JP2009123396A - Ito塗布液およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塗布液において、ITO微粒子の平均粒径が小さく、分散性が良好で、且つ、前記塗布液を用いて形成した塗布膜に、分散剤または分散剤の灰分が残留しないITO塗布液を提供する。
【解決手段】ITO微粒子と、有機溶媒とを含むITO塗布液であって、前記有機溶媒の50質量%以上が、エチレングリコール、または、ジエチレングリコール、またはそれらの混合物であり、前記ITO微粒子の平均粒径が200nm以下であることを特徴とするITO塗布液を提供する。
【選択図】なし
【解決手段】ITO微粒子と、有機溶媒とを含むITO塗布液であって、前記有機溶媒の50質量%以上が、エチレングリコール、または、ジエチレングリコール、またはそれらの混合物であり、前記ITO微粒子の平均粒径が200nm以下であることを特徴とするITO塗布液を提供する。
【選択図】なし
Description
本発明は、タッチパネル、PDP、赤外カットフィルム、LCD、有機EL、無機EL、太陽電池等に用いられる透明電極膜を作製するためのITO塗布液に関する。
ITO(Sn含有酸化インジウム)膜に代表される透明導電膜は、可視光透過性と導電性とを有し、用途は多様である。
当該ITO膜の成膜方法としては、大別して、蒸着法やスパッタ法のようなITOターゲットを使用する方法と、塗布法に代表されるようなITO塗布液を塗布する方法とがある。
当該ITO膜の成膜方法としては、大別して、蒸着法やスパッタ法のようなITOターゲットを使用する方法と、塗布法に代表されるようなITO塗布液を塗布する方法とがある。
ITO塗布液を塗布する方式は、インクジェット、スリットコート、スピンコート、ディップコート、スプレーコート、ロールコート、スクリーン印刷等、多様な方式が使用できる。そして、当該ITO塗布液を塗布する方式は、ITOターゲットを使用する方式と比較して、高価な真空設備を備える必要が無く、成膜されたITO膜に対しエッチング等の処理が不要であるため歩留まりが高く、低コストの成膜を得られる特徴がある。
このような、ITO塗布液として、特許文献1には、ITO微粒子、中間膜用可塑剤、アルコール類を主成分とする有機溶剤、および分散安定剤を含有するITO分散液が提案されている。
特開2005−187226号公報
このような、ITO塗布液として、特許文献1には、ITO微粒子、中間膜用可塑剤、アルコール類を主成分とする有機溶剤、および分散安定剤を含有するITO分散液が提案されている。
しかし、本発明者らの検討によれば、これら塗布方式で形成された透明導電膜は、ITOターゲットを使用する方式で形成された透明導電膜と比較して抵抗値が高い。
ここで、本発明者らは、塗布方式で形成された透明導電膜が、ITOターゲットを使用する方式で形成された透明導電膜と比較して抵抗値が高くなる理由について研究を行った。そして、当該研究の結果、塗布方式で形成された透明導電膜の抵抗値が高くなる以下の理由に想到した。
1.ITO粒子間に、分散剤、原料に起因する不純物等が存在している。
2.ITO粒子間の間隔が広い。
3.ITO粒子同士の接点において、結晶面が揃っていない。
4.ITO粒子の密度が、ITOターゲットを使用した膜に比べて低い。
ここで、本発明者らは、塗布方式で形成された透明導電膜が、ITOターゲットを使用する方式で形成された透明導電膜と比較して抵抗値が高くなる理由について研究を行った。そして、当該研究の結果、塗布方式で形成された透明導電膜の抵抗値が高くなる以下の理由に想到した。
1.ITO粒子間に、分散剤、原料に起因する不純物等が存在している。
2.ITO粒子間の間隔が広い。
3.ITO粒子同士の接点において、結晶面が揃っていない。
4.ITO粒子の密度が、ITOターゲットを使用した膜に比べて低い。
上記の検討結果から、本発明者らは、塗布方式で形成された透明導電膜が、ITOターゲットを使用する方式で形成された透明導電膜と比較して抵抗値が高くなる理由について、ITO塗布液中に含有される分散剤に注目した。
塗布法に用いられるITO塗布液は、ITO微粒子を溶媒中に分散させたものである。ITO微粒子を溶媒中に分散させる場合、ITO微粒子は2次凝集粒子を形成し、全界面エネルギーを減少させる方向に働く。このような2次凝集粒子が形成されてしまうと、塗布液中のITO微粒子が沈殿したり、塗布膜の光学特性(光透過率、ヘイズ)の悪化という問題が発生する。
そこで、当該問題を回避するため、溶媒中にITO微粒子を分散させる場合は、ITO微粒子表面を親溶媒性に表面改質する分散剤を添加したり、立体障害を用いてITO微粒子同士の距離を引き離す為、分子量の大きな有機物を分散剤として添加することがなされている。
そこで、当該問題を回避するため、溶媒中にITO微粒子を分散させる場合は、ITO微粒子表面を親溶媒性に表面改質する分散剤を添加したり、立体障害を用いてITO微粒子同士の距離を引き離す為、分子量の大きな有機物を分散剤として添加することがなされている。
つまり分散剤は、ITO微粒子を溶媒中に分散させ、安定化させる為に重要な役割を果たす。しかし、分散剤は、当該ITO塗布液を塗布した後は、もはや不要な物であるばかりか、塗布膜中に残留し、透明導電膜の抵抗値を上昇させる因子になっている。
本発明者らは、上述した分散剤の矛盾を解決する方法を研究した。まず、低温の熱処理で分解除去できるように、分解温度が低い分散剤を開発する方法が考えられた。しかし、研究を行った分散剤は300℃以上に加熱しても全部分解しない、または、分解しても灰分が残るなどして、塗布膜の抵抗値や、透過率などの光学特性に悪影響を与えるものであった。
本発明は、上述の状況の下に成されたものであり、その解決しようとする課題は、塗布液において、ITO微粒子の平均粒径が小さく、分散性が良好で、且つ、前記塗布液を用いて形成した塗布膜に、分散剤または分散剤の灰分が残留しないITO塗布液を提供することである。
ここで本発明者らはさらに研究を進め、溶媒としてエチレングリコールまたはジエチレングリコール、またはそれらの混合物を用いると、分散剤を用いなくともITO微粒子が溶媒中に安定的に分散するという画期的な知見を得て、本発明を完成した。
即ち、上述の課題を解決するための第1の発明は、
ITO微粒子と、有機溶媒とを含むITO塗布液であって、
前記有機溶媒の50質量%以上が、エチレングリコール、または、ジエチレングリコール、またはそれらの混合物であり、
前記ITO微粒子の平均粒径が200nm以下であることを特徴とするITO塗布液である。
ITO微粒子と、有機溶媒とを含むITO塗布液であって、
前記有機溶媒の50質量%以上が、エチレングリコール、または、ジエチレングリコール、またはそれらの混合物であり、
前記ITO微粒子の平均粒径が200nm以下であることを特徴とするITO塗布液である。
第2の発明は、
前記ITO微粒子のBET値による比表面積が20m2/g以上であることを特徴とする第1の発明に記載のITO塗布液である。
前記ITO微粒子のBET値による比表面積が20m2/g以上であることを特徴とする第1の発明に記載のITO塗布液である。
第3の発明は、
前記有機溶媒中に、メタノール、エタノール、プロパノールから選択される1種以上のアルコールが、50質量%以下含有されていることを特徴とする第1または第2の発明に記載のITO塗布液である。
