TW201940968A - 感光性組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種感光性組成物,其用於脈衝曝光且包含色材及自由基聚合性單體。該感光性組成物中,上述自由基聚合性單體包含化合物M1,該化合物M1為具有自由基聚合性基之化合物且該化合物中所包含之自由基聚合性基為選自烯丙基、甲基烯丙基、苯乙烯基(Styrene group)、苯乙烯基(Styryl group)及甲基丙烯醯胺基中之至少1種。
Description
本發明係關於一種包含色材之感光性組成物。更具體而言,係關於一種用於固體攝像元件或濾色器等之感光性組成物。
在視訊攝影機、數位相機、附攝像功能之行動電話等中使用CCD(電荷耦合元件)或CMOS(互補金屬氧化物半導體)。又,固體攝像元件中要求使用包含濾色器等色材之膜。包含濾色器等色材之膜例如可使用包含色材及自由基聚合性單體之感光性組成物來製造。(參閱專利文獻1、2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2012-532334號公報
[專利文獻2]KR101573937B
[專利文獻2]KR101573937B
(甲基)丙烯酸酯單體的基於自由基聚合之反應性良好,因此用於製造濾色器等之感光性組成物中通常可使用(甲基)丙烯酸酯單體。
另一方面,用於製造包含濾色器等色材之膜之感光性組成物有時會在長時間保存後使用。本發明人對作為自由基聚合性單體使用了(甲基)丙烯酸酯單體之感光性組成物進行了深入研究之結果,得知容易產生異物等。尤其,得知在溫度高的環境下長時間保管感光性組成物之情況下更容易產生異物。又,得知在專利文獻1、2中所記載之感光性組成物中,保存穩定性不充分,保管時更容易產生異物。
從而,本發明的目的在於提供一種保存穩定性優異之感光性組成物。
本發明人對感光性組成物進行了深入研究之結果,發現能夠藉由設為以下的結構來實現上述目的,從而完成了本發明。藉此,本發明提供以下內容。
<1>一種感光性組成物,其用於脈衝曝光且包含色材及自由基聚合性單體,其中,
自由基聚合性單體包含化合物M1,該化合物M1為具有自由基聚合性之化合物且該化合物中所包含之自由基聚合性基為選自烯丙基、甲基烯丙基、苯乙烯基(Styrene group)、苯乙烯基(Styryl group)及甲基丙烯醯胺基中之至少1種。
<2>如<1>所述之感光性組成物,其中
化合物M1的自由基聚合性基值為1 mmol/g以上。
<3>如<1>或<2>所述之感光性組成物,其中
在感光性組成物的總固體成分中化合物M1的含量為0.05~50質量%。
<4>如<1>至<3>中任一項所述之感光性組成物,其中
在自由基聚合性單體的總量中化合物M1的含量為1質量%以上。
<5>如<1>至<4>中任一項所述之感光性組成物,其中
自由基聚合性單體包含化合物M1及(甲基)丙烯酸酯單體。
<6>如<1>至<5>中任一項所述之感光性組成物,其還包含光自由基聚合起始劑。
<7>如<1>至<6>中任一項所述之感光性組成物,其還包含樹脂。
<8>如<7>所述之感光性組成物,其中
前述樹脂包含鹼可溶性樹脂。
<9>如<1>至<8>中任一項所述之感光性組成物,其中
前述色材包含顏料。
<10>如<1>至<9>中任一項所述之感光性組成物,其為用於利用波長300 nm以下的光進行脈衝曝光之感光性組成物。
<11>如<1>至<10>中任一項所述之感光性組成物,其為用於在最大瞬間照度50000000 W/m2 以上的條件下進行脈衝曝光之感光性組成物。
<12>如<1>至<11>中任一項所述之感光性組成物,其為固體攝像元件用感光性組成物。
<13>如<1>至<11>中任一項所述之感光性組成物,其為濾色器用感光性組成物。
[發明效果]
<1>一種感光性組成物,其用於脈衝曝光且包含色材及自由基聚合性單體,其中,
自由基聚合性單體包含化合物M1,該化合物M1為具有自由基聚合性之化合物且該化合物中所包含之自由基聚合性基為選自烯丙基、甲基烯丙基、苯乙烯基(Styrene group)、苯乙烯基(Styryl group)及甲基丙烯醯胺基中之至少1種。
<2>如<1>所述之感光性組成物,其中
化合物M1的自由基聚合性基值為1 mmol/g以上。
<3>如<1>或<2>所述之感光性組成物,其中
在感光性組成物的總固體成分中化合物M1的含量為0.05~50質量%。
<4>如<1>至<3>中任一項所述之感光性組成物,其中
在自由基聚合性單體的總量中化合物M1的含量為1質量%以上。
<5>如<1>至<4>中任一項所述之感光性組成物,其中
自由基聚合性單體包含化合物M1及(甲基)丙烯酸酯單體。
<6>如<1>至<5>中任一項所述之感光性組成物,其還包含光自由基聚合起始劑。
<7>如<1>至<6>中任一項所述之感光性組成物,其還包含樹脂。
<8>如<7>所述之感光性組成物,其中
前述樹脂包含鹼可溶性樹脂。
<9>如<1>至<8>中任一項所述之感光性組成物,其中
前述色材包含顏料。
<10>如<1>至<9>中任一項所述之感光性組成物,其為用於利用波長300 nm以下的光進行脈衝曝光之感光性組成物。
<11>如<1>至<10>中任一項所述之感光性組成物,其為用於在最大瞬間照度50000000 W/m2 以上的條件下進行脈衝曝光之感光性組成物。
<12>如<1>至<11>中任一項所述之感光性組成物,其為固體攝像元件用感光性組成物。
<13>如<1>至<11>中任一項所述之感光性組成物,其為濾色器用感光性組成物。
[發明效果]
依據本發明,能夠提供一種保存穩定性優異之感光性組成物。
以下,對本發明的內容進行詳細說明。
本說明書中,“~”是以將其前後所記載之數值作為下限值及上限值而包含之含義來使用。
本說明書中之基團團(原子團)的標記中,未標有經取代及未經取代之標記包含不具有取代基之基團(原子團),並且還包含具有取代基之基團(原子團)。例如,“烷基”不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代之烷基),而且還包含具有取代基之烷基(經取代之烷基)。
本說明書中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯這兩者或其中任一個,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸這兩者或其中任一個,“(甲基)丙烯醯基”表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基這兩者或其中任一個。
本說明書中,重量平均分子量及數平均分子量為藉由GPC(凝膠滲透層析)法測量出之聚苯乙烯換算值。
本說明書中,所謂紅外線係指波長為700~2500 nm的光。
本說明書中,總固體成分係指從組成物的所有成分中去除溶劑後之成分的總質量。
本說明書中,“步驟”這一術語不僅包含獨立之步驟,即使在無法與其他步驟明確區分之情況下,只要能夠達成該步驟的所期望的作用,則包含於本術語中。
本說明書中,“~”是以將其前後所記載之數值作為下限值及上限值而包含之含義來使用。
本說明書中之基團團(原子團)的標記中,未標有經取代及未經取代之標記包含不具有取代基之基團(原子團),並且還包含具有取代基之基團(原子團)。例如,“烷基”不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代之烷基),而且還包含具有取代基之烷基(經取代之烷基)。
本說明書中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯這兩者或其中任一個,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸這兩者或其中任一個,“(甲基)丙烯醯基”表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基這兩者或其中任一個。
本說明書中,重量平均分子量及數平均分子量為藉由GPC(凝膠滲透層析)法測量出之聚苯乙烯換算值。
本說明書中,所謂紅外線係指波長為700~2500 nm的光。
本說明書中,總固體成分係指從組成物的所有成分中去除溶劑後之成分的總質量。
本說明書中,“步驟”這一術語不僅包含獨立之步驟,即使在無法與其他步驟明確區分之情況下,只要能夠達成該步驟的所期望的作用,則包含於本術語中。
<感光性組成物>
本發明的感光性組成物用於脈衝曝光且包含色材及自由基聚合性單體,該感光性組成物的特徵為,
上述自由基聚合性單體包含化合物M1,該化合物M1為具有自由基聚合性基之化合物且該化合物中所包含之自由基聚合性基為選自烯丙基、甲基烯丙基、苯乙烯基(Styrene group)、苯乙烯基(Styryl group)及甲基丙烯醯胺基中之至少1種。
本發明的感光性組成物用於脈衝曝光且包含色材及自由基聚合性單體,該感光性組成物的特徵為,
上述自由基聚合性單體包含化合物M1,該化合物M1為具有自由基聚合性基之化合物且該化合物中所包含之自由基聚合性基為選自烯丙基、甲基烯丙基、苯乙烯基(Styrene group)、苯乙烯基(Styryl group)及甲基丙烯醯胺基中之至少1種。
作為自由基聚合性基具有上述之既定的基團之化合物M1的基於自由基聚合之反應性相對低,因此保管感光性組成物時難以進行反應。因此,藉由作為自由基聚合性單體使用包含上述化合物M1者,能夠抑制保管時的自由基聚合性單體的反應,從而能夠製得保存穩定性優異之感光性組成物。又,作為自由基聚合性單體,除了上述之化合物M1以外,即使包含(甲基)丙烯酸酯單體等除了化合物M1以外的其他自由基聚合性單體之情況下,亦能夠製得保存穩定性優異之感光性組成物。與未使用化合物M1的配方相比,能夠減少容易引起暗聚合(暗反應)的自由基聚合性單體的使用量,因此推測為可提高保管時的穩定性。
又,本發明的感光性組成物為脈衝曝光用感光性組成物,藉由對本發明的感光性組成物進行脈衝曝光,能夠在曝光部中瞬間由感光性組成物中所包含之自由基聚合性單體等的成分大量地產生自由基。在曝光部中瞬間大量地產生自由基來抑制因氧引起之失活等的效果,藉此能夠有效地硬化自由基聚合性單體。因此,本發明的感光性組成物能夠用作硬化性及保存穩定性優異之感光性組成物。另外,脈衝曝光係指在短時間(例如毫秒等級以下)的週期內反覆光的照射與暫停來進行曝光之方式的曝光方法。
本發明的感光性組成物為脈衝曝光用感光性組成物。用於曝光之光可以為超過波長300 nm之光,亦可以為波長300 nm以下的光,但是從容易得到優異之硬化性等的理由考慮,波長300 nm以下的光為較佳,波長270 nm以下的光為更佳,波長250 nm以下的光為進一步較佳。又,前述的光係波長180 nm以上的光為較佳。具體而言,可舉出KrF射線(波長248 nm)、ArF射線(波長193 nm)等,從容易得到更優異之硬化性等的理由考慮,KrF射線(波長248 nm)為較佳。
脈衝曝光的曝光條件係如下條件為較佳。從容易瞬間大量地產生自由基之理由考慮,脈衝寬度係100奈秒(ns)以下為較佳,50奈秒以下為更佳,30奈秒以下為進一步較佳。脈衝寬度的下限並無特別限定,但是能夠設為1飛秒(fs)以上,亦能夠設為10飛秒以上。從硬化性的觀點考慮,頻率係1 kHz以上為較佳,2 kHz以上為更佳,4 kHz以上為進一步較佳。從容易抑制因曝光熱而引起之基板等的變形之理由考慮,頻率的上限係50 kHz以下為較佳,20 kHz以下為更佳,10 kHz以下為進一步較佳。從硬化性的觀點考慮,最大瞬間照度係50000000 W/m2
以上為較佳,100000000 W/m2
以上為更佳,200000000 W/m2
以上為進一步較佳。又,從抑制高照度失效的觀點考慮,最大瞬間照度的上限係1000000000 W/m2
以下為較佳,800000000 W/m2
以下為更佳,500000000 W/m2
以下為進一步較佳。另外,脈衝寬度係指照射脈衝週期中的光之時間的長度。又,頻率係指每1秒鐘的脈衝週期的次數。又,最大瞬間照度係指在脈衝週期中照射光之時間內的平均照度。又,脈衝週期係指將脈衝曝光中的光的照射與暫停設為1週期之週期。
本發明的感光性組成物可較佳地用作用於形成濾色器、遮光膜、紅外線透射濾波器等的組成物。作為濾色器,可舉出具有透射特定波長的光之著色像素之濾波器,具有選自紅色像素、藍色像素、綠色像素、黃色像素、青色像素及品紅色像素中之至少1種著色像素之濾波器為較佳。紅外線透射濾波器為透射至少一部分紅外線之濾波器。作為紅外線透射濾波器,可舉出滿足波長400~640 nm的範圍內的透射率的最大值係20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下),波長1100~1300 nm的範圍內的透射率的最小值係70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之分光特性之濾波器等。紅外線透射濾波器為滿足以下(1)~(4)中任一分光特性之濾波器為較佳。
(1):波長400~640 nm的範圍內的透射率的最大值係20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下)且波長800~1300 nm的範圍內的透射率的最小值係70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之濾波器。
(2):波長400~750 nm的範圍內的透射率的最大值係20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下)且波長900~1300 nm的範圍內的透射率的最小值係70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之濾波器。
(3):波長400~830 nm的範圍內的透射率的最大值係20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下)且波長1000~1300 nm的範圍內的透射率的最小值係70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之濾波器。
(4):波長400~950 nm的範圍內的透射率的最大值係20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下)且波長1100~1300 nm的範圍內的透射率的最小值係70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之濾波器。
(1):波長400~640 nm的範圍內的透射率的最大值係20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下)且波長800~1300 nm的範圍內的透射率的最小值係70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之濾波器。
(2):波長400~750 nm的範圍內的透射率的最大值係20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下)且波長900~1300 nm的範圍內的透射率的最小值係70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之濾波器。
(3):波長400~830 nm的範圍內的透射率的最大值係20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下)且波長1000~1300 nm的範圍內的透射率的最小值係70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之濾波器。
(4):波長400~950 nm的範圍內的透射率的最大值係20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下)且波長1100~1300 nm的範圍內的透射率的最小值係70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之濾波器。
將本發明的感光性組成物用作紅外線透射濾波器用組成物之情況下,本發明的感光性組成物滿足波長400~640 nm的範圍內的吸光度的最小值Amin與波長1100~1300 nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax之比Amin/Bmax係5以上之分光特性為較佳。Amin/Bmax係7.5以上為更佳,15以上為進一步較佳,30以上為特佳。
任意波長λ中的吸光度Aλ藉由以下式(1)來定義。
Aλ=-log(Tλ/100)……(1)
Aλ係波長λ中的吸光度,Tλ係波長λ中的透射率(%)。
在本發明中,吸光度的值可以為在溶液的狀態下測量出之值,亦可以為在使用感光性組成物製作出之膜的狀態下測量出之值。在膜的狀態下測量吸光度之情況下,藉由旋轉塗佈等方法以乾燥後的膜的厚度成為既定的厚度的方式在玻璃基板上塗佈感光性組成物,並使用利用加熱板在100℃下乾燥120秒鐘而製備之膜來測量為較佳。
Aλ=-log(Tλ/100)……(1)
Aλ係波長λ中的吸光度,Tλ係波長λ中的透射率(%)。
在本發明中,吸光度的值可以為在溶液的狀態下測量出之值,亦可以為在使用感光性組成物製作出之膜的狀態下測量出之值。在膜的狀態下測量吸光度之情況下,藉由旋轉塗佈等方法以乾燥後的膜的厚度成為既定的厚度的方式在玻璃基板上塗佈感光性組成物,並使用利用加熱板在100℃下乾燥120秒鐘而製備之膜來測量為較佳。
將本發明的感光性組成物用作紅外線透射濾波器用組成物之情況下,本發明的感光性組成物滿足以下的(11)~(14)中的任一分光特性為更佳。
(11):波長400~640 nm的範圍內的吸光度的最小值Amin1與波長800~1300 nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax1之比Amin1/Bmax1係5以上,7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。依據該態樣,能夠形成遮擋波長400~640 nm的範圍的光並能夠透射波長720 nm以上的光的膜。
(12):波長400~750 nm的範圍內的吸光度的最小值Amin2與波長900~1300 nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax2之比Amin2/Bmax2係5以上,7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。依據該態樣,能夠形成遮擋波長400~750 nm的範圍的光且能夠形成透射波長850 nm以上的光的膜。
(13):波長400~850 nm的範圍內的吸光度的最小值Amin3與波長1000~1300 nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax3之比Amin3/Bmax3係5以上,7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。依據該態樣,能夠形成遮擋波長400~850 nm的範圍的光且能夠透射波長940 nm以上的光的膜。
(14):波長400~950 nm的範圍內的吸光度的最小值Amin4與波長1100~1300 nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax4之比Amin4/Bmax4係5以上,7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。依據該態樣,能夠形成遮擋波長400~950 nm的範圍的光且能夠透射波長1040 nm以上的光的膜。
