低屈折率シリカ系被膜形成用組成物
【課題】 固体撮像素子のレンズの保護膜、光導波路などの光学部材に使用される低屈折率層を形成することができる低屈折率シリカ系被膜形成用組成物を提供する。
【解決手段】 低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、アルキル４級アミンとを含む。上記シロキサンポリマーとしては、
ＲｎＳｉＸ４−ｎ （１）
（式中、Ｒは独立してＨまたは１価の有機基、Ｘは加水分解性基を表し、ｎは０〜２の整数を表し、複数個のＲは同一でも異なっていてもよい）
で表される少なくとも１種のシラン化合物の加水分解物および／または部分縮合物を好ましく用いる。
【解決手段】 低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、アルキル４級アミンとを含む。上記シロキサンポリマーとしては、
ＲｎＳｉＸ４−ｎ （１）
（式中、Ｒは独立してＨまたは１価の有機基、Ｘは加水分解性基を表し、ｎは０〜２の整数を表し、複数個のＲは同一でも異なっていてもよい）
で表される少なくとも１種のシラン化合物の加水分解物および／または部分縮合物を好ましく用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物に関し、例えば固体撮像素子のレンズの保護膜、光導波路などの光学部材に使用される低屈折率層を形成することができる低屈折率シリカ系被膜形成用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体撮像素子等におけるレンズの保護膜、光導波路などには、低屈折率層が用いられている。このような低屈折率層は、ＣＶＤ法を用いる方法、塗布法を用いる方法等がある。中でも、塗布法を用いる方法は、簡便であるため、塗布法で用いられる材料が求められている。このような、塗布法を用いている材料は、例えば、特許文献１、２に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−９２６６号公報
【特許文献２】特開２００４−９１５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記塗布法で用いられる材料では、十分低い屈折率を得ることができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、低屈折率を達成することができる低屈折率シリカ系被膜形成用組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、アルキル４級アミンとを含むことを特徴としている。
また、他の形態として、本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、金属化合物と、を含むことを特徴としている。
また、さらに他の形態として、本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、塩基発生剤または酸発生剤から選択される少なくとも１種と、を含むことを特徴としている。
なお、本明細書における低屈折率とは、波長６３３ｎｍの光に対する屈折率が１．２以下であることを示す。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物よれば、低屈折率のシリカ系被膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［第１の実施形態］
本実施形態に係る低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、アルキル４級アミンとを含むものである。
【０００８】
本実施形態に係るシロキサンポリマーは、ＳｉＯ単位を主骨格とするポリマーである。このシロキサンポリマーとしては、例えば、下記式（１）
ＲｎＳｉＸ４−ｎ （１）
（式中、ＲはＨまたは１価の有機基、Ｘは加水分解性基を表し、ｎは０〜２の整数を表し、複数個のＲは同一でも異なっていてもよい）
で表される少なくとも１種のシラン化合物の加水分解物および／または部分縮合物が挙げられる。
さらに、一般式（１）で表される化合物には、ｎ＝０の化合物が含まれていることが好ましい。これにより、機械強度をより向上させることができる。
また、ｎ＝１、２の場合には、Ｒが１価の有機基であるものを用いることが好ましい。
【０００９】
上記Ｒの１価の有機基としては、炭素数１〜２０の有機基が挙げられる。この有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基などや、グリシジル基、グリシジルオキシ基等のエポキシ含有基、アミノ基、アルキルアミノ基等のアミノ含有基などで置換した基を挙げることができる。これらの中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基等の炭素数１〜６のものが好ましく、特にはメチル基、フェニル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
上記Ｘの加水分解性基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基等のアルコキシ基、ビニロキシ基、２−プロペノキシ基等のアルケノキシ基、フェノキシ基、アセトキシ基等のアシロキシ基、ブタノキシム基等のオキシム基、アミノ基などを挙げることができる。これらの中で炭素数１〜５のアルコキシ基が好ましく、特に加水分解、縮合時の制御のし易さから、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基が好ましい。
上記反応生成物の質量平均分子量（Ｍｗ）（ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準、以下同様。）は特に限定されないが、１０００〜１００００が好ましく、より好ましい範囲は１０００〜５０００である。
【００１０】
一般式（１）で表される化合物の具体例としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−ｎ−プロポキシシラン、トリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、トリ−ｎ−ブトキシシラン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、トリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、トリフェノキシシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、フルオロトリ−ｎ−プロポキシシラン、フルオロトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、フルオロトリ−ｎ−ブトキシシラン、フルオロトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、フルオロトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、フルオロトリフェノキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、テトラフェノキシシランなど；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、メチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、メチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、エチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、エチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、エチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、エチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ビニルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ビニルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ビニルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ビニルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリフェノキシシラン、ｉ−プロピルトリメトキシシラン、ｉ−プロピルトリエトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリフェノキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｎ−ブチルトリフェノキシシラン、ｓｅｃ−ブチルトリメトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−ｉ−トリエトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｎ−プロポキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｎ−ブトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリフェノキシシラン、ｔ−ブチルトリメトキシシラン、ｔ−ブチルトリエトキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｔ−ブチルトリフェノキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−ｎ−プロポキシシラン、フェニルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、フェニルトリ−ｎ−ブトキシシラン、フェニルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、フェニルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ−トリフルオロプロピルトリエトキシシランなど；ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジメチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジメチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジメチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジメチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジエチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジエチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジエチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジエチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、ジ−ｎ−プロピルジメトキシシラン、ジ−ｎ−プロピルジエトキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピルジメトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピルジエトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｎ−ブチルジメトキシシラン、ジ−ｎ−ブチルジエトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチルジメトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチルジエトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジメトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジエトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニル−ジ−エトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジフェニル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジフェニル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、ジビニルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ−トリフルオロプロピルトリエトキシシランなどを挙げることができる。これらは１種あるいは２種以上を混合して使用することができる。
