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特開2023-136933組成物、それを用いた膜、光学フィルタ、画像表示装置、固体撮像素子、および赤外線センサ
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023136933
(43)【公開日】2023-09-29
(54)【発明の名称】組成物、それを用いた膜、光学フィルタ、画像表示装置、固体撮像素子、および赤外線センサ
(51)【国際特許分類】
   G02B 5/22 20060101AFI20230922BHJP
   C09B 67/20 20060101ALI20230922BHJP
   C09B 67/22 20060101ALI20230922BHJP
   C08L 101/00 20060101ALI20230922BHJP
   C08K 5/5317 20060101ALI20230922BHJP
【FI】
G02B5/22
C09B67/20 G
C09B67/22 F
C08L101/00
C08K5/5317
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022042879
(22)【出願日】2022-03-17
(71)【出願人】
【識別番号】000222118
【氏名又は名称】東洋インキSCホールディングス株式会社
(72)【発明者】
【氏名】常川 美沙緒
(72)【発明者】
【氏名】吉田 寛之
【テーマコード(参考)】
2H148
4J002
【Fターム(参考)】
2H148CA04
2H148CA12
2H148CA19
4J002AA001
4J002BG031
4J002EU026
4J002FD206
4J002GQ00
(57)【要約】      (修正有)
【課題】赤外線の遮断性に優れ、高い耐光性、耐熱性、および耐湿性を有し、欠陥が少ない膜を形成できる組成物の提供。
【解決手段】近赤外線吸収化合物(A)、および樹脂(B)を含む組成物であって、前記近赤外線吸収化合物(A)は、互いに極大吸収波長が異なる、下記一般式で表される化合物(A1)、および前記化合物(A1)以外の化合物(A2)を含む、組成物。

【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
近赤外線吸収化合物(A)、および樹脂(B)を含む組成物であって、
前記近赤外線吸収化合物(A)は、互いに極大吸収波長が異なる、一般式(1)で表される化合物(A1)、および前記化合物(A1)以外の化合物(A2)を含む、組成物。
一般式(1)
【化1】

(一般式(1)中、X~X、Y~Yは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、スルホン基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオ基、置換基を有してもよいアリールチオ基、置換基を有してもよいフタルイミドメチル基、または、置換基を有してもよいスルファモイル基を表す。また、X~Xは、それぞれ独立して互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成しても良い。ただし、XとX、XとX、XとX、XとXのいずれか1つ以上は互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成する。Zは、Al原子に対する配位部位を1個以上有する配位子を表す。)
【請求項2】
前記一般式(1)で表される化合物(A1)中のZが、リン原子を含む配位子である請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記リン原子を含む配位子が、疎水基を有する配位子である請求項2に記載の組成物。
【請求項4】
前記一般式(1)で表される化合物(A1)の含有量が、前記近赤外線吸収化合物(A)100質量%中、30質量%以上である請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項5】
前記近赤外一般式(1)で表される化合物(A1)は、互いに分子構造が異なる2種類以上の化合物を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項6】
前記化合物(A2)は、スクアリリウム化合物、ナフタロシアニン化合物、シアニン化合物、ピロロピロール化合物、インジゴ化合物、フタロシアニン化合物、およびクロコニウム化合物からなる群より選ばれる1種以上である請求項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項7】
前記樹脂(B)は、塩基性基を有する樹脂(B1)を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか1項に記載の組成物を含む膜。
【請求項9】
請求項8に記載の膜を有する光学フィルタ。
【請求項10】
請求項8に記載の膜を有する画像表示装置。
【請求項11】
請求項8に記載の膜を有する固体撮像素子。
【請求項12】
請求項8に記載の膜を有する赤外線センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、近赤外線吸収化合物を含有する組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
ビデオカメラ、デジタルカメラ、及びスマートフォン等には、カラー画像の固体撮像素子であるCCD(電荷結合素子)やCMOS(相補型金属酸化膜半導体)が用いられている。これら固体撮像素子の受光部には、赤外線に感度を有するシリコンフォトダイオードを使用しているため、視感度補正を行うことが必要であり、赤外線を遮断するための光学フィルタが配置される。このような光学フィルタは、例えば、近赤外線吸収色素を含む組成物を用いて製造される。
【0003】
例えば、特許文献1には、波長600~850nmの範囲内に極大吸収波長を有する色素を含有する硬化性樹脂組成物が開示されている。また、特許文献2には、吸収極大波長の異なる少なくとも2種のシアニン化合物を含む近赤外吸収組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2014-130343号公報
【特許文献2】特開2009-185161号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
赤外線を遮断するための光学フィルタは、幅広い波長範囲の赤外線を遮断することが求められている。また、このような光学フィルタは、様々な環境下で用いられるため、高い堅牢性(高い耐光性、耐熱性、および耐湿性)が求められる。さらに、光学フィルタ中の欠陥は、赤外線の遮断性に影響を与えるため、異物等の発生を抑制することが求められる。
【0006】
本発明は、赤外線の遮断性に優れ、高い耐光性、耐熱性、および耐湿性を有し、欠陥が少ない膜を形成できる組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、近赤外線吸収化合物(A)、および樹脂(B)を含む組成物であって、
前記近赤外線吸収化合物(A)は、互いに極大吸収波長が異なる、一般式(1)で表される化合物(A1)、および前記化合物(A1)以外の化合物(A2)を含む組成物に関する。
一般式(1)
【化1】
【0008】
一般式(1)中、X~X、Y~Yは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、スルホン基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオ基、置換基を有してもよいアリールチオ基、置換基を有してもよいフタルイミドメチル基、または、置換基を有してもよいスルファモイル基を表す。また、X~Xは、それぞれ独立して互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成しても良い。ただし、XとX、XとX、XとX、XとXのいずれか1つ以上は互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成する。Zは、Al原子に対する配位部位を1個以上有する配位子を表す。
【発明の効果】
【0009】
上記の本発明によれば、赤外線の遮断性に優れ、高い耐光性、耐熱性、および耐湿性を有し、欠陥が少ない膜を形成できる組成物を提供できる。また、本発明は、膜、光学フィルタ、画像表示装置、固体撮像素子、および赤外線センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1図1は、本発明の膜を備えた赤外線センサの概略断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明の組成物を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではなく、課題を解決可能な範囲内で変形して実施できる。
【0012】
本明細書において、「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、又は「(メタ)アクリルアミド」とは、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタアクリロイル」、「アクリル及び/又はメタアクリル」、「アクリル酸及び/又はメタアクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、又は「アクリルアミド及び/又はメタアクリルアミド」を意味する。また、「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 発行)を意味する。重合性不飽和基は、エチレン性不飽和二重結合である。
本発明における化合物の分子量に関しては、分子量が特定できる低分子化合物は、計算により算出した値(式量)、若しくはESI-MS(エレクトロスプレーイオン化質量分析法)により測定した分子量であり、分子量の分布を持つ化合物は、テトラヒドロフランを溶剤とした場合のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
単量体は、重合により樹脂を形成する化合物である。単量体は、未反応状態であり、単量体単位は、単量体が重合後に樹脂を形成している状態である。
【0013】
<組成物>
本発明の組成物は、近赤外線吸収化合物(A)、および樹脂(B)を含み、
前記近赤外線吸収化合物(A)は、互いに極大吸収波長が異なる、一般式(1)で表される化合物(A1)、および前記化合物(A1)以外の化合物(A2)を含むことを特徴とする。
一般式(1)
【化2】
【0014】
一般式(1)中、X~X、Y~Yは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、スルホン基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオ基、置換基を有してもよいアリールチオ基、置換基を有してもよいフタルイミドメチル基、または、置換基を有してもよいスルファモイル基を表す。また、X~Xは、それぞれ独立して互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成しても良い。ただし、XとX、XとX、XとX、XとXのいずれか1つ以上は互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成する。Zは、Al原子に対する配位部位を1個以上有する配位子を表す。
【0015】
上記構成の組成物で、本発明の課題を解決できるメカニズムは明らかではないが、以下のように推測している。
【0016】
近赤外線吸収化合物として、異なる波長範囲に極大吸収波長を有する一般式(1)で表される化合物(A1)と一般式(1)で表される化合物(A1)以外の化合物(A2)を併用することで、1種類の近赤外線吸収化合物を使用した場合に比べて、膜の吸収スペクトルの波形が広がり、幅広い波長範囲の赤外線を遮断できる。また、一般式(1)で表される化合物(A1)は、耐熱性、耐光性、および耐湿性に優れるため、一般式(1)で表される化合物(A1)以外の化合物(A2)が耐性に劣る場合でも、耐性に優れた膜が得られる。これは、一般式(1)で表される化合物(A1)以外の化合物(A2)が吸収したエネルギーが、耐性に優れる一般式(1)で表される化合物(A1)側に移動することで、一般式(1)で表される化合物(A1)以外の化合物(A2)の分解等を抑制したと推測する。さらに、一般式(1)で表される化合物(A1)は分散が難しいが、一般式(1)で表される化合物(A1)以外の化合物(A2)を併用することで、分散安定性が改善され異物の発生を抑制する。これは、一般式(1)で表される化合物(A1)に、一般式(1)で表される化合物(A1)以外の化合物(A2)が吸着、又は配向したことにより凝集を抑制したものと推測する。
【0017】
以下、一実施形態の組成物に含まれるか、又は含まれ得る成分を詳細に説明する。
【0018】
[近赤外線吸収化合物(A)]
本発明の組成物は、近赤外線吸収化合物(A)として、互いに極大吸収波長が異なる、一般式(1)で表される化合物(A1)、および前記化合物(A1)以外の化合物(A2)を含む。なお、近赤外線吸収化合物(A)は、波長700~2,000nmに極大吸収を有する化合物である。
【0019】
(一般式(1)で表される化合物(A1))
一般式(1)で表される化合物(A1)は、以下の通りである。
【0020】
一般式(1)
【化3】
【0021】
一般式(1)中、X~X、Y~Yは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、スルホン基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオ基、置換基を有してもよいアリールチオ基、置換基を有してもよいフタルイミドメチル基、または、置換基を有してもよいスルファモイル基を表す。また、X~Xは、それぞれ独立して互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成しても良い。ただし、XとX、XとX、XとX、XとXのいずれか1つ以上は互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成する。Zは、Al原子に対する配位部位を1個以上有する配位子を表す。
【0022】
ハロゲン原子は、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【0023】
置換基を有してもよいアルキル基の「アルキル基」は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、n-へキシル基、n-オクチル基、ステアリル基、2-エチルへキシル基等の直鎖又は分岐アルキル基が挙げられる。「置換基を有するアルキル基」は、例えば、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2-ジブロモエチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2-エトキシエチル基、2-ブトキシエチル基、2-ニトロプロピル基、ベンジル基、4-メチルベンジル基、4-tert-プチルベンジル基、4-メトキシベンジル基、4-ニトロベンジル基、2,4-ジクロロベンジル基等が挙げられる。
【0024】
置換基を有してもよいアリール基の「アリール基」は、例えば、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基等が挙げられる。
「置換基を有するアリール基」は、例えば、p-メチルフェニル基、p-ブロモフェニル基、p-ニトロフェニル基、p-メトキシフェニル基、2,4-ジクロロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、2-アミノフェニル基、2-メチル-4-クロロフェニル基、4-ヒドロキシ-1-ナフチル基、6-メチル-2-ナフチル基、4,5,8-トリクロロ-2-ナフチル基、アントラキノニル基、2-アミノアントラキノニル基等が挙げられる。
【0025】
置換基を有してもよいシクロアルキル基の「シクロアルキル基」は、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、アダマンチル基等が挙げられる。
「置換基を有するシクロアルキル基」は、例えば、2,5-ジメチルシクロペンチル基、4-tert-ブチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
【0026】
置換基を有してもよい複素環基の「複素環基」としては、ピリジル基、ピラジル基、ピペリジノ基、ピラニル基、モルホリノ基、アクリジニル基等が挙げられる。「置換基を有する複素環基」としては、3-メチルピリジル基、N-メチルピペリジル基、N-メチルピロリル基等が挙げられる。
【0027】
置換基を有してもよいアルコキシル基の「アルコキシル基」は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基、ネオペンチルオキシ基、2,3-ジメチル-3-ペンチルオキシ、n-へキシルオキシ基、n-オクチルオキシ基、ステアリルオキシ基、2-エチルへキシルオキシ基等の直鎖又は分岐アルコキシル基が挙げられる。
「置換基を有するアルコキシル基」は、例えば、トリクロロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、2,2,2-トリフルオロエトキシ基、2,2,3,3-テトラフルオロプロポキシ基、2,2-ジトリフルオロメチルプロポキシ基、2-エトキシエトキシ基、2-ブトキシエトキシ基、2-ニトロプロポキシ基、ベンジルオキシ基等が挙げられる。
【0028】
置換基を有してもよいアリールオキシ基の「アリールオキシ基」は、例えば、フェノキシ基、ナフトキシ基、アンスリルオキシ基等が挙げられ、
「置換基を有するアリールオキシ基」は、例えば、p-メチルフェノキシ基、p-ニトロフェノキシ基、p-メトキシフェノキシ基、2,4-ジクロロフェノキシ基、ペンタフルオロフェノキシ基、2-メチル-4-クロロフェノキシ基等が挙げられる。
【0029】
置換基を有してもよいアルキルチオ基の「アルキルチオ基」は、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基、ドデシルチオ基、オクタデシルチオ基等が挙げられる。
「置換基を有するアルキルチオ基」は、例えば、メトキシエチルチオ基、アミノエチルチオ基、ベンジルアミノエチルチオ基、メチルカルボニルアミノエチルチオ基、フェニルカルボニルアミノエチルチオ基等が挙げられる。
【0030】
置換基を有してもよいアリールチオ基の「アリールチオ基」は、例えば、フェニルチオ基、1-ナフチルチオ基、2-ナフチルチオ基、9-アンスリルチオ基等が挙げられる。
「置換基を有するアリールチオ基」は、例えば、クロロフェニルチオ基、トリフルオロメチルフェニルチオ基、シアノフェニルチオ基、ニトロフェニルチオ基、2-アミノフェニルチオ基、2-ヒドロキシフェニルチオ基等が挙げられる。
【0031】
置換基を有してもよい芳香環の置換基としては、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、カルボキシル基、スルホン基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオ基、置換基を有してもよいアリールチオ基が挙げられる。
【0032】
Zが表す配位子は、Al原子に対してアニオン配位する配位部位、およびAl原子に対して非共有電子対で配位する配位部位から選ばれる1種以上を有する配位子が挙げられる。アニオンで配位する配位部位は、解離していてもよく、非解離でも良い。配位子は、Al原子に対する配位部位を1個有する配位子であってもよく、Al原子に対する配位部位を2個以上有する配位子であってもよい。
【0033】
Zは、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換基を有してよいアルコキシ基、置換基を有してよいアリールオキシ基、置換基を有してよいアルキルチオ基、置換基を有してよいアリールチオ基等が挙げられる。これらの中でも、異物抑制の観点から、リン原子を有する配位子であることが好ましい。
また、Zは、耐熱性、耐湿性の観点から、疎水基を有する配位子であることが好ましく、リン原子および疎水基を有する配位子であることがより好ましい。
前記疎水基は、水に親和性の低い基を表す。水に対する親和性が低い基としては、置換基を有してよいアルキル基、置換基を有してよいアリール基、置換基を有してよいアルコキシ基、置換基を有してよいアリールオキシ基等が挙げられる。アルキル基およびアルコキシ基の炭素原子数は、1~30が好ましい。アリール基およびアリールオキシ基の炭素原子数は、6~30が好ましい。置換基としては、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基等が挙げられる。
【0034】
リン原子を有する配位子は、例えば、下記一般式(2)で表される配位子が挙げられる。
【0035】
一般式(2)
【化4】
【0036】
一般式(2)中、R29およびR30は、それぞれ独立して置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシル基または置換基を有してもよいアリールオキシ基を表す。*は、Alとの結合手である。
【0037】
置換基を有してもよいアルキル基の「アルキル基」、置換基を有してもよいアリール基の「アリール基」、置換基を有してもよいアルコキシル基の「アルコキシル基」、置換基を有してもよいアリールオキシ基の「アリールオキシ基」は、上記一般式(1)の説明で例示したものと同じものがあげられる。
【0038】
一般式(2)は、耐熱性、耐湿性の観点から、R29とR30のうちの少なくとも1つが、置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよいアリールオキシ基であることが好ましく、R29とR30がいずれもアリール基、またはアリールオキシ基であることがより好ましく、R29とR30がいずれもフェニル基またはフェノキシ基であることが特に好ましい。
【0039】
以下、一般式(1)で表される化合物(A1)の具体例を示す。なお、本発明はこれらに限定されない。
【0040】
【化5】




【化6】
【0041】
一般式(1)で表される化合物(A1)は、赤外線の遮断性、耐光性、および耐熱性の観点から、XとX、XとX、XとX、XとXのいずれか2つ以上が互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成する化合物を含むことが好ましく、3つ以上が互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成する化合物を含むことがより好ましい。
【0042】
一般式(1)で表される化合物(A1)は、互いに分子構造が異なる2種類以上の化合物を含むことが好ましい。これにより異物をより抑制できる。そして、XとX、XとX、XとX、XとXのいずれか3つ以上が互いに結合して置換基を有してもよい芳香環を形成する化合物を、一般式(1)で表される化合物(A1)100質量%中、30質量%以上含有することがより好ましい。
