TW201631058A - 紅外線遮蔽性組成物、硬化膜及固態攝影裝置 - Google Patents

紅外線遮蔽性組成物、硬化膜及固態攝影裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201631058A
TW201631058A TW104143700A TW104143700A TW201631058A TW 201631058 A TW201631058 A TW 201631058A TW 104143700 A TW104143700 A TW 104143700A TW 104143700 A TW104143700 A TW 104143700A TW 201631058 A TW201631058 A TW 201631058A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
compound
group
infrared
solid
structural unit
Prior art date
Application number
TW104143700A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI701304B (zh
Inventor
Kouji Hatakeyama
Mibuko Shimada
Takahiro Kawai
Ryuutarou Wakabayashi
Original Assignee
Jsr Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jsr Corp filed Critical Jsr Corp
Publication of TW201631058A publication Critical patent/TW201631058A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI701304B publication Critical patent/TWI701304B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/014Stabilisers against oxidation, heat, light or ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/005Stabilisers against oxidation, heat, light, ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625Optical elements or arrangements associated with the device
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

一種紅外線遮蔽性組成物,其係含有:(A)於波長700~2000nm之範圍內具有極大吸收波長的紅外線吸收劑、及(B)矽氧烷聚合物之紅外線遮蔽性組成物,其中(B)矽氧烷聚合物具有以下述式(1)表示的結構單元α與以下述式(3)表示的結構單元β,結構單元α與結構單元β的含有比例[α/β]以莫耳比計為100/0~5/95。 □[式中,R1係表示芳香族烴基,R3係表示鏈狀烴基,m及n係相互獨立地表示1~3的整數。]

Description

紅外線遮蔽性組成物、硬化膜及固態攝影裝置
本發明係關於紅外線遮蔽性組成物、硬化膜及固態攝影裝置,更詳細而言,本發明係關於適用於形成紅外線截止濾波器(infrared cut-off filter)等所使用的硬化膜之紅外線遮蔽性組成物、使用該紅外線遮蔽性組成物所形成的硬化膜、及具備該硬化膜的固態攝影裝置。
數位相機等之攝影裝置中搭載有CCD影像感測器或CMOS影像感測器等之半導體固態攝影元件。這些固態攝影元件的感度,由於從可見區域橫跨到紅外線區域,因此在攝影裝置中,在攝影鏡片與固態攝影元件之間設置有用於截斷紅外線之紅外線截止濾波器。藉由此紅外線截止濾波器,能夠將固態攝影元件的感度補正到接近人類的能見度。
就紅外線截止濾波器而言,例如已知有使含有金屬氧化物或二亞胺(diimonium)色素等之紅外線吸收劑、鹼溶性之黏結劑樹脂、與(甲基)丙烯酸系單體等之聚合性化合物的紅外線吸收性組成物硬化成膜狀者(專利文獻1、2)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2013-137337號公報
專利文獻2 日本特開2013-151675號公報
現今,如同前述先前技術所記載,紅外線截止濾波器係以使用烴系聚合物作為材料為主流。本發明人等注目於矽氧烷聚合物作為新穎的材料,正研究探討開發使用其的紅外線截止濾波器,而發現含矽氧烷聚合物的紅外線截止濾波器存在容易產生龜裂之含烴系聚合物的紅外線截止濾波器所不存在的特有課題。
因此,本發明之課題在於提供一種可形成耐龜裂性優異的硬化膜之含矽氧烷聚合物的紅外線遮蔽性組成物。又,本發明提供一種使用該紅外線遮蔽性組成物所形成的硬化膜、以及一種具備該硬化膜的固態攝影裝置。在此,本說明書中「紅外線遮蔽」是指吸收或反射紅外線。
本發明人等專心致力於研究探討,結果發現藉由使於波長700~2000nm之範圍內具有極大吸收波長的紅外線遮蔽劑含有具特定結構的矽氧烷聚合物,即可解決上述課題。
亦即,本發明提供一種紅外線遮蔽性組成物,其係含有(A)於波長700~2000nm之範圍內具有極大吸收波長的紅外線遮蔽劑、及(B)矽氧烷聚合物之紅外線 遮蔽性組成物,其中(B)矽氧烷聚合物具有芳香族烴基。
又,本發明提供一種紅外線遮蔽性組成物,其含有(A)於波長700~2000nm之範圍內具有極大吸收波長的紅外線遮蔽劑、及(B)矽氧烷聚合物,
其中(B)矽氧烷聚合物具有以下述式(1)表示的結構單元α與以下述式(3)表示的結構單元β,結構單元α與結構單元β的含有比例[α/β]以莫耳比計為100/0~5/95。
[式中,R1係表示芳香族烴基,R3係表示鏈狀烴基,m及n係相互獨立地表示1~3的整數。]
又,本發明提供一種使用前述紅外線遮蔽性組成物而形成之硬化膜;一種具備該硬化膜之固態攝影裝置。
再者,本發明提供一種固態攝影裝置,其係具備:透射可見光及至少一部分的紅外光之第1光學層、與吸收至少一部分的紅外光之第2光學層之固態攝影裝置,
其中前述第2光學層具有透射可見光及紅外光之開口部,且由使用前述紅外線遮蔽性組成物所形成的硬化膜所構成。
本發明提供一種固態攝影裝置作為更佳的態樣,其係具備:透射可見光及至少一部分的紅外光之第1光學 層、吸收至少一部分的紅外光之第2光學層、與包含檢測穿透前述第1光學層及前述第2光學層的前述可見光之第1受光元件以及檢測穿透前述第1光學層的前述紅外光之第2受光元件之像素陣列之固態攝影裝置,
前述第2光學層於對應於前述第2受光元件的部分具有開口部,前述第2光學層係由使用前述紅外線遮蔽性組成物所形成的硬化膜所構成。
再者,本發明提供一種固態攝影裝置,其係具備:透射可見光及至少一部分的紅外光之第1光學層、與吸收至少一部分的紅外光之第2光學層之固態攝影裝置,其中第2光學層具有透射可見光及紅外光之開口部,且由使用含有下述成分(A)及(B)的紅外線遮蔽性組成物所形成的硬化膜所構成。
(A)於波長700~2000nm之範圍內具有極大吸收波長的紅外線遮蔽劑
(B)具有芳香族烴基的矽氧烷聚合物
本發明之紅外線遮蔽性組成物,即使使用矽氧烷聚合物作為原料,耐龜裂性亦優異,且在紅外線區域中的光遮蔽性高。因此,使用本發明之紅外線遮蔽性組成物所形成的硬化膜係可適合地使用作為紅外線截止濾波器,對於固態攝影裝置的製作極為有用。
10‧‧‧攝影機器(照相機)
11‧‧‧光源
12‧‧‧固態攝影裝置(影像感測器)
13‧‧‧信號處理部
14‧‧‧主控制部
15‧‧‧攝影對象物
16‧‧‧封裝
17‧‧‧像素部
18‧‧‧端子部
19‧‧‧擴大部
20‧‧‧像素
21‧‧‧第1光學層(2波長帶通濾波器)
22‧‧‧第1間隙
23‧‧‧微透鏡陣列
24‧‧‧第2間隙
25‧‧‧第2光學層(紅外線截止濾波器)
26‧‧‧第3間隙
27a~27c‧‧‧可見光通濾波器(彩色濾光片)
27d‧‧‧紅外光通濾波器
28‧‧‧絕緣體
29a~29d‧‧‧光二極體
30‧‧‧支撐基板
第1圖係關於本發明的一實施形態之固態攝影裝置的示意圖。
第2圖係關於本發明的一實施形態之固態攝影裝置的平面圖。
第3圖係顯示關於本發明的一實施形態之固態攝影裝置的概要的剖面圖。
第4圖係顯示關於本發明的一實施形態之固態攝影裝置中使用的第1光學層的透射光譜的圖。
第5圖係顯示關於本發明的一實施形態之固態攝影裝置中使用的第2光學層的透射光譜的圖。
第6圖係顯示關於本發明的一實施形態之固態攝影裝置中使用的紅外光通濾波器的透射光譜的圖。
第7圖係顯示使用實施例5中所得到的紅外線遮蔽性組成物所形成的硬化膜(紅外線截止濾波器)的透射光譜的圖。
第8圖係顯示關於本發明的第2實施形態之固態攝影裝置的概要的剖面圖。
第9圖係顯示關於本發明的第3實施形態之固態攝影裝置的概要的剖面圖。
[實施發明之形態]
紅外線遮蔽性組成物
本發明之紅外線遮蔽性組成物,係含有(A)成分及(B)成分者,以下針對本發明之紅外線遮蔽性組成物的構成成分進行詳細說明。
-(A)紅外線遮蔽劑-
(A)成分為於波長700~2000nm之範圍內具有極大吸收波長的紅外線遮蔽劑。
就(A)成分而言,只要是於波長700~2000nm之範圍內具有極大吸收波長者,則沒有特殊的限定,例如可列舉:二亞胺系化合物、方酸菁(squarylium)系化合物、花青系化合物、酞青素系化合物、萘酞青系化合物、四萘嵌三苯(quaterrylene)系化合物、胺鎓系化合物、亞胺(imonium)系化合物、偶氮系化合物、蒽醌系化合物、卟啉系化合物、吡咯并吡咯(pyrrolopyrrole)系化合物、氧雜菁(oxonol)系化合物、克酮酸(croconium)系化合物、六元卟啉(hexaphyrin)萘酞青系化合物、金屬二硫醇系化合物、銅化合物、鎢化合物、金屬硼化物等。(A)成分係可單獨或組合2種以上來使用。
其中,較佳為含有選自包含二亞胺系化合物、方酸菁系化合物、花青系化合物、酞青素系化合物、萘酞青系化合物、四萘嵌三苯系化合物、胺鎓系化合物、亞胺系化合物、吡咯并吡咯系化合物、克酮酸系化合物、金屬二硫醇系化合物、銅化合物及鎢化合物之群組中的至少1種。更佳為含有選自包含二亞胺系化合物、方酸菁系化合物、花青系化合物、酞青素系化合物、萘酞青系化合物、四萘嵌三苯系化合物、胺鎓系化合物、亞胺 系化合物、吡咯并吡咯系化合物、克酮酸系化合物、金屬二硫醇系化合物及銅化合物之群組中的至少1種與鎢化合物的組合;或是較佳為含有選自包含二亞胺系化合物、方酸菁系化合物、花青系化合物、酞青素系化合物、萘酞青系化合物、四萘嵌三苯系化合物、胺鎓系化合物、亞胺系化合物、吡咯并吡咯系化合物、克酮酸系化合物、金屬二硫醇系化合物及銅化合物之群組中的2種以上。藉由這樣的態樣,能夠更有效率地截斷入射到受光元件的紅外線。
以下例示能夠使用作為(A)成分的化合物。
就二亞銨(diiminium,diimonium)系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開平1-113482號公報、日本特開平10-180922號公報、國際公開第2003/5076號、國際公開第2004/48480號、國際公開第2005/44782號、國際公開第2006/120888號、日本特開2007-246464號公報、國際公開第2007/148595號、日本特開2011-038007號公報、國際公開第2011/118171號的第[0118]段落等中記載的化合物等。就市售品而言,例如可列舉:EPOLIGHT1178等之EPOLIGHT系列(Epolin公司製)、CIR-1085等之CIR-108X系列及CIR-96X系列(Japan Carlit公司製)、IRG022、IRG023、PDC-220(日本化藥公司製)等。
就方酸菁系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本專利第3094037號說明書、日本特開昭60-228448號公報、日本特開平1-146846號說明書、日 本特開平1-228960號公報、日本特開2012-215806號公報的第[0178]段落等中記載的化合物。
就花青系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開2007-271745號公報的第[0041]~[0042]段落、日本特開2007-334325號公報的第[0016]~[0018]段落、日本特開2009-108267號公報、日本特開2009-185161號公報、日本特開2009-191213號公報、日本特開2012-215806號公報的第[0160]段落、日本特開2013-155353號公報的第[0047]~[0049]段落等中記載的化合物。就市售品而言,例如可列舉:Daito chmix 1371F(DAITO CHEMIX公司製)、NK-3212、NK-5060等之NK系列(林原生物化學研究所製)等。