前記有機溶媒中に、メタノール、エタノール、プロパノールから選択される1種以上のアルコールが、50質量%以下含有されていることを特徴とする第1または第2の発明に記載のITO塗布液である。
第4の発明は、
前記ITO微粒子と、有機溶媒とに加え、さらにバインダーを含むことを特徴とする第1から第3の発明のいずれかに記載のITO塗布液である。
前記ITO微粒子と、有機溶媒とに加え、さらにバインダーを含むことを特徴とする第1から第3の発明のいずれかに記載のITO塗布液である。
第5の発明は、
不活性雰囲気下で、平均粒径が200nm以下のITO粉末を、50質量%以上がエチレングリコール、または、ジエチレングリコール、またはそれらの混合物である有機溶媒に浸漬させてITOスラリーを得る工程と、
前記ITOスラリーを、球形のメディアを用いて分散させる工程とを、有することを特徴とする第1から第4の発明のいずれかに記載のITO塗布液の製造方法である。
不活性雰囲気下で、平均粒径が200nm以下のITO粉末を、50質量%以上がエチレングリコール、または、ジエチレングリコール、またはそれらの混合物である有機溶媒に浸漬させてITOスラリーを得る工程と、
前記ITOスラリーを、球形のメディアを用いて分散させる工程とを、有することを特徴とする第1から第4の発明のいずれかに記載のITO塗布液の製造方法である。
第6の発明は、
前記ITO粉末が、BET値による比表面積20m2/g以上、化学吸着水分量0.0
1%以上、1.0wt%以下であることを特徴とする第5の発明に記載のITO塗布液の製造方法である。
前記ITO粉末が、BET値による比表面積20m2/g以上、化学吸着水分量0.0
1%以上、1.0wt%以下であることを特徴とする第5の発明に記載のITO塗布液の製造方法である。
第7の発明は、
前記ITO粉末が、
塩化インジウムと塩化スズとの混合水溶液と、アルカリ性水溶液とを混合し、錫含有水酸化インジウムスラリーを生成させる工程と、
生成した錫含有水酸化インジウムスラリーを濾過して水洗し、錫含有水酸化インジウムのケーキを得る工程と、
得られた錫含有水酸化インジウムのケーキを、400〜800℃の温度の還元性雰囲気で焼成し、焼成物とする工程と、
当該焼成物を、前記焼成の際の温度以下の温度で、水分を含む不活性ガス、または、水分を含む還元性ガス、または、水分を含む不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスに所定の時間接触させる工程とを、経て製造されたものであることを特徴とする第5の発明に記載のITO塗布液の製造方法である。
前記ITO粉末が、
塩化インジウムと塩化スズとの混合水溶液と、アルカリ性水溶液とを混合し、錫含有水酸化インジウムスラリーを生成させる工程と、
生成した錫含有水酸化インジウムスラリーを濾過して水洗し、錫含有水酸化インジウムのケーキを得る工程と、
得られた錫含有水酸化インジウムのケーキを、400〜800℃の温度の還元性雰囲気で焼成し、焼成物とする工程と、
当該焼成物を、前記焼成の際の温度以下の温度で、水分を含む不活性ガス、または、水分を含む還元性ガス、または、水分を含む不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスに所定の時間接触させる工程とを、経て製造されたものであることを特徴とする第5の発明に記載のITO塗布液の製造方法である。
本発明に係るITO塗布液は、分散剤を含有せず、エチレングリコール、または、ジエチレングリコール、またはそれらの混合物によりITO微粒子を分散しているので、塗布液において、ITO微粒子の平均粒径が小さく、分散性が良好で、且つ、前記塗布液を用いて形成した塗布膜に、分散剤または分散剤の灰分が残留しない。
(導電材料として用いられる酸化物微粒子)
透明導電膜において、導電材料として用いられる酸化物微粒子としては、ITO、IZO、FTO、ATO、GZO、CdSn3、Cd2SnO4、TiO2、CdOなどがある。
この中でも、In、または、Snを主体とした、酸化錫含有酸化インジウム微粒子(本明細書において、ITO微粒子と記載する場合がある。)が導電性、透明性、安全性の観点から好ましい。
透明導電膜において、導電材料として用いられる酸化物微粒子としては、ITO、IZO、FTO、ATO、GZO、CdSn3、Cd2SnO4、TiO2、CdOなどがある。
この中でも、In、または、Snを主体とした、酸化錫含有酸化インジウム微粒子(本明細書において、ITO微粒子と記載する場合がある。)が導電性、透明性、安全性の観点から好ましい。
本発明に用いるITO微粒子は、BET値による比表面積(以下、BET値と記載する場合がある。)が10m2/g以上、80m2/g以下、好ましくは20m2/g以上、40m2/g以下である。BET値が80m2/g以下であると表面エネルギーが大きくなり過ぎず、溶媒中で2次粒子が生成し難い。また、BET値が10m2/g以上あれば、塗布膜の透過率が保たれ、ヘイズの発生が抑制される。尚、BET値は、測定装置としてカンタクロム社製のモノソーブを用い、BET1点法により求めた。
(ITO微粒子の製造方法)
本発明に適したITO微粒子の製造方法例について説明する。
第1の工程は、含錫水酸化インジウムを得る工程である。
塩化インジウムと塩化スズとの混合水溶液を準備し、当該混合水溶液を、アンモニア、炭酸アンモニア、炭酸水素アンモニア等の水溶液と混合して中和し、含錫水酸化インジウムの沈殿を生成させスラリーを得る。当該スラリーを、フィルタープレスなどの濾過機器で濾過し、得られた含錫水酸化インジウムを純水で充分水洗して、ケーキを得る。この後、当該ケーキを乾燥して乾燥粉としても良いし、造粒乾燥して乾燥ペレットとしても良い。
本発明に適したITO微粒子の製造方法例について説明する。
第1の工程は、含錫水酸化インジウムを得る工程である。
塩化インジウムと塩化スズとの混合水溶液を準備し、当該混合水溶液を、アンモニア、炭酸アンモニア、炭酸水素アンモニア等の水溶液と混合して中和し、含錫水酸化インジウムの沈殿を生成させスラリーを得る。当該スラリーを、フィルタープレスなどの濾過機器で濾過し、得られた含錫水酸化インジウムを純水で充分水洗して、ケーキを得る。この後、当該ケーキを乾燥して乾燥粉としても良いし、造粒乾燥して乾燥ペレットとしても良い。
第2の工程は、ITO微粒子で構成されるITO粉末を得る工程である。
第1の工程で得られた含錫水酸化インジウムの乾燥粉または乾燥ペレットを、還元性雰
囲気下において400〜800℃で焼成し、ITO粉末を得る。400℃以上であれば、BET値が80m2/gより小さくなり、800℃以下であればBET値が10m2/g以上となる。還元性雰囲気としては、NH3、H2から選択される1種類以上のガスを、窒素ガスなどの不活性ガスで希釈したものを用いることができる。例えば、不活性ガス(例えば窒素)に1〜0.001vol%、好ましくは0.1〜0.01vol%のNH3ガスを混合して用いることが出来る。NH3ガスが1vol%以下の濃度であれば、絶縁性のInO生成が回避出来、0.001vol%以上であれば、ITO粉末の粉体色が薄黄色(酸素欠損が過小な状態)となることを回避出来るからである。
第1の工程で得られた含錫水酸化インジウムの乾燥粉または乾燥ペレットを、還元性雰
