JP2001093414A - 導電膜形成用塗布液およびその用途 - Google Patents

導電膜形成用塗布液およびその用途

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JP2001093414A JP26606899A JP26606899A JP2001093414A JP 2001093414 A JP2001093414 A JP 2001093414A JP 26606899 A JP26606899 A JP 26606899A JP 26606899 A JP26606899 A JP 26606899A JP 2001093414 A JP2001093414 A JP 2001093414A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】塗布液の状態で分散安定性に優れ、低温熱処理
により、導電性および耐候性に優れた高性能な導電膜を
形成できる塗布液の提供。 【解決手段】金属イオンと、セルロース誘導体(例えば
ヒドロキシプロピルセルロース)からなる水溶性樹脂と
を含む液に、還元剤を添加して金属微粒子を還元析出さ
せるとともに、加熱により水溶性樹脂をゲル化させるこ
とによって金属微粒子を分散させた塗布液。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電膜形成用塗布
液、特に、ブラウン管パネル等のガラス基体表面におい
て、電磁波シールド性能等を発揮し得る、優れた導電性
を有する導電膜を形成することが可能な、導電膜形成用
塗布液に関する。本発明は、さらに、かかる導電膜形成
用塗布液を用いて形成した導電膜、および、かかる導電
膜を用いた低反射導電膜に関する。
【0002】
【従来の技術】ブラウン管は高電圧で作動するために、
起動時または終了時にブラウン管表面に静電気が誘発さ
れる。静電気は、該表面に埃が付着する、表示画像のコ
ントラスト低下を引き起こす、直接手指が触れた際に軽
い電気ショックによる不快感を与える、などの不具合を
生じさせる。
【0003】従来、この現象を防止するために、ブラウ
ン管パネル表面に帯電防止膜を付与する試みがされ、例
えば、ブラウン管パネル表面を350℃程度に加熱し、
CVD法により酸化スズおよび酸化インジウム等の導電
性酸化物層をパネル表面に設ける方法(特開昭63−7
6247)等が提案されてきた。
【0004】しかし、この方法では装置コストがかかる
ことに加え、ブラウン管表面を高温に加熱するためにブ
ラウン管内の蛍光体の脱落を生じたり、寸法精度が低下
したりする問題があった。また、上記導電層に用いる材
料としては酸化スズが一般的であるが、低温処理では、
充分な導電性を有する高性能な膜が得にくい欠点があっ
た。
【0005】また、近年、電磁波ノイズによる電子機器
への電波障害が社会問題となり、それらを防止するため
に規格の作成や規制が行われている。電磁波ノイズ問題
に対する解決策としては、導電性被膜をブラウン管表面
に設け、該導電性被膜に当たった電磁波を、被膜内に誘
導される渦電流の作用で反射することによって、電磁波
シールドを行うことが知られている。
【0006】しかし、このような性能を発揮するために
は、導電性被膜が、高い電界強度に耐え得る程の優れた
導電性を有している必要があるが、それほどの良導電性
の膜を得ることはさらに困難であった。
【0007】一方、導電膜の製造方法に関し、例えば、
基体に金属塩と還元剤との混合液を塗布して導電膜を形
成する(特開平6−310058)ことが提案されてい
るが、この方法では金属塩溶液の安定性に乏しいため
に、該溶液と還元剤との混合後、直ちに混合液を基体に
塗布する必要があり、また、溶液自体の成膜性が乏しい
ために得られる膜の外観が悪いという欠点があった。
【0008】一般に金属、特に貴金属コロイドの調製方
法としては、還元剤を用いて希薄溶液中で貴金属微粒子
を還元析出させる方法が知られている。このとき、還元
析出した金属微粒子は、保護コロイドとよばれる無機イ
オン、有機酸、高分子樹脂等により安定化され、液中で
凝集沈殿せず、分散状態を維持できる。
