TW202313814A - 組成物、遮光膜、固體攝像元件、圖像顯示裝置、硬化膜的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠形成遮光性優異、底切得到抑制的圖案(圖案狀硬化膜)之組成物。又,提供一種遮光膜、固體攝像元件、圖像顯示裝置及硬化膜的製造方法。本發明的組成物包含碳黑、硫酸鋇、選自包括銅酞青及銅酞青衍生物之群組中之1種以上、酸產生劑、以及具有藉由酸交聯的交聯性基之交聯劑。

Description

組成物、遮光膜、固體攝像元件、圖像顯示裝置、硬化膜的製造方法
本發明係有關一種組成物、遮光膜、固體攝像元件、圖像顯示裝置及硬化膜的製造方法。
一直以來,包含黑色粉末之組成物用於各種用途,例如用於製作配置於液晶顯示裝置、以及CCD(Charge Coupled Device:電荷偶合器件)影像感測器及CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:互補式金屬氧化物半導體)影像感測器等固體攝像裝置之遮光膜。例如,以遮蔽著色像素之間的光來提高對比度等為目的,在液晶顯示裝置中使用之濾色器具備被稱作黑矩陣之遮光膜。又,在固體攝像元件中,以防止產生雜訊及提高畫質等為目的,在規定位置設置有遮光膜。
例如,專利文獻1中揭示了一種圖案狀硬化膜的製造方法,其適用於作為顯示元件的濾色器、黑矩陣、CMOS影像感測器、CCD影像感測器等,作為用於形成圖案狀硬化膜的硬化性組成物,在實施例欄中,例如揭示了包含聚合性化合物、光聚合起始劑及著色劑等添加劑之組成物。
[專利文獻1]國際公開第2018/074539號公報
本發明人等對記載於專利文獻1中之硬化性組成物進行研究之結果,明確了有時會在所形成之圖案(圖案狀硬化膜)上產生底切。具體而言,明確了圖案的截面形狀成為倒錐狀(換言之,在圖案的凸部(曝光部),上端部的長度變得大於下端部的長度)。 另外,鑑於對遮光膜的適用性,對硬化性組成物亦要求高遮光性作為基本性能。
因此,本發明的課題在於提供一種能夠形成遮光性優異、底切得到抑制的圖案(圖案狀硬化膜)之組成物。 又,本發明的課題亦在於提供一種遮光膜、固體攝像元件、圖像顯示裝置及硬化膜的製造方法。
本發明人等為了解決上述課題而深入研究之結果,發現能夠藉由以下構成解決上述課題。
〔1〕一種組成物,其包含: 碳黑; 硫酸鋇; 選自包括銅酞青及銅酞青衍生物之群組中之1種以上; 酸產生劑;以及 具有藉由酸交聯的交聯性基之交聯劑。 〔2〕如〔1〕所述之組成物,其進一步包含樹脂。 〔3〕如〔1〕或〔2〕所述之組成物,其中 上述交聯劑包含三𠯤結構。 〔4〕如〔1〕至〔3〕之任一項所述之組成物,其中 上述交聯性基包含烷氧基甲基。 〔5〕如〔1〕至〔4〕之任一項所述之組成物,其進一步包含選自包括與上述碳黑不同的有機粒子及金屬氧化物粒子之群組中之1種以上粒子A。 〔6〕如〔5〕所述之組成物,其中 上述粒子A的平均粒徑在0.1~10μm的範圍內。 〔7〕如〔5〕或〔6〕所述之組成物,其中 上述有機粒子包含酚樹脂粒子及丙烯酸樹脂粒子中的1種以上。 〔8〕如〔5〕至〔7〕之任一項所述之組成物,其中 上述金屬氧化物粒子包含二氧化矽粒子。 〔9〕如〔1〕至〔8〕之任一項所述之組成物,其包含上述銅酞青衍生物,且 上述銅酞青衍生物為由具有磺酸基之銅酞青和雙十八烷基二甲基銨構成之鹽。 〔10〕如〔1〕至〔9〕之任一項所述之組成物,其中 上述碳黑的含量相對於組成物中的總固體成分為15~55質量%。 〔11〕如〔1〕至〔10〕之任一項所述之組成物,其進一步包含選自包括金屬氮化物粒子及金屬氮氧化物粒子之群組中之1種以上粒子B。 〔12〕如〔11〕所述之組成物,其中 上述粒子B為選自包括鈦、鋯、釩及鈮之群組中之1種以上金屬的氮化物或氮氧化物。 〔13〕如〔1〕至〔12〕之任一項所述之組成物,其進一步包含氟系界面活性劑。 〔14〕如〔1〕至〔13〕之任一項所述之組成物,其中 固體成分的含量為10~45質量%。 〔15〕如〔1〕至〔14〕之任一項所述之組成物,其包含2種以上的上述酸產生劑。 〔16〕如〔1〕至〔15〕之任一項所述之組成物,其中 上述酸產生劑包含鋶鹽化合物及鹵甲基化三𠯤化合物。 〔17〕如〔1〕至〔16〕之任一項所述之組成物,其中 對由上述組成物形成之組成物層實施下述膜形成方法而形成膜時,上述膜在波長400~1100nm的範圍內的最大反射率未達5%。 《膜形成方法》 在基板上塗佈上述組成物直至曝光後的厚度成為2.0μm而形成塗膜,並在100℃、120秒的條件下加熱上述塗膜而形成組成物層。 接著,使用高壓水銀燈,在曝光量成為1000mJ/cm 2的條件下對上述組成物層進行曝光之後,在220℃、300秒的條件下加熱曝光後的上述組成物層。 〔18〕一種遮光膜,其包含由〔1〕至〔17〕之任一項所述之組成物形成之硬化膜。 〔19〕一種固體攝像元件,其包含由〔1〕至〔17〕之任一項所述之組成物形成之硬化膜。 〔20〕一種圖像顯示裝置,其包含由〔1〕至〔17〕之任一項所述之組成物形成之硬化膜。 〔21〕一種硬化膜的製造方法,其包括: 組成物層形成步驟,在支撐體上形成由〔1〕至〔17〕之任一項所述之組成物構成之組成物層; 曝光步驟,照射活性光線或放射線而將上述組成物層曝光成圖案狀;及 顯影步驟,對上述曝光後的組成物層實施顯影處理。 [發明效果]
根據本發明,能夠提供一種能夠形成遮光性優異、底切得到抑制的圖案(圖案狀硬化膜)之組成物。 又,根據本發明,能夠提供遮光膜、固體攝像元件、圖像顯示裝置及硬化膜的製造方法。
以下,對本發明進行詳細說明。 以下記載之構成要件的說明有時根據本發明的代表性實施態樣而完成,但本發明並不限定於此類實施態樣。 另外,在本說明書中,使用“~”表示之數值範圍係指將記載於“~”前後之數值作為下限值及上限值而包括之範圍。
又,本說明書中的基團(原子團)這一標記中,未標註經取代及未經取代之標記不僅包括不包含取代基之基團,亦包括包含取代基之基團。例如,「烷基」不僅包括不包含取代基之烷基(無取代烷基),亦包括包含取代基之烷基(取代烷基)。
又,本說明書中的「活性光線」或「放射線」例如係指遠紫外線、極紫外線(EUV:Extreme ultraviolet lithography)、X射線及電子束等。又,在本說明書中,光係指活性光線及放射線。只要沒有特別說明,則本說明書中的「曝光」不僅包括基於遠紫外線、X射線及EUV光等之曝光,亦包括基於電子束及離子束等粒子束之描繪。
又,在本說明書中,「(甲基)丙烯酸酯」表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。又,在本說明書中,「(甲基)丙烯酸」表示丙烯酸及甲基丙烯酸。又,在本說明書中,「(甲基)丙烯醯基」表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基。又,在本說明書中,「(甲基)丙烯醯胺」表示丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺。又,在本說明書中,「單體」與「monomer:單體」的含義相同。
在本說明書中,重量平均分子量(Mw)為基於GPC(Gel Permeation Chromatography:凝膠滲透層析)法之聚苯乙烯換算值。 在本說明書中,GPC法基於如下方法,亦即利用HLC-8020GPC(Tosoh Corporation製),作為管柱使用TSKgel Super HZM-H、TSKgel Super HZ4000、TSKgel SuperHZ2000(Tosoh Corporation製,4.6mmID×15cm),作為洗提液使用THF(四氫呋喃)。
在本說明書中,組成物中的固體成分係指使用組成物形成之組成物層,組成物包含溶劑時,係指除溶劑以外的所有成分。又,只要為形成組成物層之成分,則液體狀成分亦視為固體成分。
[組成物] 本發明的組成物包含:碳黑、硫酸鋇、選自包括銅酞青及銅酞青衍生物之群組中之1種以上(以下,亦稱為「銅酞青類」。)、酸產生劑、以及具有藉由酸交聯的交聯性基之交聯劑(以下,亦稱為「特定交聯劑」。)。
由本發明的組成物形成之圖案(圖案狀硬化膜)的遮光性優異(波長400~1100nm處的OD(OD:Optical Density:光學密度)值高),並且底切得到抑制。藉由具有此類構成之本發明的組成物能夠解決本發明的課題之機理尚不明確,但本發明人等推測為如下。 在上述組成物中,認為硫酸鋇及銅酞青類起到調整碳黑的表面電荷狀態之表面改質劑的功能。因此,推測為若對由上述組成物形成之組成物層賦予熱或光等能量,由酸產生劑產生之酸容易擴散至層內的深部,其結果,圖案的底切得到抑制。 又,本發明的組成物主要藉由包含碳黑,亦顯示出優異之遮光性。
以下,將由組成物形成之圖案簡稱為「圖案」時,只要沒有特別說明,則表示圖案狀硬化膜。 又,以下,將由組成物形成之圖案的遮光性更優異(波長400~1100nm處的OD值更高)的情況、由組成物形成之圖案的底切抑制性能更優異的情況、由組成物形成之圖案的低反射性更優異(波長400~1100nm處的最大反射率更低)的情況、組成物的經時黏度穩定性更優異的情況、組成物的靈敏度更優異(最低曝光量小)的情況和/或由組成物形成之圖案的剝離抑制性更優異的情況亦稱為「本發明的效果更優異」。
〔碳黑〕 組成物包含碳黑。 作為碳黑,可以為中性、酸性及鹼性中的任一種,但從本發明的效果更優異的方面考慮,酸性為較佳。 作為酸性碳黑,可舉出pH未達6.5者。作為酸性碳黑的pH,2.0~6.0為較佳,2.0~4.0為更佳。 作為酸性碳黑的具體例,可舉出Columbia Chemical公司製Raven1080(平均一次粒徑28nm,pH2.4)及Raven1100(平均一次粒徑32nm,pH2.9);Mitsubishi Chemical Corporation製MA8(平均一次粒徑24nm,pH3.0)、MA100(平均一次粒徑24nm,pH3.5)、MA7(平均一次粒徑24nm,pH3.0)、MA77(平均一次粒徑23nm,pH2.5)、MA220(平均一次粒徑55nm,pH3.0)、#2350(平均一次粒徑15nm,pH2.5,Mitsubishi Chemical Corporation製);Orion Engineered Carbons S.A.製SPECIAL BLACK250(平均一次粒徑56nm,pH3.0)、SPECIAL BLACK350(平均一次粒徑31nm,pH3.0)、SPECIAL BLACK550(平均一次粒徑25nm,pH4)、NEROX2500(平均一次粒徑56nm,pH3.0)及NEROX3500(平均一次粒徑31nm,pH3.0);等。
作為中性及鹼性碳黑,例如,可舉出pH為6.5以上的碳黑。 作為中性及鹼性碳黑的具體例,可舉出Orion Engineered Carbons S.A.製PRINTEX25(平均一次粒徑56nm,pH9.5)、PRINTEX35(平均一次粒徑31nm,pH9.5)及PRINTEX65(平均一次粒徑21nm,pH9.5);Mitsubishi Chemical Corporation製#30(平均一次粒徑30nm,pH8.0)及#2600(平均一次粒徑13nm,pH6.5);等。
作為碳黑的平均一次粒徑,例如,10~60nm為較佳,從本發明的效果更優異的方面考慮,10~30nm為更佳。
碳黑的上述pH為目錄值,或者沒有目錄值時為藉由下述測定方法求出的值。 《pH測定方法》 將碳黑1g添加至去除碳酸的蒸餾水(pH7.0)20ml中,並用磁力攪拌器混合而製備水性懸浮液,使用玻璃電極,在25℃下測定的值(德國工業品標準規格 DIN ISO 787/9)。
又,碳黑的上述平均一次粒徑為目錄值,或者沒有目錄值時為基於電子顯微鏡觀察之算術平均粒徑的值。
作為碳黑的含量,相對於組成物的總固體成分,5.0質量%以上為較佳,10質量%以上為更佳,15質量%以上為進一步較佳,27質量%以上為特佳。又,作為其上限值,60質量%以下為較佳,55質量%以下為更佳,45質量%以下為進一步較佳,35質量%以下為特佳。 碳黑可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。同時使用2種以上碳黑時,合計含量在上述範圍內為較佳。
〔硫酸鋇〕 組成物包含硫酸鋇。 作為硫酸鋇的平均粒徑及平均一次粒徑,從本發明的效果更優異的方面和/或分散穩定性更優異的方面考慮,0.01~0.08μm為較佳。 從本發明的效果更優異的方面考慮,作為碳黑與硫酸鋇的質量基準的配合比(碳黑/硫酸鋇),99.5/0.5~65/35為較佳,96/4~65/35為更佳,96/4~75/25為進一步較佳。 作為硫酸鋇的較佳之一態樣,可舉出硫酸鋇為沉降性硫酸鋇的態樣。 作為硫酸鋇的市售品,例如,可舉出BF-20、BF-10、BF-21、BF-1、BF-40(均為Sakai Chemical Industry Co., Ltd.製)、TS-3、SC-201、HC-A(均為Takehara Kagaku Kogyo Co., Ltd.製)及TS-2(TOSHIN CHEMICALS CO., LTD.製)等。 作為硫酸鋇的含量,相對於組成物的總固體成分,例如為0.1質量%以上,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。又,作為其上限值,10質量%以下為較佳,8.0質量%以下為更佳,6.0質量%以下為進一步較佳。
〔銅酞青及銅酞青衍生物(銅酞青類)〕 組成物包含選自包括銅酞青及銅酞青衍生物之群組中之1種以上(銅酞青類)。 銅酞青係指酞青的銅錯合物。銅酞青衍生物係指具有取代基之酞青的銅錯合物(取代基包含酸基及鹼基等極性基時,可以為鹽結構。),例如,可舉出具有包含酸基及鹼基等極性基之取代基之酞青的銅錯合物及其鹽等。
作為酸基,可舉出磺酸基、羧酸基及磷酸基等,從本發明的效果更優異的方面考慮,磺酸基為較佳。藉由磺酸基的存在,顏料與銅酞青衍生物與分散劑的相互作用分別變大,經時穩定性提高。 作為鹼基,例如,可舉出一級胺基、二級胺基、三級胺基、包含N原子之雜環及醯胺基等。
作為鹽,並沒有特別限制,例如,可舉出鹵化物鹽、鹼金屬鹽及四級銨鹽等。 作為構成鹵化物鹽之鹵化物離子,可舉出氟化物離子、氯化物離子、溴化物離子及碘化物離子等。 作為構成鹼金屬鹽之鹼金屬離子,可舉出鋰離子、鈉離子及鉀離子等。 作為構成四級銨鹽之四級銨離子,例如,可舉出由下述式(NA)表示之四級銨離子等。 式(NA):N +(R A)(R B)(R C)(R D) R A~R D分別獨立地表示氫原子或可以具有取代基之烷基、烯基或者炔基。作為R A~R D,其中,可以具有取代基之烷基為較佳。另外,作為取代基,並沒有特別限制,可舉出羥基等。 烷基、烯基及炔基為直鏈狀或支鏈狀為較佳。 作為烷基的碳數,1~30為較佳,1~25為更佳。 作為烯基及炔基的碳數,2~30為較佳,2~25為更佳。 作為由式(NA)表示之四級銨離子的較佳之一態樣,可舉出R A及R B為長鏈(例如,R A及R B的碳數分別獨立地為12~30為較佳,12~25為更佳。)且R C及R D為短鏈(例如,R C及R D的碳數分別獨立地為1~10為較佳,1~6為更佳,甲基為進一步較佳。)之態樣。 從本發明的效果更優異的方面考慮,作為由式(NA)表示之四級銨離子,雙十八烷基二甲基銨(dimethyl dioctadecyl ammonium)為較佳。
作為銅酞青類,從本發明的效果更優異的方面考慮,具有包含磺酸基之酞青的銅錯合物或其鹽為較佳,具有包含磺酸基之酞青的銅錯合物的四級銨鹽為更佳,由具有包含磺酸基之酞青的銅錯合物和雙十八烷基二甲基銨構成之鹽為進一步較佳。 另外,包含磺酸基之取代基可以為磺酸基,亦可以為由*-L A-磺酸基(L A表示2價連結基,*表示鍵結位置。)表示之基團。由L A表示之2價連結基,並沒有特別限制,例如,可舉出伸烷基、伸烯基、伸炔基、-O-、-S-、-NR A-、-CO-及將該等組合而成之基團。R A表示氫原子或碳數1~6的烷基。上述伸烷基、上述伸烯基及上述伸炔基可以進一步具有取代基。
作為銅酞青類,可舉出C.I.顏料藍15:3等。 又,作為銅酞青類的市售品,例如,可舉出「SOLSPERSE」系列的「5000」(The Lubrizol Corporation製)及由Sigma-Aldrich公司銷售的銅酞青-3,4’,4’’,4’’’-四磺酸四鈉鹽等。
作為銅酞青類的含量,相對於組成物的總固體成分,1.0質量%以上為較佳,1.5質量%以上為更佳。又,作為其上限值,10質量%以下為較佳,8.0質量%以下為更佳,6.0質量%以下為進一步較佳,4.0質量%以下為特佳。 又,作為組成物中的硫酸鋇的含量與銅酞青類的含量的質量比(硫酸鋇的含量/銅酞青類的含量),例如,0.1~5.0為較佳,0.1~3.0為更佳。 銅酞青類可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。同時使用2種以上銅酞青類時,合計含量在上述範圍內為較佳。
〔酸產生劑〕 組成物包含酸產生劑。 作為酸產生劑,並沒有特別限制,可舉出熱酸產生劑及光酸產生劑等,其中,從本發明的效果更優異的方面考慮,光酸產生劑為較佳。 作為光酸產生劑,藉由活性光線或放射線的照射而產生有機酸之化合物為較佳,能夠使用公知的化合物。作為光酸產生劑的感應波長,例如,波長300~450nm為較佳。換言之,光酸產生劑為對上述波長範圍內的活性光線感應而產生酸之化合物為較佳。又,作為由光酸產生劑產生之酸的pKa,4.0以下為較佳,3.0以下為更佳。
作為光酸產生劑,能夠使用公知的光酸產生劑。作為光酸產生劑的具體例,例如,可舉出鎓鹽化合物(例如,鋶鹽化合物、錪鹽化合物、重氮鹽化合物及鏻鹽化合物等)、三𠯤化合物(較佳為鹵甲基化三𠯤化合物,更佳為三氯甲基-對稱三𠯤化合物)、肟磺酸鹽化合物、雙磺醯基重氮甲烷化合物、醯亞胺磺酸鹽化合物、重氮二碸化合物、二碸化合物及硝基苄基磺酸鹽化合物(較佳為鄰硝基苄基磺酸鹽化合物)。 作為光酸產生劑,從本發明的效果更優異的方面考慮,其中,包含選自包括鋶鹽化合物、錪鹽化合物、三𠯤化合物(較佳為鹵甲基化三𠯤化合物,更佳為三氯甲基-對稱三𠯤化合物)、重氮甲烷化合物、醯亞胺磺酸鹽化合物及肟磺酸鹽化合物之群組中之1種以上為較佳,包含選自包括鋶鹽化合物、鹵甲基化三𠯤化合物(較佳為三氯甲基-對稱三𠯤化合物)及肟磺酸鹽化合物之群組中之1種以上為更佳,包含鋶鹽化合物及鹵甲基化三𠯤化合物(較佳為三氯甲基-對稱三𠯤化合物)兩者為進一步較佳。
作為鋶鹽化合物,例如,可舉出由下述式(P-1)表示之化合物。作為錪鹽化合物,例如,可舉出由下述式(P-2)表示之化合物。作為肟磺酸鹽化合物,例如,可舉出由下述式(P-3)表示之化合物。作為三𠯤化合物,例如,可舉出由下述式(P-4)表示之化合物。作為重氮甲烷化合物,例如,可舉出由下述式(P-5)表示之化合物。作為醯亞胺磺酸鹽化合物,例如,可舉出由下述式(P-6)表示之化合物。
[化學式1]
Figure 02_image001
Rd 1~Rd 14分別獨立地表示有機基團。X -表示相對陰離子。
式(P-1)中,Rd 1~Rd 3分別獨立地為芳基或烷基(可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。)為較佳。又,Rd 1~Rd 3中的2個以上可以相互鍵結而形成環。
作為芳基,可以為單環,亦可以為多環。作為芳基,苯基或萘基為較佳,苯基為更佳。 芳基可以具有取代基。作為取代基,例如,可舉出烷基(例如碳數1~15)、環烷基(例如碳數3~15)、芳基、烷氧基(例如碳數1~15)、烷硫基(例如碳數1~15)、芳硫基、硫醇基、鹵素原子、羥基及-S +(R A)(R B)等。另外,作為取代基的該等基團可以進一步具有取代基。 作為取代基的芳基及芳硫基,可以為單環,亦可以為多環。作為芳基及芳硫基中的芳基,苯基或萘基為較佳,苯基為更佳。又,芳基及芳硫基中的芳基可以進一步具有取代基,作為取代基,例如,可舉出烷基(例如碳數1~6)。 作為R A及R B,與Rd 1~Rd 3的含義相同,較佳態樣亦相同。
作為烷基,可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種,例如,可舉出碳數1~15的直鏈狀烷基、碳數3~15的支鏈狀烷基或碳數3~15的環烷基,具體而言,可舉出甲基、乙基、丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基、環丙基、環丁基及環己基等。另外,烷基中的CH 2可以被氧原子等雜原子及羰基等雜原子團取代。 烷基可以具有取代基。作為取代基,例如,可舉出芳基(例如碳數6~14)、烷氧基(例如碳數1~15)、鹵素原子、羥基及芳硫基(例如碳數6~14)等。
又,作為Rd 1~Rd 3中的2個以上相互鍵結而形成之環,可以為芳香族環及脂環中的任一種,可以為單環,亦可以為多環。作為環員數,例如為3~10,4~8為較佳,5或6為更佳。又,上述環可以包含氧原子、氮原子、硫原子、酮基、醚鍵、酯鍵或醯胺鍵。
作為X -,並沒有特別限制,例如,可舉出BF 4 -、PF 6 -、ClO 4 -、AsF 6 -、經取代或未經取代之烷烴磺酸陰離子(例如,CF 3SO 3 -、C 3F 7SO 3 -、C 4F 9SO 3 -及樟腦磺酸陰離子等)、取代苯磺酸陰離子(例如,對甲苯磺酸陰離子及對稱三甲苯磺酸陰離子等)、雙磺醯基醯亞胺陰離子(例如,雙(三氟甲磺醯)醯亞胺陰離子及環六氟丙烷-1,3-雙(磺醯基)醯亞胺陰離子等)及經取代或未經取代之烷烴羧酸陰離子(例如,CF 3CO 2 -等)等。
