TW202112667A - 組成物、膜、結構體、濾色器、固體攝像元件及圖像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種組成物,其係包含:選自複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子及複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子中之至少一種;及溶劑,使用與上述羥基反應之疏水化處理劑處理上述二氧化矽粒子表面的羥基的至少一部分。本發明亦提供一種使用前述組成物而成之膜、結構體、濾色器、固體攝像元件及圖像顯示裝置。
Description
本發明係關於一種包含二氧化矽粒子之組成物。又,本發明係關於一種使用包含二氧化矽粒子而成之組成物之膜、結構體、濾色器、固體攝像元件及圖像顯示裝置。
低折射率膜等的光學功能層係例如為了防止所入射之光的反射而適用於透明基材的表面。其應用領域廣泛,可適用於光學機器或建築材料、觀察設備或窗戶玻璃等各種領域的產品中。作為其材料,無論有機・無機可利用各種原材料,且成為開發的對象。其中,近年來,進行應用於光學機器中的材料的開發。具體而言,關於顯示面板、光學透鏡、影像感測器等,正在進行具有適合於該產品之物性或加工性之材料的探索。
例如,對於適用於影像感測器等精密光學機器之光學功能層要求微細且準確的加工成型性。因此,以往採用了適合於微細加工之真空蒸鍍法或濺射法等氣相法。作為其材料,例如由MgF2
或冰晶石等構成之單層膜得到實用化。又,亦嘗試應用SiO2
、TiO2
、ZrO2
等金屬氧化物。
另一方面,在真空蒸鍍法或濺射法等氣相法中,由於加工裝置等昂貴,存在導致製造成本上升之慮。與此相對應,最近正在研究使用包含二氧化矽粒子之組成物來製造低折射率膜等的光學功能層。
專利文獻1中記載有有關中空結構的二氧化矽之發明。專利文獻2中記載有有關念珠狀二氧化矽之發明。
[專利文獻1]日本特開2014-034488號公報
[專利文獻2]國際公開第2000-015552號
關於使用包含二氧化矽之組成物而形成之膜,要求耐濕性的進一步提高。
因此,本發明的目的為提供一種能夠形成耐濕性優異的膜之組成物。又,提供一種使用組成物而成之膜、結構體、濾色器、固體攝像元件及圖像顯示裝置。
藉由本發明人的研究,發現能夠藉由使用後述組成物來實現上述目的,以致完成了本發明。因此,本發明提供以下。
<1>一種組成物,其係包含:
選自複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子及複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子中之至少一種;及
溶劑,
使用與上述羥基反應之疏水化處理劑處理上述二氧化矽粒子表面的羥基的至少一部分。
<2>如<1>所述之組成物,其中
上述疏水化處理劑為有機矽化合物。
<3>如<1>所述之組成物,其中
上述疏水化處理劑為有機矽烷化合物。
<4>如<1>所述之組成物,其中
上述疏水化處理劑為選自烷基矽烷化合物、烷氧基矽烷化合物、鹵代矽烷化合物、胺基矽烷化合物及矽氮烷化合物中之至少一種。
<5>如<1>至<4>之任一項所述之組成物,其中
上述溶劑包含醇系溶劑。
<6>如<1>至<5>之任一項所述之組成物,其為用於形成具有著色層之濾色器的、與上述著色層相鄰之構件的組成物。
<7>如<1>至<6>之任一項所述之組成物,其為間隔壁形成用組成物。
<8>如<7>所述之組成物,其為用於形成結構體的上述間隔壁之組成物,前述結構體具有支撐體、設置於上述支撐體上之間隔壁及設置於由上述間隔壁劃分之區域之著色層。
<9>一種膜,其係由<1>至<8>之任一項所述之組成物獲得。
<10>一種結構體,其係具有:
支撐體;
間隔壁,設置於上述支撐體上且由<1>~<8>之任一項所述之組成物獲得;及
著色層,設置於由上述間隔壁劃分之區域。
<11>一種濾色器,其係具有<9>所述之膜。
<12>一種固體攝像元件,其係具有<9>所述之膜。
<13>一種圖像顯示裝置,其係具有<9>所述之膜。
[發明效果]
依本發明,能夠提供一種能夠形成耐濕性優異的膜之組成物。又,能夠提供一種使用組成物而成之膜、結構體、濾色器、固體攝像元件及圖像顯示裝置。
以下,對本發明的內容進行詳細說明。
本說明書中,“~”係指以將記載於其前後之數值作為下限值及上限值而包含之含義來使用。
本說明書中之基團(原子團)的標記中,未標有經取代及未經取代之標記包含不具有取代基之基團(原子團),並且亦包含具有取代基之基團(原子團)。例如,“烷基”係指,不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代烷基),亦包含具有取代基之烷基(經取代烷基)。
本說明書中,“曝光”只要沒有特別指定,不僅包含使用光之曝光,使用電子束、離子束等粒子線之描畫亦包含於曝光中。又,作為曝光中所使用之光,可列舉汞燈的明線光譜、以準分子雷射為代表之遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X射線、電子束等光化射線或放射線。
本說明書中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及丙烯酸甲酯兩者或任一者,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸兩者或任一者,“(甲基)丙烯醯基”表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基兩者或任一者。
在本說明書中,重量平均分子量及數量平均分子量採用藉由凝膠滲透層析法(GPC)以標準聚苯乙烯換算計量而得之值。作為測量裝置及測量條件,以基於下述條件1之裝置及條件為基本,藉由試樣的溶解性等容許設為條件2。其中,依據聚合物種類,可進一步選擇適當的載體(洗提液)及適合於該載體之管柱來使用。關於其他事項,參閱JISK7252-1~4:2008。
(條件1)
管柱:將TOSOH TSKgel Super HZM-H、TOSOH TSKgel Super HZ4000及TOSOH TSKgel Super HZ2000連結而成之管柱
載體:四氫呋喃
測量溫度:40℃
載體流量:1.0ml/min
試樣濃度:0.1質量%
檢測器:RI(折射率)檢測器
注入量:0.1ml
(條件2)
管柱:將2根TOSOH TSKgel Super AWM-H連結而成之管柱
載體:10mM LiBr/N-甲基吡咯啶酮
測量溫度:40℃
載體流量:1.0ml/min
試樣濃度:0.1質量%
檢測器:RI(折射率)檢測器
注入量:0.1ml
<組成物>
本發明的組成物的特徵為,包含選自複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子及複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子中之至少一種、及溶劑,使用與前述羥基反應之疏水化處理劑處理上述二氧化矽粒子表面的羥基的至少一部分。以下,將複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子和複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子亦統稱為念珠狀二氧化矽。
依本發明的組成物,能夠形成耐濕性優異的膜,並且即使將所獲得之膜暴露於濕度高的環境中,亦能夠抑制折射率的變化。作為可獲得這樣的效果之原因,推測為基於以下者。使用包含念珠狀二氧化矽之組成物形成之膜容易在膜內形成複數個相對小的空隙,藉由形成複數個該種空隙而能夠實現低折射率化。另一方面,本發明人發現了,藉由在膜內形成該種空隙,傾向於容易吸收水分等其他物質。在本發明中,可推測,作為念珠狀二氧化矽,使用藉由疏水化處理劑處理二氧化矽粒子表面的羥基的至少一部分者(以下,亦稱為二氧化矽粒子A),藉此能夠有效地抑制水分等被攝取到形成於膜內之空隙中,其結果,能夠形成即使暴露於濕度高的環境下,其折射率亦難以變動且耐濕性優異的膜。
又,本發明的組成物的經時穩定性優異,進而藉由使用本發明的組成物,亦能夠形成由於二氧化矽粒子的凝聚物等引起之凹凸等缺陷的產生得到抑制之膜。推測這是因為藉由疏水化處理劑處理二氧化矽粒子表面的羥基的至少一部分,因此能夠抑制二氧化矽粒子的凝聚等。
又,即使與使用本發明的組成物所形成之膜相鄰而形成其他膜(例如,著色層等)之結構體暴露於濕度高的環境中,亦能夠抑制使用本發明的組成物所形成之膜與其他膜之間的空隙等的產生或其他膜的分光特性的變動等。
本發明的組成物在25℃下的黏度係3.6mPa・s以下為較佳,3.4mPa・s以下為更佳,3.2mPa・s以下為進一步較佳。又,下限係1.0mPa・s以上為較佳,1.4mPa・s以上為更佳,1.8mPa・s以上為進一步較佳。當組成物的黏度在上述範圍內時,提高組成物的塗佈性,從而容易形成缺陷的產生進一步得到抑制之膜。
本發明的組成物的固體成分濃度係5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。上限係15質量%以下為較佳,12質量%以下為更佳,10質量%以下為進一步較佳。當本發明的組成物的固體成分濃度在上述範圍內時,容易形成折射率低且進一步抑制缺陷的產生之膜。
從使組成物中的二氧化矽粒子的分散變得穩定,並容易抑制凝聚物的產生之原因考慮,本發明的組成物的zeta電位的絕對值係25mV以上為較佳,29mV以上為更佳,33mV以上為進一步較佳,37mV以上為更進一步較佳。zeta電位的絕對值的上限係90mV以下為較佳,80mV以下為更佳,70mV以下為進一步較佳。又,從容易使組成物中的二氧化矽粒子A的分散變得穩定之原因考慮,本發明的zeta電位係-70~-25mV為較佳。下限係-60mV以上為較佳,-50mV以上為更佳,-45mV以上為進一步較佳。上限係-28mV以下為較佳,-31mV以下為更佳,-34mV以下為進一步較佳。另外,zeta電位係指將在微粒子分散液中充分遠離粒子之電中性溶劑部分的電位設為零時,粒子所帶的表面電荷和在表面附近誘導之由雙電層產生之電位中,與粒子一同移動之雙電層內部的面(滑動面)上的電位。又,在本說明書中,組成物的zeta電位係藉由電泳法測量而得之值。具體而言,使用zeta電位測量裝置(Zetasizer Nano、Malvern Panalitical公司製)測量微粒子的電泳遷移率,並由Huckel式求出了zeta電位。作為測量條件,使用universal dip cell,施加40V或60V的電壓以選擇準確電泳之電壓,衰減器和分析模型作為自動模式重複進行20次測量,並將其平均值作為試樣的zeta電位。試樣不經稀釋等預處理而直接使用。
本發明的組成物在25℃下的表面張力係27.0mN/m以下為較佳,26.0mN/m以下為更佳,25.5mN/m以下為進一步較佳,25.0mN/m以下為更進一步較佳。下限係20.0mN/m以上為較佳,21.0mN/m以上為更佳,22.0mN/m以上為進一步較佳。
將本發明的組成物塗佈於玻璃基板上,在200℃下加熱5分鐘而形成了厚度0.5μm的膜時,從組成物的穩定性的觀點考慮,前述膜與25℃的水的接觸角係20°以上為較佳,25°以上為更佳,30°以上為進一步較佳。從組成物的塗佈性的觀點考慮,上限係90°以下為較佳,85°以下為更佳,80°以下為進一步較佳。上述接觸角係使用接觸角計(Kyowa Interface Science Co., Ltd製、DM-701)測量而得之值。
將本發明的組成物塗佈於矽晶圓上,在200℃下加熱5分鐘而形成了厚度0.3μm的膜時,前述膜在波長633nm的光下的折射率係1.400以下為較佳,1.350以下為更佳,1.300以下為進一步較佳,1.270以下為更進一步較佳。下限並無特別限定,能夠設為1.150以上。上述折射率係使用橢偏儀(J.A. Woollam Japan.製、VUV-vase)測量而得之值。測量溫度為25℃。
以下,對本發明的組成物的各成分進行說明。
<<二氧化矽粒子(二氧化矽粒子A)>>
本發明的組成物包含選自複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子及複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子中之至少一種二氧化矽粒子,且藉由與上述羥基反應之疏水化處理劑處理上述二氧化矽粒子表面的羥基的至少一部分之二氧化矽粒子(二氧化矽粒子A)。亦即,上述二氧化矽粒子A係包含選自藉由疏水化處理劑處理表面的羥基的至少一部分而成之複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子及藉由疏水處理劑處理表面的羥基的至少一部分而成之複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子中之至少一種者。
以下,將複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子和複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子亦統稱為念珠狀二氧化矽。另外,複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子可以具有複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀。
在本說明書中,“球狀二氧化矽”中的“球狀”實質上可以為球形,並且係指在發揮本發明的效果之範圍內可以變形。例如,係指還包括在表面具有凹凸之形狀或在規定方向具有長軸之扁平形狀。又,“複數個球狀二氧化矽以串珠狀連結”係指複數個球狀二氧化矽彼此以直鏈狀和/或分支的形式連接而成之結構。例如,如圖1所示,複數個球狀二氧化矽1彼此藉由小於其外徑的接合部2連結而成之結構。又,在本發明中,作為“複數個球狀二氧化矽以串珠狀連結而成之”結構,不僅包括呈以環狀連接之形態之結構,還包括呈具有末端之鏈狀的形態之結構。又,“複數個球狀二氧化矽在平面上連結”係指複數個球狀二氧化矽彼此在大致相同平面上連結而成之結構。另外,“大致相同平面”不僅係指相同平面的情況,還指可以從相同平面上下偏移。例如,可以在球狀二氧化矽的粒徑的50%以下的範圍內上下偏移。
