JPH09183665A - 光学装置用コーティング組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浸漬塗布法において均一な膜厚分布が得られ
るポリシラザン含有コーティング組成物を提供するこ
と。 【解決手段】 室温〜１２０℃の沸点を有する少なくと
も１種の溶媒と、全組成物重量に対して０．１〜２０重
量％のポリシラザンとを含む光学装置用コーティング組
成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置をは
じめとする光学装置、特にこのような装置に用いられる
部品や透明基板に各種ＳｉＯ₂ 系保護被膜を施すための
コーティング組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置をはじめとする光学装置の
需要が急速に高まりつつある。このような光学装置には
一般に透明基板が用いられており、低コスト化を進める
ためにより安価な基板、例えばソーダガラス基板を使用
することが望まれている。ソーダガラス基板を用いた場
合、基板から溶出するアルカリ成分が、例えば液晶表示
装置の性能に悪影響を及ぼす恐れがある。このため、一
般にこのような基板には、アルカリ成分の移行を遮断す
るために表面にバリヤ層がコーティングされる。また、
液晶表示装置では、基板からのアルカリ成分以外にも空
気中の湿分や酸素などを遮断して内部の液晶を保護する
必要があり、基板へのコーティングの他、組み立てられ
た液晶表示装置の部品や完成品にオーバーコートとして
バリヤ層を施すことが望まれる場合もある。バリヤ層と
しては、透明性、屈折率、などの光学的要件が好ましい
ことから、 ゾル−ゲル法によるアルコキシシラン由来のＳｉＯ₂
被膜、及びポリシラザンのキシレン溶液由来のＳｉＯ
₂ 被膜が知られている。これらいずれの被膜も、一般に
その前駆体溶液に光学装置やその基板を浸漬した後、そ
の塗膜を焼成することによって施工されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前者のゾル−ゲル法
は、５００℃以上の高温の焼成処理が必要であるため歩
留りが悪く、また形成されるバリヤ層の緻密性が低いた
め所望のバリヤ性が得られにくいという問題があった。
後者のポリシラザンを利用した方法によると、より緻密
で高いバリヤ性を示す被膜が得られる。しかしながら、
浸漬法で塗布する場合、浸漬後に被塗工物を引き上げた
際に溶媒が適切な速度で乾燥しないとコーティング液が
重力で下方に垂れ流れるために光学装置として許容でき
ない不均一な膜厚分布をもたらすことがわかった。この
ことは、被塗工物の引き上げ速度を上げて被覆物の生産
効率を高めようとすればするほど大きな問題となり、従
来より用いられているキシレン溶媒は光学装置のさらな
る製造コストの低下を進める上で障害となることがわか
った。従って、本発明の目的は、上記のような問題を解
決し、液晶表示装置のような光学装置にとって許容でき
る均一な膜厚分布（一般に±５％以内が好ましい）をも
たらし且つ、該光学装置の生産効率をさらに高めること
を可能とするポリシラザン含有コーティング組成物を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記の
課題は、 （１）室温〜１２０℃の沸点を有する少なくとも１種の
溶媒と、全組成物重量に対して０．１〜２０重量％のポ
リシラザンとを含む光学装置用コーティング組成物によ
って達成される。

【０００５】本発明の好ましい実施態様を以下に列挙す
る。 （２）室温〜１２０℃の沸点を有する少なくとも１種の
溶媒と、全組成物重量に対して０．２〜１０重量％のポ
リシラザンとを含む光学装置用コーティング組成物。 （３）前記溶媒の沸点が５０〜１００℃である、（１）
又は（２）項に記載の光学装置用コーティング組成物。 （４）前記溶媒が脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素及び
脂環式炭化水素から成る群より選ばれた少なくとも２種
の溶媒混合物である、（１）〜（３）項のいずれか一項
に記載の光学装置用コーティング組成物。

【０００６】（５）さらに別の芳香族炭化水素を全組成
物重量に対して１〜１０重量％含有する、（１）〜
（４）項のいずれか一項に記載の光学装置用コーティン
グ組成物。 （６）さらに触媒をポリシラザン重量に対して０．０１
〜１０重量％含有する、（１）〜（５）項のいずれか一
項に記載の光学装置用コーティング組成物。 （７）前記ポリシラザンが下記一般式（Ｉ）：

