説明

近赤外線カットフィルタおよび近赤外線カットフィルタの製造方法

【課題】コストがかかり過ぎず、かつ、入射角依存性および耐熱性に優れた近赤外線カットフィルタを提供する。
【解決手段】ガラス基板上に、有機高分子層と、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜とを有する近赤外線カットフィルタ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、近赤外線カットフィルタおよび近赤外線カットフィルタの製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、ガラス基板上に有機高分子層と、誘電体多層膜からなる近赤外線反射層を積層した構造を有し、特にCCD、CMOSなどの固体撮像素子用視感度補正フィルタとして好適な近赤外線カットフィルタに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、プラズマディスプレイパネル(PDP)を搭載したテレビが商品化され、一般家庭にも広く普及するようになってきた。このPDPは、プラズマ放電を利用して作動するディスプレイであるが、プラズマ放電の際に近赤外線(波長:800〜1,000nm)が発生することが知られている。
【0003】
一方、家庭内においては、テレビ、ステレオまたはエアコンなどの家電製品のリモコン、さらには、パーソナルコンピュータによる情報のやり取りに近赤外線を利用することが多くなっており、PDPの発する近赤外線がこれら機器の誤作動の原因になる可能性が高いことが常々指摘されている。
【0004】
そこで、市販されているPDPの多くは、その前面板に、自らが発する近赤外線をカットするためのフィルタ機能を備えるようになっている。
また、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CCDやCMOSイメージセンサが用いられているが、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。
【0005】
このような近赤外線カットフィルタとして、誘電体多層膜を用いたタイプのものと、近赤外線吸収剤を用いたタイプのものが知られている。
誘電体多層膜を用いたタイプの近赤外線カットフィルタとしては、さらに、基材としてガラス基板を用いるタイプ(例えば、特許文献1)と、樹脂フィルムを用いるタイプがある(例えば、特許文献2)。しかしながら、ガラスを基材に用いた近赤外線カットフィルタは、入射角依存性が劣る傾向にあった。一方、樹脂を基材に用いた近赤外線カットフィルタは、リフロー適性が劣るという傾向にあった。
また、近赤外線吸収剤を用いたタイプのものは、コストが高いと共に、近赤外線カットフィルタの大部分がガラスであるため、加工適正や軽量性に劣るという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2011−121792号公報
【特許文献2】特開2009−258362号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本願発明は、上記従来技術の問題点を解決するものであって、コストがかかり過ぎず、かつ、入射角依存性および耐熱性に優れた近赤外線カットフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題のもと、本願発明者は鋭意検討を行った結果、ガラス基板と、有機高分子樹脂層と、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜を有する積層体とすることにより、上記の問題点を解決しうることを見出した。具体的には、下記<1>、好ましくは<2>〜<15>に記載の手段により、上記課題は解決された。
<1>ガラス基板上に、有機高分子層と、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜とを有する近赤外線カットフィルタ。
<2>前記有機高分子層が、近赤外線吸収剤を含有する、<1>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<3>ガラス基板、有機高分子層、および誘電体多層膜を該順に有するか、ガラス基板、誘電体多層膜、および有機高分子層を該順に有する、<1>または<2>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<4>前記有機高分子層が、スピン塗布によって形成されてなる、<1>〜<3>のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
<5>前記有機高分子層が、ポリイミド樹脂を含む、<1>〜<4>のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
<6>前記ポリイミド樹脂が、下記一般式(1)および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を有する、<5>に記載の近赤外線カットフィルタ。
一般式(1)
【化1】

(一般式(1)中、R1は、4価の有機基を表す。複数のR1は互いに同一であっても異なっていてもよい。R2は、2価の有機基を表す。複数のR2は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し複数のR2のうち少なくとも一つは脂環基を有する基である。R3は、それぞれ、水素原子または炭素数1〜20の有機基を表す。)
一般式(2)
【化2】

(一般式中、XおよびYは、それぞれ、単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基、または、単環式もしくは縮合多環式の芳香族基を含有し、構成する炭素原子数が4〜30である連結基を表す。)
<7>前記ポリイミド樹脂が、一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーであって、前記一般式(2)のXおよびYの少なくとも一方が、単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基である、<6>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<8>前記ポリイミド樹脂が、一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーであって、前記一般式(2)のXが芳香族基であり、Yが単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基である、<6>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<9>ガラス基板上に、有機高分子層を成膜した後、該有機高分子層表面に誘電体多層膜を蒸着により形成してなる、<1>〜<8>のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
<10>ガラス基板上に、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜を蒸着により形成した後、該近赤外線反射膜の表面に有機高分子層を成膜してなる、<1>〜<8>のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
<11>前記有機高分子層が、硬化性組成物を重合により硬化してなる層である、<1>〜<10>のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
<12>前記有機高分子層が、重合性モノマーを含有する硬化性組成物を硬化してなる、<11>に記載の近赤外線カットフィルタ。
<13>前記低屈折率層の一つがシリカ(SiO2)を含み、前記高屈折率層の一つがチタニア(TiO2)を含む、<1>〜<12>のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。
<14><1>〜<13>のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタを用いた固体撮像素子。
<15>誘電体多層膜を蒸着により形成することを含む、<1>〜<13>のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタの製造方法。
<16>有機高分子層をスピン塗布により形成することを含む、<15>に記載の近赤外線カットフィルタの製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明により、コストがかかり過ぎず、かつ、入射角依存性および耐熱性に優れた近赤外線カットフィルタを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の近赤外線フィルタの一例を示す概略図である。
【図2】本発明の近赤外線フィルタの他の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」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。
【0012】
本発明の近赤外線カットフィルタは、ガラス基板上に、有機高分子層と、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜とを有することを特徴とする。以下、本発明の近赤外線カットフィルタについて詳細に説明する。
図1は、本発明の近赤外線カットフィルタの一例の断面概略図であって、1はガラス基板を、2は誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜を、3は有機高分子層をそれぞれ示している。本実施形態では、ガラス基板の一方の表面には、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜2が設けられ、その表面に有機高分子層3が設けられている。有機高分子層3には、近赤外線吸収剤4が含まれている。しかしながら、本発明では、近赤外線吸収剤4は必ずしも添加されていなくてもよい。さらに、本実施形態では、ガラス基板1の反対側の面にも、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜2が設けられている。しかしながら、本発明では、ガラス基板の一方の面に、有機高分子層3と誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜2が設けられていればよく、必ずしも、前記ガラス基板1の反対側の面の誘電体多層膜は必須ではない。両面に設けると層構成の対称性が増すため、基板がひずみにくくなる。逆に、ガラス基板の両方の面に有機高分子層3と誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜2が設けられていてもよい。
図2は、本発明の近赤外線カットフィルタの他の一例の断面概略図であって、図中の符号は図1と共通である。図2の実施態様では、ガラス基板1の表面に、有機高分子層3が設けられ、その表面に、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜2が設けられている。有機高分子層3には、近赤外線吸収剤4が含まれている。しかしながら、本発明では、近赤外線吸収剤4は必ずしも添加されていなくてもよい。さらに、本実施形態では、ガラス基板1の反対側の面にも、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜2が設けられている。しかしながら、本発明では、ガラス基板の一方の面に、有機高分子層3と誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜2が設けられていればよく、必ずしも、前記ガラス基板1の反対側の面の誘電体多層膜は必須ではない。両面に設けると、層構成の対称性が増すため、基板がひずみにくくなる。逆に、ガラス基板の両方の面に有機高分子層3と誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜2が設けられていてもよい。
また、本発明の近赤外線カットフィルタは、いずれの実施態様においても、他の構成層を有していてもよいが、実質的に、ガラス基板、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜、および有機高分子層からなることが好ましく、1枚のガラス基板と、1つの誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜と、2つの有機高分子層からなることがさらに好ましい。
【0013】
本発明の近赤外線カットフィルタの総厚さは、0.01〜1mmが好ましく、0.03〜0.5mmがより好ましい。
【0014】
<ガラス基板>
本発明におけるガラス基板は、その種類等を特に定めるものではなく、近赤外線カットフィルタに用いられる公知のガラス基板を広く採用できる。ガラス基板の厚さとしては、0.01〜1mmが好ましく、0.02〜0.5mmがより好ましく、0.03〜0.2mmがさらに好ましい。
本発明で用いるガラス基板は、実質的に近赤外線吸収剤を含まないことが好ましい。実質的に含まないとは、積極的に添加しないことを意味し、例えば、ガラス基板の1質量%以下であることをいう。
【0015】
<有機高分子層>
本発明における有機高分子層は、その種類等を特に定めるものではないが、耐熱性が高いことが好ましい。耐熱性が高いと、有機高分子層の表面に誘電体多層膜を蒸着により形成する場合にも、該有機高分子層がダメージを受けにくくなる。例えば、有機高分子層のガラス転移温度が、250℃以上であることが好ましく、300℃以上がより好ましい。上限値は特に定めるものではないが、例えば、450℃以下である。
有機高分子層は、その厚さが、0.1〜10μmであることが好ましく、0.3〜5μmであることがより好ましい。有機高分子層は、1層からなっていても、2層以上から構成されていてもよい。
【0016】
有機高分子層は、その95質量%以上が有機高分子からなることが好ましい。本発明で好ましくい用いられる有機高分子層としては、ポリイミド樹脂を主成分とする層、または、硬化性組成物を重合により硬化してなる層が好ましい。
【0017】
有機高分子層は、有機高分子に、各種添加剤(例えば、近赤外線吸収剤)を配合させた組成物を塗布により膜状とし、硬化させて形成することが好ましい。
【0018】
本発明における有機高分子層に配合する各種添加剤としては、近赤外線吸収剤、界面活性剤、酸化防止剤および熱安定剤が例示され、少なくとも、近赤外線吸収剤を含むことが好ましい。
【0019】
<近赤外線吸収剤>
本発明における有機高分子層は、近赤外線吸収剤を含むことが好ましい。近赤外線吸収剤としては、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、クオタリレン系色素、ジチオール金属錯体系色素、遷移金属酸化物系化合物が例示され、「イーエクスカラーIR−10」、「イーエクスカラーIR−12」、「イーエクスカラーIR−14」、「イーエクスカラーHA−1」、「イーエクスカラーHA−14」(いずれも商品名、日本触媒社製)、「SIR−128」、「SIR−130」、「SIR−132」、「SIR−152」、「SIR−159」、「SIR−162」(いずれも商品名、三井化学社製)、「Kayasorb IRG−022」、「Kayasorb IRG−023」、「KayasorbIRG−040」(いずれも商品名、日本化薬社製)、「CIR−1081」(商品名、日本カーリット社製)、「NIR−IM1」、「NIR−AM1」(いずれも商品名、ナガセケムテックス社製)、セシウム酸化タングステン化合物(住友金属鉱山社製)、「Lumogen IR765」、「Lumogen IR788」(BASF社製)、「ARS670T」、「IRA800」、「IRA850」、「IRA868」(Exciton社製)が好ましい。
近赤外線吸収剤を添加することにより、分光特性を顕著に向上させることができる。近赤外線吸収剤の添加量は、有機高分子層に0.1〜50重量%の割合で含まれることが好ましく、0.5〜30重量%の割合で含まれることがより好ましく、0.5〜10重量%の割合で含まれることがさらに好ましい。
【0020】
<ポリイミド樹脂>
本発明で用いるポリイミド樹脂は、特に定めるものではなく、公知のポリイミド樹脂を広く採用することができる。本発明では、下記一般式(1)および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーが好ましい。
一般式(1)
【化3】