囲気下において400〜800℃で焼成し、ITO粉末を得る。400℃以上であれば、BET値が80m2/gより小さくなり、800℃以下であればBET値が10m2/g以上となる。還元性雰囲気としては、NH3、H2から選択される1種類以上のガスを、窒素ガスなどの不活性ガスで希釈したものを用いることができる。例えば、不活性ガス(例えば窒素)に1〜0.001vol%、好ましくは0.1〜0.01vol%のNH3ガスを混合して用いることが出来る。NH3ガスが1vol%以下の濃度であれば、絶縁性のInO生成が回避出来、0.001vol%以上であれば、ITO粉末の粉体色が薄黄色(酸素欠損が過小な状態)となることを回避出来るからである。
焼成後のITO微粒子は非常に活性であるため、大気中に暴露すると、ITO結晶中の酸素欠損が失われてしまう。そのため、ITO微粒子焼成後は大気中に暴露する前に、不活性ガスと水蒸気とを混合したガスをITO粉末に接触させ、予め、ITO微粒子表面に水分を吸着させておくことが望ましい。
ITO微粒子表面の第1層に吸着される水分は、活性な微粒子表面との相互作用により、微粒子表面に強く束縛される。当該吸着水分は、ITO粉末を100℃以上に加熱しないと、ITO微粒子表面より脱離しないため、化学吸着水と呼ばれる。
一方、ITO微粒子表面の第2層以降に吸着される水分は、比較的弱く微粒子表面に束縛され物理吸着水となる。
前記化学吸着水の存在の有無、存在量はITO微粒子表面の性質に大きく作用するため、化学吸着水量の制御は、ITO微粒子の溶媒中への分散を考える上で重要である。
一方、ITO微粒子表面の第2層以降に吸着される水分は、比較的弱く微粒子表面に束縛され物理吸着水となる。
前記化学吸着水の存在の有無、存在量はITO微粒子表面の性質に大きく作用するため、化学吸着水量の制御は、ITO微粒子の溶媒中への分散を考える上で重要である。
ITO粉末の水分吸着量は、粉末のBET値と粉末重量、接触させる際の温度、水蒸気濃度(相対湿度)の影響を受ける。そこで、水分吸着の効率を上げる観点からは、相対湿度20〜99%の窒素ガスを用いることが望ましいく、接触させる際の温度は0〜100℃、さらには20〜40℃であることが望ましい。接触方法としては、粉体の充填層に前記相対湿度20〜99%の窒素ガスを貫通させる方法が簡便である。
例えば、相対湿度80%の水分を含んだ窒素を、10gのITO粉末を充填した層に0.4L/minで30分間貫通させる処理を行った場合、化学吸着水分量は0.2%となった。同様の条件で、相対湿度20%のガスを用いた場合、化学吸着水は0.01%となった。また、同様の条件で、相対湿度90%のガスを60分間貫通させる処理を行った場合は、0.8%の化学吸着水量であった。
例えば、相対湿度80%の水分を含んだ窒素を、10gのITO粉末を充填した層に0.4L/minで30分間貫通させる処理を行った場合、化学吸着水分量は0.2%となった。同様の条件で、相対湿度20%のガスを用いた場合、化学吸着水は0.01%となった。また、同様の条件で、相対湿度90%のガスを60分間貫通させる処理を行った場合は、0.8%の化学吸着水量であった。
得られたITO粉末(微粒子)の特性は、10〜80m2/gのBET値、適度な酸素欠損を持つことにより空色の粉体色を有する。さらに0.01〜1wt%の化学吸着水をその表面に持つことで、活性な表面が安定化されている。
以上、本発明に係るITO微粒子の製造方法例について説明した。
勿論、これ以外のものであっても、ITO微粒子の凝集性を低く担保出来る製造方法であれば適用可能である。
勿論、これ以外のものであっても、ITO微粒子の凝集性を低く担保出来る製造方法であれば適用可能である。
(ITO塗布液の製造方法)
上記ITO微粒子を溶媒中に分散させて塗布液化する。
当該塗布液化の際、ITO微粒子表面は酸性ガス、例えば大気中の炭酸ガスを吸着する性質を持っている。そこで、ITO粉末は、不活性ガス中または真空中での保管・取扱いが望ましい。
上記ITO微粒子を溶媒中に分散させて塗布液化する。
当該塗布液化の際、ITO微粒子表面は酸性ガス、例えば大気中の炭酸ガスを吸着する性質を持っている。そこで、ITO粉末は、不活性ガス中または真空中での保管・取扱いが望ましい。
溶媒としては、50質量%以上のエチレングリコール、ジエチレングリコール、または、エチレングリコールとジエチレングリコールとの混合溶媒を含む溶媒が好ましい。当該溶媒を用いることで、分散剤を添加することなく、ITO微粒子を粒子径200nm以下
で分散することが出来る。当該溶媒が、分散剤を添加することなく、ITO微粒子を粒子径200nm以下で分散することが出来る詳細な理由は、未だ不明であるが、ITO微粒子表面物性と、前記溶媒の相性とから、ITO微粒子の溶媒和が効率的に進む為ではないかと考えている。
で分散することが出来る。当該溶媒が、分散剤を添加することなく、ITO微粒子を粒子径200nm以下で分散することが出来る詳細な理由は、未だ不明であるが、ITO微粒子表面物性と、前記溶媒の相性とから、ITO微粒子の溶媒和が効率的に進む為ではないかと考えている。
さらに、上記50質量%以上のエチレングリコール、ジエチレングリコール、または、エチレングリコールとジエチレングリコールとの混合溶媒を含む溶媒が、さらに、50質量%以下の、メタノール、エタノールおよびプロパノールから選択される1種以上の溶媒を含むのも好ましい構成である。
上記50質量%以上のエチレングリコール、ジエチレングリコール、または、エチレングリコールとジエチレングリコールとの混合溶媒を含む溶媒が、さらに、メタノール、エタノールおよびプロパノールから選択される1種以上の溶媒を含むことで、ITO塗布液のガラス基板との濡れ性を改善することが出来る。そして、メタノール、エタノールおよびプロパノールから選択される1種以上の溶媒の含有量が50質量%以下であれば、ITO微粒子の分散粒子径が粗大化するのを回避することが出来るからである。
上記50質量%以上のエチレングリコール、ジエチレングリコール、または、エチレングリコールとジエチレングリコールとの混合溶媒を含む溶媒が、さらに、メタノール、エタノールおよびプロパノールから選択される1種以上の溶媒を含むことで、ITO塗布液のガラス基板との濡れ性を改善することが出来る。そして、メタノール、エタノールおよびプロパノールから選択される1種以上の溶媒の含有量が50質量%以下であれば、ITO微粒子の分散粒子径が粗大化するのを回避することが出来るからである。
さらに、本発明に係るITO塗布液は、必要に応じてバインダー(基板との接着剤)を添加することも出来る。尤も、本発明に係るITO塗布液を用いて作製した透明導電膜の抵抗値を低める観点からは、当該バインダー添加量は少ない方が好ましいが、ITO粉末の重量に対して10質量%までは添加する事が出来る。
ITO粉末と、必要によりバインダーとを、溶媒へ分散させる際は、分散メディアを用いて分散させる。当該分散メディアは球形で、直径1mm以下、さらに好ましくは0.5mm以下のメディアを用いると良い。当該分散メディアと、ITO粉末と、有機溶媒と、必要によりバインダーとの混合物を、分散ポット中で高速に撹拌する。すると、ITO微粒子に剪断力が加わり、数十nmレベルにまで分散が進む。こうして分散されたITO微粒子は非常に微細であるため、通常であれば二次凝集を起こし易い。ところが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、または、エチレングリコールとジエチレングリコールとの混合溶媒を分散溶媒に用いることにより、ITO微粒子の二次凝集を抑制することが出来た。この結果、本発明に係るITO塗布液は、平均粒径が小さく(200nm以下)、分散性が良好であると考えられる。
