JPH08325522A - コーティング組成物及びその製造方法、並びに機能性膜及びその製造方法 - Google Patents
コーティング組成物及びその製造方法、並びに機能性膜及びその製造方法Info
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- JPH08325522A JPH08325522A JP7273722A JP27372295A JPH08325522A JP H08325522 A JPH08325522 A JP H08325522A JP 7273722 A JP7273722 A JP 7273722A JP 27372295 A JP27372295 A JP 27372295A JP H08325522 A JPH08325522 A JP H08325522A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 化学的手法により簡易で安定かつ低温成膜温
度でも充分に成膜することができ、機能性膜としての、
膜強度、密着性、保護作用等の優れた特性を有し、しか
も低コストで製造を可能とするコーティング組成物及び
その製造方法、並びに機能性膜及びその製造方法を提供
する。 【解決手段】 加水分解可能な反応部位に対して部分的
に加水分解することにより、部分加水分解物のゾルを作
製し、これを基体上に塗布、焼成して、対応する金属酸
化物膜を作製することにより、膜厚の薄い保護層を得
る。部分加水分解物のゾルは、加水分解物が析出しない
ため、膜強度、密着性、保護作用等の優れた特性が生ず
る。前記加水分解可能な反応部位を有する金属化合物
は、金属アルコキシド、有機金属錯体、有機金属酸塩等
の有機金属化合物、無機金属塩等の無機金属化合物から
選ばれる。本発明の機能性膜は、例えば、酸化マグネシ
ウムからなるプラズマディスプレイ用の保護層６に利用
できる。
度でも充分に成膜することができ、機能性膜としての、
膜強度、密着性、保護作用等の優れた特性を有し、しか
も低コストで製造を可能とするコーティング組成物及び
その製造方法、並びに機能性膜及びその製造方法を提供
する。 【解決手段】 加水分解可能な反応部位に対して部分的
に加水分解することにより、部分加水分解物のゾルを作
製し、これを基体上に塗布、焼成して、対応する金属酸
化物膜を作製することにより、膜厚の薄い保護層を得
る。部分加水分解物のゾルは、加水分解物が析出しない
ため、膜強度、密着性、保護作用等の優れた特性が生ず
る。前記加水分解可能な反応部位を有する金属化合物
は、金属アルコキシド、有機金属錯体、有機金属酸塩等
の有機金属化合物、無機金属塩等の無機金属化合物から
選ばれる。本発明の機能性膜は、例えば、酸化マグネシ
ウムからなるプラズマディスプレイ用の保護層６に利用
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基体上に塗布し、
成膜することで、光学物品、電子・電気物品、磁性材料
物品等の基体との密着性、緻密性、保護性に優れた機能
性膜に使用できるコーティング組成物及びその製造方
法、並びに機能性膜及びその製造方法に関する。
成膜することで、光学物品、電子・電気物品、磁性材料
物品等の基体との密着性、緻密性、保護性に優れた機能
性膜に使用できるコーティング組成物及びその製造方
法、並びに機能性膜及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学物品、電子・電気物品、磁性
材料物品は、各種の機能を有する層が形成されており、
またそれらの層を保護するために、必要に応じ保護膜が
設けられている。このような保護膜に要求される性質と
しては、一般的には、膜強度が高く、該機能を有する層
との密着性の高いものが要求されている。
材料物品は、各種の機能を有する層が形成されており、
またそれらの層を保護するために、必要に応じ保護膜が
設けられている。このような保護膜に要求される性質と
しては、一般的には、膜強度が高く、該機能を有する層
との密着性の高いものが要求されている。
【０００３】例えば、放電に伴う発光現象をディスプレ
イに利用するいわゆるプラズマディスプレイは、電極
（主としてＩＴＯ）の構造から、放電空間に金属電極が
露出している直流型と、金属電極が誘電体層で覆われて
いる交流型とに大別され、薄型かつ大画面のカラーテレ
ビに用いる場合には、メモリ機能を有して大型化に対応
可能な交流型が好適であり、このような誘電体層の表面
には保護層（主として酸化マグネシウムからなる膜）が
形成されている。
イに利用するいわゆるプラズマディスプレイは、電極
（主としてＩＴＯ）の構造から、放電空間に金属電極が
露出している直流型と、金属電極が誘電体層で覆われて
いる交流型とに大別され、薄型かつ大画面のカラーテレ
ビに用いる場合には、メモリ機能を有して大型化に対応
可能な交流型が好適であり、このような誘電体層の表面
には保護層（主として酸化マグネシウムからなる膜）が
形成されている。
【０００４】また、コンピューター、映像機器等に使用
されるディスプレイ表面には外部からの反射光を防ぎ、
ディスプレイの視認性を向上させることを目的として、
反射防止層（例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン等）
が形成されている。
されるディスプレイ表面には外部からの反射光を防ぎ、
ディスプレイの視認性を向上させることを目的として、
反射防止層（例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン等）
が形成されている。
【０００５】これらＩＴＯ等の電極部材、酸化マグネシ
ウム等のいわゆる保護層等、各種電子・電気物品に使用
される酸化スズ、磁性物品に使用される酸化鉄、光学部
材に使用される二酸化ケイ素、二酸化チタン等のいわゆ
る機能性膜は、主として金属酸化物より形成されてお
り、従来、その形成方法には、薄膜法としてＥＢ蒸着
法、スパッタ法、ＣＶＤ法等があり、厚膜法として金属
酸化物の前駆体をスプレーコートにより、基体上に厚膜
を形成した後、焼成して金属酸化物とする方法がある
（例えば、特公昭６０−４２５７９号公報、特公昭６３
−５９２２１号公報、特公昭５７−１３９８３号公報参
照）。また、コーティング法として金属酸化物微粉末を
焼成後に酸化物となる液体バインダーに分散させ、機能
性膜とする方法がある（特開平６−２８３０２０号公
報）。
ウム等のいわゆる保護層等、各種電子・電気物品に使用
される酸化スズ、磁性物品に使用される酸化鉄、光学部
材に使用される二酸化ケイ素、二酸化チタン等のいわゆ
る機能性膜は、主として金属酸化物より形成されてお
り、従来、その形成方法には、薄膜法としてＥＢ蒸着
法、スパッタ法、ＣＶＤ法等があり、厚膜法として金属
酸化物の前駆体をスプレーコートにより、基体上に厚膜
を形成した後、焼成して金属酸化物とする方法がある
（例えば、特公昭６０−４２５７９号公報、特公昭６３
−５９２２１号公報、特公昭５７−１３９８３号公報参
照）。また、コーティング法として金属酸化物微粉末を
焼成後に酸化物となる液体バインダーに分散させ、機能
性膜とする方法がある（特開平６−２８３０２０号公
報）。
【０００６】前記コーティング法においては、例えば、
交流型プラズマディスプレイパネルの保護層としての印
刷法によりＭｇＯ膜を形成するのに用いられるＭｇＯ印
刷ペーストは、粒径０．０３〜０．３μｍの均一なＭｇ
Ｏ微粒子を含み、さらに該ＭｇＯ微粒子をバインダー中
に均一に分散させなければ、保護層としての耐スパッタ
性に劣るものとなることが明らかにされている。
交流型プラズマディスプレイパネルの保護層としての印
刷法によりＭｇＯ膜を形成するのに用いられるＭｇＯ印
刷ペーストは、粒径０．０３〜０．３μｍの均一なＭｇ
Ｏ微粒子を含み、さらに該ＭｇＯ微粒子をバインダー中
に均一に分散させなければ、保護層としての耐スパッタ
性に劣るものとなることが明らかにされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記各方法のうち、Ｅ
Ｂ蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ法等の真空プロセスを用
いた方法は、概して生産性が低くて高価になるという欠
点に加え、プラズマディスプレイのような大きな被付着
物を真空チャンバー内に収納するのが非常に困難である
という欠点があり、大画面化を想定した場合、設備費や
生産性の点で問題があった。
Ｂ蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ法等の真空プロセスを用
いた方法は、概して生産性が低くて高価になるという欠
点に加え、プラズマディスプレイのような大きな被付着
物を真空チャンバー内に収納するのが非常に困難である
という欠点があり、大画面化を想定した場合、設備費や
生産性の点で問題があった。
【０００８】コーティング法は、手軽な方法であること
から鋭意検討がなされてきたにもかかわらず、満足でき
る性能を達成するには至っていなかった。その理由とし
ては、過去に市販された機能性粒子混入ペーストは、機
能性粒子が凝集するために、ペースト中への均一分散化
が極めて困難であり、結果として均一性の高い保護層が
得られにくく、そのため、通常の熱処理プロセスでは膜
強度、密着性等が不十分であったり、また熱分解時に膜
に亀裂を生じるといった問題を有しており、このような
機能性粒子混入ペーストをディスプレイ表面のコーティ
ングに用いた場合、必要なパネル特性を得られないから
であった。
から鋭意検討がなされてきたにもかかわらず、満足でき
る性能を達成するには至っていなかった。その理由とし
ては、過去に市販された機能性粒子混入ペーストは、機
能性粒子が凝集するために、ペースト中への均一分散化
が極めて困難であり、結果として均一性の高い保護層が
得られにくく、そのため、通常の熱処理プロセスでは膜
強度、密着性等が不十分であったり、また熱分解時に膜
に亀裂を生じるといった問題を有しており、このような
機能性粒子混入ペーストをディスプレイ表面のコーティ
ングに用いた場合、必要なパネル特性を得られないから
であった。
【０００９】上記問題を解決するために、本発明者ら
は、加水分解可能な反応部位を有する金属化合物に対し
て、加水分解を行って金属水酸化物ゾルを作製し、この
ゾルを基体上に塗布、焼成して、対応する金属酸化物膜
を作製することにより、保護層の膜厚を薄くすることを
可能としたゾル−ゲル法を用いる方法を既に提案してい
る（特願平６−２７１８２７号）。
は、加水分解可能な反応部位を有する金属化合物に対し
て、加水分解を行って金属水酸化物ゾルを作製し、この
ゾルを基体上に塗布、焼成して、対応する金属酸化物膜
を作製することにより、保護層の膜厚を薄くすることを
可能としたゾル−ゲル法を用いる方法を既に提案してい