(一般式(1)中、R1は、4価の有機基を表す。複数のR1は互いに同一であっても異なっていてもよい。R2は、2価の有機基を表す。複数のR2は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し複数のR2のうち少なくとも一つは脂環基を有する基である。R3は、それぞれ、水素原子または有機基を表す。)
【0021】
(a)一般式(1)の繰り返し単位を有する樹脂
一般式(1)で表される繰り返し単位は、一般式(1)中の2つのカルボニル基で挟まれた該2つのカルボニル基を含む部分構造である酸成分と、前記一般式(1)中の−NH−R2−NH−で表される部分構造であるジアミン成分とから構成される。
4価の有機基R1としては、炭素数4〜30であることが好ましく、単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基を有する4価の連結基であることがより好ましい。樹脂(a)中に複数存在するR1は互いに同一であっても異なっていてもよい。
4価の有機基R1における単環式の芳香族基としては、ベンゼン環基、ピリジン環基等が挙げられる。
4価の有機基R1における縮合多環式の芳香族基としては、ナフタレン環基、ペリレン環基などが挙げられる。
4価の有機基R1における単環式の脂肪族基としては、シクロブタン環基、シクロペンタン環基、シクロへキサン環基などが挙げられる。
4価の有機基R1における縮合多環式の脂肪族基としては、ビシクロ[2.2.1]へプタン環基、ビシクロ[2.2.2]オクタン環基、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン環基などが挙げられる。
4価の有機基R1についての単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基を有する4価の連結基としては、前述の単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基そのものであってもよいが、複数の単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基が単結合ないしは2価の連結基を介して連結して、R1としての4価の連結基を形成していてもよい。
前記2価の連結基としては、アルキレン基(炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基など)、酸素原子、イオウ原子、2価のスルホン基、エステル結合、ケトン基、アミド基などが挙げられる。
【0022】
1を核として少なくとも4個のカルボキシル基に由来する基を有する酸成分の具体例としては、ピロメリット酸無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)二フタル酸無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸無水物、(トリフルオロメチル)ピロメリット酸無水物、ジ(トリフルオロメチル)ピロメリット酸無水物、ジ(ヘプタフルオロプロピル)ピロメリット酸無水物、ペンタフルオロエチルピロメリット酸無水物、ビス〔3、5−ジ(トリフルオロメチル)フェノキシ〕ピロメリット酸無水物、3,3’,4,4’−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、2,3’,3,4’−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、3,3’,4,4’−テトラカルボキシジフェニルメタン二無水物、3,3’,4,4’−テトラカルボキシジフェニルスルホン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、5,5’−ビス(トリフルオロメチル)−3,3’,4,4’−テトラカルボキシビフェニル二無水物、2,2’,5,5’−テトラキス(トリフルオロメチル)−3,3’,4,4’−テトラカルボキシビフェニル二無水物、5,5’−ビス(トリフルオロメチル)−3,3’,4,4’−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、5,5’−ビス(トリフルオロメチル)−3,3’,4,4’−テトラカルボキシベンゾフェノン二無水物、ビス〔(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ〕ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物、2,2−ビス(4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、5,5’−[p−フェニレンビス(オキシカルボニル)]ジ無水フタル酸などの芳香族テトラカルボン酸無水物に由来する成分や、
シクロブタンテトラカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]へプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸、又はビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、(1S,2S,4R,5R)‐シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、(1R,2S,4S,5R)‐シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族テトラカルボン酸無水物に由来する成分などを挙げることができる。
【0023】
好ましくは、ピロメリット酸無水物に由来する成分、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物に由来する成分、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物に由来する成分、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物に由来する成分、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)二フタル酸無水物に由来する成分、3,3’,4,4’−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物に由来する成分、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、5,5’−[p−フェニレンビス(オキシカルボニル)]ジ無水フタル酸に由来する成分、シクロブタンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、シクロペンタンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物に由来する成分、(1S,2S,4R,5R)‐シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に由来する成分、(1R,2S,4S,5R)‐シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に由来する成分であり、より好ましくはピロメリット酸無水物に由来する成分、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物に由来する成分、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)二フタル酸無水物に由来する成分、シクロブタンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、3,3’,4,4’−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物に由来する成分、シクロペンタンテトラカルボン酸無水物に由来する成分、5,5’−[p−フェニレンビス(オキシカルボニル)]ジ無水フタル酸に由来する成分、(1S,2S,4R,5R)‐シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に由来する成分、(1R,2S,4S,5R)‐シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に由来する成分である。これらを使用することによって良好な溶剤溶解性、アルカリ溶解速度、透明性、応力特性が実現できる。
1を核として4個のカルボキシル基を有する化合物などに由来する酸成分の樹脂(a)における含有量としては、樹脂(a)を構成する全繰り返し単位に対して20〜70モル%であることが好ましく、30〜60モル%であることがより好ましい。
【0024】
2価の有機基R2としては、脂環基を有する2価の基、芳香族基を有する2価の基、ケイ素原子を含有する2価の基などが挙げられる。樹脂(a)中に複数存在するR2は互いに同一であっても異なっていてもよい。
以下、R2が脂環基を有する2価の基のときのR2を核とするジアミン成分を、脂環ジアミン成分ということもあり、R2が芳香族基を有する2価の基のときのR2を核とするジアミン成分を、芳香族ジアミン成分ということもあり、R2がケイ素原子を含有する2価の基のときのR2を核とするジアミン成分を、シリコンジアミン成分ということもある。
【0025】
樹脂(a)中に複数存在するジアミン成分中のR2のうち少なくとも1つは脂環基を有する2価の基である。樹脂(a)が脂環基を有するジアミン成分を含有することによって良好な溶剤溶解性、透明性が実現できる。
2が有し得る脂環基としては、炭素数3〜20の2価の脂環基が好ましく、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基などの単環のシクロアルキレン基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチレン基、ノルボルニレン基、テトラシクロデカニレン基、テトラシクロドデカニレン基、アダマンチレン基などの多環のシクロアルキレン基などを挙げることができる。
2についての脂環基を有する2価の基としては、前記脂環基そのものであってもよいが、複数の脂環基がアルキレン基(炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基など)で連結して、R2としての脂環基を有する2価の基を形成していてもよく、ジアミン成分中のアミノ基と脂環基とがアルキレン基で連結していてもよい。
脂環基を有する2価の基を構成し得る前記脂環基、アルキレン基は置換基を有していてもよく、そのような置換基としてアルキル基(好ましくは炭素数1〜4のアルキル基)、ハロゲン原子などが挙げられる。
特に好ましいR2を核とする脂環基構造をもつジアミン成分としては5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメチルアミン成分、cis−1,4−シクロヘキサンジアミン成分、trans−1,4−シクロヘキサンジアミン成分、1,4−シクロヘキサンジアミン成分(cis、trans混合物)、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)成分及びその3,3’−ジメチル置換体、ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン成分、1,3−ジアミノアダマンタン成分、3,3’−ジアミノ−1,1’−ビアダマンチル成分、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンビス(シクロヘキシルアミン)成分が挙げられ、この内3,3’−ジアミノ−1,1’−ビアダマンチル成分、trans−1,4−シクロヘキサンジアミン成分が応力を低くする観点から好ましい。
2を核として2個のアミノ基を有する脂環ジアミン成分の樹脂(a)中の含有量としては、樹脂(a)を構成する全繰り返し単位に対して20〜70モル%であることが好ましく、30〜60モル%であることがより好ましい。
【0026】
2についての芳香族基を有する2価の基における芳香族基としては、炭素数5〜16の芳香族基であることが好ましく、フェニレン基、ナフチレン基などが挙げられる。また、前記芳香族基は窒素原子、酸素原子などのヘテロ原子を含んでいてもよく、例えば、2価のベンゾオキサゾール基などが挙げられる。
2についての芳香族基を有する2価の基としては前記芳香族基そのものであってもよいが、複数の芳香族基が単結合ないしは2価の連結基を介して連結して、R2としての芳香族基を有する2価の基を形成していてもよく、ジアミン成分中のアミノ基と芳香族基とが2価の連結基を介して連結していてもよい。
前記2価の連結基としては、アルキレン基(炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基など)、酸素原子、イオウ原子、2価のスルホン基、エステル結合、ケトン基、アミド基などが挙げられる。
芳香族基を有する2価の基を構成し得る前記芳香族基、アルキレン基は置換基を有していてもよく、そのような置換基としてアルキル基(好ましくは炭素数1〜4のアルキル基)、ハロゲン原子、メトキシ基などのアルコキシ基、シアノ基、フェニル基などのアリール基などが挙げられる。
2を核とする芳香族ジアミン成分の具体例としては、例えば、m−フェニレンジアミン成分、p−フェニレンジアミン成分、2,4−トリレンジアミン成分、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル成分、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル成分、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル成分、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン成分、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン成分、3,3’−ジアミノジフェニルメタン成分、4,4’−ジアミノジフェニルメタン成分、3,4’−ジアミノジフェニルメタン成分、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド成分、3,3’−ジアミノジフェニルケトン成分、4,4’−ジアミノジフェニルケトン成分、3,4’−ジアミノジフェニルケトン成分、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)プロパン成分、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン成分、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン成分、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン成分、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン成分、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)−1−ペンテン成分、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)−2−ペンテン成分、1,4−ビス(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)ベンゼン成分、イミノ−ジ−p−フェニレンジアミン成分、1,5−ジアミノナフタレン成分、2,6−ジアミノナフタレン成分、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)ペンタン成分、5(又は6)−アミノ−1−(4−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン成分、ビス(p−アミノフェニル)ホスフィンオキシド成分、4,4’−ジアミノアゾベンゼン成分、4,4’−ジアミノジフェニル尿素成分、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル成分、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン成分、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン成分、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ベンゾフェノン成分、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン成分、4,4’−ビス[4−(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン成分、4,4’−ビス[4−(α,α―ジメチル−4−アミノベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノビフェニル成分、4,4’−ジアミノベンゾフェノン成分、フェニルインダンジアミン成分、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル成分、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル成分、2,2’−ジメチル4,4’−ジアミノビフェニル成分、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン成分、o−トルイジンスルホン成分、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン成分、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン成分、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルフィド成分、1,4−(4−アミノフェノキシフェニル)ベンゼン成分、1,3−(4−アミノフェノキシフェニル)ベンゼン成分、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン成分、4,4’−ジ−(3−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノベンズアニリド成分、4−アミノフェニル−4’−アミノフェニルベンゾエート成分、ビス(4−アミノフェニル)テレフタレート成分、2−(4−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール−5−イルアミン、4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニル成分等、及びこれら芳香族ジアミンの芳香核の水素原子が、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基、フェニル基からなる群より選ばれた少なくとも一種の基又は原子によって置換された構造が挙げられる。
特に好ましい芳香族ジアミン成分としては、p−フェニレンジアミン成分、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル成分、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン成分、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン成分、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン成分、イミノ−ジ−p−フェニレンジアミン成分、4,4’−ジアミノビフェニル成分、4,4’−ジアミノベンゾフェノン成分、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル成分、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル成分、2,2’−ジメチル4,4’−ジアミノビフェニル成分、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン成分、o−トルイジンスルホン成分、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン成分、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン成分、4,4’−ジ−(3−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノベンズアニリド成分、4−アミノフェニル−4’−アミノフェニルベンゾエート成分、ビス(4−アミノフェニル)テレフタレート、2−(4−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール−5−イルアミン成分、4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニル成分が挙げられ、良好な靭性を有し、応力が低い膜が得られる。
また、上記ジアミン成分には水酸基が置換されていても良い。このようなビスアミノフェノール成分としては、例えば、3,3’−ジヒドロキシベンジジン成分、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル成分、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル成分、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン成分、ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン成分、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン成分、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン成分、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン成分、ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)メタン成分、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン成分、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシベンゾフェノン成分、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン成分、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル成分、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル成分、1,4−ジアミノ−2,5−ジヒドロキシベンゼン成分、1,3−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシベンゼン成分、1,3−ジアミノ−4,6−ジヒドロキシベンゼン成分などが挙げられる。これらのビスアミノフェノール成分は単独あるいは混合して使用してもよい。
【0027】
これらのビスアミノフェノール構造のうち特に好ましい態様として、前記一般式(1)中のR2が下記から選ばれる芳香族基を有する2価の基の場合が挙げられる。
【0028】
【化4】