上記分散工程についてさらに説明する。
第1の分散工程は、ITO粉体を、エチレングリコール、ジエチレングリコール、または、エチレングリコールとジエチレングリコールとの混合溶媒へ分散する工程である。このとき、固液濃度((固体成分質量/(液体成分質量+固体成分質量)の比率)は出来るだけ高くした方が、分散効率が高く、短時間での分散が可能である。但し、分散ポット中で撹拌する為には流動性が必要であるため、20〜70質量%の固液濃度、好ましくは30〜60質量%の固液濃度とする。
尚、必要によりバインダーを添加する場合は、この第1の工程で添加することが好ましい。バインダーは、エチレングリコール、ジエチレングリコールに溶解するものであれば良いが、例えば、アクリル系樹脂の場合、ポリアクリル酸を用いることが出来る。
第1の分散工程は、ITO粉体を、エチレングリコール、ジエチレングリコール、または、エチレングリコールとジエチレングリコールとの混合溶媒へ分散する工程である。このとき、固液濃度((固体成分質量/(液体成分質量+固体成分質量)の比率)は出来るだけ高くした方が、分散効率が高く、短時間での分散が可能である。但し、分散ポット中で撹拌する為には流動性が必要であるため、20〜70質量%の固液濃度、好ましくは30〜60質量%の固液濃度とする。
尚、必要によりバインダーを添加する場合は、この第1の工程で添加することが好ましい。バインダーは、エチレングリコール、ジエチレングリコールに溶解するものであれば良いが、例えば、アクリル系樹脂の場合、ポリアクリル酸を用いることが出来る。
第2の分散工程は所謂レットダウン工程で、第1の分散工程で得られた分散物へ、さらに溶媒を加え、塗布液とするのに適した固液濃度に調整する工程である。
尚、メタノール、エタノール、プロパノールを添加する場合は、この工程で添加することが出来る。
第2の分散工程で得られたITO塗布液は、高温で分解しない有機物や灰分をほとんど含まないITO分散液である。
尚、メタノール、エタノール、プロパノールを添加する場合は、この工程で添加することが出来る。
第2の分散工程で得られたITO塗布液は、高温で分解しない有機物や灰分をほとんど含まないITO分散液である。
(ITO塗布液の評価方法)
得られたITO塗布液の評価を行った。
評価には、(1)沈降試験、(2)平均粒径測定、(3)フィルター通過試験、(4)400℃加熱後の不純物量測定、(5)粘度測定、(6)表面張力測定、(7)ガラス基板との濡れ性評価、(8)化学吸着水の測定、を用いた。
得られたITO塗布液の評価を行った。
評価には、(1)沈降試験、(2)平均粒径測定、(3)フィルター通過試験、(4)400℃加熱後の不純物量測定、(5)粘度測定、(6)表面張力測定、(7)ガラス基板との濡れ性評価、(8)化学吸着水の測定、を用いた。
(1)沈降試験
ITO塗布液の分散安定性を調べる試験である。ITO塗布液の分散安定性が高ければ沈降は起きないが、分散安定性が低いと時間と共に、ITO微粒子が二次凝集を起こして沈降する。
具体的な評価方法は、試験管に20ccのITO塗布液を分取し、1分間振盪した後、30分間静置した。静置後の液が、分離せず、均一な状態であれば分散安定性が高い(○)と、透明な液と沈殿層に分離していれば分散安定性が低い(×)と評価した。
ITO塗布液の分散安定性を調べる試験である。ITO塗布液の分散安定性が高ければ沈降は起きないが、分散安定性が低いと時間と共に、ITO微粒子が二次凝集を起こして沈降する。
具体的な評価方法は、試験管に20ccのITO塗布液を分取し、1分間振盪した後、30分間静置した。静置後の液が、分離せず、均一な状態であれば分散安定性が高い(○)と、透明な液と沈殿層に分離していれば分散安定性が低い(×)と評価した。
(2)平均粒径測定
ITO塗布液における、ITO微粒子分散後の分散粒径の到達点を測定するものである。
具体的な評価方法は、ITO塗布液試料の平均粒径を、Microtrac UPA 150(日機装(株)製)を用いて測定した。
ITO塗布液における、ITO微粒子分散後の分散粒径の到達点を測定するものである。
具体的な評価方法は、ITO塗布液試料の平均粒径を、Microtrac UPA 150(日機装(株)製)を用いて測定した。
(3)フィルター通過試験
ITO塗布液において、分散していないITO微粒子、および、分散していても安定に存在できないITO微粒子の存在の有無を評価するものである。分散していないITO微粒子、および、分散していても安定に存在できないITO微粒子が存在する場合、当該ITO微粒子は、所定のフィルターを通過できないことを用いた評価方法である。
具体的には、フィルターとして、Sterile Millex Filter Unit の孔径0.8μm(Millipore Corporation 製)を準備した。一方、ITO塗布液10ccをシリンジに分取し、シリンジの先に前記フィルターを取り付ける。次に、シリンジ中のITO塗布液を、フィルターを通して押しだし10cc全量通過すれば、分散していないITO微粒子および分散していても安定に存在できないITO微粒子が存在しない(○)、フィルターが目づまりして押し出せなくなれば、分散していないITO微粒子および分散していても安定に存在できないITO微粒子が存在する(×)と評価した。
ITO塗布液において、分散していないITO微粒子、および、分散していても安定に存在できないITO微粒子の存在の有無を評価するものである。分散していないITO微粒子、および、分散していても安定に存在できないITO微粒子が存在する場合、当該ITO微粒子は、所定のフィルターを通過できないことを用いた評価方法である。
具体的には、フィルターとして、Sterile Millex Filter Unit の孔径0.8μm(Millipore Corporation 製)を準備した。一方、ITO塗布液10ccをシリンジに分取し、シリンジの先に前記フィルターを取り付ける。次に、シリンジ中のITO塗布液を、フィルターを通して押しだし10cc全量通過すれば、分散していないITO微粒子および分散していても安定に存在できないITO微粒子が存在しない(○)、フィルターが目づまりして押し出せなくなれば、分散していないITO微粒子および分散していても安定に存在できないITO微粒子が存在する(×)と評価した。
(4)400℃加熱後の不純物量測定
ITO塗布液に含有される難分解性の不純物量を測定する。
具体的には、ITO塗布液(ITO濃度(A質量%))を10cc分取して秤量した(重量B(g))。当該分取したITO塗布液を400℃で1時間加熱し、加熱後の重量を秤量した(重量C(g))。当該、(ITO濃度(A質量%))、(重量B(g))、(重量C(g))から、次式により400℃加熱後の不純物量を算定した。
不純物量=[C(g)−B(g)×(A質量%)]/[B(g)×(A質量%)]
ITO塗布液に含有される難分解性の不純物量を測定する。
具体的には、ITO塗布液(ITO濃度(A質量%))を10cc分取して秤量した(重量B(g))。当該分取したITO塗布液を400℃で1時間加熱し、加熱後の重量を秤量した(重量C(g))。当該、(ITO濃度(A質量%))、(重量B(g))、(重量C(g))から、次式により400℃加熱後の不純物量を算定した。
