WO2018055880A1 - 近赤外線カットフィルタ、固体撮像素子、カメラモジュールおよび画像表示装置 - Google Patents
近赤外線カットフィルタ、固体撮像素子、カメラモジュールおよび画像表示装置 Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to a near-infrared cut filter, a solid-state imaging device, a camera module, and an image display device.
- CCD charge coupled devices
- CMOS complementary metal oxide semiconductors
- Patent Document 1 describes that a near-infrared cut filter is produced using a near-infrared cut filter-forming resin composition containing a transparent resin and an absorbent having a maximum absorption wavelength at a wavelength of 600 to 800 nm. Yes.
- a norbornene-based resin is used as a transparent resin.
- the inventor examined a near-infrared cut filter formed by using a composition containing an infrared absorber and a resin.
- a near-infrared cut filter is obtained. It has been found that abnormalities such as cracks, cloudiness, and peeling may occur in the filter.
- the durability in the temperature difference of the near-infrared cut filter is also referred to as thermal shock resistance.
- an object of the present invention is to provide a near infrared cut filter excellent in thermal shock resistance.
- Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device, a camera module, and an image display device having a near-infrared cut filter excellent in thermal shock resistance.
- the present invention provides the following. ⁇ 1> having a resin film containing a copper complex and a resin;
- the resin film has a tensile modulus at 25 ° C. of 0.5 to 10 GPa, and has a loss tangent tan ⁇ peak of 80 to 160 ° C. in dynamic viscoelastic properties measured under conditions of a frequency of 1 Hz and a heating rate of 5 ° C./min.
- a near-infrared cut filter having a peak half-value width of 1 to 50 ° C.
- ⁇ 2> The near-infrared cut according to ⁇ 1>, wherein the average value of the transmittance of light irradiated from the direction perpendicular to the resin film surface of the infrared cut filter is 5% or less in the wavelength range of 800 to 1000 nm. filter.
- ⁇ 3> The near-infrared cut filter according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein an average reflectance of the near-infrared cut filter is 20% or less in a wavelength range of 800 to 1000 nm.
- ⁇ 4> The near-infrared cut filter according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the resin film has a linear expansion coefficient of 75 to 200 ppm / ° C.
- ⁇ 5> The near-infrared cut filter according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the resin film has a Vickers hardness at 25 ° C. of 5 to 30.
- ⁇ 6> The near-infrared cut filter according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the resin film has a tensile strength at 25 ° C. of 20 to 60 MPa.
- ⁇ 7> The near infrared cut filter according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the cross-linking group value of the resin film is 1 to 4 mmol / g.
- the crosslinkable group value of the resin having a crosslinkable group is 0.5 to 4 mmol / g.
- the crosslinkable group is an alkoxysilyl group, and the Si value of the resin having a crosslinkable group is 0.5 to 4 mmol / g.
- ⁇ 11> The near-infrared cut filter according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10>, wherein the resin film includes a crosslinked product derived from a monomer having a crosslinkable group.
- ⁇ 12> The near-infrared cut filter according to ⁇ 11>, wherein the monomer having a crosslinkable group has a crosslinking group value of 5 to 20 mmol / g. ⁇ 13>
- ⁇ 14> The monomer having a crosslinkable group according to any one of ⁇ 11> to ⁇ 13>, wherein two Si atoms in one molecule are bonded to each other with 2 to 10 atoms separated from each other.
- ⁇ 15> The near infrared cut filter according to any one of ⁇ 11> to ⁇ 14>, wherein the crosslinkable group is an alkoxysilyl group, and the Si value of the monomer having a crosslinkable group is 5 to 20 mmol / g. . ⁇ 16>
- ⁇ 17> The near-infrared cut filter according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 16>, wherein the resin film is a self-supporting film.
- a solid-state imaging device having the near-infrared cut filter according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 17>.
- a camera module having the near-infrared cut filter according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 17>.
- An image display device having the near infrared cut filter according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 17>.
- a near-infrared cut filter excellent in thermal shock resistance can be provided.
- a solid-state imaging device, a camera module, and an image display device having a near-infrared cut filter excellent in thermal shock resistance can be provided.
- Me in the chemical formula represents a methyl group
- Et represents an ethyl group
- Pr represents a propyl group
- Bu represents a butyl group
- Ph represents a phenyl group.
- near-infrared light refers to light (electromagnetic wave) having a wavelength region of 700 to 2500 nm.
- the total solid content refers to the total mass of components obtained by removing the solvent from all components of the composition.
- a weight average molecular weight and a number average molecular weight are defined as a polystyrene conversion value by a gel permeation chromatography (GPC) measurement.
- the near-infrared cut filter of the present invention has a resin film containing a copper complex and a resin, and the resin film has a tensile elastic modulus at 25 ° C. of 0.5 to 10 GPa and a dynamic viscosity under a frequency of 1 Hz.
- the loss tangent tan ⁇ peak in the elastic characteristics is in the range of 80 to 160 ° C., and the half width of the peak is 1 to 50 ° C.
- the thermal shock resistance of the resin film is good, and even in an environment with a large temperature difference, cracks and the like are unlikely to occur. It is assumed that the reason why such an effect is obtained is as follows. First, in order to improve the thermal shock resistance of the resin film, the present inventor considered that it is desirable to impart appropriate flexibility while increasing the strength of the resin film. That is, the resin film contracts at a low temperature and expands at a high temperature. For this reason, in an environment having a large temperature difference, the resin film is repeatedly contracted and expanded.
- the hardness of the resin film is too high, the flexibility tends to be insufficient, but if the flexibility of the resin film is insufficient, the strain accompanying the shrinkage and expansion of the resin film tends to remain in the resin film, causing cracks and the like. It is considered easy. On the other hand, if the hardness is too low, it is considered that the resin film cannot withstand the strain generated as the resin film contracts or expands, and cracks are likely to occur. On the other hand, it is known that the half width of the peak of the loss tangent tan ⁇ in the resin film is related to the uniformity of crosslinking in the resin film.
- the crosslinking tends to progress uniformly in the entire resin film. Since the crosslinking of the resin film proceeds almost uniformly, the mechanical strength of the resin film tends to be good and the hardness tends to be high.
- the tensile modulus of elasticity at 25 ° C. of the resin film is 0.5 to 10 GPa, and the resin film has a peak of the loss tangent tan ⁇ within the range of 80 to 160 ° C. It is presumed that the balance between hardness and flexibility was good and the thermal shock resistance of the resin film could be improved.
- the resin film having the mechanical properties described above also has a characteristic as a self-supporting film.
- a support body can also be abbreviate
- Various functional layers may be formed on the surface of the resin film. Since the support can be omitted, the near-infrared cut filter can be made thinner than before.
- the self-supporting film refers to a film that is self-supporting and means a film that can maintain its shape as a film even when no support is present. More specifically, it means a membrane that can maintain its shape by the strength of the membrane against the vertically downward force generated by the weight of the membrane.
- the mechanical properties of the resin film may be achieved by any means, but in the production of the resin film, the type, content, and film forming conditions (for example, drying conditions) of components such as the resin of the near-infrared absorbing composition , Curing conditions, adjustment of crosslinking rate) and the like can be appropriately adjusted.
- the type, content, and film forming conditions for example, drying conditions
- components such as the resin of the near-infrared absorbing composition , Curing conditions, adjustment of crosslinking rate) and the like can be appropriately adjusted.
- a resin film is produced using a near-infrared absorbing composition containing a resin having a crosslinkable group (preferably alkoxysilyl group) and / or a monomer having a crosslinkable group (preferably alkoxysilyl group).
- a resin having a crosslinkable group preferably alkoxysilyl group
- a monomer having a crosslinkable group preferably alkoxysilyl group
- the near-infrared absorbing composition preferably contains 1 to 30 parts by mass of the monomer having a crosslinkable group with respect to 100 parts by mass of the resin having a crosslinkable group, and preferably 3 to 20 parts by mass.
- the content is more preferably 5 to 15 parts by mass. It is also preferable that the crosslinking rate of the resin film be 50 to 90% by appropriately adjusting the drying temperature and curing conditions of the near-infrared absorbing composition.
- the crosslinking rate is the number of crosslinked groups / total number of crosslinked groups, and can be measured by a method such as NMR (nuclear magnetic resonance).
- the temperature at which the peak of the loss tangent tan ⁇ appears in the resin film can be adjusted by the type of resin or monomer.
- the peak temperature can be increased by using a resin or monomer having a high glass transition temperature or using a resin or monomer having a high crosslinking group value.
- peak temperature can be lowered
- the half width of the peak can be adjusted by a method such as changing the ratio of the resin and the monomer.
- the half width of the peak can be widened, and by setting the amount of resin relative to the monomer close to the appropriate point, the half width of the peak can be reduced.
- the tensile modulus of elasticity of the resin film can be adjusted by the type of resin or monomer.
- the tensile elastic modulus of the resin film can be increased by using a resin or monomer having a high glass transition temperature, or using a resin or monomer having a high cross-linking group value.
- the said tensile elasticity modulus of a resin film can be lowered
- the tensile elastic modulus of the resin film at 25 ° C. is 0.5 to 20 GPa, preferably 1.0 to 3.0 GPa.
- the lower limit is preferably 1.1 GPa or more, more preferably 1.2 GPa or more, and further preferably 1.3 GPa or more.
- the upper limit is preferably 2.9 GPa or less, more preferably 2.5 GPa or less, and even more preferably 2.0 GPa or less. According to this aspect, the thermal shock resistance of the resin film can be improved. Furthermore, the peelability of the resin film from the support can be improved.
- the peak of the loss tangent tan ⁇ of the resin film is in the range of 80 to 160 ° C., preferably in the range of 85 to 150 ° C., and in the range of 90 to 140 ° C. More preferably.
- the half width of the peak is preferably 5 to 60 ° C., more preferably 8 to 50 ° C., and further preferably 10 to 40 ° C. According to this aspect, the thermal shock resistance of the resin film can be improved. Furthermore, the peelability of the resin film from the support can be improved.
- the resin film preferably has a linear expansion coefficient of 75 to 200 ppm / ° C.
- the lower limit is preferably 76 ppm / ° C. or higher, more preferably 80 ppm / ° C. or higher, and still more preferably 85 ppm / ° C. or higher.
- the upper limit is preferably 190 ppm / ° C. or less, more preferably 150 ppm / ° C. or less, and further preferably 120 ppm / ° C. or less.
- the thermal shock resistance of the resin film can be improved.
- the peelability of the resin film from the support can be improved.
- the value of the linear expansion coefficient of the resin film is a value in the temperature range of ⁇ 20 to 70 ° C.
- the Vickers hardness of the resin film at 25 ° C. is preferably 5 to 30.
- the lower limit is preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 15 or more.
- the upper limit is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, and still more preferably 20 or less. According to this aspect, the thermal shock resistance of the resin film can be improved. Furthermore, the peelability of the resin film from the support can be improved.
- the tensile strength of the resin film at 25 ° C. is preferably 20 to 60 MPa.
- the lower limit is preferably 21 MPa or more, more preferably 25 MPa or more, and further preferably 30 MPa or more.
- the upper limit is preferably 55 MPa or less, more preferably 50 MPa or less, and still more preferably 40 MPa or less.
- the thermal shock resistance of the resin film can be improved.
- the peelability of the resin film from the support can be improved.
- the above-mentioned physical property values of the resin film are values measured by the method described in Examples described later.
- the cross-linking group value of the resin film is preferably 0.5 to 4 mmol / g.
- the upper limit of the Si value of the resin film is preferably 3.5 mmol / g or less, more preferably 3 mmol / g or less, and still more preferably 2 mmol / g or less.
- the lower limit of the Si value of the resin film is preferably 0.6 mmol / g or more, more preferably 0.8 mmol / g or more, and still more preferably 1 mmol / g or more. If the Si value of the resin film is in the above range, the thermal shock resistance of the resin film is good.
- the cross-linking group value is an equivalent amount of the cross-linking group contained in 1 g of the resin, and the cross-linking group value can be measured by a method such as titration.
- the content of the copper complex in the resin film is preferably 5 to 90% by mass.
- the lower limit is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and still more preferably 20% by mass or more.
- the upper limit is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and still more preferably 50% by mass or less. Details of the copper complex will be described later.
- a copper complex has the compound which has 4 or 5 coordination site
- the resin film preferably contains a cross-linked product derived from a resin having a crosslinkable group and / or a cross-linked product derived from a monomer having a crosslinkable group, and is derived from a resin having a crosslinkable group More preferably, a crosslinked product derived from a monomer having a crosslinkable group is included.
- the crosslinkable group which the above-mentioned resin and monomer have is an alkoxysilyl group. Details of the resin having a crosslinkable group and the monomer having a crosslinkable group will be described later.
- the content of the resin is preferably 30 to 90% by mass.
- the lower limit is preferably 35% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and still more preferably 50% by mass or more.
- the upper limit is preferably 85% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and still more preferably 70% by mass or less.
- the total amount of the resin in the resin film (including a crosslinked product derived from a resin having a crosslinkable group) and a component derived from a monomer having a crosslinkable group (uncrosslinked monomer and crosslinked product) is 35 to 95%.
- the lower limit is preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, and still more preferably 55% by mass or more.
- the upper limit is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, and still more preferably 80% by mass or less.
- the resin film in the near-infrared cut filter of the present invention preferably contains two or more types of copper complexes. According to this aspect, a near-infrared cut filter having excellent infrared shielding properties can be obtained.
- the average value of the transmittance of light irradiated from the direction perpendicular to the resin film surface of the near-infrared cut filter is preferably 20% or less. 15% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 5% or less, and particularly preferably 1% or less.
- the transmittance of light irradiated from the direction perpendicular to the resin film surface of the near-infrared cut filter is preferably 20% or less over the entire wavelength range of 800 to 1000 nm.
- the average value of the transmittance of light irradiated from the direction perpendicular to the resin film surface of the near-infrared cut filter is 0% or more. preferable. According to this aspect, a near-infrared cut filter having excellent infrared shielding properties can be obtained.
- the average reflectance in the wavelength range of 800 to 1000 nm is preferably 20% or less, preferably 10% or less, and more preferably 5% or less.
- the near-infrared cut filter of the present invention has a reflectance of preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less over the entire wavelength range of 800 to 1000 nm. .
- the near-infrared cut filter of the present invention preferably has an average reflectance of 0% or more in the wavelength range of 800 to 1000 nm. According to this aspect, a near-infrared cut filter having a wide viewing angle and excellent infrared shielding properties can be obtained.
- the reflectance is a value measured using U-4100 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), setting the surface normal direction of the near-infrared cut filter to 0 °, and setting the incident angle to 5 °.
- the transmittance of light irradiated from the direction perpendicular to the resin film surface of the near-infrared cut filter satisfies at least one of the following conditions (1) to (9): It is more preferable that all the following conditions (1) to (8) are satisfied, and it is more preferable that all the conditions (1) to (9) are satisfied.
- the transmittance at a wavelength of 400 nm is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 92% or more, and particularly preferably 95% or more.
- the transmittance at a wavelength of 450 nm is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 92% or more, and particularly preferably 95% or more.
- the transmittance at a wavelength of 500 nm is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 92% or more, and particularly preferably 95% or more.
- the transmittance at a wavelength of 550 nm is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 92% or more, and particularly preferably 95% or more.
- the transmittance at a wavelength of 700 nm is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, further preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
- the transmittance at a wavelength of 750 nm is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, further preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
- the transmittance at a wavelength of 800 nm is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, further preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
- the transmittance at a wavelength of 850 nm is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, further preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
- the transmittance at a wavelength of 900 nm is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, further preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
- the near-infrared cut filter of the present invention preferably has a transmittance of 85% or more, more preferably 90% or more, and still more preferably 95% or more in the entire wavelength range of 400 to 550 nm. . The higher the transmittance in the visible region, the better.
- the thickness of the resin film can be appropriately selected according to the purpose.
- 500 ⁇ m or less is preferable, 300 ⁇ m or less is more preferable, 250 ⁇ m or less is further preferable, and 200 ⁇ m or less is particularly preferable.
- the lower limit of the thickness of the resin film is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.2 ⁇ m or more, and more preferably 0.5 ⁇ m or more.
- the absorbance change rate at a wavelength of 400 nm represented by the following formula is preferably 10% or less, 6% More preferably, it is more preferably 3% or less. If the rate of change in absorbance is within the above range, a near-infrared cut filter having excellent heat resistance and suppressed coloring due to heating can be obtained.
- Absorbance change rate at a wavelength of 400 nm (%)
- the near-infrared cut filter of the present invention has an absorbance change rate of 10% at a wavelength of 400 nm represented by the following formula when the moisture resistance test is performed by leaving it in an environment of 85 ° C. and a relative humidity of 85% for 500 hours. Is preferably 6% or less, more preferably 3% or less.
- Change rate of absorbance at wavelength 400 nm (%)
- the near-infrared cut filter of the present invention has a change rate of absorbance at a wavelength of 400 nm represented by the following formula of 10% or less when subjected to a low temperature resistance test by standing for 500 hours in an environment of ⁇ 40 ° C. Preferably, it is 6% or less, more preferably 3% or less. When the absorbance change rate is in the above range, a near-infrared cut filter excellent in low temperature resistance can be obtained.
- Absorbance change rate at a wavelength of 400 nm (%)
- the near-infrared cut filter of the present invention may have a functional layer such as a dielectric multilayer film or an ultraviolet absorption layer in addition to the resin film described above. These functional layers may be formed on the resin layer.
- a near infrared cut filter further includes a dielectric multilayer film, a near infrared cut filter excellent in infrared shielding properties can be easily obtained.
- it can be set as the near-infrared cut filter excellent in ultraviolet-shielding property because a near-infrared cut filter has an ultraviolet absorption layer further.
- the ultraviolet absorbing layer for example, the absorbing layer described in paragraph Nos. 0040 to 0070 and 0119 to 0145 of International Publication No.
- WO2015 / 099060 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
- the description of paragraph numbers 0255 to 0259 of JP 2014-41318 A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
- the near-infrared cut filter of the present invention since the resin film itself has a self-supporting property (self-supporting property), the near-infrared cut filter of the present invention may not have a support. That is, the support can be optionally omitted.
- the near-infrared cut filter of the present invention can be used for various devices such as a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), an infrared sensor, and an image display device.
- a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)
- an infrared sensor and an image display device.
- the near-infrared absorbing composition contains a copper complex.
- a copper complex the complex of copper and the compound (ligand) which has a coordination site
- part with respect to copper the coordination site
- the copper complex may have two or more ligands. When having two or more ligands, the respective ligands may be the same or different.
- the copper complex is exemplified by 4-coordination, 5-coordination, and 6-coordination, and 4-coordination and 5-coordination are more preferable, and 5-coordination is more preferable.
- Such a copper complex is stable in shape and excellent in complex stability.
- the copper complex is also preferably a copper complex other than the phthalocyanine copper complex.
- the phthalocyanine copper complex is a copper complex having a compound having a phthalocyanine skeleton as a ligand.
- a compound having a phthalocyanine skeleton has a planar structure in which a ⁇ -electron conjugated system spreads throughout the molecule.
- the phthalocyanine copper complex absorbs light at the ⁇ - ⁇ * transition.
- the ligand compound In order to absorb light in the infrared region through the ⁇ - ⁇ * transition, the ligand compound must have a long conjugated structure. However, when the conjugated structure of the ligand is lengthened, the visible transparency tends to decrease.
- the copper complex is preferably a copper complex having a compound having no maximum absorption wavelength in the wavelength region of 400 to 600 nm as a ligand.
- a copper complex having a compound that does not have a maximum absorption wavelength in the wavelength region of 400 to 600 nm as a ligand has an absorption in the visible region (for example, a wavelength region of 400 to 600 nm), which is preferable from the viewpoint of visible transparency.
- Examples of the compound having a maximum absorption wavelength in the wavelength region of 400 to 600 nm include a compound having a long conjugated structure and large absorption of light of a ⁇ - ⁇ * transition. Specific examples include compounds having a phthalocyanine skeleton.
- the copper complex can be obtained, for example, by mixing and reacting a compound (ligand) having a coordination site for copper with a copper component (copper or a compound containing copper).
- the compound (ligand) having a coordination site for copper may be a low molecular compound or a polymer. Both can be used together.
- the copper component is preferably a compound containing divalent copper.
- a copper component may use only 1 type and may use 2 or more types.
- copper oxide or copper salt can be used.
- the copper salt include copper carboxylate (eg, copper acetate, copper ethyl acetoacetate, copper formate, copper benzoate, copper stearate, copper naphthenate, copper citrate, copper 2-ethylhexanoate), copper sulfonate (For example, copper methanesulfonate), copper phosphate, phosphate copper, phosphonate copper, phosphonate copper, phosphinate, amide copper, sulfonamido copper, imide copper, acylsulfonimide copper, bissulfonimide Copper, methido copper, alkoxy copper, phenoxy copper, copper hydroxide, copper carbonate, copper sulfate, copper nitrate, copper perchlorate, copper fluoride, copper chloride
- the copper complex is preferably a compound having a maximum absorption wavelength in the wavelength range of 700 to 1200 nm.
- the maximum absorption wavelength of the copper complex is more preferably in the wavelength range of 720 to 1200 nm, and still more preferably in the wavelength range of 800 to 1100 nm.
- the maximum absorption wavelength of the copper complex can be measured using, for example, Cary 5000 UV-Vis-NIR (Spectrophotometer manufactured by Agilent Technologies).
- the molar extinction coefficient at the maximum absorption wavelength in the above-described wavelength region of the copper complex is preferably 120 (L / mol ⁇ cm) or more, more preferably 150 (L / mol ⁇ cm) or more, and 200 (L / mol ⁇ cm).
- an upper limit does not have limitation in particular, For example, it can be 30000 (L / mol * cm) or less. If the molar extinction coefficient of the copper complex is 100 (L / mol ⁇ cm) or more, even a thin film can be used as a near-infrared cut filter having excellent infrared shielding properties.
- the gram extinction coefficient at a wavelength of 800 nm of the copper complex is preferably 0.11 (L / g ⁇ cm) or more, more preferably 0.15 (L / g ⁇ cm) or more, and 0.24 (L / g ⁇ cm). The above is more preferable.
- the molar extinction coefficient and gram extinction coefficient of the copper complex are obtained by dissolving the copper complex in a measurement solvent to prepare a solution having a concentration of 1 g / L, and measuring the absorption spectrum of the solution in which the copper complex is dissolved. Can be obtained.
- UV-1800 wavelength region 200 to 1100 nm
- Cary 5000 wavelength region 200 to 1300 nm
- the measurement solvent include water, N, N-dimethylformamide, propylene glycol monomethyl ether, 1,2,4-trichlorobenzene, and acetone.
- a solvent capable of dissolving the copper complex to be measured is selected and used from the measurement solvents described above.
- dissolved means a state where the solubility of the copper complex with respect to 100 g of a solvent at 25 ° C. exceeds 0.01 g (0.01 g / 100 g Solvent).
- the molar extinction coefficient and gram extinction coefficient of the copper complex are preferably values measured using any one of the above-described measurement solvents, and more preferably values of propylene glycol monomethyl ether. .
- a copper complex represented by the formula (Cu-1) can be used as the copper complex.
- This copper complex is a copper complex in which a ligand L is coordinated to copper as a central metal, and copper is usually divalent copper.
- This copper complex can be obtained, for example, by reacting a compound serving as the ligand L or a salt thereof with a copper component.
- Cu (L) n1 ⁇ (X) n2 formula (Cu-1) In the above formula, L represents a ligand coordinated to copper, and X represents a counter ion. n1 represents an integer of 1 to 4. n2 represents an integer of 0 to 4.
- X represents a counter ion.
- the copper complex may become a cation complex or an anion complex in addition to a neutral complex having no charge.
- counter ions are present as necessary to neutralize the charge of the copper complex.
- the counter ion is a negative counter ion (counter anion), for example, an inorganic anion or an organic anion may be used.
- hydroxide ion, halogen anion for example, fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, etc.
- substituted or unsubstituted alkylcarboxylate ion acetate ion, trifluoro ion
- substituted or unsubstituted aryl carboxylate ion substituted or unsubstituted alkyl sulfonate ion (methane sulfonate ion, trifluoromethane sulfonate ion, etc.) substituted or unsubstituted aryl Sulfonate ion (eg, p-toluenesulfonate ion, p-chlorobenzenesulfonate ion, etc.), aryl disulfonate
- the counter anion is preferably a low nucleophilic anion.
- the low nucleophilic anion is an anion formed by dissociating a proton from an acid having a low pKa, generally called a super acid.
- the definition of superacid differs depending on the literature, but is a general term for acids having a lower pKa than methanesulfonic acid.
- Org. Chem. The structure described in 2011, 76, 391-395 Equilibrium Acids of Super Acids is known.
- the pKa of the low nucleophilic anion is, for example, preferably ⁇ 11 or less, and preferably ⁇ 11 to ⁇ 18. pKa is, for example, J.P. Org. Chem.
- the pKa value in the present specification is pKa in 1,2-dichloroethane unless otherwise specified.
- the counter anion is a low nucleophilic anion, the decomposition reaction of the copper complex or the resin hardly occurs, and the heat resistance is good.
- Low nucleophilic anions include tetrafluoroborate ion, tetraarylborate ion (including aryl substituted with halogen atom or fluoroalkyl group), hexafluorophosphate ion, imide ion (substituted with acyl group or sulfonyl group) Amides), methide ions (including methides substituted with acyl groups or sulfonyl groups), tetraarylborate ions (including aryls substituted with halogen atoms or fluoroalkyl groups), imide ions (including sulfonyl groups) And substituted amides) and methide ions (including methides substituted with sulfonyl groups) are particularly preferred.
- the counter anion is preferably a halogen anion, carboxylate ion, sulfonate ion, borate ion, sulfonate ion, or imide ion.
- Specific examples include chloride ion, bromide ion, iodide ion, acetate ion, trifluoroacetate ion, formate ion, phosphate ion, hexafluorophosphate ion, p-toluenesulfonate ion, tetrafluoroborate ion, tetrakis ( Pentafluorophenyl) borate ion, N, N-bis (fluorosulfonyl) imide ion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ion, bis (nonafluorobutanesulfonyl) imide ion, nonafluoro-N-[(
- the counter ion is a positive counter ion (counter cation), for example, inorganic or organic ammonium ion (for example, tetraalkylammonium ion such as tetrabutylammonium ion, triethylbenzylammonium ion, pyridinium ion, etc.), phosphonium ion (for example, , Tetraalkylphosphonium ions such as tetrabutylphosphonium ion, alkyltriphenylphosphonium ions, triethylphenylphosphonium ions, etc.), alkali metal ions or protons.
- the counter ion may be a metal complex ion (for example, a copper complex ion).
- the ligand L is a compound having a coordination site with respect to copper, and is selected from a coordination site that coordinates with copper by an anion, and a coordination atom that coordinates with copper by an unshared electron pair.
- the compound which has the above is mentioned.
- the coordination site coordinated by an anion may be dissociated or non-dissociated.
- the ligand L is preferably a compound (multidentate ligand) having two or more coordination sites for copper.
- it is preferable that the ligand L is not continuously bonded with a plurality of ⁇ -conjugated systems such as aromatic groups in order to improve visible transmittance.
- Ligand L can also use together the compound (monodentate ligand) which has one coordination site
- the monodentate ligand include a monodentate ligand coordinated by an anion or an unshared electron pair.
- ligands coordinated with anions include halogen anions, hydroxide anions, alkoxide anions, phenoxide anions, amide anions (including amides substituted with acyl groups and sulfonyl groups), imide anions (acyl groups and sulfonyl groups).
- Substituted imides anilide anions (including acylides and sulfonyl substituted anilides), thiolate anions, bicarbonate anions, carboxylate anions, thiocarboxylate anions, dithiocarboxylate anions, hydrogen sulfate anions, sulfones Acid anion, phosphate dihydrogen anion, phosphate diester anion, phosphonate monoester anion, hydrogen phosphonate anion, phosphinate anion, nitrogen-containing heterocyclic anion, nitrate anion, hypochlorite anion, cyanide anion Cyanate anion, isocyanate anion, thiocyanate anion, isothiocyanate anions, such as azide anions.
- Monodentate ligands coordinated by lone pairs include water, alcohol, phenol, ether, amine, aniline, amide, imide, imine, nitrile, isonitrile, thiol, thioether, carbonyl compound, thiocarbonyl compound, sulfoxide, Examples include heterocycles, carbonic acid, carboxylic acid, sulfuric acid, sulfonic acid, phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid, nitric acid, and esters thereof.
- the anion possessed by the ligand L may be any as long as it can coordinate to a copper atom, and is preferably an oxygen anion, a nitrogen anion, or a sulfur anion.
- the coordination site coordinated by an anion is preferably at least one selected from the following monovalent functional group (AN-1) or divalent functional group (AN-2).
- AN-1 monovalent functional group
- AN-2 divalent functional group
- the wavy line in the following structural formula is the bonding position with the atomic group constituting the ligand.
- X represents N or CR
- R each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
- the alkyl group represented by R may be linear, branched or cyclic, but is preferably linear.
- the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a methyl group.
- the alkyl group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a carboxyl group, and a heterocyclic group.
- the heterocyclic group as a substituent may be monocyclic or polycyclic, and may be aromatic or non-aromatic.
- the number of heteroatoms constituting the heterocycle is preferably 1 to 3, and preferably 1 or 2.
- the hetero atom constituting the hetero ring is preferably a nitrogen atom.
- the alkyl group may further have a substituent.
- the alkenyl group represented by R may be linear, branched or cyclic, but is preferably linear.
- the alkenyl group preferably has 2 to 10 carbon atoms, and more preferably 2 to 6 carbon atoms.
- the alkenyl group may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of the substituent include those described above.
- the alkynyl group represented by R may be linear, branched or cyclic, but is preferably linear.
- the alkynyl group preferably has 2 to 10 carbon atoms, and more preferably 2 to 6 carbon atoms.
- the alkynyl group may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of the substituent include those described above.
- the aryl group represented by R may be monocyclic or polycyclic, but is preferably monocyclic.
- the aryl group preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, and still more preferably 6 carbon atoms.
- the aryl group may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of the substituent include those described above.
- the heteroaryl group represented by R may be monocyclic or polycyclic.
- the number of heteroatoms constituting the heteroaryl group is preferably 1 to 3.
- the hetero atom constituting the heteroaryl group is preferably a nitrogen atom, a sulfur atom or an oxygen atom.
- the heteroaryl group preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- the heteroaryl group may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of the substituent include those described above.
- Examples of coordination sites coordinated by anions also include monoanionic coordination sites.
- part represents the site
- an acid group having an acid dissociation constant (pKa) of 12 or less can be mentioned.
- Specific examples include acid groups containing phosphorous atoms (phosphoric acid diester groups, phosphonic acid monoester groups, phosphinic acid groups, etc.), sulfo groups, carboxyl groups, imido acid groups, and the like. preferable.
- the coordination atom coordinated by the lone pair is preferably an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom or a phosphorus atom, more preferably an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom, still more preferably an oxygen atom or a nitrogen atom, and a nitrogen atom. Is particularly preferred.
- the coordinating atom coordinated by the lone pair is a nitrogen atom
- the atom adjacent to the nitrogen atom is preferably a carbon atom or a nitrogen atom, and more preferably a carbon atom.
- the coordination atom coordinated by the lone pair of electrons is contained in the ring, or the following monovalent functional group (UE-1), divalent functional group (UE-2), trivalent functional group It is preferably contained in at least one partial structure selected from the base group (UE-3).
- the wavy line in the following structural formula is the bonding position with the atomic group constituting the ligand.
- R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group or a heteroaryl group
- R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group Represents a group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, alkoxy group, aryloxy group, heteroaryloxy group, alkylthio group, arylthio group, heteroarylthio group, amino group or acyl group.
- the coordinating atom coordinated by the lone pair may be contained in the ring.
- the ring that includes a coordination atom that coordinates with an unshared electron pair may be monocyclic or polycyclic, It may be aromatic or non-aromatic.
- the ring containing a coordination atom coordinated by a lone pair is preferably a 5- to 12-membered ring, and more preferably a 5- to 7-membered ring.
- the ring containing a coordinating atom coordinated by a lone pair may have a substituent, such as a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, carbon number Examples include 6-12 aryl groups, halogen atoms, silicon atoms, alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, acyl groups having 2 to 12 carbon atoms, alkylthio groups having 1 to 12 carbon atoms, and carboxyl groups.
- a substituent such as a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, carbon number Examples include 6-12 aryl groups, halogen atoms, silicon atoms, alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, acyl groups having 2 to 12 carbon atoms, alkylthio groups having 1 to 12 carbon atoms, and carboxyl groups.
- the ring may further have a substituent, and from the ring containing the coordination atom coordinated by the lone pair A group containing at least one partial structure selected from the above groups (UE-1) to (UE-3), an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an acyl group having 2 to 12 carbon atoms, hydroxy Groups.
- R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group Represents an aryl group or a heteroaryl group
- R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a heteroaryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group Represents a heteroarylthio group, an amino group or an acyl group.
- An aryl group, and a heteroaryl group are synonymous with the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, and heteroaryl group described for the coordination site coordinated with the anion, and the preferred ranges are also the same.
- the alkoxy group preferably has 1 to 12 carbon atoms, and more preferably 3 to 9 carbon atoms.
- the aryloxy group preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- the heteroaryloxy group may be monocyclic or polycyclic.
- the heteroaryl group which comprises heteroaryloxy group is synonymous with the heteroaryl group demonstrated by the coordination site
- the alkylthio group preferably has 1 to 12 carbon atoms, and more preferably 1 to 9 carbon atoms.
- the arylthio group preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- the heteroarylthio group may be monocyclic or polycyclic.
- the heteroaryl group which comprises a heteroarylthio group is synonymous with the heteroaryl group demonstrated by the coordination site
- the acyl group preferably has 2 to 12 carbon atoms, and more preferably 2 to 9 carbon atoms.
- R 1 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and particularly preferably an alkyl group.
- the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
- R 1 as a substituent on the N atom an alkyl group, the contribution ratio of the ligand to the molecular orbital of the copper complex is improved, the molar extinction coefficient at the maximum absorption wavelength is improved, and the infrared shielding property In addition, the visible transparency tends to be further improved.