【0029】
上記式中、X1は−O−、−S−、−C(CF32−、−CH2−、−SO2−、−NHCO−を表す。*は前記一般式(1)中のR2に結合する−NH−、又は−OHとの結合位置を表す。また、上記構造において、R2に結合する−NH−と−OHとは互いにオルト位(隣接位)に結合する。
2を核として2個のアミノ基を有する芳香族ジアミン成分の樹脂(a)中の含有量としては、樹脂(a)を構成する全繰り返し単位に対して5〜40モル%であることが好ましく、10〜30モル%であることがより好ましい。
【0030】
また、基板との接着性を高めるためにR2を核とするジアミン成分としてシリコンジアミン成分とすることができる。この例としては、ビス(4−アミノフェニル)ジメチルシラン成分、ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルシロキサン成分、ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン成分、ビス(γ―アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン成分、1,4−ビス(γ―アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼン成分、ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン成分、ビス(γ―アミノプロピル)テトラフェニルジシロキサン成分等が挙げられる。
シリコンジアミン成分として、下記構造も挙げることができる。
【0031】
【化5】

【0032】
上記式において、R5及びR6は2価の有機基を表し、R7及びR8は1価の有機基を表す。複数のR7は互いに同一であっても異なっていてもよい。複数のR8は互いに同一であっても異なっていてもよい。
5及びR6で表される2価の有機基としては、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、炭素数6〜20のフェニレン基、炭素数3〜20の2価の脂環基、又はこれらを組み合わせて構成される基を表す。
7及びR8で表される1価の有機基としては、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキル基もしくは炭素数6〜20のアリール基を表す。
より具体的には、下記を挙げることができる。
【0033】
【化6】

