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固化性组合物、膜、结构体、滤色器、固体摄像元件及图像显示装置

文献发布时间:2023-06-19 12:14:58



技术领域

本发明涉及一种包含颜料、树脂、聚合性化合物、光聚合引发剂及溶剂的固化性组合物。并且,本发明涉及一种使用了固化性组合物的膜、结构体、滤色器、固体摄像元件及图像显示装置。

背景技术

近年来,随着数字照相机、带有照相机的移动电话等的普及,电荷耦合器件(CCD)图像传感器等固体摄像元件的需求大幅增长。作为显示器或光学元件的核心装置,使用滤色器。

滤色器使用包含颜料、树脂、聚合性化合物、光聚合引发剂及溶剂的固化性组合物来制造。并且,当使用颜料作为着色剂时,为了提高固化性组合物的保存稳定性,使用分散剂等将颜料分散在固化性组合物中。

作为分散剂,例如,已知有含有具有接枝链的重复单元的树脂等。例如,在专利文献1中,使用具有在接枝链中包含碳-碳不饱和双键的重复单元的接枝聚合物(树脂)来分散颜料。在专利文献1的0082段中记载了接枝聚合物(树脂)优选具有由式(I)或式(II)表示的重复单元。

[化学式1]

(式(I)及式(II)中,R

以往技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2011-122115号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

对于包含颜料、树脂、聚合性化合物、光聚合引发剂及溶剂的固化性组合物,期望保存稳定性优异及显影性优异。并且,近年来对于这些特性期望同时达到更高的水平。

并且,根据本发明人的研究,可知将使用包含颜料、树脂、聚合性化合物、光聚合引发剂及溶剂的固化性组合物而形成的膜长时间暴露于湿度高的环境下时,有时发生膜收缩。若发生膜收缩,例如则发生滤色器的各像素的高度的不均匀化,从而聚旋光性在每个像素之间有偏差,并且颜色再现性可能降低。

由此,本发明的目的为提供一种保存稳定性及显影性良好且能够形成耐湿性优异的膜的固化性组合物。并且,本发明提供一种使用了固化性组合物的膜、滤色器、结构体、固体摄像元件及图像显示装置。

用于解决技术课题的手段

根据本发明人的研究,发现能够根据设为以下的构成来实现上述目的,以致完成本发明。由此,本发明提供以下内容。

<1>一种固化性组合物,其包含颜料、树脂、聚合性化合物、光聚合引发剂及溶剂,

树脂含有树脂A,所述树脂A包含具有聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元及具有酸基的重复单元,

聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链包含由下述式(1)表示的重复单元,

式(1)

[化学式2]

式(1)中,R

其中,当R

<2>根据<1>所述的固化性组合物,其中聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链包含式(1)的R

<3>根据<1>或<2>所述的固化性组合物,其中式(1)的R

<4>根据<1>或<2>所述的固化性组合物,其中式(1)的R

<5>根据<1>至<4>中任一项所述的固化性组合物,其中

聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链包含式(1)的R

式(2)

[化学式3]

式(2)中,R

<6>根据<1>至<5>中任一项所述的固化性组合物,其中聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的玻璃化转变温度为100℃以下。

<7>根据<1>至<6>中任一项所述的固化性组合物,其中聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的汉森溶解度参数为7.8~9.5(cal/cm

<8>根据<1>至<7>中任一项所述的固化性组合物,其中树脂A为分散剂。

<9>根据<1>至<8>中任一项所述的固化性组合物,其中颜料包含彩色颜料。

<10>根据<1>至<9>中任一项所述的固化性组合物,其还包含颜料衍生物。

<11>根据<1>至<10>中任一项所述的固化性组合物,其用于在由隔壁划分的区域形成像素。

<12>一种膜,其使用了<1>至<11>中任一项所述的固化性组合物。

<13>一种结构体,其具有:

支承体;

隔壁,其设置于支承体上;及

像素,其由设置于支承体上且由隔壁划分的区域的<1>至<11>中任一项所述的固化性组合物获得。

<14>一种滤色器,其包含<12>所述的膜。

<15>一种固体摄像元件,其包含<12>所述的膜。

<16>一种图像显示装置,其包含<12>所述的膜。

发明效果

根据本发明,能够提供一种保存稳定性及显影性良好且能够形成耐湿性优异的膜的固化性组合物。并且,本发明能够提供一种使用了固化性组合物的膜、滤色器、结构体、固体摄像元件及图像显示装置。

附图说明

图1是表示本发明的结构体的一实施方式的侧剖视图。

图2是正上方观看相同结构体的平面图。

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,未标有经取代及未经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(未经取代的烷基),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,使用电子束、离子束等粒子线的描绘也包含于曝光中。并且,作为曝光中所使用的光,可列举汞灯的明线光谱、以准分子激光为代表的远紫外线、极紫外线(EUV光)、X射线、电子束等光化射线或放射线。

本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及丙烯酸甲酯这两个或任一个,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸这两个或任一个,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基这两个或任一个。

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根据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,若即使在无法与其他工序明确地进行区分的情形下,也发挥该工序的所期待的作用,则也包含于本用语中。

<固化性组合物>

本发明的固化性组合物为包含颜料、树脂、聚合性化合物、光聚合引发剂及溶剂的固化性组合物,其特征为,

树脂含有包含具有聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元及具有酸基的重复单元的树脂A,

聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链包含由式(1)表示的重复单元。

本发明的固化性组合物通过包含上述树脂A而能够提高固化性组合物中的颜料的分散性,并能够设为保存稳定性优异的固化性组合物。此外,也能够提高显影性。此外,也能够提高所获得的膜的耐湿性。作为可获得这样的效果的原因,推测为基于以下。即,树脂A包含具有聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元及具有酸基的重复单元,因此推测树脂A中所含有的酸基的部位吸附到颜料上,树脂A的接枝链发挥立体排斥基的作用,能够提高固化性组合物中的颜料的分散性,其结果,推测能够提高固化性组合物的保存稳定性。此外,推测通过具有酸基的重复单元与通过规定的聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元的组合来获得优异的显影性。并且,推测上述聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链不易受由于湿度引起的影响,因此,推测能够形成耐湿性优异的膜。

本发明的固化性组合物能够用于滤色器、近红外线透射滤波器、近红外线截止滤波器、黑矩阵、遮光膜、折射率调整膜、微透镜等。并且,本发明的固化性组合物也能够用作彩色微透镜形成用的组合物。作为彩色微透镜的制造方法,可列举日本特开2018-010162号公报中所记载的方法等。

作为滤色器,可列举具有透射特定波长的光的着色像素的滤波器,优选为具有选自红色像素、蓝色像素、绿色像素、黄色像素、蓝色像素及品红色像素中的至少1种着色像素的滤波器。滤色器能够使用包含彩色颜料的固化性组合物来形成。

作为近红外线截止滤波器,可列举在波长700~1800nm的范围具有极大吸收波长的滤波器。近红外线截止滤波器优选为在波长700~1300nm的范围具有极大吸收波长的滤波器,更优选为在波长700~1000nm的范围具有极大吸收波长的滤波器。并且,近红外线截止滤波器在波长400~650nm的所有范围的透射率优选为70%以上,更优选为80%以上,进一步优选为90%以上。并且,波长700~1800nm的范围的至少1点的透射率优选为20%以下。并且,近红外线截止滤波器的极大吸收波长下的吸光度Amax与波长550nm下的吸光度A550的比即吸光度Amax/吸光度A550优选为20~500,更优选为50~500,进一步优选为70~450,尤其优选为100~400。近红外线截止滤波器能够使用包含近红外线吸收颜料的固化性组合物来形成。

近红外线透射滤波器为透射至少一部分近红外线的滤波器。近红外线透射滤波器可以为透射可见光和近红外线这两个的滤波器(透明膜),也可以为屏蔽至少一部分可见光,并透射至少一部分近红外线的滤波器。作为近红外线透射滤波器,可优选地列举满足波长400~640nm的范围的透过率的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下)且波长1100~1300nm的范围的透过率的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的分光特性的滤波器等。近红外线透射滤波器优选为满足以下的(1)~(4)中的任一个的分光特性的滤波器。

(1):波长400~640nm的范围的透过率的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下)且波长800~1300nm的范围的透过率的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的滤波器。

(2):波长400~750nm的范围的透过率的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下)且波长900~1300nm的范围的透过率的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的滤波器。

(3):波长400~830nm的范围的透过率的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下)且波长1000~1300nm的范围的透过率的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的滤波器。

(4):波长400~950nm的范围的透过率的最大值为20%以下(优选为15%以下,更优选为10%以下)且波长1100~1300nm的范围的透过率的最小值为70%以上(优选为75%以上,更优选为80%以上)的滤波器。

本发明的固化性组合物能够优选地用作滤色器用的固化性组合物。具体而言,能够优选地用作滤色器的像素形成用的固化性组合物,并且能够更优选地用作固体摄像元件中所使用的滤色器的像素形成用的固化性组合物。

以下,对本发明的固化性组合物中所使用的各成分进行说明。

<<颜料>>

本发明的固化性组合物含有颜料。作为颜料,可列举白色颜料、黑色颜料、彩色颜料、近红外线吸收颜料。另外,本发明中,白色颜料不仅包含纯白色,还包含接近白色的亮灰色(例如灰白色、浅灰色等)的颜料等。并且,颜料可以为无机颜料、有机颜料中的任一种。并且,颜料中也能够使用由有机发色团取代无机颜料或有机-无机颜料的一部分而获得的材料。通过由有机发色团取代无机颜料或有机-无机颜料而能够容易设计色相。并且,颜料优选为在波长400~2000nm的范围具有极大吸收波长,更优选为在波长400~700nm的范围具有极大吸收波长。并且,在使用在波长400~700nm的范围具有极大吸收波长的颜料(优选为彩色颜料)的情况下,本发明的固化性组合物能够优选地用作滤色器中的着色像素形成用的固化性组合物。作为着色像素,例如可列举红色像素、绿色像素、蓝色像素、品红色像素、青色像素、黄色像素等。

颜料的平均一次粒径优选为1~200nm。下限优选为5nm以上,更优选为10nm以上。上限优选为180nm以下,更优选为150nm以下,进一步优选为100nm以下。若颜料的平均一次粒径为上述范围,则固化性组合物中的颜料的分散性良好。另外,在本发明中,颜料的一次粒径能够根据使用透射性电子显微镜观察颜料的一次粒子并从所获得的照片求出。具体而言,求出颜料的一次粒子的投影面积,并计算与其对应的圆当量直径作为颜料的一次粒径。并且,本发明中的平均一次粒径设为对于400个颜料的一次粒子的一次粒径的算术平均值。并且,颜料的一次粒子是指未凝聚的独立的粒子。

(彩色颜料)

作为彩色颜料并无特别限定,能够使用公知的彩色颜料。作为彩色颜料,可列举在波长400~700nm的范围具有极大吸收波长的颜料。例如,可列举黄色颜料、橙色颜料、红色颜料、绿色颜料、紫色颜料、蓝色颜料等。作为这些具体例,例如可列举以下。

比色指数(C.I.)颜料黄(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(次甲基系),233(喹啉系)等(以上为黄色颜料);

C.I.颜料橙(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(以上为橙色颜料)、

C.I.颜料红(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(呫吨系、Organo Ultramarine、BluishRed),295(偶氮系),296(偶氮系)等(以上为红色颜料)、

C.I.颜料绿(Pigment Green)7、10、36、37、58、59、62、63等(以上为绿色颜料)、

C.I.颜料紫(Pigment Violet)1,19,23,27,32,37,42,60(三芳基甲烷系),61(呫吨系)等(以上为紫色颜料)、

C.I.颜料蓝(Pigment Blue)1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,29,60,64,66,79,80,87(单偶氮系),88(次甲基系)等(以上为蓝色颜料)。

并且,作为绿色颜料,还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,作为绿色颜料,也能够使用中国专利申请第106909027号说明书中所记载的化合物、具有国际公开第2012/102395号中所记载的磷酸酯作为配位体的酞青化合物等。

并且,作为蓝色颜料,还能够使用具有磷原子的铝酞菁化合物。作为具体例,可列举日本特开2012-247591号公报的0022~0030段、日本特开2011-157478号公报的0047段中所记载的化合物。

并且,作为黄色颜料,也能够使用日本特开2017-201003号公报中所记载的颜料、日本特开2017-197719号公报中所记载的颜料、日本特开2017-171912号公报的0011~0062、0137~0276段中所记载的颜料、日本特开2017-171913号公报的0010~0062、0138~0295段中所记载的颜料、日本特开2017-171914号公报的0011~0062、0139~0190段中所记载的颜料、日本特开2017-171915号公报的0010~0065、0142~0222段中所记载的颜料。

并且,作为黄色颜料,也能够使用日本特开2018-062644号公报中所记载的化合物。该化合物也能够用作颜料衍生物。

并且,作为红色颜料,也能够使用日本特开2017-201384号公报中所记载的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等。并且,作为红色颜料还能够使用具有芳香环基与二氧代吡咯并吡咯骨架键合而成的结构的化合物,该芳香环基中导入有相对于芳香环键合有氧原子、硫原子或氮原子的基团。作为这种化合物,优选为由式(DPP1)表示的化合物,更优选为由式(DPP2)表示的化合物。