不純物量=[C(g)−B(g)×(A質量%)]/[B(g)×(A質量%)]
(5)粘度の測定
ITO塗布液の粘度を測定する。
具体的には、ITO塗布液1.1ccを分取し、円錐平板型粘度計(東機産業(株)製
RE550型)を用いて測定した。
(6)表面張力の測定
ITO塗布液の表面張力を測定する。
具体的には、ITO塗布液25ccをシャーレに分取し、表面張力計(協和界面科学(株)製 CBUP−Z)を用いて測定した。
ITO塗布液の粘度を測定する。
具体的には、ITO塗布液1.1ccを分取し、円錐平板型粘度計(東機産業(株)製
RE550型)を用いて測定した。
(6)表面張力の測定
ITO塗布液の表面張力を測定する。
具体的には、ITO塗布液25ccをシャーレに分取し、表面張力計(協和界面科学(株)製 CBUP−Z)を用いて測定した。
(7)ガラス基板への濡れ性評価
ITO塗布液のガラス基板への濡れ性を評価する。
具体的には、まず、ガラス基板(コーニング(株)製 1737)を、家庭用洗剤と純水(流水)とで良く洗浄したのち、エタノール中で5min間超音波洗浄を行い、乾燥したものを準備した。次に、当該ガラス基板の表面に一滴(約0.05cc)のITO塗布液を滴下し、ガラス表面における液滴の様子を観察した。
ガラス基板が液滴をはじき塗布できない水準の場合(不可)と評価し、ガラス基板が液滴をはじくが塗布できる水準の場合(良)と評価し、ガラス基板が液滴をはじかず塗布できる水準の場合(優)と評価した。
ITO塗布液のガラス基板への濡れ性を評価する。
具体的には、まず、ガラス基板(コーニング(株)製 1737)を、家庭用洗剤と純水(流水)とで良く洗浄したのち、エタノール中で5min間超音波洗浄を行い、乾燥したものを準備した。次に、当該ガラス基板の表面に一滴(約0.05cc)のITO塗布液を滴下し、ガラス表面における液滴の様子を観察した。
ガラス基板が液滴をはじき塗布できない水準の場合(不可)と評価し、ガラス基板が液滴をはじくが塗布できる水準の場合(良)と評価し、ガラス基板が液滴をはじかず塗布できる水準の場合(優)と評価した。
(8)化学吸着水量、物理吸着水量、および、総水分吸着量の測定
ITO塗布液に含まれるITO微粒子の化学吸着水量および物理吸着水量を測定する。
ITO粉末試料0.1gを、微量水分測定装置(三菱化学(株)製 CA−100)の試験管に装填して昇温し、設定温度(100℃)到達後、ITO粉末試料からの水分発生量が0.1μg/sec.以下になるまで設定温度を保持する。そして、脱離した水分を滴定セル部で定量する。続いて、設定温度(300℃)まで昇温し、ITO粉末試料からの水分発生量が0.1μg/sec.以下になるまで設定温度を保持する。このとき、室温から100℃までに脱離した水分を物理吸着水とした。また、室温から300℃迄に脱離した水分を総吸着量とした。そして、総吸着量から物理吸着量を除した値を化学吸着水分量と算定した。
ITO塗布液に含まれるITO微粒子の化学吸着水量および物理吸着水量を測定する。
ITO粉末試料0.1gを、微量水分測定装置(三菱化学(株)製 CA−100)の試験管に装填して昇温し、設定温度(100℃)到達後、ITO粉末試料からの水分発生量が0.1μg/sec.以下になるまで設定温度を保持する。そして、脱離した水分を滴定セル部で定量する。続いて、設定温度(300℃)まで昇温し、ITO粉末試料からの水分発生量が0.1μg/sec.以下になるまで設定温度を保持する。このとき、室温から100℃までに脱離した水分を物理吸着水とした。また、室温から300℃迄に脱離した水分を総吸着量とした。そして、総吸着量から物理吸着量を除した値を化学吸着水分量と算定した。
(実施例1)
BET 30m2/g、ITO粉末に対する酸化錫の含有量10質量%のITO粉末を準備した。ITO粉末の水分量を測定した結果、物理吸着水分0.1%、化学吸着水分量0.2%、であった。
BET 30m2/g、ITO粉末に対する酸化錫の含有量10質量%のITO粉末を準備した。ITO粉末の水分量を測定した結果、物理吸着水分0.1%、化学吸着水分量0.2%、であった。
〈第1の分散工程〉
36gのITO粉末を秤量し分散ポットに投入した。次に、当該分散ポットへエチレングリコール54gを投入した。尚、このITO粉末秤量からエチレングリコール投入までの操作は、アルゴン雰囲気中でおこなった。
分散ポットに撹拌羽根を挿入し、分散器本体に設置した。続いて、分散ポットにYTZボール((株)ニッカトー製)φ0.3mmを360g投入した。そして、撹拌羽根を回転数600rpmで5分間回転させた後、2000rpmで40分間回転させた。
尚、分散ポットは、容量200ccのもの(アイメックス(株)製)を用い、撹拌バネは、ピン付きディスクを用い、分散器本体は 3TSG−1/4型(アイメックス(株)製)を用いた。
36gのITO粉末を秤量し分散ポットに投入した。次に、当該分散ポットへエチレングリコール54gを投入した。尚、このITO粉末秤量からエチレングリコール投入までの操作は、アルゴン雰囲気中でおこなった。
分散ポットに撹拌羽根を挿入し、分散器本体に設置した。続いて、分散ポットにYTZボール((株)ニッカトー製)φ0.3mmを360g投入した。そして、撹拌羽根を回転数600rpmで5分間回転させた後、2000rpmで40分間回転させた。
尚、分散ポットは、容量200ccのもの(アイメックス(株)製)を用い、撹拌バネは、ピン付きディスクを用い、分散器本体は 3TSG−1/4型(アイメックス(株)製)を用いた。
〈第2の分散工程〉
第1の分散工程の後、撹拌羽根の回転を維持しながら、エチレングリコール90gを1分間かけて分散ポットへ添加した。その後、さらに10分間回転を継続し、実施例1に係るITO塗布液を得た。
第1の分散工程の後、撹拌羽根の回転を維持しながら、エチレングリコール90gを1分間かけて分散ポットへ添加した。その後、さらに10分間回転を継続し、実施例1に係るITO塗布液を得た。
〈YTZボールの分離〉
100μmのSUS製篩いを準備した。当該篩いへITO塗布液とYTZボールとの混合物を入れた。そして、10分間静置すると、当該篩いの下に実施例1に係るITO塗布液が回収できた。
100μmのSUS製篩いを準備した。当該篩いへITO塗布液とYTZボールとの混合物を入れた。そして、10分間静置すると、当該篩いの下に実施例1に係るITO塗布液が回収できた。
得られた実施例1に係るITO塗布液に対し、(1)沈降試験、(2)平均粒径測定、
(3)フィルター通過試験、(4)400℃加熱後の不純物量測定、(5)粘度測定、(6)表面張力測定、(7)ガラス基板との濡れ性評価、の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(3)フィルター通過試験、(4)400℃加熱後の不純物量測定、(5)粘度測定、(6)表面張力測定、(7)ガラス基板との濡れ性評価、の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(実施例2)