【0034】
2を核として少なくとも2個のアミノ基を有するシリコンジアミン成分の樹脂(a)中の含有量としては、樹脂(a)を構成する全繰り返し単位に対して5〜40モル%であることが好ましく、10〜30モル%であることがより好ましい。
【0035】
3の有機基の例としては、炭素数1〜20であることが好ましく、具体的には、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、ケイ素原子含有基、−CORc(Rcはアルキル基、アリール基、シクロアルキル基)、−SO2Rd(Rdはアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、o−キノンジアジド基)、又はそれらを組み合わせた基などが挙げられる。
【0036】
3で表されるアルキル基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜20の直鎖、又は分岐アルキル基であり、アルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有していてもよい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−オクタデシル基などの直鎖アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基などの分岐アルキル基を挙げることができる。置換基として、例えば、シアノ基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基が挙げられる。
【0037】
3で表されるシクロアルキル基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、多環でもよく、環内に酸素原子を有していてもよい。具体的には、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などを挙げることができる。
【0038】
3で表されるアリール基としては、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数6〜14のアリール基であり、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基などが挙げられる。
【0039】
3で表されるアラルキル基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数7〜20のアラルキル基が挙げられ、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基が挙げられる。
【0040】
3で表されるアルコキシ基としては、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜20のアルコキシ基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基などが挙げられる。
【0041】
3で表されるケイ素原子含有基は、ケイ素が含有されていれば特に制限されないが、シリルオキシ基(トリメチルシリルオキシ、トリエチルシリルオキシ、t−ブチルジメチルシリルオキシ)が好ましい。
【0042】
3で表されるアルケニル基は、上記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、ケイ素原子含有基の任意の位置に2重結合を有する基が挙げられる。炭素数1〜12が好ましく、更に炭素数1〜6が好ましい。例えば、ビニル基、アリル基が好ましい。
【0043】
3で表されるアルキニル基は、上記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、ケイ素原子含有基、の任意の位置に3重結合を有する基が挙げられる。炭素数1〜12が好ましく、更に炭素数1〜6が好ましい。例えば、エチニル基、プロパルギル基が好ましい。
【0044】
本発明においては、R3において水素原子と有機基を混在させることができる。樹脂(a)中の全R3に対して各々100モル%〜20モル%であることが好ましく、100モル%〜40モル%が有機基であることがより好ましい。
また、本発明においては、一般式(1)で表される繰り返し単位を主成分とするポリマーの末端に末端封止剤を反応させることができる。末端封止剤は、モノアミン、酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物などを用いることができる。末端封止剤を反応させることにより、繰り返し単位の繰り返し数、すなわち分子量を好ましい範囲に制御できる点で好ましい。更に、末端封止剤により、末端アミンと発生酸の中和による酸失活を抑制する事ができる。また、末端に末端封止剤を反応させることにより、末端基として種々の有機基、例えば、炭素−炭素不飽和結合を有する架橋反応性基を導入することができる。
【0045】
末端封止剤に用いられるモノアミンは、5−アミノ−8−ヒドロキシキノリン、4−アミノ−8−ヒドロキシキノリン、1−ヒドロキシ−8−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−4−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−3−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−2−アミノナフタレン、1−アミノ−7−ヒドロキシナフタレン、2−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−4−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−3−アミノナフタレン、1−アミノ−2−ヒドロキシナフタレン、1−カルボキシ−8−アミノナフタレン、1−カルボキシ−7−アミノナフタレン、1−カルボキシ−6−アミノナフタレン、1−カルボキシ−5−アミノナフタレン、1−カルボキシ−4−アミノナフタレン、1−カルボキシ−3−アミノナフタレン、1−カルボキシ−2−アミノナフタレン、1−アミノ−7−カルボキシナフタレン、2−カルボキシ−7−アミノナフタレン、2−カルボキシ−6−アミノナフタレン、2−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−カルボキシ−4−アミノナフタレン、2−カルボキシ−3−アミノナフタレン、1−アミノ−2−カルボキシナフタレン、2−アミノニコチン酸、4−アミノニコチン酸、5−アミノニコチン酸、6−アミノニコチン酸、4−アミノサリチル酸、5−アミノサリチル酸、6−アミノサリチル酸、3−アミノ−O−トルイック酸、アメライド、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−アミノ安息香酸、2−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノベンゼンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノ−4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−アミノフェノール、3−アミノフェノール、4−アミノフェノール、5−アミノ−8−メルカプトキノリン、4−アミノ−8−メルカプトキノリン、1−メルカプト−8−アミノナフタレン、1−メルカプト−7−アミノナフタレン、1−メルカプト−6−アミノナフタレン、1−メルカプト−5−アミノナフタレン、1−メルカプト−4−アミノナフタレン、1−メルカプト−3−アミノナフタレン、1−メルカプト−2−アミノナフタレン、1−アミノ−7−メルカプトナフタレン、2−メルカプト−7−アミノナフタレン、2−メルカプト−6−アミノナフタレン、2−メルカプト−5−アミノナフタレン、2−メルカプト−4−アミノナフタレン、2−メルカプト−3−アミノナフタレン、1−アミノ−2−メルカプトナフタレン、3−アミノ−4,6−ジメルカプトピリミジン、2−アミノチオフェノール、3−アミノチオフェノール、4−アミノチオフェノール、2−エチニルアニリン、3−エチニルアニリン、4−エチニルアニリン、2,4−ジエチニルアニリン、2,5−ジエチニルアニリン、2,6−ジエチニルアニリン、3,4−ジエチニルアニリン、3,5−ジエチニルアニリン、1−エチニル−2−アミノナフタレン、1−エチニル−3−アミノナフタレン、1−エチニル−4−アミノナフタレン、1−エチニル−5−アミノナフタレン、1−エチニル−6−アミノナフタレン、1−エチニル−7−アミノナフタレン、1−エチニル−8−アミノナフタレン、2−エチニル−1−アミノナフタレン、2−エチニル−3−アミノナフタレン、2−エチニル−4−アミノナフタレン、2−エチニル−5−アミノナフタレン、2−エチニル−6−アミノナフタレン、2−エチニル−7−アミノナフタレン、2−エチニル−8−アミノナフタレン、3,5−ジエチニル−1−アミノナフタレン、3,5−ジエチニル−2−アミノナフタレン、3,6−ジエチニル−1−アミノナフタレン、3,6−ジエチニル−2−アミノナフタレン、3,7−ジエチニル−1−アミノナフタレン、3,7−ジエチニル−2−アミノナフタレン、4,8−ジエチニル−1−アミノナフタレン、4,8−ジエチニル−2−アミノナフタレン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0046】
これらのうち、5−アミノ−8−ヒドロキシキノリン、1−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−4−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、1−カルボキシ−7−アミノナフタレン、1−カルボキシ−6−アミノナフタレン、1−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−カルボキシ−7−アミノナフタレン、2−カルボキシ−6−アミノナフタレン、2−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−アミノ安息香酸、4−アミノサリチル酸、5−アミノサリチル酸、6−アミノサリチル酸、2−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノベンゼンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノ−4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−アミノフェノール、3−アミノフェノール、4−アミノフェノール、2−アミノチオフェノール、3−アミノチオフェノール、4−アミノチオフェノール、3−エチニルアニリン、4−エチニルアニリン、3,4−ジエチニルアニリン、3,5−ジエチニルアニリン等が好ましい。
【0047】
末端封止剤として用いられる酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、活性エステル化合物は、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ナジック酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3−ヒドロキシフタル酸無水物等の酸無水物、2−カルボキシフェノール、3−カルボキシフェノール、4−カルボキシフェノール、2−カルボキシチオフェノール、3−カルボキシチオフェノール、4−カルボキシチオフェノール、1−ヒドロキシ−8−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−7−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−6−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−5−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−4−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−3−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−2−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−8−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−7−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−6−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−5−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−4−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−3−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−2−カルボキシナフタレン、2−カルボキシベンゼンスルホン酸、3−カルボキシベンゼンスルホン酸、4−カルボキシベンゼンスルホン酸、2−エチニル安息香酸、3−エチニル安息香酸、4−エチニル安息香酸、2,4−ジエチニル安息香酸、2,5−ジエチニル安息香酸、2,6−ジエチニル安息香酸、3,4−ジエチニル安息香酸、3,5−ジエチニル安息香酸、2−エチニル−1−ナフトエ酸、3−エチニル−1−ナフトエ酸、4−エチニル−1−ナフトエ酸、5−エチニル−1−ナフトエ酸、6−エチニル−1−ナフトエ酸、7−エチニル−1−ナフトエ酸、8−エチニル−1−ナフトエ酸、2−エチニル−2−ナフトエ酸、3−エチニル−2−ナフトエ酸、4−エチニル−2−ナフトエ酸、5−エチニル−2−ナフトエ酸、6−エチニル−2−ナフトエ酸、7−エチニル−2−ナフトエ酸、8−エチニル−2−ナフトエ酸等のモノカルボン酸類及びこれらのカルボキシル基が酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、及びテレフタル酸、フタル酸、マレイン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、3−ヒドロキシフタル酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、1,2−ジカルボキシナフタレン、1,3−ジカルボキシナフタレン、1,4−ジカルボキシナフタレン、1,5−ジカルボキシナフタレン、1,6−ジカルボキシナフタレン、1,7−ジカルボキシナフタレン、1,8−ジカルボキシナフタレン、2,3−ジカルボキシナフタレン、2,6−ジカルボキシナフタレン、2,7−ジカルボキシナフタレン等のジカルボン酸類のモノカルボキシル基だけが酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、モノ酸クロリド化合物とN−ヒドロキシベンゾトリアゾールやN−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドとの反応により得られる活性エステル化合物等が挙げられる。
【0048】
これらのうち、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ナジック酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3−ヒドロキシフタル酸無水物等の酸無水物、3−カルボキシフェノール、4−カルボキシフェノール、3−カルボキシチオフェノール、4−カルボキシチオフェノール、1−ヒドロキシ−7−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−6−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−5−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−7−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−6−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−5−カルボキシナフタレン、3−カルボキシベンゼンスルホン酸、4−カルボキシベンゼンスルホン酸、3−エチニル安息香酸、4−エチニル安息香酸、3,4−ジエチニル安息香酸、3,5−ジエチニル安息香酸等のモノカルボン酸類、及びこれらのカルボキシル基が酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、テレフタル酸、フタル酸、マレイン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、1,5−ジカルボキシナフタレン、1,6−ジカルボキシナフタレン、1,7−ジカルボキシナフタレン、2,6−ジカルボキシナフタレン等のジカルボン酸類のモノカルボキシル基だけが酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、モノ酸クロリド化合物とN−ヒドロキシベンゾトリアゾールやN−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドとの反応により得られる活性エステル化合物等が好ましい。
【0049】
末端封止剤に用いられるモノアミンの導入割合は、全アミン成分に対して、0.1〜60モル%の範囲が好ましく、特に好ましくは5〜50モル%である。末端封止剤として用いられる酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物及びモノ活性エステル化合物から選ばれた化合物の導入割合は、ジアミン成分に対して、0.1〜100モル%の範囲が好ましく、特に好ましくは5〜90モル%である。複数の末端封止剤を反応させることにより、複数の異なる末端基を導入しても良い。
【0050】
ポリマー中に導入された末端封止剤は、以下の方法で容易に検出できる。例えば、末端封止剤が導入されたポリマーを酸性溶液に溶解し、ポリマーの構成単位であるアミン成分と酸無水物成分に分解する。これをガスクロマトグラフィー(GC)や、NMR測定することにより、末端封止剤を容易に検出できる。その他に、末端封止剤が導入されたポリマー成分を直接、熱分解ガスクロマトグラフ(PGC)や赤外スペクトル及び13CNMRスペクトル測定することによっても、容易に検出可能である。
【0051】
一般式(2)
【化7】