【0009】しかし、このままでは、保護コロイドの効
果が強く、充分な導電性を有する導電膜が得られにくい
ため、還元析出時に生成した副生成イオンおよび過剰な
保護コロイドを脱塩処理等の方法で除去することが必要
である。保護コロイドとして、クエン酸イオン、ギ酸等
を用いた場合は、脱塩処理等により、過剰分を除去でき
るが、ゾルの安定性が損なわれ、分散安定性に優れた導
電膜形成用塗布液の実現は困難であった。
【0010】また、保護コロイドとしての作用が知られ
ている高分子樹脂としては、ポリアクリル酸、ポリアク
リロニトリル鹸化物、ポリスチレンスルホン酸等のイオ
ン性解離基を有するものや、ポリビニルアルコール、ポ
リ酢酸ビニル鹸化物、ポリヒドロキシエチルメタクリレ
ート等の水酸基を有するもの、ポリビニルピロリドン等
の分子内に電子対供与原子(N原子)を有するもの、デ
ンプン、ゼラチン等の天然高分子などがある。
【0011】しかし、この内、イオン性解離基や水酸基
を有する高分子は、金属イオンとの共存下では、イオン
性解離基や水酸基などの極性基が金属イオンを介してポ
リマー分子間の架橋点となり、ゲルを形成するため、金
属イオンとの共存下では充分な保護コロイドの効果を発
現しない。分子内に電子対供与原子(N原子)を有する
ものは、金属微粒子に吸着しやすいが、保護コロイドと
しての効果が強すぎ、金属微粒子が単分散状態に近づく
ため、充分な導電性を有する膜を形成しにくい。また、
天然高分子は溶液を冷却した場合、水素結合により架橋
を形成しゲル化しやすいため、保護コロイドとしての制
御が難しい。
【0012】このように、従来保護コロイドとして知ら
れている高分子樹脂では、導電膜形成用塗布液の金属微
粒子に対する保護コロイドとしては不適切であり、塗布
液の状態で分散安定性に優れ、高い導電性を有する導電
膜を形成できる導電膜形成用塗布液は得られていない。
【0013】一方、また、導電膜を形成するために、金
属塩と導電性酸化物微粒子とを含有する液、または金属
塩と金属で表面が被覆された微粒子を含有する液(特開
平7−258862)が提案されている。しかし、前記
の導電性酸化物微粒子は導電性が金属単体の場合よりも
劣り、また、金属で表面が被覆された微粒子も金属と非
金属微粒子との界面で接触抵抗が生じ、結果として得ら
れる膜の導電性は充分ではなかった。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術が
有する問題点を解決し、塗布液の状態で金属微粒子の分
散安定性に優れており、ブラウン管フェイス面等のガラ
ス基体表面上に、低温熱処理により、耐候性、外観に優
れ、電磁波シールド性能も発揮しうる高い導電性を有す
る導電膜を形成できる導電膜形成用塗布液の提供を目的
とする。
【0015】本発明は、さらに、かかる導電膜形成用塗
布液を用いて形成した導電膜、および、かかる導電膜を
用いた導電性と反射防止効果に優れた低反射導電膜の提
供を目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の導電膜形成用塗
布液(以下、単に塗布液という)は、金属微粒子が分散
したゾルからなり、該ゾル中の金属微粒子が鎖状連鎖構
造をなし、かつ分散していることを特徴とする。
【0017】図1に本発明の塗布液の一例の透過型電子
顕微鏡(TEM)写真を示す。本発明の塗布液は、例え
ば以下のようにして得られる。すなわち、金属イオン
と、セルロース誘導体からなる水溶性樹脂と、水とを含
む液に、還元剤を添加することにより金属微粒子を還元
析出させ、加熱により前記水溶性樹脂をゲル化させるこ
とによって前記金属微粒子を分散させて本発明の塗布液
が得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】金属微粒子は、特に限定されない
が、導電性、化学的実用性、耐久性等の理由からAg、
Au、Pd、Ru、Pt、Ir、Re、Rh、Cuおよ
びNiからなる群から選ばれた1種以上であることが好
ましい。2種以上、すなわち、合金金属の例としては、
Au−Pd、Ru−Re、Au−Ag、Ag−Pdなど
が挙げられる。金属微粒子は、金属イオンと、セルロー