- an alkyl group is preferable from the balance of heat resistance, infrared shielding property and visible transparency.
- the ligand When the ligand has a coordination site coordinated by an anion and a coordination atom coordinated by an unshared electron pair in one molecule, it is coordinated by a coordination site coordinated by an anion and an unshared electron pair.
- the number of atoms linking the coordinated coordination atoms is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3. With such a configuration, the structure of the copper complex becomes more easily distorted, so that the color value can be further improved, and the molar extinction coefficient can be easily increased while enhancing the visible transparency.
- the kind of atom that connects the coordination site coordinated by the anion and the coordination atom coordinated by the lone pair may be one or more. A carbon atom or a nitrogen atom is preferable.
- the ligand When the ligand has two or more coordination atoms coordinated by a lone pair in one molecule, it may have three or more coordination atoms coordinated by a lone pair. It is preferable to have ⁇ 5, and more preferably four.
- the number of atoms connecting the coordinating atoms coordinated by the lone pair is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, further preferably 2 to 3, and particularly preferably 3. By setting it as such a structure, since the structure of a copper complex becomes easier to distort, color value can be improved more. 1 type (s) or 2 or more types may be sufficient as the atom which connects the coordination atoms coordinated by a lone pair.
- the atom connecting the coordinating atoms coordinated by the lone pair is preferably a carbon atom.
- the ligand is preferably a compound having at least two coordination sites (also referred to as a multidentate ligand).
- the ligand preferably has at least three coordination sites, more preferably 3 to 5, and particularly preferably 4 to 5.
- the multidentate ligand acts as a chelate ligand for the copper component. That is, at least two coordination sites of the multidentate ligand are chelate-coordinated with copper, so that the structure of the copper complex is distorted, and excellent visible transparency is obtained. It is thought that the color value can also be improved. Accordingly, even if the near-infrared cut filter is used for a long period of time, its characteristics are not impaired, and the camera module can be stably manufactured.
- a multidentate ligand is a compound comprising one or more coordination sites coordinated by an anion and one or more coordination atoms coordinated by an unshared electron pair, or coordinated by an unshared electron pair. Examples thereof include compounds having two or more atoms, compounds containing two coordination sites coordinated by anions, and the like. These compounds can be used independently or in combination of two or more. Moreover, the compound used as a ligand can also use the compound which has only one coordination site
- the multidentate ligand is preferably a compound represented by the following formulas (IV-1) to (IV-14).
- compounds represented by the following formulas (IV-3), (IV-6), (IV-7), and (IV-12) are:
- the compound represented by (IV-12) is more preferable because it coordinates more strongly with the metal center and easily forms a stable pentacoordination complex having high heat resistance.
- the ligand is a compound having five coordination sites
- the following formulas (IV-4), (IV-8) to (IV-11), (IV-13), (IV- (14) is preferred, and (IV-9) to (IV-10), (IV) are preferred because they are more strongly coordinated to the metal center and easily form a stable 5-coordinate complex with high heat resistance.
- the compounds represented by IV-13) and (IV-14) are more preferred, and the compound represented by (IV-13) is particularly preferred.
- X 1 to X 59 each independently represent a coordination site
- L 1 to L 25 each independently represents a single bond or a divalent linking group
- L 26 to L 32 each independently represents a trivalent linking group
- L 33 to L 34 each independently represents a tetravalent linking group
- X 1 to X 42 are each independently selected from the group consisting of a ring containing a coordinating atom coordinated by a lone pair, the group (AN-1), or the group (UE-1) described above It is preferable to represent at least one.
- X 43 to X 56 are each independently selected from the group consisting of a ring containing a coordinating atom coordinated by a lone pair, the group (AN-2), or the group (UE-2) described above It is preferable to represent at least one.
- X 57 to X 59 each independently preferably represent at least one selected from the group (UE-3) described above.
- L 1 to L 25 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
- the divalent linking group an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, —SO—, —O—, —SO 2 —, or a combination thereof is preferable.
- a group consisting of an alkylene group of 1 to 3 groups, a phenylene group, —SO 2 — or a combination thereof is more preferable.
- L 26 to L 32 each independently represents a trivalent linking group. Examples of the trivalent linking group include groups obtained by removing one hydrogen atom from the above-described divalent linking group.
- L 33 to L 34 each independently represents a tetravalent linking group. Examples of the tetravalent linking group include groups obtained by removing two hydrogen atoms from the above-described divalent linking group.
- the group (AN-1) R in ⁇ (AN-2), and, R 1 in group (UE-1) ⁇ (UE -3) is, R to each other, R 1 or between, and R R 1 may be linked to form a ring.
- formula (IV-2) include the following compound (IV-2A).
- X 3 , X 4 , and X 43 are groups shown below, L 2 and L 3 are methylene groups, and R 1 is a methyl group, but these R 1 are connected to form a ring, (IV-2B) or (IV-2C) may be used.
- Specific examples of the compound forming the ligand include the following compounds, compounds shown as preferred specific examples of the polydentate ligand described below, and salts of these compounds.
- Examples of the atoms constituting the salt include metal atoms and tetrabutylammonium.
- the metal atom an alkali metal atom or an alkaline earth metal atom is more preferable.
- Examples of the alkali metal atom include sodium and potassium.
- Examples of alkaline earth metal atoms include calcium and magnesium.
- the description of paragraphs 0022 to 0042 of JP 2014-41318 A and the description of paragraphs 0021 to 0039 of JP 2015-43063 A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in this specification.
- the following aspects (1) to (5) are preferred examples of the copper complex, (2) to (5) are more preferred, (3) to (5) are more preferred, (4) or (5) is more preferable.
- the compound having two coordination sites is a compound having two coordination atoms coordinated by an unshared electron pair, or a coordination site and an unshared electron pair coordinated by an anion.
- a compound having a coordination atom coordinated with is preferable.
- the compound of a ligand may be the same and may differ.
- the copper complex may further have a monodentate ligand.
- the number of monodentate ligands can be 0, or 1 to 3.
- both a monodentate ligand coordinated by an anion and a monodentate ligand coordinated by an unshared electron pair are preferable.
- the compound having two coordination sites is a compound having two coordination atoms coordinated by a lone pair
- a monodentate ligand coordinated by an anion is more preferable because of its high coordination power.
- the compound having two coordination sites is non-shared because the entire copper complex has no charge.
- a monodentate ligand coordinated by an electron pair is more preferred.
- the compound having three coordination sites is preferably a compound having a coordination atom coordinated by a lone pair, and has three coordination atoms coordinated by a lone pair. More preferred are compounds.
- the copper complex may further have a monodentate ligand.
- the number of monodentate ligands can also be zero. One or more may be used, more preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2, and still more preferably 2.
- As the type of monodentate ligand either a monodentate ligand coordinated by an anion or a monodentate ligand coordinated by a lone pair is preferable, and for the reason described above, a monodentate ligand coordinated by an anion is used. More preferred.
- the compound having three coordination sites is preferably a compound having a coordination site coordinated by an anion and a coordination atom coordinated by an unshared electron pair.
- a compound having two coordination sites to be coordinated and one coordination atom coordinated by an unshared electron pair is more preferable.
- the coordination sites coordinated by the two anions are different.
- the compound having two coordination sites is preferably a compound having a coordination atom coordinated by a lone pair, and more preferably a compound having two coordination atoms coordinated by a lone pair.
- a compound having three coordination sites is a compound having two coordination sites coordinated by an anion and one coordination atom coordinated by an unshared electron pair.
- the copper complex may further have a monodentate ligand.
- the number of monodentate ligands can be zero, or one or more. 0 is more preferable.
- the compound having four coordination sites is preferably a compound having a coordination atom coordinated by a lone pair, and has two or more coordination atoms coordinated by a lone pair.
- a compound is more preferable, and a compound having four coordination atoms coordinated by an unshared electron pair is more preferable.
- the copper complex may further have a monodentate ligand.
- the number of monodentate ligands can be 0, 1 or more, or 2 or more. One is preferred.
- As the kind of monodentate ligand both a monodentate ligand coordinated by an anion and a monodentate ligand coordinated by an unshared electron pair are preferable.
- the compound having five coordination sites is preferably a compound having a coordination atom coordinated by a lone pair, and has two or more coordination atoms coordinated by a lone pair.
- a compound is more preferable, and a compound having five coordinating atoms coordinated by an unshared electron pair is more preferable.
- the copper complex may further have a monodentate ligand.
- the number of monodentate ligands can be zero, or one or more.
- the number of monodentate ligands is preferably 0.
- multidentate ligand examples include compounds having two or more coordination sites among the compounds described in the specific examples of the ligand described above, and compounds shown below.
- a phosphate ester copper complex may be used as the copper complex.
- the phosphate ester copper complex has copper as a central metal and a phosphate ester compound as a ligand.
- the phosphate compound forming the ligand of the phosphate copper complex is preferably a compound represented by the following formula (L-100) or a salt thereof.
- R 1 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, an aralkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an alkenyl group having 1 to 18 carbon atoms, or —OR 1 is Represents a polyoxyalkyl group having 4 to 100 carbon atoms, a (meth) acryloyloxyalkyl group having 4 to 100 carbon atoms, or a (meth) acryloyl polyoxyalkyl group having 4 to 100 carbon atoms, and n is 1 or 2 Represents.
- R 2 may be the same or different.
- Specific examples of the phosphoric acid ester compound include the ligands described above.
- the descriptions in paragraphs 0022 to 0042 of JP 2014-41318 A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
- a copper sulfonate complex can also be used as the copper complex.
- the sulfonic acid copper complex has copper as a central metal and a sulfonic acid compound as a ligand.
- the sulfonic acid compound forming the ligand of the sulfonic acid copper complex is preferably a compound represented by the following formula (L-200) or a salt thereof. R 2 —SO 2 —OH Formula (L-200)
- R 2 represents a monovalent organic group.
- the monovalent organic group include an alkyl group, an aryl group, and a heteroaryl group.
- the alkyl group, aryl group, and heteroaryl group may be unsubstituted or may have a substituent.
- Specific examples of the sulfonic acid compound include the ligands described above.
- the description of paragraph numbers 0021 to 0039 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-43063 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in this specification.
- ⁇ Polymer type copper complex >>>
- a copper-containing polymer having a copper complex site in the polymer side chain can be used as the copper complex.
- Examples of the copper complex site include those having copper and a site coordinated to copper (coordination site).
- part coordinated with respect to copper the site
- part has a site
- the details of the coordination site include those described in the low molecular type copper compound described above, and the preferred range is also the same.
- the copper-containing polymer is a polymer obtained by a reaction between a coordination site-containing polymer (also referred to as polymer (B1)) and a copper component, or a polymer having a reactive site in the polymer side chain (hereinafter also referred to as polymer (B2)). ) And a copper complex having a functional group capable of reacting with the reactive site of the polymer (B2).
- the weight average molecular weight of the copper-containing polymer is preferably 2000 or more, more preferably 2000 to 2 million, and still more preferably 6000 to 200,000.
- the copper-containing polymer may contain other repeating units in addition to the repeating unit having a copper complex site.
- the other repeating unit include a repeating unit having a crosslinkable group.
- the copper complex content is preferably 5 to 95% by mass.
- the lower limit is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and still more preferably 20% by mass or more.
- the upper limit is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and still more preferably 50% by mass or less.
- a copper complex may be used individually by 1 type and can also use 2 or more types together. It is preferable to use two or more copper complexes in combination. When using 2 or more types of copper complexes together, it is preferable that a total amount is the said range.
- the near-infrared absorbing composition can contain an infrared absorbent (also referred to as other infrared absorbent) other than the copper complex.
- infrared absorbent also referred to as other infrared absorbent
- examples of other infrared absorbers include cyanine compounds, pyrrolopyrrole compounds, squarylium compounds, phthalocyanine compounds, naphthalocyanine compounds, diiminium compounds, thiol complex compounds, transition metal oxides, quaterylene compounds, and croconium compounds.
- Examples of the pyrrolopyrrole compound include compounds described in paragraph Nos. 0016 to 0058 of JP-A-2009-263614, compounds described in paragraph Nos. 0037 to 0052 of JP-A-2011-68731, and the like. The contents are incorporated herein.
- Examples of the squarylium compound include compounds described in JP-A-2011-208101, paragraphs 0044 to 0049, the contents of which are incorporated herein.
- Examples of the cyanine compound include compounds described in paragraph Nos. 0044 to 0045 of JP-A-2009-108267, and compounds described in paragraph Nos. 0026 to 0030 of JP-A No. 2002-194040. Incorporated herein.
- Examples of the diiminium compound include compounds described in JP-T-2008-528706, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
- Examples of the phthalocyanine compound include compounds described in paragraph No. 0093 of JP2012-77153A, oxytitanium phthalocyanine described in JP2006-343631, paragraph Nos. 0013 to 0029 of JP2013-195480A. And the contents of which are incorporated herein.
- Examples of the naphthalocyanine compound include compounds described in paragraph No. 0093 of JP2012-77153A, the contents of which are incorporated herein.
- cyanine compound phthalocyanine compound, diiminium compound, squarylium compound, and croconium compound
- the compounds described in paragraph numbers 0010 to 0081 of JP 2010-1111750 A may be used, the contents of which are incorporated herein. It is.
- the cyanine compound for example, “functional pigment, Nobu Okawara / Ken Matsuoka / Keijiro Kitao / Kensuke Hirashima, Kodansha Scientific”, the contents of which are incorporated herein. It is.
- inorganic fine particles can also be used as other infrared absorbers.
- the inorganic fine particles are preferably metal oxide fine particles or metal fine particles from the viewpoint of better infrared shielding properties.
- the metal oxide particles include indium tin oxide (ITO) particles, antimony tin oxide (ATO) particles, zinc oxide (ZnO) particles, Al-doped zinc oxide (Al-doped ZnO) particles, and fluorine-doped tin dioxide (F-doped).
- ITO indium tin oxide
- ATO antimony tin oxide
- ZnO zinc oxide
- Al-doped zinc oxide Al-doped zinc oxide
- F-doped fluorine-doped tin dioxide
- SnO 2 niobium-doped titanium dioxide (Nb-doped TiO 2 ) particles, and the like.
- the metal fine particles include silver (Ag) particles, gold (Au) particles, copper (Cu) particles, and nickel (Ni) particles.
- a tungsten oxide compound can be used as the inorganic fine particles.
- the tungsten oxide compound is preferably cesium tungsten oxide.
- paragraph No. 0080 of JP-A-2016-006476 can be referred to, the contents of which are incorporated herein.
- the shape of the inorganic fine particles is not particularly limited, and may be a sheet shape, a wire shape, or a tube shape regardless of spherical or non-spherical.
- the average particle size of the inorganic fine particles is preferably 800 nm or less, more preferably 400 nm or less, and further preferably 200 nm or less. When the average particle size of the inorganic fine particles is within such a range, the visible transparency is good. From the viewpoint of avoiding light scattering, the average particle size is preferably as small as possible, but for reasons such as ease of handling during production, the average particle size of the inorganic fine particles is usually 1 nm or more.
- the content of the other infrared absorber is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copper complex.
- the lower limit is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and still more preferably 1 part by mass or more.
- the upper limit is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and still more preferably 35 parts by mass or less.
- the near-infrared absorbing composition contains a resin.
- the type of resin is not particularly limited as long as it can be used for an optical material.
- the resin is preferably a highly transparent resin.
- polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, carboxylated polyolefin, chlorinated polyolefin, cycloolefin polymer; polystyrene resin; (meth) acrylic resin such as (meth) acrylic ester resin, (meth) acrylamide resin; vinyl acetate Resin; Vinyl halide resin; Polyvinyl alcohol resin; Polyamide resin; Polyurethane resin; Polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET) and polyarylate (PAR); Polycarbonate resin; Epoxy resin; Polymaleimide resin; Polyurea resin; And polyvinyl acetal resin.
- PET polyethylene terephthalate
- PAR polyarylate
- (meth) acrylic resin, polyurethane resin, polyester resin, polymaleimide resin, and polyurea resin are preferable, and (meth) acrylic resin, polyurethane resin, and polyester resin are more preferable.
- the compound having an alkoxysilyl group include materials described in the section of a crosslinkable compound described later.
- the weight average molecular weight of the resin is preferably 1000 to 300,000.
- the lower limit is more preferably 2000 or more, and further preferably 3000 or more.
- the upper limit is more preferably 100,000 or less, and even more preferably 50,000 or less.
- the number average molecular weight of the resin is preferably 500 to 150,000.
- the lower limit is more preferably 1000 or more, and further preferably 2,000 or more.
- the upper limit is more preferably 200,000 or less, and even more preferably 100,000 or less.
- the resin is preferably a resin having at least one repeating unit represented by the following formulas (A1-1) to (A1-7).
- R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group
- L 1 to L 4 each independently represents a single bond or a divalent linking group
- R 10 to R 13 each independently represents an alkyl group or an aryl group.
- R 14 and R 15 each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
- the number of carbon atoms of the alkyl group represented by R 1 is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1.
- R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
- Examples of the divalent linking group represented by L 1 to L 4 include an alkylene group, an arylene group, —O—, —S—, —SO—, —CO—, —COO—, —OCO—, —SO 2 —, Examples include —NR a — (R a represents a hydrogen atom or an alkyl group), or a group consisting of a combination thereof.
- the alkylene group preferably has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and still more preferably 1 to 10 carbon atoms.
- the alkylene group may have a substituent, but is preferably unsubstituted.
- the alkylene group may be linear, branched or cyclic. Further, the cyclic alkylene group may be monocyclic or polycyclic.
- the number of carbon atoms of the arylene group is preferably 6 to 18, more preferably 6 to 14, and still more preferably 6 to 10.
- the alkyl group represented by R 10 to R 13 may be linear, branched or cyclic.
- the alkyl group may have a substituent or may be unsubstituted.
- the alkyl group preferably has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, still more preferably 1 to 10 carbon atoms.
- the aryl group represented by R 10 to R 13 preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, and still more preferably 6 carbon atoms.
- R 10 is preferably a linear or branched alkyl group or an aryl group, and more preferably a linear or branched alkyl group.
- R 11 and R 12 are preferably each independently a linear or branched alkyl group, and more preferably a linear alkyl group.
- R 13 is preferably a linear or branched alkyl group or an aryl group.
- the substituents represented by R 14 and R 15 are halogen atoms, cyano groups, nitro groups, alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, aryl groups, heteroaryl groups, aralkyl groups, alkoxy groups, aryloxy groups, heteroaryloxy groups, Alkylthio group, arylthio group, heteroarylthio group, —NR a1 R a2 , —COR a3 , —COOR a4 , —OCOR a5 , —NHCOR a6 , —CONR a7 R a8 , —NHCONR a9 R a10 , —NHCOOR a11 , — SO 2 R a12 , —SO 2 OR a13 , —NHSO 2 R a14, or —SO 2 NR a15 R a16 may be mentioned.
- R a1 to R a16 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, or a heteroaryl group. Of these, at least one of R 14 and R 15 preferably represents a cyano group or —COOR a4 . R a4 preferably represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
- Examples of a commercially available resin having a repeating unit represented by the formula (A1-7) include ARTON F4520 (manufactured by JSR Corporation). The details of the resin having a repeating unit represented by the formula (A1-7) can be referred to the descriptions in paragraph numbers 0053 to 0075 and 0127 to 0130 of JP2011-100084A. Embedded in the book.
- the resin is preferably a resin having a repeating unit represented by the formula (A1-4), and a repeating unit represented by the formula (A1-1) and a repeating unit represented by the formula (A1-4).
- a resin having a unit is more preferable. According to this aspect, the thermal shock resistance of the resin film tends to be improved. Furthermore, the compatibility between the copper complex and the resin is improved, and a resin film with few precipitates is easily obtained.
- the resin has a crosslinkable group.
- the crosslinkable group is preferably a group having an ethylenically unsaturated bond, a cyclic ether group, a methylol group or an alkoxysilyl group, more preferably a group having an ethylenically unsaturated bond, a cyclic ether group or an alkoxysilyl group, and a cyclic ether group.
- An alkoxysilyl group is more preferable, and an alkoxysilyl group is particularly preferable.
- Examples of the group having an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, a (meth) allyl group, and a (meth) acryloyl group.
- Examples of the cyclic ether group include an epoxy group (oxiranyl group), an oxetanyl group, and an alicyclic epoxy group.
- Examples of the alkoxysilyl group include a monoalkoxysilyl group, a dialkoxysilyl group, and a trialkoxysilyl group.
- the crosslinkable group value of the resin is preferably 0.5 to 4 mmol / g.
- the lower limit is preferably 0.6 mmol / g or more, more preferably 0.8 mmol / g or more, and further preferably 1 mmol / g or more.
- the upper limit is preferably 3.5 mmol / g or less, more preferably 3 mmol / g or less, still more preferably 2 mmol / g or less.
- the crosslinkable group value of resin is an equivalent amount of the crosslinkable group contained in 1 g of resin.
- the crosslinking group value of the resin can be measured by a method such as titration.
- the Si value of the resin is preferably 0.5 to 4 mmol / g.
- the lower limit is preferably 0.6 mmol / g or more, more preferably 0.8 mmol / g or more, and further preferably 1 mmol / g or more.
- the upper limit is preferably 3.5 mmol / g or less, more preferably 3 mmol / g or less, still more preferably 2 mmol / g or less.
- the Si value of the resin is an equivalent amount of alkoxysilyl groups contained in 1 g of the resin.
- the Si value of the resin can be measured by a method such as titration.
- the resin having a crosslinkable group is preferably a resin containing a repeating unit having a crosslinkable group, and the repeating unit represented by the formula (A1-1) and / or the formula (A1-4) and a crosslinkable group.
- a resin containing a repeating unit having a group is preferred.
- repeating unit having a crosslinkable group examples include repeating units represented by the following formulas (A2-1) to (A2-4), and are represented by formulas (A2-1) to (A2-3). Repeating units are preferred.
- R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
- R 2 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
- L 51 represents a single bond or a divalent linking group.
- the divalent linking group include the divalent linking groups described for L 1 to L 4 in the above formulas (A1-1) to (A1-7).
- L 51 is preferably an alkylene group or a group formed by combining an alkylene group and —O—.
- the number of atoms constituting the L 51 chain is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and still more preferably 4 or more.
- the upper limit can be set to 200 or less, for example.
- P 1 represents a crosslinkable group.
- the crosslinkable group include a group having an ethylenically unsaturated bond, a cyclic ether group, a methylol group, and an alkoxysilyl group, and a group having an ethylenically unsaturated bond, a cyclic ether group, and an alkoxysilyl group are preferable, and cyclic An ether group and an alkoxysilyl group are more preferable, and an alkoxysilyl group is still more preferable.
- the details of the group having an ethylenically unsaturated bond, the cyclic ether group, and the alkoxysilyl group are as described above.
- the number of carbon atoms of the alkoxy group in the alkoxysilyl group is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1 or 2.
- the resin when the resin is a resin containing a repeating unit having a crosslinkable group, the resin preferably contains 5 to 100 mol% of the repeating unit having a crosslinkable group in the total repeating units of the resin.
- the lower limit is preferably 6 mol% or more, more preferably 8 mol% or more, and still more preferably 10 mol% or more.
- the upper limit is preferably 95 mol% or less, more preferably 80 mol% or less, and still more preferably 60 mol% or less. According to this aspect, the resin film having the mechanical properties described above can be easily obtained.
- Resin may contain other repeating units in addition to the repeating units described above.
- the description in paragraph Nos. 0068 to 0075 of JP-A-2010-106268 paragraph Nos. 0112 to 0118 of the corresponding US Patent Application Publication No. 2011/0124824 can be referred to. The contents of which are incorporated herein.
- resins having the following structure include resins having the following structure.
- the resin content is preferably 30 to 90% by mass with respect to the total solid content of the near-infrared absorbing composition.
- the lower limit is preferably 35% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and still more preferably 50% by mass or more.
- the upper limit is preferably 85% by mass or less, and more preferably 80% by mass or less.
- the content of the resin having a crosslinkable group in the total amount of the resin is preferably 5 to 100 mol%, more preferably 8 to 100 mol%, and more preferably 10 to 100 mol%. Further preferred. Only one type of resin may be used, or two or more types of resins may be used. In the case of two or more types, the total amount is preferably within the above range.
- the near-infrared absorbing composition preferably contains a monomer having a crosslinkable group (hereinafter also referred to as a crosslinking agent).
- a crosslinkable group include a group having an ethylenically unsaturated bond, a cyclic ether group, a methylol group, and an alkoxysilyl group, and a group having an ethylenically unsaturated bond, a cyclic ether group, and an alkoxysilyl group are preferable.
- a cyclic ether group and an alkoxysilyl group are more preferable, and an alkoxysilyl group is still more preferable.
- the groups described for the resin having a crosslinkable group can be given.
- the alkoxysilyl group a dialkoxysilyl group and a trialkoxysilyl group are preferable.
- the number of carbon atoms of the alkoxy group in the alkoxysilyl group is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1 or 2.
- the molecular weight of the crosslinking agent is preferably 100 to 3000.
- the upper limit is preferably 2000 or less, and more preferably 1500 or less.
- the lower limit is preferably 150 or more, and more preferably 250 or more.
- the crosslinking group value of the crosslinking agent is preferably 3 to 20 mmol / g.
- the lower limit is preferably 3.5 mmol / g or more, more preferably 4 mmol / g or more, and still more preferably 5 mmol / g or more.
- the upper limit is preferably 19 mmol / g or less, more preferably 17 mmol / g or less, and still more preferably 15 mmol / g or less.
- the cross-linking group value of the cross-linking agent is an equivalent amount of the cross-linking group contained in 1 g of the cross-linking agent.
- the crosslinking group value of the crosslinking agent can be measured by a method such as titration.
- the crosslinking agent is preferably a compound having 2 to 5 crosslinkable groups in one molecule.
- the upper limit of the crosslinkable group is preferably 4 or less, and more preferably 3 or less.
- the crosslinking agent is preferably a compound containing 2 to 5 Si atoms in one molecule.
- the upper limit of Si atoms is preferably 4 or less, and more preferably 3 or less.
- the number of Si atoms in the cross-linking agent is preferably two.
- the two Si atoms in the cross-linking agent are preferably bonded with 2 to 10 atoms separated, more preferably 3 to 9 atoms bonded. More preferably, the atoms are bonded at a distance.
- the case where two Si atoms are bonded to each other with 2 to 10 atoms separated means that the number of atoms constituting the linking chain connecting the Si atoms is 2 to 10. To do.
- two Si atoms are bonded to each other with six atoms separated.
- the two Si atoms are preferably bonded via an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably bonded via an alkylene group having 3 to 9 carbon atoms. More preferably, they are bonded via 4 to 8 alkylene groups.
- the crosslinking agent is preferably a compound containing 2 to 5 alkoxysilyl groups in one molecule.
- the upper limit of the alkoxysilyl group is preferably 4 or less, and more preferably 3 or less.
- the number of alkoxysilyl groups is preferably two.
- the alkoxysilyl group is preferably a dialkoxysilyl group or a trialkoxysilyl group, and more preferably a trialkoxysilyl group.
- the two alkoxysilyl groups of the cross-linking agent are preferably bonded with 2 to 10 atoms separated, more preferably 3 to 9 atoms bonded. More preferably, 8 atoms are bonded apart.
- the two alkoxysilyl groups are preferably bonded via an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably bonded via an alkylene group having 3 to 9 carbon atoms. More preferably, they are bonded via an alkylene group of 4 to 8.
- the Si value of the crosslinking agent is preferably 3 to 20 mmol / g.
- the lower limit of the Si value is preferably 3.5 mmol / g or more, more preferably 4 mmol / g or more, and still more preferably 5 mmol / g or more.
- the upper limit of the Si value is preferably 19 mmol / g or less, more preferably 17 mmol / g or less, and still more preferably 15 mmol / g or less.
- Si value of a crosslinking agent is an equivalent amount of the crosslinking group contained in 1 g of crosslinking agents. The Si value of the crosslinking agent can be measured by a method such as titration.
- the compound having an alkoxysilyl group examples include tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, and n-propyltrimethoxy.
- a compound having a group having an ethylenically unsaturated bond can be used as the crosslinking agent.
- the compound having a group having an ethylenically unsaturated bond is preferably a (meth) acrylate compound.
- Examples of the compound having a group having an ethylenically unsaturated bond include the following compounds. Details of the compound having a group having an ethylenically unsaturated bond can be referred to the description in paragraph numbers 0086 to 0099 of JP-A No. 2016-006476, the contents of which are incorporated herein.
- a compound having a cyclic ether group can also be used as a crosslinking agent.
- the cyclic ether group include an epoxy group and an oxetanyl group, and an epoxy group is preferable.
- EHPE 3150 made by Daicel Corporation
- Examples of the compound having a cyclic ether group include paragraph numbers 0034 to 0036 of JP2013-011869A, paragraphs 0147 to 0156 of JP2014043556A, and paragraph number 0085 of JP2014089408A.
- the compounds described in ⁇ 0092 can also be used. These contents are incorporated herein.
- the near-infrared absorbing composition when the near-infrared absorbing composition contains a crosslinking agent, the near-infrared absorbing composition preferably contains 3 to 30 parts by mass of the crosslinking agent with respect to 100 parts by mass of the resin, and preferably 5 to 20 parts by mass. The content is more preferably 7 to 15 parts by mass.
- the near-infrared absorbing composition preferably contains 3 to 30 parts by mass of a crosslinking agent, more preferably 5 to 20 parts by mass, and more preferably 7 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin having a crosslinkable group. More preferably, it is contained in parts by mass.
- One type of crosslinking agent may be sufficient and two or more types may be sufficient as it. In the case of two or more types, the total amount is preferably within the above range.
- the near-infrared absorbing composition can contain a polymerization initiator.
- the polymerization initiator is not particularly limited as long as it has the ability to initiate crosslinking of a resin having a crosslinkable group or a crosslinking agent by either or both of light and heat.
- a polymerization initiator having photosensitivity to light in the ultraviolet region to the visible region is preferable.
- a polymerization initiator that decomposes at 150 to 250 ° C. is preferable.
- a compound having an aromatic group is preferable.
- Examples include organic peroxides, diazonium compounds, iodonium compounds, sulfonium compounds, azinium compounds, onium salt compounds such as metallocene compounds, organic boron salt compounds, disulfone compounds, and thiol compounds.
- the description in paragraphs 0217 to 0228 of JP2013-253224A can be referred to, and the contents thereof are incorporated herein.
- the polymerization initiator is preferably an oxime compound, an ⁇ -hydroxyketone compound, an ⁇ -aminoketone compound, and an acylphosphine compound.
- the oxime compound the oxime compounds mentioned in the radical trapping agent described later can also be used.
- the content of the polymerization initiator is preferably 0.01 to 30% by mass with respect to the total solid content of the near-infrared absorbing composition.
- the lower limit is preferably 0.1% by mass or more.
- the upper limit is preferably 20% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less. Only one type of polymerization initiator may be used, or two or more types may be used. In the case of two or more types, the total amount is preferably within the above range.
- the near-infrared absorbing composition preferably contains a solvent.
- the solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose as long as each component can be uniformly dissolved or dispersed.
- water or an organic solvent can be used.
- the organic solvent include alcohols, ketones, esters, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, sulfolane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
- Specific examples of alcohols, aromatic hydrocarbons, and halogenated hydrocarbons include the solvents described in paragraph 0136 of JP2012-194534A, the contents of which are incorporated herein.
- esters, ketones, and ethers include the solvents described in paragraph 0497 of JP2012-208494A (paragraph number 0609 of the corresponding US Patent Application Publication No. 2012/0235099).
- the solvent include: n-amyl acetate, ethyl propionate, dimethyl phthalate, ethyl benzoate, methyl sulfate, acetone, methyl isobutyl ketone, diethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, 1-methoxy-2-propanol , Cyclopentanone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, N-methyl-2-pyrrolidone, butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, 3-methoxybutyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol
- a solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower (preferably having a boiling point of 30 to 145 ° C., more preferably 50 to 140 ° C.) may be used alone. May be used alone (hereinafter, also referred to as a high boiling point solvent) having a boiling point of 155 to 300 ° C. (preferably a boiling point of 155 to 300 ° C., more preferably 160 to 250 ° C.). May be used in combination.
- a high-boiling solvent By using a high-boiling solvent, the evaporation rate of the solvent in the near-infrared absorbing composition becomes slow, and it is easy to stabilize the drying and suppress the precipitation of residues.
- a high-boiling solvent is used as a solvent from the viewpoint of stabilization of drying and precipitation of residues. It is preferable to use a low boiling point solvent together.
- the difference between the boiling point of the high boiling point solvent and the boiling point of the low boiling point solvent is preferably 20 to 250 ° C., more preferably 50 to 150 ° C. .
- the high boiling point solvent include 3-methoxybutyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, triacetin, 3-methoxybutanol, dipropylene glycol methyl ether acetate, 1,4-butanediol diacetate, cyclohexanol.
- Examples include acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol methyl-n-propyl ether, 1,3-butylene glycol diacetate, and 1,6-hexanediol diacetate.
- Examples of the low boiling point solvent include cyclopentanone, butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and the like.
- a solvent having a low metal content it is preferable to use a solvent having a low metal content, and the metal content of the solvent is preferably 10 mass ppb (parts per billion) or less, for example. If necessary, a solvent having a mass ppt (parts per trillation) level may be used, and such a high-purity solvent is provided, for example, by Toyo Gosei Co., Ltd. (Chemical Industry Daily, November 13, 2015).
- Examples of the method for removing impurities such as metals from the solvent include distillation (molecular distillation, thin film distillation, etc.) and filtration using a filter.
- the filter pore size of the filter used for filtration is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and still more preferably 3 nm or less.
- the filter material is preferably polytetrafluoroethylene, polyethylene or nylon.
- the solvent may contain isomers (compounds having the same number of atoms and different structures). Moreover, only 1 type may be included and the isomer may be included multiple types.
- the content of the solvent is preferably such that the total solid content of the near-infrared absorbing composition is 5 to 70% by mass.