【００１１】
上記化合物（１）のうち好ましいものとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラフェノキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリメチルモノメトキシシラン、トリメチルモノエトキシシラン、トリエチルモノメトキシシラン、トリエチルモノエトキシシラン、トリフェニルモノメトキシシラン、トリフェニルモノエトキシシランが挙げられる。
【００１２】
上記一般式（１）の化合物は、有機溶媒中にて、水、触媒とを混合することにより加水分解、部分縮合され、シロキサンポリマーとすることができる。
この有機溶媒としては、後述する有機溶媒が挙げられる。
また、触媒としては、有機酸、無機酸、有機塩基、無機塩基などを挙げることができる。
有機酸としては、例えば酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、ミキミ酸、２−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、ｐ−アミノ安息香酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸等を挙げることができる。
無機酸としては、例えば塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等を挙げることができる。
また、有機塩基としては、例えば、メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、Ｎ−メチルメタノールアミン、Ｎ−エチルメタノールアミン、Ｎ−プロピルメタノールアミン、Ｎ−ブチルメタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−プロピルエタノールアミン、Ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−メチルプロパノールアミン、Ｎ−エチルプロパノールアミン、Ｎ−プロピルプロパノールアミン、Ｎ−ブチルプロパノールアミン、Ｎ−メチルブタノールアミン、Ｎ−エチルブタノールアミン、Ｎ−プロピルブタノールアミン、Ｎ−ブチルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルブタノールアミン、Ｎ−メチルジメタノールアミン、Ｎ−エチルジメタノールアミン、Ｎ−プロピルジメタノールアミン、Ｎ−ブチルジメタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−プロピルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ−メチルジプロパノールアミン、Ｎ−エチルジプロパノールアミン、Ｎ−プロピルジプロパノールアミン、Ｎ−ブチルジプロパノールアミン、Ｎ−メチルジブタノールアミン、Ｎ−エチルジブタノールアミン、Ｎ−プロピルジブタノールアミン、Ｎ−ブチルジブタノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）ブタノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）ブタノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）ブタノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）ブタノールアミン、メトキシメチルアミン、メトキシエチルアミン、メトキシプロピルアミン、メトキシブチルアミン、エトキシメチルアミン、エトキシエチルアミン、エトキシプロピルアミン、エトキシブチルアミン、プロポキシメチルアミン、プロポキシエチルアミン、プロポキシプロピルアミン、プロポキシブチルアミン、ブトキシメチルアミン、ブトキシエチルアミン、ブトキシプロピルアミン、ブトキシブチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、テトラエチルエチレンジアミン、テトラプロピルエチレンジアミン、テトラブチルエチレンジアミン、メチルアミノメチルアミン、メチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミン、メチルアミノブチルアミン、エチルアミノメチルアミン、エチルアミノエチルアミン、エチルアミノプロピルアミン、エチルアミノブチルアミン、プロピルアミノメチルアミン、プロピルアミノエチルアミン、プロピルアミノプロピルアミン、プロピルアミノブチルアミン、ブチルアミノメチルアミン、ブチルアミノエチルアミン、ブチルアミノプロピルアミン、ブチルアミノブチルアミン、ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、モルホリン、メチルモルホリン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセンなどを挙げることができる。
無機塩基としては、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウムなどを挙げることができる。
【００１３】
上記触媒の量は、例えば、加水分解反応の反応系中の濃度が１〜１０００ｐｐｍ、特に５〜８００ｐｐｍの範囲になるように調製すればよい。
また、水の添加量は、一般式（１）の化合物全体における加水分解基１モル当たり、１．５〜４．０モルの範囲が好ましい。
【００１４】
また、一般式（１）の化合物を加水分解反応させた場合には、加水分解によって生じたアルコール、存在する水を除去することが好ましい。上記加水分解によって生じたアルコール、水を除去することにより、保存安定性、成膜性を向上させることができる。このアルコールおよび水の除去は、減圧蒸留による方法が好ましい。該減圧蒸留は真空度３９．９×１０２〜３９．９×１０３Ｐａ（約３０〜３００ｍｍＨｇ）、好ましくは６６．５×１０２〜２６．６×１０３Ｐａ（約５０〜２００ｍｍＨｇ）、温度２０〜１００℃で行うのが好ましい。上記加水分解によって生じたアルコールおよび水は、例えば、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物中１０質量％以下、好ましくは５質量％、より好ましくは２質量％以下まで除去することが好ましい。
【００１５】
本実施形態に係るアルキル４級アミンとしては、下記式（２）で表されるものが挙げられる。このアルキル４級アミンは、１種または２種以上を含んでいてもよい。
Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋・Ｋ− （２）
（ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立して、１価の有機基であり、Ｋ−はカウンターアニオンである）
上記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４としては、それぞれ独立して、１価の有機基が挙げられる。この１価の有機基としては、炭素数１〜２０の有機基が挙げられる。この有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ｔ−オクチル基、ネオペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、４−デシルシクロヘキシル基等の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、アミノ基、アルキルアミノ基等のアミノ含有基などで置換した基を挙げることができる。
また、Ｋ−としては、アルキルカルボン酸アニオン、アリールカルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオン等が挙げられる。
これらのアニオンにおけるアルキルとしては、炭素数１〜３０の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基が挙げられ、具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ｔ−オクチル基、ネオペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、４−デシルシクロヘキシル基などを挙げることができる。
これらのアニオンにおけるアリールとしては、ヘテロ原子を含んでよい炭素数４〜１８の単環または縮合多環アリール基が挙げられ、具体例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−アンスリル基、９−フェナントリル基、２−フリル基、２−チエニル基、２−ピロリル基、６−インドリル基、２−ベンゾフリル基、２−ベンゾチエニル基、４−キノリニル基、４−イソキノリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−アクリジニル基、３−フェノチアジニル基、２−フェノキサチイニル基、３−フェニキサジニル基、３−チアントレニル基等を挙げることができる。
これらのアニオンにおけるアラルキルとしては、炭素数６から１８のアラルキル基が挙げられ、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アンスリルメチル基、ナフチルエチル基、アンスリルエチル基等が挙げられる。
このアルキル４級アミンを添加することにより、低屈折率のシリカ系被膜を形成することができる。
また、このアルキル４級アミンは、熱分解温度が３００℃以下であることが好ましく、２５０℃以下であることがより好ましい。また、熱分解温度が１５０℃以上であることが好ましく、１８０℃以上であることがより好ましい。アルキル４級アミンとして好ましいものとしては、ラウリルトリメチルアンモニウムアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルアンモニウムアセテート等が挙げられる。これにより、３００℃以下でホットプレート等における簡便なベークにより、低屈折率シリカ系被膜を形成することができる。
このアルキル４級アミンの使用量は、低屈折率シリカ系被膜形成用塗布液における固形分（ＳｉＯ２換算質量）に対して、２５〜２５０質量％が好ましく、５０〜２００質量％がより好ましい。
【００１６】
