TW202024138A - 硬化性組成物、硬化膜、圖案的形成方法、濾光器及光學感測器 - Google Patents
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Abstract
在硬化性組成物中,色材的含量相對於組成物的總固體成分為30質量%以上,光聚合起始劑包含甲醇中的波長365nm的吸光係數為1.0×103
mL/gcm以上之光聚合起始劑A1、及甲醇中的波長365nm的吸光係數為1.0×102
mL/gcm以下且波長254nm的吸光係數為1.0×103
mL/gcm以上之光聚合起始劑A2,組成物的波長400~600nm的範圍內的吸光度的最小值A與波長1000~1300nm的範圍內的吸光度的最大值B之比A/B為4.5以上。此外,本發明關於一種應用了該硬化性組成物之硬化膜、圖案的形成方法、濾光器及光學感測器。
Description
本發明關於一種硬化性組成物、硬化膜、圖案的形成方法、濾光器及光學感測器。
以往,在電荷耦合元件(CCD)圖像感測器等固體攝像元件中,已經嘗試使用濾色器進行圖像的著色等。例如,專利文獻1中記載有一種固體攝像元件,其具備:半導體基板;濾色器陣列,具有2色以上的濾色器層及至少隔著不同顏色的濾色器層間分離之分離壁;及集光機構,配置於半導體基板與濾色器陣列之間。
又,近年來,已經對感測近紅外線之光學感測器進行了研究。近紅外線的波長與可見光線相比,波長長,因此難以散射,亦能夠用於距離測量、三維測量等。又,由於近紅外線對於人、動物等是看不見的,因此即使在夜間使用近紅外線照射被攝體亦不會被被攝體發現,在無需刺激對象亦能夠作為拍攝夜間野生動物之用途、防犯用途使用於拍攝。這樣,感測近紅外線之光學感測器能夠用於各種用途。在該種光學感測器中,使用在近紅外線透過濾波器等的近紅外線區域具有透過帶之濾波器等(例如,參閱專利文獻2、專利文獻3)。
通常,如上所述的濾色器及近紅外線透過濾波器藉由如下方法來製造:使用包含色材、聚合性化合物及光聚合起始劑之硬化性組成物形成膜,並藉由加熱等使該膜硬化。例如,專利文獻4中記載有,使用硬化性組成物製造濾色器,該硬化性組成物使用包含氟原子之肟酯系光聚合起始劑作為光聚合起始劑。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第9496164號說明書
[專利文獻2]日本專利第6034796號公報
[專利文獻3]日本特開2017-050322號公報
[專利文獻4]國際公開第2016/158114號
此番,發現了當使用近紅外線透過濾波器用組成物形成硬化膜時,波長365nm的光由於其分光特性而難以透過,因此在曝光時,雖然膜的表層部硬化,但是深層部難以硬化。當色材的濃度高時,組成物的深層部的硬化變得更加困難。因此,為了使上述硬化性組成物充分硬化並提高與基底的密接性,可考慮進行200℃以上的加熱處理。
然而,近年來,研究了在固體攝像元件中,從高解析度、高靈敏度、節省電力及小型化等的觀點考慮,代替Si系材料使用有機材料、量子點及InGaAs(砷化銦鎵)等非Si系材料進行光電轉換。如上所述的非Si系材料與Si系材料相比對熱較弱,因此期望將使硬化性組成物硬化時的加熱溫度設為小於200℃。
因此,考慮到近年來的技術趨向,期望即使在使用近紅外線透過濾波器用組成物形成硬化膜時,在低溫下亦能夠充分硬化至膜的深層部而可獲得密接性優異的膜。
本發明係鑑於上述要求而完成者,其目的在於提供一種能夠在低溫下形成密接性優異之硬化膜之硬化性組成物。
又,本發明的目的在於,提供一種使上述硬化性組成物硬化而獲得之硬化膜、使用上述硬化性組成物之圖案的形成方法。此外,本發明的目的在於,提供一種具有上述硬化膜之濾光器及光學感測器。
上述課題能夠藉由在對波長365nm的光的透過率低的硬化性組成物中使用具有彼此不同之規定的吸光特性之2種光聚合起始劑來解決。具體而言,藉由以下方法<1>、較佳為<2>~<20>來解決上述課題。
<1>
一種硬化性組成物,其含有色材、聚合性化合物、光聚合起始劑,其中
色材的含量相對於組成物的總固體成分為30質量%以上,
光聚合起始劑包含甲醇中的波長365nm的吸光係數為1.0×103
mL/gcm以上的光聚合起始劑A1、及甲醇中的波長365nm的吸光係數為1.0×102
mL/gcm以下且波長254nm的吸光係數為1.0×103
mL/gcm以上的光聚合起始劑A2,
組成物的波長400~600nm的範圍內的吸光度的最小值A與波長1000~1300nm的範圍內的吸光度的最大值B之比A/B為4.5以上。
<2>
如<1>所述之硬化性組成物,其中光聚合起始劑A1為肟化合物。
<3>
如<2>所述之硬化性組成物,其中肟化合物為包含氟原子之化合物。
<4>
如<1>至<3>中任一項所述之硬化性組成物,其中光聚合起始劑A2為羥基烷基苯酮化合物。
<5>
如<1>至<3>中任一項所述之硬化性組成物,其中光聚合起始劑A2為由下述式(A2-1)表示之化合物,
式(A2-1):
[化學式1]
式中Rv1
表示取代基,Rv2
及Rv3
分別獨立地表示氫原子或取代基,Rv2
與Rv3
亦可以彼此鍵結而形成環,m表示0~5的整數。
<6>
如<1>至<5>中任一項所述之硬化性組成物,其中相對於光聚合起始劑A1的100質量份,含有50~200質量份的光聚合起始劑A2。
<7>
如<1>至<6>中任一項所述之硬化性組成物,其中硬化性組成物的總固體成分中的光聚合起始劑A1與光聚合起始劑A2的合計含量為5~15質量%。
<8>
如<1>至<7>中任一項所述之硬化性組成物,其中聚合性化合物為包含3個以上乙烯性不飽和基之化合物。
<9>
如<1>至<8>中任一項所述之硬化性組成物,其中聚合性化合物為包含乙烯性不飽和基及伸烷氧基之化合物。
<10>
如<1>至<9>中任一項所述之硬化性組成物,其中相對於光聚合起始劑A1與光聚合起始劑A2的合計100質量份,含有170~345質量份的聚合性化合物。
<11>
如<1>至<10>中任一項所述之硬化性組成物,其中硬化性組成物的總固體成分中的聚合性化合物的含量為17.5~27.5質量%。
<12>
如<1>至<11>中任一項所述之硬化性組成物,其中色材為包含雙苯并呋喃酮化合物、苝化合物及偶氮化合物中的至少1種之黑色色材。
<13>
如<1>至<12>中任一項所述之硬化性組成物,其中色材包含至少3種化合物。
<14>
如<1>至<13>中任一項所述之硬化性組成物,其還包含具有環狀醚結構之化合物及具有環狀醚結構之化合物的硬化促進劑。
<15>
如<1>至<14>中任一項所述之硬化性組成物,其還包含樹脂。
<16>
一種硬化膜,其藉由將<1>至<15>中任一項所述之硬化性組成物硬化而得。
<17>
一種圖案的形成方法,其具有:
使用<1>至<15>中任一項所述之硬化性組成物在支撐體上形成硬化性組成物層之製程;
第1曝光製程,對硬化性組成物層照射具有大於350nm且380nm以下的波長之光並以圖案狀進行曝光;
顯影製程,對硬化性組成物層進行顯影;及
第2曝光製程,在顯影製程後,對硬化性組成物層照射具有254~350nm的波長之光。
<18>
如<17>所述之方法,其具有在顯影製程與第2曝光製程之間及第2曝光製程後的至少任一期間中,在低氧環境下以小於200℃的溫度加熱硬化性組成物層之製程。
<19>
一種濾光器,其具有<16>所述之硬化膜。
<20>
光學感測器,其具有<16>所述之硬化膜。
[發明效果]
藉由本發明的硬化性組成物,能夠在低溫下形成密接性優異之硬化膜。並且,藉由本發明的硬化性組成物,能夠提供一種本發明的硬化膜、圖案的形成方法、濾光器及光學感測器。
以下,對本發明的主要實施形態進行說明。然而,本發明並不限於已闡明之實施形態。
本說明書中,使用“~”符號表示之數值範圍係指包含記載於“~”的前後之數值而分別作為下限值及上限值之範圍。
在本說明書中,“製程”這一詞不僅包括獨立的製程,只要能夠實現該製程的預期作用,則亦包括無法與其他製程明確區別之製程。
對於本說明書中之基團(原子團)的標記,未標有經取代及未經取代之標記係指包含不具有取代基之基團,並且還包含具有取代基之基團。例如,在僅記載為“烷基”之情況下,這意味著包含不具有取代基之烷基(未取代烷基)及具有取代基之烷基(取代烷基)這兩者。
在本說明書中,“(甲基)丙烯酸酯”係指“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”這兩者或任一者,“(甲基)丙烯酸”係指“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”這兩者,“(甲基)丙烯醯基”係指“丙烯醯基”及“甲基丙烯醯基”這兩者或任一者。
在本說明書中,組成物中的總固體成分的濃度由除溶劑以外的其他成分相對於該組成物的總質量的質量百分率表示。
在本說明書中,除非另有說明,否則溫度設為23℃。
在本說明書中,除非另有說明,否則重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)表示為依據凝膠滲透層析法(GPC測量)之聚苯乙烯換算值。該重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)例如能夠藉由使用HLC-8220(TOSOH CORPORATION製),並且作為管柱使用保護管柱HZ-L、TSKgel Super HZM-M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000及TSKgel Super HZ2000(TOSOH CORPORATION製)來求出。又,除非另有說明,否則作為洗提液使用THF(四氫呋喃)而進行測量。又,除非另有說明,否則對GPC測量中的檢測使用UV射線(紫外線)的波長254nm檢測器。
在本說明書中,關於構成積層體之各層的位置關係,當記載為“上”或“下”時,只要在所關注之複數個層中成為基準之層的上側或下側具有其他層即可。亦即,可以在成為基準之層與上述其他層之間進一步介入有第3層或要素,並且成為基準之層與上述其他層無需接觸。又,除非另有說明,否則將層堆疊於基材之方向稱為“上”,或者當存在感光層時,將從基材朝向感光層之方向稱為“上”,將與其相反的方向稱為“下”。另外,該種上下方向的設定在本說明書中係為了方便起見,在實際的態樣中,本說明書中的“上”方向亦能夠與垂直向上方向不同。
<硬化性組成物>
本發明的硬化性組成物含有色材、聚合性化合物、光聚合起始劑。並且,在本發明的硬化性組成物中,色材的含量相對於組成物的總固體成分為30質量%以上。此外,光聚合起始劑包含甲醇中的波長365nm的吸光係數為1.0×103
mL/gcm以上的光聚合起始劑A1、及甲醇中的波長365nm的吸光係數為1.0×102
mL/gcm以下且波長254nm的吸光係數為1.0×103
mL/gcm以上的光聚合起始劑A2。又,組成物的波長400~600nm的範圍內的吸光度的最小值A與波長1000~1300nm的範圍內的吸光度的最大值B之比A/B為4.5以上,亦即,本發明的硬化性組成物具有容易吸收可見光並且容易使近紅外線透過之分光特性。因此,例如用於製造近紅外線透過濾波器。另外,在本說明書中,“近紅外”係指700~2500nm的波長範圍周邊。在本發明的硬化性組成物中,由於如上所述的分光特性的結果、可見光區域的吸收特性的基礎的影響等,對波長365nm的光的透過率亦相對變低。
藉由使用本發明的硬化性組成物,能夠在低溫下形成密接性優異之硬化膜。認為其作用為如下。
以往,硬化性組成物的曝光中,主要使用波長365nm的紫外線(所謂的i射線)。此番,當使用該種紫外線進行曝光時,發現了如下問題:在本發明的硬化性組成物中,大部分紫外線被膜的表層部吸收,足夠的光量的紫外線有時不會到達深層部。尤其,近年來,色材的濃度有增加的趨勢,如本發明在色材的含量相對於組成物的總固體成分成為30質量%以上之高濃度之情況下,明顯表現出上述問題。
因此,在本發明中,硬化性組成物包含光聚合起始劑A1及光聚合起始劑A2,因此在使用具有大於350nm且380nm以下的波長(例如365nm)之光進行之曝光(第1曝光)及使用具有254~350nm的波長(例如254nm)之光進行之曝光(第2曝光)這2個階段實施曝光,並設計為在小於200℃的低溫下獲得充分的硬化。在本說明書中,關於除了可見區域以外的電磁波,亦為了方便而使用“光”這一術語,對於除了可見區域以外的電磁波,“光”的含義與“電磁波”的含義相同。另外,當不要求將本發明的硬化性組成物應用於不使用上述非Si系材料之固體攝像元件等、在小於200℃的低溫下硬化時,不實施上述第2曝光,亦能夠藉由加熱處理充分地硬化組成物。亦即,本發明的硬化性組成物除了用於曝光為2個階段之方法以外,還能夠用於曝光為1個階段之方法。
具體而言,如下所述。通常,在曝光中,吸收光之光聚合起始劑產生活性物種,藉由該活性物種的活性作用促進聚合性化合物的聚合。然而,如本發明的硬化性組成物,上述A/B為4.5以上之組成物中,例如與濾色器用組成物等相比,除了光聚合起始劑以外的成分(尤其色材)具有容易吸收可見光之性質,隨此,接近可見光域365nm的波長的光亦容易被除光聚合起始劑以外的成分吸收。在該種組成物中,即使使用365nm的波長的光進行曝光,光被膜的表層部吸收,並且光難以到達膜的深層部,因此深層部的硬化不良成為問題。另一方面,在該曝光中,若欲充分硬化至深層部而增加曝光能量,則存在在表層部必要以上地產生之活性物種在膜中擴散,圖案的表層部變得比目標尺寸更厚的另一問題。
因此,在本發明中,使用365nm的波長的光進行之曝光(第1曝光)作為將能夠承受顯影之程度的強度賦予到硬化性組成物之製程,在第1曝光及顯影後,實施利用光聚合起始劑A2之第2曝光。在第2曝光中,圖案已經被切割,由於過量產生之活性物種的擴散而對圖案尺寸的影響小,因此能夠提高曝光能量。因此,能夠使足夠的光到達光聚合起始劑A2直至硬化性組成物的深層部,並且能夠充分地促進深層部的硬化。又,在本發明中,光聚合起始劑A2的波長365nm的吸光係數相對較低,能夠抑制第1曝光中的光聚合起始劑A2的消耗,因此在第2曝光中,有效地促進聚合性化合物的聚合。尤其,在色材的濃度高,進而膜厚有變厚的趨勢之近紅外線透過濾波器中,膜的深層部的硬化不良是個大問題,本發明對在該種用途中所使用之組成物尤其有用。
藉由實施該種第2曝光,即使在第1曝光中硬化性組成物的深層部的硬化不充分,亦能夠藉由在第2曝光中組成物的深層部充分硬化,且經膜深層部的機械強度提高來提高與基底的密接性。尤其,在用於製造遮擋波長400~600nm的光,並透過波長750nm以下的光之近紅外線透過濾波器、遮擋波長400~750nm的光,並透過波長850nm以下的光之近紅外線透過濾波器之硬化性組成物的情況下,由於其分光特性,波長365nm的紫外光尤其難以到達至膜的深層部,因此上述2段階曝光帶來之好處超出了能夠從以往技術預測之範圍。
上述A/B為5以上為較佳,7.5以上為更佳,15以上為進一步較佳,30以上為特佳。又,上述A/B為500以下為較佳,400以下為更佳,300以下為進一步較佳。
某一波長λ下的吸光度Aλ藉由以下式(1)來定義。
Aλ=-log(Tλ/100) ・・・(1)
Aλ為波長λ下的吸光度,Tλ為波長λ下的透過率(%)。
在本發明中,吸光度的值可以為以溶液的狀態測量而得之值,亦可以為使用硬化性組成物製膜而得之膜中的值。當以膜的狀態測量吸光度時,在玻璃基板上藉由旋塗等方法以乾燥後的膜的厚度成為規定的厚度之方式塗佈硬化性組成物,並使用利用加熱板在100℃下乾燥120秒鐘後製備而成之膜進行測量為較佳。能夠使用觸針式表面形狀測量儀(ULVAC, Inc.製 DEKTAK150)對具有膜之基板測量膜的厚度。
又,吸光度能夠使用以往公知的分光光度計來測量。在將波長400~600nm的範圍內的吸光度的最小值A調整為0.1~3.0之條件下,測量波長1000~1300nm的範圍內的吸光度的最大值B為較佳。藉由在該種條件下測量吸光度,能夠進一步減小測量誤差。作為將波長400~600nm的範圍內的吸光度的最小值A調成為0.1~3.0之方法,並無特別限定。例如,當在溶液的狀態下測量吸光度時,可列舉調整試樣池的光路長度之方法。又,當在膜的狀態下測量吸光度時,可列舉調整膜厚之方法等。吸光度例如能夠使用紫外可見近紅外分光光度計來測量。作為該種裝置,例如能夠使用U-4100(Hitachi High-Technologies Corporation製)。
硬化性組成物滿足以下(1)~(4)中的任一分光特性為更佳。
(1):波長400~640nm的範圍內的吸光度的最小值Amin1與波長800~1300nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax1之比亦即Amin1/Bmax1為5以上且7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。又,上述Amin1/Bmax1為500以下為較佳,400以下為更佳,300以下為進一步較佳。藉由該態樣,能夠藉由遮擋波長400~640nm的範圍的光而形成能夠使波長750nm以下的近紅外線透過之膜。該種膜例如具有波長400~640nm的透過率的最大值為20%且波長750nm的透過率為70%以上之分光特性為較佳。
(2):波長400~750nm的範圍內的吸光度的最小值Amin2與波長900~1300nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax2之比亦即Amin2/Bmax2為5以上且7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。又,上述Amin2/Bmax2為500以下為較佳,400以下為更佳,300以下為進一步較佳。藉由該態樣,藉由遮擋波長400~750nm的範圍的光而能夠形成能夠使波長850nm以下的光透過之膜。該種膜例如具有波長400~750nm的透過率的最大值為20%且波長850nm的透過率為70%以上之分光特性為較佳。
(3):波長400~850nm的範圍內的吸光度的最小值Amin3與波長1000~1300nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax3之比亦即Amin3/Bmax3為5以上且7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。又,上述Amin3/Bmax3為500以下為較佳,400以下為更佳,300以下為進一步較佳。藉由該態樣,藉由遮擋波長400~830nm的範圍的光而能夠形成能夠使波長940nm以下的光透過之膜。該種膜例如具有波長400~830nm的透過率的最大值為20%且波長940nm的透過率為70%以上之分光特性為較佳。
(4):波長400~950nm的範圍內的吸光度的最小值Amin4與波長1100~1300nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax4之比亦即Amin4/Bmax4為5以上且7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。又,上述Amin4/Bmax4為500以下為較佳,400以下為更佳,300以下為進一步較佳。藉由該態樣,藉由遮擋波長400~950nm的範圍的光而能夠形成能夠使波長1040nm以下的光透過之膜。該種膜例如具有波長400~950nm的透過率的最大值為20%且波長1040nm的透過率為70%以上之分光特性為較佳。