【0043】
一般式(1)で表される化合物(A1)の含有量は、赤外線の遮断性、耐光性、耐熱性、耐湿性、および異物抑制の観点から、近赤外線吸収化合物(A)100質量%中、30質量%以上であることが好ましく、30~95質量%であることがより好ましく、40~80質量%であることがより好ましい。
【0044】
(一般式(1)で表される化合物(A1)以外の化合物(A2))
一般式(1)で表される化合物(A1)以外の化合物(A2)(以下、単に化合物(A2)ともいう)は、赤外線遮断能を有し、かつ一般式(1)で表される化合物(A1)と異なる波長範囲に極大吸収波長を有する化合物であれば、特に制限がなく、公知の化合物を用いることができる。
【0045】
化合物(A2)は、例えば、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、インジゴ化合物、インモニウム化合物、アントラキノン化合物、ピロロピロール化合物、スクアリリウム化合物、クロコニウム化合物、リレン化合物、オキソノール化合物、ピロメテン化合物、アゾメチン化合物等が挙げられる。これらの中でも、耐光性、耐熱性の観点から、スクアリリウム化合物、ナフタロシアニン化合物、シアニン化合物、ピロロピロール化合物、インジゴ化合物、フタロシアニン化合物、およびクロコニウム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、スクアリリウム化合物、ナフタロシアニン化合物、ピロロピロール化合物、インジゴ化合物、フタロシアニン化合物、クロコニウム化合物がより好ましく、ナフタロシアニン化合物、インジゴ化合物が特に好ましい。
【0046】
シアニン化合物は、国際公開第2006/006573号、特開2009-108267号公報、国際公開第2010/073857号、特開2013-241598号公報、特開2016-113501号公報、特開2016-113504号公報、特開2017-031394号公報等;フタロシアニン化合物は、特開平4-23868号公報、特開平06-192584号公報、特開2000-63691号公報、国際公開第2014/208514号等;ナフタロシアニン化合物は、特開平11-152414号公報、特開2000-86919号公報、特開2009-29955号公報、特開2016-053617号公報、国際公開第2017/002920号、国際公開第2018/186490号等;インジゴ化合物は、特開2013-230412号公報等;インモニウム化合物は、特開2005-336150号公報、特開2007-197492号公報、特開2008-88426号公報等;アントラキノン化合物は、特開昭62-903号公報、特開平1-172458号公報等;ピロロピロール化合物は、特開2009-263614号公報、特開2010-90313号公報、特開2011-068731号公報;スクアリリウム化合物は、特開2011-132361号公報、特開2016-142891号公報、国際公開第2017/135359号、国際公開第2018/225837号、特開2019-001987号公報、国際公開第2020/054718号、特開2020-172614号公報、国際公開第2021/029195号等;クロコニウム化合物は、国際公開第2017-146187号、国際公開第2019/021767号等;ピロメテン化合物は、特開2018-123093号公報、特開2019-077673号公報、特開2020-189933号公報、国際公開第2020/162345号等に記載の化合物が挙げられる。
【0047】
〔スクアリリウム化合物〕
スクアリリウム化合物は、特に制限がなく、公知の化合物を用いることができる。例えば、下記一般式(3)で表される化合物が挙げられる。
【0048】
一般式(3)
【化7】
【0049】
一般式(3)中、XおよびXは、それぞれ独立してアリール基、複素環基または下記一般式(4)で表される基を表す。
【0050】
一般式(4)
【化8】
【0051】
一般式(4)中、Xは、複素環基を表し、Y~Yは、それぞれ独立して水素原子またはアルキル基を表し、nは、0以上の整数を表す。YとY、YとX、YとYは、それぞれ互いに結合して環を形成してもよく、nが2以上の場合、複数のYおよびYはそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。*は、結合手を表す。
【0052】
およびXが表すアリール基の炭素原子数は、6~48が好ましく、6~22がより好ましく、6~12が特に好ましい。
【0053】
~Xが表す複素環基は、5員環または6員環の複素環基が好ましい。また、複素環基は、単環の複素環基または縮合数が2~8の縮合環の複素環基が好ましく、単環の複素環基または縮合数が2~4の縮合環の複素環基がより好ましく、単環の複素環基または縮合数が2の縮合環の複素環基が特に好ましい。複素環基の環を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子が挙げられ、窒素原子が好ましい。複素環基の環を構成するヘテロ原子数は、1~3が好ましく、1または2がより好ましい。
【0054】
~Yが表すアルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~15がより好ましく、1~8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い。
【0055】
は、0~2の整数が好ましく、0又は1がより好ましい。
【0056】
とY、YとX、YとYが、それぞれ互いに環を形成する場合の連結基としては、-CO-、-O-、-NH-、炭素原子数1~10のアルキレン基およびそれらの組合せからなる群から選ばれる2価の連結基が好ましい。アルキレン基は無置換であってもよく、置換基を有してもよい。置換基としては、後述する置換基Wが挙げられる。
【0057】
およびXが表す基は、置換基を有することが好ましい。置換基としては、後述する置換基Wが挙げられる。
【0058】
{置換基W}
置換基Wとしては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、-OR、-COR、-COOR、-OCOR、-NR、-NHCOR、-CONR、-NHCONR、-NHCOOR、-SR、-SO、-SO、-NHSOまたは-SONR等が挙げられる。RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。RとRが結合して環を形成してもよい。なお、-COORと-SOORのRが水素の場合、水素原子が解離してもよく、塩の状態であってもよい。
【0059】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
アルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~15がより好ましく、1~8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、直鎖または分岐が好ましい。
アルケニル基の炭素原子数は、2~20が好ましく、2~12がより好ましく、2~8が特に好ましい。アルケニル基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、直鎖または分岐が好ましい。
アルキニル基の炭素原子数は、2~40が好ましく、2~30がより好ましく、2~25が特に好ましい。アルキニル基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、直鎖または分岐が好ましい。
アリール基の炭素原子数は、6~30が好ましく、6~20がより好ましく、6~12が特に好ましい。
ヘテロアリール基は、単環のヘテロアリール基または縮合数が2~8の縮合環のヘテロアリール基が好ましく、単環のヘテロアリール基または縮合数が2~4の縮合環のヘテロアリール基がより好ましい。ヘテロアリール基の環を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子または硫黄原子が好ましい。ヘテロアリール基は、5員環または6員環が好ましい。ヘテロアリール基の環を構成する炭素原子数は、3~30が好ましく、3~18がより好ましく、3~12が特に好ましい。
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基およびヘテロアリール基は、置換基を有してもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0060】
なお、一般式(3)においてカチオンは、以下のように非局在化して存在している。
【0061】
【化9】
【0062】
また、スクアリリウム化合物は、例えば、下記一般式(5)~(9)で表される化合物も挙げられる。
【0063】
一般式(5)
【化10】
【0064】
一般式(5)中、Y11およびY12は、それぞれ独立して水素原子または置換基を表す。Y13およびY14は、それぞれ独立して置換基を表す。n11およびn12は、それぞれ独立に0~3の整数を表し、n11が2以上の場合、2個のY13同士が結合して環を形成してもよく、n12が2以上の場合、2個のY14同士が結合して環を形成してもよい。Y21~Y24は、それぞれ独立してアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、Y21とY22、Y23とY24、Y21とY13、Y22とY13、Y23とY14、Y24とY14、Y21と2個のY13同士が結合して形成される環、Y23と2個のY14同士が結合して形成される環は、互いに結合して更に環を形成してもよい。
【0065】
11およびY12が表わす置換基としては、活性水素基を有する基が好ましく、-OH、-SH、-COOH、-SOH、-NR、-NHCOR、-CONR、-NHCONR、-NHCOOR、-NHSO、-B(OH)および-PO(OH)がより好ましく、-OH、-SHおよび-NRが特に好ましい。RおよびRは、それぞれ独立して水素原子または置換基を表す。RおよびRが表す置換基としては、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基が挙げられ、アルキル基が好ましい。
【0066】
13およびY14が表す置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0067】
21~Y24が表すアルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~15がより好ましく、1~8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、直鎖または分岐が好ましい。
21~Y24が表すアリール基の炭素原子数は、6~30が好ましく、6~20がより好ましく、6~12が特に好ましい。
21~Y24が表すヘテロアリール基は、単環のヘテロアリール基または縮合数が2~8の縮合環のヘテロアリール基が好ましく、単環のヘテロアリール基または縮合数が2~4の縮合環のヘテロアリール基がより好ましい。ヘテロアリール基の環を構成するヘテロ原子数は、1~3が好ましい。ヘテロアリール基の環を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子または硫黄原子が好ましい。ヘテロアリール基は、5員環または6員環が好ましい。ヘテロアリール基の環を構成する炭素原子数は、3~30が好ましく、3~18がより好ましく、3~12が特に好ましい。
アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、置換基を有してもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0068】
11およびn12は、それぞれ独立に0~2の整数を表すことが好ましい。n11が2以上の場合、2個のY13同士が結合して環を形成してもよく、n12が2以上の場合、2個のY14同士が結合して環を形成してもよい。環を形成する場合、連結基としては、-CO-、-O-、-NH-、炭素原子数1~10のアルキレン基およびそれらの組合せからなる群から選ばれる2価の連結基が挙げられる。連結基としてのアルキレン基は、置換基を有してもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0069】
21とY22、Y23とY24、Y21とY13、Y22とY13、Y23とY14、Y24とY14は、互いに結合して環を形成してよい。また、2個のY13同士が結合して環を形成している場合においては、Y21と2個のY13同士が結合して形成している環とが結合して更に環を形成してもよい。また、2個のY14同士が結合して環を形成している場合においては、Y23と2個のY14同士が結合して形成している環とが結合して更に環を形成してもよい。環を形成する場合、連結基としては、-CO-、-O-、-NH-、炭素原子数1~10のアルキレン基およびそれらの組合せからなる群から選ばれる2価の連結基が挙げられる。連結基としてのアルキレン基は、置換基を有してもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0070】
一般式(6)
【化11】
【0071】
一般式(6)中、Y31~Y38は、それぞれ独立して水素原子またはアルキル基を表す。Y31とY32、Y31とY34、Y32とY33、Y35とY36、Y35とY38、Y36とY38は、互いに結合して環を形成してもよい。Y41およびY42は、それぞれ独立して水素原子または置換基を表す。Y43およびY44は、それぞれ独立して置換基を表す。n21およびn22は、それぞれ独立して0~3の整数を表し、n21が2以上の場合、2個のY43同士が結合して環を形成してもよく、n22が2以上の場合、2個のY44同士が結合して環を形成してもよい。
【0072】
31~Y38が表すアルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~15がより好ましく、1~8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、直鎖または分岐が好ましい。アルキル基は、置換基を有してもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0073】
31とY32、Y31とY34、Y32とY33、Y35とY36、Y35とY38、Y36とY38は、互いに結合して環を形成してもよい。環を形成する場合、連結基としては、-CO-、-O-、-NH-、炭素原子数1~10のアルキレン基およびそれらの組合せからなる群から選ばれる2価の連結基が挙げられる。連結基としてのアルキレン基は、置換基を有してもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0074】
21およびn22は、それぞれ独立して0~2の整数を表すことが好ましい。n21が2以上の場合、2個のY43同士が結合して環を形成してもよく、n22が2以上の場合、2個のY44同士が結合して環を形成してもよい。環を形成する場合、連結基としては、-CO-、-O-、-NH-、炭素原子数1~10のアルキレン基およびそれらの組合せからなる群から選ばれる2価の連結基が挙げられる。連結基としてのアルキレン基は、置換基を有してもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0075】
一般式(7)
【化12】
【0076】
一般式(7)中、Y51およびY52は、それぞれ独立して置換基を表す。Y53~Y58は、それぞれ独立して水素原子または置換基を表す。ZおよびZは、それぞれ独立して炭素原子、ホウ素原子またはC(=O)を表す。Zが炭素原子の場合にはn33は2であり、ホウ素原子の場合にはn33は1であり、C(=O)の場合にはn33は0であり、Zが炭素原子の場合にはn34は2であり、ホウ素原子の場合にはn34は1であり、C(=O)の場合にはn34は0である。n33が2の場合、2個のY53は同一あっても異なっていてもよく、2個のY53同士が結合して環を形成してもよく、n34が2の場合、2個のY54は同一であっても異なっていてもよく、2個のY54同士が結合して環を形成してもよい。n31およびn32は、それぞれ独立して0~5の整数を表し、n31が2以上の場合は、複数のY51は同一であっても異なっていてもよく、複数のY51のうち2個のY51同士が結合して環を形成してもよく、n32が2以上の場合は、複数のY52は同一であっても異なっていてもよく、複数のY52のうち2個のY52同士が結合して環を形成してもよい。Qは、アリール基またはヘテロアリール基を表し、mは0~2の整数を表す。
置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0077】
一般式(8)
【化13】
【0078】
一般式(8)中、X61~X64は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アラルキル基、-OR50、-COR51、-COOR52、-OCOR53、-NR5455、-NHCOR56、-CONR5758、-NHCONR5960、-NHCOOR61、-SR62、-SO63、-SOOR64、-NHSO65または-SONR6667、-B(OR68および-NHBR6970を表す。R50~R70は、それぞれ独立して水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、およびアラルキル基を表す。なお、-COOR52のR52が水素の場合(すなわち、カルボキシル基)は、水素原子が解離してもよく(すなわち、カルボネート基)、塩の状態であってもよい。また、-SOOR64のR64が水素原子の場合(すなわち、スルホ基)は、水素原子が解離してもよく(すなわち、スルホネート基)、塩の状態であってもよい。また、X61とX62、X63とX64は、互いに結合して環を形成しても良い。Y61~Y70は、水素原子、アルキル基、スルホ基、-SOまたはハロゲン原子を表す。Mは、無機または有機のカチオンを表す。
【0079】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
アルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~12がさらに好ましく、1~8が特に好ましい。アルキル基は直鎖、分岐、環状のいずれでも良い。
アルケニル基の炭素原子数は、2~20が好ましく、2~12がさらに好ましく、2~8が特に好ましい。アルケニル基は直鎖、分岐、環状のいずれでも良い。
アルキニル基の炭素原子数は、2~20が好ましく、2~12がさらに好ましく、2~8が特に好ましい。アルキニル基は直鎖、分岐、環状のいずれでも良い。
アリール基の炭素数は、6~25が好ましく、6~15がさらに好ましく、6~10が特に好ましい。
アラルキル基のアルキル部分は、上記アルキル基と同様である。アラルキル基のアリール部分は、上記アリール基と同様である。アラルキル基の炭素数は、7~40が好ましく、7~30がさらに好ましく、7~25が特に好ましい。
ヘテロアリール基は、単環または縮合環が好ましく、単環または縮合数が2~8の縮合環がさらに好ましく、単環または縮合数が2~4の縮合環が特に好ましい。ヘテロアリール基の環を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましい。ヘテロアリール基の環を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子が好ましい。ヘテロアリール基は、5員環または6員環が好ましい。ヘテロアリール基の環を構成する炭素原子の数は3~30が好ましく、3~18がさらに好ましく、3~12が特に好ましい。
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、およびアラルキル基は置換基を有していても良く、無置換であっても良い。置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0080】
一般式(9)
【化14】
【0081】
一般式(9)中、XおよびXは、それぞれ独立してアリーレン基、ヘテロアリーレン基またはそれらを2つ以上組み合わせた基を表す。Y71~Y76およびY81~Y86は、それぞれ独立して水素原子または置換基を表し、Y71~Y76およびY81~Y86のうち2つ以上は互いに結合して環を形成してもよい。置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0082】
以下、スクアリリウム化合物の具体例を示す。なお、本発明はこれらに限定されない。
【0083】
【化15】
【0084】
【化16】
【0085】
〔ナフタロシアニン化合物〕
ナフタロシアニン化合物は、特に制限がなく、公知の化合物を用いることができる。ただし、一般式(1)で表される化合物(A1)を除く。例えば、下記一般式(10)で表される化合物が挙げられる。
【0086】
一般式(10)
【化17】
【0087】
一般式(10)中、R~R24は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基、-OR25または-SR26を表し、R25およびR26は、それぞれ独立して水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基を表す。Mは、2個の水素原子、金属原子、金属酸化物または金属ハロゲンを表す。ただし、金属はAlを除く。
【0088】
ハロゲン原子は、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【0089】
~R24が表す置換基を有してもよいアルキル基の「アルキル基」は、炭素原子数1~20が好ましく、1~12がより好ましく、1~8が特に好ましい。アルキル基は直鎖、分岐、環状のいずれでも良く、直鎖または分岐が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、n-へキシル基、n-オクチル基、ステアリル基、2-エチルへキシル基、3-メチル-1-イソプロピルブチル基、3,5,5-トリメチルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロペンチルメチル基、シクロペンチルエチル基等が挙げられる。
【0090】
~R24が表す置換基を有してもよいアルキル基の「置換基」は、例えば、アルコキシ基、ハロゲン基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
【0091】
~R24が表す置換基を有してもよいアリール基の「アリール基」は、炭素原子数6~30が好ましく、6~20がより好ましい。具体的には、フェニル基、フェネチル基、o-、m-若しくはp-トリル基、2,3-若しくは2,4-キシリル基、メシチル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニリル基等が挙げられる。
【0092】
~R24が表す置換基を有してもよいアリール基の「置換基」は、例えば、アルコキシ基、ハロゲン基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
【0093】