[化学式4]

上述式中,R

在本发明中,彩色颜料可组合2种以上来使用。并且,当彩色颜料组合2种以上来使用时,可以由2种以上的彩色颜料的组合形成黑色。作为这种组合,例如可列举以下(1)~(7)的方式。固化性组合物中包含2种以上的彩色颜料,并且由2种以上的彩色颜料的组合呈现黑色时,本发明的固化性组合物能够优选地用作近红外线透射滤波器用固化性组合物。

(1)含有红色颜料及蓝色颜料的方式。

(2)含有红色颜料、蓝色颜料及黄色颜料的方式。

(3)含有红色颜料、蓝色颜料、黄色颜料及紫色颜料的方式。

(4)含有红色颜料、蓝色颜料、黄色颜料、紫色颜料及绿色颜料的方式。

(5)含有红色颜料、蓝色颜料、黄色颜料及绿色颜料的方式。

(6)含有红色颜料、蓝色颜料及绿色颜料的方式。

(7)含有黄色颜料及紫色颜料的方式。

(白色颜料)

作为白色颜料,可列举氧化钛、钛酸锶、钛酸钡、氧化锌、氧化镁、氧化锆、氧化铝、硫酸钡、二氧化硅、滑石、云母、氢氧化铝、硅酸钙、硅酸铝、中空树脂粒子、硫化锌等。白色颜料优选为具有钛原子的粒子,更优选为氧化钛。并且,白色颜料优选为相对于波长589nm的光的折射率为2.10以上的粒子。前述折射率优选为2.10~3.00,更优选为2.50~2.75。

并且,白色颜料也能够使用“氧化钛物性与应用技术清野学著13~45页1991年6月25日发行技报堂出版发行”中所记载的氧化钛。

白色颜料不仅可以使用包括单一无机物的颜料,也可以使用与其他材料复合而得的粒子。例如,优选为使用在内部具有空孔或其他材料的粒子、在芯粒子上附着有大量无机粒子的粒子、由包括聚合物粒子的芯粒子和包括无机纳米微粒的壳层构成的芯壳复合粒子。作为上述由包括聚合物粒子的芯粒子和包括无机纳米微粒的壳层构成的芯壳复合粒子,例如能够参考日本特开2015-047520号公报的0012~0042段的记载,该内容被援用于本说明书中。

白色颜料也能够使用中空无机粒子。中空无机粒子是在内部具有空洞的结构的无机粒子,是指具有被外壳包围的空洞的无机粒子。作为中空无机粒子,能够列举日本特开2011-075786号公报、国际公开第2013/061621号、日本特开2015-164881号公报等中所记载之中空无机粒子,这些内容被援用于本说明书中。

(黑色颜料)

作为黑色颜料并无特别限定,能够使用公知的黑色颜料。例如,可列举碳黑、钛黑、石墨等,优选为碳黑、钛黑,更优选为钛黑。钛黑优选为含有钛原子的黑色粒子,低次氧化钛或氧氮化钛。钛黑能够以提高分散性、抑制凝聚性等目的并根据需要来修饰表面。例如,能够利用氧化硅、氧化钛、氧化锗、氧化铝、氧化镁或氧化锆包覆钛黑的表面。并且,还能够进行如日本特开2007-302836号公报中所示的利用拒水性物质的处理。作为黑色颜料,可列举比色指数(C.I.)颜料黑1,7等。优选为钛黑的每个粒子的一次粒径及平均一次粒径中的任一个均较小。具体而言,优选为平均一次粒径为10~45nm。钛黑还能够用作分散物。例如可列举包含钛黑粒子及二氧化硅粒子,并且分散物中的Si原子与Ti原子的含有比调整在0.20~0.50的范围的分散物等。关于上述分散物,能够参考日本特开2012-169556号公报的0020~0105段的记载,该内容被援用于本说明书中。作为钛黑的市售品的例子,可列举钛黑10S、12S、13R、13M、13M-C、13R-N、13M-T(商品名:Mitsubishi Materials Corporation制)、Tilack D(商品名:Ako Kasei Co.,Ltd.制)等。

(近红外线吸收颜料)

近红外线吸收颜料优选为有机颜料。并且,近红外线吸收颜料优选为在波长超过700nm且为1400nm以下的范围具有极大吸收波长。并且,近红外线吸收颜料的极大吸收波长优选为1200nm以下,更优选为1000nm以下,进一步优选为950nm以下。并且,近红外线吸收颜料中,波长550nm处的吸光度A

作为近红外线吸收颜料,可列举吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、夸特锐烯化合物、部花青化合物、克酮鎓化合物、氧杂菁化合物、亚胺化合物、二硫醇化合物、三芳基甲烷化合物、吡咯亚甲基化合物、偶氮次甲基化合物、蒽醌化合物、二苯并呋喃酮化合物、二硫纶金属络合物、金属氧化物、金属硼化物等。作为吡咯并吡咯化合物,可列举日本特开2009-263614号公报的段落号0016~0058中所记载的化合物、日本特开2011-068731号公报的段落号0037~0052中所记载的化合物、国际公开第2015/166873号的段落号0010~0033中所记载的化合物等。作为方酸化合物,可列举日本特开2011-208101号公报的段落号0044~0049中所记载的化合物、日本专利第6065169号公报的段落号0060~0061中所记载的化合物、国际公开第2016/181987号的段落号0040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号的段落号0072中所记载的化合物、日本特开2016-074649号公报的段落号0196~0228中所记载的化合物、日本特开2017-067963号公报的段落号0124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,可列举日本特开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,可列举日本特开2017-082029号公报中所记载的化合物。作为亚胺化合物,例如,可列举日本特表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号的段落号0048~0063中所记载的化合物。作为酞菁化合物,可列举日本特开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,可列举日本特开2012-077153号公报的段落号0093中所记载的化合物。作为二硫纶金属络合物,可列举日本专利第5733804号公报中所记载的化合物。作为金属氧化物,例如,可列举氧化铟锡、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号公报的段落号0080,该内容被援用于本说明书中。作为金属硼化物,可列举硼化镧等。作为硼化镧的市售品,可列举LaB

并且,作为近红外线吸收颜料,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段中所记载的含有吡咯环的化合物、日本特开2018-040955号公报的0078~0082段中所记载的含有吡咯环的化合物、日本特开2018-002773号公报的0043~0069段中所记载的含有吡咯环的化合物、日本特开2018-041047号公报的0024~0086段中所记载的在酰胺基α位具有芳香族环的方酸化合物、日本特开2017-179131号公报中所记载的酰胺基链接型方酸化合物、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氢咔唑双型的方酸化合物、日本特开2017-068120号公报的0027~0114段中所记载的非对称型的化合物、日本特开2017-067963号公报中所记载的含有吡咯环的化合物(咔唑型)、日本专利第6251530号公报中所记载的酞青化合物等。

固化性组合物的总固体成分中的颜料的含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为20质量%以上,更进一步优选为30质量%以上,尤其优选为40质量%以上。上限优选为80质量%以下,更优选为70质量%以下,进一步优选为60质量%以下。

<<颜料衍生物>>

本发明的固化性组合物能够含有颜料衍生物。作为颜料衍生物,可列举具有由酸基、碱性基或邻苯二甲酰亚胺甲基取代发色团的一部分而成的结构的化合物。作为构成颜料衍生物的发色团,可列举喹啉骨架、苯并咪唑酮骨架、二酮吡咯并吡咯骨架、偶氮骨架、酞菁骨架、蒽醌骨架、喹吖啶酮骨架、二噁嗪骨架、紫环酮骨架、苝骨架、硫靛蓝骨架、异吲哚啉骨架、异吲哚啉酮骨架、喹啉黄骨架、苯乙烯骨架、金属络合物骨架等,优选为喹啉骨架、苯并咪唑酮骨架、二酮吡咯并吡咯骨架、偶氮骨架、喹啉黄骨架、异吲哚啉骨架及酞菁骨架,更优选为偶氮骨架及苯并咪唑酮骨架。作为颜料衍生物所具有的酸基,优选为磺基、羧基,更优选为磺基。作为颜料衍生物所具有的碱性基,优选为氨基,更优选为叔氨基。

在本发明中,作为颜料衍生物也能够含有可见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的波长区域中的摩尔吸光系数的最大值(εmax)优选为3000L·mol

作为颜料衍生物的具体例,可列举后述实施例中所记载的化合物、日本特开2011-252065号公报的0162~0183段中所记载的化合物、日本特开2003-081972号公报中所记载的化合物。

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,进一步优选为3~20质量份。

<<染料>>

本发明的固化性组合物能够含有染料。作为染料并没有特别限制,能够使用公知的染料。染料可以为彩色染料,也可以为近红外线吸收染料。作为彩色染料,可列举吡唑偶氮化合物、苯胺基偶氮化合物、三芳基甲烷化合物、蒽醌化合物、蒽吡啶酮化合物、苯亚甲基化合物、氧杂菁化合物、吡唑并三唑偶氮化合物、吡啶酮偶氮化合物、花青化合物、吩噻嗪化合物、吡咯并吡唑次甲基偶氮化合物、呫吨化合物、酞青化合物、苯并哌喃化合物、靛蓝化合物、吡咯亚甲基化合物。并且,也能够使用日本特开2012-158649号公报中所记载的噻唑化合物、日本特开2011-184493号公报中所记载的偶氮化合物、日本特开2011-145540号公报中所记载的偶氮化合物。并且,作为黄色染料,也能够使用日本特开2013-054339号公报的0011~0034段中所记载的喹啉黄(quinophthalone)化合物、日本特开2014-026228号公报的0013~0058段中所记载的喹啉黄化合物等。作为近红外线吸收染料,可列举吡咯并吡咯化合物、芮化合物、氧杂菁化合物、方酸化合物、花青化合物、克酮鎓化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、吡喃鎓化合物、薁鎓化合物、靛蓝化合物及吡咯亚甲基化合物。

固化性组合物的总固体成分中的染料的含量优选为1质量%以上,更优选为5质量%以上,尤其优选为10质量%以上。作为上限并没有特别限制,优选为70质量%以下,更优选为65质量%以下,进一步优选为60质量%以下。

并且,染料的含量相对于颜料的100质量份优选为5~50质量份。上限优选为45质量份以下,更优选为40质量份以下。下限优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上。

并且,本发明的固化性组合物也能够实际上不含有染料。本发明的固化性组合物实质上不包含染料时,本发明的固化性组合物的总固体成分中的染料的含量优选为0.1质量%以下,更优选为0.05质量%以下,尤其优选为不含有。

<<树脂>>

本发明的固化性组合物包含树脂。树脂例如以将颜料等粒子分散于组合物中的用途、粘合剂的用途来进行配合。另外,也将主要用于使粒子等在组合物中分散的树脂称为分散剂。但是,树脂的这些用途为一例,也能够以除了这些用途以外的目的而使用树脂。

用于本发明的固化性组合物的树脂含有包含具有后述规定的聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元及具有酸基的重复单元的树脂A。本发明的固化性组合物可以仅包含1种树脂A,也可以包含2种以上。

固化性组合物的总固体成分中的树脂的含量优选为10~50质量%。上限优选为40质量%以下,更优选为30质量%以下。下限优选为15质量以上,更优选为20质量以上。

本发明的固化性组合物中所含有的树脂中的树脂A的含量优选为5~100质量%。上限优选为99质量%以下,更优选为95质量%以下。下限优选为6质量以上,更优选为10质量以上。

在本发明的固化性组合物中,优选为树脂A用作分散剂。当使用树脂A作为分散剂时,树脂A的含量相对于颜料的100质量份优选为10~100质量份。上限优选为90质量份以下,更优选为80质量份以下。下限优选为6质量份以上,更优选为10质量份以上。并且,当使用树脂A作为分散剂时,分散剂的总量中的树脂A的含量优选为5~100质量%,更优选为20~100质量%,进一步优选为30~100质量%。

(树脂A)

接着,对树脂A进行说明。树脂A包含具有聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元及具有酸基的重复单元。并且,上述聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链包含由下述式(1)表示的重复单元。另外,在本发明中,接枝链是指从重复单元的主链分支并延伸的聚合物链。对于接枝链的长度并无特别限制,若接枝链变长,则空间排斥效果提高,能够提高颜料等的分散性。作为接枝链,除氢原子以外的原子数优选为40~10000,除氢原子以外的原子数更优选为50~2000,除氢原子以外的原子数进一步优选为60~500。

树脂A的重均分子量优选为3000~50000。下限优选为5000以上,更优选为7000以上。上限优选为40000以下,更优选为30000以下。若树脂A的重均分子量在上述范围内,则容易兼顾优异的显影性和保存稳定性。

树脂A的酸值优选为20~150mgKOH/g。上限优选为130mgKOH/g以下,更优选为110mgKOH/g以下。下限优选为30mgKOH/g以上,更优选为40mgKOH/g以上。

若树脂A的酸值在上述范围内,则容易兼顾优异的显影性和保存稳定性。

首先,对具有树脂A所具有的酸基的重复单元进行说明。作为具有酸基的重复单元,可列举由下述式(a1)表示的重复单元。

[化学式5]