(一般式中、XおよびYは、それぞれ、単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基、または、単環式もしくは縮合多環式の芳香族基を含有し、構成する炭素原子数が4〜30である連結基を表す。XおよびYは、環構造1つから構成されていてもよいし、複数の環構造を有するものでもよい。)
一般式(2)のXおよびYの少なくとも一方が、単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基であることが好ましく、Xが芳香族基であり、Yが単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基であるポリマーがより好ましい。
Xとしては、さらに好ましくは、置換基を有していてもよい、芳香環、シクロヘキサン環、ビシクロ環が例示される。Yとしては、さらに好ましくは、置換基を有していてもよい、芳香環、シクロヘキサン環、ビシクロ環が例示される。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基が例示される。
一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーを用いることにより、近赤外線反射膜との密着性を向上させることができる。
【0052】
本発明で用いることがポリイミド樹脂の例として、特開2006−213827号公報、特開2006−117910号公報等に記載のものが挙げられる。
【0053】
本発明に用いられるポリイミド樹脂は、一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を主成分とするものであることが好ましい。ここでいう主成分とは、一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を70モル%以上含有していることを意味する。より好ましくは80モル%以上、最も好ましくは90モル%以上である。
本発明に用いられる樹脂は、一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位と、他の繰り返し単位との共重合体であっても、あるいは、一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を含有する複数の樹脂の混合物であってもよい。
さらには、一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を含有する樹脂と一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を含有しない樹脂との混合物であってもよい。この場合、一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を含有する樹脂は、50質量%以上含有することが好ましく、75質量%以上含有することがより好ましい。
共重合あるいは混合に用いられる繰り返し単位の種類及び量は、最終加熱処理によって得られるポリマーの耐熱性を損なわない範囲で選択することが好ましい。
【0054】
本発明で用いるポリイミド樹脂は、膜物性等の観点から、質量平均分子量で、200,000以下であることが好ましく、1,000〜200,000がより好ましく、2,000〜100,000が更に好ましく、3,000〜100,000が特に好ましい。この分子量範囲とすることにより、応力が低く、機械特性に優れたフィルムを得ることが出来る。なお、本発明において分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて求めることができる。
分散度(分子量分布)は、1.0〜4.0であることが好ましく、1.0〜3.5であることがより好ましい。
【0055】
ポリアミド樹脂をフィルム上に形成する方法としては、公知の方法を採用でき、例えば、特開2006−213827号公報の段落番号0058〜0070の記載を参酌できる。
【0056】
<硬化性組成物を重合により硬化してなる層>
本発明における有機高分子層は、硬化性組成物を重合により硬化してなる層であることも好ましい。硬化性組成物としては、バインダーと重合性化合物を含むことが好ましい。
【0057】
バインダーとしては、線状有機高分子重合体であり、且つ、有機溶剤に可溶であるものが好ましい。
このような線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマー、例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号の各公報に記載されているような、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等が挙げられ、同様に側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体が有用である。また、線状有機高分子重合体としては、特開2008−292970号公報の段落番号[0227]〜[0234]段落に記載の重合体が挙げられる。
【0058】
上述したものの他、本発明におけるバインダーとしては、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの等や、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、ポリ(2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、等も有用である。また、線状有機高分子重合体は、親水性を有するモノマーを共重合したものであってもよい。この例としては、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、2級若しくは3級のアルキルアクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、モルホリン(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、ビニルイミダゾール、ビニルトリアゾール、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、分岐若しくは直鎖のプロピル(メタ)アクリレート、分岐若しくは直鎖のブチル(メタ)アクリレート、又は、フェノキシヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、等が挙げられる。その他、親水性を有するモノマーとしては、テトラヒドロフルフリル基、燐酸基、燐酸エステル基、4級アンモニウム塩基、エチレンオキシ鎖、プロピレンオキシ鎖、スルホン酸基及びその塩由来の基、モルホリノエチル基等を含んでなるモノマー等も有用である。
【0059】
また、バインダーは、架橋効率を向上させるために、重合性基を側鎖に有してもよく、例えば、アリル基、(メタ)アクリル基、アリルオキシアルキル基等を側鎖に含有するポリマー等も有用である。上述の重合性基を含有するポリマーの例としては、ダイヤナ-ルNRシリーズ(三菱レイヨン株式会社製)、Photomer6173(COOH含有 polyurethane acrylic oligomer. Diamond Shamrock Co.Ltd.,製)、ビスコートR−264、KSレジスト106(いずれも大阪有機化学工業株式会社製)、サイクロマーPシリーズ、プラクセル CF200シリーズ(いずれもダイセル化学工業株式会社製)、Ebecryl3800(ダイセルユーシービー株式会社製)などが挙げられる。
また、硬化皮膜の強度を上げるためにアルコール可溶性ナイロンや2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロルヒドリンとのポリエーテル等も有用である。
【0060】
バインダーとしては、下記一般式(E−1)で示される化合物(以下「エーテルダイマー」と称することもある。)を重合してなるポリマー(a)を用いることも好ましい。
【0061】
【化8】