(11):波長400~640 nm的範圍內的吸光度的最小值Amin1與波長800~1300 nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax1之比Amin1/Bmax1係5以上,7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。依據該態樣,能夠形成遮擋波長400~640 nm的範圍的光並能夠透射波長720 nm以上的光的膜。
(12):波長400~750 nm的範圍內的吸光度的最小值Amin2與波長900~1300 nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax2之比Amin2/Bmax2係5以上,7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。依據該態樣,能夠形成遮擋波長400~750 nm的範圍的光且能夠形成透射波長850 nm以上的光的膜。
(13):波長400~850 nm的範圍內的吸光度的最小值Amin3與波長1000~1300 nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax3之比Amin3/Bmax3係5以上,7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。依據該態樣,能夠形成遮擋波長400~850 nm的範圍的光且能夠透射波長940 nm以上的光的膜。
(14):波長400~950 nm的範圍內的吸光度的最小值Amin4與波長1100~1300 nm的範圍內的吸光度的最大值Bmax4之比Amin4/Bmax4係5以上,7.5以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。依據該態樣,能夠形成遮擋波長400~950 nm的範圍的光且能夠透射波長1040 nm以上的光的膜。
本發明的感光性組成物能夠較佳地用作固體攝像元件用感光性組成物。又,本發明的感光性組成物能夠較佳地用作濾色器用感光性組成物。具體而言,能夠較佳地用作濾色器的像素形成用感光性組成物,能夠更佳地用作固體攝像元件中所使用之濾色器的像素形成用感光性組成物。
以下,對本發明的感光性組成物中所使用之各成分進行說明。
<<色材>>
本發明的感光性組成物包含色材。作為色材,可舉出彩色著色劑、黑色著色劑、紅外線吸收色素等。本發明的感光性組成物中所使用之色材至少包含彩色著色劑為較佳。
本發明的感光性組成物包含色材。作為色材,可舉出彩色著色劑、黑色著色劑、紅外線吸收色素等。本發明的感光性組成物中所使用之色材至少包含彩色著色劑為較佳。
(彩色著色劑)
作為彩色著色劑,可舉出紅色著色劑、綠色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑、紫色著色劑、橙色著色劑等。彩色著色劑可以為顏料,亦可以為染料。顏料為較佳。顏料的平均粒徑(r)係20 nm≤r≤300 nm為較佳,25 nm≤r≤250 nm為更佳,30 nm≤r≤200 nm為進一步較佳。在此所謂“平均粒徑”係指關於聚合有顏料的一次粒子之二次粒子的平均粒徑。又,能夠使用之顏料的二次粒子的粒徑分佈(以下,簡稱為“粒徑分佈”。)在平均粒徑±100 nm的範圍內所包含之二次粒子係整體的70質量%以上為較佳,80質量%以上為更佳。
作為彩色著色劑,可舉出紅色著色劑、綠色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑、紫色著色劑、橙色著色劑等。彩色著色劑可以為顏料,亦可以為染料。顏料為較佳。顏料的平均粒徑(r)係20 nm≤r≤300 nm為較佳,25 nm≤r≤250 nm為更佳,30 nm≤r≤200 nm為進一步較佳。在此所謂“平均粒徑”係指關於聚合有顏料的一次粒子之二次粒子的平均粒徑。又,能夠使用之顏料的二次粒子的粒徑分佈(以下,簡稱為“粒徑分佈”。)在平均粒徑±100 nm的範圍內所包含之二次粒子係整體的70質量%以上為較佳,80質量%以上為更佳。
顏料係有機顏料為較佳。作為有機顏料可舉出以下的顏料。
比色指數(C.I.)顏料黃(Pigment Yellow)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(以上為黃色顏料);
C.I.顏料橙(Pigment Orange)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(以上為橙色顏料);
C.I.顏料紅(Pigment Red)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、813、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、224、226、242、246、254、255、264、270、272、279等(以上為紅色顏料);
C.I.顏料綠(Pigment Green)7、10、36、37、58、59、62、63等(以上為綠色顏料);
C.I.顏料紫(Pigment Violet)1、19、23、27、32、37、42等(以上為紫色顏料);
C.I.顏料藍(Pigment Blue)1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66、79、80等(以上為藍色顏料)。
該等有機顏料能夠單獨使用或者將多種組合使用。
比色指數(C.I.)顏料黃(Pigment Yellow)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(以上為黃色顏料);
C.I.顏料橙(Pigment Orange)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(以上為橙色顏料);
C.I.顏料紅(Pigment Red)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、813、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、224、226、242、246、254、255、264、270、272、279等(以上為紅色顏料);
C.I.顏料綠(Pigment Green)7、10、36、37、58、59、62、63等(以上為綠色顏料);
C.I.顏料紫(Pigment Violet)1、19、23、27、32、37、42等(以上為紫色顏料);
C.I.顏料藍(Pigment Blue)1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66、79、80等(以上為藍色顏料)。
該等有機顏料能夠單獨使用或者將多種組合使用。
又,作為黃色顏料,亦能夠使用包含選自下述式(I)表示之偶氮化合物及其互變異構結構的偶氮化合物中之至少1種陰離子、2種以上的金屬離子及三聚氰胺化合物之金屬偶氮顏料。
[化1]
式中,R1 及R2 分別獨立地為-OH或-NR5 R6 ,R3 及R4 分別獨立地為=O或=NR7 ,R5 ~R7 分別獨立地為氫原子或烷基。R5 ~R7 所表示之烷基的碳數係1~10為較佳,1~6為更佳,1~4為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈及環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。烷基亦可以具有取代基。取代基係鹵素原子、羥基、烷氧基、氰基及胺基為較佳。
[化1]
式中,R1 及R2 分別獨立地為-OH或-NR5 R6 ,R3 及R4 分別獨立地為=O或=NR7 ,R5 ~R7 分別獨立地為氫原子或烷基。R5 ~R7 所表示之烷基的碳數係1~10為較佳,1~6為更佳,1~4為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈及環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。烷基亦可以具有取代基。取代基係鹵素原子、羥基、烷氧基、氰基及胺基為較佳。
式(I)中,R1
及R2
係-OH為較佳。又,R3
及R4
係=O為較佳。
金屬偶氮顏料中的三聚氰胺化合物係由下述式(II)表示之化合物為較佳。
[化2]
式中,R11 ~R13 分別獨立地為氫原子或烷基。烷基的碳數係1~10為較佳,1~6為更佳,1~4為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈及環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。烷基亦可以具有取代基。取代基係羥基為較佳。R11 ~R13 中的至少一個係氫原子為較佳,R11 ~R13 中的全部係氫原子為更佳。
[化2]
式中,R11 ~R13 分別獨立地為氫原子或烷基。烷基的碳數係1~10為較佳,1~6為更佳,1~4為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈及環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。烷基亦可以具有取代基。取代基係羥基為較佳。R11 ~R13 中的至少一個係氫原子為較佳,R11 ~R13 中的全部係氫原子為更佳。
上述金屬偶氮顏料係包含選自上述之式(I)表示之偶氮化合物及其互變異構結構的偶氮化合物中之至少1種陰離子、至少包含Zn2+
及Cu2+
之金屬離子及三聚氰胺化合物之態樣的金屬偶氮顏料為較佳。在該態樣中,以金屬偶氮顏料的總金屬離子的1莫耳為基準,以合計含有95~100莫耳%的Zn2+
及Cu2+
為較佳,含有98~100莫耳%為更佳,含有99.9~100莫耳%為進一步較佳,100莫耳%為特佳。又,金屬偶氮顏料中的Zn2+
與Cu2+
的莫耳比係Zn2+
:Cu2+
=199:1~1:15為較佳,19:1~1:1為更佳,9:1~2:1為進一步較佳。又,在該態樣中,金屬偶氮顏料還可以包含除了Zn2+
及Cu2+
以外的二價或三價的金屬離子(以下亦稱為金屬離子Me1)。作為金屬離子Me1,可舉出Ni2+
、Al3+
、Fe2+
、Fe3+
、Co2+
、Co3+
、La3+
、Ce3+
、Pr3+
、Nd2+
、Nd3+
、Sm2+
、Sm3+
、Eu2+
、Eu3+
、Gd3+
、Tb3+
、Dy3+
、Ho3+
、Yb2+
、Yb3+
、Er3+
、Tm3+
、Mg2+
、Ca2+
、Sr2+
、Mn2+
、Y3+
、Sc3+
、Ti2+
、Ti3+
、Nb3+
、Mo2+
、Mo3+
、V2+
、V3+
、Zr2+
、Zr3+
、Cd2+
、Cr3+
、Pb2+
、Ba2+
,選自Al3+
、Fe2+
、Fe3+
、Co2+
、Co3+
、La3+
、Ce3+
、Pr3+
、Nd3+
、Sm3+
、Eu3+
、Gd3+
、Tb3+
、Dy3+
、Ho3+
、Yb3+
、Er3+
、Tm3+
、Mg2+
、Ca2+
、Sr2+
、Mn2+
及Y3+
中之至少1種為較佳,選自Al3+
、Fe2+
、Fe3+
、Co2+
、Co3+
、La3+
、Ce3+
、Pr3+
、Nd3+
、Sm3+
、Tb3+
、Ho3+
及Sr2+
中之至少1種為進一步較佳,選自Al3+
、Fe2+
、Fe3+
、Co2+
及Co3+
中之至少1種為特佳。以金屬偶氮顏料的總金屬離子的1莫耳為基準,金屬離子Me1的含量係5莫耳%以下為較佳,2莫耳%以下為更佳,0.1莫耳%以下為進一步較佳。
關於上述金屬偶氮顏料,能夠參閱日本特開2017-171912號公報的0011~0062、0137~0276段、日本特開2017-171913號公報的0010~0062、0138~0295段、日本特開2017-171914號公報的0011~0062、0139~0190段、日本特開2017-171915號公報的0010~0065、0142~0222段的記載,該等內容被編入到本說明書中。
又,作為紅色顏料,能夠使用具有在芳香族環上導入了鍵結有氧原子、硫原子或氮原子之基團之芳香族環基與二酮吡咯并吡咯骨架鍵結之結構之化合物。作為這樣的化合物,由式(DPP1)表示之化合物為較佳,由式(DPP2)表示之化合物為更佳。
[化3]
[化3]
上述式中,R11
及R13
分別獨立地表示取代基,R12
及R14
分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基或雜芳基,n11及n13分別獨立地表示0~4的整數,X12
及X14
分別獨立地表示氧原子、硫原子或氮原子,X12
為氧原子或硫原子的情況下,m12表示1,X12
為氮原子的情況下,m12表示2,X14
為氧原子或硫原子的情況下,m14表示1,X14
為氮原子的情況下,m14表示2。作為R11
及R13
所表示之取代基,可舉出烷基、芳基、鹵素原子、醯基、烷氧羰基、芳基氧羰基、雜芳基氧羰基、醯胺基、氰基、硝基、三氟甲基、亞碸基、磺基等作為較佳的具體例。
又,作為綠色顏料,亦能夠使用在1分子中的鹵素原子數為平均10~14個、溴原子為平均8~12個及氯原子為平均2~5個之鹵化鋅酞菁顏料。作為具體例,可舉出國際公開WO2015/118720號公報中所記載之化合物。
又,作為藍色顏料,亦能夠使用具有磷原子之鋁酞菁化合物。作為具體例,可舉出日本特開2012-247591號公報的0022~0030段、日本特開2011-157478號公報的0047段中所記載之化合物等。
作為染料並沒有特別限制,能夠使用公知的染料。例如能夠舉出吡唑偶氮系、苯胺基偶氮系、三芳基甲烷系、蒽醌系、蒽吡啶醌系、苯亞甲基系、氧雜菁系、吡唑并***偶氮系、吡啶酮偶氮系、花青系、啡噻嗪系、吡咯并吡唑次甲基偶氮系、呫噸系、酞菁系、苯并吡喃系、靛藍系、吡咯亞甲基系等染料。又,亦可以使用該等染料的多聚體。又,亦能夠使用日本特開2015-028144號公報、日本特開2015-034966號公報中所記載之染料。
(黑色著色劑)
作為黑色著色劑,可舉出碳黑、金屬氮氧化物(鈦黑等)、金屬氮化物(氮化鈦等)等無機黑色著色劑、雙苯并呋喃酮化合物、甲亞胺化合物、苝化合物、偶氮化合物等有機黑色著色劑。有機黑色著色劑係雙苯并呋喃酮化合物、苝化合物為較佳。作為雙苯并呋喃酮化合物,可舉出日本特表2010-534726號公報、日本特表2012-515233號公報、日本特表2012-515234號公報等中所記載之化合物,例如能夠作為BASF公司製造之“Irgaphor Black”而獲得。作為苝化合物,可舉出C.I.顏料黑(Pigment Black)31、32等。作為甲亞胺化合物,可舉出日本特開平1-170601號公報、日本特開平2-034664號公報等中所記載者,例如能夠作為Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.製造之“CHROMO FINE BLACK A1103”而獲得。雙苯并呋喃酮化合物係由下述式中的任一個表示之化合物或該等混合物為較佳。
[化4]
作為黑色著色劑,可舉出碳黑、金屬氮氧化物(鈦黑等)、金屬氮化物(氮化鈦等)等無機黑色著色劑、雙苯并呋喃酮化合物、甲亞胺化合物、苝化合物、偶氮化合物等有機黑色著色劑。有機黑色著色劑係雙苯并呋喃酮化合物、苝化合物為較佳。作為雙苯并呋喃酮化合物,可舉出日本特表2010-534726號公報、日本特表2012-515233號公報、日本特表2012-515234號公報等中所記載之化合物,例如能夠作為BASF公司製造之“Irgaphor Black”而獲得。作為苝化合物,可舉出C.I.顏料黑(Pigment Black)31、32等。作為甲亞胺化合物,可舉出日本特開平1-170601號公報、日本特開平2-034664號公報等中所記載者,例如能夠作為Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.製造之“CHROMO FINE BLACK A1103”而獲得。雙苯并呋喃酮化合物係由下述式中的任一個表示之化合物或該等混合物為較佳。
[化4]
式中,R1
及R2
分別獨立地表示氫原子或取代基,R3
及R4
分別獨立地表示取代基,a及b分別獨立地表示0~4的整數,a為2以上時,複數個R3
可以相同亦可以不同,複數個R3
可以鍵結而形成環,b為2以上時,複數個R4
可以相同亦可以不同,複數個R4
可以鍵結而形成環。
R1
~R4
所表示之取代基表示鹵素原子、氰基、硝基、烷基、烯基、炔基、芳烷基、芳基、雜芳基、-OR301
、-COR302
、-COOR303
、-OCOR304
、-NR305
R306
、-NHCOR307
、-CONR308
R309
、-NHCONR310
R311
、-NHCOOR312
、-SR313
、-SO2
R314
、-SO2
OR315
、-NHSO2
R316
或-SO2
NR317
R318
,R301
~R318
分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基或雜芳基。
關於雙苯并呋喃酮化合物的詳細內容,能夠參閱日本特表2010-534726號公報的0014~0037段的記載,該內容被編入到本說明書中。
(紅外線吸收色素)
作為紅外線吸收色素,在波長700~1300 nm的範圍,更佳為在波長700~1000 nm的範圍具有極大吸收波長之化合物為較佳。紅外線吸收色素可以為顏料,亦可以為染料。
作為紅外線吸收色素,在波長700~1300 nm的範圍,更佳為在波長700~1000 nm的範圍具有極大吸收波長之化合物為較佳。紅外線吸收色素可以為顏料,亦可以為染料。
在本發明中,作為紅外線吸收色素,能夠較佳地使用具有包含單環或縮合環的芳香族環之π共軛平面之化合物。除了構成紅外線吸收色素所具有之π共軛平面之氫以外的原子數係14個以上為較佳,20個以上為更佳,25個以上為進一步較佳,30個以上為特佳。上限例如係80個以下為較佳,50個以下為更佳。紅外線吸收色素所具有之π共軛平面包含2個以上單環或縮合環的芳香族環為較佳,包含3個以上前述芳香族環為更佳,包含4個以上前述芳香族環為進一步較佳,包含5個以上前述芳香族環為特佳。上限係100個以下為較佳,50個以下為更佳,30個以下為進一步較佳。作為前述芳香族環,可舉出苯環、萘環、并環戊二烯(pentalene)環、茚環、薁環、庚搭烯(heptalene)環、茚烯(indecene)環、苝環、稠五苯環、夸特銳烯(quaterrylene)環、乙烷合萘(acenaphthene)環、菲環、蒽環、稠四苯(naphthacene)環、䓛(chrysene)環、聯伸三苯(triphenylene)環、茀環、吡啶環、喹啉環、異喹啉環、咪唑環、苯并咪唑環、吡唑環、噻唑環、苯并噻唑環、***環、苯并***環、噁唑環、苯并噁唑環、咪唑啉環、吡嗪(pyrazine)環、喹噁啉(quinoxaline)環、嘧啶環、喹唑啉(quinazoline)環、嗒嗪(pyridazine)環、三嗪(triazine)環、吡咯環、吲哚環、異吲哚環、咔唑環及具有該等環之縮合環。
紅外線吸收色素係選自吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸菁化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、夸特銳烯(quaterrylene)化合物、部花青化合物、克酮鎓(croconium)化合物、氧雜菁(oxonol)化合物、二亞胺(diimonium)化合物、二硫醇化合物、三芳基甲烷化合物、吡咯亞甲基化合物、甲亞胺化合物、蒽醌化合物及雙苯并呋喃酮化合物中之至少一種為較佳,選自吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸菁化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物及二亞胺化合物中之至少一種為更佳,選自吡咯并吡咯化合物、花青化合物及方酸菁化合物中之至少一種為進一步較佳,吡咯并吡咯化合物為特佳。
