KR20180135935A - Curable composition, cured film, color filter, light-shielding film, solid-state imaging element, image display, and method of manufacturing cured film - Google Patents
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Abstract
우수한 차광성을 유지하면서, 우수한 패턴 형상을 갖는 경화막을 얻을 수 있는 경화성 조성물, 경화막, 컬러 필터, 차광막, 고체 촬상 소자, 화상 표시 장치, 및 경화막의 제조 방법을 제공한다. 경화성 조성물은, 착색제와, 광중합 개시제와, 중합성 화합물과, 다관능 싸이올 화합물을 함유하는 경화성 조성물로서, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의, 가시광 영역에 있어서의 막두께 1.5μm당 광학 농도가, 4.0 이상이다.A curable composition, a cured film, a color filter, a light-shielding film, a solid-state image pickup device, an image display, and a method for producing a cured film which can obtain a cured film having an excellent pattern shape while maintaining excellent light shielding property. The curable composition is a curable composition containing a colorant, a photopolymerization initiator, a polymerizable compound and a polyfunctional thiol compound, wherein the optical density per film thickness of 1.5 占 퐉 in the visible light region of the cured film obtained by curing the curable composition is , 4.0 or more.
Description
본 발명은 경화성 조성물, 경화막, 컬러 필터, 차광막, 고체 촬상 소자, 화상 표시 장치, 및 경화막의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a curable composition, a cured film, a color filter, a light-shielding film, a solid-state imaging device, an image display device, and a method for producing a cured film.
액정 표시 장치에 이용되는 컬러 필터에는, 착색 화소 간의 광을 차폐하여, 콘트라스트를 향상시키는 등의 목적으로, 블랙 매트릭스로 불리는 차광막이 구비되어 있다.A color filter used in a liquid crystal display device is provided with a light shielding film called a black matrix for the purpose of shielding light between colored pixels and improving contrast.
또, 고체 촬상 소자에 있어서도, 노이즈 발생 방지, 화질의 향상 등을 목적으로서 차광막이 마련되어 있다. 현재, 휴대 전화 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 전자 기기의 휴대 단말에는, 소형이고 박형인 촬상 유닛이 탑재되어 있다. 이와 같은 촬상 유닛은, 일반적으로, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서 및 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자와, 고체 촬상 소자 상에 피사체상을 형성하기 위한 렌즈를 구비하고 있다.Also in the solid-state image pickup device, a light-shielding film is provided for the purpose of preventing noise generation and improving image quality. 2. Description of the Related Art Presently, a portable terminal of an electronic device such as a cellular phone and a PDA (Personal Digital Assistant) is equipped with a small and thin imaging unit. Such an image pickup unit generally includes a solid-state image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor and a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor and a lens for forming a subject image on the solid-state image pickup device have.
특허문헌 1에는, "고체 촬상 소자의 유효 화소 영역(촬상부)의 둘레 가장자리에 배치되는 도막을 형성할 수 있는, 평균 입자경이 40nm 이하인 흑색 착색제 및 수지 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 차광막 형성용 조성물"로서, "흑색 착색제가 카본 블랙, 타이타늄 블랙 중 적어도 1종을 포함하는" 차광막 형성용 조성물이 기재되어 있다.Patent Document 1 discloses a method for forming a light-shielding film, which comprises a black coloring agent having an average particle size of 40 nm or less and a resin component capable of forming a coating film disposed on the periphery of an effective pixel region (image pickup section) of a solid- Quot; composition for forming a light-shielding film " wherein the black colorant contains at least one of carbon black and titanium black.
본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 차광막 형성용 조성물을 경화하여 얻어진 차광막에 대하여 검토한바, 우수한 차광성을 가지지만, 얻어지는 패턴 형상에 추가적인 개선의 여지가 있는 것을 밝혔다. 구체적으로는, 특허문헌 1에 기재된 차광막 형성용 조성물을 경화하여 얻어진 차광막은, 그 중심부의 막두께와 비교하여, 단부의 막두께가 작아지는 경우가 있는 것을 밝혔다.The inventors of the present invention have studied the light-shielding film obtained by curing the composition for forming a light-shielding film described in Patent Document 1 and have found that there is room for further improvement in the obtained pattern shape although it has excellent light-shielding properties. Specifically, the light-shielding film obtained by curing the composition for forming a light-shielding film described in Patent Document 1 revealed that the film thickness of the end portion may be smaller than the thickness of the central portion.
따라서, 본 발명은 우수한 차광성을 유지하면서, 우수한 패턴 형상을 갖는 경화막을 얻을 수 있는 경화성 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a curable composition capable of obtaining a cured film having an excellent pattern shape while maintaining excellent light-shielding properties.
또, 본 발명은 상기 경화성 조성물을 이용하여 얻어지는 경화막, 상기 경화막을 포함하는, 컬러 필터, 차광막, 고체 촬상 소자, 및 화상 표시 장치와, 경화막의 제조 방법을 제공하는 것도 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide a cured film obtained by using the curable composition, a color filter, a light-shielding film, a solid-state image pickup device and an image display device including the cured film, and a method of manufacturing a cured film.
본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위하여 예의 검토했다. 그 결과, 착색제와, 광중합 개시제와, 중합성 화합물과, 다관능 싸이올 화합물을 함유하는 경화성 조성물로서, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의, 가시광 영역에 있어서의 막두께 1.5μm당 광학 농도가 4.0 이상인, 경화성 조성물이 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.The inventors of the present invention have made extensive studies in order to achieve the above-described object. As a result, it was found that a curable composition containing a colorant, a photopolymerization initiator, a polymerizable compound, and a polyfunctional thiol compound was obtained by curing a cured film obtained by curing a curable composition in an optical density of 1.5 Or more, and the curable composition can solve the above problems, thus completing the present invention.
즉, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 달성할 수 있는 것을 발견했다.That is, it has been found that the above problems can be achieved by the following constitution.
[1] 착색제와, 광중합 개시제와, 중합성 화합물과, 다관능 싸이올 화합물을 함유하는 경화성 조성물로서, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의, 가시광 영역에 있어서의 막두께 1.5μm당 광학 농도가, 4.0 이상인, 경화성 조성물.[1] A curable composition containing a colorant, a photopolymerization initiator, a polymerizable compound and a polyfunctional thiol compound, wherein the optical density per film thickness of 1.5 μm in the visible light region of the cured film obtained by curing the curable composition, 4.0 or more.
[2] 착색제의 함유량이, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여 55질량% 이상인, [1]에 기재된 경화성 조성물.[2] The curable composition according to [1], wherein the content of the colorant is 55% by mass or more based on the total solid content of the curable composition.
[3] 다관능 싸이올 화합물의 함유량이, 착색제의 함유량에 대하여 1~5.5질량%인, [1] 또는 [2]에 기재된 경화성 조성물.[3] The curable composition according to [1] or [2], wherein the content of the polyfunctional thiol compound is 1 to 5.5% by mass with respect to the content of the colorant.
[4] 중합 금지제를 더 함유하는, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.[4] The curable composition according to any one of [1] to [3], which further contains a polymerization inhibitor.
[5] 중합 금지제의 함유량이, 다관능 싸이올 화합물의 함유량에 대하여 0.1~1.5질량%인, [4]에 기재된 경화성 조성물.[5] The curable composition according to [4], wherein the content of the polymerization inhibitor is 0.1 to 1.5% by mass with respect to the content of the polyfunctional thiol compound.
[6] 중합 금지제가, 페놀계 화합물을 함유하는, [4] 또는 [5]에 기재된 경화성 조성물.[6] The curable composition according to [4] or [5], wherein the polymerization inhibitor contains a phenol compound.
[7] 중합 금지제가, 2종 이상의 페놀계 화합물을 함유하는, [4] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.[7] The curable composition according to any one of [4] to [6], wherein the polymerization inhibitor contains two or more phenolic compounds.
[8] 중합 금지제가, 힌더드 아민계 화합물을 함유하는, [4] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.[8] The curable composition according to any one of [4] to [7], wherein the polymerization inhibitor contains a hindered amine compound.
[9] 착색제가 무기 안료인, [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.[9] The curable composition according to any one of [1] to [8], wherein the colorant is an inorganic pigment.
[10] 무기 안료가, 질화 타이타늄, 산질화 타이타늄, 질화 나이오븀, 질화 바나듐, 은, 또는 주석을 함유하는 금속 안료와, 은 및 주석을 함유하는 금속 안료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 [9]에 기재된 경화성 조성물.[10] The image forming method according to any one of [1] to [10], wherein the inorganic pigment is at least one selected from the group consisting of titanium nitride, titanium oxynitride, niobium nitride, vanadium nitride, silver or tin-containing metal pigments, Wherein the curable composition is a curable composition.
[11] 다관능 싸이올 화합물이 식 (1)로 나타나는 기를 2개 이상 갖는 화합물인, [1] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.[11] The curable composition according to any one of [1] to [10], wherein the polyfunctional thiol compound is a compound having two or more groups represented by formula (1).
[12] 다관능 싸이올 화합물이 3관능 이상인, [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.[12] The curable composition according to any one of [1] to [11], wherein the polyfunctional thiol compound is trifunctional or more.
[13] 다관능 싸이올 화합물이, 펜타에리트리톨테트라(3-머캅토프로피오네이트), 및 트라이메틸올프로페인트리스(3-머캅토프로피오네이트)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.Wherein the polyfunctional thiol compound is at least one selected from the group consisting of pentaerythritol tetra (3-mercaptopropionate), and trimethylol propanol (3-mercaptopropionate) The curable composition according to any one of [1] to [12].
[14] 광중합 개시제의 함유량이, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 1질량% 초과 10질량% 미만인, [1] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.[14] The curable composition according to any one of [1] to [13], wherein the content of the photopolymerization initiator is more than 1% by mass and less than 10% by mass with respect to the total solid content of the curable composition.
[15] 중합성 화합물의 함유량이, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 3.5질량% 초과 20질량% 미만인, [1] 내지 [14] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.[15] The curable composition according to any one of [1] to [14], wherein the content of the polymerizable compound is more than 3.5 mass% and less than 20 mass% with respect to the total solid content of the curable composition.
[16] 분산제를 더 함유하고, 분산제의 함유량이, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 17질량% 이상인, [1] 내지 [15] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.[16] The curable composition according to any one of [1] to [15], which further contains a dispersant and the content of the dispersant is 17 mass% or more based on the total solid content of the curable composition.
[17] 광중합 개시제가 옥심 화합물인, [1] 내지 [16] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물.[17] The curable composition according to any one of [1] to [16], wherein the photopolymerization initiator is an oxime compound.
[18] [1] 내지 [17] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는, 경화막.[18] A cured film obtained by curing the curable composition according to any one of [1] to [17].
[19] [18]에 기재된 경화막을 함유하는, 컬러 필터.[19] A color filter comprising the cured film according to [18].
[20] [18]에 기재된 경화막을 함유하는, 차광막.[20] A light-shielding film containing the cured film according to [18].
[21] [18]에 기재된 경화막을 함유하는, 고체 촬상 소자.[21] A solid-state imaging element comprising the cured film according to [18].
[22] [18]에 기재된 경화막을 함유하는, 화상 표시 장치.[22] An image display device comprising the cured film according to [18].
[23] [1] 내지 [17] 중 어느 하나에 기재된 경화성 조성물을 이용하여 지지체 상에 경화성 조성물층을 형성하는, 경화성 조성물층 형성 공정과, 경화성 조성물층을 노광하는, 노광 공정을 포함하는 경화막의 제조 방법.[23] A curable composition comprising a curable composition layer forming step of forming a curable composition layer on a support using the curable composition according to any one of [1] to [17], and a curing composition including an exposure step of exposing the curable composition layer ≪ / RTI >
[24] 노광 공정에 있어서의, 경화성 조성물층의 노광량이 200mJ/cm2 이상인, [23]에 기재된 경화막의 제조 방법.[24] The method for producing a cured film according to [23], wherein an exposure amount of the curable composition layer in the exposure step is 200 mJ / cm 2 or more.
[25] 경화성 조성물층 형성 공정이, 지지체 상에 경화성 조성물을 직접 도포하고, 지지체 상에 경화성 조성물층을 형성하는 도포 공정을 포함하는, [23] 또는 [24]에 기재된 경화막의 제조 방법.[25] The method for producing a cured film according to [23] or [24], wherein the step of forming a curable composition layer comprises a coating step of directly applying a curable composition on a support and forming a layer of the curable composition on the support.
[26] 노광된 경화성 조성물층을 현상하는, 현상 공정과, 현상한 경화성 조성물층을 세정하는, 세정 공정을 더 포함하는, [23] 내지 [25] 중 어느 하나에 기재된 경화막의 제조 방법.[26] The method for producing a cured film according to any one of [23] to [25], further comprising a development step of developing the exposed curable composition layer and a cleaning step of cleaning the developed curable composition layer.
본 발명에 의하면, 우수한 차광성을 유지하면서, 우수한 패턴 형상을 갖는 경화막을 얻을 수 있는 경화성 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a curable composition capable of obtaining a cured film having an excellent pattern shape while maintaining excellent light shielding properties.
본 발명에 의하면, 상기 경화성 조성물을 이용하여 얻어지는 경화막, 상기 경화막을 포함하는, 컬러 필터, 차광막, 고체 촬상 소자, 및 화상 표시 장치와, 경화막의 제조 방법을 제공할 수도 있다.According to the present invention, it is possible to provide a cured film obtained by using the curable composition, a color filter, a light shielding film, a solid-state image pickup device, an image display device including the cured film, and a method of manufacturing the cured film.
도 1은 다관능 싸이올 화합물을 포함하지 않는 경화성 조성물을 이용한 경화막의 제조 공정을 공정마다 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 다관능 싸이올 화합물을 포함하지 않는 경화성 조성물을 이용한 경화막의 제조 공정을 공정마다 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 다관능 싸이올 화합물을 포함하지 않는 경화성 조성물을 이용한 경화막의 제조 공정을 공정마다 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 경화성 조성물을 이용한 경화막의 제조 공정을 공정마다 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 경화성 조성물을 이용한 경화막의 제조 공정을 공정마다 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 관한 경화성 조성물을 이용한 경화막의 제조 공정을 공정마다 모식적으로 나타낸 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a process for producing a cured film using a curable composition containing no polyfunctional thiol compound.
2 is a cross-sectional view schematically showing a process for producing a cured film using a curable composition containing no polyfunctional thiol compound for each process.
3 is a cross-sectional view schematically showing a process for producing a cured film using a curable composition containing no polyfunctional thiol compound for each process.
4 is a cross-sectional view schematically showing a step of manufacturing a cured film using the curable composition according to the embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically showing a process for producing a cured film using the curable composition according to the embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically showing a process for producing a cured film using the curable composition according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 이와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.Descriptions of the constituent elements described below may be made based on the exemplary embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.In the present specification, the numerical value range indicated by "~" means a range including numerical values written before and after "~" as a lower limit value and an upper limit value.
또, 본 명세서에 있어서의 기(원자단)의 표기에 있어서, 치환 및 무치환을 기재하지 않은 표기는, 치환기를 함유하지 않는 것과 함께 치환기를 함유하는 것도 포함하는 것이다. 예를 들면, "알킬기"란, 치환기를 함유하지 않는 알킬기(무치환 알킬기)뿐만 아니라, 치환기를 함유하는 알킬기(치환 알킬기)도 포함한다.In the notation of the group (atomic group) in the present specification, the notations in which substitution and non-substitution are not described include those which do not contain a substituent and also contain a substituent. For example, the "alkyl group" includes an alkyl group (substituted alkyl group) containing a substituent as well as an alkyl group (unsubstituted alkyl group) containing no substituent.
또, 본 명세서 중에 있어서의 "활성광선" 또는 "방사선"이란, 예를 들면 수은등의 휘선 스펙트럼, 및 엑시머 레이저로 대표되는 원자외선, 극자외선(EUV: Extreme ultra violet lithography광), X선과, 전자선 등을 의미한다. 또 본 명세서에 있어서 "광"이란, 활성광선 및 방사선을 의미한다. 본 명세서 중에 있어서의 "노광"이란, 특별히 설명하지 않는 한, 수은등의 휘선 스펙트럼, 및 엑시머 레이저로 대표되는 원자외선, X선과, EUV광 등에 의한 노광뿐만 아니라, 전자선 및 이온빔 등의 입자선에 의한 묘화도 포함한다.The term " actinic ray " or " radiation " in the present specification includes, for example, a line spectrum of a mercury lamp, and deep ultraviolet rays (Extreme ultra violet lithography) And the like. In the present specification, the term " light " means an actinic ray and radiation. The term "exposure" in this specification refers to not only exposure by deep ultraviolet rays, X-rays, EUV light, etc. represented by mercury-free spectral lines of mercury and excimer lasers but also by exposure to particle beams such as electron beams and ion beams It also includes drawing.
또, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타아크릴레이트를 나타낸다. 또, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴"은 아크릴 및 메타아크릴을 나타낸다. 또, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴로일"은, 아크릴로일 및 메타크릴로일을 나타낸다. 또, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴아마이드"는, 아크릴아마이드 및 메타아크릴아마이드를 나타낸다. 또, 본 명세서 중에 있어서, "단량체"와 "모노머"는 동의이다. 단량체는, 올리고머 및 폴리머와 구별되고, 중량 평균 분자량이 2,000 이하인 화합물을 말한다. 본 명세서 중에 있어서, 중합성 화합물이란, 중합성기를 함유하는 화합물을 말하고, 단량체여도 되며, 폴리머여도 된다. 중합성기란, 중합 반응에 관여하는 기를 말한다.In the present specification, "(meth) acrylate" refers to acrylate and methacrylate. In the present specification, "(meth) acryl" refers to acrylic and methacrylic. In the present specification, "(meth) acryloyl" represents acryloyl and methacryloyl. In the present specification, "(meth) acrylamide" refers to acrylamide and methacrylamide. In the present specification, the terms " monomer " and " monomer " are synonyms. A monomer is distinguished from an oligomer and a polymer and refers to a compound having a weight average molecular weight of 2,000 or less. In the present specification, the polymerizable compound means a compound containing a polymerizable group, and may be a monomer or a polymer. The polymerizable group means a group involved in the polymerization reaction.
[경화성 조성물][Curable composition]
경화성 조성물은, 착색제와, 광중합 개시제와, 중합성 화합물과, 다관능 싸이올 화합물을 함유하고, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의, 가시광 영역에 있어서의 막두께 1.5μm당 광학 농도가 4.0 이상이다.The curable composition preferably has an optical density of not less than 4.0 per 1.5 탆 of the film thickness in a visible light region of a cured film containing a colorant, a photopolymerization initiator, a polymerizable compound and a polyfunctional thiol compound, and curing the curable composition .
이와 같은 구성을 갖는 상기 경화성 조성물에 의하면, 우수한 차광성을 유지하면서, 우수한 패턴 형상을 갖는 경화막을 얻을 수 있다(이하, "본 발명의 효과"라고도 한다).According to the curable composition having such a constitution, a cured film having an excellent pattern shape can be obtained while maintaining excellent light shielding property (hereinafter, also referred to as " effect of the present invention ").
상기 경화성 조성물에 의하여, 본 발명의 효과가 얻어지는 기서(機序)는 반드시 분명하지 않지만, 본 발명자들은 이하와 같이 추측하고 있다. 또한, 이하의 추측에 의하여, 상기 경화성 조성물이 본 발명의 효과를 나타내는 기서가 한정되는 것은 아니다.The mechanism by which the effect of the present invention is obtained by the curable composition is not necessarily clear, but the present inventors have assumed the following. In addition, by the following conjecture, the curable composition is not limited to the component showing the effect of the present invention.
카본 블랙 등의 착색제를 포함하고, 다관능 싸이올 화합물을 포함하지 않는 종래 공지의 경화성 조성물은, 넓은 파장 영역에 걸쳐 높은 차광 농도를 얻는 것이 가능하기 때문에 널리 이용되고 있다. 그러나, 경화성 조성물층의 광학 농도(OD: optical density라고도 함)는 장파장 측으로부터 단파장 측으로 점차 높아져, 장파장 측에 비교하여 단파장 영역의 광학 농도가 매우 높다. 이로 인하여, 예를 들면 g선, h선, 및 i선 등의 자외 영역의 광으로 경화성 조성물층을 패턴 노광할 때, 광이 경화성 조성물층 내부까지 닿지 않아, 노광이 불충분해져, 패턴 형상이 악화되는 경우가 있었다.Conventionally known curable compositions containing a colorant such as carbon black and not containing a polyfunctional thiol compound are widely used because they can obtain a high shielding concentration over a wide wavelength range. However, the optical density (OD: also referred to as optical density) of the curable composition layer gradually increases from the long wavelength side to the short wavelength side, and the optical density in the short wavelength region is very high as compared with the long wavelength side. Thus, when the curable composition layer is pattern-exposed to light in the ultraviolet region such as g-line, h-line, and i-line, for example, light does not reach the inside of the curable composition layer, exposure becomes insufficient, .
상기에 의하여 패턴 형상이 악화되는 기서를, 경화막의 제조 공정을 공정마다 모식적으로 나타낸 도 1~6을 이용하여 설명한다. 먼저, 도 1~3은, 다관능 싸이올을 포함하지 않는 경화성 조성물을 이용한 경화막의 제조 공정을 공정마다 모식적으로 나타낸 단면도이다.1 to 6 schematically showing the manufacturing process of the cured film for each process will be described below. First, Figs. 1 to 3 are cross-sectional views schematically showing a process for producing a cured film using a curable composition containing no polyfunctional thiol for each process.
먼저, 도 1에 나타내는 바와 같이, 지지체(101) 상에, 경화성 조성물을 이용하여 경화성 조성물층(102)가 형성된다. 다음으로, 포토마스크(103)의 개구부를 통하여 경화성 조성물층(102)가 노광된다(도 1 중, 화살표는 광의 조사 방향을 나타내고 있고, A-B선은 포토마스크의 개구부의 끝의 연장선이다. 이하 동일). 다음으로, 상기 노광 후의 경화성 조성물층(102)가 현상되어, 패턴 형상의 경화막(201)이 형성된다.First, as shown in Fig. 1, a curable composition layer 102 is formed on a
상기 순서 중의 노광 시에, 경화성 조성물층(102)의 광학 농도가 높기 때문에, 노광 시에 광이 경화성 조성물층(102) 내부까지 닿기 어려워, 경화성 조성물층(102)의 하부에서는 노광이 불충분해진다. 그러면, 현상을 행하면, 경화성 조성물층(102) 중의 노광이 불충분한 부분에 있어서, 경화성 조성물이 용출된다(도 2). 이와 같은 상태에서, 경화막(201)을 가열하는 포스트베이크 처리를 행하면, 현상 시에 용출된 부분에 있어서, "열처짐"이라고 불리는 문제가 발생한다. 즉, 얻어지는 포스트베이크 후의 경화막(301)의 단부에 있어서, 중앙부와 비교하여 막두께가 감소되는 것이라고 추측된다(도 3).Since the optical density of the curable composition layer 102 is high at the time of exposure in the above procedure, light hardly reaches the inside of the curable composition layer 102 at the time of exposure, and the exposure becomes insufficient at the bottom of the curable composition layer 102. Then, when the development is carried out, the curable composition is eluted at a portion where the exposure of the curable composition layer 102 is insufficient (Fig. 2). In such a state, when the post-baking treatment for heating the cured
도 4~6은 본 발명의 경화성 조성물을 이용한 경화막의 제조 공정을 공정마다 모식적으로 나타낸 단면도이다.Figs. 4 to 6 are cross-sectional views schematically showing steps of manufacturing a cured film using the curable composition of the present invention.
먼저, 도 4에 나타내는 바와 같이, 지지체(101)에, 본 발명의 경화성 조성물을 이용하여 경화성 조성물층(401)이 형성된다. 다음으로, 포토마스크(103)의 개구부를 통하여 경화성 조성물층(401)이 노광된다.First, as shown in Fig. 4, the
이때, 경화성 조성물층(401)은 다관능 싸이올 화합물을 함유하기 때문에, 이하의 이유에 의하여, 경화성 조성물층(401) 내부까지 충분히 경화되는 것이라고 추측된다.At this time, since the
노광된 경화성 조성물층(401)의 내부에서는, 광중합 개시제에 의하여 라디칼 중합 반응이 개시된다. 이때, 광중합 개시제에 의하여 발생한 라디칼과 경화성 조성물층(401) 내의 산소가 반응하여, 퍼옥시 라디칼이 발생하는 경우가 있다. 퍼옥시 라디칼은, 중합 반응을 진행하는 작용을 갖지 않기 때문에, 따라서 중합 반응이 정지한다.Inside the exposed
한편, 경화성 조성물층(401) 중에 다관능 싸이올 화합물이 존재하는 경우, 다관능 싸이올 화합물 중의 싸이올기가 퍼옥시 라디칼에 수소를 공여함으로써, 산소에 의한 중합 실활을 받기 어려운 티일 라디칼을 생성하여, 중합 반응이 진행한다. 이로 인하여, 다관능 싸이올 화합물을 함유하는 상기 경화성 조성물은, 경화성 조성물층(401) 내부까지 충분히 경화되기 쉬운 것이라고 추측된다.On the other hand, in the case where a polyfunctional thiol compound is present in the
또, 상기 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의, 가시광 영역에 있어서의 막두께 1.5μm당 광학 농도는 4.0 이상이며, 경화성 조성물층(401)은 차광성이 높다.The optical density of the cured film obtained by curing the curable composition is 1.5 or more in the visible light region of 4.0 or more, and the
통상, 포토마스크(103)의 개구부를 통하여 경화성 조성물층(401)에 조사되는 광은, 포토마스크(103)의 개구부에서 회절되어, A-B선에 의하여 밖의 마스크 차광 부분(402)에도 조사된다(이것을 "누출광"이라고 한다.). 경화성 조성물층의 차광성이 낮으면 누출광에 의하여, 마스크 차광부의 경화성 조성물층까지가 노광되어, 패턴 형상의 악화로 이어진다.The light irradiated to the
그러나, 경화성 조성물층(401)은 차광성이 높기 때문에, 누출광은 마스크 차광 부분(402)를 노광하지 않고 흡수된다(도 4).However, since the
따라서, 상기 노광 후의 경화막을 현상하면, 내부까지 충분히 경화되고, 또한 포토마스크의 개구부에서 회절한 광은 흡수되기 때문에, 우수한 패턴 형상을 갖는 경화막(501)이 얻어진다(도 5). 이 경화막(501)은 포스트베이크 처리를 행한 후에도 "열처짐"을 일으키기 어렵기 때문에, 포스트베이크 후의 경화막(601)의 중앙부와, 단부와는 막두께의 차가 작아져, 우수한 패턴 형상을 갖는 것이라고 추측된다(도 6).Therefore, when the cured film after exposure is developed, the cured
〔광학 농도(OD값)〕[Optical density (OD value)]
상기 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의, 가시광 영역에 있어서의 막두께 1.5μm당 광학 농도는, 4.0 이상이다. 그 중에서도, 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는 경화성 조성물이 얻어지는 점에서, 광학 농도는, 4.1 이상이 보다 바람직하고, 4.3 이상이 더 바람직하다. 또한, 상한값은 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 8.0 이하가 바람직하다.The optical density per film thickness of 1.5 占 퐉 in the visible light region of the cured film obtained by curing the curable composition is 4.0 or more. Among them, the optical density is more preferably 4.1 or more, and more preferably 4.3 or more, from the standpoint of obtaining a curable composition having a better effect of the present invention. The upper limit value is not particularly limited, but is generally preferably 8.0 or less.
또한, 본 명세서에 있어서, 광학 농도란, 실시예에 기재된 방법에 의하여 측정한 광학 농도를 의도하고, 가시광 영역이란, 파장 400~800nm의 광을 의도한다. 따라서, 가시광 영역에 있어서의 막두께 1.5μm당 광학 농도가 4.0 이상이란, 파장 400~800nm의 전역에 있어서 막두께 1.5μm당 광학 농도가 4.0 이상을 의도한다.In the present specification, the optical density means the optical density measured by the method described in the embodiment, and the visible light region means light with a wavelength of 400 to 800 nm. Therefore, in the case where the optical density per film thickness of 1.5 占 퐉 in the visible light region is 4.0 or more, the optical density per film thickness of 1.5 占 퐉 throughout the wavelength range of 400 to 800 nm is intended to be 4.0 or more.
이하, 상기 경화성 조성물에 포함되는 각 성분에 그 양태를 상세하게 설명한다.Hereinafter, each component included in the curable composition will be described in detail.
〔착색제〕〔coloring agent〕
상기 경화성 조성물은 착색제를 함유한다. 착색제는, 안료, 및 염료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다.The curable composition contains a colorant. The colorant is at least one selected from the group consisting of pigments and dyes.
상기 착색제의 함유량은, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여 55질량% 이상인 것이 바람직하고, 56질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 58질량% 이상인 것이 더 바람직하다.The content of the colorant is preferably 55% by mass or more, more preferably 56% by mass or more, and still more preferably 58% by mass or more based on the total solid content of the curable composition.
착색제의 함유량이 55질량% 이상이면, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의 패턴 형상이 보다 우수하다.When the content of the colorant is 55 mass% or more, the pattern shape of the cured film obtained by curing the curable composition is more excellent.
또한, 착색제의 함유량의 상한값은 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 70질량% 이하가 바람직하다. 착색제의 함유량이 상한값 이하이면, 경화성 조성물은 보다 우수한 도포성을 갖는다.The upper limit value of the content of the colorant is not particularly limited, but is generally 70% by mass or less based on the total solid content of the curable composition. When the content of the coloring agent is not more than the upper limit, the curable composition has more excellent applicability.
<안료><Pigment>
안료로서는, 특별히 제한되지 않고, 공지의 무기 안료 및/또는 유기 안료를 이용할 수 있다. 그 중에서도, 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는 경화성 조성물이 얻어지는 점에서, 안료는 무기 안료가 바람직하다.The pigment is not particularly limited, and known inorganic pigments and / or organic pigments can be used. Among them, the pigment is preferably an inorganic pigment in that a curable composition having a better effect of the present invention can be obtained.
(무기 안료)(Inorganic pigment)
상기 무기 안료로서는, 특별히 제한되지 않고, 공지의 무기 안료를 이용할 수 있다.The inorganic pigment is not particularly limited, and a known inorganic pigment can be used.
무기 안료로서는, 예를 들면 아연화, 백연, 리소폰, 산화 타이타늄, 산화 크로뮴, 산화 철, 침강성 황산 바륨 및 바라이트분(粉), 연단(鉛丹), 적색 산화 철, 황연, 아연황(아연황 1종, 아연황 2종), 울트라마린 블루, 프러시아 블루(페로시안화 철 칼륨) 지르콘 그레이, 프라세오디뮴 옐로, 크로뮴타이타늄 옐로, 크로뮴 그린, 피콕, 빅토리아 그린, 감청(프러시안 블루와는 무관계), 바나듐지르코늄 블루, 크로뮴주석 핑크, 망가니즈 핑크, 새먼 핑크 등을 들 수 있다. 또, 흑색의 무기 안료로서는, Co, Cr, Cu, Mn, Ru, Fe, Ni, Sn, Ti, 및 Ag로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속 원소를 포함하는 금속 산화물, 금속 질소물을 들 수 있다.Examples of the inorganic pigments include inorganic pigments such as zinc oxide, white pig iron, lysophone, titanium oxide, chromium oxide, iron oxide, precipitated barium sulfate and barite powder, lead titanate, red iron oxide, Prussian blue, Prussian blue (ferrocyanide potassium) zircon gray, Praseodymium yellow, Chromium titanium yellow, Chromium green, Peacock, Victorian green, Prussian blue (irrelevant to prussian blue) Vanadium zirconium blue, chromium tin pink, manganese pink, and salmon pink. Examples of the black inorganic pigment include metal oxides containing one or more metal elements selected from the group consisting of Co, Cr, Cu, Mn, Ru, Fe, Ni, Sn, Ti and Ag, .
무기 안료로서는, 함유량이 적어도, 높은 광학 농도를 갖는 경화막을 형성할 수 있는 경화성 조성물이 얻어지는 점에서, 카본 블랙, 타이타늄 블랙, 및 금속 안료 등(이하, "흑색 안료"라고도 함)이 바람직하다. 금속 안료로서는, 예를 들면 Nb, V, Co, Cr, Cu, Mn, Ru, Fe, Ni, Sn, Ti, 및 Ag로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속 원소를 포함하는 금속 산화물 또는 금속 질소물을 들 수 있다.As the inorganic pigment, carbon black, titanium black, metal pigments, etc. (hereinafter, also referred to as " black pigment ") are preferable in that a curable composition capable of forming a cured film having a high optical density at least in content can be obtained. Examples of the metallic pigment include metal oxides containing one or more metal elements selected from the group consisting of Nb, V, Co, Cr, Cu, Mn, Ru, Fe, Ni, Sn, Or metal nitrogen.
무기 안료로서는, 질화 타이타늄, 산질화 타이타늄, 질화 나이오븀, 질화 바나듐, 은, 또는 주석을 함유하는 금속 안료와, 은, 및 주석을 함유하는 금속 안료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하고, 질화 타이타늄, 산질화 타이타늄, 질화 나이오븀, 및 질화 바나듐으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 보다 바람직하다.Examples of the inorganic pigment include at least one kind selected from the group consisting of a metal pigment containing titanium nitride, titanium oxide, niobium nitride, vanadium nitride, silver or tin, and a metallic pigment containing tin And more preferably at least one selected from the group consisting of titanium nitride, titanium oxynitride, niobium nitride, and vanadium nitride.
또한, 무기 안료로서는, 카본 블랙을 이용할 수도 있다. 카본 블랙의 구체예로서는, 시판품인, C. I. 피그먼트 블랙 1 등의 유기 안료 C. I. 피그먼트 블랙 7 등의 무기 안료를 들 수 있지만 이들에 한정되지 않는다.As the inorganic pigment, carbon black may also be used. Specific examples of the carbon black include commercially available inorganic pigments such as C.I. Pigment Black 1 and C.I. Pigment Black 7, but are not limited thereto.
상기 경화성 조성물에는, 흑색 안료로서 기재한 안료 이외에서 적외선 흡수성을 갖는 안료를 이용할 수도 있다.As the curable composition, a pigment having infrared absorbing property other than the pigment described as a black pigment may be used.
적외선 흡수성을 갖는 안료로서는, 텅스텐 화합물, 및 금속 붕화물 등이 바람직하고, 그 중에서도, 적외 영역의 파장에 있어서의 차광성이 우수한 점에서, 텅스텐 화합물이 바람직하다. 특히 노광에 의한 경화 효율에 관련되는 광중합 개시제의 광흡수 파장 영역과, 가시광 영역의 투광성이 우수한 관점에서 텅스텐 화합물이 바람직하다.As the pigment having infrared ray absorbency, a tungsten compound, a metal boride and the like are preferable, and among them, a tungsten compound is preferable from the viewpoint of excellent light shielding property in the wavelength region in the infrared region. Particularly, a tungsten compound is preferable from the viewpoint of the light absorption wavelength range of the photopolymerization initiator and the light transmittance of the visible light region, which are related to the curing efficiency by exposure.
이들 안료는, 2종 이상 병용해도 되고, 또 후술하는 염료와 병용해도 된다. 색감을 조정하기 위하여, 및 원하는 파장 영역의 차광성을 높이기 위하여, 예를 들면 흑색, 또는 적외선 차광성을 갖는 안료에, 적색, 녹색, 황색, 오렌지색, 자색, 및 블루 등의 유채색 안료 혹은 후술하는 염료를 혼합하는 양태를 들 수 있다. 흑색, 또는 적외선 차광성을 갖는 안료에, 적색 안료 혹은 염료, 또는 자색 안료 혹은 염료를 혼합하는 것이 바람직하고, 흑색, 또는 적외선 차광성을 갖는 안료에 적색 안료를 혼합하는 것이 보다 바람직하다.These pigments may be used in combination of two or more, and may be used in combination with the dyes described later. Colored pigments such as red, green, yellow, orange, purple, and blue or pigments having a light-shielding property, such as red, green, And an embodiment in which the dye is mixed. It is preferable to mix a red pigment or a dye or a purple pigment or a dye into a pigment having black or infrared ray shielding property and more preferably to mix a red pigment with a pigment having black or infrared ray shielding property.
또한, 후술하는 근적외선 흡수제, 적외선 흡수제를 첨가해도 된다.Further, a near infrared absorbent and an infrared absorbent described later may be added.
흑색 안료는, 타이타늄 블랙 및/또는 산질화 나이오븀을 함유하는 것이 바람직하다. 타이타늄 블랙이란, 타이타늄 원자를 함유하는 흑색 입자이다. 바람직하게는 저차산화 타이타늄, 산질화 타이타늄 또는 질화 타이타늄 등이다. 타이타늄 블랙 입자는, 분산성 향상, 응집성 억제 등의 목적으로 필요에 따라, 표면을 수식하는 것이 가능하다. 산화 규소, 산화 타이타늄, 산화 저마늄, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 또는 산화 지르코늄으로 피복하는 것이 가능하고, 또 일본 공개특허공보 2007-302836호에 나타나는 바와 같은 발수성(撥水性) 물질에서의 처리도 가능하다.The black pigment preferably contains titanium black and / or niobium oxynitride. Titanium black is a black particle containing a titanium atom. Preferably titanium oxide, titanium oxynitride, titanium nitride or the like. The surface of the titanium black particles can be modified as needed for the purpose of improving dispersibility and inhibiting cohesiveness. It can be coated with silicon oxide, titanium oxide, germanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, or zirconium oxide, and it is also possible to perform treatment with a water repellent material as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-302836 Do.
타이타늄 블랙은, 전형적으로는, 타이타늄 블랙 입자이며, 개개의 입자의 1차 입자경 및 평균 1차 입자경 모두가 작은 것이 바람직하다. 산질화 나이오븀도 동일하다.Titanium black is typically a titanium black particle, and it is preferable that the primary particle diameter and the average primary particle diameter of each particle are small. Niobium oxynitride is also the same.
구체적으로는, 평균 1차 입자경으로 10nm~45nm의 범위의 것이 바람직하다.Concretely, it is preferable that the average primary particle diameter is in the range of 10 nm to 45 nm.
또한, 안료의 평균 1차 입자경은, 투과형 전자 현미경(Transmission Electron Microscope, TEM)을 이용하여 측정할 수 있다. 투과형 전자 현미경으로서는, 예를 들면 히타치 하이테크놀로지즈사제의 투과형 현미경 HT7700을 이용할 수 있다.The average primary particle size of the pigment can be measured using a transmission electron microscope (TEM). As a transmission electron microscope, for example, a transmission type microscope HT7700 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation can be used.
투과형 전자 현미경을 이용하여 얻은 입자상의 최대 길이(Dmax: 입자 화상의 윤곽 상의 2점에 있어서의 최대 길이), 및 최대 길이 수직 길이(DV-max: 최대 길이에 평행한 2개의 직선 사이에 화상을 두었을 때, 2직선 사이를 수직으로 연결하는 최단의 길이)를 측장하고, 그 상승 평균값(Dmax×DV-max)1/2를 입자경으로 했다. 이 방법으로 100개의 입자의 입자경을 측정하고, 그 산술 평균값을 평균 입자경으로 하여, 안료의 평균 1차 입자경으로 했다.(D max: maximum length at two points on the outline of the particle image) obtained by using a transmission electron microscope, and maximum length and vertical length (DV-max: images between two straight lines parallel to the maximum length (The shortest length connecting two straight lines vertically when placed) was measured, and the rising average value (Dmax x DV-max) 1/2 was taken as the particle diameter. The particle diameters of 100 particles were measured by this method, and the arithmetic average value was taken as the average particle diameter, and the average primary particle diameter of the pigment was determined.
타이타늄 블랙 및 산질화 나이오븀의 비표면적은 특별히 제한되지 않지만, 타이타늄 블랙 및 산질화 나이오븀을 발수화제로 표면 처리한 후의 발수성이 소정의 성능이 되기 때문에, BET(Brunauer, Emmett, Teller)법으로 측정한 값이 5m2/g 이상 150m2/g 이하인 것이 바람직하고, 20m2/g 이상 120m2/g 이하인 것이 보다 바람직하다.The specific surface area of the titanium black and the niobium oxynitride is not particularly limited. However, since the water repellency after the surface treatment of the titanium black and the niobium oxynitride with the water repellent agent has a predetermined performance, it is preferable to use a BET (Brunauer, Emmett, Teller) The measured value is preferably 5 m 2 / g or more and 150 m 2 / g or less, and more preferably 20 m 2 / g or more and 120 m 2 / g or less.
타이타늄 블랙의 시판품의 예로서는, 타이타늄 블랙 10S, 12S, 13R, 13M, 13M-C, 13R, 13R-N, 13M-T(상품명, 미쓰비시 머티리얼(주)제), 티랙(Tilack) D(상품명, 아코 가세이(주)제), 질화 타이타늄 50nm(상품명, 와코 준야쿠(주)제) 등을 들 수 있다.Examples of commercially available products of titanium black include titanium black 10S, 12S, 13R, 13M, 13M-C, 13R, 13R-N and 13M-T (trade names, manufactured by Mitsubishi Materials Corporation), Tilack D (Trade name, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 50 nm of titanium nitride (trade name, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
착색제로서, 산질화 타이타늄, 질화 타이타늄 또는 산질화 나이오븀을 사용하는 것이 바람직하고, 얻어지는 경화막의 내습성이 보다 우수하다는 이유에서, 질화 타이타늄 또는 산질화 나이오븀이 보다 바람직하며, 산질화 나이오븀이 더 바람직하다. 이것은, 이들 착색제가 소수성이기 때문이라고 생각된다.As the colorant, it is preferable to use titanium oxynitride, titanium nitride, or niobium oxynitride and more preferably titanium nitride or niobium oxynitride because the resulting cured film has better moisture resistance, and niobium oxynitride More preferable. This is presumably because these colorants are hydrophobic.
타이타늄 블랙을, 타이타늄 블랙 및 Si 원자를 포함하는 피분산체로서 더 함유하는 것도 바람직하다.It is also preferable to further contain titanium black as a pigment dispersion containing titanium black and Si atoms.
이 형태에 있어서, 타이타늄 블랙은, 경화성 조성물 중에 있어서 피분산체로서 함유되는 것이며, 피분산체 중의 Si 원자와 Ti 원자의 함유비(Si/Ti)가 질량 환산으로 0.05 이상이 바람직하고, 0.05~0.5가 보다 바람직하며, 0.07~0.4가 더 바람직하다.In this embodiment, the titanium black is contained as a dispersoid in the curable composition, and the content ratio (Si / Ti) of Si atoms and Ti atoms in the dispersoid is preferably 0.05 or more, more preferably 0.05 to 0.5 More preferably 0.07 to 0.4.
여기에서, 상기 피분산체는, 타이타늄 블랙이 1차 입자의 상태인 것, 응집체(2차 입자)의 상태인 것의 쌍방을 포함한다.Here, the above-described dispersed body includes both of titanium black as primary particles and agglomerates (secondary particles).
피분산체의 Si/Ti를 변경하기(예를 들면, 0.05 이상으로 하기) 위해서는, 이하와 같은 수단을 이용할 수 있다.In order to change the Si / Ti of the object to be dispersed (for example, to be 0.05 or more), the following means can be used.
먼저, 산화 타이타늄과 실리카 입자를 분산기를 이용하여 분산함으로써 분산물을 얻고, 이 분산물을 고온(예를 들면, 850~1,000℃)에서 환원 처리함으로써, 타이타늄 블랙 입자를 주성분으로 하여, Si와 Ti를 함유하는 피분산체를 얻을 수 있다. 상기 환원 처리는, 암모니아 등의 환원성 가스의 분위기하에서 행할 수도 있다.First, a dispersion is obtained by dispersing titanium oxide and silica particles using a dispersing machine, and the dispersion is subjected to a reduction treatment at a high temperature (for example, 850 to 1,000 ° C) to obtain a titanium black particle as a main component, And the like can be obtained. The reduction treatment may be performed in an atmosphere of a reducing gas such as ammonia.
산화 타이타늄으로서는, TTO-51N(상품명, 이시하라 산교제) 등을 들 수 있다.Examples of the titanium oxide include TTO-51N (trade name, manufactured by Ishihara Sangyo).
실리카 입자의 시판품으로서는, AEROSIL(등록 상표) 90, 130, 150, 200, 255, 300, 380(상품명, 에보닉제) 등을 들 수 있다.Examples of commercially available silica particles include AEROSIL (registered trademark) 90, 130, 150, 200, 255, 300, and 380 (trade name, manufactured by Evonik).
산화 타이타늄과 실리카 입자의 분산은, 분산제를 이용해도 된다. 분산제로서는, 후술하는 분산제의 란에서 설명하는 것을 들 수 있다.A dispersion agent may be used for the dispersion of the titanium oxide and the silica particles. As the dispersing agent, those described in the section of the dispersing agent to be described later can be mentioned.
상기의 분산은 용제 중에서 행해도 된다. 용제로서는, 물, 유기 용제를 들 수 있다. 후술하는 유기 용제의 란에서 설명하는 것을 들 수 있다.The above dispersion may be performed in a solvent. Examples of the solvent include water and organic solvents. Include those described in the column of organic solvents to be described later.
Si/Ti가, 예를 들면 0.05 이상 등으로 조정된 타이타늄 블랙은, 예를 들면 일본 공개특허공보 2008-266045 공보의 단락 번호 〔0005〕 및 단락 번호 〔0016〕~〔0021〕에 기재된 방법에 의하여 제작할 수 있다.Titanium black whose Si / Ti is adjusted to 0.05 or more, for example, can be produced by a method described in, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2008-266045 and paragraphs [0016] to [0021] Can be produced.
타이타늄 블랙 및 Si 원자를 포함하는 피분산체 중의 Si 원자와 Ti 원자의 함유비(Si/Ti)를 적합한 범위(예를 들면 0.05 이상)로 조정함으로써, 이 피분산체를 포함하는 경화성 조성물을 이용하여 경화막을 형성했을 때에, 경화막의 형성 영역 밖에 있어서의 경화성 조성물 유래의 잔사물이 저감된다. 또한, 잔사물은, 타이타늄 블랙 입자, 수지 성분 등의 경화성 조성물에서 유래하는 성분을 포함하는 것이다.(Si / Ti) of the Si atoms and the Ti atoms in the dispersoid containing titanium black and Si atoms to a suitable range (for example, 0.05 or more). By using the curable composition containing the dispersoid, When the film is formed, residues derived from the curable composition outside the region where the cured film is formed are reduced. In addition, the residue includes a component derived from a curable composition such as titanium black particles and a resin component.
잔사물이 저감되는 이유는 아직도 명확하지 않지만, 상기와 같은 피분산체는 입자경이 작아지는 경향이 있고(예를 들면, 입자경 30nm 이하), 또한 이 피분산체의 Si 원자가 포함되는 성분이 증가됨으로써, 막 전체의 하지(下地)와의 흡착성이 저감된다. 이것이, 경화막의 형성에 있어서의 미경화의 경화성 조성물(특히, 타이타늄 블랙)의 현상 제거성의 향상에 기여한다고 추측된다.The reason why the residue is reduced is still unclear. However, the particle size of such an object tends to be small (for example, a particle size of 30 nm or less) and the content of Si atoms in the object is increased, The adsorbability of the whole to the base is reduced. This is presumed to contribute to the improvement of the developing ability of the uncured curable composition (particularly, titanium black) in the formation of the cured film.
타이타늄 블랙은, 자외광으로부터 적외광까지의 광범위에 걸쳐 파장 영역의 광에 대한 차광성이 우수한 점에서, 상기한 타이타늄 블랙 및 Si 원자를 포함하는 피분산체(바람직하게는 Si/Ti가 질량 환산으로 0.05 이상인 것)를 이용하여 형성된 경화막은 우수한 차광성을 발휘한다.Titanium black is preferably an object to be dispersed (preferably Si / Ti in terms of mass) as the titanium black and the Si atom in view of the excellent light shielding property against light in the wavelength region over a wide range from ultraviolet light to infrared light 0.05 or more) exhibits excellent light shielding property.
또한, 피분산체 중의 Si 원자와 Ti 원자의 함유비(Si/Ti)는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-249417호의 단락 0033에 기재된 방법 (1-1) 또는 방법 (1-2)를 이용하여 측정할 수 있다.Further, the content ratio (Si / Ti) of Si atoms and Ti atoms in the target dispersion can be measured by using the method (1-1) or the method (1-2) described in paragraph 0033 of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2013-249417 .
경화성 조성물을 경화하여 얻어진 경화막에 함유되는 피분산체에 대하여, 그 피분산체 중의 Si 원자와 Ti 원자의 함유비(Si/Ti)가 0.05 이상인지 여부를 판단할 때에는, 일본 공개특허공보 2013-249417호의 단락 0035에 기재된 방법 (2)를 이용할 수 있다.When judging whether or not the content ratio (Si / Ti) of Si atoms and Ti atoms in the object to be dispersed is 0.05 or more with respect to the object to be dispersed contained in the cured film obtained by curing the curable composition, JP-A-2013-249417 The method (2) described in paragraph [0035] of the present application may be used.
타이타늄 블랙 및 Si 원자를 포함하는 피분산체에 있어서, 타이타늄 블랙은, 상기한 것을 사용할 수 있다.In the pigment dispersion containing titanium black and Si atoms, the above-mentioned titanium black can be used.
이 피분산체에 있어서는, 타이타늄 블랙과 함께, 분산성, 착색성 등을 조정할 목적으로, Cu, Fe, Mn, V, Ni 등의 복합 산화물, 산화 코발트, 산화 철, 카본 블랙, 아닐린 블랙 등으로 이루어지는 흑색 안료를, 1종 또는 2종 이상 조합하여 이용해도 된다. 이 경우, 전체 피분산체 중의 50질량% 이상을 타이타늄 블랙으로 이루어지는 피분산체가 차지하는 것이 바람직하다.In order to adjust the dispersibility, coloring property and the like with the titanium black, the pigment to be used is preferably a composite oxide of Cu, Fe, Mn, V, Ni or the like, a black oxide such as cobalt oxide, iron oxide, carbon black, One or more pigments may be used in combination. In this case, it is preferable that 50% by mass or more of the entire dispersoid is occupied by the to-be-dispersed body made of titanium black.
이 피분산체에 있어서는, 차광성의 조정 등을 목적으로서, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 타이타늄 블랙과 함께, 다른 착색제(유기 안료 및/또는 염료 등)를 목적에 따라 병용해도 된다.In the pigment dispersion, other colorants (organic pigments and / or dyes, etc.) may be used in combination with the titanium black in accordance with the object, so long as the effect of the present invention is not impaired.
이하, 피분산체에 Si 원자를 도입할 때에 이용되는 재료에 대하여 설명한다. 피분산체에 Si 원자를 도입할 때에는, 실리카 등의 Si 함유 물질을 이용하면 된다.Hereinafter, a material used for introducing Si atoms into the object to be dispersed will be described. When a Si atom is introduced into the object to be dispersed, a Si-containing substance such as silica may be used.
이용할 수 있는 실리카로서는, 침강 실리카, 흄드 실리카, 콜로이달 실리카, 합성 실리카 등을 들 수 있고, 이들을 적절히 선택하여 사용하면 된다.Examples of usable silica include precipitated silica, fumed silica, colloidal silica, synthetic silica and the like, and these may be appropriately selected and used.
또한, 실리카 입자의 입자경이 경화막을 형성했을 때의 막두께보다 작은 입자경이면 차광성이 보다 우수하기 때문에, 미립자 타입의 실리카를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 미립자 타입의 실리카의 예로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-249417호의 단락 0039에 기재된 실리카를 들 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다.Further, it is preferable to use fine particle type silica because the particle size of the silica particles is smaller than the film thickness when the cured film is formed, so that the light shielding property is better. Further, as an example of the particulate type silica, there may be mentioned, for example, the silica described in paragraph 0039 of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2013-249417, the contents of which are incorporated herein.
경화성 조성물은, 안료로서 텅스텐 화합물, 및/또는 금속 붕화물을 사용할 수 있다.The curable composition may use a tungsten compound and / or a metal boride as a pigment.
텅스텐 화합물, 및 금속 붕화물은, 적외선(파장이 약 800~1200nm의 광)에 대해서는 흡수가 높고(즉, 적외선에 대한 차광성(차폐성)이 높고), 가시광에 대해서는 흡수가 낮은 적외선 차폐재이다. 이로 인하여, 본 발명의 경화성 조성물은, 텅스텐 화합물, 및/또는 금속 붕화물을 함유함으로써, 적외 영역에 있어서의 차광성이 높고, 가시광 영역에 있어서의 투광성이 높은 패턴을 형성할 수 있다.Tungsten compounds and metal borides are infrared shielding materials that have high absorption (that is, high shielding property against infrared rays) for infrared rays (light having a wavelength of about 800 to 1,200 nm) and low absorption for visible light. Thus, the curable composition of the present invention contains a tungsten compound and / or a metal boride, thereby forming a pattern having high light-shielding property in the infrared region and high transparency in the visible light region.
텅스텐 화합물, 및 금속 붕화물은, 화상 형성에 이용되는, 고압 수은등, KrF, ArF 등의 노광에 이용되는 가시역보다 단파의 광에 대해서도 흡수가 작다. 이로 인하여, 후술하는 중합성 화합물, 알칼리 가용성 수지, 및 광중합 개시제와 조합함으로써, 우수한 패턴이 얻어짐과 함께, 패턴 형성에 있어서, 현상 잔사를 보다 억제할 수 있다.The tungsten compound and the metal boride are less absorbed by light of shorter wavelength than the visible region used for exposure of high-pressure mercury lamp, KrF, ArF, etc. used for image formation. Thus, when combined with a polymerizable compound, an alkali-soluble resin, and a photopolymerization initiator, which will be described later, an excellent pattern can be obtained and the development residue can be further suppressed in pattern formation.
텅스텐 화합물로서는, 산화 텅스텐계 화합물, 붕화 텅스텐계 화합물, 황화 텅스텐계 화합물 등을 들 수 있고, 하기 일반식(조성식) (I)로 나타나는 산화 텅스텐계 화합물이 바람직하다.Examples of the tungsten compound include a tungsten oxide compound, a tungsten boride compound, and a tungsten sulphide compound, and a tungsten oxide compound represented by the following formula (composition formula) (I) is preferable.
MxWyOz …(I)MxWyOz ... (I)
M은 금속, W는 텅스텐, O는 산소를 나타낸다.M represents a metal, W represents tungsten, and O represents oxygen.
0.001≤x/y≤1.10.001? X / y?
2.2≤z/y≤3.02.2? Z / y? 3.0
M의 금속으로서는, 예를 들면 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Sn, Pb, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, Rb, Cs 등을 들 수 있지만, 알칼리 금속인 것이 바람직하다. M의 금속은 1종이어도 되고 2종 이상이어도 된다.As the metal of M, for example, an alkali metal, an alkaline earth metal, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, , Ga, In, Tl, Sn, Pb, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, Rb and Cs. The metal of M may be one kind or two kinds or more.
M은 알칼리 금속인 것이 바람직하고, Rb 또는 Cs인 것이 보다 바람직하며, Cs인 것이 더 바람직하다.M is preferably an alkali metal, more preferably Rb or Cs, and more preferably Cs.
x/y가 0.001 이상이면, 적외선을 충분히 차폐할 수 있고, 1.1 이하이면, 텅스텐 화합물 중에 불순물상이 생성되는 것을 보다 확실히 회피할 수 있다.When x / y is 0.001 or more, infrared rays can be sufficiently shielded, and when it is 1.1 or less, generation of an impurity phase in the tungsten compound can be more reliably avoided.
z/y가 2.2 이상이면, 재료로서의 화학적 안정성을 보다 향상시킬 수 있고, 3.0 이하이면 적외선을 충분히 차폐할 수 있다.When z / y is 2.2 or more, the chemical stability as a material can be further improved. When the ratio z / y is 3.0 or less, infrared rays can be sufficiently shielded.
상기 일반식 (I)로 나타나는 산화 텅스텐계 화합물의 구체예로서는, Cs0.33WO3, Rb0.33WO3, K0.33WO3, Ba0.33WO3 등을 들 수 있고, Cs0.33WO3 또는 Rb0.33WO3인 것이 바람직하며, Cs0.33WO3인 것이 보다 바람직하다.Specific examples of the tungsten oxide compound represented by the general formula (I) include Cs 0.33 WO 3 , Rb 0.33 WO 3 , K 0.33 WO 3 , and Ba 0.33 WO 3 , and Cs 0.33 WO 3 or Rb 0.33 WO 3 , And Cs 0.33 WO 3 is more preferable.
텅스텐 화합물은 미립자인 것이 바람직하다. 텅스텐 미립자의 평균 1차 입자경은, 800nm 이하인 것이 바람직하고, 400nm 이하인 것이 보다 바람직하며, 200nm 이하인 것이 더 바람직하다. 평균 1차 입자경이 이와 같은 범위이면, 텅스텐 미립자가 광산란에 의하여 가시광을 차단하기 어려워지는 점에서, 가시광 영역에 있어서의 투광성을 보다 확실히 할 수 있다. 광산란을 회피하는 관점에서는, 평균 1차 입자경은 작을수록 바람직하지만, 제조 시에 있어서의 취급 용이성 등의 이유에서, 텅스텐 미립자의 평균 1차 입자경은, 통상, 1nm 이상이다.The tungsten compound is preferably a fine particle. The average primary particle diameter of the tungsten fine particles is preferably 800 nm or less, more preferably 400 nm or less, and further preferably 200 nm or less. When the average primary particle diameter falls within this range, the tungsten fine particles are less likely to block visible light due to light scattering, so that the light transmittance in the visible light region can be more surely obtained. From the viewpoint of avoiding light scattering, the smaller the average primary particle diameter is, the better, but the average primary particle diameter of the tungsten fine particles is usually 1 nm or more for ease of handling at the time of production.
