CN115052936B - 着色组合物、膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种着色组合物,其包含含有黄色着色剂的着色剂、树脂及溶剂,所述着色组合物中,着色剂中的黄色着色剂的含量为30质量%以上,黄色着色剂包含15质量%以上的偶氮甲碱金属络合物。本发明还提供一种使用所述着色组合物而成的膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种包含黄色着色剂的着色组合物。并且,本发明涉及一种使用着色组合物而成的膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置。
背景技术
近年来,随着数码相机、带有相机的移动电话等的普及,电荷耦合元件(CCD)影像传感器等固体摄像元件的需求大幅增加。作为显示器或光学元件的核心装置,使用滤色器。滤色器通常具备红色、绿色及蓝色这3原色的像素,并发挥将光透射分解成3原色的作用。
滤色器的各色的着色像素使用包含着色剂的着色组合物来制造。在专利文献1中记载有一种滤色器用着色组合物,其至少由颜料、聚合物及溶剂构成,所述滤色器用着色组合物中,颜料成分中的黄色颜料的含量为30重量%以上,黄色颜料为选自喹酞酮系颜料、异吲哚啉系颜料、异吲哚啉酮系颜料、镍偶氮络合物系颜料、次甲基·偶氮甲碱系颜料中的1种类以上,并且黄色颜料的比表面积为70m2/g以上。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-188120号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
近年来,关于具备滤色器等滤光器的器件,长期可靠性的要求日益增加。因此,针对用于滤光器的膜,也要求长期可靠性优异的膜。
另一方面,在使用包含着色剂的着色组合物来形成像素并且在高温高湿度的环境下长期暴露包含这样的像素的滤光器的情况下,有时像素中所包含的着色剂等成分会移动到与所述像素相邻的构件(其他颜色的像素等)。因此,就以往已知的着色组合物而言,对于所获得的膜的长期可靠性不足,并且尚有改善的余地。
并且,根据本发明人的研究可知,关于使用专利文献1的实施例中所记载的着色组合物来获得的膜,长期可靠性不足,并且尚有改善的余地。
本发明的目的在于提供一种能够形成长期可靠性优异的膜的着色组合物。并且,提供一种使用着色组合物而成的膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
根据本发明人的探讨,发现了通过后述的着色组合物能够实现上述目的,从而完成了本发明。由此,本发明提供以下内容。
<1>一种着色组合物,其包含含有黄色着色剂的着色剂、树脂及溶剂,
上述着色剂中的黄色着色剂的含量为30质量%以上,
上述黄色着色剂包含15质量%以上的偶氮甲碱金属络合物。
<2>根据<1>所述的着色组合物,其中,
上述黄色着色剂中的喹酞酮化合物的含量小于50质量%。
<3>根据<1>或<2>所述的着色组合物,其中,
上述偶氮甲碱金属络合物包含选自偶氮甲碱铜络合物及偶氮甲碱锌络合物中的至少1种。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的着色组合物,其中,
上述着色剂包含选自绿色着色剂及红色着色剂中的至少1种。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的着色组合物,其中,
上述着色剂包含绿色着色剂,上述绿色着色剂包含酞菁化合物。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的着色组合物,其中,
在使用上述着色组合物形成厚度0.65μm的膜时,上述膜的透光率成为50%的波长存在于470~520nm的波长范围内。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的着色组合物,其还包含聚合性化合物及光聚合引发剂。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的着色组合物,其用于滤色器或用于红外线透射滤波器。
<9>一种膜,其是由<1>至<8>中任一项所述的着色组合物得到的。
<10>一种滤光器,其具有<9>所述的膜。
<11>一种固体摄像元件,其具有<9>所述的膜。
<12>一种图像显示装置,其具有<9>所述的膜。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够形成长期可靠性优异的膜的着色组合物。并且,能够提供一种使用着色组合物而成的膜、滤光器、固体摄像元件及图像显示装置。
具体实施方式
以下,对本发明的内容进行详细说明。
本说明书中,“~”是以将记载于其前后的数值作为下限值及上限值而包含的含义来使用。
本说明书中的基团(原子团)的标记中,未标有经取代及未取代的标记包含不具有取代基的基团(原子团),并且也包含具有取代基的基团(原子团)。例如,“烷基”不仅包含不具有取代基的烷基(未取代的烷基),而且还包含具有取代基的烷基(经取代的烷基)。
本说明书中,“曝光”只要没有特别指定,不仅包含使用光的曝光,而且使用电子束、离子束等粒子束的描绘也包含于曝光中。并且,作为曝光中所使用的光,可举出汞灯的明线光谱、以准分子激光为代表的远紫外线、极紫外线(EUV光)、X射线、电子束等活化光线或放射线。
本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯两者或任一者,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸两者或任一者,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基两者或任一者。
本说明书中,结构式中的Me表示甲基,Et表示乙基,Bu表示丁基,Ph表示苯基。
本说明书中,重均分子量及数均分子量为通过GPC(凝胶渗透色谱)法测量出的聚苯乙烯换算值。
本说明书中,总固体成分是指从组合物的所有成分中去除溶剂的成分的总质量。
本说明书中,颜料是指难以溶解于溶剂中的化合物。
本说明书中,“工序”这一用语,不仅包含独立的工序,而且即使在无法与其他工序明确地进行区分的情况下,只要发挥该工序的所期待的作用,则也包含于本用语中。
<着色组合物>
本发明的着色组合物为包含含有黄色着色剂的着色剂、树脂及溶剂的着色组合物,所述着色组合物的特征在于,
着色剂中的黄色着色剂的含量为30质量%以上,
黄色着色剂包含15质量%以上的偶氮甲碱金属络合物。
即使在使用本发明的着色组合物而获得的膜在高温高湿的环境下长期暴露的情况下,也能够抑制膜中所包含的着色剂移动到相邻的像素等,并且长期可靠性优异。获得这样的效果的详细的理由虽不明确,但是可推测通过使用着色剂中的黄色着色剂的含量为30质量%以上且作为黄色着色剂包含15质量%以上的偶氮甲碱金属络合物的组合物,能够形成膜密度高的膜,其结果可推测其原因在于,即使在高温高湿的环境下暴露膜的情况下也能够抑制膜的膨胀等。并且,可推测,偶氮甲碱金属络合物也容易与除了膜中所包含的偶氮甲碱金属络合物以外的着色剂或除了着色剂以外的成分相互作用,通过偶氮甲碱金属络合物与膜中的成分的强的相互作用,能够抑制着色剂的移动等。通过这样的理由,可推测本发明的着色组合物能够形成长期可靠性优异的膜。
本发明的着色组合物可适当地用作滤色器用或红外线透射滤波器用着色组合物。更具体而言,能够适当地用作滤色器的像素形成用着色组合物或红外线透射滤波器形成用着色组合物,能够更适当地用作滤色器的像素形成用着色组合物。
在使用本发明的着色组合物来形成厚度0.65μm的膜时,膜的透光率成为50%的波长优选存在于470~520nm的波长范围内,更优选存在于475~520nm的波长范围内,进一步优选存在于480~520nm的波长范围内。其中,透光率成为50%的波长优选分别存在于470~520nm的波长范围内及575~625nm的波长范围内。在该方式中,透光率成为50%的短波长侧的波长优选存在于475~520nm的波长范围内,更优选存在于480~520nm的波长范围内。并且,透光率成为50%的长波长侧的波长优选存在于580~620nm的波长范围内,更优选存在于585~615nm的波长范围内。能够形成具有这样的光谱特性的膜的着色组合物可适当地用作滤色器的绿色像素形成用着色组合物。
以下,对本发明的着色组合物中所使用的各成分进行说明。
《着色剂》
本发明的着色组合物含有包含黄色着色剂的着色剂。作为黄色着色剂,可使用含有偶氮甲碱金属络合物的黄色着色剂。
从容易形成长期可靠性更优异的膜的理由考虑,黄色着色剂中所使用的偶氮甲碱金属络合物优选为颜料。即,黄色着色剂中所使用的偶氮甲碱金属络合物优选为偶氮甲碱金属络合物黄色颜料。并且,从容易形成长期可靠性更优异的膜的理由考虑,偶氮甲碱金属络合物优选包含选自偶氮甲碱铜络合物及偶氮甲碱锌络合物中的至少1种,更优选包含偶氮甲碱铜络合物。偶氮甲碱金属络合物可以仅为一种,也可以并用2种以上。并且,在并用2种以上的偶氮甲碱金属络合物的情况下,2种以上的偶氮甲碱金属络合物彼此也可以形成混晶(固溶体)。
作为偶氮甲碱铜络合物,可举出比色指数(C.I.)颜料黄117、129等。C.I.颜料黄117为由下述式(ACu-2)表示的化合物,C.I.颜料黄129为由下述式(ACu-1)表示的化合物。
[化学式1]
作为偶氮甲碱锌络合物,可举出由式(AZn-1)表示的化合物、由式(AZn-2)表示的化合物等。
[化学式2]
式(AZn-2)中,X1及X2分别独立地表示氢原子、卤原子或烷氧基。
作为X1及X2所表示的卤原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,优选为氯原子或溴原子,更优选为氯原子。
作为X1及X2所表示的烷氧基,可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、均丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、1-甲基丁氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、1,1-二甲基丙氧基、1,2-二甲基丙氧基、2,2-二甲基丙氧基、1-乙基丙氧基、己氧基、1-甲基戊氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、4-甲基戊氧基、1,1-二甲基丁氧基、1,2-二甲基丁氧基、1,3-二甲基丁氧基、2,2-二甲基丁氧基、2,3-二甲基丁氧基、3,3-二甲基丁氧基、1-乙基丁氧基、2-乙基丁氧基、1,1,2-三甲基丙氧基、1,2,2-三甲基丙氧基、1-乙基-1-甲基丙氧基、1-乙基-2-甲基丙氧基等。其中,作为适当的例子可举出碳原子数1~8的烷氧基。
作为由式(AZn-2)表示的化合物的具体例,可举出以下所示的结构的化合物。
[化学式3]
并且,作为偶氮甲碱金属络合物,优选使用由式(ACu-1)表示的化合物与由式(AZn-1)表示的化合物的混合物或混晶(固溶体)。根据该方式,色值提高,并且能够提高相同含量下的遮光性能。作为上述混合物或混晶(固溶体),相对于由式(ACu-1)表示的化合物的100质量份优选包含10~900质量份的由式(AZn-1)表示的化合物,更优选包含25~400质量份。
本发明的着色组合物中所使用的着色剂还可以包含除了偶氮甲碱金属络合物以外的黄色着色剂。通过还包含除了偶氮甲碱金属络合物以外的黄色着色剂,可以获得光谱特性更优异的滤光器。
作为除了偶氮甲碱金属络合物以外的黄色着色剂,可举出偶氮化合物、异吲哚啉化合物、蝶啶基化合物及喹酞酮化合物,从容易获得光谱特性及耐光性优异的膜的理由考虑,优选为偶氮化合物、异吲哚啉化合物、蝶啶基化合物,更优选为偶氮化合物、异吲哚啉化合物。并且,从容易获得光谱特性及耐光性优异的膜的理由考虑,用作黄色着色剂的偶氮化合物优选为偶氮金属络合物。
作为除了偶氮甲碱金属络合物以外的黄色着色剂的具体例,可举出C.I.颜料黄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、118、119、120、123、125、126、127、128、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、215、228、231、232(次甲基系)、233(喹啉系)、234(胺基酮系)、235(胺基酮系)、236(胺基酮系)等黄色颜料。
并且,作为除了偶氮甲碱金属络合物以外的黄色着色剂,也能够使用日本特开2017-201003号公报中所记载的化合物、日本特开2017-197719号公报中所记载的化合物、日本特开2017-171912号公报的0011~0062、0137~0276段中所记载的化合物、日本特开2017-171913号公报的0010~0062、0138~0295段中所记载的化合物、日本特开2017-171914号公报的0011~0062、0139~0190段中所记载的化合物、日本特开2017-171915号公报的0010~0065、0142~0222段中所记载的化合物、日本特开2013-054339号公报的0011~0034段中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2014-026228号公报的0013~0058段中所记载的喹酞酮化合物、日本特开2018-062644号公报中所记载的异吲哚啉化合物、日本特开2018-203798号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2018-062578号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本专利第6432076号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2018-155881号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2018-111757号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2018-040835号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2017-197640号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2016-145282号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2014-085565号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2014-021139号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2013-209614号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2013-209435号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2013-181015号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2013-061622号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2013-032486号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2012-226110号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2008-074987号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2008-081565号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2008-074986号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2008-074985号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2008-050420号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2008-031281号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特公昭48-032765号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2019-008014号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本专利第6607427号公报中所记载的喹啉黄化合物、日本特开2019-073695号公报中所记载的次甲基染料、日本特开2019-073696号公报中所记载的次甲基染料、日本特开2019-073697号公报中所记载的次甲基染料、日本特开2019-073698号公报所记载的次甲基染料。并且,从提高色值的观点考虑,也可适当地使用对这些化合物进行多聚体化而获得的化合物。
作为除了偶氮甲碱金属络合物以外的黄色着色剂,优选为C.I.颜料黄129、139、150、185,更优选为C.I.颜料黄150。
本发明的着色组合物中所包含的着色剂中还能够含有除了黄色着色剂以外的其他色相的着色剂。作为所并用的其他色相的着色剂,可举出绿色着色剂、红色着色剂、紫色着色剂、蓝色着色剂、橙色着色剂等彩色着色剂、黑色着色剂等。作为其他色相的着色剂,优选为选自绿色着色剂、红色着色剂及橙色着色剂中的至少1种,进一步优选为选自绿色着色剂及红色着色剂中的至少1种。其他着色剂可以为颜料,也可以为染料,但优选为颜料。在作为其他着色剂使用颜料的情况下,通过作为其他着色剂的颜料与作为黄色着色剂的偶氮甲碱金属络合物的相互作用,能够更有效地抑制膜中所包含的着色剂移动到相邻的像素等从而能够形成长期可靠性更优异的膜。作为其他着色剂,在使用绿色颜料的情况下,这样的效果显著,其中,在作为绿色颜料使用了酞菁化合物的情况下,可发挥最显著的效果。
