uniform particle size, and has high productivity.
Examples of the method for generating thermal plasma include direct current arc discharge, multi-phase arc discharge, radio frequency (RF) plasma, and hybrid plasma, and high frequency plasma in which impurities from the electrodes are less mixed is preferable. As a specific method for producing titanium nitride-containing particles by the thermal plasma method, for example, titanium powder is evaporated by high-frequency thermal plasma, nitrogen is introduced into the device as a carrier gas, and the titanium powder is nitrided in the cooling process. , A method of synthesizing titanium nitride-containing particles, and the like. The thermal plasma method is not limited to the above.
チタン窒化物含有粒子の製造方法としては、特に限定されないが、国際公開第2010/147098号の段落<0037>〜<0089>に記載の製造方法を参照することができる。例えば、国際公開第2010/147098号のAg粉末に代えて、後述するFeを含む成分及び/又はSiを含む成分を用いて、これとチタン粉末材料(チタン粒子)とを混合したものを原料として、硬化性組成物に含まれるチタン窒化物含有粒子を製造することができる。 The method for producing the titanium nitride-containing particles is not particularly limited, but the production methods described in paragraphs <0037> to <0089> of International Publication No. 2010/147098 can be referred to. For example, instead of the Ag powder of WO 2010/147098, a component containing Fe and / or a component containing Si described below is used, and a mixture of this and a titanium powder material (titanium particles) is used as a raw material. The titanium nitride-containing particles contained in the curable composition can be manufactured.
チタン窒化物含有粒子の製造に使用するチタン粉末材料(チタン粒子)は、高純度のものであることが好ましい。チタン粉末材料は、特に限定されないが、チタン元素の純度が99.99%以上であるものが好ましく、99.999%以上のものがより好ましい。 The titanium powder material (titanium particles) used for producing the titanium nitride-containing particles is preferably highly pure. The titanium powder material is not particularly limited, but a titanium element having a purity of titanium of 99.99% or more is preferable, and a material having a purity of 99.999% or more is more preferable.
チタン窒化物含有粒子の製造に使用するチタン粉末材料(チタン粒子)は、チタン原子以外の原子を含有する場合がある。チタン粉末材料に含まれ得る他の原子としては、例えばFe原子及びSi原子などが挙げられる。
チタン粉末材料がFe原子を含有する場合には、Fe原子の含有量は、チタン粉末材料の全質量に対して、0.001質量%超であることが好ましい。
チタン粉末材料がSi原子を含有する場合には、Si原子の含有量が、チタン粉末材料全質量に対して、0.002質量%超0.3質量%未満であることが好ましく、0.01〜0.15質量%であることがより好ましく、0.02〜0.1質量%であることが更に好ましい。Si原子の含有量が0.002質量%超であることで、硬化膜のパターニング性がより向上する。Si原子の含有量が0.3質量%未満であることで、得られるチタン窒化物含有粒子の最表層の極性がより安定化する。これにより、チタン窒化物含有粒子を分散させる際にチタン窒化物含有粒子への分散剤の吸着性が良化して、チタン窒化物含有粒子の未分散物が低減する。
チタン窒化物含有粒子の製造に使用するチタン粉末材料(チタン粒子)中の水分は、チタン粉末材料の全質量に対して、1質量%未満であることが好ましく、0.1質量%未満であることがより好ましく、実質的に含まないことが更に好ましい。The titanium powder material (titanium particles) used for producing the titanium nitride-containing particles may contain atoms other than titanium atoms. Other atoms that can be contained in the titanium powder material include, for example, Fe atoms and Si atoms.
When the titanium powder material contains Fe atoms, the content of Fe atoms is preferably more than 0.001 mass% with respect to the total mass of the titanium powder material.
When the titanium powder material contains Si atoms, the content of Si atoms is preferably more than 0.002 mass% and less than 0.3 mass% with respect to the total mass of the titanium powder material, and 0.01 ˜0.15% by mass, more preferably 0.02 to 0.1% by mass. When the content of Si atoms exceeds 0.002 mass%, the patterning property of the cured film is further improved. When the content of Si atoms is less than 0.3% by mass, the polarity of the outermost surface layer of the obtained titanium nitride-containing particles becomes more stable. This improves the adsorptivity of the dispersant to the titanium nitride-containing particles when the titanium nitride-containing particles are dispersed, and reduces the undispersed titanium nitride-containing particles.
The water content in the titanium powder material (titanium particles) used for producing the titanium nitride-containing particles is preferably less than 1% by mass, and less than 0.1% by mass, based on the total mass of the titanium powder material. It is more preferable, and it is further preferable that it is not substantially contained.
チタン窒化物含有粒子は、熱プラズマ法を用いて得ることにより、CuKα線をX線源とした場合の(200)面に由来するピークの回折角2θ(詳細は後述する)を、42.6°超43.5°以下の範囲に調整することが容易になる。 By obtaining the titanium nitride-containing particles by using the thermal plasma method, the diffraction angle 2θ (details will be described later) of the peak derived from the (200) plane when the CuKα ray is used as the X-ray source is 42.6. It becomes easy to adjust in the range of more than 43.5 ° and below.
チタン窒化物含有粒子にFe原子を含有させる方法としては、特に限定されず、例えば、上述したチタン窒化物含有粒子の原料として用いられるチタン粒子(チタン粉末)を得る段階において、Fe原子を導入する方法などが挙げられる。より詳細には、クロール法などによりチタンを製造する際に、反応容器としてステンレス鋼などのFe原子を含有する材料から構成されるものを用いたり、チタンを破砕する際のプレス機及び粉砕機の材料としてFe原子を含有するものを用いたりすることによって、チタン粒子の表面にFe原子を付着させることができる。
チタン窒化物含有粒子の製造において熱プラズマ法を用いる場合には、原料であるチタン粒子の他に、Fe粒子及びFe酸化物などの成分を添加して、これらを熱プラズマ法によって窒化することによって、チタン窒化物含有粒子にFe原子を含有させることができる。
チタン窒化物含有粒子中に含まれるFe原子は、イオン、金属化合物(錯化合物も含む)、金属間化合物、合金、酸化物、複合酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物及び酸硫化物など、いずれの形態で含まれていてもよい。チタン窒化物含有粒子中に含まれるFe原子は、結晶格子間位置の不純物として存在してもよいし、結晶粒界にアモルファス状態で不純物として存在してもよい。The method for incorporating Fe atoms into the titanium nitride-containing particles is not particularly limited, and for example, Fe atoms are introduced at the stage of obtaining the titanium particles (titanium powder) used as the raw material of the titanium nitride-containing particles described above. Method etc. are mentioned. More specifically, when producing titanium by the Kroll method or the like, a reaction vessel made of a material containing Fe atoms such as stainless steel is used as a reaction vessel, and a press or crusher for crushing titanium is used. By using a material containing Fe atoms as a material, Fe atoms can be attached to the surface of the titanium particles.
When the thermal plasma method is used in the production of titanium nitride-containing particles, by adding components such as Fe particles and Fe oxide in addition to titanium particles as a raw material and nitriding them by the thermal plasma method. The Fe-atoms can be contained in the titanium nitride-containing particles.
Fe atoms contained in the titanium nitride-containing particles are ions, metal compounds (including complex compounds), intermetallic compounds, alloys, oxides, complex oxides, nitrides, oxynitrides, sulfides and oxysulfides. Etc., and may be included in any form. The Fe atom contained in the titanium nitride-containing particles may exist as an impurity at a crystal lattice position, or may exist as an impurity in a crystal grain boundary in an amorphous state.
チタン窒化物含有粒子中におけるFe原子の含有量は、チタン窒化物含有粒子全質量に対して、0.001質量%超0.4質量%未満であることが好ましい。なかでも、0.01〜0.2質量%であることがより好ましく、0.02〜0.1質量%であることが更に好ましい。チタン窒化物含有粒子中におけるFe原子の含有量は、ICP(Inductively Coupled Plasma;高周波誘導結合プラズマ)発光分光分析法により測定することができる。 The content of Fe atoms in the titanium nitride-containing particles is preferably more than 0.001 mass% and less than 0.4 mass% with respect to the total mass of the titanium nitride-containing particles. Among them, 0.01 to 0.2 mass% is more preferable, and 0.02 to 0.1 mass% is further preferable. The content of Fe atoms in the titanium nitride-containing particles can be measured by ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopy.
チタン窒化物含有粒子は、更にSi原子(ケイ素原子)を含有することが好ましい。これにより、硬化膜のパターニング性がより向上する。Si原子を含有することによりパターニング性が向上する理由としては、上述したFe原子と同様と考えられる。
チタン窒化物含有粒子中におけるSi原子の含有量は、チタン窒化物含有粒子全質量に対して、0.002質量%超0.3質量%未満であることが好ましく、0.01〜0.15質量%であることがより好ましく、0.02〜0.1質量%であることが更に好ましい。チタン窒化物含有粒子中におけるSi原子の含有量は、上述したFe原子と同様の方法によって測定することができる。It is preferable that the titanium nitride-containing particles further contain Si atoms (silicon atoms). This further improves the patterning property of the cured film. The reason why the patternability is improved by containing Si atoms is considered to be the same as that of Fe atoms described above.
The content of Si atoms in the titanium nitride-containing particles is preferably more than 0.002 mass% and less than 0.3 mass% with respect to the total mass of the titanium nitride-containing particles, and 0.01 to 0.15. The content is more preferably the mass%, further preferably 0.02 to 0.1 mass%. The content of Si atoms in the titanium nitride-containing particles can be measured by the same method as for the Fe atoms described above.
チタン窒化物含有粒子にSi原子を含有させる方法としては、特に限定されず、例えば、上述したチタン窒化物含有粒子の原料として用いられるチタン粒子(チタン粉末)を得る段階において、Si原子を導入する方法などが挙げられる。より詳細には、クロール法などによりチタンを製造する際に、反応容器としてSi原子を含有する材料から構成されるものを用いたり、チタンを破砕する際のプレス機及び粉砕機の材料としてSi原子を含有するものを用いたりすることによって、チタン粒子の表面にSi原子を付着させることができる。
チタン窒化物含有粒子の製造において熱プラズマ法を用いる場合には、原料であるチタン粒子の他に、Si粒子、Si酸化物などの成分を添加して、これらを熱プラズマ法によって窒化することによって、チタン窒化物含有粒子にSi原子を含有させることができる。
チタン窒化物含有粒子中に含まれるSi原子は、イオン、金属化合物(錯化合物も含む)、金属間化合物、合金、酸化物、複合酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物及び酸硫化物など、いずれの形態で含まれていてもよい。チタン窒化物含有粒子中に含まれるSi原子は、結晶格子間位置の不純物として存在していてもよいし、結晶粒界にアモルファス状態で不純物として存在していてもよい。The method of incorporating Si atoms into the titanium nitride-containing particles is not particularly limited, and for example, introducing Si atoms in the step of obtaining the titanium particles (titanium powder) used as the raw material of the titanium nitride-containing particles described above. Method etc. are mentioned. More specifically, when producing titanium by the Kroll method or the like, a reaction vessel made of a material containing Si atoms is used, or a Si atom is used as a material for a press and a crusher when crushing titanium. Si atoms can be attached to the surface of the titanium particles by using a material containing.
When the thermal plasma method is used in the production of titanium nitride-containing particles, by adding components such as Si particles and Si oxide in addition to titanium particles as a raw material and nitriding them by the thermal plasma method. The titanium nitride-containing particles can contain Si atoms.
Si atoms contained in the titanium nitride-containing particles are ions, metal compounds (including complex compounds), intermetallic compounds, alloys, oxides, complex oxides, nitrides, oxynitrides, sulfides and oxysulfides. Etc., and may be included in any form. The Si atom contained in the titanium nitride-containing particles may be present as an impurity at the position between crystal lattices, or may be present as an impurity in the crystal grain boundary in an amorphous state.
チタン窒化物含有粒子中のチタン原子(Ti原子)の含有量は、チタン窒化物含有粒子の全質量に対して、10〜85質量%であることが好ましく、15〜75質量%であることがより好ましく、20〜70質量%であることが更に好ましい。チタン窒化物含有粒子中のTi原子の含有量は、ICP発光分光分析法により測定できる。
チタン窒化物含有粒子中の窒素原子(N原子)の含有量は、チタン窒化物含有粒子の全質量に対して、3〜60質量%であることが好ましく、5〜50質量%であることがより好ましく、10〜40質量%であることが更に好ましい。窒素原子の含有量は不活性ガス融解−熱伝導度法により分析することができる。
チタン窒化物含有粒子は主成分としてチタン窒化物(TiN)を含み、通常、その合成時に酸素が混入する場合、及び、粒子径が小さい場合などに顕著になるが、粒子表面の酸化などにより、一部酸素原子を含有してもよい。
チタン窒化物含有粒子中の酸素原子の含有量は、チタン窒化物含有粒子の全質量に対して、1〜40質量%であることが好ましく、1〜35質量%であることがより好ましく、5〜30質量%であることが更に好ましい。酸素原子の含有量は、不活性ガス融解−赤外線吸収法により分析することができる。The content of titanium atoms (Ti atoms) in the titanium nitride-containing particles is preferably 10 to 85% by mass, and preferably 15 to 75% by mass, based on the total mass of the titanium nitride-containing particles. More preferably, it is more preferably 20 to 70% by mass. The content of Ti atoms in the titanium nitride-containing particles can be measured by ICP emission spectroscopy.
The content of nitrogen atoms (N atoms) in the titanium nitride-containing particles is preferably 3 to 60% by mass, and preferably 5 to 50% by mass, based on the total mass of the titanium nitride-containing particles. More preferably, it is more preferably 10 to 40% by mass. The content of nitrogen atoms can be analyzed by an inert gas melting-thermal conductivity method.
Titanium nitride-containing particles contain titanium nitride (TiN) as a main component, and usually become more prominent when oxygen is mixed in during its synthesis and when the particle size is small, but due to oxidation of the particle surface, etc. You may contain a part oxygen atom.
The content of oxygen atoms in the titanium nitride-containing particles is preferably 1 to 40 mass%, more preferably 1 to 35 mass%, and more preferably 5 to 5 mass% with respect to the total mass of the titanium nitride containing particles. It is more preferable that the content is ˜30% by mass. The content of oxygen atoms can be analyzed by an inert gas melting-infrared absorption method.
分散安定性及び遮光性の観点から、チタン窒化物含有粒子の比表面積は5〜100m2/gが好ましく、10〜60m2/gがより好ましい。比表面積はBET(Brunauer,Emmett,Teller)法により求めることができる。From the viewpoint of dispersion stability and light-shielding property, the specific surface area of the titanium nitride-containing particles is preferably 5~100m 2 / g, 10~60m 2 / g is more preferable. The specific surface area can be determined by the BET (Brunauer, Emmett, Teller) method.
チタン窒化物含有粒子は、チタン窒化物粒子と金属微粒子とからなる複合微粒子であってもよい。
複合微粒子とは、チタン窒化物粒子と金属微粒子とが複合化しているか、高度に分散した状態にある粒子のことをいう。ここで、「複合化している」とは、チタン窒化物と金属との両成分によって粒子が構成されていることを意味し、「高度に分散した状態」とは、チタン窒化物粒子と金属粒子とがそれぞれ個別で存在し、かつ少量成分の粒子が凝集せず均一、一様に分散していることを意味する。
金属微粒子としては特に限定されず、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、カルシウム、チタン、ビスマス、アンチモン及び鉛、並びにこれらの合金、から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。中でも、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム及びイリジウム、並びにこれらの合金から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、銅、銀、金、白金及び錫、並びにこれらの合金から選ばれる少なくとも一種であることがより好ましい。耐湿性により優れる観点から、銀であることが好ましい。
チタン窒化物含有粒子における金属微粒子の含有量としては、チタン窒化物含有粒子の全質量に対して5〜50質量%であることが好ましく、10〜30質量%であることがより好ましい。The titanium nitride-containing particles may be composite fine particles composed of titanium nitride particles and metal fine particles.
The composite fine particles refer to particles in which titanium nitride particles and metal fine particles are combined or are highly dispersed. Here, "composite" means that particles are composed of both components of titanium nitride and metal, and "highly dispersed state" means titanium nitride particles and metal particles. And exist individually and mean that the particles of the minor component are not aggregated but are uniformly and uniformly dispersed.
The metal fine particles are not particularly limited and include, for example, copper, silver, gold, platinum, palladium, nickel, tin, cobalt, rhodium, iridium, ruthenium, osmium, manganese, molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, calcium, titanium, bismuth. , Antimony and lead, and alloys thereof. Among these, at least one selected from copper, silver, gold, platinum, palladium, nickel, tin, cobalt, rhodium and iridium, and alloys thereof is preferable, and copper, silver, gold, platinum and tin, and these More preferably, it is at least one selected from the above alloys. From the viewpoint of being more excellent in moisture resistance, silver is preferable.
The content of the metal fine particles in the titanium nitride-containing particles is preferably 5 to 50 mass% and more preferably 10 to 30 mass% with respect to the total mass of the titanium nitride containing particles.
チタン窒化物含有粒子は、CuKα線をX線源とした場合の(200)面に由来するピークの回折角2θが42.6°超43.5°以下であることが好ましい。このような特徴をもつチタン窒化物含有粒子を含有する硬化性組成物を用いて得られる硬化膜(例えば、ブラックマトリクスなど)は、高いOD(optical density)値を達成することが可能となる。 The titanium nitride-containing particles preferably have a diffraction angle 2θ of a peak derived from the (200) plane of more than 42.6 ° and 43.5 ° or less when a CuKα ray is used as an X-ray source. A cured film (for example, a black matrix) obtained by using a curable composition containing titanium nitride-containing particles having such characteristics can achieve a high OD (optical density) value.
CuKα線をX線源としてチタン化合物のX線回折スペクトルを測定した場合において、最も強度の強いピークとしてTiNは(200)面に由来するピークが2θ=42.5°近傍に、TiOは(200)面に由来するピークが2θ=43.4°近傍にみられる。一方、最も強度の強いピークではないがアナターゼ型TiO2は(200)面に由来するピークは2θ=48.1°近傍に、ルチル型TiO2は(200)面に由来するピークは2θ=39.2°近傍に観測される。よって、酸素原子を多く含有する結晶状態であるほどピーク位置は42.5°に対して高角度側にシフトする。When an X-ray diffraction spectrum of a titanium compound was measured using CuKα ray as an X-ray source, TiN had a peak of (200) plane in the vicinity of 2θ = 42.5 ° and TiO (200 ) A peak derived from the plane is seen near 2θ = 43.4 °. On the other hand, most peaks not strength strong peak is anatase TiO 2 is derived from the (200) plane in the vicinity 2 [Theta] = 48.1 °, rutile TiO 2 and a peak derived from (200) plane is 2 [Theta] = 39 Observed near 2 °. Therefore, the peak position shifts to a higher angle side with respect to 42.5 ° as the crystalline state contains more oxygen atoms.
チタン窒化物含有粒子の(200)面に由来するピークの回折角2θは、粒子の経時安定性の観点から、42.6°超43.5°未満であることが好ましく、更に、製造時のプロセスマージンが優れる観点から、42.7°以上43.5°未満がより好ましく、更に、粒子性能の再現性が優れる観点から、42.7°以上43.4°未満が更に好ましい。副成分として酸化チタンTiO2を含有する場合、最も強度の強いピークとしてアナターゼ型TiO2(101)に由来するピークが2θ=25.3°近傍に、ルチル型TiO2(110)に由来するピークが2θ=27.4°近傍に見られる。しかし、TiO2は白色でありブラックマトリクスの遮光性を低下させる要因となるため、ピークとして観察されない程度に低減されていることが好ましい。The diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane of the titanium nitride-containing particles is preferably more than 42.6 ° and less than 43.5 ° from the viewpoint of the temporal stability of the particles. From the viewpoint of excellent process margin, it is more preferably 42.7 ° or more and less than 43.5 °, and further preferably 42.7 ° or more and less than 43.4 ° from the viewpoint of excellent reproducibility of particle performance. When titanium oxide TiO 2 is contained as a sub-component, the peak derived from anatase type TiO 2 (101) is the strongest peak in the vicinity of 2θ = 25.3 ° and the peak derived from rutile TiO 2 (110). Is seen near 2θ = 27.4 °. However, since TiO 2 is white and becomes a factor that reduces the light-shielding property of the black matrix, it is preferable that the TiO 2 is reduced to the extent that it is not observed as a peak.
X線回折ピークの半値幅よりチタン窒化物含有粒子を構成する結晶子サイズを求めることができ、シェラーの式を用いて算出される。 The crystallite size constituting the titanium nitride-containing particles can be determined from the half width of the X-ray diffraction peak, and is calculated using Scherrer's formula.
結晶子サイズは、20nm以上であることが好ましく、20〜50nmであることがより好ましい。結晶子サイズが20nm以上のチタン窒化物含有粒子を用いてブラックマトリクスを形成することにより、硬化膜の透過光はそのピーク波長が475nm以下であるような青色から青紫色を呈し、高い遮光性と紫外線感度を併せ持つブラックマトリクスを得ることができる。結晶子サイズが20nm以上であることで、活性の有する粒子表面が粒子体積に対して占める割合が小さくなり良好なバランスとなり、チタン窒化物含有粒子の耐熱性及び/又は耐久性がより優れたものとなる。 The crystallite size is preferably 20 nm or more, and more preferably 20 to 50 nm. By forming a black matrix using titanium nitride-containing particles having a crystallite size of 20 nm or more, the light transmitted through the cured film exhibits a blue to violet color with a peak wavelength of 475 nm or less, and high light-shielding properties. It is possible to obtain a black matrix that also has ultraviolet sensitivity. When the crystallite size is 20 nm or more, the ratio of the active particle surface to the particle volume is small and the balance is good, and the titanium nitride-containing particles are more excellent in heat resistance and / or durability. Becomes
・・原子Aを含有する金属窒化物含有粒子
また、無機顔料としては、金属窒化物含有粒子であって、所定の原子Aを含有する金属窒化物含有粒子を用いることもできる。
上記金属窒化物含有粒子中の金属としては、例えばNb、V、Cr、Y、Zr、Nb、Hf、Ta、W、及びRe等が挙げられ、硬化性組成物がより優れた本発明の効果を有する点で、Nb、又はVがより好ましい。
上記原子Aとしては、例えば、B、Al、Si、Mn、Fe、Ni、及びAg等が挙げられる。
金属窒化物含有粒子が、上記原子Aを含有する場合、その含有量としては特に制限されないが、金属窒化物含有粒子中における原子Aの含有量が、0.00005〜10質量%が好ましい。.. Metal Nitride-Containing Particles Containing Atom A Further, as the inorganic pigment, metal nitride-containing particles that are a metal nitride-containing particle containing a predetermined atom A can be used.
Examples of the metal in the metal nitride-containing particles include Nb, V, Cr, Y, Zr, Nb, Hf, Ta, W, and Re, and the effects of the present invention in which the curable composition is more excellent. Nb or V is more preferable in that it has
Examples of the atom A include B, Al, Si, Mn, Fe, Ni, and Ag.
When the metal nitride-containing particles contain the atom A, the content thereof is not particularly limited, but the content of the atom A in the metal nitride-containing particles is preferably 0.00005 to 10 mass%.
上記原子Aを含有する金属窒化物含有粒子の製造方法としては、特に制限されず、公知の方法を用いることができる。
金属窒化物含有粒子の製造には、通常、気相反応法が用いられ、具体的には電気炉法及び熱プラズマ法等が挙げられる。これらの製法の中でも、不純物の混入が少ない点、粒子径が揃いやすい点、及び、生産性が高い点等の理由から、熱プラズマ法が好ましい。
熱プラズマ法による金属窒化物含有粒子の具体的な製造方法としては、例えば、金属微粒子製造装置(後述する「黒色複合微粒子製造装置」と同様の装置)を用いるものが挙げられる。金属微粒子製造装置は、例えば、熱プラズマを発生させるプラズマトーチ、金属原料粉末をプラズマトーチ内へ供給する材料供給装置、冷却機能を含有するチャンバ、生成された金属微粒子を分級するサイクロン、及び金属微粒子を回収する回収部によって構成される。
なお、本明細書において、金属微粒子とは、金属元素を含有する一次粒子径が20nm〜40μmの粒子を意図する。The method for producing the metal nitride-containing particles containing the atom A is not particularly limited, and a known method can be used.
A gas phase reaction method is usually used for producing the metal nitride-containing particles, and specific examples thereof include an electric furnace method and a thermal plasma method. Among these production methods, the thermal plasma method is preferable because it is less contaminated with impurities, has a uniform particle size, and has high productivity.
As a specific method for producing metal nitride-containing particles by the thermal plasma method, for example, a method using a metal fine particle production apparatus (an apparatus similar to the “black composite fine particle production apparatus” described later) can be mentioned. The apparatus for producing metal fine particles includes, for example, a plasma torch for generating thermal plasma, a material supply device for supplying metal raw material powder into the plasma torch, a chamber containing a cooling function, a cyclone for classifying the produced metal fine particles, and metal fine particles. It is composed of a recovery unit for recovering.
In the present specification, the term “fine metal particles” means particles containing a metal element and having a primary particle diameter of 20 nm to 40 μm.
・有機顔料
有機顔料としては、例えば、カラーインデックス(C.I.)ピグメントイエロー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、
C.I.ピグメントオレンジ 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、
C.I.ピグメントレッド 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、
C.I.ピグメントグリーン 7,10,36,37,58,59等、
C.I.ピグメントバイオレット 1,19,23,27,32,37,42等、及び
C.I.ピグメントブルー 1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,60,64,66,79,80等、
が挙げられる。なお、顔料は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。-Organic pigment As an organic pigment, for example, color index (CI) 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, 16 7,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,199,213,214, etc.
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, etc. ,
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, etc.
C. I. Pigment Green 7, 10, 36, 37, 58, 59 etc.,
C. I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 32, 37, 42 and the like, and C.I. I. Pigment Blue 1,2,15,15: 1,15: 2,15: 3,15: 4,15: 6,16,22,60,64,66,79,80 etc.,
Is mentioned. The pigments may be used alone or in combination of two or more.
(染料)
染料としては、例えば特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許4808501号明細書、米国特許5667920号明細書、米国特許505950号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報等に開示されている色素を使用できる。化学構造として区分すると、ピラゾールアゾ化合物、ピロメテン化合物、アニリノアゾ化合物、トリフェニルメタン化合物、アントラキノン化合物、ベンジリデン化合物、オキソノール化合物、ピラゾロトリアゾールアゾ化合物、ピリドンアゾ化合物、シアニン化合物、フェノチアジン化合物、及び、ピロロピラゾールアゾメチン化合物等が挙げられる。染料としては色素多量体を用いてもよい。色素多量体としては、特開2011−213925号公報、特開2013−041097号公報に記載されている化合物が挙げられる。分子内に重合性を有する重合性染料を用いてもよく、市販品としては、例えば、和光純薬株式会社製RDWシリーズが挙げられる。(dye)
As the dye, for example, JP-A-64-90403, JP-A-64-91102, JP-A-1-94301, JP-A-6-11614, Japanese Patent No. 2592207, and US Pat. No. 4,808,501. U.S. Pat. No. 5,667,920, U.S. Pat. No. 5,050,950, JP-A-5-333207, JP-A-6-35183, JP-A-6-51115, and JP-A-6-194828. Dyes can be used. When classified as a chemical structure, a pyrazole azo compound, a pyrromethene compound, an anilino azo compound, a triphenyl methane compound, an anthraquinone compound, a benzylidene compound, an oxonol compound, a pyrazolotriazole azo compound, a pyridone azo compound, a cyanine compound, a phenothiazine compound, and a pyrrolopyrazole azomethine compound. A compound etc. are mentioned. As the dye, a dye multimer may be used. Examples of the dye multimer include compounds described in JP2011-213925A and JP2013-041097A. A polymerizable dye having polymerizability in the molecule may be used, and examples of commercially available products include RDW series manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
(赤外線吸収剤)
着色剤は、更に赤外線吸収剤を含有してもよい。
赤外線吸収剤は、赤外領域(好ましくは、波長650〜1300nm)の波長領域に吸収を有する化合物を意味する。赤外線吸収剤は、波長675〜900nmの波長領域に極大吸収波長を有する化合物が好ましい。
このような分光特性を有する着色剤としては、例えば、ピロロピロール化合物、銅化合物、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、イミニウム化合物、チオール錯体系化合物、遷移金属酸化物系化合物、スクアリリウム化合物、ナフタロシアニン化合物、クオテリレン化合物、ジチオール金属錯体系化合物、及び、クロコニウム化合物等が挙げられる。
フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、イミニウム化合物、シアニン化合物、スクアリリウム化合物及びクロコニウム化合物は、特開2010−111750号公報の段落0010〜0081に開示の化合物を使用してもよく、この内容は本明細書に組み込まれる。シアニン化合物は、例えば、「機能性色素、大河原信/松岡賢/北尾悌次郎/平嶋恒亮・著、講談社サイエンティフィック」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。(Infrared absorber)
The colorant may further contain an infrared absorber.
The infrared absorber means a compound having absorption in a wavelength region of an infrared region (preferably a wavelength of 650 to 1300 nm). The infrared absorber is preferably a compound having a maximum absorption wavelength in the wavelength range of 675 to 900 nm.
Examples of the colorant having such spectral characteristics include, for example, pyrrolopyrrole compounds, copper compounds, cyanine compounds, phthalocyanine compounds, iminium compounds, thiol complex compounds, transition metal oxide compounds, squarylium compounds, naphthalocyanine compounds, quaterrylene. Examples thereof include compounds, dithiol metal complex compounds, and croconium compounds.
As the phthalocyanine compound, the naphthalocyanine compound, the iminium compound, the cyanine compound, the squarylium compound and the croconium compound, the compounds disclosed in paragraphs 0010 to 0081 of JP 2010-111750 A may be used, and the contents thereof are described herein. Incorporated. For the cyanine compound, for example, “functional dye, Shin Okawara / Ken Matsuoka / Teijiro Kitao / Tsunaki Hirashima, Kodansha Scientific” can be referred to, and the contents thereof are incorporated herein.
上記分光特性を有する着色剤として、特開平07−164729号公報の段落0004〜0016に開示の化合物及び/又は特開2002−146254号公報の段落0027〜0062に開示の化合物、特開2011−164583号公報の段落0034〜0067に開示のCu及び/又はPを含む酸化物の結晶子からなり数平均凝集粒子径が5〜200nmである近赤外線吸収粒子を使用することもできる。 As the colorant having the above-mentioned spectral characteristics, the compounds disclosed in paragraphs 0004 to 0016 of JP-A-07-164729 and / or the compounds disclosed in paragraphs 0027 to 0062 of JP-A-2002-146254, JP-A-2011-164583. It is also possible to use near-infrared absorbing particles composed of crystallites of oxides containing Cu and / or P disclosed in paragraphs 0034 to 0067 of the publication, and having a number average aggregate particle diameter of 5 to 200 nm.
波長675〜900nmの波長領域に極大吸収波長を有する化合物としては、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、及びナフタロシアニン化合物からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
赤外線吸収剤は、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。
ピロロピロール化合物は、特開2010−222557号公報の段落0049〜0062を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれることとする。シアニン化合物及びスクアリリウム化合物は、国際公開2014/088063号公報の段落0022〜0063、国際公開2014/030628号公報の段落0053〜0118、特開2014−59550号公報の段落0028〜0074、国際公開2012/169447号公報の段落0013〜0091、特開2015−176046号公報の段落0019〜0033、特開2014−63144号公報の段落0053〜0099、特開2014−52431号公報の段落0085〜0150、特開2014−44301号公報の段落0076〜0124、特開2012−8532号公報の段落0045〜0078、特開2015−172102号公報の段落0027〜0067、特開2015−172004号公報の段落0029〜0067、特開2015−40895号公報の段落0029〜0085、特開2014−126642号公報の段落0022〜0036、特開2014−148567号公報の段落0011〜0017、特開2015−157893号公報の段落0010〜0025、特開2014−095007号公報の段落0013〜0026、特開2014−80487号公報の段落0013〜0047、及び特開2013−227403号公報の段落0007〜0028等を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。As the compound having the maximum absorption wavelength in the wavelength range of 675 to 900 nm, at least one selected from the group consisting of a cyanine compound, a pyrrolopyrrole compound, a squarylium compound, a phthalocyanine compound, and a naphthalocyanine compound is preferable.