る（特願平６−２７１８２７号）。
【００１０】しかしながら、この方法において、加水分
解したときに生成する金属水酸化物は、その種類によっ
て析出しやすい傾向が強いものがあり、例えば、特に、
マグネシウム化合物を用いた場合には、加水分解反応に
より生成される水酸化マグネシウムは粒子として瞬時に
析出し、沈澱する。このような水酸化マグネシウム粒子
が析出したコーティング組成物を用いて、基体にコーテ
ィングを行い、通常の焼成プロセス（高温ではない焼成
プロセス）でゲル化して得られた機能性膜は、基体上に
酸化マグネシウムの各粒子が、いわば積もった状態に形
成されるため、その膜の密度が低く、充分な膜強度が得
られないことがあった。また、このようなコーティング
組成物を用いて薄膜を形成した場合には、緻密な膜形成
が不可能であるため保護層としての機能を充分に満たし
得ないという欠点があった。
解したときに生成する金属水酸化物は、その種類によっ
て析出しやすい傾向が強いものがあり、例えば、特に、
マグネシウム化合物を用いた場合には、加水分解反応に
より生成される水酸化マグネシウムは粒子として瞬時に
析出し、沈澱する。このような水酸化マグネシウム粒子
が析出したコーティング組成物を用いて、基体にコーテ
ィングを行い、通常の焼成プロセス（高温ではない焼成
プロセス）でゲル化して得られた機能性膜は、基体上に
酸化マグネシウムの各粒子が、いわば積もった状態に形
成されるため、その膜の密度が低く、充分な膜強度が得
られないことがあった。また、このようなコーティング
組成物を用いて薄膜を形成した場合には、緻密な膜形成
が不可能であるため保護層としての機能を充分に満たし
得ないという欠点があった。
【００１１】例えば、マグネシウムのアルコキシドとし
て、ゾル−ゲル反応によく利用されるマグネシウムジメ
トキシドＭｇ（ＯＣＨ3 ）2 はメトキシド基同志が会合
した粉状の物質で、この物質単独で有機溶媒に溶解又は
分散させることは非常に困難であり、安定なゾル溶液を
作製することは困難であった。
て、ゾル−ゲル反応によく利用されるマグネシウムジメ
トキシドＭｇ（ＯＣＨ3 ）2 はメトキシド基同志が会合
した粉状の物質で、この物質単独で有機溶媒に溶解又は
分散させることは非常に困難であり、安定なゾル溶液を
作製することは困難であった。
【００１２】一方、有機溶媒に溶解させた有機マグネシ
ウムを含む溶液を基体に塗布し、熱分解して無色透明な
酸化マグネシウムフィルムを形成する方法が、特開昭５
５−１２３６５７号公報により知られている。該公報に
記載の酸化マグネシウムフィルムの形成方法において
は、有機マグネシウムを含む溶液を基体に塗布した後、
得られる塗膜の表面付近から加水分解反応が進行するた
め、水酸化マグネウシウム粒子の析出が順次起こり、得
られる酸化マグネシウムフィルムは基板密着性が乏しい
という問題があった。
ウムを含む溶液を基体に塗布し、熱分解して無色透明な
酸化マグネシウムフィルムを形成する方法が、特開昭５
５−１２３６５７号公報により知られている。該公報に
記載の酸化マグネシウムフィルムの形成方法において
は、有機マグネシウムを含む溶液を基体に塗布した後、
得られる塗膜の表面付近から加水分解反応が進行するた
め、水酸化マグネウシウム粒子の析出が順次起こり、得
られる酸化マグネシウムフィルムは基板密着性が乏しい
という問題があった。
【００１３】また、前記特開昭５５−１２３６５７号公
報に記載の酸化マグネシウムフィルムの形成方法におい
ては、有機マグネシウムを含む溶液を基体に塗布した後
に主として加水分解反応が起こるため、該加水分解物の
副産物として生成された有機物、いわゆる不純物が水酸
化マグネシウム粒子内部に存在する可能性が大きく、酸
化マグネシウムフィルムの製造過程において、この不純
物を塗膜中から飛散させて除去させることが困難である
という問題があった。
報に記載の酸化マグネシウムフィルムの形成方法におい
ては、有機マグネシウムを含む溶液を基体に塗布した後
に主として加水分解反応が起こるため、該加水分解物の
副産物として生成された有機物、いわゆる不純物が水酸
化マグネシウム粒子内部に存在する可能性が大きく、酸
化マグネシウムフィルムの製造過程において、この不純
物を塗膜中から飛散させて除去させることが困難である
という問題があった。
【００１４】また、前記特開昭５５−１２３６５７号公
報に記載の酸化マグネシウムフィルムの形成方法におい
ては、有機マグネシウムを含む溶液を基体に塗布した後
に主として加水分解反応が起こるため、析出する水酸化
マグネシウムの粒子径を制御することが困難であり、そ
の結果、得られる酸化マグネシウムフィルムが白濁しや
すく、透明性に劣るという問題があった。
報に記載の酸化マグネシウムフィルムの形成方法におい
ては、有機マグネシウムを含む溶液を基体に塗布した後
に主として加水分解反応が起こるため、析出する水酸化
マグネシウムの粒子径を制御することが困難であり、そ
の結果、得られる酸化マグネシウムフィルムが白濁しや
すく、透明性に劣るという問題があった。
【００１５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、従来技術が有していた前述の欠点を解消し、
化学的手法により簡易で安定かつ低温成膜温度でも充分
に成膜することができ、機能性膜としての、膜強度、密
着性、保護作用等の優れ、且つ透明性に優れた特性を有
し、しかも低コストで製造を可能とするコーティング組
成物及びその製造方法、並びに機能性膜及びその製造方
法を提供することを目的とする。
であって、従来技術が有していた前述の欠点を解消し、
化学的手法により簡易で安定かつ低温成膜温度でも充分
に成膜することができ、機能性膜としての、膜強度、密
着性、保護作用等の優れ、且つ透明性に優れた特性を有
し、しかも低コストで製造を可能とするコーティング組
成物及びその製造方法、並びに機能性膜及びその製造方
法を提供することを目的とする。
【００１６】前記目的に付随して、本発明は、安定なア
ルコキシド溶液からなるコーティング組成物を提供し、
該コーティング組成物を用いてゾル−ゲル法により低温
成膜温度でも充分に成膜でき、得られる膜は、上記優れ
た特性を有する、コーティング組成物及びその製造方
法、並びに機能性膜及びその製造方法を提供することを
目的とする。
ルコキシド溶液からなるコーティング組成物を提供し、
該コーティング組成物を用いてゾル−ゲル法により低温
成膜温度でも充分に成膜でき、得られる膜は、上記優れ
た特性を有する、コーティング組成物及びその製造方
法、並びに機能性膜及びその製造方法を提供することを
目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を解決
するためになされたもので、本発明のコーティング組成
物は、加水分解可能な反応部位を有する金属化合物から
の部分加水分解物より基本的に構成されることを特徴と
する。
するためになされたもので、本発明のコーティング組成
物は、加水分解可能な反応部位を有する金属化合物から
の部分加水分解物より基本的に構成されることを特徴と
する。
【００１８】本発明の金属化合物からの部分加水分解物
は、加水分解可能な反応部位を有する金属化合物が加水
分解可能な反応部位に対して化学量論量以下の水の存在
下で加水分解されて得られたものであることを特徴とす
る。
は、加水分解可能な反応部位を有する金属化合物が加水
分解可能な反応部位に対して化学量論量以下の水の存在
下で加水分解されて得られたものであることを特徴とす
る。
【００１９】このような部分加水分解物は、（１）加水
分解可能な反応部位を有する金属化合物、（２）前記金
属化合物を溶媒中に溶解又は分散させることができ、且
つ加水分解反応を律速に行わせることができる機能を有
する添加剤、（３）該加水分解可能な反応部位に対する
化学量論量以下の水、（４）有機溶媒、からなる以上
（１）〜（４）の材料から調製されたゾル溶液であるこ
とを特徴とする。
分解可能な反応部位を有する金属化合物、（２）前記金
属化合物を溶媒中に溶解又は分散させることができ、且
つ加水分解反応を律速に行わせることができる機能を有
する添加剤、（３）該加水分解可能な反応部位に対する
化学量論量以下の水、（４）有機溶媒、からなる以上
（１）〜（４）の材料から調製されたゾル溶液であるこ
とを特徴とする。
【００２０】なお、前記の各材料のうち、水は大気中の
水分から自然に供給されるので、特に、水を用意しない
場合でも本発明を実行することができる。即ち、本発明
のコーティング組成物は、（１）加水分解可能な反応部
位を有する金属化合物、（２）前記金属化合物を溶媒中
に溶解又は分散させることができ、且つ加水分解反応を
律速に行わせることができる機能を有する添加剤、
（３）有機溶媒、からなる以上（１）〜（３）の材料か
ら調製されたゾル溶液であってもよい。
水分から自然に供給されるので、特に、水を用意しない
場合でも本発明を実行することができる。即ち、本発明
のコーティング組成物は、（１）加水分解可能な反応部
位を有する金属化合物、（２）前記金属化合物を溶媒中
に溶解又は分散させることができ、且つ加水分解反応を
律速に行わせることができる機能を有する添加剤、
（３）有機溶媒、からなる以上（１）〜（３）の材料か
ら調製されたゾル溶液であってもよい。
【００２１】本発明のコーティング組成物の製造方法
は、（１）加水分解可能な反応部位を有する金属化合物
と、該金属化合物を有機溶媒中に溶解又は分散させるこ
とができ且つ該金属化合物の加水分解反応を律速に行わ
せることができる機能を有する添加剤とを有機溶媒中に
添加して該金属化合物を溶解又は分散させ、（２）次い
で、得られた溶液に該加水分解可能な反応部位に対する
化学量論量以下の水を添加して、前記金属化合物の部分
加水分解を行い、（３）次いで、得られた部分加水分解
物溶液を熟成して金属酸化物及び／又は金属水酸化物の
粒子を成長させて安定なゾル溶液とすることを特徴とす
る。
は、（１）加水分解可能な反応部位を有する金属化合物
と、該金属化合物を有機溶媒中に溶解又は分散させるこ
とができ且つ該金属化合物の加水分解反応を律速に行わ
せることができる機能を有する添加剤とを有機溶媒中に
添加して該金属化合物を溶解又は分散させ、（２）次い
で、得られた溶液に該加水分解可能な反応部位に対する
化学量論量以下の水を添加して、前記金属化合物の部分
加水分解を行い、（３）次いで、得られた部分加水分解
物溶液を熟成して金属酸化物及び／又は金属水酸化物の
粒子を成長させて安定なゾル溶液とすることを特徴とす
る。
【００２２】加水分解可能な反応部位を有する金属化合
物の好ましい例として、マグネシウムアルコキシドを用
いた場合の、本発明の機能性膜としてのＭｇＯ膜の製造
方法は、（１）カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルカ
ノールアミン類、グリコール類、グリコール誘導体、及
