JP3227502B2 - 酸化珪素質被膜形成用塗布液 - Google Patents
酸化珪素質被膜形成用塗布液Info
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Description
塗布液に関するもので、特に液晶セルにおける透明絶縁
被膜形成用塗布液に関する分野に利用されるものであ
る。
は、気相成長法と塗布法が知られている。液晶セルにお
ける透明性絶縁被膜については、装置が簡便で大型化に
適しているという点で塗布法が注目され、アルコキシド
を用いた方法がすでに実用化されている。
を含まないこと、透明であること、アルカリ洗浄工程に
おける耐アルカリ性が良いことなどの条件を満足する必
要がある。耐アルカリ性についてはSiO2 −ZrO2
被膜が特に優れていることは公知である〔窯業協会誌、
85(9)、448〜454頁(1977)〕。
成する方法としてこれまで多くの提案がなされてきた。
例えば、特開昭57−85860号公報には酸素の直接
化合した有機ジルコニウム化合物と有機シリコン化合物
との混合物を有機溶媒に溶解した透明性絶縁被膜形成用
ペーストが開示されている。特開昭57−100943
号公報にはシリコンの有機化合物と塩化ジルコニウムま
たは硝酸ジルコニウムを原料とした透明なSiO2 −Z
rO2 被覆の例が示されている。また、特開昭63−1
45370号公報にはジルコニウムオキシ酸塩とシリコ
ンアルコキシド、水、有機溶媒からなる透明性被膜形成
用塗布液が開示されている。
機ジルコニウム化合物を使用する場合の問題点として
は、非常に高価であること、被膜形成温度が比較的高い
ことが挙げられる。また、塩化ジルコニウム、硝酸ジル
コニウムまたはそれらのオキシ酸塩などのジルコニウム
塩を使用する場合、シリコンアルコキシドと混合すると
不安定で短期間で白濁、ゲル化が生じる。
in Oxide(以下ITOと称する)膜の上に形成
されるため、塗布液によりITO膜が腐食される場合は
使用できない。塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウムま
たはそれらのオキシ酸塩などのジルコニウム塩は一般的
にPHが低く酸性側であるから、場合によりITO膜が
腐食されるという問題を生ずる。一方、酸が触媒として
働き比較的低温で緻密な膜を形成し易いという利点もあ
る。
塩を使用し、キレート化剤を添加することにより、安定
でかつ400℃以下の低温で被膜形成が可能な塗布液を
得ることで、さらには、ITO膜に対する腐食性につい
て、使用目的によって選択が可能な塗布液を得ることに
ある。
(NO 3 ) 2 を用い、これにキレート化剤を添加すること
により長期間安定で、かつ400℃以下の低温被膜形成
が可能な塗布液を見出し本発明を完成するに至った。
その誘導体、キレート化剤、水および希釈用有機溶媒か
らなり、ZrO(NO 3 ) 2 中のZrの1モルに対してキ
レート化剤を3.1〜40モル添加することを特徴とす
る酸化珪素質被膜形成用塗布液。 (2)キレート化剤がアセチルアセトンまたはアセト酢
酸エチルである前記(1)記載の酸化珪素質被膜形成用
塗布液。 (3)シリコンアルコキシドまたはその誘導体中のSi
の1モルに対してZrO(NO 3 ) 2 中のZrを2.0〜
0.01モル添加することを特徴とする前記(1)記載
の酸化珪素質被膜形成用塗布液を提供する。
明に用いられるジルコニウム塩は水に可溶で、水溶液の
状態で酸性を示すもので、ZrCl4 、ZrOCl2 、
Zr(NO3 )4 、ZrO(NO3 )2 、Zr(CH3
COO)4 、ZrO(CH3 COO)2 、Zr(S
O4 )2 、ZrOSO4 などの化合物が例示される。
用する用途に対しては、ITO膜を腐食させないものと
して硝酸塩、酢酸塩の化合物が挙げられる。しかし、酢
酸塩はキレート化反応が生じ難く、キレート化剤を添加
してもあまり安定性が改善されないので好ましくない。
したがってZr(NO3 )4 、ZrO(NO3 )2 など
の硝酸塩化合物が特に好ましい。
に対して腐食性のある化合物でもよい。例えば、ガラス
基板のアルカリ溶出防止コート剤、あるいはその他の透
明被膜としての用途では、ZrCl4 、ZrOCl2 な
どの化合物が好適である。
R)4 、RSi(OR1 )3 、R3 Si(OR1 )など
を挙げることができる。なおここでR、R1 はアルキル
基を示す。また単量体の他に、2量体〜6量体などが可
能である。
ルコールが好ましくメタノール、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、t−ブタノールなどが例示され用いられる。
ジルコニウム塩の加水分解に要する理論量以上の量が必
要である。
のSiの1モルに対してジルコニウム塩中のZrを2.
