TWI814900B - 近紅外線吸收性感光性組成物、硬化膜、濾光器、圖案形成方法、積層體、固體攝像元件、圖像顯示裝置及紅外線感測器 - Google Patents
近紅外線吸收性感光性組成物、硬化膜、濾光器、圖案形成方法、積層體、固體攝像元件、圖像顯示裝置及紅外線感測器 Download PDFInfo
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Abstract
本發明提供一種近紅外線吸收性感光性組成物,其包含選自由式(SQ1)表示之化合物及由式(CR1)表示之化合物中之至少一種氧碳化合物、聚合性化合物、光聚合起始劑及溶劑。本發明亦提供一種使用了近紅外線吸收性感光性組成物之硬化膜、濾光器、圖案形成方法、積層體、固體攝像元件、圖像顯示裝置及紅外線感測器。式(SQ1)中,Rs1
及Rs2
分別獨立地表示單價的有機基。式(CR1)中,Rc1
及Rc2
分別獨立地表示單價的有機基。
Description
本發明係有關一種包含氧碳化合物之近紅外線吸收性感光性組成物。又,本發明係有關一種使用了包含氧碳化合物之近紅外線吸收性感光性組成物之硬化膜、濾光器、圖案形成方法、積層體、固體攝像元件、圖像顯示裝置及紅外線感測器。
在視訊攝影機、數位相機、帶有相機功能的行動電話等中,使用了作為彩色圖像的固體攝像元件之CCD(電荷耦合元件)、CMOS(互補金屬氧化膜半導體)。關於該等固體攝像元件,在其受光部中使用了對紅外線具有靈敏度之矽光二極體,因此需要進行可見度校正,為此通常使用近紅外線截止濾波器。
例如,在專利文獻1~3中記載有如下內容:使用包含方酸菁化合物、克酮鎓化合物之近紅外線吸收性組成物來製造近紅外線截止濾波器等。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開WO2016/186050號公報
[專利文獻2]日本特開2016-074649號公報
[專利文獻3]日本特開2018-041047號公報
近年來,研究了使用近紅外線吸收性組成物並利用光微影法形成圖案之技術。如此,近年來,期望開發適於光微影法之近紅外線吸收性組成物。
因此,本發明的目的為提供一種能夠利用光微影法形成圖案之新型近紅外線吸收性感光性組成物。又,提供一種硬化膜、濾光器、圖案形成方法、積層體、固體攝像元件、圖像顯示裝置及紅外線感測器。
本發明提供以下。
<1>一種近紅外線吸收性感光性組成物,其包含選自由下述式(SQ1)表示之化合物及由下述式(CR1)表示之化合物中之至少一種氧碳化合物、聚合性化合物、光聚合起始劑及溶劑,
[化學式1]
式(SQ1)中,Rs1
及Rs2
分別獨立地表示單價的有機基,
式(CR1)中,Rc1
及Rc2
分別獨立地表示單價的有機基。
<2>如<1>所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其中式(SQ1)的Rs1
及Rs2
中的至少一個為由下述式(1)表示之基團,
式(CR1)的Rc1
及Rc2
中的至少一個為由下述式(1)表示之基團,
[化學式2]
式(1)中,環Z1
表示可以具有一個或複數個取代基之、芳香族雜環或包含芳香族雜環之稠環,
環Z2
表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z1
及環Z2
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
*表示鍵結鍵。
<3>如<1>所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其中由式(SQ1)表示之化合物為由下述式(SQ2)或下述式(SQ3)表示之化合物,
[化學式3]
式(SQ2)中,環Z3
及環Z4
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、具有5或6員環的含氮雜環之多環芳香族環,
環Z5
及環Z6
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z3
~環Z6
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
Rs5
~Rs8
分別獨立地表示氫原子或取代基,
Ar1
表示由下述式(Ar-1)~(Ar-4)中的任一個表示之基團,
n1表示0~2的整數,
式(SQ3)中,環Z7
及環Z8
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、具有5或6員環的含氮雜環之多環芳香族環,
環Z9
及環Z10
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的含氮雜環,
在環Z7
~環Z10
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
Ar2
表示由下述式(Ar-1)~(Ar-4)中的任一個表示之基團,
n2表示0~2的整數,
[化學式4]
式中,Xa1
~Xa8
分別獨立地表示硫原子、氧原子或NRxa
,Rxa
表示氫原子或取代基,*表示鍵結鍵。
<4>如<1>所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其中由式(SQ1)表示之化合物為由下述式(SQ4)表示之化合物,
[化學式5]
式(SQ4)中,環Z11
及環Z12
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z11
及環Z12
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
Rs10
及Rs11
分別獨立地表示氫原子或取代基,
Rs12
及Rs13
分別獨立地表示取代基,
Rs10
與Rs12
及Rs11
與Rs13
可以鍵結而形成5員環、6員環,
n3表示0~2的整數,
n4及n5各自獨立地表示0~5的整數,
在n4為2以上之情形下,複數個Rs12
可以相同,亦可以不同,複數個Rs12
中2個Rs12
彼此可以鍵結而形成環,
在n5為2以上之情形下,複數個Rs13
可以相同,亦可以不同,複數個Rs13
中2個Rs13
彼此可以鍵結而形成環,
Ar3
表示由下述式(Ar-1)~(Ar-4)中的任一個表示之基團,
[化學式6]
式中,Xa1
~Xa8
分別獨立地表示硫原子、氧原子或NRxa
,Rxa
表示氫原子或取代基,*表示鍵結鍵。
<5>如<1>所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其中式(SQ1)的Rs1
及Rs2
中的至少一個為由下述式(10)表示之基團,
式(CR1)的Rc1
及Rc2
中的至少一個為由下述式(10)表示之基團,
[化學式7]
式中,R11
~R14
分別獨立地表示氫原子或取代基,R11
~R14
中相鄰之兩個基團可以彼此鍵結而形成環,
R20
表示芳基或雜芳基,
R21
表示取代基,
X10
表示CO或SO2
。
<6>如<1>所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其中由式(SQ1)表示之化合物為由下述式(SQ5)表示之化合物,
[化學式8]
式(SQ5)中,Rs31
~Rs38
分別獨立地表示氫原子或取代基,Rs31
~Rs38
中相鄰之兩個基團可以彼此鍵結而形成環,
Rs39
及Rs40
分別獨立地表示芳基或雜芳基,
Rs41
及Rs42
分別獨立地表示取代基,Rs41
與Rs42
可以經由單鍵或連結基連結,
Xs1
及Xs2
分別獨立地表示CO或SO2
,
Ar4
表示由下述式(Ar-1)~(Ar-4)中的任一個表示之基團,
n6表示0~2的整數,
[化學式9]
式中,Xa1
~Xa8
分別獨立地表示硫原子、氧原子或NRxa
,Rxa
表示氫原子或取代基,*表示鍵結鍵。
<7>如<1>至<6>中任一項所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其還包含樹脂。
<8>如<7>所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其中樹脂包含具有酸基之樹脂。
<9>如<8>所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其中
相對於聚合性化合物的100質量份,包含10~1000質量份的具有酸基之樹脂。
<10>如<1>至<9>中任一項所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其還包含顏料衍生物。
<11>一種硬化膜,其由<1>至<10>中任一項所述之近紅外線吸收性感光性組成物獲得。
<12>一種濾光器,其具有<11>所述之硬化膜。
<13>如<12>所述之濾光器,其為近紅外線截止濾波器或近紅外線透射濾波器。
<14>一種圖案形成方法,其包括:
使用<1>至<10>中任一項所述之近紅外線吸收性感光性組成物在支撐體上形成組成物層之製程;
將組成物層曝光成圖案狀之製程;及
顯影去除組成物層的未曝光部之製程。
<15>一種積層體,其具有<11>所述之硬化膜和包含彩色著色劑之濾色器。
<16>一種固體攝像元件,其具有<11>所述之硬化膜。
<17>一種圖像顯示裝置,其具有<11>所述之硬化膜。
<18>一種紅外線感測器,其具有<11>所述之硬化膜。
[發明效果]
依本發明,能夠提供一種能夠利用光微影法形成圖案之新型近紅外線吸收性感光性組成物。又,能夠提供一種硬化膜、濾光器、圖案形成方法、積層體、固體攝像元件、圖像顯示裝置及紅外線感測器。
以下,對本發明的內容進行詳細說明。
本說明書中,“~”係以將記載於其前後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(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),並且亦包含具有取代基之基團(原子團)。例如,“烷基”係指,不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代烷基),亦包含具有取代基之烷基(經取代烷基)。
本說明書中,“曝光”只要沒有特別指定,不僅包含使用光之曝光,使用電子束、離子束等粒子線之描畫亦包含於曝光中。又,作為曝光中所使用之光,可舉出汞燈的明線光譜、以準分子雷射為代表之遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X射線、電子束等光化射線或放射線。
本說明書中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及丙烯酸甲酯兩者或任一者,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸兩者或任一者,“(甲基)丙烯醯基”表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基兩者或任一者。
本說明書中,重量平均分子量及數平均分子量以藉由凝膠滲透層析法(GPC)測量之聚苯乙烯換算值來定義。
本說明書中,關於重量平均分子量(Mw)及數平均分子量(Mn),例如,能夠藉由使用HLC-8220GPC(TOSOH CORPORATION製造),作為管柱使用將TOSOH TSKgel Super HZM-H、TOSOH TSKgel Super HZ4000及TOSOH TSKgel Super HZ2000連結而得之管柱,並作為展開溶劑使用四氫呋喃來求出。
本說明書中,化學式中的Me表示甲基,Et表示乙基,Bu表示丁基,Ph表示苯基。
本說明書中,近紅外線係指波長700~2500nm的光(電磁波)。
本說明書中,總固體成分係指從組成物的總成分中去除溶劑之成分的總質量。
本說明書中,“製程”這一詞不僅包含獨立的製程,即使無法與其他製程明確區別之情形下,只要實現該製程的預期作用,則亦包含於本術語中。
<近紅外線吸收性感光性組成物(感光性組成物)>
本發明的近紅外線吸收性感光性組成物的特徵為,包含選自由後述之式(SQ1)表示之化合物及由後述之式(CR1)表示之化合物中之至少一種氧碳化合物、聚合性化合物、光聚合起始劑及溶劑。以下,還將“由式(SQ1)表示之化合物”稱為“化合物(SQ1)”。又,還將“由式(CR1)表示之化合物”稱為“化合物(CR1)”。又,還將化合物(SQ1)和化合物(CR1)統稱為氧碳化合物A。又,還將“近紅外線吸收性感光性組成物”稱為“感光性組成物”。
本發明的感光性組成物的利用光微影法之圖案形成性優異。藉由使用本發明的感光性組成物,能夠形成能夠選擇性地透射或遮蔽既定的波長的光之硬化膜的圖案(例如,選擇性地遮蔽既定的波長的近紅外線之硬化膜的圖案、選擇性地透射既定的波長的紅外線之硬化膜的圖案)。
作為本發明的感光性組成物的較佳的態樣,可舉出以下第1態樣及第2態樣。
(第1態樣)
後述之式(SQ1)的Rs1
及Rs2
中的至少一個為由後述之式(1)表示之基團且後述之式(CR1)的Rc1
及Rc2
中的至少一個為由後述之式(1)表示之基團之態樣。
(第2態樣)
後述之式(SQ1)的Rs1
及Rs2
中的至少一個為由後述之式(10)表示之基團且後述之式(CR1)的Rc1
及Rc2
中的至少一個為由下述式(10)表示之基團之態樣。
藉由第1樣態,亦能夠進一步提高所獲得之硬化膜的耐濕性。作為可獲得該等效果之機制,推測為基於以下者。推測為:化合物(SQ1)或化合物(CR1)具有由後述之式(1)表示之基團,藉此化合物(SQ1)的由下述式(SQ-a)表示之部分結構的附近、化合物(SQ1)的由下述式(CR-a)表示之部分結構的附近的立體阻礙增加。進而,推測為該等的部分結構的附近成為疏水性。其結果,推測為該等化合物變得難以被水解,可獲得優異之耐濕性。
[化學式10]
又,藉由第2樣態,亦能夠進一步提高所獲得之硬化膜的耐光性。作為可獲得該等效果之機制,推測為基於以下者。推測為:化合物(SQ1)或化合物(CR1)具有由後述之式(10)表示之基團,藉此採取如由式(10)表示之基團懸掛在色素平面(化合物(SQ1)中的式(SQ-a)的部位、化合物(CR1)中的式(CR-a)的部位)之結構。因此,推測為:在製膜時,該等化合物彼此以避免立體阻礙的方式偏離而容易重疊,膜中的該等化合物變得容易形成J締合,進而,該J締合排列穩定。其結果,推測為可獲得優異之耐光性。
以下,對本發明的感光性組成物的各成分進行說明。
<<氧碳化合物A>>
本發明的感光性組成物包含選自由式(SQ1)表示之化合物(化合物(SQ1))及由式(CR1)表示之化合物(化合物(CR1))中之至少一種氧碳化合物(氧碳化合物A)。該氧碳化合物A可較佳地用作近紅外線吸收劑。
[化學式11]
式(SQ1)中,Rs1
及Rs2
分別獨立地表示單價的有機基,
式(CR1)中,Rc1
及Rc2
分別獨立地表示單價的有機基。
關於氧碳化合物A,在氯仿溶液中在波長600~1300nm的範圍內具有極大吸收波長之化合物為較佳,在波長650~1200nm的範圍內具有極大吸收波長之化合物為更佳,在波長700~1100nm的範圍內具有極大吸收波長之化合物為進一步較佳。另外,關於氧碳化合物A在氯仿溶液中的極大吸收波長,能夠藉由製備氧碳化合物A的氯仿溶液,並測量該氯仿溶液的吸光度來算出。
另外,式(SQ1)中,陽離子如下所示以非定域化的方式存在。
[化學式12]
又,式(CR1)中,陽離子如下所示以非定域化的方式存在。
[化學式13]
(化合物(SQ1))
首先,對化合物(SQ1)(由式(SQ1)表示之化合物)進行說明。
式(SQ1)中,Rs1
及Rs2
分別獨立地表示單價的有機基。Rs1
及Rs2
所表示之單價的有機基,可舉出芳基、雜芳基、由式(R1)表示之基團、由式(1)表示之基團及由式(10)表示之基團。
式(SQ1)中,Rs1
及Rs2
中的至少一個係由下述式(1)表示之基團或Rs1
及Rs2
中的至少一個係由下述式(10)表示之基團為較佳。
[化學式14]
式(R1)中,R1
~R3
分別獨立地表示氫原子或取代基,As3
表示雜芳基,nr1
表示0以上的整數,R1
與R2
可以彼此鍵結而形成環,R1
與As3
可以彼此鍵結而形成環,R2
與R3
可以彼此鍵結而形成環,在nr1
為2以上之情形下,複數個R2
及R3
可以分別相同,亦可以不同,*表示鍵結鍵。
[化學式15]
式(1)中,環Z1
表示可以具有一個或複數個取代基之、芳香族雜環或包含芳香族雜環之稠環,環Z2
表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,在環Z1
及環Z2
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,*表示連結鍵。
[化學式16]
式(10)中,R11
~R14
分別獨立地表示氫原子或取代基,R11
~R14
中相鄰之兩個基團可以彼此鍵結而形成環,R20
表示芳基或雜芳基,R21
表示取代基,X10
表示CO或SO2
。
Rs1
及Rs2
所表示之芳基的碳數係6~48為較佳,6~22為更佳,6~12為特佳。構成Rs1
及Rs2
所表示之雜芳基的環之碳原子的數量係1~30為較佳,1~12為更佳。作為構成雜芳基的環之雜原子的種類,可舉出氮原子、氧原子及硫原子。作為構成雜芳基之雜原子的數量係1~3為較佳,1~2為更佳。雜芳基係單環或稠環為較佳,單環或縮合數為2~8的稠環為更佳,單環或縮合數為2~4的稠環為進一步較佳。作為雜芳基的具體例,可舉出咪唑環基、㗁唑環基、噻唑環基、假吲哚環基、吡啶環基、吡口井環基、吡咯環基、呋喃環基、噻吩環基、吡唑環基、異㗁唑環基、異噻唑環基、嗒口井環基、嘧啶環基、吡喃鎓環基、硫吡喃鎓環基、勒皮啶鎓環基及包含該等環之稠環基。Rs1
及Rs2
所表示之芳基及雜芳基可以具有取代基。作為取代基,可舉出後述之取代基T、後述之可溶性基、後述之電子吸引基及由下述式(R-SQ)表示之基團等。式(R-SQ)中,Rsq 1
表示單價的有機基。Rsq 1
所表示之單價的有機基,可舉出芳基、雜芳基、由式(R1)表示之基團、由式(1)表示之基團及由式(10)表示之基團。
[化學式17]
[由式(R1)表示之基團]
接著,對由式(R1)表示之基團進行說明。式(R1)中的R1
~R3
分別獨立地表示氫原子或取代基。作為取代基,可舉出後述之取代基T、後述之可溶性基及後述之電子吸引基。R1
~R3
所表示之取代基係烷基為較佳。烷基的碳數係1~20為較佳,1~15為更佳,1~8為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。R1
~R3
係氫原子為較佳。式(R1)中的As3
表示雜芳基。As3
所表示之雜芳基可舉出在Rs1
及Rs2
的一項中說明之雜芳基,且較佳的範圍亦相同。
式(R1)中,R1
與R2
可以彼此鍵結而形成環,R1
與As3
可以彼此鍵結而形成環,R2
與R3
可以彼此鍵結而形成環。作為形成上述的環時的連結基,選自-CO-、-O-、-NH-、-CH-及包括該等組合之群組中之2價的連結基為較佳。
式(R1)中的nr1
表示0以上的整數。nr1
係0~2的整數為較佳,0或1為更佳,0為進一步較佳。式(R1)中,在nr1