텅스텐 화합물은 2종 이상을 사용하는 것이 가능하다.It is possible to use two or more kinds of tungsten compounds.
텅스텐 화합물은 시판품으로서 입수 가능하다. 텅스텐 화합물이, 예를 들면 산화 텅스텐계 화합물인 경우, 산화 텅스텐계 화합물은, 텅스텐 화합물을 불활성 가스 분위기 또는 환원성 가스 분위기 중에서 열처리하는 방법에 의하여 얻을 수 있다(일본 특허공보 제4096205호를 참조).Tungsten compounds are commercially available. When the tungsten compound is, for example, a tungsten oxide compound, the tungsten oxide compound can be obtained by a heat treatment of the tungsten compound in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere (see Japanese Patent Publication No. 4096205).
산화 텅스텐계 화합물은, 예를 들면 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤제의 YMF-02 등의 텅스텐 미립자의 분산물로서도 입수 가능하다.The tungsten oxide-based compound is also available as a dispersion of tungsten microparticles such as YMF-02 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
금속 붕화물로서는, 붕화 란타넘(LaB6), 붕화 프라세오디뮴(PrB6), 붕화 네오디뮴(NdB6), 붕화 세륨(CeB6), 붕화 이트륨(YB6), 붕화 타이타늄(TiB2), 붕화 지르코늄 (ZrB2), 붕화 하프늄(HfB2), 붕화 바나듐(VB2), 붕화 탄탈럼(TaB2), 붕화 크로뮴(CrB, CrB2), 붕화 몰리브데넘(MoB2, Mo2B5, MoB), 붕화 텅스텐(W2B5) 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있고, 붕화 란타넘(LaB6)인 것이 바람직하다.Examples of the metal boride include LaB 6 , PrB 6 , NdB 6 , CeB 6 , YB 6 , TiB 2 , zirconium boride (ZrB 2), boride, hafnium (HfB 2), boride, vanadium (VB 2), boride, tantalum (TaB 2), boride, chromium (CrB, CrB 2), boride, molybdenum (MoB 2, Mo 2 B 5 , MoB ), Tungsten boride (W 2 B 5 ), and the like, and it is preferable to use lanthanum boride (LaB 6 ).
금속 붕화물은 미립자인 것이 바람직하다. 금속 붕화물 미립자의 평균 1차 입자경은, 800nm 이하인 것이 바람직하고, 300nm 이하인 것이 보다 바람직하며, 100nm 이하인 것이 더 바람직하다. 평균 1차 입자경이 이와 같은 범위이면, 금속 붕화물 미립자가 광산란에 의하여 가시광을 차단하기 어려워지는 점에서, 가시광 영역에 있어서의 투광성을 보다 확실히 할 수 있다. 광산란을 회피하는 관점에서는, 평균 1차 입자경은 작을수록 바람직하지만, 제조 시에 있어서의 취급 용이성 등의 이유에서, 금속 붕화물 미립자의 평균 1차 입자경은, 통상, 1nm 이상이다.The metal boride is preferably fine particles. The average primary particle size of the metal boride fine particles is preferably 800 nm or less, more preferably 300 nm or less, and most preferably 100 nm or less. When the average primary particle size falls within this range, the light transmittance in the visible light region can be further ensured because the metal boride fine particles are less likely to block visible light due to light scattering. From the viewpoint of avoiding light scattering, the smaller the average primary particle diameter is, the better, but the average primary particle diameter of the metal boride fine particles is usually 1 nm or more for ease of handling at the time of production and so on.
금속 붕화물은 2종 이상을 사용하는 것이 가능하다.It is possible to use two or more metal borides.
금속 붕화물은 시판품으로서 입수 가능하고, 예를 들면 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤제의 KHF-7 등의 금속 붕화물 미립자의 분산물로서도 입수 가능하다.The metal boride is available as a commercially available product, and is also available as a dispersion of metal boride fine particles such as KHF-7 manufactured by Sumitomo 3M Kogyo Kogyo Co., Ltd.
(타이타늄 질화물 함유 입자)(Titanium nitride-containing particles)
무기 안료로서는, Fe 원자를 포함하는 타이타늄 질화물 함유 입자를 이용할 수도 있다. 타이타늄 질화물 함유 입자의 제조에는, 통상, 기상 반응법이 이용되고, 구체적으로는 전기로법 및 열플라즈마법 등을 들 수 있다. 이들 제법 중에서도, 불순물의 혼입이 적은 점, 입자경이 갖추어지기 쉬운 점, 및 생산성이 높은 점 등의 이유에서, 열플라즈마법이 바람직하다.As the inorganic pigment, titanium nitride-containing particles containing Fe atoms may be used. In the production of the titanium nitride-containing particles, a gas phase reaction method is usually used, and specifically, an electric furnace method and a thermal plasma method can be mentioned. Among these methods, the thermal plasma method is preferable because of the low content of impurities, easy preparation of the particle diameter, high productivity, and the like.
열플라즈마의 발생 방법으로서는, 직류 아크 방전, 다상 아크 방전, 고주파(RF) 플라즈마, 및 하이브리드 플라즈마 등을 들 수 있고, 전극으로부터의 불순물의 혼입이 적은 고주파 플라즈마가 바람직하다. 열플라즈마법에 의한 타이타늄 질화물 함유 미립자의 구체적인 제조 방법으로서는, 예를 들면 타이타늄 분말을 고주파열 플라즈마에 의하여 증발시켜, 질소를 캐리어 가스로서 장치 내에 도입하고, 냉각 과정에서 타이타늄 분말을 질화시켜, 타이타늄 질화물 함유 입자를 합성하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 열플라즈마법은, 상기에 한정되지 않는다.Examples of the method of generating the thermal plasma include a DC arc discharge, a polyphase arc discharge, a high frequency (RF) plasma, a hybrid plasma, and the like, and a high frequency plasma in which impurities are rarely mixed from the electrode is preferable. As a specific method for producing the titanium nitride-containing fine particles by the thermal plasma method, for example, a titanium powder is vaporized by a high-frequency thermal plasma to introduce nitrogen into the apparatus as a carrier gas, and the titanium powder is nitrided in the cooling process, Containing particles are synthesized. The thermal plasma method is not limited to the above.
타이타늄 질화물 함유 입자의 제조 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 국제 공개공보 제2010/147098호의 단락 <0037>~<0089>에 기재된 제조 방법을 참조할 수 있다. 예를 들면, 국제 공개공보 제2010/147098호의 Ag 분말 대신에, 후술하는 Fe를 포함하는 성분 및/또는 Si를 포함하는 성분을 이용하고, 이것과 타이타늄 분말 재료(타이타늄 입자)를 혼합한 것을 원료로 하여, 본 발명의 경화성 조성물에 포함되는 타이타늄 질화물 함유 입자를 제조할 수 있다.The method for producing the titanium nitride-containing particles is not particularly limited, but the manufacturing method described in paragraphs <0037> to <0089> of International Publication No. 2010/147098 can be referred to. For example, instead of the Ag powder of International Patent Publication No. 2010/147098, a component containing Fe and / or a component containing Si, which will be described later, and a titanium powder material (titanium particle) , The titanium nitride-containing particles contained in the curable composition of the present invention can be produced.
타이타늄 질화물 함유 입자의 제조에 사용하는 타이타늄 분말 재료(타이타늄 입자)는, 고순도인 것이 바람직하다. 타이타늄 분말 재료는, 특별히 한정되지 않지만, 타이타늄 원소의 순도가 99.99% 이상인 것이 바람직하고, 99.999% 이상인 것이 보다 바람직하게 이용된다.The titanium powder material (titanium particle) used for producing the titanium nitride-containing particles is preferably high purity. The titanium powder material is not particularly limited, but the purity of the titanium element is preferably 99.99% or more, more preferably 99.999% or more.
타이타늄 질화물 함유 입자의 제조에 사용하는 타이타늄 분말 재료(타이타늄 입자)는, 타이타늄 원자 이외의 원자를 함유하는 경우가 있다. 타이타늄 분말 재료에 포함될 수 있는 다른 원자로서는, 예를 들면 Fe 원자 및 Si 원자 등을 들 수 있다.Titanium powder materials (titanium particles) used for producing titanium nitride-containing particles sometimes contain atoms other than titanium atoms. Other atoms that may be included in the titanium powder material include, for example, Fe atoms and Si atoms.
타이타늄 분말 재료가 Fe 원자를 함유하는 경우에는, Fe 원자의 함유량은, 타이타늄 분말 재료의 전체 질량에 대하여, 0.001질량% 초과인 것이 바람직하다.When the titanium powder material contains Fe atoms, the content of Fe atoms is preferably more than 0.001 mass% with respect to the total mass of the titanium powder material.
타이타늄 분말 재료가 Si 원자를 함유하는 경우에는, Si 원자의 함유량이, 타이타늄 분말 재료 전체 질량에 대하여, 0.002질량% 초과 0.3질량% 미만인 것이 바람직하고, 0.01~0.15질량%인 것이 보다 바람직하며, 0.02~0.1질량%인 것이 더 바람직하다. Si 원자의 함유량이 0.002질량% 초과하면, 경화막의 패터닝성이 보다 향상된다. Si 원자의 함유량이 0.3질량% 미만이면, 얻어지는 타이타늄 질화물 함유 입자의 최표층의 극성이 보다 안정화된다. 이로써, 타이타늄 질화물 함유 입자를 분산시킬 때에 타이타늄 질화물 함유 입자에 대한 분산제의 흡착성이 양호해지고, 타이타늄 질화물 함유 입자의 미분산물이 저감되어, 파티클 발생을 억제할 수 있다고 생각된다.In the case where the titanium powder material contains Si atoms, the content of Si atoms is preferably from 0.002 to less than 0.3% by mass, more preferably from 0.01 to 0.15% by mass, more preferably from 0.02 to 0.25% by mass based on the total mass of the titanium powder material. By mass to 0.1% by mass. When the Si atom content exceeds 0.002 mass%, the patterning property of the cured film is further improved. When the Si atom content is less than 0.3 mass%, the polarity of the outermost layer of the resulting titanium nitride-containing particles is more stabilized. Thus, it is considered that when the titanium nitride-containing particles are dispersed, the adsorbability of the dispersant to the titanium nitride-containing particles is improved, the fine dispersion of the titanium nitride-containing particles is reduced, and the generation of particles is suppressed.
타이타늄 질화물 함유 입자의 제조에 사용하는 타이타늄 분말 재료(타이타늄 입자) 중의 수분은, 타이타늄 분말 재료의 전체 질량에 대하여, 1질량% 미만인 것이 바람직하고, 0.1질량% 미만인 것이 보다 바람직하며, 실질적으로 포함하지 않는 것이 더 바람직하다.The water content in the titanium powder material (titanium particles) used for the production of the titanium nitride-containing particles is preferably less than 1% by mass, more preferably less than 0.1% by mass with respect to the total mass of the titanium powder material, It is more preferable not to.
타이타늄 질화물 함유 입자는, 열플라즈마법을 이용하여 얻음으로써, CuKα선을 X선원으로 한 경우의 (200)면에서 유래하는 피크의 회절각 2θ(상세는 후술함)를, 42.6° 초과 43.5° 이하의 범위로 조정하는 것이 용이해진다.The titanium nitride-containing particles are obtained by using the thermal plasma method so that the diffraction angle 2? Of the peak derived from the (200) plane (details will be described later) when the CuK? Ray is an X-ray source is more than 42.6 degrees and not more than 43.5 degrees In the range of < / RTI >
타이타늄 질화물 함유 입자에 Fe 원자를 함유시키는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 상술한 타이타늄 질화물 함유 입자의 원료로서 이용되는 타이타늄 입자(타이타늄 분말)를 얻는 단계에 있어서, Fe 원자를 도입하는 방법 등을 들 수 있다. 보다 상세하게는, 크롤법 등에 의하여 타이타늄을 제조할 때에, 반응 용기로서 스테인리스강(SUS) 등의 Fe 원자를 함유하는 재료로 구성되는 것을 이용하거나, 타이타늄을 파쇄할 때의 프레스기 및 분쇄기의 재료로서 Fe 원자를 함유하는 것을 이용하거나 함으로써, 타이타늄 입자의 표면에 Fe 원자를 부착시킬 수 있다.The method of incorporating Fe atoms in the titanium nitride-containing particles is not particularly limited, and for example, a method of introducing Fe atoms in the step of obtaining titanium particles (titanium powder) used as a raw material of the titanium nitride- And the like. More specifically, when titanium is produced by a crawling method or the like, a reaction vessel made of a material containing Fe atoms such as stainless steel (SUS) may be used, or a material of a press and a pulverizer for crushing titanium Fe atoms can be attached to the surface of the titanium particles by using Fe atoms.
타이타늄 질화물 함유 입자의 제조에 열플라즈마법을 이용하는 경우에는, 원료인 타이타늄 입자 외에, Fe 입자, Fe 산화물 등의 성분을 첨가하고, 이들을 열플라즈마법에 의하여 질화함으로써, 타이타늄 질화물 함유 입자에 Fe 원자를 함유시킬 수 있다.In the case of using the thermal plasma method for the production of the titanium nitride-containing particles, it is possible to add Fe atoms, Fe oxide and other components in addition to the titanium particles as the raw material, and nitridize them by the thermal plasma method to form Fe atoms in the titanium nitride- .
또한, 타이타늄 질화물 함유 입자 중에 포함되어 있는 Fe 원자는, 이온, 금속 화합물(착화합물도 포함함), 금속 간 화합물, 합금, 산화물, 복합 산화물, 질화물, 산질화물, 황화물 및 산황화물 등, 어느 형태로 포함되어 있어도 된다. 타이타늄 질화물 함유 입자 중에 포함되는 Fe 원자는, 결정 격자 간 위치의 불순물로서 존재하고 있어도 되고, 결정립계에 어모퍼스 상태로 불순물로서 존재하고 있어도 된다.The Fe atoms contained in the titanium nitride-containing particles may be in any form such as ions, metal compounds (including complex compounds), intermetallic compounds, alloys, oxides, complex oxides, nitrides, oxynitrides, sulfides, May be included. The Fe atoms contained in the titanium nitride-containing particles may be present as impurities at crystal lattice positions, or may exist as impurities in an amorphous state at grain boundaries.
본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 타이타늄 질화물 함유 입자 중의 Fe 원자의 함유량이, 패터닝성 및 전극의 방식성(防食性)에 관련되는 것을 발견했다. 타이타늄 질화물 함유 입자 중에 포함되는 Fe 원자는, 전극 및 기판에 대한 밀착성이 우수하고, 타이타늄 질화물 함유 입자 중의 타이타늄 질화물은, Fe 원자를 통하여 전극 및 기판에 부착된다고 생각된다. 현상 처리 등의 경화막의 패터닝 후, Fe 원자는 전극 및 기판 상에 잔류하여, 타이타늄 질화물은 제거되기 쉽다고 생각된다. 이로 인하여, 타이타늄 질화물 함유 입자 중의 Fe 원자의 함유량을 소정량 이상으로 하면, 경화막의 패터닝성이 향상된다고 추측된다. 한편, 타이타늄 질화물 함유 입자 중에 포함되는 Fe 원자의 함유량이 너무 많으면, 전극 및 기판 상에 잔류하는 Fe 원자의 양이 증가하여, 전극의 부식의 원인이 된다고 생각된다. 이로 인하여, 타이타늄 질화물 함유 입자 중의 Fe 원자의 함유량을 소정량 이하로 하면, 전극의 방식성이 향상된다고 추측된다.As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that the content of Fe atoms in the titanium nitride-containing particles is related to the patterning properties and the corrosion resistance of the electrodes. It is considered that the Fe atoms contained in the titanium nitride-containing particles are excellent in adhesion to the electrode and the substrate, and that the titanium nitride in the titanium nitride-containing particles adheres to the electrode and the substrate through Fe atoms. After the patterning of the cured film, such as development processing, the Fe atoms remain on the electrodes and the substrate, and titanium nitride is likely to be removed. Accordingly, it is presumed that the content of Fe atoms in the titanium nitride-containing particles is set to a predetermined amount or more so that the patternability of the cured film is improved. On the other hand, if the content of Fe atoms contained in the titanium nitride-containing particles is too large, the amount of Fe atoms remaining on the electrodes and the substrate increases, which is considered to cause corrosion of the electrodes. Therefore, it is presumed that the corrosion resistance of the electrode is improved if the content of Fe atoms in the titanium nitride-containing particles is set to a predetermined amount or less.
타이타늄 질화물 함유 입자 중에 있어서의 Fe 원자의 함유량은, 타이타늄 질화물 함유 입자 전체 질량에 대하여, 0.001질량% 초과 0.4질량% 미만인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 0.01~0.2질량%인 것이 보다 바람직하고, 0.02~0.1질량%인 것이 더 바람직하다. Fe 원자의 함유량이 0.001질량% 초과하면, 경화막의 패터닝성이 보다 향상된다. Fe 원자의 함유량이 0.4질량% 미만이면, 경화막에 의한 전극의 방식성이 보다 향상된다(경화막이 전극을 부식하는 것을 억제할 수 있다). 즉, 타이타늄 질화물 함유 입자 중에 있어서의 Fe 원자의 함유량이 상기 범위 내에 있으면, 우수한 경화막의 패터닝성 및 전극의 방식성을 얻을 수 있다.It is preferable that the content of Fe atoms in the titanium nitride-containing particles is more than 0.001 mass% and less than 0.4 mass% with respect to the total mass of the titanium nitride-containing particles. In particular, it is more preferably 0.01 to 0.2% by mass, and still more preferably 0.02 to 0.1% by mass. When the Fe atom content exceeds 0.001 mass%, the patterning property of the cured film is further improved. If the Fe atom content is less than 0.4 mass%, the corrosion resistance of the electrode due to the cured film is further improved (the cured film can suppress corrosion of the electrode). That is, when the content of Fe atoms in the titanium nitride-containing particles is within the above range, excellent patterning properties of the cured film and corrosion resistance of the electrode can be obtained.
타이타늄 질화물 함유 입자 중에 있어서의 Fe 원자의 함유량은, ICP(Inductively Coupled Plasma; 고주파 유도 결합 플라즈마) 발광 분광 분석법에 의하여 측정할 수 있다.The content of Fe atoms in the titanium nitride-containing particles can be measured by ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopy.
타이타늄 질화물 함유 입자는, Si 원자(규소 원자)를 더 함유하는 것이 바람직하다. 이로써, 경화막의 패터닝성이 보다 향상된다. Si 원자를 함유함으로써 패터닝성이 향상되는 이유로서는, 상술한 Fe 원자와 동일하다고 생각된다.It is preferable that the titanium nitride-containing particles further contain a Si atom (silicon atom). This further improves the patterning property of the cured film. The reason why the patterning property is improved by containing Si atoms is considered to be the same as the above-mentioned Fe atoms.
타이타늄 질화물 함유 입자 중에 있어서의 Si 원자의 함유량은, 타이타늄 질화물 함유 입자 전체 질량에 대하여, 0.002질량% 초과 0.3질량% 미만인 것이 바람직하고, 0.01~0.15질량%인 것이 보다 바람직하며, 0.02~0.1질량%인 것이 더 바람직하다. Si 원자의 함유량이 0.002질량% 초과하면, 경화막의 패터닝성이 보다 향상된다. Si 원자의 함유량이 0.3질량% 미만이면, 타이타늄 질화물 함유 입자의 최표층의 극성이 보다 안정화된다. 이로써, 타이타늄 질화물 함유 입자를 분산시킬 때에 타이타늄 질화물 함유 입자에 대한 분산제의 흡착성이 양호해지고, 타이타늄 질화물 함유 입자의 미분산물이 저감되어, 파티클 발생을 억제할 수 있다고 생각된다.The content of Si atoms in the titanium nitride-containing particles is preferably in the range of more than 0.002 mass% to less than 0.3 mass%, more preferably in the range of 0.01 to 0.15 mass%, more preferably in the range of 0.02 to 0.1 mass% Is more preferable. When the Si atom content exceeds 0.002 mass%, the patterning property of the cured film is further improved. When the Si atom content is less than 0.3 mass%, the polarity of the outermost layer of the titanium nitride-containing particles is more stabilized. Thus, it is considered that when the titanium nitride-containing particles are dispersed, the adsorbability of the dispersant to the titanium nitride-containing particles is improved, the fine dispersion of the titanium nitride-containing particles is reduced, and the generation of particles is suppressed.
타이타늄 질화물 함유 입자 중에 있어서의 Si 원자의 함유량은, 상술한 Fe 원자와 동일한 방법에 의하여 측정할 수 있다.The content of Si atoms in the titanium nitride-containing particles can be measured by the same method as the above-described Fe atoms.
타이타늄 질화물 함유 입자에 Si 원자를 함유시키는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 상술한 타이타늄 질화물 함유 입자의 원료로서 이용되는 타이타늄 입자(타이타늄 분말)를 얻는 단계에 있어서, Si 원자를 도입하는 방법 등을 들 수 있다. 보다 상세하게는, 크롤법 등에 의하여 타이타늄을 제조할 때에, 반응 용기로서 Si 원자를 함유하는 재료로 구성되는 것을 이용하거나, 타이타늄을 파쇄할 때의 프레스기 및 분쇄기의 재료로서 Si 원자를 함유하는 것을 이용하거나 함으로써, 타이타늄 입자의 표면에 Si 원자를 부착시킬 수 있다.The method of incorporating Si atoms into the titanium nitride-containing particles is not particularly limited and, for example, a method of introducing Si atoms in the step of obtaining titanium particles (titanium powder) used as a raw material of the titanium nitride- And the like. More specifically, in the production of titanium by the crawling method or the like, a material comprising a Si atom as a reaction vessel may be used, or a material containing Si atoms may be used as a material for the press and grinder when crushing titanium , It is possible to attach Si atoms to the surface of the titanium particles.
타이타늄 질화물 함유 입자의 제조에 열플라즈마법을 이용하는 경우에는, 원료인 타이타늄 입자 외에, Si 입자, Si 산화물 등의 성분을 첨가하고, 이들을 열플라즈마법에 의하여 질화함으로써, 타이타늄 질화물 함유 입자에 Si 원자를 함유시킬 수 있다.In the case of using the thermal plasma method in the production of the titanium nitride-containing particles, Si particles, Si oxide and the like are added in addition to the titanium particles as the raw material, and these are nitrided by the thermal plasma method, .
타이타늄 질화물 함유 입자 중에 포함되는 Si 원자는, 이온, 금속 화합물(착화합물도 포함함), 금속 간 화합물, 합금, 산화물, 복합 산화물, 질화물, 산질화물, 황화물 및 산황화물 등, 어느 형태로 포함되어 있어도 된다. 타이타늄 질화물 함유 입자 중에 포함되는 Si 원자는, 결정 격자 간 위치의 불순물로서 존재하고 있어도 되고, 결정립계에 어모퍼스 상태로 불순물로서 존재하고 있어도 된다.The Si atoms contained in the titanium nitride-containing particles may be in any form such as an ion, a metal compound (including a complex compound), an intermetallic compound, an alloy, an oxide, a composite oxide, a nitride, an oxynitride, a sulfide, do. The Si atoms contained in the titanium nitride-containing particles may be present as an impurity at a crystal lattice position or may exist as an impurity in an amorphous state at grain boundaries.
타이타늄 질화물 함유 입자 중의 타이타늄 원자(Ti 원자)의 함유량은, 타이타늄 질화물 함유 입자의 전체 질량에 대하여, 10~85질량%인 것이 바람직하고, 15~75질량%인 것이 보다 바람직하며, 20~70질량%인 것이 더 바람직하다. 타이타늄 질화물 함유 입자 중의 Ti 원자의 함유량은, ICP 발광 분광 분석법에 의하여 측정할 수 있다.The content of the titanium atom (Ti atom) in the titanium nitride-containing particles is preferably 10 to 85 mass%, more preferably 15 to 75 mass%, and more preferably 20 to 70 mass%, based on the total mass of the titanium nitride- % Is more preferable. The content of Ti atoms in the titanium nitride-containing particles can be measured by ICP emission spectroscopy.
타이타늄 질화물 함유 입자 중의 질소 원자(N 원자)의 함유량은, 타이타늄 질화물 함유 입자의 전체 질량에 대하여, 3~60질량%인 것이 바람직하고, 5~50질량%인 것이 보다 바람직하며, 10~40질량%인 것이 더 바람직하다. 질소 원자의 함유량은 불활성 가스 융해-열전도도법에 의하여 분석할 수 있다.The content of nitrogen atoms (N atoms) in the titanium nitride-containing particles is preferably 3 to 60 mass%, more preferably 5 to 50 mass%, and more preferably 10 to 40 mass%, based on the total mass of the titanium nitride- % Is more preferable. The content of nitrogen atoms can be analyzed by inert gas fusion-thermal conductivity method.
타이타늄 질화물 함유 입자는, 주성분으로서 타이타늄 질화물(TiN)을 포함하고, 통상, 그 합성 시에 산소가 혼입되는 경우, 및 입자경이 작은 경우 등에 현저하게 되지만, 입자 표면의 산화 등에 의하여, 일부 산소 원자를 함유해도 된다.The titanium nitride-containing particles include titanium nitride (TiN) as a main component, and are usually remarkable when oxygen is mixed in the synthesis and when the particle diameter is small. However, by oxidizing the surface of the particles, .
타이타늄 질화물 함유 입자 중의 산소 원자의 함유량은, 타이타늄 질화물 함유 입자의 전체 질량에 대하여, 1~40질량%인 것이 바람직하고, 1~35질량%인 것이 보다 바람직하며, 5~30질량%인 것이 더 바람직하다. 산소 원자의 함유량은, 불활성 가스 융해-적외선 흡수법에 의하여 분석할 수 있다.The content of oxygen atoms in the titanium nitride-containing particles is preferably 1 to 40 mass%, more preferably 1 to 35 mass%, and more preferably 5 to 30 mass%, based on the total mass of the titanium nitride- desirable. The content of oxygen atoms can be analyzed by an inert gas melting-infrared absorption method.
분산 안정성 및 차광성의 관점에서, 타이타늄 질화물 함유 입자의 비표면적은 5m2/g 이상 100m2/g 이하가 바람직하고, 10m2/g 이상 60m2/g 이하가 보다 바람직하다. 비표면적은 BET(Brunauer, Emmett, Teller)법에 의하여 구할 수 있다.From the viewpoint of dispersion stability, and light shielding property, it is the specific surface area of the titanium nitride-containing particles is more preferably 5m 2 / g more than 100m 2 / g or less is preferred, and 10m 2 / g more than 60m 2 / g or less. The specific surface area can be determined by the BET (Brunauer, Emmett, Teller) method.
타이타늄 질화물 함유 입자는, 타이타늄 질화물 입자와 금속 미립자로 이루어지는 복합 미립자여도 된다.The titanium nitride-containing particles may be composite fine particles composed of titanium nitride particles and metal fine particles.
복합 미립자란, 타이타늄 질화물 입자와 금속 미립자가 복합화되어 있거나, 고도로 분산된 상태에 있는 입자를 말한다. 여기에서, "복합화되어 있다"란, 타이타늄 질화물과 금속의 양 성분에 의하여 입자가 구성되어 있는 것을 의미하고, "고도로 분산된 상태"란, 타이타늄 질화물 입자와 금속 입자가 각각 개별로 존재하며, 또한 소량 성분의 입자가 응집되지 않고 균일, 똑같이 분산되어 있는 것을 의미한다.The composite fine particles refer to particles in which titanium nitride particles and metal fine particles are combined or highly dispersed. Here, " composite " means that particles are constituted by both titanium nitride and metal components, and " highly dispersed state " means that titanium nitride particles and metal particles are individually present, It means that the particles of a small amount of component are dispersed uniformly and uniformly without aggregation.
금속 미립자로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 코발트, 로듐, 이리듐, 루테늄, 오스뮴, 망가니즈, 몰리브데넘, 텅스텐, 나이오븀, 탄탈럼, 칼슘, 타이타늄, 비스무트, 안티모니 및 납과, 이들의 합금으로부터 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다. 그 중에서도, 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 코발트, 로듐 및 이리듐과, 이들의 합금으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 구리, 은, 금, 백금 및 주석과, 이들의 합금으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 보다 바람직하다. 내습성이 보다 우수한 관점에서, 은인 것이 바람직하다.The metal fine particles are not particularly limited and examples thereof include metals such as copper, silver, gold, platinum, palladium, nickel, tin, cobalt, rhodium, iridium, ruthenium, osmium, manganese, molybdenum, tungsten, Calcium, titanium, bismuth, antimony and lead, and alloys thereof. Among them, at least one selected from among copper, silver, gold, platinum, palladium, nickel, tin, cobalt, rhodium and iridium and alloys thereof is preferable and copper, silver, gold, platinum and tin, And more preferably at least one kind selected from alloys. From the standpoint of better moisture resistance, silver is preferable.
타이타늄 질화물 함유 입자에 있어서의 금속 미립자의 함유량으로서는, 타이타늄 질화물 함유 입자의 전체 질량에 대하여 5질량% 이상 50질량% 이하인 것이 바람직하고, 10질량% 이상 30질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.The content of the metal fine particles in the titanium nitride-containing particles is preferably 5 mass% or more and 50 mass% or less, more preferably 10 mass% or more and 30 mass% or less, with respect to the total mass of the titanium nitride-containing particles.
·타이타늄 질화물 함유 입자의 피크 회절각 2θPeak diffraction angle 2 &thetas; of titanium nitride-
타이타늄 질화물 함유 입자는, CuKα선을 X선원으로 한 경우의 (200)면에서 유래하는 피크의 회절각 2θ가 42.6° 초과 43.5° 이하인 것이 바람직하다. 이와 같은 특징을 갖는 타이타늄 질화물 함유 입자를 함유하는 경화성 조성물을 이용하여 얻어지는 경화막(예를 들면, 블랙 매트릭스 등)은, 높은 OD값을 달성하는 것이 가능해진다.It is preferable that the titanium nitride-containing particles have a diffraction angle 2 &thetas; of a peak derived from the (200) plane when the CuK alpha ray is an X-ray source, from 42.6 DEG to 43.5 DEG. A cured film (for example, a black matrix or the like) obtained by using the curable composition containing the titanium nitride-containing particles having such characteristics can achieve a high OD value.
CuKα선을 X선원으로서 타이타늄 화합물의 X선 회절 스펙트럼을 측정한 경우에 있어서, 가장 강도가 강한 피크로서 TiN은 (200)면에서 유래하는 피크가 2θ=42.5° 근방에, TiO는 (200)면에서 유래하는 피크가 2θ=43.4° 근방에 보여진다. 한편, 가장 강도가 강한 피크는 아니지만 아나타제형 TiO2는 (200)면에서 유래하는 피크는 2θ=48.1° 근방에, 루틸형 TiO2는 (200)면에서 유래하는 피크는 2θ=39.2° 근방에 관측된다. 따라서, 산소 원자를 많이 함유하는 결정 상태일수록 피크 위치는 42.5°에 대하여 고각도 측으로 시프트한다.When the X-ray diffraction spectrum of the titanium compound was measured using the CuK? Line as an X-ray source, the peak having the strongest intensity was found to have a peak derived from the (200) plane in the vicinity of 2? = 42.5 占 TiO2 in the Peak is observed in the vicinity of 2? = 43.4 占. On the other hand, the peaks derived from the (200) plane of the anatase type TiO 2 are in the vicinity of 2? = 48.1 ° and the peaks derived from the (200) plane of the rutile TiO 2 are in the vicinity of 2? = 39.2 ° Lt; / RTI > Accordingly, the peak position shifts toward the high angle side with respect to 42.5 DEG in the crystalline state containing a large amount of oxygen atoms.
타이타늄 질화물 함유 입자의 (200)면에서 유래하는 피크의 회절각 2θ는, 입자의 경시 안정성의 관점에서, 42.6° 초과 43.5° 미만인 것이 바람직하고, 추가로, 제조 시의 프로세스 마진이 우수한 관점에서, 42.7° 이상 43.5° 미만이 보다 바람직하며, 추가로, 입자 성능의 재현성이 우수한 관점에서, 42.7° 이상 43.4° 미만이 더 바람직하다. 부성분으로서 산화 타이타늄 TiO2를 함유하는 경우, 가장 강도가 강한 피크로서 아나타제형 TiO2 (101)에서 유래하는 피크가 2θ=25.3° 근방에, 루틸형 TiO2 (110)에서 유래하는 피크가 2θ=27.4° 근방에 보여진다. 그러나, TiO2는 백색이며 블랙 매트릭스의 차광성을 저하시키는 요인이 되기 때문에, 피크로서 관찰되지 않을 정도로 저감되어 있는 것이 바람직하다.The diffraction angle 2? Of the peak originating from the (200) plane of the titanium nitride-containing particles is preferably from 42.6 DEG to less than 43.5 DEG from the viewpoint of the stability with time of the particles, and furthermore, from the viewpoint of excellent process margin at the time of production, More preferably 42.7 DEG to less than 43.5 DEG, and further preferably 42.7 DEG to less than 43.4 DEG from the viewpoint of excellent reproducibility of particle performance. The case of containing the titanium dioxide TiO 2 as an auxiliary component, the strength is a strong peak in the vicinity of the peak of 2θ = 25.3 ° derived from anatase-type TiO 2 (101), a peak derived from the rutile type TiO 2 (110) 2θ = 27.4 °. However, since TiO 2 is white and is a factor for lowering the light shielding property of the black matrix, it is preferable that TiO 2 is reduced to such an extent that it can not be observed as a peak.
X선 회절 피크의 반값폭보다 타이타늄 질화물 함유 입자를 구성하는 결정자 사이즈를 구할 수 있고, 셰러의 식을 이용하여 산출된다.The crystallite size constituting the titanium nitride-containing particles can be obtained from the half width of the X-ray diffraction peak, and is calculated using the Scherr's equation.
결정자 사이즈는, 20nm 이상인 것이 바람직하고, 20~50nm인 것이 보다 바람직하다. 결정자 사이즈가 20nm 이상인 타이타늄 질화물 함유 입자를 이용하여 블랙 매트릭스를 형성함으로써, 경화막의 투과광은 그 피크 파장이 475nm 이하인 청색으로부터 청자색을 나타내고, 높은 차광성과 자외선 감도를 겸비하는 블랙 매트릭스를 얻을 수 있다. 결정자 사이즈가 20nm 이상이면, 활성을 갖는 입자 표면이 입자 체적에 대하여 차지하는 비율이 작아져 양호한 밸런스가 되어, 타이타늄 질화물 함유 입자의 내열성 및/또는 내구성이 보다 우수한 것이 된다.The crystallite size is preferably 20 nm or more, and more preferably 20 to 50 nm. By forming the black matrix using the titanium nitride-containing particles having a crystallite size of 20 nm or more, the transmitted light of the cured film has a peak wavelength of 475 nm or less and exhibits a bluish purple color, and a black matrix having high light shielding and ultraviolet sensitivity can be obtained. When the crystallite size is 20 nm or more, the ratio of the surface of the active particles to the volume of the particles becomes small, so that the titanium nitride-containing particles have excellent heat resistance and / or durability.
(원자 A를 함유하는 금속 질화물 함유 입자)(Metal nitride-containing particles containing atom A)
무기 안료로서는, 금속 질화물 함유 입자로서, 상기 금속 질화물 함유 입자에 소정의 원자 A를 함유하는 금속 질화물 함유 입자를 이용할 수도 있다.As the inorganic pigment, metal nitride-containing particles containing a predetermined atom A in the metal nitride-containing particles may be used as the metal nitride-containing particles.
금속 질화물 함유 입자 중의 금속으로서는, 예를 들면 Nb, V, Cr, Y, Zr, Nb, Hf, Ta, W, 및 Re 등을 들 수 있고, 상기 경화성 조성물이 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는 점에서, Nb, 또는 V가 보다 바람직하다.Examples of the metal in the metal nitride-containing particles include Nb, V, Cr, Y, Zr, Nb, Hf, Ta, W and Re. The curable composition , Nb, or V is more preferable.
상기 원자 A로서는, 예를 들면 B, Al, Si, Mn, Fe, Ni, 및 Ag 등을 들 수 있다.Examples of the atom A include B, Al, Si, Mn, Fe, Ni, and Ag.
금속 질화물 함유 입자가, 상기 원자 A를 함유하는 경우, 그 함유량으로서는 특별히 제한되지 않지만, 금속 질화물 함유 입자 중에 있어서의 원자 A의 함유량이, 0.00005~10질량%가 바람직하다.When the metal-nitride-containing particles contain the atom A, the content thereof is not particularly limited, but the content of the atom A in the metal-nitride-containing particles is preferably 0.00005 to 10 mass%.
상기 원자 A를 함유하는 금속 질화물 함유 입자의 제조 방법으로서는, 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있다.The method for producing the metal nitride-containing particles containing the atom A is not particularly limited and a known method can be used.
금속 질화물 함유 입자의 제조에는, 통상, 기상 반응법이 이용되고, 구체적으로는 전기로법 및 열플라즈마법 등을 들 수 있다. 이들 제법 중에서도, 불순물의 혼입이 적은 점, 입자경이 갖추어지기 쉬운 점, 및 생산성이 높은 점 등의 이유에서, 열플라즈마법이 바람직하다.In the production of the metal nitride-containing particles, a gas phase reaction method is usually used, and specific examples thereof include an electric furnace method and a thermal plasma method. Among these methods, the thermal plasma method is preferable because of the low content of impurities, easy preparation of the particle diameter, high productivity, and the like.
열플라즈마법에 의한 금속 질화물 함유 입자의 구체적인 제조 방법으로서는, 예를 들면 금속 미립자 제조 장치(후술하는 "흑색 복합 미립자 제조 장치"와 동일한 장치)를 이용하는 것을 들 수 있다. 금속 미립자 제조 장치는, 예를 들면 열플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치, 금속 원료 분말을 플라즈마 토치 내에 공급하는 재료 공급 장치, 냉각 기능을 함유하는 챔버, 생성된 금속 미립자를 분급하는 사이클론, 및 금속 미립자를 회수하는 회수부에 의하여 구성된다.As a specific method for producing the metal nitride-containing particles by the thermal plasma method, for example, a method using a metal fine particle production apparatus (the same apparatus as the "black composite fine particle production apparatus" described later) can be mentioned. The apparatus for producing fine metal particles includes, for example, a plasma torch for generating a thermal plasma, a material supply device for supplying the metal raw material powder into the plasma torch, a chamber containing a cooling function, a cyclone for classifying the produced metal fine particles, And a recovery unit for recovery.
또한, 본 명세서에 있어서, 금속 미립자란, 금속 원소를 함유하는 1차 입자경이 20nm~40μm인 입자를 의도한다.In the present specification, the metal fine particles are intended to mean particles having a primary particle size of 20 nm to 40 μm containing a metal element.
금속 미립자 제조 장치를 이용한 금속 질화물 함유 입자의 제조 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 하기의 소정의 평균 1차 입자경의 금속 질화물 함유 입자의 수율이 높아지는 점에서, 금속 미립자 제조 장치를 이용하여 금속 질화물 함유 입자를 제조하는 방법은 이하에 나타내는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.The method for producing the metal nitride-containing particles using the metal fine particle production apparatus is not particularly limited and a known method can be used. Among them, the method for producing the metal nitride-containing particles by using the metal fine particle production apparatus preferably includes the following steps in that the yield of the metal nitride-containing particles having a predetermined average primary particle diameter is increased.
공정 A: 플라즈마 토치 내에 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스를 플라즈마 가스로서 공급하여, 열플라즈마염을 발생하는 공정.Process A: A process of generating a thermal plasma salt by supplying an inert gas containing no nitrogen gas as a plasma gas into a plasma torch.
공정 B: 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에, 전이 금속을 함유하는 금속 원료 분말을 공급하고, 상기 금속 원료 분말을 증발시켜, 기상의 원료 금속을 얻는 공정.Step B: A step of supplying a metal raw material powder containing a transition metal to a thermal plasma salt in a plasma torch and evaporating the metal raw material powder to obtain a raw material metal in a gaseous phase.
공정 C: 상기 기상의 원료 금속을 냉각시켜, 전이 금속을 함유하는 금속 미립자를 얻는 공정.Step C: A step of cooling the gaseous raw material metal to obtain metal fine particles containing a transition metal.
공정 D: 플라즈마 토치 내에 질소 가스를 함유하는 불활성 가스를 플라즈마 가스로서 공급하여, 열플라즈마염을 발생하는 공정.Step D: A process of generating a thermal plasma salt by supplying an inert gas containing nitrogen gas as a plasma gas into the plasma torch.
공정 E: 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에, 전이 금속을 함유하는 금속 미립자를 공급하고, 상기 금속 미립자를 증발시켜, 기상의 원료 금속을 얻는 공정.Step E: A step of supplying fine metal particles containing a transition metal to a thermal plasma salt in a plasma torch and evaporating the fine metal particles to obtain a raw material metal in a gaseous phase.
공정 F: 상기 기상의 원료 금속을 냉각시켜, 금속 질화물 함유 입자를 얻는 공정.Step F: A step of cooling the raw material metal in the vapor phase to obtain metal nitride-containing particles.
또, 금속 질화물 함유 입자의 제조 방법은, 상기의 공정 C 및/또는 공정 F 후에, 목적에 따라 하기의 공정 G를 함유해도 된다.The method for producing the metal nitride-containing particles may contain the following step G according to the purpose after the step C and / or the step F described above.
공정 G: 얻어진 입자를 분급하는 공정.Step G: Classifying the obtained particles.
공정 A 전, 공정 A와 공정 B의 사이, 공정 C와 공정 D의 사이, 또는 공정 D와 공정 E의 사이에, 이하의 공정 A2를 더 함유해도 된다.Between Step A and Step B, before Step A, between Step C and Step D, or between Step D and Step E, the following Step A2 may be further contained.
공정 A2: 전이 금속을 함유하는 금속 원료 분말에, 원자 A를 혼합하는 공정.Step A2: A step of mixing atom A with a metal raw material powder containing a transition metal.
상기 공정 A2 전에, 이하의 공정 A3-1~A3-3을 더 함유해도 된다.Before the step A2, the following steps A3-1 to A3-3 may further be contained.
공정 A3-1: 플라즈마 토치 내에 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스를 플라즈마 가스로서 공급하여, 열플라즈마염을 발생하는 공정.Step A3-1: A process for generating a thermal plasma salt by supplying an inert gas not containing nitrogen gas as a plasma gas into the plasma torch.
공정 A3-2: 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에, 원자 A를 함유하는 원료 분말을 공급하고, 상기 원료 분말을 증발시켜, 기상의 원자 A를 얻는 공정.Step A3-2: A step of supplying a raw material powder containing an atom A to a thermal plasma salt in a plasma torch and evaporating the raw material powder to obtain a gaseous atom A;
공정 A3-3: 상기 기상의 원자 A를 냉각시켜, 미립자화된 원자 A를 얻는 공정.Step A3-3: A step of cooling the gaseous atom A to obtain atomized atom A;
또한, 공정 A3-3 후에 공정 G를 더 함유해도 된다.Step G3 may further be added after step A3-3.
또한, 본 명세서에 있어서, 미립자화된 원자 A란, 원자 A를 함유하는 1차 입자경이 20nm~40μm인 입자를 의도한다.Further, in the present specification, the atomized atom A is intended to mean particles having a primary particle diameter of 20 nm to 40 μm containing an atom A.
또한, 상기 금속 질화물 함유 입자의 제조 방법은, 공정 F 후(공정 G를 함유하는 경우는, 공정 F 후의 공정 G 후)에 하기의 공정 H를 더 함유하는 것이 바람직하다.It is preferable that the method for producing the metal nitride-containing particles further contains the following step H after step F (when step G includes the step G, after step G after step F).
공정 H: 공정 F(또는 공정 G)에 있어서 얻어진 금속 질화물 함유 입자를, 수증기 및 질소 가스의 혼합 분위기에 노출시켜, 질화 처리하는 공정.Step H: A step of nitriding the metal nitride-containing particles obtained in step F (or step G) by exposing them to a mixed atmosphere of water vapor and nitrogen gas.
또한, 목적에 따라, 상기 금속 질화물 함유 입자의 제조 방법은, 공정 H 후에 공정 G를 더 함유해도 된다. 이하에서는, 각 공정의 적합 양태에 대하여 상세하게 설명한다.Further, depending on the purpose, the method for producing the metal nitride-containing particles may further contain Step G after Step H. Hereinafter, a preferable mode of each process will be described in detail.
·공정 A· Process A
공정 A는 플라즈마 토치 내에 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스를 플라즈마 가스로서 공급하여, 열플라즈마염을 발생하는 공정이다. 열플라즈마염의 발생 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 직류 아크 방전법, 다상 아크 방전법, 고주파 플라즈마법, 및 하이브리드 플라즈마법 등을 들 수 있고, 전극으로부터의 불순물의 혼입이 적은 고주파 플라즈마법이 바람직하다.Process A is a process of generating a thermal plasma salt by supplying an inert gas containing no nitrogen gas as a plasma gas into a plasma torch. The method of generating the thermal plasma salt is not particularly limited, and examples thereof include a direct current arc discharge method, a polyphase arc discharge method, a high frequency plasma method and a hybrid plasma method, and a high frequency plasma method in which impurities are rarely mixed from the electrode is preferable .
고주파 플라즈마법에 의한 열플라즈마염의 발생 방법으로서는, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 고주파 발진용 코일과 석영관을 함유하는 플라즈마 토치 내에 플라즈마 가스를 공급하고, 상기 고주파 발진용 코일에 고주파 전류를 인가함으로써 열플라즈마염을 얻는 방법을 들 수 있다.The method of generating the thermal plasma salt by the high-frequency plasma method is not particularly limited. For example, a plasma gas is supplied into a plasma torch containing a high-frequency oscillation coil and a quartz tube, and a high-frequency current is applied to the high- A method of obtaining a thermal plasma salt can be mentioned.
공정 A에 있어서의 플라즈마 가스로서는, 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스를 들 수 있다. 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스로서는, 아르곤 가스, 및 수소 가스 등을 들 수 있다. 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.As the plasma gas in the process A, an inert gas containing no nitrogen gas may be mentioned. Examples of the inert gas that does not contain nitrogen gas include argon gas, hydrogen gas, and the like. The inert gas containing no nitrogen gas may be used singly or in combination of two or more species.
·공정 A2Process A2
공정 A2는 전이 금속을 함유하는 금속 원료 분말에, 원자 A를 혼합하는 공정이다. 원료 금속 분말 및 원자 A의 혼합 방법으로서는 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 금속 원료 분말을 플라즈마 토치 내에 공급하는 상기 재료 공급 장치가, 혼합 및 분산 기능을 함유해도 된다. 구체적으로는, 국제 공개공보 제2010/147098호의 단락 0047~0058에 기재된 재료 공급 장치를 이용할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다. 금속 질화물 함유 입자의 제조 방법은, 공정 A2 전에, 이하의 공정 A3-1~A3-3을 더 함유해도 된다.Step A2 is a step of mixing atom A with a metal raw material powder containing a transition metal. The mixing method of the raw metal powder and the atom A is not particularly limited and a known method can be used. For example, the material supply device for supplying the metal raw material powder into the plasma torch may contain a mixing and dispersing function. Specifically, it is possible to use the material feeding device described in paragraphs 0047 to 0058 of International Publication No. 2010/147098, the contents of which are incorporated herein by reference. The method for producing a metal nitride-containing particle may further contain the following steps A3-1 to A3-3 before step A2.
·공정 B· Process B
공정 B는, 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에, 전이 금속을 함유하는 금속 원료 분말을 공급하고, 상기 금속 원료 분말을 증발시켜, 기상의 원료 금속을 얻는 공정이다. 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에 금속 원료 분말을 공급하는 방법으로서는 특별히 제한되지 않지만, 얻어지는 기상의 원료 금속이, 보다 균일한 상태가 되는 점에서, 캐리어 가스를 이용하여 분무되는 것이 바람직하다. 캐리어 가스로서는, 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스를 이용하는 것이 바람직하다. 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스의 양태는 상기와 같다.Step B is a step of supplying a metal raw material powder containing a transition metal to a thermal plasma salt in a plasma torch and evaporating the metal raw material powder to obtain a gaseous raw metal. The method of supplying the metal raw material powder to the thermal plasma salt in the plasma torch is not particularly limited, but it is preferable to spray using the carrier gas since the obtained gaseous starting material metal becomes more uniform. As the carrier gas, it is preferable to use an inert gas that does not contain nitrogen gas. The aspect of the inert gas not containing the nitrogen gas is as described above.
금속 질화물 함유 입자를 제조하는 방법이, 상기 공정 A2를 함유하는 경우, 금속 원료 분말의 플라즈마 토치 내로의 공급에 이를 때까지, 금속 원료 분말은, 균일한 분산 상태가 유지되고 있는 것이 바람직하다.In the case where the method for producing the metal nitride-containing particles contains the step A2, it is preferable that the metal raw material powder is maintained in a uniformly dispersed state until the supply of the metal raw material powder into the plasma torch is reached.
·공정 CProcess C
공정 C는, 기상의 원료 금속을 냉각시켜, 전이 금속을 함유하는 금속 미립자를 얻는 공정이다. 냉각 방법으로서는 특별히 제한되지 않지만, 냉각 기능을 함유하는 챔버를 이용하는 것이 바람직하다. 공정 B에 있어서 얻어진 기상의 원료 금속을, 상기 냉각 기능을 함유하는 챔버에 도입하고, 챔버 내에서 급랭시킴으로써, 하기의 원하는 입자경의 금속 미립자를 생성할 수 있다. 생성된 금속 미립자는, 예를 들면 회수부에 의하여 회수된다. 챔버 내의 분위기로서는, 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스가 바람직하다. 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스의 양태는 상기와 같다.Step C is a step of cooling the raw material metal in the gaseous phase to obtain metal fine particles containing a transition metal. The cooling method is not particularly limited, but it is preferable to use a chamber containing a cooling function. By introducing the gaseous raw metal obtained in the step B into the chamber containing the cooling function and rapidly quenching in the chamber, metal fine particles having the following desired particle diameters can be produced. The produced fine metal particles are recovered, for example, by a recovery section. As the atmosphere in the chamber, an inert gas containing no nitrogen gas is preferable. The aspect of the inert gas not containing the nitrogen gas is as described above.
또한, 상기 공정 A~C를 거침으로써, 전이 금속을 함유하는 금속 미립자가 얻어진다. 전이 금속을 함유하는 금속 미립자는, 공정 E에 있어서 증발되기 쉽다. 금속 원료 분말이 불순물을 함유하는 경우에도, 상기 공정 A~C를 거침으로써, 상기 불순물을 제거할 수 있다.Further, by passing through the above steps A to C, metal fine particles containing a transition metal can be obtained. The fine metal particles containing a transition metal are liable to evaporate in the step E. Even when the metal raw material powder contains impurities, the impurities can be removed by going through steps A to C above.
·공정 D· Process D
공정 D는, 플라즈마 토치 내에 질소 가스를 함유하는 불활성 가스를 플라즈마 가스로서 공급하여, 열플라즈마염을 발생하는 공정이다. 질소를 함유하는 불활성 가스로서는, 질소 가스, 및 불활성 가스를 함유하는 질소 가스를 들 수 있다. 불활성 가스로서는, 아르곤 가스, 및 수소 가스 등을 들 수 있다. 불활성 가스를 함유하는 질소 가스는, 특별히 제한되지 않지만, 질소 가스의 함유량은, 통상, 10~90몰% 정도며, 30~60몰% 정도가 바람직하다. 그 외의 양태는 공정 A와 동일하다.Step D is a step of generating a thermal plasma salt by supplying an inert gas containing nitrogen gas as a plasma gas into the plasma torch. Examples of the nitrogen-containing inert gas include a nitrogen gas and a nitrogen gas containing an inert gas. Examples of the inert gas include argon gas and hydrogen gas. The nitrogen gas containing the inert gas is not particularly limited, but the nitrogen gas content is usually about 10 to 90 mol%, preferably about 30 to 60 mol%. The other aspect is the same as the step A.
·공정 EProcess E
공정 E는, 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에, 전이 금속을 함유하는 금속 미립자를 공급하고, 상기 금속 미립자를 증발시켜, 기상의 원료 금속을 얻는 공정이다. 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에 금속 미립자를 공급하는 방법으로서는 상기와 같지만, 캐리어 가스로서는, 질소를 함유하는 불활성 가스가 바람직하다. 질소를 함유하는 불활성 가스의 양태는 상기와 같다.Step E is a step of supplying metal fine particles containing a transition metal to a thermal plasma salt in a plasma torch and evaporating the metal fine particles to obtain a gaseous starting metal. The method of supplying the metal fine particles to the thermal plasma salt in the plasma torch is the same as described above, but as the carrier gas, an inert gas containing nitrogen is preferable. The aspect of the inert gas containing nitrogen is as described above.
공정 E에서는, 공정 A~공정 C에 의하여 금속 미립자가 된 원료 금속을 열플라즈마염에 공급하기 때문에, 기상의 원료 금속이 얻어지기 쉽고, 기상의 원료 금속 상태도 보다 균일해지기 쉽다.In the step E, since the raw metal which has become the metal fine particles by the steps A to C is supplied to the thermal plasma salt, the raw metal of the vapor phase tends to be obtained, and the state of the raw metal of the vapor phase tends to become more uniform.
·공정 F· Process F
공정 F는, 기상의 원료 금속을 냉각시켜, 전이 금속의 질화물을 함유하는 금속 질화물 함유 입자를 얻는 공정이다. 냉각 방법의 적합 양태는 상기와 같지만, 챔버 내의 분위기로서는, 질소 가스를 함유하는 불활성 가스가 바람직하다. 질소 가스를 함유하는 불활성 가스의 적합 양태는 상기와 같다.Step F is a step of cooling the raw material metal in the gaseous phase to obtain metal nitride-containing particles containing nitride of a transition metal. The preferred mode of cooling is as described above, but an inert gas containing nitrogen gas is preferable as the atmosphere in the chamber. The preferred embodiment of the inert gas containing nitrogen gas is as described above.
·공정 G· Process G
공정 G는, 얻어진 금속 미립자 및/또는 금속 질화물 함유 입자를 분급하는 공정이다. 분급의 방법으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 사이클론을 이용할 수 있다. 사이클론은, 원추 형상의 용기를 갖고, 용기 내에 선회류를 발생시켜, 원심력을 이용하여 입자를 분급하는 기능을 갖는다. 분급은, 불활성 가스의 분위기하에서 행하는 것이 바람직하다. 불활성 가스의 양태는 상기와 같다.Step G is a step of classifying the obtained fine metal particles and / or metal nitride-containing particles. The classification method is not particularly limited, but cyclone can be used, for example. The cyclone has a conical container, and has a function of generating a swirling flow in the container and classifying the particles using centrifugal force. Classification is preferably carried out in an atmosphere of an inert gas. The aspect of the inert gas is as described above.
·공정 H· Process H
공정 H는 금속 질화물 함유 입자를, 수증기 및 질소 가스의 혼합 분위기에 노출시켜, 질화 처리하는 공정이다. 이 공정을 거침으로써, 금속 질화물 함유 입자에 있어서의 금속 질화물의 함유량을 보다 많이 할 수 있다. 금속 질화물 함유 입자를, 수증기 및 질소 가스의 혼합 분위기에 노출시키는 방법에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 금속 질화물 함유 입자를 수증기 및 질소 가스를 혼합한 가스로 채워진 항온조에 도입하여, 소정 시간 정치 또는 교반하는 방법을 들 수 있고, 금속 질화물 함유 입자의 표면 및 결정 경계가 보다 안정화하는 점에서 정치하는 것이 보다 바람직하다.Step H is a step of nitriding the metal nitride-containing particles by exposing them to a mixed atmosphere of water vapor and nitrogen gas. By carrying out this step, the content of the metal nitride in the metal nitride-containing particles can be further increased. The method of exposing the metal nitride-containing particles to a mixed atmosphere of water vapor and nitrogen gas is not particularly limited. For example, metal nitride-containing particles may be introduced into a constant temperature chamber filled with a gas mixture of water vapor and nitrogen gas, Or stirring. More preferably, the surface of the metal nitride-containing particles and the crystal boundary are more stabilized.
수증기 및 질소 가스의 혼합 비율은, 대기 중이면 상대 습도가 25~95%가 되는 조건이 바람직하다. 정치 또는 교반하는 시간은 0.5~72시간이 바람직하고, 그때의 온도는 10~40℃가 바람직하다.The mixing ratio of water vapor and nitrogen gas is preferably such that the relative humidity is 25 to 95% in the atmosphere. The stirring or stirring time is preferably 0.5 to 72 hours, and the temperature is preferably 10 to 40 占 폚.