【０００７】

【化１】

【０００８】（上式中、Ｒ¹ 、Ｒ² 及びＲ³ は、それぞ
れ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロ
アルキル基、アリール基、またはこれらの基以外でケイ
素に直結する基が炭素である基、アルキルシリル基、ア
ルキルアミノ基、アルコキシ基を表わす。ただし、
Ｒ¹ 、Ｒ² 及びＲ³ の少なくとも１つは水素原子であ
る）で表わされる単位からなる主骨格を有する数平均分
子量が１００〜５万のポリシラザンである、（１）〜
（６）項のいずれか一項に記載の光学装置用コーティン
グ組成物。

【０００９】本発明の光学装置用コーティング組成物に
よると、浸漬法により液晶表示装置などの光学装置又は
その基板をコーティングした場合に溶媒がより迅速に乾
燥するため、浸漬法における引き上げ速度を高くしても
光学装置にとって許容できる均一な膜厚分布が得られ、
その結果、該光学装置の生産効率が高められる。本発明
は、液晶表示装置をはじめとする光学装置に、対アルカ
リ成分遮断性、ガスバリヤ性、耐湿性、電気絶縁性、平
滑性、光学特性、等を一度に付与することができるポリ
シラザン由来のセラミックコーティング膜を、より効率
よく大量被覆することができるポリシラザン含有コーテ
ィング組成物を提供するものである。本発明は、この目
的のために特別に選定された溶媒を使用することによっ
て達成される。

【００１０】本発明のコーティング組成物に用いられる
溶媒は、その沸点が室温〜約１２０℃、好ましくは５０
〜１００℃の範囲にあって、使用するポリシラザンに悪
影響を及ぼすことのない溶媒であれば特に限定はされな
い。この沸点が約１２０℃よりも高いと、上記したよう
に溶媒の乾燥速度が低いために浸漬コーティング法にお
いて光学装置として許容できる膜厚分布を許容できる施
工効率で達成することが困難となる。反対に、沸点が室
温よりも低い場合には浸漬コーティング液の溶媒蒸発に
よる濃度変化が大きくなり、実用的ではない。このよう
な溶媒としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素及び
脂環式炭化水素が挙げられ、その具体例としてシクロヘ
キサン（沸点８１℃）、シクロヘキセン（８３℃）、ヘ
キサン（６９℃）、ベンゼン（８０℃）、トルエン（１
１０℃）、等が挙げられる。本発明のコーティング組成
物では、これらの溶媒を２種以上組み合わせて使用する
ことにより、溶媒の沸点を所望の値に調節することがで
きる。例えば、好ましい溶媒混合物として、キシレン＋
シクロヘキサン（１３９〜１４４℃）、キシレン＋シク
ロヘキセン、等が挙げられる。

【００１１】本発明のコーティング組成物においては、
上記の特定の溶媒の他、ポリシラザンの溶媒として常用
されている上記沸点要件を満たさない溶媒を含むことも
できる。この場合、他の溶媒の量は１５重量％以下とす
ることが好ましい。後述するように、実用上はポリシラ
ザンを本発明における特定の溶媒とは別の溶媒、例えば
キシレンをはじめとする芳香族炭化水素に、例えば２０
重量％程度の濃度で溶解させた形で保存することが望ま
しく、本発明のコーティング組成物を調製する際には、
こうした濃縮ポリシラザン溶液を上記のような特定の溶
媒で単に希釈することが簡便である。従って、本発明の
コーティング組成物にはこのような他の溶媒が典型的に
は０〜１５重量％、好ましくは１〜１０重量％含まれる
ことができる。

【００１２】本発明において用いられるポリシラザン
は、分子内に少なくともＳｉ−Ｈ結合、あるいはＮ−Ｈ
結合を有するポリシラザンであればよく、ポリシラザン
単独は勿論のこと、ポリシラザンと他のポリマーとの共
重合体やポリシラザンと他の化合物との混合物でも利用
できる。用いるポリシラザンには、鎖状、環状、あるい
は架橋構造を有するもの、あるいは分子内にこれら複数
の構造を同時に有するものがあり、これら単独でもある
いは混合物でも利用できる。