作為吡咯并吡咯化合物,可舉出日本特開2009-263614號公報的0016~0058段中所記載之化合物、日本特開2011-068731號公報的0037~0052段中所記載之化合物、國際公開WO2015/166873號公報的0010~0033段中所記載之化合物等,該等內容被編入到本說明書中。
作為方酸菁化合物,可舉出日本特開2011-208101號公報的0044~0049段中所記載之化合物、日本專利第6065169號公報的0060~0061段中所記載之化合物、國際公開WO2016/181987號公報的0040段中所記載之化合物、國際公開WO2013/133099號公報中所記載之化合物、國際公開WO2014/088063號公報中所記載之化合物、日本特開2014-126642號公報中所記載之化合物、日本特開2016-146619號公報中所記載之化合物、日本特開2015-176046號公報中所記載之化合物、日本特開2017-025311號公報中所記載之化合物、國際公開WO2016/154782號公報中所記載之化合物、日本專利5884953號公報中所記載之化合物、日本專利6036689號公報中所記載之化合物、日本專利5810604號公報中所記載之化合物、日本特開2017-068120號公報中所記載之化合物等,該等內容被編入到本說明書中。
作為花青化合物,可舉出日本特開2009-108267號公報的0044~0045段中所記載之化合物、日本特開2002-194040號公報的0026~0030段中所記載之化合物、日本特開2015-172004號公報中所記載之化合物、日本特開2015-172102號公報中所記載之化合物、日本特開2008-088426號公報中所記載之化合物、日本特開2017-031394號公報中所記載之化合物等,該等內容被編入到本說明書中。
作為二亞胺化合物,例如可舉出日本特表2008-528706號公報中所記載之化合物,該內容被編入到本說明書中。作為酞菁化合物,例如可舉出日本特開2012-077153號公報的0093段中所記載之化合物、日本特開2006-343631號公報中所記載之酞菁氧鈦、日本特開2013-195480號公報的0013~0029段中所記載之化合物,該等內容被編入到本說明書中。作為萘酞菁化合物,例如可舉出日本特開2012-077153號公報的0093段中所記載之化合物,該內容被編入到本說明書中。
本發明中,紅外線吸收色素亦能夠使用市售品。例如,可舉出SDO-C33(Arimoto Chemical Co.Ltd.製)、EX Color IR-14、EX Color IR-10A、EX Color TX-EX-801B、EX Color TX-EX-805K(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.製)、ShigenoxNIA-8041、ShigenoxNIA-8042、ShigenoxNIA-814、ShigenoxNIA-820、ShigenoxNIA-839(Hakkol Chemical Co.,Ltd.製)、EpoliteV-63、Epolight3801、Epolight3036(EPOLIN INC.公司製)、PRO-JET825LDI(FUJIFILM Corporation製)、NK-3027、NK-5060(HAYASHIBARA CO.,LTD.製)、YKR-3070(Mitsui Chemicals, Inc.製)等。
從所得到之膜的薄膜化的觀點考慮,感光性組成物的總固體成分中的色材的含量係40質量%以上為較佳,50質量%以上為更佳,55質量%以上為進一步較佳,60質量%以上為特佳。若色材的含量係40質量%以上,則容易形成薄膜且分光特性良好的膜。從製膜性的觀點考慮,上限係80質量%以下為較佳,75質量%以下為更佳,70質量%以下為進一步較佳。
本發明的感光性組成物中所使用之色材包含選自彩色著色劑及黑色著色劑中之至少一種為較佳。又,色材的總質量中的彩色著色劑及黑色著色劑的含量係30質量%以上為較佳,50質量%以上為更佳,70質量%以上為進一步較佳。上限能夠設為100質量%,亦能夠設為90質量%以下。
又,本發明的感光性組成物中所使用之色材至少包含綠色著色劑為較佳。又,色材的總質量中的綠色著色劑的含量係30質量%以上為較佳,40質量%以上為更佳,50質量%以上為進一步較佳。上限能夠設為100質量%,亦能夠設為75質量%以下。
又,本發明的感光性組成物中所使用之色材至少包含綠色著色劑為較佳。又,色材的總質量中的綠色著色劑的含量係30質量%以上為較佳,40質量%以上為更佳,50質量%以上為進一步較佳。上限能夠設為100質量%,亦能夠設為75質量%以下。
本發明的感光性組成物中所使用之色材中,色材的總質量中的顏料的含量係50質量%以上為較佳,70質量%以上為更佳,90質量%以上為進一步較佳。若色材的總質量中的顏料的含量在上述範圍內,則容易得到抑制因熱而引起之分光變動之膜。
將本發明的感光性組成物用作濾色器用組成物(更具體而言為濾色器的著色像素形成用組成物)之情況下,感光性組成物的總固體成分中的彩色著色劑的含量係40質量%以上為較佳,50質量%以上為更佳,55質量%以上為進一步較佳,60質量%以上為特佳。又,色材的總質量中的彩色著色劑的含量係25質量%以上為較佳,45質量%以上為更佳,65質量%以上為進一步較佳。上限能夠設為100質量%,亦能夠設為75質量%以下。又,上述色材至少包含綠色著色劑為較佳。又,上述色材的總質量中的綠色著色劑的含量係35質量%以上為較佳,45質量%以上為更佳,55質量%以上為進一步較佳。上限能夠設為100質量%,亦能夠設為80質量%以下。
將本發明的感光性組成物用作遮光膜形成用組成物之情況下,感光性組成物的總固體成分中黑色著色劑(較佳為無機黑色著色劑)的含量係40質量%以上為較佳,50質量%以上為更佳,55質量%以上為進一步較佳,60質量%以上為特佳。又,色材的總質量中的黑色著色劑的含量係30質量%以上為較佳,50質量%以上為更佳,70質量%以上為進一步較佳。上限能夠設為100質量%,亦能夠設為90質量%以下。
將本發明的感光性組成物用作紅外線透射濾波器用組成物之情況下,本發明中所使用之色材滿足以下的(1)~(3)中的至少一個要件為較佳。
(1):包含2種以上的彩色著色劑且以2種以上的彩色著色劑的組合形成黑色。由選自紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑、紫色著色劑及綠色著色劑中之2種以上的著色劑的組合形成黑色為較佳。
(2):包含有機黑色著色劑。
(3):上述(1)或(2)中,還包含紅外線吸收色素。
(2):包含有機黑色著色劑。
(3):上述(1)或(2)中,還包含紅外線吸收色素。
作為上述(1)的態樣的較佳的組合,例如可舉出以下。
(1-1)含有紅色著色劑及藍色著色劑之態樣。
(1-2)含有紅色著色劑、藍色著色劑及黃色著色劑之態樣。
(1-3)含有紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑及紫色著色劑之態樣。
(1-4)含有紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑、紫色著色劑及綠色著色劑之態樣。
(1-5)含有紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑及綠色著色劑之態樣。
(1-6)含有紅色著色劑、藍色著色劑及綠色著色劑之態樣。
(1-7)含有黃色著色劑及紫色著色劑之態樣。
(1-1)含有紅色著色劑及藍色著色劑之態樣。
(1-2)含有紅色著色劑、藍色著色劑及黃色著色劑之態樣。
(1-3)含有紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑及紫色著色劑之態樣。
(1-4)含有紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑、紫色著色劑及綠色著色劑之態樣。
(1-5)含有紅色著色劑、藍色著色劑、黃色著色劑及綠色著色劑之態樣。
(1-6)含有紅色著色劑、藍色著色劑及綠色著色劑之態樣。
(1-7)含有黃色著色劑及紫色著色劑之態樣。
上述(2)的態樣中,還含有彩色著色劑亦為較佳。藉由併用有機黑色著色劑及彩色著色劑,容易獲得優異之分光特性。作為與有機黑色著色劑組合而使用之彩色著色劑,例如可舉出紅色著色劑、藍色著色劑、紫色著色劑等,紅色著色劑及藍色著色劑為較佳。該等可以單獨使用,亦可以併用2種以上。又,彩色著色劑與有機黑色著色劑的混合比例相對於有機系黑色著色劑100質量份,彩色著色劑係10~200質量份為較佳,15~150質量份為更佳。
上述(3)的態樣中,色材的總質量中的紅外線吸收色素的含量係5~40質量%為較佳。上限係30質量%以下為較佳,25質量%以下為更佳。下限係10質量%以上為較佳,15質量%以上為更佳。
<<自由基聚合性單體>>
本發明的感光性組成物包含自由基聚合性單體。自由基聚合性單體的分子量係2000以下為較佳,1500以下為更佳。下限係100%以上為較佳,150%以上為更佳,200%以上為進一步較佳。
本發明的感光性組成物包含自由基聚合性單體。自由基聚合性單體的分子量係2000以下為較佳,1500以下為更佳。下限係100%以上為較佳,150%以上為更佳,200%以上為進一步較佳。
(化合物M1)
本發明的感光性組成物中所使用之自由基聚合性單體使用包含化合物M1者,該化合物M1為具有自由基聚合性基之化合物且該化合物中所包含之自由基聚合性基為選自烯丙基、甲基烯丙基、苯乙烯基(Styrene group)、苯乙烯基(Styryl group)及甲基丙烯醯胺基中之至少1種。亦即,本發明的感光性組成物中,作為自由基聚合性單體,可使用包含上述之化合物M1者。
本發明的感光性組成物中所使用之自由基聚合性單體使用包含化合物M1者,該化合物M1為具有自由基聚合性基之化合物且該化合物中所包含之自由基聚合性基為選自烯丙基、甲基烯丙基、苯乙烯基(Styrene group)、苯乙烯基(Styryl group)及甲基丙烯醯胺基中之至少1種。亦即,本發明的感光性組成物中,作為自由基聚合性單體,可使用包含上述之化合物M1者。
化合物M1中所包含之自由基聚合性基的數可以為1個,亦可以為2個以上。化合物M1中所包含之自由基聚合性基的數為1個的情況(亦即,化合物M1為單官能單體之情況)下,容易得到更優異之保存穩定性。又,化合物M1中所包含之自由基聚合性基的數為2個以上的情況(亦即,化合物M2為多官能單體之情況)下,容易得到更優異之硬化性。又,化合物M1包含2個以上自由基聚合性基之情況下,化合物M1中所包含之自由基聚合性基的數係2~20個為較佳。從保存穩定性的觀點考慮,上限係15個以下為較佳,10個以下為更佳,8個以下為進一步較佳,6個以下為特佳。
又,化合物M1的分子量係2000以下為較佳,1500以下為更佳。下限係100%以上為較佳,150%以上為更佳,200%以上為進一步較佳。
化合物M1的自由基聚合性基值係1 mmol/g以上為較佳,2 mmol/g以上為更佳,3 mol/g以上為進一步較佳。只要化合物M1的自由基聚合性基值為1 mmol/g以上,則能夠更提高曝光及後烘烤後的膜的硬化性。另外,化合物M1的自由基聚合性基值為藉由將化合物M1的1分子中所包含之上述之自由基聚合性基的數除以化合物M1的分子量來算出之值。
化合物M1除了上述之自由基聚合性基以外,還可以具有選自酸基及羥基中之至少1種基團。藉由該態樣,能夠提高感光性組成物的顯影性等,能夠製得圖案形成性優異之感光性組成物。作為酸基,可舉出羧基、磺基、磷酸基等,羧基為較佳。
化合物M1可以具有伸烷氧基。作為伸烷氧基的碳數,1~10為較佳,1~5為更佳,1~3為進一步較佳,2或3為特佳,2為最佳。化合物M1中所包含之伸烷氧基的數係1~40為較佳。下限係2以上為較佳,3以上為進一步較佳。上限係30以下為較佳,20以下為更佳,10以下為進一步較佳。
化合物M1不包含由下述式(S1)表示之基團為較佳。
-Si(Rs1 )(Rs2 )(Rs3 )……(S)
上述式中,Rs1 ~Rs3 分別獨立地表示鹵素原子、烷氧基、醯氧基。
-Si(Rs1 )(Rs2 )(Rs3 )……(S)
上述式中,Rs1 ~Rs3 分別獨立地表示鹵素原子、烷氧基、醯氧基。
化合物M1係由下述式(M1a)表示之化合物為較佳。
L1 -(A1 )n ……式(M1a)
(式(M1a)中,A1 表示烯丙基、甲基烯丙基、苯乙烯基(Styrene group)、苯乙烯基(Styryl group)或甲基丙烯醯胺基,L1 表示n價的基團,n表示1以上的整數。)
L1 -(A1 )n ……式(M1a)
(式(M1a)中,A1 表示烯丙基、甲基烯丙基、苯乙烯基(Styrene group)、苯乙烯基(Styryl group)或甲基丙烯醯胺基,L1 表示n價的基團,n表示1以上的整數。)
式(M1a)中,作為L1
所表示之n價的基團,可舉出烴基、雜環基、-O-、-S-、-NR-、-CO-、-COO-、-OCO-、-SO2
-或包含該等組合之基團。R表示氫原子、烷基或芳基,氫原子為較佳。烴基可以為脂肪族烴基,亦可以為芳香族烴基。又,脂肪族烴基可以為環狀,亦可以為非環狀。又,脂肪族烴基可以為飽和脂肪族烴基,亦可以為不飽和脂肪族烴基。烴基可以具有取代基,亦可以不具有取代基。又,環狀的脂肪族烴基及芳香族烴基可以為單環,亦可以為縮合環。雜環基可以為單環,亦可以為縮合環。作為雜環基,5員環或6員環為較佳。雜環基可以為脂肪族雜環基,亦可以為芳香族雜環基。又,作為構成雜環基之雜原子,可舉出氮原子、氧原子、硫原子等。構成L1
之碳原子的數係3~100為較佳,6~50為更佳。
式(M1a)中,n表示1以上的整數。n的上限係15以下為較佳,10以下為更佳,8以下為進一步較佳,6以下為特佳。
作為化合物M1的具體例,可舉出乙酸烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、丁酸烯丙酯、新戊四醇三烯丙基醚、三羥甲基丙烷二烯丙基醚、烯丙基環氧丙基醚、甘油單烯丙基醚、二烯丙基二甲基氯化銨等烯丙基單體;乙酸β-甲基烯丙酯、3-氯-2-甲基-1-丙烯等甲基烯丙酯單體;4-苯乙烯基吡啶、1,3-雙苯乙烯基苯等苯乙烯基單體;苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、甲基苯乙烯等苯乙烯基單體;甲基丙烯醯胺、N-第三丁基甲基丙烯醯胺、N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、N-(3-二甲基胺基丙基)甲基丙烯醯胺、N-(4-羥基苯基)甲基丙烯醯胺、N-甲基甲基丙烯醯胺、N,N’-亞甲基雙甲基丙烯醯胺、N-(甲氧基甲基)甲基丙烯醯胺、3-甲基丙烯醯胺苯基硼酸、N-苯基甲基丙烯醯胺等甲基丙烯醯胺單體。
(化合物M2)
本發明的感光性組成物能夠含有除了上述之化合物M1以外的自由基聚合性單體(以下亦稱為化合物M2)作為自由基聚合性單體。從反應性的觀點考慮,作為化合物M2,係具有選自丙烯醯氧基、丙烯醯氧基及丙烯醯胺基中之基團作為自由基聚合性基之化合物為較佳。具體而言,作為化合物M2,(甲基)丙烯酸酯單體或丙烯醯胺單體為較佳,(甲基)丙烯酸酯單體為更佳。
本發明的感光性組成物能夠含有除了上述之化合物M1以外的自由基聚合性單體(以下亦稱為化合物M2)作為自由基聚合性單體。從反應性的觀點考慮,作為化合物M2,係具有選自丙烯醯氧基、丙烯醯氧基及丙烯醯胺基中之基團作為自由基聚合性基之化合物為較佳。具體而言,作為化合物M2,(甲基)丙烯酸酯單體或丙烯醯胺單體為較佳,(甲基)丙烯酸酯單體為更佳。
又,化合物M2係具有2個以上丙烯醯氧基等前述基團之化合物(2官能以上的化合物)為較佳,具有2~15個之化合物(2~15官能的化合物)為更佳,具有2~10個之化合物(2~10官能的化合物)為進一步較佳,具有2~6個之化合物(2~6官能的化合物)為特佳。更具體而言,2官能以上的(甲基)丙烯酸酯單體為較佳,2~15官能的(甲基)丙烯酸酯單體為更佳,2~10官能的(甲基)丙烯酸酯單體為進一步較佳,2~6官能的(甲基)丙烯酸酯單體為特佳。
化合物M2的分子量係2000以下為較佳,1500以下為更佳。下限係100以上為較佳,150以上為更佳,200以上為進一步較佳。
化合物M2的自由基聚合性基值係1 mmol/g以上為較佳,2 mmol/g以上為更佳,3 mol/g以上為進一步較佳。只要化合物M2的自由基聚合性基值為1 mmol/g以上,則能夠提高曝光及後烘烤後的膜的硬化性。另外,化合物M2的自由基聚合性基值係藉由將化合物M2的1分子中所包含之上述之自由基聚合性基的數除以化合物M2的分子量來算出之值。
作為化合物M2,可舉出乙烯氧基改質新戊四醇四丙烯酸酯(作為市售品,NK ESTER ATM-35E;Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製)、二新戊四醇三丙烯酸酯(作為市售品,KAYARAD D-330;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)、二新戊四醇四丙烯酸酯(作為市售品,KAYARAD D-320;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作為市售品,KAYARAD D-310;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作為市售品,KAYARAD DPHA;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製、A-DPH-12E;Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製)及該等(甲基)丙烯醯基經由乙二醇殘基及/或丙二醇殘基鍵結而成之結構的化合物、日本特開2012-208494號公報的0477段(所對應之美國專利申請公開第2012/0235099號說明書的0585段)中所記載的聚合性單體等。又,亦能夠使用二甘油EO(環氧乙烷)改質(甲基)丙烯酸酯(作為市售,M-460;TOAGOSEI CO.,LTD.製)、新戊四醇四丙烯酸酯(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製、A-TMMT)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製、KAYARAD HDDA)、RP-1040(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製)、ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.製)等。
作為化合物M2,亦能夠使用具有羧基、磺基、磷酸基等酸基之化合物。作為市售品,可舉出ARONIX M-305、M-510、M-520(以上為TOAGOSEI CO.,LTD.製)等。作為化合物M2,亦能夠使用具有己內酯結構之化合物。
作為化合物M2,亦能夠使用具有茀骨架之自由基聚合性單體。具有茀骨架之自由基聚合性單體係具有由下述的式(Fr)表示之部分結構之化合物為較佳。又,具有茀骨架之自由基聚合性單體係具有2個以上自由基聚合性基(較佳為選自丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基及丙烯醯胺基中之基團,更佳為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基)之化合物為較佳,具有2~15個前述自由基聚合性基之化合物為更佳,具有2~10個前述自由基聚合性基之化合物為進一步較佳,具有2~6個前述自由基聚合性基之化合物為特佳。