溶剤であるエチレングリコールをジエチレングリコールに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例2に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例2に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールをジエチレングリコールに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例2に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例2に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(実施例3)
溶剤であるエチレングリコールを、エチレングリコール+ジエチレングリコール(1質量:1質量)に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例3に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例3に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールを、エチレングリコール+ジエチレングリコール(1質量:1質量)に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例3に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例3に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(実施例1〜3のまとめ)
実施例1〜3の結果から、溶媒にエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはその混合溶媒を用いたITO塗布液は、沈降試験において沈降はみられず、ITO微粒子の平均粒径は70nm、フィルター通過も良好であり、ITO微粒子は良好な分散性を保っていることが判明した。さらに実施例1〜3においては、ガラス基板との濡れ性においても塗布可能(良)の水準であった。
実施例1〜3の結果から、溶媒にエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはその混合溶媒を用いたITO塗布液は、沈降試験において沈降はみられず、ITO微粒子の平均粒径は70nm、フィルター通過も良好であり、ITO微粒子は良好な分散性を保っていることが判明した。さらに実施例1〜3においては、ガラス基板との濡れ性においても塗布可能(良)の水準であった。
(実施例4)
溶剤であるエチレングリコールのうち、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+エタノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例4に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例4に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールのうち、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+エタノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例4に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例4に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(実施例5)
溶剤であるエチレングリコールのうち、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+メタノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例5に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例5に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールのうち、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+メタノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例5に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例5に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(実施例6)
溶剤であるエチレングリコールのうち、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+イソプロパノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例6に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例6に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールのうち、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+イソプロパノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例6に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例6に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(実施例4〜6のまとめ)
実施例4〜6の結果から、溶媒(エチレングリコール)へ、さらにメタノール、エタノール、イソプロパノールを混合した場合、沈降試験において沈降はみられず、ITO微粒子の平均粒径は100nm、フィルター通過も良好であり、ITO微粒子は良好な分散性を保っていることが判明した。さらに実施例4〜6においては、ガラス基板との濡れ性が
大幅に改善し(優)の水準だった。
実施例4〜6の結果から、溶媒(エチレングリコール)へ、さらにメタノール、エタノール、イソプロパノールを混合した場合、沈降試験において沈降はみられず、ITO微粒子の平均粒径は100nm、フィルター通過も良好であり、ITO微粒子は良好な分散性を保っていることが判明した。さらに実施例4〜6においては、ガラス基板との濡れ性が
大幅に改善し(優)の水準だった。
(実施例7)
溶剤であるエチレングリコールのうち、第1の分散工程で投入する54gを、エチレングリコール50.4g+ポリアクリル酸3.6gの混合溶剤に代替し、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+エタノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例7に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例7に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールのうち、第1の分散工程で投入する54gを、エチレングリコール50.4g+ポリアクリル酸3.6gの混合溶剤に代替し、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+エタノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例7に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例7に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(実施例8)
