TWI803701B - 光學感測器用組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種光學感測器用組成物,可形成具有與可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的良好的特性的光學感測器用光學濾光片。本發明是一種光學感測器用組成物,含有下述式(1)所表示的酞菁化合物、以及黏合劑樹脂。式(1)中,多個R分別獨立地為具有取代基或未經取代的烷基、或者具有取代基或未經取代的芳基。多個X分別獨立地為氫原子、鹵素原子或烷基。多個X亦可相互鍵結並與該些所鍵結的碳鏈一起形成芳香環。M為兩個氫原子、二價金屬原子或者三價或四價金屬原子的衍生物。多個n分別獨立地為3~6的整數。

Description

光學感測器用組成物
本發明是有關於一種光學感測器用組成物。
於攝像機、數位照相機、帶照相機功能的行動電話等中搭載有作為光學感測器的固體攝像元件。作為固體攝像元件,具體而言,已知有電荷耦合元件(Charge-Coupled Device,CCD)影像感測器或互補金屬氧化物半導體(Complementary metal oxide semiconductor,CMOS)影像感測器等。該些固體攝像元件中具備的光電二極體的感度跨越可見光區域至紅外線區域。因此,於固體攝像元件中,設置有用以遮斷紅外線的濾光片。藉由所述光學濾光片(紅外線遮斷濾光片),可以接近人類的視敏度的方式修正固體攝像元件的感度。於固體攝像元件以外的光學感測器中,有時亦同樣地設置有用以遮斷紅外線的濾光片。
於所述光學濾光片中含有作為紅外線遮蔽劑的色素或顏料。對所述紅外線遮蔽劑要求使可見光充分透過且吸收紅外線的特性。作為所述紅外線遮蔽劑之一、尤其是作為近紅外線的良好的遮蔽劑,研究了使用酞菁化合物(參照日本專利特開2008-201952號公報)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-201952號公報
但是,於使用了酞菁化合物的先前的光學濾光片中,由於相容性等的影響,有時會產生異物等缺陷。所述缺陷有時會對光學濾光片的可見光透過性或紅外線遮蔽性等造成影響。另外,於藉由塗敷含有酞菁化合物等色素的組成物而形成光學濾光片的紅外線遮蔽膜時,若塗敷後的放置時間長,則所得的紅外線遮蔽膜容易產生異物等缺陷。於生產步驟上期望即便於塗敷後放置一段時間後使其硬化,亦可獲得異物等缺陷少的紅外線遮蔽膜。
進而,於先前的光學濾光片中,關於可見光透過性或紅外線遮蔽性,亦未充分滿足。具體而言,於使用光學濾光片作為固體攝像元件等光學感測器的紅外線遮斷濾光片的情況下,不僅要求可見光透過率高、且紅外線透過率低,而且要求可見光透過率高的波長區域、紅外線透過率低的波長區域寬、可見光透過率高的波長區域與紅外線透過率低的波長區域接近。若將具有所述特性的光學濾光片用於固體攝像元件等光學感測器,則可提高感度、雜訊遮蔽功能、顏色再現性等。
本發明是鑒於所述情況而成,其目的在於提供一種光學感測器用組成物,所述光學感測器用組成物可形成異物等缺陷少、具有與可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的良好的特性的光 學感測器用光學濾光片。
為了解決所述課題而完成的發明是一種光學感測器用組成物,含有下述式(1)所表示的酞菁化合物、以及黏合劑樹脂。
Figure 108135919-A0305-02-0005-1
(式(1)中,多個R分別獨立地為具有取代基或未經取代的烷基、或者具有取代基或未經取代的芳基。多個X分別獨立地為氫原子、鹵素原子或烷基。多個X亦可相互鍵結並與該些所鍵結的碳鏈一起形成芳香環。M為兩個氫原子、二價金屬原子或者三價或四價金屬原子的衍生物。多個n分別獨立地為3~6的整數)
為了解決所述課題而完成的另一發明是一種光學感測器用組成物,含有下述式(2)所表示的酞菁化合物。
[化2]
Figure 108135919-A0305-02-0006-2
(式(2)中,多個R分別獨立地為具有取代基的烷基、或者具有取代基的芳基。多個X分別獨立地為氫原子、鹵素原子或烷基。多個X亦可相互鍵結並與該些所鍵結的碳鏈一起形成芳香環。M為兩個氫原子、二價金屬原子或者三價或四價金屬原子的衍生物。多個n分別獨立地為3~6的整數)
根據本發明,可提供一種光學感測器用組成物,所述光學感測器用組成物可形成異物等缺陷少、具有與可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的良好的特性的光學感測器用光學濾光片。
以下,對本發明的一實施形態的光學感測器用組成物進 行詳細說明。
<光學感測器用組成物(I)>
本發明的一實施形態的光學感測器用組成物(I)(以下,亦簡稱為「組成物(I)」)含有[A1]酞菁化合物及[B]黏合劑樹脂。該組成物較佳為進而含有[C]紅外線遮蔽劑,所述[C]紅外線遮蔽劑為金屬氧化物、銅化合物([A]酞菁化合物除外)或該些的組合。
([A1]酞菁化合物)
[A1]酞菁化合物為下述式(1)所表示的化合物。[A1]酞菁化合物的可見光區域(例如430nm以上且580nm以下的波長區域)的透過性高,另一方面,近紅外線區域(例如700nm以上且800nm以下的波長區域)的遮蔽性高。另外,[A1]酞菁化合物與其他成分的相容性優異。該組成物(I)含有所述[A1]酞菁化合物,因此可形成異物等缺陷少、具有與可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的良好的特性的光學濾光片。
[化3]
Figure 108135919-A0305-02-0008-3
式(1)中,多個R分別獨立地為具有取代基或未經取代的烷基、或者具有取代基或未經取代的芳基。多個X分別獨立地為氫原子、鹵素原子或烷基。多個X亦可相互鍵結並與該些所鍵結的碳鏈一起形成芳香環。M為兩個氫原子、二價金屬原子或者三價或四價金屬原子的衍生物。多個n分別獨立地為3~6的整數。
作為所述R所表示的烷基,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、2-甲基丙基、1-甲基丙基、第三丁基等碳數1~30的直鏈狀或分支狀的烷基。作為所述烷基的碳數的上限,較佳為12,更佳為8,進而佳為4。
作為所述R所表示的芳基,可列舉:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基等。作為所述芳基,較佳為僅包含芳香環的基,更佳為苯基及萘基。
作為所述R,就所得的光學濾光片的耐熱性等方面而 言,較佳為具有取代基或未經取代的芳基。
所述多個R分別所表示的烷基及芳基可具有取代基,亦可不具有,但較佳為具有取代基。即,所述多個R較佳為分別獨立地為具有取代基的烷基、或者具有取代基的芳基。如此,藉由所述多個R具有取代基,[A1]酞菁化合物的相容性進一步提高,所得的光學濾光片的異物等缺陷進一步得到抑制,與可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的特性亦變得更良好。進而,藉由所述多個R具有取代基,所得的光學濾光片的耐熱性亦提高。
作為所述多個R分別所表示的烷基及芳基可具有的取代基,可為烯基、炔基等烴基,但較佳為具有雜原子的基。所謂雜原子是指氫原子及碳原子以外的原子。藉由所述多個R分別所表示的烷基及芳基含有具有雜原子的取代基,相容性等進一步提高,所得的光學濾光片的異物等缺陷進一步得到抑制,與可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的特性亦變得更良好。進而,藉由所述多個R含有具有雜原子的取代基,所得的光學濾光片的耐熱性亦提高。作為所述雜原子,較佳為鹵素原子、氧原子及硫原子,更佳為鹵素原子及氧原子。
作為具有雜原子的取代基,可列舉:鹵素原子、烷氧基、烷硫基、氰基、硝基、羧基、羥基、硫醇基、胺基等。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子等,較佳為氟原子。
作為烷氧基,可列舉甲氧基、乙氧基、丙氧基等,較佳 為甲氧基及乙氧基,更佳為甲氧基。
作為烷硫基,可列舉甲硫基(CH3-S-)、乙硫基(C2H5-S-)、丙硫基(C3H7-S-)等,更佳為甲硫基及乙硫基。
於具有雜原子的取代基中,較佳為鹵素原子、烷氧基及烷硫基,更佳為鹵素原子及烷氧基。另外,亦較佳為鹵素原子、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基或該些的組合。
所述多個R可相同亦可不同,但較佳為相同。
作為所述X所表示的鹵素原子,可列舉作為所述取代基的鹵素原子所例示的原子。
作為所述X所表示的烷基,可列舉作為所述R所表示的烷基而例示者。
所述多個X亦可相互鍵結。通常,多個X中,鍵結於同一苯環的兩個X相互鍵結,並與該些所鍵結的碳鏈一起形成芳香環。作為所形成的芳香環,可列舉:苯環、萘環、蒽環等。該些芳香環的氫原子亦可經烴基或其他取代基取代。
作為所述X,較佳為氫原子。另外,多個X可相同亦可不同,但較佳為相同。
作為所述M所表示的二價金屬原子,可列舉:Pd、Cu、Zn、Pt、Ni、Co、Fe、Mn、Sn、In、Ru、Rh、Pb等。再者,所謂二價金屬原子是指可成為二價陽離子的金屬原子。
此處,所謂金屬原子的衍生物是指包含金屬原子的原子群。所謂三價金屬原子是指可成為三價陽離子的金屬原子。作為 三價金屬原子,可列舉Al、In等。所謂四價金屬原子是指可成為四價陽離子的金屬原子。作為四價金屬原子,可列舉Si、Ge、Sn等。再者,金屬原子中亦包含半金屬原子。作為所述M所表示的三價或四價金屬原子的衍生物,可列舉:AlCl、AlBr、AlI、AlOH、InCl、InBr、InI、InOH、SiCl2、SiBr2、SiI2、Si(OH)2、GeCl2、GeBr2、GeI2、SnCl2、SnBr2、SnI2、Sn(OH)2、VO、TiO等。