~R24が表す置換基を有してもよい複素環基の「複素環基」は、5員環または6員環の複素環基が好ましい。具体的には、ピリジル基、ピロリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、ピラゾリル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノリル基、カルバゾリル基等が挙げられる。
【0094】
~R24が表す置換基を有してもよい複素環基の「置換基」は、例えば、アルコキシ基、ハロゲン基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
【0095】
25およびR26が表す置換基を有してもよいアルキル基は、R~R24が表す置換基を有してもよいアルキル基と同じものが挙げられる。
【0096】
25およびR26が表す置換基を有してもよいアリール基は、R~R24が表す置換基を有してもよいアリール基と同じものが挙げられる。
【0097】
Mが、2個の水素原子を表す場合、一般式(10)中のN-M-Nの部分が2つのN-Hとして示される構造を形成する。
Mが表す金属原子は、例えば、鉄、マグネシウム、ニッケル、コバルト、銅、パラジウム、亜鉛、バナジウム、チタン、インジウム、および錫等が挙げられる。
Mが表す金属酸化物は、例えば、チタニル、およびバナジル等が挙げられる。
Mが表す金属ハロゲン化物は、塩化インジウム、塩化ゲルマニウム、塩化錫(II)、塩化錫(IV)、および塩化珪素等が挙げられる。
ただし、Mが表す金属原子、金属酸化物および金属ハロゲン化物の金属は、アルミニウムを除く。
これらの中でも、Mとしては、銅、亜鉛、コバルト、ニッケル、鉄、バナジル、チタニル、塩化インジウム、塩化錫(II)であることが好ましく、銅、亜鉛、バナジル、チタニルであることがより好ましく、バナジルであることが特に好ましい。
【0098】
以下、ナフタロシアニン化合物の具体例を示す。なお、本発明はこれらに限定されない。
【0099】
【化18】
【0100】
〔シアニン化合物〕
シアニン化合物は、特に制限がなく、公知の化合物を用いることができる。例えば、下記一般式(11)で表される化合物が挙げられる。
【0101】
一般式(11)
【化19】
【0102】
一般式(11)中、R~Rは、それぞれ独立して水素原子または置換基を表し、R~Rのうち、2つが結合して環を形成してもよい。nは、0~2の整数を表し、2の場合、複数のRおよびRは同一であってもよく、異なっていてもよい。ArおよびArは、それぞれ独立してアリール基または複素環基を表す。Xで表される部分がカチオンを示す場合、Yは対アニオンを表し、mは電荷のバランスをとるために必要な数を表し、Xで表される部分がアニオンを示す場合、Yは対カチオンを表し、mは電荷のバランスをとるために必要な数を表し、Xで表される部分の電荷が0の場合、mは0である。
【0103】
~Rが表す置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。R~Rのうち、2つが結合して環を形成する場合、連結基としては、-CO-、-O-、-NH-、炭素原子数1~10のアルキレン基およびそれらの組合せからなる群から選ばれる2価の連結基が好ましい。連結基としてのアルキレン基は、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、上述した置換基Wが挙げられる。
【0104】
nは、0または1が好ましい。
【0105】
ArおよびArが表すアリール基の炭素原子数は、6~48が好ましく、6~22がより好ましく、6~12が特に好ましい。ArおよびArが表す複素環基は、5員環または6員環の複素環基が好ましい。また、複素環基は、単環の複素環基または縮合数が2~8の縮合環の複素環基が好ましく、単環の複素環基または縮合数が2~4の縮合環の複素環基がより好ましく、単環の複素環基または縮合数が2の縮合環の複素環基が特に好ましい。複素環基の環を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子が挙げられ、酸素原子、硫黄原子が好ましい。複素環基の環を構成するヘテロ原子数は、1~3が好ましく、1または2がより好ましい。ArおよびArが表す基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述した置換基Wが挙げられる。
【0106】
Xで表される部分がカチオンを示す場合、Yは対アニオンを表し、mは電荷のバランスをとるために必要な数を表す。対アニオンは、例えば、Cl、Br、I、p-トルエンスルホン酸イオン、エチル硫酸イオン、PF 、BF 、ClO 、トリス(ハロゲノアルキルスルホニル)メチドアニオン、ジ(ハロゲノアルキルスルホニル)イミドアニオン、テトラシアノボレートアニオン等が挙げられる。
Xで表される部分がアニオンを示す場合、Yは対カチオンを表し、mは電荷のバランスをとるために必要な数を表す。対カチオンは、例えば、Li、Na、K、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Ag2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等の金属イオン、アンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、トリブチルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、グアニジニウムイオン、テトラメチルグアニジニウムイオン、ジアゾビシクロウンデセニウム等が挙げられる。
なお、Xで表される部分の電荷が0の場合、Yは存在しない(mは0である)。
【0107】
以下、シアニン化合物の具体例を示す。なお、本発明はこれらに限定されない。
【0108】
【化20】
【0109】
〔ピロロピロール化合物〕
ピロロピロール化合物は、特に制限がなく、公知の化合物を用いることができる。例えば、下記一般式(12)で表される化合物が挙げられる。
【0110】
一般式(12)
【化21】
【0111】
一般式(12)中、R1xおよびR1yは、それぞれ独立してアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、RおよびRは、それぞれ独立して水素原子または置換基を表し、RおよびRは、互いに結合して環を形成してもよく、Rは、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、-BR4x4yまたは金属原子を表し、Rは、R1x、R1yおよびRからなる群から選ばれる少なくとも1つと共有結合又は配位結合してもよく、R4x4yは、それぞれ独立して置換基を表す。一般式(12)は、例えば、特開2009-263614号公報、特開2011-68731号公報、国際公開第2015/166873号に記載されている。
【0112】
1xおよびR1yは、それぞれ独立してアリール基またはヘテロアリール基が好ましく、アリール基がより好ましい。また、R1xおよびR1yが表すアルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、置換基を有してもよく、無置換であってもよい。置換基としては、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-OCOR11、-SOR12、-SO13等が挙げられる。R11~R13は、それぞれ独立して炭化水素基またはヘテロアリール基を表す。また、置換基としては、特開2009-263614号公報の段落0020~0022に記載の置換基が挙げられる。なかでも、置換基としては、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-OCOR11、-SOR12、-SO13が好ましい。R1xおよびR1yで表される基としては、分岐アルキル基を有するアルコキシ基、または-OCOR11で表される基を置換基として有するアリール基が好ましい。分岐アルキル基の炭素原子数は、3~30が好ましく、3~20がより好ましい。
【0113】
およびRの少なくとも一方は電子吸引性基が好ましく、Rは電子吸引性基を表し、Rはヘテロアリール基を表すことがより好ましい。ヘテロアリール基は、5員環又は6員環が好ましい。また、ヘテロアリール基は、単環又は縮合環が好ましく、単環又は縮合数が2~8の縮合環が好ましく、単環又は縮合数が2~4の縮合環がより好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数は、1~3が好ましく、1~2がより好ましい。ヘテロ原子は、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子が挙げられる。ヘテロアリール基は、窒素原子を1個以上有することが好ましい。一般式(12)における2個のR同士は同一であってもよく、異なっていてもよい。また、一般式(12)における2個のR同士は同一であってもよく、異なっていてもよい。
【0114】
は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、または-BR4x4yで表される基が好ましく、水素原子、アルキル基、アリール基、または-BR4x4yで表される基がより好ましく、-BR4x4yで表される基が特に好ましい。R4x4yが表す置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、またはヘテロアリール基が好ましく、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基がより好ましく、アリール基が特に好ましい。これらの基は、更に置換基を有してもよい。一般式(12)における2個のR同士は同一または異なっていてもよい。
【0115】
以下、ピロロピロール化合物の具体例を示す。以下の構造式中、Phはフェニル基を表す。なお、本発明はこれらに限定されない。
【0116】
【化22】
【0117】
〔インジゴ化合物〕
インジゴ化合物は、特に制限がなく、公知の化合物を用いることができる。例えば、下記一般式(13)、または一般式(14)で表される化合物が挙げられる。
【0118】
一般式(13) 一般式(14)
【化23】
【0119】
一般式(13)および一般式(14)中、X~X40は、それぞれ独立して水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアリールアルキル基、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアルキルチオ基、置換基を有してもよいアリールチオ基、アミノ基、置換基を有してもよいアルキルアミノ基、置換基を有してもよいアリールアミノ基、シアノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、水酸基、-SOH;-COOH;およびこれら酸性基の1価~3価の金属塩;アルキルアンモニウム塩を表す。Mは、金属原子を表す。
【0120】
置換基を有してもよいアルキル基の「アルキル基」は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、n-へキシル基、n-オクチル基、ステアリル基、2-エチルへキシル基等の直鎖又は分岐アルキル基が挙げられる。「置換基を有するアルキル基」は、例えば、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2-ジブロモエチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2-エトキシエチル基、2-ブトキシエチル基、2-ニトロプロピル基、ベンジル基、4-メチルベンジル基、4-tert-プチルベンジル基、4-メトキシベンジル基、4-ニトロベンジル基、2,4-ジクロロベンジル基等が挙げられる。
【0121】
置換基を有してもよいアリール基の「アリール基」は、例えば、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基等が挙げられる。
「置換基を有するアリール基」は、例えば、p-メチルフェニル基、p-ブロモフェニル基、p-ニトロフェニル基、p-メトキシフェニル基、2,4-ジクロロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、2-アミノフェニル基、2-メチル-4-クロロフェニル基、4-ヒドロキシ-1-ナフチル基、6-メチル-2-ナフチル基、4,5,8-トリクロロ-2-ナフチル基、アントラキノニル基、2-アミノアントラキノニル基等が挙げられる。
【0122】
置換基を有してもよいアルコキシル基の「アルコキシル基」は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基、ネオペンチルオキシ基、2,3-ジメチル-3-ペンチルオキシ、n-へキシルオキシ基、n-オクチルオキシ基、ステアリルオキシ基、2-エチルへキシルオキシ基等の直鎖又は分岐アルコキシル基が挙げられる。
「置換基を有するアルコキシル基」は、例えば、トリクロロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、2,2,2-トリフルオロエトキシ基、2,2,3,3-テトラフルオロプロポキシ基、2,2-ジトリフルオロメチルプロポキシ基、2-エトキシエトキシ基、2-ブトキシエトキシ基、2-ニトロプロポキシ基、ベンジルオキシ基等が挙げられる。
【0123】
置換基を有してもよいアリールオキシ基の「アリールオキシ基」は、例えば、フェノキシ基、ナフトキシ基、アンスリルオキシ基等が挙げられ、「置換基を有するアリールオキシ基」は、例えば、p-メチルフェノキシ基、p-ニトロフェノキシ基、p-メトキシフェノキシ基、2,4-ジクロロフェノキシ基、ペンタフルオロフェノキシ基、2-メチル-4-クロロフェノキシ基等が挙げられる。
【0124】
「置換基を有してもよいアリールアルキル基」は、例えば、ベンジル基、2-フェニルプロパン-イル基、スチリル基、ジフェニルメチル基、トリフェニルメチル基等が挙げられる。
【0125】
置換基を有してもよいシクロアルキル基の「シクロアルキル基」は、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、アダマンチル基等が挙げられる。「置換基を有するシクロアルキル基」は、例えば、2,5-ジメチルシクロペンチル基、4-tert-ブチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
【0126】
置換基を有してもよいアルキルチオ基の「アルキルチオ基」は、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基、ドデシルチオ基、オクタデシルチオ基等が挙げられる。
「置換基を有するアルキルチオ基」は、例えば、メトキシエチルチオ基、アミノエチルチオ基、ベンジルアミノエチルチオ基、メチルカルボニルアミノエチルチオ基、フェニルカルボニルアミノエチルチオ基等が挙げられる。
【0127】
置換基を有してもよいアリールチオ基の「アリールチオ基」は、例えば、フェニルチオ基、1-ナフチルチオ基、2-ナフチルチオ基、9-アンスリルチオ基等が挙げられる。
「置換基を有するアリールチオ基」は、例えば、クロロフェニルチオ基、トリフルオロメチルフェニルチオ基、シアノフェニルチオ基、ニトロフェニルチオ基、2-アミノフェニルチオ基、2-ヒドロキシフェニルチオ基等が挙げられる。
【0128】
置換基を有してもよいアルキルアミノ基の「アルキルアミノ基」は、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、ドデシルアミノ基、オクタデシルアミノ基、イソプロピルアミノ基、イソブチルアミノ基、イソペンチルアミノ基、sec-ブチルアミノ基、tert-ブチルアミノ基、sec-ペンチルアミノ基、tert-ペンチルアミノ基、tert-オクチルアミノ基、ネオペンチルアミノ基、シクロプロピルアミノ基、シクロブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、シクロヘプチルアミノ基、シクロオクチルアミノ基、シクロドデシルアミノ基、1-アダマンタミノ基、2-アダマンタミノ基等が挙げられる。
【0129】
置換基を有してもよいアリールアミノ基の「アリールアミノ基」は、例えば、アニリノ基、1-ナフチルアミノ基、2-ナフチルアミノ基、o-トルイジノ基、m-トルイジノ基、p-トルイジノ基、2-ビフェニルアミノ基、3-ビフェニルアミノ基、4-ビフェニルアミノ基、1-フルオレンアミノ基、2-フルオレンアミノ基、2-チアゾールアミノ基、p-ターフェニルアミノ基等が挙げられる
【0130】
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
【0131】
酸性基としては、-SOH、-COOHが挙げられる。これら酸性基の1価~3価の金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、鉄塩、アルミニウム塩等が挙げられる。また、酸性基のアルキルアンモニウム塩としては、オクチルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン等の長鎖モノアルキルアミンのアンモニウム塩、パルミチルトリメチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム、ジラウリルジメチルアンモニウム、ジステアリルジメチルアンモニウム塩等の4級アルキルアンモニウム塩が挙げられる。
【0132】
上記の置換基の内、X~X40として好ましい置換基としては、水素原子、メチル基、メトキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、-SOHが挙げられる。
【0133】
Mは、金属原子を表す。金属原子としては、Zn、Co、Ni、Ru、Pt、Mn、Sn、Ti、Ba等が挙げられる。これらの中でも、2価金属原子が好ましく、Zn、Co、Niがより好ましい。
【0134】
以下、インジゴ化合物の具体例を示す。なお、本発明はこれらに限定されない。
【0135】
【化24】

【化25】

【化26】
【化27】
【0136】
〔フタロシアニン化合物〕
フタロシアニン化合物は、特に制限がなく、公知の化合物を用いることができる。ただし、一般式(1)で表される化合物(A1)を除く。例えば、下記一般式(15)で表される化合物が挙げられる。
【0137】
一般式(15)
【化28】
【0138】
一般式(15)中、複数のRは、それぞれ独立して置換基を有してもよいアルキル基、または置換基を有してもよいアリール基を表す。複数のRは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、または置換基を有してもよいアルキル基を表す。Mは、2個の水素原子、2価の金属原子、または3若しくは4価の金属原子の誘導体を表す。複数のnは、それぞれ独立して3~6の整数を表す。
【0139】
が表す置換基を有してもよいアルキル基の「アルキル基」は、炭素原子数1~20が好ましく、1~12がより好ましく、1~8が特に好ましい。アルキル基は直鎖、分岐、環状のいずれでも良く、直鎖または分岐が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、n-へキシル基、n-オクチル基、ステアリル基、2-エチルへキシル基、3-メチル-1-イソプロピルブチル基、3,5,5-トリメチルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロペンチルメチル基、シクロペンチルエチル基等が挙げられる。
【0140】
が表す置換基を有してもよいアルキル基の「置換基」は、例えば、アルコキシ基、アルキルチオ基、カルボキシル基、チオール基、ハロゲン基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
【0141】
が表す置換基を有してもよいアリール基の「アリール基」は、炭素原子数6~30が好ましく、6~20がより好ましい。具体的には、フェニル基、フェネチル基、o-、m-若しくはp-トリル基、2,3-若しくは2,4-キシリル基、メシチル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニリル基等が挙げられる。
【0142】
が表す置換基を有してもよいアリール基の「置換基」は、例えば、アルコキシ基、アルキルチオ基、カルボキシル基、チオール基、ハロゲン基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
【0143】
複数のRは、同一でも異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
【0144】
が表す置換基を有してもよいアルキル基は、Rが表す置換基を有していてもよいアルキル基と同じものが挙げられる。
【0145】
複数のRは、同一でも異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
【0146】
は、水素原子が好ましい。
【0147】
Mが、2個の水素原子を表す場合、一般式(15)中のN-M-Nの部分が2つのN-Hとして示される構造を形成する。
Mが表す2価の金属原子は、例えば、鉄、マグネシウム、ニッケル、コバルト、銅、パラジウム、亜鉛、バナジウム、チタン、インジウム、マンガン、および錫等が挙げられる。
Mが表す3若しくは4価の金属原子の誘導体は、例えば、AlCl、AlBr、AlOH、InCl、InBr、InI、SiCl、SiBr、Si(OH)、GeCl、GeBr、GeI、SnCl、SnBr、SnI、Sn(OH)、VO、TiO等が挙げられる。
これらの中でも、Mとしては、銅、亜鉛、コバルト、ニッケル、鉄、錫、インジウム、SnCl、AlCl、VO、TiOが好ましく、VOがより好ましい。
【0148】
〔クロコニウム化合物〕
クロコニウム化合物は、特に制限がなく、公知の化合物を用いることができる。例えば、下記一般式(16)で表される化合物が挙げられる。
【0149】
一般式(16)
【化29】
【0150】
一般式(16)中、XおよびXは、それぞれ独立してアリール基、複素環基または下記一般式(17)で表される基を表す。
【0151】
一般式(17)
【化30】
【0152】
一般式(17)中、Xは、複素環基を表し、Y~Yは、それぞれ独立して水素原子またはアルキル基を表し、n1は、0以上の整数を表す。YとY、YとX、YとYは、それぞれ互いに結合して環を形成してもよく、nが2以上の場合、複数のYおよびYはそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。*は、結合手を表す。
【0153】
およびXが表すアリール基の炭素原子数は、6~48が好ましく、6~22がより好ましく、6~12が特に好ましい。
【0154】
~Xが表す複素環基は、5員環または6員環の複素環基が好ましい。また、複素環基は、単環の複素環基または縮合数が2~8の縮合環の複素環基が好ましく、単環の複素環基または縮合数が2~4の縮合環の複素環基がより好ましく、単環の複素環基または縮合数が2の縮合環の複素環基が特に好ましい。複素環基の環を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子が挙げられ、窒素原子、硫黄原子が好ましい。複素環基の環を構成するヘテロ原子数は、1~3が好ましく、1または2がより好ましい。