就酞青素系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開昭60-224589號公報、日本特表2005-537319號公報、日本特開平4-23868號公報、日本特開平4-39361號公報、日本特開平5-78364號公報、日本特開平5-222047號公報、日本特開平5-222301號公報、日本特開平5-222302號公報、日本特開平5-345861號公報、日本特開平6-25548號公報、日本特開平6-107663號公報、日本特開平6-192584號公報、日本特開平6-228533號公報、日本特開平7-118551號公報、日本特開平7-118552號公報、日本特開平8-120186號公報、日本特開平8-225751號公報、日本特開平9-202860號公報、日本特開平10-120927號公報、日本特開平10-182995號公報、日本特開平11-35838號公報、日本特開 2000-26748號公報、日本特開2000-63691號公報、日本特開2001-106689號公報、日本特開2004-18561號公報、日本特開2005-220060號公報、日本特開2007-169343號公報、日本特開2013-195480號公報的第[0026]~[0027]段落等中記載的化合物等。就市售品而言,例如可列舉:FB-22、24等之FB系列(山田化學工業公司製)、Excolor系列、Excolor TX-EX 720、同708K(日本觸媒製)、Lumogen IR788(BASF製)、ABS643、ABS654、ABS667、ABS670T、IRA693N、IRA735(Exciton製)、SDA3598、SDA6075、SDA8030、SDA8303、SDA8470、SDA3039、SDA3040、SDA3922、SDA7257(H.W.SANDS製)、TAP-15、IR-706(山田化學工業製)等。
就萘酞青系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開平11-152413號公報、日本特開平11-152414號公報、日本特開平11-152415號公報、日本特開2009-215542號公報的第[0046]~[0049]段落等中記載的化合物。
就四萘嵌三苯系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開2008-009206號公報的第[0021]段落等中記載的化合物等。就市售品而言,例如可列舉:Lumogen IR765(BASF公司製)等。
就胺鎓系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開平08-027371號公報的第[0018]段落、日本特開2007-039343號公報等中記載的化合物。就市售品而言,例如可列舉:IRG002、IRG003(日本化藥公司製)等。
就亞胺系化合物的具體例而言,例如可列舉:國際公開第2011/118171號的第[0116]段落等中記載的化合物。
就偶氮系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開2012-215806號公報的第[0114]~[0117]段落等中記載的化合物。
就蒽醌系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開2012-215806號公報的第[0128]及[0129]段落等中記載的化合物。
就卟啉系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本專利第3834479號說明書之以式(1)表示的化合物。
就吡咯并吡咯系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開2011-068731號公報、日本特開2014-130343號公報的第[0014]~[0027]段落等中記載的化合物。
就氧雜菁系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開2007-271745號公報的第[0046]段落等中記載的化合物。
就克酮酸系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開2007-271745號公報的第[0049]段落、日本特開2007-31644號公報、日本特開2007-169315號公報等中記載的化合物。
就六元卟啉系化合物的具體例而言,例如可列舉:國際公開第2002/016144號之以式(1)表示的化合物。
就金屬二硫醇系化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開平1-114801號公報、日本特開昭64-74272號公報、日本特開昭62-39682號公報、日本特開昭61-80106號公報、日本特開昭61-42585號公報、日本特開昭61-32003號公報等中記載的化合物。
就銅化合物而言,較佳為銅錯合物,就具體例而言,例如可列舉:日本特開2013-253224號公報、日本特開2014-032380號公報、日本特開2014-026070號公報、日本特開2014-026178號公報、日本特開2014-139616號公報、日本特開2014-139617號公報等中記載的化合物。
就鎢化合物而言,較佳為氧化鎢化合物,更佳為氧化銫鎢、氧化銣鎢,再更佳為氧化銫鎢。就氧化銫鎢的組成式而言,可列舉:Cs0.33WO3等,又就氧化銣鎢的組成式而言,可列舉Rb0.33WO3等。氧化鎢系化合物係例如亦可作為Sumitomo Metal Mining股份有限公司製的YMF-02A等之鎢微粒的分散物而獲得。
就金屬硼化物的具體例而言,例如可列舉:日本特開2012-068418號公報的第[0049]段落等中記載的化合物。其中,較佳為硼化鑭。
還有,在上述(A)成分可溶於後面揭示的(F)有機溶劑的情況下,亦能夠將其色澱化而使用作為不溶於(F)有機溶劑的紅外線遮蔽劑。色澱化的方法可採用周知的方法,例如能夠參照日本特開2007-271745號公報等。
又,在(A)成分不溶於有機溶劑的情況下,亦能夠在提升(A)成分的分散性、分散穩定性的目的下含有分散劑。
就分散劑而言,例如可列舉:胺基甲酸酯系分散劑、聚乙亞胺系分散劑、聚氧乙烯烷基醚系分散劑、聚氧乙烯烷基苯基醚系分散劑、聚乙二醇二酯系分散劑、去水山梨醇脂肪酸酯系分散劑、聚酯系分散劑、(甲基)丙烯酸系分散劑等。就市售品而言,例如可使用:Disperbyk-2000、Disperbyk-2001、BYK-LPN6919、BYK-LPN21116、BYK-LPN22102(以上為BYK Chemie(BYK)公司製)等之(甲基)丙烯酸系分散劑;Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-165、Disperbyk-167、Disperbyk-170、Disperbyk-182(以上為BYK Chemie(BYK)公司製)、SOLSPERSE 76500(Lubrizol(股)公司製)等之胺基甲酸酯系分散劑;SOLSPERSE 24000(Lubrizol(股)公司製)等聚乙亞胺系分散劑;AJISPER PB821、AJISPER PB822、AJISPER PB880、AJISPER PB881(以上為Ajinomoto Fine-Techno(股)公司製)等之聚酯系分散劑以外,BYK-LPN21324(BYK Chemie(BYK)公司製)。分散劑係可單獨或組合2種以上來使用。
分散劑的含量係根據分散劑的種類而能夠適當地選擇,但相對於(A)紅外線遮蔽劑100質量份,較佳為5~300質量份,更佳為10~200質量份。
(A)成分的含量在本發明之紅外線遮蔽性組成物的固體成分中較佳為0.1~80質量%,更佳為1~70質量%,再更佳為3~60質量%。
藉由作成這樣的態樣,能夠充分地遮蔽紅外線。在此,本說明書中「固體成分」為後述有機溶劑以外的成分。
-(B)矽氧烷聚合物-
本發明中的(B)矽氧烷聚合物,係具有芳香族烴基者。在此,本說明書中「芳香族烴基」是指環結構中具有芳香環結構的烴基,亦包含單環式芳香族烴基、苯環彼此縮合或苯環與其他烴環縮合而成的縮合型芳香族烴基、以及苯環及縮合環之中的2個以上以單鍵鍵結而成的多環式芳香族烴基之概念。還有,芳香族烴基不需僅由環結構所構成,環結構的一部分亦可經鏈狀烴基取代。就鏈狀烴基而言,例如可列舉:烷基、烯基、炔基,鏈狀烴基的碳數較佳為1~6,更佳為1~4。
芳香族烴基的碳數並沒有特殊的限定,惟較佳為6~20,更佳為6~14,再更佳為6~10。
就芳香族烴基的具體例而言,例如可列舉:苯基、甲苯基、二甲苯基、三甲苯基、苯乙烯基、茚基、萘基、蒽基、菲基、茀基、芘基、萘苊基(naphthacenaphthenyl)、聯苯基、聯三苯基等。其中,較佳為碳數6~14的芳香族烴基,更佳為碳數6~14的芳基,再更佳為苯基、甲苯基、萘基。在此,本說明書中「芳基」是指單環式至3環式的芳香族烴基。
又,芳香族烴基亦可具有取代基,就取代基而言,例如可列舉:鹵素原子、羥基、巰基、烷氧基、烷氧基烷氧基、烷硫基、胺基、二烷基胺基、醯胺基、烷基醯胺基、醯胺基、羧基、烷氧基羰基、氰基、具有雜環基的基等。在此,本說明書中「雜環基」是指具有氧原子、氮原子、硫原子等作為構成雜環的雜原子之雜環基,可以是飽和雜環基,也可以是不飽和雜環基。還有,取代基的位置及數量為任意,在具有2個以上取代基的情況下,該取代基可為相同,亦可為不同。
就鹵素原子而言,可列舉:氟原子、溴原子、氯原子、碘原子,又就烷氧基而言,例如可列舉:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基等之C1-6烷氧基。就烷氧基烷氧基而言,例如可列舉:甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基等之C2-6烷氧基烷氧基,又就烷硫基而言,例如可列舉:甲硫基、乙硫基等之C1-6烷硫基。就二烷基胺基而言,例如可列舉:二甲基胺基、二乙基胺基等之二(C1-6烷基)胺基,又就烷基醯胺基而言,例如可列舉:甲基醯胺基、乙基醯胺基等之C1-6烷基醯胺基。就醯胺基而言,例如可列舉:乙醯胺基、丙醯胺基等之C2-6醯胺基等,又就烷氧基羰基而言,例如可列舉:甲氧基羰基、乙氧基羰基等之C2-6烷氧基羰基。就具有雜環基的基中之含氧雜環基而言,較佳為構成環的原子數為3~7的環狀醚基,就環狀醚基而言,例如可列舉:環氧乙基、氧雜環丁烷基、3,4-環氧基環己基、四氫呋喃基等。就具有含氧雜環基的基而言,例如可列 舉:環氧丙基、環氧丙氧基、環氧基烷氧基、3,4-環氧基環己基等。就環氧基烷氧基而言,例如可列舉:環氧基甲氧基、環氧基乙氧基等環氧基(C1-6烷氧)基。
從提升耐龜裂性的觀點而言,本發明中的(B)矽氧烷聚合物,較佳為芳香族烴基的含有率相對於Si原子為5莫耳%以上,更佳為20莫耳%以上,再更佳為60莫耳%以上。還有,即使該芳香族烴基的含有率相對於Si原子為100莫耳%亦無妨,但亦可為95莫耳%以下。
又,就(B)矽氧烷聚合物而言,從提升耐龜裂性的觀點而言,較佳為具有以下述式(1)表示的結構單元者。
[式(1)中,R1係表示芳香族烴基,m係表示1~3的整數。]
R1中的芳香族烴基亦可具有取代基。還有,芳香族烴基及取代基的具體態樣係如上述所說明。
具有以上述式(1)表示的結構單元的(B)矽氧烷聚合物係能夠使選自具有芳香族烴基與水解性基的矽烷化合物及其部分水解物中的至少1種水解縮合而得到。在此,本說明書中「水解性基」是指通常在無觸媒、過剩的水的共存下能夠藉由在室溫(約25℃)~約100℃的溫度範圍內加熱而進行水解生成矽烷醇基之基、或能夠形成矽氧烷縮合物之基。就水解性基而言,例如可列舉: 鹵素原子、烷氧基。又,本說明書中「部分水解物」是指矽烷化合物的一部分水解且矽烷醇基彼此縮合而成的水解縮合物。更具體而言,其為於分子中至少1個、較佳為2個以上的水解性基殘存的矽氧烷化合物(矽原子數為2~100、較佳為2~30的矽氧烷寡聚物)。
其中,就具有芳香族烴基與水解性基的矽烷化合物而言,較佳為以下述式(2)表示的化合物。
[式(2)中,R2係表示碳數1~6的烷基,R1及m係與前述同義。]
就R2中的碳數為1~6的烷基而言,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等。其中,從水解的容易性的觀點而言,較佳為甲基、乙基。
以上述式(2)表示的矽烷化合物中有m為1之矽烷化合物、m為2之矽烷化合物、m為3之矽烷化合物、或該等的2種以上的混合物。
就m為1之矽烷化合物的具體例而言,例如可列舉:苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、甲苯基三甲氧基矽烷、甲苯基三乙氧基矽烷、二甲苯基三甲氧基矽烷、二甲苯基三乙氧基矽烷、三甲苯基三甲氧基矽烷、三甲苯基三乙氧基矽烷、乙基苯基三甲氧基矽烷、乙基苯基三乙氧基矽烷、乙烯基苯基三甲氧基矽烷、乙烯基苯基三乙氧基矽烷、羥苯基三甲氧基矽烷、羥苯 基三乙氧基矽烷、甲氧基苯基三甲氧基矽烷、甲氧基苯基三乙氧基矽烷、乙氧基苯基三甲氧基矽烷、乙氧基苯基三乙氧基矽烷、二甲氧基苯基三甲氧基矽烷、二甲氧基苯基三乙氧基矽烷、三甲氧基苯基三甲氧基矽烷、(2-甲氧基)乙氧基苯基三甲氧基矽烷、胺基苯基三甲氧基矽烷、胺基苯基三乙氧基矽烷、二胺基苯基三甲氧基矽烷、二甲基胺基苯基三甲氧基矽烷、乙醯胺基苯基三甲氧基矽烷、羧基苯基三甲氧基矽烷、甲氧基羰基苯基三甲氧基矽烷、醯胺基苯基三甲氧基矽烷、巰基苯基三甲氧基矽烷、甲硫基苯基三甲氧基矽烷、環氧丙基苯基三甲氧基矽烷、環氧丙氧苯基三甲氧基矽烷、環氧丙氧苯基三乙氧基矽烷、(2-環氧基)乙氧基苯基三甲氧基矽烷、(2-環氧基)乙氧基苯基三乙氧基矽烷、氰基苯基三甲氧基矽烷、萘基三甲氧基矽烷、萘基三乙氧基矽烷、甲基萘基三甲氧基矽烷、甲氧基萘基三甲氧基矽烷、萘基三正丙氧基矽烷、蒽基三甲氧基矽烷、蒽基三乙氧基矽烷、菲基三甲氧基矽烷、菲基三乙氧基矽烷、茀基三甲氧基矽烷、茀基三乙氧基矽烷、芘基三甲氧基矽烷、芘基三乙氧基矽烷、茚基三甲氧基矽烷、茚基三乙氧基矽烷、萘苊基三甲氧基矽烷、萘苊基三乙氧基矽烷等。此等矽烷化合物係可單獨或組合2種以上來使用。
