JP3976210B2 - Coating liquid for protective film formation - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保護膜形成用塗布液に関し、さらに詳しくは曇り度合が低く、均質性の優れた保護膜を形成できるとともに、高い保存安定性を有する塗布液に関する。
【0002】
【従来技術】
従来、液晶表示素子は、透明なガラス、アクリル、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂板からなる基板にITOなどの無機材料からなる透明電極膜及びポリイミド等の有機高分子材料からなる配向膜を順次積層し、この積層電極付基板を所定の間隔でほぼ平行に配置し、その周囲をフリットガラスや有機接着剤等により封着してセルを形成し、そのセルに液晶を封入することにより製造されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の液晶表示素子の製造においては、配向膜にラビング処理が施されるが、配向膜をラビング処理する際に静電気が発生し、配向膜が帯電する。この帯電した静電気により、透明電極膜を通して放電が生じ、配向膜が発熱したりして配向特性が変化するという問題があった。そこで、透明電極膜と配向膜との間に保護膜を介在させることが提案され、その保護膜形成材料もいくつか提案されている。前記保護膜形成材料の1つにシラノール化合物含有塗布液があり、その塗布液を塗布し、400℃以上で焼成し二酸化ケイ素を主成分とする被膜を形成するが、前記被膜を実用的な硬度にするためには焼成温度を高くする必要があり、その際、透明電極も高温に曝されるため、電極に劣化が起こり、被膜の表面抵抗値が高くなるという欠点があった。さらに前記高い焼成温度は電極劣化だけでなく、近年開発されたアクリルやPET等の樹脂を基板としたプラスチック液晶表示素子には使用できないなどの問題点もあった。
【0004】
そこで上記問題点を解決する保護膜形成材料として平均粒径200Å以上の導電性微粒子とアルコキシシラン化合物や金属アルコキシ化合物の加水分解物とを含有する塗布液が開発され、それを用いた液晶表示セルが提案された(特開5−232459号公報)。前記保護膜を形成する塗布液を用いると約350℃で実用硬度の被膜が形成され、また配向膜が帯電しにくいという優れた点があるが、形成される保護膜の曇り度合が高く、また均質性も悪いため、実用的な輝度を有する液晶表示素子が得られないという問題点がある上に、塗布液の保存安定性が悪いという欠点もあった。
【0005】
このように液晶表示素子の製造分野においては、配向膜と透明電極膜との間に介在させる保護膜形成用塗布液として、低温で実用硬度が得られ、かつ配向膜に帯電を生じさせることがないとともに、曇り度合が低く、均質性にも優れた被膜を形成でき、かつ高い保存安定性を有する塗布液の開発が急務の課題となってい
た。
【0006】
上記現状に鑑み、本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、導電性微粒子とアルコキシシラン化合物や金属アルコキシ化合物の加水分解物とを含有する保護膜形成用塗布液において、前記導電性微粒子を特定の範囲に規定するとともに、該塗布液に有機カルボン酸化合物を含有することで上記問題のない塗布液が得られることを見出し、本発明を完成したものである。すなわち
【0007】
本発明は、低温で実用的な硬度が得られるとともに、配向膜に帯電が生じない保護膜形成用塗布液を提供することを目的とする。
【0008】
また、本発明は、曇り度合が低い上に、均質な被膜が形成でき、かつ保存安定性に優れた保護膜形成用塗布液を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、(a)アルコキシシラン化合物及び金属アルコキシ化合物から選ばれる少なくとも1種のアルコキシ化合物の加水分解物、(b) (a)成分の酸化物換算量に対して20〜70重量%の平均粒径50Å以下の導電性微粒子、及び(c)シュウ酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸、乳酸、グリコール酸、酢酸又は蟻酸から選択される少なくとも1種の有機カルボン酸を含有することを特徴とする液晶表示素子用保護膜形成塗布液に係る。
【0010】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の液晶表示素子用保護膜形成塗布液で使用される(a)成分は、アルコキシシラン化合物及び金属アルコキシ化合物から選ばれる少なくとも1種のアルコキシ化合物の加水分解物で、アルコキシシラン化合物としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、モノメチルトリメトキシシラン、モノエチルトリエトキシシラン、モノエチルトリメトキシシラン、モノメチルトリエトキシシランなどを挙げることができる。また、金属アルコキシ化合物としては、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラエトキシジルコニウム、テトラプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム、ペンタエトキシタンタル、ペンタプロポキシタンタル、ペンタブトキシタンタルなどを挙げることができる。これらのアルコキシシラン化合物及び金属アルコキシ化合物は、それぞれ単独でもまた2種以上組合せて使用してもよい。前記アルコキシシラン化合物と金属アルコキシ化合物とを併用する場合にはその混合割合としては、酸化物換算重量比で10:90〜90:10の範囲が好ましい。
【0011】