作為所述M,較佳為H2(兩個氫原子)、Pd、Cu、Zn、Pt、Ni、Co、Fe、Mn、Sn、In、SnCl2、AlCl、VO及TiO,更佳為VO。
作為所述n的下限,較佳為4。作為所述n的上限,較佳為5,更佳為4。多個n可相同亦可不同,但較佳為相同。
[A1]酞菁化合物的極大吸收波長的下限較佳為680nm,更佳為700nm,進而佳為720nm。另一方面,所述極大吸收波長的上限較佳為1,000nm,更佳為900nm,進而佳為800nm,進而更佳為750nm。藉由[A1]酞菁化合物的極大吸收波長為所述範圍內,可形成具有與可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的更良好的特性的光學濾光片。
[A1]酞菁化合物的合成方法並無特別限定,可將公知的方法組合而合成。例如可藉由使下述式(i)所表示的鄰苯二甲腈(phthalonitrile)系化合物或式(ii)所表示的1,3-二亞胺基異吲哚啉系化合物與金屬或金屬衍生物反應來合成。
[化4]
Figure 108135919-A0305-02-0012-4
式(i)及式(ii)中,R、X及n與式(1)中者含義相同。
作為金屬或金屬衍生物,可列舉:Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Ru、Rh、Pd、In、Sn、Pt、Pb及該些的鹵化物、羧酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、羰基化合物、氧化物、錯合物等。該些中,尤其可較佳地使用金屬的鹵化物及羧酸鹽。作為該些的例子,可列舉:氯化銅、溴化銅、碘化銅、氯化鎳、溴化鎳、乙酸鎳、氯化鈷、氯化鐵、氯化鋅、溴化鋅、碘化鋅、乙酸鋅、氯化釩、氧氯化釩、氯化鈀、乙酸鈀、氯化鋁、氯化錳、氯化鉛、乙酸鉛、氯化銦、氯化鈦、氯化錫等。
反應溫度例如為60℃~300℃,較佳為100℃~220℃。 反應時間例如為30分鐘~72小時,較佳為1小時~48小時。於反應中,較佳為使用溶媒。作為反應中使用的溶媒,較佳為沸點60℃以上的有機溶媒,更佳為80℃以上的有機溶媒。
作為所使用的有機溶媒的例子,可列舉:甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、正己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-十二烷醇、苄醇、乙二醇、丙二醇、乙氧基乙醇、丙氧基乙醇、丁氧基乙醇、二甲基乙醇、二乙基乙醇等醇溶媒、二氯苯、三氯苯、氯萘、環丁碸、硝基苯、喹啉、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮(1,3-Dimethyl imidazolidinone,DMI)、脲等高沸點溶媒。
反應是於觸媒的存在下或不存在下進行,但較佳為於觸媒存在下。作為觸媒,可使用鉬酸銨等無機觸媒、或1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-十一碳-7-烯(1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene,DBU)、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]壬-5-烯(1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene,DBN)等鹼性有機觸媒。
於式(1)中的M為兩個氫原子的酞菁化合物的情況下,可藉由使式(i)所表示的鄰苯二甲腈系化合物或式(ii)所表示的1,3-二亞胺基異吲哚啉系化合物與金屬鈉或金屬鉀於所述反應條件下反應後利用鹽酸、硫酸等對作為中心金屬的鈉或鉀進行脫離處理來加以製造。
於反應結束後,將溶媒蒸餾去除,或者將反應液排出到相對於酞菁化合物的貧溶媒中使目標物析出,過濾析出物,藉此可獲得式(1)所表示的酞菁化合物。視需要可藉由進一步利用再 結晶或管柱層析等公知的精製方法進行精製而獲得更高純度的目標物。
再者,式(i)所表示的鄰苯二甲腈系化合物或式(ii)所表示的1,3-二亞胺基異吲哚啉系化合物可參考公知的方法合成。例如可參考日本專利特表2003-516421號中記載的方法來合成。
作為[A1]酞菁化合物於該組成物(I)中的全部固體成分(溶媒以外的全部成分)中所佔的含量的下限,較佳為0.1質量%,更佳為0.5質量%,進而佳為1質量%,進而更佳為2質量%。另一方面,作為所述含量的上限,較佳為30質量%,更佳為15質量%,進而佳為10質量%,進而更佳為8質量%。藉由將[A1]酞菁化合物的含量設為所述範圍內,與所得的光學濾光片的可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的特性變得更良好。
[A1]酞菁化合物可單獨使用一種,亦可混合使用兩種以上。
([B]黏合劑樹脂)
[B]黏合劑樹脂是於所得的光學濾光片中保持[A1]酞菁化合物等且成為基質的成分。
為了提高強度、感度、耐熱性等,[B]黏合劑樹脂較佳為具有聚合性基,更佳為具有包含聚合性基的結構單元。作為聚合性基,可列舉:氧雜環丙基、氧雜環丁基、(甲基)丙烯醯基、乙烯基、烷氧基矽烷基等,較佳為氧雜環丙基、氧雜環丁基、(甲基) 丙烯醯基、烷氧基矽烷基或該些的組合,更佳為(甲基)丙烯醯基。
作為提供包含聚合性基的結構單元的單量體,可列舉:(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、3-(甲基)丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷、(甲基)丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧基三環[5.2.1.02.6]癸酯、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等。
另外,例如藉由使具有與羧基反應的基(氧雜環丙基、氧雜環丁基等)、及(甲基)丙烯醯基等聚合性基的化合物,和含有具有羧基的結構單元的樹脂反應,亦可導入含有聚合性基的結構單元。
相對於[B]黏合劑樹脂100質量%,作為[B]黏合劑樹脂中的具有聚合性基的結構單元的含量的下限,較佳為5質量%,更佳為10質量%,進而佳為15質量%,有時亦進而更佳為30質量%、50質量%或75質量%。另一方面,作為所述含量的上限,較佳為95質量%,更佳為90質量%,進而佳為85質量%。
為了提高耐熱性,[B]黏合劑樹脂較佳為於主鏈具有環結構。作為該環結構的環員數,例如可為3~12,較佳為5~8。
作為提供於主鏈具有環結構的結構單元的單量體,可列舉N取代馬來醯亞胺系單量體、環烯烴等。
所謂N取代馬來醯亞胺系單量體,為鍵結於馬來醯亞胺中的氮原子上的氫原子由取代基取代的化合物。作為所述取代基,較佳為烴基,更佳為具有環結構的烴基,更佳為芳香族烴基。作為N-取代馬來醯亞胺系單量體,可列舉:N-苯基馬來醯亞胺、 N-萘基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-環辛基馬來醯亞胺、N-甲基馬來醯亞胺等。
作為環烯烴,可列舉:降冰片烯系烯烴、四環十二烯系烯烴、二環戊二烯系烯烴等。
除此以外,作為於主鏈具有環結構的黏合劑樹脂,亦可使用酚樹脂等。
相對於[B]黏合劑樹脂100質量%,作為[B]黏合劑樹脂中的於主鏈具有環結構的結構單元的含量,較佳為1質量%~50質量%,更佳為5質量%~30質量%。
[B]黏合劑樹脂較佳為包含酸性基。作為酸性基,例如可列舉:羧基、酸酐基、酚性羥基、磺基等。所述中,作為酸性基,亦較佳為羧基。[B]黏合劑樹脂較佳為包含具有一個以上的酸性基的結構單元的樹脂。於[B]黏合劑樹脂具有酸性基的情況下,可顯示出良好的鹼可溶性。於[B]黏合劑樹脂具有鹼可溶性的情況下,可進行鹼顯影,可形成具有所需的圖案形狀的光學濾光片。
作為提供包含酸性基的結構單元的單量體,含有羧基的單量體例如可列舉:(甲基)丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、肉桂酸之類的不飽和單羧酸;馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸、衣康酸酐、檸康酸、檸康酸酐、中康酸之類的不飽和二羧酸或其酐;琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、鄰苯二甲酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯之類的二價以上的多元羧酸的單[(甲基)丙烯醯氧基烷基]酯;ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯之類的於兩末端 具有羧基與羥基的聚合物的單(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有酚性羥基的單量體,可列舉:4-乙烯基苯酚、4-異丙烯基苯酚、4-羥基苯基(甲基)丙烯酸酯等。
相對於[B]黏合劑樹脂100質量%,作為[B]黏合劑樹脂中的包含酸性基的結構單元的含量,較佳為1質量%~50質量%,更佳為5質量%~30質量%。