在式(a1)中,R

在式(a1)中,Q

在式(a1)中,L

在式(a1)中,A

式(a1)尤其优选Q

作为具有酸基的重复单元的具体例,可列举后述实施例中所记载的重复单元a1-1~a1-5等,从容易兼顾优异的显影性和保存稳定性的原因考虑,优选为a1-1及a1-5。

树脂A优选为在树脂A的所有重复单元中含有3~50质量%以上的具有酸基的重复单元。上限优选为45质量%以下,更优选为40质量%以下。下限优选为4质量%以上,更优选为5质量%以上。

接着,对含有树脂A所具有的聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元进行说明。首先,对聚(甲基)丙烯酸酯结构进行说明。

聚(甲基)丙烯酸酯结构包含由下述式(1)表示的重复单元。

式(1)

[化学式6]

式(1)中,R

其中,当R

R

作为式(1)的R

从显影性的观点考虑,式(1)的R

聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链优选为包含式(1)的R

式(2)

[化学式7]

式(2)中,R

R

作为上述接枝链的末端结构,并无特别限定。可以为氢原子,也可以为取代基。作为取代基,可举出烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、烷基硫醚基、芳硫醚基、杂芳硫醚基等。其中,从提高颜料等的分散性的观点考虑,优选为具有空间排斥效果的基团,优选为碳原子数5~24的烷基或烷氧基。烷基及烷氧基可以为直链状、支链状及环状中的任一个,优选为直链状或支链状。

上述接枝链的重均分子量优选为500~10000。上限优选为8000以下,更优选为6000以下。下限优选为1000以上,更优选为1500以上。若接枝链的重均分子量为10000以下(优选为8000以下,更优选为6000以下),则可获得优异的显影性。并且,若接枝链的重均分子量为500以上(优选为1000以上,更优选为1500以上),则能够提高颜料的分散性,并能够提高固化性组合物的保存稳定性。另外,在本说明书中,接枝链的重均分子量是由用于具有接枝链的重复单元的聚合的原料单体的重均分子量算出的值。例如,具有接枝链的重复单元能够通过使大分子单体聚合来形成。在此,大分子单体是指在聚合物末端导入有聚合性基团的高分子化合物。并且,原料单体的重均分子量的值使用根据GPC(凝胶渗透色谱)法测量而得的聚苯乙烯换算值。

上述接枝链的玻璃化转变温度优选为100℃以下,更优选为80℃以下,更优选为60℃以下。若接枝链的玻璃化转变温度为100℃以下(优选为80℃以下,更优选为60℃以下),则可获得优异的显影性。并且,从显影后的图案密合性的观点考虑,接枝链的玻璃化转变温度的下限值优选为-60℃以上,更优选为-25℃以上。另外,在本说明书中,接枝链的玻璃化转变温度是使用与接枝链的重复单元对应的单体的均聚物的玻璃化转变温度算出的值。对于均聚物的玻璃化转变温度的值,使用Polymer Handbook(Wiley-Interscience公司)中所记载的均聚物的玻璃化转变温度的值。具体而言,当接枝链为均聚物时,使用PolymerHandbook(Wiley-Interscience公司)中所记载的均聚物的玻璃化转变温度的值。并且,当接枝链为共聚物时,使用将与共聚物的各重复单元对应的单体的均聚物的各玻璃化转变温度的值乘以共聚物的各重复单元的质量比而得的值的和。以接枝链为甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸正丁酯的共聚物,包含50质量%的源自甲基丙烯酸甲酯的重复单元,包含50质量%的源自丙烯酸正丁酯的重复单元的共聚物的情况为例进行具体说明。甲基丙烯酸甲酯的均聚物的玻璃化转变温度为105℃,丙烯酸正丁酯的均聚物的玻璃化转变温度为-54℃,因此上述共聚物的玻璃化转变温度为(105℃×0.5)+(-54℃×0.5)=52.5+(-27)=25.5℃。

上述接枝链的汉森溶解度参数优选为7.8~9.5(cal/cm

汉森溶解度参数由London分散力项、分子极化项(偶极间力项)及氢键项的三维参数定义,并且为由下述式(H-1)表示的值。另外,有关汉森溶解度参数的详细内容记载于“PROPERTIES OF POLYMERS”(作者:D.W.VAN KREVELEN、出版局:ELSEVIER SCIENTIFICPUBLISHING COMPANY、1989年发行、第5版)。

δ

δ:汉森溶解度参数

δD:London分散力项

δP:分子极化项(偶极间力项)

δH:氢键项

在本说明书中,接枝链的汉森溶解度参数是使用通过提出汉森溶解度参数的汉森博士小组开发的程序即HSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice)的Ver.4.1.07计算与接枝链的重复单元对应的单体的London分散力项(δD)、分子极化项(偶极间力项)(δP)、氢键项(δH)并由上述式(H-1)算出。并且,当接枝链为共聚物时,使用了将与共聚物的各重复单元对应的单体的汉森溶解度参数的值乘以共聚物的各重复单元的质量比而得的值的和。

作为具有树脂A所具有的聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元,可列举由下述式(a2)表示的重复单元。

[化学式8]

在式(a2)中,R

在式(a2)中,Q

在式(a2)中,L

[化学式9]

在式(a2)中,W

作为具有聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元的具体例,可列举后述实施例中所记载的重复单元a2-1~a2-19、a2-21~25等,从容易以高水平兼顾保存稳定性、显影性、密合性的原因考虑,优选为a2-2、a2-3、a2-7、a2-8、a2-12~a2-19、a2-21~25,更优选为a2-21~25。

树脂A优选为在树脂A的所有重复单元中含有20~95质量%以上的具有聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元。上限优选为91质量%以下,更优选为80质量%以下。下限优选为25质量%以上,更优选为30质量%以上。

树脂A可以包含除上述具有酸基的重复单元及具有聚(甲基)丙烯酸酯结构的接枝链的重复单元以外的其他重复单元。作为其他重复单元,可列举由下述式(a3)表示的重复单元。

[化学式10]

在式(a3)中,R

在式(a3)中,Q

在式(a3)中,L

在式(a3)中,T

作为其他重复单元的具体例,可列举后述实施例中所记载的重复单元a3-1~a3-3等。

当树脂A含有其他重复单元时,其他重复单元的含量在树脂A的所有重复单元中优选为含有5~70质量%以上。上限优选为65质量%以下,更优选为60质量%以下。下限优选为6质量%以上,更优选为8质量%以上。

树脂A的合成方法并无特别限制,能够以公知的方法及应用公知的方法来合成。作为用于聚合的溶剂,可列举用于固化性组合物的溶剂的项中所记载的溶剂。并且,作为用于合成主链及接枝链的聚合引发剂并无特别限制,能够使用公知的聚合引发剂。作为聚合引发剂,可列举水溶性偶氮聚合引发剂、油溶性偶氮聚合引发剂等。作为水溶性偶氮聚合引发剂,可列举4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(-咪唑啉-2-基)丙烷]二硫酸盐二水和物、2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]四水和物、2,2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺]等。作为油溶性偶氮聚合引发剂,可列举2,2’-偶氮双(异丁腈)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(异丁酸甲酯)、2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、2,2’-偶氮双(N-丁基-2-甲基丙酰胺)、1,1’-偶氮双(1-环己烷羧酸甲酯)、2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸甲酯)等。

(其他树脂)

本发明的固化性组合物能够进一步包含除上述树脂A以外的树脂(以下,也称为其他树脂)。

其他树脂的重均分子量(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4000以上,进一步优选为5000以上。

作为其他树脂,例如可列举(甲基)丙烯酸树脂、(甲基)丙烯酰胺树脂、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、聚苯树脂、聚亚芳基醚氧化膦树脂、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、硅氧烷树脂等。

其他树脂也优选为具有酸基的树脂。作为酸基,例如可列举羧基、磷酸基、磺基、酚性羟基等。具有酸基的树脂也能够用作碱溶性树脂、分散剂。具有酸基的树脂的酸值优选为30~500mgKOH/g。下限更优选为50mgKOH/g以上,进一步优选为70mgKOH/g以上。上限更优选为400mgKOH/g以下,进一步优选为200mgKOH/g以下,尤其优选为150mgKOH/g以下,最优选为120mgKOH/g以下。

其他树脂也优选包含源自由下述式(ED1)表示的化合物和/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11]

式(ED1)中,R

[化学式12]

式(ED2)中,R表示氢原子或碳原子数1~30的有机基。作为式(ED2)的具体例,能够参考日本特开2010-168539号公报的记载。

对于醚二聚物的具体例,例如能够参考日本特开2013-029760号公报的段落号0317,该内容被援用于本说明书中。

其他树脂也优选为包含具有聚合性基的重复单元的树脂。根据使用包含具有聚合性基的重复单元的树脂,能够形成耐褪色性、耐溶剂性及耐热性优异的膜。作为聚合性基,可列举乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯酰基等烯属不饱和键基等。

其他树脂也优选为包含源自由下述式(X)表示的化合物的重复单元的树脂。

[化学式13]

式(X)中,R

其他树脂也优选为分散剂。作为分散剂的其他树脂可列举酸性分散剂(酸性树脂)、碱性分散剂(碱性树脂)。在此,酸性分散剂(酸性树脂)表示酸基的量多于碱性基的量的树脂。作为酸性分散剂(酸性树脂),将酸基的量与碱性基的量的总量设为100摩尔%时,优选为酸基的量占70摩尔%以上的树脂,更优选为实质上仅包含酸基的树脂。酸性分散剂(酸性树脂)所具有的酸基优选为羧基。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基的量的树脂。作为碱性分散剂(碱性树脂),将酸基的量与碱性基的量的总量设为100摩尔%时,优选为碱性基的量大于50摩尔%的树脂。碱性分散剂所具有的碱性基优选为氨基。

用作分散剂的其他树脂优选为包含具有酸基的重复单元。用作分散剂的其他树脂包含具有酸基的重复单元,由此在通过光刻形成图案时,能够进一步抑制显影残渣的产生。

用作分散剂的其他树脂也优选为接枝树脂。关于接枝树脂的详细内容,能够参考日本特开2012-255128号公报的段落号0025~0094的记载,且该内容被援用于本说明书中。

用作分散剂的其他树脂也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,且在主链及侧链的至少一个上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号公报的段落号0102~0166的记载,且该内容被援用于本说明书中。

用作分散剂的其他树脂也优选为在芯部键合有多个聚合物链的结构的树脂。作为这种树脂,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号公报的段落号0196~0209中所记载的高分子化合物C-1~C-31等。

用作分散剂的其他树脂也优选为包含侧链上具有烯属不饱和键基的重复单元的树脂。侧链上具有烯属不饱和键基的重复单元的含量优选为树脂的所有重复单元中10摩尔%以上,更优选为10~80摩尔%,进一步优选为20~70摩尔%。

分散剂也能够作为市售品获得,作为这种具体例,可列举BYK Chemie公司制的Disperbyk系列(例如,Disperbyk-111、2001等)、Lubrizol Japan Ltd.制的SOLSPERSE系列(例如,SOLSPERSE20000、76500等)、Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.制的AJISPER系列等。并且,也能够使用日本特开2012-137564号公报的0129段中所记载的制品、日本特开2017-194662号公报的0235段中所记载的产品作为分散剂。

在本发明的固化性组合物包含其他树脂的情形下,其他树脂的含量在固化性组合物的总固体成分中优选为0.5~20质量%。上限更优选为15质量%以下,更优选为8质量%以下。下限优选为1质量以上,更优选为2质量以上。

并且,本发明的固化性组合物中所含有的树脂中的其他树脂的含量优选为1~50质量%。上限更优选为40质量%以下,更优选为30质量%以下。下限优选为2质量以上,更优选为5质量以上。

<<聚合性化合物>>

本发明的固化性组合物含有聚合性化合物。聚合性化合物优选为具有烯属不饱和键基的化合物。作为烯属不饱和键基,可列举乙烯基、(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,可以是单体、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。上限优选为2000以下,进一步优选为1500以下,更进一步优选为1000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个以上的烯属不饱和键基的化合物,更优选为包含3~15个烯属不饱和键基的化合物,进一步优选为包含3~6个烯属不饱和键基的化合物。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,可列举日本特开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、日本特开2017-194662号公报中所记载的化合物,这些内容被援用于本说明书中。

从固化性组合物的保存稳定性及所获得的膜的耐褪色性等的观点考虑,聚合性化合物的烯属不饱和键基值(以下,称为C=C值)优选为2~14mmol/g。下限优选为3mmol/g以上,更优选为4mmol/g以上,进一步优选为5mmol/g以上。上限优选为12mmol/g以下,更优选为10mmol/g以下,进一步优选为8mmol/g以下。聚合性化合物的C=C值是通过将聚合性化合物的1分子中所包含的烯属不饱和键基的数除以聚合性化合物的分子量来计算而得的值。