また、(a)成分で使用するアルコキシ化合物としては、上記のアルコキシシラン化合物や金属アルコキシ化合物またはそれらの混合物をアセチルアセトンなどのβ−ジケトン化合物と反応させて得られる錯化合物も使用できる。
【0012】
上記(a)成分は、アルコキシ化合物の加水分解物であるが、該加水分解物はアルコキシ化合物を有機溶剤に溶解し、水の存在下で、好ましくは塩酸、硝酸、リン酸等の酸触媒を存在させて、従来から行なわれている加水分解法で製造できる。前記加水分解反応時に使用する水の量は、アルコキシ化合物のモル数に対して、0.1〜10倍モルの範囲で使用される。また、酸触媒の使用量は、(a)成分に対し、0.001〜5重量%の範囲が好ましい。
【0013】
上記アルコキシ化合物を溶解する有機溶剤としては、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコールのような一価アルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、オクチレングリコールのような多価アルコール類、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モノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、エチレングリコールジメチルエーテル、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メチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジ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ジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテルのようなエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなエステル類などが挙げられ、これらの有機溶剤は単独でも、また2種以上混合して使用してもよい。
【0014】
本発明の液晶表示素子用保護膜形成塗布液の(b)成分は、平均粒径50Å以下の導電性微粒子であり、導電性を示す微粒子で平均粒径50Å以下の微粒子であれば特に限定されない。前記導電性微粒子の具体例としては、酸化亜鉛、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウムなどの無機酸化物微粒子及び酸化錫―酸化アンチモン、酸化インジウムー酸化錫、酸化チタンー酸化錫等の複合無機酸化物微粒子が挙げられ、これらの導電性微粒子は単独でもまた2種以上組み合わせて使用してもよい。前記導電性微粒子の平均粒径は50Å以下であることが必要である。50Å以下とすることで曇り度合が低く、均質性に優れた実用的な保護膜が形成でき、特に良好な輝度を有する液晶表示素子が得られる。前記導電性微粒子は、液晶表示素子用保護膜形成塗布液の調製の際に、粉末状またはコロイド粒子が分散したゾルの形態で配合するのがよい。
【0015】
上記導電性微粒子の配合量としては、(a)成分の酸化物換算量に対して20〜70重量%の範囲であり、この配合量が70重量%を超えると安定な塗布液が得られず、また曇り度合が高い被膜となるため好ましくなく、20重量%未満では強度の低下した被膜となるため好ましくない。
【0016】
本発明の(c)成分である有機カルボン酸は、塗布液の保存安定性を良好にするために配合するもので、その配合方法としては、塗布液の1成分として配合する方法、或は(c)成分である有機カルボン酸に(b)成分の導電性微粒子を分散した溶液として配合する方法などがある。前記有機カルボン酸としては、例えば乳酸、グリコール酸、酢酸、蟻酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸などを挙げることができる。
【0017】
上記有機カルボン酸の配合量は、塗布液中0.1〜50重量%、好ましくは0.3〜40重量%の範囲になるように配合するのが好ましく、前記配合範囲を悦脱すると保存安定性が悪くなるため好ましくない。
【0018】
本発明の塗布液は、上記(a)成分、(b)成分及び(c)成分を水および/または有機溶剤を溶媒または分散媒にして混合した形で使用するのが好ましく、この場合の有機溶剤としては、例えば一価アルコール類、多価アルコール類、多価アルコールエーテルのようなエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、メチルイソブチルケトン、ジブチルケトンのようなケトン類、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸イソブチル、酢酸イソアミルのようなエステル類などが挙げられる。好ましくは一価アルコール類、多価アルコール類、多価アルコールエーテルえのようなエーテル類である。
【0019】
また、本発明の塗布液には発明の目的を損なわない範囲内で、導電性を有しない無機酸化物微粒子を配合できる。前記微粒子としては酸化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタルなどを挙げることができ、これらの単独または2種以上が組合せて使用できる。前記無機酸化物微粒子を任意に選択して配合することにより、保護膜の屈折率を調節することもまた配向膜との密着性を改善することもできる。
【0019】
本発明の塗布液は、上記(a)成分、(b)成分及び(c)成分の全てを溶媒に混合する方法、(a)成分を含有する溶液と(b)成分を含有する溶液とを混合させたものに(c)成分を添加する方法、又は(a)成分を含有する溶液に、(b)成分を(c)成分に分散した溶液を配合する方法などで調製できる。このように調製された保護膜形成用塗布液を浸漬法、回転塗布法、スプレー法、ロールコーター法、印刷法などの方法で基板上に形成された電極表面に塗布し、ついで形成された塗布膜を加熱下及び/又は減圧下あるいは通気下で乾燥し、さらに120〜400℃、好ましくは140〜350℃で硬化することで保護膜が形成される。