念珠狀二氧化矽中,藉由動態光散射法測量而得之平均粒徑D1
與由下述式(1)獲得之平均粒徑D2
之比D1
/D2
係3以上為較佳。D1
/D2
的上限無特別限制,1000以下為較佳,800以下為更佳,500以下為進一步較佳。藉由將D1
/D2
設為該種範圍,能夠表現出良好的光學特性。另外,念珠狀二氧化矽中的D1
/D2
的值亦為球狀二氧化矽的連接度的指標。
D2
=2720/S ……(1)
式中,D2
為念珠狀二氧化矽的平均粒徑,單位為nm,S為藉由氮氣吸附法測量而得之念珠狀二氧化矽的比表面積,單位為m2
/g。
念珠狀二氧化矽的上述平均粒徑D2
能夠視為近似於球狀二氧化矽的一次粒子的直徑之平均粒徑。平均粒徑D2
係1nm以上為較佳,3nm以上為更佳,5nm以上為進一步較佳,7nm以上為特佳。作為上限,100nm以下為較佳,80nm以下為更佳,70nm以下為進一步較佳,60nm以下為更進一步較佳,50nm以下為特佳。
平均粒徑D2
以藉由透射型電子顯微鏡(TEM)測量而得之球狀部分的投影圖像中的等效圓直徑(D0)代用。基於等效圓直徑的平均粒徑只要無特別限定,則由50個以上的粒子的數量平均來進行評價。
念珠狀二氧化矽的上述平均粒徑D1
能夠視為歸納複數個球狀二氧化矽之二次粒子的數量平均粒徑。因此,通常,D1
>D2
的關係成立。平均粒徑D1
係5nm以上為較佳,7nm以上為更佳,10nm以上為特佳。作為上限,100nm以下為較佳,70nm以下為更佳,50nm以下為進一步較佳,45nm以下為特佳。
念珠狀二氧化矽的上述平均粒徑D1
的測量並無特別限定,使用動態光散射式粒徑分佈測量裝置(Nikkiso Co., Ltd.製、Microtrack UPA-EX150)來進行。步驟如下。將念珠狀二氧化矽的分散液分取到20ml樣品瓶中,用丙二醇單甲醚進行稀釋調整,以使固體成分濃度成為0.2質量%。對稀釋後的試樣溶液照射40kHz的超聲波1分鐘,隨後將其使用到試驗。在溫度25℃下使用2ml的測量用石英槽進行10次資料採集,將獲得之“數量平均”作為平均粒徑。其他詳細條件等,依需要參閱JISZ8828:2013“粒徑分析-動態光散射法”的記載。對每級製作5個試樣,並採用其平均值。
關於念珠狀二氧化矽,平均粒徑1~80nm的球狀二氧化矽經由連接材料連結複數個為較佳。作為球狀二氧化矽的平均粒徑的上限,70nm以下為較佳,60nm以下為更佳,50nm以下為進一步較佳。又,作為球狀二氧化矽的平均粒徑的下限,3nm以上為較佳,5nm以上為更佳,7nm以上為進一步較佳。另外,在本發明中關於球狀二氧化矽的平均粒徑的值,使用由利用透射型電子顯微鏡(TEM)測量而得之球狀部分的投影圖像中的等效圓直徑求出之平均粒徑的值。
作為連結球狀二氧化矽彼此之連結材料,可列舉含有金屬氧化物之二氧化矽。作為金屬氧化物,例如可列舉選自Ca、Mg、Sr、Ba、Zn、Sn、Pb、Ni、Co、Fe、Al、In、Y、Ti中之金屬的氧化物等。作為含有金屬氧化物之二氧化矽,可列舉該等金屬氧化物與二氧化矽(SiO2
)的反應物、混合物等。關於連接材料,能夠參閱國際公開第2000/015552號的記載,並將該內容編入本說明書中。
作為念珠狀二氧化矽中的球狀二氧化矽的連結數量,3個以上為較佳,5個以上為更佳。上限為1000個以下為較佳,800個以下為更佳,500個以下為進一步較佳。球狀二氧化矽的連結數量能夠藉由TEM來進行測量。
作為念珠狀二氧化矽的溶膠(粒子液)的市售品,可列舉Nissan Chemical Industries, Ltd.製的SNOWTEX系列、有機矽溶膠系列(甲醇分散液、異丙醇分散液、乙二醇分散液、甲基乙基酮分散液等。產品編號IPA-ST-UP、MEK-ST-UP等)。
關於二氧化矽粒子A,藉由疏水化處理劑處理二氧化矽粒子表面的羥基的1~80%為較佳,藉由疏水化處理劑處理3~50%為更佳,藉由疏水化處理劑處理5~30%為進一步較佳。藉由疏水化處理劑處理之二氧化矽粒子表面的羥基的處理率能夠藉由固體NMR(核磁共振)法觀察29
Si信號來計算。
作為疏水化處理劑,使用具有與二氧化矽粒子表面的羥基反應之結構(較佳為與二氧化矽粒子表面的羥基進行偶聯反應之結構),並提高二氧化矽粒子的疏水性之化合物。疏水化處理劑係有機化合物為較佳。作為疏水化處理劑的具體例,可列舉有機矽化合物、有機鈦化合物、有機鋯化合物及有機鋁化合物,從能夠抑制折射率的上升之原因考慮,有機矽化合物為更佳。疏水化處理劑可以僅為1種,亦可以併用2種以上。
作為有機矽化合物,有機矽烷化合物為較佳。作為有機矽烷化合物,可列舉烷基矽烷化合物、烷氧基矽烷化合物、鹵代矽烷化合物、胺基矽烷化合物、矽氮烷化合物等。
作為疏水化處理劑,由式(S-1)表示之化合物、由式(S-2)表示之化合物或由式(S-3)表示之化合物為較佳。
(Rs1
)n1
-Si-(Xs1
)n2
……(S-1)
式(S-1)中,Rs1
表示烴基,
Xs1
表示烷氧基,
n1表示0~3的整數,
n2表示1~4的整數,
當n1為2或3時,n1個Rs1
可以相同,亦可以不同,當n2為2~4時,n2個Xs1
可以相同,亦可以不同,n1+n2為4。
(Rs11
)n11
-Si-(Xs11
)n12
……(S-2)
式(S-2)中,Rs11
表示烴基,
Xs11
表示氫原子、鹵素原子或NRx1
Rx2
,Rx1
及Rx2
分別獨立地表示氫原子或烴基,
n11表示1~3的整數,
n12表示1~3的整數,
當n11為2或3時,n11個Rs11
可以相同,亦可以不同,當n12為2或3時,n12個Xs11
可以相同,亦可以不同,n11+n12為4。
式(S-3)中,Rs21
~Rs26
分別獨立地表示烴基,Rs27
表示氫原子或烴基。
作為式(S-1)的Rs1
所表示之烴基,可列舉烷基、烯基、炔基及芳基,從容易形成缺陷得到抑制之膜之原因考慮,烷基為較佳。
烷基的碳數係1~10為較佳,1~5為更佳,1~3為進一步較佳,1或2為更進一步較佳,1為特佳。作為烷基,可列舉直鏈、支鏈及環狀,直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。
烯基的碳數係2~10為較佳,2~5為更佳,2~3為進一步較佳,2為更進一步較佳。烯基為直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。
炔基的碳數係2~10為較佳,2~5為更佳,2~3為進一步較佳,2為更進一步較佳。炔基為直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。
芳基的碳數係6~20為較佳,6~12為更佳,6~10為進一步較佳,6為更進一步較佳。
烷基、烯基、炔基及芳基可以進一步具有取代基。作為取代基,可列舉鹵素原子、烷基等。
式(S-1)的Xs1
所表示之烷氧基的碳數係1~10為較佳,1~5為更佳,1~3為進一步較佳。烷氧基係直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。
式(S-1)的n1表示0~3的整數,1~3的整數為較佳,2或3為更佳,3為進一步較佳。n2表示1~4的整數,1~3的整數為較佳,1或2為更佳,1為進一步較佳。
作為由式(S-1)表示之化合物的具體例,可列舉甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、三乙基甲氧基矽烷、三丙基甲氧基矽烷、三甲基乙氧基矽烷、三乙基乙氧基矽烷、三丙基乙氧基矽烷、四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷等。
作為式(S-2)的Rs11
所表示之烴基,可列舉烷基、烯基、炔基及芳基,從容易形成缺陷得到抑制之膜之原因考慮,烷基為較佳。關於Rs11
所表示之烴基的詳細內容,與式(S-1)的Rs1
所表示之烴基相同,較佳範圍亦相同。
作為式(S-2)的Xs11
所表示之鹵素原子,氟原子、氯原子及溴原子為較佳,氯原子為更佳。
作為式(S-2)的Xs11
為NRx1
Rx2
時的Rx1
及Rx2
所表示之烴基,可列舉烷基、烯基、炔基及芳基,烷基為較佳。關於Rx1
及Rx2
所表示之烴基的詳細內容,與式(S-1)的Rs1
所表示之烴基相同,較佳範圍亦相同。Rx1
及Rx2
分別獨立地為氫原子為較佳。
式(S-2)的n11表示1~3的整數,2或3為較佳,3為更佳。n12表示1~3的整數,1或2為較佳,1為更佳。
作為由式(S-2)表示之化合物的具體例,可列舉三甲基矽烷、三甲基氯矽烷、三甲基胺基矽烷、二乙基胺基三甲基矽烷、三乙基矽烷、三乙基氯矽烷等。
作為式(S-3)的Rs21
~Rs27
所表示之烴基,可列舉烷基、烯基、炔基及芳基,從容易形成缺陷得到抑制之膜之原因考慮,烷基為較佳。關於Rs21
~Rs27
所表示之烴基的詳細內容,與式(S-1)的Rs1
所表示之烴基相同,較佳範圍亦相同。在式(S-3)中,Rs21
~Rs26
分別獨立地表示烷基,Rs27
表示氫原子為較佳。
作為由式(S-3)表示之化合物的具體例,可列舉六甲基二矽氮烷等。
疏水化處理劑的CLogP值係0.0~10.0為較佳。從疏水化效果的觀點考慮,下限係0.1以上為較佳,0.5以上為更佳。從與二氧化矽的相容性的觀點考慮,上限係5.0以下為較佳,2.5以下為更佳。
在此,CLogP值係1-辛醇/水的分配係數P的常用對數即logP的計算值。表示材料的CLogP的值越大,材料的疏水性越強。另外,在本說明書中,CLogP值係藉由能夠從Daylight Chemical Information System, Inc.獲得之程式“CLOGP”計算之值。該程式提供藉由Hansch, Leo的片段法(參閱下述文獻)計算之“計算LogP”的值。片段法係基於化合物的化學結構,將化學結構分割為部分結構(片段),並將對該片段分配之LogP貢獻量進行合計,藉此推算化合物的LogP值。在本說明書中,作為片段值,使用了Fragment database ver. 23 (Biobyte公司)。作為計算軟體,可列舉Bio Loom ver 1.5等。
疏水化處理劑的分子量係50~1000為較佳。下限係70以上為較佳,80以上為更佳。上限係500以下為較佳,200以下為更佳。
使用二氧化矽粒子A形成之厚度0.4μm的膜與25℃的水的接觸角係20~90°為較佳,30~85°為更佳,40~80°為進一步較佳。上述接觸角係使用接觸角計(Kyowa Interface Science Co., Ltd製、DM-701)測量而得之值。
本發明的組成物中的二氧化矽粒子A的含量係4質量%以上為較佳,6質量%以上為更佳,7質量%以上進一步較佳。上限係15質量%以下為較佳,13質量%以下為更佳,11質量%以下為進一步較佳。
又,本發明的組成物的總固體成分中的二氧化矽粒子A的含量係50質量%以上為較佳,60質量%以上為更佳,70質量%以上為進一步較佳。上限能夠設為99.95質量%以下,亦能夠設為99.9質量%以下,亦能夠設為99質量%以下,亦能夠設為95質量%以下。當二氧化矽粒子A的含量在上述範圍內時,容易獲得低折射率且抗反射效果高的膜。又,當不進行圖案形成時或藉由蝕刻法形成圖案時,本發明的組成物的總固體成分中的二氧化矽粒子A的含量高為較佳,例如係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。
<<烷氧基矽烷水解物>>
本發明的組成物包含選自包括烷氧基矽烷及烷氧基矽烷的水解物之群組中之至少一種成分(稱為烷氧基矽烷水解物)為較佳。藉由本發明的組成物進一步包含烷氧基矽烷水解物,製膜時使二氧化矽粒子彼此牢固地結合,從而製膜時能夠表現出提高膜內的孔隙率之效果。又,藉由使用該烷氧基矽烷水解物,能夠提高膜表面的潤濕性。烷氧基矽烷水解物係藉由基於烷氧基矽烷化合物的水解引起之縮合而生成者為較佳,藉由基於烷氧基矽烷化合物與有氟烷基之烷氧基矽烷化合物的水解引起之縮合而生成者為更佳。作為烷氧基矽烷水解物,可列舉國際公開第2015/190374號的0022~0027段中所記載之烷氧基矽烷水解物,將該內容編入本說明書中。當本發明的組成物含有烷氧基矽烷水解物時,二氧化矽粒子A與烷氧基矽烷水解物的合計含量相對於組成物中的總固體成分係0.1質量%以上為較佳,1質量%以上為更佳,2質量%以上為特佳。作為上限,99.99質量%以下為較佳,99.95質量%以下為更佳,99.9質量%以下為特佳。
<<界面活性劑>>
本發明的組成物含有界面活性劑為較佳。藉由含有界面活性劑而提高組成物的塗佈性,並且容易形成膜厚均勻性優異的膜。作為界面活性劑,可列舉非離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑及陰離子性界面活性劑,非離子性界面活性劑及陽離子性界面活性劑為較佳,非離子性界面活性劑為更佳。
又,作為非離子性界面活性劑,氟系界面活性劑及矽酮系界面活性劑為較佳,從容易獲得更優異的膜厚均勻性之原因考慮,矽酮系界面活性劑為更佳。另外,在本說明書中,矽酮系界面活性劑係具有在主鏈中包含矽氧烷鍵之重複單元之化合物,且為在一分子內包含疏水部和親水部之化合物。
(矽酮系界面活性劑)
矽酮系界面活性劑係不包含氟原子之化合物為較佳。又,作為矽酮系界面活性劑,將矽酮系界面活性劑0.1g溶解於丙二醇單甲醚乙酸酯100g中而製備溶液時,該溶液在25℃下的表面張力顯示出19.5~26.7mN/m者為較佳。
矽酮系界面活性劑在25℃下的運動黏度係20~3000mm2
/s為較佳。運動黏度的下限係22mm2
/s以上為較佳,25mm2
/s以上為更佳,30mm2
/s以上為進一步較佳。運動黏度的上限係2500mm2
/s以下為較佳,2000mm2
/s以下為更佳,1500mm2
/s以下為進一步較佳。當矽酮系界面活性劑的運動黏度在上述範圍內時,容易獲得更優異的塗佈性,並且容易形成厚度不均勻或缺陷的產生進一步得到抑制之膜。
矽酮系界面活性劑的重量平均分子量係500~50000為較佳。重量平均分子量的下限係600以上為較佳,700以上為更佳,800以上為進一步較佳。重量平均分子量的上限係40000以下為較佳,30000以下為更佳,20000以下為進一步較佳。