聚合性化合物优选为二季戊四醇三丙烯酸酯(作为市售品为KAYARAD D-330;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)、二季戊四醇四丙烯酸酯(作为市售品为KAYARAD D-320;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)、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)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作为市售品为KAYARADDPHA;Nippon Kayaku Co.,Ltd.制、NK ESTER A-DPH-12E;Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、及这些的(甲基)丙烯酰基经由乙二醇及/或丙二醇残基键合的结构的化合物(例如由SARTOMER Company,Inc.市售的SR454、SR499)。并且,作为聚合性化合物,也能够使用双甘油EO(环氧乙烷)改性(甲基)丙烯酸酯(作为市售品的M-460;Toagosei Co.,Ltd.制)、季戊四醇四丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.制、NK ESTER A-TMMT)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制、KAYARAD HDDA)、RP-1040(Nippon KayakuCo.,Ltd.制)、ARONIX TO-2349(Toagosei Co.,Ltd.制)、NK OLIGO UA-7200(ShinNakamura Chemical Co.,Ltd.制)、8UH-1006、8UH-1012(Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.制)、LIGHT ACRYLATE POB-A0(KYOEISHA CHEMICAL Co.,Ltd.制)等。

并且,作为聚合性化合物,也优选为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 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.制造)、KAYARAD GPO-303、TMPTA、THE-330、TPA-330、PET-30(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)等。

聚合性化合物也能够使用具有异氰脲酸酯骨架的化合物。能够通过使用具有异氰脲酸酯骨架的聚合性化合物来提高所获得的膜的耐溶剂性。作为具有异氰脲酸酯骨架的聚合性化合物的具体例,可列举异三聚氰酸三(2-丙烯酰氧基乙基)酯、ε己内酯改性三-(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯等。作为市售品,可列举FANCRYL FA-731A(Hitachi ChemicalCompany,Ltd.制))、NK Ester A9300、A9300-1CL、A9300-3CL(Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制、ARONIX M-315(TOAGOSEI CO.,LTD.制)等。

聚合性化合物也能够使用具有酸基的化合物。通过使用具有酸基的聚合性化合物,在显影时容易去除未曝光部的聚合性化合物,并能够抑制显影残渣的产生。作为酸基,可举出羧基、磺基、磷酸基等,优选为羧基。作为具有酸基的聚合性化合物的市售品可列举ARONIX M-305、M-510、M-520、ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制)等。作为具有酸基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0.1mgKOH/g以上,则对显影液的溶解性良好,若为40mgKOH/g以下,则在制造或处理上有利。

聚合性化合物也能够使用具有己内酯结构的化合物。关于具有己内酯结构的聚合性化合物,例如作为KAYARAD DPCA系列而由Nippon Kayaku Co.,Ltd.市售,可举出DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120等。

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亚乙基氧基及/或亚丙基氧基的聚合性化合物,更优选为具有亚乙基氧基的聚合性化合物,进一步优选为具有4~20个亚乙基氧基的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的市售品,例如可列举Sartomer Company,Inc制的作为具有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KAYARAD TPA-330等。

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,可列举OGSOL EA-0200、EA-0300(Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.制,具有茀骨架的(甲基)丙烯酸酯单体)等。

作为聚合性化合物,也优选为使用实质上不包含甲苯等环境管制物质的化合物。作为这种化合物的市售品,可举出KAYARAD DPHA LT、KAYARAD DPEA-12 LT(Nippon KayakuCo.,Ltd.制造)等。

作为聚合性化合物,也优选如日本特公昭48-041708号公报、日本特开昭51-037193号公报、日本特公平02-032293号公报、日本特公平02-016765号公报中所记载的氨基甲酸酯丙烯酸酯类或日本特公昭58-049860号公报、日本特公昭56-017654号公报、日本特公昭62-039417号公报、日本特公昭62-039418号公报中所记载的具有环氧乙烷系骨架的氨基甲酸酯化合物。并且,也优选使用日本特开昭63-277653号公报、日本特开昭63-260909号公报、日本特开平01-105238号公报中所记载的在分子内具有氨基结构或硫醚结构的聚合性化合物。并且,聚合性化合物也能够使用UA-7200(Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、DPHA-40H(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600、LINC-202UA(KYOEISHA CHEMICAL Co.,Ltd.制)等市售品。

固化性组合物的总固体成分中的聚合性化合物的含量优选为0.1~30质量%。下限优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为3质量%以上,更进一步优选为5质量%以上。上限优选为25质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下。聚合性化合物可以为单独一种,也可以同时使用两种以上。在同时使用两种以上的情况下,优选为这些的合计在上述范围。

并且,固化性组合物的总固体成分中的树脂与聚合性化合物的合计含量优选为10~50质量%。下限优选为15质量%以上,更优选为20质量%以上,进一步优选为25质量%以上。上限优选为45质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为35质量%以下。

并且,聚合性化合物的含量相对于光聚合引发剂100质量份优选为10~2000质量份。上限优选为1800质量份以下,更优选为1500质量份以下。下限优选为30质量份以上,更优选为50质量份以上。

<<光聚合引发剂>>

本发明的固化性组合物含有光聚合引发剂。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-氨基酮化合物等。就曝光灵敏度的观点而言,光聚合引发剂优选为三卤甲基三嗪(trihalo methyl triazine)化合物、苄基二甲基缩酮化合物、α-羟基酮化合物、α-氨基酮化合物、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-氨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。作为光聚合引发剂,可列举日本特开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,该内容被援用于本说明书中。

作为α-羟基酮化合物的市售品,可举出IRGACURE-184、DAROCUR-1173、IRGACURE-500、IRGACURE-2959、IRGACURE-127(以上为BASF公司制造)等。作为α-氨基酮化合物的市售品,可举出IRGACURE-907、IRGACURE-369、IRGACURE-379及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IRGACURE-819、DAROCUR-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 Science 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、日本特开2000-080068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号的段落号0025~0038中所记载的化合物等。作为肟化合物的具体例,可举出3-苯甲酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、3-乙酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、3-丙酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、2-乙酰氧基亚氨基戊烷-3-酮、2-乙酰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲酰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺酰氧基)亚氨基丁烷-2-酮及2-乙氧基羰氧基亚氨基-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 CO.,LTD.制造)、Adeka Optomer 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,也优选为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ADEKA CORPORATION制造)等。

本发明中,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。

并且,作为光聚合引发剂,还能够使用具有咔唑环的至少1个苯环成为萘环的骨架的肟化合物。作为这种肟化合物的具体例,可列举国际公开第2013/083505号中所记载的的化合物。

本发明中,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。

本发明中,作为光聚合引发剂,能够使用具有硝基的肟化合物。具有硝基的肟化合物也优选设为二聚体。作为具有硝基的肟化合物的具体例,可举出日本特开2013-114249号公报的段落号0031~0047、日本特开2014-137466号公报的段落号0008~0012、0070~0079中所记载的化合物、日本专利4223071号公报的段落号0007~0025中所记载的化合物、ADEKA ARKLS NCI-831(ADEKA CORPORATION制造)。

本发明中,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,可列举国际公开第2015/036910号中所记载的OE-01~OE-75。

以下示出在本发明中优选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14]

[化学式15]

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,肟化合物的波长365nm或波长405nm的摩尔吸光系数优选为高,更优选为1000~300000,进一步优选为2000~300000,尤其优选为5000~200000。化合物的摩尔吸光系数能够利用公知的方法来进行测定。例如,优选为通过分光亮度计(Varian公司制造的Cary-5分光亮度计(spectrophotometer)),使用乙酸乙酯以0.01g/L的浓度测量。

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。通过使用这样的光自由基聚合引发剂,由光自由基聚合引发剂的1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形下,结晶性下降而对溶剂等的溶解性得到提高,随时间而变得难以析出,能够提高固化性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,可列举日本特表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号公报的段落号0407~0412、国际公开第2017/033680号的段落号0039~0055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号公报的段落号0007中所记载的肟酯类光引发剂、日本特开2017-167399号公报的段落号0020~0033中所记载的光引发剂、日本特开2017-151342号公报的段落号0017~0026中所记载的光聚合引发剂(A)等。

本发明的固化性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。在本发明的固化性组合物中,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种以上的情形下,优选为这些的总量成为上述范围。

<<溶剂>>

本发明的固化性组合物含有溶剂。作为溶剂,只要满足各成分的溶解性或固化性组合物的涂布性,则基本上并没有特别限制。作为溶剂,优选为有机溶剂。作为有机溶剂,可举出酯系溶剂、酮系溶剂、醇系溶剂、酰胺系溶剂、醚系溶剂、烃系溶剂等。关于这些的详细内容,能够参考国际公开第2015/166779号的段落号0223,且该内容被援用于本说明书中。并且,也能够优选地使用环状烷基所取代的酯系溶剂、环状烷基所取代的酮系溶剂。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。但是作为有机溶剂的芳香族烃类(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等),有时因环境方面等的理由降低为宜(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,优选为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。根据需要也可以使用质量ppt(兆分率(parts per trillion))级别的有机溶剂,这样的有机溶剂例如由TOYO Gosei Co.,Ltd.提供(化学工业日报,2015年11月13日)。

作为从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。

有机溶剂可以含有异构物(原子数相同但结构不同的化合物)。并且,异构物可以仅包含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,更优选为实质上不包含过氧化物。

固化性组合物中的有机溶剂的含量优选为10~95质量%,更优选为20~90质量%,进一步优选为30~90质量%。

并且,就环境管制的观点而言,优选为本发明的固化性组合物实质上不含有环境管制物质。另外,本发明中,实质上不含有环境管制物质是指固化性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,尤其优选为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 ofCHemicals)管制、PRTR(Pollutant Release and Transfer Register)法、VOC(VolatileOrganic Compounds)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本发明的固化性组合物的各成分等时用作溶剂,作为残留溶剂混入固化性组合物中。就对人的安全性、对环境的考虑的观点而言,优选为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,并从反应体系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该溶剂相同的沸点的溶剂共沸也是有用的。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自由基聚合反应的进行导致在分子间进行交联。这些蒸馏去除方法能够在原料阶段、使原料反应的产物(例如聚合后的树脂溶液和多官能单体溶液)的阶段或根据混合这些化合物而制作的固化性组合物的阶段等中的任一阶段中进行。

<<具有环氧基的化合物>>

本发明的固化性组合物能够进一步含有具有环氧基的化合物(以下,也进一步称为环氧化合物)。作为环氧化合物,可列举1分子内具有一个以上的环氧基的化合物,优选为具有2个以上的环氧基的化合物。环氧化合物优选为在1分子内具有1~100个环氧基。环氧基的数量的上限例如能够设为10个以下,也能够设为5个以下。环氧基的数量的下限优选为2个以上。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。这些内容被援用于本说明书中。

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以上的聚合物的情况下,重均分子量为1000以上)中的任一个。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。

作为环氧化合物的市售品,例如可列举EHPE3150(Daicel Corporation制)、EPICLON N-695(DIC Corporation制)等。

在本发明的固化性组合物含有环氧化合物的情况下,固化性组合物的总固体成分中的环氧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。固化性组合物中所含有的环氧化合物可以仅为1种,也可以为2种以上。在2种以上的情形下,优选为这些的总量成为上述范围。

<<硅烷偶联剂>>

本发明的固化性组合物能够含有硅烷偶联剂。根据该方式,能够进一步提高与所获得的膜的支承体的密合性。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,并根据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,可举出卤原子、烷氧基、酰氧基等,优选为烷氧基。即,硅烷偶联剂优选为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,可举出日本特开2009-288703号公报的段落号0018~0036中所记载的化合物、日本特开2009-242604号公报的段落号0056~0066中所记载的化合物,且这些内容被援用于本说明书中。

固化性组合物的总固体成分中的硅烷偶联剂的含量优选为0.1~5质量%。上限优选为3质量%以下,更优选为2质量%以下。下限优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上。硅烷偶联剂可以仅为1种,也可以为2种以上。在2种以上的情形下,优选为总量成为上述范围。

<<固化促进剂>>

本发明的固化性组合物以促进聚合性化合物的反应,或者降低固化温度的目的,也可以添加固化促进剂。固化促进剂也能够使用硫醇化合物、羟甲基化合物、胺化合物、鏻盐化合物、脒盐化合物、酰胺化合物、碱产生剂、异氰酸酯化合物、烷氧基硅烷化合物、鎓盐化合物等化合物。作为固化促进剂的具体例,可列举日本特开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号公报段中所记载的含有羧基的环氧固化剂等。

在本发明的固化性组合物含有固化促进剂的情况下,固化促进剂的含量在固化性组合物的总固体成分中优选为0.3~8.9质量%,更优选为0.8~6.4质量%。

<<阻聚剂>>

本发明的固化性组合物能够含有阻聚剂。作为阻聚剂,可举出对苯二酚、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’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N-亚硝基苯基羟胺盐(铵盐、初级铈盐等)。其中,优选为对甲氧基苯酚。固化性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%。

<<表面活性剂>>

本发明的固化性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、硅系表面活性剂等各种表面活性剂。关于表面活性剂,可列举国际公开第2015/166779号的0238~0245段中所记载的表面活性剂,该内容被援用于本说明书中。

本发明中,表面活性剂优选为氟系表面活性剂。通过使固化性组合物含有氟系表面活性剂,液体特性(尤其是流动性)进一步得到提高,能够进一步改善省液性。并且,还能够形成厚度不均匀少的膜。