本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、有機溶媒等の溶媒を含有していることが好ましい。この有機溶媒としては、例えばｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｉ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｉ−ヘプタン、２，２，４−トリメチルペンタン、ｎ−オクタン、ｉ−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、ｎ−プロピルベンセン、ｉ−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、ｉ−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−ｉ−プロピルベンセン、ｎ−アミルナフタレン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒；メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｉ−ペンタノール、２−メチルブタノール、ｓｅｃ−ペンタノール、ｔ−ペンタノール、３−メトキシブタノール、ｎ−ヘキサノール、２−メチルペンタノール、ｓｅｃ−ヘキサノール、２−エチルブタノール、ｓｅｃ−ヘプタノール、ヘプタノール−３、ｎ−オクタノール、２−エチルヘキサノール、ｓｅｃ−オクタノール、ｎ−ノニルアルコール、２，６−ジメチルヘプタノール−４、ｎ−デカノール、ｓｅｃ−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、ｓｅｃ−テトラデシルアルコール、ｓｅｃ−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、３，３，５−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、フェニルメチルカルビノール、ジアセトンアルコール、クレゾール等のモノアルコール系溶媒；エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ペンタンジオール−２，４、２−メチルペンタンジオール−２，４、ヘキサンジオール−２，５、ヘプタンジオール−２，４、２−エチルヘキサンジオール−１，３、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−ｉ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ペンチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、ジ−ｉ−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、２，４−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョン等のケトン系溶媒；エチルエーテル、ｉ−プロピルエーテル、ｎ−ブチルエーテル、ｎ−ヘキシルエーテル、２−エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、１，２−プロピレンオキシド、ジオキソラン、４−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−２−エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒；ジエチルカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ｎ−ペンチル、酢酸ｓｅｃ−ペンチル、酢酸３−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸２−エチルブチル、酢酸２−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ｎ−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、プロピオン酸ｉ−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−ｎ−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−ブチル、乳酸ｎ−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等のエステル系溶媒；Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、Ｎ−メチルピロリドン等の含窒素系溶媒；硫化ジメチル、硫化ジエチル、チオフェン、テトラヒドロチオフェン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、１，３−プロパンスルトン等の含硫黄系溶媒等を挙げることができる。これらは１種あるいは２種以上を混合して使用することができる。
本発明において溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物における全固形分濃度が、１〜３０質量％程度となるように調製することが好ましく、５〜２５質量％程度に調製することがより好ましい。上記の濃度範囲にすることにより、塗膜の膜厚が適当な範囲にすることができ、保存安定性もより優れるものとすることができる。
また、溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールプロピルエーテル（ＰＧＰ）、３−メトキシブチルアセテート、ｎ−ブタノール（ＢｕＯＨ）、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸ブチル、プロピレングリコールジメチルエーテル、イソプロピルアルコールを用いることが好ましい。これらの溶媒は、用いられる全溶媒中１〜１００質量％程度が好ましく、５〜３０質量％程度がより好ましい。
これらのなかでも、３−メトキシブチルアセテート、メチルエチルケトン、アセトンは、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物の保存安定性を向上させ、ゲル化を防止することができる。ＰＧＭＥＡ、ＰＧＰ、ＢｕＯＨは塗布性、均一性を向上させることができる。これらを混合することによりそれぞれの特性を生かすことも出来る。
【００１７】
また、本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物には、塗布性の向上やストリエーション防止のための界面活性剤を添加してもよい。この界面活性剤としては、例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられ、さらには、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、ポリ（メタ）アクリレート系界面活性剤などを挙げることができる。
【００１８】
［第２の実施形態］
本実施形態に係る低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、金属化合物と、を含むものである。
つまり、第１の実施形態におけるアルキル４級アミンを、熱分解性成分および金属化合物に置き換えたものであり、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００１９】
本実施形態に係る低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、熱分解性成分を含む。この熱分解性成分は、１種または２種以上含んでいてもよい。
上記熱分解性成分とは、焼成時に熱分解し、形成されるシリカ系被膜をポーラスにすることができる成分である。そして、その分解温度の上限値としては、３００℃以下が好ましく、２５０℃以下がより好ましい。また、その分解温度の下限値としては、１５０℃以上が好ましく、１８０℃以上がより好ましい。
【００２０】
この熱分解性成分としては、ポリアルキレングリコールおよびその末端アルキル化物、６単糖類誘導体１個ないし２２個からなる単糖類、二糖類、多糖類またはその誘導体、自らが分解してガスを発生する過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物等が挙げられる。
上記ポリアルキレングリコールにおけるアルキレン基の炭素数は、１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの低級アルキレングリコールが挙げられる。
ポリアルキレングリコールの末端アルキル化物とは、ポリアルキレングリコールの片末端または両末端の水酸基がアルキル基によってアルコキシ化されたものである。末端のアルコキシ化物に用いられるアルキル基は直鎖状又は枝分かれ状のアルキル基であってよく、その炭素数は、１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。特に、メチル基、エチル基、プロピル基等の直鎖状のアルキル基が好ましい。
【００２１】
上記ポリアルキレングリコールおよびその末端アルキル化物は、質量平均分子量（Ｍｗ）は１００〜１００００が好ましく、２００〜５０００がより好ましく、４００〜４０００がさらに好ましい。Ｍｗを上記範囲の上限値以下とすることにより、塗布液における相溶性を損なうことなく良好な塗布性が得られ、シリカ系被膜の膜厚均一性が良くなる。上記範囲の下限値以上とすることにより、シリカ系被膜をポーラスにすることができ、低誘電率化が可能となる。
また、熱分解性成分の使用量は、低屈折率シリカ系被膜形成用塗布液における固形分（ＳｉＯ２換算質量）に対して、２５〜２５０質量％が好ましく、５０〜２００質量％がより好ましい。
【００２２】
本実施形態に係る低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、金属化合物を含有している。この金属化合物は、１種または２種以上を用いてもよい。この金属化合物を含有することにより、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物から形成されるシリカ系被膜の誘電率を低下させ、電気特性が向上させるとともに、膜厚均一性を向上させることができる。
さらに、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物の保存安定性を向上させることができるという効果も奏する。さらにまた、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物の脱ガスを抑制することができるという効果も奏する。
上記金属化合物における金属としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が挙げられる。これらの中でも、一価のアルカリ金属が好ましいものとして挙げられる。さらに、ナトリウム、リチウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等を挙げることができ、これらの中でも、特にルビジウム、セシウムが特に好ましいものとして挙げられる。
これらの金属化合物としては、例えば、上記金属の有機酸塩、無機酸塩、アルコキシド、酸化物、窒化物、ハロゲン化物（例えば、塩化物、臭化物、弗化物、ヨウ化物）、水酸化物等が挙げられる。