【００１３】用いるポリシラザンの代表例としては下記
のようなものがあるが、これらに限定されるものではな
い。得られるコーティング膜の硬度（緻密性）の点から
はペルヒドロポリシラザンが好ましく、可撓性の点では
オルガノポリシラザンが好ましい。また、一般に高温処
理すると特性が損なわれる光学装置や物性が損なわれる
プラスチックや強化ガラスの基板にコーティングする場
合には、これらの耐熱温度をも考慮に入れた低温セラミ
ックス化ポリシラザンを使用することが好ましい。これ
らポリシラザンの選択は、当業者であれば用途に合わせ
て適宜行うことができる。

【００１４】上記一般式（Ｉ）でＲ¹ 、Ｒ² 及びＲ³ に
水素原子を有するものは、ペルヒドロポリシラザンであ
り、その製造法は、例えば特公昭６３−１６３２５号公
報、D. Seyferth らCommunication of Am. Cer. Soc.,
C-13, January 1983. に報告されている。これらの方法
で得られるものは、種々の構造を有するポリマーの混合
物であるが、基本的には分子内に鎖状部分と環状部分を
含み、

【００１５】

【化２】

【００１６】の化学式で表わすことができる。ペルヒド
ロポリシラザンの構造の一例を以下に示す。

【００１７】

【化３】

【００１８】一般式（Ｉ）でＲ¹ 及びＲ² に水素原子、
Ｒ³ にメチル基を有するポリシラザンの製造方法は、D.
Seyferth らPolym. Prepr., Am. Chem. Soc., Div. Po
lym.Chem., 25, 10（1984）に報告されている。この方
法により得られるポリシラザンは、繰り返し単位が−
（ＳｉＨ₂ ＮＣＨ₃ ）−の鎖状ポリマーと環状ポリマー
であり、いずれも架橋構造をもたない。一般式（Ｉ）で
Ｒ¹ 及びＲ³ に水素原子、Ｒ² に有機基を有するポリオ
ルガノ（ヒドロ）シラザンの製造法は、D. Seyferth ら
Polym. Prepr., Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.,
25, 10（1984）、特開昭６１−８９２３０号公報、同６
２−１５６１３５号公報に報告されている。これらの方
法により得られるポリシラザンには、−（Ｒ² ＳｉＨＮ
Ｈ）−を繰り返し単位として、主として重合度が３〜５
の環状構造を有するものや（Ｒ³ ＳｉＨＮＨ）_X 〔（Ｒ
² ＳｉＨ）_1.5 Ｎ〕_1-X （０．４＜ｘ＜１）の化学式で
示される分子内に鎖状構造と環状構造を同時に有するも
のがある。

【００１９】一般式（Ｉ）でＲ¹ に水素原子、Ｒ² 及び
Ｒ³ に有機基を有するポリシラザン、またＲ¹ 及びＲ²
に有機基、Ｒ³ に水素原子を有するものは、−（Ｒ¹ Ｒ
² ＳｉＮＲ³ ）−を繰り返し単位として、主に重合度が
３〜５の環状構造を有している。用いるポリシラザン
は、上記一般式（Ｉ）で表わされる単位からなる主骨格
を有するが、一般式（Ｉ）で表わされる単位は、上記に
も明らかなように環状化することがあり、その場合には
その環状部分が末端基となり、このような環状化がされ
ない場合には、主骨格の末端はＲ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ と同様
の基又は水素であることができる。

【００２０】ポリオルガノ（ヒドロ）シラザンの中に
は、D. Seyferth らCommunication ofAm. Cer. Soc., C
-132, July 1984. が報告されている様な分子内に架橋
構造を有するものもある。一例を下記に示す。

【００２１】

【化４】

【００２２】また、特開昭４９−６９７１７号公報に報
告されている様なＲ¹ ＳｉＸ₃ （Ｘ：ハロゲン）のアン
モニア分解によって得られる架橋構造を有するポリシラ
ザン（Ｒ¹ Ｓｉ（ＮＨ）_X ）、あるいはＲ¹ ＳｉＸ₃ 及
びＲ² ₂ＳｉＸ₂ の共アンモニア分解によって得られる下
記の構造を有するポリシラザンも出発材料として用いる
ことができる。