氟系表面活性剂中的氟含有率优选为3~40质量%,更优选为5~30质量%,尤其优选为7~25质量%。氟含有率在该范围内的氟系表面活性剂在涂布膜的厚度的均匀性或省液性的观点上有效,在固化性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号公报的段落号0060~0064(对应的国际公开第2014/017669号的段落号0060~0064)等中所记载的表面活性剂、日本特开2011-132503号公报的段落号0117~0132中所记载的表面活性剂,且这些内容援用于本说明书中。作为氟系表面活性剂的市售品,例如可举出MEGAFACE F171、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)、Fluorad FC430、FC431、FC171(以上为Sumitomo 3M Limited制造)、Surflon S-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上为ASAHI GLASS CO.,LTD.制造)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上为OMNOVA Solutions Inc.制造)等。

并且,氟系表面活性剂也能够优选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。作为这些氟系表面活性剂,可列举DIC Corporation制的MAGAFACE 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MAGAFACE DS-21。

并且,关于氟系表面活性剂,也优选为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列举日本特开2016-216602号公报中所记载的氟系表面活性剂,该内容被援用于本说明书中。

氟系表面活性剂还能够使用嵌段聚合物。氟系表面活性剂还能够优选地使用含氟高分子化合物,该含氟高分子化合物包含:源自具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元;及源自具有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,作为本发明中所使用的氟系表面活性剂,还例示日本特开2010-032698号公报的0016~0037段中所记载的含氟表面活性剂或下述化合物。

[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,表示重复单元的比例的%为摩尔%。

并且,氟系表面活性剂也能够使用侧链上具有烯属不饱和键基的含氟聚合物。作为具体例,可列举日本特开2010-164965号公报的段落号0050~0090及段落号0289~0295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号公报的段落号0015~0158中所记载的化合物。

作为非离子系表面活性剂,可列举甘油、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,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、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、Pluronic L10、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(Lubrizol Japan Limited.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)、Olfine E1010、Surfynol 104、400、440(NissinChemical Co.,Ltd.制造)等。

作为硅系表面活性剂,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 Materials Inc.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。

固化性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。在2种以上的情形下,优选为总量成为上述范围。

<<紫外线吸收剂>>

本发明的固化性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、氨基二烯化合物、水杨酸化合物、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。作为这种化合物,可列举日本特开2009-217221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,这些内容被援用于本说明书中。作为紫外线吸收剂的市售品,例如可举出UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,LTD制造)等。并且,作为苯并三唑化合物,可举出MIYOSHIOIL&FAT CO.,LTD.制造的MYUA系列(化学工业日报、2016年2月1日)。并且,紫外线吸收剂也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。固化性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,优选为总量成为上述范围。

<<抗氧化剂>>

本发明的固化性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,能够使用作为酚系抗氧化剂而已知的任意的酚化合物。作为优选的酚化合物,可举出受阻酚化合物。优选为在与苯酚性羟基相邻的部位(邻位)具有取代基的化合物。作为前述取代基,优选为碳原子数1~22的经取代或未经取代的烷基。并且,抗氧化剂也优选为在同一分子内具有酚基和亚磷酸酯基的化合物。并且,抗氧化剂还能够优选地使用磷系抗氧化剂。并且,抗氧化剂也能够使用日本专利第6268967号公报的0023~0048段中所记载的化合物、国际公开第2017/006600号中所记载的化合物、国际公开第2017/164024号中所记载的化合物。

固化性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%。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,优选为总量成为上述范围。

<<其他成分>>

本发明的固化性组合物视需要也可含有敏化剂、固化促进剂、填料、热固化促进剂、塑化剂及其他助剂类(例如,导电性粒子、填充剂、消泡剂、阻燃剂、调平剂、剥离促进剂、香料、表面张力调整剂、链转移剂等)。能够通过适当地含有这些成分来调节膜物性等性质。关于这些成分,例如,能够参考日本特开2012-003225号公报的段落号0183以后(所对应的美国专利申请公开第2013/0034812号说明书的段落号0237)的记载、日本特开2008-250074号公报的段落号0101~0104、0107~0109等的记载,且这些内容被援用于本说明书中。并且,本发明的固化性组合物根据需要还可以含有潜伏的抗氧化剂。作为潜伏的抗氧化剂,可举出作为抗氧化剂发挥功能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功能的化合物。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,可列举ADEKA ARKLS GPA-5001(ADEKA CORPORATION制造)等。

为了调节所获得的膜的折射率,本发明的固化性组合物可以含有金属氧化物。作为金属氧化物,可举出TiO

本发明的固化性组合物可以包含耐光性改善剂。作为耐光性改善剂,可举出日本特开2017-198787号公报的段落号0036~0037中所记载的化合物、日本特开2017-146350号公报的段落号0029~0034中所记载的化合物、日本特开2017-129774号公报的段落号0036~0037、0049~0052中所记载的化合物、日本特开2017-129674号公报的段落号0031~0034、0058~0059中所记载的化合物、日本特开2017-122803号公报的段落号0036~0037、0051~0054中所记载的化合物、国际公开第2017/164127号的段落号0025~0039中所记载的化合物、日本特开2017-186546号公报的段落号0034~0047中所记载的化合物、日本特开2015-025116号公报的段落号0019~0041中所记载的化合物、日本特开2012-145604号公报的段落号0101~0125中所记载的化合物、日本特开2012-103475号公报的段落号0018~0021中所记载的化合物、日本特开2011-257591号公报的段落号0015~0018中所记载的化合物、日本特开2011-191483号公报的段落号0017~0021中所记载的化合物、日本特开2011-145668号公报的段落号0108~0116中所记载的化合物、日本特开2011-253174号公报的段落号0103~0153中所记载的化合物等。

本发明的固化性组合物中,未与颜料等键合或配位的游离的金属的含量优选为100ppm以下,更优选为50ppm以下,进一步优选为10ppm以下,尤其优选为实质上不含有。根据该方式,能够期待颜料分散性的稳定化(抑制凝聚)、伴随分散性的提高引起的分光特性的提高、固化性成分的稳定化、伴随金属原子·金属离子的溶出引起的导电性变动的抑制、显示特性的提高等效果。并且,还可获得日本特开2012-153796号公报、日本特开2000-345085号公报、日本特开2005-200560号公报、日本特开平08-043620号公报、日本特开2004-145078号公报、日本特开2014-119487号公报、日本特开2010-083997号公报、日本特开2017-090930号公报、日本特开2018-025612号公报、日本特开2018-025797号公报、日本特开2017-155228号公报、日本特开2018-036521号公报等中所记载的效果。作为上述游离的金属的种类,可列举Na、K、Ca、Sc、Ti、Mn、Cu、Zn、Fe、Cr、Co、Mg、Al、Sn、Zr、Ga、Ge、Ag、Au、Pt、Cs、Ni、Cd、Pb、Bi等。并且,本发明的固化性组合物中,未与颜料等键合或配位的游离的卤素的含量优选为100ppm以下,更优选为50ppm以下,进一步优选为10ppm以下,尤其优选为实质上不含有。作为卤素,可举出F、Cl、Br、I及这些的阴离子。作为固化性组合物中的游离的金属、卤素的减少方法,可列举基于离子交换水的清洗、过滤、超过滤、基于离子交换树脂的纯化等方法。

本发明的固化性组合物也优选为实质上不包含对苯二甲酸酯。

本发明的固化性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。含水率能够根据Karl Fischer方法来测量。

本发明的固化性组合物以调整膜面状(平坦性等)、调整膜厚等为目的而能够调整粘度而使用。粘度的值视需要能够适当地选择,例如,在25℃中优选为0.3mPa·s~50mPa·s,更优选为0.5mPa·s~20mPa·s。作为粘度的测量方法,例如使用Toki Sangyo Co.,Ltd制粘度计RE85L(转子:1°34’×R24、测量范围0.6~1200mPa·s),能够在将温度调整为25℃的状态下进行测量。

当将本发明的固化性组合物用作液晶表示装置用途的滤色器时,具备滤色器的液晶显示元件的电压保持率优选为70%以上,更优选为90%以上。能够适当地援用于用于获得高的电压保持率的公知的手段,作为典型的手段,可列举使用纯度高的材料(例如减少离子性杂质)、控制组合物中的酸性官能团量。电压保持率例如能够根据日本特开2011-008004号公报的0243段、日本特开2012-224847号公报的0123~0129段中所记载的方法等来测量。

作为固化性组合物的收容容器并无特别限定,能够使用公知的收容容器。并且,作为容纳容器,以抑制杂质混入原材料或固化性组合物中为目的,也优选使用由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。作为这些容器,例如可举出日本特开2015-123351号公报中所记载的容器。并且,固化性组合物的收容容器的内壁以防止金属从容器内壁溶出、提高固化性组合物的保存稳定性或抑制成分变质等目的,优选为将其设为玻璃制或不锈钢制等。

作为固化性组合物的保存条件,并无特别限定,能够使用以往的公知的方法。并且,还能够使用日本特开2016-180058号公报中所记载的方法。

<固化性组合物的制备方法>

本发明的固化性组合物能够将前述成分进行混合而制备。在制备固化性组合物时,可以将所有成分同时溶解和/或分散于溶剂中来制备固化性组合物,也可以根据需要先将各成分适当得作为2种以上的溶液或分散液,并在使用时(涂布时)将这些混合而制备固化性组合物。

并且,制备固化性组合物时,优选为包含使颜料分散的工艺。在使颜料分散的工艺中,作为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。作为这些工艺的具体例,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(珠磨)下的颜料的粉碎中,优选为以如下条件进行处理,该条件为根据使用直径小的微珠,且提高微珠的填充率等而提高粉碎效率。并且,优选为在粉碎处理后根据过滤、离心分离等而去除粗粒子。并且,关于使颜料分散的工艺及分散机,能够优选地使用“分散技术大全、株式会社信息机构发行,2005年7月15日”或“以围绕悬浮液(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数据集,经营开发中心出版部发行,1978年10月10日”、日本特开2015-157893号公报的段落号0022中所记载的工艺及分散机。并且,在使颜料分散的工艺中,可以根据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。

每当制备固化性组合物时,以去除异物或减少缺陷等为目的,优选为用过滤器将固化性组合物进行过滤。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异物。关于过滤器的孔径值,能够参考过滤器厂商的额定值。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,也优选为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 CO.,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,用第1过滤器的过滤可以仅对分散液进行,在混合其他成分之后,用第2过滤器进行过滤。

<膜>

本发明的膜是由上述本发明的固化性组合物获得的膜。本发明的膜能够用于滤色器、近红外线透射滤波器、近红外线截止滤波器、黑矩阵、遮光膜等。例如,能够优选地用作滤色器的着色层(着色像素)。作为着色像素,可列举红色像素、绿色像素、蓝色像素、品红色像素、青色像素、黄色像素等。本发明的膜的膜厚能够根据目的适当地调整。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。

<滤色器>

接着,对本发明的滤色器进行说明。本发明的滤色器具有上述本发明的膜。更优选为,作为滤色器的着色像素具有本发明的膜。本发明的滤色器能够用于CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补型金属氧化膜半导体)等固体摄像元件或图像显示装置等。

在本发明的滤色器中,本发明的膜的膜厚能够根据目的适当地调整。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。

关于本发明的滤色器,像素的宽度优选为0.5~20.0μm。下限优选为1.0μm以上,更优选为2.0μm以上。上限优选为15.0μm以下,更优选为10.0μm以下。并且,像素的杨氏模量优选为0.5~20GPa,更优选为2.5~15GPa。

本发明的滤色器中所含的各像素优选为具有高平坦性。具体而言,像素的表面粗糙度Ra优选为100nm以下,更优选为40nm以下,进一步优选为15nm以下。下限并无规定,例如优选为0.1nm以上。关于像素的表面粗糙度,例如能够使用Veeco公司制造的AFM(原子力显微镜)Dimension3100来进行测量。并且,像素上的水的接触角能够设定为适当优选的值,但典型的为50~110°的范围。接触角例如能够使用接触角计CV-DT·A型(Kyowa InterfaceScience Co.,LTD.制造)来进行测量。并且,优选为像素的体积电阻值高。具体而言,画素的体积电阻值优选为10

并且,本发明的滤色器也可在本发明的膜的表面设置有保护层。根据设置保护层,能够赋予阻氧化、低反射化、亲疏水化、特定波长的光(紫外线、近红外线等)的屏蔽等各种功能。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、用粘合材料贴付所成型的树脂的方法等。作为构成保护层的成分,可列举(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、聚苯树脂、聚亚芳基醚氧化膦树脂、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、聚氨酯树脂、芳纶(aramid)树脂、聚酰胺树脂、醇酸树脂、环氧树脂、改性聚硅氧树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯腈树脂、纤维素树脂、Si、C、W、Al

在涂布树脂组合物而形成保护层的情形下,作为树脂组合物的涂布方法,能够使用旋涂法、浇铸法、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)。当通过化学气相沉积法形成保护层时,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、等离子体化学气相沉积法、光化学气相沉积法)。

保护层根据需要还可含有有机·无机微粒子、特定波长的光(例如,紫外线、近红外线等)的吸收剂、折射率调整剂、抗氧化剂、密接剂、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,聚硅氧树脂微粒、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。特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调整,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,还能够使用日本特开2017-151176号公报的段落号0073~0092中所记载的保护层。

滤色器可具有如下结构:在通过隔壁例如以方格状隔开的空间嵌入有各着色像素的结构。

<图案形成方法>

接着,对使用本发明的固化性组合物的图案形成方法进行说明。图案形成方法优选为包括利用上述本发明的固化性组合物在支承体上形成固化性组合物层的工序、将固化性组合物层曝光成图案状的工序及对固化性组合物层的未曝光部进行显影去除来形成图案(像素)的工序。以下,对各工序进行说明。

