核壳染料、近红外吸收组合物及使用其的膜、滤光器及互补金属氧化物半导体图像传感器的制作方法

本公开涉及一种核壳染料、包含其的近红外吸收树脂组合物、使用其的近红外吸收膜、滤光器以及互补金属氧化物半导体图像传感器。

背景技术：

1、图像传感器是将光子转换成电子且将其显示在显示装置上或将其存储在存储装置中的半导体。

2、根据制造工艺和应用方法将图像传感器分类为电荷耦合装置(charge coupleddevice，ccd)图像传感器和互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxidesemiconductor，cmos)图像传感器。

3、另外，cmos图像传感器包含滤色器，所述滤色器包含红色、绿色以及蓝色的相加和混合原色的过滤段。另一方面，cmos图像传感器的基于硅的光二极管(si-光二极管)在近红外波长区(具体来说，约750纳米到约1,000纳米)中具有灵敏度，且还需要具有包含近红外吸收膜的滤光器。

4、近红外吸收膜用于减少或防止由除可见区的光以外的光(例如，近红外线)引起的光学失真，且通常通过涂布和干燥包含特定化合物的组合物来形成。

5、用于近红外吸收膜的化合物已知为无机染料。然而，无机染料为具有低近红外吸收强度的材料且需要在制造近红外吸收膜时过量地使用。因此，随着无机染料的量增加，组合物的粘度增加，从而使可加工性劣化且使膜变厚。

6、因此，作为用于近红外吸收膜的化合物，需要用有机染料来替换无机染料，但与无机染料、有机颜料等相比，迄今为止已知的有机染料具有较差耐久性(例如，耐化学性、耐光性等)。

技术实现思路

1、一实施例提供一种展现出高的近红外吸收强度同时确保耐久性的核壳染料。

2、另一实施例提供一种包含核壳染料的近红外吸收组合物。

3、另一实施例提供一种通过使用近红外吸收组合物来制备的近红外吸收膜。

4、一实施例提供一种核壳染料，所述核壳染料包含：由化学式1表示的核；和围绕核且由化学式2表示的壳：

5、[化学式1]

6、

7、其中，在化学式1中，y1和y3各自独立地为＝ch-或氮原子；y2和y4各自独立地为-ch2-、硫原子、-nh-或氧原子；

8、[化学式2]

9、

10、其中，在化学式2中，a1和a2各自独立地为二价经取代或未经取代的c6到c30芳族环；l1和l2各自独立地为单键或经取代或未经取代的c1到c30亚烷基；且a为2到10的整数。

11、y2和y4均可为硫原子。

12、y1和y3均可为＝ch-。

13、r1到r4可各自独立地为c6到c30芳基；且r1到r4可各自独立地未经取代或在末端处经以下中的至少一个取代：c1到c10烷基、c1到c10烷氧基、环氧基、(甲基)丙烯酸酯基或氰基。

14、r1到r4可各自独立地由化学式3表示：

15、[化学式3]

16、

17、其中，在化学式3中，r5为由化学式3-1表示的取代基；且b为0到5的整数；

18、[化学式3-1]

19、

20、其中，在化学式3-1中，l3为单键、氧原子或经取代或未经取代的c1到c10亚烷基；r6为经取代或未经取代的c1到c10烷基、经取代或未经取代的c1到c10烷氧基、环氧基、(甲基)丙烯酸酯基或氰基；且c为1到5的整数。

21、r1到r4中的所有可相同。

22、核可由由以下中选出的任一个表示：

23、[化学式1-1]

24、

25、[化学式1-2]

26、

27、[化学式1-3]

28、

29、[化学式1-4]

30、

31、[化学式1-5]

32、

33、[化学式1-6]

34、

35、a1和a2可各自独立地为二价经取代或未经取代的苯环、二价经取代或未经取代的吡啶环或二价经取代或未经取代的蒽环。

36、a1和a2可各自独立地由化学式4-1或化学式4-2表示：

37、[化学式4-1]

38、

39、[化学式4-2]

40、

41、其中，在化学式4-1和化学式4-2中，z1为*-ch-*或氮原子；x1到x3各自独立地为卤素基团或经取代或未经取代的c1到c20烷基；且d、e以及f各自独立地为0到4的整数。

42、化学式2可为化学式2-1或化学式2-2：

43、[化学式2-1]

