JPWO2018230387A1 - 硬化性組成物、硬化膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置、赤外線センサ、分散助剤、分散液および分散液の製造方法 - Google Patents

硬化性組成物、硬化膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置、赤外線センサ、分散助剤、分散液および分散液の製造方法 Download PDF

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Abstract

耐湿性が良好で、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜を製造できる硬化性組成物、硬化膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置、赤外線センサ、分散助剤、分散液および分散液の製造方法を提供する。この硬化性組成物は、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前述の酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前述の酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基が、π共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造を有し、波長650〜1200nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物Aと、硬化性化合物と、溶剤とを含む。

Description

本発明は、硬化性組成物、硬化膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置、赤外線センサ、分散助剤、分散液および分散液の製造方法に関する。
色素と、硬化性化合物と、溶剤とを含む硬化性組成物を用いて、カラーフィルタや近赤外線カットフィルタなどの硬化膜を製造することが行なわれている。
例えば、特許文献1には、硫酸のpKaより低いpKaを有する有機酸が解離したアニオン構造を含む繰り返し単位を有するポリマーアニオンと、色素構造を有するカチオンとを含む色素多量体を着色剤として含む着色組成物を用いてカラーフィルタを製造することが記載されている。
また、特許文献2には、カチオン部位を有する色素構造と、所定のアニオン部位と、を有し、アニオン部位およびカチオン部位が共有結合を介して結合して同一分子内に存在する色素化合物と、硬化性化合物と、溶剤と、を含む、着色組成物を用いてカラーフィルタを製造することが記載されている。
また、特許文献3には、m+n価の連結基に、ビニル化合物由来の繰り返し単位を有する1価の置換基を1〜13個と、色素構造を2〜14個とがそれぞれ結合した色素と、硬化性化合物とを含む着色組成物を用いてカラーフィルタを製造することが記載されている。色素構造の一例として、一分子内にカチオン部位とアニオン部位とを有する色素構造などが記載されている。
特開2015−30742号公報 特開2016−102191号公報 特開2015−71743号公報
色素と、硬化性化合物と、溶剤とを含む硬化性組成物を用いて形成される硬化膜は、膜中において、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物が生成されることがあった。また、一般的に、近赤外領域に吸収を有する化合物は、広いπ共役系を有するが、このような化合物は、製膜時に特に凝集し易い傾向にあった。膜中に、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物が生成されると、分光特性にばらつきが生じたり、膜面の平滑性が低下することがある。
また、近年において、硬化膜に対する耐湿性のさらなる向上が望まれており、湿度の高い環境下に硬化膜が曝されても、分光特性などが変動し難い硬化膜の開発が望まれている。
よって、本発明の目的は、耐湿性が良好で、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜を製造できる硬化性組成物を提供することにある。また、耐湿性が良好で、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜、前述の硬化膜を有する光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および赤外線センサを提供することにある。また、分散助剤、分散液および分散液の製造方法を提供することにある。
かかる状況のもと、本発明者が鋭意検討を行った結果、後述する化合物Aと、硬化性化合物と、溶剤と、を含む硬化性組成物は、耐湿性が良好で、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜を製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は以下を提供する。
<1> pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基が、π共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造を有し、波長650〜1200nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物Aと、
硬化性化合物と、溶剤と、を含む硬化性組成物。
<2> 官能基は、イミド酸構造、メチド酸構造、ボロン酸構造、カルボン酸構造およびスルホン酸構造から選ばれる酸構造、酸構造から水素原子が1個以上解離したアニオン、ならびに、酸構造の塩から選ばれる少なくとも1種の構造を有する、<1>に記載の硬化性組成物。
<3> 官能基は、下記式(1)で表される部分構造を含む、<1>または<2>に記載の硬化性組成物;
−Y−Z ・・・(1)
およびZはそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Yは、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表す。
<4> XおよびZの少なくとも一方が−SO−である、<3>に記載の硬化性組成物。
<5> 官能基は、下記式(10)で表される基である、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の硬化性組成物;
−L10−R−X10−Y10−Z10−R10 ・・・(10)
式(10)中、L10は、単結合または2価の連結基を表し、X10およびZ10はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Y10は、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rは、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R10は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
<6> X10が−CO−であり、Z10が−SO−である、<5>に記載の硬化性組成物。
<7> R10が、フッ素原子を含む炭素数1以上の炭化水素基である、<5>または<6>に記載の硬化性組成物。
<8> 官能基は、下記式(20)または下記式(30)で表される基である、<1>または<2>に記載の硬化性組成物;
Figure 2018230387
式(20)中、L20は、単結合または2価の連結基を表し、X20〜X22はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Y20は、−CH<、−C<または−CM<を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、R20は、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R21およびR22は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシル基または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す;
−L30−R30−Y30 ・・・(30)
式(30)中、L30は、単結合または2価の連結基を表し、R30は置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、Y30は、−COOH、−COO、−COOM、−SOH、−SO 、−SO、または−B(Rb1)(Rb2)(Rb3)を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rb1〜Rb3は、それぞれ独立してハロゲン原子または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
<9> 色素骨格が、ピロロピロール色素骨格、ジインモニウム色素骨格、フタロシアニン色素骨格、ナフタロシアニン色素骨格、ポリメチン色素骨格、ピロメテン色素骨格およびペリレン色素骨格から選ばれる少なくとも1種である、<1>〜<8>のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
<10> 色素骨格が、ピロロピロール色素骨格である、<1>〜<8>のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
<11> 化合物Aが、式(A1)で表される化合物である、<1>〜<10>のいずれかに1つ記載の硬化性組成物;
Figure 2018230387
式(A1)中、RaおよびRaは、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
Ra、Ra、RaおよびRaは、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表し、
RaおよびRaは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−BRaRa10、または金属原子を表し、
Raは、Ra、RaまたはRaと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、
Raは、Ra、RaまたはRaと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、
RaおよびRa10は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、RaおよびRa10が互いに結合して環を形成していてもよく、
は、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基を表し、
mは1〜10の整数を表し、mが2以上の場合は複数のAは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
<12> 化合物Aが、式(A2)で表される化合物である、<1>〜<10>のいずれか1つに記載の硬化性組成物;
Figure 2018230387
式(A2)中、Ra21およびRa22は、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
Ra23、Ra24、Ra25およびRa26は、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表し、
Ra27およびRa28は、各々独立に、−BRa29Ra30を表し、
Ra29およびRa30は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、Ra29およびRa30が互いに結合して環を形成していてもよく、
1aは、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基を表し、
mは1〜10の整数を表し、mが2以上の場合は複数のA1aは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
<13> 更に、化合物A以外の色素を含む、<1>〜<12>のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
<14> <1>〜<13>のいずれか1つに記載の硬化性組成物から得られる硬化膜。
<15> <14>に記載の硬化膜を有する光学フィルタ。
<16> 光学フィルタが、近赤外線カットフィルタまたは赤外線透過フィルタである、<15>に記載の光学フィルタ。
<17> <14>に記載の硬化膜を有する固体撮像素子。
<18> <14>に記載の硬化膜を有する画像表示装置。
<19> <14>に記載の硬化膜を有する赤外線センサ。
<20> pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基が、π共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造を有する化合物を含む分散助剤。
<21> 色素骨格が、ピロロピロール色素骨格、ジインモニウム色素骨格、フタロシアニン色素骨格、ナフタロシアニン色素骨格、ポリメチン色素骨格、キサンテン色素骨格、ピロメテン色素骨格、キナクリドン色素骨格、アゾ色素骨格、ジケトピロロピロール色素骨格、アントラキノン色素骨格、ベンゾイミダゾロン色素骨格、トリアジン色素骨格、イソフタル酸色素骨格、イソインドリン色素骨格、キノリン色素骨格、ベンゾチアゾール色素骨格、キノキサリン色素骨格およびベンゾオキサゾール色素骨格から選ばれる少なくとも一種である、<20>に記載の分散助剤。
<22> 顔料と、<20>または<21>に記載の分散助剤と、分散剤と、溶剤とを含む、分散液。
<23> 顔料を、<20>または<21>に記載の分散助剤、分散剤および溶剤の存在下で分散する工程を含む、分散液の製造方法。
<24> 式(A2)で表される化合物;
Figure 2018230387
式(A2)中、Ra21およびRa22は、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
Ra23、Ra24、Ra25およびRa26は、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表し、
Ra27およびRa28は、各々独立に、−BRa29Ra30を表し、
Ra29およびRa30は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、Ra29およびRa30が互いに結合して環を形成していてもよく、
1aは、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基を表し、
mは1〜10の整数を表し、mが2以上の場合は複数のA1aは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
<25> A1aは、下記式(1)で表される部分構造を含む、<24>に記載の化合物;
−Y−Z ・・・(1)
およびZはそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Yは、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表す。
<26> A1aは、下記式(10)で表される基である、<24>に記載の化合物;
−L10−R−X10−Y10−Z10−R10 ・・・(10)
式(10)中、L10は、単結合または2価の連結基を表し、X10およびZ10はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Y10は、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rは、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R10は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
<27> X10が−CO−であり、Z10が−SO−である、<26>に記載の化合物。
<28> R10が、フッ素原子を含む炭素数1以上の炭化水素基である、<26>または<27>に記載の化合物
<29> A1aは、下記式(20)または下記式(30)で表される基である、<24>に記載の化合物;
Figure 2018230387
式(20)中、L20は、単結合または2価の連結基を表し、X20〜X22はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Y20は、−CH<、−C<または−CM<を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、R20は、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R21およびR22は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシル基または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す;
−L30−R30−Y30 ・・・(30)
式(30)中、L30は、単結合または2価の連結基を表し、R30は置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、Y30は、−COOH、−COO、−COOM、−SOH、−SO 、−SO、または−B(Rb1)(Rb2)(Rb3)を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rb1〜Rb3は、それぞれ独立してハロゲン原子または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
本発明によれば、耐湿性が良好で、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜を製造できる硬化性組成物を提供できる。また、本発明によれば、耐湿性が良好で、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜、前述の硬化膜を有する光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および赤外線センサを提供することができる。また、本発明によれば、分散性に優れた分散助剤、分散液および分散液の製造方法を提供することができる。
赤外線センサの一実施形態を示す概略図である。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。
本明細書において、「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さない基(原子団)と共に置換基を有する基(原子団)をも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
本明細書において「露光」とは、特に断らない限り、光を用いた露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線を用いた描画も露光に含める。また、露光に用いられる光としては、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等の活性光線または放射線が挙げられる。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートおよびメタクリレートの双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリル」は、アクリルおよびメタクリルの双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルおよびメタクリロイルの双方、または、いずれかを表す。
本明細書において、重量平均分子量および数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定でのポリスチレン換算値として定義される。
本明細書において、化学式中のMeはメチル基を表し、Etはエチル基を表し、Buはブチル基を表し、Phはフェニル基を表す。
本明細書において、近赤外線とは、波長700〜2500nmの光(電磁波)をいう。
本明細書において、全固形分とは、組成物の全成分から溶剤を除いた成分の総質量をいう。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
<硬化性組成物>
本発明の硬化性組成物は、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前述の酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前述の酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基が、π共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造を有し、波長650〜1200nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物Aと、
硬化性化合物と、
溶剤と、
を含むことを特徴とする。以下、「pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前述の酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前述の酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基」を、「官能基A」ともいう。
本発明によれば、上述した官能基Aを有する化合物Aを含む硬化性組成物を用いることにより、耐湿性が良好で、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜を製造できる。このような効果が得られるメカニズムは、推測であるが以下によるものであると考えられる。化合物Aは、pKaが3以下の酸基またはそれに由来する基(アニオン性基、塩)を有することにより、膜中における化合物A同士の凝集を抑制できたと推測される。また、化合物Aがこのような酸基またはそれに由来する基を有することにより、化合物Aの他に更に色素(他の色素)を含む場合においては、化合物Aと他の色素との凝集や、他の色素同士の凝集も抑制することもできると推測される。このため、膜中における色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生を効果的に抑制できたと推測される。また、一般的にpKaが低い基は、親水性が高く、得られる硬化膜の耐湿性が低下し易い傾向にあるが、この化合物Aにおける官能基Aは、pKaが3以下であるとともに、ClogP値が−1.1以上の酸基またはそれに由来する基である。化合物Aがこのような官能基を有することで、硬化膜中への水の侵入を効果的に抑制でき、その結果優れた耐湿性が得られたと推測される。このため、本発明によれば、耐湿性が良好で、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜を製造することができたと推測される。
また、化合物Aにおける上記官能基Aは、pKaが3以下の酸基またはそれに由来する基(アニオン性基、塩)であるので、塩基性成分との相互作用がより強く働くと推測される。このため、例えば、硬化性化合物として、塩基性基を有する樹脂(例えば、後述する塩基性分散剤および/または両性分散剤)を含むものを用いた場合においては、化合物Aにおける上述した官能基Aと、塩基性分散剤や両性分散剤における塩基性基との相互作用がより強く働き、化合物Aの組成物中における分散性をより向上させることができる。更には、膜中における化合物A自体の凝集や、化合物A以外の色素の凝集をより効果的に抑制でき、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生がより抑制された硬化膜を製造することもできる。また、化合物A自体のアルカリ現像液に対する現像性を高めることができ、現像性に優れた硬化性組成物とすることもできる。
以下、本発明の硬化性組成物の各成分について説明する。
<<化合物A>>
本発明の硬化性組成物は、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前述の酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前述の酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基(官能基A)が、π共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造を有し、波長650〜1200nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物A(以下、単に化合物Aともいう)を含有する。
なお、本発明において、官能基AにおけるpKaおよびClogP値は、色素骨格のπ共役構造との結合手をメチル基に置換して算出した計算値を用いる。また、pKaは、水中における値であって、ACD/Labs ver8.08(Advanced Chemsistry Development社製)を用いて、予測計算して求めた。また、ClogP値は、1−オクタノール/水の分配係数Pの常用対数であるLogPの計算値であって、ChemiBioDraw Ultra ver.13.0.2.3021(Cambridge soft社製)を用いて予測計算して求めた。
また、色素骨格のπ共役構造において、官能基Aとの結合末端が−C(=O)−、−S(=O)−、または、−P(=O)−である場合においては、これらの基は、官能基Aに含める。すなわち、下記構造の化合物1、2の場合、それぞれ丸で囲った基が官能基Aに相当する。下記構造の化合物1における官能基A(CF−SO−NHCO−C−O−)は、ClogP値が1.09で、pKaが−1.43の酸基である。また、下記構造の化合物2における官能基A(SOH−C−SO−)は、ClogP値が1.44で、pKaが−3.38の酸基である。
Figure 2018230387
本発明の硬化性組成物に用いられる化合物Aは、波長650〜1200nmの範囲に極大吸収波長を有する。このような化合物を用いることにより、得られる硬化膜の近赤外線遮蔽性を高めることができる。化合物Aは、波長700〜1000nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物であることが好ましい。
化合物Aは、π共役構造を有する色素骨格を有する。π共役構造を構成する水素以外の原子数は、14個以上であることが好ましく、20個以上であることがより好ましく、25個以上であることが更に好ましく、30個以上であることが特に好ましい。上限は、例えば、80個以下であることが好ましく、50個以下であることがより好ましい。色素骨格が有するπ共役構造は、単環または縮合環の芳香族環を2個以上含むことが好ましく、前述の芳香族環を3個以上含むことがより好ましく、前述の芳香族環を4個以上含むことが更に好ましく、前述の芳香族環を5個以上含むことが特に好ましい。上限は、100個以下が好ましく、50個以下がより好ましく、30個以下が更に好ましい。前述の芳香族環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン環、インダセン環、ペリレン環、ペンタセン環、クアテリレン環、アセナフテン環、フェナントレン環、アントラセン環、ナフタセン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾリン環、ピラジン環、キノキサリン環、ピリミジン環、キナゾリン環、ピリダジン環、トリアジン環、ピロール環、インドール環、イソインドール環、カルバゾール環、および、これらの環を有する縮合環が挙げられる。
化合物Aにおける色素骨格は、近赤外領域に吸収を有する色素化合物に由来する色素骨格であることが好ましい。色素骨格の具体例としては、ピロロピロール色素骨格、ジインモニウム色素骨格、フタロシアニン色素骨格、ナフタロシアニン色素骨格、ポリメチン色素骨格、ピロメテン色素骨格およびペリレン色素骨格から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。また、ポリメチン色素骨格としては、結合している原子団の種類により、シアニン色素骨格、メロシアニン色素骨格、スクアリリウム色素骨格、クロコニウム色素骨格、オキソノール色素骨格などが含まれる。中でもシアニン色素骨格、スクアリリウム色素骨格およびオキソノール色素骨格が好ましく、シアニン色素骨格およびスクアリリウム色素骨格がより好ましい。化合物Aにおける色素骨格は、ピロロピロール色素骨格、フタロシアニン色素骨格、ナフタロシアニン色素骨格およびポリメチン色素骨格から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましく、ピロロピロール色素骨格またはポリメチン色素骨格であることが更に好ましく、ピロロピロール色素骨格であることが特に好ましい。
化合物Aは、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前述の酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前述の酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基(官能基A)を有する。ここで、官能基Aが、前述したアニオン性基や塩である場合には、官能基A自体のpKaは3以下であってもよく、3を超えていてもよい。また、ClogP値についても−1.1以上であってもよく、−1.1未満であってもよい。すなわち、官能基Aが前述したアニオン性基や塩である場合においては、アニオン性基や塩の由来となる酸基のpKaおよびClogP値がそれぞれ上述した範囲であればよい。
官能基Aにおける上記酸基のpKaは3以下であり、2以下であることが好ましく、0以下であることがより好ましく、−1以下であることが更に好ましい。上記酸基のpKaが3以下であれば、色素構造を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜を形成できる。更には、組成物中における色素構造を有する化合物の分散性などを高めることもできる。
官能基Aにおける上記酸基のClogP値は、−1.1以上であり、−1以上であることが好ましく、0以上であることがより好ましく、1以上であることが更に好ましい。酸基のClogP値は、−1.1以上であれば、耐湿性に優れた硬化膜を形成できる。
官能基Aは、イミド酸構造、メチド酸構造、ボロン酸構造、カルボン酸構造およびスルホン酸構造から選ばれる酸構造、前述の酸構造から水素原子が1個以上解離したアニオン、ならびに、前述の酸構造の塩から選ばれる少なくとも1種の構造を有する基であることが好ましく、化合物の合成時におけるpKaやClogP値の調整のし易さや、原料入手の観点から、イミド酸構造、イミドアニオン構造、および、イミド酸構造の塩から選ばれる少なくとも1種の構造を有する基であることがより好ましい。例えば、官能基Aが、イミド酸構造、イミドアニオン構造、および、イミド酸構造の塩から選ばれる少なくとも1種の構造を有する基である場合、イミド基に結合している置換基を変更することで、pKaやClogP値を容易に調整できる。
また、官能基Aは、下記式(1)で表される部分構造を含む基であることが好ましい。
−Y−Z ・・・(1)
式(1)において、XおよびZはそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、XおよびZの少なくとも一方が−SO−であることが好ましい。なかでも、XおよびZの一方が−SO−で、他方が−SO−または−CO−であることが好ましく、XおよびZの一方が−SO−で、他方が−CO−であることがより好ましい。
式(1)において、Yは、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表す。塩を形成する原子または原子団Mとしては、アルカリ金属イオン(Li、Na、Kなど)、アンモニウム系カチオン、ピリジン系カチオン、イミダゾール系カチオン、スルホニウムカチオンなどが挙げられる。
化合物Aにおける官能基Aは、下記式(10)で表される基、下記式(20)で表される基および下記式(30)で表される基から選ばれる少なくとも1種の基であることが好ましく、下記式(10)で表される基であることがより好ましい。
−L10−R−X10−Y10−Z10−R10 ・・・(10)
Figure 2018230387
−L30−R30−Y30 ・・・(30)
式(10)中、L10は、単結合または2価の連結基を表し、X10およびZ10はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Y10は、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rは、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R10は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
式(20)中、L20は、単結合または2価の連結基を表し、X20〜X22はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Y20は、−CH<、−C<または−CM<を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、R20は、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R21およびR22は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシル基または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
