TWI705298B - 樹脂組成物、樹脂膜、濾色器、遮光膜、固體攝像裝置及圖像顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠形成低反射性優異且耐濕性亦優異之樹脂膜之樹脂組成物、以及低反射性優異且耐濕性亦優異之樹脂膜、濾色器、遮光膜、固態攝影元件及圖像顯示裝置。樹脂組成物含有:含有至少1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子;黏結樹脂;及選自填料以及含有氟原子及矽原子中的至少一個之化合物之至少任一個。

Description

樹脂組成物、樹脂膜、濾色器、遮光膜、固體攝像裝置及圖像顯示裝置
本發明係有關一種樹脂組成物、樹脂膜、濾色器、遮光膜、固體攝像裝置及圖像顯示裝置。
固體攝像裝置具備攝影透鏡、配設於該攝影透鏡的背後之CCD(電荷耦合元件)及CMOS(互補性金屬氧化膜半導體)等固體攝像元件和安裝有該固體攝像元件之電路基板。該固體攝像裝置搭載於數位相機、附帶相機的行動電話及智慧型手機等。 固體攝像裝置中,有時因可見光的反射而產生噪聲。故,專利文獻1中,藉由於固體攝像裝置內設置規定的遮光膜,實現抑制產生噪聲。作為用於形成遮光膜的組成物,使用含有鈦黑等黑色顏料之遮光性組成物。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]:日本專利2007-115921號公報
另一方面,近年來,對遮光膜要求各種特性。 例如,隨著固體攝像裝置的小型化、薄型化及高靈敏度化,要求遮光膜的進一步的低反射化。 並且,本發明人等發現若包含鈦黑之遮光膜被暴露於高溫高濕下,則其分光性能降低(亦即,“耐濕性”較差)。若遮光膜的分光性能降低,則有時不會顯現所希望的遮光能,故希望改善。
本發明鑑於上述實際情況,其目的為提供一種能夠形成低反射性優異且耐濕性亦優異之樹脂膜之樹脂組成物。 並且,本發明的目的為提供一種具備低反射性優異且耐濕性亦優異之樹脂膜、具備上述樹脂膜之濾色器、遮光膜、固態攝影元件及圖像顯示裝置。
本發明人等為了達成上述課題而進行了深入研究,其結果發現如下內容並完成了本發明,亦即,藉由使用組合了規定的含氮化鈦粒子、黏結樹脂、及選自填料以及含有氟原子及矽原子中的至少一個之化合物之至少任一個之樹脂組成物,能夠解決上述課題。 亦即,發現藉由以下結構能夠達成上述目的。
(1)一種樹脂組成物,其含有: 至少含有1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子; 黏結樹脂;及 選自填料以及含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物之至少任一個。 (2)如(1)所述之樹脂組成物,其中,將CuKα射線作為X射線源來測定上述含氮化鈦粒子的X射線衍射光譜時,上述含氮化鈦粒子的源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ在42.5°以上43.5°以下的範圍。 (3)如(1)或(2)所述之樹脂組成物,其中,上述填料為二氧化矽粒子及丙烯酸粒子的至少1種。 (4)如(3)所述之樹脂組成物,其中,上述填料為空心二氧化矽。 (5)如(1)至(4)中任一項所述之樹脂組成物,其中,上述填料的粒徑分佈中的極大值為50~500nm。 (6)如(1)至(5)中任一項所述之樹脂組成物,其中,包含上述含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物,含有上述氟原子及矽原子的至少一個之化合物的含量相對於上述樹脂組成物中的總固體含量,為1~15質量%。 (7)如(1)至(6)中任一項所述之樹脂組成物,其中,上述含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物係包含含有氟原子及矽原子的至少一個之重複單元及具有聚合性基團之重複單元之高分子化合物。 (8)如(1)至(6)中任一項所述之樹脂組成物,其中,上述含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物為反應性矽酮。 (9)如(1)至(8)中任一項所述之樹脂組成物,其還含有分散樹脂。 (10)如(1)至(9)中任一項所述之樹脂組成物,其還含有聚合起始劑。 (11)如(10)所述之樹脂組成物,其中,上述聚合起始劑為肟化合物。 (12)如(1)至(11)中任一項所述之樹脂組成物,其還含有具有環氧基之矽烷偶合劑。 (13)如(1)至(12)中任一項所述之樹脂組成物,其還含有具有卡多骨架之聚合性化合物。 (14)如(13)所述之樹脂組成物,其中,上述具有卡多骨架之聚合性化合物為具有9,9-二芳基芴骨架之聚合性化合物。 (15)如(1)至(14)中任一項所述之樹脂組成物,其中,上述含氮化鈦粒子的含量相對於上述樹脂組成物中的總固體含量,為30~60質量%。 (16)一種樹脂膜,其包含含有至少1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子及黏結樹脂,其中, 上述樹脂膜的最表面的表面粗糙度Ra為100~2000Å。 (17)如(16)所述之樹脂膜,其還包含填料。 (18)如(17)所述之樹脂膜,其中,上述填料的粒徑分佈中的極大值為50~500nm。 (19)如(16)至(18)中任一項所述之樹脂膜,其還包含具有聚矽氧烷結構之樹脂。 (20)如(16)至(19)中任一項所述之樹脂膜,其中,上述樹脂膜為相鄰積層分別含有上述含氮化鈦粒子之顏料層X1及顏料層X2之樹脂膜,其中, 上述顏料層X2中包含之上述含氮化鈦粒子的濃度小於上述顏料層X1中包含之上述含氮化鈦粒子的濃度, 上述樹脂膜的上述顏料層X2側的表面的表面粗糙度Ra為100~2000Å。 (21)一種樹脂膜,其包含: 顏料層,包含含有至少1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子;及 表面層,相鄰配置於上述顏料層上,且包含含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物。 (22)如(21)所述之樹脂膜,其中,上述含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物包含含有氟原子及矽原子的至少一個之樹脂。 (23)如(22)所述之樹脂膜,其中,上述含有氟原子及矽原子的至少一個之樹脂包含含有氟原子及矽原子的至少一個之重複單元及具有聚合性基團之重複單元。 (24)一種樹脂膜,其為相鄰積層分別包含含有至少1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子之顏料層Y1及顏料層Y2之樹脂膜,其中, 上述顏料層Y1與上述顏料層Y2中包含之上述含氮化鈦粒子的濃度互不相同。 (25)一種濾色器,其具備選自由(1)至(15)中任一項所述之樹脂組成物形成之樹脂膜及(16)至(24)中任一項所述之樹脂膜之任一個。 (26)一種遮光膜,其具備選自由(1)至(15)中任一項所述之樹脂組成物形成之樹脂膜及(16)~(24)中任一項所述之樹脂膜之任一個。 (27)一種固態攝影元件,其具備選自由(1)至(15)中任一項所述之樹脂組成物形成之樹脂膜及(16)至(24)中任一項所述之樹脂膜之任一個。 (28)一種圖像顯示裝置,其具備選自由(1)至(15)中任一項所述之樹脂組成物形成之樹脂膜及(16)至(24)中任一項所述之樹脂膜之任一個。 〔發明效果〕
依本發明,能夠提供一種能夠形成低反射性優異且耐濕性亦優異之樹脂膜之樹脂組成物。 並且,依本發明,該能夠提供一種低反射性優異且耐濕性亦優異之樹脂膜、具備上述樹脂膜之濾色器、遮光膜、固態攝影元件及圖像顯示裝置。
以下,對用於實施本發明之態樣進行說明。 另外,本說明書中的基團(原子團)的表述中,未記載取代及未取代之表述係與不具有取代基者一同還包含具有取代基者。例如,“烷基”不僅包含不具有取代基之烷基(未取代烷基),還包含具有取代基之烷基(取代烷基)。 本說明書中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸,“(甲基)丙烯醯基”表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基。 本發明中的“顏料”例如表示不溶解於溶劑之不溶性的色素化合物。其中,“溶劑”可舉出後述之溶劑欄中例示之溶劑。故,該些不溶解於溶劑之色素化合物相當於本發明中的顏料。 並且,本說明書中的“活性光線”或“放射線”例如表示以水銀燈的明線光譜、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。並且,本發明中,“光”表示活性光線或放射線。關於本說明書中的“曝光”,除非另有指明,則不僅限於基於以水銀燈的明線光譜、準分子雷射為代表之遠紫外線、X射線、EUV光等之曝光,基於電子束及離子束等粒子束之描繪亦包含在曝光中。 本說明書中,“~”以包含記載於其前後之數值作為下限值及上限值之含義來使用。 並且,本說明書中,“1Å”的含義與“0.1納米(nm)”相同。
〔第1實施形態:Ra為100~2000Å的樹脂膜〕 第1實施形態中的樹脂膜的特徵為,包含含有至少1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子及黏結樹脂,其最表面的表面粗糙度Ra為100~2000Å。 此次,本發明人等發現藉由將包含含有至少1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子之樹脂膜的最表面的表面粗糙度設為上述數值範圍,所獲得之膜的低反射性及耐濕性優異。確認到,尤其,使樹脂膜中含有填料(較佳地為二氧化矽粒子)或具有聚矽氧烷結構之樹脂並使用破壞膜表面之方法時(分別為後述之實施形態1A、1B),所獲得之膜的低反射性能更加提高,而且耐濕性顯著優異。 關於樹脂膜的表面粗糙度(算術平均粗糙度Ra),從本發明的效果更加優異之角度考慮,表面粗糙度Ra為 300~2000Å(埃)為較佳,300~1500Å為更佳。 表面粗糙度Ra利用Bruker Corporation製的DektakXT,以1μm/點的解析度測定樹脂膜1mm的距離來計算。
樹脂膜的厚度並無特別限制,從本發明的效果更加優異之角度考慮,0.2~10μm為較佳,0.5~3μm為更佳。上述厚度為平均厚度,係測定樹脂膜的任意5點以上的厚度並對這些進行算術平均之值。
以下,對用於構成第1實施態様的樹脂膜之各種材料、製造方法進行說明。 以下,首先對作為破壞膜表面之方法,在樹脂膜中含有填料之態樣進行說明。
〔實施形態1A〕 作為構成樹脂膜之材料,可舉出含有至少1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子、黏結樹脂以及填料。樹脂膜能夠藉由將含有上述構成材料或其前體材料之樹脂組成物塗佈於基板上來形成。 並且,上述樹脂組成物還能夠設為具有曝光、顯影性之感光性樹脂組成物。此時,樹脂組成物中配合聚合起始劑、聚合性化合物等即可。而且,還可將黏結樹脂、聚合性化合物、後述之分散樹脂等設為鹼可溶性材料。 以下,對上述樹脂組成物(以下,設為“樹脂組成物A”)中包含之各種材料進行詳細說明。
[樹脂組成物A] <含有至少1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子> 樹脂組成物A中,作為黑色顏料,包含含有至少1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子(以下,還稱作“含氮化鈦粒子”。)。含氮化鈦粒子含有鈦原子及至少1種以上鈦原子以外的金屬原子。並且,以下的說明中,“金屬原子”表示“鈦原子以外的金屬原子”。
上述含氮化鈦粒子為包含氮化鈦粒子及金屬微粒之複合微粒。“複合微粒”係指,氮化鈦粒子與金屬微粒複合化或處於高度分散之狀態之粒子。其中,“複合化”表示,粒子由氮化鈦與金屬的兩個成分構成,“高度分散之狀態”表示,氮化鈦粒子與金屬粒子分別個別地存在,且少量成分的粒子未凝聚而均勻、相同地分散。 並且,“氮化鈦粒子”作為主成分包含氮化鈦,通常,作為副成分含有以氧化鈦TiO2 、Tin O2n-1 (1≤n≤20)表示之低次氧化鈦(low-order titanium oxid)及以TiNy Oz (y、z分別為大於0且小於2的數)表示之氮氧化鈦。
金屬原子的含量及鈦原子的含量能夠藉由ICP(高頻電感耦合等離子體)發光分光分析法進行分析,氮原子的含量能夠藉由惰性氣體熔化熱導法進行分析,氧原子的含量能夠藉由惰性氣體熔化熱導法進行分析。依據該些分析結果計算粒子中包含之元素量。但是,依據微粒的製造方法,有時作為雜質含有上述鈦原子、氮原子、氧原子、金屬原子以外的原子,當雜質量微小而很難確定時,不考慮雜質而進行計算。 從分散穩定性及遮光性的觀點考慮,含氮化鈦粒子的比表面積為5m2 /g以上100m2 /g以下為較佳,10m2 /g以上60m2 /g以下為更佳。比表面積能夠藉由BET法求出。
作為金屬原子(金屬微粒),並無特別限定,例如可舉出選自銅、銀、金、釩、鉑、鈀、鎳、錫、鈷、銠、銥、鐵、釕、鋨、錳、鉬、鎢、鈮、鉭、鈣、鈦、鉍、銻及鉛、以及該些的合金之至少1種。其中,選自銅、銀、金、鐵、鉑、鈀、鎳、釩、錫、鈷、銠及銥、以及該些的合金之至少1種為較佳,選自銅、銀、金、鎳、釩、鉑、錫及鐵、以及該些的合金之至少1種為更佳。從耐濕性更優異之觀點考慮,選自銀及鐵之至少1種為進一步較佳,銀尤為佳。 含氮化鈦粒子中,作為金屬原子(金屬微粒)的含量,相對於含氮化鈦粒子的總質量,超過0.001質量%且小於50質量%為較佳,0.01質量%以上30質量%以下為更佳,0.2質量%以上30質量%以下尤為佳。另外,包含複數種金屬原子(金屬微粒)時,係其總含量包含於上述數值範圍之含義。 藉由金屬原子的含量超過0.001質量%,硬化膜的圖案形成性優異。藉由金屬原子的含量小於50質量%,耐濕性及耐擦性優異。基於硬化膜之電極的防腐性優異。亦即,硬化膜能夠防止電極腐蝕。 含氮化鈦粒子中包含之金屬原子針對電極及基板之黏附性優異,認為含氮化鈦粒子中的氮化鈦經由金屬原子附著於電極及基板。故,認為在顯影處理等硬化膜的圖案形成之後,金屬原子殘留在電極及基板上,變得易去除氮化鈦。故,可推斷藉由將含氮化鈦粒子中的金屬原子的含量設定為規定量以上,硬化膜的圖案形成性得到提高。
此外,在高溫高濕下保管時,金屬原子的含量為0.001質量%以上且小於0.4質量%為較佳。可推斷藉由將含氮化鈦粒子中的金屬原子的含量設為小於0.4質量%,成為電極的防腐性優異者。獲得該效果時, 0.01~0.2質量%為更佳,0.02~0.1質量%為進一步較佳。
含氮化鈦粒子中的金屬微粒不進行表面被覆等處理而是作為微粒以穩定的狀態存在。 為了作為金屬微粒而獲得更高的遮光性,適當進行微粒化為較佳。作為藉由金屬微粒的X射線衍射光譜中強度最強之主峰的半值幅求出之晶粒尺寸,50nm以下為較佳,20nm以上50nm以下為更佳。晶粒尺寸能夠依據X射線衍射峰的半值幅,利用謝勒(Scherrer)公式計算。 例如,銀的X射線衍射光譜中,以CuKα射線作為X射線源時,作為強度最強的峰,源自(111)面之峰出現在2θ=38.1°附近。作為依據該(111)面的半值幅求出之晶粒尺寸,50nm以下為較佳,20nm以上50nm以下為更佳。
為了提高遮光性,氮化鈦粒子具有下述特徵為較佳。 氮化鈦的X射線衍射光譜中,將CuKα射線作為X射線源時,作為強度最強之峰,關於TiN,源自(200)面之峰出現在2θ=42.5°附近,關於TiO,源自(200)面之峰出現在2θ=43.4°附近。另一方面,雖然不是強度最強之峰,但關於銳鈦型TiO2 ,在2θ=48.1°附近觀測到源自(200)面之峰,關於金紅石型TiO2 ,在2θ=39.2°附近觀測到源自(200)面之峰。藉此,取具有氮原子及氧原子之晶體結構之鈦化合物中,衍射角2θ在42.5°至43.4°的範圍內亦出現強度最強之峰,越是含有大量氧原子之晶體狀態,峰位置相對於42.5°越向高角度側位移。
從遮光性的觀點考慮,氮化鈦粒子作為主成分包含TiN,源自其(200)面之峰的衍射角2θ為42.5°以上43.5°以下為較佳,42.5°以上42.8°以下為更佳,42.5°以上且小於42.7°為進一步較佳。氮化鈦粒子藉由粒子表面的氧化等,通常含有一部分氧原子而取氧氮化物的形態。通常,合成氮化鈦粒子時的氧的混入在粒徑較小時尤其顯著。所含有之氧量較少時,可獲得更高的遮光性,故較佳,尤其作為副成分不含有TiO2 為較佳。作為氧原子的含量,相對於氮化鈦粒子的質量,10質量%以下為較佳,6.0質量%以下為更佳。
從遮光性的觀點考慮,作為氮化鈦粒子的晶粒尺寸,50nm以下為較佳,20nm以上50nm以下為進一步較佳。藉由晶粒尺寸為20nm以上,具有活性之粒子表面佔粒子體積之比例變小,成為良好的平衡。其結果,可獲得耐熱性或耐久性顕著優異之含氮化鈦粒子。
關於上述含氮化鈦粒子的源自TIN(200)面之峰的衍射角2θ,從遮光性的觀點考慮,42.5°以上43.5°以下為較佳,為了提高遮光性,42.5°以上42.8°以下為更佳,42.5°以上且小於42.7°為進一步較佳。並且,作為副成分含有氧化鈦TiO2 時,作為強度最強之峰,源自銳鈦型TiO2 (101)之峰出現在2θ=25.3°附近,源自金紅石型TiO2 (110)之峰出現在2θ=27.4°附近。但是,TiO2 為白色,會成為降低遮光性之主要原因,因此降低至不會作為峰而被觀察之程度為較佳。
含氮化鈦粒子為經過以氣相狀態混合、凝縮Ti與金屬元素之製程來製造者為較佳,藉由使用含氮氣體作為等離子氣體之熱等離子體法製造者為更佳。
作為含氮化鈦粒子,還能夠參閱國際公開第2010/147098號、日本特開2007-153662號公報等中記載者。 含氮化鈦粒子的含量相對於樹脂組成物中的總固體含量,30~60質量%為較佳,35~60質量%為更佳,40~55質量%為進一步較佳。
作為含氮化鈦粒子的製造方法,能夠參閱國際公開第2010/147098號的段落<0037>~<0089>中記載者。 而且,關於含氮化鈦粒子,在製造粒子之後,並不立刻暴露於大氣中,而是在控制氧濃度之密封容器內,靜置規定時間(較佳為12~72小時,更佳為12~48小時。進一步較佳為12~24小時)為較佳。另外,此時,水分的含量得到控制為更佳。藉此,含氮化鈦粒子的表面及晶界變得穩定,可推斷為組成物的性能優化者。具體而言,能夠抑制產生利用本發明的組成物來獲得之硬化膜的針孔。 上述氧濃度被控制之密封容器內的氧(O2 )濃度及水分的含量分別為100質量ppm以下為較佳,10質量ppm以下為更佳,1質量ppm以下為進一步較佳。關於上述氧(O2 )濃度及水分的含量的調整,使用包含上述氧(O2 )濃度及水分的含量的上述範圍的氧(O2 )及水分之氮氣或氬氣等惰性氣體為較佳,其中,使用氮氣為更佳。藉此,含氮化鈦粒子的表面及晶界變得穩定,可推斷為組成物的性能優化者。具體而言,可獲得光學濃度較高之含氮化鈦粒子,而且還能夠抑制產生利用本發明的組成物來獲得之硬化膜的針孔。並且,靜置規定時間之溫度為300℃以下為較佳,200℃以下為更佳,100℃以下尤為佳。藉由在該範圍,可獲得光學濃度較高之含氮化鈦粒子。
含氮化鈦粒子的製造中使用之鈦粉末材料為高純度者為較佳。作為鈦粉末材料,並無特別限定,使用鈦元素的純度為99.99質量%以上者為較佳,99.999質量%以上者為更佳。
並且,鈦粉末材料中的矽原子的含量相對於鈦粉末材料總量,小於0.3質量%為較佳,小於0.1質量%為更佳,實際上不包含尤為佳。 並且,鈦粉末材料中的水分的含量相對於鈦粉末材料總量,小於1質量%為較佳,小於0.1質量%為更佳,實際上不包含尤為佳。藉由在上述範圍,能夠更顯著地獲得所希望的效果。
作為使含氮化鈦粒子分散之工藝,可舉出作為用於分散之機械力使用壓縮、壓榨、衝撃、裁斷或氣蝕等之工藝。作為該些工藝的具體例,可舉出珠磨、砂磨、輥磨、球磨、高速葉輪、混砂、噴射流混合、高壓濕式微粒化、超聲波分散及微射流等。並且,能夠適當使用“分散技術大全、株式會社資訊機構發行、2005年7月15日”或“以懸浮液(suspension)(固/液分散系統)為中心之分散技術與工業應用的實際 綜合資料集、經營開發Center出版部發行、1978年10月10日”中記載之工藝及分散機。亦可進行基於鹽磨製程之顏料的微細化處理。用於鹽磨製程之原材料、設備、處理條件等例如能夠使用日本特開2015-194521號公報、日本特開2012-046629號公報中記載者。 該些中,砂磨(珠磨)為較佳。並且,砂磨(珠磨)中的顏料的粉碎中,在藉由使用直徑較小之微珠或加大微珠的填充率等來提高粉碎效率之條件下進行處理為較佳,進一步在粉碎處理之後藉由過濾、離心分離等去除基本粒子為較佳。
上述含氮化鈦粒子亦可較佳地用於後述之使顏料分散之工藝中。
<黏結樹脂> 樹脂組成物A包含黏結樹脂。 黏結樹脂不包含氟原子及矽原子雙方為較佳。其中,“不包含氟原子及矽原子雙方”係指,樹脂中實際上不包含氟原子及矽原子,各個含量相對於樹脂總質量,3質量%以下為較佳,0.1質量%以下為更佳。
作為黏結樹脂,並無特別限定,使用線狀有機聚合物為較佳。作為該種線狀有機聚合物,能夠任意地使用公知者。 作為黏結樹脂的分子量,並無特別規定,作為基於GPC(凝膠滲透色譜)法之聚苯乙烯換算值,重量平均分子量(Mw)為5000~100,000為較佳。並且,數平均分子量(Mn)為1000~20,000為較佳。 GPC法基於如下方法,亦即,使用HLC-8020GPC(TOSOH CORPORATION製造),作為柱使用TSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(TOSOH CORPORATION製、4.6mmID×15cm),作為洗脫液使用THF(四氫呋喃)。
如上述,樹脂組成物A能夠具有曝光、顯影性。故,樹脂組成物A為感光性樹脂組成物時,作為黏結樹脂,能夠進行水顯影或弱鹼性水顯影之樹脂為較佳,對水或弱鹼性水為可溶性或膨潤性之線狀有機聚合物為更佳。其中,作為黏結樹脂,鹼可溶性樹脂(具有促進鹼可溶性之基團之樹脂)尤為佳。
作為鹼可溶性樹脂的分子量,並無特別規定,重量平均分子量(Mw)為5000~100,000為較佳。並且,數平均分子量(Mn)為1000~20,000為較佳。重量平均分子量及數平均分子量能夠藉由上述方法測定。 作為鹼可溶性樹脂,可以係線狀有機高分子聚合物,能夠從分子(較佳地為以丙烯酸系共聚物、苯乙烯系共聚物為主鏈之分子)中具有至少1個促進鹼可溶性之基團之鹼可溶性樹脂中適當選擇。
作為鹼可溶性樹脂,從耐熱性的觀點考慮,聚羥基苯乙烯系樹脂、聚矽氧烷系樹脂、丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸/丙烯醯胺共聚物樹脂為較佳,從顯影性控制的觀點考慮,丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸/丙烯醯胺共聚物樹脂為更佳。 作為促進鹼可溶性之基團(以下,還稱作酸基),例如可舉出羧基、磷酸基、磺酸基、酚性羥基等,可溶於有機溶劑且能夠藉由弱鹼性水溶液顯影者為較佳。酸基可以係僅1種,亦可以係2種以上。
鹼可溶性樹脂的製造中,例如能夠適用基於公知的自由基聚合法之方法。關於藉由自由基聚合法製造鹼可溶性樹脂時的溫度、壓力、自由基起始劑的種類及其量、溶劑的種類等等聚合條件,本領域技術人員能夠輕鬆設定,還能夠實驗性地設定條件。
作為鹼可溶性樹脂,在側鏈具有羧基之聚合物為較佳,甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、馬來酸共聚物、部分酯化馬來酸共聚物、酚醛型樹脂等鹼可溶性酚醛樹脂等、以及在側鏈具有羧基之酸性纖維素衍生物、對具有羥基之聚合物加成酸酐者。尤其,(甲基)丙烯酸與能夠與(甲基)丙烯酸共聚之其他單體的共聚物適合作為鹼可溶性樹脂。作為能夠與(甲基)丙烯酸共聚之其他單體,可舉出烷基(甲基)丙烯酸酯、芳基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基化合物、N位取代马來醯亞胺單體等。作為烷基(甲基)丙烯酸酯及芳基(甲基)丙烯酸酯,可舉出甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丙基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、異丁基(甲基)丙烯酸酯、戊基(甲基)丙烯酸酯、己基(甲基)丙烯酸酯、辛基(甲基)丙烯酸酯、苯基(甲基)丙烯酸酯、芐基(甲基)丙烯酸酯、甲苯基(甲基)丙烯酸酯、萘基(甲基)丙烯酸酯、環己基(甲基)丙烯酸酯等,作為乙烯基化合物,可舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸四氫糠酯、聚苯乙烯大分子單體、聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體等,作為日本特開平10-300922號公報中記載之N位取代马來醯亞胺單體,可舉出N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等。另外,該些能夠與(甲基)丙烯酸共聚之其他單體可以係僅1種,亦可以係2種以上。
並且,可為了提高樹脂組成物A的交聯效率,使用具有聚合性基團之鹼可溶性樹脂。作為聚合性基團,可舉出(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。關於具有聚合性基團之鹼可溶性樹脂,在側鏈具有聚合性基團之鹼可溶性樹脂等較有用。 作為具有聚合性基團之鹼可溶性樹脂,可舉出Dianal NR系列(Mitsubishi Rayon Co., Ltd.製造)、Photomer6173(含COOH、polyurethane acrylic oligomer.Diamond Shamrock Co.Ltd.,製造)、Viscoat R-264、KS抗蝕劑106(均為OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.製造)、Cyclomer P系列(例如,ACA230AA)、Plaxel CF200系列(均為Daicel Corporation製造)、Ebecryl3800(Daicel Corporation.製造)、Acrycure-RD-F8(NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.製) 等。
作為鹼可溶性樹脂,可較佳地使用包含芐基(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酸共聚物、芐基(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酸/2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯共聚物、芐基(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酸/其他單體之多元共聚物。並且,還可較佳地使用對2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯進行共聚者、日本特開平7-140654號公報中記載之2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯/聚苯乙烯大分子單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、2-羥乙基甲基丙烯酸酯/聚苯乙烯大分子單體/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物、2-羥乙基甲基丙烯酸酯/聚苯乙烯大分子單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物等。 並且,作為市售品,例如還能夠使用FF-426(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.製造)等。
鹼可溶性樹脂包含對包含以下述通式(ED1)表示之化合物和/或以下述通式(ED2)表示之化合物(以下,有時還將該些化合物稱作“醚二聚體”。)之單體成分進行聚合而成之聚合物(a)亦較佳。
[化學式1]
Figure 02_image001
通式(ED1)中,R1 及R2 分別獨立地表示氫原子或可具有取代基之碳原子數1~25的烴基。
[化學式2]
Figure 02_image003
通式(ED2)中,R表示氫原子或碳原子數1~30的有機基團。作為通式(ED2)的具體例,能夠參閱日本特開2010-168539號公報的記載。
通式(ED1)中,作為以R1 及R2 表示之可具有取代基之碳原子數1~25的烴基,並無特別限制,例如可舉出:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、叔戊基、硬脂基、月桂基、2-乙基己基等直鏈狀或分支狀的烷基;苯基等芳基;環己基、叔丁基環己基、二環戊二烯基、三環癸烷基、異冰片基、金剛烷基、2-甲基-2-金剛烷基等脂環式基;1-甲氧基乙基、1-乙氧基乙基等被烷氧基取代之烷基;苄基等被芳基取代之烷基等。該些中,從耐熱性角度考慮,如甲基、乙基、環己基、苄基等不易藉由酸或熱分離之1級或2級碳的取代基尤為佳。
作為醚二聚體的具體例,例如能夠參閱日本特開2013-29760號公報的段落0317,該內容編入本說明書中。醚二聚體可以係僅1種,亦可以係2種以上。可使源自以通式(ED1)表示之化合物和/或以通式(ED2)表示之化合物之結構體與其他單體共聚。
鹼可溶性樹脂可包含源自以下述式(X)表示之化合物之結構單元。