ス誘導体からなる水溶性樹脂とを含む液に、還元剤を添
加して還元析出させることにより得られる。
【0019】金属イオンの還元剤としては、特に限定さ
れず、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウ
ム、水素化ナトリウム、水素化リチウムなどの水素化物
や、ヒドラジン、ホルムアルデヒド、ギ酸、シュウ酸、
ホスフィン酸ナトリウムなどが好ましく用いられる。還
元剤は、後述するように、金属微粒子が水溶性樹脂のゲ
ル化によって分散した後に、限外濾過等の脱塩濃縮処理
により除去されることが好ましい。
【0020】金属微粒子は平均一次粒径が100nm以
下であることが好ましい。金属微粒子の平均一次粒径が
100nm超では、形成される膜において可視光の散乱
が生じて、膜の透明性が著しく低下するとともに、塗布
液中での金属微粒子の分散均一性および分散安定性が著
しく損なわれる。金属微粒子の平均一次粒径は、塗布液
中での分散安定性や、液を塗布して形成した膜の導電特
性などから、5〜30nmであることが特に好ましく、
10〜20nmであることがさらに好ましい。
【0021】金属微粒子の濃度は、塗布液全重量に対し
て0.01〜5重量%とするのが好ましい。金属微粒子
濃度が5重量%超では、形成される膜の透明性が著しく
低下し、金属微粒子濃度が0.01重量%未満では、形
成される膜の抵抗が上昇する。0.05〜2重量%とす
るのが特に好ましい。
【0022】還元剤によって還元析出した金属微粒子
は、加熱により、水溶性樹脂をゲル化させることによっ
て分散される。水溶性樹脂は、セルロース誘導体からな
る。水溶性樹脂がゲル化し、溶液の粘性率が急上昇する
温度(ゲル化点)は、溶液の組成等により変化するが、
実際の作業上、35℃以上が好ましい。35℃未満であ
ると塗布液の調製に冷却等の操作が必要となる。
【0023】また、水溶性樹脂の平均分子量(ゲルパー
ミエーションクロマトグラフ分析による平均分子量)
は、5000〜5000000であることが好ましい。
平均分子量が5000未満では、水溶性樹脂による保護
コロイド効果が小さくなるため、液中での金属微粒子の
安定性が劣り、凝集が経時的に進行しやすくなる。ま
た、平均分子量が5000000超では、形成した膜中
での金属微粒子間の距離が広がり、膜の導電性が低下す
る。金属微粒子が塗布液中で連鎖構造を維持し、きわめ
て安定して分散することが可能で、かつ形成される膜が
良好な導電性を発現することから、平均分子量は、10
000〜100000であることが特に好ましい。
【0024】水溶性樹脂の例としては、カルボキシメチ
ルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセル
ロース、エチルヒドロキシエチルセルロースおよびヒド
ロキシプロピルメチルセルロースからなる群から選ばれ
た1種以上が挙げられる。
【0025】水溶性樹脂の含有量は、金属微粒子に対し
て0.5〜100重量%であることが好ましい。0.5
重量%未満では、水溶性樹脂による保護コロイド効果が
低く、経時的に金属微粒子の凝集が進行し、形成される
膜の可視光の散乱が増大し、膜の透明性が低下するう
え、金属微粒子の液中での沈降も生じる。100重量%
超では、液の分散性は良好であるが、成膜した導電膜中
に残存する水溶性樹脂が多く、金属微粒子間の接触が悪
化し、形成される膜の導電連鎖性が欠如し、膜の導電性
が低下する。
【0026】本発明の塗布液においては、溶媒として水
を用いるが、形成する導電膜の外観を整えるために、液
の表面張力や粘性率等を制御するための溶媒を適宜使用
できる。かかる溶媒としては、各種の有機溶媒が挙げら
れる。有機溶媒の例としては、メタノール、エタノー
ル、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノ
ール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert
−ブタノール等のアルコール類、エチレングリコール等
の多価アルコール類、エチルセロソルブ、メチルセロソ
ルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールメチル
エーテル等のエーテル類、2,4−ペンタンジオン、ジ
アセトンアルコール等のケトン類、乳酸エチル、乳酸メ
チル等のエステル類、N−メチルピロリドン等のアミド
類、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の硫黄化合物
が挙げられる。
【0027】本発明の塗布液には、形成される導電膜の
透過率等の物性を変えるために、Sn、Sb、In、Z
n、Ga、Ru、Al、Si、TiおよびZrからなる
群から選ばれた1種以上の元素の化合物(特に酸化物の
微粒子)を、添加剤として添加できる。
【0028】例えば、SnをドープしたIn23やSb
をドープしたSnO2は、形成される導電膜の抵抗を上
昇させずに透過率を制御できるため、添加剤として好適
に用いられる。また、SiO2(特にケイ酸エチル等を
加水分解して得られるSiO2ゾル)は、塗布液の濡れ
性が向上するため、添加剤として好適である。TiO2
も、塗布液の濡れ性および形成される導電膜の色調を制
御できるため、添加剤として好適である。
【0029】添加剤は、微粒子またはアルコキシドの加
水分解物の形態で本発明の塗布液に添加してもよく、ま
た、超音波分散機やサンドミル等の分散機により分散し
た液として添加してもよい。さらに塗布液の基体への濡
れ性を向上させるために、本発明の塗布液に種々の界面
活性剤を添加してもよい。
【0030】本発明の塗布液は、それ自体で基体上への
塗布液として使用できる。本発明の塗布液の溶媒とし
て、低沸点溶媒を用いた場合には、室温下での乾燥でも
導電膜を形成できる。溶媒として、沸点が100〜25
0℃にある中〜高沸点溶媒を用いた場合には、室温乾燥
しても溶媒が塗膜中に残留するため、加熱処理を行うこ
とが好ましい。加熱温度の上限は、導電膜が形成される
基体として用いられるガラス、プラスチック等の軟化点
によって決定される。基体がガラスである場合、好まし
い加熱温度範囲は100〜500℃程度である。
【0031】本発明の塗布液を基体上に塗布し、必要に
応じて乾燥、加熱等を行って導電膜が形成される。かか
る導電膜を形成する基体がブラウン管パネル等であっ
て、低反射性能を付与したい場合においては、導電膜上
に低屈折率膜を形成することで、光の干渉作用を利用し
た低反射導電膜を形成できる。例えば、基体がガラス
(屈折率n=1.52)の場合、本発明の塗布液を用い
て形成した導電膜の上に、導電膜の屈折率の約(1/
1.23)の屈折率の低屈折率膜を形成することによ
り、膜の反射率を最も低減できる。膜の反射率の低減に
は、可視光領域(特に555nm)の反射率を低減する
ことが好ましいが、実用上は反射外観等を考慮し、適宜
決定することが好ましい。
【0032】このような2層からなる低反射導電膜にお
ける低屈折率膜としては、形成される膜の硬度等の点か
ら、ケイ素化合物を含有する塗布液を用いて形成するこ
とが好ましい。さらに、屈折率を低減するため、低屈折
率膜形成用の塗布液にMgF 2微粒子等を添加してもよ
い。
【0033】低屈折率膜形成用の塗布液に含有されるケ
イ素化合物としては、Siアルコキシド等の種々のもの
が使用でき、例えば、Si(OR)y・R’4-y(yは3
または4であり、R、R’はアルキル基を示す)で示さ
れるSiアルコキシドまたはその加水分解物が挙げられ
る。Siアルコキシドの具体例としては、シリコンエト
キシド、シリコンメトキシド、シリコンイソプロポキシ
ド、シリコンブトキシドなどが挙げられる。
【0034】Siアルコキシドは、アルコール、エステ
ル、エーテル等に溶解しても使用でき、Siアルコキシ
ド溶液に塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、ギ酸、マレイン酸、
フッ酸、またはアンモニア水溶液を添加してSiアルコ
キシドを加水分解しても使用できる。また、低屈折率膜
形成用の塗布液において、Siアルコキシドの含有割合
は、液の保存安定性の観点から、溶媒に対して30重量
%(固形分換算)以下であることが好ましい。
【0035】また、低屈折率膜形成用の塗布液には、形