- the lower limit is more preferably 10% by mass or more.
- the upper limit is preferably 65% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, further preferably 50% by mass or less, and still more preferably 40% by mass or less. Only one type of solvent may be used, or two or more types may be used, and in the case of two or more types, the total amount is preferably within the above range.
- the near infrared absorbing composition may contain a catalyst.
- a catalyst for example, when a resin having a crosslinkable group such as an alkoxysilyl group is used or when a crosslinker is used, the near-infrared absorbing composition contains a catalyst to promote crosslinkable group crosslinking. It is easy to obtain a resin film excellent in mechanical properties, solvent resistance, heat resistance and the like.
- the catalyst examples include an organometallic catalyst, an acid catalyst, an amine catalyst, and the like, and an organometallic catalyst is preferable.
- the organometallic catalyst includes at least one metal selected from the group consisting of Na, K, Ca, Mg, Ti, Zr, Al, Zn, Sn, and Bi, oxide, sulfide, halide, carbonic acid. At least one selected from the group consisting of a salt, carboxylate, sulfonate, phosphate, nitrate, sulfate, alkoxide, hydroxide, and optionally substituted acetylacetonate complex Preferably there is.
- the metal is at least one selected from the group consisting of halides, carboxylates, nitrates, sulfates, hydroxides, and optionally substituted acetylacetonate complexes.
- halides carboxylates, nitrates, sulfates, hydroxides, and optionally substituted acetylacetonate complexes.
- acetylacetonate complexes are more preferred.
- an acetylacetonate complex of Al is preferable.
- Specific examples of the organometallic catalyst include, for example, tris (2,4-pentanedionato) aluminum.
- the content of the catalyst is preferably 0.01 to 5% by mass with respect to the total solid content of the near-infrared absorbing composition.
- the upper limit is preferably 3% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.
- the lower limit is preferably 0.05% by mass or more.
- the near-infrared absorbing composition can also contain a radical trapping agent.
- radical trapping agents include oxime compounds.
- Commercially available oxime compounds include IRGACURE-OXE01, IRGACURE-OXE02, IRGACURE-OXE03, IRGACURE-OXE04 (above, manufactured by BASF), TR-PBG-304 (manufactured by Changzhou Powerful Electronic New Materials Co., Ltd.), Adeka Arcles NCI-831 (manufactured by ADEKA Corporation), Adeka Arkles NCI-930 (manufactured by ADEKA Corporation), Adekaoptomer N-1919 (manufactured by ADEKA Corporation), and the like can be used.
- an oxime compound having a fluorine atom can be used as the oxime compound.
- Specific examples of the oxime compound having a fluorine atom include compounds described in JP 2010-262028 A, compound 24 described in JP-A-2014-500852, compound 36-40, and JP 2013-164471 A. And the compound (C-3) described. This content is incorporated herein.
- an oxime compound having a nitro group can be used as the oxime compound.
- the oxime compound having a nitro group is also preferably a dimer.
- Specific examples of the oxime compound having a nitro group include compounds described in paragraphs 0031 to 0047 of JP2013-114249A, paragraphs 0008 to 0012 and 0070 to 0079 of JP2014-137466A, Examples include compounds described in paragraph Nos. 0007 to 0025 of Japanese Patent No. 4223071, Adeka Arcles NCI-831 (manufactured by ADEKA Corporation).
- an oxime compound having a fluorene ring can also be used.
- Specific examples of the oxime compound having a fluorene ring include compounds described in JP-A-2014-137466. This content is incorporated herein.
- an oxime compound having a benzofuran skeleton can also be used.
- Specific examples include compounds OE-01 to OE-75 described in International Publication No. WO2015 / 036910.
- the content of the radical trapping agent is preferably 0.01 to 30% by mass with respect to the total solid content of the near-infrared absorbing composition.
- the lower limit is preferably 0.1% by mass or more.
- the upper limit is preferably 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less.
- the near-infrared absorbing composition can also contain a surfactant. Only one type of surfactant may be used, or two or more types may be combined.
- the content of the surfactant is preferably 0.0001 to 5% by mass with respect to the total solid content of the near-infrared absorbing composition.
- the lower limit is preferably 0.005% by mass or more, and more preferably 0.01% by mass or more.
- the upper limit is preferably 2% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.
- the wettability of the near-infrared absorbing composition can be increased, It is easy to produce a near-infrared cut filter with a large film thickness.
- the surfactant various surfactants such as a fluorosurfactant, nonionic surfactant, cationic surfactant, anionic surfactant, and silicone surfactant can be used. And a silicone-based surfactant are preferable, and a fluorine-based surfactant is more preferable.
- the fluorine content in the fluorosurfactant is preferably 3 to 40% by mass.
- the lower limit is preferably 5% by mass or more, and more preferably 7% by mass or more.
- the upper limit is preferably 30% by mass or less, and more preferably 25% by mass or less. If the fluorine content in the fluorosurfactant is in the above-described range, it is effective in terms of uniformity of coating film thickness and liquid-saving properties.
- fluorosurfactant examples include surfactants described in paragraph numbers 0060 to 0064 of JP2014-41318A and surfactants described in paragraph numbers 0117 to 0132 of JP2011-132503A. The contents of which are incorporated herein.
- fluorosurfactants include Megafac F171, F172, F173, F176, F177, F141, F142, F143, F144, R30, F437, F475, F479, F482, F554, F780 (and above, DIC).
- an acrylic compound having a molecular structure having a functional group containing a fluorine atom, and the fluorine atom is volatilized by cleavage of the functional group containing the fluorine atom when heated can also be suitably used.
- a fluorosurfactant include Megafac DS series manufactured by DIC Corporation (Chemical Industry Daily, February 22, 2016 and Nikkei Sangyo Shimbun, February 23, 2016), such as Megafac DS- 21 can be used, and these can be used.
- a block polymer can also be used as the fluorosurfactant.
- the fluorine-based surfactant has a repeating unit derived from a (meth) acrylate compound having a fluorine atom and 2 or more (preferably 5 or more) alkyleneoxy groups (preferably ethyleneoxy group or propyleneoxy group) (meta).
- a fluorine-containing polymer compound containing a repeating unit derived from an acrylate compound can also be preferably used.
- the following compounds are also exemplified as the fluorosurfactant used in the present invention.
- the weight average molecular weight of the above compound is preferably 3,000 to 50,000, for example, 14,000. % Which shows the ratio of a repeating unit in said compound is the mass%.
- a fluoropolymer having an ethylenically unsaturated group in the side chain can also be used.
- Specific examples thereof include compounds described in paragraph Nos. 0050 to 0090 and paragraph Nos. 0289 to 0295 of JP2010-164965A, for example, Megafac RS-101, RS-102, RS-718K manufactured by DIC Corporation. RS-72-K and the like.
- the fluorine-based surfactant compounds described in paragraph numbers 0015 to 0158 of JP-A No. 2015-117327 can also be used.
- nonionic surfactants include nonionic surfactants described in paragraph No. 0553 of JP2012-208494A, the contents of which are incorporated herein.
- examples of the cationic surfactant include a cationic surfactant described in paragraph No. 0554 of JP2012-208494A, the contents of which are incorporated herein.
- examples of the anionic surfactant include W004, W005, W017 (manufactured by Yusho Co., Ltd.) and the like.
- examples of the silicone-based surfactant include KF6001 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) and the silicone-based surfactant described in paragraph No. 0556 of JP2012-208494A, the contents of which are incorporated herein. .
- the near-infrared absorbing composition can contain an ultraviolet absorber.
- an ultraviolet absorber a conjugated diene compound, an aminodiene compound, a salicylate compound, a benzophenone compound, a benzotriazole compound, an acrylonitrile compound, a hydroxyphenyltriazine compound, or the like can be used.
- benzotriazole has good compatibility with copper complexes and the like, and furthermore, the copper complex and absorption wavelength are suitable, and the ultraviolet shielding property can be enhanced while maintaining excellent visible transparency.
- Compounds and hydroxyphenyltriazine compounds are preferred.
- the content of the ultraviolet absorber is preferably from 0.01 to 10 mass%, more preferably from 0.01 to 5 mass%, based on the total solid content of the near-infrared absorbing composition.
- the near-infrared absorbing composition further includes a dispersant, a sensitizer, a curing accelerator, a filler, a thermal curing accelerator, a thermal polymerization inhibitor, a plasticizer, an adhesion promoter, and other auxiliary agents (for example, conductive particles). , Fillers, antifoaming agents, flame retardants, leveling agents, peeling accelerators, antioxidants, fragrances, surface tension adjusting agents, chain transfer agents and the like. With respect to these components, descriptions in paragraph numbers 0101 to 0104 and 0107 to 0109 of JP-A-2008-250074 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
- the antioxidant examples include a phenol compound, a phosphite compound, and a thioether compound.
- a phenol compound having a molecular weight of 500 or more, a phosphite compound having a molecular weight of 500 or more, or a thioether compound having a molecular weight of 500 or more is more preferable. You may use these in mixture of 2 or more types.
- the phenol compound any phenol compound known as a phenol-based antioxidant can be used.
- Preferable phenolic compounds include hindered phenolic compounds. In particular, a compound having a substituent at a site (ortho position) adjacent to the phenolic hydroxyl group is preferable.
- a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 22 carbon atoms is preferable.
- Group, t-pentyl group, hexyl group, octyl group, isooctyl group and 2-ethylhexyl group are more preferable.
- a compound (antioxidant) having a phenol group and a phosphite group in the same molecule is also preferred.
- phosphorus antioxidant can also be used suitably for antioxidant.
- phosphorus-based antioxidant tris [2-[[2,4,8,10-tetrakis (1,1-dimethylethyl) dibenzo [d, f] [1,3,2] dioxaphosphine-6 -Yl] oxy] ethyl] amine, tris [2-[(4,6,9,11-tetra-tert-butyldibenzo [d, f] [1,3,2] dioxaphosphin-2-yl And at least one compound selected from the group consisting of) oxy] ethyl] amine and ethyl bis (2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl) phosphite.
- the content of the antioxidant is preferably 0.01 to 20% by mass and more preferably 0.3 to 15% by mass with respect to the total solid content of the near-infrared absorbing composition. Only one type of antioxidant may be used, or two or more types may be used. In the case of two or more types, the total amount is preferably within the above range.
- the viscosity of the near infrared ray absorbing composition is preferably 1 to 3000 mPa ⁇ s when a resin film is formed by coating.
- the lower limit is preferably 10 mPa ⁇ s or more, and more preferably 100 mPa ⁇ s or more.
- the upper limit is preferably 2000 mPa ⁇ s or less, and more preferably 1500 mPa ⁇ s or less.
- Said near-infrared absorption composition can be prepared by mixing each component.
- the components constituting the near-infrared absorbing composition may be blended together, or may be blended sequentially after each component is dissolved and / or dispersed in a solvent.
- the near-infrared absorbing composition contains particles such as pigments
- the mechanical force used for dispersing the particles includes compression, squeezing, impact, shearing, cavitation and the like.
- Specific examples of these processes include a bead mill, a sand mill, a roll mill, a ball mill, a paint shaker, a microfluidizer, a high speed impeller, a sand grinder, a flow jet mixer, a high pressure wet atomization, and an ultrasonic dispersion.
- the pulverization of the particles in the sand mill it is preferable to use the beads having a small diameter, or the processing under the condition of increasing the pulverization efficiency by increasing the filling rate of the beads. Further, it is preferable to remove coarse particles by filtration, centrifugation, or the like after the pulverization treatment. Also, the process and disperser for dispersing particles are described in “Dispersion Technology Taizen, Issued by Information Technology Corporation, July 15, 2005” and “Dispersion technology and industrial application centering on suspension (solid / liquid dispersion system)”. In fact, a comprehensive document collection, published by the Management Development Center Publishing Department, October 10, 1978 ”, paragraph No.
- JP-A-2015-157893 can be suitably used.
- the particles may be refined in the salt milling process.
- materials, equipment, processing conditions, etc. used in the salt milling process for example, descriptions in JP-A Nos. 2015-194521 and 2012-046629 can be referred to.
- the near-infrared absorbing composition is preferably filtered with a filter for the purpose of removing foreign substances or reducing defects.
- a filter can be used without particular limitation as long as it has been conventionally used for filtration.
- fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyamide resin such as nylon (eg nylon-6, nylon-6,6), polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene (PP) (high density, ultra high molecular weight)
- PP polypropylene
- a filter using a material such as polyolefin resin.
- polypropylene including high density polypropylene
- nylon are preferable.
- the pore size of the filter is suitably about 0.01 to 7.0 ⁇ m, preferably about 0.01 to 3.0 ⁇ m, more preferably about 0.05 to 0.5 ⁇ m. By setting it as this range, it becomes possible to remove a fine foreign material reliably. Further, it is also preferable to use a fiber-like filter medium, and examples of the filter medium include polypropylene fiber, nylon fiber, glass fiber, and the like. Specifically, SBP type series (SBP008 etc.), TPR type series (TPR002) manufactured by Loki Techno Co., Ltd. , TPR005, etc.) and SHPX type series (SHPX003 etc.) filter cartridges can be used.
- the pore diameter can refer to the nominal value of the filter manufacturer. As a commercially available filter, for example, it can be selected from various filters provided by Nippon Pole Co., Ltd., Advantech Toyo Co., Ltd., Japan Entegris Co., Ltd. (formerly Japan Microlith Co., Ltd.) or KITZ Micro Filter Co. .
- a filter formed of the same material as the first filter described above can be used.
- the pore size of the second filter is preferably 0.2 to 10.0 ⁇ m, more preferably 0.2 to 7.0 ⁇ m, and still more preferably 0.3 to 6.0 ⁇ m.
- the near-infrared cut filter of the present invention can be produced by forming a resin film using the above-described near-infrared absorbing composition. Specifically, it can be produced by forming a resin film through a step of forming a near-infrared absorbing composition layer by applying the near-infrared absorbing composition to a support and a step of curing the near-infrared absorbing composition layer. You may have the process of drying a near-infrared absorption composition layer further between the process of forming a near-infrared absorption composition layer, and the process of hardening a near-infrared absorption composition layer.
- the resin film may be peeled from the support and the resin film itself may be used as the near-infrared cut filter.
- a known method can be used as a method for applying the near-infrared absorbing composition.
- a dropping method drop casting
- a slit coating method for example, a spray method; a roll coating method; a spin coating method (spin coating); a casting coating method; a slit and spin method; a pre-wet method (for example, JP 2009-145395 A).
- inkjet for example, on-demand method, piezo method, thermal method
- ejection printing such as nozzle jet, flexographic printing, screen printing, gravure printing, reverse offset printing, metal mask printing method, etc.
- the dropping method (drop casting) it is preferable to form a dropping region of the near-infrared absorbing composition having a photoresist as a partition on the support.
- the film thickness of the near-infrared absorbing composition layer can be adjusted to a desired film thickness by adjusting the dropping amount and solid content concentration of the near-infrared absorbing composition and the area of the dropping region.
- the aspect of the support is not particularly limited.
- examples of the material for the support include general glass, tempered glass such as sapphire glass and gorilla glass, transparent ceramic, and plastic.
- substrate provided in the light-receiving side of the solid-state image sensor may be sufficient. Further, it may be a layer such as a flattening layer provided on the light receiving side of the solid-state imaging device.
- substrate which does not have transparency can also be used as a support body.
- a metal substrate, a resin substrate, a silicon substrate, etc. are mentioned.
- the release layer is formed in the surface of a support body.
- the drying conditions vary depending on the type and content of each component contained in the near-infrared absorbing composition.
- the drying temperature is preferably 40 to 160 ° C.
- the lower limit is preferably 60 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C. or higher.
- the upper limit is preferably 140 ° C. or lower, and more preferably 120 ° C. or lower.
- the heating time is preferably 1 to 600 minutes.
- the lower limit is preferably 10 minutes or more, and more preferably 30 minutes or more.
- the upper limit is preferably 300 minutes or less, and more preferably 180 minutes or less.
- Another example is a method in which the temperature is raised from room temperature (for example, 25 ° C.) to a predetermined drying temperature at a constant heating rate, and the temperature is maintained and dried.
- the temperature raising temperature is preferably 0.5 to 10 ° C./min, more preferably 1.0 to 5 ° C./min.
- the curing method of the near-infrared absorbing composition layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
- exposure treatment, heat treatment, and the like can be mentioned, and heat treatment is preferable because a resin film excellent in mechanical properties is easily obtained.
- “exposure” is used to include not only light of various wavelengths but also irradiation of radiation such as electron beams and X-rays.
- the curing treatment of the near-infrared absorbing composition layer is preferably performed under the condition that the crosslinking rate of the near-infrared absorbing composition layer is 50 to 90%.
- the crosslinking rate is the number of crosslinked groups / the total number of crosslinked groups, and can be measured by a method such as NMR (nuclear magnetic resonance).
- the exposure treatment is preferably performed by irradiating the near-infrared absorbing composition layer with radiation.
- the radiation ultraviolet rays such as an electron beam, KrF, ArF, g-line, h-line, and i-line are preferable.
- the exposure method include stepper exposure and exposure using a high-pressure mercury lamp.
- the exposure amount is preferably 5 to 3000 mJ / cm 2 .
- the upper limit is preferably 2000 mJ / cm 2 or less, and more preferably 1000 mJ / cm 2 or less.
- the lower limit is preferably 10 mJ / cm 2 or more, and more preferably 50 mJ / cm 2 or more.
- ultraviolet exposure machines such as an ultrahigh pressure mercury lamp, are mentioned.
- the heating temperature in the heat treatment is preferably 100 to 180 ° C.
- the lower limit is preferably 120 ° C. or higher, and more preferably 140 ° C. or higher.
- the upper limit is preferably 170 ° C. or lower, and more preferably 160 ° C. or lower.
- the heating time is preferably 0.5 to 48 hours.
- the lower limit is preferably 1 hour or longer, and more preferably 1.5 hours or longer.
- the upper limit is preferably 24 hours or less, and more preferably 6 hours or less.
- the heating device is not particularly limited and can be appropriately selected from known devices according to the purpose. Examples thereof include a hot air dryer, a dry oven, a hot plate, an infrared heater, and a wavelength control dryer. It is done.
- aging may be performed on the near-infrared absorbing composition layer after the curing treatment.
- the near-infrared absorbing composition layer is preferably subjected to a high temperature and high humidity treatment.
- the aging temperature is preferably 60 to 150 ° C.
- the lower limit is preferably 70 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C. or higher.
- the upper limit is preferably 140 ° C. or lower, and more preferably 130 ° C. or lower.
- the humidity is preferably 30 to 100%.
- the lower limit is preferably 40% or more, and more preferably 50% or more.
- the upper limit is preferably 95% or less, and more preferably 90% or less.
- the aging time is preferably 0.5 to 100 hours.
- the lower limit is preferably 1 hour or longer, and more preferably 2 hours or longer.
- the upper limit is preferably 50 hours or less, and more preferably 25 hours or less.
- the resin film having the mechanical properties described above can be easily obtained.
- limiting in particular as an aging apparatus According to the objective, it can select suitably from well-known apparatuses, For example, a high temperature / humidity furnace etc. are mentioned.
- the above-described aging may be performed on the near-infrared absorbing composition layer formed by applying the near-infrared absorbing composition to the support without passing through the above-described curing step. That is, the resin film may be formed by aging the near-infrared absorbing composition layer without undergoing a curing process. In this embodiment, aging also serves as a curing step. Moreover, in forming the near-infrared absorbing composition layer, the drying step described above may be performed or the drying step may not be performed. That is, the resin film may be formed by performing the above-described aging on the near-infrared absorbing composition layer immediately after coating. Also according to this embodiment, a resin film having the same properties as those obtained when aging is performed after the curing process can be obtained. Examples of the aging conditions (temperature, humidity, time) include the above-described conditions.
- the solid-state imaging device of the present invention includes the near-infrared cut filter of the present invention.
- the camera module of the present invention includes the near-infrared cut filter of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a camera module having a near infrared cut filter according to an embodiment of the present invention.
- a camera module 10 illustrated in FIG. 1 includes a solid-state image sensor 11, a planarization layer 12 provided on the main surface side (light-receiving side) of the solid-state image sensor, a near-infrared cut filter 13, and a near-infrared cut filter. And a lens holder 15 having an imaging lens 14 in the internal space.
- incident light from the outside passes through the imaging lens 14, the near-infrared cut filter 13, and the planarization layer 12 in order, and then reaches the imaging device portion of the solid-state imaging device 11.
- the near-infrared cut filter 13 only the resin film having the physical properties described above may be used, or a laminate of the resin film and the support may be used.
- the material for the support include general glass, tempered glass such as sapphire glass and gorilla glass, transparent ceramic, and plastic.
- the material for the imaging lens 14 include general glass, tempered glass such as sapphire glass and gorilla glass, transparent ceramic, and plastic.
- the solid-state imaging device 11 includes, for example, a photodiode, an interlayer insulating film (not shown), a base layer (not shown), a color filter 17, an overcoat (not shown), and a microlens 18 on the main surface of the substrate 16. Are provided in this order.
- the color filter 17 (red color filter, green color filter, blue color filter) and the microlens 18 are respectively disposed so as to correspond to the solid-state imaging device 11.
- the surface of the microlens 18, between the base layer and the color filter 17, or between the color filter 17 and the overcoat may be sufficient.
- the near-infrared cut filter 13 may be provided at a position within 2 mm (more preferably within 1 mm) from the surface of the microlens. If the near infrared cut filter 13 is provided at this position, the process of forming the near infrared cut filter can be simplified. Furthermore, unnecessary near-infrared light incident on the microlens can be sufficiently cut, and the infrared shielding property can be further improved.
- the number of imaging lenses 14 is one, but the number of imaging lenses 14 may be two or more.
- the near-infrared cut filter of this invention is excellent in heat resistance, it can use for a solder reflow process.
- the camera module By manufacturing the camera module through the solder reflow process, it is possible to automatically mount electronic component mounting boards, etc. that need to be soldered, making the productivity significantly higher than when not using the solder reflow process. Can be improved. Furthermore, since it can be performed automatically, the cost can be reduced.
- the near-infrared cut filter is exposed to a temperature of about 250 to 270 ° C. Therefore, the near-infrared cut filter is also referred to as heat resistance that can withstand the solder reflow process (hereinafter also referred to as “solder reflow resistance”). ).
- “having solder reflow resistance” means that the characteristics as a near-infrared cut filter are maintained even after heating at 180 ° C. for 1 minute. More preferably, the characteristics are maintained even after heating at 230 ° C. for 10 minutes. More preferably, the characteristics are maintained even after heating at 250 ° C. for 3 minutes.
- the infrared shielding property of a near-infrared cut filter may fall, or the function as a film
- the camera module of the present invention can further have an ultraviolet absorbing layer. According to this aspect, the ultraviolet shielding property can be enhanced.
- the description of paragraphs 0040 to 0070 and 0119 to 0145 in International Publication No. WO2015 / 099060 can be referred to for the ultraviolet absorbing layer, and the contents thereof are incorporated herein.
- FIGS 2 to 4 are schematic cross-sectional views showing an example of the peripheral portion of the near-infrared cut filter in the camera module.
- the camera module includes a solid-state imaging device 11, a planarization layer 12, an ultraviolet / infrared light reflection film 19, a transparent base material 20, a near-infrared cut filter 21, and an antireflection layer 22. May be included in this order.
- the ultraviolet / infrared light reflection film 19 for example, paragraph numbers 0033 to 0039 of JP2013-68688A and paragraph numbers 0110 to 0114 of international publication WO2015 / 099060 can be referred to.
- the transparent substrate 20 transmits light having a wavelength in the visible region.
- paragraphs 0026 to 0032 of JP2013-68688A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification. .
- the antireflection layer 22 has a function of improving the transmittance by preventing reflection of light incident on the near-infrared cut filter 21 and efficiently using incident light.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-68688 Reference can be made to the description of paragraph number 0040 of the publication, the contents of which are incorporated herein.
- the camera module includes a solid-state imaging device 11, a near-infrared cut filter 21, an antireflection layer 22, a planarization layer 12, an antireflection layer 22, a transparent substrate 20, an ultraviolet
- the infrared light reflection film 19 may be provided in this order.
- the camera module includes a solid-state imaging device 11, a near infrared cut filter 21, an ultraviolet / infrared light reflection film 19, a planarization layer 12, an antireflection layer 22, and a transparent substrate 20. And an antireflection layer 22 in this order.
- FIG. 5 shows another embodiment of the camera module of the present invention.
- This camera module is different from the camera module shown in FIG. 1 in that the near infrared cut filter 13 is arranged outside the lens holder 15 in the camera module shown in FIG. That is, in the camera module shown in FIG. 5, the near-infrared cut filter 13 is arranged on the incident light side from the outside with respect to the imaging lens 14.
- incident light from the outside sequentially passes through the near-infrared cut filter 13, the imaging lens 14, and the planarization layer 12, and then reaches the imaging device portion of the solid-state imaging device 11.
- the near-infrared cut filter 13 When the near-infrared cut filter 13 is arranged on the incident light side from the outside of the imaging lens 14, even if the near-infrared cut filter has a defect because the distance between the near-infrared cut filter 13 and the light receiving unit increases. These defects are blurred and the influence of these defects on the image can be reduced.
- the near-infrared cut filter 13 is disposed outside the lens holder 15, but may be disposed within the lens holder 15.
- the near infrared cut filter 13 is arranged at a predetermined interval from the surface of the imaging lens 14, but the near infrared cut filter 13 may be directly formed on the surface of the imaging lens 14.
- the imaging lens 14 is one, but the imaging lens 14 may be two or more.
- the near-infrared cut filter 13 may be disposed on the outer side (incident light side) than the imaging lens 14 disposed on the outermost side (incident light side).
- a near-infrared cut filter 13 may be disposed between the imaging lenses.
- the near-infrared cut filter, the imaging lens, and the imaging lens may be arranged in this order from the incident light side.
- the imaging lens, the near-infrared cut filter, and the imaging lens Each may be arranged in order.
- the image display device of the present invention has the near infrared cut filter of the present invention.
- the near-infrared cut filter of the present invention can also be used for image display devices such as liquid crystal display devices and organic electroluminescence (organic EL) display devices.
- image display devices such as liquid crystal display devices and organic electroluminescence (organic EL) display devices.
- organic EL organic electroluminescence
- display devices and details of each display device refer to, for example, “Electronic Display Devices (Akio Sasaki, published by Kogyo Kenkyukai 1990)”, “Display Devices (Junaki Ibuki, Sangyo Tosho Co., Ltd.) Issued in the first year).
- the liquid crystal display device is described in, for example, “Next-generation liquid crystal display technology (edited by Tatsuo Uchida, published by Kogyo Kenkyukai 1994)”.
- the liquid crystal display device to which the present invention can be applied is not particularly limited, and can be applied to, for example, various types of liquid crystal display devices described in the “next generation liquid crystal display technology”.
- the image display device may have a white organic EL element.
- the white organic EL element preferably has a tandem structure.
- JP 2003-45676 A supervised by Akiyoshi Mikami, “Frontier of Organic EL Technology Development-High Brightness, High Precision, Long Life, Know-how Collection”, Technical Information Association, 326-328 pages, 2008, etc.
- the spectrum of white light emitted from the organic EL element preferably has a strong maximum emission peak in the blue region (430 nm to 485 nm), the green region (530 nm to 580 nm) and the yellow region (580 nm to 620 nm). In addition to these emission peaks, those having a maximum emission peak in the red region (650 nm to 700 nm) are more preferable.
- Examples 1 to 13 Comparative Example 1
- the materials shown in the following table were mixed in the blending amounts (parts by mass) shown in the following table to prepare a near infrared ray absorbing composition having a solid content concentration of 62% by mass.
- the solid content concentration of the near-infrared absorbing composition was adjusted by adjusting the amount of cyclopentanone.
- Example 14 to 21 The materials shown in the following table were mixed in the blending amounts (parts by mass) shown in the following table to prepare near-infrared absorbing compositions having solid content concentrations shown in the following table.
- the solid content concentrations of the near-infrared absorbing compositions of Examples 14 to 21 were adjusted by adjusting the amounts of the solvents listed in the following table.
- CP cyclopentanone
- Example 15 to 21 a mixed solvent containing CP (cyclopentanone) and the solvents described in the following table in a mass ratio described in the following table was used as the solvent.
- JP2011-100084A 8-methyl-8-methoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] 100 parts by weight of dodec-3-ene, 18 parts by weight of 1-hexene, and 300 parts by weight of toluene were charged into a reaction vessel purged with nitrogen, and the solution was heated to 80 ° C.
- a sol-gel cured product synthesized according to the method described in paragraphs 0079 to 0088 of JP-A-2014-203044 was used. That is, a material in which the blending ratio of phenyltriethoxysilane and tetraethoxysilane was set to 50:50 was used as a raw material for the sol-gel film. Cyclopentanone was used as the solvent.
- an acidic catalyst 1 mol / liter of hydrochloric acid was used, and 6 mol of water was administered to 1 mol of Si, followed by stirring at room temperature for about 4 hours to obtain a sol-gel cured product.
- W-2 polyfox PF6320 (manufactured by OMNOVA)
- W-3 KF6001 (manufactured by Shin-Etsu Silicone)
- Example 1 ⁇ Production of near-infrared cut filter> (Examples 1 to 12, 14 and Comparative Example 1)
- a near-infrared absorbing composition layer was spin-coated on a glass substrate on which a Kapton film (thickness: 100 ⁇ m, manufactured by Toray DuPont) was attached to form a near-infrared absorbing composition layer.
- the near-infrared absorbing composition layer is heated at 150 ° C. for 10 minutes using a hot plate to form a resin film of about 40 ⁇ m. did.
- the near-infrared absorbing composition was spin-coated on the resin layer, and drying and heating under the same conditions were repeated 4 times. Thereafter, the resin was cured by heating at 150 ° C. for 90 minutes to form a 200 ⁇ m thick resin film.
- the resin film was manually peeled from the glass substrate to produce a near infrared cut filter (resin film).
- the resin film was measured for Si value, peak temperature and peak half-value width of loss tangent tan ⁇ in dynamic viscoelastic properties, tensile modulus, Vickers hardness, linear expansion coefficient, and tensile strength. The results are shown in the table below.
- the sample comparativative example 1
- the sample of the size which can be used for a measurement was selected, and various measurements were performed.
- Example 13 A near-infrared absorbing composition layer was spin-coated on a glass substrate on which a Kapton film (thickness: 100 ⁇ m, manufactured by Toray DuPont) was attached to form a near-infrared absorbing composition layer.
- a Kapton film thinness: 100 ⁇ m, manufactured by Toray DuPont
- the near-infrared absorbing composition layer is heated at 150 ° C. for 10 minutes using a hot plate to form a resin film of about 40 ⁇ m. did.
- the near-infrared absorbing composition was spin-coated on the resin layer, and drying and heating under the same conditions were repeated 4 times. Thereafter, the resin was cured by heating at 150 ° C.
- the cured resin film was subjected to a high temperature and high humidity treatment for 72 hours in a high temperature and high humidity furnace having a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%.
- the resin film after the high-temperature and high-humidity treatment was manually peeled from the glass substrate to produce a near-infrared cut filter (resin film).
- the resin film was measured for Si value, peak temperature and peak half-value width of loss tangent tan ⁇ in dynamic viscoelastic properties, tensile modulus, Vickers hardness, linear expansion coefficient, and tensile strength. The results are shown in the table below.
- a near-infrared absorbing composition layer was spin-coated on a glass substrate on which a Kapton film (thickness: 100 ⁇ m, manufactured by Toray DuPont) was attached to form a near-infrared absorbing composition layer.
- the near-infrared absorbing composition layer was dried at 100 ° C. for 120 seconds using a hot plate, and then the near-infrared absorbing composition layer was heated at 150 ° C. for 10 minutes using a hot plate to form a resin film.
- a near-infrared absorbing composition was spin-coated on the resin layer, and drying and heating under the same conditions were repeated 10 to 50 times to form a resin film having a thickness of 200 ⁇ m.
- the resin film was manually peeled from the glass substrate to produce a near infrared cut filter (resin film).
- the resin film was measured for Si value, peak temperature and peak half-value width of loss tangent tan ⁇ in dynamic viscoelastic properties, tensile modulus, Vickers hardness, linear expansion coefficient, and tensile strength.
- Absorbance change rate at a wavelength of 400 nm (%)
- D 10% ⁇ change rate of absorbance at a wavelength of 400 nm
- ⁇ Moisture resistance> The near-infrared cut filter (resin film) was allowed to stand for 500 hours in an environment of 85 ° C. and a relative humidity of 85%, and a moisture resistance test was performed. Before and after the moisture resistance test, the absorbance at a wavelength of 400 nm of the near-infrared cut filter was measured, and the change rate of the absorbance at a wavelength of 400 nm was determined from the following formula. The moisture resistance was evaluated according to the following criteria.
- ⁇ Low temperature resistance> A near-infrared cut filter (resin film) was allowed to stand at ⁇ 40 ° C. for 500 hours to conduct a low temperature resistance test. Before and after the low temperature resistance test, the absorbance of the near-infrared cut filter at a wavelength of 400 nm was measured, and the change rate of the absorbance at a wavelength of 400 nm was determined from the following formula. The moisture resistance was evaluated according to the following criteria.
- Absorbance change rate at a wavelength of 400 nm (%)
- D 10% ⁇ change rate of absorbance at a wavelength of 400 nm
- ⁇ Heat shock resistance> A thermal shock resistance test was conducted on the near-infrared cut filter (resin film) by repeating a temperature raising / lowering cycle of -40 ° C. for 10 minutes and 100 ° C. for 10 minutes for 500 cycles.
- the thermal shock resistance of the near infrared cut filter (resin film) was evaluated according to the following criteria. For the evaluation, a temperature cycle tester (air tank type) WINTECH (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.) was used.
- B Film surface irregularities (cracks and / or peeling) occurred in 100 cycles or more and less than 500 cycles.
- C Film surface abnormalities (cracks and / or peeling) occurred at 10 cycles or more and less than 100 cycles.