矽酮系界面活性劑係改質矽酮化合物為較佳。作為改質矽酮化合物,可列舉將有機基導入到聚矽氧烷的側鏈及/或末端之結構的化合物。作為有機基,可列舉包含選自胺基、環氧基、脂環式環氧基、甲醇基、巰基、羧基、脂肪酸酯基及脂肪酸醯胺基中之官能基之基團、以及包含聚醚鏈之基團,從容易形成厚度不均勻或缺陷的產生進一步得到抑制之膜之原因考慮,包含甲醇基之基團及包含聚醚鏈之基團為較佳。
作為包含甲醇基之基團,可列舉由下述式(G-1)表示之基團。
-LG1
-CH2
OH ……(G-1)
在式(G-1)中,LG1
表示單鍵或連結基。作為LG1
所表示之連結基,可列舉伸烷基(較佳為碳數1~12的伸烷基,更佳為1~6的伸烷基)、伸芳基(較佳為碳數6~20的伸芳基,更佳為6~12的伸芳基)、-NH-、-SO-、-SO2
-、-CO-、-O-、-COO-、-OCO-、-S-及將該等2個以上組合而成之基團。
包含甲醇基之基團係由式(G-2)表示之基團為較佳。
-LG2
-O-LG3
-CH2
OH ……(G-2)
在式(G-2)中,LG2
及LG3
分別獨立地表示單鍵或伸烷基(較佳為碳數1~12的伸烷基,更佳為1~6的伸烷基),表示伸烷基為較佳。
作為包含聚醚鏈之基團,可列舉由下述式(G-11)表示之基團及由式(G-12)表示之基團。
-LG11
-(RG1
O)n1
RG2
……(G-11)
-LG11
-(ORG1
)n1
ORG2
……(G-12)
在式(G-11)及式(G-12)中,LG11
表示單鍵或連結基。作為LG11
所表示之連結基,可列舉伸烷基(較佳為碳數1~12的伸烷基,更佳為1~6的伸烷基)、伸芳基(較佳為碳數6~20的伸芳基,更佳為6~12的伸芳基)、-NH-、-SO-、-SO2
-、-CO-、-O-、-COO-、-OCO-、-S-及將該等2個以上組合而成之基團。
在式(G-11)及式(G-12)中,n1表示2以上的數,2~200為較佳。
在式(G-11)及式(G-12)中,RG1
表示伸烷基。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。RG1
所表示之伸烷基可以為直鏈或支鏈中的任一種。n1個由RG1
所表示之伸烷基可以相同,亦可以不同。
在式(G-11)及式(G-12)中,RG2
表示氫原子、烷基或芳基。RG2
所表示之烷基的碳數係1~10為較佳,1~5為更佳,1~3為進一步較佳。烷基可以為直鏈或支鏈中的任一種。RG2
所表示之芳基的碳數係6~20為較佳,6~10為更佳。
包含聚醚鏈之基團係由下述式(G-13)表示之基團或由式(G-14)表示之基團為較佳。
-LG12
-(C2
H4
O)n2
(C3
H6
O)n3
RG3
……(G-13)
-LG12
-(OC2
H4
)n2
(OC3
H6
)n3
ORG3
……(G-14)
在式(G-13)及式(G-14)中,LG12
表示單鍵或連結基。作為LG12
所表示之連結基,可列舉伸烷基(較佳為碳數1~12的伸烷基,更佳為1~6的伸烷基)、伸芳基(較佳為碳數6~20的伸芳基,更佳為6~12的伸芳基)、-NH-、-SO-、-SO2
-、-CO-、-O-、-COO-、-OCO-、-S-及將該等2個以上組合而成之基團。
在式(G-13)及式(G-14)中,n2及n3分別獨立地表示1以上的數,1~100為較佳。
在式(G-13)及式(G-14)中,RG3
表示氫原子、烷基或芳基。RG3
所表示之烷基的碳數係1~10為較佳,1~5為更佳,1~3為進一步較佳。烷基可以為直鏈或支鏈中的任一種。RG3
所表示之芳基的碳數係6~20為較佳,6~10為更佳。
在式(Si-1)中,R1
~R7
分別獨立地表示烷基或芳基,
X1
表示包含選自胺基、環氧基、脂環式環氧基、甲醇基、巰基、羧基、脂肪酸酯基及脂肪酸醯胺基中之官能基之基團或包含聚醚鏈之基團,
m1表示2~200的數。
R1
~R7
所表示之烷基的碳數係1~10為較佳,1~5為更佳,1~3為進一步較佳,1為特佳。R1
~R7
所表示之烷基可以為直鏈或支鏈中的任一個,直鏈為較佳。R1
~R7
所表示之芳基的碳數係6~20為較佳,6~12為更佳,6為特佳。R1
~R7
係甲基或苯基為較佳,甲基為更佳。
X1
係包含甲醇基之基團或包含聚醚鏈之基團為較佳,包含甲醇基之基團為更佳。關於包含甲醇基之基團及包含聚醚鏈之基團的較佳範圍,與上述範圍含義相同。
在式(Si-2)中,R11
~R16
分別獨立地表示烷基或芳基,
X11
及X12
分別獨立地表示包含選自胺基、環氧基、脂環式環氧基、甲醇基、巰基、羧基、脂肪酸酯基及脂肪酸醯胺基中之官能基之基團或包含聚醚鏈之基團,
m11表示2~200的數。
式(Si-2)的R11
~R16
與式(Si-1)的R1
~R7
含義相同,較佳範圍亦相同。式(Si-2)的X11
及X12
與式(Si-1)的X1
含義相同,較佳範圍亦相同。
在式(Si-3)中,R21
~R29
分別獨立地表示烷基或芳基,
X21
表示包含選自胺基、環氧基、脂環式環氧基、甲醇基、巰基、羧基、脂肪酸酯基及脂肪酸醯胺基中之官能基之基團或包含聚醚鏈之基團,
m21及m22分別獨立地表示1~199的數,當m22為2以上時,m22個X21
可以分別相同,亦可以不同。
式(Si-3)的R21
~R29
與式(Si-1)的R1
~R7
含義相同,較佳範圍亦相同。式(Si-3)的X21
與式(Si-1)的X1
含義相同,較佳範圍亦相同。
在式(Si-4)中,R31
~R38
分別獨立地表示烷基或芳基,
X31
及X32
分別獨立地表示包含選自胺基、環氧基、脂環式環氧基、甲醇基、巰基、羧基、脂肪酸酯基及脂肪酸醯胺基中之官能基之基團或包含聚醚鏈之基團,
m31及m32分別獨立地表示1~199的數,當m32為2以上時,m32個X31
可以分別相同,亦可以不同。
式(Si-4)的R31
~R38
與式(Si-1)的R1
~R7
含義相同,較佳範圍亦相同。式(Si-4)的X31
及X32
與式(Si-1)的X1
含義相同,較佳範圍亦相同。
在式(Si-5)中,R41
~R47
分別獨立地表示烷基或芳基,
X41
~X43
分別獨立地表示包含選自胺基、環氧基、脂環式環氧基、甲醇基、巰基、羧基、脂肪酸酯基及脂肪酸醯胺基中之官能基之基團或包含聚醚鏈之基團,
m41及m42分別獨立地表示1~199的數,當m42為2以上時,m42個X42
分別可以相同,亦可以不同。
式(Si-5)的R41
~R47
與式(Si-1)的R1
~R7
含義相同,較佳範圍亦相同。式(Si-4)的X41
~X43
與式(Si-1)的X1
含義相同,較佳範圍亦相同。
作為矽酮系界面活性劑的具體例,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(以上為Dow Corning Toray Co.,Ltd.製造)、Silwet L-77、L-7280、L-7001、L-7002、L-7200、L-7210、L-7220、L-7230、L7500、L-7600、L-7602、L-7604、L-7605、L-7622、L-7657、L-8500、L-8610(以上為Momentive performance Materials Inc.製造)、KP-341、KF-6001、KF-6002(以上為Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造)、BYK307、BYK323、BYK330(以上為BYK Chemie GmbH製造)等。
(氟系界面活性劑)
作為氟系界面活性劑,具有聚乙烯主鏈之聚合物(高分子)界面活性劑為較佳。其中,具有聚(甲基)丙烯酸酯結構之聚合物(高分子)界面活性劑為較佳。其中,在本發明中,包含具有上述聚氧化烯結構之(甲基)丙烯酸酯構成單元及丙烯酸氟代烷基酯構成單元之共聚物為較佳。
又,作為氟系界面活性劑,能夠較佳地使用在任一部位具有氟烷基或氟伸烷基(碳數1~24為較佳,2~12為更佳。)之化合物。較佳為,能夠使用在側鏈上具有上述氟烷基或氟伸烷基之高分子化合物。作為氟系界面活性劑,進一步具有上述聚氧化烯結構為較佳,在側鏈上具有聚氧化烯結構為更佳。關於具有氟烷基或氟伸烷基之化合物,可列舉國際公開第2015/190374號的0034~0040段中所記載之化合物,並將該內容編入本說明書中。
作為氟系界面活性劑,例如可列舉MEGAFACE F171、F172、F173、F176、F177、F141、F142、F143、F144、R30、F437、F479、F482、F554、F559、F780、F781F(以上為DIC Corporation製造)、Fluorad FC430、FC431、FC171(以上為Sumitomo 3M Limited製造)、Surflon S-382、S-141、S-145、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上為ASAHI GLASS CO.,LTD.製造)、Eftop EF301、EF303、EF351、EF352(以上為 Jemco Inc.製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上為OMNOVA Solutions Inc.製造)等。
又,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:源自具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯化合物之重複單元;及源自具有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。
[化學式3]
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%。
(其他非離子性界面活性劑)
作為除氟系界面活性劑及矽酮系界面活性劑以外的非離子性界面活性劑,亦能夠使用具有聚氧化烯結構之界面活性劑。聚氧化烯結構係指伸烷基和二價的氧原子相鄰存在之結構,具體而言,可列舉環氧乙烷(EO)結構、環氧丙烷(PO)結構等。聚氧化烯結構可以構成丙烯聚合物的接枝鏈。
(陽離子性界面活性劑)
作為陽離子性界面活性劑,可列舉在相同分子內具有複數個作為親水部之陽離子性部和疏水部之化合物。作為親水部的陽離子性基,可列舉胺基或其鹽、4級銨基或其鹽、羥銨基或其鹽、醚銨基或其鹽、吡啶鎓基或其鹽、咪唑鎓基或其鹽、咪唑啉基或其鹽、鏻基或其鹽等。作為陽離子性界面活性劑,可列舉第4級銨鹽系界面活性劑、烷基吡啶系界面活性劑、聚烯丙基胺系界面活性劑等。作為陽離子性界面活性劑的具體例,可列舉十二烷基三甲基氯化銨等。
(陰離子性界面活性劑)
作為陰離子性界面活性劑,可列舉W004、W005、W017(Yusho Co.,Ltd.製)、EMULSOGEN COL-020、EMULSOGEN COA-070、EMULSOGEN COL-080(Clariant(Japan)K.K.製)、Plysurf A208B(DKS Co.Ltd.製)等。作為表示陰離子性之基團,可列舉羧基、磺酸基、膦酸基、磷酸基。該等酸基可以形成鹽。
本發明的組成物中的界面活性劑的含量係0.01~3.0質量%為較佳。下限係0.02質量%以上為較佳,0.03質量%以上為更佳。上限係2.0質量%以下為較佳,1.5質量%以下為更佳,1.0質量%以下為進一步較佳。
又,本發明的組成物的總固體成分中的界面活性劑的含量係0.1~30質量%為較佳。下限係0.2質量%以上為較佳,0.3質量%以上為更佳。上限係20質量%以下為較佳, 10質量%以下為更佳。
又,相對於二氧化矽粒子A的100質量份,含有0.1~25質量份的界面活性劑為較佳。下限係0.2質量份以上為較佳,0.3質量份以上為更佳。上限係20質量份以下為較佳,15質量份以下為更佳,10質量份以下為進一步較佳。
當界面活性劑的含量在上述範圍內時,能夠進一步提高組成物的塗佈性,並且容易獲得更優異的膜厚均勻性。界面活性劑可以僅為1種,亦可以包含2種以上。當包含2種以上時,該等合計在上述範圍內為較佳。又,當使用2種以上的界面活性劑時,作為界面活性劑的組合,並無特別限定,可以使用2種以上的陽離子性界面活性劑,亦可以使用2種以上的陰離子性界面活性劑,亦可以使用2種以上的非離子性界面活性劑,亦可以使用1種以上的陽離子性界面活性劑及1種以上的非離子性界面活性劑,亦可以使用1種以上的陰離子性界面活性劑及1種以上的非離子性界面活性劑。
<<溶劑>>
本發明的組成物含有溶劑。作為溶劑,可列舉有機溶劑及水,至少包含有機溶劑為較佳。作為有機溶劑,可列舉脂肪族烴系溶劑、鹵化烴系溶劑、醇系溶劑、醚系溶劑、酯系溶劑、酮系溶劑、腈系溶劑、醯胺系溶劑、亞碸系溶劑、芳香族系溶劑等。
作為脂肪族烴系溶劑,可列舉己烷、環己烷、甲基環己烷、戊烷、環戊烷、庚烷、辛烷等。
作為鹵化烴系溶劑,可列舉氯化甲烷、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、環氧氯丙烷、一氯苯、鄰二氯苯、氯丙烯(allyl chloride)、氯乙酸甲酯、氯乙酸乙酯、氯乙酸、三氯乙酸、溴甲烷、三(四)氯乙烯等。
作為醇系溶劑,可列舉甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、2-丁醇、乙二醇、丙二醇、甘油、1,6-己二醇、環己二醇、山梨糖醇、木糖醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲氧基-1-丁醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇等。
作為醚系溶劑,可列舉二甲醚、二乙醚、二異丙醚、二丁醚、第三丁基甲基醚、環己基甲基醚、苯甲醚、四氫呋喃、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單苯基醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丙醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單丙醚、二丙二醇單丁醚、二丙二醇甲基-正丙醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單丁醚、三丙二醇單甲醚、三丙二醇單丁醚、四乙二醇二甲醚、聚乙二醇單甲醚、聚乙二醇二甲醚等。