[B]黏合劑樹脂可進一步包含其他結構單元。作為提供其他結構單元的單量體,例如可列舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對羥基苯乙烯、對羥基-α-甲基苯乙烯、對乙烯基苄基縮水甘油醚、苊等芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、聚乙二醇(聚合度2~10)甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(聚合度2~10)單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、甘油單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸4-羥基苯酯、對枯基苯酚的環氧乙烷改質(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯、3-[(甲基)丙烯醯氧基甲基]氧雜環丁烷、3-[(甲基)丙烯醯氧基甲基]-3-乙基氧雜環丁烷等(甲基)丙烯酸酯、 環己基乙烯基醚、異冰片基乙烯基醚、三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基乙烯基醚、五環十五烷基乙烯基醚、3-(乙烯氧基甲基)-3-乙基氧雜環丁烷等乙烯基醚、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸-正丁酯、聚矽氧烷等於聚合物分子鏈的末端具有單(甲基)丙烯醯基的巨單體等。
[B]黏合劑樹脂可藉由使用所述各單量體等並利用公知的方法進行聚合而獲得。另外,[B]黏合劑樹脂可單獨使用一種,亦可使用兩種以上。
[B]黏合劑樹脂的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)於利用凝膠滲透層析(gel permeation chromatography,GPC)法測定的值中,較佳為2,000~500,000,更佳為3,000~100,000,進而佳為4,000~30,000。若Mw處於所述範圍,則可獲得相對於溶媒或顯影液的溶解性優異、具有充分的機械特性的[B]黏合劑樹脂。
作為[B]黏合劑樹脂於該組成物(I)中的全部固體成分中所佔的含量的下限,較佳為5質量%,更佳為10質量%,進而佳為20質量%。另一方面,作為所述含量的上限,較佳為70質量%,更佳為60質量%,進而佳為50質量%。藉由將[B]黏合劑樹脂的含量設為所述範圍內,可充分發揮與所得的光學濾光片的可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的特性,且亦可提高耐熱性等。
([C]紅外線遮蔽劑)
[C]紅外線遮蔽劑為金屬氧化物、銅化合物([A1]酞菁化合物除外)或該些的組合。作為[C]紅外線遮蔽劑,較佳為於800nm以上且2000nm以下的範圍內具有極大吸收波長的化合物。藉由將所述[C]紅外線遮蔽劑與[A1]酞菁化合物併用,所得的光學濾光片的紅外線遮蔽性能進一步提高。
關於作為[C]紅外線遮蔽劑的金屬氧化物,例如可列舉:氧化鎢系化合物、石英(SiO2)、磁鐵礦(Fe3O4)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、尖晶石(MgAl2O4)等。
關於作為[C]紅外線遮蔽劑的銅化合物,可列舉銅酞菁系化合物或其他銅錯合物等。作為銅酞菁系化合物,可列舉銅酞菁、氯化銅酞菁、氯化溴化銅酞菁、溴化銅酞菁等。
作為[C]紅外線遮蔽劑,較佳為金屬氧化物,更佳為氧化鎢系化合物。氧化鎢系化合物是對紅外線(尤其是波長約800nm以上且1200nm以下的紅外線)的吸收高(即,對紅外線的遮蔽性高)、對可見光的吸收低的紅外線遮蔽劑。因此,藉由該組成物(I)含有氧化鎢系化合物,可維持所得的光學濾光片的良好的可見光透過性且提高紅外線遮蔽性。[C]紅外線遮蔽劑可單獨使用一種,亦可混合使用兩種以上。
作為氧化鎢系化合物,更佳為下述式(3)所表示的氧化鎢系化合物。
AxWOy...(3)
式(3)中,A為金屬元素。0.001≦x≦1.1。2.2≦y≦3.0。
作為所述式(3)中的A所表示的金屬元素,可列舉:鹼金屬、鹼土類金屬、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Sn、Pb、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi等。A所表示的金屬元素可為一種亦可為兩種以上。
作為所述A,較佳為鹼金屬,更佳為Rb及Cs,進而佳為Cs。即,金屬氧化物更佳為氧化鎢銫。
藉由所述式(3)中的x為0.001以上,可充分遮蔽紅外線。x的下限較佳為0.01,更佳為0.1。另一方面,藉由x為1.1以下,可更確實地避免於氧化鎢系化合物中生成雜質相。x的上限較佳為1,更佳為0.5。
藉由所述式(3)中的y為2.2以上,可進一步提高作為材料的化學穩定性。y的下限較佳為2.5。另一方面,藉由y為3.0以下,可充分遮蔽紅外線。
作為所述式(3)所表示的氧化鎢系化合物的具體例,可列舉Cs0.33WO3、Rb0.33WO3、K0.33WO3、Ba0.33WO3等,較佳為Cs0.33WO3及Rb0.33WO3,進而佳為Cs0.33WO3
[C]紅外線遮蔽劑較佳為微粒子。作為[C]紅外線遮蔽劑的平均粒徑(D50)的上限,較佳為500nm,更佳為200nm,進 而佳為50nm,進而更佳為30nm。藉由平均粒徑為所述上限以下,可進一步提高可見光透過性。另一方面,就製造時的操作容易性等的原因而言,[C]紅外線遮蔽劑的平均粒徑通常為1nm以上,亦可為10nm以上。
[C]紅外線遮蔽劑亦可藉由公知的方法合成,可作為市售品而獲取。於金屬氧化物例如為氧化鎢系化合物的情況下,氧化鎢系化合物例如可藉由於惰性氣體環境或還原性氣體環境中對鎢化合物進行熱處理的方法而獲得。另外,氧化鎢系化合物例如亦可作為住友金屬礦山公司的「YMF-02」等的鎢微粒子的分散物而獲取。
作為[C]紅外線遮蔽劑於該組成物(I)中的全部固體成分中所佔的含量的下限,較佳為1質量%,更佳為5質量%,進而佳為10質量%,進而更佳為15質量%。另一方面,作為所述含量的上限,較佳為70質量%,更佳為50質量%,進而佳為40質量%,進而更佳為30質量%。藉由將[C]紅外線遮蔽劑的含量設為所述範圍內,與所得的光學濾光片的可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的特性變得更良好。
作為[C]紅外線遮蔽劑的含量相對於[A1]酞菁化合物的含量的質量比([C]/[A1])的下限,較佳為1,較佳為2,進而佳為3,進而更佳為10。另一方面,作為所述質量比([C]/[A1])的上限,較佳為40,更佳為20,進而佳為10。藉由將[A1]酞菁化合物與[C]紅外線遮蔽劑的含量比設為所述範圍內,與所得的光學濾 光片的可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的特性變得更良好。
([D]分散劑)
該組成物(I)較佳為進而包含[D]分散劑。藉由[D]分散劑,可提高[C]紅外線遮蔽劑(尤其是金屬氧化物)的均勻分散性,與所得的光學濾光片的可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的特性變得更良好。
作為[D]分散劑,例如可列舉:胺基甲酸酯系分散劑、聚乙亞胺系分散劑、聚氧乙烯烷基醚系分散劑、聚氧乙烯烷基苯基醚系分散劑、聚乙二醇二酯系分散劑、山梨醇酐脂肪酸酯系分散劑、聚酯系分散劑、(甲基)丙烯酸系分散劑等。該些中,較佳為(甲基)丙烯酸系分散劑。[D]分散劑較佳為嵌段共聚物。
[D]分散劑可於商業上獲取,例如(甲基)丙烯酸系分散劑可列舉迪斯帕畢克(Disperbyk)-2000、迪斯帕畢克(Disperbyk)-2001、畢克(BYK)-LPN6919、畢克(BYK)-LPN21116、畢克(BYK)-LPN22102(以上為畢克化學(BYK)公司製造),胺基甲酸酯系分散劑可列舉迪斯帕畢克(Disperbyk)-161、迪斯帕畢克(Disperbyk)-162、迪斯帕畢克(Disperbyk)-165、迪斯帕畢克(Disperbyk)-167、迪斯帕畢克(Disperbyk)-170、迪斯帕畢克(Disperbyk)-182、迪斯帕畢克(Disperbyk)-2164(以上為畢克化學(BYK)公司製造)、索努帕斯(Solsperse)76500(路博潤(Lubrizol)(股)公司製造),聚乙亞胺系分散劑可列舉索努帕斯(Solsperse)24000(路博潤(Lubrizol)(股)公司製造),聚 酯系分散劑可列舉阿吉斯帕(Ajisper)PB821、阿吉斯帕(Ajisper)PB822、阿吉斯帕(Ajisper)PB880、阿吉斯帕(Ajisper)PB881(以上為味之素精細化學(Ajinomoto Fine-Techno)(股)公司製造),此外可列舉畢克(BYK)-LPN21324(畢克化學(BYK)公司製造)等。
作為[D]分散劑的胺價的下限,較佳為10mgKOH/g,更佳為40mgKOH/g,進而佳為80mgKOH/g。另一方面,作為所述胺價的上限,較佳為300mgKOH/g,更佳為200mgKOH/g,進而佳為160mgKOH/g。藉由使用具有所述胺價的分散劑,[C]紅外線遮蔽劑的分散性提高,可進一步提高所得的光學濾光片的特性。再者,所謂「胺價」是與中和分散劑固體成分1g所需要的HCl當量的KOH的mg數。
相對於[C]紅外線遮蔽劑100質量份,[D]分散劑的含量的下限較佳為5質量份,更佳為10質量份,進而佳為20質量份。另一方面,所述含量的上限較佳為200質量份,更佳為100質量份,進而佳為60質量份。
