JP6800949B2 - 樹脂組成物、樹脂膜、カラーフィルタ、遮光膜、固体撮像装置、及び、画像表示装置 - Google Patents
樹脂組成物、樹脂膜、カラーフィルタ、遮光膜、固体撮像装置、及び、画像表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6800949B2 JP6800949B2 JP2018502964A JP2018502964A JP6800949B2 JP 6800949 B2 JP6800949 B2 JP 6800949B2 JP 2018502964 A JP2018502964 A JP 2018502964A JP 2018502964 A JP2018502964 A JP 2018502964A JP 6800949 B2 JP6800949 B2 JP 6800949B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- resin composition
- resin
- titanium nitride
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
- C08F2/50—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/32—Compounds containing nitrogen bound to oxygen
- C08K5/33—Oximes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
- C08K5/5435—Silicon-containing compounds containing oxygen containing oxygen in a ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
- C08K7/26—Silicon- containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
- C08L83/08—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Description
固体撮像装置においては、可視光の反射によるノイズが発生する場合がある。そこで、特許文献1においては、固体撮像装置内に所定の遮光膜を設けることにより、ノイズの発生の抑制を図っている。遮光膜を形成するための組成物としては、チタンブラック等の黒色顔料を含有する遮光性組成物が使用されている。
例えば、固体撮像装置の小型化、薄型化、及び、高感度化に伴い、遮光膜のより一層の低反射化が求められている。
また、本発明者らは、チタンブラックを含む遮光膜が高温高湿下に曝されるとその分光性能が低下する(すなわち「耐湿性」に劣る)ことを知見するに至った。遮光膜の分光性能が低下すると所望の遮光能を発現しない場合があるため、改善が望まれる。
また、本発明は、低反射性に優れ、かつ、耐湿性にも優れた樹脂膜、上記樹脂膜を備えるカラーフィルタ、遮光膜、固体撮像素子及び画像表示装置を提供することも目的とする。
すなわち、以下の構成により上記目的を達成できることを見出した。
バインダー樹脂と、
フィラー、並びに、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物から選ばれる少なくともいずれかと、を含有する、樹脂組成物。
(2) CuKα線をX線源として上記チタン窒化物含有粒子のX線回折スペクトルを測定した場合において、上記チタン窒化物含有粒子のTiN(200)面に由来するピークの回折角2θが42.5°以上43.5°以下の範囲にある、(1)に記載の樹脂組成物。
(3) 上記フィラーが、シリカ粒子及びアクリル粒子の少なくとも1種である、(1)又は(2)に記載の樹脂組成物。
(4) 上記フィラーが中空シリカである、(3)に記載の樹脂組成物。
(5) 上記フィラーの粒径分布における極大値が、50〜500nmである、(1)〜(4)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(6) 上記フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物を含有し、上記フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物の含有量が、上記樹脂組成物中の全固形分に対して、1〜15質量%である、(1)〜(5)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(7) 上記フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物が、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する繰り返し単位と、重合性基を有する繰り返し単位と、を含む高分子化合物である、(1)〜(6)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(8) 上記フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物が、反応性シリコーンである、(1)〜(6)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(9) 更に、分散樹脂を含有する、(1)〜(8)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(10) 更に、重合開始剤を含有する、(1)〜(9)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(11) 上記重合開始剤がオキシム化合物である、(10)に記載の樹脂組成物。
(12) 更に、エポキシ基を有するシランカップリング剤を含有する、(1)〜(11)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(13) 更に、カルド骨格を有する重合性化合物を含有する、(1)〜(12)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(14) 上記カルド骨格を有する重合性化合物が、9,9−ビスアリールフルオレン骨格を有する重合性化合物である、(13)に記載の樹脂組成物。
(15) 上記チタン窒化物含有粒子の含有量が、上記樹脂組成物中の全固形分に対して、30〜60質量%である、(1)〜(14)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(16) チタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子と、
バインダー樹脂と、を含む樹脂膜であって、
上記樹脂膜の最表面の表面粗さRaが100〜2000Åである、樹脂膜。
(17) 更に、フィラーを含む、(16)に記載の樹脂膜。
(18) 上記フィラーの粒径分布における極大値が、50〜500nmである、(17)に記載の樹脂膜。
(19) 更に、ポリシロキサン構造を有する樹脂を含む、(16)〜(18)のいずれかに記載の樹脂膜。
(20) 上記樹脂膜が、上記チタン窒化物含有粒子をそれぞれ含有する顔料層X1及び顔料層X2を隣接して積層した樹脂膜であり、
上記顔料層X2に含まれる上記チタン窒化物含有粒子の濃度が、上記顔料層X1に含まれる上記チタン窒化物含有粒子の濃度よりも小さく、
上記樹脂膜の上記顔料層X2側の表面の表面粗さRaが100〜2000Åである、(16)〜(19)のいずれかに記載の樹脂膜。
(21) チタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子を含む顔料層と、
上記顔料層上に隣接して配置された、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物を含む表面層と、を含む樹脂膜。
(22) 上記フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物が、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する樹脂を含む、(21)に記載の樹脂膜。
(23) 上記フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する樹脂が、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する繰り返し単位と、重合性基を有する繰り返し単位と、を含む、(22)に記載の樹脂膜。
(24) チタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子をそれぞれ含有する顔料層Y1及び顔料層Y2を隣接して積層した樹脂膜であり、
上記顔料層Y1と上記顔料層Y2中に含まれる上記チタン窒化物含有粒子の濃度が互いに異なる、樹脂膜。
(25) (1)〜(15)のいずれかに記載の樹脂組成物から形成された樹脂膜及び(16)〜(24)のいずれかに記載の樹脂膜から選ばれるいずれかを備えたカラーフィルタ。
(26) (1)〜(15)のいずれかに記載の樹脂組成物から形成された樹脂膜及び(16)〜(24)のいずれかに記載の樹脂膜から選ばれるいずれかを備えた遮光膜。
(27) (1)〜(15)のいずれかに記載の樹脂組成物から形成された樹脂膜及び(16)〜(24)のいずれかに記載の樹脂膜から選ばれるいずれかを備えた固体撮像素子。
(28) (1)〜(15)のいずれかに記載の樹脂組成物から形成された樹脂膜及び(16)〜(24)のいずれかに記載の樹脂膜から選ばれるいずれかを備えた画像表示装置。
また、本発明によれば、低反射性に優れ、かつ、耐湿性にも優れた樹脂膜、上記樹脂膜を備えるカラーフィルタ、遮光膜、固体撮像素子及び画像表示装置を提供することもできる。
なお、本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
本明細書中において、“(メタ)アクリレート”はアクリレート及びメタクリレートを表し、“(メタ)アクリル”はアクリル及びメタクリルを表し、“(メタ)アクリロイル”はアクリロイル及びメタクリロイルを表す。
本発明における「顔料」とは、例えば、溶剤に溶解しない不溶性の色素化合物を意味する。ここで、「溶剤」とは、後述する溶剤の欄で例示する溶剤が挙げられる。したがって、これらの溶剤に溶解しない色素化合物が本発明における顔料に該当する。
また、本明細書中における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等を意味する。また本発明において「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、EUV光などによる露光のみならず、電子線及びイオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
また、本発明書において、「1Å」とは「0.1ナノメートル(nm)」と同義である。
第1の実施形態における樹脂膜は、チタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子とバインダー樹脂とを含み、その最表面の表面粗さRaが100〜2000Åであることを特徴とする。
今般、本発明者らは、チタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子を含有する樹脂膜の最表面の表面粗さを上記数値範囲とすることで、得られる膜が低反射性と耐湿性に優れることを見出している。特に、樹脂膜中にフィラー(好ましくは、シリカ粒子)又はポリシロキサン構造を有する樹脂を含有させて膜表面を荒らす手法を用いた場合(それぞれ、後述する実施形態1A、1B)には、得られる膜の低反射性能がより向上するほか、耐湿性が顕著に優れることを確認している。
表面粗さRaは、BRUKER社製DektakXTを用い、1μm/点の解像度で樹脂膜1mmの距離を測定し、算出する。
以下ではまず、膜表面を荒らす手法として、樹脂膜中にフィラーを含有させる態様を説明する。
樹脂膜を構成する材料としては、チタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子と、バインダー樹脂と、更にフィラーが挙げられる。樹脂膜は、上述の構成材料又はその前駆体材料を含有する樹脂組成物を基板上に塗布することで形成することができる。
また、上記樹脂組成物は露光・現像性を有する感光性樹脂組成物とすることもできる。この場合には、樹脂組成物中に、重合開始剤、重合性化合物等を更に配合すればよい。更に、バインダー樹脂、重合性化合物、後述する分散樹脂等をアルカリ可溶性材料としてもよい。
以下に、上述した樹脂組成物(以下、「樹脂組成物A」とする)に含まれる各種材料について詳述する。
<チタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子>
樹脂組成物Aは、黒色顔料として、チタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子(以下、「チタン窒化物含有粒子」ともいう。)を含む。チタン窒化物含有粒子は、チタン原子と、チタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上とを含有する。また、以下の説明において「金属原子」とは「チタン原子以外の金属原子」を意味する。
また、「チタン窒化物粒子」とは、主成分として窒化チタンを含み、通常、副成分として酸化チタンTiO2、TinO2n−1(1≦n≦20)で表される低次酸化チタン及びTiNyOz(y、zはそれぞれ0より大きく2未満の数)で表される酸窒化チタンを含有する。
分散安定性及び遮光性の観点から、チタン窒化物含有粒子の比表面積は5m2/g以上100m2/g以下が好ましく、10m2/g以上60m2/g以下がより好ましい。比表面積はBET法により求めることができる。
チタン窒化物含有粒子中、金属原子(金属微粒子)の含有量としては、チタン窒化物含有粒子の全質量に対して0.001質量%超50質量%未満であることが好ましく、0.01質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、0.2質量%以上30質量%以下であることが特に好ましい。なお、金属原子(金属微粒子)を複数種含む場合には、その総含有量が上記の数値範囲に含まれる意味である。
金属原子の含有量が0.001質量%超であることで、硬化膜のパターニング性が優れる。金属原子の含有量が50質量%未満であることで、耐湿性及び耐擦り性に優れる。硬化膜による電極の防食性が優れる。つまり、硬化膜が電極を腐食することを抑制できる。
チタン窒化物含有粒子中に含まれる金属原子は、電極および基板に対する密着性に優れており、チタン窒化物含有粒子中のチタン窒化物は、金属原子を介して、電極および基板に付着していたと考えられる。そのため、現像処理などの硬化膜のパターニング後において、金属原子が電極および基板上に残留し、チタン窒化物が除去されやすくなったと考えられる。そのため、チタン窒化物含有粒子中の金属原子の含有量を所定量以上にすることで、硬化膜のパターニング性が向上するものと推測される。
金属微粒子としてより高い遮光性を得るためには、適度に微粒子化することが好ましい。金属微粒子のX線回折スペクトルにおいて最も強度の強いメインピークの半値幅より求めた結晶子サイズとしては、50nm以下であることが好ましく、20nm以上50nm以下であることがより好ましい。結晶子サイズはX線回折ピークの半値幅より、シェラーの式を用いて算出することができる。
例えば、銀のX線回折スペクトルはCuKα線をX線源とした場合、最も強度の強いピークとして(111)面に由来するピークが2θ=38.1°近傍にみられる。この(111)面の半値幅より求めた結晶子サイズとしては、50nm以下であることが好ましく、20nm以上50nm以下であることがより好ましい。
窒化チタンのX線回折スペクトルはCuKα線をX線源とした場合、最も強度の強いピークとしてTiNは(200)面に由来するピークが2θ=42.5°近傍にみられ、TiOは(200)面に由来するピークが2θ=43.4°近傍にみられる。一方、最も強度の強いピークではないが、アナターゼ型TiO2は(200)面に由来するピークが2θ=48.1°近傍に観測され、ルチル型TiO2は(200)面に由来するピークが2θ=39.2°近傍に観測される。よって、窒素原子及び酸素原子を有する結晶構造をとるチタン化合物は回折角2θが42.5°から43.4°の範囲において最も強度の強いピークがみられ、酸素原子を多く含有する結晶状態であるほどピーク位置は42.5°に対して高角度側にシフトする。
チタン窒化物含有粒子の含有量は、樹脂組成物中の全固形分に対して、30〜60質量%であることが好ましく、35〜60質量%であることがより好ましく、40〜55質量%であることが更に好ましい。
さらに、チタン窒化物含有粒子は、粒子を製造した後、直ちに大気にさらすことなく、酸素濃度が制御された密閉容器内において、所定時間(好ましくは12〜72時間、より好ましくは12〜48時間、さらに好ましくは12〜24時間)静置することが好ましい。なお、その際、水分の含有量が制御されているとより好ましい。これにより、チタン窒化物含有粒子の表面および結晶粒界が安定となり、組成物の性能が良化するものと推測される。具体的には、本発明の組成物を用いて得られる硬化膜のピンホールの発生を抑制できる。
上記酸素濃度が制御された密閉容器内における酸素(O2)濃度、及び水分の含有量がそれぞれ100質量ppm以下であることが好ましく、10質量ppm以下であることがより好ましく、1質量ppm以下であることがさらに好ましい。上記の酸素(O2)濃度、及び水分の含有量の調整については、上記の酸素(O2)濃度、及び水分の含有量の上記の範囲内の酸素(O2)、及び水分を含む窒素ガス又はアルゴンガスなどの不活性ガスを用いることが好ましく、この中でも窒素ガスを用いることがより好ましい。これにより、チタン窒化物含有粒子の表面および結晶粒界が安定となり、組成物の性能が良化するものと推測される。具体的には、光学濃度が高いチタン窒化物含有粒子が得られる他、本発明の組成物を用いて得られる硬化膜のピンホールの発生を抑制できる。また、所定時間静置する温度は300℃以下であることが好ましく、200℃以下であることがより好ましく、100℃以下であることが特に好ましい。この範囲であるとより光学濃度が高いチタン窒化物含有粒子が得られる。
また、チタン粉末材料中における水分の含有量は、チタン粉末材料全量に対して1質量%未満であることが好ましく、0.1質量%未満であることがより好ましく、実質的に含まないことが特に好ましい。上記の範囲であると、所望の効果をより顕著に得ることができる。
これらの中でもサンドミル(ビーズミル)が好ましい。またサンドミル(ビーズミル)における顔料の粉砕においては、径の小さいビーズを使用する、又は、ビーズの充填率を大きくすること等により粉砕効率を高めた条件で処理することが好ましく、更に粉砕処理後に濾過、遠心分離などで素粒子を除去することが好ましい。
樹脂組成物Aは、バインダー樹脂を含む。
バインダー樹脂は、フッ素原子及び珪素原子をいずれも含まないことが好ましい。ここで、「フッ素原子及び珪素原子をいずれも含まない」とは、樹脂中においてフッ素原子及び珪素原子が実質的に含まれないことを意味し、それぞれの含有量が樹脂全質量に対して3質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。
バインダー樹脂の分子量としては、特に定めるものではなく、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法によるポリスチレン換算値として、重量平均分子量(Mw)が5000〜100,000であることが好ましい。また、数平均分子量(Mn)は、1000〜20,000であることが好ましい。
GPC法は、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる方法に基づく。
