KR20140067916A - 감광성 조성물, 착색제 분산액, 광 필터 및 광 센서 - Google Patents

감광성 조성물, 착색제 분산액, 광 필터 및 광 센서 Download PDF

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KR20140067916A
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미부코 시마다
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Abstract

본 발명의 과제는 가시 영역의 광을 충분히 차단하고, 근적외 영역의 광을 충분히 투과할 수 있는 경화막을 형성할 수 있는 감광성 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 해결 수단은 착색제, 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 함유하는 감광성 조성물로서,
상기 착색제는 다음 (A1) 내지 (A3)을 함유하는 것인 감광성 조성물이다.
(A1) 하기 화학식 (1)로 나타내는 착색제를 전체 착색제 중에 40 내지 80질량%,
(A2) 청색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%, 및
(A3) 황색 착색제 및 적색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%
<화학식 (1)>
Figure pat00011

(화학식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 메톡시기 또는 아세틸기를 나타내고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 직접 결합을 나타내고, R5 및 R6은 각각 독립적으로 직접 결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알칸디일기를 나타내되, 단 R3 및 R5가 동시에 직접 결합인 경우는 없고, R4 및 R6이 동시에 직접 결합인 경우는 없음)

Description

감광성 조성물, 착색제 분산액, 광 필터 및 광 센서{PHOTOSENSITIVE COMPOSITION, COLORANTS DISPERSION, OPTICAL FILTER AND OPTICAL SENSOR}
본 발명은 감광성 조성물, 착색제 분산액, 광 필터 및 광 센서에 관한 것이다.
적외선을 이용하는 광 센서로서는, 텔레비전의 리모컨이나 자동문 등의 원격 제어 장치나 3차원 형상 측정 장치 등이 알려져 있다. 또한, 최근에는 자동차의 자동 브레이크 기술에 이용되는 차간 거리 검출 센서나, 미국 마이크로소프트사의 「Kinect(등록 상표)」등의 제스처 입력 컨트롤러 등에 이용되는 거리 화상 센서 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
통상, 이들 광 센서의 신호원이나 수광 소자에는 가시광선에 의한 노이즈를 제거하는 목적이나 의장적인 의도에서, 가시광선을 차광하고 적외선을 투과하는 광 필터가 설치되어 있다. 그 광 필터로서는 예를 들어 청색 착색제, 황색 착색제 및 적색 착색제를 함유하는 조성물로부터 얻어지는 광 필터 등이 알려져 있다(특허문헌 1)
일본 특허 공개 (평)03-043484호 공보
광 센서의 소형화나 모바일화를 실현하기 위해서는 신호원이나 수광 소자의 소형화나 경량화가 요구된다. 그 때문에, 신호원이나 수광 소자에 이용되는 광 필터에는 박막화와 고화소화가 요구되고 있다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 청색 착색제, 황색 착색제 및 적색 착색제를 함유하는 착색 레지스트로부터 박막의 광 필터를 형성하면, 고화소화는 가능하지만 가시광 파장 영역의 차광성이 충분하지 않은 것을 알았다. 또한, 청색 착색제, 황색 착색제 및 적색 착색제의 함유량을 증가시켜 가시광 파장 영역의 차광성을 상승시키고자 하면, 착색 레지스트 중에 포함되는 착색제의 함유 비율을 상당량 증가시킬 필요가 있어, 이 경우 착색 레지스트의 해상성이 저하되고, 광 필터의 고화소화가 어려워지는 것이 판명되었다.
따라서, 본 발명의 과제는 가시 영역의 광을 충분히 차단하고, 근적외 영역의 광을 충분히 투과할 수 있는 경화막을 형성할 수 있으며, 해상성이 우수한 감광성 조성물 및 그의 원료가 되는 착색제 분산액을 제공하는 데 있다. 본 발명은 또한 박막화하더라도 가시 영역의 광을 충분히 차단하고, 근적외 영역의 광을 충분히 투과할 수 있는 광 필터, 및 상기 광 필터를 구비하는 광 센서를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.
본 발명은 착색제, 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 함유하는 감광성 조성물로서,
상기 착색제는 다음 (A1) 내지 (A3)을 함유하는 감광성 조성물을 제공하는 것이다.
(A1) 하기 화학식 (1)로 나타내는 착색제를 전체 착색제 중에 40 내지 80질량%,
(A2) 청색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%, 및
(A3) 황색 착색제 및 적색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%
<화학식 (1)>
Figure pat00001
(화학식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 메톡시기 또는 아세틸기를 나타내고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 직접 결합을 나타내고, R5 및 R6은 각각 독립적으로 직접 결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알칸디일기를 나타내되, 단 R3 및 R5가 동시에 직접 결합인 경우는 없고, R4 및 R6이 동시에 직접 결합인 경우는 없음)
본 발명은 또한 착색제 및 용제를 함유하는 착색제 분산액으로서, 상기 착색제는 다음 (A1) 내지 (A3)을 함유하는 착색제 분산액을 제공하는 것이다.
(A1) 상기 화학식 (1)로 나타내는 착색제를 전체 착색제 중에 40 내지 80질량%,
(A2) 청색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%, 및
(A3) 황색 착색제 및 적색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%
본 발명은 또한 착색제를 함유하는 경화막을 갖는 광 필터로서,
상기 착색제는 다음 (A1) 내지 (A3)을 함유하는 광 필터를 제공하는 것이다.
(A1) 상기 화학식 (1)로 나타내는 착색제를 전체 착색제 중에 40 내지 80질량%,
(A2) 청색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%, 및
(A3) 황색 착색제 및 적색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%
본 발명은 또한 상기 광학 필터를 구비하는 광 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 감광성 조성물에 의하면, 가시 영역의 광을 충분히 차단하고, 근적외 영역의 광을 충분히 투과할 수 있는 경화막을 형성할 수 있으며, 해상성이 우수하다. 본 발명의 광 필터는 박막화하더라도 가시 영역의 광을 충분히 차단하고, 근적외 영역의 광을 충분히 투과할 수 있다. 본 발명의 착색제 분산액은 본 발명의 감광성 조성물에 적절하게 이용된다. 본 발명의 광 센서는 텔레비전의 리모컨이나 자동문 등의 원격 제어 장치, 자동차의 차간 거리 검출 센서 등의 차량 탑재용 디바이스, 제스처 입력 컨트롤러 등에 이용되는 거리 화상 센서 등을 비롯한 각종 광 센서로서 적절하게 사용할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
감광성 조성물
본 발명의 감광성 조성물은 착색제(이하, 「(A) 착색제」라고도 함), 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물(이하, 「(B) 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물」이라고도 함), 광중합 개시제(이하, 「(C) 광중합 개시제」라고도 함) 및 용제(이하, 「(D) 용제」라고도 함)를 포함하고, (A) 착색제가 다음 (A1) 내지 (A3)을 함유하는 것이다.
(A1) 하기 화학식 (1)로 나타내는 착색제를 전체 착색제 중에 40 내지 80질량%.
(A2) 청색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%.
(A3) 황색 착색제 및 적색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%.
이하, 본 발명의 감광성 조성물의 구성 성분에 대하여 설명한다.
-(A) 착색제-
(A) 착색제는 착색제 (A1), 착색제 (A2) 및 착색제 (A3)을 함유하는데, 착색제 (A1) 내지 (A3)을 조합함으로써, 가시 영역의 광의 차광성과 근적외 영역의 광의 투과성을 부여할 수 있다.
착색제 (A1)은 하기 화학식 (1)로 표시되는 페릴렌계 착색제이다.
페릴렌계 착색제는 500 내지 700nm의 가시 영역에서 높은 차광성과 800nm 이상의 근적외 영역에서 높은 투과성을 갖는다.
<화학식 (1)>
Figure pat00002
화학식 (1)에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 메톡시기 또는 아세틸기를 나타내는데, 그 중에서도 메톡시기가 바람직하다.
또한, R3 및 R4는 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 직접 결합을 나타내며, R3 및 R5가 동시에 직접 결합인 경우는 없다. R3 및 R4로서는 페닐렌기가 바람직하고, 이 경우 방향환 상의 R1 및 R2의 치환 위치는 p위치가 바람직하다.