び炭素・炭素三重結合を有する有機化合物から選ばれた
１種又は２種以上の化合物と、マグネシウムアルコキシ
ドとを有機溶媒中に添加して該マグネシウムアルコキシ
ドを溶解又は分散させ、（２）次いで、得られた溶液
に、前記マグネシウムアルコキシドのアルコキシル基に
対する化学量論量以下の水を添加して、前記マグネシウ
ムアルコキシドの部分加水分解を行い、（３）次いで、
得られた部分加水分解物溶液を熟成して水酸化マグネウ
シムの粒子を成長させて安定なゾル溶液とすることを特
徴とする。
物の好ましい例として、マグネシウムアルコキシドを用
いた場合の、本発明の機能性膜としてのＭｇＯ膜の製造
方法は、（１）カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルカ
ノールアミン類、グリコール類、グリコール誘導体、及
び炭素・炭素三重結合を有する有機化合物から選ばれた
１種又は２種以上の化合物と、マグネシウムアルコキシ
ドとを有機溶媒中に添加して該マグネシウムアルコキシ
ドを溶解又は分散させ、（２）次いで、得られた溶液
に、前記マグネシウムアルコキシドのアルコキシル基に
対する化学量論量以下の水を添加して、前記マグネシウ
ムアルコキシドの部分加水分解を行い、（３）次いで、
得られた部分加水分解物溶液を熟成して水酸化マグネウ
シムの粒子を成長させて安定なゾル溶液とすることを特
徴とする。
【００２３】本発明の機能性膜の製造方法は、上記のコ
ーティング組成物を基体上に塗布し、加熱を行い或いは
加熱することなく製造することを特徴とする。
ーティング組成物を基体上に塗布し、加熱を行い或いは
加熱することなく製造することを特徴とする。
【００２４】本発明の機能性膜は、上記の機能性膜の製
造方法により得られたものであることを特徴とする。
造方法により得られたものであることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明のコーティング組成物の原
料となる「加水分解可能な反応部位を有する金属化合
物」には、加水分解可能な反応部位を持つ金属アルコキ
シド、有機金属錯体、有機金属酸塩等の有機金属化合
物、並びに硝酸塩、オキシ硝酸塩、塩化物などの無機金
属塩等の無機金属化合物等が挙げられる。
料となる「加水分解可能な反応部位を有する金属化合
物」には、加水分解可能な反応部位を持つ金属アルコキ
シド、有機金属錯体、有機金属酸塩等の有機金属化合
物、並びに硝酸塩、オキシ硝酸塩、塩化物などの無機金
属塩等の無機金属化合物等が挙げられる。
【００２６】特に金属アルコキシドや無機金属塩をコー
ティング組成物の原料として加水分解し、続いて縮重合
反応によって金属−酸素−金属の結合を持つゲル網目を
形成させる無機成分成長方法（いわゆるゾル−ゲル法に
属する）は、室温付近・溶液状態での反応であり、塗布
される基体の保護や処理の有利性の観点から本発明の実
現において好ましく利用される。
ティング組成物の原料として加水分解し、続いて縮重合
反応によって金属−酸素−金属の結合を持つゲル網目を
形成させる無機成分成長方法（いわゆるゾル−ゲル法に
属する）は、室温付近・溶液状態での反応であり、塗布
される基体の保護や処理の有利性の観点から本発明の実
現において好ましく利用される。
【００２７】本発明で使用されるコーティング組成物は
加水分解可能な反応部位を有する金属化合物からの部分
加水分解物より基本的に構成されるため、そのコーティ
ング組成物は、加水分解物の析出がないため、透明な液
である。このような部分加水分解物とするには、特に金
属化合物の加水分解可能な反応部位に対して化学量論量
以下の水（例えば、マグネシウム化合物の場合２以下）
を用いて加水分解を行い、反応部位を一部残した状態で
の加水分解物、すなわち部分加水分解物とすることがで
きる。このようにして生成される部分加水分解物には水
が加水分解に消費されているために、実質的にコーティ
ング組成物中には水が存在しない。
加水分解可能な反応部位を有する金属化合物からの部分
加水分解物より基本的に構成されるため、そのコーティ
ング組成物は、加水分解物の析出がないため、透明な液
である。このような部分加水分解物とするには、特に金
属化合物の加水分解可能な反応部位に対して化学量論量
以下の水（例えば、マグネシウム化合物の場合２以下）
を用いて加水分解を行い、反応部位を一部残した状態で
の加水分解物、すなわち部分加水分解物とすることがで
きる。このようにして生成される部分加水分解物には水
が加水分解に消費されているために、実質的にコーティ
ング組成物中には水が存在しない。
【００２８】本発明における金属化合物を加水分解して
部分加水分解物を生成するための温度は、室温において
十分に進行させることができるが、場合によっては反応
速度を速めるために８０℃程度まで加熱することも可能
である。
部分加水分解物を生成するための温度は、室温において
十分に進行させることができるが、場合によっては反応
速度を速めるために８０℃程度まで加熱することも可能
である。
【００２９】また、部分加水分解物生成時に、塩酸やア
ンモニア等の加水分解触媒を加え、加水分解を速やかに
進行させることができる。
ンモニア等の加水分解触媒を加え、加水分解を速やかに
進行させることができる。
【００３０】本発明のコーティング組成物において、加
水分解可能な反応部位を有する金属化合物を部分加水分
解してなる部分加水分解物に含まれる金属の種類につい
ては、基体への高い密着性及び高い塗膜強度を得る目的
のためには特に限定されず、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｓｂ、Ｓｎ等が上げられ、これらのアルコキシドは
比較的安価で容易に入手でき、また反応の調整が容易で
あることから好ましく使用される。
水分解可能な反応部位を有する金属化合物を部分加水分
解してなる部分加水分解物に含まれる金属の種類につい
ては、基体への高い密着性及び高い塗膜強度を得る目的
のためには特に限定されず、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｓｂ、Ｓｎ等が上げられ、これらのアルコキシドは
比較的安価で容易に入手でき、また反応の調整が容易で
あることから好ましく使用される。
【００３１】しかしながら、完全に加水分解反応を行う
と加水分解物が析出するような金属化合物、具体的に
は、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｌ
ｉ、Ｋ、Ｎａ、等の金属を含む有機金属化合物、及び無
機金属化合物等の金属化合物を使用する場合、これらの
金属化合物を完全に加水分解せずに部分加水分解するこ
とにより、加水分解物の析出を防止することができるの
で、このような部分加水分解物からなるコーティング組
成物を調製することは、特に、これらの金属酸化物から
なる機能性膜の基体への高い密着性を付与する目的及び
高い強度を付与する目的において有利である。
と加水分解物が析出するような金属化合物、具体的に
は、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｌ
ｉ、Ｋ、Ｎａ、等の金属を含む有機金属化合物、及び無
機金属化合物等の金属化合物を使用する場合、これらの
金属化合物を完全に加水分解せずに部分加水分解するこ
とにより、加水分解物の析出を防止することができるの
で、このような部分加水分解物からなるコーティング組
成物を調製することは、特に、これらの金属酸化物から
なる機能性膜の基体への高い密着性を付与する目的及び
高い強度を付与する目的において有利である。
【００３２】金属化合物がアルカリ土類金属化合物であ
る場合の本発明のコーティング組成物に使用される添加
剤は、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルカノールア
ミン類、グリコール類、グリコール誘導体、及び炭素・
炭素三重結合を有する有機化合物から選ばれた１種又は
２種以上である。これらの化合物は、難溶性の金属化合
物の溶解又は分散を促進し、水との接触を均一に行わせ
ることができ、非常に律速な加水分解反応を行わせるこ
とができ、得られる溶液の粒子も非常に均一なものとな
る。得られる溶液は金属化合物と添加剤とが下記の式
（１）又は式（２）の構造式の化合物を形成しているも
のと推定される。
る場合の本発明のコーティング組成物に使用される添加
剤は、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルカノールア
ミン類、グリコール類、グリコール誘導体、及び炭素・
炭素三重結合を有する有機化合物から選ばれた１種又は
２種以上である。これらの化合物は、難溶性の金属化合
物の溶解又は分散を促進し、水との接触を均一に行わせ
ることができ、非常に律速な加水分解反応を行わせるこ
とができ、得られる溶液の粒子も非常に均一なものとな
る。得られる溶液は金属化合物と添加剤とが下記の式
（１）又は式（２）の構造式の化合物を形成しているも
のと推定される。
【００３３】
【化３】 （但し、Ｍはアルカリ土類金属原子、Ａはヘテロ原子、
ｎ1 〜ｎ2 は１以上の整数、ｎ3 はヘテロ原子の価数を
表す。）
ｎ1 〜ｎ2 は１以上の整数、ｎ3 はヘテロ原子の価数を
表す。）
【００３４】
【化４】 （但し、Ｍはアルカリ土類金属原子、ｎは１以上の整数
を表す。）
を表す。）
【００３５】前記ヘテロ原子とは、複素環式化合物の環
を構成している炭素以外の原子、例えば、窒素原子、イ
オウ原子、リン原子、フッ素原子等をいう。
を構成している炭素以外の原子、例えば、窒素原子、イ
オウ原子、リン原子、フッ素原子等をいう。
【００３６】前記加水分解可能な反応部位を有する金属
化合物としてマグネシウムジメトキシド〔Ｍｇ（ＯＣＨ
3 ）2 〕、添加剤としてジエタノールアミンを用いた場
合を例にして、本発明を次に説明する。なお、本発明
は、この金属化合物と添加剤との組合せ以外の本明細書
の特許請求の範囲に記載された実施可能な発明も含むこ
とはいうまでもない。
化合物としてマグネシウムジメトキシド〔Ｍｇ（ＯＣＨ
3 ）2 〕、添加剤としてジエタノールアミンを用いた場
合を例にして、本発明を次に説明する。なお、本発明
は、この金属化合物と添加剤との組合せ以外の本明細書
の特許請求の範囲に記載された実施可能な発明も含むこ
とはいうまでもない。
【００３７】マグネシウムジメトキシドを用いた場合
は、前記添加剤を使用しないで、単独で有機溶媒に溶解
又は分散させることは非常に困難である。しかしなが
ら、ジエタノールアミン〔ＨＮ（Ｃ2 Ｈ4 ＯＨ）2 〕は
その分子中のＮ原子とＯ原子において非常に強く分極し
ており、メタノール等の有機溶媒中においてこのジエタ
ノールアミンの配位作用により、非常に安定な溶液を形
成することができる。したがって、ジエタノールアミン
は、特に、マグネシウムジメトキシドを溶解又は分散さ