アルカリ可溶性樹脂としては、線状有機高分子ポリマーであってもよく、分子(好ましくは、アクリル系共重合体、スチレン系共重合体を主鎖とする分子)中に少なくとも1つのアルカリ可溶性を促進する基を有するアルカリ可溶性樹脂の中から適宜選択することができる。
アルカリ可溶性を促進する基(以下、酸基ともいう)としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、フェノール性ヒドロキシル基などが挙げられ、有機溶剤に可溶で弱アルカリ水溶液により現像可能なものが好ましい。酸基は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
重合性基を有するアルカリ可溶性樹脂としては、ダイヤナ−ルNRシリーズ(三菱レイヨン株式会社製)、Photomer6173(COOH含有、polyurethane acrylic oligomer.Diamond Shamrock Co.Ltd.,製)、ビスコートR−264、KSレジスト106(いずれも大阪有機化学工業株式会社製)、サイクロマーPシリーズ(例えば、ACA230AA)、プラクセル CF200シリーズ(いずれもダイセル化学工業株式会社製)、Ebecryl3800(ダイセルユーシービー株式会社製)、アクリキュア−RD−F8(日本触媒社製)などが挙げられる。
また、市販品としては、例えばFF−426(藤倉化成社製)などを用いることもできる。
更に、特開2012−32767号公報の段落番号0029〜0063に記載の共重合体(B)及び実施例で用いられているアルカリ可溶性樹脂、特開2012−208474号公報の段落番号0088〜0098に記載のバインダー樹脂及び実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2012−137531号公報の段落番号0022〜0032に記載のバインダー樹脂及び実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2013−024934号公報の段落番号0132〜0143に記載のバインダー樹脂及び実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2011−242752号公報の段落番号0092〜0098及び実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2012−032770号公報の段落番号0030〜0072に記載のバインダー樹脂を用いることもできる。これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
樹脂組成物Aは、フィラーを含む。ここで、「フィラー」とは表面を荒らす目的で付与される粒子である。なお、上述のチタン窒化物含有粒子は、フィラーには含まれない。また、その他の顔料等の着色性付与に用いられる粒子はフィラーには含まれず、フィラーとしては非着色性のものが好ましい。
フィラーの組成は特に限定されず、無機粒子及び有機粒子のいずれを用いてもよい。
無機粒子としては特に限定されず、例えば、珪素、チタン、アルミニウム、スズ、亜鉛、アンチモンなどの酸化物が挙げられる。無機粒子としては、内部が多孔質又は空洞(中空)構造であってもよい。
有機粒子としては特に限定されず、その材料としては、例えば、セルロース誘導体、アクリル樹脂、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーポネート、ポリスチレン、ビニルアセテート、ビニルアルコール、塩化ビニル又はビニルブチラールのホモ重合体あるいは共重合体のようなビニルポリマー、ジエンのホモ重合体及び共重合体等の樹脂が挙げられる。
低反射性の観点から、なかでも、シリカ粒子、アクリル粒子であることが好ましく、中空構造を有する中空シリカ(中空シリカ粒子)であることがより好ましい。
フィラーの粒径分布における極大値は、マイクロトラック・ベル社製ナノトラックUPA−EXにより測定することができる。
樹脂組成物A中、フィラーを、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
樹脂組成物Aは、分散樹脂を含有してもよい。分散樹脂は、上述したチタン窒化物含有粒子(以後、適宜「黒色顔料」とも称する)のほか、所望により併用するその他の顔料などの着色顔料の分散性向上に寄与する。
分散樹脂としては、例えば、ポリアミドアミンとその塩、ポリカルボン酸とその塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリエステル、変性ポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル系共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物等を挙げることができる。
分散樹脂(以下、「高分子化合物」ともいう)は、その構造から更に直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、及びブロック型高分子に分類することができる。
一方で、チタン窒化物含有粒子の表面を改質することにより、これらに対する高分子化合物の吸着性を促進させることもできる。
このようなグラフト鎖を有する構造単位を有する高分子化合物は、グラフト鎖によって溶剤との親和性を有するために、黒色顔料等の着色顔料の分散性、及び、経時後の分散安定性に優れるものである。また、組成物においては、グラフト鎖の存在により重合性化合物又はその他の併用可能な樹脂などとの親和性を有するので、アルカリ現像で残渣を生じにくくなる。
グラフト鎖が長くなると立体反発効果が高くなり分散性は向上するが、一方グラフト鎖が長すぎると黒色顔料等の着色顔料への吸着力が低下して分散性は低下する傾向となる。このため、グラフト鎖は、水素原子を除いた原子数が40〜10000の範囲であるものが好ましく、水素原子を除いた原子数が50〜2000であるものがより好ましく、水素原子を除いた原子数が60〜500であるものが更に好ましい。
ここで、「グラフト鎖」とは、共重合体の主鎖の根元(主鎖から枝分かれしている基において主鎖に結合する原子)から、主鎖から枝分かれしている基の末端までを示す。
グラフト鎖と溶剤との相互作用性を向上させ、それにより分散性を高めるために、グラフト鎖は、ポリエステル構造、ポリエーテル構造及びポリ(メタ)アクリレート構造からなる群から選ばれた少なくとも1種を有するグラフト鎖であることが好ましく、ポリエステル構造及びポリエーテル構造の少なくともいずれかを有するグラフト鎖であることがより好ましい。
式(1)〜式(4)において、X1、X2、X3、X4、及びX5は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。X1、X2、X3、X4、及びX5としては、合成上の制約の観点からは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基であることが好ましく、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基であることがより好ましく、メチル基が特に好ましい。
また、式(1)及び式(2)において、j及びkは、それぞれ独立に、2〜8の整数を表す。式(1)及び式(2)におけるj及びkは、分散安定性、現像性の観点から、4〜6の整数が好ましく、5が最も好ましい。
式(4)中、R4は水素原子又は1価の有機基を表し、この1価の有機基としては特に構造上限定はされない。R4として好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基、及びヘテロアリール基が挙げられ、より好ましくは、水素原子、又はアルキル基である。R4がアルキル基である場合、アルキル基としては、炭素数1〜20の直鎖状アルキル基、炭素数3〜20の分岐状アルキル基、又は炭素数5〜20の環状アルキル基が好ましく、炭素数1〜20の直鎖状アルキル基がより好ましく、炭素数1〜6の直鎖状アルキル基が更に好ましい。式(4)において、qが2〜500のとき、グラフト共重合体中に複数存在するX5及びR4は互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、式(2)で表される構造単位としては、分散安定性、現像性の観点から、下記式(2A)で表される構造単位であることがより好ましい。
A. J. Leo, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol.4, C. Hansch, P. G. Sammnens, J. B. Taylor and C. A. Ramsden, Eds., p.295, Pergamon Press, 1990 C. Hansch & A. J. Leo. SUbstituent Constants For Correlation Analysis in Chemistry and Biology. John Wiley & Sons. A.J. Leo. Calculating logPoct from structure. Chem. Rev., 93, 1281−1306, 1993.
logP=log(Coil/Cwater)
式中、Coilは油相中の化合物のモル濃度を、Cwaterは水相中の化合物のモル濃度を表す。
logPの値が0をはさんでプラスに大きくなると油溶性が増し、マイナスで絶対値が大きくなると水溶性が増すことを意味し、有機化合物の水溶性と負の相関があり、有機化合物の親疎水性を見積るパラメータとして広く利用されている。
R1、R2、及びR3は、より好ましくは水素原子、又は炭素原子数が1〜3のアルキル基であり、更に好ましくは、水素原子又はメチル基である。R2及びR3は、水素原子であることが特に好ましい。
Xは、酸素原子(−O−)又はイミノ基(−NH−)を表し、酸素原子であることが好ましい。
脂肪族基は不飽和脂肪族基よりも飽和脂肪族基の方が好ましい。また、脂肪族基は、置換基を有していてもよい。置換基の例は、ハロゲン原子、芳香族基及び複素環基が挙げられる。ただし、脂肪族基は、置換基として酸基を有さない。
また、上記一般式(ii)で表される単量体として、R1が水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基であって、Zが脂肪族基、複素環基又は芳香族基である化合物が好ましい。また、上記一般式(iii)で表される単量体として、R4、R5、及びR6が水素原子又はメチル基であって、Zが脂肪族基、複素環基又は芳香族基である化合物が好ましい。
なお、式(i)〜(iii)で表される代表的な化合物の例としては、特開2013−249417号公報の段落0089〜0093に記載の化合物を参照でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
この黒色顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基としては、例えば、酸基、塩基性基、配位性基、反応性を有する官能基等が挙げられる。
高分子化合物が、酸基、塩基性基、配位性基、又は、反応性を有する官能基を有する場合、それぞれ、酸基を有する構造単位、塩基性基を有する構造単位、配位性基を有する構造単位、又は、反応性を有する官能基を有する構造単位を有することが好ましい。
特に、高分子化合物が、更に、酸基として、カルボン酸基などのアルカリ可溶性基を有することで、高分子化合物に、アルカリ現像によるパターン形成のための現像性を付与することができる。
すなわち、高分子化合物にアルカリ可溶性基を導入することで、樹脂組成物Aは、黒色顔料等の着色顔料の分散に寄与する分散樹脂としての高分子化合物がアルカリ可溶性を有することになる。このような高分子化合物を含有する組成物は、露光部の遮光性に優れたものとなり、且つ、未露光部のアルカリ現像性が向上される。
また、高分子化合物が酸基を有する構造単位を有することにより、高分子化合物が溶剤となじみやすくなり、塗布性も向上する傾向となる。
これは、酸基を有する構造単位における酸基が黒色顔料等の着色顔料と相互作用しやすく、高分子化合物が黒色顔料等の着色顔料を安定的に分散すると共に、黒色顔料等の着色顔料を分散する高分子化合物の粘度が低くなっており、高分子化合物自体も安定的に分散されやすいためであると推測される。
すなわち、高分子化合物は、カルボン酸基、スルホン酸基、及び、リン酸基のうち少なくとも1種を有する構造単位を更に有することが好ましい。
高分子化合物は、酸基を有する構造単位を含有してもしなくてもよく、含有する場合、酸基を有する構造単位の含有量は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対して、好ましくは5〜80%であり、より好ましくは、アルカリ現像による画像強度のダメージ抑制という観点から、10〜60%である。
高分子化合物は、塩基性基を有する構造単位を含有してもしなくてもよく、含有する場合、塩基性基を有する構造単位の含有量は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対して、好ましくは0.01%以上50%以下であり、より好ましくは、現像性阻害抑制という観点から、0.01%以上30%以下である。
高分子化合物は、配位性基を有する構造単位、又は、反応性を有する官能基を有する構造単位を含有してもしなくてもよく、含有する場合、これらの構造単位の含有量は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対して、好ましくは10%以上80%以下であり、より好ましくは、現像性阻害抑制という観点から、20%以上60%以下である。
一般式(iv)〜一般式(vi)中、R11、R12、及びR13は、より好ましくは、それぞれ独立に水素原子、又は炭素原子数が1〜3のアルキル基であり、より好ましくは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。一般式(iv)中、R12及びR13は、それぞれ水素原子であることが特に好ましい。
また、一般式(v)中のYは、メチン基又は窒素原子を表す。
また、一般式(v)で表される単量体として、R11が水素原子又はメチル基であって、L1がアルキレン基であって、Z1がカルボン酸基であって、Yがメチン基である化合物が好ましい。
更に、一般式(vi)で表される単量体として、R14、R15、及びR16がそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、L1が単結合又はアルキレン基であって、Zがカルボン酸基である化合物が好ましい。
単量体の例としては、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を有する化合物(例えば、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)とコハク酸無水物との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を有する化合物とフタル酸無水物との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を有する化合物とテトラヒドロキシフタル酸無水物との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を有する化合物と無水トリメリット酸との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を有する化合物とピロメリット酸無水物との反応物、アクリル酸、アクリル酸ダイマー、アクリル酸オリゴマー、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、4−ビニル安息香酸、ビニルフェノール、4−ヒドロキシフェニルメタクリルアミドなどが挙げられる。
このような、他の構造単位としては、例えば、アクリロニトリル類、メタクリロニトリル類などから選ばれるラジカル重合性化合物に由来の構造単位が挙げられる。
高分子化合物は、これらの他の構造単位を1種或いは2種以上用いることができ、その含有量は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対して、好ましくは0%以上80%以下であり、特に好ましくは、10%以上60%以下である。含有量が上記範囲において、十分なパターン形成性が維持される。
高分子化合物の酸価が160mgKOH/g以下であれば、樹脂層を形成する際の現像時におけるパターン剥離がより効果的に抑えられる。また、高分子化合物の酸価が10mgKOH/g以上であればアルカリ現像性がより良好となる。また、高分子化合物の酸価が20mgKOH/g以上であれば、黒色顔料等の着色顔料の沈降をより抑制でき、粗大粒子数をより少なくすることができ、組成物の経時安定性をより向上できる。
GPC法は、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる方法に基づく。
また、両性樹脂の市販品としては、例えば、ビックケミー社製のDISPERBYK−130、DISPERBYK−140、DISPERBYK−142、DISPERBYK−145、DISPERBYK−180、DISPERBYK−187、DISPERBYK−191、DISPERBYK−2001、DISPERBYK−2010、DISPERBYK−2012、DISPERBYK−2025、BYK−9076、味の素ファインテクノ社製のアジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPB881等が挙げられる。
これらの高分子化合物は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
また、上記以外にも、特開2011−153283号公報の段落0028〜0084(対応するUS2011/0279759の段落0075〜0133)の酸性基が連結基を介して結合してなる側鎖構造を有する構成成分を含む高分子化合物が使用でき、これらの内容は援用でき、本明細書に組み込まれる。
これらの中でもサンドミル(ビーズミル)が好ましい。またサンドミル(ビーズミル)における顔料の粉砕においては、径の小さいビーズを使用する、ビーズの充填率を大きくする事等により粉砕効率を高めた条件で処理することが好ましく、更に粉砕処理後に濾過、遠心分離などで素粒子を除去することが好ましい。
樹脂組成物Aは、重合開始剤を含有していてもよい。
重合開始剤としては特に制限はなく、公知の重合開始剤の中から適宜選択することができ、例えば、感光性を有するもの(いわゆる、光重合開始剤)が好ましい。
光重合開始剤としては、重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、光重合開始剤は、約300nm〜800nm(330nm〜500nmがより好ましい。)の範囲内に少なくとも約50のモル吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。
光重合開始剤の具体例としては、例えば、特開2013−29760号公報の段落0265〜0268を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、IRGACURE−184、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959,IRGACURE−127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、及び、IRGACURE−379EG(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤は、365nm又は405nm等の長波光源に吸収波長がマッチングされた特開2009−191179号公報に記載の化合物も用いることができる。
アシルホスフィン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−819又はDAROCUR−TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