[化學式3]
Figure 02_image005
式(X)中,R1 表示氫原子或甲基,R2 表示碳原子數2~10的亞烷基,R3 表示氫原子或可包含苯環之碳原子數1~20的烷基。n表示1~15的整數。
上述式(X)中,R2 的亞烷基的碳原子數為2~3為較佳。並且,R3 的烷基的碳原子數為1~20,1~10為更佳,R3 的烷基可包含苯環。作為以R3 表示之包含苯環之烷基,可舉出苄基、2-苯基(異)丙基等。
作為鹼可溶性樹脂的具體例,可舉出以下。另外,“Me”表示甲基。
[化學式4]
Figure 02_image007
鹼可溶性樹脂能夠參閱日本特開2012-208494號公報的段落號0558~0571(對應之美國專利申請公開第2012/0235099號說明書的<0685>~<0700>)之後的記載,該些內容編入本申請說明書中。 而且,還能夠使用日本特開2012-32767號公報的段落號0029~0063中記載之共聚物(B)及實施例中使用之鹼可溶性樹脂、日本特開2012-208474號公報的段落號0088~0098中記載之黏結樹脂及實施例中使用之黏結樹脂、日本特開2012-137531號公報的段落號0022~0032中記載之黏結樹脂及實施例中使用之黏結樹脂、日本特開2013-024934號公報的段落號0132~0143中記載之黏結樹脂及實施例中使用之黏結樹脂、日本特開2011-242752號公報的段落號0092~0098及實施例中使用之黏結樹脂、日本特開2012-032770號公報的段落號0030~0072中記載之黏結樹脂。該些內容編入本申請說明書中。
鹼可溶性樹脂的酸值為30~500mgKOH/g為較佳。下限為50mgKOH/g以上為更佳,70mgKOH/g以上為進一步較佳。上限為400mgKOH/g以下為更佳,200mgKOH/g以下為進一步較佳,150mgKOH/g以下尤為佳,120mgKOH/g以下最為佳。
並且,作為其他樹脂,國際公開第2008/123097號中記載之聚醯亞胺樹脂亦有用。
樹脂組成物A中的黏結樹脂的含量相對於組成物的總固體含量,0.01~40質量%為較佳。下限為0.1質量%以上為更佳,0.5質量%以上為進一步較佳,1質量%以上尤為佳,1.5質量%以上最為佳。上限為30質量%以下為更佳,20質量%以下為進一步較佳。樹脂組成物A中,可包含僅1種黏結樹脂,亦可包含2種以上。包含2種以上時,其合計量成為上述範圍為較佳。
<填料> 樹脂組成物A包含填料。其中,“填料”係為了破壞表面而賦予之粒子。另外,上述含氮化鈦粒子不包括在填料中。並且,其他顏料等用於賦予著色性之粒子不包括在填料中,作為填料,非著色性者為較佳。 填料的組成並無特別限定,可使用無機粒子及有機粒子的任一個。 作為無機粒子,並無特別限定,例如可舉出矽、鈦、鋁、錫、鋅、銻等氧化物。作為無機粒子,內部可以係多孔質或空洞(空心)結構。 作為有機粒子,並無特別限定,作為其材料,例如可舉出如纖維素衍生物、丙烯酸樹脂、聚烯烴、聚醯胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯醇、氯乙烯或乙烯醇丁縮醛的均聚物或者共聚物的乙烯聚合物、二烯的均聚物及共聚物等樹脂。 從低反射性的觀點考慮,其中,二氧化矽粒子、丙烯酸粒子為較佳,具有空心結構之空心二氧化矽(空心二氧化矽粒子)為更佳。
填料的粒徑分佈中的極大值為50~1000nm為較佳,從耐濕性及耐擦性更優異之觀點考慮,50~500nm為更佳。 填料的粒徑分佈中的極大值能夠藉由MicrotracBEL Corp.製造Nanotrac UPA-EX測定。
使樹脂組成物A含有填料時,其含量相對於組成物中的總固體含量,1~25質量%為較佳,2~20質量%為更佳,3~15質量%為進一步較佳。 樹脂組成物A中,可包含僅1種填料,亦可包含2種以上。包含2種以上時,其合計量成為上述範圍為較佳。
<分散樹脂> 樹脂組成物A可含有分散樹脂。分散樹脂有助於提高除了上述之含氮化鈦粒子(之後,還適當稱作“黑色顏料”)以外依據需要倂用之其他顏料等著色顏料的分散性。 作為分散樹脂,例如可舉出聚醯胺胺及其鹽、聚羧酸及其鹽、高分子量不飽和酸酯、改性聚氨酯、改性聚酯、改性聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸系共聚物、萘磺酸福爾馬林縮合物等。 分散樹脂(以下,還稱作“高分子化合物”)可依其結構,進一步分類為直鏈狀高分子、末端改質型高分子、接枝型高分子及嵌段型高分子。
高分子化合物吸附於黑色顏料及依需要倂用之顏料等被分散體的表面,發揮防止再凝聚之作用。故,作為較佳結構可舉出具有針對顏料表面的固定部位之末端改質型高分子、接枝型高分子、嵌段型高分子。 另一方面,藉由對含氮化鈦粒子的表面進行改質,還能夠促進高分子化合物對該些之吸附性。
高分子化合物具有具備接枝鏈之結構單元為較佳。另外,本說明書中,“結構單元”的含義與“重複單元”相同。 該種具有具備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,故係黑色顏料等著色顏料的分散性及經時之後的分散穩定性優異者。並且,組成物中,藉由接枝鏈的存在,具有與聚合性化合物或其他能夠倂用之樹脂等的親和性,故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分散性得到提高,另一方面,若接枝鏈過長,則向黑色顏料等著色顏料的吸附力下降,分散性處於下降的趨勢。故,接枝鏈為氫原子以外的原子數在40~10000的範圍者為較佳,氫原子以外的原子數為50~2000者為更佳,氫原子以外的原子數為60~500者為進一步較佳。 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。
接枝鏈具有聚合物結構為較佳,作為該種聚合物結構,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、聚氨酯結構、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,並藉此提高分散性,接枝鏈係具有選自包含聚酯結構、聚醚結構及聚(甲基)丙烯酸酯結構之組之至少1種之接枝鏈為較佳,具有聚酯結構及聚醚結構的至少任一個之接枝鏈為更佳。
作為該種具有聚合物結構作為接枝鏈之巨單體,並無特別限定,能夠適當使用具有反應性雙鍵性基之巨單體。
與高分子化合物所具有之具有接枝鏈之結構單元對應,作為適合用於合成高分子化合物之市售的巨單體,可使用AA-6(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..)、AA-10(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、AB-6(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、AS-6(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..)、AN-6(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、AW-6(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、AA-714(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、AY-707(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、AY-714(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、AK-5(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、AK-30(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、AK-32(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、ARONIX M-110(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD.製造)、ARONIX M-5300(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD.製造)、ARONIX M-5400(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD.製造)、ARONIX M-5700(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD.製造)、Blemmer PP-100(商品名、NOF CORPORATION.製造)、Blemmer PP-500(商品名、NOF CORPORATION.製造)、Blemmer PP-800(商品名、NOF CORPORATION.製造)、Blemmer PP-1000(商品名、NOF CORPORATION.製造)、Blemmer 55-PET-800(商品名、NOF CORPORATION.製造)、Blemmer PME-4000(商品名、NOF CORPORATION.製造)、Blemmer PSE-400(商品名、NOF CORPORATION.製造)、Blemmer PSE-1300(商品名、NOF CORPORATION.製造)、Blemmer 43PAPE-600B(商品名、NOF CORPORATION.製造)等。其中,使用AA-6(商品名、Toagosei.Company, Limited.製造)、AA-10(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..)、AB-6(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、AS-6(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..)、AN-6(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD..製造)、ARONIX M-110(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD.製造)、ARONIX M-5300(商品名、TOAGOSEI CO.,LTD.製造)、Blemmer PME-4000(商品名、NOF CORPORATION.製造)等為較佳。
高分子化合物作為具有接枝鏈之結構單元,包含以下述式(1)~式(4)的任一個表示之結構單元為較佳,包含以下述式(1A)、下述式(2A)、下述式(3A)、下述式(3B)及下述(4)的任一個表示之結構單元為更佳。
[化學式5]
Figure 02_image009
式(1)~式(4)中,W1 、W2 、W3 及W4 分別獨立地表示氧原子或NH。W1 、W2 、W3 及W4 為氧原子為較佳。 式(1)~式(4)中,X1 、X2 、X3 、X4 及X5 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。作為X1 、X2 、X3 、X4 及X5 ,從合成方面的限制的觀點考慮,分別獨立地為氫原子或碳原子數1~12的烷基為較佳,分別獨立地為氫原子或甲基為更佳,甲基尤為佳。
式(1)~式(4)中,Y1 、Y2 、Y3 及Y4 分別獨立地表示2價的連結基,連結基的結構方面並無特別的限制。作為以Y1 、Y2 、Y3 及Y4 表示之2價的連結基,具體而言,可舉出下述(Y-1)~(Y-21)的連結基等為例。下述所示之結構中,A、B分別表示與式(1)~式(4)中的左末端基、右末端基的鍵結部位。下述中示出之結構中,從合成的簡便性考慮, (Y-2)或(Y-13)為更佳。
[化學式6]
Figure 02_image011
式(1)~式(4)中,Z1 、Z2 、Z3 及Z4 分別獨立地表示1價的有機基團。有機基團的結構並無特別限定,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。該些中,作為以Z1 、Z2 、Z3 及Z4 表示之有機基團,尤其從分散性提高的觀點考慮,具有立體排斥效果者為較佳,分別獨立地為碳原子數5至24的烷基或烷氧基為較佳,其中,分別獨立地為碳原子數5至24的分支烷基、碳原子數5至24的環狀烷基或碳原子數5至24的烷氧基尤為佳。另外,烷氧基中包含之烷基可以係直鏈狀、支鏈狀、環狀的任一個。
式(1)~式(4)中,n、m、p及q分別獨立地為1至500的整數。 並且,式(1)及式(2)中,j及k分別獨立地表示2~8的整數。從分散穩定性、顯影性的觀點考慮,式(1)及式(2)中的j及k為4~6的整數為較佳,5最為佳。
式(3)中,R3 表示分支或者直鏈的伸烷基,碳原子數1~10的伸烷基為較佳,碳原子數2或3的伸烷基為更佳。p為2~500時,存在複數個之R3 可相互相同亦可互不相同。 式(4)中,R4 表示氫原子或1價的有機基團,作為該1價的有機基團,結構上並無特別限定。作為R4 ,可較佳地舉出氫原子、烷基、芳基及雜芳基,氫原子或烷基為更佳。R4 為烷基時,作為烷基,碳原子數1~20的直鏈狀烷基、碳原子數3~20的分支狀烷基或碳原子數5~20的環狀烷基為較佳,碳原子數1~20的直鏈狀烷基為更佳,碳原子數1~6的直鏈狀烷基為進一步較佳。式(4)中,q為2~500時,接枝共聚物中存在複數個之X5 及R4 可相互相同亦可互不相同。
並且,高分子化合物可具有2種以上的不同結構且具有接枝鏈之結構單元。亦即,高分子化合物的分子中可以包含結構互不相同之以式(1)~式(4)表示之結構單元,並且,式(1)~式(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互不相同之結構,式(3)及式(4)中,分子內存在複數個之R3 、R4 及X5 可相互相同亦可互不相同。
作為以式(1)表示之結構單元,從分散穩定性、顯影性的觀點考慮,以下述式(1A)表示之結構單元為更佳。 並且,作為以式(2)表示之結構單元,從分散穩定性、顯影性的觀點考慮,以下述式(2A)表示之結構單元為更佳。
[化學式7]
Figure 02_image013
式(1A)中,X1 、Y1 、Z1 及n的含義與式(1)中的X1 、Y1 、Z1 及n相同,較佳範圍亦相同。式(2A)中,X2 、Y2 、Z2 及m的含義與式(2)中的X2 、Y2 、Z2 及m相同,較佳範圍亦相同。
並且,作為以式(3)表示之結構單元,從分散穩定性、顯影性的觀點考慮,以下述式(3A)或式(3B)表示之結構單元為更佳。
[化學式8]
Figure 02_image015
式(3A)或(3B)中,X3 、Y3 、Z3 及p的含義與式(3)中的X3 、Y3 、Z3 及p相同,較佳範圍亦相同。
高分子化合物作為具有接枝鏈之結構單元,具有以式(1A)表示之結構單元為更佳。
高分子化合物中,具有接枝鏈之結構單元(例如,以上述式(1)~式(4)表示之結構單元)以質量換算,相對於高分子化合物的總質量,以2~90%的範圍包含為較佳,以5~30%的範圍包含為更佳。若在該範圍內包含具有接枝鏈之結構單元,則黑色顏料等著色顏料的分散性較高,形成著色層時的顯影性良好。
並且,高分子化合物具有與具有接枝鏈之結構單元不同(亦即,並不相當於具有接枝鏈之結構單元)之疏水性結構單元為較佳。其中,本發明中,疏水性結構單元係不具有酸基(例如,羧酸基、磺酸基、磷酸基、酚性羥基等)之結構單元。
疏水性結構單元係源自(對應)ClogP值為1.2以上的化合物(單體)之結構單元為較佳,係源自ClogP值為1.2~8的化合物之結構單元為更佳。藉此,能夠更可靠地顯現本發明的效果。
ClogP值係藉由能夠從Daylight Chemical Information System, Inc,獲得之程序“CLOGP”計算之值。該程序提供藉由Hansch, Leo的fragmentapproach(參閱下述文獻)計算出之“計算logP”的值。Fragmentapproach依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。本發明中,使用藉由程序CLOGP v4.82計算出之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表示分配係數P(Partition Coefficient)的常用對數,係以定量的數值表示某一有機化合物在油(通常為1-辛醇)與水的2相系的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。 若logP的值夾著0而正向(plus)增大,則表示油溶性增加,若絕對值負向(minus)增大,則表示水溶性增加,與有機化合物的水溶性有負相關,作為估計有機化合物的親疏水性之參數而廣泛利用。
高分子化合物作為疏水性結構單元,具有選自源自以下述通式(i)~(iii)表示之單體的結構單元之1種以上的結構單元為較佳。
[化學式9]
Figure 02_image017
上述式(i)~(iii)中,R1 、R2 、及R3 分別獨立地表示氫原子、鹵原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)或碳原子數為1~6的烷基(例如,甲基、乙基、丙基等)。 R1 、R2 、及R3 係氫原子或碳原子數為1~3的烷基為更佳,氫原子或甲基為進一步較佳。R2 及R3 係氫原子尤為佳。 X表示氧原子(-O-)或亞胺基(-NH-),氧原子為較佳。
L係單鍵或2價的連結基。作為2價的連結基,可舉出2價的脂肪族基(例如,亞烷基、取代亞烷基、亞烯基、取代亞烯基、亞炔基、取代亞炔基)、2價的芳香族基(例如,伸芳基、取代伸芳基)、2價的雜環基、氧原子(-O-)、硫原子(-S-)、亞胺基(-NH-)、取代亞胺基(-NR31 -,其中,R31 為脂肪族基、芳香族基或雜環基)、羰基(-CO-)或該些的組合等。
2價的脂肪族基可具有環狀結構或分支結構。脂肪族基的碳原子數為1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳。脂肪族基可以係不飽和脂肪族基,亦可以係飽和脂肪族基,飽和脂肪族基為較佳。並且,脂肪族基可具有取代基。取代基的例子可舉出鹵原子、芳香族基及雜環基等。
2價的芳香族基的碳原子數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。並且,芳香族基可具有取代基。取代基的例子可舉出鹵原子、脂肪族基、芳香族基及雜環基等。
2價的雜環基作為雜環具有5員環或6員環為較佳。雜環上可縮合有其他雜環、脂肪族環或芳香族環。並且,雜環基可具有取代基。作為取代基的例子,可舉出鹵原子、羥基、氧代基(=O)、硫代基(=S)、亞胺基(=NH)、取代亞胺基(=N-R32 ,其中,R32 為脂肪族基、芳香族基或雜環基)、脂肪族基、芳香族基或雜環基。
L係單鍵、亞烷基或包含氧化烯結構之2價的連結基為較佳。氧化烯結構係氧乙烯結構或氧丙烯結構為更佳。並且,L可包含重複包含2個以上的氧化烯結構之聚氧化烯結構。作為聚氧化烯結構,聚氧乙烯結構或聚氧丙烯結構為較佳。聚氧乙烯結構以-(OCH2 CH2 )n-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)、雜環基或該些的組合。該些基團中可包含氧原子(-O-)、硫原子(-S-)、亞胺基(-NH-)、取代亞胺基(-NR31 -、其中,R31 為脂肪族基、芳香族基或雜環基)、羰基(-CO-)。
脂肪族基可具有環狀結構或分支結構。脂肪族基的碳原子數為1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳。脂肪族基中還包含環集合烴基、交聯環式烴基,作為環集合烴基的例子,包含雙環己基、全氫萘基、聯苯基、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;高佈雷烷(homobledane)、金剛烷、三環[5.2.1.02 6 ]癸烷、三環[4.3.1.12 5 ]十一烷環等3環式烴環;四環[4.4.0.12 5 .17 10 ]十二烷、全氫-1,4-亞甲基-5,8-亞甲基萘環等4環式烴環等。並且,交聯環式烴環中還包含稠環式烴環,例如,全氫萘(十氫萘)、全氫蒽、全氫菲、全氫苊、全氫芴、全氫茚、全氫葩環等縮合有複數個5~8員環烷烴環之稠環。 與不飽和脂肪族基相比,脂肪族基係飽和脂肪族基為較佳。並且,脂肪族基可具有取代基。取代基的例子可舉出鹵原子、芳香族基及雜環基。其中,脂肪族基作為取代基不具有酸基。
芳香族基的碳原子數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。並且,芳香族基可具有取代基。取代基的例子可舉出鹵原子、脂肪族基、芳香族基及雜環基。其中,芳香族基作為取代基不具有酸基。
雜環基作為雜環具有5員環或6員環為較佳。雜環上可縮合有其他雜環、脂肪族環或芳香族環。並且,雜環基可具有取代基。作為取代基的例子,可舉出鹵原子、羥基、氧代基(=O)、硫代基(=S)、亞胺基(=NH)、取代亞胺基(=N-R32 ,其中,R32 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,雜環基作為取代基不具有酸基。
上述式(iii)中,R4 、R5 、及R6 分別獨立地表示氫原子、鹵原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)、碳原子數為1~6的烷基(例如,甲基、乙基、丙基等)、Z或-L-Z。其中,L及Z的含義與上述中的L及Z相同。作為R4 、R5 及R6 ,氫原子或碳原子數為1~3的烷基為較佳,氫原子為更佳。
本發明中,作為以上述通式(i)表示之單體,R1 、R2 及R3 為氫原子或甲基、L為單鍵或亞烷基或者包含氧化烯結構之2價的連結基、X為氧原子或亞胺基、Z為脂肪族基、雜環基或芳香族基之化合物為較佳。 並且,作為以上述通式(ii)表示之單體,R1 為氫原子或甲基、L為亞烷基、Z為脂肪族基、雜環基或芳香族基之化合物為較佳。並且,作為以上述通式(iii)表示之單體,R4 、R5 及R6 為氫原子或甲基、Z為脂肪族基、雜環基或芳香族基之化合物為較佳。
作為以式(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之自由基聚合性化合物。 另外,作為以式(i)~(iii)表示之代表性化合物的例子,能夠參閱日本特開2013-249417號公報的段落0089~0093中記載之化合物,該些內容引入本說明書中。
高分子化合物中,疏水性結構單元以質量換算,相對於高分子化合物的總質量,以10~90%的範圍包含為較佳,以20~80%的範圍包含為更佳。含量在上述範圍中可實現充分的圖案形成。
高分子化合物能夠導入可與黑色顏料等著色顏料形成相互作用之官能基。其中,高分子化合物還包含具有可與黑色顏料等著色顏料形成相互作用之官能基之結構單元為較佳。 作為可與該黑色顏料等著色顏料形成相互作用之官能基,例如,可舉出酸基、鹼性基、配位性基、具有反應性之官能基等。 高分子化合物具有酸基、鹼性基、配位性基或具有反應性之官能基時,分別含有具有酸基之結構單元、具有鹼性基之結構單元、具有配位性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,高分子化合物進一步具有羧酸基等鹼可溶性基作為酸基,藉此能夠對高分子化合物賦予用於基於鹼顯影之圖案形成的顯影性。 亦即,藉由向高分子化合物導入鹼可溶性基,樹脂組成物A中,作為有助於黑色顏料等著色顏料的分散之分散樹脂的高分子化合物具有鹼可溶性。含有該種高分子化合物之組成物成為曝光部的遮光性優異者,且未曝光部的鹼顯影性得到提高。 並且,藉由高分子化合物具有含有酸基之結構單元,高分子化合物變得易與溶劑整合且塗佈性亦提高之趨勢。 推測這是因為,具有酸基之結構單元中的酸基易與黑色顏料等著色顏料相互作用,高分子化合物使黑色顏料等著色顏料穩定地分散,並且使黑色顏料等著色顏料分散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,具有作為酸基的鹼可溶性基之結構單元可以係與上述之具有接枝鏈之結構單元相同的結構單元,亦可以係不同的結構單元,具有作為酸基的鹼可溶性基之結構單元係與上述之疏水性結構單元不同的結構單元。亦即,並不相當於上述疏水性結構單元。
作為可與黑色顏料等著色顏料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,羧酸基、磺酸基及磷酸基中的至少1種為較佳,針對黑色顏料等著色顏料的吸附力良好且其分散性較高之羧酸基尤為佳。 亦即,高分子化合物還具有含有羧酸基、磺酸基及磷酸基中的至少1種之結構單元為較佳。
高分子化合物可具有1種或2種以上的具有酸基之結構單元。 高分子化合物可含有具有酸基之結構單元,亦可不含有,含有時,具有酸基之結構單元的含量以質量換算,相對於高分子化合物的總質量,5~80%為較佳,從抑制基於鹼顯影之圖像強度的損傷之觀點考慮,10~60%為更佳。
作為可與黑色顏料等著色顏料形成相互作用之官能基亦即鹼性基,例如有第1級胺基、第2級胺基、第3級胺基、包含N原子之雜環、醯胺基等,針對黑色顏料等著色顏料的吸附力良好且其分散性較高之第3級胺基尤為佳。高分子化合物能夠具有1種或2種以上的該些鹼性基。 高分子化合物可含有具有鹼性基之結構單元,亦可不含有,含有時,具有鹼性基之結構單元的含量以質量換算,相對於高分子化合物的總質量,0.01%以上且50%以下為較佳,從抑制阻礙顯影性之觀點考慮,0.01%以上且30%以下為更佳。
作為可與黑色顏料等著色顏料形成相互作用之官能基亦即配位性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、醯氯等。針對黑色顏料等著色顏料吸附力良好且分散性較高之乙醯乙醯氧基尤為佳。高分子化合物可具有1種或2種以上的該些基。 高分子化合物可含有具有配位性基之結構單元或具有反應性之官能基,亦可不含有,含有時,該些結構單元的含量以質量換算,相對於高分子化合物的總質量,10%以上且80%以下為較佳,從抑制阻礙顯影性之觀點考慮,20%以上且60%以下為更佳。
本發明中的高分子化合物除了接枝鏈以外還具有可與黑色顏料等著色顏料形成相互作用之官能基時,含有如上述之各種可與黑色顏料等著色顏料形成相互作用之官能基即可,並不特別限定該些官能基如何被導入,高分子化合物具有選自源自以下述通式(iv)~(vi)表示之單體的結構單元之1種以上的結構單元為較佳。
[化學式10]
Figure 02_image019
通式(iv)~通式(vi)中,R11 、R12 及R13 分別獨立地表示氫原子、鹵原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)或碳原子數為1~6的烷基(例如,甲基、乙基、丙基等)。 通式(iv)~通式(vi)中,R11 、R12 及R13 分別獨立地為氫原子或碳原子數為1~3的烷基為更佳,分別獨立地為氫原子或甲基為更佳。通式(iv)中,R12 及R13 分別為氫原子尤為佳。
通式(iv)中的X1 表示氧原子(-O-)或亞胺基(-NH-),氧原子為較佳。 並且,通式(v)中的Y表示次甲基或氮原子。
並且,通式(iv)~通式(v)中的L1 表示單鍵或2價的連結基。作為2價的連結基的例子,可舉出2價的脂肪族基(例如,亞烷基、取代亞烷基、亞烯基、取代亞烯基、亞炔基及取代亞炔基)、2價的芳香族基(例如,伸芳基及取代伸芳基)、2價的雜環基、氧原子(-O-)、硫原子(-S-)、亞胺基(-NH-)、取代亞胺鍵(-NR31 ’-,其中,R31 ’為脂肪族基、芳香族基或雜環基)、羰鍵(-CO-)或該些組合等。
2價的脂肪族基可具有環狀結構或分支結構。脂肪族基的碳原子數為1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳。與不飽和脂肪族基相比,脂肪族基為飽和脂肪族基為較佳。並且,脂肪族基可具有取代基。作為取代基的例子,可舉出鹵原子、羥基、芳香族基及雜環基。
2價的芳香族基的碳原子數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。並且,芳香族基可具有取代基。取代基的例子可舉出鹵原子、羥基、脂肪族基、芳香族基及雜環基。
2價的雜環基作為雜環具有5員環或6員環為較佳。雜環中可縮合有其他雜環、脂肪族環或芳香族環中的1個以上。並且,雜環基可具有取代基。作為取代基的例子,可舉出鹵原子、羥基、氧代基(=O)、硫代基(=S)、亞胺基(=NH)、取代亞胺基(=N-R32 ,其中,R32 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。
L1 係單鍵、亞烷基或包含氧化烯結構之2價的連結基為較佳。氧化烯結構係氧乙烯結構或氧丙烯結構為更佳。並且,L1 可包含重複包含2個以上的氧化烯結構之聚氧化烯結構。作為聚氧化烯結構,聚氧乙烯結構或聚氧丙烯結構為較佳。聚氧乙烯結構以-(OCH2 CH2 )n-表示,n為2以上的整數為較佳,2~10的整數為更佳。
通式(iv)~通式(vi)中,Z1 表示接枝鏈以外可與黑色顏料等著色顏料形成相互作用之官能基,羧酸基、第三級胺基為較佳,羧酸基為更佳。