·공정 A3-1~A3-3Processes A3-1 to A3-3
공정 A3-1~A3-3은, 플라즈마 토치 내에 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스를 플라즈마 가스로서 공급하여, 열플라즈마염을 발생하는 공정 (A3-1), 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에, 원자 A를 함유하는 원료 분말을 공급하고, 상기 원료 분말을 증발시켜, 기상의 원자 A를 얻는 공정 (A3-2), 및 상기 기상의 원자 A를 냉각시켜, 원자 A로 이루어지는 미립자를 얻는 공정 (A3-3)이다. 각각의 공정에 있어서의 양태는, 상기 공정 A, 공정 B(전이 금속을 함유하는 금속 원료 분말 대신에, 원자 A를 함유하는 원료 분말을 이용함), 및 공정 C(전이 금속을 함유하는 금속 미립자 대신에, 미립자화된 원자 A를 얻음)에서 설명한 바와 같다.The steps A3-1 to A3-3 are the steps (A3-1) of supplying an inert gas containing no nitrogen gas into the plasma torch as a plasma gas to generate a thermal plasma salt, (A3-2) of supplying a raw material powder containing A and evaporating the raw powder to obtain gaseous atom A, and a step (A3-2) of cooling the gaseous atom A to obtain fine particles of atom A -3). In each of the steps, the step A and the step B (using the raw material powder containing the atom A instead of the metal raw material powder containing the transition metal) and the step C (substituting the metal fine particles containing the transition metal , The atomized atom A is obtained).
상기 공정을 거침으로써, 원자 A가 미립자화되어, 공정 E에 있어서 원자 A가 증발되기 쉬워진다. 또, 상기 공정을 거침으로써, 원자 A를 함유하는 원료 분말이 함유하는 불순물(원자 A 이외의 금속 성분 등)을 제거할 수 있다.By the above process, the atom A is made into fine particles, and the atom A is easily evaporated in the step E. In addition, impurities (metal components other than the atom A) contained in the raw material powder containing the atom A can be removed by passing through the above-described steps.
·원자 A를 함유하는 금속 질화물 함유 입자의 제조 방법의 적합 양태A preferred mode of production of metal nitride-containing particles containing atom A
원자 A를 함유하는 금속 질화물 함유 입자의 제조 방법의 적합 양태로서는, 이하의 공정을 순으로 갖는 방법을 들 수 있다.As a preferred embodiment of the method for producing the metal nitride-containing particles containing the atom A, the following processes can be mentioned in order.
·공정 A: 플라즈마 토치 내에 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스를 플라즈마 가스로서 공급하여, 열플라즈마염을 발생하는 공정.Process A: A process of generating a thermal plasma salt by supplying an inert gas containing no nitrogen gas as a plasma gas into a plasma torch.
·공정 B: 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에, 전이 금속을 함유하는 금속 원료 분말을 공급하고, 상기 금속 원료 분말을 증발시켜, 기상의 원료 금속을 얻는 공정.Step B: A step of supplying a metal raw material powder containing a transition metal to a thermal plasma salt in a plasma torch and evaporating the metal raw material powder to obtain a raw material metal in a gaseous phase.
·공정 C: 상기 기상의 원료 금속을 냉각시켜, 전이 금속을 함유하는 금속 미립자를 얻는 공정.Step C: A step of cooling the raw material metal in the gaseous phase to obtain metal fine particles containing a transition metal.
·공정 G: 얻어진 입자를 분급하는 공정.Step G: A step of classifying the obtained particles.
·공정 A3-1: 플라즈마 토치 내에 질소 가스를 함유하지 않는 불활성 가스를 플라즈마 가스로서 공급하여, 열플라즈마염을 발생하는 공정Step A3-1: A process of generating a thermal plasma salt by supplying an inert gas containing no nitrogen gas as a plasma gas into the plasma torch
·공정 A3-2: 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에, 원자 A를 함유하는 원료 분말을 공급하고, 상기 원료 분말을 증발시켜, 기상의 원자 A를 얻는 공정Step A3-2: A step of supplying a raw material powder containing an atom A to a thermal plasma salt in a plasma torch and evaporating the raw material powder to obtain a gaseous atom A
·공정 A3-3: 상기 기상의 원자 A를 냉각시켜, 미립자화된 원자 A를 얻는 공정Step A3-3: a step of cooling the gaseous atom A to obtain atomized atom A
·공정 G: 얻어진 입자를 분급하는 공정.Step G: A step of classifying the obtained particles.
·공정 A2: 전이 금속을 함유하는 금속 원료 분말(이 경우, 금속 미립자)에, 원자 A(이 경우, 미립자화된 원자 A)를 혼합하는 공정.Step A2: A step of mixing atom A (in this case, atomized atom A) into a metal raw material powder containing a transition metal (metal fine particles in this case).
·공정 D: 플라즈마 토치 내에 질소 가스를 함유하는 불활성 가스를 플라즈마 가스로서 공급하여, 열플라즈마염을 발생하는 공정.Step D: A process of generating a thermal plasma salt by supplying an inert gas containing nitrogen gas as a plasma gas into the plasma torch.
·공정 E: 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염에, 전이 금속을 함유하는 금속 미립자를 공급하고, 상기 금속 미립자를 증발시켜, 기상의 원료 금속을 얻는 공정.Step E: A step of supplying fine metal particles containing a transition metal to a thermal plasma salt in a plasma torch and evaporating the fine metal particles to obtain a raw material metal in a gaseous phase.
·공정 F: 상기 기상의 원료 금속을 냉각시켜, 금속 질화물 함유 입자를 얻는 공정.Step F: A step of cooling the raw material metal of the vapor phase to obtain metal nitride-containing particles.
·공정 G: 얻어진 입자를 분급하는 공정.Step G: A step of classifying the obtained particles.
·공정 H: 공정 G에 있어서 얻어진 금속 질화물 함유 입자를, 수증기 및 질소 가스의 혼합 분위기에 노출시켜, 질화 처리하는 공정.Step H: A step of nitriding the metal nitride-containing particles obtained in step G by exposing them to a mixed atmosphere of water vapor and nitrogen gas.
상기 일련의 공정에 있어서, 공정 A~C, 및 공정 A3-1~A3-3의 순서를 변경해도 된다. 즉, 공정 A3-1~A3-3 후, 공정 A~C를 실시해도 된다.In the series of steps, steps A to C and steps A3-1 to A3-3 may be changed. That is, after the steps A3-1 to A3-3, the steps A to C may be performed.
상기의 원자 A를 함유하는 금속 질화물 함유 입자의 제조 방법의 적합 양태에 의하면, 금속 원료 분말, 및 원료 입자가 함유하는 불순물을 제거할 수 있고, 또한 원하는 평균 1차 입자경을 갖는 금속 질화물 함유 입자를 제조할 수 있다. 그 이유로서는, 전이 금속 및/또는 원자 A는 플라즈마 처리에 의하여 이온화되고, 상기 이온이 냉각될 때에는, 전이 금속, 원자 A 및 불순물은, 각각의 융점을 반영하여 미립자화되는 것이라고 추측된다. 이때, 융점이 낮은 원자는 입자화가 빠르고, 융점이 높은 원자는 입자화가 늦어진다. 이로 인하여, 상기와 같이, 한 번 플라즈마 처리된 미립자(공정 B 및 C와, 공정 A3-2 및 A3-3)는 단일 성분(단일 결정)이 되기 쉬운 것이라고 추측된다. 상기에 의하여 얻어진 단일 성분의 입자를 분급하면, 전이 금속의 입자 및/또는 원자 A의 입자와, 불순물의 입자의 밀도 및/또는 입경의 차이에 의하여, 불순물의 입자를 제거할 수 있다. 상기 분급은, 예를 들면 사이클론 등을 이용하여 분급 조건을 적절히 설정함으로써 행할 수 있다.According to the preferred embodiment of the method for producing a metal nitride-containing particle containing the atom A, the metal nitride powder and the metal-nitride-containing particles having impurities contained in the raw material particles can be removed and a desired average primary particle diameter can be obtained Can be manufactured. The reason is that the transition metal, atom A, and / or atom A are ionized by the plasma treatment, and when the ions are cooled, the transition metal, atom A, and impurity are considered to be microparticles reflecting their respective melting points. At this time, atoms having a low melting point are quick to be granulated, and atoms having a high melting point are delayed in grain formation. As described above, it is assumed that the fine particles once subjected to the plasma treatment (the steps B and C and the steps A3-2 and A3-3) tend to become a single component (single crystal). By classifying the single-component particles thus obtained, the impurity particles can be removed by the difference in the density and / or the particle diameter of the particles of the transition metal and / or the particles of the atom A and the impurity particles. The classification can be performed by suitably setting the classification conditions using, for example, a cyclone.
·금속 원료 분말 및 원료 분말의 정제· Purification of metal raw material powder and raw material powder
상기 공정 B에 있어서 이용할 수 있는 전이 금속을 함유하는 금속 원료 분말(이하, 간단히 "금속 원료 분말"이라고 함) 및 원자 A를 함유하는 원료 분말(이하, 간단히 "원료 분말"이라고 함)로서는, 특별히 제한되지 않지만, 고순도인 것이 바람직하다. 금속 원료 분말에 있어서의 전이 금속의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 99.99% 이상이 바람직하고, 99.999% 이상이 보다 바람직하다. 원료 분말에 있어서의 원자 A의 함유량도 동일하다.As a raw material powder containing a transition metal-containing metal raw material powder (hereinafter simply referred to as "metal raw material powder") and an atom A (hereinafter simply referred to as "raw material powder") usable in the step B, Although not limited, high purity is preferable. The content of the transition metal in the metal raw material powder is not particularly limited, but is preferably 99.99% or more, more preferably 99.999% or more. The content of atom A in the raw material powder is also the same.
금속 원료 분말 및/또는 원료 분말은, 원하는 전이 금속 및/또는 원자 A 이외의 원자를 불순물로서 함유하는 경우가 있다. 금속 원료 분말에 함유되는 불순물로서는, 붕소, 알루미늄, 규소, 망가니즈, 철, 니켈 및 은 등을 들 수 있다. 또, 원료 분말에 함유되는 불순물로서는, 금속 원소 등을 들 수 있다.The metal raw material powder and / or the raw material powder sometimes contain atoms other than the desired transition metal and / or atom A as impurities. Examples of the impurities contained in the metal raw material powder include boron, aluminum, silicon, manganese, iron, nickel and silver. Examples of the impurities contained in the raw material powder include metal elements and the like.
금속 질화물 함유 입자의 제조 방법은, 공정 B 전(공정 A2를 함유하는 경우는, 공정 A2 전)에, 이하의 공정 A0를 더 함유해도 된다.The method for producing a metal nitride-containing particle may further contain the following step A0 in the step B before the step B (when the step A2 contains the step A2, before step A2).
공정 A0: 금속 원료 분말 및/또는 원료 분말로부터 불순물을 제거하는 공정.Step A0: A step of removing impurities from the metal raw material powder and / or the raw material powder.
·공정 A0Process A0
공정 A0에 있어서, 금속 원료 분말 및/또는 원료 분말로부터 불순물을 제거하는 방법(분리 정제 방법)으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 나이오븀에 대하여 일본 공개특허공보 2012-211048호의 단락 0013~0030에 기재된 방법을 이용할 수 있고, 그 외의 금속 원료 분말 및/또는 원료 분말에 대해서도 이것에 준한 방법을 이용할 수 있다.The method (separation and purification method) for removing impurities from the metal raw material powder and / or the raw material powder in the step A0 is not particularly limited, but for example, in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2012-211048, paragraphs 0013 to 0030 The method described above can be used, and other metal raw material powders and / or raw material powders can be used.
·금속 질화물 함유 입자의 피복Cladding of metal nitride-containing particles
금속 질화물 함유 입자는, 무기 화합물로 피복된 금속 질화물 함유 입자여도 된다. 즉, 금속 질화물 함유 입자와, 금속 질화물 함유 입자를 피복하는, 무기 화합물을 이용하여 형성되는 피복층을 갖는, 피복금속 질화물 함유 입자여도 된다. 무기 화합물로 피복된 금속 질화물 함유 입자를 함유하는 경화성 조성물은, 보다 우수한 분산 안정성을 갖는다.The metal nitride-containing particles may be metal nitride-containing particles coated with an inorganic compound. That is, it may be a coated metal nitride-containing particle having a metal nitride-containing particle and a coating layer formed by using an inorganic compound which covers the metal nitride-containing particle. The curable composition containing metal nitride-containing particles coated with an inorganic compound has better dispersion stability.
무기 화합물로서는 특별히 한정되지 않고, SiO2, ZrO2, TiO2, GeO2, Al2O3, Y2O3, 및 P2O5 등의 산화물과, 수산화 알루미늄, 및 수산화 지르코늄 등의 수산화물을 들 수 있다. 그 중에서도, 보다 얇은 피막을 형성하기 쉽고, 또한 보다 피복률이 높은 피막을 형성하기 쉬운 점에서, 수산화 알루미늄이 바람직하다.The inorganic compound is not particularly limited, and oxides such as SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , GeO 2 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 and P 2 O 5 , and hydroxides such as aluminum hydroxide and zirconium hydroxide . Of these, aluminum hydroxide is preferable in that it is easy to form a thinner film and to easily form a film with a higher coating ratio.
금속 질화물 함유 입자의 굴절률을 제어하는 것을 의도한 경우에는, 저굴절률 피막으로서는 산화 규소가 바람직하고, 고굴절률 피막으로서는 수산화 지르코늄이 바람직하다.When it is intended to control the refractive index of the metal nitride-containing particles, silicon oxide is preferable as the low refractive index coating film and zirconium hydroxide is preferable as the high refractive index coating film.
금속 질화물 함유 입자를 무기 화합물로 피복하는 방법에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 금속 질화물 함유 입자의 제조 방법이, 하기의 무기 화합물 피복 공정을 포함하는 것이 바람직하다.The method for coating the metal nitride-containing particles with the inorganic compound is not particularly limited, but it is preferable that the method for producing the metal nitride-containing particles includes the following inorganic compound coating process.
·무기 화합물 피복 공정· Inorganic compound coating process
무기 화합물 피복 공정은 상기의 금속 질화물 함유 입자를 산화물 및/또는 수산화물에 의하여 피복하는 공정이다. 피복하는 방법으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 이하의 습식 코팅법 등을 들 수 있다.The inorganic compound coating step is a step of coating the metal nitride-containing particles with oxides and / or hydroxides. The coating method is not particularly limited, and for example, the following wet coating method and the like can be mentioned.
제1 습식 코팅법으로서는, 먼저, 상기의 금속 질화물 함유 입자를 물과 혼합하여 슬러리를 제작한다. 다음으로 상기 슬러리에, Si, Zr, Ti, Ge, Al, Y, 및 P로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 수용성 화합물(예를 들면 규산 나트륨)을 반응시켜, 여분의 알칼리 이온을 디캔테이션 및/또는 이온 교환 수지 등으로 제거한다. 그 후, 상기 슬러리를 건조시켜, 산화물로 피복된 금속 질화물 함유 입자를 얻는다.As the first wet coating method, first, the above-described metal nitride-containing particles are mixed with water to prepare a slurry. Next, a water-soluble compound (for example, sodium silicate) containing at least one selected from the group consisting of Si, Zr, Ti, Ge, Al, Y and P is caused to react with the slurry to remove excess alkali ions Decantation and / or ion exchange resin. Thereafter, the slurry is dried to obtain oxide-coated metal nitride-containing particles.
제2 습식 코팅법으로서는, 먼저, 상기의 금속 질화물 함유 입자를 알코올 등의 유기 용제와 혼합하여 슬러리를 제작한다. 다음으로, 상기 슬러리 중에서 Si, Zr, Ti, Ge, Al, Y, 및 P로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 알콕사이드 등의 유기 금속 화합물을 생성하고, 상기 슬러리를 고온에서 소성한다. 상기 슬러리를 고온에서 소성하면 졸젤 반응이 진행되어, 산화물로 피복된 금속 질화물 함유 입자가 얻어진다.As the second wet coating method, first, the above-mentioned metal nitride-containing particles are mixed with an organic solvent such as alcohol to prepare a slurry. Next, an organometallic compound such as an alkoxide containing at least one selected from the group consisting of Si, Zr, Ti, Ge, Al, Y and P is produced in the slurry, and the slurry is calcined at a high temperature. When the slurry is calcined at a high temperature, the sol-gel reaction proceeds to obtain a metal nitride-containing particle coated with an oxide.
제3 습식 코팅법으로서는, 금속 질화물 함유 입자의 존재하에서, 요소와 염화 알루미늄을 이용하여, 이온 액체를 함유하는 슬러리를 제작한다. 이 슬러리로부터 금속 질화물 함유 입자를 취출하고, 건조시키며, 그 후, 상기 금속 질화물 함유 입자를 소성함으로써, 수산화 알루미늄을 함유하는 수산화물에 의하여 피복된 금속 질화물 함유 입자가 얻어진다.As the third wet coating method, a slurry containing an ionic liquid is prepared by using urea and aluminum chloride in the presence of metal nitride-containing particles. The metal nitride-containing particles are taken out from the slurry and dried, and then the metal nitride-containing particles are fired to obtain metal nitride-containing particles coated with hydroxides containing aluminum hydroxide.
(유기 안료)(Organic pigment)
유기 안료로서는, 예를 들면 컬러 인덱스(C. I.) 피그먼트 옐로 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 등;Examples of the organic pigments include color index (CI) pigment yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 24, 31 , 32, 34, 35, 35: 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, , 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, etc.;
C. I. 피그먼트 오렌지 2, 5, 13, 16, 17: 1, 31, 34, 36, 38, 43, 46, 48, 49, 51, 52, 55, 59, 60, 61, 62, 64, 71, 73 등;CI Pigment Orange 2, 5, 13, 16, 17: 1, 31, 34, 36, 38, 43, 46, 48, 49, 51, 52, 55, 59, 60, 61, 62, 73;
C. I. 피그먼트 레드 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 등;CI Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 14, 17, 22, 23, 31, 38, 41, 48: 81: 2, 81: 2, 53: 1, 57: 1, 60: 1, 63: 1, 66, 67, 81: 175, 176, 177, 178, 179, 170, 176, 168, 169, 170, 171, 172, 175, 176, 184, 185, 187, 188, 190, 200, 202, 206, 207, 208, 209, 210, 216, 220, 224, 226, 242, 246, 254, 255, 264, 270, 272,
C. I. 피그먼트 그린 7, 10, 36, 37, 58, 59 등;C. I. Pigment Green 7, 10, 36, 37, 58, 59, etc.;
C. I. 피그먼트 바이올렛 1, 19, 23, 27, 32, 37, 42 등; 및C. I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 32, 37, 42, etc.; And
C. I. 피그먼트 블루 1, 2, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, 64, 66, 79, 80 등;C. I. Pigment Blue 1, 2, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 60, 64, 66, 79,
을 들 수 있다. 또한, 안료는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.. The pigments may be used singly or in combination of two or more kinds.
<염료><Dye>
염료로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 소64-090403호, 일본 공개특허공보 소64-091102호, 일본 공개특허공보 평1-094301호, 일본 공개특허공보 평6-011614호, 일본 특허 2592207호, 미국 특허공보 4808501호, 미국 특허공보 5667920호, 미국 특허공보 505950호, 일본 공개특허공보 평5-333207호, 일본 공개특허공보 평6-35183호, 일본 공개특허공보 평6-51115호, 일본 공개특허공보 평6-194828호 등에 개시되어 있는 색소를 사용할 수 있다. 화학 구조로 구분하면, 피라졸아조 화합물, 피로메텐 화합물, 아닐리노아조 화합물, 트라이페닐메테인 화합물, 안트라퀴논 화합물, 벤질리덴 화합물, 옥소놀 화합물, 피라졸로트라이아졸아조 화합물, 피리돈아조 화합물, 사이아닌 화합물, 페노싸이아진 화합물, 피롤로피라졸아조메타인 화합물 등을 사용할 수 있다. 염료로서는 색소 다량체를 이용해도 된다. 색소 다량체로서는, 일본 공개특허공보 2011-213925호, 일본 공개특허공보 2013-041097호에 기재되어 있는 화합물을 들 수 있다. 분자 내에 중합성을 갖는 중합성 염료를 이용해도 되고, 시판품으로서는, 예를 들면 와코 준야쿠 가부시키가이샤제 RDW 시리즈를 들 수 있다.As the dyes, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 64-090403, Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-091102, Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-094301, Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-011614, Japanese Patent No. 2592207 , U.S. Patent No. 4808501, U.S. Patent No. 5667920, U.S. Patent No. 5,05950, JP-A-5-333207, JP-A-6-35183, JP-A-6-51115, A dye disclosed in JP-A-6-194828 can be used. The chemical structures of the compounds include pyrazole compounds, pyromethene compounds, anilino compounds, triphenylmethane compounds, anthraquinone compounds, benzilidene compounds, oxolin compounds, pyrazolotriazoazo compounds, pyridone azo compounds, A cyanine compound, a phenothiazine compound, a pyrrolopyrazolequamethane compound, and the like can be used. As the dye, a dye multimer may be used. Examples of the pigment multimer include the compounds described in JP-A-2011-213925 and JP-A-2013-041097. Polymerizable dyes having polymerizability in the molecule may also be used. Examples of commercially available products include RDW series manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
<적외선 흡수제><Infrared absorbent>
착색제는, 적외선 흡수제를 더 함유해도 된다.The colorant may further contain an infrared absorbing agent.
적외선 흡수제는, 적외 영역(바람직하게는, 파장 650~1,300nm)의 파장 영역에 흡수를 갖는 화합물을 의미한다. 바람직하게는, 적외선 흡수제는, 파장 675~900nm의 파장 영역에 극대 흡수 파장을 갖는 화합물이 바람직하다.The infrared absorbing agent means a compound having absorption in a wavelength region of an infrared region (preferably a wavelength of 650 to 1,300 nm). Preferably, the infrared absorbing agent is a compound having a maximum absorption wavelength in a wavelength range of 675 to 900 nm.
이와 같은 분광 특성을 갖는 착색제로서는, 예를 들면 피롤로피롤 화합물, 구리 화합물, 사이아닌 화합물, 프탈로사이아닌 화합물, 이미늄 화합물, 싸이올 착체계 화합물, 전이 금속 산화물계 화합물, 스쿠아릴륨 화합물, 나프탈로사이아닌 화합물, 쿼터릴렌 화합물, 다이싸이올 금속 착체계 화합물, 크로코늄 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the colorant having such spectroscopic characteristics include a pyrrolopyrrole compound, a copper compound, a cyanide compound, a phthalocyanine compound, an iminium compound, a thiol complex compound, a transition metal oxide compound, a squarylium compound , Naphthalocyanine compounds, quaternary compounds, dithiol metal complex compounds, and croconium compounds.
프탈로사이아닌 화합물, 나프탈로사이아닌 화합물, 이미늄 화합물, 사이아닌 화합물, 스쿠아릴륨 화합물 및 크로코늄 화합물은, 일본 공개특허공보 2010-111750호의 단락 0010~0081에 개시된 화합물을 사용해도 되고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다. 사이아닌 화합물은, 예를 들면 "기능성 색소, 오가와라 마코토/마쓰오카 마사루/기타오 데이지로/히라시마 쓰네아키·저, 고단샤 사이언티픽"을 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.The phthalocyanine compound, the naphthalocyanine compound, the iminium compound, the cyanide compound, the squarylium compound and the croconium compound may use the compounds disclosed in paragraphs 0010 to 0081 of JP-A-2010-111750, The contents of which are incorporated herein by reference. Cyanine compounds can be referred to, for example, as " functional coloring matter, Makawa Ogawa / Masaru Matsuoka / Gitao Daiziro / Hirashimatsuaki Aichi, Kodansha Scientific ", which contents are incorporated herein by reference.
상기 분광 특성을 갖는 착색제로서, 일본 공개특허공보 평07-164729호의 단락 0004~0016에 개시된 화합물 및/또는 일본 공개특허공보 2002-146254호의 단락 0027~0062에 개시된 화합물, 일본 공개특허공보 2011-164583호의 단락 0034~0067에 개시된 Cu 및/또는 P를 포함하는 산화물의 결정자로 이루어지고 수평균 응집 입자경이 5~200nm인 근적외선 흡수 입자를 사용할 수도 있다.As the colorant having the spectroscopic characteristics, compounds disclosed in paragraphs 0004 to 0016 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-164729 and / or compounds disclosed in paragraphs 0027 to 0062 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-146254, Near-infrared absorbing particles composed of a crystallite of an oxide including Cu and / or P and having a number-average agglomerated particle size of 5 to 200 nm as disclosed in paragraphs [0034] to [0067]
파장 675~900nm의 파장 영역에 극대 흡수 파장을 갖는 화합물로서는, 사이아닌 화합물, 피롤로피롤 화합물, 스쿠아릴륨 화합물, 프탈로사이아닌 화합물, 및 나프탈로사이아닌 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.As the compound having a maximum absorption wavelength in the wavelength region of 675 to 900 nm, at least one compound selected from the group consisting of a cyanide compound, a pyrrolopyrrole compound, a squarylium compound, a phthalocyanine compound, and a naphthalocyanine compound Paper is preferable.
적외선 흡수제는, 25℃의 물에 1질량% 이상 용해되는 화합물인 것이 바람직하고, 25℃의 물에 10질량% 이상 용해되는 화합물이 보다 바람직하다. 이와 같은 화합물을 이용함으로써, 내용제성이 양호해진다.The infrared absorbing agent is preferably a compound dissolving at least 1% by mass in water at 25 ° C, more preferably a compound dissolving at least 10% by mass in water at 25 ° C. By using such a compound, solvent resistance is improved.
피롤로피롤 화합물은, 일본 공개특허공보 2010-222557호의 단락 번호 0049~0062를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용되는 것으로 한다. 사이아닌 화합물 및 스쿠아릴륨 화합물은, 국제 공개공보 2014/088063호의 단락 번호 0022~0063, 국제 공개공보 2014/030628호의 단락 번호 0053~0118, 일본 공개특허공보 2014-059550호의 단락 번호 0028~0074, 국제 공개공보 2012/169447호의 단락 번호 0013~0091, 일본 공개특허공보 2015-176046호의 단락 번호 0019~0033, 일본 공개특허공보 2014-063144호의 단락 번호 0053~0099, 일본 공개특허공보 2014-052431호의 단락 번호 0085~0150, 일본 공개특허공보 2014-044301호의 단락 번호 0076~0124, 일본 공개특허공보 2012-008532호의 단락 번호 0045~0078, 일본 공개특허공보 2015-172102호의 단락 번호 0027~0067, 일본 공개특허공보 2015-172004호의 단락 번호 0029~0067, 일본 공개특허공보 2015-040895호의 단락 번호 0029~0085, 일본 공개특허공보 2014-126642호의 단락 번호 0022~0036, 일본 공개특허공보 2014-148567호의 단락 번호 0011~0017, 일본 공개특허공보 2015-157893호의 단락 번호 0010~0025, 일본 공개특허공보 2014-095007호의 단락 번호 0013~0026, 일본 공개특허공보 2014-080487호의 단락 번호 0013~0047, 및 일본 공개특허공보 2013-227403호의 단락 번호 0007~0028 등을 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.The pyrrolopyrrole compound can be referred to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-222557, paragraphs 0049 to 0062, the content of which is incorporated herein by reference. Cyanide compounds and squarylium compounds are disclosed in International Publication No. WO 01/088063, paragraphs 0022 to 0063, International Publication No. WO 201/030628, paragraphs 0053 to 0118, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2014-059550, paragraphs 0028 to 0074, Paragraphs 0013 to 0091 of International Publication No. 2012/169447, paragraphs 0019 to 0033 of Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2015-176046, paragraphs 0053 to 0099 of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2014-063144, paragraphs of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2014-052431 No. 0085 to 0150, paragraphs Nos. 0076 to 0124 of JP-A No. 2014-044301, paragraphs No. 0045 to 0078 of JP-A No. 2012-008532, paragraphs No. 0027 to 0067 of JP-A No. 2015-172102, Paragraph Nos. 0029 to 0067 of Publication No. 2015-172004, Paragraph Nos. 0029 to 0085 of Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2015-040895, Paragraph Nos. 0022 to 0036 of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2014-126642, Paragraph No. of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2014-148567 ~ 0 017, paragraphs 0010 to 0025 of JP-A-2015-157893, paragraphs 0013 to 0026 of JP-A-2014-095007, paragraphs 0013 to 0047 of JP-A-2014-080487, -227403, and the contents of which are incorporated herein by reference.
적외선 흡수제는, 하기 일반식 1~3으로 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.The infrared absorbing agent is preferably at least one member selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (1) to (3).
일반식 11
[화학식 1][Chemical Formula 1]
일반식 1 중, A1 및 A2는 각각 독립적으로 아릴기, 헤테로아릴기 또는 하기 일반식 1-A로 나타나는 기를 나타낸다.In the general formula (1), A 1 and A 2 each independently represent an aryl group, a heteroaryl group or a group represented by the following general formula 1-A.
일반식 1-AIn general formula 1-A
[화학식 2](2)
일반식 1-A 중, Z1A는 함질소 복소환을 형성하는 비금속 원자단을 나타내고, R2A는 알킬기, 알켄일기, 또는 아랄킬기를 나타내며, d는 0 또는 1을 나타내고, 파선은 연결손을 나타낸다.In the general formula 1-A, Z 1A represents a nonmetal atomic group forming a nitrogen-containing heterocycle, R 2A represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aralkyl group, d represents 0 or 1, .
일반식 2Formula 2
[화학식 3](3)
일반식 2 중, R1a 및 R1b는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기를 나타내고,In the general formula (2), R 1a and R 1b each independently represent an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group,
R2~R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환기를 나타내며, R2와 R3, R4와 R5는, 각각 결합하여 환을 형성하고 있어도 되고,R 2 to R 5 each independently represents a hydrogen atom or a substituent, R 2 and R 3 , and R 4 and R 5 may be bonded to each other to form a ring,
R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, -BRARB, 또는 금속 원자를 나타내며, RA 및 RB는 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환기를 나타내고,R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, -BR A R B or a metal atom, R A and R B each independently represent a hydrogen atom or a substituent,
R6은, R1a 또는 R3과, 공유 결합 또는 배위 결합되어 있어도 되며,R 6 may be covalently bonded or coordinated to R 1a or R 3 ,
R7은, R1b 또는 R5와, 공유 결합 또는 배위 결합되어 있어도 된다.R 7 may be covalently bonded or coordinated to R 1b or R 5 .
일반식 3Formula 3
[화학식 4][Chemical Formula 4]
일반식 3 중, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 축환되어도 되는 5원, 또는 6원의 함질소 복소환을 형성하는 비금속 원자단이며,In the general formula (3), Z 1 and Z 2 are each a non-metallic atomic group which forms a 5-membered or 6-membered nitrogen-containing heterocycle which may be independently and independently bonded,
R101 및 R102는 각각 독립적으로 알킬기, 알켄일기, 알카인일기, 아랄킬기, 또는 아릴기를 나타내고,R 101 and R 102 each independently represent an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, or an aryl group,
L1은 홀수 개의 메타인으로 이루어지는 메타인쇄를 나타내며,L 1 represents meta-printing consisting of an odd number of meta in,
a 및 b는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,a and b are each independently 0 or 1,
a가 0인 경우는, 탄소 원자와 질소 원자가 이중 결합으로 결합하며, b가 0인 경우는, 탄소 원자와 질소 원자가 단결합으로 결합하고,When a is 0, a carbon atom and a nitrogen atom are bonded by a double bond, and when b is 0, a carbon atom and a nitrogen atom are bonded in a single bond,
식 중의 Cy로 나타나는 부위가 양이온부인 경우, X1은 음이온을 나타내며, c는 전하의 밸런스를 취하기 위하여 필요한 수를 나타내고, 식 중의 Cy로 나타나는 부위가 음이온부인 경우, X1은 양이온을 나타내며, c는 전하의 밸런스를 취하기 위하여 필요한 수를 나타내고, 식 중의 Cy로 나타나는 부위의 전하가 분자 내에서 중화되어 있는 경우, c는 0이다.When the moiety represented by Cy in the formula is a cation moiety, X 1 represents an anion, c represents a necessary number for taking charge balance, and when the moiety represented by Cy in the formula is an anion moiety, X 1 represents a cation and c Represents the number required to balance the charge, and when the charge of the site represented by Cy in the formula is neutralized in the molecule, c is zero.
<안료 유도체><Pigment Derivative>
경화성 조성물은, 안료 유도체를 함유해도 된다. 안료 유도체는, 유기 안료의 일부분을, 산성기, 염기성기 또는 프탈이미드메틸기로 치환한 구조를 갖는 화합물이 바람직하다. 안료 유도체로서는, 착색제 A의 분산성 및 분산 안정성의 관점에서, 산성기 또는 염기성기를 갖는 안료 유도체가 바람직하다. 안료 유도체는, 염기성기를 갖는 것이 특히 바람직하다. 상술한 수지(분산제)와, 안료 유도체의 조합은, 분산제가 산성 분산제이고, 안료 유도체가 염기성기를 갖는 조합이 바람직하다.The curable composition may contain a pigment derivative. The pigment derivative is preferably a compound having a structure in which a part of the organic pigment is substituted with an acidic group, a basic group or a phthalimide methyl group. As the pigment derivative, a pigment derivative having an acidic group or a basic group is preferable from the viewpoints of the dispersibility and the dispersion stability of the colorant A. It is particularly preferable that the pigment derivative has a basic group. The combination of the resin (dispersant) and the pigment derivative described above is preferably a combination in which the dispersant is an acidic dispersant and the pigment derivative has a basic group.
안료 유도체를 구성하기 위한 유기 안료로서는, 다이케토피롤로피롤계 안료, 아조계 안료, 프탈로사이아닌계 안료, 안트라퀴논계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 다이옥사진계 안료, 페린온계 안료, 페릴렌계 안료, 싸이오인디고계 안료, 아이소인돌린계 안료, 아이소인돌리논계 안료, 퀴노프탈론계 안료, 스렌계 안료, 금속 착체계 안료 등을 들 수 있다.Examples of the organic pigments for constituting the pigment derivative include pigments such as diketopyrrolopyrrole pigments, azo pigments, phthalocyanine pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, perynone pigments, , Thioindigo pigments, isoindolin pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, threne pigments, metal complex pigments, and the like.
안료 유도체가 갖는 산성기로서는, 설폰산기, 카복실산기 및 그 염이 바람직하고, 카복실산기 및 설폰산기가 보다 바람직하며, 설폰산기가 더 바람직하다. 안료 유도체가 갖는 염기성기로서는, 아미노기가 바람직하고, 3급 아미노기가 보다 바람직하다.The acidic group of the pigment derivative is preferably a sulfonic acid group, a carboxylic acid group or a salt thereof, more preferably a carboxylic acid group or a sulfonic acid group, and more preferably a sulfonic acid group. As the basic group of the pigment derivative, an amino group is preferable, and a tertiary amino group is more preferable.
경화성 조성물이 안료 유도체를 함유하는 경우, 안료 유도체의 함유량은, 안료의 질량에 대하여, 1~30질량%가 바람직하고, 3~20질량%가 보다 바람직하다. 안료 유도체는, 1종만을 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.When the curable composition contains a pigment derivative, the content of the pigment derivative is preferably from 1 to 30 mass%, more preferably from 3 to 20 mass%, based on the mass of the pigment. The pigment derivative may be used alone or in combination of two or more.
〔광중합 개시제〕[Photopolymerization initiator]
광중합 개시제로서는, 중합성 화합물의 중합을 개시할 수 있으면 특별히 제한되지 않고, 공지의 광중합 개시제를 이용할 수 있다. 광중합 개시제로서는, 예를 들면 자외선 영역으로부터 가시광 선영역에 대하여 감광성을 갖는 것이 바람직하다. 또, 광여기된 증감제와 어떠한 작용을 발생시켜, 활성 라디칼을 생성하는 활성제여도 되고, 중합성 화합물의 종류에 따라 양이온 중합을 개시시키는 개시제여도 된다.The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as polymerization of the polymerizable compound can be initiated, and a known photopolymerization initiator can be used. As the photopolymerization initiator, for example, it is preferable that the photopolymerization initiator has photosensitivity to the visible light ray region from the ultraviolet ray region. It may also be an activator which generates active radicals by generating some action with a photoexcited sensitizer, or an initiator which initiates cationic polymerization depending on the type of the polymerizable compound.
광중합 개시제는, 약 300nm~800nm(330nm~500nm가 보다 바람직함)의 파장 영역에 적어도 약 50의 몰 흡광 계수를 갖는 화합물을, 적어도 1종 함유하고 있는 것이 바람직하다.The photopolymerization initiator preferably contains at least one compound having a molar absorptivity of at least about 50 in a wavelength region of about 300 nm to 800 nm (more preferably 330 nm to 500 nm).
광중합 개시제의 함유량으로서는, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 0.1질량% 이상이 바람직하고, 0.5질량% 이상이 보다 바람직하며, 1질량% 이상이 더 바람직하고, 1질량% 초과가 특히 바람직하며, 30질량% 이하가 바람직하고, 20질량% 이하가 보다 바람직하며, 10질량% 이하가 더 바람직하고, 10질량% 미만이 특히 바람직하다.The content of the photopolymerization initiator is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, particularly preferably 1% by mass or more, relative to the total solid content of the curable composition, By mass or less, more preferably 20% by mass or less, further preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.
광중합 개시제의 함유량이, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여 1질량% 초과 10질량% 미만이면, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의 패턴 형상이 보다 우수하다.When the content of the photopolymerization initiator is more than 1% by mass and less than 10% by mass based on the total solid content of the curable composition, the pattern shape of the cured film obtained by curing the curable composition is more excellent.
광중합 개시제는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 광중합 개시제를 2종 이상 병용하는 경우에는, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.The photopolymerization initiator may be used alone or in combination of two or more. When two or more photopolymerization initiators are used in combination, the total amount is preferably within the above range.
광중합 개시제로서는, 예를 들면 할로젠화 탄화 수소 유도체(예를 들면, 트라이아진 골격을 함유하는 것, 옥사다이아졸 골격을 함유하는 것, 등), 아실포스핀옥사이드 등의 아실포스핀 화합물, 헥사아릴바이이미다졸, 옥심 유도체 등의 옥심 화합물, 유기 과산화물, 싸이오 화합물, 케톤 화합물, 방향족 오늄염, 케톡심에터, 아미노아세토페논 화합물, 및 하이드록시아세토페논 등을 들 수 있다.Examples of the photopolymerization initiator include acylphosphine compounds such as halogenated hydrocarbon derivatives (for example, those containing a triazine skeleton and an oxadiazole skeleton), acylphosphine oxides and the like, Oxime compounds such as arylimidazole and oxime derivatives, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, aminoacetophenone compounds, and hydroxyacetophenones.
상기 트라이아진 골격을 함유하는 할로젠화 탄화 수소 화합물로서는, 예를 들면 와카바야시 등 저, Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924(1969)에 기재된 화합물, 영국 특허공보 1388492호에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 소53-133428호에 기재된 화합물, 독일 특허공보 3337024호에 기재된 화합물, F. C. Schaefer 등에 의한 J. Org. Chem.; 29, 1527(1964)에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 소62-058241호에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 평5-281728호에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 평5-034920호에 기재된 화합물, 미국 특허공보 제4212976호에 기재되어 있는 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the halogenated hydrocarbon compound containing the triazine skeleton include those described in Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. Compounds described in GB-A-5313428, compounds described in German Patent Publication No. 3337024, compounds described in J. Org., ≪ RTI ID = 0.0 > . Chem .; 29, 1527 (1964), compounds described in JP-A-62-058241, compounds described in JP-A-5-281728, compounds described in JP-A-5-034920, Compounds described in Japanese Patent Publication No. 4212976, and the like.
노광 감도의 관점에서, 트라이할로메틸트라이아진 화합물, 벤질다이메틸케탈 화합물, α-하이드록시케톤 화합물, α-아미노케톤 화합물, 아실포스핀 화합물, 포스핀옥사이드 화합물, 메탈로센 화합물, 옥심 화합물, 트라이알릴이미다졸 다이머, 오늄 화합물, 벤조싸이아졸 화합물, 벤조페논 화합물, 아세토페논 화합물 및 그 유도체, 사이클로펜타다이엔-벤젠-철 착체 및 그 염, 할로메틸옥사다이아졸 화합물과, 3-아릴 치환 쿠마린 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화합물이 바람직하다.From the viewpoint of exposure sensitivity, it is preferable to use a trihalomethyltriazine compound, a benzyldimethylketal compound, an? -Hydroxyketone compound, an? -Amino ketone compound, an acylphosphine compound, a phosphine oxide compound, a metallocene compound, , Triallyl imidazole dimer, onium compound, benzothiazole compound, benzophenone compound, acetophenone compound and its derivative, cyclopentadiene-benzene-iron complex and its salt, halomethyloxadiazole compound and 3- Aryl-substituted coumarin compounds are preferable.
그 중에서도, 트라이할로메틸트라이아진 화합물, α-아미노케톤 화합물, 아실포스핀 화합물, 포스핀옥사이드 화합물, 옥심 화합물, 트라이알릴이미다졸 다이머, 오늄 화합물, 벤조페논 화합물, 또는 아세토페논 화합물이 보다 바람직하고, 트라이할로메틸트라이아진 화합물, α-아미노케톤 화합물, 옥심 화합물, 트라이알릴이미다졸 다이머, 및 벤조페논 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이 더 바람직하다.Among them, a trihalomethyltriazine compound, an? -Amino ketone compound, an acylphosphine compound, a phosphine oxide compound, an oxime compound, a triallylimidazole dimer, an onium compound, a benzophenone compound or an acetophenone compound More preferred are at least one compound selected from the group consisting of a trihalomethyltriazine compound, an? -Amino ketone compound, an oxime compound, a triallylimidazole dimer, and a benzophenone compound.
특히, 경화성 조성물을 차광막의 제작에 사용하는 경우에는, 미세한 패턴을 샤프한 형상으로 형성할 필요가 있기 때문에, 경화성과 함께 미노광부에 잔사가 없이 현상되는 것이 중요하다. 이와 같은 관점에서는, 광중합 개시제로서는 옥심 화합물을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 특히, 미세한 패턴을 형성하는 경우, 경화용 노광에 스테퍼 노광을 이용하지만, 이 노광기는 할로젠에 의하여 손상되는 경우가 있고, 광중합 개시제의 첨가량도 낮게 억제할 필요가 있다. 이러한 점을 고려하면, 미세 패턴을 형성할 때에는, 광중합 개시제로서는, 옥심 화합물을 이용하는 것이 특히 바람직하다.Particularly, when the curable composition is used in the production of a light-shielding film, it is necessary to form a fine pattern in a sharp shape, and therefore it is important that the curable composition is developed without residue on the unexposed portion with curing property. From this viewpoint, it is particularly preferable to use an oxime compound as the photopolymerization initiator. Particularly, in the case of forming a fine pattern, although stepper exposure is used for curing exposure, this exposure apparatus may be damaged by halogen, and it is also necessary to suppress the addition amount of the photopolymerization initiator to a low level. Taking this into consideration, it is particularly preferable to use an oxime compound as the photopolymerization initiator when forming a fine pattern.
광중합 개시제의 구체예로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-029760호의 단락 0265~0268을 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.As specific examples of the photopolymerization initiator, reference can be made, for example, to paragraphs 0265 to 0268 of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2013-029760, the contents of which are incorporated herein by reference.
광중합 개시제로서는, 하이드록시아세토페논 화합물, 아미노아세토페논 화합물, 및 아실포스핀 화합물도 적합하게 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 일본 공개특허공보 평10-291969호에 기재된 아미노아세토페논계 개시제, 및 일본 특허공보 제4225898호에 기재된 아실포스핀계 개시제도 이용할 수 있다.As the photopolymerization initiator, a hydroxyacetophenone compound, an aminoacetophenone compound, and an acylphosphine compound can also be suitably used. More specifically, for example, the aminoacetophenone-based initiator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-291969 and the acylphosphine-based initiator disclosed in Japanese Patent Publication No. 4225898 can be used.
하이드록시아세토페논 화합물로서는, IRGACURE-184, DAROCUR-1173, IRGACURE-500, IRGACURE-2959, 및 IRGACURE-127(상품명, 모두 BASF사제)을 이용할 수 있다.As the hydroxyacetophenone compound, IRGACURE-184, DAROCUR-1173, IRGACURE-500, IRGACURE-2959 and IRGACURE-127 (all trade names, manufactured by BASF) can be used.
아미노아세토페논 화합물로서는, 시판품인 IRGACURE-907, IRGACURE-369, 또는 IRGACURE-379EG(상품명, 모두 BASF사제)를 이용할 수 있다. 아미노아세토페논 화합물로서는, 365nm 또는 405nm 등의 장파 광원에 흡수 파장이 매칭된 일본 공개특허공보 2009-191179에 기재된 화합물도 이용할 수 있다.As the aminoacetophenone compound, commercial products IRGACURE-907, IRGACURE-369, IRGACURE-379EG (trade names, all manufactured by BASF) can be used. As the aminoacetophenone compound, a compound described in JP-A-2009-191179 in which the absorption wavelength is matched to a long-wavelength light source such as 365 nm or 405 nm can be used.
아실포스핀 화합물로서는, 시판품인 IRGACURE-819, 또는 DAROCUR-TPO(상품명, 모두 BASF사제)를 이용할 수 있다.As the acylphosphine compound, commercially available IRGACURE-819 or DAROCUR-TPO (trade name, all manufactured by BASF) can be used.
<옥심 화합물><Oxime compound>
광중합 개시제로서, 보다 바람직하게는 옥심 화합물(옥심계 개시제)을 들 수 있다. 특히 옥심 화합물은 고감도로 중합 효율이 높고, 착색제 농도에 상관없이 경화성 조성물층을 경화할 수 있어, 착색제의 농도를 높게 설계하기 쉽기 때문에 바람직하다.The photopolymerization initiator is more preferably an oxime compound (oxime-based initiator). In particular, an oxime compound is preferable because it has high sensitivity and high polymerization efficiency, can cure the curable composition layer regardless of the concentration of the colorant, and can easily design the concentration of the colorant.
옥심 화합물의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2001-233842호에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2000-80068호에 기재된 화합물, 또는 일본 공개특허공보 2006-342166호에 기재된 화합물을 이용할 수 있다.Specific examples of the oxime compound include compounds described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-233842, compounds described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-80068, and compounds disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-342166.
옥심 화합물로서는, 예를 들면 3-벤조일옥시이미노뷰탄-2-온, 3-아세톡시이미노뷰탄-2-온, 3-프로피온일옥시이미노뷰탄-2-온, 2-아세톡시이미노펜탄-3-온, 2-아세톡시이미노-1-페닐프로판-1-온, 2-벤조일옥시이미노-1-페닐프로판-1-온, 3-(4-톨루엔설폰일옥시)이미노뷰탄-2-온, 및 2-에톡시카보닐옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있다.Examples of the oxime compounds include 3-benzoyloxyiminobutan-2-one, 3-acetoxyiminobutan-2-one, 3-propionyloxyiminobutan- 2-benzoyloxyimino-1-phenylpropan-1-one, 3- (4-toluenesulfonyloxy) iminobutan- And 2-ethoxycarbonyloxyimino-1-phenylpropan-1-one.
또, J. C. S. Perkin II(1979년) pp. 1653-1660, J. C. S. Perkin II(1979년) pp. 156-162, Journal of Photopolymer Scienceand Technology(1995년) pp. 202-232, 일본 공개특허공보 2000-066385호에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2000-080068호, 일본 공표특허공보 2004-534797호, 및 일본 공개특허공보 2006-342166호의 각 공보에 기재된 화합물 등도 들 수 있다.J. C. S. Perkin II (1979) pp. Pp. 1653-1660, J. C. S. Perkin II (1979) pp. Pp. 156-162, Journal of Photopolymer Science and Technology (1995) pp. The compounds described in the respective publications of JP-A-202-232, JP-A 2000-066385, JP-A 2000-080068, JP-A 2004-534797 and JP-A 2006-342166 .
시판품으로는 IRGACURE-OXE01(BASF사제), IRGACURE-OXE02(BASF사제), IRGACURE-OXE03(BASF사제), 또는 IRGACURE-OXE04(BASF사제)도 적합하게 이용된다. 또, TR-PBG-304(창저우 강력 전자 신재료 유한공사(Changzhou Tronly New Electronic Materials Co., Ltd.)제), 아데카 아클즈 NCI-831 및 아데카 아클즈 NCI-930(ADEKA사제), 또는 N-1919(카바졸·옥심에스터 골격 함유 광개시제(ADEKA사제))도 이용할 수 있다.IRGACURE-OXE01 (manufactured by BASF), IRGACURE-OXE02 (manufactured by BASF), IRGACURE-OXE03 (manufactured by BASF), or IRGACURE-OXE04 (manufactured by BASF) are also suitably used as commercially available products. ADEKA ACKNES NCI-831 and ADEKA ACKLS NCI-930 (manufactured by ADEKA), TR-PBG-304 (manufactured by Changzhou Tronly New Electronic Materials Co., Ltd.) , Or N-1919 (a photoinitiator containing a carbazole oxime ester skeleton (manufactured by ADEKA)).
상기 기재 이외의 옥심 화합물로서, 카바졸 N위에 옥심이 연결된 일본 공표특허공보 2009-519904호에 기재된 화합물; 벤조페논 부위에 헤테로 치환기가 도입된 미국 특허공보 제7626957호에 기재된 화합물; 색소 부위에 나이트로기가 도입된 일본 공개특허공보 2010-015025호 및 미국 특허공개공보 2009-292039호에 기재된 화합물; 국제 공개특허공보 2009-131189호에 기재된 케톡심 화합물; 트라이아진 골격과 옥심 골격을 동일 분자 내에 함유하는 미국 특허공보 7556910호에 기재된 화합물; 405nm에 흡수 극대를 갖고 g선 광원에 대하여 양호한 감도를 갖는 일본 공개특허공보 2009-221114호에 기재된 화합물; 등을 이용해도 된다.As the oxime compounds other than the above-mentioned materials, the compounds described in JP-A-2009-519904 in which oxime is linked to carbazole N; Compounds described in U.S. Patent No. 7626957 to which a hetero substituent is introduced at a benzophenone moiety; The compounds described in JP-A-2010-015025 and U.S. Patent Publication No. 2009-292039 wherein a nitro group is introduced at a pigment site; Ketoxime compounds described in International Patent Publication No. 2009-131189; A compound described in U.S. Patent No. 7556910 containing a triazine skeleton and an oxime skeleton in the same molecule; A compound described in JP-A-2009-221114 having an absorption maximum at 405 nm and a good sensitivity to a g-ray light source; Or the like may be used.
바람직하게는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-029760호의 단락 0274~0275를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.Preferably, for example, reference can be made to paragraphs 0274 to 0275 of JP-A-2013-029760, the contents of which are incorporated herein by reference.
구체적으로는, 옥심 화합물로서는, 하기 식 (OX-1)로 나타나는 화합물이 바람직하다. 또한, 옥심 화합물의 N-O 결합이 (E)체의 옥심 화합물이어도 되고, (Z)체의 옥심 화합물이어도 되며, (E)체와 (Z)체의 혼합물이어도 된다.Specifically, the oxime compound is preferably a compound represented by the following formula (OX-1). The N-O bond of the oxime compound may be an oxime compound of the (E) form or an oxime compound of the (Z) form, or a mixture of the form (E) form and the form (Z) form.
[화학식 5][Chemical Formula 5]
식 (OX-1) 중, R 및 B는 각각 독립적으로 1가의 치환기를 나타내고, A는 2가의 유기기를 나타내며, Ar은 아릴기를 나타낸다.In the formula (OX-1), R and B each independently represent a monovalent substituent, A represents a divalent organic group, and Ar represents an aryl group.
식 (OX-1) 중, R로 나타나는 1가의 치환기로서는, 1가의 비금속 원자단인 것이 바람직하다.In the formula (OX-1), the monovalent substituent represented by R is preferably a monovalent non-metallic atomic group.
1가의 비금속 원자단으로서는, 알킬기, 아릴기, 아실기, 알콕시카보닐기, 아릴옥시카보닐기, 복소환기, 알킬싸이오카보닐기, 및 아릴싸이오카보닐기 등을 들 수 있다. 이들 기는, 1 이상의 치환기를 갖고 있어도 된다. 또, 상술한 치환기는, 다른 치환기로 더 치환되어 있어도 된다.Examples of the monovalent nonmetal atomic group include an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a heterocyclic group, an alkylthiocarbonyl group, and an arylthiocarbonyl group. These groups may have one or more substituents. The above-mentioned substituent may be further substituted with another substituent.
치환기로서는 할로젠 원자, 아릴옥시기, 알콕시카보닐기 또는 아릴옥시카보닐기, 아실옥시기, 아실기, 알킬기, 및 아릴기 등을 들 수 있다.Examples of the substituent include a halogen atom, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group or an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group, an acyl group, an alkyl group, and an aryl group.
식 (OX-1) 중, B로 나타나는 1가의 치환기로서는, 아릴기, 복소환기, 아릴카보닐기, 또는 복소환 카보닐기가 바람직하다. 이들 기는 1 이상의 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기로서는, 상술한 치환기를 들 수 있다.In the formula (OX-1), the monovalent substituent represented by B is preferably an aryl group, a heterocyclic group, an arylcarbonyl group or a heterocyclic carbonyl group. These groups may have one or more substituents. As the substituent, there may be mentioned the above substituents.
식 (OX-1) 중, A로 나타나는 2가의 유기기로서는, 탄소수 1~12의 알킬렌기, 사이클로알킬렌기, 또는 알카인일렌기가 바람직하다. 이들 기는 1 이상의 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기로서는, 상술한 치환기를 들 수 있다.In the formula (OX-1), as the divalent organic group represented by A, an alkylene group, a cycloalkylene group or an alkane-ylene group having 1 to 12 carbon atoms is preferable. These groups may have one or more substituents. As the substituent, there may be mentioned the above substituents.
광중합 개시제로서, 불소 원자를 함유하는 옥심 화합물을 이용할 수도 있다. 불소 원자를 함유하는 옥심 화합물의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2010-262028호에 기재된 화합물; 일본 공표특허공보 2014-500852호에 기재된 화합물 24, 36~40; 일본 공개특허공보 2013-164471호에 기재된 화합물 (C-3); 등을 들 수 있다. 이 내용은 본 명세서에 원용된다.As the photopolymerization initiator, an oxime compound containing a fluorine atom may be used. Specific examples of the oxime compound containing a fluorine atom include the compounds described in JP-A-2010-262028; Compounds 24, 36 to 40 described in Japanese Patent Publication No. 2014-500852; The compound (C-3) described in JP-A-2013-164471; And the like. The contents of which are incorporated herein by reference.
광중합 개시제로서, 하기 일반식 (1)~(4)로 나타나는 화합물을 이용할 수도 있다.As the photopolymerization initiator, compounds represented by the following general formulas (1) to (4) may be used.
[화학식 6][Chemical Formula 6]
[화학식 7](7)
식 (1)에 있어서, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 4~20의 지환식 탄화 수소기, 탄소수 6~30의 아릴기, 또는 탄소수 7~30의 아릴알킬기를 나타내고, R1 및 R2가 페닐기인 경우, 페닐기끼리가 결합하여 플루오렌기를 형성해도 되며, R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 6~30의 아릴기, 탄소수 7~30의 아릴알킬기 또는 탄소수 4~20의 복소환기를 나타내고, X는 직접 결합 또는 카보닐기를 나타낸다.In formula (1), R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an aryl group having 7 to 30 carbon atoms If an aryl group, R 1 and R 2 is a phenyl group, by combining a phenyl group with each other and to form an fluorene, R 3 and R 4 are, each independently, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, having a carbon number of 6 An aryl group having 7 to 30 carbon atoms or a heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms, and X represents a direct bond or a carbonyl group.
식 (2)에 있어서, R1, R2, R3 및 R4는, 식 (1)에 있어서의 R1, R2, R3 및 R4와 동의이며, R5는, -R6, -OR6, -SR6, -COR6, -CONR6R6, -NR6COR6, -OCOR6, -COOR6, -SCOR6, -OCSR6, -COSR6, -CSOR6, -CN, 할로젠 원자 또는 수산기를 나타내고, R6은, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 6~30의 아릴기, 탄소수 7~30의 아릴알킬기 또는 탄소수 4~20의 복소환기를 나타내며, X는 직접 결합 또는 카보닐기를 나타내고, a는 0~4의 정수를 나타낸다.In the formula (2), R 1, R 2, R 3 and R 4, and R 1, R 2, R 3 and R 4 with the consent of the formula (1), R 5 is -R 6, -OR 6, -SR 6, -COR 6 , -CONR 6 R 6, -NR 6 COR 6, -OCOR 6, -COOR 6, -SCOR 6, -OCSR 6, -COSR 6, -CSOR 6, -CN , A halogen atom or a hydroxyl group, and R 6 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, or a heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms, Or a carbonyl group, and a represents an integer of 0 to 4.
식 (3)에 있어서, R1은, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 4~20의 지환식 탄화 수소기, 탄소수 6~30의 아릴기, 또는 탄소수 7~30의 아릴알킬기를 나타내고, R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 6~30의 아릴기, 탄소수 7~30의 아릴알킬기 또는 탄소수 4~20의 복소환기를 나타내며, X는 직접 결합 또는 카보닐기를 나타낸다.In formula (3), R 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, and R 3 And R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, or a heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms, Carbonyl group.