作為酯系溶劑,可列舉碳酸丙二酯、二丙烯、1,4-丁二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯、環己醇乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丙酯、乙酸丁酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基乙酸丁酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、三乙酸甘油酯等。
作為酮系溶劑,可列舉丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環戊酮、環己酮、2-庚酮等。
作為腈系溶劑,可列舉乙腈等。
作為醯胺系溶劑,可列舉N,N-二甲基甲醯胺、1-甲基-2-吡咯啶酮、2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、2-吡咯啶酮、ε-己內醯胺、甲醯胺、N-甲基甲醯胺、乙醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基丙醯胺、六甲基磷酸三醯胺、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。
作為亞碸系溶劑,可列舉二甲基亞碸等。
作為芳香族系溶劑,可列舉苯、甲苯等。
從容易提高組成物的經時穩定性之原因考慮,在本發明中,作為溶劑,使用包含醇系溶劑者為較佳。醇系溶劑係選自甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇及2-丁醇中之至少一種為較佳,選自甲醇及乙醇中之至少一種為更佳。其中,醇系溶劑至少包含甲醇者為較佳,從容易形成缺陷的產生得到抑制之膜之原因考慮,包含甲醇及乙醇者為更佳。
本發明的組成物中的溶劑的含量係70~99質量%為較佳。上限係93質量%以下為較佳,92質量%以下為更佳,90質量%以下為進一步較佳。下限係75質量%以上為較佳,80質量%以上為更佳,85質量%以上為進一步較佳。
又,溶劑總量中的醇系溶劑的含量係0.1~10質量%為較佳。上限係8質量%以下為較佳,6質量%以下為更佳,4質量%以下為進一步較佳。下限係0.3質量%以上為較佳,0.5質量%以上為更佳,1質量%以上為進一步較佳。當醇系溶劑的含量在上述範圍內時,容易更顯著地獲得上述效果。醇系溶劑可以僅為1種,亦可以併用2種以上。當本發明的組成物包含2種以上的醇系溶劑時,該等合計在上述範圍內為較佳。
在本發明中,作為溶劑,使用包含沸點為190℃以上且280℃以下的溶劑A1者為較佳。另外,在本說明書中,溶劑的沸點為在1氣壓(0.1MPa)下的值。
溶劑A1的沸點係200℃以上為較佳,210℃以上為更佳,220℃以上為更佳。又,溶劑A1的沸點係270℃以下為較佳,265℃以下為進一步較佳。
溶劑A1的黏度係10mPa・s以下為較佳,7mPa・s以下為更佳,4mPa・s以下為更佳。從塗佈性的觀點考慮,溶劑A1的黏度的下限係1.0mPa・s以上為較佳,1.4mPa・s以上為更佳,1.8mPa・s以上為進一步較佳。
溶劑A1的分子量係100以上為較佳,130以上為更佳,140以上為進一步較佳,150以上為特佳。從塗佈性的觀點考慮,上限係300以下為較佳,290以下為更佳,280以下為進一步較佳,270以下為特佳。
溶劑A1的溶解度參數係8.5~13.3(cal/cm3
)0.5
為較佳。上限係12.5(cal/cm3
)0.5
以下為較佳,11.5(cal/cm3
)0.5
以下為更佳,10.5(cal/cm3
)0.5
以下為進一步較佳。下限係8.7(cal/cm3
)0.5
以上為較佳,8.9(cal/cm3
)0.5
以上為更佳,9.1(cal/cm3
)0.5
以上為進一步較佳。當溶劑A1的溶解度參數在上述範圍內時,可獲得與二氧化矽粒子A的高的親和性,容易獲得優異的塗佈性。另外,1(cal/cm3
)0.5
為2.0455MPa0.5
。又,溶劑的溶解度參數係藉由HSPiP計算而得之值。
另外,在本說明書中,溶劑的溶解度參數使用漢森溶解度參數。具體而言,使用利用漢森溶解度參數・軟體“HSPiP 5.0.09”計算之值。
溶劑A1係非質子性溶劑為較佳。作為溶劑A1使用非質子性溶劑,從而能夠更有效地抑制製膜時的二氧化矽粒子A的凝聚,容易形成缺陷的產生進一步得到抑制之膜。
溶劑A1係醚系溶劑及酯系溶劑為較佳,酯系溶劑為更佳。又,用作溶劑A1的酯系溶劑係不包含羥基或末端烷氧基之化合物為較佳。藉由使用不具有該種官能基之酯系溶劑,容易形成缺陷的產生進一步得到抑制之膜。
從可獲得與二氧化矽粒子A的高親和性且容易獲得優異的塗佈性之原因考慮,溶劑A1係選自伸烷基二醇二乙酸酯及環狀碳酸酯中之至少一種為較佳。作為伸烷基二醇二乙酸酯,可列舉丙二醇二乙酸酯、1,4-丁二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等。作為環狀碳酸酯,可列舉碳酸丙二酯、碳酸乙二酯等。
作為溶劑A1的具體例,可列舉碳酸丙二酯(沸點240℃)、碳酸乙二酯(沸點260℃)、丙二醇二乙酸酯(沸點190℃)、二丙二醇甲基正丙醚(沸點203℃)、二丙二醇甲醚乙酸酯(沸點213℃)、1,4-丁二醇二乙酸酯(沸點232℃)、1,3-丁二醇二乙酸酯(沸點232℃)、1,6-己二醇二乙酸酯(沸點260℃)、二乙二醇單乙醚乙酸酯(沸點217℃)、二乙二醇單丁醚乙酸酯(沸點247℃)、三乙酸甘油酯(沸點260℃)、二丙二醇單甲醚(沸點190℃)、二乙二醇單乙醚(沸點202℃)、二丙二醇單丙醚(沸點212℃)、二丙二醇單丁醚(沸點229℃)、三丙二醇單甲醚(沸點242℃)、三丙二醇單丁醚(沸點274℃)等。
用於本發明的組成物之溶劑係含有3質量%以上的上述溶劑A1者為較佳,含有4質量%以上者為更佳,含有5質量%以上者為進一步較佳。依該態樣,容易顯著地獲得上述本發明的效果。上限係20質量%以下為較佳,15質量%以下為更佳,12質量%以下為進一步較佳。溶劑A1可以僅為1種,亦可以併用2種以上。當本發明的組成物包含2種以上的溶劑A1時,該等合計在上述範圍內為較佳。
用於本發明的組成物之溶劑除了上述溶劑A1以外,進一步含有沸點為110℃以上且小於190℃的溶劑A2亦為較佳。依該態樣,容易形成適當地提高組成物的乾燥性而厚度不均勻得到抑制之膜。
溶劑A2的沸點係115℃以上為較佳,120℃以上為更佳,130℃以上為更佳。又,溶劑A2的沸點係170℃以下為較佳,150℃以下為進一步較佳。當溶劑A2的沸點在上述範圍內時,容易更顯著地獲得上述效果。
從容易更顯著地獲得上述效果之原因考慮,溶劑A2的分子量係100以上為較佳,130以上為更佳,140以上為進一步較佳,150以上為特佳。從塗佈性的觀點考慮,上限係300以下為較佳,290以下為更佳,280以下為進一步較佳,270以下為特佳。
溶劑A2的溶解度參數係9.0~11.4(cal/cm3
)0.5
為較佳。上限係11.0(cal/cm3
)0.5
以下為較佳,10.6(cal/cm3
)0.5
以下為更佳,10.2(cal/cm3
)0.5
以下為進一步較佳。下限係9.2(cal/cm3
)0.5
以上為較佳,9.4(cal/cm3
)0.5
以上為更佳,9.6(cal/cm3
)0.5
以上為進一步較佳。當溶劑A2的溶解度參數在上述範圍內時,可獲得與二氧化矽粒子A的高的親和性,容易獲得優異的塗佈性。又,溶劑A1的溶解度參數與溶劑A2的溶解度參數之差的絕對值係0.01~1.1(cal/cm3
)0.5
為較佳。上限係0.9(cal/cm3
)0.5
以下為較佳,0.7(cal/cm3
)0.5
以下為更佳,0.5(cal/cm3
)0.5
以下為進一步較佳。下限係0.03(cal/cm3
)0.5
以上為較佳,0.05(cal/cm3
)0.5
以上為更佳,0.08(cal/cm3
)0.5
以上為進一步較佳。
溶劑A2係選自醚系溶劑及酯系溶劑中之至少一種為較佳,至少包含酯系溶劑為更佳,包含醚系溶劑及酯系溶劑為進一步較佳。作為溶劑A2的具體例,可列舉環己醇乙酸酯(沸點173℃)、二丙二醇二甲醚(沸點175℃)、乙酸丁酯(沸點126℃)、乙二醇單甲醚乙酸酯(沸點145℃)、丙二醇單甲醚乙酸酯(沸點146℃)、3-甲氧基乙酸丁酯(沸點171℃)、丙二醇單甲醚(沸點120℃)、3-甲氧基丁醇(沸點161℃)、丙二醇單丙醚(沸點150℃)、丙二醇單丁醚(沸點170℃)、乙二醇單丁醚乙酸酯(沸點188℃)等,從可獲得與二氧化矽粒子A的高親和性,且容易獲得優異的塗佈性之原因考慮,至少包含丙二醇單甲醚乙酸酯為較佳。
當用於本發明的組成物之溶劑含有溶劑A2時,溶劑A2的含量相對於溶劑A1的100質量份係500~5000質量份為較佳。上限係4500質量份以下為較佳,4000質量份以下為更佳,3500質量份以下為進一步較佳。下限係600質量份以上為較佳,700質量份以上為更佳,750質量份以上為進一步較佳。又,溶劑總量中的溶劑A2的含量係50質量%以上為較佳,60質量%以上為更佳,70質量%以上為進一步較佳。上限係95質量%以下為較佳,90質量%以下為更佳,85質量%以下為進一步較佳。當溶劑A2的含量在上述範圍內時,容易更顯著地獲得本發明的效果。溶劑A2可以僅為1種,亦可以併用2種以上。當本發明的組成物包含2種以上的溶劑A2時,該等合計在上述範圍內為較佳。
又,用於本發明的組成物之溶劑中,將溶劑A1和溶劑A2以合計含有62質量%以上為較佳,72質量%以上為更佳,82質量%以上為進一步較佳。上限亦能夠設為100質量%以下,亦能夠設為96質量%以下,還能夠設為92質量%以下。
用於本發明的組成物之溶劑進一步含有水亦為較佳。依該態樣,可獲得與二氧化矽粒子A的高親和性,並容易獲得優異的塗佈性。用於本發明的組成物之溶劑進一步含有水時,溶劑總量中的水的含量係0.1~5質量%為較佳。上限係4質量%以下為較佳,2.5質量%以下為更佳,1.5質量%以下為進一步較佳。下限係0.3質量%以上為較佳,0.5質量%以上為更佳,0.7質量%以上為進一步較佳。當水的含量在上述範圍時,容易更顯著地獲得上述效果。
用於本發明的組成物之溶劑能夠進一步含有沸點超過280℃之溶劑A3。依該態樣,容易形成適當地提高組成物的乾燥性而厚度不均勻或缺陷的產生進一步得到抑制之膜。溶劑A3的沸點的上限係400℃以下為較佳,380℃以下為更佳,350℃以下為進一步較佳。溶劑A3係選自醚系溶劑及酯系溶劑中之至少一種為較佳。作為溶劑A3的具體例,可列舉聚乙二醇單甲醚等。用於本發明的組成物之溶劑進一步含有溶劑A3時,溶劑總量中的溶劑A3的含量係0.5~15質量%為較佳。上限係10質量%以下為較佳,8質量%以下為更佳,6質量%以下為進一步較佳。下限係1質量%以上為較佳,1.5質量%以上為更佳,2質量%以上為進一步較佳。又,用於本發明的組成物之溶劑實質上不含有溶劑A3亦為較佳。另外,實質上不含有溶劑A3係指溶劑總量中的溶劑A3的含量為0.1質量%以下,0.05質量%以下為較佳,0.01質量%以下為更佳,不含有為進一步較佳。
用於本發明的組成物之溶劑中,分子量(高分子之情況下為重量平均分子量)超過300之化合物的含量係10質量%以下為較佳,8質量%以下為更佳,5質量%以下為進一步較佳,3質量%以下為更進一步較佳,1質量%以下為特佳。依該態樣,容易形成進一步抑制厚度不均勻或缺陷的產生之膜。
用於本發明的組成物之溶劑中,25℃下的黏度超過10mPa・s之化合物的含量係10質量%以下為較佳,8質量%以下為更佳,5質量%以下為進一步較佳,3質量%以下為更進一步較佳,1質量%以下為特佳。依該態樣,容易形成進一步抑制厚度不均勻或缺陷的產生之膜。
<<分散劑>>
本發明的組成物能夠含有分散劑。作為分散劑,可列舉高分子分散劑(例如,聚醯胺及其鹽、多羧酸及其鹽、高分子量不飽和酸酯、改質聚胺酯、改質聚酯、改質聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸系共聚物、萘磺酸福馬林縮合物)、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯烷基胺、烷醇胺等。關於高分子分散劑,能夠依據其結構進一步分類成直鏈狀高分子、末端改質型高分子、接枝型高分子、封端型高分子。高分子分散劑吸附於粒子的表面,發揮防止再凝聚之作用。因此,能夠作為較佳結構列舉具有錨定於粒子表面的部位之末端改質型高分子、接枝型高分子、封端型高分子。分散劑亦能夠使用市售品。例如,可列舉國際公開第2016/190374號的0050段中所記載之產品,並將該內容編入本說明書中。
分散劑的含量相對於二氧化矽粒子A的100質量份係1~100質量份為較佳,3~100質量份為更佳,5~80質量份為進一步較佳。又,分散劑的含量在組成物的總固體成分中1~30質量%為較佳。分散劑可以僅為1種,亦可以包含2種以上。當本發明的組成物包含2種以上的分散劑時,該等合計在上述範圍內為較佳。
<<聚合性化合物>>
本發明的組成物能夠含有聚合性化合物。作為聚合性化合物,能夠使用能夠藉由自由基、酸或熱而交聯之公知的化合物。在本發明中,聚合性化合物係自由基聚合性化合物為較佳。作為自由基聚合性化合物,具有乙烯性不飽和鍵基之化合物為較佳。
聚合性化合物可以為單體、預聚物、低聚物等化學形態的任一種,但單體為較佳。聚合性化合物的分子量為100~3000為較佳。上限為2000以下為更佳,1500以下為進一步較佳。下限為150以上為更佳,250以上為進一步較佳。
聚合性化合物係具有2個以上的乙烯性不飽和鍵基之化合物為較佳,具有3個以上的乙烯性不飽和鍵基之化合物為更佳。乙烯性不飽和鍵基的個數的上限例如為15個以下為較佳,6個以下為更佳。作為乙烯性不飽和鍵基,可列舉乙烯基、苯乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基等,(甲基)丙烯醯基為較佳。聚合性化合物為3~15官能的(甲基)丙烯酸酯化合物為較佳,3~6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物為更佳。作為聚合性化合物的具體例,可列舉國際公開第2016/190374號的0059~0079段中所記載之化合物等。