アルキル基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10が更に好ましく、1〜4が特に好ましい。アルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、直鎖又は分岐が好ましい。
アシル基の炭素数は、2〜20が好ましく、2〜15がより好ましい。アシル基としては、アセチル基、ベンゾイル基などが挙げられる。
アリール基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜15がより好ましく、6〜10が更に好ましい。アリール基は、単環であってもよく、縮合環であってもよい。
ヘテロ環基は、5員環又は6員環が好ましい。ヘテロ環基は、単環であってもよく、縮合環であってもよい。縮合数は、2〜8が好ましく、2〜6がより好ましく、3〜5が更に好ましく、3〜4が特に好ましい。ヘテロ環基を構成する炭素原子の数は3〜40が好ましく、3〜30がより好ましく、3〜20がより好ましい。ヘテロ環基を構成するヘテロ原子の数は1〜3が好ましい。ヘテロ環基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が好ましく、窒素原子がより好ましい。
ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられ、フッ素原子が好ましい。
置換基としてのアルキル基、並びに、RX1及びRX2が表すアルキル基の炭素数は、1〜20が好ましい。アルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、直鎖又は分岐が好ましい。アルキル基は、水素原子の一部又は全部がハロゲン原子(好ましくは、フッ素原子)で置換されていてもよい。また、アルキル基は、水素原子の一部又は全部が、上記置換基で置換されていてもよい。
置換基としてのアリール基、並びに、RX1及びRX2が表すアリール基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜15がより好ましく、6〜10が更に好ましい。アリール基は、単環であってもよく、縮合環であってもよい。また、アリール基は、水素原子の一部又は全部が、上記置換基で置換されていてもよい。
置換基としてのヘテロ環基、並びに、RX1及びRX2が表すヘテロ環基は、5員環又は6員環が好ましい。ヘテロ環基は、単環であってもよく、縮合環であってもよい。ヘテロ環基を構成する炭素原子の数は3〜30が好ましく、3〜18がより好ましく、3〜12がより好ましい。ヘテロ環基を構成するヘテロ原子の数は1〜3が好ましい。ヘテロ環基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が好ましい。また、ヘテロ基は、水素原子の一部又は全部が、上記置換基で置換されていてもよい。
式(II)中、Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環を表す。
芳香族炭化水素環は、単環でもよく、縮合環であってもよい。芳香族炭化水素環の環を構成する炭素原子数は、6〜20が好ましく、6〜15がより好ましく、6〜10が特に好ましい。芳香族炭化水素環は、ベンゼン環及びナフタレン環が好ましい。なかでも、Ar1及びAr2の少なくとも一方がベンゼン環であることが好ましく、Ar1がベンゼン環であることがより好ましい。Ar2は、ベンゼン環又はナフタレン環が好ましく、ナフタレン環がより好ましい。
Ar1及びAr2が有してもよい置換基としては、Raで説明した置換基が挙げられる。
Ar1は、無置換が好ましい。Ar2は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、−CORX1が好ましい。RX1は、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基が好ましく、アリール基がより好ましい。アリール基は置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては、炭素数1〜10のアルキル基などが挙げられる。
式(II)中、R3は、アルキル基又はアリール基を表し、アルキル基が好ましい。アルキル基及びアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述したRaで説明した置換基が挙げられる。
アルキル基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10が更に好ましい。アルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、直鎖又は分岐が好ましい。
アリール基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜15がより好ましく、6〜10が更に好ましい。アリール基は、単環であってもよく、縮合環であってもよい。
これらのうち、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基が好ましい。このアルキル基は、炭素数が1〜15であることが好ましく、1〜10がより好ましく、1〜4が更に好ましく、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、直鎖又は分岐が好ましい。
アルキルエーテル基の炭素数の総数は、2〜8が好ましく、2〜6がより好ましく、2〜4がより好ましい。
また、Rcが結合しているベンゼン環において、Rcが結合していない1個の炭素に対して、Rcが表すアルキル基、又は、−ORhで表される基は、オルト位又はパラ位に位置することが好ましい。
式(III)で表される化合物の具体例としては、例えば、特開2014−137466号公報の段落番号0076〜0079に記載された化合物が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれる。
樹脂組成物Aは、重合開始剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
樹脂組成物Aは、シランカップリング剤を含んでもよい。
「シランカップリング剤」とは、分子中に加水分解性基とそれ以外の官能基とを有する化合物である。なお、アルコキシ基等の加水分解性基は、珪素原子に結合している。
「加水分解性基」とは、珪素原子に直結し、加水分解反応及び/又は縮合反応によってシロキサン結合を生じ得る置換基をいう。加水分解性基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルケニルオキシ基が挙げられる。加水分解性基が炭素原子を有する場合、その炭素数は6以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましい。特に、炭素数4以下のアルコキシ基又は炭素数4以下のアルケニルオキシ基が好ましい。
また、シランカップリング剤は基板と硬化膜間の密着性を向上させるため、フッ素原子及び珪素原子(ただし、加水分解性基が結合した珪素原子は除く)を含まないことが好ましく、フッ素原子、珪素原子(ただし、加水分解性基が結合した珪素原子は除く)、珪素原子で置換されたアルキレン基、炭素数8以上の直鎖アルキル基、及び、炭素数3以上の分鎖アルキル基は含まないことが好ましい。
式(Z) *−Si−(RZ1)3
式(Z)中、RZ1は加水分解性基を表し、その定義は上述の通りである。
なお、上記シランカップリング剤に含まれる硬化性官能基の好適態様としては、ラジカル重合性基も挙げられる。
式(W) RZ2−Lz−Si−(RZ1)3
Rz1は、加水分解性基を表し、定義は上述の通りである。
Rz2は、硬化性官能基を表し、定義は上述のとおりであり、好適範囲も上述の通りである。
Lzは、単結合又は2価の連結基を表す。Lzが2価の連結基を表す場合、2価の連結基としては、ハロゲン原子が置換していてもよいアルキレン基、ハロゲン原子が置換していてもよいアリーレン基、−NR12−、−CONR12−、−CO−、−CO2−、SO2NR12−、−O−、−S−、−SO2−、又は、これらの組み合わせが挙げられる。なかでも、炭素数2〜10のハロゲン原子が置換していてもよいアルキレン基及び炭素数6〜12のハロゲン原子が置換していてもよいアリーレン基からなる群から選択される少なくとも1種、又は、これらの基と−NR12−、−CONR12−、−CO−、−CO2−、SO2NR12−、−O−、−S−、及びSO2−からなる群から選択される少なくとも1種の基との組み合わせからなる基が好ましく、炭素数2〜10のハロゲン原子が置換していてもよいアルキレン基、−CO2−、−O−、−CO−、−CONR12−、又は、これらの基の組み合わせからなる基がより好ましい。ここで、上記R12は、水素原子又はメチル基を表す。
このシランカップリング剤Yは、分子内に少なくとも1つの珪素原子を有すればよく、珪素原子は、以下の原子、置換基と結合できる。それらは同じ原子、置換基であっても異なっていてもよい。結合しうる原子、置換基は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1から20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキル基及び/又はアリール基で置換可能なアミノ基、シリル基、炭素数1から20のアルコキシ基、アリーロキシ基などが挙げられる。これらの置換基は、更に、シリル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、チオアルコキシ基、アルキル基及び/又はアリール基で置換可能なアミノ基、ハロゲン原子、スルホンアミド基、アルコキシカルボニル基、アミド基、ウレア基、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、カルボキシル基、又はその塩、スルホ基、又はその塩などで置換されていてもよい。
なお、珪素原子には少なくとも一つの加水分解性基が結合している。加水分解性基の定義は、上述の通りである。
シランカップリング剤Yには、上記式(Z)で表される基が含まれていてもよい。
ここで、有機基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は、これらの組み合わせなどが挙げられる。これらは更に置換基を有してもよく、導入可能な置換基としては、シリル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、チオアルコキシ基、アミノ基、ハロゲン原子、スルホンアミド基、アルコキシカルボニル基、カルボニルオキシ基、アミド基、ウレア基、アルキレンオキシ基アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、カルボキシル基、又はその塩、スルホ基などが挙げられる。
また、窒素原子は、任意の有機連結基を介して硬化性官能基と結合していることが好ましい。好ましい有機連結基としては、上述の窒素原子及びそれに結合する有機基に導入可能な置換基を挙げることができる。
シランカップリング剤Yには、硬化性官能基は一分子中に少なくとも一つ以上有していればよいが、硬化性官能基を2以上有することも可能であり、感度、安定性の観点からは、硬化性官能基を2〜20有することが好ましく、4〜15有することがより好ましく、更に好ましくは分子内に硬化性官能基を6〜10有する。
樹脂組成物Aは、シランカップリング剤を1種単独で含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。組成物がシランカップリング剤を2種以上含む場合は、その合計が上記範囲内であればよい。
樹脂組成物Aは、重合性化合物を含有してもよい。
重合性化合物は、エチレン性不飽和結合を有する基を1個以上有する化合物が好ましく、2個以上有する化合物がより好ましく、3個以上有することが更に好ましく、5個以上有することが特に好ましい。上限は、たとえば、15個以下である。エチレン性不飽和結合を有する基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アリル基、(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。
重合性化合物の分子量は、100〜3000が好ましく、250〜1500がより好ましい。
重合性化合物は、3〜15官能の(メタ)アクリレート化合物であることが好ましく、3〜6官能の(メタ)アクリレート化合物であることがより好ましい。
モノマー、プレポリマーの例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)又はそのエステル類、アミド類、並びにこれらの多量体が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、及び不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類、並びにこれらの多量体である。また、ヒドロキシル基、アミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物や、上記不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基、エポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との反応物、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との反応物も好適である。また、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
これらの具体的な化合物としては、特開2009−288705号公報の段落〔0095〕〜〔0108〕に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
以下に好ましい重合性化合物の態様を示す。
カプロラクトン構造を有する化合物としては、分子内にカプロラクトン構造を有する限り特に限定されず、例えば、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセロール、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸及びε−カプロラクトンとをエステル化することにより得られる、ε−カプロラクトン変性多官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。なかでも下記一般式(Z−1)で表されるカプロラクトン構造を有する化合物が好ましい。
「*」は結合手であることを示す。
一般式(Z−4)中、(メタ)アクリロイル基の合計は3個又は4個であり、mは各々独立に0〜10の整数を表し、各mの合計は0〜40の整数である。
一般式(Z−5)中、(メタ)アクリロイル基の合計は5個又は6個であり、nは各々独立に0〜10の整数を表し、各nの合計は0〜60の整数である。
また、各mの合計は、2〜40の整数が好ましく、2〜16の整数がより好ましく、4〜8の整数が更に好ましい。
一般式(Z−5)中、nは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。
また、各nの合計は、3〜60の整数が好ましく、3〜24の整数がより好ましく、6〜12の整数が更に好ましい。
また、一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)中の−((CH2)yCH2O)−又は−((CH2)yCH(CH3)O)−は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。
具体的には、下記式(a)〜(f)で表される化合物(以下、「例示化合物(a)〜(f)」とも称する。)が挙げられ、中でも、例示化合物(a)、(b)、(e)、(f)が好ましい。
市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(山陽国策パルプ社製)、UA−7200(新中村化学社製)、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄社製)などが挙げられる。
なお、本明細書においてSP値は、特に断らない限り、Hoy法によって求める(H.L.Hoy Journal of Painting,1970,Vol.42,76−118)。また、SP値については単位を省略して示しているが、その単位はcal1/2cm−3/2である。
カルド骨格を有する重合性化合物としては、9,9−ビスアリールフルオレン骨格を有する重合性化合物が好ましく、下記式(Q3)で表される化合物がより好ましい。
a及びbはそれぞれ独立に1〜5の整数を表し、c及びdはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。R1〜R4はそれぞれ独立に置換基を表し、e、f、g及びhはそれぞれ独立に0以上の整数を表し、e、f、g及びhの上限値はそれぞれAr11〜Ar14が有することができる置換基の数からa、b、c又はdを減じた値である。但し、Ar11〜Ar14がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む多環芳香族炭化水素基である場合は、X1〜X4及びR1〜R4はそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の環に置換していてもよい。
X1〜X4が表す重合性基を有する脂肪族基としては、特に制限はなく、重合性基以外における炭素数が1〜12のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2〜10のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数2〜5のアルキレン基であることが更に好ましい。
また、X1〜X4が表す重合性基を有する脂肪族基において、上記脂肪族基がヘテロ原子によって置換される場合は、−NR−(Rは置換基)、酸素原子、硫黄原子によって置換されていることが好ましく、上記脂肪族基中の隣り合わない−CH2−が酸素原子又は硫黄原子で置換されていることがより好ましく、上記脂肪族基中の隣り合わない−CH2−が酸素原子で置換されていることが更に好ましい。X1〜X4が表す重合性基を有する脂肪族基は、ヘテロ原子によって1〜2箇所置換されていることが好ましく、ヘテロ原子によって1箇所置換されていることがより好ましく、Ar11〜Ar14が表す破線で囲まれたベンゼン環を含むアリール基に隣接する1箇所がヘテロ原子によって置換されていることが更に好ましい。
X1〜X4が表す重合性基を有する脂肪族基に含まれる重合性基としては、ラジカル重合又はカチオン重合可能な重合性基(以下、それぞれラジカル重合性基及びカチオン重合性基とも言う)が好ましい。
ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、好適なものとしてラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する重合性基を挙げることができ、具体的にはビニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基などを挙げることができる。中でも、(メタ)アクリロイルオキシ基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。
カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、ビニルオキシ基などを挙げることができる。中でも、脂環式エーテル基、ビニルオキシ基が好適であり、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルオキシ基が特に好ましい。
Ar1〜Ar4が含む置換基が有する上記重合性基は、ラジカル重合性基であることが好ましい。
Ar1〜Ar4のうち2つ以上は重合性基を有する置換基を含み、Ar1〜Ar4のうち2〜4個が重合性基を有する置換基を含むことが好ましく、Ar1〜Ar4のうち2又は3個が重合性基を有する置換基を含むことがより好ましく、Ar1〜Ar4のうち2個が重合性基を有する置換基を含むことが更に好ましい。