[化5]
[化5]
式中波浪線表示鍵結鍵,Rf1
及Rf2
分別獨立地表示取代基,m及n分別獨立地表示0~5的整數。m為2以上的情況下,m個Rf1
可以相同,亦可以分別不同,m個Rf1
中的2個Rf1
亦可以彼此鍵結而形成環。n為2以上的情況下,n個Rf2
可以相同,亦可以分別不同,n個Rf2
中的2個Rf2
亦可以彼此鍵結而形成環。作為Rf1
及Rf2
所表示之取代基,可舉出鹵素原子、氰基、硝基、烷基、芳基、雜芳基、-ORf11
、-CORf12
、-COORf13
、-OCORf14
、-NRf15
Rf16
、-NHCORf17
、-CONRf18
Rf19
、-NHCONRf20
Rf21
、-NHCOORf22
、-SRf23
、-SO2
Rf24
、-SO2
ORf25
、-NHSO2
Rf26
或-SO2
NRf27
Rf28
。Rf11
~Rf28
分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基或雜芳基。
作為具有茀骨架之自由基聚合性單體的具體例,可舉出下述結構的化合物。又,作為具有茀骨架之自由基聚合性單體的市售品,可舉出OGSOL EA-0200、EA-0300(Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.製、具有茀骨架之(甲基)丙烯酸酯單體)等。
[化6]
[化6]
作為化合物M2,亦能夠使用具有己內酯結構之自由基聚合性單體。作為具有己內酯結構之化合物,能夠參閱日本特開2013-253224號公報的0042~0045段的記載,該內容被編入到本說明書中。作為具有己內酯結構之自由基聚合性單體,例如可舉出由Nippon Kayaku Co.,Ltd.作為KAYARAD DPCA系列而市售之DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120等。
作為化合物M2,亦能夠使用具有伸烷氧基之自由基聚合性單體。作為具有伸烷氧基之自由基聚合性單體,具有乙烯氧基及/或伸丙基氧基之自由基聚合性單體為較佳,具有乙烯氧基之自由基聚合性單體為更佳,具有4~20個乙烯氧基之3~6官能的(甲基)丙烯酸酯單體為進一步較佳。作為具有伸烷氧基之自由基聚合性單體的市售品,例如可舉出Sartomer Company, Inc.製的作為具有4個乙烯氧基之4官能(甲基)丙烯酸酯之SR-494、作為具有3個異丁烯氧基之3官能(甲基)丙烯酸酯之KAYARAD TPA-330等。
作為化合物M2,亦能夠使用日本特開2017-048367號公報、日本專利第6057891號公報、日本專利第6031807號公報中所記載之化合物、日本特開2017-194662號公報中所記載之化合物、8UH-1006、8UH-1012(以上為TAISEI FINE CHEMICAL CO,.LTD.製)、LIGHT ACRYLATE POB-A0(KYOEISHA CHEMICAL CO.,LTD.製)等。
在感光性組成物的總固體成分中自由基聚合性單體的含量係0.05~50質量%為較佳。下限係1質量%以上為較佳,2質量%以上為更佳,5質量%以上為進一步較佳。上限係40質量%以下為較佳,30質量%以下為更佳。
在感光性組成物的總固體成分中上述化合物M1的含量係0.05~50質量%為較佳。從藉由光聚合容易得到具有充分的交聯密度之膜之理由考慮,下限係1質量%以上為較佳,2質量%以上為更佳,5質量%以上為進一步較佳。上限係40質量%以下為較佳,30質量%以下為更佳。
又,在感光性組成物中所包含之自由基聚合性單體的總量中上述化合物M1的含量係1質量%以上為較佳,10質量%為更佳,20質量%以上為進一步較佳,30質量%以上為更進一步較佳,40質量%以上為進一步更較佳,50質量%以上為特佳。上限亦能夠設為100質量%。又,感光性組成物中所包含之自由基聚合性單體實質上可以僅為上述化合物M1。藉由該態樣,能夠更進一步抑制經時的暗聚合(暗反應),從而更提高感光性組成物的經時穩定性。另外,自由基聚合性單體實質上僅為上述化合物M1之情況係指自由基聚合性單體的總量中的上述化合物M1的含量為99質量%以上,99.9質量%為較佳,自由基聚合性單體僅為上述化合物M1為進一步較佳。
又,感光性組成物含有上述之化合物M2來作為自由基聚合性單體之情況下,在感光性組成物的總固體成分中上述化合物M2的含量係50質量%以下為較佳。從容易得到更優異之硬化性之理由考慮,下限係1質量%以上為較佳,2質量%以上為更佳,3質量%以上為進一步較佳。上限係50質量%以下為較佳,40質量%以下為更佳。
又,感光性組成物中所包含之自由基聚合性單體含有上述之化合物M2之情況下,化合物M2的含量相對於化合物M1的100質量份為10000質量份以下為較佳。若化合物M1與化合物M2的比例在上述範圍內,則具有基於光聚合之優異之硬化性的同時能夠抑制保管時的暗聚合(暗反應),從而能夠製得硬化性及經時穩定性優異之感光性組成物。
<<光自由基聚合起始劑>>
本發明的感光性組成物包含光自由基聚合起始劑為較佳。藉由本發明的感光性組成物包含光自由基聚合起始劑,可得到更優異之硬化性。光自由基聚合起始劑係與波長300 nm以下的光進行反應而產生自由基之化合物為較佳。
本發明的感光性組成物包含光自由基聚合起始劑為較佳。藉由本發明的感光性組成物包含光自由基聚合起始劑,可得到更優異之硬化性。光自由基聚合起始劑係與波長300 nm以下的光進行反應而產生自由基之化合物為較佳。
光自由基聚合起始劑係容易進行雙光子吸收之化合物亦為較佳。另外,雙光子吸收係指同時吸收兩個光子之激勵過程。
光自由基聚合起始劑係選自烷基苯酮化合物、醯基膦化合物、二苯甲酮化合物、9-氧硫口山口星化合物、三化合物及肟化合物中之至少1種化合物為較佳,肟化合物為更佳。
作為烷基苯酮化合物,可舉出苄基二甲基縮酮化合物、α-羥基烷基苯酮化合物、α-胺基烷基苯酮化合物等。
作為苄基二甲基縮酮化合物,可舉出2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等。作為市售品,可舉出IRGACURE-651(BASF公司製)等。
作為α-羥基烷基苯酮化合物,可舉出1-羥基-環己基-苯基-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮等。作為α-羥基烷基苯酮化合物的市售品,可舉出IRGACURE-184、DAROCUR-1173、IRGACURE-500、IRGACURE-2959、IRGACURE-127(以上為BASF公司製)等。
作為α-胺基烷基苯酮化合物,可舉出2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-口末啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-口末啉基苯基)-1-丁酮、2-二甲基胺基-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-口末啉基)苯基]-1-丁酮等。作為α-胺基烷基苯酮化合物的市售品,可舉出IRGACURE-907、IRGACURE-369及IRGACURE-379(以上為BASF公司製)等。
作為醯基膦化合物,可舉出2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦等。作為醯基膦化合物的市售品,可舉出IRGACURE-819、IRGACURE-TPO(以上為BASF公司製)等。
作為二苯甲酮化合物,可舉出二苯甲酮、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(第三丁基過氧羥基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
作為9-氧硫口山口星化合物,可舉出2-異丙基-9-氧硫口山口星、4-異丙基-9-氧硫口山口星、2,4-二乙基-9-氧硫口山口星、2,4-二氯-9-氧硫口山口星、1-氯-4-丙氧基-9-氧硫口山口星等。
作為三化合物,可舉出2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三等。
作為肟化合物,可舉出日本特開2001-233842號公報中所記載之化合物、日本特開2000-080068號公報中所記載之化合物、日本特開2006-342166號公報中所記載之化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.1653-1660)中所記載之化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.156-162)中所記載之化合物、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年、pp.202-232)中所記載之化合物、日本特開2000-066385號公報中所記載之化合物、日本特開2000-080068號公報中所記載之化合物、日本特表2004-534797號公報中所記載之化合物、日本特開2006-342166號公報中所記載之化合物、日本特開2017-019766號公報中所記載之化合物、日本專利第6065596號公報中所記載之化合物、國際公開WO2015/152153號公報中所記載之化合物、國際公開WO2017/051680號公報中所記載之化合物等。作為肟化合物的具體例,例如可舉出3-苯甲醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-乙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-丙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、2-乙醯氧基亞胺基戊烷-3-酮、2-乙醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺醯氧基)亞胺基丁烷-2-酮及2-乙氧基羰氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮等。作為肟化合物的市售品,可舉出IRGACURE-OXE01、IRGACURE-OXE02、IRGACURE-OXE03、IRGACURE-OXE04(以上為BASF公司製)、TR-PBG-304(CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD製)、ADECA OPTOMER N-1919(ADEKA Corporation製,日本特開2012-014052號公報中所記載之光聚合起始劑2)。又,肟化合物使用沒有著色性之化合物、透明性高且不易使其他成分變色之化合物亦為較佳。作為市售品,可舉出ADEKA ARKLS NCI-730、NCI-831、NCI-930(以上為ADEKA Corporation製)等。
又,作為肟化合物,亦能夠使用具有茀環之肟化合物。作為具有茀環之肟化合物的具體例,可舉出日本特開2014-137466號公報中所記載之化合物。該內容被編入到本說明書中。
又,作為肟化合物,亦能夠使用具有氟原子之肟化合物。作為具有氟原子之肟化合物的具體例,可舉出日本特開2010-262028號公報中所記載之化合物、日本特表2014-500852號公報中所記載之化合物24、36~40、日本特開2013-164471號公報中所記載之化合物(C-3)等。該內容被編入到本說明書中。
又,作為肟化合物,亦能夠使用具有硝基之肟化合物。具有硝基之肟化合物設為二聚體亦為較佳。作為具有硝基之肟化合物的具體例,可舉出日本特開2013-114249號公報的0031~0047段、日本特開2014-137466號公報的0008~0012段、0070~0079段中所記載之化合物、日本專利4223071號公報的0007~0025段中所記載之化合物、ADEKA ARKLS NCI-831(ADEKA Corporation製)。
又,作為肟化合物,亦能夠使用具有苯并呋喃骨架之肟化合物。作為具體例,可舉出國際公開WO2015/036910號公報中所記載之OE-01~OE-75。
以下示出本發明中較佳地使用之肟化合物的具體例,但本發明並不限定於該等。
[化7]
[化8]
[化8]
本發明中,作為光自由基聚合起始劑,亦可以使用2官能或3官能以上的光自由基聚合起始劑。藉由使用該等光自由基聚合起始劑,從光自由基聚合起始劑的1分子產生2個以上的自由基,因此可得到良好的靈敏度。又,使用了非對稱結構的化合物之情況下,結晶性降低而提高在溶劑等中的溶解性,難以經時析出,從而能夠提高感光性組成物的經時穩定性。作為2官能或3官能以上的光自由基聚合起始劑的具體例,可舉出日本特表2010-527339號公報、日本特表2011-524436號公報、國際公開WO2015/004565號公報、日本特表2016-532675號公報的0407~0412段、國際公開WO2017/033680號公報的0039~0055段中所記載之肟化合物的二聚體、日本特表2013-522445號公報中所記載之化合物(E)及化合物(G)、國際公開WO2016/034963號公報中所記載之Cmpd1~7、日本特表2017-523465號公報的0007段中所記載之肟酯類光起始劑、日本特開2017-167399號公報的0020~0033段中所記載之光自由基起始劑、日本特開2017-151342號公報的0017~0026段中所記載之光聚合起始劑(A)等。
本發明中,作為光自由基聚合起始劑,亦能夠使用頻哪醇化合物。作為頻哪醇化合物,可舉出苯并頻哪醇、1,2-二甲氧基-1,1,2,2-四苯基乙烷、1,2-二乙氧基-1,1,2,2-四苯基乙烷、1,2-二苯氧基-1,1,2,2-四苯基乙烷、1,2-二甲氧基-1,1,2,2-四(4-甲基苯基)乙烷、1,2-二苯氧基-1,1,2,2-四(4-甲氧基苯基)乙烷、1,2-雙(三甲基矽烷氧基)-1,1,2,2-四苯基乙烷、1,2-雙(三乙基矽烷氧基)-1,1,2,2-四苯基乙烷、1,2-雙(第三丁基二甲基矽烷氧基)-1,1,2,2-四苯基乙烷、1-羥基-2-三甲基矽烷氧基-1,1,2,2-四苯基乙烷、1-羥基-2-三乙基矽烷氧基-1,1,2,2-四苯基乙烷、1-羥基-2-第三丁基二甲基矽烷氧基-1,1,2,2-四苯基乙烷等。又,關於頻哪醇化合物,能夠參閱日本特表2014-521772號公報、日本特表2014-523939號公報及日本特表2014-521772號公報的記載,該等內容被編入到本說明書中。
本發明中,作為光自由基聚合起始劑,使用包含滿足下述條件1之光自由基聚合起始劑b1者為較佳。
條件1:在最大瞬間照度375000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含0.035 mmol/L光自由基聚合起始劑b1之丙二醇單甲醚乙酸酯溶液脈衝曝光波長355 nm的光之後的量子產率q355 為0.05以上。
條件1:在最大瞬間照度375000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含0.035 mmol/L光自由基聚合起始劑b1之丙二醇單甲醚乙酸酯溶液脈衝曝光波長355 nm的光之後的量子產率q355 為0.05以上。
光自由基聚合起始劑b1的量子產率q355
係0.10以上為較佳,0.15以上為更佳,0.25以上為進一步較佳,0.35以上為更進一步較佳,0.45以上為特佳。
本說明書中,光自由基聚合起始劑b1的量子產率q355
係將在上述條件1的條件下脈衝曝光之後的光自由基聚合起始劑b1的分解分子數除以光自由基聚合起始劑b1的吸收光子數來求出之值。關於吸收光子數,從在上述條件1的條件下利用脈衝曝光進行曝光之時間求出照射光子數,將曝光前後的355 nm的吸光度的平均換算成透射率,對照射光子數乘以(1-透射率),藉此求出了吸收光子數。關於分解分子數,從曝光之後的光自由基聚合起始劑b1的吸光度求出光自由基聚合起始劑b1的分解率,對分解率乘以光自由基聚合起始劑b1的存在分子數,藉此求出了分解分子數。又,將包含0.035 mmol/L光自由基聚合起始劑b1之丙二醇單甲醚乙酸酯溶液加入1 cm×1 cm×4 cm的光學單元(optical cell)中,使用分光光度計能夠測量光自由基聚合起始劑b1的吸光度。作為分光光度計,例如能夠使用Agilent公司製HP8453。作為滿足上述條件1之光自由基聚合起始劑b1,可舉出IRGACURE-OXE01、OXE02、OXE03(以上為BASF公司製)等。又,下述結構的化合物亦能夠較佳地用作滿足上述條件1之光自由基聚合起始劑b1。其中,從密接性的觀點考慮,可較佳地使用IRGACURE-OXE01、OXE02。又,從硬化性的觀點考慮,可較佳地使用由下述式(I3)表示之化合物。
[化9]
[化9]
又,光自由基聚合起始劑b1還滿足下述條件2為較佳。
條件2:在最大瞬間照度375000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含5質量%光自由基聚合起始劑b1及95質量%樹脂之厚度1.0 μm的膜脈衝曝光波長265 nm的光之後的量子產率q265 為0.05以上。
條件2:在最大瞬間照度375000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含5質量%光自由基聚合起始劑b1及95質量%樹脂之厚度1.0 μm的膜脈衝曝光波長265 nm的光之後的量子產率q265 為0.05以上。
光自由基聚合起始劑b1的量子產率q265
係0.10以上為較佳,0.15以上為更佳,0.20以上為進一步較佳。
本說明書中,光自由基聚合起始劑b1的量子產率q265
係將在上述條件2的條件下脈衝曝光之後的每1 cm2
膜的光自由基聚合起始劑b1的分解分子數除以光自由基聚合起始劑b1的吸收光子數來求出之值。關於吸收光子數,從在上述條件2的條件下利用脈衝曝光的曝光時間求出照射光子數,對每1 cm2
膜的照射光子數乘以(1-透射率)來求出了吸收光子數。從曝光前後的膜的吸光度變化求出光自由基聚合起始劑b1的分解率,對光自由基聚合起始劑b1的分解率乘以每1 cm2
膜中的光自由基聚合起始劑b1的存在分子數來求出了曝光之後的每1 cm2
膜的光自由基聚合起始劑b1的分解分子數。將膜密度作為1.2 g/cm3
求出每1 cm2
膜面積的膜重量,作為“((每1 cm2
膜重量×5質量%(光自由基聚合起始劑b1的含有率)/光自由基聚合起始劑b1的分子量)×6.02×1023
個(亞佛加德羅數))”來求出了每1 cm2
膜中的光自由基聚合起始劑b1的存在分子數。
又,本發明中所使用之光自由基聚合起始劑b1滿足下述條件3為較佳。
條件3:在最大瞬間照度625000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含5質量%光自由基聚合起始劑b1及樹脂之膜,以1脈衝曝光波長248~365 nm的範圍內的任一波長的光之後,膜中的自由基濃度達到每1 cm2 膜0.000000001 mmol以上。
條件3:在最大瞬間照度625000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含5質量%光自由基聚合起始劑b1及樹脂之膜,以1脈衝曝光波長248~365 nm的範圍內的任一波長的光之後,膜中的自由基濃度達到每1 cm2 膜0.000000001 mmol以上。
上述條件3中的上述膜中的自由基濃度達到每1 cm2
膜0.000000005 mmol以上為較佳,達到0.00000001 mmol以上為更佳,達到0.00000003 mmol以上為進一步較佳,達到0.0000001 mmol以上為特佳。