R5 및 R6은 각각 독립적으로 직접 결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알칸디일기를 나타내고, R4 및 R6이 동시에 직접 결합인 경우는 없다. 탄소수 1 내지 10의 알칸디일기로서는 예를 들어 메틸렌기, 에탄-1,2-디일기, 에탄-1,1-디일기, 프로판-1,1-디일기, 프로판-1,2-디일기, 프로판-1,3-디일기, 프로판-2,2-디일기, 부탄-1,2-디일기, 부탄-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기, 헵탄-1,7-디일기, 옥탄-1,8-디일기, 노난-1,9-디일기, 데칸-1,10-디일기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 R5 및 R6으로서는 탄소수 1 내지 10의 알칸디일기가 바람직하고, 탄소수 1 내지 6의 알칸디일기가 바람직하고, 탄소수 1 내지 4의 알칸디일기가 보다 바람직하고, 메틸렌기, 에탄-1,2-디일기가 더욱 바람직하다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 페릴렌계 착색제로서 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.; The Society of Dyers and Colourists사 발행, 이하 마찬가지임) 번호가 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 피그먼트 블랙 31, C.I. 피그먼트 블랙 32.
상기 화학식 (1)로 표시되는 착색제는 예를 들어 페릴렌-3,5,9,10-테트라카르복실산 또는 그 2무수물과 아민 화합물을 물 또는 유기 용매 중에서 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 조작 방법은 예를 들어 일본 특허 공개 (소)62-1753호 공보, 일본 특허 공고 (소)63-26784호 공보의 기재를 참조할 수 있다.
착색제 (A2)는 청색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제이다.
청색 착색제 및 녹색 착색제는 650 내지 750nm의 가시 영역에 흡수대를 갖고, 800nm 이상의 근적외 영역을 투과한다.
청색 착색제 및 녹색 착색제는 안료, 염료 중 어느 것이나 사용할 수 있고, 안료는 유기 안료 및 무기 안료 중 어느 것이어도 된다. 또한, 청색 착색제 및 녹색 착색제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
청색 착색제로서는 예를 들어 프탈로시아닌계, 안트라퀴논계, 디옥사진계의 안료를 들 수 있다. 하기와 같은 컬러 인덱스 번호가 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 피그먼트 블루 1, C.I. 피그먼트 블루 2, C.I. 피그먼트 블루 3, C.I. 피그먼트 블루 9, C.I. 피그먼트 블루 10, C.I. 피그먼트 블루 14, C.I. 피그먼트 블루 15, C.I. 피그먼트 블루 15:3, C.I. 피그먼트 블루 15:4, C.I. 피그먼트 블루 15:6, C.I. 피그먼트 블루 17:1, C.I. 피그먼트 블루 24, C.I. 피그먼트 블루 24:1, C.I. 피그먼트 블루 56, C.I. 피그먼트 블루 60, C.I. 피그먼트 블루 61, C.I. 피그먼트 블루 62, C.I. 피그먼트 블루 80 등의 청색 안료.
염료로서 하기와 같은 컬러 인덱스 번호가 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 배트 블루 4, C.I. 애시드 블루 40, C.I. 리액티브 블루 19, C.I. 리액티브 블루 49, C.I. 디스퍼스 블루 56, C.I. 디스퍼스 블루 60 등의 안트라퀴논계 청색 염료;
C.I. 애시드 블루 7, C.I. 베이직 블루 1, C.I. 베이직 블루 5, C.I. 베이직 블루 7, C.I. 베이직 블루 11, C.I. 베이직 블루 26 등의 트리아릴메탄계 청색 염료;
C.I. 패드 블루 5 등의 프탈로시아닌계 청색 염료;
C.I. 베이직 블루 3, C.I. 베이직 블루 9 등의 퀴논이민계 청색 염료.
녹색 착색제로서는 예를 들어 프탈로시아닌계, 안트라퀴논계의 안료를 들 수 있다. 하기와 같은 컬러 인덱스 번호가 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 피그먼트 그린 1, C.I. 피그먼트 그린 4, C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36, C.I. 피그먼트 그린 58 등의 녹색 안료.
염료로서 하기와 같은 컬러 인덱스 번호가 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 다이렉트 그린 28, C.I. 다이렉트 그린 59 등의 아조계 녹색 염료; C.I. 애시드 그린 25 등의 안트라퀴논계 녹색 염료; C.I. 베이직 그린 1, C.I. 베이직 그린 4 등의 트리아릴메탄계 녹색 염료.
착색제 (A2)로서는, 해상성이 한층 더 우수한 감광성 조성물이 되는 점으로부터 청색 착색제가 바람직하고, 구리 프탈로시아닌 안료가 바람직하고, C.I. 피그먼트 블루 15:6이 더욱 바람직하다.
착색제 (A3)은 황색 착색제 및 적색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제이다.
황색 착색제 및 적색 착색제는 380 내지 480nm의 가시 영역에 흡수대를 갖고, 800nm 이상의 근적외 영역을 투과시키기 때문에, 근적외 영역의 투과성을 손상시키지 않고 380 내지 480nm의 가시 영역을 차광할 수 있다.
황색 착색제 및 적색 착색제는 안료, 염료 중 어느 것이나 사용할 수 있고, 안료는 유기 안료 및 무기 안료 중 어느 것이어도 된다. 황색 착색제 및 적색 착색제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
황색 착색제로서는 예를 들어 안트라퀴논계, 이소인돌리논계, 축합 아조계, 벤즈이미다졸론계, 모노아조계, 디스아조계의 안료를 들 수 있다. 컬러 인덱스 번호가 붙여져 있는 안료로서 하기를 들 수 있다.
C.I. 솔벤트 옐로우 163, C.I. 피그먼트 옐로우 24, C.I. 피그먼트 옐로우 108, C.I. 피그먼트 옐로우 193, C.I. 피그먼트 옐로우 147, C.I. 피그먼트 옐로우 199, C.I. 피그먼트 옐로우 202 등의 안트라퀴논계 황색 안료;
C.I. 피그먼트 옐로우 110, C.I. 피그먼트 옐로우 109, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 179, C.I. 피그먼트 옐로우 185 등의 이소인돌리논계 황색 안료;
C.I. 피그먼트 옐로우 93, C.I. 피그먼트 옐로우 94, C.I. 피그먼트 옐로우 95, C.I. 피그먼트 옐로우 128, C.I. 피그먼트 옐로우 155, C.I. 피그먼트 옐로우 166, C.I. 피그먼트 옐로우 180 등의 축합 아조계 황색 안료;
C.I. 피그먼트 옐로우 120, C.I. 피그먼트 옐로우 151, C.I. 피그먼트 옐로우 154, C.I. 피그먼트 옐로우 156, C.I. 피그먼트 옐로우 175, C.I. 피그먼트 옐로우 181 등의 벤즈이미다졸론계 황색 안료;
C.I. 피그먼트 옐로우 1, C.I. 피그먼트 옐로우 2, C.I. 피그먼트 옐로우 3, C.I. 피그먼트 옐로우 4, C.I. 피그먼트 옐로우 5, C.I. 피그먼트 옐로우 6, C.I. 피그먼트 옐로우 9, C.I. 피그먼트 옐로우 10, C.I. 피그먼트 옐로우 12, C.I. 피그먼트 옐로우 61, C.I. 피그먼트 옐로우 62, C.I. 피그먼트 옐로우 62:1, C.I. 피그먼트 옐로우 65, C.I. 피그먼트 옐로우 73, C.I. 피그먼트 옐로우 74, C.I. 피그먼트 옐로우 75, C.I. 피그먼트 옐로우 97, C.I. 피그먼트 옐로우 100, C.I. 피그먼트 옐로우 104, C.I. 피그먼트 옐로우 105, C.I. 피그먼트 옐로우 111, C.I. 피그먼트 옐로우 116, C.I. 피그먼트 옐로우 167, C.I. 피그먼트 옐로우 168, C.I. 피그먼트 옐로우 169, C.I. 피그먼트 옐로우 182, C.I. 피그먼트 옐로우 183 등의 모노아조계 황색 안료;
C.I. 피그먼트 옐로우 12, C.I. 피그먼트 옐로우 13, C.I. 피그먼트 옐로우 14, C.I. 피그먼트 옐로우 16, C.I. 피그먼트 옐로우 17, C.I. 피그먼트 옐로우 55, C.I. 피그먼트 옐로우 63, C.I. 피그먼트 옐로우 81, C.I. 피그먼트 옐로우 83, C.I. 피그먼트 옐로우 87, C.I. 피그먼트 옐로우 126, C.I. 피그먼트 옐로우 127, C.I. 피그먼트 옐로우 152, C.I. 피그먼트 옐로우 170, C.I. 피그먼트 옐로우 172, C.I. 피그먼트 옐로우 174, C.I. 피그먼트 옐로우 176, C.I. 피그먼트 옐로우 188, C.I. 피그먼트 옐로우 198 등의 디스아조계 황색 안료.