Ar11〜Ar14がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む多環芳香族炭化水素基である場合は、X1〜X4はそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の環に置換していてもよい。
上記一般式(Q3)中、c及びdはそれぞれ独立に0〜4の整数を表し、0又は1であることが好ましく、c及びdがいずれも0であることがより好ましい。
上記一般式(Q3)中、Ar11〜Ar14がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む多環芳香族炭化水素基である場合は、R1〜R4はそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の環に置換していてもよい。
e、f、g及びhはそれぞれ独立に0〜4であることが好ましく、0〜2であることがより好ましく、0であることが更に好ましい。
Ar11〜Ar14がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む多環芳香族炭化水素基である場合、e、f、g及びhは0又は1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
重合性化合物は、1種単独であってもよいし、2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
樹脂組成物Aは、有機溶剤を含有してもよい。
有機溶剤は、各成分の溶解性又は樹脂組成物Aの塗布性を満足すれば基本的には特に制限はなく、重合性化合物、バインダー樹脂等の溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。
本発明において、有機溶剤は、過酸化物の含有率が0.8mmol/L以下であることが好ましく、過酸化物を実質的に含まないことがより好ましい。
樹脂組成物Aは、有機溶剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
樹脂組成物Aには、必要に応じて、各種添加物、例えば、充填剤、密着促進剤、酸化防止剤、重合禁止剤、凝集防止剤、界面活性剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤等を含有することができる。これらの添加物としては、例えば、特開2004−295116号公報の段落0155〜0156に記載のものを挙げることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
樹脂組成物Aは、例えば、特開2004−295116号公報の段落0078に記載の増感剤又は光安定剤、同公報の段落0081に記載の熱重合防止剤などを含有することができる。
また、上記チタン窒化物含有粒子以外の顔料又は染料も配合することができる。その他の顔料としては、例えば下記のものが挙げられる。
顔料としては、従来公知の種々の無機顔料又は有機顔料を挙げることができる。
無機顔料としては、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン、タングステン等の金属酸化物のほか、上記金属の複合酸化物を挙げることができる。
有機顔料として、以下のものを挙げることができる。但し本発明は、これらに限定されない。
カラーインデックス(C.I.)ピグメントイエロー1,2,3,4,5,6,10,11,12,13,14,15,16,17,18,20,24,31,32,34,35,35:1,36,36:1,37,37:1,40,42,43,53,55,60,61,62,63,65,73,74,77,81,83,86,93,94,95,97,98,100,101,104,106,108,109,110,113,114,115,116,117,118,119,120,123,125,126,127,128,129,137,138,139,147,148,150,151,152,153,154,155,156,161,162,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,199,213,214等、
C.I.ピグメントオレンジ 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、
C.I.ピグメントレッド 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
C.I.ピグメントグリーン 7,10,36,37,58,59
C.I.ピグメントバイオレット 1,19,23,27,32,37,42
C.I.ピグメントブルー 1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,60,64,66,79,80
カーボンブラック、リグニンブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック、C.I.ピグメントブラック27
また、染料としては、従来公知の種々の染料を挙げることができる。
本発明の組成物は、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を含有させてもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。
フッ素系界面活性剤は、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく用いることができ、下記化合物も本発明で用いられるフッ素系界面活性剤として例示される。
なお、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物は、ここで述べるフッ素系界面活性剤には含まれない。
次に、膜表面を荒らす手法として、樹脂膜中にポリシロキサン構造を有する樹脂を含有させる態様について説明する。
樹脂膜を構成する材料としては、少なくとも上述するチタン窒化物含有粒子と、バインダー樹脂と、更にポリシロキサン構造を有する樹脂が挙げられる。樹脂膜は、上述の構成材料又はその前駆体材料を含有する樹脂組成物を形成し、これを基板上に塗布することで形成することができる。
また、上記樹脂組成物は露光・現像性を有する感光性樹脂組成物とすることもできる。この場合には、樹脂組成物中に、重合開始剤、重合性化合物等を更に配合すればよい。更に、バインダー樹脂、重合性化合物、後述する分散樹脂等をアルカリ可溶性材料としてもよい。
以下に、上述した樹脂組成物(以下、「樹脂組成物B」とする)に含まれる各種材料について詳述する。
樹脂組成物Bにおける材料は、樹脂組成物A中のフィラーを反応性シリコーンとした以外は同様であり、また、好適態様についても同様である。
<ポリシロキサン構造を有する樹脂、反応性シリコーン>
本発明においては、樹脂膜の表面を荒らす他の手段として、樹脂膜中にポリシロキサン構造を有する樹脂を含有させることもできる。
ここでいう、ポリシロキサン構造を有する樹脂とは、後述する反応性シリコーンから形成される樹脂であることが好ましい。反応性シリコーンは有機無機ハイブリッド材料であり、かつ、自由表面エネルギーが小さい。このため、反応性シリコーンとバインダー樹脂(更に、前述する重合性化合物)とを含有する樹脂組成物を基板上に塗布すると、反応性シリコーンがバインダー樹脂(更に、後述する重合性化合物)に対して相溶せずに表面に偏在し、凹凸形状を形成する。
なお、ポリシロキサン構造を有する樹脂についても、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物に相当する。
樹脂組成物Bは、反応性シリコーンを、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
樹脂組成物A、Bは、それぞれ前述の成分を混合して調製できる。
樹脂組成物A、Bの調製に際しては、樹脂組成物A、Bを構成する各成分を一括配合してもよいし、各成分を溶剤に溶解又は分散した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序及び作業条件は特に制約を受けない。例えば、全成分を同時に溶剤に溶解又は分散して組成物を調製してもよいし、必要に応じては、各成分を適宜2つ以上の溶液又は分散液としておいて、使用時(塗布時)にこれらを混合して組成物として調製してもよい。
樹脂組成物A、Bは、異物の除去又は欠陥の低減などの目的で、フィルタでろ過することが好ましい。フィルタとしては、従来からろ過用途等に用いられているものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、ナイロン−6、ナイロン−6,6等のポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量を含む)等によるフィルタが挙げられる。これら素材の中でもポリプロピレン(高密度ポリプロピレンを含む)が好ましい。
フィルタの孔径は、0.01〜7.0μm程度が適しており、好ましくは0.01〜3.0μm程度、より好ましくは0.05〜0.5μm程度である。この範囲とすることにより、後工程において均一及び平滑な樹脂組成物の調製を阻害する、微細な異物を確実に除去することが可能となる。
また、上述した範囲内で異なる孔径の第1のフィルタを組み合わせてもよい。ここでの孔径は、フィルタメーカーの公称値を参照することができる。市販のフィルタとしては、例えば、日本ポール株式会社(DFA4201NXEYなど)、アドバンテック東洋株式会社、日本インテグリス株式会社(旧日本マイクロリス株式会社)又は株式会社キッツマイクロフィルタ等が提供する各種フィルタの中から選択することができる。
第2のフィルタは、上述した第1のフィルタと同様の材料等で形成されたものを使用することができる。
例えば、第1のフィルタでのフィルタリングは、分散液のみで行い、他の成分を混合した後で、第2のフィルタリングを行ってもよい。
次に、樹脂膜の製造方法について説明する。
第1の実施形態の樹脂膜は、樹脂組成物A又は樹脂組成物Bを用いて製造することが好ましい。
樹脂組成物A又はBを用いて第1の実施形態の樹脂膜を製造する場合、樹脂膜の製造方法としては、樹脂組成物A又はBを基板上に付与し、樹脂膜を形成する工程(樹脂膜形成工程)を少なくとも有することが好ましい。
樹脂組成物A又はBが重合開始剤及び重合性化合物等の活性線硬化型材料を含有する硬化性組成物である場合には、樹脂膜の製造方法としては、樹脂組成物A又はBを基板上に付与して、塗膜を形成する工程(塗膜形成工程)と、塗膜を露光する工程(露光工程)とを有することが好ましい。
さらに、樹脂組成物A又はBが重合開始剤及び重合性化合物等の活性線硬化型材料を含有する硬化性組成物である場合には、パターン状の樹脂膜を形成することが可能となる。具体的な手順としては、上記塗膜形成工程と、塗膜をパターン状に露光する工程(パターン露光工程)と、未露光部を現像除去してパターン状の樹脂膜を形成する工程(現像工程)とを有することが好ましい。
以下、上記手順のうち、代表例として、塗膜形成工程と、パターン露光工程と、現像工程とを有する樹脂膜の製造方法について詳述する。
なお、後段で詳述するように、樹脂膜形成工程の手順自体は塗膜形成工程の手順と同じである。また、露光工程とパターン露光工程とは、パターン露光工程において露光をパターン状に行う点以外は、同じ手順である。
本工程では、樹脂組成物A又はBを用いて、基板上に塗膜を形成する。
塗膜は、樹脂組成物A又はBによって形成される膜である。樹脂組成物Aを用いた場合、上述したチタン窒化物含有粒子と、バインダー樹脂と、フィラーと、重合開始剤及び重合性化合物等の活性線硬化型材料とを有する塗膜が形成される。また、樹脂組成物Bを用いた場合、上述したチタン窒化物含有粒子と、バインダー樹脂と、反応性シリコーン等から形成されたポリシロキサン構造を有する樹脂と、重合開始剤及び重合性化合物等の活性線硬化型材料とを有する塗膜が形成される。
基板としては、例えば、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等から構成される透明基板を挙げることができる。これらの透明基板上に、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子を駆動するための薄膜トランジスタが形成されていてもよい。
また、基板上にCCD(電荷結合素子)又はCMOS(相補性金属酸化膜半導体)等の固体撮像素子(受光素子)が設けられた固体撮像素子用基板を用いることができる。
基板上への樹脂組成物A又はBの適用方法としては、スリット塗布法、インクジェット法、回転塗布法、スプレー塗布法、流延塗布法、ロール塗布法、スクリーン印刷法等の各種の方法を用いることができる。
塗膜の膜厚が均一で得られる点から、回転塗布法、スプレー塗布法が好ましい。基板表面が平らでない場合、膜厚が均一で得られる点から、スプレー塗布法、インクジェット法が好ましい。
プリベーク時間は、10〜300秒が好ましく、40〜250秒がより好ましい。加熱は、ホットプレート、オーブン等で行うことができる。
本工程は、塗膜形成工程で得られた塗膜をパターン状に露光する工程である。露光の方法としては、例えば、ステッパー等の露光装置を用いて、所定のマスクパターンを有するマスクを介して露光することで、パターン露光することができる。これにより、露光部分を硬化することができる。
露光に際して用いることができる放射線(光)としては、g線、i線等の紫外線が好ましく(特に好ましくはi線)用いられる。照射量(露光量)は、例えば、30〜1500mJ/cm2が好ましく、50〜1000mJ/cm2がより好ましく、80〜500mJ/cm2が更に好ましい。
なお、露光部においては活性線硬化型材料の硬化が進行する。
本工程は、未露光部を現像除去してパターン状の樹脂膜を形成する工程である。未露光部の現像除去は、現像液を用いて行うことができる。これにより、露光工程における未露光部の塗膜が現像液に溶出し、光硬化した部分(樹脂膜)だけが残る。
現像液としては、下地の固体撮像素子及び回路などにダメージを起さない、有機アルカリ現像液が望ましい。
現像液の温度は、例えば、20〜30℃が好ましい。現像時間は、20〜180秒が好ましい。
また、現像液には無機アルカリを用いてもよい。無機アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、又はメタ硅酸ナトリウムなどが好ましい。
また、現像液には、界面活性剤を用いてもよい。界面活性剤の例としてはノニオン系界面活性剤が好ましい。
なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合には、一般に現像後純水で洗浄(リンス)することが好ましい。
樹脂膜は、チタン窒化物含有粒子を含む顔料層の1層からなる構成であってもよいし、複数の顔料層を有していてもよい。低反射性と耐湿性をより向上させる観点から、チタン窒化物含有粒子をそれぞれ含有する顔料層X1及び顔料層X2を隣接して積層した構成とすることが好ましい。このとき、顔料層X2に含まれるチタン窒化物含有粒子の濃度が、顔料層X1に含まれるチタン窒化物含有粒子の濃度よりも小さく、かつ、樹脂膜の顔料層X2側の表面の表面粗さRaを100Å以上2000Å以下とすることが好ましい。つまり、樹脂膜の最表面側(基板と最も離れた層位置)にチタン窒化物含有粒子の含有濃度が最も小さい顔料層(顔料層X2)が位置することで、顔料層X2側表面からの入光に対して優れた光散乱を発現して、より低反射性に優れたものとすることができる。
ここで、「顔料層X1中に含まれるチタン窒化物含有粒子の濃度」及び「顔料層X2中に含まれるチタン窒化物含有粒子の濃度」とは、各顔料層の全固形分に対するチタン窒化物含有粒子の含有量に相当する。
第2の実施形態における樹脂膜は、上述するチタン原子以外の金属原子を1種以上含むチタン窒化物含有粒子を含む顔料層(以下、単に「顔料層」という。)と、顔料層上に隣接して配置された、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物を含む表面層(以下、単に「表面層」という。)と、を有する構成であることを特徴とする。
樹脂膜の厚みは特に制限されず、0.2〜25μmが好ましく、1.0〜10μmがより好ましい。上記厚みは平均厚みであり、樹脂膜の任意の5点以上の厚みを測定し、それらを算術平均した値である。
また、樹脂層中における表面層の厚みは、0.050〜0.200μmが好ましい。
更に、上記の樹脂膜は、顔料層中に黒色顔料としてチタン窒化物含有粒子を含んでおり、このチタン窒化物含有粒子とフッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物とが相乗することで、優れた耐湿性を示すことが確認されている。
(メタ)アクリル系ポリマー等の樹脂には微量のラジカル開始剤及び未反応モノマーが存在しており、湿熱環境下、熱、酸素、及び、水分により、ポリマーの切断、切断時に発生したラジカルによる連鎖的な分解が原因となる樹脂の黄変を伴うヘイズ及び透明性の悪化を引き起こす(特開2011−65146号公報段落〔0017〕参照)。
疎水的なフッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物が表面に偏在することで、水分の膜中への混入を防ぎ、上記樹脂の劣化を防ぐ。
また、メカニズムは定かではないが、膜中に混入した水分があっても、チタン原子以外の金属原子を1種以上含むチタン窒化物含有粒子が、生じたラジカルを補足するものと考えている。
以下、樹脂組成物Cの各種材料、製造方法について説明する。
<フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物>
樹脂組成物Cは、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物を含有する。
フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物(以下、「特定化合物」ともいう。)としては、特に限定されず、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方、並びに、硬化性官能基を有することが好ましい。なお、樹脂膜の反射率がより低い、樹脂膜のパターン直線性がより優れる、及び、樹脂膜の欠けがより生じにくい観点から、特定化合物は、フッ素原子を有することが好ましい。
また、特定化合物は、単量体であっても、多量体であっても、重合体であってもよい。特定化合物が重合体である場合、(メタ)アクリレートポリマーであることが好ましく、フッ素原子を有する(メタ)アクリレートポリマーであることがより好ましい。
なお、特定化合物の好適態様の一つとしては、ベンゼン環構造を有しない化合物であることが挙げられ、フッ素原子を有し、かつ、ベンゼン環構造を有しない化合物であることがより好ましい。
なお、上述したシランカップリング剤は、特定化合物には含まれない。
フッ素原子で置換されたアルキレン基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基であることが好ましい。
フッ素原子で置換されたアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であることが好ましい。
フッ素原子で置換されたアルキレン基及びフッ素原子で置換されたアルキル基中の炭素数は、1〜20であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜5であることが更に好ましい。
フッ素原子で置換されたアリール基は、アリール基がフッ素原子で直接に置換されているか、トリフルオロメチル基で置換されていることが好ましい。
フッ素原子で置換されたアルキレン基、フッ素原子で置換されたアルキル基、及び、フッ素原子で置換されたアリール基は、フッ素原子以外の置換基を更に有していてもよい。
フッ素原子で置換されたアルキル基及びフッ素原子で置換されたアリール基の例としては、例えば、特開2011−100089号公報の段落0266〜0272を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