式(30)中、L30は、単結合または2価の連結基を表し、R30は置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、Y30は、−COOH、−COO、−COOM、−SOH、−SO 、−SO、または−B(Rb1)(Rb2)(Rb3)を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rb1〜Rb3は、それぞれ独立してハロゲン原子または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
式(10)において、L10は、単結合または2価の連結基を表す。L10が表す2価の連結基としては、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO−、−NH−、−NHCO−、アルキレン基、アリーレン基、複素環基およびその組み合わせが挙げられる。複素環基としては、含窒素複素環基が挙げられる。具体例としては、ピペラジン環基、ピロリジン環基、ピロール環基、ピペリジン環基、ピリジン環基、イミダゾール環基、ピラゾール環基、オキサゾール環基、チアゾール環基、ピラジン環基、モルホリン環基、チアジン環基、インドール環基、イソインドール環基、ベンズイミダゾール環基、プリン環基、キノリン環基、イソキノリン環基、キノキサリン環基、シンノリン環基、カルバゾール環基および下記式(L−1)〜(L−7)で表される基が挙げられる。
Figure 2018230387
式中の*は連結手を表す。Rは水素原子または置換基を表す。置換基としては、後述する置換基Tが挙げられる。
10が表す2価の連結基の好ましい態様としては以下が挙げられる。
(a)L10が表す2価の連結基が*−SO−である態様。
(b)L10が表す2価の連結基が*−O−である態様。
(c)L10が表す2価の連結基が*−COO−である態様。
(b)L10が表す2価の連結基が*−OCO−である態様。
(e)L10が表す2価の連結基が*−CONH−L10a−O−である態様。
(f)L10が表す2価の連結基が*−CONH−L10a−COO−である態様。
(g)L10が表す2価の連結基が*−CONH−L10a−−OCOである態様。
(h)L10が表す2価の連結基が*−NHCO−L10a−O−である態様。
(i)L10が表す2価の連結基が*−NHCO−L10a−COO−である態様。
(j)L10が表す2価の連結基が*−NHCO−L10a−−OCOである態様。
(k)L10が表す2価の連結基が*−CO−L10a−O−である態様。
(l)L10が表す2価の連結基が*−CO−L10a−COO−である態様。
(m)L10が表す2価の連結基が*−CO−L10a−−OCOである態様。
(n)L10が表す2価の連結基が*−COO−L10a−O−である態様。
(o)L10が表す2価の連結基が*−COO−L10a−COO−である態様。
(p)L10が表す2価の連結基が*−COO−L10a−−OCOである態様。
(q)L10が表す2価の連結基が*−OCO−L10a−O−である態様。
(r)L10が表す2価の連結基が*−OCO−L10a−COO−である態様。
(s)L10が表す2価の連結基が*−OCO−L10a−−OCOである態様。
(t)L10が表す2価の連結基が*−複素環基−O−である態様。
(u)L10が表す2価の連結基が*−複素環基−COO−である態様。
(v)L10が表す2価の連結基が*−複素環基−OCOである態様。
(w)L10が表す2価の連結基が*−O−L10a−COO−である態様。
(y)L10が表す2価の連結基が*−O−L10a−OCO−である態様。
(z)L10が表す2価の連結基が*−O−L10a−O−である態様。
上記において「*」は、式(10)のRとの連結部である。また、L10aはアルキレン基、アリーレン基、複素環基またはこれらの組み合せからなる基である。
式(10)において、X10およびZ10はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、X10およびZ10の少なくとも一方が−SO−であることが好ましく、X10およびZ10の一方が−SO−で、他方が−SO−または−CO−であることがより好ましく、X10およびZ10の一方が−SO−で、他方が−CO−であることが更に好ましく、X10が−CO−で、Z10が−SO−であることが特に好ましい。
式(10)において、Y10は、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表す。塩を形成する原子または原子団Mとしては、上述した式(1)のMで説明した原子または原子団が挙げられ、好ましい範囲も同様である。
式(10)において、Rは、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R10は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
、R10が表す炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。また、脂肪族炭化水素基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよい。脂肪族炭化水素基の炭素数は、1〜30であることが好ましい。上限は、25以下であることが好ましく、20以下であることがより好ましく、15以下であることがさらに好ましい。下限は、2以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましく、4以上であることがさらに好ましい。芳香族炭化水素基の炭素数は、6〜20であることが好ましい。上限は、18以下であることが好ましく、15以下であることがより好ましく、12以下であることがさらに好ましい。R、R10が表す炭化水素基が含んでもよい置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アシル基、スルホ基などが挙げられる。アルコキシ基は、水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換されていてもよい。前述の置換基としては、ハロゲン原子または水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換されていてもよいアルコキシ基であることが好ましく、ハロゲン原子または水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換されているアルコキシ基であることがより好ましく、ハロゲン原子であることが更に好ましい。また、ハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素原子、臭素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
式(20)において、L20は、単結合または2価の連結基を表す。L20が表す2価の連結基としては、式(10)のL10で説明した基が挙げられ、好ましい範囲も同様である。
式(20)において、X20〜X22はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、X20〜X22はそれぞれ独立して、−SO−または−CO−を表すことが好ましい。また、X20〜X22の少なくとも一つが−SO−を表すことが好ましく、X20〜X22がそれぞれ−SO−を表すことがより好ましい。
式(20)において、Y20は、−CH<、−C<または−CM<を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表す。塩を形成する原子または原子団Mとしては、上述した式(1)のMで説明した原子または原子団が挙げられ、好ましい範囲も同様である。
式(20)において、R20は、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R21およびR22は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシル基または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。R20〜R22が表す炭化水素基、および、R20〜R22が表す炭化水素基が含んでもよい置換基としては、式(10)のR、R10が表す炭化水素基および、R、R10が表す炭化水素基が含んでもよい置換基として説明した基が挙げられ、好ましい範囲も同様である。
式(30)において、L30は、単結合または2価の連結基を表す。L30が表す2価の連結基としては、式(10)のL10で説明した基が挙げられ、好ましい範囲も同様である。
式(30)において、R30は置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。R30が表す炭化水素基、および、R30が表す炭化水素基が含んでもよい置換基としては、式(10)のR、R10が表す炭化水素基および、R、R10が表す炭化水素基が含んでもよい置換基として説明した基が挙げられ、好ましい範囲も同様である。
式(30)において、Y30は、−COOH、−COO、−COOM、−SOH、−SO 、−SO、または−B(Rb1)(Rb2)(Rb3)を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rb1〜Rb3は、それぞれ独立してハロゲン原子または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。塩を形成する原子または原子団Mとしては、上述した式(1)のMで説明した原子または原子団が挙げられ、好ましい範囲も同様である。Rb1〜Rb3が表すハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素原子、臭素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。Rb1〜Rb3が表す炭化水素基、および、Rb1〜Rb3が表す炭化水素基が含んでもよい置換基としては、式(10)のR、R10が表す炭化水素基および、R、R10が表す炭化水素基が含んでもよい置換基として説明した基が挙げられ、好ましい範囲も同様である。
官能基Aの具体例としては以下の基が挙げられる。以下の構造式において、波線は結合手を表す。pKaおよびClogP値の算出にあたっては、波線部をメチル基に置き換えて算出する。以下の基のうち、a−1、a−2、a−3、a−6、a−10、a−11、a−17、a−20、a−21、a−23、a−31、a−32、a−33、a−35、a−36、a−37が好ましく、a−1、a−11、a−17、a−31、a−32、a−33、a−35、a−36、a−37がより好ましい。化合物Aがこれらの基を有する場合においては、本発明の効果をより顕著に得られる傾向にあるので特に好ましい。
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
化合物Aは、式(A1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2018230387
式(A1)中、RaおよびRaは、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
Ra、Ra、RaおよびRaは、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表し、
RaおよびRaは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−BRaRa10、または金属原子を表し、
Raは、Ra、RaまたはRaと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、
Raは、Ra、RaまたはRaと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、
RaおよびRa10は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、RaおよびRa10が互いに結合して環を形成していてもよく、
は、上述した官能基Aを表し、
mは1〜10の整数を表し、mが2以上の場合は複数のAは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
式(A1)中、RaおよびRaは、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、アリール基またはヘテロアリール基が好ましく、アリール基がより好ましい。
RaおよびRaが表すアルキル基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜10がさらに好ましい。
RaおよびRaが表すアリール基の炭素数は、6〜30が好ましく、6〜20がより好ましく、6〜12がさらに好ましい。
RaおよびRaが表すヘテロアリール基を構成する炭素原子の数は、1〜30が好ましく、1〜12がより好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の種類としては、例えば、窒素原子、酸素原子および硫黄原子を挙げることができる。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数としては、1〜3が好ましく、1〜2がより好ましい。ヘテロアリール基は、単環または縮合環が好ましく、単環または縮合数が2〜8の縮合環がより好ましく、単環または縮合数が2〜4の縮合環がさらに好ましい。
RaおよびRaが表す、アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、以下に示す置換基Tが挙げられる。また、RaおよびRaが表す、アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基には、式(A1)における「−A」が置換基として結合していてもよく、式(A1)における「−A」が置換基として結合していることが好ましい。
(置換基T)
アルキル基(好ましくは炭素数1〜30のアルキル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30のアルケニル基)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30のアルキニル基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30のアリール基)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜30のアミノ基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜30のアルコキシ基)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜30のアリールオキシ基)、ヘテロアリールオキシ基、アシル基(好ましくは炭素数1〜30のアシル基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜30のアリールオキシカルボニル基)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜30のアシルオキシ基)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30のアシルアミノ基)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30のアルコキシカルボニルアミノ基)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜30のアリールオキシカルボニルアミノ基)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30のスルファモイル基)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜30のカルバモイル基)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜30のアルキルチオ基)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30のアリールチオ基)、ヘテロアリールチオ基(好ましくは炭素数1〜30のヘテロアリールチオ基)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1〜30のアルキルスルホニル基)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数6〜30のアリールスルホニル基)、ヘテロアリールスルホニル基(好ましくは炭素数1〜30のヘテロアリールスルホニル基)、アルキルスルフィニル基(好ましくは炭素数1〜30のアルキルスルフィニル基)、アリールスルフィニル基(好ましくは炭素数6〜30のアリールスルフィニル基)、ヘテロアリールスルフィニル基(好ましくは炭素数1〜30のヘテロアリールスルフィニル基)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜30のウレイド基)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜30のリン酸アミド基)、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、メルカプト基、ハロゲン原子、シアノ基、アルキルスルフィノ基、アリールスルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロアリール基(好ましくは炭素数1〜30のヘテロアリール基)。これらの基は、さらに置換可能な基である場合、さらに置換基を有してもよい。置換基としては、上述した置換基Tで説明した基が挙げられる。
式(A1)中、Ra、Ra、RaおよびRaは、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表す。
RaおよびRaの一方は、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基またはアリールスルフィニル基を表し、他方はヘテロアリール基を表すことが好ましく、RaおよびRaの一方がシアノ基を表し、他方がヘテロアリール基を表すことがより好ましい。また、ヘテロアリール基には、式(A1)における「−A」が置換基として結合していてもよい。
RaおよびRaの一方は、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基またはアリールスルフィニル基を表し、他方はヘテロアリール基を表すことが好ましく、RaおよびRaの一方がシアノ基を表し、他方がヘテロアリール基を表すことがより好ましい。また、ヘテロアリール基には、式(A1)における「−A」が置換基として結合していてもよい。
Ra〜Raが表すヘテロアリール基としては、下記式(A−1)で表される基または(A−2)で表される基であることが好ましい。
Figure 2018230387
式(A−1)において、Xは、O、S、NRX1またはCRX2X3を表し、RX1〜RX3は、各々独立に水素原子または置換基を表し、Ra1およびRa2は、各々独立に水素原子または置換基を表し、Ra1とRa2は、互いに結合して環を形成していてもよい。*は、連結手を表す。Ra1、Ra2およびRX1〜RX3が表す置換基としては、上述した置換基Tが挙げられる。
a1とRa2が結合して形成する環は、芳香族環が好ましい。Ra1とRa2とが環を形成する場合、(A−1)としては、下記の(A−1−1)で表される基、(A−1−2)で表される基などが挙げられる。
Figure 2018230387
式中、Xは、O、S、NRX1またはCRX2X3を表し、RX1〜RX3は、各々独立に水素原子または置換基を表し、R101a〜R110aは、各々独立に水素原子または置換基を表す。*は、連結手を表す。R101a〜R110aが表す置換基としては、上述した置換基Tが挙げられる。
式(A−2)において、Y〜Yは、各々独立にNまたはCRY1を表し、Y〜Yの少なくとも2つはCRY1であり、RY1は、水素原子または置換基を表し、隣接するRY1同士は互いに結合して環を形成していてもよい。*は、連結手を表す。RY1が表す置換基としては、上述した置換基Tが挙げられ、アルキル基、アリール基およびハロゲン原子が好ましい。
〜Yの少なくとも2つはCRY1であり、隣接するRY1同士は互いに結合して環を形成していてもよい。隣接するRY1同士が結合して形成する環は、芳香族環が好ましい。隣接するRY1同士が環を形成する場合、(A−2)としては、下記の(A−2−1)で表される基、(A−2−2)で表される基などが挙げられる。
Figure 2018230387
式中、R201a〜R227aは、各々独立して、水素原子または置換基を表し、*は、連結手を表す。R201a〜R227aが表す置換基としては、上述した置換基Tが挙げられる。
式(A1)中、RaおよびRaは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−BRaRa10、または金属原子を表し、−BRaRa10が好ましい。RaおよびRa10は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基が好ましく、ハロゲン原子、アルキル基、または、アリール基がより好ましく、アリール基がさらに好ましい。RaおよびRa10は互いに結合して環を形成していてもよい。
式(A1)において、Raは、Ra、RaまたはRaと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、Raは、Ra、RaまたはRaと、共有結合もしくは配位結合していてもよい。
式(A1)において、Aは、上述した官能基Aを表す。官能基Aの詳細については、上述した内容が挙げられ、好ましい範囲についても同様である。
式(A1)において、mは1〜10の整数を表し、1〜4が好ましく、1〜3がより好ましく、1〜2がさらに好ましく、2が特に好ましい。
式(A1)で表される化合物は、下記式(A2)で表される化合物であることが好ましい。式(A2)で表される化合物は、本発明の化合物でもある。
Figure 2018230387
式(A2)中、Ra21およびRa22は、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
Ra23、Ra24、Ra25およびRa26は、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表し、
Ra27およびRa28は、各々独立に、−BRa29Ra30を表し、
Ra29およびRa30は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、Ra29およびRa30が互いに結合して環を形成していてもよく、
1aは、上述した官能基Aを表し、
mは1〜10の整数を表し、mが2以上の場合は複数のA1aは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
式(A2)のRa21およびRa22は、式(A1)のRaおよびRaと同義であり、好ましい範囲も同様である。
式(A2)のRa23、Ra24、Ra25およびRa26は、式(A1)のRa、Ra、RaおよびRaと同義であり、好ましい範囲も同様である。
式(A2)のRa29およびRa30は、式(A1)のRaおよびRa10と同義であり、好ましい範囲も同様である。
式(A2)において、A1aは、上述した官能基Aを表す。官能基Aの詳細については、上述した内容が挙げられ、好ましい範囲についても同様である。
式(A2)において、mは1〜10の整数を表し、1〜4が好ましく、1〜3がより好ましく、1〜2がさらに好ましく、2が特に好ましい。
式(A1)で表される化合物は、下記式(A10)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2018230387
式(A10)中、Ra、Ra、RaおよびRaは、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表し、
RaおよびRaは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−BRaRa10、または金属原子を表し、
Raは、RaまたはRaと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、
Raは、RaまたはRaと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、
RaおよびRa10は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、RおよびR10が互いに結合して環を形成していてもよく、
、Aは、それぞれ独立して上述した官能基Aを表す。
式(A10)のRa〜Raは、式(A1)のRa〜Raと同義であり、好ましい範囲も同様である。式(A10)のA、Aは、式(A1)のAと同義であり、好ましい範囲も同様である。
化合物Aの具体例としては下記構造の化合物が挙げられる。以下の構造式および表中、Meはメチル基を表し、Phはフェニル基を表す。
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
化合物Aは後述する実施例に記載した方法などにより合成することができる。なお、化合物Aの合成時に副生成物が生成されることがある。例えばAp−1においては、後述の実施例に記載の方法で合成した場合、下記化合物Yや化合物Z等の構造の化合物を含むことがある。
Figure 2018230387
本発明において、化合物Aは色素として用いてもよく、分散助剤として用いてもよい。なお、化合物Aを分散助剤として用いる場合においては、本発明の硬化性組成物は、化合物Aの他に後述する他の色素を含有することが好ましい。また、化合物Aを色素として用いる場合、化合物Aは、顔料であってもよく、染料であってもよい。なお、本発明において、顔料とは、溶剤に対して溶解しにくい化合物を意味する。例えば、顔料は、硬化性組成物に含まれる溶剤(25℃)に対する溶解度が0.1g/L未満であることが好ましく、0.01g/L未満であることがより好ましい。また、本発明において、染料とは、溶剤に対して溶解しやすい化合物を意味する。例えば、染料は、硬化性組成物に含まれる溶剤(25℃)に対する溶解度が0.1g/L以上であることが好ましく、1g/L以上であることがより好ましい。
本発明に係る化合物Aは、Al、Ca、Cu、Cr、Mg、Fe、Mn、Ni、Co、Cd、Li、Pb、Na、K、ZnおよびTiから選ばれる金属であって、化合物Aに結合または配位していない遊離の金属を含んでいても良いが、Ti以外の金属の含有量はそれぞれ20ppm以下であることが好ましい。また、遊離のTiの含有量は700ppm以下が好ましく、100ppm以下が好ましく、30ppm以下であることがさらに好ましい。この態様によれば欠陥の少ないフィルタを製造しやすい。化合物A中における上記遊離の金属の含有量は、既知の解析手段を用いて測定することが可能であるが、可能な限りにおいて、灰化ICP−OES(Inductivity coupled plasma optical emission spectrometer)にて測定することが好ましい。
本発明に係る化合物Aは、化合物Aに結合または配位していない遊離のBrの含有量が20ppm以下であることが好ましい。また、遊離のCl含有量が800ppm以下であることが好ましく、300ppm以下であることがさらに好ましい。この態様によれば欠陥の少ないフィルタを製造しやすい。化合物A中における上記遊離のBr含有量および上記遊離のCl含有量は、既知の解析手段を適宜用いて測定することが可能であるが、可能な限りにおいては、ハロゲン量測定BS EN 14582に準拠した燃焼イオンクロマトグラフ法に準拠して測定することが好ましい。
本発明の硬化性組成物において、化合物Aの含有量は、本発明の硬化性組成物の全固形分に対して、0.01〜50質量%が好ましい。また、本発明の硬化性組成物において、化合物Aを色素として用いる場合においては、化合物Aの含有量は、本発明の硬化性組成物の全固形分に対して、1〜30質量%が好ましい。下限は、2.5質量%以上が好ましく、5.0質量%以上がより好ましい。上限は、25質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。また、本発明の硬化性組成物において、化合物Aを分散助剤として用いる場合においては、分散助剤としての化合物Aの含有量は、顔料100質量部に対して0.5〜40質量部であることが好ましい。下限は1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましい。上限は、35質量部以下であることが好ましく、25質量部以下であることがより好ましい。
<<硬化性化合物>>
本発明の硬化性組成物は、硬化性化合物を含有する。硬化性化合物としては、架橋性化合物、樹脂等が挙げられる。樹脂は、非架橋性の樹脂(架橋性基を有さない樹脂)であってもよく、架橋性の樹脂(架橋性基を有する樹脂)であってもよい。架橋性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基、エポキシ基、メチロール基、アルコキシメチル基などが挙げられる。エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、(メタ)アリル基、(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。なお、架橋性の樹脂(架橋性基を有する樹脂)は、架橋性化合物でもある。
本発明において、硬化性化合物としては、樹脂を少なくとも含むものを用いることが好ましく、樹脂とモノマータイプの架橋性化合物とを用いることがより好ましく、樹脂と、エチレン性不飽和結合を有する基を有するモノマータイプの架橋性化合物とを用いることが更に好ましい。
本発明の硬化性組成物において、硬化性化合物の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.1〜80質量%であることが好ましい。下限は、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましく、5質量%以上が一層好ましい。上限は、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下がさらに好ましい。硬化性化合物は、1種類のみでもよく、2種類以上でもよい。2種類以上の場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
(架橋性化合物)
架橋性化合物としては、エチレン性不飽和結合を有する基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、メチロール基を有する化合物、アルコキシメチル基を有する化合物等が挙げられる。架橋性化合物は、モノマーであってもよく、樹脂であってもよい。エチレン性不飽和結合を有する基を有するモノマータイプの架橋性化合物は、ラジカル重合性化合物として好ましく用いることができる。また、エポキシ基を有する化合物、メチロール基を有する化合物、アルコキシメチル基を有する化合物は、カチオン重合性化合物として好ましく用いることができる。
モノマータイプの架橋性化合物の分子量は、2000未満であることが好ましく、100以上2000未満であることがより好ましく、200以上2000未満であることがさらに好ましい。上限は、例えば1500以下であることが好ましい。樹脂タイプの架橋性化合物の重量平均分子量(Mw)は、2,000〜2,000,000であることが好ましい。上限は、1,000,000以下であることが好ましく、500,000以下であることがより好ましい。下限は、3,000以上であることが好ましく、5,000以上であることがより好ましい。
樹脂タイプの架橋性化合物としては、エポキシ樹脂や、架橋性基を有する繰り返し単位を含む樹脂などが挙げられる。架橋性基を有する繰り返し単位としては、下記(A2−1)〜(A2−4)などが挙げられる。
Figure 2018230387
は、水素原子またはアルキル基を表す。アルキル基の炭素数は、1〜5が好ましく、1〜3がさらに好ましく、1が特に好ましい。Rは、水素原子またはメチル基が好ましい。
51は、単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、アルキレン基、アリーレン基、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO−、−NR10−(R10は水素原子あるいはアルキル基を表し、水素原子が好ましい)、または、これらの組み合わせからなる基が挙げられる。アルキレン基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10がさらに好ましい。アルキレン基は、置換基を有していてもよいが、無置換が好ましい。アルキレン基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよい。また、環状のアルキレン基は、単環、多環のいずれであってもよい。アリーレン基の炭素数は、6〜18が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10がさらに好ましい。
は、架橋性基を表す。架橋性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基、エポキシ基、メチロール基、アルコキシメチル基などが挙げられる。