The infrared absorber is preferably a compound that is soluble in water at 25 ° C. in an amount of 1% by mass or more, and more preferably a compound that is dissolved in water at 25 ° C. in an amount of 10% by mass or more. By using such a compound, the solvent resistance is improved.
The pyrrolopyrrole compound can refer to paragraphs 0049 to 0062 of JP 2010-222557 A, the contents of which are incorporated herein. Cyanine compounds and squarylium compounds are described in WO 2014/088063, paragraphs 0022 to 0063, WO 2014/030628, paragraphs 0053 to 0118, and JP 2014-59550, paragraphs 0028 to 0074, WO 2012/0074. Paragraphs 0013 to 0091 of Japanese Patent Laid-Open No. 169447, Paragraphs 0019 to 0033 of Japanese Patent Laid-Open No. 2015-176046, Paragraphs 0053 to 0099 of Japanese Patent Laid-Open No. 2014-63144, Paragraphs 0085 to 0150 of Japanese Patent Laid-Open No. 2014-52431, Paragraphs 0076 to 0124 of 2014-44301, paragraphs 0045 to 0078 of JP2012-8532A, paragraphs 0027 to 0067 of JP2015-172102A, and paragraphs 002 of JP2005-172004A. To 0067, paragraphs 0029 to 0085 of JP-A-2015-40895, paragraphs 0022 to 0036 of JP-A-2014-126642, paragraphs 0011 to 0017 of JP-A-2014-148567, and JP-A-2015-157893. Paragraphs 0010 to 0025, Paragraphs 0013 to 0026 of JP2014-095007A, Paragraphs 0013 to 0047 of JP2014-80487A, and Paragraphs 0007 to 0028 of JP2013-227403A can be referred to. The content is incorporated herein.
赤外線吸収剤は、下記式1〜3で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
式1
式1中、A1及びA2は、それぞれ独立に、アリール基、ヘテロアリール基又は下記式1−Aで表される基を表す。
式1−A
式1−A中、Z1Aは、含窒素複素環を形成する非金属原子団を表し、R2Aは、アルキル基、アルケニル基、又はアラルキル基を表し、dは、0、又は1を表し、波線は連結手を表す。
式2
式2中、R1a及びR1bは、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表し、
R2〜R5は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換基を表し、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、
R6、及び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、−BRARB、又は金属原子を表し、RA、及びRBは、各々独立に、水素原子、又は置換基を表し、
R6は、R1a、又はR3と、共有結合、又は配位結合していてもよく、R7は、R1b、又はR5と、共有結合、又は配位結合していてもよい。
式3
式3中、Z1、及びZ2は、それぞれ独立に、縮環してもよい5員、又は6員の含窒素複素環を形成する非金属原子団であり、
R101、及び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、又はアリール基を表し、
L1は、奇数個のメチンからなるメチン鎖を表し、
a、及びbは、それぞれ独立に、0、又は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。The infrared absorber is preferably at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas 1 to 3.
Equation 1
In Formula 1, A 1 and A 2 each independently represent an aryl group, a heteroaryl group, or a group represented by the following Formula 1-A.
Formula 1-A
In Formula 1-A, Z 1A represents a non-metallic atomic group forming a nitrogen-containing heterocycle, R 2A represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aralkyl group, d represents 0 or 1, and The wavy line represents the connecting hand.
Equation 2
In formula 2, R 1a and R 1b each independently represent an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group,
R 2 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and R 2 and R 3 , R 4 and R 5 may be bonded to each other to form a ring,
R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, —BR A R B , or a metal atom, and R A and R B each independently represent a hydrogen atom. Represents an atom or a substituent,
R 6 may be covalently bonded or coordinated to R 1a or R 3, and R 7 may be covalently or coordinately bonded to R 1b or R 5 .
Formula 3
In Formula 3, Z 1 and Z 2 are each independently a non-metal atomic group forming a 5-membered or 6-membered nitrogen-containing heterocycle which may be condensed.
R 101 and R 102 each independently represent an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, or an aryl group,
L 1 represents a methine chain composed of an odd number of methines,
a and b are each independently 0 or 1,
When a is 0, a carbon atom and a nitrogen atom are bonded by a double bond, and when b is 0, a carbon atom and a nitrogen atom are bonded by a single bond,
When the site represented by Cy in the formula is a cation part, X 1 represents an anion, c represents a number necessary for balancing charges, and the site represented by Cy in the formula is an anion part. X 1 represents a cation, c represents a number necessary for balancing charges, and when the charge at the site represented by Cy in the formula is neutralized in the molecule, c represents It is 0.
(顔料誘導体)
硬化性組成物は、顔料誘導体を含有してもよい。顔料誘導体は、有機顔料の一部分を、酸性基、塩基性基又はフタルイミドメチル基で置換した構造を有する化合物が好ましい。顔料誘導体としては、着色剤Aの分散性及び分散安定性の観点から、酸性基又は塩基性基を有する顔料誘導体が好ましい。特に好ましくは、塩基性基を有する顔料誘導体である。上述した樹脂(分散剤)と、顔料誘導体との組み合わせは、分散剤が酸性分散剤で、顔料誘導体が塩基性基を有する組み合わせが好ましい。(Pigment derivative)
The curable composition may contain a pigment derivative. The pigment derivative is preferably a compound having a structure in which a part of the organic pigment is substituted with an acidic group, a basic group or a phthalimidomethyl group. From the viewpoint of dispersibility and dispersion stability of the colorant A, the pigment derivative is preferably a pigment derivative having an acidic group or a basic group. Particularly preferred is a pigment derivative having a basic group. The combination of the resin (dispersant) and the pigment derivative described above is preferably a combination in which the dispersant is an acidic dispersant and the pigment derivative has a basic group.
顔料誘導体を構成するための有機顔料としては、ジケトピロロピロール系顔料、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、チオインジゴ系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、スレン系顔料、及び、金属錯体系顔料等が挙げられる。
顔料誘導体が有する酸性基としては、スルホン酸基若しくはその塩、又は、カルボン酸基若しくはその塩が好ましく、カルボン酸基又はスルホン酸基がより好ましく、スルホン酸基が更に好ましい。顔料誘導体が有する塩基性基としては、アミノ基が好ましく、三級アミノ基がより好ましい。The organic pigment for constituting the pigment derivative, diketopyrrolopyrrole pigment, azo pigment, phthalocyanine pigment, anthraquinone pigment, quinacridone pigment, dioxazine pigment, perinone pigment, perylene pigment, thioindigo pigment , Isoindolin-based pigments, isoindolinone-based pigments, quinophthalone-based pigments, slene-based pigments, and metal complex-based pigments.
As the acidic group contained in the pigment derivative, a sulfonic acid group or a salt thereof, or a carboxylic acid group or a salt thereof is preferable, a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is more preferable, and a sulfonic acid group is further preferable. As the basic group contained in the pigment derivative, an amino group is preferable, and a tertiary amino group is more preferable.
硬化性組成物が顔料誘導体を含有する場合、顔料誘導体の含有量は、顔料の質量に対し、1〜30質量%が好ましく、3〜20質量%がより好ましい。顔料誘導体は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 When the curable composition contains a pigment derivative, the content of the pigment derivative is preferably 1 to 30% by mass and more preferably 3 to 20% by mass based on the mass of the pigment. As the pigment derivative, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
〔重合性化合物〕
硬化性組成物は重合性化合物を含有する。本明細書において重合性化合物とは、重合性基を含有する化合物を意図し、樹脂(分散剤、及び、バインダー樹脂)とは異なる成分を意図する。[Polymerizable compound]
The curable composition contains a polymerizable compound. In the present specification, the polymerizable compound means a compound having a polymerizable group and means a component different from the resin (dispersant and binder resin).
硬化性組成物中における重合性化合物の含有量としては特に制限されないが、一般に、硬化性組成物の全固形分に対して、5〜30質量%が好ましい。重合性化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の重合性化合物を併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。 Although the content of the polymerizable compound in the curable composition is not particularly limited, it is generally preferably 5 to 30 mass% with respect to the total solid content of the curable composition. The polymerizable compounds may be used alone or in combination of two or more. When two or more polymerizable compounds are used in combination, the total content is preferably within the above range.
重合性化合物は、エチレン性不飽和結合を含有する基を1個以上含有する化合物が好ましく、2個以上含有する化合物がより好ましく、3個以上含有することが更に好ましく、5個以上含有することが特に好ましい。上限は、例えば、15個以下である。エチレン性不飽和結合を含有する基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アリル基、及び、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。 The polymerizable compound is preferably a compound containing one or more groups containing an ethylenically unsaturated bond, more preferably a compound containing two or more groups, still more preferably three or more groups, and five or more groups. Is particularly preferable. The upper limit is, for example, 15 or less. Examples of the group containing an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, a (meth) allyl group, and a (meth) acryloyl group.
重合性化合物としては、例えば、特開2008−260927号公報の段落0050、及び、特開2015−68893号公報の段落0040に記載されている化合物を用いることができ、上記の内容は本明細書に組み込まれる。 As the polymerizable compound, for example, the compounds described in JP-A-2008-260927, paragraph 0050, and JP-A-2005-68893, paragraph 0040 can be used, and the above contents are described in the present specification. Incorporated into.
重合性化合物としては、例えば、モノマー、プレポリマー、オリゴマー、及び、これらの混合物、並びに、これらの多量体等の化学的形態のいずれであってもよい。
重合性化合物は、3〜15官能の(メタ)アクリレート化合物が好ましく、3〜6官能の(メタ)アクリレート化合物がより好ましい。The polymerizable compound may be in any of chemical forms such as a monomer, a prepolymer, an oligomer, a mixture thereof and a polymer thereof.
The polymerizable compound is preferably a 3- to 15-functional (meth) acrylate compound, and more preferably a 3- to 6-functional (meth) acrylate compound.
重合性化合物としては、エチレン性不飽和結合を含有する基を1個以上含有する、常圧下で沸点が100℃以上の化合物が好ましい。例えば、特開2013−29760号公報の段落0227、特開2008−292970号公報の段落0254〜0257に記載の化合物を用いることができ、この内容は本明細書に組み込まれる。 As the polymerizable compound, a compound having one or more groups containing an ethylenically unsaturated bond and having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure is preferable. For example, compounds described in paragraph 0227 of JP2013-29760A and paragraphs 0254 to 0257 of JP2008-292970A can be used, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
重合性化合物としては、例えば、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;日本化薬社製、A−DPH−12E;新中村化学社製)、及びこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール残基又はプロピレングリコール残基を介している構造(例えば、サートマー社から市販されている、SR454、SR499)が好ましい。これらのオリゴマータイプを用いることもできる。また、NKエステルA−TMMT(ペンタエリスリトールテトラアクリレート、新中村化学社製)、及び、KAYARAD RP−1040(日本化薬社製)等を用いることもできる。 Examples of the polymerizable compound include dipentaerythritol triacrylate (commercially available KAYARAD D-330; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available KAYARAD D-320; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). ), Dipentaerythritol penta (meth) acrylate (commercially available KAYARAD D-310; manufactured by Nippon Kayaku), dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (commercially available KAYARAD DPHA; manufactured by Nippon Kayaku, A) -DPH-12E; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and a structure in which these (meth) acryloyl groups are mediated by an ethylene glycol residue or a propylene glycol residue (for example, commercially available from Sartomer, SR454, SR499). Is preferred. These oligomer types can also be used. In addition, NK ester A-TMMT (pentaerythritol tetraacrylate, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), KAYARAD RP-1040 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and the like can also be used.
重合性化合物は、カルボン酸基、スルホン酸基、又は、リン酸基等の酸基を含有していてもよい。酸基を含有する重合性化合物としては、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が好ましく、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応の水酸基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を含有させた重合性化合物がより好ましく、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及び/又はジペンタエリスリトールである化合物が更に好ましい。
上記重合性化合物の市販品としては、例えば、東亜合成社製のアロニックスTO−2349、M−305、M−510、及び、M−520等が挙げられる。The polymerizable compound may contain an acid group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group. As the polymerizable compound containing an acid group, an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid is preferable, and the unreacted hydroxyl group of the aliphatic polyhydroxy compound is reacted with a non-aromatic carboxylic acid anhydride to form an acid. A polymerizable compound containing a group is more preferable, and in this ester, a compound in which the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol and / or dipentaerythritol is further preferable.
Examples of commercially available products of the polymerizable compound include Aronix TO-2349, M-305, M-510, and M-520 manufactured by Toagosei Co., Ltd.
酸基を含有する重合性化合物の酸価としては、0.1〜40mgKOH/gが好ましく、5〜30mgKOH/gがより好ましい。重合性化合物の酸価が0.1mgKOH/g以上であると、硬化性組成物は、より優れた現像性(アルカリ現像液により溶解しやすい特性)を有し、40mgKOH/g以下であると、重合性化合物の製造及び/又は取扱い上、有利であり、かつ、より優れた光重合性を有する。結果として、硬化性組成物がより優れた硬化性を有する。 The acid value of the polymerizable compound containing an acid group is preferably 0.1 to 40 mgKOH / g, more preferably 5 to 30 mgKOH / g. When the acid value of the polymerizable compound is 0.1 mgKOH / g or more, the curable composition has more excellent developability (the property of being easily dissolved in an alkali developing solution) and is 40 mgKOH / g or less, It is advantageous in terms of production and / or handling of the polymerizable compound, and has more excellent photopolymerizability. As a result, the curable composition has better curability.
重合性化合物としては、カプロラクトン構造を含有する化合物が好ましい。
カプロラクトン構造を含有する化合物としては、分子内にカプロラクトン構造を含有する化合物であれば、特に制限されず、公知の化合物を用いることができる。
カプロラクトン構造を含有する化合物としては、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、及び、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸及びε−カプロラクトンと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)アクリレートが挙げられる。なかでも下記式(Z−1)で表されるカプロラクトン構造を含有する化合物が好ましい。As the polymerizable compound, a compound containing a caprolactone structure is preferable.
The compound containing a caprolactone structure is not particularly limited as long as it is a compound containing a caprolactone structure in the molecule, and a known compound can be used.
Examples of the compound containing a caprolactone structure include trimethylolethane, ditrimethylolethane, trimethylolpropane, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, glycerin, diglycerol, and trimethylolmelamine. Examples thereof include ε-caprolactone-modified polyfunctional (meth) acrylate obtained by esterifying a polyhydric alcohol with (meth) acrylic acid and ε-caprolactone. Among them, compounds containing a caprolactone structure represented by the following formula (Z-1) are preferable.
式(Z−1)中、6個のRは全てが下記式(Z−2)で表される基であるか、又は6個のRのうち1〜5個が下記式(Z−2)で表される基であり、残余が下記式(Z−3)で表される基である。 In the formula (Z-1), all six Rs are groups represented by the following formula (Z-2), or 1 to 5 of the six Rs are the following formula (Z-2). And the remainder is a group represented by the following formula (Z-3).
式(Z−2)中、R1は水素原子又はメチル基を表し、mは1又は2であり、「*」は結合位置を表す。In formula (Z-2), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, m is 1 or 2, and “*” represents a bonding position.
式(Z−3)中、R1は水素原子又はメチル基を表し、「*」は結合位置を表す。In formula (Z-3), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and “*” represents a bonding position.
カプロラクトン構造を含有する重合性化合物は、例えば、日本化薬からKAYARAD DPCAシリーズとして市販されており、DPCA−20(上記式(Z−1)〜(Z−3)においてmが1、式(Z−2)で表される基の数が2、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−30(同式において、mが1、式(Z−2)で表される基の数が3、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−60(同式において、mが1、式(Z−2)で表される基の数が6、R1が全て水素原子である化合物)、及び、DPCA−120(同式においてmが2、式(Z−2)で表される基の数が6、R1が全て水素原子である化合物)等が挙げられる。The polymerizable compound containing a caprolactone structure is commercially available, for example, from Nippon Kayaku as KAYARAD DPCA series, and DPCA-20 (m in formulas (Z-1) to (Z-3) above is 1; -2), the number of groups represented by 2 and R 1 are all hydrogen atoms), DPCA-30 (in the formula, m is 1, and the number of groups represented by formula (Z-2) is 3, a compound in which R 1 is all hydrogen atoms, DPCA-60 (in the formula, m is 1, the number of groups represented by formula (Z-2) is 6, and R 1 is all hydrogen atoms ), And DPCA-120 (a compound in which m is 2, the number of groups represented by formula (Z-2) is 6, and R 1 are all hydrogen atoms) and the like.
重合性化合物としては、下記式(Z−4)又は(Z−5)で表される化合物を用いることもできる。 As the polymerizable compound, a compound represented by the following formula (Z-4) or (Z-5) can also be used.
式(Z−4)及び(Z−5)中、Eは、それぞれ独立に、−((CH2)yCH2O)−、又は、((CH2)yCH(CH3)O)−を表す。yは、それぞれ独立に0〜10の整数を表す。Xは、それぞれ独立に、(メタ)アクリロイル基、水素原子、又はカルボン酸基を表す。
式(Z−4)中、(メタ)アクリロイル基の合計は3個又は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。
式(Z−5)中、(メタ)アクリロイル基の合計は5個又は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。Wherein (Z-4) and (Z-5), E are each independently, - ((CH 2) y CH 2 O) -, or, ((CH 2) y CH (CH 3) O) - Represents y represents the integer of 0-10 each independently. X's each independently represent a (meth) acryloyl group, a hydrogen atom, or a carboxylic acid group.
In formula (Z-4), the total of (meth) acryloyl groups is 3 or 4, m each independently represents an integer of 0 to 10, and the sum of each m is an integer of 0 to 40.
In formula (Z-5), the total number of (meth) acryloyl groups is 5 or 6, n each independently represents an integer of 0 to 10, and the sum of each n is an integer of 0 to 60.
式(Z−4)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。
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。
式(Z−5)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。
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。
式(Z−4)又は式(Z−5)中の−((CH2)yCH2O)−、又は、((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。In formula (Z-4), m is preferably an integer of 0 to 6, and more preferably an integer of 0 to 4.
The sum of each m is preferably an integer of 2 to 40, more preferably an integer of 2 to 16, and even more preferably an integer of 4 to 8.
In formula (Z-5), n is preferably an integer of 0 to 6, more preferably an integer of 0 to 4.
The sum of each n is preferably an integer of 3 to 60, more preferably an integer of 3 to 24, and even more preferably an integer of 6 to 12.
Formula (Z-4) or formula (Z-5) in the - ((CH 2) y CH 2 O) -, or, ((CH 2) y CH (CH 3) O) - , the oxygen atom side A form in which the end is bonded to X is preferable.
式(Z−4)又は式(Z−5)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、式(Z−5)において、6個のX全てがアクリロイル基である形態、式(Z−5)において、6個のX全てがアクリロイル基である化合物と、6個のXのうち、少なくとも1個が水素原子ある化合物とを併用することが好ましい。上記化合物を含有する硬化性組成物は、より優れた現像性を有する。 The compounds represented by formula (Z-4) or formula (Z-5) may be used alone or in combination of two or more. Particularly, in the formula (Z-5), a form in which all six X are acryloyl groups, in the formula (Z-5), a compound in which all six X are acryloyl groups, and among six X, It is preferable to use a compound having at least one hydrogen atom in combination. The curable composition containing the above compound has better developability.
式(Z−4)又は式(Z−5)で表される化合物の重合性化合物中における全含有量は、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
式(Z−4)又は式(Z−5)で表される化合物のなかでも、ペンタエリスリトール誘導体及び/又はジペンタエリスリトール誘導体がより好ましい。The total content of the compounds represented by formula (Z-4) or formula (Z-5) in the polymerizable compound is preferably 20% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.
Among the compounds represented by formula (Z-4) or formula (Z-5), a pentaerythritol derivative and / or a dipentaerythritol derivative are more preferable.
重合性化合物は、カルド骨格を含有してもよい。
カルド骨格を含有する重合性化合物としては、9,9−ビスアリールフルオレン骨格を含有する重合性化合物が好ましい。
カルド骨格を含有する重合性化合物としては、特に制限されないが、例えば、オンコートEXシリーズ(長瀬産業社製)及びオグソール(大阪ガスケミカル社製)等が挙げられる。The polymerizable compound may contain a cardo skeleton.
The polymerizable compound having a cardo skeleton is preferably a polymerizable compound having a 9,9-bisarylfluorene skeleton.
The polymerizable compound containing a cardo skeleton is not particularly limited, and examples thereof include Oncoat EX series (manufactured by Nagase & Co., Ltd.) and Ogsol (manufactured by Osaka Gas Chemicals).
〔任意成分〕
硬化性組成物は、本発明の効果を奏する範囲内において、他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、樹脂、重合禁止剤、溶剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、及び、シランカップリング剤等が挙げられる。以下では、硬化性組成物中に含有される任意成分について詳述する。[Arbitrary ingredients]
The curable composition may contain other components as long as the effects of the present invention are exhibited. Examples of other components include resins, polymerization inhibitors, solvents, surfactants, ultraviolet absorbers, and silane coupling agents. Hereinafter, the optional components contained in the curable composition will be described in detail.
<その他の重合開始剤>
硬化性組成物は、特定オキシム化合物以外の重合開始剤を含有してもよい。特定オキシム化合物以外の重合開始剤としては例えば、熱重合開始剤、及び、光重合開始剤等が挙げられる。硬化性組成物中におけるその他の重合開始剤の含有量としては特に制限されないが、一般に、硬化性組成物の全固形分に対して、0.1〜5質量%が好ましい。その他の重合開始剤は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上のその他の重合開始剤を併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。<Other polymerization initiators>
The curable composition may contain a polymerization initiator other than the specific oxime compound. Examples of the polymerization initiator other than the specific oxime compound include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator. The content of the other polymerization initiator in the curable composition is not particularly limited, but is generally preferably 0.1 to 5 mass% with respect to the total solid content of the curable composition. The other polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. When two or more other polymerization initiators are used in combination, the total content is preferably within the above range.
熱重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、3−カルボキシプロピオニトリル、アゾビスマレノニトリル、及び、ジメチル−(2,2’)−アゾビス(2−メチルプロピオネート)[V−601]等のアゾ化合物、並びに、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、及び、過硫酸カリウム等の有機過酸化物が挙げられる。
熱重合開始剤としては、例えば、加藤清視著「紫外線硬化システム」(株式会社総合技術センター発行:平成元年)の第65〜148頁に記載されている化合物等が挙げられる。Examples of the thermal polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN), 3-carboxypropionitrile, azobismalenonitrile, and dimethyl- (2,2 ′)-azobis (2 -Methyl propionate) [V-601] and the like, and benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, and organic peroxides such as potassium persulfate.
Examples of the thermal polymerization initiator include the compounds described on pages 65 to 148 of “Ultraviolet Curing System” by Kiyomi Kato (published by Sogo Gijutsu Center Co., Ltd .: 1989).
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、トリアジン骨格を含有するもの、及び、オキサジアゾール骨格を含有するもの等)、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(特定オキシム化合物を除く)、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、アミノアセトフェノン化合物、及び、ヒドロキシアセトフェノン等が挙げられる。
光重合開始剤としては、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、この内容は本明細書に組み込まれる。Examples of the photopolymerization initiator include halogenated hydrocarbon derivatives (for example, those containing a triazine skeleton and those containing an oxadiazole skeleton), acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide, hexaarylbiimidazole, and the like. Examples include oxime compounds such as oxime derivatives (excluding specific oxime compounds), organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, aminoacetophenone compounds, and hydroxyacetophenone.
As the photopolymerization initiator, for example, paragraphs 0265 to 0268 of JP2013-29760A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
光重合開始剤としては、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、又は、特許第4225898号公報に記載のアシルホスフィン系開始剤を用いることができ、上記内容は本明細書に組み込まれる。
ヒドロキシアセトフェノン化合物としては、例えば、IRGACURE−184、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959、又はIRGACURE−127(商品名:いずれもBASF社製)等を用いることができるが、これに制限されない。
アミノアセトフェノン化合物としては、例えば、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、又は、IRGACURE−379EG(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができるがこれに制限されない。アミノアセトフェノン化合物としては、365nm又は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もでき、上記内容は本明細書に組み込まれる。
アシルホスフィン化合物としては、IRGACURE−819、又は、IRGACURE−TPO(商品名:いずれもBASF社製)等を用いることができる。As the photopolymerization initiator, more specifically, for example, an aminoacetophenone-based initiator described in JP-A-10-291969 or an acylphosphine-based initiator described in Japanese Patent No. 4225898 can be used. Yes, and the above content is incorporated herein.
As the hydroxyacetophenone compound, for example, IRGACURE-184, DAROCUR-1173, IRGACURE-500, IRGACURE-2959, or IRGACURE-127 (trade name: all manufactured by BASF) can be used, but not limited thereto. .
As the aminoacetophenone compound, for example, commercially available products IRGACURE-907, IRGACURE-369, or IRGACURE-379EG (trade name: all manufactured by BASF) can be used, but the aminoacetophenone compound is not limited thereto. As the aminoacetophenone compound, the compound described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-191179 in which the absorption wavelength is matched with a long-wave light source such as 365 nm or 405 nm can also be used, and the above contents are incorporated herein.
As the acylphosphine compound, IRGACURE-819 or IRGACURE-TPO (trade name: all manufactured by BASF) can be used.
<樹脂>
硬化性組成物は樹脂を含有することが好ましい。樹脂としては例えば、分散剤、及び、バインダー樹脂等が挙げられる。
硬化性組成物中における樹脂の含有量としては特に制限されないが、一般に、硬化性組成物の全固形分に対して、5〜40質量%が好ましい。樹脂は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の樹脂を併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。<Resin>
The curable composition preferably contains a resin. Examples of the resin include a dispersant and a binder resin.
The content of the resin in the curable composition is not particularly limited, but is generally preferably 5 to 40 mass% with respect to the total solid content of the curable composition. The resins may be used alone or in combination of two or more. When two or more resins are used in combination, the total content is preferably within the above range.
(分散剤)
硬化性組成物は分散剤(樹脂に該当する)を含有することが好ましい。なお、本明細書において、分散剤とは、後述するアルカリ可溶性樹脂とは異なる化合物を意図する。
硬化性組成物中における分散剤の含有量としては特に制限されないが、一般に硬化性組成物の全固形分に対して5〜40質量%が好ましい。
分散剤は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の分散剤を併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。(Dispersant)
The curable composition preferably contains a dispersant (corresponding to a resin). In the present specification, the dispersant means a compound different from the alkali-soluble resin described below.
Although the content of the dispersant in the curable composition is not particularly limited, it is generally preferably 5 to 40 mass% with respect to the total solid content of the curable composition.
The dispersants may be used alone or in combination of two or more. When two or more dispersants are used in combination, the total content is preferably within the above range.
分散剤としては、特に制限されず、公知の分散剤を用いることができる。
分散剤としては、例えば、高分子分散剤が挙げられる。高分子分散剤としては、例えば、ポリアミドアミンとその塩、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、及び、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物等が挙げられる。
また、分散剤としては、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、及び、顔料誘導体等を用いることができる。
なかでも、分散剤としては、高分子化合物が好ましい。高分子化合物は、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、及びブロック型高分子に分類することができる。The dispersant is not particularly limited, and a known dispersant can be used.
Examples of the dispersant include polymer dispersants. Examples of the polymer dispersant include polyamidoamine and its salt, polycarboxylic acid and its salt, high molecular weight unsaturated acid ester, modified polyurethane, modified polyester, modified poly (meth) acrylate, and (meth) acrylic copolymer. , And naphthalenesulfonic acid formalin condensate and the like.
As the dispersant, polyoxyethylene alkyl phosphate ester, polyoxyethylene alkyl amine, pigment derivative, or the like can be used.
Among them, polymer compounds are preferable as the dispersant. The polymer compound can be further classified into a linear polymer, a terminal modified polymer, a graft polymer, and a block polymer based on its structure.
・高分子化合物
高分子化合物は、着色剤(以下、「顔料」ということがある。)の表面に吸着し、被分散体の再凝集を防止するように作用する。そのため、顔料表面へのアンカー部位を含有する、末端変性型高分子、グラフト型(高分子鎖を含有する)高分子、及び、ブロック型高分子が好ましい。-Polymer compound The polymer compound is adsorbed on the surface of a colorant (hereinafter, may be referred to as a "pigment"), and acts to prevent re-aggregation of the substance to be dispersed. Therefore, a terminal-modified polymer, a graft-type (containing a polymer chain) polymer, and a block-type polymer, which contain an anchor site to the pigment surface, are preferable.
上記高分子化合物は硬化性基を含有してもよい。
硬化性基としては、例えば、エチレン性不飽和基(例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、及び、スチリル基等)、及び、環状エーテル基(例えば、エポキシ基、及び、オキセタニル基等)等が挙げられるが、これらに制限されない。
なかでも、ラジカル反応で重合制御が可能な点で、硬化性基としては、エチレン性不飽和基が好ましい。エチレン性不飽和基としては(メタ)アクリロイル基がより好ましい。The polymer compound may contain a curable group.
As the curable group, for example, an ethylenically unsaturated group (eg, (meth) acryloyl group, vinyl group, styryl group, etc.), and cyclic ether group (eg, epoxy group, oxetanyl group, etc.), etc. However, the present invention is not limited to these.
Among them, the ethylenically unsaturated group is preferable as the curable group because polymerization can be controlled by radical reaction. As the ethylenically unsaturated group, a (meth) acryloyl group is more preferable.
硬化性基を含有する樹脂は、ポリエステル構造、及び、ポリエーテル構造からなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。この場合、主鎖にポリエステル構造、及び/又は、ポリエーテル構造を含有していてもよいし、後述するように、上記樹脂がグラフト鎖を含有する構造単位を含有する場合には、上記グラフト鎖がポリエステル構造、及び/又は、ポリエーテル構造を含有していてもよい。
上記樹脂としては、上記グラフト鎖がポリエステル構造を含有することがより好ましい。The resin containing a curable group preferably contains at least one selected from the group consisting of a polyester structure and a polyether structure. In this case, the main chain may contain a polyester structure and / or a polyether structure. As described later, when the resin contains a structural unit containing a graft chain, the above-mentioned graft chain May contain a polyester structure and / or a polyether structure.
In the resin, it is more preferable that the graft chain has a polyester structure.