0〜0.01モル添加する。好ましくは1. 0〜0. 0
5モルである。2. 0モルを超えると被膜の基材への密
着性が劣り、0.01モルより小さいと耐アルカリ性が
十分でないので好ましくない。
シド、有機溶媒、水を混ぜたのでは数日以内に白濁、ゲ
ル化するため実用的でなく、キレート化剤を添加するこ
とにより安定で、かつ、400℃以下の低温で被覆形成
が可能な酸化珪素質被膜形成用塗布液を得ることができ
る。
ベンゾイルアセトンなどのβ−ジケトン類、アセト酢
酸、プロピオニル酪酸、ベンゾイル酢酸、ピルビン酸、
ベンゾイル蟻酸などのα−またはβ−ケトン酸類、該ケ
トン酸類のメチル、エチル、n−プロピル、iso−プ
ロピル、n−ブチル、tert−ブチルなどのエステル
類、グリコール酸、乳酸、α−オキシ酪酸、ヒドロアク
リル酸、サリチル酸などのα−またはβ−オキシ酸類の
メチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n
−ブチル、tert−ブチルなどのエステル類、ジアセ
トンアルコール、アセトインなどのα−またはβ−オキ
シケトン類、グリコールアルデヒド、アルドールなどの
α−またはβ−オキシアルデヒド類、グリシン、アラニ
ンなどのα−アミノ酸類、アミノエチルアルコールなど
のα−またはβ−アミノアルコール類などを含むZrと
キレート化合物を形成する化合物を単独または2種以上
の混合物として使用できる。この中で特に好ましいのが
アセチルアセトン、アセト酢酸エチルである。
とえば、四塩化ジルコニウム(ZrCl4 )は水と接す
ると直ちに加水分解によって塩化ジルコニル(ZrOC
l2)に変化する。塩化ジルコニルは水溶液中に多核錯
イオン〔Zr4 (OH)8 (H2 O)10〕8+として存在
し、濃度2モル/リットルでは安定であるが、水を加え
て希釈すると加水分解されて更に架橋重合が進み、含水
酸化ジルコニウム(ZrO2 ・nH2 O)に至って沈殿
する。〔カーク・オスマー・エンサイクロペディア・オ
ブ・ケミカル・テクノロジー(Kirk−Othme
r;Encyclopedia of Chemica
l Technology)24巻、885〜888頁
(1984)〕
などの化合物を加水分解を生じにくいより安定な化合物
に変える必要がある。
ト反応が生じ、安定なキレート化合物を生成する。キレ
−ト化剤の作用としては分子内環化あるいは分子間架橋
がありうる。前述の多核錯イオンの配位子がキレート化
剤で置換される場合があり、あるいは部分的にZr−O
−Zrの結合が生成している場合も含まれる。これらの
配位したキレート化剤の立体障害によってH2 Oの親核
反応を抑制することで加水分解に対する安定化効果を有
するものである
を期すために予めジルコニウム塩、アルコールの一部お
よびキレート化剤を混合し、ある時間保持した後、残部
の物質を混合することが好ましい。
中のZrの1モルに対し、3.1モル以上である。3.
1モルより少ないと安定化の効果がなく、40モルを超
えるとキレート化剤は一般的に高価なものであり経済性
を損なうので工業的には意味のないものである。
浸漬法またはスピンコート法などにより塗布した後、室
温〜100℃の温度範囲で溶媒を乾燥蒸発させ、約15
0℃以上で焼成して透明な被膜を形成する。
発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例
において用いる部は重量部を、実施例の仕込み組成にお
いて用いる%は重量%を意味する。また、実施例中の物
性評価は以下の方法に依った。 (1)ポットライフ評価 塗布液を調合し、室温で密閉状態で保管し、白濁するま
での時間をポットライフとした。 (2)ITO膜への腐食性評価 76×26×1. 1mmの通常のガラス基板に真空蒸着
法によりITO膜を約2000A蒸着した。このITO
蒸着基板の表面抵抗を予め測定しておき、塗布液中に所
定の時間浸漬し、アルコールで塗布液を洗浄除去し乾燥
した後表面抵抗を測定し、浸漬前後の抵抗変化で評価し
た。腐食されていると抵抗値が急上昇する。 (3)被膜の鉛筆硬度 76×26×1. 1mmの通常のガラス基板を塗布液に
浸漬し、1. 5cm/分の引き上げ速度で引き上げ成膜
したのち、80℃、1Hr乾燥し、所定の温度で焼成し
た。この被膜を東洋精機製作所製のエンピツ塗膜硬さ試
験機にて1kgの加重を加えて測定した。
部、アセチルアセトン12. 5部、ノルマルブタノール
68. 3部、水0. 8部を撹拌機にてよく混合した。こ
の状態で約60分保持し、次いでSiO2 換算で28.