為2以上之情形下,複數個R2
及R3
可以分別相同,亦可以不同。
[關於由式(1)表示之基團]
接著,對由式(1)表示之基團進行說明。式(1)中,環Z1
表示可以具有一個或複數個取代基之、芳香族雜環或包含芳香族雜環之稠環。作為芳香族雜環,可舉出咪唑環、㗁唑環、噻唑環、假吲哚環、吡啶環、吡口井環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、吡唑環、異㗁唑環、異噻唑環、嗒口井環、嘧啶環、吡喃鎓環、硫吡喃鎓環、勒皮啶鎓環等,咪唑環、㗁唑環、噻唑環、吡啶環、吡口井環、吡咯環、吡喃鎓環、硫吡喃鎓環、勒皮啶鎓環為較佳,咪唑環、㗁唑環、噻唑環、吡啶環、吡口井環、吡咯環為更佳。作為包含芳香族雜環之稠環,可舉出選自咪唑環、㗁唑環、噻唑環、假吲哚環、吡啶環、吡口井環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、吡唑環、異㗁唑環、異噻唑環、嗒口井環、嘧啶環、吡喃鎓環、硫吡喃鎓環、勒皮啶鎓環中之1個以上的環(在2個以上之情形下,可以為相同種類的環,亦可以為不同種類的環)與選自苯環、萘環、蒽環、稠四苯環、菲環、聯三伸苯環、四芬環、芘環中之環(較佳為苯環、萘環)的稠環,及選自咪唑環、㗁唑環、噻唑環、假吲哚環、吡啶環、吡口井環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、吡唑環、異㗁唑環、異噻唑環、嗒口井環、嘧啶環、吡喃鎓環、硫吡喃鎓環、勒皮啶鎓環中之2個以上的環(在2個以上之情形下,可以為相同種類的環,亦可以為不同種類的環)的稠環等。就容易獲得更優異之分光特性之理由而言,稠環的縮合數係2~6為較佳,2~4為更佳。
式(1)中,環Z2
表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環。環Z2
所表示之烴環及雜環係5~7員環為較佳,5或6員環為更佳。作為烴環的具體例,可舉出環丁烯環、環戊烯環、環戊二烯環、環己烯環、環己二烯環、環庚烯環、環庚二烯環、環庚三烯環、環辛烯環、環辛二烯環、環辛三烯環、環壬烯環、環壬二烯環、環壬三烯環、環壬四烯環等環烯環,環戊烯環、環己烯環、環庚烯環及環辛烯環為較佳,環戊烯環及環己烯環為更佳。環Z2
所表示之雜環係含氮雜環為較佳。
作為環Z1
及環Z2
可以具有之取代基,可舉出後述之取代基T、後述之可溶性基。又,環Z1
可以具有之取代基係電子吸引基亦較佳。依該態樣,容易獲得更優異之分光特性。哈米特取代基常數σ值(西格瑪值)為正的取代基作為電子吸引基發揮作用。在此,藉由哈米特法則求出之取代基常數中包括σp值和σm值。該等值能夠在許多通常的書籍中找到。本發明中,能夠將哈米特取代基常數σ值為0.1以上的取代基作為電子吸引基而例示。σ值係0.15以上為較佳,0.2以上為更佳,0.3以上為進一步較佳。上限並沒有特別限制,較佳為1.0以下。作為電子吸引基的具體例,可舉出鹵素原子、氫原子中的至少一部分經鹵素原子取代之烷基、氫原子中的至少一部分經氟原子取代之芳基、硝基、氰基、氰甲基、-CH=C(CN)2
、-C(CN)=C(CN)2
、-P(CN)2
、-N=NCN、-CORz、-COORz、-OCORz、-NHCORz、-CONHRz、-SORz、-SO2
Rz、-SO2
ORz、-NHSO2
Rz或-SO2
NHRz。Rz表示氫原子中的至少一部分可以經氟原子取代之烷基、氫原子中的至少一部分可以經氟原子取代之芳基、胺基、鹵素原子、氰基或氰甲基。在此,氰甲基包括單氰甲基(-CH2
CN)、二氰甲基(-CH(CN)2
)及三氰甲基(-C(CN)3
)。氫原子中的至少一部分可以經氟原子取代之烷基係碳數1~6為較佳,碳數1~5為更佳,碳數1~4為進一步較佳。氫原子中的至少一部分可以經氟原子取代之芳基係碳數6~14為較佳,碳數6~10為更佳。該等烷基和芳基中,所有的氫原子可以經氟原子取代,亦可以僅一部分經氟原子取代,亦可以不經氟原子取代。
由式(1)表示之基團係由式(1-1)或式(1-2)表示之基團為較佳。
[化學式18]
式(1-1)中,環Z1a
表示可以具有一個或複數個取代基之、具有5或6員環的含氮雜環之多環芳香族環,環Z2a
表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環。在環Z1a
及環Z2a
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同。R5
及R7
分別獨立地表示氫原子或取代基。
式(1-1)中,作為環Z1a
所表示之多環芳香族環,可舉出包含選自咪唑環、㗁唑環、噻唑環、吡啶環、吡口井環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、吡唑環、異㗁唑環、異噻唑環、嗒口井環、嘧啶環中之5或6員環的含氮雜環之稠環,可舉出選自前述含氮雜環中之1個以上的環(在2個以上之情形下,可以為相同種類的含氮雜環,亦可以為不同種類的含氮雜環)與苯環或萘環的稠環,及選自前述含氮雜環中之2個以上的環(可以為相同種類的含氮雜環,亦可以為不同種類的含氮雜環)的稠環等。就容易獲得更優異之分光特性之理由而言,多環芳香族環中所包含之環的數量(稠環的縮合數)係2~6為較佳,2~4為更佳。
式(1-1)中,作為環Z2a
所表示之4~9員的烴環及雜環,可舉出式(1)的環Z2
的一項中說明之環。
式(1-1)中,作為環Z1a
及環Z2a
可以具有之取代基、以及R5
及R7
所表示之取代基,可舉出後述之取代基T、後述之可溶性基。又,環Z1a
可以具有之取代基係電子吸引基亦較佳。作為電子吸引基可舉出上述之基團。
式(1-2)中,環Z1b
表示可以具有一個或複數個取代基之、具有5或6員環的含氮雜環之多環芳香族環,環Z2b
表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的含氮雜環,在環Z1a
及環Z2a
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同。
式(1-2)中,作為環Z1b
所表示之多環芳香族環,可舉出包含選自咪唑環、㗁唑環、噻唑環、吡啶環、吡口井環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、吡唑環、異㗁唑環、異噻唑環、嗒口井環、嘧啶環中之5或6員環的含氮雜環之稠環,可舉出選自前述含氮雜環中之1個以上的環(在2個以上之情形下,可以為相同種類的含氮雜環,亦可以為不同種類的含氮雜環)與苯環或萘環的稠環,及選自前述含氮雜環中之2個以上的環(可以為相同種類的含氮雜環,亦可以為不同種類的含氮雜環)的稠環等。就容易獲得更優異之分光特性之理由而言,多環芳香族環中所包含之環的數量(稠環的縮合數)係2~6為較佳,2~4為更佳。
式(1-2)中,環Z2b
所表示之含氮雜環係5~7員環為較佳,5或6員環為更佳。
式(1-2)中,作為環Z1b
及環Z2b
可以具有之取代基,可舉出後述之取代基T、後述之可溶性基。又,環Z1b
可以具有之取代基為電子吸引基亦較佳。作為電子吸引基可舉出上述之基團。
由式(1)表示之基團係由式(1-3)表示之基團亦較佳。依該態樣,容易獲得耐濕性更優異之硬化膜。
[化學式19]
式(1-3)中,環Z2c
表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z2c
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
R1c
表示氫原子或取代基,
R2c
表示取代基,
R1c
與R2c
可以鍵結而形成5員環、6員環,
在r4為2以上之情形下,複數個R12
可以相同,亦可以不同,複數個R2c
中2個R2c
彼此可以鍵結而形成環,
r4表示0~5的整數。
式(1-3)的環Z2c
的含義與式(1)的環Z2
的含義相同,且較佳的範圍亦相同。作為環Z2c
可以具有之取代基及R1c
所表示之取代基,可舉出後述之取代基T、後述之可溶性基。R1c
係烷基為較佳。作為R2c
所表示之取代基,可舉出後述之取代基T、後述之可溶性基及上述之電子吸引基,電子吸引基為較佳。又,R2c
係烷基、鹵化烷基、芳基或鹵素原子為較佳,烷基、鹵化烷基或鹵素原子為更佳,烷基、鹵化烷基為進一步較佳。式(1-3)中,R1c
與R2c
可以鍵結而形成5員環、6員環。該等基團鍵結而形成之環可以為烴環,亦可以為雜環。又,該等基團彼此鍵結而形成之環可以為單環,亦可以為稠環。式(1-3)中,r4表示0~5的整數,0~4為較佳,0~3為更佳,0~2為進一步較佳,1~2為特佳。又,在r4為2以上之情形下,複數個R2c
可以相同,亦可以不同,複數個R2c
中2個R2c
彼此可以鍵結而形成環。R2c
彼此鍵結而形成之環可以為烴環,亦可以為雜環。又,該等基團彼此鍵結而形成之環可以為單環,亦可以為稠環。
由式(1)表示之基團係由式(1-4)表示之基團或由式(1-5)表示之基團亦較佳。依該態樣,容易獲得耐濕性更優異之硬化膜。
[化學式20]
式(1-4)中,環Z2d
表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z2d
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
R1d
表示取代基,
在r5為2以上之情形下,複數個R1d
可以相同,亦可以不同,複數個R1d
中2個R1d
彼此可以鍵結而形成環,
r5表示0~6的整數。
式(1-5)中,環Z2e
表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z2e
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
R1e
表示取代基,
在r6為2以上之情形下,複數個R1e
可以相同,亦可以不同,複數個R1e
中2個R1e
彼此可以鍵結而形成環,
r6表示0~5的整數。
式(1-4)的環Z2d
及式(1-5)的環Z2e
的含義與式(1)的環Z2
的含義相同,且較佳的範圍亦相同。
作為環Z2d
可以具有之取代基、環Z2e
可以具有之取代基、R1d
所表示之取代基及R1e
所表示之取代基,可舉出後述之取代基T、後述之可溶性基及上述之電子吸引基。在r5為1以上之情形下,R1d
所表示之取代基中的至少一個係電子吸引基為較佳。在r6為1以上之情形下,R1e
所表示之取代基中的至少一個係電子吸引基為較佳。
式(1-4)中,r5表示0~6的整數,0~4為較佳,0~3為更佳,0~2為進一步較佳,1~2為特佳。又,在r5為2以上之情形下,複數個R1d
可以相同,亦可以不同,複數個R1d
中2個R1d
彼此可以鍵結而形成環。R1d
彼此鍵結而形成之環可以為烴環,亦可以為雜環。又,該等基團彼此鍵結而形成之環可以為單環,亦可以為稠環。
式(1-5)中,r6表示0~5的整數,0~4為較佳,0~3為更佳,0~2為進一步較佳,1~2為特佳。又,在r6為2以上之情形下,複數個R1e
可以相同,亦可以不同,複數個R1e
中2個R1e
彼此可以鍵結而形成環。R1e
彼此鍵結而形成之環可以為烴環,亦可以為雜環。又,該等基團彼此鍵結而形成之環可以為單環,亦可以為稠環。
[關於由式(10)表示之基團]
接著,對由式(10)表示之基團進行說明。式(10)中,R11
~R14
分別獨立地表示氫原子或取代基,R11
~R14
中相鄰之兩個基團可以彼此鍵結而形成環。作為R11
~R14
所表示之取代基,可舉出後述之取代基T、後述之可溶性基。
式(10)中,R20
表示芳基或雜芳基,芳基為較佳。芳基的碳數係6~48為較佳,6~22為更佳,6~12為特佳。構成雜芳基的環之碳原子的數量係1~30為較佳,1~12為更佳。作為構成雜芳基的環之雜原子的種類,可舉出氮原子、氧原子及硫原子。作為構成雜芳基之雜原子的數量係1~3為較佳,1~2為更佳。雜芳基係單環或稠環為較佳,單環或縮合數為2~8的稠環為更佳,單環或縮合數為2~4的稠環為進一步較佳。芳基及雜芳基可以具有取代基。作為取代基,可舉出後述之取代基T、後述之可溶性基。就容易形成J締合而耐光性得到提高之理由而言,芳基及雜芳基係不具有取代基之基團為較佳。
式(10)中,R21
表示取代基。作為R21
所表示之取代基,可舉出後述之取代基T、可溶性基,烷基、芳基、雜芳基、-OCORt1
或-NHCORt1
為較佳。Rt1
係烷基、芳基或雜芳基為較佳,烷基為更佳。
式(10)中,X10
表示CO或SO2
。在X10
為CO之情形下,能夠期待耐熱性得到提高之效果。在X10
為SO2
之情形下,能夠期待可見透明性得到提高之效果。
(取代基T)
作為取代基T,可舉出鹵素原子、氰基、硝基、烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、-ORt1
、-CORt1
、-COORt1
、-OCORt1
、-NRt1
Rt2
、-NHCORt1
、-CONRt1
Rt2
、-NHCONRt1
Rt2
、-NHCOORt1
、-SRt1
、SORt1
、-SO2
Rt1
、-SO2
ORt1
、-NHSO2
Rt1
或-SO2
NRt1
Rt2
。Rt1
及Rt2
分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基或雜芳基。Rt1
與Rt2
可以鍵結而形成環。
作為鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
烷基的碳數係1~20為較佳,1~15為更佳,1~8為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。
烯基的碳數係2~20為較佳,2~12為更佳,2~8為特佳。烯基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。
炔基的碳數係2~40為較佳,2~30為更佳,2~25為特佳。炔基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳。
芳基的碳數係6~30為較佳,6~20為更佳,6~12為進一步較佳。
雜芳基係單環的雜芳基或縮合數為2~8的稠環的雜芳基為較佳,單環的雜芳基或縮合數為2~4的稠環的雜芳基為更佳。構成雜芳基的環之雜原子的數量係1~3為較佳。構成雜芳基的環之雜原子係氮原子、氧原子或硫原子為較佳。雜芳基係5員環或6員環為較佳。構成雜芳基的環之碳原子的數量係3~30為較佳,3~18為更佳,3~12為進一步較佳。
烷基、烯基、炔基、芳基及雜芳基可以具有取代基,亦可以未經取代。作為取代基,可舉出上述取代基T中說明之取代基。
(可溶性基)
作為可溶性基,可舉出由以下式(W)表示之基團。
-S100
-L100
-T100
……(W)
式(W)中,S100
表示單鍵、伸芳基或雜伸芳基,單鍵為較佳。伸芳基可以為單環亦可以為多環。單環為較佳。伸芳基的碳數係6~20為較佳,6~12為更佳。雜伸芳基可以為單環亦可以為多環。單環為較佳。構成雜伸芳基的環之雜原子的數量係1~3為較佳。構成雜伸芳基的環之雜原子係氮原子、氧原子、硫原子或硒原子為較佳。構成雜伸芳基的環之碳原子的數量係3~30為較佳,3~18為更佳,3~12為進一步較佳。
式(W)中,L100
表示伸烷基、伸烯基、伸炔基、-O-、-S-、-NRL1
-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CONRL1
-、-NRL1
CO-、-SO2
-、-ORL2
-或將該等組合而成之基團,RL1
表示氫原子或烷基,RL2
表示伸烷基。L100
係伸烷基、伸烯基、伸炔基、-O-、-S-、-NRL1
-、-COO-、-OCO-、-CONRL1
-、-SO2
-、-ORL2
-或將該等組合而成之基團為較佳,就柔軟性及溶劑溶解性的觀點而言,伸烷基、伸烯基、-O-、-ORL2
-或將該等組合而成之基團為更佳,伸烷基、伸烯基、-O-或-ORL2
-為進一步較佳,伸烷基、-O-或-ORL2
-為特佳。
L100
所表示之伸烷基的碳數係1~40為較佳。下限係3以上為更佳,5以上為進一步較佳,10以上為進一步較佳,13以上為特佳。上限係35以下為更佳,30以下為進一步較佳。伸烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,但是直鏈或支鏈的伸烷基為較佳,支鏈的伸烷基為特佳。伸烷基的支鏈數例如係2~10為較佳,2~8為更佳。若支鏈數在上述範圍內,則溶劑溶解性良好。L100
所表示之伸烯基及伸炔基的碳數係2~40為較佳。下限例如係3以上為更佳,5以上為進一步較佳,8以上為進一步較佳,10以上為特佳。上限係35以下為更佳,30以下為進一步較佳。伸烯基及伸炔基可以為直鏈、支鏈中的任一種,但是直鏈或支鏈為較佳,支鏈為特佳。支鏈數係2~10為較佳,2~8為更佳。若支鏈數在上述範圍內,則溶劑溶解性良好。
RL1
表示氫原子或烷基,氫原子為較佳。烷基的碳數係1~20為較佳,1~10為更佳,1~4為進一步較佳,1~2為特佳。烷基可以為直鏈、支鏈中的任一種。
RL2
表示伸烷基。RL2
所表示之伸烷基的含義與在L100
中說明之伸烷基的含義相同,且較佳的範圍亦相同。
式(W)中,T100
表示烷基、氰基、羥基、甲醯基、羧基、胺基、硫醇基、磺酸基、磷醯基、氧硼基、乙烯基、乙炔基、芳基、雜芳基、三烷基甲矽烷基或三烷氧基甲矽烷基。烷基、三烷基甲矽烷基所具有之烷基及三烷氧基甲矽烷基所具有之烷基的碳數係1~40為較佳。下限係3以上為更佳,5以上為進一步較佳,10以上為進一步較佳,13以上為特佳。上限係35以下為更佳,30以下為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,但是直鏈或支鏈為較佳。
式(W)中,在S100
為單鍵、L100
為伸烷基、T100
為烷基的情形下,L100
和T100
中所包含之碳數的總和係3以上為較佳,就溶劑溶解性的觀點而言,6以上為更佳,8以上為進一步較佳。上限例如係40以下為較佳,35以下為更佳。又,在S100
為伸芳基或雜伸芳基的情形下,L100
和T100
中所包含之碳數的總和係3以上為較佳,就溶劑溶解性的觀點而言,6以上為更佳,8以上為進一步較佳。上限例如係40以下為較佳,35以下為更佳。
作為式(W)的較佳的態樣,可舉出S100
為單鍵,L100
為伸烷基、伸烯基、伸炔基、-O-、-S-、-NRL1
-、-COO-、-OCO-、-CONRL1
-、-SO2
-、-ORL2
-或將該等組合而成之基團,且T100
為烷基或三烷基甲矽烷基之組合。L100
係伸烷基、伸烯基、-O-、-ORL2
-或將該等組合而成之基團為更佳,伸烷基、伸烯基、-O-或-ORL2
-為進一步較佳,伸烷基、-O-或-ORL2
-為特佳。T100
係烷基為更佳。
式(W)中,-L100
-T100
部分包含支鏈烷基結構亦較佳。具體而言,-L100
-T100
部分係支鏈的烷基或支鏈的烷氧基為特佳。-L100
-T100
部分的支鏈數係2~10為較佳,2~8為更佳。-L100
-T100
部分的碳數係3以上為較佳,6以上為更佳,8以上為進一步較佳。上限例如係40以下為較佳,35以下為更佳。
式(W)中,-L100
-T100