作为红色着色剂,可举出二酮吡咯并吡咯化合物、蒽醌化合物、偶氮化合物、萘酚化合物、偶氮甲碱化合物、呫吨化合物、喹吖啶酮化合物、苝化合物、硫靛化合物等,从容易形成长期可靠性更优异的膜的理由考虑,优选为二酮吡咯并吡咯化合物、蒽醌化合物、偶氮化合物,更优选为二酮吡咯并吡咯化合物。并且,红色着色剂优选为颜料。
作为红色着色剂的具体例,可举出C.I.颜料红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、269、270、272、279、291、294、295、296、297等红色颜料。并且,作为红色着色剂,也能够使用日本特开2017-201384号公报中所记载的在结构中至少一个溴原子被取代的二酮吡咯并吡咯化合物、日本专利第6248838号的0016~0022段中所记载的二酮吡咯并吡咯化合物、国际公开第2012/102399号中所记载的二酮吡咯并吡咯化合物、国际公开第2012/117965号中所记载的二酮吡咯并吡咯化合物、日本特开2012-229344号公报中所记载的萘酚偶氮化合物、日本专利第6516119号公报中所记载的红色着色剂、日本专利第6525101号公报中所记载的红色着色剂等。并且,作为红色着色剂,也能够使用具有如下结构的化合物,所述结构是将键合有氧原子、硫原子或氮原子的基团导入到芳环而得的芳环基键合于二酮吡咯并吡咯骨架而成。
作为红色着色剂,优选为C.I.颜料红122、177、254、255、264、269、27,更优选为C.I.颜料红254、264、272,进一步优选为C.I.颜料红254、264。
作为绿色着色剂,可举出酞菁化合物、方酸化合物等,从容易形成长期可靠性更优异的膜的理由考虑,优选为酞菁化合物。并且,绿色着色剂优选为颜料。
作为绿色着色剂的具体例,可举出C.I.颜料绿7、10、36、37、58、59、62、63、64、65、66等绿色颜料。并且,作为绿色着色剂,也能够使用一分子中的卤原子数平均为10~14个、溴原子数平均为8~12个、氯原子数平均为2~5个的卤化锌酞菁颜料。作为具体例,可举出国际公开第2015/118720号公报中所记载的化合物。并且,作为绿色着色剂,能够使用中国专利申请第106909027号说明书中所记载的化合物、国际公开第2012/102395号中所记载的作为配位体具有磷酸酯的酞菁化合物、日本特开2019-008014号公报中所记载的酞菁化合物、日本特开2018-180023号公报中所记载的酞菁化合物、日本特开2019-038958号公报中所记载的化合物、国际公开第2019/167589号的0141~0151段中所记载的方酸化合物等。
作为绿色着色剂,优选为C.I.颜料绿7、36、58、62、63,更优选为C.I.颜料绿36、58。
作为橙色着色剂的具体例,可举出C.I.颜料橙2、5、13、16、17:1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71、73等橙色颜料。
作为紫色着色剂的具体例,可举出C.I.颜料紫1、19、23、27、32、37、42、60、61等紫色颜料。
作为蓝色着色剂的具体例,可举出C.I.颜料蓝1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、29、60、64、66、79、80、87、88等蓝色颜料。
作为黑色着色剂,可举出双苯并呋喃酮化合物、偶氮甲碱化合物、苝化合物、偶氮化合物等,优选为双苯并呋喃酮化合物、苝化合物。作为双苯并呋喃酮化合物,可举出日本特表2010-534726号公报、日本特表2012-515233号公报、日本特表2012-515234号公报等中所记载的化合物,例如能够作为BASF公司制造的“Irgaphor Black”而获得。作为苝化合物,可举出日本特开2017-226821号公报的0016~0020段中所记载的化合物、C.I.PigmentBlack 31、32等。作为偶氮甲碱化合物,可举出日本特开平01-170601号公报、日本特开平02-034664号公报等中所记载的化合物,例如能够作为Dainichiseika Color&ChemicalsMfg.Co.,Ltd.制“酞青黑A1103”而获得。
在本发明的着色组合物包含绿色着色剂的情况下,可适当地用作滤色器的绿色像素形成用着色组合物。并且,在本发明的着色组合物包含红色着色剂的情况下,可适当地用作滤色器的红色像素形成用着色组合物。
并且,着色组合物中所包含的着色剂包含2种以上的彩色着色剂并且可以由2种以上的彩色着色剂的组合形成黑色。这样的着色组合物可适当地用作红外线透射滤波器形成用着色组合物。作为由2种以上的彩色着色剂的组合形成黑色时的彩色着色剂的组合可举出以下。
(1)含有红色着色剂、蓝色着色剂及黄色着色剂的方式。
(2)含有红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂及紫色着色剂的方式。
(3)含有红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂、紫色着色剂及绿色着色剂的方式。
(4)含有红色着色剂、蓝色着色剂、黄色着色剂及绿色着色剂的方式。
(5)含有黄色着色剂及紫色着色剂的方式。
着色组合物的总固体成分中的着色剂的含量优选为40质量%以上,更优选为50质量%以上,进一步优选为55质量%以上。上限优选为80质量%以下,更优选为75质量%以下,进一步优选为70质量%以下。
着色剂中的黄色着色剂的含量为30质量%以上,从提高与蓝色像素的色分离性的理由考虑,优选为33质量%以上,更优选为35质量%以上。上限也能够设为100质量%,也能够设为95质量%以下,还能够设为90质量%以下。
并且,黄色着色剂中的偶氮甲碱金属络合物的含量为15质量%以上,优选为15.5质量%以上,更优选为16质量%以上。上限也能够设为100质量%,也能够设为95质量%以中下,还能够设为90质量%以下。
并且,从耐光性的观点考虑,黄色着色剂中的喹啉黄化合物的含量优选小于50质量%,更优选为40质量%以下,进一步优选为30质量%以下,特别优选实质上不含有。另外,在本说明书中,黄色着色剂中实质上不含有喹啉黄化合物的情况是指黄色着色剂中的喹啉黄化合物的含量为0.1质量%以下,优选为0.05质量%以下,更优选为0.01质量%以下,特别优选不含有喹啉黄化合物。
着色组合物的总固体成分中的偶氮甲碱金属络合物的含量优选为3质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。上限优选为80质量%以下,更优选为75质量%以下,进一步优选为70质量%以下。
在将本发明的着色组合物用作滤色器的绿色像素形成用着色组合物的情况下,着色剂优选使用包含黄色着色剂及绿色着色剂的着色剂。并且,黄色着色剂与绿色着色剂的质量比优选为黄色着色剂∶绿色着色剂=30∶70~70∶30,更优选为30∶70~60∶40,进一步优选为30∶70~50∶50。
并且,偶氮甲碱金属络合物的含量相对于绿色着色剂的100质量份优选为3质量份以上,更优选为5质量份以上,进一步优选为10质量份以上。
并且,偶氮甲碱金属络合物的含量相对于酞菁化合物的100质量份优选为3质量份以上,更优选为5质量份以上,进一步优选为10质量份以上。
在将本发明的着色组合物用作滤色器的红色像素形成用着色组合物的情况下,着色剂优选使用包含黄色着色剂及红色着色剂的着色剂。并且,黄色着色剂与红色着色剂的质量比优选为黄色着色剂∶红色着色剂=30∶70~70∶30,更优选为30∶70~60∶40,进一步优选为30∶70~50∶50。
并且,偶氮甲碱金属络合物的含量相对于红色着色剂的100质量份优选为3质量份以上,更优选为5质量份以上,进一步优选为10质量份以上。
并且,偶氮甲碱金属络合物的含量相对于二酮吡咯并吡咯化合物的100质量份优选为3质量份以上,更优选为5质量份以上,进一步优选为10质量份以上。
《树脂》
本发明的着色组合物含有树脂。树脂例如以将颜料等分散于着色组合物中的用途或粘接剂的用途进行掺合。另外,将主要为了将颜料等分散于着色组合物中而使用的树脂称为分散剂。但是,树脂的这些用途为一例,也能够以这些用途以外的目的使用树脂。
树脂的重均分子量(Mw)优选为2000~2000000。上限优选为1000000以下,更优选为500000以下。下限优选为3000以上,更优选为5000以上。
作为树脂,可举出(甲基)丙烯酸树脂、环氧树脂、烯-硫醇树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚树脂、聚芳酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯撑树脂、聚芳醚膦氧化物树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰业胺树脂、聚烯烃树脂、环状烯烃树脂、聚酯树脂、苯乙烯树脂等。可以从这些树脂中单独使用1种,也可以将2种以上混合使用。
本发明的着色组合物优选包含具有酸根的树脂。作为酸根,例如可举出羧基、磷酸根、磺酸根、苯酚性羟基等。这些酸根可以仅为1种,也可以为2种以上。具有酸根的树脂也能够用作分散剂。通过本发明的着色组合物含有具有酸根的树脂,能够通过碱性显影形成所期望的图案。具有酸根的树脂的酸值优选为30~500mgKOH/g。下限优选为50mgKOH/g以上,更优选为70mgKOH/g以上。上限优选为400mgKOH/g以下,更优选为200mgKOH/g以下,进一步优选为150mgKOH/g以下,最优选为120mgKOH/g以下。
本发明的着色组合物优选包含具有碱性基的树脂。具有碱性基的树脂优选为包含在侧链上具有碱性基的重复单元的树脂,更优选为具有在侧链上具有碱性基的重复单元及不包含碱性基的重复单元的共聚物,进一步优选为具有在侧链上具有碱性基的重复单元及不包含碱性基的重复单元的嵌段共聚物。具有碱性基的树脂也能够用作分散剂。具有碱性基的树脂的胺值优选为5~300mgKOH/g。下限优选为10mgKOH/g以上,更优选为20mgKOH/g以上。上限优选为200mg KOH/g以下,更优选为100mgKOH/g以下。作为具有碱性基的树脂中所包含的碱性基,可举出由下述式(a-1)表示的基团、由下述式(a-2)表示的基团等。
[化学式4]
式(a-1)中,Ra1及Ra2分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,Ra1与Ra2可以键合而形成环;
式(a-2)中,Ra11表示氢原子、羟基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、酰基或氧自由基,Ra12~Ra19分别独立地表示氢原子、烷基或芳基。
Ra1、Ra2、Ra11~Ra19所表示的烷基的碳原子数优选为1~30,更优选为1~15,进一步优选为1~8,特别优选为1~5。烷基可以为直链、支链、环状中的任一种,优选为直链或支链,更优选为直链。烷基可以具有取代基。
Ra1、Ra2、Ra11~Ra19所表示的芳基的碳原子数优选为6~30,更优选为6~20,进一步优选为6~12。芳基可以具有取代基。
Ra11所表示的烷氧基的碳原子数优选为1~30,更优选为1~15,进一步优选为1~8,特别优选为1~5。烷氧基可以具有取代基。
Ra11所表示的芳氧基的碳原子数优选为6~30,更优选为6~20,进一步优选为6~12。芳氧基可以具有取代基。
Ra11所表示的酰基的碳原子数优选为2~30,更优选为2~20,进一步优选为2~12。酰基可以具有取代基。
作为具有碱性基的树脂的市售品,可举出DISPERBYK-161、162、163、164、166、167、168、174、182、183、184、185、2000、2001、2050、2150、2163、2164、BYK-LPN6919(以上为BYKJapan KK制造)、SOLSPERSE11200、13240、13650、13940、24000、26000、28000、32000、32500、32550、32600、33000、34750、35100、35200、37500、38500、39000、53095、56000、7100(以上为Lubrizol Japan Limited.制造)、Efka PX 4300、4330、4046、4060、4080(以上为BASF公司制造)等。并且,具有碱性基的树脂也能够使用日本特开2014-219665号公报的0063~0112段中所记载的嵌段共聚物(B)、日本特开2018-156021号公报的0046~0076段中所记载的嵌段共聚物Al,这些内容被编入本说明书中。
本发明的着色组合物优选分别包含具有酸根的树脂及具有碱性基的树脂。根据该方式,能够更提高着色组合物的保存稳定性。并用具有酸根的树脂及具有碱性基的树脂的情况下,具有碱性基的树脂的含量相对于具有酸根的树脂的100质量份优选为20~500质量份,更优选为30~300质量份,进一步优选为50~200质量份。
作为树脂,优选含有包含来自于由下述式(ED1)表示的化合物及/或由下述式(ED2)表示的化合物(以下,有时将这些化合物也称为“醚二聚物”。)的重复单元的树脂。
[化学式5]
式(ED1)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~25的烃基。
[化学式6]
式(ED2)中,R表示氢原子或碳原子数1~30的有机基团。作为式(ED2)的具体例,能够参考日本特开2010-168539号公报的记载。
关于醚二聚物的具体例,能够参考日本特开2013-029760号公报的0317段,该内容被编入本说明书中。
作为树脂,优选含有包含具有聚合性基的重复单元的树脂。
作为树脂,优选含有包含来自于由式(X)表示的化合物的重复单元的树脂。
[化学式7]
式中,R1表示氢原子或甲基,R21及R22分别独立地表示亚烷基,n表示0~15的整数。R21及R22所表示的亚烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~5,进一步优选为1~3,特别优选为2或3。n表示0~15的整数,优选为0~5的整数,更优选为0~4的整数,进一步优选为0~3的整数。
作为由式(X)表示的化合物,可举出对枯基苯酚的环氧乙烷或环氧丙烷改性(甲基)丙烯酸酯等。作为市售品,可举出ARONIX M-110(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)等。
作为树脂,优选包含具有芳香族羧基的树脂(以下,也称为树脂Ac)。树脂Ac中,芳香族羧基可以包含在重复单元的主链上,也可以包含在重复单元的侧链上。芳香族羧基优选包含于重复单元的主链上。另外,本说明书中,芳香族羧基是指在芳环键合1个以上羧基的结构的基团。芳香族羧基中,与芳环键合而成的羧基的数优选为1~4个,更优选为1~2个。
树脂Ac优选为包含选自由式(Ac-1)表示的重复单元及由式(Ac-2)表示的重复单元中的至少1种重复单元的树脂。
[化学式8]
式(Ac-1)中,Ar1表示包含芳香族羧基的基团,L1表示-COO-或-CONH-,L2表示2价的连结基团。
式(Ac-2)中,Ar10表示包含芳香族羧基的基团,L11表示-COO-或-CONH-,L12表示3价的连结基团,P10表示聚合物链。
作为式(Ac-1)中Ar1所表示的包含芳香族羧基的基团,可举出来自于芳香族三羧酸酐的结构、来自于芳香族四羧酸酐的结构等。作为芳香族三羧酸酐及芳香族四羧酸酐,可举出下述结构的化合物。
[化学式9]
上述式中,Q1表示单键、-O-、-CO-、-COOCH2CH2OCO-、-SO2-、-C(CF3)2-、由下述式(Q-1)表示的基团或由下述式(Q-2)表示的基团。
[化学式10]
作为Ar1所表示的包含芳香族羧基的基团的具体例,可举出由式(Ar-11)表示的基团、由式(Ar-12)表示的基团、由式(Ar-13)表示的基团等。
[化学式11]
式(Ar-11)中,n1表示1~4的整数,优选为1或2,更优选为2。
式(Ar-12)中,n2表示1~8的整数,优选为1~4的整数,更优选为1或2,进一步优选为2。
式(Ar-13)中,n3及n4分别独立地表示0~4的整数,优选为0~2的整数,更优选为1或2,进一步优选为1。其中,n3及n4的至少一个为1以上的整数。
式(Ar-13)中,Q1表示单键、-O-、-CO-、-COOCH2CH2OCO-、-SO2-、-C(CF3)2-、由上述式(Q-1)表示的基团或由上述式(Q-2)表示的基团。
式(Ac-1)中,L1表示-COO-或-CONH-,优选表示-COO-。
作为式(Ac-1)中L2所表示的2价的连结基团,可举出亚烷基、亚芳基、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-S-及组合这些中的2种以上而成的基团。亚烷基的碳原子数优选为1~30,更优选为1~20,进一步优选为1~15。亚烷基可以为直链、支链、环状中的任一种。亚芳基的碳原子数优选为6~30,更优选为6~20,进一步优选为6~10。亚烷基及亚芳基可以具有取代基。作为取代基,可举出羟基等。L2所表示的2价的连结基团优选为由-O-L2a-O-表示的基团。L2a可举出业烷基;业芳基;组合业烷基与业芳基而成的基团;组合选自亚烷基及亚芳基中的至少1种与选自-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-及-S-中的至少1种而成的基团等。亚烷基的碳原子数优选为1~30,更优选为1~20,进一步优选为1~15。亚烷基可以为直链、支链、环状中的任一种。亚烷基及亚芳基可以具有取代基。作为取代基,可举出羟基等。
作为式(Ac-2)中Ar10所表示的包含芳香族羧基的基团,与式(Ac-1)的Ar1的含义相同,优选的范围也相同。
式(Ac-2)中,L11表示-COO-或-CONH-,优选表示-COO-。
作为式(Ac-2)中L12所表示的3价的连结基团,可举出烃基、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-S-及组合这些中的2种以上而成的基团。烃基可举出脂肪族烃基、芳香烃。脂肪族烃基的碳原子数优选为1~30,更优选为1~20,进一步优选为1~15。脂肪族烃基可以为直链、支链、环状中的任一种。芳香烃的碳原子数优选为6~30,更优选为6~20,进一步优选为6~10。烃基可以具有取代基。作为取代基,可举出羟基等。
式(Ac-2)中,P10表示聚合物链。P10所表示的聚合物链优选具有选自聚(甲基)丙烯酸重复单元、聚醚重复单元、聚酯重复单元及多元醇重复单元中的至少1种重复单元。聚合物链P10的重均分子量优选为500~20000。下限优选为1000以上。上限优选为10000以下,更优选为5000以下,进一步优选为3000以下。若P10的重均分子量在上述范围内,则组合物中的颜料的分散性良好。具有芳香族羧基的树脂为具有由式(Ac-2)表示的重复单元的树脂的情况下,该树脂可适当地用作分散剂。