成される膜の強度向上のために、バインダーとして、Z
r、Ti、Sn、Al等のアルコキシドや、これらの加
水分解物を添加して、ZrO2、TiO2、SnO2およ
びAl23のうち1種、または2種以上の複合物を低屈
折率膜中に含有させることができる。さらに低屈折率膜
形成用の塗布液の、導電膜や基体に対する濡れ性を向上
させるために、この低屈折率膜形成用の塗布液に界面活
性剤を添加してもよい。添加される界面活性剤として
は、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムやアル
キルエーテル硫酸エステル等が挙げられる。
【0036】本発明の塗布液は、多層の反射防止膜の製
造にも利用できる。多層の反射防止膜の構成としては、
反射防止をしたい光の波長をλとして、基体側より、高
屈折率層−低屈折率層を光学厚みλ/2−λ/4、また
はλ/4−λ/4で形成した2層の反射防止膜、基体側
より中屈折率層−高屈折率層−低屈折率層を光学厚みλ
/4−λ/2−λ/4で形成した3層の反射防止膜、基
体側より低屈折率層−中屈折率層−高屈折率層−低屈折
率層を光学厚みλ/2−λ/2−λ/2−λ/4で形成
した4層の反射防止膜等が典型的な例として知られてい
る。本発明の塗布液は、これらの多層の反射防止膜にお
ける中屈折率層または高屈折率層の形成に使用でき、低
屈折率膜形成用の塗布液は低屈折率層の形成に使用でき
る。
【0037】本発明の塗布液が塗布される基体として
は、特に限定されず、ブラウン管パネル、複写機用ガラ
ス板、計算機用パネル、クリーンルーム用ガラス、CR
TまたはLCD等の表示装置前面板等の各種ガラス、プ
ラスチック等が挙げられる。
【0038】塗布液の基体上への塗布方法としては、ス
ピンコート、ディップコート、スプレーコート等の方法
が好適に使用できる。また、スプレーコート法を用いて
表面に凹凸を形成し、形成される膜に防眩効果を付与し
てもよく、また、その上にシリカ被膜等のハードコート
層を設けてもよい。または、本発明の塗布液をスピンコ
ート法またはスプレーコート法で形成し、その上に低屈
折率膜形成用の塗布液をスプレーコートして、表面に凹
凸を有する低屈折率膜(例えばシリカ膜)のノングレア
コート層を設けてもよい。
【0039】本発明の塗布液と低屈折率膜形成用塗布液
の基体に対する塗布量(膜厚)は、被塗布基体の種類、
被塗布基体の使用目的等によって変わるので、一概には
規定できないが、塗布量は、硬化後の膜の厚みが約5〜
150nmとなる範囲が好適である。5nm未満では、
導電膜の導電性が不充分であり、また2層または多層の
膜を形成した場合の低反射性確保等の点で不充分であ
る。150nm超では導電膜の透過率が不充分であり、
また2層または多層の膜を形成した場合の低反射性確保
等の点で不充分である。
【0040】また、低屈折率膜形成用塗布液の塗布量は
硬化後の膜の厚みが約5〜150nmとなる範囲が好適
である。5nm未満では、膜強度が不充分であり、また
2層または多層の膜を形成した場合の低反射性確保等の
点で不充分である。150nm超では、膜の外観および
低反射性等の点で好ましくない。なお、上述した導電膜
および低屈折率膜の上下には、他の膜を介在させて多層
構造の低反射導電膜とすることもできる。
【0041】本発明の塗布液により得られる導電膜(低
屈折率膜が形成されている場合は低屈折率膜の表面)の
表面抵抗(シート抵抗)は、10×103Ω/□以下、
特に5×103Ω/□以下が好ましい。
【0042】
【作用】一般に酸化物超微粒子は表面に水酸基を有する
ため、水素結合に起因する鎖状連鎖構造を液中で形成し
うると考えられるが、金属微粒子の場合、連鎖の起源で
ある表面の水酸基が存在しないため、連鎖構造が形成さ
れ難く、ゾルの分散性と塗膜の導電性の2点を両立させ
ることは難しい。
【0043】本発明においては、室温付近では水に溶解
し、加熱によりゲル化し、保護コロイド効果が発現す
る、セルロース誘導体からなる水溶性樹脂を、金属微粒
子の分散安定剤として使用することにより、分散安定
性、および導電性に優れた導電膜形成用塗布液が得られ
る。
【0044】金属微粒子が分散したゾルの安定性の観点