- D Film surface abnormalities (cracks and / or peeling) occurred in less than 10 cycles
- ⁇ Peelability> The resin film was manually peeled from the glass substrate on which the Kapton film was attached. The peelability was evaluated according to the following criteria. A: The resin film was peelable from the glass substrate. D: The resin film could not be peeled or the resin film was cracked during peeling.
- the transmittance of the near-infrared cut filter was measured using U-4100 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Specifically, the measurement wavelength range was 400 to 1300 nm, and the transmittance was measured every 5 nm. The average value of the transmittance was calculated by dividing the sum of the transmittances every 5 nm by the wavelength range.
- the reflectance was measured using U-4100 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The measurement was performed by setting the normal direction with respect to the surface of the near-infrared cut filter to 0 ° and the incident angle to 5 °.
- the examples were excellent in thermal shock resistance. Furthermore, it was excellent in any of heat resistance, moisture resistance and low temperature resistance. Moreover, in the Example, the peelability with the base material of the resin film was favorable.
- Example 101 The near-infrared cut filter (resin film) of Example 1 was incorporated in a camera module having the configuration shown in FIG. When an image was taken using this camera module, a clear image was obtained.
- Example 102 The near-infrared cut filter (resin film) of Example 1 was incorporated into a camera module having the configuration shown in FIG. When an image was taken using this camera module, a clear image was obtained.
- Example 103 In Example 102, the structure shown in FIG. 5 was used in the same manner as in Example 102, except that a laminate of the resin film (near infrared cut filter) of Example 1 and sapphire glass was used as the near infrared cut filter. A camera module was manufactured. When an image was taken using this camera module, a clear image was obtained.
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Abstract
耐熱衝撃性に優れた近赤外線カットフィルタを提供する。また、耐熱衝撃性に優れた近赤外線カットフィルタを有する固体撮像素子、カメラモジュールおよび画像表示装置を提供する。この近赤外線カットフィルタは、銅錯体と樹脂とを含む樹脂膜を有する。樹脂膜は、25℃における引っ張り弾性率が0.5~10GPaであり、周波数1Hz、昇温速度5℃/分の条件で測定した動的粘弾性特性における損失正接tanδのピークを80~160℃の範囲内に有し、かつ、ピークの半値幅が1~50℃である。
Description
本発明は、近赤外線カットフィルタ、固体撮像素子、カメラモジュールおよび画像表示装置に関する。
ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、カメラ機能付き携帯電話などには、カラー画像の固体撮像素子である電荷結合素子(CCD)や、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)などが用いられている。これら固体撮像素子は、その受光部において近赤外線に感度を有するシリコンフォトダイオードを使用しているために、視感度補正を行うことが必要であり、近赤外線カットフィルタを用いることが多い。
特許文献1には、透明樹脂と波長600~800nmに極大吸収波長がある吸収剤とを含有する、近赤外線カットフィルタ形成用樹脂組成物を用いて近赤外線カットフィルタを製造することが記載されている。特許文献1では透明樹脂としてノルボルネン系樹脂を用いている。
本発明者が、赤外線吸収剤と樹脂とを含む組成物を用いて形成した近赤外線カットフィルタについて検討したところ、このような近赤外線カットフィルタを寒暖差の大きい環境下で使用すると、近赤外線カットフィルタにひび、曇り、はがれなどの異常が生じることがあることが分かった。以下、近赤外線カットフィルタの寒暖差における耐久性を、耐熱衝撃性ともいう。
また、特許文献1に記載された近赤外線カットフィルタにおいても、耐熱衝撃性は十分ではなかった。
よって、本発明の目的は、耐熱衝撃性に優れた近赤外線カットフィルタを提供することにある。また、耐熱衝撃性に優れた近赤外線カットフィルタを有する、固体撮像素子、カメラモジュールおよび画像表示装置を提供することにある。
本発明者らが鋭意検討を行った結果、後述する特性の近赤外線カットフィルタは、耐熱衝撃性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、以下を提供する。
<1> 銅錯体と樹脂とを含む樹脂膜を有し、
樹脂膜は、25℃における引っ張り弾性率が0.5~10GPaであり、周波数1Hz、昇温速度5℃/分の条件で測定した動的粘弾性特性における損失正接tanδのピークを80~160℃の範囲内に有し、かつ、そのピークの半値幅が1~50℃である、近赤外線カットフィルタ。
<2> 波長800~1000nmの範囲において、赤外線カットフィルタが有する樹脂膜面に対して垂直方向から照射した光の透過率の平均値が5%以下である、<1>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<3> 波長800~1000nmの範囲において、前記近赤外線カットフィルタの反射率の平均値が20%以下である、<1>または<2>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<4> 樹脂膜の線膨張係数が75~200ppm/℃である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<5> 樹脂膜の25℃におけるビッカース硬度が5~30である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<6> 樹脂膜の25℃における引っ張り強度が20~60MPaである、<1>~<5>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<7> 樹脂膜の架橋基価が1~4mmol/gである、<1>~<6>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<8> 樹脂膜は架橋性基を有する樹脂由来の架橋物を含む、<1>~<7>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<9> 架橋性基を有する樹脂の架橋基価が0.5~4mmol/gである、<8>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<10> 架橋性基がアルコキシシリル基であり、架橋性基を有する樹脂のSi価が0.5~4mmol/gである、<8>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<11> 樹脂膜は架橋性基を有するモノマー由来の架橋物を含む、<1>~<10>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<12> 架橋性基を有するモノマーの架橋基価が5~20mmol/gである、<11>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<13> 架橋性基を有するモノマーは、1分子中にSi原子を2~5個含む、<11>または<12>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<14> 架橋性基を有するモノマーは、1分子中の2個のSi原子が2~10個の原子を隔てて結合している、<11>~<13>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<15> 架橋性基がアルコキシシリル基であり、架橋性基を有するモノマーのSi価が5~20mmol/gである、<11>~<14>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<16> 樹脂膜は銅錯体を2種類以上含む、<1>~<15>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<17> 樹脂膜は自己支持膜である、<1>~<16>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<18> <1>~<17>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタを有する固体撮像素子。
<19> <1>~<17>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタを有するカメラモジュール。
<20> <1>~<17>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタを有する画像表示装置。
<1> 銅錯体と樹脂とを含む樹脂膜を有し、
樹脂膜は、25℃における引っ張り弾性率が0.5~10GPaであり、周波数1Hz、昇温速度5℃/分の条件で測定した動的粘弾性特性における損失正接tanδのピークを80~160℃の範囲内に有し、かつ、そのピークの半値幅が1~50℃である、近赤外線カットフィルタ。
<2> 波長800~1000nmの範囲において、赤外線カットフィルタが有する樹脂膜面に対して垂直方向から照射した光の透過率の平均値が5%以下である、<1>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<3> 波長800~1000nmの範囲において、前記近赤外線カットフィルタの反射率の平均値が20%以下である、<1>または<2>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<4> 樹脂膜の線膨張係数が75~200ppm/℃である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<5> 樹脂膜の25℃におけるビッカース硬度が5~30である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<6> 樹脂膜の25℃における引っ張り強度が20~60MPaである、<1>~<5>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<7> 樹脂膜の架橋基価が1~4mmol/gである、<1>~<6>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<8> 樹脂膜は架橋性基を有する樹脂由来の架橋物を含む、<1>~<7>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<9> 架橋性基を有する樹脂の架橋基価が0.5~4mmol/gである、<8>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<10> 架橋性基がアルコキシシリル基であり、架橋性基を有する樹脂のSi価が0.5~4mmol/gである、<8>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<11> 樹脂膜は架橋性基を有するモノマー由来の架橋物を含む、<1>~<10>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<12> 架橋性基を有するモノマーの架橋基価が5~20mmol/gである、<11>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<13> 架橋性基を有するモノマーは、1分子中にSi原子を2~5個含む、<11>または<12>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<14> 架橋性基を有するモノマーは、1分子中の2個のSi原子が2~10個の原子を隔てて結合している、<11>~<13>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<15> 架橋性基がアルコキシシリル基であり、架橋性基を有するモノマーのSi価が5~20mmol/gである、<11>~<14>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<16> 樹脂膜は銅錯体を2種類以上含む、<1>~<15>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<17> 樹脂膜は自己支持膜である、<1>~<16>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタ。
<18> <1>~<17>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタを有する固体撮像素子。
<19> <1>~<17>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタを有するカメラモジュール。
<20> <1>~<17>のいずれか1つに記載の近赤外線カットフィルタを有する画像表示装置。
本発明によれば、耐熱衝撃性に優れた近赤外線カットフィルタを提供することができる。また、耐熱衝撃性に優れた近赤外線カットフィルタを有する、固体撮像素子、カメラモジュールおよび画像表示装置を提供することができる。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。
本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートおよびメタクリレートを表し、「(メタ)アリル」は、アリルおよびメタリルを表し、「(メタ)アクリル」は、アクリルおよびメタクリルを表し、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルおよびメタクリロイルを表す。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は置換基を有さない基(原子団)と共に置換基を有する基(原子団)をも包含する。
本明細書において、化学式中のMeはメチル基を、Etはエチル基を、Prはプロピル基を、Buはブチル基を、Phはフェニル基をそれぞれ示す。
本明細書において、近赤外線とは、波長領域が700~2500nmの光(電磁波)をいう。
本明細書において、全固形分とは、組成物の全成分から溶剤を除いた成分の総質量をいう。
本明細書において、重量平均分子量および数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定によるポリスチレン換算値として定義される。
本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートおよびメタクリレートを表し、「(メタ)アリル」は、アリルおよびメタリルを表し、「(メタ)アクリル」は、アクリルおよびメタクリルを表し、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルおよびメタクリロイルを表す。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は置換基を有さない基(原子団)と共に置換基を有する基(原子団)をも包含する。
本明細書において、化学式中のMeはメチル基を、Etはエチル基を、Prはプロピル基を、Buはブチル基を、Phはフェニル基をそれぞれ示す。
本明細書において、近赤外線とは、波長領域が700~2500nmの光(電磁波)をいう。
本明細書において、全固形分とは、組成物の全成分から溶剤を除いた成分の総質量をいう。
本明細書において、重量平均分子量および数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定によるポリスチレン換算値として定義される。
<近赤外線カットフィルタ>
本発明の近赤外線カットフィルタは、銅錯体と樹脂とを含む樹脂膜を有し、樹脂膜は、25℃における引っ張り弾性率が0.5~10GPaであり、周波数1Hz条件下での動的粘弾性特性における損失正接tanδのピークを80~160℃の範囲内に有し、かつ、そのピークの半値幅が1~50℃であることを特徴とする。
本発明の近赤外線カットフィルタは、銅錯体と樹脂とを含む樹脂膜を有し、樹脂膜は、25℃における引っ張り弾性率が0.5~10GPaであり、周波数1Hz条件下での動的粘弾性特性における損失正接tanδのピークを80~160℃の範囲内に有し、かつ、そのピークの半値幅が1~50℃であることを特徴とする。
本発明の近赤外線カットフィルタによれば、樹脂膜の耐熱衝撃性が良好であり、温度差の大きい環境下であっても、ひび割れなどが生じにくい。このような効果が得られる理由としては以下によるものであると推測する。まず、本発明者は、樹脂膜の耐熱衝撃性を向上させるに当たり、樹脂膜の強度を高めつつ、適度な柔軟性を付与させることが望ましいと考えた。すなわち、樹脂膜は低温時に収縮し、高温時に膨張する。このため、温度差の大きい環境下においては、樹脂膜は収縮と膨張とが繰り返される。樹脂膜の硬度が高すぎると、柔軟性が不足する傾向にあるが、樹脂膜の柔軟性が不足すると、樹脂膜の収縮や膨張に伴うひずみが樹脂膜に残留しやすく、ひび割れなどが発生しやすいと考えられる。また、硬度が低すぎると、樹脂膜の収縮や膨張に伴って発生するひずみに樹脂膜が耐え切れず、ひび割れなどが発生しやすいと考えられる。一方、樹脂膜における上記損失正接tanδのピークの半値幅は、樹脂膜における架橋の均一性と関連性があることが知られている。そして、上記損失正接tanδのピークの半値幅が狭い(すなわち、ピークがシャープである)ほど、樹脂膜全体で架橋が均一に進行している傾向にあることを見出した。樹脂膜の架橋がほぼ均一に進行していることで、樹脂膜の機械強度が良好で、硬度が高い傾向にある。そして、樹脂膜の25℃における引っ張り弾性率が0.5~10GPaであり、かつ、樹脂膜が上記損失正接tanδのピークを80~160℃の範囲内に有していることにより、樹脂膜の硬度と柔軟性のバランスが良好で、樹脂膜の耐熱衝撃性を向上することができたと推測する。
また、上記の機械物性を有する樹脂膜は、自己支持膜としての特性も有している。このため、本発明の近赤外線カットフィルタによれば、支持体を省略することもでき、樹脂膜のみを近赤外線カットフィルタとして用いることができる。なお、樹脂膜の表面には各種機能層が形成されていてもよい。支持体を省略できるため、近赤外線カットフィルタの厚みを従来よりもさらに薄くすることができる。ここで、自己支持膜とは、膜自体が自立性を有している膜のことであり、支持体が存在していなくても、膜としての形状を保つことができる膜を意味する。より具体的には、膜の自重によって発生する鉛直下向きの力に対抗して、膜の強度によってその形状を保つことができる膜を意味する。
樹脂膜の上記機械物性は、いかなる手段によって達成されてもよいが、樹脂膜の製造において、近赤外線吸収組成物の樹脂などの成分の種類、含有量、および、成膜条件(例えば、乾燥条件、硬化条件、架橋率の調整)などを適宜調整することで達成できる。
例えば、架橋性基(好ましくはアルコキシシリル基)を有する樹脂、および/または、架橋性基(好ましくはアルコキシシリル基)を有するモノマーを含有する近赤外線吸収組成物を用いて、樹脂膜を製造する方法が一例として挙げられる。架橋性基(好ましくはアルコキシシリル基)を有する樹脂と、架橋性基(好ましくはアルコキシシリル基)を有するモノマーとを併用することが好ましい。この場合においては、近赤外線吸収組成物が架橋性基を有する樹脂100質量部に対して架橋性基を有するモノマーを1~30質量部含有することが好ましく、3~20質量部含有することがより好ましく、5~15質量部含有することが更に好ましい。また、近赤外線吸収組成物の乾燥温度、硬化条件などを適宜調整して、樹脂膜の架橋率を50~90%とすることも好ましい。ここで、架橋率とは、架橋した架橋基の数/架橋基の総数のことであり、NMR(核磁気共鳴)などの方法で測定することができる。
樹脂膜における上記損失正接tanδのピークが発現する温度(ピーク温度ともいう)は、樹脂やモノマーの種類で調整できる。例えば、ガラス転移温度の高い樹脂やモノマーを用いたり、架橋基価の高い樹脂やモノマーを用いることで、ピーク温度を高めることができる。また、ガラス転移温度の低い樹脂やモノマーを用いたり、架橋基価の低い樹脂やモノマーを用いることで、ピーク温度を下げることができる。
また、上記のピークの半値幅は、樹脂とモノマーの比率を変更するなどの方法で調整できる。例えば、モノマーに対する樹脂の量を適点から外すことで、ピークの半値幅を広げることができ、モノマーに対する樹脂の量を適点に近付けるとすることで、ピークの半値幅を狭めることができる。
また、樹脂膜の上記引っ張り弾性率は、樹脂やモノマーの種類で調整できる。例えば、ガラス転移温度の高い樹脂やモノマーを用いたり、架橋基価の高い樹脂やモノマーを用いることで樹脂膜の上記引っ張り弾性率を高めることができる。また、ガラス転移温度の低い樹脂やモノマーを用いたり、架橋基価の低い樹脂やモノマーを用いることで、樹脂膜の上記引っ張り弾性率を下げることができる。
また、上記のピークの半値幅は、樹脂とモノマーの比率を変更するなどの方法で調整できる。例えば、モノマーに対する樹脂の量を適点から外すことで、ピークの半値幅を広げることができ、モノマーに対する樹脂の量を適点に近付けるとすることで、ピークの半値幅を狭めることができる。
また、樹脂膜の上記引っ張り弾性率は、樹脂やモノマーの種類で調整できる。例えば、ガラス転移温度の高い樹脂やモノマーを用いたり、架橋基価の高い樹脂やモノマーを用いることで樹脂膜の上記引っ張り弾性率を高めることができる。また、ガラス転移温度の低い樹脂やモノマーを用いたり、架橋基価の低い樹脂やモノマーを用いることで、樹脂膜の上記引っ張り弾性率を下げることができる。
本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、25℃における樹脂膜の引っ張り弾性率は、0.5~20GPaであり、1.0~3.0GPaであることが好ましい。下限は、1.1GPa以上であることが好ましく、1.2GPa以上であることがより好ましく、1.3GPa以上であることが更に好ましい。上限は、2.9GPa以下であることが好ましく、2.5GPa以下であることがより好ましく、2.0GPa以下であることが更に好ましい。この態様によれば、樹脂膜の耐熱衝撃性を向上することができる。更には、樹脂膜の支持体などからの剥離性を高めることもできる。
本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、樹脂膜の上記損失正接tanδのピークは、80~160℃の範囲内であり、85~150℃の範囲内にあることが好ましく、90~140℃の範囲内にあることがより好ましい。また、上記のピークの半値幅は、5~60℃であることが好ましく、8~50℃であることがより好ましく、10~40℃であることが更に好ましい。この態様によれば、樹脂膜の耐熱衝撃性を向上することができる。更には、樹脂膜の支持体などからの剥離性も高めることができる。
本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、樹脂膜の線膨張係数は、75~200ppm/℃であることが好ましい。下限は、76ppm/℃以上であることが好ましく、80ppm/℃以上であることがより好ましく、85ppm/℃以上であることが更に好ましい。上限は、190ppm/℃以下であることが好ましく、150ppm/℃以下であることがより好ましく、120ppm/℃以下であることが更に好ましい。この態様によれば、樹脂膜の耐熱衝撃性を向上することがでる。更には、樹脂膜の支持体などからの剥離性も高めることができる。なお、樹脂膜の線膨張係数の値は、-20~70℃の温度範囲における値である。
本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、25℃における樹脂膜のビッカース硬度は、5~30であることが好ましい。下限は、5以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましく、15以上であることが更に好ましい。上限は、30以下であることが好ましく、25以下であることがより好ましく、20以下であることが更に好ましい。この態様によれば、樹脂膜の耐熱衝撃性を向上することがでる。更には、樹脂膜の支持体などからの剥離性も高めることができる。
本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、25℃における樹脂膜の引っ張り強度は、20~60MPaであることが好ましい。下限は、21MPa以上であることが好ましく、25MPa以上であることがより好ましく、30MPa以上であることが更に好ましい。上限は、55MPa以下であることが好ましく、50MPa以下であることがより好ましく、40MPa以下であることが更に好ましい。この態様によれば、樹脂膜の耐熱衝撃性を向上することがでる。更には、樹脂膜の支持体などからの剥離性も高めることができる。
樹脂膜の上述した物性値は後述する実施例に記載の方法で測定した値である。
本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、樹脂膜の架橋基価は、0.5~4mmol/gであることが好ましい。樹脂膜のSi価の上限は、3.5mmol/g以下であることが好ましく、3mmol/g以下であることがより好ましく、2mmol/g以下であることが更に好ましい。樹脂膜のSi価の下限は、0.6mmol/g以上であることが好ましく、0.8mmol/g以上であることがより好ましく、1mmol/g以上であることが更に好ましい。樹脂膜のSi価が上記範囲であれば、樹脂膜の耐熱衝撃性が良好である。なお、架橋基価とは、樹脂1g中に含まれる架橋基の等量のことであり、架橋基価は滴定等の方法で測定することができる。
本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、樹脂膜中の銅錯体の含有量としては、5~90質量%であることが好ましい。下限は10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましい。上限は、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。銅錯体の詳細については後述する。なかでも、銅錯体は、銅に対して4個または5個の配位部位を有する化合物を配位子として有することが好ましい。この態様によれば、近赤外線カットフィルタの可視透明性および赤外線遮蔽性をより向上できる。
本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、樹脂膜は、架橋性基を有する樹脂由来の架橋物、および/または架橋性基を有するモノマー由来の架橋物を含むことが好ましく、架橋性基を有する樹脂由来の架橋物、および、架橋性基を有するモノマー由来の架橋物を含むことがより好ましい。また、上述の樹脂およびモノマーが有する架橋性基は、アルコキシシリル基であることが好ましい。架橋性基を有する樹脂、および、架橋性基を有するモノマーの詳細については後述する。
本発明の近赤外線カットフィルタにおける樹脂膜においては、樹脂(架橋性基を有する樹脂由来の架橋物を含む)の含有量が、30~90質量%であることが好ましい。下限は35質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、50質量%以上が更に好ましい。上限は、85質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましい。
また、樹脂膜中の樹脂(架橋性基を有する樹脂由来の架橋物を含む)と、架橋性基を有するモノマー由来の成分(未架橋モノマーおよび架橋物)との合計量は、35~95%であることが好ましい。下限は40質量%以上が好ましく、45質量%以上がより好ましく、55質量%以上が更に好ましい。上限は、90質量%以下が好ましく、85質量%以下がより好ましく、80質量%以下が更に好ましい。
また、樹脂膜中の樹脂(架橋性基を有する樹脂由来の架橋物を含む)と、架橋性基を有するモノマー由来の成分(未架橋モノマーおよび架橋物)との合計量は、35~95%であることが好ましい。下限は40質量%以上が好ましく、45質量%以上がより好ましく、55質量%以上が更に好ましい。上限は、90質量%以下が好ましく、85質量%以下がより好ましく、80質量%以下が更に好ましい。
本発明の近赤外線カットフィルタにおける樹脂膜においては、銅錯体を2種類以上含むことが好ましい。この態様によれば、赤外線遮蔽性に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。
本発明の近赤外線カットフィルタは、波長800~1000nmの範囲において、近赤外線カットフィルタが有する樹脂膜面に対して垂直方向から照射した光の透過率の平均値が20%以下であることが好ましく、15%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましく、5%以下であることが特に好ましく、1%以下であることがより特に好ましい。また、本発明の近赤外線カットフィルタは、波長800~1000nmの全範囲において、近赤外線カットフィルタが有する樹脂膜面に対して垂直方向から照射した光の透過率が20%以下であることが好ましく、15%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましく、5%以下であることが特に好ましく、1%以下であることがより特に好ましい。本発明の近赤外線カットフィルタは、波長800~1000nmの範囲において、近赤外線カットフィルタが有する樹脂膜面に対して垂直方向から照射した光の透過率の平均値は、0%以上であることが好ましい。この態様によれば、赤外線遮蔽性に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。
本発明の近赤外線カットフィルタは、波長800~1000nmの範囲における反射率の平均値が20%以下であることが好ましく、10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。また、本発明の近赤外線カットフィルタは、波長800~1000nmの全範囲において反射率が20%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることが更に好ましい。本発明の近赤外線カットフィルタは、波長800~1000nmの範囲における反射率の平均値が0%以上であることが好ましい。この態様によれば、視野角が広く、赤外線遮蔽性に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。上記反射率は、U-4100(日立ハイテクノロジーズ社製)を用い、近赤外線カットフィルタの表面法線方向を0°として、入射角度を5°に設定して測定した値である。
本発明の近赤外線カットフィルタは、近赤外線カットフィルタが有する樹脂膜面に対して垂直方向から照射した光の透過率が以下の(1)~(9)のうちの少なくとも1つの条件を満たすことが好ましく、以下の(1)~(8)のすべての条件を満たすことがより好ましく、(1)~(9)のすべての条件を満たすことがさらに好ましい。
(1)波長400nmでの透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、92%以上がさらに好ましく、95%以上が特に好ましい。
(2)波長450nmでの透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、92%以上がさらに好ましく、95%以上が特に好ましい。
(3)波長500nmでの透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、92%以上がさらに好ましく、95%以上が特に好ましい。
(4)波長550nmでの透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、92%以上がさらに好ましく、95%以上が特に好ましい。
(5)波長700nmでの透過率は20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
(6)波長750nmでの透過率は20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
(7)波長800nmでの透過率は20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
(8)波長850nmでの透過率は20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
(9)波長900nmでの透過率は20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
(1)波長400nmでの透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、92%以上がさらに好ましく、95%以上が特に好ましい。
(2)波長450nmでの透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、92%以上がさらに好ましく、95%以上が特に好ましい。
(3)波長500nmでの透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、92%以上がさらに好ましく、95%以上が特に好ましい。
(4)波長550nmでの透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、92%以上がさらに好ましく、95%以上が特に好ましい。
(5)波長700nmでの透過率は20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
(6)波長750nmでの透過率は20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
(7)波長800nmでの透過率は20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
(8)波長850nmでの透過率は20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
(9)波長900nmでの透過率は20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
本発明の近赤外線カットフィルタは、波長400~550nmの全ての範囲での透過率が85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることが更に好ましい。可視領域の透過率は高いほど好ましい。
近赤外線カットフィルタにおいて、樹脂膜の厚みは、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、500μm以下が好ましく、300μm以下がより好ましく、250μm以下がさらに好ましく、200μm以下が特に好ましい。樹脂膜の厚み下限は、例えば、0.1μm以上が好ましく、0.2μm以上がより好ましく、0.5μm以上がより好ましい。
本発明の近赤外線カットフィルタは、170℃で90分間加熱して耐熱試験を行った場合における、下記式で表される波長400nmにおける吸光度の変化率が10%以下であることが好ましく、6%以下であることがより好ましく、3%以下であることが更に好ましい。吸光度の変化率が上記範囲であれば、耐熱性に優れ、加熱による着色が抑制された近赤外線カットフィルタとすることができる。
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐熱試験前における波長400nmの吸光度-耐熱試験後における波長400nmの吸光度)/耐熱試験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐熱試験前における波長400nmの吸光度-耐熱試験後における波長400nmの吸光度)/耐熱試験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
本発明の近赤外線カットフィルタは、85℃、相対湿度85%の環境下で500時間静置して耐湿試験を行った場合における、下記式で表される波長400nmにおける吸光度の変化率が10%以下であることが好ましく、6%以下であることがより好ましく、3%以下であることが更に好ましい。吸光度の変化率が上記範囲であれば、耐湿性に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐湿試験前における波長400nmの吸光度-耐湿試験後における波長400nmの吸光度)/耐湿試験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐湿試験前における波長400nmの吸光度-耐湿試験後における波長400nmの吸光度)/耐湿試験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
本発明の近赤外線カットフィルタは、-40℃の環境下で500時間静置して耐低温試験を行った場合における、下記式で表される波長400nmにおける吸光度の変化率が10%以下であることが好ましく、6%以下であることがより好ましく、3%以下であることが更に好ましい。吸光度の変化率が上記範囲であれば、耐低温性に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐低温験前における波長400nmの吸光度-耐低温験後における波長400nmの吸光度)/耐低温験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐低温験前における波長400nmの吸光度-耐低温験後における波長400nmの吸光度)/耐低温験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
本発明の近赤外線カットフィルタは、上述した樹脂膜の他に、誘電体多層膜、紫外線吸収層などの機能層を有していてもよい。これらの機能層は、樹脂層上に形成されていてもよい。近赤外線カットフィルタが、更に、誘電体多層膜を有することで、赤外線遮蔽性に優れた近赤外線カットフィルタが得られ易い。また、近赤外線カットフィルタが、更に、紫外線吸収層を有することで、紫外線遮蔽性に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。紫外線吸収層としては、例えば、国際公開WO2015/099060号公報の段落番号0040~0070、0119~0145に記載の吸収層を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。誘電体多層膜としては、特開2014-41318号公報の段落番号0255~0259の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、樹脂膜自体が自己支持性(自立性)を有しているので、本発明の近赤外線カットフィルタは支持体を有さないものであってもよい。すなわち、支持体は任意で省くこともできる。
本発明の近赤外線カットフィルタは、CCD(電荷結合素子)やCMOS(相補型金属酸化膜半導体)などの固体撮像素子や、赤外線センサ、画像表示装置などの各種装置に用いることができる。
<近赤外線吸収組成物>
次に、本発明の近赤外線カットフィルタにおける樹脂膜の形成に好ましく用いることができる近赤外線吸収組成物について説明する。
次に、本発明の近赤外線カットフィルタにおける樹脂膜の形成に好ましく用いることができる近赤外線吸収組成物について説明する。
<<銅錯体>>
近赤外線吸収組成物は、銅錯体を含有する。銅錯体としては、銅と、銅に対する配位部位を有する化合物(配位子)との錯体が好ましい。銅に対する配位部位としては、アニオンで配位する配位部位、非共有電子対で配位する配位原子が挙げられる。銅錯体は、配位子を2つ以上有していてもよい。配位子を2つ以上有する場合は、それぞれの配位子は同一であってもよく、異なっていてもよい。銅錯体は、4配位、5配位および6配位が例示され、4配位および5配位がより好ましく、5配位がさらに好ましい。また、銅錯体は、銅と配位子によって、5員環および/または6員環が形成されていることが好ましい。このような銅錯体は、形状が安定であり、錯体安定性に優れる。
近赤外線吸収組成物は、銅錯体を含有する。銅錯体としては、銅と、銅に対する配位部位を有する化合物(配位子)との錯体が好ましい。銅に対する配位部位としては、アニオンで配位する配位部位、非共有電子対で配位する配位原子が挙げられる。銅錯体は、配位子を2つ以上有していてもよい。配位子を2つ以上有する場合は、それぞれの配位子は同一であってもよく、異なっていてもよい。銅錯体は、4配位、5配位および6配位が例示され、4配位および5配位がより好ましく、5配位がさらに好ましい。また、銅錯体は、銅と配位子によって、5員環および/または6員環が形成されていることが好ましい。このような銅錯体は、形状が安定であり、錯体安定性に優れる。
本発明において、銅錯体は、フタロシアニン銅錯体以外の銅錯体であることも好ましい。ここで、フタロシアニン銅錯体とは、フタロシアニン骨格を有する化合物を配位子とする銅錯体である。フタロシアニン骨格を有する化合物は、分子全体にπ電子共役系が広がり、平面構造を取る。フタロシアニン銅錯体は、π-π*遷移で光を吸収する。π-π*遷移で赤外領域の光を吸収するには、配位子をなす化合物が長い共役構造をとる必要がある。しかしながら、配位子の共役構造を長くすると、可視透明性が低下する傾向にある。このため、フタロシアニン銅錯体以外の銅錯体が、可視透明性の観点で好ましい。
また、銅錯体は、400~600nmの波長領域に極大吸収波長を有さない化合物を配位子とする銅錯体であることも好ましい。400~600nmの波長領域に極大吸収波長を有さない化合物を配位子とする銅錯体は、可視領域(例えば、400~600nmの波長領域)に吸収を有するため、可視透明性の観点で好ましい。400~600nmの波長領域に極大吸収波長を有する化合物としては、長い共役構造を有し、π-π*遷移の光の吸収の大きい化合物が挙げられる。具体的には、フタロシアニン骨格を有する化合物が挙げられる。
また、銅錯体は、400~600nmの波長領域に極大吸収波長を有さない化合物を配位子とする銅錯体であることも好ましい。400~600nmの波長領域に極大吸収波長を有さない化合物を配位子とする銅錯体は、可視領域(例えば、400~600nmの波長領域)に吸収を有するため、可視透明性の観点で好ましい。400~600nmの波長領域に極大吸収波長を有する化合物としては、長い共役構造を有し、π-π*遷移の光の吸収の大きい化合物が挙げられる。具体的には、フタロシアニン骨格を有する化合物が挙げられる。
銅錯体は、例えば銅成分(銅または銅を含む化合物)に対して、銅に対する配位部位を有する化合物(配位子)を混合・反応等させて得ることができる。銅に対する配位部位を有する化合物(配位子)は、低分子化合物であってもよく、ポリマーであってもよい。両者を併用することもできる。
銅成分は、2価の銅を含む化合物が好ましい。銅成分は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。銅成分としては、例えば、酸化銅や銅塩を用いることができる。銅塩は、例えば、カルボン酸銅(例えば、酢酸銅、エチルアセト酢酸銅、ギ酸銅、安息香酸銅、ステアリン酸銅、ナフテン酸銅、クエン酸銅、2-エチルヘキサン酸銅など)、スルホン酸銅(例えば、メタンスルホン酸銅など)、リン酸銅、リン酸エステル銅、ホスホン酸銅、ホスホン酸エステル銅、ホスフィン酸銅、アミド銅、スルホンアミド銅、イミド銅、アシルスルホンイミド銅、ビススルホンイミド銅、メチド銅、アルコキシ銅、フェノキシ銅、水酸化銅、炭酸銅、硫酸銅、硝酸銅、過塩素酸銅、フッ化銅、塩化銅、臭化銅が好ましく、カルボン酸銅、スルホン酸銅、スルホンアミド銅、イミド銅、アシルスルホンイミド銅、ビススルホンイミド銅、アルコキシ銅、フェノキシ銅、水酸化銅、炭酸銅、フッ化銅、塩化銅、硫酸銅、硝酸銅がより好ましく、カルボン酸銅、アシルスルホンイミド銅、フェノキシ銅、塩化銅、硫酸銅、硝酸銅が更に好ましく、カルボン酸銅、アシルスルホンイミド銅、塩化銅、硫酸銅が特に好ましい。
銅錯体は、波長700~1200nmの範囲に極大吸収波長を有する化合物が好ましい。銅錯体の極大吸収波長は、波長720~1200nmの範囲に有することがより好ましく、波長800~1100nmの範囲に有することがさらに好ましい。銅錯体の極大吸収波長は、例えば、Cary 5000 UV-Vis-NIR(分光光度計 アジレント・テクノロジー株式会社製)を用いて測定することができる。