せるための添加剤として使用される。この反応により得
られる溶解物質は、恐らく、マグネシウムジメトキシド
のＭｇとジエタノールアミンのＮとが配位した下記の式
（３）で示されるキレート構造を形成しているものと推
測される。
は、前記添加剤を使用しないで、単独で有機溶媒に溶解
又は分散させることは非常に困難である。しかしなが
ら、ジエタノールアミン〔ＨＮ（Ｃ2 Ｈ4 ＯＨ）2 〕は
その分子中のＮ原子とＯ原子において非常に強く分極し
ており、メタノール等の有機溶媒中においてこのジエタ
ノールアミンの配位作用により、非常に安定な溶液を形
成することができる。したがって、ジエタノールアミン
は、特に、マグネシウムジメトキシドを溶解又は分散さ
せるための添加剤として使用される。この反応により得
られる溶解物質は、恐らく、マグネシウムジメトキシド
のＭｇとジエタノールアミンのＮとが配位した下記の式
（３）で示されるキレート構造を形成しているものと推
測される。
【００３８】
【化５】
【００３９】ジエタノールアミン等の前記添加剤の機能
は、次のように列挙される。即ち、有機溶媒に金属アル
コキシド等の前記金属化合物を溶解又は分散させること
ができ、なお且つ、水の存在下で加水分解反応が一瞬に
起こることなく非常に律速な加水分解反応を実現するこ
とができ、しかもそのゾル粒子の粒径を１０ｎｍ〜１０
０ｎｍの均一で非常に小さいものとすることができ、金
属化合物の部分加水分解物からなる非常に安定なゾル溶
液を作製することができる。もし、上記の例でジエタノ
ールアミンを用いないで、マグネシウムジメトキシドを
加水分解すると、一瞬のうちに水酸化マグネシウムの大
沈澱が生じてしまい、安定なゾル溶液とすることはでき
ない。
は、次のように列挙される。即ち、有機溶媒に金属アル
コキシド等の前記金属化合物を溶解又は分散させること
ができ、なお且つ、水の存在下で加水分解反応が一瞬に
起こることなく非常に律速な加水分解反応を実現するこ
とができ、しかもそのゾル粒子の粒径を１０ｎｍ〜１０
０ｎｍの均一で非常に小さいものとすることができ、金
属化合物の部分加水分解物からなる非常に安定なゾル溶
液を作製することができる。もし、上記の例でジエタノ
ールアミンを用いないで、マグネシウムジメトキシドを
加水分解すると、一瞬のうちに水酸化マグネシウムの大
沈澱が生じてしまい、安定なゾル溶液とすることはでき
ない。
【００４０】マグネシウムアルコキシドに対して、前記
のようなキレート構造を形成することができる前記ジエ
タノールアミン以外の添加剤としては、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、メチルセロソルブ等のエ
チレングリコール誘導体が挙げられる。特に、ジエチレ
ングリコールは分子内の酸素原子がマグネシウムジメト
キシドのＭｇと配位するものと推測され、より安定な分
散液となる。さらに、前記のようなキレート構造を形成
することができる別の化合物の例には、アセチレン、グ
リコール等の炭素・炭素の三重結合を有する有機化合物
を挙げることができる。
のようなキレート構造を形成することができる前記ジエ
タノールアミン以外の添加剤としては、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、メチルセロソルブ等のエ
チレングリコール誘導体が挙げられる。特に、ジエチレ
ングリコールは分子内の酸素原子がマグネシウムジメト
キシドのＭｇと配位するものと推測され、より安定な分
散液となる。さらに、前記のようなキレート構造を形成
することができる別の化合物の例には、アセチレン、グ
リコール等の炭素・炭素の三重結合を有する有機化合物
を挙げることができる。
【００４１】本発明のコーティング組成物を製造する際
に、部分加水分解物生成反応を均一で効率良く進行させ
るために加水分解反応を水を含んだ溶媒中で行うことが
好ましい。このような溶媒は特に限定されないが、アル
コール、エステル、ケトン、あるいはプロピレンカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン等の有機高誘電率溶媒が使
用可能である。
に、部分加水分解物生成反応を均一で効率良く進行させ
るために加水分解反応を水を含んだ溶媒中で行うことが
好ましい。このような溶媒は特に限定されないが、アル
コール、エステル、ケトン、あるいはプロピレンカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン等の有機高誘電率溶媒が使
用可能である。
【００４２】生成した部分加水分解物は、上記液中に化
学量論量以上の水の混入がない限り、極めて安定に保た
れ、出発原料や水の量により部分加水分解物の形態は異
なるが、低重合度の重合物、あるいは粒子径が０．３μ
ｍ以下の超微粒子として溶媒中に溶解又は分散してい
る。本発明のコーティング組成物はこのような、加水分
解可能な反応部位を有する金属化合物からの部分加水分
解物が実質的に水の存在しない溶媒中に溶解又は分散さ
れた状態のものをいう。
学量論量以上の水の混入がない限り、極めて安定に保た
れ、出発原料や水の量により部分加水分解物の形態は異
なるが、低重合度の重合物、あるいは粒子径が０．３μ
ｍ以下の超微粒子として溶媒中に溶解又は分散してい
る。本発明のコーティング組成物はこのような、加水分
解可能な反応部位を有する金属化合物からの部分加水分
解物が実質的に水の存在しない溶媒中に溶解又は分散さ
れた状態のものをいう。
【００４３】部分加水分解物の溶媒中における濃度は特
に限定されないが、部分加水分解物の溶媒中での安定性
を考慮すると、その濃度は重量比で０．１〜３０％とし
た方がコーティング組成物の長期保存が可能であり、よ
り好ましい。
に限定されないが、部分加水分解物の溶媒中での安定性
を考慮すると、その濃度は重量比で０．１〜３０％とし
た方がコーティング組成物の長期保存が可能であり、よ
り好ましい。
【００４４】特に、加水分解可能な反応部位を有するマ
グネシウム化合物においては、それを完全加水分解した
場合、Ｍｇ（ＯＨ）2 が製造されるが、Ｍｇ（ＯＨ）2
は瞬時にゲル化して析出する欠点を有すると共に、Ｍｇ
（ＯＨ）2 自体は、塗布の対象となる基板に対して密着
性が悪く、特に、ガラス基板には密着性が悪く、高強度
の塗膜とすることができない。しかしながら、加水分解
に使用される水の量が化学量論量以下である場合、加水
分解が完全に行われず、溶液は安定なゾル状態を保った
部分加水分解物となり、完全なＭｇ（ＯＨ）2 が生成さ
れていないので、基板に対する密着性が高い。
グネシウム化合物においては、それを完全加水分解した
場合、Ｍｇ（ＯＨ）2 が製造されるが、Ｍｇ（ＯＨ）2
は瞬時にゲル化して析出する欠点を有すると共に、Ｍｇ
（ＯＨ）2 自体は、塗布の対象となる基板に対して密着
性が悪く、特に、ガラス基板には密着性が悪く、高強度
の塗膜とすることができない。しかしながら、加水分解
に使用される水の量が化学量論量以下である場合、加水
分解が完全に行われず、溶液は安定なゾル状態を保った
部分加水分解物となり、完全なＭｇ（ＯＨ）2 が生成さ
れていないので、基板に対する密着性が高い。
【００４５】本発明の部分加水分解物からなるコーティ
ング組成物を、基体上に塗布した後の乾燥工程におい
て、塗膜中の溶剤が揮発するとともに、塗膜は大気中の
水分を取込み、さらに加水分解反応が進行して完全に加
水分解され、通常、最終的に塗膜は金属水酸化物とな
る。例えば，マグネシウム化合物の部分加水分解物の塗
布されたものは、塗布後に、加水分解反応が進行して完
了し、緻密な塗膜の完全なＭｇ（ＯＨ）2 となり、これ
を加熱処理することにより、高結晶性で且つ高密度なＭ
ｇＯ膜とすることができる。このような高結晶性で且つ
高密度なＭｇＯ膜は、完全加水分解物をコーティング原
料とした場合には得ることができない。
ング組成物を、基体上に塗布した後の乾燥工程におい
て、塗膜中の溶剤が揮発するとともに、塗膜は大気中の
水分を取込み、さらに加水分解反応が進行して完全に加
水分解され、通常、最終的に塗膜は金属水酸化物とな
る。例えば，マグネシウム化合物の部分加水分解物の塗
布されたものは、塗布後に、加水分解反応が進行して完
了し、緻密な塗膜の完全なＭｇ（ＯＨ）2 となり、これ
を加熱処理することにより、高結晶性で且つ高密度なＭ
ｇＯ膜とすることができる。このような高結晶性で且つ
高密度なＭｇＯ膜は、完全加水分解物をコーティング原
料とした場合には得ることができない。
【００４６】なお、本発明で得られる機能性膜は、目的
に応じて必ずしも加熱処理する必要はなく、また、最終
的に完全な金属酸化物となった高結晶性である必要がな
く、例えば、反射防止膜等の用途には、部分加水分解物
を含む湿潤膜により得られたゾル粒子から構成されたも
のであっても十分に機能し得る。このような機能性膜を
得る場合には、特に、塗膜の加熱処理はしなくてもよ
い。
に応じて必ずしも加熱処理する必要はなく、また、最終
的に完全な金属酸化物となった高結晶性である必要がな
く、例えば、反射防止膜等の用途には、部分加水分解物
を含む湿潤膜により得られたゾル粒子から構成されたも
のであっても十分に機能し得る。このような機能性膜を
得る場合には、特に、塗膜の加熱処理はしなくてもよ
い。
【００４７】本発明の機能性膜は、特に加熱、焼成工程
を施さなくても、常温で、上記の本発明のコーティング
組成物を基体上に塗布することにより、基体密着性のあ
る機能性膜が容易に得られるが、必要に応じて加熱、焼
成などを行えば、さらに完全に酸化物膜へ移行し、結晶
性が高くなり、より強度が高く、且つより基体密着性が
増す。このような加熱、焼成温度は、３００〜５００℃
が好ましい温度範囲である。本発明のコーティング組成
物の基体上への塗布法はスピンコート法、ディップ法、
スプレー法、ロールコート法、メニスカスコート法、バ
ーコート法、カーテンフローコート法、流延法等の種々
の塗布法が適用できる。
を施さなくても、常温で、上記の本発明のコーティング
組成物を基体上に塗布することにより、基体密着性のあ
る機能性膜が容易に得られるが、必要に応じて加熱、焼
成などを行えば、さらに完全に酸化物膜へ移行し、結晶
性が高くなり、より強度が高く、且つより基体密着性が
増す。このような加熱、焼成温度は、３００〜５００℃
が好ましい温度範囲である。本発明のコーティング組成
物の基体上への塗布法はスピンコート法、ディップ法、
スプレー法、ロールコート法、メニスカスコート法、バ
ーコート法、カーテンフローコート法、流延法等の種々
の塗布法が適用できる。
【００４８】このような機能性塗膜の製造方法によっ
て、本発明のコーティング組成物を塗布することによ
り、従来のコーティングペーストでは実現が困難であっ
た、バインダーを使用しない酸化マグネシウムのみによ
る１μｍ以下の薄膜形成が可能となる。上記の機能性膜
の製造方法により得られた機能性膜の厚さは、用途によ