【0020】
上記塗布工程または乾燥工程のあとに例えば電磁波照射、硬化促進ガス処理などの処理で被膜の硬化反応を促進させ、アルコキシシラン化合物の加水分解物の重合反応の促進、被膜中に存在する水、溶媒の蒸発の促進を行わせることもできる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例及び比較例により詳細に説明するが、本発明はこれらの例により限定されるものではない。
【0022】
【実施例】
実施例1〜9及び比較例1〜2
(i)保護膜形成用塗布液の調製
(イ)溶液の製造
溶液A−(1)
テトライソプロポキシチタン284gとエチルアルコール547gの混合溶液に、酢酸100gとアセチルアセトン300gを添加して撹き混ぜながら、さらにN−メチル−2−ピロリドン100gと純水1.8gの混合溶液を添加して得た溶液。
【0023】
溶液A−(2)
テトライソプロポキシチタン284gとエチルアルコール547gの混合溶液に、酢酸100gとアセチルアセトン300gを添加して撹き混ぜながら、さらにエチルアルコール100gと純水1.8gの混合溶液を添加して得た溶液。
【0024】
溶液A−(3)
テトラブトキシチタン340gとエチルアルコール474gの混合溶液に、酢酸90gと3−オキシブタン酸エチル325gを添加して撹き混ぜながら、さらにN−メチル−2−ピロリドン100gと純水3.6gの混合溶液を添加して得た溶液。
【0025】
溶液B−(1)
テトラエトキシシラン208gとエチルアルコール450gの混合溶液に、酢酸240gを添加して撹き混ぜながら、さらにエチルアルコール100gと35重量%塩酸1gの混合溶液を添加して得た溶液。
【0026】
溶液B−(2)
テトラエトキシシラン208gとエチルアルコール300gの混合溶液に、酢酸210gとアセチルアセトン200gを添加して撹き混ぜながら、さらに五酸化リン1gとメチルアルコール80gの混合溶液を添加して得た溶液。
【0027】
溶液B−(3)
テトラメトキシシラン152gとエチルアルコール350gの混合溶液に、酢酸210gとアセチルアセトン200gを添加してかきまぜ、さらにメチルアルコール100gと60重量%硝酸1gの混合溶液を添加して得た溶液。
【0028】
溶液B−(4)
テトラエトキシシラン208gとエチルアルコール200gとアセチルアセトン250gとN−メチル−2−ピロリドン100gの混合溶液に、35重量%塩酸0.7gと純水72gの混合溶液を添加し、さらにN−メチル−2−ピロリドン170gを加えて得た溶液。
【0029】
溶液C−(1)
重量比で乳酸:酢酸:水=10:45:45の混合溶媒に平均粒径30Åの酸化錫を添加して得た酸化錫ゾルの6重量%溶液。
【0030】
溶液C−(2)
重量比で乳酸:酢酸:水=2:50:48の混合溶媒に平均粒径30Åの酸化錫を添加して得た酸化錫ゾルの6重量%溶液。
【0031】
溶液C−(3)
重量比で乳酸:酢酸:N−メチル−2−ピロリドン:水=10:30:30:30の混合溶媒に平均粒径30Åの酸化錫を添加して得た酸化錫ゾルの6重量%溶液。
【0032】
溶液C−(4)
重量比でクエン酸:N−メチル−2−ピロリドン:ジエチ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:水=30:15:15:35:5の混合溶媒に平均粒径30Åの酸化錫を添加して得た酸化錫ゾルの6重量%溶液。
【0033】
溶液C−(5)
重量比でアンモニア:水=1.2:98.8の混合溶媒に平均粒径30Åの酸化錫を添加して得た酸化錫ゾルの6重量%溶液。
【0034】
溶液C−(6)
重量比で乳酸:酢酸:水=10:45:45の混合溶媒に平均粒径200Åの酸化錫を添加して得た酸化錫ゾルの6重量%溶液。
【0035】
溶液D−(1)
テトラブトキシチタン340g、 テトラメトキシシラン152g、ブチルアルコール650g、エチルアルコール466gの混合溶液に、アセチルアセトン666gを添加して撹き混ぜたのち、60重量%硝酸1.9gと純水54gの混合溶液を添加して得た溶液。
【0036】
溶液D−(2)
テトラブトキシチタン170g、 テトラメトキシシラン152g、テトラブトキシジルコニウム125g、ブチルアルコール628g、エチルアルコール533gの混合溶液に、アセチルアセトン666gを添加して撹き混ぜたのち、60重量%硝酸1.9gと純水54gの混合溶液を添加して得た溶液。
【0037】
(ロ)塗布液の調製
上記各溶液を用いて表1に示す組成からなる保護膜形成用塗布液を調製した。
【0038】
【表1】

Figure 0003976210
★1:得られた塗布液に、ジプロピレングリコール450g、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル200gを加え、マントルヒーター で加温し、低沸点物を留去したものを最終塗布液として使用したもので、ソーダガラス上への塗布手段として印刷法を使用した。
【0039】
(ii)保護膜の形成
上記保護膜形成用塗布液をスピナーにて、ソーダガラス上に塗布し、オーブン中で100℃、15分間乾燥したのち、さらに電気炉により350℃で30分間焼成してソーダガラス上に保護膜を形成し、その保護膜の膜厚、屈折率、曇り度合及び均質性を調べた。その結果を表2に示す。また、それぞれの塗布液を調製後、2週間室温で静置したときの塗布液の濁りを観察した結果を保存安定性として表2に示した。
【0040】
【表2】
Figure 0003976210
曇り度合※:全自動直読ヘーズコンピューター(スガ試験機社製;HGM− 2DP)を使用して測定。