以下,對能夠構成硬化性組成物之各成分進行說明。
<<色材>>
本發明的硬化性組成物包含色材。在本發明中,色材係透過近紅外線區域的光的至少一部分,並且吸收可見區域的光之材料為較佳。在本發明中,色材係從紫色吸收紅色的波長區域的光之材料為較佳。又,在本發明中,色材係吸收波長400~600nm的波長區域的光之材料為較佳。又,色材係透過波長1000~1300nm的光之材料為較佳。在本發明中,色材滿足以下(A)及(B)中的至少一者的要件為較佳。
(1):包含2種以上的彩色著色劑,由2種以上的彩色著色劑的組合形成黑色。
(2):包含有機系黑色著色劑。
在此,上述(2)的態樣中,還含有彩色著色劑亦為較佳。
另外,在本發明中,彩色著色劑係指除白色著色劑及黑色著色劑以外的著色劑。又,在本發明中,有機系黑色著色劑係指吸收可見光但透過紅外線的至少一部分之材料。因此,在本發明中,有機系黑色著色劑不包含吸收可見光及紅外線這兩者之黑色著色劑、例如碳黑和鈦黑。有機系黑色著色劑係在波長400nm以上且700nm以下的範圍具有極大吸收波長之著色劑為較佳。
色材例如係波長400~600nm的範圍內的吸光度的最小值A與波長1000~1300nm的範圍內的吸光度的最大值B之比A/B為4.5以上之材料為較佳。又,在色材中,波長400~600nm的範圍內的吸光度(吸光係數)成為最大之波長λp比365nm大20nm以上為較佳,大30nm以上為更佳。由於波長λp滿足上述要件,因此能夠使後述之光聚合起始劑有效地吸收曝光的照射光。
上述分光特性可以用1種材料來滿足,亦可以用複數種材料的組合來滿足。例如,在上述(1)的態樣的情況下,組合複數種彩色著色劑來滿足上述分光特性為較佳。又,在上述(2)的態樣的情況下,有機系黑色著色劑可以單獨滿足上述分光特性。又,亦能夠由有機系黑色著色劑與有彩色著色劑的組合來滿足上述分光特性。
<<<彩色著色劑>>>
在本發明中,彩色著色劑係選自紅色著色劑、綠色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑、紫色著色劑及橙色著色劑中之著色劑為較佳。本發明中,彩色著色劑可以為顏料,亦可以為染料。較佳為顏料。又,顏料中亦能夠使用由有機發色團取代無機顏料或有機‐無機顏料的一部分而獲得之材料。藉由由有機發色團取代無機顏料或有機‐無機顏料的一部分,能夠容易設計色相。顏料的平均粒徑(r)為20nm≤r≤300nm為較佳,25nm≤r≤250nm為更佳,30nm≤r≤200nm為進一步較佳。在此所講之“平均粒徑”係指對顏料的一次粒子聚集而成之二次粒子的平均粒徑。又,能夠使用之顏料的二次粒子的粒徑分佈(以下,亦簡稱為“粒徑分佈”。)中,平均粒徑±100nm的範圍內所包含之二次粒子為整體的70質量%以上為較佳,80質量%以上為更佳。另外,使用散射強度分佈測量二次粒子的粒徑分佈。
本發明中所使用之彩色著色劑包含顏料為較佳。又,彩色著色劑中的顏料的含量係50質量%以上為較佳,70質量%以上為更佳,80質量%以上為進一步較佳,90質量%以上為特佳。又,彩色著色劑可以僅為顏料。作為顏料可列舉以下所示者。
比色指數(C.I.)顏料黃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、232(次甲基/聚次甲基系)等(以上為黃色顏料)、
C.I.顏料橙 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(以上為橙色顏料)、
C.I.顏料紅 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、294(口山口星系、Organo Ultramarine、Bluish Red)等(以上為紅色顏料)、
C.I.顏料綠 7,10,36,37,58,59,62,63等(以上為綠色顏料)、
C.I.顏料紫 1,19,23,27,32,37,42,60(三芳基甲烷系),61(口山口星系)等(以上為紫色顏料)、
C.I.顏料藍 1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,29,60,64,66,79,80,87(單偶氮系),88(次甲基/聚次甲基系)等(以上為藍色顏料)。
又,作為綠色顏料,能夠使用1分子中之鹵素原子數為平均10~14個,溴原子數為平均8~12個,氯原子數為平均2~5個之鹵化鋅酞青素顏料。作為具體例可列舉國際公開第2015/118720號中所記載之化合物。又,作為綠色顏料,亦能夠使用CN106909027A中所記載之化合物、具有磷酸酯作為配位體之酞青化合物等。
又,作為藍色顏料,還能夠使用具有磷原子之鋁酞青化合物。作為具體例,可列舉日本特開2012-247591號公報的0022~0030段、日本特開2011-157478號公報的0047段中所記載之化合物。
又,作為黃色顏料,能夠使用日本特開2017-201003號公報中所記載之顏料、日本特開2017-197719號公報中所記載之顏料。又,作為黃色顏料,還能夠使用金屬偶氮顏料,該金屬偶氮顏料包含選自由下述式(I)表示之偶氮化合物及其互變異構結構的偶氮化合物中的至少1種陰離子、2種以上的金屬離子及三聚氰胺化合物。
式中,R1
及R2
分別獨立地為-OH或-NR5
R6
,R3
及R4
分別獨立地為=O或=NR7
,R5
~R7
分別獨立地為氫原子或烷基。R5
~R7
所表示之烷基的碳數係1~10為較佳,1~6為更佳,1~4為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈及環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。烷基可以具有取代基。取代基係鹵素原子、羥基、烷氧基、氰基及胺基為較佳。
關於上述金屬偶氮顏料,能夠參閱日本特開2017-171912號公報的0011~0062段、0137~0276段、日本特開2017-171913號公報的0010~0062段、0138~0295段、日本特開2017-171914號公報的0011~0062段、0139~0190段、日本特開2017-171915號公報的0010~0065段、0142~0222段的記載,將該等內容併入本說明書中。
又,作為黃色顏料,亦能夠使用日本特開2018-062644號公報中所記載之化合物。該化合物亦能夠用作顏料衍生物。
作為紅色顏料,亦能夠使用日本特開2017-201384號公報中所記載之結構中取代有至少一個溴原子之二酮吡咯并吡咯系顏料、日本專利第6248838號的0016~0022段中所記載之二酮吡咯并吡咯系顏料等。又,作為紅色顏料,亦能夠使用具有對芳香族環導入鍵結有氧原子、硫原子或氮原子之基團而成之芳香族環基與二酮吡咯并吡咯骨架鍵結之結構之化合物
作為染料並無特別限定,能夠使用公知的染料。例如,能夠列舉吡唑偶氮系、苯胺基偶氮系、三芳基甲烷系、蒽醌系、蒽吡啶酮(anthrapyridone)系、苯亞甲基系、氧雜菁系、吡唑并三唑偶氮系、吡啶酮偶氮系、花青系、啡噻𠯤系、吡咯并吡唑偶氮次甲基系、口山口星系、酞菁系、苯并吡喃系、靛藍系、吡咯亞甲基系等染料。又,亦能夠較佳地使用日本特開2012-158649號公報中所記載之噻唑化合物、日本特開2011-184493號公報中所記載之偶氮化合物、日本特開2011-145540號公報中所記載之偶氮化合物、日本特開2018-012863號公報中所記載之分子內醯亞胺型的口山口星染料。又,作為黃色染料,亦能夠使用日本特開2013-054339號公報的0011~0034段中所記載之喹啉黃(quinophthalone)化合物、日本特開2014-026228號公報的0013~0058段中所記載之喹啉黃化合物等。
作為黃色著色劑,能夠使用國際公開第2012/128233號、日本特開2017-201003號公報中所記載之色素。又,作為紅色著色劑,能夠使用國際公開第2012/102399號、國際公開第2012/117965號及日本特開2012-229344號公報中所記載之色素。又,作為綠色著色劑,能夠使用國際公開第2012/102395號中所記載之色素。此外,亦能夠使用國際公開第2011/037195號中所記載之成鹽型染料。
色材包含選自紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑、紫色著色劑及綠色著色劑中之2種以上為較佳。亦即,色材由選自紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑、紫色著色劑及綠色著色劑中的2種以上的著色劑的組合形成黑色為較佳。作為較佳的組合,例如可列舉以下。
(1)紅色著色劑及藍色著色劑的組合。
(2)紅色著色劑、藍色著色劑及黃色著色劑的組合。
(3)紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑及紫色著色劑的組合。
(4)紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑、紫色著色劑及綠色著色劑的組合。
(5)紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑及綠色著色劑的組合。
(6)紅色著色劑、藍色著色劑及綠色著色劑的組合。
(7)黃色著色劑及紫色著色劑的組合。
在上述(1)的態樣中,紅色著色劑與藍色著色劑的質量比為紅色著色劑:藍色著色劑=20~80:20~80為較佳,20~60:40~80為更佳,20~50:50~80為進一步較佳。
在上述(2)的態樣中,紅色著色劑與藍色著色劑與黃色著色劑的質量比為紅色著色劑:藍色著色劑:黃色著色劑=10~80:20~80:10~40為較佳,10~60:30~80:10~30為更佳,10~40:40~80:10~20為進一步較佳。
在上述(3)的態樣中,紅色著色劑與藍色著色劑與黃色著色劑與紫色著色劑的質量比為紅色著色劑:藍色著色劑:黃色著色劑:紫色著色劑=10~80:20~80:5~40:5~40為較佳,10~60:30~80:5~30:5~30為更佳,10~40:40~80:5~20:5~20為進一步較佳。
在上述(4)的態樣中,紅色著色劑與藍色著色劑與黃色著色劑與紫色著色劑與綠色著色劑的質量比為紅色著色劑:藍色著色劑:黃色著色劑:紫色著色劑:綠色著色劑=10~80:20~80:5~40:5~40:5~40為較佳,10~60:30~80:5~30:5~30:5~30為更佳,10~40:40~80:5~20:5~20:5~20為進一步較佳。
在上述(5)的態樣中,紅色著色劑與藍色著色劑與黃色著色劑與綠色著色劑的質量比為紅色著色劑:藍色著色劑:黃色著色劑:綠色著色劑=10~80:20~80:5~40:5~40為較佳,10~60:30~80:5~30:5~30為更佳,10~40:40~80:5~20:5~20為進一步較佳。
在上述(6)的態樣中,紅色著色劑與藍色著色劑與綠色著色劑的質量比為紅色著色劑:藍色著色劑:綠色著色劑=10~80:20~80:10~40為較佳,10~60:30~80:10~30為更佳,10~40:40~80:10~20為進一步較佳。
在上述(7)的態樣中,黃色著色劑與紫色著色劑的質量比為黃色著色劑:紫色著色劑=10~50:40~80為較佳,20~40:50~70為更佳,30~40:60~70為進一步較佳。
作為黃色著色劑,C.I.顏料黃 139,150,185為較佳,C.I.顏料黃 139,150為更佳,C.I.顏料黃 139為進一步較佳。作為藍色著色劑,C.I.顏料藍 15:6為較佳。作為紫色著色劑,C.I.顏料紫 23為較佳。作為紅色著色劑,顏料紅 122,177,224,254為較佳,顏料紅 122,177,254為更佳,顏料紅 254為進一步較佳。作為綠色著色劑,C.I.顏料綠 7、36、58、59為較佳。
<<<有機系黑色著色劑>>>
在本發明中,有機系黑色著色劑可以為顏料,亦可以為染料,較佳為顏料。有機系黑色著色劑例如可列舉雙苯并呋喃酮化合物(或者亦稱為苯并二呋喃酮化合物。)、偶氮次甲基化合物、苝化合物及偶氮化合物等。有機系黑色著色劑包含雙苯并呋喃酮化合物、苝化合物及偶氮化合物中的至少1種為較佳。作為雙苯并呋喃酮化合物,可列舉日本特表2010-534726號公報、特表2012-515233號公報、日本特表2012-515234號公報等中所記載之化合物,例如,能夠作為BASF公司製的“Irgaphor Black”而獲得。作為苝化合物,可列舉C.I.顏料黑 31、32、日本特開2017-226821號公報的0016~0020段中所記載之化合物等。作為偶氮次甲基化合物,可列舉日本特開平01-170601號公報、日本特開平02-034664號公報等所記載者,例如,能夠作為Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.製的“CHROMO FINE BLACK A1103”而獲得。
在本發明中,雙苯并呋喃酮化合物為由下述式表示之化合物及該等混合物為較佳。
式中,R1
及R2
分別獨立地表示氫原子或取代基,R3
及R4
分別獨立地表示取代基,a及b分別獨立地表示0~4的整數,a為2以上時,複數個R3
可相同,亦可不同,複數個R3
可以鍵結而形成環,b為2以上時,複數個R4
可相同,亦可不同,複數個R4
可以鍵結而形成環。
R1
~R4
所表示之取代基表示鹵素原子、氰基、硝基、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基、雜芳基、-OR301
、-COR302
、-COOR303
、-OCOR304
、-NR305
R306
、-NHCOR307
、-CONR308
R309
、-NHCONR310
R311
、-NHCOOR312
、-SR313
、-SO2
R314
、-SO2
OR315
、-NHSO2
R316
或-SO2
NR317
R318
,R301
~R318
分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基或雜芳基。
關於雙苯并呋喃酮化合物的詳細內容,能夠參閱日本特表2010-534726號公報的0014~0037段的記載,該內容被併入本說明書中。
在本發明中,當使用有機系黑色著色劑作為色材時,與彩色著色劑組合使用為較佳。藉由併用有機系黑色著色劑及彩色著色劑,容易獲得優異的分光特性。作為與有機系黑色著色劑組合使用之彩色著色劑,例如,可列舉紅色著色劑、藍色著色劑、紫色著色劑等,紅色著色劑及藍色著色劑為較佳。該等可以單獨使用,亦可以併用2種以上。
又,彩色著色劑與有機系黑色著色劑的混合比例相對於有機系黑色著色劑100質量份,彩色著色劑係10~200質量份為較佳,15~150質量份為更佳。
在本發明中,色材中的顏料的含量相對於色材的總量為95質量%以上為較佳,97質量%以上為更佳,99質量%以上為進一步較佳。
在本發明的硬化性組成物中,色材的含量相對於組成物的總固體成分為30質量%以上,35質量%以上為更佳,40質量%以上為進一步較佳,45質量%以上為更進一步較佳,50質量%以上為特佳。又,色材的含量相對於組成物的總固體成分為80質量%以下為較佳,75質量%以下為更佳,70質量%以下為進一步較佳。
<<<近紅外線吸收劑>>>
本發明的硬化性組成物能夠含有近紅外線吸收劑。近紅外線吸收劑具有在組成物的分光特性中將在近紅外區域透過之光限定在更長波長側之作用。
在本發明中,作為近紅外線吸收劑,能夠較佳地使用在近紅外線區域(較佳為波長大於700nm且1300nm以下)的波長區域具有極大吸收波長之化合物。近紅外線吸收劑可以為顏料,亦可以為染料。
在本發明中,作為近紅外線吸收劑,能夠較佳地使用具有包含單環或稠環的芳香族環之π共軛平面之近紅外線吸收化合物。除了構成近紅外線吸收化合物所具有之π共軛平面之氫以外的原子數為14個以上為較佳,20個以上為更佳,25個以上為進一步較佳,30個以上為特佳。上限例如為80個以下為較佳,50個以下為更佳。
近紅外線吸收化合物所具有之π共軛平面包含2個以上的單環或稠環的芳香族環為較佳,包含3個以上的前述芳香族環為更佳,包含4個以上的前述芳香族環為進一步較佳,包含5個以上的前述芳香族環為特佳。上限為100個以下為較佳,50個以下為更佳,30個以下為進一步較佳。作為前述芳香族環,可列舉苯環、萘環、茚環、薁環、庚搭烯環、茚烯環、苝環、稠五苯環、夸特銳烯環、苊烯環、菲環、蒽環、稠四苯環、䓛環、聯三伸苯環、茀環、吡啶環、喹啉環、異喹啉環、咪唑環、苯并咪唑環、吡唑環、噻唑環、苯并噻唑環、三唑環、苯并三唑環、㗁唑環、苯并㗁唑環、咪唑啉環、吡𠯤環、喹㗁啉環、嘧啶環、喹唑啉環、嗒𠯤環、三𠯤環、吡咯環、吲哚環、異吲哚環、咔唑環及具有該等環之稠環。
近紅外線吸收化合物係在波長700~1000nm的範圍具有極大吸收波長之化合物為較佳。另外,在本說明書中,“在波長700~1000nm的範圍具有極大吸收波長”係指,在近紅外線吸收化合物的溶液中的吸收光譜中,在波長700~1000nm的範圍具有表示最大的吸光度之波長。用於測量近紅外線吸收化合物的溶液中的吸收光譜之測量溶劑可列舉氯仿、甲醇、二甲基亞碸、乙酸乙酯、四氫呋喃。在氯仿中溶解之化合物的情況下,將氯仿用作測量溶劑。在氯仿中不溶解之化合物的情況下使用甲醇。又,在不溶解於氯仿及甲醇中的任一者之情況下使用二甲基亞碸。
在本發明中,近紅外線吸收化合物係選自吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸菁化合物、酞菁化合物、萘[酞]菁化合物、四萘嵌三苯化合物、部花青素化合物、克酮鎓(croconium)化合物、氧雜菁化合物、二亞胺化合物、二硫醇化合物、三芳基甲烷化合物、吡咯亞甲基化合物、偶氮次甲基化合物、蒽醌化合物及二苯并呋喃酮化合物中的至少1種為較佳,選自吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸菁化合物、酞菁化合物、萘[酞]菁化合物及二亞胺化合物中的至少1種為更佳,選自吡咯并吡咯化合物、花青化合物及方酸菁化合物中的至少1種為進一步較佳,吡咯并吡咯化合物為特佳。
作為吡咯并吡咯化合物,例如可列舉日本特開2009-263614號公報的0016~0058段中所記載之化合物、日本特開2011-068731號公報的0011~0052段中所記載之化合物、國際公開第2015/166873號的0010~0033段中所記載之化合物等,該等內容被併入本說明書中。
作為方酸菁化合物,例如可列舉日本特開2011-208101號公報的0044~0049段中所記載之化合物、日本專利第6065169號公報的0060~0061段中所記載之化合物、國際公開第2016/181987號的0040段中所記載之化合物、國際公開第2013/133099號中所記載之化合物、國際公開第2014/088063號中所記載之化合物、日本特開2014-126642號公報中所記載之化合物、日本特開2016-146619號公報中所記載之化合物、日本特開2015-176046號公報中所記載之化合物、日本特開2017-025311號公報中所記載之化合物、國際公開第2016/154782號中所記載之化合物、日本專利5884953號公報中所記載之化合物、日本專利6036689號公報中所記載之化合物、日本專利5810604號公報中所記載之化合物、日本特開2017-068120號公報中所記載之化合物、日本特開2017-197437號公報中所記載之化合物、國際公開第2017/213047號的0090~0107段中所記載之化合物等,該等內容被併入本說明書中。
