KR102442301B1 - 구조체, 격벽 형성용 조성물, 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

굴절률이 작고, 평활성이 우수한 격벽을 갖는 구조체를 제공한다. 또, 이 구조체에 이용되는 격벽 형성용 조성물, 구조체를 포함하는 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치를 제공한다. 구조체(100)는, 지지체(1)와, 지지체(1) 상에 마련된 격벽(2)과, 격벽으로 구획된 영역에 마련된 화소(4)를 갖고, 격벽(2)이 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 형성된 격벽이다. 케이지형 실록세인 화합물은, "(*-SiO_1.5)_n"으로 나타나는 부분 구조를 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 식 중, *는 연결손을 나타내고, n은 6~16의 정수를 나타낸다.

Description

구조체, 격벽 형성용 조성물, 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치

본 발명은, 지지체 상의 격벽으로 구획된 영역에 화소가 마련된 구조체에 관한 것이다. 또, 격벽 형성용 조성물, 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 디지털 카메라, 카메라가 장착된 휴대 전화 등의 보급으로부터, 전하 결합 소자(CCD) 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자의 수요가 크게 성장하고 있다. 디스플레이나 광학 소자의 키 디바이스로서 컬러 필터가 사용되고 있다.

고체 촬상 소자의 일 형태로서, 지지체 상의 격벽으로 구획된 영역에 착색층이 마련된 구조체를 구비한 고체 촬상 소자 등이 알려져 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 반도체 기판과, 2색 이상의 컬러 필터층과 적어도 이색(異色)의 컬러 필터층 간을 간격을 두고 분리하는 분리벽을 갖는 컬러 필터 어레이와, 반도체 기판과 컬러 필터 어레이의 사이에 배치된 집광 수단을 구비한 고체 촬상 소자가 기재되어 있다.

한편, 특허문헌 2, 3에는, 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는 조성물에 관한 발명이 기재되어 있다. 특허문헌 2에는, 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 절연막을 형성하는 것이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 3에는, 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 반사 방지막을 형성하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2009-111225호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2007-254506호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 2008-214455호

지지체 상의 격벽으로 구획된 영역에 화소가 마련된 구조체에 있어서, 격벽의 재질로서 굴절률이 낮은 재료를 이용하는 것이 검토되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1의 단락 0046에는, 격벽의 재질로서, 유리, SiO₂막의 다공질층, 불소계 폴리머, 실록세인 폴리머 등의 저굴절 재료가 이용되는 것이 기재되어 있다.

예를 들면, 격벽의 굴절률을, 화소의 굴절률보다 상대적으로 작게 함으로써, 화소를 통과하는 광의 집광률을 높이거나, 인접하는 다른 화소로의 광 누출 등을 방지할 수 있어, 이미징이나 센싱 등의 감도를 높일 수 있다. 이로 인하여, 최근에 있어서는, 격벽의 굴절률을 보다 저하시키는 것이 요망되고 있다.

한편, 본 발명자가 특허문헌 1에 기재된 저굴절 재료를 이용한 격벽에 대하여 검토를 진행시킨바, 격벽의 굴절률에 대하여 추가적인 개선의 여지가 있는 것을 알 수 있었다.

또, 격벽은, 일반적으로, 지지체 상에 격벽 재료층을 형성하고, 이 격벽 재료층에 대하여 드라이 에칭법 등의 방법으로 패턴 형성을 행하여 형성되지만, 격벽 측면의 평활성이 불충분한 경우가 있는 것을 알 수 있었다. 격벽 측면의 평활성이 불충분하면, 화소를 투과하는 광의 산란 등이 발생하여, 광의 집광률을 충분히 높일 수 없는 경우가 있다. 이로 인하여, 격벽 측면의 평활성은 높은 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은, 굴절률이 작고, 평활성이 우수한 격벽을 갖는 구조체를 제공하는 것에 있다. 또, 상술한 구조체에 이용되는 격벽 형성용 조성물, 구조체를 포함하는 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명자의 검토에 의하면, 케이지형 실록세인 화합물과 용제를 포함하는 조성물을 이용하여 격벽을 형성함으로써, 굴절률이 작고, 평활성이 우수한 격벽을 갖는 구조체를 제조할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 따라서, 본 발명은 이하를 제공한다.

<1> 지지체와,

지지체 상에 마련된 격벽과,

격벽으로 구획된 영역에 마련된 화소를 갖고,

격벽이, 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 형성된 격벽인, 구조체.

<2> 케이지형 실록세인 화합물은, 산소 원자수와 규소 원자수와의 비율인 O/Si가 1.3~1.7인 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는, <1>에 기재된 구조체.

<3> 케이지형 실록세인 화합물이, 하기 식 (S1)로 나타나는 부분 구조를 포함하는, <1> 또는 <2>에 기재된 구조체;

(*-SiO_1.5)_n…(S1)

식 중, *는 연결손을 나타내고, n은 6~16의 정수를 나타낸다.

<4> 케이지형 실록세인 화합물이, 하기 식 (S2)로 나타나는 화합물 및 이 화합물을 중합하여 얻어지는 폴리머로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는, <1> 내지 <3> 중 어느 한쪽에 기재된 구조체;

(R^S1-SiO_1.5)_n…(S2)

식 중, R^S1은, 알킬기 또는 중합성기를 나타내고, n은 6~16의 정수를 나타내며, n개의 R^S1 중 2개 이상의 R^S1은 중합성기이다.

<5> 케이지형 실록세인 화합물은, 하기 식 (S1-1)로 나타나는 부분 구조를 갖는, <1> 내지 <4> 중 어느 한쪽에 기재된 구조체;

식 (S1-1)

[화학식 1]

상기 식 중의 파선은 결합손을 나타낸다.

<6> 케이지형 실록세인 화합물은, 중량 평균 분자량이 50,000~300,000의 폴리머를 포함하는, <1> 내지 <5> 중 어느 한쪽에 기재된 구조체.

<7> 화소는, 착색 화소, 투명 화소 및 적외선 투과층의 화소로부터 선택되는 적어도 1종의 화소를 포함하는, <1> 내지 <6> 중 어느 한쪽에 기재된 구조체.

<8> 지지체와, 지지체 상에 마련된 격벽과, 격벽으로 구획된 영역에 마련된 화소를 갖는 구조체의 격벽의 형성에 이용되는 격벽 형성용 조성물로서, 케이지형 실록세인 화합물과 용제를 포함하는 격벽 형성용 조성물.

<9> <1> 내지 <7> 중 어느 한쪽에 기재된 구조체를 갖는 고체 촬상 소자.

<10> <1> 내지 <7> 중 어느 한쪽에 기재된 구조체를 갖는 화상 표시 장치.

본 발명에 의하면, 굴절률이 작고, 평활성이 우수한 격벽을 갖는 구조체를 제공할 수 있다. 또, 상술한 구조체에 이용되는 격벽 형성용 조성물, 구조체를 포함하는 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 구조체의 일 실시형태를 나타내는 측단면도이다.
도 2는 동 구조체에 있어서의 지지체의 바로 위 방향에서 본 평면도이다.

이하에 있어서, 본 발명의 내용에 대하여 상세하게 설명한다.

본 명세서에 있어서의 기(원자단)의 표기에 있어서, 치환 및 무치환을 기재하지 않은 표기는, 치환기를 갖지 않는 것과 함께 치환기를 갖는 것도 포함하는 것이다. 예를 들면, "알킬기"란, 치환기를 갖지 않는 알킬기(무치환 알킬기)뿐만 아니라, 치환기를 갖는 알킬기(치환 알킬기)도 포함하는 것이다.

본 명세서에 있어서 "노광"이란, 특별히 설명하지 않는 한, 광을 이용한 노광뿐만 아니라, 전자선, 이온빔 등의 입자선을 이용한 묘화도 노광에 포함시킨다. 또, 노광에 이용되는 광으로서는, 일반적으로, 수은등의 휘선 스펙트럼, 엑시머 레이저로 대표되는 원자외선, 극자외선(EUV광), X선, 전자선 등의 활성광선 또는 방사선을 들 수 있다.

본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.

본 명세서에 있어서, 전고형분이란, 조성물의 전체 성분으로부터 용제를 제거한 성분의 합계 질량을 말한다.

본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"는, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 쌍방, 또는 어느 하나를 나타내고, "(메트)아크릴"은, 아크릴 및 메타크릴의 쌍방, 또는 어느 하나를 나타내며, "(메트) 알릴"은, 알릴 및 메탈릴의 쌍방, 또는 어느 하나를 나타내고, "(메트)아크릴로일"은, 아크릴로일 및 메타크릴로일의 쌍방, 또는 어느 하나를 나타낸다.

본 명세서에 있어서 "공정"이라는 말은, 독립적인 공정뿐만 아니라, 다른 공정과 명확하게 구별할 수 없는 경우이더라도 그 공정의 소기의 작용을 달성되면, 본 용어에 포함된다.

본 명세서에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)은, 젤 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의하여 측정한 폴리스타이렌 환산값으로서 정의된다.

<구조체>

본 발명의 구조체에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 구조체의 일 실시형태를 나타내는 측단면도이며, 도 2는, 동 구조체에 있어서의 지지체의 바로 위 방향에서 본 평면도이다.

도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 구조체(100)는, 지지체(1)와, 지지체(1) 상에 마련된 격벽(2)과, 격벽(2)으로 구획된 영역에 마련된 화소(4)를 갖는다. 그리고, 본 발명의 구조체(100)에 있어서는, 격벽(2)이, 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 형성된 격벽인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구조체에 있어서의 격벽은, 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 형성된 것이기 때문에, 굴절률이 작고, 평활성이 우수하다. 케이지형 실록세인 화합물은 분자 구조 내에 비교적 큰 공극을 갖는 구조를 갖고 있기 때문에, 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 격벽을 형성함으로써, 격벽의 굴절률을 보다 저하시킬 수 있다. 또, 케이지형 실록세인을 이용하여 격벽을 형성함으로써, 얻어지는 격벽의 막면 거칠어짐 등을 억제할 수 있어, 평활성이 우수한 격벽을 형성할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명의 구조체에 의하면, 굴절률이 작고, 평활성이 우수한 격벽을 갖는 구조체로 할 수 있다. 그리고, 본 발명의 구조체는, 격벽의 굴절률이 작고 또한 평활성이 우수하기 때문에, 화소를 투과하는 광의 집광률을 보다 높일 수 있다. 이로 인하여, 본 발명의 구조체를 고체 촬상 소자나 화상 표시 장치 등에 도입하여 이용함으로써, 이미징이나 센싱 등의 감도를 보다 높일 수 있다.

또, 본 발명의 구조체는, 격벽과 화소와의 밀착성도 우수하다. 케이지형 실록세인 화합물은, 실록세인 골격에 유기기 등의 관능기가 결합된 구조를 갖고 있기 때문에, 이 관능기에 의하여 화소와의 친화성이 향상되거나, 화소와 상호 작용하기 쉬워져, 그 결과 우수한 밀착성을 얻을 수 있었다고 추측된다.

본 발명의 구조체는, 고체 촬상 소자, 화상 표시 장치 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라, 감시 카메라, 차재 카메라 등에 탑재되는 촬상 디바이스 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 이하 본 발명의 구조체에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 구조체에 있어서, 지지체(1)의 재질로서는 특별히 한정은 없다. 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 실리콘, 무알칼리 유리, 소다 유리, 파이렉스(등록 상표) 유리, 석영 유리 등의 재질로 구성된 기판이나, 고체 촬상 소자 등의 각종 전자 디바이스 등으로 사용되고 있는 기판(실리콘 웨이퍼, 탄화 규소 웨이퍼, 질화 규소 웨이퍼, 사파이어 웨이퍼, 유리 웨이퍼 등)을 이용할 수 있다. 또, 지지체 상에는, 전하 결합 소자(CCD), 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS), 투명 도전막 등이 형성되어 있어도 된다. 또, 지지체 상에는, 텅스텐 등의 차광재로 구성된 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 경우도 있다. 또, 지지체 상에는, 필요에 의하여, 상부의 층과의 밀착성 개량, 물질의 확산 방지 혹은 기판 표면의 평탄화를 위하여 하지층이 마련되어 있어도 된다.

지지체(1) 상에는 격벽(2)이 형성되어 있다. 이 실시형태에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 격벽(2)은, 지지체(1)의 바로 위 방향에서 본 평면도에 있어서, 격자상으로 형성되어 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 지지체(1) 상에 있어서의 격벽(2)에 의하여 구획된 영역의 형상(이하, 격벽의 개구부의 형상이라고도 함)은 정사각 형상을 이루고 있지만, 격벽의 개구부의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 직사각 형상, 원형상, 타원 형상, 또는 다각 형상 등이어도 된다.

격벽(2)은, 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 형성된 것이다. 여기에서, 케이지형 실록세인 화합물이란, 케이지형의 실록세인 구조를 갖는 화합물이다. 격벽(2)은, 케이지형의 실록세인 구조를 갖는 것이 바람직하다. 케이지형의 실록세인 구조는, 완전 케이지형의 실록세인 구조여도 되고, 불완전 케이지형의 실록세인 구조여도 되지만, 보다 굴절률이 작고, 또한 보다 평활성이 우수한 격벽을 형성하기 쉽다는 이유에서 완전 케이지형의 실록세인 구조인 것이 바람직하다. 여기에서, 완전 케이지형의 실록세인 구조란, 실록세인 결합에 의하여 형성된 폐쇄된 공간을 포함하는 다면체 구조의 실록세인 구조를 의미하고, 불완전 케이지형의 실록세인 구조란, 완전 케이지형의 실록세인 구조의 일부가 개환한 구조의 실록세인 구조를 의미한다.

케이지형 실록세인 화합물은, 산소 원자수와 규소 원자수와의 비율인 O/Si가 1.3~1.7인 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

또, 케이지형 실록세인 화합물은, 하기 식 (S1)로 나타나는 부분 구조를 포함하는 화합물인 것이 바람직하다.

(*-SiO_1.5)_n…(S1)

식 중, *는 연결손을 나타내고, n은 6~16의 정수를 나타낸다.

n은, 8, 10, 12, 14, 또는 16인 것이 바람직하고, 8, 10, 또는 12인 것이 보다 바람직하며, 8인 것이 더 바람직하다.

식 (S1)로 나타나는 부분 구조의 구체예로서는, 이하에 식 (S1-1)~(S1-7)로 나타내는 구조를 들 수 있고, 식 (S1-1)로 나타나는 부분 구조인 것이, 굴절률 및 평활성의 관점에서 바람직하다. 또한, 식 (S1-1)~(S1-7)에 있어서의 파선은, 각각 결합손을 나타낸다.

식 (S1-1)

[화학식 2]

[화학식 3]

케이지형 실록세인 화합물의 형태로서는, 모노머여도 되고, 폴리머여도 되지만, 얻어지는 격벽의 굴절률, 평활성의 관점에서 폴리머를 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 또, 케이지형 실록세인 화합물의 전체 질량 중에 있어서의 폴리머의 함유량은, 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 90질량% 이상인 것이 더 바람직하다.

모노머(모노머 타입의 케이지형 실록세인 화합물)의 분자량은, 400~2,000인 것이 바람직하다.

폴리머(폴리머 타입의 케이지형 실록세인 화합물)의 중량 평균 분자량은, 50,000~300,000인 것이 바람직하다. 상한은, 이 폴리머를 포함하는 조성물의 여과성의 관점에서 280,000 이하인 것이 보다 바람직하며, 250,000 이하인 것이 더 바람직하고, 240,000 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 하한은, 굴절률의 관점에서 70,000 이상인 것이 보다 바람직하며, 90,000 이상인 것이 더 바람직하고, 100,000 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 또, 폴리머의 분산도(중량 평균 분자량/수평균 분자량)는, 2~4가 바람직하고, 2~3.5가 보다 바람직하며, 2.5~3.5가 더 바람직하다.