からは、ゾルは金属微粒子単独で分散状態を維持してい
ることが好ましいが、形成する膜の導電性の観点から
は、金属微粒子同士が連鎖構造を有することが必要であ
る。本発明の塗布液は、ゾル中の金属微粒子が鎖状連鎖
構造をなし、かつ分散している。
【0045】本発明の塗布液に用いられる水溶性樹脂で
ある、セルロース誘導体は、室温付近の水中で、分子構
造内の水和性部位は通常の水和を生じ疎水性部位は疎水
性水和を生じ溶解しているものであるが、溶液の温度を
上げることにより、疎水性部位近傍の水の構造性が、熱
の影響で乱され、疎水性部位の水和がこわれ、分子とし
てミセルを形成するものと推察される。このミセルがゲ
ル化の主因であると考えられる。このゲル化は温度に起
因するため、温度制御のみで、分散安定性、および導電
性に優れた塗布液を実現できる。
【0046】本発明の塗布液における金属微粒子の鎖状
連鎖構造は、形成された導電膜においても保たれる傾向
があることが、膜をAFM(原子間力顕微鏡)で観察す
ることにより判明している。導電膜においても、金属微
粒子の鎖状連鎖構造によって、導電性が確保されている
と考えられる。
【0047】
【実施例】以下の例において得られたゾル中の粒子の平
均一次粒径は透過型電子顕微鏡によって測定した。 [例1] 「Ag微粒子分散液の調製」ガラス容器内で、蒸留水1
L(リットル)に硝酸銀(Ag63.5重量%)を0.
78g、メチルセルロース(平均分子量100000)
を0.1g溶解した。これに水酸化ナトリウム水溶液
(1.12重量%濃度)50gおよびホルムアルデヒド
水溶液(36重量%濃度)5gの混合物を添加し撹拌し
た。添加直後にAg微粒子が生成した。その後、溶液を
50℃に加温して1時間撹拌し、さらに限外濾過により
脱塩濃縮処理を行い、Ag固形分換算で1.2重量%の
Agゾル液40gを得た。この分散液のAg微粒子の平
均粒径は12nmであった(A1液とする)。
【0048】「Pd微粒子分散液の調製」ガラス容器内
で、蒸留水1Lに塩化パラジウム(II)(Pd60.
0重量%)を0.83g、エチルセルロース(平均分子
量50000)を0.1g溶解した。これに水酸化リチ
ウム水溶液(1.12重量%濃度)70gおよびホルム
アルデヒド水溶液(36重量%濃度)8gの混合物を添
加し撹拌した。その後、溶液を60℃に加温し、1時間
撹拌し、さらに限外濾過により脱塩濃縮処理を行い、P
d固形分換算で1.3重量%のPdゾル液38gを得
た。この分散液のPd微粒子の平均粒径は15nmであ
った(B1液とする)。
【0049】「導電膜用コート液の調製」(A1液)と
(B1液)をAg:Pd=4:6(重量比)となるよう
に混合し、エタノールおよび水で希釈し、エタノールが
80重量%、金属微粒子が0.35重量%、メチルセル
ロースとエチルセルロースの合計が0.07重量%、
(メチルセルロース+エチルセルロース)/(Ag+P
d)が20重量%となるように調整した(C1液とす
る)。
【0050】「ケイ素化合物含有液の調製」シリコンエ
トキシド50gをエタノール200gに溶解し、撹拌下
で濃硝酸1.5gと純水33gとの混合溶液を滴下し、
室温で2時間撹拌してSiO2濃度4.9重量%の液を
得た(D1液とする)。このD1液を、プロピレングリ
コールモノメチルエーテル/イソプロパノール/ジアセ
トンアルコール=50:40:10(重量比)の混合溶
媒でSiO2固形分が0.70重量%となるように希釈
した(E1液とする)。
【0051】「塗布および硬化」C1液20gを、表面
温度45℃に加温した14インチブラウン管パネル表面
にスピンコート法で、硬化時の膜厚が40nmになるよ
うに100rpm、60秒間の条件で塗布した後、E1
液20gをC1液の塗布時と同一のスピンコート条件で
硬化時の膜厚が60nmになる塗布量で塗布した後、1
60℃で30分間加熱し、低反射導電膜を得た。
【0052】[例2] 「Au微粒子分散液の調製」ガラス容器内で、蒸留水1
Lに塩化金酸(Au48.0重量%)を1.04g、ヒ
ドロキシプロピルセルロース(平均分子量25000)
を0.1g溶解した。これに水酸化カリウム水溶液
(1.12重量%濃度)95gおよびホルムアルデヒド