식 (4)에 있어서, R1, R3 및 R4는, 식 (3)에 있어서의 R1, R3 및 R4와 동의이며, R5는, -R6, -OR6, -SR6, -COR6, -CONR6R6, -NR6COR6, -OCOR6, -COOR6, -SCOR6, -OCSR6, -COSR6, -CSOR6, -CN, 할로젠 원자 또는 수산기를 나타내고, R6은, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 6~30의 아릴기, 탄소수 7~30의 아릴알킬기 또는 탄소수 4~20의 복소환기를 나타내며, X는 직접 결합 또는 카보닐기를 나타내고, a는 0~4의 정수를 나타낸다.In the formula (4), R 1, R 3 and R 4, and R 1, R 3 and R 4 with the consent of the formula (3), R 5 is -R 6, -OR 6, -SR 6, -COR 6, -CONR 6 R 6, -NR 6 COR 6, -OCOR 6, -COOR 6, -SCOR 6, -OCSR 6, -COSR 6, -CSOR 6, -CN, a halogen atom or a hydroxyl group , R 6 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, or a heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms, X is a direct bond or a carbonyl group, a represents an integer of 0 to 4;
상기 식 (1) 및 식 (2)에 있어서, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, 사이클로헥실기 또는 페닐기가 바람직하다. R3은 메틸기, 에틸기, 페닐기, 톨릴기 또는 자일릴기가 바람직하다. R4는 탄소수 1~6의 알킬기 또는 페닐기가 바람직하다. R5는 메틸기, 에틸기, 페닐기, 톨릴기 또는 나프틸기가 바람직하다. X는 직접 결합이 바람직하다.In the formulas (1) and (2), R 1 and R 2 are each independently preferably a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, cyclohexyl group or phenyl group. R 3 is preferably a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a tolyl group or a xylyl group. R 4 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. R 5 is preferably a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a tolyl group or a naphthyl group. X is preferably a direct bond.
상기 식 (3) 및 (4)에 있어서, R1은, 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, 사이클로헥실기 또는 페닐기가 바람직하다. R3은 메틸기, 에틸기, 페닐기, 톨릴기 또는 자일릴기가 바람직하다. R4는 탄소수 1~6의 알킬기 또는 페닐기가 바람직하다. R5는 메틸기, 에틸기, 페닐기, 톨릴기 또는 나프틸기가 바람직하다. X는 직접 결합이 바람직하다.In the formulas (3) and (4), R 1 is preferably independently a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, cyclohexyl group or phenyl group. R 3 is preferably a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a tolyl group or a xylyl group. R 4 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. R 5 is preferably a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a tolyl group or a naphthyl group. X is preferably a direct bond.
식 (1) 및 식 (2)로 나타나는 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2014-137466호의 단락 번호 0076~0079에 기재된 화합물을 들 수 있다. 이 내용은 본 명세서에 원용되는 것으로 한다.Specific examples of the compounds represented by the formulas (1) and (2) include the compounds described in paragraphs 0076 to 0079 of JP-A No. 2014-137466. The contents of which are incorporated herein by reference.
경화성 조성물에 바람직하게 사용되는 옥심 화합물의 구체예를 이하에 나타낸다.Specific examples of the oxime compounds preferably used in the curable composition are shown below.
[화학식 8][Chemical Formula 8]
옥심 화합물은, 350nm~500nm의 파장 영역에 극대 흡수 파장을 갖는 것이 바람직하고, 360nm~480nm의 파장 영역에 극대 흡수 파장을 갖는 것이 보다 바람직하며, 365nm 및 405nm의 흡광도가 높은 것이 더 바람직하다.The oxime compound preferably has a maximum absorption wavelength in a wavelength region of 350 nm to 500 nm, more preferably a maximum absorption wavelength in a wavelength region of 360 nm to 480 nm, and more preferably a high absorbance at 365 nm and 405 nm.
옥심 화합물의 365nm 또는 405nm에 있어서의 몰 흡광 계수는, 감도의 관점에서, 1,000~300,000인 것이 바람직하고, 2,000~300,000인 것이 보다 바람직하며, 5,000~200,000인 것이 더 바람직하다.The molar extinction coefficient of the oxime compound at 365 nm or 405 nm is preferably 1,000 to 300,000, more preferably 2,000 to 300,000, and still more preferably 5,000 to 200,000 from the viewpoint of sensitivity.
화합물의 몰 흡광 계수는, 공지의 방법을 이용할 수 있지만, 예를 들면 자외 가시 분광 광도계(Varian사제 Cary-5 spctrophotometer)로, 아세트산 에틸 용매를 이용하여 0.01g/L의 농도로 측정하는 것이 바람직하다.The molar extinction coefficient of the compound can be measured by a known method. For example, it is preferable that the molar extinction coefficient of the compound is measured with an ultraviolet visible spectrophotometer (Cary-5 spactrophotometer manufactured by Varian) using an ethyl acetate solvent at a concentration of 0.01 g / L .
광중합 개시제는, 필요에 따라 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.The photopolymerization initiator may be used in combination of two or more as necessary.
〔중합성 화합물〕[Polymerizable compound]
경화성 조성물은, 중합성 화합물을 함유한다.The curable composition contains a polymerizable compound.
중합성 화합물의 함유량은, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 0.1~40질량%가 바람직하다. 하한은, 예를 들면 1.0질량% 이상이 보다 바람직하고, 3.5질량% 이상이 더 바람직하며, 3.5질량% 초과가 특히 바람직하다. 상한은, 예를 들면 30질량% 이하가 보다 바람직하고, 20질량% 이하가 더 바람직하며, 20질량% 미만이 특히 바람직하다.The content of the polymerizable compound is preferably 0.1 to 40% by mass relative to the total solid content of the curable composition. The lower limit is, for example, more preferably 1.0% by mass or more, still more preferably 3.5% by mass or more, and particularly preferably 3.5% by mass or more. The upper limit is more preferably 30 mass% or less, more preferably 20 mass% or less, particularly preferably 20 mass% or less.
중합성 화합물의 함유량이, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여 3.5질량% 초과 20질량% 미만이면, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의 패턴 형상이 보다 우수하다.When the content of the polymerizable compound is more than 3.5% by mass and less than 20% by mass based on the total solid content of the curable composition, the pattern shape of the cured film obtained by curing the curable composition is more excellent.
중합성 화합물은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 2종 이상의 중합성 화합물을 병용하는 경우는, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.The polymerizable compound may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds of polymerizable compounds are used in combination, the total amount is preferably within the above range.
중합성 화합물은, 에틸렌성 불포화 결합을 함유하는 기를 1개 이상 함유하는 화합물이 바람직하고, 2개 이상 함유하는 화합물이 보다 바람직하며, 3개 이상 함유하는 것이 더 바람직하고, 5개 이상 함유하는 것이 특히 바람직하다. 상한은, 예를 들면 15개 이하이다. 에틸렌성 불포화 결합을 함유하는 기로서는, 예를 들면 바이닐기, (메트)알릴기, 및 (메트)아크릴로일기 등을 들 수 있다.The polymerizable compound is preferably a compound containing at least one group containing an ethylenically unsaturated bond, more preferably a compound containing two or more, more preferably at least three, and at least five Particularly preferred. The upper limit is, for example, 15 or less. Examples of the group containing an ethylenic unsaturated bond include a vinyl group, a (meth) allyl group, and a (meth) acryloyl group.
중합성 화합물은, 예를 들면 모노머, 프리폴리머, 올리고머, 및 이들의 혼합물과, 이들의 다량체 등의 화학적 형태 중 어느 것이어도 되고, 모노머가 바람직하다.The polymerizable compound may be, for example, a monomer, a prepolymer, an oligomer, a mixture thereof, or a chemical form such as a multimer thereof, and is preferably a monomer.
중합성 화합물의 분자량은, 100~3,000이 바람직하고, 250~1,500이 보다 바람직하다.The molecular weight of the polymerizable compound is preferably 100 to 3,000, more preferably 250 to 1,500.
중합성 화합물은, 3~15관능의 (메트)아크릴레이트 화합물인 것이 바람직하고, 3~6관능의 (메트)아크릴레이트 화합물인 것이 보다 바람직하다.The polymerizable compound is preferably a (meth) acrylate compound having 3 to 15 functional groups, and more preferably a (meth) acrylate compound having 3 to 6 functional groups.
모노머, 프리폴리머의 예로서는, 불포화 카복실산(예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 아이소크로톤산, 말레산 등) 또는 그 에스터류, 아마이드류와, 이들의 다량체를 들 수 있고, 바람직하게는 불포화 카복실산과 지방족 다가 알코올 화합물의 에스터, 및 불포화 카복실산과 지방족 다가 아민 화합물의 아마이드류와, 이들의 다량체이다. 또, 하이드록시기, 아미노기, 머캅토기 등의 구핵성 치환기를 함유하는 불포화 카복실산 에스터 또는 아마이드류와, 단관능 혹은 다관능 아이소사이아네이트류 또는 에폭시류와의 부가 반응물, 및 상기 불포화 카복실산 에스터 또는 아마이드류와, 단관능 혹은 다관능의 카복실산과의 탈수 축합 반응물 등도 적합하게 사용된다. 또, 아이소사이아네이트기, 에폭시기 등의 친전자성 치환기를 함유하는 불포화 카복실산 에스터 또는 아마이드류와, 단관능 혹은 다관능의 알코올류, 아민류, 또는 싸이올류와의 반응물, 할로젠기 또는 토실옥시기 등의 탈리성 치환기를 함유하는 불포화 카복실산 에스터 또는 아마이드류와, 단관능 혹은 다관능의 알코올류, 아민류, 또는 싸이올류와의 반응물도 적합하다. 또, 상기의 불포화 카복실산 대신에, 불포화 포스폰산, 스타이렌 등의 바이닐벤젠 유도체, 바이닐에터, 알릴에터 등으로 치환한 화합물군을 사용하는 것도 가능하다.Examples of monomers and prepolymers include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.) or their esters, amides and their oligomers , Preferably an ester of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol compound, and an amide of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyvalent amine compound, and oligomers thereof. Further, an addition reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide containing a nucleophilic substituent such as a hydroxyl group, an amino group or a mercapto group with a monofunctional or multifunctional isocyanate or an epoxy group, and an unsaturated carboxylic acid ester or an unsaturated carboxylic acid ester A dehydration condensation reaction product of an amide and a monofunctional or polyfunctional carboxylic acid is suitably used. In addition, an unsaturated carboxylic acid ester or amide containing an electrophilic substituent such as an isocyanate group or an epoxy group may be reacted with a monofunctional or polyfunctional alcohol, amine or thiol reactant, a halogen group or a tosyloxy group Unsaturated carboxylic acid esters or amides containing a clearing substituent such as an acid or a functional group, and a reaction product of monofunctional or polyfunctional alcohols, amines, or thiols are also suitable. It is also possible to use a group of compounds substituted with an unsaturated phosphonic acid, a vinylbenzene derivative such as styrene, a vinyl ether, an ally ether or the like in place of the above unsaturated carboxylic acid.
이들의 구체적인 화합물로서는, 일본 공개특허공보 2009-288705호의 단락 0095~0108에 기재되어 있는 화합물을 본 발명에 있어서도 적합하게 이용할 수 있다.As specific compounds of these, the compounds described in paragraphs 0095 to 0108 of JP-A No. 2009-288705 can be suitably used in the present invention.
중합성 화합물은, 에틸렌성 불포화 결합을 함유하는 기를 1개 이상 함유하는, 상압하에서 100℃ 이상의 비점을 갖는 화합물도 바람직하다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2013-029760호의 단락 0227, 일본 공개특허공보 2008-292970호의 단락 0254~0257에 기재된 화합물을 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.The polymerizable compound is also preferably a compound containing at least one group containing an ethylenic unsaturated bond and having a boiling point of 100 캜 or more at normal pressure. For example, reference can be made to the compounds described in paragraphs 0227 to 027 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-029760 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-292970, the contents of which are incorporated herein by reference.
중합성 화합물은, 다이펜타에리트리톨트라이아크릴레이트(시판품으로서는 KAYARAD D-330; 닛폰 가야쿠사제), 다이펜타에리트리톨테트라아크릴레이트(시판품으로서는 KAYARAD D-320; 닛폰 가야쿠사제), 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트(시판품으로서는 KAYARAD D-310; 닛폰 가야쿠사제), 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트(시판품으로서는 KAYARAD DPHA; 닛폰 가야쿠사제, A-DPH-12E; 신나카무라 가가쿠사제), 및 이들의 (메트)아크릴로일기가 에틸렌글라이콜 잔기 또는 프로필렌글라이콜 잔기를 개재하고 있는 구조(예를 들면, 사토머사로부터 시판되고 있는, SR454, SR499)가 바람직하다. 이들의 올리고머 타입도 사용할 수 있다. 또, NK 에스터 A-TMMT(펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 신나카무라 가가쿠사제), 및 KAYARAD RP-1040(닛폰 가야쿠사제) 등을 사용할 수도 있다.Examples of the polymerizable compound include dipentaerythritol triacrylate (trade name: KAYARAD D-330, manufactured by Nippon Kayaku), dipentaerythritol tetraacrylate (commercial product: KAYARAD D-320, manufactured by Nippon Kayaku), dipentaerythritol Acrylate (KAYARAD DPHA; A-DPH-12E manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., Shin Nakamura Co., Ltd.) as a commercially available product (trade name: KAYARAD D-310 manufactured by Nippon Kayaku Co., (For example, SR454 and SR499 commercially available from Satomaru Co., Ltd.) in which the (meth) acryloyl group is bonded via an ethylene glycol residue or a propylene glycol residue Do. These oligomer types can also be used. NK Ester A-TMMT (pentaerythritol tetraacrylate, manufactured by Shin-Nakamura Kagaku Co., Ltd.) and KAYARAD RP-1040 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) may also be used.
이하에 바람직한 중합성 화합물의 양태를 나타낸다.Preferred embodiments of the polymerizable compound are shown below.
중합성 화합물은, 카복실산기, 설폰산기, 또는 인산기 등의 산기를 갖고 있어도 된다. 산기를 함유하는 중합성 화합물로서는, 지방족 폴리하이드록시 화합물과 불포화 카복실산의 에스터가 바람직하고, 지방족 폴리하이드록시 화합물의 미반응의 하이드록시기에 비방향족 카복실산 무수물을 반응시켜 산기를 갖게 한 중합성 화합물이 보다 바람직하며, 이 에스터에 있어서, 지방족 폴리하이드록시 화합물이 펜타에리트리톨 및/또는 다이펜타에리트리톨인 것이 더 바람직하다. 시판품으로서는, 예를 들면 도아 고세이사제의, 아로닉스 TO-2349, M-305, M-510, 및 M-520 등을 들 수 있다.The polymerizable compound may have an acid group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group. As the polymerizable compound containing an acid group, an aliphatic polyhydroxy compound and an ester of an unsaturated carboxylic acid are preferable, and a polymerizable compound having an acid group by reacting an unreacted hydroxyl group of the aliphatic polyhydroxy compound with a nonaromatic carboxylic acid anhydride More preferably, in the ester, the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol and / or dipentaerythritol. Commercially available products include Aronix TO-2349, M-305, M-510, and M-520 manufactured by Doagosei Co.,
산기를 함유하는 중합성 화합물의 바람직한 산가로서는, 0.1~40mgKOH/g이며, 보다 바람직하게는 5~30mgKOH/g이다. 중합성 화합물의 산가가, 0.1mgKOH/g 이상이면 현상 용해 특성이 양호하고, 40mgKOH/g 이하이면 제조 및/또는 취급상 유리하다. 나아가서는, 상기 범위이면 광중합 성능이 양호하고, 경화성이 우수하다.The acid value of the polymerizable compound containing an acid group is preferably from 0.1 to 40 mgKOH / g, and more preferably from 5 to 30 mgKOH / g. When the acid value of the polymerizable compound is 0.1 mgKOH / g or more, the development and dissolution characteristics are good, and when it is 40 mgKOH / g or less, it is advantageous in production and / or handling. Furthermore, in the above range, the photopolymerization performance is good and the curability is excellent.
중합성 화합물은, 카프로락톤 구조를 함유하는 화합물도 바람직한 양태이다.As the polymerizable compound, a compound containing a caprolactone structure is also a preferred embodiment.
카프로락톤 구조를 함유하는 화합물로서는, 분자 내에 카프로락톤 구조를 함유하는 한 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 트라이메틸올에테인, 다이트라이메틸올에테인, 트라이메틸올프로페인, 다이트라이메틸올프로페인, 펜타에리트리톨, 다이펜타에리트리톨, 트라이펜타에리트리톨, 글리세린, 다이글리세롤, 트라이메틸올멜라민 등의 다가 알코올과, (메트)아크릴산 및 ε-카프로락톤을 에스터화함으로써 얻어지는, ε-카프로락톤 변성 다관능 (메트)아크릴레이트를 들 수 있다. 그 중에서도 하기 식 (Z-1)로 나타나는 카프로락톤 구조를 함유하는 화합물이 바람직하다.The compound containing the caprolactone structure is not particularly limited as long as it contains a caprolactone structure in the molecule, and examples thereof include trimethylolethane, ditrimethylolethane, trimethylolpropane, ditrimethylolpropane (Meth) acrylic acid and? -Caprolactone obtained by esterifying polyhydric alcohols such as pentaerythritol, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, glycerin, diglycerol, and trimethylol melamine with And polyfunctional (meth) acrylates. Among them, a compound containing a caprolactone structure represented by the following formula (Z-1) is preferred.
[화학식 9][Chemical Formula 9]
식 (Z-1) 중, 6개의 R은 모두가 하기 식 (Z-2)로 나타나는 기이거나, 또는 6개의 R 중 1~5개가 하기 식 (Z-2)로 나타나는 기이며, 잔여가 하기 식 (Z-3)으로 나타나는 기이다.In the formula (Z-1), all six R's are groups represented by the following formula (Z-2), or one to five of the six R's are groups represented by the following formula (Z-2) Is a group represented by the formula (Z-3).
[화학식 10][Chemical formula 10]
식 (Z-2) 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, m은 1 또는 2의 수를 나타내며, *는 결합손을 나타낸다.In the formula (Z-2), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, m represents a number of 1 or 2, and * represents a bond.
[화학식 11](11)
식 (Z-3) 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, *는 결합손을 나타낸다.In the formula (Z-3), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and * represents a bond.
카프로락톤 구조를 함유하는 중합성 화합물은, 예를 들면 닛폰 가야쿠로부터 KAYARAD DPCA 시리즈로서 시판되고 있고, DPCA-20(식 (Z-1)~(Z-3)에 있어서 m이 1, 식 (Z-2)로 나타나는 기의 수가 2, R1이 모두 수소 원자인 화합물), DPCA-30(동일 식에 있어서, m이 1, 식 (Z-2)로 나타나는 기의 수가 3, R1이 모두 수소 원자인 화합물), DPCA-60(동일 식에 있어서, m이 1, 식 (Z-2)로 나타나는 기의 수가 6, R1이 모두 수소 원자인 화합물), DPCA-120(동일 식에 있어서 m이 2, 식 (Z-2)로 나타나는 기의 수가 6, R1이 모두 수소 원자인 화합물) 등을 들 수 있다.The polymerizable compound containing a caprolactone structure is commercially available, for example, as KAYARAD DPCA series from Nippon Kayaku. DPCA-20 (in the formulas (Z-1) to (Z-3) (Wherein R 1 is a hydrogen atom), DPCA-30 (in the same formula, m is 1, the number of groups represented by the formula (Z-2) is 3, and R 1 is DPCA-120 (a compound in which m is 1, the number of groups represented by formula (Z-2) is 6 and R 1 are all hydrogen atoms), DPCA-120 M is 2, the number of groups represented by the formula (Z-2) is 6, and R 1 is a hydrogen atom).
중합성 화합물은, 하기 식 (Z-4) 또는 (Z-5)로 나타나는 화합물을 이용할 수도 있다.The polymerizable compound may be a compound represented by the following formula (Z-4) or (Z-5).
[화학식 12][Chemical Formula 12]
식 (Z-4) 및 (Z-5) 중, E는, 각각 독립적으로, -((CH2)yCH2O)-, 또는 ((CH2)yCH(CH3)O)-를 나타내고, y는 각각 독립적으로 0~10의 정수를 나타내며, X는 각각 독립적으로, (메트)아크릴로일기, 수소 원자, 또는 카복실산기를 나타낸다.E in the formulas (Z-4) and (Z-5) each independently represents - ((CH 2 ) y CH 2 O) - or ((CH 2 ) y CH (CH 3 ) , Y represents independently an integer of 0 to 10, and each X independently represents a (meth) acryloyl group, a hydrogen atom, or a carboxylic acid group.
식 (Z-4) 중, (메트)아크릴로일기의 합계는 3개 또는 4개이며, m은 각각 독립적으로 0~10의 정수를 나타내고, 각 m의 합계는 0~40의 정수이다.The total number of (meth) acryloyl groups in the formula (Z-4) is 3 or 4, m is independently an integer of 0 to 10, and the sum of m is an integer of 0 to 40.
식 (Z-5) 중, (메트)아크릴로일기의 합계는 5개 또는 6개이며, n은 각각 독립적으로 0~10의 정수를 나타내고, 각 n의 합계는 0~60의 정수이다.The total number of (meth) acryloyl groups in the formula (Z-5) is 5 or 6, and each n independently represents an integer of 0 to 10, and the sum of n is an integer of 0 to 60.
식 (Z-4) 중, m은 0~6의 정수가 바람직하고, 0~4의 정수가 보다 바람직하다.In the formula (Z-4), m is preferably an integer of 0 to 6, more preferably an integer of 0 to 4.
각 m의 합계는, 2~40의 정수가 바람직하고, 2~16의 정수가 보다 바람직하며, 4~8의 정수가 더 바람직하다.The sum of each m is preferably an integer of 2 to 40, more preferably an integer of 2 to 16, and still more preferably an integer of 4 to 8.
식 (Z-5) 중, n은 0~6의 정수가 바람직하고, 0~4의 정수가 보다 바람직하다.In the formula (Z-5), n is preferably an integer of 0 to 6, more preferably an integer of 0 to 4.
각 n의 합계는, 3~60의 정수가 바람직하고, 3~24의 정수가 보다 바람직하며, 6~12의 정수가 더 바람직하다.The sum of each n is preferably an integer of 3 to 60, more preferably an integer of 3 to 24, and still more preferably an integer of 6 to 12.
식 (Z-4) 또는 식 (Z-5) 중의-((CH2)yCH2O)- 또는 ((CH2)yCH(CH3)O)-는, 산소 원자 측의 말단이 X에 결합하는 형태가 바람직하다.- ((CH 2 ) y CH 2 O) - or ((CH 2 ) y CH (CH 3 ) O) - in the formula (Z-4) or the formula (Z- Is preferable.
식 (Z-4) 또는 식 (Z-5)로 나타나는 화합물은 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상 병용해도 된다. 특히, 식 (Z-5)에 있어서, 6개의 X 모두가 아크릴로일기인 형태, 식 (Z-5)에 있어서, 6개의 X 모두가 아크릴로일기인 화합물과, 6개의 X 중 적어도 하나가 수소 원자인 화합물의 혼합물인 양태가 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 현상성을 보다 향상시킬 수 있다.The compounds represented by the formula (Z-4) or (Z-5) may be used singly or in combination of two or more. In particular, in the formula (Z-5), all of the six Xs are acryloyl groups, and in the formula (Z-5), at least one of the compounds in which all six Xs are acryloyl groups, Hydrogen atom is preferable. With such a configuration, the developability can be further improved.
식 (Z-4) 또는 식 (Z-5)로 나타나는 화합물의 중합성 화합물 중에 있어서의 전체 함유량은, 20질량% 이상이 바람직하고, 50질량% 이상이 보다 바람직하다.The total content of the compound represented by the formula (Z-4) or (Z-5) in the polymerizable compound is preferably 20% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.
식 (Z-4) 또는 식 (Z-5)로 나타나는 화합물은, 종래 공지의 공정인, 펜타에리트리톨또는 다이펜타에리트리톨에 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드를 개환 부가 반응에 의하여 개환 골격을 결합하는 공정과, 개환 골격의 말단 하이드록시기에, 예를 들면 (메트)아크릴로일 클로라이드를 반응시켜 (메트)아크릴로일기를 도입하는 공정으로 합성할 수 있다. 각 공정은 잘 알려진 공정이며, 당업자는 용이하게 일반식 (Z-4) 또는 (Z-5)로 나타나는 화합물을 합성할 수 있다.The compound represented by the formula (Z-4) or (Z-5) can be produced by a process known in the art, such as pentaerythritol or dipentaerythritol, in which ethylene oxide or propylene oxide is subjected to ring- And a step of introducing a (meth) acryloyl group by reacting, for example, (meth) acryloyl chloride to the terminal hydroxyl group of the ring opening skeleton. Each process is a well-known process, and a person skilled in the art can easily synthesize a compound represented by the general formula (Z-4) or (Z-5).
식 (Z-4) 또는 식 (Z-5)로 나타나는 화합물 중에서도, 펜타에리트리톨 유도체 및/또는 다이펜타에리트리톨 유도체가 보다 바람직하다.Among the compounds represented by the formula (Z-4) or (Z-5), pentaerythritol derivatives and / or dipentaerythritol derivatives are more preferred.
구체적으로는, 하기 식 (a)~(f)로 나타나는 화합물(이하, "예시 화합물 (a)~(f)"라고도 칭함)을 들 수 있고, 그 중에서도, 예시 화합물 (a), (b), (e), (f)가 바람직하다.(A), (b), (f), (f), and (f) are examples of the compounds represented by the following formulas , (e) and (f) are preferable.
[화학식 13][Chemical Formula 13]
[화학식 14][Chemical Formula 14]
식 (Z-4) 및 (Z-5)로 나타나는 중합성 화합물의 시판품으로서는, 예를 들면 사토머사제의 에틸렌옥시쇄를 4개 함유하는 4관능 아크릴레이트인 SR-494, 닛폰 가야쿠사제의 펜틸렌옥시쇄를 6개 함유하는 6관능 아크릴레이트인 DPCA-60, 아이소뷰틸렌옥시쇄를 3개 함유하는 3관능 아크릴레이트인 TPA-330 등을 들 수 있다.Examples of commercial products of the polymerizable compounds represented by the formulas (Z-4) and (Z-5) include SR-494, a tetrafunctional acrylate containing four ethyleneoxy chains of Satomar Co., DPCA-60, which is a hexafunctional acrylate containing 6 pentyleneoxy chains, and TPA-330, which is a trifunctional acrylate containing three isobutyleneoxy chains.
중합성 화합물로서는, 일본 공고특허공보 소48-041708호, 일본 공개특허공보 소51-037193호, 일본 공고특허공보 평2-032293호, 일본 공고특허공보 평2-016765호에 기재된 유레테인아크릴레이트류; 일본 공고특허공보 소58-049860호, 일본 공고특허공보 소56-017654호, 일본 공고특허공보 소62-039417호, 및 일본 공고특허공보 소62-039418호에 기재된 에틸렌옥사이드계 골격을 함유하는 유레테인 화합물류도 적합하다. 또, 일본 공개특허공보 소63-277653호, 일본 공개특허공보 소63-260909호, 및 일본 공개특허공보 평1-105238호에 기재된, 분자 내에 아미노 구조 및/또는 설파이드 구조를 함유하는 부가 중합성 화합물류를 이용함으로써, 매우 감광 스피드가 우수한 경화성 조성물을 얻을 수 있다.As the polymerizable compound, there may be mentioned, for example, the compounds described in Japanese Patent Publication No. 48-041708, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-037193, Japanese Patent Publication No. 2-032293, Japanese Patent Publication No. 2-016765, Rheology; Japanese Patent Publication No. 58-049860, Japanese Examined Patent Publication No. 56-017654, Japanese Examined Patent Publication No. 62-039417, and Japanese Examined Patent Publication No. 62-039418 disclose an oil containing an ethylene oxide skeleton Latex compounds are also suitable. Further, it is also possible to use an addition polymerizable compound having an amino structure and / or a sulfide structure in the molecule, which is described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909 and JP- By using the compounds, a curable composition having a very high photosensitive speed can be obtained.
시판품으로서는, 유레테인 올리고머 UAS-10, UAB-140(산요 고쿠사쿠 펄프사제), UA-7200(신나카무라 가가쿠사제), DPHA-40H(닛폰 가야쿠사제), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, 및 AI-600(교에이샤제) 등을 들 수 있다.(Commercially available from Shin-Nakamura Kagaku), DPHA-40H (manufactured by Nippon Kayaku), UA-306H, UA-306T (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) , UA-306I, AH-600, T-600, and AI-600 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.).
중합성 화합물은, SP(Solubility Parameter: 용해 파라미터)값이, 9.50 이상인 것이 바람직하고, 10.40 이상인 것이 보다 바람직하며, 10.60 이상이 더 바람직하다.The polymerizable compound preferably has a SP (Solubility Parameter) value of 9.50 or more, more preferably 10.40 or more, and even more preferably 10.60 or more.
본 명세서에 있어서 SP값은, 특별히 설명하지 않는 한, Hoy법에 의하여 구한다(H. L. Hoy Journal of Painting, 1970, Vol. 42, 76-118). SP값에 대해서는 단위를 생략하여 나타내고 있지만, 그 단위는 cal1/2cm-3/2이다.In this specification, the SP value is obtained by the Hoy method (HL Hoy Journal of Painting, 1970, Vol. 42, 76-118) unless otherwise specified. The unit of the SP value is omitted, but the unit is cal 1/2 cm -3/2 .
경화성 조성물은, 현상 잔사 개선의 관점에서, 카도 골격을 함유하는 중합성 화합물을 함유하는 것도 바람직하다.It is also preferable that the curable composition contains a polymerizable compound containing a cardo framework from the viewpoint of development residue remediation.
카도 골격을 함유하는 중합성 화합물로서는, 9,9-비스아릴플루오렌 골격을 함유하는 중합성 화합물이 바람직하고, 하기 식 (Q3)으로 나타나는 화합물이 보다 바람직하다.As the polymerizable compound containing a cardo framework, a polymerizable compound containing a 9,9-bisarylfluorene skeleton is preferable, and a compound represented by the following formula (Q3) is more preferable.
식 (Q3)In equation (Q3)
[화학식 15][Chemical Formula 15]
상기 식 (Q3) 중, Ar11~Ar14는 각각 독립적으로 파선으로 둘러싸인 벤젠환을 함유하는 아릴기를 나타낸다. X1~X4는 각각 독립적으로 중합성기를 함유하는 치환기를 나타내고, 상기 치환기 중의 탄소 원자는 헤테로 원자에 의하여 치환되어 있어도 된다. a 및 b는 각각 독립적으로 1~5의 정수를 나타내고, c 및 d는 각각 독립적으로 0~5의 정수를 나타낸다. R1~R4는 각각 독립적으로 치환기를 나타내고, e, f, g 및 h는 각각 독립적으로 0 이상의 정수를 나타내며, e, f, g 및 h의 상한값은 각각 Ar11~Ar14가 함유할 수 있는 치환기의 수로부터 a, b, c 또는 d를 뺀 값이다. 단, Ar11~Ar14가 각각 독립적으로 파선으로 둘러싸인 벤젠환을 축합환의 하나로서 함유하는 다환 방향족 탄화 수소기인 경우는, X1~X4 및 R1~R4는 각각 독립적으로 파선으로 둘러싸인 벤젠환으로 치환되어 있어도 되고, 파선으로 둘러싸인 벤젠환 이외의 환으로 치환되어 있어도 된다.In the formula (Q3), Ar 11 to Ar 14 each independently represent an aryl group containing a benzene ring surrounded by a broken line. X 1 to X 4 each independently represent a substituent containing a polymerizable group, and the carbon atom in the substituent may be substituted by a heteroatom. a and b each independently represent an integer of 1 to 5, and c and d each independently represent an integer of 0 to 5. E, f, g and h each independently represent an integer of 0 or more, and the upper limit values of e, f, g and h may be Ar 11 to Ar 14 , respectively, and R 1 to R 4 each independently represent a substituent; Is the value obtained by subtracting a, b, c, or d from the number of substituents present. When Ar 11 to Ar 14 each independently represent a polycyclic aromatic hydrocarbon group containing a benzene ring surrounded by a broken line as one of the condensed rings, X 1 to X 4 and R 1 to R 4 are each independently a benzene ring surrounded by a dashed line Or may be substituted with a ring other than a benzene ring surrounded by a broken line.
식 (Q3) 중, Ar11~Ar14가 나타내는 파선으로 둘러싸인 벤젠환을 함유하는 아릴기는, 탄소수 6~14의 아릴기인 것이 바람직하고, 탄소수 6~10의 아릴기(예를 들면, 페닐기, 나프틸기)인 것이 보다 바람직하며, 페닐기(파선으로 둘러싸인 벤젠환만)인 것이 더 바람직하다.In the formula (Q3), the aryl group containing a benzene ring surrounded by the broken line represented by Ar 11 to Ar 14 is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 10 carbon atoms (e.g., More preferably a phenyl group (benzene ring surrounded by a broken line).
식 (Q3) 중, X1~X4는 각각 독립적으로 중합성기를 함유하는 치환기를 나타내고, 상기 치환기 중의 탄소 원자는 헤테로 원자에 의하여 치환되어 있어도 된다. X1~X4가 나타내는 중합성기를 함유하는 치환기로서는 특별히 제한은 없지만, 중합성기를 함유하는 지방족기인 것이 바람직하다.In the formula (Q3), X 1 to X 4 each independently represent a substituent containing a polymerizable group, and the carbon atoms in the substituent may be substituted by a hetero atom. The substituent containing a polymerizable group represented by X 1 to X 4 is not particularly limited, but is preferably an aliphatic group containing a polymerizable group.
X1~X4가 나타내는 중합성기를 함유하는 지방족기로서는, 특별히 제한은 없지만, 중합성기 이외에 있어서의 탄소수가 1~12의 알킬렌기인 것이 바람직하고, 탄소수 2~10의 알킬렌기인 것이 보다 바람직하며, 탄소수 2~5의 알킬렌기인 것이 더 바람직하다.The aliphatic group containing a polymerizable group represented by X 1 to X 4 is not particularly limited, but is preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms other than the polymerizable group, more preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms And more preferably an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms.
X1~X4가 나타내는 중합성기를 함유하는 지방족기에 있어서, 상기 지방족기가 헤테로 원자에 의하여 치환되는 경우는, -NR-(R은 치환기), 산소 원자, 황 원자에 의하여 치환되어 있는 것이 바람직하고, 상기 지방족기 중의 서로 인접하지 않는 -CH2-가 산소 원자 또는 황 원자로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하며, 상기 지방족기 중의 서로 인접하지 않는 -CH2-가 산소 원자로 치환되어 있는 것이 더 바람직하다. X1~X4가 나타내는 중합성기를 함유하는 지방족기는, 헤테로 원자에 의하여 1~2개소 치환되어 있는 것이 바람직하고, 헤테로 원자에 의하여 1개소 치환되어 있는 것이 보다 바람직하며, Ar11~Ar14가 나타내는 파선으로 둘러싸인 벤젠환을 함유하는 아릴기에 인접하는 1개소가 헤테로 원자에 의하여 치환되어 있는 것이 더 바람직하다.In the aliphatic group containing a polymerizable group represented by X 1 to X 4 , when the aliphatic group is substituted by a hetero atom, it is preferably substituted by -NR- (R is a substituent), an oxygen atom and a sulfur atom more preferably optionally substituted with an oxygen atom or a sulfur atom, -CH 2 that are not adjacent to each other in the aliphatic group - -, -CH 2 that are not adjacent to each other in the aliphatic group is more preferred that the optionally substituted oxygen atom. The aliphatic group containing a polymerizable group represented by X 1 to X 4 is preferably substituted by 1 to 2 substituents selected from the group consisting of a heteroatom, more preferably one substituent by a heteroatom, more preferably Ar 11 to Ar 14 It is more preferable that one adjacent to an aryl group containing a benzene ring surrounded by a broken line represents a heteroatom.
X1~X4가 나타내는 중합성기를 함유하는 지방족기에 포함되는 중합성기로서는, 라디칼 중합 또는 양이온 중합 가능한 중합성기(이하, 각각 라디칼 중합성기 및 양이온 중합성기라고도 함)가 바람직하다.As the polymerizable group contained in the aliphatic group containing a polymerizable group represented by X 1 to X 4 , a polymerizable group capable of radical polymerization or cationic polymerization (hereinafter also referred to as a radical polymerizable group and a cationic polymerizable group, respectively) is preferable.
라디칼 중합성기로서는, 일반적으로 알려져 있는 라디칼 중합성기를 이용할 수 있고, 적합한 것으로서 라디칼 중합 가능한 에틸렌성 불포화 결합을 함유하는 중합성기를 들 수 있으며, 구체적으로는 바이닐기, (메트)아크릴로일옥시기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, (메트)아크릴로일옥시기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다.Suitable radically polymerizable groups include polymerizable groups containing radically polymerizable ethylenically unsaturated bonds, which are generally known, and specific examples thereof include a vinyl group, a (meth) acryloyloxy group, etc. . Among them, a (meth) acryloyloxy group is preferable, and an acryloyloxy group is more preferable.
양이온 중합성기로서는, 일반적으로 알려져 있는 양이온 중합성을 이용할 수 있고, 구체적으로는, 지환식 에터기, 환상 아세탈기, 환상 락톤기, 환상 싸이오에터기, 스파이로옥소에스터기, 바이닐옥시기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 지환식 에터기, 바이닐옥시기가 적합하고, 에폭시기, 옥세탄일기, 바이닐옥시기가 특히 바람직하다.As the cationic polymerizable group, generally known cationic polymerizability can be used. Specific examples thereof include aliphatic ether groups, cyclic acetal groups, cyclic lactone groups, cyclic thioether groups, spirooxoester groups, . Among them, alicyclic ethers and vinyloxy groups are suitable, and epoxy groups, oxetanyl groups and vinyloxy groups are particularly preferred.
Ar11~Ar14가 함유하는 치환기가 함유하는 상기 중합성기는, 라디칼 중합성기인 것이 바람직하다.The polymerizable group contained in the substituent group contained in Ar 11 to Ar 14 is preferably a radical polymerizable group.
Ar11~Ar14 중 2개 이상은 중합성기를 함유하는 치환기를 포함하고, Ar11~Ar14 중 2~4개가 중합성기를 함유하는 치환기를 함유하는 것이 바람직하며, Ar11~Ar14 중 2 또는 3개가 중합성기를 함유하는 치환기를 함유하는 것이 보다 바람직하고, Ar11~Ar14 중 2개가 중합성기를 함유하는 치환기를 함유하는 것이 더 바람직하다.Of Ar 11 ~ Ar 2 or more of the 14 are preferably comprising a substituent containing a polymerizable group, and containing a substituent of the dog Ar 11 ~ Ar 2 ~ 4 of 14 containing a polymerizable group, Ar 11 ~ Ar 14 2 Or three of them contain a substituent group containing a polymerizable group, and more preferably two of Ar 11 to Ar 14 contain a substituent group containing a polymerizable group.
Ar11~Ar14가 각각 독립적으로 파선으로 둘러싸인 벤젠환을 축합환의 하나로서 함유하는 다환 방향족 탄화 수소기인 경우는, X1~X4는 각각 독립적으로 파선으로 둘러싸인 벤젠환으로 치환되어 있어도 되고, 파선으로 둘러싸인 벤젠환 이외의 환으로 치환되어 있어도 된다.When Ar 11 to Ar 14 each independently represent a polycyclic aromatic hydrocarbon group containing a benzene ring surrounded by a broken line as one of the condensed rings, X 1 to X 4 may be independently substituted with a benzene ring surrounded by a broken line, May be substituted by a ring other than a benzene ring.
식 (Q3) 중, a 및 b는 각각 독립적으로 1~5의 정수를 나타내고, 1 또는 2인 것이 바람직하며, a 및 b가 모두 1인 것이 보다 바람직하다.In formula (Q3), a and b each independently represent an integer of 1 to 5, preferably 1 or 2, and more preferably a and b are all 1.
식 (Q3) 중, c 및 d는 각각 독립적으로 0~5의 정수를 나타내고, 0 또는 1인 것이 바람직하며, c 및 d가 모두 0인 것이 보다 바람직하다.In formula (Q3), c and d each independently represent an integer of 0 to 5, preferably 0 or 1, and more preferably all of c and d are 0.
식 (Q3) 중, R1~R4는 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. R1~R4가 나타내는 치환기로서는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 할로젠 원자, 할로젠화 알킬기, 알킬기, 알켄일기, 아실기, 하이드록시기, 하이드록시알킬기, 알콕시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 및 지환기 등을 들 수 있다. R1~R4가 나타내는 치환기는 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기인 것이 바람직하고, 탄소수 1~5의 알킬기, 탄소수 1~5의 알콕시기 또는 페닐기인 것이 보다 바람직하며, 메틸기, 메톡시기 또는 페닐기인 것이 더 바람직하다.In the formula (Q3), R 1 to R 4 each independently represents a substituent. The substituent represented by R 1 to R 4 is not particularly limited and examples thereof include a halogen atom, a halogenated alkyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an acyl group, a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group, an alkoxy group, Groups, and vicinal groups. The substituent represented by R 1 to R 4 is preferably an alkyl group, an alkoxy group or an aryl group, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a phenyl group, more preferably a methyl group, More preferable.
식 (Q3) 중, Ar11~Ar14가 각각 독립적으로 파선으로 둘러싸인 벤젠환을 축합환의 하나로서 함유하는 다환 방향족 탄화 수소기인 경우는, R1~R4는 각각 독립적으로 파선으로 둘러싸인 벤젠환으로 치환되어 있어도 되고, 파선으로 둘러싸인 벤젠환 이외의 환으로 치환되어 있어도 된다.In the formula (Q3), when Ar 11 to Ar 14 each independently represent a polycyclic aromatic hydrocarbon group containing a benzene ring surrounded by a broken line as a condensed ring, R 1 to R 4 are each independently a benzene ring surrounded by a dashed line Or may be substituted with a ring other than a benzene ring surrounded by a broken line.
식 (Q3) 중, e, f, g 및 h는 각각 독립적으로 0 이상의 정수를 나타내고, e, f, g 및 h의 상한값은 각각 Ar11~Ar14가 함유할 수 있는 치환기의 수로부터 a, b, c 또는 d를 뺀 값이다.In the formula (Q3), each of e, f, g and h independently represents an integer of 0 or more, and the upper limit values of e, f, g and h are, from the number of substituents that Ar 11 to Ar 14 can contain, b, c, or d.
e, f, g 및 h는 각각 독립적으로 0~8인 것이 바람직하고, 0~2인 것이 보다 바람직하며, 0인 것이 더 바람직하다.e, f, g and h are each independently preferably 0 to 8, more preferably 0 to 2, still more preferably 0.
Ar11~Ar14가 각각 독립적으로 파선으로 둘러싸인 벤젠환을 축합환의 하나로서 함유하는 다환 방향족 탄화 수소기인 경우, e, f, g 및 h는 0 또는 1인 것이 바람직하고, 0인 것이 보다 바람직하다.When Ar 11 to Ar 14 each independently represent a polycyclic aromatic hydrocarbon group containing a benzene ring surrounded by a broken line as one of the condensed rings, e, f, g and h are preferably 0 or 1, and more preferably 0 .
식 (Q3)으로 나타나는 화합물로서는, 예를 들면 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 등을 들 수 있다. 9,9-비스아릴플루오렌 골격을 함유하는 중합성 화합물로서는, 일본 공개특허공보 2010-254732호에 기재된 화합물류도 적합하게 이용할 수 있다.Examples of the compound represented by the formula (Q3) include 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene. As the polymerizable compound containing a 9,9-bisarylfluorene skeleton, the compounds described in JP-A-2010-254732 can also be suitably used.
이와 같은 카도 골격을 함유하는 중합성 화합물로서는, 한정되지 않지만, 예를 들면 온 코트 EX 시리즈(나가세 산교사제) 및 오그솔(오사카 가스 케미컬사제) 등을 들 수 있다.Examples of the polymerizable compound containing such a cardo framework include, but are not limited to, Oncoat EX series (manufactured by Nagase Sansan Co., Ltd.) and Oglesol (manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.).
〔다관능 싸이올 화합물〕[Polyfunctional thiol compound]
경화성 조성물은, 다관능 싸이올 화합물을 함유한다. 본 명세서에 있어서 다관능 싸이올 화합물이란, 동일 분자 내에 2개 이상의 싸이올기(즉 -SH로 나타나는 기)를 함유하는 것을 의도한다.The curable composition contains a polyfunctional thiol compound. In the present specification, the polyfunctional thiol compound is intended to contain two or more thiol groups (i.e., groups represented by -SH) in the same molecule.
다관능 싸이올 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 통상, 상기 착색제의 함유량에 대하여, 1~10질량%인 경우가 많다. 그 중에서도, 경화성 조성물이 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는 점에서, 1~5.5질량%가 바람직하고, 1.5~3.5질량%가 보다 바람직하다.The content of the polyfunctional thiol compound is not particularly limited, but is usually from 1 to 10% by mass based on the content of the colorant. Among them, the curable composition is preferably 1 to 5.5% by mass, and more preferably 1.5 to 3.5% by mass in view of better effect of the present invention.
다관능 싸이올 화합물의 함유량은, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 0.55~3.5질량%가 바람직하고, 0.8~2.0질량%가 보다 바람직하다.The content of the polyfunctional thiol compound is preferably 0.55 to 3.5 mass%, more preferably 0.8 to 2.0 mass%, based on the total solid content of the curable composition.
다관능 싸이올 화합물은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 2종 이상을 병용하는 경우에는, 그 합계가 상기 범위 내인 것이 바람직하다.The polyfunctional thiol compound may be used singly or in combination of two or more. When two or more kinds are used in combination, the total amount is preferably within the above range.
다관능 싸이올 화합물은, 분자량 100 이상의 저분자 화합물이 바람직하고, 구체적으로는, 분자량 100~1,500인 것이 바람직하며, 150~1,000이 보다 바람직하다.The polyfunctional thiol compound is preferably a low molecular weight compound having a molecular weight of 100 or more, and more preferably a molecular weight of 100 to 1,500, and more preferably 150 to 1,000.
다관능 싸이올 화합물은, 싸이올기를 분자 내에 2개 이상 함유하고, 3개 이상 함유하는 것이 바람직하며, 10개 이하 함유하는 것이 바람직하고, 6개 이하 함유하는 것이 보다 바람직하며, 4개 이하 함유하는 것이 더 바람직하다. 그 중에서도, 다관능 싸이올 화합물은 3관능 이상인 것이 바람직하고, 3관능 또는 4관능인 것이 보다 바람직하다.The polyfunctional thiol compound preferably contains two or more thiol groups in the molecule and preferably contains three or more, more preferably 10 or less, more preferably 6 or less, and no more than 4 . Among them, the polyfunctional thiol compound is preferably trifunctional or more, and more preferably trifunctional or tetrafunctional.
다관능 싸이올 화합물이 3관능 이상이면, 경화성 조성물은 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는다.When the multifunctional thiol compound has three or more functional groups, the curable composition has a better effect of the present invention.
다관능 싸이올 화합물은, 하기 식 (1)로 나타나는 기를 2개 이상 갖는 화합물이 바람직하다.The polyfunctional thiol compound is preferably a compound having two or more groups represented by the following formula (1).
[화학식 16][Chemical Formula 16]
식 (1) 중, L1은 단결합 또는 -CO-를 나타내고, L2는 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.In the formula (1), L 1 represents a single bond or -CO-, and L 2 represents a single bond or a divalent linking group.
다관능 싸이올 화합물로서는, 식 (1)로 나타나는 기를 1분자당 2~6개 함유하는 화합물이 바람직하고, 2~4개 함유하는 화합물이 보다 바람직하며, 3 또는 4개 함유하는 화합물이 더 바람직하다.The polyfunctional thiol compound is preferably a compound containing 2 to 6 groups per molecule represented by the formula (1), more preferably a compound containing 2 to 4, and more preferably 3 or 4 Do.
식 (1) 중의 L2에 있어서의 2가의 연결기로서는, 2가의 지방족기(예를 들면, 알킬렌기, 치환 알킬렌기, 알켄일렌기, 치환 알켄일렌기, 알카인일렌기, 치환 알카인일렌기), 2가의 방향족기(예를 들면, 아릴렌기, 치환 아릴렌기), 2가의 복소환기, 산소 원자(-O-), 이미노기(-NH-), 치환 이미노기(-NR31-, 여기에서 R31은 지방족기, 방향족기 또는 복소환기), 카보닐기(-CO-), 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.Examples of the divalent linking group in L 2 in the formula (1) include divalent linking groups such as divalent aliphatic groups (e.g., an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group, an alkenylene group, ), a divalent aromatic group (for example, an aryl group, a substituted arylene group), a divalent heterocyclic group, an oxygen atom (-O-), imino group (-NH-), a substituted imino group (-NR 31 -, where , R 31 represents an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group), a carbonyl group (-CO-), and combinations thereof.
2가의 연결기가 알킬렌기인 경우, 알킬렌기의 탄소수로서는 1~5가 바람직하고, 1~2가 보다 바람직하다.When the divalent linking group is an alkylene group, the number of carbon atoms of the alkylene group is preferably from 1 to 5, more preferably from 1 to 2.
다관능 싸이올 화합물로서는, 식 (1)로 나타나는 기를 2개 이상 갖는 하기 식 (2)로 나타나는 화합물이 보다 바람직하다.As the polyfunctional thiol compound, a compound represented by the following formula (2) having two or more groups represented by the formula (1) is more preferable.
[화학식 17][Chemical Formula 17]
식 (1) 중, L1은 단결합 또는 -CO-를 나타내고, L2는 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. X는 n가의 연결기를 나타내고, n은 2~6의 정수를 나타낸다. 또한, 복수의 L1 및 L2는 각각 동일해도 되고 달라도 된다.In the formula (1), L 1 represents a single bond or -CO-, and L 2 represents a single bond or a divalent linking group. X represents a linking group of n, and n represents an integer of 2 to 6. The plurality of L 1 and L 2 may be the same or different.
식 (2) 중의 L1 및 L2의 양태는, 식 (1)과 동일하다.The aspects of L 1 and L 2 in the formula (2) are the same as those in the formula (1).
식 (2) 중의 n은 2~4가 바람직하고, 3 또는 4가 보다 바람직하다.In the formula (2), n is preferably 2 to 4, and more preferably 3 or 4.
식 (2) 중의 n가의 연결기인 X로서는, 예를 들면 -(CH2)m-(m은 2~6의 정수를 나타냄) 등의 2가의 연결기; 트라이메틸올프로페인 잔기, 및 -(CH2)p-(p는 2~6의 정수를 나타냄)를 3개 갖는 아이소사이아누르환 등의 3가의 연결기; 펜타에리트리톨 잔기 등의 4가의 연결기; 또는 5가의 연결기; 다이펜타에리트리톨 잔기 등의 6가의 연결기를 들 수 있다.Examples of X as a linking group of n in the formula (2) include divalent linking groups such as - (CH 2 ) m - (m represents an integer of 2 to 6); A tri-methylol propane residue, and an isocyanuric ring having three - (CH 2 ) p - (p represents an integer of 2 to 6); Tetravalent linking groups such as pentaerythritol residue; Or a pentavalent linkage; And a dipentaerythritol residue.
다관능 싸이올 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 1,4-뷰테인다이올비스(싸이오글라이콜레이트), 펜타에리트리톨테트라(3-머캅토프로피오네이트), 트라이메틸올프로페인트리스(3-머캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 테트라에틸렌글라이콜비스(3-머캅토프로피오네이트), 다이펜타에리트리톨헥사키스(3-머캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(싸이오글라이콜레이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토뷰틸레이트), 뷰테인다이올비스(3-머캅토뷰틸레이트), 1,4-비스(3-머캅토뷰티릴옥시)뷰테인, 및 1,4-비스(3-머캅토뷰틸옥시)뷰테인, 1,3,5-트리스(3-머캅토뷰틸옥시에틸)-1,3,5-트라이아진-2,4,6(1H, 3H, 5H)-트라이온 등을 들 수 있다.Specific examples of the polyfunctional thiol compound include 1,4-butenediol bis (thioglycolate), pentaerythritol tetra (3-mercaptopropionate), trimethylol propanol (3 Mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), tetraethylene glycol bis (3-mercaptopropionate), dipentaerythritol hexakis (3-mercapto Propionate), pentaerythritol tetrakis (thioglycolate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutylate), butane diol bis (3-mercaptobutylate), 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane, and 1,4-bis (3-mercaptobutyloxy) butane, 1,3,5-tris (3-mercaptobutyloxyethyl) 5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -tione.
그 중에서도, 경화성 조성물이 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는 점에서, 다관능 싸이올 화합물은, 펜타에리트리톨테트라(3-머캅토프로피오네이트), 및 트라이메틸올프로페인트리스(3-머캅토프로피오네이트)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하다.Among them, the polyfunctional thiol compound is preferably selected from the group consisting of pentaerythritol tetra (3-mercaptopropionate), and trimethylol propanol (3-mercapto Propionate) is more preferable.
〔임의 성분〕[Optional Components]
<중합 금지제><Polymerization inhibitor>
경화성 조성물은, 중합 금지제를 함유하는 것이 바람직하다. 중합 금지제를 함유함으로써 경화성 조성물은 보다 우수한 경시 안정성을 갖는다. 또한, 본 명세서에 있어서 경시 안정성이란, 경화성 조성물을 조제 후, 소정 기간 보관한 경우여도, 우수한 패턴 형상을 갖는 경화막을 얻을 수 있는 것을 의도한다.The curable composition preferably contains a polymerization inhibitor. By containing a polymerization inhibitor, the curable composition has better stability with time. Further, in the present specification, the aging stability means that a cured film having a good pattern shape can be obtained even when the curable composition is prepared and stored for a predetermined period of time.
중합 금지제는, 보관 중인 경화성 조성물 중에 있어서, 다관능 싸이올 화합물과 중합성 화합물의 반응이 진행되는 것을 억제하는 작용을 가져, 상기 효과가 얻어지는 것이라고 추측된다.It is presumed that the polymerization inhibitor has an effect of suppressing the progress of the reaction between the polyfunctional thiol compound and the polymerizable compound in the curable composition in storage, and the above effect can be obtained.
중합 금지제의 함유량은, 다관능 싸이올 화합물의 함유량에 대하여, 0.1~1.5질량%가 바람직하고, 0.3~1.0질량%가 보다 바람직하다.The content of the polymerization inhibitor is preferably 0.1 to 1.5% by mass, more preferably 0.3 to 1.0% by mass based on the content of the polyfunctional thiol compound.
중합 금지제의 함유량이 상기 범위 내이면 경화성 조성물은 보다 우수한 경시 안정성을 갖는다.When the content of the polymerization inhibitor is within the above range, the curable composition has better stability over time.
또, 중합 금지제의 함유량은, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 0.00055~0.055질량%가 바람직하고, 0.0015~0.01질량%가 보다 바람직하다.The content of the polymerization inhibitor is preferably 0.00055 to 0.055 mass%, more preferably 0.0015 to 0.01 mass%, based on the total solid content of the curable composition.
중합 금지제로서는, 특별히 제한되지 않고, 중합 금지제로서 이용되는 공지의 화합물을 이용할 수 있다. 중합 금지제로서 이용되는 화합물로서는, 예를 들면 페놀계 화합물, 퀴논계 화합물, 힌더드 아민계 화합물, 페노싸이아진계 화합물, 및 나이트로 벤젠계 화합물 등을 들 수 있다. 상기 화합물은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.The polymerization inhibitor is not particularly limited, and known compounds used as polymerization inhibitors can be used. Examples of the compound used as the polymerization inhibitor include phenol compounds, quinone compounds, hindered amine compounds, phenothiazine compounds, and nitrobenzene compounds. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
페놀계 화합물로서는, 예를 들면 페놀, 4-메톡시페놀, 하이드로퀴논, 2-tert-뷰틸하이드로퀴논, 카테콜, 4-tert-뷰틸-카테콜, 2,6-다이-tert-뷰틸페놀, 2,6-다이-tert-뷰틸-4-메틸페놀, 2,6-다이-tert-뷰틸-4-에틸페놀, 4-하이드록시메틸-2,6-다이-tert-뷰틸페놀, 펜타에리트리톨테트라키스(3,5-다이-tert-뷰틸-4-하이드록시하이드로신나메이트), 4-메톡시-1-나프톨, 및 1,4-다이하이드록시나프탈렌 등을 들 수 있다.Examples of the phenol compound include phenol, 4-methoxyphenol, hydroquinone, 2-tert-butylhydroquinone, catechol, 4-tert- Di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, 4-hydroxymethyl- Tetrakis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate), 4-methoxy-1-naphthol and 1,4-dihydroxynaphthalene.
페놀계 화합물로서는, 식 (IH-1)로 나타나는 페놀계 화합물이 바람직하다.As the phenol compound, a phenol compound represented by the formula (IH-1) is preferable.
[화학식 18][Chemical Formula 18]
식 (IH-1) 중, R1~R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 하이드록시기, 아미노기, 아릴기, 알콕시기, 카복실기, 알콕시카보닐기, 또는 아실기를 나타낸다. R1~R5는 각각 연결하여 환을 형성해도 된다.In formula (IH-1), R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a hydroxyl group, an amino group, an aryl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, or an acyl group . R 1 to R 5 may be connected to form a ring.
식 (IH-1) 중의 R1~R5로서는, 수소 원자, 탄소수 1~5의 알킬기(예를 들면, 메틸기 및 에틸기 등), 탄소수 1~5의 알콕시기(예를 들면, 메톡시기 및 에톡시기 등), 탄소수 2~4의 알켄일기(예를 들면, 바이닐기 등), 또는 페닐기가 바람직하다.Examples of R 1 to R 5 in the formula (IH-1) include a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (such as methyl and ethyl), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (for example, An alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms (e.g., a vinyl group), or a phenyl group.
그 중에서도, R1 및 R5는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 tert-뷰틸기가 보다 바람직하고, R2 및 R4는 수소 원자가 보다 바람직하며, R3은 수소 원자, 탄소수 1~5의 알킬기 또는 탄소수 1~5의 알콕시기가 보다 바람직하다.Among them, R 1 and R 5 are each independently preferably a hydrogen atom or a tert-butyl group, R 2 and R 4 are more preferably a hydrogen atom, and R 3 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, More preferably an alkoxy group of 1 to 5 carbon atoms.