部分包含不對稱碳亦較佳。依該態樣,氧碳化合物A能夠包含複數個光學異構物,其結果,能夠進一步提高氧碳化合物A的溶劑溶解性。不對稱碳的數量係1~4個為較佳。
化合物(SQ1)係由下述式(SQ2)或下述式(SQ3)表示之化合物為較佳。依該態樣,亦能夠進一步提高所獲得之硬化膜的耐濕性。
[化學式21]
式(SQ2)中,環Z3
及環Z4
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、具有5或6員環的含氮雜環之多環芳香族環,
環Z5
及環Z6
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z3
~環Z6
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
Rs5
~Rs8
分別獨立地表示氫原子或取代基,
Ar1
表示由下述式(Ar-1)~(Ar-4)中的任一個表示之基團,
n1表示0~2的整數。
式(SQ3)中,環Z7
及環Z8
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、具有5或6員環的含氮雜環之多環芳香族環,
環Z9
及環Z10
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的含氮雜環,
在環Z7
~環Z10
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
Ar2
表示由下述式(Ar-1)~(Ar-4)中的任一個表示之基團,
n2表示0~2的整數。
式(SQ2)的環Z3
及環Z4
的含義與式(1-1)的環Z1a
的含義相同,且較佳的範圍亦相同。式(SQ2)的環Z5
及環Z6
的含義與式(1-1)的環Z2a
的含義相同,且較佳的範圍亦相同。作為環Z3
~環Z6
可以具有之取代基、以及Rs5
~Rs8
所表示之取代基,可舉出上述之取代基T、上述之可溶性基及上述之電子吸引基。式(SQ2)中,就容易將化合物的極大吸收波長移動至更長波長側,容易提高可見透明性及近紅外遮蔽性之理由而言,Ar1
係由式(Ar-2)~(Ar-4)中的任一個表示之基團為較佳。式(SQ2)中,n1表示0~2的整數,0或1為較佳。
式(SQ3)的環Z7
及環Z8
的含義與式(1-2)的環Z1b
的含義相同,且較佳的範圍亦相同。式(SQ3)的環Z9
及環Z10
的含義與式(1-2)的環Z1b
的含義相同,且較佳的範圍亦相同。作為環Z7
~環Z10
可以具有之取代基,可舉出上述之取代基T、上述之可溶性基及上述之電子吸引基。式(SQ3)中,就容易將化合物的極大吸收波長移動至更長波長側,容易提高可見透明性及近紅外遮蔽性之理由而言,Ar2
係由式(Ar-2)~(Ar-4)中的任一個表示之基團為較佳。式(SQ3)中,n2表示0~2的整數,0或1為較佳。
[化學式22]
式中,Xa1
~Xa8
分別獨立地表示硫原子、氧原子或NRxa
,Rxa
表示氫原子或取代基,*表示鍵結鍵。作為Rxa
所表示之取代基,可舉出上述之取代基T,烷基為較佳。Xa1
及Xa2
中的至少一個、Xa3
及Xa4
中的至少一個、Xa5
及Xa6
中的至少一個、以及Xa7
及Xa8
中的至少一個分別獨立地係氧原子或NRxa
為較佳。
化合物(SQ1)係由下述式(SQ4)表示之化合物亦較佳。依該態樣,亦能夠進一步顯著地提高所獲得之硬化膜的耐濕性。
[化學式23]
式(SQ4)中,環Z11
及環Z12
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z11
及環Z12
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
Rs10
及Rs11
分別獨立地表示氫原子或取代基,
Rs12
及Rs13
分別獨立地表示取代基,
Rs10
與Rs12
及Rs11
與Rs13
可以鍵結而形成5員環、6員環,
n3表示0~2的整數,
n4及n5各自獨立地表示0~5的整數,
在n4為2以上之情形下,複數個Rs12
可以相同,亦可以不同,複數個Rs12
中2個Rs12
彼此可以鍵結而形成環,
在n5為2以上之情形下,複數個Rs13
可以相同,亦可以不同,複數個Rs13
中2個Rs13
彼此可以鍵結而形成環,
Ar3
表示由上述式(Ar-1)~(Ar-4)中的任一個表示之基團。
式(SQ4)的環Z11
及環Z12
的含義與式(1)的環Z2
的含義相同,且較佳的範圍亦相同。作為環Z11
及環Z12
可以具有之取代基、Rs10
~Rs13
所表示之取代基,可舉出上述之取代基T、上述之可溶性基及上述之電子吸引基。式(SQ4)中,Rs10
與Rs12
及Rs11
與Rs13
可以鍵結而形成5員環、6員環。該等基團鍵結而形成之環可以為烴環,亦可以為雜環。式(SQ4)中,n3表示0~2的整數,0或1為較佳。式(SQ4)中,n4及n5各自獨立地表示1~5的整數,1~3的整數為較佳,1或2為更佳,1為進一步較佳。式(SQ4)中,在n4為2以上之情形下,複數個Rs12
可以相同,亦可以不同,複數個Rs12
中2個Rs12
彼此可以鍵結而形成環。又,在n5為2以上之情形下,複數個Rs13
可以相同,亦可以不同,複數個Rs13
中2個Rs13
彼此可以鍵結而形成環。Rs12
彼此鍵結而形成之環及Rs13
彼此鍵結而形成之環係4~9員的烴環或雜環為較佳,5~7員的烴環或雜環為更佳,5或6員的烴環或雜環為進一步較佳。式(SQ4)的Ar3
係由式(Ar-2)~(Ar-4)中的任一個表示之基團為較佳。
化合物(SQ1)係由下述式(SQ5)表示之化合物亦較佳。依該態樣,亦能夠進一步提高所獲得之硬化膜的耐光性。
[化學式24]
式(SQ5)中,Rs31
~Rs38
分別獨立地表示氫原子或取代基,Rs31
~Rs38
中相鄰之兩個基團可以彼此鍵結而形成環,
Rs39
及Rs40
分別獨立地表示芳基或雜芳基,
Rs41
及Rs42
分別獨立地表示取代基,Rs41
與Rs42
可以經由單鍵或連結基連結,
Xs1
及Xs2
分別獨立地表示CO或SO2
,
Ar4
表示由式(Ar-1)~(Ar-4)中的任一個表示之基團,
n6表示0~2的整數。
式(SQ5)中,Rs31
~Rs38
分別獨立地表示氫原子或取代基。作為Rs31
~Rs38
所表示之取代基,可舉出上述之取代基T、上述之可溶性基及上述之電子吸引基。又,Rs31
~Rs38
中相鄰之兩個基團可以彼此鍵結而形成環。該等基團彼此鍵結而形成之環係4~9員的烴環或雜環為較佳,5~7員的烴環或雜環為更佳,5或6員的烴環或雜環為進一步較佳,5或6員的烴環為更進一步較佳。
式(SQ5)中,Rs39
及Rs40
分別獨立地表示芳基或雜芳基,芳基為較佳。芳基的碳數係6~30為較佳,6~20為更佳,6~12為進一步較佳。雜芳基係單環的雜芳基或縮合數為2~8的稠環的雜芳基為較佳,單環的雜芳基或縮合數為2~4的稠環的雜芳基為更佳。構成雜芳基的環之雜原子的數量係1~3為較佳。構成雜芳基的環之雜原子係氮原子、氧原子或硫原子為較佳。雜芳基係5員環或6員環為較佳。構成雜芳基的環之碳原子的數量係3~30為較佳,3~18為更佳,3~12為進一步較佳。芳基及雜芳基可以具有取代基,但就容易形成耐光性優異之膜之理由而言,未經取代為較佳。
Rs41
及Rs42
分別獨立地表示取代基。作為Rs41
及Rs42
所表示之取代基,可舉出上述之取代基T,烷基、芳基、雜芳基、-OCORt1
或-NHCORt1
為較佳。Rt1
係烷基、芳基或雜芳基為較佳,烷基為更佳。Rs41
與Rs42
可以經由單鍵或連結基連結,就容易獲得更優異之耐光性之理由而言,連結為較佳。作為連結基,可舉出選自-CH2
-、-CO-、-O-、-NH-及包括該等組合之群組中之基團。
式(SQ5)中,Xs1
及Xs2
分別獨立地表示CO或SO2
。式(SQ5)中,Ar4
係由式(Ar-2)~(Ar-4)中的任一個表示之基團為較佳。式(SQ5)中,n6表示0~2的整數,0或1為較佳,0為進一步較佳。
化合物(SQ1)係由下述式(SQ6)或式(SQ7)表示之化合物亦較佳。依該態樣,亦能夠進一步顯著地提高所獲得之硬化膜的耐濕性。
[化學式25]
式(SQ6)中,環Z13
及環Z14
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z13
及環Z14
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
Rs101
及Rs102
分別獨立地表示取代基,
n10表示0~2的整數,
n11及n12各自獨立地表示0~6的整數,
在n11為2以上之情形下,複數個Rs101
可以相同,亦可以不同,複數個Rs101
中2個Rs101
彼此可以鍵結而形成環,
在n12為2以上之情形下,複數個Rs102
可以相同,亦可以不同,複數個Rs102
中2個Rs102
彼此可以鍵結而形成環,
Ar10
表示由上述式(Ar-1)~(Ar-4)中的任一個表示之基團。
式(SQ7)中,環Z15
及環Z16
分別獨立地表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z15
及環Z16
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
Rs103
及Rs104
分別獨立地表示取代基,
n13表示0~2的整數,
n14及n15各自獨立地表示0~5的整數,
在n14為2以上之情形下,複數個Rs103
可以相同,亦可以不同,複數個Rs103
中2個Rs103
彼此可以鍵結而形成環,
在n15為2以上之情形下,複數個Rs104
可以相同,亦可以不同,複數個Rs104
中2個Rs104
彼此可以鍵結而形成環,
Ar11
表示由上述式(Ar-1)~(Ar-4)中的任一個表示之基團。
式(SQ6)的環Z13
及環Z14
以及式(SQ7)的環Z15
及環Z16
的含義與式(1)的環Z2
的含義相同,且較佳的範圍亦相同。作為環Z13
~環Z18
可以具有之取代基、Rs101
~Rs104
所表示之取代基,可舉出上述之取代基T、上述之可溶性基及上述之電子吸引基。Ar10
~Ar11
係由式(Ar-2)~(Ar-4)中的任一個表示之基團為較佳。
式(SQ6)中,n10表示0~2的整數,0或1為較佳。式(SQ6)中,n11及n12各自獨立地表示0~6的整數,0~4為較佳,0~3為更佳,0~2為進一步較佳,1~2為特佳。
式(SQ7)中,n13表示0~2的整數,0或1為較佳。式(SQ7)中,n14及n15各自獨立地表示0~5的整數,0~4為較佳,0~3為更佳,0~2為進一步較佳,1~2為特佳。
(化合物(CR1))
接著,對化合物(CR1)(由式(CR1)表示之化合物)進行說明。
式(CR1)中,Rc1
及Rc2
分別獨立地表示單價的有機基。Rc1
及Rc2
所表示之單價的有機基,可舉出芳基、雜芳基、由上述之式(R1)表示之基團、由上述之式(1)表示之基團及由上述之式(10)表示之基團。
式(CR1)中,Rc1
及Rc2
中的至少一個係由上述之式(1)表示之基團或Rc1
及Rc2
中的至少一個係由上述之式(10)表示之基團為較佳。
關於Rc1
及Rc2
所表示之芳基、雜芳基、由式(R1)表示之基團、由式(1)表示之基團及由式(10)表示之基團,與式(SQ1)的Rs1
及Rs2
的一項中說明之範圍相同,且較佳的範圍亦相同。
作為Rc1
及Rc2
的較佳的態樣,可舉出Rc1
及Rc2
分別獨立地為上述之式(1-1)之態樣、Rc1
及Rc2
分別獨立地為上述之式(1-2)之態樣、Rc1
及Rc2
分別獨立地為上述之式(1-3)之態樣、
Rc1
及Rc2
分別獨立地為上述之式(1-4)之態樣、Rc1
及Rc2
分別獨立地為上述之式(1-5)之態樣、Rc1
及Rc2
分別獨立地為上述之式(10)之態樣。
又,式(CR1)中,Rc1
及Rc2
中的至少一個係稠環的芳基或雜芳基為較佳,由下述式(100)表示之基團或由下述式(101)表示之基團為更佳,由下述式(101)表示之基團為進一步較佳。
[化學式26]
式(100)中,環Z100
表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z100
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
R100
表示氫原子或取代基,
在n100為2以上之情形下,複數個R100
可以相同,亦可以不同,複數個R100
中2個R100
彼此可以鍵結而形成環,
n100表示0~3的整數。
式(101)中,環Z101
表示可以具有一個或複數個取代基之、4~9員的烴環或雜環,
在環Z101
具有複數個取代基之情形下,複數個取代基可以相同,亦可以不同,
R101
~R103
分別獨立地表示氫原子或取代基,
R101
與R102
可以彼此鍵結而形成環,
R102
與R103
可以彼此鍵結而形成環,
在n101為2之情形下,2個R101
可以相同,亦可以不同,2個R101
彼此可以鍵結而形成環,
n101表示0~2的整數。
式(100)的環Z100
及式(100)的環Z101
所表示之烴環及雜環可以為芳香族環,亦可以為非芳香族環,芳香族環為較佳。式(100)的環Z100
及式(100)的環Z101
所表示之烴環及雜環係5~7員環為較佳,5或6員環為更佳。其中,式(100)的環Z100
及式(100)的環Z101
係5或6員環的烴環及具有1~3個雜原子之5員環的雜環為較佳,具有1~3個雜原子之5員環的雜環為進一步較佳。雜原子可以為氮原子、硫原子、氧原子中的任一種,就提高可見光透射率之觀點而言,氮原子及硫原子為較佳。
作為環Z100
及環Z101
的具體例,可舉出吡咯啶環、吡咯環、噻吩環、咪唑環、吡唑環、噻唑環、異噻唑環、㗁唑環、異㗁唑環、***環等,吡咯環、咪唑環、吡唑環及***環為較佳。又,吡咯環、咪唑環、吡唑環或***環中,作為環的一部分而具有之-NH-構成為,氫原子未經取代且氮原子與鍵結於克酮鎓骨架之苯環的2位的碳鍵結之結構為較佳。
作為環Z100
及環Z101
可以具有之取代基、以及R100
~R103
所表示之取代基,可舉出上述之取代基T、上述之可溶性基及上述之電子吸引基。
作為氧碳化合物A的具體例,可舉出下述結構的化合物。
[化學式27]
[化學式28]
[化學式29]
[化學式30]
[化學式31]
[化學式32]
本發明的感光性組成物的總固體成分中之氧碳化合物A的含量係0.1~70質量%為較佳。下限係0.5質量%以上為較佳,1.0質量%以上為更佳。上限係60質量%以下為較佳,50質量%以下為更佳。在本發明的感光性組成物包含2種以上的氧碳化合物A之情形下,該等的總量在上述範圍內為較佳。
<<近紅外線吸收劑>>
本發明的感光性組成物能夠含有除了上述之氧碳化合物A以外的近紅外線吸收劑(其他近紅外線吸收劑)。作為其他近紅外線吸收劑,可舉出吡咯并吡咯化合物、花青化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、夸特銳烯化合物、部花青化合物、氧雜菁化合物、亞銨化合物、二硫醇化合物、三芳基甲烷化合物、吡咯亞甲基化合物、偶氮次甲基化合物、蒽醌化合物、二苯并呋喃酮化合物、金屬氧化物、金屬硼化物等。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。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、日本特開2015-176046號公報中所記載之化合物、國際公開WO2016/190162號公報的0072段中所記載之化合物、日本特開2016-074649號公報的0196~0228段中所記載之化合物、日本特開2017-067963號公報的0124段中所記載之化合物、國際公開WO2017/135359號公報中所記載之化合物、日本特開2017-114956號公報中所記載之化合物、日本專利6197940號公報中所記載之化合物、國際公開WO2016/120166號公報中所記載之化合物等。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、國際公開WO2016/190162號公報的0090段中所記載之化合物等。作為亞胺鎓化合物,例如可舉出日本特表2008-528706號公報中所記載之化合物、日本特開2012-012399號公報中所記載之化合物、日本特開2007-092060號公報中所記載之化合物、國際公開WO2018/043564號公報的0048~0063段中所記載之化合物。作為酞菁化合物,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。作為萘酞菁化合物,可舉出日本特開2012-077153號公報的0093段中所記載之化合物。作為金屬氧化物,例如可舉出氧化銦錫、氧化銻錫、氧化鋅、Al摻雜氧化鋅、氟摻雜二氧化錫、鈮摻雜二氧化鈦、氧化鎢等。關於氧化鎢的詳細內容,能夠參閱日本特開2016-006476號公報的0080段,該內容被編入到本說明書中。作為金屬硼化物,可舉出硼化鑭等。作為硼化鑭的市售品,可舉出LaB6
-F(JAPAN NEW METALS CO.,LTD.製造)等。又,作為金屬硼化物,亦能夠使用國際公開WO2017/119394號公報中所記載之化合物。作為氧化銦錫的市售品,可舉出F-ITO(DOWA HIGHTECH CO.,LTD.製造)等。
在本發明的感光性組成物含有其他近紅外線吸收劑之情形下,其他近紅外線吸收劑的含量相對於本發明的感光性組成物的總固體成分,係0.1~70質量%為較佳。下限係0.5質量%以上為較佳,1.0質量%以上為更佳。上限係60質量%以下為較佳,50質量%以下為更佳。
又,其他近紅外線吸收劑和上述之氧碳化合物A的總量相對於本發明的感光性組成物的總固體成分,係0.1~70質量%為較佳。下限係0.5質量%以上為較佳,1.0質量%以上為更佳。上限係60質量%以下為較佳,50質量%以下為更佳。在本發明的感光性組成物包含2種以上的其他近紅外線吸收劑之情形下,該等的總量在上述範圍內為較佳。
又,關於本發明的感光性組成物,亦能夠設為實質上不含其他近紅外線吸收劑之態樣。所謂本發明的感光性組成物實質上不含其他近紅外線吸收劑,其他近紅外線吸收劑的含量相對於感光性組成物的總固體成分,係0.05質量%以下為較佳,0.01質量%以下為更佳,不含其他近紅外線吸收劑為進一步較佳。
<<彩色著色劑>>
本發明的感光性組成物能夠含有彩色著色劑。本發明中,彩色著色劑係指除白色著色劑及黑色著色劑以外的著色劑。作為彩色著色劑,例如可舉出黃色著色劑、橙色著色劑、紅色著色劑、綠色著色劑、紫色著色劑、藍色著色劑等。彩色著色劑可以為顏料,亦可以為染料。可以將顏料和染料併用。又,顏料可以是無機顏料、有機顏料中的任一種。又,顏料中亦能夠使用用有機發色團取代無機顏料或有機‐無機顏料中的一部分之材料。藉由用有機發色團取代無機顏料或有機‐無機顏料中的一部分,能夠容易進行色相設計。作為顏料可舉出以下所示者。
