KR101015781B1 - 유기산 금속염 및 이를 함유하는 금속 산화물 박막 형성용도포액 - Google Patents

유기산 금속염 및 이를 함유하는 금속 산화물 박막 형성용도포액 Download PDF

Info

Publication number
KR101015781B1
KR101015781B1 KR1020030075444A KR20030075444A KR101015781B1 KR 101015781 B1 KR101015781 B1 KR 101015781B1 KR 1020030075444 A KR1020030075444 A KR 1020030075444A KR 20030075444 A KR20030075444 A KR 20030075444A KR 101015781 B1 KR101015781 B1 KR 101015781B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic acid
salt
magnesium
metal salt
acid metal
Prior art date
Application number
KR1020030075444A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040038744A (ko
Inventor
가다고지
노무라히데유키
혼다가요코
사와다고헤이
Original Assignee
니치유 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니치유 가부시키가이샤 filed Critical 니치유 가부시키가이샤
Publication of KR20040038744A publication Critical patent/KR20040038744A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101015781B1 publication Critical patent/KR101015781B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/41Preparation of salts of carboxylic acids
    • C07C51/412Preparation of salts of carboxylic acids by conversion of the acids, their salts, esters or anhydrides with the same carboxylic acid part
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F3/00Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table
    • C07F3/02Magnesium compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 포화 모노카복실산 또는 이의 염과 무기 마그네슘 화합물을 반응시켜 수득한 유기산 금속염을 제공한다. 당해 포화 모노카복실산 또는 이의 염은 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산 또는 이의 염을 97중량% 이상 함유하여, 당해 유기산 금속염은 유기산 마그네슘염을 99중량% 이상 함유한다. 당해 유기산 금속염은 실질적으로 유기산 마그네슘염으로 이루어지며, 알콜계 용매 또는 알콜계 용매를 5중량% 이상 함유하는 혼합 용매에 대한 용해성이 우수하고, 산화마그네슘 박막 형성용 도포액으로 형성되는 경우 시간 경과에 따른 안정성이 우수하다. 당해 도포액으로부터 수득되는 도포막은 균일성이 우수하고, 소성에 의해, 투명성이 높고 실용성이 높은 막 두께를 갖는 산화마그네슘막을 제공한다. 도포 후의 소성 시점에서, 막 내에 용매 잔사가 잔류하지 않고, NOx 등의 환경 오염 가스를 배출하지 않는다.
유기산 금속염, 금속 산화물 박막, 도포액, 시간 경과에 따른 안정성, 투명성, 균일성.