另外,本說明書中,對經測量之波長的光中的起始劑b1的量子產率乘以(1-膜的透射率),算出每入射光子數的分解率,從“每1脈衝的光子的mol數”ד每入射光子數的起始劑b1的分解率”算出以每1 cm2
膜進行分解之光自由基聚合起始劑b1的濃度來求出了上述之膜中的自由基濃度。另外,算出自由基濃度時,假設藉由光照射而分解之光自由基聚合起始劑b1均成為自由基(不會在中途反應後消失)來算出之值。
作為上述條件2、3中的測量中所使用之樹脂,只要與光自由基聚合起始劑b1相溶,則並無特別限定。例如可較佳地使用下述結構的樹脂(A)。附加於重複單元之數值為莫耳比,重量平均分子量係40000,分散度(Mn/Mw)係5.0。
樹脂(A)
[化10]
樹脂(A)
[化10]
從容易藉由脈衝曝光瞬間大量地產生自由基之理由考慮,光自由基聚合起始劑b1係烷基苯酮化合物及肟化合物為較佳,肟化合物為更佳。又,光自由基聚合起始劑b1係容易進行雙光子吸收之化合物為較佳。另外,雙光子吸收係指同時吸收兩個光子之激勵過程。
本發明中所使用之光自由基聚合起始劑可以僅包含1種,亦可以包含2種以上的光自由基聚合起始劑。光自由基聚合起始劑包含2種以上的光自由基聚合起始劑之情況下,各個光自由基聚合起始劑亦可以為滿足上述之條件1之光自由基聚合起始劑b1。又,亦可以分別包含1種以上的滿足上述之條件1之光自由基聚合起始劑b1及不滿足上述之條件1之光自由基聚合起始劑b2。光自由基聚合起始劑中所包含之2種以上的光自由基聚合起始劑僅為滿足上述之條件1之光自由基聚合起始劑b1之情況下,藉由脈衝曝光容易瞬間產生自由基聚合性單體的硬化所需的量的自由基。光自由基聚合起始劑中所包含之2種以上的光自由基聚合起始劑分別包含1種以上的滿足上述之條件1之光自由基聚合起始劑b1及不滿足上述之條件1之光自由基聚合起始劑b2之情況下,容易抑制基於脈衝曝光之經時脫敏。
從容易調整靈敏度之理由考慮,本發明中所使用之光自由基聚合起始劑包含2種以上的光自由基聚合起始劑為較佳。又,本發明中所使用之光自由基聚合起始劑包含2種以上的光自由基聚合起始劑之情況下,從硬化性的觀點考慮,光自由基聚合起始劑滿足下述條件1a為較佳。
條件1a:在最大瞬間照度375000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含0.035 mmol/L的以感光性組成物中所包含之比例混合有2種以上的光自由基聚合起始劑之混合物之丙二醇單甲醚乙酸酯溶液脈衝曝光波長355 nm的光之後的量子產率q355 係0.05以上為較佳,0.10以上為更佳,0.15以上為進一步較佳,0.25以上為更進一步較佳,0.35以上為更進一步較佳,0.45以上為特佳。
條件1a:在最大瞬間照度375000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含0.035 mmol/L的以感光性組成物中所包含之比例混合有2種以上的光自由基聚合起始劑之混合物之丙二醇單甲醚乙酸酯溶液脈衝曝光波長355 nm的光之後的量子產率q355 係0.05以上為較佳,0.10以上為更佳,0.15以上為進一步較佳,0.25以上為更進一步較佳,0.35以上為更進一步較佳,0.45以上為特佳。
又,本發明中所使用之光自由基聚合起始劑包含2種以上的光自由基聚合起始劑之情況下,從硬化性的觀點考慮,光自由基聚合起始劑滿足下述條件2a為較佳。
條件2a:在最大瞬間照度375000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含5質量%的以感光性組成物中所包含之比例混合有2種以上的光自由基起始劑之混合物及95質量%樹脂之厚度1.0 μm的膜脈衝曝光波長265 nm的光之後的量子產率q265 係0.05以上為較佳,0.10以上為更佳,0.15以上為進一步較佳,0.20以上為特佳。
條件2a:在最大瞬間照度375000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含5質量%的以感光性組成物中所包含之比例混合有2種以上的光自由基起始劑之混合物及95質量%樹脂之厚度1.0 μm的膜脈衝曝光波長265 nm的光之後的量子產率q265 係0.05以上為較佳,0.10以上為更佳,0.15以上為進一步較佳,0.20以上為特佳。
又,本發明中所使用之光自由基聚合起始劑包含2種以上的光自由基聚合起始劑之情況下,從硬化性的觀點考慮,光自由基聚合起始劑滿足下述條件3a為較佳。
條件3a:在最大瞬間照度625000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含5質量%的以感光性組成物中所包含之比例混合有2種以上的光自由基起始劑之混合物及樹脂之膜脈衝曝光波長248~365 nm的範圍內的任一波長的光0.1秒鐘之後膜中的自由基濃度達到每1 cm2 膜0.000000001 mmol以上為較佳,達到0.000000005 mmol以上為更佳,達到0.00000001 mmol以上為進一步較佳,達到0.00000003 mmol以上為特佳,達到0.0000001 mmol以上為最佳。
條件3a:在最大瞬間照度625000000 W/m2 、脈衝寬度8奈秒、頻率10 Hz的條件下,對包含5質量%的以感光性組成物中所包含之比例混合有2種以上的光自由基起始劑之混合物及樹脂之膜脈衝曝光波長248~365 nm的範圍內的任一波長的光0.1秒鐘之後膜中的自由基濃度達到每1 cm2 膜0.000000001 mmol以上為較佳,達到0.000000005 mmol以上為更佳,達到0.00000001 mmol以上為進一步較佳,達到0.00000003 mmol以上為特佳,達到0.0000001 mmol以上為最佳。
本發明的感光性組成物含有光自由基聚合起始劑之情況下,在感光性組成物的總固體成分中光自由基聚合起始劑的含量係15質量%以下為較佳,10質量%以下為更佳,7質量%以下為進一步較佳。下限係1質量%以上為較佳,2質量%以上為更佳,3質量%以上為進一步較佳。又,從硬化性的觀點考慮,光自由基聚合起始劑的含量相對於自由基聚合性單體的100質量份係10~200質量份為較佳。上限係100質量份以下為較佳,50質量份以下為更佳。下限係20質量份以上為較佳,30質量份以上為更佳。本發明的感光性組成物包含2種以上的光自由基聚合起始劑之情況下,該等合計量在上述範圍內為較佳。
又,在感光性組成物的總固體成分中上述之光自由基聚合起始劑b1的含量係15質量%以下為較佳,10質量%以下為更佳,7質量%以下為進一步較佳。下限係1質量%以上為較佳,2質量%以上為更佳,3質量%以上為進一步較佳。又,從硬化性的觀點考慮,上述之光自由基聚合起始劑b1的含量相對於自由基聚合性單體的100質量份係10~200質量份為較佳。上限係100質量份以下為較佳,50質量份以下為更佳。下限係20質量份以上為較佳,30質量份以上為更佳。本發明的感光性組成物包含2種以上的光自由基聚合起始劑b1之情況下,該等合計量在上述範圍內為較佳。
<<樹脂>>
本發明的感光性組成物能夠含有樹脂。樹脂以例如在組成物中分散顏料等之用途或黏合劑的用途來摻合。另外,將主要用於分散顏料等之樹脂亦稱為分散劑。但是,樹脂的該種用途為一例,亦能夠以該種用途以外的目的使用樹脂。
本發明的感光性組成物能夠含有樹脂。樹脂以例如在組成物中分散顏料等之用途或黏合劑的用途來摻合。另外,將主要用於分散顏料等之樹脂亦稱為分散劑。但是,樹脂的該種用途為一例,亦能夠以該種用途以外的目的使用樹脂。
作為樹脂,可舉出(甲基)丙烯酸樹脂、(甲基)丙烯醯胺樹脂、烯-硫醇樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚樹脂、聚芳酯樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚伸苯基樹脂、聚伸芳基醚氧化膦樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、環狀烯烴樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯樹脂、矽氧烷樹脂等。可以從該等樹脂中單獨使用1種,亦可以將2種以上混合使用。作為環狀烯烴樹脂,從提高耐熱性的觀點而言,能夠較佳地使用降莰烯樹脂。作為降莰烯樹脂的市售品,例如可舉出JSR Corporation製造的ARTON系列(例如,ARTON F4520)等。又,作為樹脂亦能夠使用國際公開WO2016/088645號公報的實施例中所記載之樹脂。
樹脂的重量平均分子量(Mw)係2000~2000000為較佳。上限係1000000以下為較佳,500000以下為更佳。下限係3000以上為較佳,5000以上為更佳。
本發明的感光性組成物包含鹼可溶性樹脂為較佳。藉由本發明的感光性組成物含有鹼可溶性樹脂,能夠提高顯影性。作為鹼可溶性樹脂,能夠從具有促進鹼溶解之基團之樹脂中適當選擇。作為促進鹼溶解之基團(以下,亦稱為酸基),例如可舉出羧基、磷酸基、磺基、酚性羥基等,羧基為較佳。鹼可溶性樹脂所具有之酸基的種類可以僅為1種,亦可以為2種以上。
從耐熱性的觀點考慮,鹼可溶性樹脂係(甲基)丙烯酸樹脂、(甲基)丙烯醯胺樹脂、矽氧烷樹脂及苯乙烯樹脂為較佳,(甲基)丙烯酸樹脂及(甲基)丙烯醯胺樹脂為更佳,(甲基)丙烯酸樹脂為進一步較佳。
鹼可溶性樹脂包含具有酸基之重複單元為較佳,在樹脂的總重複單元中包含5~70莫耳%具有酸基之重複單元為更佳。具有酸基之重複單元的含量的上限係50莫耳%以下為較佳,30莫耳%以下為更佳。具有酸基之重複單元的含量的下限係10莫耳%以上為較佳,20莫耳%以上為更佳。
又,作為鹼可溶性樹脂,能夠較佳地使用(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羥乙酯共聚物、由(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/其他單體構成之多元共聚物。又,亦能夠較佳地使用將(甲基)丙烯酸2-羥乙酯與其他單體進行共聚而成之共聚物、日本特開平7-140654號公報中所記載之(甲基)丙烯酸2-羥丙酯/聚苯乙烯巨單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯/聚甲基丙烯酸甲酯巨單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羥乙酯/聚苯乙烯巨單體/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羥乙酯/聚苯乙烯巨單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物等。又,作為市售品,例如亦能夠使用FF-426(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.製)等。
鹼可溶性樹脂亦能夠使用具有聚合性基之鹼可溶性樹脂。作為聚合性基,可舉出(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。具有聚合性基之鹼可溶性樹脂係在側鏈具有聚合性基之鹼可溶性樹脂為較佳。作為具有聚合性基之鹼可溶性樹脂的具體例,例如可舉出下述結構的樹脂等。作為具有聚合性基之鹼可溶性樹脂的市售品,可舉出DIANAL NR系列(MITSUBISHI RAYON CO.,LTD.製)、Photomer6173(含羧基的聚胺基甲酸酯基丙烯酸酯寡聚物、Diamond Shamrock Co.,Ltd.製)、BISCOAT R-264、KS抗蝕劑106(均為OSAKA ORGANIC CHEMICAL IND.LTD.製)、CYCLOMER P系列(例如ACA230AA)、PLACCEL CF200系列(均為Daicel Corporation製)、Ebecryl3800(Daicel UCB Co.,Ltd.製)、ACRYCURE RD-F8(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.製)、DP-1305(FUJIFILM Finechemicals Co.,Ltd.製)等。
[化11]
[化11]
鹼可溶性樹脂包含如下重複單元亦為較佳,該重複單元來自於包含由下述式(ED1)表示之化合物和/或由下述式(ED2)表示之化合物(以下,有時將該等化合物亦稱為“醚二聚物”。)之單體成分。
[化12]
式(ED1)中,R1
及R2
分別獨立地表示氫原子或亦可以具有取代基之碳數1~25的烴基。
[化13]
式(ED2)中,R表示氫原子或碳數1~30的有機基團。關於式(ED2)的詳細內容,能夠參閱日本特開2010-168539號公報的記載,該內容被編入到本說明中。
[化13]
式(ED2)中,R表示氫原子或碳數1~30的有機基團。關於式(ED2)的詳細內容,能夠參閱日本特開2010-168539號公報的記載,該內容被編入到本說明中。
作為醚二聚物的具體例,例如能夠參閱日本特開2013-029760號公報的0317段,該內容被編入到本說明書中。
鹼可溶性樹脂包含來自於由下述式(X)表示之化合物之重複單元亦為較佳。
[化14]
式(X)中,R1 表示氫原子或甲基,R2 表示碳數2~10的伸烷基,R3 表示氫原子或可以包含苯環之碳數1~20的烷基。n表示1~15的整數。
[化14]
式(X)中,R1 表示氫原子或甲基,R2 表示碳數2~10的伸烷基,R3 表示氫原子或可以包含苯環之碳數1~20的烷基。n表示1~15的整數。
上述式(X)中,R2
的伸烷基的碳數係2~3為較佳。又,R3
的烷基的碳數係1~10為較佳。R3
的烷基可以包含苯環。作為包含由R3
表示之苯環之烷基,能夠舉出苄基、2-苯基(異)丙基等。
關於鹼可溶性樹脂,能夠參閱日本特開2012-208494號公報的0558~0571段(對應之美國專利申請公開第2012/0235099號說明書的0685~0700段)的記載,該內容被編入到本說明書中。又,亦能夠使用日本特開2012-032767號公報的0029~0063段中所記載的共聚物(B)及實施例中所使用之鹼可溶性樹脂、日本特開2012-208474號公報的0088~0098段中所記載之黏合劑樹脂及實施例中所使用之黏合劑樹脂、日本特開2012-137531號公報的0022~0032段中所記載之黏合劑樹脂及實施例中所使用之黏合劑樹脂、日本特開2013-024934號公報的0132~0143段中所記載之黏合劑樹脂及實施例中所使用之黏合劑樹脂、日本特開2011-242752號公報的0092~0098段及實施例中所使用之黏合劑樹脂、日本特開2012-032770號公報的0030~0072段中所記載之黏合劑樹脂。該等內容被編入到本說明書中。
鹼可溶性樹脂的酸值係30~500 mgKOH/g為較佳。下限係50 mgKOH/g以上為更佳,70 mgKOH/g以上為進一步較佳,80 mgKOH/g以上為特佳。上限係400 mgKOH/g以下為更佳,250 mgKOH/g以下為進一步較佳。
鹼可溶性樹脂的重量平均分子量(Mw)係5000~100000為較佳。又,鹼可溶性樹脂的數平均分子量(Mn)係1000~20000為較佳。
本發明的感光性組成物亦能夠包含作為分散劑的樹脂。分散劑可舉出酸性分散劑(酸性樹脂)、鹼性分散劑(鹼性樹脂)。在此,酸性分散劑(酸性樹脂)表示酸基的量多於鹼性基的量的樹脂。酸性分散劑(酸性樹脂)係將酸基的量與鹼性基的量的合計量設為100莫耳%時酸基的量佔據70莫耳%以上之樹脂為較佳,實質上僅包含酸基之樹脂為更佳。酸性分散劑(酸性樹脂)所具有之酸基係羧基為較佳。酸性分散劑(酸性樹脂)的酸值係40~105 mgKOH/g為較佳,50~105 mgKOH/g為更佳,60~105 mgKOH/g為進一步較佳。又,鹼性分散劑(鹼性樹脂)表示鹼性基的量多於酸基的量的樹脂。鹼性分散劑(鹼性樹脂)係將酸基的量與鹼性基的量的合計量設為100莫耳%時鹼性基的量超過50莫耳%之樹脂為較佳。鹼性分散劑所具有之鹼性基係胺基為較佳。
用作分散劑之樹脂包含具有酸基之重複單元為較佳。藉由用作分散劑之樹脂包含具有酸基之重複單元,在藉由光微影法形成像素時,能夠製得能夠更減少像素的基底中所產生之殘渣且顯影性優異之感光性組成物。
用作分散劑之樹脂係接枝共聚物亦為較佳。接枝共聚物藉由接枝鏈而具有與溶劑的親和性,因此顏料的分散性及經時後的分散穩定性優異。接枝共聚物的詳細內容能夠參閱日本特開2012-255128號公報的0025~0094段的記載,該內容被編入到本說明書中。又,接枝共聚物的具體例可舉出下述樹脂。以下樹脂亦為具有酸基之樹脂(鹼可溶性樹脂)。又,作為接枝共聚物,可舉出日本特開2012-255128號公報的0072~0094段中所記載之樹脂,該內容被編入到本說明中。
[化15]
[化15]
又,本發明中,作為樹脂(分散劑)使用在主鏈及側鏈中的至少一者中包含氮原子之寡聚亞胺系共聚物亦為較佳。作為寡聚亞胺系共聚物,係具有如下結構單元和原子數40~10,000的側鏈,並且在主鏈及側鏈中的至少一者中具有鹼性氮原子之樹脂為較佳,該結構單元含有具有pKa14以下的官能基之部分結構X。鹼性氮原子只要係呈鹼性之氮原子,則並沒有特別限制。關於寡聚亞胺系共聚物,能夠參閱日本特開2012-255128號公報的0102~0166段的記載,該內容被編入到本說明書中。作為寡聚亞胺系共聚物,能夠使用下述結構的樹脂或日本特開2012-255128號公報的0168~0174段中所記載之樹脂。
[化16]
[化16]
又,亦能夠將上述之鹼可溶性樹脂用作分散劑。
又,用作分散劑之樹脂係包含在側鏈具有乙烯性不飽和鍵基之重複單元之樹脂亦為較佳。在側鏈具有乙烯性不飽和鍵基之重複單元的含量在樹脂的總重複單元中係10莫耳%以上為較佳,10~80莫耳%為更佳,20~70莫耳%為進一步較佳。
分散劑亦能夠使用市售品。例如亦能夠將日本特開2012-137564號公報的0129段中所記載之製品用作分散劑。例如可舉出BYK Chemie GmbH製的DISPERBYK系列(例如,DISPERBYK-161等)等。另外,以上述分散劑進行說明之樹脂亦能夠在除了分散劑以外的用途中使用。例如亦能夠用作黏合劑。
本發明的感光性組成物包含樹脂之情況下,在感光性組成物的總固體成分中樹脂的含量係5~50質量%為較佳。下限係10質量%以上為較佳,15質量%以上為更佳。上限係40質量%以下為較佳,35質量%以下為更佳,30質量%以下為進一步較佳。
又,在感光性組成物的總固體成分中鹼可溶性樹脂的含量係5~50質量%為較佳。下限係10質量%以上為較佳,15質量%以上為更佳。上限係40質量%以下為較佳,35質量%以下為更佳,30質量%以下為進一步較佳。
又,從容易得到優異之顯影性之理由考慮,樹脂總量中的鹼可溶性樹脂的含量係30質量%以上為較佳,50質量%以上為更佳,70質量%以上為進一步較佳,80質量%以上為特佳。上限能夠設為100質量%,亦能夠設為95質量%,亦能夠設為90質量%以下。
又,從容易兼顧硬化性、顯影性、覆膜性之理由考慮,感光性組成物的總固體成分中的自由基聚合性單體與樹脂的合計含量係10~65質量%為較佳。從容易得到覆膜性優異之膜之理由考慮,下限係15質量%以上為較佳,20質量%以上為更佳,30質量%以上為進一步較佳。從容易兼顧硬化性及顯影性之理由考慮,上限係60質量%以下為較佳,50質量%以下為更佳,45質量%以下為進一步較佳。又,相對於自由基聚合性單體的100質量份,含有30~300質量份樹脂為較佳。下限係50質量份以上為較佳,80質量份以上為更佳。上限係250質量份以下為較佳,200質量份以下為更佳。
<<具有環狀醚基之化合物>>