り特に限定されないが、透明性の点からいえば１０μｍ
以下で特に１μｍ以下のものが好ましい。
て、本発明のコーティング組成物を塗布することによ
り、従来のコーティングペーストでは実現が困難であっ
た、バインダーを使用しない酸化マグネシウムのみによ
る１μｍ以下の薄膜形成が可能となる。上記の機能性膜
の製造方法により得られた機能性膜の厚さは、用途によ
り特に限定されないが、透明性の点からいえば１０μｍ
以下で特に１μｍ以下のものが好ましい。
【００４９】マグネシウムジメトキシド等金属アルコキ
シドに対して添加する、カルボン酸、カルボン酸誘導
体、アルカノールアミン類、グリコール類、グリコール
誘導体、及び炭素・炭素三重結合を有する有機化合物か
ら選ばれた１種又は２種以上の化合物の量比は、作業性
を良好にするためには、等モルとすることが好ましい。
前記の例でいうとジエタノールアミンが等モル以下だ
と、溶けないマグネシウムジメトキシドが生じるため均
質なＭｇＯ膜を得ることができず、反対にジエタノール
アミンが等モル以上だと、反応していない過剰なジエタ
ノールアミンが膜中に残ることになるので、１８０〜２
００℃以上の加熱を行い、ジエタノールアミンを飛ばさ
なければならないからである。できるだけ低温で短時間
にＭｇＯ膜を作る目的のためには、この加熱は、基板に
余計な熱的影響を与えることになり、また作業効率から
も不利である。
シドに対して添加する、カルボン酸、カルボン酸誘導
体、アルカノールアミン類、グリコール類、グリコール
誘導体、及び炭素・炭素三重結合を有する有機化合物か
ら選ばれた１種又は２種以上の化合物の量比は、作業性
を良好にするためには、等モルとすることが好ましい。
前記の例でいうとジエタノールアミンが等モル以下だ
と、溶けないマグネシウムジメトキシドが生じるため均
質なＭｇＯ膜を得ることができず、反対にジエタノール
アミンが等モル以上だと、反応していない過剰なジエタ
ノールアミンが膜中に残ることになるので、１８０〜２
００℃以上の加熱を行い、ジエタノールアミンを飛ばさ
なければならないからである。できるだけ低温で短時間
にＭｇＯ膜を作る目的のためには、この加熱は、基板に
余計な熱的影響を与えることになり、また作業効率から
も不利である。
【００５０】なお、ジエタノールアミン等のアルカノー
ル類に、グリコール類、グリコール誘導体、炭素・炭素
三重結合を有する有機化合物を併用した場合には、塗膜
の加熱処理温度はアルカノールアミンのみの場合よりも
低い温度とすることができる。したがって、基板の種類
によって、高い加熱温度を与えることが困難な場合に
は、アルカノールアミンに対して酸素を有する２価の有
機化合物、炭素・炭素三重結合を有する有機化合物を添
加して併用したり、或いは、これらの化合物を単独で使
用してもよい。
ル類に、グリコール類、グリコール誘導体、炭素・炭素
三重結合を有する有機化合物を併用した場合には、塗膜
の加熱処理温度はアルカノールアミンのみの場合よりも
低い温度とすることができる。したがって、基板の種類
によって、高い加熱温度を与えることが困難な場合に
は、アルカノールアミンに対して酸素を有する２価の有
機化合物、炭素・炭素三重結合を有する有機化合物を添
加して併用したり、或いは、これらの化合物を単独で使
用してもよい。
【００５１】本発明のコーティグ組成物は、印刷特性等
を増すためにさらにエチルセルロース、ヒドロキシプロ
ピルセルロース等公知の増粘剤が添加されていてもよ
い。
を増すためにさらにエチルセルロース、ヒドロキシプロ
ピルセルロース等公知の増粘剤が添加されていてもよ
い。
【００５２】本発明のコーティグ組成物のゾル溶液の製
造方法は、マグネシウムジメトキシドを金属化合物とし
て用い、金属化合物を溶解又は分散させる添加剤として
ジエタノールアミンを用い、溶剤としてエタノールを用
いたときの、好ましい製造例は、次のようにして行うこ
とができる。すなわち、マグネシウムジメトキシドを１
モルとジエタノールアミン１モルをエタノール中に添加
して常温（２０℃）で約８時間撹拌して透明均一な溶液
を得る。得られた溶液に対して、エタノール中に溶解し
た純水１モルを添加し、常温（２０℃）で約５時間撹拌
することにより、加水分解を行わせて部分加水分解物を
得る。得られた部分加水分解物を常温２０℃、２〜３日
間撹拌して、結晶粒子の成長を伴った熟成を行わせて、
均一なゾル溶液を得る。
造方法は、マグネシウムジメトキシドを金属化合物とし
て用い、金属化合物を溶解又は分散させる添加剤として
ジエタノールアミンを用い、溶剤としてエタノールを用
いたときの、好ましい製造例は、次のようにして行うこ
とができる。すなわち、マグネシウムジメトキシドを１
モルとジエタノールアミン１モルをエタノール中に添加
して常温（２０℃）で約８時間撹拌して透明均一な溶液
を得る。得られた溶液に対して、エタノール中に溶解し
た純水１モルを添加し、常温（２０℃）で約５時間撹拌
することにより、加水分解を行わせて部分加水分解物を
得る。得られた部分加水分解物を常温２０℃、２〜３日
間撹拌して、結晶粒子の成長を伴った熟成を行わせて、
均一なゾル溶液を得る。
【００５３】本発明の機能性膜の一例として、酸化マグ
ネシウムからなる機能性膜は交流型プラズマディスプレ
イの誘電体層上に形成される保護層として好適に使用で
きるが、特に限定されるものではなく目的に応じてその
他基体にも使用できる。
ネシウムからなる機能性膜は交流型プラズマディスプレ
イの誘電体層上に形成される保護層として好適に使用で
きるが、特に限定されるものではなく目的に応じてその
他基体にも使用できる。
【００５４】通常のゾル−ゲル法では、例えば、前記し
たとおり、加水分解可能な反応部位を有するマグネウシ
ム化合物の例で見られるように、反応部位の全てが加水
分解されると、前記に列挙したような金属を含む金属化
合物においてはコーティング組成物中に金属水酸化物等
の加水分解物が粒子として析出するようになる。このよ
うなコーティング組成物をあまり加熱することができな
い基体上に塗布して、機能性膜を形成する場合には、製
造される機能性膜は、微視的にみると水酸化マグネシウ
ムの粒子がそのまま積み重なった状態で個々の粒子の集
合体となった、酸化マグネシウムに変化するため、機能
性膜の硬度及び基体密着性が充分ではないという欠点が
あった。
たとおり、加水分解可能な反応部位を有するマグネウシ
ム化合物の例で見られるように、反応部位の全てが加水
分解されると、前記に列挙したような金属を含む金属化
合物においてはコーティング組成物中に金属水酸化物等
の加水分解物が粒子として析出するようになる。このよ
うなコーティング組成物をあまり加熱することができな
い基体上に塗布して、機能性膜を形成する場合には、製
造される機能性膜は、微視的にみると水酸化マグネシウ
ムの粒子がそのまま積み重なった状態で個々の粒子の集
合体となった、酸化マグネシウムに変化するため、機能
性膜の硬度及び基体密着性が充分ではないという欠点が
あった。
【００５５】これに対して本発明の機能性膜は、加水分
解可能な反応部位を有する金属化合物からの部分加水分
解物を基本的に含むコーティング組成物を基体上に塗布
してなる金属酸化物層で構成されている。したがって、
コーティング組成物中には、加水分解物、具体的には金
属水酸化物の析出物が生じることなく、コーティング組
成物は金属化合物の部分加水分解物のゾル粒子が非常に
細かい粒子となって、実質的に水を含まない溶媒中に溶
解又は分散した状態となり、全体が透明の液となってい
る。本発明のコーティング組成物を基体に塗布した場
合、光学物品、電子・電気物品、磁性材料物品等の密着
性、緻密性、保護性に優れた機能性膜となる。
解可能な反応部位を有する金属化合物からの部分加水分
解物を基本的に含むコーティング組成物を基体上に塗布
してなる金属酸化物層で構成されている。したがって、
コーティング組成物中には、加水分解物、具体的には金
属水酸化物の析出物が生じることなく、コーティング組
成物は金属化合物の部分加水分解物のゾル粒子が非常に
細かい粒子となって、実質的に水を含まない溶媒中に溶
解又は分散した状態となり、全体が透明の液となってい
る。本発明のコーティング組成物を基体に塗布した場
合、光学物品、電子・電気物品、磁性材料物品等の密着
性、緻密性、保護性に優れた機能性膜となる。
【００５６】これに加え、本発明のコーティング組成物
は、目的とする金属酸化物の加水分解反応による中間体
を非常に微小な粒子で、かつ反応性の高い部分加水分解
物としているので、このような本発明のコーティング組
成物を用いて、塗布し、得られた塗膜を必要に応じて焼
成した後に得られる機能性膜は、適度の大きさの金属酸
化物粒子が単に積み重ねられたような状態とはならず、
金属酸化物が平面的に均一に分布して基体表面に一体と
なった密着性及び高強度が高められた機能性膜が得られ
る。その結果、本発明の機能性膜の薄膜化が更に促進さ
れる。本発明のコーティング組成物における部分加水分
解物の濃度は、重量比０．１％未満であると充分な特性
を発揮できず、３０％より多いと膜厚が厚くなりすぎひ
び割れなどが生じるので、好ましい範囲は０．１〜３０
重量％である。
は、目的とする金属酸化物の加水分解反応による中間体
を非常に微小な粒子で、かつ反応性の高い部分加水分解
物としているので、このような本発明のコーティング組
成物を用いて、塗布し、得られた塗膜を必要に応じて焼
成した後に得られる機能性膜は、適度の大きさの金属酸
化物粒子が単に積み重ねられたような状態とはならず、
金属酸化物が平面的に均一に分布して基体表面に一体と
なった密着性及び高強度が高められた機能性膜が得られ
る。その結果、本発明の機能性膜の薄膜化が更に促進さ
れる。本発明のコーティング組成物における部分加水分
解物の濃度は、重量比０．１％未満であると充分な特性
を発揮できず、３０％より多いと膜厚が厚くなりすぎひ
び割れなどが生じるので、好ましい範囲は０．１〜３０
重量％である。
【００５７】また、本発明の機能性膜の製造方法によれ
ば、前記金属化合物からの部分加水分解物を含むコーテ
ィング組成物を基体の表面に対しコーティング法によ
り、機能性膜を形成しているので、大面積に対し簡易な
手段で、低コストで造膜が可能であり、例えば大面積
（例えば対角４０インチ程度）のカラーテレビのディス
プレイのいくつかの構成部を低コストで製造するのに極
めて有利である。
ば、前記金属化合物からの部分加水分解物を含むコーテ
ィング組成物を基体の表面に対しコーティング法によ
り、機能性膜を形成しているので、大面積に対し簡易な
手段で、低コストで造膜が可能であり、例えば大面積
（例えば対角４０インチ程度）のカラーテレビのディス
プレイのいくつかの構成部を低コストで製造するのに極
めて有利である。
【００５８】次に本発明のコーティング組成物をカラー
テレビのディスプレイパネルに適用した場合の好ましい
実施態様を例にして本発明をさらに説明する。
テレビのディスプレイパネルに適用した場合の好ましい