염료로서 하기와 같은 컬러 인덱스 번호가 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 애시드 옐로우 11, C.I. 다이렉트 옐로우 12, C.I. 리액티브 옐로우 2, C.I. 모르단트(mordant) 옐로우 5 등의 아조계 황색 염료;
C.I. 솔벤트 옐로우 33, C.I. 애시드 옐로우 3, C.I. 디스퍼스 옐로우 64 등의 퀴놀린계 황색 염료;
C.I. 애시드 옐로우 1, C.I. 디스퍼스 옐로우 42 등의 니트로계 황색 염료;
C.I. 디스퍼스 옐로우 201 등의 메틴계 황색 염료;
C.I. 베이직 옐로우 1, C.I. 베이직 옐로우 11, C.I. 베이직 옐로우 13, C.I. 베이직 옐로우 21, C.I. 베이직 옐로우 28, C.I. 베이직 옐로우 51, C.I. 리액티브 옐로우 1 등의 시아닌계 황색 염료.
적색 착색제로서는 예를 들어 모노아조계, 디스아조계, 모노아조레이크계, 벤즈이미다졸론계, 디케토피롤로피롤계, 축합 아조계, 안트라퀴논계, 퀴나크리돈계 등의 안료를 들 수 있다. 컬러 인덱스 번호가 붙여져 있는 안료로서 하기를 들 수 있다.
C.I. 피그먼트 레드 1, C.I. 피그먼트 레드 2, C.I. 피그먼트 레드 3, C.I. 피그먼트 레드 4, C.I. 피그먼트 레드 5, C.I. 피그먼트 레드 6, C.I. 피그먼트 레드 8, C.I. 피그먼트 레드 9, C.I. 피그먼트 레드 12, C.I. 피그먼트 레드 14, C.I. 피그먼트 레드 15, C.I. 피그먼트 레드 16, C.I. 피그먼트 레드 17, C.I. 피그먼트 레드 21, C.I. 피그먼트 레드 22, C.I. 피그먼트 레드 23, C.I. 피그먼트 레드 31, C.I. 피그먼트 레드 32, C.I. 피그먼트 레드 112, C.I. 피그먼트 레드 114, C.I. 피그먼트 레드 146, C.I. 피그먼트 레드 147, C.I. 피그먼트 레드 151, C.I. 피그먼트 레드 170, C.I. 피그먼트 레드 184, C.I. 피그먼트 레드 187, C.I. 피그먼트 레드 188, C.I. 피그먼트 레드 193, C.I. 피그먼트 레드 210, C.I. 피그먼트 레드 245, C.I. 피그먼트 레드 253, C.I. 피그먼트 레드 258, C.I. 피그먼트 레드 266, C.I. 피그먼트 레드 267, C.I. 피그먼트 레드 268, C.I. 피그먼트 레드 269 등의 모노아조계 적색 안료;
C.I. 피그먼트 레드 37, C.I. 피그먼트 레드 38, C.I. 피그먼트 레드 41 등의 디스아조계 적색 안료;
C.I. 피그먼트 레드 48:1, C.I. 피그먼트 레드 48:2, C.I. 피그먼트 레드 48:3, C.I. 피그먼트 레드 48:4, C.I. 피그먼트 레드 49:1, C.I. 피그먼트 레드 49:2, C.I. 피그먼트 레드 50:1, C.I. 피그먼트 레드 52:1, C.I. 피그먼트 레드 52:2, C.I. 피그먼트 레드 53:1, C.I. 피그먼트 레드 53:2, C.I. 피그먼트 레드 57:1, C.I. 피그먼트 레드 58:4, C.I. 피그먼트 레드 63:1, C.I. 피그먼트 레드 63:2, C.I. 피그먼트 레드 64:1, C.I. 피그먼트 레드 68 등의 모노아조레이크계 적색 안료;
C.I. 피그먼트 레드 171, C.I. 피그먼트 레드 175, C.I. 피그먼트 레드 176, C.I. 피그먼트 레드 185, C.I. 피그먼트 레드 208 등의 벤즈이미다졸론계 적색 안료;
C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 255, C.I. 피그먼트 레드 264, C.I. 피그먼트 레드 270, C.I. 피그먼트 레드 272 등의 디케토피롤로피롤계 적색 안료;
C.I. 피그먼트 레드 220, C.I. 피그먼트 레드 144, C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 214, C.I. 피그먼트 레드 220, C.I. 피그먼트 레드 221, C.I. 피그먼트 레드 242 등의 축합 아조계 적색 안료;
C.I. 피그먼트 레드 168, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 216, C.I. 솔벤트 레드 149, C.I. 솔벤트 레드 150, C.I. 솔벤트 레드 52, C.I. 솔벤트 레드 207 등의 안트라퀴논계 적색 안료;
C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 202, C.I. 피그먼트 레드 206, C.I. 피그먼트 레드 207, C.I. 피그먼트 레드 209 등의 퀴나크리돈계 적색 안료.
또한, 염료로서 하기와 같은 컬러 인덱스 번호가 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 애시드 레드 37, C.I. 애시드 레드 180, C.I. 애시드 블루 29, C.I. 다이렉트 레드 28, C.I. 다이렉트 레드 83, C.I. 리액티브 레드 17, C.I. 리액티브 레드 120, C.I. 디스퍼스 레드 58, C.I. 베이직 레드 18, C.I. 모르단트 레드 7 등의 아조계 적색 염료;
C.I. 디스퍼스 레드 60 등의 안트라퀴논계 적색 염료;
C.I. 애시드 레드 52, C.I. 애시드 레드 87, C.I. 애시드 레드 92, C.I. 애시드 레드 289, C.I. 애시드 레드 388 등의 크산텐계 적색 염료;
C.I. 베이직 레드 12, C.I. 베이직 레드 13, C.I. 베이직 레드 14 등의 시아닌계 적색 염료.
착색제 (A3)으로서는 해상성이 한층 더 우수한 감광성 조성물이 되는 점으로부터 황색 착색제가 바람직하고, 이소인돌리논계 안료가 바람직하고, C.I. 피그먼트 옐로우 139가 더욱 바람직하다.
본 발명의 감광성 조성물에는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 착색제 (A1), 착색제 (A2) 및 착색제 (A3) 이외의 다른 착색제를 색조의 조정을 목적으로 이용할 수도 있다. 다른 착색제는 안료, 염료 중 어느 것이나 사용할 수 있고, 안료는 유기 안료 및 무기 안료 중 어느 것이어도 된다. 다른 착색제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 안료는 유기 안료 및 무기 안료 중 어느 것이어도 된다.
다른 착색제로서는 컬러 인덱스 번호가 붙여져 있는 안료로서 하기를 들 수 있다.
C.I. 피그먼트 오렌지 5, C.I. 피그먼트 오렌지 13, C.I. 피그먼트 오렌지 14, C.I. 피그먼트 오렌지 24, C.I. 피그먼트 오렌지 34, C.I. 피그먼트 오렌지 36, C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 오렌지 40, C.I. 피그먼트 오렌지 43, C.I. 피그먼트 오렌지 46,
C.I. 피그먼트 오렌지 49, C.I. 피그먼트 오렌지 61, C.I. 피그먼트 오렌지 64, C.I. 피그먼트 오렌지 68, C.I. 피그먼트 오렌지 70, C.I. 피그먼트 오렌지 71, C.I. 피그먼트 오렌지 72, C.I. 피그먼트 오렌지 73, C.I. 피그먼트 오렌지 74 등의 오렌지 안료;
C.I. 피그먼트 바이올렛 1, C.I. 피그먼트 바이올렛 2, C.I. 피그먼트 바이올렛 3, C.I. 피그먼트 바이올렛 3:1, C.I. 피그먼트 바이올렛 3:3, C.I. 피그먼트 바이올렛 19, C.I. 피그먼트 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 바이올렛 27, C.I. 피그먼트 바이올렛 29, C.I. 피그먼트 바이올렛 32, C.I. 피그먼트 바이올렛 36, C.I. 피그먼트 바이올렛 38, C.I. 피그먼트 바이올렛 39 등의 바이올렛 안료;
C.I. 피그먼트 브라운 23, C.I. 피그먼트 브라운 25 등의 갈색 안료;
C.I. 피그먼트 블랙 1, C.I. 피그먼트 블랙 7 등의 흑색 안료.