【0041】
評価法
均質性;○:表面の荒れ、クラックが確認できないもの。
×:表面の荒れ、クラックが発生したもの。
保存安定性;○:調製後、2週間室温で静置した状態で塗布液中に濁りが発生しなかったもの。
×:調製後、2週間室温で静置した状態で塗布液中に濁りの発生が確認できたもの。
【0039】
【発明の効果】
本発明の保護膜形成用塗布液は、低温で焼成でき、得られた保護膜は配向膜に静電気を帯電させることがなく、しかも保護膜表面に荒れや曇りがないところから輝度に優れた液晶素子を製造でき、かつ保存安定性にも優れている上に、取扱が容易で工業的にも有用な塗布液である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating solution for forming a protective film, and more particularly to a coating solution having a low storage degree and a high degree of storage stability while being able to form a protective film having excellent homogeneity.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, liquid crystal display elements are sequentially formed of a transparent electrode film made of an inorganic material such as ITO and an alignment film made of an organic polymer material such as polyimide on a substrate made of transparent glass, acrylic, polyethylene terephthalate (PET) or the like. It is manufactured by laminating, arranging the substrates with laminated electrodes almost in parallel at predetermined intervals, sealing the periphery with frit glass or organic adhesive, etc. to form a cell, and encapsulating liquid crystal in the cell ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the manufacture of the conventional liquid crystal display element, the alignment film is rubbed, but static electricity is generated when the alignment film is rubbed, and the alignment film is charged. Due to the charged static electricity, discharge occurs through the transparent electrode film, and there is a problem that the alignment characteristics change due to heat generated in the alignment film. Therefore, it has been proposed to interpose a protective film between the transparent electrode film and the alignment film, and some protective film forming materials have been proposed. One of the protective film forming materials is a coating solution containing a silanol compound, and the coating solution is applied and baked at 400 ° C. or higher to form a film mainly composed of silicon dioxide. In order to achieve this, it is necessary to increase the firing temperature. At this time, the transparent electrode is also exposed to a high temperature, so that the electrode is deteriorated and the surface resistance value of the film is increased. Further, the high baking temperature is not only deteriorated by electrodes, but also has a problem that it cannot be used for recently developed plastic liquid crystal display elements using a resin such as acrylic or PET as a substrate.