【0062】
式(E−1)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、または置換基を有していてもよい炭素数1〜25の炭化水素基を表す。
【0063】
本発明で用いる硬化性組成物が前記ポリマー(a)を含有することにより、該組成物を用いて形成された硬化塗膜の耐熱性及び透明性がより向上する。
前記エーテルダイマーを示す前記一般式(E−1)中、R1およびR2で表される置換基を有していてもよい炭素数1〜25の炭化水素基としては特に制限はないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、t−アミル基、ステアリル基、ラウリルv、2−エチルヘキシル基、等の直鎖状または分岐状のアルキル基;フェニル基等のアリール基;シクロヘキシル基、t−ブチルシクロヘキシル基、ジシクロペンタジエニル基、トリシクロデカニル基、イソボルニル基、アダマンチル基、2−メチル−2−アダマンチル基、等の脂環式基;1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、等のアルコキシで置換されたアルキル基;ベンジル基等のアリール基で置換されたアルキル基;等が挙げられる。
これらの中でも特に、メチル基、エチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基等のような酸や熱で脱離しにくい1級または2級炭素を含む基が耐熱性の点で好ましい。
なお、R1およびR2は、同種の置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよい。
【0064】
前記エーテルダイマーの具体例としては、例えば、ジメチル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジエチル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(n−プロピル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(イソプロピル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(n−ブチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(イソブチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(t−ブチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(t−アミル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(ステアリル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(ラウリル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(2−エチルヘキシル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(1−メトキシエチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(1−エトキシエチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジベンジル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジフェニル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジシクロヘキシル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(t−ブチルシクロヘキシル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(ジシクロペンタジエニル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(トリシクロデカニル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(イソボルニル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジアダマンチル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(2−メチル−2−アダマンチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート等が挙げられる。これらの中でも特に、ジメチル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジエチル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジシクロヘキシル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジベンジル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエートが好ましい。これらエーテルダイマーは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
【0065】
また、バインダーとしては、エポキシ基を有するポリマーであることも好ましい。
バインダーにエポキシ基を導入するには、例えば、エポキシ基を有するモノマー(以下「エポキシ基を導入するための単量体」と称することもある。)を、単量体成分として重合すればよい。前記エポキシ基を有するモノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、o−(またはm−、またはp−)ビニルベンジルグリシジルエーテル等が挙げられる。これらエポキシ基を導入するための単量体は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
【0066】
本発明における硬化性組成物においては、耐熱性の観点からは、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂を用いることも好ましい。
【0067】
前記アクリル系樹脂としては、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド等から選ばれるモノマーからなる共重合体や、市販品のKSレジスト−106(大阪有機化学工業(株)製)、サイクロマーPシリーズ(ダイセル化学工業(株)製)等が好ましい。
【0068】
(フェノール樹脂)
また、本発明におけるバインダーとしては、フェノール樹脂を用いることもできる。該フェノール樹脂としては、例えば、ノボラック樹脂、又はビニル重合体等が挙げられる。
上記ノボラック樹脂としては、例えば、フェノール類とアルデヒド類とを酸触媒の存在下に縮合させて得られるものが挙げられる。上記フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、キシレノール、フェニルフェノール、カテコール、レゾルシノール、ピロガロール、ナフトール、又はビスフェノールA等が挙げられる。
上記アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、又はベンズアルデヒド等が挙げられる。
上記フェノール類及びアルデヒド類は、単独若しくは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0069】
上記ノボラック樹脂の具体例としては、例えば、メタクレゾール、パラクレゾール又はこれらの混合物とホルマリンとの縮合生成物が挙げられる。
【0070】
上記ノボラック樹脂は分別等の手段を用いて分子量分布を調節してもよい。又、ビスフェノールCやビスフェノールA等のフェノール系水酸基を有する低分子量成分を上記ノボラック樹脂に混合してもよい。
【0071】
以上で説明した本発明におけるバインダーは、質量平均分子量(GPC法で測定されたポリスチレン換算値)が1000〜2×105の重合体が好ましく、2000〜1×105の重合体が更に好ましく、5000〜5×104の重合体が特に好ましい。
【0072】
<重合性化合物>
本発明の組成物は重合性化合物を含有することが好ましい。
前記重合性化合物としては、例えば、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性化合物を挙げることができる。具体的には、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から選ばれる。このような化合物群は当該産業分野において広く知られているものであり、本発明においてはこれらを特に限定なく用いることができる。これらは、例えば、モノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体及びオリゴマー、又はそれらの混合物並びにそれらの(共)重合体などの化学的形態のいずれであってもよい。本発明における重合性化合物は一種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0073】
モノマー及びその(共)重合体の例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類、並びにこれらの(共)重合体が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、及び不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類、並びにこれらの(共)重合体である。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物や、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更に、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン、ビニルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
これらの具体的な化合物としては、特開2009−288705号公報の段落番号0095〜段落番号0108に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
【0074】
メタクリル酸エステルとしては、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ビス〔p−(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕ジメチルメタン、ビス−〔p−(メタクリルオキシエトキシ)フェニル〕ジメチルメタン等、およびこれらのEO変性体、PO変性体が挙げられる。
【0075】
イタコン酸エステルとしては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等がある。クロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等がある。イソクロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等がある。マレイン酸エステルとしては、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等がある。
【0076】
その他のエステルの例として、例えば、特公昭51−47334、特開昭57−196231記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭59−5240、特開昭59−5241、特開平2−226149記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平1−165613記載のアミノ基を含有するもの等も好適に用いられる。更に、前述のエステルモノマーは混合物としても使用することができる。
【0077】
また、脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。その他の好ましいアミド系モノマーの例としては、特公昭54−21726記載のシクロへキシレン構造を有すものを挙げることができる。
【0078】
また、イソシアネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭48−41708号公報中に記載されている1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記一般式(E)で示される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。
【0079】
CH2=C(R4)COOCH2CH(R5)OH(E)
(ただし、R4及びR5は、H又はCH3を示す。)
【0080】
また、特開昭51−37193号、特公平2−32293号、特公平2−16765号に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58−49860号、特公昭56−17654号、特公昭62−39417号、特公昭62−39418号記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。更に、特開昭63−277653号、特開昭63−260909号、特開平1−105238号に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性化合物類を用いることができる。重合性化合物の市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(山陽国策パルプ社製)、UA−7200」(新中村化学社製、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄社製)などが挙げられる。
【0081】
その他の例としては、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号、各公報に記載されているようなポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレートを挙げることができる。また、特公昭46−43946号、特公平1−40337号、特公平1−40336号記載の特定の不飽和化合物や、特開平2−25493号記載のビニルホスホン酸系化合物等も挙げることができる。また、ある場合には、特開昭61−22048号記載のペルフルオロアルキル基を含有する構造が好適に使用される。更に日本接着協会誌vol.20、No.7、300〜308ページ(1984年)に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。
【0082】
本発明においては、硬化感度の観点から、2個以上のエチレン性不飽和結合を含有することが好ましく、3個以上の含有することが更に好ましい。中でも(メタ)アクリル酸エステル構造を2個以上含有することが好ましく、3個以上含有することがより好ましく、4個以上含有することが最も好ましい。更に、硬化感度、および、未露光部の現像性の観点では、EO変性体を含有することが好ましい。また、硬化感度、および、露光部強度の観点ではウレタン結合を含有することが好ましい。
【0083】
以上の観点より、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAジアクリレートEO変性体、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートEO変性体、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートEO変性体などが好ましいものとして挙げられ、また、市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(山陽国策パルプ社製)、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄社製)が好ましい。
【0084】
なかでも、ビスフェノールAジアクリレートEO変性体、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートEO変性体、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートEO変性体などが、市販品としては、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄社製)がより好ましい。
【0085】
また、酸基を有するエチレン性不飽和化合物類も好適であり、市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製のカルボキシル基含有3官能アクリレートであるTO−756、及びカルボキシル基含有5官能アクリレートであるTO−1382などが挙げられる。他にも東亞合成株式会社製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーとして、M−510、M−520などが挙げられる。
【0086】
(C)重合性化合物は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の着色硬化性組成物における(C)重合性化合物の含有量は、固形分換算で、4〜80質量%の範囲であることが好ましく、7〜50質量%の範囲であることがさらに好ましい。
特に膜厚が0.8μm以下の場合には、添加量は、全固形分中7〜40質量%であることが好ましく、特に6〜25質量%の範囲であることが有効である。
【0087】
また、前記重合性化合物としては、重合性モノマーとして、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン基を有する、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物も好ましい。その例としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号各公報に記載されているようなウレタンアクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレート及びこれらの混合物を挙げることができる。中でも、重合性化合物としては、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としては KAYARAD D-330;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては KAYARAD D-320;日本化薬株式会社製)ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD D-310;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD DPHA ;日本化薬株式会社製)、及びこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール、プロピレングリコール残基を介している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。
【0088】
上記のほか、下記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される、ラジカル重合性モノマーも好適に用いることができる。なお、式中、T又はGがオキシアルキレン基の場合には、炭素原子側の末端がR、X及びWに結合する。
【0089】
【化9】

【0090】
前記一般式において、nは0〜14であり、mは1〜8である。一分子内に複数存在するR、X、T、Gは、各々同一であっても、異なっていてもよい。
上記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される、ラジカル重合性モノマーの具体例としては、特開2007−269779号公報の段落番号0248〜段落番号0251に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
【化10】