또, 상술한 폴리머는, 상기 식 (S1-1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 폴리머인 것이 바람직하다.

케이지형 실록세인 화합물은, 하기 식 (S2)로 나타나는 화합물 및 이 화합물을 중합하여 얻어지는 폴리머로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하고, 상술한 폴리머를 포함하는 것이 보다 바람직하다.

(R^S1-SiO_1.5)_n…(S2)

식 중, R^S1은, 알킬기 또는 중합성기를 나타내고, n은 6~16의 정수를 나타내며, n개의 R^S1 중 2개 이상의 R^S1은 중합성기이다.

R^S1이 나타내는 알킬기의 탄소수는, 1~10이 바람직하고, 1~8이 보다 바람직하며, 1~5가 더 바람직하고, 1~3이 특히 바람직하다. 알킬기는, 직쇄, 분기, 환상 중 어느 것이어도 되고, 직쇄 또는 환상인 것이 바람직하며, 직쇄인 것이 보다 바람직하다. 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, 사이클로프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, t-뷰틸기, 2-뷰틸기, 사이클로뷰틸기, 펜틸기, 2-펜틸기, 3-펜틸기, 아이소아밀기, 사이클로펜틸기, 헥실기, 2-헥실기, 사이클로헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 2-에틸헥실기, 사이클로옥틸기를 들 수 있으며, 바람직하게는, 메틸기 또는 에틸기이고, 보다 바람직하게는 메틸기이다.

R^S1이 나타내는 중합성기로서는, 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기가 바람직하다. 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기로서는, 예를 들면 바이닐기, 알릴기, 1-프로펜일기, 1-뷰텐일기, 2-뷰텐-1-일기, 1-뷰텐-4-일기, 1-헥센-6-일기, 에타인일기, 프로파길기, 2-뷰틴-1-일기를 들 수 있다. 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 바람직하게는 바이닐기, 치환기를 갖는 바이닐기, 에타인일기, 또는 치환기를 갖는 에타인일기 등을 들 수 있다. 상기에 있어서의 치환기로서는, 예를 들면 탄소수 1~6의 알킬기, 아릴기, 탄소수 2~6의 알켄일기, 탄소수 2~6의 알카인일기 등을 들 수 있다.

R^S1이 나타내는 중합성기는, 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기만으로 구성되어 있어도 되고, 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기와 2가의 연결기로 구성된 기여도 된다. 이 경우, 규소 원자에 대하여, 2가의 연결기를 통하여 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기가 결합된다.

상기의 2가의 연결기로서는,

-[C(R¹¹)(R¹²)]_k-, -CO-, -O-, -N(R¹³)-, -S-, -O-Si(R¹⁴)(R¹⁵)-, 및 이들을 임의로 조합할 수 있는 2가의 연결기를 들 수 있다. (R¹¹~R¹⁵는 각각 독립적으로 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 또는 페닐기를 나타내고, k는 1~6의 정수를 나타낸다.), 그 중에서도, -[C(R¹¹)(R¹²)]_k-, -O-, -O-Si(R¹⁴)(R¹⁵)- 또는 이들을 임의로 조합할 수 있는 2가의 연결기가 바람직하다.

R^S1이 나타내는 중합성기는, 바이닐기 및 에타인일기가 바람직하고, 바이닐기가 보다 바람직하다.

식 (S2)로 나타나는 화합물을 중합하여 얻어지는 폴리머는, 식 (S2)로 나타나는 화합물의 라디칼 중합 또는 하이드로실릴화 반응에 의하여 얻을 수 있다.

라디칼 중합에 이용하는 개시제로서는, 유기 과산화물 및 유기 아조계 화합물을 들 수 있고, 유기 과산화물이 바람직하다. 유기 과산화물 및 유기 아조계 화합물의 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2007-254506호의 단락 번호 0041~0042에 기재된 화합물을 들 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.

식 (S2)로 나타나는 화합물의 하이드로실릴화 반응에 의한 중합은, 식 (S2)로 나타나는 화합물과 실레인 화합물을, 라디칼 발생제 혹은 천이 금속 촉매의 존재하에 행하는 것이 바람직하다. 라디칼 발생제로서는, 유기 과산화물 및 유기 아조계 화합물을 들 수 있다. 천이 금속 촉매로서는, 백금 촉매, 로듐 촉매, 니켈 촉매, 코발트 촉매, 레늄 촉매, 망가니즈 촉매, 크로뮴 촉매, 이리듐 촉매를 들 수 있고, 백금 촉매가 바람직하다. 천이 금속 촉매의 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2007-254506호의 단락 번호 0048의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다. 또, 하이드로실릴화 반응에 의하여 중합을 행하는 경우에는, 가교제를 이용하는 것이 바람직하다. 가교제로서는, SiH 결합을 복수 갖는 화합물이 바람직하고, 테트라메틸사이클로테트라실록세인이나 하이드로-T8-실세스퀴옥세인 등을 바람직하게 이용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 케이지형 실록세인 화합물은, 식 (S2-1)로 나타나는 화합물 및 이 화합물을 중합하여 얻어지는 폴리머로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하고, 상술한 폴리머를 포함하는 것이 보다 바람직하다.

식 (S2-1)

[화학식 4]

상기 식 중, R^S11~R^S18은, 각각 독립적으로 알킬기 또는 중합성기를 나타내고, R^S11~R^S18 중 2~4개는 중합성기를 나타낸다.

R^S11~R^S18이 나타내는 알킬기 및 중합성기에 대해서는, 식 (S2)의 R^S1이 나타내는 알킬기 및 중합성기와 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.

식 (S2)로 나타나는 화합물의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2007-254506호의 단락 번호 0023~0039에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2008-214455호의 단락 번호 0021~0024에 기재된 화합물을 들 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다. 또, 식 (S2)로 나타나는 화합물의 폴리머로서는, 하기 식 (S2-1-1)~식 (S2-1-3)으로 나타나는 구조를 갖는 폴리머를 들 수 있다.

[화학식 5]

격벽(2)의 형성에 이용되는 조성물은, 케이지형 실록세인 화합물 외에 용제 등 외 성분을 더 함유할 수 있다. 격벽(2)의 형성에 이용되는 조성물(격벽 형성용 조성물)에 대해서는 후술한다.

격벽(2)의 폭(W1)은, 20~500nm인 것이 바람직하다. 하한은, 30nm 이상인 것이 보다 바람직하며, 40nm 이상인 것이 더 바람직하고, 50nm 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 상한은, 300nm 이하인 것이 보다 바람직하며, 200nm 이하인 것이 더 바람직하고, 100nm 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

격벽(2)의 높이(H1)는, 200~1000nm인 것이 바람직하고, 300~700nm인 것이 보다 바람직하다. 또, 격벽(2)의 높이(H1)는, 화소(4)의 두께×200% 이하인 것이 바람직하고, 화소(4)의 두께×150% 이하인 것이 보다 바람직하며, 화소(4)의 두께와 실질적으로 동일하다고 하는 것이 더 바람직하다.

격벽(2)의 높이(H1)와 폭(W1)의 비(높이(H1)/폭(W1))는, 격벽의 성형성의 관점에서 1~100인 것이 바람직하고, 5~50인 것이 보다 바람직하며, 5~30인 것이 더 바람직하다.

격벽(2)의 피치(P1)는, 특별히 한정은 없다. 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 고화소의 고체 촬상 소자 용도에서는, 500~2000nm인 것이 바람직하고, 500~1500nm인 것이 보다 바람직하며, 500~1000nm인 것이 더 바람직하다.

격벽(2)의 파장 550nm의 광의 굴절률은, 1.10~1.40인 것이 바람직하고, 1.15~1.37인 것이 보다 바람직하며, 1.20~1.35인 것이 더 바람직하다.

지지체(1) 상이고, 격벽(2)으로 구획된 영역(격벽의 개구부)에는, 화소(4)가 형성되어 있다. 화소의 종류로서는, 특별히 한정은 없다. 적색, 청색, 녹색, 마젠타, 사이안 등의 착색 화소나, 적외선 투과층의 화소, 투명 화소 등을 들 수 있다. 화소의 종류와 배치는 임의로 선택할 수 있지만, 화소(4)는, 착색 화소 및 적외선 투과층의 화소로부터 선택되는 적어도 1종의 화소를 포함하는 것이 바람직하다.

투명 화소로서는, 파장 400~600nm의 범위에 있어서의 투과율의 최솟값이 80% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하며, 95% 이상인 것이 더 바람직하다.

적외선 투과층의 화소로서는, 예를 들면 파장 700~2500nm의 범위의 광의 적어도 일부를 투과시키는 분광 특성을 갖는 필터층의 화소인 것이 바람직하고, 파장 700~2000nm의 범위의 광의 적어도 일부를 투과시키는 분광 특성을 갖는 필터층의 화소인 것이 보다 바람직하며, 파장 700~1500nm의 범위의 광의 적어도 일부를 투과시키는 분광 특성을 갖는 필터층의 화소인 것이 더 바람직하고, 파장 700~1300nm의 범위의 광의 적어도 일부를 투과시키는 분광 특성을 갖는 필터층의 화소인 것이 보다 더 바람직하며, 파장 700~1000nm의 범위의 광의 적어도 일부를 투과시키는 분광 특성을 갖는 필터층의 화소인 것이 특히 바람직하다. 또, 적외선 투과층은, 1층의 막(단층막)으로 구성되어 있어도 되고, 2층 이상의 막의 적층체(다층막)로 구성되어 있어도 된다. 또, 적외선 투과층이 다층막으로 구성되어 있는 경우는, 다층막 전체적으로 상술한 분광 특성을 갖고 있으면 되고, 1층의 막 자체에 대해서는 각각 상술한 분광 특성을 갖고 있지 않아도 된다.

적외선 투과층의 화소의 바람직한 예로서, 예를 들면 이하의 (1)~(4) 중 어느 하나의 분광 특성을 갖는 필터층의 화소를 들 수 있다.

(1): 두께 방향에 있어서의 광의 투과율의, 파장 400~640nm의 범위에 있어서의 최댓값이 20% 이하(바람직하게는 15% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하)이며, 두께 방향에 있어서의 광의 투과율의, 파장 800~1300nm의 범위에 있어서의 최솟값이 70% 이상(바람직하게는 75% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상)인 필터층의 화소. 이 화소에 의하면, 파장 400~640nm의 범위의 광을 차광하여, 파장 720nm 이상의 광을 투과시킬 수 있다.

(2): 두께 방향에 있어서의 광의 투과율의, 파장 400~750nm의 범위에 있어서의 최댓값이 20% 이하(바람직하게는 15% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하)이며, 두께 방향에 있어서의 광의 투과율의, 파장 900~1300nm의 범위에 있어서의 최솟값이 70% 이상(바람직하게는 75% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상)인 필터층의 화소. 이 화소에 의하면, 파장 400~750nm의 범위의 광을 차광하여, 파장 850nm 이상의 광을 투과시킬 수 있다.

(3): 두께 방향에 있어서의 광의 투과율의, 파장 400~850nm의 범위에 있어서의 최댓값이 20% 이하(바람직하게는 15% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하)이며, 두께 방향에 있어서의 광의 투과율의, 파장 1000~1300nm의 범위에 있어서의 최솟값이 70% 이상(바람직하게는 75% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상)인 필터층의 화소. 이 화소에 의하면, 파장 400~850nm의 범위의 광을 차광하여, 파장 940nm 이상의 광을 투과시킬 수 있다.

(4): 두께 방향에 있어서의 광의 투과율의, 파장 400~950nm의 범위에 있어서의 최댓값이 20% 이하(바람직하게는 15% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하)이며, 두께 방향에 있어서의 광의 투과율의, 파장 1100~1300nm의 범위에 있어서의 최솟값이 70% 이상(바람직하게는 75% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상)인 필터층의 화소. 이 화소에 의하면, 파장 400~950nm의 범위의 광을 차광하여, 파장 1040nm 이상의 광을 투과시킬 수 있다.

화소(4)의 높이(H2)는, 용도에 의하여 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 고체 촬상 소자 용도에서는, 300~1000nm인 것이 바람직하고, 300~800nm인 것이 보다 바람직하며, 300~600nm인 것이 더 바람직하다. 또, 화소(4)의 높이(H2)는, 격벽(2)의 높이(H1)의 50~150%인 것이 바람직하고, 70~130%인 것이 보다 바람직하며, 90~110%인 것이 더 바람직하다.

화소(4)는, 각종의 화소 형성용 조성물을 이용하여 형성할 수 있다. 화소 형성용 조성물에 대해서는 후술한다.

본 발명의 구조체는, 격벽(2)과 화소(4)의 사이에 유기물층이 마련되어 있어도 된다. 이 양태에 의하면, 격벽(2)과 화소(4)와의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다. 유기물층으로서는, 수지나 경화성 화합물 등을 포함하는 조성물을 이용하여 형성할 수 있다. 수지로서는 예를 들면, (메트)아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리에스터 수지 등을 들 수 있다. 경화성 화합물로서는 후술하는 재료 등을 들 수 있다.

본 발명의 구조체는, 화소(4) 상에 집광 렌즈 등이 마련되어 있어도 된다. 또, 집광 렌즈는 화소의 표면에 마련되어 있어도 되고, 화소(4)와 집광 렌즈의 사이에 중간층이 더 마련되어 있어도 된다. 중간층으로서는, 상기의 유기물층이나, 저굴층 등을 들 수 있다. 저굴층은 본 발명의 격벽 형성용 조성물을 이용하여 형성한 막이어도 된다.

<격벽 형성용 조성물>

다음으로, 본 발명의 구조체에 있어서의 격벽의 형성에 이용되는 조성물(격벽 형성용 조성물)에 대하여 또한, 자세하게 설명한다.

(케이지형 실록세인 화합물)

격벽 형성용 조성물은, 케이지형 실록세인 화합물을 포함한다. 케이지형 실록세인 화합물에 대해서는 상술한 것을 들 수 있다.

격벽 형성용 조성물 중에 있어서의 케이지형 실록세인 화합물의 함유량은, 1질량% 이상인 것이 바람직하고, 5질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

격벽 형성용 조성물의 전고형분 중에 있어서의 케이지형 실록세인 화합물의 함유량은, 40질량% 이상인 것이 바람직하고, 60질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 80질량% 이상인 것이 더 바람직하다. 격벽 형성용 조성물의 전고형분 중에 있어서의 케이지형 실록세인 화합물의 함유량이 많을수록, 굴절률이 낮고, 평활성이 우수한 격벽을 형성하기 쉽다.

격벽 형성용 조성물의 전고형분 중에 있어서의 폴리머 타입의 케이지형 실록세인 화합물의 함유량은, 45질량% 이상인 것이 바람직하고, 65질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 85질량% 이상인 것이 더 바람직하다.

또, 격벽 형성용 조성물에 포함되는 케이지형 실록세인 화합물의 전체 질량 중에 있어서의 폴리머 타입의 케이지형 실록세인 화합물의 함유량은, 50질량% 이상인 것이 바람직하고, 70질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 90질량% 이상인 것이 더 바람직하다. 케이지형 실록세인 화합물은 실질적으로 폴리머 타입의 케이지형 실록세인 화합물만인 것도 바람직하다. 또한, 격벽 형성용 조성물에 포함되는 케이지형 실록세인 화합물이, 실질적으로 폴리머 타입의 케이지형 실록세인 화합물만인 경우란, 케이지형 실록세인 화합물의 전체 질량 중에 있어서의 폴리머 타입의 케이지형 실록세인 화합물의 함유량이 99질량% 이상인 것을 의미하고, 99.5질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 폴리머 타입의 케이지형 실록세인 화합물만인 것이 더 바람직하다.