上記有機酸としては、例えば、ギ酸、シュウ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチル酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸、２−エチルヘキサン酸、シクロヘキサン酸、シクロヘキサプロピオン酸、シクロヘキサン酢酸、ノナン酸、リンゴ酸、グルタミン酸、ロイシン酸、ヒドロキシピバリン酸、ピバリン酸、グルタル酸、アジピン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ピメリン酸、コルク酸、エチルブチル酸、安息香酸、フェニル酢酸、フェニルプロピオン酸、ヒドロキシ安息香酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラギン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リシノール酸などが挙げられる。
上記無機酸としては、硝酸、硫酸、塩酸、炭酸、リン酸等が挙げられる。
また、アルコキシドとしては、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、ブトキシド等が挙げられる。
上記金属化合物としては、無機酸塩、ハロゲン化物が好ましく、硝酸塩であることが特に好ましい。上記金属化合物としては、特に、硝酸ルビジウムが好ましい。
これらの金属化合物は、シリカ系被膜形成用組成物におけるシロキサンポリマー（固形分（ＳｉＯ２換算質量））に対して、１〜１５質量％含まれることが好ましく、５〜１０質量％含まれることがより好ましい。こ
【００２３】
上記のように、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物において、熱分解性成分と、金属化合物とを添加することにより、十分低い屈折率を達成することができる。
【００２４】
［第３の実施形態］
本実施形態に係る低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、塩基発生剤または酸発生剤から選択される少なくとも１種と、を含むものである。
つまり、第２の実施形態における金属化合物を、塩基発生剤または酸発生剤から選択される少なくとも１種に置き換えたものであり、その他の構成は第１の実施形態および第２の実施形態と同様である。
【００２５】
上記塩基発生剤としては、トリクロロ酢酸グアニジン、トリクロロ酢酸メチルグアニジン、トリクロロ酢酸カリウム、フェニルスルホニル酢酸グアニジン、ｐ−クロロフェニルスルホニル酢酸グアニジン、ｐ−メタンスルホニルフェニルスルホニル酢酸グアニジン、フェニルプロピオール酸カリウム、フェニルプロピオール酸グアニジン、フェニルプロピオール酸セシウム、ｐ−クロロフェニルプロピオール酸グアニジン、ｐ−フェニレン−ビス−フェニルプロピオール酸グアニジン、フェニルスルホニル酢酸テトラメチルアンモニウム、フェニルプロピオール酸テトラメチルアンモニウム、２−ニトロベンジルＮ−シクロヘキシルカルバメイト、トリフェニルスルフォニウムハイドロオキサイド、アニソインＮ−シクロヘキシルカルバメイト、ニフェジピン、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニル−２−フェニルベンジイミダゾール、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、Ｎ−（２−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（３−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（４−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（５−メチル−２−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（４−クロロ−２−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール等が挙げられる。これらの中でも、塩基発生剤としては、３００℃以下の温度で塩基を発生するものが好ましく、２５０℃以下の温度で塩基を発生するものがより好ましい。また、塩基発生剤は、１５０℃以上で塩基を発生することが好ましく、１８０℃以上で塩基を発生することが好ましい。
【００２６】
上記酸発生剤としては、ハロゲン化トリアジン、酸のアンモニウム塩、オニウム塩、スルホン化エステル、置換ヒドロキシイミド、置換ヒドロキシルイミン、アジド、ナフトキノン、たとえばジアゾナフトキノン、ジアゾ化合物等が挙げられる。これらの中でも、酸発生剤としては、３００℃以下の温度で酸を発生するものが好ましく、２５０℃以下の温度で酸を発生するものがより好ましい。また、酸発生剤は、１５０℃以上で酸を発生することが好ましく、１８０℃以上で酸を発生することが好ましい。
【００２７】
これらの塩基発生剤、酸発生剤は、シリカ系被膜形成用組成物におけるシロキサンポリマー（固形分（ＳｉＯ２換算質量））に対して、１〜１５質量％含まれることが好ましく、５〜１０質量％含まれることがより好ましい。
【００２８】
上記のように、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物において、上記熱分解性成分と、塩基発生剤または酸発生剤から選択される少なくとも１種とを含むことにより、十分低い屈折率を達成することができる。
【００２９】
［低屈折率シリカ系被膜形成方法］
本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物を用いて低屈折率シリカ系被膜を形成する方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
【００３０】
まず基板等の基体上に低屈折率シリカ系被膜形成用組成物を所定の膜厚となるように、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して塗膜を形成する。塗膜の厚さは適宜選択すればよい。
次いでホットプレート上でベークする。このベーク処理により塗膜中の有機溶剤が揮発し、さらにシロキサンポリマーの分子間で反応が生じて重合が進む。このときのベーク温度は、例えば８０〜３００℃程度であり、より好ましくは８０〜２５０℃程度である。ベーク処理はベーク温度を変えつつ複数段階（多段ベーク）で行ってもよい。
これにより、低屈折率シリカ系被膜が得られる。
上記の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物によれば、３００℃を超える温度での焼成を行わなくても、十分シリカ系被膜を形成することができる。つまり、低温焼成が可能となる。また、ベークの時間についても、各１〜２分程度で十分であり、生産効率を向上させることができる。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
ｎ−ブタノール２１ｇ、純水３ｇ、およびラウリルトリメチルアンモニウムアセテート２ｇを混合溶解し、さらに硝酸２００μｌを添加した溶液に、オルト珪酸エチル１．９ｇおよびメチルトリエトキシシラン１．７ｇを混合し、２日間反応させた。これをシリカ系被膜形成用組成物とした。
このシリカ系被膜形成用組成物を、スピンコータ（タツモ社製）にてガラス基板上に塗布し塗膜を形成した。その後、この塗膜を、ホットプレートにて８０℃で２分間、次いで１５０℃で２分間、次いで３００℃で２分間の多段ベークし、シリカ系被膜を形成した。
このシリカ系被膜は、屈折率が１．１８であった。
【００３２】
（実施例２）
メチルトリメトキシシラン３６７．７ｇ、テトラメトキシシラン４１１．０ｇ、アセトン：イソプロピルアルコール＝１：２の混合溶媒１３８１ｇを混合・撹拌した。そこに、純水３４０．２ｇ、濃度６０質量％の硝酸５８．９μＬを加えて撹拌して加水分解反応させた。その後、濃縮することにより、固形分濃度を７質量％に調整することにより、ベース塗布液Ａを得た。
ベース塗布液Ａ２８ｇ、ポリプロピレングリコール（三洋化成製、製品名；ニューポールＰＰ−１０００、質量平均分子量１０００）３ｇ、硝酸ルビジウム２ｇを混合し、シリカ系被膜形成用組成物を調製した。
このシリカ系被膜形成用組成物を、実施例１と同様にして、シリカ系被膜を形成した。
このシリカ系被膜は、波長６３３ｎｍの光に対する屈折率が１．１８であった。
【００３３】
（実施例３）
上記ベース塗布液Ａ２８ｇ、ポリプロピレングリコール（三洋化成製、製品名；ニューポールＰＰ−１０００、質量平均分子量１０００）３ｇ、２−ニトロベンジルＮ−シクロヘキシルカルバメイト（みどり化学株式会社製、製品名：ＮＢＣ−１０１）２ｇを混合し、シリカ系被膜形成用組成物を調製した。
このシリカ系被膜形成用組成物を、実施例１と同様にして、シリカ系被膜を形成した。
このシリカ系被膜は、屈折率が１．１８であった。
【００３４】
（比較例１）
上記ベース塗布液Ａ２８ｇ、ポリプロピレングリコール（三洋化成製、製品名；ニューポールＰＰ−１０００、質量平均分子量１０００）１ｇを混合し、シリカ系被膜形成用組成物を調製した。
このシリカ系被膜形成用組成物を、スピンコータ（タツモ社製）にてガラス基板上に塗布し塗膜を形成した。その後、この塗膜を、ホットプレートにて８０℃で１分間、次いで１５０℃で１分間、次いで２００℃で１分間の多段ベークし、シリカ系被膜を形成した。
このシリカ系被膜は、屈折率が１．３５であった。
（比較例２）
上記ベース塗布液Ａ２８ｇ、ポリプロピレングリコール（三洋化成製、製品名；ニューポールＰＰ−１０００、質量平均分子量１０００）３ｇを混合し、シリカ系被膜形成用組成物を調製した。
このシリカ系被膜形成用組成物を、実施例１と同様にして、シリカ系被膜を形成した。
このシリカ系被膜は、屈折率が１．２３であった。また、このシリカ系被膜についてＦＴ−ＩＲより、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉのピークが実施例２の被膜と比較して小さかった。つまり、結合が進んでいなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物に関し、例えば固体撮像素子のレンズの保護膜、光導波路などの光学部材に使用される低屈折率層を形成することができる低屈折率シリカ系被膜形成用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体撮像素子等におけるレンズの保護膜、光導波路などには、低屈折率層が用いられている。このような低屈折率層は、ＣＶＤ法を用いる方法、塗布法を用いる方法等がある。中でも、塗布法を用いる方法は、簡便であるため、塗布法で用いられる材料が求められている。このような、塗布法を用いている材料は、例えば、特許文献１、２に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−９２６６号公報
【特許文献２】特開２００４−９１５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記塗布法で用いられる材料では、十分低い屈折率を得ることができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、低屈折率を達成することができる低屈折率シリカ系被膜形成用組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、アルキル４級アミンとを含むことを特徴としている。
また、他の形態として、本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、金属化合物と、を含むことを特徴としている。
また、さらに他の形態として、本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、塩基発生剤または酸発生剤から選択される少なくとも１種と、を含むことを特徴としている。
なお、本明細書における低屈折率とは、波長６３３ｎｍの光に対する屈折率が１．２以下であることを示す。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物よれば、低屈折率のシリカ系被膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［第１の実施形態］