Description

유기산 금속염 및 이를 함유하는 금속 산화물 박막 형성용 도포액{Organic acid metal salt and coating liquid containing the same for forming a metal oxide film}
본 발명은 플라스마 디스플레이 패널(PDP)용 유전체의 보호막 등에 사용되는 산화마그네슘 박막을 도포 성막법으로 형성하는 데 적합한 유기산 마그네슘염에 관한 것이다.
산화마그네슘 박막은 PDP용 보호막, 절연막, 촉매막 및 표면보호막 등 광범위하게 이용되고 있다. 종래, 산화마그네슘을 비롯한 금속 산화물의 박막을 형성하는 방법으로는 스퍼터법 및 진공증착법 등의 물리적 성막법이 사용되고 있다. 이러한 방법에 의해 균일하고 치밀한 결정성이 높은 박막이 수득되는 반면, 진공계에서 성막을 실시하기 때문에, 대형이면서 복잡한 고가의 장치가 필요하다. 또한, 뱃치식으로 생산하기 때문에 생산효율이 불량하고, 제조 비용이 높아지는 문제가 있다.
한편, 상기 물리적 성막법에 대하여, 고가의 복잡한 장치를 필요로 하지 않 으면서 오히려 간단한 공정으로 금속 산화물 박막을 형성할 수 있는 방법으로서, 도포 성막법이 있다.
도포 성막법에는 여러 가지의 알칼리 토금속의 화합물이 사용되고 있다. 예를 들면, MgO 입자 및 소성에 의해 MgO를 형성하는 MgO 전구체(일본 공개특허공보 제(평)9-12940호 및 일본 공개특허공보 제(평)9-208851호), 알칼리 토금속(예: 마그네슘)의 알콕사이드(일본 공개특허공보 제(평)6-162920호 및 일본 공개특허공보 제(평)8-329844호) 등을 포함하는, 금속 산화물(산화마그네슘) 박막 형성용 조성물이 공지되어 있다.
그러나, 상기 금속 산화물 박막 형성용 조성물(도포액)은 일반적으로, 시간 경과에 따른 안정성이 불량해서, 균일한 박막이 수득되지 않거나 두께가 얇은 막 밖에 수득되지 않는 등의 문제가 있다.
또한, 도포 성막법에 사용하는 조성물에 함유될 수 있는 화합물로는 상기 마그네슘 화합물 이외에도 유기산 마그네슘염이 공지되어 있지만, 유기산 마그네슘염은 용매에 대한 용해성이 일반적으로 낮으며, 예를 들면 알콜계 용매를 사용하여 도포액으로 형성한 경우에 백탁이나 침전이 생성될 수 있다. 따라서, 각종 첨가제를 사용하여 백탁이나 침전이 생기지 않는 투명한 도포액을 제조하는 것이 검토되고 있다.
예를 들면, 일본 공개특허공보 제(평)9-95627호에서, 유기산 마그네슘염, 용매로서의 다가 알콜 아세트산 유도체 및 첨가제(예: 증점제)를 함유하는 도포액이 제조된다. 또한, 일본 공개특허공보 제(평)9-129141호에서는 유기산 마그네슘염, 다가 알콜 유도체, 유기산, 아민 및 첨가제(예: 증점제)를 함유하는 도포액이 제조되어 있다. 그러나, 이러한 도포액은 시간 경과에 따른 안정성이 반드시 충분하지는 않다는 결점이 있다.
상술한 바와 같이, 유기산 마그네슘염을 함유하는 도포액은 예를 들면, 통상적으로 사용되는 알콜계 용매 등을 사용한 경우 백탁이 형성되어, 도포막에 백탁이 형성되거나 도포막을 형성하지 않는 등의 결점이 있다. 또한, 상기 공보의 기술에 의해 투명한 도포액이 형성된 경우라도 이의 시간 경과에 따른 안정성이 충분하지 않다는 문제가 있다.
본 발명의 유기산 금속염은 포화 모노카복실산 또는 이의 염과 무기 마그네슘 화합물을 반응시켜 수득한 유기산 금속염이고, 당해 포화 모노카복실산 또는 이의 염이 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산 또는 이의 염을 97중량% 이상 함유하며, 당해 유기산 금속염이 유기산 마그네슘염을 99중량% 이상 함유한다.
바람직한 실시양태에 있어서, 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산은 직쇄 포화 모노카복실산이다.
바람직한 실시양태에 있어서, 본 발명의 유기산 금속염은 에탄올에 40중량%가 되도록 용해하여 30℃에서 1시간 동안 정치한 경우, 생성된 용액이 투명하다.
본 발명의 유기산 금속염의 제조방법은 무기 마그네슘 화합물 1mol과 포화 모노카복실산 또는 이의 염 2 내지 3mol을 반응시키는 공정을 포함하며, 당해 포화 모노카복실산 또는 이의 염은 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산 또는 이의 염을 97중량% 이상 함유하며, 당해 유기산 금속염은 유기산 마그네슘염을 99중량% 이상 함유한다.
바람직한 실시양태에 있어서, 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산은 직쇄 포화 모노카복실산이다.
바람직한 실시양태에 있어서, 포화 모노카복실산 또는 이의 염은 포화 모노카복실산이다.
바람직한 실시양태에 있어서, 본 발명의 반응은 물 또는 물을 10중량% 이상 함유하는 유기 용매 속에서 이루어진다.
바람직한 실시양태에 있어서, 본 발명의 방법은 80℃ 이하에서 용매를 제거하는 공정을 추가로 포함한다.
바람직한 실시양태에 있어서, 무기 마그네슘 화합물은 수산화마그네슘이다.
본 발명의 산화마그네슘 박막 형성용 도포액은 알콜계 용매 및 알콜계 용매를 포함하는 혼합 용매로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 유기 용매 100중량부 및 상기 유기산 금속염 1 내지 100중량부를 함유한다.
바람직한 실시양태에 있어서, 혼합 용매는 지방족 탄화수소계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매 및 할로겐계 용매로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 용매와 알콜계 용매의 혼합 용매이다.
바람직한 실시양태에 있어서, 유기 용매는 알콜계 용매를 5중량% 이상 함유하는 혼합 용매이다.
바람직한 실시양태에 있어서, 알콜계 용매는 탄소수 1 내지 8의 1가 또는 다가 알콜이다.
바람직한 실시양태에 있어서, 알콜계 용매의 비점 및 혼합 용매에 사용하는 유기 용매의 비점은 각각 70 내지 200℃이다.
따라서, 본 발명은 다음 목적을 달성할 수 있다: 도포 성막법에 의해, 막 강도, 투명성 및 실용에 견딜 수 있는 막 두께의 산화마그네슘 박막을 형성시킬 수 있는, 실질적으로 유기산 마그네슘염으로 이루어지는 유기산 금속염 및 당해 유기산 금속염의 제조방법을 제공하는 것; 당해 유기산 금속염을 함유하며, 상기 우수한 성질을 갖는 산화마그네슘 박막을 형성하는 것이 가능하고, 시간 경과에 따른 안정성이 우수한 산화 마그네슘 박막 형성용 도포액을 제공하는 것이다.
본 발명의 유기산 금속염은 포화 모노카복실산 또는 이의 염(성분 a)과 무기 마그네슘 화합물(성분 b)로부터 합성되며, 실질적으로, 99중량% 이상이 유기산 마그네슘염인 실질적으로 유기산 금속염으로 이루어진다.
상기 성분 a는 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산 또는 이의 염을 97중량% 이상 함유해야 한다. 바람직하게는 98중량% 이상, 보다 바람직하게는 99%중량 이상 함유하고 있다.
탄소수 3 이하의 포화 카복실산을 사용하여 수득한 유기산 마그네슘염은 산화마그네슘 박막 형성용 도포액으로 형성시키는 경우 결정화하며, 백색의 미소한 입자를 형성하기 쉬운 경향이 있다. 이로 인해, 도포액이 균일하게 도포되기 어렵다. 또는, 도포시에 유기산 마그네슘염은 용해되지만, 막 도포 후, 건조에 의해 도포막이 백탁되고, 소성에 의해 수득한 산화마그네슘 박막도 백탁되기 쉬워진다. 탄소수 11 이상의 카복실산을 사용하여 수득한 유기산 마그네슘염은 용매에 대한 용해성이 부족하며, 도포액을 만들기 어려운 경향이 있다.
탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산 또는 이의 염은 천연으로부터 수득되거나, 화학 합성에 의해 제조되고 있다. 그러나, 이러한 포화 모노카복실산 또는 이의 염에는, 데칸, 도데칸, 트리데칸 등의 파라핀계 화합물, 2-운데카논 등의 케톤계 화합물, 장쇄 알콜류 및 장쇄 알데히드류와 같은, 정제단계에서 증류에 의해서 제거할 수 없는 불순물이 함유되어 있다. 또한, 합성시의 원료로부터 수득한 탄소수 3 이하 또는 11 이상의 카복실산이 포함되는 경우가 있다.
이들 불순물은 유기산 마그네슘염을 합성하는 동안 반응에 의해 생성되는 유기산 마그네슘염 및 미반응 무기 마그네슘 화합물에 부착되어, 점착성 불순물을 형성한다. 이러한 점착성 불순물은 유기 용매에도 용해되기 어렵고 정제에 의해서도 제거되기 어려워, 생성물 중에 잔존한다. 이러한 불순물의 합계가 3중량%을 초과하는 경우, 도포액을 제조할 때에 침전 또는 백탁 등을 발생하기 때문에, 소정 농도의 유기산 마그네슘염을 제조할 수 없는 문제가 형성된다. 또한, 산화마그네슘 박막이 백탁되는 원인도 될 수 있다.
본 발명에는 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산이 바람직하게 사용된다. 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산으로는, 예를 들면, 부티르산, 이소부티르 산, 발레르산, 이소발레르산, 카프론산, 2-에틸부티르산, 에난트산, 카프릴산, 펠아르곤산, 카프린산 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 탄소수 4 내지 10의 직쇄 포화 모노카복실산이다. 측쇄 포화 모노카복실산을 사용하여 합성한 유기산 마그네슘염은 이의 구조상, 분해되기 어렵기 때문에, 이의 열분해 개시온도 및 열분해 종료온도는, 각각, 직쇄 포화 모노카복실산을 사용하여 합성한 유기산 마그네슘염의 열분해 개시온도 및 열분해 종료온도보다 높다. 따라서, 당해 염을 포함하는 도포액으로부터 제조된 도포막의 소성시, 보다 고온이 요구되어 경제적이지 않다. 본 발명에 사용되는 포화 모노카복실산은 단독의 화합물일 수 있으며, 2종류 이상의 조합일 수 있다.
성분 a로서 사용되는 포화 모노카복실산염은 포화 모노카복실산과 알칼리를 수성 용매 속에서 반응시켜 수득한 화합물이다. 포화 모노카복실산염으로는 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리금속염; 암모늄염; 디에틸아민염, 트리에틸아민염, 에탄올아민염 등의 아민염 등을 들 수 있다. 특히 바람직하게는 암모늄염 및 아민염이다. 알칼리 금속염을 사용한 경우, 최종적으로 수득된, 실질적으로 유기산 마그네슘으로 이루어진 유기산 금속염 중에 포화 지방산 알칼리금속염이 잔류하여, 소성 후의 산화마그네슘 박막의 전기 특성 및 막 강도 등에 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명에서 사용된 포화 모노카복실산 또는 이의 염의 순도는 가스 크로마토그래피, 가스 크로마토그래피/질량분석장치 등을 사용하여 측정할 수 있다.
성분 a로서 포화 모노카복실산을 사용하는 경우, 성분 b의 무기 마그네슘 화합물로는 수산화마그네슘, 산화마그네슘 및 탄산마그네슘 등이 사용된다. 반응시 에 용액의 취급이 용이하며 균일하게 반응이 진행되기 쉬운 점을 고려하면, 수산화마그네슘이 바람직하게 사용된다. 한편, 성분 a로서 포화 모노카복실산의 염을 사용하는 경우, 성분 b로는 염화마그네슘 및 황산마그네슘 등의 수용성 무기 마그네슘 화합물이 사용된다. 부산물 염의 제거능 등을 고려하면, 물에 용해되기 쉬운 황산나트륨을 형성할 수 있는 황산마그네슘이 바람직하게 사용된다.
통상적으로, 원료로서 사용되는 무기 마그네슘 화합물은, 불순물로서, 칼슘화합물 등의 금속 화합물을 함유한다. 이러한 불순물을 함유하는 원료를 사용하여 유기산 금속염을 합성한 경우, 이러한 금속 화합물도 포화 모노카복실산과 반응하여 유기산 금속염을 생성한다. 이와 같이 생성된 유기산 금속염을 유기산 마그네슘염으로부터 분리 및 제거하는 것은 어렵다. 이로 인해 무기 마그네슘 화합물(성분 b)에 포함된 전체 금속에 대한 마그네슘의 비율은 99중량% 이상인 것이 바람직하다. 마그네슘의 함량이 전체 금속량에 대하여 99중량% 미만인 무기 마그네슘 화합물을 출발원료로서 사용하면, 수득된 유기산 금속염을 알콜류를 비롯한 용매에 용해시키는 경우 백탁이 형성된다. 이러한 유기산 금속염을 함유하는 도포액은 시간 경과에 따른 안정성이 불량하며, 침전물이 형성된다. 또한, 이러한 유기산 금속염을 함유하는 도포액을 사용하여 산화마그네슘 박막을 성막하면, 수득된 산화마그네슘 박막에 백탁 및 균열이 형성된다.
본 발명의 유기산 금속염 중의 마그네슘 및 기타 금속의 함량은 원자 흡광분석법, 형광 X선 분석법, 유도결합 플라스마 발광분석법 등을 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 유기산 금속염은, 상기 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산을 97%중량 이상 포함하는 성분 a와 무기 마그네슘 화합물(성분 b)을, 바람직하게는 하기의 방법으로 반응시켜 수득한다.
본 발명의 유기산 금속염에는 유기산 마그네슘염이 99중량% 이상, 보다 바람직하게는 99.5중량% 이상 포함되어 있다. 상기한 바와 같이, 원료인 포화 모노카복실산(성분 a)과 무기 마그네슘 화합물(성분 b)과의 반응으로는 이들 원료 중의 물질로부터 유래한 불순물이 완전히 제거되지 않기 때문에 마그네슘 이외의 금속(예를 들면, 칼슘)에 유래하는 유기산 금속염 등이 존재한다. 이러한 유기산 금속염 중의 유기산 마그네슘염의 함량이 99중량% 미만이면, 유기산 금속염의 용매에 대한 용해성이 불량하며, 백탁이 형성된다. 또한, 이러한 유기산 금속염을 함유하는 박막 형성용 도포액을 사용하여 산화마그네슘 박막을 성막하면, 수득된 박막에 백탁 및 균열이 형성된다.
또한, 본 발명의 유기산 금속염은 마그네슘을 전체 금속 중의 99중량% 이상포함하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 99.5중량% 이상이다. 마그네슘 이외의 불순물 금속이 1중량%을 초과하여 포함되면, 상기한 바와 같이 유기산 금속염의 용해시에 백탁이 형성된다. 또한, 이와 같이 불순물 금속이 많은 유기산 금속염을 함유하는 도포액은 시간 경과에 따른 안정성이 불량하며, 침전물이 형성되기 쉽다. 또한, 도포액으로부터 수득된 산화마그네슘 박막은 백탁이나 균열이 형성될 우려가 있다.
본 발명의 유기산 금속염의 제조방법은 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실 산을 97중량% 이상 함유하는 포화 카복실산 또는 이의 염(성분 a)과 무기 마그네슘 화합물(성분 b)을 용매 속에서 반응시키는 공정을 포함한다. 이러한 방법에 있어서, 통상, 반응 후에 사용된 용매가 제거되어 유기산 금속염이 단리된다.
상기 염 형성 반응에 있어서, 무기 마그네슘 화합물 1mol에 대하여, 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산 또는 이의 염이 2 내지 3mol, 바람직하게는 2 내지 2.5mol을 사용하여 반응을 수행한다. 포화 모노카복실산 또는 이의 염은 mol 등량(즉, 마그네슘 화합물 1mol에 대하여 포화 모노카복실산 또는 이의 염 2mol)보다도 약간 과잉으로 (예를 들면, 1 내지 수% 정도 과잉으로; 구체적으로는 2.02 내지 2.1mol정도) 사용하는 것이 잔존하는 포화 모노카복실산 함량을 훨씬 더 감소시킬 수 있기 때문에 가장 바람직하다. 무기 마그네슘 화합물 1mol에 대하여 포화 모노카복실산 또는 이의 염을 2mol 미만으로 반응시킨 경우, 반응율이 저하하여 도포액 제조시 백탁이 야기될 우려가 있다. 또한, 수득된 도포액을 사용하여 산화마그네슘 박막을 형성하여 소성한 경우, 백탁이나 균열이 발생한다. 무기 마그네슘 화합물 1mol에 대하여, 포화 모노카복실산 또는 이의 염을 3mol을 초과하여 반응시킨 경우에는 과잉의 포화의 카복실산 또는 이의 염이 잔존하고, 이로 인해 생산 효율 및 비용 면에서 악영향을 미친다.