또, 케이지형 실록세인 화합물로서 폴리머 타입의 케이지형 실록세인 화합물과 모노머 타입의 케이지형 실록세인 화합물을 병용할 수도 있다. 양자를 병용함으로써 격벽 형성용 조성물의 경화성을 향상시킬 수 있다. 또, 화소와의 밀착성을 높일 수도 있다. 양자를 병용하는 경우, 폴리머 타입의 케이지형 실록세인 화합물의 100질량부에 대하여, 모노머 타입의 케이지형 실록세인 화합물이 0.01~10질량부인 것이 바람직하고, 0.1~1.0질량부인 것이 보다 바람직하다.

(다른 저굴절 재료)

본 발명의 격벽 형성용 조성물은, 케이지형 실록세인 화합물 이외의 다른 저굴절 재료를 함유할 수 있다. 다른 저굴절 재료로서는, 케이지형 실록세인 화합물 이외의 실록세인 수지, 불소 수지, 콜로이달 실리카 입자 등을 들 수 있다.

실록세인 수지로서는, 알콕시 실레인 원료를 이용하여, 가수분해 반응 및 축합 반응을 통하여 얻어지는 수지를 들 수 있다. 실록세인 수지는 케이지형의 실세스퀴옥세인 구조를 갖는 실록세인 수지여도 된다.

불소 수지로서는, 분자 중에 불소를 함유하는 수지를 들 수 있다. 구체적으로는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리헥사플루오로프로필렌, 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬바이닐에터 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/에틸렌 공중합체, 헥사플루오로프로필렌/프로필렌 공중합체, 폴리바이닐리덴플루오라이드, 바이닐리덴플루오라이드/에틸렌 공중합체 등을 들 수 있다. 또, 어모퍼스 불소 수지도 바람직하게 이용되고, 시판품으로서는 CYTOP(아사히 가라스제) 등을 들 수 있다. 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소 수지의 중량 평균 분자량은 10만~1000만의 범위가 바람직하고, 10만~100만이 보다 바람직하다. 폴리테트라플루오로에틸렌의 시판품으로서는, 미쓰이·듀폰 플루오로 케미컬(주)제의 테플론(등록 상표) 6-J, 테플론(등록 상표) 6C-J, 테플론(등록 상표) 62-J, 아사히 ICI 플루오로 폴리머즈(주)제의 플루온 CD1이나 CD076을 들 수 있다. 또, 폴리테트라플루오로에틸렌 입자와 유기계 중합체로 이루어지는 폴리테트라플루오로에틸렌 함유 혼합 분체의 시판품으로서는, 미츠비시 레이온(주)로부터, "메타블렌(등록 상표)" A 시리즈로서 시판되고, "메타블렌(등록 상표)" A-3000, "메타블렌(등록 상표)" A-3800 등이 시판되고 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 분자 중에 실록세인 결합과 불소 원자를 포함하는 수지에 대해서는, 실록세인 수지에 해당하는 것으로 한다.

콜로이달 실리카 입자의 바람직한 양태로서는, 이하의 제1~3 양태를 들 수 있다.

제1 양태: 동적 광산란법에 의하여 측정된 평균 입자 직경 D₁이 25~1000nm이며, 또한 평균 입자 직경 D₁과, 질소 흡착법에 의하여 측정된 콜로이달 실리카 입자의 비표면적 S로부터 산출되는 평균 입자 직경 D₂와의 비 D₁/D₂가 3 이상인 양태.

제2 양태: 복수 개의 구상 실리카 입자가 평면적으로 연결되어 있는 양태.

제3 양태: 복수 개의 구상 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 있는 양태.

제1 양태의 콜로이달 실리카 입자는, 추가로 제2 양태 또는 제3 양태의 콜로이달 실리카 입자의 요건을 충족하고 있어도 된다. 또, 제2 양태의 콜로이달 실리카 입자는, 추가로 제1 양태의 요건을 충족하고 있어도 된다. 또, 제3 양태의 콜로이달 실리카 입자는, 추가로 제1 양태의 콜로이달 실리카 입자의 요건을 충족하고 있어도 된다.

또한, 본 명세서에 있어서 "구상"이란, 실질적으로 구형이면 되고, 본 발명의 효과를 나타내는 범위에서, 변형하고 있어도 되는 의미이다. 예를 들면, 표면에 요철을 갖는 형상이나, 소정의 방향으로 장축을 갖는 편평 형상도 포함하는 의미이다.

또, "복수 개의 구상 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 있다"란, 복수 개의 구상 실리카 입자끼리가 직쇄상 및/또는 분기한 형태로 연결된 구조를 의미한다. 예를 들면, 복수 개의 구상 실리카 입자끼리가, 이보다 외경이 작은 접합부에서 연결된 구조를 들 수 있다. 또, 본 발명에 있어서, "복수 개의 구상 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 있는" 구조로서는, 링상으로 연결된 형태를 이루고 있는 구조뿐만 아니라, 말단을 갖는 쇄상의 형태를 이루고 있는 구조도 포함된다.

또, "복수 개의 구상 실리카 입자가 평면적으로 연결되어 있다"란, 복수 개의 구상 실리카 입자끼리가, 대략 동일 평면 상에 있어서 연결된 구조를 의미한다. 또한, "대략 동일 평면"이란 동일 평면인 경우뿐만 아니라, 동일 평면에서 상하로 어긋나 있어도 되는 의미이다. 예를 들면, 실리카 입자의 입자경의 50% 이하의 범위에서 상하로 어긋나 있어도 된다.

본 발명에서 이용되는 콜로이달 실리카 입자는, 동적 광산란법에 의하여 측정된 평균 입자 직경 D₁과 상기의 평균 입자 직경 D₂와의 비 D₁/D₂가 3 이상인 것이 바람직하다. D₁/D₂의 상한은 특별히 없지만, 1000 이하인 것이 바람직하고, 800 이하인 것이 보다 바람직하며, 500 이하인 것이 더 바람직하다. D₁/D₂를 이와 같은 범위로 함으로써, 양호한 광학 특성을 발현하고, 나아가서는 건조 시에 있어서의 응집을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 콜로이달 실리카 입자에 있어서의 D₁/D₂의 값은, 구상 실리카 입자의 연결 정도의 지표이기도 하다.

콜로이달 실리카 입자의 상기 평균 입자 직경 D₂는, 구상 실리카의 일차 입자에 근사하는 평균 입자경으로 간주할 수 있다. 평균 입자 직경 D₂는 1nm 이상인 것이 바람직하고, 3nm 이상인 것이 보다 바람직하며, 5nm 이상인 것이 더 바람직하고, 7nm 이상인 것이 특히 바람직하다. 상한으로서는, 100nm 이하인 것이 바람직하고, 80nm 이하인 것이 보다 바람직하며, 70nm 이하인 것이 더 바람직하고, 60nm 이하인 것이 보다 보다 더 바람직하며, 50nm 이하인 것이 특히 바람직하다.

평균 입자 직경 D₂는, 투과형 전자 현미경(TEM)에 의하여 측정한 구상 부분의 투영상에 있어서의 원상당 직경(D0)으로 대용할 수 있다. 원상당 직경에 의한 평균 입자경은 특별히 설명하지 않는 한, 50개 이상의 입자의 수평균으로 평가한다.

콜로이달 실리카 입자의 상기 평균 입자 직경 D₁은, 복수의 구상 실리카 입자가 모인 2차 입자의 수평균 입경으로 간주할 수 있다. 따라서, 통상, D₁>D₂의 관계가 성립된다. 평균 입자 직경 D₁은, 25nm 이상인 것이 바람직하고, 30nm 이상인 것이 보다 바람직하며, 35nm 이상인 것이 특히 바람직하다. 상한으로서는, 1000nm 이하인 것이 바람직하고, 700nm 이하인 것이 보다 바람직하며, 500nm 이하인 것이 더 바람직하고, 300nm 이하인 것이 특히 바람직하다.

콜로이달 실리카 입자의 상기 평균 입자 직경 D₁의 측정은, 특별히 설명하지 않는 한, 동적 광산란식 입경 분포 측정 장치(닛키소제 나노 트랙 Nanotrac Wave-EX150[상품명])를 이용하여 행한다. 수순은 이하와 같다. 콜로이달 실리카 입자의 분산액을 20ml 샘플병에 분취하고, 톨루엔에 의하여 고형분 농도가 0.2질량%가 되도록 희석 조정한다. 희석 후의 시료 용액은, 40kHz의 초음파를 1분간 조사하여, 그 직후에 시험에 사용한다. 온도 25℃에서 2ml의 측정용 석영 셀을 사용하여 데이터 인출을 10회 행하고, 얻어진 "수평균"을 평균 입자경으로 한다. 그 외의 상세한 조건 등은 필요에 따라 JISZ8828: 2013 "입자경 해석-동적 광산란법"의 기재를 참조한다. 1수준당 5개의 시료를 제작하여 그 평균값을 채용한다.

콜로이달 실리카 입자는, 평균 입자경 1~80nm의 구상 실리카 입자가, 연결재를 통하여 복수 개 연결하고 있는 것이 바람직하다. 구상 실리카 입자의 평균 입자경의 상한으로서는, 70nm 이하인 것이 바람직하고, 60nm 이하인 것이 보다 바람직하며, 50nm 이하인 것이 더 바람직하다. 또, 구상 실리카 입자의 평균 입자경의 하한으로서는, 3nm 이상인 것이 바람직하고, 5nm 이상인 것이 보다 바람직하며, 7nm 이상인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서 구상 실리카 입자의 평균 입자경의 값은, 투과형 전자 현미경(TEM)에 의하여 측정한 구상 부분의 투영상에 있어서의 원상당 직경으로부터 구해지는 평균 입자경의 값을 이용한다.

구상 실리카 입자끼리를 연결하는 연결재로서는, 금속 산화물 함유 실리카를 들 수 있다. 금속 산화물로서는, 예를 들면 Ca, Mg, Sr, Ba, Zn, Sn, Pb, Ni, Co, Fe, Al, In, Y, Ti로부터 선택되는 금속의 산화물 등을 들 수 있다. 금속 산화물 함유 실리카로서는, 이들 금속 산화물과 실리카(SiO₂)와의 반응물, 혼합물 등을 들 수 있다. 연결재에 대해서는, 국제 공개공보 WO2000/015552호의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.

구상 실리카 입자의 연결수로서는, 3개 이상이 바람직하고, 5개 이상이 보다 바람직하다. 상한은, 1000개 이하가 바람직하고, 800개 이하가 보다 바람직하며, 500개 이하가 더 바람직하다. 구상 실리카 입자의 연결수는, TEM으로 측정할 수 있다.

콜로이달 실리카 입자는, 입자액(졸) 상태로 이용해도 된다. 예를 들면 일본 특허공보 제4328935호에 기재되어 있는 실리카 졸 등을 사용할 수 있다. 콜로이달 실리카 입자를 분산시키는 매체로서는, 알코올(예를 들면, 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올(IPA)), 에틸렌글라이콜, 글라이콜에터(예를 들면, 프로필렌글라이콜모노메틸에터), 글라이콜에터아세테이트(예를 들면, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트) 등이 예시된다. 또, 후술하는 용제 A1, 용제 A2 등을 이용할 수도 있다. 입자액(졸)에 있어서, SiO₂ 농도는 5~40질량%인 것이 바람직하다. 입자액(졸)은 시판품을 이용할 수도 있다. 예를 들면, 닛산 가가쿠 고교사제의 "스노텍스 OUP", "스노텍스 UP", "IPA-ST-UP", "스노텍스 PS-M", "스노텍스 PS-MO", "스노텍스 PS-S", "스노텍스 PS-SO", 쇼쿠바이 가세이 고교 주식회사제의 "파인 카탈로이드 F-120", 후소 가가쿠 고교 주식회사제의 "쿼트론 PL" 등을 들 수 있다.

다른 저굴절 재료의 함유량은, 케이지형 실록세인 화합물의 100질량부에 대하여, 50질량부 이하인 것이 바람직하고, 30질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 10질량부 이하인 것이 더 바람직하다.

또, 격벽 형성용 조성물은, 다른 저굴절 재료를 실질적으로 함유하지 않는 것도 바람직하다. 다른 저굴절 재료를 실질적으로 함유하지 않는다란, 다른 저굴절 재료의 함유량이, 케이지형 실록세인 화합물의 100질량부에 대하여, 1질량부 이하인 것이 바람직하고, 0.1질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 다른 저굴절 재료를 함유하지 않는 것이 더 바람직하다.

(용제)

격벽 형성용 조성물은 용제를 포함한다. 용제로서는, 유기 용매(지방족 화합물, 할로젠화 탄화 수소 화합물, 알코올 화합물, 에터 화합물, 에스터 화합물, 케톤 화합물, 나이트릴기 화합물, 아마이드 화합물, 설폭사이드 화합물, 방향족 화합물) 또는 물을 들 수 있다. 각각의 예를 하기에 열거한다.

·지방족 화합물

헥세인, 헵테인, 사이클로헥세인, 메틸사이클로헥세인, 옥테인, 펜테인, 사이클로펜테인 등.

·할로젠화 탄화 수소 화합물

염화 메틸렌, 클로로폼, 다이클로로메테인, 이염화 에테인, 사염화 탄소, 트라이클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 에피클로로하이드린, 모노클로로벤젠, 오쏘다이클로로벤젠, 알릴클로라이드, HCFC, 모노클로로 아세트산 메틸, 모노클로로 아세트산 에틸, 모노클로로 아세트산, 트라이클로로 아세트산, 브로민화 메틸, 트라이(테트라)클로로에틸렌 등.

·알코올 화합물

메틸알코올, 에틸알코올, 1-프로필알코올, 2-프로필알코올, 2-뷰탄올, 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 글리세린, 1,6-헥세인다이올, 사이클로헥세인다이올, 소비톨, 자일리톨, 2-메틸-2,4-펜테인다이올, 1,3-뷰테인다이올, 1,4-뷰테인다이올 등.

·에터 화합물 (수산기 함유 에터 화합물을 포함함)

다이메틸에터, 다이에틸에터, 다이아이소프로필에터, 다이뷰틸에터, t-뷰틸메틸에터, 사이클로헥실메틸에터, 아니솔, 테트라하이드로퓨란, 에틸렌글라이콜모노메틸에터, 에틸렌글라이콜모노뷰틸에터, 다이에틸렌글라이콜, 다이프로필렌글라이콜, 프로필렌글라이콜모노메틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노메틸에터, 다이에틸렌글라이콜다이뷰틸에터, 트라이에틸렌글라이콜, 폴리에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜모노메틸에터, 다이프로필렌글라이콜모노메틸에터, 트라이프로필렌글라이콜모노메틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노뷰틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노뷰틸에터, 트라이에틸렌글라이콜모노메틸에터, 트라이에틸렌글라이콜모노뷰틸에터, 테트라에틸렌글라이콜다이메틸에터, 에틸렌글라이콜모노페닐에터, 다이에틸렌글라이콜모노헥실에터, 다이에틸렌글라이콜모노벤질에터, 트라이프로필렌글라이콜모노메틸에터, 폴리에틸렌글라이콜모노메틸에터, 폴리에틸렌글라이콜다이메틸에터 등.

·에스터 화합물

아세트산 에틸, 락트산 에틸, 2-(1-메톡시)프로필아세테이트, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트, 3-에톡시프로피온산 에틸, 탄산프로필렌, 1,3-뷰틸렌글라이콜다이아세테이트 등.

·케톤 화합물

아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤, 사이클로헥산온, 2-헵탄온 등.

·나이트릴기 화합물

아세토나이트릴기 등.

·아마이드 화합물

N,N-다이메틸폼아마이드, 1-메틸-2-피롤리돈, 2-피롤리딘온, 1,3-다이메틸-2-이미다졸리딘온, 2-피롤리딘온, ε-카프로락탐, 폼아마이드, N-메틸폼아마이드, 아세트아마이드, N-메틸아세트아마이드, N,N-다이메틸아세트아마이드, N-메틸프로페인아마이드, 헥사메틸포스포릭트라이아마이드, 3-메톡시-N,N-다이메틸프로페인아마이드, 3-뷰톡시-N,N-다이메틸프로페인아마이드 등.