【００２３】

【化５】

【００２４】さらに、下記の構造（式中、側鎖の金属原
子であるＭは架橋をなしていてもよい）のように金属原
子を含むポリメタロシラザンも出発材料として用いるこ
とができる。

【００２５】

【化６】

【００２６】本発明の光学装置用コーティング組成物
は、以下のような低温セラミックス化ポリシラザンを使
用して調製することもできる。こうした低温セラミック
ス化ポリシラザンを使用することにより、塗布後に高温
焼成ができない耐熱性の低い基板（例えば、プラスチッ
クス）や液晶などを含む光学装置にも、低温セラミック
ス化処理によって上記と同様の保護コーティングを施工
することができる。例えば、本願出願人による特開平５
−２３８８２７号公報に記載されているケイ素アルコキ
シド付加ポリシラザンを使用することができる。この変
性ポリシラザンは、上記一般式（Ｉ）で表されるポリシ
ラザンと、下記一般式（II）： Ｓｉ（ＯＲ⁴ ）₄ （II） （式中、Ｒ⁴ は、同一でも異なっていてもよく、水素原
子、炭素原子数１〜２０個を有するアルキル基またはア
リール基を表し、少なくとも１個のＲ⁴ は上記アルキル
基またはアリール基である）で表されるケイ素アルコキ
シドを加熱反応させて得られる、アルコキシド由来ケイ
素／ポリシラザン由来ケイ素原子比が０．００１〜３の
範囲内かつ数平均分子量が約２００〜５０万のケイ素ア
ルコキシド付加ポリシラザンである。

【００２７】好適な低温セラミックス化ポリシラザンの
別の例として、本出願人による特開平６−１２２８５２
号公報に記載されているグリシドール付加ポリシラザン
が挙げられる。この変性ポリシラザンは、上記一般式
（Ｉ）で表されるポリシラザンとグリシドールを反応さ
せて得られる、グリシドール／ポリシラザン重量比が
０．００１〜２の範囲内かつ数平均分子量が約２００〜
５０万のグリシドール付加ポリシラザンである。好適な
低温セラミックス化ポリシラザンのさらに別の例とし
て、本願出願人による特開平６−３０６３２９号公報に
記載されているアセチルアセトナト錯体付加ポリシラザ
ンが挙げられる。この変性ポリシラザンは、上記一般式
（Ｉ）で表されるポリシラザンと、金属としてニッケ
ル、白金、パラジウム又はアルミニウムを含むアセチル
アセトナト錯体を反応させて得られる、アセチルアセト
ナト錯体／ポリシラザン重量比が０．０００００１〜２
の範囲内かつ数平均分子量が約２００〜５０万のアセチ
ルアセトナト錯体付加ポリシラザンである。

【００２８】好適な低温セラミックス化ポリシラザンの
さらに別の例として、本願出願人による特開平６−２９
９１１８号公報に記載されている金属カルボン酸塩付加
ポリシラザンが挙げられる。この変性ポリシラザンは、
上記一般式（Ｉ）で表されるポリシラザンと、ニッケ
ル、チタン、白金、ロジウム、コバルト、鉄、ルテニウ
ム、オスミウム、パラジウム、イリジウム及びアルミニ
ウムから成る群より選ばれた少なくとも１種の金属を含
む金属カルボン酸塩を反応させて得られる、金属カルボ
ン酸塩／ポリシラザン重量比が０．０００００１〜２の
範囲内かつ数平均分子量が約２００〜５０万の金属カル
ボン酸塩付加ポリシラザンである。

【００２９】その他の低温セラミックス化ポリシラザン
の例として、本願出願人による特開平７−１９６９８６
号公報に記載されている金属微粒子添加ポリシラザンが
挙げられる。この変性ポリシラザンは、上記一般式
（Ｉ）で表されるポリシラザンを主成分とするコーティ
ング溶液にＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉをはじめとする金属
の微粒子を添加して得られる変性ポリシラザンである。
金属微粒子の粒径は０．５μｍより小さいことが好まし
く、０．１μｍ以下がより好ましく、さらには０．０５
μｍより小さいことが好ましい。特に、粒径０．００５
〜０．０１μｍの独立分散超微粒子を高沸点アルコール
に分散させたものが好ましい。金属微粒子の添加量は、
ポリシラザン１００重量部に対して０．０１〜１０重量
部、好ましくは０．０５〜５重量部である。金属微粒子
添加ポリシラザンの調製については、上記特開平７−１
９６９８６号公報を参照されたい。