通式(vi)中,R14 、R15 及R16 分別獨立地表示氫原子、鹵原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子等)、碳原子數為1~6的烷基(例如,甲基、乙基及丙基等)、-Z1 或-L1 -Z1 。其中,L1 及Z1 的含義與上述中的L1 及Z1 相同,較佳例亦相同。作為R14 、R15 及R16 ,分別獨立地為氫原子、或碳原子數為1~3的烷基為較佳,氫原子為更佳。
本發明中,作為以通式(iv)表示之單體,R11 、R12 及R13 分別獨立地為氫原子或甲基、L1 為亞烷基或包含氧化烯結構之2價的連結基、X1 為氧原子或亞胺基、Z1 為羧酸基之化合物為較佳。 並且,作為以通式(v)表示之單體,R11 為氫原子或甲基、L1 為亞烷基、Z1 為羧酸基、Y為次甲基之化合物為較佳。 而且,作為以通式(vi)表示之單體,R14 、R15 及R16 分別獨立地為氫原子或甲基、L1 為單鍵或亞烷基、Z為羧酸基之化合物為較佳。
以下,示出以通式(iv)~通式(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、分子內具有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、分子內具有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、分子內具有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、分子內具有加成聚合性雙鍵及羥基之化合物與偏苯三酸酐的反應物、分子內具有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、馬來酸、伊康酸、反丁烯二酸、4-乙烯基安息香酸、乙烯基苯酚及4-羥基苯甲基丙烯醯等。
從與黑色顏料等著色顏料的相互作用、分散穩定性及向顯影液的浸透性的觀點考慮,具有可與黑色顏料等著色顏料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。
而且,為了提高圖像強度等各種性能,高分子化合物可在無損本發明的效果之前提下,進一步含有與具有接枝鏈之結構單元、疏水性結構單元及具有可與黑色顏料等著色顏料形成相互作用之官能基之結構單元不同之、具有各種功能之其他結構單元(例如,具有與用於分散物之分散介質具有親和性之官能基等之結構單元)。 作為該種其他結構單元,例如可舉出源自選自丙烯腈類及甲基丙烯腈類等之自由基聚合性化合物的結構單元。 高分子化合物能夠使用1種或者2種以上的該些其他結構單元,其含量以質量換算,相對於高分子化合物的總質量,0%以上且80%以下為較佳,10%以上且60%以下尤為佳。含量在上述範圍內可維持充分的圖案形成性。
高分子化合物的酸值為0mgKOH/g以上且160mgKOH/g以下的範圍為較佳,10mgKOH/g以上且140mgKOH/g以下的範圍為更佳,20mgKOH/g以上且120mgKOH/g以下的範圍進一步較佳。 若高分子化合物的酸值為160mgKOH/g以下,則更有效地抑制形成樹脂層時的顯影中的圖案剥離。並且,若高分子化合物的酸值為10mgKOH/g以上,則鹼顯影性更加良好。並且,若高分子化合物的酸值為20mgKOH/g以上,則能夠更加抑制黑色顏料等著色顏料的沉澱,能夠使粗大粒子數更少,能夠更加提高組成物的經時穩定性。
本發明中,高分子化合物的酸值例如能夠由高分子化合物中的酸基的平均含量計算。並且,能夠藉由改變含有高分子化合物的構成成份亦即酸基之結構單元的含量來獲得具有所希望的酸值之樹脂。
形成樹脂膜時,從顯影時的圖案剥離的抑制和顯影性的觀點考慮,本發明中的高分子化合物的重量平均分子量作為藉由GPC(凝膠滲透層析法)法之聚苯乙烯換算值,4,000以上且300,000以下為較佳,5,000以上且200,000以下為更佳,6,000以上且100,000以下進一步較佳,10,000以上且50,000以下尤為佳。 GPC法基於如下方法,亦即,利用HLC-8020GPC(TOSOH CORPORATION.製造),作為管柱使用TSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(TOSOH CORPORATION製造、4.6mmID×15cm),作為溶離液使用THF(四氫呋喃)。
高分子化合物能夠依公知的方法合成,作為合成高分子化合物時使用之溶劑,例如可舉出二氯乙烷、環己酮、甲乙酮、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、2-甲氧基乙基乙酸酯、1-甲氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-乙酸丙酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、甲苯、乙酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯等。該些溶劑可單獨使用亦可混合2種以上來使用。
作為可在本發明中使用之高分子化合物的具體例,可舉出Kusumoto Chemicals, Ltd.製造“DA-7301”、BYK Chemie公司製造“Disperbyk-101(聚醯胺胺磷酸鹽)、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、170、190(高分子共聚物)”、“BYK-P104、P105(高分子量不飽和聚羧酸)”、EFKA公司製造“EFKA4047、4050~4010~4165(聚氨酯系)、EFKA4330~4340(嵌段共聚物)、4400~4402(改性聚丙烯酸酯)、5010(聚醯胺酯)、5765(高分子量聚羧酸鹽)、6220(脂肪酸聚酯)、6745(酞菁衍生物)、6750(偶氮顏料衍生物)”、Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.製造“AJISPER PB821、PB822、PB880、PB881”、KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD製造“Floren TG-710(氨酯低聚物)”、“Polyflow No.50E、No.300(丙烯酸系共聚物)”、Kusumoto Chemicals, Ltd.製造“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製造“DEMOL RN、N(萘磺酸福爾馬林縮聚物)、MS、C、SN-B(芳香族磺酸福爾馬林縮聚物)”、“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(硬脂胺醋酸鹽)”、The Lubrinzol corporatin製造“SOLSPERSE 5000(酞菁衍生物)、22000(偶氮顏料衍生物)、13240(聚酯胺)、3000、12000、17000、20000、27000(在末端部具有功能部之高分子)、24000、28000、32000、38500(接枝共聚物)”、Nikko Chemicals Co.,Ltd.製造“Nikkor 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.製造Hinoakuto T-8000E等、Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造聚有機基矽氧烷聚合物KP341、Yusho Co Ltd製造“W001:陽離子系表面活性劑”、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂醚、聚氧乙烯油烯醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、脫水山梨醇脂肪酸酯等非離子系表面活性劑、“W004、W005、W017”等陰離子系表面活性劑、MORISHITA & CO.,LTD.製造“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製造“Disperse Aid 6、Disperse Aid 8、Disperse Aid 15、Disperse Aid 9100”等高分子分散劑、ADEKA CORPORATION製造“Adeka Pluronic L31、F38、L42、L44、L61、L64、F68、L72、P95、F77、P84、F87、P94、L101、P103、F108、L121、P-123”、及Sanyo Chemical Industries, Ltd.製造“Ionet (商品名)S-20”等。並且,還可使用Acrylicbase FFS-6752、Acrylicbase FFS-187、Acrycure-RD-F8、Cyclomer P。 並且,作為兩性樹脂的市售品,例如可舉出BYK Additives&Instruments製造的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.製造的AJISPER PB821、AJISPER PB822、AJISPER PB881等。 該些高分子化合物可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
另外,作為高分子化合物的具體例的例子,能夠參閱日本特開2013-249417號公報的段落0127~0129中記載之高分子化合物,該些內容引入本說明書中。
並且,作為分散樹脂,除了上述之高分子化合物以外,還能夠使用日本特開2010-106268號公報的段落0037~0115(對應之US2011/0124824的段落0075~0133)的接枝共聚物,該些內容可援用並引入本說明書中。 並且,上述以外,還能夠使用日本特開2011-153283號公報的段落0028~0084(對應之US2011/0279759的段落0075~0133)的包含具有酸性基經由連結基鍵結而成之側鏈結構之構成成份之高分子化合物,該些內容可援用並引入本說明書中。
樹脂組成物A中的分散樹脂的含量相對於組成物的總固體含量,0.1~50質量%為較佳,1~40質量%為更佳,1~30質量%為進一步較佳。
另外,作為使顏料分散之工藝,可舉出作為用於分散之機械力使用壓縮、擠壓、衝擊、剪切或空化(cavitation)等之工藝。作為該些工藝的具體例,可舉出珠磨機、砂磨機(sand mill)、輥磨機、球磨機、高速葉輪、砂磨機(sand grinder)、噴流混合器、高壓濕式微粒化、超聲波分散或微射流機等。並且,可較佳地使用“分散技術大全、株式會社資訊機構發行、2005年7月15日”或“以懸浮液(suspension)(固/液分散體系)為中心之分散技術與工業應用的實際綜合資料集、經營開發中心出版部發行、1978年10月10日”中記載的工藝及分散機。可進行基於鹽磨製程之顏料的微細化處理。用於鹽磨製程之原材料、設備及處理條件等例如可使用日本特開2015-194521號公報、日本特開2012-046629號公報的記載者。 該些中,砂磨機(珠磨機)為較佳。並且,砂磨機(珠磨機)中的顏料的粉碎中,在藉由使用小徑的珠子、加大珠子的填充率等來提高粉碎效率之條件下進行處理為較佳,進一步在粉碎處理之後藉由過濾、離心分離等去除粗粒為較佳。
<聚合起始劑> 樹脂組成物A可含有聚合起始劑。 作為聚合起始劑,並無特別限制,能夠從公知的聚合起始劑中適當選擇,例如,具有感光性者(所謂的光聚合起始劑)為較佳。 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選擇。例如,對從紫外線區域至可見光線具有感光性者為較佳。並且,聚合起始劑可以係與被光激發之光敏劑產生某些作用,並生成活性自由基之活性劑,亦可以係依據單體的種類而引發陽離子聚合之起始劑。 並且,光聚合起始劑含有至少1種於約300nm~800nm(330vm~500nm為更佳。)的範圍內具有至少約50的莫耳吸光系數之化合物為較佳。
作為光聚合起始劑,例如,可舉出鹵化烴衍生物(例如,具有三嗪骨架者、具有噁二唑骨架者等)、醯基氧化膦等醯基膦化合物、六芳基雙咪唑、肟衍生物等肟化合物、有機過氧化物、硫代化合物、酮化合物、芳香族鎓鹽、酮肟醚、胺基苯乙酮化合物、羥基苯乙酮等。作為上述具有三嗪骨架之鹵代烴化合物,例如,可舉出若林等著、Bull.Chem.Soc.Japan,42、2924(1969)記載之化合物、英國專利1388492號說明書記載之化合物、日本特開昭53-133428號公報記載之化合物、德國專利3337024號說明書記載之化合物、基於F.C.Schaefer等之J.Org.Chem.;29、1527(1964)記載之化合物、日本特開昭62-58241號公報記載之化合物、日本特開平5-281728號公報記載之化合物、日本特開平5-34920號公報記載之化合物、美國專利第4212976號說明書中記載之化合物等。
並且,從曝光靈敏度的觀點考慮,選自包含三鹵甲基三嗪化合物、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、三芳基咪唑二聚體、鎓類化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物及其衍生物、環戊二烯-苯-鐵絡合物及其鹽、鹵代甲基噁二唑化合物及3-芳基取代香豆素化合物之組之化合物為較佳。
三鹵甲基三嗪化合物、α-胺基酮化合物、醯基膦化合物、氧化膦化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚體、鎓類化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物為進一步較佳,選自包含三鹵甲基三嗪化合物、α-胺基酮化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚體、及二苯甲酮化合物之組之至少1種化合物尤為佳。
尤其,使用本發明的樹脂膜製作固態攝影元件的遮光膜時,需要以銳利的形狀形成微細的圖案,故與硬化性一同在未曝光部無殘渣地顯影為較佳。從該種觀點考慮,使用肟化合物作為光聚合起始劑尤為佳。尤其,固態攝影元件中形成微細的圖案時,硬化用曝光中利用步進曝光,但該曝光機有時會被鹵素損傷,還需要將光聚合起始劑的添加量抑制得較低,故,若考慮該些方面,則形成如固態攝影元件的微細圖案時,作為光聚合起始劑,使用肟化合物尤為佳。並且,藉由使用肟化合物,能夠使顏色轉移性更優化。 作為光聚合起始劑的具體例,例如,能夠參閱日本特開2013-29760號公報的段落0265~0268,該內容編入本申請說明書中。
作為光聚合起始劑,亦可適當地使用羥基苯乙酮化合物、胺基苯乙酮化合物及醯基膦化合物。更具體而言,例如,還能夠使用日本特開平10-291969號公報中記載之胺基苯乙酮系起始劑、日本專利第4225898號公報中記載之醯基膦系起始劑。 作為羥基苯乙酮系起始劑,能夠使用IRGACURE-184、DAROCUR-1173、IRGACURE-500、IRGACURE-2959、IRGACURE-127(商品名、均為BASF公司製造)。 作為胺基苯乙酮系起始劑,能夠使用作為市售品之IRGACURE-907、IRGACURE-369及IRGACURE-379EG(商品名、均為BASF公司製造)。胺基苯乙酮系起始劑還能夠使用吸收波長與365nm或405nm等長波光源匹配之日本特開2009-191179號公報中記載之化合物。 作為醯基膦系起始劑,能夠使用作為市售品之IRGACURE-819或DAROCUR-TPO(商品名、均為BASF公司製造)。
樹脂組成物A作為聚合起始劑包含以下述式(I)表示之肟化合物為較佳。
[化學式11]
Figure 02_image021
式(I)中,Ra 表示烷基、醯基、芳基或雜環基,Rb 表示烷基、芳基或雜環基,複數個Rc 分別獨立地表示氫原子、烷基或以-ORh 表示之基團。Rh 表示拉電子基或烷醚基。其中,複數個Rc 的至少任一個表示以-ORh 表示之基團。
式(I)中,Ra 表示烷基、醯基、芳基或雜環基,芳基或雜環基為較佳,雜環基為更佳。 烷基的碳原子數為1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳,1~4尤為佳。烷基可以係直鏈、分支、環狀的任一個,直鏈或分支為較佳。 醯基的碳原子數為2~20為較佳,2~15為更佳。作為醯基,可舉出乙醯基、苯甲醯基等。 芳基的碳原子數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。芳基可以係單環,亦可以係稠環。 雜環基為5員環或6員環為較佳。雜環基可以係單環,亦可以係稠環。縮合數為2~8為較佳,2~6為更佳,3~5為進一步較佳,3~4尤為佳。構成雜環基之碳原子的數為3~40為較佳,3~30為更佳,3~20為更佳。構成雜環基之雜原子的數為1~3為較佳。構成雜環基之雜原子為氮原子、氧原子或硫原子為較佳,氮原子為更佳。
Ra 所表示之上述基團可以係未取代,亦可以具有取代基。作為取代基,可舉出烷基、芳基、雜環基、硝基、氰基、鹵原子、-ORX1 、-SRX1 、-CORX1 、-COORX1 、-OCORX1 、-NRX1 RX2 、-NHCORX1 、-CONRX1 RX2 、-NHCONRX1 RX2 、-NHCOORX1 、-SO2 RX1 、-SO2 ORX1 、-NHSO2 RX1 等。RX1 及RX2 分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基或雜環基。 鹵原子可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,氟原子為較佳。 作為取代基的烷基以及RX1 及RX2 所表示之烷基的碳原子數為1~20為較佳。烷基可以係直鏈、分支、環狀的任一個,直鏈或分支為較佳。烷基中,氫原子的一部分或全部可被鹵原子(氟原子為較佳)取代。並且,烷基中,氫原子的一部分或全部可被上述取代基取代。 作為取代基的芳基以及RX1 及RX2 所表示之芳基的碳原子數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。芳基可以係單環,亦可以係稠環。並且,芳基中,氫原子的一部分或全部可被上述取代基取代。 作為取代基的雜環基以及RX1 及RX2 所表示之雜環基為5員環或6員環為較佳。雜環基可以係單環,亦可以係稠環。構成雜環基之碳原子的數為3~30為較佳,3~18為更佳,3~12為更佳。構成雜環基之雜原子的數為1~3為較佳。構成雜環基之雜原子為氮原子、氧原子或硫原子為較佳。並且,雜環基中,氫原子的一部分或全部可被上述取代基取代。
Ra 所表示之雜環基係以下述式(II)表示之基為較佳。
[化學式12]
Figure 02_image023
式(II)中,Ar1 及Ar2 分別獨立地表示可具有取代基之芳香族烴環,R3 表示烷基或芳基,*表示鍵結位置。 式(II)中,Ar1 及Ar2 分別獨立地表示可具有取代基之芳香族烴環。 芳香族烴環可以係單環,亦可以係稠環。構成芳香族烴環的環之碳原子數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10尤為佳。芳香族烴環為苯環及萘環為較佳。其中,Ar1 及Ar2 的至少一個為苯環為較佳,Ar1 為苯環為更佳。Ar2 為苯環或萘環為較佳,萘環為更佳。 作為Ar1 及Ar2 可具有之取代基,可舉出Ra 中說明之取代基。 Ar1 係未取代為較佳。Ar2 可以未取代,亦可以具有取代基。作為取代基,-CORX1 為較佳。RX1 係烷基、芳基或雜環基為較佳,芳基為更佳。芳基可具有取代基,亦可以未取代。作為取代基,可舉出碳原子數1~10的烷基等。 式(II)中,R3 表示烷基或芳基,烷基為較佳。烷基及芳基可以未取代,亦可以具有取代基。作為取代基,可舉出上述Ra 中說明之取代基。 烷基的碳原子數為1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳。烷基可以係直鏈、分支、環狀的任一個,直鏈或分支為較佳。 芳基的碳原子數為6~20為較佳,6~15為更佳,6~10為進一步較佳。芳基可以係單環,亦可以係稠環。
式(I)中,Rb 表示烷基、芳基或雜環基,烷基或芳基為較佳,烷基為更佳。烷基、芳基及雜環基的含義與Ra 中說明之基團相同。該些基團可以未取代,亦可以具有取代基。作為取代基,可舉出Ra 中說明之取代基。
式(I)中,複數個Rc 分別獨立地表示氫原子、烷基或以-ORh 表示之基團。Rh 表示拉電子基或烷醚基。其中,複數個Rc 的至少任一個表示以-ORh 表示之基團。
Rc 所表示之烷基的碳原子數為1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳,1~4尤為佳。烷基可以係直鏈、分支、環狀的任一個,直鏈或分支為較佳。
作為-ORh 中的Rh 所表示之拉電子基,例如,可舉出硝基、氰基、氟原子、至少1個氫原子被氟原子取代之碳原子數1~20的烷基等。 該些中,至少1個氫原子被氟原子取代之碳原子數1~20的烷基為較佳。該烷基的碳原子數為1~15為較佳,1~10為更佳,1~4為進一步較佳,可以係直鏈、分支、環狀的任一個,直鏈或分支為較佳。
-ORh 中的Rh 所表示之烷醚基表示被烷氧基取代之烷基。烷醚基中的烷基及烷醚基中的烷氧基中的烷基的碳原子數為1~20為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳,1~4尤為佳。烷基可以係直鏈、分支、環狀的任一個,直鏈或分支為較佳。 烷醚基的碳原子數的總數為2~8為較佳,2~6為更佳,2~4為更佳。
複數個Rc 中,1個或2個係以-ORh 表示之基團為較佳。此時,-ORh 中的Rh 係拉電子基(例如,至少1個氫原子被氟原子取代之碳原子數1~20的烷基)時,剩餘的Rc 係氫原子為較佳。另一方面,-ORh 中的Rh 係烷醚基時,剩餘的Rc 中的1個為烷基且其他為氫原子為較佳。 並且,Rc 所鍵結之苯環中,相對於Rc 未鍵結之1個碳,Rc 所表示之烷基或以-ORh 表示之基團位於鄰位或對位為較佳。
作為以式(I)或式(II)表示之光聚合起始劑的具體例,例如可舉出下述化合物。
[化學式13]
Figure 02_image025
[化學式14]
Figure 02_image027
樹脂組成物A作為聚合起始劑包含以下述式(III)表示之肟化合物亦較佳。
[化學式15]
Figure 02_image029
式(III)中,R1 及R2 分別獨立地表示碳原子數1~20的烷基、碳原子數4~20的脂環式烴基、碳原子數6~30的芳基或碳原子數7~30的芳烷基,R1 及R2 為苯基時,苯基彼此可鍵結而形成茀基,R3 及R4 分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~20的烷基、碳原子數6~30的芳基、碳原子數7~30的芳烷基或碳原子數4~20的雜環基,X表示直接鍵結或羰基。
式(III)中,R5 表示-R6 、-OR6 、-SR6 、-COR6 、-CONR6 R6 、-NR6 COR6 、-OCOR6 、-COOR6 、-SCOR6 、-OCSR6 、-COSR6 、-CSOR6 、-CN、鹵原子或羥基,R6 表示碳原子數1~20的烷基、碳原子數6~30的芳基、碳原子數7~30的芳烷基或碳原子數4~20的雜環基,a表示0~5的整數。
上述式(III)中,R1 及R2 分別獨立地為甲基、乙基、正丙基、異丙基、環己基或苯基為較佳。R3 為甲基、乙基、苯基、甲苯基或二甲苯基為較佳。R4 為碳原子數1~6的烷基或苯基為較佳。R5 為甲基、乙基、苯基、甲苯基或萘基為較佳。X為直接鍵結為較佳。 作為以式(III)表示之化合物的具體例,例如,可舉出日本特開2014-137466號公報的段落號0076~0079中記載之化合物。該內容編入本說明書中。
以下示出以通式(III)表示之肟化合物的具體例,但本發明並不限定於該些。
[化學式16]
Figure 02_image031
並且,作為市售之聚合起始劑,並無特別限定,還可舉出BASF JAPAN LTD.製造IRGACURE OXE 01(1,2-辛二酮1-[4-(苯硫基)-2-(0-苯甲醯基肟)])、IRGACURE OXE 02(乙酮1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(0-乙醯基肟))、2-(乙醯氧基亞氨基甲基)噻噸-9-丙酮、O-醯基肟類化合物(例如,ADEKA CORPORATION製造Adekaoptomer N-1919、Adeka Arkles NCI-831)、Adeka Arkles NCI-930等,該些內容編入本說明書中。
聚合起始劑的含量相對於組成物的總固體含量,0.1~30質量%為較佳,0.5~20質量%為更佳,1~10質量%為進一步較佳,1~7質量%尤為佳。 樹脂組成物A可僅包含1種聚合起始劑,亦可包含2種以上。包含2種以上時,其合計量成為上述範圍為較佳。
<矽烷偶合劑> 樹脂組成物A可包含矽烷偶合劑。 “矽烷偶合劑”係在分子中具有水解性基團及其以外的官能基之化合物。另外,烷氧基等水解性基團與矽原子鍵結。 “水解性基團”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。作為水解性基團,例如,可舉出鹵原子、烷氧基、醯氧基、烯氧基。水解性基團具有碳原子時,其碳原子數為6以下為較佳,4以下為更佳。碳原子數4以下的烷氧基或碳原子數4以下的烯氧基尤為佳。 並且,為了提高基板與硬化膜之間的黏附性,矽烷偶合劑不包含氟原子及矽原子(其中,水解性基團所鍵結之矽原子除外)為較佳,不包含氟原子、矽原子(其中,水解性基團所鍵結之矽原子除外)、被矽原子取代之亞烷基、碳原子數8以上的直鏈烷基及碳原子數3以上的支鏈烷基為較佳。
矽烷偶合劑具有以以下的式(Z)表示之基團為較佳。*表示鍵結位置。 式(Z) *-Si-(RZ13 式(Z)中,RZ1 表示水解性基團,其定義如上述。
矽烷偶合劑具有選自包含(甲基)丙烯醯氧基、環氧基及氧雜環丁基之組之1種以上的硬化性官能基為較佳。硬化性官能基可直接與矽原子鍵結,亦可經由連結基與矽原子鍵結。其中,從提高黏附性、耐顯影性及耐溶劑性的觀點考慮,環氧基為較佳。 另外,作為上述矽烷偶合劑中包含之硬化性官能基的較佳態樣,還可舉出自由基聚合性基團。
矽烷偶合劑的分子量並無特別限制,從操作性觀點考慮,100~1000的情況較多,從本發明的效果更加優異之角度考慮,270以上為較佳,270~1000為更佳。
作為矽烷偶合劑的較佳態樣之一,可舉出以式(W)表示之矽烷偶合劑X。 式(W) RZ2 -Lz-Si-(RZ13 Rz1 表示水解性基團,定義如上述。 Rz2 表示硬化性官能基,定義如上述,較佳範圍亦如上述。 Lz表示單鍵或2價的連結基。Lz表示2價的連結基時,作為2價的連結基,可舉出鹵原子可取代之亞烷基、鹵原子可取代之伸芳基、-NR12 -、-CONR12 -、-CO-、-CO2 -、SO2 NR12 -、-O-、-S-、-SO2 -或該些的組合。其中,選自包含碳原子數2~10的鹵原子可取代之亞烷基及碳原子數6~12的鹵原子可取代之伸芳基之組之至少1種、或包含該些基團與選自包含-NR12 -、-CONR12 -、-CO-、-CO2 -、SO2 NR12 -、-O-、-S-、及SO2 -之組之至少1種基團的組合之基團為較佳,包含碳原子數2~10的鹵原子可取代之亞烷基、-CO2 -、-O-、-CO-、-CONR12 -或該些基團的組合之基團為更佳。其中,上述R12 表示氫原子或甲基。
作為矽烷偶合劑X,可舉出N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基二甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製商品名 KBM-602)、N-β-氨乙基-γ-氨丙基-三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製商品名 KBM-603)、N-β-氨乙基-γ-氨丙基-三乙氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製商品名 KBE-602)、γ-氨丙基-三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製商品名 KBM-903)、γ-氨丙基-三乙氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製商品名 KBE-903)、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製商品名 KBM-503)、3-縮水甘油醚丙基甲基二甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製商品名 KBM-402)、3-縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製商品名 LS-2940)、縮水甘油醚辛基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製商品名 KBM-4803)等。
作為矽烷偶合劑的其他較佳態樣,可舉出在分子內至少具有矽原子、氮原子、硬化性官能基,且具有與矽原子鍵結之水解性基團之矽烷偶合劑Y。 該矽烷偶合劑Y在分子內具有至少1個矽原子即可,矽原子能夠與以下的原子、取代基鍵結。該些可以係相同的原子、取代基,亦可不同。可鍵結之原子、取代基可舉出氫原子、鹵原子、羥基、碳原子數1至20的烷基、鏈烯基、炔基、芳基、可用烷基和/或芳基取代之胺基、甲矽烷基、碳原子數1至20的烷氧基、芳氧基等。該些取代基可進一步被甲矽烷基、鏈烯基、炔基、芳基、烷氧基、芳氧基、硫代烷氧基、可用烷基和/或芳基取代的胺基、鹵原子、磺醯胺基、烷氧基羰基、醯胺基、尿素基、銨基、烷基銨基、羧基或其鹽、磺基或其鹽等。 另外,矽原子上鍵結有至少1個水解性基團。水解性基團的定義如上述。 矽烷偶合劑Y中可包含以上述式(Z)表示之基團。
