金属氧化物被膜用涂布液以及金属氧化物被膜的制作方法_3

文档序号:8268773阅读:来源:国知局
硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、γ -甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲 氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、 γ -巯基甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、γ -脲基丙基三乙氧基硅烷、γ -脲 基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三丙氧基硅烷、(R)-N-I-苯基乙基-Ν'-三乙氧基硅烷 基丙基脲、(R)-N-I-苯基乙基-Ν'-三甲氧基硅烷基丙基脲、烯丙基三乙氧基硅烷、3-甲基 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基 三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、三氟 丙基二甲氧基娃烧、漠丙基二乙氧基娃烧、^乙基^乙氧基娃烧、^乙基^甲氧基娃烧、^-苯基^甲氧基娃烧、^苯基^乙氧基娃烧、二甲基乙氧基娃烧、二甲基甲氧基娃烧、对苯乙 烯基三甲氧基硅烷、对苯乙烯基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三丙氧基硅烷或者甲基乙烯基 二乙氧基硅烷等。它们可单独使用或将2种以上组合使用。
[0080] 此外,在含有上述第2金属醇盐的情况下,相对于上述金属醇盐的金属原子(Μ1) 的摩尔数(m 1)和上述有机锡化合物的金属原子(Sn)的摩尔数(msn)和上述金属盐的金 属原子(M 2)的摩尔数(m2)和第2金属醇盐的金属原子(M3)的摩尔数(m3)的总计,金属 氧化物被膜用涂布液中所含的上述金属盐的金属原子(M 2)的摩尔数(m2)的摩尔比(m2/ (V+mSn+m2+!!! 3))优选为 0. 01 ?0. 7,更优选为 0. 03 ?0. 6。
[0081] 而且,本发明中,在不损害本发明效果的前提下,可以包含例如无机微粒、金属氧 烧(y夕口 _寸> ;Metalloxane)低聚物、金属氧烧聚合物、均化剂、表面活性剂等成分。
[0082] 作为无机微粒,优选是二氧化硅微粒、氧化铝微粒、二氧化钛微粒和氟化镁微粒等 微粒,特别优选这些无机微粒的胶体溶液。该胶体溶液既可以是将无机微粒粉末分散于分 散介质而成的胶体溶液,也可以是市售商品的胶体溶液。
[0083] 本发明中,通过含有无机微粒,可赋予所形成的固化被膜以表面形状或其它功能。 无机微粒的平均粒径优选〇. 001?〇. 2 μ m,更优选0. 001?0. 1 μ m。无机微粒的平均粒径 超过0. 2 μπι时,有时候使用所配制的涂布液而形成的固化被膜的透明性降低。
[0084] 作为无机微粒的分散介质,可例举水、有机溶剂。从被膜形成用涂布液的稳定性的 观点来看,胶体溶液的pH或pKa优选调整至1?10。更优选2?7。
[0085] 用于胶体溶液的分散介质的有机溶剂可例举甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二 醇、丁二醇、戊二醇、2-甲基-2, 4-戊二醇、二乙二醇、二丙二醇、乙二醇单丙基醚等醇类; 甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类;甲苯、二甲苯等芳烃类;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、 N-甲基吡咯烷酮等酰胺类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、γ -丁内酯等酯类;四氢呋喃、1,4-二口恶 烷等醚类。其中,优选醇类或酮类。这些有机溶剂可以单独或2种以上混合后用作分散介 质。
[0086] 〈组合物的聚合方法〉
[0087] 作为缩聚本发明的金属氧化物被膜用涂布液中所含的组合物的方法,可例举使用 式(I)所示的金属醇盐、式(IIA)或式(IIB)所示的有机锡化合物、以及根据需要使用的式 (IV)所示的第2金属醇盐以及式(III)的金属盐在醇或二醇等溶剂中进行水解、缩聚的方 法。通常,以促进水解、缩合反应为目的,使用盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、甲酸、草酸、马来酸、富 马酸等酸,氨、甲胺、乙胺、乙醇胺、三乙胺等碱,盐酸、硫酸、硝酸等的金属盐等催化剂。本发 明中,式(III)所记载的金属盐就在这些中。此外,一般还通过将溶解了烷氧基硅烷的溶液 进行加热来进一步促进水解、缩合反应。此时,加热温度及加热时间可以根据需要适当选 择。反应温度优选5 °C?100 °C的范围,更优选10 °C?80 °C的范围,进一步优选15 °C?60 °C 的范围。反应时间优选5分钟?6小时的范围,更优选10分钟?5小时的范围。
