DE19603796A1

DE19603796A1 - Transparente elektrisch leitende Beschichtungszusammensetzung

Info

Publication number: DE19603796A1
Application number: DE19603796A
Authority: DE
Inventors: Pil Nam Park
Original assignee: Samsung Display Devices Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 1995-05-10
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1996-11-14
Also published as: GB9600822D0; CN1141322A; KR0149293B1; GB2300641B; CN1112415C; JPH08302248A; GB2300641A; KR960041295A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine transparente elektrisch leitende Beschichtungszusammensetzung, im beson deren eine transparente elektrisch leitende Beschichtungs zusammensetzung, die eine Indiumverbindung, eine polybasi sche Carbonsäure und eine Zinnverbindung als feste Komponen ten, Ethylenglykol und Terpineol als Hauptlösungsmittel und Ethylalkohol, n-Butylalkohol und Ethylcellosolve als Ver dünnungslösungsmittel enthält, welche die verbesserten Ei genschaften der optischen Durchlässigkeit, Friktionsresi stenz und Adhäsion an Substraten wie Glas und Keramik auf weist. Die oben genannten Eigenschaften der Erfindung ver leihen Glassubstraten von Displayröhren, wie CRT, LCD, VFD und Elektrolumineszenzbildschirmen Elektrizitätsleitfähig keit, so daß elektrische Defekte wegen statischer Elektri zität in den transparenten elektrisch leitenden Schaltungen und Staubverschmutzung des Bildschirms wirkungsvoll verhin dert werden.

Eine große Menge statischer Elektrizität wird auf der Oberfläche der Glassubstrate von Schirmbildröhren, wie CRT, LCD, VFD und Elektrolumineszenzbildschirmen, geladen, wäh rend sie in Betrieb sind. Dementsprechend haftet viel ge ladener Staub leicht auf der Oberfläche und vermindert das visuelle Bild, was für den Benutzer unangenehm ist. Aus diesem Grunde wurden verschiedene Methoden entwickelt, um die statische Elektrizität auf der Oberfläche der Bild schirmröhren zu verhindern. Neuerdings wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem transparente elektrisch leitende Schich ten, die Metallkomponenten enthalten, gebildet wurden, um der Oberfläche der Bildschirmröhre Leitfähigkeit zu verlei hen.

Bedampfungsverfahren, wie chemische Bedampfung und physikalische Bedampfung, wurden durchgeführt, um transpa rente elektrisch leitende Schichten auf Glas oder Keramik bildschirmröhren zu bilden. Eine Gasphasenbedampfung, ent sprechend dieser Bedampfungsverfahren, erfordert jedoch eine teure und große Vakuumbedampfungsapparatur und begrenzt Oberfläche und Form der Substrate.

Um die oben genannten Probleme zu lösen, offenbaren die japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 83-478, 83-2597 und 83-1424 ein Verfahren, bei dem eine Lösung aus einer Indiumverbindung und einer Zinnverbindung, gelöst in einem organischen Lösungsmittel, auf das Substrat geschichtet und dann bei einer Temperatur von 300-700°C gebacken wird. Die Schicht, die mit Hilfe des oben genannten Verfahrens gebildet wurde, besitzt jedoch nur geringe Haftungseigen schaften an das Substrat, und aufgrund der niedrigen Schichtfestigkeit gab es Probleme bezüglich Ablösen und Verkratzen.

Zur Lösung der oben genannten Probleme stellt die vorliegende Erfindung eine transparente elektrisch leitende Beschichtungszusammensetzung zur Verfügung, die eine Indium verbindung, eine polybasische Carbonsäure und eine Zinnver bindung als feste Komponenten, Ethylenglykol und Terpineol als Hauptlösungsmittel und Ethylalkohol, n-Butylalkohol und Ethylcellosolve als Hilfslösungsmittel enthält.

Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfah ren zur Bildung einer transparenten elektrisch leitenden Beschichtungszusammensetzung zur Verfügung. Die Indiumver bindung und die polybasische Carbonsäure werden in einer Lösung gelöst, in der Wasser und Ethylalkohol gemischt wur den, um ein komplexes Salz der Indiumverbindung zu bilden. Zu der Verbindung werden Ethylenglykol als Hauptlösungsmit tel und Terpineol als Hilfslösungsmittel gegeben. Eine ver dünnende Lösung bestehend aus Ethylalkohol, n-Butylalkohol und Ethylcellosolve wird zugefügt und die entstehende Lösung bei Raumtemperatur 4 Stunden gerührt. Nach Zugabe von Zin noktoat zu der Lösung bildet sich eine transparente elek trisch leitende Beschichtungszusammensetzung gemäß der vor liegenden Erfindung durch 24stündiges Altern der Lösung.