矽烷偶合劑Y在分子內具有至少1個以上的氮原子,氮原子以2級胺基或者3級胺基的形態存在為較佳,亦即,氮原子作為取代基具有至少1個有機基團為較佳。另外,作為胺基的結構,可以以含氮雜環的部分結構的形態存在於分子內,亦可作為苯胺等取代胺基存在。 其中,作為有機基團,可舉出烷基、鏈烯基、炔基、芳基或該些的組合。該些可進一步具有取代基,作為可導入之取代基,可舉出甲矽烷基、鏈烯基、炔基、芳基、烷氧基、芳氧基、硫代烷氧基、胺基、鹵原子、磺醯胺基、烷氧基羰基、羰基氧基、醯胺基、尿素基、亞烷氧基銨基、烷基銨基、羧基或其鹽、磺基等。 並且,氮原子經由任意的有機連結基與硬化性官能基鍵結為較佳。作為較佳之有機連結基,可舉出上述氮原子及可導入到與其鍵結之有機基團之取代基。
矽烷偶合劑Y中包含之硬化性官能基的定義如上述,較佳範圍亦如上述。 矽烷偶合劑Y中,在一分子中具有至少1個以上的硬化性官能基即可,亦可具有2個以上的硬化性官能基,從靈敏度、穩定性的觀點考慮,具有2~20個硬化性官能基為較佳,具有4~15個為更佳,在分子內具有6~10個為進一步較佳。
矽烷偶合劑X及矽烷偶合劑Y的分子量並無特別限制,可舉出上述範圍(270以上為較佳)。
樹脂組成物A中的矽烷偶合劑的含量相對於組成物中的總固體含量,0.1~10質量%為較佳,0.5~8質量%為更佳,1.0~6質量%為進一步較佳。 樹脂組成物A可單獨包含1種矽烷偶合劑,亦可包含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。
<聚合性化合物> 樹脂組成物A可含有聚合性化合物。 聚合性化合物係包含1個以上的具有烯屬不飽和鍵之基團之化合物為較佳,具有2個以上之化合物為更佳,具有3個以上為進一步較佳,具有5個以上尤為佳。上限例如為15個以下。作為具有烯屬不飽和鍵之基團,例如,可舉出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。
聚合性化合物例如可以係單體、預聚物及低聚物或該些的混合物以及該些的多聚體等化學形態的任一個。單體為較佳。 聚合性化合物的分子量為100~3000為較佳,250~1500為更佳。 聚合性化合物係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。 作為單體、預聚物的例子,可舉出不飽和羧酸(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、異巴豆酸、馬來酸等)或其酯類、醯胺類、以及該些的多聚體,不飽和羧酸與脂肪族多元醇化合物的酯、及不飽和羧酸與脂肪族多元胺化合物的醯胺類、以及該些的多聚體為較佳。並且,亦可適當地使用具有羥基、胺基、巰基等親核性取代基之不飽和羧酸酯或者醯胺類與單官能或多官能異氰酸酯類或者環氧類的加成反應物、或上述不飽和羧酸酯或者醯胺類與單官能或多官能的羧酸的脫水縮合反應物等。並且,具有異氰酸酯基、環氧基等親電子性取代基之不飽和羧酸酯或者醯胺類與單官能或多官能的醇類、胺類、硫醇類的反應物、具有鹵素基或甲苯磺醯基等分離性取代基之不飽和羧酸酯或者醯胺類與單官能或多官能的醇類、胺類、硫醇類的反應物亦較佳。並且,還可代替上述不飽和羧酸,使用不飽和膦酸、苯乙烯等苯乙烯衍生物及被取代為乙烯基醚、烯丙基醚等之化合物組。 作為該些的具體化合物,本發明中亦能夠適當使用日本特開2009-288705號公報的段落〔0095〕~〔0108〕中記載之化合物。
本發明中,作為聚合性化合物,包含1個以上的具有烯屬不飽和鍵之基團、且常壓下具有100℃以上的沸點之化合物亦較佳。作為其例子,例如,能夠參閱日本特開2013-29760號公報的段落0227、日本特開2008-292970號公報的段落0254~0257中記載之化合物,該內容編入本申請說明書中。
聚合性化合物還能夠使用雙季戊四醇三丙烯酸酯(作為市售品,KAYARAD D-330;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、雙季戊四醇四丙烯酸酯(作為市售品,KAYARAD D-320;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、雙季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作為市售品,KAYARAD D-310;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、雙季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作為市售品,KAYARAD DPHA;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造、A-DPH-12E;Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd製造)、及該些(甲基)丙烯醯基經由乙二醇、丙二醇殘基之結構(例如,由Sartomer company Inc.市售之SR454、SR499)為較佳。還能夠使用該些的低聚物類型。並且,還能夠使用NK酯A-TMMT(季戊四醇四丙烯酸酯、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd製造)、KAYARAD RP-1040(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)等。 以下示出較佳聚合性化合物的態様。
聚合性化合物可具有羧基、磺酸基、磷酸基等酸基。作為具有酸基之聚合性化合物,脂肪族聚羥基化合物與不飽和羧酸的酯為較佳,使非芳香族羧酸酐與脂肪族聚羥基化合物的未反應的羥基進行反應來使其具有酸基之聚合性化合物為更佳,該酯中,脂肪族聚羥基化合物為季戊四醇和/或雙季戊四醇者為進一步較佳。作為市售品,例如,可舉出TOAGOSEI CO.,LTD.製造的ARONIX TO-2349、M-305、M-510、M-520等。
作為具有酸基之聚合性化合物的較佳酸值,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,則顯影溶解特性良好,若為40mgKOH/g以下,則在製造及操作上有利。而且,光聚合性能良好且硬化性優異。
關於聚合性化合物,具有己內酯結構之化合物亦為較佳態様。 作為具有己內酯結構之化合物,只要在分子內具有己內酯結構,則並無特別限定,例如,可舉出藉由使三羥甲基乙烷、二三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、二三羥甲基丙烷、季戊四醇、雙季戊四醇、三季戊四醇、甘油、雙甘油、三羥甲基三聚氰胺等多元醇與(甲基)丙烯酸及ε-己內酯進行酯化來獲得之、ε-己內酯改性多官能(甲基)丙烯酸酯。其中,具有以下述通式(Z-1)表示之己內酯結構之化合物為較佳。
[化學式17]
Figure 02_image033
通式(Z-1)中,6個R全部為以下述通式(Z-2)表示之基團,或6個R中的1~5個為以下述通式(Z-2)表示之基團,剩餘為以下述通式(Z-3)表示之基團。
[化學式18]
Figure 02_image035
通式(Z-2)中,R1 表示氫原子或甲基,m表示1或2的數,“*”表示係鍵結鍵。
[化學式19]
Figure 02_image037
通式(Z-3)中,R1 表示氫原子或甲基,“*”表示係鍵結鍵。
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系列而市售,DPCA-20(上述式(Z-1)~(Z-3)中,m=1,以式(Z-2)表示之基團的數=2,R1 全部為氫原子之化合物)、DPCA-30(同式,m=1,以式(Z-2)表示之基團的數=3,R1 全部為氫原子之化合物)、DPCA-60(同式,m=1,以式(Z-2)表示之基團的數=6,R1 全部為氫原子之化合物)、DPCA-120(同式中,m=2、以式(Z-2)表示之基團的數=6、R1 全部為氫原子之化合物)等。
聚合性化合物還能夠使用以下述通式(Z-4)或(Z-5)表示之化合物。
[化學式20]
Figure 02_image039
通式(Z-4)及(Z-5)中,E分別獨立地表示-((CH2y CH2 O)-、或-((CH2y CH(CH3 )O)-,y分別獨立地表示0~10的整數,X分別獨立地表示(甲基)丙烯醯基、氫原子或羧基。 通式(Z-4)中,(甲基)丙烯醯基的合計為3個或4個,m分別獨立地表示0~10的整數,各m的合計為0~40的整數。 通式(Z-5)中,(甲基)丙烯醯基的合計為5個或6個,n分別獨立地表示0~10的整數,各n的合計為0~60的整數。
通式(Z-4)中,m為0~6的整數為較佳,0~4的整數為更佳。 並且,各m的合計為2~40的整數為較佳,2~16的整數為更佳,4~8的整數為進一步較佳。 通式(Z-5)中,n為0~6的整數為較佳,0~4的整數為更佳。 並且,各n的合計為3~60的整數為較佳,3~24的整數為更佳,6~12的整數為進一步較佳。 並且,通式(Z-4)或通式(Z-5)中的-((CH2y CH2 O)-或-((CH2y CH(CH3 )O)-為氧原子側的末端與X鍵結之形態為較佳。
以通式(Z-4)或通式(Z-5)表示之化合物可單獨使用1種,亦可倂用2種以上。尤其,通式(Z-5)中的6個X全部為丙烯醯基之形態、通式(Z-5)中的6個X全部為丙烯醯基之化合物與6個X中的至少1個為氫原子之化合物的混合物之態様為較佳。藉由設為該種結構,能夠更加提高顯影性。
並且,作為以通式(Z-4)或通式(Z-5)表示之化合物在聚合性化合物中的總含量,20質量%以上為較佳,50質量%以上為更佳。
以通式(Z-4)或通式(Z-5)表示之化合物能夠藉由作為以往公知的製程之製程合成:藉由開環加成反應,使環氧乙烷或環氧丙烷與季戊四醇或雙季戊四醇鍵結之製程;及例如使(甲基)丙烯醯氯與開環骨架的末端羥基反應來導入(甲基)丙烯醯基之製程。各製程係廣為人知之製程,本領域技術人員能夠輕鬆合成以通式(Z-4)或(Z-5)表示之化合物。
以通式(Z-4)或通式(Z-5)表示之化合物中,季戊四醇衍生物和/或雙季戊四醇衍生物為更佳。 具體而言,可舉出以下述式(a)~(f)表示之化合物(以下,還稱作“例示化合物(a)~(f)”。),其中,例示化合物(a)、(b)、(e)、(f)為較佳。
[化學式21]
Figure 02_image041
[化學式22]
Figure 02_image043
作為以通式(Z-4)、(Z-5)表示之聚合性化合物的市售品,例如可舉出Sartomer company Inc.製造的具有4個氧化乙烯鏈之4官能丙烯酸酯亦即SR-494、Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造的具有6個亞戊基氧(pentyleneoxy)鏈之6官能丙烯酸酯亦即DPCA-60、具有3個異丁烯氧鏈之3官能丙烯酸酯亦即TPA-330等。
作為聚合性化合物,除了如日本特公昭48-41708號公報、日本特開昭51-37193號公報、日本特公平2-32293號公報、日本特公平2-16765號公報中記載之氨酯丙烯酸酯類以外,日本特公昭58-49860號公報、日本特公昭56-17654號公報、日本特公昭62-39417號公報、日本特公昭62-39418號公報中記載之具有環氧乙烷系骨架之胺基甲酸酯化合物類亦較佳。並且,還能夠藉由使用日本特開昭63-277653號公報、日本特開昭63-260909號公報、日本特開平1-105238號公報中記載之、在分子內具有胺基結構或硫醚結構之加成聚合性化合物類,獲得感光速度非常優異之樹脂組成物A。 作為市售品,可舉出氨酯低聚物UAS-10、UAB-140(Sanyo Kokusaku Pulp Co.,Ltd.製造)、UA-7200(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd製造)、DPHA-40H(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD製造)等。
並且,本發明中使用之聚合性化合物的SP(溶解度參數)值為9.50以上為較佳,10.40以上為更佳,10.60以上為進一步較佳。 另外,本說明書中,關於SP值,除非另有指明,則藉由Hoy法求出(H.L.Hoy Journal of Painting,1970,Vol.42,76-118)。並且,對於SP值,省略單位而示出,但其單位為cal1/2 cm-3/2
並且,從提高耐顯影性的觀點考慮,樹脂組成物A包含具有卡多骨架之聚合性化合物亦較佳。 作為具有卡多骨架之聚合性化合物,具有9,9-二芳基芴骨架之聚合性化合物為較佳,以下述式(Q3)表示之化合物為更佳。
通式(Q3) [化學式23]
Figure 02_image045
上述通式(Q3)中,Ar11 ~Ar14 分別獨立地表示包含以虛線包圍之苯環之芳基。 a及b分別獨立地表示1~5的整數,c及d分別獨立地表示0~4的整數。R1 ~R4 分別獨立地表示取代基,e、f、g及h分別獨立地表示0以上的整數,e、f、g及h的上限值分別為從Ar11 ~Ar14 能夠具有之取代基的數減去a、b、c或d之值。其中,Ar11 ~Ar14 分別獨立地為作為稠環之一而包含以虛線包圍之苯環之多環芳香族烴基時,X1 ~X4 及R1 ~R4 可分別獨立地取代為以虛線包圍之苯環,亦可取代為以虛線包圍之苯環以外的環。
上述通式(Q3)中,Ar11 ~Ar14 所表示之包含以虛線包圍之苯環之芳基為碳原子數6~14的芳基為較佳,碳原子數6~10的芳基(例如,苯基、萘基)為更佳,苯基(限於以虛線包圍之苯環)為進一步較佳。
上述通式(Q3)中,X1 ~X4 分別獨立地表示具有聚合性基團之取代基,上述取代基中的碳原子可被雜原子取代。作為X1 ~X4 所表示之具有聚合性基團之取代基,並無特別限制,具有聚合性基團之脂肪族基為較佳。 作為具有X1 ~X4 所表示之聚合性基團之脂肪族基,並無特別限制,聚合性基團以外的碳原子數為1~12的亞烷基為較佳,碳原子數2~10的亞烷基為更佳,碳原子數2~5的亞烷基為進一步較佳。 並且,具有X1 ~X4 所表示之聚合性基團之脂肪族基中,上述脂肪族基被雜原子取代時,被-NR-(R為取代基)、氧原子、硫原子取代為較佳,上述脂肪族基中不相鄰之-CH2 -被氧原子或硫原子取代為更佳,上述脂肪族基中不相鄰之-CH2 -被氧原子取代為進一步較佳。具有X1 ~X4 所表示之聚合性基團之脂肪族基的1~2處被雜原子取代為較佳,被雜原子取代1處為更佳,與Ar11 ~Ar14 所表示之包含以虛線包圍之苯環之芳基相鄰之1處被雜原子取代為進一步較佳。 作為具有X1 ~X4 所表示之聚合性基團之脂肪族基中包含之聚合性基團,能夠進行自由基聚合或陽離子聚合之聚合性基團(以下,還分別稱作自由基聚合性基團及陽離子聚合性基團)為較佳。 作為自由基聚合性基團,能夠使用通常周知之自由基聚合性基團,作為較佳者,可舉出具有能夠進行自由基聚合之烯屬不飽和鍵之聚合性基團,具體而言,可舉出乙烯基、(甲基)丙烯醯氧基等。其中,(甲基)丙烯醯氧基為較佳,丙烯醯氧基為更佳。 作為陽離子聚合性基團,能夠使用通常周知之陽離子聚合性基團,具體而言,可舉出脂環式醚基、環狀縮醛基、環狀內酯基、環狀硫醚基、螺環原酸酯基、乙烯氧基等。其中,脂環式醚基、乙烯氧基為較佳,環氧基、氧雜環丁基、乙烯氧基尤為佳。 Ar1 ~Ar4 所包含之取代基所具有之上述聚合性基團為自由基聚合性基團為較佳。 Ar1 ~Ar4 中的2個以上包含具有聚合性基團之取代基,Ar1 ~Ar4 中的2~4個包含具有聚合性基團之取代基為較佳,Ar1 ~Ar4 中的2或3個包含具有聚合性基團之取代基為更佳,Ar1 ~Ar4 中的2個包含具有聚合性基團之取代基為進一步較佳。 Ar11 ~Ar14 分別獨立地為作為稠環之一包含以虛線包圍之苯環之多環芳香族烴基時,X1 ~X4 可分別獨立地取代為以虛線包圍之苯環,亦可取代為以虛線包圍之苯環以外的環。
上述通式(Q3)中,a及b分別獨立地表示1~5的整數,1或2為較佳,a及b均為1為更佳。 上述通式(Q3)中,c及d分別獨立地表示0~4的整數,0或1為較佳,c及d均為0為更佳。
上述通式(Q3)中,R1 ~R4 分別獨立地表示取代基。作為R1 ~R4 所表示之取代基,並無特別限制,例如,可舉出鹵原子、鹵化烷基、烷基、鏈烯基、醯基、羥基、羥基烷基、烷氧基、芳基、雜芳基、脂環基等。R1 ~R4 所表示之取代基為烷基、烷氧基或芳基為較佳,碳原子數1~5的烷基、碳原子數1~5的烷氧基或苯基為更佳,甲基、甲氧基或苯基為進一步較佳。 上述通式(Q3)中,Ar11 ~Ar14 分別獨立地為作為稠環之一包含以虛線包圍之苯環之多環芳香族烴基時,R1 ~R4 可分別獨立地取代為以虛線包圍之苯環,亦可取代為以虛線包圍之苯環以外的環。
上述通式(Q3)中,e、f、g及h分別獨立地表示0以上的整數,e、f、g及h的上限值分別為從Ar11 ~Ar14 能夠具有之取代基的數減去a、b、c或d之值。 e、f、g及h分別獨立地0~4為較佳,0~2為更佳,0為進一步較佳。 Ar11 ~Ar14 分別獨立地為作為稠環之一包含以虛線包圍之苯環之多環芳香族烴基時,e、f、g及h為0或1為較佳,0為更佳。
作為以上述式(Q3)表示之化合物,例如,可舉出9,9‘-二[4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)苯基]芴等。作為具有9,9-二芳基芴骨架之聚合性化合物,還能夠較佳地使用日本特開2010-254732號公報記載之化合物類。
作為市售的具有卡多骨架之聚合性化合物,並無限定,例如,可舉出Oncoat EX系列(NAGASE & CO., LTD製造)、Ogsol (Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.製造)等。
樹脂組成物A中,聚合性化合物的含量相對於組成物的總固體含量,0.1~40質量%為較佳。下限例如為0.5質量%以上為更佳,2質量%以上為進一步較佳。上限例如為35質量%以下為更佳,30質量%以下為進一步較佳。 聚合性化合物可以係單獨1種,亦可倂用2種以上。倂用2種以上時,合計量成為上述範圍為較佳。
另外,樹脂組成物A中,聚合性化合物的總含量(M)相對於上述之分散樹脂與黏結樹脂的總含量(B)之質量比(M/B)為0.3~2.0為較佳,從耐擦性更加優異之觀點考慮, 0.45~1.5為更佳。
<有機溶劑> 樹脂組成物A可含有有機溶劑。 關於有機溶劑,只要滿足各成分的溶解性或樹脂組成物A的塗佈性,則基本上並無特別限制,考慮聚合性化合物、黏結樹脂等的溶解性、塗佈性、安全性來選擇為較佳。
作為有機溶劑,作為酯類,例如,可較佳地舉出乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸環己酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、氧基乙酸烷酯(例如,氧基乙酸甲酯、氧基乙酸乙酯、氧基乙酸丁酯(例如,甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等))、3-氧基丙酸烷基酯類(例如,3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯等(例如,3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等))、2-氧基丙酸烷基酯類(例如,2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯等(例如,2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯))、2-氧基-2-甲基丙酸甲酯及2-氧基-2-甲基丙酸乙酯(例如,2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-氧丁酸甲酯、2-氧丁酸乙酯等,以及作為醚類,例如,可較佳地舉出二甘醇二甲醚、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等,以及作為酮類,例如,可較佳地舉出甲乙酮、環己酮、環戊酮、2-庚酮、3-庚酮等,以及作為芳香族烴類,例如,可較佳地舉出甲苯、二甲苯等。
關於該些有機溶劑,從聚合性化合物、黏結樹脂等的溶解性、塗佈面狀的改良等觀點考慮,混合2種以上亦較佳。此時,由選自上述3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纖劑乙酸酯、乳酸乙酯、二甘醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲醚及丙二醇甲醚乙酸酯之2種以上構成之混合溶液尤為佳。 本發明中,有機溶劑中,過氧化物的含有率為0.8mmol/L以下為較佳,實質上不包含過氧化物為更佳。
關於有機溶劑在樹脂組成物A中的含量,從塗佈性的觀點考慮,設為組成物的總固體含量濃度成為5~80質量%之量為較佳,5~60質量%為更佳,10~50質量%為進一步較佳。 樹脂組成物A可僅包含1種有機溶劑,亦可包含2種以上。包含2種以上時,其合計量成為上述範圍為較佳。
<其他添加劑> 樹脂組成物A中可依據需要含有各種添加物,例如,填充劑、黏附促進劑、抗氧化劑、聚合抑制劑、抗絮凝劑、表面活性劑、紅外線吸收劑、紫外線吸收劑等。作為該些添加物,例如,可參閱日本特開2004-295116號公報的段落0155~0156中記載者,該些內容編入本申請說明書中。 樹脂組成物A例如可含有日本特開2004-295116號公報的段落0078中記載之敏化劑或光穩定劑、同公報的段落0081中記載之熱聚合抑制劑等。 並且,還能夠配合上述含氮化鈦粒子以外的顏料或染料。作為其他顏料,例如可舉出下述者。
<其他顏料> 作為顏料,可舉出以往公知的各種無機顏料或有機顏料。 作為無機顏料,除了鐵、鋯、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、鋅、銻、鎢等金屬氧化物以外,還可舉出上述金屬的複合氧化物。 作為有機顏料,可舉出以下者。但本發明並不限定於該些。 染料索引(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 C.I.顏料綠 7,10,36,37,58,59 C.I.顏料紫 1,19,23,27,32,37,42 C.I.顏料藍 1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,60,64,66,79,80 炭黑、木質素黑、乙炔黑、苯胺黑、C.I.顏料黑27
<染料> 並且,作為染料,可舉出以往公知的各種染料。
作為染料,例如能夠使用日本特開昭64-90403號公報、日本特開昭64-91102號公報、日本特開平1-94301號公報、日本特開平6-11614號公報、日本專利第2592207號、美國專利4808501號說明書、美國專利5667920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6-35183號公報、日本特開平6-51115號公報及日本特開平6-194828號公報等中公開之色素。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、吡唑並三唑偶氮化合物、吡啶酮偶氮化合物、花青化合物、啡噻嗪化合物及吡咯並吡唑甲亞胺化合物等。並且,作為染料,可使用色素多聚體。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。
該些有機顏料或染料可單獨使用或為了提高色純度而組合各種來使用。亦可倂用2種以上。
例如,從調整色調之觀點考慮,倂用紅色顏料與上述含氮化鈦粒子為較佳,雖無特別限定,但作為紅色顏料,顏料紅254為較佳。並且,從提高遮光性之觀點考慮,倂用黄色顏料與上述含氮化鈦粒子為較佳,雖無特別限定,但作為黄色顏料,顏料黃150為較佳。
<表面活性劑> 關於本發明的組成物,從更加提高塗佈性之觀點考慮,可含有各種表面活性劑。作為表面活性劑,可使用氟系表面活性劑、非離子系表面活性劑、陽離子系表面活性劑、陰離子系表面活性劑、矽酮系表面活性劑等各種表面活性劑。
藉由使本發明的組成物中含有氟系表面活性劑,製備成塗佈液時的液體特性(尤其,流動性)更加提高,能夠更加改善塗佈厚度的均勻性和省液性。亦即,利用適用含有氟系表面活性劑之組成物之塗佈液來形成膜時,被塗佈面與塗佈液之間的表面張力下降,向被塗佈面的潤濕性得到改善,向被塗佈面的塗佈性得到提高。故,能夠更佳地形成厚度不均較小之均勻厚度的膜。
氟系表面活性劑中的氟含有率為3~40質量%為較佳,5~30質量%為更佳,7~25質量%尤為佳。氟含有率在該範圍內之氟系表面活性劑在塗佈膜的厚度的均勻性和省液性方面有效,組成物中的溶解性亦良好。
作為氟系表面活性劑,例如,可舉出Megafac F171、Megafac F172、Megafac F173、Megafac F176、Megafac F177、Megafac F141、Megafac F142、Megafac F143、Megafac F144、Megafac R30、Megafac F437、Megafac F475、Megafac F479、Megafac F482、Megafac F554、Megafac F780(以上,DIC CORPORATION製造)、Fluorado FC430、Fluorado FC431、Fluorado FC171(以上,3M Japan Limited製造)、Surflon S-382、Surflon SC-101、Surflon SC-103、Surflon SC-104、Surflon SC-105、Surflon SC1068、Surflon SC-381、Surflon SC-383、Surflon S393、Surflon KH-40(以上,ASAHI GLASS CO., LTD.製造)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(OMNOVA SOLUTIONS INC.製造)等。 氟系表面活性劑可較佳地使用如下含氟高分子化合物,其包含源自具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯化合物之重複單元及源自具有2個以上(5個以上為較佳)亞烷氧基(乙烯氧基、丙烯氧基為較佳)之(甲基)丙烯酸酯化合物之重複單元,下述化合物亦作為本發明中使用之氟系表面活性劑來例示。
[化學式24]
Figure 02_image047
上述化合物的重量平均分子量為3,000~50,000為較佳,例如為14,000。 另外,含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物不包含於在此敘述之氟系表面活性劑中。
作為非離子系表面活性劑,具體而言,可舉出甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷以及該些的乙氧基化物及丙氧基化物(例如,甘油丙氧基化物、甘油乙氧基化物等)、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂醚、聚氧乙烯油烯醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、脫水山梨醇脂肪酸酯(BASF公司製造的Pluronic L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、TETRONIC 304、701、704、901、904、150R1、SOLSPERSE 20000(The Lubrizol corporatin製造)等。並且,還可使用Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造的NCW-101、NCW-1001、NCW-1002。
作為陽離子系表面活性劑,具體而言,可舉出酞菁衍生物(商品名:EFKA-745、MORISHITA & CO.,LTD.製造)、有機矽氧烷聚合物KP341(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造)、(甲基)丙烯酸系(共)聚合物Polyflow No.75、No.90、No.95(KYOEISHA CHEMICAL CO.,LTD製造)、W001(Yusho Co Ltd製造)等。
作為陰離子系表面活性劑,具體而言,可舉出W004、W005、W017(Yusho Co Ltd製造)、Sandetto BL(Sanyo Chemical Industries, Ltd.製造)等。
作為矽酮系表面活性劑,例如,可舉出Toray Silicone DC3PA、Toray Silicone SH7PA、Toray Silicone DC11PA、Toray Silicone SH21PA、Toray Silicone SH28PA、Toray Silicone SH29PA、Toray Silicone SH30PA、Toray Silicone SH8400(以上,Dow Corning Toray Co.,Ltd.製造)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上,Momentive Performance Materials Inc.製造)、KP341、KF6001、KF6002(以上,Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造)、BYK307、BYK323、BYK330(以上,BYK Additives & Instruments製造)等。另外,具有後述之聚矽氧烷之樹脂、反應性矽酮不包含於在此敘述之矽酮系表面活性劑中。