作為花青化合物,例如可列舉日本特開2009-108267號公報的0044~0045段中所記載之化合物、日本特開2002-194040號公報的0026~0030段中所記載之化合物、日本特開2015-172004號公報中所記載之化合物、日本特開2015-172102號公報中所記載之化合物、日本特開2008-088426號公報中所記載之化合物等,該等內容被併入本說明書中。
又,作為二亞胺化合物,例如可列舉日本特表2008-528706號公報中所記載之化合物,該內容被併入本說明書中。作為酞菁化合物,例如可列舉日本特開2012-077153號公報的0093段中所記載之化合物、日本特開2006-343631號公報中所記載之酞菁氧鈦、日本特開2013-195480號公報的0013~0029段中所記載之化合物,該等內容被併入本說明書中。作為萘酞菁化合物,例如可列舉日本特開2012-077153號公報的0093段中所記載之化合物,該內容被併入本說明書中。又,花青化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、二亞胺化合物及方酸菁化合物可以使用日本特開2010-111750號公報的0010~0081段中所記載之化合物,該內容被併入本說明書中。又,花青化合物例如能夠參閱“功能性色素,大河原信/松岡賢/北尾悌次郎/平嶋恆亮著,Kodansha Scientific Ltd.”,該內容被併入本說明書中。又,作為近紅外線吸收化合物,亦能夠使用日本特開2016-146619號公報中所記載之化合物,該內容被併入本說明書中。
又,作為近紅外線吸收劑,亦能夠使用日本特開2017-197437號公報中所記載之方酸菁化合物、國際公開第2017/213047號的0090~0107段中所記載之方酸菁化合物、日本特開2018-054760號公報的0019~0075段中所記載之含有吡咯環之化合物、日本特開2018-040955號公報的0078~0082段中所記載之含有吡咯環之化合物、日本特開2018-002773號公報的0043~0069段中所記載之含有吡咯環之化合物、日本特開2018-041047號公報的0024~0086段中所記載之在醯胺基α位具有芳香環之方酸菁化合物、日本特開2017-179131號公報中所記載之醯胺基連結型方酸菁化合物、日本特開2017-141215號公報中所記載之具有吡咯雙型方酸菁骨架或克酮鎓骨架之化合物、日本特開2017-082029號公報中所記載之二氫咔唑雙型的方酸菁化合物、日本特開2017-068120號公報的0027~0114段中所記載之非對稱型的化合物、日本特開2017-067963號公報中所記載之含有吡咯環之化合物(咔唑型)、日本專利第6251530號公報中所記載之酞青化合物等。
在本發明中,作為近紅外線吸收化合物,亦能夠使用市售品。例如,SDO-C33(Arimoto Chemical Co.Ltd.製)、EX Color IR-14、EX Color IR-10A、EX Color TX-EX-801B、EX Color TX-EX-805K(Nippon Shokubai Co.,Ltd.製)、ShigenoxNIA-8041、ShigenoxNIA-8042、ShigenoxNIA-814、ShigenoxNIA-820、ShigenoxNIA-839(HAKKO Chemical Co.,Ltd.製)、EpoliteV-63、Epolight3801、Epolight3036(EPOLIN公司製)、PRO-JET825LDI(FUJIFILM Co.,Ltd.製)、NK-3027、NK-5060(Hayashibara Co.,Ltd.製)、YKR-3070(Mitsui Chemicals, Inc.製)等。
在本發明的組成物中,作為近紅外線吸收劑,亦能夠使用無機粒子。無機粒子的形狀並無特別限制,與球狀、非球狀無關地可以為片狀、線狀、管狀。作為無機粒子,金屬氧化物粒子或金屬粒子為較佳。作為金屬氧化物粒子,例如可列舉氧化銦錫(ITO)粒子、氧化銻錫(ATO)粒子、氧化鋅(ZnO)粒子、Al摻雜氧化鋅(Al摻雜ZnO)粒子、氟摻雜二氧化錫(F摻雜SnO2
)粒子、鈮摻雜二氧化鈦(Nb摻雜TiO2
)粒子等。作為金屬粒子,例如可列舉銀(Ag)粒子、金(Au)粒子、銅(Cu)粒子、鎳(Ni)粒子等。又,作為無機粒子,亦能夠使用氧化鎢系化合物。氧化鎢系化合物為銫鎢氧化物為較佳。關於氧化鎢系化合物的詳細內容能夠參閱日本特開2016-006476號公報的0080段,該內容被併入本說明書中。
在本發明的組成物中,近紅外線吸收劑的含量相對於組成物的總固體成分為1~30質量%為較佳。上限為20質量%以下為較佳,10質量%以下為更佳。下限為3質量%以上為較佳,5質量%以上為更佳。
又,近紅外線吸收劑與色材的合計量為組成物的總固體成分的10~70質量%為較佳。下限為20質量%以上為較佳,25質量%以上為更佳。
又,近紅外線吸收劑與色材的合計量中的、近紅外線吸收劑的含量為5~40質量%為較佳。上限為30質量%以下為較佳,25質量%以下為更佳。下限為10質量%以上為較佳,15質量%以上為更佳。
在本發明的組成物中,近紅外線吸收劑可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。當併用2種以上的近紅外線吸收劑時,其合計係上述範圍為較佳。
在本發明中,作為近紅外線吸收化合物,亦能夠使用市售品。例如,SDO-C33(Arimoto Chemical Co.Ltd.製)、EX Color IR-14、EX Color IR-10A、EX Color TX-EX-801B、EX Color TX-EX-805K(Nippon Shokubai Co.,Ltd.製)、ShigenoxNIA-8041、ShigenoxNIA-8042、ShigenoxNIA-814、ShigenoxNIA-820、ShigenoxNIA-839(HAKKO Chemical Co.,Ltd.製)、EpoliteV-63、Epolight3801、Epolight3036(EPOLIN公司製)、PRO-JET825LDI(FUJIFILM Co.,Ltd.製)、NK-3027、NK-5060(Hayashibara Co.,Ltd.製)、YKR-3070(Mitsui Chemicals, Inc.製)等。
本發明的硬化性組成物含有近紅外線吸收劑時,近紅外線吸收劑的含量相對於硬化性組成物的總固體成分為1~30質量%為較佳。上限為25質量%以下為較佳,20質量%以下為更佳。下限為3質量%以上為較佳,5質量%以上為更佳。又,近紅外線吸收劑與色材的合計量為硬化性組成物的總固體成分的35~80質量%為較佳。下限係40質量%以上為較佳,45質量%以上為更佳,50質量%以上為進一步較佳,55質量%為特佳。上限為75質量%以下為較佳,70質量%以下為更佳。又,近紅外線吸收劑與色材的合計量中的、近紅外線吸收劑的含量為5~40質量%為較佳。上限為30質量%以下為較佳,25質量%以下為更佳。下限為10質量%以上為較佳,15質量%以上為更佳。
在本發明的硬化性組成物中,近紅外線吸收劑可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。當併用2種以上的近紅外線吸收劑時,其合計係上述範圍為較佳。
<<聚合性化合物>>
本發明的硬化性組成物含有聚合性化合物。作為聚合性化合物,可列舉具有乙烯性不飽和基之化合物等。作為乙烯性不飽和基,可列舉乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。聚合性化合物係能夠藉由自由基聚合之化合物(自由基聚合性化合物)為較佳。
聚合性化合物的分子量為100~2000為較佳。上限係1500以下為較佳,1000以下為更佳。下限為150以上為更佳,250以上為進一步較佳。
從組成物的經時穩定性的觀點考慮,聚合性化合物的乙烯性不飽和基值(以下,稱為C=C值)係2~14mmol/g為較佳。下限係3mmol/g以上為較佳,4mmol/g以上為更佳,5mmol/g以上為進一步較佳。上限係12mmol/g以下為較佳,10mmol/g以下為更佳,8mmol/g以下為進一步較佳。藉由將聚合性化合物的1分子中所包含之乙烯性不飽和基的數除以聚合性化合物的分子量來計算聚合性化合物的C=C值。
聚合性化合物包含3個以上的乙烯性不飽和基之化合物為較佳,包含4個以上的乙烯性不飽和基值化合物為更佳。藉由該態樣,基於曝光之硬化性組成物的硬化性良好。從組成物的經時穩定性的觀點考慮,乙烯性不飽和基的數的上限係15個以下為較佳,10個以下為更佳,6個以下為進一步較佳。又,聚合性化合物為3官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物為較佳,3~15官能的(甲基)丙烯酸酯化合物為更佳,3~10官能的(甲基)丙烯酸酯化合物為進一步較佳,3~6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物為特佳。
聚合性化合物係包含乙烯性不飽和基及伸烷氧基之化合物亦為較佳。該種聚合性化合物的柔軟性高,乙烯性不飽和基容易移動,因此在曝光時聚合性化合物容易彼此反應,能夠形成與支撐體等的密接性優異的硬化膜(像素)。又,當使用羥基烷基苯酮化合物作為光聚合起始劑時,可推測聚合性化合物與光聚合起始劑接近並在聚合性化合物的附近產生自由基而能夠使聚合性化合物更有效地反應,並且容易形成具有更優異的密接性和耐溶劑性之硬化膜(像素)。
聚合性化合物的1分子中所包含之伸烷氧基的數量為2個以上為較佳,3個以上為更佳,4個以上為進一步較佳。從組成物的經時穩定性的觀點考慮,上限係20個以下為較佳。
又,從與組成物中其他成分的相容性的觀點考慮,包含乙烯性不飽和基及伸烷氧基之化合物的SP值(Solubility Parameter,溶解度參數)係9.0~11.0為較佳。上限係10.75以下為較佳,10.5以下為更佳。下限係9.25以上為較佳,9.5以上為進一步較佳。另外,本說明書中,SP值使用了基於Fedors法之計算值。
作為具有乙烯性不飽和基及伸烷氧基之化合物,可列舉由下述式(M-1)表示之化合物。
式中A1
表示乙烯性不飽和基,L1
表示單鍵或2價的連接基,R1
表示伸烷基,m表示1~30的整數,n表示3以上的整數,L2
表示n價的連接基。
作為A1
所表示之乙烯性不飽和基,可列舉乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基,其中(甲基)丙烯醯基為較佳。
作為L1
所表示之2價的連接基,可列舉伸烷基、伸芳基、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-及組合該等2種以上而成之基團。伸烷基的碳數係1~30為較佳,1~20為更佳,1~15為進一步較佳。伸烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一個。伸芳基的碳數為6~30為較佳,6~20為更佳,6~10為進一步較佳。
R1
所表示之伸烷基的碳數係1~10為較佳,1~5為更佳,1~3為進一步較佳,2或3為特佳,2為最佳。R1
所表示之伸烷基係直鏈、支鏈為較佳,直鏈為更佳。R1
所表示之伸烷基的具體例可列舉伸乙基、直鏈或支鏈的伸丙基等,其中伸乙基為較佳。
m表示1~30的整數,1~20的整數為較佳,1~10的整數為更佳,1~5為進一步較佳。
n表示3以上的整數,4以上的整數為較佳。N的上限係15以下的整數為較佳,10以下的整數為更佳,6以下的整數為進一步較佳。
作為L2
所表示之n價的連接基,可列舉脂肪族烴基、芳香族烴基、雜環基及包括該等的組合之基團、以及將選自脂肪族烴基、芳香族烴基及雜環基中的至少1種及選自-O-、-CO-、-COO-、-OCO-及-NH-中的至少1種組合而成之基團。脂肪族烴基的碳數係1~30為較佳,1~20為更佳,1~15為進一步較佳。脂肪族烴基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。芳香族烴基的碳數係6~30為較佳,6~20為更佳,6~10為進一步較佳。雜環基可以為非芳香族的雜環基,亦可以為芳香族雜環基。雜環基係5員環或6員環為較佳。構成雜環基之雜原子的種類可列舉氮原子、氧原子、硫原子等。構成雜環基之雜原子的數係1~3為較佳。雜環基可以為單環,亦可以為稠環。L2
所表示之n價的連接基係衍生自多官能醇之基團亦為較佳。
作為具有乙烯性不飽和基及伸烷氧基之化合物,由下述式(M-2)表示之化合物為更佳。
式中R2
表示氫原子或甲基,R1
表示伸烷基,m表示1~30的整數,n表示3以上的整數,L2
表示n價的連接基。式(M-2)的R1
、L2
、m、n與式(M-1)的R1
、L2
、m、n的含義相同,較佳範圍亦相同。
作為具有乙烯性不飽和基及伸烷氧基之聚合性化合物的市售品,可列舉KAYARAD T-1420(T)、RP-1040(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)等。
作為聚合性化合物,還能夠使用二新戊四醇三丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-330;NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製)、二新戊四醇四丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-320;NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製)、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-310;NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製)、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD DPHA;NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製造、NK酯A-DPH-12E;SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,Ltd.製)、及該等之(甲基)丙烯醯基經由乙二醇及/或丙二醇殘基鍵結之結構的化合物(例如由SARTOMER Company,Inc.市售之SR454、SR499)為較佳。
又,作為聚合性化合物,使用ARONIX M-402(TOAGOSEI CO., LTD.製、二新戊四醇六丙烯酸酯與二新戊四醇五丙烯酸酯的混合物)亦為較佳。
又,作為聚合性化合物,亦能夠使用三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷丙氧基改質三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷乙烯氧基改質三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸乙烯氧基改質三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物。作為3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的市售品,可列舉ARONIX M-309、M-310、M-321、M-350、M-360、M-313、M-315、M-306、M-305、M-303、M-452、M-450(TOAGOSEI CO., LTD.製)、NK酯 A9300、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、TMPT(Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.製)、KAYARAD GPO-303、TMPTA、THE-330、TPA-330、PET-30(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)等。
作為聚合性化合物,使用具有酸基之聚合性化合物亦為較佳。藉由使用具有酸基之聚合性化合物,在顯影時容易去除未曝光部的硬化性組成物層,並能夠抑制顯影殘渣的產生。作為酸基,可列舉羧基、磺酸基、磷酸基等,羧基為較佳。作為具有酸基之聚合性化合物,可列舉丁二酸改質二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。作為具有酸基之聚合性化合物的市售品可列舉ARONIX M-510、M-520、ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO., LTD.製)等。作為具有酸基之聚合性化合物的較佳之酸值為0.1~40mgKOH/g,5~30mgKOH/g為更佳。若聚合性化合物的酸值為0.1mgKOH/g以上,則對顯影液之溶解性良好,若為40mgKOH/g以下,則在製造或處理上有利。
聚合性化合物係具有己內酯結構之化合物亦為較佳。具有己內酯結構之聚合性化合物例如由NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.作為KAYARAD DPCA系列而在市場上出售,可列舉DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120等。
聚合性化合物使用日本特開2017-048367號公報、日本專利第6057891號公報、日本專利第6031807號公報中所記載之化合物、日本特開2017-194662號公報中所記載之化合物、8UH-1006、8UH-1012(以上,Taisei Fine Chemical Co., Ltd.製)、Light-Acrylate POB-A0(KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.製)等亦為較佳。
聚合性化合物的含量在硬化性組成物的總固體成分中為5.0~35質量%為較佳。上限為30質量%以下為較佳,25質量%以下為更佳。下限為7.5質量%以上為較佳,10質量以上%為更佳。
<<光聚合起始劑>>
本發明的硬化性組成物含有光聚合起始劑。作為光聚合起始劑,可列舉鹵化烴衍生物(例如,具有三嗪骨架之化合物、具有㗁二唑骨架之化合物等)、醯基膦氧化物等醯基膦化合物、六芳基雙咪唑化合物、肟衍生物等肟化合物、有機過氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓鹽、酮肟醚化合物、胺基烷基苯酮化合物、羥基烷基苯酮化合物、苯甲醯甲酸酯化合物等。作為光聚合起始劑的具體例,例如能夠參閱日本特開2013-029760號公報的0265~0268段、日本專利第6301489號公報的記載,該等內容被併入本說明書中。
作為苯甲醯甲酸酯化合物,可列舉苯甲醯甲酸甲酯等。作為市售品,可列舉DAROCUR-MBF(BASF公司製)等。
作為胺基烷基苯酮化合物,例如可列舉日本特開平10-291969號公報中所記載的胺基烷基苯酮化合物。又,作為胺基烷基苯酮化合物,亦能夠使用IRGACURE-907、IRGACURE-369、IRGACURE-379(均為BASF公司製)。