본 발명의 유기산 금속염의 제조방법에는 직접법과 복분해법이 있다. 직접법은 산화마그네슘 및 수산화마그네슘 등의 마그네슘 화합물과 카복실산을 직접 반응시키는 방법이다. 복분해법은 염화마그네슘 등의 마그네슘염의 수용액과 카복실산나트륨염 등의 카복실산염의 용액을 혼합하여, 염교환시키는 방법이다. 본 발명 은 어느 방법을 사용해도 양호하지만, 직접법을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 그 이유는 복분해법의 경우 마그네슘염 이외의 무기 금속염(예: 염화나트륨)이 불순물로서 부가 발생하는 데 반하여, 직접법의 경우 이러한 불순물이 부가 발생하지 않기 때문이다.
직접법을 사용하는 경우, 마그네슘 화합물로는 수산화마그네슘을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 산화마그네슘을 원료로 사용하는 경우, 반응이 완전히 진행하지 않을 가능성이 있다. 이러한 경우, 유기산 금속염은 용매에 대한 용해성이 현저히 저하된다.
염 형성 반응에 있어서, 용매로서 물, 또는 물을 10중량% 이상 함유하는 유기 용매가 바람직하게 사용된다. 물에는 반응을 촉진하는 촉매로서의 효과와 균일하게 반응을 진행시키기 위한 용매로서의 효과가 있다. 반응에 사용하는 유기 용매 중의 수분 함량이 10중량% 미만인 경우, 촉매로서의 기능이 충분히 발휘되지 않고 반응의 진행이 현저하게 느려져, 최종적으로 수득되는 유기산 금속염은 유기 용매에 대한 용해성이 떨어진다.
상기 염 형성 반응에 있어서, 물과 혼합하여 사용될 수 있는 유기 용매로는 탄화수소계 용매, 알콜계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매가 바람직하다. 탄화수소계 용매로는 n-헥산, n-옥탄, 사이클로헥산, 톨루엔 및 크실렌 등을 들 수 있다. 알콜계 용매로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜 등을 들 수 있다. 에스테르계 용매로는 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테 르 아세테이트 등을 들 수 있다. 에테르계 용매로는 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 등을 들 수 있다. 이러한 용매는 단독으로 사용할 수 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
염 형성 반응에 있어서 반응 온도는 40 내지 80℃인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 40 내지 70℃이다. 40℃ 미만에서는 유기산 금속염의 합성반응은 거의 진행하지 않는다. 80℃를 초과하는 온도에서 합성된 유기산 금속염을 용해시켜 수득한 산화마그네슘 박막 형성용 도포액은 흐려지기 쉽다. 또한, 이러한 도포액을 기판에 도포하여 건조 및 소성한 경우, 형성된 산화마그네슘 박막이 흐려지는 경우가 있다.
염 형성 반응 후의 용매 제거 공정에서는 80℃ 이하의 온도로 용매를 제거하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 70℃ 이하, 특히 바람직하게는 60℃ 이하에 용매를 제거한다. 80℃를 초과하는 온도로 용매를 제거한 경우, 수득된 유기산 금속염은 유기 용매에 대한 용해속도가 현저히 저하된다. 또한, 수득된 유기산 금속염을 포함하는 산화마그네슘 박막 형성용 도포액의 시간 경과에 따른 안정성도 불량해진다. 용매 제거 방법으로는 당업자가 통상 사용하는 방법이 사용된다. 예를 들면, 감압건조, 동결건조, 분무건조 또는 기류건조 등이 사용된다. 전형적으로는, 반응 용액으로부터 결정을 석출시키고, 석출한 결정을 취출하여 감압건조하는 방법 등이 가장 적당하게 사용된다. 용매 제거는 가능한 한 단시간 내로 실시하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 제조된 유기산 금속염은 99중량% 이상의 유기산 마그네슘염을 함유하며, 산화마그네슘 박막 형성을 위해 가장 적당하게 사용할 수 있다.
수득된 유기산 금속염은 알콜계 용매에 고농도로 용해시키는 것이 가능하다. 이러한 유기산 금속염을 에탄올에 40중량%가 되도록 용해시키고, 30℃에서 1시간 동안 정치한 경우 투명하며 백탁이 형성되지 않는다.
본 발명의 산화마그네슘 박막 형성용 도포액은 본 발명의 유기산 금속염을 적절한 유기 용매에 용해함으로써 수득된다. 도포액은, 유기 용매 100중량부를 기준으로 하여, 본 발명의 유기산 금속염을 1 내지 100중량부의 비율로 함유한다. 유기산 금속염의 함량이 1중량부 미만인 경우, 성막한 산화마그네슘 박막의 막 두께가 너무 얇아서 실제로 사용될 수 없다. 또한, 막 두께를 두껍게 하기 위해서는 여러번 도포 소성을 반복해야 하기 때문에 생산성이 불량하다. 유기산 금속염의 함량이 100중량부를 초과하는 경우, 유기산 마그네슘염이 석출되어 균일한 도포막이 형성되지 않으며, 균일한 산화마그네슘 박막을 수득할 수 없다.
도포액을 형성하기 위한 유기 용매는 알콜계 용매 및 알콜용매를 포함하는 혼합 용매로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. 알콜계 용매로는 탄소수 1 내지 8의 1가 또는 다가 알콜을 사용하는 것이 바람직하다. 탄소수가 9 이상인 알콜계 용매를 사용한 경우, 본 발명의 유기산 금속염을 균일하게 용해하는 것이 어려울 수 있다. 알콜계 용매로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜타놀, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 테르피네올, 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜 등을 들 수 있다.
본 발명의 산화마그네슘 박막 형성용 도포액이 알콜계 용매 단독 또는 알콜계 용매를 포함하는 혼합 용매로 제조되어 있는 경우에도, 알콜계 용매로서 메탄올, 에탄올 등의 비교적 극성이 높은 용매를 사용한 경우, 유기산 금속염으로는 바람직하게는 탄소수 4 내지 6의 포화 카복실산, 보다 바람직하게는 탄소수 4 내지 6의 직쇄 포화 모노카복실산 유래의 유기산 금속염이 사용된다. 알콜계 용매로서 극성이 높은 알콜을 사용한 경우, 포화 카복실산의 탄소수가 적을수록, 도포액 중에 유기산 금속염을 고농도로 함유할 수 있다.
한편, 알콜계 용매로서, 부탄올, 펜타놀 또는 헥산올 등의 비교적 극성이 낮은 알콜을 사용한 경우, 유기산 금속염으로는 탄소수 7 내지 10의 포화 카복실산, 보다 바람직하게는 탄소수 7 내지 10의 직쇄 포화 모노카복실산 유래의 유기산 금속염이 사용된다. 이와 같이, 비교적 극성이 낮은 알콜계 용매를 사용한 경우, 상술한 바와 같은 유기산 금속염을 선택함으로써, 당해 유기산 금속염을 도포액 중에 고농도로 함유할 수 있다.
혼합 용매 중의 알콜계 용매 이외의 용매로는 지방족 탄화수소계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매 및 할로겐계 용매로 이루어진 그룹으로부터 선택된 용매가 바람직하다. 당해 혼합 용매는 바람직하게는 알콜계 용매를 5중량% 이상, 보다 바람직하게는 30중량% 이상, 더욱 바람직하게는 50중량% 이상 함유한다. 알콜계 용매를 5중량% 이상 함유하는 혼합 용매는 유기산 금속염을 균일하게 용해할 수 있다.
지방족 탄화수소계 용매로는 n-헥산, 옥탄 및 사이클로헥산 등을 들 수 있 다.