式(X) −(LA−O)−
上記LAは、フッ素原子で置換されたアルキレン基を表す。なお、アルキレン基中の炭素数は、1〜20であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜5であることが更に好ましい。なお、上記フッ素原子で置換されたアルキレン基中には、酸素原子が含まれていてもよい。
また、フッ素原子で置換されたアルキレン基は直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。
「パーフルオロアルキレンエーテル基」とは、上記LAがパーフルオロアルキレン基であることを意図する。「パーフルオロアルキレン基」とは、アルキレン基中の水素原子がすべてフッ素原子で置換された基を意図する。
式(X)で表される基(繰り返し単位)は繰り返して連結していてもよく、その繰り返し単位数は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、1〜50が好ましく、1〜20がより好ましい。
つまり、式(X−1)で表される基であることが好ましい。
式(X−1) −(LA−O)r−
式(X−1)中、LAは上記の通りであり、rは繰り返し単位数を表し、その好適範囲は上述の通りである。
なお、複数の−(LA−O)−中のLAは同一であっても異なっていてもよい。
部分構造(S)
アリールシリル基におけるアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。
上記部分構造(S)を含む場合、部分構造(S)を含んで環状構造を形成していてもよい。本発明で好ましく採用される部分構造(S)としては、−Si(R)2−O−Si(R)2−(Rは炭素数1〜3のアルキル基)、アルコキシシリル基が好ましい。部分構造(S)を含む構造の例としては、例えば、特開2011−100089号公報の段落0277〜0279を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
硬化性官能基は、(メタ)アクリロイルオキシ基、エポキシ基、オキセタニル基、イソシアナート基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、アルコキシシリル基、メチロール基、ビニル基、(メタ)アクリルアミド基、スチリル基、及び、マレイミド基からなる群から選択される1種以上であることが好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基、エポキシ基、及びオキセタニル基からなる群から選択される1種以上であることがより好ましい。
なお、硬化性官能基としてエチレン性不飽和基が含まれる場合、特定化合物中におけるエチレン性不飽和基の量は0.001〜10.0mmol/gが好ましく、0.01〜5.00mmol/gがより好ましい。
また、1分子中における、硬化性官能基の数は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、2つ以上が好ましく、4つ以上がより好ましい。上限は特に制限されず、10つ以下の場合が多く、6つ以下の場合がより多い。
R1〜R11がアルキル基を表す場合、炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。R1〜R11がハロゲン原子を表す場合、フッ素原子が好ましい。
式(B1)〜(B3)中、L1〜L4が2価の連結基を表す場合、2価の連結基としては、ハロゲン原子が置換していてもよいアルキレン基、ハロゲン原子が置換していてもよいアリーレン基、−NR12−、−CONR12−、−CO−、−CO2−、SO2NR12−、−O−、−S−、−SO2−、又は、これらの組み合わせが挙げられる。なかでも、ハロゲン原子が置換していてもよい炭素数2〜10のアルキレン基及びハロゲン原子が置換していてもよい炭素数6〜12のアリーレン基からなる群から選択される少なくとも1種、又は、これらの基と−NR12−、−CONR12−、−CO−、−CO2−、SO2NR12−、−O−、−S−、及びSO2−からなる群から選択される少なくとも1種の基との組み合わせからなる基が好ましく、ハロゲン原子が置換していてもよい炭素数2〜10のアルキレン基、−CO2−、−O−、−CO−、−CONR12−、又は、これらの基の組み合わせからなる基がより好ましい。ここで、上記R12は、水素原子又はメチル基を表す。
上記式(B2)で表される繰り返し単位及び式(B3)で表される繰り返し単位の合計含有量は、特定化合物中の全繰り返し単位に対して、1〜70モル%であることが好ましく、5〜60モル%であることがより好ましい。
なお、式(B2)で表される繰り返し単位が含まれず、式(B3)で表される繰り返し単位が含まれる場合は、式(B2)で表される繰り返し単位の含有量は0モル%として、式(B3)で表される繰り返し単位の含有量が上記範囲であることが好ましい。
GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法は、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる方法に基づく。
上記屈折率の好適範囲としては、樹脂膜の低反射性の点で、1.2〜1.5であることが好ましく、1.3〜1.5であることがより好ましい。
組成物は、特定化合物を1種単独で含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。組成物が特定化合物を2種以上含む場合は、その合計が上記範囲内であればよい。
樹脂組成物Cにおける材料は、樹脂組成物A中のフィラーを、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物とした以外は同様であり、また、好適態様についても同様である。
樹脂組成物Cは、前述の成分を混合して調製できる。樹脂組成物Cの調製方法についても、前述した樹脂組成物A,Bと同様であり、好適態様も同様である。
各種材料から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、フィルタを用いた濾過、又は、蒸留による精製工程(特に薄膜蒸留、分子蒸留等)を挙げることができる。蒸留による精製工程は例えば、「<工場操作シリーズ>増補・蒸留、1992年7月31日発行、化学工業社」又は「化学工学ハンドブック、2004年9月30日発行、朝倉書店、95頁〜102頁」が挙げられる。フィルタ孔径としては、ポアサイズ10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、3nm以下が更に好ましい。フィルタの材質としては、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製又はナイロン製のフィルタが好ましい。フィルタは、これらの材質とイオン交換メディアを組み合わせた複合材料であってもよい。フィルタは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルタ濾過工程では、複数種類のフィルタを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種類のフィルタを使用する場合は、孔径及び/又は材質が異なるフィルタを組み合わせて使用しても良い。また、各種材料を複数回濾過してもよく、複数回濾過する工程が循環濾過工程であっても良い。
また、各種材料に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、各種材料を構成する原料に対してフィルタ濾過を行う、又は、装置内をテフロン(登録商標)でライニングする等してコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。各種材料を構成する原料に対して行うフィルタ濾過における好ましい条件は、上記した条件と同様である。
フィルタ濾過の他、吸着材による不純物の除去を行っても良く、フィルタ濾過と吸着材を組み合わせて使用しても良い。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル又はゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材を使用することができる。
次に、樹脂膜の製造方法について説明する。
第2の実施形態の樹脂膜は、樹脂組成物Cを用いて製造することが好ましい。なお、顔料層を形成した後に、顔料層の上面にフッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物を用いて表面層を形成する手法を妨げるものではない。
樹脂組成物Cを用いて第2の実施形態の樹脂膜を製造する場合、樹脂組成物Cを基板上に付与して、顔料層と表面層とからなる樹脂膜を形成する工程(樹脂層形成工程)を少なくとも有することが好ましい。
樹脂組成物Cが重合開始剤及び重合性化合物等の活性線硬化型材料を含有する硬化性組成物である場合には、樹脂膜の製造方法としては、樹脂組成物Cを基板上に付与して、塗膜を形成する工程(塗膜形成工程)と、塗膜を露光する工程(露光工程)とを有することが好ましい。
さらに、樹脂組成物Cが重合開始剤及び重合性化合物等の活性線硬化型材料を含有する硬化性組成物である場合には、パターン状の樹脂膜を形成することが可能となる。具体的な手順としては、上記塗膜形成工程と、塗膜をパターン状に露光する工程(パターン露光工程)と、未露光部を現像除去してパターン状の樹脂膜を形成する工程(現像工程)とを有することが好ましい。
上記各工程の具体的な手順は、第1の実施形態における各工程の手順と同様であり、またその好適態様も同様である。
更に、第1の実施形態の変形例(第3の実施形態)として、第1の実施形態の樹脂膜を、上述するチタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子を含む顔料層と、顔料層上に隣接して配置されたフッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物を含む表面層とを含む2層構成とし、樹脂膜の最表面となる表面層の表面粗さRaを100〜2000Åとしてもよい。
樹脂膜を上記構成とすることで、優れた耐湿性を示すとともに、更に優れた低反射性を示す。
なお、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含む化合物は樹脂組成物Cで上述したものと同様であり、好適態様(配合量を含む)についても同様である。
また、第3の実施形態の樹脂膜の製造方法も、第1の実施形態と同様であり、その好適態様も同様である。
第4の実施形態における樹脂膜は、上述するチタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子をそれぞれ含有する顔料層Y1及び顔料層Y2を隣接して積層した樹脂膜であり、顔料層Y1と顔料層Y2中に含まれるチタン窒化物含有粒子の濃度が互いに異なることを特徴とする。
ここで、「顔料層Y1中に含まれるチタン窒化物含有粒子の濃度」及び「顔料層Y2中に含まれるチタン窒化物含有粒子の濃度」とは、各顔料層の全固形分に対するチタン窒化物含有粒子の含有量に相当する。
顔料層Y1と顔料層Y2中に含まれるチタン窒化物含有粒子の濃度は互いに異なり、顔料層Y1と顔料層Y2のいずれか一方がチタン窒化物含有粒子の濃度がより小さい顔料層となる。このような2層構造が形成されると、チタン窒化物含有粒子の濃度がより小さい顔料層側から入射する光に対して低反射性を発現する。例えば、顔料層Y2をチタン窒化物含有粒子の濃度がより小さい顔料層として、顔料層Y2側から光を入射した場合、顔料層Y1の表面で反射される光と、顔料層Y1と顔料層Y2との界面で反射される光とが干渉により打ち消されて、低反射性とすることができる。一方、基板側の顔料層Y1をチタン窒化物含有粒子の濃度がより小さい顔料層として、顔料層Y1側から光を入射した場合にも同様の効果が得られる。
樹脂組成物D、Eが重合開始剤及び重合性化合物等の活性線硬化型材料を含有する硬化性組成物である場合には、更に顔料層を露光する工程(露光工程)と、を備えていてもよい。露光工程を、顔料層をパターン状に露光する工程とする場合は、この露光工程の後に、未露光部を現像除去して着色パターンを形成する工程(現像工程)を更に備えていてもよい。
上記塗膜形成工程、露光工程、現像工程の好適態様については、第1の実施形態における顔料層形成工程、露光工程、現像工程とそれぞれ同様であり、またその好適態様も同様である。
本発明の第1〜第4の実施形態の樹脂膜は、カラーフィルタ又は遮光膜として好ましく用いることができる。特に、上記樹脂膜が露光により硬化された膜を好ましく用いることができる。なお、後述するように、遮光膜は各部材上に適宜配置され、例えば、額縁状に配置されていてもよい。
また、赤外光カットフィルタの表面上の少なくとも一部に、遮光膜を形成して、遮光膜付き赤外光カットフィルタとしてもよい。
遮光膜の厚さは特に制限されず、0.2〜25μmが好ましく、1.0〜10μmがより好ましい。上記厚さは平均厚さであり、遮光膜の任意の5点以上の厚さを測定し、それらを算術平均した値である。
遮光膜の反射率は、10%以下が好ましく、8%以下がより好ましく、6%以下が更に好ましく、4%以下が特に好ましい。なお、遮光膜の反射率は、遮光膜に、入射角度5°で400〜700nmの光を入射し、その反射率を日立ハイテクノロジー社製分光器UV4100(商品名)により測定した値である。
本発明の固体撮像素子は、上述した第1〜4の実施形態の樹脂膜(カラーフィルタ、遮光膜など)を備える。本発明の固体撮像素子の構成としては、本発明の樹脂膜を備え、固体撮像素子として機能する構成であれば特に限定はなく、例えば、以下のような構成が挙げられる。
更に、デバイス保護層上であってカラーフィルタの下(基板に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等)を有する構成、カラーフィルタ上に集光手段を有する構成などであってもよい。また、カラーフィルタは、隔壁により例えば格子状に仕切られた空間に、各色画素を形成する硬化膜が埋め込まれた構造を有していてもよい。この場合の隔壁は各色画素に対して低屈折率であることが好ましい。このような構造を有する撮像素子の例としては、特開2012−227478号公報、特開2014−179577号公報に記載の装置が挙げられる。
本発明の硬化膜(カラーフィルタ、遮光膜など)は、液晶表示装置又は有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの、画像表示装置に用いることができる。
また、本発明におけるカラーフィルタは、明るく高精細なCOA(Color−filter On Array)方式にも供することが可能である。COA方式の液晶表示装置にあっては、カラーフィルタに対する要求特性は、前述のような通常の要求特性に加えて、層間絶縁膜に対する要求特性、すなわち低誘電率及び剥離液耐性が必要とされることがある。本発明のカラーフィルタは、耐光性などに優れるので、解像度が高く長期耐久性に優れたCOA方式の液晶表示装置を提供することができる。なお、低誘電率の要求特性を満足するためには、カラーフィルタ層の上に樹脂被膜を設けてもよい。
これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ−技術と市場の最新動向−(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
バックライトに関しては、SID meeting Digest 1380(2005)(A.Konno et.al)のほか、月刊ディスプレイ 2005年12月号の18〜24ページ(島 康裕)、同25〜30ページ(八木隆明)などに記載されている。
マイクロLED又はマイクロOLEDの例としては特表2015−500562号公報又は特表2014−533890号公報のものが挙げられる。
量子ドットディスプレイの例としては、米国特許出願公開第2013/0335677号、米国特許出願公開第2014/0036536号、米国特許出願公開第2014/0036203号又は米国特許出願公開第2014/0035960号のものが挙げられる。
(黒色顔料Pig−1)
黒色顔料Pig−1を以下の条件で作製した。
高周波電力 5.5kW
プラズマガス流量 アルゴン5L/min+窒素5L/min
噴霧ガス流量 窒素 20L/min
粉体供給 日本電子製粉末供給装置 TP−99010FDR
供給ガス 窒素 15L/min
供給量 15g/min
粉体 Ti粉末 東邦チタニウム製TC−200
Ag粉末 三井金属製SPQ03R
Fe粉末 JFEスチール製JIP 270M
黒色顔料Pig−1の全量(100質量%)に対して、Ti原子の含有量が60質量%、Ag原子の含有量が15質量%、Fe原子の含有量が1質量%であった。なお、ICP発光分光分析法には、セイコーインスツルメンツ社製のICP発光分光分析装置「SPS3000」(商品名)を用いた。
また、窒素原子、酸素原子の含有量については、堀場製作所製の酸素・窒素分析装置「EMGA−620W/C」(商品名)を用いて測定し、不活性ガス融解−熱伝導度法により算出した。その結果、窒素原子の含有量は、黒色顔料Pig−1の全量(100質量%)に対して19質量%であり、酸素原子の含有量は、黒色顔料Pig−1の全量(100質量%)に対して5質量%であった。
X線回折は粉末試料をアルミ製標準試料ホルダーに詰め、広角X線回折法(理学電機社製 RU−200R)により測定した。測定条件としては、X線源はCuKα線とし、出力は50kV/200mA、スリット系は1°−1°−0.15mm−0.45mm、測定ステップ(2θ)は0.02°、スキャン速度は2°/分とした。回折角2θ=46°付近に観察されるTiN(200)面に由来するピークの回折角を測定した。
その結果、黒色顔料Pig−1のTiN(200)面に由来するピークの回折角2θは、42.5°であった。
黒色顔料Pig−2を以下の条件で作製した。
高周波電力 5.5kW
プラズマガス流量 アルゴン5L/min+窒素5L/min
噴霧ガス流量 窒素 20L/min
粉体供給 日本電子製粉末供給装置 TP−99010FDR
供給ガス 窒素 15L/min
供給量 15g/min
粉体 Ti粉末 東邦チタニウム製TC−200
Ag粉末 三井金属製SPQ03R
Ni粉末 東邦チタニウム製
黒色顔料Pig−2の全量(100質量%)に対して、Ti原子の含有量が65質量%、Ag原子の含有量が8質量%、Ni原子の含有量が2質量%であった。なお、ICP発光分光分析法には、セイコーインスツルメンツ社製のICP発光分光分析装置「SPS3000」(商品名)を用いた。
また、窒素原子、酸素原子の含有量については、堀場製作所製の酸素・窒素分析装置「EMGA−620W/C」(商品名)を用いて測定し、不活性ガス融解−熱伝導度法により算出した。その結果、窒素原子の含有量は、黒色顔料Pig−2の全量(100質量%)に対して20質量%であり、酸素原子の含有量は、黒色顔料Pig−2の全量(100質量%)に対して5質量%であった。
X線回折は粉末試料をアルミ製標準試料ホルダーに詰め、広角X線回折法(理学電機社製 RU−200R)により測定した。測定条件としては、X線源はCuKα線とし、出力は50kV/200mA、スリット系は1°−1°−0.15mm−0.45mm、測定ステップ(2θ)は0.02°、スキャン速度は2°/分とした。回折角2θ=46°付近に観察されるTiN(200)面に由来するピークの回折角を測定した。
その結果、黒色顔料Pig−2のTiN(200)面に由来するピークの回折角2θは、42.6°であった。
以下の粉体を用いた他は黒色顔料Pig−2と同じ方法により、黒色顔料Pig−3を作製した。なお、V粉末はバナジウム粉末を指す。
粉体 Ti粉末 東邦チタニウム製TC−200
Ag粉末 三井金属製SPQ03R
V粉末 太陽鉱工製VN200
結果、黒色顔料Pig−3の全量(100質量%)に対して、Ti原子の含有量が50質量%、Ag原子の含有量が20質量%、V原子の含有量が1質量%であった。
また、窒素原子、酸素原子の含有量についても黒色顔料Pig−2と同じ方法で測定した。その結果、窒素原子の含有量は、黒色顔料Pig−3の全量(100質量%)に対して19質量%であり、酸素原子の含有量は、黒色顔料Pig−3の全量(100質量%)に対して10質量%であった。