作為聚合性化合物,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、NK EsterA-DPH-12E;SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,LTD. 製)、及該等化合物的(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出售之SR454、SR499)、二甘油EO(環氧乙烷)改質(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為M-460;TOAGOSEI CO., LTD.製)、新戊四醇四丙烯酸酯(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,LTD. 製、NK EsterA-TMMT)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製、KAYARAD HDDA)、RP-1040(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)、ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO., LTD.製)、NK Oligo UA-7200(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,LTD. 製)、8UH-1006、8UH-1012(TAISEI FINE CHEMICAL CO,.LTD.製)、輕質丙烯酸酯POB-A0(KYOEISHA CHEMICAL Co.,Ltd.製)等。又,作為聚合性化合物,亦能夠使用下述結構的化合物。
[化學式4]
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、三羥甲基丙烷環氧丙烷改質三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧乙烷改質三(甲基)丙烯酸酯、異氰脲酸環氧乙烷改質三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(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。
聚合性化合物亦能夠使用具有酸基之化合物。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聚合性化合物,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。
聚合性化合物亦能夠使用具有己內酯結構之化合物。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。
聚合性化合物亦能夠使用具有伸烷氧基之聚合性化合物。具有伸烷氧基之聚合性化合物係具有伸乙基氧基及/或伸丙基氧基之聚合性化合物為較佳,具有伸乙基氧基之聚合性化合物為更佳,具有4~20個伸乙基氧基之3~6官能(甲基)丙烯酸酯化合物為進一步較佳。作為具有伸烷氧基之聚合性化合物的市售品,例如可列舉Sartomer Company, Inc製的作為具有4個伸乙氧基之4官能(甲基)丙烯酸酯之SR-494、作為具有3個異伸丁氧基之3官能(甲基)丙烯酸酯之KAYARAD TPA-330等。
聚合性化合物亦能夠使用具有茀骨架之聚合性化合物。作為具有茀骨架之聚合性化合物的市售品,可列舉OGSOL EA-0200、EA-0300(Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.製,具有茀骨架之(甲基)丙烯酸酯單體)等。
作為聚合性化合物,使用實質上不包含甲苯等環境法規物質之化合物亦為較佳。作為該種化合物的市售品,可列舉KAYARAD DPHA LT、KAYARAD DPEA-12 LT(Nippon Kayaku Co., Ltd.製)等。
當本發明的組成物含有聚合性化合物時,本發明的組成物中的聚合性化合物的含量係0.1質量%以上為較佳,0.2質量%以上為更佳,0.5質量%以上為進一步較佳。作為上限,10質量%以下為較佳,5質量%以下為更佳,3質量%以下為進一步較佳。
又,本發明的組成物的總固體成分中的聚合性化合物的含量係1質量%以上為較佳,2質量%以上為更佳,5質量%以上為進一步較佳。作為上限,30質量%以下為較佳,25質量%以下為更佳,20質量%以下為進一步較佳。本發明的組成物可以僅包含1種聚合性化合物,亦可以包含2種以上。本發明的組成物包含2種以上的聚合性化合物時,該等合計在上述範圍內為較佳。
又,本發明的組成物實質上不包含聚合性化合物亦為較佳。本發明的組成物實質上不包含聚合性化合物時,容易形成折射率更低的膜。此外,容易形成霧度小的膜。另外,當本發明的組成物實質上不包含聚合性化合物時,係指本發明的組成物的總固體成分中的聚合性化合物的含量為0.05質量%以下,0.01質量%以下為較佳,不含有聚合性化合物為更佳。
<<光聚合起始劑>>
當本發明的組成物包含聚合性化合物時,進一步包含光聚合起始劑為較佳。當本發明的組成物包含聚合性化合物及光聚合起始劑時,本發明的組成物能夠較佳地用作基於光微影法的圖案形成用組成物。
作為光聚合起始劑,只要具有引發聚合性化合物的聚合之能力,則並無特別限制,能夠從公知的光聚合起始劑中適當地選擇。當使用自由基聚合性化合物作為聚合性化合物時,使用光自由基聚合起始劑作為光聚合起始劑為較佳。作為光自由基聚合起始劑,例如可列舉三鹵甲基三口井(trihalo methyl triazine)化合物、苄基二甲基縮酮化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物、醯基膦化合物、氧化膦化合物、茂金屬化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚物、鎓化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物、環戊二烯-苯-鐵錯合物、鹵甲基㗁二唑化合物及香豆素化合物等,肟化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物及醯基膦化合物為較佳,α-胺基酮化合物為更佳,肟化合物為進一步較佳。光聚合起始劑亦能夠使用日本特開2015-166449號公報的0099~0125段中所記載之化合物、日本專利第6301489號公報中所記載之化合物、MATERIAL STAGE 37~60p,vol.19,No.3,2019中所記載之過氧化物系光聚合起始劑、國際公開第2018/221177號中所記載之光聚合起始劑、國際公開第2018/110179號中所記載之光聚合起始劑、日本特開2019-043864號公報中所記載之光聚合起始劑、日本特開2019-044030號公報中所記載之光聚合起始劑,並將該等內容編入本說明書中。
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號中所記載之化合物、國際公開第2013/167515號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(以上為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,使用無著色性之化合物或透明性高且不易變色之化合物亦較佳。作為市售品,可列舉ADEKAARKLS NCI-730、NCI-831、NCI-930(以上為ADEKA Corporation製)等。
作為光聚合起始劑,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。
作為光聚合起始劑,還能夠使用具有咔唑環的至少1個苯環成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號中所記載之之化合物。
作為光聚合起始劑,亦能夠使用具有氟原子之肟化合物。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。
作為光聚合起始劑,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、ADEKA ARKLS NCI-831(ADEKA Corporation製)。
作為光聚合起始劑,亦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號中所記載之OE-01~OE-75。
作為光聚合起始劑,亦能夠使用具有羥基之取代基鍵結於咔唑骨架而得之肟化合物。作為該種光聚合起始劑,可列舉國際公開第2019/088055號中所記載之化合物等。
肟化合物係在波長350~500nm的範圍內具有極大吸收波長之化合物為較佳,在波長360~480nm的範圍內具有極大吸收波長之化合物為更佳。又,從靈敏度的觀點考慮,肟化合物的波長365nm或波長405nm的莫耳吸光係數高為較佳,1000~300000為更佳,2000~300000為進一步較佳,5000~200000為特佳。化合物的莫耳吸光係數能夠使用公知的方法進行測量。例如,藉由分光光度計(Varian公司製造之Cary-5 分光光度計(spectrophotometer)),使用乙酸乙酯以0.01g/L的濃度測量為較佳。
作為光聚合起始劑,還可以使用2官能或3官能以上的光自由基聚合起始劑。藉由使用這樣的光自由基聚合起始劑,由光自由基聚合起始劑的1分子產生2個以上的自由基,因此可獲得良好的靈敏度。又,在使用非對稱結構的化合物之情形下,結晶性下降而在有機溶劑等中的溶解性得到提高,隨時間而變得難以析出,能夠提高組成物的經時穩定性。作為2官能或3官能以上的光自由基聚合起始劑的具體例,可列舉日本特表2010-527339號公報、日本特表2011-524436號公報、國際公開第2015/004565號、日本特表2016-532675號公報的0407~0412段、國際公開第2017/033680號的0039~0055段中所記載之肟化合物的二聚體、日本特表2013-522445號公報中所記載之化合物(E)及化合物(G)、國際公開第2016/034963號中所記載之Cmpd1~7、日本特表2017-523465號公報的0007段中所記載之肟酯類光起始劑、日本特開2017-167399號公報的0020~0033段中所記載之光起始劑、日本特開2017-151342號公報的0017~0026段中所記載之光聚合起始劑(A)、日本專利第6469669號公報中所記載之肟酯光起始劑等。
當本發明的組成物含有光聚合起始劑時,本發明的組成物中的光聚合起始劑的含量係0.1質量%以上為較佳,0.2質量%以上為更佳,0.5質量%以上為進一步較佳。作為上限,10質量%以下為較佳,5質量%以下為更佳,3質量%以下為進一步較佳。又,本發明的組成物的總固體成分中的光聚合起始劑的含量係1質量%以上為較佳,2質量%以上為更佳,5質量%以上為進一步較佳。作為上限,30質量%以下為較佳,25質量%以下為更佳,20質量%以下為進一步較佳。又,相對於聚合性化合物的100質量份,含有10~1000質量份的光聚合起始劑為較佳。上限係500質量份以下為較佳,300質量份以下為更佳,100質量份以下為進一步較佳。下限係20質量份以上為較佳,40質量份以上為更佳,60質量份以上為進一步較佳。本發明的組成物可以僅包含1種光聚合起始劑,亦可以包含2種以上。本發明的組成物包含2種以上的光聚合起始劑時,該等合計在上述範圍內為較佳。
又,本發明的組成物實質上不包含光聚合起始劑亦為較佳。另外,本發明的組成物實質上不包含光聚合起始劑之情況係指,本發明的組成物的總固體成分中的光聚合起始劑的含量為0.005質量%以下,0.001質量%以下為較佳,不含有光聚合起始劑為更佳。
<<樹脂>>
本發明的組成物可以進一步含有樹脂。樹脂的重量平均分子量(Mw)係3000~2000000為較佳。上限係1000000以下為較佳,500000以下為更佳。下限係4000以上為較佳,5000以上為更佳。
作為樹脂,可列舉(甲基)丙烯酸樹脂、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、矽酮樹脂等。從該等樹脂可以單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。又,亦能夠使用日本特開2017-206689號公報的0041~0060段中所記載之樹脂、日本特開2018-010856號公報的0022~0071段中所記載之樹脂、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、日本特開2018-145339號公報的0016段中所記載之樹脂。
在本發明中,作為樹脂使用具有酸基之樹脂亦為較佳。依該態樣,當藉由光微影法形成圖案時,能夠進一步提高顯影性。作為酸基,可列舉羧基、磷酸基、磺基、酚性羥基等,羧基為較佳。具有酸基之樹脂例如能夠用作鹼可溶性樹脂。
具有酸基之樹脂包含在側鏈上具有酸基之重複單元為較佳,在樹脂的所有重複單元中包含5~70莫耳%的在側鏈上具有酸基之重複單元為更佳。在側鏈上具有酸基之重複單元的含量的上限係50莫耳%以下為較佳,30莫耳%以下為更佳。在側鏈上具有酸基之重複單元的含量的下限係10莫耳%以上為較佳,20莫耳%以上為更佳。
具有酸基之樹脂的酸值係30~500mgKOH/g為較佳。下限係50mgKOH/g以上為較佳,70mgKOH/g以上為更佳。上限為400mgKOH/g以下為較佳,300mgKOH/g以下為更佳,200mgKOH/g以下尤進一步較佳。具有酸基之樹脂的重量平均分子量(Mw)係5000~100000為較佳。又,具有酸基之樹脂的數平均分子量(Mn)係1000~20000為較佳。
當本發明的組成物含有樹脂時,本發明的組成物中的樹脂的含量係0.01質量%以上為較佳,0.05質量%以上為更佳,0.1質量%以上為進一步較佳。作為上限,2質量%以下為較佳,1質量%以下為更佳,0.5質量%以下為進一步較佳。又,本發明的組成物的總固體成分中的樹脂的含量係0.2質量%以上為較佳,0.7質量%以上為更佳,1.2質量%以上為進一步較佳。作為上限,18質量%以下為較佳,12質量%以下為更佳,5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。當本發明的組成物包含2種以上的樹脂時,該等合計在上述範圍內為較佳。