表面活性劑可僅使用1種,亦可組合2種以上。表面活性劑的含量相對於本發明的組成物的總固體含量,0.001~2.0質量%為較佳,0.005~1.0質量%為更佳,0.005~0.98質量%最為佳。
〔實施形態1B〕 接著,對作為破坏膜表面之方法,使樹脂膜中含有具有聚矽氧烷之樹脂之態樣進行說明。 作為構成樹脂膜之材料,可舉出至少具有上述之含氮化鈦粒子、黏結樹脂以及進而具有聚矽氧烷結構之樹脂。樹脂膜能夠藉由形成含有上述構成材料或其前體材料之樹脂組成物,並將此塗佈於基板上來形成。 並且,上述樹脂組成物還能夠作為具有曝光、顯影性之感光性樹脂組成物。此時,樹脂組成物中可進一步配合聚合起始劑、聚合性化合物等。而且,亦可將黏結樹脂、聚合性化合物、後述之分散樹脂等設為鹼可溶性材料。 以下,對上述樹脂組成物(以下,設為“樹脂組成物B”)中包含之各種材料進行詳細說明。 樹脂組成物B中的材料中,將樹脂組成物A中的填料設為反應性矽酮,除此以外相同,並且,較佳態樣亦相同。
[樹脂組成物B] <具有聚矽氧烷結構之樹脂、反應性矽酮> 本發明中,作為破壞樹脂膜的表面之其他方法,還能夠使樹脂膜中含有具有聚矽氧烷結構之樹脂。 在此所說之具有聚矽氧烷結構之樹脂係由後述之反應性矽酮形成之樹脂為較佳。反應性矽酮為有機無機混合材料,且表面自由能較小。故,若將含有反應性矽酮及黏結樹脂(進一步含有前述聚合性化合物)之樹脂組成物塗佈於基板上,則反應性矽酮不會相對於黏結樹脂(以及後述之聚合性化合物)相容而在表面局部存在,形成凹凸形狀。 另外,對於具有聚矽氧烷結構之樹脂,相當於含有氟原子及矽原子的至少1個之化合物。
作為反應性矽酮樹脂,係在聚矽氧烷的側鏈、單末端或兩末端,取代有胺基、環氧基、羧基、羥基、甲基丙烯酸基、巰基、苯酚基等取代基之反應性類型的改性矽酮樹脂。作為胺基改性矽酮樹脂,具體而言,可舉出KF-860、KF-861、X-22―161A、X-22―161B(以上,Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造)、FM-3311、FM-3325(以上,Chisso Corporation製造),作為環氧改性矽酮樹脂,可舉出KF-105、X-22-163A、X-22-163B、KF-101、KF-1001(以上,Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造),作為聚醚改性矽酮樹脂,可舉出X-22-4272、X-22-4952,作為羧基改性矽酮樹脂,可舉出X-22-3701E、X-22-3710(以上,Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造),作為甲醇改性矽酮樹脂,可舉出KF-6001、KF-6003(以上,Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造),作為甲基丙烯酸改性矽酮樹脂,可舉出X-22-164C(以上,Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造),作為巰基改性矽酮樹脂,可舉出KF-2001(以上,Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造),作為苯酚改性矽酮樹脂,可舉出X-22-1821(以上,Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造)等。作為羥基改性矽酮樹脂,可舉出FM-4411、FM-4421、FM-DA21、FM-DA26(以上,Chisso Corporation製造)。
此外,單末端反應性矽酮樹脂的X-22-170DX、X-22-2426、X-22-176F(以上,Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造)等亦可用作反應性矽酮樹脂。
並且,從穩定且更好地顯現凹凸形狀的角度及塗佈液的穩定性考慮,相對於黏結樹脂,反應性矽酮的含有質量比例(黏結樹脂:反應性矽酮)為100:1~100:30為較佳,100:5~100:30為更佳。
使樹脂組成物B含有反應性矽酮時,其含量相對於組成物中的總固體含量,0.2~20質量%為較佳,0.5~15質量%為更佳,1~15質量%為進一步較佳,1~10質量%尤為佳。 樹脂組成物B可僅包含1種反應性矽酮,亦可包含2種以上。包含2種以上時,其合計量成為上述範圍為較佳。
[樹脂組成物A、B的製備方法] 樹脂組成物A、B可分別混合前述成分來製備。 製備樹脂組成物A、B時,可統一配合構成樹脂組成物A、B之各成分,亦可將各成分溶解或分散於溶劑之後依次配合。並且,配合時的投入順序及作業條件並不特別受限。例如,可將所有成分同時溶解或分散於溶劑來製備組成物,依需要,亦可事先將各成分適當設為2個以上的溶液或分散液,在使用時(塗佈時)混合該些來製備成組成物。 為了去除異物或減少缺陷等,用過濾器過濾樹脂組成物A、B為較佳。作為過濾器,只要係一直以來用於過濾用途等者,則可不特別受限地使用。例如,可舉出基於聚四氟乙烯(PTFE)等氟樹脂、尼龍-6、尼龍-6,6等聚醯胺系樹脂、聚乙烯、聚丙烯(PP)等聚烯烴樹脂(包括高密度、超高分子量)等之過濾器。該些原材料中,聚丙烯(包括高密度聚丙烯)為較佳。 過濾器的孔徑為0.01~7.0μm左右為較適宜,0.01~3.0μm左右為較佳,0.05~0.5μm左右為更佳。藉由設為該範圍,能夠可靠地去除在後製程中阻礙製備均勻及平滑的樹脂組成物之微細異物。
使用過濾器時,可組合不同過濾器。此時,藉由第1過濾器的過濾可僅進行1次,亦可進行2次以上。 並且,亦可組合在上述範圍內不同孔徑的第1過濾器。此處的孔徑能夠參閱過濾器製造商的公稱值。作為市售的過濾器,例如,可從由NIHON PALL LTD.(DFA4201NXEY等)、Toyo Roshi Kaisha, Ltd.、Nihon Entegris K.K.(原Mykrolis Corpration)或KITZ MICROFILTER CORPORATION等提供之各種過濾器中選擇。 第2過濾器能夠使用以與上述第1過濾器相同的材料等形成者。 例如,藉由第1過濾器之過濾能夠僅藉由分散液進行,亦可在與其他成分混合之後進行第2過濾。
[樹脂膜的製造方法] 接著,對樹脂膜的製造方法進行說明。 第1實施形態的樹脂膜使用樹脂組成物A或樹脂組成物B來製造為較佳。 使用樹脂組成物A或B來製造第1實施形態的樹脂膜時,作為樹脂膜的製造方法,至少具有向基板賦予樹脂組成物A或B來形成樹脂膜之製程(樹脂膜形成製程)為較佳。 樹脂組成物A或B為含有聚合起始劑及聚合性化合物等活性線硬化型材料之硬化性組成物時,作為樹脂膜的製造方法,具有向基板賦予樹脂組成物A或B來形成塗膜之製程(塗膜形成製程)及曝光塗膜之製程(曝光製程)為較佳。 而且,樹脂組成物A或B為含有聚合起始劑及聚合性化合物等活性線硬化型材料之硬化性組成物時,能夠形成圖案狀的樹脂膜。作為具體的步驟,具有上述塗膜形成製程、將塗膜曝光為圖案狀之製程(圖案曝光製程)、對未曝光部進行顯影去除來形成圖案狀的樹脂膜之製程(顯影製程)為較佳。 以下,上述步驟中,作為代表例,對具有塗膜形成製程、圖案曝光製程及顯影製程之樹脂膜的製造方法進行詳細說明。 另外,如在後段中進行詳細說明,樹脂膜形成製程的步驟本身與塗膜形成製程的步驟相同。並且,關於曝光製程與圖案曝光製程,在圖案曝光製程中以圖案狀進行曝光,除此以外為相同的步驟。
<塗膜形成製程> 本製程中,使用樹脂組成物A或B在基板上形成塗膜。 塗膜為藉由樹脂組成物A或B形成之膜。使用樹脂組成物A時,形成具有上述含氮化鈦粒子、黏結樹脂、填料、聚合起始劑及聚合性化合物等活性線硬化型材料之塗膜。並且,使用樹脂組成物B時,形成具有由上述含氮化鈦粒子、黏結樹脂、反應性矽酮等形成之且具有聚矽氧烷結構之樹脂、及聚合起始劑及聚合性化合物等活性線硬化型材料之塗膜。 作為基板,例如,可舉出由玻璃、矽、聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺等構成之透明基板。該些透明基板上可形成有用於驅動有機電致發光(有機EL)元件之薄膜晶體管。 並且,可使用在基板上設置有CCD(電荷耦合元件)或CMOS(互補性金屬氧化膜半導體)等固態攝影元件(受光元件)之固態攝影元件用基板。 作為樹脂組成物A或B向基板上的適用方法,可使用狹縫塗佈法、噴墨法、旋塗法、噴射塗佈法、流延塗佈法、輥塗法、網版印刷法等各種方法。 從可獲得塗膜的膜厚均勻之角度考慮,旋塗法、噴射塗佈法為較佳。基板表面不平整時,從可獲得均勻膜厚之角度考慮,噴射塗佈法、噴墨法為較佳。
另外,可對形成於基板上之塗膜實施加熱處理(預烘),此時的溫度為150℃以下為較佳,120℃以下為更佳,100℃以下為進一步較佳。 預烘時間為10~300秒為較佳,40~250秒為更佳。加熱可藉由加熱板、烘箱等進行。
另外,如上述,樹脂組成物A或B中不包含活性線硬化型材料時,可藉由實施在上述塗膜形成製程中敘述之步驟,在基板上形成樹脂膜。
<圖案曝光製程> 本製程係將在塗膜形成製程中獲得之塗膜曝光成圖案狀之製程。作為曝光方法,例如,能夠藉由使用步進機等曝光装置,經由具有規定遮罩圖案之遮罩進行曝光,進行圖案曝光。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),可較佳地使用g射線、i射線等紫外線(i射線尤為佳)。關於照射量(曝光量),例如,30~1500mJ/cm2 為較佳,50~1000mJ/cm2 為更佳,80~500mJ/cm2 為進一步較佳。 另外,曝光部中進行活性線硬化型材料的硬化。
<顯影製程> 本製程係對未曝光部進行顯影除去來形成圖案狀的樹脂膜之製程。未曝光部的顯影除去可利用顯影液進行。藉此,曝光製程中的未曝光部的塗膜溶出於顯影液中,僅殘留光硬化之部分(樹脂膜)。 作為顯影液,不會損壞基底的固態攝影元件及電路等之有機鹼顯影液為較佳。 關於顯影液的溫度,例如,20~30℃為較佳。顯影時間為20~180秒為較佳。
作為用於顯影液之鹼劑,例如,可舉出氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、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、氫氧化苄基三甲銨、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。可舉出將該些鹼劑溶解為濃度0.001~10質量%之水溶液,濃度為0.005~6質量%為較佳,濃度為0.01~5質量%尤為佳。 並且,作為顯影液,可使用無機鹼。作為無機鹼,例如,氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、矽酸鈉或偏矽酸鈉等為較佳。 並且,作為顯影液,可使用表面活性劑。作為表面活性劑的例子,非離子系表面活性劑為較佳。 另外,使用包含該種鹼性水溶液之顯影液時,通常在顯影後以純水清洗(沖洗)為較佳。
[樹脂膜的層結構] 樹脂膜可以係由包含含氮化鈦粒子之顏料層的1層之結構,亦可具有複數個顏料層。從更加提高低反射性與耐濕性之觀點考慮,設為相鄰積層分別含有含氮化鈦粒子之顏料層X1及顏料層X2之結構為較佳。此時,顏料層X2中包含之含氮化鈦粒子的濃度小於顏料層X1中包含之含氮化鈦粒子的濃度,且將樹脂膜的顏料層X2側的表面的表面粗糙度Ra設為100Å以上2000Å以下為較佳。亦即,藉由含氮化鈦粒子的含有濃度最小之顏料層(顏料層X2)樹脂膜的最表面側(最遠離基板之層位置),相對於來自顏料層X2側表面的入光,顯現優異之光散射,能夠設為低反射性更優異者。 其中,“顏料層X1中包含之含氮化鈦粒子的濃度”及“顏料層X2中包含之含氮化鈦粒子的濃度”相當於相對於各顏料層的總固體含量之含氮化鈦粒子的含量。
將樹脂膜設為顏料層X1與顏料層X2的2層結構時,成為高濃度之顏料層X1中的含氮化鈦粒子的濃度為10~65質量%為較佳,20~55質量%為更佳。另一方面,成為低濃度之顏料層X2中的含氮化鈦粒子的濃度為0.1~50質量%為較佳,0.1~40質量%為更佳。並且,(顏料層X1中包含之含氮化鈦粒子的濃度)-(顏料層X2中包含之含氮化鈦粒子的濃度)為5~40質量%為較佳。
〔第2實施形態:氟原子及矽原子的至少一個在表面局部存在之樹脂膜〕 第2實施形態中的樹脂膜,其特徵為,係具有如下之結構:顏料層(以下,簡稱為“顏料層”。),包含含有1種以上上述鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子;及表面層(以下,簡稱為“表面層”),相鄰配置於顏料層上,並包含含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物。 樹脂膜的厚度並無特別限制,0.2~25μm為較佳,1.0~10μm為更佳。上述厚度為平均厚度,係測定樹脂膜的任意5點以上的厚度,並對該些進行算術平均之值。 並且,樹脂層中的表面層的厚度為0.050~0.200μm為較佳。
上述樹脂膜能夠藉由如下來形成,亦即,製備至少含有上述包含1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子、黏結樹脂及含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物樹脂組成物(以下,稱作“樹脂組成物C”。),並將此塗佈於基板上。
如上述,樹脂組成物C使用後述之含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物(含有氟原子及矽原子的至少一個之樹脂為較佳),該種化合物示出低表面自由能。故,例如,在基板上塗佈樹脂組成物C來形成之塗膜中,上述化合物易濃縮存在於基板的相反側的塗膜表面附近。該表面局部存在性在作為上述化合物使用含有氟原子及矽原子的至少一個之樹脂時尤其顯著地顯現。其結果,所獲得之塗膜具有包含作為黑色顏料之含氮化鈦粒子之顏料層(下側層)及包含含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物而形成之表面層(上側層)的2層結構。若形成該種2層結構,則在表面層的表面反射之光與在表面層與顏料層之間的界面反射之光藉由干擾而被消除,能夠設為低反射性。 而且,上述樹脂膜在顏料層中作為黑色顏料包含含氮化鈦粒子,確認到藉由該含氮化鈦粒子與含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物之共同作用,示出優異的耐濕性。 (甲基)丙烯酸系聚合物等樹脂中存在微量的自由基起始劑及未反應單體,在濕熱環境下,由於熱、氧及水分,產生伴隨樹脂的黃變之霧度及透明性的惡化,該黃変的原因在於聚合物的切斷、切斷時產生之自由基引起之連鎖分解(參閱日本特開2011-65146號公報段落〔0017〕)。 藉由含有疏水性氟原子及矽原子的至少一個之化合物局部存在於表面,防止水分向膜中的混入,並防止上述樹脂的劣化。 並且,雖然機理尚不明確,但認為即使存在混入膜中之水分,包含1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子亦會捕捉所產生之自由基。
並且,上述樹脂組成物C還可設為具有曝光、顯影性之感光性樹脂組成物。此時,在樹脂組成物C中進一步配合聚合起始劑、聚合性化合物等即可。而且,可將黏結樹脂、聚合性化合物、分散樹脂等設為鹼可溶性材料。 以下,對樹脂組成物C的各種材料、製造方法進行說明。
[樹脂組成物C] <含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物> 樹脂組成物C包含含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物。 作為含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物(以下,還稱作“特定化合物”。),並無特別限定,具有氟原子及矽原子的至少一個以及硬化性官能基為較佳。另外,從樹脂膜的反射率更低、樹脂膜的圖案直線性更優異及更難產生樹脂膜的缺陷之觀點考慮,特定化合物具有氟原子為較佳。 並且,特定化合物可以係單體,可以係多聚體,亦可以係聚合物。特定化合物為聚合物時,(甲基)丙烯酸酯聚合物為較佳,具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯聚合物為更佳。 另外,作為特定化合物的較佳態樣之一,可舉出不具有苯環結構之化合物,具有氟原子且不具有苯環結構之化合物為更佳。 另外,上述矽烷偶合劑不包含於特定化合物中。
特定化合物包含氟原子時,特定化合物具有選自包含被氟原子取代之亞烷基、被氟原子取代之烷基及被氟原子取代之芳基之組之至少1個為較佳。 被氟原子取代之亞烷基為至少1個氫原子被氟原子取代之直鏈狀、分支狀或環狀的亞烷基為較佳。 被氟原子取代之烷基為至少1個氫原子被氟原子取代之直鏈狀、分支狀或環狀的烷基為較佳。 被氟原子取代之亞烷基及被氟原子取代之烷基中的碳原子數為1~20為較佳,1~10為更佳,1~5為進一步較佳。 關於被氟原子取代之芳基,芳基直接被氟原子取代或被三氟甲基取代為較佳。 被氟原子取代之亞烷基、被氟原子取代之烷基及被氟原子取代之芳基可還具有氟原子以外的取代基。 作為被氟原子取代之烷基及被氟原子取代之芳基的例子,例如,能夠參閱日本特開2011-100089號公報的段落0266~0272,該內容編入本說明書中。
其中,從樹脂膜的反射率更低、樹脂膜的圖案直線性更優異及更難產生樹脂膜的缺陷之觀點考慮,特定化合物包含被氟原子取代之亞烷基與氧原子連結之基X(以式(X)表示之基團(重複單元))為較佳,包含全氟亞烷基醚基為更佳。 式(X) -(LA -O)- 上述LA 表示被氟原子取代之亞烷基。另外,亞烷基中的碳原子數為1~20為較佳,1~10為更佳,1~5為進一步較佳。另外,上述被氟原子取代之亞烷基中,可包含氧原子。 並且,被氟原子取代之亞烷基可以係直鏈狀,亦可以係支鏈狀。 “全氟亞烷基醚基”表示上述LA 係全氟亞烷基。“全氟亞烷基”表示亞烷基中的氫原子全部被氟原子取代之基團。 以式(X)表示之基團(重複單元)可重複連結,其重複單元數並無特別限制,從本發明的效果更加優異之角度考慮,1~50為較佳,1~20為更佳。 亦即,以式(X-1)表示之基團為較佳。 式(X-1) -(LA -O)r - 式(X-1)中,LA 如上述,r表示重複單元數,其較佳範圍如上述。 另外,複數個-(LA -O)-中的LA 可相同亦可不同。
特定化合物包含矽原子時,烷基甲矽烷基、芳基甲矽烷基或包含以下的部分結構(S)(*表示與其他原子的鍵結部位。)者為較佳。 部分結構(S)
[化學式25]
Figure 02_image049
關於烷基甲矽烷基所具有之烷基鏈的碳原子數,合計為1~20為較佳,1~10為更佳,1~6為進一步較佳。烷基甲矽烷基、三烷基甲矽烷基為較佳。 作為芳基甲矽烷基中的芳基,例如,可舉出苯基。 包含上述部分結構(S)時,可包含部分結構(S)而形成環狀結構。作為本發明中可較佳地採用之部分結構(S),-Si(R)2 -O-Si(R)2 -(R為碳原子數1~3的烷基)、烷氧基甲矽烷基為較佳。作為包含部分結構(S)之結構的例子,例如,能夠參閱日本特開2011-100089號公報的段落0277~0279,該內容編入本說明書中。
特定化合物具有1個以上氟原子及矽原子的至少一個即可,亦可具有2個以上。並且,特定化合物可具有氟原子及矽原子的組合。
特定化合物具有1個以上硬化性官能基為較佳,亦可具有2個以上的硬化性官能基。硬化性官能基可以係僅1種,亦可以係2種以上。硬化性官能基可以係熱硬化性官能基,亦可以係光硬化性官能基。 硬化性官能基為選自包含(甲基)丙烯醯氧基、環氧基、氧雜環丁基、異氰酸酯基、羥基、胺基、羧基、硫醇基、烷氧基甲矽烷基、羥甲基、乙烯基、(甲基)丙烯醯胺基、苯乙烯基及馬來醯亞胺基之組之1種以上為較佳,選自包含(甲基)丙烯醯氧基、環氧基、及氧雜環丁基之組之1種以上為更佳。 另外,作為硬化性官能基而包含烯屬不飽和基時,特定化合物中的烯屬不飽和基的量為0.001~10.0mmol/g為較佳,0.01~5.00mmol/g為更佳。
特定化合物為單體時,1個分子中的選自氟原子及矽原子之1種以上的基團的個數為1~20為較佳,3~15為更佳。 並且,1個分子中的硬化性官能基的個數並無特別限制,從本發明的效果更加優異之角度考慮,2個以上為較佳,4個以上為更佳。上限並無特別限制,10個以下的情況較多,6個以下的情況更多。
特定化合物為聚合物時,包含含有氟原子及矽原子的至少一個之重複單元、具有聚合性基團之重複單元之結構為較佳,具有以下述式(B1)表示之重複單元、以下述式(B2)表示之重複單元及以式(B3)表示之重複單元的至少一個為較佳。
[化學式26]
Figure 02_image051
式(B1)~(B3)中,R1 ~R11 分別獨立地表示氫原子、烷基或鹵原子。L1 ~L4 分別獨立地表示單鍵或2價的連結基。X1 表示(甲基)丙烯醯氧基、環氧基或氧雜環丁基,X2 表示被氟原子取代之烷基、被氟原子取代之芳基、烷基甲矽烷基、芳基甲矽烷基或包含上述部分結構(S)之基團,X3 表示以式(X-1)表示之重複單元。
式(B1)~(B3)中,R1 ~R11 分別獨立地為氫原子或烷基為較佳。 R1 ~R11 表示烷基時,碳原子數1~3的烷基為較佳。R1 ~R11 表示鹵原子時,氟原子為較佳。 式(B1)~(B3)中,L1 ~L4 表示2價的連結基時,作為2價的連結基,可舉出包含鹵原子可取代之亞烷基、鹵原子可取代之伸芳基、-NR12 -、-CONR12 -、-CO-、-CO2 -、SO2 NR12 -、-O-、-S-、-SO2 -或該些的組合。其中,包含選自包含鹵原子可取代之碳原子數2~10的亞烷基及鹵原子可取代之碳原子數6~12的伸芳基之組之至少1種、或該些基團與選自包含-NR12 -、-CONR12 -、-CO-、-CO2 -、SO2 NR12 -、-O-、-S-、及SO2 -之組之至少1種基團的組合之基團為較佳,包含鹵原子可取代之碳原子數2~10的亞烷基、-CO2 -、-O-、-CO-、-CONR12 -或該些基團的組合之基團為更佳。其中,上述R12 表示氫原子或甲基。
作為以式(B1)表示之重複單元的具體例,可舉出以下,但本發明並不限定於該些。
[化學式27]
Figure 02_image053
並且,作為以上述式(B2)表示之重複單元的具體例,可舉出以下,但本發明並不限定於該些。具體例中,X1 表示氫原子、-CH3 、-F或-CF3 ,氫原子或甲基為更佳。Me表示甲基。
[化學式28]
Figure 02_image055
[化學式29]
Figure 02_image057
並且,作為以上述式(B3)表示之重複單元的具體例,可舉出以下,但本發明並不限定於該些。具體例中,l、m、n、h、j及k表示1~100的整數。
[化學式30]
Figure 02_image059
[化學式31]
Figure 02_image061
以上述式(B1)表示之重複單元的含量相對於特定化合物中的所有重複單元,5~98莫耳%為較佳,30~95莫耳%為更佳。 以上述式(B2)表示之重複單元及以式(B3)表示之重複單元的合計含量相對於特定化合物中的所有重複單元,1~70莫耳%為較佳,5~60莫耳%為更佳。 另外,不包含以式(B2)表示之重複單元並包含以式(B3)包含之重複單元時,以式(B2)表示之重複單元的含量設為0莫耳%,以式(B3)表示之重複單元的含量為上述範圍為較佳。
並且,特定化合物可具有以上述式(B1)~(B3)表示之重複單元以外的其他重複單元。其他重複單元的含量相對於特定化合物中的所有重複單元,50莫耳%以下為較佳,30莫耳%以下為更佳。
特定化合物為聚合物時,重量平均分子量(Mw:聚苯乙烯換算)為2,000~100,000為較佳,5,000~50,000為更佳。並且,特定化合物為聚合物時,分散度(重量平均分子量/數平均分子量)為1.80~3.00為較佳,2.00~2.90為更佳。 GPC(凝膠滲透色譜法)法基於如下方法,亦即,使用HLC-8020GPC(TOSOH CORPORATION製造),作為柱使用TSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(TOSOH CORPORATION製、4.6mmID×15cm),作為洗脫液使用THF(四氫呋喃)。
作為特定化合物的市售品,例如,作為具有氟原子之特定化合物,能夠利用DIC CORPORATION製造的Megafac RS-72-K、Megafac RS-75、Megafac RS-76-E、Megafac RS-76-NS、Megafac RS-77,作為具有矽原子之特定化合物,能夠利用BYK ADDITIVES & INSTRUMENTS製造的BYK-UV 3500、BYK-UV 3530、BYK-UV3570,EVONIK JAPAN CO., LTD.製造的TEGO Rad 2010、TEGO Rad 2011、TEGO Rad 2100、TEGO Rad 2200N、TEGO Rad 2250、TEGO Rad 2300、TEGO Rad 2500、TEGO Rad 2600、TEGO Rad 2650、TEGO Rad 2700等。
特定化合物能夠形成特定化合物單獨在波長550nm下的折射率為1.1~1.5的膜為較佳。亦即,僅由特定化合物形成之膜在波長550nm下的折射率為1.1~1.5為較佳。 作為上述折射率的較佳範圍,從樹脂膜的低反射性角度考慮, 1.2~1.5為較佳,1.3~1.5為更佳。
並且,作為含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物,還能夠使用樹脂組成物B中包含之反應性矽酮。另外,反應性矽酮的較佳態樣如上述。
組成物中的特定化合物的含量相對於樹脂組成物中的總固體含量,0.1~20質量%為較佳,0.5~15質量%為更佳,1~15質量%為進一步較佳,1~10質量%尤為佳。 組成物可單獨包含1種特定化合物,亦可包含2種以上。組成物包含2種以上特定化合物時,其合計在上述範圍內即可。
<其他材料> 樹脂組成物C中的材料中,將樹脂組成物A中的填料設為含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物,除此以外相同,並且,對於較佳態樣相同。
[樹脂組成物C的製備方法] 樹脂組成物C能夠混合前述成分來製備。對於樹脂組成物C的製備方法,亦與前述樹脂組成物A、B相同,較佳態樣亦同様。
本發明的樹脂組成物不包含含氮化鈦粒子中包含者以外的金屬、包含鹵素之金屬鹽、酸及鹼等雜質為較佳。作為該些材料中包含之雜質的含量,1ppm以下為較佳,1ppb以下為更佳,100ppt以下為進一步較佳,10ppt以下尤為佳,實質上不包含(測定装置的檢測極限以下)最為佳。 作為從各種材料去除金屬等雜質之方法,例如,可舉出利用過濾器之過濾或基於蒸餾之提純製程(尤其薄膜蒸餾、分子蒸餾等)。基於蒸餾之提純製程例如可舉出“<工廠操作系列>增補・蒸餾、1992年7月31日發行、化學工業社”或“化學工業手冊、2004年9月30日發行、朝倉書店、95頁~102頁”。作為過濾器孔徑,細孔尺寸10nm以下為較佳,5nm以下為更佳,3nm以下為進一步較佳。作為過濾器的材質,聚四氟乙烯製、聚乙烯製或尼龍製的過濾器為較佳。過濾器可以係組合了該些材質與離子交換介質之複合材料。過濾器可使用預先以有機溶劑清洗者。過濾器過濾製程中,可串聯連接或並聯連接複數種過濾器來使用。使用複數種過濾器時,可組合孔徑和/或材質不同之過濾器來使用。並且,可將各種材料過濾複數次,亦可以係過濾複數次之製程為循環過濾製程。 並且,作為減少各種材料中包含之金屬等雜質之方法,能夠舉出如下方法,亦即,作為構成各種材料之原料,選擇金屬含量較少之原料,對構成各種材料之原料進行過濾器過濾,或在藉由特氟隆(註冊商標)對装置內進行襯里等來盡可能抑制污染之條件下進行蒸餾等方法。對構成各種材料之原料進行之過濾器過濾的較佳條件與上述條件相同。 除了過濾器過濾以外,可進行基於吸附材之雜質的去除,亦可組合過濾器過濾與吸附材來使用。作為吸附材,能夠使用公知的吸附材,例如,能夠使用矽膠或沸石等無機系吸附材、活性炭等有機系吸附材。
[樹脂膜的製造方法] 接著,對樹脂膜的製造方法進行說明。 第2實施形態的樹脂膜使用樹脂組成物C製造為較佳。另外,並非妨礙在形成顏料層之後,在顏料層的上表面使用含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物來形成表面層之方法者。 使用樹脂組成物C來製造第2實施形態的樹脂膜時,至少具有在基板上賦予樹脂組成物C來形成包含顏料層與表面層之樹脂膜之製程(樹脂層形成製程)為較佳。 樹脂組成物C為含有聚合起始劑及聚合性化合物等活性線硬化型材料之硬化性組成物時,作為樹脂膜的製造方法,具有在基板上賦予樹脂組成物C來形成塗膜之製程(塗膜形成製程)與對塗膜進行曝光之製程(曝光製程)為較佳。 而且,樹脂組成物C為含有聚合起始劑及聚合性化合物等活性線硬化型材料之硬化性組成物時,能夠形成圖案狀的樹脂膜。作為具體的步驟,具有上述塗膜形成製程、以圖案狀曝光塗膜之製程(圖案曝光製程)、對未曝光部進行顯影去除來形成圖案狀樹脂膜之製程(顯影製程)為較佳。 上述各製程的具體的步驟與第1實施形態中的各製程的步驟相同,並且其較佳態樣亦相同。