【００３０】本発明により用いることができるポリシラ
ザンは、分子量が低すぎるとセラミックス化時の収率が
低くなり、実用的でない。一方分子量が高すぎると溶液
の安定性が低く、健全なセラミック膜が得られない。こ
れらの理由から、用いるポリシラザンの分子量は数平均
分子量で下限は１００、好ましくは５００である。ま
た、上限は５万、好ましくは１００００である。本発明
によるコーティング組成物は、用いるポリシラザンの平
均分子量、分子量分布、その構造によって異なるが、全
組成物重量に対して好ましくは約０．２〜１０重量％、
より好ましくは約２〜５重量％のポリシラザンを含有す
ることにより、光学装置用の部品やその基板の浸漬コー
ティングにおいて適切な溶媒乾燥速度が達成される。

【００３１】また、本発明によるコーティング組成物に
は、必要に応じて所望の充填剤及び／又は増量剤を加え
ることができる。充填剤の例としてはシリカ、アルミ
ナ、ジルコニア、マイカを始めとする酸化物系無機物、
炭化珪素、窒化珪素等の非酸化物系無機物の微粉、ある
いはアクリル樹脂、フッ素樹脂、等の有機化合物、が挙
げられる。また用途によってはアルミニウム、亜鉛、銅
等の金属粉末の添加も可能である。これら充填剤は、針
状（ウィスカーを含む）、粒状、鱗片状等種々の形状の
ものを単独又は２種以上混合して用いることができる。
これら充填剤の粒子の大きさは１回に適用可能な膜厚よ
りも小さいことが望ましい。また充填剤の添加量はポリ
シラザン１重量部に対し、０．０５〜１０重量部の範囲
であり、特に好ましい添加量は０．２〜３重量部の範囲
である。

【００３２】上記のコーティング組成物には、必要に応
じて各種顔料、レベリング剤、消泡剤、帯電防止剤、紫
外線吸収剤、pH調整剤、分散剤、表面改質剤、可塑剤、
乾燥促進剤、流れ止め剤、等を加えてもよい。本発明に
よると、上記のようなポリシラザン含有コーティング組
成物を光学装置用の部品や基板に塗布し、その塗膜をセ
ラミックス化してポリシラザンを実質的にＳｉＯ₂ へ転
化することにより光学装置用のアンダーコートを施工す
ることができる。

【００３３】このような基板としては、ソーダガラスを
はじめとするガラスの他、種々のプラスチック材料（特
に、透明プラスチックス）が包含され、例えば、ポリカ
ーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエーテルサ
ルファイド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチ
レンテレフタレート、等が挙げられる。本発明による
と、上記のような基板の他、光学装置用の部品、例えば
液晶表示装置用としてカラーフィルターを搭載した基板
や、ＩＴＯなどの薄膜電極を有する電極付基板の電極表
面にコーティング組成物を直接塗布してオーバーコート
とすることもできる。このような光学装置用の部品につ
いては、当業者であれば適宜選定することができる。

【００３４】光学装置用の部品や基板の面積や厚さには
特に制限はなく、用途に応じた任意の面積及び厚さのガ
ラス、プラスチック基材を使用することができる。本発
明によると、上記のようなポリシラザン含有コーティン
グ組成物を上記のような部品や基板の両面に浸漬塗布法
で適用することによりポリシラザン膜を形成する。所望
により、塗布前に基板をヤスリがけ、脱脂、各種ブラス
ト、等で表面処理しておくとコーティング組成物の付着
性が向上する。