<<密接改良劑>>
本發明的組成物可以進一步含有密接改良劑。藉由包含密接改良劑而能夠形成與支撐體的密接性優異的膜。作為密接改良劑,例如可較佳地列舉日本特開平05-011439號公報、日本特開平05-341532號公報及日本特開平06-043638號公報等中所記載之密接改良劑。具體而言,可列舉苯并咪唑、苯并㗁唑、苯并噻唑、2-巰基苯并咪唑、2-巰基苯并㗁唑、2-巰基苯并噻唑、3-口末啉代甲基-1-苯基-三唑-2-硫酮、3-口末啉代甲基-5-苯基-㗁二唑-2-硫酮、5-胺基-3-口末啉代甲基-噻二唑-2-硫酮及2-巰基-5-甲硫基-噻二唑、三唑、四唑、苯并三唑、羧基苯并三唑、含胺基苯并三唑、矽烷偶合劑等。作為密接改良劑,矽烷偶合劑為較佳。
矽烷偶合劑作為能夠與無機材料化學鍵結之水解性基具有烷氧基矽基之化合物為較佳。又,係與樹脂相互作用或形成鍵而顯示親和性之基團之化合物為較佳,作為該等基團,例如可列舉乙烯基、苯乙烯基、(甲基)丙烯醯基、巰基、環氧基、氧雜環丁基、胺基、脲基、硫醚基、異氰酸酯基等,(甲基)丙烯醯基及環氧基為較佳。
矽烷偶合劑係在一分子中具有至少2種反應性不同的官能基之矽烷化合物亦為較佳,尤其,作為官能基具有胺基及烷氧基之化合物為較佳。作為該種矽烷偶合劑,例如可列舉N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基-甲基二甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製、KBM-602)、N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基-三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製、KBM-603)、N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基-三乙氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製、KBE-602)、γ-胺基丙基-三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製、KBM-903)、γ-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)等。作為矽烷偶合劑,亦能夠使用以下化合物。以下結構式中,Et為乙基。
[化學式5]
當本發明的組成物含有密接改良劑時,本發明的組成物的總固體成分中的密接改良劑的含量係0.001質量%以上為較佳,0.01質量%以上為更佳,0.1質量%以上為特佳。作為上限,20質量%以下為較佳,10質量%以下為更佳,5質量%以下為特佳。本發明的組成物可以僅包含1種密接改良劑,亦可以包含2種以上。當本發明的組成物包含2種以上的密接改良劑時,該等合計在上述範圍內為較佳。又,本發明的組成物實質上不包含密接改良劑亦為較佳。另外,當本發明的組成物實質上不包含密接改良劑時,係指本發明的組成物的總固體成分中的密接改良劑的含量為0.0005質量%以下,0.0001質量%以下為較佳,不含有密接改良劑為更佳。
<<其他成分>>
本發明的組成物中,未與二氧化矽A等鍵結或配位之游離的金屬的含量係300ppm以下為較佳,250ppm以下為更佳,100ppm以下為進一步較佳,實質上不含為特佳。作為上述游離的金屬的種類,可列舉K、Sc、Ti、Mn、Cu、Zn、Fe、Cr、Co、Mg、Sn、Zr、Ga、Ge、Ag、Au、Pt、Cs、Ni、Cd、Pb、Bi等。作為組成物中的游離的金屬的減少方法,可列舉利用離子交換水之清洗、過濾、超過濾、利用離子交換樹脂之純化等方法。
<<組成物的用途>>
本發明的組成物能夠較佳地用作用於形成顯示器面板、太陽能電池、光學透鏡、相機模組、光學感測器等光學機器中的光學功能層的組成物。作為光學功能層,例如可列舉抗反射層、低折射率層、波導等。
又,本發明的組成物較佳地用作用於形成具有著色層之濾色器的、與著色層相鄰之構件(例如,用於劃分相鄰之著色層彼此之網格等間隔壁、配置於著色層的上面側(對著色層的光入射側)或下面側(來自著色層的光射出側)而使用之構件)等的組成物。
本發明的組成物亦能夠較佳地用作間隔壁形成用組成物。更具體而言,能夠較佳地用作具有支撐體、設置於支撐體上之間隔壁及設置於由間隔壁劃分之區域之著色層之結構體的、前述間隔壁形成用組成物。作為配置於間隔壁之間之著色層的種類,並無特別限定。可列舉紅色著色層、藍色著色層、綠色著色層、黃色著色層、品紅色著色層、青色著色層等。著色層的顏色與配置能夠任意選擇。
又,本發明的組成物亦能夠用於光學感測器的製造等。作為光學感測器,例如可列舉固體攝像元件等影像感測器等。
<組成物的製造方法>
本發明的組成物能夠藉由混合上述組成物來製造。每當製造組成物時,以去除異物或減少缺陷等為目的,用過濾器進行過濾為較佳。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。例如可列舉由PTFE(聚四氟乙烯)等氟樹脂、尼龍等聚醯胺系樹脂、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)等的原材料構成之過濾器。該等原材料中聚丙烯(包含高密度聚丙烯)及尼龍為較佳。
過濾器的孔徑係0.1~7μm為較佳,0.2~2.5μm為更佳,0.2~1.5μm為進一步較佳,0.2~0.7μm為更進一步較佳。只要過濾器的孔徑在上述範圍內,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。
當使用過濾器時,亦可以組合不同的過濾器。此時,利用各過濾器的過濾可以僅為一次,亦可以進行兩次以上。又,可以組合不同之孔徑的過濾器。
<收容容器>
作為本發明的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,將收容容器的內壁設為玻璃製或不鏽鋼製等亦為較佳。依該態樣,能夠防止從容器內壁溶出金屬,從而提高組成物的保存穩定性,或者抑制組成物的成分變質。
<膜>
接著,本發明的膜係使用上述本發明的組成物而獲得者。
本發明的膜在波長633nm的光的折射率係1.400以下為較佳,1.350以下為更佳,1.300以下為進一步較佳,1.270以下為更進一步較佳。另外,上述折射率的值為測量溫度25℃下的值。
本發明的膜具有足夠的硬度為較佳。又,膜的楊氏模數係2以上為較佳,3以上為更佳,4以上為特佳。上限值係10以下為較佳。
關於本發明的膜的厚度,能夠依據用途適當地選擇。例如,膜的厚度係5μm以下為較佳,3μm以下為更佳,1.5μm以下為特佳。下限值並無特別限定,50nm以上為較佳。
本發明的膜能夠用於顯示器面板、太陽能電池、光學透鏡、相機模組、光學感測器等光學機器中的光學功能層等。作為光學功能層,例如可列舉抗反射層、低折射率層、波導等。
又,本發明的膜能夠用於具有著色層之濾色器的、與著色層相鄰之構件(例如,用於劃分相鄰之著色層彼此之網格等間隔壁、配置於著色層的上面側(對著色層的光入射側)或下面側(來自著色層的光射出側)而使用之構件)等。另外,密接層等其他層可以介於上述構件與著色層之間。
<膜的形成方法>
接著,對膜的製造方法進行說明。膜的製造方法中使用上述本發明的組成物。膜的製造方法包括將上述組成物塗佈於支撐體上而形成組成物層之步驟為較佳。
作為組成物的塗佈方法,例如可列舉滴加法(滴鑄);狹縫塗佈法;噴霧法;輥塗法;旋塗法;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。
藉由旋塗法的塗佈可以藉由將組成物塗佈於支撐體上時,在使支撐體的旋轉停止之狀態下從噴嘴滴加組成物,然後,使支撐體快速旋轉之方式(靜態分配方式)來進行,亦可藉由將組成物塗佈於支撐體上時,無需停止支撐體的旋轉,而在使支撐體旋轉之狀態下從噴嘴滴加組成物之方式(動態分配方式)來進行。藉由旋塗法的塗佈亦可藉由階段性地改變轉速來進行為較佳。例如,包括確定膜厚之主旋轉步驟及以乾燥為目的之乾燥旋轉步驟為較佳。又,主旋轉步驟時的時間為10秒鐘以下等較短時,隨後的乾燥目的的乾燥旋轉步驟時的轉速係400rpm以上且1200rpm以下為較佳,600rpm以上且1000rpm以下為更佳。又,從兼顧條紋的抑制和乾燥之觀點考慮,主旋轉步驟的時間係1秒以上且20秒以下為較佳,2秒以上且15秒以下為更佳,2.5秒以上且10秒以下為進一步較佳。主旋轉步驟的時間在上述範圍內越短,則能夠更有效地抑制條紋的產生。又,在動態分配方式的情況下,為了抑制波狀的塗佈不均勻,減小組成物滴加時的轉速與主旋轉步驟時的轉速之差。又,如日本特開平10-142603號公報、日本特開平11-302413號公報、日本特開2000-157922號公報中所記載,藉由旋塗法的塗佈可以在塗佈期間提高轉速。又,亦能夠較佳地使用“最新濾色器的處理技術及化學藥品”2006年1月31日、CMC出版中記載之旋塗步驟。
作為塗佈組成物之支撐體,能夠依據用途適當地選擇。例如,可列舉由矽、無鹼玻璃、鈉玻璃、派熱克斯(註冊商標)玻璃、石英玻璃等材質構成之基板。又,使用InGaAs基板等亦為較佳。InGaAs基板由於相對於超過波長1000nm之光的靈敏度良好,因此藉由在InGaAs基板上形成各近紅外線透射濾光層,容易獲得相對於超過波長1000nm之光的靈敏度優異的光學感測器。又,在支撐體上可形成電荷耦合元件(CCD)、互補金屬氧化膜半導體(CMOS)、透明導電膜等。又,在支撐體上亦有可能形成有由鎢等遮光材構成之黑色矩陣。又,為了改良與上部層的密接、防止物質的擴散或者基板表面的平坦化而在支撐體上設置有底塗層。又,作為支撐體,亦能夠使用微透鏡。藉由在微透鏡的表面塗佈本發明的組成物,能夠形成其表面被由本發明的組成物構成之膜包覆之微透鏡單元。該微透鏡單元能夠組裝於固體攝像元件等光學感測器中而使用。
可以對形成於支撐體上之組成物層進行乾燥(預烘烤)。乾燥使用加熱板、烘箱等在50~140℃的溫度下進行10秒鐘~300秒鐘為較佳。
乾燥組成物層之後,可以進一步進行加熱處理(後烘烤)。後烘烤溫度係250℃以下為較佳,240℃以下為更佳,230℃以下為進一步較佳。下限無特別限定,50℃以上為較佳,100℃以上為更佳。
可以對乾燥(進行後烘烤時為後烘烤後)的組成物層實施密接處理。作為密接處理,例如能夠列舉HMDS處理。該處理中使用HMDS(六甲基二矽氮烷、Hexamethyldisilazane)。認為若將HMDS應用於使用本發明的組成物而形成之組成物層,則與存在於其表面之Si-OH鍵反應,從而生成Si-O-Si(CH3
)3
。藉此,能夠將組成物層的表面設為疏水性。藉由以該種方式將組成物層的表面設為疏水性,在組成物層上形成後述之光阻圖案時,能夠提高光阻圖案的密接性的同時防止顯影液滲透到組成物層中。
膜的製造方法可以進一步包括形成圖案之步驟。作為形成圖案之步驟,可列舉基於光微影法之圖案形成方法、基於蝕刻法之圖案形成方法。
(基於光微影法的圖案形成)
首先,對使用本發明的組成物藉由光微影法形成圖案之情況進行說明。基於光微影法之圖案形成包括使用本發明的組成物在支撐體上形成組成物層之步驟、將組成物層曝光成圖案狀之步驟及將組成物層的未曝光部顯影去除而形成圖案之步驟為較佳。可依據需要,設置對組成物層進行烘烤之步驟(預烘烤步驟)及對所顯影之圖案進行烘烤之步驟(後烘烤步驟)。
在形成組成物層之步驟中,使用本發明的組成物在支撐體上形成組成物層。作為支撐體,可列舉上述者。作為組成物的塗佈方法,可列舉上述方法。形成於支撐體上之組成物層可以進行乾燥(預烘烤)。乾燥使用加熱板、烘箱等在50~140℃的溫度下進行10秒鐘~300秒鐘為較佳。
接著,將組成物層曝光成圖案狀(曝光步驟)。例如,使用步進曝光機或掃描儀曝光機等隔著具有規定的遮罩圖案之遮罩,對組成物層進行曝光,藉此能夠以圖案狀進行曝光。藉此,能夠使曝光部分硬化。
作為能夠在曝光時使用之放射線(光),可列舉g射線、i射線等。又,亦能夠使用波長300nm以下的光(較佳為波長180~300nm的光)。作為波長300nm以下的光,可列舉KrF射線(波長248nm)、ArF射線(波長193nm)等,KrF射線(波長248nm)為較佳。又,亦能夠利用300nm以上的長波的光源。
又,在曝光時,可以連續照射光而進行曝光,亦可以脈衝照射而進行曝光(脈衝曝光)。另外,脈衝曝光係指在短時間(例如,毫秒級以下)的循環中反覆進行光的照射和暫停而進行曝光之方式的曝光方法。
照射量(曝光量)例如係0.03~2.5J/cm2
為較佳,0.05~1.0J/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%、或者實質上無氧)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%、或者50體積%)進行曝光。又,能夠適當設定曝光照度,通常能夠從1000W/m2
~100000W/m2
(例如,5000W/m2
、15000W/m2
或者35000W/m2
)的範圍選擇。氧濃度與曝光照度亦可以組合適當條件,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。
接著,將組成物層的未曝光部顯影去除而形成圖案。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,可列舉鹼顯影液或有機溶劑,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。
鹼顯影液係用純水稀釋鹼劑而得之鹼性水溶液(鹼性顯影液)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方面及安全方面而言為較佳。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,非離子性界面活性劑為較佳。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組成物層之支撐體旋轉的同時向顯影後的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。