本実施形態に係る低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、アルキル４級アミンとを含むものである。
【０００８】
本実施形態に係るシロキサンポリマーは、ＳｉＯ単位を主骨格とするポリマーである。このシロキサンポリマーとしては、例えば、下記式（１）
ＲｎＳｉＸ４−ｎ （１）
（式中、ＲはＨまたは１価の有機基、Ｘは加水分解性基を表し、ｎは０〜２の整数を表し、複数個のＲは同一でも異なっていてもよい）
で表される少なくとも１種のシラン化合物の加水分解物および／または部分縮合物が挙げられる。
さらに、一般式（１）で表される化合物には、ｎ＝０の化合物が含まれていることが好ましい。これにより、機械強度をより向上させることができる。
また、ｎ＝１、２の場合には、Ｒが１価の有機基であるものを用いることが好ましい。
【０００９】
上記Ｒの１価の有機基としては、炭素数１〜２０の有機基が挙げられる。この有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基などや、グリシジル基、グリシジルオキシ基等のエポキシ含有基、アミノ基、アルキルアミノ基等のアミノ含有基などで置換した基を挙げることができる。これらの中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基等の炭素数１〜６のものが好ましく、特にはメチル基、フェニル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
上記Ｘの加水分解性基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基等のアルコキシ基、ビニロキシ基、２−プロペノキシ基等のアルケノキシ基、フェノキシ基、アセトキシ基等のアシロキシ基、ブタノキシム基等のオキシム基、アミノ基などを挙げることができる。これらの中で炭素数１〜５のアルコキシ基が好ましく、特に加水分解、縮合時の制御のし易さから、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基が好ましい。
上記反応生成物の質量平均分子量（Ｍｗ）（ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準、以下同様。）は特に限定されないが、１０００〜１００００が好ましく、より好ましい範囲は１０００〜５０００である。
【００１０】
一般式（１）で表される化合物の具体例としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−ｎ−プロポキシシラン、トリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、トリ−ｎ−ブトキシシラン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、トリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、トリフェノキシシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、フルオロトリ−ｎ−プロポキシシラン、フルオロトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、フルオロトリ−ｎ−ブトキシシラン、フルオロトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、フルオロトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、フルオロトリフェノキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、テトラフェノキシシランなど；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、メチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、メチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、エチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、エチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、エチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、エチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ビニルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ビニルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ビニルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ビニルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｎ−プロピルトリフェノキシシラン、ｉ−プロピルトリメトキシシラン、ｉ−プロピルトリエトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｉ−プロピルトリフェノキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｎ−ブチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｎ−ブチルトリフェノキシシラン、ｓｅｃ−ブチルトリメトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−ｉ−トリエトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｎ−プロポキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｎ−ブトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｓｅｃ−ブチル−トリフェノキシシラン、ｔ−ブチルトリメトキシシラン、ｔ−ブチルトリエトキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ｔ−ブチルトリフェノキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−ｎ−プロポキシシラン、フェニルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、フェニルトリ−ｎ−ブトキシシラン、フェニルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、フェニルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ−トリフルオロプロピルトリエトキシシランなど；ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジメチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジメチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジメチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジメチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジエチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジエチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジエチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジエチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、ジ−ｎ−プロピルジメトキシシラン、ジ−ｎ−プロピルジエトキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−プロピル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピルジメトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピルジエトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｉｓｏ−プロピル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｎ−ブチルジメトキシシラン、ジ−ｎ−ブチルジエトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｎ−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチルジメトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチルジエトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｓｅｃ−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジメトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジエトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ−フェノキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニル−ジ−エトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジフェニル−ジ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、ジフェニル−ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、ジビニルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ−トリフルオロプロピルトリエトキシシランなどを挙げることができる。これらは１種あるいは２種以上を混合して使用することができる。
【００１１】
上記化合物（１）のうち好ましいものとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラフェノキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリメチルモノメトキシシラン、トリメチルモノエトキシシラン、トリエチルモノメトキシシラン、トリエチルモノエトキシシラン、トリフェニルモノメトキシシラン、トリフェニルモノエトキシシランが挙げられる。
【００１２】
上記一般式（１）の化合物は、有機溶媒中にて、水、触媒とを混合することにより加水分解、部分縮合され、シロキサンポリマーとすることができる。
この有機溶媒としては、後述する有機溶媒が挙げられる。
また、触媒としては、有機酸、無機酸、有機塩基、無機塩基などを挙げることができる。
有機酸としては、例えば酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、ミキミ酸、２−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、ｐ−アミノ安息香酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸等を挙げることができる。