高分子化合物は、グラフト鎖を含有する構造単位を含有することが好ましい。なお、本明細書において、「構造単位」とは「繰り返し単位」と同義である。
このようなグラフト鎖を含有する構造単位を含有する高分子化合物は、溶剤とのより優れた親和性を有する。グラフト鎖を含有する構造単位を含有する高分子化合物は、溶剤とのより優れた親和性を有するため、顔料等をより分散させやすく、かつ、顔料等を分散させた後に時間が経過しても当初の分散状態がより変化しにくい(より優れた経時安定性を有する)。また、グラフト鎖を含有する構造単位を含有する高分子化合物は、グラフト鎖を含有するため、後述する重合性化合物、及び/又は、その他の成分等とのより優れた親和性を有する。その結果、グラフト鎖を含有する構造単位を含有する高分子化合物は後述するアルカリ現像時に、未反応の重合性化合物等に起因する残渣を生じにくくなる。
グラフト鎖が長くなる(式量が大きくなる)と立体反発効果が高くなり顔料等の分散性は向上する。一方、グラフト鎖が長すぎると顔料等への吸着力が低下して、顔料等の分散性は低下する傾向となる。このため、グラフト鎖の原子数(水素原子を除く)としては、は、40〜10000が好ましく、50〜2000がより好ましく、60〜500が更に好ましい。
ここで、グラフト鎖とは、高分子化合物の主鎖の根元(主鎖から枝分かれしている基において主鎖に結合する原子)から、主鎖から枝分かれしている基の末端までを意図する。The polymer compound preferably contains a structural unit containing a graft chain. In the present specification, “structural unit” has the same meaning as “repeating unit”.
A polymer compound containing a structural unit containing such a graft chain has a better affinity with a solvent. A polymer compound containing a structural unit containing a graft chain has a better affinity with a solvent, so that it is easier to disperse a pigment or the like, and even after a lapse of time after dispersing the pigment or the like. The initial dispersion state is less likely to change (has better stability over time). Further, the polymer compound containing a structural unit containing a graft chain, because it contains the graft chain, has a better affinity with the polymerizable compound and / or other components described below. As a result, the polymer compound containing the structural unit containing the graft chain is less likely to produce a residue due to the unreacted polymerizable compound or the like during the alkali development described later.
When the graft chain is long (the formula weight is large), the steric repulsion effect is enhanced and the dispersibility of the pigment and the like is improved. On the other hand, if the graft chain is too long, the adsorptivity to the pigment or the like will decrease, and the dispersibility of the pigment or the like will tend to decrease. Therefore, the number of atoms in the graft chain (excluding hydrogen atoms) is preferably 40 to 10000, more preferably 50 to 2000, and even more preferably 60 to 500.
Here, the graft chain is intended to extend from the root of the main chain of the polymer compound (atoms bonded to the main chain in the group branched from the main chain) to the end of the group branched from the main chain.
グラフト鎖は、ポリマー構造を含有する高分子鎖が好ましい。高分子鎖が含有するポリマー構造としては、特に制限されないが、例えば、ポリ(メタ)アクリレート構造(例えば、ポリ(メタ)アクリル構造)、ポリエステル構造、ポリウレタン構造、ポリウレア構造、ポリアミド構造、及び、ポリエーテル構造等が挙げられる。
高分子鎖と溶剤とが更に優れた親和性を有し、高分子化合物が、顔料等をより分散させやすい点で、高分子鎖は、ポリエステル構造、ポリエーテル構造及びポリ(メタ)アクリレート構造からなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましく、ポリエステル構造、及び、ポリエーテル構造からなる群から選択される少なくとも1種を含有することがより好ましい。The graft chain is preferably a polymer chain containing a polymer structure. The polymer structure contained in the polymer chain is not particularly limited, and examples thereof include a poly (meth) acrylate structure (for example, a poly (meth) acrylic structure), a polyester structure, a polyurethane structure, a polyurea structure, a polyamide structure, and a poly structure. An ether structure etc. are mentioned.
The polymer chain has a polyester structure, a polyether structure, and a poly (meth) acrylate structure because the polymer chain has a better affinity with the solvent and the polymer compound more easily disperses the pigment and the like. It is preferable to contain at least one selected from the group consisting of, and it is more preferable to contain at least one selected from the group consisting of a polyester structure and a polyether structure.
このような高分子鎖を含有するマクロモノマー(ポリマー構造を含有し、高分子化合物(例えば、共重合体)の主鎖に結合してグラフト鎖を構成するモノマー)としては、特に限定されないが、反応性二重結合性基を含有するマクロモノマーが好ましい。 The macromonomer containing such a polymer chain (a monomer containing a polymer structure and binding to the main chain of a polymer compound (for example, a copolymer) to form a graft chain) is not particularly limited, Macromonomers containing reactive double bond groups are preferred.
高分子化合物が含有する高分子鎖を含有する構造単位に対応し、高分子化合物の合成に用いることができる市販のマクロモノマーとしては、例えば、AA−6、AA−10、AB−6、AS−6、AN−6、AW−6、AA−714、AY−707、AY−714、AK−5、AK−30、及び、AK−32(以上はすべて商品名であり、東亜合成社製である);ブレンマーPP−100、ブレンマーPP−500、ブレンマーPP−800、ブレンマーPP−1000、ブレンマー55−PET−800、ブレンマーPME−4000、ブレンマーPSE−400、ブレンマーPSE−1300、及び、ブレンマー43PAPE−600B(以上はすべて商品名であり、日油社製である);等が挙げられる。 Examples of commercially available macromonomers corresponding to the structural unit containing a polymer chain contained in the polymer compound and which can be used in the synthesis of the polymer compound include, for example, AA-6, AA-10, AB-6, AS. -6, AN-6, AW-6, AA-714, AY-707, AY-714, AK-5, AK-30, and AK-32 (all of the above are trade names, manufactured by Toagosei Co., Ltd. Blemmer PP-100, blemmer PP-500, blemmer PP-800, blemmer PP-1000, blemmer 55-PET-800, blemmer PME-4000, blemmer PSE-400, blemmer PSE-1300, and blemmer 43PAPE-. 600B (all of the above are trade names, manufactured by NOF CORPORATION); and the like.
分散剤は、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、及び、環状又は鎖状のポリエステルからなる群より選択される少なくとも1種の構造を含有することが好ましく、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、及び、鎖状のポリエステルからなる群より選択される少なくとも1種の構造を含有することがより好ましく、ポリアクリル酸メチル構造、ポリメタクリル酸メチル構造、ポリカプロラクトン構造、及び、ポリバレロラクトン構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を含有することが更に好ましい。
分散剤は、分子中に上記構造を一種単独で含有してもよいし、分子中にこの構造を複数種類含有してもよい。
ここで、ポリカプロラクトン構造とは、ε−カプロラクトンを開環した構造を繰り返し単位として含有するものをいう。ポリバレロラクトン構造とは、δ−バレロラクトンを開環した構造を繰り返し単位として含有するものをいう。
ポリカプロラクトン構造を含有する分散剤としては、例えば、下記式(1)又は下記式(2)中、j、又は、kがそれぞれ5であるものが挙げられる。また、ポリバレロラクトン構造を含有する分散剤としては、例えば、下記式(1)又は下記式(2)中、j、又は、kがそれぞれ4であるものが挙げられる。
ポリアクリル酸メチル構造を含有する分散剤としては、例えば、下記式(4)中、X5が水素原子であり、R4がメチル基であるものが挙げられる。
ポリメタクリル酸メチル構造を含有する分散剤としては、例えば、下記式(4)中、X5がメチル基であり、R4がメチル基であるものが挙げられる。The dispersant preferably contains at least one structure selected from the group consisting of polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, and cyclic or chain polyester, and polymethyl acrylate and polymethyl methacrylate. And more preferably contains at least one structure selected from the group consisting of chain-like polyesters, and comprises a polymethyl acrylate structure, a polymethyl methacrylate structure, a polycaprolactone structure, and a polyvalerolactone structure. It is more preferable to contain at least one structure selected from the group consisting of
The dispersant may contain one kind of the above structure in the molecule, or may contain a plurality of kinds of the structure in the molecule.
Here, the polycaprolactone structure means a structure containing a ring-opening structure of ε-caprolactone as a repeating unit. The polyvalerolactone structure means a structure containing a ring-opening structure of δ-valerolactone as a repeating unit.
Examples of the dispersant containing a polycaprolactone structure include those having j or k of 5 in the following formula (1) or formula (2). Examples of the dispersant containing a polyvalerolactone structure include those in which j or k is 4 in the following formula (1) or formula (2).
Examples of the dispersant containing a polymethyl acrylate structure include those represented by the following formula (4) in which X 5 is a hydrogen atom and R 4 is a methyl group.
Examples of the dispersant containing a polymethylmethacrylate structure include those represented by the following formula (4) in which X 5 is a methyl group and R 4 is a methyl group.
・グラフト鎖を含有する構造単位
高分子化合物は、グラフト鎖を含有する構造単位として、下記式(1)〜式(4)からなる群から選択される少なくとも1種の、高分子鎖を含有する構造単位を含有することが好ましく、下記式(1A)、下記式(2A)、下記式(3A)、下記式(3B)、及び下記(4)からなる群から選択される少なくとも1種の、高分子鎖を含有する構造単位を含有することがより好ましい。-Structural Unit Containing Graft Chain The polymer compound contains, as a structural unit containing a graft chain, at least one polymer chain selected from the group consisting of the following formulas (1) to (4). It is preferable to contain a structural unit, and at least one selected from the group consisting of the following formula (1A), the following formula (2A), the following formula (3A), the following formula (3B), and the following (4): It is more preferable to contain a structural unit containing a polymer chain.
式(1)〜式(4)において、W1、W2、W3、及び、W4は、それぞれ独立に、酸素原子、又は、NHを表す。W1、W2、W3、及び、W4は酸素原子が好ましい。
式(1)〜式(4)において、X1、X2、X3、X4、及びX5は、それぞれ独立に、水素原子、又は、1価の有機基を表す。X1、X2、X3、X4、及びX5は、合成上の制約の観点からは、それぞれ独立に、水素原子、又は、炭素数(炭素原子数)1〜12のアルキル基が好ましく、それぞれ独立に、水素原子、又は、メチル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。In formulas (1) to (4), W 1 , W 2 , W 3 and W 4 each independently represent an oxygen atom or NH. W 1 , W 2 , W 3 , and W 4 are preferably oxygen atoms.
In Formulas (1) to (4), X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. From the viewpoint of synthetic constraints, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (number of carbon atoms). , Each independently, a hydrogen atom or a methyl group is more preferable, and a methyl group is further preferable.
式(1)〜式(4)中、Y1、Y2、Y3、及び、Y4は、それぞれ独立に、2価の連結基を表す。連結基の構造としては、特に制限されない。Y1、Y2、Y3、及び、Y4で表される2価の連結基としては、例えば、下記式(Y−1)〜(Y−21)で表される連結基等が挙げられる。下記式(Y−1)〜(Y−21)中、A、Bはそれぞれ結合部位を意味する。下記に示した構造のうち、合成の簡便性から、(Y−2)又は(Y−13)がより好ましい。In formulas (1) to (4), Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 each independently represent a divalent linking group. The structure of the linking group is not particularly limited. Examples of the divalent linking group represented by Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 include linking groups represented by the following formulas (Y-1) to (Y-21). . In the following formulas (Y-1) to (Y-21), A and B each mean a binding site. Among the structures shown below, (Y-2) or (Y-13) is more preferable because of the ease of synthesis.
式(1)〜式(4)中、Z1、Z2、Z3、及びZ4は、それぞれ独立に1価の有機基を表す。有機基の構造としては、特に制限されない。有機基としては、例えば、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、及び、アミノ基等が挙げられる。
なかでも、Z1、Z2、Z3、及び、Z4で表される有機基としては、顔料等をより分散させやすい点で、立体反発効果を有することが好ましく、それぞれ独立に、炭素数5〜24のアルキル基又はアルコキシ基がより好ましく、それぞ独立に炭素数5〜24の分岐アルキル基、炭素数5〜24の環状アルキル基、又は、炭素数5〜24のアルコキシ基が更に好ましい。なお、アルコキシ基中に含有されるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれでもよい。In formulas (1) to (4), Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 each independently represent a monovalent organic group. The structure of the organic group is not particularly limited. Examples of the organic group include an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a heteroaryloxy group, an alkylthioether group, an arylthioether group, a heteroarylthioether group, and an amino group.
Among them, the organic groups represented by Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 preferably have a steric repulsion effect in that the pigment and the like can be more easily dispersed. More preferably, it is an alkyl group or alkoxy group having 5 to 24 carbon atoms, and a branched alkyl group having 5 to 24 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 5 to 24 carbon atoms, or an alkoxy group having 5 to 24 carbon atoms is more preferable. . The alkyl group contained in the alkoxy group may be linear, branched or cyclic.
式(1)〜式(4)中、n、m、p、及びqは、それぞれ独立に、1〜500の整数を表す。
式(1)、及び、式(2)中、j、及び、kは、それぞれ独立に、2〜8の整数を表す。
式(1)、及び、式(2)中、j、及び、kは、硬化性組成物がより優れた経時安定性、及び、より優れた現像性を有する点で、4〜6の整数が好ましく、5がより好ましい。
式(1)、及び、式(2)中、n、及び、mは、10以上の整数が好ましく、20以上の整数がより好ましい。また、分散剤が、ポリカプロラクトン構造、及び、ポリバレロラクトン構造を含有する場合、ポリカプロラクトン構造の繰り返し数と、ポリバレロラクトンの繰返し数の和としては、10以上の整数が好ましく、20以上の整数がより好ましい。In formulas (1) to (4), n, m, p, and q each independently represent an integer of 1 to 500.
In formula (1) and formula (2), j and k each independently represent an integer of 2 to 8.
In formulas (1) and (2), j and k are integers of 4 to 6 in that the curable composition has more excellent stability over time and more excellent developability. Preferably, 5 is more preferable.
In the formulas (1) and (2), n and m are preferably integers of 10 or more, and more preferably 20 or more. When the dispersant contains a polycaprolactone structure and a polyvalerolactone structure, the sum of the polycaprolactone structure repeating number and the polyvalerolactone repeating number is preferably an integer of 10 or more, and 20 or more. An integer is more preferable.
式(3)中、R3は分岐鎖状、又は、直鎖状のアルキレン基を表し、炭素数1〜10のアルキレン基が好ましく、炭素数2、又は、3のアルキレン基がより好ましい。pが2〜500のとき、複数存在するR3は互いに同一でも異なってもよい。
式(4)中、R4は水素原子、又は、1価の有機基を表す。1価の有機基の構造としては、特に制限されない。R4としては、例えば、水素原子、アルキル基、アリール基、又は、ヘテロアリール基が好ましく、水素原子、又は、アルキル基がより好ましい。
R4がアルキル基である場合、アルキル基としては、炭素数1〜20の直鎖状アルキル基、炭素数3〜20の分岐鎖状アルキル基、又は、炭素数5〜20の環状アルキル基が好ましく、炭素数1〜20の直鎖状アルキル基がより好ましく、炭素数1〜6の直鎖状アルキル基が更に好ましい。式(4)中、qが2〜500のとき、グラフト鎖を含有する構造単位中に複数存在するX5及びR4は互いに同一でも異なってもよい。In formula (3), R 3 represents a branched or linear alkylene group, preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms. When p is 2 to 500, a plurality of R 3's may be the same or different.
In formula (4), R 4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group. The structure of the monovalent organic group is not particularly limited. As R 4 , for example, a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group is preferable, and a hydrogen atom or an alkyl group is more preferable.
When R 4 is an alkyl group, the alkyl group may be a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyclic alkyl group having 5 to 20 carbon atoms. A linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is more preferable, and a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is further preferable. In the formula (4), when q is 2 to 500, a plurality of X 5 and R 4 present in the structural unit containing the graft chain may be the same or different from each other.
高分子化合物は、構造が異なる、2種以上のグラフト鎖を含有する構造単位を含有してもよい。即ち、高分子化合物の分子中に、互いに構造の異なる式(1)〜式(4)で表される構造単位を含有してもよく、式(1)〜式(4)中、n、m、p、及びqがそれぞれ2以上の整数を表す場合、式(1)及び式(2)中、側鎖中にj及びkが互いに異なる構造を含有してもよく、式(3)及び式(4)中、分子内に複数存在するR3、R4及びX5は互いに同一でも異なってもよい。The polymer compound may contain a structural unit containing two or more kinds of graft chains having different structures. That is, in the molecule of the polymer compound, structural units represented by the formulas (1) to (4) having different structures may be contained, and n and m in the formulas (1) to (4) may be contained. , P, and q each represent an integer of 2 or more, in formula (1) and formula (2), j and k may have different structures in the side chains, and formula (3) and formula In (4), a plurality of R 3 , R 4 and X 5 present in the molecule may be the same or different from each other.
式(1)で表される構造単位としては、硬化性組成物が、より優れた経時安定性、及び、より優れた現像性を有する点で、下記式(1A)で表される構造単位がより好ましい。
式(2)で表される構造単位としては、硬化性組成物が、より優れた経時安定性、及び、現像性を有する点で、下記式(2A)で表される構造単位がより好ましい。The structural unit represented by the formula (1) is a structural unit represented by the following formula (1A) in that the curable composition has more excellent stability over time and developability. More preferable.
As the structural unit represented by the formula (2), the structural unit represented by the following formula (2A) is more preferable because the curable composition has more excellent stability over time and developability.
式(1A)中、X1、Y1、Z1及びnは、式(1)中のX1、Y1、Z1及びnとして既に説明したとおりである。式(2A)中、X2、Y2、Z2及びmは、式(2)中のX2、Y2、Z2及びmとして既に説明したとおりである。In the formula (1A), X 1, Y 1, Z 1 and n are as previously described as X 1, Y 1, Z 1 and n in formula (1). In the formula (2A), X 2, Y 2, Z 2 and m are as previously described as X 2, Y 2, Z 2 and m in the formula (2).
式(3)で表される構造単位としては、硬化性組成物がより優れた経時安定性、及び、より優れた現像性を有する点で、下記式(3A)又は式(3B)で表される構造単位がより好ましい。 The structural unit represented by the formula (3) is represented by the following formula (3A) or the formula (3B) in that the curable composition has better stability over time and better developability. Structural units are more preferred.
式(3A)又は(3B)中、X3、Y3、Z3及びpは、式(3)中、X3、Y3、Z3及びpとして既に説明したとおりである。Wherein (3A) or (3B), X 3, Y 3, Z 3 and p in formula (3) are as previously described as X 3, Y 3, Z 3 and p.
高分子化合物は、グラフト鎖、なかでも高分子鎖を含有する構造単位として、式(1A)で表される構造単位を含有することがより好ましい。 The polymer compound more preferably contains a structural unit represented by the formula (1A) as a structural unit containing a graft chain, especially a polymer chain.
高分子化合物中における、グラフト鎖を含有する構造単位(例えば、上記式(1)〜式(4)で表される構造単位)の含有量は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対し2〜90質量%が好ましく、5〜30%の範囲がより好ましい。高分子化合物中におけるグラフト鎖を含有する構造単位の含有量が、上記範囲内であると、分散剤は顔料等をより分散させやすく、かつ、硬化性組成物はより優れた現像性を有する。 The content of the structural unit containing a graft chain (for example, the structural unit represented by the above formula (1) to formula (4)) in the polymer compound is, in terms of mass, based on the total mass of the polymer compound. 2-90 mass% is preferable, and the range of 5-30% is more preferable. When the content of the structural unit containing the graft chain in the polymer compound is within the above range, the dispersant more easily disperses the pigment and the like, and the curable composition has more excellent developability.
・疎水性構造単位
高分子化合物は、グラフト鎖を含有する構造単位とは異なる(すなわち、グラフト鎖を含有する構造単位には相当しない)疎水性構造単位を含有することが好ましい。ただし、本明細書において、疎水性構造単位は、酸基(例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及び、フェノール性水酸基等)を含有しない構造単位である。-Hydrophobic Structural Unit The polymer compound preferably contains a hydrophobic structural unit that is different from the structural unit containing the graft chain (that is, does not correspond to the structural unit containing the graft chain). However, in the present specification, the hydrophobic structural unit is a structural unit that does not contain an acid group (for example, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a phenolic hydroxyl group).
疎水性構造単位は、後述するClogP値が1.2以上の化合物(モノマー)に由来する(対応する)構造単位が好ましく、ClogP値が1.2〜8.0の化合物に由来する構造単位がより好ましい。 The hydrophobic structural unit is preferably a (corresponding) structural unit derived from a compound (monomer) having a ClogP value of 1.2 or more, which will be described later, and a structural unit derived from a compound having a ClogP value of 1.2 to 8.0. More preferable.
ClogP値は、Daylight Chemical Information System, Inc.から入手できるプログラム“CLOGP”で計算された値である。このプログラムは、Hansch, Leoのフラグメントアプローチ(下記文献参照)により算出される“計算logP”の値を提供する。フラグメントアプローチは化合物の化学構造に基づいており、化学構造を部分構造(フラグメント)に分割し、そのフラグメントに対して割り当てられたlogP寄与分を合計することにより化合物のlogP値を推算している。その詳細は以下の文献に記載されている。本明細書では、ClogP値は、プログラムCLOGP v4.82により計算した値を意図する。
A. J. Leo, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol.4, C. Hansch, P. G. Sammnens, J. B. Taylor and C. A. Ramsden, Eds., p.295, Pergamon Press, 1990 C. Hansch & A. J. Leo. SUbstituent Constants For Correlation Analysis in Chemistry and Biology. John Wiley & Sons. A.J. Leo. Calculating logPoct from structure. Chem. Rev., 93, 1281−1306, 1993.The ClogP value is measured by Daylight Chemical Information System, Inc. It is a value calculated by the program "CLOGP" available from This program provides the value of "computational logP" calculated by the Hansch, Leo fragment approach (see below). The fragment approach is based on the chemical structure of the compound and estimates the compound's logP value by dividing the chemical structure into substructures (fragments) and summing the logP contributions assigned to that fragment. The details are described in the following documents. As used herein, ClogP value is intended to be the value calculated by the program CLOGP v4.82.
A. J. Leo, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol. 4, C.I. Hansch, P .; G. Sammmens, J.M. B. Taylor and C.I. A. Ramsden, Eds. , P. 295, Pergamon Press, 1990 C.I. Hansch & A. J. Leo. Substituent Constants For Correlation Analysis in Chemistry and Biology. John Wiley & Sons. A. J. Leo. Calculating logPoint from structure. Chem. Rev. , 93, 1281-1306, 1993.
logPは、分配係数P(Partition Coefficient)の常用対数を意味し、ある有機化合物が油(一般的には1−オクタノール)と水の2相系の平衡でどのように分配されるかを定量的な数値として表す物性値であり、以下の式で示される。
logP=log(Coil/Cwater)
式中、Coilは油相中の化合物のモル濃度を、Cwaterは水相中の化合物のモル濃度を表す。
logPの値が0をはさんでプラスに大きくなると油溶性が増し、マイナスで絶対値が大きくなると水溶性が増すことを意味し、有機化合物の水溶性と負の相関があり、有機化合物の親疎水性を見積るパラメータとして広く利用されている。logP means a common logarithm of partition coefficient P (Partition Coefficient), and quantitatively shows how an organic compound is distributed in the equilibrium of two-phase system of oil (generally 1-octanol) and water. Is a physical property value expressed as a numerical value and is represented by the following formula.
logP = log (Coil / Cwater)
In the formula, Coil represents the molar concentration of the compound in the oil phase, and Cwater represents the molar concentration of the compound in the aqueous phase.
It means that the oil solubility increases when the value of logP increases to a positive value across 0, and the water solubility increases when the absolute value increases to a negative value, and there is a negative correlation with the water solubility of organic compounds. It is widely used as a parameter for estimating the water content.
高分子化合物は、疎水性構造単位として、下記式(i)〜(iii)で表される単量体に由来の構造単位からなる群から選択される少なくとも1種の構造単位を含有することが好ましい。 The polymer compound may contain, as the hydrophobic structural unit, at least one structural unit selected from the group consisting of structural units derived from the monomers represented by the following formulas (i) to (iii). preferable.
上記式(i)〜(iii)中、R1、R2、及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、及び、臭素原子等)、又は炭素数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、及び、プロピル基等)を表す。
R1、R2、及びR3は、水素原子、又は、炭素数が1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子、又は、メチル基がより好ましい。R2及びR3は、水素原子が更に好ましい。
Xは、酸素原子(−O−)又はイミノ基(−NH−)を表し、酸素原子が好ましい。In the above formulas (i) to (iii), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or the like), or a carbon number. Represents an alkyl group of 1 to 6 (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, etc.).
R 1 , R 2 and R 3 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group. R 2 and R 3 are more preferably hydrogen atoms.
X represents an oxygen atom (-O-) or an imino group (-NH-), and an oxygen atom is preferable.
Lは、単結合又は2価の連結基である。2価の連結基としては、2価の脂肪族基(例えば、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基、及び、置換アルキニレン基等)、2価の芳香族基(例えば、アリーレン基、及び、置換アリーレン基等)、2価の複素環基、酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、置換イミノ基(−NR31−、ここでR31は脂肪族基、芳香族基又は複素環基を表す)、カルボニル基(−CO−)、及び、これらの組合せ等が挙げられる。L is a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a divalent aliphatic group (eg, alkylene group, substituted alkylene group, alkenylene group, substituted alkenylene group, alkynylene group, and substituted alkynylene group), divalent aromatic group (eg, , An arylene group, and a substituted arylene group), a divalent heterocyclic group, an oxygen atom (—O—), a sulfur atom (—S—), an imino group (—NH—), a substituted imino group (—NR 31 -, Where R 31 represents an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group), a carbonyl group (-CO-), and combinations thereof.
2価の脂肪族基は、環状構造又は分岐鎖構造を含有してもよい。脂肪族基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10が更に好ましい。脂肪族基は不飽和脂肪族基でも、飽和脂肪族基でもよく、飽和脂肪族基が好ましい。脂肪族基は、置換基を含有してもよい。置換基としては特に制限されないが、例えば、ハロゲン原子、芳香族基、及び、複素環基等が挙げられる。 The divalent aliphatic group may contain a cyclic structure or a branched chain structure. 1-20 are preferable, as for carbon number of an aliphatic group, 1-15 are more preferable, and 1-10 are more preferable. The aliphatic group may be an unsaturated aliphatic group or a saturated aliphatic group, and the saturated aliphatic group is preferable. The aliphatic group may contain a substituent. The substituent is not particularly limited, but examples thereof include a halogen atom, an aromatic group, and a heterocyclic group.
2価の芳香族基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜15がより好ましく、6〜10が更に好ましい。芳香族基は置換基を含有してもよい。置換基としては特に制限されないが、ハロゲン原子、脂肪族基、芳香族基、及び、複素環基等が挙げられる。 6-20 are preferable, as for carbon number of a bivalent aromatic group, 6-15 are more preferable, and 6-10 are more preferable. The aromatic group may contain a substituent. The substituent is not particularly limited, but examples thereof include a halogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, and a heterocyclic group.
2価の複素環基は、複素環として5員環又は6員環を含有することが好ましい。複素環に他の複素環、脂肪族環又は芳香族環が縮合してもよい。複素環基は置換基を含有してもよい。置換基としては、特に制限されないが、例えば、ハロゲン原子、水酸基、オキソ基(=O)、チオキソ基(=S)、イミノ基(=NH)、置換イミノ基(=N−R32、ここでR32は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、脂肪族基、芳香族基、及び、複素環基等が挙げられる。The divalent heterocyclic group preferably contains a 5-membered ring or a 6-membered ring as the heterocycle. Another heterocycle, an aliphatic ring or an aromatic ring may be condensed with the heterocycle. The heterocyclic group may contain a substituent. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include a halogen atom, a hydroxyl group, an oxo group (═O), a thioxo group (═S), an imino group (═NH), a substituted imino group (═N—R 32 , where R 32 includes an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group), an aliphatic group, an aromatic group, and a heterocyclic group.
Lとしては、単結合、アルキレン基又はオキシアルキレン構造を含有する2価の連結基が好ましい。オキシアルキレン構造は、オキシエチレン構造又はオキシプロピレン構造がより好ましい。Lは、オキシアルキレン構造を2個以上繰り返して含有するポリオキシアルキレン構造を含有してもよい。ポリオキシアルキレン構造としては、ポリオキシエチレン構造又はポリオキシプロピレン構造が好ましい。ポリオキシエチレン構造は、−(OCH2CH2)n−で表され、nは、2以上の整数が好ましく、2〜10の整数がより好ましい。L is preferably a single bond, an alkylene group or a divalent linking group containing an oxyalkylene structure. The oxyalkylene structure is more preferably an oxyethylene structure or an oxypropylene structure. L may contain a polyoxyalkylene structure containing two or more oxyalkylene structures. The polyoxyalkylene structure is preferably a polyoxyethylene structure or a polyoxypropylene structure. Polyoxyethylene structure, - (OCH 2 CH 2) n - it is represented, n is preferably an integer of 2 or more, and more preferably an integer of from 2 to 10.
Zとしては、脂肪族基(例えば、アルキル基、置換アルキル基、不飽和アルキル基、及び、置換不飽和アルキル基等)、芳香族基(例えば、アリール基、置換アリール基、アリーレン基、及び、置換アリーレン基等)、複素環基、又は、これらの組み合わせが挙げられる。これらの基は、酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、置換イミノ基(−NR31−、ここでR31は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、又は、カルボニル基(−CO−)を含有してもよい。Z is an aliphatic group (for example, an alkyl group, a substituted alkyl group, an unsaturated alkyl group, a substituted unsaturated alkyl group, etc.), an aromatic group (for example, an aryl group, a substituted aryl group, an arylene group, and A substituted arylene group), a heterocyclic group, or a combination thereof. These groups an oxygen atom (-O-), sulfur atom (-S-), an imino group (-NH-), a substituted imino group (-NR 31 -, wherein R 31 is an aliphatic group, an aromatic group Or a heterocyclic group) or a carbonyl group (—CO—).
脂肪族基は、環状構造又は分岐鎖構造を含有してもよい。脂肪族基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10が更に好ましい。脂肪族基は、更に環集合炭化水素基、又は、架橋環式炭化水素基を含有し、環集合炭化水素基の例としては、ビシクロヘキシル基、パーヒドロナフタレニル基、ビフェニル基、及び、4−シクロヘキシルフェニル基等が挙げられる。架橋環式炭化水素環として、例えば、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン、及び、ビシクロオクタン環(ビシクロ[2.2.2]オクタン環、及び、ビシクロ[3.2.1]オクタン環等)等の2環式炭化水素環;アダマンタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、及び、トリシクロ[4.3.1.12,5]ウンデカン環等の3環式炭化水素環;テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、及び、パーヒドロ−1,4−メタノ−5,8−メタノナフタレン環等の4環式炭化水素環;等が挙げられる。架橋環式炭化水素環には、縮合環式炭化水素環、例えば、パーヒドロナフタレン(デカリン)、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、及び、パーヒドロフェナレン環等の5〜8員シクロアルカン環が複数個縮合した縮合環も含まれる。
脂肪族基としては、不飽和脂肪族基よりも飽和脂肪族基の方が好ましい。脂肪族基は、置換基を含有してもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、芳香族基、及び、複素環基等が挙げられる。ただし、脂肪族基は、置換基として酸基を含有しない。The aliphatic group may contain a cyclic structure or a branched chain structure. 1-20 are preferable, as for carbon number of an aliphatic group, 1-15 are more preferable, and 1-10 are more preferable. The aliphatic group further contains a ring-assembled hydrocarbon group, or a cross-linked cyclic hydrocarbon group, and examples of the ring-assembled hydrocarbon group include bicyclohexyl group, perhydronaphthalenyl group, biphenyl group, and 4-cyclohexylphenyl group and the like can be mentioned. Examples of the crosslinked cyclic hydrocarbon ring include pinane, bornane, norpinane, norbornane, and bicyclooctane ring (bicyclo [2.2.2] octane ring, bicyclo [3.2.1] octane ring, etc.) and the like. A bicyclic hydrocarbon ring of adamantane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, and tricyclo [4.3.1.1 2,5 ] undecane ring, etc. Tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, and a tetracyclic hydrocarbon ring such as a perhydro-1,4-methano-5,8-methanonaphthalene ring; and the like. The bridged cyclic hydrocarbon ring includes a condensed cyclic hydrocarbon ring such as perhydronaphthalene (decalin), perhydroanthracene, perhydrophenanthrene, perhydroacenaphthene, perhydrofluorene, perhydroindene, and perhydroindene. A condensed ring in which a plurality of 5- to 8-membered cycloalkane rings such as a phenalene ring are condensed is also included.