([E]聚合性化合物)
該組成物(I)較佳為進而包含[E]聚合性化合物。於該組成物(I)含有[E]聚合性化合物的情況下,可發揮良好的硬化性或所得的光學濾光片的良好的耐熱性等。所謂[E]聚合性化合物是指具有兩個以上可聚合的基的化合物。作為可聚合的基,例如可列舉乙烯性不飽和基、氧雜環丙基、氧雜環丁基、N-烷氧基甲基胺基 等。作為[E]聚合性化合物,較佳為具有兩個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物及具有兩個以上的N-烷氧基甲基胺基的化合物,更佳為具有兩個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物。[E]聚合性化合物可使用一種或混合使用兩種以上。
作為具有兩個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物,可列舉:作為脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸的反應物等的多官能(甲基)丙烯酸酯、經己內酯改質的多官能(甲基)丙烯酸酯、經環氧烷改質的多官能(甲基)丙烯酸酯、作為具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與多官能異氰酸酯的反應物等的多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、作為具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應物等的具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
此處,作為所述脂肪族多羥基化合物,例如可列舉:乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二價脂肪族多羥基化合物、或者甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等三價以上的脂肪族多羥基化合物。作為所述具有羥基的(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯等。作為所述多官能異氰酸酯,例如可列舉:甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二苯基亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯等。作為所述酸酐,例如可列舉:琥珀酸酐、馬來酸酐、戊二酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐等二元酸酐、或者均苯四甲酸二酐、聯苯四羧酸二酐、 二苯甲酮四羧酸二酐等四元酸二酐。
作為具有兩個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物的具體例,例如可列舉:ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯、乙二醇(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙苯氧基乙醇芴二(甲基)丙烯酸酯、二羥甲基三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-羥基-3-(甲基)丙烯醯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸2-(2'-乙烯氧基乙氧基)乙酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三(2-(甲基)丙烯醯氧基乙基)磷酸酯、環氧乙烷改質二季戊四醇六丙烯酸酯、琥珀酸改質季戊四醇三丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物等。
具有兩個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物中,較佳為多官能(甲基)丙烯酸酯,更佳為具有3個以上且10個以下的(甲基)丙烯醯基的多官能(甲基)丙烯酸酯。具體而言,較佳為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯及二季戊四醇六丙烯酸酯。
作為具有兩個以上的N-烷氧基甲基胺基的化合物,例如可列舉具有三聚氰胺結構、苯並胍胺結構、脲結構的化合物等。作為具有兩個以上的N-烷氧基甲基胺基的化合物的具體例,可列舉:N,N,N',N',N",N"-六(烷氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N',N'-四(烷氧 基甲基)苯並胍胺、N,N,N',N'-四(烷氧基甲基)甘脲等。
作為[E]聚合性化合物於該組成物(I)的全部固體成分中所佔的含量的下限,較佳為5質量%,更佳為10質量%,進而佳為20質量%。另一方面,作為所述含量的上限,較佳為60質量%,更佳為50質量%,進而佳為40質量%。
([F]聚合起始劑)
該組成物(I)較佳為含有[F]聚合起始劑。作為[F]聚合起始劑,可列舉光聚合起始劑、熱聚合起始劑等,較佳為光聚合起始劑。藉此,可對該組成物(I)賦予感光性(感放射線性)。所謂光聚合起始劑是指藉由可見光線、紫外線、遠紫外線、電子束、X射線等放射線的曝光而產生使[E]聚合性化合物等的聚合開始的活性種的化合物。[F]聚合起始劑可使用一種或混合使用兩種以上。
作為[F]聚合起始劑,例如可列舉:噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、聯咪唑系化合物、三嗪系化合物、O-醯基肟系化合物、鎓鹽系化合物、安息香系化合物、二苯甲酮系化合物、α-二酮系化合物、多核醌系化合物、二偶氮系化合物、醯亞胺磺酸鹽系化合物等。該些中,較佳為噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、聯咪唑系化合物、三嗪系化合物及O-醯基肟系化合物,更佳為O-醯基肟系化合物。
作為噻噸酮系化合物,可列舉:噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮 等。
作為苯乙酮系化合物,可列舉:2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮等。
作為聯咪唑系化合物,可列舉:2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑等。
再者,於使用聯咪唑系化合物的情況下,就可改良感度的方面而言,較佳為併用供氫體。此處所述的「供氫體」是指可藉由曝光對由聯咪唑系化合物所產生的自由基供給氫原子的化合物。作為供氫體,例如可列舉2-巰基苯並噻唑、2-巰基苯並噁唑等硫醇系供氫體;4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮等胺系供氫體。
作為三嗪系化合物,例如可列舉日本專利特公昭57-6096號公報、日本專利特開2003-238898號公報的段落[0063]~段落[0065]中記載的化合物。
作為O-醯基肟系化合物,可列舉:1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲醯基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、乙酮 -1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊基)甲氧基苯甲醯基}-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)等。作為O-醯基肟系化合物的市售品,亦可使用NCI-831、NCI-930(以上為艾迪科(ADEKA)股份有限公司製造)、OXE-03、OXE-04(以上為巴斯夫(BASF)公司製造)等。
於使用光聚合起始劑的情況下,亦可併用增感劑。作為所述增感劑,例如可列舉:4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4-二乙基胺基苯乙酮、4-二甲基胺基苯丙酮、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己酯、2,5-雙(4-二乙基胺基亞苄基)環己酮、7-二乙基胺基-3-(4-二乙基胺基苯甲醯基)香豆素、4-(二乙基胺基)查爾酮等。
作為[F]聚合起始劑於該組成物(I)中的全部固體成分中所佔的含量的下限,較佳為1質量%,更佳為3質量%。另一方面,作為所述含量的上限,較佳為30質量%,更佳為10質量%。
(其他有機色素)
該組成物(I)亦可含有[A1]酞菁化合物及作為為[B]紅外線遮蔽劑的銅化合物的有機色素以外的公知的有機色素。作為其他有機色素,可列舉二亞胺化合物、方酸內鎓鹽化合物、花青化合物、萘酞菁化合物、誇特銳烯化合物、銨化合物、亞胺化合物、偶氮化合物、蒽醌化合物、卟啉化合物、吡咯並吡咯化合物、氧雜菁化合物、克酮鎓化合物、六元卟啉(hexaphyrin)化合物等(包含銅原子者除外)。另外,亦可使用[A1]酞菁化合物及作為[B]紅外 線遮蔽劑的酞菁化合物以外的酞菁化合物。