树脂优选包含作为分散剂的树脂。作为分散剂,可举出酸性分散剂(酸性树脂)、碱性分散剂(碱性树脂)。在此,酸性分散剂(酸性树脂)表示酸根的量多于碱性基的量的树脂。作为酸性分散剂(酸性树脂),将酸根的量与碱性基的量的总计量设为100摩尔%时,优选为酸根的量为70摩尔%以上的树脂。酸性分散剂(酸性树脂)所具有的酸根优选为羧基。酸性分散剂(酸性树脂)的酸值优选为10~105mgKOH/g。并且,碱性分散剂(碱性树脂)表示碱性基的量多于酸根的量的树脂。作为碱性分散剂(碱性树脂),优选为将酸根的量与碱性基的量的总量设为100摩尔%时碱性基的量超过50摩尔%的树脂。碱性分散剂所具有的碱性基优选为氨基。
用作分散剂的树脂优选为接枝树脂。关于接枝树脂的详细内容,能够参考日本特开2012-255128号公报的0025~0094段的记载,且该内容被编入本说明书中。
用作分散剂的树脂优选为具有芳香族羧基的树脂(树脂Ac)。作为具有芳香族羧基的树脂,可举出上述树脂。
用作分散剂的树脂优选为在主链及侧链中的至少一处包含氮原子的聚亚胺系分散剂。作为聚亚胺系分散剂,优选为具有主链及侧链且在主链及侧链中的至少一处具有碱性氮原子的树脂,该主链包含具有pKa14以下的官能团的部分结构,该侧链的原子数为40~10000。碱性氮原子只要是呈碱性的氮原子,则并没有特别限制。关于聚亚胺系分散剂,能够参考日本特开2012-255128号公报的0102~0166段的记载,且该内容被编入本说明书中。
用作分散剂的树脂优选为在芯部键合有多个聚合物链的结构的树脂。作为该种树脂,例如可举出树状聚合物(包含星型聚合物)。并且,作为树状聚合物的具体例,可举出日本特开2013-043962号公报的0196~0209段中所记载的高分子化合物C-1~C-31等。
用作分散剂的树脂优选为含有在侧链上具有含烯属不饱和键的基团的重复单元的树脂。在侧链上具有含烯属不饱和键的基团的重复单元的含量在树脂的所有重复单元中优选为10摩尔%以上,更优选为10~80摩尔%,进一步优选为20~70摩尔%。并且,分散剂也能够使用日本特开2018-087939号公报中所记载的树脂。
分散剂也能够作为市售品而获得,作为其具体例,可举出BYK Japan KK制造的DISPERBYK系列、Lubrizol Japan Limited.制造的SOLSPERSE系列、BASF公司制造的Efka系列、Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.制造的AJISPER系列等。并且,也能够将日本特开2012-137564号公报的0129段中所记载的产品、日本特开2017-194662号公报的0235段中所记载的产品用作分散剂。
并且,用作分散剂的树脂也能够使用日本专利第6432077号公报的0219~0221段中所记载的嵌段共聚物(EB-1)~(EB-9)。
着色组合物的总固体成分中的树脂的含量优选为1~60质量%。下限优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为15质量%以上,特别优选为20质量%以上。上限优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下。本发明的着色组合物可以仅包含1种树脂,也可以包含2种以上。包含2种以上树脂的情况下,优选这些的总量在上述范围内。
《溶剂》
本发明的着色组合物含有溶剂。作为溶剂,可举出有机溶剂。溶剂的种类只要满足各成分的溶解性或组合物的涂布性,则基本上并无特别限制。作为有机溶剂,可举出酯类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂、醚类溶剂、烃类溶剂等。关于这些的详细内容,能够参考国际公开第2015/166779号的0223段,且该内容被编入本说明书中。并且,也能够适当地使用环状烷基经取代的酯类溶剂、环状烷基经取代的酮类溶剂。作为有机溶剂的具体例,可举出聚乙二醇单甲醚、二氯甲烷、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纤剂乙酸酯、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、环己酮、乙酸环己酯、环戊酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺等。但是,有时出于环境方面等原因,优选减少作为有机溶剂的芳香族烃类(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等)(例如,相对于有机溶剂总量,能够设为50质量ppm(百万分率(parts per million))以下,也能够设为10质量ppm以下,也能够设为1质量ppm以下)。
本发明中,优选使用金属含量少的有机溶剂,有机溶剂的金属含量例如优选为10质量ppb(十亿分率(parts per billion))以下。根据需要,可以使用质量ppt(parts pertrillion:兆分率)级别的有机溶剂,该种有机溶剂例如由Toyo Gosei Co.,Ltd提供(化学工业日报,2015年11月13日)。
作为自有机溶剂中去除金属等杂质的方法,例如能够举出蒸馏(分子蒸馏或薄膜蒸馏等)或使用了过滤器的过滤。作为过滤中所使用的过滤器的过滤器孔径,优选为10μm以下,更优选为5μm以下,进一步优选为3μm以下。过滤器的材质优选为聚四氟乙烯、聚乙烯或尼龙。
有机溶剂可以包含异构体(虽然原子数相同,但是结构不同的化合物)。并且,异构体可以仅包含1种,也可以包含多种。
有机溶剂中的过氧化物的含有率优选为0.8mmol/L以下,更优选实质上不包含过氧化物。
着色组合物中的溶剂的含量优选为10~95质量%,更优选为20~90质量%,进一步优选为30~90质量%。
并且,从环境管制的观点考虑,优选本发明的着色组合物实质上不含环境管制物质。另外,本发明中,实质上不含有环境管制物质是指着色组合物中的环境管制物质的含量为50质量ppm以下,优选为30质量ppm以下,进一步优选为10质量ppm以下,特别优选为1质量ppm以下。环境管制物质例如可举出苯;甲苯、二甲苯等烷基苯类;氯苯等卤化苯类等。这些在REACH(Registration Evaluation Authorization and Restriction of CHemicals)管制、PRTR(Pollutant Release and Transfer Register)法、VOC(Volatile OrganicCompounds)管制等下注册为环境管制物质,使用量和处理方法受到严格管制。这些化合物有时在制造用于着色组合物的各成分等时用作溶剂,有时会作为残留溶剂混入着色组合物中。从对人的安全性、对环境的考虑的观点而言,优选尽可能地减少这些物质。作为减少环境管制物质的方法,可举出将系统内部进行加热和减压而设为环境管制物质的沸点以上,并从系统内部中蒸馏去除环境管制物质并将其减少的方法。并且,在蒸馏去除少量的环境管制物质的情况下,为了提高效率而与具有与该溶剂相同的沸点的溶剂共沸也为有用。并且,当含有具有自由基聚合性的化合物时,可以在添加阻聚剂之后减压蒸馏去除,以便抑制在减压蒸馏去除中进行自由基聚合反应导致在分子间进行交联。这种蒸馏去除方法能够在原料阶段、使原料进行反应的产物(例如聚合后的树脂溶液和多官能单体溶液)的阶段或通过混合这些化合物而制作的着色组合物的阶段等中的任一阶段中进行。
《颜料衍生物》
本发明的着色组合物能够含有颜料衍生物。作为颜料衍生物,可举出具有在色素骨架上键合有酸根或碱性基的结构的化合物。作为构成颜料衍生物的色素骨架,可举出喹啉色素骨架、苯并咪唑酮色素骨架、苯并异吲哚色素骨架、苯并噻唑色素骨架、亚胺色素骨架、方酸色素骨架、克酮鎓色素骨架、氧杂菁色素骨架、吡咯并吡咯色素骨架、二酮吡咯并吡咯色素骨架、偶氮色素骨架、偶氮甲碱色素骨架、酞菁色素骨架、萘酞菁色素骨架、蒽醌色素骨架、喹吖啶酮色素骨架、二噁嗪色素骨架、芘酮色素骨架、苝色素骨架、硫靛色素骨架、异吲哚啉色素骨架、异吲哚啉酮色素骨架、喹酞酮色素骨架、亚铵色素骨架、二硫醇色素骨架、三芳基甲烷色素骨架、吡咯业甲基色素骨架等。作为酸根,可举出磺酸根、羧基、磷酸根及这些的盐。作为构成盐的原子或原子团,可举出碱金属离子(Li+、Na+、K+等)、碱土类金属离子(Ca2+、Mg2+等)、铵离子、咪唑鎓离子、吡啶鎓离子、鏻离子等。作为碱性基,可举出氨基、吡啶基及其盐、铵基的盐以及酞酰亚胺甲基。作为构成盐的原子或原子团,可举出氢氧根离子、卤离子、羧酸根离子、磺酸根离子、苯氧离子等。
并且,作为颜料衍生物,优选使用具有三嗪骨架、酸根或碱性基的结构的化合物。颜料衍生物的三嗪骨架与蝶啶基颜料的蝶啶基骨架的结构类似,因此颜料衍生物容易吸附在蝶啶基颜料的表面,其结果,可推测为在蝶啶基颜料、颜料衍生物与树脂之间形成牢固的网络。通过形成这样的网络,能够提高着色组合物中的蝶啶基颜料的分散性,并且能够更提高着色组合物的经时稳定性。另外,容易形成抑制缺陷的产生的膜。并且,通过颜料与树脂的网络变得牢固,颜料容易与树脂一同显影,也能够更提高显影性。
作为颜料衍生物,也能够含有可视透明性优异的颜料衍生物(以下,也称为透明颜料衍生物)。透明颜料衍生物的400~700nm的波长区域内的摩尔吸光系数的最大值(εmax)优选为3000L·mol-1·cm-1以下,更优选为1000L·mol-1·cm-1以下,进一步优选为100L·mol-1·cm-1以下。εmax的下限例如为1L·mol-1·cm-1以上,也可以为10L·mol-1·cm-1以上。
作为颜料衍生物的具体例,可举出后述的实施例中所记载的化合物、日本特开昭56-118462号公报、日本特开昭63-264674号公报、日本特开平01-217077号公报、日本特开平03-009961号公报、日本特开平03-026767号公报、日本特开平03-153780号公报、日本特开平03-045662号公报、日本特开平04-285669号公报、日本特开平06-145546号公报、日本特开平06-212088号公报、日本特开平06-240158号公报、日本特开平10-030063号公报、日本特开平10-195326号公报、国际公开第2011/024896号的0086~0098段、国际公开第2012/102399号的0063~0094段、国际公开第2017/038252号的0082段、日本特开2015-151530号公报的0171段、日本特开2011-252065号公报的0162~0183段、日本特开2003-081972号公报、日本专利第5299151号公报、日本特开2015-172732号公报、日本特开2014-199308号公报、日本特开2014-085562号公报、日本特开2014-035351号公报、日本特开2008-081565号公报中所记载的化合物。
含有颜料衍生物的情况下,颜料衍生物的含量相对于颜料100质量份优选为1~30质量份,更优选为2~15质量份,进一步优选为4~10质量份。颜料衍生物可以仅使用1种,也可以并用2种以上。在并用2种以上的情况下,优选这些的总量在上述范围内。
《红外线吸收剂》
本发明的着色组合物还能够含有红外线吸收剂。例如,使用本发明的着色组合物来形成红外线透射滤波器的情况下,能够使透过通过在着色组合物中含有红外线吸收剂来获得的膜的光的波长位移到更长波长侧。红外线吸收剂优选为在比波长700nm更长波长侧具有极大吸收波长的化合物。红外线吸收剂优选为在超过波长700nm且1800nm以下的范围内具有极大吸收波长的化合物。并且,红外线吸收剂在波长500nm下的吸光度A1与在极大吸收波长下的吸光度A2的比率A1/A2优选为0.08以下,更优选为0.04以下。
作为红外线吸收剂,可举出吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、夸特锐烯(quaterrylene)化合物、部花青素化合物、克酮鎓化合物、氧杂菁化合物、亚铵化合物、二硫醇化合物、三芳基甲烷化合物、吡咯亚甲基化合物、偶氮甲碱化合物、蒽醌化合物、双苯并呋喃酮化合物、二硫代烯金属络合物、金属氧化物、金属硼化物等。作为吡咯并吡咯化合物,可举出日本特开2009-263614号公报的0016~0058段中所记载的化合物、日本特开2011-068731号公报的0037~0052段中所记载的化合物、国际公开第2015/166873号的0010~0033段中所记载的化合物等。作为方酸化合物,可举出日本特开2011-208101号公报的0044~0049段中所记载的化合物、日本专利第6065169号公报的0060~0061段中所记载的化合物、国际公开第2016/181987号的0040段中所记载的化合物、日本特开2015-176046号公报中所记载的化合物、国际公开第2016/190162号的0072段中所记载的化合物、日本特开2016-074649号公报的0196~0228段中所记载的化合物、日本特开2017-067963号公报的0124段中所记载的化合物、国际公开第2017/135359号中所记载的化合物、日本特开2017-114956号公报中所记载的化合物、日本专利6197940号公报中所记载的化合物、国际公开第2016/120166号中所记载的化合物等。作为花青化合物,可举出日本特开2009-108267号公报的0044~0045段中所记载的化合物、日本特开2002-194040号公报的0026~0030段中所记载的化合物、日本特开2015-172004号公报中所记载的化合物、日本特开2015-172102号公报中所记载的化合物、日本特开2008-088426号公报中所记载的化合物、国际公开第2016/190162号的0090段中所记载的化合物、日本特开2017-031394号公报中所记载的化合物等。作为克酮鎓化合物,可举出日本特开2017-082029号公报中所记载的化合物。作为亚铵化合物,例如,可举出日本特表2008-528706号公报中所记载的化合物、日本特开2012-012399号公报中所记载的化合物、日本特开2007-092060号公报中所记载的化合物、国际公开第2018/043564号的0048~0063段中所记载的化合物。作为酞菁化合物,可举出日本特开2012-077153号公报的0093段中所记载的化合物、日本特开2006-343631号公报中所记载的酞菁氧钛、日本特开2013-195480号公报的0013~0029段中所记载的化合物、日本专利第6081771号公报中所记载的钒酞菁化合物。作为萘酞菁化合物,可举出日本特开2012-077153号公报的0093段中所记载的化合物。作为二硫代烯金属络合物,可举出日本专利第5733804号公报中所记载的化合物。作为金属氧化物,例如可举出氧化铟锡、氧化锑锡、氧化锌、Al掺杂氧化锌、氟掺杂二氧化锡、铌掺杂二氧化钛、氧化钨等。关于氧化钨的详细内容,能够参考日本特开2016-006476号公报的0080段,该内容被编入本说明书中。作为金属硼化物,可举出硼化镧等。作为硼化镧的市售品,可举出LaB6-F(JAPAN NEW METALS CO.,LTD制造)等。并且,作为金属硼化物,也能够使用国际公开第2017/119394号中所记载的化合物。作为氧化铟锡的市售品,可举出F-ITO(DOWA HOLDINGS CO.,LTD制造)等。
并且,作为红外线吸收剂,也能够使用日本特开2017-197437号公报中所记载的方酸化合物、日本特开2017-025311号公报中所记载的方酸化合物、国际公开第2016/154782号中所记载的方酸化合物、日本专利第5884953号公报中所记载的方酸化合物、日本专利第6036689号公报中所记载的方酸化合物、日本专利第5810604号公报中所记载的方酸化合物、国际公开第2017/213047号的0090~0107段中所记载的方酸化合物、日本特开2018-054760号公报的0019~0075段中所记载的含吡咯环的化合物、日本特开2018-040955号公报的0078~0082段中所记载的含吡咯环的化合物、日本特开2018-002773号公报的0043~0069段中所记载的含吡咯环的化合物、日本特开2018-041047号公报的0024~0086段中所记载的在酰胺α位具有芳香环的方酸化合物、日本特开2017-179131号公报中所记载的酰胺连接型方酸化合物、日本特开2017-141215号公报中所记载的具有吡咯双型方酸骨架或克酮鎓骨架的化合物、日本特开2017-082029号公报中所记载的二羟基咔唑双型方酸化合物、日本特开2017-068120号公报的0027~0114段中所记载的非对称型化合物、日本特开2017-067963号公报中所记载的含吡咯环的化合物(咔唑型)、日本专利第6251530号公报中所记载的酞菁化合物等。
在本发明的着色组合物含有红外线吸收剂的情况下,着色组合物的总固体成分中的红外线吸收剂的含量优选为1~40质量%。下限优选为2质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。上限优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下。本发明的着色组合物可以仅包含1种红外线吸收剂,也可以包含2种以上。在包含2种以上红外线吸收剂的情况下,优选为这些的总量在上述范围内。
《聚合性化合物》
本发明的着色组合物能够含有聚合性化合物。作为聚合性化合物,能够使用通过自由基、酸、热而能够交联的公知的化合物。本发明中,聚合性化合物例如优选为具有含烯属不饱和键的基团的化合物。作为含烯属不饱和键的基团,可举出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯酰基等。本发明中所使用的聚合性化合物优选为自由基聚合性化合物。
作为聚合性化合物,可以为单体、预聚物、低聚物等化学形态的任一种,但优选为单体。聚合性化合物的分子量优选为100~3000。上限更优选为2000以下,进一步优选为1500以下。下限更优选为150以上,进一步优选为250以上。
聚合性化合物优选为包含3个以上的含烯属不饱和键的基团的化合物,更优选为包含3~15个含烯属不饱和键的基团的化合物,进一步优选包含3~6个含烯属不饱和键的基团的化合物。并且,聚合性化合物优选为3~15官能的(甲基)丙烯酸酯化合物,更优选为3~6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物。作为聚合性化合物的具体例,可举出日本特开2009-288705号公报的0095~0108段、日本特开2013-029760号公报的0227段、日本特开2008-292970号公报的0254~0257段、日本特开2013-253224号公报的0034~0038段、日本特开2012-208494号公报的0477段、日本特开2017-048367号公报、日本专利第6057891号公报、日本专利第6031807号公报中所记载的化合物,且这些内容被编入本说明书中。