As the aliphatic group, a saturated aliphatic group is preferable to an unsaturated aliphatic group. The aliphatic group may contain a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an aromatic group, and a heterocyclic group. However, the aliphatic group does not contain an acid group as a substituent.
芳香族基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜15がより好ましく、6〜10が更に好ましい。芳香族基は置換基を含有してもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、脂肪族基、芳香族基、及び、複素環基等が挙げられる。ただし、芳香族基は、置換基として酸基を含有しない。 6-20 are preferable, as for carbon number of an aromatic group, 6-15 are more preferable, and 6-10 are more preferable. The aromatic group may contain a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, and a heterocyclic group. However, the aromatic group does not contain an acid group as a substituent.
複素環基は、複素環として5員環又は6員環を含有することが好ましい。複素環に他の複素環、脂肪族環又は芳香族環が縮合してもよい。複素環基は置換基を含有してもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、オキソ基(=O)、チオキソ基(=S)、イミノ基(=NH)、置換イミノ基(=N−R32、ここでR32は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、脂肪族基、芳香族基、及び、複素環基等が挙げられる。ただし、複素環基は、置換基として酸基を含有しない。The heterocyclic group preferably contains a 5-membered ring or a 6-membered ring as the heterocycle. Another heterocycle, an aliphatic ring or an aromatic ring may be condensed with the heterocycle. The heterocyclic group may contain a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxyl group, an oxo group (= O), a thioxo group (= S), an imino group (= NH), a substituted imino group (= N-R 32 , where R 32 is an aliphatic group). Group, aromatic group or heterocyclic group), aliphatic group, aromatic group, and heterocyclic group. However, the heterocyclic group does not contain an acid group as a substituent.
上記式(iii)中、R4、R5、及び、R6は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、及び、臭素原子等)、炭素数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、及び、プロピル基等)、Z、又は、L−Zを表す。ここでL及びZは、上記におけるものと同義である。R4、R5、及び、R6としては、水素原子、又は、炭素数が1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。In the above formula (iii), R 4 , R 5 , and R 6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or the like) and a carbon number of 1 to 6. Represents an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, etc.), Z, or LZ. Here, L and Z have the same meanings as described above. As R 4 , R 5 and R 6 , a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom is more preferable.
上記式(i)で表される単量体として、R1、R2、及びR3が水素原子又はメチル基であって、Lが単結合、又は、アルキレン基、若しくは、オキシアルキレン構造を含有する2価の連結基であって、Xが酸素原子、又は、イミノ基であって、Zが脂肪族基、複素環基又は芳香族基である化合物が好ましい。
上記式(ii)で表される単量体として、R1が水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基であって、Zが脂肪族基、複素環基又は芳香族基である化合物が好ましい。上記式(iii)で表される単量体として、R4、R5、及びR6が水素原子又はメチル基であって、Zが脂肪族基、複素環基又は芳香族基である化合物が好ましい。As the monomer represented by the above formula (i), R 1 , R 2 , and R 3 are hydrogen atoms or methyl groups, and L contains a single bond, or an alkylene group, or an oxyalkylene structure. A compound having a divalent linking group, wherein X is an oxygen atom or an imino group, and Z is an aliphatic group, a heterocyclic group or an aromatic group is preferable.
As the monomer represented by the above formula (ii), a compound in which R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, L is an alkylene group, and Z is an aliphatic group, a heterocyclic group or an aromatic group. Is preferred. As the monomer represented by the above formula (iii), a compound in which R 4 , R 5 and R 6 are hydrogen atoms or a methyl group and Z is an aliphatic group, a heterocyclic group or an aromatic group is preferable.
式(i)〜(iii)で表される代表的な化合物の例としては、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、及び、スチレン類等のラジカル重合性化合物が挙げられる。
なお、式(i)〜(iii)で表される代表的な化合物の例としては、特開2013−249417号公報の段落0089〜0093に記載の化合物を参照でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。Examples of typical compounds represented by the formulas (i) to (iii) include acrylic acid esters, methacrylic acid esters, and radically polymerizable compounds such as styrenes.
As examples of representative compounds represented by formulas (i) to (iii), the compounds described in paragraphs 0089 to 0093 of JP2013-249417A can be referred to, and the contents thereof are described in the present specification. Incorporated into.
疎水性構造単位の含有量としては、高分子化合物の全質量に対して、10〜90質量%が好ましく、20〜80質量%がより好ましい。疎水性構造単位の含有量が上記範囲内だと、硬化性組成物は、より優れた本発明の効果を有する。 The content of the hydrophobic structural unit is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 80% by mass, based on the total mass of the polymer compound. When the content of the hydrophobic structural unit is within the above range, the curable composition has more excellent effects of the present invention.
・顔料等と相互作用を形成しうる官能基を含有する構造単位
高分子化合物には、顔料等と相互作用を形成しうる官能基を導入することができる。ここで、高分子化合物は、顔料等と相互作用を形成しうる官能基を含有する構造単位を更に含有することが好ましい。
この顔料等と相互作用を形成しうる官能基としては、例えば、酸基、塩基性基、配位性基、及び、反応性を有する官能基等が挙げられる。
高分子化合物が、酸基、塩基性基、配位性基、又は、反応性を有する官能基を含有する場合、それぞれ、酸基を含有する構造単位、塩基性基を含有する構造単位、配位性基を含有する構造単位、又は、反応性を有する構造単位を含有することが好ましい。
特に、高分子化合物が、更に、酸基として、カルボン酸基等のアルカリ可溶性基を含有することで、高分子化合物に、アルカリ現像によるパターン形成のための現像性を付与することができる。
すなわち、高分子化合物にアルカリ可溶性基を導入することで、硬化性組成物は、顔料等の分散に寄与する分散剤としての高分子化合物が、同時にアルカリ可溶性を有する。このような高分子化合物を含有する硬化性組成物は、より優れたアルカリ現像性(未露光部がアルカリ現像でより溶解しやすい)を有し、また、得られる硬化膜は、より優れた遮光性を有する。-Structural unit containing functional group capable of forming interaction with pigment etc. A functional group capable of forming interaction with pigment etc. can be introduced into the polymer compound. Here, the polymer compound preferably further contains a structural unit containing a functional group capable of forming an interaction with a pigment or the like.
Examples of the functional group capable of forming an interaction with the pigment or the like include an acid group, a basic group, a coordinating group, and a reactive functional group.
When the polymer compound contains an acid group, a basic group, a coordinating group, or a reactive functional group, a structural unit containing an acid group, a structural unit containing a basic group, and a It is preferable to contain a structural unit containing a coordination group or a structural unit having reactivity.
In particular, when the polymer compound further contains, as an acid group, an alkali-soluble group such as a carboxylic acid group, the polymer compound can be imparted with developability for pattern formation by alkali development.
That is, by introducing an alkali-soluble group into the polymer compound, in the curable composition, the polymer compound as a dispersant that contributes to the dispersion of the pigment and the like is simultaneously alkali-soluble. The curable composition containing such a polymer compound has a better alkali developability (the unexposed portion is more easily dissolved by alkali development), and the obtained cured film has a better light shielding property. Have sex.
酸基を含有する高分子化合物は、後述する溶剤とのより高い親和性を有する。従い、酸基を含有する高分子化合物を含有する硬化性組成物はより優れた塗布性を有する。
これは、酸基を含有する構造単位における酸基が顔料等と相互作用しやすく、高分子化合物が顔料等を安定的に分散すると共に、顔料等を分散する高分子化合物の粘度がより低下し、高分子化合物自体も安定的に分散されやすいためであると推測される。The polymer compound containing an acid group has higher affinity with the solvent described later. Therefore, the curable composition containing the polymer compound containing an acid group has more excellent coatability.
This is because the acid group in the structural unit containing an acid group easily interacts with the pigment or the like, the polymer compound stably disperses the pigment or the like, and the viscosity of the polymer compound in which the pigment or the like is dispersed further decreases. It is presumed that this is because the polymer compound itself is likely to be stably dispersed.
酸基としてアルカリ可溶性基を含有する構造単位は、上記のグラフト鎖を含有する構造単位と同一の構造単位であっても、異なる構造単位であってもよい。
なお、本明細書において、酸基としてアルカリ可溶性基を含有する構造単位は、上記の疎水性構造単位とは異なる構造単位を意図する(すなわち、上記の疎水性構造単位には該当しない)。The structural unit containing an alkali-soluble group as an acid group may be the same as or different from the structural unit containing a graft chain.
In the present specification, the structural unit containing an alkali-soluble group as an acid group is intended to be a structural unit different from the above hydrophobic structural unit (that is, does not correspond to the above hydrophobic structural unit).
顔料等と相互作用を形成しうる官能基のうち、酸基としては、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及び、フェノール性水酸基等が挙げられ、カルボン酸基、スルホン酸基、及び、リン酸基からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、顔料等へのより優れた吸着力を有し、かつ、より優れた分散性を有する点で、カルボン酸基がより好ましい。
すなわち、高分子化合物は、カルボン酸基、スルホン酸基、及び、リン酸基からなる群から選択される少なくとも1種を含有する構造単位を更に含有することが好ましい。Among the functional groups capable of forming an interaction with a pigment and the like, examples of the acid group include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a phenolic hydroxyl group, and a carboxylic acid group, a sulfonic acid group. , And at least one selected from the group consisting of a phosphoric acid group are preferable, and a carboxylic acid group is more preferable in that it has more excellent adsorptivity to pigments and the like and has more excellent dispersibility. .
That is, the polymer compound preferably further contains a structural unit containing at least one selected from the group consisting of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group.
高分子化合物は、酸基を含有する構造単位を1種又は2種以上有してもよい。
高分子化合物は、酸基を含有する構造単位を含有してもしなくてもよい。
酸基を含有する構造単位の高分子化合物中における含有量は、高分子化合物の全質量に対して、5〜80質量%が好ましく、アルカリ現像による画像強度のダメージがより抑制される点で、10〜60質量%がより好ましい。The polymer compound may have one type or two or more types of structural units containing an acid group.
The polymer compound may or may not contain a structural unit containing an acid group.
The content of the structural unit containing an acid group in the polymer compound is preferably 5 to 80 mass% with respect to the total mass of the polymer compound, and the image strength damage due to alkali development is further suppressed, 10 to 60 mass% is more preferable.
顔料等と相互作用を形成しうる官能基のうち、塩基性基としては、例えば、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、N原子を含有するヘテロ環基、及び、アミド基等が挙げられる。なかでも、顔料等へのより優れた吸着力を有し、かつ、より優れた分散性を有する点で、第3級アミノ基が好ましい。高分子化合物は、塩基性基1種を単独で含有しても、2種以上を含有してもよい。
高分子化合物は、塩基性基を含有する構造単位を含有してもしなくてもよい。
高分子化合物中における、塩基性基を含有する構造単位の含有量は、高分子化合物の全質量に対して、0.01〜50質量%が好ましく、硬化性組成物がより優れた現像性を示す点で、0.01〜30質量%がより好ましい。Among the functional groups capable of forming an interaction with a pigment or the like, the basic group includes, for example, a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, a heterocyclic group containing an N atom, and , Amide groups and the like. Among them, the tertiary amino group is preferable in that it has a better adsorptivity to pigments and the like and a better dispersibility. The polymer compound may contain one basic group or two or more basic groups.
The polymer compound may or may not contain a structural unit containing a basic group.
The content of the structural unit containing a basic group in the polymer compound is preferably 0.01 to 50% by mass with respect to the total mass of the polymer compound, and the curable composition exhibits more excellent developability. From the point shown, 0.01 to 30 mass% is more preferable.
顔料等と相互作用を形成しうる官能基のうち、配位性基、及び、反応性を有する官能基としては、例えば、アセチルアセトキシ基、トリアルコキシシリル基、イソシアネート基、酸無水物基、及び、酸塩化物基等が挙げられる。なかでも、顔料等へのより優れた吸着力を有し、顔料等をより分散させやすい点で、アセチルアセトキシ基が好ましい。高分子化合物は、配位性基、及び、反応性を有する官能基1種を単独で含有しても、2種以上を含有してもよい。高分子化合物は、配位性基を含有する構造単位、及び、反応性を有する官能基を含有する構造単位のいずれをも含有してもしなくてもよい。
高分子化合物中における、配位性基を含有する構造単位、及び、反応性を有する官能基の含有量としては、高分子化合物の全質量に対して、10〜80質量%が好ましく、硬化性組成物がより優れた現像性を示す点で、20〜60質量%がより好ましい。Among the functional groups capable of forming an interaction with the pigment and the like, a coordinating group, and as the reactive functional group, for example, acetylacetoxy group, trialkoxysilyl group, isocyanate group, acid anhydride group, and , Acid chloride groups and the like. Among them, an acetylacetoxy group is preferable because it has a better adsorptive power to the pigment and the like and is more likely to disperse the pigment and the like. The polymer compound may contain one kind of a coordinating group and one kind of a reactive functional group, or may contain two kinds or more. The polymer compound may or may not contain both a structural unit containing a coordinating group and a structural unit containing a reactive functional group.
The content of the structural unit containing a coordinating group and the functional group having reactivity in the polymer compound is preferably 10 to 80 mass% with respect to the total mass of the polymer compound, and is curable. 20 to 60 mass% is more preferable in that the composition exhibits more excellent developability.
高分子化合物が、グラフト鎖以外に、顔料等と相互作用を形成しうる官能基を含有する場合、顔料等と相互作用を形成しうる官能基を含有していればよく、これらの官能基がどのように導入されているかは特に限定されないが、高分子化合物は、下記式(iv)〜(vi)で表される単量体に由来の構造単位から選択された1種以上の構造単位を含有することが好ましい。 When the polymer compound contains a functional group capable of forming an interaction with the pigment or the like in addition to the graft chain, it may have a functional group capable of forming an interaction with the pigment or the like. Although it is not particularly limited how it is introduced, the polymer compound contains one or more structural units selected from structural units derived from monomers represented by the following formulas (iv) to (vi). It is preferable to contain.
式(iv)〜式(vi)中、R11、R12、及びR13は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、及び、臭素原子等)、又は炭素数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、及び、プロピル基等)を表す。
式(iv)〜式(vi)中、R11、R12、及びR13としては、それぞれ独立に、水素原子、又は、炭素数が1〜3のアルキル基が好ましく、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基がより好ましい。式(iv)中、R12及びR13は、それぞれ水素原子が更に好ましい。In formulas (iv) to (vi), R 11 , R 12 , and R 13 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom), or a carbon number. Represents an alkyl group of 1 to 6 (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, etc.).
In formulas (iv) to (vi), R 11 , R 12 , and R 13 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, each independently being a hydrogen atom. Or a methyl group is more preferable. In formula (iv), each of R 12 and R 13 is more preferably a hydrogen atom.
式(iv)中のX1は、酸素原子(−O−)又はイミノ基(−NH−)を表し、酸素原子が好ましい。
式(v)中のYは、メチン基又は窒素原子を表す。X 1 in the formula (iv) represents an oxygen atom (—O—) or an imino group (—NH—), and an oxygen atom is preferable.
Y in the formula (v) represents a methine group or a nitrogen atom.
式(iv)〜式(v)中のL1は、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基の定義は、上述した式(i)中のLで表される2価の連結基の定義と同じである。L 1 in formulas (iv) to (v) represents a single bond or a divalent linking group. The definition of the divalent linking group is the same as the definition of the divalent linking group represented by L in the above formula (i).
L1としては、単結合、又は、アルキレン基若しくはオキシアルキレン構造を含有する2価の連結基が好ましい。オキシアルキレン構造は、オキシエチレン構造又はオキシプロピレン構造がより好ましい。L1は、オキシアルキレン構造を2個以上繰り返して含有するポリオキシアルキレン構造を含有してもよい。ポリオキシアルキレン構造としては、ポリオキシエチレン構造又はポリオキシプロピレン構造が好ましい。ポリオキシエチレン構造は、−(OCH2CH2)n−で表され、nは、2以上の整数が好ましく、2〜10の整数がより好ましい。L 1 is preferably a single bond or a divalent linking group containing an alkylene group or an oxyalkylene structure. The oxyalkylene structure is more preferably an oxyethylene structure or an oxypropylene structure. L 1 may contain a polyoxyalkylene structure containing two or more oxyalkylene structures. The polyoxyalkylene structure is preferably a polyoxyethylene structure or a polyoxypropylene structure. Polyoxyethylene structure, - (OCH 2 CH 2) represented by n-, n is preferably an integer of 2 or more, and more preferably an integer of from 2 to 10.
式(iv)〜式(vi)中、Z1は、グラフト鎖以外に顔料等と相互作用を形成しうる官能基を表し、カルボン酸基、又は、第三級アミノ基が好ましく、カルボン酸基がより好ましい。In formulas (iv) to (vi), Z 1 represents a functional group capable of forming an interaction with a pigment or the like in addition to the graft chain, and is preferably a carboxylic acid group or a tertiary amino group, and a carboxylic acid group. Is more preferable.
式(vi)中、R14、R15、及びR16は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、及び、臭素原子等)、炭素数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、及び、プロピル基等)、−Z1、又はL1−Z1を表す。ここでL1及びZ1は、上記におけるL1及びZ1と同義であり、好ましい例も同様である。R14、R15、及びR16としては、それぞれ独立に水素原子、又は炭素数が1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。In formula (vi), R 14 , R 15 , and R 16 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom) or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. group (e.g., methyl group, ethyl group, and propyl group), - Z 1, or an L 1 -Z 1. Here, L 1 and Z 1 have the same meanings as L 1 and Z 1 described above, and preferred examples are also the same. R 14 , R 15 , and R 16 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom.
式(iv)で表される単量体としては、R11、R12、及びR13がそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、L1がアルキレン基又はオキシアルキレン構造を含有する2価の連結基であって、X1が酸素原子又はイミノ基であって、Z1がカルボン酸基である化合物が好ましい。
式(v)で表される単量体としては、R11が水素原子又はメチル基であって、L1がアルキレン基であって、Z1がカルボン酸基であって、Yがメチン基である化合物が好ましい。
式(vi)で表される単量体としては、R14、R15、及びR16がそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、L1が単結合又はアルキレン基であって、Z1がカルボン酸基である化合物が好ましい。As the monomer represented by the formula (iv), R 11 , R 12 , and R 13 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and L 1 is a divalent group containing an alkylene group or an oxyalkylene structure. A compound in which X 1 is an oxygen atom or an imino group and Z 1 is a carboxylic acid group.
As the monomer represented by the formula (v), R 11 is a hydrogen atom or a methyl group, L 1 is an alkylene group, Z 1 is a carboxylic acid group, and Y is a methine group. Certain compounds are preferred.
As the monomer represented by the formula (vi), R 14 , R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, L 1 represents a single bond or an alkylene group, and Z 1 Compounds in which is a carboxylic acid group are preferred.
以下に、式(iv)〜式(vi)で表される単量体(化合物)の代表的な例を示す。
単量体としては、例えば、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を含有する化合物(例えば、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)とコハク酸無水物との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を含有する化合物とフタル酸無水物との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を含有する化合物とテトラヒドロキシフタル酸無水物との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を含有する化合物と無水トリメリット酸との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を含有する化合物とピロメリット酸無水物との反応物、アクリル酸、アクリル酸ダイマー、アクリル酸オリゴマー、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、4−ビニル安息香酸、ビニルフェノール、及び、4−ヒドロキシフェニルメタクリルアミド等が挙げられる。Below, the typical example of the monomer (compound) represented by Formula (iv) -Formula (vi) is shown.
As the monomer, for example, a reaction of succinic anhydride with methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, a compound containing an addition-polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule (for example, 2-hydroxyethyl methacrylate) Substance, a reaction product of a compound containing an addition-polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule with phthalic anhydride, a compound containing an addition-polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule, and tetrahydroxyphthalic anhydride , A reaction product of a compound containing an addition polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule with trimellitic anhydride, a compound containing an addition polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule and pyromellitic dianhydride Reaction product with, acrylic acid, acrylic acid dimer, acrylic acid oligomer, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, 4-vinylbenzoic acid, vinylphenol, and 4-hydroxyphenyl methacrylamide.
高分子化合物中における、顔料等と相互作用を形成しうる官能基を含有する構造単位の含有量は、顔料等との相互作用、経時安定性、及び現像液への浸透性の観点から、高分子化合物の全質量に対して、0.05〜90質量%が好ましく、1.0〜80質量%がより好ましく、10〜70質量%が更に好ましい。 In the polymer compound, the content of the structural unit containing a functional group capable of forming an interaction with the pigment or the like is high from the viewpoint of interaction with the pigment or the like, stability over time, and penetrability into a developer. 0.05-90 mass% is preferable with respect to the total mass of a molecular compound, 1.0-80 mass% is more preferable, 10-70 mass% is still more preferable.
・その他の構造単位
更に、高分子化合物は、画像強度等の諸性能を向上する目的で、本発明の効果を損なわない限りにおいて、グラフト鎖を含有する構造単位、疎水性構造単位、及び、顔料等と相互作用を形成しうる官能基を含有する構造単位とは異なる、他の構造単位(例えば、分散組成物に用いられる溶剤との親和性を有する官能基等を含有する構造単位等)を更に含有しもよい。
他の構造単位としては、例えば、アクリロニトリル類、及び、メタクリロニトリル類からなる群から選択されるラジカル重合性化合物に由来の構造単位等が挙げられる。
高分子化合物は、他の構造単位1種を単独で含有して、2種以上を含有してもよい。
高分子化合物中における他の構造単位の含有量は、高分子化合物の全質量に対して、0%〜80質量%が好ましく、10〜60質量%がより好ましい。他の構造単位の含有量が0〜80質量%であると、硬化性組成物は、より優れたパターン形成性を有する。Other structural units Further, the polymer compound is a structural unit containing a graft chain, a hydrophobic structural unit, and a pigment, for the purpose of improving various properties such as image strength, as long as the effects of the present invention are not impaired. And other structural units different from the structural unit containing a functional group capable of forming an interaction with (such as a structural unit containing a functional group having an affinity for the solvent used in the dispersion composition). Further, it may be contained.
Examples of the other structural unit include structural units derived from a radically polymerizable compound selected from the group consisting of acrylonitriles and methacrylonitriles.
The polymer compound may contain one kind of the other structural unit alone, and may contain two or more kinds.
The content of the other structural unit in the polymer compound is preferably 0% to 80% by mass, more preferably 10 to 60% by mass, based on the total mass of the polymer compound. When the content of the other structural unit is 0 to 80% by mass, the curable composition has more excellent pattern formability.
・高分子化合物の物性
高分子化合物の酸価としては、特に制限されないが、0〜250mgKOH/gが好ましく、10〜200mgKOH/gがより好ましく、20〜120mgKOH/gが更に好ましい。
高分子化合物の酸価が250mgKOH/g以下だと、後述する現像工程において、支持体からの硬化膜の剥離がより抑制される。高分子化合物の酸価が10mgKOH/g以上だと、硬化性組成物はより優れたアルカリ現像性を有する。
高分子化合物の酸価が20mgKOH/g以上だと、硬化性組成物中における顔料等の沈降がより抑制され、粗大粒子数がより少ないため、結果として、硬化性組成物はより優れた経時安定性を有する。-Physical properties of polymer compound The acid value of the polymer compound is not particularly limited, but is preferably 0 to 250 mgKOH / g, more preferably 10 to 200 mgKOH / g, and further preferably 20 to 120 mgKOH / g.
When the acid value of the polymer compound is 250 mgKOH / g or less, peeling of the cured film from the support is further suppressed in the developing step described later. When the acid value of the polymer compound is 10 mgKOH / g or more, the curable composition has more excellent alkali developability.
When the acid value of the polymer compound is 20 mgKOH / g or more, sedimentation of the pigment and the like in the curable composition is further suppressed, and the number of coarse particles is smaller. As a result, the curable composition has better stability over time. Have sex.
高分子化合物の酸価は、例えば、高分子化合物中における酸基の平均含有量から算出することができる。また、高分子化合物中の酸基を含有する構造単位の含有量を変化させることで所望の酸価を有する高分子化合物を得ることができる。 The acid value of the polymer compound can be calculated, for example, from the average content of acid groups in the polymer compound. Moreover, a polymer compound having a desired acid value can be obtained by changing the content of the structural unit containing an acid group in the polymer compound.
高分子化合物の重量平均分子量は、硬化性組成物がより優れた現像性を有し、かつ、得られる硬化膜が、現像工程においてより剥離しにくい点で、GPC(Gel Permeation Chromatography:ゲル浸透クロマトグラフィー)法によるポリスチレン換算値として、4,000〜300,000が好ましく、5,000〜200,000がより好ましく、6,000〜100,000が更に好ましく、10,000〜50,000が特に好ましい。
GPC法は、HLC−8020GPC(東ソー製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(東ソー製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる方法に基づく。なお、高分子化合物は、公知の方法に基づいて合成できる。The weight average molecular weight of the polymer compound is such that the curable composition has better developability, and the resulting cured film is less likely to peel off in the development step, and thus GPC (Gel Permeation Chromatography: gel permeation chromatography) is used. The polystyrene conversion value by the (graphography) method is preferably 4,000 to 300,000, more preferably 5,000 to 200,000, further preferably 6,000 to 100,000, and particularly preferably 10,000 to 50,000. preferable.
The GPC method is based on a method in which HLC-8020GPC (manufactured by Tosoh Corporation) is used, TSKgel SuperHZM-H, TSKgel SuperHZ4000, TSKgel SuperHZ2000 (manufactured by Tosoh Corporation, 4.6 mm ID × 15 cm) are used as columns, and THF (tetrahydrofuran) is used as an eluent. . The polymer compound can be synthesized by a known method.
高分子化合物の具体例としては、楠本化成社製「DA−7301」、BYKChemie社製「Disperbyk−101(ポリアミドアミン燐酸塩)、107(カルボン酸エステル)、110(酸基を含有する共重合体)、111(リン酸系分散剤)、130(ポリアミド)、161、162、163、164、165、166、170、190(高分子共重合体)」、「BYK−P104、P105(高分子量不飽和ポリカルボン酸)」、EFKA社製「EFKA4047、4050〜4010〜4165(ポリウレタン系)、EFKA4330〜4340(ブロック共重合体)、4400〜4402(変性ポリアクリレート)、5010(ポリエステルアミド)、5765(高分子量ポリカルボン酸塩)、6220(脂肪酸ポリエステル)、6745(フタロシアニン誘導体)、6750(アゾ顔料誘導体)」、味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821、PB822、PB880、PB881」、共栄社化学社製「フローレンTG−710(ウレタンオリゴマー)」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合体)」、楠本化成社製「ディスパロンKS−860、873SN、874、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル)、DA−703−50、DA−705、DA−725」、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン重縮合物)、MS、C、SN−B(芳香族スルホン酸ホルマリン重縮合物)」、「ホモゲノールL−18(高分子ポリカルボン酸)」、「エマルゲン920、930、935、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)」、「アセタミン86(ステアリルアミンアセテート)」、日本ルーブリゾール製「ソルスパース5000(フタロシアニン誘導体)、22000(アゾ顔料誘導体)、13240(ポリエステルアミン)、3000、12000、17000、20000、27000(末端部に機能部を含有する高分子)、24000、28000、32000、38500(グラフト共重合体)」、日光ケミカルズ社製「ニッコールT106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート)、MYS−IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)」、川研ファインケミカル製 ヒノアクトT−8000E等、信越化学工業製 オルガノシロキサンポリマーKP341、裕商製「W001:カチオン系界面活性剤」、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等のノニオン系界面活性剤、「W004、W005、W017」等のアニオン系界面活性剤、森下産業製「EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450」、サンノプコ製「ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100」等の高分子分散剤、ADEKA製「アデカプルロニックL31、F38、L42、L44、L61、L64、F68、L72、P95、F77、P84、F87、P94、L101、P103、F108、L121、P−123」、及び三洋化成製「イオネット(商品名)S−20」等が挙げられる。また、アクリベースFFS−6752、アクリベースFFS−187、アクリキュア−RD−F8、及び、サイクロマーPを用いることもできる。
また、ビックケミー社製のDISPERBYK−130、DISPERBYK−140、DISPERBYK−142、DISPERBYK−145、DISPERBYK−180、DISPERBYK−187、DISPERBYK−191、DISPERBYK−2001、DISPERBYK−2010、DISPERBYK−2012、DISPERBYK−2025、BYK−9076、味の素ファインテクノ社製のアジスパーPB821、アジスパーPB822、及び、アジスパーPB881等を用いることもできる。
これらの高分子化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。Specific examples of the polymer compound include "DA-7301" manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd., "Disperbyk-101 (polyamidoamine phosphate)" manufactured by BYK Chemie, 107 (carboxylic acid ester), 110 (copolymer containing an acid group). ), 111 (phosphoric acid-based dispersant), 130 (polyamide), 161, 162, 163, 164, 165, 166, 170, 190 (polymer), “BYK-P104, P105 (high molecular weight). "Saturated polycarboxylic acid)", "EFKA 4047, 4050-4010-4165 (polyurethane type), EFKA 4330-4340 (block copolymer), 4400-4402 (modified polyacrylate), 5010 (polyester amide), 5765 (manufactured by EFKA). High molecular weight polycarboxylic acid salt), 6220 (fatty acid polyester) ), 6745 (phthalocyanine derivative), 6750 (azo pigment derivative) "," Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd. "" Adisper PB821, PB822, PB880, PB881 ", Kyoeisha Chemical Co., Ltd." Floren TG-710 (urethane oligomer) "," Polyflow " No. 50E, No. 300 (acrylic copolymer), Kusumoto Kasei's "Disparlon KS-860, 873SN, 874, # 2150 (aliphatic polycarboxylic acid), # 7004 (polyether ester), DA -703-50, DA-705, DA-725 ", Kaosha's" Demol RN, N (naphthalene sulfonic acid formalin polycondensate), MS, C, SN-B (aromatic sulfonic acid formalin polycondensate) " , "Homogenol L-18 (polymeric polycarboxylic acid)", "Emulgen 920" 930, 935, 985 (polyoxyethylene nonylphenyl ether) "," acetamine 86 (stearylamine acetate) ", Nippon Lubrizol" Solsperse 5000 (phthalocyanine derivative), 22000 (azo pigment derivative), 13240 (polyester amine), 3000, 12000, 17000, 20000, 27000 (polymer containing a functional part at the end), 24000, 28000, 32000, 38500 (graft copolymer) ", Nikko Chemicals' Nikkor T106 (polyoxyethylene sorbitan mono) OLE ART), MYS-IEX (polyoxyethylene monostearate) ", Kawaken Fine Chemicals Hinoact T-8000E, Shin-Etsu Chemical Organosiloxane Polymer KP341, Yusho W001: Cationic surfactant ", polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate , Nonionic surfactants such as sorbitan fatty acid ester, anionic surfactants such as "W004, W005, W017", "EFKA-46, EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA polymer 100, EFKA polymer 400 manufactured by Morishita Sangyo. , EFKA Polymer 401, EFKA Polymer 450 ", San Nopco's" Disperse Aid 6, Disperse Aid 8, Disperse Aid 15, Dispa " Polymer dispersants such as Suede 9100, "ADEKA Pluronic L31, F38, L42, L44, L61, L64, F68, L72, P95, F77, P84, F87, P94, L101, P103, F108, L121, P" manufactured by ADEKA. -123 ", Sanyo Kasei" Ionet (trade name) S-20 "and the like. Also, Acrybase FFS-6752, Acrybase FFS-187, Acrycure-RD-F8, and Cyclomer P can be used.