就m為2之矽烷化合物的具體例而言,例如可列舉:二苯基二甲氧基矽烷、苯基甲基二甲氧基矽烷、苯基甲基二乙氧基矽烷、甲苯基甲基二甲氧基矽烷、甲苯基甲基二乙氧基矽烷、萘基甲基二甲氧基矽烷、萘 基甲基二乙氧基矽烷、甲基苯基甲基二甲氧基矽烷、甲基苯基甲基二乙氧基矽烷、甲氧基苯基甲基二甲氧基矽烷、甲氧基苯基甲基二乙氧基矽烷等。此等矽烷化合物係可單獨或組合2種以上來使用。
就m為3之矽烷化合物的具體例而言,例如可列舉:苯基二甲基甲氧基矽烷、苯基二甲基乙氧基矽烷、甲苯基二甲基甲氧基矽烷、甲苯基二甲基乙氧基矽烷、甲氧基苯基二甲基甲氧基矽烷、甲氧基苯基二甲基乙氧基矽烷、萘基二甲基甲氧基矽烷、萘基二甲基乙氧基矽烷。此等矽烷化合物係可單獨或組合2種以上來使用。
其中,就以上述式(2)表示的矽烷化合物而言,從促進水解縮合、提升所得到的硬化膜的耐龜裂性之觀點而言,更佳為上述式(2)中之m為1之矽烷化合物。還有,藉由將上述式(2)中之m為1之矽烷化合物水解縮合,而能夠得到具有上述式(1)中之m為1之結構單元的(B)矽氧烷聚合物。
又,(B)矽氧烷聚合物即使具有源自以上述式(1)表示的結構單元以外的其他矽烷化合物的結構單元亦無妨,但從提升所得到的硬化膜的耐龜裂性之觀點而言,較佳為以上述式(1)表示的結構單元的含有比例為在(B)矽氧烷聚合物中為5莫耳%以上,更佳為20莫耳%以上,再更佳為60莫耳%以上。還有,(B)矽氧烷聚合物中之以上述式(1)表示的結構單元的含有比例可為100莫耳%,亦可為95莫耳%以下。
具有以上述式(1)表示的結構單元與該結構單元以外的其他結構單元之(B)矽氧烷聚合物,係例如能夠藉由將以上述式(2)表示的矽烷化合物與該矽烷化合物以外的矽烷化合物共水解縮合而得到。還有,共水解縮合所使用的矽烷化合物可為部分水解物。
就賦予以上述式(1)表示的結構單元以外的其他結構單元之矽烷化合物而言,例如可列舉:具有4個水解性基的矽烷化合物、具有6個水解性基的二矽氧烷化合物、具有鏈狀烴基或脂環式烴基與水解性基的矽烷化合物等。就水解性基而言,例如可列舉:鹵素原子、烷氧基。鏈狀烴基及脂環式烴基亦可具有取代基。就取代基而言,例如,除了在芳香族烴基的取代基中例示者以外,可列舉:(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯氧丙基等。還有,取代基的位置及數量為任意,在具有2個以上取代基的情況下,該取代基可為相同,亦可為不同。
鏈狀烴基可為直鏈亦可為支鏈,而且可為飽和亦可為不飽和。就鏈狀烴基而言,例如可列舉:烷基、烯基、炔基,其中較佳為烷基、烯基。鏈狀烴基的碳數較佳為1~30,更佳為1~20,再更佳為1~10。
就烷基而言,例如可列舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、1-甲基癸基、十二基、1-甲基十一基、1-乙基癸基、十三基、十四基、三級十二基、十五基、1-庚基辛基、十六基、十八基、二十一 烷-1-基、二十二烷-1-基、二十三烷-1-基、二十四烷-1-基等。又,就烯基而言,例如可列舉:乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、1,3-丁二烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、1-己烯基、2-乙基-2-丁烯基、2-辛烯基、(4-乙烯基)-5-己烯基、2-癸烯基等。再者,就炔基而言,例如可列舉:乙炔基、1-丙炔基、1-丁炔基、1-戊炔基、3-戊炔基、1-己炔基、2-乙基-2-丁炔基、2-辛炔基、(4-乙炔基)-5-己炔基、2-癸炔基等。
脂環式烴基可為飽和亦可為不飽和,例如可列舉:環烷基、環烯基等。脂環式烴基的碳數較佳為3~30,更佳為3~20,再更佳為6~10。
就環烷基而言,例如可列舉:環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基等。又,就環烯基而言,可列舉環己烯基等。還有,「脂環式烴基」為去除不具環狀結構的脂肪族烴基之概念。
就以上述式(1)表示的結構單元以外的其他結構單元而言,從提升耐龜裂性的觀點而言,較佳為以下述式(3)表示的結構單元。
[式(3)中,R3係表示鏈狀烴基,n係表示0~3的整數。]
R3中的鏈狀烴基亦可具有取代基,還有,鏈狀烴基及取代基的具體態樣係如上述所說明。
就賦予以上述式(3)表示的結構單元之矽烷化合物而言,較佳為以下述式(4)表示的矽烷化合物。
[式(4)中,R4係表示碳數1~6的烷基,R3及n係與前述同義。]
就R4中的碳數為1~6的烷基而言,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等。其中,從水解的容易性的觀點而言,較佳為甲基、乙基。
以上述式(4)表示的矽烷化合物中有n為0之矽烷化合物、n為1之矽烷化合物、n為2之矽烷化合物、n為3之矽烷化合物、或該等的2種以上的混合物。
就n為0之矽烷化合物的具體例而言,例如可列舉:四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丁氧基矽烷、四苯氧基矽烷、四苄氧基矽烷、四正丙氧基矽烷、四異丙氧基矽烷等。此等矽烷化合物係可單獨或組合2種以上來使用。
就n為1之矽烷化合物的具體例而言,例如可列舉:甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、甲基三丁氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三異丙氧基矽烷、乙基三丁氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三正丙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三乙 氧基矽烷、3-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧丙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷等。此等矽烷化合物係可單獨或組合2種以上來使用。
就n為2之矽烷化合物的具體例而言,例如可列舉:二甲基二甲氧基矽烷、二丁基二甲氧基矽烷等。此等矽烷化合物係可單獨或組合2種以上來使用。
就n為3之矽烷化合物的具體例而言,例如可列舉:三丁基甲氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、三甲基乙氧基矽烷、三丁基乙氧基矽烷等。此等矽烷化合物係可單獨或組合2種以上來使用。
在以上述式(4)表示的矽烷化合物之中,較佳為n為0之矽烷化合物、n為1之矽烷化合物,更佳為n為1之矽烷化合物。
其中,用於本發明的(B)矽氧烷聚合物,較佳為具有以上述式(1)表示的結構單元α與以上述式(3)表示的結構單元β,且結構單元α與結構單元β的含有比例[α/β]以莫耳比計為100/0~5/95。藉由作成這樣的態樣,不僅耐龜裂性優異,亦能夠有效地遮蔽紅外線區域中的光,同時降低霧度,抑制顯影殘渣的產生。
又,(B)矽氧烷聚合物,從更進一步提升耐龜裂性、紅外線遮蔽性、降低霧度以及更高水準地抑制顯影殘渣的產生之觀點而言,較佳為(B)矽氧烷聚合物中的結構單元α與結構單元β的含有比例[α/β]為100/0~10/90,更佳 為85/15~20/80,再更佳為75/25~25/75,又再更佳為75/25~30/70。
這樣的(B)矽氧烷聚合物,係能夠藉由適當的方法進行製造。水解縮合的條件,只要是將以上述式(2)表示的矽烷化合物、依需要而使用之以上述式(4)表示的矽烷化合物的至少一部分進行水解,並將水解性基轉變成矽烷醇基而使縮合反應發生,則沒有任何特殊的限定,例如可列舉以下的條件。
水解縮合所使用的水,較佳為使用藉由逆滲透膜處理、離子交換處理、蒸餾等之方法所純化的水。藉由使用這樣的純化水,能夠抑制副反應,使水解的反應性提升。水的使用量,相對於以上述式(2)表示的矽烷化合物的水解性基、依需要而使用之以上述式(4)表示的矽烷化合物的水解性基之總量1莫耳而言,較佳為0.1~3莫耳,更佳為0.3~2莫耳,再更佳為0.5~1.5莫耳。藉由使用此量的水,能夠將水解縮合的反應速度最佳化。
水解縮合中亦可使用溶劑,就溶劑而言,只要不妨礙水解縮合,就沒有特殊的限定,惟例如可列舉:乙二醇單烷基醚乙酸酯、二乙二醇二烷基醚、丙二醇單烷基醚、丙二醇單烷基醚乙酸酯、丙酸酯等。其中,較佳為二乙二醇二甲基醚、二乙二醇乙基甲基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯。
水解縮合反應係可在較佳為酸觸媒(例如:鹽酸、硫酸、硝酸、蟻酸、草酸、馬來酸、馬來酸酐、 乙酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、磷酸、酸性離子交換樹脂、各種路易斯酸)、鹼觸媒(例如:氨、1級胺類、2級胺類、3級胺類、吡啶等之含氮化合物;鹼性離子交換樹脂;氫氧化鈉等之氫氧化物;碳酸鉀等之碳酸鹽;乙酸鈉等之羧酸鹽;各種路易斯鹼)、或烷氧化物(例如:烷氧化鋯、烷氧化鈦、烷氧化鋁)等之觸媒的存在下進行。例如,3級胺係可使用三乙胺,烷氧化鋁係可使用四異丙氧基鋁。其中,較佳為草酸、馬來酸、馬來酸酐等之二元酸或其酐。就觸媒的使用量而言,從促進水解縮合反應的觀點而言,相對於以上述式(2)表示的矽烷化合物、依需要而使用之以上述式(4)表示的矽烷化合物的總計1莫耳而言,較佳為0.2莫耳以下,更佳為0.00001~0.1莫耳。
水解縮合中的反應溫度及反應時間可根據矽烷化合物的種類而適當地選擇,但例如能夠採用下述的條件。反應溫度較佳為40~200℃,更佳為50~150℃。反應時間較佳為30分鐘~24小時,更佳為1~12小時。藉由設為這樣的反應溫度及反應時間,能夠最有效率地進行水解/縮合反應。在此水解/縮合中,係可在反應系統內一次添加水解性矽烷化合物、水及觸媒而以一階段進行反應,或是亦可藉由將水解性矽烷化合物、水及觸媒分成數次添加至反應系統內而以多階段進行水解及縮合反應。還有,在水解/縮合反應後,視需要地加入脫水劑,藉由進行蒸發而能夠將水及生成的醇去除至反應系統外。脫水劑通常會吸附或包藏過剩的水而脫水能力會完全消失,或是藉由蒸發而被去除。
本發明中的(B)成分,較佳為重量平均分子量(Mw)為500~10000,更佳為700~5000。又,(B)成分的重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)的比(Mw/Mn)較佳為1.0~5.0,更佳為1.0~3.0。藉由作成這樣的態樣,能夠進一步提升硬化性、耐龜裂性。還有,此處所稱的Mw、Mn係分別以凝膠滲透層析術(以下簡稱為GPC)(溶出溶劑:四氫呋喃)進行測定之聚苯乙烯換算的重量平均分子量、數量平均分子量。
在本發明中,(B)成分係可單獨或組合2種以上來使用。
從提升硬化性、耐龜裂性的觀點而言,(B)成分的含量較佳為在紅外線遮蔽性組成物的固體成分中為10~98質量%,更佳為10~95質量%,再更佳為15~95質量%。在此,固體成分為後述有機溶劑以外的成分。
-(C)感光劑-
本發明之紅外線遮蔽性組成物能夠含有(C)感光劑。在此,本說明書中「感光劑」是指藉由光照射而從紅外線遮蔽性組成物所得到的硬化膜之具有使對溶劑的溶解性改變的性質之化合物。就這樣的化合物而言,例如可列舉:光聚合起始劑、光酸產生劑等。(C)成分係可單獨或組合2種以上來使用。
就光聚合起始劑而言,只要能藉由光而產生自由基,則沒有特殊的限定,但例如可列舉:噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、聯咪唑系化合物、三系化合物、O-醯基肟系化合物、苯偶姻系化合物、二苯基酮 系化合物、α-二酮系化合物、多環醌系化合物、二偶氮系化合物、醯亞胺磺酸鹽系化合物等。光聚合起始劑係可單獨或組合2種以上來使用。
其中,就光聚合起始劑而言,較佳為選自聯咪唑系化合物、噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、三系化合物、O-醯基肟系化合物之群組中的至少1種。還有,在使用聯咪唑系化合物的情況下,亦可併用2-巰基苯并噻唑等之氫予體。此處所稱的「氫予體」係意指能夠對藉由曝光而從聯咪唑系化合物產生的自由基提供氫原子之化合物。又,在使用聯咪唑系化合物以外的光聚合起始劑的情況下,亦能併用4-二甲基胺基安息香酸乙酯等之增感劑。
就光酸產生劑而言,只要是藉由光而產生酸的化合物,則沒有特殊的限定,但可列舉:鋶鹽、苯并噻唑鎓鹽(benzothiazolium salt)、銨鹽、鏻鹽等之鎓鹽;N-羥基醯亞胺磺酸鹽化合物、肟磺酸鹽、o-硝基芐基磺酸鹽、醌二疊氮化合物等。酸產生劑係可單獨或組合2種以上來使用。其中,較佳為鋶鹽、苯并噻唑鎓鹽、肟磺酸鹽、醌二疊氮化合物。就鋶鹽、苯并噻唑鎓鹽的具體例而言,例如可列舉:六氟砷酸-4-乙醯氧基苯基二甲基鋶、六氟銻酸-4-羥苯基.芐基.甲基鋶、六氟銻酸-4-乙醯氧基苯基.芐基.甲基鋶、六氟銻酸-4-羥苯基二芐基鋶、六氟銻酸-4-乙醯氧基苯基二芐基鋶、六氟銻酸-3-芐基苯并噻唑鎓、1-(4,7-二丁氧基-1-萘基)四氫噻吩鎓三氟甲烷磺酸鹽等。就肟磺酸鹽的具體例而言,例如可列 舉:日本特開2014-115438號公報的第[0122]~[0131]段落中記載的化合物。