作為由式(P-1)表示之三芳基鋶化合物的具體例,可舉出三苯基鋶三氟甲磺酸鹽、三苯基鋶三氟乙酸鹽、4-甲氧基苯基二苯基鋶三氟甲磺酸鹽、4-甲氧基苯基二苯基鋶三氟乙酸鹽、4-苯基硫苯基二苯基鋶三氟甲磺酸鹽及4-苯基硫苯基二苯基鋶三氟乙酸鹽等。
式(P-2)中,作為Rd 4及Rd 5,與Rd 1~Rd 3的含義相同,較佳態樣亦相同。作為Rd 4及Rd 5,其中,經取代或未經取代之芳基為較佳,經取代或未經取代之苯基為更佳。
作為由式(P-2)表示之錪鹽化合物的具體例,可舉出二苯基錪三氟乙酸鹽、二苯基錪三氟甲磺酸鹽、4-甲氧基苯基苯基錪三氟甲磺酸鹽、4-甲氧基苯基苯基錪三氟乙酸鹽、苯基-4-(2’-羥基-1’-十四烷氧基)苯基錪三氟甲磺酸鹽、4-(2’-羥基-1’-十四烷氧基)苯基錪六氟銻酸鹽及苯基-4-(2’-羥基-1’-十四烷氧基)苯基錪對甲苯磺酸鹽等。
式(P-3)中,作為Rd 6,與已述的Rd 1~Rd 3的含義相同,較佳態樣亦相同。 作為Rd 7,芳基或雜芳基為較佳。 作為由Rd 7表示之芳基,可以為單環及多環中的任一種,環員原子數為6~20為較佳,6~15為更佳。作為芳基,具體而言,可舉出苯基、萘基、鄰胺苯甲酸基及茀基等。 作為由Rd 7表示之雜芳基,可以為單環及多環中的任一種,環員原子數為5~20為較佳,5~15為更佳。作為雜芳基中的雜原子,例如,可舉出硫原子及氧原子。又,作為雜芳基中的雜原子的個數,例如為1~4。作為雜芳基,具體而言,可舉出噻吩基及呋喃基等。 芳基及雜芳基可以具有取代基。作為取代基,例如,可舉出烷基(例如碳數1~15)、環烷基(例如碳數3~15)、芳基(例如碳數6~14)、烷氧基(例如碳數1~15)、鹵素原子及羥基等。
作為Rd 8,芳基、雜芳基、烷基或氰基為較佳。 作為由Rd 8表示之芳基及雜芳基,可舉出與由Rd 7表示之芳基及雜芳基相同者。 作為由Rd 8表示之烷基,可以為直鏈狀、支鏈狀、環狀中的任一種,例如,可舉出碳數1~15的直鏈狀烷基、碳數3~15的支鏈狀烷基、或碳數3~15的環烷基,具體而言,可舉出甲基、乙基、丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基、環丙基、環丁基及環己基等。另外,烷基中的CH 2可以被氧原子等雜原子及羰基等雜原子團取代。 烷基可以具有取代基。作為取代基,例如,可舉出芳基(例如碳數6~14)、烷氧基(例如碳數1~15)、鹵素原子(較佳為氟原子)及羥基等。另外,烷基為全氟烷基亦較佳。
又,Rd 7與Rd 8可以相互鍵結而形成環。Rd 7與Rd 8相互鍵結而形成之環,可以為芳香族環及脂環中的任一種,可以為單環,亦可以為多環。作為環員數,例如為3~20,4~15為較佳,5~15為更佳。又,上述環可以包含氧原子、氮原子、硫原子、酮基、醚鍵、酯鍵或醯胺鍵。 作為Rd 7與Rd 8相互鍵結而形成之環的一態樣,例如,可舉出包含1~2個雜原子(較佳為硫原子或氧原子)作為環員原子之5員或6員的芳香族雜環等。
又,Rd 7與Rd 8相互鍵結而形成之環可以進一步具有取代基。作為取代基,並沒有特別限制,可舉出作為由Rd 1~Rd 3表示之芳基可具有的取代基而在上段部例示之取代基等。 進而,Rd 7與Rd 8相互鍵結而成之環可以與被上述環取代的取代基形成共軛鍵。
作為肟磺酸鹽化合物的具體例,例如,可舉出IRGACURE PAG103、IRGACURE PAG 108、IRGACURE PAG 121、IRGACURE PAG 203、IRGACURE PAG CGI725、IRGACURE PAG CGI1907及IRGACURE PAG CGI1397(以上為BASF公司製商品名)等。
式(P-4)中,Rd 9為由*-L X1-Rd X1表示之基為較佳。L X1表示單鍵或2價連結基。Rd X1可舉出芳基或雜芳基。 作為由L X1表示之2價連結基,例如,可舉出-CO-、-O-、-SO-、-SO 2-、-NR A-、伸烷基(較佳為碳數1~6。可以為直鏈狀或支鏈狀)、伸烯基(較佳為碳數2~6。可以為直鏈狀或支鏈狀)、伸炔基(較佳為碳數2~6。可以為直鏈狀或支鏈狀)及將該等組合複數個而成之2價連結基。又,上述伸烷基、伸烯基及伸炔基可以進一步具有取代基。作為取代基,例如,可舉出鹵素原子(較佳為氟原子)及羥基等。作為R A,可舉出氫原子或碳數1~6的烷基。 其中,L X1為單鍵或伸烯基為較佳,單鍵或碳數2~4的伸烯基為更佳。 作為由Rd X1表示之芳基,可以為單環及多環中的任一種,例如,可舉出苯基及萘基。 作為由Rd X1表示之雜伸芳基,可以為單環及多環中的任一種,例如,可舉出吡咯環基、呋喃環基、噻吩環基、苯并呋喃環基及向日葵基等。 由Rd X1表示之芳基及雜伸芳基可以進一步具有取代基。作為取代基,例如,可舉出烷基(例如碳數1~15)、環烷基(例如碳數3~15)、芳基(例如碳數6~14)、烷氧基(例如碳數1~15)、經取代或未經取代之胺基(作為取代基,碳數1~10的烷基等。)、烷硫基(例如碳數1~15)、芳硫基(例如碳數6~14)、硫醇基、鹵素原子及羥基等。
作為由式(P-4)表示之三𠯤化合物的具體例,可舉出2-(3-氯苯基)-雙(4,6-三氯甲基)-對稱三𠯤、2-(4-甲氧基苯基)-雙(4,6-三氯甲基)-對稱三𠯤、2-(4-甲硫基苯基)-雙(4,6-三氯甲基)-對稱三𠯤、2-(4-甲氧基-β-苯乙烯基)-雙(4,6-三氯甲基)-對稱三𠯤、2-向日葵基-雙(4,6-三氯甲基)-對稱三𠯤、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-雙(4,6-三氯甲基)-對稱三𠯤、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-雙(4,6-三氯甲基)-對稱三𠯤、2-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-雙(4,6-三氯甲基)-對稱三𠯤及2-(4-甲氧基萘基)-雙(4,6-三氯甲基)-對稱三𠯤等。
式(P-5)中,作為Rd 10及Rd 11,烷基或芳基為較佳。作為由Rd 10及Rd 11表示之烷基及芳基,與由Rd 6表示之烷基及芳基相同,較佳態樣亦相同。 作為重氮甲烷化合物的具體例,例如,可舉出雙(環己基磺醯基)重氮甲烷、雙(三級丁基磺醯基)重氮甲烷及雙(對甲苯磺醯基)重氮甲烷等。
式(P-6)中,作為Rd 12,與已述的Rd 1~Rd 3的含義相同,較佳態樣亦相同。 作為Rd 13及Rd 14,烷基為較佳。 作為由Rd 13及Rd 14表示之烷基,可舉出與已述的由Rd 8表示之烷基相同者,較佳態樣亦相同。
又,Rd 13與Rd 14可以相互鍵結而形成環。Rd 13與Rd 14相互鍵結而形成之環,脂環為較佳,可以為單環,亦可以為多環。作為環員數,例如為3~20,4~15為較佳,5~15為更佳。又,上述環可以包含氧原子、氮原子、硫原子、酮基、醚鍵、酯鍵或醯胺鍵。
又,Rd 13與Rd 14相互鍵結而形成之環可以進一步具有取代基。作為取代基,並沒有特別限制,可舉出作為由Rd 1~Rd 3表示之芳基及烷基可具有的取代基而在上段部例示之取代基等。
作為由式(P-6)表示之醯亞胺磺酸鹽化合物的具體例,可舉出三氟甲基磺醯氧基雙環[2.2.1]-庚-5-烯-二羧醯亞胺、琥珀醯亞胺三氟甲基磺酸鹽、鄰苯二甲醯亞胺三氟甲基磺酸鹽、N-羥基萘二甲醯亞胺甲烷磺酸鹽及N-羥基-5-降莰烯-2,3-二羧醯亞胺丙烷磺酸鹽等。
作為式(P-2)~式(P-6)中的X -,可舉出與式(P-1)中的X -相同者。
酸產生劑可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上,從本發明的效果更優異的方面考慮,同時使用2種以上為較佳,其中,同時使用鋶鹽化合物及鹵甲基化三𠯤化合物(較佳為三氯甲基-對稱三𠯤化合物)為進一步較佳。
作為酸產生劑的含量,相對於組成物的總固體成分,1.0質量%以上為較佳,2.0質量%以上為更佳。上限相對於組成物的總固體成分,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。
〔交聯劑〕 組成物包含具有藉由酸交聯的交聯性基之交聯劑(特定交聯劑)。 作為藉由酸交聯的交聯性基,例如,可舉出環氧基、氧環丁烷基、烷氧基甲基及羥甲基(-CH 2-OH)等,從本發明的效果更優異的方面考慮,環氧基、氧環丁烷基或烷氧基甲基為較佳,烷氧基甲基為更佳。 特定交聯劑中,作為交聯性基的個數,並沒有特別限制,例如,2~20個為較佳,2~10個為更佳。 特定交聯劑中,作為交聯性基的當量(特定交聯性基的分子量/交聯性基數),例如,50~2000g/當量為較佳,60~1000g/當量為更佳,75~1000g/當量為進一步較佳。 作為特定交聯劑的分子量,並沒有特別限制,例如,100~2,000為較佳,150~1,000為更佳,180~800為進一步較佳,200~500為特佳。
作為具有環氧基或氧環丁烷基之化合物的具體例,可舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂等。
作為具有環氧基或氧環丁烷基之化合物的市售品,例如,可舉出JER(註冊商標)152、JER157S70、JER157S65、JER806、JER828及JER1007(以上為Mitsubishi Chemical Holdings Corporation製);日本特開2011-221494號公報的0189段中記載之市售品;ADEKA RESIN EP-4000S、ADEKA RESIN EP-4003S、ADEKA RESIN EP-4010S及ADEKA RESIN EP-4011S(以上為ADEKA CORPORATION製);NC-2000、NC-3000、NC-7300、XD-1000、EPPN-501及EPPN-502(以上為ADEKA CORPORATION製);DENACOL(註冊商標)EX-611、DENACOL EX-612、DENACOL EX-614、DENACOL EX-614B、DENACOL EX-622、DENACOL EX-512、DENACOL EX-521、DENACOL EX-411、DENACOL EX-421、DENACOL EX-313、DENACOL EX-314、DENACOL EX-321、DENACOL EX-211、DENACOL EX-212、DENACOL EX-810、DENACOL EX-811、DENACOL EX-850、DENACOL EX-851、DENACOL EX-821、DENACOL EX-830、DENACOL EX-832、DENACOL EX-841、DENACOL EX-911、DENACOL EX-941、DENACOL EX-920、DENACOL EX-931、DENACOL EX-212L、DENACOL EX-214L、DENACOL EX-216L、DENACOL EX-321L、DENACOL EX-850L、DENACOL DLC-201、DENACOL DLC-203、DENACOL DLC-204、DENACOL DLC-205、DENACOL DLC-206、DENACOL DLC-301及DENACOL DLC-402(以上為Nagase ChemteX Corporation製);YH-300、YH-301、YH-302、YH-315、YH-324及YH-325(以上為NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製)等。
又,作為具有氧環丁烷基之化合物的市售品,例如,可舉出ARONE OXETANE(註冊商標)OXT-121、ARONE OXETANE OXT-221、ARONE OXETANE OX-SQ及ARONE OXETANE PNOX(以上為TOAGOSEI CO., LTD.製)等。
作為具有烷氧基甲基之化合物,並沒有特別限制,例如,可舉出烷氧基甲基化三聚氰胺、烷氧基甲基化苯并胍胺、烷氧基甲基化甘脲及烷氧基甲基化脲等。該等化合物可以分別藉由將羥甲基化三聚氰胺、羥甲基化苯并胍胺、羥甲基化甘脲或羥甲基化脲的羥甲基轉化為烷氧基甲基來獲得。另外,各化合物中,羥甲基被化合物中的胺基氮取代。 作為烷氧基甲基中的烷氧基的碳數,並沒有特別限制,例如,1~10為較佳,1~6為更佳,1~4為進一步較佳,1為特佳。作為烷氧基甲基的具體例,可舉出甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基及丁氧基甲基等。
作為具有烷氧基甲基的化合物的市售品,例如,可舉出CYMEL300、CYMEL301、CYMEL303、CYMEL370、CYMEL325、CYMEL327、CYMEL701、CYMEL266、CYMEL267、CYMEL238、CYMEL1141、CYMEL272、CYMEL202、CYMEL1156、CYMEL1158、CYMEL1123、CYMEL1170、CYMEL1174、CYMEL UFR65及CYMEL300(以上為MT AquaPolymer, Inc.製);NIKALAC MX-750、NIKALAC MX-750LM、NIKALAC MX-032、NIKALAC MX-706、NIKALAC MX-708、NIKALAC MX-40、NIKALAC MX-31、NIKALAC MX-270、NIKALAC MX-280及NIKALAC MX-290(以上為SANWA CHEMICAL CO., LTD.製);NIKALAC MS-11(SANWA CHEMICAL CO., LTD.製);NIKALAC MW-30HM、NIKALAC MW-100LM及NIKALAC MW-390(以上為SANWA CHEMICAL CO., LTD.製)等。
作為具有羥甲基之化合物,並沒有特別限制,例如,可舉出羥甲基化三聚氰胺、羥甲基化苯并胍胺、羥甲基化甘脲及羥甲基化脲等。
作為特定交聯劑,從本發明的效果更優異的方面考慮,其中具有三𠯤結構之化合物為較佳,具有1,3,5-三𠯤結構之化合物為更佳。認為由於是三𠯤化合物,因此能夠期待增加與各種基底的相互作用之效果,並且能夠改善密接性。
作為特定交聯劑的含量,相對於組成物的總固體成分,5.0質量%以上為較佳,10質量%以上為更佳。上限相對於組成物的總固體成分,50質量%以下為較佳,40質量%以下為更佳,30質量%以下為進一步較佳。 特定交聯劑可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。同時使用2種以上特定交聯劑時,合計含量在上述範圍內為較佳。 又,作為特定交聯劑的含量與酸產生劑的含量的質量比(特定交聯劑的含量/酸產生劑的含量),例如為0.5~10,從本發明的效果更優異的方面考慮,超過1.5且未達6.0為較佳,2.0~5.0為更佳。
〔樹脂〕 本發明的組成物包含樹脂。作為樹脂,例如可舉出分散劑及鹼可溶性樹脂等。 作為樹脂在組成物中的含量,並沒有特別限制,相對於組成物的總固體成分,3.0~60質量%為較佳,5.0~40質量%為更佳,12~35質量%為進一步較佳。 又,作為一態樣,本發明的組成物包含後述粒子A時,組成物中的樹脂的含量相對於組成物的總固體成分,12質量%以下亦較佳。此時,作為粒子A的含量,相對於組成物的總固體成分,設為5質量%以上為較佳。另外,作為本態樣中的粒子A的含量的上限值,相對於組成物的總固體成分,40質量%以下為較佳,30質量%以下為更佳。 樹脂可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。同時使用2種以上樹脂時,合計含量在上述範圍內為較佳。 樹脂的分子量超過2000為較佳。另外,樹脂的分子量為多分散時,重量平均分子量超過2000為較佳。
<分散劑> 組成物包含分散劑為較佳。另外,在本說明書中,分散劑表示與後述鹼可溶性樹脂不同的化合物。 作為分散劑在組成物中的的含量,並沒有特別限制,相對於組成物的總固體成分,2.0~40質量%為較佳,5.0~30質量%為更佳,5.0~25質量%為進一步較佳,5.0~20質量%為特佳。 分散劑可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。同時使用2種以上分散劑時,合計含量在上述範圍內為較佳。 又,組成物中的分散劑的含量與碳黑的含量的質量比(分散劑的含量/碳黑的含量)為0.05~1.00為較佳,0.10~0.80為更佳,0.20~0.80為進一步較佳。
作為分散劑,例如能夠適當選用公知的分散劑。其中,高分子化合物為較佳。 作為分散劑,可舉出高分子分散劑〔例如,聚醯胺基胺及其鹽、聚羧酸及其鹽、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、聚氧乙烯烷基胺及顏料衍生物等。 高分子化合物能夠根據其結構進一步分類為直鏈狀高分子、末端改質型高分子、接枝型高分子、嵌段型高分子。
高分子化合物 高分子化合物吸附於碳黑及根據所需同時使用之其他顏料(以下,將碳黑及其他顏料亦簡單統稱為「顏料」)等被分散體的表面,發揮防止被分散體的再凝聚之作用。因此,包含向顏料表面的錨定(anchor)部位之末端改質型高分子、接枝型(包含高分子鏈)高分子或嵌段型高分子為較佳。
上述高分子化合物可以包含硬化性基。 作為硬化性基,例如可舉出乙烯性不飽和基(例如(甲基)丙烯醯基、乙烯基及苯乙烯基等)及環狀醚基(例如環氧基及氧環丁烷基等)等,但並不限於該等。
包含硬化性基之樹脂包含選自包括聚酯結構及聚酯結構之群組中之1種以上為較佳。此時,可以在主鏈包含聚酯結構和/或聚醚結構,如後所述在上述樹脂含有包含接枝鏈之結構單元時,上述高分子鏈可以包含聚酯結構和/或聚醚結構。 作為上述樹脂,上述高分子鏈包含聚酯結構為更佳。
高分子化合物含有包含接枝鏈之結構單元為較佳。另外,在本說明書中,「結構單元」與「重複單元」的含義相同。 含有包含此類接枝鏈之結構單元之高分子化合物藉由接枝鏈具有與溶劑的親和性,因此顏料等的分散性及經時後的分散穩定性優異。又,藉由接枝鏈的存在,含有包含接枝鏈之結構單元之高分子化合物具有與聚合性化合物或其他能夠同時使用之樹脂等的親和性。其結果,在鹼顯影中不易生成殘渣。 若接枝鏈變長,則立體排斥效果提高而顏料等的分散性得到提高。另一方面,若接枝鏈過長,則對顏料等的吸附力下降,顏料等的分散性具有下降的傾向。因此,接枝鏈中氫原子以外的原子數為40~10000為較佳,氫原子以外的原子數為50~2000為更佳,氫原子以外的原子數為60~500為進一步較佳。 其中,接枝鏈表示共聚物的主鏈的根部(從主鏈支化之基團中與主鏈鍵結之原子)至從主鏈支化之基團的末端。
接枝鏈包含聚合物結構為較佳,作為此類聚合物結構,例如可舉出聚(甲基)丙烯酸酯結構(例如,聚(甲基)丙烯酸結構)、聚酯結構、聚胺酯結構、聚脲結構、聚醯胺結構及聚醚結構等。 為了提高接枝鏈與溶劑的相互作用性,並藉此提高顏料等的分散性,接枝鏈為包含選自包括聚酯結構、聚醚結構及聚(甲基)丙烯酸酯結構之群組中之1種以上之接枝鏈為較佳,包含聚酯結構及聚醚結構中的至少任一種之接枝鏈為更佳。
作為包含此類接枝鏈之巨單體(具有聚合物結構且鍵結於共聚物的主鏈來構成接枝鏈之單體),並沒有特別限定,能夠較佳地使用包含反應性雙鍵性基團之巨單體。
作為與高分子化合物所含的包含接枝鏈之結構單元對應且較佳地用於合成高分子化合物之市售的巨單體,可以使用AA-6(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AA-10(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AB-6(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AS-6(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AN-6(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AW-6(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AA-714(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AY-707(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AY-714(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AK-5(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AK-30(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AK-32(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、BLEMMER PP-100(商品名,NOF CORPORATION製)、BLEMMER PP-500(商品名,NOF CORPORATION製)、BLEMMER PP-800(商品名,NOF CORPORATION製)、BLEMMER PP-1000(商品名,NOF CORPORATION製)、BLEMMER 55-PET-800(商品名,NOF CORPORATION製)、BLEMMER PME-4000(商品名,NOF CORPORATION製)、BLEMMER PSE-400(商品名,NOF CORPORATION製)、BLEMMER PSE-1300(商品名,NOF CORPORATION製)或BLEMMER 43PAPE-600B(商品名,NOF CORPORATION製)等。其中,AA-6(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AA-10(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AB-6(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AS-6(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)、AN-6(商品名,TOAGOSEI CO., LTD.製)或BLEMMER PME-4000(商品名,NOF CORPORATION製)為較佳。