エチレン性不飽和結合を有する基を有する化合物としては、3〜15官能の(メタ)アクリレート化合物であることが好ましく、3〜6官能の(メタ)アクリレート化合物であることがより好ましい。エチレン性不飽和結合を有する基を含む化合物の例としては、特開2013−253224号公報の段落0033〜0034の記載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。具体例としては、エチレンオキシ変性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NKエステルATM−35E;新中村化学工業(株)製)、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としては KAYARAD D−330;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては KAYARAD D−320;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD D−310;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD DPHA ;日本化薬(株)製、A−DPH−12E;新中村化学工業(株)製)、およびこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール残基またはプロピレングリコール残基を介して結合している構造が好ましい。またこれらのオリゴマータイプも使用できる。また、特開2013−253224号公報の段落番号0034〜0038、特開2012−208494号公報の段落番号0477(対応する米国特許出願公開第2012/0235099号明細書の段落番号0585)の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。また、エチレン性不飽和結合を有する基を有する化合物の具体例としてはジグリセリンEO(エチレンオキシド)変性(メタ)アクリレート(市販品としては M−460;東亞合成製)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学工業(株)製、A−TMMT)、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(日本化薬(株)製、KAYARAD HDDA)を用いることもできる。また、これらのオリゴマータイプも使用できる。例えば、RP−1040(日本化薬(株)製)などが挙げられる。また、エチレン性不飽和結合を有する基を有する化合物としては、トルエンなどの環境規制物質を実質的に含まない化合物を用いることも好ましい。このような化合物の市販品としては、KAYARAD DPHA LT、KAYARAD DPEA−12 LT(日本化薬(株)製)などが挙げられる。
エチレン性不飽和結合を有する基を含む化合物は、さらに、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基等の酸基を有していてもよい。市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製のアロニックスシリーズ(例えば、M−305、M−510、M−520)などが挙げられる。
エチレン性不飽和結合を有する基を含む化合物は、カプロラクトン構造を有する化合物も好ましい態様である。カプロラクトン構造を有する化合物としては、特開2013−253224号公報の段落0042〜0045の記載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。市販品としては、例えばサートマー(株)製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR−494、日本化薬(株)製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA−60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA−330などが挙げられる。また、エチレン性不飽和結合を有する基を含む化合物としては、8UH−1006、8UH−1012(以上、大成ファインケミカル(株)製)、ライトアクリレートPOB−A0(共栄社化学(株)製)などを用いることも好ましい。
本発明の硬化性組成物がエチレン性不飽和結合を有する基を含む化合物を含有する場合、エチレン性不飽和結合を有する基を含む化合物の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、5質量%以上が特に好ましい。上限は、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましい。
エポキシ基を有する化合物(以下、エポキシ化合物ともいう)としては、単官能または多官能グリシジルエーテル化合物や、多官能脂肪族グリシジルエーテル化合物などが挙げられる。また、エポキシ化合物としては、脂環式エポキシ基を有する化合物を用いることもできる。
エポキシ化合物としては、1分子にエポキシ基を1つ以上有する化合物が挙げられる。エポキシ化合物はエポキシ基を1分子に1〜100個有する化合物が好ましい。エポキシ基の数の上限は、例えば、10個以下とすることもでき、5個以下とすることもできる。エポキシ基の下限は2個以上が好ましい。
エポキシ化合物は、低分子化合物(例えば、分子量1000未満)でもよいし、高分子化合物(macromolecule)(例えば、分子量1000以上、ポリマーの場合は、重量平均分子量が1000以上)のいずれでもよい。エポキシ化合物の重量平均分子量は、2000〜100000が好ましい。重量平均分子量の上限は、10000以下が好ましく、5000以下がより好ましく、3000以下が更に好ましい。
エポキシ化合物の市販品としては、EHPE3150((株)ダイセル製)、EPICLON N−695(DIC(株)製)、アデカグリシロール ED−505((株)ADEKA製、エポキシ基含有モノマー)、マープルーフG−0150M、G−0105SA、G−0130SP、G−0250SP、G−1005S、G−1005SA、G−1010S、G−2050M、G−01100、G−01758(日油(株)製、エポキシ基含有ポリマー)などが挙げられる。また、エポキシ化合物としては、特開2013−011869号公報の段落番号0034〜0036、特開2014−043556号公報の段落番号0147〜0156、特開2014−089408号公報の段落番号0085〜0092に記載された化合物を用いることもできる。これらの内容は、本明細書に組み込まれる。
本発明の硬化性組成物がエポキシ化合物を含有する場合、エポキシ化合物の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、5質量%以上が特に好ましい。上限は、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましい。
また、本発明の硬化性組成物が、ラジカル重合性化合物とエポキシ化合物とを含む場合、両者の質量比は、ラジカル重合性化合物:エポキシ化合物=100:1〜100:400が好ましく、100:1〜100:100がより好ましい。
メチロール基を有する化合物(以下、メチロール化合物ともいう)としては、メチロール基が、窒素原子または芳香族環を形成する炭素原子に結合している化合物が挙げられる。また、アルコキシメチル基を有する化合物(以下、アルコキシメチル化合物ともいう)としては、アルコキシメチル基が、窒素原子または芳香族環を形成する炭素原子に結合している化合物が挙げられる。アルコキシメチル基またはメチロール基が、窒素原子に結合している化合物としては、アルコキシメチル化メラミン、メチロール化メラミン、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、メチロール化ベンゾグアナミン、アルコキシメチル化グリコールウリル、メチロール化グリコールウリル、アルコキシメチル化尿素およびメチロール化尿素等が好ましい。また、特開2004−295116号公報の段落0134〜0147、特開2014−089408の段落0095〜0126の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本発明の硬化性組成物がメチロール化合物を含有する場合、メチロ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質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、5質量%以上が特に好ましい。上限は、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましい。
本発明の硬化性組成物がアルコキシメチル化合物を含有する場合、アルコキシメチ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質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、5質量%以上が特に好ましい。上限は、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましい。
(樹脂)
本発明の硬化性組成物は、硬化性化合物として樹脂を用いることができる。硬化性化合物は、樹脂を少なくとも含むものを用いることが好ましい。樹脂は分散剤として用いることもできる。なお、顔料などを分散させるために用いられる樹脂を分散剤ともいう。ただし、樹脂のこのような用途は一例であって、このような用途以外の目的で樹脂を使用することもできる。なお、架橋性基を有する樹脂は、架橋性化合物にも該当する。
樹脂の重量平均分子量(Mw)は、2,000〜2,000,000が好ましい。上限は、1,000,000以下が好ましく、500,000以下がより好ましい。下限は、3,000以上が好ましく、5,000以上がより好ましい。
樹脂としては、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エン・チオール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルホスフィンオキシド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂から1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。エポキシ樹脂としては、上述した架橋性化合物の欄で説明したエポキシ化合物として例示した化合物のうちポリマータイプの化合物が挙げられる。また、樹脂は、国際公開WO2016/088645号公報の実施例に記載の樹脂、特開2016−146619号公報の実施例に記載の樹脂を用いることもできる。
本発明で用いる樹脂は、酸基を有していてもよい。酸基としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、フェノール性ヒドロキシル基などが挙げられる。これら酸基は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。酸基を有する樹脂はアルカリ可溶性樹脂として好ましく用いることができる。本発明の硬化性組成物がアルカリ可溶性樹脂を含有することにより、アルカリ現像によって所望のパターンを形成できる。
酸基を有する樹脂としては、側鎖にカルボキシル基を有するポリマーが好ましい。具体例としては、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体、ノボラック樹脂などのアルカリ可溶性フェノール樹脂、側鎖にカルボキシル基を有する酸性セルロース誘導体、ヒドロキシル基を有するポリマーに酸無水物を付加させた樹脂が挙げられる。特に、(メタ)アクリル酸と、これと共重合可能な他のモノマーとの共重合体が、アルカリ可溶性樹脂として好適である。(メタ)アクリル酸と共重合可能な他のモノマーとしては、アルキル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレート、ビニル化合物などが挙げられる。アルキル(メタ)アクリレートおよびアリール(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等、ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、N−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ポリスチレンマクロモノマー、ポリメチルメタクリレートマクロモノマー等が挙げられる。また他のモノマーとしては、特開平10−300922号公報に記載のN位置換マレイミドモノマー、例えば、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等を用いることもできる。なお、これらの(メタ)アクリル酸と共重合可能な他のモノマーは1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
酸基を有する樹脂は、更に架橋性基を有する繰り返し単位を含有していてもよい。酸基を有する樹脂が、更に架橋性基を有する繰り返し単位を含有する場合、全繰り返し単位中における架橋性基を有する繰り返し単位の含有量は、10〜90モル%であることが好ましく、20〜90モル%であることがより好ましく、20〜85モル%であることがさらに好ましい。また、全繰り返し単位中における酸基を有する繰り返し単位の含有量は、1〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%であることがより好ましく、5〜30モル%であることがさらに好ましい。
酸基を有する樹脂としては、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合体、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/他のモノマーからなる多元共重合体が好ましく用いることができる。また、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを共重合したもの、特開平7−140654号公報に記載の、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体なども好ましく用いることができる。
酸基を有する樹脂は、下記式(ED1)で示される化合物および/または下記式(ED2)で表される化合物(以下、これらの化合物を「エーテルダイマー」と称することもある。)を含むモノマー成分を重合してなるポリマーを含むことも好ましい。
Figure 2018230387
式(ED1)中、RおよびRは、各々独立に水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1〜25の炭化水素基を表す。
Figure 2018230387
式(ED2)中、Rは、水素原子または炭素数1〜30の有機基を表す。式(ED2)で表される化合物の具体例としては、特開2010−168539号公報の記載を参酌できる。
エーテルダイマーの具体例としては、例えば、特開2013−29760号公報の段落番号0317を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。エーテルダイマーは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
酸基を有する樹脂は、下記式(X)で示される化合物に由来する繰り返し単位を含んでいてもよい。
Figure 2018230387
式(X)において、Rは、水素原子またはメチル基を表し、Rは炭素数2〜10のアルキレン基を表し、Rは、水素原子またはベンゼン環を含んでもよい炭素数1〜20のアルキル基を表す。nは1〜15の整数を表す。
酸基を有する樹脂としては、特開2012−208494号公報の段落番号0558〜0571(対応する米国特許出願公開第2012/0235099号明細書の段落番号0685〜0700)の記載、特開2012−198408号公報の段落番号0076〜0099の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
酸基を有する樹脂の酸価は、30〜200mgKOH/gが好ましい。下限は、50mgKOH/g以上が好ましく、70mgKOH/g以上がより好ましい。上限は、150mgKOH/g以下が好ましく、120mgKOH/g以下がより好ましい。
酸基を有する樹脂としては、例えば下記構造の樹脂などが挙げられる。以下の構造式中、Meはメチル基を表す。
Figure 2018230387
本発明の硬化性組成物は、樹脂として、式(A3−1)〜(A3−7)で表される繰り返し単位を有する樹脂を用いることも好ましい。
Figure 2018230387
式中、Rは水素原子またはアルキル基を表し、L〜Lは各々独立に単結合または2価の連結基を表し、R10〜R13は各々独立にアルキル基またはアリール基を表す。R14およびR15は、各々独立に水素原子または置換基を表す。
が表すアルキル基の炭素数は、1〜5が好ましく、1〜3がさらに好ましく、1が特に好ましい。Rは、水素原子またはメチル基が好ましい。
〜Lが表す2価の連結基としては、アルキレン基、アリーレン基、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO−、−NR10−(R10は水素原子あるいはアルキル基を表し、水素原子が好ましい)、または、これらの組み合わせからなる基が挙げられ、アルキレン基、アリーレン基、アルキレン基と−O−との組み合わせからなる基が好ましい。アルキレン基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10がさらに好ましい。アルキレン基は、置換基を有していてもよいが、無置換が好ましい。アルキレン基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよい。また、環状のアルキレン基は、単環、多環のいずれであってもよい。アリーレン基の炭素数は、6〜18が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10がさらに好ましい。
10〜R13が表すアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状のいずれでもよく、環状が好ましい。アルキル基は置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。アルキル基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜10がさらに好ましい。R10〜R13が表すアリール基の炭素数は6〜18が好ましく、6〜12がより好ましく、6がさらに好ましい。R10は、環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。R11、R12は、直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましい。R13は、直鎖状のアルキル基、分岐状のアルキル基、または、アリール基が好ましい。
14およびR15が表す置換基は、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、ヘテロアリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、−NRa1a2、−CORa3、−COORa4、−OCORa5、−NHCORa6、−CONRa7a8、−NHCONRa9a10、−NHCOORa11、−SOa12、−SOORa13、−NHSOa14または−SONRa15a16が挙げられる。Ra1〜Ra16は、各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表す。なかでも、R14およびR15の少なくとも一方は、シアノ基または−COORa4を表すことが好ましい。Ra4は、水素原子、アルキル基またはアリール基を表すことが好ましい。
式(A3−7)で表される繰り返し単位を有する樹脂の市販品としては、ARTON F4520(JSR(株)製)などが挙げられる。また、式(A3−7)で表される繰り返し単位を有する樹脂の詳細については、特開2011−100084号公報の段落番号0053〜0075、0127〜0130の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本発明の硬化性組成物は、樹脂として分散剤を含有することができる。特に、化合物Aが顔料である場合や、化合物Aの他に顔料をさらに含む場合においては、分散剤を含むことが好ましい。分散剤は、酸性分散剤(酸性樹脂)、塩基性分散剤(塩基性樹脂)、両性分散剤(両性樹脂)が挙げられる。分散剤は、塩基性分散剤および/または両性分散剤であることが好ましく、両性分散剤であることがより好ましい。分散剤として、塩基性分散剤および/または両性分散剤を用いることにより、化合物Aや化合物A以外の顔料の組成物中における分散性を高めることができる。すなわち、分散剤として、塩基性分散剤および/または両性分散剤を用いた場合においては、化合物Aにおける上述した官能基Aと、塩基性分散剤や両性分散剤における塩基性基との相互作用がより強く働き、化合物Aの硬化性組成物における分散性がより向上する。また、硬化性組成物中に、化合物A以外の顔料(以下、他の顔料ともいう)を更に含む場合においては、化合物Aにおける官能基Aが他の顔料とも作用して化合物Aが分散助剤として機能することもができるので、組成物中における他の顔料の分散性を向上させることもできる。
また、分散剤として、塩基性分散剤および/または両性分散剤を用いることにより、膜中における化合物A自体の凝集や、化合物A以外の顔料の凝集を抑制でき、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生がより抑制された硬化膜を製造することもできる。
また、分散剤として、両性分散剤を用いた場合においては、上述した効果に加えて、現像性をより向上させることができる。
なお、本発明において、酸性分散剤とは、酸価が5mgKOH/g以上、アミン価が5mgKOH/g未満の樹脂を意味する。酸性分散剤は塩基性基を有さないことが好ましい。酸性分散剤の酸価は、5〜200mgKOH/gが好ましく、10〜150mgKOH/gがより好ましく、30〜150mgKOH/gがさらに好ましい。また、本発明において、塩基性分散剤とは、アミン価が5mgKOH/g以上、酸価が5mgKOH/g未満の樹脂を意味する。塩基性分散剤は、酸基を有さないことが好ましい。塩基性樹脂のアミン価は、5〜200mgKOH/gが好ましく、5〜150mgKOH/gがより好ましく、5〜100mgKOH/gがさらに好ましい。また、本発明において、両性分散剤とは、酸基と塩基性基を有する樹脂であって、酸価が5mgKOH/g以上で、アミン価が5mgKOH/g以上である樹脂を意味する。両性分散剤の酸価は、5〜200mgKOH/gが好ましく、10〜200mgKOH/gがより好ましく、30〜200mgKOH/gが更に好ましく、30〜180mgKOH/gが特に好ましい。両性分散剤のアミン価は、5〜200mgKOH/gが好ましく、10〜150mgKOH/gがより好ましく、10〜130mgKOH/gが特に好ましい。
分散剤として用いる樹脂は、グラフト共重合体であることも好ましい。グラフト共重合体は、グラフト鎖によって溶剤との親和性を有するために、顔料などの分散性、及び、経時後の分散安定性に優れる。グラフト共重合体の詳細は、特開2012−255128号公報の段落番号0025〜0094の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
また、本発明において、樹脂(分散剤)は、主鎖及び側鎖の少なくとも一方に窒素原子を含むオリゴイミン系分散剤を用いることも好ましい。オリゴイミン系分散剤としては、pKa14以下の官能基を有する部分構造Xを有する構造単位と、原子数40〜10,000の側鎖Yを含む側鎖とを有し、かつ主鎖及び側鎖の少なくとも一方に塩基性窒素原子を有する樹脂が好ましい。塩基性窒素原子とは、塩基性を呈する窒素原子であれば特に制限はない。
オリゴイミン系分散剤については、特開2012−255128号公報の段落番号0102〜0166の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。オリゴイミン系分散剤の具体例としては、例えば、以下が挙げられる。以下の樹脂は酸基を有する樹脂(アルカリ可溶性樹脂)でもある。また、オリゴイミン系分散剤としては、特開2012−255128号公報の段落番号0168〜0174に記載の樹脂を用いることもできる。
Figure 2018230387
分散剤は、市販品としても入手可能であり、そのような具体例としては、Disperbyk−111(BYKChemie社製)などが挙げられる。また、特開2014−130338号公報の段落番号0041〜0130に記載された顔料分散剤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。また、上述した酸基を有する樹脂などを分散剤として用いることもできる。
本発明の硬化性組成物において、樹脂の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上が更に好ましく、20質量%以上が特に好ましい。上限は、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。
本発明の硬化性組成物が酸基を有する樹脂を含む場合、酸基を有する樹脂の含有量は、組成物の全固形分に対して、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上が更に好ましく、20質量%以上が特に好ましい。上限は、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。
本発明の硬化性組成物が分散剤を含有する場合、分散剤の含有量は、化合物Aの100質量部に対して、50〜1500質量部が好ましい。また、化合物Aを顔料として用いる場合、分散剤の含有量は、顔料としての化合物Aの100質量部に対して、50〜120質量部であることが好ましい。下限は60質量部以上であることが好ましく、70質量部以上であることがより好ましい。上限は110質量部以下であることが好ましく、100質量部以下であることがより好ましい。また、化合物Aを分散助剤として用いる場合、分散剤の含有量は、分散助剤としての化合物Aの100質量部に対して500〜1200質量部であることが好ましい。下限は600質量部以上であることが好ましく、700質量部以上であることがより好ましい。上限は1100質量部以下であることが好ましく、1000質量部以下であることがより好ましい。
また、本発明の硬化性組成物が、エチレン性不飽和結合を有する基を有するモノマータイプの架橋性化合物と、樹脂とを含む場合、エチレン性不飽和結合を有する基を有するモノマータイプの架橋性化合物と樹脂との質量比は、エチレン性不飽和結合を有する基を有するモノマータイプの架橋性化合物/樹脂=0.4〜1.4であることが好ましい。上記質量比の下限は0.5以上が好ましく、0.6以上がより好ましい。上記質量比の上限は1.3以下が好ましく、1.2以下がより好ましい。上記質量比が上記範囲であれば、矩形性に優れたパターンを形成し易い。
また、エチレン性不飽和結合を有する基を有するモノマータイプの架橋性化合物と、酸基を有する樹脂との質量比は、エチレン性不飽和結合を有する基を有するモノマータイプの架橋性化合物/酸基を有する樹脂=0.4〜1.4であることが好ましい。上記質量比の下限は0.5以上が好ましく、0.6以上がより好ましい。上記質量比の上限は1.3以下が好ましく、1.2以下がより好ましい。上記質量比が上記範囲であれば、矩形性に優れたパターンを形成し易い。
<<溶剤>>
本発明の硬化性組成物は、溶剤を含有する。溶剤としては、有機溶剤が挙げられる。溶剤の種類は、各成分の溶解性や組成物の塗布性を満足すれば基本的には特に制限はない。有機溶剤の例としては、例えば、エステル類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類などが挙げられる。これらの詳細については、国際公開WO2015/166779号公報の段落番号0223を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。また、環状アルキル基が置換したエステル系溶剤、環状アルキル基が置換したケトン系溶剤を好ましく用いることもできる。有機溶剤の具体例としては、ジクロロメタン、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、酢酸シクロヘキシル、シクロペンタノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。また、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドも溶解性向上の観点から好ましい。本発明において有機溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ただし溶剤としての芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等)は、環境面等の理由により低減したほうがよい場合がある(例えば、有機溶剤全量に対して、50質量ppm(parts per million)以下とすることもでき、10質量ppm以下とすることもでき、1質量ppm以下とすることもできる)。
本発明においては、金属含有量の少ない溶剤を用いることが好ましい。溶剤の金属含有量は、例えば10質量ppb(parts per billion)以下であることが好ましい。必要に応じて質量ppt(parts per trillion)レベルの溶剤を用いてもよく、そのような高純度溶剤は例えば東洋合成社が提供している(化学工業日報、2015年11月13日)。
溶剤から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、蒸留(分子蒸留や薄膜蒸留等)やフィルタを用いたろ過を挙げることができる。ろ過に用いるフィルタのフィルタ孔径としては、10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましく、3μm以下が更に好ましい。フィルタの材質は、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンまたはナイロンが好ましい。
溶剤は、異性体(原子数が同じであるが構造が異なる化合物)が含まれていてもよい。また、異性体は、1種のみが含まれていてもよいし、複数種含まれていてもよい。
本発明において、有機溶剤は、過酸化物の含有率が0.8mmol/L以下であることが好ましく、過酸化物を実質的に含まないことがより好ましい。
溶剤の含有量は、硬化性組成物の全量に対し、10〜90質量%であることが好ましく、20〜80質量%であることがより好ましく、25〜75質量%であることが更に好ましい。溶剤を2種類以上用いる場合は、それらの合計量が上記範囲となることが好ましい。
また、本発明の硬化性組成物は、環境規制の観点から環境規制物質を実質的に含有しないことが好ましい場合もある。なお、本発明において、環境規制物質を実質的に含有しないとは、硬化性組成物中における環境規制物質の含有量が50質量ppm以下であることを意味し、30質量ppm以下であることが好ましく、10質量ppm以下であることが更に好ましく、1質量ppm以下であることが特に好ましい。環境規制物質は、例えばベンゼン;トルエン、キシレン等のアルキルベンゼン類;クロロベンゼン等のハロゲン化ベンゼン類等が挙げられる。これらは、REACH(Registration Evaluation Authorization and Restriction of CHemicals)規則、PRTR(Pollutant Release and Transfer Register)法、VOC(Volatile Organic Compounds)規制等のもとに環境規制物質として登録されており、使用量や取り扱い方法が厳しく規制されている。これらの化合物は、本発明の硬化性組成物に用いられる各成分などを製造する際に溶媒として用いられることがあり、残留溶媒として硬化性組成物中に混入することがある。人への安全性、環境への配慮の観点よりこれらの物質は可能な限り低減することが好ましい。環境規制物質を低減する方法としては、系中を加熱や減圧して環境規制物質の沸点以上にして系中から環境規制物質を留去して低減する方法が挙げられる。また、少量の環境規制物質を留去する場合においては、効率を上げる為に該当溶媒と同等の沸点を有する溶媒と共沸させることも有用である。また、ラジカル重合性を有する化合物を含有する場合、減圧留去中にラジカル重合反応が進行して分子間で架橋してしまうことを抑制するために重合禁止剤等を添加して減圧留去してもよい。これらの留去方法は、原料の段階、原料を反応させた生成物(例えば重合した後の樹脂溶液や多官能モノマー溶液)の段階、またはこれらの化合物を混ぜて作製した組成物の段階など、いずれの段階でも可能である。
<<他の色素>>
本発明の硬化性組成物は、更に、上記化合物A以外の色素(以下、他の色素ともいう)を含むことができる。他の色素は、顔料であってもよく、染料であってもよい。顔料は、硬化性組成物に含まれる溶剤(25℃)に対する溶解度が0.1g/L未満であることが好ましく、0.01g/L未満であることがより好ましい。また、染料は、硬化性組成物に含まれる溶剤(25℃)に対する溶解度が0.1g/L以上であることが好ましく、1g/L以上であることがより好ましい。他の色素は、可視領域に吸収を有する色素(以下、有彩色色素ともいう)であってもよく、近赤外領域に吸収を有する色素(以下、近赤外線吸収色素ともいう)であってもよい。なかでも、化合物Aを用いて分散した場合、近赤外領域の吸収特性が向上するという理由から近赤外線吸収色素であることが好ましい。
また、他の色素は、Al、Ca、Cu、Cr、Mg、Fe、Mn、Ni、Co、Cd、Li、Pb、Na、K、Zn、Tiから選ばれる金属であって、この色素に結合または配位していない遊離の金属を含んでいても良いが、Ti以外の金属の含有量がそれぞれ20ppm以下であることが好ましい。また、遊離のTiの含有量は700ppm以下が好ましい。この態様によれば欠陥の少ないフィルタを製造しやすい。また、他の色素は、この色素に結合または配位していない遊離のBr含有量が20ppm以下であることが好ましい。遊離のCl含有量が300ppm以下であることが好ましい。この態様によれば欠陥の少ないフィルタを製造しやすい。