44、

45、其中，在化学式2-1中，l11和l21各自独立地为经取代或未经取代的c1到c10亚烷基；z11和z12各自独立地为*-cr-*或氮原子，其中r为氢原子或经取代或未经取代的c1到c10烷基；x11和x12各自独立地为卤素基团或经取代或未经取代的c1到c10烷基；d1和d2各自独立地为0到4的整数；且a1为2到10的整数；

46、[化学式2-2]

47、

48、其中，在化学式2-2中，l12和l22各自独立地为单键或经取代或未经取代的c1到c10亚烷基；z13为*-cr-*或氮原子，其中r为氢原子或经取代或未经取代的c1到c10烷基；x13、x21以及x31各自独立地为卤素基团或经取代或未经取代的c1到c10烷基；a2为2到10的整数；且d3、e1以及f1各自独立地为0到4的整数。

49、z11和z12中的任一个可为*-ch-*或氮原子，且另一个可为*-ch-*。

50、x11和x12可各自独立地为卤素基团，且d1+d2可为1到8的整数。

51、l11和l21可各自独立地为c1到c10亚烷基。

52、a1可为2。

53、x13、x21以及x31可各自独立地为卤素基团，且d3+e1+f1可为1到12的整数。

54、l12和l22可各自独立地为c1到c10亚烷基。

55、a2可为2。

56、壳可由由以下中选出的任一个表示：

57、[化学式2-1-1]

58、

59、[化学式2-1-2]

60、

61、[化学式2-1-3]

62、

63、[化学式2-1-4]

64、

65、[化学式2-2-1]

66、

67、[化学式2-2-2]

68、

69、[化学式2-2-3]

70、

71、[化学式2-2-4]

72、

73、核壳染料可包含摩尔比为约1:1的核和壳。核壳染料可由由以下中选出的任一个表示：[化学式5-1]

74、

75、[化学式5-2]

76、

77、[化学式5-3]

78、

79、[化学式5-4]

80、

81、[化学式5-5]

82、

83、[化学式5-6]

84、

85、[化学式5-7]

86、

87、[化学式5-8]

88、

89、[化学式5-9]

90、

91、[化学式5-10]

92、

93、[化学式5-11]

94、

95、[化学式5-12]

96、

97、[化学式5-13]

98、

99、[化学式5-14]

100、

101、[化学式5-15]

102、

103、[化学式5-16]

104、

105、[化学式5-17]

106、

107、[化学式5-18]

108、

109、[化学式5-19]

110、

111、[化学式5-20]

112、

113、[化学式5-21]

114、

115、[化学式5-22]

116、

117、[化学式5-23]

118、

119、[化学式5-24]

120、

121、[化学式5-25]

122、

123、[化学式5-26]

124、

125、[化学式5-27]

126、

127、[化学式5-28]

128、

129、[化学式5-29]

130、

131、[化学式5-30]

132、

133、[化学式5-31]

134、

135、[化学式5-32]

136、

137、[化学式5-33]

138、

139、[化学式5-34]

140、

141、[化学式5-35]

142、

143、[化学式5-36]

144、

145、[化学式5-37]

146、

147、[化学式5-38]

148、

149、[化学式5-39]

150、

151、[化学式5-40]

152、

153、[化学式5-41]

154、

155、[化学式5-42]

156、

157、[化学式5-43]

158、

159、[化学式5-44]

160、

161、[化学式5-45]

162、

163、[化学式5-46]

164、

165、[化学式5-47]

166、

167、[化学式5-48]

168、

169、核可在约750纳米到约850纳米的波长下具有最大吸收峰值。核壳染料可具有约800纳米到约1,000纳米的最大吸收峰值。

170、核壳染料可为近红外吸收染料。

171、另一实施例提供一种包含核壳染料的近红外吸收树脂组合物。

172、近红外吸收树脂组合物可更包含粘合剂树脂和溶剂。

173、近红外吸收树脂组合物可用于cmos图像传感器。

174、另一实施例提供一种通过使用近红外吸收树脂组合物来制备的近红外吸收膜。

175、另一实施例提供一种包含近红外吸收膜的滤光器。

176、另一实施例提供一种包含滤光器的cmos图像传感器。

177、本发明的其他实施例包含在以下详细描述中。

178、根据实施例的核壳染料具有极佳耐久性，同时展现出与近红外吸收波长带的改进的匹配。

179、因此，包含核壳染料的近红外吸收树脂组合物可形成精细图案，同时减少染料含量，从而有助于经济地为cmos图像传感器提供近红外吸收膜。