·설폭사이드 화합물

다이메틸설폭사이드 등.

·방향족 화합물

벤젠, 톨루엔 등.

격벽 형성용 조성물에 있어서, 용제의 함유량은, 격벽 형성용 조성물의 전체량에 대하여 70~99질량%인 것이 바람직하다. 상한은 97질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 95질량% 이하인 것이 더 바람직하고, 93질량% 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 하한은 75질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 80질량% 이상인 것이 더 바람직하고, 85질량% 이상인 것이 보다 더 바람직하다.

(계면활성제)

격벽 형성용 조성물은 계면활성제를 함유해도 된다. 계면활성제로서는, 비이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제 중 어느 하나를 이용해도 된다. 비이온 계면활성제에 있어서는, 불소계 계면활성제가 바람직하다. 특히, 불소계 계면활성제, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제가 바람직하고, 불소계 계면활성제가 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 폴리옥시알킬렌 구조를 갖는 계면활성제를 함유하는 것이 바람직하다. 폴리옥시알킬렌 구조란, 알킬렌기와 2가의 산소 원자가 인접하여 존재하고 있는 구조를 말하며, 구체적으로는 에틸렌옥사이드(EO) 구조, 프로필렌옥사이드(PO) 구조 등을 들 수 있다. 폴리옥시알킬렌 구조는, 아크릴 폴리머의 그래프트쇄를 구성하고 있어도 된다.

계면활성제가 고분자 화합물일 때, 중량 평균 분자량은 1500 이상인 것이 바람직하고, 2500 이상인 것이 보다 바람직하며, 5000 이상인 것이 더 바람직하고, 10000 이상인 것이 특히 바람직하다. 상한으로서는, 50000 이하인 것이 바람직하고, 25000 이하인 것이 보다 바람직하며, 17500 이하인 것이 특히 바람직하다.

불소계 계면활성제로서는, 폴리에틸렌 주쇄를 갖는 폴리머(고분자) 계면활성제인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 폴리(메트)아크릴레이트 구조를 갖는 폴리머(고분자) 계면활성제가 바람직하다. 그 중에서도, 본 발명에 있어서는, 상기 폴리옥시알킬렌 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트 구성 단위와, 불화 알킬아크릴레이트 구성 단위와의 공중합체가 바람직하다.

또, 불소계 계면활성제로서, 어느 하나의 부위에 플루오로알킬기 또는 플루오로알킬렌기(탄소수 1~24가 바람직하고, 2~12가 보다 바람직함)를 갖는 화합물을 적합하게 이용할 수 있다. 바람직하게는, 측쇄에 상기 플루오로알킬기 또는 플루오로알킬렌기를 갖는 고분자 화합물을 이용할 수 있다. 불소계 계면활성제는, 또한 상기 폴리옥시알킬렌 구조를 갖는 것이 바람직하고, 측쇄에 폴리옥시알킬렌 구조를 갖는 것이 보다 바람직하다. 플루오로알킬기 또는 플루오로알킬렌기를 갖는 화합물에 대해서는, 국제 공개공보 WO2015/190374호의 단락 0034~0040을 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.

불소계 계면활성제로서는, 예를 들면 메가팍 F171, F172, F173, F176, F177, F141, F142, F143, F144, R30, F437, F479, F482, F554, F559, F780, F781F(이상, DIC(주)제), 플루오라드 FC430, FC431, FC171(이상, 스미토모 3M(주)제), 서프론 S-382, S-141, S-145, SC-101, SC-103, 동 SC-104, SC-105, SC1068, SC-381, SC-383, S-393, KH-40(이상, 아사히 가라스(주)제), 에프톱 EF301, EF303, EF351, EF352(이상, 젬코(주)제), PF636, PF656, PF6320, PF6520, PF7002(이상, 옴노바(OMNOVA)사제) 등을 들 수 있다.

또, 불소계 계면활성제는, 블록 폴리머를 이용할 수도 있다. 예를 들면 일본 공개특허공보 2011-089090호에 기재된 화합물을 들 수 있다. 불소계 계면활성제는, 불소 원자를 갖는 (메트)아크릴레이트 화합물에서 유래하는 반복 단위와, 알킬렌옥시기(바람직하게는 에틸렌옥시기, 프로필렌옥시기)를 2 이상(바람직하게는 5 이상) 갖는 (메트)아크릴레이트 화합물에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 함불소 고분자 화합물도 바람직하게 이용할 수 있다. 하기 화합물도 본 발명에서 이용되는 불소계 계면활성제로서 예시된다.

[화학식 6]

상기의 화합물의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 3,000~50,000이며, 예를 들면 14,000이다. 상기의 화합물 중, 반복 단위의 비율을 나타내는 %는 몰%이다.

불소계 계면활성제 이외의 비이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제에 대해서는, 국제 공개공보 WO2015/190374호의 단락 0042~0045를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.

격벽 형성용 조성물이 계면활성제를 함유하는 경우, 계면활성제의 함유량은, 격벽 형성용 조성물의 전고형분 중 0.01질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.05질량% 이상이 보다 바람직하며, 0.1질량% 이상이 특히 바람직하다. 상한으로서는, 1질량% 이하가 바람직하고, 0.75질량% 이하가 보다 바람직하며, 0.5질량% 이하가 특히 바람직하다. 계면활성제는, 1종류만이어도 되고, 2종 이상 포함하고 있어도 된다. 2종 이상 포함하는 경우는, 그들의 합계가 상기 범위인 것이 바람직하다.

또, 격벽 형성용 조성물은, 계면활성제를 실질적으로 포함하지 않는 것도 바람직하다. 격벽 형성용 조성물이 계면활성제를 실질적으로 포함하지 않는 경우에 있어서는, 화소와의 밀착성을 보다 향상시키기 쉽다. 또한, 계면활성제를 실질적으로 포함하지 않는 경우란, 계면활성제의 함유량이, 격벽 형성용 조성물의 전고형분 중 0.005질량% 이하인 것을 의미하고, 0.001질량% 이하인 것이 바람직하며, 계면활성제를 함유하지 않는 것이 보다 바람직하다.

(경화성 화합물)

격벽 형성용 조성물은, 케이지형 실록세인 화합물 이외의 성분으로서, 경화성 화합물을 더 포함할 수 있다. 경화성 화합물은, 예를 들면 에틸렌성 불포화 결합기를 갖는 화합물, 에폭시기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 에틸렌성 불포화 결합기로서는, 바이닐기, (메트)알릴기, (메트)아크릴로일기 등을 들 수 있다. 에틸렌성 불포화 결합기를 갖는 화합물로서는, 중합성 화합물인 것이 바람직하고, 라디칼 중합성 화합물인 것이 보다 바람직하다.

경화성 화합물로서 이용되는 에틸렌성 불포화 결합기를 갖는 화합물로서는, 모노머, 프리폴리머, 올리고머 등의 화학적 형태 중 어느 것이어도 되지만, 모노머가 바람직하다. 에틸렌성 불포화 결합기를 갖는 화합물의 분자량은, 100~3000이 바람직하다. 상한은, 2000 이하가 보다 바람직하고, 1500 이하가 더 바람직하다. 하한은, 150 이상이 보다 바람직하고, 250 이상이 더 바람직하다.

에틸렌성 불포화 결합기를 갖는 화합물은, 에틸렌성 불포화 결합기를 3개 이상 포함하는 화합물인 것이 바람직하고, 에틸렌성 불포화 결합기를 3~15개 포함하는 화합물인 것이 보다 바람직하며, 에틸렌성 불포화 결합기를 3~6개 포함하는 화합물인 것이 더 바람직하다. 또, 에틸렌성 불포화 결합기를 갖는 화합물은, 3~15 관능의 (메트)아크릴레이트 화합물인 것이 바람직하고, 3~6 관능의 (메트)아크릴레이트 화합물인 것이 보다 바람직하다. 에틸렌성 불포화 결합기를 갖는 화합물의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2009-288705호의 단락 번호 0095~0108, 일본 공개특허공보 2013-029760호의 단락 0227, 일본 공개특허공보 2008-292970호의 단락 번호 0254~0257에 기재된 화합물을 들 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다.

경화성 화합물로서 이용되는 에폭시기를 갖는 화합물(이하, 에폭시 화합물이라고도 함)로서는, 에폭시기를 1분자 내에 1~100개 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 에폭시기의 하한은, 2개 이상이 보다 바람직하다. 에폭시기의 상한은, 예를 들면 10개 이하로 할 수도 있고, 5개 이하로 할 수도 있다.

에폭시 화합물은, 에폭시 당량(=에폭시 화합물의 분자량/에폭시기의 수)이 500g/당량 이하인 것이 바람직하고, 100~400g/당량인 것이 보다 바람직하며, 100~300g/당량인 것이 더 바람직하다.

에폭시 화합물은, 저분자 화합물(예를 들면, 분자량 1000 미만)이어도 되고, 고분자 화합물(macromolecule)(예를 들면, 분자량 1000 이상, 폴리머의 경우는, 중량 평균 분자량이 1000 이상)이어도 된다. 에폭시 화합물의 중량 평균 분자량은, 200~100000이 바람직하고, 500~50000이 보다 바람직하다. 중량 평균 분자량의 상한은, 10000 이하가 보다 바람직하고, 5000 이하가 더 바람직하고, 3000 이하가 보다 더 바람직하다.

에폭시 화합물로서는, 일본 공개특허공보 2013-011869호의 단락 번호 0034~0036, 일본 공개특허공보 2014-043556호의 단락 번호 0147~0156, 일본 공개특허공보 2014-089408호의 단락 번호 0085~0092에 기재된 화합물을 이용할 수도 있다. 이들 내용은, 본 명세서에 원용된다.

격벽 형성용 조성물이 경화성 화합물을 함유하는 경우, 경화성 화합물의 함유량은, 격벽 형성용 조성물의 전고형분 중 1질량% 이상이 바람직하고, 5질량% 이상이 보다 바람직하며, 10질량% 이상이 특히 바람직하다. 상한으로서는, 50질량% 이하가 바람직하고, 30질량% 이하가 보다 바람직하며, 20질량% 이하가 특히 바람직하다. 또, 격벽 형성용 조성물은, 경화성 화합물을 실질적으로 포함하지 않는 것도 바람직하다. 격벽 형성용 조성물이 경화성 화합물을 실질적으로 포함하지 않는 경우에 있어서는, 얻어지는 격벽의 굴절률을 보다 작게 하기 쉽다. 또한, 격벽 형성용 조성물이 경화성 화합물을 실질적으로 포함하지 않는 경우란, 경화성 화합물의 함유량이, 격벽 형성용 조성물의 전고형분 중 0.005질량% 이하인 것을 의미하고, 0.001질량% 이하인 것이 바람직하며, 경화성 화합물을 함유하지 않는 것이 보다 바람직하다.

(광중합 개시제)

격벽 형성용 조성물은, 경화성 화합물로서 중합성 화합물을 함유하는 경우, 광중합 개시제를 더 함유하는 것이 바람직하다. 광중합 개시제로서는, 중합성 화합물의 중합을 개시하는 능력을 갖는 한, 특별히 제한은 없고, 공지의 광중합 개시제 중에서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 자외선 영역으로부터 가시 영역의 광선에 대하여 감광성을 갖는 화합물이 바람직하다. 또, 광 여기된 증감제와 어떠한 작용을 발생시켜, 활성 라디칼을 생성하는 화합물이어도 된다. 광중합 개시제는 광라디칼 중합 개시제인 것이 바람직하다.

광중합 개시제로서는, 예를 들면 할로젠화 탄화 수소 유도체(예를 들면, 트라이아진 골격을 갖는 화합물, 옥사다이아졸 골격을 갖는 화합물 등), 아실포스핀 화합물, 헥사아릴바이이미다졸, 옥심 화합물, 유기 과산화물, 싸이오 화합물, 케톤 화합물, 방향족 오늄염, α-하이드록시케톤 화합물, α-아미노케톤 화합물 등을 들 수 있다. 광중합 개시제는, 노광 감도의 관점에서, 트라이할로메틸트라이아진 화합물, 벤질다이메틸케탈 화합물, α-하이드록시케톤 화합물, α-아미노케톤 화합물, 아실포스핀 화합물, 포스핀옥사이드 화합물, 메탈로센 화합물, 옥심 화합물, 트라이아릴이미다졸 다이머, 오늄 화합물, 벤조싸이아졸 화합물, 벤조페논 화합물, 아세토페논 화합물, 사이클로펜타다이엔-벤젠-철 착체, 할로메틸옥사다이아졸 화합물 및 3-아릴 치환 쿠마린 화합물이 바람직하고, 옥심 화합물, α-하이드록시케톤 화합물, α-아미노케톤 화합물, 및 아실포스핀 화합물로부터 선택되는 화합물이 보다 바람직하며, 옥심 화합물이 더 바람직하다. 광중합 개시제에 대해서는, 일본 공개특허공보 2014-130173호의 단락 번호 0065~0111, 일본 공개특허공보 2013-029760호의 단락 번호 0274~0306의 기재를 참조할 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다.

α-하이드록시케톤 화합물의 시판품으로서는, IRGACURE-184, DAROCUR-1173, IRGACURE-500, IRGACURE-2959, IRGACURE-127(이상, BASF사제) 등을 들 수 있다. α-아미노케톤 화합물의 시판품으로서는, IRGACURE-907, IRGACURE-369, IRGACURE-379, 및 IRGACURE-379 EG(이상, BASF사제) 등을 들 수 있다. 아실포스핀 화합물의 시판품으로서는, IRGACURE-819, DAROCUR-TPO(이상, BASF사제) 등을 들 수 있다. 옥심 화합물의 시판품으로서는, IRGACURE-OXE01, IRGACURE-OXE02, IRGACURE-OXE03, IRGACURE-OXE04(이상, BASF사제)도 적합하게 이용된다. 또, TRONLY TR-PBG-304, TRONLY TR-PBG-309, TRONLY TR-PBG-305(창저우 강력 전자 신재료 유한공사(Changzhou Tronly New Electronic Materials CO., LTD.)제), 아데카 아클즈 NCI-930, 아데카 옵토머 N-1919(일본 공개특허공보 2012-014052호의 광중합 개시제 2)(이상, (주)ADEKA제)를 들 수 있다.

본 발명은, 광중합 개시제로서 2관능 혹은 3관능 이상의 광중합 개시제를 이용해도 된다. 그와 같은 광중합 개시제의 구체예로서는, 일본 공표특허공보 2010-527339호, 일본 공표특허공보 2011-524436호, 국제 공개공보 WO2015/004565호, 일본 공표특허공보 2016-532675호의 단락 번호 0417~0412, 국제 공개공보 WO2017/033680호의 단락 번호 0039~0055에 기재되어 있는 옥심 화합물의 2량체나, 일본 공표특허공보 2013-522445호에 기재되어 있는 화합물 (E) 및 화합물 (G), 국제 공개공보 WO2016/034963호에 기재되어 있는 Cmpd1~7 등을 들 수 있다.

격벽 형성용 조성물이 광중합 개시제를 함유하는 경우, 광중합 개시제의 함유량은, 격벽 형성용 조성물의 전고형분 중 1질량% 이상이 바람직하고, 3질량% 이상이 보다 바람직하며, 5질량% 이상이 특히 바람직하다. 상한으로서는, 20질량% 이하가 바람직하고, 15질량% 이하가 보다 바람직하며, 10질량% 이하가 특히 바람직하다. 또, 격벽 형성용 조성물은, 광중합 개시제를 실질적으로 포함하지 않는 것도 바람직하다. 또한, 격벽 형성용 조성물이 광중합 개시제를 실질적으로 포함하지 않는 경우란, 광중합 개시제의 함유량이, 격벽 형성용 조성물의 전고형분 중 0.005질량% 이하인 것을 의미하고, 0.001질량% 이하인 것이 바람직하며, 광중합 개시제를 함유하지 않는 것이 보다 바람직하다.

