KR20140082924A - Production method of composition for coating-type transparent film formation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 도포형 투명막 형성용 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 높은 투명성, 높은 굴절율, 낮은 헤이즈 및 높은 내열성을 가지는 투명막이며, 또한 넓은 범위의 막 두께를 가지는 투명막을 저온에서 형성할 수 있고, 또한 높은 보존 안정성을 가지는 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 방법에 의해 얻어지는 조성물, 상기 조성물로 이루어지는 투명막 및 상기 투명막을 가지는 디바이스 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a composition for forming a coating type transparent film. More particularly, the present invention relates to a transparent film having a high transparency, a high refractive index, a low haze and a high heat resistance, and a transparent film having a wide range of film thickness can be formed at a low temperature, . Further, the present invention relates to a composition obtained by the above method, a transparent film made of the composition, and a device element having the transparent film.
액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 유기 일렉트로 발광형 디스플레이 등의 화상 표시 장치에서는, 외광의 반사에 의한 상의 비침에 의해 표시면의 시인성(視認性)이 열화되는 것을 방지하기 위하여, 대부분의 경우, 반사 방지막이 포함되어 있다. 반사 방지막은, 굴절율이 상이한 복수의 층을 적층하여 이루어지는 다층막으로 이루어지고, 광의 간섭을 사용하여 반사광을 저감하고 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조).In an image display apparatus such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an organic electroluminescent display, in order to prevent the visibility of the display surface from deteriorating due to the reflection of external light, In most cases, an antireflection film is included. The antireflection film is composed of a multilayer film formed by laminating a plurality of layers having different refractive indexes, and reduces reflected light by using optical interference (see, for example, Non-Patent Document 1).
또한, 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널에서는, 기판 표면에 투명 전극인 산화 인듐 주석(ITO) 전극이 패터닝되어 있다. 그러나, ITO 전극과 일반적으로 사용되는 유리 기판과의 굴절율 차이가 크기 때문에, 결과적으로 ITO 전극의 패턴이 현저하게 보이게 되는 문제점이 있다. 이것을 해결하기 위하여, ITO 전극의 상층 또는 하층에, 고굴절율 투명막으로 이루어지는 패턴이 보이는 것을 방지하는막을 포함하는 적층체를 형성하는 방법이 있다.In the projection-type capacitive touch panel, an indium tin oxide (ITO) electrode, which is a transparent electrode, is patterned on the surface of the substrate. However, since the refractive index difference between the ITO electrode and the glass substrate generally used is large, the pattern of the ITO electrode is conspicuously observed. In order to solve this problem, there is a method of forming a laminate including a film for preventing a pattern composed of a high-refractive-index transparent film from being seen on the upper or lower layer of the ITO electrode.
이들 반사 방지막이나 패턴이 보이는 것을 방지하는 막에서는, 높은 투명성, 높은 굴절율 및 낮은 헤이즈를 가지는 막이 요구된다. 또한, 광의 간섭을 사용하여 반사광을 제어하기 위해서는, 다층막·적층체 중의 각 층의 막 두께를 정밀하게 설정할 필요가 있으며, 예를 들면, 상기 고굴절율 투명막에서는, 그 막 두께를 넓은 범위에서 제어할 필요가 있다. 또한, 일반적으로 전자 디바이스의 제조 공정에서는, 각종 부재의 소성이나 건조를 위한 100∼300 ℃ 정도의 가열 공정에 복수회에 걸쳐서 노출되므로, 상기 고굴절율 투명막은, 충분한 내열성을 가질 필요가 있다.A film having a high transparency, a high refractive index and a low haze is required for a film which prevents these antireflection films or patterns from being seen. Further, in order to control the reflected light using the interference of light, it is necessary to accurately set the film thickness of each layer in the multilayered film / laminated body. For example, in the high refractive index transparent film, Needs to be. In general, in the manufacturing process of an electronic device, the high-refractive-index transparent film needs to have sufficient heat resistance since it is exposed to the heating process of about 100 to 300 캜 for firing and drying various members a plurality of times.
고굴절율 투명막으로서는, 유기 폴리머를 사용한 것이나, 티탄 등의 금속을 사용한 것이 알려져 있다. 그러나, 특히 굴절율이 1.7을 초과하는 고굴절율 투명막에 대해서는, 전자의 방법에 의해서는 실현이 어렵고, 후자의 방법이 일반적으로 사용된다. 이와 같은 금속을 포함하는 고굴절율 투명막을 형성하는 방법으로서는, 일반적으로 드라이 코팅법과 웨트 코팅법이 알려져 있다.As the high refractive index transparent film, it is known to use an organic polymer or a metal such as titanium. However, especially for a high refractive index transparent film having a refractive index exceeding 1.7, it is difficult to realize by the former method, and the latter method is generally used. As a method of forming such a high refractive index transparent film containing a metal, dry coating method and wet coating method are generally known.
드라이 코팅법으로서는, 예를 들면, 진공 증착, 스퍼터링, 화학 기상 증착(CVD)이 알려져 있다. 이들 방법은, 순도가 높은 고품질이며, 또한 넓은 범위의 막 두께를 가지는 고굴절율 투명막을 얻을 수 있는 것이 장점이지만, 고진공을 사용하므로, 높은 기기 제어 기술이 필요하며, 또한 대규모 장치나 특수한 기구가 필요하다. 그 결과, 드라이 코팅법에서는 제조 비용이 높은 문제점이 생긴다. 또한, 성막 시에 기판이 고온으로 되는 경우가 많고, 필름 기판 등으로의 성막에 불리하다.As the dry coating method, for example, vacuum deposition, sputtering, and chemical vapor deposition (CVD) are known. These methods are advantageous in that a high-purity, high-quality, and high-refractive-index transparent film having a wide film thickness can be obtained. However, since a high vacuum is used, a high device control technology is required and a large- Do. As a result, the dry coating method has a problem of high production cost. Further, the substrate often becomes hot at the time of film formation, which is disadvantageous for film formation on a film substrate or the like.
이에 비해, 웨트 코팅법은, 제조 비용이 낮고, 또한 성막 방법이 비교적 간편하기 때문에, 메리트가 크다. 웨트 코팅법에 의한 고굴절율 투명막의 형성 방법으로서, 금속 산화물 미립자를 분산제나 바인더와 함께 혼합하고, 도포 성막함으로써, 바인더 내에 금속 미립자가 분산한 고굴절율 투명막을 형성하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 이들 투명막은 일반적으로 헤이즈가 높고, 또한 금속 산화물 미립자가 응집하기 쉽기 때문에, 잉크의 안정성을 유지하기 어려운 문제점이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).On the other hand, the wet coating method has a high merit because the manufacturing cost is low and the film forming method is relatively simple. As a method of forming a high refractive index transparent film by a wet coating method, there is known a method of forming a high refractive index transparent film in which metal fine particles are dispersed in a binder by mixing metal oxide fine particles together with a dispersant or a binder and applying a coating. However, these transparent films generally have a high haze, and the metal oxide fine particles are liable to flocculate, which makes it difficult to maintain stability of the ink (see, for example, Patent Document 1).
이들에 대하여, 그 외의 형성 방법으로서는, 콜로이드 용액-겔법에 의한 고굴절율 투명막의 형성 방법이 알려져 있다(예를 들면, 비특허 문헌 2 참조). 이 방법은, 금속 알콕시드 등의 금속을 포함하는 화합물을 용액 중에서 가수분해시켜, 금속 산화물 입자의 콜로이드 용액 분산액을 형성하고, 이것을 부분적으로 중축합시켜 금속 산화물 중합체의 겔을 얻고, 이것을 기판 상에 도포하고, 소성 시에 중축합을 진행시켜, 치밀한 금속 산화물 막을 성막하는 방법이다. 이 방법은, 대기중에서 성막할 수 있기 때문에 제조 비용이 낮고, 또한 치밀성이 높은 금속 산화물 막의 성막이 가능하므로, 고굴절율막을 용이하게 얻을 수 있는 장점이 있다. 그러나, 콜로이드 용액-겔법에는, 이하의 (1)∼(5)의 과제가 있다.As another method of forming them, a method of forming a high refractive index transparent film by a colloid solution-gel method is known (see, for example, Non-Patent Document 2). In this method, a compound containing a metal such as metal alkoxide is hydrolyzed in a solution to form a colloidal solution dispersion of metal oxide particles, and this is partially polycondensed to obtain a gel of a metal oxide polymer, And the polycondensation proceeds at the time of firing, thereby forming a dense metal oxide film. This method is advantageous in that a film of a high refractive index can be obtained easily since a film can be formed in the atmosphere, and a metal oxide film having a low manufacturing cost and high denseness can be formed. However, the colloid solution-gel method has the following problems (1) to (5).
(1) 조성물 중의 반응을 적절하게 컨트롤하는 것이 어렵고, 콜로이드 용액 입자의 응집이 일어나 조성물 중에 침전이 생겨, 얻어지는 투명막의 광학 특성이 열화되기 쉽다.(1) It is difficult to appropriately control the reaction in the composition, aggregation of the colloid solution particles occurs, precipitation occurs in the composition, and the optical characteristics of the obtained transparent film are liable to deteriorate.
(2) 조성물의 겔화가 진행되기 쉬워, 보존 안정성이 부족하다.(2) Gelation of the composition tends to proceed and storage stability is poor.
(3) 일반적으로 소성에는 300∼400 ℃의 고온이 필요하므로 필름 기판이나 내열성이 낮은 모듈 포함 유리 기판 등으로의 성막이 곤란하다.(3) In general, since a high temperature of 300 to 400 DEG C is required for firing, it is difficult to form a film on a film substrate or a glass substrate including a module having low heat resistance.
(4) 일반적으로, 콜로이드 용액-겔법을 이용하여 얻어지는 막은 150㎚ 정도 이하의 박막이며, 막 두께가 큰 막에서는, 막의 평탄성이 저하되거나 크랙이 발생함으로써, 투과율이나 헤이즈가 현저하게 악화된다.(4) In general, the film obtained using the colloid solution-gel method is a thin film having a thickness of about 150 nm or less. In a film having a large film thickness, the flatness of the film is deteriorated or cracks are generated, and the transmittance and haze are remarkably deteriorated.
(5) 얻어지는 투명막은, 소성 온도 이상의 온도에 장시간 노출되었을 경우에 크랙이 생기고 쉽고, 내열성이 낮다. 막 두께가 큰 투명막의 경우, 특히 이러한 경향이 현저하다.(5) When the transparent film obtained is exposed to a temperature not lower than the baking temperature for a long time, cracks are likely to occur and heat resistance is low. In the case of a transparent film having a large film thickness, such a tendency is remarkable.
특허 문헌 2 및 특허 문헌 3에는, 100℃ 전후의 저온에서의 소성에 의해, 높은 굴절율 및 높은 투명성을 가지는 막의 제조 방법에 대하여 개시되어 있다. 그러나, 막의 제조에 사용되는 조성물의 보존 안정성이 부족한 과제는 해결되고 있지 않으며, 또한, 얻어지는 고굴절율 투명막의 내열성이 낮고, 헤이즈가 높다. 또한, 160 ㎚를 초과하는 두꺼운 막은 얻을 수 없다.Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose a method for producing a film having a high refractive index and high transparency by firing at a low temperature of about 100 캜. However, the problem of lack of storage stability of a composition used in the production of a film has not been solved, and the resulting high refractive index transparent film has low heat resistance and high haze. Also, a thick film exceeding 160 nm can not be obtained.
본 발명의 과제는, 높은 투명성, 높은 굴절율, 낮은 헤이즈 및 높은 내열성을 가지는 투명막이며, 또한, 넓은 범위의 막 두께를 가지는 투명막을 저온에서 형성할 수 있고, 또한 높은 보존 안정성을 가지는 조성물의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 과제는, 상기 방법에 의해 얻어지는 조성물, 상기 조성물로 이루어지는 투명막 및 상기 투명막을 가지는 디바이스 소자를 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide a transparent film having a high transparency, a high refractive index, a low haze and a high heat resistance, and also to provide a transparent film having a wide range of film thickness at a low temperature, And to provide a method. It is still another object of the present invention to provide a composition obtained by the above method, a transparent film made of the composition, and a device element having the transparent film.
본 발명의 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 검토를 거듭하였다. 그 결과, 하기 구성을 가지는 제조 방법에 의해 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉 본 발명은, 예를 들면 [1]∼[15] 에 관한 것이다.The inventor of the present invention has repeatedly studied to solve the above problems. As a result, it has been found that the above problems can be solved by the production method having the following constitution, and the present invention has been completed. That is, the present invention relates to, for example, [1] to [15].
[1] (A) 금속 알콕시드, (B) 알코올, (C) 물, 및 (D) 강산과, 식(D1)으로 표시되는 화합물 및 질소 함유 복소환식 화합물로부터 선택되는 적어도 1종을 반응시켜 얻어지는 염을 혼합하는 공정을 포함하는 도포형 투명막 형성용 조성물의 제조 방법.[1] A process for producing a compound represented by the formula (1) by reacting at least one member selected from the group consisting of a metal alkoxide (A), an alcohol (B), water (C) And a step of mixing the resulting salt.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
[식(D1) 중에서, R1∼R3는, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기이며, 또한 R1∼R3 중 적어도 하나는 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기임]Wherein R 1 to R 3 are each independently hydrogen, an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms, and at least one of R 1 to R 3 is a group having 1 to 20 carbon atoms Of an aliphatic group or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms]
[2] 염(D)이, 강산과 식(D1)으로 표시되는 화합물을 반응시켜 얻어지는 염이며, 또한 식(D1)에 있어서, R1∼R3가 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼20의 지방족 탄화수소기이며, 또한 R1∼R3 중 적어도 하나가 상기 지방족 탄화수소기 인가, 또는 R1∼R2가 수소이며 R3가 탄소수 6∼20의 방향족 탄화수소기인, 상기 [1]에 기재된 제조 방법.[2] The salt (D) is a salt obtained by reacting a strong acid with a compound represented by the formula (D1). In the formula (D1), R 1 to R 3 each independently represent hydrogen or a C 1-20 Wherein at least one of R 1 to R 3 is an aliphatic hydrocarbon group or R 1 to R 2 are hydrogen and R 3 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms. .
[3] 염(D)이, 강산과 질소 함유 복소환식 화합물을 반응시켜 얻어지는 염이며, 또한 질소 함유 복소환식 화합물이, 식(D2)∼식(D6)으로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 1종인, 상기 [1]에 기재된 제조 방법.[3] A salt obtained by reacting a salt (D) with a strong acid and a nitrogen-containing heterocyclic compound, and the nitrogen-containing heterocyclic compound is at least one selected from the compounds represented by formulas (D2) to , And the production method described in the above [1].
[화학식 2](2)
[식(D2) 중에서, X는, -C(R7)=로 표시되는 기 또는 질소 원자이며;Equation (D2) from, X is, -C (R 7) = group or a nitrogen atom represented by a;
식(D3) 중에서, Y는, -C(H)(R6)-로 표시되는 기 또는 -N(H)-로 표시되는 기이며;In the formula (D3), Y is a group represented by -C (H) (R 6 ) - or a group represented by -N (H) -;
식(D4) 중에서, X는, -C(R11)=로 표시되는 기 또는 질소 원자이며;In the formula (D4), X is a group represented by -C (R < 11 >) = or a nitrogen atom;
식(D5) 중에서, Y는, -C(H)(R11)-로 표시되는 기 또는 -N(H)-로 표시되는 기이며;In the formula (D5), Y is a group represented by -C (H) (R 11 ) - or a group represented by -N (H) -;
식(D2)∼식(D6) 중에서, R4∼R12는, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기이며, R4∼R8로부터 선택되는 임의의 2개의 기가 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있고, R9∼R12로부터 선택되는 임의의 2개의 기가 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있음]In formulas (D2) to (D6), R 4 to R 12 are each independently hydrogen, an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms, and any of R 4 to R 8 Two groups may combine with each other to form a ring, and any two groups selected from R 9 to R 12 may be bonded to each other to form a ring]
[4] 금속 알콕시드(A) 1 몰에 대하여, 알코올(B)을 5∼500 몰, 물(C)을 0.5∼5 몰, 및 염(D)을 0.01∼0.1 몰의 범위에서 혼합하는 공정을 포함하는, 상기 [1]∼[3] 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법.[4] Process for mixing 5 to 500 mol of alcohol (B), 0.5 to 5 mol of water (C) and 0.01 to 0.1 mol of salt (D) per mol of metal alkoxide (A) The production method according to any one of [1] to [3] above, further comprising:
[5] 금속 알콕시드(A), 알코올(B), 물(C) 및 염(D)을 혼합하는 공정에 있어서, 알코올 가용성 중합체를 더 혼합하는, 상기 [1]∼[4] 중 어느 한항에 기재된 제조 방법.[5] The process according to any one of [1] to [4] above, wherein the alcohol-soluble polymer is further mixed in the step of mixing the metal alkoxide (A), alcohol (B), water (C) ≪ / RTI >
[6] 상기 [1]∼[5] 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 도포형 투명막 형성용 조성물.[6] A coating type transparent film-forming composition obtained by the production method described in any one of [1] to [5] above.
[7] 25℃ 및 전단(剪斷) 속도 383 s-1의 조건에서 측정되는 점도가 1∼20 mPa·s인, 상기 [6]에 기재된 조성물.[7] The composition according to the above-mentioned [6], wherein the viscosity measured at 25 ° C and a shear rate of 383 s -1 is 1 to 20 mPa · s.
[8] (1) 기판 상에, 상기 [6] 또는 [7]에 기재된 조성물을 도포하는 공정, 및 (2) 공정(1)에 이어서, 기판을 50∼270 ℃에서 가열하는 공정을 포함하는 투명막의 제조 방법.[8] A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: (1) applying the composition described in [6] or [7] above on a substrate; and (2) A method for producing a transparent film.
[9] 상기 [8]에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 투명막.[9] A transparent film obtained by the production method described in [8] above.
[10] 막 두께가 1∼400 ㎚인, 상기 [9]에 기재된 투명막.[10] The transparent film according to the above [9], wherein the film thickness is 1 to 400 nm.
[11] 기판과 상기 [9] 또는 [10]에 기재된 투명막을 포함하는 적층체이며, 상기 투명막의 파장 550 ㎚에서의 굴절율이 1.6 이상이며, 상기 적층체의 전체 광선 투과율이 82% 이상이며, 상기 적층체의 헤이즈값 H1과 상기 기판만의 헤이즈값 H2와의 차이 |H1-H2|가 1.5% 이하인 적층체.[11] A laminate comprising a substrate and a transparent film as described in [9] or [10], wherein the refractive index of the transparent film at a wavelength of 550 nm is 1.6 or more, the total light transmittance of the laminate is 82% the laminate haze value and haze value of the H 1, only the substrate of the member difference between H 2 | H 1 -H 2 | a laminate of more than 1.5%.
[12] 기판과, 상기 [9] 또는 [10]에 기재된 투명막을 포함하는 전자 디바이스.[12] An electronic device comprising a substrate and a transparent film according to [9] or [10].
[13] 패턴화된 투명 도전막의 상층 또는 하층에, 상기 [9] 또는 [10]에 기재된 투명막을 포함하는 적층체에서, 투명 도전막이 존재하는 영역과 투명 도전막이 존재하지 않는 영역과의, 파장 550 ㎚에서의 반사율의 차가 1% 이하인 적층체를 가지는 전자 디바이스.[13] A method for producing a multilayer structure comprising a transparent conductive film according to the above [9] or [10], wherein a region where a transparent conductive film is present and a region where a transparent conductive film is not present are formed in an upper layer or a lower layer of the patterned transparent conductive film, And the difference in reflectance at 550 nm is 1% or less.
[14] (A) 금속 알콕시드, (B) 알코올, (C) 물, 및 (D) 강산과, 식(D1)으로 표시되는 화합물 및 질소 함유 복소환식 화합물로부터 선택되는 적어도 1종을 반응시켜 얻어지는 염을 함유하는 도포형 투명막 형성용 조성물.[14] A process for producing a compound represented by the formula (1) by reacting at least one compound selected from the group consisting of (A) a metal alkoxide, (B) an alcohol, (C) water and And a salt to be obtained.
[화학식 3](3)
[식(D1) 중에서, R1∼R3는, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기이며, 또한 R1∼R3 중 적어도 하나는 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기임]Wherein R 1 to R 3 are each independently hydrogen, an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms, and at least one of R 1 to R 3 is a group having 1 to 20 carbon atoms Of an aliphatic group or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms]
[15] 염(D)이, 강산과, 아닐린 및 피리딘으로부터 선택되는 적어도 1종을 반응시켜 얻어지는 염인, 상기 [14]에 기재된 조성물.[15] The composition according to the above-mentioned [14], wherein the salt (D) is a salt obtained by reacting a strong acid with at least one member selected from aniline and pyridine.
본 발명에 의하면, 높은 투명성, 높은 굴절율, 낮은 헤이즈 및 높은 내열성을 가지는 투명막이며, 또한 넓은 범위의 막 두께를 가지는 투명막을 저온에서 형성할 수 있고, 또한 높은 보존 안정성을 가지는 조성물의 제조 방법, 상기 방법에 의해 얻어지는 조성물, 상기 조성물로 이루어지는 투명막 및 상기 투명막을 가지는 디바이스 소자를 제공할 수 있다.According to the present invention, there is provided a method for producing a transparent film having a high transparency, a high refractive index, a low haze, and a high heat resistance and capable of forming a transparent film having a wide range of film thickness at a low temperature, A composition obtained by the above method, a transparent film made of the composition, and a device element having the transparent film.
도 1은, 본 발명의 조성물로 이루어지는 투명막의 용도를 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing the use of a transparent film made of the composition of the present invention. Fig.
본 명세서에 있어서, 화합물의 설명 중, 예를 들면, 알콕시기, 알킬기, 페닐기, 벤질기, 톨릴기, 나프틸기 및 벤즈히드릴기를, 각각 간단하게 알콕시, 알킬, 페닐, 벤질, 톨릴, 나프틸 및 벤즈히드릴이라고도 한다. 그 외의 기의 예에서도 마찬가지이다. 본 발명서에 있어서, 「도포형 조성물」이란, 도포에 사용되는 조성물을 의미한다.In the present description, among the description of the compound, for example, an alkoxy group, an alkyl group, a phenyl group, a benzyl group, a tolyl group, a naphthyl group and a benzhydryl group are each simply substituted with an alkoxy, alkyl, phenyl, benzyl, tolyl, naphthyl And benzhydryl. The same is true for the other examples. In the present invention, " coating composition " means a composition used for coating.
이하에서, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[1. 도포형 투명막 형성용 조성물의 제조 방법][One. Method for producing transparent transparent film-forming composition]
본 발명의 도포형 투명막 형성용 조성물의 제조 방법은, (A) 금속 알콕시드, (B) 알코올, (C) 물, 및 (D) 강산과, 후술하는 식(D1)으로 표시되는 화합물 및 질소 함유 복소환식 화합물로부터 선택되는 적어도 1종을 반응시켜 얻어지는 염을 혼합하는 공정을 포함한다.A method of producing a coating type transparent film forming composition of the present invention comprises the steps of (A) mixing a metal alkoxide, (B) an alcohol, (C) water and (D) a strong acid, And a salt obtained by reacting at least one member selected from nitrogen-containing heterocyclic compounds.
이하에서, 이들 화합물을 각각 「성분(A)」∼ 「성분(D)」라고도 하며, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 도포형 투명막 형성용 조성물을 「본 발명의 조성물」이라고도 한다. 이하에서, 성분(A)∼성분(D) 및 임의 성분에 대하여 설명한 후, 혼합 공정에 대하여 설명한다.Hereinafter, these compounds are also referred to as "component (A)" to "component (D)", respectively, and the composition for forming a coating type transparent film obtained by the production method of the present invention is also referred to as "composition of the present invention". Hereinafter, the components (A) to (D) and optional components will be described, and then the mixing process will be described.
[1-1. 금속 알콕시드(A)][1-1. Metal alkoxide (A)]
금속 알콕시드(A)란, 1종 또는 2종 이상의 알콕시가 금속과 결합한 구조, 즉 M-OR(식 중에서, M은 금속이며, R은 알킬임)을 가지는 화합물이다.The metal alkoxide (A) is a compound having one or more alkoxy groups bonded to a metal, that is, M-OR (wherein M is a metal and R is alkyl).
금속 알콕시드(A)에서의 금속의 종류로서는, 아연, 납, 지르코늄, 크롬, 알루미늄, 카드늄, 탄탈, 하프늄, 니오브, 철, 티탄, 마그네슘, 인듐이나, 이트륨, 유로퓸, 란탄 등의 희토류 금속 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 화합물의 안정성 및 반응성의 밸런스, 얻어지는 투명막의 굴절율의 높이, 입수의 용이성의 관점에서, 티탄 및 지르코늄이 특히 바람직하다. 즉, 금속 알콕시드(A)로서는, 티탄알콕시드 및 지르코늄알콕시드로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.Examples of the metal in the metal alkoxide (A) include rare earth metals such as zinc, lead, zirconium, chromium, aluminum, cadmium, tantalum, hafnium, niobium, iron, titanium, magnesium, indium, yttrium, Can be preferably used. Among them, titanium and zirconium are particularly preferable from the viewpoint of balance of the stability and reactivity of the compound, the height of the refractive index of the obtained transparent film, and easiness of obtaining. That is, as the metal alkoxide (A), at least one selected from titanium alkoxide and zirconium alkoxide is preferable.
금속 알콕시드(A)에서의 알콕시로서는, 예를 들면, 탄소수 1∼10, 바람직하게는 탄소수 1∼6의 알콕시가 있다. 그 구체예로서는, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, n-펜틸옥시, 1-메틸-n-부톡시, 2-메틸-n-부톡시, 3-메틸-n-부톡시, 1,1-디메틸-n-프로폭시, 1,2-디메틸-n-프로폭시, 2,2-디메틸-n-프로폭시, 1-에틸-n-프로폭시, n-헥실 옥시, 1-메틸-n-펜틸옥시, 2-메틸-n-펜틸옥시, 3-메틸-n-펜틸옥시, 4-메틸-n-펜틸옥시, 1,1-디메틸-n-부톡시, 1,2-디메틸-n-부톡시, 1,3-디메틸-n-부톡시, 2,2-디메틸-n-부톡시, 2,3-디메틸-n-부톡시, 3,3-디메틸-n-부톡시, 1-에틸-n-부톡시, 2-에틸-n-부톡시, 1,1,2-트리메틸-n-프로폭시, 1,2,2-트리메틸-n-프로폭시, 1-에틸-1-메틸-n-프로폭시, 1-에틸-2-메틸-n-프로폭시를 들 수 있다. 이들 중에서도, 화합물의 안정성 및 반응성의 밸런스, 입수의 용이성의 관점에서, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시가 특히 바람직하다.The alkoxy in the metal alkoxide (A) includes, for example, alkoxy of 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms. Specific examples thereof include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert- N-butoxy, 1,1-dimethyl-n-propoxy, 1,2-dimethyl-n-propoxy, 2,2-dimethyl- N-pentyloxy, 4-methyl-n-pentyloxy, 4-methyl-n-pentyloxy, Dimethyl-n-butoxy, 1,2-dimethyl-n-butoxy, 1,3-dimethyl-n-butoxy, 2,2- N-butoxy, dimethyl-n-butoxy, 3,3-dimethyl-n-butoxy, N-propoxy, 1-ethyl-1-methyl-n-propoxy and 1-ethyl-2-methyl-n-propoxy. Of these, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy and n-butoxy are particularly preferable from the viewpoint of balance of the stability and reactivity of the compound and easiness of availability.
금속 알콕시드(A)에 있어서, 금속 상의 알콕시의 종류는 모두 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있지만, 화합물의 안정성 및 반응성의 밸런스, 입수의 용이성의 관점에서, 금속 상의 알콕시의 종류가 모두 동일한 것이 바람직하다. 즉, 테트라-n-부톡시티탄, 테트라에톡시티탄, 테트라이소프로폭시티탄, 테트라-n-부톡시지르코늄, 테트라-n-프로폭시지르코늄이 바람직하고, 테트라-n-부톡시티탄이 특히 바람직하다.In the metal alkoxide (A), the types of the alkoxy on the metal may be all the same or different, but from the viewpoint of balance of the stability and reactivity of the compound and easiness of obtaining the metal alkoxide, desirable. Specifically, tetra-n-butoxytitanium, tetraethoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra-n-butoxy zirconium and tetra-n-propoxy zirconium are preferable, and tetra-n- Do.
금속 알콕시드(A)로서는, 단량체인 금속 알콕시드를 사용하는 것이 바람직하지만, 단량체인 금속 알콕시드가 일부 중축합한 화합물, 즉 테트라부톡시티탄·다이머, 테트라부톡시티탄·테트라머 등도 바람직하게 사용할 수 있다. 금속 알콕시드(A)는 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.As the metal alkoxide (A), it is preferable to use a metal alkoxide as a monomer. However, a compound in which a metal alkoxide as a monomer is partially polycondensed, that is, tetrabutoxy titanium dimer, tetrabutoxy titanium tetramer, etc. can be preferably used have. The metal alkoxide (A) may be used singly or in combination of two or more.
[1-2. 알코올(B)][1-2. Alcohol (B)]
알코올(B)로서는, 임의의 알코올을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 후술하는 기능을 발현하는 관점에서, 탄소수 2∼10이며 또한 1분자 중에 수산기를 1개 가지는 알코올이 바람직하고, 탄소수 2∼6이며 또한 1분자 중에 수산기를 1개 가지는 알코올이 더욱 바람직하다.As the alcohol (B), any alcohol can be used. Among them, alcohols having 2 to 10 carbon atoms and 1 hydroxyl group in one molecule are preferable, alcohols having 2 to 6 carbon atoms and 1 hydroxyl group in one molecule are more preferable from the standpoint of expressing the functions described later .
알코올(B)로서는, 예를 들면, R-OH(식 중, R은 알킬이며, 그 탄소수는 바람직하게는 2∼10, 더욱 바람직하게는 2∼6임)으로 표시되는 화합물, 및 R2O-R1-OH(식 중, R1은 알킬렌이며, R2는 알킬이며, R1과 R2의 탄소수의 합계는 바람직하게는 2∼10, 더욱 바람직하게는 2∼6임)로 표시되는 화합물이 있다.As the alcohol (B), for example, a compound represented by R-OH (wherein R is alkyl, the number of carbon atoms thereof is preferably from 2 to 10, more preferably from 2 to 6), and R 2 OR 1 -OH (wherein R 1 is alkylene, R 2 is alkyl, and the total number of carbon atoms of R 1 and R 2 is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 6) .
구체적으로는, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부탄올, tert-부탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올, 2-메틸-1-부탄올, 3-메틸-1-부탄올, 3-메틸-2-부탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 3-헥산올, 4-메틸-1-펜탄올, 3-메틸-1-펜탄올, 2-메틸-1-펜탄올, 3-메틸-2-펜탄올, 2-메틸-3-펜탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 3,3-디메틸-1-부탄올, 2,2-디메틸-1-부탄올, 1-메톡시-2-프로판올이 바람직하다. 이들 중에서도, 원료 화합물의 용해성과 반응 제어의 밸런스의 관점에서, 에탄올, 2-프로판올, 1-부탄올 및 1-메톡시-2-프로판올로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다. 이들 중에서도, 원료 화합물의 용해성과 반응 제어와의 밸런스, 휘발 속도의 적절성의 관점에서, 2-프로판올 및 1-메톡시-2-프로판올이 특히 바람직하다. 알코올(B)은 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.Specific examples of the solvent include ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, Butanol, 3-methyl-1-butanol, 3-methyl-2-butanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 3-pentanol, 3-methyl-1-pentanol, 3-methyl-1-pentanol, 1-butanol, 2,2-dimethyl-1-butanol and 1-methoxy-2-propanol are preferable. Among these, at least one species selected from ethanol, 2-propanol, 1-butanol and 1-methoxy-2-propanol is preferable from the viewpoint of balance between solubility of the starting compound and reaction control. Of these, 2-propanol and 1-methoxy-2-propanol are particularly preferable from the viewpoint of balance between the solubility of the starting compound and the reaction control and the suitability of the volatilization rate. The alcohol (B) may be used alone or in combination of two or more.
[1-3. 물(C)][1-3. Water (C)]
물(C)로서는, 예를 들면, 이온 교환수, 증류수, RO수, 탈 이온수, 정제수, 수도물, 순수, 초순수, 우물물, 광천수, 광수, 온천수, 샘물, 담수 등으로부터 유래하는 물을 사용할 수 있다. 본 발명의 조성물에는 불순물이 혼입되지 않는 것이 바람직하고, 따라서, 이온 교환수, 증류수, RO수, 탈 이온수, 정제수, 순수, 초순수가 바람직하다. 또한, 이들은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.Water derived from ion exchange water, distilled water, RO water, deionized water, purified water, tap water, pure water, ultrapure water, well water, mineral water, mineral water, hot spring water, spring water, fresh water, etc. can be used as the water . It is preferable that the composition of the present invention does not contain any impurities. Therefore, ion-exchanged water, distilled water, RO water, deionized water, purified water, pure water and ultrapure water are preferable. These may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
[1-4. 염(D)][1-4. Salt (D)]
염(D)은, 강산과, 식(D1)으로 표시되는 화합물(이하 「화합물(D1)」이라고도 함) 및 질소 함유 복소환식 화합물로부터 선택되는 적어도 1종을 반응시켜 얻어지는 염이다. 이하, 이들 화합물(D1) 및 질소 함유 복소환식 화합물을 총칭하여 「유기 아민 화합물」이라고도 한다.The salt (D) is a salt obtained by reacting at least one member selected from a strong acid, a compound represented by the formula (D1) (hereinafter also referred to as "compound (D1)") and a nitrogen-containing heterocyclic compound. These compounds (D1) and the nitrogen-containing heterocyclic compounds are collectively referred to as " organic amine compounds ".
염(D)의 원료인 강산으로서는, 25℃에서의 수중의 산해리 정수 pKa가 3 미만인 화합물이면 되며, 예를 들면, 염화수소, 질산, 황산, 불화 수소, 브롬화 수소, 과염소산, 염소산이 있으며, 반응 제어가 용이한 점에서, 바람직하게는 염화수소이다. 강산의 25℃에서의 수중의 산해리 정수 pKa의 하한값은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 -15이다. 그리고, 전술한 pKa는, 일반적으로 알려져 있는 적정법(適定法), 흡광도법, 캐필러리 전기 영동법 등을 사용하여 측정할 수 있다.As a strong acid as a raw material of the salt (D), a compound having an acid dissociation constant pKa in water at 25 ° C is less than 3, and examples thereof include hydrogen chloride, nitric acid, sulfuric acid, hydrogen fluoride, hydrogen bromide, perchloric acid, Is preferably hydrogen chloride in view of ease of use. The lower limit of the acid dissociation constant pKa in water at 25 DEG C of the strong acid is not particularly limited, and is, for example, -15. The above-described pKa can be measured by a generally known titration method (suitable method), an absorbance method, a capillary electrophoresis method, or the like.
염(D)의 다른 하나의 원료는, 유기 아민 화합물이다.The other raw material of the salt (D) is an organic amine compound.
<화합물(<Compound ( D1D1 )>)>
화합물(D1)은, 식(D1)으로 표시된다.The compound (D1) is represented by the formula (D1).
[화학식 4][Chemical Formula 4]
식(D1) 중에서, R1∼R3는, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기이며, 또한 R1∼R3 중 적어도 하나는 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기이다.In formula (D1), R 1 to R 3 are each independently hydrogen, an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms, and at least one of R 1 to R 3 is a group having 1 to 20 carbon atoms An aliphatic group or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms.
지방족 기는, 직쇄 구조일 수도 있고 분지 구조일 수도 있고 환상 구조일 수도 있다.The aliphatic group may be a straight chain structure, a branched structure, or a cyclic structure.
지방족 기의 탄소수는, 1∼20이며, 바람직하게는 1∼6이다.The carbon number of the aliphatic group is 1 to 20, preferably 1 to 6.
지방족 기로서는, 예를 들면, 지방족 탄화수소기와, 상기 지방족 탄화수소기에 있어서, 식(D1) 중의 중심 질소 원자(즉 R1∼R3가 결합하는 질소 원자)와 결합하는 탄소 원자를 제외한 탄소 원자 중 적어도 하나가, 질소, 산소 및 유황으로부터 선택되는 적어도 1종의 헤테로 원자로 치환된 기가 있다.Examples of the aliphatic group include at least an aliphatic hydrocarbon group and at least one of the carbon atoms excluding the carbon atom bonded to the central nitrogen atom (i.e., the nitrogen atom to which R 1 to R 3 are bonded) in the formula (D1) in the aliphatic hydrocarbon group And one group is a group substituted with at least one hetero atom selected from nitrogen, oxygen and sulfur.
탄소수 1∼20의 지방족 탄화수소기로서는, 예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸, sec-부틸, n-펜틸, 헥실, n-헵틸, n-옥틸 등의 알킬; 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 등의 시클로알킬; 노르보르닐, 아다만틸 등의 다환 지환식기가 있다. 이들 중에서도, 메틸, 에틸, 이소프로필, n-프로필, n-헥실 등의 탄소수 1∼6의 지방족 탄화수소기가 바람직하다.Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, sec-butyl, n-pentyl, Alkyl; Cycloalkyl such as cyclopentyl, cyclohexyl and cycloheptyl; Norbornyl, adamantyl, and the like. Among them, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms such as methyl, ethyl, isopropyl, n-propyl or n-hexyl is preferable.
방향족 기란, 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 기이며, 예를 들면, 방향족 탄화수소기가 있다. 또한, 방향족 환을 형성하는 탄소 원자 중 적어도 하나는, 산소 및 유황으로부터 선택되는 적어도 1종의 헤테로 원자로 치환될 수도 있다. 또한, 방향족 기에 포함되는 수소 원자 중 적어도 하나는, 이하의 (1)∼(8)로부터 선택되는 적어도 1종의 기로 치환될 수도 있다.The aromatic group is a group containing at least one aromatic ring, for example, an aromatic hydrocarbon group. At least one of the carbon atoms forming the aromatic ring may be substituted with at least one hetero atom selected from oxygen and sulfur. At least one of the hydrogen atoms contained in the aromatic group may be substituted with at least one group selected from the following (1) to (8).
(1) 할로겐 원자, (2) 수산기, (3) 알콕시카르보닐기, (4) 카르복실기, (5) 아미드기, (6) 니트로기, (7) 탄소수 1∼12의 탄화수소기, (8) 상기 탄화수소기 중 적어도 하나의 탄소 원자가, 질소, 산소 및 유황으로부터 선택되는 적어도 1종의 헤테로 원자로 치환된 기.(3) an alkoxycarbonyl group, (4) a carboxyl group, (5) an amide group, (6) a nitro group, (7) a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, (8) Group in which at least one carbon atom of the group is substituted with at least one hetero atom selected from nitrogen, oxygen and sulfur.
탄소수 4∼20의 방향족 기로서는, 예를 들면, 페닐, 벤질, o-톨릴, m-톨릴, p-톨릴, 1-나프틸, 2-나프틸, 벤즈히드릴, 1-펜타레닐, 2-펜타레닐, 2-비페닐, 3-비페닐, 4-비페닐, 1-안트라세닐, 9-안트라세닐 등의 방향족 탄화수소기; 1-플루오로페닐, 2-플루오로페닐, 3-플루오로페닐, 펜타플루오로페닐 등의 할로겐화 방향족 기; 1-하이드록시페닐, 2-하이드록시페닐, 3-하이드록시페닐등의 수산기 함유 방향족 기; 1-니트로페닐, 2-니트로페닐, 3-니트로페닐등의 니트로기 함유 방향족 기; 1-퓨라닐 등의 복소환식 기가 있다.Examples of the aromatic group having 4 to 20 carbon atoms include phenyl, benzyl, o-tolyl, m-tolyl, p-tolyl, 1-naphthyl, 2- Aromatic hydrocarbon groups such as pentanenyl, 2-biphenyl, 3-biphenyl, 4-biphenyl, 1-anthracenyl and 9-anthracenyl; Halogenated aromatic groups such as 1-fluorophenyl, 2-fluorophenyl, 3-fluorophenyl and pentafluorophenyl; Hydroxyl group-containing aromatic groups such as 1-hydroxyphenyl, 2-hydroxyphenyl and 3-hydroxyphenyl; Nitro group-containing aromatic groups such as 1-nitrophenyl, 2-nitrophenyl and 3-nitrophenyl; And a heterocyclic group such as 1-furanyl.
화합물(D1)로서는, 예를 들면, R1∼R3가 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼20의 지방족 탄화수소기이며, 또한 R1∼R3 중 적어도 하나가 상기 지방족 탄화수소기인 화합물; R1∼R2가 수소이며 R3가 탄소수 6∼20의 방향족 탄화수소기인 화합물이 바람직하다.The compound (D1) is, for example, a compound wherein R 1 to R 3 are each independently hydrogen or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 1 to R 3 is the aliphatic hydrocarbon group; R 1 to R 2 are hydrogen and R 3 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.
<질소 함유 <Nitrogen content 복소환식Heterocyclic 화합물> Compound >
질소 함유 복소환식 화합물이란, 환상 탄화수소기를 가지는 화합물에 있어서, 환을 형성하는 탄소 원자 중 적어도 하나가 질소로 치환된 화합물이며, 또한 화합물(D1) 이외의 화합물이다. 또한, 환을 형성하는 탄소 원자 중 적어도 하나는, 산소 및 유황으로부터 선택되는 적어도 1종의 헤테로 원자로 치환될 수도 있다. 또한, 화합물에 포함되는 수소 원자 중 적어도 하나는, 이하의 (1)∼(6)로부터 선택되는 적어도 1종의 기로 치환될 수도 있다.The nitrogen-containing heterocyclic compound means a compound in which at least one of carbon atoms forming a ring in the compound having a cyclic hydrocarbon group is substituted with nitrogen and is a compound other than the compound (D1). At least one of the carbon atoms forming the ring may be substituted with at least one hetero atom selected from oxygen and sulfur. At least one of the hydrogen atoms contained in the compound may be substituted with at least one group selected from the following (1) to (6).
(1) 할로겐 원자, (2) 수산기, (3) 알콕시카르보닐기, (4) 카르복실기, (5) 탄소수 1∼20의 탄화수소기, (6) 상기 탄화수소기 중 적어도 하나의 탄소 원자가, 산소 및 유황으로부터 선택되는 적어도 1종의 헤테로 원자로 치환된 기.(1) a halogen atom, (2) a hydroxyl group, (3) an alkoxycarbonyl group, (4) a carboxyl group, (5) a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, (6) at least one carbon atom in the hydrocarbon group A group substituted with at least one hetero atom selected.
질소 함유 복소환식 화합물의 구체예로서는, 식(D2)∼식(D6)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 이하, 이들을 「화합물(D2)」∼「화합물(D6)」이라고도 한다.Specific examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include compounds represented by the formulas (D2) to (D6). Hereinafter, these compounds are also referred to as "compound (D2)" to "compound (D6)".
[화학식 5][Chemical Formula 5]
식(D2) 중에서, X는, -C(R7)=로 표시되는 기 또는 질소 원자이다. 식(D3) 중에서, Y는, -C(H)(R6)-로 표시되는 기 또는 -N(H)-로 표시되는 기이다. 식(D4) 중에서, X는, -C(R11)=로 표시되는 기 또는 질소 원자이다. 식(D5) 중에서, Y는, -C(H)(R11)-로 표시되는 기 또는 -N(H)-로 표시되는 기이다.In the formula (D2), X is a group represented by -C (R < 7 >) = or a nitrogen atom. In the formula (D3), Y is a group represented by -C (H) (R 6 ) - or a group represented by -N (H) -. In the formula (D4), X is a group represented by -C (R < 11 >) = or a nitrogen atom. In the formula (D5), Y is a group represented by -C (H) (R 11 ) - or a group represented by -N (H) -.
식(D2)∼식(D6) 중에서, R4∼R12는, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기이며, R4∼R8로부터 선택되는 임의의 2개의 기가 서로 결합하여, 지환, 방향족 환 및 복소환 등의 환을 형성할 수도 있고, R9∼R12로부터 선택되는 임의의 2개의 기가 서로 결합하여, 지환, 방향족 환 및 복소환 등의 환을 형성할 수도 있다.In formulas (D2) to (D6), R 4 to R 12 are each independently hydrogen, an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms, and any of R 4 to R 8 Two groups may be bonded to each other to form a ring such as an alicyclic ring, an aromatic ring and a heterocyclic ring, or any two groups selected from R 9 to R 12 may bond to each other to form a ring such as an alicyclic ring, May be formed.
지방족 기는, 직쇄 구조일 수도 있고 분지 구조일 수도 있고 환상 구조일 수도 있다.The aliphatic group may be a straight chain structure, a branched structure, or a cyclic structure.
지방족 기의 탄소수는, 1∼20이며, 바람직하게는 1∼6이다. 지방족 기로서는, 예를 들면, 지방족 탄화수소기와, 상기 지방족 탄화수소기에 있어서, 탄소 원자 중 적어도 하나가, 산소 및 유황으로부터 선택되는 적어도 1종의 헤테로 원자로 치환된 기가 있다. 탄소수 1∼20의 지방족 탄화수소기의 구체예로서는, 식(D1)의 설명에서 기재한 기를 들 수 있다.The carbon number of the aliphatic group is 1 to 20, preferably 1 to 6. The aliphatic group includes, for example, an aliphatic hydrocarbon group and a group in which at least one of the carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is substituted with at least one hetero atom selected from oxygen and sulfur. Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include the groups described in the description of the formula (D1).
방향족 기란, 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 기이며, 예를 들면, 방향족 탄화수소기가 있다. 또한, 방향족 환을 형성하는 탄소 원자 중 적어도 하나는, 산소 및 유황으로부터 선택되는 적어도 1종의 헤테로 원자로 치환될 수도 있다. 또한, 방향족 기에 포함되는 수소 원자 중 적어도 하나는, 질소 함유 복소환식 화합물의 설명 중의 상기 (1)∼(6)로부터 선택되는 적어도 1종의 기로 치환될 수도 있다. 탄소수 4∼20의 방향족 기의 구체예로서는, 식(D1)의 설명에서 기재한 방향족 탄화수소기, 할로겐화 방향족 기, 수산기 함유 방향족 기 및 복소환식 기를 들 수 있다.The aromatic group is a group containing at least one aromatic ring, for example, an aromatic hydrocarbon group. At least one of the carbon atoms forming the aromatic ring may be substituted with at least one hetero atom selected from oxygen and sulfur. At least one of the hydrogen atoms contained in the aromatic group may be substituted with at least one group selected from the above (1) to (6) in the description of the nitrogen-containing heterocyclic compound. Specific examples of the aromatic group having 4 to 20 carbon atoms include an aromatic hydrocarbon group, a halogenated aromatic group, a hydroxyl group-containing aromatic group and a heterocyclic group described in the description of the formula (D1).
R4∼R8로부터 선택되는 임의의 2개의 기란, 예를 들면, R4와 R5의 쌍, R5와 R6의 쌍, R6와 R7의 쌍, R7와 R8의 쌍이다. R9∼R12로부터 선택되는 임의의 2개의 기란, 예를 들면, R9와 R10의 쌍, R10과 R11의 쌍, R11와 R12의 쌍이다. 구체예로서는, 식(D2-1)∼식(D2-3) 또는 식(D4-1)∼식(D4-2)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 이하, 이들을 「화합물(D2-1)」∼「화합물(D2-3)」 및 「화합물(D4-1)」∼「화합물(D4-2)」이라고도 한다.Any two groups selected from R 4 to R 8 , for example, a pair of R 4 and R 5 , a pair of R 5 and R 6 , a pair of R 6 and R 7 , and a pair of R 7 and R 8 . Any two groups selected from R 9 to R 12 are, for example, a pair of R 9 and R 10 , a pair of R 10 and R 11 , and a pair of R 11 and R 12 . Specific examples thereof include compounds represented by formulas (D2-1) to (D2-3) or (D4-1) to (D4-2). Hereinafter, these compounds are also referred to as "compound (D2-1)" to "compound (D2-3)" and "compound (D4-1)" to "compound (D4-2)".
[화학식 6][Chemical Formula 6]
식(D2-1)∼식(D2-3) 및 식(D4-1)∼식(D4-2) 중, R4∼R6, R8∼R10 및 R12∼R13은, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기이다. 지방족 기 및 방향족 기의 구체예로서는, 식(D2)∼식(D6)의 설명에서 기재한 것을 들 수 있다.R 4 to R 6 , R 8 to R 10 and R 12 to R 13 in the formulas (D2-1) to (D2-3) and (D4-1) to (D4-2) An aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms. Specific examples of the aliphatic group and the aromatic group include those described in the description of the formulas (D2) to (D6).
질소 함유 복소환식 화합물로서는, 예를 들면, 피롤, 피롤리딘, 이미다졸, 피리딘, 피페리딘, 피리미딘, 인돌, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퓨린, α-피콜린, β-피콜린, γ-피콜린, 이미다졸리딘, 피페라진, 피라진이 있다.Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyrrole, pyrrolidine, imidazole, pyridine, piperidine, pyrimidine, indole, quinoline, isoquinoline, purine, Picoline, imidazolidine, piperazine, and pyrazine.
<유기 아민 화합물의 바람직한 예>≪ Preferred examples of organic amine compound >
유기 아민 화합물로서는, 비용, 입수의 용이성 및 안전성의 관점에서, 이하의 화합물이 바람직하다. 화합물(D1)로서는, 표 1에 기재된 R1∼R3을 가지는 화합물이 바람직하고, 모노메틸아민, 벤질아민, o-톨루이딘 및 아닐린이 보다 바람직하고, 아닐린이 더욱 바람직하다. 화합물(D2)로서는, 표 2에 기재된 R4∼R8을 가지는 화합물이 바람직하고, 피리딘이 더욱 바람직하다.As the organic amine compound, the following compounds are preferable from the viewpoints of cost, ease of availability and safety. Compound (D1) as the compound having an R 1 ~R 3 shown in Table 1, and preferably, monomethyl amine, benzylamine, and aniline, and o- toluidine are more preferred, and more preferred is aniline. As the compound (D2), a compound having R 4 to R 8 shown in Table 2 is preferable, and pyridine is more preferable.
즉, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 모노이소프로필아민, 벤질아민, o-톨루이딘, m-톨루이딘, 아닐린, 벤즈히드릴아민, α-피콜린, β-피콜린, γ-피콜린, 피리딘 및 퀴놀린으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 모노메틸아민, 벤질아민, o-톨루이딘, 아닐린 및 피리딘으로부터 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, 아닐린 및 피리딘으로부터 선택되는 적어도 1종이 더욱 바람직하다.That is, it is preferable to use an amine such as monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, monoisopropylamine, benzylamine, o-toluidine, m-toluidine, At least one member selected from the group consisting of choline, p-picoline, y-picoline, pyridine and quinoline is preferable and at least one member selected from monomethylamine, benzylamine, o-toluidine, aniline and pyridine, And pyridine.
[표 1][Table 1]
[표 2][Table 2]
염(D)은, 강산과 유기 아민 화합물을 반응시켜 얻어지는 염이다. 예를 들면, 모노메틸아민 염산염, 디메틸아민 염산염, 트리메틸아민 염산염, 모노에틸아민 염산염, 디에틸아민 염산염, 트리에틸아민 염산염, 모노이소프로필아민 염산염, 벤질아민 염산염, o-톨루이딘 염산염, m-톨루이딘 염산염, 아닐린 염산염, 벤즈히드릴아민 염산염, α-피콜린 염산염, β-피콜린 염산염, γ-피콜린 염산염, 피리딘 염산염, 퀴놀린 염산염이 바람직하다. 이들 염(D)은, 입수의 용이성, 비용, 안정성 및 안전성이 양호하다. 그리고, 이들 염산염 대신, 질산염, 황산염, 불화 수소 산염, 브롬화 수소산염, 과염소산염, 염소산염도 예로 들 수 있다.The salt (D) is a salt obtained by reacting a strong acid with an organic amine compound. Examples of the salt include monomethylamine hydrochloride, dimethylamine hydrochloride, trimethylamine hydrochloride, monoethylamine hydrochloride, diethylamine hydrochloride, triethylamine hydrochloride, monoisopropylamine hydrochloride, benzylamine hydrochloride, o-toluidine hydrochloride, m- Picoline hydrochloride,? -Picoline hydrochloride, pyridine hydrochloride, and quinoline hydrochloride are preferable as the hydrochloride, aniline hydrochloride, benzhydrylamine hydrochloride,? -Picoline hydrochloride,? -Picoline hydrochloride,? -Picoline hydrochloride, These salts (D) are excellent in ease of acquisition, cost, stability and safety. Instead of these hydrochlorides, nitrate, sulfate, hydrofluoride, hydrobromide, perchlorate, and chlorate are examples.
이들 중에서도, 반응 제어의 용이성, 입수의 용이성, 비용, 안정성, 안전성의 밸런스의 관점에서, 모노메틸아민 염산염, 벤질아민 염산염, o-톨루이딘 염산염, 아닐린 염산염 및 피리딘 염산염이 더욱 바람직하고, 조성물의 보존 안정성, 얻어지는 투명막의 헤이즈 등의 광학적 특성, 내열성 및 두꺼운 막에서의 평탄성이 가장 우수하기 때문에, 아닐린 염산염 및 피리딘 염산염이 특히 바람직하다.Of these, monomethylamine hydrochloride, benzylamine hydrochloride, o-toluidine hydrochloride, aniline hydrochloride and pyridine hydrochloride are more preferable from the viewpoint of balance of ease of reaction control, ease of acquisition, cost, stability and safety, Particularly preferred are aniline hydrochloride and pyridine hydrochloride because of their excellent stability, optical properties such as haze of the obtained transparent film, heat resistance and flatness in a thick film.
강산과 유기 아민 화합물과의 반응량비는, 예를 들면, 이하와 같다. 염(D)은, 유기 아민 화합물 1 몰에 대하여, 강산을 통상 1∼50 몰, 바람직하게는 1∼10 몰 반응시켜 얻을 수 있다. 염(D)은 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.The reaction ratio of the strong acid to the organic amine compound is, for example, as follows. The salt (D) can be obtained by reacting usually 1 to 50 mol, preferably 1 to 10 mol, of strong acid with 1 mol of the organic amine compound. The salt (D) may be used singly or in combination of two or more.
[1-5. 임의 성분][1-5. Optional ingredients]
본 발명에서는, 조성물의 조제에 있어서, 임의 성분으로서 성분(A)∼성분(D) 이외의 성분을 혼합할 수도 있다. 임의 성분으로서는, 예를 들면, 바인더, 계면활성제, 밀착성 촉진제, 부식 방지제가 있다.In the present invention, components other than the components (A) to (D) may be mixed as optional components in the preparation of the composition. Examples of optional components include a binder, a surfactant, an adhesion promoter, and a corrosion inhibitor.
바인더는, 본 발명의 조성물을 사용하여 형성한 투명막 중, 금속 산화물 중합체를 분산시키고, 또한 담지시키기 위해 사용할 수 있는 수지이다. 바인더로서는, 일반적으로 졸겔 조성물의 바인더로서 사용되고 있는 것으로서, 형성된 막의 투명성을 현저하게 손상시키지 않는 수지이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리비닐알코올, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 셀룰로오스, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 아크릴 수지, 스티렌-메타크릴산 메틸 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 나일론 6, 나일론 66, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르니트릴, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리이미드, 폴리아미드이미드가 있다.The binder is a resin that can be used for dispersing and supporting the metal oxide polymer in the transparent film formed using the composition of the present invention. The binder is not particularly limited as long as it is a resin that is generally used as a binder of a sol-gel composition and does not significantly impair the transparency of the formed film. Examples of the binder include polyvinyl alcohol, epoxy resin, silicone resin, fluorine resin, , Polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylic resin, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene block copolymer, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate , Polyethylene naphthalate, polycarbonate, nylon 6, nylon 66, polyester, polyacetal, polyether ether ketone, polyether nitrile, polysulfone, polyether sulfone, polyimide and polyamideimide.
또한, 바인더로서는, 임의의 라디칼 중합성 모노머를 복수 개 선택하여 중합되어 얻어지는 알코올 가용성 중합체를 사용할 수도 있다. 「알코올 가용성 중합체」란, 상기 중합체를 알코올에 대하여 0.1∼50 중량% 첨가한 경우, 양호하게 분산하고, 투명한 조성물을 얻을 수 있는 정도의 알코올로의 가용성을 가지는 중합체이다. 여기서, 상기 알코올은, 탄소수 2∼10이며 또한 1분자 중에 수산기를 1개 가지는 알코올인 것이 바람직하다. 상기 알코올은, 알코올(B)로서 예시한 것을 들 수 있다. 알코올 가용성 중합체로서는, 전술한 조건을 만족시키는 중합체이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 산성기를 가지는 중합체(예: 산성기를 가지는 아크릴 수지)이다. 산성기로서는, 카르복실기, 페놀성 수산기, 술폰산 기, 인산기 등, 일반적으로 알려진 어떠한 산성기라도 되지만, 제조 비용이 낮고, 분자 설계의 용이성의 관점에서, 카르복실기가 바람직하다. 알코올 가용성 중합체를 더욱 사용하면, 굴절율 및 막 두께를 정밀하게 제어하는 것이 가능하게 되므로, 바람직하다.As the binder, an alcohol-soluble polymer obtained by polymerizing a plurality of arbitrary radically polymerizable monomers may be used. The "alcohol-soluble polymer" is a polymer having solubility in alcohol to such an extent that when the polymer is added in an amount of 0.1 to 50% by weight based on the alcohol, it is well dispersed and a transparent composition can be obtained. Here, the alcohol is preferably an alcohol having 2 to 10 carbon atoms and one hydroxyl group in one molecule. Examples of the alcohol include those exemplified as the alcohol (B). The alcohol-soluble polymer is not particularly limited as long as it is a polymer satisfying the above-mentioned conditions, and for example, it is a polymer having an acidic group (e.g., an acrylic resin having an acidic group). The acidic group may be any acidic group generally known, such as a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group, but a carboxyl group is preferable from the viewpoint of low manufacturing cost and ease of molecular design. The further use of the alcohol-soluble polymer is preferable because it is possible to precisely control the refractive index and the film thickness.
바인더는, 금속 알콕시드 100 중량부에 대하여, 예를 들면, 0.05∼300 중량부, 바람직하게는 0.1∼200 중량부의 양으로 사용할 수 있다. 또한, 바인더는 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.The binder may be used in an amount of, for example, 0.05 to 300 parts by weight, preferably 0.1 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the metal alkoxide. The binder may be used alone or in combination of two or more.
계면활성제는, 본 발명의 조성물의, 기판 상에서의 도포성을 더욱 향상시키는 효과가 있다. 이 결과, 예를 들면, 얻어지는 투명막의 막 두께의 균일성이 양호하게 된다. 계면활성제로서는, 일반적으로 알려진 실리콘계, 불소계, 아크릴계의 계면활성제를 사용할 수 있다. 시판품으로서는, 예를 들면, Zonyl FSO-100, Zonyl FSN, Zonyl FSO, Zonyl FSH(상품명; 듀퐁(주)), Triton X-100, Triton X-114, Triton X-45(상품명; 시그마 알드리치 재팬(주)), Dynol 604, Dynol 607(상품명; 에어 프로덕츠 재팬(주)), n-Dodecyl-β-D-maltoside, Novek, Byk-300, Byk-306, Byk-335, Byk-310, Byk-341, Byk-344, Byk-370, Byk-354, Byk-358, Byk-361(상품명; 빅케미·재팬(주)), DFX-18, 프타젠트 250, 프타젠트 251(상품명; (주) 네오스), F-477, F-479, F―472SF, TF-1366(상품명; DIC(주)), KP-341(상품명; 신에쓰 화학공업(주))이 있다. 또한, 계면활성제는 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.The surfactant has the effect of further improving the coatability of the composition of the present invention on the substrate. As a result, for example, the uniformity of the film thickness of the obtained transparent film becomes good. As the surfactant, generally known silicon-based, fluorine-based, or acrylic-based surfactants can be used. Examples of commercially available products include Zonyl FSO-100, Zonyl FSN, Zonyl FSO, Zonyl FSH (trade name, DuPont), Triton X-100, Triton X-114 and Triton X- Dynol 604, Dynol 607 (trade name, manufactured by Air Products Japan), n-Dodecyl-β-D-maltoside, Novek, Byk-300, Byk-306, Byk-335, Byk- DFX-18, POTGENT 250, POTGENT 251 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), trade name: F-477, F-472SF, TF-1366 (trade name, manufactured by DIC Corporation) and KP-341 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). The surfactant may be used alone or in combination of two or more.
밀착성 촉진제로서는, 예를 들면, 기판과 조성물 중의 성분과의 사이에 결합을 형성하는 화합물, 및 기판과 조성물 중의 성분과의 사이에 친화성을 나타내는 관능기를 가지는 화합물이 알려져 있다. 또한, 2종 이상의 밀착성 촉진제에 의하여, 상이한 기작에 따라 기판과 조성물과의 밀착이 촉진될 수도 된다. 밀착성 촉진제의 구체예로서는, 3-(3-아미노프로필)트리에톡시실란, 3-(3-머캅토프로필)트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 등의 실란 커플링제를 들 수 있다. 또한, 밀착성 촉진제는 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.As the adhesion promoter, for example, there is known a compound which forms a bond between a substrate and a component in the composition, and a compound which has a functional group exhibiting affinity between the substrate and a component in the composition. Further, adhesion between the substrate and the composition may be promoted by two or more kinds of adhesion promoters depending on different mechanisms. Specific examples of the adhesion promoter include a silane coupling agent such as 3- (3-aminopropyl) triethoxysilane, 3- (3-mercaptopropyl) trimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, And a silane coupling agent such as isopropyltrimethoxysilane. The adhesion promoter may be used alone or in combination of two or more.
부식 방지제로서는, 힌더드 아민계 화합물, 힌더드 페놀계 화합물 등의 공지의 화합물을 사용할 수 있다. 시판품으로서는, 예를 들면, Irgafos XP40, IRGANOX 1010, IRGANOX 1035, IRGANOX 1076, IRGANOX 1135, IRGANOX 1520L(이상, 상품명; BASF·재팬(주))이 있다. 또한, 부식 방지제는 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.As the corrosion inhibitor, known compounds such as hindered amine compounds and hindered phenol compounds can be used. Examples of commercially available products include Irgafos XP40, IRGANOX 1010, IRGANOX 1035, IRGANOX 1076, IRGANOX 1135 and IRGANOX 1520L (trade names, BASF Japan). The corrosion inhibitor may be used alone or in combination of two or more.
[1-6. 각 성분의 작용][1-6. Action of each component]
본 발명의 제조 방법에서 사용되는, 또는 본 발명의 조성물에 포함되는, 금속 알콕시드(A), 알코올(B), 물(C) 및 염(D)의 작용 기작에 대하여, 추측도 포함하여 이하에서 설명한다.(A), alcohol (B), water (C) and salt (D) used in the production method of the present invention or contained in the composition of the present invention, .
<금속 알콕시드(A)>≪ Metal alkoxide (A) >
금속 알콕시드(A)는 물(C)과 반응하여, 금속 알콕시드(A) 중의 일부 알콕시가 가수분해를 받아 수산기가 생성된다. 그 후, 분자 사이에서, 수산기끼리, 또는 수산기와 알콕시가 일부 중축합함으로써, 금속-산소-금속의 결합이 생성되어, 금속 산화물 중합체가 생성된다. 본 발명에서는, 이 중합체가 적절한 중합도를 가지고 또한, 중축합 반응이 2차원적으로 진행되어 이루어지는 중합체이므로, 이 중합체가 조성물 중에 양호하게 분산하여, 투명한 조성물을 얻을 수 있는 것으로 추측된다. 이 조성물을 기판 상에 도포·소성한 경우, 막 중에서 전술한 중축합 반응이 더욱 진행하여, 치밀한 금속 산화물 막이 된다. 그 결과, 투명성 및 굴절율이 높은 막을 얻을 수 있다.The metal alkoxide (A) reacts with water (C), and some alkoxy in the metal alkoxide (A) undergoes hydrolysis to generate a hydroxyl group. Thereafter, among the molecules, hydroxyl groups or some polycondensation of the hydroxyl group and alkoxy generate a metal-oxygen-metal bond, and a metal oxide polymer is produced. In the present invention, it is presumed that the polymer is a polymer having an appropriate degree of polymerization and a polycondensation reaction proceeding two-dimensionally, so that the polymer is well dispersed in the composition and a transparent composition can be obtained. When the composition is applied and baked on a substrate, the polycondensation reaction described above proceeds further in the film to form a dense metal oxide film. As a result, a film having high transparency and high refractive index can be obtained.
<알코올(B)>≪ Alcohol (B) >
알코올(B)은, 금속 알콕시드(A) 및 염(D) 등의 다른 원료 화합물을 용해시키는 용매로서 뿐만 아니라, 본 발명의 조성물의 안정성을 높일 목적, 및 투명성 및 굴절율이 높은 막을 형성하는 조성물로서 적합한 특성을 발현시킬 목적으로 사용된다. 이러한 성질에 대해서는 다음과 같이 추정하고 있다.The alcohol (B) is used not only as a solvent for dissolving other raw materials such as the metal alkoxide (A) and the salt (D), but also for improving the stability of the composition of the present invention and for forming a film having a high transparency and refractive index Is used for the purpose of expressing suitable characteristics. These properties are estimated as follows.
알코올(B)은, 금속 알콕시드(A)의 알콕시와 알코올(B)과의 교환 반응, 물(C)에 의한 금속 알콕시드(A)의 알콕시의 가수분해 반응, 및 거기에 이어지는 분자 사이에서의 알콕시와 수산기에 의한 중축합 반응의 진행을 양호한 밸런스로 제어한다. 그 결과, 본 발명의 조성물 중에는 금속 산화물 중합체가 생성된다. 이 중합체는, 적절한 중합도를 가지고, 또한 중축합 반응이 2차원적으로 진행되어 이루어지는 중합체이므로, 조성물 중의 분산성이 높고, 조성물은 투명하다. 그리고, 알코올(B)의 존재에 의하여, 중합체의 성장, 즉 중축합 반응이 억제되어 있으므로, 조성물의 점도 등이 안정되어, 보존 안정성이 우수하다.The alcohol (B) is obtained by a reaction between an alkoxy of the metal alkoxide (A) and an alcohol (B), a hydrolysis reaction of the alkoxide of the metal alkoxide (A) with water (C) The progress of the polycondensation reaction between the alkoxy and the hydroxyl group of the polymer is controlled to a good balance. As a result, a metal oxide polymer is produced in the composition of the present invention. This polymer is a polymer having an appropriate degree of polymerization and proceeding in a two-dimensional manner through the polycondensation reaction, and therefore has high dispersibility in the composition, and the composition is transparent. Since the growth of the polymer, that is, the polycondensation reaction, is suppressed by the presence of the alcohol (B), the viscosity of the composition is stabilized and the storage stability is excellent.
이와 같이 하여 얻어진 조성물을 기판 상에 도포·소성한 경우, 막 중으로부터 전술한 알코올(B)이 휘발하고, 그 결과, 조성물 중에 분산되어 있던 중합체 사이에서의 중축합 반응이 더욱 진행된다.When the composition thus obtained is coated and sintered on a substrate, the aforementioned alcohol (B) is volatilized from the film, and as a result, the polycondensation reaction between the polymers dispersed in the composition proceeds further.
본 발명의 조성물 중에 분산되어 있는 중합체의 형상이 3차원적이지 않고 2차원적인 것으로 추측되므로, 중축합 반응이 진행된 결과 얻어지는 막은 2차원적인 벌크 구조가 중첩된 치밀한 금속 산화물 막이 되는 것으로 추측된다. 그 결과, 투명성 및 굴절율이 높은 막을 얻을 수 있다. 또한, 막의 유연성이 양호하므로, 막이 고온 하에 노출되었을 때의 열 수축에 의한 크랙의 발생이 억제된다.It is presumed that the polymer dispersed in the composition of the present invention is not three-dimensionally but two-dimensional, so that it is presumed that the film obtained as a result of the polycondensation reaction becomes a dense metal oxide film in which a two-dimensional bulk structure is superimposed. As a result, a film having high transparency and high refractive index can be obtained. Further, since the flexibility of the film is good, cracking due to heat shrinkage when the film is exposed at a high temperature is suppressed.
또한, 알코올(B)은 소성 시의 휘발 속도가 적절하므로, 막의 경화 속도가 적절하게 제어된다. 그 결과, 평탄성이 양호하고, 헤이즈가 낮은, 막 두께가 큰 경우에도 크랙 등을 발생시키지 않는 우수한 성질을 가지는 막을 얻을 수 있다.Further, since the volatilization rate of the alcohol (B) at the time of firing is appropriate, the curing rate of the film is appropriately controlled. As a result, it is possible to obtain a film having excellent properties such as good flatness, low haze, and cracking even when the film thickness is large.
<물(C)>≪ Water (C) >
물(C)은, 본 발명의 조성물 중, 금속 알콕시드(A)의 가수분해를 촉진하는 기능, 및 염(D)의 용해를 촉진하는 기능을 가진다.Water (C) has a function of promoting the hydrolysis of the metal alkoxide (A) and a function of promoting the dissolution of the salt (D) in the composition of the present invention.
<염(D)><Salt (D)>
염(D)은, 본 발명의 조성물 중의 반응을 적절히 제어하는 기능을 가진다. 또한, 염(D)의 존재에 의해, 본 발명의 조성물을 사용하여, 종래보다 저온에서 고굴절율의 투명막을 형성할 수 있다. 이들에 대하여 다음과 같이 추정하고 있다.The salt (D) has a function of appropriately controlling the reaction in the composition of the present invention. In addition, the presence of the salt (D) enables the transparent film having a high refractive index to be formed at a lower temperature than in the prior art using the composition of the present invention. These are estimated as follows.
염(D)은, 금속 알콕시드(A) 중의 알콕시의 가수분해를 적절하게 억제하는 기능을 가지고 있고, 금속 알콕시드(A) 1분자가 가지는 알콕시의 모두가 아닌, 일부를 가수분해하는 것에 그친다. 또한, 염(D)은, 그 후에 일어나는 분자 사이에서의 수산기와 알콕시와의 중축합 반응을 적절하게 촉진하는 기능도 동시에 가지고 있으므로, 가수분해가 일어난 후, 비교적 단시간에, 그 다음의 중축합 반응을 진행시킨다. 그 결과, 3차원적이 아닌 2차원적으로 성장한 금속 산화물 중합체의 생성이 촉진된다.The salt (D) has a function of appropriately suppressing the hydrolysis of alkoxy in the metal alkoxide (A), and has a function of hydrolyzing a part of the metal alkoxide (A) Hit. Further, the salt (D) has a function of appropriately promoting the polycondensation reaction between the hydroxyl group and the alkoxy between the molecules which occurs thereafter, and therefore, in the relatively short time after the hydrolysis, the subsequent polycondensation reaction . As a result, generation of the metal oxide polymer grown two-dimensionally, not three-dimensionally, is promoted.
이 2차원적으로 성장한 중합체의 분산한 조성물이, 내열성, 투명성 및 굴절율이 높은 막을 형성하기 위해 매우 적합한 것은, 알코올(B)의 작용 기작의 설명에 기재된 바와 같다.The dispersion composition of the two-dimensionally grown polymer is very suitable for forming a film having high heat resistance, transparency and high refractive index as described in the description of the mechanism of action of alcohol (B).
또한, 염(D)이, 전술한 중축합 반응을 촉진하는 기능을 가지고 있으므로, 본 발명의 조성물을 사용하여 성막한 경우, 예를 들면, 50∼270 ℃의 저온에서 치밀한 금속 산화물 막을 형성할 수 있다.Further, since the salt (D) has a function of promoting the polycondensation reaction described above, when a film is formed using the composition of the present invention, for example, a dense metal oxide film can be formed at a low temperature of 50 to 270 캜 have.
또한, 염(D)의 중축합 반응의 촉진 효과가 지나치게 크지 않고 적절하므로, 막의 경화가 적절한 속도로 진행된다. 이것에 의하여, 얻어지는 막의 평탄성이 양호하게 되어, 헤이즈가 낮아지며, 또한, 예를 들면, 300 ㎚를 초과하는 두꺼운 막에서도 충분한 평탄성을 유지하고, 크랙의 발생도 억제된다. 따라서, 염(D)을 사용함으로써, 헤이즈가 낮고, 막 두께가 크고, 내열성이 우수한 투명막의 제조가 가능하게 된다.Further, since the promoting effect of the polycondensation reaction of the salt (D) is not excessively large and appropriate, the curing of the film proceeds at a proper speed. Thus, the resulting film has good flatness and low haze, and even a thick film having a thickness exceeding 300 nm, for example, maintains a sufficient level of flatness and suppresses the occurrence of cracks. Therefore, by using the salt (D), it becomes possible to produce a transparent film having a low haze, a large film thickness and an excellent heat resistance.
[1-7. 혼합 공정][1-7. Mixing process]
본 발명의 투명막 형성용 조성물의 제조 방법은, 전술한 성분(A)∼성분(D)을 혼합하는 공정을 포함한다. 혼합 시의 액체의 온도는, 통상 18∼35 ℃, 바람직하게는 20∼30 ℃이며; 교반 시간은, 통상 1∼48 시간, 바람직하게는 4∼24 시간이며; 반응은, 예를 들면, 상압(常壓) 하에서 행해진다.The method for producing a transparent film forming composition of the present invention includes a step of mixing the above-mentioned components (A) to (D). The temperature of the liquid at the time of mixing is usually 18 to 35 占 폚, preferably 20 to 30 占 폚; The stirring time is usually 1 to 48 hours, preferably 4 to 24 hours; The reaction is carried out under atmospheric pressure, for example.
이와 같은 혼합 조건이면, 금속 알콕시드(A)의 중축합 반응이 적절하게 진행되며, 즉 적절한 중합도를 가질 뿐만 아니라, 중축합 반응이 2차원적으로 진행되어 이루어지는 금속 산화물 중합체가 생성되는 것으로 추측된다.Under such a mixing condition, it is presumed that the polycondensation reaction of the metal alkoxide (A) proceeds appropriately, that is, not only the proper degree of polymerization is obtained but also the metal oxide polymer in which the polycondensation reaction proceeds two-dimensionally is produced .
혼합 공정에 있어서, 성분(A)∼성분(D)의 투입량을 이하에 설명하는 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이로써, (1) 조성물의 안정성을 더욱 양호하게 할 수 있고, (2) 조성물을 도포 성막한 경우, 투명성·굴절율·내열성이 더욱 높고, 또한 헤이즈가 더욱 낮은 막을, 넓은 폭의 범위를 가지는 막 두께로, 또한 낮은 소성 온도에서 얻을 수 있다.In the mixing step, it is preferable to set the amounts of the components (A) to (D) to the ranges described below. This makes it possible to (1) improve the stability of the composition, and (2) to provide a film having a higher transparency, a refractive index, a higher heat resistance and a lower haze and a lower film thickness , And also at low firing temperatures.
금속 알콕시드(A) 1 몰에 대하여, 알코올(B)을 바람직하게는 5∼500 몰, 더욱 바람직하게는 15∼250 몰의 범위에서 혼합한다. 알코올(B)의 양이 전술한 하한값 이상이면, 얻어지는 조성물의 안정성이 높고, 예를 들면, 증점 및 침전이 생기지 않고, 조성물을 도포 성막한 경우에 투명성이 높고 헤이즈가 낮은 막을 얻을 수 있다. 알코올(B)의 양이 전술한 상한값 이하이면, 조성물을 도포 성막한 경우에 충분한 막 두께 및 높은 굴절율을 가지는 막을 얻을 수 있다.The alcohol (B) is preferably mixed in the range of 5 to 500 moles, more preferably 15 to 250 moles, per 1 mole of the metal alkoxide (A). When the amount of the alcohol (B) is not less than the lower limit value described above, the stability of the obtained composition is high and, for example, thickening and precipitation do not occur, and a film having a high transparency and a low haze can be obtained when the composition is coated. When the amount of the alcohol (B) is not more than the above-mentioned upper limit value, a film having a sufficient film thickness and a high refractive index can be obtained when the composition is coated.
금속 알콕시드(A) 1 몰에 대하여, 물(C)을 바람직하게는 0.5∼5 몰, 더욱 바람직하게는 0.8∼3 몰의 범위에서 혼합한다. 물(C)의 양이 전술한 하한값 이상이면, 금속 알콕시드(A)의 가수분해가 적절하게 진행되며, 또한 염(D)이 충분히 용해하고, 조성물 중의 반응이 적절하게 진행되고, 조성물을 도포 성막한 경우에 얻어지는 막의 굴절율이 높아진다. 물(C)의 양이 전술한 상한값 이하이면, 금속 알콕시드(A)의 가수분해가 지나치게 진행되지 않고, 얻어지는 조성물의 안정성이 높고, 예를 들면, 겔화 등의 증점 및 금속 산화물 미립자 등의 침전이 생기지 않고, 조성물을 도포 성막한 경우에 투명성이 높고 헤이즈가 낮은 막을 얻을 수 있다.Water (C) is preferably mixed in the range of 0.5 to 5 moles, more preferably 0.8 to 3 moles, per 1 mole of the metal alkoxide (A). When the amount of the water (C) is not less than the lower limit value described above, the hydrolysis of the metal alkoxide (A) proceeds appropriately, the salt (D) sufficiently dissolves, the reaction in the composition proceeds appropriately, The refractive index of the film obtained when the film is formed becomes high. When the amount of water (C) is not more than the above-mentioned upper limit value, the hydrolysis of the metal alkoxide (A) does not proceed excessively and the stability of the obtained composition is high. For example, the thickening such as gelation, And a film having a high transparency and a low haze can be obtained when the composition is coated by coating.
금속 알콕시드(A) 1 몰에 대하여, 염(D)을 바람직하게는 0.01∼0.1 몰, 더욱 바람직하게는 0.02∼0.06의 범위에서 혼합한다. 염(D)의 양이 전술한 하한값 이상이면, 낮은 소성 온도에서 중축합 반응을 충분히 진행시킬 수 있고, 투명성 및 굴절율이 우수한 막을 얻을 수 있다. 염(D)의 양이 전술한 범위 내에 있으면, 조성물의 안정성이 높고, 예를 들면, 조성물 중에 침전이 생기지 않고, 얻어지는 막의 광학 특성이 높아진다.The salt (D) is preferably mixed in the range of 0.01 to 0.1 mol, more preferably 0.02 to 0.06, per mol of the metal alkoxide (A). When the amount of the salt (D) is not less than the lower limit value described above, the polycondensation reaction can be sufficiently promoted at a low firing temperature, and a film excellent in transparency and refractive index can be obtained. When the amount of the salt (D) is within the above-mentioned range, the stability of the composition is high, for example, the precipitation does not occur in the composition and the optical characteristics of the resulting film become high.
혼합 공정에 있어서, 성분(A)∼성분(D) 및 필요에 따라 상기 임의 성분, 예를 들면, 알코올 가용성 중합체 등의 바인더를 공지의 방법에 의해 교반, 혼합, 용해 등을 적절하게 선택하여 행함으로써, 본 발명의 조성물을 제조할 수 있다. 혼합 공정에서는, 상기 조성비로, 성분(A)∼성분(D)을 혼합하는 것이 바람직하다.In the mixing step, the components (A) to (D) and, if necessary, the above-mentioned arbitrary components, for example, a binder such as an alcohol-soluble polymer are appropriately selected by stirring, mixing, , Whereby the composition of the present invention can be prepared. In the mixing step, it is preferable to mix the components (A) to (D) in the composition ratio.
원료 화합물의 혼합 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 각 성분(A)∼성분(D)을 일괄적으로 혼합할 수도 있지만, 추정되는 조성물 중의 반응을 고려하면, 이하의 (1)∼(3) 방법이 바람직하다. 또한, 이와 같이 하여 얻어진 조성물에, 상기 임의 성분을 첨가할 수도 있다.The mixing method of the raw material compound is not particularly limited and the components (A) to (D) may be mixed at one time, but considering the reaction in the presumed composition, the following methods (1) to (3) desirable. The above-mentioned optional components may also be added to the composition thus obtained.
(1) 처음에, 모든 금속 알콕시드(A)와 모든 알코올(B)을 혼합하고, 이들을 충분히 반응시키고, 다음으로, 얻어진 혼합 용액에, 물(C) 및 염(D)을 가하여, 충분히 반응시키는 방법.(1) First, all the metal alkoxides (A) and all the alcohols (B) are mixed and reacted sufficiently. Next, water (C) and salt (D) How to do it.
(2) 처음에, 모든 금속 알콕시드(A)와 일부 알코올(B)을 혼합하고, 이들을 충분히 반응시키고, 다음으로, 얻어진 혼합 용액에, 물(C), 염(D) 및 나머지 알코올(B)을 가하여, 충분히 반응시키는 방법.(2) First, all the metal alkoxides (A) and some alcohols (B) are mixed and reacted sufficiently. Next, water (C), salt (D) and remaining alcohol ) Is added to the reaction mixture, followed by sufficient reaction.
(3) 모든 금속 알콕시드(A)와 일부의 알코올(B)을 혼합하고, 이들을 충분히 반응시켜 혼합 용액(1)을 조제하고, 물(C)과 염(D)과 나머지 알코올(B)을 혼합하여 혼합 용액(2)을 조제하고, 다음으로, 혼합 용액(1)과 혼합 용액(2)을 혼합하여, 충분히 반응시키는 방법.(3) The mixture solution (1) is prepared by mixing all of the metal alkoxide (A) and a part of the alcohol (B) To prepare a mixed solution (2), followed by mixing the mixed solution (1) and the mixed solution (2) and sufficiently reacting them.
상기 (1)∼(2) 방법에서의 교반 시간은, 통상 1∼48 시간, 바람직하게는 4∼24 시간이다. 상기 (3) 방법에 있어서, 혼합 용액(1) 및 혼합 용액(2)의 각각의 조제 시의 교반 시간은, 통상 5분∼2시간, 바람직하게는 10분∼1시간이며, 혼합 용액(1) 및 혼합 용액(2)의 혼합 시의 교반 시간은, 통상 1∼48 시간, 바람직하게는 4∼24 시간이다.The stirring time in the above methods (1) and (2) is usually 1 to 48 hours, preferably 4 to 24 hours. In the above method (3), the stirring time at the time of preparing each of the mixed solution (1) and mixed solution (2) is usually 5 minutes to 2 hours, preferably 10 minutes to 1 hour, ) And the mixed solution (2) is usually 1 to 48 hours, preferably 4 to 24 hours.
[2. 도포형 투명막 형성용 조성물][2. Composition for forming a coating type transparent film]
본 발명의 도포형 투명막 형성용 조성물은, (A) 금속 알콕시드, (B) 알코올, (C) 물, 및 (D) 강산과, 식(D1)으로 표시되는 화합물 및 질소 함유 복소환식 화합물로부터 선택되는 적어도 1종을 반응시켜 얻어지는 염을 함유한다. 이 조성물은, 예를 들면, 성분(A)∼성분(D)을 혼합하여 얻어진다. 구체적으로는, 이 조성물은, 전술한 제조 방법에 의해 얻을 수 있다.The coating type transparent film forming composition of the present invention is a composition for forming a coating film for a transparent conductive film which comprises (A) a metal alkoxide, (B) an alcohol, (C) water and (D) a strong acid, Or a salt thereof. This composition is obtained, for example, by mixing the components (A) to (D). Specifically, this composition can be obtained by the above-described production method.
본 발명의 조성물은, 점도가 1∼20 mPa·s인 것이 바람직하고, 1∼10 mPa·s인 것이 더욱 바람직하다. 점도는, 25℃ 및 전단 속도 383 s-1의 조건에서 측정되며, 그 측정 조건의 자세한 것은 실시예에 기재한 바와 같다.The composition of the present invention preferably has a viscosity of 1 to 20 mPa · s, more preferably 1 to 10 mPa · s. The viscosity is measured at 25 DEG C and a shear rate of 383 s < -1 >, and details of the measurement conditions are as described in the examples.
본 발명의 조성물은, 점도 등이 안정되어, 보존 안정성이 우수하다. 또한, 본 발명의 조성물을 사용함으로써, 높은 투명성, 굴절율, 내열성 및 평탄성을 가지고, 낮은 헤이즈를 가지는 금속 산화물 막을, 낮은 소성 온도에서 얻을 수 있다.The composition of the present invention has a stable viscosity and excellent storage stability. Further, by using the composition of the present invention, a metal oxide film having high transparency, refractive index, heat resistance and flatness and having low haze can be obtained at a low firing temperature.
본 발명의 조성물은, 비특허 문헌 2에 기재된 방법, 즉 NMR, ESR, 라만 스펙트럼, 적외 스펙트럼, 가스 크로마토그래피, 액체 크로마토그래피 등에 의한 분석 방법에 의해 조성의 동정(同定)을 행할 수 있다. 또한, 원료 화합물끼리의 반응은, 조성물을 도포하여 소성했을 때 일어나는 경우가 압도적으로 많으며, 원료 화합물의 혼합 공정에서의 용액 중 일어나는 경우는 적다. 따라서, 전술한 분석 방법에 의해 본 발명의 조성물을 제조할 때 사용한 원료 화합물의 조성을 동정할 수 있다.The composition of the present invention can be identified by a method described in Non-Patent Document 2, that is, by an analytical method such as NMR, ESR, Raman spectrum, infrared spectrum, gas chromatography, liquid chromatography and the like. Further, the reaction of the raw materials with each other is overwhelmingly caused when the composition is applied and baked, and rarely occurs in the solution in the raw material compounding step. Therefore, the composition of the raw material compound used in preparing the composition of the present invention can be identified by the above-described analytical method.
[3. 도포형 투명막 형성용 조성물을 사용한 투명막의 제조 방법][3. Method for producing transparent film using composition for forming transparent transparent film]
본 발명의 도포형 투명막 형성용 조성물을 사용하여 기판 상에 투명막을 형성하는 방법에 대하여, 이하에서 설명한다. 본 발명의 투명막의 제조 방법은, (1) 기판 상에, 본 발명의 도포형 투명막 형성용 조성물을 도포하는 공정, 및 (2) 공정(1)에서 얻어진 도막을, 기판을 가열하는 등의 방법으로 소성하는 공정을 가진다.A method for forming a transparent film on a substrate by using the composition for forming a transparent film of the present invention will be described below. The method for producing a transparent film of the present invention comprises the steps of (1) applying the coating type transparent film forming composition of the present invention onto a substrate, and (2) applying the coating film obtained in the step (1) And then firing it by a method.
[3-1. 공정(1)][3-1. Step (1)]
공정(1)에서는, 본 발명의 투명막 형성용 조성물을 기판 상에 도포한다. In the step (1), the composition for forming a transparent film of the present invention is applied on a substrate.
기판으로서는, 예를 들면, 소다 석회 유리, 저알칼리 붕규산 유리, 무알칼리알루미노붕규산 유리 등으로 이루어지는 유리 기판; 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴산 메틸 등으로 이루어지는 고분자 기이가 있다. 기판은, 판형일 수도 있고 필름형일 수도 있다. 기판의 표면에는, 산화 인듐, 산화 주석, 은, 금, 탄소, 유기 화합물 등으로 이루어지는 투명 전극이나, 절연막, 컬러 필터, 각종 구동 회로 등이 형성되어 있어도 된다.As the substrate, for example, a glass substrate made of soda lime glass, low alkali borosilicate glass, alkali-free aluminoborosilicate glass, or the like; There are polymeric groups composed of polycarbonate, polyester, aromatic polyamide, polyamideimide, polyimide, polyethylene terephthalate, polymethylmethacrylate and the like. The substrate may be plate-shaped or film-shaped. A transparent electrode made of indium oxide, tin oxide, silver, gold, carbon, an organic compound or the like, an insulating film, a color filter, various driving circuits, or the like may be formed on the surface of the substrate.
본 발명의 조성물은 저온 소성으로 막을 형성할 수 있다. 따라서, 이들 기판의 중에서도, 내열성이 낮은 플라스틱 기판이나, 열에 의한 악영향을 받기 쉬운 구동 회로를 가진 기판 등에 대한 성막에, 특히 유용하다.The composition of the present invention can form a film by low-temperature baking. Therefore, among these substrates, it is particularly useful for film formation on a plastic substrate having low heat resistance or a substrate having a drive circuit susceptible to adverse effects due to heat.
기판의 두께의 일례로서는, 0.1∼3 ㎜가 예시되지만, 특별히 한정되지 않는다. 도포 방법으로서는, 예를 들면, 스핀 코트법, 슬릿 코트법, 딥 코트법, 블레이드 코트법, 스프레이법, 볼록판 인쇄법, 오목판 인쇄법, 평판 인쇄법, 디스펜스법 및 잉크젯법 등의 일반적인 방법을 이용할 수 있다. 막 두께의 균일성 및 생산성의 관점에서, 스핀 코트법과 슬릿 코트법이 바람직하고, 슬릿 코트법이 더욱 바람직하다.An example of the thickness of the substrate is 0.1 to 3 mm, but is not particularly limited. As a coating method, general methods such as a spin coating method, a slit coating method, a dip coating method, a blade coating method, a spraying method, a convex printing method, a concave printing method, a flat printing method, a dispensing method and an ink jet method can be used . From the viewpoints of uniformity of film thickness and productivity, the spin coat method and the slit coat method are preferable, and the slit coat method is more preferable.
공정(1)에서 얻어진 도막에 대해서는, 도포 후에, 적절하게 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 건조 방법으로서는, 예를 들면, 감압 건조, 실온 건조, 가열 건조, 통풍 건조가 있다. 이들 방법에 의하여, 도막 중의 용매, 예를 들면, 알코올(B)을 제거함으로써 도막을 건조시킨다. 건조 조건으로서는, 예를 들면, 실온 이상 100℃ 이하의 온도에서 30초∼5분간 건조시킨다. 또한, 감압 건조한 것은, 예를 들면, 50∼150 Pa의 압력 하에서, 20∼25 ℃의 온도에서 건조시킨다. 제조 비용의 관점에서는, 대기압 하, 실온에서 건조하는 것이 바람직하지만, 건조에 시간이 걸리는 경우에는, 50℃ 정도에서 가열하여 건조시키는 것이 바람직하다. 건조 공정은, 공정(2)의 소성보다 낮은 온도에서 행해진다.The coating film obtained in the step (1) is preferably subjected to a drying step appropriately after application. The drying method includes, for example, vacuum drying, room temperature drying, heat drying, and air drying. By these methods, the solvent in the coating film, for example, the alcohol (B) is removed to dry the coating film. The drying conditions include, for example, drying at a temperature of from room temperature to 100 ° C for 30 seconds to 5 minutes. The reduced pressure drying is carried out at a temperature of 20 to 25 캜 under a pressure of 50 to 150 Pa, for example. From the viewpoint of the production cost, it is preferable to dry at room temperature under atmospheric pressure, but if drying takes a long time, it is preferable to heat and dry at about 50 캜. The drying process is performed at a temperature lower than that of the step (2).
[3-2. 공정(2)][3-2. Step (2)]
공정(2)에서는, 공정(1)에서 얻어진 도막을 소성한다.In the step (2), the coating film obtained in the step (1) is baked.
본 공정에 의하여, 도막 중의 용매, 예를 들면, 알코올(B)이 제거되고, 또한, 도막 중 금속 알콕시드(A) 및 그 저차 축합물의 중축합 반응이 진행됨으로써, 치밀한 금속 산화물 막이 형성되고, 도막이 경화한다. 모든 용매가 제거되지 않아도 된다.By this step, the solvent in the coating film, for example, the alcohol (B) is removed, and the polycondensation reaction of the metal alkoxide (A) and its lower condensate in the coating film proceeds to form a dense metal oxide film, The coating film is cured. Not all solvents need to be removed.
소성에는, 예를 들면, 핫 플레이트, 오븐을 사용할 수 있다. 소성 온도로서는, 알코올(B) 등의 용매의 종류에 따라 상이하지만, 통상 50∼270 ℃이며, 바람직하게는 70∼270 ℃이다. 소성 온도는, 예를 들면, 핫 플레이트를 사용하는 경우에는 플레이트의 온도이며, 오븐을 사용하는 경우에는 오븐 내에 설치한 열전대를 사용하여 측정한 온도이다. 또한, 소성 시간은, 통상 1∼60 분간이다. 본 발명에서는, 전술한 특징을 가지는 투명막 형성용 조성물을 사용하므로, 이와 같은 저온 소성이 가능하다.For firing, for example, a hot plate or an oven can be used. The firing temperature varies depending on the kind of the solvent such as the alcohol (B), but is usually from 50 to 270 캜, preferably from 70 to 270 캜. The firing temperature is, for example, the temperature of the plate when using a hot plate and the temperature measured using a thermocouple provided in the oven when using an oven. The baking time is usually 1 to 60 minutes. In the present invention, since the composition for forming a transparent film having the above-described characteristics is used, such low-temperature firing is possible.
70℃ 이상 160℃ 미만에서 소성하는 조건이면, 기판에 대한 열 부하 및 제조 비용의 관점에서 바람직하고, 160℃ 이상 270℃ 이하에서 소성하는 조건이면, 얻어지는 투명막의 특성의 관점에서 바람직하다. 80℃에서 60분간 소성하는 조건이, 투명막의 특성, 제조 비용 및 기판에 대한 열 부하의 밸런스의 관점에서 바람직하다.A condition of baking at a temperature of 70 ° C or higher and lower than 160 ° C is preferable from the viewpoint of the heat load and the production cost for the substrate and the condition of baking at 160 ° C or higher and 270 ° C or lower is preferable from the viewpoint of the characteristics of the obtained transparent film. And a condition of baking at 80 DEG C for 60 minutes is preferable in view of the characteristics of the transparent film, the manufacturing cost, and the balance of the heat load to the substrate.
[3-3. 임의 공정][3-3. Any process]
그리고, 전술한 각 공정의 전후에는, 적절한 처리 공정, 세정 공정 및 건조 공정으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 공정을 적절하게 넣어도 된다. 처리 공정으로서는, 예를 들면, 실란 커플링제 등에 의한 약품 처리, 플라즈마 표면 처리, 초음파 처리, 오존 처리, 적절한 용제를 사용한 세정 처리 및 가열 처리가 있다.Before and after each of the above-described processes, one or more processes selected from an appropriate process, a cleaning process, and a drying process may be appropriately added. Examples of the treatment process include a chemical treatment using a silane coupling agent and the like, a plasma surface treatment, an ultrasonic treatment, an ozone treatment, a cleaning treatment using a suitable solvent, and a heat treatment.
플라즈마 표면 처리는, 투명막 형성용 조성물이나 현상액 등에 대한 도포성을 높이기 위해 사용할 수 있다. 예를 들면, 산소 플라즈마를 사용하여, 100와트, 90초, 산소 유량 50 sccm(sccm; standard cc/min), 압력 50 파스칼의 조건에서, 기판 또는 도막의 표면을 처리할 수 있다.The plasma surface treatment can be used for improving the applicability to a composition for forming a transparent film or a developer. For example, the surface of the substrate or the coating film can be treated using oxygen plasma under conditions of 100 watts, 90 seconds, an oxygen flow rate of 50 sccm (sccm; standard cc / min), and a pressure of 50 pascals.
초음파 처리는, 용액 중에 기판을 침지하고, 예를 들면, 200 kHz 정도의 초음파를 전파(傳播)시킴으로써, 기판 상에 물리적으로 부착된 미립자 등을 제거할 수 있다.In the ultrasonic treatment, the substrate is immersed in a solution, and ultrasonic waves of about 200 kHz, for example, are propagated to remove fine particles physically attached to the substrate.
오존 처리는, 기판에 공기를 분출함과 동시에 자외광을 조사하고, 자외광에 의해 발생한 오존의 산화력에 의하여, 기판 상의 부착물 등을 효과적으로 제거할 수 있다.The ozone treatment can effectively remove adherents and the like on the substrate due to the oxidizing power of ozone generated by the ultraviolet light, while emitting air to the substrate and irradiating the ultraviolet light.
세정 처리는, 예를 들면, 순수를 안개상(狀) 또는 샤워상 등으로 분출하고,용해성과 압력으로 미립자형의 불순물을 씻어내어, 제거할 수 있다.The cleaning treatment can be carried out by, for example, spraying pure water in a mist state or a shower state, and washing out impurities of fine particle type with solubility and pressure.
가열 처리는, 제거하고자 하는 화합물을 휘발시킴으로써 기판 중의 화합물을 제거하는 방법이다. 가열 온도는, 제거하고자 하는 화합물의 비점을 고려하여 적당히 설정한다. 예를 들면, 제거하고자 하는 화합물이 물인 경우에는, 50∼80 ℃ 정도의 범위에서 가열한다.The heat treatment is a method of removing the compound in the substrate by volatilizing the compound to be removed. The heating temperature is appropriately set in consideration of the boiling point of the compound to be removed. For example, when the compound to be removed is water, it is heated in the range of about 50 to 80 占 폚.
[3-4. 투명막 및 [3-4. The transparent film and 적층체The laminate ]]
상기 제조 방법에 의해 얻어진 투명막의 막 두께는, 바람직하게는 1∼400 ㎚이며, 더욱 바람직하게는 2∼400 ㎚이다. 상기 막의 굴절율은, 바람직하게는 1.6 이상이며, 더욱 바람직하게는 1.7∼2.1이다.The film thickness of the transparent film obtained by the above production method is preferably 1 to 400 nm, and more preferably 2 to 400 nm. The refractive index of the film is preferably 1.6 or more, and more preferably 1.7 to 2.1.
본 발명의 적층체는, 기판과 상기 투명막을 포함하고, 예를 들면, 기판 상에 상기 투명막이 형성된 막 부착 기판이다. 상기 막 부착 기판 등의 적층체의 전체 광선 투과율은, 바람직하게는 82% 이상이며, 더욱 바람직하게는 85∼93 %이다. 상기 막 부착 기판 등의 적층체의 흐림도(헤이즈) H1은, 기판만의 헤이즈값 H2와의 차이 |H1-H2|가 바람직하게는 1.5% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.5% 이하이다.The laminate of the present invention is a film-attached substrate including a substrate and the transparent film, for example, the transparent film formed on the substrate. The total light transmittance of the laminate such as the film-adhered substrate is preferably 82% or more, and more preferably 85 to 93%. The haze H 1 of the layered product such as a film-attached substrate or the like is preferably such that the difference | H 1 -H 2 | from the haze value H 2 of the substrate alone is preferably 1.5% or less, more preferably 0.5% to be.
이들 특성이 전술한 범위에 있으면, 본 발명의 투명막은, 반사 방지 용도나 패턴이 보이는 것을 방지하는 용도로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있다.When these properties are within the above-mentioned ranges, the transparent film of the present invention can sufficiently exhibit the functions as the antireflection application and the application for preventing the appearance of the pattern.
「전체 광선 투과율」은 입사광에 대한 투과광의 비율이며, 투과광은 직접적인 투과 성분과 산란 성분으로 이루어진다. 「헤이즈」는, 전체 광선 투과광 중, 입사광 축으로부터 2.5° 이상 산란된 광의 비율이다. 광원은 C 광원이며, 스펙트럼은 CIE 휘도 함수 y이다. 「굴절율」은 파장 550 ㎚에서의 굴절율이다. 이들 측정 조건의 자세한 것은 실시예에 기재한 바와 같다.The " total light transmittance " is the ratio of the transmitted light to the incident light, and the transmitted light is composed of the direct transmission component and the scattering component. &Quot; Haze " is a ratio of light scattered by 2.5 degrees or more from the incident light axis in the total light-transmitted light. The light source is the C light source, and the spectrum is the CIE luminance function y. The " refractive index " is the refractive index at a wavelength of 550 nm. Details of these measurement conditions are as described in the examples.
본 발명에서는, 전술한 바와 같은 두꺼운 막이며, 또한 전체 광선 투과율·헤이즈·굴절율 등의 광학 특성이 우수한 투명막을 형성할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 예를 들면, 알코올(B)의 사용량, 스핀 코트의 회전수 등의 조건을 적절하게 선택함으로써, 각종 막 두께를 가지고, 또한 광학 특성이 우수한 투명막을 형성할 수 있다.In the present invention, it is possible to form a transparent film which is a thick film as described above and which has excellent optical properties such as total light transmittance, haze, refractive index, and the like. That is, according to the present invention, for example, a transparent film having various film thicknesses and excellent optical characteristics can be formed by appropriately selecting conditions such as the amount of alcohol (B) to be used and the number of revolutions of the spin coat.
[3-5. [3-5. 고굴절율High refractive index 투명막의 용도] Use of transparent film]
이하에서, 본 발명의 고굴절율 투명막의 용도에 대하여 설명한다. 본 발명의 도포형 투명막 형성용 조성물을 사용하여 형성된 고굴절율 투명막 및 이것을 사용한 적층체는, 그 광학 특성으로부터, 예를 들면, 전자 디바이스에 사용된다. 전자 디바이스의 일례는, 기판과, 본 발명의 고굴절율 투명막을 가진다.Hereinafter, the use of the high refractive index transparent film of the present invention will be described. The high-refractive-index transparent film formed by using the coating type transparent film-forming composition of the present invention and the laminate using the high-refractive-index transparent film are used, for example, in electronic devices from their optical properties. An example of the electronic device has a substrate and a high refractive index transparent film of the present invention.
전자 디바이스로서는, 예를 들면, 액정 표시 소자, 유기 일렉트로 발광형 디스플레이, 전자 페이퍼 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD), 터치 패널 소자, 태양 전지 소자가 있다.Examples of the electronic device include a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display element, an organic electroluminescent display, and an electronic paper, a touch panel element, and a solar cell element.
전자 디바이스는, 경질 기판을 사용하여 제작될 수도 있고, 구부러지기 쉬운 기판을 사용하여 제작될 수도 있으며, 또한 이들의 조합에 의해 제작될 수도 있다. 또한, 전자 디바이스에 사용되는 기판은 투명할 수도 있고, 착색되어 있을 수도 있다.The electronic device may be fabricated using a rigid substrate, a substrate that is susceptible to bending, or a combination thereof. Further, the substrate used for the electronic device may be transparent or colored.
FPD에 사용되는 고굴절율 투명막으로서는, 예를 들면, 반사 방지막이 있다. 터치 패널 소자에는, 그 검출 방법에 따라 저항막식이나 정전 용량 방식 등으로 나눌 수 있지만, 어느 방법에서도 반사 방지막으로서 고굴절율 투명막이 사용된다. 또한, 특히 투영형 정전 용량 방식에서는, ITO막의 패턴이 보이는 것을 방지하는 용도로서 고굴절율 투명막이 사용된다. 고굴절율 투명막은, 각각 임의의 형상으로 패터닝될 수도 있다.As the high refractive index transparent film used for FPD, for example, there is an antireflection film. The touch panel element can be divided into a resistive film type or a capacitive type in accordance with the detection method, but in any of these methods, a high refractive index transparent film is used as the antireflection film. In particular, in the projection-type electrostatic capacity type, a high-refractive-index transparent film is used as an application for preventing the pattern of the ITO film from being seen. The high refractive index transparent film may be patterned into an arbitrary shape, respectively.
태양 전지 소자는, 광 흡수층의 재료에 따라, 실리콘계, 화합물계, 유기계, 양자 도트형 등으로 나눌 수 있으며, 어떤 재료를 사용하더라도 반사 방지막으로서 고굴절율 투명막이 사용된다. 고굴절율 투명막은, 각각 임의의 형상으로 패터닝될 수도 있다.The solar cell element can be divided into a silicon system, a compound system, an organic system, a quantum dot system and the like depending on the material of the light absorption layer, and a high refractive index transparent film is used as an antireflection film even if any material is used. The high refractive index transparent film may be patterned into an arbitrary shape, respectively.
<반사 방지막 용도>≪ Use of antireflection film &
일례에서는, 본 발명의 조성물을 사용하여 형성된 막은, 예를 들면, 단층으로 반사 방지막으로서 사용된다. 일반적으로, 굴절율 n1의 투명 기판 상에 굴절율 n2, 막 두께 d2의 막이 형성되어 있는 경우, 굴절율 n0의 매체 중을 막 표면으로부터 수직으로 입사하는 광의 반사율은, n0<n2<n1 또한 n2·d2가 광의 파장의 1/4의 홀수배일 때 최소값을 가지며, 그 값은 이하의 R로 나타낸다.In one example, the film formed using the composition of the present invention is used as an antireflection film, for example, as a single layer. In general, if the refractive index n film is formed of a transparent substrate, the refractive index on the n 2, the thickness d 2 1, the light reflection factor of incident medium of a refractive index n 0 from the surface in a vertical film is, n 0 <n 2 < n 1 and has a minimum value when n 2 · d 2 is an odd multiple of 1/4 of the wavelength of light, and the value is represented by R below.
R = [(n0n1-n2 2)/(n0n1+n2 2)]2 R = [(n 0 n 1 -n 2 2 ) / (n 0 n 1 + n 2 2 )] 2
따라서, R이 제로가 되는 조건은, n2=(n0n1)0.5이므로, 예를 들면, 매체가 공기(n0=1)인 경우, 굴절율이 3.4 정도의 반도체 재료 상에 본 발명의 고굴절율 투명막(굴절율: 예를 들면, 1.85 정도)을 형성함으로써, 그 반사율을 저하시킬 수 있다. 본 발명의 조성물은, 안정성이 높고, 얻어지는 막의 투명성이 높으며, 헤이즈가 낮고, 또한 굴절율이 높으므로, 이와 같은 반사 방지 용도에 바람직하게 사용할 수 있다.Therefore, the condition that R becomes zero is n 2 = (n 0 n 1 ) 0.5 . For example, when the medium is air (n 0 = 1), on the semiconductor material having the refractive index of about 3.4, By forming a high-refractive-index transparent film (refractive index: about 1.85, for example), its reflectance can be lowered. The composition of the present invention can be preferably used for such an antireflection use because of high stability, high transparency of the obtained film, low haze, and high refractive index.
또한, 다른예에서는, 본 발명의 조성물을 사용하여 형성된 막을 포함하는 적층막이, 반사 방지막으로서 사용된다. 일반적으로, 유리 기판 상에, 제1층으로서 굴절율 약 1.35의 막, 제2층으로서 굴절율 약 1.85의 막으로 이루어지는 적층막을 반사 방지막으로서 형성한 경우, 공기 중을 반사 방지막 표면으로부터 수직으로 입사하는 광은, 파장 400∼800 ㎚의 넓은 범위에서, 반사 방지막을 형성하지 않는 경우에 비해 반사율이 낮게 이루어지는 것으로 알려져 있다. 본 발명의 조성물을 사용하여 형성된 막은, 본 예에서의 제2층의 막으로서 바람직하게 사용할 수 있다.Further, in another example, a laminated film including a film formed using the composition of the present invention is used as an antireflection film. Generally, when a laminated film composed of a film having a refractive index of about 1.35 as a first layer and a film having a refractive index of about 1.85 as a second layer is formed on a glass substrate as an antireflection film on a glass substrate, Is known to have a lower reflectance than a case where an antireflection film is not formed in a wide range of wavelengths from 400 to 800 nm. The film formed using the composition of the present invention can be preferably used as the film of the second layer in this example.
<패턴이 보이는 것을 방지하는 용도><Uses to prevent visible patterns>
일예에서는, 본 발명의 조성물을 사용하여 형성된 막은, 투명 기판 상에 형성된 투명 도전막 패턴, 예를 들면, 정전 용량 방식의 터치 패널에서의 터치 전극 패턴의 패턴이 보이는 것을 방지하는 용도로서 사용된다.In one example, the film formed using the composition of the present invention is used as a transparent conductive film pattern formed on a transparent substrate, for example, to prevent a pattern of a touch electrode pattern on a capacitive touch panel from being seen.
투명 기판 상에 형성된 투명 도전막 패턴에 있어서, 투명 도전막과 투명 기판과의 굴절율의 차이가 큰 경우, 투명 기판 상의 투명 도전막이 존재하는 영역에서의 반사광과 투명 도전막이 존재하지 않는 영역에서의 반사광과의 강도의 차이가 크게, 결과적으로 투명 도전막 패턴이 현저하게 보이게 된다. 이것을 방지하기 위하여, 본 발명의 고굴절율 투명막을 포함하는 적층막을 투명 도전막 패턴이 형성된 투명 기판 상에 형성하고(도 1의 (A)), 또는 투명 기판 상에 본 발명의 고굴절율 투명막을 포함하는 적층막을 형성하여 그 적층막 상에 투명 도전막 패턴을 형성한다(도 1의 (B)). 이들의 경우, 투명 도전막이 존재하는 영역에서의 반사광과 투명 도전막이 존재하지 않는 영역에서의 반사광과의 파장 550 ㎚에서의 반사율의 차이가 1% 이내인 것이 바람직하다.When the difference in refractive index between the transparent conductive film and the transparent substrate is large in the transparent conductive film pattern formed on the transparent substrate, the reflected light in the region where the transparent conductive film exists on the transparent substrate and the reflected light And as a result, the transparent conductive film pattern becomes conspicuous. In order to prevent this, a laminated film including the high refractive index transparent film of the present invention is formed on a transparent substrate on which a transparent conductive film pattern is formed (FIG. 1A), or a high refractive index transparent film of the present invention A transparent conductive film pattern is formed on the laminated film (FIG. 1 (B)). In these cases, it is preferable that the difference in reflectance between the reflected light in the region where the transparent conductive film exists and the reflected light in the region where the transparent conductive film does not exist is 550 nm or less within 1%.
즉, 전자 디바이스의 일례로서, 패턴화된 투명 도전막의 상층 또는 하층에, 본 발명의 고굴절율 투명막을 포함하는 적층체로서, 투명 도전막이 존재하는 영역과 투명 도전막이 존재하지 않는 영역과의, 파장 550 ㎚에서의 반사율의 차이가 1% 이하인 적층체를 가지는 전자 디바이스를 들 수 있다.That is, as an example of an electronic device, a layered structure including a high-refractive-index transparent film of the present invention is formed on an upper layer or a lower layer of a patterned transparent conductive film so that a region of the transparent conductive film, And the difference in reflectance at 550 nm is 1% or less.
본 발명의 조성물은, 조성물의 안정성이 높고, 넓은 폭의 범위의 막 두께의 막을 저온에서 제조할 수 있고, 얻어지는 막의 투명성이 높고, 헤이즈가 낮고, 굴절율이 높고, 또한 내열성이 높으므로, 이와 같은 패턴이 보이는 것을 방지하는 용도에 바람직하게 사용할 수 있다.Since the composition of the present invention has high stability of the composition, can form a film having a wide range of film thickness at a low temperature, has a high transparency, a low haze, a high refractive index and a high heat resistance, It can be suitably used for the purpose of preventing the pattern from being seen.
패턴이 보이는 것을 방지하는 용도로 사용되는 투명 기판으로서는, 예를 들면, 소다 석회 유리, 저알칼리붕규산 유리, 무알칼리알루미노붕규산 유리 등으로 이루어지는 유리 기판; 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴산 메틸 등으로 이루어지는 고분자 기판이 있다. 이들은 판형일 수도 있고 필름형일 수도 있다.Examples of the transparent substrate used for preventing the pattern from being seen include a glass substrate made of soda lime glass, low alkali borosilicate glass, alkali-free aluminoborosilicate glass, or the like; There is a polymer substrate composed of polycarbonate, polyester, aromatic polyamide, polyamideimide, polyimide, polyethylene terephthalate, polymethylmethacrylate and the like. These may be plate-shaped or film-shaped.
패턴이 보이는 것을 방지하는 용도로 사용되는 투명 도전막으로서는, 예를 들면, 유기물막, ITO, 산화 인듐·산화 아연(IZO), 갈륨·산화 아연(GZO) 등의 금속 산화물 막, 금속 나노 입자 분산막, 금속 나노 와이어 분산막, 금속 나노 튜브 분산막, 유기물 나노 입자 분산막, 유기물 나노 와이어 분산막, 유기물 나노 튜브 분산막이 있다.Examples of the transparent conductive film used for preventing the pattern from being seen include organic film, metal oxide film such as ITO, indium zinc oxide (IZO), gallium oxide zinc oxide (GZO), metal nano- Film, metal nanowire dispersion film, metal nanotube dispersion film, organic nanoparticle dispersion film, organic nanowire dispersion film, and organic nanotube dispersion film.
[실시예][Example]
이하에서, 실시예에 따라, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 실시예나 비교예에 있어서, 구성 성분으로서의 물은 초순수를 사용하였지만, 이하에서는 단지 「물」이라고 하는 경우가 있다. 초순수는, 퓨릭 FPC-0500-0M0(상품명; 오르가노(주) 제조)를 사용하여 조제했다. 또한, 조성물의 조제는, 특별히 기술하지 않는 한, 25℃의 실온 하에서 행하였다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples and the comparative examples, ultrapure water was used as water as a component, but in the following, it may be simply referred to as " water ". Ultrapure water was prepared using Furik FPC-0500-0M0 (trade name, manufactured by ORGANO CO., LTD.). The preparation of the composition was carried out at room temperature of 25 캜, unless otherwise specified.
각 평가 항목에서의 측정 방법 또는 평가 방법은 하기 방법에 따랐다.The measurement method or evaluation method in each evaluation item was as follows.
(1) 점도(1) Viscosity
조성물의 점도의 측정에는, TV-22형 점도계(도키 산업(주) 제조)를 사용하였다. 25℃ 및 전단 속도 383 s-1일 때의 점도를 측정하였다. 조성물의 점도의 안정성의 평가는, 조성물을 25℃에서 180시간 보존한 경우의, 보존 개시 시의 점도 측정값 a(mPa·s)와 보존 종료 후의 점도 측정값 b(mPa·s)를 비교하여, 점도의 상승율을 (b-a)/a의 백분율로 하고, 점도의 상승율이 10% 미만인 조성물을 「매우 양호(AA)」로 하고, 상승율이 10% 이상 60% 이하인 조성물을 「양호(BB)」로 하고, 상승율이 60%를 초과하는 조성물을 「불량(CC)」으로 했다.For the measurement of the viscosity of the composition, a TV-22 type viscometer (manufactured by Toki Kogyo Co., Ltd.) was used. The viscosity at 25 ° C and a shear rate of 383 s -1 was measured. The viscosity stability of the composition was evaluated by comparing the viscosity measurement value a (mPa · s) at the start of storage and the viscosity measurement value b (mPa · s) after storage at the time of storing the composition at 25 ° C for 180 hours (BB) ", a composition having a viscosity increasing rate of 10% or more and a rate of increasing viscosity of 10% or more and 60% or less is referred to as " good & , And a composition whose rate of rise exceeds 60% is referred to as " poor (CC) ".
(2) 전체 광선 투과율 및 흐림도((2) Total light transmittance and haze ( 헤이즈Hayes ))
투명막 부착 기판의 전체 광선 투과율 및 흐림도(헤이즈)의 측정에는, 헤이즈가드플러스(BYK 가드너(주) 제조)를 사용하였다. 레퍼런스는 공기로 하였다. 투명막의 헤이즈의 평가는, 기판만의 헤이즈값과 투명막 부착 기판의 헤이즈값과의 차이가, 0.5% 미만인 경우를 「매우 양호(AA)」, 0.5% 이상 1.5% 이하인 경우를 「양호(BB)」, 1.5%를 초과하는 것을 「불량(CC)」으로 했다. 그리고, 두께 0.7 ㎜의 EagleXG 유리 기판의 헤이즈값은 0.0%였다.A haze guard plus (manufactured by BYK Gardner Co., Ltd.) was used for measurement of the total light transmittance and haze (haze) of the substrate with a transparent film. The reference was air. The evaluation of the haze of the transparent film was evaluated as "very good (AA)" when the difference between the haze value of the substrate only and the haze value of the substrate with the transparent film was less than 0.5% ) &Quot;, and those exceeding 1.5% were determined as " poor (CC) ". The Eagle XG glass substrate having a thickness of 0.7 mm had a haze value of 0.0%.
(3) (3) 굴절율Refractive index
투명막의 굴절율의 측정에는, 반사 분광막 두께측정기 FE-3000(오오쓰카전자(주) 제조)을 사용하였다. 파장 550 ㎚에서의 측정값을, 시료의 굴절율로 하였다.For measurement of the refractive index of the transparent film, a reflective film thickness meter FE-3000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) was used. The measured value at a wavelength of 550 nm was defined as the refractive index of the sample.
(4) 막 두께(4) Thickness
투명막의 막 두께의 측정에는, 단차계 P-16+(상품명; 케이 엘 A·텐콜(주) 제조)를 사용하였다. 기판 상에 형성된 막의 일부를 깍아내고, 그 경계면의 단차를 측정하였다. 그 측정값을, 시료의 막 두께로 하였다. 그리고, 막 두께의 측정은, 「파인 세라믹스 박막의 막 두께 시험 방법-촉침식 거칠기 측정기에 의한 측정 방법(JIS-R-1636)」에 준하여 행하였다.For measurement of the film thickness of the transparent film, a stepped P-16 + (trade name; manufactured by Keel A Tencor Co., Ltd.) was used. A part of the film formed on the substrate was scraped off and the step on the interface was measured. The measured value was defined as the film thickness of the sample. The measurement of the film thickness was carried out in accordance with "Method of measuring film thickness of fine ceramics thin film-method of measuring with a stylus type roughness tester (JIS-R-1636)".
(5) 내열성(5) Heat resistance
투명막의 내열성의 평가는, 이하의 수순으로 행하였다. 기판 상에 막이 형성된 시료를, 230℃로 설정한 항온조 LC-114(상품명; 에스펙(주) 제조) 중에 정치(靜置)하고, 30시간 경과 후에 꺼내고, 광학 현미경을 사용하여 100배의 배율로 막 상태를 관찰했다. 평가 결과는, 막에 크랙을 전혀 관찰할 수 없는 경우를 「양호(AA)」로 하고, 막에 1개소 이상의 크랙을 관찰할 수 있는 경우를 「불량(CC)」으로 했다.The heat resistance of the transparent film was evaluated by the following procedure. A sample on which a film was formed was placed in a thermostatic chamber LC-114 (trade name, manufactured by Espace Co., Ltd.) set at 230 DEG C, taken out after 30 hours, magnified at a magnification of 100 times using an optical microscope And the film state was observed. The evaluation result was defined as "good (AA)" when no cracks were observed on the film at all, and "bad" (CC) when cracks were observed at one or more locations on the film.
[실시예 1][Example 1]
[투명막 형성용 조성물의 조제][Preparation of composition for forming a transparent film]
오르토티탄산 테트라부틸(도쿄 화성공업(주) 제조) 10.0 g, 및 2-프로판올 13.4 g을 혼합하고, 10분간 교반하여 혼합 용액(1)을 얻었다. 또한, 모노메틸아민 염산염(도쿄 화성공업(주) 제조) 0.0790 g, 물 1.06 g, 및 2-프로판올 26.7 g을 혼합하고, 10분간 교반하여 혼합 용액(2)을 얻었다. 다음으로, 혼합 용액(1)을 교반하면서 혼합 용액(1)에 혼합 용액(2)을 전량 더하여, 4시간 교반하고, 조성물 I을 얻었다. 사용한 원료 화합물의 투입량의 몰비를 표 3에 나타내었다.10.0 g of tetrabutyl orthotitanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 13.4 g of 2-propanol were mixed and stirred for 10 minutes to obtain a mixed solution (1). Further, 0.0790 g of monomethylamine hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 1.06 g of water and 26.7 g of 2-propanol were mixed and stirred for 10 minutes to obtain a mixed solution (2). Next, all the mixed solution 2 was added to the mixed solution 1 while stirring the mixed solution 1, and the mixture was stirred for 4 hours to obtain a composition I. The molar ratio of the feed amount of the raw material used is shown in Table 3.
[투명막의 형성][Formation of a transparent film]
두께 0.7 ㎜의 EagleXG 유리 기판 상에, 얻어진 조성물 I0.5 mL를 적하하고, 스핀코터(상품명; MS-A150 미카사(주) 제조)를 사용하여 500 rpm으로 스핀 코팅을 행하였다. 상기 유리 기판을 실온하에서 30초간 방치하여 건조시킨 후, 80℃의 핫 스테이지 상에서 1시간 소성하여, 투명막 부착 기판 I을 제작하였다.0.5 mL of the obtained composition I was dropped onto an EagleXG glass substrate having a thickness of 0.7 mm and spin-coated at 500 rpm using a spin coater (trade name: MS-A150, manufactured by Mikasa). The glass substrate was allowed to stand for 30 seconds at room temperature and dried, and then baked for 1 hour on a hot stage at 80 캜 to prepare a substrate I with a transparent film.
[투명막 부착 기판의 평가][Evaluation of transparent substrate-attached substrate]
얻어진 투명막 부착 기판 I은, 전체 광선 투과율 = 89.6%, 헤이즈 = 0.2%, 굴절율 = 1.87, 막 두께 = 400㎚였다. 헤이즈의 평가는 「매우 양호(AA)」였다. 또한, 내열성의 평가는 「양호(AA)」였다. 이들 평가 결과를 표 3에 나타내었다. 투명막 부착 기판 I의 투명막은, 본 발명의 조성물을 사용하여 형성하였으므로, 높은 투명성, 낮은 헤이즈, 높은 굴절율 및 높은 내열성을 가지고 있었다.The obtained transparent-film-adhered substrate I had a total light transmittance of 89.6%, a haze of 0.2%, a refractive index of 1.87, and a film thickness of 400 nm. The evaluation of Haze was "very good (AA)". The evaluation of the heat resistance was "good (AA)". The evaluation results are shown in Table 3. Since the transparent film of the substrate I with the transparent film was formed using the composition of the present invention, it had high transparency, low haze, high refractive index and high heat resistance.
[점도의 안정성의 평가][Evaluation of stability of viscosity]
얻어진 조성물 I의 보존 개시 시의 점도는 3.58 mPa·s이며, 점도의 상승율은 52%이며, 점도의 안정성은 「양호(BB)」였다. 이들 평가 결과를 표 3에 나타내었다. 조성물 I은, 본 발명에서 나타낸 적절한 화합물을 혼합하여 조제된 것이므로, 점도의 안정성이 높았다.The viscosity of the obtained composition I at the start of storage was 3.58 mPa,, the viscosity increase rate was 52%, and the viscosity stability was "good (BB)". The evaluation results are shown in Table 3. Since the composition I was prepared by mixing the appropriate compound shown in the present invention, the viscosity stability was high.
[실시예 2∼9, 실시예 11, 비교예 3][Examples 2 to 9, Example 11 and Comparative Example 3]
실시예 1에 있어서, 표 3∼4 및 표 6에 기재된 조건으로, 혼합 용액(1) 및 (2)을 조제한 점과, 및 혼합 용액(1)과 혼합 용액(2)을 혼합한 점 이외는 실시예 1 과 동일한 방법에 의해, 조성물 II∼VIV, XII, IIIc를 조제했다.Except that the mixed solutions (1) and (2) were prepared and the mixed solution (1) and the mixed solution (2) were mixed in the conditions described in Tables 3 to 4 and Table 6 Compositions II to VIV, XII and IIIc were prepared in the same manner as in Example 1.
조성물 II∼VIV, XII, IIIc를 사용한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 II∼VIV, XII, IIIc를 제작하였다. 다만, 실시예 3에서는, 조성물 III을 사용한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 III-1을 제작하였고, 또한, 조성물 III을 사용하고, 또한 230℃의 핫 스테이지 상에서 30분간 소성한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 III-2를 제작하였고, 또한, 조성물 III를 사용하고, 또한 2000 rpm으로 스핀 코팅을 행한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 III-3을 제작하였고, 또한, 조성물 III을 사용하고, 또한 5500 rpm으로 스핀 코팅을 행한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 III-4를 제작하였다.Substrates II to VIV, XII and IIIc having transparent films were produced in the same procedure as in Example 1 except that the compositions II to VIV, XII and IIIc were used. In Example 3, a transparent film-attached substrate III-1 was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the composition III was used, and further, the composition III was used, and further, on a hot stage at 230 캜 for 30 minutes Except that the substrate III-2 having a transparent film was produced in the same procedure as in Example 1 except that the composition III was used and spin coating was carried out at 2000 rpm. , A transparent film-adhered substrate III-3 was prepared, and the same procedure was followed as in Example 1 except that the composition III was used and spin coating was carried out at 5500 rpm.
또한, 실시예 6에서는, 조성물 VI을 사용한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 VI-1을 제작하였고, 또한, 조성물 VI을 사용하고, 또한 5500 rpm으로 스핀 코팅을 행한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 VI-2를 제작하였다. 또한, 비교예 3에서는, 조성물 IIIc를 사용하고, 또한 400 rpm으로 스핀 코팅을 행한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 IIIc를 제작하였다.In Example 6, a transparent film-attached substrate VI-1 was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the composition VI was used. Further, the composition VI was used and spin coating was carried out at 5500 rpm A transparent-film-attached substrate VI-2 was produced in the same procedure as in Example 1 except for the above. In Comparative Example 3, a transparent film-attached substrate IIIc was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the composition IIIc was used and spin coating was performed at 400 rpm.
또한, 실시예 11에서는, 조성물 XII를 사용하고, 또한 300 rpm으로 스핀 코팅을 행한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 XII-1을 제작하였고, 또한, 조성물 XII를 사용하고, 또한 300 rpm으로 스핀 코팅을 행하고, 또한 150℃의 핫 스테이지 상에서 30분간 소성한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 XII-2를 제작하였고, 또한, 조성물 XII를 사용하고, 또한 300 rpm으로 스핀 코팅을 행하고, 또한 230℃의 핫 스테이지 상에서 30분간 소성한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 XII-3을 제작하였고, 또한, 조성물 XII를 사용하고, 또한 2000 rpm으로 스핀 코팅을 행한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 XII-4를 제작하였고, 또한, 조성물 XII를 사용하고, 또한 2000 rpm으로 스핀 코팅을 행하고, 또한 150℃의 핫 스테이지 상에서 30분간 소성한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 XII-5를 제작하였고, 또한, 조성물 XII를 사용하고, 또한 2000 rpm으로 스핀 코팅을 행하고, 또한 230℃의 핫 스테이지 상에서 30분간 소성한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 XII-6을 제작하였다.In Example 11, a transparent film-attached substrate XII-1 was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the composition XII was used and spin coating was carried out at 300 rpm. Further, the composition XII was used , A transparent film-adhered substrate XII-2 was produced in the same procedure as in Example 1 except that the film was further spin-coated at 300 rpm and further baked on a hot stage at 150 ° C for 30 minutes. Further, the composition XII was used , And the substrate was subjected to spin coating at 300 rpm and further baked for 30 minutes on a hot stage at 230 ° C, a substrate XII-3 with a transparent film was produced in the same procedure as in Example 1, , And a transparent film-adhered substrate XII-4 was prepared in the same procedure as in Example 1 except that spin coating was performed at 2000 rpm. Further, the composition XII was used and spin coating was performed at 2000 rpm, A substrate XII-5 with a transparent film was produced in the same procedure as in Example 1 except that the substrate was fired on a hot stage at 150 캜 for 30 minutes. Further, the substrate XII-5 was further subjected to spin coating at 2000 rpm A substrate XII-6 having a transparent film was produced in the same procedure as in Example 1 except that the substrate was fired on a hot stage at 230 캜 for 30 minutes.
[알코올 가용성 중합체 용액(3)의 조제][Preparation of alcohol-soluble polymer solution (3)] [
교반기 부착 4구 플라스크에, 중합 용매로서 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르를 200.0 g, 라디칼 중합성 모노머로서 메톡시폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트를 10.0 g, 메타크릴산을 30.0 g, 디시클로펜타닐메타크릴레이트를 30.0 g 및 N-시클로헥실말레이미드를 30.0 g, 중합 개시제로서 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)를 5.0 g의 양으로 각각 투입하고, 80℃의 중합 온도에서 4시간 가열하여 중합을 행하였다.In a four-necked flask equipped with a stirrer, 200.0 g of diethylene glycol ethyl methyl ether as a polymerization solvent, 10.0 g of methoxypolyethylene glycol methacrylate, 30.0 g of methacrylic acid, 30.0 g of dicyclopentanyl methacrylate as a radical polymerizable monomer , 30.0 g of N-cyclohexylmaleimide and 5.0 g of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as a polymerization initiator were added, respectively, and 4 And polymerization was carried out by heating for a time.
반응액을 실온까지 냉각하고, 알코올 가용성 중합체 용액(3)을 얻었다. 용액(3)의 일부를 샘플링하고, GPC 분석(폴리스티렌 표준)에 의해 중량 평균 분자량을 측정하였다. 그 결과, 중량 평균 분자량은 3600이었다.The reaction solution was cooled to room temperature to obtain an alcohol-soluble polymer solution (3). A part of the solution (3) was sampled and the weight average molecular weight was measured by GPC analysis (polystyrene standard). As a result, the weight average molecular weight was 3600.
[실시예 10][Example 10]
조성물 VI 3.00 g에 알코올 가용성 중합체 용액(3) 0.005 g을 더하여, 조성물 X를 얻었다. 또한, 조성물 VI 1.51 g에 알코올 가용성 중합체 용액(3) 0.300 g을 더하여, 조성물 XI을 얻었다.0.005 g of the alcohol-soluble polymer solution (3) was added to 3.00 g of Composition VI to obtain Composition X. Further, 0.300 g of the alcohol-soluble polymer solution (3) was added to 1.51 g of Composition VI to obtain Composition XI.
[투명막의 형성][Formation of a transparent film]
조성물 X를 사용한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 X-1을 제작하였다. 또한, 조성물 X를 사용하고, 230℃의 핫 스테이지 상에서 30분간 소성한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 X-2를 제작하였다. 또한, 조성물 XI를 사용한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 XI-1을 제작하였다. 또한, 조성물 XI을 사용하고, 230℃의 핫 스테이지 상에서 30분간 소성한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 XI-2를 제작하였다.A substrate X-1 with a transparent film was produced in the same procedure as in Example 1 except that the composition X was used. Further, a transparent-film-attached substrate X-2 was produced in the same procedure as in Example 1 except that the composition X was used and that the substrate was fired on a hot stage at 230 캜 for 30 minutes. Further, a transparent-film-attached substrate XI-1 was produced in the same procedure as in Example 1 except that the composition XI was used. Further, a transparent-film-attached substrate XI-2 was produced in the same procedure as in Example 1 except that the composition XI was used and that the substrate was fired on a hot stage at 230 ° C for 30 minutes.
투명막 부착 기판 X-1, X-2, XI-1 및 XI-2의 투명막은, 본 발명의 조성물을 사용하여 형성하였으므로, 높은 투명성, 낮은 헤이즈, 높은 굴절율 및 높은 내열성을 가지고 있었다. 조성물 X 및 XI은, 본 발명에서 나타낸 적절한 화합물을 혼합하여 조제된 것이므로, 점도의 안정성이 높았다.The transparent films of the transparent film-adhered substrates X-1, X-2, XI-1 and XI-2 were formed using the composition of the present invention, and thus had high transparency, low haze, high refractive index and high heat resistance. Since the compositions X and XI were prepared by mixing the appropriate compound shown in the present invention, the viscosity stability was high.
[비교예 1][Comparative Example 1]
일본 특허 제4942053호에 개시되어 있는 실시예 4에 기초하여, 이하의 조성물 Ic를 조제했다. 오르토티탄산 테트라부틸 12.8 g 및 2-프로판올 17.0 g을 혼합하고 1시간 교반하여, 혼합 용액 1을 얻었다. 또한, 히드라진일염산염(Hydrazine monohydrochloride) 0.103 g 및 증류수 1.35 g을 10∼30 ℃로 유지하면서, 초음파 교반 장치(USK-1R; 애즈원(주) 제조)를 사용하여 10분간 초음파 교반을 행하고, 그 후 2-프로판올 34.1 g을 더하고, 20∼50 ℃로 유지하면서 10분간 초음파 교반을 행하여, 혼합 용액 2를 얻었다. 다음으로, 혼합 용액 1에 혼합 용액 2를 전량 더하고, 온도 25℃에서 회전수 550 rpm으로 6시간 교반하여, 조성물 Ic를 얻었다. 사용한 원료 화합물의 투입량의 몰비를 표 4에 나타내었다. 얻어진 조성물 Ic는 조제 후 겔화가 급속히 진행되었다.Based on Example 4 disclosed in Japanese Patent No. 4942053, the following composition Ic was prepared. 12.8 g of tetrabutyl orthotitanate and 17.0 g of 2-propanol were mixed and stirred for 1 hour to obtain a mixed solution 1. Further, 0.103 g of hydrazine monohydrochloride and 1.35 g of distilled water were stirred for 10 minutes using an ultrasonic agitator (USK-1R, manufactured by Asuzon Co., Ltd.) while maintaining the temperature at 10 to 30 占 폚, 2-propanol (34.1 g) was added, and ultrasonic agitation was performed for 10 minutes while maintaining the temperature at 20 to 50 占 폚 to obtain a mixed solution 2. Next, the total amount of the mixed solution 2 was added to the mixed solution 1, and the mixture was stirred at a temperature of 25 DEG C and a rotation speed of 550 rpm for 6 hours to obtain a composition Ic. The molar ratio of the feed amount of the raw material used is shown in Table 4. Gelation of the obtained composition Ic rapidly proceeded after preparation.
조성물 Ic를 사용한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 Ic-1을 제작하였다. 또한, 조성물 Ic를 사용하고, 또한 2000 rpm으로 스핀 코팅을 행한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 Ic-2를 제작하였다. 또한, 조성물 Ic를 사용하고, 또한 5500 rpm으로 스핀 코팅을 행한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 Ic-3을 제작하였다.A substrate coated with a transparent film Ic-1 was produced in the same procedure as in Example 1 except that the composition Ic was used. Further, a transparent-film-attached substrate Ic-2 was produced in the same procedure as in Example 1 except that Composition Ic was used and spin coating was performed at 2000 rpm. Further, a transparent-film-attached substrate Ic-3 was produced in the same procedure as in Example 1 except that Composition Ic was used and spin coating was carried out at 5500 rpm.
[비교예 2][Comparative Example 2]
오르토티탄산 테트라부틸 1.00 g 및 2-프로판올 15.3 g을 혼합하고 1시간 교반하여, 혼합 용액 3을 얻었다. 또한, 히드라진일염산염(Hydrazine monohydrochloride) 0.076 g 및 증류수 1.00 g을 10∼30 ℃로 유지하면서, 초음파 교반 장치(USK-1R; 애즈원(주) 제조)를 사용하여 10분간 초음파 교반을 행하고, 그 후 2-프로판올 25.0 g을 더하고, 20∼50 ℃로 유지하면서 10분간 초음파 교반을 행하여, 혼합 용액 4를 얻었다. 다음으로, 혼합 용액 3에, 2.76 g 분취한 혼합 용액 4를 더하고, 온도 25℃에서 회전수 550 rpm으로 6시간 교반하여, 조성물 IIc를 얻었다. 사용한 원료 화합물의 투입량의 몰비를 표 4에 나타내었다. 조성물 IIc를 사용한 점 이외는 실시예 1과 동일한 수순으로, 투명막 부착 기판 IIc를 제작하였다.1.00 g of tetrabutyl orthotitanate and 15.3 g of 2-propanol were mixed and stirred for 1 hour to obtain a mixed solution 3. Further, ultrasonic agitation was carried out for 10 minutes using an ultrasonic agitator (USK-1R manufactured by Asuwa Corporation) while maintaining 0.076 g of hydrazine monohydrochloride and 1.00 g of distilled water at 10 to 30 占 폚, 25.0 g of 2-propanol was added, and ultrasonic agitation was carried out for 10 minutes while maintaining the temperature at 20 to 50 캜 to obtain a mixed solution 4. Next, a mixed solution 4 obtained by mixing 2.76 g of the mixed solution 4 was added to the mixed solution 3, and the mixture was stirred at a temperature of 25 DEG C and a rotation speed of 550 rpm for 6 hours to obtain a composition IIc. The molar ratio of the feed amount of the raw material used is shown in Table 4. A transparent film-attached substrate IIc was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the composition IIc was used.
[표 3][Table 3]
[표 4][Table 4]
[표 5][Table 5]
[표 6][Table 6]
표 3∼4 및 표 6 중의 성분의 자세한 것은 이하와 같다. 금속 알콕시드 (A)·오르토티탄산 테트라부틸(도쿄 화성공업(주) 제조) 염(D)·모노메틸아민 염산염(도쿄 화성공업(주) 제조)·아닐린염산염(쇼와 화학(주) 제조)·피리딘 염산염(도쿄 화성공업(주) 제조)·o-톨루이딘 염산염(도쿄 화성공업(주) 제조)·벤질 아민 염산염(도쿄 화성공업(주) 제조) 염(D) 이외의 염( D' )·히드라진일염산염(도쿄 화성공업(주) 제조)Details of components in Tables 3 to 4 and Table 6 are as follows. Metal alkoxide (A), ortho-titanic acid-tetra-butyl (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) salt (D), mono-methyl-amine hydrochloride (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), aniline hydrochloride (Showa Chemical Co., Ltd.) ( D ' ) other than the salt ( D ) of benzylamine hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and the salt (D) of the benzyl amine hydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. ) Hydrazine monohydrochloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
예를 들면, 실시예 1∼3, 실시예 9 및 실시예 11과 비교예 1을 대비한다. 비교예 1의 조성물은, 보존 안정성이 낮았다. 실시예 1∼3, 실시예 9 및 실시예 11의 조성물은, 보존 안정성이 뛰어났다. 비교예 1에서는, 스핀 코팅 시의 회전수가 낮은 조건, 즉 두꺼운 막 형성 조건에서는, 얻어진 투명막의 헤이즈값이 높고, 굴절율이 측정 불가능하며, 또한 내열성이 낮았다. 실시예 1∼3, 실시예 9 및 실시예 11에서는, 전술한 조건에서도, 낮은 헤이즈값, 높은 굴절율 및 높은 내열성을 가지는 투명막을 얻을 수 있었다. 비교예 1에서는, 스핀 코팅 시의 회전수가 높은 조건, 즉 박막 형성 조건에서는, 얻어진 투명막의 헤이즈가 높았다. 실시예 3 및 실시예 11에서는, 전술한 조건에서도, 낮은 헤이즈 값을 가지는 투명막을 얻을 수 있었다.For example, Examples 1 to 3, Example 9, and Example 11 and Comparative Example 1 are prepared. The composition of Comparative Example 1 had low storage stability. The compositions of Examples 1 to 3, Examples 9 and 11 were excellent in storage stability. In Comparative Example 1, the haze value of the obtained transparent film was high, the refractive index was not measurable, and the heat resistance was low under the condition of low spin speed during spin coating, that is, under a thick film formation condition. In Examples 1 to 3, Examples 9 and 11, a transparent film having a low haze value, a high refractive index and a high heat resistance was obtained even under the above-described conditions. In Comparative Example 1, the haze of the obtained transparent film was high under the condition that the number of revolutions during spin coating was high, that is, under the condition of thin film formation. In Examples 3 and 11, a transparent film having a low haze value was obtained under the above-described conditions.
예를 들면, 실시예 6 및 8과 비교예 2를 대비한다. 비교예 2에서는, 얻어진 투명막의 헤이즈값이 높고, 내열성이 낮았다. 실시예 6 및 8에서는, 낮은 헤이즈값, 높은 굴절율 및 높은 내열성을 가지는 투명막을 얻을 수 있었다.For example, the examples 6 and 8 and the comparative example 2 are prepared. In Comparative Example 2, the haze value of the obtained transparent film was high and the heat resistance was low. In Examples 6 and 8, a transparent film having a low haze value, a high refractive index and a high heat resistance was obtained.
또한, 실시예 3 및 실시예 11에서는, 80℃의 소성에서도 230℃의 소성과 대략 동등한 특성을 가지는 투명막을 얻을 수 있었다. 또한, 실시예 3, 5 및 6에서는, 2-프로판올의 사용량 및 스핀 코팅 시의 회전수를 적절하게 변경함으로써, 넓은 범위의 막 두께를 가지는 투명막을 형성할 수 있었다. 또한, 실시예 11에서는, 스핀 코팅 시의 회전수를 적절하게 변경함으로써, 넓은 범위의 막 두께를 가지는 투명막을 형성할 수 있었다. 또한, 실시예 3 및 실시예 11에서는, 알코올이 1-메톡시-2-프로판올에서도 2-프로판올과 대략 동등한 특성을 가지는 투명막을 얻을 수 있었다.Further, in Example 3 and Example 11, a transparent film having characteristics substantially equivalent to firing at 230 캜 was obtained even at 80 캜. In Examples 3, 5, and 6, a transparent film having a wide range of film thickness could be formed by suitably changing the amount of 2-propanol and the number of rotations during spin coating. In Example 11, a transparent film having a wide range of film thickness could be formed by suitably changing the number of rotations during spin coating. Further, in Example 3 and Example 11, a transparent film having substantially the same properties as alcohol with 1-methoxy-2-propanol and 2-propanol was obtained.
예를 들면, 실시예 6 및 8과 비교예 3을 대비한다. 비교예 3의 조성물은, 백색 침전이 생겨서 불투명했다. 비교예 3에서는, 얻어진 투명막의 헤이즈값이 높고, 굴절율이 측정 불가능했다. 실시예 6 및 8에서는, 낮은 헤이즈값 및 높은 굴절율을 가지는 투명막을 얻을 수 있었다.For example, Examples 6 and 8 and Comparative Example 3 are prepared. The composition of Comparative Example 3 was opaque due to a white precipitate. In Comparative Example 3, the haze value of the obtained transparent film was high, and the refractive index could not be measured. In Examples 6 and 8, a transparent film having a low haze value and a high refractive index could be obtained.
본 발명의 조성물은, 예를 들면, 액정 표시 소자, 유기 일렉트로 발광 소자, 전자 페이퍼, 터치 패널 소자, 태양 전지 소자 등의 디바이스 소자의 제조 공정에 사용할 수 있다. 본 발명의 조성물은 보존 안정성이 우수하며, 또한 성막 시에 필요한 온도는 낮다. 본 발명의 조성물로부터 제조할 수 있는 막은, 투명성이 높고, 헤이즈가 낮고, 굴절율이 높고, 내열성이 높은 특성을 겸비한다. The composition of the present invention can be used, for example, in the production of device elements such as liquid crystal display elements, organic electroluminescent elements, electronic paper, touch panel elements, and solar cell elements. The composition of the present invention is excellent in storage stability, and the temperature required for film formation is low. The film that can be prepared from the composition of the present invention has high transparency, low haze, high refractive index, and high heat resistance.
10: 투명 기판
20: 투명 도전막 패턴
30: 고굴절율 투명막을 포함하는 적층막10: transparent substrate
20: Transparent conductive film pattern
30: A laminated film including a high refractive index transparent film
Claims (15)
[화학식 1]
[상기 식(D1) 중에서, R1∼R3는, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기이며, 또한 R1∼R3 중 적어도 하나는 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기임].A salt obtained by reacting at least one compound selected from the group consisting of (A) a metal alkoxide, (B) an alcohol, (C) water, and (D) A method for preparing a coating composition for forming a transparent film,
[Chemical Formula 1]
[In the formula (D1), R 1 ~R 3 is each independently an aromatic group of hydrogen, an aliphatic group having 4 to 20 carbon atoms or of 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 1 ~R 3 is a carbon number of 1 to An aliphatic group having 20 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms].
염(D)이, 강산과 식(D1)으로 표시되는 화합물을 반응시켜 얻어지는 염이며, 또한 식(D1)에 있어서, R1∼R3가 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼20의 지방족 탄화수소기이며, 또한 R1∼R3 중 적어도 하나가 상기 지방족 탄화수소기이거나, 또는 R1∼R2가 수소이며 R3가 탄소수 6∼20의 방향족 탄화수소기인, 도포형 투명막 형성용 조성물의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the salt (D) is a salt obtained by reacting a strong acid with a compound represented by the formula (D1), and in the formula (D1), R 1 to R 3 are each independently hydrogen or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms , And at least one of R 1 to R 3 is the aliphatic hydrocarbon group, or R 1 to R 2 are hydrogen and R 3 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.
염(D)이, 강산과 질소 함유 복소환식 화합물을 반응시켜 얻어지는 염이며, 또한 질소 함유 복소환식 화합물이, 하기 식(D2)∼ 하기 식(D6)으로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 1종인, 도포형 투명막 형성용 조성물의 제조 방법:
[화학식 2]
[상기 식(D2) 중에서, X는, -C(R7)=로 표시되는 기 또는 질소 원자이며;
상기 식(D3) 중에서, Y는, -C(H)(R6)-로 표시되는 기 또는 -N(H)-로 표시되는 기이며;
상기 식(D4) 중에서, X는, -C(R11)=로 표시되는 기 또는 질소 원자이며;
상기 식(D5) 중에서, Y는, -C(H)(R11)-로 표시되는 기 또는 -N(H)-로 표시되는 기이며;
상기 식(D2)∼ 상기 식(D6) 중에서, R4∼R12는, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기이며, R4∼R8로부터 선택되는 임의의 2개의 기가 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있고, R9∼R12로부터 선택되는 임의의 2개의 기가 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있음].The method according to claim 1,
Wherein the salt (D) is a salt obtained by reacting a strong acid with a nitrogen-containing heterocyclic compound, and the nitrogen-containing heterocyclic compound is at least one selected from compounds represented by the following formulas (D2) to (D6) Method for preparing composition for forming coating type transparent film:
(2)
[In the formula (D2), X is a group represented by -C (R 7 ) = or a nitrogen atom;
In the formula (D3), Y is a group represented by -C (H) (R 6 ) - or a group represented by -N (H) -;
In the formula (D4), X is a group represented by -C (R < 11 >) = or a nitrogen atom;
In the above formula (D5), Y is a group represented by -C (H) (R 11 ) - or a group represented by -N (H) -;
In the formulas (D2) to (D6), R 4 to R 12 are each independently hydrogen, an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms, and R 4 to R 8 Any two groups may combine with each other to form a ring, and any two groups selected from R 9 to R 12 may be bonded to each other to form a ring].
금속 알콕시드(A) 1 몰에 대하여, 알코올(B)을 5∼500 몰, 물(C)을 0.5∼5 몰, 및 염(D)을 0.01∼0.1 몰의 범위에서 혼합하는 공정을 포함하는 도포형 투명막 형성용 조성물의 제조 방법.The method according to claim 1,
(B), 0.5 to 5 mol of water (C) and 0.01 to 0.1 mol of a salt (D) per mol of the metal alkoxide (A) A method for producing a composition for forming a coating type transparent film.
금속 알콕시드(A), 알코올(B), 물(C) 및 염(D)을 혼합하는 공정에 있어서, 알코올 가용성 중합체를 더 혼합하는, 도포형 투명막 형성용 조성물의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the alcohol-soluble polymer is further mixed in the step of mixing the metal alkoxide (A), the alcohol (B), the water (C) and the salt (D).
25℃ 및 전단(剪斷) 속도 383 s-1의 조건에서 측정되는 점도가 1∼20 mPa·s인, 도포형 투명막 형성용 조성물.The method according to claim 6,
And a viscosity of 1 to 20 mPa.s at 25 DEG C and a shear rate of 383 s < -1 & gt ;.
(2) 공정(1)에 이어서, 기판을 50∼270 ℃에서 가열하는 공정
을 가지는 투명막의 제조 방법.(1) a step of applying on the substrate a composition for forming a coating type transparent film according to any one of claims 6 to 7, and
(2) Subsequent to the step (1), a step of heating the substrate at 50 to 270 캜
Of the transparent film.
막 두께가 1∼400 ㎚인, 투명막.10. The method of claim 9,
A transparent film having a film thickness of 1 to 400 nm.
[화학식 3]
[상기 식(D1) 중에서, R1∼R3는, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기이며, 또한 R1∼R3 중 적어도 하나는 탄소수 1∼20의 지방족 기 또는 탄소수 4∼20의 방향족 기임].A salt obtained by reacting at least one compound selected from the group consisting of (A) a metal alkoxide, (B) an alcohol, (C) water, and (D) : ≪ tb >< TABLE >
(3)
[In the formula (D1), R 1 ~R 3 is each independently an aromatic group of hydrogen, an aliphatic group having 4 to 20 carbon atoms or of 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 1 ~R 3 is a carbon number of 1 to An aliphatic group having 20 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 4 to 20 carbon atoms].
염(D)이, 강산과, 아닐린 및 피리딘으로부터 선택되는 적어도 1종을 반응시켜 얻어지는 염인, 도포형 투명막 형성용 조성물. 15. The method of claim 14,
Wherein the salt (D) is a salt obtained by reacting a strong acid with at least one member selected from aniline and pyridine.
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