再者,較佳為將[A1]酞菁化合物與[A1]酞菁化合物以外的酞菁化合物(以下,亦稱為「[a]酞菁化合物」)併用。作為[a]酞菁化合物的極大吸收波長的下限,較佳為600nm,更佳為650nm。另一方面,作為[a]酞菁化合物的極大吸收波長的上限,較佳為900nm,更佳為850nm,有時亦進而佳為800nm,有時亦進而佳為750nm。作為[A1]酞菁化合物的極大吸收波長與[a]酞菁化合物的極大吸收波長的差的下限,較佳為10nm,更佳為30nm。另一方面,作為所述差的上限,較佳為100nm,更佳為80nm,進而佳為60nm。[a]酞菁化合物可列舉先前公知的各種酞菁化合物。
作為[A1]酞菁化合物於該組成物(I)中的全部有機色素中所佔的含量的下限,較佳為50質量%,更佳為70質量%,有時亦更佳為80質量%,有時亦更佳為90質量%,有時亦更佳為99質量%。作為有機色素,有時亦較佳為實質上僅含有[A1]酞菁化合物。該組成物(I)藉由以所述方式減少其他有機色素的含量,可提高生產性。
(添加劑)
該組成物(I)除了所述[A1]~[F]成分及其他有機色素以外,亦可視需要含有各種添加劑。
作為添加劑,例如可列舉:界面活性劑、密接促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、防凝聚劑、殘渣改善劑、顯影性改善劑、反應調整劑等。
作為界面活性劑,可列舉氟界面活性劑、矽酮界面活性劑等。
作為密接促進劑,可列舉:乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等。
作為抗氧化劑,可列舉:2,2-硫代雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,6-二-第三丁基苯酚、季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、3,9-雙[2-[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)-丙醯氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧雜-螺[5.5]十一烷、硫代二乙烯雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]等。作為抗氧化劑的含量,相對於[A]酞菁化合物100質量份而言通常可設為0.01質量份以上且10質量份以下。
作為紫外線吸收劑,可列舉2-(3-第三丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯苯並三唑、烷氧基二苯甲酮類等。
作為防凝聚劑,可列舉聚丙烯酸鈉等。
作為殘渣改善劑,可列舉:丙二酸、己二酸、衣康酸、檸康酸、反丁烯二酸、中康酸、2-胺基乙醇、3-胺基-1-丙醇、5- 胺基-1-戊醇、3-胺基-1,2-丙二醇、2-胺基-1,3-丙二醇、4-胺基-1,2-丁二醇等。
作為顯影性改善劑,可列舉:琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、鄰苯二甲酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等劑等。
作為反應調整劑,可列舉多官能硫醇等。
作為所述[A1]~[F]成分及其他有機色素以外的成分劑於該組成物(I)中的全部固體成分中所佔的含量的下限,較佳為0.1質量%,更佳為1質量%。另一方面,作為所述含量的上限,較佳為10質量%,更佳為5質量%。
(溶媒)
該組成物(I)通常是作為含有溶媒(分散介質)的液狀組成物而製備。作為溶媒,只要為將其他成分分散或溶解且不與該些成分反應、具有適度的揮發性者,則可適宜選擇使用。
作為所述溶媒,例如可列舉:乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單-正丙醚、乙二醇單-正丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單-正丙醚、二乙二醇單-正丁醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單-正丙醚、丙二醇單-正丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單-正丙醚、二丙二醇單-正丁醚、三丙二醇單甲醚、三丙二醇單乙醚等(聚)烷二醇單烷基醚類、 乳酸甲酯、乳酸乙酯等乳酸烷基酯、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、異丁醇、第三丁醇、辛醇、2-乙基己醇、環己醇等(環)烷基醇類、二丙酮醇等酮醇類、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等(聚)烷二醇單烷基醚乙酸酯類、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二乙醚、四氫呋喃等其他醚類、甲基乙基酮、2-庚酮、3-庚酮等鏈狀酮、環戊酮、環己酮等環狀酮等酮類、丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等二乙酸酯類、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯等烷氧基羧酸酯類、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-氧代丁酸乙酯等其他酯類、 甲苯、二甲苯等芳香族烴類、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺或內醯胺類等。
該組成物(I)中的溶媒的含量並無特別限定。作為該組成物(I)中的固體成分濃度(除了溶媒以外的各成分的合計濃度)的下限,較佳為5質量%,更佳為10質量%。另一方面,作為所述固體成分濃度的上限,較佳為50質量%,更佳為40質量%。藉由將固體成分濃度設為所述範圍內,分散性、穩定性、塗佈性等變得更良好。
(製備方法)
作為該組成物(I)的製備方法,並無特別限定,可藉由將各成分混合而製備。例如,於該組成物包含作為[C]紅外線遮蔽劑的金屬氧化物、及[D]分散劑的情況下,可採用如下方法:首先製備含有[C]紅外線遮蔽劑、[D]分散劑及溶媒的分散液,於所述分散液中添加[A1]酞菁化合物、[B]黏合劑樹脂及或視需要的其他成分並加以混合。分散液或該組成物(I)亦可視需要實施過濾處理而去除凝聚物。
<光學感測器用組成物(II)>
本發明的一實施形態的光學感測器用組成物(II)(以下,亦簡稱為「組成物(II)」)含有[A2]酞菁化合物。[A2]酞菁化合物為下述式(2)所表示的化合物。該組成物(II)含有所述[A2]酞菁化合物,因此可形成異物等缺陷少、具有與可見光透過性及紅外 線遮蔽性有關的良好的特性的光學濾光片。
Figure 108135919-A0305-02-0034-5
式(2)中,多個R分別獨立地為具有取代基的烷基、或者具有取代基的芳基。多個X分別獨立地為氫原子、鹵素原子或烷基。多個X亦可相互鍵結並與該些所鍵結的碳鏈一起形成芳香環。M為兩個氫原子、二價金屬原子或者三價或四價金屬原子的衍生物。多個n分別獨立地為3~6的整數。
關於[A2]酞菁化合物,除了所述R分別獨立地為具有取代基的烷基或具有取代基的芳基以外,與所述[A1]酞菁化合物相同。[A2]酞菁化合物的較佳形態亦與所述[A1]酞菁化合物相同。
該組成物(II)除了含有[A2]酞菁化合物代替[A1]酞菁化合物且不使[B]黏合劑樹脂為必須成分以外,與所述組成物(I)相同。該組成物(II)較佳為含有[B]黏合劑樹脂。除此以外,該 組成物(II)的具體形態及較佳形態與所述組成物(I)相同。
<紅外線遮蔽膜>
可由本發明的一實施形態的組成物(I)及組成物(II)(以下,亦將組成物(I)及組成物(II)匯總簡稱為「組成物」)形成光學濾光片用紅外線遮蔽膜。所述紅外線遮蔽膜的異物等缺陷少、具有與可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的良好的特性。
該紅外線遮蔽膜例如可藉由以下方法形成。首先,於支持體上塗佈該組成物後,進行預烘烤而使溶媒蒸發,從而形成塗膜。繼而,於對所述塗膜進行曝光後,使用顯影液進行顯影,並將塗膜的未曝光部溶解去除。其後,藉由進行後烘烤,可獲得經圖案化為規定形狀的紅外線遮蔽膜(I)。再者,於該組成物不含[E]聚合性化合物及[F]聚合起始劑的情況下,亦可不進行曝光等硬化處理。另外,亦可不進行顯影處理,該情況下,可形成未經圖案化的紅外線遮蔽膜。
作為塗佈該組成物的所述支持體,所述透明基板、微透鏡、彩色濾光片等適合。所述塗佈可採用噴霧法、輥塗法、旋轉塗佈法(旋塗法)、縫模塗佈法(狹縫塗佈法)、棒塗佈法等適宜的塗佈法。
作為所述預烘烤的加熱乾燥的條件,例如為70℃以上且110℃以下、1分鐘以上且10分鐘以下左右。
作為塗膜的曝光中使用的放射線的光源,例如可列舉:氙氣燈、鹵素燈、鎢燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵素 燈、中壓水銀燈、低壓水銀燈等燈光源或氬離子雷射、釔鋁石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)雷射、XeCl準分子雷射、氮氣雷射等雷射光源等。作為曝光光源,亦可使用紫外線發光二極體(light emitting diode,LED)。波長較佳為190nm以上且450nm以下的範圍內的放射線。放射線的曝光量通常為10J/m2以上且50,000J/m2以下左右。