他の色素の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して30質量%以下であることが好ましい。下限は、0質量%を超えることが好ましく、2.5質量%以上がより好ましく、5質量%以上が更に好ましい。上限は、30質量%未満が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましい。
また、他の色素の含有量は、化合物Aの100質量部に対して、250〜2000質量部であることが好ましい。下限は、250質量部を超えることが好ましく、300質量部以上がより好ましく、350質量部以上が更に好ましい。上限は、2000質量部未満が好ましく、1750質量部以下がより好ましく、1500質量部以下が更に好ましい。
また、化合物Aと他の色素との合計の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して1〜50質量%であることが好ましい。下限は、2質量%以上が好ましく、2.5質量%以上がより好ましく、5.0質量%以上が更に好ましい。上限は、45質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましい。
(有彩色色素)
有彩色色素としては、特に限定されず、可視領域に吸収を有する色素化合物が挙げられる。例えば、ジケト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、アゾ化合物、イソインドリン化合物、キノフタロン化合物、ベンズイミダゾロン化合物、ペリノン化合物などが挙げられる。有彩色色素の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
Figure 2018230387
また、顔料タイプの有彩色色素としては、以下のカラーインデックス(C.I.)番号の化合物を用いることもできる。
カラーインデックス(C.I.)Pigment Yellow 1,2,3,4,5,6,10,11,12,13,14,15,16,17,18,20,24,31,32,34,35,35:1,36,36:1,37,37:1,40,42,43,53,55,60,61,62,63,65,73,74,77,81,83,86,93,94,95,97,98,100,101,104,106,108,109,110,113,114,115,116,117,118,119,120,123,125,126,127,128,129,137,138,139,147,148,150,151,152,153,154,155,156,161,162,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,199,213,214,231等(以上、黄色顔料)、
C.I.Pigment Orange 2,5,13,16,17:1,31,34,36,38,43,46,48,49,51,52,55,59,60,61,62,64,71,73等(以上、オレンジ色顔料)、
C.I.Pigment Red 1,2,3,4,5,6,7,9,10,14,17,22,23,31,38,41,48:1,48:2,48:3,48:4,49,49:1,49:2,52:1,52:2,53:1,57:1,60:1,63:1,66,67,81:1,81:2,81:3,83,88,90,105,112,119,122,123,144,146,149,150,155,166,168,169,170,171,172,175,176,177,178,179,184,185,187,188,190,200,202,206,207,208,209,210,216,220,224,226,242,246,254,255,264,270,272,279等(以上、赤色顔料)、
C.I.Pigment Green 7,10,36,37,58,59,62,63等(以上、緑色顔料)、
C.I.Pigment Violet 1,19,23,27,32,37,42等(以上、紫色顔料)、
C.I.Pigment Blue 1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,60,64,66,79,80等(以上、青色顔料)、
これら有機顔料は、単独で用いるかあるいは種々組合せて用いることができる。
また、緑色色素として、1分子中のハロゲン原子数が平均10〜14個であり、臭素原子が平均8〜12個であり、塩素原子が平均2〜5個であるハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料を用いることもできる。具体例としては、国際公開WO2015/118720号公報に記載の化合物が挙げられる。
また、青色色素として、リン原子を有するアルミニウムフタロシアニン化合物を用いることもできる。具体例としては、特開2012−247591号公報の段落0022〜0030、特開2011−157478号公報の段落0047に記載の化合物などが挙げられる。
また、黄色色素として、国際公開WO2012/128233号公報、特開2017−201003号公報に記載されている色素を用いることができる。また、赤色色素として、国際公開WO2012/102399号公報、国際公開WO2012/117965号公報および特開2012−229344号公報に記載されている色素を用いることができる。また、緑色色素として、国際公開WO2012/102395号公報に記載されている色素を用いることができる。その他、WO2011/037195号公報に記載されている造塩型染料を用いることもできる。
本発明の硬化性組成物が有彩色色素を含有する場合、有彩色色素の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して0.01〜50質量%が好ましい。下限は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。上限は、30質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。また、有彩色色素と化合物Aとの合計量は、硬化性組成物の全固形分の0.01〜50質量%であることが好ましい。下限は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。上限は、30質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。本発明の硬化性組成物においては、有彩色色素は1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。有彩色色素を2種以上併用する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
(近赤外線吸収色素)
近赤外線吸収色素としては、近赤外領域に極大吸収波長を有する化合物を好ましく用いることができる。近赤外線吸収色素は、顔料であってもよく、染料であってもよい。
本発明において、近赤外線吸収色素としては、単環または縮合環の芳香族環を含むπ共役構造を有する近赤外線吸収化合物を好ましく用いることができる。近赤外線吸収化合物が有するπ共役構造を構成する水素以外の原子数は、14個以上であることが好ましく、20個以上であることがより好ましく、25個以上であることが更に好ましく、30個以上であることが特に好ましい。上限は、例えば、80個以下であることが好ましく、50個以下であることがより好ましい。
近赤外線吸収化合物が有するπ共役構造は、単環または縮合環の芳香族環を2個以上含むことが好ましく、前述の芳香族環を3個以上含むことがより好ましく、前述の芳香族環を4個以上含むことが更に好ましく、前述の芳香族環を5個以上含むことが特に好ましい。上限は、100個以下が好ましく、50個以下がより好ましく、30個以下が更に好ましい。前述の芳香族環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン環、インダセン環、ペリレン環、ペンタセン環、クアテリレン環、アセナフテン環、フェナントレン環、アントラセン環、ナフタセン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾリン環、ピラジン環、キノキサリン環、ピリミジン環、キナゾリン環、ピリダジン環、トリアジン環、ピロール環、インドール環、イソインドール環、カルバゾール環、および、これらの環を有する縮合環が挙げられる。
近赤外線吸収化合物は、波長700〜1300nmの範囲に極大吸収波長を有することが好ましく、波長700〜1000nmの範囲に極大吸収波長を有することがより好ましい。
本発明において、近赤外線吸収化合物は、ピロロピロール化合物、シアニン化合物、スクアリリウム化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、クアテリレン化合物、メロシアニン化合物、クロコニウム化合物、オキソノール化合物、ジインモニウム化合物、ジチオール化合物、トリアリールメタン化合物、ピロメテン化合物、アゾメチン化合物、アントラキノン化合物及びジベンゾフラノン化合物から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ピロロピロール化合物、シアニン化合物、スクアリリウム化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物およびジインモニウム化合物から選ばれる少なくとも1種がより好ましく、ピロロピロール化合物、シアニン化合物およびスクアリリウム化合物から選ばれる少なくとも1種が更に好ましく、ピロロピロール化合物が特に好ましい。ジインモニウム化合物としては、例えば、特表2008−528706号公報に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。フタロシアニン化合物としては、例えば、特開2012−77153号公報の段落番号0093に記載の化合物、特開2006−343631号公報に記載のオキシチタニウムフタロシアニン、特開2013−195480号公報の段落番号0013〜0029に記載の化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。ナフタロシアニン化合物としては、例えば、特開2012−77153号公報の段落番号0093に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。また、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、ジインモニウム化合物およびスクアリリウム化合物は、特開2010−111750号公報の段落番号0010〜0081に記載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。また、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。また、近赤外線吸収化合物としては、特開2016−146619号公報に記載された化合物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。また、近赤外線吸収色素は、下記構造の化合物を用いることも好ましい。
Figure 2018230387
ピロロピロール化合物としては、式(PP)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2018230387
式(PP)中、RおよびRは、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
、R、RおよびRは、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、またはヘテロアリール基を表し、
およびRは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−BR10、または金属原子を表し、
は、R、RまたはRと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、
は、R、RまたはRと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、
およびR10は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、RおよびR10が互いに結合して環を形成していてもよい。
式(PP)において、RおよびRは、各々独立にアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、アリール基またはヘテロアリール基が好ましく、アリール基がより好ましい。RおよびRが表すアルキル基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜10がさらに好ましい。RおよびRが表すアリール基の炭素数は、6〜30が好ましく、6〜20がより好ましく、6〜12が特に好ましい。RおよびRが表すヘテロアリール基を構成する炭素原子の数は、1〜30が好ましく、1〜12がより好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の種類としては、例えば、窒素原子、酸素原子および硫黄原子を挙げることができる。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数としては、1〜3が好ましく、1〜2がより好ましい。ヘテロアリール基は、単環または縮合環が好ましく、単環または縮合数が2〜8の縮合環がより好ましく、単環または縮合数が2〜4の縮合環がさらに好ましい。上述したアルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基を有していることが好ましい。置換基としては、上述した置換基Tで挙げた基が挙げられる。
式(PP)において、R、R、RおよびRは、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、またはヘテロアリール基を表す。RおよびRの一方は、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基またはアリールスルフィニル基を表し、他方はヘテロアリール基を表すことが好ましく、RおよびRの一方がシアノ基を表し、他方がヘテロアリール基を表すことがより好ましい。RおよびRの一方は、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基またはアリールスルフィニル基を表し、他方はヘテロアリール基を表すことが好ましく、RおよびRの一方がシアノ基を表し、他方がヘテロアリール基を表すことがより好ましい。ヘテロアリール基は上述した式(A1)の式(A−1)で表される基、(A−2)で表される基が挙げられ、好ましい範囲も同様である。また、ヘテロアリール基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述した置換基Tで挙げた基が挙げられる。
式(PP)において、RおよびRは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−BR10、または金属原子を表し、−BR10が好ましい。RおよびR10は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基が好ましく、ハロゲン原子、アルキル基、または、アリール基がより好ましく、アリール基がさらに好ましい。RおよびR10は互いに結合して環を形成していてもよい。
式(PP)で表される化合物の具体例としては、下記化合物が挙げられる。以下の構造式中、Meはメチル基を表し、Phはフェニル基を表す。また、ピロロピロール化合物としては、特開2009−263614号公報の段落番号0016〜0058に記載の化合物、特開2011−68731号公報の段落番号0037〜0052に記載の化合物、国際公開WO2015/166873号公報の段落番号0010〜0033に記載の化合物などが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
スクアリリウム化合物としては、下記式(SQ)で表される化合物が好ましい。
Figure 2018230387
式(SQ)中、AおよびAは、それぞれ独立に、アリール基、ヘテロアリール基または式(A−1)で表される基を表す;
Figure 2018230387
式(A−1)中、Zは、含窒素複素環を形成する非金属原子団を表し、Rは、アルキル基、アルケニル基またはアラルキル基を表し、dは、0または1を表し、波線は連結手を表す。
およびAが表すアリール基の炭素数は、6〜48が好ましく、6〜24がより好ましく、6〜12が特に好ましい。
およびAが表すヘテロアリール基としては、5員環または6員環が好ましい。また、ヘテロアリール基は、単環または縮合数が2〜8の縮合環が好ましく、単環または縮合数が2〜4の縮合環がより好ましく、単環または縮合数が2または3の縮合環が更に好ましい。ヘテロアリール基の環を構成するヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子が例示され、窒素原子、硫黄原子が好ましい。ヘテロアリール基の環を構成するヘテロ原子の数は、1〜3が好ましく、1〜2がより好ましい。
アリール基およびヘテロアリール基は、置換基を有していてもよい。アリール基およびヘテロアリール基が、置換基を2個以上有する場合、複数の置換基は同一であってもよく、異なっていてもよい。置換基としては、上述した置換基Tが挙げられる。
式(A−1)において、Rは、アルキル基、アルケニル基またはアラルキル基を表し、アルキル基が好ましい。式(A−1)において、Zにより形成される含窒素複素環としては、5員環または6員環が好ましい。また、含窒素複素環は、単環または縮合数が2〜8の縮合環が好ましく、単環または縮合数が2〜4の縮合環がより好ましく、縮合数が2または3の縮合環が更に好ましい。含窒素複素環は、窒素原子の他に、硫黄原子を含んでいてもよい。また、含窒素複素環は置換基を有していてもよい。置換基としては、上述した式(PP)で説明した置換基が挙げられる。
式(SQ)の詳細については、特開2011−208101号公報の段落番号0020〜0049、特許第6065169号公報の段落番号0043〜0062、国際公開WO2016/181987号公報の段落番号0024〜0040の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
なお、式(SQ)においてカチオンは、以下のように非局在化して存在している。
Figure 2018230387
スクアリリウム化合物は、下記式(SQ−1)で表される化合物が好ましい。
Figure 2018230387
環Aおよび環Bは、それぞれ独立に芳香族環を表し、
およびXはそれぞれ独立に置換基を表し、
およびGはそれぞれ独立に置換基を表し、
kAは0〜nの整数を表し、kBは0〜nの整数を表し、
およびnはそれぞれ環Aまたは環Bに置換可能な最大の整数を表し、
とG、XとG、XとXは、互いに結合して環を形成しても良く、GおよびGがそれぞれ複数存在する場合は、互いに結合して環構造を形成していても良い。
およびGが表す置換基としては、上述した置換基Tが挙げられる。
およびXが表す置換基としては、活性水素を有する基が好ましく、−OH、−SH、−COOH、−SOH、−NRX1X2、−NHCORX1、−CONRX1X2、−NHCONRX1X2、−NHCOORX1、−NHSOX1、−B(OH)および−PO(OH)がより好ましく、−OH、−SHおよび−NRX1X2が更に好ましい。RX1およびRX1は、それぞれ独立に水素原子または置換基を表す。置換基としてはアルキル基、アリール基、または、ヘテロアリール基が挙げられ、アルキル基が好ましい。
環Aおよび環Bは、それぞれ独立に、芳香族環を表す。芳香族環は単環であってもよく、縮合環であってもよい。芳香族環の具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン環、インダセン環、ペリレン環、ペンタセン環、アセナフテン環、フェナントレン環、アントラセン環、ナフタセン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、および、フェナジン環が挙げられ、ベンゼン環またはナフタレン環が好ましい。芳香族環は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述した置換基Tが挙げられる。
とG、XとG、XとXは、互いに結合して環を形成しても良く、GおよびGがそれぞれ複数存在する場合は、互いに結合して環を形成していても良い。環としては、5員環または6員環が好ましい。環は単環であってもよく、縮合環であってもよい。XとG、XとG、XとX、G同士またはG同士が結合して環を形成する場合、これらが直接結合して環を形成してもよく、アルキレン基、−CO−、−O−、−NH−、−BR−およびそれらの組み合わせからなる2価の連結基を介して結合して環を形成してもよい。Rは、水素原子または置換基を表す。置換基としては、上述した置換基Tが挙げられ、アルキル基またはアリール基が好ましい。
kAは0〜nの整数を表し、kBは0〜nの整数を表し、nは、環Aに置換可能な最大の整数を表し、nは、環Bに置換可能な最大の整数を表す。kAおよびkBは、それぞれ独立に0〜4が好ましく、0〜2がより好ましく、0〜1が特に好ましい。
スクアリリウム化合物は、下記式(SQ−10)、式(SQ−11)または式(SQ−12)で表される化合物であることも好ましい。
式(SQ−10)
Figure 2018230387
式(SQ−11)
Figure 2018230387
式(SQ−12)
Figure 2018230387
式(SQ−10)〜(SQ−12)中、Xは、独立して、1つ以上の水素原子がハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基またはアルコキシ基で置換されていてもよい式(1)または式(2)で示される2価の有機基である。
−(CHn1− ・・・(1)
式(1)中、n1は2または3である。
−(CHn2−O−(CHn3− ・・・(2)
式(2)中、n2とn3はそれぞれ独立して0〜2の整数であり、n2+n3は1または2である。
およびRは、それぞれ独立して、アルキル基またはアリール基を表す。アルキル基およびアリール基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述した置換基Tが挙げられる。
〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基を表す。
式(SQ−11)におけるnは、2または3である。
スクアリリウム化合物としては、下記構造の化合物が挙げられる。また、特開2011−208101号公報の段落番号0044〜0049に記載の化合物、特許第6065169号公報の段落番号0060〜0061に記載の化合物、国際公開WO2016/181987号公報の段落番号0040に記載の化合物、特開2015−176046号公報に記載の化合物などが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
Figure 2018230387
シアニン化合物は、式(C)で表される化合物が好ましい。
式(C)
Figure 2018230387
式中、ZおよびZは、それぞれ独立に、縮環してもよい5員または6員の含窒素複素環を形成する非金属原子団であり、
101およびR102は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基またはアリール基を表し、
は、奇数個のメチン基を有するメチン鎖を表し、
aおよびbは、それぞれ独立に、0または1であり、
aが0の場合は、炭素原子と窒素原子とが二重結合で結合し、bが0の場合は、炭素原子と窒素原子とが単結合で結合し、
式中のCyで表される部位がカチオン部である場合、Xは対アニオンを表し、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、Xは対カチオンを表し、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。
式(C)において、ZおよびZ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を表す。含窒素複素環には、他の複素環、芳香族環または脂肪族環が縮合してもよい。含窒素複素環は、5員環が好ましい。5員の含窒素複素環に、ベンゼン環又はナフタレン環が縮合している構造がさらに好ましい。含窒素複素環及びそれに縮合している環は、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述した置換基Tが挙げられる。
式(C)において、R101およびR102は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基またはアリール基を表す。これらの基は、更に置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては上述した置換基Tが挙げられる。
式(C)において、Lは、奇数個のメチン基を有するメチン鎖を表す。Lは、3個、5個または7個のメチン基を有するメチン鎖が好ましい。メチン基は置換基を有していてもよい。置換基を有するメチン基は、中央の(メソ位の)メチン基であることが好ましい。置換基の具体例としては、上述した置換基Tなどが挙げられる。また、メチン鎖の二つの置換基が結合して5または6員環を形成しても良い。
式(C)において、aおよびbは、それぞれ独立に、0または1である。aが0の場合は、炭素原子と窒素原子とが二重結合で結合し、bが0の場合は、炭素原子と窒素原子とが単結合で結合する。aおよびbはともに0であることが好ましい。なお、aおよびbがともに0の場合は、式(C)は以下のように表される。
Figure 2018230387
式(C)において、式中のCyで表される部位がカチオン部である場合、Xは対アニオンを表し、cは電荷のバランスを取るために必要な数を表す。対アニオンの例としては、ハライドイオン(Cl、Br、I)、パラトルエンスルホン酸イオン、エチル硫酸イオン、PF 、BF 、ClO 、トリス(ハロゲノアルキルスルホニル)メチドアニオン(例えば、(CFSO)、ジ(ハロゲノアルキルスルホニル)イミドアニオン(例えば(CFSO)、テトラシアノボレートアニオンなどが挙げられる。また、対アニオンとしては、式Aで表される対アニオンを用いることもできる。
式A
Figure 2018230387
は遷移金属を表し、nは1〜2の整数を表し、RA1〜RA8は、それぞれ独立して、水素原子または置換基を表す。式Aの詳細については、特開2015−40895号公報の段落0030〜0050を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
式(C)において、式中のCyで表される部位がアニオン部である場合、Xは対カチオンを表し、cは電荷のバランスを取るために必要な数を表す。対カチオンとしては、アルカリ金属イオン(Li、Na、Kなど)、アルカリ土類金属イオン(Mg2+、Ca2+、Ba2+、Sr2+など)、遷移金属イオン(Ag、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+など)、その他の金属イオン(Al3+など)、アンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、トリブチルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、グアニジニウムイオン、テトラメチルグアニジニウムイオン、ジアザビシクロウンデセニウムイオンなどが挙げられる。カチオンとしては、Na、K、Mg2+、Ca2+、Zn2+、ジアザビシクロウンデセニウムイオンが好ましい。
式(C)において、式中のCyで表される部位の電荷が分子内で中和されている場合、Xは存在しない。すなわち、cは0である。
シアニン化合物としては、下記構造の化合物が挙げられる。また、シアニン化合物としては、特開2009−108267号公報の段落番号0044〜0045に記載の化合物、特開2002−194040号公報の段落番号0026〜0030に記載の化合物、特開2015−172004号公報に記載の化合物、特開2015−172102号公報に記載の化合物、特開2008−88426号公報に記載の化合物などが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
Figure 2018230387
クロコニウム化合物としては、下記式(Cr)で表される化合物が好ましい。
Figure 2018230387
式(Cr)中、AおよびAは、それぞれ独立に、アリール基、ヘテロアリール基または式(A−1)で表される基を表す;
Figure 2018230387
式(A−1)中、Zは、含窒素複素環を形成する非金属原子団を表し、Rは、アルキル基、アルケニル基またはアラルキル基を表し、dは、0または1を表し、波線は連結手を表す。
式(Cr)の詳細については、特開平5−155145号公報の段落番号0007〜0016、特開2007−31644号公報の段落番号0011〜0038の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。クロコニウム化合物の具体例としては下記構造の化合物が挙げられる。また、特開平5−155145号公報および特開2007−31644号公報に記載された化合物も挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
Figure 2018230387
ジインモニウム化合物としては、下記式(Im)で表される化合物が好ましい。
式(Im)
Figure 2018230387
式中、R11〜R18は、それぞれ独立して、アルキル基またはアリール基を表し、V11〜V15は、それぞれ独立して、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子、アルコキシ基またはシアノ基を表し、Xは対アニオンを表し、cは電荷のバランスを取るために必要な数を表し、n1〜n5は、それぞれ独立して、0〜4である。対アニオンの具体例としては、上述した対アニオンが挙げられる。
ジインモニウム化合物の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。また、特開2012−012399号公報および特開2007−92060号公報に記載された化合物も挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。なお、以下の構造式中、Prはプロピル基を表し、Cyはシクロヘキシル基を表す。
Figure 2018230387
本発明において、近赤外線吸収色素としては、市販品を用いることもできる。例えば、SDO−C33(有本化学工業(株)製)、イーエクスカラーIR−14、イーエクスカラーIR−10A、イーエクスカラーTX−EX−801B、イーエクスカラーTX−EX−805K((株)日本触媒製)、ShigenoxNIA−8041、ShigenoxNIA−8042、ShigenoxNIA−814、ShigenoxNIA−820、ShigenoxNIA−839(ハッコーケミカル社製)、EpoliteV−63、Epolight3801、Epolight3036(EPOLIN社製)、PRO−JET825LDI(富士フイルム(株)製)、NK−3027、NK−5060((株)林原製)、YKR−3070(三井化学(株)製)などが挙げられる。
本発明の硬化性組成物が近赤外線吸収色素を含有する場合、近赤外線吸収色素の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して0.01〜50質量%が好ましい。下限は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。上限は、30質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。また、近赤外線吸収色素と化合物Aとの合計量は、硬化性組成物の全固形分の0.01〜50質量%であることが好ましい。下限は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。上限は、30質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。本発明の硬化性組成物においては、近赤外線吸収色素は1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。近赤外線吸収色素を2種以上併用する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
(赤外線を透過させて可視光を遮光する色材)
本発明の硬化性組成物は、色素として、赤外線を透過させて可視光を遮光する色材(以下、可視光を遮光する色材ともいう)を含有することもできる。
本発明において、可視光を遮光する色材は、紫色から赤色の波長領域の光を吸収する色材であることが好ましい。また、本発明において、可視光を遮光する色材は、波長450〜650nmの波長領域の光を遮光する色材であることが好ましい。また、可視光を遮光する色材は、波長900〜1300nmの光を透過する色材であることが好ましい。
本発明において、可視光を遮光する色材は、以下の(A)および(B)の少なくとも一方の要件を満たすことが好ましい。
(A):2種類以上の有彩色色素を含み、2種以上の有彩色色素の組み合わせで黒色を形成している。
(B):有機系黒色色素を含む。
有彩色色素としては、上述したものが挙げられる。有機系黒色色素としては、例えば、ビスベンゾフラノン化合物、アゾメチン化合物、ペリレン化合物、アゾ化合物などが挙げられ、ビスベンゾフラノン化合物、ペリレン化合物が好ましい。ビスベンゾフラノン化合物としては、特表2010−534726号公報、特表2012−515233号公報、特表2012−515234号公報などに記載の化合物が挙げられ、例えば、BASF社製の「Irgaphor Black」として入手可能である。ペリレン化合物としては、C.I.Pigment Black 31、32などが挙げられる。アゾメチン化合物としては、特開平1−170601号公報、特開平2−34664号公報などに記載の化合物が挙げられ、例えば、大日精化社製の「クロモファインブラックA1103」として入手できる。