無機酸としては、例えば塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等を挙げることができる。
また、有機塩基としては、例えば、メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、Ｎ−メチルメタノールアミン、Ｎ−エチルメタノールアミン、Ｎ−プロピルメタノールアミン、Ｎ−ブチルメタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−プロピルエタノールアミン、Ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−メチルプロパノールアミン、Ｎ−エチルプロパノールアミン、Ｎ−プロピルプロパノールアミン、Ｎ−ブチルプロパノールアミン、Ｎ−メチルブタノールアミン、Ｎ−エチルブタノールアミン、Ｎ−プロピルブタノールアミン、Ｎ−ブチルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルメタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルブタノールアミン、Ｎ−メチルジメタノールアミン、Ｎ−エチルジメタノールアミン、Ｎ−プロピルジメタノールアミン、Ｎ−ブチルジメタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−プロピルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ−メチルジプロパノールアミン、Ｎ−エチルジプロパノールアミン、Ｎ−プロピルジプロパノールアミン、Ｎ−ブチルジプロパノールアミン、Ｎ−メチルジブタノールアミン、Ｎ−エチルジブタノールアミン、Ｎ−プロピルジブタノールアミン、Ｎ−ブチルジブタノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノメチル）ブタノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノエチル）ブタノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノプロピル）ブタノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）メタノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）エタノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）プロパノールアミン、Ｎ−（アミノブチル）ブタノールアミン、メトキシメチルアミン、メトキシエチルアミン、メトキシプロピルアミン、メトキシブチルアミン、エトキシメチルアミン、エトキシエチルアミン、エトキシプロピルアミン、エトキシブチルアミン、プロポキシメチルアミン、プロポキシエチルアミン、プロポキシプロピルアミン、プロポキシブチルアミン、ブトキシメチルアミン、ブトキシエチルアミン、ブトキシプロピルアミン、ブトキシブチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、テトラエチルエチレンジアミン、テトラプロピルエチレンジアミン、テトラブチルエチレンジアミン、メチルアミノメチルアミン、メチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミン、メチルアミノブチルアミン、エチルアミノメチルアミン、エチルアミノエチルアミン、エチルアミノプロピルアミン、エチルアミノブチルアミン、プロピルアミノメチルアミン、プロピルアミノエチルアミン、プロピルアミノプロピルアミン、プロピルアミノブチルアミン、ブチルアミノメチルアミン、ブチルアミノエチルアミン、ブチルアミノプロピルアミン、ブチルアミノブチルアミン、ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、モルホリン、メチルモルホリン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセンなどを挙げることができる。
無機塩基としては、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウムなどを挙げることができる。
【００１３】
上記触媒の量は、例えば、加水分解反応の反応系中の濃度が１〜１０００ｐｐｍ、特に５〜８００ｐｐｍの範囲になるように調製すればよい。
また、水の添加量は、一般式（１）の化合物全体における加水分解基１モル当たり、１．５〜４．０モルの範囲が好ましい。
【００１４】
また、一般式（１）の化合物を加水分解反応させた場合には、加水分解によって生じたアルコール、存在する水を除去することが好ましい。上記加水分解によって生じたアルコール、水を除去することにより、保存安定性、成膜性を向上させることができる。このアルコールおよび水の除去は、減圧蒸留による方法が好ましい。該減圧蒸留は真空度３９．９×１０２〜３９．９×１０３Ｐａ（約３０〜３００ｍｍＨｇ）、好ましくは６６．５×１０２〜２６．６×１０３Ｐａ（約５０〜２００ｍｍＨｇ）、温度２０〜１００℃で行うのが好ましい。上記加水分解によって生じたアルコールおよび水は、例えば、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物中１０質量％以下、好ましくは５質量％、より好ましくは２質量％以下まで除去することが好ましい。
【００１５】
本実施形態に係るアルキル４級アミンとしては、下記式（２）で表されるものが挙げられる。このアルキル４級アミンは、１種または２種以上を含んでいてもよい。
Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋・Ｋ− （２）
（ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立して、１価の有機基であり、Ｋ−はカウンターアニオンである）
上記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４としては、それぞれ独立して、１価の有機基が挙げられる。この１価の有機基としては、炭素数１〜２０の有機基が挙げられる。この有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ｔ−オクチル基、ネオペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、４−デシルシクロヘキシル基等の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、アミノ基、アルキルアミノ基等のアミノ含有基などで置換した基を挙げることができる。
また、Ｋ−としては、アルキルカルボン酸アニオン、アリールカルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオン等が挙げられる。
これらのアニオンにおけるアルキルとしては、炭素数１〜３０の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基が挙げられ、具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ｔ−オクチル基、ネオペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、４−デシルシクロヘキシル基などを挙げることができる。
これらのアニオンにおけるアリールとしては、ヘテロ原子を含んでよい炭素数４〜１８の単環または縮合多環アリール基が挙げられ、具体例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−アンスリル基、９−フェナントリル基、２−フリル基、２−チエニル基、２−ピロリル基、６−インドリル基、２−ベンゾフリル基、２−ベンゾチエニル基、４−キノリニル基、４−イソキノリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−アクリジニル基、３−フェノチアジニル基、２−フェノキサチイニル基、３−フェニキサジニル基、３−チアントレニル基等を挙げることができる。
これらのアニオンにおけるアラルキルとしては、炭素数６から１８のアラルキル基が挙げられ、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アンスリルメチル基、ナフチルエチル基、アンスリルエチル基等が挙げられる。
このアルキル４級アミンを添加することにより、低屈折率のシリカ系被膜を形成することができる。
また、このアルキル４級アミンは、熱分解温度が３００℃以下であることが好ましく、２５０℃以下であることがより好ましい。また、熱分解温度が１５０℃以上であることが好ましく、１８０℃以上であることがより好ましい。アルキル４級アミンとして好ましいものとしては、ラウリルトリメチルアンモニウムアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルアンモニウムアセテート等が挙げられる。これにより、３００℃以下でホットプレート等における簡便なベークにより、低屈折率シリカ系被膜を形成することができる。
このアルキル４級アミンの使用量は、低屈折率シリカ系被膜形成用塗布液における固形分（ＳｉＯ２換算質量）に対して、２５〜２５０質量％が好ましく、５０〜２００質量％がより好ましい。
【００１６】
本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、有機溶媒等の溶媒を含有していることが好ましい。この有機溶媒としては、例えばｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｉ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｉ−ヘプタン、２，２，４−トリメチルペンタン、ｎ−オクタン、ｉ−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、ｎ−プロピルベンセン、ｉ−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、ｉ−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−ｉ−プロピルベンセン、ｎ−アミルナフタレン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒；メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｉ−ペンタノール、２−メチルブタノール、ｓｅｃ−ペンタノール、ｔ−ペンタノール、３−メトキシブタノール、ｎ−ヘキサノール、２−メチルペンタノール、ｓｅｃ−ヘキサノール、２−エチルブタノール、ｓｅｃ−ヘプタノール、ヘプタノール−３、ｎ−オクタノール、２−エチルヘキサノール、ｓｅｃ−オクタノール、ｎ−ノニルアルコール、２，６−ジメチルヘプタノール−４、ｎ−デカノール、ｓｅｃ−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、ｓｅｃ−テトラデシルアルコール、ｓｅｃ−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、３，３，５−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、フェニルメチルカルビノール、ジアセトンアルコール、クレゾール等のモノアルコール系溶媒；エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