Indiumnitrattrihydrat (In(NO₃)₃· 3H₂O) wird besonders bevorzugt als Indiumverbindung, welche ein komplexes Salz mit der polybasischen Carbonsäure bilden kann, verwendet, wobei die Menge der Indiumverbindung 1-10 Gew.-% der Ge samtzusammensetzung beträgt.

Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isopht halsäure, Terephthalsäure oder EDTA (Ethylendiamintartrat säure) können als polybasische Carbonsäuren verwendet wer den, wobei die jeweilige Menge 0,1-3 Gew.-% der Gesamtzu sammensetzung beträgt. Die Menge der Zinnverbindung, die hauptsächlich aus Zinnoktoat besteht, beträgt 0,1-3 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Ethylenglykol und Terpineol als Hauptlösungsmittel in der erfindungsgemäßen Zusammen setzung verwendet werden. Ethylenglykol erhöht die Festig keit der Schicht, die aus der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird, und Terpineol verbes sert die Trockenheit und Gleichmäßigkeit der getrockneten Schicht. Die Menge an Ethylenglykol beträgt vorzugsweise 10- 40 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung und die Menge an Terpi neol ebenso 10-40 Gew.-%. Außerdem beträgt die Menge an Ethylalkohol, n-Butylalkohol und Ethylcellosolve vorzugs weise jeweils 10-50 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung, wobei das Mischungsverhältnis 1:1:1 ist, um die Temperatur der Zusammensetzung zu erniedrigen.

Die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegen den Erfindung kann einfach und gleichmäßig auf Substrate wie Glas oder Keramik mit Hilfe eines gängigen Beschichtungsver fahrens, wie das Walzbeschichtungsverfahren, geschichtet werden. Die Beschichtung besitzt erhöhte Haftungseigenschaf ten an Substraten wie Glas oder Keramik, trocknet schnell bei Temperaturen unter 200°C und kann bei niedrigen Tempe raturen unter 500°C leicht gebacken werden. Weiter besitzt die Beschichtung nicht nur eine vorzügliche optische Durch lässigkeit, sondern, aufgrund ihrer erhöhten Oberflächenfe stigkeit, eine hervorragende Friktionsresistenz.

Beispiel 1

100 g Teile Indiumnitrattrihydrat und 15 Teile Fumar säure wurden in 100 Teilen einer Lösung gelöst, in der Was ser und Ethylalkohol in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 gemischt worden waren. Eine Mischung von 200 Teilen Ethylen glykol und 200 Teilen Terpineol wurde zu der Lösung gegeben und dann 500 Teile einer Mischung aus Ethylalkohol, n-Butyl alkohol und Ethylcellosolve mit dem Mischungsverhältnis von 1:1:1 zugegeben und bei der Raumtemperatur 4 Stunden gerührt. Zu dieser Lösung wurden 15 Teile Zinnoktoat gege ben und die entstehende Lösung 24 Stunden unter Rühren ge altert, wobei eine breiartige Beschichtungszusammensetzung hergestellt wurde. Die Beschichtungszusammensetzung wurde mit Hilfe des Walzbeschichtungsverfahrens auf ein Glassub strat geschichtet und bei 150-180°C in der Luftatmosphäre getrocknet, um das Lösungsmittel zu verdampfen und eine homogene Beschichtung zu erhalten. Im Anschluß wurde das be schichtete Substrat bei 500°C in Luftatmosphäre 3 Stunden calciniert, wobei eine transparente elektrisch leitende Schicht erhalten wurde.

Beispiel 2

100 g Teile Indiumnitrattrihydrat und 15 Teile Fumar säure wurden in 100 Teilen einer Lösung gelöst, in der Was ser und Ethylalkohol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 gemischt worden waren. Eine Mischung aus 300 Teilen Ethylen glykol und 200 Teilen Terpineol wurde zu der Lösung gegeben und dann 400 Teile einer Mischung aus Ethylalkohol, n-Butyl alkohol und Ethylcellosolve in einem Mischungsverhältnis von 1:1:1 zugefügt und bei Raumtemperatur 4 Stunden gerührt. 15 Teile Zinnoktoat wurden zu der obigen Lösung gegeben und die entstehende Lösung 24 Stunden unter Rühren gealtert, wobei eine breiartige Beschichtungszusammensetzung herge stellt wurde. Die Beschichtungszusammensetzung wurde mit Hilfe des Walzbeschichtungsverfahrens auf ein Glassubstrat geschichtet und bei 150-180°C in Luftatmosphäre getrock net, um das Lösungsmittel zu verdampfen und eine homogene Beschichtung zu erhalten. Im Anschluß daran wurde das be schichtete Substrat bei 500°C in Luftatmosphäre 3 Stunden calciniert, wobei eine transparente elektrisch leitende Schicht erhalten wurde.