2種以上の有彩色色素の組み合わせで黒色を形成する場合の、有彩色色素の組み合わせとしては、例えば以下が挙げられる。
(1)黄色色素、青色色素、紫色色素および赤色色素を含有する態様。
(2)黄色色素、青色色素および赤色色素を含有する態様。
(3)黄色色素、紫色色素および赤色色素を含有する態様。
(4)黄色色素および紫色色素を含有する態様。
(5)緑色色素、青色色素、紫色色素および赤色色素を含有する態様。
(6)紫色色素およびオレンジ色色素を含有する態様。
(7)緑色色素、紫色色素および赤色色素を含有する態様。
(8)緑色色素および赤色色素を含有する態様。
本発明の硬化性組成物が、可視光を遮光する色材を含有する場合、可視光を遮光する色材の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して60質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましく、20質量%以下がより一層好ましく、15質量%以下が特に好ましい。下限は、例えば、0.01質量%以上とすることができ、0.5質量%以上とすることもできる。
<<他の近赤外線吸収剤>>
本発明の硬化性組成物は、上述した近赤外線吸収色素以外の近赤外線吸収剤(他の近赤外線吸収剤ともいう)を更に含んでもよい。他の近赤外線吸収剤としては、無機顔料(無機粒子)が挙げられる。無機顔料の形状は特に制限されず、球状、非球状を問わず、シート状、ワイヤー状、チューブ状であってもよい。無機顔料としては、金属酸化物粒子または金属粒子が好ましい。金属酸化物粒子としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)粒子、酸化アンチモンスズ(ATO)粒子、酸化亜鉛(ZnO)粒子、Alドープ酸化亜鉛(AlドープZnO)粒子、フッ素ドープ二酸化スズ(FドープSnO)粒子、ニオブドープ二酸化チタン(NbドープTiO)粒子などが挙げられる。金属粒子としては、例えば、銀(Ag)粒子、金(Au)粒子、銅(Cu)粒子、ニッケル(Ni)粒子など挙げられる。また、無機顔料としては酸化タングステン系化合物を用いることもできる。酸化タングステン系化合物は、セシウム酸化タングステンであることが好ましい。酸化タングステン系化合物の詳細については、特開2016−006476号公報の段落番号0080を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本発明の硬化性組成物が他の近赤外線吸収剤を含有する場合、他の近赤外線吸収剤の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して0.01〜50質量%が好ましい。下限は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。上限は、30質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。
<<光開始剤>>
本発明の硬化性組成物は、光開始剤を含有することができる。光開始剤としては、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤などが挙げられる。硬化性化合物の種類に応じて選択して用いることが好ましい。硬化性化合物としてラジカル重合性化合物を用いた場合においては、光開始剤として光ラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。また、硬化性化合物としてカチオン重合性化合物を用いた場合においては、光開始剤として光カチオン重合開始剤を用いることが好ましい。光開始剤としては、特に制限はなく、公知の光開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外領域から可視領域の光線に対して感光性を有する化合物が好ましい。
光開始剤の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対し0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜30質量%がより好ましく、1〜20質量%が更に好ましい。光開始剤の含有量が上記範囲であれば、より良好な感度とパターン形成性が得られる。本発明の硬化性組成物は、光開始剤を1種類のみ含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。光開始剤を2種類以上含む場合は、それらの合計量が上記範囲となることが好ましい。
(光ラジカル重合開始剤)
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有する化合物、オキサジアゾール骨格を有する化合物など)、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、オキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物などが挙げられる。光ラジカル重合開始剤は、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体、ハロメチルオキサジアゾール化合物および3−アリール置換クマリン化合物が好ましく、オキシム化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、および、アシルホスフィン化合物から選ばれる化合物がより好ましく、オキシム化合物が更に好ましい。光重合開始剤としては、特開2014−130173号公報の段落0065〜0111の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
α−ヒドロキシケトン化合物の市販品としては、IRGACURE−184、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959、IRGACURE−127(以上、BASF社製)などが挙げられる。α−アミノケトン化合物の市販品としては、IRGACURE−907、IRGACURE−369、IRGACURE−379、及び、IRGACURE−379EG(以上、BASF社製)などが挙げられる。アシルホスフィン化合物の市販品としては、IRGACURE−819、DAROCUR−TPO(以上、BASF社製)などが挙げられる。
オキシム化合物としては、特開2001−233842号公報に記載の化合物、特開2000−80068号公報に記載の化合物、特開2006−342166号公報に記載の化合物、特開2016−21012号公報に記載などを用いることができる。本発明において好適に用いることができるオキシム化合物としては、例えば、3−ベンゾイルオキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、及び2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オンなどが挙げられる。また、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.1653−1660)、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.156−162)、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年、pp.202−232)、特開2000−66385号公報、特開2000−80068号公報、特表2004−534797号公報、特開2006−342166号公報に記載の化合物等も挙げられる。市販品としては、IRGACURE−OXE01、IRGACURE−OXE02、IRGACURE−OXE03、IRGACURE−OXE04(以上、BASF社製)も好適に用いられる。また、TR−PBG−304(常州強力電子新材料有限公司製)、アデカオプトマーN−1919((株)ADEKA製、特開2012−14052号公報に記載された光重合開始剤2)を用いることができる。また、オキシム化合物としては、着色性が無い化合物や、透明性が高く変色し難い化合物を用いることも好ましい。市販品としては、アデカアークルズNCI−730、NCI−831、NCI−930(以上、(株)ADEKA製)などが挙げられる。
本発明において、光ラジカル重合開始剤として、フルオレン環を有するオキシム化合物を用いることもできる。フルオレン環を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2014−137466号公報に記載の化合物が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれる。
本発明において、光ラジカル重合開始剤として、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることもできる。フッ素原子を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2010−262028号公報に記載の化合物、特表2014−500852号公報に記載の化合物24、36〜40、特開2013−164471号公報に記載の化合物(C−3)などが挙げられる。これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本発明において、光ラジカル重合開始剤として、ニトロ基を有するオキシム化合物を用いることができる。ニトロ基を有するオキシム化合物は、二量体とすることも好ましい。ニトロ基を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2013−114249号公報の段落番号0031〜0047、特開2014−137466号公報の段落番号0008〜0012、0070〜0079に記載されている化合物、特許4223071号公報の段落番号0007〜0025に記載されている化合物、アデカアークルズNCI−831((株)ADEKA製)が挙げられる。
本発明において好ましく使用されるオキシム化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 2018230387
Figure 2018230387
オキシム化合物は、波長350〜500nmの範囲に吸収を有する化合物が好ましく、波長360〜480nmの範囲に吸収を有する化合物がより好ましい。また、オキシム化合物は、365nm及び405nmの波長の光に対する吸光度が高い化合物が好ましい。
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であることが好ましく、2,000〜300,000であることがより好ましく、5,000〜200,000であることが特に好ましい。
化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いて測定することができる。例えば、分光光度計(Varian社製Cary−5 spectrophotometer)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。
光ラジカル重合開始剤は、オキシム化合物とα−アミノケトン化合物とを含むことも好ましい。両者を併用することで、現像性が向上し、矩形性に優れたパターンを形成しやすい。オキシム化合物とα−アミノケトン化合物とを併用する場合、オキシム化合物100質量部に対して、α−アミノケトン化合物が50〜600質量部が好ましく、150〜400質量部がより好ましい。
光ラジカル重合開始剤の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対し0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜30質量%がより好ましく、1〜20質量%が更に好ましい。光ラジカル重合開始剤の含有量が上記範囲であれば、より良好な感度とパターン形成性が得られる。本発明の硬化性組成物は、光ラジカル重合開始剤を1種類のみ含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。光ラジカル重合開始剤を2種類以上含む場合は、それらの合計量が上記範囲となることが好ましい。
(光カチオン重合開始剤)
光カチオン重合開始剤としては、光酸発生剤が挙げられる。光酸発生剤としては、光照射により分解して酸を発生する、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩などのオニウム塩化合物、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネート等のスルホネート化合物などが挙げられる。光カチオン重合開始剤の詳細については特開2009−258603号公報の段落番号0139〜0214の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
光カチオン重合開始剤は市販品を用いることもできる。光カチオン重合開始剤の市販品としては、(株)ADEKA製のアデカアークルズ SPシリーズ(例えば、アデカアークルズSP−606など)、(株)BASF製 IRGACURE250、IRGACURE270、IRGACURE290などが挙げられる。
光カチオン重合開始剤の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対し0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜30質量%がより好ましく、1〜20質量%が更に好ましい。光カチオン重合開始剤の含有量が上記範囲であれば、より良好な感度とパターン形成性が得られる。本発明の硬化性組成物は、光カチオン重合開始剤を1種類のみ含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。光カチオン重合開始剤を2種類以上含む場合は、それらの合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<酸無水物、多価カルボン酸>>
本発明の硬化性組成物がエポキシ化合物を含む場合、酸無水物および多価カルボン酸から選ばれる少なくとも1種をさらに含むことが好ましい。
酸無水物としては具体的には無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水グルタル酸、2,4−ジエチル無水グルタル酸、3,3−ジメチル無水グルタル酸、ブタンテトラカルボン酸無水物、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物等の酸無水物が挙げられる。特にメチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、2,4−ジエチル無水グルタル酸、ブタンテトラカルボン酸無水物、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物等が、耐光性、透明性、作業性の観点から好ましい。
多価カルボン酸は少なくとも2つのカルボキシル基を有する化合物である。なお、以下の化合物に幾何異性体又は光学異性体が存在する場合は特に制限されない。多価カルボン酸としては、2〜6官能のカルボン酸が好ましく、例えば、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、1,2,3−プロパントリカルボン酸、1,3,5−ペンタントリカルボン酸、クエン酸等のアルキルトリカルボン酸類;フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、シクロヘキサントリカルボン酸、ナジック酸、メチルナジック酸等の脂肪族環状多価カルボン酸類;リノレン酸やオレイン酸などの不飽和脂肪酸の多量体およびそれらの還元物であるダイマー酸類;ブタン二酸、リンゴ酸、ヘキサン二酸、ペンタン二酸、ヘプタン二酸、オクタン二酸、ノナン二酸、デカン二酸等の直鎖アルキル二酸類等が好ましく、ブタン二酸、ヘキサン二酸、ペンタン二酸、ヘプタン二酸、オクタン二酸、ノナン二酸、デカン二酸がより好ましく、耐熱性、膜の透明性の観点からブタン二酸が更に好ましい。
酸無水物および多価カルボン酸の含有量は、エポキシ化合物100質量部に対し、0.01〜20質量部が好ましく、0.01〜10質量部がより好ましく、0.1〜6.0質量部がさらに好ましい。
<<紫外線吸収剤>>
本発明の硬化性組成物は、紫外線吸収剤を含有することができる。紫外線吸収剤としては、共役ジエン化合物、アミノブタジエン化合物、メチルジベンゾイル化合物、クマリン化合物、サリシレート化合物、ベンゾフェノン化合物、ベンゾトリアゾール化合物、アクリロニトリル化合物、ヒドロキシフェニルトリアジン化合物などを用いることができる。これらの詳細については、特開2012−208374号公報の段落番号0052〜0072、特開2013−68814号公報の段落番号0317〜0334の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。共役ジエン化合物の市販品としては、例えば、UV−503(大東化学(株)製)などが挙げられる。また、ベンゾトリアゾール化合物としてはミヨシ油脂製のMYUAシリーズ(化学工業日報、2016年2月1日)を用いてもよい。
本発明の硬化性組成物において、紫外線吸収剤の含有量は、本発明の硬化性組成物の全固形分に対して、0.01〜10質量%が好ましく、0.01〜5質量%がより好ましい。本発明において、紫外線吸収剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を用いてもよい。2種以上を用いる場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<重合禁止剤>>
本発明の硬化性組成物は、重合禁止剤を含有することができる。重合禁止剤としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、tert−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−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)、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン塩(アンモニウム塩、第一セリウム塩等)が挙げられる。中でも、p−メトキシフェノールが好ましい。重合禁止剤の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.001〜5質量%が好ましい。
<<シランカップリング剤>>
本発明の硬化性組成物は、シランカップリング剤を含有することができる。本発明において、シランカップリング剤は、加水分解性基とそれ以外の官能基とを有するシラン化合物を意味する。また、加水分解性基とは、ケイ素原子に直結し、加水分解反応及び縮合反応の少なくともいずれかによってシロキサン結合を生じ得る置換基をいう。加水分解性基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基などが挙げられ、アルコキシ基が好ましい。すなわち、シランカップリング剤は、アルコキシシリル基を有する化合物が好ましい。また、加水分解性基以外の官能基としては、例えば、ビニル基、スチレン基、(メタ)アクリロイル基、メルカプト基、エポキシ基、オキセタニル基、アミノ基、ウレイド基、スルフィド基、イソシアネート基、フェニル基などが挙げられ、(メタ)アクリロイル基およびエポキシ基が好ましい。シランカップリング剤としては、特開2009−288703号公報の段落番号0018〜0036に記載の化合物、特開2009−242604号公報の段落番号0056〜0066に記載の化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
シランカップリング剤の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対して、0.01〜15.0質量%が好ましく、0.05〜10.0質量%がより好ましい。シランカップリング剤は、1種類のみでもよく、2種類以上でもよい。2種類以上の場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<界面活性剤>>
本発明の硬化性組成物は、界面活性剤を含有することができる。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用することができる。界面活性剤は、国際公開WO2015/166779号公報の段落番号0238〜0245を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
界面活性剤は、フッ素系界面活性剤であることが好ましい。本発明の硬化性組成物にフッ素系界面活性剤を含有させることで液特性(特に、流動性)がより向上し、省液性をより改善することができる。また、厚みムラの小さい膜を形成することもできる。
フッ素系界面活性剤中のフッ素含有率は、3〜40質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましく、7〜25質量%であることが更に好ましい。フッ素含有率がこの範囲内であるフッ素系界面活性剤は、塗布膜の厚さの均一性や省液性の点で効果的である。また、組成物中におけるフッ素系界面活性剤の溶解性も良好である。
フッ素系界面活性剤として具体的には、特開2014−41318号公報の段落番号0060〜0064(対応する国際公開2014/17669号公報の段落番号0060〜0064)等に記載の界面活性剤、特開2011−132503号公報の段落番号0117〜0132に記載の界面活性剤が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。フッ素系界面活性剤の市販品としては、例えば、メガファックF171、F172、F173、F176、F177、F141、F142、F143、F144、R30、F437、F475、F479、F482、F554、F780(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、FC431、FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、SC−101、SC−103、SC−104、SC−105、SC−1068、SC−381、SC−383、S−393、KH−40(以上、旭硝子(株)製)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上、OMNOVA社製)等が挙げられる。
また、フッ素系界面活性剤は、フッ素化アルキル基またはフッ素化アルキレンエーテル基を有するフッ素原子含有ビニルエーテル化合物と、親水性のビニルエーテル化合物との重合体を用いることも好ましい。このようなフッ素系界面活性剤は、特開2016−216602号公報の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
また、フッ素系界面活性剤は、フッ素原子を含有する官能基を持つ分子構造で、熱を加えるとフッ素原子を含有する官能基の部分が切断されてフッ素原子が揮発するアクリル系化合物も好適に使用できる。このようなフッ素系界面活性剤としては、DIC(株)製のメガファックDSシリーズ(化学工業日報、2016年2月22日)(日経産業新聞、2016年2月23日)、例えばメガファックDS−21が挙げられる。
フッ素系界面活性剤は、ブロックポリマーを用いることもできる。例えば特開2011−89090号公報に記載された化合物が挙げられる。フッ素系界面活性剤は、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく用いることができる。下記化合物も本発明で用いられるフッ素系界面活性剤として例示される。
Figure 2018230387
上記の化合物の重量平均分子量は、好ましくは3,000〜50,000であり、例えば、14,000である。上記の化合物中、繰り返し単位の割合を示す%はモル%である。
また、フッ素系界面活性剤は、エチレン性不飽和基を側鎖に有する含フッ素重合体を用いることもできる。具体例としては、特開2010−164965号公報の段落番号0050〜0090および段落番号0289〜0295に記載された化合物、例えばDIC(株)製のメガファックRS−101、RS−102、RS−718K、RS−72−K等が挙げられる。フッ素系界面活性剤は、特開2015−117327号公報の段落番号0015〜0158に記載の化合物を用いることもできる。
ノニオン系界面活性剤としては、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレート及びプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセロールエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル、プルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(BASF社製)、テトロニック304、701、704、901、904、150R1(BASF社製)、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール(株)製)、NCW−101、NCW−1001、NCW−1002(和光純薬工業(株)製)、パイオニンD−6112、D−6112−W、D−6315(竹本油脂(株)製)、オルフィンE1010、サーフィノール104、400、440(日信化学工業(株)製)などが挙げられる。
界面活性剤の含有量は、本発明の硬化性組成物の全固形分に対して、0.001質量%〜5.0質量%が好ましく、0.005〜3.0質量%がより好ましい。界面活性剤は、1種類のみでもよく、2種類以上でもよい。2種類以上の場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<その他成分>>
本発明の硬化性組成物は、必要に応じて、増感剤、硬化促進剤、フィラー、熱硬化促進剤、熱重合禁止剤、可塑剤及びその他の助剤類(例えば、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、表面張力調整剤、連鎖移動剤など)を含有してもよい。これらの成分を適宜含有させることにより、膜物性などの性質を調整することができる。これらの成分は、例えば、特開2012−003225号公報の段落番号0183(対応する米国特許出願公開第2013/0034812号明細書の段落番号0237)の記載、特開2008−250074号公報の段落番号0101〜0104、0107〜0109等の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。酸化防止剤としては、例えばフェノール化合物、リン系化合物(例えば特開2011−90147号公報の段落番号0042に記載の化合物)、チオエーテル化合物などを用いることができる。市販品としては、例えば(株)ADEKA製のアデカスタブシリーズ(AO−20、AO−30、AO−40、AO−50、AO−50F、AO−60、AO−60G、AO−80、AO−330など)が挙げられる。酸化防止剤の含有量は、本発明の硬化性組成物の全固形分に対して、0.01〜20質量%であることが好ましく、0.3〜15質量%であることがより好ましい。酸化防止剤は、1種類のみでもよく、2種類以上でもよい。2種類以上を使用する場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本発明の硬化性組成物の粘度(23℃)は、例えば、塗布により膜を形成する場合、1〜100mPa・sであることが好ましい。下限は、2mPa・s以上がより好ましく、3mPa・s以上が更に好ましい。上限は、50mPa・s以下がより好ましく、30mPa・s以下が更に好ましく、15mPa・s以下が特に好ましい。
本発明の硬化性組成物の固形分濃度は、塗布方法などにより変更されるが、例えば、1〜50質量%であることが好ましい。下限は10質量%以上がより好ましい。上限は30質量%以下がより好ましい。
本発明の硬化性組成物の収容容器としては、特に限定はなく、公知の収容容器を用いることができる。また、収容容器として、原材料や組成物中への不純物混入を抑制することを目的に、容器内壁を6種6層の樹脂で構成する多層ボトルや6種の樹脂を用いて7層構造にしたボトルを使用することも好ましい。このような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。
本発明の硬化性組成物の用途は、特に限定されない。例えば、近赤外線カットフィルタなどの形成に好ましく用いることができる。また、本発明の硬化性組成物において、更に、可視光を遮光する色材を含有させることで、特定の波長以上の近赤外線のみを透過可能な赤外線透過フィルタを形成することもできる。
<硬化性組成物の調製方法>
本発明の硬化性組成物は、前述の成分を混合して調製できる。硬化性組成物の調製に際しては、全成分を同時に溶剤に溶解または分散して硬化性組成物を調製してもよいし、必要に応じては、各成分を適宜配合した2つ以上の溶液または分散液をあらかじめ調製し、使用時(塗布時)にこれらを混合して硬化性組成物を調製してもよい。
また、本発明の硬化性組成物が顔料などの粒子を含む場合は、粒子を分散させるプロセスを含むことが好ましい。粒子を分散させるプロセスにおいて、粒子の分散に用いる機械力としては、圧縮、圧搾、衝撃、剪断、キャビテーションなどが挙げられる。これらプロセスの具体例としては、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、ボールミル、ペイントシェーカー、マイクロフルイダイザー、高速インペラー、サンドグラインダー、フロージェットミキサー、高圧湿式微粒化、超音波分散などが挙げられる。またサンドミル(ビーズミル)における粒子の粉砕においては、径の小さいビーズを使用する、ビーズの充填率を大きくする事等により粉砕効率を高めた条件で処理することが好ましい。また、粉砕処理後にろ過、遠心分離などで粗粒子を除去することが好ましい。また、粒子を分散させるプロセスおよび分散機は、「分散技術大全、株式会社情報機構発行、2005年7月15日」や「サスペンション(固/液分散系)を中心とした分散技術と工業的応用の実際 総合資料集、経営開発センター出版部発行、1978年10月10日」、特開2015−157893号公報の段落番号0022に記載のプロセス及び分散機を好適に使用出来る。また粒子を分散させるプロセスにおいては、ソルトミリング工程にて粒子の微細化処理を行ってもよい。ソルトミリング工程に用いられる素材、機器、処理条件等は、例えば特開2015−194521号公報、特開2012−046629号公報の記載を参酌できる。
硬化性組成物の調製にあたり、異物の除去や欠陥の低減などの目的で、硬化性組成物をフィルタでろ過することが好ましい。フィルタとしては、従来からろ過用途等に用いられているフィルタであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、ナイロン(例えばナイロン−6、ナイロン−6,6)等のポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量のポリオレフィン樹脂を含む)等の素材を用いたフィルタが挙げられる。これら素材の中でもポリプロピレン(高密度ポリプロピレンを含む)およびナイロンが好ましい。
フィルタの孔径は、0.01〜7.0μm程度が適しており、好ましくは0.01〜3.0μm程度であり、更に好ましくは0.05〜0.5μm程度である。フィルタの孔径が上記範囲であれば、微細な異物を確実に除去できる。また、ファイバ状のろ材を用いることも好ましい。ファイバ状のろ材としては、例えばポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ、グラスファイバ等が挙げられる。具体的には、ロキテクノ社製のSBPタイプシリーズ(SBP008など)、TPRタイプシリーズ(TPR002、TPR005など)、SHPXタイプシリーズ(SHPX003など)のフィルタカートリッジが挙げられる。
フィルタを使用する際、異なるフィルタ(例えば、第1のフィルタと第2のフィルタなど)を組み合わせてもよい。その際、各フィルタでのろ過は、1回のみでもよいし、2回以上行ってもよい。
また、上述した範囲内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、日本ポール株式会社(DFA4201NXEYなど)、アドバンテック東洋株式会社、日本インテグリス株式会社(旧日本マイクロリス株式会社)又は株式会社キッツマイクロフィルタ等が提供する各種フィルタの中から選択することができる。
第2のフィルタは、第1のフィルタと同様の素材等で形成されたものを使用することができる。
また、第1のフィルタでのろ過は、分散液のみに対して行い、他の成分を混合した後で、第2のフィルタでろ過を行ってもよい。
<分散助剤>
次に、本発明の分散助剤について説明する。本発明の分散助剤は、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前述の酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前述の酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基が、π共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造を有する化合物(以下、化合物Axともいう)を含む。上記化合物Axは、色素誘導体でもある。化合物Axにおける上記官能基としては、上述した化合物Aで説明した官能基Aが挙げられ、好ましい範囲も同様である。