就醌二疊氮化合物的具體例而言,例如可列舉:日本特開2008-156393號公報的第[0040]~[0048]段落中記載的化合物、日本特開2014-174406號公報的第[0172]~[0186]段落中記載的化合物。
(C)成分的含量,在紅外線遮蔽性組成物的固體成分中,較佳為0.03~10質量%,更佳為0.1~8質量%,再更佳為0.5~6質量%。藉由作成這樣的態樣,能夠使硬化性、耐龜裂性更為良好。
-(D)聚合性化合物-
本發明之紅外線遮蔽性組成物能夠含有(D)聚合性化合物。藉此,能夠提高紅外線遮蔽性組成物的硬化性,並進一步提升耐龜裂性。在此,本說明書中「聚合性化合物」是指具有2個以上可聚合的基團之化合物。就可聚合的基團而言,例如可列舉:烯性不飽和基、環氧乙基、氧雜環丁烷基、N-烷氧基甲基胺基等。(D)成分係能夠單獨或混合2種以上來使用。其中,就(D)成分而言,較佳為具有2個以上的(甲基)丙烯醯基之化合物、具有2個以上的N-烷氧基甲基胺基之化合物。
就具有2個以上的(甲基)丙烯醯基之化合物的具體例而言,可列舉:為脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸的反應物之多官能(甲基)丙烯酸酯、經己內酯改質之多官能(甲基)丙烯酸酯、經環氧烷改質之多官能(甲基)丙烯酸酯、為具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與多官能異 氰酸酯的反應物之多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、為具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應物之具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
就脂肪族多羥基化合物而言,例如可列舉:如乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇之2價的脂肪族多羥基化合物;如甘油、三羥甲丙烷、新戊四醇、二新戊四醇之3價以上的脂肪族多羥基化合物。
就具有羥基的(甲基)丙烯酸酯而言,例如可列舉:(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、三羥甲丙烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二甲基丙烯酸酯等。
就多官能異氰酸酯而言,例如可列舉:甲苯二異氰酸酯、六亞甲二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯等。就酸酐而言,例如可列舉:如琥珀酸酐、馬來酸酐、戊二酸酐、伊康酸酐、酞酸酐、六氫酞酸酐之二元酸酐;如苯均四酸酐、聯苯四羧酸二酐、二苯基酮四羧酸二酐之四元酸二酐。
又,就經己內酯改質之多官能(甲基)丙烯酸酯而言,例如可列舉:日本特開平11-44955號公報的第[0015]~[0018]段落所記載的化合物。
就經環氧烷改質之多官能(甲基)丙烯酸酯而言,可列舉:經選自環氧乙烷及環氧丙烷中的至少1種進行改質之雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷及環氧丙烷中的至少1種進行改質之異三聚氰酸三(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷及環氧丙烷中的至少1種進行改 質之三羥甲丙烷三(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷及環氧丙烷中的至少1種進行改質之新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷及環氧丙烷中的至少1種進行改質之新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷及環氧丙烷中的至少1種進行改質之二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷及環氧丙烷中的至少1種進行改質之二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
又,就具有2個以上的N-烷氧基甲基胺基之化合物而言,例如可列舉:具有三聚氰胺結構、苯并胍胺結構、脲結構的化合物等。還有,三聚氰胺結構、苯并胍胺結構是指具有1個以上的三環或經苯基取代的三環作為基本骨架之化學結構,亦包含三聚氰胺、苯并胍胺或該等的縮合物之概念。就具有2個以上的N-烷氧基甲基胺基之化合物的具體例而言,可列舉:N,N,N’,N’,N”,N”-六(烷氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)苯并胍胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)二醇脲等。
在此等的聚合性化合物之中,較佳為為3價以上的脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸的反應物之多官能(甲基)丙烯酸酯、經己內酯改質之多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯、N,N,N’,N’,N”,N”-六(烷氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)苯并胍胺。在為3價以上的脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸的反應物之多官能(甲基)丙烯酸酯之中,較佳為三羥 甲丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯;在具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯之中,較佳為為新戊四醇三丙烯酸酯與琥珀酸酐的反應物之化合物、為二新戊四醇五丙烯酸酯與琥珀酸酐的反應物之化合物。
(D)成分的含量,在紅外線遮蔽性組成物的固體成分中,較佳為0.1~90質量%,更佳為1~80質量%,再更佳為2~70質量%。藉由作成這樣的態樣,能夠使硬化性、耐龜裂性更為良好。
-(E)黏結劑樹脂-
本發明之紅外線遮蔽性組成物能夠含有(E)黏結劑樹脂(除了前述(B)矽氧烷聚合物以外)。(E)成分較佳為鹼溶性,例如可列舉:具有酸性基的樹脂。就酸性基而言,例如可列舉:羧基、酚性羥基、磺基等。具有酸性基的樹脂,只要是於1分子中具有1個以上的酸性基的聚合物,則沒有特殊的限定,但就較佳的態樣而言,例如較佳為具有羧基的聚合物(以下亦稱為「含羧基的聚合物」),例如可列舉:具有1個以上的羧基的乙烯性不飽和單體(以下亦稱為「不飽和單體(e1)」)與其他可進行共聚合的乙烯性不飽和單體(以下亦稱為「不飽和單體(e2)」)之共聚物。(E)成分係可單獨或組合2種以上來使用。
就不飽和單體(e1)而言,例如可列舉:(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙酯]、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯、對乙烯基安息香酸等。
不飽和單體(e1)係可單獨或組合2種以上來使用。
又,就不飽和單體(e2)而言,例如可列舉: 如N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺之N-取代順丁烯二醯亞胺;如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對羥基苯乙烯、對羥基-α-甲基苯乙烯、對乙烯基芐基環氧丙基醚、乙烯合萘之芳香族乙烯化合物; 如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸芐酯、聚乙二醇(聚合度2~10)甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(聚合度2~10)單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯(dicyclopentanyl(meth)acrylate)、丙三醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-4-羥苯酯、對茴香基酚的環氧乙烷改質(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸-3,4-環氧基環己基甲酯、3-[(甲基)丙烯醯氧甲基]氧雜環丁烷、3-[(甲基)丙烯醯氧甲基]-3-乙基氧雜環丁烷之(甲基)丙烯酸酯; 如環己基乙烯基醚、異莰基乙烯基醚、三環[5.2.1.02,6]癸-8-基乙烯基醚、五環十五烷基乙烯基醚、3-(乙烯基氧甲基)-3-乙基氧雜環丁烷之乙烯基醚;如聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚矽氧烷之於聚合物分子鏈的末端具有單(甲基)丙烯醯基的巨單體等。
不飽和單體(e2)係可單獨或組合2種以上來使用。
在不飽和單體(e1)與不飽和單體(e2)的共聚物中,該共聚物中的不飽和單體(e1)的共聚合比例,較佳為5~50質量%,更佳為10~40質量%。藉由以這樣的範圍使不飽和單體(e1)共聚合,能夠作成硬化性、耐龜裂性優異的紅外線遮蔽性組成物。
就不飽和單體(e1)與不飽和單體(e2)的共聚物的具體例而言,例如可列舉:日本特開平7-140654號公報、日本特開平8-259876號公報、日本特開平10-31308號公報、日本特開平10-300922號公報、日本特開平11-174224號公報、日本特開平11-258415號公報、日本特開2000-56118號公報、日本特開2004-101728號公報等所揭示之共聚物。
又,在本發明中亦可使用如例如日本特開平5-19467號公報、日本特開平6-230212號公報、日本特開平7-207211號公報、日本特開平9-325494號公報、日本特開平11-140144號公報、日本特開2008-181095號公報等所揭示之於側鏈具有(甲基)丙烯醯基等之聚合性不飽和鍵之含羧基的聚合物。
本發明中的(E)成分之重量平均分子量(Mw)通常為1,000~100,000,較佳為3,000~50,000。又,(E)成分的重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)的比(Mw/Mn),較佳為1.0~5.0,更佳為1.0~3.0。藉由作成這樣的態樣,能夠進一步提升硬化性、耐龜裂性。還有,此處所稱的Mw、Mn,係分別以GPC(溶出溶劑:四氫呋 喃)進行測定之聚苯乙烯換算的重量平均分子量、數量平均分子量。
本發明中的(E)成分係可使用周知的方法來製造,但亦可使用例如:日本特開2003-222717號公報、日本特開2006-259680號公報、國際公開第2007/029871號等所揭示之方法來控制其結構或Mw、Mw/Mn。
(E)成分的含量,在紅外線遮蔽性組成物的固體成分中,較佳為1~40質量%,更佳為2~30質量%,再更佳為3~25質量%。又,相對於(B)矽氧烷聚合物100質量份之(E)成分的含量,較佳為10~1000質量份,更佳為20~500質量份,再更佳為30~200質量份。藉由作成這樣的態樣,能夠使鹼溶性更為良好,形成耐龜裂性優異的硬化膜。
-(F)有機溶劑-
本發明之紅外線遮蔽性組成物含有(A)成分及(B)成分、以及任意添加的其他成分,但通常是摻合有機溶劑而調製成液狀組成物。
就(F)成分而言,只要會將構成紅外線遮蔽性組成物的(A)成分及(B)成分或其他的成分分散或溶解、不與這些成分反應、具有適度的揮發性,就能夠適當地選擇來使用。(F)成分係可單獨或組合2種以上來使用。
就(F)有機溶劑而言,例如可列舉: 乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單正丙基醚、乙二醇單正丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單正丙基醚、二乙二醇單正丁基 醚、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單正丙基醚、丙二醇單正丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單正丙基醚、二丙二醇單正丁基醚、三丙二醇單甲基醚、三丙二醇單乙基醚等之(聚)烷二醇單烷基醚; 乳酸甲酯、乳酸乙酯等之乳酸烷酯; 甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、異丁醇、三級丁醇、辛醇、2-乙基己醇、環己醇等之(環)烷醇; 二丙酮醇等之酮醇; 乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、乙酸-3-甲氧基丁酯、乙酸-3-甲基-3-甲氧基丁酯等之(聚)烷二醇單烷基醚乙酸酯; 二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、四氫呋喃等之二醇醚; 甲基乙基酮、環己酮、環戊酮、2-庚酮、3-庚酮等之酮; 丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等之二乙酸酯; 3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、丙酸-3-甲基-3-甲氧基丁酯等之烷氧基羧酸酯; 乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸正丁酯、 丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-氧合丁酸乙酯(ethyl 2-oxobutyrate)等之脂肪酸烷酯;甲苯、二甲苯等之芳香族烴;四氯化碳、三氯乙烯、氯仿、1,1,1-三氯乙烷、二氯甲烷、單氯苯等之鹵化烴;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等之醯胺、或內醯胺等。