以下の粉体を用いた他は黒色顔料Pig−2と同じ方法により、黒色顔料Pig−4を作製した。なお、W粉末はタングステン粉末を指す。
粉体 Ti粉末 東邦チタニウム製TC−200
W粉末 日本新金属製W−H
Fe粉末 JFEスチール製JIP 270M
結果、黒色顔料Pig−4の全量(100質量%)に対して、Ti原子の含有量が50質量%、W原子の含有量が12.99質量%、Fe原子の含有量が0.01質量%であった。
また、窒素原子、酸素原子の含有量についても黒色顔料Pig−2と同じ方法で測定した。その結果、窒素原子の含有量は、黒色顔料Pig−4の全量(100質量%)に対して20質量%であり、酸素原子の含有量は、黒色顔料Pig−4の全量(100質量%)に対して17質量%であった。
粉体 Ti粉末 東邦チタニウム製TC−200
Ni粉末 東邦チタニウム製
Fe粉末 JFEスチール製JIP 270M
結果、黒色顔料Pig−5の全量(100質量%)に対して、Ti原子の含有量が52質量%、Ni原子の含有量が5質量%、Fe原子の含有量が2質量%であった。
また、窒素原子、酸素原子の含有量についても黒色顔料Pig−2と同じ方法で測定した。その結果、窒素原子の含有量は、黒色顔料Pig−5の全量(100質量%)に対して20質量%であり、酸素原子の含有量は、黒色顔料Pig−5の全量(100質量%)に対して21質量%であった。
以下の粉体を用いた他は黒色顔料Pig−2と同じ方法により、黒色顔料Pig−6を作製した。
粉体 Ti粉末 東邦チタニウム製TC−200
Ag粉末 三井金属製SPQ03R
W粉末 日本新金属製W−H
V粉末 太陽鉱工製VN200
結果、黒色顔料Pig−6の全量(100質量%)に対して、Ti原子の含有量が57質量%、Ag原子の含有量が10質量%、W原子の含有量が7.99質量%、V原子の含有量が0.01質量%であった。
また、窒素原子、酸素原子の含有量についても黒色顔料Pig−2と同じ方法で測定した。その結果、窒素原子の含有量は、黒色顔料Pig−6の全量(100質量%)に対して18質量%であり、酸素原子の含有量は、黒色顔料Pig−6の全量(100質量%)に対して7質量%であった。
以下の粉体を用いた他は黒色顔料Pig−2と同じ方法により、黒色顔料Pig−7を作製した。
粉体 Ti粉末 東邦チタニウム製TC−200
Ag粉末 三井金属製SPQ03R
Fe粉末 JFEスチール製JIP 270M
結果、黒色顔料Pig−7の全量(100質量%)に対して、Ti原子の含有量が50質量%、Ag原子の含有量が5質量%、Fe原子の含有量が2質量%であった。
また、窒素原子、酸素原子の含有量についても黒色顔料Pig−2と同じ方法で測定した。その結果、窒素原子の含有量は、黒色顔料Pig−7の全量(100質量%)に対して20質量%であり、酸素原子の含有量は、黒色顔料Pig−7の全量(100質量%)に対して23質量%であった。
以下の粉体を用いた他は黒色顔料Pig−2と同じ方法により、黒色顔料Pig−8を作製した。
粉体 Ti粉末 東邦チタニウム製TC−200
Ni粉末 東邦チタニウム製
V粉末 太陽鉱工製VN200
結果、黒色顔料Pig−8の全量(100質量%)に対して、Ti原子の含有量が47質量%、Ni原子の含有量が10質量%、V原子の含有量が2質量%であった。
また、窒素原子、酸素原子の含有量についても黒色顔料Pig−2と同じ方法で測定した。その結果、窒素原子の含有量は、黒色顔料Pig−8の全量(100質量%)に対して18質量%であり、酸素原子の含有量は、黒色顔料Pig−8の全量(100質量%)に対して23質量%であった。
下記組成1に示す成分を、撹拌機(IKA社製EUROSTAR)を使用して、15分間混合し、分散物Aを得た。
なお、以下に記載の樹脂(X−1)は、特開2013−249417号公報の記載を参照して合成した。また、樹脂(X−1)の重量平均分子量は30,000であり、酸価は60mgKOH/gであり、グラフト鎖の原子数(水素原子を除く。)は117であった。
・黒色顔料Pig−1:25質量部
・樹脂(X−1)のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート30質量%溶液:25質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)(溶剤):23質量部
・酢酸ブチル(BA)(溶剤):27質量部
(分散条件)
・ビーズ径:φ0.05mm
・ビーズ充填率:65体積%
・ミル周速:10m/sec
・セパレーター周速:11m/s
・分散処理する混合液量:15.0g
・循環流量(ポンプ供給量):60kg/hour
・処理液温度:20〜25℃
・冷却水:水道水 5℃
・ビーズミル環状通路内容積:2.2L
・パス回数:84パス
黒色顔料Pig−1をPig−2に替えた以外は上記顔料分散液Aの作製方法と同じ方法で顔料分散液Bを作製した。
黒色顔料Pig−1を三菱マテリアル社製「13M−T(商品名)」に替えた以外は上記顔料分散液Aの作製方法と同じ方法で顔料分散液Cを作製した。
なお、三菱マテリアル社製「13M−T(商品名)」中に含まれる顔料粒子は、酸窒化チタンである。
樹脂(X−1)を下記構造の樹脂(X−2)に替えた以外は上記顔料分散液Aの作製方法と同じ方法で顔料分散液Dを作製した。
黒色顔料Pig−1を黒色顔料Pig−3に替えた以外は上記顔料分散液Aの作製方法と同じ方法で顔料分散液Eを作製した。
黒色顔料Pig−1を黒色顔料Pig−4に替えた以外は上記顔料分散液Aの作製方法と同じ方法で顔料分散液Fを作製した。
黒色顔料Pig−1を黒色顔料Pig−5に替えた以外は上記顔料分散液Aの作製方法と同じ方法で顔料分散液Gを作製した。
黒色顔料Pig−1を黒色顔料Pig−6に替えた以外は上記顔料分散液Aの作製方法と同じ方法で顔料分散液Hを作製した。
黒色顔料Pig−1を黒色顔料Pig−7に替えた以外は上記顔料分散液Aの作製方法と同じ方法で顔料分散液Iを作製した。
黒色顔料Pig−1を黒色顔料Pig−8に替えた以外は上記顔料分散液Aの作製方法と同じ方法で顔料分散液Jを作製した。
次いで、文献(国際公開第2015/029643号)の段落<0409>を参考に赤色顔料分散液を作製した。
・P−1:アクリベースFF−187(藤倉化成株式会社製)
・P−2:アクリキュアRD−F8(日本触媒株式会社製)
4,4’−ジアミノフェニルエーテル(0.30モル当量)、パラフェニレンジアミン(0.65モル当量)、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(0.05モル当量)、γ−ブチロラクトン850g及びN−メチル−2−ピロリドン850gを混合して混合物を得た後、3,3’,4,4’−オキシジフタルカルボン酸二無水物(0.9975モル当量)をさらに混合物に添加して、その後、混合物を80℃で3時間反応させた。得られた反応物に更に無水マレイン酸(0.02モル当量)を添加して、80℃で1時間反応させて、ポリマー3としてポリアミック酸(ポリマー濃度20質量%)溶液を得た。
文献(特許第3120476号公報;実施例1)記載の方法により、メチルメタクリレート/メタクリル酸/スチレン共重合体(質量比30/40/30)を合成後、グリシジルメタクリレート40質量部を付加させた。その後、精製水で再沈した後、濾過により固形分を回収し、固形分を乾燥することにより、ポリマー4として、平均分子量(Mw)40,000、酸価110(mgKOH/g)のアクリルポリマー粉末を得た。
・中空シリカ:スルーリア5320、粒子分布極大値:75nm、日揮触媒化成社製(20wt%MIBK(メチルイソブチルケトン)溶液)
・シリカ1:FF−D−B1、粒子分布極大値:300nm、公進ケミカル社製(72wt%PGME溶液)
・シリカ2:FF−B−B1、粒子分布極大値:30nm、公進ケミカル社製(60wt%PGME溶液)
・アクリル粒子1:MX−80H3wT、粒子分布極大値:800nm、綜研化学社製(粉体)
・アクリル粒子2:MP−300、粒子分布極大値:100nm、綜研化学社製
・S−1:メガファック RS−72−K(DIC社製)
・S−2:メガファック RS−55(フッ素原子及び珪素原子含有、DIC社製)
・S−3:KF−6001(ヒドロキシル基含有シリコーン、信越化学工業(株)製)
なお、上記S−1、S−2は、いずれもフッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する繰り返し単位と、側鎖に重合性基を有する繰り返し単位とを含む高分子化合物である。
F−1:下記構造式で表される混合物(Mw=14000)
・PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・PGME:1−メトキシ−2−プロパノール
・高沸点溶剤:ハイソルブ BDM(ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、沸点212℃、東邦化学工業株式会社製)
・K−1:Irgacure OXE02(BASFジャパン社製)
・K−2:下記構造で表される化合物
・K−3:NCI−831((株)アデカ製)
・K−4:Irgacure 369(BASF社製)
・K−5:KAYACURE DETX−S(荘司産業株式会社製)
・M−1:下記構造の化合物(日本化薬社製)
・M−3:アロニックスTO−2349(東亞合成株式会社)
なお、上記M−2は、カルド構造を有し、9,9−ビスアリールフルオレン骨格を有する重合性化合物に相当する。
・エポキシシラン:LS−2940(信越化学工業社製)
(1)樹脂組成物の調製
後述する表2、3に示すような各成分を攪拌、混合して樹脂組成物を調製した。
なお、実施例1〜16の樹脂組成物は、いずれも組成物中の固形分が27.5質量%となるように調製した。また、実施例1〜16の樹脂組成物は、実施例7以外は組成物中の全固形分量に対する顔料濃度が50質量%、実施例7については30質量%となるように調製した。また、実施例8〜14、実施例1A、2Aの樹脂組成物は、いずれも分散樹脂とバインダー樹脂との合計含有量(B)に対する重合性化合物の含有量(M)の質量比(M/B)が約0.9となるように調製し、実施例15、16は、それぞれ0.39、1.1となるように調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、P−1(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を14g、PGMEAを10g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を21g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
スルーリア5320(20%MIBK溶液)をシリカ1(FF−D−B1、粒子分布極大値:300nm、公進ケミカル社製)(72wt%PGME溶液)に替えた以外は実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。なお、PGMEAを調整することで所望の固形分濃度とした。
スルーリア5320(20%MIBK溶液)をアクリル粒子2(MP−300、粒子分布極大値:100nm、綜研化学社製)に替えた以外は実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。なお、PGMEAを調整することで所望の固形分濃度とした。
200gの容器(ディスポカップ)に、P−1を6g、PGMEAを35g、KF−6001(S−3)を4g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
顔料分散液Aを顔料分散液Bに替えた以外は実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、P−4を6g、PGMEAを28g、乳酸エチルを7g、KF−6001(S−3)を4g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
顔料分散液Aを顔料分散液Cに替えた以外は実施例1と同様にして、比較例1の樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、P−1(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を24g、PGMEAを21g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を30g、NMP(N−メチルピロリドン)を13g、P−3(20%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を7g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を17g、顔料分散液A(黒色顔料:8.2g、樹脂X−1:2.5g、PGMEA:13g、酢酸ブチル:9.1g)を33g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を5g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を3g、PGMEAを22g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を14g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を5g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を3g、PGMEAを32g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、シリカ1(FF−D−B1、粒子分布極大値:300nm、公進ケミカル社製、72wt%PGME溶液、シリカは固形分中42wt%)を4g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
スルーリア5320(20%MIBK溶液)をアクリル粒子1(MX−80H3wT、粒子分布極大値:800nm、綜研化学社製)(粉体)に替えた以外は実施例8と同様に樹脂組成物を調製した。なお、PGMEAを調整することで所望の固形分濃度とした。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を5g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を3g、PGMEAを33g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、KF−6001(S−3)を3g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
顔料分散液Aを顔料分散液Bに替えた以外は実施例8と同様に樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を5g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を2g、PGMEAを17g、K−2を1g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を13g、赤色分散液(国際公開第2015/029643号の段落<0409>の方法で調製)を12g、顔料分散液Aを50g(黒色顔料:12g、樹脂X−1:3.7g、PGMEA:21.3g、酢酸ブチル:13g)、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を5g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を2g、P−5(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を1g、PGMEAを34g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、KF−6001を3g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を3g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を9g、PGMEAを18g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を14g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を5g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を1g、PGMEAを24g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を14g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を4g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を1g、PGMEAを32g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、シリカ2(FF−B−B1、粒子分布極大値:30nm、公進ケミカル社製、60wt%PGME溶液、シリカは固形分中10wt%)を7g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を6g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を6g、PGMEAを31.7g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、シリカ1(FF−D−B1、粒子分布極大値:300nm、公進ケミカル社製、72wt%PGME溶液、シリカは固形分中42wt%)を0.3g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
ガラス基板(Corning 1737[商品名]、Corning社製)上に各実施例及び比較例の樹脂組成物をそれぞれスピン塗布した後、100℃のホットプレートを用いて2分間加熱処理(プリベーク)を行った。その後、所定のマスクを介して、上記で得られた塗膜に対して露光処理(露光装置UX3100−SR(ウシオ電機(株)製)、露光量1000mJ/cm2)を実施した。
この後、基板を220℃のホットプレートを用いて300秒間加熱処理(ポストベーク)し、樹脂膜付き基板を作製した。
<接触角の評価>
作製した樹脂膜付き基板を用い、接触角の評価を行った。具体的には、基板上の樹脂膜上に純水を1滴滴下した後、5秒経過した際の静的接触角を自動接触角計((株)協和界面化学製 Drop Master 500[商品名])を用い、θ/2法にて自動測定を行った(測定温度:25℃)。同様の測定を5回行い、その平均値を純水に対する静的接触角とした。
結果を表2、3に示す。
作製した樹脂膜付き基板を用い、反射率の評価を行った。具体的には、作製した樹脂膜付き基板に対し、樹脂膜に入射角度5°で400〜700nmの光を入射し、その反射率を日立ハイテクノロジーズ社製分光器UV4100(商品名)により測定した。表中、反射率の数値が小さいほど、低反射性であることを示す。
結果を表2、3に示す。
作製した樹脂膜付き基板を用い、表面粗さ(算術平均粗さRa)の評価を行った。具体的には、BRUKER社製DektakXTを用い、基板上の樹脂膜1mmの距離における表面粗さを測定し(解像度:1μm/点)、算術平均粗さRaを求めた。
結果を表2、3に示す。
作製した樹脂膜付き基板を用い、耐湿性の評価を行った。具体的には、高加速度寿命試験装置(エスペック社製EHS−221)を用いて温度85℃、湿度95%の条件下で750時間の高温高湿試験を実施した。
耐湿試験前後の樹脂膜付き基板について、波長400nmにおける反射率(反射率の測定には、日立ハイテクノロジーズ社製分光器「UV4100(商品名)」を用いた。)の変化率が絶対値で3%以上のものを「D」、同変化率が1%以上3%未満であるものを「C」、同変化率が0.5%以上1%未満のものを「B」、同変化率が0.5%未満のものを「A」として評価を行った。