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、231、232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、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、294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、60、61等(以上為紫色顏料);
C.I.顏料藍1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、29、60、64、66、79、80、87、88等(以上為藍色顏料)。
又,作為綠色顏料,能夠使用1分子中之鹵素原子數為平均10~14個,溴原子數為平均8~12個,氯原子數為平均2~5個之鹵化鋅酞青顏料。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,作為綠色顏料,亦能夠使用CN106909027A中所記載之化合物、具有磷酸酯作為配位體之酞菁化合物等。
又,作為藍色顏料亦能夠使用具有磷原子之鋁酞青化合物。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。
又,作為黃色顏料,能夠使用日本特開2017-201003號公報中所記載之顏料、日本特開2017-197719號公報中所記載之顏料。又,作為黃色顏料,亦能夠使用金屬偶氮顏料,該金屬偶氮顏料包含選自由下述式(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一種陰離子、2種以上的金屬離子及三聚氰胺化合物。
[化學式33]
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。烷基可具有取代基。取代基係鹵素原子、羥基、烷氧基、氰基及胺基為較佳。
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段、0137~0276段、日本特開2017-171913號公報的0010~0062段、0138~0295段、日本特開2017-171914號公報的0011~0062段、0139~0190段、日本特開2017-171915號公報的0010~0065段、0142~0222段的記載,該等內容被編入到本說明書中。
又,作為黃色顏料,亦能夠使用日本特開2018-062644號公報中所記載之化合物。該化合物亦能夠用作顏料衍生物。
作為紅色顏料,亦能夠使用日本特開2017-201384號公報中所記載之結構中經至少1個溴原子取代而得之二氧代吡咯并吡咯系顏料、日本專利第6248838號的0016~0022段中所記載之二氧代吡咯并吡咯系顏料等。又,作為紅色顏料,亦能夠使用具有對芳香族環導入鍵結有氧原子、硫原子或氮原子之基團而成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。
作為染料並沒有特別限制,能夠使用公知的染料。例如,可舉出吡唑偶氮系、苯胺基偶氮系、三芳基甲烷系、蒽醌系、蒽吡啶酮(Anthrapyridone)系、苯亞甲基系、氧雜菁(oxonol)系、吡唑并***偶氮系、吡啶酮偶氮系、花青系、啡噻口井系、吡咯并吡唑偶氮次甲基系、口山口星(xanthene)系、酞青系、苯并哌喃系、靛藍系、吡咯亞甲基系等的染料。又,還能夠較佳地使用日本特開2012-158649號公報中所記載之噻唑化合物、日本特開2011-184493號公報中所記載之偶氮化合物、日本特開2011-145540號公報中所記載之偶氮化合物。又,作為黃色染料,亦能夠使用日本特開2013-054339號公報的0011~0034段中所記載之喹啉黃化合物、日本特開2014-026228號公報的0013~0058段中所記載之喹啉黃化合物等。
在本發明的感光性組成物含有彩色著色劑之情形下,彩色著色劑的含量相對於本發明的感光性組成物的總固體成分,係0.1~70質量%為較佳。下限係0.5質量%以上為較佳,1.0質量%以上為更佳。上限係60質量%以下為較佳,50質量%以下為更佳。
彩色著色劑的含量相對於上述之氧碳化合物A的100質量份,係10~1000質量份為較佳,50~800質量份為更佳。
又,彩色著色劑、上述之氧碳化合物A與上述之其他近紅外線吸收劑的總量相對於本發明的感光性組成物的總固體成分,係1~80質量%為較佳。下限係5質量%以上為較佳,10質量%以上為更佳。上限係70質量%以下為較佳,60質量%以下為更佳。在本發明的感光性組成物包含2種以上的彩色著色劑之情形下,該等的總量在上述範圍內為較佳。
又,本發明的感光性組成物實質上不含彩色著色劑亦較佳。所謂實質上不含彩色著色劑,彩色著色劑的含量相對於感光性組成物的總固體成分,係0.05質量%以下為較佳,0.01質量%以下為更佳,不含彩色著色劑為進一步較佳。
<<透射紅外線並遮蔽可見光之色材>>
本發明的感光性組成物亦能夠含有透射紅外線並遮蔽可見光之色材(以下,還稱為遮蔽可見光之色材)。
本發明中,遮蔽可見光之色材係吸收紫色至紅色的波長區域的光之色材為較佳。又,本發明中,遮蔽可見光之色材係遮蔽波長為450~650nm的波長區域的光之色材為較佳。又,遮蔽可見光之色材係透射波長為900~1300nm的光之色材為較佳。
本發明中,遮蔽可見光之色材滿足以下(A)及(B)中的至少一個要件為較佳。
(A):包含2種以上的彩色著色劑,以2種以上的彩色著色劑的組合形成黑色。
(B):包含有機系黑色著色劑。
作為彩色著色劑,可舉出上述者。作為有機系黑色著色劑,例如可舉出雙苯并呋喃酮化合物、次甲基偶氮化合物、苝化合物、偶氮化合物等,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、國際公開WO2014/208348號公報、日本特表2015-525260號公報等中所記載之化合物,例如,能夠作為BASF公司製造的“Irgaphor Black”而獲得。作為苝化合物,可舉出日本特開2017-226821號公報的0016~0020段中所記載之化合物、C.I.Pigment Black 31、32、Lumogen Black FK4280等。作為次甲基偶氮化合物,可舉出日本特開平01-170601號公報、日本特開平02-034664號公報等中所記載之化合物,例如,能夠作為Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.製造的“CHROMO FINE BLACK A1103”而獲得。
作為以2種以上的彩色著色劑的組合形成黑色時的、彩色著色劑的組合,例如可舉出以下。
(1)含有黃色著色劑、藍色著色劑、紫色著色劑及紅色著色劑之態樣。
(2)含有黃色著色劑、藍色著色劑及紅色著色劑之態樣。
(3)含有黃色著色劑、紫色著色劑及紅色著色劑之態樣。
(4)含有黃色著色劑及紫色著色劑之態樣。
(5)含有綠色著色劑、藍色著色劑、紫色著色劑及紅色著色劑之態樣。
(6)含有紫色著色劑及橙色著色劑之態樣。
(7)含有綠色著色劑、紫色著色劑及紅色著色劑之態樣。
(8)含有綠色著色劑及紅色著色劑之態樣。
在本發明的感光性組成物含有遮蔽可見光之色材之情形下,遮蔽可見光之色材的含量相對於感光性組成物的總固體成分,係60質量%以下為較佳,50質量%以下為更佳,30質量%以下為進一步較佳,20質量%以下為更進一步較佳,15質量%以下為特佳。下限例如能夠設為0.1質量%以上,亦能夠設為0.5質量%以上。
又,本發明的感光性組成物實質上不含遮蔽可見光之色材亦較佳。所謂實質上不含遮蔽可見光之色材,遮蔽可見光之色材的含量相對於感光性組成物的總固體成分,係0.05質量%以下為較佳,0.01質量%以下為更佳,不含遮蔽可見光之色材為進一步較佳。
<<顏料衍生物>>
在本發明的感光性組成物包含顏料之情形下,還含有顏料衍生物為較佳。作為顏料衍生物,可舉出具有利用酸性基、鹼基取代顏料的一部分而得之結構之化合物。作為酸基,可舉出磺酸基、羧基、磷酸基、硼酸基、磺醯亞胺基、磺醯胺基及該等的鹽、以及該等的鹽的脫鹽結構。作為構成鹽之原子或原子團,可舉出鹼金屬離子(Li+
、Na+
、K+
等)、鹼土類金屬離子(Ca2+
、Mg2+
等)、銨離子、咪唑鎓離子、吡啶鎓離子、鏻離子等。又,作為上述鹽的脫鹽結構,可舉出形成鹽之原子或原子團從上述鹽脫離之基團。例如,羧基的鹽的脫鹽結構為羧酸酯基(-COO-
)。作為鹼基,可舉出胺基、吡啶基及該等的鹽、以及該等的鹽的脫鹽結構。作為構成鹽之原子或原子團,可舉出氫氧化物離子、鹵素離子、羧酸離子、磺酸離子、苯氧化物離子等。又,作為上述鹽的脫鹽結構,可舉出形成鹽之原子或原子團從上述鹽脫離之基團。
顏料衍生物係具有選自磺酸基、羧基、磷酸基、硼酸基、磺醯亞胺基、磺醯胺基、胺基、吡啶基、該等的鹽或該等的脫鹽結構中之至少一種基團為較佳,具有磺酸基、羧基、胺基為更佳。藉由顏料衍生物具有該等基團,可獲得分散穩定性得到提高之效果。
在將顏料用作氧碳化合物A之情形下,作為顏料衍生物,具有π共軛平面之化合物為較佳,具有與氧碳化合物A中所包含之π共軛平面相同的結構的π共軛平面之化合物為更佳。又,顏料衍生物的π共軛平面中所包含之π電子的數量係8~100個為較佳。上限係90個以下為較佳,80個以下為更佳。下限係10個以上為較佳,12個以上為更佳。又,顏料衍生物係具有包含由下述式(SQ-a)表示之部分結構之π共軛平面或具有包含由下述式(CR-a)表示之部分結構之π共軛平面之化合物亦較佳。
[化學式34]
上述式中,波線表示鍵結鍵。
顏料衍生物係選自由下述式(Syn1)表示之化合物及由下述式(Syn2)表示之化合物中之至少一種亦較佳。
[化學式35]
式(Syn1)中,Rsy1
及Rsy2
分別獨立地表示有機基,L1
表示單鍵或p1+1價的基團,A1
表示選自磺酸基、羧基、磷酸基、硼酸基、磺醯亞胺基、磺醯胺基、胺基、吡啶基、該等的鹽或該等的脫鹽結構中之基團,p1及q1分別獨立地表示1以上的整數。在p1為2以上之情形下,複數個A1
可以相同,亦可以不同。在q1為2以上之情形下,複數個L1
及A1
可以相同,亦可以不同。
式(Syn2)中,Rsy3
及Rsy4
分別獨立地表示有機基,L2
表示單鍵或p2+1價的基團,A2
表示選自磺酸基、羧基、磷酸基、硼酸基、磺醯亞胺基、磺醯胺基、胺基、吡啶基、該等的鹽或該等的脫鹽結構中之基團,p2及q2分別獨立地表示1以上的整數。在p2為2以上之情形下,複數個A2
可以相同,亦可以不同。在q2為2以上之情形下,複數個L2
及A2
可以相同,亦可以不同。
作為式(Syn1)的Rsy1
及Rsy2
所表示之有機基以及式(Syn2)的Rsy3
及Rsy4
所表示之有機基,可舉出芳基、雜芳基、由上述之式(R1)表示之基團、由上述之式(1)表示之基團、由上述之式(10)表示之基團。關於該等的詳細內容及較佳的範圍,與在上述之氧碳化合物A的一項中說明之內容相同。
作為式(Syn1)的L1
所表示之p1+1價的基團及式(Syn2)的L2
所表示之p2+1價的基團,可舉出烴基、雜環基、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-SO2
-、-NRL
-、-NRL
CO-、-CONRL
-、-NRL
SO2
-、-SO2
NRL
-及包括該等的組合之基團。RL
表示氫原子、烷基或芳基。烴基可以為脂肪族烴基,亦可以為芳香族烴基。作為烴基,可舉出伸烷基、伸芳基或從該等基團去除1個以上的氫原子之基團。伸烷基的碳數係1~30為較佳,1~15為更佳,1~10為進一步較佳。伸烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種。又,環狀的伸烷基可以為單環、多環中的任一種。伸芳基的碳數係6~18為較佳,6~14為更佳,6~10為進一步較佳。雜環基係單環或縮合數為2~4的稠環為較佳。構成雜環基的環之雜原子的數量係1~3為較佳。構成雜環基的環之雜原子係氮原子、氧原子或硫原子為較佳。構成雜環基的環之碳原子的數量係3~30為較佳,3~18為更佳,3~12為進一步較佳。烴基及雜環基可以具有取代基。作為取代基,可舉出上述之取代基T中舉出之基團。又,RL
所表示之烷基的碳數係1~20為較佳,1~15為更佳,1~8為進一步較佳。烷基可以為直鏈、支鏈、環狀中的任一種,直鏈或支鏈為較佳,直鏈為更佳。RL
所表示之烷基可以進一步具有取代基。作為取代基,可舉出上述之取代基T。RL
所表示之芳基的碳數係6~30為較佳,6~20為更佳,6~12為進一步較佳。RL
所表示之芳基可以進一步具有取代基。作為取代基,可舉出上述之取代基T。
作為顏料衍生物的具體例,可舉出後述之實施例中所記載之化合物。在本發明的感光性組成物含有顏料衍生物之情形下,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凝聚。在本發明的感光性組成物包含2種以上的顏料衍生物之情形下,該等的總量在上述範圍內為較佳。
<<聚合性化合物>>
本發明的感光性組成物含有聚合性化合物。作為聚合性化合物,能夠使用藉由自由基、酸或熱而能夠交聯之公知的化合物。本發明中,聚合性化合物例如係具有乙烯性不飽和鍵基之化合物為較佳。作為乙烯性不飽和鍵基,可舉出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。本發明中所使用之聚合性化合物係自由基聚合性化合物為較佳。
作為聚合性化合物,可以為單體、預聚物、寡聚物等化學形態中的任一種,單體為較佳。聚合性化合物的分子量係100~3000為較佳。上限係2000以下為更佳,1500以下為進一步較佳。下限係150以上為更佳,250以上為進一步較佳。
聚合性化合物係包含3個以上的乙烯性不飽和鍵基之化合物為較佳,包含3~15個乙烯性不飽和鍵基之化合物為更佳,包含3~6個乙烯性不飽和鍵基之化合物為進一步較佳。又,聚合性化合物係3~15官能的(甲基)丙烯酸酯化合物為較佳,3~6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物為更佳。作為聚合性化合物的具體例,可舉出日本特開2009-288705號公報的0095~0108段、日本特開2013-029760號公報的0227段、日本特開2008-292970號公報的0254~0257段、日本特開2013-253224號公報的0034~0038段、日本特開2012-208494號公報的0477段、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,該等內容被編入到本說明書中。
作為聚合性化合物,二新戊四醇三丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-330;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、二新戊四醇四丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-320;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-310;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD DPHA;Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造、NK ESTER A-DPH-12E;Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.製造)、及該等(甲基)丙烯醯基經由乙二醇及/或丙二醇殘基鍵結之結構的化合物(例如由SARTOMER Company,Inc.市售之SR454、SR499)為較佳。又,作為聚合性化合物,亦能夠使用雙甘油EO(環氧乙烷)改質(甲基)丙烯酸酯(作為市售品,M-460;TOAGOSEI CO.,Ltd.製造)、季戊四醇四丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.製造,NK Ester A-TMMT)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造,KAYARAD HDDA)、RP-1040(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,Ltd.製造)、NK Oligo UA-7200(Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.製造)、8UH-1006、8UH-1012(Taisei Fine Chemical Co., Ltd.製造)、LIGHT ACRYLATE POB-A0(KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.製造)等。
又,作為聚合性化合物,使用三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧丙烷改質三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧乙烷改質三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸環氧乙烷改質三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物亦較佳。作為3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的市售品,可舉出ARONIX M-309、M-310、M-321、M-350、M-360、M-313、M-315、M-306、M-305、M-303、M-452、M-450(TOAGOSEI CO.,Ltd.製造)、NK ESTER A9300、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、TMPT(Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.製造)、KAYARAD GPO-303、TMPTA、THE-330、TPA-330、PET-30(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)等。
聚合性化合物亦能夠使用具有酸基之化合物。藉由使用具有酸基之聚合性化合物,顯影時容易去除未曝光部的聚合性化合物,能夠抑制顯影殘渣的產生。作為酸基,可舉出羧基、磺酸基、磷酸基等,羧基為較佳。作為具有酸基之聚合性化合物的市售品,可舉出ARONIX M-510、M-520、ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.製造)等。作為具有酸基之聚合性化合物的較佳的酸值為0.1~40mgKOH/g,更佳為5~30mgKOH/g。若聚合性化合物的酸值為0.1mgKOH/g以上,則在顯影液中之溶解性良好,若為40mgKOH/g以下,則在製造和處理上有利。
聚合性化合物係具有己內酯結構之化合物亦為較佳的態樣。關於具有己內酯結構之聚合性化合物,例如,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.作為KAYARAD DPCA系列而市售,可舉出DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120等。