【0155】
~Yが表すアルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~15がより好ましく、1~8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い。
【0156】
は、0~2の整数が好ましく、0又は1がより好ましい。
【0157】
とY、YとX、YとYが、それぞれ互いに環を形成する場合の連結基としては、-CO-、-O-、-NH-、炭素原子数1~10のアルキレン基およびそれらの組合せからなる群から選ばれる2価の連結基が好ましい。アルキレン基は無置換であってもよく、置換基を有してもよい。置換基としては、後述する置換基Tが挙げられる。
【0158】
およびXが表す基は、置換基を有することが好ましい。置換基としては、後述する置換基Tが挙げられる。
【0159】
{置換基T}
置換基Tとしては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、-OR、-COR、-COOR、-OCOR、-NR、-NHCOR、-CONR、-NHCONR、-NHCOOR、-SR、-SO、-SO、-NHSOまたは-SONR等が挙げられる。RおよびRは、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。RとRが結合して環を形成してもよい。なお、-COORと-SOORのRが水素の場合、水素原子が解離してもよく、塩の状態であってもよい。
【0160】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
アルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~15がより好ましく、1~8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、直鎖または分岐が好ましい。
アルケニル基の炭素原子数は、2~20が好ましく、2~12がより好ましく、2~8が特に好ましい。アルケニル基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、直鎖または分岐が好ましい。
アルキニル基の炭素原子数は、2~40が好ましく、2~30がより好ましく、2~25が特に好ましい。アルキニル基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、直鎖または分岐が好ましい。
アリール基の炭素原子数は、6~30が好ましく、6~20がより好ましく、6~12が特に好ましい。
ヘテロアリール基は、単環のヘテロアリール基または縮合数が2~8の縮合環のヘテロアリール基が好ましく、単環のヘテロアリール基または縮合数が2~4の縮合環のヘテロアリール基がより好ましい。ヘテロアリール基の環を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子または硫黄原子が好ましい。ヘテロアリール基は、5員環または6員環が好ましい。ヘテロアリール基の環を構成する炭素原子数は、3~30が好ましく、3~18がより好ましく、3~12が特に好ましい。
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、およびヘテロアリール基は、置換基を有してもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述した置換基Tが挙げられる。
【0161】
なお、一般式(16)においてカチオンは、以下のように非局在化して存在している。
【0162】
【化31】
【0163】
以下、クロコニウム化合物の具体例を示す。なお、本発明はこれらに限定されない。
【0164】
【化32】
【0165】
化合物(A2)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0166】
近赤外線吸収化合物(A)の含有量は、赤外線の遮断性、異物抑制の観点から、組成物の不揮発分100質量%中、0.5~70質量%が好ましく、1~50質量%がより好ましく、2~35質量%が特に好ましい。
【0167】
[樹脂(B)]
本発明の組成物は、樹脂(B)を含む。
【0168】
樹脂(B)は、例えば、近赤外線吸収化合物(A)などの粒子を組成物中で分散させる目的や、膜の耐性を付与させるための目的で用いる。なお、主に近赤外線吸収化合物(A)などの粒子を分散させるために用いる樹脂(B)を分散樹脂、膜の耐性を付与させるために用いる樹脂(B)をバインダ樹脂ともいう。ただし、樹脂(B)のこのような用途は一例であって、それ以外の目的で使用することもできる。
【0169】
樹脂(B)は、特に制限がなく、公知の樹脂を用いることができる。例えば、(メタ)アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン/(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、環状オレフィン樹脂等が挙げられる。これらは、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0170】
樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)は、3,000~200,000が好ましく、4,000~150,000がより好ましい。
【0171】
樹脂(B)の含有量は、組成物の不揮発分100質量%中、1~95質量%が好ましく、5~80質量%がより好ましい。
【0172】
(樹脂(B1))
樹脂(B)は、赤外線の遮蔽性、異物の抑制の観点から、塩基性基を有する樹脂(B1)(以下、単に樹脂(B1)ともいう)を含むことが好ましい。塩基性基を有する樹脂(B1)は、特に制限がなく、公知の樹脂を用いることができる。例えば、塩基性基を有する単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体が挙げられる。
また、塩基性基を有する樹脂(B1)は、酸性基を有してもよい。この場合、樹脂中の塩基性基の含有量が、酸性基の含有量より多い樹脂が好ましい。
【0173】
塩基性基は、例えば、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アンモニウム塩基、および含窒素複素環など窒素原子を含有する基等が挙げられる。
【0174】
塩基性基を有する樹脂(B1)は、塩基性基として、下記一般式(18)~(20)で表される単量体単位からなる群より選ばれる少なくとも1つの単量体単位を有することが好ましい。
【0175】
一般式(18)
【化33】
【0176】
一般式(18)中、R1~R3は、それぞれ独立して水素原子、または置換基を有していてもよい鎖状若しくは環状の炭化水素基を表し、R1~R3のうち2つ以上が互いに結合して環状構造を形成してもよい。R4は、水素原子、またはメチル基を示し、Xは2価の連結基を表し、Yは対アニオンを表す。
【0177】
一般式(19)
【化34】
【0178】
一般式(19)中、RおよびRは、それぞれ独立して水素原子、または置換基を有していてもよい鎖状若しくは環状の炭化水素基を表し、RおよびRが互いに結合して環状構造を形成してもよい。Rは水素原子、またはメチル基を表し、Xは2価の連結基を表す。
【0179】
一般式(20)
【化35】
【0180】
一般式(20)中、Rは水素原子、炭素原子数1~18のアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基、炭素原子数7~12のアラルキル基、アシル基、オキシラジカル基、またはOR12を表し、R12は、水素原子、炭素原子数1~18のアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基、炭素原子数7~12のアラルキル基、またはアシル基を表し、R、R、R10、R11は、それぞれ独立してメチル基、エチル基、またはフェニル基を示す。Rは、水素原子、またはメチル基を表し、Xは2価の連結基を表す。
【0181】
一般式(18)におけるR~Rは、例えば、置換基を有していてもよい炭素原子数1~4のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数7~16のアラルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ベンジル基が特に好ましい。
【0182】
一般式(19)におけるR5、R6は、例えば、置換基を有していてもよい炭素原子数1~4のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が特に好ましい。
【0183】
一般式(20)のRにおいて、炭素原子数1~18のアルキル基は、例えば、直鎖状、分岐状、環状のアルキル基が挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-オクチル基、ヘキサデシル基等が挙げられる。
炭素原子数6~20のアリール基は、例えば、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等が挙げられる。
炭素原子数7~12のアラルキル基は、例えば、炭素原子数6~10のアリール基に炭素原子数1~8のアルキル基が結合した基が挙げられ、具体的には、ベンジル基、フェネチル基、α-メチルベンジル基、2-フェニルプロパン-2-イル基等が挙げられる。
また、アシル基は、例えば、炭素原子数2~8のアルカノイル基およびアロイル基が挙げられ、具体的にはアセチル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
この中でも、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基、オキシラジカル基が好ましく、水素原子、メチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
【0184】
一般式(18)~(20)において、2価の連結基Xは、例えば、メチレン基、炭素原子数2~10のアルキレン基、アリーレン基、-CONH-R13-、-COO-R14-(但し、R13およびR14は、単結合、メチレン基、炭素原子数2~10のアルキレン基、又は炭素原子数2~10のエーテル基(アルキルオキシアルキル基)である)等が挙げられ、好ましくは-COO-R1 4-である。また、一般式(16)において、対アニオンのYは、例えば、Cl、Br、I、ClO4 、BF4、CH3COO、PF6 等が挙げられる。
【0185】
一般式(18)で表される単量体単位を形成する単量体は、例えば、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリエチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルメチルモルホリノアンモニウムクロライド等のアルキル(メタ)アクリレート系第4級アンモニウム塩、(メタ)アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミノエチルトリエチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミノエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等のアルキル(メタ)アクリロイルアミド系第4級アンモニウム塩、ジメチルジアリルアンモニウムメチルサルフェート、トリメチルビニルフェニルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
【0186】
一般式(19)で表される単量体単位を形成する単量体は、例えば、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等の3級アミノ基を有する(メタ)アクリレート類;N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、およびN,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の3級アミノ基を有する(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
【0187】
一般式(20)で表される単量体単位を形成する単量体は、例えば、以下の化合物が挙げられる。以下の構造式中、R4は水素またはメチル基を表す。
【0188】
【化36】
【0189】
上記化合物の中でも、2,2,6,6-テトラメチルピペリジルメタクリレート、1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジルメタクリレートが好ましく、1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジルメタクリレートがより好ましい。
【0190】
一般式(18)~(20)で表される単量体単位は、単独または2種類以上を含有してよい。
【0191】
一般式(18)~(20)で表される単量体単位の含有量は、樹脂(B1)の全構成単位中、5~90モル%であることが好ましく、10~80モル%であることがより好ましい。
【0192】
樹脂(B1)は、塩基性基を有する単量体単位以外の単量体単位(その他単量体単位ともいう)を有することができる。その他単量体単位を形成する単量体は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)、ターシャリブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、及びイソステアリル(メタ)アクリレート等の直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート類;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ターシャリブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、及びイソボルニル(メタ)アクリレート等の環状アルキル(メタ)アクリレート類;
テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、及び3-メチル-3-オキセタニル(メタ)アクリレート等の複素環を有する(メタ)アクリレート類;
ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートの芳香族環を有する(メタ)アクリレート類;2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、2-メトキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノラウリルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノステアリルエーテル(メタ)アクリレート、及びオクトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等の、(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート類;
フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート 、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、及びノニルフェノキシポリ(エチレングリコール-プロピレングリコール)(メタ)アクリレート等の芳香族環を有する(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレート類;
3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、及び3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルキルオキシシリル基を有する(メタ)アクリレート類;
トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、及びテトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等のフルオロアルキル(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリロキシ変性ポリジメチルシロキサン(シリコーンマクロマー)類;
(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、及びアクリロイルモルホリン等のN置換型(メタ)アクリルアミド類;並びに、(メタ)アクリロニトリル等のニトリル類等が挙げられる。
また、スチレン、及びα-メチルスチレン等のスチレン類;エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、及びイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;並びに、酢酸ビニル、及びプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類;
(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸類が挙げられる。これらの単量体は、単独または2種以上併用して使用できる。
【0193】
更に、樹脂(B1)は、塩基性基の一部に下記一般式(21)または一般式(22)で表される化合物が結合して塩を形成した樹脂も好適に用いることができる。
【0194】
一般式(21)
【化37】
【0195】
一般式(21)中、RおよびRは、それぞれ独立して水素原子、水酸基、炭素原子数1~20の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基またはベンジル基、または-O-Rを表し、Rは、炭素原子数1~20の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基またはベンジル基、または炭素原子数1~4のアルキレン基を介した(メタ)アクリロイル基を表す。但し、RおよびRの少なくとも一つは炭素原子を含む基である。
【0196】
一般式(22)
【化38】
【0197】
一般式(22)中、Rは、炭素原子数1~20の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基またはベンジル基、または-O-Rを表し、Rは、炭素原子数1~20の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基またはベンジル基、または炭素原子数1~4のアルキレン基を介した(メタ)アクリロイル基を表す。
【0198】
一般式(21)で表される化合物は、例えば、モノブチルリン酸、ジブチルリン酸、メチルリン酸、ジベンジルリン酸、ジフェニルリン酸、フェニルホスフィン酸、フェニルホスホン酸、ジメタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート等が挙げられる。
【0199】
一般式(22)で表される化合物は、例えば、ベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、モノメチル硫酸、モノエチル硫酸、モノn-プロピル硫酸等が挙げられる。なお、p-トルエンスルホン酸一水和物のような水和物を用いても良い。
【0200】
樹脂(B1)の構造は、例えば、ランダム構造、ブロック構造、グラフト構造、くし型構造、および星型構造等が挙げられる。これらの中でも、異物抑制の観点から、ブロック構造が好ましい。
【0201】
樹脂(B1)のアミン価は、異物抑制の観点から、20~250mgKOH/gであることが好ましく、30~200mgKOH/gであることがより好ましい。
【0202】
樹脂(B1)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0203】
樹脂(B1)の含有量は、異物抑制の観点から、近赤外線吸収化合物(A)100質量部に対して、3~200質量部が好ましく、5~150質量部がより好ましい。
【0204】
(樹脂(B2))
樹脂(B)は、膜の有機溶剤、アルカリ現像液等への耐性の観点から、脂環式炭化水素含有単量体単位、芳香環含有単量体単位、および複素環含有単量体単位からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する樹脂(B2)(以下、単に樹脂(B2)ともいう)を含むことが好ましい。より好ましくは、脂環式炭化水素含有単量体単位、芳香環含有単量体単位からなる群から選ばれる1種を含む。
樹脂(B2)は、例えば、脂環式炭化水素含有単量体、芳香環含有単量体、および複素環含有単量体の少なくとも1種と、これらと共重合可能なその他単量体との共重合体等が挙げられる。
【0205】
脂環式炭化水素含有単量体は、例えば、イソボロニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、膜の耐性の観点から、ホモポリマーのガラス転移温度が80℃以上の脂環式炭化水素含有単量体が好ましく、イソボロニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレートがより好ましい。
【0206】
脂環式炭化水素含有単量体単位の含有量は、樹脂(B2)の全構成単位中、1~50モル%が好ましく、5~40モル%がより好ましい。
【0207】
芳香環含有単量体は、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのエチレンオキサイド(EO)又はプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、N-フェニルマレイミド、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルナフタレン等が挙げられる。これらの中でも、膜の耐性の観点から、ホモポリマーのガラス転移温度が80℃以上の芳香環含有単量体が好ましく、スチレン、α-メチルスチレンがより好ましい。
【0208】
芳香環含有単量体単位の含有量は、樹脂(B2)の全構成単位中、1~50モル%が好ましく、5~40モル%がより好ましい。
【0209】
複素環含有単量体は、例えば、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、4-アクリロイルモルホリン、N-ビニル-2-ピロリドン、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、膜の耐性の観点から、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましい。
【0210】
複素環含有単量体単位の含有量は、樹脂(B2)の全構成単位中、1~50モル%が好ましく、5~40モル%がより好ましい。
【0211】
樹脂(B2)は、脂環式炭化水素含有単量体単位、芳香環含有単量体単位、および複素環含有単量体単位以外の単量体単位(以下、その他単量体単位ともいう)を有することができる。