上述分散劑包含選自包括聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯及環狀或鏈狀聚酯之群組中之1種以上結構為較佳,包含選自包括聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯及鏈狀聚酯之群組中之1種以上結構為更佳,包含選自包括聚丙烯酸甲酯結構、聚甲基丙烯酸甲酯結構、聚己內酯結構及聚戊內酯結構之群組中之1種以上結構為進一步較佳。分散劑可以為在1種分散劑中單獨包含上述結構之分散劑,亦可以為在1種分散劑中包含複數種該等結構之分散劑。 其中,聚己內酯結構表示包含對ε-己內酯進行開環而成之結構作為重複單元之結構。聚戊內酯結構表示包含對δ-戊內酯進行開環而成之結構作為重複單元之結構。 作為包含聚己內酯結構之分散劑的具體例,可舉出下述式(1)及下述式(2)中的j及k為5的分散劑。又,作為包含聚戊內酯結構之分散劑的具體例,可舉出下述式(1)及下述式(2)中的j及k為4的分散劑。 作為包含聚丙烯酸甲酯結構之分散劑的具體例,可舉出下述式(4)中的X 5為氫原子且R 4為甲基的分散劑。又,作為包含聚甲基丙烯酸甲酯結構之分散劑的具體例,可舉出下述式(4)中的X 5為甲基且R 4為甲基的分散劑。
·包含接枝鏈之結構單元 作為包含接枝鏈之結構單元,高分子化合物包含由下述式(1)~式(4)中的任一個表示之結構單元為較佳,包含由下述式(1A)、下述式(2A)、下述式(3A)、下述式(3B)及下述式(4)中的任一個表示之結構單元為更佳。
[化學式2]
Figure 02_image003
在式(1)~(4)中,W 1、W 2、W 3及W 4分別獨立地表示氧原子或NH。W 1、W 2、W 3及W 4為氧原子為較佳。 在式(1)~(4)中,X 1、X 2、X 3、X 4及X 5分別獨立地表示氫原子或1價有機基團。作為X 1、X 2、X 3、X 4及X 5,從合成上的約束的觀點考慮,分別獨立地為氫原子或碳數(碳原子數)1~12的烷基為較佳,分別獨立地為氫原子或甲基為更佳,甲基為進一步較佳。
在式(1)~(4)中,Y 1、Y 2、Y 3及Y 4分別獨立地表示2價連結基,連結基並沒有在結構上受限。作為由Y 1、Y 2、Y 3及Y 4表示之2價連結基,具體而言,可舉出下述(Y-1)~(Y-21)的連結基等為例。以下所示之結構中,A、B分別係指與式(1)~(4)中的左末端基、右末端基的鍵結部位。在以下所示之結構中,從合成的簡便性考慮,(Y-2)或(Y-13)為更佳。
[化學式3]
Figure 02_image005
在式(1)~(4)中,Z 1、Z 2、Z 3及Z 4分別獨立地表示1價有機基團。有機基團的結構並沒有特別限定,具體而言,可舉出烷基、羥基、烷氧基、芳氧基、雜芳氧基、烷硫醚基、芳硫醚基、雜芳硫醚基及胺基等。該等中,作為由Z 1、Z 2、Z 3及Z 4表示之有機基團,尤其從提高分散性的觀點考慮,具有立體排斥效果之基團為較佳,分別獨立地為碳數5~24的烷基或烷氧基為更佳,其中,尤其分別獨立地為碳數5~24的支鏈烷基、碳數5~24的環狀烷基或碳數5~24的烷氧基為進一步較佳。另外,烷氧基中包含之烷基可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一個。
在式(1)~(4)中,n、m、p及q分別獨立地為1~500的整數。 又,在式(1)及(2)中,j及k分別獨立地表示2~8的整數。從組成物的經時黏度穩定性及顯影性的觀點考慮,式(1)及(2)中的j及k為4~6的整數為較佳,5為更佳。 又,在式(1)及(2)中,n及m為10以上的整數為較佳,20以上的整數為更佳。又,分散劑包含聚己內酯結構及聚戊內酯結構時,作為聚己內酯結構的重複數與聚戊內酯結構的重複數之和,10以上的整數為較佳,20以上的整數為更佳。
在式(3)中,R 3表示支鏈狀或者直鏈狀伸烷基,碳數1~10的伸烷基為較佳,碳數2或3的伸烷基為更佳。p為2~500時,存在複數個之R 3可以相同或互不相同。 在式(4)中,R 4表示氫原子或1價有機基團,作為該1價有機基團,結構上並沒有特別限定。作為R 4,氫原子、烷基、芳基或雜芳基為較佳,氫原子或烷基為更佳。R 4為烷基時,作為烷基,碳數1~20的直鏈狀烷基、碳數3~20的支鏈狀烷基或碳數5~20的環狀烷基為較佳,碳數1~20的直鏈狀烷基為更佳,碳數1~6的直鏈狀烷基為進一步較佳。在式(4)中,q為2~500時,接枝共聚物中存在複數個之X 5及R 4可以相同或互不相同。
又,高分子化合物能夠包含2種以上的結構不同的包含接枝鏈之結構單元。亦即,高分子化合物的分子中可以包含結構互不相同的由式(1)~(4)表示之結構單元,又,式(1)~(4)中,n、m、p及q分別表示2以上的整數時,式(1)及式(2)中,可在側鏈中包含j及k互不相同的結構,式(3)及式(4)中,分子內存在複數個之R 3、R 4及X 5可以相同或互不相同。
作為由式(1)表示之結構單元,從組成物的經時黏度穩定性及顯影性的觀點考慮,由下述式(1A)表示之結構單元為更佳。 又,作為由式(2)表示之結構單元,從組成物的經時黏度穩定性及顯影性的觀點考慮,由下述式(2A)表示之結構單元為更佳。
[化學式4]
Figure 02_image007
在式(1A)中,X 1、Y 1、Z 1及n與式(1)中的X 1、Y 1、Z 1及n的含義相同,較佳範圍亦相同。在式(2A)中,X 2、Y 2、Z 2及m與式(2)中的X 2、Y 2、Z 2及m的含義相同,較佳範圍亦相同。
又,作為由式(3)表示之結構單元,從組成物的經時黏度穩定性及顯影性的觀點考慮,由下述式(3A)或式(3B)表示之結構單元為更佳。
[化學式5]
Figure 02_image009
在式(3A)或(3B)中,X 3、Y 3、Z 3及p與式(3)中的X 3、Y 3、Z 3及p的含義相同,較佳範圍亦相同。
作為包含接枝鏈之結構單元,高分子化合物包含由式(1A)表示之結構單元為更佳。
在高分子化合物中,包含接枝鏈之結構單元(例如,由上述式(1)~(4)表示之結構單元)以質量換算計,相對於高分子化合物的總質量,包含在2~90質量%的範圍內為較佳,包含在5~30質量%的範圍內為更佳。若包含接枝鏈之結構單元在該範圍內,則顏料的分散性高且曝光後的硬化膜中的顯影性良好。
疏水性結構單元 又,高分子化合物包含與包含接枝鏈之結構單元不同(亦即,並不屬於包含接枝鏈之結構單元)之疏水性結構單元為較佳。其中,在本發明中,疏水性結構單元為不具有酸基(例如,羧酸基、磺酸基、磷酸基、酚性羥基等)之結構單元。
疏水性結構單元為源自(對應)ClogP值為1.2以上的化合物(單體)之結構單元為較佳,源自ClogP值為1.2~8的化合物之結構單元為更佳。藉此,能夠更確實地顯現本發明的效果。
ClogP值為藉由可從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fragment approach(參閱下述文獻)算出之「計算logP」的值。片段法(fragment approach)根據化合物的化學結構,將化學結構分割為部分結構(片段),合計分配於該片段之logP貢獻量,藉此推算化合物的logP值。其詳細內容記載於以下文獻中。在本說明書中,使用藉由程式CLOGP v4.82計算之ClogP值。 A. J. Leo, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol.4, C. Hansch, P. G. Sammnens, J. B. Taylor and C. A. Ramsden, Eds., p.295, Pergamon Press, 1990 C. Hansch & A. J. Leo. Substituent Constants For Correlation Analysis in Chemistry and Biology. John Wiley & Sons. A.J. Leo. Calculating logPoct from structure. Chem. Rev., 93, 1281-1306, 1993。
logP係指分配係數P(Partition Coefficient)的常用對數,為以定量數值表示某一有機化合物在油(通常為1-辛醇)與水的2相系平衡中如何分配之物性值,由以下式表示。 logP=log(Coil/Cwater) 式中,Coil表示油相中的化合物的莫耳濃度,Cwater表示水相中的化合物的莫耳濃度。 logP的值以0為基準,若正向(plus)增大,則表示油溶性增加,若絕對值負向(minus)增大,則水溶性增加,與有機化合物的水溶性有負相關,作為預估有機化合物的親疏水性之參數而廣泛利用。
高分子化合物包含從源自由下述式(i)~(iii)表示之單體的結構單元中選擇的1種以上結構單元作為疏水性結構單元為較佳。
[化學式6]
Figure 02_image011
在上述式(i)~(iii)中,R 1、R 2及R 3分別獨立地表示氫原子、鹵素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)或碳數為1~6的烷基(例如,甲基、乙基、丙基等)。 R 1、R 2及R 3為氫原子或碳數1~3的烷基為較佳,氫原子或甲基為更佳。R 2及R 3為氫原子為進一步較佳。 X表示氧原子(-O-)或亞胺基(-NH-),氧原子為較佳。
L為單鍵或2價連結基。作為2價連結基,可舉出2價脂肪族基(例如,伸烷基、取代伸烷基、伸烯基、取代伸烯基、伸炔基、取代伸炔基)、2價芳香族基(例如,伸芳基、取代伸芳基)、2價雜環基、氧原子(-O-)、硫原子(-S-)、亞胺基(-NH-)、取代亞胺基(-NR 31-,其中,R 31為脂肪族基、芳香族基或雜環基)、羰基(-CO-)及該等的組合等。
2價脂肪族基可以具有環狀結構或支鏈結構。脂肪族基的碳數為1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳。脂肪族基可以為不飽和脂肪族基,亦可以為飽和脂肪族基,但飽和脂肪族基為較佳。又,脂肪族基可以具有取代基。取代基的例子可舉出鹵素原子、芳香族基及雜環基等。
2價芳香族基的碳數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。又,芳香族基可以具有取代基。取代基的例子可舉出鹵素原子、脂肪族基、芳香族基及雜環基等。
2價雜環基包含5員環或6員環作為雜環為較佳。雜環上可以縮合有其他雜環、脂肪族環或芳香族環。又,雜環基可以具有取代基。作為取代基的例子,可舉出鹵素原子、羥基、側氧基(=O)、硫基(=S)、亞胺基(=NH)、取代亞胺基(=N-R 32,其中,R 32為脂肪族基、芳香族基或雜環基)、脂肪族基、芳香族基及雜環基。
L為單鍵、伸烷基或包含氧伸烷基結構之2價連結基為較佳。氧伸烷基結構為氧乙烯結構或氧丙烯結構為更佳。又,L可以包含重複包含2個以上的氧伸烷基結構之聚氧伸烷基結構。作為聚氧伸烷基結構,聚氧乙烯結構或聚氧丙烯結構為較佳。聚氧乙烯結構由-(OCH 2CH 2n-表示,n為2以上的整數為較佳,2~10的整數為更佳。
作為Z,可舉出脂肪族基(例如,烷基、取代烷基、不飽和烷基及取代不飽和烷基)、芳香族基(例如,芳基、取代芳基、伸芳基、取代伸芳基)、雜環基或該等的組合。該等基團中可以包含氧原子(-O-)、硫原子(-S-)、亞胺基(-NH-)、取代亞胺基(-NR 31-,其中,R 31為脂肪族基、芳香族基或雜環基)或羰基(-CO-)。
脂肪族基可以具有環狀結構或支鏈結構。脂肪族基的碳數為1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳。脂肪族基中進一步包含集合環烴基、交聯環式烴基,作為集合環烴基的例子,包含雙環己基、全氫萘基、聯苯基及4-環己基苯基等。作為交聯環式烴環,例如,可舉出蒎烷(pinane)、莰烷(bornane)、降蒎烷(norpinane)、降莰烷(norbornane)、雙環辛烷環(雙環[2.2.2]辛烷環、雙環[3.2.1]辛烷環等)等2環式烴環;均佈雷烷(homobledane)、金剛烷、三環[5.2.1.0 2,6]癸烷、三環[4.3.1.1 2,5]十一烷環等3環式烴環;以及四環[4.4.0.1 2,5.1 7,10]十二烷及全氫-1,4-亞甲基-5,8-亞甲基萘環等4環式烴環等。又,交聯環式烴環中亦包含縮合環式烴環,例如,全氫萘(十氫萘)、全氫蒽、全氫菲、全氫苊、全氫茀、全氫茚及全氫萉環等縮合有複數個5~8員環烷烴環之縮合環。 關於脂肪族基,不飽和脂肪族基優於飽和脂肪族基。又,脂肪族基可以具有取代基。取代基的例子可舉出鹵素原子、芳香族基及雜環基。其中,脂肪族基不具有酸基作為取代基。
芳香族基的碳數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。又,芳香族基可以具有取代基。取代基的例子可舉出鹵素原子、脂肪族基、芳香族基及雜環基。其中,芳香族基不具有酸基作為取代基。
雜環基包含5員環或6員環作為雜環為較佳。雜環上可縮合有其他雜環、脂肪族環或芳香族環。又,雜環基可以具有取代基。作為取代基的例子,可舉出鹵素原子、羥基、側氧基(=O)、硫基(=S)、亞胺基(=NH)、經取代亞胺基(=N-R 32,其中,R 32為脂肪族基、芳香族基或雜環基)、脂肪族基、芳香族基及雜環基。其中,雜環基不具有酸基作為取代基。
在上述式(iii)中,R 4、R 5及R 6分別獨立地表示氫原子、鹵素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)、碳數為1~6的烷基(例如,甲基、乙基、丙基等)、Z或L-Z。其中,L及Z與上述基團的含義相同。作為R 4、R 5及R 6,氫原子或碳數為1~3的烷基為較佳,氫原子為更佳。
作為由上述式(i)表示之單體,如下化合物為較佳:R 1、R 2及R 3為氫原子或甲基,L為單鍵或伸烷基或者包含氧伸烷基結構之2價連結基,X為氧原子或亞胺基,Z為脂肪族基、雜環基或芳香族基。 又,作為由上述式(ii)表示之單體,如下化合物為較佳:R 1為氫原子或甲基,L為伸烷基,Z為脂肪族基、雜環基或芳香族基。又,作為由上述式(iii)表示之單體,如下化合物為較佳:R 4、R 5及R 6為氫原子或甲基,Z為脂肪族基、雜環基或芳香族基。
作為由式(i)~(iii)表示之代表性化合物的例子,可舉出選自丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類及苯乙烯類等中之自由基聚合性化合物。 另外,作為由式(i)~(iii)表示之代表性化合物的例子,能夠參閱日本特開2013-249417號公報的0089~0093段中記載之化合物,該等內容編入本說明書中。
在高分子化合物中,疏水性結構單元以質量換算計,相對於高分子化合物的總質量,包含在10~90%的範圍內為較佳,包含在20~80%的範圍內為更佳。含量在上述範圍內的情況下可獲得充分的圖案形成性。
·能夠與顏料等形成相互作用之官能基 高分子化合物能夠導入能夠與顏料等(例如遮光顏料)形成相互作用之官能基。其中,高分子化合物進一步含有包含能夠與顏料等形成相互作用之官能基之結構單元為較佳。 作為能夠與顏料等形成相互作用之該官能基,例如可舉出酸基、鹼基、配位基及具有反應性之官能基等。 高分子化合物包含酸基、鹼基、配位基或具有反應性之官能基時,分別含有包含酸基之結構單元、包含鹼基之結構單元、包含配位基之結構單元或包含具有反應性之官能基之結構單元為較佳。 尤其,若高分子化合物進一步含有羧酸基等鹼可溶性基作為酸基,則能夠對高分子化合物賦予用於藉由鹼顯影形成圖案之顯影性。 亦即,若對高分子化合物導入鹼可溶性基,則上述組成物中,作為有助於顏料等的分散之分散劑的高分子化合物具有鹼可溶性。關於包含此類高分子化合物之組成物,經曝光形成之硬化膜的遮光性優異,且未曝光部的鹼顯影性提高。 又,若高分子化合物含有包含酸基之結構單元,則高分子化合物具有容易與溶劑相溶且塗佈性亦提高之傾向。 推測這是因為,包含酸基之結構單元中的酸基容易與顏料等相互作用,高分子化合物穩定地分散顏料等,並且分散顏料等之高分子化合物的黏度變低,高分子化合物本身亦容易穩定地分散。
其中,含有作為酸基的鹼可溶性基之結構單元可以為與上述包含接枝鏈之結構單元相同的結構單元,亦可以為不同的結構單元,但包含作為酸基的鹼可溶性基之結構單元為與上述疏水性結構單元不同的結構單元(亦即,並不屬於上述疏水性結構單元)。
作為能夠與顏料等形成相互作用之官能基亦即酸基,例如有羧酸基、磺酸基、磷酸基或酚性羥基等,選自包括羧酸基、磺酸基及磷酸基之群組中之至少1種為較佳,羧酸基為進一步較佳。羧酸基對顏料等的吸附力良好,且分散性高。 亦即,高分子化合物進一步含有包含選自包括羧酸基、磺酸基及磷酸基之群組中之1種以上之結構單元為較佳。
高分子化合物可以具有1種或2種以上的包含酸基之結構單元。 高分子化合物可以含有或不含有包含酸基之結構單元,但含有時,包含酸基之結構單元的含量以質量換算計,相對於高分子化合物的總質量為5~80質量%為較佳,從抑制基於鹼顯影之圖像強度的損傷的觀點考慮,10~60質量%為更佳。
作為能夠與顏料等形成相互作用之官能基亦即鹼基,例如有一級胺基、二級胺基、三級胺基、包含N原子之雜環及醯胺基等,從對顏料等的吸附力良好且分散性高的觀點考慮,較佳之鹼基為三級胺基。高分子化合物能夠含有1種或2種以上的該等鹼基。 高分子化合物可以含有或不含有包含鹼基之結構單元,但含有時,包含鹼基之結構單元的含量以質量換算計,相對於高分子化合物的總質量為0.01~50質量%為較佳,從抑制阻礙顯影性的觀點考慮,0.01~30質量%為更佳。
作為能夠與顏料等形成相互作用之官能基亦即配位基及具有反應性之官能基,例如可舉出乙醯乙醯氧基、三烷氧基甲矽烷基、異氰酸酯基、酸酐及醯氯等。從對顏料等的吸附力良好,且顏料等的分散性高的觀點考慮,較佳之官能基為乙醯基乙醯氧基。高分子化合物可以具有1種或2種以上的該等基團。 高分子化合物可以含有或不含有包含配位基之結構單元或包含具有反應性之官能基之結構單元,但含有時,該等結構單元的含量以質量換算計,相對於高分子化合物的總質量為10~80質量%為較佳,從抑制阻礙顯影性的觀點考慮,20~60質量%為更佳。
上述高分子化合物除了包含接枝鏈以外亦包含能夠與顏料等形成相互作用之官能基時,含有上述各種能夠與顏料等形成相互作用之官能基即可,並不特別限定該等官能基如何被導入,但高分子化合物包含從源自由下述式(iv)~(vi)表示之單體的結構單元中選擇的1種以上結構單元為較佳。
[化學式7]
Figure 02_image013
在式(iv)~(vi)中,R 11、R 12及R 13分別獨立地表示氫原子、鹵素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)或碳數為1~6的烷基(例如,甲基、乙基、丙基等)。 在式(iv)~(vi)中,R 11、R 12及R 13分別獨立地為氫原子或碳數1~3的烷基為較佳,分別獨立地為氫原子或甲基為更佳。在通式(iv)中,R 12及R 13分別為氫原子為進一步較佳。
式(iv)中的X 1表示氧原子(-O-)或亞胺基(-NH-),氧原子為較佳。 又,式(v)中的Y表示次甲基或氮原子。
又,式(iv)~(v)中的L 1表示單鍵或2價連結基。2價連結基的定義與由上述式(i)中的L表示之2價連結基的定義相同。
L 1為單鍵、伸烷基或包含氧伸烷基結構之2價連結基為較佳。氧伸烷基結構為氧乙烯結構或氧丙烯結構為更佳。又,L 1可以包含重複包含2個以上的氧伸烷基結構之聚氧伸烷基結構。作為聚氧伸烷基結構,聚氧乙烯結構或聚氧丙烯結構為較佳。聚氧乙烯結構由-(OCH 2CH 2n-表示,n為2以上的整數為較佳,2~10的整數為更佳。
在式(iv)~(vi)中,Z 1除了表示接枝鏈以外,亦表示能夠與顏料等形成相互作用之官能基,羧酸基及三級胺基為較佳,羧酸為更佳。
在式(vi)中,R 14、R 15及R 16分別獨立地表示氫原子、鹵素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)、碳數為1~6的烷基(例如,甲基、乙基、丙基等)、-Z 1或L 1-Z 1。其中,L 1及Z 1與上述L 1及Z 1的含義相同,較佳例亦相同。作為R 14、R 15及R 16,分別獨立地為氫原子或碳數為1~3的烷基為較佳,氫原子為更佳。
作為由式(iv)表示之單體,如下化合物為較佳:R 11、R 12及R 13分別獨立地為氫原子或甲基,L 1為伸烷基或包含氧伸烷基結構之2價連結基,X 1為氧原子或亞胺基,Z 1為羧酸基。 又,作為由式(v)表示之單體,如下化合物為較佳:R 11為氫原子或甲基,L 1為伸烷基,Z 1為羧酸基,Y為次甲基。 進而,作為由式(vi)表示之單體,如下化合物為較佳:R 14、R 15及R 16分別獨立地為氫原子或甲基,Z 1為羧酸基。