聚合性化合物亦能夠使用具有伸烷氧基之聚合性化合物。具有伸烷氧基之聚合性化合物為具有乙烯氧基及/或伸丙氧基之聚合性化合物為較佳,具有乙烯氧基之聚合性化合物為更佳,具有4~20個乙烯氧基之3~6官能(甲基)丙烯酸酯化合物為進一步較佳。作為具有伸烷氧基之聚合性化合物的市售品,例如可舉出Sartomer Company, Inc製造的具有4個伸乙氧基之4官能(甲基)丙烯酸酯SR-494、具有3個異伸丁氧基之3官能(甲基)丙烯酸酯KAYARAD TPA-330等。
聚合性化合物亦能夠使用具有茀骨架之聚合性化合物。作為具有茀骨架之聚合性化合物的市售品,可舉出OGSOL EA-0200、EA-0300(Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.製造,具有茀骨架之(甲基)丙烯酸酯單體)等。
作為聚合性化合物,使用實質上不含甲苯等環境法規物質之化合物亦為較佳。作為該等化合物的市售品,可舉出KAYARAD DPHA LT、KAYARAD DPEA-12 LT(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)等。
作為聚合性化合物,如日本特公昭48-041708號公報、日本特開昭51-037193號公報、日本特公平02-032293號公報、日本特公平02-016765號公報中所記載之胺基甲酸酯丙烯酸酯類或日本特公昭58-049860號公報、日本特公昭56-017654號公報、日本特公昭62-039417號公報、日本特公昭62-039418號公報中所記載之具有環氧乙烷系骨架之胺基甲酸酯化合物亦較佳。又,使用日本特開昭63-277653號公報、日本特開昭63-260909號公報、日本特開平01-105238號公報中所記載之在分子內具有胺基結構或硫醚結構之聚合性化合物亦較佳。又,作為聚合性化合物,亦能夠使用UA-7200(Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.製造)、DPHA-40H(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600、LINC-202UA(KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.製造)等市售品。
感光性組成物的總固體成分中之聚合性化合物的含量係0.1~60質量%為較佳。下限係0.5質量%以上為更佳,1質量%以上為進一步較佳。上限係55質量%以下為更佳,50質量%以下為進一步較佳。在本發明的感光性組成物包含2種以上的聚合性化合物之情形下,該等的總量在上述範圍內為較佳。
<<光聚合起始劑>>
本發明的感光性組成物含有光聚合起始劑。作為光聚合起始劑,能夠從公知的光聚合起始劑中適當地進行選擇。光聚合起始劑係光自由基聚合起始劑為較佳。
作為光聚合起始劑,可舉出鹵化烴衍生物(例如,具有三嗪骨架之化合物、具有㗁二唑骨架之化合物等)、醯基膦化合物、六芳基聯咪唑、肟化合物、有機過氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓鹽、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物等。就曝光靈敏度的觀點而言,光聚合起始劑係三鹵甲基三嗪(trihalo methyl triazine)化合物、苄基二甲基縮酮化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物、醯基膦化合物、氧化膦化合物、茂金屬化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚物、鎓化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物、環戊二烯-苯-鐵錯合物、鹵甲基㗁二唑化合物及3-芳基取代香豆素化合物為較佳,選自肟化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物及醯基膦化合物中之化合物為更佳,肟化合物為進一步較佳。關於光聚合起始劑,能夠參閱日本特開2014-130173號公報的0065~0111段、日本專利第6301489號公報的記載,該內容被編入到本說明書中。
作為α-羥基酮化合物的市售品,可舉出IRGACURE-184、DAROCUR-1173、IRGACURE-500、IRGACURE-2959、IRGACURE-127(以上為BASF公司製造)等。作為α-胺基酮化合物的市售品,可舉出IRGACURE-907、IRGACURE-369、IRGACURE-379及IRGACURE-379EG(以上為BASF公司製造)等。作為醯基膦化合物的市售品,可舉出IRGACURE-819、DAROCUR-TPO(以上為BASF公司製造)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、日本特開2017-198865號公報中所記載之化合物、國際公開WO2017/164127號公報的0025~0038段中所記載之化合物等。作為肟化合物的具體例,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。作為市售品,可舉出IRGACURE-OXE01、IRGACURE-OXE02、IRGACURE-OXE03、IRGACURE-OXE04(以上為BASF公司製造)、TR-PBG-304(Changzhou Tronly New Electronic Materials CO.,LTD.製造)、Adeka Optomer N-1919(ADEKA CORPORATION製造,日本特開2012-014052號公報中所記載之光聚合起始劑2)。又,作為肟化合物,使用無著色性之化合物或透明性高且不易變色之化合物亦較佳。作為市售品,可舉出ADEKA ARKLS NCI-730、NCI-831、NCI-930(以上為ADEKA CORPORATION製造)等。
本發明中,作為光聚合起始劑,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。
本發明中,作為光聚合起始劑,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。
本發明中,作為光聚合起始劑,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製造)。
本發明中,作為光聚合起始劑,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。
[化學式36]
[化學式37]
肟化合物係在波長350~500nm的範圍內具有極大吸收波長之化合物為較佳,在波長360~480nm的範圍內具有極大吸收波長之化合物為更佳。又,就靈敏度的觀點而言,肟化合物在波長365nm或波長405nm下的莫耳吸光係數高為較佳,1,000~300,000為更佳,2,000~300,000為進一步較佳,5,000~200,000為特佳。化合物的莫耳吸光係數能夠使用公知的方法進行測量。例如,藉由分光光度計(Varian公司製造的Cary-5分光光度計(spectrophotometer)),使用乙酸乙酯溶劑以0.01g/L的濃度測量為較佳。
本發明中,作為光聚合起始劑,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,由光自由基聚合起始劑的1分子產生2個以上的自由基,因此可獲得良好的靈敏度。又,在使用非對稱結構的化合物之情形下,結晶性下降而對溶劑等的溶解性得到提高,隨時間而變得難以析出,能夠提高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。
光聚合起始劑包含肟化合物和α-胺基酮化合物亦較佳。藉由將兩者併用,顯影性得到提高,容易形成矩形性優異之圖案。在將肟化合物和α-胺基酮化合物併用之情形下,α-胺基酮化合物相對於肟化合物100質量份,係50~600質量份為較佳,150~400質量份為更佳。
感光性組成物的總固體成分中的光聚合起始劑的含量係0.1~50質量%為較佳,0.5~30質量%為更佳,1~20質量%為進一步較佳。若光聚合起始劑的含量在上述範圍內,則可獲得更良好的靈敏度和圖案形成性。在本發明的感光性組成物包含2種以上的光聚合起始劑之情形下,該等的總量在上述範圍內為較佳。
<<溶劑>>
本發明的感光性組成物含有溶劑。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感光性組成物的塗佈性,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,亦可以將2種以上組合使用。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-二甲基丙醯胺亦較佳。但是,有時出於環境方面等原因,減少作為溶劑之芳香族烴類(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等)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,該等高純度溶劑例如由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)或使用過濾器之過濾。作為過濾中所使用之過濾器的過濾器孔徑,10μm以下為較佳,5μm以下為更佳,3μm以下為進一步較佳。過濾器的材質係聚四氟乙烯、聚乙烯或尼龍為較佳。
溶劑可以含有異構物(原子數相同但結構不同之化合物)。又,異構物可以僅包含1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0.8mmol/L以下為較佳,實質上不包含過氧化物為更佳。
溶劑的含量相對於本發明的感光性組成物的總固體成分,係10~90質量%為較佳。下限係20質量%以上為較佳,30質量%以上為更佳,40質量%以上為進一步較佳,50質量%以上為更進一步較佳,60質量%以上為特佳。
又,就環境法規的觀點而言,本發明的感光性組成物實質上不含環境法規物質為較佳。另外,本發明中,實質上不含環境法規物質係指感光性組成物中之環境法規物質的含量為50質量ppm以下,30質量ppm以下為較佳,10質量ppm以下為進一步較佳,1質量ppm以下為特佳。環境法規物質例如可舉出苯;甲苯、二甲苯等烷基苯類;氯苯等鹵化苯類等。該等在REACH(Registration Evaluation Authorization and Restriction of CHemicals)法規、PRTR(Pollutant Release and Transfer Register)法、VOC(Volatile Organic Compounds)法規等下註冊為環境法規物質,使用量和處理方法受到嚴格管制。該等化合物有時在製造用於本發明的感光性組成物之各成分等時用作溶劑,作為殘留溶劑混入感光性組成物中。就對人的安全性、對環境的考慮的觀點而言,盡可能地減少該等物質為較佳。作為減少環境法規物質之方法,可舉出將反應體系內部進行加熱和減壓而設為環境法規物質的沸點以上,並從反應體系中蒸餾去除環境法規物質並將其減少之方法。又,在蒸餾去除少量的環境法規物質之情形下,為了提高效率而與具有該溶劑相同的沸點之溶劑共沸亦為有用。又,在含有具有自由基聚合性之化合物之情形下,可以在添加聚合抑制劑之後減壓蒸餾去除,以便抑制在減壓蒸餾去除中自由基聚合反應的進行導致在分子間進行交聯。該等蒸餾去除方法能夠在原料階段、使原料反應之產物(例如聚合後的樹脂溶液和多官能單體溶液)的階段或藉由混合該等化合物而製作之感光性組成物的階段中的任一階段中進行。
<<樹脂>>
本發明的感光性組成物含有樹脂為較佳。樹脂例如以使顏料等粒子分散於感光性組成物中之用途或黏合劑的用途摻合。另外,將主要用於分散顏料等的粒子之樹脂亦稱為分散劑。但是,樹脂的該等用途為一例,亦能夠以該等用途以外的目的而使用。
樹脂的重量平均分子量(Mw)係3000~2000000為較佳。上限係1000000以下為較佳,500000以下為更佳。下限係4000以上為較佳,5000以上為更佳。
作為樹脂,可舉出(甲基)丙烯酸樹脂、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、聚苯樹脂、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。又,亦能夠使用日本特開2017-206689號公報的0041~0060段中所記載之樹脂、日本特開2018-010856號公報的0022~007段中所記載之樹脂。
本發明中,作為樹脂使用具有酸基之樹脂為較佳。依該態樣,能夠提高感光性組成物的顯影性,容易形成矩形性優異之像素。作為酸基,可舉出羧基、磷酸基、磺酸基、酚性羥基等,羧基為較佳。具有酸基之樹脂例如能夠用作鹼可溶性樹脂。
具有酸基之樹脂包含在側鏈上具有酸基之重複單元為較佳,在樹脂的所有重複單元中包含5~70莫耳%的在側鏈上具有酸基之重複單元為更佳。在側鏈上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。在側鏈上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。
具有酸基之樹脂包含在側鏈上具有乙烯性不飽和鍵基之重複單元亦較佳。依該態樣,容易獲得具有優異之顯影性且耐溶劑性優異之膜。作為乙烯性不飽和鍵基,可舉出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。
具有酸基之樹脂包含來源於如下單體成分之重複單元亦較佳,該單體成分包含由下述式(ED1)表示之化合物及/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”。)。
[化學式38]
式(ED1)中,R1
及R2
分別獨立地表示氫原子或可以具有取代基之碳數1~25的烴基。
[化學式39]
式(ED2)中,R表示氫原子或碳數1~30的有機基。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書中。
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段的記載,該內容被編入到本說明書中。
本發明中所使用之樹脂包含來源於由下述式(X)表示之化合物之重複單元亦較佳。
[化學式40]
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。
關於具有酸基之樹脂,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、日本特開2012-198408號公報的0076~0099段的記載,該等內容被編入到本說明書中。又,具有酸基之樹脂亦能夠使用市售品。
具有酸基之樹脂的酸值係30~500mgKOH/g為較佳。下限係50mgKOH/g以上為較佳,70mgKOH/g以上為更佳。上限係400mgKOH/g以下為較佳,300mgKOH/g以下為更佳,200mgKOH/g以下進一步較佳。具有酸基之樹脂的重量平均分子量(Mw)係5000~100000為較佳。又,具有酸基之樹脂的數量平均分子量(Mn)係1000~20000為較佳。
作為具有酸基之樹脂,例如可舉出下述結構的樹脂等。
[化學式41]
本發明的感光性組成物亦能夠包含作為分散劑之樹脂。作為分散劑,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基的量的樹脂。酸性分散劑(酸性樹脂)係將酸基的量與鹼基的量的總量設為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40mgKOH/g以上為較佳,50mgKOH/g以上為更佳,60mgKOH/g以上為進一步較佳,70mgKOH/g以上為更進一步較佳,80mgKOH/g以上為特佳。上限係200mgKOH/g以下為較佳,150mgKOH/g以下為進一步較佳。又,鹼性分散劑(鹼性樹脂)表示鹼基的量多於酸基的量的樹脂。鹼性分散劑(鹼性樹脂)係將酸基的量與鹼基的量的總量設為100莫耳%時,鹼基的量超過50莫耳%之樹脂為較佳。鹼性分散劑所具有之鹼基係胺基為較佳。
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,當利用光微影法形成圖案時,能夠進一步抑制顯影殘渣的產生。
用作分散劑之樹脂係接枝樹脂亦較佳。接枝樹脂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。
用作分散劑之樹脂係在主鏈及側鏈中的至少一處包含氮原子之聚亞胺系分散劑亦較佳。作為聚亞胺系分散劑,係具有主鏈及側鏈,且在主鏈及側鏈中的至少一處具有鹼性氮原子之樹脂為較佳,該主鏈包含具有pKa14以下的官能基之部分結構,該側鏈的原子數為40~10000。鹼性氮原子只要係呈鹼性之氮原子,則並沒有特別限制。關於聚亞胺系分散劑,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。
用作分散劑之樹脂係在芯部鍵結有複數個聚合物鏈之結構的樹脂亦較佳。作為該等樹脂,例如可舉出樹枝狀聚合物(包含星型聚合物)。又,作為樹枝狀聚合物的具體例,可舉出日本特開2013-043962號公報的0196~0209段中所記載之高分子化合物C-1~C-31等。
又,亦能夠將上述具有酸基之樹脂(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上具有乙烯性不飽和鍵基之重複單元之樹脂亦較佳。依該態樣,容易獲得具有優異之顯影性且耐溶劑性優異之膜。作為乙烯性不飽和鍵基,可舉出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。在側鏈上具有乙烯性不飽和鍵基之重複單元的含量係樹脂的所有重複單元中的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。
分散劑亦能夠作為市售品獲得,作為該等具體例,可舉出BYK Chemie GmbH製造的DISPERBYK系列(例如,DISPERBYK-111、161等)、Lubrizol Japan Limited.製造的SOLSPERSE系列(例如,SOLSPERSE76500等)等。又,亦能夠使用日本特開2014-130338號公報的0041~0130段中所記載之顏料分散劑,該內容被編入到本說明書中。另外,作為上述分散劑而說明之樹脂亦能夠用於分散劑以外的用途。例如,亦能夠用作黏合劑。
感光性組成物的總固體成分中之樹脂的含量係5~60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50質量%以下為較佳,45質量%以下為更佳,40質量%以下為進一步較佳。