산화티타늄, 황산바륨, 탄산칼슘, 아연화(亞鉛華), 황산납, 티타늄 블랙, 합성 철흑, 카본 블랙 등의 무기 안료.
유기 염료로서는 하기 컬러 인덱스(C.I.)명이 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 애시드 오렌지 7, C.I. 다이렉트 오렌지 26, C.I. 리액티브 블랙 5, C.I. 디스퍼스 오렌지 5, C.I. 모르단트 블랙 7 등의 아조계 염료;
C.I. 베이직 바이올렛 1, C.I. 베이직 바이올렛 3, C.I. 베이직 바이올렛 14 등의 트리아릴메탄계 염료;
C.I. 베이직 바이올렛 11 등의 크산텐계 염료;
C.I. 애시드 오렌지 3 등의 니트로계 염료;
C.I. 베이직 바이올렛 7, C.I. 베이직 바이올렛 16 등의 시아닌계 염료.
본 발명에 있어서는 (A) 착색제로서 안료를 사용하는 경우, 상기 안료를 재결정법, 재침전법, 용제 세정법, 승화법, 진공 가열법 또는 이들의 조합에 의해 정제하여 사용할 수도 있다. 안료는 필요에 따라 그 입자 표면을 수지로 개질하여 사용할 수도 있다. 안료의 입자 표면을 개질하는 수지로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2001-108817호 공보에 기재된 비히클 수지 또는 시판되고 있는 각종 안료 분산용 수지를 들 수 있다. 카본 블랙 표면의 수지 피복 방법으로서는 일본 특허 공개 (평)9-71733호 공보, 일본 특허 공개 (평)9-95625호 공보, 일본 특허 공개 (평)9-124969호 공보 등에 기재된 방법을 채택할 수 있다. 또한, 유기 안료는 소위 솔트 밀링(salt milling)에 의해 1차 입자를 미세화하여 사용할 수도 있다. 솔트 밀링의 방법으로서는 예를 들어 일본 특허 공개 (평)08-179111호 공보에 개시되어 있는 방법을 채택할 수 있다. 동적 광산란법으로 측정한 유기 안료의 분산 입자 직경은, 통상 분산 안정성 및 해상성의 균형의 관점에서 1nm 내지 200nm이다.
본 발명에 있어서는 (A) 착색제를 필요에 따라 분산제와 함께 사용할 수 있다. 분산제는 감광성 조성물, 착색제 분산액 중의 착색제를 균일하게 용해 또는 분산시키기 위해서 사용하는 것이다. 분산제로서는 양이온계, 음이온계, 비이온계 등의 적절한 분산제를 사용할 수 있다. 이들 분산제 중에서는 차광성, 해상성의 향상의 관점에서 중합체 분산제가 바람직하다. 중합체 분산제로서는 아크릴계 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌이민, 폴리아릴아민 등을 들 수 있다. 분산제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이러한 분산제는 상업적으로 입수할 수 있으며, 예를 들어 아크릴계 공중합체로서 디스퍼빅(Disperbyk)-2000, 디스퍼빅-2001, BYK-LPN6919, BYK-LPN21116, BYK-LPN21324(이상, 빅케미(BYK)사제)를, 폴리우레탄으로서 디스퍼빅-161, 디스퍼빅-162, 디스퍼빅-165, 디스퍼빅-167, 디스퍼빅-170, 디스퍼빅-182(이상, 빅케미(BYK)사제), 솔스퍼스 76500, 솔스퍼스 37500(이상, 루브리졸(주)사제)을, 폴리에틸렌이민으로서 솔스퍼스 24000(루브리졸(주)사제)을, 폴리에스테르로서 아지스퍼 PB821, 아지스퍼 PB822, 아지스퍼 PB880(이상, 아지노모토파인테크노가부시키가이샤 제조)을 들 수 있다. 아크릴계 공중합체로서는 일본 특허 공개 제2011-232735호 공보, 2011-237769호 공보, 일본 특허 공개 제2012-32767호 공보에 개시되어 있는 공중합체도 들 수 있다. 분산제의 함유량은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에 있어서는 분산제와 함께 분산 보조제를 사용할 수도 있다.
적외선을 이용하는 광 센서에 사용하는 광 필터는 파장 425nm 내지 750nm의 범위를 차광할 필요가 있다.
상기 화학식 (1)로 나타내는 착색제는 파장 500nm 내지 700nm의 차광성은 우수하지만, 가시 영역 중의 파장 380nm 내지 480nm 부근 및 파장 650nm 내지 750nm 부근의 차광성이 떨어진다. 따라서, 상기 페릴렌계 착색제를 함유하는 것만으로는 가시광 파장 영역의 차광성이 충분하지 않다. 따라서, 본 발명에 있어서는 상기 화학식 (1)로 나타내는 착색제에 더하여, 파장 380 내지 480nm 부근의 차광성이 우수한 착색제 (A3) 및 파장 650 내지 750nm 부근의 차광성이 우수한 착색제 (A2)를 함유함으로써 가시 영역의 광의 차광성을 충분히 하는 것이다.
(A) 착색제로서 착색제 (A1), 착색제 (A2) 및 착색제 (A3)을 필수로 할 뿐만 아니라 이들의 함유 비율을 이하와 같이 제어함으로써, 감광성 조성물의 고형분 중에 포함되는 전체 착색제의 함유 비율을 저감시키더라도 감광성 조성물로부터 얻어지는 광 필터의 가시 영역의 광의 투과율을 충분히 저하시킬 수 있다. 그리고, 해상성의 향상에 기여하지 않는 착색제의 함유 비율을 줄이는 점으로부터 해상성이 우수한 감광성 조성물이 된다.
착색제 (A1)의 함유 비율은 전체 착색제 중에 40 내지 80질량%인데, 한층 더한 차광성의 향상, 해상성의 향상의 관점에서 45 내지 75질량%가 바람직하고, 50 내지 70질량%가 보다 바람직하고, 55 내지 65질량%가 더욱 바람직하다.
착색제 (A2)의 함유 비율은 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%인데, 한층 더한 차광성, 해상성의 향상의 관점에서 12 내지 30질량%가 바람직하고, 14 내지 25질량%가 보다 바람직하다.
착색제 (A3)의 함유 비율은 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%인데, 한층 더한 차광성, 해상성의 향상의 관점에서 15 내지 35질량%가 바람직하고, 17 내지 30질량%가 보다 바람직하다.
착색제 (A1), 착색제 (A2) 및 착색제 (A3)의 합계의 함유 비율은 한층 더한 차광성, 해상성의 향상의 관점에서 전체 착색제 중에 80 내지 100질량%가 바람직하고, 90 내지 100질량%가 보다 바람직하고, 95 내지 100질량%가 더욱 바람직하고, 100질량%가 특히 바람직하다.
(A) 착색제의 함유 비율은 차광성, 해상성의 향상의 관점에서 감광성 조성물의 고형분 중에 40 내지 80질량%가 바람직하고, 45 내지 70질량%가 보다 바람직하고, 50 내지 60질량%가 더욱 바람직하다. 여기서, 본 명세서에 있어서 「고형분」이란, 후술하는 (D) 용제 이외의 성분이다. 본 발명에 있어서는 착색제 (A1), 착색제 (A2) 및 착색제 (A3)을 조합하고, 이들의 함유 비율을 특정 범위 내로 제어함으로써, (A) 착색제의 함유 비율이 감광성 조성물의 고형분 중에 60질량% 이하의 저농도라 하더라도 가시 영역의 광을 충분히 차단하고, 근적외 영역의 광을 충분히 투과시킬 수 있고, 해상성이 우수한 감광성 조성물이 된다.