(알칼리 가용성 수지)

격벽 형성용 조성물은, 알칼리 가용성 수지를 포함할 수 있다. 알칼리 가용성 수지는, 알칼리 용해를 촉진하는 기를 갖는 수지 중에서 적절히 선택할 수 있다. 알칼리 용해를 촉진하는 기(이하, 산기라고도 함)로서는, 예를 들면 카복실기, 인산기, 설포기, 페놀성 하이드록실기 등을 들 수 있고, 카복실기가 바람직하다. 알칼리 가용성 수지가 갖는 산기의 종류는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.

알칼리 가용성 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은, 5000~100000이 바람직하다. 또, 알칼리 가용성 수지의 수평균 분자량(Mn)은, 1000~20000이 바람직하다.

알칼리 가용성 수지로서는, 내열성의 관점에서는, 폴리하이드록시스타이렌계 수지, 폴리실록세인계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴아마이드계 수지, 아크릴/아크릴아마이드 공중합체 수지가 바람직하다. 또, 현상성 제어의 관점에서는, 아크릴계 수지, 아크릴아마이드계 수지, 아크릴/아크릴아마이드 공중합체 수지가 바람직하다.

알칼리 가용성 수지는, 측쇄에 카복실기를 갖는 폴리머가 바람직하다. 예를 들면, 메타크릴산, 아크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 말레산, 2-카복시에틸(메트)아크릴산, 바이닐벤조산, 부분 에스터화 말레산 등의 모노머에서 유래하는 반복 단위를 갖는 공중합체, 노볼락형 수지 등의 알칼리 가용성 페놀 수지, 측쇄에 카복실기를 갖는 산성 셀룰로스 유도체, 하이드록실기를 갖는 폴리머에 산무수물을 부가시킨 폴리머를 들 수 있다.

알칼리 가용성 수지는, 중합성기를 갖는 알칼리 가용성 수지를 이용할 수도 있다. 중합성기로서는, (메트)알릴기, (메트)아크릴로일기 등을 들 수 있다. 중합성기를 갖는 알칼리 가용성 수지는, 중합성기를 측쇄에 갖는 알칼리 가용성 수지 등이 유용하다. 중합성기를 갖는 알칼리 가용성 수지의 시판품으로서는, 다이아날 NR 시리즈(미츠비시 레이온(주)제), Photomer6173(카복실기 함유 폴리유레테인아크릴레이트올리고머, Diamond Shamrock Co., Ltd.제), 비스코트 R-264, KS 레지스트 106(모두 오사카 유키 가가쿠 고교(주)제), 사이클로머 P 시리즈(예를 들면, ACA230AA), 플락셀 CF200 시리즈(모두 (주)다이셀제), Ebecryl3800(다이셀 유시비 주식회사제), 아크리큐어 RD-F8((주)닛폰 쇼쿠바이제), DP-1305(후지 파인 케미컬(주)제) 등을 들 수 있다.

알칼리 가용성 수지는, 하기 식 (ED1)로 나타나는 화합물 및 일본 공개특허공보 2010-168539호의 식 (1)로 나타나는 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물(이하, 이들 화합물을 "에터 다이머"라고 칭하는 경우도 있음)을 포함하는 모노머 성분을 중합하여 이루어지는 폴리머를 포함하는 것도 바람직하다.

[화학식 7]

식 (ED1) 중, R¹ 및 R²는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1~25의 탄화 수소기를 나타낸다.

에터 다이머의 구체예로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-029760호의 단락 번호 0317을 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다. 에터 다이머는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.

알칼리 가용성 수지는, 일본 공개특허공보 2012-208494호의 단락 번호 0558~0571(대응하는 미국 특허출원 공개공보 제2012/0235099호의 단락 번호 0685~0700)의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다. 또, 일본 공개특허공보 2012-032767호의 단락 번호 0029~0063에 기재된 공중합체 (B) 및 실시예에서 이용되고 있는 알칼리 가용성 수지, 일본 공개특허공보 2012-208474호의 단락 번호 0088~0098에 기재된 바인더 수지 및 실시예에서 이용되고 있는 바인더 수지, 일본 공개특허공보 2012-137531호의 단락 번호 0022~0032에 기재된 바인더 수지 및 실시예에서 이용되고 있는 바인더 수지, 일본 공개특허공보 2013-024934호의 단락 번호 0132~0143에 기재된 바인더 수지 및 실시예에서 이용되고 있는 바인더 수지, 일본 공개특허공보 2011-242752호의 단락 번호 0092~0098 및 실시예에서 이용되고 있는 바인더 수지, 일본 공개특허공보 2012-032770호의 단락 번호 0030~0072에 기재된 바인더 수지를 이용할 수도 있다. 이들 내용은 본 명세서에 원용된다.

알칼리 가용성 수지의 산가는, 30~500mgKOH/g이 바람직하다. 하한은, 50mgKOH/g 이상이 보다 바람직하고, 70mgKOH/g 이상이 더 바람직하다. 상한은, 400mgKOH/g 이하가 보다 바람직하고, 200mgKOH/g 이하가 더 바람직하며, 150mgKOH/g 이하가 보다 더 바람직하고, 120mgKOH/g 이하가 특히 바람직하다.

격벽 형성용 조성물이 알칼리 가용성 수지를 함유하는 경우, 알칼리 가용성 수지의 함유량은, 격벽 형성용 조성물의 전고형분 중 1질량% 이상이 바람직하고, 5질량% 이상이 보다 바람직하며, 10질량% 이상이 특히 바람직하다. 상한으로서는, 50질량% 이하가 바람직하고, 30질량% 이하가 보다 바람직하며, 20질량% 이하가 특히 바람직하다. 또, 격벽 형성용 조성물은, 알칼리 가용성 수지를 실질적으로 포함하지 않는 것도 바람직하다. 또한, 격벽 형성용 조성물이 알칼리 가용성 수지를 실질적으로 포함하지 않는 경우란, 알칼리 가용성 수지의 함유량이, 격벽 형성용 조성물의 전고형분 중 0.005질량% 이하인 것을 의미하고, 0.001질량% 이하인 것이 바람직하며, 알칼리 가용성 수지를 함유하지 않는 것이 보다 바람직하다.

(그 외 첨가제)

격벽 형성용 조성물에는, 필요에 따라서, 상기 이외의 각종 첨가제, 예를 들면 중합 금지제, 자외선 흡수제, 충전제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 잠재 산화 방지제 등을 배합할 수 있다.

<착색 화소 형성용 조성물>

다음으로, 본 발명의 구조체에 있어서의 착색 화소의 형성에 바람직하게 이용할 수 있는 조성물(착색 화소 형성용 조성물)에 대하여 설명한다. 착색 화소 형성용 조성물은, 착색제를 포함하는 것이 바람직하다. 착색제로서는, 황색 착색제, 오렌지색 착색제, 적색 착색제, 녹색 착색제, 자색 착색제, 청색 착색제 등의 유채색 착색제를 들 수 있다. 착색제는, 안료여도 되고, 염료여도 된다.

안료의 구체예로서, 이하를 들 수 있다.

컬러 인덱스(C. I.) 피그먼트 옐로 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(이상, 황색 안료);

C. I. 피그먼트 오렌지 2, 5, 13, 16, 17:1, 31, 34, 36, 38, 43, 46, 48, 49, 51, 52, 55, 59, 60, 61, 62, 64, 71, 73(이상, 오렌지색 안료);

C. I. 피그먼트 레드 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(이상, 적색 안료);

C. I. 피그먼트 그린 7, 10, 36, 37, 58, 59(이상, 녹색 안료);

C. I. 피그먼트 바이올렛 1, 19, 23, 27, 32, 37, 42, 58, 59(이상, 자색 안료);

C. I. 피그먼트 블루 1, 2, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, 64, 66, 79, 80(이상, 청색 안료).

또, 녹색 착색제로서 분자 중의 할로젠 원자수가 평균 10~14개이며, 브로민 원자수가 평균 8~12개이고, 염소 원자수가 평균 2~5개인 할로젠화 아연 프탈로사이아닌 안료를 이용할 수도 있다. 구체예로서는, 국제 공개공보 WO2015/118720호에 기재된 화합물을 들 수 있다.

또, 청색 착색제로서 인 원자를 갖는 알루미늄프탈로사이아닌 화합물을 이용할 수도 있다. 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2012-247591호의 단락 번호 0022~0030, 일본 공개특허공보 2011-157478호의 단락 번호 0047에 기재된 화합물 등을 들 수 있다.

염료로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 소64-090403호, 일본 공개특허공보 소64-091102호, 일본 공개특허공보 평1-094301호, 일본 공개특허공보 평6-011614호, 미국 특허공보 4808501호, 일본 공개특허공보 평5-333207호, 일본 공개특허공보 평6-035183호, 일본 공개특허공보 평6-051115호, 일본 공개특허공보 평6-194828호 등에 개시되어 있는 염료를 들 수 있다. 화학 구조로서 구분하면, 피라졸아조 화합물, 피로메텐 화합물, 아닐리노아조 화합물, 트라이아릴메테인 화합물, 안트라퀴논 화합물, 벤질리덴 화합물, 옥소놀 화합물, 피라졸로트라이아졸아조 화합물, 피리돈아조 화합물, 사이아닌 화합물, 페노싸이아진 화합물, 피롤로피라졸아조메틴 화합물 등을 들 수 있다.

또, 착색제로서 색소 다량체를 이용해도 된다. 색소 다량체는, 용제에 용해하여 이용되는 염료인 것이 바람직하지만, 입자를 형성하고 있어도 된다. 색소 다량체가 입자인 경우는, 색소 다량체를 용제 등에 분산하여 이용된다. 입자 상태의 색소 다량체는, 예를 들면 유화 중합에 의하여 얻을 수 있다. 입자 상태의 색소 다량체로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2015-214682호에 기재되어 있는 화합물을 들 수 있다. 또, 색소 다량체로서 일본 공개특허공보 2011-213925호, 일본 공개특허공보 2013-041097호, 일본 공개특허공보 2015-028144호, 일본 공개특허공보 2015-030742호 등에 기재되어 있는 화합물을 이용할 수도 있다.

착색제의 함유량은, 착색 화소 형성용 조성물의 전고형분에 대하여, 20질량% 이상인 것이 바람직하고, 30질량% 이상이 보다 바람직하며, 40질량% 이상이 더 바람직하고, 50질량% 이상이 보다 더 바람직하며, 60질량% 이상이 특히 바람직하고, 65질량% 이상이 가장 바람직하다. 상한은, 80질량% 이하인 것이 바람직하고, 75질량% 이하가 보다 바람직하고, 70질량% 이하가 더 바람직하다. 착색 화소 형성용 조성물에 포함되는 착색제는, 1종이어도 되고, 2종 이상이어도 된다. 착색제가 2종 이상 포함되는 경우는, 합계량이 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

착색 화소 형성용 조성물은 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 수지로서는, (메트)아크릴 수지, 엔·싸이올 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에터 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에터설폰 수지, 폴리페닐렌 수지, 폴리아릴렌에터포스핀옥사이드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 환상 올레핀 수지, 폴리에스터 수지, 스타이렌 수지 등을 들 수 있다. 수지는, 예를 들면 안료 등의 입자를 조성물 중에서 분산시키는 용도, 바인더의 용도로 배합된다. 또한, 주로 안료 등의 입자를 분산시키기 위하여 이용되는 수지를 분산제라고도 한다. 단, 수지의 이와 같은 용도는 일례이며, 이와 같은 용도 이외의 목적으로 사용할 수도 있다. 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은, 5000~100000이 바람직하다. 또, 수지의 수평균 분자량(Mn)은, 1000~20000이 바람직하다.

착색 화소 형성용 조성물은 수지로서 알칼리 가용성 수지를 이용하는 것도 바람직하다. 알칼리 가용성 수지로서는, 상술한 것을 들 수 있다.

착색 화소 형성용 조성물은 분산제로서 수지를 이용할 수도 있다. 분산제로서는, 일본 공개특허공보 2015-151530호의 단락 0173~0179에 기재된 안료 분산제를 들 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.

착색 화소 형성용 조성물은, 안료 유도체를 함유할 수 있다. 안료 유도체로서는, 발색단의 일부분을, 산기, 염기성기 또는 프탈이미드메틸기로 치환한 구조를 갖는 화합물을 들 수 있다. 안료 유도체를 구성하는 발색단으로서는, 퀴놀린계 골격, 벤즈이미다졸온계 골격, 다이케토피롤로피롤계 골격, 아조계 골격, 프탈로사이아닌계 골격, 안트라퀴논계 골격, 퀴나크리돈계 골격, 다이옥사진계 골격, 페린온계 골격, 페릴렌계 골격, 싸이오 인디고계 골격, 아이소인돌린계 골격, 아이소인돌린온계 골격, 퀴노프탈론계 골격, 트렌계 골격, 금속 착체계 골격 등을 들 수 있고, 퀴놀린계 골격, 벤즈이미다졸온계 골격, 다이케토피롤로피롤계 골격, 아조계 골격, 퀴노프탈론계 골격, 아이소인돌린계 골격 및 프탈로사이아닌계 골격이 바람직하며, 아조계 골격 및 벤즈이미다졸온계 골격이 보다 바람직하다. 안료 유도체가 갖는 산기로서는, 설포기, 카복실기가 바람직하고, 설포기가 보다 바람직하다. 안료 유도체가 갖는 염기성기로서는, 아미노기가 바람직하고, 3급 아미노기가 보다 바람직하다. 안료 유도체의 구체예로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2011-252065호의 단락 번호 0162~0183의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.

착색 화소 형성용 조성물은, 경화성 화합물, 광중합 개시제, 용제, 계면활성제를 더 함유할 수 있다. 이들은, 상술한 재료를 들 수 있다.

착색 화소 형성용 조성물은, 실레인 커플링제, 중합 금지제, 자외선 흡수제, 충전제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 잠재 산화 방지제 등의 첨가제를 더 포함하고 있어도 된다.

<투명 화소 형성용 조성물>

다음으로, 본 발명의 구조체에 있어서의 투명 화소의 형성에 바람직하게 이용할 수 있는 조성물(투명 화소 형성용 조성물)에 대하여 설명한다. 투명 화소 형성용 조성물은, 경화성 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 경화성 화합물로서는, 상술한 재료를 들 수 있고, 바람직한 범위도 동일하다. 투명 화소 형성용 조성물은, 또한 Ti, Zr, Sn, Sb, Cu, Fe, Mn, Pb, Cd, As, Cr, Hg, Zn, Al, Mg, Si, P 및 S로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 산화물의 입자(무기 입자라고도 함)를 함유할 수도 있다. 상술한 무기 입자를 함유하는 경우, 무기 입자의 함유량은, 투명 화소 형성용 조성물의 전고형분에 대하여, 20~70질량%인 것이 바람직하다. 하한은, 25질량% 이상이 보다 바람직하고, 30질량% 이상이 더 바람직하다. 상한은, 65질량% 이하가 보다 바람직하고, 60질량% 이하가 더 바람직하다. 투명 화소 형성용 조성물은, 광중합 개시제, 용제, 계면활성제 등의 첨가제를 더 포함하고 있어도 된다. 이들은, 상술한 재료를 들 수 있다. 또, 투명 화소 형성용 조성물은, 실레인 커플링제, 중합 금지제, 자외선 흡수제, 충전제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 잠재 산화 방지제 등의 첨가제를 더 포함하고 있어도 된다.