에스테르계 용매로는 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 등을 들 수 있다.
에테르계 용매로는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 및 테트라하이드로푸란 등을 들 수 있다.
할로겐계 용매로는 디클로로메탄 및 클로로포름 등을 들 수 있다.
지방족 탄화수소계 용매, 할로겐계 용매, 에스테르계 용매 및 에테르계 용매각각을 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여, 알콜계 용매와 혼합하여 사용한다.
용매 중에서, 알콜계 용매로는 에탄올, 프로판올 및 n-부탄올이 바람직하게 사용된다. 혼합 용매에 함유된 알콜계 용매 이외의 용매로는 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 등이 가장 적당하게 사용된다.
알콜계 용매 및 혼합 용매에 사용되는 유기 용매의 비점은 각각 50 내지 200℃인 것이 바람직하다. 특히 70 내지 200℃가 바람직하다. 비점이 50℃ 미만인 용매를 사용하여 도포액을 제조하면, 이러한 도포액을 기판에 도포할 때에 용매가 휘발되기 쉬우며, 도포시에 얼룩이 형성되기 쉬우며, 균일한 막을 제조하기 어려워진다. 비점이 200℃를 초과하는 용매를 사용하여 도포액을 제조하면, 당해 도포액으로부터 수득되는 도포막의 소성시 유기산 금속염이 분해되기 시작하는 온도에서 도 용매가 완전히 증발하지 않고서 도포막 내에 잔존한다. 이로 인해, 소성 과정에서 잔존한 용매가 분해되고, 수득되는 산화마그네슘 박막 내부에 이의 잔사가 잔존한다. 그 결과, 당해 박막의 전기 특성 및 막 강도가 악영향을 받을 수 있다.
본 발명의 도포액은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 다른 금속 유기산염이 함유될 수 있다. 다른 금속 유기산염의 금속으로는, 예를 들면, 2족 원소의 칼슘, 스트론튬 및 바륨; 3족 원소의 이트륨 및 란탄 계열의 원소(란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴 등; 4족 원소의 티탄 및 지르코늄; 5족 원소의 바나듐 및 니오븀; 6족 원소의 크롬; 7족 원소의 망간;, 8족 원소의 철; 9족 원소의 코발트; 10족 원소의 니켈; 11족 원소의 구리, 은 및 금; 12족 원소의 아연; 13족 원소의 붕소, 알루미늄, 갈륨 및 인듐; 14족 원소의 규소, 게르마늄 및 주석; l5족 원소의 안티몬 및 비스무트 등을 들 수 있다. 금속 유기산염을 구성하는 산으로는 아세트산, 옥텐산, 카프론산, 나프텐산 등을 들 수 있다. 이들의 원소를 포함하는 금속 유기산염으로는 아세트산코발트, 아세트산아연, 테트라아세트산규소, 옥토산주석, 카프론산주석, 나프텐산주석, 카프론산알루미늄 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 도포액에는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위, 즉 도포액의 용매에 대하여 균일하게 용해하는 범위에서, 증점제, 소포제, 레벨링제 등의 첨가제가 함유될 수 있다. 증점제로는 에틸셀룰로스 및 셀룰로스 니트레이트 등의 셀룰로스계 증점제, 또는 트리데칸산마그네슘, 테트라데칸산마그네슘, 헵타데칸산마그네슘 및 옥타데칸산마그네슘 등의 탄소수 13 이상의 유기산 마그네슘염 등 을 들 수 있다. 소포제 및 레벨링제로는 음이온성형 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 중합체성 레벨링제 등을 들 수 있다.
본 발명의 유기산 금속염을 기판 표면에 도포하는 방법에는 특별한 제한은 없다. 예를 들면, 브러쉬도포법, 침지법, 스피너법, 스프레이법, 스크린인쇄법, 롤 코터법, 잉크젯 방식에 의한 패턴 형성 등이 사용된다. 이러한 도포방법에 의해서 수득된 막을 건조시킨 후, 소성함으로써 산화마그네슘막을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기산 금속염을 함유하는 액체를 도포한 막을 금속 산화물 박막으로 전환시키기 위해서는 당업자가 통상 사용하는 방법이 사용된다. 예를 들면, 200℃ 이상의 온도로 소성하는 방법, 자외선을 박막 위에 조사하는 방법 등을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 방법을 병용할 수 있다.
본 발명의 산화마그네슘 박막을 형성하기 위한 기판으로는 통상 당업자가 사용하는 기판, 예를 들면, 유리 기판, 폴리카보네이트 또는 에폭시 수지 등의 수지로 이루어진 기판, 수지 필름 등을 들 수 있다. 특히, 고온, 예를 들면 200℃ 이상의 온도로 소성하여 금속 산화물 박막을 제조하는 경우에는 유리가 가장 적당하다. 자외선 조사에 의해서 금속 산화물 박막을 형성하는 경우에는 수지 기판 또는 수지 필름이 가장 적당하다.
소성은 200℃ 이상이 바람직하고, 350℃ 이상이 더욱 바람직하고, 450℃ 이상이 보다 더 바람직하다.
본 발명에 의하면, 이와 같이 산화마그네슘 박막을 도포법에 의해 형성하는 데 바람직한 유기산 금속염이 수득된다. 이러한 유기산 금속염은 산화마그네슘 박 막 형성용 도포액으로 형성시키면, 시간 경과에 따른 안정성이 우수하고, 그 결과 투명성이 높은 도포 성막용 도포액을 제공할 수가 있다. 이러한 도포액을 사용하면 투명성이 높은 박막이 형성되며, 이를 소성하면 투명성이 높고 균열이 없는 균일한 산화마그네슘 박막을 수득할 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명의 유기산 금속염의 제조방법 및 당해 유기산 금속염을 사용하여 산화마그네슘 박막을 형성하는 방법에 관해서, 실시예를 들어 구체적으로 설명한다. 또, 실시예에 있어서「부」는 중량부를 나타낸다.
(원료)
본 발명에서 사용한 원료(카복실산) 및 이의 순도를, 원료에 함유된 기타 성분(불순물)의 함량과 같이 표 1에 나타내었다. 또한, 포화 모노카복실산 중의 불순물 함량은 가스 크로마토그래피에 의해 정량한다.
Figure 112003040370034-pat00001
표 1에서, 부티르산 β및 카프론산 β의 순도는 각각 97% 미만이고, 본 발명에 사용하는 성분 a의 요건을 만족시키지 않는다. 기타 포화 모노카복실산은 본 발명에 사용하는 성분 a의 요건을 만족시킨다.
(유기산 금속염의 평가방법)
(1) 유기산 금속염 중의 금속(Mg 및 Ca)의 함량
형광 X선 분석에 의해 정량한다.
(2) 유기산 마그네슘염의 함량(유기산 금속염의 순도)
110℃에서 1시간 동안 건조시킨 시료약 10g을 정밀하게 칭량하여 (A(g)), 이온교환수 약 200g을 가하여, 액체 온도를 70℃로 유지하면서 약 1시간 동안 교반하여 용해하고, 미세 구멍 직경이 0.5㎛인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)제 멤브레인 필터를 사용하여 여과한다. 당해 여과액을 감압 탈수시킨 후, 11O℃에서 1시간 동안 건조시켜 수득된 백색 고체에 아세톤 약 100g을 가하여, 25℃에서 10분 동안 교반한 후, 부흐너 깔때기를 사용하여 감압 여과한다. 여과지 위에 남은 백색 고체를 80℃에서 3시간 동안 감압건조하여, 정밀하게 칭량한다(B(g)). 이 백색 고체를 에슁시킨 후, 염산에 용해하여 원자 흡광량을 측정하여, 전체 금속 중의 마그네슘의 비율을 측정한다(C). 유기산 마그네슘염의 함량(중량%)은 다음 수학식 1로부터 산출한다.
유기산 마그네슘염의 함량 (중량%)={(B/A) ×C } × 100
(3) 유기산 금속염의 에탄올에 대한 용해성
유기산 금속염을 40중량%의 농도가 되도록 에탄올에 용해하여, 30℃에서 1시간 동안 정치한 후, 용액의 상태를 육안으로 판단한다. 표 2 및 표 3에서의 평가는 다음과 같은 의미를 나타낸다.
0…백탁이 전혀 관찰되지 않았다.