[0004]
Accordingly, a coating liquid containing conductive fine particles having an average particle diameter of 200 mm or more and a hydrolyzate of an alkoxysilane compound or a metal alkoxy compound has been developed as a protective film forming material for solving the above problems, and a liquid crystal display cell using the same Has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 5-232459). When the coating liquid for forming the protective film is used, a film having a practical hardness is formed at about 350 ° C., and the alignment film is difficult to be charged. However, the degree of cloudiness of the formed protective film is high, and Since the homogeneity is also poor, there is a problem that a liquid crystal display element having practical luminance cannot be obtained, and there is also a drawback that the storage stability of the coating solution is poor.
[0005]
As described above, in the field of manufacturing liquid crystal display elements, a practical hardness can be obtained at a low temperature as a protective film-forming coating solution interposed between the alignment film and the transparent electrode film, and the alignment film can be charged. In addition, there has been an urgent need to develop a coating solution that has a low haze level, can form a film with excellent homogeneity, and has high storage stability.
[0006]
In view of the above situation, the present inventors have conducted extensive research and as a result, in the coating liquid for forming a protective film containing conductive fine particles and a hydrolyzate of an alkoxysilane compound or a metal alkoxy compound, the conductive fine particles The present invention has been completed by finding out that a coating solution having the above-mentioned problems can be obtained by containing an organic carboxylic acid compound in the coating solution while being specified in a specific range. That is, [0007]
An object of the present invention is to provide a coating liquid for forming a protective film that can obtain a practical hardness at a low temperature and that does not cause charging in an alignment film.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a coating solution for forming a protective film that has a low haze level, can form a uniform film, and is excellent in storage stability.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention that achieves the above object provides (a) a hydrolyzate of at least one alkoxy compound selected from an alkoxysilane compound and a metal alkoxy compound, and (b) 20 to 70% by weight of conductive fine particles having an average particle size of 50 mm or less , and (c) at least one organic carboxyl selected from oxalic acid, tartaric acid, succinic acid, malic acid, citric acid, lactic acid, glycolic acid, acetic acid or formic acid The present invention relates to a coating liquid for forming a protective film for a liquid crystal display element, which contains an acid .
[0010]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The component (a) used in the coating liquid for forming a protective film for a liquid crystal display element of the present invention is a hydrolyzate of at least one alkoxy compound selected from an alkoxysilane compound and a metal alkoxy compound. Examples thereof include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, monomethyltrimethoxysilane, monoethyltriethoxysilane, monoethyltrimethoxysilane, and monomethyltriethoxysilane. Examples of the metal alkoxy compound include tetraisopropoxy titanium, tetrabutoxy titanium, tetraethoxy zirconium, tetrapropoxy zirconium, tetrabutoxy zirconium, pentaethoxy tantalum, pentapropoxy tantalum, and pentaboxy tantalum. These alkoxysilane compounds and metal alkoxy compounds may be used alone or in combination of two or more. When the alkoxysilane compound and the metal alkoxy compound are used in combination, the mixing ratio is preferably in the range of 10:90 to 90:10 in terms of oxide-converted weight ratio.
[0011]
Moreover, as an alkoxy compound used by (a) component, the complex compound obtained by making said alkoxysilane compound, a metal alkoxy compound, or mixtures thereof react with (beta) -diketone compounds, such as acetylacetone, can also be used.