在形成固化性组合物层的工序中,使用本发明的固化性组合物在支承体上形成固化性组合物层。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、硅基板等,优选为硅基板。并且,在硅基板上可以形成有电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、透明导电膜等。并且,有时在硅基板上形成有将各像素隔离的黑矩阵(black matrix)。并且,为了改善与上部层的密合性、防止物质的扩散或者基板表面的平坦化,可以在硅基板上设置底涂层。

作为固化性组合物的涂布方法,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、金属屏蔽印刷法等各种印刷法;使用模具等的转印法;纳米压印法等。作为喷墨中的适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,Sumitbe Techon 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,关于固化性组合物的涂布方法,也可列举国际公开第2017/030174号、国际公开第2017/018419号中所记载的方法,这些内容被援用于到本说明书中。

形成于支承体上的固化性组合物层可以进行干燥(预烘烤)。在通过低温工艺制造膜的情形下,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10~3000秒,更优选为40~2500秒,进一步优选为80~2200秒。预烘烤能够用加热板、烘箱等来进行。

接着,将固化性组合物层曝光成图案状(曝光工序)。例如,使用步进曝光机或扫描仪曝光机等隔着具有规定的掩模图案的掩模,对固化性组合物层进行曝光,由此能够以图案状进行曝光。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,还能够利用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,脉冲曝光是指在短时间(例如,毫秒级以下)的循环中反复进行光的照射和暂停而进行曝光的方式的曝光方法。脉冲曝光时,脉冲宽度优选为100奈秒(ns)以下,更优选为50奈秒以下,进一步优选为30奈秒以下。关于脉冲宽度的下限,并无特别限定,但是能够设为1飞秒(fs)以上,还能够设为10飞秒以上。频率优选为1kHz以上,更优选为2kHz以上,进一步优选为4kHz以上。频率的上限优选为50kHz以下,更优选为20kHz以下,进一步优选为10kHz以下。最大瞬间照度优选为50000000W/m

照射量(曝光量)例如优选为0.03~2.5J/cm

接着,将固化性组合物层的未曝光部显影去除而形成图案(像素)。固化性组合物层的未曝光部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的固化性组合物层溶出于显影液,仅残留光固化的部分。显影液的温度例如优选为20~30℃。显影时间优选为20~180秒。并且,为了提高残渣去除性,可以反复进行多次每隔60秒甩掉显影液,进而供给新的显影液的工序。

作为显影液,可列举有机溶剂、碱显影液等,可优选地使用碱显影液。作为碱显影液,优选为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。作为表面活性剂,可举出上述表面活性剂,优选为非离子系表面活性剂。从方便移送或保管等观点而言,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,也优选为显影之后用纯水进行清洗(冲洗)。并且,冲洗优选为通过使形成有显影后的固化性组合物层的支承体旋转的同时向显影后的固化性组合物层供给冲洗液来进行。并且,也优选为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。通过以这种方式进行冲洗,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。

优选为显影之后,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、后烘烤是为了完全固化而进行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,使用加热板或对流烘箱(热风循环式干燥机)、高频加热机等加热机构,以连续式或间歇式将显影后的膜进行后烘烤。在进行追加曝光处理的情形下,用于曝光的光优选为波长400nm以下的光。并且,追加曝光处理可以根据韩国公开专利第10-2017-0122130号公报中所记载的方法来进行。

<结构体>

接着,利用附图对本发明的结构体进行说明。图1是表示本发明的结构体的一实施方式的侧剖视图,图2是从正上方观察相同结构体的平面图。

如图1、图2所示,本发明的结构体100具有支承体1、设置于支承体1上之隔壁2及设置于支承体1上且由隔壁2划分的区域的像素4。该像素4的至少一种(1种颜色)是使用上述本发明的固化性组合物而获得。

在本发明的结构体中,作为支承体1的种类并无特别限定。能够使用固体摄像元件等各种电子设备等中所使用的基板(硅晶片、碳化硅晶片、氮化硅晶片、蓝宝石晶片、玻璃晶片等)。并且,也能够使用形成有光二极管的固体摄像元件用基板等。并且,为了改善与上部层的密合性、防止物质的扩散或者表面的平坦化,可以在这些基板上根据需要设置底涂层。

如图1、图2所示,在支承体1上形成有隔壁2。在该实施方式中,如图2所示,隔壁2在从支承体1的正上方观察的平面图中形成为格子状。另外,在该实施方式中,支承体1上的由隔壁2划分的区域的形状(以下,也称为隔壁的开口部的形状)呈正方形,但隔壁的开口部的形状并无特别限定,例如,可以为长方形、圆形、椭圆形或多边形等。

作为隔壁2的材质并无特别限定,优选为由折射率比像素4更小的材料形成。根据该方式,折射率大的像素4能够设为被折射率小的隔壁2包围的结构体。这样,将要从折射率大的像素4泄漏的光容易被隔壁2反射而返回到像素4,从而能够抑制光泄漏到相邻的像素4。作为隔壁2的材质的具体例,能够使用各种无机材料或有机材料。例如,作为有机材料,可列举丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、有机SOG(Spin On Glass:旋涂玻璃)树脂等。作为无机材料,可列举多孔二氧化硅、多晶硅、氧化硅、氮化硅、钨、铝等金属材料等。

隔壁2的宽度W1优选为20~500nm。下限优选为30nm以上,更优选为40nm以上,进一步优选为50nm以上。下限优选为300nm以下,更优选为200nm以下,进一步优选为100nm以下。

并且,隔壁2的高度H1优选为200nm以上,更优选为300nm以上,进一步优选为400nm以上。上限优选为像素4的高度(厚度)H2×200%以下,更优选为像素4的高度(厚度)H2×150%以下,进一步优选为与像素4的高度(厚度)H2实质上相同。

隔壁2的高度与宽度的比(高度/宽度)优选为1~100,更优选为5~50,进一步优选为5~30。

隔壁2的间距宽度P1优选为0.5~2.0μm。下限优选为0.6μm以上,更优选为0.7μm以上,进一步优选为0.8μm以上。上限优选为1.8μm以下,更优选为1.4μm以下,进一步优选为1.2μm以下。另外,隔壁2的间距宽度P1是相邻的隔壁的排列间距。间距宽度P1变得越短,像素尺寸变得越小。

可以在隔壁2的表面设置保护层。作为保护层的材质,能够使用各种无机材料或有机材料。例如,作为有机材料,可列举丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、有机SOG(Spin On Glass:旋涂玻璃)树脂等。并且,也能够使用包含具有烯属不饱和键基的化合物的组合物来形成保护层。作为烯属不饱和键基,可列举乙烯基、(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基等,优选为(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯酰基。具有烯属不饱和键基的化合物可以为单体,也可以为聚合物等树脂。作为无机材料,可列举二氧化硅等。

在支承体1上且由隔壁2划分的区域(隔壁的开口部)形成有像素4。作为像素4的种类,可列举红色、蓝色、绿色、品红色、青色等着色像素、透明像素、红外线吸收滤波器的像素等。像素的种类和配置能够任意选择。

像素4的高度(厚度)H2能够根据用途来适当地选择。例如,优选为300~1000nm,更优选为300~800nm,进一步优选为300~600nm。并且,可以比像素4的高度(厚度)H2、隔壁2的高度更高或更低。能够根据用途来适当地选择。

本发明的结构体能够优选地使用滤色器、固体摄像元件、图像显示装置等。

<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。作为本发明的固体摄像元件的结构,具备本发明的膜,只要是作为固体摄像元件而发挥功能的结构,则无特别限定,例如可列举如以下般结构。

摄像组件的结构如下:在基板上具有由构成固体摄像元件(CCD(电荷耦合器件)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管及多晶硅等构成的传输电极,在光电二极管及传输电极上具有只有光电二极管的受光部开口的遮光膜,在遮光膜上具有以覆盖遮光膜整个表面及光电二极管受光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画素。此时的隔壁优选为比各着色像素更低折射率。作为具有这种结构的摄像装置的例子,可以举出日本特开2012-227478号公报、日本特开2014-179577号公报、国际公开第2018/043654号、美国专利申请公开第2018/0040656号说明书中所记载的装置。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功能的电子设备(移动电话等)之外,还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本发明的膜。作为图像显示装置,可举出液晶显示设备或有机电致发光显示设备等。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(伊吹顺章着,Sangyo Tosho Publishing Co.,Ltd.,1989年发行)”等。并且,关于液晶显示设备,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)”。对能够适用本发明的液晶显示设备并没有特别限制,例如能够适用于上述的“下一代液晶显示器技术”中所记载的各种方式的液晶显示设备。

实施例

以下,举出实施例对本发明进行进一步详细的说明。以下的实施例中所示出的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等于不脱离本发明的宗旨的范围内,能够适当进行变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。

<重均分子量(Mw)的测量>

树脂的重均分子量(Mw)根据以下条件,根据凝胶渗透色谱法(GPC)进行了测量。

管柱的种类:将TOSOH TSKgel Super HZM-H、TOSOH TSKgel Super HZ4000及TOSOH TSKgel Super HZ2000连结而得的管柱

展开溶剂:四氢呋喃

管柱温度:40℃

流量(样品注入量):1.0μL(样品浓度为0.1质量%)

装置名称:TOSOH CORPORATION制造的HLC-8220GPC

检测器:RI(折射率)检测器

校准曲线基本树脂:聚苯乙烯树脂

<酸值的测量方法>

树脂的酸值表示中和每1g固体成分的酸性成分所需的氢氧化钾的质量。如下测量了树脂的酸值。即,将测量样品溶解于四氢呋喃/水=9/1(质量比)混合溶剂中,使用电位差滴定装置(商品名:AT-510、KYOTO ELECTRONICS MANUFACTURING CO.,LTD.制),将所获得的溶液在25℃下用0.1mol/L氢氧化钠水溶液进行了中和滴定。将滴定pH曲线的拐点作为滴定终点,并根据下式计算了酸值。

A=56.11×Vs×0.5×f/w

A:酸价(mgKOH/g)

Vs:滴定时所需的0.1mol/L氢氧化钠水溶液的使用量(mL)

f:0.1mol/L氢氧化钠水溶液的滴定量

w:测量样品质量(g)(固体成分换算)

<树脂的合成>

(分散剂17的合成例)

(1)大分子单体A的合成

在三口烧瓶中导入丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)380质量份,一边使氮气流入烧瓶内一边升温至75℃。另外,制备了将甲基丙烯酸甲酯200质量份、丙烯酸丁酯200质量份、3-巯基丙酸23.5质量份、2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸甲酯)(以下,记载为“V-601”)2.25质量份、PGMEA254质量份进行混合而成的滴加溶液。将该滴加溶液经2小时滴加到上述三口烧瓶内。滴加结束后,进一步将混合物在相同温度下加热搅拌1小时。进而追加V-601 2.25质量份后,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 2.25质量份,升温至90℃并加热3小时,结束了聚合反应。

接着,相对于所获得的聚合反应物添加甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)40.1质量份、四丁基铵溴化物21.2质量份、二丁基羟基甲苯(BHT)0.127质量份,在100℃下加热了4小时。通过酸值滴定法确认酸值为0,结束了GMA化反应。

一边搅拌甲醇3500质量份与水3500质量份的混合物一边滴加并添加了所获得的GMA化反应物。去除上清液,干燥所获得的胶状物,添加丙二醇单甲基醚乙酸酯直至固体成分成为50质量%,使其溶解而获得了大分子单体A的PGMEA50质量%溶液。

(2)分散剂17的合成

在三口烧瓶中导入上述合成的大分子单体A的PGMEA50质量%溶液300质量份、甲基丙烯酸33质量份、甲基丙烯酸芐酯117质量份、PGMEA549质量份,一边使氮气流入烧瓶内一边将混合物升温至75℃。此外,追加十二基硫醇5.21质量份和V-601 0.987质量份,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 2.25质量份后,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 2.25质量份,升温至90℃并加热3小时,结束聚合反应后合成树脂,添加PGMEA并将固体成分浓度调整为30质量%而获得了分散剂17(PGMEA30质量%溶液)。所获得的树脂的重均分子量为19000,酸值为72mgKOH/g。

(分散剂17的合成例的变形例)

将大分子单体A及分散剂17的合成时所使用的V-601变更为4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(-咪唑啉-2-基)丙烷]二硫酸盐二水和物、2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]四水和物、2,2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺]、2,2’-偶氮双(异丁腈)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(异丁酸甲酯)、2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、2,2’-偶氮双(N-丁基-2-甲基丙酰胺)或1,1’-偶氮双(1-环己烷羧酸甲酯)而合成了大分子单体A及分散剂17。

(分散剂39的合成例)

(1)大分子单体B的合成

在三口烧瓶中导入丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)380质量份,一边使氮气流入烧瓶内一边升温至75℃。另外,制备了将甲基丙烯酸甲酯200质量份、丙烯酸丁酯200质量份、6-巯基-1-己醇29.8质量份、V-601 2.25质量份、PGMEA 254质量份进行混合而成的滴加溶液。将该滴加溶液经2小时滴加到上述三口烧瓶内。滴加结束后,进一步将混合物在相同温度下加热搅拌1小时。进而添加V-601 2.25质量份后,在相同温度下加热了2小时。进而添加V-601 2.25质量份,升温至90℃并加热3小时,结束了聚合反应。