実施態様を例にして本発明をさらに説明する。
【００５９】図１は、本発明のコーティング組成物がカ
ラーテレビのディスプレイパネルに適用された面放電方
式の交流型プラズマディスプレイの概略構造が示されて
おり、符号１、２は、それぞれガス放電空間３を挟んで
互いに並行に対向配置された前面基板、背面基板であ
る。これらの前面基板１、背面基板２は所定厚さのガラ
スから構成されている。
ラーテレビのディスプレイパネルに適用された面放電方
式の交流型プラズマディスプレイの概略構造が示されて
おり、符号１、２は、それぞれガス放電空間３を挟んで
互いに並行に対向配置された前面基板、背面基板であ
る。これらの前面基板１、背面基板２は所定厚さのガラ
スから構成されている。
【００６０】前面基板１の背面基板２に対向する面に
は、Ｘ電極４ａ及びＹ電極４ｂからなる電極対が形成さ
れている。これら電極対はガラス製の誘電体層５で被覆
されており、更にこの誘電体層５は、本発明のコーティ
ング組成物による酸化マグネシウム層からなる保護層６
で被覆されている。また、一方の背面基板２の前面基板
１に対向する面には、アドレス電極７、障壁８及び蛍光
体９が形成されている。さらに、前面基板１上には反射
防止層として、本発明のコーティング組成物による二酸
化チタン膜（高屈折率層）１０、及び二酸化ケイ素膜
（低屈折率層）１１が形成されている。
は、Ｘ電極４ａ及びＹ電極４ｂからなる電極対が形成さ
れている。これら電極対はガラス製の誘電体層５で被覆
されており、更にこの誘電体層５は、本発明のコーティ
ング組成物による酸化マグネシウム層からなる保護層６
で被覆されている。また、一方の背面基板２の前面基板
１に対向する面には、アドレス電極７、障壁８及び蛍光
体９が形成されている。さらに、前面基板１上には反射
防止層として、本発明のコーティング組成物による二酸
化チタン膜（高屈折率層）１０、及び二酸化ケイ素膜
（低屈折率層）１１が形成されている。
【００６１】図２は、対向放電方式の交流型プラズマデ
ィスプレイの概略構造が示されており、前面基板１の背
面基板２に対向する面には、Ｘ電極４ａが形成され、該
Ｘ電極４ａはガラス製の誘電体層５で被覆されており、
更にこの誘電体層５は、本発明のコーティング組成物に
よる酸化マグネシウム膜からなる保護層６で被覆されて
いる。また、一方の背面基板２の前面基板１に対向する
面には、Ｙ電極４ｂ、誘電体層５、本発明による前記と
同様な保護層６、障壁８及び蛍光体９が形成されてい
る。
ィスプレイの概略構造が示されており、前面基板１の背
面基板２に対向する面には、Ｘ電極４ａが形成され、該
Ｘ電極４ａはガラス製の誘電体層５で被覆されており、
更にこの誘電体層５は、本発明のコーティング組成物に
よる酸化マグネシウム膜からなる保護層６で被覆されて
いる。また、一方の背面基板２の前面基板１に対向する
面には、Ｙ電極４ｂ、誘電体層５、本発明による前記と
同様な保護層６、障壁８及び蛍光体９が形成されてい
る。
【００６２】さらに、前面基板１上には反射防止膜層と
して、本発明による二酸化チタン膜（高屈折率層）１
０、及び二酸化ケイ素膜（低屈折率層）１１が形成され
ている。
して、本発明による二酸化チタン膜（高屈折率層）１
０、及び二酸化ケイ素膜（低屈折率層）１１が形成され
ている。
【００６３】前記保護層６の形成方法として、本発明で
はコーティング組成物をディップコートにより被覆して
保護層６を形成することが可能である。ディップコート
法で形成される保護層６は、薄膜法による造膜法に比較
すると、大面積に対し低コストで造膜が可能であるか
ら、例えば大面積（例えば対角４０インチ程度）のカラ
ーテレビのディスプレイを低コストで製造できる。
はコーティング組成物をディップコートにより被覆して
保護層６を形成することが可能である。ディップコート
法で形成される保護層６は、薄膜法による造膜法に比較
すると、大面積に対し低コストで造膜が可能であるか
ら、例えば大面積（例えば対角４０インチ程度）のカラ
ーテレビのディスプレイを低コストで製造できる。
【００６４】また、加水分解可能な反応部位を有するマ
グネシウム化合物を主体としたコーティング組成物を誘
電体層５に対して塗布・焼成して保護層６を形成するこ
とにより、酸化マグネシウムゾル粒子は、誘電体層５の
表面上においてその面方向が誘電体層５と平行な状態に
生長しながら積層し、その結果、保護層６の積層を極め
て薄くすることができる。
グネシウム化合物を主体としたコーティング組成物を誘
電体層５に対して塗布・焼成して保護層６を形成するこ
とにより、酸化マグネシウムゾル粒子は、誘電体層５の
表面上においてその面方向が誘電体層５と平行な状態に
生長しながら積層し、その結果、保護層６の積層を極め
て薄くすることができる。
【００６５】一般に交流型プラズマディスプレイの保護
層は、２μｍ以下の層厚で形成することが実用上最も必
要充分な条件とされているが、この２μｍ以下の層厚
を、本発明の機能性膜の製造方法によれば充分に形成す
ることができる。その保護層６の層厚が、例えば、１０
μｍ程度と厚いと、交流型プラズマディスプレイの重要
な特性の一つであるメモリ機能の発生源である壁電荷の
効果を弱めることになって駆動電圧を高くする必要が生
じ、その結果として、駆動回路に用いるトランジスタの
電圧を高耐圧仕様にせねばならなくなるが、本発明は上
記したように２μｍ以下の保護層とすることができるの
で、このような欠点は生じない。
層は、２μｍ以下の層厚で形成することが実用上最も必
要充分な条件とされているが、この２μｍ以下の層厚
を、本発明の機能性膜の製造方法によれば充分に形成す
ることができる。その保護層６の層厚が、例えば、１０
μｍ程度と厚いと、交流型プラズマディスプレイの重要
な特性の一つであるメモリ機能の発生源である壁電荷の
効果を弱めることになって駆動電圧を高くする必要が生
じ、その結果として、駆動回路に用いるトランジスタの
電圧を高耐圧仕様にせねばならなくなるが、本発明は上
記したように２μｍ以下の保護層とすることができるの
で、このような欠点は生じない。
【００６６】ところで、前記本発明のコーティング組成
物は、加水分解物の析出がないので、塗布した場合に均
一な薄膜を形成することができ、このようなコーティン
グ組成物を用いて形成した酸化マグネシウム膜からなる
保護層６は、膜厚の調節が任意で行え、２μｍ以下程度
の層厚の形成が可能となり、しかも膜強度が高いので亀
裂により誘電体層５が露出する恐れがない。このように
保護層６の層厚を薄くできることにより、駆動電圧の低
下を促進することができ、コスト低下を実現することが
できると共に、ディスプレイ自体の厚さを極めて薄くす
ることが可能となる。
物は、加水分解物の析出がないので、塗布した場合に均
一な薄膜を形成することができ、このようなコーティン
グ組成物を用いて形成した酸化マグネシウム膜からなる
保護層６は、膜厚の調節が任意で行え、２μｍ以下程度
の層厚の形成が可能となり、しかも膜強度が高いので亀
裂により誘電体層５が露出する恐れがない。このように
保護層６の層厚を薄くできることにより、駆動電圧の低
下を促進することができ、コスト低下を実現することが
できると共に、ディスプレイ自体の厚さを極めて薄くす
ることが可能となる。
【００６７】以上の交流型プラズマディスプレイの説明
は本発明のコーティング組成物による機能性膜を使用し
た例を説明するためのものであり、本発明のコーティン
グ組成物、及び機能性膜の適用例は、図１及び図２に示
した構造の交流型プラズマディスプレイに限定されるも
のではない。
は本発明のコーティング組成物による機能性膜を使用し
た例を説明するためのものであり、本発明のコーティン
グ組成物、及び機能性膜の適用例は、図１及び図２に示
した構造の交流型プラズマディスプレイに限定されるも
のではない。
【００６８】
〔実施例１〕 （コーティング組成物の調製）以下の組成の混合物を室
温で８時間撹拌して、マグネシウムジメトキシドのエタ
ノール溶液を得た。 エタノール １１７重量部 マグネシウムジメトキシド １５重量部 ジエタノールアミン １８重量部 次に、上記エタノール溶液２０重量部を、窒素雰囲気中
で０．４２重量部の水が添加されているエタノール７０
重量部に添加し、室温で５時間撹拌し、無色透明のマグ
ネシウムジメトキシドの部分加水分解物溶液を得、本実
施例１のコーティング組成物とした。
温で８時間撹拌して、マグネシウムジメトキシドのエタ
ノール溶液を得た。 エタノール １１７重量部 マグネシウムジメトキシド １５重量部 ジエタノールアミン １８重量部 次に、上記エタノール溶液２０重量部を、窒素雰囲気中
で０．４２重量部の水が添加されているエタノール７０
重量部に添加し、室温で５時間撹拌し、無色透明のマグ
ネシウムジメトキシドの部分加水分解物溶液を得、本実
施例１のコーティング組成物とした。
【００６９】（酸化マグネシウム膜からなる保護層の作
製）前記工程で得られたコーティング組成物を図１に示
す誘電体層５の表面に対し、コーティング印刷法の一種
であるディップコーティング法により大気中で塗布し
た。塗布膜形成後、乾燥して、５００℃で２時間キープ
した熱処理（焼成）を施した。得られた酸化マグネシウ
ム膜は完全に透明な膜であり、誘電体層５に対して、強
い密着性（鉛筆硬度５Ｈ以上）を示した。
製）前記工程で得られたコーティング組成物を図１に示
す誘電体層５の表面に対し、コーティング印刷法の一種
であるディップコーティング法により大気中で塗布し
た。塗布膜形成後、乾燥して、５００℃で２時間キープ
した熱処理（焼成）を施した。得られた酸化マグネシウ
ム膜は完全に透明な膜であり、誘電体層５に対して、強
い密着性（鉛筆硬度５Ｈ以上）を示した。
【００７０】本実施例１の酸化マグネシウム膜からなる
保護層の表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×５
０．０Ｋ）を図３に示す。比較のために、図４に、誘電
体層５の表面に酸化マグネシウムを真空蒸着して保護層
を作製した場合のその表面の粒子構造を示す電子顕微鏡
写真（×５０．０Ｋ）を示し、図５に、次の比較例１に
より製造された、マグネシウムジメトキシドが完全加水
分解されてなるコーティング組成物により得られた酸化
マグネシウム膜からなる保護層の表面の粒子構造を示す
電子顕微鏡写真（×５０．０Ｋ）を示す。
保護層の表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×５
０．０Ｋ）を図３に示す。比較のために、図４に、誘電
体層５の表面に酸化マグネシウムを真空蒸着して保護層
を作製した場合のその表面の粒子構造を示す電子顕微鏡
写真（×５０．０Ｋ）を示し、図５に、次の比較例１に
より製造された、マグネシウムジメトキシドが完全加水
分解されてなるコーティング組成物により得られた酸化
マグネシウム膜からなる保護層の表面の粒子構造を示す
電子顕微鏡写真（×５０．０Ｋ）を示す。
【００７１】図３〜図５によれば、本実施例１のコーテ