作為醯基膦化合物,可列舉日本專利第4225898號公報中所記載的醯基膦化合物。作為具體例,可列舉雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦等。作為醯基膦化合物,亦能夠使用IRGACURE-819、DAROCUR-TPO(均為BASF公司製)。
作為羥基烷基苯酮化合物,可列舉由下述式(V)所表示之化合物。
式中Rv1
表示取代基,Rv2
及Rv3
分別獨立地表示氫原子或取代基,Rv2
與Rv3
亦可以彼此鍵結而形成環,m表示0~5的整數。
作為Rv1
所表示之取代基,可列舉烷基(碳數1~10的烷基為較佳)、烷氧基(碳數1~10的烷氧基為較佳)。烷基及烷氧基為直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。Rv1
所表示之烷基及烷氧基可以為未取代,亦可以具有取代基。作為取代基,可列舉羥基和具有羥基烷基苯酮結構之基團等。作為具有羥基烷基苯酮結構之基團,可列舉式(V)中的Rv1
所鍵結之苯環或從Rv1
去除1個氫原子之結構的基團。
Rv2
及Rv3
分別獨立地表示氫原子或取代基。作為取代基,烷基(碳數1~10的烷基為較佳)為較佳。又,Rv2
與Rv3
亦可以彼此鍵結而形成環(碳數4~8的環為較佳,碳數4~8的脂肪族環為更佳)。烷基為直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。
作為羥基烷基苯酮化合物,亦能夠使用IRGACURE-184、DAROCUR-1173、IRGACURE-500、IRGACURE-2959、IRGACURE-127(產品名:均為BASF公司製)。
作為肟化合物,可列舉日本特開2001-233842號公報中所記載之化合物、日本特開2000-080068號公報中所記載之化合物、日本特開2006-342166號公報中所記載之化合物、J.C.S.Perkin II(1979年,pp.1653-1660)中所記載之化合物、J.C.S.Perkin II(1979年,pp.156-162)中所記載之化合物、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年,pp.202-232)中所記載之化合物、日本特開2000-066385號公報中所記載之化合物、日本特開2000-080068號公報中所記載之化合物、日本特表2004-534797號公報中所記載之化合物、日本特開2006-342166號公報中所記載之化合物、日本特開2017-019766號公報中所記載之化合物、日本專利第6065596號公報中所記載之化合物、國際公開第2015/152153號中所記載之化合物、國際公開第2017/051680號中所記載之化合物、日本特開2017-198865號公報中所記載之化合物、國際公開第2017/164127號的0025~0038段中所記載之化合物等。作為肟化合物的具體例,可列舉3-苯甲醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-乙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-丙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、2-乙醯氧基亞胺基戊烷-3-酮、2-乙醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺醯氧基)亞胺基丁烷-2-酮、以及2-乙氧基羰氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮等。作為市售品,可列舉IRGACURE-OXE01、IRGACURE-OXE02、IRGACURE-OXE03、IRGACURE-OXE04(以上,BASF公司製)、TR-PBG-304(Changzhou Tronly New Electronic Materials CO., LTD.製)、Adeka Optomer N-1919(ADEKA CORPORATION製、日本特開2012-014052號公報中所記載之光聚合起始劑2)。
又,作為肟化合物,亦可使用肟連接於咔唑環的N位之日本特表2009-519904號公報中所記載之化合物、雜取代基被導入到二苯基酮部位之美國專利第7626957號說明書中所記載之化合物、硝基被導入到色素部位之日本特開2010-015025號公報及美國專利申請公開第2009/0292039號說明書中所記載之化合物、國際公開第2009/131189號中所記載之酮肟化合物、在同一分子內含有三嗪骨架和肟骨架之美國專利第7556910號說明書中所記載之化合物、在405nm處具有最大吸收,並對g射光源具有良好的靈敏度之日本特開2009-221114號公報中所記載之化合物等。較佳為,例如能夠參閱日本特開2013-029760號公報的0274~0306段,該內容被併入本說明書中。
肟化合物係含有氟原子之肟化合物為較佳。包含氟原子之肟化合物係含有具有氟原子之烷基(以下,亦稱為含氟烷基)及包含具有氟原子之烷基之基團(以下,亦稱為含氟基團)為較佳。作為含氟基團,選自-ORF1
、-SRF1
、-CORF1
、-COORF1
、-OCORF1
、-NRF1
RF2
、-NHCORF1
、-CONRF1
RF2
、-NHCONRF1
RF2
、-NHCOORF1
、-SO2
RF1
、-SO2
ORF1
及-NHSO2
RF1
中的至少1種為較佳。RF1
表示含氟烷基,RF2
表示氫原子、烷基、含氟烷基、芳基或雜環基。含氟基團為-ORF1
為較佳。
烷基及含氟烷基的碳數係1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳,1~4為特佳。烷基及含氟烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。含氟烷基中,氟原子的取代率係40~100%為較佳,50~100%為更佳,60~100%為進一步較佳。另外,氟原子的取代率係指被氟原子取代之數與烷基所具有之所有氫原子的數的比率(%)。
芳基的碳數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。
雜環基係5員環或6員環為較佳。雜環基可以為單環,亦可以為稠環。縮合數係2~8為較佳,2~6為更佳,3~5為進一步較佳,3~4為特佳。構成雜環基之碳原子的數係3~40為較佳,3~30為更佳,3~20為更佳。構成雜環基之雜原子的數係1~3為較佳。構成雜環基之雜原子係氮原子、氧原子或硫原子為較佳,氮原子為更佳。
包含氟原子之基團具有由式(1)或(2)表示之末端結構為較佳。
*-CHF2
(1)
*-CF3
(2)
包含氟原子之肟化合物中的所有氟原子數係3以上為較佳,4~10為更佳。
式(OX-1)中,Ar1
及Ar2
分別獨立地表示可以具有取代基之芳香族烴環,R1
表示具有包含氟原子之基團之芳基,R2
及R3
分別獨立地表示烷基或芳基。
Ar1
及Ar2
分別獨立地表示可以具有取代基之芳香族烴環。芳香族烴環可以為單環,亦可以為稠環。構成芳香族烴環的環之碳原子數係6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為特佳。芳香族烴環係苯環及萘環為較佳。其中,Ar1
及Ar2
中的至少一個係苯環為較佳,Ar1
係苯環為更佳。Ar2
係苯環或萘環為較佳,萘環為更佳。
作為Ar1
及Ar2
可以具有之取代基,可列舉烷基、芳基、雜環基、硝基、氰基、鹵素原子、-ORX1
、-SRX1
、-CORX1
、-COORX1
、-OCORX1
、-NRX1
RX2
、-NHCORX1
、-CONRX1
RX2
、-NHCONRX1
RX2
、-NHCOORX1
、-SO2
RX1
、-SO2
ORX1
、-NHSO2
RX1
等。RX1
及RX2
分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基或雜環基。
鹵素原子可列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,氟原子為較佳。作為取代基的烷基以及RX1
及RX2
所表示之烷基的碳數係1~30為較佳。烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。烷基中,氫原子的一部分或全部可以由鹵素原子(較佳為氟原子)所取代。又,烷基中,氫原子的一部分或全部可以由上述取代基所取代。作為取代基的芳基以及RX1
及RX2
所表示之芳基的碳數係6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。芳基可以為單環,亦可以為稠環。又,芳基中,氫原子的一部分或全部可以由上述取代基所取代。作為取代基的雜環基以及RX1
及RX2
所表示之雜環基係5員環或6員環為較佳。雜環基可以為單環,亦可以為稠環。構成雜環基之碳原子的數係3~30為較佳,3~18為更佳,3~12為更佳。構成雜環基之雜原子的數係1~3為較佳。構成雜環基之雜原子係氮原子、氧原子或硫原子為較佳。又,雜環基中,氫原子的一部分或全部可以由上述取代基所取代。
Ar1
所表示之芳香族烴環係未經取代為較佳。Ar2
所表示之芳香族烴環可以為未經取代,亦可以具有取代基。具有取代基為較佳。作為取代基,-CORX1
為較佳。RX1
係烷基、芳基或雜環基為較佳,芳基為更佳。芳基可以具有取代基,亦可以未經取代。作為取代基,可列舉碳數1~10的烷基等。
R1
表示具有包含氟原子之基團之芳基。芳基的碳數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。包含氟原子之基團係包含具有氟原子之烷基(含氟烷基)及具有氟原子之烷基之基團(含氟基團)為較佳。關於包含氟原子之基團,與上述範圍含義相同,較佳範圍亦相同。
R2
表示烷基或芳基,烷基為較佳。烷基及芳基可以為未經取代,亦可以具有取代基。作為取代基,可列舉以上述Ar1
及Ar2
可以具有之取代基進行說明之取代基。烷基的碳數係1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳,1~4為特佳。烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。芳基的碳數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。
R3
表示烷基或芳基,烷基為較佳。烷基及芳基可以為未經取代,亦可以具有取代基。作為取代基,可列舉以上述Ar1
及Ar2
可以具有之取代基進行說明之取代基。R3
所表示之烷基的碳數係1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。R3
所表示之芳基的碳數係6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。
作為具有氟原子之肟化合物的具體例,可列舉日本特開2010-262028號公報中所記載的化合物、日本特表2014-500852號公報中所記載的化合物24、36~40、日本特開2013-164471號公報中所記載的化合物(C-3)等。
又,作為肟化合物,亦能夠使用具有茀環之肟化合物。作為具有茀環之肟化合物的具體例,可列舉日本特開2014-137466號公報中所記載的化合物。該內容被併入本說明書中。
又,肟化合物還能夠使用具有苯并呋喃骨架之肟化合物。作為具體例,可列舉國際公開第2015/036910號中所記載的化合物OE-01~OE-75。
又,肟化合物還能夠使用具有咔唑環的至少1個苯環為萘環之骨架之肟化合物。作為該種肟化合物的具體例,可列舉國際公開第2013/083505號之化合物。
又,肟化合物能夠使用具有硝基之肟化合物。具有硝基之肟化合物為二聚體亦為較佳。作為具有硝基之肟化合物的具體例,可列舉日本特開2013-114249號公報的0031~0047段、日本特開2014-137466號公報的0008~0012段、0070~0079段中所記載之化合物、日本專利4223071號公報的0007~0025段中所記載之化合物等。
將肟化合物的具體例示於以下,但是本發明不限定於此。
並且,在本發明中,如上所述,作為光聚合起始劑,併用甲醇中的波長365nm的吸光係數為1.0×103
mL/gcm以上的光聚合起始劑A1、及甲醇中的波長365nm的吸光係數為1.0×102
mL/gcm以下,且波長254nm的吸光係數為1.0×103
mL/gcm以上的光聚合起始劑A2。依據該態樣,藉由曝光容易使組成物充分硬化,在低溫製程(例如在整個製程中為小於200℃,或者為150℃以下、進而為120℃以下的溫度下)中,能夠形成密接性優異,進而耐溶劑性、平坦性及圖案的矩形性亦優異的硬化膜。作為光聚合起始劑A1及光聚合起始劑A2,從上述之化合物中選擇使用具有上述吸光係數之化合物為較佳。
另外,本發明中,光聚合起始劑的上述波長下的吸光係數為如以下進行測量之值。亦即,藉由使光聚合起始劑溶解於甲醇中來製備測量溶液,並測量前述測量溶液的吸光度而算出。具體而言,將前述測量溶液加入到寬度1cm的玻璃皿,使用Agilent Technologies公司製UV-Vis-NIR光譜儀(Cary5000)來測量吸光度,代入到下述式,算出波長365nm及波長254nm下的吸光係數(mL/gcm)。
上述式中,ε表示吸光係數(mL/gcm),A表示吸光度,c表示光聚合起始劑的濃度(g/mL),l表示光路長(cm)。
光聚合起始劑A1在甲醇中的波長365nm下的吸光係數為1.0×103
mL/gcm以上,1.0×104
mL/gcm以上為較佳,1.1×104
mL/gcm以上為更佳,1.2×104
~1.0×105
mL/gcm為進一步較佳,1.3×104
~5.0×104
mL/gcm為更進一步較佳,1.5×104
~3.0×104
mL/gcm為特佳。
又,光聚合起始劑A1的甲醇中的波長254nm的光的吸光係數為1.0×104
~1.0×105
mL/gcm為較佳,1.5×104
~9.5×104
mL/gcm為更佳,3.0×104
~8.0×104
mL/gcm為進一步較佳。
作為光聚合起始劑A1,肟化合物、胺基烷基苯酮化合物、醯基膦化合物為較佳,肟化合物及醯基膦化合物為更佳,肟化合物為進一步較佳,從與組成物中所含有之其他成分的相容性的觀點考慮,包含氟原子之肟化合物為特佳。作為包含氟原子之肟化合物,由上述式(OX-1)表示之化合物為較佳。作為光聚合起始劑A1的具體例,可列舉1,2-辛烷二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲醯肟)](作為市售品,例如IRGACURE-OXE01、BASF公司製)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯肟)(作為市售品,例如IRGACURE-OXE02、BASF公司製)、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(作為市售品,例如IRGACURE-819、BASF公司製)、上述肟化合物的具體例所示之(C-13)、(C-14)等。
光聚合起始劑A2的甲醇中的波長365nm的光的吸光係數為1.0×102
mL/gcm以下,10~1.0×102
mL/gcm為較佳,20~1.0×102
mL/gcm為更佳。又,光聚合起始劑A1的甲醇中的波長365nm的光的吸光係數與光聚合起始劑A2的甲醇中的波長365nm的光的吸光係數之差係9.0×102
mL/gcm以上,1.0×103
mL/gcm以上為較佳,5.0×103
~3.0×104
mL/gcm為更佳,1.0×104
~2.0×104
mL/gcm為進一步較佳。又,光聚合起始劑A2的甲醇中的波長254nm的光的吸光係數係1.0×103
mL/gcm以上,1.0×103
~1.0×106
mL/gcm為較佳,5.0×103
~1.0×105
mL/gcm為更佳。
作為光聚合起始劑A2,羥基烷基苯酮化合物、苯甲醯甲酸酯化合物、胺基烷基苯酮化合物、醯基膦化合物為較佳,羥基烷基苯酮化合物及苯甲醯甲酸酯化合物為更佳,羥基烷基苯酮化合物為進一步較佳。又,作為羥基烷基苯酮化合物,由上述式(V)所表示之化合物為較佳。作為光聚合起始劑A2的具體例,可列舉1-羥基-環己基-苯基-酮(作為市售品,例如IRGACURE-184,BASF公司製)、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙-1-酮(作為市售品,例如IRGACURE-2959,BASF公司製)等。
作為光聚合起始劑A1與光聚合起始劑A2的組合,光聚合起始劑A1為肟化合物且光聚合起始劑A2為羥基烷基苯酮化合物之組合為較佳,光聚合起始劑A1為肟化合物且光聚合起始劑A2為由上述式(V)表示之化合物之組合為更佳,光聚合起始劑A1為包含氟原子之肟化合物,光聚合起始劑A2為由上述式(V)表示之化合物之組合為特佳。
光聚合起始劑A1的含量在本發明的硬化性組成物的總固體成分中為1.0~20.0質量%為較佳。從顯影後的硬化膜(圖案)對支撐體的密接性的觀點考慮,光聚合起始劑A1的含量的下限係2.0質量%以上為較佳,3.0質量%以上為更佳,4.0質量%以上為進一步較佳。從顯影後的圖案的微細化的觀點考慮,光聚合起始劑A1的含量的上限係15.0質量%以下為較佳,12.5質量%以下為更佳,10.0質量%以下為進一步較佳。
光聚合起始劑A2的含量在本發明的硬化性組成物的總固體成分中為0.5~15.0質量%為較佳。從所獲得之硬化膜的耐溶劑性的觀點考慮,光聚合起始劑A2的含量的下限係1.0質量%以上為較佳,1.5質量%以上為更佳,2.0質量%以上為進一步較佳。從顯影後的圖案的微細化的觀點考慮,光聚合起始劑A2的含量的上限係12.5質量%以下為較佳,10.0質量%以下為更佳,7.5質量%以下為進一步較佳。
本發明的硬化性組成物相對於光聚合起始劑A1的100質量份,含有50~200質量份的光聚合起始劑A2為較佳。從顯影後的圖案的微細化的觀點考慮,上限係175質量份以下為較佳,150質量份以下為更佳。又,從所獲得之硬化膜的耐溶劑性的觀點考慮,下限係60質量份以上為較佳,70質量份以上為進一步較佳。
本發明的硬化性組成物的總固體成分中的光聚合起始劑A1和光聚合起始劑A2的合計含量係5~15質量%以上為較佳。從組成物的經時穩定性的觀點考慮,下限係6質量%以上為較佳,7質量%以上為更佳,8質量%以上為進一步較佳。從顯影後的圖案的微細化的觀點考慮,上限係14.5質量%以下為較佳,14.0質量%以下為更佳,13.0質量%以下為進一步較佳。
本發明的硬化性組成物亦能夠含有除光聚合起始劑A1及光聚合起始劑A2以外的光聚合起始劑(以下,亦稱為其他光聚合起始劑)作為光聚合起始劑,但實際上不含有其他光聚合起始劑為較佳。實質上不含有其他光聚合起始劑之情況為如下:相對於光聚合起始劑A1與光聚合起始劑A2的合計100質量份,其他光聚合起始劑的含量為1質量份以下為較佳,0.5質量份以下為更佳,0.1質量份以下為進一步較佳,不含有其他光聚合起始劑為更進一步較佳。
<<樹脂>>