<적외선 투과층 형성용 조성물>

다음으로, 본 발명의 구조체에 있어서의 적외선 투과층의 화소의 형성에 바람직하게 이용할 수 있는 조성물(적외선 투과층 형성용 조성물)에 대하여 설명한다. 적외선 투과층 형성용 조성물은, 파장 400~640nm의 범위에 있어서의 흡광도의 최솟값 A와, 파장 1100~1300nm의 범위에 있어서의 흡광도의 최댓값 B와의 비인 A/B가 5 이상인 것이 바람직하고, 7.5 이상인 것이 바람직하며, 15 이상인 것이 보다 바람직하고, 30 이상인 것이 더 바람직하다.

적외선 투과층 형성용 조성물에 있어서, 상기 흡광도의 조건은, 예를 들면 후술하는 차광재의 종류 및 그 함유량을 조정함으로써 적합하게 달성할 수 있다.

소정의 파장 λ에 있어서의 흡광도 Aλ는, 이하의 식 (1)에 의하여 정의된다.

Aλ=-log(Tλ/100)…(1)

Aλ는, 파장 λ에 있어서의 흡광도이며, Tλ는, 파장 λ에 있어서의 투과율(%)이다.

본 발명에 있어서, 흡광도의 값은, 용액 상태로 측정한 값이어도 되고, 적외선 투과층 형성용 조성물을 이용하여 제막한 막에서의 값이어도 된다. 막 상태에서 흡광도를 측정하는 경우는, 유리 기판 상에 스핀 코트 등의 방법에 의하여, 건조 후의 막의 두께가 소정의 두께가 되도록 적외선 투과층 형성용 조성물을 도포하고, 핫플레이트를 이용하여 100℃, 120초간 건조하여 조제한 막을 이용하여 측정하는 것이 바람직하다. 막의 두께는, 막을 갖는 기판에 대하여, 촉침식 표면 형상 측정기(ULVAC사제 DEKTAK150)를 이용하여 측정할 수 있다.

적외선 투과층 형성용 조성물은 차광재를 함유하는 것이 바람직하다. 차광재는, 자색으로부터 적색의 파장 영역의 광을 흡수하는 색재인 것이 바람직하다. 또, 차광재는, 파장 400~640nm의 파장 영역의 광을 차광하는 색재인 것이 바람직하다. 또, 차광재는, 파장 1100~1300nm의 광을 투과시키는 색재인 것이 바람직하다. 차광재는, 이하의 (A) 및 (B) 중 적어도 한쪽의 요건을 충족시키는 것이 바람직하다.

(1): 2종류 이상의 유채색 착색제를 포함하고, 2종 이상의 유채색 착색제의 조합으로 흑색을 형성하고 있다.

(2): 유기계 흑색 착색제를 포함한다. (2)의 양태에 있어서, 추가로 유채색 착색제를 함유하는 것도 바람직하다.

차광재는, 예를 들면 파장 400~640nm의 범위에 있어서의 흡광도의 최솟값 A와, 파장 1100~1300nm의 범위에 있어서의 흡광도의 최댓값 B와의 비인 A/B가 4.5 이상인 것이 바람직하다. 상기의 특성은, 1종류의 소재로 충족시키고 있어도 되고, 복수의 소재의 조합으로 충족시키고 있어도 된다. 예를 들면, 상기 (1)의 양태의 경우, 복수의 유채색 착색제를 조합하여 상기 분광 특성을 충족시키고 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 (2)의 양태의 경우, 유기계 흑색 착색제가 상기 분광 특성을 충족시키고 있어도 된다. 또, 유기계 흑색 착색제와 유채색 착색제와의 조합으로 상기의 분광 특성을 충족시키고 있어도 된다.

차광재는, 적색 착색제, 청색 착색제, 황색 착색제, 자색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 2종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 차광재는, 적색 착색제, 청색 착색제, 황색 착색제, 자색 착색제 및 녹색 착색제로부터 선택되는 2종류 이상의 착색제의 조합으로 흑색을 형성하고 있는 것이 바람직하다. 바람직한 조합으로서는, 예를 들면 이하를 들 수 있다.

(1) 적색 착색제와 청색 착색제를 함유하는 양태.

(2) 적색 착색제와 청색 착색제와 황색 착색제를 함유하는 양태.

(3) 적색 착색제와 청색 착색제와 황색 착색제와 자색 착색제를 함유하는 양태.

(4) 적색 착색제와 청색 착색제와 황색 착색제와 자색 착색제와 녹색 착색제를 함유하는 양태.

(5) 적색 착색제와 청색 착색제와 황색 착색제와 녹색 착색제를 함유하는 양태.

(6) 적색 착색제와 청색 착색제와 녹색 착색제를 함유하는 양태.

(7) 황색 착색제와 자색 착색제를 함유하는 양태.

상기 (1)의 양태에 있어서, 적색 착색제와 청색 착색제와의 질량비는, 적색 착색제:청색 착색제=20~80:20~80인 것이 바람직하고, 20~60:40~80인 것이 보다 바람직하며, 20~50:50~80인 것이 더 바람직하다.

상기 (2)의 양태에 있어서, 적색 착색제와 청색 착색제와 황색 착색제의 질량비는, 적색 착색제:청색 착색제:황색 착색제=10~80:20~80:10~40인 것이 바람직하고, 10~60:30~80:10~30인 것이 보다 바람직하며, 10~40:40~80:10~20인 것이 더 바람직하다.

상기 (3)의 양태에 있어서, 적색 착색제와 청색 착색제와 황색 착색제와 자색 착색제와의 질량비는, 적색 착색제:청색 착색제:황색 착색제:자색 착색제=10~80:20~80:5~40:5~40인 것이 바람직하고, 10~60:30~80:5~30:5~30인 것이 보다 바람직하며, 10~40:40~80:5~20:5~20인 것이 더 바람직하다.

상기 (4)의 양태에 있어서, 적색 착색제와 청색 착색제와 황색 착색제와 자색 착색제와 녹색 착색제의 질량비는, 적색 착색제:청색 착색제:황색 착색제:자색 착색제:녹색 착색제=10~80:20~80:5~40:5~40:5~40인 것이 바람직하고, 10~60:30~80:5~30:5~30:5~30인 것이 보다 바람직하며, 10~40:40~80:5~20:5~20:5~20인 것이 더 바람직하다.

상기 (5)의 양태에 있어서, 적색 착색제와 청색 착색제와 황색 착색제와 녹색 착색제의 질량비는, 적색 착색제:청색 착색제:황색 착색제:녹색 착색제=10~80:20~80:5~40:5~40인 것이 바람직하고, 10~60:30~80:5~30:5~30인 것이 보다 바람직하며, 10~40:40~80:5~20:5~20인 것이 더 바람직하다.

상기 (6)의 양태에 있어서, 적색 착색제와 청색 착색제와 녹색 착색제의 질량비는, 적색 착색제:청색 착색제:녹색 착색제=10~80:20~80:10~40인 것이 바람직하고, 10~60:30~80:10~30인 것이 보다 바람직하며, 10~40:40~80:10~20인 것이 더 바람직하다.

상기 (7)의 양태에 있어서, 황색 착색제와 자색 착색제의 질량비는, 황색 착색제:자색 착색제=10~50:40~80인 것이 바람직하고, 20~40:50~70인 것이 보다 바람직하며, 30~40:60~70인 것이 더 바람직하다.

황색 착색제로서는, C. I. 피그먼트 옐로 139, 150, 185가 바람직하고, C. I. 피그먼트 옐로 139, 150이 보다 바람직하며, C. I. 피그먼트 옐로 139가 더 바람직하다. 청색 착색제로서는, C. I. 피그먼트 블루 15:6이 바람직하다. 자색 착색제로서는, C. I. 피그먼트 바이올렛 23이 바람직하다. 적색 착색제로서는, C. I. 피그먼트 레드 122, 177, 224, 254가 바람직하고, C. I. 피그먼트 레드 122, 177, 254가 보다 바람직하며, C. I. 피그먼트 레드 254가 더 바람직하다. 녹색 착색제로서는, C. I. 피그먼트 그린 7, 36, 58, 59가 바람직하다.

차광재로서 유기계 흑색 착색제를 이용하는 경우, 유채색 착색제와 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 유기계 흑색 착색제와 유채색 착색제를 병용함으로써, 우수한 분광 특성이 얻어지기 쉽다. 유기계 흑색 착색제와 조합하여 이용하는 유채색 착색제로서는, 예를 들면 적색 착색제, 청색 착색제, 자색 착색제 등을 들 수 있고, 적색 착색제 및 청색 착색제가 바람직하다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 또, 유채색 착색제와 유기계 흑색 착색제와의 혼합 비율은, 유기계 흑색 착색제 100질량부에 대하여, 유채색 착색제가 10~200질량부가 바람직하고, 15~150질량부가 보다 바람직하다.

차광재에 있어서의 안료의 함유량은, 차광재의 전체량에 대하여 95질량% 이상인 것이 바람직하고, 97질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 99질량% 이상인 것이 더 바람직하다.

차광재의 함유량은, 적외선 투과층 형성용 조성물의 전고형분에 대하여 5~60질량%인 것이 바람직하다. 하한은, 9질량% 이상이 보다 바람직하고, 13질량% 이상이 더 바람직하다. 상한은, 50질량% 이하가 보다 바람직하고, 40질량% 이하가 더 바람직하다.

적외선 투과층 형성용 조성물은, 또한 적외선 흡수제를 함유할 수도 있다. 적외선 투과층 형성용 조성물에 있어서, 적외선 흡수제는 투과하는 광(적외선)을 보다 장파장 측에 한정하는 역할을 갖고 있다. 적외선 흡수제로서는, 적외 영역(바람직하게는, 파장 700~1300nm의 범위, 보다 바람직하게는 파장 700~1000nm의 범위)에 극대 흡수 파장을 갖는 화합물을 바람직하게 이용할 수 있다.

적외선 흡수제로서는, 피롤로피롤 화합물, 사이아닌 화합물, 스쿠아릴륨 화합물, 프탈로사이아닌 화합물, 나프탈로사이아닌 화합물, 쿼터릴렌 화합물, 메로사이아닌 화합물, 크로코늄 화합물, 옥소놀 화합물, 다이이모늄 화합물, 다이싸이올 화합물, 트라이아릴메테인 화합물, 피로메텐 화합물, 아조메타인 화합물, 안트라퀴논 화합물 및 다이벤조퓨란온 화합물로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 피롤로피롤 화합물, 사이아닌 화합물, 스쿠아릴륨 화합물, 프탈로사이아닌 화합물, 나프탈로사이아닌 화합물 및 다이이모늄 화합물로부터 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하며, 피롤로피롤 화합물, 사이아닌 화합물 및 스쿠아릴륨 화합물로부터 선택되는 적어도 1종이 더 바람직하고, 피롤로피롤 화합물이 특히 바람직하다. 피롤로피롤 화합물의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2009-263614호의 단락 번호 0016~0058에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2011-068731호의 단락 번호 0037~0052에 기재된 화합물, 국제 공개공보 WO2015/166873호의 단락 번호 0010~0033에 기재된 화합물 등을 들 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다. 스쿠아릴륨 화합물의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2011-208101호의 단락 번호 0044~0049에 기재된 화합물, 일본 특허공보 제6065169호의 단락 번호 0060~0061에 기재된 화합물, 국제 공개공보 WO2016/181987호의 단락 번호 0040에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2015-176046호에 기재된 화합물, 국제 공개공보 WO2016/190162호의 단락 번호 0072에 기재된 화합물 등을 들 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다. 사이아닌 화합물의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2009-108267호의 단락 번호 0044~0045에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2002-194040호의 단락 번호 0026~0030에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2015-172004호에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2015-172102호에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2008-088426호에 기재된 화합물, 국제 공개공보 WO2016/190162호의 단락 번호 0090에 기재된 화합물 등을 들 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다. 다이이모늄 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 일본 공표특허공보 2008-528706호에 기재된 화합물을 들 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다. 프탈로사이아닌 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-077153호의 단락 번호 0093에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2006-343631호에 기재된 옥시타이타늄프탈로사이아닌, 일본 공개특허공보 2013-195480호의 단락 번호 0013~0029에 기재된 화합물을 들 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다. 나프탈로사이아닌 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-077153호의 단락 번호 0093에 기재된 화합물을 들 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다. 또, 적외선 흡수 화합물로서는, 일본 공개특허공보 2016-146619호에 기재된 화합물을 이용할 수도 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.

적외선 투과층 형성용 조성물이 적외선 흡수제를 함유하는 경우, 적외선 흡수제의 함유량은, 적외선 투과층 형성용 조성물의 전고형분에 대하여 1~30질량%인 것이 바람직하다. 상한은, 20질량% 이하가 보다 바람직하고, 10질량% 이하가 더 바람직하다. 하한은, 3질량% 이상이 보다 바람직하고, 5질량% 이상이 더 바람직하다. 또, 적외선 흡수제와 차광재와의 합계량은, 적외선 투과층 형성용 조성물의 전고형분의 10~70질량%인 것이 바람직하다. 하한은, 20질량% 이상이 보다 바람직하고, 25질량% 이상이 더 바람직하다. 또, 적외선 흡수제와 차광재와의 합계량 중에 있어서의, 적외선 흡수제의 함유량은, 5~40질량%인 것이 바람직하다. 상한은, 30질량% 이하가 보다 바람직하고, 25질량% 이하가 더 바람직하다. 하한은, 10질량% 이상이 보다 바람직하고, 15질량% 이상이 더 바람직하다.

적외선 투과층 형성용 조성물은, 수지, 경화성 화합물, 광중합 개시제, 안료 유도체, 용제, 계면활성제, 실레인 커플링제, 중합 금지제, 자외선 흡수제, 충전제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 잠재 산화 방지제 등의 첨가제를 더 포함하고 있어도 된다. 이들의 상세에 대해서는, 상술한 재료를 들 수 있다.

<조성물의 수용 용기>

상술한 각 조성물의 수용 용기로서는, 특별히 한정은 없고, 공지의 수용 용기를 이용할 수 있다. 또, 수납 용기로서 원재료나 조성물 중으로의 불순물 혼입을 억제하는 것을 목적으로, 용기 내벽을 6종 6층의 수지로 구성하는 다층 보틀이나 6종의 수지를 7층 구조로 한 보틀을 사용하는 것도 바람직하다. 이와 같은 용기로서는 예를 들면 일본 공개특허공보 2015-123351호에 기재된 용기를 들 수 있다.

<조성물의 조제 방법>

상술한 각 조성물은, 상술한 성분을 혼합하여 조제할 수 있다. 조성물의 조제 시에는, 전체 성분을 동시에 용제에 용해 또는 분산하여 조성물을 조제해도 되고, 필요에 따라서는, 각 성분을 적절히 배합한 2개 이상의 용액 또는 분산액을 사전에 조제하며, 사용 시(도포 시)에 이들을 혼합하여 조성물로서 조제해도 된다.

또, 조성물이 안료 등의 입자를 포함하는 경우는, 입자를 분산시키는 프로세스를 포함하는 것이 바람직하다. 입자를 분산시키는 프로세스에 있어서, 입자의 분산에 이용하는 기계력으로서는, 압축, 압착, 충격, 전단, 캐비테이션 등을 들 수 있다. 이들 프로세스의 구체예로서는, 비즈 밀, 샌드 밀, 롤 밀, 볼 밀, 페인트 쉐이커, 마이크로플루이다이저, 고속 임펠러, 샌드 그라인더, 플로젯 믹서, 고압 습식 미립화, 초음파 분산 등을 들 수 있다. 또 샌드 밀(비즈 밀)에 있어서의 입자의 분쇄에 있어서는, 직경이 작은 비즈를 사용하거나, 비즈의 충전율을 크게 하는 것 등에 의하여 분쇄 효율을 높인 조건으로 처리하는 것이 바람직하다. 또, 분쇄 처리 후에 여과, 원심 분리 등으로 조립자를 제거하는 것이 바람직하다. 또, 입자를 분산시키는 프로세스 및 분산기는, "분산 기술 대전, 주식회사 조호키코 발행, 2005년 7월 15일"이나 "서스펜션(고/액 분산계)을 중심으로 한 분산 기술과 공업적 응용의 실제 종합 자료집, 경영 개발 센터 출판부 발행, 1978년 10월 10일", 일본 공개특허공보 2015-157893호의 단락 번호 0022에 기재된 프로세스 및 분산기를 적합하게 사용할 수 있다. 또 입자를 분산시키는 프로세스에 있어서는, 솔트 밀링 공정에서 입자의 미세화 처리를 행해도 된다. 솔트 밀링 공정에 이용되는 소재, 기기, 처리 조건 등은, 예를 들면 일본 공개특허공보 2015-194521호, 일본 공개특허공보 2012-046629호의 기재를 참조할 수 있다.