以下示出由式(iv)~(vi)表示之單體(化合物)的代表例。 作為單體的例子,可舉出甲基丙烯酸、巴豆酸、異巴豆酸、分子內包含加成聚合性雙鍵及羥基之化合物(例如,甲基丙烯酸2-羥乙基)與琥珀酸酐的反應物、分子內包含加成聚合性雙鍵及羥基之化合物與鄰苯二甲酸酐的反應物、分子內包含加成聚合性雙鍵及羥基之化合物與四羥基鄰苯二甲酸酐的反應物、分子內包含加成聚合性雙鍵及羥基之化合物與偏苯三甲酸酐的反應物、分子內包含加成聚合性雙鍵及羥基之化合物與均苯四甲酸酐的反應物、丙烯酸、丙烯酸二聚物、丙烯酸寡聚物、順丁烯二酸、衣康酸、反丁烯二酸、4-乙烯基苯甲酸、乙烯基苯酚及4-羥基苯甲基丙烯醯胺等。
從與顏料等的相互作用、經時黏度穩定性及對顯影液的滲透性的觀點考慮,包含能夠與顏料等形成相互作用之官能基之結構單元的含量相對於高分子化合物的總質量,0.05~90質量%為較佳,1.0~80質量%為更佳,10~70質量%為進一步較佳。
·其他結構單元 進而,以提高圖像強度等各種性能為目的,高分子化合物在不損害本發明的效果之範圍內,可以進一步具有如下其他結構單元(例如,包含對後述溶劑具有親和性之官能基等之結構單元):具有與包含接枝鏈之結構單元、疏水性結構單元及包含能夠與顏料等形成相互作用之官能基之結構單元不同的各種功能。 作為此類其他結構單元,例如可舉出源自選自丙烯腈類及甲基丙烯腈類等中的自由基聚合性化合物之結構單元。 高分子化合物能夠使用1種或2種以上的該等其他結構單元,其含量以質量換算計,相對於高分子化合物的總質量為0~80質量%為較佳,10~60質量%為更佳。含量在上述範圍內可維持充分的圖案形成性。
高分子化合物的物性 高分子化合物的酸值為0~250mgKOH/g為較佳,10~200mgKOH/g為更佳,30~180mgKOH/g為進一步較佳。 若高分子化合物的酸值為160mgKOH/g以下,則可以更有效地抑制對曝光後的硬化膜進行顯影時的圖案剝離。又,若高分子化合物的酸值為10mgKOH/g以上,則鹼顯影性更良好。又,若高分子化合物的酸值為20mgKOH/g以上,則能夠進一步抑制顏料等的沉降,能夠進一步減少粗大粒子數,並能夠進一步提高組成物的經時黏度穩定性。 在本說明書中,酸值例如能夠從化合物中的酸基的平均含量算出。又,若改變樹脂的構成成分亦即包含酸基之結構單元的含量,則可獲得具有所需酸值之樹脂。
又,高分子化合物的胺值為0~250mgKOH/g為較佳,10~200mgKOH/g為更佳,10~180mgKOH/g為進一步較佳。 在本說明書中,胺值例如能夠從化合物中的經取代或未經取代之胺基的平均含量算出。又,若改變樹脂的構成成分亦即包含經取代或未經取代之胺基之結構單元的含量,則可獲得具有所需胺值之樹脂。
高分子化合物的重量平均分子量為4,000~300,000為較佳,5,000~200,000為更佳,6,000~100,000為進一步較佳,10,000~50,000為特佳。 高分子化合物能夠根據公知的方法合成。
作為高分子化合物的具體例,可舉出Kusumoto Chemicals,Ltd.製「DA-7301」、BYK Chemie GmbH製「Disperbyk-101(聚醯胺基胺磷酸鹽)、107(羧酸酯)、110(包含酸基之共聚物)、111(磷酸系分散劑)、130(聚醯胺)、161、162、163、164、165、166、167、170、190(高分子共聚物)」、「BYK-P104、P105(高分子量不飽和聚羧酸)」、EFKA公司製「EFKA4047、4050~4010~4165(聚胺酯系)、EFKA4330~4340(嵌段共聚物)、4400~4402(改質聚丙烯酸酯)、5010(聚酯醯胺)、5765(高分子量聚羧酸鹽)、6220(脂肪酸聚酯)、6750(偶氮顏料衍生物)」、Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc.製「AJISPER PB821、PB822、PB880、PB881」、Kyoeisha Chemical Co., Ltd.製「FLOREN TG-710(胺基甲酸酯寡聚物)」、「Polyflow No.50E、No.300(丙烯酸系共聚物)」、Kusumoto Chemicals, Ltd.製「DISPARLON KS-860、873SN、874、#2150(脂肪族多元羧酸)、#7004(聚醚酯)、DA-703-50、DA-705、DA-725」、Kao Corporation製「DEMOL RN、N(萘磺酸福馬林縮聚物)、MS、C、SN-B(芳香族磺酸福馬林縮聚物)」、「HOMOGENOL L-18(高分子聚羧酸)」、「EMULGEN 920、930、935、985(聚氧乙烯壬基苯基醚)」、「ACETAMIN 86(硬脂醯胺乙酸酯)」、The Lubrinzol corporation製「22000(偶氮顏料衍生物)、13240(聚酯胺)、3000、12000、17000、20000、27000(在末端部包含功能部之高分子)、24000、28000、32000、38500(接枝共聚物)」、Nikko Chemicals Co., Ltd.製「NIKKOL T106(聚氧乙烯山梨醇單油酸酯)、MYS-IEX(聚氧乙烯單硬脂酸酯)」、Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.製HINOAKUTO T-8000E等、Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製有機矽氧烷聚合物KP341、Yusho Co. Ltd.製「W001:陽離子系界面活性劑」、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、山梨醇脂肪酸酯等非離子系界面活性劑、「W004、W005、W017」等陰離子系界面活性劑、MORISHITA & CO., LTD.製「EFKA-46、EFKA-47、EFKA-47EA、EFKA聚合物100、EFKA聚合物400、EFKA聚合物401、EFKA聚合物450」、SAN NOPCO LIMITED製「Disperse Aid 6、Disperse Aid 8、Disperse Aid 15、Disperse Aid 9100」等高分子分散劑、ADEKA CORPORATION製「Adeka Pluronic(註冊商標)L31、F38、L42、L44、L61、L64、F68、L72、P95、F77、P84、F87、P94、L101、P103、F108、L121、P-123」及Sanyo Chemical Industries, Ltd.製「Ionet(商品名)S-20」等。又,亦能夠使用Acrybase FFS-6752、Acrybase FFS-187。
又,使用包含酸基及鹼基之兩性樹脂亦較佳。兩性樹脂為酸值為5mgKOH/g以上且胺值為5mgKOH/g以上的樹脂為較佳。 作為兩性樹脂的市售品,例如可舉出BYK-Chemie GmbH製DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、DISPERBYK-142、DISPERBYK-145、DISPERBYK-180、DISPERBYK-187、DISPERBYK-191、DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2010、DISPERBYK-2012、DISPERBYK-2025、BYK-9076、Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc.製AJISPER PB821、AJISPER PB822及AJISPER PB881等。 該等高分子化合物可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。
另外,作為高分子化合物的具體例,能夠參閱日本特開2013-249417號公報的0127~0129段中記載之高分子化合物,該等內容編入本說明書中。
又,作為分散劑,除了上述高分子化合物以外,亦能夠使用日本特開2010-106268號公報的0037~0115段(對應之US2011/0124824的0075~0133段欄)的接枝共聚物,能夠援用該等內容,並編入本說明書中。 又,除了上述以外,亦能夠使用日本特開2011-153283號公報的0028~0084段(對應之US2011/279759的0075~0133段)的含有包含酸基經由連結基鍵結而成之側鏈結構之構成成分之高分子化合物,能夠援用該等內容,並編入本說明書中。
又,作為分散劑,亦能夠使用日本特開2016-109763號公報的0033~0049段中記載之樹脂,該內容編入本說明書中。
又,作為分散劑,亦能夠較佳地使用含有包含聚伸烷基亞胺結構和聚酯結構之重複單元之樹脂(以下,亦稱為「樹脂X1」。)。包含聚伸烷基亞胺結構和聚酯結構之重複單元之樹脂在主鏈包含聚伸烷基亞胺結構,包含聚酯結構作為接枝鏈為較佳。
上述聚伸烷基亞胺結構為包含2個以上相同或不同的伸烷基亞胺鏈之聚合結構。作為伸烷基亞胺鏈,具體而言,可舉出由下述式(4A)及下述式(4B)表示之伸烷基亞胺鏈。
[化學式8]
Figure 02_image015
式(4A)中,R X1及R X2分別獨立地表示氫原子或烷基。a 1表示2以上的整數。* 1表示與聚酯鏈、相鄰伸烷基亞胺鏈或氫原子或者取代基的鍵結位置。
[化學式9]
Figure 02_image017
式(4B)中,R X3及R X4分別獨立地表示氫原子或烷基。a 2表示2以上的整數。由式(4B)表示之伸烷基亞胺鏈與具有陰離子性基之聚酯鏈藉由式(4B)中明示之N +與聚酯鏈所包含的陰離子性基形成鹽交聯基而鍵結。
式(4A)及式(4B)中的*及式(4B)中的* 2分別獨立地表示與相鄰伸烷基亞胺鏈或氫原子或者取代基鍵結之位置。 作為式(4A)及式(4B)中的*,其中,表示與相鄰伸烷基亞胺鏈鍵結之位置為較佳。
式(4A)中的R X1及R X2、以及式(4B)中的R X3及R X4分別獨立地表示氫原子或烷基。 作為烷基的碳數,1~6為較佳,1~3為更佳。 式(4A)中,作為R X1及R X2,均為氫原子為較佳。 式(4B)中,作為R X3及R X4,均為氫原子為較佳。
作為式(4A)中的a 1及式(4B)中的a 2,只要為2以上的整數,則並沒有特別限制。作為其上限值,10以下為較佳,6以下為更佳,4以下為進一步較佳,2或3為進一步較佳,2為特佳。
式(4A)及式(4B)中,*表示與相鄰伸烷基亞胺鏈或氫原子或者取代基的鍵結位置。 作為上述取代基,例如可舉出烷基(例如碳數1~6的烷基)及由-CO-R T表示之有機基團等取代基。作為上述R T,可舉出酸基(例如,羧基、磺基及磷酸基等)可以被取代之烷基(例如碳數1~6)或烯基(例如碳數2~6)。 又,式(4A)及式(4B)中,在由*表示之鍵結位置中,可以鍵結有聚酯鏈作為取代基。
由式(4A)表示之伸烷基亞胺鏈在上述* 1的位置與聚酯鏈連結為較佳。具體而言,聚酯鏈中的羰基碳在上述* 1的位置鍵結為較佳。 作為上述聚酯鏈,可舉出由下述式(5A)表示之聚酯鏈。
[化學式10]
Figure 02_image019
伸烷基亞胺鏈為由式(4B)表示之伸烷基亞胺鏈時,聚酯鏈包含陰離子性(較佳為氧陰離子O -),該陰離子性基與式(4B)中的N +形成鹽交聯基為較佳。 作為此類聚酯鏈,可舉出由下述式(5B)表示之聚酯鏈。
[化學式11]
Figure 02_image021
式(5A)中的L X1及式(5B)中的L X2分別獨立地表示2價連結基。作為2價連結基,較佳為可舉出碳數3~30的伸烷基。
式(5A)中的b 11及式(5B)中的b 21分別獨立地表示2以上的整數,6以上的整數為較佳,其上限例如為200以下。
式(5A)中的b 12及式(5B)中的b 22分別獨立地表示0或1。
式(5A)中的X A及式(5B)中的X B分別獨立地表示氫原子或取代基。作為取代基,可舉出烷基、烷氧基、聚伸烷氧基烷基及芳基等。
作為上述烷基(可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。)及上述烷氧基中包含的烷基(可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。)的碳數,可舉出1~30,1~10為較佳。又,上述烷基可以進一步具有取代基,作為取代基,可舉出羥基及鹵素原子(作為鹵素原子,氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等)。
聚伸烷氧基烷基為由R X6(OR X7p(O) q-表示之取代基。R X6表示烷基,R X7表示伸烷基,p表示2以上的整數,q表示0或1。 由R X6表示之烷基與由X A表示之烷基的含義相同。又,作為由R X7表示之伸烷基,可舉出從由X A表示之烷基去除1個氫原子之基團。 p為2以上的整數,作為其上限值,例如為10以下,5以下為較佳。
作為芳基,例如,可舉出碳數6~24的芳基(單環及多環中的任一種。)。 上述芳基可以進一步具有取代基,作為取代基,可舉出烷基、鹵素原子及氰基等。
作為上述聚酯鏈,對ε-己內酯、δ-己內酯(δ-Caprolactone)、β-丙內酯、γ-丁內酯、δ-戊內酯、γ-戊內酯、庚內酯、β-丁內酯、γ-己內酯、γ-辛內酯、δ-己內酯(δ-Hexalactone)、δ-辛內酯、δ-十二內酯、α-甲基-γ-丁內酯及乳酸交酯(可以為L型,亦可以為D型。)等內酯進行開環而成之結構為較佳,對ε-己內酯或δ-戊內酯進行開環而成之結構為更佳。
作為含有包含聚伸烷基亞胺結構和聚酯結構之重複單元之樹脂,能夠遵照日本專利第5923557號中記載之合成方法合成。
作為含有包含聚伸烷基亞胺結構和聚酯結構之重複單元之樹脂,能夠參閱日本專利第5923557號中揭示之含有包含聚伸烷基亞胺結構和聚酯結構之重複單元之樹脂,該等內容編入本申請說明書中。
樹脂X1的酸值為10~100mgKOH/g為較佳,20~80mgKOH/g為更佳。樹脂X1的胺值為5mgKOH/g以上為較佳,20mgKOH/g以上為更佳,30mgKOH/g以上為進一步較佳。作為上限值,例如,100mgKOH/g以下為較佳。
樹脂X1的重量平均分子量並沒有特別限制,例如,3,000以上為較佳,4,000以上為更佳,5,000以上為進一步較佳,6,000以上為特佳。又,作為上限值,例如,300,000以下為較佳,200,000以下為更佳,100,000以下為進一步較佳,50,000以下為特佳。
<鹼可溶性樹脂> 組成物為包含鹼可溶性樹脂為較佳。在本說明書中,鹼可溶性樹脂表示包含促進鹼可溶性之基團(鹼可溶性基。例如羧酸基等酸基)之樹脂,並表示與已說明的分散劑不同的樹脂。 作為鹼可溶性樹脂在組成物中的含量,並沒有特別限制,相對於組成物的總固體成分,1.0~30質量%為較佳,2.0~20質量%為更佳,3.0~15質量%為進一步較佳,4.0~15質量%為特佳。 鹼可溶性樹脂可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。同時使用2種以上鹼可溶性樹脂時,合計含量在上述範圍內為較佳。
作為鹼可溶性樹脂,可舉出在分子中包含至少1個鹼可溶性基之樹脂,例如聚羥基苯乙烯樹脂、聚矽氧烷樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、(甲基)丙烯醯胺樹脂、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯醯胺共聚物樹脂、環氧系樹脂及聚醯亞胺樹脂等。
作為鹼可溶性樹脂的具體例,可舉出不飽和羧酸與乙烯性不飽和化合物的共聚物。 作為不飽和羧酸,並沒有特別限制,可舉出(甲基)丙烯酸、巴豆酸及乙烯基乙酸等單羧酸類;衣康酸、順丁烯二酸及反丁烯二酸等二羧酸或其酸酐;以及單(2-(甲基)丙烯醯氧基乙基)鄰苯二甲酸酯等多元羧酸單酯類;等。
作為能夠共聚的乙烯性不飽和化合物,可舉出(甲基)丙烯酸甲酯等。又,亦能夠使用日本特開2010-097210號公報的0027段及日本特開2015-068893號公報的0036~0037段中記載之化合物,上述內容編入本說明書中。
作為鹼可溶性樹脂,從本發明的效果更優異的方面考慮,包含硬化性基之鹼可溶性樹脂亦較佳。 作為上述硬化性基,同樣可舉出上述高分子化合物可含有的硬化性基,較佳範圍亦相同。 作為包含硬化性基之鹼可溶性樹脂的一態樣,可舉出在側鏈包含乙烯性不飽和基之丙烯酸樹脂。在側鏈包含乙烯性不飽和基之丙烯酸樹脂例如可以藉由使包含羧酸基之丙烯酸樹脂的羧酸基與包含環氧丙基或脂環式環氧基之乙烯性不飽和化合物加成反應來獲得。 作為包含硬化性基之鹼可溶性樹脂,在側鏈具有硬化性基之鹼可溶性樹脂等為較佳。作為包含硬化性基之鹼可溶性樹脂,可舉出DIANAL NR系列(Mitsubishi Rayon Co., Ltd.製)、Photomer 6173(含有COOH之聚胺酯丙烯酸寡聚物,Diamond Shamrock Co., Ltd.製)、VISCOAT R-264、KS RESIST 106(均為OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.製)、CYCLOMER P系列(例如ACA230AA)、PLACCEL CF200系列(均為Daicel Corporation製)、Ebecryl 3800(DAICEL-ALLNEX LTD.製)及ACRYCURE RD-F8(NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.製)等。
作為鹼可溶性樹脂,例如能夠使用日本特開昭59-044615號、日本特公昭54-34327號、日本特公昭58-012577號、日本特公昭54-025957號、日本特開昭54-092723號、日本特開昭59-053836號及日本特開昭59-071048號中記載之在側鏈包含羧酸基之自由基聚合物;歐洲專利第993966號、歐洲專利第1204000號及日本特開2001-318463號等各公報中記載之包含鹼可溶性基之縮醛改質聚乙烯醇系黏合劑樹脂;聚吡咯啶酮;聚環氧乙烷;醇可溶性尼龍及2,2-雙-(4-羥基苯基)-丙烷與表氯醇的反應物亦即聚醚等;以及國際公開第2008/123097號中記載之聚醯亞胺樹脂;等。
作為鹼可溶性樹脂,例如亦能夠使用日本特開2016-075845號公報的0225~0245段中記載之化合物,上述內容編入本說明書中。
作為鹼可溶性樹脂,亦能夠使用聚醯亞胺前驅物。聚醯亞胺前驅物表示使包含酸酐基之化合物與二胺化合物在40~100℃下進行加成聚合反應來獲得之樹脂。 作為聚醯亞胺前驅物,例如可舉出包含由式(1)表示之重複單元之樹脂。作為聚醯亞胺前驅物的結構,例如可舉出包含由下述式(2)表示之醯胺酸結構和由醯胺酸結構的一部分醯亞胺閉環而成之下述式(3)及所有醯亞胺閉環而成之下述式(4)表示之醯亞胺結構之聚醯亞胺前驅物。 另外,在本說明書中,有時將具有醯胺酸結構之聚醯亞胺前驅物稱為聚醯胺酸。
[化學式12]
Figure 02_image023
[化學式13]
Figure 02_image025
[化學式14]
Figure 02_image027
[化學式15]
Figure 02_image029
在上述式(1)~(4)中,R 1表示碳數2~22的4價有機基團,R 2表示碳數1~22的2價有機基團,n表示1或2。
作為上述聚醯亞胺前驅物的具體例,例如可舉出日本特開2008-106250號公報的0011~0031段中記載之化合物、日本特開2016-122101號公報的0022~0039段中記載之化合物及日本特開2016-068401號公報的0061~0092段中記載之化合物等,上述內容編入本說明書中。
從由組成物形成之圖案的形狀更優異的方面考慮,鹼可溶性樹脂包含選自包括聚醯亞胺樹脂及聚醯亞胺前驅物之群組中之1種以上亦較佳。 作為包含鹼可溶性基之聚醯亞胺樹脂,並沒有特別限制,能夠使用包含公知的鹼可溶性基之聚醯亞胺樹脂。作為上述聚醯亞胺樹脂,例如可舉出日本特開2014-137523號公報的0050段中記載之樹脂、日本特開2015-187676號公報的0058段中記載之樹脂及日本特開2014-106326號公報的0012~0013段中記載之樹脂等,上述內容編入本說明書中。
〔與碳黑不同的有機粒子或金屬氧化物粒子(粒子A)〕 作為上述碳黑及硫酸鋇以外的粒子,組成物可以進一步包含選自包括與碳黑不同的有機粒子及金屬氧化物粒子之群組中之1種以上粒子(以下,亦稱為「粒子A」”。)。 組成物包含粒子A時,在由組成物形成之圖案的表面形成凹凸,由此容易產生光散射,其結果,圖案能夠變得反射性更低。又,組成物包含粒子A時,圖案的底切能夠進一步得到抑制。
作為上述有機粒子,樹脂粒子為較佳。 作為構成樹脂粒子之樹脂,並沒有特別限制,可舉出丙烯酸樹脂、酚樹脂、環氧樹脂、三聚氰胺樹脂、脲甲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂及聚芳醯胺樹脂等,其中,從本發明的效果更優異的方面考慮,丙烯酸樹脂或酚樹脂為較佳,酚樹脂為更佳。亦即,作為有機粒子,丙烯酸樹脂粒子或酚樹脂粒子為較佳,酚樹脂粒子為更佳。 又,作為構成上述金屬氧化物粒子之金屬氧化物,並沒有特別限制,例如,可舉出二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、氧化錫、氧化鋯、氧化鋅及氧化銻等,其中二氧化矽為較佳。亦即,作為金屬氧化物粒子,二氧化矽粒子為較佳。