銅錯体の上述した波長領域における極大吸収波長でのモル吸光係数は、120(L/mol・cm)以上が好ましく、150(L/mol・cm)以上がより好ましく、200(L/mol・cm)以上がさらに好ましく、300(L/mol・cm)以上がよりさらに好ましく、400(L/mol・cm)以上が特に好ましい。上限は、特に限定はないが、例えば、30000(L/mol・cm)以下とすることができる。銅錯体の上記モル吸光係数が、100(L/mol・cm)以上であれば、薄膜であっても、赤外線遮蔽性に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。
銅錯体の波長800nmでのグラム吸光係数は、0.11(L/g・cm)以上が好ましく、0.15(L/g・cm)以上がより好ましく、0.24(L/g・cm)以上がさらに好ましい。
なお、本発明において、銅錯体のモル吸光係数およびグラム吸光係数は、銅錯体を測定溶媒に溶解させて1g/Lの濃度の溶液を調製し、銅錯体を溶解させた溶液の吸収スペクトルを測定して求めることができる。測定装置としては、島津製作所製UV-1800(波長領域200~1100nm)、Agilent製Cary 5000(波長領域200~1300nm)などを用いることができる。測定溶媒としては、水、N,N-ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、1,2,4-トリクロロベンゼン、アセトンが挙げられる。本発明では、上述した測定溶媒のうち、測定対象の銅錯体を溶解できるものを選択して用いる。プロピレングリコールモノメチルエーテルに溶解する銅錯体の場合は、測定溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルを用いることが好ましい。なお、溶解するとは、25℃の溶媒100gに対する、銅錯体の溶解度が0.01gを超える状態(0.01g/100gSolvent)を意味する。
本発明において、銅錯体のモル吸光係数およびグラム吸光係数は、上述した測定溶媒のいずれか1つを用いて測定した値であることが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルでの値であることがより好ましい。
銅錯体の上述した波長領域における極大吸収波長でのモル吸光係数は、120(L/mol・cm)以上が好ましく、150(L/mol・cm)以上がより好ましく、200(L/mol・cm)以上がさらに好ましく、300(L/mol・cm)以上がよりさらに好ましく、400(L/mol・cm)以上が特に好ましい。上限は、特に限定はないが、例えば、30000(L/mol・cm)以下とすることができる。銅錯体の上記モル吸光係数が、100(L/mol・cm)以上であれば、薄膜であっても、赤外線遮蔽性に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。
銅錯体の波長800nmでのグラム吸光係数は、0.11(L/g・cm)以上が好ましく、0.15(L/g・cm)以上がより好ましく、0.24(L/g・cm)以上がさらに好ましい。
なお、本発明において、銅錯体のモル吸光係数およびグラム吸光係数は、銅錯体を測定溶媒に溶解させて1g/Lの濃度の溶液を調製し、銅錯体を溶解させた溶液の吸収スペクトルを測定して求めることができる。測定装置としては、島津製作所製UV-1800(波長領域200~1100nm)、Agilent製Cary 5000(波長領域200~1300nm)などを用いることができる。測定溶媒としては、水、N,N-ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、1,2,4-トリクロロベンゼン、アセトンが挙げられる。本発明では、上述した測定溶媒のうち、測定対象の銅錯体を溶解できるものを選択して用いる。プロピレングリコールモノメチルエーテルに溶解する銅錯体の場合は、測定溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルを用いることが好ましい。なお、溶解するとは、25℃の溶媒100gに対する、銅錯体の溶解度が0.01gを超える状態(0.01g/100gSolvent)を意味する。
本発明において、銅錯体のモル吸光係数およびグラム吸光係数は、上述した測定溶媒のいずれか1つを用いて測定した値であることが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルでの値であることがより好ましい。
(低分子タイプの銅錯体)
銅錯体としては、例えば、式(Cu-1)で表される銅錯体を用いることができる。この銅錯体は、中心金属の銅に配位子Lが配位した銅錯体であり、銅は、通常2価の銅である。この銅錯体は、例えば銅成分に対して、配位子Lとなる化合物またはその塩を反応等させて得ることができる。
Cu(L)n1・(X)n2 式(Cu-1)
上記式中、Lは、銅に配位する配位子を表し、Xは、対イオンを表す。n1は、1~4の整数を表す。n2は、0~4の整数を表す。
銅錯体としては、例えば、式(Cu-1)で表される銅錯体を用いることができる。この銅錯体は、中心金属の銅に配位子Lが配位した銅錯体であり、銅は、通常2価の銅である。この銅錯体は、例えば銅成分に対して、配位子Lとなる化合物またはその塩を反応等させて得ることができる。
Cu(L)n1・(X)n2 式(Cu-1)
上記式中、Lは、銅に配位する配位子を表し、Xは、対イオンを表す。n1は、1~4の整数を表す。n2は、0~4の整数を表す。
Xは、対イオンを表す。銅錯体は、電荷を持たない中性錯体のほか、カチオン錯体、アニオン錯体になることもある。この場合、銅錯体の電荷を中和するよう、必要に応じて対イオンが存在する。
対イオンが負の対イオン(対アニオン)の場合、例えば、無機陰イオンでもよく、有機陰イオンでもよい。例えば、対イオンとしては、水酸化物イオン、ハロゲン陰イオン(例えば、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等)、置換または無置換のアルキルカルボン酸イオン(酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン等)、置換または無置換のアリールカルボン酸イオン(安息香酸イオン等)、置換もしくは無置換のアルキルスルホン酸イオン(メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン等)、置換もしくは無置換のアリールスルホン酸イオン(例えばp-トルエンスルホン酸イオン、p-クロロベンゼンスルホン酸イオン等)、アリールジスルホン酸イオン(例えば1,3-ベンゼンジスルホン酸イオン、1,5-ナフタレンジスルホン酸イオン、2,6-ナフタレンジスルホン酸イオン等)、アルキル硫酸イオン(例えばメチル硫酸イオン等)、硫酸イオン、チオシアン酸イオン、硝酸イオン、過塩素酸イオン、ホウ素酸イオン(例えば、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラアリールホウ酸イオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン(B-(C6F5)4)等)、スルホネートイオン(例えば、p-トルエンスルホネートイオンなど)、イミドイオン(例えば、スルホンイミドイオン、N,N-ビス(フルオロスルホニル)イミドイオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドイオン、N,N-ヘキサフルオロ-1,3-ジスルホニルイミドイオン等)、ホスフェートイオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、ピクリン酸イオン、アミドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたアミドを含む)、メチドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたメチドを含む)が挙げられ、ハロゲン陰イオン、置換もしくは無置換のアルキルカルボン酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラアリールホウ酸イオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、アミドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたアミドを含む)、メチドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたメチドを含む)が好ましい。
また、対アニオンは、低求核性アニオンであることが好ましい。低求核性アニオンとは、一般的に超酸(super acid)と呼ばれるpKaの低い酸がプロトンを解離してなるアニオンである。超酸の定義は、文献によっても異なるがメタンスルホン酸よりpKaが低い酸の総称であり、J.Org.Chem.2011,76,391-395 Equilibrium Acidities of Super acidsに記載される構造が知られている。低求核性アニオンのpKaは、例えば、-11以下が好ましく、-11~-18が好ましい。pKaは、例えば、J.Org.Chem.2011,76,391-395に記載の方法により測定することができる。本明細書におけるpKa値は、特に断りがない場合、1,2-ジクロロエタン中でのpKaである。対アニオンが、低求核性アニオンであると、銅錯体や樹脂の分解反応が生じにくく、耐熱性が良好である。低求核性アニオンは、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラアリールホウ酸イオン(ハロゲン原子やフルオロアルキル基で置換されたアリールを含む)、ヘキサフルオロホスフェートイオン、イミドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたアミドを含む)、メチドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたメチドを含む)がより好ましく、テトラアリールホウ酸イオン(ハロゲン原子やフルオロアルキル基で置換されたアリールを含む)、イミドイオン(スルホニル基で置換されたアミドを含む)、メチドイオン(スルホニル基で置換されたメチドを含む)が特に好ましい。
また、本発明において、対アニオンは、ハロゲン陰イオン、カルボン酸イオン、スルホン酸イオン、ホウ素酸イオン、スルホネートイオン、イミドイオンであることも好ましい。具体例としては、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、ホルメートイオン、ホスフェートイオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、p-トルエンスルホネートイオン、テトラフルオロホウ素酸イオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン、N,N-ビス(フルオロスルホニル)イミドイオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドイオン、ノナフルオロ-N-[(トリフルオロメタン)スルホニル]ブタンスルホニルイミドイオン、N,N-ヘキサフルオロ-1,3-ジスルホニルイミドイオン等が挙げられ、トリフルオロ酢酸イオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、テトラフルホウ素酸イオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン、N,N-ビス(フルオロスルホニル)イミドイオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドイオン、ノナフルオロ-N-[(トリフルオロメタン)スルホニル]ブタンスルホニルイミドイオン、N,N-ヘキサフルオロ-1,3-ジスルホニルイミドイオンが好ましく、トリフルオロ酢酸イオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン、N,N-ビス(フルオロスルホニル)イミドイオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドイオン、ノナフルオロ-N-[(トリフルオロメタン)スルホニル]ブタンスルホニルイミドイオン、N,N-ヘキサフルオロ-1,3-ジスルホニルイミドイオンがより好ましい。
対イオンが正の対イオン(対カチオン)の場合、例えば、無機もしくは有機のアンモニウムイオン(例えば、テトラブチルアンモニウムイオンなどのテトラアルキルアンモニウムイオン、トリエチルベンジルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン等)、ホスホニウムイオン(例えば、テトラブチルホスホニウムイオンなどのテトラアルキルホスホニウムイオン、アルキルトリフェニルホスホニウムイオン、トリエチルフェニルホスホニウムイオン等)、アルカリ金属イオンまたはプロトンが挙げられる。
また、対イオンは金属錯体イオン(例えば銅錯体イオンなど)であってもよい。
対イオンが負の対イオン(対アニオン)の場合、例えば、無機陰イオンでもよく、有機陰イオンでもよい。例えば、対イオンとしては、水酸化物イオン、ハロゲン陰イオン(例えば、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等)、置換または無置換のアルキルカルボン酸イオン(酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン等)、置換または無置換のアリールカルボン酸イオン(安息香酸イオン等)、置換もしくは無置換のアルキルスルホン酸イオン(メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン等)、置換もしくは無置換のアリールスルホン酸イオン(例えばp-トルエンスルホン酸イオン、p-クロロベンゼンスルホン酸イオン等)、アリールジスルホン酸イオン(例えば1,3-ベンゼンジスルホン酸イオン、1,5-ナフタレンジスルホン酸イオン、2,6-ナフタレンジスルホン酸イオン等)、アルキル硫酸イオン(例えばメチル硫酸イオン等)、硫酸イオン、チオシアン酸イオン、硝酸イオン、過塩素酸イオン、ホウ素酸イオン(例えば、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラアリールホウ酸イオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン(B-(C6F5)4)等)、スルホネートイオン(例えば、p-トルエンスルホネートイオンなど)、イミドイオン(例えば、スルホンイミドイオン、N,N-ビス(フルオロスルホニル)イミドイオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドイオン、N,N-ヘキサフルオロ-1,3-ジスルホニルイミドイオン等)、ホスフェートイオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、ピクリン酸イオン、アミドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたアミドを含む)、メチドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたメチドを含む)が挙げられ、ハロゲン陰イオン、置換もしくは無置換のアルキルカルボン酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラアリールホウ酸イオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、アミドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたアミドを含む)、メチドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたメチドを含む)が好ましい。
また、対アニオンは、低求核性アニオンであることが好ましい。低求核性アニオンとは、一般的に超酸(super acid)と呼ばれるpKaの低い酸がプロトンを解離してなるアニオンである。超酸の定義は、文献によっても異なるがメタンスルホン酸よりpKaが低い酸の総称であり、J.Org.Chem.2011,76,391-395 Equilibrium Acidities of Super acidsに記載される構造が知られている。低求核性アニオンのpKaは、例えば、-11以下が好ましく、-11~-18が好ましい。pKaは、例えば、J.Org.Chem.2011,76,391-395に記載の方法により測定することができる。本明細書におけるpKa値は、特に断りがない場合、1,2-ジクロロエタン中でのpKaである。対アニオンが、低求核性アニオンであると、銅錯体や樹脂の分解反応が生じにくく、耐熱性が良好である。低求核性アニオンは、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラアリールホウ酸イオン(ハロゲン原子やフルオロアルキル基で置換されたアリールを含む)、ヘキサフルオロホスフェートイオン、イミドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたアミドを含む)、メチドイオン(アシル基やスルホニル基で置換されたメチドを含む)がより好ましく、テトラアリールホウ酸イオン(ハロゲン原子やフルオロアルキル基で置換されたアリールを含む)、イミドイオン(スルホニル基で置換されたアミドを含む)、メチドイオン(スルホニル基で置換されたメチドを含む)が特に好ましい。
また、本発明において、対アニオンは、ハロゲン陰イオン、カルボン酸イオン、スルホン酸イオン、ホウ素酸イオン、スルホネートイオン、イミドイオンであることも好ましい。具体例としては、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、ホルメートイオン、ホスフェートイオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、p-トルエンスルホネートイオン、テトラフルオロホウ素酸イオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン、N,N-ビス(フルオロスルホニル)イミドイオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドイオン、ノナフルオロ-N-[(トリフルオロメタン)スルホニル]ブタンスルホニルイミドイオン、N,N-ヘキサフルオロ-1,3-ジスルホニルイミドイオン等が挙げられ、トリフルオロ酢酸イオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、テトラフルホウ素酸イオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン、N,N-ビス(フルオロスルホニル)イミドイオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドイオン、ノナフルオロ-N-[(トリフルオロメタン)スルホニル]ブタンスルホニルイミドイオン、N,N-ヘキサフルオロ-1,3-ジスルホニルイミドイオンが好ましく、トリフルオロ酢酸イオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン、N,N-ビス(フルオロスルホニル)イミドイオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドイオン、ノナフルオロ-N-[(トリフルオロメタン)スルホニル]ブタンスルホニルイミドイオン、N,N-ヘキサフルオロ-1,3-ジスルホニルイミドイオンがより好ましい。
対イオンが正の対イオン(対カチオン)の場合、例えば、無機もしくは有機のアンモニウムイオン(例えば、テトラブチルアンモニウムイオンなどのテトラアルキルアンモニウムイオン、トリエチルベンジルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン等)、ホスホニウムイオン(例えば、テトラブチルホスホニウムイオンなどのテトラアルキルホスホニウムイオン、アルキルトリフェニルホスホニウムイオン、トリエチルフェニルホスホニウムイオン等)、アルカリ金属イオンまたはプロトンが挙げられる。
また、対イオンは金属錯体イオン(例えば銅錯体イオンなど)であってもよい。
配位子Lは、銅に対する配位部位を有する化合物であり、銅に対しアニオンで配位する配位部位、および、銅に対し非共有電子対で配位する配位原子から選ばれる1種以上を有する化合物が挙げられる。アニオンで配位する配位部位は、解離していてもよく、非解離でも良い。配位子Lは、銅に対する配位部位を2個以上有する化合物(多座配位子)が好ましい。また、配位子Lは、可視透過性を向上させるために、芳香族などのπ共役系が連続して複数結合していないことが好ましい。配位子Lは、銅に対する配位部位を1個有する化合物(単座配位子)と、銅に対する配位部位を2個以上有する化合物(多座配位子)とを併用することもできる。単座配位子としては、アニオンまたは非共有電子対で配位する単座配位子が挙げられる。アニオンで配位する配位子としては、ハロゲンアニオン、ヒドロキシドアニオン、アルコキシドアニオン、フェノキシドアニオン、アミドアニオン(アシル基やスルホニル基で置換されたアミドを含む)、イミドアニオン(アシル基やスルホニル基で置換されたイミドを含む)、アニリドアニオン(アシル基やスルホニル基で置換されたアニリドを含む)、チオラートアニオン、炭酸水素アニオン、カルボン酸アニオン、チオカルボン酸アニオン、ジチオカルボン酸アニオン、硫酸水素アニオン、スルホン酸アニオン、リン酸二水素アニオン、リン酸ジエステルアニオン、ホスホン酸モノエステルアニオン、ホスホン酸水素アニオン、ホスフィン酸アニオン、含窒素へテロ環アニオン、硝酸アニオン、次亜塩素酸アニオン、シアニドアニオン、シアナートアニオン、イソシアナートアニオン、チオシアナートアニオン、イソチオシアナートアニオン、アジドアニオンなどが挙げられる。非共有電子対で配位する単座配位子としては、水、アルコール、フェノール、エーテル、アミン、アニリン、アミド、イミド、イミン、ニトリル、イソニトリル、チオール、チオエーテル、カルボニル化合物、チオカルボニル化合物、スルホキシド、へテロ環、あるいは、炭酸、カルボン酸、硫酸、スルホン酸、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、硝酸、または、そのエステルが挙げられる。
上記配位子Lが有するアニオンは、銅原子に配位可能なものであればよく、酸素アニオン、窒素アニオンまたは硫黄アニオンが好ましい。アニオンで配位する配位部位は、以下の1価の官能基群(AN-1)、または、2価の官能基群(AN-2)から選択される少なくとも1種であることが好ましい。なお、以下の構造式における波線は、配位子を構成する原子団との結合位置である。
上記式中、Xは、NまたはCRを表し、Rは、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。
Rが表すアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4がさらに好ましい。アルキル基の例としては、メチル基が挙げられる。アルキル基は置換基を有していてもよい。置換基としてはハロゲン原子、カルボキシル基、ヘテロ環基が挙げられる。置換基としてのヘテロ環基は、単環であっても多環であってもよく、また、芳香族であっても非芳香族であってもよい。ヘテロ環を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましく、1または2が好ましい。ヘテロ環を構成するヘテロ原子は、窒素原子が好ましい。アルキル基が置換基を有している場合、さらに置換基を有していてもよい。
Rが表すアルケニル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルケニル基の炭素数は、2~10が好ましく、2~6がより好ましい。アルケニル基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
Rが表すアルキニル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキニル基の炭素数は、2~10が好ましく、2~6がより好ましい。アルキニル基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
Rが表すアリール基は、単環であっても多環であってもよいが単環が好ましい。アリール基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がより好ましく、6がさらに好ましい。アリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
Rが表すヘテロアリール基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、硫黄原子、酸素原子が好ましい。ヘテロアリール基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がより好ましい。ヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
Rが表すアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4がさらに好ましい。アルキル基の例としては、メチル基が挙げられる。アルキル基は置換基を有していてもよい。置換基としてはハロゲン原子、カルボキシル基、ヘテロ環基が挙げられる。置換基としてのヘテロ環基は、単環であっても多環であってもよく、また、芳香族であっても非芳香族であってもよい。ヘテロ環を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましく、1または2が好ましい。ヘテロ環を構成するヘテロ原子は、窒素原子が好ましい。アルキル基が置換基を有している場合、さらに置換基を有していてもよい。
Rが表すアルケニル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルケニル基の炭素数は、2~10が好ましく、2~6がより好ましい。アルケニル基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
Rが表すアルキニル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキニル基の炭素数は、2~10が好ましく、2~6がより好ましい。アルキニル基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
Rが表すアリール基は、単環であっても多環であってもよいが単環が好ましい。アリール基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がより好ましく、6がさらに好ましい。アリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
Rが表すヘテロアリール基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、硫黄原子、酸素原子が好ましい。ヘテロアリール基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がより好ましい。ヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
アニオンで配位する配位部位の例として、モノアニオン性配位部位も挙げられる。モノアニオン性配位部位は、1つの負電荷を有する官能基を介して銅原子と配位する部位を表す。例えば、酸解離定数(pKa)が12以下の酸基が挙げられる。具体的には、リン原子を含有する酸基(リン酸ジエステル基、ホスホン酸モノエステル基、ホスフィン酸基等)、スルホ基、カルボキシル基、イミド酸基等が挙げられ、スルホ基、カルボキシル基が好ましい。
非共有電子対で配位する配位原子は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子またはリン原子が好ましく、酸素原子、窒素原子または硫黄原子がより好ましく、酸素原子、窒素原子がさらに好ましく、窒素原子が特に好ましい。非共有電子対で配位する配位原子が窒素原子である場合、窒素原子に隣接する原子が炭素原子、または、窒素原子であることが好ましく、炭素原子がより好ましい。
非共有電子対で配位する配位原子は、環に含まれる、または、以下の1価の官能基群(UE-1)、2価の官能基群(UE-2)、3価の官能基群(UE-3)から選択される少なくとも1種の部分構造に含まれることが好ましい。なお、以下の構造式における波線は、配位子を構成する原子団との結合位置である。
群(UE-1)
群(UE-1)
群(UE-1)~(UE-3)中、R1は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、R2は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、アミノ基またはアシル基を表す。
非共有電子対で配位する配位原子は、環に含まれていてもよい。非共有電子対で配位する配位原子が環に含まれる場合、非共有電子対で配位する配位原子を含む環は、単環であっても多環であってもよく、また、芳香族であっても非芳香族であってもよい。非共有電子対で配位する配位原子を含む環は、5~12員環が好ましく、5~7員環がより好ましい。
非共有電子対で配位する配位原子を含む環は、置換基を有していてもよく、置換基としては炭素数1~10の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、ハロゲン原子、ケイ素原子、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数2~12のアシル基、炭素数1~12のアルキルチオ基、カルボキシル基等が挙げられる。
非共有電子対で配位する配位原子を含む環が置換基を有している場合、さらに置換基を有していてもよく、非共有電子対で配位する配位原子を含む環からなる基、上述した群(UE-1)~(UE-3)から選択される少なくとも1種の部分構造を含む基、炭素数1~12のアルキル基、炭素数2~12のアシル基、ヒドロキシ基が挙げられる。
非共有電子対で配位する配位原子を含む環は、置換基を有していてもよく、置換基としては炭素数1~10の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、ハロゲン原子、ケイ素原子、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数2~12のアシル基、炭素数1~12のアルキルチオ基、カルボキシル基等が挙げられる。
非共有電子対で配位する配位原子を含む環が置換基を有している場合、さらに置換基を有していてもよく、非共有電子対で配位する配位原子を含む環からなる基、上述した群(UE-1)~(UE-3)から選択される少なくとも1種の部分構造を含む基、炭素数1~12のアルキル基、炭素数2~12のアシル基、ヒドロキシ基が挙げられる。
非共有電子対で配位する配位原子が群(UE-1)~(UE-3)で表される部分構造に含まれる場合、R1は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、R2は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、アミノ基またはアシル基を表す。
非共有電子対で配位する配位原子が群(UE-1)~(UE-3)で表される部分構造に含まれる場合のR1及びR2中のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、およびヘテロアリール基は、上記アニオンで配位する配位部位で説明したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、およびヘテロアリール基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
アルコキシ基の炭素数は、1~12が好ましく、3~9がより好ましい。
アリールオキシ基の炭素数は、6~18が好ましく、6~12がより好ましい。
ヘテロアリールオキシ基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリールオキシ基を構成するヘテロアリール基は、上記アニオンで配位する配位部位で説明したヘテロアリール基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
アルキルチオ基の炭素数は、1~12が好ましく、1~9がより好ましい。
アリールチオ基の炭素数は、6~18が好ましく、6~12がより好ましい。
ヘテロアリールチオ基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリールチオ基を構成するヘテロアリール基は、上記アニオンで配位する配位部位で説明したヘテロアリール基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
アシル基の炭素数は、2~12が好ましく、2~9がより好ましい。
R1は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基が好ましく、水素原子またはアルキル基がより好ましく、アルキル基が特に好ましい。アルキル基は、炭素数1~4のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。N原子上の置換基としてのR1をアルキル基とすることで、銅錯体の分子軌道への配位子寄与率が向上して、極大吸収波長でのモル吸光係数が向上し、赤外線遮蔽性および可視透明性がより向上する傾向にある。特に、耐熱性と、赤外線遮蔽性と可視透明性のバランスからアルキル基が好ましい。
非共有電子対で配位する配位原子が群(UE-1)~(UE-3)で表される部分構造に含まれる場合のR1及びR2中のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、およびヘテロアリール基は、上記アニオンで配位する配位部位で説明したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、およびヘテロアリール基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
アルコキシ基の炭素数は、1~12が好ましく、3~9がより好ましい。
アリールオキシ基の炭素数は、6~18が好ましく、6~12がより好ましい。
ヘテロアリールオキシ基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリールオキシ基を構成するヘテロアリール基は、上記アニオンで配位する配位部位で説明したヘテロアリール基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
アルキルチオ基の炭素数は、1~12が好ましく、1~9がより好ましい。
アリールチオ基の炭素数は、6~18が好ましく、6~12がより好ましい。
ヘテロアリールチオ基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリールチオ基を構成するヘテロアリール基は、上記アニオンで配位する配位部位で説明したヘテロアリール基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
アシル基の炭素数は、2~12が好ましく、2~9がより好ましい。
R1は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基が好ましく、水素原子またはアルキル基がより好ましく、アルキル基が特に好ましい。アルキル基は、炭素数1~4のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。N原子上の置換基としてのR1をアルキル基とすることで、銅錯体の分子軌道への配位子寄与率が向上して、極大吸収波長でのモル吸光係数が向上し、赤外線遮蔽性および可視透明性がより向上する傾向にある。特に、耐熱性と、赤外線遮蔽性と可視透明性のバランスからアルキル基が好ましい。
配位子が、1分子内に、アニオンで配位する配位部位と非共有電子対で配位する配位原子とを有する場合、アニオンで配位する配位部位と非共有電子対で配位する配位原子とを連結する原子数は、1~6であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。このような構成とすることにより、銅錯体の構造がより歪みやすくなるため、色価をより向上させることができ、可視透明性を高めつつ、モル吸光係数を大きくし易い。アニオンで配位する配位部位と非共有電子対で配位する配位原子とを連結する原子の種類は、1種または2種以上であってもよい。炭素原子、または、窒素原子が好ましい。
配位子が、1分子内に、非共有電子対で配位する配位原子を2以上有する場合、非共有電子対で配位する配位原子は3つ以上有していてもよく、2~5つ有していることが好ましく、4つ有していることがより好ましい。非共有電子対で配位する配位原子同士を連結する原子数は、1~6であることが好ましく、1~3であることがより好ましく、2~3が更に好ましく、3が特に好ましい。このような構成とすることにより、銅錯体の構造がより歪みやすくなるため、色価をより向上させることができる。非共有電子対で配位する配位原子同士を連結する原子は、1種または2種以上であってもよい。非共有電子対で配位する配位原子同士を連結する原子は、炭素原子が好ましい。
本発明において、配位子は、少なくとも2つの配位部位を有する化合物(多座配位子ともいう)が好ましい。配位子は、配位部位を少なくとも3つ有することがより好ましく、3~5個有することが更に好ましく、4~5個有することが特に好ましい。多座配位子は、銅成分に対し、キレート配位子として働く。すなわち、多座配位子が有する少なくとも2つの配位部位が、銅とキレート配位することにより、銅錯体の構造が歪んで、優れた可視透明性が得られ、更には、赤外線の吸光能力を向上でき、色価も向上すると考えられる。これにより、近赤外線カットフィルタを長期間使用しても、その特性が損なわれず、またカメラモジュールを安定的に製造することも可能となる。
多座配位子は、アニオンで配位する配位部位を1つ以上と非共有電子対で配位する配位原子を1つ以上とを含む化合物、非共有電子対で配位する配位原子を2つ以上有する化合物、アニオンで配位する配位部位を2つ含む化合物等が挙げられる。これらの化合物は、それぞれ独立に、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、配位子となる化合物は、配位部位を1つのみ有する化合物を用いることもできる。
多座配位子は、下記式(IV-1)~(IV-14)で表される化合物であることが好ましい。例えば、配位子が4つの配位部位を有する化合物である場合は、下記式(IV-3)、(IV-6)、(IV-7)、(IV-12)で表される化合物が好ましく、金属中心により強固に配位し、耐熱性の高い安定な5配位錯体を形成しやすいという理由から、(IV-12)で表される化合物がより好ましい。また、例えば、配位子が5つの配位部位を有する化合物である場合は、下記式(IV-4)、(IV-8)~(IV-11)、(IV-13)、(IV-14)で表される化合物が好ましく、金属中心により強固に配位し、耐熱性の高い安定な5配位錯体を形成しやすいという理由から、(IV-9)~(IV-10)、(IV-13)、(IV-14)で表される化合物がより好ましく、(IV-13)で表される化合物が特に好ましい。
式(IV-1)~(IV-14)中、X1~X59はそれぞれ独立して、配位部位を表し、L1~L25はそれぞれ独立して単結合または2価の連結基を表し、L26~L32はそれぞれ独立して3価の連結基を表し、L33~L34はそれぞれ独立して4価の連結基を表す。X1~X42はそれぞれ独立して、非共有電子対で配位する配位原子を含む環からなる基、上述した群(AN-1)、または、群(UE-1)から選択される少なくとも1種を表すことが好ましい。
X43~X56はそれぞれ独立して、非共有電子対で配位する配位原子を含む環からなる基、上述した群(AN-2)、または、群(UE-2)から選択される少なくとも1種を表すことが好ましい。
X57~X59はそれぞれ独立して、上述した群(UE-3)から選択される少なくとも1種を表すことが好ましい。
L1~L25はそれぞれ独立して単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、炭素数1~12のアルキレン基、炭素数6~12のアリーレン基、-SO-、-O-、-SO2-または、これらの組み合わせからなる基が好ましく、炭素数1~3のアルキレン基、フェニレン基、-SO2-またはこれらの組み合わせからなる基がより好ましい。
L26~L32はそれぞれ独立して3価の連結基を表す。3価の連結基としては、上述した2価の連結基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
L33~L34はそれぞれ独立して4価の連結基を表す。4価の連結基としては、上述した2価の連結基から水素原子を2つ除いた基が挙げられる。
ここで、群(AN-1)~(AN-2)中のR、および、群(UE-1)~(UE-3)中のR1は、R同士、R1同士、あるいは、RとR1間で連結して環を形成しても良い。
たとえば、式(IV-2)の具体例として、下の化合物(IV-2A)が挙げられる。なお、X3、X4、X43は以下に示した基であり、L2、L3はメチレン基、R1はメチル基であるが、このR1同士が連結して環を形成し、(IV-2B)や(IV-2C)のようになっていても良い。
X43~X56はそれぞれ独立して、非共有電子対で配位する配位原子を含む環からなる基、上述した群(AN-2)、または、群(UE-2)から選択される少なくとも1種を表すことが好ましい。
X57~X59はそれぞれ独立して、上述した群(UE-3)から選択される少なくとも1種を表すことが好ましい。
L1~L25はそれぞれ独立して単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、炭素数1~12のアルキレン基、炭素数6~12のアリーレン基、-SO-、-O-、-SO2-または、これらの組み合わせからなる基が好ましく、炭素数1~3のアルキレン基、フェニレン基、-SO2-またはこれらの組み合わせからなる基がより好ましい。
L26~L32はそれぞれ独立して3価の連結基を表す。3価の連結基としては、上述した2価の連結基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
L33~L34はそれぞれ独立して4価の連結基を表す。4価の連結基としては、上述した2価の連結基から水素原子を2つ除いた基が挙げられる。
ここで、群(AN-1)~(AN-2)中のR、および、群(UE-1)~(UE-3)中のR1は、R同士、R1同士、あるいは、RとR1間で連結して環を形成しても良い。
たとえば、式(IV-2)の具体例として、下の化合物(IV-2A)が挙げられる。なお、X3、X4、X43は以下に示した基であり、L2、L3はメチレン基、R1はメチル基であるが、このR1同士が連結して環を形成し、(IV-2B)や(IV-2C)のようになっていても良い。
配位子をなす化合物の具体例としては、以下に示す化合物、後述する多座配位子の好ましい具体例として示す化合物、および、これらの化合物の塩が挙げられる。塩を構成する原子としては、金属原子、テトラブチルアンモニウムなどが挙げられる。金属原子としては、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子がより好ましい。アルカリ金属原子としては、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。アルカリ土類金属原子としては、カルシウム、マグネシウム等が挙げられる。また、特開2014-41318号公報の段落0022~0042の記載、特開2015-43063号公報の段落0021~0039の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
銅錯体は、例えば、以下の(1)~(5)の態様が好ましい一例として挙げられ、(2)~(5)がより好ましく、(3)~(5)が更に好ましく、(4)または(5)が一層好ましい。
(1)2つの配位部位を有する化合物の1つまたは2つを配位子として有する銅錯体。
(2)3つの配位部位を有する化合物を配位子として有する銅錯体。
(3)3つの配位部位を有する化合物と2つの配位部位を有する化合物とを配位子として有する銅錯体。
(4)4つの配位部位を有する化合物を配位子として有する銅錯体。
(5)5つの配位部位を有する化合物を配位子として有する銅錯体。
(1)2つの配位部位を有する化合物の1つまたは2つを配位子として有する銅錯体。
(2)3つの配位部位を有する化合物を配位子として有する銅錯体。
(3)3つの配位部位を有する化合物と2つの配位部位を有する化合物とを配位子として有する銅錯体。
(4)4つの配位部位を有する化合物を配位子として有する銅錯体。
(5)5つの配位部位を有する化合物を配位子として有する銅錯体。
上記(1)の態様において、2つの配位部位を有する化合物は、非共有電子対で配位する配位原子を2つ有する化合物、または、アニオンで配位する配位部位と非共有電子対で配位する配位原子とを有する化合物が好ましい。また、2つの配位部位を有する化合物の2つを配位子として有する場合、配位子の化合物は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
また、(1)の態様において、銅錯体は、単座配位子を更に有することもできる。単座配位子の数は、0個とすることもでき、1~3個とすることもできる。単座配位子の種類としては、アニオンで配位する単座配位子、非共有電子対で配位する単座配位子のいずれも好ましい。2つの配位部位を有する化合物が非共有電子対で配位する配位原子を2つ有する化合物の場合は、配位力が強いという理由からアニオンで配位する単座配位子がより好ましい。2つの配位部位を有する化合物がアニオンで配位する配位部位と非共有電子対で配位する配位原子とを有する化合物の場合は、銅錯体全体が電荷を持たないという理由から非共有電子対で配位する単座配位子がより好ましい。
また、(1)の態様において、銅錯体は、単座配位子を更に有することもできる。単座配位子の数は、0個とすることもでき、1~3個とすることもできる。単座配位子の種類としては、アニオンで配位する単座配位子、非共有電子対で配位する単座配位子のいずれも好ましい。2つの配位部位を有する化合物が非共有電子対で配位する配位原子を2つ有する化合物の場合は、配位力が強いという理由からアニオンで配位する単座配位子がより好ましい。2つの配位部位を有する化合物がアニオンで配位する配位部位と非共有電子対で配位する配位原子とを有する化合物の場合は、銅錯体全体が電荷を持たないという理由から非共有電子対で配位する単座配位子がより好ましい。