作為所述顯影液,通常為鹼性顯影液。作為鹼性顯影液,例如較佳為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨、膽鹼、1,8-二氮雜雙環-[5.4.0]-7-十一烯、1,5-二氮雜雙環-[4.3.0]-5-壬烯等的水溶液。於鹼性顯影液中例如亦可添加適量的甲醇、乙醇等水溶性有機溶媒或界面活性劑等。再者,顯影後通常進行水洗。
作為顯影處理法,可應用噴淋顯影法、噴霧顯影法、浸漬(dip)顯影法、覆液(puddle)顯影法等。顯影條件於常溫下為5秒以上且300秒以下左右。
作為後烘烤的條件,通常為180℃以上且280℃以下、1分鐘以上且60分鐘以下左右。
作為以所述方式形成的紅外線遮蔽膜的平均膜厚的下限,通常為0.5μm,較佳為1μm。另一方面,作為所述平均膜厚的上限,通常為10μm,較佳為5μm。藉由紅外線遮蔽膜的平均膜厚為所述範圍內,可見光透過性與紅外線遮蔽性的平衡變得更良好。
<光學濾光片>
由本發明的一實施形態的組成物形成的紅外線遮蔽膜可用於光學濾光片中。具有所述紅外線遮蔽膜的光學濾光片的異物等缺陷少、具有與可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的良好的特性。該光學濾光片用作固體攝像元件等的光學感測器的光學濾光片。
該光學濾光片可為僅包含所述紅外線遮蔽膜者,亦可為包含所述紅外線遮蔽膜與其他構成構件者。例如該光學濾光片亦可為具有所述紅外線遮蔽膜與其他層的積層體。
該紅外線遮蔽膜較佳為作為一構成構件而被組入至固體攝像元件等光學感測器中。該情況下,該紅外線遮蔽膜以單體的形式作為光學濾光片(紅外線截止濾光片)發揮功能。藉由於光學感測器中組入該紅外線遮蔽膜,可獲得大的製程裕度等而較佳。於該紅外線遮蔽膜被組入至固體攝像元件中的情況下,該紅外線遮蔽膜例如可配置於固體攝像元件的微透鏡的外表面側、微透鏡與彩色濾光片之間、彩色濾光片與光電二極體之間等。該紅外線遮蔽膜較佳為積層於微透鏡與彩色濾光片之間或彩色濾光片與光電二極體之間。
作為所述光學濾光片,亦可為於透明基板的表面積層有該紅外線遮蔽膜而成者。作為所述透明基板,可採用玻璃或透明樹脂等。作為所述透明樹脂,可列舉聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺等。所述光學濾光片亦可作為固體攝像元件中的紅外線截止濾光片等而較佳地使用。
具備所述光學濾光片的固體攝像元件等的光學感測器於數位靜態照相機、行動電話用照相機、數位攝像機、個人電腦(Personal Computer,PC)照相機、監視照相機、汽車用照相機、可攜式資訊終端機、電腦、視訊遊戲、醫療機器等中有用。
<光學感測器>
所述光學濾光片用於固體攝像元件等的光學感測器中。所述光學濾光片的異物等缺陷少、具有與可見光透過性及紅外線遮蔽性有關的良好的特性,因此具有該光學濾光片的固體攝像元件等的光學感測器的感度、顏色再現性等高,實用性優異。
以下,作為光學感測器的一例,對固體攝像元件進行說明。該固體攝像元件通常具有配置有多個光電二極體的層、彩色濾光片及微透鏡依次積層而成的結構。另外,亦可於該些層間設置平坦化層。於該固體攝像元件中自微透鏡側入射光。入射光透過微透鏡及彩色濾光片而到達光電二極體。再者,關於彩色濾光片,例如於R(紅)、G(綠)及B(藍)的濾光片各自中,以僅特定的波長範圍的光透過的方式構成。
於該固體攝像元件中,所述光學濾光片(紅外線遮蔽膜)可設置於所述微透鏡的外表面側、所述微透鏡與所述彩色濾光片之間、所述彩色濾光片與所述配置有多個光電二極體的層之間等。該光學濾光片較佳為積層於微透鏡與彩色濾光片之間或彩色濾光片與光電二極體之間。再者,於該光學濾光片與微透鏡、彩色濾光片、光電二極體等之間亦可進一步設置其他層(平坦化層 等)。
作為該固體攝像元件的具體例,可列舉作為照相機模組的CCD或CMOS等。該固體攝像元件於數位靜態照相機、行動電話用照相機、數位攝像機、PC照相機、監視照相機、汽車用照相機、可攜式資訊終端機、電腦、視訊遊戲、醫療機器等中有用。
[實施例]
以下,基於實施例對本發明加以具體說明,但本發明並不限定於該些實施例。
<合成例1>酞菁化合物(a-1)的合成
將4,7-雙(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉32.9g、三氯化釩4.76g及DBU 13.74g於1-戊醇100mL中,於內溫125℃下攪拌24小時。然後,添加甲醇600mL,將析出物濾出,進行乾燥。利用管柱層析(二氧化矽凝膠/甲苯)進行精製而獲得綠色粉末11.2g。根據下述分析結果確認所得的化合物為作為目標的下述式(a-1)所表示的化合物(a-1)。
.MS:(EI)m/z 2245M+
.元素分析值:實測值(C:68.44%、H:6.44%、N:4.99%);理論值(C:68.47%、H:6.46%、N:4.99%)
以所述方式獲得的化合物的甲苯溶液於734.5nm顯示極大吸收,克吸光係數為6.75×104mL/g.cm。
[化6]
Figure 108135919-A0305-02-0040-6
再者,所述式中,「*」表示鍵結鍵(於以下的化學式中亦相同)。
<合成例2>酞菁化合物(a-2)的合成
除了使用4,7-雙(4-甲氧基丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉18.6g,來代替合成例1中的4,7-雙(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉32.9g以外,與合成例1同樣地獲得綠色粉末14.5g。根據下述分析結果確認所得的化合物為作為目標的下述式(a-2)所表示的化合物(a-2)。
.MS:(EI)m/z 1267M+
.元素分析值:實測值(C:68.20%、H:7.66%、N:8.82%);理論值(C:68.17%、H:7.63%、N:8.83%)
以所述方式獲得的化合物的甲苯溶液於734.0nm顯示極大吸收,克吸光係數為1.21×105mL/g.cm。
[化7]
Figure 108135919-A0305-02-0041-7
<合成例3>酞菁化合物(a-3)的合成
除了使用4,7-雙(4-(3-甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉29.4g,來代替合成例1中的4,7-雙(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉32.9g以外,與合成例1同樣地獲得綠色粉末5.9g。根據下述分析結果確認所得的化合物為作為目標的下述式(a-3)所表示的化合物(a-3)。
.MS:(EI)m/z 2003M+
.元素分析值:實測值(C:71.85%、H:6.44%、N:5.57%);理論值(C:71.87%、H:6.43%、N:5.59%)
以所述方式獲得的化合物的甲苯溶液於735.5nm顯示極大吸收,克吸光係數為7.40×104mL/g.cm。
[化8]
Figure 108135919-A0305-02-0042-8
<合成例4>酞菁化合物(a-4)的合成
除了使用4,7-雙(4-(2-氟苯氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉28.0g,來代替合成例1中的4,7-雙(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉32.9g以外,與合成例1同樣地獲得綠色粉末11.2g。根據下述分析結果確認所得的化合物為作為目標的下述式(a-4)所表示的化合物(a-4)。
.MS:(EI)m/z 1908M+
.元素分析值:實測值(C:70.49%、H:5.51%、N:5.85%);理論值(C:70.47%、H:5.49%、N:5.87%)
以所述方式獲得的化合物的甲苯溶液於735.5nm顯示極大吸收,克吸光係數為7.89×104mL/g.cm。
[化9]
Figure 108135919-A0305-02-0043-9
<合成例5>酞菁化合物(a-5)的合成
除了使用4,7-雙(4-((1,6-二甲氧基萘-2-基)氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉38.8g,來代替合成例1中的4,7-雙(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉32.9g以外,與合成例1同樣地獲得綠色粉末31.0g。根據下述分析結果確認所得的化合物為作為目標的下述式(a-5)所表示的化合物(a-5)。
.MS:(EI)m/z 2645M+
.元素分析值:實測值(C:72.62%、H:6.05%、N:4.30%);理論值(C:72.63%、H:6.10%、N:4.23%)
以所述方式獲得的化合物的甲苯溶液於735.5nm顯示極大吸收,克吸光係數為5.85×104mL/g.cm。
[化10]
Figure 108135919-A0305-02-0044-10
<合成例6>酞菁化合物(a-6)的合成
除了使用4,7-雙(4-((1,6-二甲氧基萘-2-基)氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉19.4g及4,7-雙(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉16.5g,來代替合成例1中的4,7-雙(4-(2,6-二甲氧基苯氧基)丁基)-1,3-二亞胺基苯並異吲哚啉32.9g以外,與合成例1同樣地獲得綠色粉末28.1g。利用液相層析質譜儀(liquid chromatography mass spectrometry,LC-MS)根據各成分的m/z的一致,確認所得的化合物為作為目標的下述式(a-6)所表示的化合物(a-6)。