又,感光性組成物的總固體成分中之具有酸基之樹脂(鹼可溶性樹脂)的含量係5~60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50質量%以下為較佳,45質量%以下為更佳,40質量%以下為進一步較佳。
又,就容易獲得優異之顯影性之理由而言,樹脂總量中之具有酸基之樹脂(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,感光性組成物的總固體成分中之聚合性化合物與樹脂的總計的含量係0.1~80質量%為較佳。下限係0.5質量%以上為較佳,1.0質量%以上為更佳,2.0質量%以上為進一步較佳。上限係75質量%以下為較佳,70質量%以下為更佳,60質量%以下為進一步較佳。
又,相對於聚合性化合物的100質量份,本發明的感光性組成物含有10~1000質量份的具有酸基之樹脂為較佳。下限係20質量份以上為較佳,30質量份以上為更佳。依該態樣,容易獲得優異之顯影性。上限係900質量份以下為較佳,500質量份以下為更佳。依該態樣,容易獲得優異之硬化性。
<<具有環氧基之化合物>>
本發明的感光性組成物能夠含有具有環氧基之化合物(以下,進而還稱為環氧化合物)。作為環氧化合物,可舉出在1分子內具有1個以上的環氧基之化合物,具有2個以上的環氧基之化合物為較佳。環氧化合物係在1分子內具有1~100個環氧基為較佳。環氧基的數量的上限例如能夠設為10個以下,亦能夠設為5個以下。環氧基的數量的下限係2個以上為較佳。作為環氧化合物,亦能夠使用日本特開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。
環氧化合物可以為低分子化合物(例如,分子量小於2000,進而分子量小於1000),亦可以為高分子化合物(macromolecule)(例如,分子量1000以上的聚合物的情形下,重量平均分子量為1000以上)中的任一個。環氧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。
作為環氧化合物的市售品,例如可舉出EHPE3150(Daicel Chemical Industries, Ltd.製造)、EPICLON N-695(DIC Corporation製造)等。
在本發明的感光性組成物含有環氧化合物之情形下,感光性組成物的總固體成分中之環氧化合物的含量係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。著色組成物中所包含之環氧化合物可以僅為1種,亦可以為2種以上。在2種以上之情形下,該等的總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。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鍵結,且能夠藉由水解反應及縮合反應中的至少任一種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,作為水解性基以外的官能基,例如可舉出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基、巰基、環氧基、氧雜環丁烷基、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。
在本發明的感光性組成物含有矽烷偶合劑之情形下,感光性組成物的總固體成分中之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。在2種以上之情形下,總量在上述範圍內為較佳。
<<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,可舉出對苯二酚、對甲氧基苯酚、二-三級丁基-對甲酚、五倍子酚、三級丁基鄰苯二酚、苯醌、4,4’-硫代雙(3-甲基-6-三級丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-三級丁基酚醛)、N-亞硝基苯基羥基胺鹽(銨鹽、第一鈰鹽等)等、2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧基等。感光性組成物的總固體成分中的聚合抑制劑的含量係0.0001~5質量%為較佳。在本發明的感光性組成物包含2種以上的聚合抑制劑之情形下,該等的總量在上述範圍內為較佳。
<<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。
本發明中,界面活性劑係氟系界面活性劑為較佳。藉由使感光性組成物含有氟系界面活性劑,液體特性(尤其是流動性)進一步得到提高,能夠進一步改善省液性。又,亦能夠形成厚度不均勻少之膜。
氟系界面活性劑中的氟含有率係3~40質量%為較佳,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,在感光性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(對應之國際公開第2014/017669號的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製造)、Fluorad FC430、FC431、FC171(以上為Sumitomo 3M Limited製造)、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.製造)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上為OMNOVA Solutions Inc.製造)等。
又,氟系界面活性劑能夠使用如下丙烯酸系化合物,該丙烯酸系化合物係具有含有氟原子之官能基之分子結構的丙烯酸系化合物,且在加熱時含有氟原子之官能基的一部分被切斷而使氟原子揮發。作為該等氟系界面活性劑,可舉出DIC CORPORATION製造的Magaface DS系列(例如,Magaface DS-21)。
又,氟系界面活性劑能夠使用具有氟化烷基或氟化伸烷基醚基之含氟原子之乙烯醚化合物與親水性乙烯醚化合物的共聚物。關於該等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。
氟系界面活性劑能夠使用嵌段聚合物。作為嵌段聚合物,例如可舉出日本特開2011-089090號公報中所記載之化合物。又,氟系界面活性劑能夠使用含氟共聚物,該含氟共聚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(較佳為乙烯氧基、伸丙氧基)之(甲基)丙烯酸酯化合物之重複單元。作為本發明中所使用之氟系界面活性劑,還例示出下述化合物。
[化學式42]
上述化合物的重量平均分子量較佳為3000~50000,例如為14000。上述化合物中,表示重複單元的比例之%為莫耳%。
又,關於氟系界面活性劑,能夠使用包含在側鏈上具有乙烯性不飽和基之重複單元之含氟共聚物。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,DIC Corporation製造的MEGAFACE RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K等。又,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公司製造)、Tetronic 304、701、704、901、904、150R1(BASF公司製造)、Solsperse 20000(Lubrizol Japan Limited.製造)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造)、PIONIN D-6112、D-6112-W、D-6315(Takemoto Oil & Fat Co.,Ltd.製造)、Olfine E1010、Surfynol 104、400、440(Nissin Chemical Co.,Ltd.製造)等。
作為矽酮系界面活性劑,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,Dow Corning Toray Co.,Ltd.製造)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上,Momentive performance Materials Inc.製造)、KP-341、KF-6001、KF-6002(以上,Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造)、BYK307、BYK323、BYK330(以上,BYK Chemie GmbH製造)等。感光性組成物的總固體成分中的界面活性劑的含量係0.001~5.0質量%為較佳,0.005~3.0質量%為更佳。在本發明的感光性組成物包含2種以上的界面活性劑之情形下,該等的總量在上述範圍內為較佳。
<<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、羥苯基三𠯤化合物、吲哚化合物、三𠯤化合物等。關於該等的詳細內容,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段中的記載,該等內容被編入到本說明書中。作為紫外線吸收劑的市售品,例如可舉出UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,LTD.製造)等。又,亦能夠使用後述之實施例中所記載之化合物。又,作為苯并***化合物,可舉出MIYOSHI OIL & FAT CO.,LTD.製造的MYUA系列(化學工業日報、2016年2月1日)。又,紫外線吸收劑亦能夠使用日本專利第6268967號公報的0049~0059段中所記載之化合物。感光性組成物的總固體成分中的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。在本發明的感光性組成物包含2種以上的紫外線吸收劑之情形下,該等的總量在上述範圍內為較佳。
<<其他添加劑>>
本發明的感光性組成物能夠根據需要摻合各種添加劑,例如填充劑、密接促進劑、抗氧化劑、潛在抗氧化劑、抗凝聚劑等。作為該等添加劑,可舉出日本特開2004-295116號公報的0155~0156段中所記載之添加劑,該內容被編入到本說明書中。又,作為抗氧化劑,例如可舉出酚化合物、磷系化合物(例如,日本特開2011-090147號公報的0042段中所記載之化合物)、硫醚化合物等。又,亦能夠使用國際公開WO2017/164024號公報中所記載之抗氧化劑。作為抗氧化劑的市售品,例如可舉出ADEKA CORPORATION製造的Adekastab系列(AO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-50F、AO-60、AO-60G、AO-80、AO-330等)。又,亦能夠使用後述之實施例中所記載之化合物。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且保護基藉由在100~250℃下進行加熱或在酸/鹼觸媒存在下在80~200℃下進行加熱而脫離並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。作為潛在抗氧化劑的市售品,可舉出ADEKA ARKLS GPA-5001(ADEKA CORPORATION製造)等。
又,為了調節所獲得之膜的折射率,本發明的感光性組成物可以含有金屬氧化物。作為金屬氧化物,可舉出TiO2
、ZrO2
、Al2
O3
、SiO2
等。金屬氧化物的一次粒徑係1~100nm為較佳,3~70nm為更佳,5~50nm為最佳。金屬氧化物可以具有核殼結構,此時,核部可以為中空狀。
又,本發明的感光性組成物可以含有耐光性改善劑。作為耐光性改善劑,可舉出日本特開2017-198787號公報的0036~0037段中所記載之化合物、日本特開2017-146350號公報的0029~0034段中所記載之化合物、日本特開2017-129774號公報的0036~0037段、0049~0052段中所記載之化合物、日本特開2017-129674號公報的0031~0034段、0058~0059段中所記載之化合物、日本特開2017-122803號公報的0036~0037段、0051~0054段中所記載之化合物、國際公開WO2017/164127號公報的0025~0039段中所記載之化合物、日本特開2017-186546號公報的0034~0047段中所記載之化合物、日本特開2015-025116號公報的0019~0041段中所記載之化合物、日本特開2012-145604號公報的0101~0125段中所記載之化合物、日本特開2012-103475號公報的0018~0021段中所記載之化合物、日本特開2011-257591號公報的0015~0018段中所記載之化合物、日本特開2011-191483號公報的0017~0021段中所記載之化合物、日本特開2011-145668號公報的0108~0116段中所記載之化合物、日本特開2011-253174號公報的0103~0153段中所記載之化合物等。
本發明的感光性組成物的黏度(25℃)係1~100mPa・s為較佳。下限係2mPa•s以上為更佳,3mPa•s以上為進一步較佳。上限係50mPa•s以下為更佳,30mPa•s以下為進一步較佳,15mPa•s以下為特佳。
本發明的感光性組成物中,未與顏料等鍵結或配位之游離金屬的含量係100ppm以下為較佳,50ppm以下為更佳,10ppm以下為進一步較佳,實質上不含為特佳。依該態樣,能夠期待顏料分散性的穩定化(抑制凝聚)、伴隨分散性提高之分光特性的提高、硬化性成分的穩定化、伴隨金屬原子・金屬離子的溶出之導電性變動的抑制、顯示特性的提高等效果。進而,亦可獲得日本特開2012-153796號公報、日本特開2000-345085號公報、日本特開2005-200560號公報、日本特開平08-043620號公報、日本特開2004-145078號公報、日本特開2014-119487號公報、日本特開2010-083997號公報、日本特開2017-090930號公報、日本特開2018-025612號公報、日本特開2018-025797號公報、日本特開2017-155228號公報、日本特開2018-036521號公報等中所記載之效果。作為上述游離金屬的種類,可舉出Na、K、Ca、Sc、Ti、Mn、Cu、Zn、Fe、Cr、Fe、Co、Mg、Al、Ti、Sn、Zn、Zr、Ga、Ge、Ag、Au、Pt、Cs、Bi等。又,本發明的感光性組成物中,未與顏料等鍵結或配位之游離鹵素的含量係100ppm以下為較佳,50ppm以下為更佳,10ppm以下為進一步較佳,實質上不含為特佳。作為減少感光性組成物中的游離金屬、鹵素的方法,可舉出基於離子交換水之清洗、過濾、超過濾、基於離子交換樹脂之純化等方法。
作為本發明的感光性組成物的收容容器並沒有特別限定,能夠使用公知的收容容器。又,作為收容容器,以抑制雜質混入原材料或感光性組成物中為目的,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層結構之瓶亦較佳。作為該等容器,例如可舉出日本特開2015-123351號公報中所記載之容器。又,作為本發明的感光性組成物的保存條件,並無特別限定,能夠使用習知之公知的方法。又,亦能夠使用日本特開2016-180058號公報中所記載之方法。
<感光性組成物之製備方法>
本發明的感光性組成物能夠將前述成分進行混合而製備。在製備感光性組成物時,可以將所有成分同時溶解或分散於溶劑中而製備感光性組成物,亦可以根據需要預先製備將各成分適當調配而成之2種以上的溶液或分散液,並在使用時(塗佈時)將該等進行混合而製備成感光性組成物。
又,製備感光性組成物時,包含使顏料分散之程序為較佳。在使顏料分散之程序中,作為顏料的分散中所使用之機械力,可舉出壓縮、壓搾、衝擊、剪切、氣蝕(cavitation)等。作為用於實施該等程序的方法的具體例,可舉出珠磨機、混砂機(sand mill)、輥磨機、球磨機、塗料攪拌器(pain shaker)、微射流機(microfluidizer)、高速葉輪、砂磨機、噴流混合器(flowjet mixer)、高壓濕式微粒化、超音波分散等。又,在混砂機(珠磨機)中之顏料的粉碎中,在藉由使用直徑小的珠子、加大珠子的填充率等來提高了粉碎效率之條件下進行處理為較佳。又,在粉碎處理後,藉由過濾、離心分離等去除粗粒子為較佳。又,關於使顏料分散之程序及分散機,能夠使用《分散技術大全,JOHOKIKO CO.,LTD.發行,2005年7月15日》或《以懸浮液(固/液分散體系)為中心之分散技術與工業應用的實際 綜合資料集、經營開發中心出版部發行,1978年10月10日》、日本特開2015-157893號公報的0022段中所記載之程序及分散機。又,在使顏料分散之程序中,可以藉由鹽磨(salt milling)製程對顏料進行微細化處理。鹽磨製程中所使用之材料、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。
每當製備感光性組成物時,以去除異物或減少缺陷等為目的,用過濾器將感光性組成物進行過濾為較佳。作為過濾器,只要係一直以來用於過濾用途等之過濾器,則能夠無特別限制地進行使用。例如可舉出使用聚四氟乙烯(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(包括高密度、超高分子量的聚烯烴樹脂)等材料之過濾器。在該等材料之中,聚丙烯(包括高密度聚丙烯)及尼龍為較佳。
過濾器的孔徑係0.01~7.0μm為較佳,0.01~3.0μm為更佳,0.05~0.5μm為進一步較佳。只要過濾器的孔徑在上述範圍,則能夠更可靠地去除微細的異物。關於過濾器的孔徑值,能夠參閱過濾器廠商的標稱值。關於過濾器,能夠使用由NIHON PALL LTD.(DFA4201NXIY等)、Advantec Toyo Kaisha, Ltd.、Japan Entegris Inc.(舊Japan Microlis Co.,Ltd.)及KITZ MICRO FILTER CORPORATION等提供之各種過濾器。
又,作為過濾器,使用纖維狀的過濾材料亦較佳。作為纖維狀的濾材,例如可舉出聚丙烯纖維、尼龍纖維、玻璃纖維等。作為市售品,可舉出ROKI TECHNO CO.,LTD.製造的SBP類型系列(SBP008等)、TPR類型系列(TPR002、TPR005等)、SHPX類型系列(SHPX003等)。
在使用過濾器時,可以組合不同之過濾器(例如,第1過濾器和第2過濾器等)。此時,用各過濾器之過濾可以僅進行1次,亦可以進行2次以上。又,可以在上述範圍內組合不同孔徑的過濾器。又,用第1過濾器之過濾可以僅對分散液進行,在混合其他成分之後,用第2過濾器進行過濾。
<硬化膜>
接著,對本發明的硬化膜進行說明。本發明的膜係由上述本發明的感光性組成物獲得者。本發明的膜能夠較佳地用作近紅外線截止濾波器、近紅外線透射濾波器等。