×…흐려지거나 침전물이 관찰되었다.
(4) 유기산 금속염의 유기 용매에 대한 용해성
소정량의 유기산 금속염을 표 4에 기재의 용매에 용해하여, 30℃에서 1시간 동안 정치한 후, 용액의 상태를 눈으로 판단한다. 표 4에 있어서의 평가는 다음과 같은 의미를 나타낸다.
0…백탁이 관찰되지 않았다.
△…약산 흐려지는 것이 관찰되었다.
×…침전물이 관찰되었다.
(5) 유기산 금속염을 함유하는 도포액의 시간 경과에 따른 안정성
소정량의 유기산 금속염을 표 4에 기재된 용매에 용해하여, 30℃에서 1시간 동안 정치한 후, 용액을 미세 구멍 직경이 0.5㎛인 PTFE제 멤브레인 필터를 사용하 여 여과한다. 당해 용액을 30℃에서 2주 동안 정치하여, 용액 중의 백색 침전물의 존재 유무를 육안으로 판단한다. 표 4에서의 평가는 다음과 같은 의미를 나타낸다.
0…백탁은 관찰되지 않았다.
△…약간 흐려지는 것이 관찰되었다.
×…침전물이 관찰되었다.
(6) 소성에 의해 수득된 산화마그네슘 박막(MgO 막)의 막 두께
주식회사 ULVAC제 촉침식 표면 형상 측정기 DEKTAC 3ST를 사용하여 막 두께를 측정한다.
(7) 소성에 의해 수득된 산화마그네슘 박막의 표면상태
주식회사 ULVAC제 촉침식 표면 형상 측정기 DEKTAC 3ST를 사용하여 박막의 표면을 관찰한다. 백탁 및 균열의 유무를 관찰하여, 백탁 및 균열이 관찰되는 경우에 표에서「있음」으로, 아무 것도 관찰되지 않은 경우를「없음」으로 나타내었다.
(실시예 1: 유기산 금속염의 제조)
교반장치, 냉각관, 온도계 및 질소도입관을 부착한 4구 플라스크에, 포화모노 카복실산(성분 a)인 n-부티르산 77.7g(0.88mol)과 무기 마그네슘 화합물(성분 b)인 수산화마그네슘 25.0g(0.43mol) 및 용매인 물 300g을 가하여, 질소 기류하에서, 교반하면서, 내부 온도를 60℃까지 가열하고 승온시킨다. 이것을 추가로 3시간 동안 교반하여, 무색 투명한 수용액을 수득한다. 그 후, 내부 온도가 50℃가 될 때까지 냉각시킨 후, 용매를 감압 제거하고, 유기산 금속염 86.2g을 백색 고체로서 수득한다.
당해 백색 고체 약 10g을 110℃에서 1시간 동안 건조시키고, 수득된 시료 9.9874g(A)를 플라스크에 넣고, 이온교환수 190g을 가하여, 액체 온도를 70℃로 유지하면서 1시간 동안 교반하여 용해시킨다. 이 용액을 미세 구멍 직경이 0.5㎛인 PTFE제 멤브레인 필터를 사용하여 여과한다. 여과액을 증발기로 감압 탈수시킨 후, 11O℃의 오븐속에서 1시간 동안 건조시켜 백색 고체를 수득한다. 이 백색 고체에 아세톤 10Og를 가하여, 25℃에서 10분 동안 교반한 후, 부흐너 깔때기를 사용하여 감압 여과를 실시한다. 여과지 위에 남은 고체를 80℃에서 3시간 동안 감압건조하여, 중량을 측정한 바에 따르면 9.9773g(B)이다. 이 백색 고체를 800℃에서 1시간 도안 가열하여 에슁 처리하고, 1N 염산 3ml에 용해시키고, 원자흡광을 측정한 바에 따르면, 전체 금속에 대한 마그네슘의 비율은 0.996(마그네슘함량: 99.6중량%)(C)이다. 상기 항목 (2)의 수학식 1로부터 구한 유기산 마그네슘염의 함량(부티르산마그네슘의 순도)는 99.5중량% 이다.
표 2에 본 실시예에서 사용한 원료, 사용용매, 반응조건 및 생성물인 유기산 마그네슘염의 세부사항을 나타낸다. 후술되는 실시예 2 내지 7의 결과도 표 2에 나타내었다. 이와 동일하게 비교 실시예 1 내지 10의 결과를 표 3에 나타내었다.
(실시예 2: 유기산 금속염의 제조)
교반장치, 냉각관, 온도계, 질소 도입관을 부착한 4구 플라스크에, 포화 모노카복실산(성분 a)인 n-발레르산 89.3g(0.87mol), 무기 마그네슘 화합물(성분 b)인 수산화마그네슘 25.0g(0.43mol) 및 용매인 물 300g을 가하여, 질소 기류하에서, 교반하면서, 내부 온도를 60℃까지 가열하고 승온시킨다. 이것을 추가로 3시간 동안 교반하여 무색 투명한 수용액을 수득한다. 이어서, 수용액을 냉각시켜 결정을 석출시켜, 추가로, 석출한 결정을 여과 분리하여 스테인리스제 배트에 옮겨, 50℃에서 감압건조하고, 유기산 금속염 98.1g을 백색 고체로서 수득한다.
당해 백색 고체 약 10g을 110℃에서 1시간 동안 건조시켜 수득된 시료 10.0878g(A)에 관해서, 실시예 1과 동일한 조작을 한 바에 따르면, 여과지 위에 남은 고체의 건조 중량(B)은 10.0777g, 마그네슘의 함유 비율(C)은 0.996이다. 항목 (2)의 수학식 1로부터 구한 유기산 마그네슘염의 함량(발레르산마그네슘의 순도)는 99.5중량%이다.
(실시예 3: 유기산 금속염의 제조)
교반장치, 냉각관, 온도계 및 질소 도입관을 부착한 4구 플라스크에, 포화 모노카복실산(성분 a)인 n-카프론산 101.6g(0.87mol)과 무기 마그네슘 화합물(성분 b)인 수산화마그네슘 25.0g(0.43mol) 및 용매인 물 300g을 가하여, 질소 기류하에서, 교반하면서, 내부 온도를 55℃까지 가열하고 승온시킨다. 이것을 추가로 3시 간 동안 교반하여, 무색 투명한 수용액을 수득한다. 수용액을 정치시키며 냉각시킨 후, 동결건조기로 20시간 동안 용매를 제거하여 유기산 금속염 101.3g을 백색 고체로서 수득한다.
당해 백색 고체 약 10g을 110℃에서 1시간 동안 건조시켜, 수득된 시료 9.9564g(A)에 관해서, 실시예 1에서와 동일한 조작을 한 바에 따르면, 여과지 위에 남은 고체의 건조 중량(B)은 9.9464g, 마그네슘의 함유 비율(C)은 0.996이다. 항목 (2)의 수학식 1로부터 구한 유기산 마그네슘염의 함량(카프론산마그네슘의 순도)는 99.5중량%이다.
(실시예 4 및 5)
표 2에 기재된 반응조건으로 실시예 1에서와 동일한 제조방법으로 유기산 마그네슘염을 제조하여 평가한다.
(실시예 6)
표 2에 기재된 반응조건으로, 실시예 3에서와 동일한 제조방법으로 유기산 마그네슘염을 제조하여 평가한다.
(실시예 7)
표 2에 기재된 반응조건으로, 실시예 1에서와 동일한 제조방법으로 유기산 마그네슘염을 제조하여 평가한다.
(비교 실시예 1 내지 10)
표 3에 기재된 반응조건으로, 실시예 1에서와 동일한 제조방법으로 유기산 마그네슘염을 제조하여 평가한다.
Figure 112003040370034-pat00002
Figure 112003040370034-pat00003
(도포액 1 내지 23의 제조 및 산화마그네슘막의 제조)
각 실시예 1 내지 7 및 비교 실시예 1 내지 10에서 제조한 유기산 금속염을 표 4에 나타나는 유기 용매에 실온으로 용해하여, 도포액을 제조하였다. 사용한 유기 용매의 비점은 다음과 같다: 에탄올, 78℃; 1-프로판올, 97℃; 1-부탄올, 117℃; 1-헥산올, 156℃; 1-옥탄올, 196℃; 에틸렌 글리콜, 197℃ ; 옥탄, 126℃; PGMEA, 145℃; EGMEA, 145℃; PGME, 118℃; EGME, 124℃; PGEE, 132℃; 및 EGBE, 170℃. 이 도포액을 미세 구멍 직경이 0.5㎛인 PTFE제 멤브레인 필터로 여과한 후, 여과액을 사용하여, 스핀 코터에 의해 유리 기판 상에 유기산 마그네슘염의 박막을 형성시킨다. 도포액 2만으로는 멤브레인 필터로 여과되지 않는다. 유리 기판을 소성로에 넣고, 공기하에 5℃/min에서 450℃까지 가열하여 금속 산화막을 수득한다.
본 실시예로 수득된 유기산 금속(마그네슘)염을 사용하여 제조한 도포액 및 당해 도포액으로부터 제조된 산화마그네슘 박막에 관해서, 위의 기재 방법을 근거로 하여 평가한다. 표 4에 유기산 금속염의 종류, 용매, 유기산 마그네슘염의 농도, 유기산 금속염의 유기 용매에 대한 용해성, 도포액의 시간 경과에 따른 안정성, 소성 후의 산화마그네슘 박막의 막 두께 및 표면 상태를 나타낸다.
Figure 112003040370034-pat00004
Figure 112003040370034-pat00005