作为聚合性化合物,优选为二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯(作为市售品为KAYARADD-330;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯(作为市售品为KAYARAD D-320;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作为市售品为KAYARAD D-310;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作为市售品为KAYARADDPHA;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造、NK ESTER A-DPH-12E;Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)及经由乙二醇和/或丙二醇残基而键合有这些的(甲基)丙烯酰基的结构的化合物(例如,由SARTOMER Company,Inc.制造市售的SR454、SR499)。并且,作为聚合性化合物,也能够使用二甘油EO(环氧乙烷)改性(甲基)丙烯酸酯(作为市售品,M-460;TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、季戊四醇四丙烯酸酯(Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造、NK ESTER A-TMMT)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造、KAYARAD HDDA)、RP-1040(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、ARONIX TO-2349(TOAGOSEICO.,LTD.制造)、NK OLIGO UA-7200(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、DPHA-40H(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600、LINC-202UA(KYOEISHA CHEMICAL CO.,LTD.制造)、8UH-1006、8UH-1012(以上,TAISEIFINE CHEMICAL CO,.LTD.制造)、LIGHT ACRYLATE POB-A0(KYOEISHA CHEMICALCO.,LTD.制造)等。
并且,作为聚合性化合物也能够使用三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷环氧丙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷环氧乙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸环氧乙烷改性三(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。作为3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的市售品,可举出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.制造)、NK ESTERA9300、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-MPT、TMPT(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、KAYARAD GPO-303、TMPTA、THE-330、TPA-330、PET-30(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)等。
并且,聚合性化合物中也能够使用具有酸根的化合物。通过使用具有酸根的聚合性化合物,显影时容易去除未曝光部的聚合性化合物,能够抑制显影残渣的产生。作为酸根,可举出羧基、磺酸根、磷酸根等,优选为羧基。作为具有酸根的聚合性化合物的市售品可举出ARONIX M-510、M-520、ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)等。作为具有酸根的聚合性化合物的优选的酸值为0.1~40mgKOH/g,更优选为5~30mgKOH/g。若聚合性化合物的酸值为0.1mg KOH/g以上,则在显影液中的溶解性良好,若为40mgKOH/g以下,则在制造或处理上有利。
并且,作为聚合性化合物也能够使用具有己内酯结构的化合物。作为具有己内酯结构的聚合性化合物的市售品,可举出KAYARAD DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120(以上,Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)等。
并且,作为聚合性化合物也能够使用具有亚烷氧基的聚合性化合物。具有亚烷氧基的聚合性化合物优选为具有业乙氧基及/或亚丙氧基的聚合性化合物,更优选为具有亚乙氧基的聚合性化合物,进一步优选为具有4~20个亚乙氧基的3~6官能(甲基)丙烯酸酯化合物。作为具有亚烷氧基的聚合性化合物,可举出下述结构的化合物等。作为具有亚烷氧基的聚合性化合物的市售品,例如可举出Sartomer Company,Inc制造的作为具有4个亚乙氧基的4官能(甲基)丙烯酸酯的SR-494、作为具有3个异亚丁氧基的3官能(甲基)丙烯酸酯的Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD TPA-330等。
[化学式12]
并且,作为聚合性化合物也能够使用具有茀骨架的聚合性化合物。作为具有茀骨架的聚合性化合物的市售品,可举出OGSOL EA-0200、EA-0300(Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.制造、具有茀骨架的(甲基)丙烯酸酯单体)等。
作为聚合性化合物,也优选能够使用实质上不包含甲苯等环境管制物质的化合物。作为该种化合物的市售品,可举出KAYARAD DPA LT、KAYARAD DPEA-12LT(NipponKayaku Co.,Ltd.制造)等。
着色组合物的总固体成分中的聚合性化合物的含量优选为0.1~50质量%。下限更优选为0.5质量%以上,进一步优选为1质量%以上。上限更优选为45质量%以下,进一步优选为40质量%以下。聚合性化合物可以为单独1种,也可以并用2种以上。并用2种以上的情况下,优选这些的合计在上述范围内。
《光聚合引发剂》
本发明的着色组合物能够含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,并无特别限制,能够从公知的光聚合引发剂中适当地进行选择。例如,优选为对紫外线区域至可见区域的光线具有感光性的化合物。光聚合引发剂优选为光自由基聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,可举出卤化烃衍生物(例如具有三嗪骨架的化合物、具有噁二唑骨架的化合物等)、酰基膦化合物、六芳基联咪唑、肟化合物、有机过氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓盐、α-羟基酮化合物、α-胺基酮化合物等。从曝光灵敏度的观点考虑,优选为光聚合引发剂是三卤甲基三嗪(trihalo methyl triazine)化合物、苄基二甲基缩酮化合物、α-羟基酮化合物、α-胺基酮化合物、酰基膦化合物、氧化膦化合物、茂金属化合物、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、环戊二烯-苯-铁络合物、卤甲基噁二唑化合物及3-芳基取代香豆素化合物,更优选为选自肟化合物、α-羟基酮化合物、α-胺基酮化合物及酰基膦化合物中的化合物,进一步优选为肟化合物。并且,作为光聚合引发剂,可举出日本特开2014-130173号公报的0065~0111段、日本专利第6301489号公报中所记载的化合物、MATERIAL STAGE 37~60p,vol.19,No.3,2019中所记载的过氧化物系光聚合引发剂、国际公开第2018/221177号中所记载的光聚合引发剂、国际公开第2018/110179号中所记载的光聚合引发剂、日本特开2019-043864号公报中所记载的光聚合引发剂、日本特开2019-044030号公报中所记载的光聚合引发剂,这些内容被编入本说明书中。
作为α-羟基酮化合物的市售品,可举出Omnirad 184、Omnirad 1173、Omnirad2959、0mnirad 127(以上为IGM Resins B.V.公司制造)、Irgacure 184、Irgaeure 1173、Irgacure 2959、Irgacure 127(以上为BASF公司制造)等。作为α-胺基酮化合物的市售品,Omnirad 907、Omnirad 369、Omnirad 369E、Omnirad 379EG(以上为IGM Resins B.V.公司制造)、Irgacure 907、Irgacure 369、Irgacure 369E、Irgacure 379EG(以上为BASF公司制造)等。作为酰基膦化合物的市售品,可举出Omn irad 819、Omnirad TPO(以上为IGMResins B.V.公司制造)、Irgacure 819、Irgacure TPO(以上为BASF公司制造)等。
作为肟化合物,可举出日本特开2001-233842号公报中所记载的化合物、日本特开2000-080068号公报中所记载的化合物、日本特开2006-342166号公报中所记载的化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.1653-1660)中所记载的化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.156-162)中所记载的化合物、Journal of Photopolymer Scierice and Technology(1995年、pp.202-232)中所记载的化合物、日本特开2000-066385号公报中所记载的化合物、日本特表2004-534797号公报中所记载的化合物、日本特开2006-342166号公报中所记载的化合物、日本特开2017-019766号公报中所记载的化合物、日本专利第6065596号公报中所记载的化合物、国际公开第2015/152153号中所记载的化合物、国际公开第2017/051680号中所记载的化合物、日本特开2017-198865号公报中所记载的化合物、国际公开第2017/164127号的0025~0038段中所记载的化合物、国际公开第2013/167515号中所记载的化合物等。作为肟化合物的具体例,可举出3-苯甲酰氧基亚胺基丁烷-2-酮、3-乙酰氧基亚胺基丁烷-2-酮、3-丙酰氧基业胺基丁烷-2-酮、2-乙酰氧基亚胺基戊烷-3-酮、2-乙酰氧基亚胺基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲酰氧基亚胺基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺酰氧基)亚胺基丁烷-2-酮及2-乙氧基羰氧基亚胺基-1-苯基丙烷-1-酮等。作为市售品,可举出Irgacure OXE01、Irgacure OXE02、Irgacure OXE03、Irgacure OXE04(以上为BASF公司制造)、TR-PBG-304(Changzhou Tronly New Electronic Materials C0.,LTD.制造)、AdekaOptomer N-1919(ADEKA CORPORATION制造,日本特开2012-014052号公报中所记载的光聚合引发剂2)。并且,作为肟化合物,优选使用无着色性的化合物或透明性高且不易变色的化合物。作为市售品,可举出ADEKA ARKLS NCI-730、NCI-831、NCI-930(以上为ADEKACORPORATION制造)等。
作为光聚合引发剂,也能够使用具有芴环的肟化合物。作为具有芴环的肟化合物的具体例,可举出日本特开2014-137466号公报中所记载的化合物。
作为光聚合引发剂,也能够使用具有咔唑环中的至少一个苯环成为萘环的骨架的肟化合物。作为该种肟化合物的具体例,可举出国际公开第2013/083505号中所记载的化合物。
作为光聚合引发剂,也能够使用具有氟原子的肟化合物。作为具有氟原子的肟化合物的具体例,可举出日本特开2010-262028号公报中所记载的化合物、日本特表2014-500852号公报中所记载的化合物24、36~40、日本特开2013-164471号公报中所记载的化合物(C-3)等。
作为光聚合引发剂,能够使用具有硝基的肟化合物。将具有硝基的肟化合物优选设为二聚体。作为具有硝基的肟化合物的具体例,可举出日本特开2013-114249号公报的0031~0047段、日本特开2014-137466号公报的0008~0012、0070~0079段中所记载的化合物、日本专利4223071号公报的0007~0025段中所记载的化合物、ADEKA ARKLS NCI-831(ADEKA CORPORATION制造)。
作为光聚合引发剂,也能够使用具有苯并呋喃骨架的肟化合物。作为具体例,可举出国际公开第2015/036910号中所记载的OE-01~0E-75。
作为光聚合引发剂,也能够使用在咔唑骨架键合有具有羟基的取代基的肟化合物。作为这种光聚合引发剂,可举出国际公开第2019/088055号中所记载的化合物等。
以下示出在本发明中适当地使用的肟化合物的具体例,但本发明并不限定于这些。
[化学式13]
[化学式14]
肟化合物优选为在波长350~500nm的范围内具有极大吸收波长的化合物,更优选为在波长360~480nm的范围内具有极大吸收波长的化合物。并且,从灵敏度的观点考虑,优选为肟化合物在波长365nm或波长405nm下的摩尔吸光系数高,更优选为1000~300000,进一步优选为2000~300000,特别优选为5000~200000。化合物的摩尔吸光系数能够使用公知的方法进行测量。例如,优选通过分光光度计(Varian公司制造的Cary-5分光光度计(spectro photometer)),使用乙酸乙酯溶剂以0.01g/L的浓度测量。
作为光聚合引发剂,优选组合使用Irgacure OXE01(BASF公司制造)及/或Irgacure OXE02(BASF公司制造)和Omnirad 2959(IGM Resins B.V.公司制造)。
作为光聚合引发剂,可以使用2官能或3官能以上的光自由基聚合引发剂。通过使用这种光自由基聚合引发剂,由光自由基聚合引发剂的一分子产生2个以上的自由基,因此可获得良好的灵敏度。并且,在使用非对称结构的化合物的情况下,结晶性下降而在溶剂等中的溶解性得到提高,随时间而变得难以析出,从而能够提高着色组合物的经时稳定性。作为2官能或3官能以上的光自由基聚合引发剂的具体例,可举出日本特表2010-527339号公报、日本特表2011-524436号公报、国际公开第2015/004565号、日本特表2016-532675号公报的0407~0412段、国际公开第2017/033680号的0039~0055段中所记载的肟化合物的二聚体、日本特表2013-522445号公报中所记载的化合物(E)及化合物(G)、国际公开第2016/034963号中所记载的Cmpd1~7、日本特表2017-523465号公报的0007段中所记载的肟酯类光引发剂、日本特开2017-167399号公报的0020~0033段中所记载的光引发剂、日本特开2017-151342号公报的0017~0026段中所记载的光聚合引发剂(A)、日本专利第6469669号公报中所记载的肟酯光引发剂等。
含有光聚合引发剂的情况下,着色组合物的总固体成分中的光聚合引发剂的含量优选为0.1~30质量%。下限优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上。上限优选为20质量%以下,更优选为15质量%以下。本发明的着色组合物中,光聚合引发剂可以仅使用1种,也可以使用2种以上。在使用2种以上的情况下,优选这些的总量在上述范围内。
《具有环状醚基的化合物》
本发明的着色组合物能够含有具有环状醚基的化合物。作为环状醚基,可举出环氧基、氧杂环丁基等。具有环状醚基的化合物优选为具有环氧基的化合物(以下,也称为环氧化合物)。作为环氧化合物,也能够使用日本特开2013-011869号公报的0034~0036段、日本特开2014-043556号公报的0147~0156段、日本特开2014-089408号公报的0085~0092段中所记载的化合物、日本特开2017-179172号公报中所记载的化合物。这些内容被编入本说明书中。
环氧化合物可以为低分子化合物(例如,分子量小于2000,进而分子量小于1000),也可以为高分子化合物(macromolecule)(例如,分子量1000以上,聚合物的情况下,重均分子量为1000以上)。环氧化合物的重均分子量优选为200~100000,更优选为500~50000。重均分子量的上限优选为10000以下,更优选为5000以下,进一步优选为3000以下。
作为环氧化合物,能够适当地使用环氧树脂。作为环氧树脂,例如可举出作为酚化合物的缩水甘油醚化物的环氧树脂、作为各种酚醛清漆树脂的缩水甘油醚化物的环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族系环氧树脂、杂环式环氧树脂、缩水甘油酯系环氧树脂、缩水甘油胺系环氧树脂、将卤代酚类缩水甘油基化而得的环氧树脂、具有环氧基的硅化合物与除其以外的硅化合物的缩合物、具有环氧基的聚合性不饱和化合物与除其以外的其他聚合性不饱和化合物的共聚物等。环氧树脂的环氧当量优选为310~3300g/eq,更优选为310~1700g/e q,进一步优选为310~1000g/eq。