本發明的組成物能夠含有樹脂。在本發明中,樹脂例如以將顏料等粒子分散於組成物中之用途或黏合劑的用途來進行摻和。另外,亦將主要用於使顏料等粒子分散之樹脂稱為分散劑。但是,樹脂的該等用途為一例,亦能夠以除了該等用途以外的目的使用樹脂。
樹脂的重量平均分子量(Mw)係2,000~2,000,000為較佳。上限係1,000,000以下為較佳,500,000以下為更佳。下限為3,000以上為較佳,5,000以上為更佳。
作為樹脂,可列舉(甲基)丙烯酸樹脂、環氧樹脂、烯-硫醇樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚樹脂、聚芳酯樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯樹脂、聚伸芳基醚氧化膦樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、環狀烯烴樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯樹脂等。從該等樹脂可以單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。作為環烯烴樹脂,從提高耐熱性的觀點考慮,能夠較佳地使用降莰烯樹脂。作為降莰烯樹脂的市售品,例如可列舉JSR Corporation製的ARTON系列(例如,ARTON F4520)等。作為環氧樹脂,例如可列舉作為酚化合物的縮水甘油醚化物之環氧樹脂、作為各種酚醛清漆樹脂的縮水甘油醚化物之環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、脂肪族系環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、縮水甘油酯系環氧樹脂、縮水甘油胺系環氧樹脂、將鹵代酚類縮水甘油基化而得之環氧樹脂、具有環氧基之矽化合物與其以外的矽化合物的稠合物、具有環氧基之聚合性不飽和化合物與其以外的其他聚合性不飽和化合物的共聚物等。又,亦能夠使用Marproof G-0150M、G-0105SA、G-0130SP、G-0250SP、G-1005S、G-1005SA、G-1010S、G-2050M、G-01100、G-01758(NOF CORPORATION製、含有環氧基之聚合物)等。又,樹脂亦能夠使用國際公開第2016/088645號的實施例中所記載之樹脂、日本特開2017-057265號公報中所記載之樹脂、日本特開2017-032685號公報中所記載之樹脂、日本特開2017-075248號公報中所記載之樹脂、日本特開2017-066240號公報中所記載之樹脂,該等內容被併入本說明書中。又,亦能夠較佳地使用具有茀骨架之樹脂。作為具有茀骨架之樹脂,可列舉下述結構的樹脂。以下的結構式中,A為選自均苯四甲酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐、聯苯四羧酸二酐及二苯醚四羧酸二酐中之羧酸二酐的殘基,M為苯基或苄基。關於具有茀骨架之樹脂,能夠參閱美國專利申請公開第2017/0102610號說明書的記載,該內容被併入本說明書中。
本發明中所使用之樹脂可以具有酸基。作為酸基,例如可列舉羧基、磷酸基、磺基、酚性羥基等,羧基為較佳。該等酸基可以僅為1種,亦可以併用2種以上。具有酸基之樹脂亦能夠用作鹼可溶性樹脂。
作為具有酸基之樹脂,在側鏈具有羧基之聚合物為較佳。作為具體例,可列舉甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、丁烯酸共聚物、順丁烯二酸共聚物、偏酯化順丁烯二酸共聚物、酚醛清漆樹脂等鹼可溶性酚醛樹脂、在側鏈具有羧基之酸性纖維素衍生物、將酸酐加成到具有羥基之聚合物而成之樹脂。尤其,(甲基)丙烯酸與能夠與其進行共聚合之其他單體的共聚物作為鹼可溶性樹脂而較佳。作為能夠與(甲基)丙烯酸共聚合之其他單體,可列舉烷基(甲基)丙烯酸酯、芳基(甲基)丙烯酸酯、乙烯化合物等。作為烷基(甲基)丙烯酸酯及芳基(甲基)丙烯酸酯,可列舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸環己酯等,作為乙烯基化合物,可列舉苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸環氧丙酯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯啶酮、甲基丙烯酸四氫糠酯、聚苯乙烯巨單體、聚甲基丙烯酸甲酯巨單體等。又,其他單體亦能夠使用日本特開平10-300922號公報中所記載之N位取代順丁烯二醯亞胺單體,例如,N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺等。另外,能夠與該等(甲基)丙烯酸共聚合之其他單體可以僅為1種,亦可以為2種以上。
具有酸基之樹脂可以進一步具有聚合性基。作為聚合性基,可列舉烯丙基、甲基烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。作為市售品,可列舉DIANAL NR系列(MITSUBISHI RAYON CO.,LTD.製)、Photomer 6173(含有羧基之聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物,由Diamond Shamrock Co.,Ltd.製)、VISCOAT R-264、KS RESIST 106(均由OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.製)、CYCLOMER P系列(例如,ACA230AA)、PLACCEL CF200系列(均由Daicel Corporation製)、Ebecry l3800(DAICEL UCB CO.,LTD.製)、ACRYCURE RD-F8(NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.製)等。
作為具有酸基之樹脂,能夠較佳地使用包含(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯共聚物、(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/其他單體之多元共聚物。又,亦能夠較佳地使用將(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯進行共聚合而成者、日本特開平07-140654號公報中所記載的、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯/聚苯乙烯巨分子單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯巨分子單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯/聚苯乙烯巨分子單體/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯/聚苯乙烯巨分子單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物等。
具有酸基之樹脂係包含來自於包含由下述式(ED1)表示之化合物和/或由下述式(ED2)表示之化合物(以下,有時將該等化合物亦稱為“醚二聚物”。)之單體成分之重複單元之聚合物亦為較佳。
式(ED1)中,R1
及R2
分別獨立地表示氫原子或可以具有取代基之碳數1~25的烴基。
式(ED2)中,R表示氫原子或碳數1~30的有機基。關於式(ED2)的詳細內容,能夠參閱日本特開2010-168539號公報的記載。
作為醚二聚物的具體例,例如能夠參閱日本特開2013-029760號公報的0317段,該內容被併入本說明書中。醚二聚物可以僅為1種,亦可以為2種以上。
式(X)中,R1
表示氫原子或甲基,R2
表示碳數2~10的伸烷基,R3
表示氫原子或可以包含苯環之碳數1~20的烷基。n表示1~15的整數。
關於具有酸基之樹脂,能夠參閱日本特開2012-208494號公報的0558~0571段(對應之美國專利申請公開第2012/0235099號說明書的0685~0700段)的記載、日本特開2012-198408號公報的0076~0099段的記載,該等內容被併入本說明書中。又,具有酸基之樹脂亦能夠使用市售品。例如,可列舉ACRYBASE FF-426(FUJIKURA KASEI CO.,LTD. 製)等。
具有酸基之樹脂的酸值係30~200mgKOH/g為較佳。下限為50mgKOH/g以上為較佳,70mgKOH/g以上為更佳。上限為150mgKOH/g以下為較佳,120mgKOH/g以下為更佳。
本發明的組成物還能夠包含作為分散劑之樹脂。分散劑可列舉酸性分散劑(酸性樹脂)、鹼性分散劑(鹼性樹脂)。在此,酸性分散劑(酸性樹脂)表示酸基的量多於鹼性基的量之樹脂。酸性分散劑(酸性樹脂),將酸基的量與鹼性基的量的合計量設為100莫耳%時,酸基的量佔70莫耳%以上之樹脂為較佳,實質上僅包含酸基之樹脂為更佳。酸性分散劑(酸性樹脂)所具有之酸基為羧基為較佳。酸性分散劑(酸性樹脂)的酸值係40~105mgKOH/g為較佳,50~105mgKOH/g為更佳,60~105mgKOH/g為進一步較佳。又,鹼性分散劑(鹼性樹脂)表示鹼性基的量多於酸基的量之樹脂。鹼性分散劑(鹼性樹脂),將酸基的量與鹼性基的量的合計量設為100莫耳%時,鹼性基的量大於50莫耳%之樹脂為較佳。鹼性分散劑所具有之鹼性基為胺基為較佳。
用作分散劑之樹脂包含具有酸基之重複單元為較佳。用作分散劑之樹脂包含具有酸基之重複單元,藉此在藉由光刻法形成圖案時,能夠進一步抑制顯影殘渣的產生。
用作分散劑之樹脂為接枝共聚物亦為較佳。接枝共聚物藉由接枝鏈而具有與溶劑的親和性,因此顏料的分散性及經時後的分散穩定性優異。接枝共聚物的詳細內容能夠參閱日本特開2012-255128號公報的0025~0094段的記載,該內容被併入本說明書中。又,接枝共聚物的具體例可列舉下述樹脂。以下的樹脂亦為具有酸基之樹脂(鹼可溶性樹脂)。又,作為接枝共聚物可列舉日本特開2012-255128號公報的0072~0094段中所記載之樹脂,該內容被併入本說明書中。
又,在本發明中,樹脂(分散劑)使用在主鏈及側鏈中的至少一者包含氮原子之寡聚亞胺系分散劑亦為較佳。作為寡聚亞胺系分散劑,係具有結構單元及側鏈,且在主鏈及側鏈的至少一者上具有鹼性氮原子之樹脂為較佳,該結構單元包含具有pKa14以下的官能基之部分結構X,該側鏈包含原子數為40~10,000的側鏈Y。鹼性氮原子只要係呈鹼性之氮原子,則並沒有特別限制。關於寡聚亞胺系分散劑,能夠參閱日本特開2012-255128號公報的0102~0166段的記載,該內容被併入本說明書中。作為寡聚亞胺系分散劑,能夠使用下述結構的樹脂、日本特開2012-255128號公報的0168~0174段中所記載之樹脂。
分散劑亦能夠作為市售品獲得,作為該種具體例,可列舉Disperbyk-111(BYKChemieGmbH製)、SOLSPERSE 76500(Lubrizol Japan Ltd.製)等。又,亦能夠使用日本特開2014-130338號公報的0041~0130段中所記載之顏料分散劑,該內容被併入本說明書中。又,亦能夠將上述具有酸基之樹脂等用作分散劑。
此外,亦能夠適當地使用日本特開2017-206689號公報的0041~0060段中所記載之樹脂。
樹脂的含量相對於本發明的組成物的總固體成分為1~50質量%為較佳。下限係2質量%以上為較佳,3質量%以上為更佳,5質量%以上為進一步較佳,10質量%以上為特佳。上限為40質量%以下為更佳,30質量%以下為進一步較佳。又,具有酸基之樹脂的含量相對於本發明的組成物的總固體成分為1~50質量%為較佳。下限係2質量%以上為較佳,3質量%以上為更佳,5質量%以上為進一步較佳,10質量%以上為特佳。上限為40質量%以下為更佳,30質量%以下為進一步較佳。本發明的組成物可以僅包含1種樹脂,亦可以包含2種以上。包含2種以上時,該等合計量係上述範圍為較佳。
<<含有呋喃基之化合物>>
本發明的硬化性組成物含有包含呋喃基之化合物(以下,亦稱為含有呋喃基之化合物)為較佳。藉由該態樣,上述呋喃基與上述聚合性化合物所具有之乙烯性不飽和基藉由Diels-Alder反應,在小於200℃的低溫下亦形成鍵,因此低溫硬化優異。
含有呋喃基之化合物只要包含呋喃基(從呋喃除去1個氫原子而得之基團),則並不特別限制其結構。針對含有呋喃基之化合物,能夠使用日本特開2017-194662號公報的0049~0089段中所記載之化合物。又,亦能夠使用日本特開2000-233581號公報、日本特開1994-271558號公報、日本特開1994-293830號公報、日本特開1996-239421號公報、日本特開1998-508655號公報、日本特開2000-001529號公報、日本特開2003-183348號公報、日本特開2006-193628號公報、日本特開2007-186684號公報、日本特開2010-265377號公報、日本特開2011-170069號公報等中所記載之化合物。
含有呋喃基之化合物可以為單體,亦可以為寡聚物、聚合物。從容易提高所獲得之膜的耐久性之原因考慮,聚合物為較佳。為聚合物時,重量平均分子量為2000~70000為較佳。上限係60000以下為較佳,50000以下為更佳。下限為3000以上為較佳,4000以上為更佳,5000以上為進一步較佳。為單體時,重量平均分子量小於2000為較佳。另外,聚合物類型的含有呋喃基之化合物係亦與本發明的硬化性組成物中的樹脂相對應之成分,單體類型的含有呋喃基之化合物係亦與本發明的硬化性組成物中的聚合性化合物相對應之成分。
作為單體類型的含有呋喃基之化合物(以下,亦稱為含有呋喃基之單體),可列舉由下述式(fur-1)表示之化合物。該化合物為除了呋喃基以外還具有聚合性基之化合物。
式中,Rf1
表示氫原子或甲基,Rf2
表示2價的連接基。
作為Rf2
所表示之2價的連接基,可列舉伸烷基、伸芳基、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-S-及組合該等2種以上而成之基團。伸烷基的碳數係1~30為較佳,1~20為更佳,1~15為進一步較佳。伸烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一個。伸芳基的碳數為6~30為較佳,6~20為更佳,6~10為進一步較佳。伸烷基及伸芳基可以具有取代基。作為取代基,可列舉羥基等。
含有呋喃基之單體係由下述式(fur-2)表示之化合物為較佳。
式中,Rf1
表示氫原子或甲基,Rf11
表示-O-或-NH-,Rf12
表示單鍵或2價的連接基。作為Rf12
所表示之2價的連接基,可列舉伸烷基、伸芳基、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-S-及組合該等2種以上而成之基團。伸烷基的碳數係1~30為較佳,1~20為更佳,1~15為進一步較佳。伸烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一個。伸芳基的碳數為6~30為較佳,6~20為更佳,6~10為進一步較佳。伸烷基及伸芳基可以具有取代基。作為取代基,可列舉羥基等。
作為含有呋喃基之單體的具體例,可列舉下述結構的化合物。以下結構式中,Rf1
表示氫原子或甲基。
作為聚合物類型的含有呋喃基之化合物(以下,亦稱為含有呋喃基之聚合物),包含含有呋喃基之重複單元之樹脂為較佳,包含來自於由上述式(fur-1)表示之化合物的重複單元之樹脂為更佳。關於含有呋喃基之聚合物中的呋喃基的濃度,每1g的含有呋喃基之聚合物為0.5~6.0mmol為較佳,1.0~4.0mmol為進一步較佳。若呋喃基的濃度為0.5mmol以上、較佳為1.0mmol以上,則由於耐溶劑性等而容易形成更優異的像素。若呋喃基的濃度為6.0mmol以下、較佳為4.0mmol以下,則硬化性組成物的經時穩定性更良好。
含有呋喃基之聚合物除了具有呋喃基之重複單元以外,還可以包含具有酸基之重複單元和/或具有聚合性基之重複單元。作為酸基,可列舉羧基、磷酸基、磺基、酚性羥基等。作為聚合性基,可列舉乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基等乙烯性不飽和基。當含有呋喃基之聚合物包含具有酸基之重複單元時,其酸值為10~200mgKOH/g為較佳,40~130mgKOH/g為更佳。
含有呋喃基之聚合物包含具有聚合性基之重複單元時,容易形成耐溶劑性等更優異之像素。
含有呋喃基之聚合物能夠藉由日本特開2017-194662號公報的0052~0101段中所記載之方法來製造。
含有呋喃基之化合物的含量在硬化性組成物的總固體成分中為0.1~70質量%為較佳。下限為2.5質量%以上為較佳,5.0質量%以上為更佳,7.5質量%以上為進一步較佳。上限為65質量%以下為較佳,60質量%以下為更佳,50質量%以下為進一步較佳。
又,當使用含有呋喃基之聚合物作為含有呋喃基之化合物時,硬化性組成物中所含有之樹脂中的含有呋喃基之聚合物的含量為0.1~100質量%為較佳。下限為10質量以上為較佳,15質量以上為更佳。上限為90質量%以下為較佳,80質量%以下為更佳。
<<具有環狀醚基之化合物>>
本發明的硬化性組成物能夠還含有具有環狀醚基之化合物。又,在該情況下,本發明的硬化性組成物含有具有該環狀醚基之化合物的硬化促進劑為較佳。環狀醚基例如為環氧基及氧環丁烷基,環氧基為較佳。
作為具有環氧基之化合物,在1分子內具有兩個以上環氧基之化合物為較佳。在1分子內具有2~100個環氧基為較佳。上限例如亦能夠設為10個以下,亦能夠設為5個以下。具有環氧基之化合物的環氧基當量(=具有環氧基之化合物的分子量/環氧基的數)為500g/eq以下為較佳,100~400g/eq為更佳,100~300g/eq為進一步較佳。具有環氧基之化合物可以為低分子化合物(例如,分子量小於1000),亦可以為高分子化合物(macromolecule)(例如,分子量1000以上的聚合物的情況下,重量平均分子量為1000以上)。具有環氧基之化合物的分子量(聚合物的情況下,重量平均分子量)為200~100000為較佳,500~50000為更佳。分子量(聚合物的情況下,重量平均分子量)的上限為3000以下為較佳,2000以下為更佳,1500以下為進一步較佳。另外,具有環狀醚基之化合物為聚合物類型時,該化合物為亦對應於本發明的硬化性組成物中的樹脂之成分。
作為具有環氧基之化合物,亦能夠使用日本特開2013-011869號公報的0034~0036段、日本特開2014-043556號公報的0147~0156段、日本特開2014-089408號公報的0085~0092段中所記載之化合物、日本特開2017-179172號公報中所記載之化合物。將該等內容併入本說明書中。
作為具有環狀醚基之化合物的市售品,例如可列舉EHPE3150(Daicel Corporation製)、EPICLON N-695(DIC CORPORATION製)、Marproof G-0150M、G-0105SA、G-0130SP、G-0250SP、G-1005S、G-1005SA、G-1010S、G-2050M、G-01100、G-01758(以上,NOF CORPORATION製,含有環氧基之聚合物)等。