在此等的有機溶劑之中,從溶解性、分散性、塗布性等的觀點而言,較佳為(聚)烷二醇單烷基醚、乳酸烷酯、(聚)烷二醇單烷基醚乙酸酯、二醇醚、酮、二乙酸酯、烷氧基羧酸酯、脂肪酸烷酯。
(F)成分的含量並沒有特殊的限定,但紅外線遮蔽性組成物中的有機溶劑以外的各成分的合計濃度係以成為5~50質量%的量為佳,以成為10~30質量%的量為更佳。藉由作成這樣的態樣,而能夠製成分散性、穩定性、塗布性良好的紅外線遮蔽性組成物。
-添加劑-
本發明之紅外線遮蔽性組成物係能夠視需要地含有各種的添加劑。
就添加劑而言,例如可列舉:二氧化矽、氧化鋁、丙烯酸系微粒等之填充劑;聚乙烯醇、聚(丙烯酸氟烷酯)類等之高分子化合物;非離子系界面活性劑、氟系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑等之界面活性劑;乙烯基 三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基參(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等之密合促進劑;2,2-硫雙(4-甲基-6-三級丁基苯酚)、2,6-二-三級丁基苯酚、新戊四醇肆[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、3,9-雙[2-[3-(3-三級丁基-4-羥基-5-甲基苯基)-丙醯氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷、硫二乙烯雙[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]等之抗氧化劑;2-(3-三級丁基-5-甲基-2-羥苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯基酮類等之紫外線吸收劑;聚丙烯酸鈉等之去絮凝劑;丙二酸、己二酸、伊康酸、檸康酸、富馬酸、中康酸、2-胺基乙醇、3-胺基-1-丙醇、5-胺基-1-戊醇、3-胺基-1,2-丙二醇、2-胺基-1,3-丙二醇、4-胺基-1,2-丁二醇等之殘渣改善劑;琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙酯]、酞酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙酯]、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等之顯影性改善劑;1-(4,7-二丁氧基-1-萘基)四氫噻吩鎓三氟甲烷磺酸鹽等之熱酸產生劑或2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)等之熱自由基產生劑的感熱劑。
此等添加劑的含量係能夠在不損及本發明的目的的範圍內而適當地選擇。
本發明之紅外線遮蔽性組成物係可藉由適當的方法來調製,例如能夠藉由在(F)有機溶劑中將(A)成分及(B)成分與任意添加的其他成分一起混合而調製。
硬化膜及其形成方法
本發明之硬化膜由於是使用本發明之紅外線遮蔽性組成物所形成,因此在紅外線區域(亦包含波長700nm附近的近紅外線區域)中的遮光性(紅外線遮蔽性)高,且耐龜裂性亦優異。因此,本發明之硬化膜能夠適當地使用作為紅外線遮蔽性硬化膜、例如紅外線截止濾波器。
又,本發明之硬化膜,較佳為具有以下特性:在膜厚0.5μm下,於波長500~600nm的頻帶中之光的最小透射率為90%以上,且於波長850nm中之光的透射率為40%以下。藉由作成這樣的態樣,在分光光度計所測定的透射光譜中,於可見區域的低波長側,可見光亦可充分地穿透,且能夠充分地遮蔽於紅外線區域的光,因此能夠以高水準達成可見區域的光的透射及紅外線區域的光的遮蔽。從這樣的觀點而言,於波長500~600nm的頻帶中之光的最小穿透率較佳為92%以上,更佳為95%以上,又,於波長850nm中之光的透射率較佳為35%以下,更佳為30%以下。在此,本說明書中「於波長500~600nm的頻帶中之光的最小透射率」是指在分光光度計所測定的透射光譜中,於波長500~600nm中之光的透射率的最小值。又,「於波長850nm中之光的透射率為40%以下」是指在分光光度計所測定的透射光譜中於波長850nm的透光率顯示40%以下的數值。
本發明之硬化膜係可以適當的方法形成,例如能夠使用本發明之紅外線遮蔽性組成物並藉由包含以下的步驟(1)及(2)的步驟來形成。
(1)將本發明之紅外線遮蔽性組成物塗布於基板上,進行乾燥形成塗膜之步驟
(2)使前述塗膜硬化之步驟
-步驟(1)-
步驟(1)為在基板上塗布本發明之紅外線遮蔽性組成物並進行乾燥而形成塗膜之步驟。就基板而言,並沒有特殊的限定,可列舉:玻璃、石英、聚矽氧、樹脂等,能夠適當地選擇。就樹脂的材質而言,例如可列舉:聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、環烯烴聚合物。還有,基板亦能夠根據所需,預先施予使用矽烷偶合劑等的藥品處理、電漿處理、離子電鍍、噴濺、氣相反應法、真空沉積等之適當的前處理。還有,在將本發明之紅外線遮蔽性組成物適用於後述的固態攝影裝置的情況下,亦可塗布於可見光通濾波器(彩色濾光片)或光二極體等之受光元件的受光面。就藉由將本發明之紅外線遮蔽性組成物塗布於可見光通濾波器(彩色濾光片)或光二極體等之受光元件的受光面而能夠有效率地遮蔽入射至光二極體的紅外線之觀點而言,其為較佳。
就紅外線遮蔽性組成物的塗布方法而言,並沒有特殊的限定,能夠採用例如:噴塗法、輥塗法、旋轉塗布法(旋塗法)、狹縫式模塗布法、棒塗布法等之適當的方法。其中,特佳為旋塗法。
進行乾燥時,能夠依需要進行加熱處理。加熱處理係可使用烘箱、加熱板等周知的加熱手段,亦可組合減壓乾燥與加熱乾燥來進行。加熱條件亦會隨著各成分的種類、摻合比例等而不同,但例如能夠設為在溫度60~250℃下30秒鐘~15分鐘左右。
乾燥後的塗膜的膜厚,通常為0.1~30μm,較佳為0.2~10μm,更佳為0.3~5μm。
-步驟(2)-
步驟(2)為使於步驟(1)所形成的塗膜硬化之步驟。藉此,能夠提高硬化膜的機械強度、耐龜裂性。
硬化處理並沒有特別的限制,能夠根據目的而適當地選擇,惟例如可列舉:曝光處理、加熱處理等。在此,本說明書中「曝光」不僅是各種波長的光,亦包含電子射線、X射線等的放射線照射的概念。
就曝光處理的方法而言,例如可列舉:將所形成的塗膜表面的一部分或全部進行曝光之方法。
曝光係較佳為藉由放射線的照射而進行,就放射線而言,可列舉:電子射線、KrF、ArF、g線、h線、i線等之紫外線或可見光,其中較佳為KrF、g線、h線、i線。
就曝光方式而言,可列舉:步進式曝光(stepper exposure)或對位曝光(aligner exposure)等。
曝光量較佳為5~3000mJ/cm2,更佳為10~2000mJ/cm2,再更佳為50~1000mJ/cm2
就曝光裝置而言,並沒有特別的限制,可適當地選擇周知的裝置,但例如可列舉:超高壓水銀燈等的UV曝光機。
又,就加熱處理而言,可列舉:將所形成的塗膜表面的一部分或全部進行加熱之方法。
加熱溫度較佳為120~250℃,更佳為160~230℃。
加熱時間較佳為3分鐘~180分鐘,更佳為5分鐘~120分鐘。
就加熱裝置而言,並沒有特別的限制,可適當地選擇周知的裝置,但例如可列舉:乾燥烘箱、加熱板、IR加熱器等。
像這樣形成的硬化膜的膜厚,較佳為0.1~10μm,更佳為0.3~5μm,再更佳為0.5~3μm。
再者,亦可視需要地包含將於步驟(2)所得到的硬化膜的一部分或於步驟(1)所得到的塗膜的一部分進行去除之步驟(以下亦稱為「步驟(3)」)。藉由步驟(3),能夠在後述的本發明之第1實施形態中,於對應於紅外光檢測用像素之部分設置開口部。
具體而言,有蝕刻法、鹼顯影法、溶劑顯影法等。
蝕刻法係藉由在於步驟(2)所得到的硬化膜上形成光阻層,將此光阻層去除成圖案狀後形成光阻圖案,將此光阻圖案作為蝕刻遮罩並以乾式蝕刻進行蝕刻,將蝕刻後殘存的光阻圖案去除,而能夠去除於步驟(2)所得到的硬化膜的一部分。關於更具體的方法,例如可參酌日本特開2008-241744號公報,其內容被併入本案說明書中。
鹼顯影法係藉由對於步驟(1)所得到的塗膜隔著光罩進行曝光後,使用鹼顯影液進行顯影,將塗膜的未曝光部分溶解去除,而能夠去除於步驟(1)所得到的塗膜的一部分。在鹼顯影後亦能夠進行後焙。
就鹼顯影液而言,例如,較佳為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲銨、膽鹼、1,8-二吖雙環-[5.4.0]-7-十一烯、1,5-二吖雙環-[4.3.0]-5-壬烯等的水溶液。
於鹼顯影液中亦可適量添加例如甲醇、乙醇等之水溶性有機溶劑或界面活性劑等。還有,鹼顯影後通常會進行水洗。
就顯影處理法而言,能夠適用噴淋顯影法、噴灑顯影法、浸漬(dip)顯影法、浸置(覆液)顯影法等。顯影條件係較佳為在常溫下5~300秒鐘。
藉由經過如上的步驟,能夠形成本發明之硬化膜。
固態攝影裝置
本發明之固態攝影裝置具備本發明之硬化膜,本發明之固態攝影裝置係能夠採用適當的構造。例如,就1個實施形態而言,藉由使用本發明之紅外線遮蔽性組成物在CMOS基板等之半導體基板上透過與前述同樣的操作形成硬化膜,而能夠製作可見光的檢測準確度特別優良的固態攝影裝置。
以下針對本發明的一實施形態之固態攝影裝置,一面參照圖式一面進行詳細的說明。以下所示的實施形態 為本發明的實施形態的一例,本發明並不限於此處說明的實施形態。
還有,在本實施形態中參照的圖式中,同一部分或是具有同樣功能的部分會標上相同的符號或類似的符號(僅在數字之後標上a、b等的符號),其重複的說明有時會省略。又,圖式的尺寸比例為了方便圖示,不一定會與實際的比例一致,有時會將構成的一部分從圖式省略。
又,在本說明書中,「上」是指以支撐基板的主平面(配置固態攝影元件的面)為基準的相對位置,而遠離支撐基板的主平面的方向為「上」。在本案圖式中,朝向紙面而上方為「上」。又,「上」包含與物體的上面相接的情況(也就是「on」的情況)以及位於物體的上方的情況(也就是「over」的情況)。反之,「下」是指以支撐基板的主平面為基準的相對位置,而接近支撐基板的主平面的方向為「下」。在本案圖式中,朝向紙面而下方為「下」。
(第1實施形態)
第1圖為針對本發明的一實施形態之固態攝影裝置的應用例。具體而言,其係顯示將本實施形態的固態攝影裝置應用於TOF(Time Of Flight)方式的攝影裝置(例如距離影像相機(distance image camera))的例子。還有,此處說明的攝影裝置只不過是示意圖,並不妨礙追加或刪除其他要素。
在第1圖中,攝影機器(照相機)10具備光源11、固態攝影裝置(影像感測器)12、信號處理部13、主控制部14作為基本的構成要素。主控制部14係與光源11、固態攝影裝置12及信號處理部13連接,用於控制各自的操作。固態攝影裝置12亦進一步與信號處理部13連接,將固態攝影裝置12中生成的電子信號傳送到信號處理部13。
就光源11而言,能夠使用輸出紅外光之周知的LED(Light Emmiting Diode)。從光源11輸出的紅外光照射到攝影對象物15後會反射,其反射光會入射到固態攝影裝置12。此時,在從光源11輸出的紅外光與從攝影對象物15返回的紅外光之間,會產生根據攝影對象物15的立體形狀的相位差。
就固態攝影裝置12而言,能夠使用CMOS影像感測器或CCD影像感測器。就CMOS影像感測器而言,亦可使用表面照射型與背面照射型中之任一種,惟在本實施形態中,使用高感度的背面照射型CMOS影像感測器。
由攝影對象物15反射的外界的可見光與從光源11輸出的紅外光會入射到固態攝影裝置12內的固態攝影元件(亦被稱為光電轉換元件或感測元件),而轉換成依光量而定的電子信號。經轉換的電子信號係藉由設置於固態攝影裝置12內的AD轉換電路進行數位化,作成數位信號輸出到信號處理部13。關於固態攝影裝置12的具體構造,將在後面說明。
信號處理部13係接收從固態攝影裝置12輸出的數位信號並進行信號處理,形成基於攝影對象物15的影像。此時,基於可見光的數位信號係用作為將攝影對象物15的色彩或形狀再現的信息,基於紅外光的數位信號係用作為用於識別到攝影對象物15的距離之信息。藉由這些數位信號,能夠立體地掌握攝影對象物15。
主控制部14是以CPU為中心的演算處理部,在控制光源11、固態攝影裝置12及信號處理部13的同時,亦會依據從信號處理部13得到的信息來控制未圖示的其他處理部。