퀴논계 화합물로서는, 예를 들면 1,4-벤조퀴논, 1,2-벤조퀴논, 및 1,4-나프토퀴논 등을 들 수 있다.Examples of the quinone-based compound include 1,4-benzoquinone, 1,2-benzoquinone, and 1,4-naphthoquinone.
힌더드 아민계 화합물로서는, 예를 들면 하기 식 (IH-2)로 나타나는 중합 금지제를 들 수 있다.As the hindered amine-based compound, for example, a polymerization inhibitor represented by the following formula (IH-2) can be mentioned.
[화학식 19][Chemical Formula 19]
식 (IH-2) 중의 R6은, 수소 원자, 하이드록시기, 아미노기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 또는 아실기를 나타낸다. 그 중에서도, 수소 원자 또는 하이드록시기가 바람직하고, 하이드록시기가 보다 바람직하다.R 6 in the formula (IH-2) represents a hydrogen atom, a hydroxy group, an amino group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group or an acyl group. Among them, a hydrogen atom or a hydroxy group is preferable, and a hydroxy group is more preferable.
식 (IH-2) 중의 R7~R10은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다. R7~R10이 나타내는 알킬기로서는, 탄소수 1~5의 알킬기가 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기가 보다 바람직하다.R 7 to R 10 in the formula (IH-2) each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. As the alkyl group represented by R 7 to R 10 , an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
중합 금지제로서는, 상기의 각 화합물을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종을 병용해도 되며, 3종 이상을 병용해도 된다.As the polymerization inhibitor, each of the above-described compounds may be used singly, or two or more of them may be used in combination.
중합 금지제는, 페놀계 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 중합 금지제는 2종 이상의 페놀계 화합물을 함유하는 것이 보다 바람직하다. 다른 페놀계 화합물을 함유하는 경화성 조성물은 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는다.The polymerization inhibitor preferably contains a phenol compound. Among them, the polymerization inhibitor preferably contains two or more phenolic compounds. The curable composition containing other phenolic compounds has a better effect of the present invention.
중합 금지제는, 페놀계 화합물과 힌더드 아민계 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 페놀계 화합물과 힌더드 아민계 화합물을 함유하는 경화성 조성물은 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는다.The polymerization inhibitor preferably contains a phenolic compound and a hindered amine compound. The curable composition containing a phenolic compound and a hindered amine compound has a better effect of the present invention.
<용제><Solvent>
경화성 조성물은, 용제를 함유하는 것이 바람직하다. 용제로서는, 물, 및 유기 용제를 들 수 있다. 경화성 조성물은 유기 용제를 함유하는 것이 바람직하다.The curable composition preferably contains a solvent. As the solvent, water and an organic solvent can be mentioned. The curable composition preferably contains an organic solvent.
경화성 조성물이 용제를 함유하는 경우, 경화성 조성물의 고형분은 10~40질량%가 바람직하다. 경화성 조성물의 고형분이 하한값 이상이면, 점도가 낮고 도포성이 양호해진다. 또한, 반응성이 높은 화합물의 농도가 낮아지는 점에서 경시 안정성이 양호해진다. 경화성 조성물의 고형분이 상한값 이하이면, 점도가 저도로 유지되어 도포성이 양호해진다. 또한, 비중의 무거운 착색제가 침강하기 어려워져, 경시 안정성이 양호해진다.When the curable composition contains a solvent, the solid content of the curable composition is preferably 10 to 40% by mass. If the solid content of the curable composition is the lower limit value or more, the viscosity is low and the coatability becomes good. In addition, since the concentration of the highly reactive compound is lowered, the stability over time is improved. If the solid content of the curable composition is not more than the upper limit value, the viscosity is kept low and the coatability becomes good. Further, the coloring agent having a high specific gravity is hardly settled, and the stability with time is improved.
(유기 용제)(Organic solvent)
경화성 조성물이 유기 용제를 함유하는 경우, 유기 용제의 함유량으로서는, 경화성 조성물의 전체 질량에 대하여, 60~90질량%가 바람직하다.When the curable composition contains an organic solvent, the content of the organic solvent is preferably 60 to 90% by mass based on the total mass of the curable composition.
또한, 유기 용제는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 2종 이상의 유기 용제를 병용하는 경우에는, 그 합계량이 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.The organic solvent may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds of organic solvents are used in combination, the total amount is preferably in the above range.
유기 용제로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥세인, 에틸렌다이 클로라이드, 테트라하이드로퓨란, 톨루엔, 에틸렌글라이콜모노메틸에터, 에틸렌글라이콜모노에틸에터, 에틸렌글라이콜다이메틸에터, 프로필렌글라이콜모노메틸에터, 프로필렌글라이콜모노에틸에터, 아세틸아세톤, 사이클로헥산온, 사이클로펜탄온, 다이아세톤알코올, 에틸렌글라이콜모노메틸에터아세테이트, 에틸렌글라이콜에틸에터아세테이트, 에틸렌글라이콜모노아이소프로필에터, 에틸렌글라이콜모노뷰틸에터아세테이트, 3-메톡시프로판올, 메톡시메톡시에탄올, 다이에틸렌글라이콜모노메틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노에틸에터, 다이에틸렌글라이콜다이메틸에터, 다이에틸렌글라이콜다이에틸에터, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트, 프로필렌글라이콜모노에틸에터아세테이트, 3-메톡시프로필아세테이트, N,N-다이메틸폼아마이드, 다이메틸설폭사이드, γ-뷰티로락톤, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 에틸셀로솔브아세테이트, 3-메톡시프로피온산 메틸, 2-헵탄온, 에틸카비톨아세테이트, 뷰틸카비톨아세테이트, 아세트산 에틸, 아세트산 뷰틸, 락트산 메틸, 및 락트산 에틸 등을 들 수 있다.Examples of the organic solvent include, but are not limited to, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexane, ethylene dichloride, tetrahydrofuran, toluene, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, But are not limited to, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, acetylacetone, cyclohexanone, cyclopentanone, diacetone alcohol, ethylene glycol monomethyl ether Acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, 3-methoxypropanol, methoxymethoxyethanol, diethylene glycol monomethyl Ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether Acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methoxypropyl acetate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, gamma -butyrolactone, methyl 3-ethoxypropionate, 3- Ethyl propionate, ethyl cellosolve acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl lactate and ethyl lactate.
2종 이상의 유기 용제를 함유하는 경우에는, 상기의 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 에틸셀로솔브아세테이트, 락트산 에틸, 다이에틸렌글라이콜다이메틸에터, 아세트산 뷰틸, 3-메톡시프로피온산 메틸, 2-헵탄온, 사이클로헥산온, 사이클로펜탄온, 에틸카비톨아세테이트, 뷰틸카비톨아세테이트, 프로필렌글라이콜모노메틸에터, 및 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상으로 구성되는 것이 바람직하다.When two or more organic solvents are contained, the above-mentioned methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethylcellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, Which is composed of methyl methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, ethylcarbitol acetate, butylcarbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether acetate And the like.
(물)(water)
경화성 조성물은, 물을 함유해도 된다. 물은, 의도적으로 첨가되는 것이어도 되고, 경화성 조성물에 포함되는 각 성분을 첨가함으로써 불가피적으로 경화성 조성물 중에 함유되는 것이어도 된다.The curable composition may contain water. The water may be intentionally added or may be inevitably contained in the curable composition by adding each component contained in the curable composition.
물의 함유량은, 경화성 조성물의 전체 질량에 대하여, 0.01~1질량%가 바람직하다. 물의 함유량이 상기 범위 내에 있으면, 경화막을 제작했을 때에 핀홀의 발생이 억제되어, 경화막의 내습성이 더 향상된다.The content of water is preferably 0.01 to 1% by mass based on the total mass of the curable composition. When the content of water is within the above range, the occurrence of pinholes is suppressed when the cured film is produced, and the moisture resistance of the cured film is further improved.
<분산제><Dispersant>
경화성 조성물은, 분산제를 함유하는 것이 바람직하다. 분산제는, 착색제의 분산성 향상에 기여한다. 본 명세서에 있어서, 분산제와, 후술하는 바인더 수지는 다른 성분이다.The curable composition preferably contains a dispersant. The dispersant contributes to the improvement of the dispersibility of the colorant. In the present specification, the dispersant and the binder resin described later are different components.
경화성 조성물이, 분산제를 함유하는 경우, 분산제의 함유량은, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 0.1질량% 이상이 바람직하고, 0.5질량% 이상이 보다 바람직하며, 5질량% 이상이 더 바람직하고, 11질량% 이상이 특히 바람직하며, 17질량% 이상이 가장 바람직하다. 분산제의 함유량의 상한은, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 50질량% 이하가 바람직하고, 30질량% 이하가 보다 바람직하며, 22질량% 이하가 더 바람직하다.When the curable composition contains a dispersant, the content of the dispersant is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and still more preferably 5% by mass or more based on the total solid content of the curable composition. By mass or more, particularly preferably 17% by mass or more. The upper limit of the content of the dispersant is preferably 50 mass% or less, more preferably 30 mass% or less, and most preferably 22 mass% or less, based on the total solid content of the curable composition.
분산제의 함유량이, 17질량% 이상이면, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의 패턴 형상이 보다 우수하다.When the content of the dispersant is 17 mass% or more, the pattern shape of the cured film obtained by curing the curable composition is more excellent.
분산제는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 분산제를 2종 이상 병용하는 경우는, 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.The dispersant may be used alone or in combination of two or more. When two or more dispersants are used in combination, the total amount is preferably within the above range.
분산제로서는, 예를 들면 공지의 안료 분산제를 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 그 중에서도, 고분자 화합물이 바람직하다.As the dispersing agent, for example, a known pigment dispersing agent can be suitably selected and used. Among them, a polymer compound is preferable.
분산제로서는, 고분자 분산제〔예를 들면, 폴리아미도아민과 그 염, 폴리카복실산과 그 염, 고분자량 불포화산 에스터, 변성 폴리유레테인, 변성 폴리에스터, 변성 폴리(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴계 공중합체, 나프탈렌설폰산 포말린 축합물〕, 폴리옥시에틸렌알킬인산 에스터, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 및 안료 유도체 등을 들 수 있다.Examples of the dispersing agent include polymer dispersing agents such as polyamidoamine and its salt, polycarboxylic acid and its salt, high molecular weight unsaturated acid ester, modified polyurethane, modified polyester, modified poly (meth) acrylate, Acrylic copolymer, naphthalenesulfonic acid-formalin condensate], polyoxyethylene alkylphosphoric acid ester, polyoxyethylene alkylamine, and pigment derivative.
고분자 화합물은, 그 구조로부터 다시 직쇄상 고분자, 말단 변성형 고분자, 그래프트형 고분자, 및 블록형 고분자로 분류할 수 있다.The polymer compound can be further classified into a linear polymer, a terminal modified polymer, a graft polymer, and a block polymer from the structure.
(고분자 화합물)(Polymer compound)
고분자 화합물은, 착색제(예를 들면, 무기 안료)의 피분산체의 표면에 흡착되어, 피분산체의 재응집을 방지하도록 작용한다. 이로 인하여, 안료 표면에 대한 앵커 부위를 함유하는, 말단 변성형 고분자, 그래프트형 고분자, 및 블록형 고분자가 바람직하다.The polymer compound is adsorbed on the surface of an object to be dispersed of a colorant (for example, an inorganic pigment) and functions to prevent re-aggregation of the object to be dispersed. For this reason, end-modified polymers, graft-type polymers, and block-type polymers containing anchor sites on the pigment surface are preferred.
고분자 화합물은, 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위를 함유하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서, "구조 단위"란 "반복 단위"와 동의이다.The polymer compound preferably contains a structural unit containing a graft chain. In the present specification, the term "structural unit" is synonymous with "repeating unit".
이와 같은 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위를 함유하는 고분자 화합물은, 그래프트쇄에 의하여 용제와의 친화성을 갖기 때문에, 흑색 안료 등의 착색제의 분산성, 및 경시 후의 분산 안정성(경시 안정성)이 우수하다. 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위를 함유하는 고분자 화합물은, 그래프트쇄의 존재에 의하여, 중합성 화합물 또는 그 외의 병용 가능한 수지 등과의 친화성을 갖는다. 결과적으로, 알칼리 현상으로 잔사를 발생하기 어려워진다.Such a polymer compound containing a structural unit containing a graft chain is excellent in dispersibility of a coloring agent such as a black pigment and dispersion stability (aged stability) after aging since it has affinity with a solvent by a graft chain . The polymer compound containing a structural unit containing a graft chain has affinity with a polymerizable compound or other compatible resin or the like due to the presence of a graft chain. As a result, it is difficult to generate residues by the alkali phenomenon.
그래프트쇄가 길어지면 입체 반발 효과가 높아져 흑색 안료 등의 분산성은 향상된다. 한편, 그래프트쇄가 너무 길면 흑색 안료 등의 착색 안료에 대한 흡착력이 저하되어, 흑색 안료 등의 분산성은 저하되는 경향이 있다. 이로 인하여, 그래프트쇄는, 수소 원자를 제외한 원자수가 40~10,000인 것이 바람직하고, 수소 원자를 제외한 원자수가 50~2,000인 것이 보다 바람직하며, 수소 원자를 제외한 원자수가 60~500인 것이 더 바람직하다.As the graft chain becomes longer, the effect of steric repulsion increases, and the dispersibility of the black pigment and the like is improved. On the other hand, if the graft chain is too long, the adsorption force against the color pigment such as a black pigment decreases, and the dispersibility of the black pigment tends to decrease. Therefore, the number of atoms other than hydrogen atoms is preferably 40 to 10,000, more preferably 50 to 2,000 atoms other than hydrogen atoms, and more preferably 60 to 500 atoms other than hydrogen atoms in the graft chain .
여기에서, 그래프트쇄란, 공중합체의 주쇄의 근원(주쇄로부터 분기하고 있는 기에 있어서 주쇄에 결합하는 원자)으로부터, 주쇄로부터 분기하고 있는 기의 말단까지를 나타낸다.Here, the graft chain indicates from the base of the main chain of the copolymer (the atom bonding to the main chain in the group branching from the main chain) to the end of the group branching from the main chain.
그래프트쇄는, 폴리머 구조를 함유하는 것이 바람직하고, 이와 같은 폴리머 구조로서는, 예를 들면 폴리(메트)아크릴레이트 구조(예를 들면, 폴리(메트)아크릴 구조), 폴리에스터 구조, 폴리유레테인 구조, 폴리유레아 구조, 폴리아마이드 구조, 및 폴리에터 구조 등을 들 수 있다.The graft chain preferably contains a polymer structure. Examples of such a polymer structure include a poly (meth) acrylate structure (for example, a poly (meth) acrylic structure), a polyester structure, Structure, a polyurea structure, a polyamide structure, and a polyether structure.
그래프트쇄와 용제의 상호 작용성을 향상시키고, 그것에 의하여 흑색 안료 등의 분산성을 높이기 때문에, 그래프트쇄는, 폴리에스터 구조, 폴리에터 구조 및 폴리(메트)아크릴레이트 구조로부터 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 그래프트쇄인 것이 바람직하고, 폴리에스터 구조 또는 폴리에터 구조 중 적어도 어느 하나를 함유하는 그래프트쇄인 것이 보다 바람직하다.The graft chain is preferably at least one selected from the group consisting of a polyester structure, a polyether structure and a poly (meth) acrylate structure in order to improve the interactivity of the graft chain and the solvent and thereby increase the dispersibility of the black pigment and the like. Is preferably a graft chain containing at least one of a polyester structure and a polyether structure, and more preferably a graft chain containing at least one of a polyester structure and a polyether structure.
이와 같은 그래프트쇄를 함유하는 매크로모노머로서는, 특별히 한정되지 않지만, 반응성 이중 결합성기를 함유하는 매크로모노머를 적합하게 사용할 수 있다.The macromonomer containing such a graft chain is not particularly limited, but a macromonomer containing a reactive double bond group can be suitably used.
고분자 화합물이 함유하는 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위에 대응하여, 고분자 화합물의 합성에 적합하게 이용되는 시판 중인 매크로모노머로서는, AA-6(상품명, 도아 고세이사제), AA-10(상품명, 도아 고세이사제), AB-6(상품명, 도아 고세이사제), AS-6(상품명, 도아 고세이사제), AN-6(상품명, 도아 고세이사제), AW-6(상품명, 도아 고세이사제), AA-714(상품명, 도아 고세이사제), AY-707(상품명, 도아 고세이사제), AY-714(상품명, 도아 고세이사제), AK-5(상품명, 도아 고세이사제), AK-30(상품명, 도아 고세이사제), AK-32(상품명, 도아 고세이사제), 블렘머 PP-100(상품명, 니치유사제), 블렘머 PP-500(상품명, 니치유사제), 블렘머 PP-800(상품명, 니치유사제), 블렘머 PP-1000(상품명, 니치유사제), 블렘머 55-PET-800(상품명, 니치유사제), 블렘머 PME-4000(상품명, 니치유사제), 블렘머 PSE-400(상품명, 니치유사제), 블렘머 PSE-1300(상품명, 니치유사제), 블렘머 43PAPE-600B(상품명, 니치유사제) 등을 들 수 있다. 이 중에서도, AA-6(상품명, 도아 고세이사제), AA-10(상품명, 도아 고세이사제), AB-6(상품명, 도아 고세이사제), AS-6(상품명, 도아 고세이사제), AN-6(상품명, 도아 고세이사제), 및 블렘머 PME-4000(상품명, 니치유사제) 등이 바람직하다.Examples of commercially available macromonomers suitable for the synthesis of polymeric compounds corresponding to structural units containing a graft chain contained in the polymer compound include AA-6 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AA-10 (trade name, AA-714 (trade name, product of Toagosei Co., Ltd.), AB-6 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AS- AKY-70 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AY-714 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) (Trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), BLEMMER PP-100 (trade name, manufactured by NICHI CO., LTD.), BLEMMER PP- ), Blemmer PP-1000 (trade name, manufactured by Niches), Blemmer 55-PET-800 (trade name, 00 (trade name, manufactured by Nichite Corporation), Blemmer PSE-1300 (trade name, manufactured by Nichicon Corporation), and Blemmer 43PAPE-600B (trade name, manufactured by Nichia Corporation). Of these, AA-6 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AA-10 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AB- (Trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and Blemmer PME-4000 (trade name, manufactured by Nichia Corporation).
분산제는, 폴리아크릴산 메틸, 폴리메타크릴산 메틸, 및 환상 또는 쇄상의 폴리에스터로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조를 함유하는 것이 바람직하다. 분산제는, 폴리아크릴산 메틸, 폴리메타크릴산 메틸, 및 쇄상의 폴리에스터로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 상기 분산제는, 폴리아크릴산 메틸 구조, 폴리메타크릴산 메틸 구조, 폴리카프로락톤 구조, 및 폴리발레로락톤 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조를 함유하는 것이 더 바람직하다. 분산제는, 1개의 분산제 중에 상기 구조를 단독으로 함유하는 것이어도 되고, 1개의 분산제 중에 이와 같은 구조를 복수 함유하는 것이어도 된다.The dispersing agent preferably contains at least one structure selected from the group consisting of methyl polyacrylate, methyl polymethacrylate, and cyclic or straight-chain polyesters. It is more preferable that the dispersing agent contains at least one structure selected from the group consisting of methyl polyacrylate, methyl polymethacrylate, and chain polyester. It is more preferable that the dispersing agent contains at least one structure selected from the group consisting of a polyacrylate structure, a polymethyl methacrylate structure, a polycaprolactone structure, and a polyvalero lactone structure. The dispersing agent may contain the above structure alone in one dispersing agent or may contain a plurality of such structures in one dispersing agent.
여기에서, 폴리카프로락톤 구조란, ε-카프로락톤을 개환한 구조를 반복 단위로서 함유하는 것을 말한다. 폴리발레로락톤 구조란, δ-발레로락톤을 개환한 구조를 반복 단위로서 함유하는 것을 말한다.Here, the polycaprolactone structure refers to a structure containing a structure in which? -Caprolactone is replaced by a repeating unit. The polyvalero lactone structure refers to a structure containing a structure in which? -Valerolactone is introduced as a repeating unit.
폴리카프로락톤 구조를 함유하는 분산제의 구체예로서는, 하기 식 (1) 및 하기 식 (2)에 있어서의 j 및 k가 5인 것을 들 수 있다. 또, 폴리발레로락톤 구조를 함유하는 분산제의 구체예로서는, 하기 식 (1) 및 하기 식 (2)에 있어서의 j 및 k가 4인 것을 들 수 있다.Specific examples of the dispersant containing a polycaprolactone structure include those wherein j and k in the following formulas (1) and (2) are 5. Specific examples of the dispersing agent containing a polyvalero lactone structure include those in which j and k in the following formulas (1) and (2) are 4.
폴리아크릴산 메틸 구조를 함유하는 분산제의 구체예로서는, 하기 식 (4)에 있어서의 X5가 수소 원자이며, R4가 메틸기인 것을 들 수 있다. 또, 폴리메타크릴산 메틸 구조를 함유하는 분산제의 구체예로서는, 하기 식 (4)에 있어서의 X5가 메틸기이며, R4가 메틸기인 것을 들 수 있다.As specific examples of the dispersing agent containing a polyacrylate structure, X 5 in the following formula (4) is a hydrogen atom and R 4 is a methyl group. Specific examples of the dispersant containing a polymethylmethacrylate structure include those in which X 5 in the following formula (4) is a methyl group and R 4 is a methyl group.
·그래프트쇄를 함유하는 구조 단위Structural unit containing graft chain
고분자 화합물은, 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위로서, 하기 식 (1)~식 (4) 중 어느 하나로 나타나는 구조 단위를 함유하는 것이 바람직하고, 하기 식 (1A), 하기 식 (2A), 하기 식 (3A), 하기 식 (3B), 및 하기 (4) 중 어느 하나로 나타나는 구조 단위를 함유하는 것이 보다 바람직하다.The polymer compound is preferably a structural unit containing a graft chain and contains a structural unit represented by any one of the following formulas (1) to (4), and is preferably a structural unit represented by the following formula (1A) (3A), the following formula (3B), and the following formula (4).
[화학식 20][Chemical Formula 20]
식 (1)~식 (4)에 있어서, W1, W2, W3, 및 W4는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 NH를 나타낸다. W1, W2, W3, 및 W4는 산소 원자인 것이 바람직하다.In the formulas (1) to (4), W 1 , W 2 , W 3 and W 4 each independently represent an oxygen atom or NH 2. W 1 , W 2 , W 3 , and W 4 are preferably oxygen atoms.
식 (1)~식 (4)에 있어서, X1, X2, X3, X4, 및 X5는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 1가의 유기기를 나타낸다. X1, X2, X3, X4, 및 X5는, 합성상의 제약의 관점에서는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수(탄소 원자수) 1~12의 알킬기가 바람직하고, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기가 보다 바람직하며, 메틸기가 더 바람직하다.In the formulas (1) to (4), X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 5 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 5 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (in terms of synthetic limitations) A hydrogen atom or a methyl group is more preferable, and a methyl group is more preferable.
식 (1)~식 (4)에 있어서, Y1, Y2, Y3, 및 Y4는, 각각 독립적으로, 2가의 연결기를 나타내고, 연결기는 특별히 구조상 제약되지 않는다. Y1, Y2, Y3, 및 Y4로 나타나는 2가의 연결기로서, 구체적으로는, 하기의 (Y-1)~(Y-21)의 연결기 등을 예로서 들 수 있다. 하기에 나타낸 구조에 있어서, A, B는 각각 결합 부위를 의미한다. 하기에 나타낸 구조 중, 합성의 간편성으로부터, (Y-2) 또는 (Y-13)인 것이 보다 바람직하다.In formulas (1) to (4), Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 each independently represent a divalent linking group, and the linking group is not particularly limited in structure. Specific examples of the divalent linking group represented by Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 include linking groups represented by the following (Y-1) to (Y-21). In the structures shown below, A and B each mean a bonding site. Among the structures shown below, from the simplicity of synthesis, it is more preferable to be (Y-2) or (Y-13).
[화학식 21][Chemical Formula 21]
식 (1)~식 (4)에 있어서, Z1, Z2, Z3, 및 Z4는, 각각 독립적으로 1가의 유기기를 나타낸다. 유기기의 구조는, 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는, 알킬기, 수산기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로아릴옥시기, 알킬싸이오에터기, 아릴싸이오에터기, 헤테로아릴싸이오에터기, 및 아미노기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, Z1, Z2, Z3, 및 Z4로 나타나는 유기기로서는, 특히 분산성 향상의 관점에서, 입체 반발 효과를 함유하는 것이 바람직하고, 각각 독립적으로 탄소수 5 내지 24의 알킬기 또는 알콕시기가 보다 바람직하며, 그 중에서도, 각각 독립적으로 탄소수 5 내지 24의 분기 알킬기, 탄소수 5 내지 24의 환상 알킬기, 또는 탄소수 5 내지 24의 알콕시기가 더 바람직하다. 알콕시기 중에 포함되는 알킬기는, 직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 된다.In the formulas (1) to (4), Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 each independently represent a monovalent organic group. The structure of the organic group is not particularly limited, but specific examples thereof include an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a heteroaryloxy group, an alkyl thioether group, an aryl thioether group, a heteroaryl thioether group, . Among them, as an organic group represented by Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 , from the viewpoint of improving the dispersibility, it is preferable to contain a steric repulsion effect, and each independently represents an alkyl group or alkoxy group having 5 to 24 carbon atoms More preferably a branched alkyl group having 5 to 24 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 5 to 24 carbon atoms, or an alkoxy group having 5 to 24 carbon atoms, independently of each other. The alkyl group contained in the alkoxy group may be any of linear, branched and cyclic.
식 (1)~식 (4)에 있어서, n, m, p, 및 q는, 각각 독립적으로, 1 내지 500의 정수이다.In the formulas (1) to (4), n, m, p and q are each independently an integer of 1 to 500.
식 (1) 및 식 (2)에 있어서, j 및 k는, 각각 독립적으로, 2~8의 정수를 나타낸다. 식 (1) 및 식 (2)에 있어서의 j 및 k는, 경화성 조성물의 경시 안정성 및 현상성의 관점에서, 4~6의 정수가 바람직하고, 5가 가장 바람직하다.In the formulas (1) and (2), j and k each independently represent an integer of 2 to 8. J and k in the formulas (1) and (2) are preferably an integer of 4 to 6, and most preferably 5 from the viewpoints of stability with time and developability of the curable composition.
식 (3) 중, R3은 분기 또는 직쇄의 알킬렌기를 나타내고, 탄소수 1~10의 알킬렌기가 바람직하며, 탄소수 2 또는 3의 알킬렌기가 보다 바람직하다. p가 2~500일 때, 복수 존재하는 R3은 서로 동일해도 되고 달라도 된다.In the formula (3), R 3 represents a branched or linear alkylene group, preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms. When p is 2 to 500, plural R 3 may be the same or different.
식 (4) 중, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기를 나타내고, 이 1가의 유기기로서는 특별히 구조상 한정되지 않는다. R4는, 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 헤테로아릴기가 바람직하고, 수소 원자, 또는 알킬기가 보다 바람직하다. R4가 알킬기인 경우, 탄소수 1~20의 직쇄상 알킬기, 탄소수 3~20의 분기상 알킬기, 또는 탄소수 5~20의 환상 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1~20의 직쇄상 알킬기가 보다 바람직하며, 탄소수 1~6의 직쇄상 알킬기가 더 바람직하다. 식 (4)에 있어서, q가 2~500일 때, 그래프트 공중합체 내에 복수 존재하는 X5 및 R4는 서로 동일해도 되고 달라도 된다.In formula (4), R 4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and the monovalent organic group is not particularly limited in structure. R 4 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group. When R 4 is an alkyl group, a straight chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyclic alkyl group having 5 to 20 carbon atoms is preferable, and a straight chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is more preferable. More preferably a straight-chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. In the formula (4), when q is 2 to 500, a plurality of X 5 and R 4 existing in the graft copolymer may be the same or different.
고분자 화합물은, 2종 이상의 구조가 다른, 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위를 함유할 수 있다. 즉, 고분자 화합물의 분자 중에, 서로 구조가 다른 식 (1)~식 (4)로 나타나는 구조 단위를 포함하고 있어도 되고, 식 (1)~식 (4)에 있어서 n, m, p, 및 q가 각각 2 이상의 정수를 나타내는 경우, 식 (1) 및 식 (2)에 있어서는, 측쇄 중에 j 및 k가 서로 다른 구조를 포함하고 있어도 되며, 식 (3) 및 식 (4)에 있어서는, 분자 내에 복수 존재하는 R3, R4 및 X5는 서로 동일해도 되고 달라도 된다.The polymer compound may contain a structural unit containing a graft chain having two or more different structures. That is, the molecules of the polymer compound may include structural units represented by the formulas (1) to (4) having different structures from each other, and n, m, p, and q in the formulas (1) (1) and (2) may include a structure in which j and k are different from each other in the side chain, and in the formulas (3) and (4) The plurality of R 3 , R 4 and X 5 present may be the same or different.
식 (1)로 나타나는 구조 단위로서는, 경화성 조성물의 경시 안정성 및 현상성의 관점에서, 하기 식 (1A)로 나타나는 구조 단위인 것이 보다 바람직하다.The structural unit represented by the formula (1) is more preferably a structural unit represented by the following formula (1A) from the viewpoint of stability with time and developability of the curable composition.
식 (2)로 나타나는 구조 단위로서는, 경화성 조성물의 경시 안정성 및 현상성의 관점에서, 하기 식 (2A)로 나타나는 구조 단위인 것이 보다 바람직하다.The structural unit represented by the formula (2) is more preferably a structural unit represented by the following formula (2A) from the viewpoint of stability with time and developability of the curable composition.
[화학식 22][Chemical Formula 22]
식 (1A) 중, X1, Y1, Z1 및 n은, 식 (1)에 있어서의 X1, Y1, Z1 및 n과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. 식 (2A) 중, X2, Y2, Z2 및 m은, 식 (2)에 있어서의 X2, Y2, Z2 및 m과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.Formula (1A) of the, X 1, Y 1, Z 1 and n is 1 and X, Y 1, Z 1 and n and the consent of the formula (1), are also the same preferable range. In the formula (2A), X 2, Y 2, Z 2 and m is 2, and X, Y 2, Z 2 and m and consent of the formula (2) are also the same preferable range.
식 (3)으로 나타나는 구조 단위로서는, 경화성 조성물의 경시 안정성 및 현상성의 관점에서, 하기 식 (3A) 또는 식 (3B)로 나타나는 구조 단위인 것이 보다 바람직하다.The structural unit represented by the formula (3) is more preferably a structural unit represented by the following formula (3A) or (3B) from the viewpoint of stability with time and developability of the curable composition.
[화학식 23](23)
식 (3A) 또는 (3B) 중, X3, Y3, Z3 및 p는, 식 (3)에 있어서의 X3, Y3, Z3 및 p와 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.In the formula (3A) or (3B), X 3, Y 3, Z 3 , and p is 3, and X, Y 3, Z 3, and p and consent of the formula (3) it is also the same preferable range.
고분자 화합물은, 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위로서, 식 (1A)로 나타나는 구조 단위를 함유하는 것이 보다 바람직하다.The polymer compound is a structural unit containing a graft chain and more preferably contains a structural unit represented by the formula (1A).
고분자 화합물에 있어서, 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위(예를 들면, 상기 식 (1)~식 (4)로 나타나는 구조 단위)는, 질량 환산으로, 고분자 화합물의 총 질량에 대하여 2~90%의 범위에서 포함되는 것이 바람직하고, 5~30%의 범위에서 포함되는 것이 보다 바람직하다. 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위가 이 범위 내에서 포함되면, 흑색 안료의 분산성이 높아, 경화막을 형성할 때의 현상성이 양호하다.In the polymer compound, the structural unit containing the graft chain (for example, the structural unit represented by the above formulas (1) to (4)) is preferably 2 to 90% of the total mass of the polymer compound , And more preferably in the range of 5 to 30%. When the structural unit containing the graft chain is contained within this range, the dispersibility of the black pigment is high, and the developability in forming the cured film is good.
·소수성 구조 단위· Hydrophobic structural units
고분자 화합물은, 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위와는 다른(즉, 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위에는 상당하지 않은) 소수성 구조 단위를 함유하는 것이 바람직하다. 단, 본 명세서에 있어서, 소수성 구조 단위는, 산기(예를 들면, 카복실산기, 설폰산기, 인산기, 페놀성 수산기 등)를 갖지 않는 구조 단위이다.The polymer compound preferably contains a hydrophobic structural unit that is different from the structural unit containing the graft chain (i.e., does not correspond to the structural unit containing the graft chain). However, in this specification, the hydrophobic structural unit is a structural unit having no acid group (for example, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phenolic hydroxyl group, etc.).
소수성 구조 단위는, 바람직하게는 ClogP값이 1.2 이상인 화합물(모노머)에서 유래하는(대응하는) 구조 단위이며, 보다 바람직하게는, ClogP값이 1.2~8인 화합물에서 유래하는 구조 단위이다. 이로써, 본 발명의 효과를 보다 확실히 발현할 수 있다.The hydrophobic structural unit is preferably a structural unit derived from a compound (monomer) having a ClogP value of 1.2 or more, and more preferably a structural unit derived from a compound having a ClogP value of 1.2 to 8. As a result, the effect of the present invention can be more reliably expressed.
ClogP값은, Daylight Chemical Information System, Inc. 로부터 입수할 수 있는 프로그램 "CLOGP"로 계산되는 값이다. 이 프로그램은, Hansch, Leo의 프래그먼트 어프로치(하기 문헌 참조)에 의하여 산출되는 "계산 logP"의 값을 제공한다. 프래그먼트 어프로치는 화합물의 화학 구조에 근거하고 있으며, 화학 구조를 부분 구조(프래그먼트)로 분할하고, 그 프래그먼트에 대하여 할당된 logP 기여분을 합계함으로써 화합물의 logP값을 추산하고 있다. 그 상세는 이하의 문헌에 기재되어 있다. 본 명세서에서는, ClogP값은, 프로그램 CLOGP v4.82에 의하여 계산한 값을 의도한다.The ClogP value was calculated using the method of Daylight Chemical Information System, Inc. Quot; CLOGP " which can be obtained from the program " CLOGP " This program provides the value of "computed logP" calculated by Hansch, Leo's fragment approach (see below). The fragment approach is based on the chemical structure of the compound and estimates the logP value of the compound by dividing the chemical structure into partial structures (fragments) and summing the logP contributions assigned to the fragments. The details thereof are described in the following documents. In this specification, the ClogP value is intended to be the value calculated by the program CLOGP v 4.82.
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.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.
logP는, 분배 계수 P(Partition Coefficient)의 상용 대수를 의미하고, 어느 유기 화합물이 오일(일반적으로는 1-옥탄올)과 물의 2상계(相系)의 평형에서 어떻게 분배되는지를 정량적인 수치로서 나타내는 물성값이며, 이하의 식으로 나타난다.logP means the common logarithm of the partition coefficient P and is a quantitative measure of how organic compounds are distributed in the equilibrium of the two-phase system of oil (usually 1-octanol) with water And is expressed by the following equation.
logP=log(Coil/Cwater)logP = log (Coil / Cwater)
식 중, Coil은 유상(油相) 중의 화합물의 몰 농도를, Cwater는 수상(水相) 중의 화합물의 몰 농도를 나타낸다.In the formula, Coil represents the molar concentration of the compound in the oil phase and Cwater represents the molar concentration of the compound in the aqueous phase.
logP의 값이 0을 기준으로 플러스로 커지면 유용성(油溶性)이 증가하고, 마이너스로 절댓값이 커지면 수용성이 증가하는 것을 의미하며, 유기 화합물의 수용성과 부(負)의 상관이 있고, 유기 화합물의 친소수성을 평가하는 파라미터로서 널리 이용되고 있다.When the value of logP is increased to 0 on the positive side, the oil solubility is increased and when the negative value is increased, the water solubility is increased. The water solubility of the organic compound is negatively correlated with that of the organic compound. And is widely used as a parameter for evaluating the hydrophilicity.
고분자 화합물은, 소수성 구조 단위로서, 하기 식 (i)~(iii)으로 나타나는 단량체에서 유래한 구조 단위로부터 선택된 1종 이상의 구조 단위를 함유하는 것이 바람직하다.The polymer compound preferably contains at least one structural unit selected from the structural units derived from monomers represented by the following formulas (i) to (iii) as hydrophobic structural units.
[화학식 24]≪ EMI ID =
식 (i)~(iii) 중, R1, R2, 및 R3은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자(예를 들면, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자 등), 또는 탄소수가 1~6인 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등)를 나타낸다.In the formulas (i) to (iii), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom) Represents an alkyl group having 1 to 6 (e.g., methyl, ethyl, propyl, etc.).
R1, R2, 및 R3은, 바람직하게는 수소 원자, 또는 탄소수가 1~3인 알킬기이며, 보다 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이다. R2 및 R3은, 수소 원자인 것이 더 바람직하다.R 1 , R 2 and R 3 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a methyl group. It is more preferable that R 2 and R 3 are hydrogen atoms.
X는, 산소 원자(-O-) 또는 이미노기(-NH-)를 나타내고, 산소 원자인 것이 바람직하다.X represents an oxygen atom (-O-) or an imino group (-NH-), preferably an oxygen atom.
L은, 단결합 또는 2가의 연결기이다. 2가의 연결기로서는, 2가의 지방족기(예를 들면, 알킬렌기, 치환 알킬렌기, 알켄일렌기, 치환 알켄일렌기, 알카인일렌기, 치환 알카인일렌기), 2가의 방향족기(예를 들면, 아릴렌기, 치환 아릴렌기), 2가의 복소환기, 산소 원자(-O-), 황 원자(-S-), 이미노기(-NH-), 치환 이미노기(-NR31-, 여기에서 R31은 지방족기, 방향족기 또는 복소환기), 카보닐기(-CO-), 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.L is a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a divalent aliphatic group (e.g., an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group), a divalent aromatic group (-O-), a sulfur atom (-S-), an imino group (-NH-), a substituted imino group (-NR 31 -, where R is a substituted or unsubstituted aryl group), a divalent heterocyclic group, 31 represents an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group), a carbonyl group (-CO-), and combinations thereof.
2가의 지방족기는, 환상 구조 또는 분기 구조를 갖고 있어도 된다. 지방족기의 탄소수는, 1~20이 바람직하고, 1~15가 보다 바람직하며, 1~10이 더 바람직하다. 지방족기는 불포화 지방족기여도 되고 포화 지방족기여도 되지만, 포화 지방족기인 것이 바람직하다. 지방족기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예는, 할로젠 원자, 방향족기 및 복소환기 등을 들 수 있다.The divalent aliphatic group may have a cyclic structure or a branched structure. The carbon number of the aliphatic group is preferably from 1 to 20, more preferably from 1 to 15, and even more preferably from 1 to 10. The aliphatic group may be an unsaturated aliphatic group or a saturated aliphatic group, but is preferably a saturated aliphatic group. The aliphatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an aromatic group, and a heterocyclic group.
2가의 방향족기의 탄소수는, 6~20이 바람직하고, 6~15가 보다 바람직하며, 6~10이 더 바람직하다. 방향족기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예는, 할로젠 원자, 지방족기, 방향족기 및 복소환기 등을 들 수 있다.The carbon number of the divalent aromatic group is preferably from 6 to 20, more preferably from 6 to 15, and still more preferably from 6 to 10. The aromatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, and a heterocyclic group.
2가의 복소환기는, 복소환으로서 5원환 또는 6원환을 함유하는 것이 바람직하다. 복소환에 다른 복소환, 지방족환 또는 방향족환이 축합되어 있어도 된다. 복소환기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예로서는, 할로젠 원자, 하이드록시기, 옥소기(=O), 싸이옥소기(=S), 이미노기(=NH), 치환 이미노기(=N-R32, 여기에서 R32는 지방족기, 방향족기 또는 복소환기), 지방족기, 방향족기, 또는 복소환기를 들 수 있다.The divalent heterocyclic group preferably contains a 5-membered ring or a 6-membered ring as a heterocyclic ring. The heterocycle may be condensed with another heterocycle, an aliphatic ring or an aromatic ring. The heterocyclic group may have a substituent. Examples of the substituent, a halogen atom, a hydroxyl group, an oxo group (= O), Im oxo group (= S), imino group (= NH), a substituted imino group (= NR 32, where R 32 be an aliphatic group, An aromatic group or a heterocyclic group), an aliphatic group, an aromatic group, or a heterocyclic group.
L은, 단결합, 알킬렌기 또는 옥시알킬렌 구조를 함유하는 2가의 연결기인 것이 바람직하다. 옥시알킬렌 구조는, 옥시에틸렌 구조 또는 옥시프로필렌 구조인 것이 보다 바람직하다. L은, 옥시알킬렌 구조를 2 이상 반복하여 함유하는 폴리옥시알킬렌 구조를 포함하고 있어도 된다. 폴리옥시알킬렌 구조로서는, 폴리옥시에틸렌 구조 또는 폴리옥시프로필렌 구조가 바람직하다. 폴리옥시에틸렌 구조는, -(OCH2CH2)n-으로 나타나고, n은, 2 이상의 정수가 바람직하며, 2~10의 정수인 것이 보다 바람직하다.L is preferably a divalent linking group containing a single bond, an alkylene group or an oxyalkylene structure. The oxyalkylene structure is more preferably an oxyethylene structure or an oxypropylene structure. L may contain a polyoxyalkylene structure containing two or more repeating oxyalkylene structures. As the polyoxyalkylene structure, a polyoxyethylene structure or a polyoxypropylene structure is preferable. The polyoxyethylene structure is represented by - (OCH 2 CH 2 ) n-, and n is preferably an integer of 2 or more, more preferably an integer of 2 to 10.
Z는, 지방족기(예를 들면, 알킬기, 치환 알킬기, 불포화 알킬기, 치환 불포화 알킬기), 방향족기(예를 들면, 아릴기, 치환 아릴기, 아릴렌기, 치환 아릴렌기), 복소환기, 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 이들 기에는, 산소 원자(-O-), 황 원자(-S-), 이미노기(-NH-), 치환 이미노기(-NR31-, 여기에서 R31은 지방족기, 방향족기 또는 복소환기), 또는 카보닐기(-CO-)가 포함되어 있어도 된다.Z represents an aliphatic group (e.g., an alkyl group, a substituted alkyl group, an unsaturated alkyl group, a substituted unsaturated alkyl group), an aromatic group (e.g., an aryl group, a substituted aryl group, an arylene group, a substituted arylene group) . ≪ / RTI > These groups include an oxygen atom (-O-), a sulfur atom (-S-), an imino group (-NH-), a substituted imino group (-NR 31 -, wherein R 31 represents an aliphatic group, ), Or a carbonyl group (-CO-).
지방족기는, 환상 구조 또는 분기 구조를 갖고 있어도 된다. 지방족기의 탄소수는, 1~20이 바람직하고, 1~15가 보다 바람직하며, 1~10이 더 바람직하다. 지방족기에는, 추가로 환집합 탄화 수소기, 가교환식 탄화 수소기가 포함되고, 환집합 탄화 수소기의 예로서는, 바이사이클로헥실기, 퍼하이드로나프탈렌일기, 바이페닐기, 및 4-사이클로헥실페닐기 등이 포함된다. 가교환식 탄화 수소환으로서, 예를 들면 피네인, 보네인, 노피네인, 노보네인, 바이사이클로옥테인환(바이사이클로[2.2.2]옥테인환, 및 바이사이클로[3.2.1]옥테인환 등) 등의 2환식 탄화 수소환, 호모블레데인, 아다만테인, 트라이사이클로[5.2.1.02,6]데케인, 및 트라이사이클로[4.3.1.12,5]운데케인환 등의 3환식 탄화 수소환과, 테트라사이클로[4.4.0.12,5.17,10]도데케인, 및 퍼하이드로-1,4-메타노-5,8-메타노나프탈렌환 등의 4환식 탄화 수소환 등을 들 수 있다. 가교환식 탄화 수소환에는, 축합환식 탄화 수소환, 예를 들면 퍼하이드로나프탈렌(데칼린), 퍼하이드로안트라센, 퍼하이드로페난트렌, 퍼하이드로아세나프텐, 퍼하이드로플루오렌, 퍼하이드로인덴, 및 퍼하이드로페날렌환 등의 5~8원 사이클로알케인환이 복수 개 축합된 축합환도 포함된다.The aliphatic group may have a cyclic structure or a branched structure. The carbon number of the aliphatic group is preferably from 1 to 20, more preferably from 1 to 15, and even more preferably from 1 to 10. Examples of the cyclic hydrocarbon group include a bicyclohexyl group, a perhydronaphthalenylene group, a biphenyl group, and a 4-cyclohexylphenyl group. Examples of the cyclic hydrocarbon group include a cyclic hydrocarbon group and a cyclic hydrocarbon group, do. As the bridged cyclic hydrocarbon ring, there may be mentioned, for example, phenane, bonene, nopine, novone, bicyclooctane ring (bicyclo [2.2.2] octane ring and bicyclo [3.2.1] 2, 3, 4, 5, 8 ] undecane rings such as homocyclododecane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, and tricyclo [4.3.1.1 2,5 ] Cyclic hydrocarbon rings such as tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecane and perhydro-1,4-methano-5,8-methanonaphthalene ring, And the like. Examples of the bridged cyclic hydrocarbon ring include condensed cyclic hydrocarbon rings such as perhydro- naphthalene (decalin), perhydroanthracene, perhydro- phenanthrene, perhydro-acenaphthene, perhydrofluorene, perhydroindene, And a condensed ring in which a plurality of 5- to 8-membered cycloalkene rings such as a benzene ring are condensed.
지방족기는 불포화 지방족기보다 포화 지방족기가 바람직하다. 지방족기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예는, 할로젠 원자, 방향족기 및 복소환기를 들 수 있다. 단, 지방족기는, 치환기로서 산기를 갖지 않는다.The aliphatic group is preferably a saturated aliphatic group rather than an unsaturated aliphatic group. The aliphatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an aromatic group and a heterocyclic group. Provided that the aliphatic group does not have an acid group as a substituent.
방향족기의 탄소수는, 6~20이 바람직하고, 6~15가 보다 바람직하며, 6~10이 더 바람직하다. 방향족기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예는, 할로젠 원자, 지방족기, 방향족기 및 복소환기를 들 수 있다. 단, 방향족기는, 치환기로서 산기를 갖지 않는다.The carbon number of the aromatic group is preferably from 6 to 20, more preferably from 6 to 15, and even more preferably from 6 to 10. The aromatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an aliphatic group, an aromatic group and a heterocyclic group. Provided that the aromatic group does not have an acid group as a substituent.
복소환기는, 복소환으로서 5원환 또는 6원환을 함유하는 것이 바람직하다. 복소환에 다른 복소환, 지방족환 또는 방향족환이 축합되어 있어도 된다. 복소환기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예로서는, 할로젠 원자, 하이드록시기, 옥소기(=O), 싸이옥소기(=S), 이미노기(=NH), 치환 이미노기(=N-R32, 여기에서 R32는 지방족기, 방향족기 또는 복소환기), 지방족기, 방향족기 및 복소환기를 들 수 있다. 단, 복소환기는, 치환기로서 산기를 갖지 않는다.The heterocyclic group preferably contains a 5-membered ring or a 6-membered ring as a heterocyclic ring. The heterocycle may be condensed with another heterocycle, an aliphatic ring or an aromatic ring. The heterocyclic group may have a substituent. Examples of the substituent, a halogen atom, a hydroxyl group, an oxo group (= O), Im oxo group (= S), imino group (= NH), a substituted imino group (= NR 32, where R 32 be an aliphatic group, An aromatic group or a heterocyclic group), an aliphatic group, an aromatic group and a heterocyclic group. Provided that the heterocyclic group does not have an acid group as a substituent.
식 (iii) 중, R4, R5, 및 R6은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자(예를 들면, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자 등), 탄소수가 1~6인 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등), Z, 또는 L-Z를 나타낸다. 여기에서 L 및 Z는, 상기에 있어서의 것과 동의이다. R4, R5, 및 R6으로서는, 수소 원자, 또는 탄소수가 1~3인 알킬기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.In formula (iii), R 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom) An alkyl group (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, etc.), Z, or LZ. Wherein L and Z are the same as those in the above. As R 4 , R 5 , and R 6 , a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom is more preferable.
식 (i)로 나타나는 단량체로서, R1, R2, 및 R3이 수소 원자 또는 메틸기이며, L이 단결합 또는 알킬렌기 혹은 옥시알킬렌 구조를 함유하는 2가의 연결기이고, X가 산소 원자 또는 이미노기이며, Z가 지방족기, 복소환기 또는 방향족기인 화합물이 바람직하다.A monomer represented by the formula (i) wherein R 1 , R 2 and R 3 are each a hydrogen atom or a methyl group, L is a divalent linking group containing a single bond or an alkylene group or an oxyalkylene structure, X is an oxygen atom or An imino group, and Z is an aliphatic group, a heterocyclic group, or an aromatic group.
식 (ii)로 나타나는 단량체로서, R1이 수소 원자 또는 메틸기이며, L이 알킬렌기이고, Z가 지방족기, 복소환기 또는 방향족기인 화합물이 바람직하다.As the monomer represented by the formula (ii), a compound wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, L is an alkylene group, and Z is an aliphatic group, a heterocyclic group or an aromatic group is preferable.
식 (iii)으로 나타나는 단량체로서, R4, R5, 및 R6이 수소 원자 또는 메틸기이며, Z가 지방족기, 복소환기 또는 방향족기인 화합물이 바람직하다.As the monomer represented by the formula (iii), a compound wherein R 4 , R 5 , and R 6 are each a hydrogen atom or a methyl group and Z is an aliphatic group, a heterocyclic group, or an aromatic group is preferable.
식 (i)~(iii)으로 나타나는 대표적인 화합물의 예로서는, 아크릴산 에스터류, 메타크릴산 에스터류, 및 스타이렌류 등으로부터 선택되는 라디칼 중합성 화합물을 들 수 있다.Examples of representative compounds represented by the formulas (i) to (iii) include radically polymerizable compounds selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, styrene, and the like.
식 (i)~(iii)으로 나타나는 대표적인 화합물의 예로서는, 일본 공개특허공보 2013-249417호의 단락 0089~0093에 기재된 화합물을 참조할 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다.As an example of representative compounds represented by formulas (i) to (iii), reference can be made to the compounds described in paragraphs 0089 to 0093 of JP-A No. 2013-249417, the contents of which are incorporated herein by reference.
고분자 화합물에 있어서, 소수성 구조 단위는, 질량 환산으로, 고분자 화합물의 총 질량에 대하여 10~90%의 범위에서 포함되는 것이 바람직하고, 20~80%의 범위에서 포함되는 것이 보다 바람직하다. 함유량이 상기 범위이면 충분히 양호한 패턴 형성이 얻어진다.In the polymer compound, the hydrophobic structural unit is preferably contained in a range of 10 to 90%, more preferably 20 to 80%, in terms of mass, based on the total mass of the polymer compound. When the content is within the above range, a satisfactory pattern formation can be obtained.
·흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기· Functional groups capable of forming an interaction with a coloring agent such as a black pigment
고분자 화합물은, 흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기를 도입할 수 있다. 여기에서, 고분자 화합물은, 흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기를 함유하는 구조 단위를 더 함유하는 것이 바람직하다.The polymer compound can introduce a functional group capable of forming an interaction with a coloring agent such as a black pigment. Here, the polymer compound preferably further contains a structural unit containing a functional group capable of forming an interaction with a coloring agent such as a black pigment.
이 흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기로서는, 예를 들면 산기, 염기성기, 배위성기, 및 반응성을 갖는 관능기 등을 들 수 있다.Examples of the functional group capable of forming an interaction with a coloring agent such as a black pigment include an acid group, a basic group, a coordinating group, and a functional group having reactivity.
고분자 화합물이, 산기, 염기성기, 배위성기, 또는 반응성을 갖는 관능기를 함유하는 경우, 각각 산기를 함유하는 구조 단위, 염기성기를 함유하는 구조 단위, 배위성기를 함유하는 구조 단위, 또는 반응성을 갖는 구조 단위를 함유하는 것이 바람직하다.When the polymer compound contains an acid group, a basic group, a coordinating group, or a functional group having reactivity, it is possible to use a structural unit containing an acid group, a structural unit containing a basic group, a structural unit containing a coordinating group, Unit is preferable.
특히, 고분자 화합물이, 추가로 산기로서, 카복실산기 등의 알칼리 가용성기를 함유함으로써, 고분자 화합물에, 알칼리 현상에 의한 패턴 형성을 위한 현상성을 부여할 수 있다.In particular, when the polymer compound further contains an alkali-soluble group such as a carboxylic acid group as an acid group, the polymer compound can be provided with developability for forming a pattern by an alkali development.
즉, 고분자 화합물에 알칼리 가용성기를 도입함으로써, 경화성 조성물은, 흑색 안료 등의 착색제의 분산에 기여하는 분산제로서의 고분자 화합물이 알칼리 가용성을 함유하게 된다. 이와 같은 고분자 화합물을 함유하는 경화성 조성물은, 노광부의 차광성이 우수한 것이 되고, 또한 미노광부의 알칼리 현상성이 향상된다.That is, by introducing an alkali-soluble group into the polymer compound, the curable composition contains the alkali-soluble polymer compound as a dispersing agent contributing to the dispersion of the coloring agent such as a black pigment. The curable composition containing such a polymer compound is excellent in the light shielding property of the exposed portion and improves the alkali developing property of the unexposed portion.
고분자 화합물이 산기를 함유하는 구조 단위를 함유함으로써, 고분자 화합물이 용제와 친화되기 쉬워져, 도포성도 향상되는 경향이 있다.Since the polymer compound contains a structural unit containing an acid group, the polymer compound tends to be easily compatible with the solvent, and the coating property tends to be improved.
이것은, 산기를 함유하는 구조 단위에 있어서의 산기가 흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용하기 쉽고, 고분자 화합물이 흑색 안료 등의 착색제를 안정적으로 분산시킴과 함께, 흑색 안료 등의 착색제를 분산시키는 고분자 화합물의 점도가 낮아져, 고분자 화합물 자체도 안정적으로 분산되기 쉽기 때문이라고 추측된다.This is because the acid group in the structural unit containing an acid group is likely to interact with a coloring agent such as a black pigment and that the polymer compound stably disperses a coloring agent such as a black pigment and also a polymer compound for dispersing a coloring agent such as a black pigment The viscosity of the polymer compound itself is lowered, and the polymer compound itself is likely to be stably dispersed.
산기로서의 알칼리 가용성기를 함유하는 구조 단위는, 상기의 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위와 동일한 구조 단위여도 되고, 다른 구조 단위여도 되지만, 상기의 소수성 구조 단위와는 다른 구조 단위이다(즉, 상기의 소수성 구조 단위에는 상당하지 않는다).The structural unit containing an alkali-soluble group as an acid group may be the same structural unit as the structural unit containing the graft chain or may be another structural unit, but is a structural unit different from the above-mentioned hydrophobic structural unit (that is, It does not correspond to the structural unit).
흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기인 산기로서는, 예를 들면 카복실산기, 설폰산기, 인산기, 또는 페놀성 수산기 등이 있고, 카복실산기, 설폰산기, 및 인산기 중 적어도 1종이 바람직하며, 흑색 안료 등의 착색제에 대한 흡착력이 양호하고, 또한 착색제의 분산성이 높은 점에서, 카복실산기가 보다 바람직하다.Examples of the acid group that is a functional group capable of forming an interaction with a coloring agent such as a black pigment include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a phenolic hydroxyl group, and at least one of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, , And a carboxylic acid group is more preferable because it has good adsorption ability to a coloring agent such as a black pigment and a high dispersibility of a colorant.
즉, 고분자 화합물은, 카복실산기, 설폰산기, 및 인산기 중 적어도 1종을 함유하는 구조 단위를 더 함유하는 것이 바람직하다.That is, the polymer compound preferably further contains a structural unit containing at least one of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group.
고분자 화합물은, 산기를 함유하는 구조 단위를 1종 또는 2종 이상 가져도 된다.The polymer compound may contain one or more structural units containing an acid group.
고분자 화합물은, 산기를 함유하는 구조 단위를 함유해도 되고 함유하지 않아도 되지만, 함유하는 경우, 산기를 함유하는 구조 단위의 함유량은, 질량 환산으로, 고분자 화합물의 총 질량에 대하여, 바람직하게는 5~80%이며, 보다 바람직하게는, 알칼리 현상에 의한 화상 강도의 데미지 억제라는 관점에서, 10~60%이다.The polymer compound may or may not contain a structural unit containing an acid group, but if contained, the content of the structural unit containing an acid group is preferably 5 to 100 mass%, based on the mass of the polymer compound, And more preferably from 10 to 60% from the viewpoint of suppressing the damage of the image strength due to the alkali development.
흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기인 염기성기로서는, 예를 들면 제1급 아미노기, 제2급 아미노기, 제3급 아미노기, N 원자를 함유하는 헤테로환, 및 아마이드기 등이 있고, 바람직한 것은, 흑색 안료 등의 착색제에 대한 흡착력이 양호하고, 또한 착색제의 분산성이 높은 점에서, 제3급 아미노기이다. 고분자 화합물은, 이들 염기성기를 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다.Examples of the basic group which is a functional group capable of forming an interaction with a coloring agent such as a black pigment include a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, a heterocyclic ring containing an N atom, It is preferably a tertiary amino group in view of good adsorption ability to a colorant such as a black pigment and high dispersibility of the colorant. The polymer compound may contain one or more of these basic groups.