本發明的組成物含有具有環狀醚基之化合物時,該化合物的含量在組成物的總固體成分中為0.1~20質量%為較佳。下限為0.5質量%以上為更佳,1質量%以上為進一步較佳。上限為15質量%以下為更佳,10質量%以下為進一步較佳。具有環狀醚基之化合物可以為單獨1種,亦可以併用2種以上。同時使用2種以上之情況下,合計量為上述範圍為較佳。
又,具有環狀醚基之化合物的硬化促進劑能夠使用在後述之硬化促進劑中尤其通常用作環氧化合物用硬化促進劑之化合物,例如,酸酐、胺、羧酸及醇等為較佳。
關於作為硬化促進劑的酸酐,從耐光性、透明性、作業性的觀點考慮,例如甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐、納迪克酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、2,4-二乙基戊二酸酐、丁烷四羧酸酐、雙環[2,2,1]庚烷-2,3-二羧酸酐、甲基雙環[2,2,1]庚烷-2,3-二羧酸酐、環己烷-1,3,4-三羧酸-3,4-酐等為較佳。
作為硬化促進劑的羧酸為2~6官能的羧酸為較佳。該種羧酸例如1,2,3,4-丁烷四羧酸、1,2,3-丙烷三羧酸、1,3,5-戊烷三羧酸、檸檬酸等烷基三羧酸類;鄰苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、甲基六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、甲基四氫鄰苯二甲酸、環己烷三羧酸、納迪克酸、甲基納迪克酸等脂肪族環狀多元羧酸類;亞麻酸或油酸等不飽和脂肪酸的多聚體及該等的還原物亦即二聚酸類;蘋果酸等直鏈烷基二酸類等為較佳,己二酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸為進一步較佳,尤其,從耐熱性、膜的透明性的觀點考慮,丁二酸為更佳。
作為硬化促進劑的胺為多元胺為較佳,二胺為更佳。該種胺例如為六亞甲基二胺、三伸乙基四胺、聚乙烯亞胺等。
作為硬化促進劑的醇為多元醇為較佳,二醇為更佳。該種醇例如為聚醚二醇化合物、聚酯二醇化合物、聚碳酸酯二醇化合物等。
此外,作為如上述的硬化促進劑,可以使用日本專利第5765059號公報的0085~0092段中所記載之反應促進劑。
當本發明的組成物含有上述硬化促進劑時,該硬化促進劑的含量相對於具有環狀醚基之化合物100質量份,1~30質量份為較佳,5~25質量份為更佳,10~20質量份為進一步較佳。上述硬化促進劑可以為單獨1種,亦可以併用2種以上。同時使用2種以上之情況下,合計量為上述範圍為較佳。
<<溶劑>>
本發明的硬化性組成物含有溶劑為較佳。作為溶劑可列舉有機溶劑。溶劑只要滿足各成分的溶解性和硬化性組成物的塗佈性,則基本上並無特別限制。作為有機溶劑,可列舉酯系溶劑、酮系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑、醚系溶劑、烴系溶劑等。關於該等的詳細內容,能夠參閱國際公開第2015/166779號的0223段,該內容被併入本說明書中。又,亦能夠較佳地使用環狀烷基所取代之酯系溶劑、環狀烷基所取代之酮系溶劑。作為有機溶劑的具體例,可列舉聚乙二醇單甲基醚、二氯甲烷、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙基、乙基溶纖劑乙酸酯、乳酸乙基、二乙二醇二甲醚、乙酸丁基、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙酸環己基、環戊酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺等。但是作為溶劑的芳香族烴類(苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等),有時因環境方面等的理由降低為宜(例如,相對於有機溶劑總量,能夠設為50質量ppm(百万分率,parts per million)以下,亦能夠設為10質量ppm以下、亦能夠設為1質量ppm以下)。
本發明中,使用金屬含量較少之溶劑為較佳,例如溶劑的金屬含量例如為10質量ppb(十億分率,parts per billion)以下為較佳。依需要,亦可以使用質量ppt(万億分之一,parts per trillion)級別的溶劑,該種高純度溶劑例如由TOYO Gosei Co.,Ltd.所提供(化學工業日報,2015年11月13日)。
作為從溶劑中去除金屬等雜質之方法,例如,能夠列舉使用蒸餾(分子蒸餾和薄膜蒸餾等)或過濾器之過濾。作為用於過濾之過濾器的過濾器孔徑,10μm以下為較佳,5μm以下為更佳,3μm以下為進一步較佳。過濾器的材質係聚四氟乙烯、聚乙烯或耐綸為較佳。
溶劑可以含有異構物(原子數相同但結構不同之化合物)。又,異構物可以僅包含1種,亦可以包含複數種。
本發明中,有機溶劑中之過氧化物的含有率係0.8mmol/L以下為較佳,實際上不含有過氧化物為更佳。
硬化性組成物中的溶劑的含量為60~95質量%為較佳。上限為90質量%以下為較佳,87.5質量%以下為更佳,85質量%以下為進一步較佳。下限為65質量%以上為較佳,70質量%以上為更佳,75質量%以上為進一步較佳。
又,從環境法規的觀點考慮,本發明的硬化性組成物實質上不含有環境法規物質為較佳。另外,本發明中,實質上不含有環境法規物質係指硬化性組成物中之環境法規物質的含量為50質量ppm以下,30質量ppm以下為較佳,10質量ppm以下為進一步較佳,1質量ppm以下為特佳。環境法規物質例如可列舉苯;甲苯、二甲苯等烷基苯類;氯苯等鹵化苯類等。該等在REACH(Registration Evaluation Authorization and Restriction of CHemicals)法規、PRTR(Pollutant Release and Transfer Register)法、VOC(Volatile Organic Compounds)法規等下註冊為環境法規物質,使用量和處理方法受到嚴格管制。該等化合物有時在製造用於本發明的硬化性組成物之各成分等時用作溶劑,作為殘留溶劑混入硬化性組成物中。從對人的安全性、對環境的考慮的觀點考慮,盡可能地減少該等物質為較佳。作為減少環境法規物質之方法,可列舉將系統內部進行加熱和減壓而設為環境法規物質的沸點以上,並從系統中蒸餾去除環境法規物質並將其減少之方法。又,在蒸餾去除少量的環境法規物質之情況下,為了提高效率而與具有該溶劑相同的沸點之溶劑共沸亦是有用的。又,當含有具有自由基聚合性之化合物時,可以在添加聚合抑制劑之後減壓蒸餾去除,以便抑制在減壓蒸餾去除中自由基聚合反應的進行導致在分子間進行交聯。該等蒸餾去除方法能夠在原料階段、使原料反應之產物(例如聚合後的樹脂溶液和多官能單體溶液)的階段或藉由混合該等化合物而製作之硬化性組成物的階段中的任一階段中進行。
<<顏料衍生物>>
本發明的硬化性組成物能夠含有顏料衍生物。作為顏料衍生物,可列舉具有由酸基、鹼性基或酞醯亞胺甲基取代發色團的一部分而成的結構之化合物。作為構成顏料衍生物之發色團,可列舉喹啉系骨架、苯并咪唑酮系骨架、二酮吡咯并吡咯系骨架、偶氮系骨架、酞菁系骨架、蒽醌系骨架、喹吖酮系骨架、二口咢口井系骨架、紫環酮系骨架、苝系骨架、硫靛藍系骨架、異吲哚啉系骨架、異吲哚啉酮系骨架、喹啉黃系骨架、苯乙烯系骨架、金屬錯合物系骨架等,喹啉系骨架、苯并咪唑酮系骨架、二酮吡咯并吡咯系骨架、偶氮系骨架、喹啉黃系骨架、異吲哚啉系骨架及酞菁系骨架為較佳,偶氮系骨架及苯并咪唑酮系骨架為更佳。作為顏料衍生物所具有之酸基,磺基、羧基為較佳,磺基為更佳。作為顏料衍生物所具有之鹼性基,胺基為較佳,三級胺基為更佳。作為顏料衍生物的具體例,例如,能夠參閱日本特開2011-252065號公報的0162~0183段的記載,該內容被併入本說明書中。
顏料衍生物的含量相對於顏料100質量份係1~30質量份為較佳,3~20質量份為進一步較佳。顏料衍生物可以僅使用1種,亦可以使用2種以上。
<<硬化促進劑>>
本發明的硬化性組成物以促進聚合性化合物的反應,或者降低硬化溫度之目的,亦可以添加硬化促進劑。作為硬化促進劑,可列舉在分子內具有2個以上的巰基之多官能硫醇化合物等。多官能硫醇化合物亦能夠以穩定性、臭味、解析度、顯影性、黏附性等的改良為目的而添加。多官能硫醇化合物為二級烷基硫醇類為較佳,由式(T1)所表示之化合物為更佳。
式(T1)中,n表示2~4的整數,L表示2~4價的連接基。式(T1)中,連接基L為碳數2~12的脂肪族基為較佳,n為2,L為碳數2~12的伸烷基尤為佳。
又,硬化促進劑亦能夠使用羥甲基系化合物(例如在日本特開2015-034963號公報的0246段中,作為交聯劑而例示之化合物)、胺類、鏻鹽、脒鹽、醯胺化合物(以上,例如為日本特開2013-041165號公報的0186段中所記載的硬化劑)、鹼產生劑(例如為日本特開2014-055114號公報中所記載的離子性化合物)、氰酸酯化合物(例如為日本特開2012-150180號公報的0071段中所記載的化合物)、烷氧基矽烷化合物(例如為日本特開2011-253054號公報中所記載的具有環氧基之烷氧基矽烷化合物)、鎓鹽化合物(例如,在日本特開2015-034963號公報的0216段中作為酸產生劑而例示之化合物、日本特開2009-180949號公報中所記載的化合物)等。
在本發明的硬化性組成物含有硬化促進劑之情況下,硬化促進劑的含量在硬化性組成物的總固體成分中係0.3~8.9質量%為較佳,0.8~6.4質量%為更佳。
<<矽烷偶合劑>>
本發明的硬化性組成物能夠含有矽烷偶合劑。作為矽烷偶合劑,在一個分子中具有至少2種反應性不同之官能基之矽烷化合物為較佳。矽烷偶合劑係具有選自乙烯基、環氧基、苯乙烯基、甲基丙烯醯基、胺基、異氰脲酸酯基、脲基、巰基、硫醚基及異氰酸酯基中之至少1種基團及具有烷氧基等之矽烷化合物為較佳。作為矽烷偶合劑的具體例,可列舉N-2-(胺基乙基)-3-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製、KBM-602)、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製、KBM-603)、3-胺基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製、KBM-903)、3-胺基丙基三乙氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製、KBE-903)、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製、KBM-503)、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製、KBM-403)等。關於矽烷偶合劑的詳細內容,能夠參閱日本特開2013-254047號公報的0155~0158段中的記載,該內容被併入本說明書中。本發明的硬化性組成物含有矽烷偶合劑之情況下,硬化性組成物的總固體成分中矽烷偶合劑的含量為0.001~20質量%為較佳,0.01~10質量%為更佳,0.1質量%~5質量%尤為佳。本發明的硬化性組成物中,亦可以僅含有1種或含有2種以上的矽烷偶合劑。包含2種以上時,該等合計量係上述範圍為較佳。
<<聚合抑制劑>>
本發明的硬化性組成物能夠含有聚合抑制劑。作為聚合抑制劑,可列舉氫醌、對甲氧基苯酚、二-三級丁基-對甲酚、鄰苯三酚、三級丁基鄰苯二酚、苯醌、4,4’-硫代雙(3-甲基-6-三級丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-三級丁基酚醛)、N-亞硝基雙羥基胺鹽(銨鹽、第一鈰鹽等)等。本發明的硬化性組成物含有聚合抑制劑之情況下,聚合抑制劑的含量在硬化性組成物的總固體成分中係0.0001~5質量%為較佳。本發明的硬化性組成物中,亦可以僅含有1種或含有2種以上的聚合抑制劑。包含2種以上時,該等合計量係上述範圍為較佳。
<<紫外線吸收劑>>
本發明的硬化性組成物能夠含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑能夠使用共軛二烯化合物、胺基二烯化合物、水楊酸酯化合物、二苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、丙烯腈化合物、羥基苯基三𠯤化合物、吲哚化合物、三𠯤化合物等。關於該等的詳細內容,能夠參閱日本特開2012-208374號公報的0052~0072段、日本特開2013-068814號公報的0317~0334段、日本特開2016-162946號公報的0061~0080段中的記載,該等內容被併入本說明書中。作為紫外線吸收劑的市售品,例如可列舉UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,LTD.製)等。又,作為苯并三唑化合物,可列舉MIYOSHI OIL & FAT CO., LTD.製的MYUA系列(化學工業日報、2016年2月1日)。又,作為紫外線吸收劑亦能夠使用日本專利第6268967號公報的0049~0059段中所記載之化合物。本發明的硬化性組成物含有紫外線吸收劑之情況下,硬化性組成物的總固體成分中紫外線吸收劑的含量為0.1~10質量%為較佳,0.1~5質量%為更佳,0.1~3質量%尤為佳。又,紫外線吸收劑可以僅使用1種,亦可以使用2種以上。使用2種以上之情況下,合計量係上述範圍為較佳。
<<界面活性劑>>
本發明的硬化性組成物能夠含有界面活性劑。作為界面活性劑,能夠使用氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、矽酮系界面活性劑等各種界面活性劑。關於界面活性劑,能夠參閱國際公開第2015/166779號的0238~0245段,該內容被併入本說明書中。
本發明中,界面活性劑係氟系界面活性劑為較佳。硬化性組成物中含有氟系界面活性劑,藉此能夠進一步提高液體特性(尤其,流動性),並且能夠進一步改善省液性。又,還能夠形成厚度不均勻少之膜。
氟系界面活性劑中之氟含有率為3~40質量%為較佳,5~30質量%為更佳,7~25質量%為特佳。氟含有率為該範圍內之氟系界面活性劑,從塗佈膜的厚度的均勻性和省液性的方面而言為有效,硬化性組成物中之溶解性亦良好。
作為氟系界面活性劑,可列舉日本特開2014-041318號公報的0060~0064段(相對應之國際公開第2014/017669號的0060~0064段)等中所記載之界面活性劑、日本特開2011-132503號公報的0117~0132段中所記載之界面活性劑,該等內容被併入本說明書中。作為氟系界面活性劑的市售品,例如可列舉Magaface F171、F172、F173、F176、F177、F141、F142、F143、F144、R30、F437、F475、F479、F482、F554、F780、EXP、MFS-330(以上,DIC CORPORATION製)、Fluorad FC430、FC431、FC171(以上,Sumitomo 3M Limited製)、Surflon S-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上,ASAHI GLASS CO.,LTD.製)、 PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上,OMNOVA SOLUTIONS INC.製)等。
又,氟系界面活性劑亦能夠較佳地使用包含具有含有氟原子之官能基之分子結構,且在加熱時含有氟原子之官能基的一部分被斷裂而氟原子揮發之丙烯酸系化合物。作為該等氟系界面活性劑,可列舉DIC CORPORATION製的Magaface DS系列(化學工業日報,2016年2月22日)(日經產業新聞,2016年2月23日)、例如Magaface DS-21。
又,氟系界面活性劑使用具有氟化烷基或氟化伸烷基醚基之含氟原子乙烯醚化合物與親水性乙烯醚化合物的聚合物亦為較佳。該種氟系界面活性劑能夠參閱日本特開2016-216602號公報的記載,並該內容被併入本說明書中。
氟系界面活性劑還可以使用嵌段聚合物。例如可列舉日本特開2011-089090號公報中所記載之化合物。氟系界面活性劑還能夠較佳地使用含氟高分子化合物,該含氟高分子化合物含有:來自於具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯化合物之重複單元;及來自於具有2個以上(較佳為5個以上)伸烷氧基(較佳為伸乙氧基、伸丙氧基)之(甲基)丙烯酸酯化合物之重複單元。作為本發明中所使用之氟系界面活性劑,還例示出下述化合物。
上述的化合物的重量平均分子量較佳為3000~50000,例如為14000。上述化合物中,表示重複單元的比例之%為莫耳%。
又,氟系界面活性劑亦能夠使用側鏈上具有乙烯性不飽和基之含氟聚合物。作為具體例,可列舉日本特開2010-164965號公報的0050~0090段及0289~0295段中所記載之化合物,例如DIC CORPORATION製的MEGAFACE RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K等。氟系界面活性劑亦能夠使用日本特開2015-117327號公報的0015~0158段中所記載之化合物。
作為非離子系界面活性劑,可列舉甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷以及它們的乙氧基化物及丙氧基化物(例如,甘油丙氧基化物、甘油乙氧基化物等)、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、PLURONIC L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(BASF公司製)、TETRONIC 304、701、704、901、904、150R1(BASF公司製)、SOLSPERSE 20000(Lubrizol Japan Ltd.製)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation製)、PIONIN D-6112、D-6112-W、D-6315(Takemoto Oil & Fat Co., Ltd.製)、OLFIN E1010、Surfynol 104、400、440(Nissin Chemical Co., Ltd.製)等。
作為矽酮系界面活性劑,例如可列舉Toray Silicone DC3PA、Toray Silicone SH7PA、Toray Silicone DC11PA、Toray Silicone SH21PA、Toray Silicone SH28PA、Toray Silicone SH29PA、Toray Silicone SH30PA、Toray Silicone SH8400(以上,Dow Corning Toray Co., Ltd.製)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上,Momentive performance Materials Inc.製)、KP-341、KF-6001、KF-6002(以上,Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製)、BYK307、BYK323、BYK330(以上,BYK Chemie GmbH製)等。