作为具有环状醚基的化合物的市售品,例如可举出EHPE3150(DaicelCorporation制造)、EPICLON N-695(DIC CORPORATION制造)、Marproof G-0150M、G-0105SA、G-0130SP、G-0250SP、G-1005S、G-1005SA、G-1010S、G-2050M、G-01100、G-01758(以上为NOFCORPORATI0N制造,含有环氧基的聚合物)等。
着色组合物的总固体成分中的具有环状醚基的化合物的含量优选为0.1~20质量%。下限例如优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上。上限例如优选为15质量%以下,进一步优选为10质量%以下。具有环状醚基的化合物可以仅为1种,也可以为2种以上。2种以上的情况下,优选这些的总量在上述范围内。
《固化促进剂》
本发明的着色组合物可以包含固化促进剂。作为固化促进剂,可举出硫醇化合物、羟甲基化合物、胺化合物、鏻盐化合物、脒氯化合物、酰胺化合物、碱产生剂、异氰酸酯化合物、烷氧基硅烷化合物、鎓盐化合物等。作为固化促进剂的具体例,可举出国际公开第2018/056189号的0094~0097段中所记载的化合物、日本特开2015-034963号公报的0246~0253段中所记载的化合物、日本特开2013-041165号公报的0186~0251段中所记载的化合物、日本特开2014-055114号公报中所记载的离子性化合物、日本特开2012-150180号公报的0071~0080段中所记载的化合物、日本特开2011-253054号公报中所记载的具有环氧基的烷氧基硅烷化合物、日本专利第5765059号公报的0085~0092段中所记载的化合物、日本特开2017-036379号公报中所记载的含羧基的环氧固化剂等。含有固化促进剂的情况下,着色组合物的总固体成分中的固化促进剂的含量优选为0.3~8.9质量%,更优选为0.8~6.4质量%。
《紫外线吸收剂》
本发明的着色组合物能够含有紫外线吸收剂。紫外线吸收剂能够使用共轭二烯化合物、胺基二烯化合物、水杨酸酯化合物、二苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、丙烯腈化合物、羟苯基三嗪化合物、吲哚化合物、三嗪化合物等。作为这样的化合物,可举出日本特开2009-21722l号公报的0038~0052段、日本特开2012-208374号公报的0052~0072段、日本特开2013-068814号公报的0317~0334段、日本特开2016-162946号公报的0061~0080段中所记载的化合物,这些内容被编入本说明书中。作为紫外线吸收剂的具体例,可举出下述结构的化合物等。作为紫外线吸收剂的市售品,例如可举出UV-503(DAITOCHEMICAL C0.,LTD.制造)等。并且,作为苯并三唑化合物,可举出MIYOSHI OIL&FATCO.,LTD.制造的MYUA系列(化学工业日报、2016年2月1日)。并且,紫外线吸收剂还能够使用日本专利第6268967号公报的0049~0059段中所记载的化合物。
[化学式15]
含有紫外线吸收剂的情况下,着色组合物的总固体成分中的紫外线吸收剂的含量优选为0.01~10质量%,更优选为0.01~5质量%。本发明中,紫外线吸收剂可以仅使用1种,也可以使用2种以上。当使用2种以上时,优选总量成为上述范围。
《阻聚剂》
本发明的着色组合物能够含有阻聚剂。作为阻聚剂,可举出氢醌、对甲氧基苯酚、二叔丁基-对甲酚、邻苯三酚、叔丁基儿茶酚、苯醌、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-业甲基双(4-甲基-6叔丁基苯酚)、N-业硝基苯基羟胺盐(铵盐、亚铈盐等)。其中,优选对甲氧基苯酚。含有阻聚剂的情况下,着色组合物的总固体成分中的阻聚剂的含量优选为0.0001~5质量%。阻聚剂可以仅为1种,也可以为2种以上。2种以上的情况下,优选总量在上述范围内。
《硅烷偶联剂》
本发明的着色组合物能够含有硅烷偶联剂。本发明中,硅烷偶联剂是指具有水解性基团和除其以外的官能团的硅烷化合物。并且,水解性基团是指与硅原子直接键合,并通过水解反应及缩合反应中的至少一种而可产生硅氧烷键的取代基。作为水解性基团,例如可举出卤原子、烷氧基、酰氧基等,优选为烷氧基。即,硅烷偶联剂优选具有烷氧基硅基的化合物。并且,作为除了水解性基团以外的官能团,例如,可举出乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯酰基、巯基、环氧基、氧杂环丁基、氨基、脲基、硫醚基、异氰酸酯基、苯基等,优选为氨基、(甲基)丙烯酰基及环氧基。作为硅烷偶联剂的具体例,具有N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBM-602)、N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBM-603)、N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基三乙氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBE-602)、γ-胺基丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBM-903)、γ-胺基丙基三乙氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBE-903)、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷(Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造、产品名KBM-502)、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、产品名KBM-503)等。并且,关于硅烷偶联剂的具体例,可举出日本特开2009-288703号公报的0018~0036段中所记载的化合物、日本特开2009-242604号公报的0056~0066段中所记载的化合物,且这些内容被编入本说明书中。含有硅烷偶联剂的情况下,着色组合物的总固体成分中的硅烷偶联剂的含量优选为0.01~15.0质量%,更优选为0.05~10.0质量%。硅烷偶联剂可以仅为1种,也可以为2种以上。2种以上的情况下,优选总量在上述范围内。
《表面活性剂》
本发明的着色组合物能够含有表面活性剂。作为表面活性剂,能够使用氟系表面活性剂、非离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂、硅酮系表面活性剂等各种表面活性剂。关于表面活性剂,可举出国际公开第2015/166779号的0238~0245段中所记载的表面活性剂,且该内容被编入本说明书中。
表面活性剂优选为氟系表面活性剂。通过在着色组合物中含有氟系表面活性剂,液特性(尤其是流动性)得到进一步提高,能够进一步改善省液性。并且,也能够形成厚度不均匀小的膜。
氟系表面活性剂中的含氟率优选为3~40质量%,更优选为5~30质量%,特别优选为7~25质量%。含氟率在该范围内的氟系表面活性剂在涂布膜的厚度均匀性和省液性的观点上有效,在着色组合物中的溶解性也良好。
作为氟系表面活性剂,可举出日本特开2014-041318号公报的0060~0064段(对应的国际公开第2014/017669号的0060~0064段)等中所记载的表面活性剂、日本特开2011-132503号公报的0117~0132段中所记载的表面活性剂,且这些内容被编入本说明书中。作为氟系表面活性剂的市售品,例如可举出MEGAFACEF171、F172、F173、F176、F177、F141、F142、F143、F144、R30、F437、F475、F479、F482、F554、F780、EXP、MFS-330(以上为DIC Corporation制造)、F1uorad FC430、FC431、FC171(以上为Sumitomo 3M Limite d制造)、SurflonS-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上为AGCInc.制造)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上为OMNOVA SOLUTIONSINC.制造)等。
并且,氟系表面活性剂也能够适当地使用丙烯酸系化合物,该丙烯酸系化合物具备具有含有氟原子的官能团的分子结构,且施加热时含有氟原子的官能团部分被切断而氟原子挥发。作为该种氟系表面活性剂,可举出DIC Corporation制造的MEGAFACE DS系列(化学工业日报(2016年2月22日)、日经产业新闻(2016年2月23日)),例如可举出MEGAFACE DS-21。
并且,关于氟系表面活性剂,优选使用具有氟化烷基或氟化亚烷基醚基的含氟原子的乙烯基醚化合物与亲水性乙烯基醚化合物的聚合物。这种氟系表面活性剂可举出日本特开2016-216602号公报中所记载的氟系表面活性剂,该内容被编入本说明书中。
氟系表面活性剂也能够使用嵌段聚合物。氟系表面活性剂也能够适当地使用含氟高分子化合物,该含氟高分子化合物包含:来自于具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元;及来自于具有2个以上(优选为5个以上)的亚烷氧基(优选为亚乙氧基、亚丙氧基)的(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元。并且,日本特开2010-032698号公报的0016~0037段中所记载的含氟表面活性剂、下述化合物也例示为本发明中所使用的氟系表面活性剂。
[化学式16]
上述化合物的重均分子量优选为3000~50000,例如为14000。上述化合物中,表示重复单元的比率的%为摩尔%。
并且,氟系表面活性剂也能够使用在侧链上具有含烯属不饱和键的基团的含氟聚合物。作为具体例,可举出日本特开2010-164965号公报的0050~0090段及0289~0295段中所记载的化合物、DIC Corporation制造的MEGAFACE RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K等。并且,氟系表面活性剂也能够使用日本特开2015-117327号公报的0015~0158段中所记载的化合物。
作为非离子系表面活性剂,可举出丙三醇(glycerol)、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷及这些的乙氧基化物及丙氧基化物(例如,丙三醇丙氧基化物、丙三醇乙氧基化物等)、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、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、PluronicL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(BASF公司制造)、Tetronic 304、701、704、901、904、150R1(BASF公司制造)、Solsperse 20000(Japan Lubrizol Corporation制造)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)、PIONIN D-6112、D-6112-W、D-6315(Takemoto Oil&Fat Co.,Ltd.制造)、OLFIN E1010、Surfynol 104、400、440(Nissin Chemical Co.,Ltd.制造)等。
作为硅酮系表面活性剂,例如可举出Toray Silicone DC3PA、Toray SiliconeSH7PA、Toray Silicone DC11PA、Toray Silicone SH21PA、Toray Silicone SH28PA、ToraySilicone SH29PA、Toray Silicone SH30PA、Toray Silicone SH8400(以上为Dow CorningToray Co.,Ltd.制造)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上为Momentive Performance MaterialsInc.制造)、KP-341、KF-6001、KF-6002(以上为Shin-Etsu Chemical Co.,LTD.制造)、BYK307、BYK323、BYK330(以上为BYK-Chemie Corporation制造)等。
含有表面活性剂的情况下,着色组合物的总固体成分中的表面活性剂的含量优选为0.001质量%~5.0质量%,更优选为0.005~3.0质量%。表面活性剂可以仅为1种,也可以为2种以上。2种以上的情况下,优选总量在上述范围内。
《抗氧化剂》
本发明的着色组合物能够含有抗氧化剂。作为抗氧化剂,可举出酚化合物、亚磷酸酯化合物、硫醚化合物等。作为酚化合物,能够使用被称作酚系抗氧化剂的任意的酚化合物。作为优选的酚化合物,可举出受阻酚化合物。优选为在与酚性羟基相邻的部位(邻位)具有取代基的化合物。作为所述取代基,优选为碳原子数1~22的经取代或未取代的烷基。并且,抗氧化剂优选在同一分子内具有酚基和亚磷酸酯基的化合物。并且,抗氧化剂也能够适当地使用磷系抗氧化剂。着色组合物的总固体成分中的抗氧化剂的含量优选为0.01~20质量%,更优选为0.3~15质量%。含有抗氧化剂的情况下,抗氧化剂可以仅使用1种,也可以使用2种以上。当使用2种以上时,优选总量成为上述范围。
《其他成分》
根据需要,本发明的着色组合物还可以含有敏化剂、固化促进剂、填充剂(フイラ一)、热固化促进剂、增塑剂及其他助剂类(例如,导电性粒子、填充剂(充填剂)、消泡剂、阻燃剂、调平剂、剥离促进剂、香料、表面张力调节剂、链转移剂等)。能够通过适当地含有这些成分来调节膜物理性质等性质。关于这种成分,例如,能够参考日本特开2012-003225号公报的0183段以后(所对应的美国专利申请公开第2013/0034812号说明书的0237段)的记载、日本特开2008-250074号公报的0101~0104、0107~0109段等的记载,且这些内容被编入本说明书中。并且,根据需要,本发明的着色组合物还可以含有潜在抗氧化剂。作为潜在抗氧化剂,可举出作为抗氧化剂发挥作用的部位被保护基保护的化合物,且保护基通过在100~250℃下进行加热或在酸/碱催化剂存在下在80~200℃下进行加热而脱离并作为抗氧化剂发挥作用的化合物。作为潜在抗氧化剂,可举出国际公开第2014/021023号、国际公开第2017/030005号、日本特开2017-008219号公报中所记载的化合物。作为潜在抗氧化剂的市售品,可举出ADEKA ARKLS GPA-5001(ADEKA CORPORATION制造)等。并且,如日本特开2018-155881号公报中所记载,可以以改良耐候性的目的添加C.I.颜料黄129。
为了调节所获得的膜的折射率,本发明的着色组合物可以含有金属氧化物。作为金属氧化物,可举出TiO2、ZrO2、Al2O3、SiO2等。金属氧化物的一次粒径优选为1~100nm,更优选为3~70nm,进一步优选为5~50nm。金属氧化物可以具有核壳结构。并且,在该情况下,芯部可以为中空状。
本发明的着色组合物可以包含耐光性改良剂。作为耐光性改善剂,可举出日本特开2017-198787号公报的0036~0037段中所记载的化合物、日本特开2017-146350号公报的0029~0034段中所记载的化合物、日本特开2017-129774号公报的0036~0037、0049~0052段中所记载的化合物、日本特开2017-129674号公报的0031~0034、0058~0059段中所记载的化合物、日本特开2017-122803号公报的0036~0037、0051~0054段中所记载的化合物、国际公开第2017/164127号的0025~0039段中所记载的化合物、日本特开2017-186546号公报的0034~0047段中所记载的化合物、日本特开2015-025116号公报的0019~0041段中所记载的化合物、日本特开2012-145604号公报的0101~0125段中所记载的化合物、日本特开2012-103475号公报的0018~0021段中所记载的化合物、日本特开2011-257591号公报的0015~0018段中所记载的化合物、日本特开2011-191483号公报的0017~0021段中所记载的化合物、日本特开2011-145668号公报的0108~0116段中所记载的化合物、日本特开2011-253174号公报的0103~0153段中所记载的化合物等。
本发明的着色组合物的含水率通常为3质量%以下,优选为0.01~1.5质量%,更优选为0.1~1.0质量%的范围。含水率能够通过Karl Fischer法进行测量。
以调节膜面状(平坦性等)、调节膜厚等为目的,本发明的着色组合物能够调节粘度来使用。粘度的值能够根据需要适当地选择,但是例如在25℃条件下优选为0.3mPa·s~50mPa·s,更优选为0.5mPa·s~20mPa·s。作为粘度的测量方法,例如能够使用锥板类型粘度计在将温度调节成25℃的状态下进行测量。
作为本发明的着色组合物的收容容器,并无特别限制,能够使用公知的收容容器。并且,作为收容容器,以抑制杂质混入原材料或组合物中为目的,优选使用由6种6层的树脂构成容器内壁的多层瓶或将6种树脂设为7层结构的瓶。作为该种容器,例如可举出日本特开2015-123351号公报中所记载的容器。
<着色组合物的制备方法>
本发明的着色组合物能够通过混合所述成分而制备。制备着色组合物时,可以将所有成分同时溶解和/或分散于溶剂中而制备着色组合物,也可以根据需要,将各成分适当地作为2个以上的溶液或分散液,并在使用时(涂布时)将这些进行混合而制备着色组合物。