溶剤であるエチレングリコールのうち、第1の分散工程で投入する54gを、エチレングリコール52.2g+ポリアクリル酸1.8gの混合溶剤に代替し、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+エタノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例8に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例8に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールのうち、第1の分散工程で投入する54gを、エチレングリコール52.2g+ポリアクリル酸1.8gの混合溶剤に代替し、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+エタノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例8に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例8に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(実施例9)
溶剤であるエチレングリコールのうち、第1の分散工程で投入する54gを、エチレングリコール53.1g+ポリアクリル酸0.9gの混合溶剤に代替し、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+エタノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例9に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例9に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールのうち、第1の分散工程で投入する54gを、エチレングリコール53.1g+ポリアクリル酸0.9gの混合溶剤に代替し、第2の分散工程で投入する90gを、エチレングリコール61g+エタノール29gの混合溶剤に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例9に係るITO塗布液を得た。
得られた実施例9に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(実施例7〜9のまとめ)
実施例7〜9の結果から、溶媒(エチレングリコールおよびエタノール)へ、さらに、バインダーとしてポリアクリル酸を用いた場合も、沈降試験において沈降はみられず、ITO微粒子の平均粒径は70nm、フィルター通過も良好であり、ITO微粒子は良好な分散性を保っていることが判明した。さらに実施例7〜9においても、ガラス基板との濡れ性が大幅に改善し(優)の水準だった。さらに、加熱後不純物量も0%であった。
実施例7〜9の結果から、溶媒(エチレングリコールおよびエタノール)へ、さらに、バインダーとしてポリアクリル酸を用いた場合も、沈降試験において沈降はみられず、ITO微粒子の平均粒径は70nm、フィルター通過も良好であり、ITO微粒子は良好な分散性を保っていることが判明した。さらに実施例7〜9においても、ガラス基板との濡れ性が大幅に改善し(優)の水準だった。さらに、加熱後不純物量も0%であった。
(比較例1)
溶剤であるエチレングリコールを純水に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例1に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例1に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールを純水に代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例1に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例1に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(比較例2)
溶剤であるエチレングリコールをメタノールに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例2に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例2に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールをメタノールに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例2に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例2に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(比較例3)
溶剤であるエチレングリコールをエタノールに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例3に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例3に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールをエタノールに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例3に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例3に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(比較例4)
溶剤であるエチレングリコールをプロパノールに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例4に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例4に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールをプロパノールに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例4に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例4に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(比較例5)