その他単量体単位を形成する単量体は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-若しくは3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-若しくは3-若しくは4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート類;
エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸類等が挙げられる。これらの単量体は、単独または2種以上併用して使用できる。
【0212】
更に、樹脂(B2)は、膜耐性の観点から、重合性不飽和基単量体単位を有することも好ましい。重合性不飽和基単量体単位を導入する方法は、樹脂中のエポキシ基に(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸を反応させる方法や、樹脂中の水酸基にイソシアネート基と重合性不飽和基を有する化合物を反応させる方法等がある。
【0213】
樹脂(B2)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0214】
[硬化性化合物(C)]
本発明の組成物は、硬化性化合物(C)を含有できる。
【0215】
硬化性化合物(C)は、ラジカル、酸、熱により硬化可能な化合物であれば、特に制限なく、公知の化合物を用いることができる。例えば、重合性不飽和基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、オキセタニル基を有する化合物、メチロール基を有する化合物、アルコキシシリル基を有する化合物等が挙げられる。
【0216】
(重合性不飽和基を有する化合物)
重合性不飽和基を有する化合物は、モノマー、オリゴマーのいずれの形態であってもよい。重合性不飽和基は、例えば、ビニル基、スチリル基、(メタ)アリル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基等が挙げられる。
【0217】
重合性不飽和基を有する化合物は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、2-アクリロイロキシエチル-コハク酸、2-アクリロイロキシエチル-フタル酸、2-アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオ-ルジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。
【0218】
重合性不飽和基を有する化合物の市販品は、例えば、日本化薬社製のKAYARAD DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、R-128H、R526、PEG400DA、MAND、NPGDA、R-167、HX-220、R-551、R712、R-604、R-684、GPO-303、TMPTA、DPHA、DPEA-12、DPHA-2C、D-310、D-330、大阪有機化学工業社製のビスコート#2500P、#310HP、#335HP、#700、#295、#330、#360、#GPT、#400、#405、ビスコート#1000LT、東亞合成社製のアロニックスM-5300、M-5400、M-5700、M-510、M-520、M-521、M-303、M-305、M-306、M-309、M-310、M-321、M-325、M-350、M-360、M-313、M-315、M-400、M-402、M-403、M-404、M-405、M-406、M-450、M-452、M-408、M-211B、M-920、M-930、M-933、M-940、M-101A、MT-3041、MT-3042、OT-1523、OT-1524、ダイセル・オルネクス社製のβ-CEA、共栄社化学社製のAH-600、UA-306H、UA-306T、UA-306I、UA-510H、UF-8001G、DAUA-167、新中村化学社製のNKエステル701A、ABE-300、A-DOG、A-DCP、A-BPE-4、A-TMPT-9EO、AT-20E、A-GLY-3E、A-9200YN、A-9300、ATM-35E、AD-TMP、UA-4200、UA-122P、UA-7100、UA-1100H、U-6LPA、UA-33H、U-10HA、U-15HA、ダイセル・オルネクス社製のEBECRYL40、130、140、145、1290、896、OTA480、KRM8452、大阪ガスケミカル社製のOGSOL EA-0200、EA-0300、GA-5060P、GA-2800、Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd社製のMiramer HR6060、HR6100、HR6200、SP-1106、SP-1108、SARTOMER社製のCN2301、CN2302、CN2303、Eternal Materials社製のEtercure6361-100、Etercure6362-100、Etercure6363等が挙げられる。
【0219】
(エポキシ基を有する化合物)
エポキシ基を有する化合物は、低分子化合物や、樹脂のような高分子量化合物でもよく、例えば、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビフェノール、ビスフェノールAD等)、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド等)との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノールボルナジエン、ビニルノールボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジメタノール類(ベンゼンジメタノール、α,α,α’,α’-ベンゼンジメタノール、ビフェニルジメタノール、α,α,α’,α’-ビフェニルジメタノール等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジクロロメチル類(α,α’-ジクロロキシレン、ビスクロロメチルビフェニル等)との重縮合物、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、アルコール類等をグリシジル化したグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0220】
エポキシ基を有する化合物は、分子内に2~50個のエポキシ基を有する化合物が好ましく、10~30個のエポキシ基を有する化合物がより好ましい。また、エポキシ基を有する化合物のエポキシ当量は、50~400g/eqが好ましく、100~200g/eqがより好ましい。なお、エポキシ当量とは、1当量のエポキシ基を含むエポキシ基を有する化合物の質量で定義される。
【0221】
エポキシ基を有する化合物の市販品は、例えば、油化シェルエポキシ社製のエピコート807、815、825、827、828、190P、191P、三井化学社製のTECHMORE VG3101L、日本化薬社製のEPPN-201、501H、502H、EOCN-102S、103S、104S、1020、ジャパンエポキシレジン社製のエピコート1004、1256、JER1032H60、157S65、157S70、152、154、ダイセル化学工業社製のセロキサイド2021、EHPE-3150、エポリードGT401、ナガセケムテックス社製のデナコールEX-211、212、252、313、314、321、411、421、512、521、611、612、614、614B、622、711、721、日産化学工業社製のTEPIC-L、H、S、DIC社製のEPICLON830、840、850、860、1050、3050、4050、N-660、N-670、N-740、N-770、N865、HP-7200、HP-4700、HP-4770、HP-5000、HP-6000、HP-9500等が挙げられる。
【0222】
(オキセタニル基を有する化合物)
オキセタニル基を有する化合物は、オキセタニル基を分子内に1個有する化合物であってもよいが、2個以上有する化合物が好ましい。また、オキセタニル基を有する化合物のオキセタン当量は、150~600g/eqが好ましく、180~500g/eqがより好ましい。なお、オキセタン当量とは、1当量のオキセタニル基を含むオキセタニル基を有する化合物の質量で定義される。
【0223】
オキセタニル基を有する化合物は、例えば、(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレート、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(フェノキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(2-メタクリロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-{[3-(トリエトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン、4,4’-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル)、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル]ベンゼン、1,4-ビス{[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、ジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル、ジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(2-フェノキシメチル)オキセタン、3,7-ビス(3-オキセタニル)-5-オキサ-ノナン、1,2-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコ-スビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、1,4-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ヘキサン、ポリエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、PO変性ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、EO変性水添ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、PO変性水添ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールF(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル等が挙げられる。
【0224】
オキセタニル基を有する化合物の市販品は、例えば、大阪有機化学工業社製のOXE-10、30、東亞合成社製のアロンオキセタンOXT-101、212、121、221、宇部興産社製のETERNACOLL EHO、HBOX、OXMA、OXBP、OXIPA等が挙げられる。
【0225】
(メチロール基を有する化合物)
メチロール基を有する化合物は、例えば、メチロール基が、窒素原子または芳香環を形成する炭素原子に結合している化合物が挙げられる。
【0226】
メチロール基を有する化合物は、例えば、アルコキシメチル化メラミン、メチロール化メラミン、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、メチロール化ベンゾグアナミン、アルコキシメチル化グリコールウリル、メチロール化グリコールウリル、アルコキシメチル化尿素等が挙げられる。
【0227】
メチロール基を有する化合物の市販品は、例えば、三和ケミカル社製のニカラックMW-30HM、MW-390、MW-100LM、MX-750LM、MW-30M、MW-30、MW-22、MS-21、MS-11、MW-24X、MS-001、MX-002、MX-730、MX-750、MX-708、MX-706、MX-042、MX-45、MX-500、MX-520、MX-43、MX-417、MX-410、日本サイテックインダストリーズ社製のサイメル232、235、236、238、285、300、301、303、350、370等が挙げられる。
【0228】
(アルコキシシリル基を有する化合物)
アルコキシシリル基を有する化合物は、アルコキシシリル基がジアルコキシシリル基、トリアルコキシシリル基であることが好ましい。また、アルコキシシリル基におけるアルコキシ基の炭素原子数が1~5である化合物が好ましく、1~3である化合物がより好ましい。
【0229】
アルコキシシリル基を有する化合物は、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【0230】
アルコキシシリル基を有する化合物の市販品は、例えば、信越シリコーン社製のKBM-13、KBM-22、KBM-103、KBE-13、KBE-22、KBE-103、KBM-3033、KBE-3033、KBM-3063、KBM-3066、KBM-3086、KBE-3063、KBE-3083、KBM-3103、KBM-3066、KBM-7103、SZ-31、KPN-3504、KBM-1003、KBE-1003、KBM-303、KBM-402、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-1403、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103、KBM-602、KBM-603、KBM-903、KBE-903、KBE-9103、KBM-573、KBM-575、KBM-9659、KBE-585、KBM-802、KBM-803、KBE-846、KBE-9007、X-12-1048、X-12-1050、X-12-9815、X-12-9845、X-12-1154、X-12-972F、X-12-1159L、X-40-1053、X-41-1059A、X-41-1056、X-41-1805、X-41-1818、X-41-1810、X-40-2651、X-40-2655A、KR-513,KC-89S,KR-500、X-40-9225、X-40-9246、X-40-9250、KR-401N、X-40-9227、X-40-9247、KR-510、KR-9218、KR-213、X-40-2308、X-40-9238等が挙げられる。
【0231】
硬化性化合物(C)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0232】
硬化性化合物(C)の含有量は、組成物の不揮発分100質量%中、0.1~60質量%が好ましい。
【0233】
[重合開始剤(D)]
本発明の組成物は、重合開始剤(D)を含有できる。特に、本発明の組成物が、重合性不飽和基を有する化合物を含む場合、膜耐性の観点から、重合開始剤(D)を含むことが好ましい。
【0234】
重合開始剤(D)は、特に制限がなく、公知の化合物を用いることができる。例えば、光又は熱の作用によってラジカルを発生させて、ラジカル重合反応を開始または促進させる化合物が挙げられる。
光によってラジカルを発生させる重合開始剤(以下、単に光重合開始剤ともいう)は、紫外線から可視領域の光線に対してラジカルを発生させる化合物が好ましい。
熱によってラジカルを発生させる重合開始剤(以下、単に熱重合開始剤ともいう)は、熱及び光の作用によってラジカルを発生させる化合物であってもよい。
【0235】
光重合開始剤は、例えば、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルホリノ)フェニル]-2-(フェニルメチル)-1-ブタノン、又は2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン等のアセトフェノン系化合物;
2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、又は2,4-トリクロロメチル-(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物;
1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)フェニル-,2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、又はエタノーン,1-〔9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール3-イル〕-,1-(O-アセチルオキシム)等のオキシム系化合物;
ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、又はジフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン系化合物;
9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物;ボレート系化合物;カルバゾール系化合物等が挙げられる。
【0236】
市販品では、アセトフェノン系化合物として、IGM Resins社製のOmnirad907、369E、379EG、127、184、1173、2959、アシルホスフィン系化合物として、IGM Resins社製のOmnirad819、TPO、オキシム系化合物として、BASFジャパン社製のIRGACURE OXE-01、02、03、04、ADEKA社製のN-1919、NCI-730、831、930、常州強力新材料社製のTRONLY TR-PBG-301、304、305、309、314、345、358、380、365、610、3054、3057、IGM Resins社製のOmnirad1312、1314、1316、サムヤンコーポレーション社製のSPI-02、03、04、05、06、07、ダイトーケミックス社製のDFI-020、306、EOX-01等が挙げられる。
また、特開2007-210991号公報、特開2009-179619号公報、特開2010-037223号公報、特開2010-215575号公報、特開2011-020998号公報、国際公開2015/036910号、特表2019-507108号公報、特表2019-528331号公報、国際公開2021/175855号等に記載の化合物も挙げられる。
【0237】
光重合開始剤は、下記一般式(23)で表される化合物、下記一般式(24)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物が好ましい。
【0238】
【化39】
【0239】
一般式(23)中、RおよびRは、それぞれ独立して水素原子、または炭素原子数1~8のアルキル基を表す。Rは、水素原子、又は1価の置換基を表す。
一般式(24)中、XおよびXは、それぞれ独立してカルボニル結合(-CO-)又は単結合を表す。Rは、炭素原子数1~20のアルキル基を表し、RおよびRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数2~30の複素環、炭素原子数6~30のアリール基、または炭素原子数7~30のアリールアルキル基を表す。RおよびRは、それぞれ独立して炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数2~30の複素環基、炭素原子数6~30のアリール基、または炭素原子数7~30のアリールアルキル基を表す。
【0240】
一般式(23)中、RおよびRは、それぞれ独立して水素原子、または炭素原子数1~8のアルキル基を表す。
炭素原子数1~8のアルキル基としては、直鎖状でも、分岐状でも、環状でも、それらが結合したものであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。なかでも、炭素原子数3~8の直鎖のアルキル基が好ましく、炭素原子数4~6の直鎖のアルキル基がより好ましい。
【0241】
一般式(23)中、Rは、水素原子、または任意の1価の置換基を表す。
1価の置換基としては、メチル基、エチル基等の炭素原子数1~20のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等の炭素原子数1~20のアルコキシ基;F、Cl、Br、I等のハロゲン原子;炭素原子数1~20のアシル基;炭素原子数1~20のアルキルエステル基;炭素原子数1~20のアルコキシカルボニル基;炭素原子数1~20のハロゲン化アルキル基、炭素原子数4~20の芳香族環基;アミノ基;炭素原子数1~20のアミノアルキル基;水酸基;ニトロ基;シアノ基;置換基を有してよいベンゾイル基;置換基を有してよいテノイル基等が挙げられる。ベンゾイル基、またはテノイル基が有してよい置換基としては、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルコキシ基、炭素原子数1~10のアルコキシカルボニル基等が挙げられる。なかでも、ラジカル生成効率の観点から、水素原子、ニトロ基が好ましく、水素原子がより好ましい。
【0242】
一般式(23)で表される化合物の製造方法は、例えば、特表2019-507108号公報、特表2019-528331号公報等に記載の方法が挙げられる。
【0243】
以下、一般式(23)で表される化合物の具体例を示す。なお、本発明はこれらに限定されない。
【0244】
【化40】
【0245】
一般式(24)中、XおよびXは、それぞれ独立してカルボニル結合(-CO-)または単結合を表す。なかでも、有機溶剤への溶解性の観点から、XおよびXの少なくとも1つはカルボニル結合(-CO-)が好ましく、2つともカルボニル結合(-CO-)がより好ましい。
【0246】
一般式(24)中、Rは、炭素原子数1~20のアルキル基を表す。
炭素原子数1~20のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状、またはこれらの組合せのアルキル基のいずれであってもよく、また、ハロゲン原子、アミノ基、ニトロ基等で置換されたアルキル基であってもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、アミル基、イソアミル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。これらの中でも、エチル基、プロピル基、イソプロピル基が好ましい。
【0247】
一般式(24)中、RおよびRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数2~30の複素環、炭素原子数6~30のアリール基、または炭素原子数7~30のアリールアルキル基を表す。
炭素原子数1~20のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状、又はこれらの組合せのアルキル基のいずれであってもよく、また、ハロゲン原子、アミノ基、ニトロ基等で置換されたアルキル基であってもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、アミル基、イソアミル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。これらの中でも、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルメチル基が好ましい。