本發明的感光性組成物能夠含有具有環狀醚基之化合物。作為環狀醚基,可舉出環氧基、氧雜環丁基等。具有環狀醚基之化合物,係具有環氧基之化合物為較佳。作為具有環氧基之化合物,可舉出在1分子內具有1個以上環氧基之化合物,具有2個以上環氧基之化合物為較佳。環氧基在1分子內具有1~100個為較佳。環氧基的上限例如能夠設為10個以下,亦能夠設為5個以下。環氧基的下限係2個以上為較佳。作為具有環氧基之化合物,還能夠使用日本特開2013-011869號公報的0034~0036段、日本特開2014-043556號公報的0147~0156段、日本特開2014-089408號公報的0085~0092段中所記載之化合物、日本特開2017-179172號公報中所記載之化合物。該等內容被編入到本說明書中。
本發明的感光性組成物能夠含有具有環狀醚基之化合物。作為環狀醚基,可舉出環氧基、氧雜環丁基等。具有環狀醚基之化合物,係具有環氧基之化合物為較佳。作為具有環氧基之化合物,可舉出在1分子內具有1個以上環氧基之化合物,具有2個以上環氧基之化合物為較佳。環氧基在1分子內具有1~100個為較佳。環氧基的上限例如能夠設為10個以下,亦能夠設為5個以下。環氧基的下限係2個以上為較佳。作為具有環氧基之化合物,還能夠使用日本特開2013-011869號公報的0034~0036段、日本特開2014-043556號公報的0147~0156段、日本特開2014-089408號公報的0085~0092段中所記載之化合物、日本特開2017-179172號公報中所記載之化合物。該等內容被編入到本說明書中。
具有環氧基之化合物可以是低分子化合物(例如分子量小於2000,進而分子量小於1000),亦可以是高分子化合物(macromolecule)(例如,分子量1000以上,聚合物的情況下,重量平均分子量係1000以上)中任一個。具有環氧基之化合物的重量平均分子量係200~100000為較佳,500~50000為更佳。重量平均分子量的上限係10000以下為較佳,5000以下為更佳,3000以下為進一步較佳。
作為具有環氧基之化合物,能夠較佳地使用環氧樹脂。作為環氧樹脂,例如可舉出作為苯酚化合物的環氧丙基醚化物之環氧樹脂、作為各種酚醛清漆樹脂的環氧丙基醚化物之環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、脂肪族系環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、環氧丙基酯系環氧樹脂、環氧丙基胺系環氧樹脂、將鹵化苯酚類環氧丙基化之環氧樹脂、具有環氧基之矽化合物與除此以外的矽化合物的縮合物、具有環氧基之聚合性不飽和化合物與除此以外的其他聚合性不飽和化合物的共聚物等。環氧樹脂的環氧當量係310~3300g/eq為較佳,310~1700g/eq為更佳,310~1000g/eq為進一步較佳。
作為具有環狀醚基之化合物的市售品,例如可舉出EHPE3150(Daicel Corporation製)、EPICLON N-695(DIC Corporation製)、MARPROOF G-0150M、G-0105SA、G-0130SP、G-0250SP、G-1005S、G-1005SA、G-1010S、G-2050M、G-01100、G-01758(以上為NOF Corporation製、含環氧基的聚合物)等。
本發明的感光性組成物含有具有環狀醚基之化合物之情況下,感光性組成物的總固體成分中具有環狀醚基之化合物的含量係0.1~20質量%為較佳。下限例如係0.5質量%以上為較佳,1質量%以上為更佳。上限例如係15質量%以下為較佳,10質量%以下為進一步較佳。具有環狀醚基之化合物可以僅為1種,亦可以為2種以上。2種以上的情況下,該等合計量在上述範圍內為較佳。
<<矽烷偶合劑>>
本發明的感光性組成物能夠含有矽烷偶合劑。依據該態樣,能夠提高所得到之膜的與支撐體的密接性。本發明中,矽烷偶合劑係指具有水解性基和其以外的官能基之矽烷化合物。又,水解性基係指與矽原子直接連接且能夠藉由水解反應及縮合反應中的至少任意一種反應產生矽氧烷鍵之取代基。作為水解性基,例如可舉出鹵素原子、烷氧基、醯氧基等,烷氧基為較佳。亦即,矽烷偶合劑係具有烷氧基矽基之化合物為較佳。又,作為除了水解性以外的官能基,例如可舉出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基、巰基、環氧基、氧雜環丁基、胺基、脲基、硫醚基、異氰酸酯基、苯基等,胺基、(甲基)丙烯醯基及環氧基為較佳。作為矽烷偶合劑的具體例,可舉出日本特開2009-288703號公報的0018~0036段中所記載之化合物、日本特開2009-242604號公報的0056~0066段中所記載之化合物,該等內容被編入到本說明書中。
本發明的感光性組成物能夠含有矽烷偶合劑。依據該態樣,能夠提高所得到之膜的與支撐體的密接性。本發明中,矽烷偶合劑係指具有水解性基和其以外的官能基之矽烷化合物。又,水解性基係指與矽原子直接連接且能夠藉由水解反應及縮合反應中的至少任意一種反應產生矽氧烷鍵之取代基。作為水解性基,例如可舉出鹵素原子、烷氧基、醯氧基等,烷氧基為較佳。亦即,矽烷偶合劑係具有烷氧基矽基之化合物為較佳。又,作為除了水解性以外的官能基,例如可舉出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基、巰基、環氧基、氧雜環丁基、胺基、脲基、硫醚基、異氰酸酯基、苯基等,胺基、(甲基)丙烯醯基及環氧基為較佳。作為矽烷偶合劑的具體例,可舉出日本特開2009-288703號公報的0018~0036段中所記載之化合物、日本特開2009-242604號公報的0056~0066段中所記載之化合物,該等內容被編入到本說明書中。
在感光性組成物的總固體成分中矽烷偶合劑的含量係0.1~5質量%為較佳。上限係3質量%以下為較佳,2質量%以下為更佳。下限係0.5質量%以上為較佳,1質量%以上為更佳。矽烷偶合劑可以僅為1種,亦可以為2種以上。2種以上的情況下,合計量成為上述範圍為較佳。
<<顏料衍生物>>
本發明的感光性組成物還能夠含有顏料衍生物。作為顏料衍生物,可舉出具有將顏料的一部分經酸基、鹼性基、具有鹽結構之基團或酞醯亞胺甲基取代之結構之化合物。作為顏料衍生物,由式(B1)表示之化合物為較佳。
本發明的感光性組成物還能夠含有顏料衍生物。作為顏料衍生物,可舉出具有將顏料的一部分經酸基、鹼性基、具有鹽結構之基團或酞醯亞胺甲基取代之結構之化合物。作為顏料衍生物,由式(B1)表示之化合物為較佳。
[化17]
式(B1)中,P表示色素結構,L表示單鍵或連接基,X表示酸基、鹼性基、具有鹽結構之基團或酞醯亞胺甲基,m表示1以上的整數,n表示1以上的整數,當m為2以上時複數個L及X可以互不相同,當n為2以上時複數個X可以互不相同。
式(B1)中,P表示色素結構,L表示單鍵或連接基,X表示酸基、鹼性基、具有鹽結構之基團或酞醯亞胺甲基,m表示1以上的整數,n表示1以上的整數,當m為2以上時複數個L及X可以互不相同,當n為2以上時複數個X可以互不相同。
作為P所表示之色素結構,選自吡咯并吡咯色素結構、二酮吡咯并吡咯色素結構、喹吖啶酮色素結構、蒽醌色素結構、二蒽醌色素結構、苯并異吲哚色素結構、噻嗪靛藍色素結構、偶氮色素結構、喹酞酮色素結構、酞青色素結構、萘酞青色素結構、二㗁色素結構、苝色素結構、紫環酮色素結構、苯并咪唑酮色素結構、苯并噻唑色素結構、苯并咪唑色素結構及苯并噁唑色素結構中之至少一種為較佳,選自吡咯并吡咯色素結構、二酮吡咯并吡咯色素結構、喹吖啶酮色素結構及苯并咪唑酮色素結構中之至少一種為進一步較佳。
作為L所表示之連接基,可舉出包含烴基、雜環基、-NR-、-SO2
-、-S-、-O-、-CO-或該等組合之基團。R表示氫原子、烷基或芳基。
作為X所表示之酸基,可舉出羧基、磺酸基、羧酸醯胺基、磺酸醯胺基、醯亞胺酸基等。作為羧酸醯胺基,由-NHCORX1
表示之基團為較佳。作為磺酸醯胺基,由-NHSO2
RX2
表示之基團為較佳。作為醯亞胺酸基,由-SO2
NHSO2
RX3
、-CONHSO2
RX4
、-CONHCORX5
或-SO2
NHCORX6
表示之基團為較佳。RX1
~RX6
分別獨立地表示烴基或雜環基。RX1
~RX6
所表示之烴基及雜環基可進一步具有取代基。作為可進一步具有之取代基,可舉出鹵素原子為較佳,氟原子為更佳。作為X所表示之鹼性基可舉出胺基。作為X所表示之鹽結構,可舉出上述酸基或鹼性基的鹽。
作為顏料衍生物,可舉出下述結構的化合物。又,還能夠使用日本特開昭56-118462號公報、日本特開昭63-264674號公報、日本特開平1-217077號公報、日本特開平3-009961號公報、日本特開平3-026767號公報、日本特開平3-153780號公報、日本特開平3-045662號公報、日本特開平4-285669號公報、日本特開平6-145546號公報、日本特開平6-212088號公報、日本特開平6-240158號公報、日本特開平10-030063號公報、日本特開平10-195326號公報、國際公開WO2011/024896號公報的0086~0098段、國際公開WO2012/102399號公報的0063~0094段、國際公開WO2017/038252號公報的0082段等中所記載之化合物,該內容被編入到本說明書中。
[化18]
[化18]
顏料衍生物的含量相對於顏料100質量份係1~50質量份為較佳。下限值係3質量份以上為較佳,5質量份以上為更佳。上限值係40質量份以下為較佳,30質量份以下為更佳。若顏料衍生物的含量在上述範圍,則能夠提高顏料的分散性而有效地抑制顏料的聚集。顏料衍生物可以僅使用1種,亦可以使用2種以上。使用2種以上之情況下,合計量成為上述範圍為較佳。
<<溶劑>>
本發明的感光性組成物能夠含有溶劑。作為溶劑,可舉出有機溶劑。溶劑只要滿足各成分的溶解性或組成物的塗佈性,則基本上並沒有特別限制。作為有機溶劑的例子,例如可舉出酯類、醚類、酮類、芳香族烴類等。關於該等的詳細內容,能夠參閱國際公開WO2015/166779號公報的0223段,該內容被編入到本說明書中。又,亦能夠較佳地使用環狀烷基經取代之酯系溶劑、環狀烷基經取代之酮系溶劑。作為有機溶劑的具體例,可舉出聚乙二醇單甲基醚、二氯甲烷、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、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙酸環己酯、環戊酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚及丙二醇單甲醚乙酸酯等。本發明中,有機溶劑可以單獨使用1種,亦可以組合使用2種以上。又,就提高溶解性之觀點而言,3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺亦為較佳。但是,但是,作為溶劑之芳香族烴類(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等)的情況,有因環境方面等的理由而減少為較佳(例如,相對於有機溶劑總量,能夠設為50質量ppm(百萬分率(parts per million))以下,亦能夠設為10質量ppm以下,亦能夠設為1質量ppm以下)。
本發明的感光性組成物能夠含有溶劑。作為溶劑,可舉出有機溶劑。溶劑只要滿足各成分的溶解性或組成物的塗佈性,則基本上並沒有特別限制。作為有機溶劑的例子,例如可舉出酯類、醚類、酮類、芳香族烴類等。關於該等的詳細內容,能夠參閱國際公開WO2015/166779號公報的0223段,該內容被編入到本說明書中。又,亦能夠較佳地使用環狀烷基經取代之酯系溶劑、環狀烷基經取代之酮系溶劑。作為有機溶劑的具體例,可舉出聚乙二醇單甲基醚、二氯甲烷、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、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙酸環己酯、環戊酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚及丙二醇單甲醚乙酸酯等。本發明中,有機溶劑可以單獨使用1種,亦可以組合使用2種以上。又,就提高溶解性之觀點而言,3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺亦為較佳。但是,但是,作為溶劑之芳香族烴類(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等)的情況,有因環境方面等的理由而減少為較佳(例如,相對於有機溶劑總量,能夠設為50質量ppm(百萬分率(parts per million))以下,亦能夠設為10質量ppm以下,亦能夠設為1質量ppm以下)。
本發明中,使用金屬含量少的溶劑為較佳,溶劑的金屬含量例如係10質量ppb(十億分率(parts per billion))以下為較佳。根據需要亦可以使用質量ppt(兆分率(parts per trillion))級別的溶劑,該種高純度溶劑例如由Toyo Gosei Co.,Ltd.提供(化學工業日報,2015年11月13日)。
作為從溶劑中去除金屬等雜質之方法,例如能夠舉出蒸餾(分子蒸餾或薄膜蒸餾等)或使用濾波器之過濾。作為過濾中所使用之濾波器的濾波器孔徑,10 μm以下為較佳,5 μm以下為更佳,3 μm以下為進一步較佳。濾波器的材質係聚四氟乙烯、聚乙烯或尼龍為較佳。
溶劑可以包含異構物(原子數相同但結構不同之化合物)。又,異構物可以僅包含一種,亦可以包含複數種。
本發明中,有機溶劑中過氧化物的含有率係0.8 mmol/L以下為較佳,實質上不包含過氧化物為更佳。
感光性組成物中的溶劑的含量係10~95質量%為較佳,20~90質量%為更佳,30~90質量%為進一步較佳。
又,從環境管制的觀點考慮,本發明的感光性組成物係實質上不包含環境管制物質為較佳。另外,本發明中,實質上不包含環境管制物質係指感光性組成物中的環境管制物質的含量為50質量ppm以下,30質量ppm以下為較佳,10質量ppm以下為更佳,1質量ppm以下為特佳。環境管制物質例如可舉出苯;甲苯、二甲苯等烷基苯類;氯苯等鹵化苯類等。該等依據REACH(Registration Evaluation Authorization and Restriction of CHemicals)規則、PRTR(Pollutant Release and Transfer Register)法、VOC(Volatile Organic Compounds)管制等作為環境管制物質而註冊,使用量和操作方法被嚴格管制。該等化合物在製造本發明的感光性組成物中所使用之各成分等時,有時會用作溶劑,有時作為殘留溶劑而混入感光性組成物中。從對人的安全性及考慮對環境的觀點而言,該等物質盡可能減少為較佳。作為減少環境管制物質之方法,可舉出對系統內部進行加熱或減壓來設為環境管制物質的沸點以上並從系統內部對環境管制物質進行蒸餾來減少之方法。又,對少量的環境管制物質進行蒸餾之情況下,為了提高效率與具有和該溶劑相等的沸點之溶劑共沸亦是有用的。又,含有具有自由基聚合性之化合物之情況下,為了抑制在減壓蒸餾中進行自由基聚合反應而在分子間進行交聯,亦可以添加聚合抑制劑等而進行減壓蒸餾。該等蒸餾方法能夠在原料的階段、使原料進行反應之產生物(例如聚合之後的樹脂溶液或多官能單體溶液)的階段或混合該等化合物來製作之組成物的階段中的任一階段中進行。
<<聚合抑制劑>>
本發明的感光性組成物能夠含有聚合抑制劑。作為聚合抑制劑,可舉出氫醌、對甲氧基苯酚、二-第三丁基-對甲酚、鄰苯三酚、第三丁基鄰苯二酚、苯醌、4,4’-硫代雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、N-亞硝基苯基羥基胺鹽(銨鹽、亞鈰鹽等)。其中,對甲氧基苯酚為較佳。感光性組成物的總固體成分中聚合抑制劑的含量係0.001~5質量%為較佳。
本發明的感光性組成物能夠含有聚合抑制劑。作為聚合抑制劑,可舉出氫醌、對甲氧基苯酚、二-第三丁基-對甲酚、鄰苯三酚、第三丁基鄰苯二酚、苯醌、4,4’-硫代雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、N-亞硝基苯基羥基胺鹽(銨鹽、亞鈰鹽等)。其中,對甲氧基苯酚為較佳。感光性組成物的總固體成分中聚合抑制劑的含量係0.001~5質量%為較佳。
<<界面活性劑>>
本發明的感光性組成物能夠含有界面活性劑。作為界面活性劑,能夠使用氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、矽系界面活性劑等各種界面活性劑。關於界面活性劑能夠參閱國際公開WO2015/166779號公報的0238~0245段,該內容被編入到本說明書中。
本發明的感光性組成物能夠含有界面活性劑。作為界面活性劑,能夠使用氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、矽系界面活性劑等各種界面活性劑。關於界面活性劑能夠參閱國際公開WO2015/166779號公報的0238~0245段,該內容被編入到本說明書中。
本發明中,界面活性劑係氟系界面活性劑為較佳。藉由在感光性組成物中含有氟系界面活性劑,液特性(尤其,流動性)得到進一步提高,能夠進一步提高省液性。又,還能夠形成厚度不均勻少的膜。
氟系界面活性劑中的氟含有率係3~40質量%為適宜,更佳為5~30質量%,特佳為7~25質量%。氟含有率在該範圍內之氟系界面活性劑在塗佈膜的厚度的均勻性或省液性的觀點上有效,在組成物中之溶解性亦良好。
作為氟系界面活性劑,可舉出日本特開2014-041318號公報的0060~0064段(對應之國際公開2014/017669號公報的0060~0064段)等中所記載之界面活性劑、日本特開2011-132503號公報的0117~0132段中所記載之界面活性劑,該等內容被編入到本說明書中。作為氟系界面活性劑的市售品,例如可舉出MEGAFACE F171、F172、F173、F176、F177、F141、F142、F143、F144、R30、F437、F475、F479、F482、F554、F780、EXP、MFS-330(以上為DIC Corporation製)、Fluorad FC430、FC431、FC171(以上為Sumitomo 3M Limited製)、Surflon S-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上為ASAHI GLASS CO.,LTD.製)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上為OMNOVA Solutions Inc.製)等。
又,氟系界面活性劑亦能夠適宜使用丙烯酸系化合物,該丙烯酸系化合物包括具有含有氟原子之官能基之分子結構且施加熱時含有氟原子之官能基部分被切斷而揮發氟原子。作為該種氟系界面活性劑,可舉出DIC Corporation製造之MEGAFACE DS系列(化學工業日報,2016年2月22日)(日經產業新聞,2016年2月23日),例如MEGAFACE DS-21。
又,氟系界面活性劑使用具有氟化烷基或氟化伸烷基醚基之含氟原子之乙烯基醚化合物及親水性乙烯基醚化合物的聚合物亦為較佳。關於該種氟系界面活性劑,能夠參閱日本特開2016-216602號公報的記載,該內容被編入到本說明書中。
氟系界面活性劑亦能夠使用嵌段聚合物。例如可舉出日本特開2011-089090號公報中所記載之化合物。氟系界面活性劑亦能夠較佳地使用含氟高分子化合物,該含氟高分子化合物包含來源於具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯化合物之重複單元和來源於具有2個以上(較佳為5個以上)伸烷氧基(較佳為伸乙氧基、伸丙氧基)之(甲基)丙烯酸酯化合物之重複單元。下述化合物亦可以作為本發明中所使用之氟系界面活性劑而進行例示。
[化19]
上述化合物的重量平均分子量較佳為3,000~50,000,例如為14,000。上述化合物中,表示重複單元的比例之%為莫耳%。
[化19]