本發明的硬化膜可以以積層於支撐體上之狀態使用,亦可以從支撐體上剝離而使用。作為支撐體,可舉出矽等半導體基材、透明基材。關於透明基材,只要係由至少能夠透射可見光之材料構成者,則並無特別限定。例如,可舉出由玻璃、結晶、樹脂等材質構成之基材。作為透明基材的材質,玻璃為較佳。亦即,透明基材係玻璃基材為較佳。作為玻璃,可舉出鹼石灰玻璃、硼矽酸鹽玻璃、無鹼玻璃、石英玻璃、含有銅之玻璃等。作為含有銅之玻璃,可舉出含有銅之磷酸鹽玻璃、含有銅之氟磷酸鹽玻璃等。作為含有銅之玻璃的市售品,可舉出NF-50(AGC TECHNO GLASS Co.,Ltd.製造)等。作為結晶,例如可舉出水晶、鈮酸鋰、藍寶石等。作為樹脂,可舉出聚對酞酸乙二酯、聚對酞酸丁二酯等聚酯樹脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烴樹脂、降莰烯樹脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸樹脂、聚胺酯樹脂、氯乙烯樹脂、氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯縮丁醛樹脂、聚乙烯醇樹脂等。又,為了提高支撐體與本發明的膜的密接性,可以在支撐體的表面設置有基底層等。
在將本發明的硬化膜用作近紅外線截止濾波器之情形下,本發明的硬化膜在700~1200nm的範圍內具有極大吸收波長為較佳。又,波長400~550nm的平均透射率係70%以上為較佳,80%以上為更佳,85%以上為進一步較佳,90%以上為特佳。又,在波長400~550nm的所有範圍內之透射率係70%以上為較佳,80%以上為更佳,90%以上為進一步較佳。又,波長700~1000nm的範圍內的至少1個點處的透射率係20%以下為較佳,15%以下為更佳,10%以下為進一步較佳。
在將本發明的硬化膜用作近紅外線透射濾波器之情形下,本發明的硬化膜具有例如以下(1)或(2)中的任一個分光特性為較佳。
(1):膜的厚度方向上之光的透射率在波長400~830nm的範圍內之最大值為20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下),膜的厚度方向上之光的透射率在波長1000~1300nm的範圍內之最小值為70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之硬化膜。該硬化膜能夠遮蔽波長400~830nm的範圍的光,使超過波長940nm之光透射。
(2):膜的厚度方向上之光的透射率在波長400~950nm的範圍內之最大值為20%以下(較佳為15%以下,更佳為10%以下),膜的厚度方向上之光的透射率在波長1100~1300nm的範圍內之最小值為70%以上(較佳為75%以上,更佳為80%以上)之硬化膜。該硬化膜能夠遮蔽波長400~950nm的範圍的光,使超過波長1040nm之光透射。
本發明的硬化膜亦能夠與包含彩色著色劑之濾色器組合而使用。濾色器能夠使用包含彩色著色劑之著色組成物來製造。作為彩色著色劑,可舉出上述之彩色著色劑。著色組成物還能夠含有硬化性化合物、光聚合起始劑、界面活性劑、溶劑、聚合抑制劑、紫外線吸收劑等。關於該等的詳細內容,可舉出上述之材料,能夠使用該等。
在將本發明的硬化膜用作近紅外線截止濾波器,且將本發明的硬化膜與濾色器組合使用之情形下,在本發明的硬化膜的光路上配置有濾色器為較佳。例如,能夠將本發明的硬化膜與濾色器進行積層而用作積層體。在積層體中,本發明的膜與濾色器兩者可以在厚度方向上相鄰,亦可以不相鄰。在本發明的硬化膜與濾色器在厚度方向上不相鄰之情形下,可以在與形成有濾色器之支撐體不同之支撐體上形成有本發明的硬化膜,亦可以在本發明的硬化膜與濾色器之間夾裝有構成固體攝像元件之其他構件(例如,微透鏡、平坦化層等)。
本發明的硬化膜的厚度能夠依據目的而適當調節。膜厚係20μm以下為較佳,10μm以下為更佳,5μm以下為進一步較佳。膜厚的下限係0.1μm以上為較佳,0.2μm以上為更佳,0.3μm以上為進一步較佳。
另外,本發明中,近紅外線截止濾波器係指透射可見區域的波長的光(可見光),並遮蔽近紅外區域的波長的至少一部分光(近紅外線)之濾波器。近紅外線截止濾波器可以為透射可見區域的波長的所有光者,亦可以為透射可見區域的波長的光中的特定波長區域的光,並遮蔽特定波長區域的光者。又,本發明中,濾色器係指透射可見區域的波長的光中的特定波長區域的光,並遮蔽特定波長區域的光之濾波器。又,本發明中,近紅外線透射濾波器係指遮蔽可見光,並透射至少一部分近紅外線之濾波器。
<濾光器>
接著,對本發明的濾光器進行說明。本發明的濾光器具有上述之本發明的硬化膜。作為濾光器,可舉出近紅外線截止濾波器、近紅外線透射濾波器等。
在將本發明的濾光器用作近紅外線透射濾波器之情形下,近紅外線透射濾波器例如可舉出遮蔽可見光,並透射波長900nm以上的波長的光之濾波器等。
濾光器中之本發明的硬化膜的厚度能夠依據目的而適當調節。厚度係20μm以下為較佳,10μm以下為更佳,5μm以下為進一步較佳。下限係0.1μm以上為較佳,0.2μm以上為更佳,0.3μm以上為進一步較佳。
在將本發明的濾光器用作近紅外線截止濾波器之情形下,除了具有本發明的硬化膜以外,還可以具有介電體多層膜、紫外線吸收層等。作為紫外線吸收層,例如可舉出國際公開WO2015/099060號公報的0040~0070段、0119~0145段中所記載之吸收層,該內容被編入到本說明書中。作為介電體多層膜,可舉出日本特開2014-041318號公報的0255~0259段中所記載之介電體多層膜,該內容被編入到本說明書中。
又,本發明的濾光器可以在本發明的硬化膜的表面設置保護層。藉由設置保護層,能夠賦予阻氧化、低反射化、親水・疏水化、特定波長的光(紫外線、近紅外線等)的遮蔽等各種功能。作為保護層的厚度,0.01~10μm為較佳,0.1~5μm為進一步較佳。作為保護層的形成方法,可舉出塗佈溶解於有機溶劑之樹脂組成物而形成之方法、化學氣相沉積法、用黏合劑黏合已成形之樹脂之方法等。作為構成保護層之成分,可舉出(甲基)丙烯酸樹脂、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、聚聚芳醚膦氧化物樹脂、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、多元醇樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚胺酯樹脂、芳綸(aramid)樹脂、聚醯胺樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、改質聚矽氧樹脂、氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚丙烯腈樹脂、纖維素樹脂、Si、C、W、Al2
O3
、Mo、SiO2
、Si2
N4
等,亦可以含有2種以上該等成分。例如,在以阻氧化為目的之保護層之情形下,保護層包含多元醇樹脂、SiO2
、Si2
N4
為較佳。又,在以低反射化作為目的之保護層之情形下,保護層包含(甲基)丙烯酸樹脂、氟樹脂為較佳。
在塗佈樹脂組成物而形成保護層之情形下,作為樹脂組成物的塗佈方法,能夠使用旋塗法、澆鑄法、網板印刷法、噴墨法等公知的方法。樹脂組成物中所包含之有機溶劑能夠使用公知的有機溶劑(例如,丙二醇1-單甲醚2-乙酸酯、環戊酮、乳酸乙酯等)。在利用化學氣相沉積法來形成保護層之情形下,作為化學氣相沉積法,能夠使用公知的化學氣相沉積法(熱化學氣相沉積法、電漿化學氣相沉積法、光化學氣相沉積法)。
保護層可以根據需要而含有有機・無機微粒、特定波長(例如,紫外線、近紅外線等)的吸收劑、折射率調整劑、抗氧化劑、密接劑、界面活性劑等添加劑。作為有機・無機微粒的例子,例如可舉出高分子微粒(例如,聚矽氧樹脂微粒、聚苯乙烯微粒、三聚氰胺樹脂微粒)、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、氧化銦、氧化鋁、氮化鈦、氧氮化鈦、氟化鎂、中空二氧化矽、二氧化矽、碳酸鈣、硫酸鋇等。特定波長的吸收劑能夠使用公知的吸收劑。作為紫外線吸收劑及近紅外線吸收劑,可舉出上述之材料。該等添加劑的含量能夠進行適當調整,但相對於保護層的總質量,係0.1~70質量%為較佳,1~60質量%為進一步較佳。
又,作為保護層,亦能夠使用日本特開2017-151176號公報的0073~0092段中所記載之保護層。
本發明的濾光器能夠使用於CCD(電荷耦合元件)、CMOS(互補金屬氧化膜半導體)等固體攝像元件、紅外線感測器、圖像顯示裝置等各種裝置。
又,本發明的濾光器具有本發明的硬化膜的像素和選自紅色、綠色、藍色、洋紅色、黃色、青色、黑色及無色中之像素之態樣亦為較佳的態樣。
本發明的濾光器具有使用本發明的組成物而獲得之膜的像素(圖案)和選自紅色、綠色、藍色、洋紅色、黃色、青色、黑色及無色中之像素(圖案)之態樣亦為較佳的態樣。
<圖案形成方法>
接著,對本發明的圖案形成方法進行說明。本發明的圖案形成方法包括:使用本發明的感光性性組成物在支撐體上形成組成物層之製程;將組成物層曝光成圖案狀之製程;及顯影去除組成物層的未曝光部之製程。以下,對各製程進行說明。
在形成組成物層之製程中,使用本發明的感光性組成物在支撐體上形成組成物層。作為塗佈有感光性組成物之支撐體,並無特別限定,可舉出矽等半導體基材、上述之透明基材。可以在支撐體上形成有有機膜或無機膜等。又,支撐體上可以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,有時在支撐體上形成有將各像素隔離之黑矩陣(black matrix)。又,為了改善與上部層的密接性、防止物質的擴散或者支撐體表面的平坦化,可以在支撐體上根據需要設置底塗層。又,在使用玻璃基材作為支撐體之情形下,在玻璃基材的表面上形成無機膜或者對玻璃基材進行脫鹼處理而使用為較佳。
作為感光性組成物的塗佈方法,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);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。作為噴墨中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,Sumitbe Techon Research Co.,Ltd.”所示之方法(尤其第115頁~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,關於樹脂組成物之塗佈方法,能夠參閱國際公開WO2017/030174號公報、國際公開WO2017/018419號公報的記載,該內容被編入到本說明書中。
塗佈感光性組成物而形成之組成物層可以進行乾燥(預烘烤)。在進行預烘烤之情形下,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。藉由在150℃以下進行預烘烤,例如在由有機材料構成影像感測器的光電轉換膜之情形下,能夠更有效地維持有機材料的特性。預烘烤時間係10~3000秒為較佳,40~2500秒為更佳,80~220秒為進一步較佳。預烘烤能夠用加熱板、烘箱等來進行。
接著,將組成物層曝光成圖案狀。例如,使用步進曝光機、掃描曝光機等,隔著具有既定的遮罩圖案之遮罩,對組成物層進行曝光,藉此能夠曝光成圖案狀。藉此,能夠對組成物層的曝光部分進行硬化。
作為能夠在曝光時使用之放射線(光),可舉出g射線、i射線等。又,亦能夠使用波長300nm以下的光(較佳為波長180~300nm的光)。作為波長300nm以下的光,可舉出KrF射線(波長248nm)、ArF射線(波長193nm)等,KrF射線(波長248nm)為較佳。又,亦能夠利用300nm以上的長波長的光源。
又,在曝光時,可以連續照射光而進行曝光,亦可以脈衝照射而進行曝光(脈衝曝光)。另外,脈衝曝光係指在短時間(例如,毫秒級以下)的循環中反覆進行光的照射和暫停而進行曝光之方式的曝光方法。脈衝曝光時,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。關於脈衝寬度的下限,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。頻率係1kHz以上為較佳,2kHz以上為更佳,4kHz以上為進一步較佳。頻率的上限係50kHz以下為較佳,20kHz以下為更佳,10kHz以下為進一步較佳。最大瞬間照度係50000000W/m2
以上為較佳,100000000W/m2
以上為更佳,200000000W/m2
以上為進一步較佳。又,最大瞬間照度的上限係1000000000W/m2
以下為較佳,800000000W/m2
以下為更佳,500000000W/m2
以下為進一步較佳。另外,脈衝寬度係指在脈衝週期中照射光之時間。又,頻率係指每一秒的脈衝週期的次數。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和暫停作為一個循環之週期。
照射量(曝光量)例如係0.03~2.5J/cm2
為較佳,0.05~1.0J/cm2
為更佳。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%或實質上無氧)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%或50體積%)進行曝光。又,曝光照度能夠適當設定,通常能夠從1000W/m2
~100000W/m2
(例如,5000W/m2
、15000W/m2
或35000W/m2
)的範圍中選擇。氧濃度和曝光照度可以適當組合條件,例如能夠設為氧濃度10體積%且照度10000W/m2
、氧濃度35體積%且照度20000W/m2
等。
接著,顯影去除組成物層的未曝光部而形成圖案(像素)。組成物層的未曝光部的顯影去除能夠使用顯影液來進行。藉此,曝光製程中之未曝光部的組成物層溶出於顯影液中,僅殘留經光硬化之部分。作為顯影液,可舉出有機溶劑、鹼顯影液等。顯影液的溫度例如係20~30℃為較佳。顯影時間係20~180秒為較佳。又,為了提高殘渣去除性,可以重複複數次每隔60秒甩掉顯影液,進而供給新的顯影液之製程。
顯影液係用純水稀釋鹼劑而得之鹼性水溶液(鹼顯影液)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(diglycolamine)、二乙醇胺、羥胺、乙二胺、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、乙基三甲基氫氧化銨、苄基三甲基氫氧化銨、二甲基雙(2-羥基乙基)氫氧化銨、膽鹼、吡咯、哌啶、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一碳烯等有機鹼性化合物或氫氧化鈉、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。在環境方面及安全方面上,鹼劑係分子量大的化合物為較佳。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,顯影液可進一步含有界面活性劑。作為界面活性劑,可舉出上述界面活性劑,非離子系界面活性劑為較佳。就方便運輸和保管等觀點而言,顯影液可以暫且作為濃縮液製造,並在使用時稀釋成所需之濃度。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。又,顯影後用純水洗淨(沖洗)亦較佳。又,沖洗藉由使形成有顯影後的組成物層之支撐體旋轉的同時向顯影後的組成物層供給沖洗液來進行為較佳。又,藉由使吐出沖洗液之噴嘴從支撐體的中心部向支撐體的周緣部移動來進行亦較佳。此時,在從噴嘴的支撐體中心部向周緣部移動時,可以在逐漸降低噴嘴的移動速度的同時使其移動。藉由以該等方式進行沖洗,能夠抑制沖洗的面內偏差。又,藉由使噴嘴從支撐體中心部向周緣部移動的同時逐漸降低支撐體的轉速亦可獲得相同的效果。
顯影後,實施乾燥之後進行追加曝光處理、加熱處理(後烘烤)亦較佳。追加曝光處理、後烘烤為為了完全進行硬化而進行之顯影後的硬化處理。後烘烤時的加熱溫度例如係100~240℃為較佳,200~240℃為更佳。能夠以成為上述條件之方式,使用加熱板或對流烘箱(熱風循環式乾燥機)、高頻加熱機等加熱機構,以連續式或間歇式將顯影後的膜進行後烘烤。在進行追加曝光處理之情形下,用於曝光之光係波長400nm以下的光為較佳。又,追加曝光處理可以藉由KR1020170122130A中所記載之方法來進行。
<固體攝像元件>
本發明的固體攝像元件具有上述之本發明的硬化膜。作為本發明的固體攝像元件的構成,係具有本發明的硬化膜之構成,只要係作為固體攝像元件發揮功能之構成,則並沒有特別限定。例如,可舉出如下構成。
係如下構成:在支撐體上具有構成固體攝像元件的受光區之複數個光二極體及包含多晶矽等之傳輸電極,在光二極體及傳輸電極上具有只有光二極體的受光部開口之包含鎢等之遮光膜,在遮光膜上具有以覆蓋遮光膜整面及光二極體受光部之方式形成且包含氮化矽等之裝置保護膜,在裝置保護膜上具有本發明之硬化膜。另外,亦可以為在裝置保護膜上且本發明之硬化膜的下側(靠近支撐體的一側)具有聚光機構(例如,微透鏡等。以下相同)之構成或在本發明的膜上具有聚光機構之構成等。又,濾色器的各顏色的像素可以埋入由隔壁隔開成例如格子狀之空間。該情形下之隔壁的折射率低於各像素的折射率為較佳。作為具有該等結構之攝像裝置的例子,可舉出日本特開2012-227478號公報、日本特開2014-179577號公報中所記載之裝置。
<圖像顯示裝置>
本發明的圖像顯示裝置具有本發明的硬化膜。作為圖像顯示裝置,可舉出液晶顯示裝置或有機電致發光(有機EL)顯示裝置等。關於圖像顯示裝置的定義或詳細內容,例如記載於“電子顯示器裝置(佐佐木昭夫著,Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.,1990年發行)”、“顯示器裝置(伊吹順章著,Sangyo Tosho Publishing Co.,Ltd.,1989年發行)”等。又,關於液晶顯示裝置,例如記載於“下一代液晶顯示器技術(內田龍男編輯,Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.,1994年發行)”。對能夠適用本發明之液晶顯示裝置並沒有特別限制,例如能夠適用於上述的“下一代液晶顯示器技術”中所記載之各種方式的液晶顯示裝置。圖像顯示裝置可以為具有白色有機EL元件者。作為白色有機EL元件,串聯(tandem)結構為較佳。關於有機EL元件的串聯結構,記載於日本特開2003-045676號公報、三上明義監修、“有機EL技術開發的最前線-高亮度•高精度•長壽命化•技巧集-”、Technical Information Institute Co.,Ltd.、第326頁-第328頁、2008年等。有機EL元件所發出之白色光的光譜係在藍色區域(430~485nm)、綠色區域(530~580nm)及黃色區域(580~620nm)具有較強的極大發光峰者為較佳。除了該等發光峰以外,進一步在紅色區域(650~700nm)具有極大發光峰者為更佳。
<紅外線感測器>