ペンタンジオール−２，４、２−メチルペンタンジオール−２，４、ヘキサンジオール−２，５、ヘプタンジオール−２，４、２−エチルヘキサンジオール−１，３、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−ｉ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ペンチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、ジ−ｉ−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、２，４−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョン等のケトン系溶媒；エチルエーテル、ｉ−プロピルエーテル、ｎ−ブチルエーテル、ｎ−ヘキシルエーテル、２−エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、１，２−プロピレンオキシド、ジオキソラン、４−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−２−エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒；ジエチルカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ｎ−ペンチル、酢酸ｓｅｃ−ペンチル、酢酸３−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸２−エチルブチル、酢酸２−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ｎ−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、プロピオン酸ｉ−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−ｎ−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−ブチル、乳酸ｎ−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等のエステル系溶媒；Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、Ｎ−メチルピロリドン等の含窒素系溶媒；硫化ジメチル、硫化ジエチル、チオフェン、テトラヒドロチオフェン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、１，３−プロパンスルトン等の含硫黄系溶媒等を挙げることができる。これらは１種あるいは２種以上を混合して使用することができる。
本発明において溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物における全固形分濃度が、１〜３０質量％程度となるように調製することが好ましく、５〜２５質量％程度に調製することがより好ましい。上記の濃度範囲にすることにより、塗膜の膜厚が適当な範囲にすることができ、保存安定性もより優れるものとすることができる。
また、溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールプロピルエーテル（ＰＧＰ）、３−メトキシブチルアセテート、ｎ−ブタノール（ＢｕＯＨ）、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸ブチル、プロピレングリコールジメチルエーテル、イソプロピルアルコールを用いることが好ましい。これらの溶媒は、用いられる全溶媒中１〜１００質量％程度が好ましく、５〜３０質量％程度がより好ましい。
これらのなかでも、３−メトキシブチルアセテート、メチルエチルケトン、アセトンは、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物の保存安定性を向上させ、ゲル化を防止することができる。ＰＧＭＥＡ、ＰＧＰ、ＢｕＯＨは塗布性、均一性を向上させることができる。これらを混合することによりそれぞれの特性を生かすことも出来る。
【００１７】
また、本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物には、塗布性の向上やストリエーション防止のための界面活性剤を添加してもよい。この界面活性剤としては、例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられ、さらには、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、ポリ（メタ）アクリレート系界面活性剤などを挙げることができる。
【００１８】
［第２の実施形態］
本実施形態に係る低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、金属化合物と、を含むものである。
つまり、第１の実施形態におけるアルキル４級アミンを、熱分解性成分および金属化合物に置き換えたものであり、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００１９】
本実施形態に係る低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、熱分解性成分を含む。この熱分解性成分は、１種または２種以上含んでいてもよい。
上記熱分解性成分とは、焼成時に熱分解し、形成されるシリカ系被膜をポーラスにすることができる成分である。そして、その分解温度の上限値としては、３００℃以下が好ましく、２５０℃以下がより好ましい。また、その分解温度の下限値としては、１５０℃以上が好ましく、１８０℃以上がより好ましい。
【００２０】
この熱分解性成分としては、ポリアルキレングリコールおよびその末端アルキル化物、６単糖類誘導体１個ないし２２個からなる単糖類、二糖類、多糖類またはその誘導体、自らが分解してガスを発生する過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物等が挙げられる。
上記ポリアルキレングリコールにおけるアルキレン基の炭素数は、１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの低級アルキレングリコールが挙げられる。
ポリアルキレングリコールの末端アルキル化物とは、ポリアルキレングリコールの片末端または両末端の水酸基がアルキル基によってアルコキシ化されたものである。末端のアルコキシ化物に用いられるアルキル基は直鎖状又は枝分かれ状のアルキル基であってよく、その炭素数は、１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。特に、メチル基、エチル基、プロピル基等の直鎖状のアルキル基が好ましい。
【００２１】
上記ポリアルキレングリコールおよびその末端アルキル化物は、質量平均分子量（Ｍｗ）は１００〜１００００が好ましく、２００〜５０００がより好ましく、４００〜４０００がさらに好ましい。Ｍｗを上記範囲の上限値以下とすることにより、塗布液における相溶性を損なうことなく良好な塗布性が得られ、シリカ系被膜の膜厚均一性が良くなる。上記範囲の下限値以上とすることにより、シリカ系被膜をポーラスにすることができ、低誘電率化が可能となる。
また、熱分解性成分の使用量は、低屈折率シリカ系被膜形成用塗布液における固形分（ＳｉＯ２換算質量）に対して、２５〜２５０質量％が好ましく、５０〜２００質量％がより好ましい。
【００２２】
本実施形態に係る低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、金属化合物を含有している。この金属化合物は、１種または２種以上を用いてもよい。この金属化合物を含有することにより、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物から形成されるシリカ系被膜の誘電率を低下させ、電気特性が向上させるとともに、膜厚均一性を向上させることができる。
さらに、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物の保存安定性を向上させることができるという効果も奏する。さらにまた、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物の脱ガスを抑制することができるという効果も奏する。
上記金属化合物における金属としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が挙げられる。これらの中でも、一価のアルカリ金属が好ましいものとして挙げられる。さらに、ナトリウム、リチウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等を挙げることができ、これらの中でも、特にルビジウム、セシウムが特に好ましいものとして挙げられる。
これらの金属化合物としては、例えば、上記金属の有機酸塩、無機酸塩、アルコキシド、酸化物、窒化物、ハロゲン化物（例えば、塩化物、臭化物、弗化物、ヨウ化物）、水酸化物等が挙げられる。
上記有機酸としては、例えば、ギ酸、シュウ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチル酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸、２−エチルヘキサン酸、シクロヘキサン酸、シクロヘキサプロピオン酸、シクロヘキサン酢酸、ノナン酸、リンゴ酸、グルタミン酸、ロイシン酸、ヒドロキシピバリン酸、ピバリン酸、グルタル酸、アジピン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ピメリン酸、コルク酸、エチルブチル酸、安息香酸、フェニル酢酸、フェニルプロピオン酸、ヒドロキシ安息香酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラギン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リシノール酸などが挙げられる。
上記無機酸としては、硝酸、硫酸、塩酸、炭酸、リン酸等が挙げられる。
また、アルコキシドとしては、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、ブトキシド等が挙げられる。
上記金属化合物としては、無機酸塩、ハロゲン化物が好ましく、硝酸塩であることが特に好ましい。上記金属化合物としては、特に、硝酸ルビジウムが好ましい。
これらの金属化合物は、シリカ系被膜形成用組成物におけるシロキサンポリマー（固形分（ＳｉＯ２換算質量））に対して、１〜１５質量％含まれることが好ましく、５〜１０質量％含まれることがより好ましい。こ
【００２３】
上記のように、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物において、熱分解性成分と、金属化合物とを添加することにより、十分低い屈折率を達成することができる。
【００２４】
［第３の実施形態］
本実施形態に係る低屈折率シリカ系被膜形成用組成物は、シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、塩基発生剤または酸発生剤から選択される少なくとも１種と、を含むものである。
つまり、第２の実施形態における金属化合物を、塩基発生剤または酸発生剤から選択される少なくとも１種に置き換えたものであり、その他の構成は第１の実施形態および第２の実施形態と同様である。
【００２５】