[0012]
The component (a) is a hydrolyzate of an alkoxy compound. The hydrolyzate dissolves the alkoxy compound in an organic solvent, and in the presence of water, preferably an acid catalyst such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid or the like. And can be produced by a conventional hydrolysis method. The amount of water used in the hydrolysis reaction is in the range of 0.1 to 10 times the mole of the alkoxy compound. Moreover, the usage-amount of an acid catalyst has the preferable range of 0.001 to 5 weight% with respect to (a) component.
[0013]
Specific examples of the organic solvent for dissolving the alkoxy compound include monohydric alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and butyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, hexylene glycol, Polyhydric alcohols such as octylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene Glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, Tylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol Ethers such as monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, propion Methyl, ethyl propionate, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether Examples thereof include esters such as acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate and dipropylene glycol monomethyl ether acetate. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Good.
[0014]
(B) component of the liquid crystal display element for forming a protective film coating liquid of the present invention has an average particle size of 50Å or less of the conductive fine particles is not particularly limited as long as the average particle diameter 50Å or less of the fine particles in particulate exhibits conductivity . Specific examples of the conductive fine particles include inorganic oxide fine particles such as zinc oxide, tin oxide, antimony oxide, and indium oxide, and composite inorganic oxide fine particles such as tin oxide-antimony oxide, indium oxide-tin oxide, and titanium oxide-tin oxide. These conductive fine particles may be used alone or in combination of two or more. The conductive fine particles need to have an average particle size of 50 mm or less . By setting the thickness to 50 mm or less, a practical protective film having a low haze degree and excellent homogeneity can be formed, and a liquid crystal display element having particularly good luminance can be obtained. The conductive fine particles are preferably blended in the form of a sol in which powdery or colloidal particles are dispersed in the preparation of a coating liquid for forming a protective film for a liquid crystal display element .
[0015]
The blending amount of the conductive fine particles is in the range of 20 to 70% by weight with respect to the oxide equivalent amount of the component (a). If this blending amount exceeds 70% by weight, a stable coating solution cannot be obtained. Further, it is not preferable because it becomes a film having a high haze, and if it is less than 20% by weight, it is not preferable because the film has a reduced strength.
[0016]
The organic carboxylic acid which is the component (c) of the present invention is blended in order to improve the storage stability of the coating solution. As a blending method thereof, a method of blending as one component of the coating solution, or ( There is a method of blending the organic carboxylic acid as the component c) as a solution in which the conductive fine particles of the component (b) are dispersed. Examples of the organic carboxylic acid include lactic acid, glycolic acid, acetic acid, formic acid, oxalic acid, tartaric acid, succinic acid, malic acid, and citric acid.
[0017]
The amount of the organic carboxylic acid is 0.1 to 50% by weight in the coating solution, preferably 0.3 to 40% by weight. This is not preferable because the properties deteriorate.
[0018]
The coating liquid of the present invention is preferably used in the form of mixing the above components (a), (b) and (c) with water and / or an organic solvent as a solvent or dispersion medium. Examples of the solvent include ethers such as monohydric alcohols, polyhydric alcohols and polyhydric alcohol ethers, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, acetylacetone, methyl isobutyl ketone and dibutyl ketone, methyl acetate, butyl acetate and acetic acid. Examples thereof include esters such as propyl, isobutyl acetate and isoamyl acetate. Preferred are ethers such as monohydric alcohols, polyhydric alcohols, and polyhydric alcohol ethers.
[0019]
In addition, inorganic oxide fine particles having no electrical conductivity can be blended in the coating solution of the present invention within the range not impairing the object of the invention. Examples of the fine particles include silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, and tantalum oxide, and these can be used alone or in combination of two or more. By arbitrarily selecting and blending the inorganic oxide fine particles, the refractive index of the protective film can be adjusted, and the adhesion to the alignment film can be improved.
[0019]
The coating liquid of the present invention comprises a method of mixing all of the components (a), (b) and (c) with a solvent, a solution containing the component (a) and a solution containing the component (b). It can be prepared by a method of adding the component (c) to the mixture or a method of blending a solution containing the component (a) with a solution in which the component (b) is dispersed in the component (c). The thus-prepared coating solution for forming a protective film is applied to the electrode surface formed on the substrate by a dipping method, spin coating method, spray method, roll coater method, printing method, or the like, and then the formed coating The film is dried under heating and / or reduced pressure or aeration, and further cured at 120 to 400 ° C., preferably 140 to 350 ° C., to form a protective film.