In addition, DISCERBYK-130, DISPERBYK-140, DISPERBYK-142, DISPERBYK-145, DISPERBYK-180, DISPERBYK-187, DISPERBYK-191, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2010, 20K, 20K, 20K, DISPERBYK manufactured by BIC Chemie. BYK-9076, Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. Ajisper PB821, Ajisper PB822, and Ajisper PB881 etc. can also be used.
These polymer compounds may be used alone or in combination of two or more.
なお、高分子化合物としては、特開2013−249417号公報の段落0127〜0129に記載の化合物を用いることもでき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 As the polymer compound, compounds described in paragraphs 0127 to 0129 of JP2013-249417A can also be used, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
分散剤としては、特開2010−106268号公報の段落0037〜0115(対応するUS2011/0124824の段落0075〜0133)のグラフト共重合体を使用することもでき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
分散剤としては、特開2011−153283号公報の段落0028〜0084(対応するUS2011/0279759の段落0075〜0133)の酸性基が連結基を介して結合してなる側鎖構造を含有する構成成分を含有する高分子化合物を用いることもでき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
分散剤としては、特開2016−109763号公報の段落0033〜0049に記載された樹脂を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。As the dispersant, the graft copolymers of paragraphs 0037 to 0115 of JP 2010-106268 A (corresponding paragraphs 0075 to 0133 of US2011 / 0124824) can also be used, the contents of which are incorporated herein. Be done.
As the dispersant, a constituent component containing a side chain structure in which the acidic groups of paragraphs 0028 to 0084 of JP 2011-153283 A (corresponding to paragraphs 0075 to 0133 of US 2011/0279759) are bonded via a linking group. It is also possible to use polymer compounds containing, the contents of which are incorporated herein.
As the dispersant, the resins described in paragraphs 0033 to 0049 of JP-A-2016-109763 can also be used, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
(バインダー樹脂)
硬化性組成物は、バインダー樹脂を含有することが好ましい。
バインダー樹脂の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.1〜30質量%が好ましい。
バインダー樹脂は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。バインダー樹脂を2種以上併用する場合は、その合計量が上記範囲内であることが好ましい。(Binder resin)
The curable composition preferably contains a binder resin.
The content of the binder resin is preferably 0.1 to 30 mass% with respect to the total solid content of the curable composition.
The binder resins may be used alone or in combination of two or more. When two or more binder resins are used in combination, the total amount thereof is preferably within the above range.
バインダー樹脂としては、線状有機ポリマーを用いることが好ましい。このような線状有機ポリマーとしては、公知のものを任意に使用することができる。好ましくは、水現像又は弱アルカリ水現像を可能とするために、水又は弱アルカリ水に可溶性又は膨潤性である線状有機ポリマーが選択される。なかでも、バインダー樹脂としては、アルカリ可溶性樹脂(アルカリ可溶性を促進する基を含有する樹脂)が特に好ましい。 A linear organic polymer is preferably used as the binder resin. As such a linear organic polymer, any known one can be used. Preferably, a linear organic polymer that is soluble or swellable in water or weak alkaline water is selected to allow water development or weak alkaline water development. Among them, as the binder resin, an alkali-soluble resin (a resin containing a group that promotes alkali-solubility) is particularly preferable.
アルカリ可溶性樹脂とは、アルカリ可溶性を促進する基(アルカリ可溶性基)を含有する樹脂を意図し、既に説明した分散剤とは異なる樹脂を意図する。
アルカリ可溶性樹脂としては、分子中に少なくとも1つのアルカリ可溶性基を含有する樹脂が挙げられ、例えば、ポリヒドロキシスチレン樹脂、ポリシロキサン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリルアミド樹脂、(メタ)アクリル/(メタ)アクリルアミド共重合体、エポキシ系樹脂、及び、ポリイミド樹脂等が挙げられる。The alkali-soluble resin is intended to be a resin containing a group that promotes alkali-solubility (alkali-soluble group), and is intended to be a resin different from the dispersant described above.
Examples of the alkali-soluble resin include resins containing at least one alkali-soluble group in the molecule, and examples thereof include polyhydroxystyrene resin, polysiloxane resin, (meth) acrylic resin, (meth) acrylamide resin, (meth) acrylic. Examples include / (meth) acrylamide copolymers, epoxy resins, and polyimide resins.
アルカリ可溶性樹脂の具体例としては、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物との共重合体が挙げられる。
不飽和カルボン酸としては特に制限されないが、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、及び、ビニル酢酸等のモノカルボン酸類;イタコン酸、マレイン酸、及び、フマル酸等のジカルボン酸、又は、その酸無水物;フタル酸モノ(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)等の多価カルボン酸モノエステル類;等が挙げられる。Specific examples of the alkali-soluble resin include copolymers of unsaturated carboxylic acid and ethylenically unsaturated compound.
The unsaturated carboxylic acid is not particularly limited, but includes monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, and vinylacetic acid; dicarboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid, or an acid anhydride thereof. And the like; polyvalent carboxylic acid monoesters such as phthalic acid mono (2- (meth) acryloyloxyethyl); and the like.
共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸メチル等が挙げられる。特開2010−97210号公報の段落0027、及び、特開2015−68893号公報の段落0036〜0037に記載の化合物を用いることもでき、上記の内容は本明細書に組み込まれる。 Examples of the copolymerizable ethylenically unsaturated compound include methyl (meth) acrylate. The compounds described in paragraphs 0027 of JP-A-2010-97210 and paragraphs 0036 to 0037 of JP-A-2015-68893 can also be used, and the above contents are incorporated herein.
また、共重合可能なエチレン性不飽和化合物であって、側鎖にエチレン性不飽和基を含有する化合物を組み合わせて用いてもよい。エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリル酸基が好ましい。側鎖にエチレン性不飽和基を含有するアクリル樹脂は、例えば、カルボン酸基を含有するアクリル樹脂のカルボン酸基に、グリシジル基又は脂環式エポキシ基を含有するエチレン性不飽和化合物を付加反応させて得ることができる。 Further, a copolymerizable ethylenically unsaturated compound having a side chain containing an ethylenically unsaturated group may be used in combination. As the ethylenically unsaturated group, a (meth) acrylic acid group is preferable. Acrylic resin containing an ethylenically unsaturated group in the side chain, for example, the carboxylic acid group of the acrylic resin containing a carboxylic acid group, an addition reaction of an ethylenically unsaturated compound containing a glycidyl group or an alicyclic epoxy group You can get it.
アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭54−92723号、特開昭59−53836号、及び、特開昭59−71048号に記載されている側鎖にカルボン酸基を含有するラジカル重合体;欧州特許第993966号、欧州特許第1204000号、及び、特開2001−318463号等の各公報に記載されているアルカリ可溶性基を含有するアセタール変性ポリビニルアルコール系バインダー樹脂;ポリビニルピロリドン;ポリエチレンオキサイド;アルコール可溶性ナイロン、及び、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロロヒドリンとの反応物であるポリエーテル等;国際公開第2008/123097号に記載のポリイミド樹脂;等を用いることができる。 Examples of the alkali-soluble resin include, for example, JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12577, JP-B-54-25957, JP-A-54-92723, and JP-A-59-. 53836, and radical polymers containing a carboxylic acid group in the side chain described in JP-A-59-71048; EP993966, EP1204000, and JP2001-318463. And an acetal-modified polyvinyl alcohol-based binder resin containing an alkali-soluble group, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, alcohol-soluble nylon, and 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -propane. Polyether, which is a reaction product with epichlorohydrin; International Publication No. 2 And the like can be used; polyimide resin described in JP 08/123097.
アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、特開2016−75845号公報の段落0225〜0245に記載の化合物を用いることもでき、上記内容は本明細書に組み込まれる。 As the alkali-soluble resin, for example, the compounds described in paragraphs 0225 to 0245 of JP-A-2016-75845 can be used, and the above contents are incorporated in the present specification.
アルカリ可溶性樹脂としては、ポリイミド前駆体を用いることもできる。ポリイミド前駆体は、酸無水物基を含有する化合物とジアミン化合物とを40〜100℃下において付加重合反応することにより得られる樹脂を意図する。
ポリイミド前駆体としては、例えば、式(1)で表される繰り返し単位を含有する樹脂が挙げられる。ポリイミド前駆体の構造としては、例えば、下記式(2)で示されるアミック酸構造と、アミック酸構造が一部イミド閉環してなる下記式(3)、及び/又は、全てイミド閉環した下記式(4)で示されるイミド構造を含有するものが挙げられる。
なお、本明細書において、アミック酸構造を有するポリイミド前駆体をポリアミック酸ということがある。A polyimide precursor can also be used as the alkali-soluble resin. The polyimide precursor is intended to be a resin obtained by subjecting a compound containing an acid anhydride group and a diamine compound to an addition polymerization reaction at 40 to 100 ° C.
Examples of the polyimide precursor include a resin containing a repeating unit represented by the formula (1). Examples of the structure of the polyimide precursor include, for example, an amic acid structure represented by the following formula (2) and the following formula (3) in which the amic acid structure is partially imide-closed, and / or the following formula in which all imide rings are imide-closed. The thing containing the imide structure shown by (4) is mentioned.
In addition, in this specification, the polyimide precursor which has an amic acid structure may be called polyamic acid.
上記式(1)〜(4)において、R1は炭素数2〜22の4価の有機基を表し、R2は炭素数1〜22の2価の有機基を表し、nは1又は2を表す。In the above formulas (1) to (4), R 1 represents a tetravalent organic group having 2 to 22 carbon atoms, R 2 represents a divalent organic group having 1 to 22 carbon atoms, and n is 1 or 2 Represents
上記ポリイミド前駆体としては、例えば、特開2008−106250号公報の段落0011〜0031に記載の化合物、特開2016−122101号公報の段落0022〜0039に記載の化合物、及び、特開2016−68401号公報の段落0061〜0092に記載の化合物等が挙げられ、上記の内容は本明細書に組み込まれる。 Examples of the polyimide precursor include compounds described in paragraphs 0011 to 0031 of JP 2008-106250 A, compounds described in paragraphs 0022 to 0039 of JP 2016-122101 A, and JP 2016-68401 A. Examples thereof include the compounds described in paragraphs 0061 to 0092 of the publication, and the above contents are incorporated in the present specification.
アルカリ可溶性樹脂は、硬化性組成物により得られる硬化膜のパターン形状がより優れる点で、ポリイミド樹脂、及び、ポリイミド前駆体からなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。
アルカリ可溶性基を含有するポリイミド樹脂としては、特に制限されず、公知のアルカリ可溶性基を含有するポリイミド樹脂を用いることができる。上記ポリイミド樹脂としては、例えば、特開2014−137523号公報の段落0050に記載された樹脂、特開2015−187676号公報の段落0058に記載された樹脂、及び、特開2014−106326号公報の段落0012〜0013に記載された樹脂等が挙げられ、上記の内容は本明細書に組み込まれる。The alkali-soluble resin preferably contains at least one selected from the group consisting of a polyimide resin and a polyimide precursor in that the pattern shape of the cured film obtained from the curable composition is more excellent.
The polyimide resin containing an alkali-soluble group is not particularly limited, and a known polyimide resin containing an alkali-soluble group can be used. Examples of the polyimide resin include resins described in paragraph 0050 of JP-A-2014-137523, resins described in paragraph 0058 of JP-A-2015-187676, and JP-A-2014-106326. Examples thereof include the resins described in paragraphs 0012 to 0013, and the above contents are incorporated in the present specification.
<重合禁止剤>
硬化性組成物は重合禁止剤を含有することが好ましい。重合禁止剤としては特に制限されず、公知の重合禁止剤を用いることができる。重合禁止剤としては、例えば、フェノール系重合禁止剤(例えば、p−メトキシフェノール、2,5−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、及び、4−メトキシナフトール等);ハイドロキノン系重合禁止剤(例えば、ハイドロキノン、及び、2,6−ジ−tert−ブチルハイロドロキノン等);キノン系重合禁止剤(例えば、ベンゾキノン等);フリーラジカル系重合禁止剤(例えば、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン1−オキシルフリーラジカル、及び、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン1−オキシルフリーラジカル等);ニトロベンゼン系重合禁止剤(例えば、ニトロベンゼン、及び、4−ニトロトルエン等);フェノチアジン系重合禁止剤(例えば、フェノチアジン、及び、2−メトキシフェノチアジン等);等が挙げられる。
なかでも、硬化性組成物がより優れた本発明の効果を有する点で、フェノール系重合禁止剤、又は、フリーラジカル系重合禁止剤が好ましい。
なお、上記重合開始剤は、硬化性組成物の調製時に他の成分とともに混合されてもよいし、上記樹脂の合成の際等に用いられたものが、上記樹脂とともに、その他の成分と混合されてもよい。<Polymerization inhibitor>
The curable composition preferably contains a polymerization inhibitor. The polymerization inhibitor is not particularly limited, and known polymerization inhibitors can be used. Examples of the polymerization inhibitor include phenol-based polymerization inhibitors (for example, p-methoxyphenol, 2,5-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol). , 4,4'-thiobis (3-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 4-methoxynaphthol, etc.); hydroquinone polymerization inhibition Agents (for example, hydroquinone and 2,6-di-tert-butylhydroloquinone and the like); quinone-based polymerization inhibitors (for example, benzoquinone and the like); free-radical-based polymerization inhibitors (for example, 2, 2, 6, and so on) 6-Tetramethylpiperidine 1-oxyl free radical and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-o Sill free radicals, etc.); nitrobenzene-based polymerization inhibitor (e.g., nitrobenzene, and 4-nitrotoluene and the like); phenothiazine-based polymerization inhibitor (e.g., phenothiazine and 2-methoxy phenothiazine, etc.), and the like.
Among them, the phenol-based polymerization inhibitor or the free radical-based polymerization inhibitor is preferable in that the curable composition has the more excellent effect of the present invention.
The polymerization initiator may be mixed with other components at the time of preparing the curable composition, or the one used at the time of synthesizing the resin may be mixed with the other components together with the resin. May be.
硬化性組成物中における重合禁止剤の含有量としては特に制限されないが、硬化性組成物がより優れた経時安定性、及び、より優れた硬化性を有する点で、硬化性組成物の全固形分に対して、0.0001〜1質量%が好ましい。
重合禁止剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上の重合禁止剤を併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。
重合禁止剤は、硬化性基を含有する樹脂と共に用いる場合にその効果が顕著である。例えば、分散組成物の作製中;分散組成物の作製後;硬化性組成物の作製中;硬化性組成物作製後;等、分散組成物、及び/又は、硬化性組成物が高温となったり、長期保管されたり等して、硬化性基を含有する樹脂の重合が進む懸念がある場合であっても、問題なく用いることができる。The content of the polymerization inhibitor in the curable composition is not particularly limited, but the curable composition has better stability over time, and in that it has better curability, the total solid content of the curable composition. 0.0001 to 1 mass% is preferable with respect to the minute.
The polymerization inhibitors may be used alone or in combination of two or more. When two or more polymerization inhibitors are used in combination, the total content is preferably within the above range.
The effect of the polymerization inhibitor is remarkable when used together with a resin containing a curable group. For example, during the production of the dispersion composition; after the production of the dispersion composition; during the production of the curable composition; after the production of the curable composition; etc., the temperature of the dispersion composition and / or the curable composition becomes high. Even when there is a concern that the resin containing a curable group may be polymerized due to long-term storage or the like, it can be used without any problem.
<溶剤>
硬化性組成物は、溶剤を含有してもよい。
溶剤としては特に制限されず公知の溶剤を用いることができる。
硬化性組成物中における溶剤の含有量としては特に制限されないが、一般に、硬化性組成物の固形分20〜90質量%となるよう調整されることが好ましく、30〜90質量%となるよう調整されることがより好ましい。
溶剤は1種を単独で用いても、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には、硬化性組成物の全固形分が上記範囲内となるよう調整されることが好ましい。<Solvent>
The curable composition may contain a solvent.
The solvent is not particularly limited, and a known solvent can be used.
The content of the solvent in the curable composition is not particularly limited, but it is generally preferable that the solid content of the curable composition is adjusted to 20 to 90% by mass, and adjusted to 30 to 90% by mass. More preferably.
The solvent may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds of solvents are used in combination, it is preferable that the total solid content of the curable composition is adjusted to fall within the above range.
溶剤としては、例えば、水、又は、有機溶剤が挙げられる。
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、エチレンジクロライド、テトラヒドロフラン、トルエン、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、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、アセチルアセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−メトキシプロパノール、メトキシメトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシプロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、N−メチル−2−ピロリドン、及び、乳酸エチル等が挙げられるが、これらに制限されない。Examples of the solvent include water and organic solvents.
Examples of the organic solvent include acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexane, ethyl acetate, ethylene dichloride, tetrahydrofuran, toluene, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, acetylacetone. , Cyclohexanone, cyclopentanone, diacetone alcohol, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, 3-methoxypropanol, methoxymethoxyethanol, diethylene glycol mono Chill ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methoxypropyl acetate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, ethyl acetate, Examples include, but are not limited to, butyl acetate, methyl lactate, N-methyl-2-pyrrolidone, ethyl lactate, and the like.
<界面活性剤>
硬化性組成物は、界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤を含有する硬化性組成物はより優れた塗布性を有する。
硬化性組成物中における、界面活性剤の含有量としては特に制限されないが、硬化性組成物の全固形分に対して、0.001〜2.0質量%が好ましい。
界面活性剤は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。界面活性剤を2種以上併用する場合は、合計量が上記範囲内であることが好ましい。<Surfactant>
The curable composition preferably contains a surfactant. The curable composition containing a surfactant has more excellent coatability.
The content of the surfactant in the curable composition is not particularly limited, but it is preferably 0.001 to 2.0 mass% with respect to the total solid content of the curable composition.
As the surfactant, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. When two or more surfactants are used in combination, the total amount is preferably within the above range.
界面活性剤としては、例えば、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、及び、シリコーン系界面活性剤等が挙げられる。 Examples of the surfactant include a fluorine-based surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a silicone-based surfactant.
例えば、硬化性組成物がフッ素系界面活性剤を含有すると、硬化性組成物の液特性(特に、流動性)がより向上する。即ち、フッ素系界面活性剤を含有する硬化性組成物を用いて支持体上に硬化性組成物層を形成する場合、支持体と硬化性組成物との界面張力を低下させることにより、硬化性組成物の支持体への濡れ性が改善され、硬化性組成物の塗布性が向上する。このため、少量の液量で数μm程度の硬化性組成物層を形成した場合であっても、厚みムラの小さいより均一な厚みを有する硬化性組成物層を形成することができる。 For example, when the curable composition contains a fluorosurfactant, the liquid characteristics (particularly the fluidity) of the curable composition are further improved. That is, when a curable composition layer is formed on a support using a curable composition containing a fluorosurfactant, the curability is reduced by lowering the interfacial tension between the support and the curable composition. The wettability of the composition to the support is improved, and the coatability of the curable composition is improved. Therefore, even when a curable composition layer having a thickness of about several μm is formed with a small amount of liquid, it is possible to form a curable composition layer having a less uniform thickness and a more uniform thickness.
フッ素系界面活性剤中のフッ素含有量としては、特に制限されないが、3〜40質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましく、7〜25質量%が更に好ましい。フッ素含有量が、3〜40質量%であるフッ素系界面活性剤を含有する硬化性組成物によれば、より均一な厚みを有する硬化性組成物層を形成することができ、結果として、硬化性組成物はより優れた省液性を有する。また、上記範囲内であると、フッ素系界面活性剤が、硬化性組成物中でより溶解しやすい。 The fluorine content in the fluorine-based surfactant is not particularly limited, but is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and further preferably 7 to 25% by mass. According to the curable composition containing a fluorine-based surfactant having a fluorine content of 3 to 40% by mass, a curable composition layer having a more uniform thickness can be formed, and as a result, curing The composition has more excellent liquid saving property. Further, when it is within the above range, the fluorine-based surfactant is more easily dissolved in the curable composition.
フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F176、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437、同F475、同F479、同F482、同F554、同F780(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−1068、同SC−381、同SC−383、同S−393、同KH−40(以上、旭硝子(株)製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、及び、PF7002(OMNOVA社製)等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としてブロックポリマーを用いることもでき、例えば、特開第2011−89090号公報に記載の化合物を用いることもでき、上記内容は本明細書に組み込まれる。Examples of the fluorinated surfactant include Megafac F171, F172, F173, F176, F177, F141, F142, F143, F144, R30, F437, F475 and F479. F482, F554, F780 (above, manufactured by DIC Corporation), Florard FC430, FC431, FC171 (above, manufactured by Sumitomo 3M Ltd.), Surflon S-382, SC-101, SC-101. 103, SC-104, SC-105, SC-1068, SC-381, SC-383, S-393, KH-40 (above Asahi Glass Co., Ltd.), PF636, PF656, Examples thereof include PF6320, PF6520, and PF7002 (manufactured by OMNOVA).
A block polymer may be used as the fluorine-based surfactant, for example, the compound described in JP 2011-89090 A may be used, and the above contents are incorporated in the present specification.
<紫外線吸収剤>
硬化性組成物は、紫外線吸収剤を含有してもよい。紫外線吸収剤を含有する硬化性組成物により得られる硬化膜はより優れたパターン形状(より精細なパターン形状)を有する。
紫外線吸収剤としては、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、置換アクリロニトリル系、及び、トリアジン系等の紫外線吸収剤を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、特開2012−068418号公報の段落0137〜0142(対応するUS2012/0068292の段落0251〜0254)に記載の化合物を用いることができ、上記内容は本明細書に組み込まれる。
紫外線吸収剤としては、ジエチルアミノ−フェニルスルホニル系紫外線吸収剤(大東化学社製、商品名:UV−503)等を用いることもできる。
紫外線吸収剤としては、特開2012−32556号公報の段落0134〜0148に記載の化合物を用いることもでき、上記内容は本明細書に組み込まれる。
硬化性組成物中における紫外線吸収剤の含有量としては、特に制限されないが、硬化性組成物の全固形分に対して、0.001〜15質量%が好ましく、0.01〜10質量%がより好ましく、0.1〜5質量%が更に好ましい。<Ultraviolet absorber>
The curable composition may contain an ultraviolet absorber. The cured film obtained from the curable composition containing the ultraviolet absorber has a more excellent pattern shape (finer pattern shape).
As the ultraviolet absorber, salicylate-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, substituted acrylonitrile-based, and triazine-based ultraviolet absorbers can be used.
As the ultraviolet absorber, for example, the compounds described in JP 2012-068418 A, paragraphs 0137 to 0142 (corresponding paragraphs 0251 to 0254 of US2012 / 0068292) can be used, and the above contents are incorporated in the present specification. Be done.
As the ultraviolet absorber, a diethylamino-phenylsulfonyl-based ultraviolet absorber (manufactured by Daito Chemical Co., Ltd., trade name: UV-503) and the like can also be used.
As the ultraviolet absorber, the compounds described in paragraphs 0134 to 0148 of JP 2012-32556 A can also be used, and the above contents are incorporated in the present specification.
The content of the ultraviolet absorber in the curable composition is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 15% by mass, and 0.01 to 10% by mass based on the total solid content of the curable composition. More preferably, 0.1-5 mass% is still more preferable.
<シランカップリング剤>
硬化性組成物はシランカップリング剤を含有してもよい。
本明細書において、シランカップリング剤とは、分子中に以下の加水分解性基とそれ以外の官能基とを含有する化合物を意図する。上記加水分解性基とは、珪素原子に直結し、加水分解反応及び/又は縮合反応によってシロキサン結合を生じ得る置換基を意図する。加水分解性基としては、例えば、ケイ素原子に直結した、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、及びアルケニルオキシ基等が挙げられる。加水分解性基が炭素原子を含有する場合、その炭素数は6以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましい。特に、炭素数4以下のアルコキシ基又は炭素数4以下のアルケニルオキシ基が好ましい。<Silane coupling agent>
The curable composition may contain a silane coupling agent.
In the present specification, the silane coupling agent means a compound containing the following hydrolyzable group and a functional group other than that in the molecule. The above-mentioned hydrolyzable group means a substituent which is directly bonded to a silicon atom and can form a siloxane bond by a hydrolysis reaction and / or a condensation reaction. Examples of the hydrolyzable group include a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, and an alkenyloxy group directly bonded to a silicon atom. When the hydrolyzable group contains a carbon atom, the carbon number thereof is preferably 6 or less, and more preferably 4 or less. Particularly, an alkoxy group having 4 or less carbon atoms or an alkenyloxy group having 4 or less carbon atoms is preferable.
シランカップリング剤は、加水分解性基が結合した珪素原子以外の珪素原子、及び、フッ素原子のいずれをも含有しないことが好ましい。上記シランカップリング剤を含有する硬化性組成物を用いて支持体上に硬化膜を形成すると、硬化膜は、支持体へのより優れた密着性を有する。 The silane coupling agent preferably contains neither a silicon atom other than the silicon atom to which the hydrolyzable group is bonded, nor a fluorine atom. When a cured film is formed on a support using the curable composition containing the silane coupling agent, the cured film has better adhesion to the support.
硬化性組成物中におけるシランカップリング剤の含有量は、硬化性組成物中の全固形分に対して、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜8質量%がより好ましく、1.0〜6質量%が更に好ましい。
シランカップリング剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上のシランカップリング剤を併用する場合には、合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。The content of the silane coupling agent in the curable composition is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 8% by mass, based on the total solid content in the curable composition. 0.0 to 6 mass% is more preferable.
The silane coupling agent may be used alone or in combination of two or more. When two or more silane coupling agents are used in combination, the total content is preferably within the above range.
〔硬化性組成物の製造方法〕
硬化性組成物は、上記の各成分を公知の混合方法(例えば、攪拌機、ホモジナイザー、高圧乳化装置、湿式粉砕機、及び、湿式分散機等を用いた混合方法)により混合して調製することができる。
硬化性組成物の調製に際しては、各成分を一括配合してもよいし、各成分をそれぞれ、溶剤に溶解又は分散した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序及び作業条件は特に制限されない。[Method for producing curable composition]
The curable composition may be prepared by mixing the above components by a known mixing method (for example, a mixing method using a stirrer, a homogenizer, a high pressure emulsifier, a wet pulverizer, a wet disperser, etc.). it can.
Upon preparation of the curable composition, the respective components may be blended together, or the respective components may be dissolved or dispersed in a solvent and then sequentially blended. In addition, the order of addition and the working conditions at the time of compounding are not particularly limited.
硬化性組成物は、異物の除去、欠陥の低減などの目的で、フィルタでろ過することが好ましい。フィルタとしては、特に制限されず、公知のフィルタを用いることができる。
フィルタの材料としては、特に制限されないが、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、及び、ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂(高密度、超高分子量を含む)等により形成されるフィルタが挙げられる。なかでもポリプロピレン(高密度ポリプロピレンを含む)、又は、ナイロンにより形成されるフィルタが好ましい。
フィルタの孔径としては、特に制限されないが、一般に、0.1〜7.0μmが好ましく、0.2〜2.5μmがより好ましく、0.2〜1.5μmが更に好ましく、0.3〜0.7μmが特に好ましい。この範囲とすることにより、顔料のろ過詰まりを抑えつつ、顔料に含まれる不純物及び凝集物など、微細な異物を確実に除去することが可能となる。
フィルタを使用する際、異なるフィルタを組み合わせてもよい。その際、第1のフィルタでのフィルタリングは、1回のみでもよいし、2回以上行ってもよい。異なるフィルタを組み合わせて2回以上フィルタリングを行う場合、2回目のフィルタリングに用いるフィルタの孔径は、1回目のフィルタリングに用いるフィルタの孔径と比較して、同じ、又は、大きい方が好ましい。また、材料が同じで、異なる孔径のフィルタを組み合わせてもよい。ここでの孔径は、フィルタメーカーの公称値を参照することができる。
市販のフィルタとしては、例えば、日本ポール社製、アドバンテック東洋社製、日本インテグリス社製(旧日本マイクロリス社)、及び、キッツマイクロフィルタ社製等のフィルタが挙げられる。The curable composition is preferably filtered with a filter for the purpose of removing foreign matters and reducing defects. The filter is not particularly limited, and a known filter can be used.
The material of the filter is not particularly limited, but examples thereof include fluororesins such as PTFE (polytetrafluoroethylene), polyamide resins such as nylon, and polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene (PP) (high density, super Examples of the filter include a polymer having a high molecular weight) and the like. Of these, a filter formed of polypropylene (including high-density polypropylene) or nylon is preferable.
The pore size of the filter is not particularly limited, but is generally preferably 0.1 to 7.0 μm, more preferably 0.2 to 2.5 μm, further preferably 0.2 to 1.5 μm, and 0.3 to 0. 0.7 μm is particularly preferable. Within this range, it is possible to reliably remove fine foreign matters such as impurities and agglomerates contained in the pigment while suppressing the filter clogging of the pigment.
When using the filters, different filters may be combined. At that time, the filtering by the first filter may be performed only once or may be performed twice or more. When different filters are combined to perform filtering two or more times, the pore size of the filter used for the second filtering is preferably the same as or larger than the pore size of the filter used for the first filtering. Further, filters having the same material but different pore sizes may be combined. For the pore size here, the nominal value of the filter manufacturer can be referred to.
Examples of commercially available filters include filters manufactured by Nippon Pole, Advantech Toyo, Japan Entegris (formerly Japan Microlith), and Kits Microfilter.
第2のフィルタは、上記第1のフィルタと同様の材料等で形成されたものを使用することができる。第2のフィルタの孔径は、特に制限されないが、一般に、0.2〜10.0μmが好ましく、0.2〜7.0μmがより好ましく、0.3〜6.0μmが更に好ましい。
硬化性組成物は、金属(粒子、及び、イオン)、ハロゲンを含む金属塩、酸、及び、アルカリ等の不純物を実質的に含有しないことが好ましい。なお、本明細書において、実質的に含有しない、とは、下記測定方法により検出できないことを意図する。
硬化性組成物、上記成分、及び、上記フィルタ等に含有される不純物の含有量としては特に制限されないが、それぞれ全質量に対して1質量ppm以下が好ましく、1質量ppb以下がより好ましく、100質量ppt以下が更に好ましく、10質量ppt以下が特に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
なお、上記不純物の含有量は、誘導結合プラズマ質量分析装置(横河アナリティカルシステムズ製、Agilent 7500cs型)により測定することができる。
なお、ppmはparts per million、ppbは、parts per billion、pptはparts per trillionを表す。The second filter may be made of the same material as the first filter. The pore size of the second filter is not particularly limited, but is generally preferably 0.2 to 10.0 μm, more preferably 0.2 to 7.0 μm, and further preferably 0.3 to 6.0 μm.
The curable composition preferably contains substantially no impurities such as metals (particles and ions), metal salts containing halogen, acids, and alkalis. In the present specification, “substantially free from” means that it cannot be detected by the following measuring method.
The content of impurities contained in the curable composition, the above components, and the filter and the like is not particularly limited, but is preferably 1 mass ppm or less, more preferably 1 mass ppb or less, and more preferably 100 mass ppm or less with respect to the total mass. A mass ppt or less is more preferable, and a mass ppt or less is particularly preferable, and it is most preferable not to contain substantially.
The content of the above impurities can be measured by an inductively coupled plasma mass spectrometer (Yokogawa Analytical Systems, Agilent 7500cs type).
It should be noted that ppm represents parts per million, ppb represents parts per billion, and ppt represents parts per million.