조성물의 조제에 있어서, 이물의 제거나 결함의 저감 등의 목적으로, 조성물을 필터로 여과하는 것이 바람직하다. 필터로서는, 종래부터 여과 용도 등에 이용되고 있는 필터이면 특별히 한정되지 않고 이용할 수 있다. 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 불소 수지, 나일론(예를 들면 나일론-6, 나일론-6,6) 등의 폴리아마이드계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 수지(고밀도, 초고분자량의 폴리올레핀 수지를 포함함) 등의 소재를 이용한 필터를 들 수 있다. 이들 소재 중에서도 폴리프로필렌(고밀도 폴리프로필렌을 포함함) 및 나일론이 바람직하다.

필터의 구멍 직경은, 0.01~7.0μm 정도가 적합하고, 바람직하게는 0.01~3.0μm 정도이며, 더 바람직하게는 0.05~0.5μm 정도이다. 필터의 구멍 직경이 상기 범위이면, 미세한 이물을 확실히 제거할 수 있다. 또, 파이버상의 여과재를 이용하는 것도 바람직하다. 파이버상의 여과재로서는, 예를 들면 폴리프로필렌 파이버, 나일론 파이버, 글래스 파이버 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 로키테크노사제의 SBP 타입 시리즈(SBP008 등), TPR 타입 시리즈(TPR002, TPR005 등), SHPX 타입 시리즈(SHPX003 등)의 필터 카트리지를 들 수 있다.

필터를 사용할 때, 다른 필터(예를 들면, 제1 필터와 제2 필터 등)를 조합해도 된다. 그때, 각 필터에서의 여과는, 1회만이어도 되고, 2회 이상 행해도 된다. 또, 상술한 범위 내에서 다른 구멍 직경의 필터를 조합해도 된다. 여기에서의 구멍 직경은, 필터 메이커의 공칭값을 참조할 수 있다. 시판의 필터로서는, 예를 들면 니혼 폴 주식회사(DFA4201NIEY 등), 어드밴텍 도요 주식회사, 니혼 인테그리스 주식회사(구니혼 마이크롤리스 주식회사) 또는 주식회사 키츠 마이크로 필터 등이 제공하는 각종 필터 중에서 선택할 수 있다. 제2 필터는, 제1 필터와 동일한 소재 등으로 형성된 것을 사용할 수 있다. 또, 제1 필터에서의 여과는, 분산액에 대해서만 행하고, 다른 성분을 혼합한 후에, 제2 필터로 여과를 행해도 된다.

<구조체의 제조 방법>

다음으로, 본 발명의 구조체의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 구조체는, 지지체 상에 격벽을 형성하는 공정과, 지지체 상이고, 격벽으로 구획된 영역에 각종의 화소 형성용 조성물을 적용하여 화소 형성용 조성물층을 형성하여, 화소 형성용 조성물층에 대하여 패턴 형성을 행하며 화소를 형성하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 화소 형성용 조성물로서는 상술한 착색 화소 형성용 조성물이나 적외선 투과층 형성용 조성물 등을 들 수 있다. 또, 화소를 만든 후 격벽을 형성해도 된다.

격벽은, 종래 공지의 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 다음과 같이 하여 격벽을 형성할 수 있다.

먼저, 지지체 상에 격벽 형성용 조성물을 적용하여 격벽 재료층을 형성한다. 격벽 형성용 조성물의 적용 방법으로서는, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 적하법(드롭 캐스트); 슬릿 코트법; 스프레이법; 롤 코트법; 회전 도포법(스핀 코팅); 유연 도포법; 슬릿 앤드 스핀법; 프리웨트법(예를 들면, 일본 공개특허공보 2009-145395호에 기재되어 있는 방법); 잉크젯(예를 들면 온 디맨드 방식, 피에조 방식, 서멀 방식), 노즐젯 등의 토출계 인쇄, 플렉소 인쇄, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 반전 오프셋 인쇄, 메탈 마스크 인쇄법 등의 각종 인쇄법; 금형 등을 이용한 전사법; 나노 임프린트법 등을 들 수 있다. 잉크젯에서의 적용 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 "확산되는·사용할 수 있는 잉크젯 -특허로 보는 무한의 가능성-, 2005년 2월 발행, 스미베테크노 리서치"로 나타난 방법(특히 115페이지~133페이지)이나, 일본 공개특허공보 2003-262716호, 일본 공개특허공보 2003-185831호, 일본 공개특허공보 2003-261827호, 일본 공개특허공보 2012-126830호, 일본 공개특허공보 2006-169325호 등에 기재된 방법을 들 수 있다.

격벽 재료층을 형성한 후, 건조(프리베이크)를 행해도 된다. 프리베이크를 행하는 경우, 프리베이크 온도는, 150℃ 이하가 바람직하고, 120℃ 이하가 보다 바람직하며, 110℃ 이하가 더 바람직하다. 하한은, 예를 들면 50℃ 이상으로 할 수 있고, 80℃ 이상으로 할 수도 있다. 프리베이크 시간은, 10초~3000초가 바람직하고, 40~2500초가 보다 바람직하며, 80~220초가 더 바람직하다. 프리베이크는, 핫플레이트, 오븐 등을 이용하여 행할 수 있다.

다음으로, 격벽 재료층에 대하여 패턴 형성을 행하여 격벽을 형성한다. 패턴 형성 방법으로서는, 포토리소그래피법을 이용한 패턴 형성 방법이나, 드라이 에칭법을 이용한 패턴 형성 방법을 들 수 있다. 직사각형성이 양호한 격벽이 얻어지기 쉽다는 이유에서 드라이 에칭법을 이용한 패턴 형성 방법인 것이 바람직하다.

드라이 에칭법을 이용한 패턴 형성 방법으로서는, 격벽의 형상을 따른 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 격벽 재료층 상에 레지스트 패턴을 형성하고, 이어서, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 격벽 재료층에 대하여 드라이 에칭법으로 에칭을 행하며, 이어서, 레지스트 패턴을 격벽 재료층으로부터 박리 제거함으로써 격벽을 형성할 수 있다. 드라이 에칭법에 대해서는, 일본 공개특허공보 2016-014856호의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.

포토리소그래피법에서의 패턴 형성 방법은, 격벽 재료층을 패턴상으로 노광하는 공정(노광 공정)과, 미노광부의 격벽 재료층을 현상 제거하여 패턴을 형성하는 공정(현상 공정)을 포함하는 것이 바람직하다. 필요에 따라서, 현상된 패턴을 베이크하는 공정(포스트베이크 공정)을 마련해도 된다. 이하, 각 공정에 대하여 설명한다.

노광 공정에서는 격벽 재료층을 패턴상으로 노광한다. 예를 들면, 격벽 재료층에 대하여, 스테퍼 등의 노광 장치를 이용하여, 소정의 마스크 패턴을 갖는 마스크를 통하여 노광함으로써, 격벽 재료층을 패턴 노광할 수 있다. 이로써, 격벽 재료층의 노광 부분을 경화할 수 있다. 노광 시에 이용할 수 있는 방사선(광)으로서는, g선, i선 등의 자외선이 바람직하고, i선이 보다 바람직하다. 조사량(노광량)은, 예를 들면 0.03~2.5J/cm²가 바람직하고, 0.05~1.0J/cm²가 보다 바람직하며, 0.08~0.5J/cm²가 가장 바람직하다. 노광 시에 있어서의 산소 농도에 대해서는 적절히 선택할 수 있고, 대기하에서 행하는 것 외에, 예를 들면 산소 농도가 19체적% 이하의 저산소 분위기하(예를 들면, 15체적%, 5체적%, 실질적으로 무산소)에서 노광해도 되며, 산소 농도가 21체적%를 초과하는 고산소 분위기하(예를 들면, 22체적%, 30체적%, 50체적%)에서 노광해도 된다. 또, 노광 조도는 적절히 설정하는 것이 가능하고, 통상 1000W/m²~100000W/m²(예를 들면, 5000W/m², 15000W/m², 35000W/m²)의 범위로부터 선택할 수 있다. 산소 농도와 노광 조도는 적절히 조건을 조합해도 되고, 예를 들면 산소 농도 10체적%이며 조도 10000W/m², 산소 농도 35체적%이고 조도 20000W/m² 등으로 할 수 있다.

다음으로, 노광 후의 격벽 재료층에 있어서의 미노광부의 격벽 재료층을 현상 제거하여 패턴을 형성한다. 미노광부의 격벽 재료층의 현상 제거는, 현상액을 이용하여 행할 수 있다. 이로써, 노광 공정에 있어서의 미노광부의 격벽 재료층이 현상액에 용출하고, 광경화한 부분만이 지지체 상에 남는다. 현상액으로서는, 알칼리 현상액이 바람직하다. 현상액의 온도는, 예를 들면 20~30℃가 바람직하다. 현상 시간은, 20~180초가 바람직하다. 또, 잔사 제거성을 향상시키기 위하여, 현상액을 60초마다 털어내, 더 새롭게 현상액을 공급하는 공정을 수회 반복해도 된다.

현상액에 이용하는 알칼리제로서는, 예를 들면 암모니아수, 에틸아민, 다이에틸아민, 다이메틸에탄올아민, 다이글라이콜아민, 다이에탄올아민, 하이드록시아민, 에틸렌다이아민, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라프로필암모늄하이드록사이드, 테트라뷰틸암모늄하이드록사이드, 에틸트라이메틸암모늄하이드록사이드, 벤질트라이메틸암모늄하이드록사이드, 다이메틸비스(2-하이드록시에틸)암모늄하이드록사이드, 콜린, 피롤, 피페리딘, 1,8-다이아자바이사이클로[5.4.0]-7-운데센 등의 유기 알칼리성 화합물이나, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 수소 나트륨, 규산 나트륨, 메타규산 나트륨 등의 무기 알칼리성 화합물을 들 수 있다. 알칼리제는, 분자량이 큰 화합물이 환경면 및 안전면에서 바람직하다. 현상액은, 이들 알칼리제를 순수로 희석한 알칼리성 수용액이 바람직하게 사용된다. 알칼리성 수용액의 알칼리제의 농도는, 0.001~10질량%가 바람직하고, 0.01~1질량%가 보다 바람직하다. 또, 현상액에는, 계면활성제를 첨가하여 이용해도 된다. 계면활성제의 예로서는, 상술한 계면활성제를 들 수 있고, 비이온 계면활성제가 바람직하다. 현상액은, 이송이나 보관의 편의 등의 관점에서, 일단 농축액으로서 제조하고, 사용 시에 필요한 농도로 희석해도 된다. 희석 배율은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 1.5~100배의 범위로 설정할 수 있다. 또한, 이와 같은 알칼리성 수용액으로 이루어지는 현상액을 사용한 경우에는, 현상 후 순수로 세정(린스)하는 것이 바람직하다.

현상 후, 건조를 실시한 후에 가열 처리(포스트베이크)를 행할 수도 있다. 포스트베이크는, 막의 경화를 완전한 것으로 하기 위한 현상 후의 가열 처리이다. 포스트베이크를 행하는 경우, 포스트베이크 온도는, 예를 들면 50~240℃가 바람직하다. 막 경화의 관점에서, 200~230℃가 보다 바람직하다. 또, 발광 광원으로서 유기 일렉트로 루미네선스(유기 EL) 소자를 이용한 경우나, 이미지 센서의 광전 변환막을 유기 소재로 구성한 경우는, 포스트베이크 온도는, 150℃ 이하가 바람직하고, 120℃ 이하가 보다 바람직하며, 100℃ 이하가 더 바람직하고, 90℃ 이하가 특히 바람직하다. 포스트베이크는, 현상 후의 막에 대하여, 상기 조건이 되도록 핫플레이트나 컨벡션 오븐(열풍 순환식 건조기), 고주파 가열기 등의 가열 수단을 이용하여, 연속식 혹은 배치(batch)식으로 행할 수 있다.

화소는, 종래 공지의 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 지지체 상의 격벽으로 구획된 영역에 화소 형성용 조성물을 적용하여 화소 형성용 조성물층을 형성한 후, 이 화소 형성용 조성물층에 대하여 패턴 형성을 행함으로써 형성할 수 있다.

화소 형성용 조성물의 도포 방법으로서는, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 상술한 방법을 들 수 있다.

화소 형성용 조성물층을 형성한 후, 건조(프리베이크)를 행해도 된다. 프리베이크를 행하는 경우, 프리베이크 온도는, 150℃ 이하가 바람직하고, 120℃ 이하가 보다 바람직하며, 110℃ 이하가 더 바람직하다. 하한은, 예를 들면 50℃ 이상으로 할 수 있고, 80℃ 이상으로 할 수도 있다. 프리베이크 시간은, 10초~3000초가 바람직하고, 40~2500초가 보다 바람직하며, 80~220초가 더 바람직하다. 프리베이크는, 핫플레이트, 오븐 등을 이용하여 행할 수 있다.

다음으로, 화소 형성용 조성물층에 대하여 패턴 형성을 행하여 화소를 형성한다. 패턴 형성 방법으로서는, 포토리소그래피법을 이용한 패턴 형성 방법이나 드라이 에칭법을 이용한 패턴 형성 방법을 들 수 있다.

포토리소그래피법에서의 패턴 형성 방법은, 지지체 상의 화소 형성용 조성물층에 대하여 패턴상으로 노광하는 공정과, 미노광부의 화소 형성용 조성물층을 현상 제거하여 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 필요에 따라서, 현상된 패턴을 베이크하는 공정(포스트베이크 공정)을 마련해도 된다. 이들 공정의 상세에 대해서는 상술한 바와 같다.

드라이 에칭법에서의 패턴 형성은, 지지체 상의 화소 형성용 조성물층을 경화하여 경화물층을 형성하고, 이어서, 이 경화물층 상에 패터닝된 레지스트층을 형성하며, 이어서, 패터닝된 레지스트층을 마스크로 하여 경화물층에 대하여 에칭 가스를 이용하여 드라이 에칭하는 등의 방법으로 행할 수 있다. 드라이 에칭법에서의 패턴 형성에 대해서는, 일본 공개특허공보 2013-064993호의 단락 번호 0010~0067의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.

<고체 촬상 소자>

본 발명의 고체 촬상 소자는, 상술한 본 발명의 구조체를 갖는다. 본 발명의 고체 촬상 소자의 구성으로서는, 본 발명의 구조체를 구비하고, 고체 촬상 소자로서 기능하는 구성이면 특별히 한정은 없지만, 예를 들면 이하와 같은 구성을 들 수 있다.

기판 상에, 고체 촬상 소자(CCD(전하 결합 소자) 이미지 센서, CMOS(상보형 금속 산화막 반도체) 이미지 센서 등)의 수광 에어리어를 구성하는 복수의 포토 다이오드 및 폴리 실리콘 등으로 이루어지는 전송 전극을 갖고, 포토 다이오드 및 전송 전극 상에 포토 다이오드의 수광부만 개구한 차광막을 가지며, 차광막 상에 차광막 전체면 및 포토 다이오드 수광부를 덮도록 형성된 질화 실리콘 등으로 이루어지는 디바이스 보호막을 갖고, 디바이스 보호막 상에 본 발명의 구조체를 갖는 구성을 들 수 있다. 또한, 디바이스 보호막 상이고 본 발명의 구조체 아래(기판에 가까운 측)에 집광 수단(예를 들면, 마이크로 렌즈 등. 이하 동일)을 갖는 구성이나, 본 발명의 구조체 상에 집광 수단을 갖는 구성 등이어도 된다. 또, 본 발명의 구조체와 집광 수단의 사이에 저굴층을 마련해도 된다. 저굴층은 예를 들면 본 발명의 격벽 형성용 조성물을 이용하여 형성할 수 있다.