以所述方式獲得的化合物的甲苯溶液於735.5nm顯示極大吸收,克吸光係數為6.30×104mL/g.cm。
[化11]
Figure 108135919-A0305-02-0045-11
再者,所述酞菁化合物(a-1)~(a-6)均為所述式(1)所表示的酞菁化合物。
<合成例7>酞菁化合物(a'-1)的合成
按照日本專利特開平02-138382的實施例(65)的記載,合成下述式所表示的比較例用酞菁化合物(a'-1)(極大吸收波長725nm)。
Figure 108135919-A0305-02-0045-12
<合成例8>酞菁化合物(a'-2)的合成
使用日本專利特開2016-204536號公報的段落[0075](實施例 4)中記載的方法,合成下述式所表示的比較例用酞菁化合物(a'-2)(極大吸收波長728nm)。
Figure 108135919-A0305-02-0046-13
<合成例9>酞菁化合物(a'-3)的合成
使用日本專利特開平05-25177的段落[0020]~段落[0025](實施例1)中記載的方法,合成下述式所表示的其他色素用酞菁化合物(a'-3)(極大吸收波長692nm)。
Figure 108135919-A0305-02-0046-14
<合成例10>氧化鎢銫粉末的合成
使用日本專利第4096205號公報的段落[0113]中記載的方 法,合成氧化鎢銫(Cs0.33WO3)粉末。
<合成例11>黏合劑樹脂(b-1)的合成
於反應容器中,使甲基丙烯酸苄酯14g、苯乙烯10g、N-苯基馬來醯亞胺12g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯15g、甲基丙烯酸2-乙基己酯29g及甲基丙烯酸20g溶解於丙二醇單甲醚乙酸酯200g中,進而投入2,2'-偶氮異丁腈3g及α-甲基苯乙烯二聚體5g。對反應容器內進行氮氣沖洗後,一面進行攪拌及氮氣鼓泡(nitrogen bubbling)一面於80℃下進行5時間加熱,而獲得含有黏合劑樹脂(b-1)的溶液(黏合劑樹脂溶液(B-1):固體成分濃度35質量%)。針對所得的黏合劑樹脂(b-1),使用昭和電工公司的凝膠滲透層析(GPC)裝置(GPC-104型,管柱:將3根昭和電工公司製造的LF-604與KF-602結合而成者,展開溶劑:四氫呋喃),測定聚苯乙烯換算的分子量,結果重量平均分子量(Mw)為9700,數量平均分子量(Mn)為5700,Mw/Mn為1.70。再者,本合成例中,可將各單量體的投入比(質量比)、與所得的黏合劑樹脂中的源自各單量體的結構單元的含量比(質量比)視為實質上相同(以下的合成例14中亦相同)。
<合成例12>黏合劑樹脂(b-2)的合成
於具備冷卻管及攪拌機的燒瓶中,投入丙二醇單甲醚200質量份並將溫度上升為80℃。於同溫度下花3小時滴加丙二醇單甲醚100質量份、甲基丙烯酸100質量份及2,2'-偶氮異丁腈5質量份的混合溶液,於滴加後保持溫度並進行3小時聚合。其後,將 反應溶液的溫度升溫至100℃~120℃,進而進行2小時反應。於冷卻後,投入丙二醇單甲醚25質量份、丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯116質量份及觸媒量的二甲基苄基胺,升溫至110℃並進行9小時反應,藉此獲得包含下述式所表示的黏合劑樹脂(b-2)的溶液(黏合劑樹脂溶液(B-2):固體成分濃度40質量%)。針對所得的黏合劑樹脂,與合成例11同樣地測定分子量,結果重量平均分子量(Mw)為15100,數量平均分子量(Mn)為7000,Mw/Mn為2.16。
Figure 108135919-A0305-02-0048-15
(於所述式中,組成比為質量比)
<合成例13>黏合劑樹脂(b-3)的合成
於具備冷卻管及攪拌機的燒瓶中,投入丙二醇單甲醚200質量份並將溫度上升為80℃。於同溫度下花3小時滴加丙二醇單甲 醚200質量份、甲基丙烯酸67質量份、N-環己基馬來醯亞胺33質量份及2,2'-偶氮異丁腈5質量份的混合溶液,於滴加後保持溫度並進行3小時聚合。其後,將反應溶液的溫度升溫至100℃~120℃,進而進行3小時反應。於冷卻後,投入丙二醇單甲醚28質量份、丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯119質量份及觸媒量的二甲基苄基胺,升溫至110℃並進行30小時反應,藉此獲得包含下述式所表示的黏合劑樹脂(b-3)的溶液(黏合劑樹脂溶液(B-3):固體成分濃度40質量%)。針對所得的黏合劑樹脂,與合成例11同樣地測定分子量,結果重量平均分子量(Mw)為17000,數量平均分子量(Mn)為7700,Mw/Mn為2.21。
Figure 108135919-A0305-02-0049-16
(於所述式中,組成比為質量比)
<合成例14>黏合劑樹脂(b-4)的合成
於具備冷卻管及攪拌機的燒瓶中,投入2,2-偶氮雙異丁腈5質量份、3-甲氧基丙酸甲酯140質量份及丙二醇單甲醚60質量份,進而投入甲基丙烯酸縮水甘油酯32質量份、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷40質量份、甲基丙烯酸苄酯11質量份、甲基丙烯酸正丁酯3質量份及甲基丙烯酸14質量份進行氮氣置換後,緩慢攪拌且使溶液的溫度上升到80℃。於該溫度下保持5小時進行聚合,藉此獲得包含黏合劑樹脂(b-4)的溶液(以下黏合劑樹脂溶液(B-4)固體成分濃度35質量%)。針對所得的黏合劑樹脂,與合成例11同樣地測定分子量,結果重量平均分子量(Mw)為9500,數量平均分子量(Mn)為5800,Mw/Mn為1.64。
<合成例15>分散劑(d-2)
使用文獻(大分子(Macromolecules)1992,25,p5907-5913)中記載的方法,將甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯45質量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯20質量份、甲基丙烯酸正丁酯5質量份、PME-200(甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯及CH2=C(CH3)COO(C2H4O)n-CH3(n≒4)所表示的單體的聚合物)30質量份一併聚合,獲得包含無歸共聚物的反應溶液。繼而,反應溶液使用甲醇進行驟冷,將所得的反應溶液於7質量%的碳酸氫鈉水溶液、繼而水中進行清洗。其後,藉由進行溶媒置換成丙二醇單甲醚乙酸酯(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate,PGMEA),以產率80質量%獲得包含分散劑(d-2)的分散劑溶液(D-2)。所得的分散劑(d-2)的胺價為160mgKOH/g,Mw為9500, Mw/Mn為1.21,分散劑溶液(D-2)的固體成分量為39.6質量%。
[製備例1]分散液(C-1)的製備
準備所述氧化鎢銫25.00質量份、作為分散劑(d-1)的畢克化學(BYK-Chemie)公司的「畢克(BYK)-LPN6919」(固體成分濃度60質量%、胺價120mgKOH/g)13.30質量份、以及作為溶媒(分散介質)的環戊酮(cyclopentanone,CPN)61.70質量份。將該些與0.1mm徑的氧化鋯顆粒2000質量份一起填充於容器中,利用塗料振盪器進行分散,藉此獲得平均粒徑(D50)為19nm的分散液(C-1)。再者,平均粒徑是使用光散射測定裝置(德國ALV公司的「ALV-5000」)並利用動態光散射(dynamic light Scattering,DLS)法來測定。
[製備例2]分散液(C-2)的製備
除了將分散劑溶液(D-2)變更為20.20質量份,將溶媒變更為CPN 54.80質量份以外,與製備例1同樣地獲得平均粒徑19nm的分散液(C-2)。
[製備例3]色素溶液(A-1)~色素溶液(A-9)的製備
於容器中量取酞菁化合物(a-1)5.00質量份、及作為溶媒的CPN 95.00質量份,利用攪拌機進行混合。使用0.2μm的聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)製過濾器,於0.05MPa的一定加壓條件下對所得的溶液進行加壓過濾,藉此獲得色素溶液(A-1)。另外,除了分別使用酞菁化合物(a-2)~酞菁化合物(a-6)、酞菁化合物(a-8)及酞菁化合物(a-9)作為酞菁化合物 以外,利用與所述相同的方法獲得表1中記載的各色素溶液(A-2)~色素溶液(A-6)、色素溶液(A-8)及色素溶液(A-9)。
關於色素溶液(A-7),除了使用酞菁化合物(a-1)4.50質量份、酞菁化合物(a'-3)1.20質量份及作為溶媒的CPN 94.30質量份以外,以同樣的方式製備。
[實施例1]
於容器中量取所述分散液(C-1)20.00質量份、色素溶液(A-1)23.15質量份、黏合劑樹脂溶液(B-1)21.01質量份、作為聚合性化合物的日本化藥公司的「卡亞拉得(KAYARAD)DPHA」(二季戊四醇六丙烯酸酯與二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物)8.14質量份、作為聚合起始劑的艾迪科(ADEKA)公司的「NCI-930」(O-醯基肟系化合物)1.53質量份、作為界面活性劑的奈奧斯(NEOS)公司的「FTX-218D」(氟系界面活性劑)0.05質量份、作為反應調整劑的昭和電工公司的「卡蘭茨(Karenz)MT PE1」(多官能硫醇)0.31質量份、作為抗氧化劑的巴斯夫(BASF)公司的「易璐諾斯(Irganox)1010」(酚系抗氧化劑)0.10質量份、以及作為溶媒的環戊酮(CPN)25.71質量份,利用攪拌機進行混合。使用0.5μm的聚四氟乙烯(PTFE)製過濾器於0.05MPa的一定加壓條件下對所述混合物約100mL進行加壓過濾,藉此獲得實施例1的組成物。