上記(2)の態様において、3つの配位部位を有する化合物は、非共有電子対で配位する配位原子を有する化合物が好ましく、非共有電子対で配位する配位原子を3つ有する化合物が更に好ましい。また、(2)の態様において、銅錯体は、単座配位子を更に有することもできる。単座配位子の数は、0個とすることもできる。また、1個以上とすることもでき、1~3個がより好ましく、1~2個がさらに好ましく、2個が一層好ましい。単座配位子の種類としては、アニオンで配位する単座配位子、非共有電子対で配位する単座配位子のいずれも好ましく、上述した理由によりアニオンで配位する単座配位子がより好ましい。
上記(3)の態様において、3つの配位部位を有する化合物は、アニオンで配位する配位部位と、非共有電子対で配位する配位原子とを有する化合物が好ましく、アニオンで配位する配位部位を2つ、および、非共有電子対で配位する配位原子を1つ有する化合物が更に好ましい。さらに、この2つのアニオンで配位する配位部位が異なっていることが特に好ましい。また、2つの配位部位を有する化合物は、非共有電子対で配位する配位原子を有する化合物が好ましく、非共有電子対で配位する配位原子を2つ有する化合物が更に好ましい。なかでも、3つの配位部位を有する化合物が、アニオンで配位する配位部位を2つ、および、非共有電子対で配位する配位原子を1つ有する化合物であり、2つの配位部位を有する化合物が、非共有電子対で配位する配位原子を2つ有する化合物である組み合わせが、特に好ましい。また、(3)の態様において、銅錯体は、単座配位子を更に有することもできる。単座配位子の数は、0個とすることもでき、1個以上とすることもできる。0個がより好ましい。
上記(4)の態様において、4つの配位部位を有する化合物は、非共有電子対で配位する配位原子を有する化合物が好ましく、非共有電子対で配位する配位原子を2以上有する化合物がより好ましく、非共有電子対で配位する配位原子を4つ有する化合物が更に好ましい。また、(4)の態様において、銅錯体は、単座配位子を更に有することもできる。単座配位子の数は、0個とすることもでき、1個以上とすることもでき、2個以上とすることもできる。1個が好ましい。単座配位子の種類としては、アニオンで配位する単座配位子、非共有電子対で配位する単座配位子のいずれも好ましい。
上記(5)の態様において、5つの配位部位を有する化合物は、非共有電子対で配位する配位原子を有する化合物が好ましく、非共有電子対で配位する配位原子を2以上有する化合物がより好ましく、非共有電子対で配位する配位原子を5つ有する化合物が更に好ましい。また、(5)の態様において、銅錯体は、単座配位子を更に有することもできる。単座配位子の数は、0個とすることもでき、1個以上とすることもできる。単座配位子の数は0個が好ましい。
[リン酸エステル銅錯体]
本発明において、銅錯体として、リン酸エステル銅錯体を用いることもできる。リン酸エステル銅錯体は、銅を中心金属としリン酸エステル化合物を配位子とするものである。リン酸エステル銅錯体の配位子をなすリン酸エステル化合物は、下記式(L-100)で表される化合物またはその塩が好ましい。
(HO)n-P(=O)-(OR1)3-n 式(L-100)
式中、R1は炭素数1~18のアルキル基、炭素数6~18のアリール基、炭素数1~18のアラルキル基、または炭素数1~18のアルケニル基を表すか、-OR1が、炭素数4~100のポリオキシアルキル基、炭素数4~100の(メタ)アクリロイルオキシアルキル基、または、炭素数4~100の(メタ)アクリロイルポリオキシアルキル基を表し、nは1または2を表す。nが1のとき、R2はそれぞれ同一でもよいし、異なっていてもよい。リン酸エステル化合物の具体例としては、上述した配位子が挙げられる。また、特開2014-41318号公報の段落0022~0042の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本発明において、銅錯体として、リン酸エステル銅錯体を用いることもできる。リン酸エステル銅錯体は、銅を中心金属としリン酸エステル化合物を配位子とするものである。リン酸エステル銅錯体の配位子をなすリン酸エステル化合物は、下記式(L-100)で表される化合物またはその塩が好ましい。
(HO)n-P(=O)-(OR1)3-n 式(L-100)
式中、R1は炭素数1~18のアルキル基、炭素数6~18のアリール基、炭素数1~18のアラルキル基、または炭素数1~18のアルケニル基を表すか、-OR1が、炭素数4~100のポリオキシアルキル基、炭素数4~100の(メタ)アクリロイルオキシアルキル基、または、炭素数4~100の(メタ)アクリロイルポリオキシアルキル基を表し、nは1または2を表す。nが1のとき、R2はそれぞれ同一でもよいし、異なっていてもよい。リン酸エステル化合物の具体例としては、上述した配位子が挙げられる。また、特開2014-41318号公報の段落0022~0042の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
[スルホン酸銅錯体]
本発明において、銅錯体として、スルホン酸銅錯体を用いることもできる。スルホン酸銅錯体は、銅を中心金属としスルホン酸化合物を配位子とするものである。スルホン酸銅錯体の配位子をなすスルホン酸化合物は、下記式(L-200)で表される化合物またはその塩が好ましい。
R2-SO2-OH 式(L-200)
本発明において、銅錯体として、スルホン酸銅錯体を用いることもできる。スルホン酸銅錯体は、銅を中心金属としスルホン酸化合物を配位子とするものである。スルホン酸銅錯体の配位子をなすスルホン酸化合物は、下記式(L-200)で表される化合物またはその塩が好ましい。
R2-SO2-OH 式(L-200)
式中、R2は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などを挙げることができる。アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。スルホン酸化合物の具体例としては、上述した配位子が挙げられる。また、特開2015-43063号公報の段落番号0021~0039の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
<<<ポリマータイプの銅錯体>>>
本発明において、銅錯体として、ポリマー側鎖に銅錯体部位を有する銅含有ポリマーを用いることができる。
本発明において、銅錯体として、ポリマー側鎖に銅錯体部位を有する銅含有ポリマーを用いることができる。
銅錯体部位としては、銅と、銅に対して配位する部位(配位部位)とを有するものが挙げられる。銅に対して配位する部位としては、アニオンまたは非共有電子対で配位する部位が挙げられる。また、銅錯体部位は、銅に対して4座配位または5座配位する部位を有することが好ましい。配位部位の詳細については、上述した低分子タイプの銅化合物で説明したものが挙げられ、好ましい範囲も同様である。
銅含有ポリマーは、配位部位を含むポリマー(ポリマー(B1)ともいう)と、銅成分との反応で得られるポリマーや、ポリマー側鎖に反応性部位を有するポリマー(以下ポリマー(B2)ともいう)と、ポリマー(B2)が有する反応性部位と反応可能な官能基を有する銅錯体とを反応させて得られるポリマーが挙げられる。銅含有ポリマーの重量平均分子量は、2000以上が好ましく、2000~200万がより好ましく、6000~200,000がさらに好ましい。
銅含有ポリマーは、銅錯体部位を有する繰り返し単位の他に、他の繰り返し単位を含有していてもよい。他の繰り返し単位としては、架橋性基を有する繰り返し単位などが挙げられる。
近赤外線吸収組成物において、銅錯体の含有量は5~95質量%であることが好ましい。下限は10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましい。上限は、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。銅錯体は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用することもできる。銅錯体を2種以上併用することが好ましい。銅錯体を2種以上併用する場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。
<<他の赤外線吸収剤>>
近赤外線吸収組成物は、銅錯体以外の赤外線吸収剤(他の赤外線吸収剤ともいう)を含有することができる。他の赤外線吸収剤としては、シアニン化合物、ピロロピロール化合物、スクアリリウム化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、ジイミニウム化合物、チオール錯体化合物、遷移金属酸化物、クアテリレン化合物、クロコニウム化合物等が挙げられる。
近赤外線吸収組成物は、銅錯体以外の赤外線吸収剤(他の赤外線吸収剤ともいう)を含有することができる。他の赤外線吸収剤としては、シアニン化合物、ピロロピロール化合物、スクアリリウム化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、ジイミニウム化合物、チオール錯体化合物、遷移金属酸化物、クアテリレン化合物、クロコニウム化合物等が挙げられる。
ピロロピロール化合物としては、例えば、特開2009-263614号公報の段落番号0016~0058に記載の化合物、特開2011-68731号公報の段落番号0037~0052に記載の化合物などが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。スクアリリウム化合物としては、例えば、特開2011-208101号公報の段落番号0044~0049に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。シアニン化合物としては、例えば、特開2009-108267号公報の段落番号0044~0045に記載の化合物、特開2002-194040号公報の段落番号0026~0030に記載の化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。ジイミニウム化合物としては、例えば、特表2008-528706号公報に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。フタロシアニン化合物としては、例えば、特開2012-77153号公報の段落番号0093に記載の化合物、特開2006-343631号公報に記載のオキシチタニウムフタロシアニン、特開2013-195480号公報の段落番号0013~0029に記載の化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。ナフタロシアニン化合物としては、例えば、特開2012-77153号公報の段落番号0093に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。また、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、ジイミニウム化合物、スクアリリウム化合物及びクロコニウム化合物は、特開2010-111750号公報の段落番号0010~0081に記載の化合物を使用してもよく、この内容は本明細書に組み込まれる。また、シアニン系化合物は、例えば、「機能性色素、大河原信/松岡賢/北尾悌次郎/平嶋恒亮・著、講談社サイエンティフィック」を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
また、他の赤外線吸収剤として、無機微粒子を用いることもできる。無機微粒子は、赤外線遮蔽性がより優れる点で、金属酸化物微粒子または金属微粒子が好ましい。金属酸化物粒子としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)粒子、酸化アンチモンスズ(ATO)粒子、酸化亜鉛(ZnO)粒子、Alドープ酸化亜鉛(AlドープZnO)粒子、フッ素ドープ二酸化スズ(FドープSnO2)粒子、ニオブドープ二酸化チタン(NbドープTiO2)粒子などが挙げられる。金属微粒子としては、例えば、銀(Ag)粒子、金(Au)粒子、銅(Cu)粒子、ニッケル(Ni)粒子などが挙げられる。また、無機微粒子としては酸化タングステン系化合物が使用できる。酸化タングステン系化合物は、セシウム酸化タングステンであることが好ましい。酸化タングステン系化合物の詳細については、特開2016-006476号公報の段落番号0080を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。無機微粒子の形状は特に制限されず、球状、非球状を問わず、シート状、ワイヤー状、チューブ状であってもよい。
無機微粒子の平均粒子径は、800nm以下が好ましく、400nm以下がより好ましく、200nm以下が更に好ましい。無機微粒子の平均粒子径がこのような範囲であることによって、可視透明性が良好である。光散乱を回避する観点からは、平均粒子径は小さいほど好ましいが、製造時における取り扱い容易性などの理由から、無機微粒子の平均粒子径は、通常、1nm以上である。
近赤外線吸収組成物が他の赤外線吸収剤を含有する場合、他の赤外線吸収剤の含有量は、銅錯体100質量部に対し、0.1~50質量部が好ましい。下限は0.1質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましく、1質量部以上が更に好ましい。上限は、50質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましく、35質量部以下が更に好ましい。
<<樹脂>>
近赤外線吸収組成物は、樹脂を含有する。樹脂の種類としては、光学材料に使用しうるものであれば特に制限されない。樹脂は透明性の高い樹脂が好ましい。具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、カルボキシル化ポリオレフィン、塩素化ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー等のポリオレフィン樹脂;ポリスチレン樹脂;(メタ)アクリル酸エステル樹脂、(メタ)アクリルアミド樹脂等の(メタ)アクリル樹脂;酢酸ビニル樹脂;ハロゲン化ビニル樹脂;ポリビニルアルコール樹脂;ポリアミド樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリアリレート(PAR)等のポリエステル樹脂;ポリカーボネート樹脂;エポキシ樹脂;ポリマレイミド樹脂;ポリウレア樹脂;ポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール樹脂等が挙げられる。なかでも、(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリマレイミド樹脂、ポリウレア樹脂が好ましく、(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂がさらに好ましい。また、樹脂は、アルコキシシリル基を有する化合物のゾルゲル硬化物を用いることも好ましい。アルコキシシリル基を有する化合物としては、後述する架橋性化合物の欄で説明する材料が挙げられる。樹脂の重量平均分子量は、1000~300,000が好ましい。下限は、2000以上がより好ましく、3000以上がさらに好ましい。上限は、100,000以下がより好ましく、50,000以下がさらに好ましい。樹脂の数平均分子量は、500~150,000が好ましい。下限は、1000以上がより好ましく、2,000以上がさらに好ましい。上限は、200,000以下がより好ましく、100,000以下がさらに好ましい。
近赤外線吸収組成物は、樹脂を含有する。樹脂の種類としては、光学材料に使用しうるものであれば特に制限されない。樹脂は透明性の高い樹脂が好ましい。具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、カルボキシル化ポリオレフィン、塩素化ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー等のポリオレフィン樹脂;ポリスチレン樹脂;(メタ)アクリル酸エステル樹脂、(メタ)アクリルアミド樹脂等の(メタ)アクリル樹脂;酢酸ビニル樹脂;ハロゲン化ビニル樹脂;ポリビニルアルコール樹脂;ポリアミド樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリアリレート(PAR)等のポリエステル樹脂;ポリカーボネート樹脂;エポキシ樹脂;ポリマレイミド樹脂;ポリウレア樹脂;ポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール樹脂等が挙げられる。なかでも、(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリマレイミド樹脂、ポリウレア樹脂が好ましく、(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂がさらに好ましい。また、樹脂は、アルコキシシリル基を有する化合物のゾルゲル硬化物を用いることも好ましい。アルコキシシリル基を有する化合物としては、後述する架橋性化合物の欄で説明する材料が挙げられる。樹脂の重量平均分子量は、1000~300,000が好ましい。下限は、2000以上がより好ましく、3000以上がさらに好ましい。上限は、100,000以下がより好ましく、50,000以下がさらに好ましい。樹脂の数平均分子量は、500~150,000が好ましい。下限は、1000以上がより好ましく、2,000以上がさらに好ましい。上限は、200,000以下がより好ましく、100,000以下がさらに好ましい。
樹脂は、下記式(A1-1)~(A1-7)で表される繰り返し単位の少なくとも1種を有する樹脂であることも好ましい。
式中、R1は水素原子またはアルキル基を表し、L1~L4はそれぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表し、R10~R13はそれぞれ独立にアルキル基またはアリール基を表す。R14およびR15は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
式中、R1は水素原子またはアルキル基を表し、L1~L4はそれぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表し、R10~R13はそれぞれ独立にアルキル基またはアリール基を表す。R14およびR15は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
R1が表すアルキル基の炭素数は、1~5が好ましく、1~3がさらに好ましく、1が特に好ましい。R1は、水素原子またはメチル基が好ましい。
L1~L4が表す2価の連結基としては、アルキレン基、アリーレン基、-O-、-S-、-SO-、-CO-、-COO-、-OCO-、-SO2-、-NRa-(Raは水素原子あるいはアルキル基を表す)、または、これらの組み合わせからなる基が挙げられる。アルキレン基の炭素数は、1~30が好ましく、1~15がより好ましく、1~10がさらに好ましい。アルキレン基は、置換基を有していてもよいが、無置換が好ましい。アルキレン基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよい。また、環状のアルキレン基は、単環、多環のいずれであってもよい。アリーレン基の炭素数は、6~18が好ましく、6~14がより好ましく、6~10がさらに好ましい。
R10~R13が表すアルキル基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよい。アルキル基は置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。アルキル基の炭素数は、1~30が好ましく、1~20がより好ましく、1~10がさらに好ましい。R10~R13が表すアリール基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がより好ましく、6がさらに好ましい。
R10は、直鎖もしくは分岐のアルキル基またはアリール基であることが好ましく、直鎖もしくは分岐のアルキル基であることがより好ましい。
R11およびR12は、それぞれ独立して直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましく、直鎖のアルキル基であることがより好ましい。
R13は、直鎖もしくは分岐のアルキル基またはアリール基であることが好ましい。
R10は、直鎖もしくは分岐のアルキル基またはアリール基であることが好ましく、直鎖もしくは分岐のアルキル基であることがより好ましい。
R11およびR12は、それぞれ独立して直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましく、直鎖のアルキル基であることがより好ましい。
R13は、直鎖もしくは分岐のアルキル基またはアリール基であることが好ましい。
R14およびR15が表す置換基は、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、ヘテロアリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、-NRa1Ra2、-CORa3、-COORa4、-OCORa5、-NHCORa6、-CONRa7Ra8、-NHCONRa9Ra10、-NHCOORa11、-SO2Ra12、-SO2ORa13、-NHSO2Ra14または-SO2NRa15Ra16が挙げられる。Ra1~Ra16は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表す。なかでも、R14およびR15の少なくとも一方は、シアノ基または-COORa4を表すことが好ましい。Ra4は、水素原子、アルキル基またはアリール基を表すことが好ましい。
式(A1-7)で表される繰り返し単位を有する樹脂の市販品としては、ARTON F4520(JSR(株)製)などが挙げられる。また、式(A1-7)で表される繰り返し単位を有する樹脂の詳細については、特開2011-100084号公報の段落番号0053~0075、0127~0130の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
樹脂としては、式(A1-4)で表される繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましく、式(A1-1)で表される繰り返し単位と、式(A1-4)で表される繰り返し単位とを有する樹脂であることがより好ましい。この態様によれば、樹脂膜の耐熱衝撃性が向上する傾向にある。更には、銅錯体と樹脂との相溶性が向上し、析出物などの少ない樹脂膜が得られやすい。
樹脂は、架橋性基を有することも好ましい。架橋性基は、エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、メチロール基、アルコキシシリル基が好ましく、エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、アルコキシシリル基がより好ましく、環状エーテル基、アルコキシシリル基が更に好ましく、アルコキシシリル基が特に好ましい。エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、(メタ)アリル基、(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。環状エーテル基としては、エポキシ基(オキシラニル基)、オキセタニル基、脂環エポキシ基などが挙げられる。アルコキシシリル基としては、モノアルコキシシリル基、ジアルコキシシリル基、トリアルコキシシリル基が挙げられる。
架橋性基を有する樹脂においては、樹脂の架橋基価は0.5~4mmol/gであることが好ましい。下限は、0.6mmol/g以上であることが好ましく、0.8mmol/g以上であることがより好ましく、1mmol/g以上であることが更に好ましい。上限は、3.5mmol/g以下であることが好ましく、3mmol/g以下であることがより好ましく、2mmol/g以下であることが更に好ましい。なお、樹脂の架橋基価は、樹脂1g中に含まれる架橋基の等量のことである。樹脂の架橋基価は、滴定等の方法で測定することができる。
樹脂が有する架橋性基がアルコキシシリル基である場合、樹脂のSi価は0.5~4mmol/gであることが好ましい。下限は、0.6mmol/g以上であることが好ましく、0.8mmol/g以上であることがより好ましく、1mmol/g以上であることが更に好ましい。上限は、3.5mmol/g以下であることが好ましく、3mmol/g以下であることがより好ましく、2mmol/g以下であることが更に好ましい。なお、樹脂のSi価は、樹脂1g中に含まれるアルコキシシリル基の等量のことである。樹脂のSi価は、滴定等の方法で測定することができる。
架橋性基を有する樹脂としては、架橋性基を有する繰り返し単位を含む樹脂であることが好ましく、式(A1-1)および/または式(A1-4)で表される繰り返し単位と、架橋性基を有する繰り返し単位とを含む樹脂が好ましい。
R2は、水素原子またはアルキル基を表す。アルキル基の炭素数は、1~5が好ましく、1~3がさらに好ましく、1が特に好ましい。R2は、水素原子またはメチル基が好ましい。
L51は、単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、上記式(A1-1)~(A1-7)のL1~L4で説明した2価の連結基が挙げられる。L51は、アルキレン基または、アルキレン基と-O-とを組み合わせてなる基が好ましい。L51の鎖を構成する原子の数は、2以上が好ましく、3以上がより好ましく、4以上がさらに好ましい。上限は、例えば200以下とすることができる。
P1は、架橋性基を表す。架橋性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、メチロール基、アルコキシシリル基等が挙げられ、エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、アルコキシシリル基が好ましく、環状エーテル基、アルコキシシリル基がより好ましく、アルコキシシリル基が更に好ましい。エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、アルコキシシリル基の詳細については上述した通りである。アルコキシシリル基におけるアルコキシ基の炭素数は、1~5が好ましく、1~3がより好ましく、1または2が特に好ましい。
樹脂が、架橋性基を有する繰り返し単位を含む樹脂である場合、樹脂は、架橋性基を有する繰り返し単位を、樹脂の全繰り返し単位中5~100モル%含有することが好ましい。下限は、6モル%以上が好ましく、8モル%以上がより好ましく、10モル%以上が更に好ましい。上限は、95モル%以下が好ましく、80モル%以下がより好ましく、60モル%以下が更に好ましい。この態様によれば、上述した機械物性を有する樹脂膜が得られやすい。
樹脂は、上述した繰り返し単位の他に、他の繰り返し単位を含有していてもよい。他の繰り返し単位を構成する成分については、特開2010-106268号公報の段落番号0068~0075(対応する米国特許出願公開第2011/0124824号明細書の段落番号0112~0118)の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
近赤外線吸収組成物において、樹脂の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分に対して、30~90質量%が好ましい。下限は、35質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、50質量%以上が更に好ましい。上限は、85質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。また、樹脂の全量中における架橋性基を有する樹脂の含有量は、5~100モル%であることが好ましく、8~100モル%であることがより好ましく、10~100モル%であることが更に好ましい。樹脂は、1種類のみでもよく、2種類以上でもよい。2種類以上の場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<架橋性基を有するモノマー(架橋剤)>>
近赤外線吸収組成物は、架橋性基を有するモノマー(以下、架橋剤ともいう)を含有することが好ましい。架橋性基の種類としては、エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、メチロール基、アルコキシシリル基等が挙げられ、エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、アルコキシシリル基が好ましく、環状エーテル基、アルコキシシリル基がより好ましく、アルコキシシリル基が更に好ましい。エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、アルコキシシリル基の詳細については、架橋性基を有する樹脂で説明した基が挙げられる。アルコキシシリル基としては、ジアルコキシシリル基およびトリアルコキシシリル基が好ましい。また、アルコキシシリル基におけるアルコキシ基の炭素数は、1~5が好ましく、1~3がより好ましく、1または2が特に好ましい。
近赤外線吸収組成物は、架橋性基を有するモノマー(以下、架橋剤ともいう)を含有することが好ましい。架橋性基の種類としては、エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、メチロール基、アルコキシシリル基等が挙げられ、エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、アルコキシシリル基が好ましく、環状エーテル基、アルコキシシリル基がより好ましく、アルコキシシリル基が更に好ましい。エチレン性不飽和結合を有する基、環状エーテル基、アルコキシシリル基の詳細については、架橋性基を有する樹脂で説明した基が挙げられる。アルコキシシリル基としては、ジアルコキシシリル基およびトリアルコキシシリル基が好ましい。また、アルコキシシリル基におけるアルコキシ基の炭素数は、1~5が好ましく、1~3がより好ましく、1または2が特に好ましい。
架橋剤の分子量は、100~3000であることが好ましい。上限は、2000以下が好ましく、1500以下が更に好ましい。下限は、150以上が好ましく、250以上が更に好ましい。
架橋剤の架橋基価は、3~20mmol/gであることが好ましい。下限は、3.5mmol/g以上であることが好ましく、4mmol/g以上であることがより好ましく、5mmol/g以上であることが更に好ましい。上限は、19mmol/g以下であることが好ましく、17mmol/g以下であることがより好ましく、15mmol/g以下であることが更に好ましい。なお、架橋剤の架橋基価とは、架橋剤1g中に含まれる架橋基の等量のことである。架橋剤の架橋基価は、滴定等の方法で測定することができる。
架橋剤は、1分子中に架橋性基を2~5個有する化合物であることが好ましい。架橋性基の上限は、4個以下が好ましく、3個以下がより好ましい。
架橋剤は、1分子中にSi原子を2~5個含む化合物であることが好ましい。Si原子の上限は、4個以下が好ましく、3個以下がより好ましい。架橋剤におけるSi原子の数は2個であることが好ましい。また、架橋剤における2個のSi原子は、2~10個の原子を隔てて結合していることが好ましく、3~9個の原子を隔てて結合していることがより好ましく、4~8個の原子を隔てて結合していることが更に好ましい。ここで、2個のSi原子が2~10個の原子を隔てて結合している場合とは、Si原子どうしを結合する連結鎖を構成する原子の数が2~10個であることを意味する。例えば、下記の化合物の場合、2個のSi原子が6個の原子を隔てて結合している。
また、2個のSi原子は、炭素数2~10のアルキレン基を介して結合していることが好ましく、炭素数3~9のアルキレン基を介して結合していることがより好ましく、炭素数4~8のアルキレン基を介して結合していることが更に好ましい。
また、架橋剤は、1分子中にアルコキシシリル基を2~5個含む化合物であることが好ましい。アルコキシシリル基の上限は、4個以下が好ましく、3個以下がより好ましい。アルコキシシリル基の数は2個であることが好ましい。アルコキシシリル基は、ジアルコキシシリル基またはトリアルコキシシリル基であることが好ましく、トリアルコキシシリル基であることがより好ましい。また架橋剤が有する2個のアルコキシシリル基は、2~10個の原子を隔てて結合していることが好ましく、3~9個の原子を隔てて結合していることがより好ましく、4~8個の原子を隔てて結合していることが更に好ましい。また、2個のアルコキシシリル基は、炭素数2~10のアルキレン基を介して結合していることが好ましく、炭素数3~9のアルキレン基を介して結合していることがより好ましく、炭素数4~8のアルキレン基を介して結合していることが更に好ましい。
また、架橋剤がアルコキシシリル基を有する化合物である場合においては、架橋剤のSi価は3~20mmol/gであることが好ましい。Si価の下限は、3.5mmol/g以上であることが好ましく、4mmol/g以上であることがより好ましく、5mmol/g以上であることが更に好ましい。Si価の上限は、19mmol/g以下であることが好ましく、17mmol/g以下であることがより好ましく、15mmol/g以下であることが更に好ましい。なお、架橋剤のSi価は、架橋剤1g中に含まれる架橋基の等量のことである。架橋剤のSi価は、滴定等の方法で測定することができる。
アルコキシシリル基を有する化合物の具体例としては、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。また、下記化合物を用いることもできる。
市販品としては、信越シリコーン社製のKBM-13、KBM-22、KBM-103、KBE-13、KBE-22、KBE-103、KBM-3033、KBE-3033、KBM-3063、KBM-3066、KBM-3086、KBE-3063、KBE-3083、KBM-3103、KBM-3066、KBM-7103、SZ-31、KPN-3504、KBM-1003、KBE-1003、KBM-303、KBM-402、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-1403、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103、KBM-602、KBM-603、KBM-903、KBE-903、KBE-9103、KBM-573、KBM-575、KBM-9659、KBE-585、KBM-802、KBM-803、KBE-846、KBE-9007、X-40-1053、X-41-1059A、X-41-1056、X-41-1805、X-41-1818、X-41-1810、X-40-2651、X-40-2655A、KR-513,KC-89S,KR-500、X-40-9225、X-40-9246、X-40-9250、KR-401N、X-40-9227、X-40-9247、KR-510、KR-9218、KR-213、X-40-2308、X-40-9238などが挙げられる。
本発明において、架橋剤として、エチレン性不飽和結合を有する基を有する化合物を用いることができる。エチレン性不飽和結合を有する基を有する化合物としては、(メタ)アクリレート化合物であることが好ましい。エチレン性不飽和結合を有する基を有する化合物としては、例えば下記化合物が挙げられる。エチレン性不飽和結合を有する基を有する化合物の詳細については、特開2016-006476号公報の段落番号0086~0099の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
本発明において、架橋剤として、環状エーテル基を有する化合物を用いることもできる。環状エーテル基としては、エポキシ基、オキセタニル基が挙げられ、エポキシ基が好ましい。環状エーテル基を有する化合物の市販品としては、例えば、EHPE 3150((株)ダイセル製)などが挙げられる。また、環状エーテル基を有する化合物としては、特開2013-011869号公報の段落番号0034~0036、特開2014-043556号公報の段落番号0147~0156、特開2014-089408号公報の段落番号0085~0092に記載された化合物を用いることもできる。これらの内容は本明細書に組み込まれる。
近赤外線吸収組成物が架橋剤を含有する場合、近赤外線吸収組成物は、樹脂100質量部に対して架橋剤を3~30質量部含有することが好ましく、5~20質量部含有することがより好ましく、7~15質量部含有することが更に好ましい。また、近赤外線吸収組成物は、架橋性基を有する樹脂100質量部に対して架橋剤を3~30質量部含有することが好ましく、5~20質量部含有することがより好ましく、7~15質量部含有することが更に好ましい。架橋剤は、1種類のみでもよく、2種類以上でもよい。2種類以上の場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<重合開始剤>>
近赤外線吸収組成物は重合開始剤を含有することができる。重合開始剤としては、光、熱のいずれか或いはその双方により、架橋性基を有する樹脂や架橋剤の架橋を開始する能力を有する限り、特に制限はない。光で架橋させる場合、紫外領域から可視領域の光線に対して感光性を有する重合開始剤が好ましい。また、熱で架橋させる場合には、150~250℃で分解する重合開始剤が好ましい。
近赤外線吸収組成物は重合開始剤を含有することができる。重合開始剤としては、光、熱のいずれか或いはその双方により、架橋性基を有する樹脂や架橋剤の架橋を開始する能力を有する限り、特に制限はない。光で架橋させる場合、紫外領域から可視領域の光線に対して感光性を有する重合開始剤が好ましい。また、熱で架橋させる場合には、150~250℃で分解する重合開始剤が好ましい。
重合開始剤としては、芳香族基を有する化合物が好ましい。例えば、アシルホスフィン化合物、アセトフェノン化合物、α-ヒドロキシケトン化合物、α-アミノケトン化合物、ベンゾフェノン化合物、ベンゾインエーテル化合物、ケタール誘導体化合物、チオキサントン化合物、オキシム化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、トリハロメチル化合物、アゾ化合物、有機過酸化物、ジアゾニウム化合物、ヨードニウム化合物、スルホニウム化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物等のオニウム塩化合物、有機硼素塩化合物、ジスルホン化合物、チオール化合物などが挙げられる。重合開始剤は、特開2013-253224号公報の段落0217~0228の記載を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
重合開始剤は、オキシム化合物、α-ヒドロキシケトン化合物、α-アミノケトン化合物、及び、アシルホスフィン化合物が好ましい。オキシム化合物としては、後述するラジカルトラップ剤で挙げたオキシム化合物などを使用することもできる。
重合開始剤の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分に対して、0.01~30質量%が好ましい。下限は、0.1質量%以上が好ましい。上限は、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。重合開始剤は1種類のみでも、2種類以上でもよい。2種類以上の場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<溶剤>>
近赤外線吸収組成物は、溶剤を含有することが好ましい。溶剤は、特に制限はなく、各成分を均一に溶解或いは分散しうるものであれば、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、水、有機溶剤を用いることができる。有機溶剤としては、例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、およびジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキサイド、スルホラン等が好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。アルコール類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類の具体例としては、特開2012-194534号公報の段落0136等に記載の溶剤が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。エステル類、ケトン類、エーテル類の具体例としては、特開2012-208494号公報の段落0497(対応する米国特許出願公開第2012/0235099号明細書の段落番号0609)に記載の溶剤が挙げられる。溶剤の具体例としては、酢酸-n-アミル、プロピオン酸エチル、フタル酸ジメチル、安息香酸エチル、硫酸メチル、アセトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、1-メトキシ-2-プロパノール、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、N-メチル-2-ピロリドン、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3-メトキシブチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリアセチン、3-メトキシブタノール、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールジアセテート、シクロヘキサノールアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテートなどが挙げられる。これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
近赤外線吸収組成物は、溶剤を含有することが好ましい。溶剤は、特に制限はなく、各成分を均一に溶解或いは分散しうるものであれば、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、水、有機溶剤を用いることができる。有機溶剤としては、例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、およびジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキサイド、スルホラン等が好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。アルコール類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類の具体例としては、特開2012-194534号公報の段落0136等に記載の溶剤が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。エステル類、ケトン類、エーテル類の具体例としては、特開2012-208494号公報の段落0497(対応する米国特許出願公開第2012/0235099号明細書の段落番号0609)に記載の溶剤が挙げられる。溶剤の具体例としては、酢酸-n-アミル、プロピオン酸エチル、フタル酸ジメチル、安息香酸エチル、硫酸メチル、アセトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、1-メトキシ-2-プロパノール、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、N-メチル-2-ピロリドン、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3-メトキシブチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリアセチン、3-メトキシブタノール、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールジアセテート、シクロヘキサノールアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテートなどが挙げられる。これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、溶剤としては、沸点が150℃以下(好ましくは沸点が30~145℃、より好ましくは50~140℃)の溶剤(以下、低沸点溶剤ともいう)を単独で使用してもよく、沸点が150℃以上(好ましくは沸点が155~300℃、より好ましくは160~250℃)の溶剤(以下、高沸点溶剤ともいう)を単独で使用してもよく、低沸点溶剤と高沸点溶剤とを併用してもよい。高沸点溶剤を用いることで、近赤外線吸収組成物中の溶剤の蒸発速度が遅くなり、乾燥の安定化と残渣の析出を抑制しやすい。特に、近赤外線吸収組成物の固形分濃度の低い場合(例えば、固形分濃度が35質量%以下の場合など)においては、乾燥の安定化と残渣の析出の観点から、溶剤として高沸点溶剤と低沸点溶剤をと併用することが好ましい。また、高沸点溶剤と低沸点溶剤をと併用する場合、高沸点溶剤の沸点と、低沸点溶剤の沸点の差は20~250℃であることが好ましく、50~150℃であることがより好ましい。また、高沸点溶剤と、低沸点溶剤との質量比は特に限定はないが、高沸点溶剤:低沸点溶剤=99:1~55:45であることが好ましく、95:5~70:30であることがより好ましい。
高沸点溶剤としては、例えば、3-メトキシブチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリアセチン、3-メトキシブタノール、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールジアセテート、シクロヘキサノールアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテートなどが挙げられる。
低沸点溶剤としては、例えば、シクロペンタノン、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメテルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメテルエーテルなどが挙げられる。
高沸点溶剤としては、例えば、3-メトキシブチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリアセチン、3-メトキシブタノール、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールジアセテート、シクロヘキサノールアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテートなどが挙げられる。
低沸点溶剤としては、例えば、シクロペンタノン、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメテルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメテルエーテルなどが挙げられる。
本発明において、金属含有量の少ない溶剤を用いることが好ましく、溶剤の金属含有量は、例えば10質量ppb(parts per billion)以下であることが好ましい。必要に応じて質量ppt(parts per trillion)レベルの溶剤を用いてもよく、そのような高純度溶剤は例えば東洋合成社が提供している(化学工業日報、2015年11月13日)。