水溶液(36重量%濃度)15gの混合物を添加し撹拌
した。添加直後にAu微粒子が生成した。その後、溶液
を40℃に加温し、1時間撹拌し、さらに限外濾過によ
り脱塩濃縮処理を行い、Au固形分換算で1.2重量%
のAuゾル液40gを得た。この分散液のAu微粒子の
平均粒径は10nmであった(F1液とする)。
【0053】F1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.35重量%、
ヒドロキシプロピルセルロースが0.07重量%、ヒド
ロキシプロピルセルロース/Auが20重量%となるよ
うに調整した(F2液とする)。例1におけるC1液の
かわりにF2液を使用したこと以外は例1と同様にして
低反射導電膜を得た。
【0054】[例3] 「Ru微粒子分散液の調製」ガラス容器内で、蒸留水1
Lに塩化ルテニウム水和物(Ru40.0重量%)を
1.25g、カルボキシメチルセルロース(平均分子量
60000)を0.1g溶解した。これに水素化ホウ素
ナトリウム水溶液(10重量%濃度)20gを添加し撹
拌した。添加直後にRu微粒子が生成した。その後、溶
液を40℃に加温し、1時間撹拌し、さらに限外濾過に
より脱塩濃縮処理を行い、Ru固形分換算で1.5重量
%のRuゾル液31gを得た。この分散液のRu微粒子
の平均粒径は10nmであった(G1液とする)。
【0055】G1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.35重量%、
カルボキシメチルセルロースが0.07重量%、カルボ
キシメチルセルロース/Ruが20重量%となるように
調整した(G2液とする)。例1におけるC1液のかわ
りにG2液を使用したこと以外は例1と同様にして低反
射導電膜を得た。
【0056】[例4] 「Pt微粒子分散液の調製」ガラス容器内で、蒸留水1
Lにヘキサクロロ白金(IV)酸水和物(Pt40.0
重量%)を1.25g、エチルヒドロキシエチルセルロ
ース(平均分子量100000)を0.1g溶解した。
これに水酸化ナトリウム水溶液(1.12重量%濃度)
50gおよびホルムアルデヒド水溶液(36重量%濃
度)5gの混合物を添加し撹拌した。添加直後にPt微
粒子が生成した。その後、溶液を50℃に加温し、1時
間撹拌し、さらに限外濾過により脱塩濃縮処理を行い、
Pt固形分換算で1.0重量%のPtゾル液45gを得
た。この分散液のPt微粒子の平均粒径は12nmであ
った(H1液とする)。
【0057】H1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.35重量%、
エチルヒドロキシエチルセルロースが0.07重量%、
エチルヒドロキシエチルセルロース/Ptが20重量%
となるように調整した(H2液とする)。例1における
C1液のかわりにH2液を使用したこと以外は例1と同
様にして低反射導電膜を得た。
【0058】[例5] 「Ir微粒子分散液の調製」ガラス容器内で、蒸留水1
Lにヘキサクロロイリジウム(IV)酸水和物(Ir3
8.0重量%)を1.32g、ヒドロキシプロピルメチ
ルセルロース(平均分子量60000)を0.1g溶解
した。これに水酸化ナトリウム水溶液(1.12重量%
濃度)80gおよびホルムアルデヒド水溶液(36重量
%濃度)15gの混合物を添加し撹拌した。添加直後に
Ir微粒子が生成した。その後、溶液を45℃に加温
し、1時間撹拌し、さらに限外濾過により脱塩濃縮処理
を行い、Ir固形分換算で1.0重量%のIrゾル液4
5gを得た。この分散液のIr微粒子の平均粒径は12
nmであった(J1液とする)。
【0059】J1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.35重量%、
ヒドロキシプロピルメチルセルロースが0.07重量
%、ヒドロキシプロピルメチルセルロース/Irが20
重量%となるように調整した(J2液とする)。例1に
おけるC1液のかわりにJ2液を使用したこと以外は例
1と同様にして低反射導電膜を得た。
【0060】[例6] 「Re微粒子分散液の調製」ガラス容器内で、蒸留水1
Lに過レニウム酸水溶液(Re38.0重量%)を1.