上述化合物的重量平均分子量較佳為3,000~50,000,例如為14,000。上述化合物中,表示重複單元的比例之%為莫耳%。
又,氟系界面活性劑亦能夠使用在側鏈上具有乙烯性不飽和鍵基之含氟聚合物。作為具體例,可舉出日本特開2010-164965號公報的0050~0090段及0289~0295段中所記載之化合物,例如DIC Corporation製造之MEGAFACE RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K等。氟系界面活性劑亦能夠使用日本特開2015-117327號公報的0015~0158段中所記載之化合物。
作為非離子系界面活性劑,可舉出甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷及該等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、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、Pluronic L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(BASF公司製)、Tetronic 304、701、704、901、904、150R1(BASF公司製)、Solsperse 20000(Lubrizol Japan Limited.製)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation製)、PIONIN D-6112、D-6112-W、D-6315(Takemoto Oil & Fat Co.,Ltd.製)、Olfine E1010、Surfynol 104、400、440(Nissin Chemical Co.,Ltd.製)等。
作為矽系界面活性劑,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(以上為Dow Corning Toray Co.,Ltd.製)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上為Momentive Performance Materials Inc.製)、KP-341、KF-6001、KF-6002(以上為Shin-Etsu Chemical Co.,LTD.製)、BYK307、BYK323、BYK330(以上為BYK-Chemie GmbH製)等。又,矽系界面活性劑亦能夠使用下述結構的化合物。
[化20]
[化20]
感光性組成物的總固體成分中界面活性劑的含量係0.001質量%~5.0質量%為較佳,0.005~3.0質量%為更佳。界面活性劑可以僅為1種,亦可以為2種以上。2種以上的情況下,合計量成為上述範圍為較佳。
<<紫外線吸收劑>>
本發明的感光性組成物能夠含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑能夠使用共軛二烯化合物、胺基二烯化合物、水楊酸酯化合物、二苯甲酮化合物、苯并***化合物、丙烯腈化合物、羥基苯基三化合物、吲哚化合物、三化合物等。關於該等詳細內容,能夠參閱日本特開2012-208374號公報的0052~0072段、日本特開2013-068814號公報的0317~0334段、日本特開2016-162946號公報的0061~0080段的記載,該等內容被編入到本說明書中。作為紫外線吸收劑的具體例,可舉出下述結構的化合物等。作為紫外線吸收劑的市售品,例如可舉出UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,LTD.製)等。又,作為苯并***化合物,可舉出MIYOSHI OIL & FAT CO.,LTD.製的MYUA系列(化學工業日報、2016年2月1日)。
[化21]
本發明的感光性組成物能夠含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑能夠使用共軛二烯化合物、胺基二烯化合物、水楊酸酯化合物、二苯甲酮化合物、苯并***化合物、丙烯腈化合物、羥基苯基三化合物、吲哚化合物、三化合物等。關於該等詳細內容,能夠參閱日本特開2012-208374號公報的0052~0072段、日本特開2013-068814號公報的0317~0334段、日本特開2016-162946號公報的0061~0080段的記載,該等內容被編入到本說明書中。作為紫外線吸收劑的具體例,可舉出下述結構的化合物等。作為紫外線吸收劑的市售品,例如可舉出UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,LTD.製)等。又,作為苯并***化合物,可舉出MIYOSHI OIL & FAT CO.,LTD.製的MYUA系列(化學工業日報、2016年2月1日)。
[化21]
在感光性組成物的總固體成分中紫外線吸收劑的含量係0.01~10質量%為較佳,0.01~5質量%為更佳。本發明中,紫外線吸收劑可以僅使用1種,亦可以使用2種以上。使用2種以上之情況下,合計量成為上述範圍為較佳。
<<抗氧化劑>>
本發明的感光性組成物能夠含有抗氧化劑。作為抗氧化劑,可舉出酚化合物、亞磷酸酯化合物、硫醚化合物等。作為酚化合物,能夠使用作為酚系抗氧化劑而已知之任意的酚化合物。作為較佳的酚化合物,可舉出受阻酚化合物。在與酚性羥基相鄰之部位(鄰位)具有取代基之化合物為較佳。作為前述取代基,碳數1~22的經取代或未經取代之烷基為較佳。又,抗氧化劑係在同一分子內具有酚基和亞磷酸酯基之化合物亦為較佳。又,抗氧化劑亦能夠適宜使用磷系抗氧化劑。作為磷系抗氧化劑,可舉出三[2-[[2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙基)二苯并[d,f][1,3,2]二噁磷雜庚英(dioxaphosphepin)-6-基]氧基]乙基]胺、三[2-[(4,6,9,11-四-第三丁基二苯并[d,f][1,3,2]二噁磷雜庚英-2-基)氧基]乙基]胺、雙(2,4-二-第三丁基-6-甲基苯酚)亞磷酸乙酯等。作為抗氧化劑的市售品,例如可以舉出ADK STAB AO-20、ADK STAB AO-30、ADK STAB AO-40、ADK STAB AO-50、ADK STAB AO-50F、ADK STAB AO-60、ADK STAB AO-60G、ADK STAB AO-80、ADK STAB AO-330(以上為ADEKA Corporation)等。
本發明的感光性組成物能夠含有抗氧化劑。作為抗氧化劑,可舉出酚化合物、亞磷酸酯化合物、硫醚化合物等。作為酚化合物,能夠使用作為酚系抗氧化劑而已知之任意的酚化合物。作為較佳的酚化合物,可舉出受阻酚化合物。在與酚性羥基相鄰之部位(鄰位)具有取代基之化合物為較佳。作為前述取代基,碳數1~22的經取代或未經取代之烷基為較佳。又,抗氧化劑係在同一分子內具有酚基和亞磷酸酯基之化合物亦為較佳。又,抗氧化劑亦能夠適宜使用磷系抗氧化劑。作為磷系抗氧化劑,可舉出三[2-[[2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙基)二苯并[d,f][1,3,2]二噁磷雜庚英(dioxaphosphepin)-6-基]氧基]乙基]胺、三[2-[(4,6,9,11-四-第三丁基二苯并[d,f][1,3,2]二噁磷雜庚英-2-基)氧基]乙基]胺、雙(2,4-二-第三丁基-6-甲基苯酚)亞磷酸乙酯等。作為抗氧化劑的市售品,例如可以舉出ADK STAB AO-20、ADK STAB AO-30、ADK STAB AO-40、ADK STAB AO-50、ADK STAB AO-50F、ADK STAB AO-60、ADK STAB AO-60G、ADK STAB AO-80、ADK STAB AO-330(以上為ADEKA Corporation)等。
在感光性組成物的總固體成分中抗氧化劑的含量係0.01~20質量%為較佳,0.3~15質量%為更佳。抗氧化劑可以僅使用1種,亦可以使用2種以上。使用2種以上之情況下,合計量成為上述範圍為較佳。
<<其他成分>>
依據需要,本發明的感光性組成物可以含有增感劑、硬化促進劑、填料、熱硬化促進劑、可塑劑及其他助劑類(例如,導電性粒子、填充劑、消泡劑、阻燃劑、調平劑、剝離促進劑、香料、表面張力調節劑、鏈轉移劑等)。藉由適當含有該等成分,能夠調整膜物性等性質。該等成分例如能夠參閱日本特開2012-003225號公報的0183段以後(對應之美國專利申請公開第2013/0034812號說明書的0237段)的記載、日本特開2008-250074號公報的0101~0104段、0107~0109段等的記載,該等內容被編入到本說明書中。又,依據需要,本發明的感光性組成物亦可以含有潛在抗氧化劑。作為潛在抗氧化劑,可舉出作為抗氧化劑發揮功能之部位被保護基保護之化合物且在100~250℃下進行加熱或在酸/鹼觸媒存在下在80~200℃下進行加熱來脫離保護基作為抗氧化劑發揮功能之化合物。作為潛在抗氧化劑,可舉出國際公開WO2014/021023號公報、國際公開WO2017/030005號公報、日本特開2017-008219號公報中所記載之化合物。作為市售品,可舉出ADEKA ARKLS GPA-5001(ADEKA Corporation製)等。
依據需要,本發明的感光性組成物可以含有增感劑、硬化促進劑、填料、熱硬化促進劑、可塑劑及其他助劑類(例如,導電性粒子、填充劑、消泡劑、阻燃劑、調平劑、剝離促進劑、香料、表面張力調節劑、鏈轉移劑等)。藉由適當含有該等成分,能夠調整膜物性等性質。該等成分例如能夠參閱日本特開2012-003225號公報的0183段以後(對應之美國專利申請公開第2013/0034812號說明書的0237段)的記載、日本特開2008-250074號公報的0101~0104段、0107~0109段等的記載,該等內容被編入到本說明書中。又,依據需要,本發明的感光性組成物亦可以含有潛在抗氧化劑。作為潛在抗氧化劑,可舉出作為抗氧化劑發揮功能之部位被保護基保護之化合物且在100~250℃下進行加熱或在酸/鹼觸媒存在下在80~200℃下進行加熱來脫離保護基作為抗氧化劑發揮功能之化合物。作為潛在抗氧化劑,可舉出國際公開WO2014/021023號公報、國際公開WO2017/030005號公報、日本特開2017-008219號公報中所記載之化合物。作為市售品,可舉出ADEKA ARKLS GPA-5001(ADEKA Corporation製)等。
例如,在藉由塗佈形成膜之情況下,本發明的感光性組成物的黏度(23℃)係1~100 mPa・s為較佳。下限係2 mPa・s以上為更佳,3 mPa・s以上為進一步較佳。上限係50 mPa・s以下為更佳,30 mPa・s以下為進一步較佳,15 mPa・s以下為特佳。
<容納容器>
作為本發明的感光性組成物的容納容器,並無特別限定,能夠使用公知的容納容器。又,作為容納容器,以抑制雜質混入原材料或組成物中為目的,使用由6種6層的樹脂構成容器內壁之多層瓶或將6種樹脂設為7層結構之瓶亦為較佳。作為該種容器,例如可舉出日本特開2015-123351號公報中所記載之容器。
作為本發明的感光性組成物的容納容器,並無特別限定,能夠使用公知的容納容器。又,作為容納容器,以抑制雜質混入原材料或組成物中為目的,使用由6種6層的樹脂構成容器內壁之多層瓶或將6種樹脂設為7層結構之瓶亦為較佳。作為該種容器,例如可舉出日本特開2015-123351號公報中所記載之容器。
<感光性組成物的製備方法>
本發明的感光性組成物能夠混合前述成分來製備。製備感光性組成物時,可以將總成分同時溶解或分散於溶劑中而製備感光性組成物,亦可以依據需要預先製備適當摻合各成分之2種以上的溶液或分散液之後,使用時(塗佈時)混合該等作為感光性組成物而製備。
本發明的感光性組成物能夠混合前述成分來製備。製備感光性組成物時,可以將總成分同時溶解或分散於溶劑中而製備感光性組成物,亦可以依據需要預先製備適當摻合各成分之2種以上的溶液或分散液之後,使用時(塗佈時)混合該等作為感光性組成物而製備。
又,在本發明的感光性組成物包含顏料等的粒子之情況下,包含使粒子分散之製程為較佳。在使粒子分散之製程中,作為用於粒子的分散之機械力,可舉出壓縮、壓榨、衝擊、剪斷、氣蝕等。作為該等製程的具體例,可舉出珠磨、砂磨、輥磨、球磨、塗料攪拌器、微射流、高速葉輪、混砂、噴射流混合、高壓濕式微粒化、超聲波分散等。又,在砂磨(珠磨)中的粒子的粉碎中,以如下條件處理為較佳:藉由使用直徑較小之微珠,且提高微珠的填充率來提高粉碎效率。又,在粉碎處理之後藉由過濾、離心分離等來去除粗粒子為較佳。又,關於使粒子分散之製程及分散機,能夠較佳地使用“分散技術大全、JOHOKIKO CO.,LTD.發行,2005年7月15日”或“圍繞懸浮液(固體/液體分散體系)之分散技術與工業上的實際應用綜合資料集,經營開發中心出版部發行,1978年10月10日”、日本特開2015-157893號公報的0022段中所記載的製程及分散機。又,分散粒子之製程中,鹽磨步驟中亦可以進行粒子的微細化處理。關於鹽磨步驟中所使用之原材料、設備、處理條件等,例如能夠參閱日本特開2015-194521號公報、日本特開2012-046629號公報的記載。
製備本發明的感光性組成物時,以去除異物或降低缺陷等為目的,利用濾波器過濾感光性組成物為較佳。作為濾波器,只要係從以往用於過濾用途等之濾波器,則能夠無特別限制地使用。例如,可舉出使用了聚四氟乙烯(PTFE)等氟樹脂、尼龍(例如尼龍-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(包含高密度、超高分子量的聚烯烴樹脂)等原材料之濾波器。在該等原材料中,聚丙烯(包含高密度聚丙烯)及尼龍為較佳。濾波器的孔徑適合為0.01~7.0 μm左右,較佳為0.01~3.0 μm左右,進一步較佳為0.05~0.5 μm左右。若濾波器的孔徑在上述範圍,則能夠確實地去除微細的異物。又,使用纖維狀過濾材料亦為較佳。作為纖維狀過濾材料,例如可舉出聚丙烯纖維、尼龍纖維、玻璃纖維等。具體而言,可舉出ROKI TECHNO CO.,LTD.製SBP型系列(SBP008等)、TPR型系列(TPR002、TPR005等)、SHPX型系列(SHPX003等)的濾芯。當使用濾波器時,可以組合不同的濾波器(例如,第1濾波器和第2濾波器等)。此時,各濾波器中的過濾可以僅為1次,亦可以進行2次以上。又,在上述之範圍內亦可以組合不同之孔徑的濾波器。又,第1濾波器中的過濾僅對分散液進行,混合其他成分之後,亦可以由第2濾波器進行過濾。
<濾光器之製造方法>
接著,對使用了本發明的感光性組成物之濾光器之製造方法進行說明。作為濾光器的種類,可舉出濾色器、紅外線透射濾波器等。
本發明中的濾光器之製造方法包括如下步驟為較佳,亦即,在支撐體上適用上述之本發明的感光性組成物來形成感光性組成物層之步驟(感光性組成物層形成步驟)、對感光性組成物層脈衝照射光來曝光(脈衝曝光)成圖案狀之步驟(曝光步驟)及顯影去除未曝光部的感光性組成物層來形成像素之步驟(顯影步驟)。以下對各步驟進行說明。
接著,對使用了本發明的感光性組成物之濾光器之製造方法進行說明。作為濾光器的種類,可舉出濾色器、紅外線透射濾波器等。
本發明中的濾光器之製造方法包括如下步驟為較佳,亦即,在支撐體上適用上述之本發明的感光性組成物來形成感光性組成物層之步驟(感光性組成物層形成步驟)、對感光性組成物層脈衝照射光來曝光(脈衝曝光)成圖案狀之步驟(曝光步驟)及顯影去除未曝光部的感光性組成物層來形成像素之步驟(顯影步驟)。以下對各步驟進行說明。
(感光性組成物層形成步驟)
感光性組成物層形成步驟中,在支撐體上適用上述之本發明的感光性組成物來形成感光性組成物層。作為支撐體,例如可舉出由矽、無鹼玻璃、鈉玻璃、PYREX(註冊商標)玻璃、石英玻璃等材質構成之基板。又,使用InGaAs基板等為較佳。又,可以在支撐體上形成有電荷耦合元件(CCD)、互補金屬氧化物半導體(CMOS)、透明導電膜等。又,有時亦可以在支撐體上形成有隔離各像素之黑矩陣。又,根據需要為了改善與上部的層之密接性、防止物質的擴散或基板表面的平坦化,亦可以在支撐體上設置底塗層。
感光性組成物層形成步驟中,在支撐體上適用上述之本發明的感光性組成物來形成感光性組成物層。作為支撐體,例如可舉出由矽、無鹼玻璃、鈉玻璃、PYREX(註冊商標)玻璃、石英玻璃等材質構成之基板。又,使用InGaAs基板等為較佳。又,可以在支撐體上形成有電荷耦合元件(CCD)、互補金屬氧化物半導體(CMOS)、透明導電膜等。又,有時亦可以在支撐體上形成有隔離各像素之黑矩陣。又,根據需要為了改善與上部的層之密接性、防止物質的擴散或基板表面的平坦化,亦可以在支撐體上設置底塗層。
作為在支撐體上適用感光性組成物的方法,能夠使用公知的方法。例如,可舉出滴加法(滴鑄);狹縫塗佈法;噴霧法;輥塗法;旋轉塗佈法(旋塗法);流延塗佈法;狹縫旋塗法;預濕法(例如,日本特開2009-145395號公報中所記載之方法);噴墨(例如按需方式、壓電方式、熱方式)、噴嘴噴射等噴出系印刷、柔版印刷、網版印刷、凹版印刷、逆轉偏移印刷、金屬遮罩印刷法等各種印刷法;使用模具等之轉印法;奈米壓印法等。作為基於噴墨之適用方法並沒有特別限定,例如可舉出《可推廣、使用之噴墨-專利中出現之無限可能性-、2005年2月發行、S.B. Techno-Research Co.,Ltd.》所示之方法(尤其第115~第133頁)或日本特開2003-262716號公報、日本特開2003-185831號公報、日本特開2003-261827號公報、日本特開2012-126830號公報、日本特開2006-169325號公報等中所記載之方法。又,關於感光性組成物的適用方法,亦能夠使用國際公開WO2017/030174號公報、國際公開WO2017/018419號公報中所記載之方法,該等內容被編入到本說明書中。
在支撐體上適用感光性組成物之後,還可以進行乾燥(預烘烤)。當進行預烘烤時,預烘烤溫度係150℃以下為較佳,120℃以下為更佳,110℃以下為進一步較佳。下限例如能夠設為50℃以上,亦能夠設為80℃以上。預烘烤時間係10~3000秒鐘為較佳,40~2500秒鐘為更佳,80~2200秒鐘為進一步較佳。能夠藉由加熱板、烘箱等來進行乾燥。
(曝光步驟)
接著,對如上述那樣形成之支撐體上的感光性組成物層脈衝照射光來曝光(脈衝曝光)成圖案狀。經由具有預定的遮罩圖案之遮罩,對感光性組成物層脈衝曝光,藉此能夠將感光性組成物層脈衝曝光成圖案狀。藉此,能夠硬化感光性組成物層的曝光部分。
接著,對如上述那樣形成之支撐體上的感光性組成物層脈衝照射光來曝光(脈衝曝光)成圖案狀。經由具有預定的遮罩圖案之遮罩,對感光性組成物層脈衝曝光,藉此能夠將感光性組成物層脈衝曝光成圖案狀。藉此,能夠硬化感光性組成物層的曝光部分。
脈衝曝光時所使用之光可以為超過波長300 nm之光,亦可以為波長300 nm以下的光,但是從容易得到更優異之硬化性等的理由考慮,波長300 nm以下的光為較佳,波長270 nm以下的光為更佳,波長250 nm以下的光為進一步較佳。又,前述的光係波長180 nm以上的光為較佳。具體而言,可舉出KrF射線(波長248 nm)、ArF射線(波長193 nm)等,從容易得到更優異之硬化性等的理由考慮,KrF射線(波長248 nm)為較佳。
脈衝曝光條件係如下條件為較佳。從容易瞬間大量地產生自由基等活性種之類的觀點考慮,脈衝寬度係100奈秒(ns)以下為較佳,50奈秒以下為更佳,30奈秒以下為進一步較佳。脈衝寬度的下限並無特別限定,但是能夠設為1飛秒(fs)以上,亦能夠設為10飛秒以上。從硬化性的觀點考慮,頻率係1 kHz以上為較佳,2 kHz以上為更佳,4 kHz以上為進一步較佳。從容易抑制因曝光熱而引起之基板等的變形之理由考慮,頻率的上限係50 kHz以下為較佳,20 kHz以下為更佳,10 kHz以下為進一步較佳。從硬化性的觀點考慮,最大瞬間照度係50000000 W/m2