표 2에서 밝혀진 바와 같이, 실시예 1 내지 7의 유기산 금속염은 모두, 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산이 97중량% 이상인 포화 모노카복실산과 무기 마그네슘 화합물로부터 수득된 유기산 금속염이고, 또한 유기산 마그네슘염을 99중량% 이상 함유한다. 이러한 유기산 금속염은 도포액에 사용되는 각종 용매에 대한 용해성이 우수하고, 또한 수득된 도포액의 시간 경과에 따른 안정성도 높다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 7의 유기산 금속염을 함유하는 도포액으로부터 제조한 도막를 소성함으로써, 백탁이나 균열이 없는 투명한 산화마그네슘 막을 제조할 수 있다. 도포액 2에서, 멤브레인 필터로 여과를 하지 않았음에도 불구하고, 뛰어난 박막이 형성되었다.
또한, 표 2에서 밝혀진 바와 같이, 실시예 1 내지 7의 유기산 금속염은 모두, 무기 마그네슘 화합물로서 수산화마그네슘을 사용하고, 수산화마그네슘 1mol에 대하여 약간 과잉량(2 내지 2.5mol)의 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산을 반응시켜 합성된 것이다. 모든 실시예는, 물을 10중량% 이상 함유하는 유기 용매 속에서 합성 반응을 실시하며, 80℃ 이하의 온도에서 용매를 제거하는 공정을 포함한다.
한편, 표 3에서 밝혀진 바와 같이, 비교 실시예 1 및 8의 유기산 금속염에서 사용되는 성분 a는 탄소수 12의 포화 모노카복실산이다. 비교 실시예 2,4 및 10의 유기산 금속염에서 사용되는 성분 a의 포화 모노카복실산은 순도가 97중량% 미만이다. 비교 실시예 3,5 및 9는 성분 a로서 순도가 97중량 이상인 포화 모노카복실산을 사용하였지만, 수득된 유기산 금속염의 유기산 마그네슘염의 함량은 99중량% 미만이다. 추가로, 표 4에서 밝혀진 바와 같이, 이러한 유기산 마그네슘염의 함량이 99중량% 미만의 유기산 금속염은 용매에 대한 용해성이 낮고, 수득되는 도포액의 시간 경과에 따른 안정성도 불량하다. 비교 실시예 3 및 5의 유기산 금속염을 함 유하는 도포액으로부터 제조한 산화마그네슘 박막에서는 백탁 및 균열이 관찰되었다. 또한, 비교 실시예 1 및 8의 유기산 금속염은 알콜계 용매에 대한 용해성이 매우 불량하고, 도포액으로 형성될 수 없었다.
또한, 비교 실시예 6에서는, 무기 마그네슘 화합물 1mol에 대하여 2mol 미만의 포화 모노카복실산이 반응하였다. 비교 실시예 7에서는, 무기 마그네슘 화합물 1mol에 대하여 3.0mol을 넘는 포화 모노카복실산이 반응하였다.
표 4에서 밝혀진 바와 같이, 비교 실시예 6 및 10의 제조방법으로 수득된 유기산 금속염은 용매에 대한 용해성이 현저히 불량하고, 또한, 수득되는 용액의 시간 경과에 따른 안정성도 낮다. 이들의 유기산 금속염을 용해시킨 도포액 중에는 불용성 성분이 대부분 잔존하였다. 이들 각각의 도포액을 유리 기판상에 도포하기 전에 멤브레인 필터로 여과한 후, 기판에 도포하였다. 소성 후에 수득된 산화마그네슘 박막은 막 두께가 매우 얇은 것이며, 실제 사용할 만한 것이 아니다. 비교 실시예 7의 제조방법으로 수득되는 유기산 금속염은 용매에 대한 용해성, 수득되는 도포액이 시간 경과에 따른 안정성에 문제는 없지만, 합성단계에서 과잉의 카복실산을 사용하고 있기 때문에, 결과적으로 금속 함량이 대단히 낮았다. 따라서, 비교 실시예 7의 유기산 금속염을 사용하여 도포액을 제조하고, 이를 사용하여 소성시킨 후 수득한 산화마그네슘 박막은 막 두께가 엷아서, 실제 사용할 수 없다. 이는 순도가 97% 미만인 카프론산(카프론산 β)을 사용했기 때문으로 추정된다. 또한, 카프론산을 과잉(4mol)으로 사용함으로써, 반응하지 않는 카프론산이 그대로 도포액 중에 희석되었기 때문으로도 추정된다.
본 발명에 따르는 유기산 금속염을 함유하는 도포액은 시간 경과에 따른 안정성이 우수하여 투명성이 높은 박막을 제공하고, 당해 박막은, 소성에 의해, 투명성이 높고 실용성이 높은 막 두께를 갖고 균열이 없는 균일한 산화마그네슘 박막을 제공한다. 당해 산화마그네슘 박막을 소성시키면, 막 내에 용매 잔사가 잔류하지 않고, NOx 등의 환경오염가스를 배출하지도 않는다.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 유기산 금속염의 제조방법으로서,
    무기 마그네슘 화합물과 포화 모노카복실산 또는 이의 염을 1:2 내지 1:3의 몰비로 반응시키는 공정을 포함하고,
    포화 모노카복실산 또는 이의 염이 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산 또는 이의 염을 97중량% 이상 함유하고, 유기산 금속염이 유기산 마그네슘염을 99중량% 이상 함유함을 특징으로 하는, 유기산 금속염의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 탄소수 4 내지 10의 포화 모노카복실산이 직쇄 포화 모노카복실산임을 특징으로 하는, 유기산 금속염의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 포화 모노카복실산 또는 이의 염이 포화 모노카복실산임을 특징으로 하는, 유기산 금속염의 제조방법.
  7. 제4항에 있어서, 반응이 물 또는 물을 10중량% 이상 함유하는 유기 용매 속에서 실시됨을 특징으로 하는, 유기산 금속염의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 반응이 40℃ 이상 80℃ 이하의 온도에서 실시되고, 또한, 80℃ 이하에서 용매 제거하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기산 금속염의 제조방법.
  9. 제4항에 있어서, 무기 마그네슘 화합물이 수산화마그네슘임을 특징으로 하는, 유기산 금속염의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020030075444A 2002-10-28 2003-10-28 유기산 금속염 및 이를 함유하는 금속 산화물 박막 형성용도포액 KR101015781B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002312662 2002-10-28
JPJP-P-2002-00312662 2002-10-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040038744A KR20040038744A (ko) 2004-05-08
KR101015781B1 true KR101015781B1 (ko) 2011-02-18