第2圖是用於說明固態攝影裝置12的概要的平面圖,封裝16上配置像素部17及端子部18。在像素部17與端子部18之間亦可設置AD轉換電路,擴大部19係顯示將像素部17的一部分擴大的模樣。如擴大部19所示,於像素部17中,複數個像素20被配置成矩陣狀。
第2圖僅顯示如像素部17與端子部18這樣的單純構造,惟本實施形態的固態攝影裝置並不限於此。例如,對於第2圖所示的固態攝影裝置12,亦能內含第1圖所示的信號處理部13的功能。再者,亦可內含與第1圖所示的主控制部14同等的演算處理能力,並作為以單晶片具備攝影功能與演算功能的系統IC電路。
第3圖為將第2圖所示的像素20以III-III’切斷的剖面圖。在第3圖中,從外部光入射的一側起,圖示第1光學層21、第1間隙22、微透鏡陣列23、第2 間隙24、第2光學層25、第3間隙26、可見光通濾波器(彩色濾光片)27a~27c、紅外光通濾波器27d、絕緣體28、光二極體29a~29d、以及支撐基板30。第1間隙22、第2間隙24及第3間隙26可被確保作為以空氣或不活性氣體所填充的空間,亦可被確保作為以有機絕緣膜或無機絕緣膜所構成的絕緣體。又,亦可不具有第1間隙22、第2間隙24或第3間隙26,例如,第2光學層25可與可見光通濾波器27a~27c相接,或是微透鏡陣列23可與第2光學層25相接。
在本說明書中,將可見光通濾波器27a~27c及對應於該等所配置的光二極體29a~29c所構成的像素稱為「可見光檢測用像素」,將紅外光通濾波器27d及光二極體29d所構成的像素稱為「紅外光檢測用像素」。
在此,第1光學層21為透射可見光及至少一部分的紅外光之光學層,例如透射波長400~700nm的可見光與至少一部份的波長750~2500nm(典型上為750~950nm)的紅外光。當然,透射的波長區域並未受限於此處所述的範圍,只要能透射對應於R(紅)、G(綠)及B(藍)的光的可見光與能以後述的紅外光檢測用像素檢測的波長區域的紅外光即可。具備像這樣透射相異的2個波長區域的光學特性之濾光片,一般被稱為2波長帶通濾波器。
還有,在本實施形態中,作為第1光學層21,係使用於具有透明樹脂(具有透光性的樹脂)層的基材上設置介電體多層膜之光學層,該透明樹脂(具有透光 性的樹脂)層包含具有特定光學特性的化合物。就具有特定光學特性的化合物而言,例如可列舉:吸收一部分的紅外光之化合物(以下稱為「化合物(Z)」)。具體而言,作為化合物(Z),可列舉與本發明之紅外線遮蔽性組成物含有的(A)成分相同者,其中能夠較佳地使用選自包含方酸菁系化合物、酞青素系化合物、萘酞青系化合物、克酮酸系化合物、六元卟啉系化合物及花青系化合物之群組中的至少1種的化合物。
像這樣,藉由將介電體多層膜設置於具有透明樹脂層的基材,且該透明樹脂層包含吸收一部分的紅外光之化合物(Z),而能夠製成透射可見光與至少一部份的紅外光之2波長帶通濾波器。此時,基材可為單層,亦可為多層。若為單層,則能夠製成透明樹脂層所構成之可撓性基材。在多層的情況下,例如能夠使用於玻璃基板或樹脂基板等透明基板上積層有含有化合物(Z)及硬化性樹脂的透明樹脂層而成之基材、或於含有化合物(Z)的透明基板上積層有含有硬化性樹脂的保護層等之樹脂層而成之基材。
微透鏡陣列23中,各個微透鏡的位置分別對應於各像素的位置,以各微透鏡所聚集的入射光被各別對應的各像素(具體而言,為各光二極體)所接收。微透鏡陣列23由於能夠使用樹脂材料來形成,因此亦能以單晶片形成。例如,可使用絕緣體作為第2間隙24,將塗布於其上的樹脂材料加工形成微透鏡陣列23。又,亦可使用樹脂所構成的基材(薄膜)作為第2間隙24,將塗 布於其上的樹脂材料加工形成微透鏡陣列23後,以貼附此基材的形式併入至固態攝影元件12中。
第2光學層25為吸收至少一部分的紅外光之光學層,係能夠適於使用本發明之紅外線遮蔽性組成物來製造。具體而言,藉由含有於波長700~2000nm之範圍內具有極大吸收波長的紅外線遮蔽劑,能夠發揮作為遮蔽至少一部分的紅外光的紅外光截止濾波器的功能。還有,有關本發明的第1實施形態之固態攝影裝置,較佳為第1光學層21為於具有透明樹脂(具有透光性的樹脂)層的基材上設置介電體多層膜之光學層(2波長帶通濾波器),該透明樹脂(具有透光性的樹脂)層含有具有特定光學特性的化合物,第2光學層25為使用本發明之紅外線遮蔽性組成物所形成的硬化膜。
在第1實施形態中,第2光學層25係於對應於紅外光檢測用像素(具體而言,為光二極體29d)的部分具有開口部。亦即,為了讓紅外光直接到達光二極體29d,而在光二極體29d的上方設置開口部,成為不妨礙紅外光的入射的構造。若換句話說,即第2光學層25中的「對應於光二極體29d的部分」是指光二極體29d的上方,也就是指朝向光二極體29d的紅外光的光路與第2光學層25相交的部分。開口部係例如能藉由前述的蝕刻法或鹼顯影法來形成。本發明之紅外線遮蔽性組成物由於能藉由蝕刻或鹼顯影法來形成開口部,因此特別適於第1實施形態中的第2光學層25的形成。
如此一來,在第1實施形態中,第2光學層25係以覆蓋紅外光檢測用像素以外的部分(亦即,可見光檢測用像素)的上方的方式進行配置。藉以能夠極力抑制紅外光到達可見光檢測用像素。其結果,在可見光檢測用像素中能夠降低雜訊成分,可使可見光的檢測準確度提升。
於第2光學層25的下方,配置前述之含有可見光檢測用像素與紅外光檢測用像素的像素群。如同前述,在本實施形態中,各光二極體29a~29c與可見光通濾波器27a~27c各自相對應而構成可見光檢測用像素。又,光二極體29d與紅外光通濾波器27d相對應而構成紅外光檢測用像素。在本說明書中,將光二極體29a~29c稱為「第1受光元件」,將光二極體29d稱為「第2受光元件」。
還有,實際上,可見光通濾波器27a~27c係由透射各個不同波長的可見光的濾通器所構成,例如,可見光通濾波器係可包含透射綠色光的濾通器27a、透射紅色光的濾通器27b及透射藍色光的濾通器27c。因此,亦可分別將對應於該等個別的顏色的像素稱為綠色光檢測用像素、紅色光檢測用像素、藍色光檢測用像素。
又,可見光通濾波器27a~27c及紅外光通濾波器27d係能夠使用含有於特定波長具有吸收的色素(顏料或染料)之周知樹脂材料。例如,紅外光通濾波器27d係能夠使用包含於可見光的波長區域具有吸收的色素與硬化性成分之硬化性組成物來形成。只要含有1個以上 之於可見光的波長區域具有吸收的色素即可,但亦可組合複數個色素。具體而言,例如能夠使用日本特開2014-130332號公報中記載的感光性組成物來形成紅外光通濾波器。
上述的光二極體29a~29d係能夠使用聚矽氧基板作為支撐基板30,並於聚矽氧基板的表面使用周知的半導體製程來形成。當然,亦能夠使用玻璃、陶瓷、樹脂等之基板作為支撐基板30,並使用周知的薄膜形成技術來形成光二極體29a~29d。
在本實施形態中,使用光二極體29a作為用於接受波長520~560nm的綠色光之受光元件,使用光二極體29b作為用於接受波長580~620nm的紅色光之受光元件,使用光二極體29c作為用於接受波長430~470nm的藍色光之受光元件。像這樣,在本實施形態之固態攝影裝置12中,使用此等的光二極體29a~29c來檢測從外部入射的可見光。
另一方面,光二極體29d,發揮用於接受波長750~2500nm(典型上為波長750~950nm)的紅外光的受光元件的功能,藉由光二極體29d,能夠檢測從外部入射的紅外光。
此處係將本實施形態之固態攝影裝置12中使用的第1光學層21、第2光學層25及紅外光通濾波器27d的光學特性顯示於第4~6圖。
第4圖係顯示用於本實施形態之固態攝影裝置12之第1光學層21的透射光譜的圖。在第4圖中, 橫軸係表示入射光的波長,縱軸係表示從垂直於第1光學層21的方向進行測定時的透射率。如第4圖所示,本實施形態中所使用的第1光學層21,具有透射波長400~700nm的可見光與波長750~950nm的紅外光的光學特性。當然,第4圖中表示的光學特性為一例,就本實施形態中使用的第1光學層21而言,若具有透射可見光及至少一部分的紅外光之光學特性,即便是透射其他波長區域的2波長帶通濾波器,亦能夠使用。
第5圖係顯示用於本實施形態之固態攝影裝置12之第2光學層(紅外線截止濾波器)25的透射光譜的圖。在第5圖中,橫軸係表示入射光的波長,縱軸係表示從垂直於第2光學層25的方向進行測定時的透射率。還有,第5圖中係顯示第2光學層(A)與第2光學層(B)兩種類,但兩者的透射光譜的差異係由含有的(A)紅外線遮蔽劑的不同所造成。具體而言,第2光學層(A)含有最大的吸收極大波長為865nm的花青系化合物作為(A)成分,第2光學層(B)含有最大的吸收極大波長為865nm的花青系化合物與同波長為810nm的花青系化合物作為(A)成分。
如第5圖所示,本實施形態中所使用的紅外線截止濾波器25具有將波長約600~950nm、較佳為波長700~900nm的入射光截斷的功能。當然,第5圖中表示的光學特性為一例,就本實施形態中使用的第2光學層25而言,只要使用含有於波長700~2000nm具有極大吸收的紅外線遮蔽劑之光學層即可。
第6圖係顯示用於本實施形態之固態攝影裝置12之紅外光通濾波器27d的透射光譜的圖。在第6圖中,橫軸係表示入射光的波長,縱軸係表示從垂直於紅外光通濾波器27d的方向進行測定時的透射率。如第6圖所示,本實施形態中所使用的紅外光通濾波器27d係展現透射比波長800nm附近還長的波長側的光之特性。當然,本實施形態中可使用的紅外光通濾波器27d不限於具有第6圖所示的透射光譜特性者,吸收端可於更長的波長側或更短的波長側。
本實施形態中的固態攝影裝置12,首先,係藉由具有如第4圖所示的光學特性的第1光學層21,過濾外部的光而透射波長400~700nm的可見光與至少一部份的波長750~2500nm的紅外光(具體而言為波長750~950nm的紅外光)。然後,透射第1光學層21的可見光與紅外光的一部分會入射至第2光學層25。
此時,由於在光二極體29d上方的第2光學層25設置有開口部,透射第1光學層21的可見光與紅外光的一部分會直接入射到紅外光通濾波器27d。在紅外光通濾波器27d中,如第6圖所示,吸收(截斷)波長約750nm以下的可見光,波長750~950nm的紅外光入射至光二極體29d。藉此,不受到可見光造成的雜訊等的影響,而能準確度良好地掌握到攝影對象物15為止的距離。
另一方面,由於在光二極體29a~29c的上方(可見光通濾波器27a~27c的上方)設置有第2光學層 25,透射第1光學層21的可見光與紅外光的一部分入射至第2光學層25。在第2光學層25中,如第5圖所示,吸收(截斷)波長約800~900nm的紅外光,含有RGB的各成分光的可見光係透過可見光通濾波器27a~27c入射至光二極體29a~29c。藉此,能夠大幅降低入射至光二極體29a~29c的紅外光的光量,因此不會受到紅外光所造成的雜訊等的影響,而能準確度良好地掌握攝影物15的色度或形狀。
像這樣,在本實施形態中的固態攝影裝置12中,具有藉由適當地調整第1光學層21與第2光學層25的光學特性而抑制最後入射至可見光檢測用像素的紅外光之特徵。
相對於此,僅設置第1光學層21的情況下,由於透射第1光學層21的紅外光會直接入射至可見光檢測用像素,因而有色再現性惡化之虞。
又,僅設置第2光學層25的情況下,無法充分地截斷可見光檢測用像素或光二極體29d所不需要的紅外光,而有色再現性或紅外線感應性能惡化之虞。例如,一般而言,紅色用的彩色濾光片由於具有透射波長600nm以上的光的光學特性,因此會使紅外光入射至紅色光檢測用像素。又,一般而言,綠色用的彩色濾光片或藍色用的彩色濾光片,由於具有透射率慢慢從波長750nm附近增加的光學特性,因此也會使紅外光入射至綠色光檢測用像素或藍色光檢測用像素。
(第2實施形態)
接著,針對關於本發明之第2實施形態之固態攝影裝置進行說明。
第8圖係沿著III-III’將第2圖所示的像素20切斷而成之第2實施形態之固態攝影裝置的概略剖面圖。第2實施形態之固態攝影裝置,具有與第1實施形態之固態攝影裝置相同的基本構成,但在下一點中,與第1實施形態之固態攝影裝置相異。亦即,第2實施形態之固態攝影裝置中,不存在第1光學層21、光二極體29d及紅外光通濾波器27d,而且就第2光學層25被設置在微透鏡陣列23的下方的點而言,與第1實施形態之固態攝影裝置並不相同。第2光學層25係與第1實施形態之第2光學層同樣地會吸收至少一部分的紅外光,且為具備檢測透射第2光學層25的透射光的第1受光元件之固態攝影裝置,第2光學層係由使用本發明之紅外線遮蔽性組成物所形成的硬化膜構成。
第1受光元件是指設置於可見光通濾波器27a~c下方的光二極體29a~29c,第2光學層係配置在該光二極體的上方。又,可見光通濾波器27a~c能夠含有透射綠色光的濾通器、透射紅色光的濾通器、及透射藍色光的濾通器。像這樣,由於第2實施形態之固態攝影裝置係將第2光學層25設置於可見光檢測用像素的上方,因此可見光能夠大幅降低入射至光二極體29a~c的紅外光的光量。又,在第1實施形態之固態攝影裝置中,相對於必須在第2光學層25的一部分形成開口部,在第2實施 形態之固態攝影裝置中不需要在第2光學層25形成開口部,因此亦具有固態攝影裝置的製造變得簡單這樣的優點。
(第3實施形態)
接著,針對關於本發明之第3實施形態之固態攝影裝置進行說明。
第9圖係沿著III-III’將第2圖所示的像素20切斷而成之第3實施形態之固態攝影裝置的概略剖面圖。第3實施形態之固態攝影裝置,具有與第2實施形態之固態攝影裝置相同的基本構成,但在下一點中,與第2實施形態之固態攝影裝置相異。亦即,第3實施形態之固態攝影裝置,在第2光學層25被設置於微透鏡陣列23的上方的這一點,與第2實施形態之固態攝影裝置相異。像這樣,第3實施形態之固態攝影裝置,由於係將第2光學層25設置於可見光檢測用像素的上方,因此可見光能夠大幅降低入射至光二極體29a~c的紅外光的光量。