【化11】

【化12】

【化13】

【0091】
以上で説明した重合性化合物の組成物中における含有量は、組成物の固形分に対して、5〜90質量%が好ましく、10〜80質量%がさらに好ましく、15〜50質量%が特に好ましい。該含有量が前記範囲内であると、充分な硬化度と未露光部の溶出性とを保持でき、露光部の硬化度を十分に維持することができ、未露光部の溶出性の著しい低下を防ぐことができる。
【0092】
<(C)ラジカル重合開始剤>
本発明で用いる硬化性組成物は、さらにラジカル重合開始剤を含有することが、さらなる感度向上の観点で好ましい。
前記光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、前記光重合開始剤は、約300〜800nm(330〜500nmがより好ましい。)の範囲内に少なくとも約50の分子吸光係数を有する成分を少なくとも1種含有していることが好ましい。
【0093】
前記光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの、など)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノン化合物、ヒドロキシアセトフェノンなどが挙げられる。
【0094】
前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42、2924(1969)記載の化合物、英国特許1388492号明細書記載の化合物、特開昭53−133428号公報記載の化合物、独国特許3337024号明細書記載の化合物、F.C.SchaeferなどによるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物、特開昭62−58241号公報記載の化合物、特開平5−281728号公報記載の化合物、特開平5−34920号公報記載化合物、米国特許第4212976号明細書に記載されている化合物、などが挙げられる。
【0095】
前記米国特許第4212976号明細書に記載されている化合物としては、例えば、オキサジアゾール骨格を有する化合物(例えば、2−トリクロロメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール;2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−n−ブトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリプロモメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾールなど)などが挙げられる。
【0096】
また、上記以外の光重合開始剤として、アクリジン誘導体(例えば、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9、9’−アクリジニル)ヘプタンなど)、N−フェニルグリシンなど、ポリハロゲン化合物(例えば、四臭化炭素、フェニルトリブロモメチルスルホン、フェニルトリクロロメチルケトンなど)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン、7−ベンゾトリアゾール−2−イルクマリン、また、特開平5−19475号公報、特開平7−271028号公報、特開2002−363206号公報、特開2002−363207号公報、特開2002−363208号公報、特開2002−363209号公報などに記載のクマリン化合物など)、アシルホスフィンオキサイド類(例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフェニルホスフィンオキサイド、LucirinTPOなど)、メタロセン類(例えば、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフロロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、η5−シクロペンタジエニル−η6−クメニル−アイアン(1+)−ヘキサフロロホスフェート(1−)など)、特開昭53−133428号公報、特公昭57−1819号公報、同57−6096号公報、及び米国特許第3615455号明細書に記載された化合物などが挙げられる
【0097】
前記ケトン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4−ブロモベンゾフェノン、2−カルボキシベンゾフェノン、2−エトキシカルボニルベンゾルフェノン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸又はそのテトラメチルエステル、4,4’−ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン類(例えば、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビスジシクロヘキシルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジヒドロキシエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンジル、アントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−メチルアントラキノン、フェナントラキノン、キサントン、チオキサントン、2−クロル−チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、フルオレノン、2−ベンジル−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノ−1−プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−〔4−(1−メチルビニル)フェニル〕プロパノールオリゴマー、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類(例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンジルジメチルケタール)、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドンなどが挙げられる。
【0098】
光重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、及び、アシルホスフィン化合物も好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10−291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号公報に記載のアシルホスフィンオキシド系開始剤も用いることができる。
ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、IRGACURE−184、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959、IRGACURE−127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、及び、 IRGACURE−379(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤として、365nmまたは405nm等の長波光源に吸収波長がマッチングされた特開2009−191179公報に記載の化合物も用いることができる。また アシルホスフィン系開始剤としては市販品であるIRGACURE−819やDAROCUR−TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
【0099】
光重合開始剤として、より好ましくはオキシム系化合物が挙げられる。オキシム系開始剤の具体例としては、特開2001−233842号記載の化合物、特開2000−80068号記載の化合物、特開2006−342166号記載の化合物を用いることができる。
【0100】
本発明で光重合開始剤として好適に用いられるオキシム誘導体等のオキシム化合物としては、例えば、3−ベンゾイロキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイロキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、及び2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オンなどが挙げられる。
【0101】
オキシムエステル化合物としては、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.1653−1660)、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.156−162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年)pp.202−232、特開2000−66385号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報、特表2004−534797号公報、特開2006−342166号公報の各公報に記載の化合物等が挙げられる。
市販品ではIRGACURE−OXE01(BASF社製)、IRGACURE−OXE02(BASF社製)も好適に用いられる。
【0102】
また上記記載以外のオキシムエステル化合物として、カルバゾールN位にオキシムが連結した特表2009−519904号公報に記載の化合物、ベンゾフェノン部位にヘテロ置換基が導入された米国特許7626957号公報に記載の化合物、色素部位にニトロ基が導入された特開2010−15025公報および米国特許公開2009−292039記載の化合物、国際公開特許2009−131189公報に記載のケトオキシム系化合物、トリアジン骨格とオキシム骨格を同一分子内に含有する米国特許7556910公報に記載の化合物、405nmに吸収極大を有しg線光源に対して良好な感度を有する特開2009−221114公報記載の化合物、などを用いてもよい。
【0103】
好ましくはさらに、特開2007−231000公報、及び、特開2007−322744公報に記載される環状オキシム化合物に対しても好適に用いることができる。環状オキシム化合物の中でも、特に特開2010−32985公報、特開2010−185072公報に記載されるカルバゾール色素に縮環した環状オキシム化合物は、高い光吸収性を有し高感度化の観点から好ましい。
また、オキシム化合物の特定部位に不飽和結合を有する特開2009−242469公報に記載の化合物も、重合不活性ラジカルから活性ラジカルを再生することで高感度化を達成でき好適に使用することができる。
【0104】
最も好ましくは、特開2007−269779公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009−191061公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物が挙げられる
【0105】
<近赤外線反射膜>
本発明の近赤外線カットフィルタは、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜を有する。誘電体多層膜は、好ましくは、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層した構造を有する。このような誘電体多層膜を少なくともガラス基板の一方の面に有することにより、近赤外線を反射する能力に優れた近赤外線カットフィルタとすることができる。また、高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は0.5以上であることが好ましく、1.0以上であることがより好ましい。屈折率差が1.0以上であると、カット可能な近赤外線領域の波長幅が広くなり、より近赤外線カット性能に優れたフィルタが得られる。
【0106】
<高屈折率層>
高屈折率層を構成する材料の屈折率としては、通常、1.6以下であり、1.2〜1.6が好ましい。このような材料としては、例えば、シリカ(SiO2)、アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、六フッ化アルミニウムナトリウムなどが挙げられ、シリカが好ましい。
【0107】
<低屈折率層>
低屈折率層を構成する材料の屈折率としては、通常、1.7以上であり、1.7〜2.5が好ましい。このような材料としては、例えば、酸化チタン(チタニア(TiO2))、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化インジウム等を主成分とし、酸化チタン(チタニア(TiO2))、酸化錫、酸化セリウム等を少量含有させたものなどが挙げられる。好ましくは、チタニア(TiO2)、ITO(錫ドープ酸化インジウム)およびATO(アンチモンドープ酸化錫)である。特に、ITO(錫ドープ酸化インジウム)およびATO(アンチモンドープ酸化錫)を用いると、電磁波の領域もカットでき、より効果的である。
【0108】
<積層方法>
高屈折率層と低屈折率層とを積層する方法については、これら材料層を積層した誘電体多層膜が形成される限り特に制限はないが、例えば、CVD法、スパッタ法、蒸着法などにより、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層することにより誘電体多層膜を形成することができる。本発明では特に、蒸着法によって製造できるため、生産性が向上すると言うメリットがある。蒸着時の基板温度は、120〜300℃であることが好ましい。
【0109】
高屈折率層および低屈折率層の各層の厚さは、通常、遮断しようとする近赤外線波長λ(nm)の0.1λ〜0.5λの厚さである。厚さが上記範囲外であると、屈折率(n)と膜厚(d)との積(n×d)が、λ/4で算出される光学的膜厚と大きく異なって反射・屈折の光学的特性の関係が崩れてしまい、特定波長の遮断・透過をするコントロールができなくなってしまう傾向になる。
【0110】
高屈折率層および低屈折率層の積層数は、ガラス基板の一方の面にのみ誘電体多層膜を有する場合は、通常10〜80層、好ましくは10〜30層である。一方、ガラス基板の両面に誘電体多層膜を有する場合の積層数は、基板両面の積層数全体として、通常10〜80層、好ましくは10〜30層である。
【0111】
本発明に係る近赤外線カットフィルタは、優れた近赤外線カット能を有し、しかも耐熱性に優れ、歪みや割れを生じにくい。したがって自動車や建物などのガラスなどに装着される熱線カットフィルタなどとして有用であるのみならず、特に、デジタルスチルカメラや携帯電話用カメラなどのCCDやCMOSなどの固体撮像素子の視感度補正に有用であり、製品組み込み時の高温接着、高温領域下での使用などを求められる用途にも好適に使用できる。
また、有機EL素子や太陽電池素子等にも好ましく用いることができる。
【実施例】
【0112】
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。
【0113】
実施例1
(1)ポリアミック酸(ポリイミド前駆体、ドープA)の合成
温度計、攪拌器、窒素導入管を備えた200mLフラスコ中に2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(和歌山精化(株)製)10.615gを入れ、N−メチル−2−ピロリドン120.64gに溶解した後、氷冷下2℃で(1R,2S,4S,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物(岩谷瓦斯(株)製)10.675gを添加した。4℃で1時間、次いで25℃で24時間反応させたところ、透明なポリアミック酸溶液が得られた。得られた溶液をGPCで分析すると、Mw=3.71×10-4、Mn=2.02×10-4であった(ドープA)。
なおGPC測定は、HPC−8220GPC(東ソー製)、ガードカラム:TSKguardcolumn SuperAW-H、カラム:TSKgel SuperAWM-Hを3本直結し、カラム温度50℃、試料濃度0.5質量%のN−メチル−2−ピロリドン溶液を20μl注入し、溶出溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン溶液(LiBr(10mM)およびH3PO4(10mM)を含む)を毎分0.35mlの流量でフローさせ、RI検出装置にて試料ピークを検出することで行った。MwおよびMnは標準ポリスチレンを用いて作製した検量線を用いて計算した。
得られたポリアミック酸樹脂溶液10gに、クオタリレン系色素LumogenIR−765(BASF社製)を0.1g添加して攪拌・混合し、0.25umPPフィルタで濾過をすることで、液状樹脂組成物を得た。
【0114】
(2)フィルムの作成
次いで(1)で得られた液状樹脂組成物を、ガラス基板上に2000rpmでスピン塗布し、100℃で加熱乾燥させることで、5μm厚の高分子フィルムを得た。次に、300℃で1時間加熱した。光学顕微鏡により、基板を観察したところ、異物、ムラ、ハジキが見受けられず、良好な外観を有していた。
【0115】
(3)蒸着
得られた基材フィルムに、SiO2層と、TiO2層とを、交互に、電子ビーム蒸着(EB)法により基板温度280℃で、積層蒸着し、誘電体多層膜を両面に形成し、誘電体多層膜付積層フィルムを得た。基材フィルム上に形成された誘電体多層膜層は、1層が110〜120nmで、片面18層(最表面層はSiO2層)の層構成であった。
得られた近赤外線カットフィルタの総厚さは約0.2mmだった。
【0116】
(4)評価
<分光特性評価>
IRカットフィルタの長波長側の分光特性を、位相差測定装置(COBRA−WR、王子計測製)を用いて評価した。入射角をフィルム面に対し垂直(角度0度)および35度に変化させ、p偏光透過帯(可視光領域)における高波長側で透過率が50%となる波長のシフト量は、25nmm未満を○、25nm以上30nm未満を△、30nm以上を×として、示した。
【0117】
<耐熱性>
IRカットフィルタを2cmx2cmに切り出し、ホットプレート上で260℃、3分間加熱した。加熱の前後で、分光光度計(U−4100型、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、400−1100nmの波長領域の分光を入射角0度において測定し、加熱前後における、分光透過率の面積の積分値の変化量は、5%未満を○、5%以上10%未満を△、10%以上を×とした。
【0118】
実施例2
ポリアミック酸の合成を下記の様に変更した点以外は、実施例1と同様に実施した。
温度計、攪拌器、窒素導入管を備えた5000mLフラスコ中にtrans−1,4−シクロヘキサンジアミン(岩谷瓦斯(株)製)(123.42g)を入れ、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)(2399.4g)に溶解した後、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物(三菱化学(株)製)(300.00g)を添加した。60℃で4時間攪拌し、その後室温まで放冷した。次いで無水フタル酸(30.27g)を添加し、室温で10時間攪拌して無色透明のポリアミック酸溶液を得た。得られた溶液をGPCで分析すると、Mw=1.68×10-4、Mn=0.62×10-4、Mw/Mn=2.71であった。
得られた近赤外線カットフィルタの総厚さは約0.2mmだった。
【0119】
実施例3
下記の化合物を混合して溶解し、硬化性組成物を調製した。
・シクロヘキサノン 80重量部
・Lumogen IR788(BASF社製) 0.2重量部
・KAYARAD DPHA(日本化薬製、重合性化合物) 7.78重量部
・光重合開始剤 2.00重量部
CGI−242(BASF社製、オキシム系開始剤)
・樹脂(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=80/20、Mw=30000)10.00重量部
・界面活性剤(DIC株式会社製 F−781) 0.02重量部
【0120】
ガラス基板上に、SiO2層と、TiO2層とを、交互に、電子ビーム蒸着(EB)法により基板温度280℃で、積層蒸着し、誘電体多層膜を両面に形成し、誘電体多層膜付積層フィルムを得た。基材フィルム上に形成された誘電体多層膜層は、1層が110〜120nmで、片面18層(最表面層はSiO2層)の層構成であった。
次いで上記の硬化性組成物を、ガラス基板上にスピン塗布し、100℃で2分間で乾燥し、さらに200℃で5分間加熱した。
得られた近赤外線カットフィルタの総厚さは約0.2mmだった。
【0121】
比較例1
ガラス基板上に、SiO2層と、TiO2層とを、交互に、電子ビーム蒸着(EB)法により積層蒸着し、誘電体多層膜を両面に形成し、誘電体多層膜付積層フィルムを得た。基材フィルム上に形成された誘電体多層膜層は、1層が110〜120nmで、片面18層(最表面層はSiO2層)の層構成であった。
【0122】
比較例2
ポリアミック酸の代わりにドープを下記に変更し、成膜した。
日本ゼオン株式会社製のノルボルネン系樹脂「ゼオノア 1400R」をシクロヘキサンとキシレンの7:3混合溶液を加えて溶解し、固形分が20%の溶液を得た(ドープE)。かかるドープE(10g)に、クオタリレン系色素(LumogenIR765、BASF社製)(0.1g)を添加した攪拌・混合した後、平滑なガラス板上にキャストし、60℃で8時間、80℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下100℃で24時間乾燥した。
得られた基材フィルムに、SiO2層と、TiO2層とを、交互に、電子ビーム蒸着(EB)法により基板温度200℃で、積層蒸着し、誘電体多層膜を両面に形成し、誘電体多層膜付積層フィルムを得た。基材フィルム上に形成された誘電体多層膜層は、1層が70〜180nmで、片面18層(最表面層はSiO2層)の層構成であった。
【0123】
【表1】