其中,從本發明的效果更優異的方面考慮,組成物包含選自包括丙烯酸樹脂粒子、酚樹脂粒子及二氧化矽粒子之群組中之1種以上粒子作為粒子A為較佳。
作為粒子A的平均粒徑,0.1~10μm為較佳,0.3~8μm為更佳,0.5~6μm為進一步較佳。 粒子A的平均粒徑為目錄值,或者沒有目錄值時為基於電子顯微鏡觀察之算術平均粒徑的值。
組成物包含粒子A時,作為粒子A的含量,相對於組成物的總固體成分,5.0質量%以上為較佳,8.0質量%以上為更佳,10質量%以上為進一步較佳。上限相對於組成物的總固體成分,40質量%以下為較佳,30質量%以下為更佳,25質量%以下為進一步較佳。 粒子A可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。同時使用2種以上粒子A時,合計含量在上述範圍內為較佳。
〔顏料〕 組成物可以進一步包含除了上述碳黑及硫酸鋇以外的顏料。另外,此處提及的顏料與相當於上述粒子A之有機粒子及金屬氧化物粒子不同為較佳。
<黑色顏料> 作為上述顏料,例如,可舉出碳黑以外的黑色顏料。 黑色顏料能夠使用各種公知的黑色顏料。黑色顏料可以為無機顏料,亦可以為有機顏料。 作為黑色的無機顏料,可舉出包含選自包括鈦(Ti)及鋯(Zr)等第4族金屬元素、釩(V)及鈮(Nb)等第5族金屬元素、鈷(Co)、鉻(Cr)、銅(Cu)、錳(Mn)、釕(Ru)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、錫(Sn)及銀(Ag)之群組中之1種或2種以上金屬元素之金屬氧化物、金屬氮化物及金屬氮氧化物等。 無機顏料可以預先實施表面修飾處理。例如,可舉出利用同時具有聚矽氧基和烷基之表面處理劑實施了表面修飾處理之無機粒子,可舉出「KTP-09」系列(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製)等。又,金屬氧化物、金屬氮化物及金屬氮氧化物亦可以用作進一步混合有其他原子之粒子。例如,亦可以用作進一步包含選自包括週期表13~17族元素之群組中之原子(較佳為硫原子)之金屬氧化物、金屬氮化物及金屬氮氧化物。
其中,作為黑色顏料,包含選自包括金屬氮化物及金屬氮氧化物之群組中之1種以上粒子(以下,亦稱為「粒子B」。)為較佳。 作為上述粒子B,第4族金屬元素的氮化物或氮氧化物、或者第5族金屬元素的氮化物或氮氧化物為較佳,鈦的氮化物或氮氧化物、鋯的氮化物或氮氧化物、釩的氮化物或氮氧化物、或者鈮的氮化物或氮氧化物為更佳。 另外,鈦的氮化物為氮化鈦,鋯的氮化物為氮化鋯,釩的氮化物為氮化釩,鈮的氮化物為氮化鈮。又,鈦的氮氧化物為氮氧化鈦,鋯的氮氧化物為氮氧化鋯,釩的氮氧化物為氮氧化釩,鈮的氮氧化物為氮氧化鈮。 組成物包含粒子B作為黑色顏料時,作為粒子B的含量,相對於組成物的總固體成分,例如,0.1~30質量%為較佳,3.0~25質量%為更佳,3.0~20質量%為特佳。 粒子B可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。同時使用2種以上粒子B時,合計含量在上述範圍內為較佳。
黑色顏料為盡量細膩的顏料為較佳。若亦考慮處理性,則黑色顏料的平均一次粒徑為0.01~0.1μm為較佳,0.01~0.05μm為更佳。
另外,在本說明書中,氮化鈦表示TiN,可以包含製造上不可避免的氧原子(例如TiN的粒子表面未預期地被氧化者等)。 在本說明書中,氮化鈦表示源自將CuKα射線作為X射線源時的(200)面之峰的折射角2θ為42.5°~42.8°的化合物。 又,在本說明書中,氮氧化鈦表示源自將CuKα射線作為X射線源時的(200)面之峰的折射角2θ超過42.8°的化合物。作為氮氧化鈦的上述折射角2θ的上限值,並沒有特別限制,43.5°以下為較佳。 作為氮氧化鈦,例如可舉出鈦黑等,更具體而言,例如可舉出包含由TiO 2、Ti nO 2n-1(1≤n≤20)表示之低階二氧化鈦和/或由TiN xO y(0<x<2.0,0.1<y<2.0)表示之氮氧化鈦之形態。在以下說明中,將氮化鈦(上述折射角2θ為42.5°~42.8°)及氮氧化鈦(上述折射角2θ超過42.8°)統稱為鈦氮化物,並對其形態進行說明。 又,鈦氮化物可用作進一步混合有其他原子之粒子。例如,鈦氮化物可以用作進一步包含選自包括週期表13~17族元素之群組中之原子(較佳為硫原子)之鈦氮化物含有粒子。另外,在其他金屬氮化物中,同樣可以將作為氮化金屬和氮氧化金屬的統稱之金屬氮化物用作進一步混合有其他原子之粒子。例如,金屬氮化物亦可以用作進一步包含選自包括週期表13~17族元素之群組中之原子(較佳為硫原子)之金屬氮化物。
將CuKα射線作為X射線源來測定鈦氮化物的X射線折射光譜時,作為強度最強的峰,TiN在2θ=42.5°附近觀測到源自(200)面之峰,而TiO在2θ=43.4°附近觀測到源自(200)面之峰。另一方面,雖不是強度最強的峰,但銳鈦礦型TiO 2在2θ=48.1°附近觀測到了源自(200)面之峰,而金紅石型TiO 2則在2θ=39.2°附近觀測到了源自(200)面之峰。因此,氮氧化鈦包含氧原子越多,峰位置相對於42.5°的越向高角度側移動。
鈦氮化物包含氧化鈦TiO 2時,作為強度最強的峰,在2θ=25.3°附近觀察到源自銳鈦礦型TiO 2(101)之峰,且在2θ=27.4°附近觀察到源自金紅石型TiO 2(110)之峰。然而,TiO 2為白色,會成為降低由組成物形成之遮光膜的遮光性的要素,因此減少至不會作為峰而被觀察到的程度為較佳。
從藉由上述X射線折射光譜的測定來獲得之峰的半峰寬度求出構成鈦氮化物之微晶尺寸。微晶尺寸的計算可以利用謝勒(Scherrer)公式進行。
作為構成鈦氮化物之微晶尺寸,50nm以下為較佳且20nm以上為較佳。若微晶尺寸為20~50nm,則紫外線(尤其,i射線(波長365nm))透射率容易變高,可獲得感光性高的組成物。
關於鈦氮化物的比表面積,並沒有特別限制,可藉由BET(Brunauer、Emmett、Teller)法求出。鈦氮化物的比表面積為5~100m 2/g為較佳,10~60m 2/g為更佳。
作為黑色顏料的製造方法,並沒有特別限制,能夠使用公知的製造方法,例如可舉出氣相反應法。作為氣相反應法,可舉出電爐法及熱電漿法等,但從雜質的混入少,粒徑容易均勻,且生產率高的方面考慮,熱電漿法為較佳。 在熱電漿法中,作為產生熱電漿的方法,並沒有特別限制,可舉出直流電弧放電、多層電弧放電、高頻(RF)電漿及混合電漿等,源自電極的雜質混入少的高頻電漿為更佳。 作為基於熱電漿法之黑色顏料的具體製造方法,並沒有特別限制,例如,作為鈦氮化物的製造方法,可舉出在電漿火焰中使四氯化鈦和氨氣反應之方法(日本特開平2-022110號公報);利用高頻熱電漿使鈦粉末蒸發,導入氮氣作為載氣並在冷卻過程中使其氮化而合成之方法(日本特開昭61-011140號公報);及向電漿的周緣部吹入氨氣之方法(日本特開昭63-085007號)等。 其中,作為黑色顏料的製造方法,並不限於以上,只要能夠獲得具有所需物性之黑色顏料,則製造方法並不受限制。
黑色顏料可以在其表面含有包含矽之化合物(以下稱為「含矽化合物」。)的層。亦即,可以將上述金屬原子的(氧)氮化物利用含矽化合物包覆而作為黑色顏料。 作為包覆金屬原子的(氧)氮化物之方法,並沒有特別限制,能夠使用公知的方法,例如可舉出日本特開昭53-033228號公報的2頁右下~4頁右上中記載之方法(使用金屬原子的(氧)氮化物來代替鈦氧化物)、日本特開2008-069193號公報的0015~0043段中記載之方法(使用金屬原子的(氧)氮化物來代替微粒二氧化鈦)、日本特開2016-074870號公報的0020段及0124~0138段中記載之方法(使用金屬原子的(氧)氮化物來代替金屬氧化物微粒),上述內容編入本說明書中。 黑色顏料可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。
<其他顏料> 顏料可以為除了黑色顏料以外的其他顏料,其他顏料可以為無機顏料,亦可以為有機顏料。但為除了上述碳黑、硫酸鋇、粒子A及粒子B以外的顏料。
(無機顏料) 作為無機顏料,並沒有特別限制,能夠使用公知的無機顏料。 作為無機顏料的例子,例如可舉出鋅白、鉛白、鋅鋇白、氧化鈦、氧化鉻、氧化鐵、鉛丹、氧化鐵紅、黃鉛、鋅黃(鉻酸鋅鉀(zinc potassium chromate)、四鹼式鉻酸鋅(zinc tetroxy chromate))、群青藍(ultramarin blue)、普魯士藍(亞鐵氰化鉀(potassium ferrocyanide))、鋯石灰(zircon grey)、鐠黃(Praseodymium yellow)、鉻鈦黃、鉻綠、孔雀綠、維多利亞綠(victoria green)、鐵藍(iron blue)(與普魯士藍無關)、釩鋯藍(vanadium zirconium blue)、鉻錫紅(chrome tin pink)、錳紅(manganese pink)及橙紅(salmon pink)等。 無機顏料可以預先實施表面修飾處理。例如,可舉出利用同時具有聚矽氧基和烷基之表面處理劑實施了表面修飾處理之無機顏料,可舉出「KTP-09」系列(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製)等。
亦能夠使用具有紅外線吸收性之顏料。 作為具有紅外線吸收性之顏料,鎢化合物及金屬硼化物等為較佳。其中,從紅外區域的波長處的遮光性優異的方面考慮,鎢化合物為較佳。
該等顏料可以同時使用2種以上,又,可以與後述染料同時使用。為了調整色調,並提高所需波長區域的遮光性,例如可舉出對黑色或具有紅外線遮光性之顏料混合紅色、綠色、黃色、橙色、紫色及藍色等彩色顏料或後述染料之形態。對具有紅外線遮光性之顏料混合紅色顏料或染料、或者紫色顏料或染料為較佳,對具有紅外線遮光性之顏料混合紅色顏料為更佳。 進而,亦可以添加後述紅外線吸收劑。
(有機顏料) 作為有機顏料,例如可舉出顏料索引(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等; 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; 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等; C.I.顏料綠10、37、58、59等; C.I.顏料紫1、19、23、27、32、37、42等; C.I.顏料藍1、2、16、22、60、64、66、79、80等。另外,顏料可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。
<染料> 作為著色染料,例如除了R(紅)、G(綠)及B(藍)等彩色系染料(彩色染料)以外,亦能夠使用日本特開2014-042375的0027~0200段中記載之著色劑。又,能夠使用黑色染料。 作為染料,例如能夠使用日本特開昭64-090403號公報、日本特開昭64-091102號公報、日本特開平1-094301號公報、日本特開平6-011614號公報、日本特登2592207號、美國專利4808501號說明書、美國專利505950號說明書、美國專利5667920號說明書、日本特開平5-333207號公報、日本特開平6-035183號公報、日本特開平6-051115號公報及日本特開平6-194828號公報等中揭示之色素。若作為化學結構予以區分,則能夠使用吡唑偶氮化合物、吡咯亞甲基化合物、苯胺偶氮化合物、三苯甲烷化合物、蒽醌化合物、亞苄基化合物、氧雜菁(oxonol)化合物、吡唑并三唑偶氮化合物、吡啶酮偶氮化合物、花青化合物、啡噻𠯤化合物或吡咯并吡唑甲亞胺化合物等。又,作為染料,可以使用色素多聚體。作為色素多聚體,可舉出日本特開2011-213925號公報及日本特開2013-041097號公報中記載之化合物。又,亦可以使用分子內具有聚合性基之聚合性染料,作為市售品,例如可舉出FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation製RDW系列。
〔紫外線吸收劑〕 組成物可以包含紫外線吸收劑。由此,能夠使由組成物形成之圖案的形狀成為更優異(精細)的形狀。 作為紫外線吸收劑,能夠使用水楊酸酯系、二苯甲酮系、苯并三唑系、取代丙烯腈系及三𠯤系紫外線吸收劑。作為該等的具體例,能夠使用日本特開2012-068418號公報的0137~0142段(對應之US2012/0068292的0251~0254段)的化合物,能夠援用該等內容,並編入本說明書中。 此外,二乙基胺基-苯基磺醯基系紫外線吸收劑(DAITO CHEMICAL CO., LTD.製,商品名:UV-503)等亦可較佳地使用。 作為紫外線吸收劑,可舉出日本特開2012-032556號公報的0134~0148段中例示之化合物。 組成物包含紫外線吸收劑時,紫外線吸收劑的含量相對於組成物的總固體成分,0.001~15質量%為較佳,0.01~10質量%為更佳,0.1~5質量%為進一步較佳。
〔矽烷偶合劑(密接劑)〕 組成物可以包含矽烷偶合劑。 在基板上形成硬化膜時,矽烷偶合劑作為提高基板與硬化膜之間的密接性之密接劑發揮功能。 矽烷偶合劑係指在分子中包含水解性基及其以外的官能基之化合物。另外,烷氧基等水解性基與矽原子鍵結。 水解性基係指與矽原子直接鍵結,並且可藉由水解反應和/或縮合反應生成矽氧烷鍵之取代基。作為水解性基,例如,可舉出鹵素原子、烷氧基、醯氧基及烯氧基。水解性基包含碳原子時,其碳數為6以下為較佳,4以下為更佳。尤其,碳數4以下的烷氧基或碳數4以下的烯氧基為較佳。 又,在基板上形成硬化膜時,為了提高基板與硬化膜之間的密接性,矽烷偶合劑不包含氟原子及矽原子(其中,水解性基所鍵結之矽原子除外)為較佳,不包含氟原子、矽原子(其中,水解性基所鍵結之矽原子除外)、被矽原子取代之伸烷基、碳數8以上的直鏈狀烷基及碳數3以上的支鏈狀烷基為較佳。 矽烷偶合劑可以包含環氧基及氧環丁烷基等環硬化性基。包含環氧基及氧環丁烷基等環硬化性基時,其數量為1~10個為較佳,1~4個為更佳。另外,包含環氧基及氧環丁烷基等環硬化性基之矽烷偶合劑(例如,含有包含矽原子之水解性基及環氧基之化合物)並不屬於上述特定交聯劑。
矽烷偶合劑在上述組成物中的含量相對於組成物中的總固體成分,0.1~10質量%為較佳,0.5~8.0質量%為更佳,1.0~6.0質量%為進一步較佳。 上述組成物可以單獨包含1種矽烷偶合劑,亦可以包含2種以上。組成物包含2種以上的矽烷偶合劑時,其合計在上述範圍內即可。
作為矽烷偶合劑,例如,可舉出3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷及3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷等。
〔界面活性劑〕 組成物可以包含界面活性劑。界面活性劑有助於提高組成物的塗佈性。 上述組成物包含界面活性劑時,作為界面活性劑的含量,相對於組成物的總固體成分,0.001~2.0質量%為較佳,0.005~0.5質量%為更佳,0.01~0.1質量%為進一步較佳。 界面活性劑可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。界面活性劑同時使用2種以上時,合計量在上述範圍內為較佳。
作為界面活性劑,例如,可舉出氟系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑及陰離子系界面活性劑等。 作為界面活性劑,從本發明的效果更優異的方面考慮,包含聚矽氧系界面活性劑或氟系界面活性劑為較佳,包含氟系界面活性劑為更佳。
組成物包含氟系界面活性劑時,組成物的液體特性(尤其,流動性)進一步提高。亦即,利用含有氟系界面活性劑之組成物來形成膜時,使被塗佈面與塗佈液之間的界面張力下降來改善對被塗佈面的潤濕性,並提高對被塗佈面的塗佈性。因此,即使以少量的液量形成了數μm左右的薄膜時,亦在能夠更佳地形成厚度不均小的均勻厚度的膜這一方面有效。
氟系界面活性劑中的含氟率為3~40質量%為較佳,5~30質量%為更佳,7~25質量%為進一步較佳。含氟率在該範圍內之氟系界面活性劑在塗佈膜的厚度的均勻性和/或省液性方面有效,在組成物中的溶解性亦良好。 又,作為氟系界面活性劑,從塗佈均勻性優異的方面考慮,包含C 6F 13基亦較佳。
作為氟系界面活性劑,例如,可舉出MEGAFACE F171、MEGAFACE F172、MEGAFACE F173、MEGAFACE F176、MEGAFACE F177、MEGAFACE F141、MEGAFACE F142、MEGAFACE F143、MEGAFACE F144、MEGAFACE R30、MEGAFACE F437、MEGAFACEF475、MEGAFACE F479、MEGAFACE F482、MEGAFACE F554及MEGAFACE F780(以上為DIC CORPORATION製);Fluorad FC430、Fluorad FC431及Fluorad FC171(以上為Sumitomo 3M Limited製);Surflon S-382、Surflon SC-101、Surflon SC-103、Surflon SC-104、Surflon SC-105、Surflon SC-1068、Surflon SC-381、Surflon SC-383、Surflon S-393及Surflon KH-40(以上為Asahi Glass Co., Ltd.製);以及PF636、PF656、PF6320、PF6520及PF7002(OMNOVA Solutions Inc.製)等。 作為氟系界面活性劑,亦能夠使用嵌段聚合物,作為具體例,例如可舉出日本特開第2011-089090號公報中記載之化合物。
〔溶劑〕 組成物包含溶劑為較佳。 作為溶劑,並沒有特別限制,能夠使用公知的溶劑。 組成物中,作為固體成分的含量,相對於組成物的總質量,10~90質量%為較佳,10~45質量%為更佳,15~35質量%為進一步較佳。亦即,作為溶劑在組成物中的含量,並沒有特別限制,調整至組成物的固體成分成為上述含量為較佳。 溶劑可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。同時使用2種以上的溶劑時,將組成物的總固體成分調整成上述範圍為較佳。
作為溶劑,例如,可舉出水及有機溶劑。
<有機溶劑> 作為有機溶劑,例如可舉出丙酮、甲基乙基酮、環己烷、乙酸乙酯、二氯乙烷、四氫呋喃、甲苯、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇二甲醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、乙醯丙酮、環己酮、環戊酮、二丙酮醇、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚乙酸酯、3-甲氧基丙醇、甲氧基甲氧基乙醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、3-甲氧基乙酸丙酯、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯、N-甲基-2-吡咯啶酮及乳酸乙酯等,但並不限於該等。
<水> 組成物含有水時,其含量相對於組成物的總質量,0.001~5.0質量%為較佳,0.01~3.0質量%為更佳,0.1~1.0質量%為進一步較佳。其中,水的含量相對於組成物的總質量若為3.0質量%以下(更佳為1.0質量%以下),則容易抑制由水解等引起之組成物中的成分的經時黏度穩定性的劣化,若為0.01質量%以上(較佳為0.1質量%以上),則容易改善經時沉降穩定性。
〔其他任意成分〕 組成物可以進一步含有除了上述成分以外的其他任意成分。例如,可舉出增感劑、共增感劑、硬化促進劑、填料、熱硬化促進劑、可塑劑、稀釋劑及敏化劑等,進而,亦可以根據需要添加對基板表面的密接促進劑及其他助劑類(例如,導電性粒子、填充劑、消泡劑、阻燃劑、流平劑、剝離促進劑、抗氧化劑、香料、表面張力調整劑及鏈轉移劑等)等公知的添加劑。 該等成分例如能夠參閱日本特開2012-003225號公報的0183~0228段(對應之美國專利申請公開第2013/0034812號說明書的0237~0309段)、日本特開2008-250074號公報的0101~0102段、0103~0104段、0107~0109段及日本特開2013-195480號公報的0159~0184段等的記載,該等內容編入本申請說明書中。
〔組成物的製造方法〕 關於組成物,首先製造分散有碳黑之分散組成物,將所獲得之分散組成物進一步與其他成分混合而作為組成物為較佳。 分散組成物混合碳黑、硫酸鋇、銅酞青類、粒子B、樹脂(較佳為分散劑)及溶劑來製備為較佳。
上述分散組成物能夠藉由公知的混合方法(例如利用攪拌機、均質儀、高壓乳化裝置、濕式粉碎機或濕式分散機等之混合方法)混合上述各成分來製備。
能夠在製備分散組成物之後,混合上述分散組成物、樹脂(較佳為鹼可溶性樹脂)、光酸產生劑、特定交聯劑、粒子A及溶劑類等來製備。 製備組成物時,可以一次性配合各成分,亦可以將各成分分別在溶劑中溶解或分散之後依序配合。又,配合時的投入順序及作業條件並沒有特別限制。