【００３５】このような方法でコーティングし、十分乾
燥させた後、その塗膜に必要に応じて焼成工程を含むセ
ラミックス化工程を施す。このセラミックス化工程によ
ってポリシラザンが架橋、縮合、あるいは、焼成雰囲気
によっては酸化、加水分解して硬化し、緻密なセラミッ
ク膜を形成する。上記セラミックス化の条件は、用いる
ポリシラザンの分子量や構造などによって異なる。焼成
する場合、その焼成温度はポリシラザンがセラミックス
化する温度、通常４００℃以上が好ましいが、例えば液
晶を含む装置の外部にコーティングを施す場合には、用
いる液晶の耐熱温度よりも低い温度、一般には２４０℃
以下、好ましくは２００℃以下を採用することが好まし
い。

【００３６】昇温速度は特に限定しないが、５〜２０℃
／分の緩やかな昇温速度が好ましい。焼成雰囲気は酸素
中、空気中あるいは不活性ガス等のいずれであってもよ
いが、空気中がより好ましい。空気中での焼成によりポ
リシラザン又は変性ポリシラザンの酸化、あるいは空気
中に共存する水蒸気による加水分解が進行し、上記のよ
うな低い焼成温度でＳｉ−Ｏ結合あるいはＳｉ−Ｎ結合
を主体とする緻密なセラミック被膜の形成が可能とな
る。この被膜は、ポリシラザンに由来するために窒素を
原子百分率で０．００５〜５％含有する。先に列挙した
ような低温セラミックス化ポリシラザンを使用した場合
には、上記のような方法でコーティングした後、液晶及
び／又は基材（特に、プラスチックや強化ガラス）を損
なわない温度、好ましくは１５０℃以下で加熱処理を施
す。一般に、プラスチック基材の場合、加熱処理を１５
０℃以上で行うと、変形や強度劣化などプラスチック基
材が損なわれる。加熱雰囲気は酸素中、空気中のいずれ
であってもよい。

【００３７】上記の温度での熱処理においてはＳｉ−
Ｏ、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ結合が存在する膜が形
成される。この膜はまだセラミックスへの転化が不完全
である。この膜を、次に述べる２つの方法及びのい
ずれか一方又は両方によって、セラミックスに転化させ
ることが可能である。 水蒸気雰囲気中での熱処理。 圧力は特に限定されるものではないが、１〜３気圧が現
実的に適当である。相対湿度は特に限定されるものでは
ないが、１０〜１００％ＲＨが好ましい。温度は室温以
上で効果的であるが室温〜１５０℃が好ましい。熱処理
時間は特に限定されるものではないが１０分〜３０日が
現実的に適当である。

【００３８】水蒸気雰囲気中での熱処理により、低温セ
ラミックス化ポリシラザンの酸化または水蒸気との加水
分解が進行するので、上記のような低い加熱温度で、実
質的にＳｉＯ₂ からなる緻密な膜の形成が可能となる。
但し、このＳｉＯ₂ 膜はポリシラザンに由来するため窒
素を原子百分率で０．００５〜５％含有する。この窒素
含有量が５％よりも多いと膜のセラミックス化が不十分
となり所期の効果（例えば、対酸素遮断性、対湿分遮断
性）が得られない。一方、窒素含有量を０．００５％よ
りも少なくすることは困難である。好ましい窒素含有量
は原子百分率で０．１〜３％である。

【００３９】触媒を含有した蒸留水中に浸す。 触媒としては、酸、塩基が好ましく、その種類について
は特に限定されないが、例えば、トリエチルアミン、ジ
エチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、ｎ−ヘキシルアミン、ｎ
−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブ
チルアミン、グアニジン、ピグアニン、イミダゾール、
１，８−ジアザビシクロ−〔５，４，０〕−７−ウンデ
セン、１，４−ジアザビシクロ−〔２，２，２〕−オク
タン等のアミン類；水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム、ピリジン、アンモニア水等のアル
カリ類；リン酸等の無機酸類；氷酢酸、無水酢酸、プロ
ピオン酸、無水プロピオン酸のような低級モノカルボン
酸、又はその無水物、シュウ酸、フマル酸、マレイン
酸、コハク酸のような低級ジカルボン酸又はその無水
物、トリクロロ酢酸等の有機酸類；過塩素酸、塩酸、硝
酸、硫酸、スルホン酸、パラトルエンスルホン酸、三フ
ッ化ホウ素及びその電気供与体との錯体、等；ＳｎＣｌ
₄ 、ＺｎＣｌ₂ 、ＦｅＣｌ₃ 、ＡｌＣｌ₃ 、ＳｂＣ
ｌ₃ 、ＴｉＣｌ₄ などのルイス酸及びその錯体等を使用
することができる。好ましい触媒は塩酸である。触媒の
含有割合としては０．０１〜５０重量％、好ましくは１
〜１０重量％である。保持温度としては室温から沸点ま
での温度にわたって有効である。保持時間としては特に
限定されるものではないが１０分〜３０日が現実的に適
当である。