上記塩基発生剤としては、トリクロロ酢酸グアニジン、トリクロロ酢酸メチルグアニジン、トリクロロ酢酸カリウム、フェニルスルホニル酢酸グアニジン、ｐ−クロロフェニルスルホニル酢酸グアニジン、ｐ−メタンスルホニルフェニルスルホニル酢酸グアニジン、フェニルプロピオール酸カリウム、フェニルプロピオール酸グアニジン、フェニルプロピオール酸セシウム、ｐ−クロロフェニルプロピオール酸グアニジン、ｐ−フェニレン−ビス−フェニルプロピオール酸グアニジン、フェニルスルホニル酢酸テトラメチルアンモニウム、フェニルプロピオール酸テトラメチルアンモニウム、２−ニトロベンジルＮ−シクロヘキシルカルバメイト、トリフェニルスルフォニウムハイドロオキサイド、アニソインＮ−シクロヘキシルカルバメイト、ニフェジピン、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニル−２−フェニルベンジイミダゾール、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、Ｎ−（２−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（３−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（４−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（５−メチル−２−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（４−クロロ−２−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール等が挙げられる。これらの中でも、塩基発生剤としては、３００℃以下の温度で塩基を発生するものが好ましく、２５０℃以下の温度で塩基を発生するものがより好ましい。また、塩基発生剤は、１５０℃以上で塩基を発生することが好ましく、１８０℃以上で塩基を発生することが好ましい。
【００２６】
上記酸発生剤としては、ハロゲン化トリアジン、酸のアンモニウム塩、オニウム塩、スルホン化エステル、置換ヒドロキシイミド、置換ヒドロキシルイミン、アジド、ナフトキノン、たとえばジアゾナフトキノン、ジアゾ化合物等が挙げられる。これらの中でも、酸発生剤としては、３００℃以下の温度で酸を発生するものが好ましく、２５０℃以下の温度で酸を発生するものがより好ましい。また、酸発生剤は、１５０℃以上で酸を発生することが好ましく、１８０℃以上で酸を発生することが好ましい。
【００２７】
これらの塩基発生剤、酸発生剤は、シリカ系被膜形成用組成物におけるシロキサンポリマー（固形分（ＳｉＯ２換算質量））に対して、１〜１５質量％含まれることが好ましく、５〜１０質量％含まれることがより好ましい。
【００２８】
上記のように、低屈折率シリカ系被膜形成用組成物において、上記熱分解性成分と、塩基発生剤または酸発生剤から選択される少なくとも１種とを含むことにより、十分低い屈折率を達成することができる。
【００２９】
［低屈折率シリカ系被膜形成方法］
本発明の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物を用いて低屈折率シリカ系被膜を形成する方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
【００３０】
まず基板等の基体上に低屈折率シリカ系被膜形成用組成物を所定の膜厚となるように、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して塗膜を形成する。塗膜の厚さは適宜選択すればよい。
次いでホットプレート上でベークする。このベーク処理により塗膜中の有機溶剤が揮発し、さらにシロキサンポリマーの分子間で反応が生じて重合が進む。このときのベーク温度は、例えば８０〜３００℃程度であり、より好ましくは８０〜２５０℃程度である。ベーク処理はベーク温度を変えつつ複数段階（多段ベーク）で行ってもよい。
これにより、低屈折率シリカ系被膜が得られる。
上記の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物によれば、３００℃を超える温度での焼成を行わなくても、十分シリカ系被膜を形成することができる。つまり、低温焼成が可能となる。また、ベークの時間についても、各１〜２分程度で十分であり、生産効率を向上させることができる。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
ｎ−ブタノール２１ｇ、純水３ｇ、およびラウリルトリメチルアンモニウムアセテート２ｇを混合溶解し、さらに硝酸２００μｌを添加した溶液に、オルト珪酸エチル１．９ｇおよびメチルトリエトキシシラン１．７ｇを混合し、２日間反応させた。これをシリカ系被膜形成用組成物とした。
このシリカ系被膜形成用組成物を、スピンコータ（タツモ社製）にてガラス基板上に塗布し塗膜を形成した。その後、この塗膜を、ホットプレートにて８０℃で２分間、次いで１５０℃で２分間、次いで３００℃で２分間の多段ベークし、シリカ系被膜を形成した。
このシリカ系被膜は、屈折率が１．１８であった。
【００３２】
（実施例２）
メチルトリメトキシシラン３６７．７ｇ、テトラメトキシシラン４１１．０ｇ、アセトン：イソプロピルアルコール＝１：２の混合溶媒１３８１ｇを混合・撹拌した。そこに、純水３４０．２ｇ、濃度６０質量％の硝酸５８．９μＬを加えて撹拌して加水分解反応させた。その後、濃縮することにより、固形分濃度を７質量％に調整することにより、ベース塗布液Ａを得た。
ベース塗布液Ａ２８ｇ、ポリプロピレングリコール（三洋化成製、製品名；ニューポールＰＰ−１０００、質量平均分子量１０００）３ｇ、硝酸ルビジウム２ｇを混合し、シリカ系被膜形成用組成物を調製した。
このシリカ系被膜形成用組成物を、実施例１と同様にして、シリカ系被膜を形成した。
このシリカ系被膜は、波長６３３ｎｍの光に対する屈折率が１．１８であった。
【００３３】
（実施例３）
上記ベース塗布液Ａ２８ｇ、ポリプロピレングリコール（三洋化成製、製品名；ニューポールＰＰ−１０００、質量平均分子量１０００）３ｇ、２−ニトロベンジルＮ−シクロヘキシルカルバメイト（みどり化学株式会社製、製品名：ＮＢＣ−１０１）２ｇを混合し、シリカ系被膜形成用組成物を調製した。
このシリカ系被膜形成用組成物を、実施例１と同様にして、シリカ系被膜を形成した。
このシリカ系被膜は、屈折率が１．１８であった。
【００３４】
（比較例１）
上記ベース塗布液Ａ２８ｇ、ポリプロピレングリコール（三洋化成製、製品名；ニューポールＰＰ−１０００、質量平均分子量１０００）１ｇを混合し、シリカ系被膜形成用組成物を調製した。
このシリカ系被膜形成用組成物を、スピンコータ（タツモ社製）にてガラス基板上に塗布し塗膜を形成した。その後、この塗膜を、ホットプレートにて８０℃で１分間、次いで１５０℃で１分間、次いで２００℃で１分間の多段ベークし、シリカ系被膜を形成した。
このシリカ系被膜は、屈折率が１．３５であった。
（比較例２）
上記ベース塗布液Ａ２８ｇ、ポリプロピレングリコール（三洋化成製、製品名；ニューポールＰＰ−１０００、質量平均分子量１０００）３ｇを混合し、シリカ系被膜形成用組成物を調製した。
このシリカ系被膜形成用組成物を、実施例１と同様にして、シリカ系被膜を形成した。
このシリカ系被膜は、屈折率が１．２３であった。また、このシリカ系被膜についてＦＴ−ＩＲより、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉのピークが実施例２の被膜と比較して小さかった。つまり、結合が進んでいなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサンポリマーと、アルキル４級アミンとを含むことを特徴とする低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項２】
前記アルキル４級アミンは、熱分解温度が３００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項３】
シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、金属化合物と、を含むことを特徴とする低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項４】
前記金属化合物は、アルカリ金属化合物であることを特徴とする請求項３に記載の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項５】
シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、塩基発生剤または酸発生剤から選択される少なくとも１種と、を含むことを特徴とする低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項６】
前記熱分解性成分は、熱分解温度が３００℃以下の有機ポリマーであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項７】
前記シロキサンポリマーは、下記式
ＲｎＳｉＸ４−ｎ （１）
（式中、Ｒは独立してＨまたは１価の有機基、Ｘは加水分解性基を表し、ｎは０〜２の整数を表し、複数個のＲは同一でも異なっていてもよい）
で表される少なくとも１種のシラン化合物の加水分解物および／または部分縮合物を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項１】
シロキサンポリマーと、アルキル４級アミンとを含むことを特徴とする低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項２】
前記アルキル４級アミンは、熱分解温度が３００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項３】
シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、金属化合物と、を含むことを特徴とする低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項４】
前記金属化合物は、アルカリ金属化合物であることを特徴とする請求項３に記載の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項５】
シロキサンポリマーと、熱分解性成分と、塩基発生剤または酸発生剤から選択される少なくとも１種と、を含むことを特徴とする低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項６】
前記熱分解性成分は、熱分解温度が３００℃以下の有機ポリマーであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【請求項７】
前記シロキサンポリマーは、下記式
ＲｎＳｉＸ４−ｎ （１）
（式中、Ｒは独立してＨまたは１価の有機基、Ｘは加水分解性基を表し、ｎは０〜２の整数を表し、複数個のＲは同一でも異なっていてもよい）
で表される少なくとも１種のシラン化合物の加水分解物および／または部分縮合物を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の低屈折率シリカ系被膜形成用組成物。
【公開番号】特開２００７−２１１０６１（Ｐ２００７−２１１０６１Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０３２８（Ｐ２００６−３０３２８）
【出願日】平成１８年２月７日（２００６．２．７）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月７日（２００６．２．７）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【Ｆターム（参考）】
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