고분자 화합물은, 염기성기를 함유하는 구조 단위를 함유해도 되고 함유하지 않아도 되지만, 함유하는 경우, 염기성기를 함유하는 구조 단위의 함유량은, 질량 환산으로, 고분자 화합물의 총 질량에 대하여, 0.01% 이상 50% 이하가 바람직하고, 현상성 저해 억제라는 관점에서, 0.01% 이상 30% 이하가 보다 바람직하다.The polymer compound may or may not contain a structural unit containing a basic group, but when contained, the content of the structural unit containing a basic group is 0.01% or more and 50% or less, Or less, more preferably 0.01% or more and 30% or less from the viewpoint of inhibiting developmental inhibition.
흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기인 배위성기, 및 반응성을 갖는 관능기로서는, 예를 들면 아세틸아세톡시기, 트라이알콕시실릴기, 아이소사이아네이트기, 산무수물, 및 산염화물 등을 들 수 있다. 바람직한 것은, 흑색 안료 등의 착색제에 대한 흡착력이 양호하고, 착색제의 분산성이 높은 점에서, 아세틸아세톡시기이다. 고분자 화합물은, 이들 기를 1종 또는 2종 이상 가져도 된다.Examples of the coordinating group that is a functional group capable of forming an interaction with a coloring agent such as a black pigment and the reactive functional group include an acetylacetoxy group, a trialkoxysilyl group, an isocyanate group, an acid anhydride, . It is preferably an acetyl acetoxy group in view of good adsorption ability to a colorant such as a black pigment and high dispersibility of a colorant. The polymer compound may have one or more of these groups.
고분자 화합물은, 배위성기를 함유하는 구조 단위, 또는 반응성을 갖는 관능기를 함유하는 구조 단위를 함유해도 되고 함유하지 않아도 되지만, 함유하는 경우, 이와 같은 구조 단위의 함유량은, 질량 환산으로, 고분자 화합물의 총 질량에 대하여, 10% 이상 80% 이하가 바람직하고, 현상성 저해 억제라는 관점에서, 20% 이상 60% 이하가 보다 바람직하다.The polymer compound may or may not contain a structural unit containing a coordinating group or a structural unit containing a functional group having a reactivity, but if contained, the content of such a structural unit may be, in terms of mass, Is preferably 10% or more and 80% or less with respect to the total mass, and more preferably 20% or more and 60% or less from the viewpoint of suppressing development inhibition.
고분자 화합물이, 그래프트쇄 이외에, 흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기를 함유하는 경우, 상기의 각종 흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기를 함유하고 있으면 되고, 이들 관능기가 어떻게 도입되고 있는지는 특별히 한정되지 않지만, 고분자 화합물은, 하기 일반식 (iv)~(vi)으로 나타나는 단량체에서 유래한 구조 단위로부터 선택된 1종 이상의 구조 단위를 함유하는 것이 바람직하다.When the polymer compound contains, in addition to the graft chain, a functional group capable of forming an interaction with a coloring agent such as a black pigment, it may contain a functional group capable of forming an interaction with a coloring agent such as various black pigments, The manner in which these functional groups are introduced is not particularly limited, but it is preferable that the polymer compound contains at least one structural unit selected from the structural units derived from the monomers represented by the following general formulas (iv) to (vi).
[화학식 25](25)
식 (iv)~식 (vi) 중, R11, R12, 및 R13은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자(예를 들면, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자 등), 또는 탄소수가 1~6인 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등)를 나타낸다.In the formulas (iv) to (vi), R 11 , R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom) An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, propyl, etc.).
식 (iv)~식 (vi) 중, R11, R12, 및 R13은, 바람직하게는 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 탄소수가 1~3인 알킬기이며, 보다 바람직하게는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이다. 일반식 (iv) 중, R12 및 R13은, 각각 수소 원자인 것이 특히 바람직하다.In the formulas (iv) to (vi), R 11 , R 12 , and R 13 are preferably each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably each independently hydrogen An atom or a methyl group. In the formula (iv), it is particularly preferable that R 12 and R 13 are each a hydrogen atom.
식 (iv) 중의 X1은, 산소 원자(-O-) 또는 이미노기(-NH-)를 나타내고, 산소 원자인 것이 바람직하다.X 1 in the formula (iv) represents an oxygen atom (-O-) or an imino group (-NH-), preferably an oxygen atom.
식 (v) 중의 Y는, 메타인기 또는 질소 원자를 나타낸다.Y in the formula (v) represents a metha-popular or nitrogen atom.
식 (iv)~식 (v) 중의 L1은, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. 2가의 연결기의 예로서는, 2가의 지방족기(예를 들면, 알킬렌기, 치환 알킬렌기, 알켄일렌기, 치환 알켄일렌기, 알카인일렌기, 및 치환 알카인일렌기), 2가의 방향족기(예를 들면, 아릴렌기, 및 치환 아릴렌기), 2가의 복소환기, 산소 원자(-O-), 황 원자(-S-), 이미노기(-NH-), 치환 이미노 결합(-NR31'-, 여기에서 R31'은 지방족기, 방향족기 또는 복소환기), 카보닐 결합(-CO-), 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.L 1 in formulas (iv) to (v) represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a divalent aliphatic group (e.g., an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group, an alkenylene group, and a substituted alkenylene group) (-O-), a sulfur atom (-S-), an imino group (-NH-), a substituted imino group (-NR 31 ' ), a substituted or unsubstituted arylene group -, wherein R 31 ' is an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group), a carbonyl bond (-CO-), and combinations thereof.
2가의 지방족기는, 환상 구조 또는 분기 구조를 갖고 있어도 된다. 지방족기의 탄소수는, 1~20이 바람직하고, 1~15가 보다 바람직하며, 1~10이 더 바람직하다. 지방족기는 불포화 지방족기보다 포화 지방족기가 바람직하다. 지방족기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예로서는, 할로젠 원자, 하이드록시기, 방향족기 및 복소환기를 들 수 있다.The divalent aliphatic group may have a cyclic structure or a branched structure. The carbon number of the aliphatic group is preferably from 1 to 20, more preferably from 1 to 15, and even more preferably from 1 to 10. The aliphatic group is preferably a saturated aliphatic group rather than an unsaturated aliphatic group. The aliphatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxyl group, an aromatic group and a heterocyclic group.
2가의 방향족기의 탄소수는, 6~20이 바람직하고, 6~15가 보다 바람직하며, 6~10이 더 바람직하다. 방향족기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예는, 할로젠 원자, 하이드록시기, 지방족기, 방향족기 및 복소환기를 들 수 있다.The carbon number of the divalent aromatic group is preferably from 6 to 20, more preferably from 6 to 15, and still more preferably from 6 to 10. The aromatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxyl group, an aliphatic group, an aromatic group and a heterocyclic group.
2가의 복소환기는, 복소환으로서 5원환 또는 6원환을 함유하는 것이 바람직하다. 복소환에 다른 복소환, 지방족환 또는 방향족환 중 1개 이상이 축합되어 있어도 된다. 복소환기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예로서는, 할로젠 원자, 하이드록시기, 옥소기(=O), 싸이옥소기(=S), 이미노기(=NH), 치환 이미노기(=N-R32, 여기에서 R32는 지방족기, 방향족기 또는 복소환기), 지방족기, 방향족기 및 복소환기를 들 수 있다.The divalent heterocyclic group preferably contains a 5-membered ring or a 6-membered ring as a heterocyclic ring. The heterocyclic ring may be condensed with one or more of other heterocyclic, aliphatic or aromatic rings. The heterocyclic group may have a substituent. Examples of the substituent, a halogen atom, a hydroxyl group, an oxo group (= O), Im oxo group (= S), imino group (= NH), a substituted imino group (= NR 32, where R 32 be an aliphatic group, An aromatic group or a heterocyclic group), an aliphatic group, an aromatic group and a heterocyclic group.
L1은, 단결합, 알킬렌기 또는 옥시알킬렌 구조를 함유하는 2가의 연결기인 것이 바람직하다. 옥시알킬렌 구조는, 옥시에틸렌 구조 또는 옥시프로필렌 구조인 것이 보다 바람직하다. L1은, 옥시알킬렌 구조를 2 이상 반복하여 함유하는 폴리옥시알킬렌 구조를 포함하고 있어도 된다. 폴리옥시알킬렌 구조로서는, 폴리옥시에틸렌 구조 또는 폴리옥시프로필렌 구조가 바람직하다. 폴리옥시에틸렌 구조는, -(OCH2CH2)n-으로 나타나고, n은, 2 이상의 정수가 바람직하며, 2~10의 정수인 것이 보다 바람직하다.L 1 is preferably a divalent linking group containing a single bond, an alkylene group or an oxyalkylene structure. The oxyalkylene structure is more preferably an oxyethylene structure or an oxypropylene structure. L 1 may contain a polyoxyalkylene structure containing two or more oxyalkylene structures repeatedly. As the polyoxyalkylene structure, a polyoxyethylene structure or a polyoxypropylene structure is preferable. The polyoxyethylene structure is represented by - (OCH 2 CH 2 ) n-, and n is preferably an integer of 2 or more, more preferably an integer of 2 to 10.
식 (iv)~식 (vi) 중, Z1은, 그래프트쇄 이외에 흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기를 나타내고, 카복실산기, 및 제3급 아미노기인 것이 바람직하며, 카복실산기인 것이 보다 바람직하다.In the formulas (iv) to (vi), Z 1 represents a functional group capable of forming an interaction with a coloring agent such as a black pigment in addition to the graft chain, and is preferably a carboxylic acid group or a tertiary amino group. Is more preferable.
식 (vi) 중, R14, R15, 및 R16은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자(예를 들면, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자 등), 탄소수가 1~6인 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등), -Z1, 또는 L1-Z1을 나타낸다. 여기에서 L1 및 Z1은, 상기에 있어서의 L1 및 Z1과 동의이며, 바람직한 예도 동일하다. R14, R15, 및 R16으로서는, 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 탄소수가 1~3인 알킬기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.In formula (vi), R 14 , R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc.) An alkyl group (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, etc.), -Z 1 , or L 1 -Z 1 . Here, L 1 and Z 1 is, and L 1 and Z 1 and copper in the above, preferred examples are the same. R 14 , R 15 and R 16 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom.
식 (iv)로 나타나는 단량체로서, R11, R12, 및 R13이 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이며, L1이 알킬렌기 또는 옥시알킬렌 구조를 함유하는 2가의 연결기이고, X1이 산소 원자 또는 이미노기이며, Z1이 카복실산기인 화합물이 바람직하다.A monomer represented by the formula (iv), R 11, R 12, and R 13 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and L 1 is a divalent linking group containing an alkylene group or an oxyalkylene structure, X 1 is oxygen An atom or an imino group, and Z < 1 > is a carboxylic acid group.
식 (v)로 나타나는 단량체로서, R11이 수소 원자 또는 메틸기이며, L1이 알킬렌기이고, Z1이 카복실산기이며, Y가 메타인기인 화합물이 바람직하다.As the monomer represented by the formula (v), a compound wherein R 11 is a hydrogen atom or a methyl group, L 1 is an alkylene group, Z 1 is a carboxylic acid group, and Y is a meta-group is preferable.
또한, 식 (vi)으로 나타나는 단량체로서, R14, R15, 및 R16이 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이며, L1이 단결합 또는 알킬렌기이고, Z1이 카복실산기인 화합물이 바람직하다.As the monomer represented by the formula (vi), a compound wherein R 14 , R 15 , and R 16 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, L 1 is a single bond or an alkylene group, and Z 1 is a carboxylic acid group is preferable.
이하에, 식 (iv)~식 (vi)으로 나타나는 단량체(화합물)의 대표적인 예를 나타낸다.Representative examples of the monomers (compounds) represented by the formulas (iv) to (vi) are shown below.
단량체의 예로서는, 메타크릴산, 크로톤산, 아이소크로톤산, 분자 내에 부가 중합성 이중 결합 및 수산기를 함유하는 화합물(예를 들면, 메타크릴산 2-하이드록시에틸)과 석신산 무수물의 반응물, 분자 내에 부가 중합성 이중 결합 및 수산기를 함유하는 화합물과 프탈산 무수물의 반응물, 분자 내에 부가 중합성 이중 결합 및 수산기를 함유하는 화합물과 테트라하이드록시프탈산 무수물의 반응물, 분자 내에 부가 중합성 이중 결합 및 수산기를 함유하는 화합물과 무수 트라이멜리트산의 반응물, 분자 내에 부가 중합성 이중 결합 및 수산기를 함유하는 화합물과 파이로멜리트산 무수물의 반응물, 아크릴산, 아크릴산 다이머, 아크릴산 올리고머, 말레산, 이타콘산, 푸마르산, 4-바이닐벤조산, 바이닐페놀, 및 4-하이드록시페닐메타크릴아마이드 등을 들 수 있다.Examples of the monomer include a reaction product of a compound containing methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, addition polymerizable double bond and hydroxyl group in the molecule (for example, 2-hydroxyethyl methacrylate) and succinic anhydride, A reaction product of a compound containing an addition polymerizable double bond and a hydroxyl group and a phthalic anhydride, a reaction product of a compound containing an addition polymerizable double bond and a hydroxyl group in a molecule and a tetrahydrophthalic anhydride, an addition polymerizable double bond in the molecule and a hydroxyl group A reaction product of a compound containing an acid anhydride and trimellitic anhydride, a reaction product of a compound containing an addition polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule and pyromellitic anhydride, acrylic acid, acrylic acid dimer, acrylic acid oligomer, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, -Vinylbenzoic acid, vinylphenol, and 4-hydroxyphenylmethacrylamide. There.
흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기를 함유하는 구조 단위의 함유량은, 흑색 안료 등의 착색제와의 상호 작용, 경시 안정성, 및 현상액에 대한 침투성의 관점에서, 고분자 화합물의 전체 질량에 대하여, 0.05질량%~90질량%가 바람직하고, 1.0질량%~80질량%가 보다 바람직하며, 10질량%~70질량%가 더 바람직하다.The content of the structural unit containing a functional group capable of forming an interaction with a coloring agent such as a black pigment is preferably from 1 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the total mass of the polymer compound By mass, more preferably from 1.0% by mass to 80% by mass, and still more preferably from 10% by mass to 70% by mass.
·그 외의 구조 단위· Other structural units
또한, 고분자 화합물은, 화상 강도 등의 모든 성능을 향상시킬 목적으로, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위, 소수성 구조 단위, 및 흑색 안료 등의 착색제와 상호 작용을 형성할 수 있는 관능기를 함유하는 구조 단위와는 다른, 다양한 기능을 갖는 다른 구조 단위(예를 들면, 분산물에 이용되는 분산매와의 친화성을 갖는 관능기 등을 함유하는 구조 단위)를 더 갖고 있어도 된다.In order to improve all the performances such as the image strength, the polymer compound is required to have an interaction with a coloring agent such as a structural unit containing a graft chain, a hydrophobic structural unit, and a black pigment as long as the effect of the present invention is not impaired (For example, a structural unit containing a functional group having affinity with a dispersion medium used in a dispersion), which is different from the structural unit containing a functional group capable of forming do.
이와 같은, 다른 구조 단위로서는, 예를 들면 아크릴로나이트릴류, 및 메타크릴로나이트릴류 등으로부터 선택되는 라디칼 중합성 화합물에서 유래한 구조 단위를 들 수 있다.Examples of such another structural unit include a structural unit derived from a radically polymerizable compound selected from acrylonitrile, methacrylonitrile, and the like.
고분자 화합물은, 이들의 다른 구조 단위를 1종 또는 2종 이상 이용할 수 있고, 그 함유량은, 질량 환산으로, 고분자 화합물의 총 질량에 대하여, 0% 이상 80% 이하가 바람직하며, 10% 이상 60% 이하가 보다 바람직하다. 함유량이 상기 범위에 있어서, 충분한 패턴 형성성이 유지된다.The polymer compound may use one or more of these other structural units, and the content thereof is preferably 0% or more and 80% or less, more preferably 10% or more and 60% or less, % Or less is more preferable. When the content is within the above range, sufficient pattern formation property is maintained.
·고분자 화합물의 물성· Properties of polymer compounds
고분자 화합물의 산가는, 0mgKOH/g 이상 250mgKOH/g 이하의 범위가 바람직하고, 10mgKOH/g 이상 200mgKOH/g 이하의 범위가 보다 바람직하며, 20mgKOH/g 이상 120mgKOH/g 이하의 범위가 더 바람직하다.The acid value of the polymer compound is preferably in a range of from 0 mgKOH / g to 250 mgKOH / g, more preferably from 10 mgKOH / g to 200 mgKOH / g, and still more preferably from 20 mgKOH / g to 120 mgKOH / g.
고분자 화합물의 산가가 160mgKOH/g 이하이면, 경화막을 형성할 때의 현상 시에 있어서의 패턴 박리가 보다 효과적으로 억제된다. 고분자 화합물의 산가가 10mgKOH/g 이상이면 알칼리 현상성이 보다 양호해진다. 또, 고분자 화합물의 산가가 20mgKOH/g 이상이면, 흑색 안료 등의 착색제의 침강을 보다 억제할 수 있고, 조대(粗大) 입자수를 보다 감소시킬 수 있어, 경화성 조성물의 경시 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.When the acid value of the polymer compound is 160 mgKOH / g or less, the pattern peeling at the time of development when the cured film is formed is more effectively suppressed. When the acid value of the polymer compound is 10 mgKOH / g or more, the alkali developability is better. When the acid value of the macromolecular compound is 20 mgKOH / g or more, precipitation of the coloring agent such as black pigment can be further suppressed, the number of coarse particles can be further reduced, and the stability over time of the curable composition can be further improved have.
고분자 화합물의 산가는, 예를 들면 고분자 화합물 중에 있어서의 산기의 평균 함유량으로부터 산출할 수 있다. 또, 고분자 화합물의 구성 성분인 산기를 함유하는 구조 단위의 함유량을 변화시킴으로써 원하는 산가를 갖는 수지를 얻을 수 있다.The acid value of the polymer compound can be calculated, for example, from the average content of acid groups in the polymer compound. In addition, a resin having a desired acid value can be obtained by changing the content of the structural unit containing an acid group, which is a component of the polymer compound.
고분자 화합물의 중량 평균 분자량은, 경화막을 형성할 때에 있어서, 현상 시의 패턴 박리 억제와 현상성의 관점에서, GPC(Gel Permeation Chromatography: 젤 침투 크로마토그래피)법에 의한 폴리스타이렌 환산값으로서, 4,000 이상 300,000 이하인 것이 바람직하고, 5,000 이상 200,000 이하인 것이 보다 바람직하며, 6,000 이상 100,000 이하인 것이 더 바람직하고, 10,000 이상 50,000 이하인 것이 특히 바람직하다.The weight average molecular weight of the polymer compound is preferably from 4,000 to less than 300,000 as a polystyrene reduced value by GPC (Gel Permeation Chromatography) method from the viewpoint of suppressing pattern peeling at the time of development and developing property at the time of forming a cured film More preferably 5,000 or more and 200,000 or less, still more preferably 6,000 or more and 100,000 or less, particularly preferably 10,000 or more and 50,000 or less.
GPC법은, HLC-8020GPC(도소제)를 이용하고, 칼럼으로서 TSKgel SuperHZM-H, TSKgel SuperHZ4000, TSKgel SuperHZ2000(도소제, 4.6mmID×15cm)을, 용리액으로서 THF(테트라하이드로퓨란)를 이용하는 방법에 근거한다.The GPC method was a method using HLC-8020 GPC (a plasticizer), using TSKgel SuperHZM-H, TSKgel SuperHZ4000, TSKgel SuperHZ2000 (plasticizer, 4.6 mm ID x 15 cm) as columns and THF (tetrahydrofuran) Based.
고분자 화합물은, 공지의 방법에 근거하여 합성할 수 있고, 고분자 화합물을 합성할 때에 이용되는 용제로서는, 예를 들면 에틸렌다이 클로라이드, 사이클로헥산온, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 뷰탄올, 에틸렌글라이콜모노메틸에터, 에틸렌글라이콜모노에틸에터, 2-메톡시에틸아세테이트, 1-메톡시-2-프로판올, 1-메톡시-2-프로필아세테이트, N,N-다이메틸폼아마이드, N,N-다이메틸아세트아마이드, 다이메틸설폭사이드, 톨루엔, 아세트산 에틸, 락트산 메틸, 및 락트산 에틸 등을 들 수 있다. 이들 용제는 단독으로 이용해도 되고 2종 이상 혼합하여 이용해도 된다.The polymer compound can be synthesized on the basis of known methods. Examples of the solvent used in synthesizing the polymer compound include ethylene dichloride, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, methanol, ethanol, Methoxyethyl acetate, 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-propylacetate, N, N-dimethylethanolamine, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, and ethyl lactate. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
고분자 화합물의 구체예로서는, 구스모토 가세이사제 "DA-7301", BYKChemie사제 "Disperbyk-101(폴리아미도아민 인산염), 107(카복실산 에스터), 110(산기를 함유하는 공중합물), 111(인산계 분산제), 130(폴리아마이드), 161, 162, 163, 164, 165, 166, 170, 190(고분자 공중합물)", "BYK-P104, P105(고분자량 불포화 폴리카복실산)", EFKA사제 "EFKA4047, 4050~4010~4165(폴리유레테인계), EFKA4330~4340(블록 공중합체), 4400~4402(변성 폴리아크릴레이트), 5010(폴리에스터아마이드), 5765(고분자량 폴리카복실산염), 6220(지방산 폴리에스터), 6745(프탈로사이아닌 유도체), 6750(아조 안료 유도체)", 아지노모토 파인 테크노사제 "아지스퍼 PB821, PB822, PB880, PB881", 교에이샤 가가쿠사제 "플로렌 TG-710(유레테인 올리고머)", "폴리플로 No. 50E, No. 300(아크릴계 공중합체)", 구스모토 가세이사제 "디스팔론 KS-860, 873SN, 874, #2150(지방족 다가 카복실산), #7004(폴리에터에스터), DA-703-50, DA-705, DA-725", 가오사제 "데몰 RN, N(나프탈렌설폰산 포말린 중축합물), MS, C, SN-B(방향족 설폰산 포말린 중축합물)", "호모게놀 L-18(고분자 폴리카복실산)", "에멀겐 920, 930, 935, 985(폴리옥시에틸렌노닐페닐에터)", "아세타민 86(스테아릴아민아세테이트)", 니혼 루브리졸제 "솔스퍼스 5000(프탈로사이아닌 유도체), 22000(아조 안료 유도체), 13240(폴리에스터 아민), 3000, 12000, 17000, 20000, 27000(말단부에 기능부를 함유하는 고분자), 24000, 28000, 32000, 38500(그래프트 공중합체)", 닛코 케미컬즈사제 "닛콜 T106(폴리옥시에틸렌소비탄모노올레이트), MYS-IEX(폴리옥시에틸렌모노스테아레이트)", 가와켄 파인 케미컬제 히노액트 T-8000E 등, 신에쓰 가가쿠 고교제, 오가노실록세인 폴리머 KP341, 유쇼 "W001: 양이온계 계면활성제", 폴리옥시에틸렌라우릴에터, 폴리옥시에틸렌스테아릴에터, 폴리옥시에틸렌올레일에터, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에터, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에터, 폴리에틸렌글라이콜다이라우레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이스테아레이트, 소비탄 지방산 에스터 등의 비이온계 계면활성제, "W004, W005, W017" 등의 음이온계 계면활성제, 모리시타 산교제 "EFKA-46, EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA 폴리머 100, EFKA 폴리머 400, EFKA 폴리머 401, EFKA 폴리머 450", 산노프코제 "디스퍼스에이드 6, 디스퍼스에이드 8, 디스퍼스에이드 15, 디스퍼스에이드 9100" 등의 고분자 분산제, ADEKA제 "아데카 플루로닉 L31, F38, L42, L44, L61, L64, F68, L72, P95, F77, P84, F87, P94, L101, P103, F108, L121, P-123", 및 산요 가세이제 "이오넷(상품명) S-20" 등을 들 수 있다. 또, 아크리베이스 FFS-6752, 아크리베이스 FFS-187, 아크리큐어 RD-F8, 및 사이클로머 P를 이용할 수도 있다.Specific examples of the polymer compound include DA-7301 manufactured by Goosumoto Chemical Co., Ltd., Disperbyk-101 (polyamidoamine phosphate), 107 (carboxylic acid ester), 110 (copolymer containing an acid group) BYK-P104, P105 (high molecular weight unsaturated polycarboxylic acid) ", EFKA " EFKA4047 " (Modified polyacrylate), 5010 (polyester amide), 5765 (high molecular weight polycarboxylic acid salt), 6220 (polyacrylate), 4050 to 4010 to 4165 (polyurethane resin), EFKA4330 to 4340 (block copolymer), 4400 to 4402 (Azo pigment), 6745 (phthalocyanine derivative), 6750 (azo pigment derivative) "manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd." Ajisper PB821, PB822, PB880, PB881 "manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., 8750, 873, 874, 871, 871, 873, 873, 873, 871, 705, DA-725 ", Daido RN, N (naphthalene sulfonic acid-formaldehyde polycondensate), MS, 9, 930, 935, 985 (polyoxyethylene nonylphenyl ether) ", " C, SN-B (aromatic sulfonic acid formalin polycondensate) ", " Homogenol L- 22000 (azo pigment derivative), 13240 (polyester amine), 3000, 12000, 17000, 20000, (Polyoxyethylene sorbitan monooleate), MYS-IEX (polyoxyethylene sorbitan monooleate) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., " Monostearate "manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Hinoact T-8000E manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., Shinano Etsu Chemical Co., Ltd., organosiloxane polymer KP341, , Polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol diallylate, polyethylene 46, EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA-47, anionic surfactants such as " W004, W005 and W017 ", and nonionic surface active agents such as glycerol monostearate, Polymer dispersants such as Polymer 100, EFKA Polymer 400, EFKA Polymer 401, EFKA Polymer 450 ", Sanofucose" Disperse 6, Disperse 8, Disperse 15, Disperse 9100 " P143, F108, L121, P-123 ", and Sanyo Gasset now " Ionet (" Trade name " S-20 "). In addition, Acrybee FFS-6752, Acrybee FFS-187, Acricheter RD-F8, and Cyclamer P may be used.
양성 수지의 시판품으로서는, 예를 들면 빅케미사제의 DISPERBYK-130, DISPERBYK-140, DISPERBYK-142, DISPERBYK-145, DISPERBYK-180, DISPERBYK-187, DISPERBYK-191, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2010, DISPERBYK-2012, DISPERBYK-2025, BYK-9076, 아지노모토 파인 테크노사제의 아지스퍼 PB821, 아지스퍼 PB822, 및 아지스퍼 PB881 등을 들 수 있다.DISPERBYK-140, DISPERBYK-140, DISPERBYK-145, DISPERBYK-180, DISPERBYK-187, DISPERBYK-191, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2010 and DISPERBYK-130 DISPERBYK- -2012, DISPERBYK-2025, BYK-9076, Ajisper PB821 manufactured by Ajinomoto Fine Techno, Ajisper PB822, Ajisper PB881 and the like.
이들 고분자 화합물은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.These polymer compounds may be used singly or in combination of two or more.
고분자 화합물의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2013-249417호의 단락 0127~0129에 기재된 고분자 화합물을 참조할 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다.As specific examples of the polymer compound, reference may be made to the polymer compounds described in paragraphs 0127 to 0129 of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2013-249417, the contents of which are incorporated herein by reference.
분산제로서는, 상기의 고분자 화합물 이외에, 일본 공개특허공보 2010-106268호의 단락 0037~0115(대응하는 US2011/0124824의 단락 0075~0133란)의 그래프트 공중합체를 사용할 수 있고, 이들 내용은 원용할 수 있으며, 본 명세서에 포함된다.As the dispersant, in addition to the above-mentioned polymer compounds, graft copolymers of JP-A No. 2010-106268, paragraphs 0037 to 0115 (corresponding to paragraphs 0075 to 0133 of US2011 / 0124824), may be used , Incorporated herein by reference.
상기 이외에도, 일본 공개특허공보 2011-153283호의 단락 0028~0084(대응하는 US2011/0279759의 단락 0075~0133란)의 산성기가 연결기를 통하여 결합하여 이루어지는 측쇄 구조를 함유하는 구성 성분을 함유하는 고분자 화합물을 사용할 수 있고, 이들 내용은 원용할 수 있으며, 본 명세서에 포함된다.In addition to the above, a polymer compound containing a constituent component containing a side chain structure formed by bonding an acidic group of the paragraphs 0028 to 0084 (corresponding to paragraphs 0075 to 0133 of US2011 / 0279759) of JP-A No. 2011-153283 via a linking group The contents of which are expressly incorporated herein by reference.
<바인더 수지><Binder Resin>
경화성 조성물은, 바인더 수지를 함유하는 것이 바람직하다.The curable composition preferably contains a binder resin.
바인더 수지의 함유량은, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 0.1질량% 이상이 바람직하고, 0.3질량% 이상이 보다 바람직하며, 0.9질량% 이상이 더 바람직하고, 1.9질량% 이상이 특히 바람직하며, 30질량% 이하가 바람직하고, 25질량% 이하가 보다 바람직하며, 18질량% 이하가 더 바람직하고, 10질량% 이하가 특히 바람직하다.The content of the binder resin is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, further preferably 0.9% by mass or more, particularly preferably 1.9% by mass or more, and most preferably 30% by mass or more, based on the total solid content of the curable composition. By mass or less, more preferably 25% by mass or less, further preferably 18% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.
바인더 수지의 함유량이, 1.9질량% 이상 10질량% 이하이면, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의 패턴 형상이 보다 우수하다.When the content of the binder resin is 1.9 mass% or more and 10 mass% or less, the pattern shape of the cured film obtained by curing the curable composition is more excellent.
바인더 수지는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 바인더 수지를 2종 이상 병용하는 경우는, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.One kind of binder resin may be used alone, or two or more kinds of binder resins may be used in combination. When two or more kinds of binder resins are used in combination, it is preferable that the total amount is within the above range.
바인더 수지로서는, 선상 유기 폴리머를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 선상 유기 폴리머로서는, 공지의 것을 임의로 사용할 수 있다. 바람직하게는, 수현상(水現像) 또는 약알칼리수 현상을 가능하게 하기 위하여, 물 또는 약알칼리수에 가용성 또는 팽윤성인 선상 유기 폴리머가 선택된다. 그 중에서도, 바인더 수지로서는, 알칼리 가용성 수지(알칼리 가용성을 촉진하는 기를 함유하는 수지)가 특히 바람직하다.As the binder resin, it is preferable to use a linear organic polymer. As such a linear organic polymer, any known one can be used. Preferably, a linear organic polymer that is soluble or swellable in water or weak alkaline water is selected to enable water development or weak alkaline development. Among them, an alkali-soluble resin (a resin containing a group capable of promoting alkali solubility) is particularly preferable as the binder resin.
바인더 수지로서는, 선상 유기 폴리머로서, 분자(바람직하게는, (메트)아크릴계 공중합체, 또는 스타이렌계 공중합체를 주쇄로 하는 분자) 중 적어도 하나의 알칼리 가용성을 촉진하는 기를 함유하는 알칼리 가용성 수지 중에서 적절히 선택할 수 있다. 내열성의 관점에서는, 폴리하이드록시스타이렌계 수지, 폴리실록세인계 수지, (메트)아크릴계 수지, (메트)아크릴아마이드계 수지, (메트)아크릴/(메트)아크릴아마이드 공중합체 수지, 에폭시계 수지 및 폴리이미드계 수지가 바람직하고, 현상성 제어의 관점에서는, (메트)아크릴계 수지, (메트)아크릴아마이드계 수지, (메트)아크릴/(메트)아크릴아마이드 공중합체 수지 또는 폴리이미드계 수지가 보다 바람직하다.As the binder resin, it is preferable to use, as the linear organic polymer, an alkali-soluble resin containing at least one group capable of promoting alkali solubility among molecules (preferably, a (meth) acrylic copolymer or a styrene- You can choose. (Meth) acrylic resin, (meth) acrylamide resin, (meth) acrylic / (meth) acrylamide copolymer resin, epoxy resin and polyimide resin are preferable from the viewpoint of heat resistance. (Meth) acrylic resin, (meth) acrylamide resin, (meth) acrylic / (meth) acrylamide copolymer resin or polyimide resin is more preferable from the viewpoint of development control .
알칼리 가용성을 촉진하는 기(이하, 산기라고도 함)로서는, 예를 들면 카복실산기, 인산기, 설폰산기, 및 페놀성 수산기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 유기 용제에 가용이고 약알칼리 수용액에 의하여 현상 가능한 것이 바람직하며, (메트)아크릴산 유래의 구조 단위를 함유하는 알칼리 가용성 수지를 보다 바람직한 것으로서 들 수 있다. 이들 산기는, 1종뿐이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.Examples of the group capable of promoting alkali solubility (hereinafter also referred to as acid group) include a carboxylic acid group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, and a phenolic hydroxyl group. Among them, those soluble in an organic solvent and capable of being developed by a weakly alkaline aqueous solution are preferable, and alkali-soluble resins containing structural units derived from (meth) acrylic acid are more preferable. These acid groups may be one kind or two or more kinds.
바인더 수지로서는, 예를 들면 측쇄에 카복실산기를 함유하는 라디칼 중합체를 들 수 있다. 측쇄에 카복실산기를 함유하는 라디칼 중합체로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 소59-044615호, 일본 공고특허공보 소54-034327호, 일본 공고특허공보 소58-012577호, 일본 공고특허공보 소54-025957호, 일본 공개특허공보 소54-092723호, 일본 공개특허공보 소59-053836호, 및 일본 공개특허공보 소59-071048호에 기재되어 있는 것을 들 수 있다. 측쇄에 카복실산기를 함유하는 라디칼 중합체로서는, 카복실산기를 함유하는 모노머를 단독 또는 공중합시킨 수지, 산무수물을 함유하는 모노머를 단독 또는 공중합시켜 얻은 산무수물 유닛을, 가수분해, 하프 에스터화 또는 하프 아마이드화시킨 수지, 및 에폭시 수지를 불포화 모노 카복실산 및 산무수물로 변성시킨 에폭시아크릴레이트 등을 들 수 있다.As the binder resin, there can be mentioned, for example, a radical polymer containing a carboxylic acid group in the side chain. Examples of the radical polymer containing a carboxylic acid group in the side chain include those described in JP-A-59-044615, JP-A-54-034327, JP-A-58-012577, JP- 025957, JP-A-54-092723, JP-A-59-053836, and JP-A-59-071048. Examples of the radical polymer containing a carboxylic acid group in the side chain include a resin obtained by singly or copolymerizing a monomer containing a carboxylic acid group or an acid anhydride unit obtained by copolymerizing monomers containing an acid anhydride either by hydrolysis, Resins, and epoxy acrylates obtained by modifying epoxy resins with unsaturated monocarboxylic acids and acid anhydrides.
카복실산기를 함유하는 모노머로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산, 및 4-카복실스타이렌 등을 들 수 있다. 측쇄에 카복실산기를 함유하는 산성 셀룰로스 유도체도 예로서 들 수 있다.Examples of the monomer containing a carboxylic acid group include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and 4-carboxystyrene. Acidic cellulose derivatives containing a carboxylic acid group in the side chain are also exemplified.
산무수물을 함유하는 모노머로서는, 무수 말레산 등을 들 수 있다. 이 밖에 수산기를 함유하는 중합체에 환상 산무수물을 부가시킨 것 등이 유용하다.Monomers containing an acid anhydride include maleic anhydride and the like. In addition, it is useful to add a cyclic acid anhydride to a polymer containing a hydroxyl group.
산기를 함유하는 아세탈 변성 폴리바이닐알코올계 바인더 수지가, 유럽 특허공보 제993966호, 유럽 특허공보 제1204000호, 및 일본 공개특허공보 2001-318463호 등의 각 공보에 기재되어 있다. 산기를 함유하는 아세탈 변성 폴리바이닐알코올계 바인더 수지는, 막강도, 및 현상성의 밸런스가 우수하여 적합하다.Acetal-modified polyvinyl alcohol-based binder resins containing an acid group are described in publications such as European Patent Publication No. 993966, European Patent Publication No. 1204000, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-318463. The acetal-modified polyvinyl alcohol-based binder resin containing an acid group is suitable because of excellent balance of film strength and developability.
또한, 수용성 선상 유기 폴리머로서, 폴리바이닐피롤리돈, 또는 폴리에틸렌옥사이드 등이 유용하다. 또, 경화 피막의 강도를 높이기 위하여, 알코올 가용성 나일론, 및 2,2-비스-(4-하이드록시페닐)-프로페인과 에피클로로하이드린의 반응물인 폴리에터 등도 유용하다.As the water-soluble linear organic polymer, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide and the like are useful. In addition, in order to increase the strength of the cured coating, alcohol-soluble nylon and a polyether which is a reaction product of 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -propane and epichlorohydrin are also useful.
국제 공개공보 제2008/123097호에 기재된 폴리이미드 수지도 유용하다.The polyimide resin described in International Publication No. 2008/123097 is also useful.
이들 중에서도, 〔벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산/필요에 따라 그 외의 부가 중합성 바이닐 모노머〕 공중합체, 및 〔알릴(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산/필요에 따라 그 외의 부가 중합성 바이닐 모노머〕 공중합체는, 막강도, 감도, 및 현상성의 밸런스가 우수하여 적합하다.Among them, a copolymer of [benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / optionally other addition polymerizable vinyl monomer] and [allyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / Polymerizable vinyl monomer] copolymer is suitable because it has excellent balance among film strength, sensitivity, and developability.
시판품으로서는, 예를 들면 아크리베이스 FF-187, FF-426(후지쿠라 가세이사제), 아크리큐어 RD-F8(닛폰 쇼쿠바이), 및 다이셀 올넥스제 사이클로머 P(ACA)230AA 등을 들 수 있다.Examples of commercially available products include ACRYBASE FF-187, FF-426 (manufactured by Fujikura Chemical Industry Co., Ltd.), ACRYLICURE RD-F8 (manufactured by Nippon Shokubai), and DAICEL OLEX CYCLOMER P (ACA) .
바인더 수지의 제조에는, 예를 들면 공지의 라디칼 중합법에 의한 방법을 적용할 수 있다. 라디칼 중합법으로 바인더 수지를 제조할 때의 온도, 압력, 라디칼 개시제의 종류 및 그 양과, 용제의 종류 등의 중합 조건은, 당업자에 있어서 용이하게 설정 가능하다.For the production of the binder resin, for example, a known radical polymerization method can be applied. The polymerization conditions such as the temperature and pressure at the time of producing the binder resin by the radical polymerization method, the kind and amount of the radical initiator, and the kind of the solvent can be easily set by those skilled in the art.
바인더 수지로서, 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위와, 산기(알칼리 가용성기)를 함유하는 구조 단위를 함유하는 폴리머를 사용하는 것도 바람직하다.As the binder resin, it is also preferable to use a polymer containing a structural unit containing a graft chain and a structural unit containing an acid group (alkali-soluble group).
그래프트쇄를 함유하는 구조 단위의 정의는, 상기의 분산제가 함유하는 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위와 동의이며, 또 적합 범위도 동일하다.The definition of the structural unit containing the graft chain is the same as that of the structural unit containing the graft chain contained in the above-mentioned dispersant, and the preferable range is also the same.
산기로서는, 예를 들면 카복실산기, 설폰산기, 인산기, 또는 페놀성 수산기 등을 들 수 있고, 카복실산기, 설폰산기, 및 인산기 중 적어도 1종이 바람직하며, 카복실산기가 보다 바람직하다.Examples of the acid group include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a phenolic hydroxyl group, and at least one of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group is preferable, and a carboxylic acid group is more preferable.
(산기를 함유하는 구조 단위)(Structural unit containing an acid group)
산기를 함유하는 구조 단위로서는, 하기 식 (vii)~식 (ix)로 나타나는 단량체에서 유래한 구조 단위로부터 선택된 1종 이상의 구조 단위를 함유하는 것이 바람직하다.The structural unit containing an acid group preferably contains at least one structural unit selected from structural units derived from monomers represented by the following formulas (vii) to (ix).
[화학식 26](26)
식 (vii)~식 (ix) 중, R21, R22, 및 R23은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자(예를 들면, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자 등), 또는 탄소수가 1~6인 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등)를 나타낸다.In the formulas (vii) to (ix), R 21 , R 22 and R 23 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom) An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, propyl, etc.).
식 (vii)~식 (ix) 중, R21, R22, 및 R23은, 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 탄소수가 1~3인 알킬기인 것이 바람직하고, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기인 것이 보다 바람직하다. 식 (vii) 중, R21 및 R23은, 각각 수소 원자인 것이 특히 바람직하다.In the formulas (vii) to (ix), R 21 , R 22 and R 23 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and each independently a hydrogen atom or a methyl group More preferable. In the formula (vii), it is particularly preferable that R 21 and R 23 are each a hydrogen atom.
식 (vii) 중의 X2는, 산소 원자(-O-) 또는 이미노기(-NH-)를 나타내고, 산소 원자인 것이 바람직하다.X 2 in the formula (vii) represents an oxygen atom (-O-) or an imino group (-NH-), preferably an oxygen atom.
식 (viii) 중의 Y는, 메타인기 또는 질소 원자를 나타낸다.Y in the formula (viii) represents a methoxy group or a nitrogen atom.
식 (vii)~식 (ix) 중의 L2는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. 2가의 연결기의 예로서는, 2가의 지방족기(예를 들면, 알킬렌기, 치환 알킬렌기, 알켄일렌기, 치환 알켄일렌기, 알카인일렌기, 및 치환 알카인일렌기), 2가의 방향족기(예를 들면, 아릴렌기, 및 치환 아릴렌기), 2가의 복소환기, 산소 원자(-O-), 황 원자(-S-), 이미노기(-NH-), 치환 이미노 결합(-NR41'-, 여기에서 R41'은 지방족기, 방향족기 또는 복소환기), 카보닐 결합(-CO-), 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.L 2 in formulas (vii) to (ix) represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a divalent aliphatic group (e.g., an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group, an alkenylene group, and a substituted alkenylene group) (-O-), a sulfur atom (-S-), an imino group (-NH-), a substituted imino group (-NR 41 ' ), a substituted or unsubstituted arylene group -, wherein R 41 ' is an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group), a carbonyl bond (-CO-), and combinations thereof.
2가의 지방족기는, 환상 구조 또는 분기 구조를 갖고 있어도 된다. 지방족기의 탄소수는, 1~20이 바람직하고, 1~15가 보다 바람직하며, 1~10이 더 바람직하다. 지방족기는 불포화 지방족기보다 포화 지방족기가 바람직하다. 지방족기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예로서는, 할로젠 원자, 하이드록시기, 방향족기 및 복소환기를 들 수 있다.The divalent aliphatic group may have a cyclic structure or a branched structure. The carbon number of the aliphatic group is preferably from 1 to 20, more preferably from 1 to 15, and even more preferably from 1 to 10. The aliphatic group is preferably a saturated aliphatic group rather than an unsaturated aliphatic group. The aliphatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxyl group, an aromatic group and a heterocyclic group.
2가의 방향족기의 탄소수는, 6~20이 바람직하고, 6~15가 보다 바람직하며, 6~10이 더 바람직하다. 방향족기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예는, 할로젠 원자, 하이드록시기, 지방족기, 방향족기 및 복소환기를 들 수 있다.The carbon number of the divalent aromatic group is preferably from 6 to 20, more preferably from 6 to 15, and still more preferably from 6 to 10. The aromatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxyl group, an aliphatic group, an aromatic group and a heterocyclic group.
2가의 복소환기는, 복소환으로서 5원환 또는 6원환을 함유하는 것이 바람직하다. 복소환에 다른 복소환, 지방족환 또는 방향족환 중 1개 이상이 축합되어 있어도 된다. 복소환기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예로서는, 할로젠 원자, 하이드록시기, 옥소기(=O), 싸이옥소기(=S), 이미노기(=NH), 치환 이미노기(=N-R42, 여기에서 R42는 지방족기, 방향족기 또는 복소환기), 지방족기, 방향족기 및 복소환기를 들 수 있다.The divalent heterocyclic group preferably contains a 5-membered ring or a 6-membered ring as a heterocyclic ring. The heterocyclic ring may be condensed with one or more of other heterocyclic, aliphatic or aromatic rings. The heterocyclic group may have a substituent. Examples of the substituent, a halogen atom, a hydroxyl group, an oxo group (= O), Im oxo group (= S), imino group (= NH), a substituted imino group (= NR 42, where R 42 is an aliphatic group, An aromatic group or a heterocyclic group), an aliphatic group, an aromatic group and a heterocyclic group.
L2는, 단결합, 알킬렌기 또는 옥시알킬렌 구조를 함유하는 2가의 연결기인 것이 바람직하다. 옥시알킬렌 구조는, 옥시에틸렌 구조 또는 옥시프로필렌 구조인 것이 보다 바람직하다. L2는, 옥시알킬렌 구조를 2 이상 반복하여 함유하는 폴리옥시알킬렌 구조를 포함하고 있어도 된다. 폴리옥시알킬렌 구조로서는, 폴리옥시에틸렌 구조 또는 폴리옥시프로필렌 구조가 바람직하다. 폴리옥시에틸렌 구조는, -(OCH2CH2)n-으로 나타나고, n은, 2 이상의 정수가 바람직하며, 2~10의 정수인 것이 보다 바람직하다.L 2 is preferably a divalent linking group containing a single bond, an alkylene group or an oxyalkylene structure. The oxyalkylene structure is more preferably an oxyethylene structure or an oxypropylene structure. L 2 may contain a polyoxyalkylene structure containing two or more oxyalkylene structures repeatedly. As the polyoxyalkylene structure, a polyoxyethylene structure or a polyoxypropylene structure is preferable. The polyoxyethylene structure is represented by - (OCH 2 CH 2 ) n-, and n is preferably an integer of 2 or more, more preferably an integer of 2 to 10.
식 (vii)~식 (ix) 중, Z2는, 산기이며, 카복실산기인 것이 바람직하다.In the formulas (vii) to (ix), Z 2 is an acid group and is preferably a carboxylic acid group.
식 (ix) 중, R24, R25, 및 R26은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자(예를 들면, 불소, 염소, 브로민 등), 탄소수가 1~6인 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등), -Z2, 또는 L2-Z2를 나타낸다. 여기에서 L2 및 Z2는, 상기에 있어서의 L2 및 Z2와 동의이며, 바람직한 예도 동일하다. R24, R25, 및 R26으로서는, 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 탄소수가 1~3인 알킬기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.R 24 , R 25 and R 26 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom (for example, fluorine, chlorine or bromine), an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (for example, For example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, etc.), -Z 2 , or L 2 -Z 2 . Here, L 2 and Z 2 are, and L 2 and Z 2 as agreed in the above, preferred examples are the same. R 24 , R 25 , and R 26 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom.
식 (vii)로 나타나는 단량체로서, R21, R22, 및 R23이 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이며, L2가 알킬렌기 또는 옥시알킬렌 구조를 함유하는 2가의 연결기이고, X2가 산소 원자 또는 이미노기이며, Z2가 카복실산기인 화합물이 바람직하다.Wherein R 21 , R 22 and R 23 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, L 2 is a divalent linking group containing an alkylene group or an oxyalkylene structure, X 2 is an oxygen An atom or an imino group, and Z < 2 > is a carboxylic acid group.
식 (vii)로 나타나는 단량체로서, R21이 수소 원자 또는 메틸기이며, L2가 알킬렌기이고, Z2가 카복실산기이며, Y가 메타인기인 화합물이 바람직하다.As the monomer represented by the formula (vii), a compound wherein R 21 is a hydrogen atom or a methyl group, L 2 is an alkylene group, Z 2 is a carboxylic acid group, and Y is a meta-group is preferable.
또한, 식 (ix)로 나타나는 단량체로서, R24, R25, 및 R26이 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이며, Z2가 카복실산기인 화합물이 바람직하다.As the monomer represented by the formula (ix), a compound wherein R 24 , R 25 , and R 26 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and Z 2 is a carboxylic acid group is preferable.
바인더 수지는, 상기의 그래프트쇄를 함유하는 구조 단위를 함유하는 분산제와 동일한 방법에 의하여 합성할 수 있고, 그 바람직한 산가, 중량 평균 분자량도 동일하다.The binder resin can be synthesized by the same method as the dispersing agent containing the structural unit containing the above graft chain, and its preferable acid value and weight average molecular weight are also the same.
바인더 수지는, 산기를 함유하는 구조 단위를 1종 또는 2종 이상 가져도 된다.The binder resin may contain one or more structural units containing an acid group.
산기를 함유하는 구조 단위의 함유량은, 질량 환산으로, 바인더 수지의 총 질량에 대하여, 5~95%인 것이 바람직하고, 알칼리 현상에 의한 화상 강도의 데미지 억제라는 관점에서, 10~90%인 것이 보다 바람직하다.The content of the structural unit containing an acid group is preferably 5 to 95% by mass with respect to the total mass of the binder resin, and is preferably 10 to 90% from the viewpoint of suppressing the damage of the image strength caused by the alkali development More preferable.
<계면활성제><Surfactant>
경화성 조성물은, 계면활성제를 함유하는 것이 바람직하다. 계면활성제는, 경화성 조성물의 도포성 향상에 기여한다.The curable composition preferably contains a surfactant. The surfactant contributes to the improvement of the coatability of the curable composition.
경화성 조성물이, 계면활성제를 함유하는 경우, 계면활성제의 함유량으로서는, 경화성 조성물의 전체 질량에 대하여, 0.001~2.0질량%가 바람직하고, 0.005~1.0질량%가 보다 바람직하다.When the curable composition contains a surfactant, the content of the surfactant is preferably 0.001 to 2.0% by mass, more preferably 0.005 to 1.0% by mass based on the total mass of the curable composition.
계면활성제는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 계면활성제를 2종 이상 병용하는 경우는, 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.The surfactant may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds of surfactants are used in combination, the total amount is preferably within the above range.
계면활성제로서는, 예를 들면 불소계 계면활성제, 비이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 및 실리콘계 계면활성제 등을 들 수 있다.Examples of the surfactant include a fluorine surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a silicone surfactant.
예를 들면, 경화성 조성물이 불소계 계면활성제를 함유함으로써, 경화성 조성물의 액 특성(특히, 유동성)이 보다 향상된다. 즉, 불소계 계면활성제를 함유하는 경화성 조성물을 이용하여 막 형성하는 경우에 있어서는, 피도포면과 도포액의 계면 장력을 저하시킴으로써, 피도포면에 대한 습윤성이 개선되어, 피도포면에 대한 도포성이 향상된다. 이로 인하여, 소량의 액량으로 수μm 정도의 박막을 형성한 경우여도, 두께 편차가 작은 균일한 두께의 막 형성을 보다 적합하게 행할 수 있는 점에서 유효하다.For example, the liquid property (particularly, fluidity) of the curable composition is further improved by containing the fluorinated surfactant in the curable composition. That is, when a film is formed using a curable composition containing a fluorine-based surfactant, wettability to the surface to be coated is improved by lowering the interfacial tension between the surface to be coated and the coating liquid, and coating property to the surface to be coated is improved . Thus, even when a thin film of about several micrometers is formed in a small amount of liquid, it is effective in that it is possible to more appropriately form a film having a uniform thickness with a small thickness deviation.
불소계 계면활성제 중의 불소 함유율은, 3~40질량%가 적합하고, 5~30질량%가 보다 바람직하며, 7~25질량%가 더 바람직하다. 불소 함유율이 이 범위 내인 불소계 계면활성제는, 도포막의 두께의 균일성 및/또는 성액성(省液性)의 점에서 효과적이며, 경화성 조성물 중에 있어서의 용해성도 양호하다.The fluorine content in the fluorine surfactant is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and most preferably 7 to 25% by mass. The fluorine-containing surfactant having a fluorine content within this range is effective from the viewpoints of the uniformity of the thickness of the coating film and / or the liquid-storing property (solubility), and the solubility in the curable composition is also good.
불소계 계면활성제로서는, 예를 들면 메가팍 F171, 동 F172, 동 F173, 동 F176, 동 F177, 동 F141, 동 F142, 동 F143, 동 F144, 동 R30, 동 F437, 동 F475, 동 F479, 동 F482, 동 F554, 동 F780(이상, DIC(주)제), 플루오라드 FC430, 동 FC431, 동 FC171(이상, 스미토모 3M(주)제), 서프론 S-382, 동 SC-101, 동 SC-103, 동 SC-104, 동 SC-105, 동 SC-1068, 동 SC-381, 동 SC-383, 동 S-393, 동 KH-40(이상, 아사히 글라스(주)제), PF636, PF656, PF6320, PF6520, PF7002(OMNOVA사제) 등을 들 수 있다.Examples of the fluorine-based surfactant include Megapak F171, Dong F172, Dong F173, Dong F176, Dong F177, Dong F141, Dong F142, Dong F143, Dong F144, Dong R30, Dong F437, Dong F475, Dong F479, Dong F482 (Manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Surflon S-382, SC-101 and SC-101 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), F554 and F780 (manufactured by DIC Corporation), Fluorad FC430, (Manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), PF636, PF656 (manufactured by Asahi Kasei Corporation), SC-103, SC-104, SC-105, SC- , PF6320, PF6520, PF7002 (manufactured by OMNOVA), and the like.
불소계 계면활성제로서 블록 폴리머를 이용할 수도 있고, 구체예로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2011-089090호에 기재된 화합물을 들 수 있다. 하기 식으로 나타나는 화합물 (F-1)도 불소계 계면활성제로서 들 수 있다. 화합물 (F-1)에 있어서, 식 중 (A) 및 (B)로 나타나는 구조 단위는 각각 62몰%, 38몰%이다. 식 (B)로 나타나는 구조 단위 중, a, b, c는, 각각 a+c=14, b=17의 관계를 충족시킨다. 또한, 하기 화합물의 중량 평균 분자량은, 예를 들면 15, 311이다.As the fluorine-based surfactant, a block polymer may be used. Specific examples thereof include the compounds described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2011-089090. The compound (F-1) represented by the following formula may also be mentioned as a fluorochemical surfactant. In the compound (F-1), the structural units represented by (A) and (B) in the formula are 62 mol% and 38 mol%, respectively. Among the structural units represented by the formula (B), a, b, and c satisfy the relationship of a + c = 14 and b = 17, respectively. The weight average molecular weight of the following compounds is, for example, 15, 311.
[화학식 27](27)
비이온계 계면활성제로서 구체적으로는, 글리세롤, 트라이메틸올프로페인, 트라이메틸올에테인과 이들의 에톡실레이트 및 프로폭실레이트(예를 들면, 글리세롤프로폭실레이트, 글리세린에톡실레이트 등), 폴리옥시에틸렌라우릴에터, 폴리옥시에틸렌스테아릴에터, 폴리옥시에틸렌올레일에터, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에터, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에터, 폴리에틸렌글라이콜다이라우레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이스테아레이트, 소비탄 지방산 에스터(BASF사제의 플루로닉 L10, L31, L61, L62, 10R5, 17R2, 25R2, 테트로닉 304, 701, 704, 901, 904, 150R1), 솔스퍼스 20000(니혼 루브리졸(주)) 등을 들 수 있다. 또, 다케모토 유시(주)제의 파이오닌 D-6112-W, 와코 준야쿠 고교사제의, NCW-101, NCW-1001, NCW-1002를 사용할 수도 있다.Specific examples of the nonionic surfactant include glycerol, trimethylol propane, trimethylol ethane and their ethoxylates and propoxylates (for example, glycerol propoxylate, glycerin ethoxylate and the like), poly Polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol diallylate, polyethylene glycol Colloxystearate and sorbitan fatty acid ester (Pluronic L10, L31, L61, L62, 10R5, 17R2, 25R2, Tetronic 304, 701, 704, 901, 904 and 150R1 manufactured by BASF) Lubrizol Corporation) and the like. Pionein D-6112-W manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd., NCW-101, NCW-1001 and NCW-1002 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. may also be used.
양이온계 계면활성제로서 구체적으로는, 프탈로사이아닌 유도체(상품명, EFKA-745, 모리시타 산교(주)제), 오가노실록세인 폴리머 KP341(신에쓰 가가쿠 고교(주)제), (메트)아크릴산계 (공)중합체 폴리플로 No. 75, No. 90, No. 95(교에이샤 가가쿠(주)제), W001(유쇼(주)) 등을 들 수 있다.Specific examples of the cationic surfactant include phthalocyanine derivatives (trade name, EFKA-745, manufactured by Morishita Sangyo Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Acrylic acid-based (co) polymer Polflor No. 75, No. 90, No. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and W001 (manufactured by Yusoh Co., Ltd.).
음이온계 계면활성제로서 구체적으로는, W004, W005, W017(유쇼(주)) 등을 들 수 있다.Specific examples of the anionic surfactant include W004, W005 and W017 (Yusho Co., Ltd.) and the like.