-(B) 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물-
(B) 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물은 후술하는 (C) 광중합 개시제의 존재하에서 방사선을 조사함으로써 중합되는 불포화 화합물이고, 중합됨으로써 감광성 조성물로부터 경화막을 형성하기 위해서 이용하는 것이다. 에틸렌성 불포화기는 단관능일 수도 다관능일 수도 있다. 여기서 「단관능」이란 에틸렌성 불포화기를 1개 갖는 것을 말하고, 또한 「다관능」이란 에틸렌성 불포화기를 2개 이상 갖는 것을 말한다. 그 중에서도 (B) 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물로서는 중합성이 양호하고, 얻어지는 경화막의 강도가 향상된다는 관점에서, 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르, 에틸렌성 불포화기를 2개 이상 갖는 중합체가 바람직하다. 여기서, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴산」이란 메타크릴산 및 아크릴산을 포함하는 개념이다.
다관능의 (메트)아크릴산에스테르로서는 지방족 폴리히드록시 화합물과 (메트)아크릴산을 반응시켜 얻어지는 다관능 (메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성된 다관능 (메트)아크릴레이트, 알킬렌옥시드 변성된 다관능 (메트)아크릴레이트, 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트와 다관능 이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 다관능 우레탄(메트)아크릴레이트, 수산기를 갖는 다관능 (메트)아크릴레이트와 산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기를 갖는 다관능 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 지방족 폴리히드록시 화합물과 (메트)아크릴산을 반응시켜 얻어지는 다관능의 (메트)아크릴레이트로서는, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 카프로락톤 변성된 다관능 (메트)아크릴레이트로서는 일본 특허 공개 (평)11-44955호 공보의 단락 [0015] 내지 [0018]에 기재되어 있는 화합물 등을 들 수 있다. 상기 알킬렌옥시드 변성된 다관능 (메트)아크릴레이트로서는 일본 특허 공개 (평)10-62986호 공보의 청구항 1에 기재되어 있는 화합물, 일본 특허 공개 제2008-83508호 공보의 청구항 1에 기재되어 있는 화합물 등을 들 수 있다. 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트와 다관능 이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 다관능 우레탄(메트)아크릴레이트로서는, 일본 특허 공개 제2003-315998호 공보의 단락 [0014] 내지 [0015]에 기재되어 있는 화합물 등을 들 수 있다. 상기 수산기를 갖는 다관능 (메트)아크릴레이트와 산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기를 갖는 다관능 (메트)아크릴레이트로서는, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 무수 숙신산을 반응시켜 얻어지는 화합물, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 무수 숙신산을 반응시켜 얻어지는 화합물 등을 들 수 있다.
상기 에틸렌성 불포화기를 2개 이상 갖는 중합체로서는 (메트)아크릴로일기 등의 에틸렌성 불포화기와 카르복실기를 갖는 중합체가 바람직하다. 에틸렌성 불포화기와 카르복실기를 갖는 중합체로서는 일본 특허 공개 (평)5-19467호 공보 등에 기재된 글리시딜기를 개재하여 에틸렌성 불포화기를 도입한 (메트)아크릴계 공중합체; 일본 특허 공개 (평)6-230212호 공보 등에 기재된 이소시아네이트기를 개재하여 비닐기를 도입한 비닐계 공중합체; 국제 공개 제96/23237호 공보 등에 기재된 지환식 (메트)아크릴로일기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체; 일본 특허 공개 (평)7-207211호 공보, 일본 특허 공개 (평)9-325494호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-140144호 공보, 일본 특허 공개 제2008-181095호 공보 등에 기재된 (메트)아크릴로일기와 카르복시기를 도입한 에폭시 수지; 국제 공개 제09/119622호 공보 등에 기재된 플루오렌 골격을 갖는 감광성 수지 등을 들 수 있다. 에틸렌성 불포화기와 카르복실기를 갖는 중합체 이외의 에틸렌성 불포화기를 2개 이상 갖는 중합체로서는 일본 특허 공개 제2008-242078호 공보의 단락 [0111] 내지 [0112]에 기재된 측쇄에 (메트)아크릴로일기를 갖는 폴리실록산도 적절하게 사용할 수 있다.
(B) 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(B) 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물의 함유 비율은 통상 감광성 조성물의 고형분 중에 5 내지 40질량%이다.
-(C) 광중합 개시제-
(C) 광중합 개시제는 가시광선, 자외선, 원자외선 등의 광에 의해, (B) 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물의 중합을 개시할 수 있는 활성종을 발생하는 화합물이다.
(C) 광중합 개시제로서는 예를 들어 티오크산톤계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, O-아실옥심계 화합물, 오늄염계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, α-디케톤계 화합물, 다핵 퀴논계 화합물, 디아조계 화합물, 이미드술포네이트계 화합물 등을 들 수 있다. (C) 광중합 개시제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
티오크산톤계 화합물로서는 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤 등을 들 수 있다.
아세토페논계 화합물로서는 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로파논-1,2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부타논-1,2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부타논-1 등을 들 수 있다.
비이미다졸계 화합물로서는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 등을 들 수 있다.
트리아진계 화합물로서는 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(푸란-2-일)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-에톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-n-부톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진 등의 할로메틸기를 갖는 트리아진계 화합물을 들 수 있다.
O-아실옥심계 화합물로서는 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)페닐]-,2-(O-벤조일옥심), 에타논,1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-,1-(O-아세틸옥심), 에타논,1-[9-에틸-6-(2-메틸-4-테트라히드로푸라닐메톡시벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-,1-(O-아세틸옥심), 에타논,1-[9-에틸-6-{2-메틸-4-(2,2-디메틸-1,3-디옥솔라닐)메톡시벤조일}-9H-카르바졸-3-일]-,1-(O-아세틸옥심) 등을 들 수 있다.
(C) 광중합 개시제 중에서도 아세토페논계 화합물, O-아실옥심계 화합물이 바람직하다.
본 발명에 있어서 (C) 광중합 개시제의 함유량은 (B) 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물 100질량부에 대하여 통상 1 내지 50질량부, 3 내지 30질량부가 바람직하다. 이러한 비율로 (C) 광중합 개시제를 함유시킴으로써 기판 상에 충분한 경도의 경화막을 형성시킬 수 있다.
-(D) 용제-
(D) 용제는 감광성 조성물이나 착색제 분산액 중에 포함되는 (D) 용제 이외의 성분을 균일하게 분산 또는 용해시키기 위해서 사용하는 성분이고, (D) 용제 이외의 성분과 반응하지 않고, 적합한 휘발성을 갖는 것인 한 적절히 선택하여 사용할 수 있다. (D) 용제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이러한 용제로서는 예를 들어 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노-n-프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노-n-프로필에테르, 프로필렌글리콜모노-n-부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노-n-프로필에테르, 디프로필렌글리콜모노-n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 (폴리)알킬렌글리콜모노알킬에테르류;
에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트 등의 (폴리)알킬렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류;
디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 테트라히드로푸란 등의 에테르류;
메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논 등의 케톤류;
프로필렌글리콜디아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 1,6-헥산디올디아세테이트 등의 디아세테이트류;
락트산메틸, 락트산에틸 등의 락트산알킬에스테르류;
2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 에톡시아세트산에틸, 히드록시아세트산에틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산메틸, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 아세트산에틸, 아세트산n-프로필, 아세트산i-프로필, 아세트산n-부틸, 아세트산i-부틸, 포름산n-아밀, 아세트산i-아밀, 프로피온산n-부틸, 부티르산에틸, 부티르산n-프로필, 부티르산i-프로필, 부티르산n-부틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 피루브산n-프로필, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 2-옥소부탄산에틸 등의 에스테르류;
톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류;
N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드 또는 락탐류를 들 수 있다.
(D) 용제 중, 용해성, 안료 분산성, 도포성 등의 관점에서 (폴리)알킬렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류가 바람직하고, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트가 더욱 바람직하다.