硬化性組成物的總固體成分中的界面活性劑的含量係0.001~5.0質量%為較佳,0.005~3.0質量%為更佳。界面活性劑可以僅為1種,亦可以為2種以上。為2種以上時,該等合計量係上述範圍為較佳。
<<其他添加劑>>
本發明的感硬化性組成物中能夠依需要摻和各種添加劑,例如填充劑、黏附促進劑、抗氧化劑、抗凝聚劑等。作為該等添加劑,能夠列舉日本特開2004-295116號公報的0155~0156段中所記載的添加劑,該內容被併入本說明書中。又,作為抗氧化劑,例如能夠使用酚醛化合物、磷系化合物(例如日本特開2011-090147號公報的0042段中所記載的化合物)、硫醚化合物等。作為市售品,例如可列舉ADEKA CORPORATION製造的Adekastab系列(AO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-50F、AO-60、AO-60G、AO-80、AO-330等)。又,作為抗氧化劑,還能夠使用國際公開第2017/006600號中所記載之多官能受阻胺抗氧化劑、國際公開第2017/164024號中所記載之抗氧化劑、日本專利第6268967號公報的0023~0048段中所記載之抗氧化劑。抗氧化劑可以僅使用1種,亦可以使用2種以上。又,本發明的硬化性組成物根據需要還可以含有潛伏的抗氧化劑。作為潛伏的抗氧化劑,可列舉作為抗氧化劑發揮功能之部位被保護基保護之化合物,且保護基藉由在100~250℃下進行加熱或在酸/鹼觸媒存在下在80~200℃下進行加熱而脫離並作為抗氧化劑發揮功能之化合物。作為潛伏的抗氧化劑的具體例,可列舉國際公開第2014/021023號、國際公開第2017/030005號、日本特開2017-008219號公報中所記載之化合物。作為市售品,可列舉ADEKAARKLS GPA-5001(ADEKA CORPORATION製)等。又,本發明的硬化性組成物能夠含有日本特開2004-295116號公報的0078段中所記載之增感劑、光穩定劑、日本特開2004-295116號公報的0081段中所記載之熱聚合抑制劑、日本特開2018-091940號公報的0242段中所記載之儲存穩定化劑。
本發明的硬化性組成物中,未與顏料等鍵結或配位之游離的金屬的含量係100ppm以下為較佳,50ppm以下為更佳,10ppm以下為進一步較佳,實質上不含有為特佳。藉由該態樣,能夠期待顏料分散性的穩定化(抑制凝聚)、伴隨分散性的提高之分光特性的提高、硬化性成分的穩定化、伴隨金屬原子・金屬離子的溶出之導電性變動的抑制、顯示特性的提高等效果。作為上述游離的金屬的種類,可列舉Na、K、Ca、Sc、Ti、Mn、Cu、Zn、Fe、Cr、Fe、Co、Mg、Al、Ti、Sn、Zn、Zr、Ga、Ge、Ag、Au、Pt、Cs、Bi等。又,本發明的硬化性組成物中,未與顏料等鍵結或配位之游離的鹵素的含量係100質量ppm以下為較佳,50質量ppm以下為更佳,10質量ppm以下為進一步較佳,實質上不含有為特佳。作為硬化性組成物中的游離的金屬或鹵素的減少方法,可列舉基於離子交換水之清洗、過濾、超濾、基於離子交換樹脂之純化等方法。
本發明的硬化性組成物實質上不包含對苯二甲酸酯亦為較佳。在此,“實質上不包含”係指對苯二甲酸酯的含量在組成物的固體成分中為1000質量ppb以下,500質量ppb以下為更佳,0為特佳。
<收容容器>
作為本發明的硬化性組成物的收容容器並無特別限定,能夠使用公知的收容容器。又,作為收容容器,以抑制雜質混入原材料或硬化性組成物中為目的,使用由6種6層的樹脂構成容器內壁之多層瓶或將6種樹脂設為7層結構之瓶亦較佳。作為該種容器,例如可列舉日本特開2015-123351號公報中記載之容器。又,從防止金屬從容器內壁溶出,並提高組成物的保存穩定性,抑制成分變質之觀點考慮,收容容器的內壁為玻璃製或不銹鋼製為較佳。
<硬化性組成物的製造方法>
本發明的硬化性組成物能夠藉由混合前述成分來製造。在製造硬化性組成物時,可以將所有成分同時溶解和/或分散於溶劑中來製造硬化性組成物,亦可以根據需要先將各成分適當地作為2種以上的溶液或分散液,並在使用時(塗佈時)將該等混合而製造組成物。
又,在製造硬化性組成物時,可以包含使顏料等粒子分散之製程。在使顏料分散之步驟中,作為用於顏料的分散中之機械力,可列舉壓縮、壓榨、衝擊、剪斷、氣蝕等。作為該等步驟的具體例,可列舉珠磨機、混砂機(sand mill)、輥磨機、球磨機、塗料攪拌器(pain shaker)、微射流機(microfluidizer)、高速葉輪、砂磨機、噴流混合器(flowjet mixer)、高壓濕式微粒化、超聲波分散等。又,在混砂機(珠磨機)中之顏料的粉碎中,在藉由使用直徑小的珠子、加大珠子的填充率等來提高了粉碎效率之條件下進行處理為較佳。又,粉碎處理後,藉由過濾、離心分離等去除粗粒子為較佳。又,使顏料分散之步驟及分散機能夠較佳地使用《分散技術大全,JOHOKIKO CO.,LTD.發行,2005年7月15日》或《以懸浮液(固/液分散體系)為中心之分散技術與工業應用的實際 綜合資料集、經營開發中心出版部發行,1978年10月10日》、日本特開2015-157893號公報的0022段中所記載之步驟及分散機。又,在使顏料分散之步驟中,可以藉由鹽磨(salt milling)步驟進行粒子的微細化處理。鹽磨步驟中所使用之材料、機器、處理條件等例如能夠參閱日本特開2015-194521號公報、日本特開2012-046629號公報的記載。
製造硬化性組成物時,以去除異物和減少缺陷等為目的,利用過濾器過濾硬化性組成物為較佳。作為過濾器,只要為一直用於過濾用途等之過濾器,則能夠無特別限定而使用。例如可列舉使用了聚四氟乙烯(PTFE)等氟樹脂、耐綸(例如耐綸-6、耐綸-6,6)等聚醯胺樹脂、聚乙烯、聚丙烯(PP)等聚烯樹脂(包含高密度、超高分子量的聚烯樹脂)等的原材料之過濾器。該等原材料中聚丙烯(包含高密度聚丙烯)及耐綸為較佳。
過濾器的孔徑係0.01~7.0μm為較佳,0.01~3.0μm為更佳,0.05~0.5μm為進一步較佳。只要過濾器的孔徑在上述範圍,則能夠可靠地去除微細的異物。針對過濾器的孔徑值,能夠參閱過濾器廠商的標稱值。過濾器能夠使用NIHON PALL LTD.(DFA4201NIEY等)、Advantec Toyo Kaisha, Ltd.、Nihon Entegris K.K.(formerly Nippon Mykrolis Corporation)及KITZ MICROFILTER CORPORATION等所提供之各種過濾器。
又,使用纖維狀過濾材料作為過濾器亦為較佳。作為纖維狀過濾材料,例如可列舉聚丙烯纖維、耐綸纖維、玻璃纖維等。作為市售品,可列舉ROKI GROUP CO.,Ltd.製的SBP類型系列(SBP008等)、TPR類型系列(TPR002、TPR005等)、SHPX類型系列(SHPX003等)。
使用過濾器時,亦可以組合不同之過濾器(例如,第1過濾器和第2過濾器等)。此時,各過濾器中的過濾可以僅為一次,亦可以進行兩次以上。又,可以在上述範圍內組合不同之孔徑的過濾器。又,第1過濾器中的過濾僅對分散液進行,混合其他成分之後亦可以由第2過濾器進行過濾。
<硬化膜及濾光器>
本發明的硬化膜能夠藉由形成上述之本發明的硬化性組成物的膜,並乾燥該膜使其硬化而製造。本發明的硬化膜能夠較佳地用作近紅外線透過濾波器。該硬化膜的厚度能夠依據目的適當地調整,100μm以下為較佳,15μm以下為更佳,5μm以下為進一步較佳,3μm以下為特佳。厚度的下限為0.1μm以上為較佳,0.2μm以上為更佳,0.3μm以上為進一步較佳。
當形成厚度為1μm、2μm、3μm、4μm或5μm的上述硬化膜時,對於膜的厚度方向上的光的透過率,滿足波長400~600nm的範圍內的最大值為20%以下,波長1000~1300nm的範圍內的最小值為70%以上之分光特性為較佳。波長400~600nm的範圍內的最大值為15%以下為較佳,10%以下為更佳。波長1000~1300nm的範圍內的最小值為75%以上為較佳,80%以上為更佳。
本發明的硬化膜滿足以下(11)~(14)中的任一分光特性亦為較佳。
(11):當形成厚度1μm、2μm、3μm、4μm或5μm的上述硬化膜時,對於膜的厚度方向上的光的透過率,波長400~640nm的範圍內的最大值為20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下),波長800~1300nm的範圍內的最小值為70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)。
(12):當形成厚度1μm、2μm、3μm、4μm或5μm的上述硬化膜時,對於膜的厚度方向上的光的透過率,波長400~750nm的範圍內的最大值為20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下),波長900~1300nm的範圍內的最小值為70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)。
(13):當形成厚度1μm、2μm、3μm、4μm或5μm的上述硬化膜時,對於膜的厚度方向上的光的透過率,波長400~830nm的範圍內的最大值為20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下),波長1000~1300nm的範圍內的最小值為70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)。
(14):當形成厚度1μm、2μm、3μm、4μm或5μm的上述硬化膜時,對於膜的厚度方向上的光的透過率,波長400~950nm的範圍內的最大值為20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下),波長1100~1300nm的範圍內的最小值為70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)。
本發明的濾光器例如為近紅外線透過濾波器,並且包含本發明的上述硬化膜。本發明的濾光器可以在硬化膜的表面設置有日本特開2017-151176號公報的0073~0092段中所記載之保護層。又,本發明的濾光器可以具備包含彩色著色劑之RGB用濾色器。該種濾色器使用包含與上述色材的說明中敘述之彩色著色劑相同的彩色著色劑之硬化性組成物來製造。
<圖案的形成方法>
本發明的圖案的形成方法包括:使用本發明的硬化性組成物在支撐體上形成硬化性組成物層之製程、對該硬化性組成物層照射具有大於350nm且380nm以下的波長之光並以圖案狀進行曝光之第1曝光製程、對硬化性組成物層進行顯影之顯影製程、及在顯影製程後對硬化性組成物層照射具有254~350nm的波長之光之第2曝光製程。並且,在本發明的圖案的形成方法中,能夠在整個製程中在小於200℃的溫度下進行處理,較佳為亦能夠在150℃以下的溫度下進行。另外,在本發明中,“通過整個製程在小於200℃的溫度下進行處理”係指在小於200℃的溫度下進行使用硬化性組成物形成圖案狀的硬化膜之全部製程。在本發明的圖案的形成方法中,在第2曝光製程後,亦能夠進一步設置加熱製程。但是,在該情況下,加熱溫度設為小於200℃。以下,對各製程進行詳細說明。
<<硬化性組成物層的形成製程>>
在形成硬化性組成物層之製程中,在支撐體上塗佈本發明的硬化性組成物而形成硬化性組成物層。支撐體例如為玻璃基板、樹脂基板。作為樹脂基板,可列舉聚碳酸酯基板、聚酯基板、芳香族聚醯胺基板、聚醯胺醯亞胺基板、聚醯亞胺基板等。可以在該等基板上形成有有機發光層或光電轉換層。又,在基板上為了改良與上部層的密接、防止物質的擴散或者表面的平坦化而設置有底塗層。底塗層例如可藉由塗佈從本發明的硬化性組成物除去色材而獲得之硬化性組成物而形成。
作為組成物的塗佈方法能夠使用公知的方法。例如可列舉滴加法(滴鑄);狹縫塗佈法;噴霧法;輥塗法;旋轉塗佈法(旋塗);流延塗佈法;狹縫及旋塗法;預濕法(例如,日本特開2009-145395號公報中所記載之方法);噴墨法(例如按需噴塗方式、壓電方式、熱方式)、噴嘴噴塗等吐出系印刷、柔性版印刷、網板印刷、凹版印刷、反轉膠版印刷、金屬遮罩印刷法等各種印刷法;使用模具等之轉印法;奈米壓印法等。作為基於噴墨之應用方法並無特別限定,例如可列舉“擴散、可使用之噴墨-在專利中看到的無限可能性-、2005年2月發行、S.B. Techno-Research Co., Ltd.”中所示出之方法(尤其,115頁~133頁)或日本特開2003-262716號公報、日本特開2003-185831號公報、日本特開2003-261827號公報、日本特開2012-126830號公報、日本特開2006-169325號公報等中所記載之方法。又,關於組成物的塗佈方法,能夠參閱國際公開第2017/030174號、國際公開第2017/018419號的記載,該等內容被併入到本說明書中。
形成於支撐體上之硬化性組成物層可以進行乾燥(預烘烤)。進行預烘烤之情況下,預烘烤溫度為80℃以下為較佳,70℃以下為更佳,60℃以下為進一步較佳,50℃以下為特佳。下限例如能夠設為40℃以上。預烘烤時間為10~3600秒為較佳。預烘烤能夠由加熱板、烘箱等進行。
<<第1曝光製程>>
在第1曝光製程中,對硬化性組成物層照射大於350nm且380nm以下的波長的光並以圖案狀進行曝光。例如,使用步進機等曝光裝置經由具有規定的遮罩圖案之遮罩,對硬化性組成物層進行曝光,藉此能夠以圖案狀進行曝光。藉此,能夠硬化硬化性組成物層的曝光部分。作為能夠在曝光時使用之光,為大於350nm且380nm以下的波長的光,波長355~370nm的光為較佳,i射線(365nm)為更佳。又,如KR1020170122130A中所記載,可以一邊切割比i射線短的波長的光一邊進行該曝光處理。
作為照射量(曝光量),例如為30~1500mJ/cm2
為較佳,50~1000mJ/cm2
為更佳。關於曝光時之氧濃度,能夠進行適當選擇,除了在大氣下進行以外,亦可以例如在氧濃度為19體積%以下的低氧環境下(例如15體積%、5體積%、實質上無氧)進行曝光,亦可以在氧濃度大於21體積%之高氧環境下(例如22體積%、30體積%、50體積%)進行曝光。又,曝光照度能夠適當設定,通常能夠從1000W/m2
~100000W/m2
(例如,5000W/m2
、15000W/m2
、35000W/m2
)的範圍進行選擇。氧濃度與曝光照度可以組合適當條件,例如能夠在氧濃度10體積%下設為照度10000W/m2
,在氧濃度35體積%下設為照度20000W/m2
等。
在第1曝光製程中,曝光後的硬化性組成物層中的聚合性化合物的反應率為大於30%且小於80%為較佳。藉由設為該等反應率,能夠將聚合性化合物設為適當地進行硬化之狀態。在趨於色材的濃度高且光難以透過之近紅外線透過濾波器用的組成物中,使深層部硬化成能夠承受顯影之程度,因此與濾色器用組成物的情況相比,上述反應率設定為高為較佳。此外,在本發明中,上述反應率為40~75%為更佳,50~70%為進一步較佳。在此,聚合性化合物的反應率係指,在第1曝光製程前,聚合性化合物所具有之聚合性基中、已反應之聚合性基的比例。聚合性化合物的反應率藉由利用紅外吸收光譜法分析810cm-1
附近的峰面積而能夠作為膜的厚度方向的平均值來求出。
<<顯影製程>>
在顯影製程中,將硬化性組成物層的未曝光部顯影去除而形成圖案(像素)。硬化性組成物層的未曝光部的顯影去除能夠使用顯影液來進行。藉此,曝光步驟中之未曝光部的硬化性組成物層溶出於顯影液,僅殘留光硬化之部分。作為顯影液,可列舉有機溶劑、鹼顯影液等,鹼顯影液為較佳。顯影液的溫度例如為20~30℃為較佳。顯影時間為20~180秒為較佳。又,為了提高殘渣去除性,可反覆進行數次如下步驟:每隔60秒甩去顯影液,進一步重新供給顯影液。
鹼性顯影液係用純水稀釋鹼劑而得之鹼性水溶液為較佳。作為鹼劑,例如可列舉胺、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、二甘醇胺、二乙醇胺、羥基胺、乙二胺、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、乙基三甲基氫氧化銨、苄基三甲基氫氧化銨、二甲基雙(2-羥基乙基)氫氧化銨、膽鹼、吡咯、哌啶、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一碳烯等有機鹼性化合物或氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉等無機鹼性化合物。關於鹼劑,分子量大的化合物在環境面及安全面方面較佳。鹼性水溶液的鹼劑的濃度為0.001~10質量%為較佳,0.01~1質量%為更佳。又,顯影液可進一步包含界面活性劑。作為界面活性劑,可列舉上述界面活性劑,非離子系界面活性劑為較佳。從運輸和保管方便等觀點考慮,顯影液暫且製成為濃縮液,亦可稀釋成使用時所需的濃度。對於稀釋倍率並無特別限定,但例如能夠設定在1.5~100倍的範圍。
又,顯影後利用純水進行清洗(沖洗)亦為較佳。又,沖洗藉由使形成有顯影後的硬化性組成物層之支撐體旋轉的同時向顯影後的硬化性組成物層供給沖洗液來進行為較佳。又,藉由使吐出沖洗液之噴嘴從支撐體的中心部向支撐體的周緣部移動來進行亦為較佳。此時,在從噴嘴的支撐體中心部向周緣部移動時,可以在逐漸降低噴嘴的移動速度的同時使其移動。藉由以該種方式進行沖洗,能夠抑制沖洗的面內偏差。又,藉由使噴嘴從支撐體中心部向周緣部移動的同時逐漸降低支撐體的轉速亦可獲得相同的效果。
<<第2曝光製程>>
在第2曝光製程中,照射波長254~350nm的光並對硬化性組成物層進行曝光。照射之光包含波長300nm以下的光為較佳,包含波長254nm的光為更佳。在第2曝光製程中,例如能夠使用紫外線光阻劑硬化裝置來進行。亦可以從紫外線光阻劑硬化裝置與例如波長254~350nm的光一同照射除此以外的光(例如i射線)。在上述顯影前的曝光中所使用之光的波長與在顯影後的曝光(後曝光)中所使用之光的波長之差為200nm以下為較佳,100~150nm為更佳。
照射量(曝光量)為30~4000mJ/cm2
為較佳,50~3500mJ/cm2
為更佳。關於曝光時的氧濃度,能夠與第1曝光製程時的條件同樣地適當選擇。
在第2曝光製程中,曝光後的硬化性組成物層中的聚合性化合物的反應率為60%以上為較佳。上限能夠設為100%以下,亦能夠設為90%以下。藉由設為該等反應率,能夠更牢固地設為曝光後的硬化性組成物層的硬化狀態。
本發明中,藉由在顯影前及顯影後的2階段對硬化性組成物層進行曝光,在第1曝光(顯影前的曝光)中能夠適當地對硬化性組成物層進行硬化,在第2曝光(顯影後的曝光)中能夠使硬化性組成物層整體近乎完全硬化。作為結果,即使在小於200℃的低溫條件下亦能夠充分硬化硬化性組成物,從而形成密接性優異,進而耐溶劑性、平坦性及矩形性亦優異之圖案狀的硬化膜。
<<後烘烤>>
在本發明的圖案形成中,可以在顯影製程與第2曝光製程之間、及第2曝光製程後的至少任一期間進行以規定的溫度加熱硬化性組成物層之製程(後烘烤)。後烘烤的加熱溫度小於200℃為較佳,150℃以下為更佳,120℃以下為進一步較佳。又,後烘烤的加熱溫度為45℃以上為較佳,50℃以上為更佳,80℃以上為進一步較佳。尤其,在使用樹脂基板之情況、由有機材料等構成光電轉換層之情況下,加熱溫度為50~120℃為較佳,80~100℃為更佳,80~90℃為進一步較佳。加熱時間能夠適當地選擇,例如為1~10分鐘,2~8分鐘為較佳,3~6分鐘為更佳。