化合物Axにおける色素骨格は、可視領域に吸収を有する色素化合物に由来する色素骨格であってもよく、近赤外領域に吸収を有する色素化合物に由来する色素骨格であってもよい。なかでも、近赤外領域の吸収特性が向上するという理由から近赤外領域に吸収を有する色素化合物に由来する色素骨格であることが好ましい。化合物Axにおける色素骨格の具体例としては、ピロロピロール色素骨格、ジインモニウム色素骨格、フタロシアニン色素骨格、ナフタロシアニン色素骨格、ポリメチン色素骨格、キサンテン色素骨格、ピロメテン色素骨格、キナクリドン色素骨格、アゾ色素骨格、ジケトピロロピロール色素骨格、アントラキノン色素骨格、ベンゾイミダゾロン色素骨格、トリアジン色素骨格、イソフタル酸色素骨格、イソインドリン色素骨格、キノリン色素骨格、ベンゾチアゾール色素骨格、キノキサリン色素骨格およびベンゾオキサゾール色素骨格が挙げられ、ピロロピロール色素骨格、ジインモニウム色素骨格、フタロシアニン色素骨格、ナフタロシアニン色素骨格、ポリメチン色素骨格、ピロメテン色素骨格およびペリレン色素骨格から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、ピロロピロール色素骨格、フタロシアニン色素骨格、ナフタロシアニン色素骨格およびポリメチン色素骨格から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましく、ピロロピロール色素骨格またはポリメチン色素骨格であることが更に好ましく、ピロロピロール色素骨格であることが特に好ましい。また、ポリメチン色素骨格としては、結合している原子団の種類により、シアニン色素骨格、メロシアニン色素骨格、スクアリリウム色素骨格、クロコニウム色素骨格、オキソノール色素骨格などが含まれる。中でもシアニン色素骨格、スクアリリウム色素骨格およびオキソノール色素骨格が好ましく、シアニン色素骨格およびスクアリリウム色素骨格がより好ましい。
化合物Axは、可視領域に吸収を有する化合物であってもよく、近赤外領域に吸収を有する化合物であってもよい。また、無色の化合物であってもよい。化合物Axは、波長650〜1200nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物であることがより好ましい。
化合物Axの具体例としては、上述した化合物Aの具体例として説明した化合物や、下記構造の化合物などが挙げられる。
Figure 2018230387
<分散液>
次に、本発明の分散液について説明する。本発明の分散液は、顔料と、上記本発明の分散助剤と、分散剤と、溶剤とを含む。顔料、分散剤および溶剤としては、上述した硬化性組成物に用いることができる成分として説明した顔料、分散剤、溶剤が挙げられ、好ましい範囲も同様である。また、分散助剤は、上述した硬化性組成物に用いることができる成分として説明した化合物Aを用いることもできる。なかでも、顔料が、近赤外線吸収色素であり、分散助剤が、近赤外領域に吸収を有する色素化合物に由来する色素骨格を有する化合物である場合においては、顔料と分散助剤との相互作用性が向上して顔料の分散性がより向上し、更には、近赤外領域の吸収特性をより向上させることができる。
本発明の分散液は、分散液の全固形分に対して顔料を10〜80質量%含有することが好ましい。上限は、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが更に好ましい。下限は、15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることが更に好ましい。
本発明の分散液は、分散液の全固形分に対して分散剤を10〜80質量%含有することが好ましい。上限は、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが更に好ましい。下限は、15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることが更に好ましい。また、分散剤の含有量は、顔料100質量部に対して、20〜150質量部であることが好ましい。上限は、140質量部以下であることが好ましく、130質量部以下であることがより好ましく、120質量部以下であることが更に好ましい。下限は、30質量部以上であることが好ましく、35質量部以上であることがより好ましく、40質量部以上であることが更に好ましい。
本発明の分散液は、分散液の全固形分に対して分散助剤を0.1〜30質量%含有することが好ましい。上限は、25質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、15質量%以下であることが更に好ましい。下限は、0.1質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましく、2.0質量%以上であることが更に好ましい。また、分散助剤の含有量は、顔料100質量部に対して、1〜50質量部であることが好ましい。上限は、45質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましく、35質量部以下であることが更に好ましい。下限は、2.5質量部以上であることが好ましく、5.0質量部以上であることがより好ましく、7.5質量部以上であることが更に好ましい。
本発明の分散液における溶剤の含有量としては、分散液の固形分濃度が1〜50質量%となる量が好ましい。分散液の固形分濃度の下限は2.5質量%以上が好ましく、5.0質量%以上がより好ましく、7.5質量%以上が更に好ましい。上限は、45質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、35質量%以下が更に好ましい。
本発明の硬化性組成物は、上述した本発明の分散液を含むこともできる。
<分散液の製造方法>
次に、上述した本発明の分散液の製造方法について説明する。
本発明の分散液の製造方法は、顔料を、上述した本発明の分散助剤、分散剤および溶剤の存在下で分散する工程を含む。顔料の分散に用いる機械力としては、圧縮、圧搾、衝撃、剪断、キャビテーションなどが挙げられる。これらプロセスの具体例としては、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、ボールミル、ペイントシェーカー、マイクロフルイダイザー、高速インペラー、サンドグラインダー、フロージェットミキサー、高圧湿式微粒化、超音波分散などが挙げられる。これらの詳細については、硬化性組成物の調製方法で説明した内容と同様である。また、分散液の製造方法において、異物の除去や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。フィルタろ過の詳細については、硬化性組成物の調製方法で説明した内容と同様である。
<硬化膜>
次に、本発明の硬化膜について説明する。本発明の硬化膜は、上述した本発明の硬化性組成物から得られるものである。本発明の硬化膜は、近赤外線カットフィルタ、赤外線透過フィルタ、カラーフィルタなどの各種光学フィルタとして好ましく用いることができる。特に、近赤外線カットフィルタとして好ましく用いることができる。本発明の硬化膜は、パターンを有していてもよく、パターンを有さない膜(平坦膜)であってもよい。また、本発明の硬化膜は、支持体上に積層して用いてもよく、本発明の硬化膜を支持体から剥離して用いてもよい。
本発明の硬化膜を近赤外線カットフィルタとして用いる場合、本発明の硬化性組成物は、上述した化合物Aの他に、更に近赤外線吸収色素を含んでもよい。また、本発明の硬化膜を赤外線透過フィルタとして用いる場合、本発明の硬化性組成物は、化合物Aの他に、更に可視光を遮光する色材を含むことが好ましい。また、本発明の硬化膜をカラーフィルタとして用いる場合、本発明の硬化性組成物は、化合物Aの他に、更に有彩色色素を含むことが好ましい。
本発明の硬化膜の膜厚は、目的に応じて適宜調整できる。膜厚は、20μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましく、5μm以下がさらに好ましい。膜厚の下限は、0.1μm以上が好ましく、0.2μm以上がより好ましく、0.3μm以上が更に好ましい。
なお、本発明において、近赤外線カットフィルタとは、可視領域の波長の光(可視光)を透過させ、近赤外領域の波長の光(近赤外線)の少なくとも一部を遮光するフィルタを意味する。近赤外線カットフィルタは、可視領域の波長の光をすべて透過するものであってもよく、可視領域の波長の光のうち、特定の波長領域の光を透過させ、特定の波長領域の光を遮光するものであってもよい。また、本発明において、カラーフィルタとは、可視領域の波長の光のうち、特定の波長領域の光を透過させ、特定の波長領域の光を遮光するフィルタを意味する。また、赤外線透過フィルタとは、可視領域の波長の光を遮光し、近赤外領域の波長の光(近赤外線)の少なくとも一部を透過させるフィルタを意味する。
本発明の硬化膜を、近赤外線カットフィルタとして用いる場合、本発明の硬化膜は、波長650〜1200nmの範囲(好ましくは700〜1000nmの範囲)に極大吸収波長を有することが好ましい。また、波長400〜550nmの平均透過率が70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、85%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましい。また、波長400〜550nmの全ての範囲での透過率が70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることが更に好ましい。また、近赤外線カットフィルタの近赤外線遮蔽性の好ましい範囲は用途によって異なるが、波長650〜1200nmの範囲(好ましくは700〜1000nmの範囲)の少なくとも1点での透過率が20%以下であることが好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましい。
本発明の硬化膜を近赤外線カットフィルタとして用いる場合、有彩色色素を含むカラーフィルタと組み合わせて用いることもできる。例えば、本発明の硬化膜とカラーフィルタとを積層して積層体として用いることができる。積層体においては、本発明の硬化膜とカラーフィルタは、両者が厚み方向で隣接していてもよく、隣接していなくてもよい。本発明の硬化膜とカラーフィルタとが厚み方向で隣接していない場合は、カラーフィルタが形成された支持体とは別の支持体に、本発明の硬化膜が形成されていてもよく、本発明の硬化膜とカラーフィルタとの間に、固体撮像素子を構成する他の部材(例えば、マイクロレンズ、平坦化層など)が介在していてもよい。
本発明の硬化膜を赤外線透過フィルタとして用いる場合、本発明の硬化膜は、例えば、以下の(1)〜(4)のいずれかの分光特性を有することが好ましい。
(1):膜の厚み方向における光の透過率の、波長400〜640nmの範囲における最大値が20%以下(好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下)であり、膜の厚み方向における光の透過率の、波長800〜1300nmの範囲における最小値が70%以上(好ましくは75%以上、より好ましくは80%以上)である。この硬化膜は、波長400〜640nmの範囲の光を遮光して、波長670nmを超える光を透過させることができる。
(2):膜の厚み方向における光の透過率の、波長400〜750nmの範囲における最大値が20%以下(好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下)であり、膜の厚み方向における光の透過率の、波長900〜1300nmの範囲における最小値が70%以上(好ましくは75%以上、より好ましくは80%以上)である膜。この膜は、波長400〜750nmの範囲の光を遮光して、波長850nmを超える光を透過させることができる。
(3):膜の厚み方向における光の透過率の、波長400〜830nmの範囲における最大値が20%以下(好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下)であり、膜の厚み方向における光の透過率の、波長1000〜1300nmの範囲における最小値が70%以上(好ましくは75%以上、より好ましくは80%以上)である膜。この膜は、波長400〜830nmの範囲の光を遮光して、波長940nmを超える光を透過させることができる。
(4):膜の厚み方向における光の透過率の、波長400〜950nmの範囲における最大値が20%以下(好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下)であり、膜の厚み方向における光の透過率の、波長1100〜1300nmの範囲における最小値が70%以上(好ましくは75%以上、より好ましくは80%以上)である膜。この膜は、波長400〜950nmの範囲の光を遮光して、波長1040nmを超える光を透過させることができる。
本発明の硬化膜をカラーフィルタとして用いる場合、本発明の硬化膜は、緑色、赤色、青色、シアン色、マゼンタ色またはイエロー色の色相を有することが好ましい。
本発明の硬化膜は、CCD(電荷結合素子)やCMOS(相補型金属酸化膜半導体)などの固体撮像素子や、赤外線センサ、画像表示装置などの各種装置に用いることができる。
<硬化膜の製造方法>
本発明の硬化膜は、本発明の硬化性組成物を塗布する工程を経て製造できる。
硬化膜の製造方法において、硬化性組成物は支持体上に塗布することが好ましい。支持体としては、例えば、シリコン、無アルカリガラス、ソーダガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、石英ガラスなどの材質で構成された基板が挙げられる。これらの基板には、有機膜や無機膜などが形成されていてもよい。有機膜の材料としては、例えば上述した樹脂が挙げられる。また、支持体としては、樹脂で構成された基板を用いることもできる。また、支持体には、電荷結合素子(CCD)、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)、透明導電膜などが形成されていてもよい。また、支持体には、各画素を隔離するブラックマトリクスが形成されている場合もある。また、支持体には、必要により、上部の層との密着性改良、物質の拡散防止或いは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。また、支持体としてガラス基板を用いる場合においては、ガラス基板上に無機膜を形成したり、ガラス基板を脱アルカリ処理して用いることが好ましい。
硬化性組成物の塗布方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、滴下法(ドロップキャスト);スリットコート法;スプレー法;ロールコート法;回転塗布法(スピンコーティング);流延塗布法;スリットアンドスピン法;プリウェット法(たとえば、特開2009−145395号公報に記載されている方法);インクジェット(例えばオンデマンド方式、ピエゾ方式、サーマル方式)、ノズルジェット等の吐出系印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、反転オフセット印刷、メタルマスク印刷法などの各種印刷法;金型等を用いた転写法;ナノインプリント法などが挙げられる。インクジェットでの適用方法としては、特に限定されず、例えば「広がる・使えるインクジェット−特許に見る無限の可能性−、2005年2月発行、住ベテクノリサーチ」に示された方法(特に115〜133ページ)や、特開2003−262716号公報、特開2003−185831号公報、特開2003−261827号公報、特開2012−126830号公報、特開2006−169325号公報などに記載の方法が挙げられる。
硬化性組成物を塗布して形成した組成物層は、乾燥(プリベーク)してもよい。低温プロセスによりパターンを形成する場合は、プリベークを行わなくてもよい。プリベークを行う場合、プリベーク温度は、150℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましく、110℃以下が更に好ましい。下限は、例えば、50℃以上とすることができ、80℃以上とすることもできる。プリベーク温度を150℃以下で行うことにより、例えば、イメージセンサの光電変換膜を有機素材で構成した場合において、有機素材の特性をより効果的に維持することができる。プリベーク時間は、10秒〜3000秒が好ましく、40〜2500秒がより好ましく、80〜220秒がさらに好ましい。乾燥は、ホットプレート、オーブン等で行うことができる。
硬化膜の製造方法においては、更にパターンを形成する工程を含んでいてもよい。パターン形成方法としては、フォトリソグラフィ法を用いたパターン形成方法や、ドライエッチング法を用いたパターン形成方法が挙げられる。なお、本発明の硬化膜を平坦膜として用いる場合には、パターンを形成する工程を行わなくてもよい。以下、パターンを形成する工程について詳細に説明する。
(フォトリソグラフィ法でパターン形成する場合)
フォトリソグラフィ法でのパターン形成方法は、本発明の硬化性組成物を塗布して形成した組成物層に対しパターン状に露光する工程(露光工程)と、未露光部の組成物層を現像除去してパターンを形成する工程(現像工程)と、を含むことが好ましい。必要に応じて、現像されたパターンをベークする工程(ポストベーク工程)を設けてもよい。以下、各工程について説明する。
<<露光工程>>
露光工程では組成物層をパターン状に露光する。例えば、組成物層に対し、ステッパー等の露光装置を用いて、所定のマスクパターンを有するマスクを介して露光することで、組成物層をパターン露光することができる。これにより、露光部分を硬化することができる。露光に際して用いることができる放射線(光)としては、g線、i線等の紫外線が好ましく、i線がより好ましい。照射量(露光量)は、例えば、0.03〜2.5J/cmが好ましく、0.05〜1.0J/cmがより好ましく、0.08〜0.5J/cmが最も好ましい。露光時における酸素濃度については適宜選択することができ、大気下で行う他に、例えば酸素濃度が19体積%以下の低酸素雰囲気下(例えば、15体積%、5体積%、実質的に無酸素)で露光してもよく、酸素濃度が21体積%を超える高酸素雰囲気下(例えば、22体積%、30体積%、50体積%)で露光してもよい。また、露光照度は適宜設定することが可能であり、通常1000W/m〜100000W/m(例えば、5000W/m、15000W/m、35000W/m)の範囲から選択することができる。酸素濃度と露光照度は適宜条件を組み合わせてよく、例えば、酸素濃度10体積%で照度10000W/m、酸素濃度35体積%で照度20000W/mなどとすることができる。
<<現像工程>>
次に、露光後の組成物層における未露光部の組成物層を現像除去してパターンを形成する。未露光部の組成物層の現像除去は、現像液を用いて行うことができる。これにより、露光工程における未露光部の組成物層が現像液に溶出し、光硬化した部分だけが支持体上に残る。現像液としては、下地の固体撮像素子や回路などにダメージを与えない、アルカリ現像液が望ましい。現像液の温度は、例えば、20〜30℃が好ましい。現像時間は、20〜180秒が好ましい。また、残渣除去性を向上するため、現像液を60秒ごとに振り切り、更に新たに現像液を供給する工程を数回繰り返してもよい。
現像液に用いるアルカリ剤としては、例えば、アンモニア水、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、ジグリコールアミン、ジエタノールアミン、ヒドロキシアミン、エチレンジアミン、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、エチルトリメ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、ジメチルビス(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンなどの有機アルカリ性化合物や、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、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウムなどの無機アルカリ性化合物が挙げられる。アルカリ剤は、分子量が大きい化合物の方が環境面および安全面で好ましい。現像液は、これらのアルカリ剤を純水で希釈したアルカリ性水溶液が好ましく使用される。アルカリ性水溶液のアルカリ剤の濃度は、0.001〜10質量%が好ましく、0.01〜1質量%がより好ましい。また、現像液には、界面活性剤を含有させて用いてもよい。界面活性剤の例としては、上述した界面活性剤が挙げられ、ノニオン系界面活性剤が好ましい。現像液は、移送や保管の便宜などの観点より、一旦濃縮液として製造し、使用時に必要な濃度に希釈してもよい。希釈倍率は特に限定されないが、例えば1.5〜100倍の範囲に設定することができる。なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合には、現像後純水で洗浄(リンス)することが好ましい。
現像後、乾燥を施した後に加熱処理(ポストベーク)を行うこともできる。ポストベークは、膜の硬化を完全なものとするための現像後の加熱処理である。ポストベークを行う場合、ポストベーク温度は、例えば100〜240℃が好ましい。膜硬化の観点から、200〜230℃がより好ましい。また、発光光源として有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子を用いた場合や、イメージセンサの光電変換膜を有機素材で構成した場合は、ポストベーク温度は、150℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましく、100℃以下が更に好ましく、90℃以下が特に好ましい。下限は、例えば、50℃以上とすることができる。ポストベークは、現像後の膜に対して、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行うことができる。
(ドライエッチング法でパターン形成する場合)
ドライエッチング法でのパターン形成は、硬化性組成物を支持体上などに塗布して形成した組成物層を硬化して硬化物層を形成し、次いで、この硬化物層上にパターニングされたフォトレジスト層を形成し、次いで、パターニングされたフォトレジスト層をマスクとして硬化物層に対してエッチングガスを用いてドライエッチングするなどの方法で行うことができる。フォトレジスト層の形成においては、更にプリベーク処理を施すことが好ましい。特に、フォトレジストの形成プロセスとしては、露光後の加熱処理、現像後の加熱処理(ポストベーク処理)を実施する形態が望ましい。ドライエッチング法でのパターン形成については、特開2013−064993号公報の段落番号0010〜0067の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
<光学フィルタ>
次に、本発明の光学フィルタについて説明する。本発明の光学フィルタは、上述した本発明の硬化膜を有する。本発明の光学フィルタは、近赤外線カットフィルタ、赤外線透過フィルタおよびカラーフィルタから選ばれる少なくとも1種として好ましく用いることができ、近赤外線カットフィルタまたは赤外線透過フィルタとして用いることがより好ましく、近赤外線カットフィルタとして用いることがより好ましい。
本発明の硬化膜を近赤外線カットフィルタとして用いる場合、本発明の硬化膜の他に、更に、銅を含有する層、誘電体多層膜、紫外線吸収層などを有していてもよい。近赤外線カットフィルタが、更に、銅を含有する層および/または誘電体多層膜を有することで、視野角が広く、近赤外線遮蔽性に優れた近赤外線カットフィルタが得られ易い。また、近赤外線カットフィルタが、更に、紫外線吸収層を有することで、紫外線遮蔽性に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。紫外線吸収層としては、例えば、国際公開WO2015/099060号公報の段落番号0040〜0070、0119〜0145に記載の吸収層を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。誘電体多層膜としては、特開2014−41318号公報の段落番号0255〜0259の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。銅を含有する層としては、銅を含有するガラスで構成されたガラス基板(銅含有ガラス基板)や、銅錯体を含む層(銅錯体含有層)を用いることもできる。銅を含有するガラスとしては、銅を含有する燐酸塩ガラス、銅を含有する弗燐酸塩ガラスなどが挙げられる。銅を含有するガラスの市販品としては、NF−50(AGCテクノグラス(株)製)、BG−60、BG−61(以上、ショット社製)、CD5000(HOYA(株)製)等が挙げられる。銅錯体としては、国際公開WO2016/068037号公報の段落番号0009〜0049に記載された化合物などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
本発明の光学フィルタは、近赤外線カットフィルタと赤外線透過フィルタとを組み合わせて用いることもできる。近赤外線カットフィルタと、赤外線透過フィルタとを組み合わせて用いることで、特定波長の近赤外線を検出する赤外線センサの用途に好ましく用いることができる。両者のフィルタを組み合わせて用いる場合、近赤外線カットフィルタおよび赤外線透過フィルタの両方を本発明の硬化性組成物を用いて形成することもでき、いずれか一方のみを、本発明の硬化性組成物を用いて形成することもできる。
<固体撮像素子>
本発明の固体撮像素子は、上述した本発明の硬化膜を有する。固体撮像素子の構成としては、本発明の硬化膜を有する構成であり、固体撮像素子として機能する構成であれば特に限定はない。例えば、以下のような構成が挙げられる。
支持体上に、固体撮像素子の受光エリアを構成する複数のフォトダイオードおよびポリシリコン等からなる転送電極を有し、フォトダイオードおよび転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口したタングステン等からなる遮光膜を有し、遮光膜上に遮光膜全面およびフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を有し、デバイス保護膜上に、本発明の硬化膜を有する構成である。さらに、デバイス保護膜上であって、本発明の硬化膜の下(支持体に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等。以下同じ)を有する構成や、本発明の硬化膜上に集光手段を有する構成等であってもよい。また、カラーフィルタは、隔壁によって例えば格子状に仕切られた空間に埋め込まれた構造を有していてもよい。この場合の隔壁は各画素よりも低屈折率であることが好ましい。このような構造を有する撮像装置の例としては、特開2012−227478号公報、特開2014−179577号公報に記載の装置が挙げられる。
<画像表示装置>
本発明の画像表示装置は、本発明の硬化膜を有する。画像表示装置としては、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置などが挙げられる。画像表示装置の定義や詳細については、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。また、液晶表示装置については、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。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。画像表示装置は、白色有機EL素子を有するものであってもよい。白色有機EL素子としては、タンデム構造であることが好ましい。有機EL素子のタンデム構造については、特開2003−45676号公報、三上明義監修、「有機EL技術開発の最前線−高輝度・高精度・長寿命化・ノウハウ集−」、技術情報協会、326−328ページ、2008年などに記載されている。有機EL素子が発光する白色光のスペクトルは、青色領域(430nm−485nm)、緑色領域(530nm−580nm)及び黄色領域(580nm−620nm)に強い極大発光ピークを有するものが好ましい。これらの発光ピークに加え更に赤色領域(650nm−700nm)に極大発光ピークを有するものがより好ましい。
<赤外線センサ>
本発明の赤外線センサは、上述した本発明の硬化膜を有する。赤外線センサの構成としては、赤外線センサとして機能する構成であれば特に限定はない。以下、本発明の赤外線センサの一実施形態について、図面を用いて説明する。
図1において、符号110は、固体撮像素子である。固体撮像素子110上に設けられている撮像領域は、近赤外線カットフィルタ111と、赤外線透過フィルタ114とを有する。また、近赤外線カットフィルタ111上には、カラーフィルタ112が積層している。カラーフィルタ112および赤外線透過フィルタ114の入射光hν側には、マイクロレンズ115が配置されている。マイクロレンズ115を覆うように平坦化層116が形成されている。
近赤外線カットフィルタ111の分光特性は、使用する赤外発光ダイオード(赤外LED)の発光波長に応じて選択される。近赤外線カットフィルタ111は、例えば本発明の硬化性組成物を用いて形成することができる。
カラーフィルタ112は、可視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、特に限定はなく、従来公知の画素形成用のカラーフィルタを用いることができる。例えば、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の画素が形成されたカラーフィルタなどが用いられる。例えば、特開2014−043556号公報の段落番号0214〜0263の記載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。
赤外線透過フィルタ114は、使用する赤外LEDの発光波長に応じてその特性が選択される。例えば、赤外LEDの発光波長が850nmである場合、赤外線透過フィルタ114は、膜の厚み方向における光透過率の、波長400〜750nmの範囲における最大値が20%以下(好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下)であり、膜の厚み方向における光の透過率の、波長900〜1300nmの範囲における最小値が70%以上(好ましくは75%以上、より好ましくは80%以上)であることが好ましい。
また、例えば、赤外LEDの発光波長が940nmである場合、赤外線透過フィルタ114は、膜の厚み方向における光の透過率の、波長400〜830nmの範囲における最大値が20%以下(好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下)であり、膜の厚み方向における光の透過率の、波長1000〜1300nmの範囲における最小値が70%以上(好ましくは75%以上、より好ましくは80%以上)であることが好ましい。
図1に示す赤外線センサにおいて、平坦化層116上には、近赤外線カットフィルタ111とは別の近赤外線カットフィルタ(他の近赤外線カットフィルタ)がさらに配置されていてもよい。他の近赤外線カットフィルタとしては、銅を含有する層および/または誘電体多層膜を有するものなどが挙げられる。これらの詳細については、上述したものが挙げられる。また、他の近赤外線カットフィルタとしては、デュアルバンドパスフィルタを用いてもよい。
<化合物>
本発明の化合物は、上述した下記式(A2)で表される化合物である。
Figure 2018230387
式(A2)中、Ra21およびRa22は、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
Ra23、Ra24、Ra25およびRa26は、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表し、
Ra27およびRa28は、各々独立に、−BRa29Ra30を表し、
Ra29およびRa30は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、Ra29およびRa30が互いに結合して環を形成していてもよく、
1aは、上述した官能基Aを表し、
mは1〜10の整数を表し、mが2以上の場合は複数のA1aは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
式(A2)のRa21およびRa22は、式(A1)のRaおよびRaと同義であり、好ましい範囲も同様である。式(A2)のRa23、Ra24、Ra25およびRa26は、式(A1)のRa、Ra、RaおよびRaと同義であり、好ましい範囲も同様である。式(A2)のRa29およびRa30は、式(A1)のRaおよびRa10と同義であり、好ましい範囲も同様である。
式(A2)において、A1aは、上述した官能基Aを表す。官能基Aの詳細については、上述した内容が挙げられ、好ましい範囲についても同様である。
式(A2)において、mは1〜10の整数を表し、1〜4が好ましく、1〜3がより好ましく、1〜2がさらに好ましく、2が特に好ましい。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」、「%」は、質量基準である。
<化合物(Ap−1)の合成>
下記スキームに従い化合物(Ap−1)を合成した。
Figure 2018230387
4−(1−メチルヘプトキシ)ベンゾニトリルを原料にして、米国特許第5,969,154号明細書に記載された方法に従って、化合物(Ap−1−a)を合成した。
5−メトキシ−2−メチルベンゾチアゾール125.0質量部、水酸化カリウム234.8質量部を水468質量部、エチレングリコール468質量部中で、21時間加熱還流し、10℃以下まで冷却した。反応液のpHが6になるように、10℃以下を維持しながら、6mol/L塩酸を添加した。析出した結晶を濾別し、水500質量部で洗浄した。得られた結晶全量と、マロノニトリル46.1質量部、酢酸49質量部をメタノール780質量部中、60℃で1時間撹拌し、メタノール250質量部で希釈した後、熱時濾過をした。得られた濾液を10℃以下まで冷却し、析出した結晶を濾別し、冷メタノール375質量部で洗浄した。得られた結晶を50℃12時間送風乾燥させることで、化合物(Ap−1−b)を117.2質量部得た。