용제를 2종 이상 조합하는 경우, 벤질에틸에테르, 디-n-헥실에테르, 아세토닐아세톤, 이소포론, 카프로산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 아세트산벤질, 벤조산에틸, 옥살산디에틸, 말레산디에틸, γ-부티로락톤, 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 에틸렌글리콜모노페닐에테르아세테이트 등의 고비점 용제를 병용할 수도 있다.
(D) 용제의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 당해 감광성 조성물로부터 (D) 용제를 제외한 성분의 합계 농도가 5 내지 70질량%가 되는 범위 내에서 이용된다.
-(E) 알칼리 가용성 중합체-
본 발명에 있어서는 감광성 조성물의 도막을 알칼리성의 액(알칼리 현상액)으로 현상할 때, 도막의 현상성을 향상시키기 위해서 (E) 알칼리 가용성 중합체를 더 함유할 수 있다.
(E) 알칼리 가용성 중합체로서는 1 분자 중에 1개 이상의 산성기를 갖는 중합체이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 산성기로서는 예를 들어 카르복실기, 페놀성 수산기, 술포기를 들 수 있다. 이러한 중합체로서는 1개 이상의 산성기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체(이하, 「불포화 단량체 (e1)」이라고 함)와, 상기 단량체와 라디칼 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 단량체(이하, 「불포화 단량체 (e2)」라고 함)의 공중합체가 바람직하다.
불포화 단량체 (e1)로서는 예를 들어 (메트)아크릴산, 말레산, 무수 말레산, 숙신산모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸], ω-카르복시폴리카프로락톤모노(메트)아크릴레이트, p-이소프로페닐페놀을 들 수 있다. 이들 불포화 단량체 (e1)은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
불포화 단량체 (e2)로서는 예를 들어 N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드와 같은 N-치환 말레이미드; 스티렌, α-메틸스티렌, p-히드록시-α-메틸스티렌과 같은 방향족 비닐 화합물;
메틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(n=2 내지 10)메틸에테르(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(n=2 내지 10)메틸에테르(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(n=2 내지 10)모노(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(n=2 내지 10)모노(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 글리세롤모노(메트)아크릴레이트, 파라쿠밀페놀의 에틸렌옥시드 변성 (메트)아크릴레이트와 같은 불포화 카르복실산에스테르;
폴리스티렌, 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 폴리-n-부틸(메트)아크릴레이트, 폴리실록산과 같은 중합체 분자쇄의 말단에 모노(메트)아크릴로일기를 갖는 거대 단량체 등을 들 수 있다. 이들 불포화 단량체 (e2)는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
불포화 단량체 (e1)과 불포화 단량체 (e2)의 공중합체에 있어서, 상기 공중합체 중의 불포화 단량체 (e1)의 공중합 비율은 바람직하게는 5 내지 50질량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 40질량%이다. 이러한 범위에서 불포화 단량체 (e1)을 공중합시킴으로써, 보존 안정성, 알칼리 현상성이 우수한 감광성 조성물을 얻을 수 있다.
불포화 단량체 (e1)과 불포화 단량체 (e2)의 공중합체로서는 예를 들어 일본 특허 공개 (평)7-140654호 공보, 일본 특허 공개 (평)8-259876호 공보, 일본 특허 공개 (평)10-31308호 공보, 일본 특허 공개 (평)10-300922호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-174224호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-258415호 공보, 일본 특허 공개 제2000-56118호 공보, 일본 특허 공개 제2004-101728 등에 개시되어 있는 공중합체를 들 수 있다.
(E) 알칼리 가용성 중합체로서 예를 들어 일본 특허 공개 (평)5-19467호 공보, 일본 특허 공개 (평)6-230212호 공보, 일본 특허 공개 (평)7-207211호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-140144호 공보, 일본 특허 공개 제2008-181095호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이, 측쇄에 (메트)아크릴로일기 등의 중합성 불포화 결합을 갖는 카르복실기 함유 중합체를 사용할 수도 있다.
(E) 알칼리 가용성 중합체는 에틸렌성 불포화기를 갖는 경우에 (B) 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물로서 이용할 수 있고, 또한 분산성을 갖는 경우에는 분산제로서 이용할 수 있다.
(E) 알칼리 가용성 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 통상 1,000 내지 300,000, 바람직하게는 3,000 내지 100,000이다. 이러한 범위 내로 함으로써 얻어지는 피막의 잔막률 등이 우수하며, 패턴 형상, 내열성, 전기 특성 등이 양호하고, 또한 슬릿 노즐 방식에 의한 도포시에 건조 이물질이 발생하기 어려워진다. 여기서, 본 명세서에 있어서 「Mw」란 겔 투과 크로마토그래피(GPC, 용출 용매: 테트라히드로푸란)로 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 말한다.
(E) 알칼리 가용성 중합체의 Mw/Mn은 통상 1.0 내지 5.0, 바람직하게는 1.0 내지 3.0이다. 여기서, 본 명세서에 있어서 「Mn」이란 GPC(용출 용매: 테트라히드로푸란)로 측정한 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량을 말한다.
본 발명에 있어서 (E) 알칼리 가용성 중합체는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(E) 알칼리 가용성 중합체의 함유량은 (A) 착색제 100질량부에 대하여 통상 10 내지 1,000질량부, 바람직하게는 15 내지 500질량부, 더욱 바람직하게는 20 내지 300질량부이다.
-첨가제-
본 발명의 감광성 조성물은 상기 (A) 내지 (D) 성분을 함유하는 것인데, 필요에 따라 여러 가지 첨가제를 함유할 수도 있다.
첨가제로서는 예를 들어 수소 공여체; 증감제; 유리, 알루미나 등의 충전제; 폴리비닐알코올, 폴리(플루오로알킬아크릴레이트)류 등의 고분자 화합물; 불소계 계면 활성제, 실리콘계 계면 활성제 등의 계면 활성제; 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등의 밀착 촉진제; 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸페놀 등의 산화 방지제; 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논류 등의 자외선 흡수제; 폴리아크릴산나트륨 등의 응집 방지제; 말론산, 아디프산, 이타콘산, 시트라콘산, 푸마르산, 메사콘산, 2-아미노에탄올, 3-아미노-1-프로판올, 5-아미노-1-펜탄올, 3-아미노-1,2-프로판디올, 2-아미노-1,3-프로판디올, 4-아미노-1,2-부탄디올 등의 잔사 개선제를 들 수 있다.
광중합 개시제로서 비이미다졸계 화합물을 이용하는 경우, 감도 개량의 관점에서 수소 공여체를 병용하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 「수소 공여체」란, 광에 의해 비이미다졸계 화합물로부터 발생한 라디칼에 대하여 수소 원자를 공여할 수 있는 화합물을 의미한다. 수소 공여체로서는 예를 들어 2-머캅토벤조티아졸, 2-머캅토벤조옥사졸 등의 머캅탄계 수소 공여체, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 아민계 수소 공여체를 들 수 있다.
증감제로서는 예를 들어 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4-디에틸아미노아세토페논, 4-디메틸아미노프로피오페논, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산2-에틸헥실, 2,5-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로헥사논, 7-디에틸아미노-3-(4-디에틸아미노벤조일)쿠마린, 4-(디에틸아미노)칼콘을 들 수 있다.
-착색제 분산액 및 감광성 조성물의 제조-
본 발명의 감광성 조성물은 우선 (A) 착색제를 (D) 용제 중 필요에 따라 다른 분산제와 함께, 예를 들어 비즈 밀, 롤밀 등을 이용하여 분쇄하면서 혼합·분산시켜 착색제 분산액을 제조한다. 이 착색제 분산액에, (B) 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물과, (C) 광중합 개시제와, 필요에 따라 (E) 알칼리 가용성 중합체, 첨가제, 추가의 (D) 용매 등을 더 첨가하고, 혼합하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
광 필터 및 그의 제조 방법
본 발명의 광 필터는 착색제를 함유하는 경화막을 갖는 것으로서, 상기 착색제는 다음 (A1) 내지 (A3)을 함유하는 것이다.
(A1) 상기 화학식 (1)로 나타내는 착색제를 전체 착색제 중에 40 내지 80질량%.
(A2) 청색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%.
(A3) 황색 착색제 및 적색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%.
본 발명의 광 필터는 본 발명의 감광성 조성물을 이용하여 형성할 수 있다.