顯影後,在實施乾燥之後進行追加曝光處理或加熱處理(後烘烤)為較佳。追加曝光處理、後烘烤為用於完全硬化之顯影後的硬化處理。後烘烤中的加熱溫度係250℃以下為較佳,240℃以下為更佳,230℃以下為進一步較佳。下限無特別限定,50℃以上為較佳,100℃以上為更佳。當進行追加曝光處理時,用於曝光之光係波長400nm以下的光為較佳。又,追加曝光處理可以藉由韓國公開專利第10-2017-0122130號公報中所記載之方法來進行。
(基於蝕刻法之圖案形成)
接著,對使用本發明的組成物藉由蝕刻法形成圖案之情況進行說明。藉由蝕刻法的圖案形成包括如下步驟為較佳:使用本發明的組成物在支撐體上形成組成物層,並使該組成物層整體硬化而形成硬化物層之步驟;在該硬化物層上形成光阻層之步驟;使光阻層以圖案狀曝光之後,進行顯影而形成抗蝕劑圖案之步驟;及將該抗蝕劑圖案作為遮罩並對硬化物層進行蝕刻之步驟;及從硬化物層剝離去除光阻圖案之步驟。
作為用於形成光阻圖案之抗蝕劑,並無特別限定,例如能夠使用書籍“高分子新原材料One Point 3 微細加工與抗蝕劑 著者:野野垣三郎,發行公司:KYORITSU SHUPPAN CO., LTD.(1987年11月15日初版第1次印刷發行)”的16頁~22頁中所說明之含有鹼可溶性酚樹脂與萘醌二疊氮之抗蝕劑。又,亦能夠使用日本專利第2568883號公報、日本專利第2761786號公報、日本專利第2711590號公報、日本專利第2987526號公報、日本專利第3133881號公報、日本專利第3501427號公報、日本專利第3373072號公報、日本專利第3361636號公報、日本特開平06-054383號公報的實施例等中所記載之抗蝕劑。又,作為抗蝕劑,亦能夠使用所謂化學增幅系抗蝕劑。關於化學增幅系抗蝕劑,例如能夠列舉“光功能性高分子材料的新展開 1996年5月31日 第1次印刷發行 監修:市村國宏,發行公司:CMC Co.,Ltd. ”的129頁以後所說明之抗蝕劑(尤其,在131頁附近所說明之包含利用酸分解性基保護聚羥基苯乙烯樹脂的羥基之樹脂的抗蝕劑、或同樣在131頁附近所說明之環境穩定化學增幅光阻劑(Environmentally Stable Chemical Amplification Photoresist,ESCAP)型的抗蝕劑等為較佳)。又,亦能夠使用日本特開2008-268875號公報、日本特開2008-249890號公報、日本特開2009-244829號公報、日本特開2011-013581號公報、日本特開2011-232657號公報、日本特開2012-003070號公報、日本特開2012-003071號公報、日本專利第3638068號公報、日本專利第4006492號公報、日本專利第4000407號公報、日本專利第4194249號公報的實施例等中所記載之抗蝕劑。
作為對硬化物層進行之蝕刻方式,可以為乾式蝕刻,亦可以為濕式蝕刻。乾式蝕刻為較佳。
硬化物層的乾式蝕刻使用氟系氣體與O2
的混合氣體作為蝕刻氣體而進行為較佳。氟系氣體與O2
的混合比率(氟系氣體/O2
)以流量比計為4/1~1/5為較佳,1/2~1/4為更佳。作為氟系氣體,可列舉CF4
、C2
F6
、C3
F8
、C2
F4
、C4
F8
、C4
F6
、C5
F8
、CHF3
等,C4
F6
、C5
F8
、C4
F8
、及CHF3
為較佳,C4
F6
、C5
F8
為更佳,C4
F6
為進一步較佳。氟系氣體能夠從上述群組中選擇一種氣體,亦可在混合氣體中包含2種以上。
從維持蝕刻電漿的分壓控制穩定性及蝕刻形狀的垂直性之觀點考慮,上述混合氣體除了上述氟系氣體及O2
,還可以進一步混合氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)及氙(Xe)等稀有氣體。作為其他可以混合的氣體,能夠從上述群組中選擇1種或2種以上的氣體。將O2
設為1時,其他可以混合的氣體的混合比率以流量比計為大於0且25以下為較佳,10以上且20以下為較佳,16為特佳。
乾式蝕刻時的腔室的內部壓力係0.5~6.0Pa為較佳,1~5Pa為更佳。
關於乾式蝕刻條件,可列舉國際公開第2015/190374號的0102~0108段、日本特開2016-014856號公報中所記載之條件,並將該等內容編入本說明書中。
亦能夠應用該膜的製造方法製造光學感測器等。
<結構體>
接著,利用圖式對本發明的結構體進行說明。圖2係表示本發明的結構體的一實施形態之側剖面圖,圖3係從相同結構體中的支撐體的正上方觀察之平面圖。如圖2、圖3所示,本發明的結構體100具有支撐體11、設置於支撐體11上之間隔壁12及設置於支撐體11上且由間隔壁12劃分之區域之著色層14。
作為支撐體11的種類並無特別限定。能夠使用固體攝像元件等各種電子器件等中所使用之基板(矽晶圓、碳化矽晶圓、氮化矽晶圓、藍寶石晶圓、玻璃晶圓等)。又,亦能夠使用形成有光二極體之固體攝像元件用基板等。又,為了改善與上部層的密接性、防止物質的擴散或者表面的平坦化,可以在該等基板上依需要設置底塗層。
如圖2、圖3所示,在支撐體11上形成有間隔壁12。在該實施形態中,如圖3所示,間隔壁12在從支撐體11的正上方觀察之平面圖中形成為格子狀。另外,在該實施形態中,支撐體11上之由間隔壁12劃分之區域的形狀(以下,亦稱為間隔壁的開口部的形狀)呈正方形,但間隔壁的開口部的形狀並無特別限定,例如,可以為長方形、圓形、橢圓形或多邊形等。
間隔壁12係使用上述本發明的組成物形成者。間隔壁12的寬度W1係20~500nm為較佳。下限係30nm以上為較佳,40nm以上為更佳,50nm以上為進一步較佳。上限係300nm以下為較佳,200nm以下為更佳,100nm以下為進一步較佳。又,間隔壁12的高度H1係200nm以上為較佳,300nm以上為更佳,400nm以上為進一步較佳。上限係著色層14的厚度×200%以下為較佳,著色層14的厚度×150%以下為更佳,實質上與著色層14的厚度相同為進一步較佳。間隔壁12的高度與寬度之比(高度/寬度)係1~100為較佳,5~50為更佳,5~30為進一步較佳。
在支撐體11上且由間隔壁2劃分之區域(間隔壁的開口部)形成有著色層14。作為著色層14的種類並無特別限定。可列舉紅色著色層、藍色著色層、綠色著色層、黃色著色層、品紅色著色層、青色著色層等。著色層的顏色與配置能夠任意選擇。另外,可以在由間隔壁12劃分之區域進一步形成除著色層以外的像素。作為除著色層以外的像素,可列舉透明像素、紅外線透過濾波器的像素等。
著色層14的寬度L1能夠依據用途來適當地選擇。例如,500~2000nm為較佳,500~1500nm為更佳,500~1000nm為進一步較佳。著色層14的高度(厚度)H2能夠依據用途來適當地選擇。例如,300~1000nm為較佳,300~800nm為更佳,300~600nm為進一步較佳。又,著色層14的高度H2係間隔壁12的高度H1的50~150%為較佳,70~130%為更佳,90~110%為進一步較佳。
在本發明的結構體中,在間隔壁12的表面設置保護層亦為較佳。藉由在間隔壁12的表面設置保護層,能夠提高間隔壁12與著色層14之間的密接性。作為保護層的材質,能夠使用各種無機材料或有機材料。例如,作為有機材料,可列舉丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、有機SOG(Spin On Glass:旋塗玻璃)系樹脂等。又,亦能夠使用包含具有含乙烯性不飽和鍵之基團之化合物之組成物來形成。
本發明的結構體能夠較佳地使用濾色器、固體攝像元件、圖像顯示裝置等。
<濾色器>
本發明的濾色器具有上述本發明的膜。作為濾色器,可列舉具有著色層,並且作為與著色層相鄰之構件具有本發明的膜之態樣。作為著色層的種類,可列舉紅色著色層、藍色著色層、綠色著色層、黃色著色層、品紅色著色層、青色著色層等。濾色器包含2種顏色以上的著色層為較佳。例如,作為著色層,可列舉包含紅色著色層、藍色著色層及綠色著色層之態樣、包含黃色著色層、品紅色著色層及青色著色層之態樣。
作為與著色層相鄰之構件,可列舉劃分相鄰之著色層彼此之間隔壁、配置於著色層的上面側(對著色層的光入射側)或下面側(來自著色層之間的光射出側)而使用之構件等。
作為濾色器的一實施形態,可列舉具有2種顏色以上的著色層,並在著色層彼此之間具有由上述本發明的膜構成之間隔壁之態樣。可以在間隔壁的表面設置保護層。藉由在間隔壁的表面設置保護層,能夠提高間隔壁與著色層的密接性。作為保護層的材質,可列舉在上述結構體的項中說明者。
<固體攝像元件>
本發明的固體攝像元件具有上述本發明的膜。作為本發明的固體攝像元件的結構,具備本發明的膜,只要是作為固體攝像元件而發揮作用之結構,則無特別限定。例如,可列舉如下結構。
在基板上如下構成:具有包括構成固體攝像元件(CCD(電荷耦合元件)影像感測器、CMOS(互補金屬氧化膜半導體)影像感測器等)的受光區域之複數個二極體及多晶矽等之傳輸電極,在二極體及傳輸電極上具有僅開口二極體的受光部之遮擋膜,在遮擋膜上具有包括以覆蓋遮擋膜整面及二極體受光部的方式形成之氮化矽等之元件保護膜,在元件保護膜上具有包含本發明的膜之濾色器。另外,亦可以為在元件保護膜上且濾色器之下(接近於基板之側)具有聚光機構(例如,微透鏡等。以下相同)之結構或在濾色器上具有聚光機構之結構等。具備了本發明的固體攝像元件之攝像裝置,除了數位相機或具有攝像功能之電子設備(移動電話等)以外,能夠用作車載相機或監控相機用。
<圖像顯示裝置>
本發明的圖像顯示裝置具有上述本發明的膜。作為圖像顯示裝置,可列舉液晶顯示裝置和有機電致發光顯示裝置等。關於顯示裝置的定義和各圖像顯示裝置的詳細內容,例如記載於“電子顯示器設備(佐佐木昭夫著、Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd. 1990年發行)”、“顯示器設備(伊吹順章著、Sangyo-Tosho Publishing Co. Ltd.、1989年發行)”等中。又,關於液晶顯示裝置,例如記載於“下一代液晶顯示器技術(內田龍男編輯、Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.、1994年發行)”中。對能夠適用本發明之液晶顯示裝置並沒有特別限制,例如能夠適用於上述的“下一代液晶顯示器技術”中所記載之各種方式的液晶顯示裝置中。
[實施例]
接著,列舉實施例來對本發明進行說明,但本發明並不限定於該等。另外,除非另有說明,否則實施例所示之量或比率的規定為質量基準。
<組成物的製備>
混合各成分以成為以下表的組成,使用Nihon Pall Ltd. 製DFA4201NIEY(0.45μm尼龍過濾器)進行過濾而獲得了組成物。下述表中所記載之摻合量的數值為質量份。
上述表中所記載之原料如下所示。
(二氧化矽粒子液)
P1:在平均粒徑15nm的複數個球狀二氧化矽藉由含金屬氧化物之二氧化矽(連接材料)連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子(念珠狀二氧化矽)的丙二醇單甲醚溶液(二氧化矽粒子濃度20質量%)的100.0g中作為疏水化處理劑添加三甲基甲氧基矽烷3.0g,在20℃下反應6小時而製備之表面處理二氧化矽粒子液。
P2:在平均粒徑15nm的複數個球狀二氧化矽的藉由含金屬氧化物之二氧化矽(連接材料)連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子(念珠狀二氧化矽)的丙二醇單甲醚溶液(二氧化矽粒子濃度20質量%)的100.0g中作為疏水化處理劑添加三乙基甲氧基矽烷3.0g,在20℃下反應6小時而製備之表面處理二氧化矽粒子液。
P3:在平均粒徑15nm的複數個球狀二氧化矽藉由含金屬氧化物之二氧化矽(連接材料)連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子(念珠狀二氧化矽)的丙二醇單甲醚溶液(二氧化矽粒子濃度20質量%)的100.0g中作為疏水化處理劑添加六甲基二矽氮烷3.0g,在20℃下反應6小時而製備之表面處理二氧化矽粒子液。
P4:在平均粒徑15nm的複數個球狀二氧化矽藉由含金屬氧化物之二氧化矽(連接材料)連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子(念珠狀二氧化矽)的丙二醇單甲醚溶液(二氧化矽粒子濃度20質量%)的100.0g中作為疏水化處理劑添加四甲氧基矽烷3.0g,在20℃下反應6小時而製備之表面處理二氧化矽粒子液。
P5:在平均粒徑15nm的複數個球狀二氧化矽藉由含金屬氧化物之二氧化矽(連接材料)連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子(念珠狀二氧化矽)的丙二醇單甲醚溶液(二氧化矽粒子濃度20質量%)的100.0g中作為疏水化處理劑添加四乙氧基矽烷3.0g,在20℃下反應6小時而製備之表面處理二氧化矽粒子液。
P6:Throughrear4110(JGC Catalysts and Chemicals Ltd.製、平均粒徑60nm的二氧化矽粒子(中空結構的二氧化矽粒子)的溶液。以SiO2
換算的固體成分濃度為20質量%。該二氧化矽粒子的溶液係不包含複數個球狀二氧化矽粒子連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子及複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子中的任一個者)100.0g中作為疏水化處理劑添加三甲基甲氧基矽烷3.0g,並在20℃下反應6小時而製備之表面處理二氧化矽粒子液。
P7:Throughrear4110(JGC Catalysts and Chemicals Ltd.製、平均粒徑60nm的二氧化矽粒子(中空結構的二氧化矽粒子)的溶液。以SiO2
換算的固體成分濃度為20質量%。該二氧化矽粒子的溶液係不包含複數個球狀二氧化矽粒子連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子及複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子中的任一個者)。