并且,制备着色组合物时,优选包含使颜料分散的步骤。作为在使颜料分散的步骤中用于颜料的分散的机械力,可举出压缩、压榨、冲击、剪切、气蚀等。作为这些步骤的具体例,可举出珠磨、砂磨、辊磨、球磨、涂料搅拌、微射流、高速叶轮、混砂、喷射流混合、高压湿式微粒化、超声波分散等。并且,在砂磨机(珠磨机)下的颜料的粉碎中,优选以如下条件进行处理,该条件为通过使用直径小的微珠,且提高微珠的填充率等而提高粉碎效率。并且,优选在粉碎处理后通过过滤、离心分离等而去除粗粒子。并且,关于使颜料分散的步骤及分散机,能够适当地使用“分散技术大全集、JOHOKIKO CO.,LTD.发行,2005年7月15日”或“以悬浮液(固体/液体分散体系)为中心的分散技术与工业上的实际应用综合资料集,经营开发中心出版部发行,1978年10月10日”、日本特开2015-157893号公报的0022段中所记载的步骤及分散机。并且,在使颜料分散的工序中,可以通过盐磨工序进行粒子的微细化处理。在盐磨工序中所使用的原材料、设备、处理条件等例如能够参考日本特开2015-194521号公报、日本特开2012-046629号公报的记载。
制备着色组合物时,为了去除杂质或降低缺陷等,优选用过滤器过滤着色组合物。作为过滤器,只要是一直以来用于过滤用途等的过滤器,则能够无特别限制地进行使用。例如可举出使用聚四氟乙烯(PTFE)等氟树脂、尼龙(例如尼龙-6、尼龙-6,6)等聚酰胺树脂、聚乙烯、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂(包含高密度、超高分子量的聚烯烃树脂)等原材料的过滤器。在这些原材料之中,优选为聚丙烯(包含高密度聚丙烯)及尼龙。
过滤器的孔径优选为0.01~7.0μm,更优选为0.01~3.0μm,进一步优选为0.05~0.5μm。只要过滤器的孔径在上述范围,则能够更可靠地去除微细的杂质。关于过滤器的孔径值,能够参考过滤器厂商的标称值。关于过滤器,能够使用由NIHON PALL LTD.(DFA4201NIEY等)、Advantec Toyo Kaisha,Ltd.,Japan Entegris Inc.(旧JapanMicrolis Co.,Ltd.)及KITZ MICRO FILTER CORPORATION等提供的各种过滤器。
并且,作为过滤器,优选使用纤维状的过滤材料。作为纤维状的滤材,例如可举出聚丙烯纤维、尼龙纤维、玻璃纤维等。作为市售品,可举出ROKI TECHNO C0.,LTD.制造的SBP类型系列(SBP008等)、TPR类型系列(TPR002、TPR005等)、SHPX类型系列(SHPX003等)。在使用过滤器时,可以组合不同的过滤器(例如,第1过滤器和第2过滤器等)。此时,用各过滤器的过滤可以仅进行1次,也可以进行2次以上。并且,可以在上述范围内组合不同孔径的过滤器。并且,也可以用第1过滤器的过滤仅对分散液进行,在混合其他成分之后,用第2过滤器进行过滤。
<膜>
本发明的膜为由上述本发明的着色组合物获得的膜。本发明的膜也能够用于滤色器或红外线透射滤波器等滤光器。
本发明的膜的膜厚能够根据目的而适当地进行调节。例如,膜厚优选为20μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为5μm以下。膜厚的下限优选为0.1μm以上,更优选为0.2μm以上,进一步优选为0.3μm以上。
将本发明的膜用作滤色器的情况下,本发明的膜优选具有绿色、红色、蓝色、蓝色、品红色或黄色的色相,更优选具有绿色、红色或黄色的色相。并且,本发明的膜能够适当地用作滤色器的着色像素。作为着色像素,可举出红色像素、绿色像素、蓝色像素、品红色像素、青色像素、黄色像素等,优选为红色像素、绿色像素及黄色像素,更优选为红色像素或绿色像素,进一步优选为绿色像素。
并且,本发明的膜中,透光率成为50%的波长优选存在于470~520nm的波长范围内,更优选存在于475~520nm的波长范围内,进一步优选存在于480~520nm的波长范围内。其中,透光率成为50%的波长优选分别存在于470~520nm的波长范围内及575~625nm的波长范围内。在该方式中,透光率成为50%的短波长侧的波长优选存在于475~520nm的波长范围内,更优选存在于480~520nm的波长范围内。并且,透光率成为50%的长波长侧的波长优选存在于580~620nm的波长范围内,更优选存在于585~615nm的波长范围内。具有这样的光谱特性的膜可适当地用作绿色像素。
将本发明的膜用作红外线透射滤波器的情况下,本发明的膜具有优选例如以下(1)~(4)中的任一个光谱特性。
(1):膜的厚度方向上的透光率在波长400~640nm的范围内的最大值是20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下)且膜的厚度方向上的透光率在波长800~1300nm的范围内的最小值是70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)。具有这样的光谱特性的膜能够遮蔽波长400~640nm的范围的光而使超过波长700nm的光透过。
(2):膜的厚度方向上的透光率在波长400~750nm的范围内的最大值是20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下)且膜的厚度方向上的透光率在波长900~1300nm的范围内的最小值是70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的膜。具有这样的光谱特性的膜能够遮蔽波长400~750nm的范围的光而使超过波长850nm的光透过。
(3):膜的厚度方向上的透光率在波长400~830nm的范围内的最大值是20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下)且膜的厚度方向上的透光率在波长1000~1300nm的范围内的最小值是70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的膜。具有这样的光谱特性的膜能够遮蔽波长400~830nm的范围的光而使超过波长940nm的光透过。
(4):膜的厚度方向上的透光率在波长400~950nm的范围内的最大值是20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下)且膜的厚度方向上的透光率在波长1100~1300nm的范围内的最小值是70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的膜。具有这样的光谱特性的膜能够遮蔽波长400~950nm的范围的光而使超过波长1040nm的光透过。
<膜的制造方法>
接着,对本发明的膜的制造方法进行说明。本发明的膜能够经由涂布本发明的着色组合物的工序来制造。膜的制造方法中,优选还包括形成图案(像素)的工序。作为图案(像素)的形成方法,可举出光刻法、干式蚀刻法,优选为光刻法。
基于光刻法的图案形成优选包括如下工序:使用本发明的着色组合物在支承体上形成着色组合物层的工序;将着色组合物层曝光成图案状的工序;及将着色组合物层的未曝光部进行显影去除而形成图案(像素)的工序。根据需要,还可以设置对着色组合物层进行烘烤的工序(预烘烤工序)及对经显影的图案(像素)进行烘烤的工序(后烘烤工序)。
形成本发明的着色组合物层的工序中,使用着色组合物在支承体上形成着色组合物层。作为支承体,并无特别限制,能够根据用途而适当选择。例如,可举出玻璃基板、硅衬底等,优选为硅衬底。并且,在硅衬底上可以形成有电荷耦合元件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、透明导电膜等。并且,有时在硅衬底上形成有将各像素隔离的黑矩阵(blackmatrix)。并且,为了改善与上部层的粘附性、防止物质的扩散或者基板表面的平坦化,可以在硅衬底上设置基底层。基底层也可以使用从本说明书中所记载的着色组合物去除着色剂的组合物或含有本说明书记载的固化性化合物、表面活性剂等的组合物等来形成。用二碘甲烷测量时基底层的表面接触角优选为20~70°。并且,优选用水测量时30~80°。若基底层的表面接触角在上述范围内,则树脂组合物的润湿性良好。基底层的表面接触角的调节例如能够通过表面活性剂的添加等方法来进行。
作为着色组合物的涂布方法,能够使用公知的方法。例如,可举出滴加法(滴铸);狭缝涂布法;喷雾法;辊涂法;旋转涂布法(旋涂);流延涂布法;狭缝旋涂法;预湿法(例如,日本特开2009-145395号公报中所记载的方法);喷墨(例如按需方式、压电方式、热方式)、喷嘴喷射等喷出系印刷、柔版印刷、丝网印刷、凹版印刷、逆转偏移印刷、金属遮罩印刷法等各种印刷法;使用模具等的转印法;奈米压印法等。作为喷墨中的应用方法并没有特别限定,例如可举出“可推广、使用的喷墨-专利中出现的无限可能性-,2005年2月发行,SumitbeTechon Research Co.,Ltd.”所示的方法(尤其第115页~第133页)或日本特开2003-262716号公报、日本特开2003-185831号公报、日本特开2003-261827号公报、日本特开2012-126830号公报、日本特开2006-169325号公报等中所记载的方法。并且,关于着色组合物的涂布方法,能够参考国际公开第2017/030174号、国际公开第2017/018419号的记载,且这些内容被编入本说明书中。
形成于支承体上的着色组合物层可以进行干燥(预烘烤)。在通过低温制程制造膜的情况下,可以不进行预烘烤。当进行预烘烤时,预烘烤温度优选为150℃以下,更优选为120℃以下,进一步优选为110℃以下。下限例如能够设为50℃以上,也能够设为80℃以上。预烘烤时间优选为10~300秒钟,更优选为40~250秒钟,进一步优选为80~220秒钟。预烘烤能够用热板、烘箱等来进行。
接着,将着色组合物层曝光成图案状(曝光工序)。例如,使用步进曝光机、扫描曝光机等,隔着具有规定的遮罩图案的遮罩,对着色组合物层进行曝光,由此能够曝光成图案状。由此,能够使曝光部分固化。
作为能够在曝光时使用的放射线(光),可举出g射线、i射线等。并且,也能够使用波长300nm以下的光(优选为波长180~300nm的光)。作为波长300nm以下的光,可举出KrF射线(波长248nm)、ArF射线(波长193nm)等,优选为KrF射线(波长248nm)。并且,也能够利用300nm以上的长波长的光源。
并且,在曝光时,可以连续照射光而进行曝光,也可以脉冲照射而进行曝光(脉冲曝光)。另外,脉冲曝光是指以短时间(例如,毫秒级以下)的循环反复进行光的照射和暂停而进行曝光的方式的曝光方法。
照射量(曝光量)例如优选为0.03~2.5J/cm2,更优选为0.05~1.0J/cm2。关于曝光时的氧浓度,能够适当选择,除在大气下进行以外,例如可以在氧浓度为19体积%以下的低氧环境下(例如,15体积%、5体积%或实质上无氧)下进行曝光,也可以在氧浓度超过21体积%的高氧环境下(例如,22体积%、30体积%或50体积%)下进行曝光。并且,曝光照度能够适当设定,通常能够从1000W/m2~100000W/m2(例如,5000W/m2、15000W/m2或35000W/m2)的范围选择。氧浓度和曝光照度可以适当组合条件,例如能够设为氧浓度10体积%且照度10000W/m2、氧浓度35体积%且照度20000W/m2等。
接着,显影去除着色组合物层的未曝光部分而形成图案(像素)。着色组合物层的未曝光部分的显影去除能够使用显影液来进行。由此,曝光工序中的未曝光部分的着色组合物层溶出于显影液中,仅残留经光固化的部分。显影液的温度例如优选为20~30℃。显影时间优选为20~180秒钟。并且,为了提高残渣去除性,可以反复进行多次每隔60秒钟甩掉显影液进而供给新的显影液的工序。
显影液可举出有机溶剂、碱性显影液等,可适当地使用碱性显影液。作为碱性显影液,优选用纯水稀释碱剂而得的碱性水溶液(碱性显影液)。作为碱剂,例如可举出氨、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、二甘醇胺(diglycolamine)、二乙醇胺、羟胺、乙二胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、乙基三甲基氢氧化铵、苄基三甲基氢氧化铵、二甲基双(2-羟基乙基)氢氧化铵、胆碱、吡咯、哌啶、1,8-二氮杂双环-[5.4.0]-7-十一碳烯等有机碱性化合物或氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、偏硅酸钠等无机碱性化合物。在环境方面及安全方面上,碱剂优选为分子量大的化合物。碱性水溶液的碱剂的浓度优选为0.001~10质量%,更优选为0.01~1质量%。并且,显影液可进一步包含表面活性剂。从方便运输或保管等观点考虑,显影液可以暂时制造成浓缩液,使用时稀释成所需浓度。稀释倍率并无特别限定,例如能够设定于1.5~100倍的范围。并且,优选显影之后用纯水进行清洗(冲洗)。并且,优选通过旋转已形成有显影后的着色组合物层的支承体,并且向显影后的着色组合物层供给冲洗液来进行冲洗。并且,优选通过使吐出冲洗液的喷嘴从支承体的中心部向支承体的周缘部移动来进行。此时,在从喷嘴的支承体中心部向周缘部移动时,可以在逐渐降低喷嘴的移动速度的同时使其移动。通过以该种方式进行冲洗,能够抑制冲洗的面内偏差。并且,通过使喷嘴从支承体中心部向周缘部移动的同时逐渐降低支承体的转速也可获得相同的效果。
显影之后,优选实施干燥之后进行追加曝光处理、加热处理(后烘烤)。追加曝光处理、后烘烤为用于制成完全固化的物质的显影后的固化处理。后烘烤中的加热温度例如优选为100~240℃,更优选为200~240℃。能够以成为上述条件的方式,使用热板或对流烘箱(热风循环式于燥机)、高频加热机等加热机构,以连续式或间歇式对显影后的膜进行后烘烤。在进行追加曝光处理的情况下,优选用于曝光的光是波长400nm以下的光。并且,追加曝光处理可以通过韩国公开专利第10-2017-0122130号公报中所记载的方法进行。
基于干式蚀刻法的图案形成优选包括如下工序:使用本发明的着色组合物在支承体上形成着色组合物层,并使该整个着色组合物层固化而形成固化物层的工序;在该固化物层上形成光阻剂层的工序;将光阻剂层曝光成图案状之后,进行显影而形成阻剂图案的工序;及将该阻剂图案作为遮罩并使用蚀刻气体对固化物层进行干式蚀刻的工序。在形成光阻剂层时,优选为进一步实施预烘烤处理。尤其,作为光阻剂层的形成步骤,优选实施曝光后的加热处理、显影后的加热处理(后烘烤处理)的形态。关于利用干式蚀刻法的图案形成,能够参考日本特开2013-064993号公报的0010~0067段的记载,且该内容被编入本说明书中。
<滤光器>
本发明的滤光器具有上述的本发明的膜。作为滤光器的种类,可举出滤色器及红外线透射滤波器,优选为滤色器。作为滤色器,优选具有本发明的膜作为滤色器的着色像素。
滤光器可以在本发明的膜的表面设置保护层。通过设置保护层,能够赋予阻氧化、低反射化、亲疏水化、既定波长的光(紫外线、近红外线等)的屏蔽等各种作用。作为保护层的厚度,优选为0.01~10μm,更优选为0.1~5μm。作为保护层的形成方法,可举出涂布已溶解于有机溶剂中的树脂组合物而形成的方法、化学气相沉积法、用粘接材料贴付所成型的树脂的方法等。作为构成保护层的成分,可举出(甲基)丙烯酸树脂、烯-硫醇树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚树脂、聚芳酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯撑树脂、聚芳醚膦氧化物树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、环状烯烃树脂、聚酯树脂、苯乙烯树脂、多元醇树脂、聚偏二氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、聚胺酯树脂、芳族聚酰胺树脂、聚酰胺树脂、醇酸树脂、环氧树脂、改性硅酮树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯腈树脂、纤维素树脂、Si、C、W、Al2O3、Mo、SiO2、Si2N4等,可以含有两种以上的这些成分。例如,在用于阻氧化的保护层的情况下,优选保护层包含多元醇树脂、SiO2及Si2N4。并且,在用于低反射化的保护层的情况下,优选保护层包含(甲基)丙烯酸树脂和氟树脂。
在涂布树脂组合物而形成保护层的情况下,作为树脂组合物的涂布方法,能够使用旋涂法、流延法、网板印刷法、喷墨法等公知的方法。树脂组合物中所含的有机溶剂能够使用公知的有机溶剂(例如,丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯、环戊酮、乳酸乙酯等)。在通过化学气相沉积法形成保护层的情况下,作为化学气相沉积法,能够使用公知的化学气相沉积法(热化学气相沉积法、电浆化学气相沉积法、光化学气相沉积法)。
根据需要,保护层还可以含有有机·无机微粒子、既定波长的光(例如,紫外线、近红外线等)的吸收剂、折射率调节剂、抗氧化剂、密合剂、表面活性剂等添加剂。作为有机·无机微粒的例子,例如,可举出高分子微粒(例如,硅酮树脂微粒、聚苯乙烯微粒、三聚氰胺树脂微粒)、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铟、氧化铝、氮化钛、氧氮化钛、氟化镁、中空二氧化硅、二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡等。既定波长的光的吸收剂能够使用公知的吸收剂。这些添加剂的含量能够适当地进行调节,但是相对于保护层的总质量优选为0.1~70质量%,进一步优选为1~60质量%。
并且,作为保护层,也能够使用日本特开2017-151176号公报的0073~0092段中所记载的保护层。
滤光器也可以具有如下结构:在通过隔壁例如以格子状隔开的空间嵌入有各像素。
<固体摄像元件>
本发明的固体摄像元件具有上述本发明的膜。作为固体摄像元件的结构,只要是具备本发明的膜,且作为固体摄像元件而发挥作用的结构,则并无特别限定,例如可举出如下结构。
摄像元件的结构如下:在基板上具有由构成固体摄像元件(CCD(电荷耦合元件)影像传感器、CMOS(互补型金属氧化膜半导体)影像传感器等)的受光区域的多个光电二极体及多晶硅等构成的转移电极,在光电二极体及转移电极上具有仅光电二极体的光接收部开口的遮光膜,在遮光膜上具有以覆盖遮光膜整个表面及光电二极体光接收部的方式形成的由氮化硅等构成的设备保护膜,在设备保护膜上具有滤色器。而且,可以为在设备保护膜上且在滤色器的下侧(靠近基板的侧)具有聚光机构(例如,微透镜等。以下相同)的结构或在滤色器上具有聚光机构的结构等。并且,滤色器也可以具有如下结构:在通过隔壁例如以方格状隔开的空间嵌入有各着色像素。此时的隔壁优选为相对于各着色像素为低折射率。作为具有这种结构的摄像装置的例,可举出日本特开2012-227478号公报、日本特开2014-179577号公报、国际公开第2018/043654号中所记载的装置。并且,如日本特开2019-211559号公报中所示,在固体摄像元件的结构内设置紫外线吸收层也可以改善耐光性。具备本发明的固体摄像元件的摄像装置除了能够用作数码相机或具有摄像作用的电子设备(移动电话等)之外,也能够用作车载摄像机或监视摄像机。