溶剤から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、蒸留(分子蒸留や薄膜蒸留等)やフィルタを用いたろ過を挙げることができる。ろ過に用いるフィルタのフィルタ孔径としては、10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、3nm以下が更に好ましい。フィルタの材質は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンまたはナイロンが好ましい。
溶剤は、異性体(同じ原子数で異なる構造の化合物)が含まれていてもよい。また、異性体は、1種のみが含まれていてもよいし、複数種含まれていてもよい。
溶剤の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分が5~70質量%となる量が好ましい。下限は、10質量%以上がより好ましい。上限は、65質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下がさらに好ましく、40質量%以下が一層好ましい。溶剤は1種類のみでも、2種類以上でもよく、2種類以上の場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<触媒>>
近赤外線吸収組成物は、触媒を含んでもよい。例えば、アルコキシシリル基等の架橋性基を有する樹脂を用いた場合や、架橋剤を用いた場合においては、近赤外線吸収組成物が触媒を含有することで、架橋性基の架橋を促進して、機械物性、耐溶剤性、耐熱性などに優れた樹脂膜が得られ易い。
近赤外線吸収組成物は、触媒を含んでもよい。例えば、アルコキシシリル基等の架橋性基を有する樹脂を用いた場合や、架橋剤を用いた場合においては、近赤外線吸収組成物が触媒を含有することで、架橋性基の架橋を促進して、機械物性、耐溶剤性、耐熱性などに優れた樹脂膜が得られ易い。
触媒としては、有機金属系触媒、酸系触媒、アミン系触媒などが挙げられ、有機金属系触媒が好ましい。有機金属系触媒は、Na、K、Ca、Mg、Ti、Zr、Al、Zn、Sn、及びBiからなる群より選択される少なくとも1つの金属を含む、酸化物、硫化物、ハロゲン化物、炭酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、硝酸塩、硫酸塩、アルコキシド、水酸化物、及び置換基を有していてもよいアセチルアセトナート錯体からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。なかでも、上記金属の、ハロゲン化物、カルボン酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、及び置換基を有していてもよいアセチルアセトナート錯体からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、アセチルアセトナート錯体が更に好ましい。特に、Alのアセチルアセトナート錯体が好ましい。有機金属系触媒の具体例としては、例えば、トリス(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウムなどが挙げられる。
近赤外線吸収組成物が、触媒を含有する場合、触媒の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分に対して0.01~5質量%が好ましい。上限は、3質量%以下が好ましく、1質量%以下が更に好ましい。下限は、0.05質量%以上が好ましい。
<<ラジカルトラップ剤>>
近赤外線吸収組成物は、ラジカルトラップ剤を含有することもできる。ラジカルトラップ剤としてはオキシム化合物が挙げられる。オキシム化合物の市販品としては、IRGACURE-OXE01、IRGACURE-OXE02、IRGACURE-OXE03、IRGACURE-OXE04(以上、BASF社製)、TR-PBG-304(常州強力電子新材料有限公司製)、アデカアークルズNCI-831((株)ADEKA製)、アデカアークルズNCI-930((株)ADEKA製)、アデカオプトマーN-1919((株)ADEKA製)等を用いることができる。
近赤外線吸収組成物は、ラジカルトラップ剤を含有することもできる。ラジカルトラップ剤としてはオキシム化合物が挙げられる。オキシム化合物の市販品としては、IRGACURE-OXE01、IRGACURE-OXE02、IRGACURE-OXE03、IRGACURE-OXE04(以上、BASF社製)、TR-PBG-304(常州強力電子新材料有限公司製)、アデカアークルズNCI-831((株)ADEKA製)、アデカアークルズNCI-930((株)ADEKA製)、アデカオプトマーN-1919((株)ADEKA製)等を用いることができる。
また、オキシム化合物として、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることもできる。フッ素原子を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2010-262028号公報に記載の化合物、特表2014-500852号公報に記載の化合物24、化合物36~40、特開2013-164471号公報に記載の化合物(C-3)などが挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれる。
また、オキシム化合物として、ニトロ基を有するオキシム化合物を用いることができる。ニトロ基を有するオキシム化合物は、二量体とすることも好ましい。ニトロ基を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2013-114249号公報の段落番号0031~0047、特開2014-137466号公報の段落番号0008~0012、0070~0079に記載されている化合物、特許4223071号公報の段落番号0007~0025に記載されている化合物、アデカアークルズNCI-831((株)ADEKA製)が挙げられる。
また、オキシム化合物として、フルオレン環を有するオキシム化合物を用いることもできる。フルオレン環を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2014-137466号公報に記載の化合物が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれる。
また、オキシム化合物として、ベンゾフラン骨格を有するオキシム化合物を用いることもできる。具体例としては、国際公開WO2015/036910号公報に記載されている化合物OE-01~OE-75が挙げられる。
ラジカルトラップ剤の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分に対して、0.01~30質量%が好ましい。下限は、0.1質量%以上が好ましい。上限は、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。
<<界面活性剤>>
近赤外線吸収組成物は、界面活性剤を含有することもできる。界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。界面活性剤の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分に対して、0.0001~5質量%が好ましい。下限は、0.005質量%以上が好ましく、0.01質量%以上がより好ましい。上限は、2質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましい。近赤外線吸収組成物に界面活性剤を含有させることで、例えば、近赤外線吸収組成物を塗り重ねて近赤外線カットフィルタを製造する場合において、近赤外線吸収組成物の濡れ性を高めることができ、膜厚の大きい近赤外線カットフィルタを製造しやすい。
近赤外線吸収組成物は、界面活性剤を含有することもできる。界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。界面活性剤の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分に対して、0.0001~5質量%が好ましい。下限は、0.005質量%以上が好ましく、0.01質量%以上がより好ましい。上限は、2質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましい。近赤外線吸収組成物に界面活性剤を含有させることで、例えば、近赤外線吸収組成物を塗り重ねて近赤外線カットフィルタを製造する場合において、近赤外線吸収組成物の濡れ性を高めることができ、膜厚の大きい近赤外線カットフィルタを製造しやすい。
界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用でき、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤が好ましく、フッ素系界面活性剤がより好ましい。フッ素系界面活性剤におけるフッ素含有率は、3~40質量%が好ましい。下限は、5質量%以上が好ましく、7質量%以上が更に好ましい。上限は、30質量%以下が好ましく、25質量%以下が更に好ましい。フッ素系界面活性剤におけるフッ素含有率が上述した範囲であれば、塗布膜の厚さの均一性や省液性の点で効果的である。
フッ素系界面活性剤としては、特開2014-41318号公報の段落番号0060~0064に記載の界面活性剤、特開2011-132503号公報の段落番号0117~0132に記載の界面活性剤が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。フッ素系界面活性剤の市販品としては、例えば、メガファックF171、F172、F173、F176、F177、F141、F142、F143、F144、R30、F437、F475、F479、F482、F554、F780(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、FC431、FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上、旭硝子(株)製)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上、OMNOVA社製)等が挙げられる。
また、フッ素系界面活性剤としては、フッ素原子を含有する官能基を持つ分子構造を有し、熱を加えるとフッ素原子を含有する官能基の部分が切断されてフッ素原子が揮発するアクリル系化合物も好適に使用できる。このようなフッ素系界面活性剤としては、DIC(株)製のメガファックDSシリーズ(化学工業日報、2016年2月22日および日経産業新聞、2016年2月23日)、例えばメガファックDS-21が挙げられ、これらを用いることができる。
フッ素系界面活性剤としては、ブロックポリマーを用いることもできる。例えば、特開2011-89090号公報に記載された化合物が挙げられる。フッ素系界面活性剤としては、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく用いることができる。下記化合物も本発明で用いられるフッ素系界面活性剤として例示される。
上記の化合物の重量平均分子量は、好ましくは3,000~50,000であり、例えば、14,000である。上記の化合物中、繰り返し単位の割合を示す%は質量%である。
上記の化合物の重量平均分子量は、好ましくは3,000~50,000であり、例えば、14,000である。上記の化合物中、繰り返し単位の割合を示す%は質量%である。
また、フッ素系界面活性剤としては、エチレン性不飽和基を側鎖に有する含フッ素重合体を用いることもできる。具体例としては、特開2010-164965号公報の段落番号0050~0090および段落番号0289~0295に記載された化合物、例えばDIC(株)製のメガファックRS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K等が挙げられる。フッ素系界面活性剤としては、特開2015-117327号公報の段落番号0015~0158に記載の化合物を用いることもできる。
ノニオン系界面活性剤としては、特開2012-208494号公報の段落番号0553に記載のノニオン系界面活性剤が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。カチオン系界面活性剤としては、特開2012-208494号公報の段落番号0554に記載のカチオン系界面活性剤が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。アニオン系界面活性剤としては、W004、W005、W017(裕商(株)製)等が挙げられる。シリコーン系界面活性剤としては、例えば、KF6001(信越シリコーン製)や、特開2012-208494号公報の段落番号0556に記載のシリコーン系界面活性剤が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
<<紫外線吸収剤>>
近赤外線吸収組成物は、紫外線吸収剤を含有することができる。紫外線吸収剤としては、共役ジエン化合物、アミノジエン化合物、サリシレート化合物、ベンゾフェノン化合物、ベンゾトリアゾール化合物、アクリロニトリル化合物、ヒドロキシフェニルトリアジン化合物などを用いることができる。なかでも、銅錯体等との相溶性が良好であり、更には銅錯体と吸収波長が適し、優れた可視透明性を維持しつつ、紫外線の遮蔽性を高めることができるという理由から、ベンゾトリアゾール化合物およびヒドロキシフェニルトリアジン化合物が好ましい。これらの詳細については、特開2012-208374号公報の段落番号0052~0072、特開2013-68814号公報の段落番号0317~0334の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。また、ベンゾトリアゾール化合物としてはミヨシ油脂製のMYUAシリーズ(化学工業日報、2016年2月1日)を用いてもよい。紫外線吸収剤の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分に対して、0.01~10質量%が好ましく、0.01~5質量%がより好ましい。
近赤外線吸収組成物は、紫外線吸収剤を含有することができる。紫外線吸収剤としては、共役ジエン化合物、アミノジエン化合物、サリシレート化合物、ベンゾフェノン化合物、ベンゾトリアゾール化合物、アクリロニトリル化合物、ヒドロキシフェニルトリアジン化合物などを用いることができる。なかでも、銅錯体等との相溶性が良好であり、更には銅錯体と吸収波長が適し、優れた可視透明性を維持しつつ、紫外線の遮蔽性を高めることができるという理由から、ベンゾトリアゾール化合物およびヒドロキシフェニルトリアジン化合物が好ましい。これらの詳細については、特開2012-208374号公報の段落番号0052~0072、特開2013-68814号公報の段落番号0317~0334の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。また、ベンゾトリアゾール化合物としてはミヨシ油脂製のMYUAシリーズ(化学工業日報、2016年2月1日)を用いてもよい。紫外線吸収剤の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分に対して、0.01~10質量%が好ましく、0.01~5質量%がより好ましい。
<<その他の成分>>
近赤外線吸収組成物は、さらに、分散剤、増感剤、硬化促進剤、フィラー、熱硬化促進剤、熱重合禁止剤、可塑剤、密着促進剤及びその他の助剤類(例えば、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、表面張力調整剤、連鎖移動剤など)を含んでいてもよい。これらの成分は、特開2008-250074号公報の段落番号0101~0104、0107~0109等の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。また、酸化防止剤としては、フェノール化合物、亜リン酸エステル化合物、チオエーテル化合物などが挙げられる。分子量500以上のフェノール化合物、分子量500以上の亜リン酸エステル化合物又は分子量500以上のチオエーテル化合物がより好ましい。これらは2種以上を混合して使用してもよい。フェノール化合物としては、フェノール系酸化防止剤として知られる任意のフェノール化合物を使用することができる。好ましいフェノール化合物としては、ヒンダードフェノール化合物が挙げられる。特に、フェノール性水酸基に隣接する部位(オルト位)に置換基を有する化合物が好ましい。前述の置換基としては炭素数1~22の置換又は無置換のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピオニル基、イソプロピオニル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、t-ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、2-エチルへキシル基がより好ましい。また、同一分子内にフェノール基と亜リン酸エステル基を有する化合物(酸化防止剤)も好ましい。また、酸化防止剤は、リン系酸化防止剤も好適に使用することができる。リン系酸化防止剤としてはトリス[2-[[2,4,8,10-テトラキス(1,1-ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-6-イル]オキシ]エチル]アミン、トリス[2-[(4,6,9,11-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-2-イル)オキシ]エチル]アミン、および亜リン酸エチルビス(2,4-ジ-tert-ブチル-6-メチルフェニル)からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。これらは、市販品として容易に入手可能であり、アデカスタブ AO-20、アデカスタブ AO-30、アデカスタブ AO-40、アデカスタブ AO-50、アデカスタブ AO-50F、アデカスタブ AO-60、アデカスタブ AO-60G、アデカスタブ AO-80、アデカスタブ AO-330((株)ADEKA)などが挙げられる。酸化防止剤の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%であることが好ましく、0.3~15質量%であることがより好ましい。酸化防止剤は、1種類のみでもよく、2種類以上でもよい。2種類以上の場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
近赤外線吸収組成物は、さらに、分散剤、増感剤、硬化促進剤、フィラー、熱硬化促進剤、熱重合禁止剤、可塑剤、密着促進剤及びその他の助剤類(例えば、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、表面張力調整剤、連鎖移動剤など)を含んでいてもよい。これらの成分は、特開2008-250074号公報の段落番号0101~0104、0107~0109等の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。また、酸化防止剤としては、フェノール化合物、亜リン酸エステル化合物、チオエーテル化合物などが挙げられる。分子量500以上のフェノール化合物、分子量500以上の亜リン酸エステル化合物又は分子量500以上のチオエーテル化合物がより好ましい。これらは2種以上を混合して使用してもよい。フェノール化合物としては、フェノール系酸化防止剤として知られる任意のフェノール化合物を使用することができる。好ましいフェノール化合物としては、ヒンダードフェノール化合物が挙げられる。特に、フェノール性水酸基に隣接する部位(オルト位)に置換基を有する化合物が好ましい。前述の置換基としては炭素数1~22の置換又は無置換のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピオニル基、イソプロピオニル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、t-ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、2-エチルへキシル基がより好ましい。また、同一分子内にフェノール基と亜リン酸エステル基を有する化合物(酸化防止剤)も好ましい。また、酸化防止剤は、リン系酸化防止剤も好適に使用することができる。リン系酸化防止剤としてはトリス[2-[[2,4,8,10-テトラキス(1,1-ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-6-イル]オキシ]エチル]アミン、トリス[2-[(4,6,9,11-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-2-イル)オキシ]エチル]アミン、および亜リン酸エチルビス(2,4-ジ-tert-ブチル-6-メチルフェニル)からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。これらは、市販品として容易に入手可能であり、アデカスタブ AO-20、アデカスタブ AO-30、アデカスタブ AO-40、アデカスタブ AO-50、アデカスタブ AO-50F、アデカスタブ AO-60、アデカスタブ AO-60G、アデカスタブ AO-80、アデカスタブ AO-330((株)ADEKA)などが挙げられる。酸化防止剤の含有量は、近赤外線吸収組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%であることが好ましく、0.3~15質量%であることがより好ましい。酸化防止剤は、1種類のみでもよく、2種類以上でもよい。2種類以上の場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
近赤外線吸収組成物の粘度は、塗布により樹脂膜を形成する場合は、1~3000mPa・sであることが好ましい。下限は、10mPa・s以上が好ましく、100mPa・s以上が更に好ましい。上限は、2000mPa・s以下が好ましく、1500mPa・s以下が更に好ましい。
<近赤外線吸収組成物の調製方法>
上記の近赤外線吸収組成物は、各成分を混合して調製できる。近赤外線吸収組成物の調製に際しては、近赤外線吸収組成物を構成する各成分を一括配合してもよいし、各成分を溶剤に溶解および/または分散した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序や作業条件は特に制約を受けない。
上記の近赤外線吸収組成物は、各成分を混合して調製できる。近赤外線吸収組成物の調製に際しては、近赤外線吸収組成物を構成する各成分を一括配合してもよいし、各成分を溶剤に溶解および/または分散した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序や作業条件は特に制約を受けない。
また、近赤外線吸収組成物が顔料などの粒子を含む場合は、粒子を分散させるプロセスを含むことが好ましい。粒子を分散させるプロセスにおいて、粒子の分散に用いる機械力としては、圧縮、圧搾、衝撃、剪断、キャビテーションなどが挙げられる。これらプロセスの具体例としては、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、ボールミル、ペイントシェーカー、マイクロフルイダイザー、高速インペラー、サンドグラインダー、フロージェットミキサー、高圧湿式微粒化、超音波分散などが挙げられる。またサンドミル(ビーズミル)における粒子の粉砕においては、径の小さいビーズを使用する、ビーズの充填率を大きくする等により粉砕効率を高めた条件で処理することが好ましい。また、粉砕処理後にろ過、遠心分離などで粗粒子を除去することが好ましい。また、粒子を分散させるプロセスおよび分散機は、「分散技術大全、株式会社情報機構発行、2005年7月15日」や「サスペンション(固/液分散系)を中心とした分散技術と工業的応用の実際 総合資料集、経営開発センター出版部発行、1978年10月10日」、特開2015-157893号公報の段落番号0022に記載のプロセス及び分散機を好適に使用出来る。また粒子を分散させるプロセスにおいては、ソルトミリング工程にて粒子の微細化処理を行ってもよい。ソルトミリング工程に用いられる素材、機器、処理条件等は、例えば特開2015-194521号公報、特開2012-046629号公報の記載を参酌できる。
近赤外線吸収組成物においては、異物の除去や欠陥の低減などの目的で、フィルタでろ過することが好ましい。フィルタとしては、従来からろ過用途等に用いられているものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、ナイロン(例えばナイロン-6、ナイロン-6,6)等のポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量のポリオレフィン樹脂を含む)等の素材を用いたフィルタが挙げられる。これら素材の中でもポリプロピレン(高密度ポリプロピレンを含む)およびナイロンが好ましい。フィルタの孔径は、0.01~7.0μm程度が適しており、好ましくは0.01~3.0μm程度、さらに好ましくは0.05~0.5μm程度である。この範囲とすることにより、微細な異物を確実に除去することが可能となる。また、ファイバ状のろ材を用いることも好ましく、ろ材としては例えばポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ、グラスファイバ等が挙げられ、具体的にはロキテクノ社製のSBPタイプシリーズ(SBP008など)、TPRタイプシリーズ(TPR002、TPR005など)、SHPXタイプシリーズ(SHPX003など)のフィルタカートリッジを用いることができる。
フィルタを使用する際、異なるフィルタを組み合わせてもよい。その際、第1のフィルタでのフィルタリングは、1回のみでもよいし、2回以上行ってもよい。また、上述した範囲内で異なる孔径の第1のフィルタを組み合わせてもよい。ここでの孔径は、フィルタメーカーの公称値を参照することができる。市販のフィルタとしては、例えば、日本ポール株式会社、アドバンテック東洋株式会社、日本インテグリス株式会社(旧日本マイクロリス株式会社)又は株式会社キッツマイクロフィルタ等が提供する各種フィルタの中から選択することができる。第2のフィルタは、上述した第1のフィルタと同様の材料等で形成されたものを使用することができる。第2のフィルタの孔径は、0.2~10.0μmが好ましく、0.2~7.0μmがより好ましく、0.3~6.0μmが更に好ましい。
<近赤外線カットフィルタの製造方法>
本発明の近赤外線カットフィルタは、上述した近赤外線吸収組成物を用いて樹脂膜を形成して製造できる。具体的には、近赤外線吸収組成物を支持体に適用して近赤外線吸収組成物層を形成する工程、近赤外線吸収組成物層を硬化する工程を経て樹脂膜を形成して製造できる。近赤外線吸収組成物層を形成する工程と、近赤外線吸収組成物層を硬化する工程との間に、さらに、近赤外線吸収組成物層を乾燥する工程を有していてもよい。また、パターンを形成する工程を行ってもよい。パターン形成方法としては、フォトリソグラフィ法を用いたパターン形成方法、ドライエッチング法を用いたパターン形成方法などが挙げられる。本発明の近赤外線カットフィルタにおいては、支持体から樹脂膜を剥離して樹脂膜自体を近赤外線カットフィルタとして用いてもよい。また、樹脂膜と支持体の積層体を近赤外線カットフィルタとして用いてもよい。
本発明の近赤外線カットフィルタは、上述した近赤外線吸収組成物を用いて樹脂膜を形成して製造できる。具体的には、近赤外線吸収組成物を支持体に適用して近赤外線吸収組成物層を形成する工程、近赤外線吸収組成物層を硬化する工程を経て樹脂膜を形成して製造できる。近赤外線吸収組成物層を形成する工程と、近赤外線吸収組成物層を硬化する工程との間に、さらに、近赤外線吸収組成物層を乾燥する工程を有していてもよい。また、パターンを形成する工程を行ってもよい。パターン形成方法としては、フォトリソグラフィ法を用いたパターン形成方法、ドライエッチング法を用いたパターン形成方法などが挙げられる。本発明の近赤外線カットフィルタにおいては、支持体から樹脂膜を剥離して樹脂膜自体を近赤外線カットフィルタとして用いてもよい。また、樹脂膜と支持体の積層体を近赤外線カットフィルタとして用いてもよい。
近赤外線吸収組成物層を形成する工程において、近赤外線吸収組成物の適用方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、滴下法(ドロップキャスト);スリットコート法;スプレー法;ロールコート法;回転塗布法(スピンコーティング);流延塗布法;スリットアンドスピン法;プリウェット法(たとえば、特開2009-145395号公報に記載されている方法);インクジェット(例えばオンデマンド方式、ピエゾ方式、サーマル方式)、ノズルジェット等の吐出系印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、反転オフセット印刷、メタルマスク印刷法などの各種印刷法;金型等を用いた転写法;ナノインプリント法;ブレードコート法;バーコート法;アプリケーター塗布法などが挙げられる。インクジェットによる適用方法としては、組成物を吐出可能な方法であれば特に限定されず、例えば「広がる・使えるインクジェット-特許に見る無限の可能性-、2005年2月発行、住べテクノリサーチ」に示された特許公報に記載の方法(特に115ページ~133ページ)や、特開2003-262716号公報、特開2003-185831号公報、特開2003-261827号公報、特開2012-126830号公報、特開2006-169325号公報などに記載の方法を用いることができる。
滴下法(ドロップキャスト)の場合、支持体上にフォトレジストを隔壁とする近赤外線吸収組成物の滴下領域を形成することが好ましい。近赤外線吸収組成物の滴下量および固形分濃度、滴下領域の面積を調整することで、近赤外線吸収組成物層の膜厚を所望の膜厚に調整できる。近赤外線吸収組成物層の乾燥後の膜の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
支持体の態様は、特に限定はされない。例えば、支持体の材質としては、一般的なガラスの他、サファイアガラス、ゴリラガラスなどの強化ガラス、透明なセラミック、プラスチックなどが挙げられる。また、支持体として固体撮像素子を用いてもよい。また、固体撮像素子の受光側に設けられた別の基板であってもよい。また、固体撮像素子の受光側に設けられた平坦化層等の層であっても良い。また、支持体から剥離した樹脂膜を近赤外線カットフィルタとして用いる場合においては、支持体としては透明性を有さない基板を用いることもできる。たとえば、金属基板、樹脂基板、シリコン基板などが挙げられる。また、樹脂膜を支持体から剥離しやすくするため、支持体の表面には離型層が形成されていることも好ましい。
近赤外線吸収組成物層を乾燥する工程において、乾燥条件としては、近赤外線吸収組成物に含まれる各成分の種類や含有量等によっても異なる。例えば、乾燥温度としては、40~160℃が好ましい。下限は60℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましい。上限は140℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましい。加熱時間としては、1~600分が好ましい。下限は10分以上が好ましく、30分以上がより好ましい。上限は300分以下が好ましく、180分以下がより好ましい。また、室温(例えば25℃)から一定の昇温速度で所定の乾燥温度まで昇温し、その温度保持して乾燥する方法も挙げられる。昇温温度としては、0.5~10℃/分が好ましく、1.0~5℃/分がより好ましい。
近赤外線吸収組成物層を硬化する工程において、近赤外線吸収組成物層の硬化処理方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、露光処理、加熱処理などが挙げられ、機械物性に優れた樹脂膜が得られやすいという理由から加熱処理が好ましい。ここで、本発明において「露光」とは、各種波長の光のみならず、電子線、X線などの放射線照射をも包含する意味で用いられる。
近赤外線吸収組成物層の硬化処理においては、近赤外線吸収組成物層の架橋率が、50~90%となる条件で行うことが好ましい。ここで、架橋率とは、架橋した架橋基の数/架橋基の総数のことであり、NMR(核磁気共鳴)等の方法で測定することができる。
露光処理としては、近赤外線吸収組成物層に対して放射線を照射して行うことが好ましい。放射線としては、電子線、KrF、ArF、g線、h線、i線等の紫外線が好ましい。露光方式としては、ステッパー露光や、高圧水銀灯を用いた露光などが挙げられる。露光量は5~3000mJ/cm2が好ましい。上限は、2000mJ/cm2以下が好ましく、1000mJ/cm2以下がより好ましい。下限は、10mJ/cm2以上が好ましく、50mJ/cm2以上がより好ましい。露光装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、超高圧水銀灯などの紫外線露光機が挙げられる。
加熱処理における加熱温度としては、100~180℃が好ましい。下限は120℃以上が好ましく、140℃以上がより好ましい。上限は170℃以下が好ましく、160℃以下がより好ましい。加熱時間としては、0.5~48時間が好ましい。下限は1時間以上が好ましく、1.5時間以上がより好ましい。上限は24時間以下が好ましく、6時間以下がより好ましい。この態様によれば、上述した機械物性を有する樹脂膜が得られやすい。加熱装置としては、特に制限はなく、公知の装置の中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱風乾燥器、ドライオーブン、ホットプレート、赤外線ヒーター、波長制御乾燥機などが挙げられる。
また、硬化処理後の近赤外線吸収組成物層に対してエージングを行ってもよい。エージングにおいては、近赤外線吸収組成物層を高温高湿処理することが好ましい。エージング温度としては、60~150℃が好ましい。下限は70℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましい。上限は140℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。湿度としては、30~100%が好ましい。下限は40%以上が好ましく、50%以上がより好ましい。上限は95%以下が好ましく、90%以下がより好ましい。エージング時間としては、0.5~100時間が好ましい。下限は1時間以上が好ましく、2時間以上がより好ましい。上限は50時間以下が好ましく、25時間以下がより好ましい。この態様によれば、上述した機械物性を有する樹脂膜が得られやすい。エージング装置としては、特に制限はなく、公知の装置の中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、高温高湿炉などが挙げられる。
また、近赤外線吸収組成物を支持体に適用して形成した近赤外線吸収組成物層に対し、上述した硬化工程を経ずに上述したエージングを行ってもよい。すなわち、近赤外線吸収組成物層に対し、硬化プロセスを経ずにエージングを行って樹脂膜を形成してもよい。この態様においては、エージングが硬化工程を兼ねている。また、近赤外線吸収組成物層の形成にあたり、上述した乾燥工程を行ってもよく、乾燥工程を行わなくてもよい。すなわち、塗布直後の近赤外線吸収組成物層に対して上述したエージングを行って樹脂膜を形成してもよい。この態様によっても、硬化プロセス後にエージングを行った場合と同様の性質を持つ樹脂膜を得ることができる。エージング条件(温度、湿度、時間)としては、上述した条件が挙げられる。
<固体撮像素子、カメラモジュール>
本発明の固体撮像素子は、本発明の近赤外線カットフィルタを含む。また、本発明のカメラモジュールは、本発明の近赤外線カットフィルタを含む。
本発明の固体撮像素子は、本発明の近赤外線カットフィルタを含む。また、本発明のカメラモジュールは、本発明の近赤外線カットフィルタを含む。
図1は、本発明の実施形態に係る近赤外線カットフィルタを有するカメラモジュールの構成を示す概略断面図である。図1に示すカメラモジュール10は、固体撮像素子11と、固体撮像素子の主面側(受光側)に設けられた平坦化層12と、近赤外線カットフィルタ13と、近赤外線カットフィルタの上方に配置され内部空間に撮像レンズ14を有するレンズホルダー15と、を備える。カメラモジュール10は、外部からの入射光が、撮像レンズ14、近赤外線カットフィルタ13、平坦化層12を順次透過した後、固体撮像素子11の撮像素子部に到達するようになっている。近赤外線カットフィルタ13としては、上述した物性の樹脂膜のみを用いてもよく、樹脂膜と支持体との積層体を用いてもよい。支持体の材質としては、一般的なガラスの他、サファイアガラス、ゴリラガラスなどの強化ガラス、透明なセラミック、プラスチックなどが挙げられる。撮像レンズ14の材質としては、一般的なガラスの他、サファイアガラス、ゴリラガラスなどの強化ガラス、透明なセラミック、プラスチックなどが挙げられる。
固体撮像素子11は、例えば、基板16の主面に、フォトダイオード、層間絶縁膜(図示せず)、ベース層(図示せず)、カラーフィルタ17、オーバーコート(図示せず)、マイクロレンズ18をこの順に備えている。カラーフィルタ17(赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、青色のカラーフィルタ)やマイクロレンズ18は、固体撮像素子11に対応するように、それぞれ配置されている。なお、平坦化層12の表面に近赤外線カットフィルタ13が設けられる代わりに、マイクロレンズ18の表面、ベース層とカラーフィルタ17との間、または、カラーフィルタ17とオーバーコートとの間に、近赤外線カットフィルタ13が設けられる形態であってもよい。例えば、近赤外線カットフィルタ13は、マイクロレンズ表面から2mm以内(より好ましくは1mm以内)の位置に設けられていてもよい。この位置に近赤外線カットフィルタ13を設けると、近赤外線カットフィルタを形成する工程が簡略化できる。更には、マイクロレンズへの不要な近赤外線の入射を十分にカットすることができ、赤外線遮蔽性をより高めることができる。また、図1において、撮像レンズ14は1枚であるが、撮像レンズ14は2枚以上であってもよい。
本発明の近赤外線カットフィルタは、耐熱性に優れるため、半田リフロー工程に供することができる。半田リフロー工程によりカメラモジュールを製造することによって、半田付けを行うことが必要な電子部品実装基板等の自動実装化が可能となり、半田リフロー工程を用いない場合と比較して、生産性を格段に向上することができる。更に、自動で行うことができるため、低コスト化を図ることもできる。半田リフロー工程に供される場合、250~270℃程度の温度にさらされることとなるため、近赤外線カットフィルタは、半田リフロー工程に耐え得る耐熱性(以下、「耐半田リフロー性」ともいう。)を有することが好ましい。本明細書中で、「耐半田リフロー性を有する」とは、180℃で1分間の加熱を行った後にも近赤外線カットフィルタとしての特性を保持することをいう。より好ましくは、230℃で10分間の加熱を行った後にも特性を保持することである。更に好ましくは、250℃で3分間の加熱を行った後にも特性を保持することである。耐半田リフロー性を有しない場合には、上記条件で加熱した場合に、近赤外線カットフィルタの赤外線遮蔽性が低下したり、膜としての機能が不十分となる場合がある。
本発明のカメラモジュールは、更に、紫外線吸収層を有することもできる。この態様によれば、紫外線遮蔽性を高めることができる。紫外線吸収層は、例えば、国際公開WO2015/099060号公報の段落番号0040~0070、0119~0145の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれることする。
本発明のカメラモジュールは、更に、紫外線吸収層を有することもできる。この態様によれば、紫外線遮蔽性を高めることができる。紫外線吸収層は、例えば、国際公開WO2015/099060号公報の段落番号0040~0070、0119~0145の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれることする。
図2~図4は、カメラモジュールにおける近赤外線カットフィルタの周辺部分の一例を示す概略断面図である。
図2に示すように、カメラモジュールは、固体撮像素子11と、平坦化層12と、紫外・赤外光反射膜19と、透明基材20と、近赤外線カットフィルタ21と、反射防止層22とをこの順に有していてもよい。紫外・赤外光反射膜19は、例えば、特開2013-68688号公報の段落番号0033~0039、国際公開WO2015/099060号公報の段落番号0110~0114を参酌することができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。透明基材20は、可視領域の波長の光を透過するものであり、例えば、特開2013-68688号公報の段落番号0026~0032を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。反射防止層22は、近赤外線カットフィルタ21に入射する光の反射を防止することにより透過率を向上させ、効率よく入射光を利用する機能を有するものであり、例えば、特開2013-68688号公報の段落番号0040の記載を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
図3に示すように、カメラモジュールは、固体撮像素子11と、近赤外線カットフィルタ21と、反射防止層22と、平坦化層12と、反射防止層22と、透明基材20と、紫外・赤外光反射膜19とをこの順に有していてもよい。
図4に示すように、カメラモジュールは、固体撮像素子11と、近赤外線カットフィルタ21と、紫外・赤外光反射膜19と、平坦化層12と、反射防止層22と、透明基材20と、反射防止層22とをこの順に有していてもよい。
図5に本発明のカメラモジュールの他の実施形態を示す。このカメラモジュールは、図1に示したカメラモジュールにおいて、近赤外線カットフィルタ13がレンズホルダー15の外側に配置されている点が、図1に示したカメラモジュールと相違している。すなわち、図5に示したカメラモジュールにおいては、近赤外線カットフィルタ13が撮像レンズ14よりも外部からの入射光側に配置されている。このカメラモジュールにおいては、外部からの入射光が、近赤外線カットフィルタ13、撮像レンズ14、平坦化層12を順次透過した後、固体撮像素子11の撮像素子部に到達するようになっている。近赤外線カットフィルタ13を撮像レンズ14よりも外部からの入射光側に配置した場合においては、近赤外線カットフィルタ13と受光部との距離が離れることにより、近赤外線カットフィルタに欠陥があっても、これらの欠陥がぼやけて、これらの欠陥による画像への影響を小さくできる。
また、図5では、近赤外線カットフィルタ13がレンズホルダー15の外側に配置されているが、レンズホルダー15内に配置されていてもよい。また、図5では、撮像レンズ14の表面から所定の間隔をおいて近赤外線カットフィルタ13が配置されているが、撮像レンズ14の表面に近赤外線カットフィルタ13が直接形成されていてもよい。
また、図5では、撮像レンズ14は1枚であるが、撮像レンズ14は2枚以上であってもよい。また、撮像レンズ14を2枚以上有する場合においては、最も外側(入射光側)に配置された撮像レンズ14よりも外側(入射光側)に近赤外線カットフィルタ13が配置されていてもよく、撮像レンズ間に近赤外線カットフィルタ13が配置されていてもよい。例えば撮像レンズ14を2枚有する場合においては、入射光側から順に、近赤外線カットフィルタ、撮像レンズ、撮像レンズの順にそれぞれが配置されていてもよく、撮像レンズ、近赤外線カットフィルタ、撮像レンズの順にそれぞれが配置されていてもよい。
また、図5では、近赤外線カットフィルタ13がレンズホルダー15の外側に配置されているが、レンズホルダー15内に配置されていてもよい。また、図5では、撮像レンズ14の表面から所定の間隔をおいて近赤外線カットフィルタ13が配置されているが、撮像レンズ14の表面に近赤外線カットフィルタ13が直接形成されていてもよい。
また、図5では、撮像レンズ14は1枚であるが、撮像レンズ14は2枚以上であってもよい。また、撮像レンズ14を2枚以上有する場合においては、最も外側(入射光側)に配置された撮像レンズ14よりも外側(入射光側)に近赤外線カットフィルタ13が配置されていてもよく、撮像レンズ間に近赤外線カットフィルタ13が配置されていてもよい。例えば撮像レンズ14を2枚有する場合においては、入射光側から順に、近赤外線カットフィルタ、撮像レンズ、撮像レンズの順にそれぞれが配置されていてもよく、撮像レンズ、近赤外線カットフィルタ、撮像レンズの順にそれぞれが配置されていてもよい。
<画像表示装置>
本発明の画像表示装置は、本発明の近赤外線カットフィルタを有する。本発明の近赤外線カットフィルタは、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置などの画像表示装置に用いることもできる。表示装置の定義や各表示装置の詳細については、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。
本発明の画像表示装置は、本発明の近赤外線カットフィルタを有する。本発明の近赤外線カットフィルタは、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置などの画像表示装置に用いることもできる。表示装置の定義や各表示装置の詳細については、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。
画像表示装置は、白色有機EL素子を有するものであってもよい。白色有機EL素子としては、タンデム構造であることが好ましい。有機EL素子のタンデム構造については、特開2003-45676号公報、三上明義監修、「有機EL技術開発の最前線-高輝度・高精度・長寿命化・ノウハウ集-」、技術情報協会、326-328ページ、2008年などに記載されている。有機EL素子が発光する白色光のスペクトルは、青色領域(430nm-485nm)、緑色領域(530nm-580nm)及び黄色領域(580nm-620nm)に強い極大発光ピークを有するものが好ましい。これらの発光ピークに加え更に赤色領域(650nm-700nm)に極大発光ピークを有するものがより好ましい。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」、「%」は、質量基準である。
<重量平均分子量(Mw)>
重量平均分子量(Mw)は、以下の方法で、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)にて測定した。
装置:HLC-8220 GPC(東ソー株式会社製)
検出器:RI(Refractive Index)検出器
カラム:ガードカラム HZ-Lと、TSK gel Super HZM-Mと、TSK gel Super HZ4000と、TSK gel Super HZ3000と、TSK gel Super HZ2000(東ソー株式会社製)とを連結したカラム
溶離液:テトラヒドロフラン(安定剤含有)
カラム温度:40℃
注入量:10μL
分析時間:26min.