ィング組成物を使用して製造された酸化マグネシウム膜
からなる保護層は、その表面の粒子が均一で微細であ
り、緻密な膜が形成されていることが分かる。
ィング組成物を使用して製造された酸化マグネシウム膜
からなる保護層は、その表面の粒子が均一で微細であ
り、緻密な膜が形成されていることが分かる。
【００７２】（パネルの作製）ガラス製の前面基板１上
に真空蒸着法によりクロム電極としてＸ電極４ａを形成
し、次いで、真空蒸着法により誘電体層５を形成し、そ
の誘電体層５上に本実施例１の前記酸化マグネシウム膜
の形成方法により、酸化マグネシウム膜からなる保護層
６を形成した。次いでこの背面基板１の保護層６上にス
クリーン印刷で障壁８を形成した後、蛍光性物質を該障
壁８に塗布して蛍光体９を形成した。
に真空蒸着法によりクロム電極としてＸ電極４ａを形成
し、次いで、真空蒸着法により誘電体層５を形成し、そ
の誘電体層５上に本実施例１の前記酸化マグネシウム膜
の形成方法により、酸化マグネシウム膜からなる保護層
６を形成した。次いでこの背面基板１の保護層６上にス
クリーン印刷で障壁８を形成した後、蛍光性物質を該障
壁８に塗布して蛍光体９を形成した。
【００７３】一方、ガラス製の背面基板２上に真空蒸着
法により形成したＣｒ電極をパターニングしてＹ電極４
ｂを形成した後、同じく真空蒸着法で該Ｙ電極４ｂ上に
誘電体層５を形成した後に、本実施例１の前記酸化マグ
ネシウム膜の形成方法により、酸化マグネシウム膜から
なる保護層６を形成した。前記背面基板２上のＣｒ電極
（Ｙ電極４ｂ）の膜厚は２０００Å、誘電体層５の膜厚
は８０００Åであった。
法により形成したＣｒ電極をパターニングしてＹ電極４
ｂを形成した後、同じく真空蒸着法で該Ｙ電極４ｂ上に
誘電体層５を形成した後に、本実施例１の前記酸化マグ
ネシウム膜の形成方法により、酸化マグネシウム膜から
なる保護層６を形成した。前記背面基板２上のＣｒ電極
（Ｙ電極４ｂ）の膜厚は２０００Å、誘電体層５の膜厚
は８０００Åであった。
【００７４】前記各工程で得られた両者の基板を保護層
を内側にして張り合わせ、障壁８に囲まれた空間部に、
Ｈｅ−Ｘｅ（１．１％）ペニングガスを５００Ｔｏｒｒ
封入して、本実施例１の対向放電交流型プラズマディス
プレイを作製した。
を内側にして張り合わせ、障壁８に囲まれた空間部に、
Ｈｅ−Ｘｅ（１．１％）ペニングガスを５００Ｔｏｒｒ
封入して、本実施例１の対向放電交流型プラズマディス
プレイを作製した。
【００７５】得られた対向放電交流型プラズマディスプ
レイに対して、駆動波形が駆動周波数１５ｋＨｚ、デュ
ーティ比が２３％の交流パルスにより、最小点火電圧Ｖ
ｆと最小維持電圧Ｖｓｍを測定した。その結果、最小点
火電圧Ｖｆ＝２００Ｖ、最小維持電圧Ｖｓｍ＝１４５
Ｖ、メモリーマージン（Ｖｆ−Ｖｓｍ）５５Ｖであっ
た。この値は酸化マグネシウム膜として真空蒸着膜を用
いた同構造のパネルと比較して、４０〜５０Ｖ高いもの
であった。しかしメモリーマージンはほぼ同等の５５Ｖ
であった。
レイに対して、駆動波形が駆動周波数１５ｋＨｚ、デュ
ーティ比が２３％の交流パルスにより、最小点火電圧Ｖ
ｆと最小維持電圧Ｖｓｍを測定した。その結果、最小点
火電圧Ｖｆ＝２００Ｖ、最小維持電圧Ｖｓｍ＝１４５
Ｖ、メモリーマージン（Ｖｆ−Ｖｓｍ）５５Ｖであっ
た。この値は酸化マグネシウム膜として真空蒸着膜を用
いた同構造のパネルと比較して、４０〜５０Ｖ高いもの
であった。しかしメモリーマージンはほぼ同等の５５Ｖ
であった。
【００７６】これらの測定値から、本実施例１で得られ
た対向放電交流型プラズマディスプレイにおける酸化マ
グネシウム膜からなる保護層６は、充分な特性を発揮す
ることがわかる。
た対向放電交流型プラズマディスプレイにおける酸化マ
グネシウム膜からなる保護層６は、充分な特性を発揮す
ることがわかる。
【００７７】〔比較例１〕前記実施例１で調製されたエ
タノール溶液２０重量部を窒素雰囲気中で１．０重量部
（マグネシウムジメトキシドの加水分解可能な部位に対
し、過剰量）の水を加えたエタノール７０重量部に添加
し、室温で５時間撹拌したところ、水酸化マグネシウム
粒子が形成され、液全体が白濁した。
タノール溶液２０重量部を窒素雰囲気中で１．０重量部
（マグネシウムジメトキシドの加水分解可能な部位に対
し、過剰量）の水を加えたエタノール７０重量部に添加
し、室温で５時間撹拌したところ、水酸化マグネシウム
粒子が形成され、液全体が白濁した。
【００７８】得られた水酸化マグネシウム粒子分散液を
前記実施例１の手法と同様にディップコーティング法に
より大気中で誘電体層５に塗布したが、１２０℃での乾
燥の過程で水酸化マグネシウム粒子が析出し、塗膜には
ならなかった。
前記実施例１の手法と同様にディップコーティング法に
より大気中で誘電体層５に塗布したが、１２０℃での乾
燥の過程で水酸化マグネシウム粒子が析出し、塗膜には
ならなかった。
【００７９】〔実施例２〕 （二酸化ケイ素溶液の調製）以下の組成の混合物を室温
で３時間撹拌し、テトラエトキシシランの部分加水分解
物溶液を得た。 エタノール ２４重量部 テトラエトキシシラン １５重量部 ０．１規定塩酸水溶液 ３．９重量部 〔実施例３〕 （二酸化チタン溶液の調製）以下の組成の混合物を室温
で３時間撹拌し、テトラエトキシチタンの部分加水分解
物溶液を得た。 エタノール ３４重量部 テトラエトキシチタン １５重量部 １規定塩酸水溶液 ３．６重量部 〔比較例２〕以下の組成の混合物を室温で３時間撹拌
し、テトラエトキシチタンの完全加水分解物溶液を得
た。 エタノール ３４重量部 テトラエトキシチタン １５重量部 １規定塩酸水溶液 ４．８重量部 混合物の３時間撹拌後には、液全体がゲルとなったた
め、コーティング液としては使用することはできなかっ
た。
で３時間撹拌し、テトラエトキシシランの部分加水分解
物溶液を得た。 エタノール ２４重量部 テトラエトキシシラン １５重量部 ０．１規定塩酸水溶液 ３．９重量部 〔実施例３〕 （二酸化チタン溶液の調製）以下の組成の混合物を室温
で３時間撹拌し、テトラエトキシチタンの部分加水分解
物溶液を得た。 エタノール ３４重量部 テトラエトキシチタン １５重量部 １規定塩酸水溶液 ３．６重量部 〔比較例２〕以下の組成の混合物を室温で３時間撹拌
し、テトラエトキシチタンの完全加水分解物溶液を得
た。 エタノール ３４重量部 テトラエトキシチタン １５重量部 １規定塩酸水溶液 ４．８重量部 混合物の３時間撹拌後には、液全体がゲルとなったた
め、コーティング液としては使用することはできなかっ
た。
【００８０】〔実施例４〕 （反射防止膜の形成）前記実施例２及び実施例３で得ら
れた部分加水分解物溶液を図１に示す前面基板１の表面
に対し、テトラエトキシチタンの部分加水分解物、次い
でテトラエトキシシランの部分加水分解物の順に、コー
ティング印刷法の一種であるディップコーティング法を
用いて大気中で塗布した。塗布膜形成後、１２０℃で１
時間乾燥させ、さらに３００℃で２時間キープした熱処
理（焼成）を施すことによって、前面基板１の表面に二
酸化チタン膜（高屈折率層）１０、二酸化ケイ素膜（低
屈折率層）１１の順に形成して反射防止膜とした。
れた部分加水分解物溶液を図１に示す前面基板１の表面
に対し、テトラエトキシチタンの部分加水分解物、次い
でテトラエトキシシランの部分加水分解物の順に、コー
ティング印刷法の一種であるディップコーティング法を
用いて大気中で塗布した。塗布膜形成後、１２０℃で１
時間乾燥させ、さらに３００℃で２時間キープした熱処
理（焼成）を施すことによって、前面基板１の表面に二
酸化チタン膜（高屈折率層）１０、二酸化ケイ素膜（低
屈折率層）１１の順に形成して反射防止膜とした。
【００８１】得られた二酸化チタン膜（高屈折率層）１
０の厚さは０．７μｍで二酸化ケイ素膜（低屈折率層）
１１の膜厚は０．１μｍであり、それぞれの膜は完全に
透明であり、前面基板１に対して、強い密着性（鉛筆硬
度５Ｈ以上）を示した。前記工程で得られた反射防止膜
に対し、５６０ｎｍの波長の垂直入射光の透過率を測定
したところ、前面基板１のみに対して１０％の透過率上
昇が図れた。
０の厚さは０．７μｍで二酸化ケイ素膜（低屈折率層）
１１の膜厚は０．１μｍであり、それぞれの膜は完全に
透明であり、前面基板１に対して、強い密着性（鉛筆硬
度５Ｈ以上）を示した。前記工程で得られた反射防止膜
に対し、５６０ｎｍの波長の垂直入射光の透過率を測定
したところ、前面基板１のみに対して１０％の透過率上
昇が図れた。
【００８２】
【発明の効果】本発明によれば、機能性膜を、加水分解
可能な反応部位を有する金属化合物からの部分加水分解
物より基本的に構成されるコーティング組成物を塗布し
てなる金属酸化物層で構成することにより、膜厚が薄
く、しかも、膜強度が優れ、基体に対しても高い密着性
を持ち、保護層としても充分に機能し、且つ透明性に優
れ、光学物品、電子・電気物品、磁性材料物品における
各種機能性膜に利用可能で、例えば、プラズマディスプ
レイとして利用する場合、視認性が優れ、放電開始電圧
や駆動電圧の制御が促進されて消費電力が大幅に低下
し、かつディスプレイ自体の厚さの薄化が実現できると
いった効果を要する。
可能な反応部位を有する金属化合物からの部分加水分解
物より基本的に構成されるコーティング組成物を塗布し
てなる金属酸化物層で構成することにより、膜厚が薄
く、しかも、膜強度が優れ、基体に対しても高い密着性
を持ち、保護層としても充分に機能し、且つ透明性に優
れ、光学物品、電子・電気物品、磁性材料物品における
各種機能性膜に利用可能で、例えば、プラズマディスプ
レイとして利用する場合、視認性が優れ、放電開始電圧
や駆動電圧の制御が促進されて消費電力が大幅に低下
し、かつディスプレイ自体の厚さの薄化が実現できると
いった効果を要する。
【００８３】本発明のコーティング組成物は、金属化合
物を有機溶媒中に溶解又は分散させることができ且つ加
水分解反応を律速に行わせることができる機能を有する
添加剤を含んでいるので、難溶性の金属化合物でも有機
溶媒への溶解又は分散が促進されてゾル溶液とすること
ができ、且つ水を存在させた場合には水との接触が均一
に行なわれるので、非常に律速な加水分解反応が行われ
る。このようにして得られる金属化合物の部分加水分解
物のゾル溶液はその粒子も非常に均一なものとなり、溶
液の経時安定性が増加する。したがって、このようなコ
ーティング組成物を用いて形成した機能性膜は、基板密
着性が強く、高強度なものとなる。
物を有機溶媒中に溶解又は分散させることができ且つ加
水分解反応を律速に行わせることができる機能を有する
添加剤を含んでいるので、難溶性の金属化合物でも有機
溶媒への溶解又は分散が促進されてゾル溶液とすること
ができ、且つ水を存在させた場合には水との接触が均一
に行なわれるので、非常に律速な加水分解反応が行われ
る。このようにして得られる金属化合物の部分加水分解
物のゾル溶液はその粒子も非常に均一なものとなり、溶