後烘烤可以在大氣下進行,亦可以在低氧環境下進行。從抑制由組成物的氧化引起之劣化等的觀點考慮,後烘烤例如在氧濃度為19體積%以下的低氧環境下進行為較佳,氧濃度為15體積%以下為更佳,5體積%以下為進一步較佳,1體積%以下(指之上為無氧)為特佳。
後烘烤能夠使用加熱板或對流式烘箱(熱風循環式乾燥機)、高頻加熱機等加熱機構以連續式或者間歇式進行。另一方面,當在曝光後加熱結構體存在問題時、或硬化性組成物層充分硬化時,可以不進行後烘烤。
第2曝光製程後(在第2曝光製程後進行後烘烤時為後烘烤後)的圖案狀的硬化膜的厚度為0.1~5.0μm為較佳。下限為0.2μm以上為較佳,0.5μm以上為更佳。上限為4.0μm以下為較佳,2.5μm以下為更佳。硬化膜的圖案的寬度為0.5~20.0μm為較佳。下限為1.0μm以上為較佳,2.0μm以上為更佳。上限為15.0μm以下為較佳,10.0μm以下為更佳。圖案狀的硬化膜的楊氏模數為0.5~20GPa為較佳,2.5~15GPa為更佳。楊氏模數例如能夠使用奈米壓痕法來測量。
<光學感測器>
本發明的光學感測器例如具有構成受光元件之固體攝像元件及設置於該固體攝像元件的受光側之本發明的近紅外線透過濾波器。藉由該種結構,能夠藉由受光元件接收所期望的波長範圍的近紅外線。組裝有本發明的近紅外線透過濾波器之光學感測器能夠應用於CCD(電荷耦合元件)圖像感測器及CMOS(互補金屬氧化膜半導體)圖像感測器等,並且能夠較佳地用於生物認証用途、監視用途、行動電話用途、汽車用途、農業用途、醫療用途、距離測量用途、手勢識別用途等。
[實施例]
以下列舉實施例,對本發明進行更具體說明。示於以下的實施例之材料、使用量、比例、處理內容、處理順序等只要不脫離本發明的宗旨就能夠適當地進行變更。從而,本發明的範圍不限定於以下所示之具體例。除非另有說明,否則“份”、“%”為質量基準。
<分散液的製備>
混合下述表中所記載之原料之後,對混合原料100質量份添加直徑0.3mm的二氧化鋯珠230質量份,並使用塗料攪拌器進行5小時分散處理,藉由過濾分離珠而製造了分散液。下述表中所記載之數值為質量份。
[表1]
著色劑、近紅外線吸收劑 | 分散助劑 (顏料衍生物、樹脂) | 分散劑 | 溶劑 | |||||
種類 | 質量份 | 種類 | 質量份 | 種類 | 質量份 | 種類 | 質量份 | |
顏料分散液R-1 | PR254 | 12.00 | C1 | 4.2 | J1 | 83.80 | ||
顏料分散液R-2 | PR254 PY139 | 8.3 3.7 | B1 | 2.3 | C2 | 4.4 | J1 | 81.30 |
顏料分散液Y-1 | PY139 | 11.00 | B1 | 1.59 | C2 | 4.4 | J1 | 83.01 |
顏料分散液Y-2 | PY150 | 11.00 | B1 | 1.59 | C2 | 4.4 | J1 | 83.01 |
顏料分散液V-1 | PV23 | 14.20 | P1 | 2.0 | C2 | 3.8 | J1 J2 | 70.00 10.00 |
顏料分散液B-1 | PB15:6 | 12.59 | C2 | 4.4 | J1 | 83.01 | ||
顏料分散液B-2 | PB15:6 PV23 | 10.00 2.59 | C2 | 4.4 | J1 | 83.01 | ||
顏料分散液Bk-1 | IB | 12.59 | C1 | 4.4 | J1 | 83.01 | ||
顏料分散液Bk-2 | PBk32 | 12.59 | C2 | 4.4 | J1 | 83.01 |
<組成物的製備>
混合下述表中所記載之原料,從而製備了組成物(硬化性組成物)。下述表中所記載之數值為質量份。
[表2]
實施例 1 | 實施例 2 | 實施例 3 | 實施例 4 | 實施例 5 | 實施例 6 | 實施例 7 | 實施例 8 | 實施例 9 | 實施例 10 | 實施例 11 | 實施例 12 | 實施例 13 | 實施例 14 | 實施例 15 | 比較例 1 | ||
顏料分散液 | R-1 | 20.45 | |||||||||||||||
R-2 | 17.16 | 17.16 | 18.49 | 16.81 | 19.97 | 33.17 | 17.16 | ||||||||||
Y-1 | 13.14 | 13.14 | 14.28 | 16.95 | 16.95 | 7.82 | 13.14 | 21.17 | 23.41 | 23.41 | 23.41 | 13.14 | 16.95 | 16.95 | |||
Y-2 | 12.96 | ||||||||||||||||
V-1 | 7.68 | 7.68 | 7.68 | 7.68 | 41.55 | 41.55 | 41.55 | 7.68 | |||||||||
B-1 | 38.27 | 38.27 | 48.72 | 16.95 | 16.95 | 38.27 | 38.27 | 16.95 | 16.95 | ||||||||
B-2 | 44.29 | 20.34 | 39.21 | ||||||||||||||
Bk-1 | 54.77 | ||||||||||||||||
Bk-2 | 52.16 | 52.16 | 32.05 | 52.16 | 52.16 | ||||||||||||
聚合性化合物 | D1 | 2.45 | 1.00 | 1.40 | 0.79 | 1.00 | 2.45 | 1.00 | 2.28 | 3.04 | 3.04 | 3.04 | 2.45 | 0.79 | |||
D2 | 2.45 | 1.10 | |||||||||||||||
D3 | 1.00 | 0.70 | |||||||||||||||
D4 | 1.00 | 0.48 | 1.00 | ||||||||||||||
D5 | 1.20 | 1.40 | 0.13 | 1.89 | |||||||||||||
光聚合起始劑 | I-A1 | 0.630 | 0.584 | 0.254 | 0.626 | 0.729 | 0.495 | 0.371 | 0.495 | 0.630 | |||||||
I-A2 | 0.315 | 0.529 | 0.200 | 0.444 | 0.536 | ||||||||||||
I-A3 | 0.315 | 0.436 | 0.436 | 0.655 | |||||||||||||
I-B1 | 0.310 | 0.105 | 0.264 | 0.292 | 0.218 | 0.240 | 0.313 | 0.268 | 0.354 | 0.247 | 0.247 | 0.310 | 0.218 | ||||
I-B2 | 0.205 | 0.200 | 0.371 | ||||||||||||||
矽烷偶合劑 | H1 | 0.150 | 0.150 | 0.100 | 0.140 | 0.100 | 0.190 | 0.100 | 0.150 | 0.100 | 0.177 | 0.407 | 0.407 | 0.407 | 0.150 | 0.100 | 0.100 |
樹脂 | P1 | 2.99 | 2.45 | 3.41 | 2.53 | 2.95 | 2.88 | 2.14 | 2.58 | 1.212 | 1.212 | 1.212 | 1.99 | 1.43 | 2.53 | ||
P2 | 2.99 | 2.53 | |||||||||||||||
環氧樹脂 | Q1 | 0.90 | 1.00 | ||||||||||||||
Q2 | 0.90 | ||||||||||||||||
硬化劑 | R1 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | |||||||||||||
界面活性劑 | F1 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 |
聚合抑制劑 | G1 | 0.0013 | 0.0013 | 0.0011 | 0.0013 | 0.0009 | 0.0009 | 0.001 | 0.0013 | 0.0012 | 0.001 | 0.0015 | 0.0015 | 0.0015 | 0.0013 | 0.0009 | 0.0009 |
溶劑 | J1 | 17.22 | 17.22 | 12.98 | 19.10 | 8.86 | 8.86 | 11.46 | 14.04 | 6.50 | 28.62 | 29.60 | 29.60 | 29.60 | 17.22 | 8.86 | 8.86 |
上述表中所記載之原料如下所示。
<<著色劑>>
IB :Irgaphor Black S 0100 CF(BASF公司製、下述結構的化合物、內醯胺系顏料)
[化學式23]
PBk32 :C.I.顏料黑 32(下述結構的化合物、苝系顏料)
[化學式24]
PR254 :C.I.顏料紅 254
PY139 :C.I.顏料黃 139
PB15:6 :C.I.顏料藍 15:6
PB16 :C.I.顏料藍 16
PV23 :C.I.顏料紫 23
<<分散劑>>
C1:下述結構的樹脂。主鏈中所附記之數值為莫耳比,側鏈中所附記之數值為重複單元的數。Mw=20,000。
C2:下述結構的樹脂。主鏈中所附記之數值為莫耳比,側鏈中所附記之數值為重複單元的數。Mw=24,000。
[化學式26]
<<聚合性化合物>>
D1:TMPEOTA(DAICEL-ALLNEX LTD.製)
D2:下述結構的單體。
[化學式29]
D3:下述結構的單體。
[化學式30]
D4:下述結構的化合物的混合物(左側化合物(6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物)與右側化合物(5官能的(甲基)丙烯酸酯化合物)的莫耳比為7:3的混合物)
[化學式31]
D5:下述結構的化合物(具有伸烷氧基之4官能的(甲基)丙烯酸酯化合物)
[化學式32]
<<光聚合起始劑>>
I-A1:IRGACURE-OXE02(BASF公司製)
I-A2:IRGACURE-OXE03(BASF公司製)
I-A3:IRGACURE379(BASF公司製)
I-B1:IRGACURE2959(BASF公司製)
I-B2:IRGACURE1173(BASF公司製)
<<聚合抑制劑>>
G1:對甲氧基苯酚
<<溶劑>>
J1:丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)
<<環氧樹脂>>
Q1:EPICLON N-695(DIC Corporation製)
Q2:EHPE3150(Daicel Corporation製)
<<硬化劑>>
R1:均苯四甲酸酐
<吸光度及分光特性>
以後烘烤後的膜厚成為下述表所記載之膜厚之方式,藉由旋塗法將各組成物塗佈於玻璃基板上,並使用加熱板,在100℃下進行了120秒鐘加熱乾燥之後,進一步在200℃下進行300秒鐘加熱處理(後烘烤),從而形成了膜。使用紫外可見近紅外分光光度計U-4100(Hitachi High-Technologies Corporation製),對形成有膜之玻璃基板測量了波長400~600nm的範圍內的吸光度的最小值A、波長1000~1300nm的範圍內的吸光度的最大值B。
<密接性的評價>
使用旋塗機將CT-4000L(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製)均勻地塗佈於8英吋(1英吋為約2.54cm)的矽晶圓上而形成塗佈膜,將所形成之塗佈膜在220℃的烘箱中處理1小時,使塗佈膜硬化,從而形成了底塗層。另外,旋塗機的塗佈轉速以加熱處理後的底塗層的膜厚成為約0.1μm之方式進行了調整。
接著,以乾燥後膜厚成為下述表所記載之膜厚之方式使用旋塗機將上述獲得之各組成物塗佈於上述矽晶圓的底塗層上,並使用加熱板在100℃下乾燥了120秒鐘。
接著,使用i射線步進曝光裝置FPA-i5+(Canon Co., Ltd.製),透過具有2.0μm見方的島狀圖案之遮罩以50~1700mJ/cm2
的曝光量向塗佈膜照射了365nm的波長的光,並實施了第1曝光。曝光後、使用鹼顯影液(CD-2000、FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製)在25℃40秒鐘的條件下進行了顯影。然後,利用流水沖洗30秒鐘之後,進行了噴霧乾燥。然後,使用紫外線光阻劑硬化裝置(MMA-802-HC-552、USHIO INC.製),以10000mJ/cm2
的曝光量對整個玻璃晶圓進行照射,並實施第2曝光,從而獲得了圖案狀的硬化膜。
對於所獲得之圖案,使用剝離試驗用壓輥(2kg)壓接透明膠帶,一邊使膠帶的端傾斜成45°角度一邊以秒速75mm的速度進行剝離,並如下評價了殘留有膜之圖案的數量。又,使用光學顯微鏡按以下基準進行了密接性的評價。
5點:完全未發生剝離。
4點:發生剝離。發生剝離之格子的數少於整體的5%。
3點:發生剝離。發生剝離之格子的數為整體的5%以上且少於25%。
2點:發生剝離。發生剝離之格子的數為整體的25%以上且少於60%。
1點:發生剝離。發生剝離之格子的數為整體的60%以上。
[表3]
實施例 1 | 實施例 2 | 實施例 3 | 實施例 4 | 實施例 5 | 實施例 6 | 實施例 7 | 實施例 8 | 實施例 9 | 實施例 10 | 實施例 11 | 實施例 12 | 實施例 13 | 實施例 14 | 實施例 15 | 比較例 1 | ||
評價 | 膜厚 | 1.1 | 1.1 | 1.0 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 1.1 | 1.1 | 1.1 |
吸光度A | 1.10 | 1.10 | 1.12 | 0.96 | 0.64 | 0.64 | 0.92 | 1.10 | 1.30 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.10 | 0.64 | 0.64 | |
吸光度B | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.04 | 0.04 | |
A/B | 49.2 | 49.2 | 72.7 | 23.4 | 17.6 | 17.6 | 37.5 | 49.2 | 73.4 | 50.0 | 56.4 | 56.4 | 56.4 | 49.2 | 17.6 | 17.6 | |
密接性 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 3 | 5 | 5 | 5 | 1 |
如上述表所示,實施例的組成物能夠形成密接性優異的圖案。
無。
無
無。
Claims (20)
- 一種硬化性組成物,其含有色材、聚合性化合物、光聚合起始劑,其中 該色材的含量相對於該組成物的總固體成分為30質量%以上, 該光聚合起始劑包含甲醇中的波長365nm的吸光係數為1.0×103 mL/gcm以上的光聚合起始劑A1、及甲醇中的波長365nm的吸光係數為1.0×102 mL/gcm以下且波長254nm的吸光係數為1.0×103 mL/gcm以上的光聚合起始劑A2, 該組成物的波長400nm~600nm的範圍內的吸光度的最小值A與波長1000nm~1300nm的範圍內的吸光度的最大值B之比A/B為4.5以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之硬化性組成物,其中 該光聚合起始劑A1為肟化合物。
- 如申請專利範圍第2項所述之硬化性組成物,其中 該肟化合物為包含氟原子之化合物。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其中 該光聚合起始劑A2為羥基烷基苯酮化合物。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其中 相對於該光聚合起始劑A1的100質量份,含有50質量份~200質量份的該光聚合起始劑A2。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其中 該硬化性組成物的總固體成分中的該光聚合起始劑A1與該光聚合起始劑A2的合計含量為5質量%~15質量%。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其中 該聚合性化合物為包含3個以上的乙烯性不飽和基之化合物。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其中 該聚合性化合物為包含乙烯性不飽和基及伸烷氧基之化合物。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其中 相對於該光聚合起始劑A1與該光聚合起始劑A2的合計100質量份,含有170質量份~345質量份的該聚合性化合物。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其中 該硬化性組成物的總固體成分中的該聚合性化合物的含量為17.5質量%~27.5質量%。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其中 該色材為包含雙苯并呋喃酮化合物、苝化合物及偶氮化合物中的至少一種之黑色色材。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其中 該色材包含至少3種化合物。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其還包含具有環狀醚結構之化合物及具有該環狀醚結構之化合物的硬化促進劑。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之硬化性組成物,其還包含樹脂。
- 一種硬化膜,其將申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述之硬化性組成物硬化而獲得。
- 一種圖案的形成方法,其具有: 使用申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述之硬化性組成物在支撐體上形成硬化性組成物層之製程; 第1曝光製程,對該硬化性組成物層照射具有大於350nm且380nm以下的波長之光並以圖案狀進行曝光; 顯影製程,對該硬化性組成物層進行顯影;及 第2曝光製程,在該顯影製程後,對該硬化性組成物層照射具有254nm~350nm的波長之光。
- 如申請專利範圍第17項所述之方法,其具有在該顯影製程與該第2曝光製程之間及該第2曝光製程後的至少任一期間中,在低氧環境下以小於200℃的溫度加熱該硬化性組成物層之製程。
- 一種濾光器,其具有申請專利範圍第16項所述之硬化膜。
- 光學感測器,其具有申請專利範圍第16項所述之硬化膜。
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