〔容器〕
硬化性組成物は、使用時まで一時的に容器内に保管してもよい。硬化性組成物を保管するための容器としては特に制限されず、公知の容器を用いることができる。
硬化性組成物を保管する容器としては、容器内のクリーン度が高く、不純物の溶出が少ないものが好ましい。例えば、半導体用途向けに市販されている用途のものを使用してもよい。
使用可能な容器としては、具体的には、アイセロ化学社(株)製の「クリーンボトル」シリーズ、及び、コダマ樹脂工業製の「ピュアボトル」等が挙げられるが、これらに限定されない。
例えば、容器内壁が6種の樹脂で6層構造に構成された多層ボトル、又は、容器内壁が6種の樹脂で7層構造に構成された多層ボトルを使用することも好ましい。これらの容器としては、例えば、特開2015−123351号公報に記載の容器が挙げられる。〔container〕
The curable composition may be temporarily stored in the container until use. The container for storing the curable composition is not particularly limited, and a known container can be used.
As a container for storing the curable composition, one having a high cleanliness inside the container and less elution of impurities is preferable. For example, a commercially available product for semiconductor use may be used.
Specific examples of usable containers include, but are not limited to, "Clean Bottle" series manufactured by Aicello Chemical Co., Ltd., "Pure Bottle" manufactured by Kodama Resin Co., Ltd., and the like.
For example, it is also preferable to use a multi-layer bottle in which the inner wall of the container is made of 6 kinds of resins in a 6-layer structure, or a multi-layer bottle in which the inner wall of the container is made of 6 kinds of resin in a 7-layer structure. Examples of these containers include the containers described in JP-A-2015-123351.
[硬化膜、及び、硬化膜の製造方法]
本発明の実施形態に係る硬化膜は、上記硬化性組成物を硬化して得られた硬化膜である。硬化膜の厚みとしては特に制限されないが、一般に0.2〜7μmが好ましく、0.4〜5μmがより好ましい。
上記厚みは平均厚みであり、硬化膜の任意の5点以上の厚みを測定し、それらを算術平均した値である。[Cured film and method for producing cured film]
The cured film according to the embodiment of the present invention is a cured film obtained by curing the curable composition. Although the thickness of the cured film is not particularly limited, it is generally preferably 0.2 to 7 μm, more preferably 0.4 to 5 μm.
The above-mentioned thickness is an average thickness, and is a value obtained by measuring the thicknesses of arbitrary 5 or more points of the cured film and arithmetically averaging them.
硬化膜の製造方法は特に制限されないが、硬化性組成物を支持体上に塗布して塗膜を形成して、塗膜に対して硬化処理を施し、硬化膜を製造する方法が挙げられる。
硬化処理の方法は特に制限されず、光硬化処理又は熱硬化処理が挙げられ、パターン形成が容易である点から、光硬化処理(特に、活性光線又は放射線を照射することによる硬化処理)が好ましい。The method for producing the cured film is not particularly limited, and examples thereof include a method in which the curable composition is applied on a support to form a coating film, and the coating film is subjected to a curing treatment to produce a cured film.
The method of curing treatment is not particularly limited, and examples thereof include light curing treatment or heat curing treatment. From the viewpoint of easy pattern formation, photocuring treatment (particularly, curing treatment by irradiation with actinic rays or radiation) is preferable. ..
本発明の実施形態に係る硬化膜は、硬化性組成物を用いて形成された硬化性組成物層を硬化して得られた硬化膜である。
硬化膜の製造方法としては特に制限されないが、以下の工程を含有することが好ましい。
・硬化性組成物層形成工程
・露光工程
・現像工程
以下、各工程について説明する。The cured film according to the embodiment of the present invention is a cured film obtained by curing a curable composition layer formed using a curable composition.
The method for producing the cured film is not particularly limited, but it is preferable to include the following steps.
-Curable composition layer forming step-exposure step-developing step Hereinafter, each step will be described.
<硬化性組成物層形成工程>
硬化性組成物層形成工程は、硬化性組成物を用いて、硬化性組成物層を形成する工程である。硬化性組成物を用いて、硬化性組成物層を形成する工程としては、例えば、支持体上に、硬化性組成物を塗布して、硬化性組成物層を形成する工程(塗布工程)が挙げられる。
支持体の種類は特に制限されないが、硬化膜を固体撮像素子に適用する場合は、例えば、ケイ素基板が挙げられ、硬化膜をカラーフィルタ(固体撮像素子用カラーフィルタを含む)として用いる場合には、ガラス基板(ガラスウェハ)等が挙げられる。
支持体上への硬化性組成物の塗布方法としては、スピンコート、スリット塗布、インクジェット法、スプレー塗布、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、及び、スクリーン印刷法等の各種の塗布方法が挙げられる。
支持体上に塗布された硬化性組成物は、通常、70〜150℃で1〜4分程度の条件下で乾燥され、硬化性組成物層が形成される。<Curable composition layer forming step>
The curable composition layer forming step is a step of forming a curable composition layer using the curable composition. Examples of the step of forming a curable composition layer using the curable composition include a step of applying a curable composition on a support to form a curable composition layer (application step). Can be mentioned.
The type of support is not particularly limited, but when a cured film is applied to a solid-state image sensor, for example, a silicon substrate is used, and when the cured film is used as a color filter (including a solid-state image sensor color filter), , Glass substrates (glass wafers), and the like.
Examples of the coating method of the curable composition on the support include various coating methods such as spin coating, slit coating, inkjet method, spray coating, spin coating, cast coating, roll coating, and screen printing method. To be
The curable composition applied on the support is usually dried at 70 to 150 ° C. for about 1 to 4 minutes to form a curable composition layer.
<露光工程>
露光工程では、硬化性組成物層形成工程において形成された硬化性組成物層に、パターン状の開口部を備えるフォトマスクを介して、活性光線又は放射線を照射して露光し、光照射された硬化性組成物層だけを硬化させる。
露光は、放射線の照射により行うことが好ましく、g線、h線、及び、i線等の紫外線を用いることが好ましい。また、光源としては高圧水銀灯が好ましい。照射強度は特に制限されないが、一般に5〜1500mJ/cm2が好ましい。<Exposure process>
In the exposure step, the curable composition layer formed in the curable composition layer forming step was exposed to actinic rays or radiation through a photomask having a patterned opening, and was exposed to light. Only the curable composition layer is cured.
The exposure is preferably performed by irradiation with radiation, and ultraviolet rays such as g-rays, h-rays and i-rays are preferably used. A high pressure mercury lamp is preferable as the light source. The irradiation intensity is not particularly limited, but generally 5 to 1500 mJ / cm 2 is preferable.
<現像工程>
露光工程に次いで、現像処理(現像工程)を行い、露光工程における未露光部分を現像液に溶出させる。これにより、光硬化した部分だけが支持体上に残る。
現像液としては、特に制限されないが、例えば、アルカリ現像液が挙げられ、なかでも、有機アルカリ現像液が好ましい。
現像条件としては特に制限されないが、現像温度が、一般に、20〜40℃が好ましく、現像時間が、一般に20〜180秒が好ましい。
アルカリ水溶液(アルカリ現像液)としては、特に制限されないが、例えば、無機アルカリ現像液に含有されるアルカリ性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、及び、メタ硅酸ナトリウム等が挙げられる。
アルカリ水溶液中における上記化合物の含有量としては特に制限されないが、一般に、アルカリ水溶液の全質量に対して、0.001〜10質量%が好ましく、0.005〜0.5質量%がより好ましい。
有機アルカリ現像液に含有されるアルカリ性化合物としては、アンモニア、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、及び、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン等が挙げられる。
アルカリ水溶液中における上記化合物の含有量としては特に制限されないが、一般に、アルカリ水溶液の全質量に対して、0.001〜10質量%が好ましく、0.005〜0.5質量%がより好ましい。<Developing process>
After the exposure step, a development process (development step) is performed to elute the unexposed portion in the exposure step with the developer. This leaves only the photo-cured part on the support.
The developing solution is not particularly limited, but examples thereof include an alkaline developing solution, and among them, an organic alkaline developing solution is preferable.
The developing conditions are not particularly limited, but the developing temperature is generally preferably 20 to 40 ° C., and the developing time is generally preferably 20 to 180 seconds.
The alkaline aqueous solution (alkali developer) is not particularly limited, but examples of the alkaline compound contained in the inorganic alkaline developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium silicate, and , Sodium metasilicate and the like.
The content of the above compound in the alkaline aqueous solution is not particularly limited, but generally 0.001 to 10% by mass, and more preferably 0.005 to 0.5% by mass, based on the total mass of the alkaline aqueous solution.
The alkaline compound contained in the organic alkaline developer includes ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxy. And choline, pyrrole, piperidine, and 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene.
The content of the above compound in the alkaline aqueous solution is not particularly limited, but generally 0.001 to 10% by mass, and more preferably 0.005 to 0.5% by mass, based on the total mass of the alkaline aqueous solution.
アルカリ水溶液には、例えば、メタノール、及び、エタノール等の水溶性有機溶剤が含有されていてもよい。また、アルカリ水溶液には、界面活性剤が含有されていてもよい。
なお、このようなアルカリ水溶液を現像液として使用した場合には、現像した硬化性組成物層を純水等で洗浄することが好ましい。本明細書においては、この工程を洗浄工程といい、硬化膜の製造方法は洗浄工程を含有することが好ましい。The alkaline aqueous solution may contain a water-soluble organic solvent such as methanol and ethanol. Further, the alkaline aqueous solution may contain a surfactant.
When such an alkaline aqueous solution is used as a developing solution, it is preferable to wash the developed curable composition layer with pure water or the like. In this specification, this step is referred to as a cleaning step, and the method for producing a cured film preferably includes a cleaning step.
なお、硬化膜の製造方法は、その他の工程を含有してもよい。
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。
その他の工程としては、例えば、基材の表面処理工程、前加熱工程(プリベーク工程)、及び、後加熱工程(ポストベーク工程)等が挙げられる。
上記前加熱工程、及び後加熱工程における加熱温度としては、特に制限されないが、一般に、80〜300℃が好ましい。
前加熱工程及び後加熱工程における加熱時間としては、特に制限されないが、30〜500秒が好ましい。The method for producing a cured film may include other steps.
The other steps are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
Examples of the other steps include a surface treatment step of the base material, a pre-heating step (pre-baking step), and a post-heating step (post-baking step).
The heating temperature in the pre-heating step and the post-heating step is not particularly limited, but is generally preferably 80 to 300 ° C.
The heating time in the preheating step and the postheating step is not particularly limited, but is preferably 30 to 500 seconds.
硬化膜は、表面凹凸構造を有することが好ましい。そうすることで、硬化膜の光線反射率を低減することができる。硬化膜そのものの表面に凹凸構造を有するものであっても、硬化膜上にコート膜を配置して凹凸構造を付与してもよい。表面凹凸構造の形状は特に限定されないが、表面粗さが0.55〜1.5μm以下の範囲であることが好ましい。
硬化膜の光線反射率は、5%以下が好ましく、3%以下がより好ましく、2%以下が更に好ましい。
表面凹凸構造を作製する方法は特に限定されないが、硬化膜、又は、コート膜に、有機フィラー、及び/又は、無機フィラーを含有させる方法;リソグラフィー法、エッチング法、スパッタ法、及び、ナノインプリント法等;等により、硬化膜、及び/又は、コート膜の表面を粗面化する方法等が挙げられる。
また、硬化膜の光線反射率を低下させる方法としては、例えば、硬化膜上に低屈折率膜を配置する方法;低屈折率膜上に、屈折率の異なる膜(例えば、高屈折率膜)を配置する方法;例えば、特開2015−1654号公報に記載されている、低光学濃度層と、高光学濃度層とを形成する方法が挙げられる。The cured film preferably has a surface uneven structure. By doing so, the light reflectance of the cured film can be reduced. Even if the cured film itself has an uneven structure on its surface, a coat film may be arranged on the cured film to provide the uneven structure. The shape of the surface uneven structure is not particularly limited, but the surface roughness is preferably in the range of 0.55 to 1.5 μm or less.
The light reflectance of the cured film is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, still more preferably 2% or less.
The method of producing the surface uneven structure is not particularly limited, but a method of incorporating an organic filler and / or an inorganic filler into a cured film or a coat film; a lithography method, an etching method, a sputtering method, a nanoimprint method, etc. And the like, a method of roughening the surface of the cured film and / or the coat film, and the like.
As a method for reducing the light reflectance of the cured film, for example, a method of disposing a low refractive index film on the cured film; a film having a different refractive index on the low refractive index film (for example, a high refractive index film) And a method of forming a low optical density layer and a high optical density layer, which are described in JP-A-2015-1654.
上記硬化膜は、パーソナルコンピュータ、タブレット、携帯電話、スマートフォン、及び、デジタルカメラ等のポータブル機器;プリンタ複合機、及び、スキャナ等のOA(Office Automation)機器;監視カメラ、バーコードリーダ、現金自動預け払い機(ATM:automated teller machine)、ハイスピードカメラ、及び、顔画像認証を使用した本人認証機能を有する機器等の産業用機器;車載用カメラ機器;内視鏡、カプセル内視鏡、及び、カテーテル等の医療用カメラ機器;生体センサ、バイオセンサー、軍事偵察用カメラ、立体地図用カメラ、気象及び海洋観測カメラ、陸地資源探査カメラ、並びに、宇宙の天文及び深宇宙ターゲット用の探査カメラ等の宇宙用機器;等に使用される光学フィルタ及びモジュールの遮光部材及び遮光膜、更には反射防止部材及び反射防止膜等に用いることができる。 The above-mentioned cured film is a portable device such as a personal computer, a tablet, a mobile phone, a smartphone, and a digital camera; an OA (Office Automation) device such as a printer multifunction peripheral and a scanner; a surveillance camera, a bar code reader, and an automatic cash deposit. Industrial equipment such as ATM (automated teller machine), high-speed camera, and equipment having a personal authentication function using face image authentication; vehicle-mounted camera equipment; endoscope, capsule endoscope, and Medical camera equipment such as catheters; biological sensors, biosensors, military reconnaissance cameras, stereoscopic map cameras, weather and ocean observation cameras, land resource exploration cameras, and exploration cameras for space astronomical and deep space targets Optics used for space equipment, etc. Filter and the light blocking member and the light-shielding film of the module, even can be used for anti-reflection member and the antireflection film or the like.
上記硬化膜は、マイクロLED(Light Emitting Diode)及びマイクロOLED(Organic Light Emitting Diode)などの用途にも用いることができる。上記硬化膜は、マイクロLED及びマイクロOLEDに使用される光学フィルタ及び光学フィルム等のほか、遮光機能又は反射防止機能を付与する部材に対して好適である。
マイクロLED及びマイクロOLEDの例としては、特表2015−500562号及び特表2014−533890に記載されたものが挙げられる。The cured film can be used for applications such as a micro LED (Light Emitting Diode) and a micro OLED (Organic Light Emitting Diode). The above-mentioned cured film is suitable not only for optical filters and optical films used for micro LEDs and micro OLEDs, but also for members that impart a light shielding function or an antireflection function.
Examples of the micro LED and the micro OLED include those described in JP-T-2015-500562 and JP-T-2014-533890.
上記硬化膜は、量子ドットディスプレイに使用される光学フィルタ及び光学フィルムとして好適である。また、遮光機能及び反射防止機能を付与する部材として好適である。
量子ドットディスプレイの例としては、米国特許出願公開第2013/0335677号、米国特許出願公開第2014/0036536号、米国特許出願公開第2014/0036203号、及び、米国特許出願公開第2014/0035960号に記載されたものが挙げられる。The cured film is suitable as an optical filter and an optical film used in a quantum dot display. Further, it is suitable as a member that imparts a light shielding function and an antireflection function.
Examples of quantum dot displays are US Patent Application Publication No. 2013/0335677, US Patent Application Publication No. 2014/0036536, US Patent Application Publication No. 2014/0036203, and US Patent Application Publication No. 2014/0035960. The ones mentioned are mentioned.
[固体撮像装置、及び、固体撮像素子]
本発明の実施形態に係る固体撮像装置、及び、固体撮像素子は、上記硬化膜を含有する。固体撮像素子が硬化膜を含有する形態としては特に制限されず、例えば、支持体上に、固体撮像素子(CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ等)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオード及びポリシリコン等からなる受光素子を有し、支持体の受光素子形成面側(例えば、受光部以外の部分及び/又は色調整用画素等)又は形成面の反対側に上記硬化膜を備えて構成したものが挙げられる。
固体撮像装置は、上記固体撮像素子を含有する。[Solid-state imaging device and solid-state imaging device]
The solid-state imaging device and the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention include the cured film. The form in which the solid-state imaging device contains a cured film is not particularly limited, and for example, a plurality of photodiodes and polysilicon forming a light-receiving area of the solid-state imaging device (CCD image sensor, CMOS image sensor, etc.) on a support. And the like, and the light-receiving element forming surface of the support (for example, a portion other than the light-receiving portion and / or color adjustment pixels) or the opposite side of the forming surface. Is mentioned.
A solid-state imaging device contains the above-mentioned solid-state imaging device.
固体撮像装置、及び、固体撮像素子の構成例を図7〜図8を参照して説明する。な1お、図7〜図8では、各部を明確にするため、各構成の厚み及び/又は幅の比率は実際と関係なく一部誇張して表示している。
図7に示すように、固体撮像装置700は、矩形状の固体撮像素子701と、固体撮像素子701の上方に保持され、この固体撮像素子701を封止する透明なカバーガラス703とを備えている。更に、このカバーガラス703上には、スペーサー704を介してレンズ層711が重ねて設けられている。レンズ層711は、支持体713とレンズ材712とで構成されている。レンズ層711は、支持体713とレンズ材712とが一体成形された構成でもよい。レンズ層711の周縁領域に迷光が入射すると光の拡散によりレンズ材712での集光の効果が弱くなり、撮像部702に届く光が低減する。また、迷光によるノイズの発生も生じる。そのため、このレンズ層711の周縁領域は、遮光膜714が設けられて遮光されている。本発明の実施形態に係る硬化膜(特に、着色剤として黒色顔料を含有する場合)は上記遮光膜714としても用いることができる。Configuration examples of the solid-state imaging device and the solid-state imaging device will be described with reference to FIGS. 7 to 8. Note that, in FIGS. 7 to 8, in order to clarify each part, the ratio of the thickness and / or the width of each configuration is partially exaggerated regardless of the actual condition.
As shown in FIG. 7, the solid-state imaging device 700 includes a rectangular solid-state imaging element 701 and a transparent cover glass 703 held above the solid-state imaging element 701 and sealing the solid-state imaging element 701. There is. Further, a lens layer 711 is provided on the cover glass 703 with a spacer 704 interposed therebetween. The lens layer 711 includes a support body 713 and a lens material 712. The lens layer 711 may have a configuration in which the support 713 and the lens material 712 are integrally molded. When stray light is incident on the peripheral area of the lens layer 711, the effect of light collection on the lens material 712 is weakened due to the diffusion of light, and the light reaching the imaging unit 702 is reduced. Also, noise is generated due to stray light. Therefore, a light shielding film 714 is provided in the peripheral area of the lens layer 711 to shield the light. The cured film according to the embodiment of the present invention (in particular, when a black pigment is contained as a colorant) can also be used as the light shielding film 714.
固体撮像素子701は、その受光面となる撮像部702において結像した光学像を光電変換して、画像信号として出力する。この固体撮像素子701は、2枚の基板(支持体に該当する。)を積層した積層基板705を備えている。積層基板705は、同サイズの矩形状のチップ基板706及び回路基板707からなり、チップ基板706の裏面に回路基板707が積層されている。 The solid-state imaging device 701 photoelectrically converts the optical image formed in the imaging unit 702, which is the light receiving surface, and outputs it as an image signal. The solid-state image sensor 701 includes a laminated substrate 705 in which two substrates (corresponding to a support) are laminated. The laminated substrate 705 includes a rectangular chip substrate 706 and a circuit substrate 707 having the same size, and the circuit substrate 707 is laminated on the back surface of the chip substrate 706.
チップ基板706として用いられる基板の材料としては特に制限されず、公知の材料を用いることができる。 The material of the substrate used as the chip substrate 706 is not particularly limited, and known materials can be used.
チップ基板706の表面中央部には、撮像部702が設けられている。また、撮像部702の周縁領域に迷光が入射すると、この周縁領域内の回路から暗電流(ノイズ)が発生するため、この周縁領域は、遮光膜715が設けられて遮光されている。本発明の実施形態に係る硬化膜(特に着色剤として黒色顔料を含有する場合)は遮光膜715として用いることもできる。 An imaging unit 702 is provided at the center of the surface of the chip substrate 706. Further, when stray light is incident on the peripheral area of the image capturing unit 702, dark current (noise) is generated from the circuits in the peripheral area. Therefore, the peripheral area is shielded by a light shielding film 715. The cured film according to the embodiment of the present invention (especially when a black pigment is contained as a colorant) can be used as the light shielding film 715.
チップ基板706の表面縁部には、複数の電極パッド708が設けられている。電極パッド708は、チップ基板706の表面に設けられた図示しない信号線(ボンディングワイヤでも可)を介して、撮像部702に電気的に接続されている。 A plurality of electrode pads 708 are provided on the surface edge of the chip substrate 706. The electrode pad 708 is electrically connected to the imaging unit 702 via a signal line (not shown) (a bonding wire is also possible) provided on the surface of the chip substrate 706.
回路基板707の裏面には、各電極パッド708の略下方位置にそれぞれ外部接続端子709が設けられている。各外部接続端子709は、積層基板705を垂直に貫通する貫通電極710を介して、それぞれ電極パッド708に接続されている。また、各外部接続端子709は、図示しない配線を介して、固体撮像素子701の駆動を制御する制御回路、及び固体撮像素子701から出力される撮像信号に画像処理を施す画像処理回路等に接続されている。 External connection terminals 709 are provided on the back surface of the circuit board 707 at positions substantially below the respective electrode pads 708. Each external connection terminal 709 is connected to an electrode pad 708 through a through electrode 710 that vertically penetrates the laminated substrate 705. In addition, each external connection terminal 709 is connected to a control circuit that controls driving of the solid-state image sensor 701, an image processing circuit that performs image processing on an image pickup signal output from the solid-state image sensor 701, and the like via a wiring (not shown). Has been done.
図8に示すように、撮像部702は、受光素子801、カラーフィルタ802、マイクロレンズ803等の基板804上に設けられた各部から構成される。カラーフィルタ802は、青色画素805b、赤色画素805r、緑色画素805g、及びブラックマトリクス805bmを有している。本発明の実施形態に係る硬化膜(特に着色剤として黒色顔料を含有する場合)は、ブラックマトリクス805bmとして用いることもできる。 As shown in FIG. 8, the image pickup unit 702 is configured of each unit provided on the substrate 804 such as the light receiving element 801, the color filter 802, and the microlens 803. The color filter 802 includes a blue pixel 805b, a red pixel 805r, a green pixel 805g, and a black matrix 805bm. The cured film according to the embodiment of the present invention (especially when a black pigment is contained as a colorant) can be used as the black matrix 805bm.
基板804の材料としては、前述のチップ基板706と同様の材料を用いることができる。基板804の表層にはpウェル層806が形成されている。このpウェル層806内には、n型層からなり光電変換により信号電荷を生成して蓄積する受光素子801が正方格子状に配列形成されている。 As the material of the substrate 804, the same material as that of the chip substrate 706 described above can be used. A p-well layer 806 is formed on the surface layer of the substrate 804. In the p-well layer 806, light-receiving elements 801 which are n-type layers and which generate and store signal charges by photoelectric conversion are arranged in a square lattice.
受光素子801の一方の側方には、pウェル層806の表層の読み出しゲート部807を介して、n型層からなる垂直転送路808が形成されている。また、受光素子801の他方の側方には、p型層からなる素子分離領域809を介して、隣接画素に属する垂直転送路808が形成されている。読み出しゲート部807は、受光素子801に蓄積された信号電荷を垂直転送路808に読み出すためのチャネル領域である。 A vertical transfer path 808 composed of an n-type layer is formed on one side of the light receiving element 801 via a read gate portion 807 on the surface layer of the p well layer 806. Further, on the other side of the light receiving element 801, a vertical transfer path 808 belonging to an adjacent pixel is formed via an element isolation region 809 made of a p-type layer. The read gate portion 807 is a channel region for reading out the signal charges accumulated in the light receiving element 801 to the vertical transfer path 808.
基板804の表面上には、ONO(Oxide−Nitride−Oxide)膜からなるゲート絶縁膜810が形成されている。このゲート絶縁膜810上には、垂直転送路808、読み出しゲート部807、及び素子分離領域809の略直上を覆うように、ポリシリコン又はアモルファスシリコンからなる垂直転送電極811が形成されている。垂直転送電極811は、垂直転送路808を駆動して電荷転送を行わせる駆動電極と、読み出しゲート部807を駆動して信号電荷読み出しを行わせる読み出し電極として機能する。信号電荷は、垂直転送路808から図示しない水平転送路及び出力部(フローティングディフュージョンアンプ)に順に転送された後、電圧信号として出力される。 A gate insulating film 810 made of an ONO (Oxide-Nitride-Oxide) film is formed on the surface of the substrate 804. A vertical transfer electrode 811 made of polysilicon or amorphous silicon is formed on the gate insulating film 810 so as to cover the vertical transfer path 808, the read gate portion 807, and the element isolation region 809 substantially immediately above. The vertical transfer electrode 811 functions as a drive electrode that drives the vertical transfer path 808 to perform charge transfer, and a read electrode that drives the read gate unit 807 to perform signal charge read. The signal charges are sequentially transferred from the vertical transfer path 808 to a horizontal transfer path (not shown) and an output unit (floating diffusion amplifier), and then output as a voltage signal.
垂直転送電極811上には、その表面を覆うように遮光膜812が形成されている。遮光膜812は、受光素子801の直上位置に開口部を有し、それ以外の領域を遮光している。本発明の実施形態に係る硬化膜(特に着色剤として黒色顔料を含有する場合)は、遮光膜812として用いることもできる。
遮光膜812上には、BPSG(borophospho silicate glass)からなる絶縁膜813、P−SiNからなる絶縁膜(パシベーション膜)814、透明樹脂等からなる平坦化膜815からなる透明な中間層が設けられている。カラーフィルタ802は、中間層上に形成されている。A light shielding film 812 is formed on the vertical transfer electrode 811 so as to cover the surface thereof. The light shielding film 812 has an opening at a position directly above the light receiving element 801, and shields the other area. The cured film according to the embodiment of the present invention (especially when a black pigment is contained as a colorant) can also be used as the light shielding film 812.
On the light-shielding film 812, an insulating film 813 made of BPSG (borophosphosilicate glass), an insulating film (passivation film) 814 made of P-SiN, and a transparent intermediate layer made of a flattening film 815 made of a transparent resin or the like are provided. ing. The color filter 802 is formed on the intermediate layer.
[ブラックマトリクス]
ブラックマトリクスは、本発明の実施形態に係る硬化膜を含有する。ブラックマトリクスは、カラーフィルタ、固体撮像素子、及び、液晶表示装置に含有されることがある。
ブラックマトリクスとしては、上記で既に説明したもの;液晶表示装置等の表示装置の周縁部に設けられた黒色の縁;赤、青、及び、緑の画素間の格子状、及び/又は、ストライプ状の黒色の部分;TFT(thin film transistor)の遮光のためのドット状、及び/又は、線状の黒色パターン;等が挙げられる。このブラックマトリクスの定義については、例えば、菅野泰平著、「液晶ディスプレイ製造装置用語辞典」、第2版、日刊工業新聞社、1996年、p.64に記載がある。
ブラックマトリクスは表示コントラストを向上させるため、また薄膜トランジスタ(TFT)を用いたアクティブマトリックス駆動方式の液晶表示装置の場合には光の電流リークによる画質低下を防止するため、高い遮光性を有することが好ましい。[Black matrix]
The black matrix contains the cured film according to the embodiment of the present invention. The black matrix may be contained in a color filter, a solid-state image sensor, and a liquid crystal display device.
The black matrix has already been described above; a black edge provided on the peripheral portion of a display device such as a liquid crystal display device; a grid pattern and / or stripe pattern between red, blue and green pixels. Black portions; dot-like and / or line-like black patterns for light shielding of TFTs (thin film transistors); and the like. For the definition of this black matrix, refer to, for example, Taihei Sugano, “Dictionary for Liquid Crystal Display Manufacturing Equipment,” Second Edition, Nikkan Kogyo Shimbun, 1996, p. 64.
The black matrix preferably has a high light-shielding property in order to improve display contrast, and in the case of an active matrix driving type liquid crystal display device using a thin film transistor (TFT), to prevent deterioration of image quality due to current leakage of light. .
ブラックマトリクスの製造方法としては特に制限されないが、上記の硬化膜の製造方法と同様の方法により製造することができる。具体的には、支持体上に硬化性組成物を塗布して、硬化性組成物層を形成し、露光、及び、現像してパターン状の硬化膜(ブラックマトリクス)を製造することができる。なお、ブラックマトリクスとして用いられる硬化膜の膜厚としては、0.1〜4.0μmが好ましい。 The method for producing the black matrix is not particularly limited, but the black matrix can be produced by the same method as the method for producing the cured film. Specifically, a curable composition is applied onto a support to form a curable composition layer, which is then exposed and developed to produce a patterned cured film (black matrix). The thickness of the cured film used as the black matrix is preferably 0.1 to 4.0 μm.
上記支持体の材料としては、特に制限されないが、可視光に対して80%以上の透過率を有することが好ましい。このような材料としては、具体的には、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、及び、ホウケイ酸ガラス等のガラス;ポリエステル系樹脂、及び、ポリオレフィン系樹脂などのプラスチック;等が挙げられ、耐薬品性、及び、耐熱性の観点から、無アルカリガラス、又は、石英ガラス等が好ましい。 The material for the support is not particularly limited, but preferably has a transmittance of 80% or more for visible light. Specific examples of such materials include glasses such as soda lime glass, alkali-free glass, quartz glass, and borosilicate glass; polyester-based resins and plastics such as polyolefin-based resins; and the like. From the viewpoint of chemical resistance and heat resistance, non-alkali glass, quartz glass and the like are preferable.
[カラーフィルタ]
本発明の実施形態に係るカラーフィルタは、硬化膜を含有する。
カラーフィルタが硬化膜を含有する形態としては、特に制限されないが、支持体と、上記ブラックマトリクスと、を備えるカラーフィルタが挙げられる。すなわち、支持体上に形成された上記ブラックマトリクスの開口部に形成された赤色、緑色、及び、青色の着色画素と、を備えるカラーフィルタが例示できる。[Color filter]
The color filter according to the embodiment of the present invention contains a cured film.
The form in which the color filter contains a cured film is not particularly limited, and examples thereof include a color filter including a support and the black matrix. That is, a color filter including red, green, and blue colored pixels formed in the openings of the black matrix formed on the support can be exemplified.
ブラックマトリクス(硬化膜)を含有するカラーフィルタは、例えば、以下の方法により製造することができる。
まず、支持体上に形成されたパターン状のブラックマトリクスの開口部に、カラーフィルタの各着色画素に対応する顔料を含有した樹脂組成物の塗膜(樹脂組成物層)を形成する。なお、各色用樹脂組成物としては特に制限されず、公知の樹脂組成物を用いることができるが、本発明の実施形態に係る硬化性組成物を用いることが好ましい。
次に、樹脂組成物層に対して、ブラックマトリクスの開口部に対応したパターンを有するフォトマスクを介して露光する。次いで、現像処理により未露光部を除去した後、ベークすることでブラックマトリクスの開口部に着色画素を形成することができる。一連の操作を、例えば、赤色顔料、緑色顔料、及び、青色顔料を含有した各色用樹脂組成物を用いて行うことにより、赤色画素、緑色画素、及び、青色画素を有するカラーフィルタを製造することができる。The color filter containing the black matrix (cured film) can be manufactured, for example, by the following method.