以上為較佳,100000000 W/m2
以上為更佳,200000000 W/m2
以上為進一步較佳。又,從抑制高照度失效的觀點考慮,最大瞬間照度的上限係1000000000 W/m2
以下為較佳,800000000 W/m2
以下為更佳,500000000 W/m2
以下為進一步較佳。曝光量係1~1000 mJ/cm2
為較佳。上限係500 mJ/cm2
以下為較佳,200 mJ/cm2
以下為更佳。下限係10 mJ/cm2
以上為較佳,20 mJ/cm2
以上為更佳,30 mJ/cm2
以上為進一步較佳。
關於曝光時的氧濃度,能夠適當選擇,除了在大氣下進行曝光以外,例如可以在氧濃度為19體積%以下的低氧環境下(例如,15體積%、5體積%、實質上無氧)進行曝光,亦可以在氧濃度超過21體積%之高氧環境下(例如,22體積%、30體積%、50體積%)進行曝光。
(顯影步驟)
接著,顯影去除曝光步驟後的感光性組成物層中的未曝光部的感光性組成物層來形成像素(圖案)。未曝光部的感光性組成物層的顯影去除能夠使用顯影液來進行。藉此,未曝光部的感光性組成物層溶出於顯影液,僅在上述曝光步驟中經光硬化之部分殘留在支撐體上。顯影液的溫度例如係20~30℃為較佳。顯影時間係20~180秒鐘為較佳。又,為了提高殘渣去除性,可以重複複數次每隔60秒鐘甩掉顯影液進而供給新的顯影液之步驟。
接著,顯影去除曝光步驟後的感光性組成物層中的未曝光部的感光性組成物層來形成像素(圖案)。未曝光部的感光性組成物層的顯影去除能夠使用顯影液來進行。藉此,未曝光部的感光性組成物層溶出於顯影液,僅在上述曝光步驟中經光硬化之部分殘留在支撐體上。顯影液的溫度例如係20~30℃為較佳。顯影時間係20~180秒鐘為較佳。又,為了提高殘渣去除性,可以重複複數次每隔60秒鐘甩掉顯影液進而供給新的顯影液之步驟。
顯影液係用純水稀釋了鹼劑之鹼性水溶液為較佳。作為鹼劑,例如可舉出氨、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、二甘醇胺、二乙醇胺、羥基胺、乙二胺、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化乙基三甲基銨、氫氧化苄基三甲基銨、氫氧化二甲基雙(2-羥基乙基)銨、膽鹼、吡咯、哌啶、1,8-二吖雙環[5.4.0]-7-十一烯等有機鹼性化合物或氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉等無機鹼性化合物。鹼劑在環境方面及安全方面而言,分子量較大的化合物為較佳。鹼性水溶液的鹼劑的濃度係0.001~10質量%為較佳,0.01~1質量%為更佳。又,顯影液還可以含有界面活性劑。作為界面活性劑,可舉出上述之界面活性劑,非離子系界面活性劑為較佳。從方便移送或保管等觀點而言,顯影液可以暫時製造成濃縮液,並在使用時稀釋成所需要之濃度。稀釋倍率並沒有特別限定,例如能夠設定為1.5~100倍的範圍。另外,將鹼性水溶液用作顯影液之情況下,顯影後使用純水進行清洗(沖洗)為較佳。
顯影後,還能夠在實施乾燥之後進行追加曝光處理、加熱處理(後烘烤)。追加曝光處理、後烘烤為用於使膜完全硬化之顯影後的處理。在進行追加曝光處理之情況下,用於曝光之光係波長400 nm以下的光為較佳。
作為所形成之像素(圖案)的膜厚,依據像素的種類適當選擇為較佳。例如,2.0 μm以下為較佳,1.0 μm以下為更佳,0.3~1.0 μm為進一步較佳。上限係0.8 μm以下為較佳,0.6 μm以下為更佳。下限值係0.4 μm以上為較佳。
又,作為所形成之像素(圖案)的尺寸(線寬),依據用途或像素的種類適當選擇為較佳。例如,2.0 μm以下為較佳。上限係1.0 μm以下為較佳,0.9 μm以下為更佳。下限值係0.4 μm以上為較佳。
製造具有複數種類的像素之濾光器之情況下,經過上述之步驟形成至少1種類的像素即可,經過上述之步驟形成最初形成之像素(第1種類的像素)為較佳。關於第2個以後所形成之像素(第2種類以後的像素)亦可以經過與上述相同的步驟形成,亦可以藉由連續光進行曝光來形成像素。
[實施例]
[實施例]
以下,舉出實施例對本發明進行進一步詳細的說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容、處理步驟等,只要不脫離本發明的趣旨,則能夠適當變更。因此,本發明的範圍並不限定於以下所示之具體例。
<樹脂的重量平均分子量(Mw)的測量>
藉由凝膠滲透色譜法(GPC)在以下的條件下測量了樹脂的重量平均分子量。
管柱的種類:連接TOSOH TSKgel Super HZM-H、TOSOH TSKgel Super HZ4000及TOSOH TSKgel Super HZ2000之管柱
展開溶劑:四氫呋喃
管柱溫度:40℃
流量(樣品注入量):1.0 μL(樣品濃度:0.1質量%)
裝置名:TOSOH Corporation製 HLC-8220GPC
檢測器:RI(折射率)檢測器
校準曲線基礎樹脂:聚苯乙烯樹脂
藉由凝膠滲透色譜法(GPC)在以下的條件下測量了樹脂的重量平均分子量。
管柱的種類:連接TOSOH TSKgel Super HZM-H、TOSOH TSKgel Super HZ4000及TOSOH TSKgel Super HZ2000之管柱
展開溶劑:四氫呋喃
管柱溫度:40℃
流量(樣品注入量):1.0 μL(樣品濃度:0.1質量%)
裝置名:TOSOH Corporation製 HLC-8220GPC
檢測器:RI(折射率)檢測器
校準曲線基礎樹脂:聚苯乙烯樹脂
<感光性組成物的製備>
混合了下述表中所記載的原料之後,藉由孔徑0.45 μm的尼龍製濾波器(NIHON PALL LTD.製)進行過濾,從而製備了固體成分濃度20質量%的感光性組成物(組成物1~14、R1)。另外,藉由改變丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)的摻合量來調整了組成物1、7、9~14、R1的固體成分濃度。又,藉由改變PGMEA與聚乙二醇單甲基醚的混合溶劑(PGMEA:聚乙二醇單甲基醚=9:1(質量比))的摻合量來調整了組成物8的固體成分濃度。另外,下述表中的摻合量的欄中所記載之數值為質量份。
混合了下述表中所記載的原料之後,藉由孔徑0.45 μm的尼龍製濾波器(NIHON PALL LTD.製)進行過濾,從而製備了固體成分濃度20質量%的感光性組成物(組成物1~14、R1)。另外,藉由改變丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)的摻合量來調整了組成物1、7、9~14、R1的固體成分濃度。又,藉由改變PGMEA與聚乙二醇單甲基醚的混合溶劑(PGMEA:聚乙二醇單甲基醚=9:1(質量比))的摻合量來調整了組成物8的固體成分濃度。另外,下述表中的摻合量的欄中所記載之數值為質量份。
[表1]
上述表中所記載的原料如下。
(顏料分散液)
A1:藉由以下的方法製備之顏料分散液
在混合了10.7質量份的C.I.Pigment Green 58、2.7質量份的C.I.Pigment Yellow 185、1.3質量份的顏料衍生物1、5.3質量份的分散劑1及80質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)之混合液中,添加直徑為0.3 mm的氧化鋯微珠230質量份,利用塗料攪拌器進行3小時的分散處理,並藉由過濾分離微珠而製備了顏料分散液A1。該顏料分散液A1的固體成分濃度係20質量%,顏料含量係13.4質量%。
顏料衍生物1:下述結構的化合物。
[化22]
分散劑1:下述結構的樹脂(Mw=26000,在主鏈上標記之數值為莫耳比,在側鏈上標記之數值為重複單元的數量。)
[化23]
(顏料分散液)
A1:藉由以下的方法製備之顏料分散液
在混合了10.7質量份的C.I.Pigment Green 58、2.7質量份的C.I.Pigment Yellow 185、1.3質量份的顏料衍生物1、5.3質量份的分散劑1及80質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)之混合液中,添加直徑為0.3 mm的氧化鋯微珠230質量份,利用塗料攪拌器進行3小時的分散處理,並藉由過濾分離微珠而製備了顏料分散液A1。該顏料分散液A1的固體成分濃度係20質量%,顏料含量係13.4質量%。
顏料衍生物1:下述結構的化合物。
[化22]
分散劑1:下述結構的樹脂(Mw=26000,在主鏈上標記之數值為莫耳比,在側鏈上標記之數值為重複單元的數量。)
[化23]
A2:藉由以下的方法製備之顏料分散液
在混合了11.8質量份的C.I.Pigment Blue 15:6、3.0質量份的C.I.Pigment Violet 23、5.2質量份的分散劑2及80質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)之混合液中,添加直徑為0.3 mm的氧化鋯珠230質量份,利用塗料攪拌器進行3小時的分散處理,並藉由過濾分離微珠來製備了顏料分散液A2。該顏料分散液的固體成分濃度係20質量%,顏料含量係14.8質量%。
在混合了11.8質量份的C.I.Pigment Blue 15:6、3.0質量份的C.I.Pigment Violet 23、5.2質量份的分散劑2及80質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)之混合液中,添加直徑為0.3 mm的氧化鋯珠230質量份,利用塗料攪拌器進行3小時的分散處理,並藉由過濾分離微珠來製備了顏料分散液A2。該顏料分散液的固體成分濃度係20質量%,顏料含量係14.8質量%。
分散劑2:下述結構的樹脂(在主鏈上標記之數值為莫耳比,在側鏈上標記之數值為重複單元的數量。Mw:20000、C=C值:0.7 mmol/g、酸值:72 mgKOH/g)
[化24]
[化24]
A3:藉由以下的方法製備之顏料分散液
在混合了11.8質量份的C.I.Pigment Red 254、3.0質量份的C.I.Pigment Yellow 139、5.2質量份的分散劑2及80質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)之混合液中,添加直徑為0.3 mm的氧化鋯珠230質量份,利用塗料攪拌器進行3小時的分散處理,並藉由過濾分離微珠來製備了顏料分散液A3。該顏料分散液的固體成分濃度係20質量%,顏料含量係14.8質量%。
在混合了11.8質量份的C.I.Pigment Red 254、3.0質量份的C.I.Pigment Yellow 139、5.2質量份的分散劑2及80質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)之混合液中,添加直徑為0.3 mm的氧化鋯珠230質量份,利用塗料攪拌器進行3小時的分散處理,並藉由過濾分離微珠來製備了顏料分散液A3。該顏料分散液的固體成分濃度係20質量%,顏料含量係14.8質量%。
(樹脂)
B1:下述結構的樹脂(在主鏈上標記之數值為莫耳比。Mw:10,000、酸值:70 mgKOH/g)
B2:Acrybase FF-426(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.製、鹼可溶性樹脂)
[化25]
B1:下述結構的樹脂(在主鏈上標記之數值為莫耳比。Mw:10,000、酸值:70 mgKOH/g)
B2:Acrybase FF-426(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.製、鹼可溶性樹脂)
[化25]
[自由基聚合性單體]
M1-1:乙酸烯丙酯
M1-2:4-苯乙烯基吡啶
M1-3:甲基丙烯醯胺
M1-4:苯乙烯
M1-5:偏苯三酸三烯丙酯
M1-6:乙酸β-甲基烯丙酯
M2-1:下述結構的化合物(丙烯酸酯單體、自由基聚合性基值:11.4 mmol/g)
[化26]
M2-2:OGSOL EA-0300(Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.製、具有茀骨架之(甲基)丙烯酸酯單體)
M1-1:乙酸烯丙酯
M1-2:4-苯乙烯基吡啶
M1-3:甲基丙烯醯胺
M1-4:苯乙烯
M1-5:偏苯三酸三烯丙酯
M1-6:乙酸β-甲基烯丙酯
M2-1:下述結構的化合物(丙烯酸酯單體、自由基聚合性基值:11.4 mmol/g)
[化26]
M2-2:OGSOL EA-0300(Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.製、具有茀骨架之(甲基)丙烯酸酯單體)
(光聚合起始劑)
I1:IRGACURE-OXE01(BASF公司製、肟化合物)
I2:下述結構的化合物(肟化合物)
[化27]
I3:IRGACURE-379(BASF公司製、α-胺基烷基苯酮化合物)
I1:IRGACURE-OXE01(BASF公司製、肟化合物)
I2:下述結構的化合物(肟化合物)
[化27]
I3:IRGACURE-379(BASF公司製、α-胺基烷基苯酮化合物)
(界面活性劑)
W1:KF-6002(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製)
W2:下述結構的化合物(Mw:14000、表示重複單元的比例之%的數值為莫耳%)
[化28]
W1:KF-6002(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製)
W2:下述結構的化合物(Mw:14000、表示重複單元的比例之%的數值為莫耳%)
[化28]
(添加劑)
UV1:UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,LTD.製、紫外線吸收劑)
UV1:UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,LTD.製、紫外線吸收劑)
<評價>
將上述中所得到之各感光性組成物(組成物1~14、R1)填充於遮光容器中,在7℃(條件1)或45℃(條件2)的溫度下保管了12個月。
利用旋塗法將上述中所得到之各感光性組成物以塗佈後的膜厚成為0.5 μm的方式塗佈於附底塗層的8英吋(203.2 mm)的矽晶圓上。接著,使用加熱板在100℃下後烘烤了2分鐘。接著,使用KrF掃描曝光機在以下條件下進行脈衝曝光來形成了膜。脈衝曝光條件如下所述。
曝光光:KrF射線(波長248 nm)
曝光量:200 mJ/cm2
最大瞬間照度:250000000 W/m2 (平均照度:30000 W/m2 )
脈衝寬度:30奈秒
頻率:4kHz
使用缺陷檢查裝置(ComPLUS、AMAT公司製)檢查了所得到之膜的缺陷數。另外,將0.5 μm以上的尺寸的異物(聚集物)作為缺陷而進行了計算。
將上述中所得到之各感光性組成物(組成物1~14、R1)填充於遮光容器中,在7℃(條件1)或45℃(條件2)的溫度下保管了12個月。
利用旋塗法將上述中所得到之各感光性組成物以塗佈後的膜厚成為0.5 μm的方式塗佈於附底塗層的8英吋(203.2 mm)的矽晶圓上。接著,使用加熱板在100℃下後烘烤了2分鐘。接著,使用KrF掃描曝光機在以下條件下進行脈衝曝光來形成了膜。脈衝曝光條件如下所述。
曝光光:KrF射線(波長248 nm)
曝光量:200 mJ/cm2
最大瞬間照度:250000000 W/m2 (平均照度:30000 W/m2 )
脈衝寬度:30奈秒
頻率:4kHz
使用缺陷檢查裝置(ComPLUS、AMAT公司製)檢查了所得到之膜的缺陷數。另外,將0.5 μm以上的尺寸的異物(聚集物)作為缺陷而進行了計算。
[表2]
如上述表所示,與使用了不包含化合物M1之組成物R1之試驗例R1相比,使用了包含本發明之具有上述之化合物M1之自由基聚合性單體之組成物1~14之試驗例1~14能夠形成缺陷少的膜。因此,可知包含本發明之具有上述之化合物M1之自由基聚合性單體之組成物1~14的保存穩定性優異。
又,試驗例1~14的膜充分硬化至底部,與試驗例R1的膜相比,具有密接性或耐溶劑性等優異之膜特性。
組成物1~14中,即使代替顏料分散液A1使用了利用藉由以下方法來製備之顏料分散液A100來製備之組成物之情況下,亦可得到與試驗例1~14相同的效果。
(顏料分散液A100)
在混合了10.7質量份的C.I.Pigment Green 36、2.7質量份的C.I.Pigment Yellow 185、1.3質量份的顏料衍生物1、5.3質量份的分散劑1及80質量份的PGMEA之混合液中,添加直徑為0.3 mm的氧化鋯微珠230質量份,利用塗料攪拌器進行3小時的分散處理,並藉由過濾分離微珠而製備了顏料分散液A100。
(顏料分散液A100)
在混合了10.7質量份的C.I.Pigment Green 36、2.7質量份的C.I.Pigment Yellow 185、1.3質量份的顏料衍生物1、5.3質量份的分散劑1及80質量份的PGMEA之混合液中,添加直徑為0.3 mm的氧化鋯微珠230質量份,利用塗料攪拌器進行3小時的分散處理,並藉由過濾分離微珠而製備了顏料分散液A100。
Claims (13)
- 一種感光性組成物,其用於脈衝曝光且包含色材及自由基聚合性單體,其中 該自由基聚合性單體包含化合物M1,該化合物M1為具有自由基聚合性基之化合物且該化合物中所包含之自由基聚合性基為選自烯丙基、甲基烯丙基、苯乙烯基(Styrene group)、苯乙烯基(Styryl group)及甲基丙烯醯胺基中之至少1種。
- 如申請專利範圍第1項所述之感光性組成物,其中 該化合物M1的自由基聚合性基值為1 mmol/g以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性組成物,其中 在感光性組成物的總固體成分中該化合物M1的含量為0.05~50質量%。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性組成物,其中 在該自由基聚合性單體的總量中該化合物M1的含量為1質量%以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性組成物,其中 該自由基聚合性單體包含該化合物M1及(甲基)丙烯酸酯單體。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性組成物,其還包含光自由基聚合起始劑。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性組成物,其還包含樹脂。
- 如申請專利範圍第7項所述之感光性組成物,其中 該樹脂包含鹼可溶性樹脂。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性組成物,其中 該色材包含顏料。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性組成物,其為用於利用波長300 nm以下的光進行脈衝曝光之感光性組成物。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性組成物,其為用於在最大瞬間照度50000000 W/m2 以上的條件下進行脈衝曝光之感光性組成物。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性組成物,其為固體攝像元件用感光性組成物。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性組成物,其為濾色器用感光性組成物。
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