Beispiel 3

100 g Teile Indiumnitrattrihydrat und 15 Teile Fumar säure wurden in 100 Teilen einer Lösung gelöst, in der Was ser und Ethylalkohol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 gemischt worden waren. Eine Mischung aus 400 Teilen Ethylen glykol und 300 Teilen Terpineol wurde zu der Lösung gegeben und dann 300 Teile einer Mischung aus Ethylalkohol, n-Butyl alkohol und Ethylcellosolve in einem Mischungsverhältnis von 1:1:1 zugefügt und bei Raumtemperatur 4 Stunden ge rührt. 15 Teile Zinnoktoat wurden zu der obigen Lösung gegeben und die entstehende Lösung 24 Stunden unter Rühren gealtert, wobei eine breiartige Beschichtungszusammensetzung hergestellt wurde. Die Beschichtungszusammensetzung wurde mit Hilfe des Walzbeschichtungsverfahrens auf ein Glassub strat geschichtet und bei 150-180°C in Luftatmosphäre ge trocknet, um das Lösungsmittel zu verdampfen und eine homo gene Beschichtung zu erhalten. Im Anschluß daran wurde das beschichtete Substrat bei 500°C in Luftatmosphäre 3 Stunden calciniert, wobei eine transparente elektrisch leitende Schicht erhalten wurde.

Beispiel 4

100 g Teile Indiumnitrattrihydrat und 15 Teile Fumar säure wurden in 100 Teilen einer Lösung gelöst, in der Was ser und Ethylalkohol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 gemischt worden waren. Eine Mischung aus 400 Teilen Ethylen glykol und 300 Teilen Terpineol wurde zu der Lösung gegeben und dann 200 Teile einer Mischung aus Ethylalkohol, n-Butyl alkohol und Ethylcellosolve in einem Mischungsverhältnis von 1:1:1 zugegeben und bei Raumtemperatur 4 Stunden ge rührt. 15 Teile Zinnoktoat wurden zu der obigen Lösung gegeben und die entstehende Lösung 24 Stunden unter Rühren gealtert, wobei eine breiartige Beschichtungszusammensetzung hergestellt wurde. Die Beschichtungszusammensetzung wurde mit Hilfe eines Walzbeschichtungsverfahrens auf ein Glassub strat geschichtet und bei 150-180°C in Luftatmosphäre getrocknet, um das Lösungsmittel zu verdampfen und eine homogene Beschichtung zu erhalten. Im Anschluß daran wurde das beschichtete Substrat bei 500°C in Luftatmosphäre 3 Stunden calciniert, wobei eine transparente elektrisch lei tende Schicht erhalten wurde.

Vergleichsbeispiel 1

100 g Teile Indiumnitrattrihydrat und 15 Teile Fumar säure wurden in 100 Teilen einer Lösung gelöst, in der Was ser und Ethylalkohol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 gemischt worden waren. 500 Teile Terpineol wurden zu der Lösung gegeben und dann 400 Teile einer Mischung aus Ethyl alkohol, n-Butylalkohol und Ethylcellosolve in einem Mi schungsverhältnis von 1:1:1 zugefügt und bei Raumtempe ratur 4 Stunden gerührt. 15 Teile Zinnoktoat wurden zu der obigen Lösung gegeben und die entstehende Lösung 24 Stunden unter Rühren gealtert, wobei eine breiartige Beschichtungs zusammensetzung hergestellt wurde. Die Beschichtungszusam mensetzung wurde mit Hilfe eines Walzbeschichtungsverfahrens auf ein Glassubstrat geschichtet und bei 150-180°C in Luftatmosphäre getrocknet, um das Lösungsmittel zu verdamp fen und eine homogene Beschichtung zu erhalten. Im Anschluß daran wurde das beschichtete Substrat bei 500°C in Luft atmosphäre 3 Stunden calciniert, wobei eine transparente elektrisch leitende Schicht erhalten wurde.