組成物以去除異物及減少缺陷等為目的,利用過濾器過濾為較佳。作為過濾器,只要是一直以來用於過濾用途等之過濾器,則能夠沒有特別限定地使用。例如,可舉出基於PTFE(聚四氟乙烯)等氟樹脂、尼龍等聚醯胺系樹脂、以及聚乙烯及聚丙烯(PP)等聚烯烴樹脂(包含高密度、超高分子量)等之過濾器。該等原材料中,聚丙烯(包含高密度聚丙烯)、尼龍為較佳。 過濾器的孔徑為0.1~7.0μm為較佳,0.2~2.5μm為更佳,0.2~1.5μm為進一步較佳,0.3~0.7μm為特佳。若設在該範圍,則能夠抑制顏料(包含遮光顏料)的過濾堵塞,並且能夠確實去除顏料所包含的雜質及凝聚物等微細異物。 使用過濾器時,可組合不同的過濾器。此時,藉由第1過濾器的過濾可以只進行1次,亦可以進行2次以上。組合不同的過濾器來進行2次以上過濾時,第2次之後的孔徑與第1次過濾的孔徑相比,相同或更大為較佳。又,可以在上述範圍內組合不同孔徑的第1過濾器。此處的孔徑能夠參閱過濾器廠商的標稱值。作為市售的過濾器,例如能夠從由NIHON PALL LTD.、ADVANTEC TOYO KAISHA, LTD.、Nihon Entegris K.K.(原Nippon micro squirrel Co., Ltd.)及KITZ MICROFILTER CORPORATION等提供之各種過濾器中選擇。 第2過濾器能夠使用由與上述第1過濾器相同的材料等形成之過濾器。第2過濾器的孔徑為0.2~10.0μm為較佳,0.2~7.0μm為更佳,0.3~6.0μm為進一步較佳。 組成物不包含金屬、含鹵金屬鹽、酸、鹼等雜質為較佳。作為該等材料所包含的雜質的含量,1ppm以下為較佳,1ppb以下為更佳,100ppt以下為進一步較佳,10ppt以下為特佳,實質上不包含(測定裝置的檢測極限以下)為最佳。 另外,上述雜質能夠藉由電感耦合等離子體質譜儀(Yokogawa Electric Corporation製,Agilent 7500cs型)進行測定。
〔硬化膜的製造方法〕 作為硬化膜的製造方法,包括以下步驟為較佳。經過以下步驟,能夠形成圖案狀硬化膜。 ·組成物層形成步驟 ·曝光步驟 ·顯影步驟 以下,對各步驟進行說明。
<組成物層形成步驟> 在組成物層形成步驟中,在曝光之前在支撐體等上賦予組成物來形成由組成物構成的層(組成物層)。作為支撐體,例如能夠使用在基板(例如矽基板)上設置有CCD(Charge Coupled Device:電荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:互補型金屬氧化膜半導體)等攝像元件(受光元件)之固體攝像元件用基板。又,根據需要,在支撐體上可以設置用於改善與上部層之密接、防止物質的擴散及基板表面的平坦化等的下塗層。
作為對支撐體上的組成物的適用方法,能夠適用狹縫塗佈法、噴墨法、旋轉塗佈法、流延塗佈法、輥塗法或網版印刷法等各種塗佈方法。作為組成物層的膜厚,0.1~10μm為較佳,0.2~5.0μm為更佳,0.2~3.0μm為進一步較佳。塗佈於支撐體上的組成物層的乾燥(預烘烤)可以利用加熱板、烘箱等以50~140℃的溫度進行10~300秒。
〔曝光步驟〕 曝光步驟為照射活性光線或放射線而對在組成物層形成步驟中形成之組成物層進行曝光之步驟。具體而言,曝光步驟為如下步驟:對在組成物層形成步驟中形成之組成物層照射活性光線或放射線來進行曝光,並硬化組成物層的光照射區域。 作為光照射的方法,並沒有特別限制,隔著具有圖案狀開口部之光罩進行光照射為較佳。 曝光藉由放射線的照射來進行為較佳,作為曝光時能夠使用的放射線,尤其g射線、h射線及i射線等紫外線為較佳,作為光源,高壓水銀燈為較佳。照射強度為5~1500mJ/cm 2為較佳,10~1000mJ/cm 2為更佳。 又,在上述曝光步驟中,加熱組成物層亦較佳。作為加熱溫度,並沒有特別限制,80~250℃為較佳。又,作為加熱時間,並沒有特別限制,30~300秒為較佳。 另外,在曝光步驟中,加熱組成物層時,可以兼作後述後加熱步驟。換言之,在曝光步驟中,加熱組成物層時,硬化膜的製造方法可以不包括後加熱步驟。
〔顯影步驟〕 顯影步驟為對曝光後的組成物層實施顯影處理之步驟。藉由本步驟,曝光步驟中的光曝光區域的組成物層溶出,僅殘留光硬化的部分。例如,在曝光步驟中,隔著具有圖案狀開口部之光罩而實施光照射時,可獲得圖案狀硬化膜。 在顯影步驟中使用的顯影液的種類並沒有特別限制,不會引起基底的攝像元件及電路等的損傷之鹼顯影液為較佳。 作為顯影溫度,例如為20~30℃。 顯影時間例如為20~90秒。為了進一步去除殘渣,近年來有時亦會實施120~180秒。進而,為了進一步提高殘渣去除性,有時亦會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。
作為鹼顯影液,將鹼性化合物在水中溶解至濃度成為0.001~10質量%(較佳為0.01~5質量%)來製備之鹼性水溶液為較佳。 鹼性化合物例如可舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化芐基三甲基銨、膽鹼、吡咯、哌啶及1,8-二吖雙環[5.4.0]-7-十一碳烯等(其中,有機鹼為較佳。)。 另外,用作鹼顯影液時,通常在顯影後用水實施清洗處理。
〔後烘烤〕 曝光步驟之後,進行加熱處理(後烘烤)為較佳。後烘烤為用於完全硬化之加熱處理。其加熱溫度為240℃以下為較佳,220℃以下為更佳。下限並沒有特別限制,若考慮高效且有效的處理,則50℃以上為較佳,100℃以上為更佳。 後烘烤可以利用加熱板、對流烘箱(熱風循環式乾燥機)或高頻加熱機等加熱機構,以連續式或分批式進行。 後烘烤在曝光步驟之後實施,其中在顯影處理後實施為較佳。
又,可以變更為基於上述加熱之後烘烤,並藉由UV(紫外線)照射而使其完全硬化。 此時,上述組成物進一步包含UV硬化劑為較佳。UV硬化劑為能夠在如下波長處進行硬化之UV硬化劑為較佳:用於藉由通常的i射線曝光進行微影步驟而添加的聚合起始劑的曝光波長亦即比365nm短波的波長。作為UV硬化劑,例如可舉出Ciba IRGACURE 2959(商品名)。在進行UV照射時,組成物層在波長340nm以下硬化之材料為較佳。波長的下限值並沒有特別限制,通常為220nm以上。又,UV照射的曝光量為100~5000mJ為較佳,300~4000mJ為更佳,800~3500mJ為進一步較佳。為了更有效地進行低溫硬化,該UV硬化步驟在微影步驟之後進行為較佳。曝光光源使用無臭氧水銀燈為較佳。
[硬化膜的物性及硬化膜的用途] 〔硬化膜的物性〕 從具有優異之遮光性方面考慮,使用本發明的組成物獲得之硬化膜在400~1100nm的波長區域內的每2.0μm膜厚的OD值為3.0以上為較佳,3.5以上為更佳。另外,上限值並沒有特別限制,通常10以下為較佳。上述硬化膜能夠較佳地用作遮光膜。另外,上述400~1100nm的波長區域內的每2.0μm膜厚的OD值係指根據上述400~1100nm的波長區域內透射率最高的波長求出的OD值。 硬化膜的膜厚例如為0.1~4.0μm為較佳,1.0~2.5μm為更佳。又,硬化膜可根據用途設為比該範圍薄的薄膜,亦可以設為比該範圍厚的厚膜。又,在將硬化膜用作光衰減膜時,藉由設定為比上述範圍更薄的膜(例如0.1~0.5μm)而調整遮光性亦較佳。
又,上述硬化膜具有表面凹凸結構亦較佳。如此,能夠降低將硬化膜作為遮光膜時的硬化膜的反射率。硬化膜可以在其本身的表面具有凹凸結構,亦可以在硬化膜上設置另外的層來賦予凹凸結構。表面凹凸結構的形狀並沒有特別限定,例如,表面粗糙度在0.55μm~1.5μm的範圍內為較佳。作為獲得具有表面凹凸結構之硬化膜之方法,如上所述,可舉出在組成物中導入粒子A之方法。
作為上述硬化膜的反射率,對由上述組成物形成之組成物層實施下述膜形成方法而形成膜時,膜在波長400~1100nm的範圍內的最大反射率未達5%為較佳,未達3%為更佳,未達1%為進一步較佳。另外,膜在波長400~1100nm的範圍內的最大反射率係指在上述400~1100nm的波長區域內示出最大反射率之波長的光的反射率。
《膜形成方法》 在基板上塗佈本發明的組成物直至曝光後的厚度成為2.0μm而形成塗膜,並在100℃、120秒的條件下加熱所獲得之塗膜而形成組成物層。接著,使用高壓水銀燈,在曝光量成為1000mJ/cm 2的條件下對上述組成物層進行曝光之後,在220℃、300秒的條件下加熱曝光後的上述組成物層。
進而,作為降低上述硬化膜的反射率之方法,除了上述以外,亦可舉出在硬化膜上設置低折射率層之方法、進一步設置複數個折射率不同的層(例如高折射率層)之方法及日本特開2015-1654號公報中記載之形成低光學密度層和高光學密度層之方法等。
又,上述硬化膜適於個人電腦、平板電腦、移動電話、智慧手機及數位相機等可攜式設備;多功能打印機及掃描儀等OA(Office Automation:辦公室自動化)設備;監視攝影機、條碼閱讀器及自動櫃員機(ATM:automated teller machine)、高速相機及具有使用人像認證之本人認證功能之設備等產業用設備;車載用相機設備;內窺鏡、膠囊內窺鏡及導管等醫療用相機設備;生體感測器、生物感測器、軍事偵查用相機、立體地圖用相機、氣象及海洋觀測相機、陸地資源偵查相機、以及宇宙天文及深空目標用勘探相機等宇宙用設備;等中使用之光學濾波器及模組的遮光構件及遮光膜,進而適於防反射構件以及防反射膜。
上述硬化膜亦能夠用於微型LED(Light Emitting Diode:發光二極體)及微型OLED(Organic Light Emitting Diode:有機發光二極體)等用途。上述硬化膜除了微型LED及微型OLED中使用之光學濾波器及光學膜以外,亦適於賦予遮光功能或防反射功能之構件。 作為微型LED及微型OLED的例子,可舉出日本特表2015-500562號及日本特表2014-533890中記載之例子。
上述硬化膜作為在量子點感測器及量子點固體攝像元件中使用之光學濾波器及光學膜亦較佳。又,適合作為賦予遮光功能及防反射功能之構件。作為量子點感測器及量子點固體攝像元件的例子,可舉出美國專利申請公開第2012/37789號及國際公開第2008/131313號小冊子中記載之例子等。
〔遮光膜、以及固體攝像元件及固體攝像裝置〕 由本發明的組成物形成之硬化膜用作所謂的遮光膜亦較佳。此類遮光膜用於固體攝像元件亦較佳。 另外,遮光膜為本發明的硬化膜中的較佳用途之一,本發明的遮光膜的製造同樣可利用作為上述硬化膜的製造方法而說明的方法進行。具體而言,能夠在基板上塗佈組成物形成組成物層,進行曝光及顯影來製造遮光膜。
又,本發明的固體攝像元件為包含上述硬化膜(遮光膜)之固體攝像元件。作為固體攝像元件含有硬化膜(遮光膜)之形態,並沒有特別限制,例如可舉出如下形態:在基板上具有由構成固體攝像元件(CCD影像感測器、CMOS影像感測器等)的受光區域之複數個光二極體及多晶矽等組成之受光元件且在支撐體的受光元件形成面側(例如受光部以外的部分和/或顏色調整用像素等)或與形成面相反的一側具有硬化膜。 又,將硬化膜(遮光膜)用作光衰減膜時,例如,若將光衰減膜配置成一部分光在通過光衰減膜之後入射於受光元件,則能夠改善固體攝像元件的動態範圍。
固體攝像裝置包含上述固體攝像元件。 參閱圖1~圖2,對固體攝像裝置及固體攝像元件的構成例進行說明。另外,在圖1~圖2中,為了明確各部,無視厚度和/或寬度的相互比率而誇大顯示一部分。 如圖1所示,固體攝像裝置100具備矩形狀固體攝像元件101、保持在固體攝像元件101的上方且密封該固體攝像元件101之透明的蓋玻璃103。進而,在該蓋玻璃103上隔著間隔物104而重疊設置有透鏡層111。透鏡層111由支撐體113和透鏡材料112構成。透鏡層111可以由支撐體113和透鏡材料112形成為一體。若透鏡層111的周緣區域入射有雜散光,則因光的擴散而在透鏡材料112的聚光效果被減弱,到達攝像部102之光減少。又,亦發生由雜散光引起之雜訊的產生。因此,在該透鏡層111的周緣區域設置遮光膜114而進行遮光。由本發明的組成物形成之硬化膜亦能夠用作上述遮光膜114。
固體攝像元件101對成像於成為其受光面之攝像部102之光學像進行光電轉換並作為圖像訊號而輸出。該固體攝像元件101具備積層有2片基板之積層基板105。積層基板105由同尺寸的矩形狀晶片基板106及電路基板107構成,在晶片基板106的背面積層有電路基板107。
作為用作晶片基板106之基板的材料,並沒有特別限制,能夠使用公知的材料。
在晶片基板106的表面中央部設置有攝像部102。又,若在攝像部102的周緣區域入射有雜散光,則從該周緣區域內的電路產生暗電流(雜訊),因此在該周緣區域設置遮光膜115而進行遮光。將由本發明的組成物形成之硬化膜用作遮光膜115為較佳。
在晶片基板106的表面邊緣部設置有複數個電極墊108。電極墊108經由設置於晶片基板106的表面之未圖示的訊號線(接合線亦可)與攝像部102電連接。
在電路基板107的背面,分別在各電極墊108的大致下方位置設置有外部連接端子109。各外部連接端子109經由垂直貫通積層基板105之貫通電極110而分別與電極墊108連接。又,各外部連接端子109經由未圖示的配線而與控制固體攝像元件101的驅動之控制電路及對輸出自固體攝像元件101的攝像訊號實施圖像處理之圖像處理電路等連接。
如圖2所示,攝像部102由受光元件201、濾色器202、微透鏡203等設置於基板204上的各部構成。濾色器202具有藍色像素205b、紅色像素205r、綠色像素205g及黑矩陣205bm。由本發明的組成物形成之硬化膜可以用作黑矩陣205bm。
作為基板204的材料,能夠使用與前述晶片基板106相同的材料。在基板204的表層形成有p阱層206。在該p阱層206內,以正方格子狀排列形成有由n型層構成且藉由光電轉換生成訊號電荷並蓄積之受光元件201。
在受光元件201的一側方,經由p阱層206的表層的讀取柵極部207而形成有由n型層構成之垂直傳輸路徑208。又,在受光元件201的另一側方,經由由p型層構成之元件分離區域209而形成有屬於相鄰像素的垂直傳輸路徑208。讀取柵極部207為用於將蓄積在受光元件201的訊號電荷讀取至垂直傳輸路徑208的通道區域。
在基板204的表面上形成有包括ONO(Oxide-Nitride-Oxide:氧化物-氮化物-氧化物)膜之柵極絕緣膜210。在該柵極絕緣膜210上,以覆蓋垂直傳輸路徑208、讀取柵極部207及元件分離區域209的大致正上方之方式形成有由多晶矽或非晶質矽構成之垂直傳輸電極211。垂直傳輸電極211作為驅動垂直傳輸路徑208來進行電荷傳輸之驅動電極及驅動讀取柵極部207來進行訊號電荷讀取之讀取電極而發揮功能。訊號電荷在從垂直傳輸路徑208依序傳輸至未圖示的水平傳輸路徑及輸出部(浮動擴散放大器)之後,作為電壓訊號而輸出。
在垂直傳輸電極211上,以覆蓋其表面之方式形成有遮光膜212。遮光膜212在受光元件201的正上方位置具有開口部,而對其以外的區域進行遮光。由本發明的組成物形成之硬化膜可以用作遮光膜212。 遮光膜212上設置有透明的中間層,該中間層包括:由BPSG(borophospho silicate glass:硼磷矽玻璃)構成之絕緣膜213、由P-SiN構成之絕緣膜(鈍化膜)214、由透明樹脂等構成之平坦化膜215。濾色器202形成於中間層上。
〔圖像顯示裝置〕 本發明的圖像顯示裝置包含由本發明的組成物形成之硬化膜。 作為圖像顯示裝置具有硬化膜之形態,例如可舉出硬化膜被包含在黑矩陣中且含有此類黑矩陣之濾色器用於圖像顯示裝置之形態。 接著,對黑矩陣及含有黑矩陣之濾色器進行說明,進而,作為圖像顯示裝置的具體例,對含有此類濾色器之液晶顯示裝置進行說明。
<黑矩陣> 由本發明的組成物形成之硬化膜包含在黑矩陣中亦較佳。黑矩陣通常能夠包含在濾色器、固體攝像元件及液晶顯示裝置等圖像顯示裝置中。 作為黑矩陣,可舉出以上說明者;設置於液晶顯示裝置等圖像顯示裝置的周緣部之黑色邊緣;紅、藍及綠的像素之間的格子狀和/或直線狀黑色部分;用於TFT(thin film transistor:薄膜電晶體)遮光的點狀和/或線狀黑色圖案;等。關於該黑矩陣的定義,例如在菅野泰平著「液晶顯示器製造裝置用語辭典」,第2版,NIKKAN KOGYO SHIMBUN, LTD.,1996年,64頁中有記載。 為了提高顯示對比度,又,在使用薄膜電晶體(TFT)之主動矩陣驅動方式的液晶顯示裝置時為了防止由光的漏電流引起的畫質降低,黑矩陣具有高遮光性(較佳為以OD值計為3.0以上)為較佳。
作為黑矩陣的製造方法,並沒有特別限制,能夠藉由與上述硬化膜的製造方法相同的方法製造。具體而言,能夠在基板上塗佈組成物來形成組成物層,進行曝光及顯影來製造圖案狀硬化膜(黑矩陣)。另外,作為用作黑矩陣之硬化膜的膜厚,0.1~4.0μm為較佳。
作為上述基板的材料,並沒有特別限制,對可見光(波長400~800nm)具有80%以上的透射率為較佳。作為此類材料,具體而言,例如可舉出鈉鈣玻璃、無鹼玻璃、石英玻璃及硼矽酸玻璃等玻璃;聚酯系樹脂及聚烯烴系樹脂等塑膠;等,從耐藥品性及耐熱性的觀點考慮,無鹼玻璃或石英玻璃等為較佳。
<濾色器> 由本發明的組成物形成之硬化膜包含在濾色器中亦較佳。 作為濾色器包含硬化膜之形態,並沒有特別限制,可舉出具備基板和上述黑矩陣之濾色器。亦即,能夠例示出具備在形成於基板上之上述黑矩陣的開口部形成之紅色、綠色及藍色的著色像素之濾色器。
含有黑矩陣(硬化膜)之濾色器例如能夠藉由以下方法製造。 首先,在形成於基板上之圖案狀黑矩陣的開口部形成含有與濾色器的各著色像素對應之顏料之組成物的塗膜(組成物層)。另外,作為各顏色用組成物,並沒有特別限制,能夠使用公知的組成物,在本說明書中說明的組成物中,使用將遮光顏料代替為與各像素對應之著色劑之組成物為較佳。 接著,隔著具有與黑矩陣的開口部對應之圖案之光罩而對組成物層進行曝光。接著,能夠藉由顯影處理去除未曝光部之後,進行烘烤而在黑矩陣的開口部形成著色像素。例如,若利用含有紅色、綠色及藍色顏料之各顏色用組成物進行一系列操作,則能夠製造具有紅色、綠色及藍色像素之濾色器。
<液晶顯示裝置> 由本發明的組成物形成之硬化膜包含在液晶顯示裝置中亦較佳。作為液晶顯示裝置包含硬化膜之形態,並沒有特別限制,可舉出含有包含已說明的黑矩陣(硬化膜)之濾色器之形態。
作為本發明的液晶顯示裝置,例如可舉出具備對置配置之一對基板及封入該等基板之間的液晶化合物之形態。作為上述基板,如作為黑矩陣用基板已說明。
作為上述液晶顯示裝置的具體形態,例如,可舉出從使用者側依序含有偏光板/基板/濾色器/透明電極層/取向膜/液晶層/取向膜/透明電極層/TFT(Thin Film Transistor:薄膜電晶體)元件/基板/偏光板/背光單元之積層體。
另外,作為液晶顯示裝置,並不限於上述,例如可舉出「電子顯示器件(佐佐木 昭夫著,Kogyo Chosakai Publishing Co., Ltd. 1990年發行)」、「顯示器件(伊吹順章著,Sangyo Tosho Publishing Co., Ltd.平成元年發行)」等中記載之液晶顯示裝置。又,例如可舉出「下一代液晶顯示技術(內田龍男編著,Kogyo Chosakai Publishing Co., Ltd. 1994年發行)」中記載之液晶顯示裝置。
〔紅外線感測器〕 由本發明的組成物形成之硬化膜包含在紅外線感測器中亦較佳。 參閱圖3對上述實施態樣之紅外線感測器進行說明。在圖3所示之紅外線感測器300中,圖示號310為固體攝像元件。 設置於固體攝像元件310上之攝像區域構成為組合有紅外線吸收濾波器311和本發明的實施形態之濾色器312。 紅外線吸收濾波器311為透射可見光區域的光(例如波長400~700nm的光)且遮蔽紅外區域的光(例如波長800~1300nm的光,較佳為波長900~1200nm的光,更佳為波長900~1000nm的光)之膜,作為著色劑,能夠使用包含紅外線吸收劑(作為紅外線吸收劑,可舉出已說明的紅外線吸收劑。)之硬化膜。 濾色器312為形成有透射並吸收可見光區域中的特定波長的光之像素之濾色器,例如使用形成有紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的像素之濾色器等,其形態如已說明。 在紅外線透射濾波器313與固體攝像元件310之間,配置有使透射紅外線透射濾波器313之波長的光透射之樹脂膜314(例如透明樹脂膜等)。 紅外線透射濾波器313為具有可見光遮蔽性且透射特定波長的紅外線之濾波器,能夠使用由包含吸收可見光區域的光之著色劑(例如,苝化合物和/或雙苯并呋喃酮化合物等)和紅外線吸收劑(例如,吡咯并吡咯化合物、酞青化合物、萘酞青化合物及聚次甲基化合物等)之本發明的組成物形成之硬化膜。紅外線透射濾波器313例如遮住波長400~830nm的光且透射波長900~1300nm的光為較佳。 在濾色器312及紅外線透射濾波器313的入射光hν側配置有微透鏡315。以覆蓋微透鏡315之方式形成有平坦化膜316。 在圖3所示之形態中,配置有樹脂膜314,但可以形成紅外線透射濾波器313來代替樹脂膜314。亦即,可以在固體攝像元件310上形成紅外線透射濾波器313。 又,在圖3所示之形態中,濾色器312的膜厚與紅外線透射濾波器313的膜厚相同,但兩者的膜厚可以不同。 又,在圖3所示之形態中,濾色器312設置於比紅外線吸收濾波器311更靠近入射光hν側的位置,但亦可以調換紅外線吸收濾波器311和濾色器312的順序,而將紅外線吸收濾波器311設置於比濾色器312更靠近入射光hν側的位置。 又,在圖3所示之形態中,相鄰積層有紅外線吸收濾波器311和濾色器312,但兩個濾波器無需一定要相鄰,可以在兩者之間設置其他層。由本發明的組成物形成之硬化膜除了能夠用作紅外線吸收濾波器311的表面的端部和/或側面等的遮光膜以外,若用於紅外線感測器的裝置內壁,則亦能夠防止內部反射和/或對受光部的未預期的光入射而提高靈敏度。 藉由該紅外線感測器,能夠同時獲取圖像資訊,因此能夠進行辨識檢測動作之對象之動作感測等。進而,能夠獲取距離資訊,因此能夠進行包含3D資訊之圖像的攝影。