실리콘계 계면활성제로서는, 예를 들면 도레이·다우코닝(주)제 "도레이 실리콘 DC3PA", "도레이 실리콘 SH7PA", "도레이 실리콘 DC11PA", "도레이 실리콘 SH21PA", "도레이 실리콘 SH28PA", "도레이 실리콘 SH29PA", "도레이 실리콘 SH30PA", "도레이 실리콘 SH8400", 모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈사제 "TSF-4440", "TSF-4300", "TSF-4445", "TSF-4460", "TSF-4452", 신에쓰 실리콘 가부시키가이샤제 "KP341", "KF6001", "KF6002", 빅케미사제 "BYK307", "BYK323", "BYK330" 등을 들 수 있다.Examples of silicon based surfactants include fluororesins such as "TORAY Silicon DC3PA", "TORAY Silicone SH7PA", "TORAY Silicon DC11PA", "TORAY Silicone SH21PA", "TORAY Silicone SH28PA", "DORAY Silicone SH29PA TSF-4440 "," TSF-4445 "," TSF-4460 "," TSF-4452 "," Tory Silicone SH8400 "and" TSF-4440 "manufactured by Momentive Performance Materials "KF341", "KF6001", and "KF6002" manufactured by Shin-Etsu Silicones Co., Ltd., "BYK307", "BYK323", and "BYK330" manufactured by Big Chemie.
<실레인 커플링제><Silane coupling agent>
실레인 커플링제란, 분자 중에 가수분해성기와 그것 이외의 관능기를 함유하는 화합물이다. 또한, 알콕시기 등의 가수분해성기는, 규소 원자에 결합되어 있다.The silane coupling agent is a compound containing a hydrolyzable group and a functional group other than the hydrolyzable group in the molecule. The hydrolyzable group such as an alkoxy group is bonded to a silicon atom.
가수분해성기란, 규소 원자에 직결하고, 가수분해 반응 및/또는 축합 반응에 의하여 실록세인 결합을 발생시킬 수 있는 치환기를 말한다. 가수분해성기로서는, 예를 들면 할로젠 원자, 알콕시기, 아실옥시기, 및 알켄일옥시기를 들 수 있다. 가수분해성기가 탄소 원자를 함유하는 경우, 그 탄소수는 6 이하인 것이 바람직하고, 4 이하인 것이 보다 바람직하다. 특히, 탄소수 4 이하의 알콕시기 또는 탄소수 4 이하의 알켄일옥시기가 바람직하다.The hydrolyzable group means a substituent which is directly bonded to a silicon atom and capable of generating a siloxane bond by a hydrolysis reaction and / or a condensation reaction. Examples of the hydrolyzable group include a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, and an alkenyloxy group. When the hydrolyzable group contains a carbon atom, the carbon number thereof is preferably 6 or less, more preferably 4 or less. Particularly, an alkoxy group having 4 or less carbon atoms or an alkenyloxy group having 4 or less carbon atoms is preferable.
기판 상에 경화막을 형성하는 경우, 실레인 커플링제는 기판과 경화막 간의 밀착성을 향상시키기 위하여, 불소 원자 및 규소 원자(단, 가수분해성기가 결합한 규소 원자는 제외함)를 포함하지 않는 것이 바람직하고, 불소 원자, 규소 원자(단, 가수분해성기가 결합한 규소 원자는 제외함), 규소 원자로 치환된 알킬렌기, 탄소수 8 이상의 직쇄 알킬기, 및 탄소수 3 이상의 분쇄 알킬기는 포함하지 않는 것이 바람직하다.When a cured film is formed on a substrate, it is preferable that the silane coupling agent does not contain a fluorine atom and a silicon atom (except for the silicon atom bonded to the hydrolyzable group) in order to improve the adhesion between the substrate and the cured film , A fluorine atom, a silicon atom (except for the silicon atom bonded to the hydrolyzable group), an alkylene group substituted with a silicon atom, a straight chain alkyl group having a carbon number of 8 or more, and a branched alkyl group having a carbon number of 3 or more.
실레인 커플링제는, 이하의 식 (Z)로 나타나는 기를 함유하는 것이 바람직하다. *는 결합 위치를 나타낸다.The silane coupling agent preferably contains a group represented by the following formula (Z). * Indicates the binding position.
식 (Z) *-Si-(RZ1)3 (Z) * -Si- (R Z1 ) 3
식 (Z) 중, RZ1은 가수분해성기를 나타내고, 그 정의는 상기와 같다.In the formula (Z), R Z1 represents a hydrolyzable group and its definition is the same as described above.
실레인 커플링제는, (메트)아크릴로일옥시기, 에폭시기, 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 경화성 관능기를 함유하는 것이 바람직하다. 경화성 관능기는, 직접, 규소 원자에 결합되어도 되고, 연결기를 통하여 규소 원자에 결합되어 있어도 된다.The silane coupling agent preferably contains at least one curable functional group selected from the group consisting of a (meth) acryloyloxy group, an epoxy group, and an oxetane group. The curable functional group may be directly bonded to a silicon atom or may be bonded to a silicon atom through a linking group.
또한, 상기 실레인 커플링제에 포함되는 경화성 관능기의 적합 양태로서는, 라디칼 중합성기도 들 수 있다.In addition, examples of the favorable mode of the curable functional group contained in the silane coupling agent include a radical polymerizable group.
실레인 커플링제의 분자량은 특별히 제한되지 않고, 취급성의 점에서, 100~1,000인 경우가 많으며, 270 이상이 바람직하고, 270~1,000이 보다 바람직하다.The molecular weight of the silane coupling agent is not particularly limited and is preferably from 100 to 1,000, more preferably from 270 to 270, and still more preferably from 270 to 1,000, from the viewpoint of handling.
실레인 커플링제의 적합 양태의 하나로서는, 식 (W)로 나타나는 실레인 커플링제 X를 들 수 있다.One example of the preferred embodiment of the silane coupling agent is the silane coupling agent X represented by the formula (W).
식 (W) RZ2-Lz-Si-(RZ1)3 (W) ???????? R Z2 -Lz-Si- (R Z1 ) 3 ?????
Rz1은, 가수분해성기를 나타내고, 정의는 상기와 같다.R z1 represents a hydrolyzable group, and the definitions are the same as above.
Rz2는, 경화성 관능기를 나타내고, 정의는 상기와 같으며, 적합 범위도 상기와 같다.R z2 represents a curable functional group, the definitions are the same as above, and the preferable range is as described above.
Lz는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. Lz가 2가의 연결기를 나타내는 경우, 2가의 연결기로서는, 할로젠 원자가 치환되어 있어도 되는 알킬렌기, 할로젠 원자가 치환되어 있어도 되는 아릴렌기, -NR12-, -CONR12-, -CO-, -CO2-, SO2NR12-, -O-, -S-, -SO2-, 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 그 중에서도, 탄소수 2~10의 할로젠 원자가 치환되어 있어도 되는 알킬렌기 및 탄소수 6~12의 할로젠 원자가 치환되어 있어도 되는 아릴렌기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 또는 이들 기와 -NR12-, -CONR12-, -CO-, -CO2-, SO2NR12-, -O-, -S-, 및 SO2-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기의 조합으로 이루어지는 기가 바람직하고, 탄소수 2~10의 할로젠 원자가 치환되어 있어도 되는 알킬렌기, -CO2-, -O-, -CO-, -CONR12-, 또는 이들의 기의 조합으로 이루어지는 기가 보다 바람직하다. 여기에서, 상기 R12는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.Lz represents a single bond or a divalent linking group. When Lz represents a divalent linking group, examples of the divalent linking group include an alkylene group which may be substituted with a halogen atom, an arylene group which may be substituted with a halogen atom, -NR 12 -, -CONR 12 -, -CO-, -CO 2 -, SO 2 NR 12 -, -O-, -S-, -SO 2 -, or a combination thereof. Among these, a carbon number of 2 to 10 halogen atoms, at least one selected from the group consisting of an arylene group that may be substituted with a halogen atom to an alkylene group that may be substituted, and having 6 to 12 species to the, or those groups -NR 12 -, A group formed by a combination of at least one kind of group selected from the group consisting of -CONR 12 -, -CO-, -CO 2 -, SO 2 NR 12 -, -O-, -S-, and SO 2 - , An alkylene group which may be substituted with a halogen atom having 2 to 10 carbon atoms, -CO 2 -, -O-, -CO-, -CONR 12 -, or a group formed by a combination of these groups. Here, R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group.
실레인 커플링제 X로서는, N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필-메틸다이메톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교사제, 상품명 KBM-602), N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필-트라이메톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교사제, 상품명 KBM-603), N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필-트라이에톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교사제, 상품명 KBE-602), γ-아미노프로필-트라이메톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교사제, 상품명 KBM-903), γ-아미노프로필-트라이에톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교사제, 상품명 KBE-903), 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교사제, 상품명 KBM-503), 및 글리시독시옥틸트라이메톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교사제, 상품명 KBM-4803) 등을 들 수 있다.Examples of the silane coupling agent X include N -? - aminoethyl-? -Aminopropyl-methyldimethoxysilane (trade name: KBM-602, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), N- (Trade name: KBE-602, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), N-p-aminoethyl- gamma -aminopropyl-triethoxysilane aminopropyltriethoxysilane (trade name: KBE-903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: KBM-903), 3-aminopropyltrimethoxysilane (Trade name: KBM-503, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and glycidoxy octyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KBM-4803) .
실레인 커플링제의 다른 적합 양태로서는, 분자 내에 적어도 규소 원자와 질소 원자와 경화성 관능기를 갖고, 또한 규소 원자에 결합한 가수분해성기를 함유하는 실레인 커플링제 Y를 들 수 있다.Other suitable examples of the silane coupling agent include a silane coupling agent Y having at least a silicon atom, a nitrogen atom and a curable functional group in the molecule and a hydrolyzable group bonded to a silicon atom.
이 실레인 커플링제 Y는, 분자 내에 적어도 하나의 규소 원자를 가지면 되고, 규소 원자는, 이하의 원자, 치환기와 결합할 수 있다. 이들은 동일한 원자, 치환기여도 되고 달라도 된다. 결합할 수 있는 원자, 치환기는, 수소 원자, 할로젠 원자, 수산기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 알켄일기, 알카인일기, 아릴기, 알킬기 및/또는 아릴기로 치환 가능한 아미노기, 실릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 아릴옥시기 등을 들 수 있다. 이들 치환기는 실릴기, 알켄일기, 알카인일기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 싸이오알콕시기, 알킬기 및/또는 아릴기로 치환 가능한 아미노기, 할로젠 원자, 설폰아마이드기, 알콕시카보닐기, 아마이드기, 유레아기, 암모늄기, 알킬암모늄기, 카복실산기, 또는 그 염, 설포기, 또는 그 염 등으로 더 치환되어 있어도 된다.The silane coupling agent Y may have at least one silicon atom in the molecule, and the silicon atom may be bonded to the following atoms or substituents. They may be the same atom, substitution or different. The substituent is preferably a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an amino group which may be substituted with an alkyl group and / or an aryl group, An alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryloxy group, and the like. These substituents may be substituted with at least one substituent selected from the group consisting of a silyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a thioalkoxy group, an amino group which may be substituted with an alkyl group and / An amido group, an urea group, an ammonium group, an alkylammonium group, a carboxylic acid group, or a salt thereof, a sulfo group, or a salt thereof.
또한, 규소 원자에는 적어도 하나의 가수분해성기가 결합하고 있다. 가수분해성기의 정의는, 상기와 같다.At least one hydrolyzable group is bonded to the silicon atom. The definition of the hydrolyzable group is as described above.
실레인 커플링제 Y에는, 식 (Z)로 나타나는 기가 포함되어 있어도 된다.The silane coupling agent Y may contain a group represented by the formula (Z).
실레인 커플링제 Y는, 분자 내에 질소 원자를 적어도 하나 이상 갖고, 질소 원자는, 2급 아미노기 또는 3급 아미노기의 형태로 존재하는 것이 바람직하며, 즉 질소 원자는 치환기로서 적어도 하나의 유기기를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 아미노기의 구조로서는, 함질소 헤테로환의 부분 구조의 형태로 분자 내에 존재해도 되고, 아닐린 등의 치환 아미노기로서 존재하고 있어도 된다.The silane coupling agent Y preferably has at least one nitrogen atom in the molecule and the nitrogen atom is present in the form of a secondary amino group or a tertiary amino group, that is, the nitrogen atom contains at least one organic group as a substituent . The structure of the amino group may be either in the form of a partial structure of a nitrogen-containing heterocycle or in the form of a substituted amino group such as aniline.
여기에서, 유기기로서는, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기, 아릴기, 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다. 이들은 치환기를 더 가져도 되고, 도입 가능한 치환기로서는, 실릴기, 알켄일기, 알카인일기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 싸이오알콕시기, 아미노기, 할로젠 원자, 설폰아마이드기, 알콕시카보닐기, 카보닐옥시기, 아마이드기, 유레아기, 알킬렌옥시기암모늄기, 알킬암모늄기, 카복실산기, 또는 그 염, 설포기 등을 들 수 있다.Examples of the organic group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and combinations thereof. These substituents may further have a substituent and examples of the substituent which can be introduced include a silyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a thioalkoxy group, an amino group, a halogen atom, a sulfonamido group, An amide group, an urea group, an alkylenoxy group ammonium group, an alkylammonium group, a carboxylic acid group or a salt thereof, and a sulfo group.
질소 원자는, 임의의 유기 연결기를 통하여 경화성 관능기와 결합되어 있는 것이 바람직하다. 바람직한 유기 연결기로서는, 상기의 질소 원자 및 거기에 결합하는 유기기에 도입 가능한 치환기를 들 수 있다.The nitrogen atom is preferably bonded to the curable functional group through an arbitrary organic linking group. Preferable examples of the organic linking group include the nitrogen atom and the substituent which can be introduced into the organic group bonded thereto.
실레인 커플링제 Y에 포함되는 경화성 관능기의 정의는, 상기와 같고, 적합 범위도 상기와 같다.The definition of the curable functional group contained in the silane coupling agent Y is the same as described above, and the preferable range thereof is also the same as described above.
실레인 커플링제 Y는, 경화성 관능기를 1분자 중에 적어도 하나 이상 갖고 있으면 되지만, 경화성 관능기를 2 이상 함유하는 것도 가능하다. 감도, 안정성의 관점에서는, 경화성 관능기를 분자 내에 2~20 함유하는 것이 바람직하고, 4~15 함유하는 것이 보다 바람직하며, 6~10 함유하는 것이 더 바람직하다.The silane coupling agent Y may have at least one curable functional group in one molecule, but may contain two or more curable functional groups. From the viewpoint of sensitivity and stability, the curable functional group is preferably contained in the molecule in an amount of 2 to 20, more preferably 4 to 15, and still more preferably 6 to 10.
실레인 커플링제 X 및 실레인 커플링제 Y의 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 상기의 범위(270 이상이 바람직함)를 들 수 있다.The molecular weight of the silane coupling agent X and the silane coupling agent Y is not particularly limited, but the above range (more preferably 270 or more) may be mentioned.
경화성 조성물 중에 있어서의 실레인 커플링제의 함유량은, 경화성 조성물 중의 전체 고형분에 대하여, 0.1~10질량%가 바람직하고, 0.5~8질량%가 보다 바람직하며, 1.0~6질량%가 더 바람직하다.The content of the silane coupling agent in the curable composition is preferably 0.1 to 10 mass%, more preferably 0.5 to 8 mass%, and further preferably 1.0 to 6 mass%, based on the total solid content in the curable composition.
경화성 조성물은, 실레인 커플링제를 1종 단독으로 포함하고 있어도 되고, 2종 이상을 포함하고 있어도 된다. 경화성 조성물이 실레인 커플링제를 2종 이상 함유하는 경우는, 그 합계가 상기 범위 내이면 된다.The curable composition may contain one kind of silane coupling agent alone or two or more kinds of silane coupling agents. When the curable composition contains two or more silane coupling agents, the total amount may be within the above range.
<자외선 흡수제><Ultraviolet absorber>
경화성 조성물은, 자외선 흡수제를 함유해도 된다. 이로써, 경화막의 패턴의 형상을 보다 우수한(정세(精細)한) 것으로 할 수 있다.The curable composition may contain an ultraviolet absorber. As a result, the shape of the pattern of the cured film can be made more excellent (finer).
자외선 흡수제로서는, 살리실레이트계, 벤조페논계, 벤조트라이아졸계, 치환 아크릴로나이트릴계, 및 트라이아진계의 자외선 흡수제를 사용할 수 있다. 이러한 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2012-068418호의 단락 0137~0142(대응하는 US2012/0068292의 단락 0251~0254)의 화합물을 사용할 수 있고, 이들 내용을 원용할 수 있으며, 본 명세서에 포함된다.As the ultraviolet absorber, salicylate, benzophenone, benzotriazole, substituted acrylonitrile, and triazine ultraviolet absorbers can be used. As specific examples thereof, compounds of paragraphs 0137 to 0142 (corresponding to paragraphs 0251 to 0254 of US2012 / 0068292) of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2012-068418 may be used, and these contents may be used in the specification.
그 밖에 다이에틸아미노-페닐설폰일계 자외선 흡수제(다이토 가가쿠사제, 상품명, UV-503) 등도 적합하게 이용된다.In addition, a diethylamino-phenylsulfone-based ultraviolet absorber (trade name, UV-503, manufactured by Daito Kagaku Co., Ltd.) is suitably used.
자외선 흡수제로서는, 일본 공개특허공보 2012-032556호의 단락 0134~0148에 예시되는 화합물을 들 수 있다.Examples of the ultraviolet absorber include compounds exemplified in paragraphs 0134 to 0148 of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2012-032556.
자외선 흡수제의 함유량은, 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 0.001~15질량%가 바람직하고, 0.01~10질량%가 보다 바람직하며, 0.1~5질량%가 더 바람직하다.The content of the ultraviolet absorber is preferably from 0.001 to 15 mass%, more preferably from 0.01 to 10 mass%, and even more preferably from 0.1 to 5 mass%, based on the total solid content of the curable composition.
[경화성 조성물의 제조 방법][Process for producing a curable composition]
경화성 조성물의 제조 방법은 이하의 혼합 및 분산 공정을 포함한다. 정치 공정 및/또는 여과 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이하에서는, 각 공정에 대하여 적합 양태를 상세하게 설명한다.The process for producing the curable composition includes the following mixing and dispersing process. It is preferable to include a purging step and / or a filtration step. Hereinafter, preferred embodiments of each step will be described in detail.
〔혼합 및 분산 공정〕[Mixing and Dispersing Process]
혼합 및 분산 공정은, 상기 성분을 공지의 혼합 방법(예를 들면, 교반기, 호모지나이저, 고압 유화 장치, 습식 분쇄기, 및 습식 분산기)에 의하여 혼합하여, 경화성 조성물을 얻는 공정이다. 혼합 및 분산 공정에 있어서는, 경화성 조성물을 구성하는 각 성분을 일괄 배합해도 되고, 각 성분을 유기 용제에 용해 또는 분산한 후에 순서대로 배합해도 된다. 배합할 때의 투입 순서 및 작업 조건은, 특별히 제한되지 않는다. 혼합 및 분산 공정은, 분산액을 제작하는 공정을 포함해도 된다.The mixing and dispersing step is a step of mixing the above components by a known mixing method (for example, a stirrer, a homogenizer, a high-pressure emulsifier, a wet mill, and a wet disperser) to obtain a curable composition. In the mixing and dispersing step, each component constituting the curable composition may be blended in a batch, or each component may be mixed in order after the components are dissolved or dispersed in an organic solvent. The order of addition and the working conditions at the time of compounding are not particularly limited. The mixing and dispersing step may include a step of producing a dispersion.
(분산액을 제작하는 공정)(A step of producing a dispersion liquid)
분산액을 제작하는 공정은, 착색제와, 분산제와, 용제를 혼합하고, 착색제를 상기 방법에 의하여 분산시켜, 분산액을 제작하는 공정이다. 제작한 분산액에, 그 외의 성분을 혼합하여, 경화성 조성물을 제조할 수 있다.The step of preparing the dispersion is a step of mixing a colorant, a dispersant, and a solvent, and dispersing the colorant by the above-described method to prepare a dispersion. The curable composition can be prepared by mixing other components into the dispersion.
분산액을 제작하는 공정에 있어서, 안료의 분산에 이용하는 기계력으로서는, 압축, 압착, 충격, 전단 및 캐비테이션 등을 들 수 있다. 이들 프로세스의 구체예로서는, 비즈 밀, 샌드 밀, 롤 밀, 고속 임펠러, 샌드 그라인더, 플로 제트 믹서, 고압 습식 미립화 및 초음파 분산 등을 들 수 있다. 또, "분산 기술 대전, 가부시키가이샤 조호키코 발행, 2005년 7월 15일" 및 "서스펜션(고/액분산계)을 중심으로 한 분산 기술과 공업적 응용의 실제 종합 자료집, 경영 개발 센터 출판부 발행, 1978년 10월 10일"에 기재된 프로세스 및 분산기를 적합하게 사용할 수 있다.In the process of producing the dispersion, mechanical forces used for dispersing the pigment include compression, compression, impact, shearing, and cavitation. Specific examples of these processes include a bead mill, a sand mill, a roll mill, a high-speed impeller, a sand grinder, a float mixer, a high-pressure wet atomization and an ultrasonic dispersion. Also published in the publication of the actual comprehensive collection of dispersion techniques and industrial applications, focusing on suspension (high / liquid dispersion), published by the Management Development Center, published in "Dispersion Technology, Joho Kiko Publishing Co., Ltd., July 15, 2005" and "Suspension , October 10, 1978 " can be suitably used.
분산액을 제작하는 공정에 있어서는, 솔트 밀링 공정에 의한 안료의 미세화 처리를 행해도 된다. 솔트 밀링 공정에 이용되는 소재, 기기 및 처리 조건 등은, 예를 들면 일본 공개특허공보 2015-194521호 및 일본 공개특허공보 2012-046629호에 기재된 것을 사용할 수 있다.In the process of producing the dispersion, the pigment may be refined by a salt milling process. For example, the materials described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-194521 and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2012-046629 can be used as the material, apparatus and processing conditions used in the salt milling process.
경화성 조성물의 제조 방법은, 열플라즈마법에 의하여 상기 착색제를 얻는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 착색제를 얻는 공정은, 상기의 각 성분을 혼합하기 전에 실시된다. 열플라즈마법에 의한 착색제의 구체적인 제조 공정의 양태는 상기와 같다.The method for producing the curable composition preferably includes a step of obtaining the colorant by a thermal plasma method. The step of obtaining the colorant is carried out before mixing the above components. A specific manufacturing process of the coloring agent by the thermal plasma method is as described above.
<정치 공정><Political Process>
착색제는, 혼합 및 분산 공정, 또는 분산액을 제작하는 공정에 이용되기 전에, 이하의 정치 공정을 거쳐도 된다.The coloring agent may be subjected to the following step before it is used in the mixing and dispersing step or the step of producing the dispersion liquid.
정치 공정이란, 열플라즈마법에 의하여 얻어진 착색제를, 그 제조 후에 대기로 노출시키지 않고, 산소 농도가 제어된 밀폐 용기 내에 있어서, 소정 시간(바람직하게는 12~72시간, 보다 바람직하게는 12~48시간, 더 바람직하게는 12~24시간) 정치하는 공정이다. 이때, 밀폐 용기 내에 있어서의 수분의 함유량이 제어되어 있으면 보다 바람직하다.The term " stationary process " refers to a process in which the coloring agent obtained by the thermal plasma method is heated for a predetermined time (preferably 12 to 72 hours, more preferably 12 to 48 hours, Hour, more preferably 12 to 24 hours). At this time, it is more preferable that the moisture content in the sealed container is controlled.
이때, 밀폐 용기 내에 있어서의 산소(O2) 농도 및 수분의 함유량은, 각각 100ppm 이하인 것이 바람직하고, 10ppm 이하인 것이 보다 바람직하며, 1ppm 이하인 것이 더 바람직하다.At this time, the oxygen (O 2 ) concentration and the water content in the closed vessel are preferably 100 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and further preferably 1 ppm or less.
밀폐 용기 내에 있어서의 산소(O2) 농도 및 수분의 함유량은, 밀폐 용기 내에 공급하는 불활성 가스 중의 산소 농도 및 수분량을 조정함으로써 행할 수 있다. 불활성 가스로서는, 질소 가스 및 아르곤 가스가 바람직하게 이용되고, 이 중에서도 질소 가스를 이용하는 것이 보다 바람직하다.The oxygen (O 2 ) concentration and water content in the closed vessel can be adjusted by adjusting the oxygen concentration and the water content in the inert gas to be fed into the closed vessel. As the inert gas, nitrogen gas and argon gas are preferably used, and among them, nitrogen gas is more preferably used.
상기 정치 공정을 거치면, 착색제의 표면 및 결정립계가 안정된다. 이로써, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의 핀홀의 발생을 억제할 수 있다.When the above step is performed, the surface of the colorant and the grain boundaries are stabilized. Thereby, occurrence of pinholes in the cured film obtained by curing the curable composition can be suppressed.
또한, 상기 정치 공정은, 착색제의 제조 방법에 있어서 설명한 공정 H로 대신하는 것이 가능하고, 경화성 조성물이 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는 점에서, 공정 H로 대신하는 것이 바람직하다.The above step may be replaced with the step H described in the production method of the colorant, and it is preferable to substitute the step H in that the curable composition has a better effect of the present invention.
<여과 공정><Filtration step>
여과 공정은, 상기 혼합 및 분산 공정에 의하여 제조된 경화성 조성물을 필터로 여과하는 공정이다. 여과 공정에서는, 경화성 조성물로부터 이물을 제거 및/또는 결함을 저감시킬 수 있다.The filtration step is a step of filtering the curable composition prepared by the above mixing and dispersion step with a filter. In the filtration process, it is possible to remove foreign matter from the curable composition and / or to reduce defects.
필터로서는, 종래부터 여과 용도 등에 이용되고 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 이용할 수 있다. 예를 들면, PTFE(polytetrafluoroethylene: 폴리테트라플루오로에틸렌) 등의 불소 수지, 나일론 등의 폴리아마이드계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 수지(고밀도, 초고분자량을 함유함) 등에 의한 필터를 들 수 있다. 이들 소재 중에서도 폴리프로필렌(고밀도 폴리프로필렌을 함유함), 나일론이 바람직하다.The filter is not particularly limited as long as it is conventionally used for filtration and the like. For example, a filter made of a fluororesin such as PTFE (polytetrafluoroethylene), a polyamide resin such as nylon, a polyolefin resin (high density, containing ultrahigh molecular weight) such as polyethylene and polypropylene (PP) . Among these materials, polypropylene (containing high-density polypropylene) and nylon are preferable.
필터의 구멍 직경은, 0.1~7.0μm 정도가 적합하고, 0.2~2.5μm 정도가 바람직하며, 0.2~1.5μm 정도가 보다 바람직하고, 0.3~0.7μm 정도가 더 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 안료의 여과 막힘을 억제하면서, 안료에 포함되는 불순물 및 응집물 등, 미세한 이물을 확실히 제거하는 것이 가능해진다.The pore diameter of the filter is preferably about 0.1 to 7.0 mu m, preferably about 0.2 to 2.5 mu m, more preferably about 0.2 to 1.5 mu m, and even more preferably about 0.3 to 0.7 mu m. By setting this range, fine foreign matters such as impurities and aggregates contained in the pigment can be reliably removed while suppressing clogging of the pigment.
필터를 사용할 때, 다른 필터를 조합해도 된다. 그때, 제1 필터에 의한 필터링은, 1회만이어도 되고, 2회 이상 행해도 된다. 다른 필터를 조합하여 2회 이상 필터링을 행하는 경우는 1회째의 필터링의 구멍 직경보다 2회째 이후의 구멍 직경이 동일하거나, 또는 큰 것이 바람직하다. 상기의 범위 내에서 다른 구멍 직경의 제1 필터를 조합해도 된다. 여기에서의 구멍 직경은, 필터 제조 회사의 공칭값을 참조할 수 있다. 시판 중인 필터로서는, 예를 들면 니혼 폴 가부시키가이샤, 어드밴텍 도요 가부시키가이샤, 니혼 인테그리스 가부시키가이샤(구 니혼 마이크롤리스 가부시키가이샤) 또는 가부시키가이샤 키츠 마이크로 필터 등이 제공하는 각종 필터 중에서 선택할 수 있다.When using a filter, other filters may be combined. At this time, the filtering by the first filter may be performed once, or may be performed twice or more. When filtering is performed two or more times in combination with other filters, it is preferable that the hole diameters of the second and subsequent times are equal to or larger than the hole diameters of the first filtering. The first filter having different pore diameters may be combined within the above range. The hole diameter here can refer to the nominal value of the filter manufacturer. As a commercially available filter, there may be selected, for example, various filters provided by Nippon Oil Corporation, Advantech Toyokawa Co., Ltd., Nippon Integrity Corporation (formerly Nihon Micro-Roller Corporation) or Kitsch Microfilter .
제2 필터는, 상기의 제1 필터와 동일한 재료 등으로 형성된 것을 사용할 수 있다. 제2 필터의 구멍 직경은, 0.2~10.0μm 정도가 적합하고, 0.2~7.0μm 정도가 바람직하며, 0.3~6.0μm 정도가 보다 바람직하다.The second filter may be formed of the same material as the first filter. The pore diameter of the second filter is preferably about 0.2 to 10.0 mu m, preferably about 0.2 to 7.0 mu m, and more preferably about 0.3 to 6.0 mu m.
[경화막(차광막)][Coating film (light-shielding film)]
경화막은, 상기 경화성 조성물을 경화하여 얻어진다. 경화막에는, 착색제가 포함된다. 경화막은, 차광막으로서 적합하게 이용되고, 구체적으로는 이미지 센서의 수광부 주변 부분의 차광에 적합하게 이용된다.The cured film is obtained by curing the curable composition. The curing film includes a coloring agent. The cured film is suitably used as a light-shielding film, and more specifically, it is suitably used for shielding a portion around the light-receiving portion of the image sensor.
이하, 경화막이 이미지 센서의 수광부 주변 부분의 차광막으로서 사용된 경우를 일례로서 설명한다.Hereinafter, a case where the cured film is used as a light shielding film around the light receiving portion of the image sensor will be described as an example.
차광막의 막두께로서는 특별히 한정은 없지만, 차광막이 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는 점에서, 건조 후의 막두께로, 0.2μm 이상 50μm 이하가 바람직하고, 0.3μm 이상 10μm 이하가 보다 바람직하며, 0.3μm 이상 5μm 이하가 더 바람직하다. 상기 경화성 조성물은 단위 체적당 광학 농도가 높기 때문에(차광성이 높기 때문에), 종래의 흑색 안료를 사용한 경화성 조성물보다 막두께를 줄이는 것도 가능하다.The thickness of the light-shielding film is not particularly limited, but is preferably from 0.2 to 50 μm, more preferably from 0.3 to 10 μm, more preferably from 0.3 to 10 μm, in terms of the film thickness after drying, And more preferably not more than 5 mu m. Since the curable composition has a high optical density per unit volume (high light shielding property), it is also possible to reduce the thickness of the curable composition using a conventional black pigment.
차광막의 사이즈(센서 수광부 주변에 마련된 차광막의 한 변의 길이)로서는, 차광막이 보다 우수한 본 발명의 효과를 갖는 점에서, 0.001mm 이상 10mm 이하가 바람직하고, 0.05mm 이상 7mm 이하가 보다 바람직하며, 0.1mm 이상 3.5mm 이하가 더 바람직하다.The size of the light shielding film (the length of one side of the light shielding film provided around the sensor light receiving portion) is preferably 0.001 mm or more and 10 mm or less, more preferably 0.05 mm or more and 7 mm or less, mm or more and 3.5 mm or less is more preferable.
〔경화막의 제조 방법〕[Process for producing a cured film]
다음으로, 경화막(차광막)의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a method for manufacturing a cured film (light-shielding film) will be described.
이하, 제조 방법을 공정마다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method will be described in detail for each step.
경화막의 제조 방법은, 이하의 경화성 조성물층 형성 공정 및 노광 공정을 포함한다. 경화막의 제조 방법은, 현상 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.The production method of the cured film includes the following steps of forming a curable composition layer and an exposure step. The cured film manufacturing method preferably further includes a developing step.
경화성 조성물층 형성 공정: 지지체 상에, 경화성 조성물층을 형성하는 공정.Curable composition layer forming step: A step of forming a curable composition layer on a support.
노광 공정: 상기 경화성 조성물층을 노광하는 공정.Exposure step: A step of exposing the curable composition layer.
현상 공정: 노광 후의 경화성 조성물층을 현상하여 패턴 형상의 경화막(차광막)을 형성하는 공정.Developing process: A step of developing the curable composition layer after exposure to form a patterned cured film (light shielding film).
구체적으로는, 상기 경화성 조성물을, 직접 또는 다른 층을 통하여 기판 상에 도포하여, 경화성 조성물층을 형성하고(경화성 조성물층 형성 공정), 소정의 마스크 패턴을 통하여 노광하며, 광조사된 도포막 부분만을 경화시켜(노광 공정), 현상액으로 현상함으로써(현상 공정), 상기 경화막을 제조할 수 있다.Specifically, the curable composition is applied to the substrate directly or through another layer to form a curable composition layer (a curable composition layer formation process), and exposed through a predetermined mask pattern, (Exposure step) and developing with a developing solution (developing step), the cured film can be produced.
이하, 상기 각 공정에 대하여 설명한다.Hereinafter, each step will be described.
<경화성 조성물층 형성 공정>≪ Curable composition layer forming step &
경화성 조성물층 형성 공정은, 지지체(이하 "기판"이라고도 함) 상에, 경화성 조성물층을 형성하는 공정이다. 그 중에서도, 지지체 상에, 경화성 조성물을 도포하여, 경화성 조성물층을 형성하는 도포 공정을 포함하는 것이 바람직하고, 지지체 상에 경화성 조성물을 직접 도포하여, 지지체 상에 경화성 조성물층을 형성하는 도포 공정을 포함하는 것이 보다 바람직하다.The curable composition layer forming step is a step of forming a curable composition layer on a support (hereinafter also referred to as " substrate "). Among them, it is preferable to include an application step of applying a curable composition on a support to form a layer of a curable composition, and it is preferable that an application step of directly applying a curable composition on a support and forming a layer of a curable composition on a support It is more preferable to include them.
기판으로서는, 예를 들면 액정 표시 장치 등에 이용되는 무알칼리 유리, 소다 유리, 파이렉스(등록 상표) 유리, 석영 유리, 및 이들에 투명 도전막을 부착시킨 것, 고체 촬상 소자 등에 이용되는 광전 변환 소자 기판(예를 들면, 실리콘 기판 등), CCD(Charge Coupled Device) 기판과, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 기판 등을 들 수 있다.As the substrate, for example, an alkali-free glass, a soda glass, a Pyrex (registered trademark) glass, a quartz glass, a transparent conductive film adhered thereto, a photoelectric conversion element substrate (E.g., a silicon substrate), a CCD (Charge Coupled Device) substrate, a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) substrate, and the like.
이들 기판 상에는, 필요에 따라, 상부의 층과의 밀착 개량, 물질의 확산 방지 또는 기판 표면의 평탄화를 위하여 언더코팅층을 마련해도 된다.On these substrates, if necessary, an undercoat layer may be provided for improving adhesion with the upper layer, preventing diffusion of substances, or planarizing the surface of the substrate.
기판 상에 대한 경화성 조성물의 도포 방법으로서는, 슬릿 도포, 잉크젯법, 회전 도포, 유연(流延) 도포, 롤 도포, 및 스크린 인쇄법 등의 각종 도포 방법을 적용할 수 있다.As a method of applying the curable composition on a substrate, various coating methods such as slit coating, ink jetting, spin coating, casting, roll coating, and screen printing can be applied.
고체 촬상 소자용 블랙 매트릭스를 함유하는 컬러 필터를 제조할 때에는, 경화성 조성물의 도포 막두께로서는, 해상성의 관점에서, 0.35μm 이상 1.5μm 이하가 바람직하고, 0.40μm 이상 1.0μm 이하가 보다 바람직하다.When a color filter containing a black matrix for a solid-state imaging device is manufactured, the coating film thickness of the curable composition is preferably 0.35 μm or more and 1.5 μm or less, more preferably 0.40 μm or more and 1.0 μm or less, from the viewpoint of resolution.
기판 상에 도포된 경화성 조성물은, 통상, 70℃ 이상 110℃ 이하이고 2분간 이상 4분간 이하 정도의 조건하에서 건조시킨다. 이로써, 경화성 조성물층을 형성할 수 있다.The curable composition applied on the substrate is usually dried at a temperature of 70 ° C or more and 110 ° C or less for about 2 minutes to 4 minutes or less. As a result, a curable composition layer can be formed.
<노광 공정><Exposure Step>
노광 공정은, 경화성 조성물층 형성 공정에 있어서 형성된 경화성 조성물층(도포막)을, 마스크를 통하여 노광하고, 광조사된 도포막 부분만을 경화시키는 공정이다.The exposure step is a step of exposing the layer of the curable composition (coating film) formed in the step of forming a curable composition layer through a mask, and curing only the part of the coated film that is irradiated with light.
노광은, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 행하는 것이 바람직하고, 특히, g선, h선, 및 i선 등의 자외선이 바람직하며, 고압 수은등이 보다 바람직하다. 노광량은 특별히 제한되지 않지만, 200mJ/cm2 이상이 바람직하고, 200~1,500mJ/cm2가 보다 바람직하며, 200~1,000mJ/cm2가 더 바람직하고, 200~500mJ/cm2가 특히 바람직하다. 노광량이 상기 범위 내이면, 경화막의 제조 방법은, 보다 우수한 안정성 및 생산성을 갖는다.The exposure is preferably performed by irradiation with an actinic ray or radiation, and ultraviolet rays such as g line, h line and i line are preferable, and a high pressure mercury lamp is more preferable. Exposure dose is not particularly limited, 200mJ / cm 2 or more is preferable, and more preferably 200 ~ 1,500mJ / cm 2, 200 ~ 1,000mJ / cm 2 is more preferable, and 200 ~ 500mJ / cm 2 is particularly preferred . When the exposure dose is within the above range, the cured film production method has better stability and productivity.
해상성 향상의 관점에서 고체 촬상 소자용 차광막 형성에서는, i선 스테퍼에 의한 노광이 바람직하다.From the viewpoint of improvement in resolution, in forming a light-shielding film for a solid-state imaging element, exposure with an i-line stepper is preferable.
<현상 공정><Development Process>
현상 공정은, 노광된 경화성 조성물층을 현상하는 공정이다. 현상 공정에 의하여, 패턴 형상의 경화막을 얻을 수 있다.The developing step is a step of developing the exposed curable composition layer. By the developing process, a patterned cured film can be obtained.
상기 경화막의 제조 방법은, 현상 공정과, 하기의 세정 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 현상 공정에 있어서는, 알칼리 현상 처리(현상 공정)를 행하여, 노광 공정에 있어서의 광 미조사 부분을 알칼리 수용액에 용출시킨다. 이로써, 광경화한 부분(광조사된 도포막 부분)만이 남는다.The method for producing the cured film preferably includes a developing step and a cleaning step described below. In the development step, an alkali development treatment (development step) is performed to elute the unirradiated portion in the exposure step into an aqueous alkali solution. As a result, only the photo-cured portion (coated film portion irradiated with light) remains.
현상액으로서는, 고체 촬상 소자용 블랙 매트릭스를 함유하는 차광성 컬러 필터를 제작하는 경우에는, 하지의 회로 등에 데미지를 일으키지 않는, 유기 알칼리 현상액이 바람직하다. 현상 온도는 통상 20~30℃가 바람직하고, 현상 시간은 20~90초가 바람직하다.When a light-shielding color filter containing a black matrix for a solid-state imaging element is manufactured as the developer, an organic alkali developing solution which does not cause damages to the underlying circuit or the like is preferable. The developing temperature is usually 20 to 30 占 폚, and the developing time is preferably 20 to 90 seconds.
알칼리성의 수용액으로서는, 예를 들면 무기계 현상액 및 유기계 현상액을 들 수 있다. 무기계 현상액으로서는, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 수소 나트륨, 규산 나트륨, 또는 메타 규산 나트륨을, 농도가 0.001~10질량%, 바람직하게는 0.01~1질량%가 되도록 용해한 알칼리성 수용액을 들 수 있다. 유기계 현상액으로서는, 암모니아수, 에틸아민, 다이에틸아민, 다이메틸에탄올아민, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 콜린, 피롤, 피페리딘, 또는 1,8-다이아자바이사이클로-[5.4.0]-7-운데센 등의 알칼리성 화합물을, 농도가 0.001~10질량%, 바람직하게는 0.01~1질량%가 되도록 용해한 알칼리성 수용액을 들 수 있다. 알칼리성 수용액에는, 예를 들면 메탄올, 및 에탄올 등의 수용성 유기 용제 및/또는 계면활성제 등을 적당량 첨가할 수도 있다. 또한, 현상 방법으로서는, 예를 들면 퍼들 현상 방법 및 샤워 현상 방법 등을 이용할 수 있다.Examples of the alkaline aqueous solution include an inorganic developer and an organic developer. Examples of the inorganic developing solution include alkaline aqueous solutions obtained by dissolving sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium silicate or sodium metasilicate at a concentration of 0.001 to 10 mass%, preferably 0.01 to 1 mass% have. Examples of the organic developer include aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, or 1,8- 5.4.0] -7-undecene in an amount of 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass, based on the total amount of the alkaline aqueous solution. To the alkaline aqueous solution, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol and ethanol, and / or a surfactant may be added. As the developing method, for example, a puddle developing method, a shower developing method, or the like can be used.
<세정 공정><Cleaning step>
세정 공정은, 현상된 경화성 조성물층을 순수 등에 의하여 세정(린스)하는 공정이다. 세정 방법으로서는 특별히 제한되지 않고, 공지의 세정 방법을 이용할 수 있다.The cleaning step is a step of cleaning (rinsing) the developed curable composition layer with pure water or the like. The cleaning method is not particularly limited, and a known cleaning method can be used.
또한, 상기 경화막의 제조 방법은, 상기 현상 공정 후에, 경화막을 가열하는 포스트베이크 공정 및/또는 경화막을 전체면 노광하는 경화 공정을 포함해도 된다.The method of manufacturing the cured film may include a post-baking step of heating the cured film and / or a curing step of exposing the cured film to the whole surface after the development step.
경화막(블랙 매트릭스)을 함유하는 컬러 필터는, CCD 이미지 센서 및/또는 CMOS 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자에 적합하다. 특히 100만 화소를 넘는 고해상도의 CCD 이미지 센서 및/또는 CMOS 이미지 센서 등에 적합하다. 즉, 상기 경화막을 함유하는 컬러 필터는, 고체 촬상 소자에 적합하다. 컬러 필터는, 격벽에 의하여 예를 들면 격자 형상으로 구획된 공간에, 각 색 화소를 형성하는 경화막이 매립된 구조를 함유해도 된다.A color filter containing a cured film (black matrix) is suitable for solid-state image pickup devices such as CCD image sensors and / or CMOS image sensors. Especially, it is suitable for CCD image sensor and / or CMOS image sensor of high resolution exceeding 1 million pixels. That is, the color filter containing the cured film is suitable for a solid-state image pickup device. The color filter may include a structure in which a cured film for forming pixels of each color is embedded in a space defined by, for example, a lattice shape by the partition wall.
상기 경화막(블랙 매트릭스)은, 예를 들면 CCD 이미지 센서 및/또는 CMOS 이미지 센서 등을 구성하는 각 화소의 수광부와, 집광하기 위한 마이크로 렌즈의 사이에 배치된다.The cured film (black matrix) is disposed, for example, between a light-receiving portion of each pixel constituting a CCD image sensor and / or a CMOS image sensor, and a microlens for condensing.
[고체 촬상 소자][Solid-state image pickup device]
고체 촬상 소자는, 상기 경화막(블랙 매트릭스)을 함유한다. 고체 촬상 소자는, 블랙 매트릭스를 함유하고, 추가로, 필요에 따라, 다른 색(3색 혹은 4색)의 화소로 이루어지는 패턴 형상 피막을 함유하는, 컬러 필터를 함유하는 것이 바람직하다.The solid-state imaging element contains the cured film (black matrix). It is preferable that the solid-state image pickup device contains a color filter containing a black matrix and, if necessary, a pattern-shaped coating film composed of pixels of different colors (three colors or four colors).
고체 촬상 소자는, 상기 블랙 매트릭스를 함유하고, 고체 촬상 소자로서 기능하면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 기판 상에, 고체 촬상 소자(CCD 이미지 센서, 및 CMOS 이미지 센서 등)의 수광 에어리어를 구성하는 복수의 포토다이오드 및 폴리실리콘 등으로 이루어지는 수광 소자를 함유하고, 기판의 수광 소자 형성면의 반대 측의 면에 상기 블랙 매트릭스를 함유하는 고체 촬상 소자를 들 수 있다.The solid-state image pickup device is not particularly limited as long as it contains the above-mentioned black matrix and functions as a solid-state image pickup device. For example, the solid-state image pickup device constitutes a light-receiving area of a solid-state image pickup device (CCD image sensor, CMOS image sensor, A solid-state image pickup device containing a plurality of photodiodes, a light receiving element made of polysilicon or the like, and a black matrix on the surface opposite to the light receiving element formation surface of the substrate.
컬러 필터는, 격벽에 의하여 예를 들면 격자 형상으로 구획된 공간에, 각 색 화소를 형성하는 경화막이 매립된 구조를 갖고 있어도 된다. 이 경우의 격벽은 각 색 화소에 대하여 저굴절률인 것이 바람직하다. 이와 같은 구조를 함유하는 고체 촬상 소자의 예로서는, 일본 공개특허공보 2012-227478호 및 일본 공개특허공보 2014-179577호에 기재된 고체 촬상 소자를 들 수 있다.The color filter may have a structure in which a cured film for forming pixels of each color is embedded in a space defined by, for example, a lattice shape by the partition. In this case, the partition wall preferably has a low refractive index for each color pixel. Examples of the solid-state image pickup device having such a structure include the solid-state image pickup devices disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2227478 and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-179577.
[화상 표시 장치][Image display device]
상기 경화막은, 화상 표시 장치(예를 들면 액정 표시 장치 및 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치 등)에 적합하게 이용할 수 있다.The cured film can be suitably used for an image display apparatus (for example, a liquid crystal display apparatus and an organic electroluminescence display apparatus).
화상 표시 장치의 정의 및 각 화상 표시 장치의 상세에 대해서는, 예를 들면 "전자 디스플레이 디바이스(사사키 아키오 저, (주)고교 초사카이 1990년 발행)", 및 "디스플레이 디바이스(이부키 스미아키 저, 산교 도쇼(주) 헤이세이 원년 발행)" 등에 기재된다. 액정 표시 장치에 대해서는, 예를 들면 "차세대 액정 디스플레이 기술(우치다 다쓰오 편집, (주)고교 초사카이 1994년 발행)"에 기재되어 있다. 상기 경화막은, 예를 들면 상기의 "차세대 액정 디스플레이 기술"에 기재되어 있는 방식의 액정 표시 장치에 적합하다.The definition of the image display apparatus and the details of each image display apparatus are described in detail, for example, in "Electronic Display Device (Sasaki Akio Kogyo Co., Ltd., Sakai, 1990 Issued)" and "Display Device (Ibukisumi Architect, Issued by Tohoshinho Co., Ltd.). The liquid crystal display device is described in, for example, " Next Generation Liquid Crystal Display Technology (edited by Uchida Tatsuo, published by Sakai High School Co., Ltd. in 1994) ". The cured film is suitable, for example, for a liquid crystal display device of the type described in the " Next Generation Liquid Crystal Display Technology ".
상기 경화막을 함유하는 액정 표시 장치의 일 양태로서는, 예를 들면 적어도 하나가 광투과성인 1쌍의 기판의 사이에 컬러 필터, 액정층 및 액정 구동 수단(단순 매트릭스 구동 방식, 및 액티브 매트릭스 구동 방식을 함유함)을 적어도 함유하는 액정 표시 장치를 들 수 있다. 상기 액정 표시 장치는, 복수의 화소군을 함유하고, 이 화소군을 구성하는 각 화소가, 서로 상기 경화막(블랙 매트릭스)에 의하여 이격되어 있는 컬러 필터를 함유한다.As an embodiment of the liquid crystal display device containing the cured film, for example, a color filter, a liquid crystal layer and a liquid crystal driving means (a simple matrix driving method and an active matrix driving method) are provided between a pair of substrates, And a liquid crystal display device containing at least the above. The liquid crystal display device includes a color filter containing a plurality of pixel groups and each pixel constituting the pixel group being separated from each other by the cured film (black matrix).
액정 표시 장치의 다른 양태로서는, 적어도 하나가 광투과성인 1쌍의 기판의 사이에, 컬러 필터, 액정층 및 액정 구동 수단을 적어도 함유하고, 액정 구동 수단이 액티브 소자(예를 들면 TFT(Thin Film Transistor))를 함유하며, 또한 각 액티브 소자의 사이에 상기 경화막(블랙 매트릭스)을 함유하는 컬러 필터를 함유한다.Another aspect of the liquid crystal display device includes at least a color filter, a liquid crystal layer, and liquid crystal driving means between a pair of substrates, at least one of which is light transmissive, and the liquid crystal driving means includes an active element Transistor), and also contains a color filter containing the cured film (black matrix) between each active element.
상기 경화막을 함유하는 컬러 필터는, 컬러 TFT(Thin Film Transistor) 방식의 액정 표시 장치에 적합하다. 컬러 TFT 방식의 액정 표시 장치에 대해서는, 예를 들면 "컬러 TFT 액정 디스플레이(교리쓰 슛판(주) 1996년 발행)"에 기재되어 있다. 또한, 상기 컬러 필터는 IPS(In Plane Switching) 등의 횡전계 구동 방식; MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 등의 화소 분할 방식; 등의 시야각이 확대된 액정 표시 장치, STN(Super-Twist Nematic), TN(Twisted Nematic), VA(Vertical Alignment), OCS(on-chip spacer), FFS(fringe field switching), 및 R-OCB(Reflective Optically Compensated Bend) 등에도 적합하다.The color filter containing the cured film is suitable for a color TFT (Thin Film Transistor) type liquid crystal display. The color TFT type liquid crystal display device is described in, for example, " Color TFT liquid crystal display (published by Kyoritsu Shootpan Co., Ltd., 1996) ". Also, the color filter may be a transverse electric field driving system such as IPS (In Plane Switching) or the like; Pixel division method such as MVA (Multi-domain Vertical Alignment); (Twisted Nematic), TN (Twisted Nematic), VA (Vertical Alignment), on-chip spacer (OCS), fringe field switching (FFS), and R-OCB Reflective Optically Compensated Bend).
상기 컬러 필터는, 밝고 고정세한 COA(Color-filter On Array) 방식의 액정 표시 장치에 적합하다. COA 방식의 액정 표시 장치에 있어서는, 컬러 필터에 대한 요구 특성은, 통상의 요구 특성에 더하여, 층 간 절연막에 대한 요구 특성, 즉 저유전율 및 박리액 내성이 필요하게 되는 경우가 있다. 상기 컬러 필터를 함유하는 COA 방식의 액정 표시 장치는, 보다 우수한 해상도를 갖거나, 또는 보다 우수한 내구성을 갖는다. 또한, 저유전율의 요구 특성을 만족시키기 위해서는, 컬러 필터층 상에 수지 피막을 더 함유해도 된다.The color filter is suitable for a liquid crystal display device of a color-filter on array (COA) method which is bright and fixed. In the COA type liquid crystal display device, the required characteristics for the color filter may require the characteristics required for the interlayer insulating film, that is, the low dielectric constant and the peel liquid resistance, in addition to the usual required characteristics. The COA type liquid crystal display device containing the color filter has better resolution or better durability. Further, in order to satisfy the required property of low dielectric constant, a resin film may be further contained on the color filter layer.
이들 화상 표시 방식에 대해서는, 예를 들면 "EL, PDP, LCD 디스플레이-기술과 시장의 최신 동향-(도레이 리서치 센터 조사 연구 부문 2001년 발행)"의 43페이지 등에 기재되어 있다. 또한, 상기에 있어서, EL이란 Electroluminescence, PDP란 Plasma Display Panel, LCD란 liquid crystal display의 약칭을 나타낸다.These image display methods are described in, for example, page 43 of "EL, PDP, and LCD display technology and the latest trend in the market" (published by Toray Research Center Research Division, 2001). In the above, EL stands for Electroluminescence, PDP stands for Plasma Display Panel, and LCD stands for Liquid Crystal Display.
상기 액정 표시 장치는, 상기 컬러 필터 이외에, 전극 기판, 편광 필름, 위상차 필름, 백라이트, 스페이서, 및 시야각 보장 필름 등 다양한 부재로 구성된다. 상기 컬러 필터는, 이들 공지의 부재로 구성되는 액정 표시 장치에 적용할 수 있다. 이들 부재에 대해서는, 예를 들면 "'94 액정 디스플레이 주변 재료·케미컬즈의 시장(시마 겐타로 (주)씨엠씨 1994년 발행)", 및 "2003 액정 관련 시장의 현상과 장래 전망(하권)(오모테 료키치 (주)후지 키메라 소켄, 2003년 발행)"에 기재되어 있다.The liquid crystal display device is composed of various members such as an electrode substrate, a polarizing film, a retardation film, a backlight, a spacer, and a viewing angle assurance film in addition to the color filter. The color filter can be applied to a liquid crystal display device constituted by these known members. These members are described in, for example, "Market of Liquid Crystal Display Materials and Chemicals (1994) issued by Shimaguchi Co., Ltd. (CMC Co., Ltd.)" and "2003 Liquid Crystal Related Market Phenomenon and Future Prospects (Published by Fuji Chimera Soken Co., Ltd., 2003).
백라이트에 관해서는, SID meeting Digest 1380(2005)(A. Konnoet. al), 및/또는 월간 디스플레이 2005년 12월호의 18~24페이지(시마 야스히로), 동 25~30페이지(야기 다카아키) 등에 기재되어 있다.For the backlight, please refer to the SID meeting Digest 1380 (2005) (A. Konnoet. Al), and / or Monthly Display December 2005, pages 18-24 (Yoshihiro Shimaya), 25-30 pages (Yagi Takaaki) .
상기 경화막은, 퍼스널 컴퓨터, 태블릿, 휴대 전화, 스마트 폰 및 디지털 카메라 등의 휴대용 기기; 프린터 복합기 및 스캐너 등의 OA(Office Automation) 기기; 감시 카메라, 바코드 리더, 및 현금 자동 입출금기(ATM: automated teller machine), 하이 스피드 카메라 및 얼굴 화상 인증을 사용한 본인 인증 등의 산업용 기기; 차재용 카메라 기기; 내시경, 캡슐 내시경 및 카테터 등의 의료용 카메라 기기; 생체 센서, 바이오 센서, 군사 정찰용 카메라, 입체 지도용 카메라, 기상 및 해양 관측 카메라, 육지 자원 탐사 카메라와, 우주의 천문 및 심우주 타겟용 탐사 카메라 등의 우주용 기기 등에 사용되는 광학 필터 및 모듈의 차광 부재 및 차광층, 나아가서는 반사 방지 부재 및 반사 방지층에 적합하다.The curing film may be a portable device such as a personal computer, a tablet, a mobile phone, a smart phone, and a digital camera; Office automation (OA) devices such as printer multi-function devices and scanners; Industrial devices such as surveillance cameras, bar code readers, and self-certification using automated teller machines (ATMs), high-speed cameras and face image authentication; Vehicle camera equipment; Medical camera devices such as an endoscope, a capsule endoscope, and a catheter; Optical filters and modules used for space sensors such as biosensors, biosensors, military reconnaissance cameras, three-dimensional map cameras, weather and marine observation cameras, land resource exploration cameras, and space exploration cameras for space astronomical and deep space targets Shielding layer, and furthermore, an antireflection member and an antireflection layer.
상기 경화막은, 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 및 마이크로 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등의 용도에도 이용할 수 있다. 상기 경화막은, 마이크로 LED 및 마이크로 OLED에 사용되는 광학 필터 및 광학 필름 외에, 차광 기능 또는 반사 방지 기능을 부여하는 부재에 대하여 적합하다.The cured film can be used for a micro LED (Light Emitting Diode) and a micro OLED (Organic Light Emitting Diode). The cured film is suitable for a member that provides a light shielding function or an antireflection function in addition to an optical filter and an optical film used in a micro LED and a micro OLED.
마이크로 LED 및 마이크로 OLED의 예로서는, 일본 공표특허공보 2015-500562호 및 일본 공표특허공보 2014-533890에 기재된 것을 들 수 있다.Examples of the micro LED and the micro OLED include those described in JP-A-2015-500562 and JP-A-2014-533890.
상기 경화막은, 양자 도트 디스플레이에 사용되는 광학 및 광학 필름으로서 적합하다. 또, 상기 경화막은, 차광 기능 및 반사 방지 기능을 부여하는 부재로서 적합하다.The cured film is suitable as an optical and optical film used in a quantum dot display. Further, the cured film is suitable as a member for imparting a shielding function and an antireflection function.
양자 도트 디스플레이의 예로서는, 미국 특허출원 공개공보 제2013/0335677호, 미국 특허출원 공개공보 제2014/0036536호, 미국 특허출원 공개공보 제2014/0036203호, 및 미국 특허출원 공개공보 제2014/0035960호에 기재된 것을 들 수 있다.Examples of quantum dot displays are disclosed in U.S. Patent Application Publication No. 2013/0335677, U.S. Patent Application Publication No. 2014/0036536, U.S. Patent Application Publication No. 2014/0036203, and U.S. Patent Application Publication No. 2014/0035960 And the like.
실시예Example
이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The materials, the amounts used, the ratios, the processing contents, the processing procedures, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is not construed to be limited by the following embodiments.