[0088] 对于本发明的金属氧化物被膜用涂布液的固体成分浓度,在将金属醇盐和有机锡 化合物和金属盐换算为金属氧化物的情况下,作为固体成分,优选0. 5?20wt%的范围。如 果固体成分超过20wt%,则涂覆组合物的储藏稳定性变差,而且难以控制金属氧化物层的 膜厚。另一方面,如果固体成分在〇. 5wt %以下,则得到的金属氧化物层的厚度变薄,为了得 到规定的膜厚需要多次涂布。
[0089] 本发明的金属氧化物被膜用涂布液为在金属盐(例如铝盐)的存在下将M(OR)J^ 示的金属醇盐和有机锡化合物在有机溶剂中进行水解、缩合而得。金属醇盐的水解所使用 的水的量,相对于金属醇盐的总摩尔数,以摩尔比换算计优选设为2?24。更优选2?20。 在摩尔比(水的量(摩尔V(金属醇盐的总摩尔数))为2以下的情况下,金属醇盐的水解 不充分,成膜性降低,且得到的金属氧化物被膜的强度也降低,因而不优选。此外,在摩尔比 大于24的情况下,由于缩聚继续进行,因此储藏稳定性降低,因而不优选。
[0090] 在使用其他金属醇盐的情况下也相同。
[0091] 〈制膜〉
[0092] 本发明的金属氧化物被膜用涂布液采用常规的涂布法形成涂膜,之后可用作为本 发明的金属氧化物被膜。作为涂布法,例如可使用浸涂法、旋涂法、喷涂法、流涂法、刷毛涂 法、棒涂法、凹版涂布法、辊转印法、刮刀涂布法、气刀涂布法、狭缝涂布法、丝网印刷法、喷 墨法或者柔板印刷法等。其中优选使用旋涂法、狭缝涂布法、刮刀涂布法、或喷涂法。
[0093] 〈干燥〉
[0094] 通过将形成在基材上的涂膜干燥、烧成,可得到本发明的金属氧化物被膜。干燥工 序优选室温?150°C的温度范围,更优选40?120°C的范围。此外,其时间优选30秒?10 分钟左右,更优选1?8分钟左右。作为干燥方法,优选使用加热板或热风循环式炉等。
[0095] 〈形成图案工序〉
[0096] 本发明中,如果向在保持对显影液的溶解性的范围内干燥的膜利用包括紫外区域 的光进行曝光,则发生金属氧化物被膜中的锡化合物的氧化,曝光部的干燥膜选择性地不 溶化。作为包括紫外区域的光,包括180nm以上400nm以下的波长的光源由于市售而容易 获得,因而优选。作为光源,例如可例举汞灯、金属卤灯、氙灯、准分子灯等照射能量线等。
[0097] 作为照射量,可根据需要适当选择,以波长365nm换算计优选100?10000mJ/cm2, 更优选 150 ?8000mJ/cm2。
[0098] 本发明所使用的显影液是进行金属氧化物被膜的蚀刻的显影液。为此,可使用碱 性化合物溶液或酸性化合物溶液。作为碱性化合物溶液(碱性显影液),例如可使用碱金 属或季铵盐的氢氧化物、硅酸盐、磷酸盐、乙酸盐、胺类等的水溶液。作为具体例,可例举氢 氧化钠、氢氧化钾、氢氧化按、三甲基苄基氢氧化按、四甲基氢氧化按、娃酸钠、磷酸钠、乙酸 钠、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等的水溶液。作为酸性化合物溶液(酸性显影液),优 选盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、磷酸等无机酸,甲酸、乙酸等有机酸的水溶液。其中,相对于水 的量,碱性化合物或酸性化合物的量优选是能充分产生曝光部和未曝光部之间溶解度差的 量。
[0099] 〈烧成〉
[0100] 考虑到触摸屏的其他构成部件的耐热性,烧成工序优选100°c?300°C的范围,更 优选在150°c?250°C的范围内。此外,其时间优选5分钟以上,更优选15分钟以上。作为 烧成方法,优选使用加热板、热风循环式炉、红外线炉等。
[0101] 实施例
[0102] 以下,通过本发明的实施例进行更具体的说明,但不应解释为仅限于这些实施例。
[0103] 本实施例中所用的化合物的缩写如下。
[0104] TEOS:四乙氧基硅烷
[0105] OcSn:辛酸锡
[0106] TIPT:四异丙醇钛
[0107] InN:硝酸铟三水合物
[0108] AN:硝酸铝九水合物
[0109] HG :2-甲基-2, 4-戊二醇(别名:己二醇)
[0110] BCS :2_ 丁氧基乙醇(别名:丁基溶纤剂)
[0111] PB:丙二醇单丁醚
[0112] EG:乙二醇
[0113] 〈合成例1>(实施例1)
[0114] 在300mL烧瓶中加入InN 11.2g、以及水3. 2g并搅拌,溶解InN。在其中放入HG 96. 3g、PB 13. 8g、以及TEOS 26. 2g,在室温下搅拌30分钟。之后,放入BCS 27. 5g、以及OcSn 21. 8g,进一步在室温下搅拌30分钟,得到溶液<K1>。
[0115] 〈合成例2>(实施例2)
[0116] 在300mL烧瓶中加入InN 9. 2g、以及水2. 7g并搅拌,溶解InN。在其中放入HG 97. 7g、PB 14. 0g、以及TEOS 16. 5g,在室温下搅拌30分钟。之后,放入BCS 27. 9g、以及OcSn
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