Beispiel 5

100 g Teile Indiumnitrattrihydrat und 15 Teile Fumar säure wurden in 100 Teilen einer Lösung gelöst, in der Was ser und Ethylalkohol in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 gemischt worden waren. Eine Mischung von 100 Teilen Ethylen glykol und 200 Teilen Terpineol wurde zu der Lösung gegeben und dann 600 Teile einer Lösung aus Ethylalkohol, n-Butylal kohol und Ethylcellosolve in einem Mischungsverhältnis von 1: 1:1 zugefügt und bei Raumtemperatur 4 Stunden gerührt. 15 Teile Zinnoktoat wurden zu der obigen Lösung gegeben und die entstehende Lösung 24 Stunden unter Rühren gealtert, wobei eine breiartige Beschichtungszusammensetzung herge stellt wurde. Die Beschichtungszusammensetzung wurde mit Hilfe eines Walzbeschichtungsverfahrens auf ein Glassubstrat geschichtet und bei 150-180°C in Luftatmosphäre getrock net, um das Lösungsmittel zu verdampfen und eine homogene Beschichtung zu erhalten. Im Anschluß daran wurde das be schichtete Substrat bei 500°C in Luftatmosphäre 3 Stunden calciniert, wobei eine transparente elektrisch leitende Schicht erhalten wurde.

Schichtwiderstand, optische Durchlässigkeit und Schichtfestigkeit der elektrisch leitenden Schichten, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellt wurden, sind in folgender Tabelle aufgeführt.

Tabelle

Die Schichtfestigkeit wurde an der Anzahl von (Ab)reibungen gemessen, die durchgeführt wurden, bis die beschichtete Schicht im Begriff war, sich abzulösen.

Wie in der obigen Tabelle aufgeführt, zeigen die Be schichtungen, die aus den Beschichtungszusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung gefertigt wurden, einen verbesserten Schichtwiderstand von unter 3,12 kΩ/cm² eine optische Durchlässigkeit von über 91% und eine Schichtfestigkeit von über 50.

Claims

1. Transparente elektrisch leitende Beschichtungszu sammensetzung, die ein Hauptlösungsmittel, ein Hilfslö sungsmittel und feste Komponenten enthält, wobei das besagte Hauptlösungsmittel Ethylenglykol und Terpineol, das besagte Hilfslösungsmittel Ethylalkohol, n-Butylalkohol und Ethyl cellosolve und die festen Komponenten eine Indiumverbindung, eine polybasische Carbonsäure und eine Zinnverbindung sind.

2. Transparente elektrisch leitende Beschichtungszu sammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Menge der Indi umverbindung 1-10 Gew.-% in der Gesamtzusammensetzung be trägt.

3. Transparente elektrisch leitende Beschichtungszu sammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die polybasische Car bonsäure Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isopht halsäure, Terephthalsäure und/oder Ethylendiamintartratsäure ist.

4. Transparente elektrisch leitende Beschichtungszu sammensetzung gemäß Anspruch T, wobei die Menge der poly basischen Carbonsäure 1-3 Gew.-% in der Gesamtzusammenset zung beträgt.

5. Transparente elektrisch leitende Beschichtungszu sammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Zinnverbindung hauptsächlich aus Zinnoktoat besteht und ihre Menge 1-3 Gew.-% in der Gesamtzusammensetzung beträgt.

6. Transparente elektrisch leitende Beschichtungszu sammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Menge an Ethylen glykol 10-40 Gew.-% in der Gesamtzusammensetzung beträgt.

7. Transparente elektrisch leitende Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Menge an Terpineol in der Gesamtzusammensetzung 10-40 Gew.-% beträgt.

8. Transparente elektrisch leitende Beschichtungszu sammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Menge an Ethyl alkohol, n-Butylalkohol, Ethylcellosolve jeweils 10-50 Gew.-% in der Gesamtzusammensetzung beträgt.

9. Transparente elektrisch leitende Beschichtungszu sammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Mischungsverhält nis von Ethylalkohol, n-Butylalkohol und Ethylcellosolve ungefähr 1:1:1 (bezogen auf das Gewicht) beträgt.

10. Verfahren zur Bildung einer transparenten elektri sch leitenden Beschichtungszusammensetzung, welches folgende Stufen einschließt:
Lösen einer Indiumverbindung und einer polybasischen Carbonsäure in einer Lösung, in der Wasser und Ethylalkohol gemischt sind, wobei ein komplexes Salz der Indiumverbindung gebildet wird;
Mischen von Ethylenglykol und Terpineol;
Zugabe von Ethylalkohol, n-Butylalkohol und Ethylcello solve;
Rühren der Lösung bei Raumtemperatur für 4 Stunden;
Zugabe von Zinnoktoat zu der Lösung; und
Altern für 24 Stunden.