第1、第2及第3實施形態之固態攝影裝置,由於能夠大幅降低入射至第1受光元件的紅外光的光量,因此不會受到紅外光所造成的雜訊等的影響,而能夠準確度良好地掌握與攝影物的距離。因此,其適用於電視機的遙控器或自動門等遙控裝置、3維形狀測定裝置、汽車的車輛間距離檢測感測器等之汽車裝備、手勢輸入控制器等所使用的距離影像感測器、傳真或複印機中的影像感測器、液晶顯示器的顏色監控用或簡易色檢 測用所使用的色彩感測器、紅外線檢測元件等適當的光感測器。而且,亦適用於照相機等之顏色識別感測器。
[實施例]
以下列舉實施例,更具體地說明本發明的實施形態,惟本發明不限於下述實施例。
合成例1
使馬來酸酐10.00g加熱溶解於丙二醇單甲基醚(以下亦稱為「PGME」)90.00g中,調製10%的馬來酸酐的PGME溶液。接著,將10%的馬來酸酐的PGME溶液1.8g與水72.41g混合,調製酸觸媒溶液。
接著,在燒瓶中加入182.66g的甲基三甲氧基矽烷及43.13g的PGME,設置冷卻管及裝有已預先調製的酸觸媒溶液之滴液漏斗。接下來,以油浴將上述燒瓶加熱至50℃後,緩慢地滴入上述酸觸媒溶液,滴入結束後在60℃下反應3小時。反應結束後,將裝有反應溶液的燒瓶冷卻。
接下來,將反應溶液移至另一個燒瓶,以蒸發器將固體成分量濃縮至50%為止後,再以PGME將固體成分量稀釋至30%。接下來,再次進行濃縮至固體成分量達到50%後,以PGME進行稀釋的操作,使得固體成分濃度成為35質量%,藉由除去殘留的水與甲醇,而得到固體成分濃度35質量%的矽氧烷聚合物(B-1)溶液。矽氧烷聚合物(B-1)的Mw為2,480、Mn為1,200、Mw/Mn為2.1。
合成例2
除了在合成例1中變更成混合10%的馬來酸酐的PGME溶液1.80g與水69.21g的酸觸媒溶液、作為矽烷化合物的甲基三甲氧基矽烷165.86g、苯基三甲氧基矽烷12.71g、50.43g之作為溶劑的PGME以外,與合成例1同樣地進行,得到固體成分濃度35質量%的矽氧烷聚合物(B-2)溶液。
合成例3
除了在合成例1中變更成混合10%的馬來酸酐的PGME溶液1.80g與水63.59g的酸觸媒溶液、作為矽烷化合物的甲基三甲氧基矽烷136.35g、苯基三甲氧基矽烷35.03g、63.23g之作為溶劑的PGME以外,與合成例1同樣地進行,得到固體成分濃度35質量%的矽氧烷聚合物(B-3)溶液。
合成例4
除了在合成例1中變更成混合10%的馬來酸酐的PGME溶液1.80g與水58.81g的酸觸媒溶液、作為矽烷化合物的甲基三甲氧基矽烷111.27g、苯基三甲氧基矽烷53.99g、74.13g之作為溶劑的PGME以外,與合成例1同樣地進行,得到固體成分濃度35質量%的矽氧烷聚合物(B-4)溶液。
合成例5
除了在合成例1中變更成混合10%的馬來酸酐的PGME溶液1.80g與水49.51g的酸觸媒溶液、作為矽烷化合物的甲基三甲氧基矽烷62.45g、苯基三甲氧基矽烷90.91g、95.32g之作為溶劑的PGME、並以容器內成為 回流的方式改變反應溫度以外,與合成例1同樣地進行,得到固體成分濃度35質量%的矽氧烷聚合物(B-5)溶液。
合成例6
除了在合成例1中變更成混合10%的馬來酸酐的PGME溶液1.80g與水43.95g的酸觸媒溶液、作為矽烷化合物的甲基三甲氧基矽烷33.26g、苯基三甲氧基矽烷112.98g、108.00g之作為溶劑的PGME以外,與合成例1同樣地進行,得到固體成分濃度35質量%的矽氧烷聚合物(B-6)溶液。
合成例7
除了在合成例5中變更成混合10%的馬來酸酐的PGME溶液1.80g與水37.62g的酸觸媒溶液、作為矽烷化合物的苯基三甲氧基矽烷138.14g、122.44g之作為溶劑的PGME以外,與合成例5同樣地進行,得到固體成分濃度35質量%的矽氧烷聚合物(B-7)溶液。
合成例8
除了在合成例1中變更成混合10%的馬來酸酐的PGME溶液1.80g與水40.37g的酸觸媒溶液、作為矽烷化合物的甲基三甲氧基矽烷30.55g、甲苯基三甲氧基矽烷111.11g、116.17g之作為溶劑的PGME以外,與合成例1同樣地進行,得到固體成分濃度35質量%的矽氧烷聚合物(B-8)溶液。
合成例9
除了在合成例1中變更成混合10%的馬來酸酐的PGME溶液1.80g與水43.95g的酸觸媒溶液、作為矽烷化合物的甲基三甲氧基矽烷27.72g、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷(商品名Sila-Ace S710,CHISSO(股)製)10.11g、苯基三甲氧基矽烷112.98g、108.00g之作為溶劑的PGME以外,與合成例1同樣地進行,得到固體成分濃度35質量%的矽氧烷聚合物(B-9)溶液。
針對上述合成例中所得到的矽氧烷聚合物(B-2)~(B-9),藉由GPC(溶出溶劑:四氫呋喃)測定聚苯乙烯換算的分子量,將其結果顯示於表1。
在表1中,MTMS意指甲基三甲氧基矽烷,S710意指3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷(商品名Sila-Ace S710,CHISSO(股)製),PTMS意指苯基三甲氧基矽烷,TTMS意指甲苯基三甲氧基矽烷。
<(E)黏結劑樹脂的合成>
合成例10
在具備冷卻管與攪拌機的燒瓶中裝入丙二醇單甲基醚乙酸酯100質量份並以氮氣取代。加熱至80℃後,在 同一溫度下花費1小時滴入丙二醇單甲基醚乙酸酯100質量份、甲基丙烯酸20質量份、苯乙烯10質量份、甲基丙烯酸芐酯5質量份、甲基丙烯酸-2-羥乙酯15質量份、甲基丙烯酸-2-乙基己酯23質量份、N-苯基順丁烯二醯亞胺12質量份、琥珀酸單(2-丙烯醯氧乙酯)15質量份及2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)6質量份的混合溶液,保持此溫度進行聚合2小時。之後,藉由將反應溶液的溫度升溫至100℃,再進行1小時的聚合,得到黏結劑樹脂溶液(固體成分濃度33質量%)。所得到的黏結劑樹脂的Mw為12,200、Mn為6,500,將此黏結劑樹脂設為「黏結劑樹脂(E-1)」。
<基底膜(base film)形成用組成物的調製>調製例1
將燒瓶內進行氮氣取代後,裝入溶解有0.6質量份的2,2’-偶氮雙異丁腈之丙酸甲基-3-甲氧酯溶液200質量份。接著裝入37.5質量份的甲基丙烯酸三級丁酯、62.5質量份的甲基丙烯酸環氧丙酯後,進行攪拌,於70℃下加熱6小時。冷卻後,得到含有聚合物的樹脂溶液。
接著,以33.3質量份(含有10質量份的聚合物)的該樹脂溶液、31.9質量份的丙酸甲基-3-甲氧酯、3.4質量份的丙二醇單甲基醚稀釋後,將0.3質量份的苯偏三酸、0.5質量份的3-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、0.005質量份的商品名「FC-4432」(Sumitomo 3M(股)製)溶解,調製基底膜形成用組成物。
<紅外線遮蔽性組成物的調製>
實施例1
藉由添加混合2.53質量份的作為(A)成分的花青系化合物之NK-5060(林原股份有限公司製,極大吸收波長865nm(膜))、100.00質量份的作為(B)成分的矽氧烷聚合物(B-2)溶液(固體成分濃度35質量%)、1.63質量份的作為(C)感光劑的酸產生劑之1-(4,7-二丁氧基-1-萘基)四氫噻吩鎓三氟甲烷磺酸鹽、作為添加劑的氟系界面活性劑之Ftergent FTX-218(Neos股份有限公司製)0.07質量份與N-三級丁氧基羰基二環己胺0.16質量份、及289.55質量份的作為(F)有機溶劑的環己酮,而得到固體成分濃度為10質量%的紅外線遮蔽性組成物(S-1)。
<硬化膜的形成及評定>
在玻璃基板上使用自動塗布顯影裝置(Tokyo Electron(股)製CLEAN TRACK,商品名「MARK-Vz」),以旋塗法塗布前述基底膜形成用組成物後,在250℃下進行烘烤2分鐘,形成膜厚0.6μm的基底膜。
以旋塗法在此基底膜上塗布紅外線遮蔽性組成物(S-1)後,於100℃的加熱板上進行預烘烤2分鐘,形成膜厚0.5μm的塗膜。之後,藉由以200℃的加熱板進行後焙5分鐘,而製作具有硬化膜的玻璃基板。
以光學顯微鏡觀察所得到的基板,將完全沒有龜裂的情況評定為「◎」,將有1~3個龜裂的情況評定為「○」,將有4~10個龜裂的情況評定為「△」,將11個以上的情況評定為「×」,將結果顯示於表2。
接著,使用Suga Test Instruments公司製的霧度計並依照JIS K7136來測定所得到的基板的霧度,將霧度小於0.3%的情況評定為「◎」,將0.3%以上且小於0.5%的情況評定為「○」,將0.5%以上且小於1.0%的情況評定為「△」,將1.0%以上的情況評定為「×」,將結果顯示於表2。還有,霧度的測定係在與未形成硬化膜的玻璃基板的對比下進行。
實施例2~8
除了在實施例1中將矽氧烷聚合物改成(B-3)~(B-9)以外,與實施例1同樣地進行,調製紅外線遮蔽性組成物(S-2)~(S-8),進行硬化膜的形成與評定。將其結果顯示於表2。
又,將實施例5中所得到的硬化膜的透射光譜顯示於第7圖。但第7圖為與在玻璃基板上僅形成基底膜的基板的對比。
比較例1
除了在實施例1將矽氧烷聚合物改成(B-1)以外,與實施例1同樣地進行,調製紅外線遮蔽性組成物(S-9),進行硬化膜的形成與評定。將其結果顯示於表2。
還有,在表2中,「A-1」為NK-5060(林原股份有限公司製,極大吸收波長865nm(膜))。
實施例9
除了在實施例1中使用矽氧烷聚合物(B-2)溶液(固體成分濃度35質量%)50質量份來代替矽氧烷聚合物(B-2)溶液(固體成分濃度35質量%)100.00質量份,並且進一步追加黏結劑樹脂(E-1)溶液(固體成分濃度33質量%)50質量份作為(E)成分以外,與實施例1同樣地進行,調製紅外線遮蔽性組成物(S-10),進行硬化膜的形成與評定。將其結果顯示於表3。
實施例10~16
除了在實施例9中將矽氧烷聚合物的種類改成(B-3)~(B-9)以外,與實施例9同樣地進行,調製紅外線遮蔽性組成物(S-11)~(S-17),進行硬化膜的形成與評定。將其結果顯示於表3。
比較例2
除了在實施例9中將矽氧烷聚合物的種類改成(B-1)以外,與實施例9同樣地進行,調製紅外線遮蔽性組成物(S-18),進行硬化膜的形成與評定。將其結果顯示於表3。
實施例17~33
除了在實施例4中使用表4中記載的(A)成分來代替NK-5060以外,與實施例4同樣地進行,調製紅外線遮蔽性組成物(S-19)~(S-35),進行硬化膜的形成與評定。將其結果顯示於表4。還有,在實施例25~33中,以表4中記載的質量比將2種的(A)成分混合來使用。
實施例34~45
除了在實施例12中使用表4中記載的(A)成分來代替NK-5060以外,與實施例12同樣地進行,調製紅外線遮蔽性組成物(S-36)~(S-47),進行硬化膜的形成與評定,將其結果顯示於表4。還有,在實施例39~45中,以表4中記載的質量比將2種的(A)成分混合來使用。
還有,在表4中,「A-1」~「A-9」係如下所述。
A-1:NK-5060(林原股份有限公司製。花青系化合物。極大吸收波長865nm(膜))
A-2:Excolor TX-EX 708K(日本觸媒股份有限公司製。酞青素系化合物。極大吸收波長755nm(膜))
A-3:依據日本專利第5046515號說明書的實施例1所合成的酞青素系化合物(極大吸收波長990nm(膜))
A-4:Lumogen IR765(BASF公司製。四萘嵌三苯系化合物。極大吸收波長705nm(膜))
A-5:依據日本特開2014-139617號公報的第[0263]段落中記載的方法所合成的磷酸酯銅錯合物(銅化合物。極大吸收波長868nm(膜))
A-6:依據日本特開2011-68731號公報的合成例2所合成的吡咯并吡咯系化合物(極大吸收波長780nm(膜))
A-7:日本特開昭61-42585號公報的化合物(1)(金屬二硫醇系化合物。極大吸收波長908nm(膜))
A-8:依據日本專利第4168031號說明書的實施例3所合成的雙{雙(三氟甲烷磺)醯亞胺酸}N,N,N’,N’-肆(對二芐基胺基苯基)-對苯二亞胺(二亞胺系化合物。極大吸收波長1060nm(膜))
A-9:YMF-02(Sumitomo Metal Mining股份有限公司製。為氧化銫鎢化合物之Cs0.33WO3(平均分散粒徑800nm以下,極大吸收波長1550~1650nm(膜))的18.5質量%分散液)
實施例46
在2片的玻璃基板上使用自動塗布顯影裝置(Tokyo Electron(股)製CLEAN TRACK,商品名「MARK-Vz」), 以旋塗法塗布前述基底膜形成用組成物後,在250℃下進行烘烤2分鐘,分別形成膜厚0.6μm的基底膜。
對第1片的基板,以旋塗法在基底膜上塗布實施例12中所得到的紅外線遮蔽性組成物(S-13)後,於100℃的加熱板上進行預烘烤2分鐘,形成膜厚0.5μm的塗膜。接著,使用曝光機(Canon公司的「MPA-600FA」(ghi線混合)),不隔著光罩而以1,000J/m2的曝光量對塗膜曝光。接著,於200℃的加熱板進行後焙5分鐘,製作具有硬化膜的基板。
針對所得到的基板,與實施例1同樣地進行評定後,耐龜裂性為「◎」,霧度為「◎」。