溶剤であるエチレングリコールをトリエチレングリコールに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例5に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例5に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールをトリエチレングリコールに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例5に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例5に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(比較例6)
溶剤であるエチレングリコールをジエチレングリコール モノブチル エーテル アセテートに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例6に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例6に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールをジエチレングリコール モノブチル エーテル アセテートに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例6に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例6に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(比較例7)
溶剤であるエチレングリコールをプロピレングリコール モノメチル エーテル アセテートに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例7に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例7に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
溶剤であるエチレングリコールをプロピレングリコール モノメチル エーテル アセテートに代替した以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例7に係るITO塗布液を得た。
得られた比較例7に係るITO塗布液に対し、実施例1と同様の評価を行った。当該評価結果を表1に記載する。
(比較例1〜7のまとめ)
比較例1〜7は、分散剤を使用せず、溶媒としてエチレングリコール、ジエチレングリコール以外のものを使用した場合である。
すると、いずれの場合もフィルター通過試験においてフィルターが目づまりして押し出せなくなり、分散していないITO微粒子および分散していても安定に存在できないITO微粒子が存在することが判明した。また、平均粒径は、トリエチエングリコールを使用した場合であっても260nm、それ以外の溶剤を使用した場合は1000nm以上であった。以上の結果から、溶媒としてエチレングリコール、ジエチレングリコールを使用した実施例1〜9に係るITO塗布液は、それ以外の溶剤を使用した比較例1〜7に係るITO塗布液より、遙かにITO微粒子の分散性が優れることが判明した。さらに、溶剤としてエタノール、トリエチレングリコール、ジ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エチルエーテルアセテートを用いた場合は、沈降試験においても沈降を起こした。当該観点からも、比較例1〜7は、ITO微粒子の分散性に問題があることが判明した。
一方、ガラス基板との濡れ性において比較例1〜7は、(良)または(優)の水準だった。
比較例1〜7は、分散剤を使用せず、溶媒としてエチレングリコール、ジエチレングリコール以外のものを使用した場合である。
すると、いずれの場合もフィルター通過試験においてフィルターが目づまりして押し出せなくなり、分散していないITO微粒子および分散していても安定に存在できないITO微粒子が存在することが判明した。また、平均粒径は、トリエチエングリコールを使用した場合であっても260nm、それ以外の溶剤を使用した場合は1000nm以上であった。以上の結果から、溶媒としてエチレングリコール、ジエチレングリコールを使用した実施例1〜9に係るITO塗布液は、それ以外の溶剤を使用した比較例1〜7に係るITO塗布液より、遙かにITO微粒子の分散性が優れることが判明した。さらに、溶剤としてエタノール、トリエチレングリコール、ジ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エチルエーテルアセテートを用いた場合は、沈降試験においても沈降を起こした。当該観点からも、比較例1〜7は、ITO微粒子の分散性に問題があることが判明した。
一方、ガラス基板との濡れ性において比較例1〜7は、(良)または(優)の水準だった。
Claims (7)
- ITO微粒子と、有機溶媒とを含むITO塗布液であって、
前記有機溶媒の50質量%以上が、エチレングリコール、または、ジエチレングリコール、またはそれらの混合物であり、
前記ITO微粒子の平均粒径が200nm以下であることを特徴とするITO塗布液。 - 前記ITO微粒子のBET値による比表面積が20m2/g以上であることを特徴とする請求項1に記載のITO塗布液。
- 前記有機溶媒中に、メタノール、エタノール、プロパノールから選択される1種以上のアルコールが、50質量%以下含有されていることを特徴とする請求項1または2に記載のITO塗布液。
- 前記ITO微粒子と、有機溶媒とに加え、さらにバインダーを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のITO塗布液。
- 不活性雰囲気下で、平均粒径が200nm以下のITO粉末を、50質量%以上がエチレングリコール、または、ジエチレングリコール、またはそれらの混合物である有機溶媒に浸漬させてITOスラリーを得る工程と、
前記ITOスラリーを、球形のメディアを用いて分散させる工程とを、有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のITO塗布液の製造方法。 - 前記ITO粉末が、BET値による比表面積20m2/g以上、化学吸着水分量0.01%以上、1.0wt%以下であることを特徴とする請求項5に記載のITO塗布液の製造方法。
- 前記ITO粉末が、
塩化インジウムと塩化スズとの混合水溶液と、アルカリ性水溶液とを混合し、錫含有水酸化インジウムスラリーを生成させる工程と、
生成した錫含有水酸化インジウムスラリーを濾過して水洗し、錫含有水酸化インジウムのケーキを得る工程と、
得られた錫含有水酸化インジウムのケーキを、400〜800℃の温度の還元性雰囲気で焼成し、焼成物とする工程と、
当該焼成物を、前記焼成の際の温度以下の温度で、水分を含む不活性ガス、または、水分を含む還元性ガス、または、水分を含む不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスに所定の時間接触させる工程とを、経て製造されたものであることを特徴とする請求項5に記載のITO塗布液の製造方法。
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