【００４０】触媒を含有した蒸留水中に浸すことによ
り、低温セラミックス化ポリシラザンの酸化あるいは水
との加水分解が、触媒の存在により更に加速され、上記
のような低い加熱温度で、実質的にＳｉＯ₂ からなる緻
密なセラミック膜の形成が可能となる。但し、先に記載
したように、このＳｉＯ₂ 膜はポリシラザンに由来する
ため窒素を同様に原子百分率で０．００５〜５％含有す
る。

【００４１】本発明では、本願出願人による特願平６−
２３６８８１号明細書に記載されているセラミックス化
法を採用することもできる。この方法によれば、本発明
のコーティング組成物を基材に塗布し、十分に乾燥した
後、その塗膜にアルコキシシランと水を含む混合溶液を
（例えば、浸漬法や噴霧法により）接触させるだけで常
温においてもポリシラザンがセラミックス化し、実質的
にＳｉＯ₂ からなる緻密なセラミック膜が得られる。こ
の特願平６−２３６８８１号明細書に記載されている方
法に用いられるアルコキシシランは、ゾル−ゲル法によ
るＳｉＯ₂ 系セラミック被膜の形成に一般に用いられる
アルコキシシランの中から任意に選ぶことができる。好
適なアルコキシシランは、Ｓｉ（ＯＲ）₄ 〔式中、Ｒ
は、各々独立に、アルキル基、アルケニル基、シクロア
ルキル基、アリール基、アルキルアミノ基またはアルキ
ルシリル基を表す〕で示されるアルコキシシランであ
る。

【００４２】反応性の混合溶液に用いられる水（Ｈ
₂ Ｏ）には、通常のイオン交換水、工業用水、濾過水、
等が使用できる。しかしながら、得られる最終セラミッ
ク被膜の膜質等を考慮した場合、純水を使用することが
好ましい。また、水の代わりに過酸化水素水を使用する
ことは可能である。混合溶液中のアルコキシシランと水
の存在比率は、体積基準でアルコキシシラン／水＝０．
０１〜１００、より好ましくは０．１〜１０の範囲が好
ましい。この比率が０．０１よりも小さいと、水による
反応が主体となり、得られるセラミックスの膜質が悪く
なる。一方、１００よりも大きいと、アルコキシシラン
の加水分解速度が遅くなる。また、この比率を変更する
ことによって混合溶液の反応性を制御することができ
る。

【００４３】１回の塗布で得られるセラミック被膜の厚
さは、好ましくは０．０１〜１μｍ、より好ましくは
０．０２〜０．５μｍの範囲である。膜厚が２μｍより
も厚いとセラミックス化時に割れが入ることが多く、ま
た曇りが生じることによりヘイズ率（透明板の場合、３
％以下が好ましい）が増加してしまう。反対に、膜厚が
０．００５μｍよりも薄いと所期の効果、例えば対アル
カリ成分遮断性、ガスバリヤ性、耐湿性、等が得られな
い。この膜厚は、コーティング組成物中のポリシラザン
濃度を変更することによって制御することができる。す
なわち、膜厚を増加するためにポリシラザン濃度を高く
する（溶媒濃度を低くする）ことができる。本発明によ
ると、得られるセラミック被膜の膜厚分布の均一性が向
上し、膜厚の変動が一般に±７％以内、好ましくは±２
％以内のセラミック被膜が得られ、光学装置、例えば液
晶表示装置に使用するのに十分な膜厚均一性（好ましく
は±５％以内）を示すセラミックス被膜が得られる。

【００４４】こうして、本発明によりポリシラザン含有
コーティング組成物をセラミックス化すると、ガラス基
板から溶出してくるアルカリ成分や、大気中の湿分及び
酸素に対する遮断性に優れた緻密な実質的にＳｉＯ₂ か
らなる膜厚分布の均一なセラミックスコーティング膜が
得られる。