對第2片的基板,以旋塗法在基底膜上塗布實施例12中所得到的紅外線遮蔽性組成物(S-13)後,於100℃的加熱板上進行預烘烤2分鐘,形成膜厚0.5μm的塗膜。接著,使用曝光機(Canon公司的「MPA-600FA」(ghi線混合)),隔著具有60μm的線寬及間距(line and space)(10對1)的圖案的光罩而以1,000J/m2的曝光量對塗膜曝光。接著,使用2.38質量%的氫氧化四甲銨水溶液,在23℃下以覆液法顯影80秒鐘。以超純水進行1分鐘的流水洗淨,在旋轉乾燥後,以200℃的加熱板進行後焙5分鐘後,能夠製作具有線寬及間距的基板。

Claims (15)

  1. 一種紅外線遮蔽性組成物,其係含有:(A)於波長700~2000nm之範圍內具有極大吸收波長的紅外線遮蔽劑、及(B)矽氧烷聚合物之紅外線遮蔽性組成物,其中(B)矽氧烷聚合物具有以下述式(1)表示的結構單元α與以下述式(3)表示的結構單元β,結構單元α與結構單元β的含有比例[α/β]以莫耳比計為100/0~5/95, [式中,R1係表示芳香族烴基,R3係表示鏈狀烴基,m及n係相互獨立地表示1~3的整數]。
  2. 如請求項1之紅外線遮蔽性組成物,其中m及n為1。
  3. 如請求項1之紅外線遮蔽性組成物,其中結構單元α與結構單元β的含有比例[a/b]以莫耳比計為100/0~10/90。
  4. 如請求項1之紅外線遮蔽性組成物,其中(A)紅外線吸收劑為選自包含二亞胺(diiminium)系化合物、方酸菁(squarylium)系化合物、花青系化合物、酞青素系化合物、萘酞青系化合物、四萘嵌三苯(quaterrylene)系化 合物、胺鎓系化合物、亞胺(iminium)系化合物、偶氮系化合物、蒽醌系化合物、卟啉系化合物、吡咯并吡咯(pyrrolopyrrole)系化合物、氧雜菁(oxonol)系化合物、克酮酸(croconium)系化合物、六元卟啉(hexaphyrin)系化合物、金屬二硫醇系化合物、銅化合物、鎢化合物及金屬硼化物之群組中的至少1種。
  5. 如請求項1至4中任一項之紅外線遮蔽性組成物,其進一步含有(C)感光劑。
  6. 如請求項1至4中任一項之紅外線遮蔽性組成物,其進一步含有感熱劑。
  7. 一種硬化膜,其係使用如請求項1至6中任一項之紅外線遮蔽性組成物而形成。
  8. 如請求項7之硬化膜,其中在膜厚0.5μm下,於波長500~600nm的頻帶中之光的最小透射率為90%以上,且於波長850nm中之光的透射率為40%以下。
  9. 如請求項7或8之硬化膜,其係紅外線截止濾波器(infrared cut-off filter)。
  10. 一種固態攝影裝置,其具備如請求項7至9中任一項之硬化膜。
  11. 一種固態攝影裝置,其係具備:透射可見光及至少一部分的紅外光之第1光學層、與吸收至少一部分的紅外光之第2光學層之固態攝影裝置, 其中該第2光學層具有透射可見光及紅外光之開口部,且由使用含有下述成分(A)及(B)的紅外線遮蔽性組成物所形成的硬化膜所構成,(A)於波長700~2000nm之範圍內具有極大吸收波長的紅外線遮蔽劑(B)具有芳香族烴基的矽氧烷聚合物。
  12. 如請求項11之固態攝影裝置,其中矽氧烷聚合物之芳香族烴基的含有率相對於Si原子為5莫耳%以上。
  13. 如請求項11或12之固態攝影裝置,其中矽氧烷聚合物具有以下述式(1)表示的結構單元α, [式(1)中,R1係表示芳香族烴基,m係表示1~3的整數]。
  14. 如請求項13之固態攝影裝置,其中矽氧烷聚合物之結構單元α的含有比例為5莫耳%以上。
  15. 如請求項13之固態攝影裝置,其中矽氧烷聚合物含有以下述式(1)表示的結構單元α與以下述式(3)表示的結構單元β,結構單元α與結構單元β的含有比例[α/β]以莫耳比計為100/0~5/95, [式中,R1係表示芳香族烴基, R3係表示鏈狀烴基,m及n係相互獨立地表示1~3的整數]。
TW104143700A 2014-12-26 2015-12-25 紅外線遮蔽性組成物、硬化膜及固態攝影裝置 TWI701304B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-265729 2014-12-26
JP2014265729 2014-12-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201631058A true TW201631058A (zh) 2016-09-01
TWI701304B TWI701304B (zh) 2020-08-11

Family

ID=56150509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104143700A TWI701304B (zh) 2014-12-26 2015-12-25 紅外線遮蔽性組成物、硬化膜及固態攝影裝置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6702197B2 (zh)
KR (2) KR20220146660A (zh)
CN (1) CN107076894B (zh)
TW (1) TWI701304B (zh)
WO (1) WO2016104491A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI675907B (zh) 2015-01-21 2019-11-01 日商Jsr股份有限公司 固體攝像裝置
JP6788444B2 (ja) * 2016-09-07 2020-11-25 株式会社日本触媒 樹脂組成物および光学フィルター
JP6726317B2 (ja) 2017-02-09 2020-07-22 富士フイルム株式会社 感光性組成物、硬化膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および赤外線センサ
JP6922361B2 (ja) * 2017-04-07 2021-08-18 Jsr株式会社 固体撮像素子用組成物、赤外線遮蔽膜及び固体撮像素子
JP7326152B2 (ja) * 2017-04-07 2023-08-15 Jsr株式会社 固体撮像素子用組成物及び固体撮像素子用赤外線遮蔽膜の形成方法
KR101862533B1 (ko) 2018-04-12 2018-05-29 주식회사 엘엠에스 카메라 모듈에 포함되는 근적외선 컷-오프 필터용 광학물품 및 이를 포함하는 카메라 모듈용 근적외선 컷-오프 필터
JP2020042235A (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 Jsr株式会社 撮像装置、および赤外吸収膜

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101047946B1 (ko) * 2006-10-25 2011-07-12 주식회사 엘지화학 투명화 기능 및 근적외선 흡수 기능을 갖는 전자파 차폐필름, 이를 포함하는 광학 필터 및 이를 포함하는 플라즈마디스플레이 패널
JP2011191391A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Sumitomo Chemical Co Ltd 硬化されたパターンの製造方法
US9575213B2 (en) * 2011-10-14 2017-02-21 Jsr Corporation Optical filter, and solid-state image pickup device and camera module using the optical filter
JP5965639B2 (ja) * 2011-12-27 2016-08-10 富士フイルム株式会社 赤外線カットフィルタの製造方法、該製造方法に用いられる赤外線吸収性液状組成物、及びカメラモジュールの製造方法
JP2013151675A (ja) 2011-12-27 2013-08-08 Fujifilm Corp 赤外線吸収性組成物、これを用いた赤外線カットフィルタ及びその製造方法、並びに、カメラモジュール及びその製造方法
US9348019B2 (en) * 2012-11-20 2016-05-24 Visera Technologies Company Limited Hybrid image-sensing apparatus having filters permitting incident light in infrared region to be passed to time-of-flight pixel
JP2014203044A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 日本板硝子株式会社 赤外線カットフィルタおよび撮像装置
JP2014214262A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 日本化薬株式会社 熱硬化性樹脂組成物及び近赤外線カットフィルタ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170099845A (ko) 2017-09-01
CN107076894B (zh) 2020-01-31
JPWO2016104491A1 (ja) 2017-11-24
WO2016104491A1 (ja) 2016-06-30
JP6702197B2 (ja) 2020-05-27
KR20220146660A (ko) 2022-11-01
TWI701304B (zh) 2020-08-11
CN107076894A (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10854661B2 (en) Solid-state imaging device, infrared-absorbing composition, and flattened-film-forming curable composition
TWI701304B (zh) 紅外線遮蔽性組成物、硬化膜及固態攝影裝置
TWI741010B (zh) 組成物、膜、近紅外線截止濾波器、圖案形成方法、積層體、固體攝像元件、圖像顯示裝置、照相機模組及紅外線感測器
US20170317131A1 (en) Solid-state imaging device and infrared-absorbing composition
US11073760B2 (en) Coloring composition, color filter, pattern forming method, solid-stage imaging element, and image display device
TW201700624A (zh) 硬化性組成物、硬化膜、紅外線透過濾光片及固態攝影裝置
TW201635026A (zh) 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
TWI759432B (zh) 組成物、紅外線吸收膜、紅外線截止濾波器、固體攝像元件、紅外線感測器、照相機模組以及新穎的化合物
TW201542779A (zh) 紅外線感測器、近紅外線吸收組成物、感光性樹脂組成物、化合物、近紅外線吸收濾波器及攝像裝置
TWI698498B (zh) 著色組成物、著色硬化膜及固態攝影元件
TW201600574A (zh) 近紅外線吸收性組成物、近紅外線截止濾波器、近紅外線截止濾波器的製造方法、固體攝像元件、照相機模組
TW201826020A (zh) 感光性組成物、硬化膜、濾光器、積層體、圖案形成方法、固體成像元件、圖像顯示裝置以及紅外線感測器
KR20190035913A (ko) 구조체, 컬러 필터, 고체 촬상 소자, 화상 표시 장치, 구조체의 제조 방법 및 유기물층 형성용 조성물
KR20200031054A (ko) 촬상 장치, 및 적외 흡수막
US11945887B2 (en) Curable composition, film, near-infrared cut filter, solid-state imaging element, image display device, infrared sensor, and camera module
TW201512709A (zh) 彩色濾光片的製造方法、底層形成用組成物、有機el顯示元件
TW201825603A (zh) 近組成物、膜、濾光器、圖案形成方法、固體成像元件、圖像顯示裝置及紅外線感測器
JP2010134352A (ja) カラーフィルタの製造方法及び固体撮像素子
CN108333869B (zh) 感光性组合物、硬化膜及其制造方法、以及显示元件、发光元件及光接收元件
KR20200041964A (ko) 경화성 조성물, 경화막, 고체 촬상 장치, 및 경화막의 제조 방법
JP2023049863A (ja) 組成物、遮光膜、固体撮像素子、画像表示装置、硬化膜の製造方法
KR20220137949A (ko) 감광성 조성물, 경화막, 컬러 필터, 차광막, 광학 소자, 고체 촬상 소자, 적외선 센서, 헤드라이트 유닛
TW202026365A (zh) 組成物、膜、濾光器、固體攝像元件、紅外線感測器、濾光器的製造方法、相機模組、化合物及分散組成物