First, a coating film (resin composition layer) of a resin composition containing a pigment corresponding to each colored pixel of the color filter is formed in the opening of the patterned black matrix formed on the support. The resin composition for each color is not particularly limited, and a known resin composition can be used, but it is preferable to use the curable composition according to the embodiment of the present invention.
Next, the resin composition layer is exposed through a photomask having a pattern corresponding to the openings of the black matrix. Next, after removing the unexposed portion by a developing process, baking is performed to form a colored pixel in the opening portion of the black matrix. Producing a color filter having red pixels, green pixels, and blue pixels by performing a series of operations using a resin composition for each color containing a red pigment, a green pigment, and a blue pigment, for example. You can
[画像表示装置]
本発明の実施形態に係る画像表示装置は、硬化膜を含有する。画像表示装置が硬化膜を含有する形態としては特に制限されないが、すでに説明したブラックマトリクス(硬化膜)を含有するカラーフィルタを含有する形態が挙げられる。[Image display device]
The image display device according to the embodiment of the present invention contains a cured film. The form in which the image display device contains a cured film is not particularly limited, and examples thereof include a form containing a color filter containing the black matrix (cured film) described above.
本実施形態に係る画像表示装置の典型的な例としては、液晶表示装置が挙げられ、例えば、対向して配置された一対の支持体と、それらの支持体の間に封入されている液晶化合物とを備える形態が挙げられる。上記支持体としては、ブラックマトリクス用の支持体として既に説明したとおりである。 A typical example of the image display device according to the present embodiment is a liquid crystal display device. For example, a pair of supports arranged to face each other and a liquid crystal compound enclosed between the supports. And a form including. The support is as described above for the black matrix support.
液晶表示装置の具体的な形態としては、例えば、使用者側から、偏光板/支持体/カラーフィルタ/透明電極層/配向膜/液晶層/配向膜/透明電極層/TFT(Thin Film Transistor)素子/支持体/偏光板/バックライトユニットをこの順に含有する積層体が挙げられる。 As a concrete form of the liquid crystal display device, for example, from the user side, a polarizing plate / support / color filter / transparent electrode layer / alignment film / liquid crystal layer / alignment film / transparent electrode layer / TFT (Thin Film Transistor) A laminated body containing the element / support / polarizing plate / backlight unit in this order can be mentioned.
液晶表示装置としては、上記に制限されず、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている液晶表示装置が挙げられる。また、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている液晶表示装置が挙げられる。 The liquid crystal display device is not limited to the above, and includes, for example, "Electronic display device (Akio Sasaki, published by Industrial Research Institute Co., Ltd., 1990)", "Display device (Junsho Ibuki, Sangyo Tosho Co., Ltd.) Liquid crystal display device described in "Issued annually" and the like. Further, for example, a liquid crystal display device described in “Next-generation liquid crystal display technology (edited by Tatsuo Uchida, published by Industrial Research Institute Co., Ltd., 1994)” can be mentioned.
[赤外線センサ]
本発明の実施形態に係る赤外線センサは、上記硬化膜を含有する。
上記実施態様に係る赤外線センサについて、図9を用いて説明する。図9に示す赤外線センサ900において、符号910は、固体撮像素子を示す。
固体撮像素子910上に設けられている撮像領域は、赤外線吸収フィルタ911と本発明の実施形態に係るカラーフィルタ912とを組み合せて構成されている。
赤外線吸収フィルタ911は、可視光領域の光(例えば、波長400〜700nmの光)を透過し、赤外領域の光(例えば、波長800〜1300nmの光、好ましくは波長900〜1200nmの光、より好ましくは波長900〜1000nmの光)を遮蔽する膜であり、着色剤として赤外線吸収剤(赤外線吸収剤の形態としては既に説明したとおりである。)を含有する硬化膜を用いることができる。
カラーフィルタ912は、可視光領域における特定波長の光を透過及び吸収する画素が形成されたカラーフィルタであって、例えば、赤色(R)、緑色(G)、及び、青色(B)の画素が形成されたカラーフィルタ等が用いられ、その形態は既に説明したとおりである。
赤外線透過フィルタ913と固体撮像素子910との間には、赤外線透過フィルタ913を透過した波長の光を透過させることができる樹脂膜914(例えば、透明樹脂膜など)が配置されている。
赤外線透過フィルタ913は、可視光遮蔽性を有し、かつ、特定波長の赤外線を透過させるフィルタであって、可視光領域の光を吸収する着色剤(例えば、ペリレン化合物、及び/又は、ビスベンゾフラノン化合物等)と、赤外線吸収剤(例えば、ピロロピロール化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、及び、ポリメチン化合物等)と、を含有する、本発明の実施形態に係る硬化膜を用いることができる。赤外線透過フィルタ913は、例えば、波長400〜830nmの光を遮光し、波長900〜1300nmの光を透過させることが好ましい。
カラーフィルタ912及び赤外線透過フィルタ913の入射光hν側には、マイクロレンズ915が配置されている。マイクロレンズ915を覆うように平坦化膜916が形成されている。
図9に示す実施形態では、樹脂膜914が配置されているが、樹脂膜914に代えて赤外線透過フィルタ913を形成してもよい。すなわち、固体撮像素子910上に、赤外線透過フィルタ913を形成してもよい。
図9に示す実施形態では、カラーフィルタ912の膜厚と、赤外線透過フィルタ913の膜厚が同一であるが、両者の膜厚は異なっていてもよい。
図9に示す実施形態では、カラーフィルタ912が、赤外線吸収フィルタ911よりも入射光hν側に設けられているが、赤外線吸収フィルタ911と、カラーフィルタ912との順序を入れ替えて、赤外線吸収フィルタ911を、カラーフィルタ912よりも入射光hν側に設けてもよい。
図9に示す実施形態では、赤外線吸収フィルタ911とカラーフィルタ912は隣接して積層しているが、両フィルタは必ずしも隣接している必要はなく、間に他の層が設けられていてもよい。本発明の実施形態に係る硬化膜は、赤外線吸収フィルタ911の表面の端部や側面などの遮光膜として用いることができるほか、赤外線センサの装置内壁に用いることで、内部反射や、受光部への意図しない光の入射を防ぎ、感度を向上させることができる。
この赤外線センサによれば、画像情報を同時に取り込むことができるため、動きを検知する対象を認識したモーションセンシングなどが可能である。更には、距離情報を取得できるため、3D情報を含んだ画像の撮影等も可能である。[Infrared sensor]
The infrared sensor which concerns on embodiment of this invention contains the said cured film.
The infrared sensor according to the above embodiment will be described with reference to FIG. In the infrared sensor 900 shown in FIG. 9, reference numeral 910 indicates a solid-state image sensor.
The imaging region provided on the solid-state imaging device 910 is configured by combining the infrared absorption filter 911 and the color filter 912 according to the embodiment of the present invention.
The infrared absorption filter 911 transmits light in the visible light region (for example, light having a wavelength of 400 to 700 nm), and transmits light in the infrared region (for example, light having a wavelength of 800 to 1300 nm, preferably light having a wavelength of 900 to 1200 nm). A film that shields light having a wavelength of 900 to 1000 nm) is preferable, and a cured film containing an infrared absorbing agent (the form of the infrared absorbing agent is as described above) as a colorant can be used.
The color filter 912 is a color filter in which pixels that transmit and absorb light of a specific wavelength in the visible light region are formed. For example, red (R), green (G), and blue (B) pixels are provided. The formed color filter or the like is used, and the form thereof is as described above.
A resin film 914 (for example, a transparent resin film) capable of transmitting light having a wavelength that has passed through the infrared transmission filter 913 is disposed between the infrared transmission filter 913 and the solid-state image sensor 910.
The infrared transmission filter 913 is a filter that has a visible light shielding property and transmits infrared rays having a specific wavelength, and is a colorant that absorbs light in the visible light region (for example, a perylene compound and / or bisbenzo). A cured film according to an embodiment of the present invention containing a furanone compound or the like) and an infrared absorber (for example, a pyrrolopyrrole compound, a phthalocyanine compound, a naphthalocyanine compound, a polymethine compound, or the like) can be used. The infrared transmission filter 913 preferably blocks, for example, light having a wavelength of 400 to 830 nm and transmits light having a wavelength of 900 to 1300 nm.
A microlens 915 is arranged on the incident light hν side of the color filter 912 and the infrared transmission filter 913. A flattening film 916 is formed so as to cover the microlens 915.
Although the resin film 914 is arranged in the embodiment shown in FIG. 9, an infrared transmission filter 913 may be formed instead of the resin film 914. That is, the infrared transmission filter 913 may be formed on the solid-state image sensor 910.
In the embodiment shown in FIG. 9, the film thickness of the color filter 912 and the film thickness of the infrared transmission filter 913 are the same, but they may be different.
In the embodiment shown in FIG. 9, the color filter 912 is provided on the incident light hν side of the infrared absorption filter 911. However, the order of the infrared absorption filter 911 and the color filter 912 is exchanged to change the infrared absorption filter 911. May be provided on the incident light hν side of the color filter 912.
In the embodiment shown in FIG. 9, the infrared absorption filter 911 and the color filter 912 are laminated adjacent to each other, but the filters do not necessarily have to be adjacent to each other, and another layer may be provided therebetween. . The cured film according to the embodiment of the present invention can be used as a light-shielding film on the end portion or side surface of the surface of the infrared absorption filter 911, and can also be used for the inner wall of the device of the infrared sensor to provide internal reflection or light reception It is possible to prevent unintended incidence of light and improve the sensitivity.
According to this infrared sensor, image information can be captured at the same time, so that it is possible to perform motion sensing in which an object whose motion is to be detected is recognized. Furthermore, since the distance information can be acquired, it is possible to capture an image including 3D information.
次に、上記赤外線センサを適用した固体撮像装置について説明する。
上記固体撮像装置は、レンズ光学系と、固体撮像素子と、赤外発光ダイオード等を含有する。なお、固体撮像装置の各構成については、特開2011−233983号公報の段落0032〜0036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。Next, a solid-state imaging device to which the above infrared sensor is applied will be described.
The solid-state imaging device includes a lens optical system, a solid-state imaging device, an infrared light emitting diode and the like. Note that paragraphs 0032 to 0036 of JP 2011-233983 A can be referred to for each structure of the solid-state imaging device, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び、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実施例により限定的に解釈されるべきものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The materials, usage amounts, ratios, treatment contents, treatment procedures, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limitedly interpreted by the following examples.
[特定オキシム化合物の合成]
〔INT−12の合成〕[Synthesis of specific oxime compound]
[Synthesis of INT-12]
特許第4223071号の段落0026に記載の方法を用いて、上記式中の前駆体Aを合成した。次に、氷浴で冷却した、前駆体A(6.00g、12.6mmol)が溶解したDMAc(N,Nジメチルアセトアミド、160g)溶液に対して、ミリスチン酸クロライド(15.6g、63.2mmol)を滴下し、滴下後同温度条件で1時間攪拌したのち、更に20℃で3時間攪拌して反応溶液を得た。次に、反応溶液に対して、酢酸エチル400mLと4質量%の重曹水溶液200mLを添加し1時間攪拌して、反応溶液中に固形物を発生させた。次に、発生させた固形物をセライトろ過で取り除き、ろ液を更に重曹水溶液200mLで2度洗浄したのち、分液し、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥した。次に、乾燥後の有機相から溶媒を留去し、オイル状液体を得た。次に、オイル状液体に対して、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて、展開溶媒をヘキサンと酢酸エチルの混合物とし、その混合比(体積比)をヘキサン/酢酸エチル=4/1から、ヘキサン/酢酸エチル=1/1に変化させて精製し、特定オキシム化合物INT−12(9.18mmol)を得た。得られた生成物の構造はNMR(nuclear magnetic resonance)にて同定した。
(1H−NMR 300MHz 重クロロホルム):1.15−1.38(m、23H)、1.41(d、3H)、1.49(t、3H)、1.63(quin.、2H)、2.15(s、3H)、2.34(t、2H)、3.47(s、3H)、3.55(dd、1H)、3.67(dd、1H)、4.43(q、2H)、4.57−4.73(m、1H)、6.89(dd、1H)、6.93(d、1H)、6.89(dd、1H)、7.05(d、1H)、7.45(t、2H)、8.05(d、1H)、8.18(d、1H)、8.40(dd、1H)、8.94(d、1H)The precursor A in the above formula was synthesized using the method described in paragraph 0026 of Japanese Patent No. 4223071. Next, to a DMAc (N, N dimethylacetamide, 160 g) solution in which the precursor A (6.00 g, 12.6 mmol) was cooled in an ice bath, myristic acid chloride (15.6 g, 63.2 mmol) was added. ) Was added dropwise and after stirring for 1 hour under the same temperature conditions, it was further stirred at 20 ° C. for 3 hours to obtain a reaction solution. Next, to the reaction solution, 400 mL of ethyl acetate and 200 mL of a 4% by mass aqueous sodium bicarbonate solution were added and stirred for 1 hour to generate a solid substance in the reaction solution. Next, the generated solid matter was removed by Celite filtration, the filtrate was further washed twice with 200 mL of an aqueous solution of sodium hydrogen carbonate, then separated, and the organic phase was dried over magnesium sulfate. Next, the solvent was distilled off from the dried organic phase to obtain an oily liquid. Next, using silica gel column chromatography for the oily liquid, a developing solvent was made a mixture of hexane and ethyl acetate, and the mixture ratio (volume ratio) was changed from hexane / ethyl acetate = 4/1 to hexane / acetic acid. The specific oxime compound INT-12 (9.18 mmol) was obtained after purification by changing to ethyl = 1/1. The structure of the obtained product was identified by NMR (nuclear magnetic resonance).
( 1 H-NMR 300 MHz deuterated chloroform): 1.15-1.38 (m, 23H), 1.41 (d, 3H), 1.49 (t, 3H), 1.63 (quin., 2H). , 2.15 (s, 3H), 2.34 (t, 2H), 3.47 (s, 3H), 3.55 (dd, 1H), 3.67 (dd, 1H), 4.43 ( q, 2H), 4.57-4.73 (m, 1H), 6.89 (dd, 1H), 6.93 (d, 1H), 6.89 (dd, 1H), 7.05 (d. 1H), 7.45 (t, 2H), 8.05 (d, 1H), 8.18 (d, 1H), 8.40 (dd, 1H), 8.94 (d, 1H).
〔INT−31の合成〕
特開2009−191061号公報の段落0379に記載の方法を用いて、上記式中の前駆体Bを合成した、次に、氷浴で冷却した、前駆体B(6.00g、11.3mmol)、トリエチルアミン(1.62g、16.0mmol)が溶解したTHF(テトラヒドロフラン、60g)溶液に対して、ミリスチン酸クロライド(3.34g、13.5mmol)を滴下し、滴下後同温度条件で1時間攪拌したのち、更に20℃で3時間攪拌して反応溶液を得た。次に、反応溶液に対して、酢酸エチル400mLと4質量%の重曹水溶液200mLを添加し、分液して有機相を得た。次に、得られた有機相を重曹水溶液200mLで2度洗浄したのち硫酸マグネシウムで乾燥した。次に、乾燥後の有機相から溶媒を留去し、オイル状液体を得た。次に、オイル状液体に対して、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて、展開溶媒をヘキサンと酢酸エチルの混合物とし、その混合比(体積比)をヘキサン/酢酸エチル=4/1から、ヘキサン/酢酸エチル=1/1に変化させて精製し、オキシム化合物INT−31(8.51g、6.36mmol)を得た。得られた生成物の構造はNMRにて同定した。
(1H−NMR 300MHz 重クロロホルム):1.20−1.45(m、23H)、1.67(quin.、2H)、2.39(t、2H)、3.02〜3.23(m、4H)、7.23〜7.30(m、4H)、7.39(d、2H)、7.49〜7.55(m、4H)、7.60(t、1H)、7.75〜7.85(m、4H)、8.02(d、2H)Precursor B in the above formula was synthesized using the method described in paragraph 0379 of JP 2009-191061 A, and then cooled in an ice bath, and precursor B (6.00 g, 11.3 mmol). To a THF (tetrahydrofuran, 60 g) solution in which triethylamine (1.62 g, 16.0 mmol) was dissolved, myristic acid chloride (3.34 g, 13.5 mmol) was added dropwise, and after the addition, the mixture was stirred at the same temperature for 1 hour. After that, the mixture was further stirred at 20 ° C. for 3 hours to obtain a reaction solution. Next, to the reaction solution, 400 mL of ethyl acetate and 200 mL of a 4% by mass aqueous sodium bicarbonate solution were added, and the layers were separated to obtain an organic phase. Next, the obtained organic phase was washed twice with 200 mL of a sodium bicarbonate aqueous solution and then dried over magnesium sulfate. Next, the solvent was distilled off from the dried organic phase to obtain an oily liquid. Next, using silica gel column chromatography for the oily liquid, a developing solvent was made a mixture of hexane and ethyl acetate, and the mixture ratio (volume ratio) was changed from hexane / ethyl acetate = 4/1 to hexane / acetic acid. Purification by changing to ethyl = 1/1 to obtain oxime compound INT-31 (8.51 g, 6.36 mmol). The structure of the obtained product was identified by NMR.
( 1 H-NMR 300 MHz deuterated chloroform): 1.20-1.45 (m, 23H), 1.67 (quin., 2H), 2.39 (t, 2H), 3.02 to 3.23 ( m, 4H), 7.23 to 7.30 (m, 4H), 7.39 (d, 2H), 7.49 to 7.55 (m, 4H), 7.60 (t, 1H), 7 0.75 to 7.85 (m, 4H), 8.02 (d, 2H)
〔INT−17の合成〕
特表2016−531926号公報の段落0355に記載の方法を用いて、上記式中の前駆体Cを合成した。次に、「前駆体B(6.00g、11.3mmol)」に代えて「前駆体C(5.01g、11.3mmol)」を用いた以外は、既に説明したINT−31の合成と同様にして、オキシム化合物INT−17(4.94g、7.56mmol)を得た。得られた生成物の構造はNMRにて同定した。
(1H−NMR 300MHz 重クロロホルム):0.90(d、6H)、1.20−1.70(m、26H)、2.39(t、2H)、2.66−2.89(m、2H)、7.30〜8.08(m、13H)The precursor C in the above formula was synthesized by using the method described in paragraph 0355 of JP-T-2016-531926. Next, the same as the synthesis of INT-31 described above, except that "precursor C (5.01 g, 11.3 mmol)" was used in place of "precursor B (6.00 g, 11.3 mmol)". The oxime compound INT-17 (4.94 g, 7.56 mmol) was obtained. The structure of the obtained product was identified by NMR.
( 1 H-NMR 300 MHz deuterated chloroform): 0.90 (d, 6H), 1.20-1.70 (m, 26H), 2.39 (t, 2H), 2.66-2.89 (m. 2H), 7.30 to 8.08 (m, 13H)
〔INT−26の合成〕
特開2009−191061号公報の段落0368に記載の方法を用いて、上記式中の前駆体Dを合成した。次に、「前駆体B(6.00g、11.3mmol)」に代えて、「前駆体D(6.27g、11.3mmol)」を用いた以外は、既に説明したINT−31の合成と同様にして、オキシム化合物INT−26(4.72g、6.17mmol)を得た。得られた生成物の構造はNMRにて同定した。
(1H−NMR 300MHz 重クロロホルム):1.19−1.44(m、23H)、1.49(t、3H)、1.70(quin.、2H)、2.36(s、3H)、2.42(t、2H)、3.10〜3.25(m、4H)、4.43(q、2H)、7.22−7.51(m、8H)、8.08(dd、2H)、8.33(dd、2H)、8.56(d、1H)、8.87(d、1H)The precursor D in the above formula was synthesized using the method described in paragraph 0368 of JP2009-191061A. Next, in place of "precursor B (6.00 g, 11.3 mmol)", "precursor D (6.27 g, 11.3 mmol)" was used, and the synthesis of INT-31 described above was performed. Similarly, an oxime compound INT-26 (4.72 g, 6.17 mmol) was obtained. The structure of the obtained product was identified by NMR.
( 1 H-NMR 300 MHz deuterated chloroform): 1.19-1.44 (m, 23H), 1.49 (t, 3H), 1.70 (quin., 2H), 2.36 (s, 3H). 2.42 (t, 2H), 3.10 to 3.25 (m, 4H), 4.43 (q, 2H), 7.22 to 7.51 (m, 8H), 8.08 (dd 2H), 8.33 (dd, 2H), 8.56 (d, 1H), 8.87 (d, 1H)
なお、表5(表5−1及び表5−2)中に記載した、その他の特定オキシム化合物は、上記特定オキシム化合物と同様の方法により合成した。 The other specific oxime compounds described in Table 5 (Table 5-1 and Table 5-2) were synthesized by the same method as the above specific oxime compound.
[多官能チオール化合物の合成]
〔SH−16の合成〕
[Synthesis of SH-16]
<中間体1合成工程>
ペンタエリスリトール(PE)(13.5g、99.2mmol)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)(200g)を三口フラスコに加え、窒素雰囲気下、20℃の水浴中で攪拌して混合液を得た。次に、混合液の温度が30℃を超えないように、2−ブロモイソブチリルブロミド(100.3g、595mmol)を混合液に滴下した後、室温で2時間攪拌して反応液を得た。次に、反応液を1mol/L塩酸(350g)に少しずつ加えて反応を停止して、溶液を得た。次に、溶液に、酢酸エチル(500g)を加え、分液して、有機相を得た。次に、有機相を飽和重曹水(250g)、水(250g)、飽和食塩水(150g)でそれぞれ洗浄した。次に、洗浄後の有機相に硫酸ナトリウムを加えた後、ろ別し、ろ液を得た。次に、ろ液を減圧濃縮して、上記式中の中間体1(70.1g、95.7mmol)を得た。<Intermediate 1 synthesis process>
Pentaerythritol (PE) (13.5 g, 99.2 mmol) and N, N-dimethylacetamide (DMAc) (200 g) were added to a three-necked flask and stirred in a water bath at 20 ° C. under a nitrogen atmosphere to obtain a mixed solution. It was Next, 2-bromoisobutyryl bromide (100.3 g, 595 mmol) was added dropwise to the mixed solution so that the temperature of the mixed solution did not exceed 30 ° C., and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to obtain a reaction solution. . Next, the reaction solution was added little by little to 1 mol / L hydrochloric acid (350 g) to stop the reaction, to obtain a solution. Next, ethyl acetate (500 g) was added to the solution and the layers were separated to obtain an organic phase. Next, the organic phase was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate (250 g), water (250 g) and saturated saline (150 g), respectively. Next, sodium sulfate was added to the washed organic phase, followed by filtration to obtain a filtrate. Next, the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain Intermediate 1 (70.1 g, 95.7 mmol) in the above formula.
<中間体2合成工程>
中間体1(70.0g、95.6mmol)、DMAc(210g)、テトラブチルアンモニウムブロミド(TEAB)(12.8g、61.2mmol)を三口フラスコに加え、空気雰囲気下、水浴中で攪拌して混合液を得た。次に、混合液にチオ酢酸カリウム(51.0g、446mmol)を4回に分割して添加し、50℃で4時間反応させ、反応液を得た。次に、反応液に酢酸エチル(310g)及び飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(380g)を加え、分液して有機相を得た。次に、有機相を1mol/L塩酸(350g)で1回、飽和食塩水(350g)で2回分液して有機相を洗浄した。次に、洗浄後の有機相に硫酸ナトリウムを加え、ろ別して、ろ液を得た。次に、ろ液を減圧濃縮して、上記式中の中間体2(65.8g、92.3mmol)を得た。<Intermediate 2 synthesis process>
Intermediate 1 (70.0 g, 95.6 mmol), DMAc (210 g), tetrabutylammonium bromide (TEAB) (12.8 g, 61.2 mmol) were added to a three-necked flask and stirred in a water bath under an air atmosphere. A mixed solution was obtained. Next, potassium thioacetate (51.0 g, 446 mmol) was added to the mixed solution in 4 portions, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 4 hours to obtain a reaction solution. Next, ethyl acetate (310 g) and saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (380 g) were added to the reaction solution, and the organic layer was separated to obtain an organic phase. Next, the organic phase was washed once with 1 mol / L hydrochloric acid (350 g) and twice with saturated saline (350 g) to wash the organic phase. Next, sodium sulfate was added to the washed organic phase and the mixture was filtered to obtain a filtrate. Next, the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain Intermediate 2 (65.8 g, 92.3 mmol) in the above formula.
<SH−16合成工程>
中間体2(65.0g、91.2mmol)、DMAc(160g)を三口フラスコに加え、窒素雰囲気下、15℃で攪拌して混合液を得た。次に、混合液にヒドラジン塩酸塩(35.2g、514mmol)、酢酸ナトリウム(84.4g、1.03mol)を添加し、反応温度15℃で4時間反応させて、反応液を得た。次に、反応液に酢酸エチル(450g)を加え、1mol/L塩酸(280g)で2回、次に、飽和食塩水(280g)で2回分液して有機相を得て、有機相を洗浄した。次に、洗浄後の有機相に硫酸マグネシウムを加えた後、ろ別して、ろ液を得た。次に、ろ液を減圧濃縮して、多官能チオール化合物SH−16(48.6g、89.2mmol)を得た。得られた生成物の構造はNMRにて同定した。
(1H−NMR 300MHz 重クロロホルム):1.61(s、24H)、4.26(s、8H)<SH-16 synthesis process>
Intermediate 2 (65.0 g, 91.2 mmol) and DMAc (160 g) were added to a three-necked flask, and the mixture was stirred at 15 ° C under a nitrogen atmosphere to obtain a mixed liquid. Next, hydrazine hydrochloride (35.2 g, 514 mmol) and sodium acetate (84.4 g, 1.03 mol) were added to the mixed solution, and the mixture was reacted at a reaction temperature of 15 ° C. for 4 hours to obtain a reaction solution. Next, ethyl acetate (450 g) was added to the reaction solution, and the solution was separated twice with 1 mol / L hydrochloric acid (280 g) and then twice with saturated saline (280 g) to obtain an organic phase, and the organic phase was washed. did. Next, magnesium sulfate was added to the washed organic phase and then filtered to obtain a filtrate. Next, the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain a polyfunctional thiol compound SH-16 (48.6 g, 89.2 mmol). The structure of the obtained product was identified by NMR.
( 1 H-NMR 300 MHz deuterated chloroform): 1.61 (s, 24H), 4.26 (s, 8H).
なお、表5中に記載した、その他の多官能チオール化合物は、上記SH−16と同様の方法により合成した。 The other polyfunctional thiol compounds described in Table 5 were synthesized by the same method as SH-16.
[硬化性組成物の調製]
表5の各欄に記載した特定オキシム化合物、多官能チオール化合物、着色剤、及び、その他の成分を混合して、各実施例、及び、各比較例の硬化性組成物を調製した。各成分の含有量を表3に示した。
The specific oxime compound, polyfunctional thiol compound, colorant, and other components described in each column of Table 5 were mixed to prepare curable compositions of Examples and Comparative Examples. The content of each component is shown in Table 3.
なお、各硬化性組成物の最終的な固形分は、28質量%になるよう、有機溶剤で調整した。また、有機溶剤は、各硬化性組成物における質量比が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)/酢酸ブチル/シクロヘキサノン=27/18/27になるよう、調整し、併用した。 The final solid content of each curable composition was adjusted with an organic solvent so as to be 28% by mass. The organic solvent was used in combination so that the mass ratio in each curable composition was PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) / butyl acetate / cyclohexanone = 27/18/27.
なお、比較例の硬化性組成物において、特定オキシム化合物に代えて用いた化合物(比較化合物1、及び、比較化合物2といい、表5−2中ではそれぞれ「CINT−1」、「CINT−2」と示した。)の構造を以下に示す。 In the curable compositions of Comparative Examples, compounds used in place of the specific oxime compound (Comparative Compound 1 and Comparative Compound 2 are referred to as "CINT-1" and "CINT-2" in Table 5-2, respectively. ).) Is shown below.
〔着色剤の作製〕
なお、硬化性組成物の調製に用いた各着色剤は、以下の方法により作製した。[Preparation of colorant]
Each colorant used for the preparation of the curable composition was prepared by the following method.
(チタン窒化物含有粒子(TiN−1))
まず、Ti粒子(TC−200、トーホーテック社製)をArガス中においてプラズマ処理することにより、Tiナノ粒子化した。プラズマ処理後のTiナノ粒子を、Arガス雰囲気下でO2濃度50ppm以下、30℃の条件で24時間静置した後、O2濃度が100ppmとなるようにAr雰囲気にO2ガスを導入した状態において30℃、24時間静置した(Ti粒子の前処理)。
その後、得られたTiナノ粒子をホソカワミクロン製TTSPセパレータを用いて収率10%となる条件で分級を行い、Ti粒子の粉末を得た。得られた粉末の一次粒子径は、TEM観察によって100個の粒子の平均粒子径を算術平均により求めたところ、120nmであった。
チタン窒化物含有粒子TiN−1は、国際公開第2010/147098の図1に記載の黒色複合微粒子製造装置に準ずる装置を用いて製造した。
具体的には、黒色複合微粒子製造装置において、プラズマトーチの高周波発振用コイルには、約4MHz及び約80kVAの高周波電圧を印加し、プラズマガス供給源からはプラズマガスとしてアルゴンガス50L/min及び窒素50L/minの混合ガスを供給し、プラズマトーチ内にアルゴン−窒素熱プラズマ炎を発生させた。また、材料供給装置の噴霧ガス供給源からは10L/minのキャリアガスを供給した。
そして、上記のようにして得られたTi粒子に対して、Fe粉(JIP270M、JFEスチール社製)、及びSi粉(Silicon powder SI006031)を、それぞれの質量比がTi/Fe/Si=残分/0.05/0.05となるよう混合し、キャリアガスであるアルゴンガスと共に、プラズマトーチ内の熱プラズマ炎中に供給し、熱プラズマ炎中で蒸発させ、気相状態で高度に分散させた。
また、気体供給装置によって、チャンバ内に供給される気体としては、窒素を使用した。このときのチャンバ内の流速は5m/secとして、供給量は1000L/minとした。また、サイクロン内の圧力は50kPaとし、また、チャンバからサイクロンへの各原料の供給速度は、10m/s(平均値)とした。
このようにして、チタン窒化物含有粒子TiN−1を得た。(Titanium nitride-containing particles (TiN-1))
First, Ti particles (TC-200, manufactured by Toho Tech Co., Ltd.) were plasma-treated in Ar gas to form Ti nanoparticles. The Ti nanoparticles after the plasma treatment were allowed to stand in an Ar gas atmosphere at an O 2 concentration of 50 ppm or less at 30 ° C. for 24 hours, and then O 2 gas was introduced into the Ar atmosphere so that the O 2 concentration became 100 ppm. In this state, it was left standing at 30 ° C. for 24 hours (pretreatment of Ti particles).
Then, the obtained Ti nanoparticles were classified by using a TTSP separator manufactured by Hosokawa Micron under the condition that the yield was 10% to obtain powder of Ti particles. The primary particle diameter of the obtained powder was 120 nm when the average particle diameter of 100 particles was obtained by arithmetical averaging by TEM observation.
The titanium nitride-containing particles TiN-1 were produced by using an apparatus similar to the apparatus for producing black composite fine particles shown in FIG. 1 of WO 2010/147098.