對於二氧化矽粒子液P1~P7,藉由旋塗法將各二氧化矽粒子液塗佈於直徑8英吋的矽晶圓上,以使塗佈後的膜厚成為0.4μm。接著,使用加熱板在100℃下加熱2分鐘,接著使用加熱板在200℃下加熱5分鐘而形成了膜。對於所獲得之膜,使用Kyowa Interface Science Co., Ltd製接觸角計DM-701,測量了與25℃的水的接觸角(以下,亦稱為水接觸角)。以6μL的滴加量滴加水,測量了滴加後6.5秒的接觸角。在晶圓內隨機測量4處,並藉由其平均值確定了接觸角。使用二氧化矽粒子液P1而形成之膜的水接觸角為61°。使用二氧化矽粒子液P2而形成之膜的水接觸角為63°。使用二氧化矽粒子液P3而形成之膜的水接觸角為61°。使用二氧化矽粒子液P4而形成之膜的水接觸角為42°。使用二氧化矽粒子液P5而形成之膜的水接觸角為47°。使用二氧化矽粒子液P6而形成之膜的水接觸角為60°。使用二氧化矽粒子液P7而形成之膜的水接觸角由於潤濕擴散而無法測量。
另外,在二氧化矽粒子液P1~P5中,關於球狀二氧化矽的平均粒徑,藉由計算使用透射型電子顯微鏡(TEM)測量之50個球狀二氧化矽的球狀部分的投影圖像中的等效圓直徑的數量平均來求出。又,在二氧化矽粒子液P1~P7中,藉由TEM觀察的方法,檢查是否為包含複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子及複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子者。
又,在二氧化矽粒子液P1~P5中,使用動態光散射式粒徑分佈粒度分佈計(Nikkiso Co., Ltd.製、Microtrack UPA-EX150)測量念珠狀二氧化矽的平均粒徑之結果,平均粒徑均為20nm。
(溶劑)
S-1:1,4-丁二醇二乙酸酯(沸點232℃、黏度3.1mPa・s、分子量174)
S-2:丙二醇單甲醚乙酸酯(沸點146℃、黏度1.1mPa・s、分子量132)
S-3:丙二醇單甲醚(沸點120℃、黏度1.8=mPa・s、分子量90)
S-4:甲醇(沸點=64℃、黏度=0.6mPa・s)
S-5:乙醇(沸點=78℃、黏度=1.2mPa・s)
S-6:水(沸點100℃、黏度0.9mPa・s)
<經時穩定性>
將上述獲得之組成物在45℃的溫度下保管了3天。計算保管前後的組成物的運動黏度,使用由下式計算之黏度變化率的值評價了組成物的經時穩定性。藉由Uberod黏度計測量了組成物的運動黏度。
黏度變化率=|1-(保管後的組成物的黏度/保管前的組成物的黏度)|×100
5:黏度變化率為10%以下
4:黏度變化率超過10%且為15%以下
3:黏度變化率超過15%且為20%以下
2:黏度變化率超過20%且為30%以下
1:黏度變化率超過30%
<缺陷>
藉由旋塗法將上述獲得之組成物塗佈於直徑8英吋的矽晶圓上,以使塗佈後的膜厚成為0.4μm。接著,使用加熱板在100℃下加熱2分鐘,接著使用加熱板在200℃下加熱5分鐘而形成了膜。關於所獲得之膜,使用缺陷評價裝置(COMPLUS、AMAT公司製)進行檢查並對2μm以上的大小的凝聚物狀缺陷進行計數而求出了缺陷數。
5:缺陷數為10個以下
4:缺陷數超過10個且為20個以下
3:缺陷數超過20個且為30個以下
2:缺陷數超過30個且為50個以下
1:缺陷數超過50個
<折射率>
藉由旋塗法將上述獲得之組成物塗佈於直徑8英吋的矽晶圓上,以使塗佈後的膜厚成為0.4μm。接著,使用加熱板在100℃下加熱2分鐘,接著使用加熱板在200℃下加熱5分鐘而形成了膜。使用橢偏儀(J.A. Woollam Japan.製、VUV-vase)測量(測量溫度25℃)所獲得之膜在波長633nm的光的折射率,並藉由以下基準評價了折射率。
5:折射率為1.300以下
4:折射率超過1.300且為1.350以下
3:折射率超過1.350且為1.400以下
2:折射率超過1.400且為1.450以下
1:折射率超過1.450
<耐濕性>
藉由旋塗法將上述獲得之組成物塗佈於直徑8英吋的矽晶圓上,以使佈後的膜厚成為0.4μm。接著,使用加熱板在100℃下加熱2分鐘,接著使用加熱板在200℃下加熱5分鐘而形成了膜。使用高度加速壽命試驗裝置(ESPEC公司製、EHS-212),在溫度130℃、濕度85%的條件下對該膜進行了168小時的耐濕試驗。使用橢偏儀(J.A.Woollam Co., Inc. 製、VUV-vase)分別測量(測量溫度25℃)耐濕試驗前後的膜在波長633nm的光下的折射率,並計算耐濕試驗前後的膜的折射率的變化量,依據以下基準評價了耐濕性。
折射率的變化量=|耐濕試驗前的膜的折射率-耐濕試驗後的膜的折射率|
5:折射率的變化量為0.005以下
4:折射率的變化量超過0.005且為0.010以下
3:折射率的變化量超過0.010且為0.020以下
2:折射率的變化量超過0.020且為0.030以下
1:折射率的變化量超過0.030
<著色層的耐濕性的評價>
藉由旋塗法將上述獲得之組成物塗佈於直徑8英吋的玻璃晶圓上,使用加熱板在100℃下加熱2分鐘,進而在200℃下加熱5分鐘,形成了膜厚0.4μm的組成物層。藉由旋塗法在該組成物層上塗佈正型光阻劑(FFPS-0283、FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製),在90℃下加熱1分鐘而形成了厚度1.0μm的光阻劑層。接著,使用KrF掃描曝光機(FPA6300ES6a、Canon Inc.製),隔著遮罩以16J/cm2
的曝光量進行曝光之後,在100℃下實施了1分鐘的加熱處理。然後,使用顯影液(FHD-5、FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製)進行1分鐘的顯影處理後,在100℃下實施1分鐘的加熱處理,形成了線寬0.12μm、間距寬度5μm的網狀的圖案。將該圖案用作光罩,在日本特開2016-014856號公報的0129~0130段中所記載之條件下藉由乾式蝕刻法進行圖案化,並以5μm間隔將寬度0.1μm、高度0.4μm的間隔壁形成為格子狀。關於玻璃晶圓上的間隔壁的開口尺寸(被玻璃晶圓上的間隔壁劃分之1個像素量的區域)為長4.9μm×寬4.9μm。
藉由旋塗法在上述製作之間隔壁形成玻璃晶圓上塗佈後述濾色器用著色組成物以使膜厚成為0.5μm,在100℃下加熱2分鐘而形成了著色組成物層。
接著,使用i射線步進式曝光裝置(FPA-3000i5+、Canon Inc.製)隔著具有5.0μm見方的圖案之遮罩對所獲得之著色組成物層進行了曝光(曝光量50~1700mJ/cm2
)。
接著,作為顯影液使用氫氧化四甲銨(TMAH)0.3質量%水溶液,對曝光後的硬化膜在23℃下進行了60秒鐘的噴淋顯影。然後,藉由使用純水之旋轉噴淋進行沖洗,獲得了著色層的圖案(著色像素)。使用掃描型電子顯微鏡(S-4800H、Hitachi High-Tech Corporation.製)觀察所獲得之著色層的圖案之結果,確認到在間隔壁之間無間隙地形成有著色層。
對於在上述製作之間隔壁之間形成有著色層之玻璃晶圓,使用高度加速壽命試驗裝置(ESPEC公司製、EHS-212),在溫度130℃、濕度85%的條件下進行了168小時的耐濕試驗。使用顯微系統(LVmicro V、Lambda Vision Inc.製)測量耐濕試驗前後的著色層在波長400~700nm的範圍的透射率並求出透射率的變化量最大值,依據以下基準評價了著色層的耐濕性。
另外,透射率的變化量的最大值係指,耐濕試驗前後的著色層的、在波長400~700nm的範圍內的透射率的變化量最大的波長下的透射率的變化量。
透射率的變化量=|耐濕試驗前的著色層的透射率-耐濕試驗後的著色層的透射率|
5:透射率的變化量的最大值為3%以下
4:透射率的變化量的最大值超過3%且為5%以下
3:透射率的變化量的最大值超過5%且為7%以下。
2:透射率的變化量的最大值超過7%且為10%以下。
1:透射率的變化量的最大值超過10%
用於著色層的耐濕性的評價之著色組成物使用了如下製備而得者。
[著色組成物的製備]
(分散液)
將10.6質量份的C.I.顏料綠58、2.7質量份的C.I.顏料黃185、1.5質量份的以下所示之顏料衍生物1、5.2質量份的以下所示之分散劑1、80質量份的丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)進行混合之後,藉由球磨機(二氧化鋯珠0.3mm直徑)混合並分散3小時之後,進一步使用附減壓機構之高壓分散機NANO-3000-10(Nippon BEE Co.,Ltd.製)在2000kg/cm3
壓力下設為流量500g/min進行了分散處理。將該分散處理重複10次,從而製備了分散液。
(著色組成物的製備步驟)
將75.0質量份的上述製備之分散液、以下所示之10.0質量份的樹脂1、2.0質量份的聚合性單體(KAYARAD DPHA、Nippon Kayaku Co.,Ltd.製、二新戊四醇六丙烯酸酯)、1.0質量份的光聚合起始劑(Irgacure OXE01、BASF公司製)、以下所示之0.01質量份的界面活性劑1、0.002質量份的聚合抑制劑(對甲氧苯酚)、12.0質量份的丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)進行混合,製備了著色組成物。
樹脂1:下述結構的樹脂(主鏈上所附記之數值為莫耳數。Mw=1,1000)
[化學式9]
界面活性劑1:下述結構的化合物(重量平均分子量=14000、表示重複單元的比例之%的數值為莫耳%)
[化學式10]
[表4]
性能評價 | |||||
經時穩定性 | 缺陷 | 折射率 | 耐濕性 | 著色層的耐濕性 | |
實施例1 | 4 | 4 | 5 | 5 | 5 |
實施例2 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實施例3 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 |
實施例4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實施例5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實施例6 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 |
實施例7 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實施例8 | 4 | 4 | 5 | 4 | 3 |
實施例9 | 4 | 3 | 5 | 4 | 3 |
實施例10 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實施例11 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 |
實施例12 | 4 | 4 | 5 | 5 | 5 |
實施例13 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實施例14 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 |
實施例15 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實施例16 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 |
實施例17 | 4 | 4 | 5 | 5 | 5 |
比較例1 | 4 | 3 | 3 | 2 | 2 |
比較例2 | 2 | 1 | 3 | 2 | 1 |
如上述表所示,實施例的組成物能夠形成折射高且耐濕性優異的膜。又,藉由使用實施例的組成物,亦能夠提高著色層的耐濕性。
使用實施例1的組成物製作日本特開2017-028241號公報的圖1的間隔壁40~43而製作日本特開2017-028241號公報的圖1所示之影像感測器之結果,該影像感測器的靈敏度優異。
1:球狀二氧化矽
2:接合部
11:支撐體
12:間隔壁
14:著色層
100:結構體
圖1係示意地表示複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子之放大圖。
圖2係表示本發明的結構體的一實施形態之側剖面圖。
圖3係從上述結構體中的支撐體的正上方觀察的平面圖。
Claims (13)
- 一種組成物,其係包含: 選自複數個球狀二氧化矽連結成念珠狀而成之形狀的二氧化矽粒子及複數個球狀二氧化矽在平面上連結而成之形狀的二氧化矽粒子中之至少一種;及 溶劑, 使用與前述羥基反應之疏水化處理劑處理前述二氧化矽粒子表面的羥基的至少一部分。
- 如請求項1所述之組成物,其中 前述疏水化處理劑為有機矽化合物。
- 如請求項1所述之組成物,其中 前述疏水化處理劑為有機矽烷化合物。
- 如請求項1所述之組成物,其中 前述疏水化處理劑為選自烷基矽烷化合物、烷氧基矽烷化合物、鹵代矽烷化合物、胺基矽烷化合物及矽氮烷化合物中之至少一種。
- 如請求項1至請求項4之任一項所述之組成物,其中 前述溶劑包含醇系溶劑。
- 請求項1至請求項4之任一項所述之組成物,其係用於形成具有著色層之濾色器的、與前述著色層相鄰之構件的組成物。
- 如請求項1至請求項4之任一項所述之組成物,其係間隔壁形成用組成物。
- 如請求項7所述之組成物,其係用於形成結構體的前述間隔壁之組成物,前述結構體具有支撐體、設置於前述支撐體上之間隔壁及設置於由前述間隔壁劃分之區域之著色層。
- 一種膜,其係由請求項1至請求項8之任一項所述之組成物獲得。
- 一種結構體,其係具有: 支撐體; 間隔壁,設置於前述支撐體上且由請求項1至請求項8之任一項所述之組成物獲得;及 著色層,設置於由前述間隔壁劃分之區域。
- 一種濾色器,其係具有請求項9所述之膜。
- 一種固體攝像元件,其係具有請求項9所述之膜。
- 一種圖像顯示裝置,其係具有請求項9所述之膜。
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