[實施例2~實施例13、比較例1~比較例3]
除了將分散液、色素溶液、黏合劑樹脂溶液、聚合性化合物、 聚合起始劑、反應調整劑、抗氧化劑及溶媒的種類及調配份數(質量份)設為表1所示以外,與實施例1同樣地獲得實施例2~實施例3及比較例1~比較例3的各組成物。再者,於表1中亦表示所得的各組成物中的[A]酞菁化合物、[B]黏合劑樹脂、[C]紅外線遮蔽劑、[D]分散劑及其他色素的種類及固體成分中的含量。
[評價]
使用所得的各組成物,進行以下的評價。將評價結果示於表1中。
於玻璃基板上以成為規定膜厚的方式利用旋塗法塗佈各組成物。其後,於100℃下對塗膜進行120秒加熱,利用i射線步進機以成為500mJ/cm2的方式進行曝光。繼而,藉由於220℃下進行300秒加熱,而於玻璃基板上製作平均膜厚2.0μm~4.0μm的紅外線遮蔽膜。將各平均膜厚示於表1中。再者,利用觸針式階差計(大和科學公司的「α步進(Step)IQ」)測定膜厚。其次,使用分光光度計(日本分光公司的「V-7300」),以玻璃基板對比測定所述玻璃基板上製作的紅外線遮蔽膜的各波長區域中的透過率。根據所得的光譜,藉由以下所述的評價基準進行評價。
(可見光透過性)
計算出430nm-580nm的平均透過率。於平均透過率未滿70%的情況下,作為紅外線遮蔽膜來使用時的感度下降。另外,關於所述平均透過率,利用以下基準進行評價。
○:80%以上
△:70%以上且未滿80%
×:未滿70%
(可見透過窗範圍)
求出430nm-580nm的範圍的透過率連續成為70%以上的範圍。於連續成為70%以上的範圍為175nm以上的情況下,於用作紅外線遮蔽膜時,由於具有高感度,因此推測實用性高。另外,關於所述可見透過窗範圍,利用以下基準進行評價。
○:200nm以上
△:175nm以上且未滿200nm
×:未滿175nm
(紅外線遮蔽範圍)
求出700nm-800nm的範圍的透過率連續成為20%以下的範圍。於連續成為20%以下的範圍為20nm以上的情況下,於用作紅外線遮蔽膜時,由於具有高雜訊遮蔽功能,因此推測實用性高。另外,關於所述紅外線遮蔽範圍,利用以下基準進行評價。
○:30nm以上
△:20nm以上且未滿30nm
×:未滿20nm
(平均Off-Slope)
於500nm-750nm的範圍內,將透過率成為80%以上的最長波長設為(X),將透過率成為20%以下的最短波長設為(Y),利用下式計算出平均Off-Slope(Z)。於平均Off-Slope為0.45以上 的情況下,推測於用作紅外線遮蔽膜時,可提高所得的圖像的顏色再現性、雜訊遮蔽功能,實用性高。另外,關於所述平均Off-Slope,利用以下基準進行評價。
(Z)=60/((Y)-(X))
◎:0.60以上
○:0.50以上且未滿0.60
△:0.45以上且未滿0.50
×:未滿0.45
(耐熱性)
關於所述玻璃基板上製作的紅外線遮蔽膜,使用加熱板於260℃下進行300秒加熱,使用分光光度計(日本分光公司的「V-7300」),以玻璃基板對比測定加熱前後的各波長區域中的透過率。此時,將製作的紅外線遮蔽膜於700nm-800nm的範圍內透過率最低的波長下的吸光度設為(A1)、將同波長下的260℃的加熱後的吸光度設為(A2)、吸光度保持率=100×(A1)/(A2),利用以下基準評價260℃的耐熱性。於保持率為30%以上的情況下,推測於用作紅外線遮蔽膜時,藉由與保護膜等併用,可維持高耐熱性,實用性高。另外,關於所述保持率,利用以下基準進行評價。
◎:90%以上
○:60%以上且未滿90%
△:30%以上且未滿60%
×:未滿30%
(缺陷抑制性)
藉由旋塗法將各組成物塗佈於矽基板上,使所述塗膜硬化,形成膜厚約1μm的硬化膜。使用缺陷/異物檢查裝置(科磊(KLA-Tencor)公司的「KLA 2351」),測定硬化膜的缺陷密度(Defect density)。可判斷為所述缺陷密度的值越小,缺陷抑制性越高。再者,所謂缺陷是指尺寸為1μm以上的檢測點。基於所述缺陷密度,利用以下基準評價缺陷抑制性。
○:10/cm2以下
○:超過10/cm2且為50/cm2以下
×:超過50/cm2
(塗佈後延遲(Post Coating Delay,PCD)穩定性)
藉由旋塗法將各組成物塗佈於矽基板上,於使所述塗膜不發生硬化的狀態下,形成膜厚約1μm的塗佈膜。使用缺陷/異物檢查裝置(科磊(KLA-Tencor)公司的「KLA 2351」),測定塗佈膜的缺陷密度(Defect density)。繼而,每隔一定時間測定塗佈膜的缺陷密度,測量缺陷數相對於初始值增加20%以上的時間,利用以下基準評價塗膜後的塗佈後放置(PCD:Post Coating Delay)穩定性。關於PCD穩定性,推測值越大實用性越高。
○:24小時以上
△:12小時以上且未滿24小時
×:未滿12小時
Figure 108135919-A0305-02-0058-17
Figure 108135919-A0305-02-0059-18
如所述表1所示,實施例1~實施例13的可見光透過性、可見光透過窗範圍、紅外線遮蔽範圍、平均Off-Slope、耐熱性、缺陷抑制性及PCD穩定性的評價均良好。再者,可知於使用所述式(1)所表示的酞菁化合物的各實施例中,使用R具有取代基的酞菁化合物(a-1、a-3~a-6)的實施例1、實施例3~實施例6與使用R不具有取代基的酞菁化合物(a-2)的實施例2相比,具有高耐熱性。另外,亦可知於使用R具有取代基的酞菁化合物的所述實施例中,實施例1、實施例3及實施例4的可見光透過性亦良好。
[產業上之可利用性]
本發明的光學感測器用組成物可較佳地用作固體攝像元件等光學感測器的光學濾光片的形成材料。
Figure 108135919-A0101-11-0002-4

Claims (13)

  1. 一種光學感測器用組成物,含有:下述式(1)所表示的酞菁化合物;以及黏合劑樹脂,
    Figure 108135919-A0305-02-0061-19
    (式(1)中,多個R分別獨立地為具有取代基或未經取代的烷基、或者具有取代基或未經取代的芳基;多個X分別獨立地為氫原子、鹵素原子或烷基;多個X亦可相互鍵結並與該些所鍵結的碳鏈一起形成芳香環;M為兩個氫原子、二價金屬原子或者三價或四價金屬原子的衍生物;多個n分別獨立地為3~6的整數)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學感測器用組成物,其中所述多個R分別獨立地為具有取代基的烷基或具有取代基的芳基。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學感測器用組成物,其中所述黏合劑樹脂具有氧雜環丙基、氧雜環丁基、(甲基)丙烯醯基、烷氧基矽烷基或該些的組合。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學感測器用組成物,其中所述黏合劑樹脂於主鏈具有環結構。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學感測器用組成物,其中所述多個R分別所表示的烷基及芳基所具有的取代基為具有雜原子的基。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的光學感測器用組成物,其中所述取代基為鹵素原子、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基或該些的組合。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學感測器用組成物,進而含有紅外線遮蔽劑,所述紅外線遮蔽劑為金屬氧化物、銅化合物(所述酞菁化合物除外)或該些的組合。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的光學感測器用組成物,其中所述金屬氧化物為氧化鎢銫。
  9. 一種光學感測器用組成物,含有下述式(2)所表示的酞菁化合物:
    Figure 108135919-A0305-02-0063-20
    (式(2)中,多個R分別獨立地為具有取代基的烷基、或者具有取代基的芳基;多個X分別獨立地為氫原子、鹵素原子或烷基;多個X亦可相互鍵結並與該些所鍵結的碳鏈一起形成芳香環;M為兩個氫原子、二價金屬原子或者三價或四價金屬原子的衍生物;多個n分別獨立地為3~6的整數)。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光學感測器用組成物,其中所述多個R分別所表示的烷基及芳基所具有的取代基為具有雜原子的基。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的光學感測器用組成物,其中所述取代基為鹵素原子、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基或該些的組合。
  12. 如申請專利範圍第9項至第11項中任一項所述的光學感測器用組成物,進而含有紅外線遮蔽劑, 所述紅外線遮蔽劑為金屬氧化物、銅化合物(所述酞菁化合物除外)或該些的組合。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的光學感測器用組成物,其中所述金屬氧化物為氧化鎢銫。
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