炭素原子数2~30の複素環基は、例えば、ピリジル基、ピリミジル基、フリル基、テトラヒドロフリル基、ジオキソラニル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、ピペリジル基、モルホリニル基等が挙げられる。
炭素原子数6~30のアリール基は、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基等が挙げられ、また、ハロゲン原子、アミノ基、ニトロ基等で置換されたアリール基であってもよい。
炭素原子数7~30のアリールアルキル基は、例えば、ベンジル基、α―メチルベンジル、α,α―ジメチルベンジル基、フェニルエチル基等が挙げられ、また、ハロゲン原子、アミノ基、ニトロ基等で置換されたアリールアルキル基であってもよい。
【0248】
これらの中でも、RおよびRは、炭素原子数1~20の直鎖状のアルキル基と炭素原子数1~20の環状のアルキル基がより好ましい。
【0249】
一般式(24)中、RおよびRは、それぞれ独立して炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数2~30の複素環基、炭素原子数6~30のアリール基、又は炭素原子数7~30のアリールアルキル基を表す。
炭素原子数1~20のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状、またはこれらの組合せのアルキル基のいずれであってもよく、また、ハロゲン原子、アミノ基、ニトロ基等で置換されたアルキル基であってもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、アミル基、イソアミル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、反応性の観点から、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基が好ましい。
炭素原子数2~30の複素環基は、例えば、ピリジル基、ピリミジル基、フリル基、テトラヒドロフリル基、ジオキソラニル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、ピペリジル基、モルホリニル基等が挙げられる。
炭素原子数6~30のアリール基は、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基等が挙げられ、また、ハロゲン原子、アミノ基、ニトロ基等で置換されたアリール基であってもよい。これらの中でも、反応性の観点から、フェニル基が好ましい。
炭素原子数7~30のアリールアルキル基は、例えば、ベンジル基、α―メチルベンジル、α,α―ジメチルベンジル基、フェニルエチル基等が挙げられ、また、ハロゲン原子、アミノ基、ニトロ基等で置換されたアリールアルキル基であってもよい。
【0250】
これらの中でも、RおよびRは、反応性の観点から、メチル基、エチル基、またはフェニル基が好ましく、メチル基、またはエチル基がより好ましい。
【0251】
一般式(24)で表される化合物の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。例えば、特表2017-523465号公報に記載の方法を用いることができる。
【0252】
一般式(24)で表される化合物の具体例を示す。なお、本発明はこれらに限定されない。
【0253】
【化41】
【0254】
熱重合開始剤は、例えば、ベンゾピナコール、1,2-ジメトキシ-1,1,2,2-テトラフェニルエタン、1,2-ジメトキシ-1,1,2,2-テトラフェニルエタン、1,2-ジフェノキシ-1,1,2,2-テトラフェニルエタン、1,2-ジメトキシ-1,1,2,2-テトラ(4-メチルフェニル)エタン、1,2-ジフェノキシ-1,1,2,2-テトラ(4-メトキシフェニル)エタン、1,2-ビス(トリメチルシロキシ)-1,1,2,2-テトラフェニルエタン、1,2-ビス(トリエチルシロキシ)-1,1,2,2-テトラフェニルエタン、1,2-ビス(tert-ブチルジメチルシロキシ)-1,1,2,2-テトラフェニルエタン、1-ヒドロキシ-2-トリメチルシロキシ-1,1,2,2-テトラフェニルエタン、1-ヒドロキシ-2-トリエチルシロキシ-1,1,2,2-テトラフェニルエタン、1-ヒドロキシ-2-tert-ブチルジメチルシロキシ-1,1,2,2-テトラフェニルエタン等のピナコール系化合物;
2,2’-アゾビス(4-メトキシ2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス[N-(2-プロペニル)2-メチルプロピオンアミド]、1-[(1-シアノ-1-メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(N-シクロヘキシル-2-メチルプロピオンアミド)等のアゾ系化合物;
メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(tert-ブチルパーオキシ)ブタン、過酸化コハク酸、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物等が挙げられる。これらの中でも、ピナコール系化合物が好ましい。
【0255】
重合開始剤(D)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0256】
重合開始剤(D)の含有量は、組成物の不揮発分100質量%中、0.5~20質量%が好ましい。
【0257】
[着色剤(E)]
本発明の組成物は、着色剤(E)を含有できる。これにより、光学フィルタの可視光領域の透過率を制御することができる。
【0258】
着色剤(E)は、顔料、染料が挙げられる。これらの中でも、耐光性、耐熱性、耐溶剤性の観点から、顔料が好ましい。
【0259】
(顔料)
顔料は、カラーインデックスにおいてピグメントに分類されている化合物が好ましい。
赤色顔料は、例えば、C.I.ピグメントレッド1,2,3,4,5,6,7,8,9,12,14,15,16,17,21,22,23,31,32,37,38,41,47,48,48:1,48:2,48:3,48:4,49,49:1,49:2,50:1,52:1,52:2,53,53:1,53:2,53:3,57,57:1,57:2,58:4,60,63,63:1,63:2,64,64:1,68,69,81,81:1,81:2,81:3,81:4,83,88,90:1,101,101:1,104,108,108:1,109,112,113,114,122,123,144,146,147,149,151,166,168,169,170,172,173,174,175,176,177,178,179,181,184,185,187,188,190,193,194,200,202,206,207,208,209,210,214,216,220,221,224,230,231,232,233,235,236,237,238,239,242,243,245,247,249,250,251,253,254,255,256,257,258,259,260,262,263,264,265,266,267,268,269,270,271,272,273,274,275,276,277,278,279,280,281,282,283,284,285,286,287,291,295,296、特開2014-134712号公報に記載された顔料、特許第6368844号公報に記載された顔料等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性、耐光性、及び透過率の観点から、C.I.ピグメントレッド48:1,122,177,224,242,269,254,291,295,296、特開2014-134712号公報に記載された顔料、特許第6368844号公報に記載された顔料が好ましく、C.I.ピグメントレッド177,254,291,295,296、特開2014-134712号公報に記載された顔料、特許第6368844号公報に記載された顔料がさらに好ましい。
【0260】
橙色顔料は、例えば、C.I.ピグメントオレンジ36,38,43,64,71,73等が挙げられる。
【0261】
黄色顔料は、例えば、C.I.ピグメントイエロー1,2,3,4,5,6,10,12,13,14,15,16,17,18,24,31,32,34,35,35:1,36,36:1,37,37:1,40,42,43,53,55,60,61,62,63,65,73,74,77,81,83,93,94,95,97,98,100,101,104,106,108,109,110,113,114,115,116,117,118,119,120,123,126,127,128,129,138,139,147,150,151,152、153,154,155,156,161,162,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,192,193,194,196,198,199,213,214,231,233、特開2012-226110号公報、特開2017-171912号公報、特開2017-171913号公報、特開2017-171914号公報、特開2017-171915号公報等に記載された顔料等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントイエロー138,139,150,185,231,233、特開2012-226110号公報に記載された顔料が好ましい。
【0262】
緑色顔料は、例えば、C.I.ピグメントグリーン1,2,4,7,8,10,13,14,15,17,18,19,26,36,37,45,48,50,51,54,55,58,59,62,63等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントグリーン36、58、59、62、63が好ましい。
【0263】
青色顔料は、例えば、C.I.ピグメントブルー1,1:2,9,14,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,17,19,25,27,28,29,33,35,36,56,56:1,60,61,61:1,62,63,66,67,68,71,72,73,74,75,76,78,79等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントブルー15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6が好ましい。
【0264】
紫色顔料は、例えば、C.I.ピグメントバイオレット1,1:1,2,2:2,3,3:1,3:3,5,5:1,14,15,16,19,23,25,27,29,31,32,37,39,42,44,47,49,50等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントバイオレット19,23が好ましい。
【0265】
黒色顔料は、例えば、C.I.ピグメントブラック1,6,7,12,20,31,32等が挙げられる。また、特表2010-534726号公報、特表2012-515233号公報、特表2012-515234号公報、特開平1-170601号公報、特開平2-34664号公報等に記載の化合物も挙げられる。
【0266】
着色剤(E)は、無機顔料も使用できる。無機顔料は、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、合成鉄黒等が挙げられる。
【0267】
(染料)
染料は、例えば、酸性染料、直接染料、塩基性染料、造塩染料、油溶性染料、分散染料、反応染料、媒染染料、建染染料、硫化染料等が挙げられる。また、これらの誘導体や、染料をレーキ化したレーキ顔料も挙げられる。
【0268】
酸性染料は、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有することが好ましい。また、酸性染料と、四級アンモニウム塩化合物、三級アミン化合物、二級アミン化合物、または一級アミン化合物等の含窒素化合物との塩である造塩化合物が好ましい。また、これらの官能基を有する樹脂成分と酸性染料との塩である造塩化合物も好ましい。また、造塩化合物は、スルホンアミド化してスルホン酸アミド化合物に変性することで耐性(耐光性、耐溶剤性)に優れた硬化性組成物を得やすい。
また、酸性染料とオニウム塩基を有する化合物との造塩化合物も、耐性(耐光性、溶剤耐性)に優れるため好ましい。なお、オニウム塩基を有する化合物は、カチオン性基を有する樹脂が好ましい。
【0269】
塩基性染料は、そのままでも使用できるが、有機酸や過塩素酸またはその金属塩と塩を形成する造塩化合物が好ましい。塩基性染料の造塩化合物は、耐性(耐光性、耐溶剤性)や、顔料との親和性が優れているため好ましい。また、塩基性染料の造塩化合物で、カウンタイオンとしてはたらくアニオン成分は、有機スルホン酸、有機硫酸、フッ素基含有リンアニオン化合物、フッ素基含有ホウ素アニオン化合物、シアノ基含有窒素アニオン化合物、ハロゲン化炭化水素基を有する有機酸の共役塩基を有するアニオン化合物、酸性染料とを造塩した造塩化合物が好ましい。なお、造塩化合物は、分子中に重合性不飽和基を含有すると耐性がより向上する。
【0270】
染料の化学構造は、例えば、アゾ系染料、ジスアゾ系染料、アゾメチン系染料(インドアニリン系染料、インドフェノール系染料など)、ジピロメテン系染料、キノン系染料(ベンゾキノン系染料、ナフトキノン系染料、アントラキノン系染料、アントラピリドン系染料など)、カルボニウム系染料(ジフェニルメタン系染料、トリフェニルメタン系染料、キサンテン系染料、アクリジン系染料など)、キノンイミン系染料(オキサジン系染料、チアジン系染料など)、アジン系染料、ポリメチン系染料(オキソノール系染料、メロシアニン系染料、アリーリデン系染料、スチリル系染料、シアニン系染料、スクアリリウム系染料、クロコニウム系染料など)、キノフタロン系染料、フタロシアニン系染料、サブフタロシアニン系染料、ペリノン系染料、インジゴ系染料、チオインジゴ系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、ニトロソ系染料、ローダミン系染料、及びそれらの金属錯体系染料等から選ばれる染料に由来する色素構造が挙げられる。
【0271】
これらの中でも、色相、色分離性、色むらなどの色特性の観点から、アゾ系染料、キサンテン系染料、シアニン系染料、トリフェニルメタン系染料、アントラキノン系染料、ジピロメテン系染料、スクアリリウム系染料、キノフタロン系染料、フタロシアニン系染料、サブフタロシアニン系染料から選ばれる色素に由来する色素構造が好ましく、キサンテン系染料、シアニン系染料、トリフェニルメタン系染料、アントラキノン系染料、ジピロメテン系染料、フタロシアニン系染料から選ばれる色素に由来する色素構造がより好ましい。
【0272】
着色剤(E)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0273】
着色剤(E)の含有量は、硬化性組成物の不揮発分100質量%中、5質量%以下が好ましく、0.5~3質量%がより好ましい。
【0274】
(有機顔料の微細化)
有機顔料は、微細化して用いることが好ましい。微細化方法は、特に限定されるものではなく、例えば、湿式磨砕、乾式磨砕、溶解析出法いずれも使用できる。これらの中でも、湿式磨砕の1種であるニーダー法によるソルトミリング処理が好ましい。微細化顔料のTEM(透過型電子顕微鏡)により求められる平均一次粒子径は、5~90nmが好ましい。なお、分散性、コントラスト比の観点から、平均一次粒子径は10~70nmがより好ましい。
【0275】
ソルトミリング処理とは、顔料と水溶性無機塩と水溶性有機溶剤との混合物を、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、アトライター、サンドミル等の混練機を用いて、加熱しながら機械的に混練した後、水洗により水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を除去する処理である。水溶性無機塩は、破砕助剤として働くものであり、ソルトミリング時に無機塩の硬度の高さを利用して顔料が破砕される。顔料をソルトミリング処理する際の条件を最適化することにより、一次粒子径が非常に微細であり、また、分布の幅がせまく、シャープな粒度分布をもつ顔料を得ることができる。
【0276】
水溶性無機塩は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられ、価格の点から塩化ナトリウム(食塩)が好ましい。水溶性無機塩の使用量は、処理効率と生産効率の両面から、顔料100質量部に対して、50~2,000質量部が好ましく、300~1,000質量部がより好ましい。
【0277】
水溶性有機溶剤は、顔料および水溶性無機塩を湿潤する働きをするものであり、水に溶解(混和)し、かつ用いる無機塩を実質的に溶解しないものであれば特に限定されない。ただし、ソルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から、沸点120℃以上の高沸点溶剤が好ましい。例えば、2-メトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、2-(イソペンチルオキシ)エタノール、2-(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリエチレングリコール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、液状のポリプロピレングリコール等が用いられる。水溶性有機溶剤の使用量は、顔料100質量部に対して、5~1,000質量部が好ましく、50~500質量部がより好ましい。
【0278】
ソルトミリング処理には、必要に応じて樹脂を添加してもよい。前記樹脂の種類は特に限定されず、天然樹脂、変性天然樹脂、合成樹脂、天然樹脂で変性された合成樹脂等が挙げられる。これらの中でも、室温で固体であり、水不溶性であることが好ましく、かつ上記有機溶剤に一部可溶であることが好ましい。樹脂の添加量は、顔料100質量部に対して、2~200質量部が好ましい。
【0279】
[レベリング剤(F)]
本発明の組成物は、レベリング剤(F)を含有できる。これにより、塗工時の基板に対する濡れ性、および乾燥性がより向上する。
【0280】
レベリング剤(F)は、例えば、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
【0281】
シリコーン系界面活性剤は、例えば、シロキサン結合からなる直鎖状ポリマーや、側鎖や末端に有機基を導入した変性シロキサンポリマーが挙げられる。
【0282】
シリコーン系界面活性剤の市販品は、例えば、ビックケミー社製のBYK-300,306,310,313,315N,320,322,323,330,331,333,342,345,346,347,348,349,370,377,378,3455,UV3510,3570、東レ・ダウコ-ニング社製のFZ-7002,2110,2122,2123,2191,5609、信越化学工業社製のX-22-4952、X-22-4272、X-22-6266、KF-351A、KF-354L、KF-355A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、X-22-4515、KF-6004、KP-341等が挙げられる。
【0283】
フッ素系界面活性剤は、例えば、フルオロカーボン鎖を有する化合物が挙げられる。
【0284】
フッ素系界面活性剤の市販品は、例えば、AGCセイミケミカル社製のサーフロンS-242,243,420,611,651,386、DIC社製のメガファックF-253,477,551,552,555,558,560,570,575,576、R-40-LM、R-41、RS-72-K、DS-21、住友スリーエム社製のFC-4430,4432、三菱マテリアル電子化成社製のEF-PP31N09、EF-PP33G1、EF-PP32C1、ネオス社製フタージェントの602A等が挙げられる。
【0285】
ノニオン性界面活性剤は、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンミリステルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシフェニレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテ-ト、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタントリオレート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ-ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、グリセロ-ルモノステアレート、グリセロ-ルモノオレート、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレート、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、アルキルイミダゾリン等が挙げられる。
【0286】
ノニオン性界面活性剤の市販品は、例えば、花王社製のエマルゲン103,104P,106,108,109P,120,123P,130K,147,150,210P,220,306P,320P,350,404,408,409PV,420,430,705,707,709,1108,1118S-70,1135S-70,1150S-60,2020G-HA,2025G,LS-106,LS-110,LS-114,MS-110,A-60,A-90,B-66,PP-290、ラテムルPD-420,PD-430,PD-430S,PD-450、レオドールSP-L10,SP-P10,SP-S10V,SP-S20,SP-S30V,SP-O10V,SP-O30V、スーパーSP-L10,AS-10V,AO-10V,AO-15V,TW-L120,TW-L106,TW-P120,TW-S120V,TW-S320V,TW-O120V,TW-O106V,TW-IS399C、スーパーTW-L120,430V,440V,460V,MS-50,MS-60,MO-60,MS-165V、エマノーン1112,3199V,3299V,3299RV,4110,CH-25,CH-40,CH-60(K),アミ-ト102,105,105A,302,320、アミノーンPK-02S、L-02、ホモゲノールL-95、ADEKA社製のアデカプルロニック(登録商標)L-23,31,44,61,62,64,71,72,101,121、TR-701,702,704,913R、共栄社化学社製の(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフロ-No.75,No.90,No.95等が挙げられる。
【0287】