なお、耐湿試験に拠る反射率の低下は、表面に膜面荒れのような現象が生じるためであり、耐湿試験による反射率の低下は好ましいものではない。
結果を表2、3に示す。
作製した樹脂膜付き基板を用い、擦り試験評価を行った。具体的には、ラビング用布を1kgfの力で10回擦りつけ、樹脂膜表面に付いた傷を目視で観察した。同様の評価を3回行い、いずれの評価においても傷が確認できたものはC、3回の評価のうちいずれか1つの基板に傷が確認できたものをB、いずれの評価においても傷が確認できなかったものをAとした。
結果を表2、3に示す。
特に、フィラーとして中空シリカを用いた場合(実施例1、5、7、8、12、13、15、16)、低反射性により優れることが確認された。
また、実施例1と実施例5との比較から、チタン原子以外の金属原子を含有するチタン窒化物含有粒子として、銀及び鉄を金属原子として含有する粒子を用いた場合には、耐湿性により優れることが確認された。
また、分散樹脂とバインダー樹脂との合計含有量(B)に対する重合性化合物の含有量(M)の質量比(M/B)が各々異なる実施例8(M/B:約0.9)、実施例15(M/B:0.39)、実施例16(M/B:1.1)を比較すると、M/Bが0.45〜1.5の範囲にある実施例8と実施例16において、より優れた耐擦り性が確認された。
また、凹凸の形成成分として含有されているフィラー(特にシリカ粒子)は、樹脂膜の表面に偏在して、チタン窒化物含有粒子と水分の接触を抑制する機能をも有していると推測している。比較例2ではこのフィラーを含まなかったことも耐湿性を低下させていると考えられる。
(1)樹脂組成物の調製
後述する表4、5に示すような各成分を混合して樹脂組成物(実施例17〜22、実施例1B〜3B、比較例2、3)を調製した。なお、実施例17〜22の樹脂組成物は、いずれも組成物中の固形分が27.5質量%、組成物中の全固形分に対する顔料濃度が50質量%となるように調製した。また、実施例20〜22の樹脂組成物は、分散樹脂とバインダー樹脂との合計含有量(B)に対する重合性化合物の含有量(M)の質量比(M/B)が約0.9となるように調製した。また、表5中の実施例1B及び2Bの樹脂組成物は、それぞれ(M/B)が0.37、1.2である以外は、実施例20と同様の組成である。
200gの容器(ディスポカップ)に、P−1(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を20g、PGMEAを20g、メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液)5g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液) 5gを、メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液) 1.7gとメガファック RS−55(S−2)(100wt%溶液) 1gに替えた以外は実施例17と同様に樹脂組成物を調製した。なお、PGMEAを調整することで所望の固形分濃度とした。
P−1(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液) 20gを、P−3(20%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)40gに替えた以外は実施例17と同様に樹脂組成物を調製した。なお、PGMEAを調整することで所望の固形分濃度とした。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を5g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を4g、PGMEAを29g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液)6g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液)をメガファックRS−55(S−2)(100wt%溶液)に替え、さらに重合開始剤をIrgacureOXE02(BASFジャパン社製)からK−2に替えた以外は実施例20と同様に樹脂組成物を調製した。なお、PGMEAを調整することで所望の固形分濃度とした。
重合性化合物M−1 5gを、重合性化合物M−1 3gとM−2 2gに替えた以外は実施例20と同様に樹脂組成物を調製した。
比較例2は、上記表2に記載した比較例2と同じ組成のものを用いた。
顔料分散液Aを顔料分散液Cに替えた以外は実施例17と同様にして、比較例3の樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を3g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を10g、PGMEAを25g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液)6g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した(M/B=0.37)。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を6g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を2g、PGMEAを30g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液)を6g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した(M/B=1.2)。
分散液Aから分散液Bに変えた以外は実施例20と同様にして、実施例3Bの樹脂組成物を調製した。
顔料分散液Aを、顔料分散液Eに替えた以外は実施例20と同様に樹脂組成物を調製した。
顔料分散液Aを、顔料分散液Fに替えた以外は実施例20と同様に樹脂組成物を調製した。
顔料分散液Aを、顔料分散液Gに替えた以外は実施例20と同様に樹脂組成物を調製した。
顔料分散液Aを、顔料分散液Hに替えた以外は実施例20と同様に樹脂組成物を調製した。
顔料分散液Aを、顔料分散液Iに替えた以外は実施例20と同様に樹脂組成物を調製した。
顔料分散液Aを、顔料分散液Jに替えた以外は実施例20と同様に樹脂組成物を調製した。
ガラス基板(Corning 1737[商品名]、Corning社製)上に各実施例及び比較例の樹脂組成物をそれぞれスピン塗布した後、100℃のホットプレートを用いて2分間加熱処理(プリベーク)を行った。その後、所定のマスクを介して、上記で得られた塗膜に対して露光処理(露光装置UX3100−SR(ウシオ電機(株)製)、露光量1000mJ/cm2)を実施した。
この後、基板を220℃のホットプレートを用いて300秒間加熱処理(ポストベーク)し、樹脂膜付き基板を作製した。
作製した樹脂膜付き基板を用い、上記樹脂膜1と同様の方法により、樹脂膜2についても、接触角、反射率、耐湿性、擦り試験についての各種評価を行った。結果を表4、5、6に示す。
また、実施例20と実施例3Bとの比較から、チタン原子以外の金属原子を含有するチタン窒化物含有粒子として、銀及び鉄を金属原子として含有する粒子を用いた場合には、耐湿性により優れることが確認された。
一方、比較例3の樹脂膜も、基板上に、黒色顔料を含む顔料層と、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物を含む表面層とを隣接して有していたが、チタン窒化物含有粒子がチタン原子以外の金属原子を含有していなかったため、耐湿性が悪かった。
更に、比較例2及び比較例3と実施例との比較から、実施例の樹脂膜は、低反射性と耐湿性を顕著に向上させていることが明らかである。
また、実施例3Cの光学濃度がやや下がり、実施例5C及び実施例6Cでさらに光学濃度が下がることが分かったが、実用上問題なかった。
(1)樹脂組成物の調製
後述する表7、8に示すような各成分を混合して樹脂組成物(実施例23〜37、実施例1D、2D、比較例4、5、6)を調製した。なお、実施例23〜37、比較例4、5、6の樹脂組成物は、いずれも組成物中の固形分が27.5質量%であり、分散樹脂とバインダー樹脂との合計含有量(B)に対する重合性化合物の含有量(M)の質量比(M/B)が約0.9となるように調製した。
また、実施例23〜37の樹脂組成物は、実施例24及び27の樹脂組成物以外は組成物中の全固形分に対する顔料濃度を50質量%とした。実施例24及び27については、組成物中の全固形分に対する顔料濃度が40質量%となるように調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を4g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を2g、PGMEAを15g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を21g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
重合開始剤K−1を、重合開始剤K−2に替えた以外は実施例23と同様に樹脂組成物を調製した。
重合開始剤K−1を、重合開始剤K−3に替えた以外は実施例23と同様に樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を4g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を1g、PGMEAを16g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を20.7g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、LS−2940を0.3g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
重合性化合物M−1を、重合性化合物M−2に替えた以外は実施例23と同様に樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を4g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を2g、PGMEAを15g、ハイソルブBDMを2g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を21g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
重合開始剤K−1 1gを、重合開始剤K−4 0.8gとK−5 0.2gに替えた以外は実施例23と同様に樹脂組成物を調製した。
重合開始剤K−1を重合開始剤K−3に替え、さらに重合性化合物M−1 4gを、重合性化合物M−1 2gとM−2 2gに替えた以外は実施例23と同様に樹脂組成物を調製した。
重合開始剤K−1を重合開始剤K−3に替え、PGMEA 15gをPGMEA 7gとPGME 8gに替え、さらに重合性化合物M−1 4gを重合性化合物M−1 2gとM−3 2gに替えた以外は、実施例23と同様に樹脂組成物を調製した。
顔料分散液Aを顔料分散液Dに替え、重合開始剤K−1を重合開始剤K−2に替え、さらに重合性化合物M−1を、重合性化合物M−2に替えた以外は実施例23と同様に樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を5g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を7g、PGMEAを20g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を21g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、顔料分散液Aを44g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)にM−1を5g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を4g、K−2を1g、PGMEAを27g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液)6g、顔料分散液Aを55gをこの順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)にM−1を6g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を6g、K−2を1.5g、PGMEAを29g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液)0.5g、顔料分散液Aを55gをこの順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した(組成物全固形分に対するS−1の含有量:0.5質量%)。
200gの容器(ディスポカップ)にM−1を4g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を1g、K−2を1g、PGMEAを22g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液)15g、顔料分散液Aを55gをこの順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した(組成物全固形分に対するS−1の含有量:17質量%)。
重合開始剤K−2を重合開始剤K−3に替えた以外は、実施例34と同様に樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)にM−1を4g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を3g、K−2を1g、PGMEAを27g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、LS−2940を1g、顔料分散液Aを55g、メガファックRS−72−K(S−1)(30wt%PGMEA溶液):6gをこの順に加え、スターラーで30分撹拌、混合して樹脂組成物を調製した。
重合開始剤K−2を重合開始剤K−1に替え、さらに重合性化合物M−1を、重合性化合物M−2に替えた以外は実施例34と同様に樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)に、M−1を4g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を1g、PGMEAを16g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、スルーリア5320(20%MIBK溶液)を21g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、顔料分散液Cを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
200gの容器(ディスポカップ)にM−1を6g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を6g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、PGMEAを30g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、顔料分散液Cを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
実施例34の調製において、顔料分散液Aを顔料分散液Cに替えた以外は同様の方法により比較例6の樹脂組成物を調製した。
(2)樹脂膜の作製と評価
<密着性の評価>
ガラス基板(Corning 1737[商品名]、Corning社製)上に各実施例及び比較例の樹脂組成物をそれぞれスピン塗布した後、100℃のホットプレートを用いて2分間加熱処理(プリベーク)を行った。なお、このときのOD値が2となるような膜厚で以下の評価を行った。
プリベーク後の基板に対し、所定のマスク(150μm□型アイランドパターン)を介して、プロキシ露光(露光装置UX3100−SR(ウシオ電機(株)製)、露光量1000mJ/cm2)を行った。
この後、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)2.38wt%の現像液を用いて、得られた基板を10〜60秒(パターン露光をした場合に解像するのに必要な時間)パドル現像した。水洗して乾燥後、基板を220℃のホットプレートを用いて300秒間加熱処理(ポストベーク)し、パターンを有する基板を作製した。
得られたアイランドパターンに対し、JIS−K5400に準拠して、テーププル試験を行った。パターンが全部残った場合をA、パターンの一部に剥がれが生じた場合はB、パターンが全て剥がれた場合をCとした。
結果を表7、8に示す。
ガラス基板(Corning 1737[商品名]、Corning社製)上に各実施例及び比較例の樹脂組成物をそれぞれスピン塗布した後、100℃のホットプレートを用いて2分間加熱処理(プリベーク)を行った。
その後、プレベーク後の基板に対し、種々のラインアンドスペース線幅を有する所定のマスクを介して、プロキシ露光(露光装置UX3100−SR(ウシオ電機(株)製)、露光量500mJ/cm2)を行った。
この後、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)2.38wt%の現像液を用いて、得られた基板を10〜60秒(パターン露光をした場合に解像するのに必要な時間)パドル現像した。水洗して乾燥後、基板を220℃のホットプレートを用いて300秒間加熱処理(ポストベーク)し、パターンを有する基板を作製した。
得られたパターンを光学顕微鏡で観察し、ラインアンドスペースパターンが剥がれていない最小の線幅(μm)を解像性の数値とした。
例えば、100μmのラインアンドスペースが解像しており、かつ剥がれが生じていない場合、100μmの解像性を有すると判断する。
結果を表7、8に示す。
なお、実施例23〜33の各樹脂膜については、露光処理前にその表面粗さ(算術平均Ra)が100〜2000Åであることを確認している。表面粗さ(算術平均Ra)の測定方法は上述の通りである。また、実施例34〜35は、基板上に、黒色顔料を含む顔料層と、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を含有する化合物を含む表面層とが隣接して形成されていることを確認している。
一方、比較例4、5、6の結果から、チタン原子以外の金属原子を含有するチタン窒化物含有粒子を含有しない場合には、耐湿性及び密着性に劣ることが確認された。また、例えば、実施例34と比較例6との対比により、チタン原子以外の金属原子を含有するチタン窒化物含有粒子を含有しない場合には解像性が劣ることが分かった。比較例4では、フィラーの添加によりパターンの側壁にも凹凸ができ、これによっても解像性が低下していると推測される。
また、実施例34〜37の対比により、重合開始剤としてK−2又はK−3を用いることで、解像性をより向上できることがわかった。
また、実施例34、実施例1D及び2Dの対比により、フッ素原子及び珪素原子の少なくとも一方を有する樹脂を組成物全固形分に対して1〜15質量%含有することで、耐湿性と解像性が良好に両立できることが確認された。
(実施例38)
ガラス基板(Corning 1737[商品名]、Corning社製)上に実施例34の樹脂組成物(顔料濃度50%)をスピン塗布した後、100℃のホットプレートを用いて2分間加熱処理(プリベーク)を行った。その後、所定のマスクを介して、上記で得られた塗膜に対して露光処理(露光装置UX3100−SR(ウシオ電機(株)製)、露光量1000mJ/cm2)を実施した。
この後、基板を220℃のホットプレートを用いて300秒間加熱処理(ポストベーク)し、顔料層Y1を作製した。OD値が1.0となる膜厚で塗布を行った。