流量:流速 0.35mL/min.(サンプルポンプ) 0.20mL/min.(リファレンスポンプ)
検量線ベース樹脂:ポリスチレン
重量平均分子量(Mw)は、以下の方法で、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)にて測定した。
装置:HLC-8220 GPC(東ソー株式会社製)
検出器:RI(Refractive Index)検出器
カラム:ガードカラム HZ-Lと、TSK gel Super HZM-Mと、TSK gel Super HZ4000と、TSK gel Super HZ3000と、TSK gel Super HZ2000(東ソー株式会社製)とを連結したカラム
溶離液:テトラヒドロフラン(安定剤含有)
カラム温度:40℃
注入量:10μL
分析時間:26min.
流量:流速 0.35mL/min.(サンプルポンプ) 0.20mL/min.(リファレンスポンプ)
検量線ベース樹脂:ポリスチレン
<動的粘弾性特性における損失正接tanδの測定>
アイティ計測制御社製DVA-225型動的粘弾性測定機を使用し、樹脂膜に与える振動の周波数1Hz、昇温速度5℃/分の条件にて、-50℃から250℃の範囲における樹脂膜の損失正接tanδを測定して、樹脂膜の損失正接tanδのピークの温度およびピーク半値幅を求めた(試料サイズ:幅5mm×チャック間距離20mm)。2個の試料についての損失正接tanδの平均値を用いて、その樹脂膜の損失正接tanδのピークの温度およびピーク半値幅とした。
アイティ計測制御社製DVA-225型動的粘弾性測定機を使用し、樹脂膜に与える振動の周波数1Hz、昇温速度5℃/分の条件にて、-50℃から250℃の範囲における樹脂膜の損失正接tanδを測定して、樹脂膜の損失正接tanδのピークの温度およびピーク半値幅を求めた(試料サイズ:幅5mm×チャック間距離20mm)。2個の試料についての損失正接tanδの平均値を用いて、その樹脂膜の損失正接tanδのピークの温度およびピーク半値幅とした。
<線膨張係数の測定>
ティーエーインスツルメンツ社製Q400を用いて以下の条件で樹脂膜の線膨張係数を測定した。5個の試料の平均値を、その樹脂膜の線膨張係数として算出した。
・試料サイズ:幅4mm、チャック間距離16mm、厚み:200μm
・負荷荷重:0.01N
・測定条件:昇温速度5℃/分にて、-20℃から140℃まで昇温して測定。
ティーエーインスツルメンツ社製Q400を用いて以下の条件で樹脂膜の線膨張係数を測定した。5個の試料の平均値を、その樹脂膜の線膨張係数として算出した。
・試料サイズ:幅4mm、チャック間距離16mm、厚み:200μm
・負荷荷重:0.01N
・測定条件:昇温速度5℃/分にて、-20℃から140℃まで昇温して測定。
<ビッカース硬度の測定>
フィッシャーインスツルメンツ製微小硬度試験装置HM2000(ビッカース圧子使用)を用いて以下の条件で樹脂膜のビッカース硬度を測定した。10個の試料のビッカーズ硬度の平均値をその樹脂膜のビッカース硬度とした。
・押し込み荷重:10mN
・負荷および除荷時間:10秒
・クリープ:5秒(最大荷重時)
・試験環境:25℃、相対湿度50%
フィッシャーインスツルメンツ製微小硬度試験装置HM2000(ビッカース圧子使用)を用いて以下の条件で樹脂膜のビッカース硬度を測定した。10個の試料のビッカーズ硬度の平均値をその樹脂膜のビッカース硬度とした。
・押し込み荷重:10mN
・負荷および除荷時間:10秒
・クリープ:5秒(最大荷重時)
・試験環境:25℃、相対湿度50%
<引っ張り弾性率、引っ張り強度の測定>
島津製作所製AG-X型引張試験機(ロードセル500N,平面チャック)を用いて、以下の条件で、樹脂膜の引っ張り弾性率、引っ張り強度を測定した。10個の試料の平均値をその樹脂膜の上記物性値とした。
・試料サイズ:幅5mm、チャック間距離50mm、厚み:200μm
・測定環境:25℃、相対湿度35%
・引張速度:5mm/分(=10%/分)
島津製作所製AG-X型引張試験機(ロードセル500N,平面チャック)を用いて、以下の条件で、樹脂膜の引っ張り弾性率、引っ張り強度を測定した。10個の試料の平均値をその樹脂膜の上記物性値とした。
・試料サイズ:幅5mm、チャック間距離50mm、厚み:200μm
・測定環境:25℃、相対湿度35%
・引張速度:5mm/分(=10%/分)
<近赤外線吸収組成物の調製>
(実施例1~13、比較例1)
下記の表に示す材料を下記の表に示す配合量(質量部)で混合して、固形分濃度62質量%の近赤外線吸収組成物を調製した。なお、近赤外線吸収組成物の固形分濃度の調整はシクロペンタノンの配合量を調整して行った。
(実施例1~13、比較例1)
下記の表に示す材料を下記の表に示す配合量(質量部)で混合して、固形分濃度62質量%の近赤外線吸収組成物を調製した。なお、近赤外線吸収組成物の固形分濃度の調整はシクロペンタノンの配合量を調整して行った。
(実施例14~21)
下記の表に示す材料を下記の表に示す配合量(質量部)で混合して、下記表に記載の固形分濃度の近赤外線吸収組成物を調製した。なお、実施例14~21の近赤外線吸収組成物の固形分濃度の調整は、下記表に記載の溶剤の配合量を調整して行った。なお、実施例14においては溶剤としてCP(シクロペンタノン)を用いた。また、実施例15~21においては、溶剤としてCP(シクロペンタノン)と、下記表に記載の溶剤とを、下記表に記載の質量比で含む混合溶剤を用いた。
下記の表に示す材料を下記の表に示す配合量(質量部)で混合して、下記表に記載の固形分濃度の近赤外線吸収組成物を調製した。なお、実施例14~21の近赤外線吸収組成物の固形分濃度の調整は、下記表に記載の溶剤の配合量を調整して行った。なお、実施例14においては溶剤としてCP(シクロペンタノン)を用いた。また、実施例15~21においては、溶剤としてCP(シクロペンタノン)と、下記表に記載の溶剤とを、下記表に記載の質量比で含む混合溶剤を用いた。
表に記載の原料は以下である。以下に示す樹脂において、主鎖に付記した数値はモル比である。
(銅錯体)
A-1、A-2:下記構造の銅錯体
A-3:下記化合物を配位子として有する銅錯体
(樹脂)
B-1:下記構造の樹脂(Mw=15,000、Si価=1.29mmol/g、繰り返し単位に付記した数値はモル比である)
B-2:下記構造の樹脂(Mw=15,000、Si価=2.25mmol/g、繰り返し単位に付記した数値はモル比である)
B-3:下記構造の樹脂(Mw=15,000、Si価=0.86mmol/g、繰り返し単位に付記した数値はモル比である)
B-5:下記構造の樹脂(Mw=14500、繰り返し単位に付記した数値はモル比である)
B-6:下記構造の樹脂(Mw=14000、繰り返し単位に付記した数値はモル比である)
B-7:特開2011-100084号公報の段落番号0127~0130に記載の方法に従って合成した樹脂を用いた。すなわち、8-メチル-8-メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン100質量部と、1-ヘキセン18質量部と、トルエン300質量部とを、窒素置換した反応容器に仕込み、この溶液を80℃に加熱した。次いで、反応容器内の溶液に、重合触媒として、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.6mol/リットル)0.2質量部と、メタノール変性の六塩化タングステンのトルエン溶液(濃度0.025mol/リットル)0.9質量部とを添加し、この溶液を80℃で3時間加熱攪拌することにより開環重合反応させて開環重合体溶液を得た。この重合反応における重合転化率は97%であった。このようにして得られた開環重合体溶液1,000質量部をオートクレーブに仕込み、この開環重合体溶液に、RuHCl(CO)[P(C6H5)3]3を0.12質量部添加し、水素ガス圧100kg/cm2、反応温度165℃の条件下で、3時間加熱撹拌して水素添加反応を行った。
得られた反応溶液(水素添加重合体溶液)を冷却した後、水素ガスを放圧した。この反応溶液を大量のメタノール中に注いで凝固物を分離回収し、これを乾燥して、水素添加重合体(樹脂B-7)を得た。樹脂B-7の分子量は、数平均分子量(Mn)が32,000、重量平均分子量(Mw)が137,000であり、ガラス転移温度(Tg)は165℃であった。
B-8:特開2014-203044号公報の段落0079~0088に記載の方法に従って合成したゾルゲル硬化物を用いた。すなわち、フェニルトリエトキシシランとテトラエトキシシランの配合比を50:50に設定したものをゾルゲル膜の原料とした。溶媒はいずれもシクロペンタノンを用いた。酸性触媒としては1モル/リットルの塩酸を用い、Si1モルに対し6モルの水を投与し、室温にて4時間程度撹拌してゾルゲル硬化物を得た。
A-1、A-2:下記構造の銅錯体
A-3:下記化合物を配位子として有する銅錯体
(樹脂)
B-1:下記構造の樹脂(Mw=15,000、Si価=1.29mmol/g、繰り返し単位に付記した数値はモル比である)
B-2:下記構造の樹脂(Mw=15,000、Si価=2.25mmol/g、繰り返し単位に付記した数値はモル比である)
B-3:下記構造の樹脂(Mw=15,000、Si価=0.86mmol/g、繰り返し単位に付記した数値はモル比である)
B-5:下記構造の樹脂(Mw=14500、繰り返し単位に付記した数値はモル比である)
B-6:下記構造の樹脂(Mw=14000、繰り返し単位に付記した数値はモル比である)
B-7:特開2011-100084号公報の段落番号0127~0130に記載の方法に従って合成した樹脂を用いた。すなわち、8-メチル-8-メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン100質量部と、1-ヘキセン18質量部と、トルエン300質量部とを、窒素置換した反応容器に仕込み、この溶液を80℃に加熱した。次いで、反応容器内の溶液に、重合触媒として、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.6mol/リットル)0.2質量部と、メタノール変性の六塩化タングステンのトルエン溶液(濃度0.025mol/リットル)0.9質量部とを添加し、この溶液を80℃で3時間加熱攪拌することにより開環重合反応させて開環重合体溶液を得た。この重合反応における重合転化率は97%であった。このようにして得られた開環重合体溶液1,000質量部をオートクレーブに仕込み、この開環重合体溶液に、RuHCl(CO)[P(C6H5)3]3を0.12質量部添加し、水素ガス圧100kg/cm2、反応温度165℃の条件下で、3時間加熱撹拌して水素添加反応を行った。
得られた反応溶液(水素添加重合体溶液)を冷却した後、水素ガスを放圧した。この反応溶液を大量のメタノール中に注いで凝固物を分離回収し、これを乾燥して、水素添加重合体(樹脂B-7)を得た。樹脂B-7の分子量は、数平均分子量(Mn)が32,000、重量平均分子量(Mw)が137,000であり、ガラス転移温度(Tg)は165℃であった。
B-8:特開2014-203044号公報の段落0079~0088に記載の方法に従って合成したゾルゲル硬化物を用いた。すなわち、フェニルトリエトキシシランとテトラエトキシシランの配合比を50:50に設定したものをゾルゲル膜の原料とした。溶媒はいずれもシクロペンタノンを用いた。酸性触媒としては1モル/リットルの塩酸を用い、Si1モルに対し6モルの水を投与し、室温にて4時間程度撹拌してゾルゲル硬化物を得た。
(架橋剤)
M-1:下記構造(KBM-3066、信越シリコーン(株)製)
M-2:下記構造(KBM-3086、信越シリコーン(株)製)
M-4:下記化合物の混合物
M-5:下記化合物((株)ダイセル製、EHPE 3150)
M-1:下記構造(KBM-3066、信越シリコーン(株)製)
M-2:下記構造(KBM-3086、信越シリコーン(株)製)
M-4:下記化合物の混合物
M-5:下記化合物((株)ダイセル製、EHPE 3150)
(触媒)
E-1:トリス(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業(株)製)
E-1:トリス(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業(株)製)
(界面活性剤)
W-1:下記化合物(重量平均分子量=14,000。繰り返し単位の割合を示す%は質量%である。)
W-2:polyfox PF6320(OMNOVA社製)
W-3:KF6001(信越シリコーン社製)
W-1:下記化合物(重量平均分子量=14,000。繰り返し単位の割合を示す%は質量%である。)
W-2:polyfox PF6320(OMNOVA社製)
W-3:KF6001(信越シリコーン社製)
(溶剤)
CP:シクロペンタノン(沸点=130℃)
MBA:3-メトキシブチルアセテート(沸点=172℃)
EDGAC:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(沸点=218℃)
BDGAC:ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(沸点=247℃)
DRA-150:トリアセチン(沸点=260℃)
MB:3-メトキシブタノール(沸点=158℃)
DPMA:ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(沸点=213℃)
1,4-BDDA:1,4-ブタンジオールジアセテート(沸点=232℃)
CP:シクロペンタノン(沸点=130℃)
MBA:3-メトキシブチルアセテート(沸点=172℃)
EDGAC:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(沸点=218℃)
BDGAC:ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(沸点=247℃)
DRA-150:トリアセチン(沸点=260℃)
MB:3-メトキシブタノール(沸点=158℃)
DPMA:ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(沸点=213℃)
1,4-BDDA:1,4-ブタンジオールジアセテート(沸点=232℃)
<近赤外線カットフィルタの作製>
(実施例1~12、14、比較例1)
カプトンフィルム(厚さ100μm、東レ・デュポン社製)を貼付したガラス基材上に、近赤外線吸収組成物をスピンコートして、近赤外線吸収組成物層を形成した。次いで、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を100℃で120秒間乾燥したのち、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を150℃で10分間加熱して約40μmの樹脂膜を形成した。その樹脂層の上に近赤外線吸収組成物をスピンコートし、同条件で乾燥および加熱することを4回繰り返した。その後、150℃で90分間加熱して硬化処理を行い、厚さ200μmの樹脂膜を形成した。樹脂膜をガラス基材から手動で剥離して、近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を作製した。樹脂膜について、Si価、動的粘弾性特性における損失正接tanδのピーク温度及びピーク半値幅、引っ張り弾性率、ビッカース硬度、線膨張係数、引っ張り強度を測定した。結果を下記表に記す。なお、ガラス基材から樹脂膜を剥離した際に割れ等が生じてしまったサンプル(比較例1)については、測定に使用できるサイズのサンプルを選択して各種測定を行った。
(実施例1~12、14、比較例1)
カプトンフィルム(厚さ100μm、東レ・デュポン社製)を貼付したガラス基材上に、近赤外線吸収組成物をスピンコートして、近赤外線吸収組成物層を形成した。次いで、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を100℃で120秒間乾燥したのち、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を150℃で10分間加熱して約40μmの樹脂膜を形成した。その樹脂層の上に近赤外線吸収組成物をスピンコートし、同条件で乾燥および加熱することを4回繰り返した。その後、150℃で90分間加熱して硬化処理を行い、厚さ200μmの樹脂膜を形成した。樹脂膜をガラス基材から手動で剥離して、近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を作製した。樹脂膜について、Si価、動的粘弾性特性における損失正接tanδのピーク温度及びピーク半値幅、引っ張り弾性率、ビッカース硬度、線膨張係数、引っ張り強度を測定した。結果を下記表に記す。なお、ガラス基材から樹脂膜を剥離した際に割れ等が生じてしまったサンプル(比較例1)については、測定に使用できるサイズのサンプルを選択して各種測定を行った。
(実施例13)
カプトンフィルム(厚さ100μm、東レ・デュポン社製)を貼付したガラス基材上に、近赤外線吸収組成物をスピンコートして、近赤外線吸収組成物層を形成した。次いで、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を100℃で120秒間乾燥したのち、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を150℃で10分間加熱して約40μmの樹脂膜を形成した。その樹脂層の上に近赤外線吸収組成物をスピンコートし、同条件で乾燥および加熱することを4回繰り返した。その後、150℃で90分間加熱して硬化処理を行い、厚さ200μmの樹脂膜を形成した。硬化処理後の樹脂膜を温度85℃湿度85%の高温高湿炉で72時間高温高湿処理を行った。高温高湿処理後の樹脂膜をガラス基材から手動で剥離して、近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を作製した。樹脂膜について、Si価、動的粘弾性特性における損失正接tanδのピーク温度及びピーク半値幅、引っ張り弾性率、ビッカース硬度、線膨張係数、引っ張り強度を測定した。結果を下記表に記す。
カプトンフィルム(厚さ100μm、東レ・デュポン社製)を貼付したガラス基材上に、近赤外線吸収組成物をスピンコートして、近赤外線吸収組成物層を形成した。次いで、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を100℃で120秒間乾燥したのち、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を150℃で10分間加熱して約40μmの樹脂膜を形成した。その樹脂層の上に近赤外線吸収組成物をスピンコートし、同条件で乾燥および加熱することを4回繰り返した。その後、150℃で90分間加熱して硬化処理を行い、厚さ200μmの樹脂膜を形成した。硬化処理後の樹脂膜を温度85℃湿度85%の高温高湿炉で72時間高温高湿処理を行った。高温高湿処理後の樹脂膜をガラス基材から手動で剥離して、近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を作製した。樹脂膜について、Si価、動的粘弾性特性における損失正接tanδのピーク温度及びピーク半値幅、引っ張り弾性率、ビッカース硬度、線膨張係数、引っ張り強度を測定した。結果を下記表に記す。
(実施例15~21)
カプトンフィルム(厚さ100μm、東レ・デュポン社製)を貼付したガラス基材上に、近赤外線吸収組成物をスピンコートして、近赤外線吸収組成物層を形成した。次いで、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を100℃で120秒間乾燥したのち、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を150℃で10分間加熱して樹脂膜を形成した。その樹脂層の上に近赤外線吸収組成物をスピンコートし、同条件で乾燥および加熱することを10~50回繰り返して、厚さ200μmの樹脂膜を形成した。樹脂膜をガラス基材から手動で剥離して、近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を作製した。樹脂膜について、Si価、動的粘弾性特性における損失正接tanδのピーク温度及びピーク半値幅、引っ張り弾性率、ビッカース硬度、線膨張係数、引っ張り強度を測定した。
カプトンフィルム(厚さ100μm、東レ・デュポン社製)を貼付したガラス基材上に、近赤外線吸収組成物をスピンコートして、近赤外線吸収組成物層を形成した。次いで、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を100℃で120秒間乾燥したのち、ホットプレートを用いて近赤外線吸収組成物層を150℃で10分間加熱して樹脂膜を形成した。その樹脂層の上に近赤外線吸収組成物をスピンコートし、同条件で乾燥および加熱することを10~50回繰り返して、厚さ200μmの樹脂膜を形成した。樹脂膜をガラス基材から手動で剥離して、近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を作製した。樹脂膜について、Si価、動的粘弾性特性における損失正接tanδのピーク温度及びピーク半値幅、引っ張り弾性率、ビッカース硬度、線膨張係数、引っ張り強度を測定した。
<耐熱性の評価>
近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を、170℃で90分間加熱して耐熱試験を行った。耐熱試験前後において、近赤外線カットフィルタの波長400nmにおける吸光度を測定し、波長400nmにおける吸光度の変化率を下記式より求めた。以下の基準にて耐熱性を評価した。吸光度の測定には、分光光度計U-4100(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐熱試験前における波長400nmの吸光度-耐熱試験後における波長400nmの吸光度)/耐熱試験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
(評価基準)
A:波長400nmにおける吸光度の変化率≦3%
B:3%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦6%
C:6%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦10%
D:10%<波長400nmにおける吸光度の変化率
近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を、170℃で90分間加熱して耐熱試験を行った。耐熱試験前後において、近赤外線カットフィルタの波長400nmにおける吸光度を測定し、波長400nmにおける吸光度の変化率を下記式より求めた。以下の基準にて耐熱性を評価した。吸光度の測定には、分光光度計U-4100(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐熱試験前における波長400nmの吸光度-耐熱試験後における波長400nmの吸光度)/耐熱試験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
(評価基準)
A:波長400nmにおける吸光度の変化率≦3%
B:3%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦6%
C:6%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦10%
D:10%<波長400nmにおける吸光度の変化率
<耐湿性>
近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を、85℃、相対湿度85%の環境下で500時間静置して耐湿試験を行った。耐湿試験前後において、近赤外線カットフィルタの波長400nmにおける吸光度を測定し、波長400nmにおける吸光度の変化率を下記式より求めた。以下の基準にて耐湿性を評価した。
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐湿試験前における波長400nmの吸光度-耐湿試験後における波長400nmの吸光度)/耐湿試験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
(評価基準)
A:波長400nmにおける吸光度の変化率≦3%
B:3%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦6%
C:6%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦10%
D:10%<波長400nmにおける吸光度の変化率
近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を、85℃、相対湿度85%の環境下で500時間静置して耐湿試験を行った。耐湿試験前後において、近赤外線カットフィルタの波長400nmにおける吸光度を測定し、波長400nmにおける吸光度の変化率を下記式より求めた。以下の基準にて耐湿性を評価した。
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐湿試験前における波長400nmの吸光度-耐湿試験後における波長400nmの吸光度)/耐湿試験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
(評価基準)
A:波長400nmにおける吸光度の変化率≦3%
B:3%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦6%
C:6%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦10%
D:10%<波長400nmにおける吸光度の変化率
<耐低温性>
近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を、-40℃で500時間静置して耐低温試験を行った。耐低温試験前後において、近赤外線カットフィルタの波長400nmにおける吸光度を測定し、波長400nmにおける吸光度の変化率を下記式より求めた。以下の基準にて耐湿性を評価した。
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐低温試験前における波長400nmの吸光度-耐低温試験後における波長400nmの吸光度)/耐低温試験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
(評価基準)
A:波長400nmにおける吸光度の変化率≦3%
B:3%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦6%
C:6%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦10%
D:10%<波長400nmにおける吸光度の変化率
近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を、-40℃で500時間静置して耐低温試験を行った。耐低温試験前後において、近赤外線カットフィルタの波長400nmにおける吸光度を測定し、波長400nmにおける吸光度の変化率を下記式より求めた。以下の基準にて耐湿性を評価した。
波長400nmにおける吸光度の変化率(%)=|(耐低温試験前における波長400nmの吸光度-耐低温試験後における波長400nmの吸光度)/耐低温試験前における波長400nmの吸光度|×100(%)
(評価基準)
A:波長400nmにおける吸光度の変化率≦3%
B:3%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦6%
C:6%<波長400nmにおける吸光度の変化率≦10%
D:10%<波長400nmにおける吸光度の変化率
<耐熱衝撃性>
近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)に対して、-40℃で10分、100℃で10分の温度昇降サイクルを500サイクル繰り返して耐熱衝撃性試験を行った。以下の基準で、近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)の耐熱衝撃性を評価した。評価には、温度サイクル試験機(気槽式)WINTECH(楠本化成社製)を用いた。
A:500サイクルで膜面異状無し
B:100サイクル以上500サイクル未満で膜面異状(クラック及び/又は剥離)が発生した。
C:10サイクル以上100サイクル未満で膜面異状(クラック及び/又は剥離)が発生した。
D:10サイクル未満で膜面異状(クラック及び/又は剥離)が発生した
近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)に対して、-40℃で10分、100℃で10分の温度昇降サイクルを500サイクル繰り返して耐熱衝撃性試験を行った。以下の基準で、近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)の耐熱衝撃性を評価した。評価には、温度サイクル試験機(気槽式)WINTECH(楠本化成社製)を用いた。
A:500サイクルで膜面異状無し
B:100サイクル以上500サイクル未満で膜面異状(クラック及び/又は剥離)が発生した。
C:10サイクル以上100サイクル未満で膜面異状(クラック及び/又は剥離)が発生した。
D:10サイクル未満で膜面異状(クラック及び/又は剥離)が発生した
<剥離性>
上記カプトンフィルムを貼付したガラス基板から樹脂膜を手動で剥離した。以下の基準で剥離性を評価した。
A:ガラス基材から樹脂膜が剥離可能であった
D:剥離できない、または、剥離時に樹脂膜が割れてしまった。
上記カプトンフィルムを貼付したガラス基板から樹脂膜を手動で剥離した。以下の基準で剥離性を評価した。
A:ガラス基材から樹脂膜が剥離可能であった
D:剥離できない、または、剥離時に樹脂膜が割れてしまった。
<分光特性の評価>
近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)の透過率を、U-4100(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて測定した。具体的には、測定波長範囲は400~1300nmであり、5nm毎の透過率を測定した。透過率の平均値は、5nm毎の透過率の和を波長範囲で割る事で算出した。反射率は、U-4100(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて測定した。近赤外線カットフィルタの表面に対する法線方向を0°として、入射角度を5°に設定して測定した。
近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)の透過率を、U-4100(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて測定した。具体的には、測定波長範囲は400~1300nmであり、5nm毎の透過率を測定した。透過率の平均値は、5nm毎の透過率の和を波長範囲で割る事で算出した。反射率は、U-4100(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて測定した。近赤外線カットフィルタの表面に対する法線方向を0°として、入射角度を5°に設定して測定した。
上記表から明らかなとおり、実施例は、耐熱衝撃性に優れていた。更には、耐熱性、耐湿性および耐低温性のいずれにおいても優れていた。また、実施例においては、樹脂膜の基材との剥離性が良好であった。
(実施例101)
実施例1の近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を図1に記載の構成のカメラモジュールに組み込んだ。このカメラモジュールを用いて画像を撮影したところ鮮明な画像が得られた。
実施例1の近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を図1に記載の構成のカメラモジュールに組み込んだ。このカメラモジュールを用いて画像を撮影したところ鮮明な画像が得られた。
(実施例102)
実施例1の近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を図5に記載の構成のカメラモジュールに組み込んだ。このカメラモジュールを用いて画像を撮影したところ鮮明な画像が得られた。
実施例1の近赤外線カットフィルタ(樹脂膜)を図5に記載の構成のカメラモジュールに組み込んだ。このカメラモジュールを用いて画像を撮影したところ鮮明な画像が得られた。
(実施例103)
実施例102において、近赤外線カットフィルタとして、実施例1の樹脂膜(近赤外線カットフィルタ)とサファイアガラスとの積層体を用いた以外は、実施例102と同様にして図5に記載の構成のカメラモジュールを製造した。このカメラモジュールを用いて画像を撮影したところ鮮明な画像が得られた。
実施例102において、近赤外線カットフィルタとして、実施例1の樹脂膜(近赤外線カットフィルタ)とサファイアガラスとの積層体を用いた以外は、実施例102と同様にして図5に記載の構成のカメラモジュールを製造した。このカメラモジュールを用いて画像を撮影したところ鮮明な画像が得られた。
10 カメラモジュール、11 固体撮像素子、12 平坦化層、13 近赤外線カットフィルタ、14 撮像レンズ、15 レンズホルダー、16 シリコン基板、17 カラーフィルタ、18 マイクロレンズ、19 紫外・赤外光反射膜、20 透明基材、21 近赤外線カットフィルタ、22 反射防止層
Claims (20)
- 銅錯体と樹脂とを含む樹脂膜を有し、
前記樹脂膜は、25℃における引っ張り弾性率が0.5~10GPaであり、
周波数1Hz、昇温速度5℃/分の条件で測定した動的粘弾性特性における損失正接tanδのピークを80~160℃の範囲内に有し、かつ、前記ピークの半値幅が1~50℃である、近赤外線カットフィルタ。 - 波長800~1000nmの範囲において、前記赤外線カットフィルタが有する樹脂膜面に対して垂直方向から照射した光の透過率の平均値が20%以下である、請求項1に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 波長800~1000nmの範囲において、前記近赤外線カットフィルタの反射率の平均値が20%以下である、請求項1または2に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記樹脂膜の線膨張係数が75~200ppm/℃である、請求項1~3のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記樹脂膜の25℃におけるビッカース硬度が5~30である、請求項1~4のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記樹脂膜の25℃における引っ張り強度が20~60MPaである、請求項1~5のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記樹脂膜のSi価が1~4mmol/gである、請求項1~6のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記樹脂膜は架橋性基を有する樹脂由来の架橋物を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記架橋性基を有する樹脂の架橋基価が0.5~4mmol/gである、請求項8に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記架橋性基がアルコキシシリル基であり、架橋性基を有する樹脂のSi価が0.5~4mmol/gである、請求項8に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記樹脂膜は架橋性基を有するモノマー由来の架橋物を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記架橋性基を有するモノマーの架橋基価が5~20mmol/gである、請求項11に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記架橋性基を有するモノマーは、1分子中にSi原子を2~5個含む、請求項11または12に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記架橋性基を有するモノマーは、1分子中の2個のSi原子が2~10個の原子を隔てて結合している、請求項11~13のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記架橋性基がアルコキシシリル基であり、前記架橋性基を有するモノマーのSi価が5~20mmol/gである、請求項11~14のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記樹脂膜は銅錯体を2種類以上含む、請求項1~15のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 前記樹脂膜は自己支持膜である、請求項1~16のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
- 請求項1~17のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタを有する固体撮像素子。
- 請求項1~17のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタを有するカメラモジュール。
- 請求項1~17のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタを有する画像表示装置。
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