液の経時安定性が増加する。したがって、このようなコ
ーティング組成物を用いて形成した機能性膜は、基板密
着性が強く、高強度なものとなる。
【００８４】本発明のコーティング組成物は、部分加水
分解物のゾル溶液であるので、完全な加水分解物と比べ
て基板密着性に優れている。特に、マグネシウム化合物
の部分加水分解物のゾル溶液は、完全な加水分解によっ
て得られたＭｇ（ＯＨ）2 を原料としたコーティング組
成物に比べて基板密着性に優れている。そして、マグネ
ウシム化合物の部分加水分解物は塗膜形成後に、大気中
の水分を吸収して加水分解が完全なものとなり、緻密な
Ｍｇ（ＯＨ）2 膜となり、密着性が高いものとなる。ま
た、さらに、このＭｇ（ＯＨ）2 膜を加熱処理すること
により、より密度が高く、より密着性の高い、より高強
度なＭｇＯ膜とすることができる。
分解物のゾル溶液であるので、完全な加水分解物と比べ
て基板密着性に優れている。特に、マグネシウム化合物
の部分加水分解物のゾル溶液は、完全な加水分解によっ
て得られたＭｇ（ＯＨ）2 を原料としたコーティング組
成物に比べて基板密着性に優れている。そして、マグネ
ウシム化合物の部分加水分解物は塗膜形成後に、大気中
の水分を吸収して加水分解が完全なものとなり、緻密な
Ｍｇ（ＯＨ）2 膜となり、密着性が高いものとなる。ま
た、さらに、このＭｇ（ＯＨ）2 膜を加熱処理すること
により、より密度が高く、より密着性の高い、より高強
度なＭｇＯ膜とすることができる。
【００８５】また、本発明の機能性膜の製造方法によれ
ば、本発明のコーティング組成物を基体の表面に対しコ
ーティング法を用いて塗布して機能性膜を形成すること
を特徴としているので、従来の蒸着等の真空処理による
薄膜法と比較して大面積（例えば、対角４０インチ程度
の大画面のカラーテレビのディスプレイ等）に対し低コ
ストで成膜が可能となる。
ば、本発明のコーティング組成物を基体の表面に対しコ
ーティング法を用いて塗布して機能性膜を形成すること
を特徴としているので、従来の蒸着等の真空処理による
薄膜法と比較して大面積（例えば、対角４０インチ程度
の大画面のカラーテレビのディスプレイ等）に対し低コ
ストで成膜が可能となる。
【図１】本発明のコーティング組成物がカラーテレビの
ディスプレイパネルに適用された面放電方式の交流型プ
ラズマディスプレイの概略を示す断面図である。
ディスプレイパネルに適用された面放電方式の交流型プ
ラズマディスプレイの概略を示す断面図である。
【図２】本発明のコーティング組成物がカラーテレビの
ディスプレイパネルに適用された対向放電式の交流型プ
ラズマディスプレイの略図を示す断面図である。
ディスプレイパネルに適用された対向放電式の交流型プ
ラズマディスプレイの略図を示す断面図である。
【図３】実施例１の酸化マグネシウム膜からなる保護層
の表面の粒子構造を表す電子顕微鏡写真であり、倍率×
５０．０Ｋのものである。
の表面の粒子構造を表す電子顕微鏡写真であり、倍率×
５０．０Ｋのものである。
【図４】誘電体層５の表面に酸化マグネシウムを真空蒸
着して酸化マグネウシム膜からなる保護層を作製した場
合のその表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×５
０．０Ｋ）である。
着して酸化マグネウシム膜からなる保護層を作製した場
合のその表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×５
０．０Ｋ）である。
【図５】比較例１により製造された、マグネシウムジメ
トキシドが完全加水分解されてなるコーティング組成物
により得られた酸化マグネシウム膜からなる保護層の表
面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×５０．０Ｋ）で
ある。
トキシドが完全加水分解されてなるコーティング組成物
により得られた酸化マグネシウム膜からなる保護層の表
面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×５０．０Ｋ）で
ある。
１ 前面基板 ２ 背面基板 ３ ガス放電空間 ４ａ Ｘ電極 ４ｂ Ｙ電極 ５ 誘電体層 ６ 保護層 ７ アドレス電極 ８ 障壁 ９ 蛍光体 １０ 二酸化チタン膜（高屈折率層） １１ 二酸化ケイ素膜（低屈折率層）
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 11/02 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｚ
Claims (17)
- 【請求項１】 加水分解可能な反応部位を有する金属化
合物からの部分加水分解物より基本的に構成されること
を特徴とするコーティング組成物。 - 【請求項２】 前記部分加水分解物は、加水分解可能な
反応部位を有する金属化合物が加水分解可能な反応部位
に対して化学量論量以下の水の存在下で加水分解されて
得られたものであることを特徴とする請求項１記載のコ
ーティング組成物。 - 【請求項３】 前記部分加水分解物は、 （１）加水分解可能な反応部位を有する金属化合物、 （２）前記金属化合物を溶媒中に溶解又は分散させるこ
とができ、且つ加水分解反応を律速に行わせることがで
きる機能を有する添加剤、 （３）該加水分解可能な反応部位に対する化学量論量以
下の水、 （４）有機溶媒から調製されたゾル溶液であることを特
徴とする請求項１記載のコーティング組成物。 - 【請求項４】 （１）加水分解可能な反応部位を有する
金属化合物、 （２）前記金属化合物を有機溶媒中に溶解又は分散させ
ることができ、且つ加水分解反応を律速に行わせること
ができる機能を有する添加剤、 （３）有機溶媒から調製されたことを特徴とするコーテ
ィング組成物。 - 【請求項５】 前記加水分解可能な反応部位を有する金
属化合物が、１種または２種以上の金属アルコキシドで
あることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のコ
ーティング組成物。 - 【請求項６】 前記加水分解可能な反応部位を有する金
属化合物が、マグネシウムアルコキシドである請求項
１、２、３、４又は５記載のコーティング組成物。 - 【請求項７】 前記添加剤は、カルボン酸、カルボン酸
誘導体、アルカノールアミン類、グリコール類、グリコ
ール誘導体、及び炭素・炭素三重結合を有する有機化合
物から選ばれた１種又は２種以上である請求項３、４、
５又は６記載のコーティング組成物。 - 【請求項８】 前記部分加水分解物が下記の構造式で示
されることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の
コーティング組成物。 【化１】 （但し、Ｍはアルカリ土類金属原子、Ａはヘテロ原子、
ｎ1 〜ｎ2 は１以上の整数、ｎ3 はヘテロ原子の価数を
表す。） - 【請求項９】 前記部分加水分解物が下記の構造式で示
されることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の
コーティング組成物。 【化２】 （但し、Ｍはアルカリ土類金属原子、ｎは１以上の整数
を表す。） - 【請求項１０】 請求項１〜９に記載のコーティング組
成物に、さらに加水分解反応触媒が添加されていること
を特徴とするコーティング組成物。 - 【請求項１１】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９又は１０記載のコーティグ組成物に、さらに増粘
剤が添加されていることを特徴とするコーティング組成
物。 - 【請求項１２】 （１）加水分解可能な反応部位を有す
る金属化合物と、該金属化合物を有機溶媒中に溶解又は
分散させることができ且つ該金属化合物の加水分解反応
を律速に行わせることができる機能を有する添加剤とを
有機溶媒中に添加して該金属化合物を溶解又は分散さ
せ、 （２）次いで、得られた溶液に、該加水分解可能な反応
部位に対する化学量論量以下の水を添加して、前記金属
化合物の部分加水分解を行い、 （３）次いで、得られた部分加水分解物溶液を熟成して
金属酸化物及び／又は金属水酸化物の粒子を成長させて
安定なゾル溶液とすることを特徴とするコーティング組
成物の製造方法。 - 【請求項１３】 （１）カルボン酸、カルボン酸誘導
体、アルカノールアミン類、グリコール類、グリコール
誘導体、及び炭素・炭素三重結合を有する有機化合物か
ら選ばれた１種又は２種以上の化合物と、マグネシウム
アルコキシドとを有機溶媒中に添加して該マグネシウム
アルコキシドを溶解又は分散させ、 （２）次いで、得られた溶液に、前記マグネシウムアル
コキシドのアルコキシル基に対する化学量論量以下の水
を添加して、前記マグネシウムアルコキシドの部分加水
分解を行い、 （３）次いで、得られた部分加水分解物溶液を熟成して
水酸化マグネウシムの粒子を成長させて安定なゾル溶液
とすることを特徴とするコーティング組成物の製造方
法。 - 【請求項１４】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９、１０又は１１記載のコーティング組成物を基体
上に塗布することにより、機能性膜を形成することを特
徴とする機能性膜の製造方法。 - 【請求項１５】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９、１０又は１１記載のコーティング組成物を基体
上に塗布し、加熱することにより、機能性膜を形成する
ことを特徴とする機能性膜の製造方法。 - 【請求項１６】 請求項１４又は１５記載の製造方法に
より形成された機能性膜。 - 【請求項１７】 前記機能性膜がプラズマディスプレイ
用保護層である請求項１５記載の機能性膜。
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|---|---|---|---|
| JP27372295A JP3812751B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-09-28 | コーティング組成物及びその製造方法、並びに機能性膜及びその製造方法 |
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| US09/330,164 US6428913B1 (en) | 1995-03-31 | 1999-06-11 | Coating composition and use thereof |
| US10/162,193 US6682594B2 (en) | 1995-03-31 | 2002-06-05 | Coating composition and use thereof |
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