본 발명의 고체 촬상 소자를 구비한 촬상 장치는, 디지털 카메라나, 촬상 기능을 갖는 전자 기기(휴대 전화 등) 외에, 차재 카메라나 감시 카메라용으로서도 이용할 수 있다.

<화상 표시 장치>

본 발명의 구조체는, 액정 표시 장치나 유기 일렉트로 루미네선스 표시 장치 등의, 화상 표시 장치에 이용할 수 있다. 화상 표시 장치의 정의나 각 화상 표시 장치의 상세에 대해서는, 예를 들면 "전자 디스플레이 디바이스(사사키 아키오 저, (주)고교 초사카이 1990년 발행)", "디스플레이 디바이스(이부키 스미아키 저, 산교 도쇼(주) 헤이세이 원년 발행)" 등에 기재되어 있다. 또, 액정 표시 장치에 대해서는, 예를 들면 "차세대 액정 디스플레이 기술(우치다 다쓰오 편집, (주)고교 초사카이 1994년 발행)"에 기재되어 있다. 본 발명을 적용할 수 있는 액정 표시 장치에 특별히 제한은 없고, 예를 들면 상기의 "차세대 액정 디스플레이 기술"에 기재되어 있는 다양한 방식의 액정 표시 장치에 적용할 수 있다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 수순 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한, 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 특별히 설명이 없는 한, "부", "%"는, 질량 기준이다.

<중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)의 측정>

케이지형 실록세인 화합물 및 수지의 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량은, 젤 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의하여, 이하의 조건으로 측정했다.

칼럼의 종류: TOSOH TSKgel Super HZM-H와, TOSOH TSKgel Super HZ4000과, TOSOH TSKgel Super HZ2000을 연결한 칼럼

전개 용매: 테트라하이드로퓨란

칼럼 온도: 40℃

유량(샘플 주입량): 1.0μL(샘플 농도: 0.1질량%)

장치명: 도소제 HLC-8220GPC

검출기: RI(굴절률) 검출기

검량선 베이스 수지: 폴리스타이렌 수지

<격벽 형성용 조성물의 조제>

하기 표에 기재된 원료를 혼합하여 격벽 형성용 조성물을 조제했다. 배합량의 란에 기재된 수치는 질량부이다.

[표 1]

(케이지형 실록세인 화합물 1)

A-1: 하기 식 (S2-1-1)로 나타나는 구조의 폴리머(Mw=200,000, Mw/Mn=3.0)

A-2: 하기 식 (S2-1-1)로 나타나는 구조의 폴리머(Mw=149,000, Mw/Mn=2.8)

A-3: 하기 식 (S2-1-1)로 나타나는 구조의 폴리머(Mw=51,000, Mw/Mn=2.6)

A-4: 하기 식 (S2-1-1)로 나타나는 구조의 폴리머(Mw=246,000, Mw/Mn=3.1)

A-5: 하기 식 (S2-1-1)로 나타나는 구조의 폴리머(Mw=298,000, Mw/Mn=3.3)

A-6: 하기 식 (S2-1-2)로 나타나는 구조의 폴리머(Mw=199,000, Mw/Mn=2.9)

A-7: 하기 식 (S2-1-3)으로 나타나는 구조의 폴리머(Mw=204,000, Mw/Mn=2.9)

(케이지형 실록세인 화합물 2)

A-8: 하기 식 (A-8)으로 나타나는 구조의 화합물

[화학식 8]

(다른 실록세인 화합물)

B-1: MS-1001(도레이·다우코닝(주)제)

(계면활성제)

F-1: 하기 구조의 화합물(Mw=14,000, 반복 단위의 비율을 나타내는 %는 몰%임)

[화학식 9]

(용제)

S-1: 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA)

S-2: 1,3-뷰틸렌글라이콜다이아세테이트

S-3: 프로필렌글라이콜모노메틸에터

S-4: 락트산 에틸

S-5: 아세트산 뷰틸

<착색 화소 형성용 조성물의 조제>

이하에 나타내는 원료를 혼합하고, 교반한 후, 구멍 직경 0.45μm의 나일론제 필터(일본 폴(주)제)로 여과하여, 적색 화소 형성용 조성물, 녹색 화소 형성용 조성물 및 청색 화소 형성용 조성물을 각각 조제했다.

(적색 화소 형성용 조성물)

Red 안료 분산액…51.7질량부

수지 1…0.6질량부

경화성 화합물 1…0.6질량부

광중합 개시제 1…0.3질량부

계면활성제 1…4.2질량부

PGMEA…42.6질량부

(녹색 화소 형성용 조성물)

Green 안료 분산액…73.7질량부

수지 1…0.3질량부

경화성 화합물 2…1.2질량부

광중합 개시제 1…0.6질량부

계면활성제 1…4.2질량부

자외선 흡수제 1…0.5질량부

PGMEA…19.5질량부

(청색 화소 형성용 조성물)

Blue 안료 분산액…44.9질량부

수지 1…2.1질량부

경화성 화합물 1…1.5질량부

경화성 화합물 3…0.7질량부

광중합 개시제 2…0.8질량부

계면활성제 1…4.2질량부

PGMEA…45.8질량부

착색 화소 형성용 조성물에 이용한 원료는 이하이다.

·Red 안료 분산액

C. I. Pigment Red 254의 9.6질량부와, C. I. Pigment Yellow 139의 4.3질량부와, 분산제(Disperbyk-161, BYK Chemie사제)의 6.8질량부와, PGMEA의 79.3질량부로 이루어지는 혼합액을, 비즈 밀(지르코니아 비즈 0.3mm 직경)을 이용하여 3시간 혼합 및 분산한 후 추가로, 감압 기구가 장착된 고압 분산기 NANO-3000-10(닛폰 비이이(주)제)을 이용하여, 2000kg/cm³의 압력하에서 유량 500g/min으로 하여 분산 처리를 행했다. 이 분산 처리를 10회 반복하여, Red 안료 분산액을 얻었다.

·Green 안료 분산액

C. I. Pigment Green 36의 6.4질량부와, C. I. Pigment Yellow 150의 5.3질량부와, 분산제(Disperbyk-161, BYK Chemie사제)의 5.2질량부와, PGMEA의 83.1질량부로 이루어지는 혼합액을, 비즈 밀(지르코니아 비즈 0.3mm 직경)을 이용하여 3시간 혼합 및 분산한 후, 추가로 감압 기구가 장착된 고압 분산기 NANO-3000-10(닛폰 비이이(주)제)을 이용하여, 2000kg/cm³의 압력하에서 유량 500g/min으로 하여 분산 처리를 행했다. 이 분산 처리를 10회 반복하여, Green 안료 분산액을 얻었다.

·Blue 안료 분산액

C. I. Pigment Blue 15:6의 9.7질량부와, C. I. Pigment Violet 23의 2.4질량부와, 분산제(Disperbyk-161, BYK Chemie사제)의 5.5질량부와, PGMEA의 82.4질량부로 이루어지는 혼합액을, 비즈 밀(지르코니아 비즈 0.3mm 직경)을 이용하여 3시간 혼합 및 분산한 후, 추가로 감압 기구가 장착된 고압 분산기 NANO-3000-10(닛폰 비이이(주)제)을 이용하여, 2000kg/cm³의 압력하에서 유량 500g/min으로 하여 분산 처리를 행했다. 이 분산 처리를 10회 반복하여, Blue 안료 분산액을 얻었다.

·수지 1: 하기 구조의 수지의 40질량% PGMEA 용액(주쇄에 부기한 수치는 몰비이다. Mw=10,000, 산가=70mgKOH/g)

[화학식 10]

·경화성 화합물 1: 하기 구조의 화합물

[화학식 11]

·경화성 화합물 2: 하기 구조의 화합물의 혼합물(좌측 화합물과 우측 화합물과의 몰비가 7:3인 혼합물)

[화학식 12]

·경화성 화합물 3: 아로닉스 M-305(트라이아크릴레이트가 55~63질량%, 도아 고세이(주)제)

·광중합 개시제 1: IRGACURE-OXE01(BASF제)

·광중합 개시제 2: 하기 구조의 화합물

[화학식 13]

·계면활성제 1: 하기 구조의 화합물(Mw=14,000, 반복 단위의 비율을 나타내는 %는 몰%임)의 0.2질량%PGMEA 용액

[화학식 14]

·자외선 흡수제 1:UV-503(다이토 가가쿠(주)제)

<구조체의 제조>

실리콘 웨이퍼 상에, 하기 표에 기재된 격벽 형성용 조성물을 이용하여 격벽 재료층을 형성하고, 격벽 재료층에 대하여, 일본 공개특허공보 2016-014856호의 단락 번호 0128~0133에 기재된 조건에서 드라이 에칭법으로 패터닝하여 격벽(폭 50nm, 높이 1μm)을 1μm 간격으로 격자상으로 형성했다. 실리콘 웨이퍼 상의 격벽의 개구의 치수(실리콘 웨이퍼 상의 격벽으로 구획된 영역)는, 세로 1μm×가로 1μm였다. 다음으로, 격벽을 형성한 실리콘 웨이퍼 상에, 녹색 화소 형성용 조성물을, 제막 후의 막두께가 1μm가 되도록 스핀 코트법으로 도포하고, 이어서, 핫플레이트를 이용하여 100℃에서 2분간 가열했다. 이어서, i선 스테퍼 노광 장치 FPA-3000i5+(Canon(주)제)를 이용하여, 0.9μm의 베이어 패턴을 갖는 마스크를 통하여, 150mJ/cm²의 노광량으로 노광했다. 이어서, 수산화 테트라메틸암모늄(TMAH) 0.3질량% 수용액을 이용하여, 23℃에서 60초간 퍼들 현상을 행했다. 그 후, 스핀 샤워에서 린스를 행한 후에, 핫플레이트를 이용하여 220℃에서 5분간 가열하며, 격벽으로 구획된 영역에 녹색 화소를 형성했다.

다음으로, 적색 화소 형성용 조성물 및 청색 화소 형성용 조성물에 대해서도 순차적으로 패터닝하여, 적색 화소 및 청색 화소를 각각 격벽으로 구획된 영역에 형성했다.

<여과성의 평가>

제조 직후의 격벽 형성용 조성물에 대하여, ROKI제 캡슐 필터(LPS-CLP-0025-N1)를 이용하여 1000g 여과하고, 이하의 기준으로 여과성을 평가했다.

A: 격벽 형성용 조성물을 전체량 여과할 수 있었다

B: 500g 이상 1000g 미만에서 막힘이 발생했다

C: 100g 이상 500g 미만에서 막힘이 발생했다

D: 100g 미만에서 막힘이 발생했다

<에칭면 평활성>

격벽의 에칭면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 배율 5만배로 관찰하고, 이하의 기준으로 평활성을 평가했다.

A: 공공(空孔)이 관찰되지 않았다.

B: 20nm 이상의 크기의 공공은 관찰되지 않았지만, 20nm 미만의 크기의 공공이 관찰되었다.

C: 20nm 이상의 크기의 공공이 관찰되었다.

<밀착성>

격벽으로 구획된 영역에 각 색의 착색 화소를 형성한 후, SEM으로 단면 관찰하여 이하의 기준으로 밀착성을 평가했다.

A: 관측 범위 내의 전체 격벽에 있어서, 착색 화소의 박리가 관측되지 않았다.

B: 관측 범위 내의 전체 격벽 중 20% 미만의 개수의 격벽에 있어서, 착색 화소의 박리가 발생하고 있었다.

C: 관측 범위 내의 전체 격벽 중의 20% 이상의 개수의 격벽에 있어서, 착색 화소의 박리가 발생하고 있었다.

<굴절률의 평가>

실리콘 웨이퍼 상에 각 격벽 형성용 조성물을 도포하여 막두께 0.3μm의 막을 형성하고, 엘립소미터 UVISEL/460-FUV-AGAS(호리바 세이사쿠쇼제)를 이용하여, 파장 550nm에서의 굴절률을 측정했다.

[표 2]

상기 표에 나타내는 바와 같이, 실시예는 굴절률이 낮고, 평활성이 우수한 격벽을 갖는 구조체를 제조할 수 있었다. 실시예의 구조체를 고체 촬상 소자에 도입한바, 화소의 집광률이 높고, 감도가 양호하여, 선명한 화상을 취득할 수 있었다.

1: 지지체
2: 격벽
4: 화소

Claims (11)

1. 지지체와,
   상기 지지체 상에 마련된 격벽과,
   상기 격벽으로 구획된 영역에 마련된 화소를 갖고,
   상기 격벽이, 케이지형 실록세인 화합물을 전체 고형분 중에 40질량% 이상 포함하는 조성물을 이용하여 형성된 격벽이고,
   상기 케이지형 실록세인 화합물은, 중량 평균 분자량이 100,000~240,000의 폴리머를 포함하고,
   상기 격벽의 파장 550nm의 광의 굴절률은 1.15~1.37인, 구조체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이지형 실록세인 화합물은, 산소 원자수와 규소 원자수와의 비율인 O/Si가 1.3~1.7인 케이지형 실록세인 화합물을 포함하는, 구조체.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 케이지형 실록세인 화합물이, 하기 식 (S1)로 나타나는 부분 구조를 포함하는, 구조체;
   (*-SiO_1.5)_n…(S1)
   식 중, *는 연결손을 나타내고, n은 6~16의 정수를 나타낸다.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 케이지형 실록세인 화합물이, 하기 식 (S2)로 나타나는 화합물 및 상기 화합물을 중합하여 얻어지는 폴리머로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 구조체;
   (R^S1-SiO_1.5)_n…(S2)
   식 중, R^S1은, 알킬기 또는 중합성기를 나타내고, n은 6~16의 정수를 나타내며, n개의 R^S1 중 2개 이상의 R^S1은 중합성기이다.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 케이지형 실록세인 화합물은, 하기 식 (S1-1)로 나타나는 부분 구조를 갖는, 구조체;
   식 (S1-1)
   [화학식 1]
   

   

   
   상기 식 중의 파선은 결합손을 나타낸다.
6. 삭제
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 화소는, 착색 화소, 투명 화소 및 적외선 투과층의 화소로부터 선택되는 적어도 1종의 화소를 포함하는, 구조체.
8. 지지체와, 상기 지지체 상에 마련된 격벽과, 상기 격벽으로 구획된 영역에 마련된 화소를 갖는 구조체의 상기 격벽의 형성에 이용되는 격벽 형성용 조성물로서,
   케이지형 실록세인 화합물과 용제를 포함하고,
   격벽 형성용 조성물의 전체 고형분 중에 있어서의 상기 케이지형 실록세인 화합물의 함유량은 40질량% 이상이고,
   상기 케이지형 실록세인 화합물은, 중량 평균 분자량이 100,000~240,000의 폴리머를 포함하고,
   상기 케이지형 실록세인 화합물이, 하기 식 (S2)로 나타나는 화합물 및 상기 화합물을 중합하여 얻어지는 폴리머로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 격벽 형성용 조성물;
   (R^S1-SiO_1.5)_n…(S2)
   식 중, R^S1은, 알킬기 또는 중합성기를 나타내고, n은 6~16의 정수를 나타내며, n개의 R^S1 중 2개 이상의 R^S1은 중합성기이다.
9. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 구조체를 갖는 고체 촬상 소자.
10. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 구조체를 갖는 화상 표시 장치.
11. 삭제

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