Figure 2018230387
化合物(Ap−1−a)125.0質量部、化合物(Ap−1−b)112.5質量部をトルエン1400質量部中で撹拌し、オキシ塩化リン281.5質量部を95℃で滴下し、95℃1時間撹拌した。反応終了後、内温25℃まで冷却し、内温30℃以下を維持しつつメタノール2500質量部を30分間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で30分間撹拌した。析出した結晶を濾別し、メタノール1250質量部で洗浄した。得られた結晶にメタノール1250質量部を加えて、30分間加熱還流し、30℃になるまで放冷し、結晶を濾別するという操作を2回繰り返した。得られた結晶を50℃12時間送風乾燥させることで、化合物(Ap−1−c)を140.2質量部得た。
ジフェニルボリン酸2−アミノエチルエステル116.0質量部、化合物(Ap−1−c)135.0質量部をトルエン2160質量部中で撹拌し、外接温度95℃で、四塩化チタン251.3質量部を15分間かけて滴下した。外接温度130℃まで昇温し1時間加熱還流した。内温30℃になるまで放冷し、内温30℃以下を維持しつつメタノール2160質量部を滴下した。滴下後30分間撹拌し、析出した結晶を濾別し、メタノール1080質量部で洗浄した。得られた結晶に2160質量部のメタノールを加えて30分間加熱還流し、30℃になるまで放冷し、結晶を濾別した。得られた結晶を50℃で12時間送風乾燥した後、2025質量部のN−メチルピロリドンを加えて120℃で2時間撹拌し、30℃になるまで放冷し、結晶を濾別し、N−メチルピロリドン675質量部、メタノール1350質量部で順に洗浄した。得られた結晶に2025質量部のジメチルアセトアミドを加えて85℃で1時間撹拌し、30℃になるまで放冷し、結晶を濾別し、ジメチルアセトアミド675質量部、メタノール1350質量部で順に洗浄した。得られた結晶に2025質量部のメタノールを加えて30分間加熱還流し、30℃になるまで放冷し、結晶を濾別した。得られた結晶を50℃で12時間送風乾燥させることで、化合物(Ap−1−d)を130.0質量部得た。
5−ブロモ−吉草酸25質量部とジヒドロフラン96.8質量部を添加し、1時間加熱還流した。次に内温30℃以下になるまで放冷し、外接温度30℃で減圧留去する事で、化合物(Ap−1−e)を36.7質量部得た。
H−NMR(CDCl):δ1.70〜2.10(m,8H),δ2.33(t,2H),δ3.41(t,2H),δ3.90〜4.08(m,2H),δ6.31(d,1H)
Figure 2018230387
化合物(Ap−1−d)を4質量部と炭酸カリウム4.33質量部を、ジメチルアセトアミド75.2質量部中で撹拌した後、化合物(Ap−1−e)を7.87質量部と、ジメチルアセトアミド15.0質量部とを添加し、10分間室温で撹拌した。内温85℃になるまで加熱し、1時間撹拌した。次に、内温30℃以下になるまで放冷し、メタノール126.7質量部を滴下した。析出した結晶をろ別し、メタノール64.0質量部、脱イオン水64.0質量部、メタノール64.0質量部の順に洗浄した。1mol/L塩化水素/酢酸エチル溶液160質量部に得られた結晶を添加し、室温で1時間撹拌した。結晶をろ別し、酢酸エチル160質量部で洗浄した。得られた結晶を、酢酸エチル80質量部に添加し、30分間加熱還流した後、結晶をろ別し、酢酸エチル160質量部で洗浄した。得られた結晶を50℃で12時間送風乾燥させることで、化合物(Ap−1−f)を3.3質量部得た。
化合物(Ap−1−f)を5質量部とトリフルオロメタンスルホンアミド3.26質量部とジメチルアミノピリジン2.00質量部とジメチルアセトアミド23.5質量部、テトラヒドロフラン22.23質量部を添加し、5分間室温で撹拌した。その後、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩を3.1質量部添加し、40℃まで昇温し4時間撹拌した。次に内温30℃以下になるまで放冷し、反応液を酢酸エチル134質量部に滴下した。析出した結晶をろ別し、酢酸エチル89.7質量部でかけ洗いした。得られた結晶を150質量部の蒸留水に添加し、30分間リスラリーをした。懸濁液をろ過し、蒸留水150質量部で洗浄した。得られた結晶をテトラヒドロフラン44.45質量部に添加し、得られたTHF懸濁液を1N塩酸水溶液100質量部に添加した。析出した結晶をろ別し、100質量部の水で洗浄した。得られた結晶を50℃で12時間送風乾燥させる事で化合物(Ap−1)を4.0質量部得た。MALDI−MS(Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization−Mass Spectrometry)により、分子量1483.2のピークが観測され、化合物(Ap−1)と同定した。また、化合物(Ap−1)のNMR(核磁気共鳴)の測定結果は以下の通りである。
H−NMR(ジメチルスルホキシド):δ1.65−1.68(m,8H),2.23(t,4H),3.29(s,6H),3.90(t,4H),6.39−6.45(m,10H),6.84(d,2H),7.14−7.25(m,20H),7.78(d,2H)
19F−NMR(ジメチルスルホキシド):δ−76.9
<化合物(Ap−26)の合成>
トリフルオロメタンスルホンアミドをパーフルオロエタンスルホンアミドに変更した以外は、化合物(Ap−1)と同様の合成方法にて、化合物(Ap−26)を合成した。MALDI−MSにより、分子量1583.2のピークが観測され、化合物(Ap−26)と同定した。また、化合物(Ap−26)のNMRの測定結果は以下の通りである。
H−NMR(ジメチルスルホキシド):δ1.65−1.76(m,8H),2.23(t,4H),3.29(s,6H),3.90(t,4H),6.40−6.45(m,10H),6.84(d,2H),7.14−7.25(m,20H),7.78(d,2H)
19F−NMR(ジメチルスルホキシド):δ−78.6(6F),−116.6(4F)
Figure 2018230387
<化合物(Ap−27)の合成>
トリフルオロメタンスルホンアミドをジフルオロメタンスルホンアミドに変更した以外は、化合物(Ap−1)と同様の合成方法にて、化合物(Ap−27)を合成した。MALDI−MSにより、分子量1446.3のピークが観測され、化合物(Ap−27)と同定した。
Figure 2018230387
<化合物(Ap−33)の合成>
トリフルオロメタンスルホンアミドをパーフルオロブタンスルホンアミドに変更した以外は、化合物(Ap−1)と同様の合成方法にて、化合物(Ap−33)を合成した。MALDI−MSにより、分子量1782.3のピークが観測され、化合物(Ap−33)と同定した。
Figure 2018230387
<化合物(Ap−34)の合成>
トリフルオロメタンスルホンアミドを4−(パーフルオロブトキシ)パーフルオロブタンスルホンアミドに変更した以外は、化合物(Ap−1)と同様の合成方法にて、化合物(Ap−34)を合成した。MALDI−MSにより、分子量2214.3のピークが観測され、化合物(Ap−34)と同定した。
Figure 2018230387
[試験例1]
<分散液の製造>
下記表に示す特定化合物Aを3質量部と、下記表に示す色素Bを10質量部と、下記表に示す溶剤Cを150質量部と、下記表に示す樹脂Dを7.8質量部と、直径0.3mmのジルコニアビーズを230質量部と、を混合し、ペイントシェーカーを用いて5時間分散処理を行い、ビーズをろ過で分離して分散液を製造した。なお、実施例4においては、溶剤Cとして、C−1を140質量部、C−9を10質量部用いた。また、実施例9においては、特定化合物Aとして、Ap−1を1.5質量部、Ap−2を1.5質量部用いた。また、実施例10においては、色素Bとして、P−1を5質量部、P−17を5質量部用いた。また、実施例11においては、色素Bとして、P−1を6質量部、P−18を4質量部用いた。また、実施例12においては、色素Bとして、P−1を8質量部、SQ−1を2質量部用いた。また、実施例13においては、色素Bとして、P−1を8質量部、SQ−7を2質量部用いた。また、実施例14においては、色素Bとして、P−1を6質量部、SQ−9を4質量部用いた。また、実施例15においては、色素Bとして、P−1を6質量部、CY−2を6質量部用いた。また、実施例34においては、色素Bとして、Dp−1を6質量部、Pc−1を2質量部、II−1を2質量部用いた。
<分散性の評価>
(粘度)
E型粘度計を用いて、25℃での分散液の粘度を、回転数1000rpmの条件で測定し、下記基準で評価した。
A:1mPa・s以上15mPa・s以下
B:15mPa・sを超え100mPa・s以下
C:100mPa・sを超える
(チキソトロピー性)
E型粘度計を用いて25℃の分散液の粘度を、回転数20rpmおよび回転数50rpmの条件で測定し、回転数20rpmでの粘度/回転数50rpmでの粘度をチキソトロピーインデックス(TI値)と定義し下記基準で評価した。
A:TI値が1以上1.3以下
B:TI値が1.3を超え、2以下
C:TI値が2を超える
(粒子径)
製造直後の分散液中の顔料の平均粒子径について、日機装(株)製のMICROTRACUPA 150を用いて、体積基準で測定した。なお、特定化合物Aおよび色素Bの粒子を顔料として、その平均粒子径を測定した。
A:5nm以上50nm以下
B:50nmを超え500nm以下
C:500nmを超える
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
上記表に示すように、実施例の分散液は分散性に優れていた。
上記表に示す原料は以下の通りである。
(特定化合物A)
Ap−1、Ap−2、Ap−5、Ap−10、Ap−14、Ap−17、Ap−18、Ap−25、Ap−26、Ap−27、Ap−33、Ap−34、Ad−1、An−2、As−5、Ac−1:下記構造の化合物。これらの化合物は、いずれも上述した官能基Aが、π共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造を有する化合物である。また、Ap−1、Ap−2、Ap−5、Ap−10、Ap−14、Ap−17、Ap−18、Ap−25、Ap−26、Ap−27、Ap−33、Ap−34、Ac−1、As−5は、上述した官能基Aが、π共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造を有し、かつ、波長650〜1200nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物である。なお、Ap−1、Ap−2、Ap−25、Ad−1、As−5における官能基Aは、下記の(a−1)で表される基(pKa−1.43、ClogP値1.09の酸基)であり、Ap−17における官能基Aは、下記の(a−13)で表される基(pKa0.43、ClogP値2.92の酸基)であり、Ap−18における官能基Aは、下記の(a−14)で表される基(pKa0.27、ClogP値2.74の酸基)であり、Ap−26における官能基Aは、下記の(a−31)で表される基(pKa0.27、ClogP値1.71の酸基)であり、Ap−27における官能基Aは、下記の(a−35)で表される基(pKa1.35、ClogP値−0.08の酸基)であり、Ap−33における官能基Aは、下記の(a−32)で表される基(pKa0.38、ClogP値2.74の酸基)であり、Ap−33における官能基Aは、下記の(a−34)で表される基(pKa0.92、ClogP値6.14の酸基)であり、Ac−1における官能基Aは、下記の(a−19)で表される基(pKa−1.37、ClogP値3.42の酸基)であり、Ap−14における官能基Aは、下記の(a−10)で表される基(pKa1.43、ClogP値1.09の酸基の塩)であり、Ap−10における官能基Aは、下記の(a−6)で表される基(pKa1.84、ClogP値−0.52の酸基)であり、Ap−5における官能基Aは、下記の(a−2)で表される基(pKa2.88、ClogP値1.20の酸基)であり、An−2における官能基Aは、下記の(a−28)で表される基(pKa−0.26、ClogP値2.597の酸基)である。
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Ap−35、Ap−36、Ap−39、Ap−45、Ap−46、Ap−47、Ap−48、Ap−49、Ap−52、Ap−58、Ap−59、Ap−60、Ap−61、Ap−62、Ap−63、Ap−64、Ap−65、Ap−71、Ap−72、Ap−73、Ap−74、Ap−75、AP−78、Ap−79、Ap−80、Ap−81、Ap−82、Ap−83、Ap−84、Ap−85、Ap−86、Ap−87、Ap−88、Ap−91、Ap−97、Ap−98、Ap−99、Ap−100、Ap−101、Ap−104、Ap−110、Ap−111、Ap−112:上述した化合物Aの具体例で示した構造の化合物である。これらの化合物は、上述した官能基Aが、π共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造を有し、かつ、波長650〜1200nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物である。なお、Ap−35、Ap−36、Ap−39、Ap−45、Ap−46、Ap−47における官能基Aは、下記の(a−47)で表される基(pKa1.64、ClogP値−0.32の酸基)であり、Ap−48、Ap−49、Ap−52、Ap−58、Ap−59、Ap−60における官能基Aは、下記の(a−48)で表される基(pKa1.60、ClogP値0.48の酸基)であり、Ap−61、Ap−62、Ap−63、Ap−64、Ap−65、Ap−71、Ap−72、Ap−73における官能基Aは、下記の(a−38)で表される基(pKa−1.44、ClogP値2.76の酸基)であり、Ap−74、Ap−75、Ap−78、Ap−79、Ap−80、Ap−81、Ap−82、Ap−83、Ap−84、Ap−85、Ap−86における官能基Aは、下記の(a−49)で表される基(pKa−1.46、ClogP値3.42の酸基)であり、Ap−87、Ap−88、Ap−91、Ap−97、Ap−98、Ap−99における官能基Aは、下記の(a−50)で表される基(pKa0.26、ClogP値3.38の酸基)であり、Ap−100、Ap−101、Ap−104、Ap−110、Ap−111、Ap−112における官能基Aは、下記の(a−51)で表される基(pKa0.25、ClogP値4.04の酸基)である。
Figure 2018230387
a−1、a−2:下記構造の化合物。化合物a−1は−SOH基(pKa1.75、ClogP値−2.42の酸基)がπ共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造の化合物である。また、化合物a−2は−C12−COOH基(pKa4.78、ClogP値2.98の酸基)がπ共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造の化合物である。
Figure 2018230387
(色素B)
P−1、P−2、P−6、P−15、P−17、P−18、P−21〜P−47、SQ−1、SQ−7、SQ−8、SQ−9、SQ−10、SQ−11、CY−1、CY−2、CR−3、Dp−1、Pc−1、Pc−2、Pc−3、Pc−4、II−1、Pr−1:上述した他の色素の具体例として挙げたP−1、P−2、P−6、P−15、P−17、P−18、P−21〜P−47、SQ−1、SQ−7、SQ−8、SQ−9、SQ−10、SQ−11、CY−1、CY−2、CR−3、Dp−1、Pc−1、Pc−2、Pc−3、Pc−4、II−1、Pr−1
(溶剤C)
C−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
C−2:ブタノール
C−3:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
C−4:乳酸
C−5:酢酸ブチル
C−6:シクロペンタノン
C−7:シクロヘキサノン
C−8:3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド
C−9:3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド
(樹脂D)
以下の構造において、主鎖に付記した数値は繰り返し単位のmol比を表し、側鎖に付記した数値は、繰り返し単位の数を表す。
D−2:下記構造の樹脂(酸価=32.3mgKOH/g、アミン価=45.0mgKOH/g、重量平均分子量=22900)。
D−3:下記構造の樹脂(酸価=44.3mgKOH/g、アミン価=40.0mgKOH/g、重量平均分子量=10424)。
D−4:下記構造の樹脂(酸価=36.0mgKOH/g、アミン価=47.0mgKOH/g、重量平均分子量=20903)。
Figure 2018230387
[試験例2]
<硬化性組成物の製造>
(製造例101)
下記の成分を混合して、製造例101の硬化性組成物を作製した。
・実施例1の分散液:55質量部
・アルカリ可溶性樹脂(アクリベースFF−426、(株)日本触媒製):7.0質量部
・硬化性化合物(アロニックス M−305、ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物、ペンタエリスリトールトリアクリレート55〜63質量%含有、東亞合成(株)製):4.5質量部
・光ラジカル重合開始剤(IRGACURE−OXE02、BASF社製):0.8質量部
・重合禁止剤(パラメトキシフェノール):0.001質量部
・界面活性剤(下記混合物(Mw=14000)。下記の式中、繰り返し単位の割合を示す%はモル%である。):0.03質量部
Figure 2018230387
・紫外線吸収剤(UV−503、大東化学社製):1.3質量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート):31質量部
<製造例102〜105、108〜225>
分散液を下記表に記載の分散液に変更した以外は製造例101の硬化性組成物と同様にして各硬化性組成物を製造した。
<製造例106>
分散液を実施例6の分散液に変更し、溶剤をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25質量部、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド6質量部に変更した以外は製造例101と同様にして硬化性組成物を製造した。
<製造例107>
分散液を実施例7の分散液に変更し、溶剤をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20質量部、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド11質量部に変更した以外は製造例101と同様にして硬化性組成物を製造した。
<硬化膜の作製>
硬化性組成物をガラス基板上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートを用いて100℃で2分間加熱して組成物層を得た。得られた組成物層を、i線ステッパーを用い、500mJ/cmの露光量にて露光した。次いで、露光後の塗布層に対し、さらにホットプレートを用いて220℃で5分間硬化処理を行い、厚さ0.7μmの硬化膜を得た。
<耐湿性の評価>
各硬化性組成物をプリベーク後の膜厚が0.8μmとなるようにスピンコーター(ミカサ(株)製)を用いてガラス基板上に塗布して塗膜を形成した。次いで、ホットプレートを用いて、100℃、120秒間の加熱(プリベーク)を行った後、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を用いて1000mJ/cmの露光量で全面露光を行った後、再度ホットプレートを用いて200℃、300秒間の加熱(ポストベーク)を行い、膜を得た。得られた膜について、波長700〜1000nmの波長の光の透過率を測定した。次に、この膜を、85℃湿度95%の恒温器に入れて6ヵ月間保管して耐湿試験を行った。耐湿試験後の膜について、波長700〜1000nmの各波長の光の透過率を測定した。膜の透過率は、分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)を用いて測定した。
耐湿試験前後における波長700〜1000nmの範囲の波長での透過率変化の最大値(ΔT)を測定し、耐湿性の指標とした。
透過率変化(ΔT)=|耐湿試験前の膜の透過率(%)−耐湿試験後の膜の透過率(%)|
A:ΔT%<4%
B:4%≦ΔT%<10%
C:10%≦ΔT%
<色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の評価>
各硬化性組成物をプリベーク後の膜厚が0.8μmとなるようにスピンコーター(ミカサ(株)製)を用いてガラス基板上に塗布して塗膜を形成した。次いで、ホットプレートを用いて、100℃、120秒間の加熱(プリベーク)を行った後、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を用いて1000mJ/cmの露光量で全面露光を行った後、再度ホットプレートを用いて200℃、300秒間の加熱(ポストベーク)を行い、膜を得た。得られた膜について、走査型電子顕微鏡を用いて観察(測定倍率=10000倍)し、10μm×15μmの範囲に存在する異物の数を測定した。
A:10μm×15μmの範囲に存在する異物がない。
B:10μm×15μmの範囲に存在する異物が0個を超え100個以下。
C:10μm×15μmの範囲に存在する異物が100個を超える。
<現像性の評価>
各硬化性組成物を、塗布後の膜厚が0.7μmになるように、下塗り層付きシリコンウェハ上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートで、100℃で2分間加熱して硬化性組成物層を得た。次いで、得られた硬化性組成物層に対し、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を用い、1.1μm四方のベイヤーパターンを有するマスクを介して露光(露光量は線幅1.1μmとなる最適露光量を選択)した。次いで、露光後の硬化性組成物層に対し、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)0.3質量%水溶液を用い、23℃で60秒間パドル現像を行った。その後、スピンシャワーにてリンスを行い、さらに純水にて水洗し、パターンを得た。得られたパターンの下地上に残る残渣の量を画像の2値化処理により、下記基準で評価した。
A:残渣量が下地全面積の1%未満
B:残渣量が下地全面積の1%を超え3%以下
C:残渣量が下地全面積の3%超
Figure 2018230387
Figure 2018230387
Figure 2018230387
上記表に示す硬化性組成物のうち、製造例101〜106、109〜146、149〜225の硬化性組成物は、特定化合物Aとして、上述した官能基Aが、π共役構造を有する色素骨格のπ共役構造に結合した構造を有し、かつ、波長650〜1200nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物である、Ap−1、Ap−2、Ap−5、Ap−10、Ap−14、Ap−17、Ap−18、Ap−25、Ap−26、Ap−27、Ap−33、Ap−34、Ap−35、Ap−36、Ap−39、Ap−45、Ap−46、Ap−47、Ap−48、Ap−49、Ap−52、Ap−58、Ap−59、Ap−60、Ap−61、Ap−62、Ap−63、Ap−64、Ap−65、Ap−71、Ap−72、Ap−73、Ap−74、Ap−75、AP−78、Ap−79、Ap−80、Ap−81、Ap−82、Ap−83、Ap−84、Ap−85、Ap−86、Ap−87、Ap−88、Ap−91、Ap−97、Ap−98、Ap−99、Ap−100、Ap−101、Ap−104、Ap−110、Ap−111、Ap−112、Ac−1またはAs−5を用いた分散液を含む硬化性組成物である。また、製造例147、148の硬化性組成物は、本発明の比較例の硬化性組成物である。
上記表に示すように、製造例101〜146、149〜225においては、耐湿性が良好で、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜を製造することができた。また、製造例101〜106、109〜146、149〜225の硬化性組成物においては、近赤外線吸収特性に優れていた。なかでも、製造例101〜106、109〜130、138〜146、149〜225の硬化性組成物においては、より優れた近赤外線吸収特性を有していた。
製造例101〜146、149〜225において、硬化性化合物として、アロニックス M−305(東亞合成(株)製)の代わりに、アロニックス M−510(東亞合成(株)製)、KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製)またはARTON F4520(JSR(株)製)を用いても同様の効果が得られる。
製造例101〜146、149〜225において、硬化性化合物として、アロニックス M−305(東亞合成(株)製)の代わりに、KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製)とNKエステル A−DPH−12E(新中村化学工業(株)製)とを質量比1:1で併用したもの、NKエステル A−TMMT(新中村化学工業(株)製)とNKエステル A−DPH−12E(新中村化学工業(株)製)とを質量比1:1で併用したもの、または、アロニックス TO−2349(東亞合成(株)製)とNKエステル A−DPH−12E(新中村化学工業(株)製)とを質量比1:1で併用したものに置き換えても同様の効果が得られる。
製造例101〜146、149〜225において、アルカリ可溶性樹脂を、アクリベースFF−426((株)日本触媒製)の代わりに、アクリキュアRD−F8((株)日本触媒製)またはアクリベースFFS−6752((株)日本触媒製)を用いても同様の効果が得られる。
製造例101〜137、139〜146、149〜225において、色素Bを以下の方法で混練研磨処理して用いた場合であっても同様の効果が得られる。
合成後の色素Bを5.3質量部、摩砕剤74.7質量部および粘結剤14質量部をラボプラストミル((株)東洋精機製作所製)に添加し、装置中の混練物の温度が70℃になるように温度コントロールして、2時間混練した。摩砕剤は中性無水芒硝E(平均粒子径(体積基準の50%径(D50))=20μm、三田尻化学製)、粘結剤はジエチレングリコールを使用した。混練研磨後の混練物を、24℃の水10Lで水洗処理して摩砕剤および粘結剤を取り除き、加熱オーブンで80℃24時間の処理を行った。
[試験例3]
<硬化性組成物の製造>
(実施例201)
下記の成分を混合して、硬化性組成物を作製した。
化合物A(上記構造の化合物(Ap−1)):0.5質量部
硬化性化合物(EHPE3150、(株)ダイセル製):32.94質量部
硬化剤(ピロメリット酸無水物):3.50質量部
界面活性剤1(下記構造の化合物、重量平均分子量=14000、繰り返し単位の割合を示す%はモル%である。):0.02質量部
Figure 2018230387
PGMEA:63.04質量部
(実施例202)
下記の成分を混合して、硬化性組成物を作製した。
化合物A(上記構造の化合物(Ap−1)):0.33質量部
色素(上述したSQ−7):0.17質量部
硬化性化合物(サイクロマーP(ACA)230AA、(株)ダイセル製): 6.78質量部
硬化性化合物(KAYARAD DPHA、日本化薬(株)製):2.54質量部
硬化性化合物(EHPE3150、(株)ダイセル製):2.54質量部
光ラジカル重合開始剤(IRGACURE−OXE01、BASF社製):1.46質量部
硬化剤(ピロメリット酸無水物):0.72質量部
重合禁止剤(パラメトキシフェノール):0.10質量部
PGMEA:50.00質量部
酢酸ブチル:5.36質量部
シクロペンタノン30.00質量部
(実施例203)
下記の成分を混合して、硬化性組成物を作製した。
化合物A(上記構造の化合物(Ac−1)):2.40質量部
硬化性化合物(サイクロマーP(ACA)230AA、(株)ダイセル製):9.32質量部
光ラジカル重合開始剤(IRGACURE−OXE01、BASF社製):1.46質量部
硬化剤(リカシッドMTA−15、新日本理化(株)製):2.54質量部
重合禁止剤(パラメトキシフェノール):0.10質量部
3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド:84.16質量部
界面活性剤1:0.02質量部
(実施例204)
下記の成分を混合して、硬化性組成物を作製した。
化合物A(上記構造の化合物(As−5)):0.2質量部
色素(上述したSQ−7):0.05質量部
硬化性化合物(ARTON F4520、JSR(株)製):39.2質量部
界面活性剤1:0.02質量部
シクロヘキサノン:60.53質量部
(実施例205)
下記の成分を混合して、硬化性組成物を作製した。
化合物A(上記構造の化合物(Ap−26)):0.5質量部
硬化性化合物(EHPE3150、(株)ダイセル製):32.94質量部
硬化剤(ピロメリット酸無水物):3.50質量部
界面活性剤1:0.02質量部
PGMEA:63.04質量部
(比較例201)
下記の成分を混合して、硬化性組成物を作製した。
色素(上述したSQ−7):0.44質量部
硬化性化合物(JER157S65、三菱化学(株)製):39.2質量部
界面活性剤1:0.02質量部
シクロヘキサノン:60.34質量部
<硬化膜の作製>
実施例201、204、205、比較例201の硬化性組成物について、硬化性組成物をガラス基板上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートを用いて100℃で2分間、230℃で5分間硬化処理を行い、約2.0μmの硬化膜を得た。また、実施例202、203の硬化性組成物については、硬化性組成物をガラス基板上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートを用いて100℃で2分間加熱して組成物層を得た。得られた組成物層を、i線ステッパーを用い、1000mJ/cmの露光量にて露光し、露光後の組成物層に対し、さらにホットプレートを用いて230℃5分間加熱処理を行い、約2.0μmの硬化膜を得た。
<耐湿性の評価>
得られた硬化膜について、波長700〜1000nmの波長の光の透過率を測定した。次に、この硬化膜を、85℃湿度95%の恒温器に入れて6ヵ月間保管して耐湿試験を行った。耐湿試験後の硬化膜について、波長700〜1000nmの各波長の光の透過率を測定した。硬化膜の透過率は、分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U−4100)を用いて測定した。
耐湿試験前後における波長700〜1000nmの範囲の波長での透過率変化の最大値(ΔT)を測定し、耐湿性の指標とした。
透過率変化(ΔT)=|耐湿試験前の硬化膜の透過率(%)−耐湿試験後の硬化膜の透過率(%)|
A:ΔT%<4%
B:4%≦ΔT%<10%
C:10%≦ΔT%
<色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の評価>
得られた硬化膜について、走査型電子顕微鏡を用いて観察(測定倍率=10000倍)し、10μm×15μmの範囲に存在する異物の数を測定した。
A:10μm×15μmの範囲に存在する異物がない。
B:10μm×15μmの範囲に存在する異物が0個を超え100個以下。
C:10μm×15μmの範囲に存在する異物が100個を超える。
Figure 2018230387
上記表に示すように、実施例201〜205は、耐湿性が良好で、色素骨格を有する化合物に由来する凝集物の発生が抑制された硬化膜を製造することができた。
[試験例4]
(赤外線透過フィルタ形成用硬化性組成物の調製)
下記の原料を混合し、撹拌した後、孔径0.45μmのナイロン製フィルタ(日本ポール(株)製)でろ過して、赤外線透過フィルタ形成用硬化性組成物101を調製した。
(赤外線透過フィルタ形成用硬化性組成物101)
実施例1の分散液・・・16.21質量部
顔料分散液1−1・・・11.33質量部
顔料分散液1−2・・・22.67質量部
顔料分散液1−3・・・10.34質量部
顔料分散液1−4・・・6.89質量部
硬化性化合物(アロニックス M−305、東亞合成(株)製)・・・1.37質量部
樹脂101・・・3.52質量部
光ラジカル重合開始剤(IRGACURE−OXE01、BASF社製)・・・0.86質量部
界面活性剤101・・・0.42質量部
重合禁止剤(パラメトキシフェノール)・・・0.001質量部
PGMEA・・・19.93質量部
樹脂101:下記構造の樹脂(Mw=40,000、主鎖に付記した数値は繰り返し単位の質量比を表す。)
Figure 2018230387
界面活性剤101:下記混合物(Mw=14000)の1質量%PGMEA溶液。下記の式中、繰り返し単位の割合を示す%はモル%である。
Figure 2018230387
(顔料分散液1−1)
下記組成の混合液を、0.3mm径のジルコニアビーズを使用して、ビーズミル(減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製))で混合、分散して、顔料分散液を調製した。
・C.I.ピグメントレッド254・・・13.5質量部
・樹脂11・・・2質量部
・樹脂12・・・2質量部
・PGMEA・・・82.5質量部
・樹脂11:下記構造の樹脂(Mw=7950、主鎖に付記した数値は繰り返し単位のmol比を表し、側鎖に付記した数値は、繰り返し単位の数を表す。)
Figure 2018230387
・樹脂12:下記構造の樹脂(Mw=12000、主鎖に付記した数値は繰り返し単位のmol比を表す。)
Figure 2018230387
(顔料分散液1−2)
下記組成の混合液を、0.3mm径のジルコニアビーズを使用して、ビーズミル(減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製))で混合、分散して、顔料分散液を調製した。