〔착색제〕〔coloring agent〕
이하의 방법에 의하여 각 착색제를 제작했다.Each colorant was prepared by the following method.
<타이타늄 질화물 함유 입자(TiN-1)>≪ Titanium nitride-containing particles (TiN-1) >
먼저, Ti 입자(TC-200, 도호텍사제)를 Ar 가스 중에 있어서 플라즈마 처리함으로써, Ti 나노 입자화했다. 플라즈마 처리 후의 Ti 나노 입자를, Ar 가스 분위기하에서 O2 농도 50ppm 이하, 30℃의 조건에서 24시간 정치했다. 그 후, O2 농도가 100ppm이 되도록 Ar 분위기에 O2 가스를 도입한 상태에 있어서 30℃, 24시간 정치했다(Ti 입자의 전처리).First, Ti particles (TC-200, manufactured by DoHo Co., Ltd.) were subjected to plasma treatment in an Ar gas to obtain Ti nanoparticles. The Ti nanoparticles after the plasma treatment were left under an Ar gas atmosphere for 24 hours under the condition of an O 2 concentration of 50 ppm or less at 30 캜. Then, O 2 concentration was 30 ℃, 24 sigan value according to the introduction of O 2 gas in the Ar atmosphere so that the 100ppm state (pre-treatment of the Ti particles).
그 후, 얻어진 Ti 나노 입자를 호소카와 미크론제 TTSP 세퍼레이터를 이용하여 수율 10%가 되는 조건에서 분급을 행하여, Ti 입자의 분말을 얻었다. 얻어진 분말의 1차 입자경은, TEM 관찰에 의하여 100개의 입자의 평균 입자경을 산술 평균에 의하여 구한바, 120nm였다.Thereafter, the obtained Ti nanoparticles were classified using a TOSP separator manufactured by Hosokawa Micron under the condition that the yield was 10% to obtain Ti powder. The primary particle size of the obtained powder was found to be 120 nm by an average arithmetic average of 100 particles obtained by TEM observation.
타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1은, 국제 공개공보 제2010/147098의 도 1에 기재된 흑색 복합 미립자 제조 장치에 준하는 장치를 이용하여 제조했다.Titanium nitride-containing particles TiN-1 were produced by using a device similar to the apparatus for producing black composite fine particles described in FIG. 1 of International Publication No. 2010/147098.
구체적으로는, 흑색 복합 미립자 제조 장치에 있어서, 플라즈마 토치의 고주파 발진용 코일에 약 4MHz 및 약 80kVA의 고주파 전압을 인가하고, 플라즈마 가스 공급원으로부터 플라즈마 가스로서 아르곤 가스 50L/min 및 질소 50L/min의 혼합 가스를 공급하여, 플라즈마 토치 내에 아르곤-질소 열플라즈마염을 발생시켰다. 재료 공급 장치의 분무 가스 공급원으로부터 10L/min의 캐리어 가스를 공급했다.Specifically, in the black composite fine particle production apparatus, a high-frequency voltage of about 4 MHz and about 80 kVA was applied to the high frequency oscillation coil of the plasma torch, and argon gas of 50 L / min and nitrogen of 50 L / min as the plasma gas A mixed gas was supplied to generate an argon-nitrogen thermal plasma salt in the plasma torch. And a carrier gas of 10 L / min was supplied from a spray gas supply source of the material supply device.
상기와 같이 하여 얻어진 Ti 입자에 대하여, Fe 분말(JIP270M, JFE 스틸사제), 및 Si 분말(Silicon powder SI006031)을, 각각의 질량비가 Ti/Fe/Si=잔분/0.05/0.05가 되도록 혼합했다. 이 혼합물을 캐리어 가스인 아르곤 가스와 함께, 플라즈마 토치 내의 열플라즈마염 중에 공급하고, 열플라즈마염 중에서 증발시켜, 기상 상태에서 고도로 분산시켰다.Fe powder (JIP270M, manufactured by JFE Steel) and Si powder (Silicon powder SI006031) were mixed with the Ti particles thus obtained so that the mass ratio of Ti / Fe / Si = balance / 0.05.05.05. This mixture was supplied into a thermal plasma salt in a plasma torch together with argon gas as a carrier gas, and was evaporated in a thermal plasma salt to be highly dispersed in a gaseous state.
또, 기체 공급 장치에 의하여, 챔버 내에 공급하는 기체로서는, 질소를 사용했다. 이때의 챔버 내의 유속은 5m/sec로서, 공급량은 1,000L/min으로 했다. 또, 사이클론 내의 압력은 50kPa로 하고, 또 챔버로부터 사이클론으로의 각 원료의 공급 속도는, 10m/s(평균값)로 했다.Nitrogen was used as the gas to be supplied into the chamber by the gas supply device. At this time, the flow rate in the chamber was 5 m / sec, and the supply amount was 1,000 L / min. The pressure in the cyclone was 50 kPa, and the supply rate of each raw material from the chamber to the cyclone was 10 m / s (average value).
이와 같이 하여, 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1을 얻었다.Thus, titanium nitride-containing particles TiN-1 were obtained.
얻어진 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1에 대하여, ICP 발광 분광 분석법에 의하여, 타이타늄(Ti) 원자, 철(Fe) 원자 및 규소(Si) 원자의 함유량을 측정했다. 또한, ICP 발광 분광 분석법에는, 세이코 인스트루먼츠사제의 ICP 발광 분광 분석 장치 "SPS3000"(상품명)을 이용했다.The content of titanium (Ti) atoms, iron (Fe) atoms and silicon (Si) atoms in the obtained titanium nitride-containing particles TiN-1 was measured by ICP emission spectroscopy. For ICP emission spectrometry, an ICP emission spectrochemical analyzer " SPS3000 " (trade name) manufactured by Seiko Instruments Inc. was used.
질소 원자의 함유량은, 호리바 세이사쿠쇼제의 산소·질소 분석 장치 "EMGA-620W/C"(상품명)를 이용하여 측정하고, 불활성 가스 융해-열전도도법에 의하여 산출했다. 상기의 결과, 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN에 포함되는 각 원자의 질량비는, Ti/N/Fe/Si=57/34/0.0030/0.0020이었다.The content of nitrogen atoms was measured using an oxygen / nitrogen analyzer " EMGA-620W / C " (trade name) manufactured by Horiba Seisakusho Co., Ltd. and calculated by an inert gas melting-thermal conductivity method. As a result, the mass ratio of each atom contained in the titanium nitride-containing particles TiN was Ti / N / Fe / Si = 57/34 / 0.0030 / 0.0020.
타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1의 X선 회절은, 분말 시료를 알루미늄제 표준 시료 홀더에 넣고, 광각 X선 회절법(리가쿠 덴키사제, 상품명 "RU-200R")에 의하여 측정했다. 측정 조건으로서는, X선원은 CuKα선으로 하고, 출력은 50kV/200mA, 슬릿계는 1° -1° -0.15mm -0.45mm, 측정 스텝(2θ)은 0.02°, 스캔 속도는 2°/분으로 했다.The X-ray diffraction of the titanium nitride-containing particles TiN-1 was measured by a wide-angle X-ray diffraction method (trade name "RU-200R" manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.) in which a powder sample was placed in a standard sample holder made of aluminum. The measurement conditions are as follows: the X-ray source is a CuK? Ray; the output is 50 kV / 200 mA; the slit system is 1 ° -1 ° -0.15 mm -0.45 mm; the measurement step (2θ) is 0.02 °; did.
그리고, 회절각 2θ(42.6°) 부근에 관찰되는 TiN (200)면에서 유래하는 피크의 회절각을 측정했다. 또한, 이 (200)면에서 유래하는 피크의 반값폭보다, 셰러의 식을 이용하여, 입자를 구성하는 결정자 사이즈를 구했다. 그 결과, 피크의 회절각은 42.62°, 결정자 사이즈는 10nm였다. 또한, TiO2에 기인하는 X선 회절 피크는 전혀 볼 수 없었다.Then, the diffraction angle of a peak originating from the TiN (200) plane observed near the diffraction angle 2? (42.6 °) was measured. Further, the crystallite size constituting the particles was obtained by using Scherrer's equation from the half width of the peak derived from the (200) plane. As a result, the diffraction angle of the peak was 42.62 占 and the crystallite size was 10 nm. In addition, no X-ray diffraction peak due to TiO 2 was observed at all.
<타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-2>≪ Titanium nitride-containing particles TiN-2 >
Ti 입자로서, 도호텍사제 "TC-200" 대신에, 시그마 알드리치사제 "578347"을 사용하여, Fe 분말, 및 Si 분말을, 각각의 질량비가 Ti/Fe/Si=잔분/0.5/1이 되도록 혼합한 것 이외에는 TiN-1과 동일하게 하여, 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-2를 얻었다.Fe powder and Si powder were mixed so that the respective mass ratios of Ti / Fe / Si = remainder / 0.5 / 1 were obtained using "578347" manufactured by Sigma-Aldrich Co. instead of "TC- Titanium nitride-containing particles TiN-2 were obtained in the same manner as TiN-1, except for mixing.
또한, X선 회절에 의하여 측정한 피크의 회절각은 42.81°, 결정자 사이즈는 12nm였다.The diffraction angle of the peak measured by X-ray diffraction was 42.81 占 and the crystallite size was 12 nm.
<타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-3>≪ Titanium nitride-containing particles TiN-3 >
Fe 분말, 및 Si 분말을, 각각의 질량비가 Ti/Fe/Si=잔분/1/2가 되도록 혼합한 것 이외에는 TiN-1과 동일하게 하여, 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-3을 얻었다.Titanium nitride-containing particles TiN-3 were obtained in the same manner as in the case of TiN-1 except that the Fe powder and the Si powder were mixed so that the respective mass ratios were Ti / Fe / Si = remainder / 1/2.
또한, X선 회절에 의하여 측정한 피크의 회절각은 43.1°, 결정자 사이즈는 12nm였다.The diffraction angle of the peak measured by X-ray diffraction was 43.1 DEG and the crystallite size was 12 nm.
<타이타늄 블랙 A-1의 제작><Production of Titanium Black A-1>
평균 입경 15nm의 산화 타이타늄 MT-150A(상품명, 데이카(주)제)를 100g, BET(Brunauer, Emmett, Teller) 비표면적 300m2/g의 실리카 입자 AEROSIL300(등록 상표) 300/30(에보닉사제)을 25g, 및 Disperbyk190(상품명, 빅케미사제)을 100g 칭량하고, 이들을 이온 전기 교환수 71g에 첨가하여, 혼합물을 얻었다. 그 후, KURABO제 MAZERSTAR KK-400W를 사용하여, 공전 회전수 1,360rpm, 자전 회전수 1,047rpm으로 혼합물을 30분간 처리함으로써 균일한 혼합물 수용액을 얻었다. 이 혼합물 수용액을 석영 용기에 충전하고, 소형 로터리 킬른(가부시키가이샤 모토야마제)을 이용하여 산소 분위기 중에서 920℃로 가열했다. 그 후, 소형 로터리 킬른 내를 질소로 치환하고, 동일 온도에서 암모니아 가스를 100mL/min으로 5시간 흘림으로써 질화 환원 처리를 실시했다. 종료 후 회수한 분말을 유발(乳鉢)로 분쇄하고, Si 원자를 포함하여, 분말 형상의 비표면적 73m2/g의 타이타늄 블랙〔타이타늄 블랙 입자 및 Si 원자를 포함하는 피분산체〕를 얻었다(이하에서는, "타이타늄 블랙 A-1"이라고 표기한다).With a mean particle size of 15nm titanium oxide MT-150A (trade name, day car (Ltd.)) to 100g, BET (Brunauer, Emmett, Teller) specific surface area of silica particles of 300m 2 / g AEROSIL300 (R) 300/30 (EVO Nick Ltd.) and 100 g of Disperbyk 190 (trade name, manufactured by Big Chemie) were weighed and added to 71 g of ion exchange water to obtain a mixture. Thereafter, using a MAZERSTAR KK-400W manufactured by KURABO, the mixture was treated at an idling speed of 1,360 rpm and a rotating speed of 1,047 rpm for 30 minutes to obtain a uniform mixture aqueous solution. The mixture aqueous solution was filled in a quartz container and heated to 920 占 폚 in an oxygen atmosphere using a small rotary kiln (manufactured by Motoyama Kogyo Co., Ltd.). Subsequently, the inside of the small rotary kiln was replaced with nitrogen, and ammonia gas was flown at 100 mL / min for 5 hours at the same temperature, thereby performing nitridation reduction treatment. The recovered powder was pulverized with a mortar to obtain a titanium black having a specific surface area of 73 m < 2 > / g in powder form including titanium atoms (titanium black particles and dispersed particles containing Si atoms) , &Quot; Titanium Black A-1 ").
<Fe 원자를 함유하는 질화 나이오븀 함유 입자(NbN)의 제작><Production of Niobium Nitride Containing Particles (NbN) Containing Fe Atoms>
이하의 방법에 의하여 Fe 원자를 함유하는 질화 나이오븀 함유 입자를 제작했다.A niobium nitride-containing particle containing Fe atoms was prepared by the following method.
먼저, 미쓰와 가가쿠 야쿠힝제 나이오븀(분말) <100-325mesh>를 원료(이하, "금속 원료 분말"이라고도 함)로서 준비했다.First, Mitsuwa Kagakuyaku Hinzanai Oxide (powder) <100-325 mesh> was prepared as a raw material (hereinafter also referred to as "metal raw material powder").
다음으로, 상기 금속 원료 분말을, Ar 가스 중에 있어서 플라즈마 처리함으로써, Nb 나노 입자화했다. 상기 플라즈마 처리의 조건은, 하기의 플라즈마 처리 (1)에 따랐다.Next, the above metal raw material powder was subjected to plasma treatment in an Ar gas to obtain Nb nanoparticles. The conditions of the plasma treatment were the following plasma treatment (1).
(플라즈마 처리 (1))(Plasma treatment (1))
플라즈마 처리 (1)은 이하의 방법에 의하여 행했다. 상기의 흑색 복합 미립자 제조 장치에 준하는 장치를 이용하여, 이하의 조건에 의하여 플라즈마 처리 (1)했다.Plasma treatment (1) was carried out by the following method. (1) was carried out by using a device similar to the above-mentioned apparatus for producing black composite fine particles under the following conditions.
·고주파 발진용 코일에 인가한 고주파 전압: 주파수 약 4MHz, 전압 약 80kVA· High-frequency voltage applied to high-frequency oscillation coil: frequency about 4 MHz, voltage about 80 kVA
·플라즈마 가스: 아르곤 가스(공급량 100L/min)Plasma gas: argon gas (supply amount: 100 L / min)
·캐리어 가스: 아르곤 가스(공급량 10L/min)Carrier gas: argon gas (supply amount 10 L / min)
·챔버 내 분위기: 아르곤 가스(공급량 1,000L/min, 챔버 내 유속 5m/sec)Atmosphere in the chamber: argon gas (feed rate: 1,000 L / min, flow rate in the chamber: 5 m / sec)
·사이클론 내 분위기: 아르곤 가스, 내압 50kPa· Atmosphere in the cyclone: argon gas, pressure of 50 kPa
·챔버로부터 사이클론으로의 재료 공급 속도: 10m/s(평균값)· Material feed rate from chamber to cyclone: 10 m / s (average value)
다음으로, Fe 분말(JIP270M, JFE 스틸사제)을 준비하고, 플라즈마 처리 (1)의 조건에 의하여 플라즈마 처리를 행하여, Fe 나노 입자화했다.Next, an Fe powder (JIP270M, manufactured by JFE Steel) was prepared and subjected to plasma treatment under the conditions of the plasma treatment (1) to obtain Fe nanoparticles.
다음으로, 상기에 의하여 얻어진 Nb 나노 입자, 및 Fe 나노 입자를 혼합하여, 원료 금속 분말을 얻었다. 이 원료 금속 분말에 대하여, 질소 가스 중에 있어서 플라즈마 처리함으로써, 질화 나이오븀 함유 입자를 얻었다. 상기 플라즈마 처리의 조건은, 하기의 플라즈마 처리 (2)에 따랐다.Next, the obtained Nb nanoparticles and Fe nanoparticles were mixed to obtain a raw metal powder. This raw material metal powder was subjected to plasma treatment in a nitrogen gas to obtain niobium nitride-containing particles. The conditions of the plasma treatment were the following plasma treatment (2).
(플라즈마 처리 (2))(Plasma treatment (2))
플라즈마 처리 (2)는 이하의 방법에 의하여 행했다. 또한, 장치는 플라즈마 처리 (1)과 동일한 것을 이용했다.Plasma treatment (2) was carried out by the following method. Further, the apparatus used was the same as the plasma processing (1).
·고주파 발진용 코일에 인가한 고주파 전압: 주파수 약 4MHz, 전압 약 80kVA· High-frequency voltage applied to high-frequency oscillation coil: frequency about 4 MHz, voltage about 80 kVA
·플라즈마 가스: 아르곤 가스 및 질소 가스(공급량 각각 50L/min)Plasma gas: argon gas and nitrogen gas (supplied at 50 L / min each)
·캐리어 가스: 질소 가스(공급량 10L/min)Carrier gas: Nitrogen gas (supply amount 10 L / min)
·챔버 내 분위기: 질소 가스(공급량 1,000L/min, 챔버 내 유속 5m/sec)Atmosphere in the chamber: nitrogen gas (feed rate: 1,000 L / min, flow rate in the chamber: 5 m / sec)
·사이클론 내 분위기: 질소 가스, 내압 50kPa· Atmosphere in cyclone: Nitrogen gas, internal pressure 50 kPa
·챔버로부터 사이클론으로의 재료 공급 속도: 10m/s(평균값)· Material feed rate from chamber to cyclone: 10 m / s (average value)
플라즈마 처리 (2) 종료 후의 입자를, Ar 가스를 이용하여 니혼 신텍크사제 분류형 습도 공급 장치 SRH에 의하여 대기 중이면 상대 습도 95%가 되는 조건에서 20℃의 질소 가스를 도입하고, 24시간 정치했다. 그 후, 얻어진 입자를 호소카와 미크론제 TTSP 세퍼레이터를 이용하여 수율 10%가 되는 조건에서 분급을 행하여, 질화 나이오븀 함유 입자(NbN)를 얻었다. 또한, 세퍼레이터에는 질소 가스를 공급했다.After the completion of the plasma treatment (2), nitrogen gas at 20 캜 was introduced under the condition that the relative humidity was 95% when the atmosphere was in the atmosphere, using Ar gas, by a classification type humidity supplying device SRH manufactured by Nihon Shintech Co., did. Thereafter, the obtained particles were classified under the condition of a yield of 10% using a Tosp separator made by Hosokawa Micron to obtain niobium nitride-containing particles (NbN). Further, nitrogen gas was supplied to the separator.
얻어진 질화 나이오븀 함유 입자에 대하여, ICP 발광 분광 분석법에 의하여, 철(Fe) 원자의 함유량을 측정한바, 50질량ppm이었다.The obtained niobium nitride-containing particles were found to have a content of iron (Fe) atoms of 50 mass ppm by ICP emission spectrometry.
<Fe 원자를 함유하는 질화 바나듐 함유 입자(VN)의 제작><Production of vanadium nitride-containing particles (VN) containing Fe atoms>
Fe 원자를 함유하는 질화 나이오븀 함유 입자의 제작에 있어서, 미쓰와카 가가쿠 야쿠힝제 나이오븀(분말) <100-325mesh> 대신에 다이요코코제 금속 바나듐 분말 VHO를 이용한 것 이외에는 동일하게 하여, Fe 원자를 함유하는 질화 바나듐 함유 입자(VN)를 제작했다. 얻어진 질화 바나듐 함유 입자에 대하여, ICP 발광 분광 분석법에 의하여, 철(Fe) 원자의 함유량을 측정한바, 50질량ppm이었다.Except that the metal vanadium powder VHO made by Daikko Kogyo Co., Ltd. was used instead of Mitsuwagakagaku-ku Hinzanai Ondum (powder) < 100-325mesh > in the production of the niobium nitride- (VN) containing vanadium nitride was prepared. The content of iron (Fe) atoms in the obtained vanadium nitride-containing particles was measured by ICP emission spectroscopy and found to be 50 mass ppm.
〔다관능 싸이올 화합물〕[Polyfunctional thiol compound]
다관능 싸이올 화합물로서, 이하의 SH-4, SH-3, SH-2를 이용했다.As the polyfunctional thiol compound, the following SH-4, SH-3 and SH-2 were used.
·SH-4(펜타에리트리톨테트라(3-머캅토프로피오네이트), 4관능 싸이올 화합물에 해당한다.)· SH-4 (corresponding to pentaerythritol tetra (3-mercaptopropionate), tetra-functional thiol compound)
[화학식 28](28)
·SH-3(트라이메틸올프로페인트리스(3-머캅토프로피오네이트), 3관능 싸이올 화합물에 해당한다.)· SH-3 (equivalent to trimethylolpropanol (3-mercaptopropionate), trifunctional thiol compound)
[화학식 29][Chemical Formula 29]
·SH-2(1,4 뷰테인다이올비스(싸이오글라이콜레이트), 2관능 싸이올 화합물에 해당한다.)· SH-2 (equivalent to 1,4-butanediol bis (thioglycolate), bifunctional thiol compound)
[화학식 30](30)
〔분산제〕[Dispersant]
분산제로서, 이하의 구조의 분산제 A를 이용했다. 각 구조 단위에 기재된 수치는, 전체 구조 단위에 대한, 각 구조 단위의 질량%를 의도한다.As the dispersant, a dispersant A having the following structure was used. The numerical values given in each structural unit are intended to indicate the mass% of each structural unit with respect to the total structural unit.
·분산제 A· Dispersant A
[화학식 31](31)
〔바인더 수지〕[Binder Resin]
바인더 수지로서는, 이하의 수지 A를 이용했다. 각 구조 단위에 기재된 수치는, 전체 구조 단위에 대한, 각 구조 단위의 몰%를 의도한다. 또한, 수지 A의 식 중, 각 약호는 이하를 나타낸다.As the binder resin, the following resin A was used. The numerical values given in each structural unit are intended to represent the mole% of each structural unit with respect to the total structural unit. In the formulas of the resin A, the respective abbreviations indicate the following.
BzMA: 메타크릴산 벤질BzMA: benzyl methacrylate
MMA: 메타크릴산 메틸MMA: methyl methacrylate
·수지 A· Resin A
[화학식 32](32)
〔중합성 화합물〕[Polymerizable compound]
·중합성 화합물 M1: 다이펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(닛폰 가야쿠사제, 상품명 "KAYARAD", 하기 식 참조)Polymerizable compound M1: dipentaerythritol hexaacrylate (trade name: " KAYARAD ", manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.,
[화학식 33](33)
〔광중합 개시제〕[Photopolymerization initiator]
·OXE-01: Irgacure OXE01(상품명, BASF 재팬사제)OXE-01: Irgacure OXE01 (trade name, manufactured by BASF Japan)
[화학식 34](34)
·OXE-02: Irgacure OXE02(상품명, BASF 재팬사제)OXE-02: Irgacure OXE02 (trade name, manufactured by BASF Japan)
[화학식 35](35)
·PI-3: 하기의 구조를 갖는 광중합 개시제PI-3: A photopolymerization initiator having the following structure
[화학식 36](36)
·NCI-831(상품명, ADEKA사제)NCI-831 (trade name, manufactured by ADEKA)
[화학식 37](37)
·IRG-379: IRGACURE 379(상품명, BASF 재팬사제)IRG-379: IRGACURE 379 (trade name, manufactured by BASF Japan)
[화학식 38](38)
〔중합 금지제〕[Polymerization inhibitor]
Ih-1: 4-메톡시페놀Ih-1: 4-methoxyphenol
Ih-2: 2,6-다이-tert-뷰틸-4-메틸페놀Ih-2: 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol
Ih-3: 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 1-옥실 프리 라디칼Ih-3: 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl free radical
〔계면활성제〕〔Surfactants〕
·F-1: 하기 식으로 나타나는 화합물(중량 평균 분자량(Mw)=15,311)F-1: The compound represented by the following formula (weight average molecular weight (Mw) = 15,311)
단, 하기 식에 있어서, 식 (A) 및 (B)로 나타나는 구조 단위는 각각 62몰%, 38몰%이다. 식 (B)로 나타나는 구조 단위 중, a, b, c는, 각각 a+c=14, b=17의 관계를 충족시킨다.In the following formulas, the structural units represented by the formulas (A) and (B) are 62 mol% and 38 mol%, respectively. Among the structural units represented by the formula (B), a, b, and c satisfy the relationship of a + c = 14 and b = 17, respectively.
[화학식 39][Chemical Formula 39]
〔유기 용제〕[Organic solvents]
·PGMEA: 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트PGMEA: propylene glycol monomethyl ether acetate
·사이클로펜탄온· Cyclopentanone
·아세트산 뷰틸· Acetic acid butyl
[착색제 분산액의 조제][Preparation of colorant dispersion]
먼저, 착색제, 분산제 및 유기 용제를, 교반기(IKA사제 EUROSTAR)에 의하여 15분간 혼합하여, 상기 성분의 혼합액을 얻었다. 다음으로, 얻어진 혼합액에 대하여, 신마루 엔터프라이제스제의 NPM-Pilot를 사용하여 하기 조건에서 분산 처리를 행하여, 착색제 분산액을 얻었다.First, the colorant, the dispersant, and the organic solvent were mixed by a stirrer (EUROSTAR manufactured by IKA Corporation) for 15 minutes to obtain a mixed solution of the above components. Next, the resulting mixed solution was subjected to dispersion treatment using NPM-Pilot manufactured by Shinmaru Enterprise Co., Ltd. under the following conditions to obtain a colorant dispersion.
<분산 조건><Dispersion Condition>
·비즈 직경: φ0.05mm, (닛카토제 지르코니아 비즈, YTZ)· Bead diameter: φ0.05mm, (Zirconia beads, YTZ made by Nikka Corporation)
·비즈 충전율: 65체적%· Beads filling rate: 65 vol%
·밀 주속: 10m/sec· Mill speed: 10m / sec
·세퍼레이터 주속: 13m/sSeparator speed: 13 m / s
·분산 처리하는 혼합액량: 15kg· Mixed liquid amount to be dispersed: 15 kg
·순환 유량(펌프 공급량): 90kg/hour· Circulating flow (pump supply): 90kg / hour
·처리액 온도: 19~21℃· Treatment temperature: 19 ~ 21 ℃
·냉각수: 물· Cooling water: water
·처리 시간: 22시간 정도· Processing time: About 22 hours
[경화성 조성물의 조제][Preparation of curable composition]
다음으로, 상기 착색제 분산액, 다관능 싸이올 화합물, 바인더 수지, 중합성 화합물, 중합 개시제, 중합 금지제, 및 계면활성제를 혼합, 교반하여, 하기 표 1-1, 표 1-2 및 표 2에 나타내는 실시예 및 비교예의 각 경화성 조성물을 얻었다. 또한, 표 1-1, 표 1-2 및 표 2에 있어서의 각 성분의 함유량은, 모두 질량%이다.Next, the colorant dispersion, the polyfunctional thiol compound, the binder resin, the polymerizable compound, the polymerization initiator, the polymerization inhibitor, and the surfactant were mixed and stirred, The respective curable compositions of the Examples and Comparative Examples were obtained. The content of each component in Table 1-1, Table 1-2, and Table 2 is all% by mass.
또한, 각 경화성 조성물의 최종적인 고형분은, 표 1-1, 표 1-2 및 표 2에 기재된 고형분 농도가 되도록, 유기 용제로 조정했다. 또, 유기 용제는, 각 경화성 조성물에 있어서의 질량비가 PGMEA/아세트산 뷰틸/사이클로헥산온=27/18/27이 되도록, 병용했다.The final solid content of each of the curable compositions was adjusted with an organic solvent so as to have the solid content concentrations shown in Tables 1-1, 1-2 and 2. The organic solvent was used in combination so that the mass ratio in each curing composition was PGMEA / butyl acetate / cyclohexanone = 27/18/27.
[평가][evaluation]
실시예 및 비교예의 각 경화성 조성물에 대하여, 이하의 각 평가 시험을 행했다. 결과는, 표 1-1 및 표 1-2에 정리하여 나타냈다.The following evaluation tests were carried out on each of the curable compositions of Examples and Comparative Examples. The results are summarized in Table 1-1 and Table 1-2.
〔OD값〕[OD value]
두께 0.7mm, 평방 10cm의 유리판(EagleXG, Corning사제) 상에, 각 경화성 조성물을 이용하여, 스핀 코트에 의하여 도막을 형성했다. 이때, 막두께 1.5μm의 경화막이 얻어지도록 회전수를 조정했다. 형성한 도막을, 핫플레이트 상에서 100℃, 2분간의 열처리에 의하여 건조시키고, 500mJ/cm2의 노광량으로 노광하여, 경화막을 얻었다. 얻어진 경화막을 함유하는 유리 기판에 대하여, 분광 광도계 U-4100(히타치 하이테크놀로지즈제)에 의하여 OD값을 측정했다. OD값이 클수록, 경화막은 우수한 차광성을 갖는다. 결과는 표 1-1, 표 1-2 및 표 2에 정리하여 나타냈다.On each glass plate (Eagle XG, manufactured by Corning) having a thickness of 0.7 mm and a square of 10 cm, a coating film was formed by spin coating using each of the curable compositions. At this time, the number of revolutions was adjusted so as to obtain a cured film having a film thickness of 1.5 탆. A film forming, to 100 ℃ on a hot plate, and dried by heat treatment for 2 minutes, exposed in a exposure dose of 500mJ / cm 2, to obtain cured films. The OD value of the glass substrate containing the obtained cured film was measured by a spectrophotometer U-4100 (manufactured by Hitachi High Technologies). The larger the OD value, the better the light shielding property of the cured film. The results are summarized in Table 1-1, Table 1-2 and Table 2.
또한, 표 1-1, 표 1-2, 및 표 2에 나타낸 OD값은, 파장 400~800nm에 있어서의 최솟값이다. 즉, 각 실시예의 경화막(막두께 1.5μm)은, 파장 400~800nm의 전역에 있어서 표 1-1, 표 1-2, 및 표 2에 나타낸 OD값 이상의 OD값을 갖는다.The OD values shown in Table 1-1, Table 1-2, and Table 2 are the minimum values at wavelengths of 400 to 800 nm. That is, the cured film (film thickness: 1.5 m) of each example has an OD value equal to or more than the OD value shown in Tables 1-1, 1-2, and Table 2 over the entire wavelength range of 400 to 800 nm.
〔패턴 형상〕[Pattern shape]
Si 기판 상에 각 경화성 조성물을 이용하여, 막두께 1.5μm의 경화막이 얻어지도록 회전수를 조정하고, 스핀 코트에 의하여 도막을 형성했다. 형성한 도막을, 핫플레이트 상에서 100℃, 2분간의 열처리에 의하여 건조시켜, 경화막을 얻었다. 얻어진 경화막을 함유하는 Si 기판에 대하여, 상기 프리베이크 후의 도막을 갖는 기판에 대하여 i선 스테퍼(캐논제 FPA3000i5+)를 이용하여, 길이 200μm×폭 20μm 라인 패턴이 형성된 포토마스크를 통하여, 표에 기재된 노광량으로, 상기 도막을 노광했다. 노광 후의 도막을, 도쿄 일렉트론제 코터 디벨로퍼 ACT8에 의하여, 현상액으로서 수산화 테트라메틸암모늄을 이용하여, 30초간 퍼들 현상을 행했다. 현상 후에는 순수에 의하여 20초간 샤워 린스 처리를 행했다. 현상 후의 도막을 포스트베이크(온도: 220℃, 시간: 300초)했다. 포스트베이크 후의 도막의 패턴 형상을 측장 SEM(Scanning Electron Microscope)에 의하여 측정했다. 구체적으로는, 라인 패턴 단부의 막두께와 중앙부의 막두께를 측정하여, 비(패턴 단부의 막두께/중앙부의 막두께)를 계산하고, 이하의 기준에 의하여 평가했다. 결과는 표 1-1, 표 1-2 및 표 2에 정리하여 나타냈다. 또한, 평가 "2" 이상이 실용 범위이다.Using the respective curable compositions on the Si substrate, the number of revolutions was adjusted so as to obtain a cured film having a film thickness of 1.5 mu m, and a coating film was formed by spin coating. The formed coating film was dried on a hot plate by heat treatment at 100 DEG C for 2 minutes to obtain a cured film. With respect to the Si substrate containing the obtained cured film, the substrate having the coated film after the pre-baking was exposed to light through the photomask having a 200 mu m long x 20 mu m wide line pattern formed thereon using an i-line stepper (FPA3000i5 + , The coating film was exposed. The coated film after exposure was subjected to a puddle development for 30 seconds by Coater Developer ACT8 manufactured by Tokyo Electron using tetramethylammonium hydroxide as a developer. After development, shower rinse treatment was performed for 20 seconds by pure water. The coated film after development was post-baked (temperature: 220 캜, time: 300 seconds). The pattern shape of the coated film after post-baking was measured by a scanning SEM (Scanning Electron Microscope). Specifically, the film thickness of the end portion of the line pattern and the film thickness of the central portion were measured, and the ratio (film thickness of the end portion of the pattern / film thickness of the central portion) was calculated and evaluated according to the following criteria. The results are summarized in Table 1-1, Table 1-2 and Table 2. In addition, evaluation "2" or more is a practical range.
·7: 비가 0.98 초과 1.00 이하이며, SEM에 의한 관찰로 패턴 중앙부와 단부의 막두께에 차는 볼 수 없다.7: The ratio is more than 0.98 and not more than 1.00, and the difference in film thickness between the central portion and the end portion of the pattern can not be seen by the observation by SEM.
·6: 비가, 0.96 초과 0.98 이하이며, 패턴 중앙부와 단부의 막두께에 약간의 차가 보여진다.6: The ratio is more than 0.96 but not more than 0.98, and a slight difference is seen in the film thickness of the pattern central portion and the end portion.
·5: 비가, 0.94 초과 0.96 이하이며, 패턴 중앙부와 단부의 막두께에 차가 보여진다.· 5: The ratio is more than 0.94 and not more than 0.96, and a difference is seen in the film thicknesses at the central portion and the end portion of the pattern.
·4: 비가 0.92 초과 0.94 이하이며, 단부의 막두께가 얇고, 약간 변형되어 있지만 실용상 문제 없는 레벨.· 4: A level of more than 0.92 but not more than 0.94.
·3: 비가 0.90 초과 0.92 이하이며, 단부의 막두께가 얇고, 변형되어 있지만 실용상 문제 없는 레벨.· 3: The level is more than 0.90 but not more than 0.92, and the thickness of the end portion is thin and deformed but practically no problem.
·2: 비가 0.80 초과 0.90 이하이며, 단부의 막두께가 얇지만, 실용은 가능한 레벨.2: The ratio is more than 0.80 but not more than 0.90, and the thickness of the end portion is thin, but the practical level is possible.
·1: 비가 0.80 이하이며, 단부의 막두께가 얇아, 허용 외.· 1: The ratio is not more than 0.80, the thickness of the end portion is thin, and not allowed.
〔경시 안정성〕[Stability over time]
조제 후의 각 경화성 조성물을 100cc의 블룸병에 밀봉하고, 45℃의 항온조에서 7일간 보관했다. 그 후, 상기와 동일한 방법으로 패턴 형상의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타냈다.Each of the curable compositions after the preparation was sealed in a 100 cc Bloom bottle and stored in a thermostatic chamber at 45 캜 for 7 days. Thereafter, the pattern shape was evaluated in the same manner as described above. The results are shown in Table 2.
[표 1-1][Table 1-1]
[표 1-2][Table 1-2]
[표 2][Table 2]
표 1-1 및 표 1-2에 나타낸 결과로부터, 착색제와, 광중합 개시제와, 중합성 화합물과, 다관능 싸이올 화합물을 함유하는 경화성 조성물로서, 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의, 가시광 영역에 있어서의 막두께 1.5μm당 광학 농도가, 4.0 이상인, 각 실시예의 경화성 조성물을 경화하여 얻어진 경화막은, 우수한 패턴 형상을 갖고 있었다. 한편, 비교예의 경화성 조성물은 원하는 효과를 갖고 있지 않았다.From the results shown in Tables 1-1 and 1-2, it was found that the curable composition containing the colorant, the photopolymerization initiator, the polymerizable compound and the polyfunctional thiol compound, of the cured film obtained by curing the curable composition, The cured film obtained by curing the curable composition of each example having an optical density per film thickness of 1.5 占 퐉 of 4.0 or more had an excellent pattern shape. On the other hand, the curable composition of Comparative Example had no desired effect.
착색제의 함유량이 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여 55질량% 이상인, 실시예 48의 경화성 조성물은, 분산제의 함유량이 동일한 정도이며, 또한 착색제의 함유량이 53%인 실시예 49의 경화성 조성물과 비교하여, 얻어지는 경화물의 패턴 형상이 보다 우수했다.The curable composition of Example 48, in which the content of the colorant was 55% by mass or more based on the total solid content of the curable composition, was higher than that of the curable composition of Example 49 in which the content of the dispersant was about the same and the content of the colorant was 53% The pattern shape of the resulting cured product was more excellent.
다관능 싸이올 화합물의 함유량이, 착색제의 함유량에 대하여 1~5.5질량%인, 실시예 1, 실시예 2, 및 실시예 3의 경화성 조성물은, 실시예 4의 경화성 조성물과 비교하여, 얻어지는 경화물의 패턴 형상이 보다 우수했다.The curable compositions of Examples 1, 2 and 3, in which the content of the polyfunctional thiol compound was 1 to 5.5% by mass with respect to the content of the colorant, were compared with those of the curable composition of Example 4, The shape of the water pattern was better.
중합 금지제로서 2종 이상의 페놀계 화합물을 함유하는, 실시예 45의 경화성 조성물은, 실시예 36의 경화성 조성물과 비교하여, 보다 낮은 노광량으로 경화되고, 경화물의 패턴 형상이 우수했다.The curable composition of Example 45 containing two or more phenol compounds as a polymerization inhibitor was cured at a lower exposure dose as compared with the curable composition of Example 36 and the pattern shape of the cured product was excellent.
중합 금지제로서 페놀계 화합물 및 힌더드 아민계 화합물을 함유하는 실시예 46의 경화성 조성물은, 실시예 36의 경화성 조성물과 비교하여, 보다 낮은 노광량으로 경화되고, 경화물의 패턴 형상이 우수했다.The curable composition of Example 46 containing a phenol-based compound and a hindered amine-based compound as a polymerization inhibitor was cured at a lower exposure dose as compared with the curable composition of Example 36, and the pattern shape of the cured product was excellent.
다관능 싸이올 화합물이, 3관능인 실시예 5의 경화성 조성물은, 실시예 9의 경화성 조성물과 비교하여, 경화물의 패턴 형상이 보다 우수했다.The curable composition of Example 5 in which the polyfunctional thiol compound was trifunctional had a better pattern shape of the cured product than the curable composition of Example 9. [
다관능 싸이올 화합물이, 4관능인, 실시예 1의 경화성 조성물은, 실시예 9 및 실시예 5의 경화성 조성물과 비교하여, 경화물의 패턴 형상이 보다 우수했다.The curable composition of Example 1, in which the polyfunctional thiol compound was tetrafunctional, had a better pattern shape of the cured product than the curable compositions of Examples 9 and 5.
광중합 개시제가 옥심 화합물인 실시예 34의 경화성 조성물은, 실시예 25의 경화성 조성물과 비교하여, 경화물의 패턴 형상이 보다 우수했다.The curable composition of Example 34 in which the photopolymerization initiator was an oxime compound had a better pattern shape of the cured product than the curable composition of Example 25.
광중합 개시제의 함유량이 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여 1질량% 초과 10질량% 미만인, 실시예 13 및 실시예 48의 경화성 조성물은, 실시예 50 및 실시예 51의 경화성 조성물과 비교하여, 경화물의 패턴 형상이 보다 우수했다.The curable compositions of Examples 13 and 48, in which the content of the photopolymerization initiator was more than 1% by mass and less than 10% by mass based on the total solid content of the curable composition, were compared with the curable compositions of Examples 50 and 51, The shape was better.
중합성 화합물의 함유량이 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여 3.5질량% 초과 20질량% 미만인, 실시예 13 및 실시예 48의 경화성 조성물은, 실시예 50 및 실시예 51의 경화성 조성물과 비교하여, 경화물의 패턴 형상이 보다 우수했다.The curable compositions of Examples 13 and 48, in which the content of the polymerizable compound was more than 3.5% by mass and less than 20% by mass based on the total solid content of the curable composition, were compared with the curable compositions of Examples 50 and 51, The pattern shape was better.
분산제의 함유량이 17질량% 이상인, 실시예 2 및 실시예 48의 경화성 조성물은, 실시예 13 및 실시예 54의 경화성 조성물과 비교하여, 경화물의 패턴 형상이 보다 우수했다.The curable compositions of Examples 2 and 48, in which the content of the dispersant was 17% by mass or more, were more excellent in the pattern shape of the cured product than the curable compositions of Examples 13 and 54.
실시예 1에 있어서, 계면활성제 F-1을 이용하지 않은 것 이외에는 동일하게 하여 경화성 조성물을 조제하고, 이것을 이용하여 평가를 행했다. 평가의 결과, 실시예 1과 동일한 결과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.A curable composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the surfactant F-1 was not used, and evaluation was conducted using the same. As a result of the evaluation, it was found that the same results as in Example 1 were obtained.
[카본 블랙 분산물(CB 분산액)의 조제와 경화성 조성물의 평가][Preparation of Carbon Black Dispersion (CB Dispersion) and Evaluation of Curable Composition]
상기의 착색제 분산액의 조제에 있어서, 착색제를 카본 블랙(상품명 "컬러 블랙 S170", 데구사사제, 평균 1차 입자경 17nm, BET 비표면적 200m2/g, 가스 블랙 방식에 의하여 제조된 카본 블랙)으로 한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 카본 블랙 분산물(CB 분산액)을 얻었다.In the preparation of the above colorant dispersion, the coloring agent was dispersed in carbon black (trade name "Color Black S170", manufactured by Degussa, average primary particle diameter 17 nm, BET specific surface area 200 m 2 / g, carbon black produced by the gas black method) A carbon black dispersion (CB dispersion) was obtained by the same method.
실시예 1의 경화성 조성물의 조제에 있어서, 경화성 조성물 중에서 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1을 58질량% 함유하도록 첨가한 착색제 분산액 대신에, 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1을 함유하는 착색제 분산액과, 상기의 CB 분산액과의 혼합물(경화성 조성물 중의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1: 경화성 조성물 중의 카본 블랙=45:13(질량비), 상기 경화성 조성물 중의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1과 카본 블랙의 합계 함유량은 58질량%임)을 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 경화성 조성물을 조제하고, 이것을 이용하여 평가를 행했다. 평가의 결과, 실시예 1과 동일한 차광성과, 패턴 형상이 얻어지는 것을 알 수 있었다.In the preparation of the curable composition of Example 1, a colorant dispersion liquid containing titanium nitride-containing particles TiN-1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the colorant dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that the colorant dispersion was prepared by adding 58% by mass of titanium nitride- The total content of the titanium nitride-containing particles TiN-1 in the curable composition: carbon black in the curable composition = 45: 13 (mass ratio), the titanium nitride-containing particles TiN-1 in the curable composition and the carbon black was 58 mass% %) Was used in place of the curable composition, and the curable composition was evaluated in the same manner. As a result of the evaluation, it was found that the same light-shielding properties and pattern shapes as in Example 1 were obtained.
[유채색 안료 분산물(PY 분산액)의 조제와 경화성 조성물의 평가][Preparation of a chromatic pigment dispersion (PY dispersion) and evaluation of a curing composition]
상기의 착색제 분산액의 조제에 있어서, 착색제를 피그먼트 옐로 150(Hangzhou Star-up Pigment Co., Ltd.제, 상품명 6150 안료 옐로 5GN)으로 한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 유채색 안료 분산물(PY 분산액)을 얻었다.A chromatic pigment dispersion (PY dispersion (a pigment dispersion) was prepared in the same manner as in the preparation of the above colorant dispersion except that the coloring agent was Pigment Yellow 150 (manufactured by Hangzhou Star-up Pigment Co., Ltd., trade name: 6150 Pigment Yellow 5GN) ).
실시예 1의 경화성 조성물의 조제에 있어서, 경화성 조성물 중에서 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1을 58질량% 함유하도록 첨가한 착색제 분산액 대신에, 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1을 함유하는 착색제 분산액과, 상기의 PY 분산액과의 혼합물(경화성 조성물 중의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1: 경화성 조성 중의 피그먼트 옐로 150=45:13(질량비), 경화성 조성물 중의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1과 피그먼트 옐로 150의 합계 함유량은 58질량%임)을 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 경화성 조성물을 조제하고, 이것을 이용하여 평가를 행했다. 평가의 결과, 실시예 1과 동일한 차광성과, 패턴 형상이 얻어지고, 더 검은 색이 진한 막이 얻어지는 것을 알 수 있었다.In the preparation of the curable composition of Example 1, a colorant dispersion liquid containing titanium nitride-containing particles TiN-1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the colorant dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that the colorant dispersion was prepared by adding 58% by mass of titanium nitride- PY dispersion (titanium nitride-containing particles TiN-1 in the curable composition: Pigment Yellow 150 in the curable composition = 45: 13 (mass ratio), the total content of the titanium nitride-containing particles TiN-1 and Pigment Yellow 150 in the curable composition Is 58% by mass), a curable composition was prepared in the same manner as above, and evaluation was conducted using the same. As a result of the evaluation, it was found that the same light-shielding properties and pattern shapes as in Example 1 were obtained, and a darker black film was obtained.
[유채색 안료 분산물(PR 분산액)의 조제][Preparation of a chromatic pigment dispersion (PR dispersion)] [
상기의 착색제 분산액의 조제에 있어서, 착색제를 C. I. Pigment Red 254(치바·스페셜리티·케미컬즈사제)로 한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 유채색 안료 분산물(PR 분산액)을 얻었다.A chromatic pigment dispersion (PR dispersion) was obtained in the same manner as in the preparation of the above colorant dispersion except that C. I. Pigment Red 254 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was used as the colorant.
[유채색 안료 분산물(PB 분산액)의 조제][Preparation of a chromatic pigment dispersion (PB dispersion)] [
상기의 착색제 분산액의 조제에 있어서, 착색제를 C. I. Pigment Blue 15:6(DIC 가부시키가이샤제)으로 한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 유채색 안료 분산물(PB 분산액)을 얻었다.A chromatic pigment dispersion (PB dispersion) was obtained in the same manner as in the preparation of the above colorant dispersion except that C. I. Pigment Blue 15: 6 (manufactured by DIC Corporation) was used as the colorant.
[유채색 안료 분산물(PV 분산액)의 조제][Preparation of a chromatic pigment dispersion (PV dispersion)] [
상기의 착색제 분산액의 조제에 있어서, 착색제를 C. I. Pigment Violet 23(클라리언트사제)으로 한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 유채색 안료 분산물(PV 분산액)을 얻었다.A chromatic pigment dispersion (PV dispersion) was obtained in the same manner as in the preparation of the above colorant dispersion except that C. I. Pigment Violet 23 (manufactured by Clariant) was used as the colorant.
실시예 1의 경화성 조성물의 조제에 있어서, 경화성 조성물 중에서 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1을 58질량% 함유하도록 첨가한 착색제 분산액 대신에, 상기의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1, PY, PR, PB, 및 PV 분산액과의 혼합물(경화성 조성물 중의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1, PY, PR, PB, 및 PV의 비; 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1:PY:PR:PB:PV=70:17:37:36:10(질량비), 경화성 조성물 중의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1, PY, PR, PB, 및 PV의 합계 함유량은 58질량%임)을 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 경화성 조성물을 조제하고, 이것을 이용하여 평가를 행했다. 평가의 결과, 실시예 1과 동일한 차광성과, 동일한 패턴 형상이 얻어지고, 또한 적외 영역의 차광성이 우수한 막이 얻어지는 것을 알 수 있었다.The titanium nitride-containing particles TiN-1, PY, PR, PB, and TiN-1 were prepared in the same manner as in the preparation of the curable composition of Example 1 except that the pigment dispersion containing the titanium nitride- 1: PY: PR: PB: PV = 70: 17: 37) and the PV dispersion (ratio of titanium nitride-containing particles TiN-1, PY, PR, PB and PV in the curable composition; TiN- : 36: 10 (mass ratio), the total content of titanium nitride-containing particles TiN-1, PY, PR, PB and PV in the curable composition was 58 mass%) was used to prepare a curable composition. And evaluated. As a result of the evaluation, it was found that the same light-shielding property and the same pattern shape as in Example 1 were obtained, and a film excellent in light-shielding property in the infrared region was obtained.
실시예 1의 경화성 조성물의 조제에 있어서, 경화성 조성물 중에서 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1을 58질량% 함유하도록 첨가한 착색제 분산액 대신에, 상기의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1과 이하에 나타내는 화합물 SQ-23의 혼합물(경화성 조성물 중의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1, 및 화합물 SQ-23의 비; 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1:화합물 SQ-23=50:8(질량비), 경화성 조성물 중의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1, 및 화합물 SQ-23의 합계 함유량은 58질량%임)을 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 경화성 조성물을 조제하고, 이것을 이용하여 평가를 행했다. 평가의 결과, 실시예 1과 동일한 차광성과, 동일한 패턴 형상이 얻어지고, 또한 적외 영역의 차광성이 우수한 막이 얻어지는 것을 알 수 있었다.In the preparation of the curable composition of Example 1, the titanyl nitride-containing particle TiN-1 and the following compound SQ-1 were used instead of the colorant dispersion in which the titanium nitride-containing particles TiN-1 were added so as to contain 58% (Titanium nitride-containing particles TiN-1 and compound SQ-23 in the curable composition: titanium nitride-containing particles TiN-1: compound SQ-23 = 50: 8 (mass ratio) TiN-1, and SQ-23 was 58 mass%) was used as the curing composition. As a result of the evaluation, it was found that the same light-shielding property and the same pattern shape as in Example 1 were obtained, and a film excellent in light-shielding property in the infrared region was obtained.
실시예 1의 경화성 조성물의 조제에 있어서, 경화성 조성물 중에서 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1을 58질량% 함유하도록 첨가한 착색제 분산액 대신에, 상기의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1과 하기 화합물 A-52의 혼합물(경화성 조성물 중의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1, 및 화합물 A-52의 비; 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1:화합물 A-52=50:8(질량비), 경화성 조성물 중의 타이타늄 질화물 함유 입자 TiN-1, 및 화합물 A-52의 합계 함유량은 58질량%임)을 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 경화성 조성물을 조제하고, 이것을 이용하여 평가를 행했다. 평가의 결과, 실시예 1과 동일한 차광성과, 동일한 패턴 형상이 얻어지고, 또한 적외 영역의 차광성이 우수한 막이 얻어지는 것을 알 수 있었다.In the preparation of the curable composition of Example 1, the titanyl nitride-containing particles TiN-1 and the following compound A-52 shown below were used instead of the colorant dispersion in which the titanyl nitride-containing particles TiN-1 were added so as to contain 58% Titanium nitride-containing particles TiN-1: Compound A-52 = 50: 8 (mass ratio), titanium nitride-containing particles TiN-1 in the curable composition, TiN- 1, and the total content of the compound A-52 was 58 mass%) was used in place of the curing composition. As a result of the evaluation, it was found that the same light-shielding property and the same pattern shape as in Example 1 were obtained, and a film excellent in light-shielding property in the infrared region was obtained.
화합물 SQ-23Compound SQ-23
[화학식 40](40)
화합물 A-52Compound A-52
[화학식 41](41)
101 지지체
102 경화성 조성물층
103 포토마스크
201 경화막
301 포스트베이크 후의 경화막
401 경화성 조성물층
402 마스크 차광 부분
501 경화막
601 포스트베이크 후의 경화막101 support
102 Curable composition layer
103 Photomask
201 curing membrane
301 Curing film after post-baking
401 Curable composition layer
402 mask shading part
501 curing membrane
601 Post-baked curing membrane
Claims (26)
상기 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화막의, 가시광 영역에 있어서의 막두께 1.5μm당 광학 농도가, 4.0 이상인, 경화성 조성물.As a curable composition containing a colorant, a photopolymerization initiator, a polymerizable compound, and a polyfunctional thiol compound,
The optical density per film thickness of 1.5 占 퐉 in the visible light region of the cured film obtained by curing the curable composition is 4.0 or more.
상기 착색제의 함유량이, 상기 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여 55질량% 이상인, 경화성 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the content of the coloring agent is 55% by mass or more based on the total solid content of the curable composition.
상기 다관능 싸이올 화합물의 함유량이, 상기 착색제의 함유량에 대하여 1~5.5질량%인, 경화성 조성물.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the content of the polyfunctional thiol compound is 1 to 5.5% by mass with respect to the content of the colorant.
중합 금지제를 더 함유하는, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 1 to 3,
A curing composition further comprising a polymerization inhibitor.
상기 중합 금지제의 함유량이, 상기 다관능 싸이올 화합물의 함유량에 대하여 0.1~1.5질량%인, 경화성 조성물.The method of claim 4,
Wherein the content of the polymerization inhibitor is 0.1 to 1.5% by mass with respect to the content of the polyfunctional thiol compound.
상기 중합 금지제가, 페놀계 화합물을 함유하는, 경화성 조성물.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the polymerization inhibitor contains a phenolic compound.
상기 중합 금지제가, 2종 이상의 페놀계 화합물을 함유하는, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 4 to 6,
Wherein the polymerization inhibitor contains two or more phenolic compounds.
상기 중합 금지제가, 힌더드 아민계 화합물을 함유하는, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 4 to 7,
Wherein the polymerization inhibitor comprises a hindered amine compound.
상기 착색제가 무기 안료인, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the coloring agent is an inorganic pigment.
상기 무기 안료가, 질화 타이타늄, 산질화 타이타늄, 질화 나이오븀, 질화 바나듐, 은, 또는 주석을 함유하는 금속 안료와, 은 및 주석을 함유하는 금속 안료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 경화성 조성물.The method of claim 9,
Wherein the inorganic pigment contains at least one member selected from the group consisting of a metallic pigment containing titanium nitride, titanium oxynitride, niobium nitride, vanadium nitride, silver, or tin, and a metal pigment containing silver and tin Curable composition.
상기 다관능 싸이올 화합물이 식 (1)로 나타나는 기를 2개 이상 갖는 화합물인, 경화성 조성물.
[화학식 1]
식 (1) 중, L1은 단결합 또는 -CO-를 나타내고, L2는 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.The method according to any one of claims 1 to 10,
Wherein the polyfunctional thiol compound is a compound having two or more groups represented by formula (1).
[Chemical Formula 1]
In the formula (1), L 1 represents a single bond or -CO-, and L 2 represents a single bond or a divalent linking group.
상기 다관능 싸이올 화합물이 3관능 이상인, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 1 to 11,
Wherein the polyfunctional thiol compound is trifunctional or higher.
상기 다관능 싸이올 화합물이, 펜타에리트리톨테트라(3-머캅토프로피오네이트), 및 트라이메틸올프로페인트리스(3-머캅토프로피오네이트)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 1 to 12,
Wherein the polyfunctional thiol compound is at least one selected from the group consisting of pentaerythritol tetra (3-mercaptopropionate), and trimethylol propanol (3-mercaptopropionate) .
상기 광중합 개시제의 함유량이, 상기 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 1질량% 초과 10질량% 미만인, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 1 to 13,
Wherein the content of the photopolymerization initiator is more than 1% by mass and less than 10% by mass based on the total solid content of the curable composition.
상기 중합성 화합물의 함유량이, 상기 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 3.5질량% 초과 20질량% 미만인, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 1 to 14,
Wherein the content of the polymerizable compound is more than 3.5 mass% and less than 20 mass% with respect to the total solid content of the curable composition.
분산제를 더 함유하고, 상기 분산제의 함유량이, 상기 경화성 조성물의 전체 고형분에 대하여, 17질량% 이상인, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 1 to 15,
Wherein the content of the dispersing agent is 17 mass% or more based on the total solid content of the curable composition.
상기 광중합 개시제가 옥심 화합물인, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 1 to 16,
Wherein the photopolymerization initiator is an oxime compound.
상기 경화성 조성물층을 노광하는, 노광 공정을 포함하는 경화막의 제조 방법.A curable composition layer forming step of forming a curable composition layer on a support using the curable composition according to any one of claims 1 to 17,
And exposing the curable composition layer to light.
상기 노광 공정에 있어서의, 상기 경화성 조성물층의 노광량이 200mJ/cm2 이상인, 경화막의 제조 방법.24. The method of claim 23,
Wherein an exposure amount of the curable composition layer in the exposure step is 200 mJ / cm 2 or more.
상기 경화성 조성물층 형성 공정이, 상기 지지체 상에 상기 경화성 조성물을 직접 도포하고, 상기 지지체 상에 상기 경화성 조성물층을 형성하는 도포 공정을 포함하는, 경화막의 제조 방법.The method of claim 23 or 24,
Wherein the step of forming the curable composition layer comprises a step of directly applying the curable composition on the support and forming the layer of the curable composition on the support.
노광된 상기 경화성 조성물층을 현상하는, 현상 공정과,
현상한 상기 경화성 조성물층을 세정하는, 세정 공정을 더 포함하는, 경화막의 제조 방법.26. The method according to any one of claims 23 to 25,
A developing step of developing the exposed layer of the curable composition,
And a cleaning step of cleaning the developed layer of the curable composition.
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