〔第3實施形態:Ra為100~2000Å,且含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物在表面局部存在之樹脂膜〕 而且,作為第1實施形態的變形例(第3實施形態),可將第1實施形態的樹脂膜設為包含如下之2層結構:顏料層,包含上述含有至少1種鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子;及表面層,相鄰配置於顏料層上,並包含含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物,將成為樹脂膜的最表面之表面層的表面粗糙度Ra設為100~2000Å。 藉由將樹脂膜設為上述結構,示出優異之耐濕性,並且示出更優異之低反射性。
設為上述態様時,對上述樹脂組成物A進一步配合含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物即可。 另外,包含氟原子及矽原子的至少一個之化合物與在樹脂組成物C中上述者相同,較佳態樣(包括配合量)亦相同。 並且,第3實施形態的樹脂膜的製造方法亦與第1實施形態相同,其較佳態樣亦相同。
〔第4實施形態:積層不同光學濃度之顏料層之樹脂膜〕 第4實施形態中的樹脂膜,其為相鄰積層分別包含上述含有至少1種以上鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子之顏料層Y1及顏料層Y2之樹脂膜,其特徵為,顏料層Y1與顏料層Y2中包含之含氮化鈦粒子的濃度互不相同。 其中,“顏料層Y1中包含之含氮化鈦粒子的濃度”及“顏料層Y2中包含之含氮化鈦粒子的濃度”相當於相對於各顏料層的總固體含量之含氮化鈦粒子的含量。
作為製造第4實施形態中的樹脂膜之方法,並無特別限定,至少具有:使用形成顏料層Y1之樹脂組成物(以下,還稱作“樹脂組成物D”。),在基板上形成顏料層Y1之製程(顏料層Y1形成製程);及使用形成顏料層Y2之樹脂組成物(以下,還稱作“樹脂組成物E”。),在顏料層Y1上形成顏料層Y2之製程(顏料層Y2形成製程)。 顏料層Y1與顏料層Y2中包含之含氮化鈦粒子的濃度互不相同,顏料層Y1與顏料層Y2中任一個成為含氮化鈦粒子的濃度更小之顏料層。若形成該種2層結構,則相對於從含氮化鈦粒子的濃度更小之顏料層側入射之光,顯現低反射性。例如,將顏料層Y2作為含氮化鈦粒子的濃度更小之顏料層,並從顏料層Y2側入射光時,在顏料層Y1的表面反射之光與在顏料層Y1與顏料層Y2之間的界面反射之光藉由干擾而被消除,能夠設為低反射性。另一方面,將基板側的顏料層Y1作為含氮化鈦粒子的濃度更小之顏料層,並從顏料層Y1側入射光時,亦可獲得相同效果。
成為高濃度之顏料層中的含氮化鈦粒子的濃度為10~65質量%為較佳,30~55質量%為更佳。成為低濃度之顏料層中的含氮化鈦粒子的濃度為1~45質量%為較佳,1~40質量%為更佳。(顏料層Y1中包含之含氮化鈦粒子的濃度)-(顏料層Y2中包含之含氮化鈦粒子的濃度)的絕對值為5~40質量%為較佳。
顏料層Y1及Y2的膜厚分別為0.3~1.2μm為較佳,0.4~1.0μm為更佳。並且,兩層相加之整體膜厚為0.5~2.0μm為較佳,1.0~1.5μm為更佳。上述厚度為平均厚度,係測定膜的任意5點以上的厚度,對該些進行算術平均之值。
樹脂膜的光學濃度(optical density,以下,“OD值”)在波長380~700nm的可見光區域中為3以上為較佳,4~5為更佳。若整體的OD值小於3,則背光的光透射一部分而成為對比度下降的原因。另一方面,若超過5,則具有黑色顏料的添加量增加而反射率相對變高之趨勢。
含氮化鈦粒子的濃度成為低濃度之顏料層的OD值為0.5~2.0為較佳,0.8~1.5為更佳。另一方面,含氮化鈦粒子的濃度成為高濃度之顏料層的OD值為1.0~5.0為較佳,2.0~3.5為更佳。
作為樹脂組成物D、E中包含之材料,可例示第1實施形態的樹脂組成物A中包含之材料,並且較佳範圍亦相同。 樹脂組成物D、E為含有聚合起始劑及聚合性化合物等活性線硬化型材料之硬化性組成物時,可進一步具備對顏料層進行曝光之製程(曝光製程)。將曝光製程設為以圖案狀曝光顏料層之製程時,可在該曝光製程之後,進一步具備對未曝光部進行顯影除去來形成著色圖案之製程(顯影製程)。 關於上述塗膜形成製程、曝光製程、顯影製程的較佳態樣,分別與第1實施形態中的顏料層形成製程、曝光製程、顯影製程相同,並且其較佳態樣亦相同。
〔濾色器、遮光膜〕 本發明的第1~第4實施形態的樹脂膜能夠較佳地用作濾色器或遮光膜。尤其,能夠較佳地使用上述樹脂膜藉由曝光而硬化之膜。另外,如後述,遮光膜適當配置於各部件上,例如,可配置成邊框狀。
濾色器能夠較佳地用於CCD(電荷耦合元件)或CMOS(互補性金屬氧化膜半導體)等固態攝影元件,尤其適於如超過100万像素之高解析度的CCD或CMOS等。濾色器例如能夠配置於構成CCD或CMOS之各像素的受光部與用於聚光的微透鏡之間來使用。
並且,濾色器能夠較佳地用作有機EL元件用。作為有機EL元件,白色有機EL元件為較佳。有機EL元件為串聯結構為較佳。對於有機EL元件的串聯結構,記載於日本特開2003-45676號公報、三上明義監修、“有機EL技術開發的最前沿-高亮度・高精度・長壽命化・經驗集-”、技術資訊協會、326-328頁、2008年等。作為有機EL元件的串聯結構,例如,可舉出在基板的一面中,於具備光反射性之下部電極與具備光透射性之上部電極之間設置有機EL層之結構等。下部電極藉由在可見光的波長域中具有充分的反射率之材料構成為較佳。有機EL層為包含複數個發光層,並具有積層該些複數個發光層之積層結構(串聯結構)為較佳。有機EL層中,例如,複數個發光層中可包含紅色發光層、綠色發光層及藍色發光層。並且,與複數個發光層一併具有用於使發光層發光的複數個發光輔助層為較佳。有機EL層例如能夠設為發光層與發光輔助層交替積層之積層結構。具有該種結構的有機EL層之有機EL元件能夠發出白色光。此時,有機EL元件所發出之白色光的光譜係具有於藍色區域(430nm-485nm)、綠色區域(530nm-580nm)及黃色區域(580nm-620nm)較強的極大發光峰者為較佳。除了該種發光峰以外,還在紅色區域(650nm-700nm)具有極大發光峰者為更佳。藉由組合發出白色光之有機EL元件(白色有機EL元件)與本發明的濾色器,可獲得顏色再現性上優異之分光,能夠顯示更鮮明的影像或圖像。
遮光膜能夠形成於圖像顯示裝置或感測器模組內的各種部件(例如,紅外光截止濾波器、固態攝影元件的外周部、晶圓級透鏡外周部、固態攝影元件背面等)等來使用。 並且,亦可在紅外光截止濾波器的表面上的至少一部分形成遮光膜來設為附帶遮光膜的紅外光截止濾波器。 遮光膜的厚度並無特別限制,0.2~25μm為較佳,1.0~10μm為更佳。上述厚度為平均厚度,係測定遮光膜的任意5點以上,並對該些進行算術平均之值。 遮光膜的反射率為10%以下為較佳,8%以下為更佳,6%以下為進一步較佳,4%以下尤為佳。另外,遮光膜的反射率為如下測定之值,亦即,以入射角度5°向遮光膜入射400~700nm的光,並藉由Hitachi High-Technologies Corporation.製分光器UV4100(商品名)測定其反射率。
〔固態攝影元件〕 本發明的固態攝影元件具備上述之第1~4實施形態的樹脂膜(濾色器、遮光膜等)。作為本發明的固態攝影元件的結構,只要係具備本發明的樹脂膜,並作為固態攝影元件發揮作用之結構,則並無特別限定,例如,可舉出如以下的結構。
係如下結構,亦即,在基板上具有構成固態攝影元件(CCD圖像感測器、CMOS圖像感測器等)的受光區之包含複數個光電二極管及多晶矽等之傳輸電極,在光電二極管及傳輸電極上具有僅光電二極管的受光部開口之遮光膜,在遮光膜上具有包含以覆蓋遮光膜整面及光電二極管受光部之方式形成之氮化矽等之器件保護膜,在器件保護膜上具有濾色器。 而且,亦可以係在器件保護層上且濾色器下(靠近基板之一側)具有聚光機構(例如,微透鏡等)之結構、在濾色器上具有聚光機構之結構等。並且,濾色器可具有在藉由隔壁例如分隔為格子狀之空間埋入有形成各色彩像素之硬化膜之結構。此時的隔壁相對於各色彩像素為低折射率為較佳。作為具有該種結構之撮像元件的例子,可舉出日本特開2012-227478號公報、日本特開2014-179577號公報中記載之装置。
〔圖像顯示裝置〕 本發明的硬化膜(濾色器、遮光膜等)能夠用於液晶顯示裝置或有機電致發光顯示裝置等圖像顯示裝置。
對於顯示裝置的定義或各顯示裝置的詳細內容,例如記載於“電子顯示裝置(佐佐木 昭夫著、Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd. 1990年發行)”、“顯示裝置(伊吹 順章著、產業圖書(株)平成元年發行)”等中。並且,對於液晶顯示裝置,例如記載於“第二代液晶顯示器技術(內田 龍男編輯、Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd. 1994年發行)”。能夠適用本發明之液晶顯示裝置並無特別限制,例如能夠適用於上述“第二代液晶顯示器技術”中記載之各種方式的液晶顯示裝置。
本發明中的濾色器可用於彩色TFT(Thin Film Transistor)方式的液晶顯示裝置。對於彩色TFT方式的液晶顯示裝置,例如記載於“彩色TFT液晶顯示器(KYORITSU SHUPPAN CO., LTD.1996年發行)”。而且,本發明還能夠適用於IPS(In Plane Switching)等橫向電場驅動方式、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)等像素分割方式等視角被擴大之液晶顯示裝置、STN(Super-Twist Nematic)、TN(Twisted Nematic)、VA(Vertical Alignment)、OCS(on-chip spacer)、FFS(fringe field switching)及R-OCB(Reflective Optically Compensated Bend)等。 並且,本發明中的濾色器還能夠用於明亮且高精細的COA(Color-filter On Array)方式用。關於COA方式的液晶顯示裝置,對於濾色器之要求特性除了如前述的通常的要求特性以外,有時還要求對於層間絶縁膜之要求特性,亦即,低介電常數及剥離液耐性。本發明的濾色器的耐光性等優異,故能夠提供分辨率較高且長期耐久性優異之COA方式的液晶顯示裝置。另外,為了滿足低介電常數的要求特性,可在濾色器層上設置樹脂被膜。 對於該些圖像顯示方式,例如記載於“EL、PDP、LCD顯示器-技術與市場的最新動向-(TORAY Research Center,Inc.調查研究部門2001年發行)”的43頁等。
本發明的液晶顯示裝置除了本發明的濾色器以外,亦可由電極基板、偏光膜、相位差膜、背光、間隔物、視角保護膜等各種構件構成。本發明的濾色器能夠適用於由該些公知構件構成之液晶顯示裝置。對於該些構件,例如記載於“’94液晶顯示器周邊材料・化學製品市場(島 健太郎CMC-Group. 1994年發行)」、“2003液晶関連市場的現狀與未來展望(下卷)(表良吉Fuji Chimera Research Institute, Inc.、2003年發行)”。 關於背光,除了SID meeting Digest 1380(2005)(A.Konno et.al)以外,記載於月刊顯示器2005年12月號的18~24頁(島 康裕)、記載於SID meeting Digest 1380(2005)25~30頁(八木隆明)等。
並且,使硬化性組成物硬化而獲得之硬化膜能夠使用於個人計算機、平板電腦、移動電話、智能手機或數碼相機等便攜式設備;多功能打印機或掃描儀等OA(Office Automation)設備;監視相機、條形碼讀取器、自動取款機(ATM)、高速相機或使用人臉圖像認證之本人認證等產業用設備;車載用相機設備;內窺鏡、膠囊內窺鏡、或導管等醫療用相機設備;生物體感測器、生物感測器(Biosensor)、軍事偵查用相機、立體地圖用相機、氣象、海洋觀測相機、陸地資源偵查相機或宇宙的天文、深空目標用勘探相機等航天設備等中使用之光學濾波器或模組的遮光部件、遮光層、防反射部件或防反射層。
並且,使硬化性組成物硬化而獲得之硬化膜還可適用於微型LED(Light Emitting Diode)或微型OLED(Organic Light Emitting Diode)等用途。雖然並無特別限定,但除了微型LED或微型OLED中使用之光學濾波器或光學薄膜以外,可較佳地用於賦予遮光功能或防反射功能之部件。 作為微型LED或微型OLED的例子,可舉出日本特表2015-500562號公報或日本特表2014-533890號公報的微型LED或微型OLED。
並且,使硬化性組成物硬化來獲得之硬化膜還能夠用於量子點顯示器等用途。雖然並無特別限定,但除了量子點顯示器中使用之光學濾波器或光學薄膜以外,還較佳地用於賦予遮光功能或防反射功能之部件。 作為量子點顯示器的例子,可舉出美國專利申請公開第2013/0335677號、美國專利申請公開第2014/0036536號、美國專利申請公開第2014/0036203號或美國專利申請公開第2014/0035960號者。 [實施例]
以下,依據實施例對本發明進行更詳細說明。關於以下的實施例中示出之材料、使用量、比例、處理內容、處理步驟等,只要不脫離本發明的宗旨,則能夠適當變更。藉此,本發明的範圍不應藉由以下示出之實施例限定地解釋。另外,除非另有指明,則“份”、“%”為質量基準。
以下,對實施例及比較例中使用之各成分進行詳細說明。
(顏料) (黑色顏料Pig-1) 在以下條件下製作了黑色顏料Pig-1。 高頻電力 5.5kW 等離子氣體流量 氬5L/min+氮5L/min 噴霧氣體流量 氮 20L/min 粉體供給 JEOL Ltd.製造粉末供給裝置 TP-99010FDR 供給氣體 氮 15L/min 供給量 15g/min 粉體 Ti粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造TC-200 Ag粉末 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.製造SPQ03R Fe粉末 JFE Steel Corporation製造JIP 270M
將等離子體處理後的粒子,在Ar氣體氣氛下,在O2 濃度50ppm以下、30℃的條件下靜置24小時之後,在以O2 濃度成為100ppm之方式向Ar氣體氣氛導入O2 氣體之狀態下,在30℃的條件下靜置24小時。
對所獲得之含氮化鈦粒子(黑色顏料Pig-1),藉由ICP發光分光分析法,測定了鈦(Ti)原子、金屬原子的含量。 相對於黑色顏料Pig-1的總量(100質量%),Ti原子的含量為60質量%,Ag原子的含量為15質量%,Fe原子的含量為1質量%。另外,ICP發光分光分析法中,使用了Seiko Instruments Inc.製造的ICP發光分光分析装置“SPS3000”(商品名)。 並且,對於氮原子、氧原子的含量,利用HORIBA, Ltd.製造的氧、氮分析装置“EMGA-620W/C”(商品名)進行測定,並藉由惰性氣體熔化熱導法計算。其結果,氮原子的含量相對於黑色顏料Pig-1的總量(100質量%),為19質量%,氧原子的含量相對於黑色顏料Pig-1的總量(100質量%),為5質量%。
並且,對黑色顏料Pig-1,藉由下述方法進行了X射線衍射試驗。 關於X射線衍射,將粉末試料裝入鋁製標準試料保持器中,藉由廣角X射線衍射法(Rigaku Corporation製造 RU-200R)進行測定。作為測定條件,X射線源設為CuKα射線,輸出設為50kV/200mA,狹縫系設為1°-1°-0.15mm-0.45mm,測定步長(2θ)設為0.02°,掃描速度設為2°/分鐘。測定了可在衍射角2θ=46°附近觀察到之源自TiN(200)面之峰的衍射角。 其結果,黑色顏料Pig-1的源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ為42.5°。
如下求出黑色顏料Pig-1的比表面積,亦即,利用MicrotracBEL Corp.製造高精度全自動氣體吸附裝置(“BELSORP”36),在100℃下進行真空脫氣之後,測定N2 氣體的液體氮溫度(77K)下的吸附等溫線,藉由BET法分析該等溫線。其結果,使用BET法來求出之黑色顏料Pig-1的比表面積為29m2 /g。
(黑色顏料Pig-2) 在以下條件下製作了黑色顏料Pig-2。 高頻電力 5.5kW 等離子氣體流量 氬5L/min+氮5L/min 噴霧氣體流量 氮 20L/min 粉體供給 JEOL Ltd.製造粉末供給装置 TP-99010FDR 供給氣體 氮 15L/min 供給量 15g/min 粉體 Ti粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造TC-200 Ag粉末 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.製造SPQ03R Ni粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造
將等離子體處理之後的粒子,在Ar氣體氣氛下,在O2 濃度50ppm以下、30℃的條件下靜置24小時之後,在以O2 濃度成為100ppm之方式向Ar氣體氣氛導入O2 氣體之狀態下,在30℃的條件下靜置24小時。
對所獲得之含氮化鈦粒子(黑色顏料Pig-2),藉由ICP發光分光分析法,測定了鈦(Ti)原子、金屬原子的含量。 相對於黑色顏料Pig-2的總量(100質量%),Ti原子的含量為65質量%,Ag原子的含量為8質量%,Ni原子的含量為2質量%。另外,ICP發光分光分析法中,使用了Seiko Instruments Inc.製造的ICP發光分光分析装置“SPS3000”(商品名)。 並且,對於氮原子、氧原子的含量,利用HORIBA, Ltd.製造的氧、氮分析装置“EMGA-620W/C”(商品名)進行測定,並藉由惰性氣體熔化熱導法計算。其結果,氮原子的含量相對於黑色顏料Pig-2的總量(100質量%),為20質量%,氧原子的含量相對於黑色顏料Pig-2的總量(100質量%),為5質量%。
並且,對黑色顏料Pig-2,藉由下述方法進行了X射線衍射試驗。 如下進行X射線衍射,亦即,將粉末試料裝入鋁製標準試料保持器中,藉由廣角X射線衍射法(Rigaku Corporation製造 RU-200R)進行測定。作為測定條件,將X射線源設為CuKα射線,輸出設為50kV/200mA,狹縫系統設為1°-1°-0.15mm-0.45mm,測定步長(2θ)設為0.02°,掃描速度設為2°/分鐘。測定了可在衍射角2θ=46°附近觀察到之源自TiN(200)面之峰的衍射角。 其結果,黑色顏料Pig-2的源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ為42.6°。
如下求出了黑色顏料Pig-2的比表面積,亦即,利用MicrotracBEL Corp.製造高精度全自動氣體吸附装置(“BELSORP”36),在100℃下進行真空脫氣之後,測定N2 氣體的液體氮溫度(77K)下的吸附等溫線,並藉由BET法分析該等溫線。其結果,利用BET法求出之黑色顏料Pig-2的比表面積為33m2 /g。
(黑色顏料Pig-3) 使用了以下粉體,除此以外,藉由與黑色顏料Pig-2相同之方法製作了黑色顏料Pig-3。另外,V粉末是指釩粉末。 粉體 Ti粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造TC-200 Ag粉末 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.製造SPQ03R V粉末 TAIYO KOKO Co., LTD.製造VN200
將等離子體處理之後的粒子,在Ar氣體氣氛下,在O2 濃度50ppm以下、100℃的條件下靜置24小時之後,在以O2 濃度成為100ppm之方式向Ar氣體氣氛導入O2 氣體之狀體下,在100℃的溫度下靜置24小時。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,測定了所獲得之含氮化鈦粒子(黑色顏料Pig-3)的鈦(Ti)原子、金屬原子的含量。 其結果,相對於黑色顏料Pig-3的總量(100質量%),Ti原子的含量為50質量%,Ag原子的含量為20質量%,V原子的含量為1質量%。 並且,對氮原子、氧原子的含量,亦以與黑色顏料Pig-2相同之方法進行了測定。其結果,氮原子的含量相對於黑色顏料Pig-3的總量(100質量%),為19質量%,氧原子的含量相對於黑色顏料Pig-3的總量(100質量%),為10質量%。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,對源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ進行了評價,其結果,黑色顏料Pig-3的源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ為42.8°。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,求出了黑色顏料Pig-3的比表面積,其結果,比表面積為25m2 /g。
(黑色顏料Pig-4) 使用了以下粉體,除此以外,藉由與黑色顏料Pig-2相同之方法,製作了黑色顏料Pig-4。另外,W粉末是指鎢粉末。 粉體 Ti粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造TC-200 W粉末 JAPAN NEW METALS CO.,LTD.製造W-H Fe粉末 JFE Steel Corporation製造JIP 270M
將等離子體處理之後的粒子,在Ar氣體氣氛下,在O2 濃度50ppm以下、200℃的條件下靜置24小時之後,在以O2 濃度成為100ppm之方式向Ar氣體氣氛導入O2 氣體之狀態下,在200℃的溫度下,靜置24小時。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,測定了所獲得之含氮化鈦粒子(黑色顏料Pig-4)的鈦(Ti)原子、金屬原子的含量。 其結果,相對於黑色顏料Pig-4的總量(100質量%),Ti原子的含量為50質量%,W原子的含量為12.99質量%,Fe原子的含量為0.01質量%。 並且,對氮原子、氧原子的含量,亦以與黑色顏料Pig-2相同之方法進行了測定。其結果,氮原子的含量相對於黑色顏料Pig-4的總量(100質量%),為20質量%,氧原子的含量相對於黑色顏料Pig-4的總量(100質量%),為17質量%。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,對源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ進行了評價,其結果,黑色顏料Pig-4的源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ為43.0°。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,求出了黑色顏料Pig-4的比表面積,其結果,比表面積為27m2 /g。
(黑色顏料Pig-5) 使用了以下粉體,除此以外,以與黑色顏料Pig-2相同之方法製作了黑色顏料Pig-5。 粉體 Ti粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造TC-200 Ni粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造 Fe粉末 JFE Steel Corporation製造JIP 270M
將等離子體處理之後的粒子,在Ar氣體氣氛下,在O2 濃度50ppm以下、200℃的條件下靜置24小時之後,在以O2 濃度成為1000ppm之方式向Ar氣體氣氛導入O2 氣體之狀態下,在200℃的溫度下靜置24小時。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,測定了所獲得之含氮化鈦粒子(黑色顏料Pig-5)的鈦(Ti)原子、金屬原子的含量。 其結果,相對於黑色顏料Pig-5的總量(100質量%),Ti原子的含量為52質量%,Ni原子的含量為5質量%,Fe原子的含量為2質量%。 並且,對氮原子、氧原子的含量,亦以與黑色顏料Pig-2相同之方法進行了測定。其結果,氮原子的含量相對於黑色顏料Pig-5的總量(100質量%),為20質量%,氧原子的含量相對於黑色顏料Pig-5的總量(100質量%),為21質量%。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,對源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ進行了評價,其結果,黑色顏料Pig-5的源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ為43.5°。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,求出了黑色顏料Pig-5的比表面積,其結果,比表面積為34m2 /g。
(黑色顏料Pig-6) 使用了以下粉體,除此以外,以與黑色顏料Pig-2相同之方法製作了黑色顏料Pig-6。 粉體 Ti粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造TC-200 Ag粉末 MITSUI MINING & SMILTING CO.,LTD製造SPQ03R W粉末 JAPAN NEW METALS CO.,LTD.製造W-H V粉末 TAIYO KOKO Co., LTD.製造VN200
將等離子體處理之後的粒子,在Ar氣體氣氛下,在O2 濃度50ppm以下、30℃的條件下靜置24小時之後,在以O2 濃度成為100ppm之方式向Ar氣體氣氛導入O2 氣體之狀態下,在30℃的溫度下靜置24小時。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,測定了所獲得之含氮化鈦粒子(黑色顏料Pig-6)的鈦(Ti)原子、金屬原子的含量。 其結果,相對於黑色顏料Pig-6的總量(100質量%),Ti原子的含量為57質量%,Ag原子的含量為10質量%,W原子的含量為7.99質量%,V原子的含量為0.01質量%。 並且,對氮原子、氧原子的含量,亦以與黑色顏料Pig-2相同之方法進行了測定。其結果,氮原子的含量相對於黑色顏料Pig-6的總量(100質量%),為18質量%,氧原子的含量相對於黑色顏料Pig-6的總量(100質量%),為7質量%。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,對源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ進行了評價,其結果,黑色顏料Pig-6的源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ為42.7°。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,求出了黑色顏料Pig-6的比表面積,其結果,比表面積為32m2 /g。
(黑色顏料Pig-7) 使用了以下粉體,除此以外,以與黑色顏料Pig-2相同之方法製作了黑色顏料Pig-7。 粉體 Ti粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造TC-200 Ag粉末 MITSUI MINING & SMILTING CO.,LTD製造SPQ03R Fe粉末 JFE Steel Corporation製造JIP 270M
將等離子體處理之後的粒子,在Ar氣體氣氛下,在O2 濃度50ppm以下、300℃的條件下靜置24小時之後,在以O2 濃度成為1000ppm之方式向Ar氣體氣氛導入O2 氣體之狀態下,在300℃的溫度下靜置24小時。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,測定了所獲得之含氮化鈦粒子(黑色顏料Pig-7)的鈦(Ti)原子、金屬原子的含量。 其結果,相對於黑色顏料Pig-7的總量(100質量%),Ti原子的含量為50質量%,Ag原子的含量為5質量%,Fe原子的含量為2質量%。 並且,對氮原子、氧原子的含量,亦以與黑色顏料Pig-2相同之方法進行了測定。其結果,氮原子的含量相對於黑色顏料Pig-7的總量(100質量%),為20質量%,氧原子的含量相對於黑色顏料Pig-7的總量(100質量%),為23質量%。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,對源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ進行了評價,其結果,黑色顏料Pig-7的源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ為43.7°。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,求出了黑色顏料Pig-7的比表面積,其結果,比表面積為30m2 /g。