接著,對適用上述紅外線感測器之固體攝像裝置進行說明。 上述固體攝像裝置含有透鏡光學系統、固體攝像元件及紅外發光二極體等。另外,關於固體攝像裝置的各結構,能夠參閱日本特開2011-233983號公報的0032~0036段,該內容編入本說明書中。 [實施例]
以下,根據實施例對本發明進行進一步詳細的說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容、處理順序等只要不脫離本發明的主旨,則能夠適當變更。因此,本發明的範圍不應因以下所示之實施例而做限定性解釋。
[色材分散液的製備] 使用以下所示之原料,製備了色材分散液。
〔色材分散液的原料〕 <碳黑> 作為碳黑,使用了以下所示之CB-1~CB-6。 ·CB-1:#2350(平均一次粒徑15nm,pH2.5,Mitsubishi Chemical Corporation製) ·CB-2:MA77(平均一次粒徑23nm,pH2.5,Mitsubishi Chemical Corporation製) ·CB-3:Raven1080(平均一次粒徑28nm,pH2.4,Columbia Chemical公司製) ·CB-4:MA220(平均一次粒徑55nm,pH3.0,Mitsubishi Chemical Corporation製) ·CB-5:#2600(平均一次粒徑13nm,pH6.5,Mitsubishi Chemical Corporation製) ·CB-6:PRINTEX45(平均一次粒徑26nm,pH9.5,Orion Engineered Carbons S.A.製)
<金屬氮化物粒子及金屬氮氧化物粒子(粒子B)> 作為金屬氮化物粒子及金屬氮氧化物粒子(粒子B),使用了以下所示之P-1~P-3。 ·P-1:13M-T(材質:氮氧化鈦,Mitsubishi Materials Corporation製)(平均一次粒徑:0.05μm) ·P-2:鈦氮化物粒子(材質:氮化鈦,Hefei Kaier Nano Energy Technology Co., Ltd.製)(平均一次粒徑:0.05μm) ·P-3:氮氧化鋯粒子(材質:氮氧化鋯、Mitsubishi Materials Corporation製)(平均一次粒徑:0.04μm)
<硫酸鋇> 作為硫酸鋇,使用了以下所示之BS-1。 ·BS-1:BF-20(Sakai Chemical Industry Co., Ltd.製)(平均粒徑:0.03μm,pH:10)
<銅酞青或銅酞青衍生物> 作為銅酞青或銅酞青衍生物,使用了以下所示之CP-1~CP-3。 ·CP-1:顏料藍15(銅酞青,Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製) ·CP-2:銅酞青-3,4’,4’’,4’’’-四磺酸四鈉鹽(銅酞青衍生物,Sigma-Aldrich公司製) ·CP-3:Solsperse5000(銅酞青衍生物,The Lubrizol Corporation製) 另外,「CP-3(Solsperse5000)」相當於由具有磺酸基之銅酞青和雙十八烷基二甲基銨構成之鹽。
<分散劑> 作為分散劑,使用了以下結構的分散劑H-1~H-5。 在分散劑H-1~H-3中,在主鏈所包含的各結構單元中記載之數值表示各結構單元相對於所有結構單元的莫耳%。又,在側鏈所包含的各結構單元中記載之數值表示重複數。 ·H-1:下述結構的分散劑(酸值=103mgKOH/g,胺值=103mgKOH/g,重量平均分子量=13,000)
[化學式16]
Figure 02_image031
·H-2:下述結構的分散劑(酸值=52mgKOH/g,重量平均分子量=13,000)
[化學式17]
Figure 02_image033
·H-3:下述結構的分散劑(酸值=33mgKOH/g,胺值=44mgKOH/g,重量平均分子量=23,000)
[化學式18]
Figure 02_image035
·H-4:Disperbyk167(胺值=13mgKOH/g,BYK-Chemie GmbH製) ·H-5:Disperbyk161(胺值=11mgKOH/g,BYK-Chemie GmbH製)
<溶劑> ·PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯) ·乙酸丁酯 ·環戊酮
〔色材分散液的製備〕 將表1中記載之各成分混合並攪拌之後,在所獲得之混合液中進一步添加直徑0.3mm的氧化鋯珠230質量份,使用塗料攪拌器進行了5小時的分散處理。接著,藉由過濾從所獲得之處理物中分離珠子,由此獲得了表1中記載之各色材分散液(以下,亦稱為「分散液」。)。
將色材分散液的組成示於下述表1。
[表1]
表1 碳黑或粒子B 硫酸鋇 銅酞青類 分散劑(樹脂1) 溶劑
種類 添加量 (質量份) 種類 添加量 (質量份) 種類 添加量 (質量份) 種類 添加量 (質量份) 種類 添加量 (質量份)
分散液1 CB-1 18.0 BS-1 2.0 CP-1 1.0 H-1 5.0 PGMEA 74.0
分散液2 CB-1 18.0 BS-1 2.0 CP-2 1.0 H-1 5.0 PGMEA 74.0
分散液3 CB-1 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-1 5.0 PGMEA 74.0
分散液4 CB-1 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-2 5.0 PGMEA 74.0
分散液5 CB-1 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-3 5.0 PGMEA 74.0
分散液6 CB-1 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-4 5.0 PGMEA 74.0
分散液7 CB-1 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-5 5.0 PGMEA 74.0
分散液8 CB-1 19.5 BS-1 0.5 CP-3 1.0 H-3 5.0 PGMEA 74.0
分散液9 CB-1 15.0 BS-1 5.0 CP-3 1.0 H-3 5.0 PGMEA 74.0
分散液10 CB-2 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-4 5.0 PGMEA 74.0
分散液11 CB-3 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-4 5.0 PGMEA 74.0
分散液12 CB-4 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-4 5.0 PGMEA 74.0
分散液13 CB-5 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-4 5.0 PGMEA 74.0
分散液14 CB-6 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-4 5.0 PGMEA 74.0
分散液15 CB-1 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-3 5.0 PGMEA 乙酸丁酯 60 14
分散液16 CB-1 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-3 5.0 PGMEA 乙酸丁酯 37 37
分散液17 CB-1 18.0 BS-1 2.0 CP-3 1.0 H-3 5.0 PGMEA 環戊酮 60 14
分散液18 P-1 15.6 - 0.0 - 0.0 H-3 9.7 PGMEA 74.7
分散液19 P-2 15.6 - 0.0 - 0.0 H-3 9.7 PGMEA 74.7
分散液20 P-3 15.6 - 0.0 - 0.0 H-3 9.7 PGMEA 74.7
比較分散液1 CB-6 20.0 - 0.0 CP-3 1.0 H-5 5.0 PGMEA 74.0
比較分散液2 CB-3 20,0 - 0.0 CP-3 1.0 H-4 5.0 PGMEA 74.0
比較分散液3 CB-3 18.0 BS-1 2.0 - 0.0 H-4 6.0 PGMEA 74.0
[組成物的製備] 使用以下所示之原料,製備了組成物。 〔組成物的原料〕 <色材分散液> 作為色材分散液,使用了在上段部製備的色材分散液(分散液1~20、比較用分散液1~3)。
<鹼可溶性樹脂> 作為鹼可溶性樹脂,使用了以下C-1~C-2。以下示出各樹脂C-1~C-2的結構。各結構單元中記載之數值表示各結構單元相對於所有結構單元的莫耳%。
·C-1:下述結構的樹脂(酸值=110mgKOH/g,重量平均分子量=33,000)
[化學式19]
Figure 02_image037
·C-2:下述結構的樹脂(酸值=70mgKOH/g,重量平均分子量=11,000)
[化學式20]
Figure 02_image039
<交聯劑> 作為交聯劑,使用了以下D-1~D-3。 ·D-1:下述結構的化合物(相當於含有烷氧基甲基之交聯劑。)
[化學式21]
Figure 02_image041
·D-2:jER828(雙酚A型環氧樹脂,Mitsubishi Chemical Holdings Corporation製(相當於含有環氧基之交聯劑。)) ·D-3:OXT-221(雙[1-乙基(3-氧環丁烷)]甲醚,TOAGOSEI CO., LTD.製(相當於含有氧環丁烷基之交聯劑。))
<酸產生劑> 作為酸產生劑,使用了以下E-1~E-5。
·E-1:下述結構的化合物(相當於鋶鹽化合物)
[化學式22]
Figure 02_image043
·E-2:下述結構的化合物(相當於鋶鹽化合物)
[化學式23]
Figure 02_image045
·E-3:下述結構的化合物(相當於鹵甲基化三𠯤化合物)
[化學式24]
Figure 02_image047
·E-4:下述結構的化合物(相當於鹵甲基化三𠯤化合物)
[化學式25]
Figure 02_image049
·E-5:下述結構的化合物(相當於肟磺酸鹽化合物)
[化學式26]
Figure 02_image051
<與碳黑不同的有機粒子及金屬氧化物粒子(粒子A)> 作為與碳黑不同的有機粒子及金屬氧化物粒子(粒子A),使用了以下H-1~H-3。 ·H-1:BELLPEARL R200(酚樹脂粒子,平均粒徑6μm,AIR WATER BELLPEARL INC製) ·H-2:BELLPEARL R100(酚樹脂粒子,平均粒徑1.5μm,AIR WATER BELLPEARL INC製) ·H-3:EPOSTAR MA1006(丙烯酸樹脂粒子,平均粒徑6μm,NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.製) ·H-4: SOLIOSTAR RA A型(二氧化矽粒子、平均粒徑3.5μm,NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.製)
<溶劑> ·PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)
<密接劑> 作為密接劑,使用了以下G-1。
·G-1:下述結構的化合物
[化學式27]
Figure 02_image053
<界面活性劑> 作為界面活性劑,使用了以下W-1~W-4。 ·W-1:下述結構的化合物(氟系界面活性劑。重量平均分子量=15,000。在下述式中,左側的結構單元和右側的結構單元的含量分別為62質量%、38質量%。)
[化學式28]
Figure 02_image055
·W-2:KF-6000(聚矽氧系界面活性劑(甲醇改質聚矽氧;二甲基型)。Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製) ·W-3:Dowsil SH-8400 Fluid(聚矽氧系界面活性劑(EO改質聚矽氧;二甲基型)。Dow公司製) ·W-4:KP323(聚矽氧系界面活性劑(苯基改質型聚矽氧)。Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製)
〔實施組成物及比較組成物1~3的製備〕 將表2所示之各成分以表2所示之配比混合而獲得了實施組成物及比較組成物1~3。在表2示出所獲得之組成物的組成。
〔比較組成物4的製備〕 混合54.1質量份的色材分散液5、6質量份的鹼可溶性樹脂C-1、作為自由基聚合性化合物的二新戊四醇六丙烯酸酯9質量份、作為光自由基產生劑的IrgacureOXE02(BASF公司製)3質量份、27.9質量份的PGMEA及0.01質量份的界面活性劑W-1,由此製備了比較組成物4。
以下,示出表2。
[表2]
表2 (其1) 色材分散液 鹼可溶性樹脂 (樹脂2) 交聯劑 酸產生劑 粒子A 溶劑 密接劑 界面活性劑
種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份)
實施組成物 -1 分散液5 54.1 C-1 6 D-1 9 E-1 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -2 分散液5 54.1 C-1 6 D-2 9 E-1 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -3 分散液5 54.1 C-1 6 D-3 9 E-1 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -4 分散液5 54.1 C-1 6 D-1 D-2 4.5 4.5 E-1 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -5 分散液5 54.1 C-1 6 D-1 9 E-2 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -6 分散液5 54.1 C-1 6 D-1 9 E-3 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -7 分散液5 54.1 C-1 6 D-1 9 E-4 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -8 分散液5 54.1 C-1 6 D-1 9 E-5 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -9 分散液5 54.1 C-1 6 D-1 9 E-1 E-3 1.5 1.5 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -10 分散液5 54.1 C-1 6 D-1 9 E-1 E-5 1.5 1.5 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -11 分散液5 54.1 C-1 6 D-1 9 E-1 E-3 E-4 1 1 1 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -12 分散液5 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 E-3 1 1 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -13 分散液5 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 E-3 1 1 H-2 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -14 分散液5 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 E-3 1 1 H-3 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
[表3]
表2 (其2) 色材分散液 鹼可溶性樹脂 (樹脂2) 交聯劑 酸產生劑 粒子A 溶劑 密接劑 界面活性劑
種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份)
實施組成物 -15 分散液1 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -16 分散液2 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -17 分散液3 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -18 分散液4 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -19 分散液5 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -20 分散液6 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -21 分散液7 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -22 分散液8 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -23 分散液9 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -24 分散液10 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -25 分散液11 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -26 分散液12 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -27 分散液13 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -28 分散液14 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
[表4]
表2 (其3) 色材分散液 鹼可溶性樹脂 (樹脂2) 交聯劑 酸產生劑 粒子A 溶劑 密接劑 界面活性劑
種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份)
實施組成物-29 分散液15 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物-30 分散液16 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物-31 分散液17 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物-32 分散液5 54.1 C-2 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物-33 分散液5 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-2 0.01
實施組成物-34 分散液5 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-3 0.01
實施組成物-35 分散液5 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-4 0.01
實施組成物-36 分散液11 54.1 C-1 4 D-1 7 E-2 E-3 0.5 0.5 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物-37 分散液11 54.1 C-1 4 D-1 6.5 E-2 E-3 0.75 0.75 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物-38 分散液11 54.1 C-1 4 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物-39 分散液11 54.1 C-1 4 D-1 5 E-2 E-3 1.5 1.5 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物-40 分散液11 54.1 C-1 4 D-1 4 E-2 E-3 2 2 H-1 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物-41 分散液11 63.7 C-1 1.5 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 6 PGMEA 20.8 -    W-1 0.01