[0020]
After the coating step or the drying step, the coating curing reaction is accelerated by, for example, electromagnetic wave irradiation or curing accelerating gas treatment, the polymerization reaction of the hydrolyzate of the alkoxysilane compound is accelerated, the water or solvent present in the coating It is also possible to promote the evaporation of.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention in detail, this invention is not limited by these examples.
[0022]
【Example】
Examples 1-9 and Comparative Examples 1-2
(I) Preparation of coating solution for forming protective film (A) Manufacturing solution A- (1)
To a mixed solution of 284 g of tetraisopropoxytitanium and 547 g of ethyl alcohol, while adding 100 g of acetic acid and 300 g of acetylacetone and stirring, a mixed solution of 100 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 1.8 g of pure water was further added. Obtained solution.
[0023]
Solution A- (2)
A solution obtained by adding 100 g of acetic acid and 300 g of acetylacetone to a mixed solution of 284 g of tetraisopropoxytitanium and 547 g of ethyl alcohol, and further adding a mixed solution of 100 g of ethyl alcohol and 1.8 g of pure water.
[0024]
Solution A- (3)
While adding 90 g of acetic acid and 325 g of ethyl 3-hydroxybutanoate to a mixed solution of 340 g of tetrabutoxytitanium and 474 g of ethyl alcohol, stirring, a mixed solution of 100 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 3.6 g of pure water was added. Solution obtained by addition.
[0025]
Solution B- (1)
A solution obtained by adding 240 g of acetic acid to a mixed solution of 208 g of tetraethoxysilane and 450 g of ethyl alcohol and stirring, and further adding a mixed solution of 100 g of ethyl alcohol and 1 g of 35 wt% hydrochloric acid.
[0026]
Solution B- (2)
A solution obtained by adding 210 g of acetic acid and 200 g of acetylacetone to a mixed solution of 208 g of tetraethoxysilane and 300 g of ethyl alcohol, and further adding a mixed solution of 1 g of phosphorus pentoxide and 80 g of methyl alcohol.
[0027]
Solution B- (3)
A solution obtained by adding 210 g of acetic acid and 200 g of acetylacetone to a mixed solution of 152 g of tetramethoxysilane and 350 g of ethyl alcohol and stirring, and further adding a mixed solution of 100 g of methyl alcohol and 1 g of 60 wt% nitric acid.
[0028]
Solution B- (4)
To a mixed solution of 208 g of tetraethoxysilane, 200 g of ethyl alcohol, 250 g of acetylacetone and 100 g of N-methyl-2-pyrrolidone, a mixed solution of 0.7 g of 35% by weight hydrochloric acid and 72 g of pure water is added, and further N-methyl-2- A solution obtained by adding 170 g of pyrrolidone.
[0029]
Solution C- (1)
A 6 wt% solution of tin oxide sol obtained by adding tin oxide having an average particle size of 30 mm to a mixed solvent of lactic acid: acetic acid: water = 10: 45: 45 by weight ratio.
[0030]
Solution C- (2)
A 6 wt% solution of tin oxide sol obtained by adding tin oxide having an average particle size of 30 mm to a mixed solvent of lactic acid: acetic acid: water = 2: 50: 48 by weight ratio.
[0031]
Solution C- (3)
A 6% by weight solution of a tin oxide sol obtained by adding tin oxide having an average particle size of 30 mm to a mixed solvent of lactic acid: acetic acid: N-methyl-2-pyrrolidone: water = 10: 30: 30: 30 in a weight ratio.
[0032]
Solution C- (4)
Obtained by adding tin oxide having an average particle size of 30 mm to a mixed solvent of citric acid: N-methyl-2-pyrrolidone: diethylene glycol monobutyl ether: dipropylene glycol: water = 30: 15: 15: 35: 5 by weight ratio 6 wt% solution of tin oxide sol.
[0033]
Solution C- (5)
A 6% by weight solution of a tin oxide sol obtained by adding tin oxide having an average particle diameter of 30 mm to a mixed solvent of ammonia: water = 1.2: 98.8 in a weight ratio.