接着,相对于所获得的聚合反应物添加2-甲基丙烯酸异氰酸基乙酯(SHOWA DENKOK.K.制、Karenz MOI)35.4质量份,冷却至0℃后,添加乙酰丙酮锆(IV)0.860质量份、二丁基羟基甲苯(BHT)0.127质量份,在相同温度下搅拌2小时之后,在30℃下搅拌了3小时。

相对于所获得的MOI化反应物添加PGMEA 53.0质量份,获得了大分子单体B的PGMEA40质量%溶液。

(2)分散剂39的合成

在三口烧瓶中导入上述合成的大分子单体B的PGMEA40质量%溶液300质量份、甲基丙烯酸26.4质量份、甲基丙烯酸芐酯93.6质量份、PGMEA379质量份,一边使氮气流入烧瓶内一边将混合物升温至75℃。此外,添加十二基硫醇4.17质量份和V-601 0.790质量份,在相同温度下加热了2小时。进而添加V-601 0.790质量份后,在相同温度下加热了2小时。进而添加V-601 0.790质量份,在90℃下加热3小时,结束聚合反应后合成树脂,添加PGMEA并将固体成分浓度调整为30质量%而获得了分散剂39(PGMEA30质量%溶液)。所获得的树脂的重均分子量为18000,酸值为73mgKOH/g。

(分散剂42的合成例)

(1)大分子单体C的合成

在三口烧瓶中导入PGMEA380质量份,一边使氮气流入烧瓶内一边升温至75℃。另外,制备了将甲基丙烯酸乙酯400质量份、6-巯基-1-己醇29.8质量份、V-601 2.25质量份、PGMEA 254质量份进行混合而成的滴加溶液。将该滴加溶液经2小时滴加到上述三口烧瓶内。滴加结束后,进一步将混合物在相同温度下加热搅拌1小时。进而添加V-601 2.25质量份后,在相同温度下加热了2小时。进而添加V-601 2.25质量份,升温至90℃并加热3小时,结束了聚合反应。

接着,相对于所获得的聚合反应物添加2-甲基丙烯酸异氰酸基乙酯(SHOWA DENKOK.K.制、Karenz MOI)35.4质量份,冷却至0℃后,添加乙酰丙酮锆(IV)0.860质量份、二丁基羟基甲苯(BHT)0.127质量份,在相同温度下搅拌2小时之后,在30℃下搅拌了3小时。

相对于所获得的MOI化反应物添加PGME 53.0质量份,获得了大分子单体C的PGMEA40质量%溶液。

(2)分散剂42的合成

将分散剂39的制造例的大分子单体B变更为大分子单体C,除此以外,以相同的方式制造,获得了分散剂42(PGMEA30质量%溶液)。所获得的树脂的重均分子量为18000,酸值为73mgKOH/g。

[试验例1]

<分散液的制造>

(分散液G1)

将作为G颜料的8.75质量份的C.I.颜料绿36、作为Y颜料的3.85质量份的C.I.颜料黄185、作为颜料衍生物的1.40质量份的衍生物1、作为树脂的18.7质量份(相当于固体成分5.61质量份)的分散剂1、作为溶剂的67.3质量份的丙二醇单甲基醚乙酸酯进行混合之后,添加直径0.3mm的氧化锆珠230质量份,并使用油漆搅拌器进行5小时分散处理,根据过滤将珠分离而制造了分散液G1。

衍生物1:下述结构的化合物(下述结构式中,Et表示乙基)

[化学式17]

(分散液G2~G48、比较分散液G1~G3)

分别以下述表中所记载那样变更了树脂的种类及配合量、以及溶剂的种类,除此以外,以与分散液G1相同的方式制造了各分散液。

[表1]

[表2]

由上述表中所记载的缩写表示的原料为如下。

(树脂)

分散剂1~45、比较分散剂1:下述表中所记载的树脂的PGMEA30质量%溶液。

[表3]

[表4]

[表5]

上述表的各重复单元的缩写为以下结构。

(具有酸基的重复单元)

a1-1~a1-6:下述结构的重复单元

[化学式18]

(具有接枝链的重复单元)

[表6]

[表7]

[表8]

[表9]

[表10]

接枝链的Tg(玻璃化转变温度)是使用与接枝链的重复单元对应的单体的均聚物的玻璃化转变温度算出的值。对于均聚物的玻璃化转变温度的值,使用了PolymerHandbook(Wiley-Interscience公司)中所记载的均聚物的玻璃化转变温度的值。具体而言,当接枝链为均聚物时,使用了Polymer Handbook(Wiley-Interscience公司)中所记载的均聚物的玻璃化转变温度的值。并且,当接枝链为共聚物时,使用了将与共聚物的各重复单元对应的单体的均聚物的各玻璃化转变温度的值乘以共聚物的各重复单元的质量比而得的值的和。

接枝链的汉森溶解度参数是使用根据提出汉森溶解度参数的汉森博士小组开发的程序即HSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice)的Ver.4.1.07计算与接枝链的重复单元对应的单体的London分散力项(δD)、分子极化项(偶极间力项)(δP)、氢键项(δH)并由下述式(H-1)计算。并且,当接枝链为共聚物时,使用了将与共聚物的各重复单元对应的单体的汉森溶解度参数的值乘以共聚物的各重复单元的质量比而得的值的和。

δ

δ:汉森溶解度参数

δD:London分散力项

δP:分子极化项(偶极间力项)

δH:氢键项

接枝链的Mw(重均分子量)根据凝胶渗透色谱法(GPC)测量用于合成的大分子单体的Mw而计算。

(其他重复单元)

a3-1~a3-5:下述结构的重复单元

[化学式19]

比较分散剂2:在具备气体导入管、温度计、冷凝器、搅拌机的反应容器中添加1-十二醇62.6质量份、ε-己内酯287.4质量份、作为催化剂的氧化单丁基锡(IV)0.1质量份,以氮气进行置换后,在120℃下加热4小时,并进行搅拌。根据固体成分测量确认到98%已进行反应之后,添加均苯四甲酸酐36.6质量份,在120℃下反应了2小时。通过酸值的测量确认98%以上的酸酐被半酯化,结束反应。所获得的反应物(树脂)的酸值为49mgKOH/g,重均分子量(Mw)为7000。在该反应物中添加PGMEA,将不挥发成分(固体成分浓度)调整为30质量%,从而获得了比较分散剂2。

比较分散剂3:下述结构的树脂的PGMEA30质量%溶液。主链中所附记的数值为质量比。Mw=15000、酸值=97mgKOH/g。

[化学式20]

树脂D1:下述结构的树脂。主链中所附记的数值为摩尔比。Mw=11000。

[化学式21]

(溶剂)

PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯

PGME:丙二醇单甲醚

关于分散液G1、G2、G12、G18、G22、G23、G28、G29中的颜料的平均粒径,使用NIKKISOCO.,LTD.制的MICROTRACUPA 150以体积基准进行了测量。以下示出测量结果。颜料的平均粒径的值是通过动态光散射法测量而得的二次粒径下的值。

[表11]

<固化性组合物的制造>

(实施例1~48、比较例1~3)

混合以下原料而制备了固化性组合物。

下述表中记载的种类的分散液……39.4质量份

树脂D1……0.58质量份

聚合性化合物E1……0.54质量份

光聚合引发剂F3……0.33质量份

表面活性剂H1……4.17质量份

对甲氧基苯酚……0.0006质量份

丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)……7.66质量份

上述用缩写表示的原材料的详细内容为如下所述。

树脂D1:上述树脂D1

聚合性化合物E1:KAYARAD DPHA(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)

光聚合引发剂F3:下述结构的化合物。

[化学式22]

表面活性剂H1:下述混合物(Mw=14000)的1质量%PGMEA溶液。下述式中,表示重复单元的比例的%为摩尔%。

[化学式23]

<保存稳定性>

通过Toki Sangyo Co.,Ltd制“RE-85L”测量了上述获得的固化性组合物的初始粘度(V0)。接着,在45℃、3天的条件下静置该固化性组合物之后,测量了静置后的粘度(V1)。由下述式计算静置后的固化性组合物的粘度上升率(%),根据下述评价基准评价了保存稳定性。可以认为粘度上升率(%)的数值越小,保存稳定性越良好。固化性组合物的粘度在温度调整在25℃的状态下进行了测量。

粘度上升率(%)={(静置后的粘度(V1)-初始粘度(V0))/初始粘度(V0)}×100

A:0≤粘度上升率≤3%

B:3%<粘度上升率≤5%

C:5%<粘度上升率≤10%

D:10%<粘度上升率≤15%

E:15%<粘度上升率

<耐湿性>

使用旋转涂布机在硅晶片上涂布各固化性组合物,以使后烘烤后的膜厚成为0.7μm,并使用100℃的加热板,进行了120秒钟加热处理(预烘烤)。接着,使用i射线步进器曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制造),以500mJ/cm

[耐湿性试验后的膜厚]/[耐湿性试验前的膜厚]=X时,通过以下基准评价了耐湿性。

A:X≥0.95

B:0.9≤X<0.95

C:0.8≤X<0.9

D:0.7≤X<0.8

E:X<0.7

<密合性>

通过旋涂法在硅晶片上涂布CT-4000(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.制),以使膜厚成为0.1μm,使用加热板在220℃下加热1小时而形成了基底层。通过旋涂法在带有该基底层的硅晶片上涂布各固化性组合物,然后,使用加热板在100℃下加热2分钟,从而获得了膜厚0.5μm的组合物层。对于该组合物层,使用i射线步进器FPA-3000i5+(Canon Inc.制),经由将一边1.1μm的正方像素分别在基板上的4mm×3mm的区域中排列而成的掩模图案,以500mJ/cm

A:所有图案密合。

B:密合的图案为所有图案的95%以上且小于100%。

C:密合的图案为所有图案的90%以上且小于95%。

D:密合的图案为所有全图案的85%以上且小于90%。

E:密合的图案小于所有全图案的85%。

<显影性>

通过旋涂法在硅晶片上涂布CT-4000(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.制),以使膜厚成为0.1μm,使用加热板在220℃下加热1小时而形成了基底层。通过旋涂法在带有该基底层的硅晶片上涂布各固化性组合物,然后,使用加热板在100℃下加热2分钟,从而获得了膜厚1μm的组合物层。对于该组合物层,使用i射线步进器FPA-3000i5+(Canon Inc.制),经由将一边1.1μm的正方像素分别在基板上的4mm×3mm的区域中排列而成的掩模图案,以200mJ/cm

使用扫描型电子显微镜(SEM)(倍率10000倍)观察图案的形成区域外(未曝光部),计数未曝光部每5μm×5μm的面积(1个区域)的直径0.1μm以上的残渣,以下述评价基准评价了残渣。

A:完全没有每1个区域的残渣。

B:每1个区域的残渣的数量小于10个。

C:每1个区域的残渣的数量为10个以上且小于20个。

D:每1个区域的残渣的数量为20个以上且小于30个。

E:每1个区域的残渣的数量为30个以上且小于100个。

F:完全无法显影。

[表12]

[表13]

如上述表所示,实施例的固化性组合物的保存稳定性、耐湿性及显影性的评价为良好。

并且,对于实施例18、42~48的固化性组合物,将各固化性组合物在45℃、7天的条件下静置后,测量静置后的粘度(V2)并计算粘度粘度上升率的结果,实施例42~48的粘度上升率均为3%以下。并且,实施例42~48的粘度上升率低于实施例18。

[试验例2]

<分散液的制造>

(分散液G51~G54)

代替分散液G1的分散剂1使用了分散剂46~49,除此以外,以与分散液G1相同的方式分别制造了分散液G51(所使用的分散剂为分散剂46)、分散液G52(所使用的分散剂为分散剂47)、分散液G53(所使用的分散剂为分散剂48)、分散液G54(所使用的分散剂为分散剂49)。

另外,分散剂46~49分别使用了通过以下方法合成的树脂的PGMEA30质量%溶液。

[分散剂46]

在三口烧瓶中导入上述合成的大分子单体B的PGMEA40质量%溶液94.4质量份、甲基丙烯酸14.6质量份、甲基丙烯酸芐酯22.9质量份、PGMEA137质量份,一边使氮气流入烧瓶内一边将混合物升温至75℃。此外,追加十二基硫醇2.02质量份和V-601 0.383质量份,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 0.383质量份后,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 0.383质量份,并在90℃下加热了3小时。通过上述操作结束了聚合反应。反应结束后,在空气中添加作为胺化合物的二甲基十二烷基胺基1.56质量份和作为阻聚剂的2,2,6,6,-四甲基哌啶1-氧基(TEMPO)0.0450质量份之后,滴加了丙烯酸4-羟基丁酯缩水甘油醚11.9质量份作为反应性化合物。滴加结束后,在空气下,90℃下加热24小时后合成了树脂。通过酸值测量确认了反应结束。在所获得的树脂中添加PGMEA并将固体成分浓度调整为30质量%而获得了分散剂46(PGMEA30质量%溶液)。所获得的树脂的重均分子量为19000,酸值为72mgKOH/g。