본 발명의 광 필터는 상기 착색제 (A1) 내지 (A3)을 소정의 비율로 함유함으로써, 박막화하더라도 가시 영역의 광을 충분히 차단하며, 근적외 영역의 광을 충분히 투과할 수 있다.
본 발명의 광 필터의 제조 방법은 적어도 하기 (1) 내지 (4)의 공정을 포함하고 있고, 하기 순서로 실시하는 것이 바람직하다.
(1) 기판 상에 본 발명의 감광성 조성물의 도막을 형성하는 공정.
(2) 상기 도막의 적어도 일부에 노광하는 공정.
(3) 노광 후의 도막을 현상하는 공정.
(4) 현상 후의 도막을 가열 처리하는 공정.
이하, 이들 공정에 대하여 순차 설명한다.
-공정 (1)-
공정 (1)은 기판의 표면 상에 본 발명의 감광성 조성물을 도포한 후, 필요에 따라 가열 처리(프리베이킹)함으로써 도막을 형성하는 공정이다.
본 공정에서 사용되는 기판으로서는 예를 들어, 유리, 실리콘, 질화실리콘, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드를 들 수 있다. 또한, 이들 기판에는 필요에 따라 실란 커플링제 등에 의한 약품 처리, 플라즈마 처리, 이온 플레이팅, 스퍼터링, 기상 반응법, 진공 증착 등의 적절한 전처리를 실시해 둘 수도 있다.
감광성 조성물을 기판에 도포할 때에는 회전 도포법, 유연 도포법, 롤 도포법, 슬릿 다이 코터를 이용하는 도포법 등의 적절한 도포법을 채택할 수 있는데, 회전 도포법, 슬릿 다이 코터를 이용하는 도포법이 바람직하다.
또한, 프리베이킹의 조건은 통상 70 내지 180℃에서 1 내지 10분 정도이다.
도막의 막 두께는 통상 0.3 내지 3.0㎛, 바람직하게는 0.8 내지 1.7㎛이다.
-공정 (2)-
공정 (2)는 공정 (1)에서 형성된 도막의 적어도 일부를 노광하는 공정이다. 도막의 일부를 노광할 때에는, 통상 소정의 패턴을 갖는 포토마스크를 개재하여 행한다.
노광시에는 자외선이 사용된다. 자외선의 파장은 365nm가 바람직하다. 자외선의 노광량은 통상 10 내지 10,000mJ/cm2이고, 500 내지 2000mJ/cm2가 바람직하다.
-공정 (3)-
공정 (3)은 현상액, 바람직하게는 알칼리성의 현상액을 이용하여 현상하는 공정이다.
알칼리성의 현상액으로서는 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 테트라메틸암모늄히드록시드, 콜린, 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로-[4.3.0]-5-노넨 등의 수용액이 바람직하다.
알칼리성의 현상액에는 메탄올, 에탄올 등의 수용성 유기 용제나 계면 활성제를 적당량 첨가할 수도 있다. 또한, 현상 후에는 통상 수세한다.
현상 방법으로서는 샤워 현상법, 스프레이 현상법, 디핑(침지) 현상법, 퍼들(액고임) 현상법 등을 적용할 수 있다. 현상액의 온도는 통상 상온에서 10 내지 300초 정도이다.
-공정 (4)-
공정 (4)는 현상 후의 도막을 가열 처리(포스트베이킹)하는 공정이다. 이에 의해, 본 발명의 감광성 조성물의 경화물을 갖는 광 필터를 얻을 수 있다.
포스트베이킹의 조건은 통상 100 내지 300℃에서 1 내지 60분 정도이다.
이와 같이 하여 형성된 경화막의 막 두께는 통상 0.3 내지 3.0㎛, 바람직하게는 0.7 내지 1.5㎛이다.
이와 같이 하여 얻어진 광 필터는 이하의 특성을 구비할 수 있다.
(ⅰ) 파장 400nm 및 700nm의 광의 최대 투과율: 바람직하게는 10% 이하, 보다 바람직하게는 7% 이하.
(ⅱ) 근적외 영역의 파장 800nm의 광의 최대 투과율: 바람직하게는 60% 이상 100% 미만.
(ⅲ) 근적외 영역의 파장 900nm 및 1000nm의 광의 최대 투과율: 바람직하게는 60% 이상 100% 미만, 보다 바람직하게는 90% 이상 100% 미만.
이와 같이 본 발명의 광 필터는 가시 영역의 광을 충분히 차단하는 한편, 근적외 영역의 광을 충분히 투과할 수 있다.
광 센서
본 발명의 광 센서는 본 발명의 광 필터를 구비하는 것이다.
광 센서로서는 텔레비전의 리모컨이나 자동문 등의 원격 제어 장치나 3차원 형상 측정 장치, 자동차의 차간 거리 검출 센서 등의 차량 탑재용 디바이스, 제스처 입력 컨트롤러 등에 이용되는 거리 화상 센서, 팩시밀리나 복사기에 있어서의 이미지 센서, 액정 디스플레이의 색 감시용이나 간이 색 검출용에 이용되는 컬러 센서, 적외선 검출 소자 등 적당한 구조를 채택하는 것이 가능하다.
본 발명의 광 센서는 본 발명의 광 필터를 구비하기 때문에 광에 의한 오작동을 충분히 방지할 수 있다는 이점을 갖는다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서의 「부」는 특별히 언급이 없는 한 「질량부」의 의미로 사용한다.
분산제의 합성
반응 용기에 테트라히드로푸란(THF) 55.7g, 염화리튬의 THF 용액(4.54질량%) 4.65g, 디페닐에틸렌 0.45g을 첨가하고, -60℃까지 냉각시켰다. 그 후, n-부틸리튬의 헥산 용액(15.36질량%) 1.22g을 첨가하였다. 반응 용기에 메타크릴산1-에톡시에틸(EEMA) 1.66g, n-부틸메타크릴레이트(nBMA) 9.9g 및 메타크릴산메틸(MMA) 4.14g의 혼합액을 120분에 걸쳐 적하하고, 적하 후 -60℃에서 15분 교반하였다. 반응 용기 중에 단량체가 없어진 것을 가스 크로마토그래피법(GC법)으로 확인하였다. 이어서, 반응 용기에 디메틸아미노에틸메타크릴레이트(DMMA) 3.96g을 적하하고, 적하 후 -60℃에서 30분 교반하였다. 반응 용기 중에 DMMA가 없어진 것을 GC법으로 확인한 후, 메탄올 0.41g을 첨가하고, 전구체 중합체를 얻었다. 얻어진 전구체 중합체의 25질량% 농도의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용액 65.64g 중에 물 16.44g을 첨가하고, 100℃에서 8시간 가열하고, 물을 제거하고, 분산제로서의 블록 중합체[이하, 「성분 (F-2)」라고도 함]의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용액(고형분 농도 50질량%)을 얻었다. 이 블록 중합체는 DMMA 유래의 반복 단위를 갖는 A 블록과, EEMA의 1-에톡시에틸기가 가수분해된 구조를 갖는 반복 단위와, nBMA 및 MMA 유래의 반복 단위를 갖는 B 블록을 포함하는 블록 공중합체였다. 얻어진 중합체는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이 8100, 수 평균 분자량이 6800이고, Mw/Mn이 1.19였다.
알칼리 가용성 중합체의 합성
반응 용기에 벤질메타크릴레이트 14g, N-페닐말레이미드 12g, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 15g, 스티렌 10g 및 메타크릴산 20g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 200g에 용해시키고, 2,2'-아조이소부티로니트릴 3g 및 α-메틸스티렌 이량체 5g을 더 투입하였다. 반응 용기 내를 질소 퍼징한 후, 교반 및 질소 버블링하면서 80℃에서 5시간 가열하고, 알칼리 가용성 중합체[이하, 「성분 (E-1)」이라고 함]를 포함하는 용액(고형분 농도 35질량%)을 얻었다. 이 중합체는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이 9700, 수 평균 분자량이 5700이고, Mw/Mn이 1.70이었다.