Family

ID=32089467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030075444A KR101015781B1 (ko) 2002-10-28 2003-10-28 유기산 금속염 및 이를 함유하는 금속 산화물 박막 형성용도포액

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7018462B2 (ko)
EP (1) EP1415976B1 (ko)
KR (1) KR101015781B1 (ko)
CN (1) CN1331951C (ko)
CA (1) CA2445917C (ko)
DE (1) DE60328573D1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4470383B2 (ja) 2003-03-18 2010-06-02 日油株式会社 酸化マグネシウム薄膜形成用水系塗布液
JP2009218133A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Panasonic Corp プラズマディスプレイパネルの製造方法
WO2011024445A1 (ja) * 2009-08-25 2011-03-03 パナソニック株式会社 プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法およびプラズマディスプレイ装置
JP7192262B2 (ja) * 2018-06-22 2022-12-20 三菱マテリアル株式会社 Knn膜形成用液組成物及びこの液組成物を用いたknn膜の形成方法
CN108794324B (zh) * 2018-07-23 2021-06-29 上海华谊(集团)公司 异辛酸锌的制备方法
CN109705400A (zh) * 2018-12-29 2019-05-03 西北师范大学 一种功能化有机镁盐的制备及在制备聚酯复合材料中的应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0995627A (ja) * 1995-09-29 1997-04-08 Shinto Paint Co Ltd 金属酸化物薄膜形成用コーティング剤
JPH09208851A (ja) * 1996-01-30 1997-08-12 Shinto Paint Co Ltd 誘電体保護膜形成用ペースト

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3899588A (en) 1972-11-07 1975-08-12 Grace W R & Co Rot and mildew prevention employing certain alkanoic acid salts
DE2823002B2 (de) * 1978-05-26 1981-06-04 Chemische Werke München Otto Bärlocher GmbH, 8000 München Verfahren zur Herstellung von Metallseifengranulat
IT1237537B (it) * 1989-12-22 1993-06-08 Sigma Tau Ind Farmaceuti Valproato di magnesio cristallino e procedimento per la sua preparazione
JPH06162920A (ja) 1992-11-18 1994-06-10 Hokuriku Toryo Kk 誘電体保護層の形成方法
JPH0892153A (ja) * 1994-09-16 1996-04-09 Shinto Paint Co Ltd 有機酸アルカリ土類金属塩の製造方法
JPH08329844A (ja) 1995-03-31 1996-12-13 Dainippon Printing Co Ltd 交流型プラズマディスプレイ及びその製造方法
JPH0912940A (ja) * 1995-07-04 1997-01-14 Oki Electric Ind Co Ltd 誘電体保護膜形成用ペースト
JPH09129141A (ja) 1995-11-01 1997-05-16 Shinto Paint Co Ltd 金属酸化物薄膜形成用コーティング剤
US6017579A (en) * 1997-04-14 2000-01-25 Symetrix Corporation Method of forming magnesium oxide films on glass substrate for use in plasma display panels

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0995627A (ja) * 1995-09-29 1997-04-08 Shinto Paint Co Ltd 金属酸化物薄膜形成用コーティング剤
JPH09208851A (ja) * 1996-01-30 1997-08-12 Shinto Paint Co Ltd 誘電体保護膜形成用ペースト

Also Published As

Publication number Publication date
CN1331951C (zh) 2007-08-15
DE60328573D1 (de) 2009-09-10
EP1415976A1 (en) 2004-05-06
CA2445917A1 (en) 2004-04-28
CN1498926A (zh) 2004-05-26
CA2445917C (en) 2011-08-02
EP1415976B1 (en) 2009-07-29
KR20040038744A (ko) 2004-05-08
US7018462B2 (en) 2006-03-28
US20040144286A1 (en) 2004-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2595998B1 (de) Indiumoxoalkoxide für die herstellung indiumoxid-haltiger schichten
EP2513355B1 (de) Verfahren zur herstellung von indiumoxid-haltigen schichten, nach dem verfahren hergestellte indiumoxid-haltige schichten und ihre verwendung
EP2638183B1 (de) Verfahren zur herstellung von indiumoxid-haltigen schichten
KR101884955B1 (ko) 산화인듐을 함유하는 코팅물을 제조하기 위한 인듐 옥소 알콕시드
EP2467513A1 (de) Verfahren zur herstellung metalloxid-haltiger schichten
JP2008094972A (ja) 塗布液および該塗布液を用いたチタン酸系セラミックス膜の製造方法
KR101015781B1 (ko) 유기산 금속염 및 이를 함유하는 금속 산화물 박막 형성용도포액
WO2012119686A2 (de) Aluminiumoxidpasten und verfahren zu deren verwendung
EP1045815B2 (de) Verfahren zur abscheidung von titanoxid-schichten unter verwendung von löslichen pulvern
JP4655472B2 (ja) インジウム−スズ酸化物薄膜形成用塗布液
JP4677711B2 (ja) 有機酸金属塩およびそれを含有する金属酸化物薄膜形成用塗布液
KR20040085078A (ko) 저융점 카복실산 주석염 및 이의 제조방법
EP3013837B1 (de) Formulierungen zur herstellung indiumoxid-haltiger schichten, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
JP4797356B2 (ja) 酸化アルミニウム薄膜および酸化アルミニウム薄膜形成用組成物
US20050057884A1 (en) Dielectric-forming composition containing particles with perovskite crystal structure, production process and uses of the same, and process for preparing crystal particles having perovskite crystal structure
JP4257518B2 (ja) ペロブスカイト型結晶粒子の製造方法、ペロブスカイト型結晶粒子分散体の製造方法および誘電体膜
JP4069783B2 (ja) スズ酸化物薄膜形成用塗布液
JP2005075715A (ja) 誘電体形成用組成物、その製造方法、ならびにそれを用いた誘電体膜、キャパシタ
JP2005036208A (ja) 金属酸化物薄膜形成用コーティング液および金属酸化物薄膜の形成方法
JP2005075713A (ja) 誘電体形成用組成物、その製造方法、ならびにそれを用いた誘電体膜、キャパシタ
KR101055625B1 (ko) 배선용 잉크 조성물 및 이를 이용한 구리 배선의 형성방법
JPH06145601A (ja) コーティング剤
JP2006083090A (ja) 希土類モノカルボン酸塩のアルコキシアルコール付加物及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140117

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150119

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160119

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190102

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 10