・C.I.ピグメントブルー15:6 ・・・13.5質量部
・樹脂13・・・4質量部
・PGMEA・・・82.5質量部
・樹脂13:下記構造の樹脂(Mw=30000、主鎖に付記した数値は繰り返し単位のmol比を表し、側鎖に付記した数値は、繰り返し単位の数を表す。)
Figure 2018230387
(顔料分散液1−3)
下記組成の混合液を、0.3mm径のジルコニアビーズを使用して、ビーズミル(減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製))で混合、分散して、顔料分散液を調製した。
・C.I.ピグメントイエロー139・・・14.8質量部
・樹脂(Disperbyk−111、BYKChemie社製)・・・3質量部
・樹脂12 ・・・2.2質量部
・PGMEA ・・・80質量部
(顔料分散液1−4)
下記組成の混合液を、0.3mm径のジルコニアビーズを使用して、ビーズミル(減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製))で混合、分散して、顔料分散液を調製した。
・C.I.ピグメントバイオレット23 ・・・14.8質量部
・樹脂(Disperbyk−111、BYKChemie社製)・・・3質量部
・樹脂12 ・・・2.2質量部
・PGMEA ・・・80質量部
(Red組成物の調製)
C.I.ピグメントレッド254を9.6質量部、C.I.ピグメントイエロー139を4.3質量部、分散剤(Disperbyk−161、BYKChemie社製)を6.8質量部、PGMEAを79.3質量部とからなる混合液を、ビーズミル(ジルコニアビーズ0.3mm径)により3時間混合および分散して、顔料分散液を調製した。その後さらに、減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製)を用いて、2000kg/cmの圧力下で流量500g/minとして分散処理を行なった。この分散処理を10回繰り返し、Red顔料分散液を得た。
下記の原料を混合し、撹拌した後、孔径0.45μmのナイロン製フィルタ(日本ポール(株)製)でろ過して、Red組成物を調製した。
Red顔料分散液・・51.7質量部
樹脂102(40%PGMEA溶液) ・・・0.6質量部
硬化性化合物102・・・0.6質量部
光ラジカル重合開始剤(IRGACURE−OXE01、BASF社製)・・・0.3質量部
界面活性剤101・・・4.2質量部
PGMEA・・・42.6質量部
硬化性化合物102:下記構造の化合物
Figure 2018230387
樹脂102:下記構造の樹脂(酸価=70mgKOH/g、Mw=11000、主鎖に付記した数値は繰り返し単位の質量比を表す。)
Figure 2018230387
(Green組成物の調製)
C.I.ピグメントグリーン36を6.4質量部、C.I.ピグメントイエロー150を5.3質量部、分散剤(Disperbyk−161、BYKChemie社製)を5.2質量部、PGMEAを83.1質量部からなる混合液を、ビーズミル(ジルコニアビーズ0.3mm径)により3時間混合および分散して、顔料分散液を調製した。その後さらに、減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製)を用いて、2000kg/cmの圧力下で流量500g/minとして分散処理を行なった。この分散処理を10回繰り返し、Green顔料分散液を得た。
下記の原料を混合し、撹拌した後、孔径0.45μmのナイロン製フィルタ(日本ポール(株)製)でろ過して、Green組成物を調製した。
Green顔料分散液・・・73.7質量部
樹脂102(40%PGMEA溶液)・・・0.3質量部
硬化性化合物(KAYARAD DPHA、日本化薬(株)製)・・・1.2質量部
光ラジカル重合開始剤(IRGACURE−OXE01、BASF社製)・・・0.6質量部
界面活性剤101・・・4.2質量部
紫外線吸収剤(UV−503、大東化学社製)・・・0.5質量部
PGMEA・・・19.5質量部
(Blue組成物の調製)
C.I.ピグメントブルー15:6を9.7質量部、C.I.ピグメントバイオレット23を2.4質量部、分散剤(Disperbyk−161、BYKChemie社製)を5.5質量部、PGMEAを82.4質量部からなる混合液を、ビーズミル(ジルコニアビーズ0.3mm径)により3時間混合・分散して、顔料分散液を調製した。その後さらに、減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製)を用いて、2000kg/cmの圧力下で流量500g/minとして分散処理を行なった。この分散処理を10回繰り返し、Blue顔料分散液を得た。
下記の原料を混合し、撹拌した後、孔径0.45μmのナイロン製フィルタ(日本ポール(株)製)でろ過して、Blue組成物を調製した。
Blue顔料分散液・・・44.9質量部
樹脂102(40%PGMEA溶液) ・・・2.1質量部
硬化性化合物(KAYARAD DPHA、日本化薬(株)製)・・・1.5質量部
硬化性化合物102・・・0.7質量部
光ラジカル重合開始剤(IRGACURE−OXE01、BASF社製)・・・0.8質量部
界面活性剤101・・・4.2質量部
PGMEA・・・45.8質量部
(パターン形成)
製造例118の硬化性組成物を、製膜後の膜厚が1.0μmになるように、シリコンウェハ上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートで、100℃で2分間加熱した後に、更にホットプレートで200℃で5分間加熱した。次いでドライエッチング法により2μmのベイヤーパターン(近赤外線カットフィルタ)を形成した。
次に、近赤外線カットフィルタのベイヤーパターン上に、Red組成物を製膜後の膜厚が1.0μmになるようにスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートで、100℃で2分間加熱した。次いで、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を用い、1000mJ/cmで2μmのドットパターンをマスクを介して露光した。次いで、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)0.3質量%水溶液を用い、23℃で60秒間パドル現像を行った。その後、スピンシャワーにてリンスを行い、さらに純水にて水洗した後に、ホットプレートで、200℃で5分間加熱することで、近赤外線カットフィルタのベイヤーパターン上に、Red組成物の硬化膜をパターニングした。同様にGreen組成物の硬化膜、Blue組成物の硬化膜を順次パターニングし、赤・青・緑の着色パターンを形成した。
次に、上記パターン形成した膜上に、赤外線透過フィルタ形成用硬化性組成物101を、製膜後の膜厚が2.0μmになるようにスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートで、100℃で2分間加熱した。次いで、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を用い、1000mJ/cmで2μmのベイヤーパターンをマスクを介して露光した。次いで、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)0.3質量%水溶液を用い、23℃で60秒間パドル現像を行った。その後、スピンシャワーにてリンスを行い、さらに純水にて水洗した後に、ホットプレートで、200℃で5分間加熱し、近赤外線カットフィルタのベイヤーパターンの抜け部分に、赤外線透過フィルタのパターニングを行った。これを公知の方法に従い固体撮像素子に組み込んだ。
得られた固体撮像素子に対して低照度の環境下(0.001Lux)にて、赤外発光ダイオード(赤外LED)光源から発光波長940nmの光を照射し、画像の取り込みを行ったところ被写体をはっきりと認識できた。
[試験例5]
(赤外線透過フィルタ形成用硬化性組成物の調製)
下記の原料を混合し、撹拌した後、孔径0.45μmのナイロン製フィルタ(日本ポール(株)製)でろ過して、赤外線透過フィルタ形成用硬化性組成物102を調製した。
(赤外線透過フィルタ形成用硬化性組成物102)
顔料分散液10−1・・・46.5質量部
顔料分散液10−2・・・37.1質量部
硬化性化合物201・・・1.8質量部
樹脂201・・・1.1質量部
光ラジカル重合開始剤201・・・0.9質量部
界面活性剤101・・・4.2質量部
重合禁止剤(パラメトキシフェノール)・・・0.001質量部
シランカップリング剤201・・・0.6質量部
PGMEA・・・7.8質量部
(顔料分散液10−1)
下記組成の混合液を、0.3mm径のジルコニアビーズを使用して、ビーズミル(減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製))で、3時間、混合、分散して、顔料分散液10−1を調製した。
・赤色顔料(C.I.ピグメントレッド254)及び黄色顔料(C.I.ピグメントイエロー139)からなる混合顔料・・・11.8質量部
・樹脂(Disperbyk−111、BYKChemie社製)・・・9.1質量部
・PGMEA ・・・79.1質量部
(顔料分散液10−2)
下記組成の混合液を、0.3mm径のジルコニアビーズを使用して、ビーズミル(減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製))で、3時間、混合、分散して、顔料分散液10−2を調製した。
・青色顔料(C.I.ピグメントブルー15:6)及び紫色顔料(C.I.ピグメントバイオレット23)からなる混合顔料・・・12.6質量部
・樹脂(Disperbyk−111、BYKChemie社製)・・・2.0質量部
・樹脂202・・・3.3質量部
・シクロヘキサノン ・・・31.2質量部
・PGMEA ・・・50.9質量部
硬化性化合物201:下記構造(左側化合物と右側化合物とのモル比が7:3の混合物)
Figure 2018230387
樹脂201:下記構造の樹脂(酸価=70mgKOH/g、Mw=11000、主鎖に付記した数値は繰り返し単位のmol比を表す。)
Figure 2018230387
樹脂202:下記構造の樹脂(Mw=14,000、主鎖に付記した数値は繰り返し単位のmol比を表す。)
Figure 2018230387
光ラジカル重合開始剤201:下記構造の化合物
Figure 2018230387
シランカップリング剤201:下記構造の化合物
Figure 2018230387
(パターン形成)
製造例102の硬化性組成物を、製膜後の膜厚が1.0μmになるように、シリコンウェハ上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートで、100℃で2分間加熱した後に、更にホットプレートで200℃で5分間加熱した。次いでドライエッチング法により2μmのベイヤーパターン(近赤外線カットフィルタ)を形成した。
次に、近赤外線カットフィルタのベイヤーパターン上に、Red組成物を製膜後の膜厚が1.0μmになるようにスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートで、100℃で2分間加熱した。次いで、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を用い、1000mJ/cmで2μmのドットパターンをマスクを介して露光した。次いで、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)0.3質量%水溶液を用い、23℃で60秒間パドル現像を行った。その後、スピンシャワーにてリンスを行い、さらに純水にて水洗した後に、ホットプレートで、200℃で5分間加熱することで、近赤外線カットフィルタのベイヤーパターン上に、Red組成物の硬化膜をパターニングした。同様にGreen組成物の硬化膜、Blue組成物の硬化膜を順次パターニングし、赤・青・緑の着色パターンを形成した。
次に、上記パターン形成した膜上に、赤外線透過フィルタ形成用硬化性組成物102を製膜後の膜厚が2.0μmになるようにスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートで、100℃で2分間加熱した。次いで、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を用い、1000mJ/cmで2μmのベイヤーパターンをマスクを介して露光した。次いで、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)0.3質量%水溶液を用い、23℃で60秒間パドル現像を行った。その後、スピンシャワーにてリンスを行い、さらに純水にて水洗した後に、ホットプレートで、200℃で5分間加熱し、近赤外線カットフィルタのベイヤーパターンの抜け部分に、赤外線透過フィルタのパターニングを行った。これを公知の方法に従い固体撮像素子に組み込んだ。
得られた固体撮像素子に対して低照度の環境下(0.001Lux)にて、赤外発光ダイオード(赤外LED)光源から発光波長850nmの光を照射し、画像の取り込みを行ったところ被写体をはっきりと認識できた。
[試験例6]
<セシウム酸化タングステン含有組成物の調製>
YMS−01A−2(住友金属鉱山株式会社製:セシウム酸化タングステン粒子分散液)の49.84質量部と、下記樹脂301(固形分40%PGMEA溶液)の39.5質量部と、KAYARAD DPHA(日本化薬製)6.80質量部と、IRGACURE 369(BASF製)の2.18質量部と、PGMEA1.68質量部を混合、撹拌してセシウム酸化タングステン含有組成物を調製した。
樹脂301:下記構造の樹脂(酸価=70mgKOH/g、Mw=11000、主鎖に付記した数値は繰り返し単位の質量比を表す。)
Figure 2018230387
<近赤外線カットフィルタの作製>
製造例101の硬化性組成物をガラス基板上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートを用いて100℃で2分間加熱して組成物層を得た。得られた組成物層を、i線ステッパーを用い、500mJ/cmの露光量にて露光した。次いで、露光後の組成物層に対し、さらにホットプレートを用いて220℃で5分間硬化処理を行い、厚さ1.0μmの硬化膜を得た。その基板に上述のセシウム酸化タングステン含有組成物をスピンコート法で塗布し、その後ホットプレートを用いて100℃で2分間加熱して組成物層を得た。得られた組成物層を、i線ステッパーを用い、500mJ/cmの露光量にて露光した。次いで、露光後の組成物層に対し、さらにホットプレートを用いて220℃で5分間硬化処理を行い、厚さ3.0μmの硬化膜を得て近赤外線カットフィルタを製造した。この近赤外線カットフィルタは、波長800〜1300nmの範囲における透過率が10%以下であった。
110:固体撮像素子、111:近赤外線カットフィルタ、112:カラーフィルタ、114:赤外線透過フィルタ、115:マイクロレンズ、116:平坦化層

Claims (29)

  1. pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前記酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前記酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基が、π共役構造を有する色素骨格の前記π共役構造に結合した構造を有し、波長650〜1200nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物Aと、
    硬化性化合物と、溶剤と、を含む硬化性組成物。
  2. 前記官能基は、イミド酸構造、メチド酸構造、ボロン酸構造、カルボン酸構造およびスルホン酸構造から選ばれる酸構造、前記酸構造から水素原子が1個以上解離したアニオン、ならびに、前記酸構造の塩から選ばれる少なくとも1種の構造を有する、請求項1に記載の硬化性組成物。
  3. 前記官能基は、下記式(1)で表される部分構造を含む、請求項1または2に記載の硬化性組成物;
    −Y−Z ・・・(1)
    およびZはそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Yは、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表す。
  4. 前記XおよびZの少なくとも一方が−SO−である、請求項3に記載の硬化性組成物。
  5. 前記官能基は、下記式(10)で表される基である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性組成物;
    −L10−R−X10−Y10−Z10−R10 ・・・(10)
    式(10)中、L10は、単結合または2価の連結基を表し、X10およびZ10はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Y10は、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rは、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R10は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
  6. 前記X10が−CO−であり、前記Z10が−SO−である、請求項5に記載の硬化性組成物。
  7. 前記R10が、フッ素原子を含む炭素数1以上の炭化水素基である、請求項5または6に記載の硬化性組成物。
  8. 前記官能基は、下記式(20)または下記式(30)で表される基である、請求項1または2に記載の硬化性組成物;
    Figure 2018230387
    式(20)中、L20は、単結合または2価の連結基を表し、X20〜X22はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Y20は、−CH<、−C<または−CM<を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、R20は、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R21およびR22は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシル基または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す;
    −L30−R30−Y30 ・・・(30)
    式(30)中、L30は、単結合または2価の連結基を表し、R30は置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、Y30は、−COOH、−COO、−COOM、−SOH、−SO 、−SO、または−B(Rb1)(Rb2)(Rb3)を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rb1〜Rb3は、それぞれ独立してハロゲン原子または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
  9. 前記色素骨格が、ピロロピロール色素骨格、ジインモニウム色素骨格、フタロシアニン色素骨格、ナフタロシアニン色素骨格、ポリメチン色素骨格、ピロメテン色素骨格およびペリレン色素骨格から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  10. 前記色素骨格が、ピロロピロール色素骨格である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  11. 前記化合物Aが、式(A1)で表される化合物である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の硬化性組成物;
    Figure 2018230387
    式(A1)中、RaおよびRaは、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
    Ra、Ra、RaおよびRaは、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表し、
    RaおよびRaは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、−BRaRa10、または金属原子を表し、
    Raは、Ra、RaまたはRaと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、
    Raは、Ra、RaまたはRaと、共有結合もしくは配位結合していてもよく、
    RaおよびRa10は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、RaおよびRa10が互いに結合して環を形成していてもよく、
    は、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前記酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前記酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基を表し、
    mは1〜10の整数を表し、mが2以上の場合は複数のAは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
  12. 前記化合物Aが、式(A2)で表される化合物である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の硬化性組成物;
    Figure 2018230387
    式(A2)中、Ra21およびRa22は、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
    Ra23、Ra24、Ra25およびRa26は、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表し、
    Ra27およびRa28は、各々独立に、−BRa29Ra30を表し、
    Ra29およびRa30は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、Ra29およびRa30が互いに結合して環を形成していてもよく、
    1aは、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前記酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前記酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基を表し、
    mは1〜10の整数を表し、mが2以上の場合は複数のA1aは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
  13. 更に、前記化合物A以外の色素を含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  14. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の硬化性組成物から得られる硬化膜。
  15. 請求項14に記載の硬化膜を有する光学フィルタ。
  16. 前記光学フィルタが、近赤外線カットフィルタまたは赤外線透過フィルタである、請求項15に記載の光学フィルタ。
  17. 請求項14に記載の硬化膜を有する固体撮像素子。
  18. 請求項14に記載の硬化膜を有する画像表示装置。
  19. 請求項14に記載の硬化膜を有する赤外線センサ。
  20. pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前記酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前記酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基が、π共役構造を有する色素骨格の前記π共役構造に結合した構造を有する化合物を含む分散助剤。
  21. 前記色素骨格が、ピロロピロール色素骨格、ジインモニウム色素骨格、フタロシアニン色素骨格、ナフタロシアニン色素骨格、ポリメチン色素骨格、キサンテン色素骨格、ピロメテン色素骨格、キナクリドン色素骨格、アゾ色素骨格、ジケトピロロピロール色素骨格、アントラキノン色素骨格、ベンゾイミダゾロン色素骨格、トリアジン色素骨格、イソフタル酸色素骨格、イソインドリン色素骨格、キノリン色素骨格、ベンゾチアゾール色素骨格、キノキサリン色素骨格およびベンゾオキサゾール色素骨格から選ばれる少なくとも一種である、請求項20に記載の分散助剤。
  22. 顔料と、請求項20または21に記載の分散助剤と、分散剤と、溶剤とを含む、分散液。
  23. 顔料を、請求項20または21に記載の分散助剤、分散剤および溶剤の存在下で分散する工程を含む、分散液の製造方法。
  24. 式(A2)で表される化合物;
    Figure 2018230387
    式(A2)中、Ra21およびRa22は、各々独立に、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、
    Ra23、Ra24、Ra25およびRa26は、各々独立に、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基またはヘテロアリール基を表し、
    Ra27およびRa28は、各々独立に、−BRa29Ra30を表し、
    Ra29およびRa30は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、または、ヘテロアリールオキシ基を表し、Ra29およびRa30が互いに結合して環を形成していてもよく、
    1aは、pKaが3以下でClogP値が−1.1以上の酸基、前記酸基から水素原子が1個以上解離したアニオン性基、および、前記酸基の塩から選ばれる少なくとも1種の官能基を表し、
    mは1〜10の整数を表し、mが2以上の場合は複数のA1aは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
  25. 前記A1aは、下記式(1)で表される部分構造を含む、請求項24に記載の化合物;
    −Y−Z ・・・(1)
    およびZはそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Yは、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表す。
  26. 前記A1aは、下記式(10)で表される基である、請求項24に記載の化合物;
    −L10−R−X10−Y10−Z10−R10 ・・・(10)
    式(10)中、L10は、単結合または2価の連結基を表し、X10およびZ10はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Y10は、−NH−、−N−または−NM−を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rは、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R10は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
  27. 前記X10が−CO−であり、前記Z10が−SO−である、請求項26に記載の化合物。
  28. 前記R10が、フッ素原子を含む炭素数1以上の炭化水素基である、請求項26または27に記載の化合物。
  29. 前記A1aは、下記式(20)または下記式(30)で表される基である、請求項24に記載の化合物;
    Figure 2018230387
    式(20)中、L20は、単結合または2価の連結基を表し、X20〜X22はそれぞれ独立して、−SO−、−CO−、−B(OH)−または−P(=O)(OH)−を表し、Y20は、−CH<、−C<または−CM<を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、R20は、単結合、または、置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、R21およびR22は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシル基または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す;
    −L30−R30−Y30 ・・・(30)
    式(30)中、L30は、単結合または2価の連結基を表し、R30は置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表し、Y30は、−COOH、−COO、−COOM、−SOH、−SO 、−SO、または−B(Rb1)(Rb2)(Rb3)を表し、Mは塩を形成する原子または原子団を表し、Rb1〜Rb3は、それぞれ独立してハロゲン原子または置換基を含んでもよい炭素数1以上の炭化水素基を表す。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6959794B2 (ja) * 2017-08-09 2021-11-05 株式会社日本触媒 スクアリリウム化合物
WO2021039253A1 (ja) 2019-08-30 2021-03-04 富士フイルム株式会社 組成物、膜、光学フィルタ及びその製造方法、固体撮像素子、赤外線センサ、並びに、センサモジュール
WO2021256116A1 (ja) * 2020-06-15 2021-12-23 富士フイルム株式会社 赤外線吸収組成物、膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および赤外線センサ
WO2023162790A1 (ja) * 2022-02-22 2023-08-31 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、カラーフィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および化合物

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015033814A1 (ja) * 2013-09-06 2015-03-12 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置、ポリマー、キサンテン色素
WO2016035695A1 (ja) * 2014-09-04 2016-03-10 富士フイルム株式会社 組成物、組成物の製造方法、硬化性組成物、硬化膜、近赤外線カットフィルタ、固体撮像素子、赤外線センサおよびカメラモジュール
WO2017038252A1 (ja) * 2015-09-04 2017-03-09 富士フイルム株式会社 材料、組成物、硬化性組成物、硬化膜、光学フィルタ、固体撮像素子、赤外線センサ、カメラモジュールおよび材料の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009286851A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Fujifilm Corp アゾ色素、感熱転写記録用インクシート、感熱転写記録方法
JP2009298878A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Fujifilm Corp アゾ色素、感熱転写記録用インクシート、感熱転写記録方法
KR101266299B1 (ko) * 2009-03-20 2013-05-22 제일모직주식회사 착색 감광성 수지 조성물 및 컬러필터
JP2015017244A (ja) * 2013-06-12 2015-01-29 富士フイルム株式会社 硬化性組成物、硬化膜、近赤外線カットフィルタ、カメラモジュールおよびカメラモジュールの製造方法
JP6432728B2 (ja) * 2014-09-16 2018-12-05 株式会社リコー 光電変換素子、ジケトピロロピロール誘導体、該ジケトピロロピロール誘導体を含む光増感色素
TWI763186B (zh) * 2015-03-30 2022-05-01 日商富士軟片股份有限公司 著色感光性組成物、硬化膜、圖案形成方法、帶遮光膜的紅外線截止濾光片、固體攝像元件、圖像顯示裝置及紅外感測器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015033814A1 (ja) * 2013-09-06 2015-03-12 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置、ポリマー、キサンテン色素
WO2016035695A1 (ja) * 2014-09-04 2016-03-10 富士フイルム株式会社 組成物、組成物の製造方法、硬化性組成物、硬化膜、近赤外線カットフィルタ、固体撮像素子、赤外線センサおよびカメラモジュール
WO2017038252A1 (ja) * 2015-09-04 2017-03-09 富士フイルム株式会社 材料、組成物、硬化性組成物、硬化膜、光学フィルタ、固体撮像素子、赤外線センサ、カメラモジュールおよび材料の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEMICAL COMMUNICATIONS, 2014, VOL.50, P.4755-4758, JPN6020049607, ISSN: 0004479218 *

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