カチオン性界面活性剤は、例えば、アルキルアミン塩やラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライドなどのアルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物が挙げられる。
【0288】
カチオン性界面活性剤の市販品は、例えば、花王社製のアセタミン24、コータミン24P、60W、86Pコンク等が挙げられる。
【0289】
アニオン性界面活性剤は、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン-アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン-アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等が挙げられる。
【0290】
アニオン性界面活性剤の市販品は、例えば、ネオス社製のフタージェント100,150、ADEKA社製のアデカホープYES-25、アデカコールTS-230E,PS-440E,EC-8600等が挙げられる。
【0291】
両性界面活性剤は、例えば、ラウリン酸アミドプロピルベタイン、ラウリルベタイン、コカミドプロピルベタイン、ステアリルベタイン、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド等のアルキルアミンオキサイド等が挙げられる。
【0292】
両性界面活性剤の市販品としては、花王社製のアンヒトール20AB,20BS,24B,55AB,86B,20Y-B,20N等が挙げられる。
【0293】
レベリング剤(F)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0294】
レベリング剤(F)の含有量は、組成物の不揮発分100質量%中、0.001~2.0質量%が好ましく、0.005~1.0質量%がより好ましい。適量含有すると組成物の塗工性と密着性のバランスがより向上する。
【0295】
[有機溶剤(G)]
本発明の組成物は、有機溶剤(G)を含有できる。
【0296】
有機溶剤(G)は、特に制限はなく、公知の化合物を使用できる。例えば、1,2,3-トリクロロプロパン、1-メトキシ-2-プロパノール、乳酸エチル、1,3-ブタンジオ-ル、1,3-ブチレングリコール、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,4-ジオキサン、2-ヘプタノーン、2-メチル-1,3-プロパンジオ-ル、3,5,5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノン、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メチル-1,3-ブタンジオ-ル、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチルブチルアセテート、3-メトキシブタノール、3-メトキシブチルアセテート、4-ヘプタノーン、m-キシレン、m-ジエチルベンゼン、m-ジクロロベンゼン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、n-ブチルアルコール、n-ブチルベンゼン、n-プロピルアセテート、N-メチルピロリドン、o-キシレン、トルエン、o-クロロトルエン、ベンゼン、o-ジエチルベンゼン、o-ジクロロベンゼン、p-クロロトルエン、p-ジエチルベンゼン、sec-ブチルベンゼン、tert-ブチルベンゼン、γ-ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸n-アミル、酢酸n-ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、二塩基酸エステル等が挙げられる。
【0297】
有機溶剤(G)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0298】
有機溶剤(G)の含有量は、組成物の不揮発分が5~50質量%となる量であることが好ましい。
【0299】
[その他成分]
本発明の組成物は、上記以外のその他成分を含有できる。その他成分は、例えば、増感剤、硬化剤、硬化促進剤、酸発生剤、硬化触媒、色素誘導体、連鎖移動剤、重合禁止剤、酸化防止剤、および紫外線吸収剤等が挙げられる。その他成分の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲において、適宜設定することができる。
【0300】
[水の含有量]
本発明の組成物は、異物抑制の観点から、組成物に含まれる水の含有量が2.0質量%以下であることが好ましい。
【0301】
組成物に含まれる水の含有量は、1.5質量%以下がより好ましく、1.0質量%以下が特に好ましい。また、水の含有量の下限は、少ないほど好ましく、特に制限はない。
【0302】
水の含有量を制御する方法は、特に制限がなく、公知の方法を用いることができる。例えば、上述した各成分について十分に乾燥等を行い、成分に含まれる水分量を減らしたもの使用する。また、乾燥した空気や不活性ガス、それらの混合ガスを吹き込みながら、組成物を製造する方法や、製造後、モレキュラーシーブを投入し脱水する方法等が挙げられる。
【0303】
水の含有量は、カールフィッシャー法などの公知の方法により測定することができる。
【0304】
[組成物の製造方法]
本発明の組成物は、上述の各成分を混合して調整できる。調整に際しては、各成分を一括配合してもよいし、各成分を有機溶剤に溶解や分散した後に逐次配合してもよい。近赤外線吸収化合物の有機溶剤への溶解性が低い場合、異物抑制の観点から、近赤外線吸収化合物(A)、樹脂(B)、および有機溶剤(G)等を加え、分散処理を行うことが好ましい。その後、必要に応じて、樹脂(B)、硬化性化合物(C)、重合開始剤(D)、および有機溶剤(G)等を配合・混合することで製造できる。なお、各成分を配合するタイミングは、任意である。また、分散処理を複数回行うこともできる。
【0305】
分散処理を行う分散機は、例えば、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、又はアトライター等が挙げられる。
【0306】
近赤外線吸収化合物(A)が顔料の場合、組成物中の近赤外線吸収化合物(A)の平均分散粒子径(二次粒子径)は、30~200nmが好ましく、40~200nmがより好ましい。適度な粒子径を有すると分散安定性が高い組成物が得やすい。
【0307】
平均分散粒子径(二次粒子径)の測定方法は、例えば、動的光散乱法(FFTパワ-スペクトール法)を採用した日機装社のマイクロトラックUPA-EX150を用い、粒子透過性を吸収モード、粒子形状を非球形とし、D50粒子径を平均径とする。測定用の希釈溶剤は分散に使用した有機溶剤をそれぞれ用い、超音波で処理したサンプルについてサンプル調整直後に測定するとバラツキが少ない結果が得られやすく好ましい。
【0308】
組成物は、遠心分離、焼結フィルタやメンブレンフィルタによる濾過等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子、および混入した塵の除去を行うことが好ましい。本発明の組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましく、0.3μm以下の粒子を含まないことがより好ましい。
【0309】
<膜>
本発明の膜は、上述した組成物を用いて形成されたものである。膜は、基材上に積層した状態で用いてもよく、膜を基材から剥離してもよい。また、膜は、平坦膜であってもパターンを形成した膜でもよい。
【0310】
[膜の製造方法]
膜の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、本発明の組成物を基材上に塗工する工程を経て製造できる。
【0311】
基板は、例えば、ガラス基板、樹脂基板、シリコン基板等が挙げられる。樹脂基板としては、ポリカーボネート基板、ポリエステル基板、芳香族ポリアミド基板、ポリアミドイミド基板、ポリイミド基板等が挙げられる。これらの基板上には有機発光層が形成されてもよい。シリコン基板は、例えば、表面にCCD、CMOS等の撮像素子が形成されていてもよい。また、基板上には、必要に応じて、上部との層との密着改良、物質の拡散防止、基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。
【0312】
塗工方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、滴下法、スリットコート法、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法、流延塗布法、インクジェット法、フレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷等が挙げられる。
【0313】
膜の厚さは、目的に応じて適宜調節できる。膜の厚さは、0.05~20.0μmが好ましく、0.3~10.0μmがより好ましい。
【0314】
塗工で形成した層は、乾燥を行う。乾燥温度は、例えば、80~240℃が好ましい。また、乾燥時間は、2分間~2時間程度が好ましい。
【0315】
また、膜の製造は、パターンを形成する工程を含んでもよい。パターンを形成する方法は、フォトリソグラフィー法やドライエッチング法が挙げられる。なお、平坦膜として使用する場合は、パターンを形成する工程を行わなくてもよい。
【0316】
以下、パターンを形成する場合の製造方法について詳細に説明する。
【0317】
(フォトリソグラフィー法でパターンを形成する場合)
フォトリソグラフィー法でパターンを形成する場合、基板上に本発明の組成物を塗工して形成した層を、必要に応じて乾燥(プレベーク)した後、マスクを介してパターン状に露光し(露光工程)、未露光部分をアルカリ現像により除去(現像工程)後、必要に応じてパターンを加熱処理(ポストベーク工程)する。
【0318】
〔露光工程〕
露光工程は、塗工で形成した層を、例えば、ステッパー等の露光装置を用い、マスクを介して特定のパターンを露光する。これにより、露光部分を硬化することができる。露光に用いる活性エネルギー線は、例えば、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、i線(波長365nm)等の紫外線が挙げられる。また、波長300nm以下の光を用いることもできる。波長300nm以下の光としては、KrF線(波長248nm)、ArF(波長193nm)などが挙げられる。
また、露光に際しては、光を連続的に照射して露光してもよく、短時間(例えば、ミリ秒レベル以下)のサイクルで光の照射と休止を繰り返して露光(パルス露光)してもよい。
【0319】
〔現像工程〕
次に、アルカリ現像処理を行うことで、未露光部分の層がアルカリ水溶液に溶出し、硬化部分のみが残りパターン状の膜が得られる。
アルカリ現像液は、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、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8-ジアザビシクロ-〔5.4.0〕-7-ウンデセン等のアルカリ性化合物が挙げられる。
アルカリ現像液の濃度は、0.001~10質量%が好ましく、0.01~1質量%がより好ましい。アルカリ現像液のpHは、11~13が好ましく、11.5~12.5がより好ましい。適度なpHで使用するとパターンの荒れや剥離を抑制し、現像後の残膜率が向上する。
現像方法は、例えば、ディップ法、スプレー法、パドル法等が挙げられる。現像温度は15~40℃が好ましい。なお、アルカリ現像後は、純水で洗浄することが好ましい。
【0320】
〔ポストベーク工程〕
現像後、必要に応じて加熱処理(ポストベーク)を行うこともできる。ポストベークにより、膜の耐性が向上する。
温度は、80~300℃が好ましい。また、時間は、2分間~1時間程度が好ましい。基材に耐熱性の低い素材を用いた場合や、発行光源として有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた場合などは、温度は、150℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。
【0321】
(ドライエッチング法でパターンを形成する場合)
ドライエッチング法でパターンを形成する場合、例えば、基板上に本発明の組成物を塗工して形成した層を加熱し硬化させる。次いで、硬化膜上にパターニングされたフォトレジスト層を形成後、パターニングされたフォトレジスト層をマスクとして硬化膜に対しエッチングガスを用いてドライエッチングを行う。ドライエッチング法でのパターン形成については、特開2013-064993号公報の記載された方法を参酌できる。
【0322】
<光学フィルタ>
本発明の膜は、光学フィルタに用いることができる。光学フィルタは、例えば、赤外線カットフィルタ、赤外線透過フィルタ等が好ましい。本発明の光学フィルタの製造は、上述の膜と同様の方法で製造できる。
【0323】
<画像表示装置>
本発明の膜は、画像表示装置に用いることができる。画像表示装置は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等が挙げられる。画像表示装置に用いる形態は、特に制限されないが、カラーフィルタ、ブラックマトリックス、遮光フィルタや赤外線カットフィルタ、赤外線透過フィルタとして用いることができる。
画像表示装置に用いる形態は、画像表示装置として機能すればよく、特に制限されない。例えば、「次世代液晶ディスプレイ技術(内田龍男著、(株)工業調査会、1994年発行)に記載されている構成等が挙げられる。
画像表示装置の定義や各画像表示装置の詳細については、例えば、「電子ディスプレイデバイス(佐々木昭夫著、(株)工業調査会、1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹順章著、産業図書(株)、平成元年発行)」等に記載されている。
【0324】
<固体撮像素子>
本発明の膜は、固体撮像素子に用いることができる。固体撮像素子に用いる形態は、特に制限されないが、例えば、基材上に、固体撮像素子(CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ等)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオードおよびポリシリコン等からなる転送電極を有し、フォトダイオードおよび転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口した遮光膜を有し、遮光膜上に遮光膜全面およびフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を有し、デバイス保護膜上に、フィルタを有する構成である。さらに、デバイス保護膜上であってフィルタの下(基材に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等。以下同じ)を有する構成や、フィルタ上に集光手段を有する構成等であってもよい。また、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、各着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、各着色画素に対して低屈折率であることが好ましい。
本発明の固体撮像素子を備えた撮像装置は、例えば、デジタルカメラ、撮像機能を有する電子機器(スマートフォン、タブレット端末等)、車載カメラ、監視カメラ、光センサ等様々な用途に使用できる。
【0325】
<赤外線センサ>
本発明の膜は、赤外線センサに用いることができる。赤外線センサに用いる形態は、特に制限されない。図1は、本発明の膜を備えた赤外線センサの構成例を示す概略断面図である。図1に示す赤外線センサは100、固体撮像素子110を備える。
【0326】
固体撮像素子110上に設けられている撮像領域は、赤外線カットフィルタ111とカラーフィルタ112とを組み合せて構成されている。
【0327】
赤外線カットフィルタ111は、本発明の組成物を用いて形成することができ、可視光領域の光(例えば、波長400~700nmの光)を透過し、赤外領域の光(例えば、波長800~1,300nmの光)を遮蔽する。
【0328】
カラーフィルタ112は、可視光領域における特定波長の光を透過及び吸収する画素が形成されたカラーフィルタであって、例えば、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の画素が形成されたカラーフィルタ等が用いられる。
【0329】
赤外線透過フィルタ113と固体撮像素子110との間には、赤外線透過フィルタ113を透過した波長の光を透過可能な樹脂膜114が配置されている。
【0330】
赤外線透過フィルタ113は、可視光遮蔽性を有し、かつ、特定波長の赤外線を透過させるフィルタである。赤外線透過フィルタ113は、例えば、波長400~830nmの光を遮光し、波長900~1,300nmの光を透過させることが好ましい。
【0331】
カラーフィルタ112、および赤外線透過フィルタ113の入射光h側には、マイクロレンズ115が配置されている。マイクロレンズ115を覆うように平坦化膜116が形成されている。
【0332】
図1に示す形態では、樹脂膜114が配置されているが、樹脂膜114に代えて赤外線透過フィルタ113を形成してもよい。
【0333】
この赤外線センサによれば、画像情報を同時に取り込めるため、動きを検知する対象を認識したモーションセンシング等が可能である。また、この赤外線センサによれば、距離情報を取得できるため、3D情報を含んだ画像の撮影等も可能である。更に、この赤外線センサは、生体認証センサとしても使用できる。
【実施例0334】
以下、実施例で本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。なお、「部」は「質量部」、「%」は「質量%」である。また、本発明で不揮発分もしくは不揮発分濃度は、230℃で30分間オーブン静置後の質量残分をいう。
【0335】
実施例に先立ち、各測定方法について説明する。
【0336】
(樹脂の平均分子量)
樹脂の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)は、RI検出器を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した。装置としてHLC-8220GPC(東ソー社製)を用い、分離カラムを2本直列に繋ぎ、両方の充填剤には「TSK-GEL SUPER HZM-N」を2連でつなげて使用し、オーブン温度40℃、溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)溶液を用い、流速0.35ml/minで測定した。サンプルは1質量%の上記溶離液からなる溶剤に溶解し、20マイクロリットル注入した。分子量は、ポリスチレン換算値である。
【0337】
(樹脂の酸価)
樹脂溶液0.5~1gに、アセトン80ml及び水10mlを加えて攪拌して均一に溶解させ、0.1mol/LのKOH水溶液を滴定液として、自動滴定装置(「COM-555」平沼産業社製)を用いて滴定し、酸価(mgKOH/g)を測定した。そして、樹脂溶液の酸価と樹脂溶液の不揮発分濃度から、樹脂の不揮発分あたりの酸価を算出した。
【0338】
(樹脂のアミン価)
樹脂のアミン価は、ASTM D 2074の方法に準拠し、測定した全アミン価(mgKOH/g)を不揮発分換算した値である。
【0339】
<近赤外線吸収化合物(A)の製造>
(一般式(1)で表される化合物(A1-1))
反応容器中で、フタロニトリル26部、2,3―ジシアノナフタレン143部、n-アミルアルコール890部、DBU(1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene)137部と三塩化アルミニウム34部を混合攪拌し、昇温後136℃で5時間還流した。攪拌したまま30℃まで冷却した反応溶液を、メタノール5,000部、イオン交換水10,000部からなる混合溶媒中へ攪拌しながら注入し、青色のスラリーを得た。このスラリーを濾過し、メタノール2,000部、イオン交換水4,000部からなる混合溶媒で洗浄、乾燥して、化合物aを得た。
次いで、反応容器中で、濃硫酸1,500部に140部の化合物aを氷浴下にて加え、1時間攪拌を行った。続けて、この硫酸溶液を3℃の冷水1,000部に注入し、生成した析出物をろ過、水洗、2.5%水酸化ナトリウム水溶液洗浄、水洗の順で処理を行い、乾燥して、化合物bを得た。
N-メチルピロリドン200部に5部のジフェニルリン酸を添加し、十分に攪拌混合を行った後、50℃に加熱した。この溶液に、10部の化合物bを少しずつ添加した後、90℃で120分攪拌した。反応の終点確認は、例えば、濾紙に反応液を滴下して、にじみがなくなったところを終点とした。続けて、この反応溶液をイオン交換水2,000部に注入し、生成した析出物をろ過、水洗の順で処理を行い、乾燥して、下記化学式(25)で表される化合物の混合物(混合比率は、n1:n2:n3:n4=7:19:59:15)を得た(極大吸収波長:765nm)。
得られた化学式(25)で表される化合物50部、塩化ナトリウム500部、ジエチレングリコール60部をステンレス製ガロンニーダー(井上製作所社製)中に仕込み、60℃で12時間混練した。次に、混練した混合物を温水に投入し、約80℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状として、濾過および水洗をして、塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥させ粉砕することで微細化した。
【0340】
化学式(25)
【化42】
【0341】
(一般式(1)で表される化合物(A1-2))
反応容器中で、2,3―ジシアノナフタレン178部、n-アミルアルコール890部、DBU(1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene)137部と塩化アルミニウム無水物40部を混合攪拌し、昇温後136℃で5時間還流した。攪拌したまま30℃まで冷却した反応溶液を、メタノール5,000部、水10,000部からなる混合溶媒中へ攪拌しながら注入し、青色のスラリーを得た。このスラリーを濾過し、メタノール2,000部、水4,000部からなる混合溶媒で洗浄し、乾燥して化合物cを得た。
次いで、反応容器中で、濃硫酸100部に化合物c10部を氷浴下にて加え、1時間攪拌を行った。続けて、この硫酸溶液を3℃の冷水1,000部に注入し、生成した析出物をろ過、水洗、2.5%水酸化ナトリウム水溶液洗浄、水洗の順で処理を行い、乾燥して化合物dを得た。
N-メチルピロリドン200部に5部のジフェニルリン酸を添加し、十分に攪拌混合を行った後、50℃に加熱した。この溶液に、10部の化合物dを少しずつ添加した後、90℃で120分攪拌した。反応の終点確認は、例えば、濾紙に反応液を滴下して、にじみがなくなったところを終点とした。続けて、この反応溶液をイオン交換水2,000部に注入し、生成した析出物をろ過、水洗の順で処理を行い、乾燥して、下記化学式(26)で表される化合物を得た(極大吸収波長:740nm)。