실시예 1
착색제 분산액 1의 제조
C.I. 피그먼트 블랙 32[이하, 「성분 (A1-1)」이라고 함. 상기 화학식 (1)에 있어서 R1 및 R2가 메톡시기, R3 및 R4가 페닐렌기, R5 및 R6이 메틸렌기임]를 60부, C.I. 피그먼트 블루 15:6[이하, 「성분 (A2-1)」이라고 함]을 15부, C.I. 피그먼트 옐로우 139[이하, 「성분 (A3-1)」이라고 함]를 25부, 닛폰루브리졸(주)제의 솔스퍼스 76500[상품명, 이하, 「성분 (F-1)」이라고 함]을 80부(고형분 농도 50질량%), 상기 성분 (E-1)을 포함하는 용액을 120부(고형분 농도 35질량%), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(이하, 「성분 (D-1)」이라고 함)를 700부 혼합하였다. 페인트 셰이커(paint shaker)를 이용하여 8시간 분산시켜 착색제 분산액 1을 얻었다.
실시예 2 및 비교예 1 내지 7
착색제 분산액 2 내지 9의 제조
상기 「착색제 분산액 1의 제조」에 있어서 각 성분의 종류 및 양을 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 마찬가지의 방법으로 착색제 분산액 2 내지 9를 제조하였다.
Figure pat00003
실시예 3
감광성 조성물 1의 제조:
상기 착색제 분산액 1을 1000부, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트[표 2의 성분 (B-1)]를 50부, 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)-,2-(O-벤조일옥심)][표 2의 성분 (C-2)]을 10부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트[표 2의 성분 (D-1)]를 179부, 및 상기 성분 (E-1)을 포함하는 용액을 17부(고형분 농도 35질량%) 혼합하여 감광성 조성물 1을 제조하였다.
실시예 4 내지 8 및 비교예 8 내지 14
감광성 조성물 2 내지 13의 제조:
상기 실시예 3에 있어서 각 성분의 종류 및 양을 표 2 내지 3에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 마찬가지의 방법으로 감광성 조성물 2 내지 13을 제조하였다.
또한, 표 2, 3 중에 기재된 각 성분의 상세는 이하와 같다.
B-2: 숙신산 변성 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트
B-3: 펜타에리트리톨트리아크릴레이트
C-1: 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1
C-3: 에타논,1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-,1-(O-아세틸옥심)
Figure pat00004
Figure pat00005
감광성 조성물 1의 평가
투과성 및 차광성
유리 기판 상에 조성물 1을 스핀 코팅법으로 도포한 후, 100℃에서 180초간 가열하고, 도막을 형성하였다. 그 후, 기판 상의 도막을 전체면 노광(파장 365nm로 1000mJ/cm2의 노광량)하였다. 계속해서, 도막을 0.05질량% 테트라메틸암모늄히드록시드를 함유하는 수용액으로 15초간 접촉시킨 후, 도막을 수세하였다. 계속해서, 도막을 갖는 유리 기판을 200℃의 핫 플레이트에서 300초간 가열하고, 1.23㎛ 두께의 광학 필터를 갖는 유리 웨이퍼를 얻었다.
광학 필터를 갖는 유리 웨이퍼와 분광 광도계(닛폰분코(주)제, V-7300)를 이용하여 상기 광학 필터의 파장 400nm, 500nm, 600nm, 700nm, 800nm, 900nm 및 1000nm의 투과율(%T)을 측정하고, 감광성 조성물 1로부터 얻어지는 광학 필터의 투과성 및 차광성을 평가하였다. 평가 결과를 표 4에 나타낸다. 단, 표 3의 투과성은 유리 기판 대비에서의 값이다.
또한, 막 두께는 촉침식 단차계(야마토가가쿠(주)제, 알파스텝 IQ)로 측정하였다.
해상성
실리콘 웨이퍼 상에 감광성 조성물 1을 스핀 코팅법으로 도포한 후, 100℃에서 180초간 가열하고, 도막을 형성하였다. 마스크를 개재하여 축소 투영 노광((주)니콘제, NSR-2005i10D, 파장 365nm로 1000mJ/cm2의 노광량)으로 노광하였다. 계속해서, 도막을 0.05질량% 테트라메틸암모늄히드록시드를 함유하는 수용액으로 15초간 접촉시켜 현상하였다. 계속해서, 현상 후의 도막을 갖는 실리콘 웨이퍼를 200℃의 핫 플레이트로 300초간 가열하여 1변이 3㎛인 정사각형의 패턴화된 광학 필터를 얻었다.
패턴의 높이, 패턴의 단면 형상, 및 패턴 간의 잔사 유무를 전자 현미경으로 관찰하고, 감광성 조성물 1의 해상성을 평가하였다. 또한, 패턴의 높이는 전자 현미경으로 측정하고, 패턴의 단면 형상 및 패턴 간의 잔사 유무는 각각 이하의 기준으로 평가하였다. 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
평가 기준
패턴의 단면 형상
A: 직사각형.
B: 직사각형이 아니다.
C: 패턴을 형성할 수 없다.
패턴 간의 잔사 유무
A: 없음.
B: 있음.
감광성 조성물 2 내지 13의 평가
상기 「감광성 조성물 1의 평가」와 마찬가지로 감광성 조성물 2 내지 13의 투과성, 차광성 및 해상성을 평가하였다. 감광성 조성물 2 내지 8의 평가 결과를 표 4에, 감광성 조성물 9 내지 13의 평가 결과를 표 5에 각각 나타낸다.
Figure pat00006
Figure pat00007

Claims (9)

  1. 착색제, 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 함유하는 감광성 조성물로서,
    상기 착색제는 다음 (A1) 내지 (A3)을 함유하는 것인 감광성 조성물.
    (A1) 하기 화학식 (1)로 나타내는 착색제를 전체 착색제 중에 40 내지 80질량%,
    (A2) 청색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%, 및
    (A3) 황색 착색제 및 적색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%
    <화학식 (1)>
    Figure pat00008

    (화학식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 메톡시기 또는 아세틸기를 나타내고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 직접 결합을 나타내고, R5 및 R6은 각각 독립적으로 직접 결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알칸디일기를 나타내되, 단 R3 및 R5가 동시에 직접 결합인 경우는 없고, R4 및 R6이 동시에 직접 결합인 경우는 없음)
  2. 제1항에 있어서, 상기 착색제 (A2)가 청색 착색제인 감광성 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 착색제 (A3)이 황색 착색제인 감광성 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 청색 착색제가 구리 프탈로시아닌 안료인 감광성 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 황색 착색제가 이소인돌린계 안료인 감광성 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 착색제의 함유 비율이 감광성 조성물의 고형분 중에 60질량% 이하인 감광성 조성물.
  7. 착색제를 함유하는 경화막을 갖는 광 필터로서,
    상기 착색제는 다음 (A1) 내지 (A3)을 함유하는 것인 광 필터.
    (A1) 하기 화학식 (1)로 나타내는 착색제를 전체 착색제 중에 40 내지 80질량%,
    (A2) 청색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%, 및
    (A3) 황색 착색제 및 적색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%
    <화학식 (1)>
    Figure pat00009

    (화학식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 메톡시기 또는 아세틸기를 나타내고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 직접 결합을 나타내고, R5 및 R6은 각각 독립적으로 직접 결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알칸디일기를 나타내되, 단 R3 및 R5가 동시에 직접 결합인 경우는 없고, R4 및 R6이 동시에 직접 결합인 경우는 없음)
  8. 제7항의 광학 필터를 구비하는 광 센서.
  9. 착색제 및 용제를 함유하는 착색제 분산액으로서,
    상기 착색제는 다음 (A1) 내지 (A3)을 함유하는 것인 착색제 분산액.
    (A1) 하기 화학식 (1)로 나타내는 착색제를 전체 착색제 중에 40 내지 80질량%,
    (A2) 청색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%, 및
    (A3) 황색 착색제 및 적색 착색제로부터 선택되는 1종 이상의 착색제를 전체 착색제 중에 10 내지 40질량%
    <화학식 (1)>
    Figure pat00010

    (화학식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 메톡시기 또는 아세틸기를 나타내고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 직접 결합을 나타내고, R5 및 R6은 각각 독립적으로 직접 결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알칸디일기를 나타내되, 단 R3 및 R5가 동시에 직접 결합인 경우는 없고, R4 및 R6이 동시에 직접 결합인 경우는 없음)
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