本發明的紅外線感測器具有上述之本發明的硬化膜。作為紅外線感測器的構成,只要係作為紅外線感測器發揮功能之構成,則並沒有特別限定。以下,使用圖式對本發明的紅外線感測器的一實施形態進行說明。
圖1中,符號110為固體攝像元件。設置於固體攝像元件110上之攝像區域具有近紅外線截止濾波器111和近紅外線透射濾波器114。又,在近紅外線截止濾波器111上積層有濾色器112。在濾色器112及近紅外線透射濾波器114的入射光hν側配置有微透鏡115。以覆蓋微透鏡115之方式形成有平坦化層116。
近紅外線截止濾波器111能夠使用本發明的感光性組成物來形成。近紅外線截止濾波器111的分光特性可根據所使用之紅外發光二極體(紅外LED)的發光波長來選擇。濾色器112係形成有透射及吸收可見區域中之特定波長的光之像素之濾色器,並沒有特別限定,能夠使用習知之公知的像素形成用濾色器。例如可以使用形成有紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的像素之濾色器等。例如,能夠參閱日本特開2014-043556號公報的0214~0263段的記載,該內容被編入到本說明書中。近紅外線透射濾波器114可根據所使用之紅外LED的發光波長選擇其特性。近紅外線透射濾波器114還能夠使用本發明的感光性組成物來形成。
在圖1所示之紅外線感測器中,平坦化層116上還可以配置與近紅外線截止濾波器111不同之近紅外線截止濾波器(其他近紅外線截止濾波器)。作為其他近紅外線截止濾波器,可舉出具有含有銅之層及/或介電體多層膜者等。又,作為其他近紅外線截止濾波器,亦可以使用雙帶通濾波器(dual band pass filter)。又,圖1中所示之紅外線感測器中,近紅外線截止濾波器111和濾色器112的位置可以調換。又,可以在固體攝像元件110與近紅外線截止濾波器111之間及/或在固體攝像元件110與近紅外線透射濾波器114之間配置有其他層。作為其它層,可舉出使用包含硬化性化合物之組成物形成之有機物層等。又,可以在濾色器112上形成有平坦化層。
[實施例]
以下,舉出實施例對本發明進行進一步具體的說明。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,則能夠適當進行變更。因此,本發明的範圍並不限定於以下所示之具體例。
<分散液之製備>
將下述表中所記載之種類的化合物A、顏料衍生物、分散樹脂及溶劑分別以下述表中所記載之質量份進行混合,進而加入直徑0.3mm的氧化鋯珠117質量份,並使用塗料攪拌器進行5小時分散處理,藉由過濾分離微珠來製造了分散液。另外,化合物A使用了實施以下的混煉研磨處理之化合物。
(混煉研磨處理條件)
將化合物A10.6質量份、磨碎劑149.4質量份及黏結劑28質量份添加到LABO PLASTOMILL(Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.製造)中,控制溫度以使裝置中的混煉物的溫度達到70℃,並混煉了2小時。磨碎劑使用了中性無水硫酸鈉E(平均粒徑(體積基準的50%直徑(D50))=20μm、MITAJIRI Chemical Industry Co.,Ltd.製造),黏結劑使用了二乙二醇。將混煉研磨後的混煉物用24℃的水20L進行水洗處理而除去磨碎劑及黏結劑,並利用加熱烤箱在80℃下進行了24小時處理。
[表1]
[表2]
上述表中所記載之材料如下。
(化合物A)
A-a-1~A-e-5:在上述之氧碳化合物A的具體例中所示之結構的化合物A-a-1~A-e-5
R-1:NK-5060(HAYASHIBARA CO., LTD.製,花青化合物)
R-2:Excolor TX-EX 708K(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.製,酞菁化合物)
(分散樹脂)
E-1:下述結構的樹脂(酸值=32.3mgKOH/g、胺值=45.0mgKOH/g、重量平均分子量=22900)。在主鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比,在側鏈上所標記之數值表示重複單元的數量。
E-2:下述結構的樹脂(酸值=99.1mgKOH/g、重量平均分子量=38000)。在主鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比,在側鏈上所標記之數值表示重複單元的數量。
E-3:下述結構的樹脂(酸值=87.0mgKOH/g、重量平均分子量=18000)。在主鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比,在側鏈上所標記之數值表示重複單元的數量。
E-4:下述結構的樹脂(酸值=85.0mgKOH/g、重量平均分子量=22000)。在主鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比,在側鏈上所標記之數值表示重複單元的數量。
E-5:下述結構的嵌段型樹脂(胺值=90mgKOH/g、四級銨鹽值=30mgKOH/g、重量平均分子量=9800)。在主鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比。
E-6:下述結構的樹脂(酸值=43mgKOH/g、重量平均分子量=9000)。在側鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比。
[化學式43]
[化學式44]
(顏料衍生物)
F-1~F-7:下述結構的化合物
[化學式45]
(溶劑)
D-1:丙二醇單甲醚乙酸酯
<感光性組成物之製備>
將下述表中所記載之成分分別以下述表中所記載之質量份進行混合而製備出感光性組成物。
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
上述表中所記載之材料如下。
(化合物A)
A-b-9、A-c-3、A-e-6:在上述之氧碳化合物A的具體例中所示之結構的化合物A-b-9、A-c-3、A-e-6
(分散液)
分散液1~79、R1、R2:上述之分散液1~79、R1、R2
(鹼可溶性樹脂)
G-1:下述結構的樹脂(酸值=69.2mgKOH/g、重量平均分子量=10000)。在主鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比。
G-2:下述結構的樹脂(酸值=91.3mgKOH/g、重量平均分子量=41000)。在主鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比。
G-3:下述結構的樹脂(酸值=76.8mgKOH/g、重量平均分子量=17000)。在主鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比。
G-4:下述結構的樹脂(酸值=110mgKOH/g、重量平均分子量=10000)。在主鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比。
G-5:下述結構的樹脂(酸值=184mgKOH/g、重量平均分子量=9700)。在主鏈上所標記之數值表示重複單元的莫耳比。
[化學式46]
(聚合性化合物)
B-1:下述結構的化合物的混合物(左側化合物與右側化合物的莫耳比為7:3)
B-2:下述結構的化合物
B-3:下述結構的化合物的混合物(含有55~63莫耳%的左側化合物)
B-4:下述結構的化合物
[化學式47]
(光聚合起始劑)
C-7、C-8、C-13、C-15:在上述之肟化合物的具體例中所示之結構的化合物C-7、C-8、C-13、C-15
(紫外線吸收劑)
H-1~H-3:下述結構的化合物
[化學式48]
(抗氧化劑)
I-1~I-3:下述結構的化合物
[化學式49]
(添加劑)
L-1~L-3:下述結構的化合物
[化學式50]
(界面活性劑)
J-1:下述結構的化合物(重量平均分子量=14000、下述式中,表示重複單元的比例之%為莫耳%)
[化學式51]
(聚合抑制劑)
K-1:對甲氧基苯酚
(溶劑)
D-1:丙二醇單甲醚乙酸酯
D-2:丙二醇單甲醚
D-3:環戊酮
D-4:3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺
D-5:3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺
<硬化膜之製作>
(實施例1~163,比較例1、2)
使用旋轉塗佈機,將各感光性組成物塗佈於玻璃基板(Corning Incorporated Co.,Ltd.製造的1737)上,以使乾燥後的膜厚成為1.0μm,並使用100℃的加熱板,進行了120秒鐘加熱處理(預烘烤)。接著,使用i射線步進機曝光裝置FPA-3000i5+(Canon Inc.製造),以500mJ/cm2
的曝光量進行了全面曝光。接著,使用顯影液(CD-2060、FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造),在23℃的條件下進行了60秒鐘旋覆浸沒顯影,接著,用純水進行沖洗處理,接著,進行了旋轉乾燥。進而,使用200℃的加熱板進行300秒鐘加熱處理(後烘烤),獲得了硬化膜。
<分光特性的評價>
使用分光光度計(U-4100,Hitachi High-Technologies Corporation.製造),測量了所獲得之硬化膜在400~1100nm的波長範圍內的吸收光譜。測量波長650~1100nm下的最大吸光度(Absλmax),並以下述基準對將最大吸光度設為1時的“400~600nm的平均吸光度”進行了評價。將該吸光度設為1時,400~600nm的吸光度越小,則具有越陡峭的分光形狀,由於兼備可見區域的高透明性和近紅外區域的高屏蔽性,因此可以說分光特性優異。
A:小於0.05
B:0.05以上且小於0.1
C:0.1以上且小於0.2
D:0.2以上且小於0.3
E:0.3以上
<耐光性的評價>
對於所獲得之硬化膜,藉由Xe燈通過紫外線截止濾波器經5小時照射10万勒克司的光之後,藉由色度計MCPD-1000(Otsuka Electronics Co.,Ltd.製造),測量了照射光前後的色差的ΔEab值。ΔEab值小者表示耐光性良好。另外,ΔEab值為依據基於CIE1976(L*,a*,b*)空間表色系統之以下色差公式求出之值(The Color Science Association of Japan編 Handbook of Color Science(1985年)p.266)。
ΔEab={(ΔL*)2
+(Δa*)2
+(Δb*)2
}1/2
A:ΔEab值<2.5
B:2.5≦ΔEab值<5
C:5≦ΔEab值<10
D:10≦ΔEab值<15
E:15≦ΔEab值
<耐濕性的評價>
將所獲得之硬化膜在85℃、相對濕度為95%的高溫高濕下放置1000小時而進行了耐濕試驗。關於耐濕試驗前後的每一個硬化膜,使用分光光度計(U-4100、Hitachi High-Technologies Corporation.製造),測量波長650~1100nm下的最大吸光度(Absλmax)和波長400~650nm下的最小吸光度(Absλmin),並求出了由“Absλmax/Absλmin”表示之吸光度比。
以下述基準,對由|{(耐濕試驗前的膜的吸光度比-耐濕試驗後的膜的吸光度比)/耐濕試驗前的膜的吸光度比}×100|(%)表示之吸光度比變化率進行了評價。將結果示於以下表中。
A:吸光度比變化率≦2%
B:2%<吸光度比變化率≦4%
C:4%<吸光度比變化率≦7%
D:7%<吸光度比變化率≦10%
E:10%<吸光度比變化率
<光微影性的評價>
利用旋塗法將感光性組成物塗佈於附底塗層之矽晶圓上,以使塗佈後的膜厚成為0.7μm,然後用加熱板在100℃下加熱2分鐘而獲得了組成物層。接著,使用i射線步進機曝光裝置FPA-3000i5+(Canon Inc.製造),隔著具有1.1μm見方的拜耳圖案之遮罩,對所獲得之組成物層進行了曝光(曝光量選擇成為線寬1.1μm之最佳曝光量)。接著,使用氫氧化四甲基氫氧化銨(TMAH)0.3質量%水溶液,對曝光後的組成物層在23℃的條件下進行了60秒鐘旋覆浸沒顯影。然後,利用旋轉噴淋進行沖洗,進而用純水進行水洗,從而獲得了圖案。對所獲得之圖案的基底上殘留之殘渣的量,藉由圖像的二值化處理,以下述基準進行了評價。
A:殘渣量為基底總面積的1%以下
B:殘渣量超過基底總面積的1%且為3%以下
C:殘渣量超過基底總面積的3%
<曝光時光譜變化的評價>
在上述之硬化膜的製作中,使用分光光度計(U-4100,Hitachi High-Technologies Corporation.製造),對曝光前後的各個膜測量波長650~1100nm下的最大吸光度(Absλmax),
以下述基準對由|{(曝光前的膜的吸光度-曝光後的膜的吸光度)/曝光前的膜的吸光度}×100|(%)表示之吸光度變化率進行了評價。
A:吸光度變化率≦2%
B:2%<吸光度變化率≦4%
C:4%<吸光度變化率≦7%
D:7%<吸光度變化率≦10%
E:10%<吸光度變化率
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
如上述表所示,實施例的感光性組成物的光微影性良好。
又,作為氧碳化合物A,使用具有由上述之式(1)表示之基團之化合物A-b-1~A-b-11、A-c-1~A-c-9之實施例9~18、31~35、37~45、49~56、61~70、76~81、85~92、97~102、106~109、112~119、124~129、133~136、152~159能夠形成耐濕性優異之硬化膜。
又,作為氧碳化合物A,使用具有由上述之式(10)表示之基團之化合物A-e-1~A-e-6之實施例26~30、32~33、36、38~39、46~48、57~60、71~75、82~84、93~96、103~105、110~111、120~123、130~132、137~138能夠形成耐光性優異之硬化膜。
又,作為氧碳化合物A,使用具有由上述之式(1)或式(10)表示之基團之化合物A-b-1~A-b-11、A-c-1~A-c-9、A-e-1~A-e-6之實施例的曝光時的光譜變化小。
<分散液保存穩定性的評價>
(實施例201~224)
對剛製造後的分散液的黏度進行了測量。將測量了黏度之分散液在45℃的恆溫槽中保管72小時之後,測量了黏度。另外,將分散液的溫度調節為23℃而測量了黏度。由以下計算式算出增黏率,評價了保存穩定性。
增黏率(%)=((在45℃的恆溫槽中保管72小時後的分散液的黏度/剛製造後的分散液的黏度)-1)×100
A:組成物的增黏率為5%以下。
B:組成物的增黏率超過5%且為7%以下。
C:組成物的增黏率超過7%且為10%以下。
D:組成物的增黏率超過10%且為15%以下。
E:組成物的增黏率超過15%。
[表13]
如上述表所示,使用酸值為80mgKOH/g以上的酸性分散劑E-2~E-4或聚亞胺系分散劑E-1之分散液14、17、30、34~44、47~48、51~52(實施例201~214、217~218、221~222)的保存穩定性優異。又,使用化合物A的具有部分結構之顏料衍生物F-2~F-7之分散液35~36、38~39、41~42、44、48、52(實施例205~206、208~209、211~212、214、218、222)的保存穩定性尤其優異。
<耐溶劑性的評價>
(實施例301~330)
將上述中製作之硬化膜浸漬於環己酮中1小時而進行了耐溶劑性試驗。使用分光光度計(U-4100,Hitachi High-Technologies Corporation.製造),對耐溶劑性試驗前後的各個膜測量波長650~1100nm下的最大吸光度(Absλmax),
以下述基準對由|{(耐溶劑性試驗前的膜的吸光度-耐溶劑試驗後的膜的吸光度)/耐溶劑試驗前的膜的吸光度}×100|(%)表示之吸光度變化率進行了評價。
A:吸光度比變化率≦2%
B:2%<吸光度比變化率≦4%
C:4%<吸光度比變化率≦7%
D:7%<吸光度比變化率≦10%
E:10%<吸光度比變化率
[表14]
如上述表所示,使用包含在側鏈上具有乙烯性不飽和鍵基之重複單元之鹼可溶性樹脂G-1、G-2之實施例301~316、320~321、325~326、330能夠形成耐溶劑性優異之硬化膜。又,使用包含在側鏈上具有乙烯性不飽和鍵基之重複單元之分散劑E-3、E-4之實施例304~305、308~309、312~313能夠形成耐溶劑性尤其優異之硬化膜。
110:固體攝像元件
111:近紅外線截止濾波器
112:濾色器
114:近紅外線透射濾波器
115:微透鏡
116:平坦化層
hv:入射光
圖1係表示紅外線感測器的一實施形態之概略圖。
無。
Claims (21)
- 一種近紅外線吸收性感光性組成物,其包含由下述式(CR1)表示之化合物、聚合性化合物、光聚合起始劑及溶劑,
- 一種近紅外線吸收性感光性組成物,其包含由下述式(SQ2)表示之化合物、聚合性化合物、光聚合起始劑及溶劑,
- 一種近紅外線吸收性感光性組成物,其包含由下述式(SQ4)表示之化合物、聚合性化合物、光聚合起始劑及溶劑,
- 一種近紅外線吸收性感光性組成物,其包含選自由下述式(SQ6)表示之化合物及由式(SQ7)表示之化合物之至少一種、聚合性化合物、光聚合起始劑及溶劑,
- 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其還包含樹脂。
- 如申請專利範圍第10項所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其中該樹脂包含具有酸基之樹脂。
- 如申請專利範圍第11項所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其中相對於該聚合性化合物的100質量份,包含10質量份~1000質量份的該具有酸基之樹脂。
- 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之近紅外線吸收性感光性組成物,其還包含顏料衍生物。
- 一種硬化膜,其由申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述之近紅外線吸收性感光性組成物獲得。
- 一種濾光器,其具有申請專利範圍第14項所述之硬化膜。
- 如申請專利範圍第15項所述之濾光器,其為近紅外線截止濾波器或近紅外線透射濾波器。
- 一種圖案形成方法,其包括: 使用申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述之近紅外線吸收性感光性組成物在支撐體上形成組成物層之製程;將該組成物層曝光成圖案狀之製程;及顯影去除該組成物層的未曝光部之製程。
- 一種積層體,其具有申請專利範圍第14項所述之硬化膜和包含彩色著色劑之濾色器。
- 一種固體攝像元件,其具有申請專利範圍第14項所述之硬化膜。
- 一種圖像顯示裝置,其具有申請專利範圍第14項所述之硬化膜。
- 一種紅外線感測器,其具有申請專利範圍第14項所述之硬化膜。
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