更に、得られた顔料層Y1上に、実施例33の樹脂組成物(顔料濃度40%)をスピン塗布した後、100℃のホットプレートを用いて2分間加熱処理(プリベーク)を行った。その後、所定のマスクを介して、上記で得られた塗膜に対して露光処理(露光装置UX3100−SR(ウシオ電機(株)製)、露光量1000mJ/cm2)を実施した。
この後、基板を220℃のホットプレートを用いて300秒間加熱処理(ポストベーク)を実施して顔料層Y2を形成し、顔料層Y1と顔料層Y2とを隣接して有する樹脂膜を得た。なお、顔料層Y2単独でのODが0.5になる膜厚で塗布を行った。
厚み0.7mmの無アルカリガラスの上に所望の膜厚の顔料層を形成し、顕微分光器(MCPD2000;大塚電子製)を用いて入射光及び透過光それぞれの強度を測定し、下記式により算出した。
OD値=log10(I0/I)
I0:入射光強度
I:透過光強度
このときの400nmにおける反射率は3.0であった。
また、この樹脂膜付き基板に対し、高加速度寿命試験装置(エスペック社製EHS−221)を用いて温度85℃、湿度95%の条件下で750時間の高温高湿試験を実施した。
耐湿試験前後の樹脂膜付き基板の波長400nmにおける透過率を、日立ハイテクノロジーズ社製分光器UV4100(商品名)により測定したところ、その変化率ΔT(%)は1%未満であった。
実施例38の樹脂膜付き基板の作製方法に準じ、顔料層Y1と顔料層Y2とを隣接して有する樹脂膜付基板を作製した。実施例39では、顔料層Y1をOD値が0.5となる膜厚で塗布形成し、次いでその上層に顔料層Y2を、顔料層Y2単独でのODが1.0になる膜厚で塗布形成した。
作製した樹脂膜付き基板に対し、実施例38とは逆の方向である基板面側から、樹脂膜に入射角度5°で400〜700nmの光を入射し、その反射率を測定した。
このときの400nmにおける反射率は2.5%であった。
また、この樹脂膜付き基板に対し、高加速度寿命試験装置(エスペック社製EHS−221)を用いて温度85℃、湿度95%の条件下で750時間の高温高湿試験を実施した。
耐湿試験前後の樹脂膜付き基板の波長400nmにおける透過率を、測定したところ、その変化率ΔT(%)は0.5%未満であった。
200gの容器(ディスポカップ)にM−1を6g、P−2(40%PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液)を6g、IrgacureOXE02(BASFジャパン社製)を1g、PGMEAを30g、F−1(1%PGMEA溶液)を2g、顔料分散液Aを55g、この順に加え、スターラーで30分撹拌して樹脂組成物を調製した。
実施例38の樹脂膜付き基板の作製方法に準じ、顔料層Y1と顔料層Y2とを隣接して有する樹脂膜付基板を作製した。
本実施例では、上記で調製した樹脂組成物を用い、ガラス基板上に順にOD1.0(顔料層Y1)、OD0.5(顔料層Y2)となるように、塗布膜を積層した。
作製した樹脂膜付き基板に対し、樹脂膜に入射角度5°で400〜700nmの光を入射し、その反射率を日立ハイテクノロジーズ社製分光器UV4100(商品名)により測定した。このときの400nmにおける反射率は4.0%であった。
また、この樹脂膜付き基板に対し、高加速度寿命試験装置(エスペック社製EHS−221)を用いて温度85℃、湿度95%の条件下で750時間の高温高湿試験を実施したところ、その変化率ΔT(%)は1%未満であった。
実施例38の樹脂膜付き基板の作製方法に準じ、顔料層Y1と顔料層Y2とを隣接して有する樹脂膜付基板を作製した。
本実施例では、実施例40で調製した樹脂組成物を用い、ガラス基板上に順にOD0.5(顔料層Y1)、OD1.0(顔料層Y2)となるように、塗布膜を積層した。
作製した樹脂膜付き基板に対し、実施例39と同様に、基板面側から樹脂膜に入射角度5°で400〜700nmの光を入射し、その反射率を測定した。このとき400nmにおける反射率は4.0であった。
また、この樹脂膜付き基板に対し、高加速度寿命試験装置(エスペック社製EHS−221)を用いて温度85℃、湿度95%の条件下で750時間の高温高湿試験を実施したところ、その変化率ΔT(%)は1%未満であった。
Claims (26)
- 銅、銀、金、ニッケル、バナジウム、鉄及びタングステンから選ばれる少なくとも一種の金属原子を含有するチタン窒化物含有粒子と、
バインダー樹脂と、
フィラーと、
重合開始剤と、を含有する、樹脂組成物であって、
前記バインダー樹脂が、重合性基を有するアルカリ可溶性樹脂である、樹脂組成物。
ただし、前記チタン窒化物含有粒子は、前記フィラーに含めない。 - 銅、銀、金、ニッケル、バナジウム、鉄及びタングステンから選ばれる少なくとも一種の金属原子を含有するチタン窒化物含有粒子と、
バインダー樹脂と、
フィラーと、
重合開始剤と、
重合性化合物と、を含有する、樹脂組成物。
ただし、前記チタン窒化物含有粒子は、前記フィラーに含めない。 - 前記フィラーが、シリカ粒子及びアクリル粒子の少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- 前記フィラーが中空シリカである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記フィラーの粒径分布における極大値が、50〜500nmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 銅、銀、金、ニッケル、バナジウム、鉄及びタングステンから選ばれる少なくとも一種の金属原子を含有するチタン窒化物含有粒子と、
バインダー樹脂と、
フッ素原子及び硬化性官能基を有する重合体と、を含有する、樹脂組成物。 - 前記重合体の含有量が、前記樹脂組成物中の全固形分に対して、1〜15質量%である、請求項6に記載の樹脂組成物。
- 前記重合体が、フッ素原子を含有する繰り返し単位と、重合性基を有する繰り返し単位と、を含む高分子化合物である、請求項6又は7に記載の樹脂組成物。
- 更に、重合開始剤を含有する、請求項6〜8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記重合開始剤がオキシム化合物である、請求項1〜5、及び、9のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- CuKα線をX線源として前記チタン窒化物含有粒子のX線回折スペクトルを測定した場合において、前記チタン窒化物含有粒子のTiN(200)面に由来するピークの回折角2θが42.5°以上43.5°以下の範囲にある、請求項1〜10のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記チタン窒化物含有粒子が、銀、ニッケル、バナジウム、鉄及びタングステンから選ばれる少なくとも一種の金属原子を含有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記チタン窒化物含有粒子が、バナジウム、鉄及びタングステンから選ばれる少なくとも一種の金属原子を含有する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 更に、分散樹脂を含有する、請求項1〜13のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 更に、エポキシ基を有するシランカップリング剤を含有する、請求項1〜14のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- カルド骨格を有する重合性化合物を含有する、請求項1〜15のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記カルド骨格を有する重合性化合物が、9,9−ビスアリールフルオレン骨格を有する重合性化合物である、請求項16に記載の樹脂組成物。
- 前記チタン窒化物含有粒子の含有量が、前記樹脂組成物中の全固形分に対して、30〜60質量%である、請求項1〜17のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物を用いて形成される樹脂膜であって、
前記樹脂膜の最表面の表面粗さRaが100〜2000Åである、樹脂膜。 - 前記樹脂膜が、前記チタン窒化物含有粒子をそれぞれ含有する顔料層X1及び顔料層X2を隣接して積層した樹脂膜であり、
前記顔料層X2に含まれる前記チタン窒化物含有粒子の濃度が、前記顔料層X1に含まれる前記チタン窒化物含有粒子の濃度よりも小さく、
前記樹脂膜の前記顔料層X2側の表面の表面粗さRaが100〜2000Åである、請求項19に記載の樹脂膜。 - 請求項6〜8のいずれか1項に記載の樹脂組成物を用いて形成される樹脂膜であって、
チタン原子以外の金属原子を少なくとも1種以上含有するチタン窒化物含有粒子を含む顔料層と、
前記重合体を用いて形成される表面層と、を含む樹脂膜。 - 銅、銀、金、ニッケル、バナジウム、鉄及びタングステンから選ばれる少なくとも一種の金属原子を含有するチタン窒化物含有粒子をそれぞれ含有する顔料層Y1及び顔料層Y2を隣接して積層した樹脂膜であり、
前記顔料層Y1と前記顔料層Y2中に含まれる前記チタン窒化物含有粒子の濃度が互いに異なる、樹脂膜であって、
前記顔料層Y1は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物である樹脂組成物Dを用いて形成され、
前記顔料層Y2は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物である樹脂組成物Eを用いて形成される、樹脂膜。 - 請求項1〜18のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成された樹脂膜及び請求項19〜22のいずれか1項に記載の樹脂膜から選ばれるいずれかを備えたカラーフィルタ。
- 請求項1〜18のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成された樹脂膜及び請求項19〜22のいずれか1項に記載の樹脂膜から選ばれるいずれかを備えた遮光膜。
- 請求項1〜18のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成された樹脂膜及び請求項19〜22のいずれか1項に記載の樹脂膜から選ばれるいずれかを備えた固体撮像素子。
- 請求項1〜18のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成された樹脂膜及び請求項19〜22のいずれか1項に記載の樹脂膜から選ばれるいずれかを備えた画像表示装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016038467 | 2016-02-29 | ||
| JP2016038467 | 2016-02-29 | ||
| PCT/JP2017/003918 WO2017150069A1 (ja) | 2016-02-29 | 2017-02-03 | 樹脂組成物、樹脂膜、カラーフィルタ、遮光膜、固体撮像装置、及び、画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2017150069A1 JPWO2017150069A1 (ja) | 2018-11-29 |
| JP6800949B2 true JP6800949B2 (ja) | 2020-12-16 |
Family
ID=59743994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018502964A Active JP6800949B2 (ja) | 2016-02-29 | 2017-02-03 | 樹脂組成物、樹脂膜、カラーフィルタ、遮光膜、固体撮像装置、及び、画像表示装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6800949B2 (ja) |
| TW (1) | TWI705298B (ja) |
| WO (1) | WO2017150069A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6504299B1 (ja) * | 2017-12-07 | 2019-04-24 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 黒色低反射膜、および積層体の製造方法 |
| EP3767393A4 (en) * | 2018-03-13 | 2021-05-05 | FUJIFILM Corporation | Method for manufacturing cured film, and method for manufacturing solid-state imaging element |
| WO2020203080A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 富士フイルム株式会社 | 組成物、遮光膜、カラーフィルタ、光学素子、センサ、固体撮像素子、ヘッドライトユニット |
| TW202223011A (zh) * | 2020-11-13 | 2022-06-16 | 芬蘭商英克倫股份有限公司 | 黑色塗層、用於光學基板的塗覆的組成物及其製造方法、光學基板及組成物的用途 |
| CN116333225B (zh) * | 2021-12-22 | 2025-07-18 | 中山台光电子材料有限公司 | 树脂组合物及其制品 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5040395B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2012-10-03 | 凸版印刷株式会社 | 印刷物及び印刷物の製造方法 |
| JP5002197B2 (ja) * | 2006-06-01 | 2012-08-15 | 株式会社ブリヂストン | カラーフィルターおよび情報表示用パネル |
| WO2010070929A1 (ja) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | シャープ株式会社 | 基板および基板を備えた表示パネル |
| TWI483999B (zh) * | 2009-06-15 | 2015-05-11 | Toray Industries | 黑色複合微粒子、黑色樹脂組成物、彩色濾光片基板及液晶顯示裝置 |
| JP6417941B2 (ja) * | 2013-03-07 | 2018-11-07 | 東レ株式会社 | ブラックマトリクス基板 |
| JP2014215589A (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-17 | 凸版印刷株式会社 | ブラックマトリックス基板、カラーフィルタ基板及び液晶表示装置 |
| JP2015001652A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | 東レ株式会社 | 積層樹脂ブラックマトリクス基板 |
| JP6318699B2 (ja) * | 2014-02-27 | 2018-05-09 | 凸版印刷株式会社 | 黒色感光性樹脂組成物、ブラックマトリクス、ブラックマトリクス基板、カラーフィルタ、液晶表示装置及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置 |
| TWI636083B (zh) * | 2014-04-16 | 2018-09-21 | 三菱化學股份有限公司 | 附有遮光材之基板,彩色濾光片及液晶顯示裝置 |
| WO2015182384A1 (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | 富士フイルム株式会社 | 遮光性組成物 |
-
2017
- 2017-02-03 JP JP2018502964A patent/JP6800949B2/ja active Active
- 2017-02-03 WO PCT/JP2017/003918 patent/WO2017150069A1/ja not_active Ceased
- 2017-02-13 TW TW106104585A patent/TWI705298B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201800846A (zh) | 2018-01-01 |
| JPWO2017150069A1 (ja) | 2018-11-29 |
| TWI705298B (zh) | 2020-09-21 |
| WO2017150069A1 (ja) | 2017-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7232881B2 (ja) | 着色感光性組成物、硬化膜、パターン形成方法、遮光膜付き赤外光カットフィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および赤外線センサ | |
| KR102183283B1 (ko) | 경화성 조성물, 차광막, 컬러 필터, 패턴 형성 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 고체 촬상 소자, 적외선 센서 | |
| TWI740942B (zh) | 硬化性組成物、硬化膜、彩色濾光片、遮光膜、固體攝像元件、圖像顯示裝置及硬化膜的製造方法 | |
| JP2021012389A (ja) | 着色感光性組成物、硬化膜、カラーフィルタ、遮光膜、固体撮像素子、画像表示装置、および、硬化膜の製造方法 | |
| KR102236564B1 (ko) | 감방사선성 수지 조성물, 경화막, 패턴 형성 방법, 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치 | |
| TWI790993B (zh) | 黑色組成物、硬化膜、濾色器、遮光膜、固態攝影元件及圖像顯示裝置 | |
| JP7109624B2 (ja) | 組成物、硬化膜、カラーフィルタ、遮光膜、固体撮像装置及び画像表示装置 | |
| TWI774679B (zh) | 硬化性組成物、硬化膜、濾色器、遮光膜、固體攝像元件、圖像顯示裝置、硬化膜的製造方法及多官能硫醇化合物 | |
| TWI699614B (zh) | 組成物、組成物的製造方法、硬化膜、濾色器、遮光膜、固態攝影元件及圖像顯示裝置 | |
| TWI705298B (zh) | 樹脂組成物、樹脂膜、濾色器、遮光膜、固體攝像裝置及圖像顯示裝置 | |
| TWI726075B (zh) | 組成物、組成物的製造方法、硬化膜、濾色器、遮光膜、固態攝影元件及圖像顯示裝置 | |
| JP7068385B2 (ja) | 感放射線性組成物、膜、カラーフィルタ、遮光膜および固体撮像素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180802 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190813 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190926 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200324 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200520 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201027 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201125 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6800949 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |