TWI605099B - A metal oxide film coating solution and a metal oxide film - Google Patents
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Description
本發明係有關金屬氧化物被膜用塗佈液及由其所得之金屬氧化物被膜。
近年來隨著智慧型手機的普及化及行動電話顯示畫面的大型化,而盛行可進行顯示器運用顯示之輸入操作的觸控面板開發。藉由觸控面可無需按壓式鍵盤等之輸入方法,可追求顯示畫面的大型化。
觸控面板會檢驗手指或觸控筆等觸碰之操作面的接觸位置。利用該機能可使觸控面板作為輸入裝置用。
接觸位置之檢驗方式如,電阻膜方式或靜電容量方式等。其中就觸控面板之耐久性、透光率、成本、設計性等方面,主要係使用靜電容量方式。
觸觸面板之電氣配線膜及電極被要求具有耐蝕性、耐熱性、與基板之密合性、低電阻、高蝕性等。
一般推斷形成電子構件用薄膜配線之元素為鉻、
鉬、鎢等,但最近提案使用高熔點金屬之合金的配線材質。其中目前主要係使用使用Mo-Nb合金所得的電子構件用薄膜配線,但其就耐蝕性方面仍不足(參考專利文獻1)。
又,觸控面板係組裝於液晶顯示裝置之顯示裝置內,作為可檢驗觸控位置之附觸控面板機能顯示裝置用。操作觸控面板者係經由觸控面板視認顯示裝置,因此電極係使用具有優良光透過性之構件。例如使用ITO(氧化銦錫(Indium Tin Oxide))等之無機材料。
為了保護該類觸控面板之電氣配線膜及電極所使用的保護膜為,SiOx之濺鍍膜。但會有成本高之問題。最近係使用塗佈型之金屬氧化物被膜。
但使用塗佈型之金屬氧化物被膜時,會有Mo及Mo-Nb易腐蝕之問題。
專利文獻1:日本特開2002-190212
本發明係有鑑於該事由而發明之物。即,本發明之目的為,提供可得維持現行之金屬氧化物被膜之
特性,且具有Mo之腐蝕抑制能的金屬氧化物被膜之塗佈液,及由該塗佈液所得的金屬氧化物被膜。
為了解決上述課題經本發明者專心檢討後發現,導入一定量以上之具有特定有機基之矽烷偶合劑與硝酸鋁,可解決課題。因此本發明係以下述為要旨之物。
(1)一種金屬氧化物被膜用塗佈液,其特徵為,下述式(III)M3(X)m (III)(式中,M3表示金屬,X表示氯、硝酸、硫酸、乙酸、醯胺酸、磺酸、乙醯乙酸、乙醯丙酮酸酯或該等之鹼性鹽,m表示M3之價數)所表示之金屬鹽或式(III)所使用的金屬之草酸鹽之存在下,於有機溶劑中使下述式(I)M1(OR1)n (I)(式中,M1表示矽(Si)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、硼(B)、鋁(Al)、鎂(Mg)、錫(Sn)或鋅(Zn)之金屬,R1表示碳數1至5之烷基,n表示M1之價數)所表示之金屬烷氧化物,及式(II)
R2 lM2(OR3)4-l (II)(式中,M2表示矽(Si),R2表示可被氫原子或氟原子取代,且可被鹵原子、乙烯基、甲基丙烯氧基、丙烯氧基、苯乙烯基、苯基或環己基等取代,且可具有雜原子之碳數1至20之烴基,R3表示碳數1至5之烷基,l表示1至3之整數)所表示之金屬烷氧化物水解聚縮合,再加入防析出劑所得。
(2)如上述(1)所記載之金屬氧化物被膜用塗佈液,其中式(I)所表示之金屬烷氧化物或(II)所表示之金屬烷氧化物為,由矽烷氧化物、矽烷氧化物之部分聚縮合物、鈦烷氧化物及鈦烷氧化物之部分聚縮合物所成群中選出之至少1種。
(3)如上述(1)或(2)所記載之金屬氧化物被膜用塗佈液,其中式(I)所表示之金屬烷氧化物為,相對於所使用之式(I)、式(II)及式(III)之總莫耳數,含有0.5至61.5莫耳%。
(4)如上述(1)至(3)中任何一項所記載之金屬氧化物被膜用塗佈液,其中式(II)所表示之金屬烷氧化物為,相對於所使用的式(I)、式(II)及式(III)之總莫耳數,含有38莫耳%以上。
(5)如上述(1)至(4)中任何一項所記載之金屬氧化物被膜用塗佈液,其中式(III)所表示之金屬鹽為,相對於所使用的式(I)、式(II)及式(III)之總莫耳數,
含有0.5至61.5莫耳%。
(6)如上述(1)至(5)中任何一項所記載之金屬氧化物被膜用塗佈液,其中式(II)中之R2為,被甲基丙烯氧基或丙烯氧基取代的碳數1至20之烴基。
(7)如上述(1)至(6)中任何一項所記載之金屬氧化物被膜用塗佈液,其中防析出劑為,由N-甲基-吡咯烷酮、乙二醇、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二乙二醇、丙二醇、己二醇及該等之衍生物所成群中選出之至少1種。
(8)如上述(1)至(7)中任何一項所記載之金屬氧化物被膜用塗佈液,其中防析出劑之含量換算為式(III)之金屬鹽的金屬之氧化物為(防析出劑/金屬氧化物)≧1(質量比)。
(9)如上述(1)至(8)中任何一項所記載之金屬氧化物被膜用塗佈液,其中金屬氧化物被膜用塗佈液所含的全金屬原子之合計(M1+M2+M3),與金屬鹽之金屬原子(M3)的莫耳比為,[數1]0.01≦M3/(M1+M2+M3)≦0.7。
(10)如上述(1)至(9)中任何一項所記載之金屬氧化物被膜用塗佈液,其中有機溶劑為,含有烷二醇類或其之單醚衍生物。
(11)如上述(1)至(10)中任何一項所記載之金屬
氧化物被膜用塗佈液,其中聚矽氧烷之濃度以SiO2換算為20質量%以下。
(12)一種金屬氧化物被膜,其為由如上述(1)至(11)中任何一項所記載之金屬氧化物被膜用塗佈液所得。
(13)如上述(12)所記載之金屬氧化物被膜,其中厚度為1至3000nm。
(14)一種保護膜,其為具備如上述(13)或(14)所記載之金屬氧化物被膜。
本發明可提供,可得維持現行金屬氧化物被膜之特性,且具有Mo之腐蝕抑制能的金屬氧化物被膜之金屬氧化物被膜用塗佈液及金屬氧化物被膜。
雖無法完全明瞭藉由本發明之金屬氧化物被膜用塗佈液,為何可得該類金屬氧化物被膜,但推斷大概如下所述。
推斷藉由本發明之金屬氧化物被膜用塗佈液中具有特定有機基之聚縮合物,可於被膜下層形成細緻之金屬層,結果可得不受Mo腐蝕之被膜。
形成金屬氧化物被膜所使用的金屬氧化物被膜用塗佈液(以下也稱為塗佈液)為,金屬鹽之存在下於有機溶劑中使金屬烷氧化物水解聚縮合,再加入防析出劑所得。
更詳細為,下述式(III)M3(X)m (III)(式中,M3表示金屬,X表示氯、硝酸、硫酸、乙酸、醯胺酸、磺酸、乙醯乙酸、乙醯丙酮酸酯或該等之鹼性鹽,m表示M3之價數)所表示之金屬鹽或式(III)所使用的金屬之草酸鹽之存在下,於有機溶劑中使下述式(I)M1(OR1)n (I)(式中,M1表示矽(Si)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、硼(B)、鋁(Al)、鎂(Mg)、錫(Sn)或鋅(Zn)等之金屬,R1表示碳數1至5之烷基,n表示M1之價數)所表示之金屬烷氧化物,及式(II)R2 lM2(OR3)4-l (II)(式中,M2表示矽(Si),R2表示可被氫原子或氟原子取代,且可被鹵原子、乙烯基、甲基丙烯氧基、丙烯氧基、苯乙烯基、苯基或環己基等取代,且可具有雜
原子之碳數1至20之烴基,R3表示碳數1至5之烷基,l表示1至3之整數)所表示之金屬烷氧化物水解聚縮合,再加入防析出劑所得的塗佈液。
式(I)之M1如,矽(Si)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、硼(B)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鋅(Zn)等。其中就易取得性,及金屬氧化物被膜用塗佈液之貯藏安全性觀點,較佳為由矽烷氧化物、矽烷氧化物之部分聚縮合物、鈦烷氧化物及鈦烷氧化物之部分聚縮合物所成群中選出之至少1種。
式(I)之R1為碳數1至5之烷基,較佳為碳數1至4之烷基,特佳為碳數1至3之烷基。
又,式(I)所表示之金屬烷氧化物為,相對於所使用的式(I)、式(II)及式(III)之總莫耳數,較佳為含有0.5至61.5莫耳%,更佳為含有5.0至57.0莫耳%。
n表示M1之價數,較佳為2至5。
式(II)中之R2表示可被氫原子或氟原子取代,且可被鹵原子、乙烯基、甲基丙烯氧基、丙烯氧基、苯乙烯基、苯基或環己基等取代,且可具有雜原子之碳數1至20之烴基。其中就成膜性之觀點,較佳為被甲基丙烯氧基或丙烯氧基取代之碳數1至20之烴基。特佳為被甲基丙烯氧基或丙烯氧基取代之碳數1至15之烴基。
本發明之塗佈液中,式(II)所表示之金屬烷氧化
物為,相對於所使用的式(I)、式(II)及式(III)之總莫耳數,較佳為含有38莫耳%以上,更佳為43莫耳%以上。其中又以45至99莫耳%為佳。
式(II)之R3為碳數1至5之烷基,較佳為碳數1至4之烷基,特佳為碳數1至3之烷基。
式(II)之l較佳為1至3。
式(II)所表示之烷氧基矽烷的具體例如下所述,但非限定為該等。例如,3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯氧基丙基二乙氧基矽烷、甲基丙烯氧基甲基三甲氧基矽烷、甲基丙烯氧基甲基三乙氧基矽烷、3-丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯氧基丙基三乙氧基矽烷、丙烯氧基乙基三甲氧基矽烷、丙烯氧基乙基三乙氧基矽烷、苯乙烯基乙基三甲氧基矽烷、苯乙烯基乙基三乙氧基矽烷、3-(N-苯乙烯基甲基-2-胺基乙基胺基)丙基三甲氧基矽烷、p-苯乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、三氟丙基三甲氧基矽烷、氯丙基三乙氧基矽烷、溴丙基三乙氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷、三甲基乙氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷等。
本發明之塗佈液所使用的式(II)所表示之金屬烷氧化物中,無損本發明之效果下,可使用具有
其他官能基之金屬烷氧化物、其他官能基如胺基、環氧丙氧基、巰基、異氰酸酯基、脲基等,較佳為親水性之官能基。
該類式(II)所表示之烷氧基矽烷之具體例如下所述,但非限定於該等。例如,3-(2-胺基乙基胺基丙基)三甲氧基矽烷、3-(2-胺基乙基胺基丙基)三乙氧基矽烷、2-胺基乙基胺基甲基三甲氧基矽烷、2-(2-胺基乙基硫乙基)三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、巰基甲基三甲氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-胺基丙基二甲基乙氧基矽烷、γ-脲基丙基三乙氧基矽烷、γ-脲基丙基三甲氧基矽烷及γ-脲基丙基三丙氧基矽烷等。
具有親水性官能基之金屬烷氧化物的含量較佳為30莫耳%以下,更佳為25莫耳%以下。
本發明之塗佈液所使用的金屬鹽為,使用下述式(III)
M3(X)m (III)
(式中,M3表示金屬,X表示氯、硝酸、硫酸、乙酸、草酸、醯胺酸、磺酸、乙醯乙酸、乙醯丙酮酸酯或該等之鹼性鹽,m表示M3之價數)或式(III)中所使用之金屬之草酸鹽中,1種或2種以上之混合物。其中較佳為金屬硝酸鹽、金屬氯化物鹽、金屬草酸鹽或其鹼性鹽,特佳為金屬硝酸鹽。
上述形成金屬硝酸鹽之金屬如,鋁(Al)、銦(In)、鋅(Zn)、鋯(Zr)、鉍(Bi)、鑭(La)、鉭(Ta)、釔(Y)、及鈰(Ce)等,其中就易取得性,與金屬氧化物被膜用塗佈液之貯藏安定性觀點,較佳為鋁、銦、鈰等之金屬的硝酸鹽。
式(III)所表示之金屬鹽為,相對於所使用的式(I)、式(II)及式(III)之總莫耳數,較佳為含有0.5至61.5莫耳%,更佳為含有5.0至57.0莫耳%。
本發明之塗佈液中含有防析出劑。防析出劑為,形成塗佈被膜時,具有防止金屬鹽析出於塗膜中之效果。具體上較佳為,由N-甲基-吡咯烷酮、乙二醇、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二乙二醇、丙二醇、己二醇及該等之衍生物所成群中選出之至少1種。
防析出劑較佳以,將式(III)所表示之金屬鹽之金屬換算為氧化物下,(防析出劑/金屬氧化物)≧1之質量比使用。該質量比未達1時,會減少形成塗佈被膜時防止金屬鹽析出之效果。又,既使使用過
量之防析出劑,也無法賦予金屬氧化物被膜用塗佈液任何影響。防析出劑與金屬氧化物換算之質量比較佳為1≦(防析出劑/金屬氧化物)≦199。
防析出劑可於金屬鹽之存在下使由矽、鈦、鉭、鋯、硼、鋁、鎂、錫、鋅等之金屬所形成的金屬烷氧化物水解聚縮合反應時添加,或結束水解聚縮合反應後添加。
本發明中將金屬烷氧化物聚縮合之方法如,式(III)之金屬鹽之存在下,於醇或二元醇等之溶劑中使式(I)及式(II)之金屬烷氧化物水解聚縮合之方法。
一般為了促進水解聚縮合反應係使用鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸、甲酸、草酸、馬來酸、富馬酸等之酸;氨、甲基胺、乙基胺、乙醇胺、三乙基胺之鹼;鹽酸、硫酸、硝酸等之金屬鹽等之觸媒。本發明中,式(III)所表示之金屬鹽具有觸媒之機能。
又,將溶解烷氧基矽烷所得之溶液加熱,一般可促進水解聚縮合反應。此時可依希望適當選擇加熱溫度及加熱時間。反應溫度較佳為5至100℃之範圍,又以10至80℃之範圍為佳,更佳為15至60℃之範圍。反應時間較佳為5分鐘至6小時之範圍,更佳為10分鐘至5小時之範圍。
上述方法所得的聚矽氧烷之聚合溶液(以下也稱
為聚合溶液)一般為,使所添加之原料的全部烷氧基矽烷之矽原子換算為SiO2之濃度(以下稱為SiO2換算濃度)為20質量%以下。該濃度範圍內藉由選擇任意濃度,可抑制生成凝膠而得均質之溶液。本發明中聚矽氧烷之濃度範圍也較佳為,SiO2換算下20質量%以下,特佳為0.5質量%至20質量%。
本發明之塗佈液所使用的有機溶劑如,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等之醇類;乙酸乙基酯等之酯類;乙二醇等之二醇類,或其之醚衍生物,或其之酯衍生物;二乙基醚等之醚類;丙酮、甲基乙基酮、環己酮等之酮類;苯、甲苯等之芳香族烴類等。該等可單獨或組合使用。
特別是就使由鈦、鉭、鋯、硼、鋁、鎂、錫、鋅等之金屬所形成之金屬烷氧化物成分安定化而得良好之塗佈液之貯藏安定性觀點,較佳為含有烷二醇類或其單醚。
烷二醇類或其單醚如,乙二醇、二乙二醇、丙二醇、己二醇、或其單甲基、單乙基、單丙基、單丁基、單苯基醚等。
該等二醇類或其單醚相對於由鈦、鉭、鋯、硼、鋁、鎂、錫、鋅等之金屬所形成的金屬烷氧化物之莫耳比未達1時,會減少該等金屬烷氧化物之安定性的效果,而使塗佈液之貯藏安定性變差。又,使用大量二醇類或其單醚不會發生任何問題。例如金屬氧化物
被膜用塗佈液所使用的有機溶劑全為上述二醇類或其醚也無妨礙。
製造本發明之塗佈液時,為了使由鈦、鉭、鋯、硼、鋁、鎂、錫、鋅等之金屬所形成的金屬烷氧化物安定化,使塗佈液具有良好貯藏安定性,可於混合該等金屬烷氧化物與烷二醇類或其單醚而安定化後,單獨使由鈦、鉭、鋯、硼、鋁、鎂、錫、鋅等之金屬所形成的金屬烷氧化物或混合矽烷氧化物,於金屬鹽之存在下進行水解聚縮合。
矽烷氧化物及/或鈦烷氧化物水解時所使用的水量,相對於矽烷氧化物及/或鈦烷氧化物之總莫耳數較佳為,莫耳比換算下1至24。更佳為1至20。莫耳數(水量(莫耳)/(金屬烷氧化物之總莫耳數)為1以下時,金屬烷氧化物之水解將不足,會降低成膜性及所得金屬氧化物被膜之強度而不宜。又,莫耳比多於24小時,會持續進行聚縮合而降低貯藏安定性而不宜。
另外既使使用其他金屬烷氧化物,有關水之添加量較佳為選擇相同條件(莫耳比)。
又,調製本發明之塗佈液之水解過程中,共存之金屬鹽之含水鹽類時,該所含水分將影響反應,故相對於水解用之水量需考量金屬鹽所含水分。
製造本發明之塗佈液時較佳為,於金屬鹽之存在下使矽烷氧化物水解後,混合先前因混合二
醇類或其單醚類而安定化之由鈦、鉭、鋯、硼、鋁、鎂、錫、鋅等之金屬所形成的金屬烷氧化物。
本發明之塗佈液所含的全部金屬原子合計(M1+M2+M3),與金屬鹽之金屬原子(M3)的莫耳比較佳為符合[數1]0.01≦M3/(M1+M2+M3)≦0.7之關係。該值小於0.01時,所得被膜之機械強度將不足而不宜。又,超過0.7時會降低相對於玻璃基板或透明電極等之基材的金屬氧化物膜之密合性。另外以450℃以下之低溫焙燒時,傾向降低所得金屬氧化物膜之耐藥品性。
有關本發明之塗佈液中的固體成分濃度,將式(I)及(II)所表示之金屬烷氧化物與式(III)所表示之金屬鹽換算為金屬氧化物時,固體成分較佳為0.5至20質量%之範圍。固體成分超過20質量%時,會使金屬氧化物被膜用塗佈液之貯藏安定性變差,而難控制金金屬氧化膜之膜厚。又,固體成分為0.5質量%以下時,會使所得金屬氧化物膜之厚度變薄,為了得到一定膜厚需多次塗佈。固體成分濃度較佳為1至10質量%。此時之塗佈液中的固體成分係指SiO2、TiO2、Al2O3及該等之混合物與共聚物。
本發明中於無損本發明之效果下,可含
有其他成分,例如無機微粒子、metalloxane低聚物、metalloxane聚合物、塗平劑、及表面活性劑等之成分。
無機微粒子較佳為二氧化矽微粒子、氧化鋁微粒子、二氧化鈦微粒子、氟化鎂微粒子等之微粒子,特佳為膠態溶液之狀態之物。
膠態溶液可為無機微粒子分散於分散劑之物,或市售品之膠態溶液。
本發明藉由含有無機微粒子,可調整所形成之硬化被膜的表面形狀及折射率,與賦予其他機能。
無機微粒子之平均粒徑較佳為0.001至0.2μm,更佳為0.001至0.1μm。無機微粒子之平均粒徑超過0.2μm時,會降低使用所調製之塗佈液所形成的硬化被膜之透明性。
無機微粒子之分散劑如水、有機溶劑。就電極保護膜形成劑之安定性觀點,膠態溶液之pH或pKa較佳為調整為1至10,更佳為2至7。
膠態溶液之分散劑所使用的有機溶劑如,甲醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、二乙二醇、二丙二醇、乙二醇單丙基醚等之醇類;甲基乙基酮、甲基異丁基酮等之酮類;甲苯、二甲苯等之芳香族烴類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮等之醯胺類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、γ-丁內酯等之酯類;四氫呋喃、1,4-二噁烷等之
醚類。其中較佳為醇類、酮類。該等有機溶劑可單獨或2種以上混合作為分散劑使用。
metalloxane低聚物或metalloxane聚合物係使用矽、鈦、鋁、鉭、銻、鉍、錫、銦、鋅等之單獨或複合氧化物先驅物。metalloxane低聚物或metalloxane聚合物可為市售品,或由金屬烷氧化物、硝酸鹽、鹽酸鹽、羧酸鹽等之單體藉由水解等之常法所得之物。
市售品之metalloxane低聚物或metalloxane聚合物之具體例如,可可特公司製甲基矽酸鹽51、甲基矽酸鹽53A、乙基矽酸鹽40、乙基矽酸鹽48、EMS-485、SS-101等之矽氧烷低聚物或矽氧烷聚合物、關東化學公司製鈦-n-丁氧基四聚物等之chitanokisan低聚物。該等可單獨或2種以上混合使用。
又,塗平劑及表面活性劑等可使用已知之物,特佳為易取得之市售品。
又,聚矽氧烷中混合上述其他成分之方法可為,與聚矽氧烷同時或之後,無特別限定。
將本發明之金屬氧化物被膜用塗佈液塗佈於電極或附電極之基板上,熱硬化可得所希望之金屬氧化物被膜。電極保護膜形成劑之塗佈方法可採用已知或周知之方法。例如可採用旋塗法、浸漬法、流動塗佈
法、噴霧法、棒塗法、照相凹版塗佈法、輥塗法、刮板塗佈法、空氣刀塗佈法、可撓式印刷法、噴墨印刷法、縫塗法等。其中又以旋塗法、可撓式印刷法、縫塗法、噴墨印刷法、噴霧塗佈法、照相凹版法等可形成良好的塗膜。
此時所使用之基材如,塑料;玻璃;附ATO(含有銻之氧化錫)、FTO(fluorine-doped tin oxide)、ITO、IZO(銦鋅複合氧化物)等之透明電極之玻璃;鉬(Mo)、Mo/Al/Mo(鉬/鋁/鉬)、Mo-Nb/Al-Nd/Mo-Nb(鉬-鈮/鋁-釹/鉬-鈮)等之金屬配線;陶瓷等之基材。
塑料如,聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚碸、聚丙烯酸酯、聚胺基甲酸酯、聚碸、聚醚、聚醚酮、聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、三乙醯纖維素、二乙醯纖維素、乙酸酯丁酸酯纖維素等。其形狀如板狀、薄膜等。
金屬氧化物被膜用之塗佈液於塗佈前,一般係使用濾器等過濾。
形成於基材上之塗膜可為,乾燥至搬運中不破壞塗膜之均勻性之程度。此時之乾燥方法較佳為使用熱板之方法。乾燥溫度較佳為室溫至120℃之範圍。乾燥所需時間可為30秒以上,10分鐘以下就足夠。
又,形成於基板上之塗膜係藉由焙燒進行熱硬化。焙燒溫度較佳為100至300℃之範圍,更佳為
150至250℃之範圍內。藉由焙燒之熱硬化方法較佳為,使用熱板、熱循環式烤箱、紅外線烤箱等之方法。藉由焙燒而熱硬化所需之時間可適當選擇,可為5分鐘以上,更佳為30分鐘以上。
選擇較低之硬化溫度時,拉長硬化時間易得具有充分硬度之金屬氧化物被膜。
金屬氧化物被膜之厚度較佳為1至3000nm,更佳為10至2000nm。
所得的金屬氧化物被膜因具有Mo之腐蝕抑制能,故適用為保護觸控面板等之電氣配線膜及電極用之保護膜。
又,熱硬化之前使用水銀燈、金屬鹵素燈、氙燈、準分子燈等照射能量線(紫外線等)也具有效果。將能量線照射於乾燥之塗膜後,可降低硬化溫度及提高被膜之硬度。能量線之照射量可因應必要而適當選擇,但一般可為數百至數千mJ/cm2,較佳為100至9000mJ/cm2。
下面將舉實施例更具體說明本發明,但非限定以該為解釋。
實施例所使用之化合物的代號如下所述。
TEOS:四乙氧基矽烷
C18:十八烷基三乙氧基矽烷
ACPS:丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷
MPMS:甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷
TIPT:四異丙氧基鈦
AN:硝酸鋁九水合物
EG:乙二醇
HG:2-甲基-2,4-己二醇(另稱為己二醇)
BCS:2-丁氧基乙醇(另稱為丁基溶纖劑)
將AN 12.7g及水3.0g加入200ml燒瓶中,攪拌溶解AN。其次加入EG 13.1g、HG 37.5g、BCS 35.7g及MPM 37.0g,室溫下攪拌30分鐘。
將TIPT 4.7g及HG 56.3g放入300mL燒瓶中,室溫下攪拌30分鐘。
混合<A1液>及<A2液>,室溫下攪拌30分鐘得溶液(K1)。
將AN 12.7g及水3.0g加入200mL燒瓶中,攪拌
溶解AN。其次加入EG 13.3g、HG 37.9g、BCS 36.0g、TEOS 7.8g及MPMS 27.8g,室溫下攪拌30分鐘。
將TIPT 4.7g及HG 56.9g放入300mL燒瓶中,室溫下攪拌30分鐘。
混合<B1液>與<B2液>,室溫下攪拌30分鐘得溶液(K2)。
將AN 12.7g及水3.0g加入200mL燒瓶中,攪拌溶解AN。其次加入EG 13.3g、HG38.2g、BCS 36.3g、TEOS 12.4g及MPMS 22.2g,室溫下攪拌30分鐘。
將TIPT 4.7g及HG 57.2g放入300mL燒瓶中,室溫下攪拌30分鐘。
混合<C1液>與<C2液>,室溫下攪拌30分鐘得溶液(K3)。
將AN 12.7g及水3.0g加入200mL燒瓶中,攪拌溶解AN。其次加入EG 13.3g、HG 38.1g、BCS 36.2g及ACPS 34.9g,室溫下攪拌30分鐘。
將TIPT 4.7g及HG 57.1g放入300mL燒瓶中,室溫下攪拌30分鐘。
混合<D1液>與<D2液>,室溫下攪拌30分鐘得溶液(K4)。
將AN 12.7g及水3.0g加入200mL燒瓶中,攪拌溶解AN。其次加入EG 13.2g、HG 37.7g、BCS 35.8g、TEOS 7.5g及MPMS 26.9g,室溫下攪拌30分鐘。
將TIPT 4.7g及HG 56.5g放入300mL燒瓶中,室溫下攪拌30分鐘。
混合<E1液>與<E2液>,室溫下攪拌30分鐘得溶液(K5)。
將AN 12.7g及水3.0g加入200mL燒瓶中,攪拌溶解AN。其次加入EG 12.5g、HG 35.7g、BCS 33.9g、MPMS 26.9g及C18 15.0g,室溫下攪拌30分鐘。
將TIPT 4.7g及HG 53.5g放入300mL燒瓶中,室溫下攪拌30分鐘。
混合<F1液>與<F2液>,室溫下攪拌30分鐘得溶液(K6)。
將AN 12.7g及水3.0g放入200mL燒瓶中,攪拌溶解AN。其次加入EG 13.6g、HG 39.1g、BCS 37.1g及TEOS 31.0g,室溫下攪拌30分鐘。
將TIPT 4.7g及HG 58.7g放入300mL燒瓶中,室溫下攪拌30分鐘。
混合<G1液>與<G2液>,室溫下攪拌30分鐘得溶液(K7)。
將AN 12.7g及水3.0g放入200mL燒瓶中,攪拌溶解AN。其次加入EG 13.4g、HG 38.3g、BCS 36.4g、TEOS 15.5g及MPMS 18.5g,室溫下攪拌30分鐘。
將TIPT 4.7g及HG 57.5g放入300mL燒瓶中,室溫下攪拌30分鐘。
混合<H1液>與<H2液>,室溫下攪拌30分鐘得溶液(K8)。
將AN 12.7g及水3.0g加入200mL燒瓶中,攪拌溶解AN。其次加入EG 13.5g、HG 38.7g、BCS 36.8g、TEOS 23.3g及MPMS 9.3g,室溫下攪拌30分鐘。
將TIPT 4.7g及HG 58.1g放入300mL燒瓶中,室溫下攪拌30分鐘。
混合<I1液>與<I2液>,室溫下攪拌30分鐘得溶液(K9)。
使用上述合成例之溶液的金屬氧化物被膜係以下述方法製作。
使用孔徑0.5μm之膜濾器加壓過濾上述各合成例之溶液後,藉由旋塗法成膜於蒸鍍Mo之玻璃基板上,或形成2μm之丙烯酸膜的玻璃基板上。將該基板置於60℃之熱板上乾燥3分鐘後,使用紫外線照射裝置(艾庫拉公司製,UB 011-3A形),及高壓水銀燈(輸入電源1000W)以50mW/cm2(波長365nm換算)照射2分鐘(積算6000mJ/cm2),其次使用230℃之熱風循環式烤箱焙燒30分鐘形成被膜。
以上述成膜法使合成例1至6之溶液(K1至K6)成膜所得的金屬氧化物被膜(KL1至KL6)作為實施例1至6用。
以上述成膜法使合成例7至9之溶液(K7至K9)成膜所得的金屬氧化物被膜(KM1至KM3)作為比較例1至3用。
被膜之評估方法如下所述。
將膜厚30nm之Mo蒸鍍於玻璃基板上。使用該
基板,以上述成膜法形成膜厚100nm之金屬氧化物被膜。於溫度60℃、相對濕度90%之恆溫恆濕槽烤箱內進行該基板老化。使用光學顯微鏡觀察Mo腐蝕情形。將480小時老化後未出現Mo腐蝕之物評估為◎,240小時老化後未出現Mo腐蝕之物評估為○,240小時老化後出現Mo腐蝕之物評估為×。
於玻璃基板上形成膜厚2μm之丙烯酸膜。形成丙烯酸膜之方法如下所述。首先以孔徑0.5μm之膜濾器加壓過濾丙烯酸材料組成物後,藉由旋塗法於玻璃基板全面形成塗膜。其次於熱板上將該基板加熱乾燥2分鐘,再移入230℃之熱風循環式烤箱內,焙燒30分鐘。藉此可於玻璃基板上形成丙烯酸膜。
藉由上述成膜法將溶液(K1至K9)塗佈於上述丙烯酸膜上,形成膜厚100nm之金屬氧化物被膜。其次藉由上述成膜法於形成丙烯酸膜之玻璃基板上,使實施例1至6之金屬氧化物被膜及比較例1至3之金屬氧化物被膜成膜,再進行金屬氧化物被膜之裂化評估。
裂化評估之評估基準為,基板上之金屬氧化物被膜未發生裂化之物評估為◎,面內未發生但邊緣發生裂化之物評估為○,全面發生裂化之物評估為×。
所得金屬氧化物被膜之Mo腐蝕試驗的結果及裂
化評估之結果如表1所示
由表1之結果得知,比較比較例1至3之金屬氧化物被膜,實施例1至6之金屬氧化物被膜具有優良之Mo腐蝕性。另外比較例1至3無法達成Mo腐蝕性與裂化抑制能兩立。
實施例1至6之金屬氧化物被膜為可同時抑制裂化及Mo腐蝕之材料。
使用本發明之金屬氧化物被膜用塗佈液所得的金屬氧化物被膜為,具有Mo之腐蝕抑制能及裂化抑制性,故適用為保護觸控面板等之電氣配線膜及電極用之保護膜。
又,引用2012年2月1日所申請之日本專利申請2012-019718號說明書、專利申請範圍,及摘要之全內容,且納入本發明說明書之揭示內容。
Claims (12)
- 一種含鉬金屬保護用之金屬氧化物被膜形成用塗佈液,其特徵為含有:使下述式(I)M1(OR1)n (I)(式中,M1表示鈦(Ti),R1表示碳數1至5之烷基,n表示M1之價數)所表示之金屬烷氧化物,及下述式(II)R2 lM2(OR3)4-l (II)(式中,M2表示矽(Si),R2表示經甲基丙烯氧基或丙烯氧基取代之碳數1至20之烴基,R3表示碳數1至5之烷基,l表示1至3之整數)所表示,且相對於式(I)、式(II)及式(III)之總莫耳數,含有38莫耳%以上之金屬烷氧化物,在下述式(III)M3(X)m (III)(式中,M3表示鋁,X表示硝酸或草酸,m表示M3之價數)所表示之金屬鹽之存在下之有機溶劑中之水解聚縮合物的聚矽氧烷、及防析出劑。
- 如申請專利範圍第1項之金屬氧化物被膜形成用塗佈液,其中式(I)所表示之金屬烷氧化物或(II)所表示之金屬烷氧化物為由矽烷氧化物、矽烷氧化物之部分聚縮合物、鈦烷氧化物及鈦烷氧化物之部分聚縮合物所成群中選出之至少1種金屬烷氧化物。
- 如申請專利範圍第1項之金屬氧化物被膜形成用塗佈液,其中式(I)所表示之金屬烷氧化物為相對於式 (I)、式(II)及式(III)之總莫耳數,含有0.5至61.5莫耳%。
- 如申請專利範圍第1至3項中任1項之金屬氧化物被膜形成用塗佈液,其中式(III)所表示之金屬鹽為相對於式(I)、式(II)及式(III)之總莫耳數,含有0.5至61.5莫耳%。
- 如申請專利範圍第1至3項中任1項之金屬氧化物被膜形成用塗佈液,其中防析出劑為由N-甲基-吡咯烷酮、乙二醇、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二乙二醇、丙二醇、己二醇及此等之衍生物所成群中選出之至少1種。
- 如申請專利範圍第1至3項中任1項之金屬氧化物被膜形成用塗佈液,其中防析出劑之含量換算成式(III)之金屬鹽的金屬之氧化物為(防析出劑/金屬氧化物)≧1(質量比)。
- 如申請專利範圍第1至3項中任1項之金屬氧化物被膜形成用塗佈液,其中金屬氧化物被膜用塗佈液所含的全部金屬原子之合計(M1+M2+M3)、與金屬鹽之金屬原子(M3)的莫耳比為,[數1]0.01≦M3/(M1+M2+M3)≦0.7。
- 如申請專利範圍第1至3項中任1項之金屬氧化物被膜形成用塗佈液,其中有機溶劑為含有烷二醇類或其 單醚衍生物。
- 如申請專利範圍第1至3項中任1項之金屬氧化物被膜形成用塗佈液,其中聚矽氧烷之濃度以SiO2換算為20質量%以下。
- 一種如申請專利範圍第1至9項中任1項之金屬氧化物被膜形成用塗佈液之製造方法,其係將式(I)所表示之金屬烷氧化物及式(II)所表示,且相對於式(I)、式(II)及式(III)之總莫耳數,含有38莫耳%以上之金屬烷氧化物,在式(III)所表示之金屬鹽之存在下,在有機溶劑中,進行水解聚縮合,再添加防析出劑。
- 一種含鉬金屬之保護膜,其為由如申請專利範圍第1至9項中任1項之金屬氧化物被膜形成用塗佈液所得。
- 如申請專利範圍第11項之含鉬金屬之保護膜,其中厚度為1至3000nm。
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