Specifically, in the black composite fine particle producing apparatus, a high frequency voltage of about 4 MHz and about 80 kVA is applied to the high frequency oscillation coil of the plasma torch, and argon gas of 50 L / min and nitrogen is supplied as plasma gas from the plasma gas supply source. A mixed gas of 50 L / min was supplied to generate an argon-nitrogen thermal plasma flame in the plasma torch. Further, 10 L / min of carrier gas was supplied from the atomizing gas supply source of the material supply device.
Then, with respect to the Ti particles obtained as described above, Fe powder (JIP270M, manufactured by JFE Steel Co., Ltd.) and Si powder (Silicon powder SI006031) were used in a mass ratio of Ti / Fe / Si = balance. /0.05/0.05 and mixed with argon gas which is a carrier gas into a thermal plasma flame in a plasma torch, vaporized in the thermal plasma flame, and highly dispersed in a gas phase state. It was
Further, nitrogen was used as the gas supplied into the chamber by the gas supply device. The flow rate in the chamber at this time was 5 m / sec, and the supply rate was 1000 L / min. The pressure inside the cyclone was 50 kPa, and the feed rate of each raw material from the chamber to the cyclone was 10 m / s (average value).
In this way, titanium nitride-containing particles TiN-1 were obtained.
得られたチタン窒化物含有粒子TiN−1について、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析法によって、チタン(Ti)原子、鉄(Fe)原子及びケイ素(Si)原子の含有量を測定した。なお、ICP発光分光分析法には、セイコーインスツルメンツ社製のICP発光分光分析装置「SPS3000」(商品名)を用いた。
また、窒素原子の含有量については、堀場製作所製の酸素・窒素分析装置「EMGA−620W/C」(商品名)を用いて測定し、不活性ガス融解−熱伝導度法により算出した。上記の結果、チタン窒化物含有粒子TiNに含まれる各原子の質量比は、Ti/N/Fe/Si=57/34/0.0030/0.0020であった。The content of titanium (Ti) atoms, iron (Fe) atoms, and silicon (Si) atoms in the obtained titanium nitride-containing particles TiN-1 was measured by ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopy. For the ICP emission spectroscopic analysis method, an ICP emission spectroscopic analyzer “SPS3000” (trade name) manufactured by Seiko Instruments Inc. was used.
Further, the content of nitrogen atoms was measured using an oxygen / nitrogen analyzer “EMGA-620W / C” (trade name) manufactured by Horiba Ltd., and calculated by an inert gas melting-thermal conductivity method. As a result, the mass ratio of each atom contained in the titanium nitride-containing particles TiN was Ti / N / Fe / Si = 57/34 / 0.0030 / 0.0020.
チタン窒化物含有粒子TiN−1のX線回折は、粉末試料をアルミ製標準試料ホルダーに詰め、広角X線回折法(理学電機社製、商品名「RU−200R」)により測定した。測定条件としては、X線源はCuKα線とし、出力は50kV/200mA、スリット系は1°−1°−0.15mm−0.45mm、測定ステップ(2θ)は0.02°、スキャン速度は2°/分とした。
そして、回折角2θ(42.6°)付近に観察されるTiN(200)面に由来するピークの回折角を測定した。更に、この(200)面に由来するピークの半値幅より、シェラーの式を用いて、粒子を構成する結晶子サイズを求めた。その結果、ピークの回折角は42.62°、結晶子サイズは10nmだった。なお、TiO2に起因するX線回折ピークは全く見られなかった。The X-ray diffraction of titanium nitride-containing particles TiN-1 was measured by packing a powder sample in an aluminum standard sample holder and using a wide-angle X-ray diffraction method (manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd., trade name “RU-200R”). As the measurement conditions, the X-ray source was CuKα ray, the output was 50 kV / 200 mA, the slit system was 1 ° -1 ° -0.15 mm-0.45 mm, the measurement step (2θ) was 0.02 °, and the scan speed was 2 ° / min.
Then, the diffraction angle of the peak derived from the TiN (200) plane observed near the diffraction angle 2θ (42.6 °) was measured. Further, from the half width of the peak derived from this (200) plane, the crystallite size constituting the particles was obtained using Scherrer's formula. As a result, the diffraction angle of the peak was 42.62 °, and the crystallite size was 10 nm. No X-ray diffraction peak due to TiO 2 was found.
(チタン窒化物含有粒子TiN−2)
Ti粒子として、トーホーテック社製「TC−200」に代えて、シグマアルドリッチ社製「578347」を使用し、Fe粉、及びSi粉を、それぞれの質量比がTi/Fe/Si=残分/0.5/1となるよう混合した以外はTiN−1と同様にして、チタン窒化物含有粒子TiN−2を得た。
なお、X線回折により測定したピークの回折角は42.81°、結晶子サイズは12nmだった。(Titanium nitride-containing particles TiN-2)
As the Ti particles, "578-347" manufactured by Sigma-Aldrich Co., Ltd. was used instead of "TC-200" manufactured by Toho Tech Co., and each of the Fe powder and the Si powder had a mass ratio of Ti / Fe / Si = residual / Titanium nitride-containing particles TiN-2 were obtained in the same manner as TiN-1 except that the mixture was adjusted to 0.5 / 1.
The peak diffraction angle measured by X-ray diffraction was 42.81 °, and the crystallite size was 12 nm.
(チタン窒化物含有粒子TiN−3)
Fe粉、及びSi粉を、それぞれの質量比がTi/Fe/Si=残分/1/2となるよう混合した以外はTiN−1と同様にして、チタン窒化物含有粒子TiN−3を得た。
なお、X線回折により測定したピークの回折角は43.1°、結晶子サイズは12nmだった。(Titanium nitride-containing particles TiN-3)
Titanium nitride-containing particles TiN-3 were obtained in the same manner as TiN-1 except that Fe powder and Si powder were mixed so that the mass ratio of each was Ti / Fe / Si = residual / 1/2. It was
The peak diffraction angle measured by X-ray diffraction was 43.1 °, and the crystallite size was 12 nm.
(Fe原子を含有する窒化ニオブ含有粒子(NbN)の作製)
以下の方法によりFe原子を含有する窒化ニオブ含有粒子を作製した。
まず、三津和化学薬品製ニオブ(粉末)<100−325mesh>を原料(以下、「金属原料粉末」ともいう。)として準備した。
次に、上記金属原料粉末を、Arガス中においてプラズマ処理(処理条件は、下記のプラズマ処理(1)による)することにより、Nbナノ粒子化した。(Preparation of Niobium Nitride-Containing Particles (NbN) Containing Fe Atoms)
Niobium nitride-containing particles containing Fe atoms were produced by the following method.
First, niobium (powder) <100-325 mesh> manufactured by Mitsuwa Chemical Co., Ltd. was prepared as a raw material (hereinafter, also referred to as “metal raw material powder”).
Next, the above metal raw material powder was subjected to a plasma treatment in Ar gas (the treatment condition was the following plasma treatment (1)) to form Nb nanoparticles.
・プラズマ処理(1)
プラズマ処理(1)は以下の方法により行った。上記の黒色複合微粒子製造装置に準ずる装置を用い、以下の条件によりプラズマ処理(1)を行った。
・高周波発振用コイルに印加した高周波電圧:周波数、約4MHz、電圧、約80kVA
・プラズマガス:アルゴンガス(供給量 100L/min)
・キャリアガス:アルゴンガス(供給量 10L/min)
・チャンバ内雰囲気:アルゴンガス(供給量 1000L/min、チャンバ内流速 5m/sec)
・サイクロン内雰囲気:アルゴンガス、内圧:50kPa
・チャンバからサイクロンへの材料供給速度:10m/s(平均値)・ Plasma treatment (1)
Plasma treatment (1) was performed by the following method. Plasma processing (1) was performed under the following conditions using an apparatus similar to the above-mentioned black composite fine particle manufacturing apparatus.
-High frequency voltage applied to the high frequency oscillation coil: frequency, about 4 MHz, voltage, about 80 kVA
・ Plasma gas: Argon gas (supply rate 100 L / min)
・ Carrier gas: Argon gas (supply rate 10 L / min)
・ Chamber atmosphere: Argon gas (supply rate 1000 L / min, chamber flow rate 5 m / sec)
・ Atmosphere in cyclone: Argon gas, internal pressure: 50 kPa
・ Material supply rate from the chamber to the cyclone: 10 m / s (average value)
次に、Fe粉(JIP270M、JFEスチール社製)を準備し、上記プラズマ処理(1)の条件によりプラズマ処理を行い、Feナノ粒子化した。 Next, Fe powder (JIP270M, manufactured by JFE Steel Co., Ltd.) was prepared, and plasma treatment was performed under the conditions of the above plasma treatment (1) to form Fe nanoparticles.
次に、上記により得られたNbナノ粒子、及びFeナノ粒子を混合し、原料金属粉末を得た。この原料金属粉末について、窒素ガス中においてプラズマ処理(処理条件は、下記のプラズマ処理(2)による)することにより、窒化ニオブ含有粒子を得た。 Next, the Nb nanoparticles and the Fe nanoparticles obtained above were mixed to obtain a raw material metal powder. This raw metal powder was subjected to plasma treatment in nitrogen gas (treatment conditions were the following plasma treatment (2)) to obtain niobium nitride-containing particles.
・プラズマ処理(2)
プラズマ処理(2)は以下の方法により行った。なお、用いた装置はプラズマ処理(1)と同様である。
・高周波発振用コイルに印加した高周波電圧:周波数、約4MHz、電圧、約80kVA
・プラズマガス:アルゴンガス及び窒素ガス(供給量 それぞれ50L/min)
・キャリアガス:窒素ガス(供給量 10L/min)
・チャンバ内雰囲気:窒素ガス(供給量 1000L/min、チャンバ内流速 5m/sec)
・サイクロン内雰囲気:窒素ガス、内圧 50kPa
・チャンバからサイクロンへの材料供給速度:10m/s(平均値)・ Plasma treatment (2)
Plasma treatment (2) was performed by the following method. The apparatus used was the same as in the plasma treatment (1).
-High frequency voltage applied to the high frequency oscillation coil: frequency, about 4 MHz, voltage, about 80 kVA
・ Plasma gas: Argon gas and nitrogen gas (supply amount of 50 L / min each)
・ Carrier gas: Nitrogen gas (supply rate 10 L / min)
・ Atmosphere in chamber: Nitrogen gas (supply rate 1000 L / min, chamber flow rate 5 m / sec)
・ Atmosphere in cyclone: Nitrogen gas, internal pressure 50kPa
・ Material supply rate from the chamber to the cyclone: 10 m / s (average value)
プラズマ処理(2)終了後の粒子を、Arガスを用いて日本シンテック社製分流型湿度供給装置SRHにより大気中であれば相対湿度95%となる条件で20℃の窒素ガスを導入し、24時間静置した。その後、得られた粒子について、ホソカワミクロン製TTSPセパレータを用いて収率10%となる条件で分級を行い、窒化ニオブ含有粒子(NbN)を得た。なお、セパレータへは窒素ガスを供給した。
得られた窒化ニオブ含有粒子について、ICP発光分光分析法によって、鉄(Fe)原子の含有量を測定したところ、50質量ppmだった。Nitrogen gas at 20 ° C. was introduced into the particles after the plasma treatment (2) with Ar gas using a split flow type humidity supply device SRH manufactured by Nippon Shintech Co., Ltd. under the condition that the relative humidity was 95% in the atmosphere. Let stand for hours. Then, the obtained particles were classified using a TTSP separator manufactured by Hosokawa Micron under the condition that the yield was 10% to obtain niobium nitride-containing particles (NbN). In addition, nitrogen gas was supplied to the separator.
When the content of iron (Fe) atoms in the obtained niobium nitride-containing particles was measured by ICP emission spectroscopy, it was 50 mass ppm.
(Fe原子を含有する窒化バナジウム含有粒子(VN)の作製)
Fe原子を含有する窒化ニオブ含有粒子の作製において、三津和化学薬品製ニオブ(粉末)<100−325mesh>に代えて太陽鉱工製金属バナジウム粉末VHOを用いたこと以外は同様にして、Fe原子を含有する窒化バナジウム含有粒子(VN)を作製した。得られた窒化バナジウム含有粒子について、ICP発光分光分析法によって、鉄(Fe)原子の含有量を測定したところ、50質量ppmだった。(Preparation of Fe-Atom-Containing Vanadium Nitride-Containing Particles (VN))
In the production of the niobium nitride-containing particles containing Fe atoms, Fe atoms were similarly prepared, except that Niobium metal powder vanadium powder VHO manufactured by Taiyo Mining Co., Ltd. was used instead of niobium (powder) manufactured by Mitsuwa Chemical Co., Ltd. <100-325 mesh>. A vanadium nitride-containing particle (VN) containing was produced. When the content of iron (Fe) atoms in the obtained vanadium nitride-containing particles was measured by ICP emission spectroscopy, it was 50 mass ppm.
なお、表5中における上記以外の着色剤は、以下の表4に記載の着色剤、又は、着色剤の混合物である。
なお、表4中における化合物SQ−23、及び、化合物A−52の構造を以下に示す。
・化合物SQ−23
・ Compound SQ-23
・化合物A−52(式中、Phは、フェニル基を表す。)
〔分散剤〕
分散剤として、以下の構造の分散剤Aを用いた。各構造単位に記載の数値は、全構造単位に対する、各構造単位の質量%を意図する。
As the dispersant, Dispersant A having the following structure was used. The numerical value described in each structural unit means the mass% of each structural unit based on all structural units.
〔バインダー樹脂〕
バインダー樹脂として、以下の構造の樹脂Aを用いた。なお、樹脂Aの式中、各略号は以下を表す。各構造単位に記載の数値は、全構造単位に対する、各構造単位の質量%を意図する。なお、樹脂Aはアルカリ可溶性樹脂に該当する。
・BzMA:メタクリル酸ベンジル
・MMA:メタクリル酸メチル
As the binder resin, Resin A having the following structure was used. In the formula of resin A, each abbreviation represents the following. The numerical value described in each structural unit means the mass% of each structural unit based on all structural units. The resin A corresponds to an alkali-soluble resin.
・ BzMA: benzyl methacrylate ・ MMA: methyl methacrylate
〔重合性化合物〕
重合性化合物として、重合性化合物M1、及び、重合性化合物M2を用いた。
・重合性化合物M1(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)の構造は以下の式のとおりである(日本化薬社製、商品名「KAYARAD」)。
・重合性化合物M2:PET−30(ペンタエリスリトールトリアクリレート、日本化薬社製)[Polymerizable compound]
As the polymerizable compound, the polymerizable compound M1 and the polymerizable compound M2 were used.
The structure of the polymerizable compound M1 (dipentaerythritol hexaacrylate) is as shown in the following formula (Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name "KAYARAD").
Polymerizable compound M2: PET-30 (pentaerythritol triacrylate, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
〔界面活性剤〕
・F−1:下記式で表される化合物(重量平均分子量(Mw)=15311)
ただし、下記式において、式中(A)及び(B)で表される構造単位はそれぞれ62モル%、38モル%である。式(B)で表される構造単位中、aは、b、cは、それぞれ、a+c=14、b=17の関係を満たす。
F-1: compound represented by the following formula (weight average molecular weight (Mw) = 15311)
However, in the following formula, the structural units represented by (A) and (B) in the formula are 62 mol% and 38 mol%, respectively. In the structural unit represented by the formula (B), a, b and c satisfy the relationships of a + c = 14 and b = 17, respectively.
[硬化性組成物の評価]
〔パターン形状〕
各硬化性組成物を容量100mLのブルーム瓶に密閉し、60℃の恒温槽で7日間保管(加熱強制経時)した。次に、加熱強制経時後の各硬化性組成物を用いて、表面をSiO2処理したSi基板(支持体に該当する。)上に、乾燥後の膜厚が1.5μmとなるように回転数を調整して、スピンコートにより塗膜(硬化性組成物層)を形成した。次に、形成した塗膜付き基板を、ホットプレート上に載置して100℃、2分間の熱処理(プリベーク)により乾燥させた。次に、プリベーク後の塗膜(硬化性組成物層)付き基板に対してi線ステッパー(キヤノン製FPA3000i5+)を用い、長さ200μm×幅20μmラインパターンが形成されたフォトマスクを通して、上記塗膜を露光(ネガ)した。次に、露光後の塗膜を、東京エレクトロン製コーターデベロッパーACT8を用いて、現像液として水酸化テトラメチルアンモニウムを用いて、30秒間パドル現像をし、その後、純水を用いて20秒間シャワーリンスしてパターン状の硬化膜を得た。
次に、パターン状の硬化膜をポストベーク(温度:220℃、時間:300秒)した。ポストベーク後の硬化膜のパターン形状を測長SEM(Scanning Electron Microscope)により測定した。具体的には、ラインパターン端部の膜厚と中央部の膜厚を測定し、比(パターン端部の膜厚/中央部の膜厚)を計算し、以下の基準により評価した。なお、評価「2」以上が実用範囲である。結果は表5に示した。
・7:比が0.98超1.00以下であり、SEMによる観察でパターン中央部と端部の膜厚に差は見られない。
・6:比が0.96超0.98以下であり、パターン中央部と端部の膜厚にわずかに差がみられる。
・5:比が0.94超0.96以下であり、パターン中央部と端部の膜厚に差がみられる。
・4:比が0.92超0.94以下であり、端部の膜厚が薄く、わずかに歪んでいるが実用上問題ないレベル。
・3:比が0.90超0.92以下であり、端部の膜厚が薄く、歪んでいるが実用上問題ないレベル。
・2:比が0.80超0.90以下であり、端部の膜厚が薄いが、実用は可能なレベル。
・1:比が0.80以下であり、端部の膜厚が薄く、許容外。[Evaluation of curable composition]
[Pattern shape]
Each curable composition was sealed in a Bloom bottle having a capacity of 100 mL and stored in a thermostat bath at 60 ° C. for 7 days (forced heating). Next, each curable composition after the aging by heating was rotated on a Si substrate (corresponding to a support) whose surface was treated with SiO 2 so that the film thickness after drying was 1.5 μm. After adjusting the number, a coating film (curable composition layer) was formed by spin coating. Next, the formed coated substrate was placed on a hot plate and dried by heat treatment (prebaking) at 100 ° C. for 2 minutes. Next, using the i-line stepper (FPA3000i5 + manufactured by Canon Inc.) for the substrate with the coating film (curable composition layer) after prebaking, the above coating film was passed through a photomask on which a 200 μm long × 20 μm wide line pattern was formed. Was exposed (negative). Next, the coating film after exposure was paddle-developed for 30 seconds using tetramethylammonium hydroxide as a developing solution using a coater developer ACT8 manufactured by Tokyo Electron, and then shower rinse was performed for 20 seconds using pure water. A patterned cured film was obtained.
Next, the patterned cured film was post-baked (temperature: 220 ° C., time: 300 seconds). The pattern shape of the cured film after post-baking was measured by a length measuring SEM (Scanning Electron Microscope). Specifically, the film thickness at the end of the line pattern and the film thickness at the center were measured, and the ratio (film thickness at the end of the pattern / film thickness at the center) was calculated and evaluated according to the following criteria. The evaluation range of "2" or higher is the practical range. The results are shown in Table 5.
* 7: The ratio is more than 0.98 and not more than 1.00, and there is no difference in the film thickness between the central portion and the end portion of the pattern by observation with SEM.
* 6: The ratio is more than 0.96 and 0.98 or less, and there is a slight difference in the film thickness between the central portion and the end portion of the pattern.
5: The ratio is more than 0.94 and 0.96 or less, and there is a difference in the film thickness between the central portion and the end portion of the pattern.
* 4: The ratio is more than 0.92 and 0.94 or less, and the film thickness at the end is thin and slightly distorted, but there is no practical problem.
* 3: The ratio is more than 0.90 and 0.92 or less, and the film thickness at the end is thin and distorted, but there is no problem in practical use.
-2: The ratio is more than 0.80 and 0.90 or less, and the film thickness at the end is thin, but it is a level that can be practically used.
-1: The ratio is 0.80 or less, and the film thickness at the end is thin, which is not acceptable.
〔現像残渣抑制性能〕
上記と同様の方法で、各構成組成物を用いて塗膜付き基板を作製した。その後、上記と同様の方法で現像して、Si基板上における現像残渣の数を計測した。具体的には、塗膜を露光した際、光が照射されなかった領域(未露光部)の残渣の数をSEM(倍率:20000倍)にて観察し、現像残渣抑制性能を評価した。評価基準は以下の通りである。結果は表5に示した。
A:未露光部には、残渣が全く観察されない。
B:未露光部1.0μm四方に残渣が1個以上、3個以下観察された。
C:未露光部1.0μm四方に残渣が4個以上、7個以下観察された。
D:未露光部1.0μm四方に残渣が8個以上、10個以下観察された。
E:未露光部1.0μm四方に残渣が11個以上観察された。
実用上「D」以上が好ましく、「A」及び「B」は特に優れた性能を有すると評価する。[Development residue suppression performance]
A substrate with a coating film was produced using each constituent composition in the same manner as above. After that, development was performed in the same manner as above, and the number of development residues on the Si substrate was measured. Specifically, when the coating film was exposed, the number of residues in the area not exposed to light (unexposed portion) was observed by SEM (magnification: 20000 times) to evaluate the development residue suppression performance. The evaluation criteria are as follows. The results are shown in Table 5.
A: No residue is observed in the unexposed area.
B: One or more and three or less residues were observed in 1.0 μm square on the unexposed area.
C: 4 or more and 7 or less residues were observed in 1.0 μm square on the unexposed area.
D: 8 or more and 10 or less residues were observed in 1.0 μm square on the unexposed area.
E: 11 or more residues were observed in 1.0 μm square in the unexposed area.
Practically preferred is "D" or more, and "A" and "B" are evaluated to have particularly excellent performance.
・表5中、特定オキシム化合物(A)及び多官能チオール化合物(B)の「含有量」とは、硬化性組成物の全固形分を100質量%としたときの特定オキシム化合物(A)及び多官能チオール化合物(B)のそれぞれの含有量(質量%)である。
・表5中、「A/B」とは、硬化性組成物中における多官能チオール化合物(B)の含有量に対する、特定オキシム化合物(A)の含有量の含有質量比を表す。
・表5中、着色剤の種類として、CP−1〜CP−8とあるのは、表4中における有彩色顔料1〜8をそれぞれ表す。
-In Table 5, "A / B" represents the content mass ratio of the content of the specific oxime compound (A) to the content of the polyfunctional thiol compound (B) in the curable composition.
In Table 5, the types of colorants CP-1 to CP-8 represent the chromatic pigments 1 to 8 in Table 4, respectively.
表5に示した結果から、各実施例に係る硬化性組成物は本発明の効果を有していた。一方、比較例に係る硬化性組成物は本発明の効果を有していなかった。
式(1)のR1の炭素数が13以上である特定オキシム化合物を含有する実施例1の硬化性組成物は、実施例8の硬化性組成物と比較して、得られる硬化膜のパターン形状がより優れていた。
式(2)のR24が水素原子以外である多官能チオール化合物(2級チオール化合物)を含有する実施例3の硬化性組成物は、実施例4の硬化性組成物(R24、及び、R25の両方が水素原子である、1級チオール化合物)と比較して、より優れた現像残渣抑制性能を有していた。また、R24、及び、R25の両方が水素原子以外である多官能チオール化合物(3級チオール化合物)を含有する実施例35の硬化性組成物は、更に優れた現像残渣抑制性能を有していた。
また、式(2)のnが3〜10である、実施例43及び47の硬化性組成物は、実施例46の硬化性組成物(nが2である)と比較して、得られる硬化膜のパターン形状がより優れていた。
多官能チオール化合物の含有量に対するオキシム化合物の含有量の含有質量比が4〜10である実施例12の硬化性組成物は、実施例10、及び、実施例13の硬化性組成物と比較して、得られる硬化膜のパターン形状がより優れていた。
式(1)のR1が炭素数13以上の直鎖状アルキル基、又は、*−L11−R11で表される基である実施例15〜19、及び、実施例21〜22の硬化性組成物は、実施例20の硬化性組成物と比較して、得られる硬化膜がより優れたパターン形状を有していた。From the results shown in Table 5, the curable composition according to each example had the effect of the present invention. On the other hand, the curable composition according to the comparative example did not have the effect of the present invention.
The curable composition of Example 1 containing the specific oxime compound in which R 1 of Formula (1) has 13 or more carbon atoms has a pattern of a cured film obtained as compared with the curable composition of Example 8. The shape was better.
The curable composition of Example 3 containing a polyfunctional thiol compound (secondary thiol compound) in which R 24 of the formula (2) is other than a hydrogen atom is the curable composition of Example 4 (R 24 , and As compared with a primary thiol compound in which both R 25 s are hydrogen atoms, it had a more excellent development residue suppression performance. Further, the curable composition of Example 35 containing a polyfunctional thiol compound (tertiary thiol compound) in which both R 24 and R 25 are other than hydrogen atoms has further excellent development residue suppression performance. Was there.
In addition, the curable compositions of Examples 43 and 47 in which n in the formula (2) is 3 to 10 are obtained by comparison with the curable composition of Example 46 (n is 2). The pattern shape of the film was better.
The curable composition of Example 12 in which the content mass ratio of the content of the oxime compound to the content of the polyfunctional thiol compound was 4 to 10, was compared with the curable compositions of Example 10 and Example 13. The resulting cured film had a more excellent pattern shape.
Curing of Examples 15 to 19 and Examples 21 to 22 in which R 1 of the formula (1) is a linear alkyl group having 13 or more carbon atoms, or a group represented by * -L 11 -R 11. As for the functional composition, the cured film obtained had a more excellent pattern shape as compared with the curable composition of Example 20.
[実施例71]
TiN-1に代えて、TiN-1とカーボンブラック(商品名「カラーブラック S170」、デグサ社製、平均一次粒子径17nm、BET比表面積200m2/g、ガスブラック方式により製造されたカーボンブラック)を用い、その固形分質量比が7:3になるようにした以外は、実施例43と同様にして、評価したところ、実施例43と同様の効果が得られた。Example 71
Instead of TiN-1, TiN-1 and carbon black (trade name “Color Black S170”, manufactured by Degussa Co., average primary particle diameter 17 nm, BET specific surface area 200 m 2 / g, carbon black produced by gas black method) Was evaluated in the same manner as in Example 43 except that the solid content mass ratio was 7: 3, and the same effect as in Example 43 was obtained.
[実施例72]
界面活性剤を用いなかったことを除いては実施例43と同様にして、硬化性組成物を作製し、評価を行ったところ、実施例43と同様の結果が得られた。Example 72
A curable composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 43, except that the surfactant was not used, and the same results as in Example 43 were obtained.
[実施例73]
重合禁止剤を用いなかったことを除いては実施例43と同様にして、硬化性組成物を作製し、評価を行ったところ、実施例43と同様の結果が得られた。Example 73
When a curable composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 43 except that the polymerization inhibitor was not used, the same results as in Example 43 were obtained.
101・・・支持体
102、401・・・硬化性組成物層
103・・・フォトマスク
201、501・・・硬化膜
301、601・・・ポストベーク後の硬化膜
700・・・固体撮像装置
701・・・固体撮像素子
702・・・撮像部
703・・・カバーガラス
704・・・スペーサー
705・・・積層基板
706・・・チップ基板
707・・・回路基板
708・・・電極パッド
709・・・外部接続端子
710・・・貫通電極
711・・・レンズ層
712・・・レンズ材
713・・・支持体
714、715・・・硬化膜
801・・・受光素子
802・・・カラーフィルタ
803・・・マイクロレンズ
804・・・基板
805b・・・青色画素
805r・・・赤色画素
805g・・・緑色画素
805bm・・・ブラックマトリクス
806・・・pウェル層
807・・・読み出しゲート部
808・・・垂直転送路
809・・・素子分離領域
810・・・ゲート絶縁膜
811・・・垂直転送電極
812・・・硬化膜
813、814・・・絶縁膜
815・・・平坦化膜
900・・・赤外線センサ
910・・・固体撮像素子
911・・・赤外線吸収フィルタ
912・・・カラーフィルタ
913・・・赤外線透過フィルタ
914・・・樹脂膜
915・・・マイクロレンズ
916・・・平坦化膜
101 ... Support 102, 401 ... Curable composition layer 103 ... Photomask 201, 501 ... Cured film 301, 601 ... Cured film 700 after post-baking ... Solid-state imaging device 701 ... Solid-state imaging device 702 ... Imaging unit 703 ... Cover glass 704 ... Spacer 705 ... Laminated substrate 706 ... Chip substrate 707 ... Circuit board 708 ... Electrode pad 709 ... .. External connection terminal 710 ... Through electrode 711 ... Lens layer 712 ... Lens material 713 ... Supports 714, 715 ... Cured film 801 ... Light receiving element 802 ... Color filter 803 Microlens 804 Substrate 805b Blue pixel 805r Red pixel 805g Green pixel 805bm Black matrix 806 p-well layer 807 ... reading gate portion 808 ... vertical transfer path 809 ... element isolation region 810 ... gate insulating film 811 ... vertical transfer electrode 812 ... cured films 813,814. Insulating film 815 ... Flattening film 900 ... Infrared sensor 910 ... Solid-state image sensor 911 ... Infrared absorption filter 912 ... Color filter 913 ... Infrared transmission filter 914 ... Resin film 915 ... ..Micro lens 916 ... Flattening film
Claims (16)
前記光重合開始剤が、以下の式(1)で表されるオキシム化合物である、硬化性組成物。
式(1)中、R1は、ヘテロ原子を含有してもよい炭素数8以上の炭化水素基を表し、R2はアルキル基、又は、アリール基を表し、X2は単結合、又は、2価の連結基を表し、R3はアリール基を表し、X3は単結合、又は、カルボニル基を表す。A photopolymerization initiator, a polyfunctional thiol compound, a polymerizable compound, and a curable composition containing a colorant,
A curable composition in which the photopolymerization initiator is an oxime compound represented by the following formula (1).
In formula (1), R 1 represents a hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms which may contain a hetero atom, R 2 represents an alkyl group or an aryl group, X 2 represents a single bond, or It represents a divalent linking group, R 3 represents an aryl group, and X 3 represents a single bond or a carbonyl group.
式(2)中、R24、及び、R25はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、−C(=O)−R23、−C(=O)−O−R23、又は、−C(=O)−NH−R23を表し、L21はn価の有機連結基を表し、nは2〜10の整数を表し、M21は単結合、又は、−O−、−S−、−N(R23)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−C(=O)−、アルキレン基、若しくは、これらを2種以上組み合わせた基を表し、R23はアルキル基、又は、アリール基を表し、複数あるR24、R25、及び、M21はそれぞれ同一でも異なってもよく、R23が複数ある場合、それぞれ同一でも異なってもよい。The curable composition according to claim 1, wherein the polyfunctional thiol compound is a compound represented by the following formula (2).
In formula (2), R 24 and R 25 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, —C (═O) —R 23 , —C (═O) —O—R 23 , or Represents —C (═O) —NH—R 23 , L 21 represents an n-valent organic linking group, n represents an integer of 2 to 10, M 21 represents a single bond, or —O—, —S. -, -N (R < 23 >)-, -C (= O) -O-, -OC (= O) -O-, -C (= O) -NH-, -C (= O)-, An alkylene group or a group in which two or more thereof are combined, R 23 represents an alkyl group or an aryl group, and a plurality of R 24 , R 25 , and M 21 may be the same or different, When there are a plurality of R 23's , they may be the same or different.
前記硬化性組成物層を露光する、露光工程と、を含有する硬化膜の製造方法。A curable composition layer forming step of forming a curable composition layer on a support using the curable composition according to claim 1.
A method for producing a cured film, which comprises the step of exposing the curable composition layer to light.
The method for producing a cured film according to claim 14 or 15, further comprising a developing step of developing the exposed curable composition layer.
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