實施組成物-42 分散液11 46.4 C-1 6 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 6 PGMEA 33.6 -    W-1 0.01
[表5]
表2 (其4) 色材分散液 鹼可溶性樹脂 (樹脂2) 交聯劑 酸產生劑 粒子A 溶劑 密接劑 界面活性劑
種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份) 種類 配合量 (質量份)
實施組成物 -43 分散液11 分散液18 54.1 9.6 C-1 1.5 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 6 PGMEA 20.8 -    W-1 0.01
實施組成物 -44 分散液11 分散液18 32 31.7 C-1 1.5 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 6 PGMEA 20.8 -    W-1 0.01
實施組成物 -45 分散液11 分散液19 54.1 9.6 C-1 1.5 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 6 PGMEA 20.8 -    W-1 0.01
實施組成物 -46 分散液11 分散液20 54.1 9.6 C-1 1.5 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 6 PGMEA 20.8 -    W-1 0.01
實施組成物 -47 分散液11 54.1 C-1 3 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 6 PGMEA 27.9 G-1 1 W-1 0.01
實施組成物 -48 分散液11 54.1 C-1 7 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 3 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -49 分散液11 54.1 C-1 6.5 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 3.5 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -50 分散液11 54.1 C-1 1 D-1 6 E-2 E-3 1 1 H-1 9 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
實施組成物 -51 分散液5 54.1 C-1 4 D-1 6 E-1 E-3 1 1 H-4 6 PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
比較組成物 -1 比較分散液 1 54.1 C-1 6 D-1 9 E-1 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
比較組成物 -2 比較分散液 2 54.1 C-1 6 D-1 9 E-1 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
比較組成物 -3 比較分散液 3 54.1 C-1 6 D-1 9 E-1 3 -    PGMEA 27.9 -    W-1 0.01
[評價] 使用所獲得之組成物,實施了以下評價。將評價結果示於表3。
〔OD值及反射率的評價〕 <帶硬化膜的基板的製作> 藉由旋塗法,將以上獲得之各組成物塗佈於玻璃基板上,製作了曝光後的膜厚成為2.0μm的塗膜。在100℃下對所獲得之塗膜實施120秒的預烘烤之後,使用UX-1000SM-EH04(USHIO INC.製),藉由高壓水銀燈(燈功率為50mW/cm 2),以1000mJ/cm 2的曝光量對基板整面實施了曝光處理。接著,對曝光後的基板以220℃實施300秒的後烘烤,獲得了帶硬化膜的基板。
<OD值的測定(遮光性的評價)> 針對上述<帶硬化膜的基板的製作>中獲得之帶硬化膜的基板,藉由分光光度計U-4100(Hitachi High-Tech Corporation製)及積分球型受光單元,測定了波長400~1100nm的範圍內的透射率光譜。 藉由下式,由示出最大透射率之波長處的透射率(%)的值算出OD值,並根據下述評價基準實施了評價。若評價為“A”及“B”,則判斷為實際應用上沒有問題。
OD=-log10(透射率/100)
(評價基準) “A”:OD值為3.5以上 “B”:OD值為3.0以上且未達3.5 “C”:OD值未達3.0
<反射率的評價> 針對上述<帶硬化膜的基板的製作>中獲得之帶硬化膜的基板,利用JASCO Corporation製分光器V7200(商品名)的VAR單元,以5°的入射角入射波長350~1200nm的光,根據所獲得之反射率光譜,評價了各波長的反射率。具體而言,以在波長400~1100nm的範圍內示出最大反射率之波長的光的反射率為評價基準,根據下述評價基準實施了評價。若評價為“A”~“C”,則判斷為實際應用上沒有問題。 (評價基準) “A”:反射率未達1% “B”:反射率為1%以上且未達3% “C”:反射率為3%以上且未達5% “D”:反射率為5%以上
〔保存穩定性(經時黏度穩定性)的評價〕 在各組成物中,在以下所示之測定條件下,使用RE-85L(Toki Sangyo Co., Ltd.製)分別測定了靜置處理前的組成物的黏度(mPa·s)。上述測定後,將組成物在7℃、遮光的條件下,靜置(靜置處理)360天之後,在以下所示之測定條件下,使用RE-85L(Toki Sangyo Co., Ltd.製)測定了靜置處理後的組成物的黏度(mPa·s)。 《黏度測定條件》 上述靜置處理前後的組成物的黏度均在管理溫度22±5℃、管理濕度60±20%的實驗室內將組成物的溫度調整為25℃的狀態下進行了測定。
將上述靜置前後的黏度的變化率作為評價的基準,根據下述評價基準,實施了保存穩定性(經時黏度穩定性)的評價。黏度變化率的數值越小,組成物的保存穩定性(經時黏度穩定性)越良好。若評價為“A”~“C”,則判斷為實際應用上沒有問題。 <評價基準> “A”:黏度變化率未達3% “B”:黏度變化率為3%以上且未達5% “C”:黏度變化率為5%以上且未達10% “D”:黏度變化率為10%以上且未達15% “E”:黏度變化率為15%以上
〔最低密接曝光量的評價、密接性的評價(膠帶剝離試驗)及底切形狀的評價〕 <最低密接曝光量的評價> 藉由旋塗法,將各組成物塗佈於玻璃基板上,直至製膜後的膜厚成為2.0μm,接著,用加熱板在90℃下加熱了2分鐘。接著,使用UX-1000SM-EH04(USHIO INC.製),藉由高壓水銀燈(燈功率為50mW/cm 2),隔著具有100μm的線與空間圖案之遮罩,以50~2000mJ/cm 2的曝光量進行了曝光。接著,使用氫氧化四甲基銨(TMAH)0.3質量%水溶液,在23℃下進行了60秒的旋覆浸沒顯影。之後,藉由旋轉噴淋進行沖洗,進而用純水水洗,由此形成了線與空間圖案。 藉由使用光學顯微鏡觀察圖案部,評價了形成線與空間圖案但不會在顯影中被剝離的曝光量的最低值。最低曝光量越小,表示靈敏度越高。若評價為“A”~“C”,則判斷為實際應用上沒有問題。
(評價基準) “A”:最低密接曝光量為100mJ/cm 2以下 “B”:最低密接曝光量超過100mJ/cm 2且250mJ/cm 2以下 “C”:最低密接曝光量超過250mJ/cm 2且500mJ/cm 2以下 “D”:最低密接曝光量為超過500mJ/cm 2的值
<密接性的評價(膠帶剝離試驗)> 使用加熱板,在220℃下對在上述<最低密接曝光量的評價>中製作之最低密接曝光量下的線與空間圖案進行了5分鐘加熱。使用剝離試驗用壓接輥(2kg),將透明膠帶壓接在所獲得之圖案上,將膠帶的一端傾斜45°角度的同時以秒速75mm速度進行了剝離。使用光學顯微鏡觀察膠帶剝離後的圖案的狀態,並根據以下評價基準實施了密接性的評價。若評價為“A”及“B”,則判斷為實際應用上沒有問題。
(評價基準) “A”:完全未發生剝離及缺損。 “B”:雖發生了部分缺損,但為實際應用上沒有問題的水準。 “C”:發生剝離或發生了很多缺損。
〔底切形狀的評價〕 在上述<最低密接曝光量的評價>中製作之線與空間圖案中,使用聚焦離子束(FIB),製作了各組成物在最低密接曝光量下的圖案的截面樣品。接著,使用掃描型電子顯微鏡(SEM)(S-4800H,Hitachi High-Tech Corporation製),觀察圖案的截面,並測定了從圖案的截面上部一端至圖案與基板接觸的部分的一端為止的水平方向的距離(底切寬度)。根據所獲得之測定值,按照以下評價基準實施了評價。底切寬度越小,表示圖案形狀精度越高。若評價為“A”~“C”,則判斷為實際應用上沒有問題。
<評價基準> “A”:底切寬度為0μm以上且未達3μm “B”:底切寬度為3μm以上且未達6μm “C”:底切寬度為6μm以上且未達10μm “D”:底切寬度為10μm以上且未達25μm “E”:底切寬度為25μm以上
以下,示出表3。
[表6]
表3 (其1) 評價結果
遮光抗蝕劑成分 OD值 反射率 經時黏度 穩定性 最低密接 曝光量 密接性 膠帶剝離 底切評價
實施例1 實施組成物-1 B C A B A B
實施例2 實施組成物-2 B C A B B B
實施例3 實施組成物-3 B C A B B B
實施例4 實施組成物-4 B C A B A B
實施例5 實施組成物-5 B C A B A B
實施例6 實施組成物-6 B C A B A B
實施例7 實施組成物-7 B C A B A B
實施例8 實施組成物-8 B C A B A B
實施例9 實施組成物-9 B C A B A A
實施例10 實施組成物-10 B C A B A A
實施例11 實施組成物-11 B C A B A A
實施例12 實施組成物-12 B A A A A A
實施例13 實施組成物-13 B A A A A A
實施例14 實施組成物-14 B A A B A A
實施例15 實施組成物-15 B A B B A B
實施例16 實施組成物-16 B A B B A B
實施例17 實施組成物-17 B A A B A B
實施例18 實施組成物-18 B A A B A B
實施例19 實施組成物-19 B A A B A B
實施例20 實施組成物-20 B A A B A B
實施例21 實施組成物-21 B A A B A B
實施例22 實施組成物-22 B A A B A B
實施例23 實施組成物-23 B A A B A B
實施例24 實施組成物-24 B A A B A B
實施例25 實施組成物-25 B A A B A B
實施例26 實施組成物-26 B A A B A B
實施例27 實施組成物-27 B A C B A B
實施例28 實施組成物-28 B A C B A B
實施例29 實施組成物-29 B A A B A B
實施例30 實施組成物-30 B A A B A B
實施例31 實施組成物-31 B A A B A B
實施例32 實施組成物-32 B A A B A B
實施例33 實施組成物-33 B A A B A B
實施例34 實施組成物-34 B A A B A B
實施例35 實施組成物-35 B A A B A B
實施例36 實施組成物-36 B A A C A A
實施例37 實施組成物-37 B A A B A A
實施例38 實施組成物-38 B A A B A A
實施例39 實施組成物-39 B A A B A A
[表7]
表3 (其2) 評價結果
遮光抗蝕劑成分 OD值 反射率 經時黏度 穩定性 最低密接 曝光量 密接性 膠帶剝離 底切評價
實施例40 實施組成物-40 B A A C A A
實施例41 實施組成物-41 A A A C B C
實施例42 實施組成物-42 C A A B A A
實施例43 實施組成物-43 A A A B A A
實施例44 實施組成物-44 A A A B A A
實施例45 實施組成物-45 A A A B A A
實施例46 實施組成物-46 A A A B A A
實施例47 實施組成物-47 B A A A A A
實施例48 實施組成物-48 B B A B A A
實施例49 實施組成物-49 B A A B A A
實施例50 實施組成物-50 B A A B A A
實施例51 實施組成物-51 B A A B A A
比較例1 比較組成物1 B D D D C E
比較例2 比較組成物2 B D D D C E
比較例3 比較組成物3 B D E D C D
比較例4 比較組成物3 B D E D C E
根據表3的結果,可知由實施例的組成物形成之圖案具有適於實際應用之優異之遮光性且底切得到抑制。
又,根據實施例1~4的對比,確認到在使用具有烷氧基甲基且具有三𠯤結構之化合物作為特定交聯劑時,密接性更優異。 又,根據實施例1、5~11的對比,確認到同時使用2種以上的酸產生劑時,所形成之圖案的底切抑制性更優異。另外,實施例10、實施例9及實施例11的評價均為“A”,但實施例9和實施例11的效果比實施例10更優異。亦即,確認到作為酸產生劑同時使用鋶鹽化合物和鹵甲基化三𠯤化合物時,所形成之圖案的底切抑制性更優異。 又,根據實施例1、12~14、51的對比,確認到組成物包含粒子A時,所形成之圖案的反射性變得更低且底切抑制性更優異。尤其,確認到粒子A包含酚性樹脂粒子時,能夠進一步減少所形成之圖案的最低密接曝光量(換言之,組成物的靈敏度更優異)。
又,根據實施例15~17的對比,確認到作為銅酞青類,包含由具有磺酸基之銅酞青和雙十八烷基二甲基銨構成之鹽時,組成物的經時黏度穩定性更優異。 又,根據實施例20、24~28的結果,確認到碳黑的pH為6.0以下時,組成物的經時黏度穩定性更優異。
又,根據實施例25、36~40的對比,確認到作為酸產生劑同時使用鋶鹽化合物和鹵甲基化三𠯤化合物時,所形成之圖案的底切抑制性更優異。又,確認到特定交聯劑的含量與酸產生劑的含量的質量比(特定交聯劑的含量/酸產生劑的含量)超過1.5且未達6.0時,能夠進一步減少所形成之圖案的最低密接曝光量(換言之,組成物的靈敏度更優異)。
又,根據實施例25、41、42的對比,確認到碳黑的含量相對於組成物的總固體成分為27.0質量%以上時,所形成之圖案的遮光性更優異。另一方面,確認到碳黑的含量相對於組成物的總固體成分為35.0質量%以下時,所形成之圖案的底切進一步被抑制的同時密接性更優異。進而,根據實施例25、43~46的對比,確認到未將碳黑的含量過度增加如實施例41,取而代之在組成物中導入粒子B來提高顏料濃度時,能夠獲得優異之遮光性而所形成之圖案的底切及密接性未變差。
又,根據實施例25及47的對比,確認到組成物包含密接劑時,所形成之圖案的底切抑制性更優異且能夠進一步減少最低密接曝光量(換言之,組成物的靈敏度更優異)。
又,根據實施例25、48、49的對比,確認到組成物中的粒子A的含量相對於組成物的總固體成分為10質量%以上時,所形成之圖案的反射性變得更低。
又,根據實施例25及50的對比,確認到組成物包含粒子A的情況下,組成物中的樹脂的含量相對於組成物的總固體成分為12質量%以下時,所形成之圖案的底切進一步得到抑制。 進而,將以上使用的硫酸鋇變更為其他硫酸鋇的市售品(BF-10、BF-21、BF-1、BF-40(均為Sakai Chemical Industry Co., Ltd.製)、TS-3、SC-201、HC-A(均為Takehara Kagaku Kogyo Co., Ltd.製)及TS-2(TOSHIN CHEMICALS CO., LTD.製)),亦可以獲得相同的效果。
100:固體攝像裝置 101:固體攝像元件 102:攝像部 103:蓋玻璃 104:間隔物 105:積層基板 106:晶片基板 107:電路基板 108:電極墊 109:外部連接端子 110:貫通電極 111:透鏡層 112:透鏡材料 113:支撐體 114,115:硬化膜 201:受光元件 202:濾色器 203:微透鏡 204:基板 205b:藍色像素 205r:紅色像素 205g:綠色像素 205bm:黑矩陣 206:p阱層 207:讀取柵極部 208:垂直傳輸路徑 209:元件分離區域 210:柵極絕緣膜 211:垂直傳輸電極 212:硬化膜 213,214:絕緣膜 215:平坦化膜 300:紅外線感測器 310:固體攝像元件 311:紅外線吸收濾波器 312:濾色器 313:紅外線透射濾波器 314:樹脂膜 315:微透鏡 316:平坦化膜
圖1係表示固體攝像裝置的構成例之概略剖視圖。 圖2係放大表示圖1的攝像部之概略剖視圖。 圖3係表示紅外線感測器的構成例之概略剖視圖。
100:固體攝像裝置
101:固體攝像元件
102:攝像部
103:蓋玻璃
104:間隔物
105:積層基板
106:晶片基板
107:電路基板
108:電極墊
109:外部連接端子
110:貫通電極
111:透鏡層
112:透鏡材料
113:支撐體
114,115:硬化膜

Claims (21)

  1. 一種組成物,其包含: 碳黑; 硫酸鋇; 選自包括銅酞青及銅酞青衍生物之群組中之1種以上; 酸產生劑;以及 具有藉由酸交聯的交聯性基之交聯劑。
  2. 如請求項1所述之組成物,其進一步包含樹脂。
  3. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其中 前述交聯劑包含三𠯤結構。
  4. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其中 前述交聯性基包含烷氧基甲基。
  5. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其進一步包含選自包括與前述碳黑不同的有機粒子及金屬氧化物粒子之群組中之1種以上粒子A。
  6. 如請求項5所述之組成物,其中 前述粒子A的平均粒徑在0.1~10μm的範圍內。
  7. 如請求項5所述之組成物,其中 前述有機粒子包含酚樹脂粒子及丙烯酸樹脂粒子中的1種以上。
  8. 如請求項5之任一項所述之組成物,其中 前述金屬氧化物粒子包含二氧化矽粒子。
  9. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其包含前述銅酞青衍生物,且 前述銅酞青衍生物為由具有磺酸基之銅酞青和雙十八烷基二甲基銨構成之鹽。
  10. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其中 前述碳黑的含量相對於組成物中的總固體成分為15~55質量%。
  11. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其進一步包含選自包括金屬氮化物粒子及金屬氮氧化物粒子之群組中之1種以上粒子B。
  12. 如請求項11所述之組成物,其中 前述粒子B為選自包括鈦、鋯、釩及鈮之群組中之1種以上金屬的氮化物或氮氧化物。
  13. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其進一步包含氟系界面活性劑。
  14. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其中 固體成分的含量為10~45質量%。
  15. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其包含2種以上的前述酸產生劑。
  16. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其中 前述酸產生劑包含鋶鹽化合物及鹵甲基化三𠯤化合物。
  17. 如請求項1或請求項2所述之組成物,其中 對由前述組成物形成之組成物層實施下述膜形成方法而形成膜時,前述膜在波長400~1100nm的範圍內的最大反射率未達5%, 《膜形成方法》 在基板上塗佈前述組成物直至曝光後的厚度成為2.0μm而形成塗膜,並在100℃、120秒的條件下加熱前述塗膜而形成組成物層, 接著,使用高壓水銀燈,在曝光量成為1000mJ/cm 2的條件下對前述組成物層進行曝光之後,在220℃、300秒的條件下加熱曝光後的前述組成物層。
  18. 一種遮光膜,其包含由請求項1至請求項17之任一項所述之組成物形成之硬化膜。
  19. 一種固體攝像元件,其包含由請求項1至請求項17之任一項所述之組成物形成之硬化膜。
  20. 一種圖像顯示裝置,其包含由請求項1至請求項17之任一項所述之組成物形成之硬化膜。
  21. 一種硬化膜的製造方法,其包括: 組成物層形成步驟,在支撐體上形成由請求項1至請求項17之任一項所述之組成物構成之組成物層; 曝光步驟,照射活性光線或放射線而將前述組成物層曝光成圖案狀;及 顯影步驟,對前述曝光後的組成物層實施顯影處理。
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