<图像显示装置>
本发明的图像显示装置具有上述的本发明的膜。作为图像显示装置,可举出液晶显示装置或电致发光显示装置等。关于图像显示装置的定义或各图像显示装置的详细内容,例如记载于“电子显示器设备(佐佐木昭夫著,Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.,1990年发行)”、“显示器设备(伊吹顺章著,Sangyo Tosho Publishing Co.,Ltd.,1989年发行)”等。并且,关于液晶显示装置,例如记载于“下一代液晶显示器技术(内田龙男编辑,Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.,1994年发行)”。对能够应用本发明的液晶显示装置并没有特别限制,例如能够应用于上述的“下一代液晶显示器技术”中所记载的各种方式的液晶显示装置。
实施例
以下,举出实施例对本发明进行进一步具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比率、处理内容、处理顺序等,只要不脱离本发明的趣旨,则能够适当变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。
<分散液的制造>
使用珠磨机(直径为0.1mm的氧化锆微珠),将混合有下述表中所记载的原料的混合液进行了3小时的混合及分散。接着,使用附减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon BEE Co.,Ltd.制造)在压力2000kg/cm3及流量500g/分钟的条件下进行了分散处理。重复共计10次该分散处理,从而获得了分散液。下述表中所记载的表示配合量的数值为质量份。下述表中还总括记载了着色剂中的黄色着色剂的含量(表中的黄色着色剂比)、黄色着色剂中的偶氮甲碱金属络合物的含量(表中的偶氮甲碱金属络合物比)。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
以上述表的缩写记载的原料如下。
(绿色着色剂)
PG36:C.I.颜料绿36(酞菁化合物、绿色颜料)
PG58:C.I.颜料绿58(酞菁化合物、绿色颜料)
PG62:C.I.颜料绿62(酞菁化合物、绿色颜料)
(红色着色剂)
PR254:C.I.颜料红254(二酮吡咯并吡咯化合物、红色颜料)
PR264:C.I.颜料红264(二酮吡咯并吡咯化合物、红色颜料)
PR272:C.I.颜料红272(二酮吡咯并吡咯化合物、红色颜料)
(黄色着色剂)
偶氮甲碱金属络合物1:C.I.颜料黄129(偶氮甲碱铜络合物、下述结构的化合物、黄色颜料)
[化学式17]
偶氮甲碱金属络合物2
[化学式18]
偶氮甲碱金属络合物3
偶氮甲碱金属络合物1(C.I.颜料黄129)与偶氮甲碱金属络合物2的1∶1的固溶体。
PY138:C.I.颜料黄138(喹酞酮化合物、黄色颜料)
PY139:C.I.颜料黄139(异吲哚啉化合物、黄色颜料)
PY150:C.I.颜料黄150(偶氮化合物、黄色颜料)
PY185:C.I.颜料黄185(异吲哚啉化合物、黄色颜料)
PY215:C.I.颜料黄215(蝶啶基化合物、黄色颜料)
(颜料衍生物)
颜料衍生物1:下述结构的化合物
[化学式19]
(分散剂)
B-1:下述结构的树脂(固体成分浓度30%的丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)溶液、附注于主链的数值为质量比,附注于侧链的数值为重复单元的数。重均分子量=13000、酸值65mgKOH/g)
[化学式20]
B-2:通过以下方法合成的树脂B-2的树脂溶液(固体成分浓度30质量%的PGMEA溶液)。
向反应容器装入甲基丙烯酸甲酯50质量份、正丁基甲基丙烯酸酯30质量份、叔丁基甲基丙烯酸酯20质量份、PGMEA45.4质量份,将环境气体置换成氮气。将反应容器内加热到70℃,添加3-巯基-1,2-丙二醇6质量份,进而加入AIBN(偶氮双异丁腈)0.12质量份,反应了12小时。通过固体成分的测量确认到反应进行了95%。接着,添加均苯四甲酸9.7质量份、PGMEA70.3质量份、作为催化剂的DBU(1,8-二吖双环-[5.4.0]-7-十一烯)0.20质量份,在120℃下反应了7小时。通过酸值的测量确认到98%以上的酸酐进行半酯化并结束了反应。加入PGMEA将不挥发量(固体成分浓度)调节为30质量%,获得了酸值43mgKOH/g、重均分子量9000的下述结构的树脂B-2的树脂溶液。
[化学式21]
B-3:通过以下方法合成的树脂B-3的树脂溶液(固体成分浓度30质量%的PGMEA溶液)。
树脂B-2的合成中,将叔丁基甲基丙烯酸酯20质量份变更为(3-乙基氧环丁烷-3-基)甲基丙烯酸甲酯,除此以外,以相同的方式获得了酸值43mgKOH/g、重均分子量9000的下述结构的树脂B-3的树脂溶液。
[化学式22]
(溶剂)
溶剂1:丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)
<着色组合物的制造>
混合下述表中所记载的原料,制造了着色组合物。
[表6]
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| 分散液1 | 78.2 | |||||||
| 分散液2 | 85.0 | |||||||
| 分散液3 | 87.7 | |||||||
| 分散液4 | 90.4 | |||||||
| 分散液5 | 78.2 | |||||||
| 分散液6 | 85.0 | |||||||
| 分散液7 | 87.7 | |||||||
| 分散液8 | 90.4 | |||||||
| 分散液9 | ||||||||
| 分散液10 | ||||||||
| 分散液11 | ||||||||
| 分散液12 | ||||||||
| 分散液13 | ||||||||
| 分散液14 | ||||||||
| 分散液15 | ||||||||
| 分散液16 | ||||||||
| 分散液17 | ||||||||
| 分散液18 | ||||||||
| 分散液19 | ||||||||
| 分散液20 | ||||||||
| 分散液21 | ||||||||
| 分散液22 | ||||||||
| 分散液23 | ||||||||
| 分散液24 | ||||||||
| 分散液25 | ||||||||
| 分散液 6 | ||||||||
| 分散液27 | ||||||||
| 分散液28 | ||||||||
| 分散液29 | ||||||||
| 分散液30 | ||||||||
| 分散液31 | ||||||||
| 分散液32 | ||||||||
| 分散液33 | ||||||||
| 分散液34 | ||||||||
| 分散液35 | ||||||||
| 分散液c1 | ||||||||
| 树脂1 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.3 |
| 树脂2 | ||||||||
| 聚合性化合物1 | 2.5 | 1.5 | 1.1 | 0.7 | 2.5 | 1.5 | 1.1 | 0.7 |
| 聚合性化合物2 | ||||||||
| 光聚合引发剂1 | 0.8 | 0.5 | 0.4 | 0.2 | 0.8 | 0.5 | 0.4 | 0.2 |
| 光聚合引发剂2 | ||||||||
| 光聚合引发剂3 | ||||||||
| 表面活性剂1 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 |
| 硅烷偶联剂1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 环氧化合物1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 溶剂1 | 13.3 | 7.9 | 5.7 | 3.4 | 13.3 | 7.9 | 5.7 | 3.4 |
| 溶剂2 |
[表7]
| 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | |
| 分散液1 | ||||||||
| 分散液2 | ||||||||
| 分散液3 | ||||||||
| 分散液4 | ||||||||
| 分散液5 | ||||||||
| 分散液6 | ||||||||
| 分散液7 | ||||||||
| 分散液8 | ||||||||
| 分散液9 | 78.2 | |||||||
| 分散液10 | 85.0 | |||||||
| 分散液11 | 87.7 | |||||||
| 分散液12 | 90.4 | |||||||
| 分散液13 | 78.2 | |||||||
| 分散液14 | 85.0 | |||||||
| 分散液15 | 87.7 | |||||||
| 分散液16 | 90.4 | |||||||
| 分散液17 | ||||||||
| 分散液18 | ||||||||
| 分散液19 | ||||||||
| 分散液20 | ||||||||
| 分散液21 | ||||||||
| 分散液22 | ||||||||
| 分散液23 | ||||||||
| 分散液24 | ||||||||
| 分散液25 | ||||||||
| 分散液26 | ||||||||
| 分散液27 | ||||||||
| 分散液28 | ||||||||
| 分散液29 | ||||||||
| 分散液30 | ||||||||
| 分散液31 | ||||||||
| 分散液32 | ||||||||
| 分散液33 | ||||||||
| 分散液34 | ||||||||
| 分散液35 | ||||||||
| 分散液c1 | ||||||||
| 树脂1 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.3 |
| 树脂2 | ||||||||
| 聚合性化合物1 | 2.5 | 1.5 | 1.1 | 0.7 | 2.5 | 1.5 | 1.1 | 0.7 |
| 聚合性化合物2 | ||||||||
| 光聚合引发剂1 | 0.8 | 0.5 | 0.4 | 0.2 | 0.8 | 0.5 | 0.4 | 0.2 |
| 光聚合引发剂2 | ||||||||
| 光聚合引发剂3 | ||||||||
| 表面活性剂1 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 |
| 硅烷偶联剂1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 环氧化合物1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 溶剂1 | 13.3 | 7.9 | 5.7 | 3.4 | 13.3 | 7.9 | 5.7 | 3.4 |
| 溶剂2 |
[表8]
| 实施例17 | 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | 实施例21 | 实施例22 | 实施例23 | 实施例24 | |
| 分散液1 | ||||||||
| 分散液2 | ||||||||
| 分散液3 | ||||||||
| 分散液4 | ||||||||
| 分散液5 | ||||||||
| 分散液6 | ||||||||
| 分散液7 | ||||||||
| 分散液8 | ||||||||
| 分散液9 | ||||||||
| 分散液10 | ||||||||
| 分散液11 | ||||||||
| 分散液12 | ||||||||
| 分散液13 | ||||||||
| 分散液14 | ||||||||
| 分散液15 | ||||||||
| 分散液16 | ||||||||
| 分散液17 | 87.7 | |||||||
| 分散液18 | 87.7 | |||||||
| 分散液19 | 87.7 | |||||||
| 分散液20 | 87.7 | |||||||
| 分散液21 | 87.7 | |||||||
| 分散液22 | 87.7 | |||||||
| 分散液23 | 87.7 | |||||||
| 分散液24 | 87.7 | |||||||
| 分散液25 | ||||||||
| 分散液26 | ||||||||
| 分散液27 | ||||||||
| 分散液28 | ||||||||
| 分散液29 | ||||||||
| 分散液30 | ||||||||
| 分散液31 | ||||||||
| 分散液32 | ||||||||
| 分散液33 | ||||||||
| 分散液34 | ||||||||
| 分散液35 | ||||||||
| 分散液c1 | ||||||||
| 树脂1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 树脂2 | ||||||||
| 聚合性化合物1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 |
| 聚合性化合物2 | ||||||||
| 光聚合引发剂1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 光聚合引发剂2 | ||||||||
| 光聚合引发剂3 | ||||||||
| 表面活性剂1 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 |
| 硅烷偶联剂1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 环氧化合物1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 溶剂1 | 5.7 | 5.7 | 5.7 | 5.7 | 5.7 | 5.7 | 5.7 | 5.7 |
| 溶剂2 |
[表9]
| 实施例25 | 实施例26 | 实施例27 | 实施例28 | 实施例29 | 实施例30 | 实施例31 | 实施例32 | |
| 分散液1 | ||||||||
| 分散液2 | ||||||||
| 分散液3 | ||||||||
| 分散液4 | ||||||||
| 分散液5 | ||||||||
| 分散液6 | ||||||||
| 分散液7 | ||||||||
| 分散液8 | ||||||||
| 分散液9 | ||||||||
| 分散液10 | ||||||||
| 分散液11 | ||||||||
| 分散液12 | ||||||||
| 分散液13 | ||||||||
| 分散液14 | ||||||||
| 分散液15 | ||||||||
| 分散液16 | ||||||||
| 分散液17 | ||||||||
| 分散液18 | ||||||||
| 分散液19 | ||||||||
| 分散液20 | ||||||||
| 分散液21 | ||||||||
| 分散液22 | ||||||||
| 分散液23 | ||||||||
| 分散液24 | ||||||||
| 分散液25 | 85.0 | |||||||
| 分散液26 | 85.0 | |||||||
| 分散液27 | 85.0 | |||||||
| 分散液28 | 85.0 | |||||||
| 分散液29 | 78.2 | |||||||
| 分散液30 | 78.2 | |||||||
| 分散液31 | 78.2 | |||||||
| 分散液32 | 78.2 | |||||||
| 分散液33 | ||||||||
| 分散液34 | ||||||||
| 分散液35 | ||||||||
| 分散液c1 | ||||||||
| 树脂1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 树脂2 | ||||||||
| 聚合性化合物1 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 聚合性化合物2 | ||||||||
| 光聚合引发剂1 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| 光聚合引发剂2 | ||||||||
| 光聚合引发剂3 | ||||||||
| 表面活性剂1 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 |
| 硅烷偶联剂1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 环氧化合物1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 溶剂1 | 7.9 | 7.9 | 7.9 | 7.9 | 13.3 | 13.3 | 13.3 | 13.3 |
| 溶剂2 |
[表10]
| 实施例33 | 实施例34 | 实施例35 | 实施例36 | 实施例37 | 实施例38 | 实施例39 | 实施例40 | 比较例1 | |
| 分散液1 | |||||||||
| 分散液2 | 85.0 | 85.0 | 85.0 | 85.0 | 85.0 | ||||
| 分散液3 | |||||||||
| 分散液4 | |||||||||
| 分散液5 | |||||||||
| 分散液6 | |||||||||
| 分散液7 | |||||||||
| 分散液8 | |||||||||
| 分散液9 | |||||||||
| 分散液10 | |||||||||
| 分散液11 | |||||||||
| 分散液12 | |||||||||
| 分散液13 | |||||||||
| 分散液14 | |||||||||
| 分散液15 | |||||||||