【符号の説明】
【0124】
1 ガラス基板
2 誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜
3 有機高分子樹脂層
4 近赤外線吸収剤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラス基板上に、有機高分子層と、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜とを有する近赤外線カットフィルタ。
【請求項2】
前記有機高分子層が、近赤外線吸収剤を含有する、請求項1に記載の近赤外線カットフィルタ。
【請求項3】
ガラス基板、有機高分子層、および誘電体多層膜を該順に有するか、ガラス基板、誘電体多層膜、および有機高分子層を該順に有する、請求項1または2に記載の近赤外線カットフィルタ。
【請求項4】
前記有機高分子層が、スピン塗布によって形成されてなる、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。
【請求項5】
前記有機高分子層が、ポリイミド樹脂を含む、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。
【請求項6】
前記ポリイミド樹脂が、下記一般式(1)および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を有する、請求項5に記載の近赤外線カットフィルタ。
一般式(1)
【化1】

(一般式(1)中、R1は、4価の有機基を表す。複数のR1は互いに同一であっても異なっていてもよい。R2は、2価の有機基を表す。複数のR2は互いに同一であっても異なっていてもよい。但し複数のR2のうち少なくとも一つは脂環基を有する基である。R3は、それぞれ、水素原子または炭素数1〜20の有機基を表す。)
一般式(2)
【化2】

(一般式中、XおよびYは、それぞれ、単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基、または、単環式もしくは縮合多環式の芳香族基を含有し、構成する炭素原子数が4〜30である連結基を表す。)
【請求項7】
前記ポリイミド樹脂が、一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーであって、前記一般式(2)のXおよびYの少なくとも一方が、単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基である、請求項6に記載の近赤外線カットフィルタ。
【請求項8】
前記ポリイミド樹脂が、一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーであって、前記一般式(2)のXが芳香族基であり、Yが単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基である、請求項6に記載の近赤外線カットフィルタ。
【請求項9】
ガラス基板上に、有機高分子層を成膜した後、該有機高分子層表面に誘電体多層膜を蒸着により形成してなる、請求項1〜8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10】
ガラス基板上に、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜を蒸着により形成した後、該近赤外線反射膜の表面に有機高分子層を成膜してなる、請求項1〜8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11】
前記有機高分子層が、硬化性組成物を重合により硬化してなる層である、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。
【請求項12】
前記有機高分子層が、重合性モノマーを含有する硬化性組成物を硬化してなる、請求項11に記載の近赤外線カットフィルタ。
【請求項13】
前記低屈折率層の一つがシリカ(SiO2)を含み、前記高屈折率層の一つがチタニア(TiO2)を含む、請求項1〜12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14】
請求項1〜13のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタを用いた固体撮像素子。
【請求項15】
誘電体多層膜を蒸着により形成することを含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタの製造方法。
【請求項16】
有機高分子層をスピン塗布により形成することを含む、請求項15に記載の近赤外線カットフィルタの製造方法。

【図1】
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【図2】
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