[分散剂47]

在三口烧瓶中导入上述合成的大分子单体B的PGMEA40质量%溶液94.4质量份、甲基丙烯酸14.6质量份、甲基丙烯酸芐酯22.9质量份、PGMEA127质量份,一边使氮气流入烧瓶内一边将混合物升温至75℃。此外,追加十二基硫醇2.02质量份和V-601 0.383质量份,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 0.383质量份后,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 0.383质量份,并在90℃下加热了3小时。通过上述操作结束了聚合反应。反应结束后,在空气中添加作为胺化合物的二甲基十二烷基胺基1.56质量份和作为阻聚剂的2,2,6,6,-四甲基哌啶1-氧基(TEMPO)0.0450质量份之后,滴加了GMA8.45质量份作为反应性化合物。滴加结束后,在空气下,90℃下加热24小时后合成了树脂。通过酸值测量确认了反应结束。在所获得的树脂中添加PGMEA并将固体成分浓度调整为30质量%而获得了分散剂47(PGMEA30质量%溶液)。所获得的树脂的重均分子量为19000,酸值为74mgKOH/g。

[分散剂48]

在三口烧瓶中导入上述合成的大分子单体B的PGMEA40质量%溶液94.4质量份、甲基丙烯酸14.6质量份、甲基丙烯酸芐酯22.9质量份、PGMEA137质量份,一边使氮气流入烧瓶内一边将混合物升温至75℃。此外,追加十二基硫醇2.02质量份和V-601 0.383质量份,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 0.383质量份后,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 0.383质量份,并在90℃下加热了3小时。通过上述操作结束了聚合反应。反应结束后,在空气中添加作为胺化合物的二甲基十二烷基胺基1.56质量份和作为阻聚剂的2,2,6,6,-四甲基哌啶1-氧基(TEMPO)0.0450质量份之后,滴加了4-氯甲基苯乙烯9.07质量份作为反应性化合物。滴加结束后,在空气下,90℃下加热24小时后合成了树脂。通过酸值测量确认了反应结束。在所获得的树脂中添加PGMEA并将固体成分浓度调整为30质量%而获得了分散剂48(PGMEA30质量%溶液)。所获得的树脂的重均分子量为19000,酸值为74mgKOH/g。

[分散剂49]

在三口烧瓶中导入上述合成的大分子单体C的PGMEA40质量%溶液94.4质量份、甲基丙烯酸14.6质量份、甲基丙烯酸芐酯22.9质量份、PGMEA137质量份,一边使氮气流入烧瓶内一边将混合物升温至75℃。此外,追加十二基硫醇2.02质量份和V-601 0.383质量份,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 0.383质量份后,在相同温度下加热了2小时。进而追加V-601 0.383质量份,并在90℃下加热了3小时。通过上述操作结束了聚合反应。反应结束后,在空气中添加作为胺化合物的二甲基十二烷基胺基1.56质量份和作为阻聚剂的2,2,6,6,-四甲基哌啶1-氧基(TEMPO)0.0450质量份之后,滴加了丙烯酸4-羟基丁酯缩水甘油醚11.9质量份作为反应性化合物。滴加结束后,在空气下,90℃下加热24小时后合成了树脂。通过酸值测量确认了反应结束。在所获得的树脂中添加PGMEA并将固体成分浓度调整为30质量%而获得了分散剂49(PGMEA30质量%溶液)。所获得的树脂的重均分子量为19000,酸值为72mgKOH/g。

<固化性组合物的制备及评价>

在实施例1的固化性组合物的制备中,代替分散液G1使用了分散液G51~G54,除此以外,以与实施例1相同的方式分别制造了实施例51的固化性组合物(所使用的分散液为分散液G51)、实施例52的固化性组合物(所使用的分散液为分散液G52)、实施例53的固化性组合物(所使用的分散液为分散液G53)、实施例54的固化性组合物(所使用的分散液为分散液G54)。关于所获得的固化性组合物的保存稳定性、耐湿性、密合性及显影性,以与试验例1相同的方法进行了评价。实施例51~实施例53为与实施例42相同的结果。并且,实施例54为与实施例45相同的结果。

[试验例3]

<分散液的制造>

(分散液G101~G117)

将下述表中所记载的质量份的下述表中所记载的种类的G颜料、下述表中所记载的质量份的下述表中所记载的种类的Y颜料、下述表中所记载的质量份的下述表中所记载的颜料衍生物、18.7质量份(相当于固体成分5.61质量份)的上述分散剂16、作为溶剂的67.3质量份的丙二醇单甲基醚乙酸酯进行混合之后,添加直径0.3mm的氧化锆珠230质量份,使用油漆搅拌器进行5小时分散处理,通过过滤将珠分离而制造了分散液。

[表14]

由上述表中所记载的缩写表示的原料为如下。

(G颜料)

PG36:C.I.颜料绿36

PG58:C.I.颜料绿58

PG7:C.I.颜料绿7

PG59:C.I.颜料绿59

PG62:C.I.颜料绿62

PG63:C.I.颜料绿63

(Y颜料)

PY139:C.I.颜料黄139

PY150:C.I.颜料黄150

PY185:C.I.颜料黄185

PY138:C.I.颜料黄138

PY231:C.I.颜料黄231

PY233:C.I.颜料黄233

(颜料衍生物)

衍生物1~3:下述结构的化合物(下述结构式中,Me表示甲基,Et表示乙基)

[化学式24]

<固化性组合物的制备及评价>

在实施例1的固化性组合物的制备中,代替分散液G1使用了分散液G101~分散液G117(实施例101~实施例117),除此以外,以与实施例1相同的方式制备了固化性组合物。关于所获得的固化性组合物的保存稳定性、耐湿性、密合性及显影性,以与试验例1相同的方法进行了评价。

[表15]

如上述表所示,实施例的固化性组合物的保存稳定性、耐湿性及显影性的评价为良好。

[试验例4]

<固化性组合物的制备及评价>

混合下述表中所记载的原料而制备了固化性组合物。关于所获得的固化性组合物的保存稳定性、耐湿性、密合性及显影性,以与试验例1相同的方法进行了评价。实施例201~实施例214的各评价项目获得了与实施例18相同的结果。

[表16]

由上述表中所记载的缩写表示的原料为如下。

(分散液)

分散液G18:上述分散液G18

(树脂)

D1:上述树脂D1

D2:下述结构的树脂。主链中所附记的数值为摩尔比。Mw=14000。

[化学式25]

〔聚合性化合物〕

E1:上述聚合性化合物E1

E2:下述结构的化合物

[化学式26]

E3:下述结构的化合物

[化学式27]

E4:下述结构的化合物

[化学式28]

E5:ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制)

(光聚合引发剂)

F1:IRGACURE-OXE01(BASF公司制)、下述结构的化合物。

F2:IRGACURE-OXE02(BASF公司制)、下述结构的化合物。

F3:上述光聚合引发剂F3

F4:IRGACURE 369(BASF公司制)、下述结构的化合物。

F5:下述结构的化合物。

[化学式29]

(溶剂)

PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯

(实施例301)

关于使用实施例1的固化性组合物的分散液G1,除了变更为以下分散液G301以外,以与实施例1相同的方式制备固化性组合物,并与实施例1同样地进行了评价。在各评价中耐湿性为“B”,除此以外,获得了与实施例12相同的结果。

分散液G301:通过以下方法制备的分散液

将作为G颜料的8.75质量份的C.I.颜料绿36、作为Y颜料的3.85质量份的C.I.颜料黄185、作为颜料衍生物的1.40质量份的衍生物1、9.7质量份(相当于固体成分2.91质量份)的分散剂12、4.5质量份(固体成分1.35质量份)的树脂P-1、4.5质量部(固体成分1.35质量份)的树脂P-2、作为溶剂的67.3质量份的丙二醇单甲基醚乙酸酯进行混合之后,添加直径0.3mm的氧化锆珠230质量份,并使用油漆搅拌器进行5小时分散处理,通过过滤将珠分离而制造了分散液G301。

P-1:下述结构的树脂的30质量%丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)溶液。主链中所附记的数值为摩尔比,侧链中所附记的数值为重复单元的数。Mw=20000。

P-2:下述结构的树脂的30质量%PGMEA溶液。主链中所附记的数值为摩尔比,侧链中所附记的数值为重复单元的数。Mw=24000。

[化学式30]

[试验例5]

(实施例1001)

除了使用了以下的分散液R-1以外,以与实施例1相同的方式制备了固化性组合物。关于所获得的固化性组合物,以与试验例1相同的方法评价了保存稳定性、耐湿性、密合性及显影性。在各评价中可获得与实施例17相同的结果。

分散液R-1:根据以下方法制备的分散液

在混合了10.5质量份的C.I.颜料红254、4.5质量份的C.I.颜料黄139、2.0质量份的作为颜料衍生物的衍生物4、5.5质量份的分散剂17及77.5质量份的PGMEA而成的混合液中添加直径0.3mm的氧化锆珠230质量份,使用油漆搅拌器进行3小时分散处理,通过过滤将珠分离而制备了分散液R-1。

衍生物4:下述结构的化合物

[化学式31]

(比较例1001)

使用了将在分散液R-1中使用的分散剂17变更为比较分散剂2而制备的分散液,除此以外,以与实施例1001相同的方式制备了固化性组合物。关于所获得的固化性组合物,以与实施例1相同的方法评价了保存稳定性、耐湿性、密合性及显影性。各评价与比较例2相同。

(实施例1002)

除了使用了以下的分散液B-1以外,以与实施例1相同的方式制备了固化性组合物。关于所获得的固化性组合物,以与实施例1相同的方法评价了保存稳定性、耐湿性、密合性及显影性。在各评价中可获得与实施例17相同的结果。

分散液B-1:根据以下方法制备的颜料分散液

在混合了12质量份的C.I.颜料蓝15:6、日本特开2015-041058号公报的0292段中记载的3质量份的V染料2(酸值=7.4mgKOH/g)、2.7质量份的作为颜料衍生物的衍生物3、4.8质量份的分散剂17及77.5质量份的PGMEA而成的混合液中添加直径0.3mm的氧化锆珠230质量份,并使用油漆搅拌器进行3小时分散处理,根据过滤将珠分离而制备了分散液。

(比较例1002)

使用了将在分散液B-1中使用的分散剂17变更为比较分散剂2而制备的分散液,除此以外,以与实施例1002相同的方式制备了固化性组合物。关于所获得的固化性组合物,以与实施例1相同的方法评价了保存稳定性、耐湿性、密合性及显影性。各评价与比较例2相同。

[试验例6]

(实施例2001)

使用旋涂法将Green组合物涂布于硅晶片上,以使后烘烤后的膜厚成为1.0μm。接着,使用加热板,在100℃的条件下加热了2分钟。接着,使用i射线步进式曝光装置FPA-3000i5+(Canon Inc.制),将365nm的波长光以1000mJ/cm

-Red组合物-

将下述成分混合并搅拌之后,利用孔径0.45μm的尼龙制过滤器(Nihon Pall Ltd.制)进行过滤,制备了Red组合物。

Red颜料分散液:51.7质量份

树脂D1的40质量%PGMEA溶液:0.6质量份

聚合性化合物E4:0.6质量份

光聚合引发剂F1:0.3质量份

表面活性剂H1:4.2质量份

PGMEA:42.6质量份

-Blue组合物-

混合下述成分,并进行撹拌之后,用孔径为0.45μm的尼龙制过滤器(Nihon PallLtd.制造)进行过滤,制备了Blue组合物。

Blue颜料分散液:44.9质量份

树脂D1的40质量%PGMEA溶液:2.1质量份

聚合性化合物E1:1.5质量份

聚合性化合物E4:0.7质量份

光聚合引发剂F1:0.8质量份

表面活性剂H1:4.2质量份

PGMEA:45.8质量份

用于Red组合物及Blue组合物的原料如下所示。

Red颜料分散液

使用珠磨(氧化锆微珠0.3mm直径),将包括9.6质量份C.I.颜料红254、4.3质量份C.I.颜料黄139、6.8质量份分散剂(Disperbyk-161、BYK Chemie GmbH制)及79.3质量份PGMEA的混合液进行混合及分散了3小时。然后进一步使用带减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon BEE Co.,Ltd.制),在2000kg/cm

Blue颜料分散液

使用珠磨(氧化锆珠0.3mm直径),将包括9.7质量份的C.I.Pigment Blue15:6、2.4质量份的C.I.PigmentViolet23、5.5质量份的分散剂(Disperbyk-161、BYK Chemie GmbH制)、82.4质量份的PGMEA的混合液混合并分散了3小时。然后进一步使用带减压机构的高压分散机NANO-3000-10(Nippon BEE Co.,Ltd.制),在2000kg/cm

树脂D1、聚合性化合物E1、E4、光聚合引发剂F1及表面活性剂H1:为上述材料。

符号说明

1-支承体,2-隔壁,4-像素,100-结构体。

相关技术
  • 固化性组合物、膜、结构体、滤色器、固体摄像元件及图像显示装置
  • 颜料分散物的制造方法、固化性组合物的制造方法、固化膜的制造方法、具备固化膜的固体摄像元件的制造方法、具备固化膜的滤色器的制造方法及具备固化膜的图像显示装置的制造方法
技术分类

06120113224972