| 分散液16 | |||||||||
| 分散液17 | |||||||||
| 分散液18 | |||||||||
| 分散液19 | |||||||||
| 分散液20 | |||||||||
| 分散液21 | |||||||||
| 分散液22 | |||||||||
| 分散液23 | |||||||||
| 分散液24 | |||||||||
| 分散液25 | |||||||||
| 分散液26 | |||||||||
| 分散液27 | |||||||||
| 分散液28 | |||||||||
| 分散液29 | |||||||||
| 分散液30 | |||||||||
| 分散液31 | |||||||||
| 分散液32 | |||||||||
| 分散液33 | 85.0 | ||||||||
| 分散液34 | 85.0 | ||||||||
| 分散液35 | 78.2 | ||||||||
| 分散液c1 | 78.2 | ||||||||
| 树脂1 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.3 |
| 树脂2 | 0.1 | ||||||||
| 聚合性化合物1 | 1.5 | 0.8 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 2.5 | 2.5 |
| 聚合性化合物2 | 0.8 | ||||||||
| 光聚合引发剂1 | 0.5 | 0.5 | 0.2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 0.8 | |
| 光聚合引发剂2 | 0.2 | ||||||||
| 光聚合引发剂3 | 0.5 | ||||||||
| 表面活性剂1 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 | 4.2 |
| 硅烷偶联剂1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 环氧化合物1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 溶剂1 | 7.9 | 7.9 | 7.9 | 4.0 | 7.9 | 7.9 | 7.9 | 13.3 | 13.3 |
| 溶剂2 | 4.0 |
以上述表的缩写记载的原料如下。
(分散液)
分散液1~35、c1:上述的分散液1~35、c1
(树脂)
树脂1:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比。重均分子量=11000)的40质量%PGMEA溶液
[化学式23]
树脂2:在具备温度计、冷却管、氮气导入管、滴管及搅拌装置的可分离4口烧瓶中装入环己酮70.0质量份,升温到80℃,将烧瓶内进行氮气置换之后,由滴管经2小时滴加了正丁基甲基丙烯酸酯13.3质量份、2-羟基甲基丙烯酸乙酯4.6质量份、甲基丙烯酸4.3质量份、对枯基苯酚环氧乙烷改性丙烯酸酯(TOAGOSEI CO.,LTD.制造、ARONIX M110)7.4质量份及2,2’-偶氮双异丁腈0.4质量份的混合物。滴加结束之后,使其反应3小时获得了树脂P2。加入PGMEA,将固体成分浓度调节成30质量%,获得了树脂溶液(树脂P2的30质量%PGMEA溶液)。树脂P2的重均分子量为26000。将该树脂溶液用作树脂2。
(聚合性化合物)
聚合性化合物1:下述结构的化合物
[化学式24]
聚合性化合物2:下述结构的化合物的混合物(左侧化合物(6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物)与右侧化合物(5官能的(甲基)丙烯酸酯化合物)的摩尔比是7∶3的混合物)
[化学式25]
(光聚合引发剂)
光聚合引发剂1:下述结构的化合物
[化学式26]
光聚合引发剂2:下述结构的化合物
[化学式27]
光聚合引发剂3:下述结构的化合物
[化学式28]
(表面活性剂)
表面活性剂1:下述混合物(重均分子量=14000)的1质量%PGMEA溶液。下述式中,表示重复单元的比率的%为质量%。
[化学式29]
(硅烷偶联剂)
硅烷偶联剂1:下述结构的化合物(重均分子量=3000)的0.2质量%PGMEA溶液
[化学式30]
(环氧化合物)
环氧化合物1:EHPE3150(Daicel Corporation制造)
(溶剂)
溶剂1:PGMEA
溶剂2:环己酮
<着色组合物的性能评价>
[长期可靠性评价]
通过旋涂法将上述表中所记载的着色组合物涂布于8英时(20.32cm)的玻璃晶片上,以使后烘烤后成为0.65μm,之后使用热板在100℃下加热2分钟,形成了着色组合物层。接着,使用i射线步进曝光装置FPA-3000i5+(Can on Inc.制造),隔着具有拜耳图案的遮罩,以300mJ/cm2的曝光量曝光了上述着色组合物层。接着,使用氢氧化四甲铵(TMAH)0.3质量%水溶液,在23℃下对着色组合物层进行了60秒钟的旋覆浸没显影。之后,实施通过旋转喷淋进行冲洗、使用纯水的水洗,进而使用热板在200℃下加热(后烘烤)5分钟,在玻璃晶片上形成了第1像素。接着,使用日本特开2013-254047号公报的0231段中所记载的感放射线性组合物,通过与第1像素形成相同的方法进行显影及曝光,在玻璃晶片上的第1像素的拜耳图案的缺失部形成了第2像素(透明像素)。使用显微分光光度计(Olympus Optical Co.,Ltd.制造“OSP-SP200”),测量了第2像素在波长400~700nm下的光的透过率(初期分光)。
接着,在温度85℃、相对湿度85%的条件下将分别形成有第1像素及第2像素的玻璃晶片静置1500小时进行了可靠性试验之后,使用显微分光光度计(Olympus OpticalCo.,Ltd.制造“OSP-SP200”),测量了从与第1像素的边界远离2μm的位置中的第2像素在波长400~700nm下的光的透过率(可靠性试验后的分光)。
计算试验前后的第2像素在波长400~700nm下的光的透过率的变化量(=可靠性试验前的第2像素的透过率(%)-可靠性试验后的第2像素的透过率(%)|),求出透过率的变化量的最大值(ΔTmax1),通过下述基准评价了长期可靠性。ΔTmax1的值越小,越表示长期可靠性优异。
5:ΔTmax1为0.5%以下
4:ΔTmax1大于0.5%且1%以下
3:ΔTmax1大于1%且3%以下
2:ΔTmax1大于3%且5%以下
1:ΔTmax1大于5%
[耐光性评价]
通过旋涂法将上述表中所记载的着色组合物涂布于8英时(20.32cm)的玻璃晶片上,以使后烘烤后成为0.65μm,之后使用热板在100℃下加热2分钟,形成了着色组合物层。接着,使用i射线步进曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制造),以300mJ/cm2的曝光量对着色组合物层进行了曝光。接着,使用氢氧化四甲铵(TMAH)0.3质量%水溶液,在23℃下对组合物层进行了60秒钟的旋覆浸没显影。之后,实施通过旋转喷淋进行冲洗、使用纯水的水洗,进而使用热板在200℃下加热(后烘烤)5分钟,形成了膜。使用MCPD3700(OtsukaElectronics Co.,Ltd.制造)测量了所获得的膜的透过率。
使用超级氙气象仪SX75(Suga Test Instruments Co.,Ltd.制造)以照度10万lux下对上述膜照射1500小时的光,进行了耐光性试验。使用MCPD3700(Otsuka ElectronicsCo.,Ltd.制造)测量了耐光性试验的膜的透过率。
计算试验前后的膜在波长400~700nm下的光的透过率的变化量(=|耐光性试验前的膜的透过率(%)-耐光性试验后的膜的透过率(%)|),求出透过率的变化量的最大值(ΔTmax2),通过下述基准评价了耐光性。ΔTmax2的值越小,越表示耐光性优异。
5:ΔTmax2为0.5%以下
4:ΔTmax2大于5%且10%以下
3:ΔTmax2大于10%且20%以下
2:ΔTmax2大于20%且25%以下
1:ΔTmax2大于25%且30%以下
0:ΔTmax2大于30%
将长期可靠性及耐光性的评价结果示于下述表中。还总括记载了各着色组合物中所使用的着色剂中的黄色着色剂的含量(表中的黄色着色剂比)、黄色着色剂中的偶氮甲碱金属络合物的含量(表中的偶氮甲碱金属络合物比)。并且,通过旋涂法将实施例1~28、32~40的着色组合物涂布于8英时(20.32cm)的玻璃晶片上之后,使用热板在100℃下加热2分钟,接着,针对在200℃下加热5分钟而形成的厚度0.65μm的膜测量了波长470~520nm下的光的透过率,将透过率成为50%的波长的值记载于下述表的“透过率50%波长(nm)”的栏中。
[表11]
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| 黄色着色剂比率 | 33% | 37% | 43% | 47% | 33% | 37% | 43% | 47% |
| 偶氮甲碱金属络合物比 | 27% | 47% | 54% | 63% | 27% | 47% | 54% | 63% |
| 长期可靠性 | 2 | 3 | 4 | 5 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 耐光性 | 2 | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 透过率50%波长(nm) | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 | 509 | 510 | 510 |
[表12]
| 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | |
| 黄色着色剂比率 | 33% | 37% | 43% | 47% | 33% | 37% | 43% | 47% |
| 偶氮甲碱金属络合物比 | 27% | 47% | 54% | 63% | 27% | 47% | 54% | 63% |
| 长期可靠性 | 2 | 3 | 4 | 5 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 耐光性 | 3 | 4 | 5 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 |
| 透过率50%波长(nm) | 483 | 486 | 488 | 490 | 483 | 486 | 488 | 489 |
[表13]
| 实施例17 | 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | 实施例21 | 实施例22 | 实施例23 | 实施例24 | |
| 黄色着色剂比率 | 39% | 37% | 36% | 34% | 39% | 37% | 36% | 34% |
| 偶氮甲碱金属络合物比 | 48% | 52% | 41% | 32% | 48% | 52% | 41% | 32% |
| 长期可靠性 | 3 | 4 | 3 | 2 | 3 | 4 | 3 | 2 |
| 耐光性 | 3 | 4 | 3 | 3 | 4 | 5 | 4 | 3 |
| 透过率50%波长(nm) | 486 | 487 | 487 | 487 | 486 | 487 | 487 | 488 |
[表14]
| 实施例25 | 实施例26 | 实施例27 | 实施例28 | 实施例29 | 实施例30 | 实施例31 | 实施例32 | |
| 黄色着色剂比率 | 37% | 37% | 37% | 37% | 33% | 33% | 33% | 33% |
| 偶氮甲碱金属络合物比 | 47% | 47% | 47% | 47% | 100% | 100% | 100% | 60% |
| 长期可靠性 | 3 | 3 | 3 | 3 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 耐光性 | 2 | 2 | 2 | 4 | 5 | 5 | 5 | 2 |
| 透过率50%波长(nm) | 510 | 510 | 510 | 510 | - | - | - | 484 |
[表15]
| 实施例33 | 实施例34 | 实施例35 | 实施例36 | 实施例37 | 实施例38 | 实施例39 | 实施例40 | 比较例1 | |
| 黄色着色剂比率 | 37% | 37% | 37% | 37% | 33% | 37% | 37% | 37% | 28% |
| 偶氮甲碱金属络合物比 | 47% | 47% | 47% | 47% | 30% | 47% | 47% | 47% | 14% |
| 长期可靠性 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 4 | 3 | 3 | 1 |
| 耐光性 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 0 |
| 透过率50%波长(nm) | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 | 479 | 476 |
如上述表所示,实施例的着色组合物能够形成长期可靠性优异的膜。
(实施例1001)
通过旋涂法将绿色着色组合物涂布于硅晶片上,以使制膜后的膜厚成为1.0μm。接着,使用热板,在100℃的条件下加热了2分钟。接着,使用i射线步进曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制造),以1000mJ/cm2的曝光量隔着2μm见方的点图案的遮罩进行了曝光。接着,使用氢氧化四甲基铵(TMAH)0.3质量%水溶液,在23℃的条件下进行了60秒钟的旋覆浸没显影。然后,通过旋转喷淋进行冲洗,进一步用纯水进行了水洗。接着,使用热板在200℃下加热5分钟,由此对绿色着色组合物进行图案化而形成了绿色像素。同样地,通过相同的制程对红色着色组合物、蓝色着色组合物进行图案化,依次形成了红色像素、蓝色像素,从而形成了具有绿色像素、红色像素及蓝色像素的滤色器。该滤色器中,以拜耳图案形成有绿色像素,在其相邻的区域中,以岛形图案形成有红色像素、蓝色像素。按照公知的方法将所获得的滤色器嵌入于固体摄像元件。该固体摄像元件优选具有图像识别能力。另外,作为绿色着色组合物,使用了实施例2的着色组合物。作为红色着色组合物,使用了实施例29的着色组合物。关于蓝色着色组合物留待后述。
(蓝色着色组合物的调整)
混合下述成分,并且进行搅拌之后,以孔径0.45μm的尼龙制过滤器(NIHON PALLCorporation制造)进行过滤,从而制备了蓝色着色组合物。
蓝色颜料分散液:30.47质量份
染料1:2.64质量份
树脂1:0.01质量份
树脂3:0.04质量份
聚合性化合物3:1.56质量份
光聚合引发剂4:0.57质量份
添加剂1:0.35质量份
环氧化合物2:0.46质量份
表面活性剂101:2.00质量份(作为1质量%PGMEA溶液)
PGMEA:5.70质量份
环己酮:55.4质量份
丙二醇单甲醚:0.8质量份
用于制备蓝色着色组合物的原料如下。
·蓝色颜料分散液
通过珠磨机(直径为0.3mm的氧化锆微珠)将由15质量份的C.I.颜料蓝15:6、2.2质量份的分散剂(Disperbyk-161、BYK Chemie GmbH制造)、2.2质量份的树脂3、80.6质量份的溶剂1构成的混合液进行了3小时的混合及分散。然后,进一步使用附减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon Bee Chemical Co.,Ltd.制造)在2000kg/cm2的压力下以流量500g/分钟进行了分散处理。重复10次该分散处理,从而获得了蓝色颜料分散液。
·染料1:下述式表示的呫吨染料聚合物(重均分子量:7,400、酸值:0.8mmol/g、C=C键当量:0.78mmol/g、以下结构式中,iPr为异丙基)
[化学式31]
·树脂1:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比。重均分子量=11000)的40质量%PGMEA溶液
[化学式32]
·树脂3:下述结构的树脂(附注于主链的数值为摩尔比。重均分子量=11000、酸值=200mgKOH/g)
[化学式33]
·聚合性化合物3:下述结构的化合物
[化学式34]
·光聚合引发剂4:下述结构的化合物
[化学式35]
·添加剂1:下述结构的化合物(钾N、N-双(五氟乙烷磺酰基)酰业胺)
[化学式36]
·环氧化合物2:下述结构的化合物
[化学式37]
·表面活性剂101:下述结构的化合物(重均分子量:14000、表示重复单元的比率的数值为摩尔%)的1质量%PGMEA溶液。
[化学式38]
Claims (11)
1.一种着色组合物,其包含含有黄色着色剂的着色剂、树脂及溶剂,
所述着色剂中的黄色着色剂的含量为30质量%以上,
所述黄色着色剂包含15质量%以上的偶氮甲碱金属络合物,
所述偶氮甲碱金属络合物包含偶氮甲碱铜络合物,
所述着色剂还包含除了偶氮甲碱金属络合物以外的黄色着色剂。
2.根据权利要求1所述的着色组合物,其中,
所述黄色着色剂中的喹酞酮化合物的含量小于50质量%。
3.根据权利要求1或2所述的着色组合物,其中,
所述着色剂包含选自绿色着色剂及红色着色剂中的至少1种。
4.根据权利要求1或2所述的着色组合物,其中,
所述着色剂包含绿色着色剂,所述绿色着色剂包含酞菁化合物。
5.根据权利要求1或2所述的着色组合物,其中,
在使用所述着色组合物形成厚度0.65μm的膜时,所述膜的透光率成为50%的波长存在于470nm~520nm的波长范围内。
6.根据权利要求1或2所述的着色组合物,其还包含聚合性化合物及光聚合引发剂。
7.根据权利要求1或2所述的着色组合物,其用于滤色器或用于红外线透射滤波器。
8.一种膜,其是由权利要求1至7中任一项所述的着色组合物得到的。
9.一种滤光器,其具有权利要求8所述的膜。
10.一种固体摄像元件,其具有权利要求8所述的膜。
11.一种图像显示装置,其具有权利要求8所述的膜。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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