(黑色顏料Pig-8) 使用了以下粉體,除此以外,以與黑色顏料Pig-2相同之方法製作了黑色顏料Pig-8。 粉體 Ti粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造TC-200 Ni粉末 TOHO TITANIUM CO.,LTD製造 V粉末 TAIYO KOKO Co., Ltd. 製造VN200
將等離子體處理之後的粒子,在Ar氣體氣氛下,在O2 濃度50ppm以下、300℃的條件下靜置24小時之後,在以O2 濃度成為1000ppm之方式向Ar氣體氣氛導入O2 氣體之狀態下,在300℃的溫度下靜置24小時。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,測定了所獲得之含氮化鈦粒子(黑色顏料Pig-8)的鈦(Ti)原子、金屬原子的含量。 其結果,相對於黑色顏料Pig-8的總量(100質量%),Ti原子的含量為47質量%,Ni原子的含量為10質量%,V原子的含量為2質量%。 並且,對氮原子、氧原子的含量,亦以與黑色顏料Pig-2相同之方法進行了測定。其結果,氮原子的含量相對於黑色顏料Pig-8的總量(100質量%),為18質量%,氧原子的含量相對於黑色顏料Pig-8的總量(100質量%),為23質量%。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,對源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ進行了評價,其結果,黑色顏料Pig-8的源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ為43.7°。
以與黑色顏料Pig-2相同之方法,求出了黑色顏料Pig-8的比表面積,其結果,比表面積為26m2 /g。
將黑色顏料Pig-1~黑色顏料Pig-8的組成、製法、物性示於下述表1。
[表1]
Figure 106104585-A0304-0001
(顏料分散液A的製作方法) 使用撹拌機(IKA COMPANY製造EUROSTAR),將下述組成1所示之成分混合15分鐘,從而獲得了分散物A。 另外,參閱日本特開2013-249417號公報的記載來合成了以下中記載之樹脂(X-1)。並且,樹脂(X-1)的重量平均分子量為30,000,酸值為60mgKOH/g,接枝鏈的原子數(氫原子除外。)為117。
[化學式32]
Figure 02_image063
-組成1- ・黑色顏料Pig-1:25質量份 ・樹脂(X-1)的丙二醇單甲醚乙酸酯30質量%溶液:25質量份 ・丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)(溶劑):23質量份 ・乙酸丁酯(BA)(溶劑):27質量份
對所獲得之分散物A,使用Shinmaru Enterprises Corporation製造的NPM Pilot,在下述條件下進行分散處理,從而獲得了顏料分散液A。 (分散條件) ・微珠徑:φ0.05mm ・微珠填充率:65體積% ・研磨圓周速度:10m/sec ・分離器圓周速度:11m/s ・進行分散處理之混合液量:15.0g ・循環流量(泵供給量):60kg/hour ・處理液溫度:20~25℃ ・冷卻水:自來水 5℃ ・珠磨環狀通道內容積:2.2L ・道次數:84道
(顏料分散液B的製作方法) 將黑色顏料Pig-1替換為Pig-2,除此以外,以與上述顏料分散液A的製作方法相同之方法製作了顏料分散液B。
(顏料分散液C的製作方法) 將黑色顏料Pig-1替換為Mitsubishi Materials Corporation製造“13M-T(商品名)”,除此以外,以與上述顏料分散液A的製作方法相同之方法製作了顏料分散液C。 另外,Mitsubishi Materials Corporation製造“13M-T(商品名)」中包含之顏料粒子為氮氧化鈦。
(顏料分散液D的製作方法) 將樹脂(X-1)替換為下述結構的樹脂(X-2),除此以外,以與上述顏料分散液A的製作方法相同之方法製作了顏料分散液D。
(樹脂(X-2)) [化學式33]
Figure 02_image065
另外,樹脂(X-2)的重量平均分子量為25000,酸值為53mgKOH/g,接枝鏈的原子數(氫原子除外。)為72。
(顏料分散液E的製作方法) 將黑色顏料Pig-1替換為黑色顏料Pig-3,除此以外,以與上述顏料分散液A的製作方法相同之方法製作了顏料分散液E。
(顏料分散液F的製作方法) 將黑色顏料Pig-1替換為黑色顏料Pig-4,除此以外,以與上述顏料分散液A的製作方法相同之方法製作了顏料分散液F。
(顏料分散液G的製作方法) 將黑色顏料Pig-1替換為黑色顏料Pig-5,除此以外,以與上述顏料分散液A的製作方法相同之方法製作了顏料分散液G。
(顏料分散液H的製作方法) 將黑色顏料Pig-1替換為黑色顏料Pig-6,除此以外,以與上述顏料分散液A的製作方法相同之方法製作了顏料分散液H。
(顏料分散液I的製作方法) 將黑色顏料Pig-1替換為黑色顏料Pig-7,除此以外,以與上述顏料分散液A的製作方法相同之方法製作了顏料分散液I。
(顏料分散液J的製作方法) 將黑色顏料Pig-1替換為黑色顏料Pig-8,除此以外,以與上述顏料分散液A的製作方法相同之方法製作了顏料分散液J。
(紅色顏料分散液) 接著,參閱文獻(國際公開第2015/029643號)的段落<0409>來製作了紅色顏料分散液。
(黏結樹脂) ・P-1:Acrylicbase FF-187(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.製造) ・P-2:Acrycure RD-F8(NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.製造)
・P-3: 混合4,4’-二胺基苯基醚(0.30莫耳當量)、對苯二胺(0.65莫耳當量)、二(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷(0.05莫耳當量)、γ-丁內酯850g及N-甲基-2-吡咯烷酮850g來獲得混合物之後,進一步向混合物添加3,3’,4,4’-氧雙鄰苯二甲羧酸二酐(0.9975莫耳當量),之後,使混合物在80℃下反應3小時。對所獲得之反應物進一步添加馬來酸酐(0.02莫耳當量),並使其在80℃下反應1小時,從而作為聚合物3獲得了聚醯胺酸(聚合物濃度20質量%)溶液。
・P-4: 藉由文獻(專利第3120476號公報;實施例1)記載之方法,合成甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(質量比30/40/30)之後,加成了甲基丙烯酸縮水甘油酯40質量份。之後,藉由蒸餾水進行再沉澱之後,藉由過濾回收固體含量,並且對固體含量進行乾燥,藉此作為聚合物4,獲得了平均分子量(Mw)40,000、酸值110(mgKOH/g)的丙烯酸聚合物粉末。
・P-5:Acrylicbase FF-426(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.)
(填料) ・空心二氧化矽:Sururia 5320、粒子分佈極大值:75nm、JGC Catalysts and Chemicals Ltd.製造(20wt%MIBK(甲基異丁基酮)溶液) ・二氧化矽1:FF-D-B1、粒子分佈極大值:300nm、KOHSHIN CHEMICAL製造(72wt%PGME溶液) ・二氧化矽2:FF-B-B1、粒子分佈極大值:30nm、KOHSHIN CHEMICAL製造(60wt%PGME溶液) ・丙烯酸粒子1:MX-80H3wT、粒子分佈極大值:800nm、Soken Chemical & Engineering Co., Ltd.製造(粉體) ・丙烯酸粒子2:MP-300、粒子分佈極大值:100nm、Soken Chemical & Engineering Co., Ltd.製造
(含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物) ・S-1:Megafac RS-72-K(DIC CORPORATION製造) ・S-2:Megafac RS-55(含有氟原子及矽原子、DIC CORPORATION製造) ・S-3:KF-6001(含羥基矽酮、Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造) 另外,上述S-1、S-2均為包含含有氟原子及矽原子的至少一個之重複單元及在側鏈具有聚合性基團之重複單元之高分子化合物。
(表面活性劑) F-1:以下述結構式表示之混合物(Mw=14000)
[化學式34]
Figure 02_image067
(溶劑) ・PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯 ・PGME:1-甲氧基-2-丙醇 ・高沸溶劑:Haisorubu BDM(二甘醇丁基甲基醚、沸點212℃、TOHO Chemical Industry Co.,Ltd.製造)
(聚合起始劑) ・K-1:Irgacure OXE02(BASF JAPAN LTD.製造) ・K-2:以下述結構表示之化合物 ・K-3:NCI-831(ADEKA CORPORATION製造) ・K-4:Irgacure 369(BASF公司製造) ・K-5:KAYACURE DETX-S(Shojisangyo KK製造)
[化學式35]
Figure 02_image069
(聚合性化合物) ・M-1:下述結構的化合物(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造) [化學式36]
Figure 02_image071
・M-2:OGSOL EA-0200(Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.製造) ・M-3:ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.製造) 另外,上述M-2具有卡多結構,相當於具有9,9-二芳基芴骨架之聚合性化合物。
(矽烷偶合劑) ・環氧矽烷:LS-2940(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造)
〔樹脂膜1的製作及評價〕 (1)樹脂組成物的製備 攪拌、混合如後述之表2、3所示之各成分來製備了樹脂組成物。 另外,實施例1~16的樹脂組成物均製備成組成物中的固體含量成為27.5質量%。並且,實施例1~16的樹脂組成物中,除了實施例7以外,相對於組成物中的總固體含量之顏料濃度為50質量%,對於實施例7,製備成成為30質量%。並且,實施例8~14、實施例1A、2A的樹脂組成物均製備成聚合性化合物的含量(M)相對於分散樹脂與黏結樹脂的合計含量(B)之質量比(M/B)約成為0.9,實施例15、16分別製備成成為0.39、1.1。
(實施例1) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加14g的P-1(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、10g 的PGMEA、21g 的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例2) 將Sururia 5320(20%MIBK溶液)替換成二氧化矽1(FF-D-B1、粒子分佈極大值:300nm、KOHSHIN CHEMICAL製造)(72wt%PGME溶液),除此以外,與實施例1相同地製備了樹脂組成物。另外,藉由調整PGMEA來設為所希望的固體成分濃度。
(實施例3) 將Sururia 5320(20%MIBK溶液)替換為丙烯酸粒子2(MP-300、粒子分佈極大值:100nm、Soken Chemical & Engineering Co., Ltd.製造),除此以外,與實施例1相同地製備了樹脂組成物。另外,藉由調整PGMEA來設為所希望的固體含量濃度。
(實施例4) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加6g 的P-1、35g的PGMEA、4g 的KF-6001(S-3)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例5) 將顏料分散液A替換為顏料分散液B,除此以外,與實施例1相同地製備了樹脂組成物。
(實施例6) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加6g的P-4、28g的PGMEA、7g的乳酸乙酯、4g的KF-6001(S-3)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(比較例1) 將顏料分散液A替換為顏料分散液C,除此以外,與實施例1相同地製備了比較例1的樹脂組成物。
(比較例2) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加24g 的P-1(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、21g的PGMEA、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例7) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加30g 的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、13g 的NMP(N-甲基吡咯烷酮)、7g 的P-3(20%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、17g的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、33g的顏料分散液A(黑色顏料:8.2g、樹脂X-1:2.5g、PGMEA:13g、乙酸丁酯:9.1g),藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例8) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加5g 的M-1、3g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、22g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、14g的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例9) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加5g的M-1、3g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、32g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、4g的二氧化矽1(FF-D-B1、粒子分佈極大值:300nm、KOHSHIN CHEMICAL製造、72wt%PGME溶液、二氧化矽在固體含量中42wt%)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例10) 將Sururia 5320(20%MIBK溶液)替換為丙烯酸粒子1(MX-80H3wT、粒子分佈極大值:800nm、Soken Chemical & Engineering Co., Ltd.製造)(粉體),除此以外與實施例8相同地製備了樹脂組成物。另外,藉由調整PGMEA來設為所希望的固體含量濃度。
(實施例11) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加5g的M-1、3g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、33g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、3g的KF-6001(S-3)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例12) 將顏料分散液A替換為顏料分散液B,除此以外,與實施例8相同地製備了樹脂組成物。
(實施例13) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加5g的M-1、2g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、17g的PGMEA、1g的K-2、13g的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、12g的紅色分散液(依據國際公開第2015/029643號的段落<0409>的方法製備)、50g的顏料分散液A(黑色顏料:12g、樹脂X-1:3.7g、PGMEA:21.3g、乙酸丁酯:13g),藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例14) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加5g的M-1、2g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、1g的P-5(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、34g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、3g的KF-6001、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例15) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加3g的M-1、9g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、18g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、14g的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例16) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加5g的M-1、1g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、24g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、14g的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例1A) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加4g的M-1、1g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、32g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、7g的二氧化矽2(FF-B-B1、粒子分佈極大值:30nm、KOHSHIN CHEMICAL製造、60wt%PGME溶液、二氧化矽在固體含量中為10wt%)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例2A) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加6g的M-1、6g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、31.7g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、0.3g的二氧化矽1(FF-D-B1、粒子分佈極大值:300nm、KOHSHIN CHEMICAL製造、72wt%PGME溶液、二氧化矽在固體含量中為42wt%)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(2)樹脂膜的製作 在玻璃基板(Corning 1737[商品名]、Corning Incorporated製造)上分別旋轉塗佈各實施例及比較例的樹脂組成物之後,利用100℃的加熱板進行2分鐘的加熱處理(預烘)。之後,經由規定的遮罩,對上述中獲得之塗膜實施了曝光處理(曝光装置UX3100-SR(USHIO INC.製造)、曝光量1000mJ/cm2 )。 之後,利用220℃的加熱板對基板進行300秒的加熱處理(後烘),製作了附帶樹脂膜的基板。
(3)評價 <接觸角的評價> 利用所製作之附帶樹脂膜的基板,進行了接觸角的評價。具體而言,在基板上的樹脂膜上滴加1滴純水之後,對經過5秒時的靜態接觸角,利用自動接觸角儀(Kyowa Interface Science Co., Ltd. Drop Master 500[商品名]),依θ/2法進行了自動測定(測定溫度:25℃)。進行5次相同的測定,將其平均值作為相對於純水之靜態接觸角。 將結果示於表2、3。
<反射率的評價> 利用所製作之附帶樹脂膜的基板,進行了反射率的評價。具體而言,對所製作之附帶樹脂膜的基板,向樹脂膜以入射角度5°入射400~700nm的光,藉由Hitachi High-Technologies Corporation.製造分光器UV4100(商品名)測定了其反射率。表中,反射率的數值越小,表示越是低反射性。 將結果示於表2、3。
<表面粗糙度(算術平均粗糙度Ra)的評價> 利用所製作之附帶樹脂膜的基板,進行了表面粗糙度(算術平均粗糙度Ra)的評價。具體而言,利用Bruker Corporation製造DektakXT,測定基板上的樹脂膜1mm的距離上的表面粗糙度(解析度:1μm/點),求出了算術平均粗糙度Ra。 將結果示於表2、3。
<耐濕性的評價> 利用所製作之附帶樹脂膜的基板,進行了耐濕性的評價。具體而言,利用高加速度壽命試驗裝置(ESPEC CORP.製造EHS-221),在溫度85℃、濕度95%的條件下實施了750小時的高溫高濕試驗。 對耐濕試驗前後的附帶樹脂膜的基板,將波長400nm下的反射率(反射率的測定中,使用了Hitachi High-Technologies Corporation.製造分光器“UV4100(商品名)”。)的變化率以絕對值為3%以上者設為“D”,將該變化率為1%以上且小於3%者設為“C”,將該變化率為0.5%以上且小於1%者設為“B”,將該變化率小於0.5%者設為“A”來進行了評價。 另外,基於耐濕試驗之反射率的下降會在表面引起如膜面破壞的現象,故基於耐濕試驗之反射率的下降並非為較佳。 將結果示於表2、3。
<摩擦試驗評價> 利用所製作之附帶樹脂膜的基板,進行了摩擦試驗評價。具體而言,以1kgf的力將摩擦布摩擦10次,藉由目視觀察了附著在樹脂膜表面之瑕疵。進行3次相同的評價,將在所有評價中均確認到瑕疵者設為C,將在3次評價中的任一個基板上確認到瑕疵者設為B,將在所有評價中均未確認到瑕疵者設為A。 將結果示於表2、3。
[表2]
Figure 106104585-A0304-0002
[表3]
Figure 106104585-A0304-0003
並且,關於實施例7,接觸角為110℃,反射率為2%(400nm下的反射率)、表面粗糙度為300Å。實施例7的耐濕性為“B”,摩擦試驗為“A”。
依上述結果,確認到包含含有鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子及黏結樹脂,且表面粗糙度(算術平均粗糙度Ra)為100~2000Å之樹脂膜的低反射性優異,並且耐濕性亦優異。 確認到,尤其作為填料使用空心二氧化矽時(實施例1、5、7、8、12、13、15、16),低反射性更加優異。 並且,依實施例1與實施例5之間的比較,確認到作為含有鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子,使用作為金屬原子含有銀及鐵之粒子時,耐濕性更加優異。 並且,若對聚合性化合物的含量(M)相對於分散樹脂與黏結樹脂的合計含量(B)之質量比(M/B)分別不同之實施例8(M/B:約0.9)、實施例15(M/B:0.39)、實施例16(M/B:1.1)進行比較,則在M/B在0.45~1.5的範圍之實施例8與實施例16中,確認到了更優異之耐擦性。
實施例16中,不改變黏結樹脂與聚合性化合物的合計量,以M/B成為1.6之方式,調整了黏結樹脂與聚合性化合物的量,除此以外,相同地製備了感光性樹脂組成物。進行了與實施例16相同的評價,其結果,摩擦試驗的結果成為“B”,除此以外,獲得了與實施例16相同的結果。
並且,若對實施例9及1A進行對比,則確認到所添加之填料的極大分佈中的極大值為30nm之實施例1A中,耐濕性變低。並且,若對實施例9及10進行對比,則所添加之填料的極大分佈中的極大值為800nm之實施例10中,基於摩擦試驗之結果變低。
並且,若對實施例9與實施例2A進行對比,則在填料含量小於1.0質量%之實施例2A中,耐濕性變低。
另一方面,比較例1的樹脂膜不包含含有鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子,故與實施例的樹脂膜相比,耐濕性較低。如上述,(甲基)丙烯酸聚合物系等樹脂膜中存在微量的自由基起始劑和未反應單體等,在濕熱環境下,藉由熱、氧以及水分,有時該些產生自由基,進而在聚合物的切斷、切斷時產生自由基,藉此有時會產生連鎖分解。實施例的樹脂膜包含含有鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子,藉由該金屬原子捕集在膜中產生之自由基,藉此推斷為不易產生膜的變質,且耐濕性優異者。另一方面,比較例1的樹脂膜中,藉由自由基,產生表面變質,成為耐濕性較差結果。
並且,比較例2的樹脂膜在表面不具有規定的凹凸結構,故低反射性、耐濕性均未達到所希望的程度。 並且,推斷為作為凹凸的形成成分而含有之填料(尤其,二氧化矽粒子)在樹脂膜的表面局部存在,還具有抑制含氮化鈦粒子與水分的接触之功能。認為比較例2中,不包含該填料亦使耐濕性下降。
依比較例1及比較例2與實施例的比較,可知實施例的樹脂膜的低反射性與耐濕性得到了顯著提高。
〔樹脂膜2的製作及評價〕 (1)樹脂組成物的製備 混合如後述之表4、5所示之各成分來製備了樹脂組成物(實施例17~22、實施例1B~3B、比較例2、3)。另外,實施例17~22的樹脂組成物均製備成組成物中的固體含量成為27.5質量%,相對於組成物中的總固體含量之顏料濃度成為50質量%。並且,實施例20~22的樹脂組成物製備成聚合性化合物的含量(M)相對於分散樹脂與黏結樹脂的合計含量(B)之質量比(M/B)約成為0.9。並且,表5中的實施例1B及2B的樹脂組成物的(M/B)分別為0.37、1.2,除此以外,係與實施例20相同的組成。
並且,混合如後述之表6所示之各成分來製備了樹脂組成物(實施例1C~6C)。另外,實施例1C~6C的組成的分散液種不同,除此以外,係與實施例20相同的組成。
(實施例17) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加20g的P-1(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、20g的PGMEA、5g的Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例18) 將5g的Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液)替換為1.7g 的Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液)及1g的Megafac RS-55(S-2)(100wt%溶液),除此以外,與實施例17相同地製備了樹脂組成物。另外,藉由調整PGMEA來設為所希望的固體含量濃度。
(實施例19) 將20g的P-1(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)替換為40g的P-3(20%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液),除此以外,與實施例17相同地製備了樹脂組成物。另外,藉由調整PGMEA來設為所希望的固體含量濃度。
(實施例20) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加5g的M-1、4g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、29g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、6g的Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例21) 將Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液)替換為Megafac RS-55(S-2)(100wt%溶液),進一步將聚合起始劑從IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)替換為K-2,除此以外,與實施例20相同地製備了樹脂組成物。另外,藉由調整PGMEA來設為所希望的固體含量濃度。