[0034]
Solution C- (6)
A 6% by weight solution of a tin oxide sol obtained by adding tin oxide having an average particle size of 200 kg to a mixed solvent of lactic acid: acetic acid: water = 10: 45: 45 by weight ratio.
[0035]
Solution D- (1)
Add 666 g of acetylacetone to a mixed solution of 340 g of tetrabutoxytitanium, 152 g of tetramethoxysilane, 650 g of butyl alcohol, and 466 g of ethyl alcohol, and then add a mixed solution of 1.9 g of 60% by weight nitric acid and 54 g of pure water. Solution obtained.
[0036]
Solution D- (2)
After adding 666 g of acetylacetone to a mixed solution of 170 g of tetrabutoxytitanium, 152 g of tetramethoxysilane, 125 g of tetrabutoxyzirconium, 628 g of butyl alcohol and 533 g of ethyl alcohol, and stirring, 1.9 g of 60 wt% nitric acid and 54 g of pure water A solution obtained by adding a mixed solution of
[0037]
(B) Preparation of coating solution A coating solution for forming a protective film having the composition shown in Table 1 was prepared using each of the above solutions.
[0038]
[Table 1]
Figure 0003976210
* 1: 450 g of dipropylene glycol and 200 g of dipropylene glycol monomethyl ether are added to the obtained coating solution, heated with a mantle heater, and the low boiling point product is distilled off as the final coating solution. A printing method was used as a coating means on glass.
[0039]
(Ii) at the forming the protective layer coating solution for forming the protective film spin toner was applied onto a soda glass, 100 ° C. in an oven, after drying for 15 minutes, fired for a further 30 minutes at 350 ° C. in an electric furnace Then, a protective film was formed on soda glass, and the film thickness, refractive index, haze degree and homogeneity of the protective film were examined. The results are shown in Table 2. In addition, Table 2 shows the results of observing the turbidity of the coating liquid when the coating liquid was prepared and allowed to stand at room temperature for 2 weeks after preparation.
[0040]
[Table 2]
Figure 0003976210
Cloudiness degree *: Measured using a fully automatic direct reading haze computer (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd .; HGM-2DP).
[0041]
Evaluation method homogeneity: ○: Surface roughness and cracks cannot be confirmed.
X: Surface roughness and cracks occurred.
Storage stability: ◯: No turbidity occurred in the coating solution after standing for 2 weeks at room temperature.
X: The thing which has confirmed generation | occurrence | production of turbidity in a coating liquid in the state left still at room temperature for 2 weeks after preparation.
[0039]
【The invention's effect】
The coating liquid for forming a protective film of the present invention can be baked at a low temperature, and the obtained protective film does not charge the alignment film with static electricity, and the liquid crystal is excellent in luminance because the surface of the protective film is not rough or cloudy. It is a coating solution that can be used to produce an element and has excellent storage stability, is easy to handle, and is industrially useful.

Claims (2)

(a)アルコキシシラン化合物及び金属アルコキシ化合物から選ばれる少なくとも1種のアルコキシ化合物の加水分解物、(b) (a)成分の酸化物換算量に対して20〜70重量%の平均粒径50Å以下の導電性微粒子、及び(c)シュウ酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸、乳酸、グリコール酸、酢酸又は蟻酸から選択される少なくとも1種の有機カルボン酸を含有することを特徴とする液晶表示素子用保護膜形成塗布液(a) hydrolyzate of at least one alkoxy compound selected from an alkoxysilane compound and a metal alkoxy compound, (b) an average particle size of 50 to 70% by weight with respect to the oxide equivalent of component (a) And (c) at least one organic carboxylic acid selected from oxalic acid, tartaric acid, succinic acid, malic acid, citric acid, lactic acid, glycolic acid, acetic acid, or formic acid. Coating liquid for forming a protective film for liquid crystal display elements . 有機カルボン酸が、塗布液中0.1〜50重量%の範囲で含有されることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子用保護膜形成塗布液 2. The protective film-forming coating solution for a liquid crystal display element according to claim 1, wherein the organic carboxylic acid is contained in the coating solution in an amount of 0.1 to 50% by weight.
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