【００４５】

【実施例】実施例１ ポリシラザンをシクロヘキサンに溶解し、ポリシラザン
濃度２％のコーティング組成物を調製した。比較用コー
ティング組成物としてポリシラザンをキシレンに溶解
し、ポリシラザン濃度２％の組成物も調製した。これら
のコーティング組成物を下記のような正方形のガラス基
板に下記の引き上げ方向で引き上げ速度２００ｍｍ／
分、５００ｍｍ／分及び７００ｍｍ／分において浸漬塗
布した。

【００４６】

【化７】

【００４７】浸漬後、大気雰囲気下、４５０℃で焼成す
ることによりセラミックス被膜を形成させた。その被膜
厚を上記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥの各点において触針式の
膜厚計で測定した。結果を以下の表１にまとめる。

【００４８】表１ 〔膜厚単位：オングストローム〕引き上げ速度２００ｍｍ／分 測定地点 シクロヘキサン溶液 キシレン溶液 Ａ ３００ ２７５ Ｂ ３２５ ２９０ Ｃ ３３０ ２８５ Ｄ ３３０ ３２０ Ｅ ３４０ ３８０引き上げ速度５００ｍｍ／分 測定地点 シクロヘキサン溶液 キシレン溶液 Ａ ５００ ５２０ Ｂ ５４０ ５８５ Ｃ ５４５ ５２０ Ｄ ５５０ ５８５ Ｅ ５６０ ６３５引き上げ速度７００ｍｍ／分 測定地点 シクロヘキサン溶液 キシレン溶液 Ａ ７１０ ６８０ Ｂ ７１５ ６９０ Ｃ ７１５ ７２０ Ｄ ７１０ ６７０ Ｅ ７２０ ８００

【００４９】実施例２ ポリシラザンを９５％シクロヘキサン＋５％キシレンの
混合溶剤に溶解し、ポリシラザン濃度２％のコーティン
グ組成物を調製した。比較用コーティング組成物として
ポリシラザンをキシレンに溶解し、ポリシラザン濃度２
％の組成物も調製した。これらのコーティング組成物を
上記と同様の正方形のガラス基板に上記の引き上げ方向
で引き上げ速度２００ｍｍ／分、５００ｍｍ／分及び７
００ｍｍ／分において浸漬塗布した。浸漬後、大気雰囲
気下、４５０℃で焼成することによりセラミックス被膜
を形成させた。その被膜厚を上記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥ
の各点において触針式の膜厚計で測定した。結果を以下
の表２にまとめる。

【００５０】表２ 〔膜厚単位：オングストローム〕引き上げ速度２００ｍｍ／分 測定地点 シクロヘキサン＋キシレン キシレン溶液 Ａ ３０５ ２７５ Ｂ ３２５ ２９０ Ｃ ３２７ ２８５ Ｄ ３３０ ３２０ Ｅ ３３８ ３８０引き上げ速度５００ｍｍ／分 測定地点 シクロヘキサン＋キシレン キシレン溶液 Ａ ５０５ ５２０ Ｂ ５４４ ５８５ Ｃ ５４９ ５２０ Ｄ ５５３ ５８５ Ｅ ５６１ ６３５引き上げ速度７００ｍｍ／分 測定地点 シクロヘキサン＋キシレン キシレン溶液 Ａ ７０３ ６８０ Ｂ ７０８ ６９０ Ｃ ７０８ ７２０ Ｄ ７１０ ６７０ Ｅ ７１５ ８００

【００５１】

【発明の効果】本発明の光学装置用コーティング組成物
によると、浸漬塗布法により液晶表示装置のような光学
装置の部品やその基板をコーティングした場合に溶媒が
より迅速に乾燥するため、浸漬塗布法における引き上げ
速度を高くしても光学装置にとって許容できる均一な膜
厚分布が得られ、該光学装置の生産効率が高められる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室温〜１２０℃の沸点を有する少なくと
   も１種の溶媒と、全組成物重量に対して０．１〜２０重
   量％のポリシラザンとを含む光学装置用コーティング組
   成物。