8%のテトラエチルシリケートを10. 4部添加混合し
塗布液を調合した。ZrO2 /SiO2 換算のモル比は
0. 33、ZrO2 換算で1モルに対しアセチルアセト
ンは7.7モルであった。このようにして得られた塗布
液のポットライフは3カ月間変化がなかった。ITO蒸
着ガラス基板を本液に浸漬した時の腐食性評価の結果を
表1に示し、腐食性はないと判定できた。なお、比較は
腐食性が完全にないと考えられるテトラエチルシリケー
ト10. 4部、アセチルアセトン12. 5部、ノルマル
ブタノール68. 3部、水4. 2部添加混合した液と比
較した。また、本実施例で得た塗布液の被膜形成による
鉛筆硬度は300℃焼成で9H以上であり、比較液では
2Hであった。
2、3に記載のように変えた他は実施例1と同様の方法
で調合し、評価した。結果を表3に示す。ITO膜に対
しての腐食性のあり、なしの判断は抵抗値が60分浸漬
で50%以上上昇するものをありと判断した。腐食性あ
りの抵抗値の変化例を表4に示す。
2、3に記載のように変えた他は実施例1と同様の方法
で調合し、評価した。結果を表3に示す。ITO膜に対
しての腐食性のあり、なしの判断は抵抗値が60分浸漬
で50%以上上昇するものをありと判断した。腐食性あ
りの抵抗値の変化例を表4に示す。
液。 ac:アセチルアセトン
は、水分に対して安定でポットライフが長く、酸化珪素
/酸化ジルコニウム被膜であるため耐アルカリ性があ
り、さらに400℃以下の低温での被膜形成が可能で、
工業的に極めて有用なものである。例えば、ITO膜に
対して腐食性がないものは液晶用絶縁被膜に適用でき、
ITO膜に対して腐食性があるものはガラス基板のよう
な用途に適用可能である。
Claims (3)
- 【請求項1】ZrO(NO 3 ) 2 、シリコンアルコキシド
またはその誘導体、キレート化剤、水および希釈用有機
溶媒からなり、ZrO(NO 3 ) 2 中のZrの1モルに対
してキレート化剤を3.1〜40モル添加することを特
徴とする酸化珪素質被膜形成用塗布液。 - 【請求項2】キレート化剤がアセチルアセトンまたはア
セト酢酸エチルである請求項1記載の酸化珪素質被膜形
成用塗布液。 - 【請求項3】シリコンアルコキシドまたはその誘導体中
のSiの1モルに対してZrO(NO 3 ) 2 中のZrを
2.0〜0.01モル添加することを特徴とする請求項
1記載の酸化珪素質被膜形成用塗布液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33030492A JP3227502B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 酸化珪素質被膜形成用塗布液 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33030492A JP3227502B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 酸化珪素質被膜形成用塗布液 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06172708A JPH06172708A (ja) | 1994-06-21 |
JP3227502B2 true JP3227502B2 (ja) | 2001-11-12 |
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ID=18231148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP33030492A Expired - Fee Related JP3227502B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 酸化珪素質被膜形成用塗布液 |
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Country | Link |
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---|---|---|---|---|
JP3817749B2 (ja) * | 1994-03-17 | 2006-09-06 | 日産化学工業株式会社 | 紫外線照射によるシリカ含有無機酸化物被膜のパターン形成用コーティング剤及びパターン形成方法 |
KR100380127B1 (ko) * | 1994-06-24 | 2003-07-22 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 고온수내의낮은부식전위를유지하기위한산화막전기전도도의조절 |
JP3935831B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2007-06-27 | 松本製薬工業株式会社 | 水性組成物および水溶性ポリマー用架橋剤 |
-
1992
- 1992-12-10 JP JP33030492A patent/JP3227502B2/ja not_active Expired - Fee Related
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