得られた化学式(26)で表される化合物50部、塩化ナトリウム500部、ジエチレングリコール60部をステンレス製ガロンニーダー(井上製作所社製)中に仕込み、60℃で12時間混練した。次に、混練した混合物を温水に投入し、約80℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状として、濾過および水洗をして、塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥させ粉砕することで微細化した。
【0342】
化学式(26)
【化43】
【0343】
(一般式(1)で表される化合物(A1-3))
反応容器中で、フタロニトリル26部、2,3―ジシアノナフタレン143部、n-アミルアルコール890部、DBU(1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene)137部と三塩化アルミニウム34部を混合攪拌し、昇温後136℃で5時間還流した。攪拌したまま30℃まで冷却した反応溶液を、メタノール5,000部、イオン交換水10,000部からなる混合溶媒中へ攪拌しながら注入し、青色のスラリーを得た。このスラリーを濾過し、メタノール2,000部、イオン交換水4,000部からなる混合溶媒で洗浄、乾燥して、化合物eを得た。
次いで、反応容器中で、濃硫酸1,500部に140部の化合物eを氷浴下にて加え、1時間攪拌を行った。続けて、この硫酸溶液を3℃の冷水1,000部に注入し、生成した析出物をろ過、水洗、2.5%水酸化ナトリウム水溶液洗浄、水洗の順で処理を行い、乾燥して、下記化学式(27)で表される化合物の混合物(混合比率は、n1:n2:n3:n4=7:19:59:15)を得た(極大吸収波長:735nm)。
得られた化学式(27)で表される化合物50部、塩化ナトリウム500部、ジエチレングリコール60部をステンレス製ガロンニーダー(井上製作所社製)中に仕込み、60℃で12時間混練した。次に、混練した混合物を温水に投入し、約80℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状として、濾過および水洗をして、塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥させ粉砕することで微細化した。
【0344】
化学式(27)
【化44】
【0345】
(化合物(A2-1))
トルエン400部に、1,8-ジアミノナフタレン40.0部、3,5-ジメチルシクロヘキサノン32.2部、p-トルエンスルホン酸一水和物0.087部を混合し、窒素ガスの雰囲気中で加熱攪拌し、3時間還流させた。反応中に生成した水は共沸蒸留により反応系中から除去した。反応終了後、トルエンを蒸留して得られた暗茶色固体をアセトンで抽出し、アセトンとエタノールの混合溶媒から再結晶することにより精製した。得られた茶色固体を、トルエン240部とn-ブタノール160部の混合溶媒に溶解させ、3,4-ジヒドロキシ-3-シクロブテン-1,2-ジオン13.8部を加えて、窒素ガスの雰囲気中で加熱撹拌し、8時間還流反応させた。反応中に生成した水は共沸蒸留により反応系中から除去した。
反応終了後、溶媒を蒸留し、得られた反応混合物を攪拌しながら、ヘキサン200部を加えた。得られた黒茶色沈殿物を濾別した後、順次ヘキサン、エタノール、及びアセトンで洗浄を行い、減圧下で乾燥させ、下記化学式(28)で表される化合物を得た(極大吸収波長:740nm)。
得られた化学式(28)で表される化合物50部、塩化ナトリウム500部、ジエチレングリコール60部をステンレス製ガロンニーダー(井上製作所社製)中に仕込み、60℃で12時間混練した。次に、混練した混合物を温水に投入し、約80℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状として、濾過及び水洗をして、塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥させ粉砕することで微細化した。
【0346】
化学式(28)
【化45】
【0347】
(化合物(A2-2))
国開公開第2017/002920号の記載に従い、下記化学式(29)で表される化合物を得た(極大吸収波長:792nm)。
【0348】
化学式(29)
【化46】
【0349】
(化合物(A2-3))
国際公開第2006/006573号の記載に従い、下記化学式(30)で表される化合物を得た(極大吸収波長:845nm)。
【0350】
化学式(30)
【化47】
【0351】
(化合物(A2-4))
国際公開第2019/058882号の記載に従い、下記化学式(31)で表される化合物を得た(極大吸収波長:783nm)。
【0352】
化学式(31)
【化48】
【0353】
(化合物(A2-5))
特開2016-079331号公報の記載に従い、下記化学式(32)で表される化合物を得た(極大吸収波長:854nm)。
【0354】
化学式(32)
【化49】
【0355】
(化合物(A2-6))
反応容器中で、アニリン10.7部、ブロモベンゼン120部、およびジアザビシクロオクタン25.7部を加え、攪拌した。その後、四塩化チタンの1mol/1トルエン溶液95.2部を滴下した。滴下後、インジゴ10.0部を加え、10時間還流した。反応終了後、メタノールを加え、濾過し、緑色粉末を得た。これをジクロロメタンと水で分液を行い、有機層を濃縮することで、化合物dを14.6部得た。
反応容器中で、化合物dを13.5部、ビス(2、4-ペンタンジオナト)亜鉛(II)を9.0部、とテトラヒドロフラン120部を混合攪拌し、昇温後40℃で5時間攪拌した。攪拌したまま30℃まで冷却した反応溶液を、メタノール500部へ攪拌しながら注入し、青色のスラリーを得た。このスラリーを濾過し、メタノール500部で洗浄後、水500部で洗浄し、乾燥して、下記化学式(33)で表される化合物の混合物(混合比率は、2量体:3量体:4量体=81:17:2、極大吸収波長:735nm)を得た。
得られた化学式(33)で表される化合物50部、塩化ナトリウム500部、ジエチレングリコール60部をステンレス製ガロンニーダー(井上製作所社製)中に仕込み、60℃で12時間混練した。次に、混練した混合物を温水に投入し、約80℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状として、濾過および水洗をして、塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥させ粉砕することで微細化した。
【0356】
化学式(33)
【化50】
【0357】
(化合物(A2-7))
特開2021-47216号公報の記載に従い、下記化学式(34)で表される化合物を得た(極大吸収波長:734nm)。
【0358】
化学式(34)
【化51】
【0359】
<樹脂(B)の製造>
(樹脂(B1-1)溶液)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート40部、nーブチルメタクリレート10部、触媒としてテトラメチルエチレンジアミン13.2部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、開始剤としてブロモイソ酪酸エチル9.3部、触媒として塩化第一銅5.6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(以下、PGMAc)100部を仕込み、窒素気流下で、110℃まで昇温して第一ブロック(Bブロック)の重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして不揮発分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。次に、この反応装置に、PGMAc50部、第二ブロック(Aブロック)モノマーとしてジメチルアミノエチルメタクリレート40部、メタクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムクロライド10部を投入し、110℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして不揮発分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロック(Aブロック)の重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。室温まで冷却した後、約2gをサンプリングして180℃、20分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、不揮発分が30質量%になるようにPGMAcを添加して、ブロック構造の塩基性基を有する樹脂(B1-1)溶液を調製した。アミン価が169.8mgKOH/gであった。
【0360】
(樹脂(B1-2)溶液)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート30部、nーブチルメタクリレート30部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、テトラメチルエチレンジアミン13.2部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、ブロモイソ酪酸エチル9.3部、塩化第一銅5.6部、PGMAc133部を仕込み、窒素気流下で、110℃まで昇温して第一ブロック(Bブロック)の重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして不揮発分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。
次に、この反応装置に、PGMAc61部、第二ブロック(Aブロック)モノマーとして1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジルメタクリレート20部(日立化成工業社製、ファンクリルFA-711MM)を投入し、110℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジルメタクリレート投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして不揮発分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロック(Aブロック)の重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。不揮発分が30質量%になるようにPGMAcを添加して、ブロック構造の塩基性基を有する樹脂(B1-2)溶液を調製した。アミン価が57mgKOH/gであった。
【0361】
(樹脂(B1-3)溶液)
国際公開第2019/058882号に記載の下記構造の樹脂を、不揮発分が30質量%になるようにPGMAcを添加して、ランダム構造の塩基性基を有する樹脂(B1-3)溶液を調製した。アミン価が45mgKOH/g、酸価32.3mgKOH/gであった。
【化52】
【0362】
(樹脂(B2-1)溶液)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器にPGMAc100部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら120℃に加熱して、同温度で滴下管よりグリシジルメタクリレート85.29部、ジシクロペンタニルメタクリレート66.01部、及びスチレン10.42部の混合物と、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.5部のPGMAcに溶解させたものを2.5時間かけて滴下し重合反応を行った。
次にフラスコ内を空気置換し、アクリル酸43.24部にトリスジメチルアミノメチルフェノール0.3部、及びハイドロキノン0.3部を投入し、120℃で5時間反応させた。これにより、グリシジルメタクリレートのエポキシ基とアクリル酸のカルボキシル基を反応させた。
さらにテトラヒドロ無水フタル酸52.64部、トリエチルアミン0.5部を加え120℃で4時間反応させた。これにより、グリシジルメタクリレートとアクリル酸で生成した水酸基とテトラヒドロ無水フタル酸をエステル化反応させた。その後、不揮発分が20質量%になるようにPGMAcを添加して樹脂(B2-1)溶液を調製した。重量平均分子量(Mw)は30,000であり、酸価が77mgKOH/gであった。
【0363】
(樹脂(B2-2)溶液)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器にPGMAc160部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら120℃に加熱して、同温度で滴下管よりベンジルメタクリレート70.3部、メタクリル酸15.5部、ジシクロペンタニルメタクリレート14.2部と、重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル3.6部、PGMAcとの混合物を2.5時間かけて滴下した。
滴下終了後、120℃で更に2時間撹拌を行った。その後、不揮発分が20質量%になるようにPGMAcを添加して樹脂(B2-2)溶液を調製した。重量平均分子量8,000、酸価85mgKOH/gであった。
【0364】
(樹脂(B2-3)溶液)
PGMAc33.26部を窒素気流下、85℃に加熱した。この液を攪拌しながら、グリシジルメタクリレート22.36部、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート12.38部、シクロヘキサノン13.26部、2,2’-アゾビスイソ酪酸ジメチル1.45部の混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で更に2時間、90℃で更に2時間攪拌した。その後、不揮発分が20質量%になるようにPGMAcを添加して樹脂(B2-3)を得た。重量平均分子量(Mw)は、13,300であった。
【0365】
(樹脂(B2-4)溶液)
8-メチル-8-メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン100部、1-ヘキセン18部およびトルエン300部を、窒素置換した反応容器に仕込み、この溶液を80℃に加熱した。次いで、反応容器内の溶液に、重合触媒として、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液0.2部と、メタノール変性の六塩化タングステンのトルエン溶液0.9部とを添加し、この溶液を80℃で3時間加熱攪拌することにより開環重合反応させて開環重合体溶液を得た。
得られた開環重合体溶液1,000部をオートクレーブに仕込み、この開環重合体溶液に、RuHCl(CO)[P(Cを0.12部添加し、水素ガス圧100kg/cm、反応温度165℃の条件下で、3時間加熱撹拌して水素添加反応を行った。得られた反応溶液を冷却した後、水素ガスを放圧した。この反応溶液を大量のメタノール中に注いで凝固物を分離回収し、これを乾燥した。その後、不揮発分が20質量%になるように塩化メチレンを添加して樹脂(B2-4)溶液を調製した。重量平均分子量(Mw)は87,000であった。
【0366】
(樹脂(B2-5)溶液)
乾燥窒素気流下、三口フラスコに、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンを31.13部(0.085mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して77.3mol%)、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンを1.24部(0.0050mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して4.5mol%)、末端封止剤として、3-アミノフェノール;メタアミノフェノールを2.18部(0.020mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して18.2mol%)、N-メチル-2-ピロリドン(以下、NMP)を150.00部秤量して溶解させた。ここに、NMP50.00gにビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物を31.02部(0.10mol;全カルボン酸及びその誘導体に由来する構造単位に対して100mol%)溶かした溶液を添加し、20℃で1時間攪拌し、次いで50℃で4時間攪拌した。その後、キシレン15部を添加し、水をキシレンとともに共沸しながら、150℃で5時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を水3Lに投入し、析出した固体沈殿をろ過して得た。得られた固体を水で3回洗浄した後、80℃の真空乾燥機で24時間乾燥した。その後、不揮発分が20質量%になるように3-メトキシ-n-ブチルアセテートを添加して樹脂(B2-5)溶液を調製した。重量平均分子量(Mw)は27,000であった。
【0367】
<組成物の製造>
[実施例1]
(組成物1)
一般式(1)で表される化合物(A1-1)2.8部、化合物(A2-1)2.8部、樹脂(B1-1)溶液7.0部、および有機溶剤(G-1)22.4部を均一になるように攪拌混合した。その後、直径0.5mmのジルコニアビ-ズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM-250 MKII」)で3時間分散した後、孔径1.0μmのフィルタで濾過した。
次に、樹脂(B2-1)溶液12.0部、硬化性化合物(C-1)5.0部、重合開始剤(D-1)0.5部、重合開始剤(D-2)0.2部、レベリング剤(F)1.0部、および組成物の合計量が100部となるように有機溶剤(G-1)を加え、均一になるように攪拌混合した後、孔径1.0μmのフィルタで濾過して組成物1を得た。
【0368】
[実施例2~23、および比較例1]
(組成物2~24)
表1-1~表1-3に記載した成分、量になるように、実施例1と同様にして組成物2~24を作成した。
【0369】
【表1-1】
【0370】
【表1-2】
【0371】
【表1-3】
【0372】
表中に記載したそれぞれの成分は、以下の通りである。
【0373】
[硬化性化合物(C)]
(C-1):アロニックスM-305(東亞合成社製、ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物)
(C-2):EHPE-3150(ダイセル社製、エポキシ基数が約15個の化合物)
(C-3):アロニックスM-520(東亞合成社製、カルボキシル基含有多官能アクリレート)
(C-4):X-12-1048(信越シリコーン社製、アルコキシシリル基を有する化合物)
【0374】
[重合開始剤(D)]
【化53】
【0375】
(D-2):Omnirad369(IGM Resins社製)
(D-4):ベンゾピナコール(東京化成工業社製)
【0376】
[レベリング剤(F)]
(F-1):BYK-330(ビックケミー社製)
(F-2):メガファックF-554(DIC社製)
以上、(F-1)および(F-2)をそれぞれ1部混合し、PGMAc98部に溶解させた混合溶液をレベリング剤(F)とした。
【0377】
[有機溶剤(G)]
(G-1):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(G-2):塩化メチレン
【0378】
<組成物の評価>
得られた組成物1~24(実施例1~23、および比較例1)について、下記の評価を行った。評価結果を表2に示す。
【0379】
得られた組成物を、ガラス基板に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が1.0μmとなるように塗工し、70℃1分間ホットプレートでプレベークした。次いで、超高圧水銀ランプを用い、照度30mW/cm、50mJ/cmで露光し、クリーンオーブンで200℃10分間ポストベークし評価用基板を得た。なお、実施例21は、露光を行わずプレベーク後、ポストベークし評価用基板を得た。
【0380】
[赤外線遮蔽性評価]
得られた評価用基板を、波長700~900nmの光の透過率を分光光度計U-4100(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて測定し、透過率が連続で10%以下となる範囲を求めた。2以上を実用可能とする。
3:100nm以上
2:50nm以上100nm未満
1:50nm未満
【0381】
[耐光性評価]
得られた評価用基板を、キセノンランプ(10万ルクス)で50時間光を照射し耐光性試験を行った。その後、波長400~1,000nmの光の透過率を測定し、耐光性試験前後の透過率の変化量の最大値を求め、以下の基準で評価した。2以上を実用可能とする。
透過率の変化量(%)=|耐光性試験前の透過率-耐光性試験後の透過率|
3:透過率の変化量の最大値が3%以下
2:透過率の変化量の最大値が3%を超え、または5%以下
1:透過率の変化量の最大値が5%を超える
【0382】
[耐熱性評価]
得られた評価用基板を、ホットプレートで260℃300秒加熱し耐熱性試験を行った。その後、波長400~1,000nmの光の透過率を測定し、耐熱性試験前後の透過率の変化量の最大値を求め、以下の基準で評価した。2以上を実用可能とする。
透過率の変化量(%)=|耐熱性試験前の透過率-耐熱性試験後の透過率|
3:透過率の変化量の最大値が3%以下
2:透過率の変化量の最大値が3%を超え、または5%以下
1:透過率の変化量の最大値が5%を超える
【0383】
[耐湿性評価]
得られた評価用基板を、80℃、相対湿度85%の雰囲気下で500時間静置し耐湿性試験を行った。その後、波長400~1,000nmの光の透過率を測定し、耐湿性試験前後の透過率の変化量の最大値を求め、以下の基準で評価した。2以上を実用可能とする。
透過率の変化量(%)=|耐湿性試験前の透過率-耐湿性試験後の透過率|
3:透過率の変化量の最大値が3%以下
2:透過率の変化量の最大値が3%を超え、または5%以下
1:透過率の変化量の最大値が5%を超える
【0384】
[耐溶剤性評価]
得られた評価用基板を、シクロヘキサノンに5分間浸漬し耐溶剤性試験を行った。その後、その後、波長400~1,000nmの光の透過率を測定し、耐溶剤性試験前後の透過率の変化量の最大値を求め、以下の基準で評価した。2以上を実用可能とする。
透過率の変化量(%)=|耐溶剤性試験前の透過率-耐溶剤性試験後の透過率|
3:透過率の変化量の最大値が3%以下
2:透過率の変化量の最大値が3%を超え、または5%以下
1:透過率の変化量の最大値が5%を超える
【0385】
[欠陥評価]
得られた組成物を密閉容器に入れ40℃1週間保管した後に、上記と同様の方法で評価用基板を作成した。得られた評価用基板を、異物検査装置(KLA-Tencor社製)を用いて、欠陥密度を測定した。なお、欠陥とは、サイズが1μm以上となる検出点をいう。2以上を実用可能とする。
3:10/cm以下
2:10/cmを超え、または50/cm以下
1:50/cm超える
【0386】
【表2】
【符号の説明】
【0387】
100 赤外線センサ
110 固体撮像素子
111 赤外線カットフィルタ
112 カラーフィルタ
113 赤外線透過フィルタ
114 樹脂膜
115 マイクロレンズ
116 平坦膜
図1