(實施例22) 將5g的聚合性化合物M-1替換為3g的聚合性化合物M-1與2g的M-2,除此以外,與實施例20相同地製備了樹脂組成物。
(比較例2) 比較例2使用了與上述表2中記載之比較例2相同之組成者。
(比較例3) 將顏料分散液A替換為顏料分散液C,除此以外,與實施例17相同地製備了比較例3的樹脂組成物。
(實施例1B) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加3g的M-1、10g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、25g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、6g的Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物(M/B=0.37)。
(實施例2B) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加6g的M-1、2g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、30g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、6g的Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物(M/B=1.2)。
(實施例3B) 從分散液A改變為分散液B,除此以外,與實施例20相同地製備了實施例3B的樹脂組成物。
(實施例1C) 將顏料分散液A替換為顏料分散液E,除此以外,與實施例20相同地製備了樹脂組成物。
(實施例2C) 將顏料分散液A替換為顏料分散液F,除此以外,與實施例20相同地製備了樹脂組成物。
(實施例3C) 將顏料分散液A替換為顏料分散液G,除此以外,與實施例20相同地製備了樹脂組成物。
(實施例4C) 將顏料分散液A替換為顏料分散液H,除此以外,與實施例20相同地製備了樹脂組成物。
(實施例5C) 將顏料分散液A替換為顏料分散液I,除此以外,與實施例20相同地製備了樹脂組成物。
(實施例6C) 將顏料分散液A替換為顏料分散液J,除此以外,與實施例20相同地製備了樹脂組成物。
(2)樹脂膜的製作 在玻璃基板(Corning 1737[商品名]、Corning Incorporated製造)上分別旋轉塗佈各實施例及比較例的樹脂組成物之後,利用100℃的加熱板進行了2分鐘的加熱處理(預烘)。之後,經由規定的遮罩,對上述中獲得之塗膜實施了曝光處理(曝光装置UX3100-SR(USHIO INC.製造)、曝光量1000mJ/cm2 )。 之後,利用220℃的加熱板對基板進行300秒的加熱處理(後烘),製作了附帶樹脂膜的基板。
(3)評價 利用所製作之附帶樹脂膜的基板,藉由與上述樹脂膜1相同的方法,對樹脂膜2,亦進行了針對接觸角、反射率、耐濕性、摩擦試驗的各種評價。將結果示於表4、5、6。
[表4]
Figure 106104585-A0304-0004
[表5]
Figure 106104585-A0304-0005
上述實施例的樹脂膜均在基板上相鄰具有包含黑色顏料之顏料層及包含含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物之表面層,確認到低反射性優異,並且耐濕性亦優異。
並且,若對聚合性化合物的含量(M)相對於分散樹脂與黏結樹脂的合計含量(B)之質量比(M/B)分別不同之實施例20(M/B:約0.9)、實施例1B(M/B:0.37)、實施例2B(M/B:1.2)進行比較,則M/B在0.45~1.5的範圍之實施例20與實施例2B中,確認到更優異之耐擦性。
實施例2B中,不改變黏結樹脂與聚合性化合物的合計量,以M/B成為1.6之方式調整了黏結樹脂與聚合性化合物的量,除此以外,相同地製備了感光性樹脂組成物。進行與實施例2B相同的評價,其結果,摩擦試驗的結果成為B,除此以外,獲得了與實施例2B相同的結果。 並且,依實施例20與實施例3B的比較,確認到作為含有鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子,使用作為金屬原子含有銀及鐵之粒子時,耐濕性更加優異。
比較例2的樹脂膜中,未形成包含含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物之表面層,故低反射性及耐濕性均未達到所希望的程度。 另一方面,比較例3的樹脂膜亦在基板上相鄰具有包含黑色顏料之顏料層及包含含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物之表面層,但由於含氮化鈦粒子不包含鈦原子以外的金屬原子,故耐濕性較差。 而且,依比較例2及比較例3與實施例的比較,可知實施例的樹脂膜的低反射性與耐濕性得到了顯著提高。
[表6]
Figure 106104585-A0304-0006
對於實施例1C~6C,亦與實施例20相同地獲得了良好的低反射性及耐濕性。 並且,得知實施例3C的光學濃度稍微下降,實施例5C及實施例6C中光學濃度進一步下降,但實際使用上沒有問題。
〔樹脂膜3的製作及評價〕 (1)樹脂組成物的製備 混合如後述之表7、8所示之各成分來製備了樹脂組成物(實施例23~37、實施例1D、2D、比較例4、5、6)。另外,實施例23~37、比較例4、5、6的樹脂組成物均製備成組成物中的固體含量成為27.5質量%,聚合性化合物的含量(M)相對於分散樹脂與黏結樹脂的合計含量(B)之質量比(M/B)約成為0.9。 並且,實施例23~37的樹脂組成物中,除了實施例24及27的樹脂組成物以外,將相對於組成物中的總固體含量之顏料濃度設為50質量%。對於實施例24及27,製備成相對於組成物中的總固體含量之顏料濃度成為40質量%。
另外,樹脂膜3相當於對上述樹脂膜1或樹脂膜2進行曝光顯影之圖案狀的樹脂膜。
(實施例23) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加4g的M-1、2g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、15g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、21g的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例24) 將聚合起始劑K-1替換為聚合起始劑K-2,除此以外,與實施例23相同地製備了樹脂組成物。
(實施例25) 將聚合起始劑K-1替換為聚合起始劑K-3,除此以外,與實施例23相同地製備了樹脂組成物。
(實施例26) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加4g的M-1、1g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、16g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、20.7g的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、0.3g的LS-2940、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例27) 將聚合性化合物M-1替換為聚合性化合物M-2,除此以外,與實施例23相同地製備了樹脂組成物。
(實施例28) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加4g的M-1、2g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、15g的PGMEA、2g的Haisorubu BDM、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、21g的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例29) 將1g的聚合起始劑K-1替換為0.8g的聚合起始劑K-4與0.2g的K-5,除此以外,與實施例23相同地製備了樹脂組成物。
(實施例30) 將聚合起始劑K-1替換為聚合起始劑K-3,進一步將4g的聚合性化合物M-1替換為2g的聚合性化合物M-1與2g的M-2,除此以外,與實施例23相同地製備了樹脂組成物。
(實施例31) 將聚合起始劑K-1替換為聚合起始劑K-3,將15g的PGMEA替換為7g的PGMEA與8g的PGME,進一步將4g的聚合性化合物M-1替換為2g的聚合性化合物M-1與2g的M-3,除此以外,與實施例23相同地製備了樹脂組成物。
(實施例32) 將顏料分散液A替換為顏料分散液D,將聚合起始劑K-1替換為聚合起始劑K-2,進一步將聚合性化合物M-1替換為聚合性化合物M-2,除此以外,與實施例23相同地製備了樹脂組成物。
(實施例33) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加5g的M-1、7g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、20g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、21g的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、44g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例34) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加5g的M-1、4g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、1g的K-2、27g的PGMEA、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、6g 的Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例1D) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加6g的M-1、6g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、1.5g的K-2、29g的PGMEA、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、0.5g的Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物(S-1相對於組成物總固體含量之含量:0.5質量%)。
(實施例2D) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加4g的M-1、1g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、1g 的K-2、22g的PGMEA、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、15g的Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物(S-1相對於組成物總固體含量之含量:17質量%)。
(實施例35) 將聚合起始劑K-2替換為聚合起始劑K-3,除此以外,與實施例34相同地製備了樹脂組成物。
(實施例36) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加4g的M-1、3g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、1g的K-2、27g的PGMEA、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、1g的LS-2940、55g的顏料分散液A、Megafac RS-72-K(S-1)(30wt%PGMEA溶液):6g,藉由攪拌器攪拌、混合30分鐘來製備了樹脂組成物。
(實施例37) 將聚合起始劑K-2替換為聚合起始劑K-1,進一步將聚合性化合物M-1替換為聚合性化合物M-2,除此以外,與實施例34相同地製備了樹脂組成物。
(比較例4) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加4g的M-1、1g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、16g的PGMEA、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、21g的Sururia 5320(20%MIBK溶液)、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液C,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(比較例5) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加6g的M-1、6g的P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、30g的PGMEA、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液C,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(比較例6) 實施例34的製備中,將顏料分散液A替換為顏料分散液C,除此以外,藉由相同的方法製備了比較例6的樹脂組成物。 (2)樹脂膜的製作與評價 <黏附性的評價> 在玻璃基板(Corning 1737[商品名]、Corning Incorporated製造)上分別旋轉塗佈各實施例及比較例的樹脂組成物之後,利用100℃的加熱板進行了2分鐘的加熱處理(預烘)。另外,以此時的OD值成為2的膜厚進行了以下的評價。 對預烘之後的基板,經由規定的遮罩(150μm□型島狀圖案),進行了接近式曝光(曝光装置UX3100-SR(USHIO INC.製造)、曝光量1000mJ/cm2 )。 之後,利用TMAH(氫氧化四甲銨)2.38wt%的顯影液,對所獲得之基板進行了10~60秒(已進行圖案曝光時,分辨所需之時間)的旋覆浸沒顯影。水洗並乾燥之後,利用220℃的加熱板對基板進行300秒的加熱處理(後烘),製作了具有圖案之基板。 對所獲得之島狀圖案,依據JIS-K5400,進行了膠帶牽引(tape pull)試驗。將圖案全部殘留之情況設為A,將在一部分圖案中產生剝離之情況設為B,將圖案全部剝離之情況設為C。 將結果示於表7、8。
<分辨性的評價> 在玻璃基板(Corning 1737[商品名]、Corning Incorporated製造)上分別旋轉塗佈各實施例及比較例的樹脂組成物之後,利用100℃的加熱板進行了2分鐘的加熱處理(預烘)。 之後,對預烘之後的基板,經由具有各種線與間隙線寬之規定的遮罩,進行了接近式曝光(曝光装置UX3100-SR(USHIO INC.製造)、曝光量500mJ/cm2 )。 之後,利用TMAH(氫氧化四甲銨)2.38wt%的顯影液,對所獲得之基板進行了10~60秒(已進行圖案曝光時,分辨所需之時間)的旋覆浸沒顯影。水洗並乾燥之後,利用220℃的加熱板,對基板進行300秒的加熱處理(後烘),製作了具有圖案之基板。 藉由光學顕微鏡觀察所獲得之圖案,將線與間隙圖案未剝離之最的線寬(μm)作為分辨性的數值。 例如,100μm的線與間隙分辨且未產生剝離時,判斷為具有100μm的分辨性。 將結果示於表7、8。 另外,對於實施例23~33的各樹脂膜,確認到曝光處理之前其表面粗糙度(算術平均Ra)為100~2000Å。表面粗糙度(算術平均Ra)的測定方法如上述。並且,確認到實施例34~35中,在基板上相鄰形成有包含黑色顏料之顏料層及包含含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物之表面層。
[表7]
Figure 106104585-A0304-0007
[表8]
Figure 106104585-A0304-0008
並且,關於實施例33,反射率為2%(400nm下的反射率),耐濕性為“A”,黏附性為“A”。
實施例的樹脂膜中,低反射性均優異,耐濕性亦優異,而且針對黏附性亦獲得了良好的結果。確認到,尤其實施例34~35的樹脂膜的分辨性亦優異。 另一方面,依比較例4、5、6的結果,確認到不包含含有鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子時,耐濕性及黏附性較差。並且,例如,藉由實施例34與比較例6的對比,得知不包含含有鈦原子以外的金屬原子之含氮化鈦粒子時,分辨性較差。比較例4中,推斷為,藉由添加填料,在圖案的側壁上亦出現凹凸,藉此分辨性亦下降。 並且,依實施例34~37的對比,得知藉由作為聚合起始劑使用K-2或K-3,能夠更加提高分辨性。 並且,依實施例34、實施例1D及2D的對比,確認到藉由相對於組成物總固體含量,含有1~15質量%的含有氟原子及矽原子的至少一個之樹脂,能夠良好地兼顧耐濕性與分辨性。
〔樹脂膜4的製作及評價〕 (實施例38) 在玻璃基板(Corning 1737[商品名]、Corning Incorporated製造)上旋轉塗佈實施例34的樹脂組成物(顏料濃度50%)之後,利用100℃的加熱板,進行了2分鐘的加熱處理(預烘)。之後,經由規定的遮罩,對上述中獲得之塗膜實施了曝光處理(曝光装置UX3100-SR(USHIO INC.製造)、曝光量1000mJ/cm2 )。 之後,利用220℃的加熱板,對基板進行300秒的加熱處理(後烘),製作了顏料層Y1。以OD值成為1.0之膜厚進行了塗佈。 而且,在所獲得之顏料層Y1上旋轉塗佈實施例33的樹脂組成物(顏料濃度40%)之後,利用100℃的加熱板進行了2分鐘的加熱處理(預烘)。之後,經由規定的遮罩,對上述中獲得之塗膜實施了曝光處理(曝光装置UX3100-SR(USHIO INC.製造)、曝光量1000mJ/cm2 )。 之後,利用220℃的加熱板,對基板實施300秒的加熱處理(後烘)來形成顏料層Y2,獲得了相鄰具有顏料層Y1與顏料層Y2之樹脂膜。另外,以顏料層Y2單獨的OD成為0.5之膜厚進行了塗佈。
OD值係藉由下述方法求出之值。 在厚度0.7mm的無鹼玻璃上形成所希望的膜厚的顏料層,利用顕微分光器(MCPD2000;Otsuka Electronics Co.,Ltd.製造)分別測定了入射光及透射光的強度,並藉由下述式計算。 OD值=log10 (I0 /I) I0 :入射光強度 I:透射光強度
對所製作之附帶樹脂膜的基板,向樹脂膜,以入射角度5°入射400~700nm的光,藉由Hitachi High-Technologies Corporation.製造分光器UV4100(商品名)測定了其反射率。 此時的400nm下的反射率為3.0。 並且,對該附帶樹脂膜的基板,利用高加速度壽命試驗裝置(ESPEC CORP.製造EHS-221),在溫度85℃、濕度95%的條件下實施了750小時的高溫高濕試驗。 藉由Hitachi High-Technologies Corporation.製造分光器UV4100(商品名)測定了耐濕試驗前後的附帶樹脂膜的基板在波長400nm下的透射率,其結果,其變化率ΔT(%)小於1%。
(實施例39) 依據實施例38的附帶樹脂膜的基板的製作方法,製作了相鄰具有顏料層Y1與顏料層Y2之附帶樹脂膜的基板。實施例39中,以OD值成為0.5之膜厚塗佈形成顏料層Y1,接著,在其上層以顏料層Y2單獨的OD成為1.0之膜厚塗佈形成了顏料層Y2。 對所製作之附帶樹脂膜的基板,從實施例38的相反方向亦即基板面側,向樹脂膜以入射角度5°入射400~700nm的光,測定了其反射率。 此時的400nm下的反射率為2.5%。 並且,對該附帶樹脂膜的基板,利用高加速度壽命試驗裝置(ESPEC CORP.製造EHS-221),在溫度85℃、濕度95%的條件下實施了750小時的高溫高濕試驗。 測定了耐濕試驗前後的附帶樹脂膜的基板在波長400nm下的透射率,其結果,其變化率ΔT(%)小於0.5%。
如實施例38、39所示,包含含有2種以上的金屬原子之含氮化鈦粒子,且將層中的顏料濃度不同之顏料層設為複層結構時,亦確認到顯現優異之低反射性與耐濕性。
(實施例40) 向200g的容器(一次性杯子),依次添加6g的M-1、6g P-2(40%PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)溶液)、1g的IrgacureOXE02(BASF JAPAN LTD.製造)、30g的PGMEA、2g的F-1(1%PGMEA溶液)、55g的顏料分散液A,藉由攪拌器攪拌30分鐘來製備了樹脂組成物。
(積層膜的製作) 依據實施例38的附帶樹脂膜的基板的製作方法,製作了相鄰具有顏料層Y1與顏料層Y2之附帶樹脂膜的基板。 本實施例中,利用上述中製備之樹脂組成物,在玻璃基板上,以依次成為OD1.0(顏料層Y1)、OD0.5(顏料層Y2)之方式積層了塗佈膜。 對所製作之附帶樹脂膜的基板,向樹脂膜,以入射角度5°入射400~700nm的光,藉由Hitachi High-Technologies Corporation.製造分光器UV4100(商品名)測定了其反射率。此時的400nm下的反射率為4.0%。 並且,對該附帶樹脂膜的基板,利用高加速度壽命試驗裝置(ESPEC CORP.製造EHS-221),在溫度85℃、濕度95%的條件下,實施了750小時的高溫高濕試驗,其結果,其變化率ΔT(%)小於1%。
(實施例41) 依據實施例38的附帶樹脂膜的基板的製作方法,製作了相鄰具有顏料層Y1與顏料層Y2之附帶樹脂膜的基板。 本實施例中,利用實施例40中製備之樹脂組成物,在玻璃基板上,以依次成為OD0.5(顏料層Y1)、OD1.0(顏料層Y2)之方式積層了塗佈膜。 對所製作之附帶樹脂膜的基板,與實施例39相同地,從基板面側,向樹脂膜,以入射角度5°入射400~700nm的光,並測定了其反射率。此時的400nm下的反射率為4.0。 並且,對該附帶樹脂膜的基板,利用高加速度壽命試驗裝置(ESPEC CORP.製造EHS-221),在溫度85℃、濕度95%的條件下,實施了750小時的高溫高濕試驗,其結果,其變化率ΔT(%)小於1%。

Claims (26)

  1. 一種樹脂組成物,其含有:含有選自銅、銀、金、鎳、釩、鐵及鎢中至少1種的金屬原子之含氮化鈦粒子;黏結樹脂;及選自填料以及含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物之至少任一個,其中前述填料為空心二氧化矽。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之樹脂組成物,其中將CuKα射線作為X射線源來測定前述含氮化鈦粒子的X射線衍射光譜時,前述含氮化鈦粒子的源自TiN(200)面之峰的衍射角2θ在42.5°以上且43.5°以下的範圍。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之樹脂組成物,其中前述填料的粒徑分佈中的極大值為50~500nm。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之樹脂組成物,其中包含前述含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物,並且前述含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物的含量相對於前述樹脂組成物中的總固體含量,為1~15質量%。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之樹脂組成物,其中前述含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物係包含含有氟原子及矽原子的至少一個之重複單元及具有聚合性基團之重複單元之高分子化合物。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之樹脂組成物,其中 前述含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物為反應性矽酮。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之樹脂組成物,其還含有分散樹脂。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之樹脂組成物,其還含有聚合起始劑。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之樹脂組成物,其中前述聚合起始劑為肟化合物。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之樹脂組成物,其還含有具有環氧基之矽烷偶合劑。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之樹脂組成物,其還含有具有卡多骨架之聚合性化合物。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之樹脂組成物,其中前述具有卡多骨架之聚合性化合物為具有9,9-二芳基芴骨架之聚合性化合物。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之樹脂組成物,其中前述含氮化鈦粒子的含量相對於前述樹脂組成物中的總固體含量,為30~60質量%。
  14. 一種樹脂組成物,其含有:含有選自銅、銀、金、鎳、釩、鐵及鎢中至少1種的金屬原子之含氮化鈦粒子;黏結樹脂;填料;及 聚合起始劑。
  15. 一種樹脂膜,其包含:含有選自銅、銀、金、鎳、釩、鐵及鎢中至少1種的金屬原子之含氮化鈦粒子;黏結樹脂;及具有聚矽氧烷結構之樹脂,其中,前述樹脂膜的最表面的表面粗糙度Ra為100~2000Å。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之樹脂膜,其還包含填料。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之樹脂膜,其中前述填料的粒徑分佈中的極大值為50~500nm。
  18. 如申請專利範圍第15項至第17項中任一項所述之樹脂膜,其中前述樹脂膜為相鄰積層分別含有前述含氮化鈦粒子之顏料層X1及顏料層X2之樹脂膜,前述顏料層X2中包含之前述含氮化鈦粒子的濃度小於前述顏料層X1中包含之前述含氮化鈦粒子的濃度,前述樹脂膜的前述顏料層X2側的表面的表面粗糙度Ra為100~2000Å。
  19. 一種樹脂膜,其包含:顏料層,包含含有選自銅、銀、金、鎳、釩、鐵及鎢中至少1種的金屬原子之含氮化鈦粒子;及表面層,相鄰配置於前述顏料層上,且包含含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之樹脂膜,其中 前述含有氟原子及矽原子的至少一個之化合物包含含有氟原子及矽原子的至少一個之樹脂。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之樹脂膜,其中前述含有氟原子及矽原子的至少一個之樹脂包含:含有氟原子及矽原子的至少一個之重複單元;及具有聚合性基團之重複單元。
  22. 一種樹脂膜,其為相鄰積層分別包含含有選自銅、銀、金、鎳、釩、鐵及鎢中至少1種的金屬原子之含氮化鈦粒子之顏料層Y1及顏料層Y2之樹脂膜,前述顏料層Y1與前述顏料層Y2中包含之前述含氮化鈦粒子的濃度互不相同。
  23. 一種濾色器,其具備選自由申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述之樹脂組成物形成之樹脂膜及選自申請專利範圍第15項至第22項中任一項所述之樹脂膜之任一個。
  24. 一種遮光膜,其具備選自由申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述之樹脂組成物形成之樹脂膜及申請專利範圍第15項至第22項中任一項所述之樹脂膜之任一個。
  25. 一種固態攝影元件,其具備選自由申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述之樹脂組成物形成之樹脂膜及申請專利範圍第15項至第22項中任一項所述之樹脂膜之任一個。
  26. 一種圖像顯示裝置,其具備選自由申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述之樹脂組成物形成之樹脂膜及申請專利範圍第15項至第22項中任一項所述之樹脂膜之任一個。
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