32g、ヒドロキシプロピルセルロース(平均分子量6
0000)を0.1g溶解した。これに水酸化カリウム
水溶液(1.12重量%濃度)95gおよびホルムアル
デヒド水溶液(36重量%濃度)15gの混合物を添加
し撹拌した。添加直後にRe微粒子が生成した。その
後、溶液を45℃に加温し、1時間撹拌し、さらに限外
濾過により脱塩濃縮処理を行い、Re固形分換算で1.
0重量%のReゾル液45gを得た。この分散液のRe
微粒子の平均粒径は16nmであった(K1液とす
る)。
【0061】K1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.37重量%、
ヒドロキシプロピルセルロースが0.07重量%、ヒド
ロキシプロピルセルロース/Reが2重量%となるよう
に調整した(K2液とする)。例1におけるC1液のか
わりにK2液を使用したこと以外は例1と同様にして低
反射導電膜を得た。
【0062】[例7] 「Rh微粒子分散液の調製」ガラス容器内で、蒸留水1
Lに塩化ロジウム(III)水和物(Rh40.0重量
%)を1.25g、エチルセルロース(平均分子量40
000)を0.1g溶解した。これに水酸化カリウム水
溶液(1.12重量%濃度)95gおよびホルムアルデ
ヒド水溶液(36重量%濃度)15gの混合物を添加し
撹拌した。添加直後にRh微粒子が生成した。その後、
溶液を45℃に加温し、1時間撹拌し、さらに限外濾過
により脱塩濃縮処理を行い、Rh固形分換算で1.2重
量%のRhゾル液40gを得た。この分散液のRh微粒
子の平均粒径は18nmであった(L1液とする)。
【0063】L1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.35重量%、
エチルセルロースが0.07重量%、エチルセルロース
/Rhが20重量%となるように調整した(L2液とす
る)。例1におけるC1液のかわりにL2液を使用した
こと以外は例1と同様にして低反射導電膜を得た。
【0064】[例8] 「Cu微粒子分散液の調製」ガラス容器内で、蒸留水1
Lに塩化第二銅(II)二水和物(Cu37.3重量
%)を1.35g、ヒドロキシプロピルセルロース(平
均分子量25000)を0.1g溶解した。これに水素
化ホウ素ナトリウム水溶液(10重量%濃度)20gを
添加し撹拌した。添加直後にCu微粒子が生成した。そ
の後、溶液を40℃に加温し、1時間撹拌し、さらに限
外濾過により脱塩濃縮処理を行い、Cu固形分換算で
1.5重量%のCuゾル液31gを得た。この分散液の
Cu微粒子の平均粒径は18nmであった(M1液とす
る)。
【0065】(F1液)と(M1液)をAu:Cu=
7:3(重量比)となるように混合し、エタノールおよ
び水で希釈し、エタノールが80重量%、金属微粒子が
0.35重量%、ヒドロキシプロピルセルロースが0.
07重量%、ヒドロキシプロピルセルロース/(Cu+
Au)が20重量%となるように調整した(M2液とす
る)。例1におけるC1液のかわりにM2液を使用した
こと以外は例1と同様にして低反射導電膜を得た。
【0066】[例9] 「Ni微粒子分散液の調製」ガラス容器内で、蒸留水1
Lに塩化ニッケル(II)六水和物(Ni24.7重量
%)を2.0g、メチルセルロース(平均分子量600
00)を0.1g溶解した。これに水素化ホウ素ナトリ
ウム水溶液(10重量%濃度)30gを添加し撹拌し
た。添加直後にNi微粒子が生成した。その後、溶液を
45℃に加温し、1時間撹拌し、さらに限外濾過により
脱塩濃縮処理を行い、Ni固形分換算で1.5重量%の
Niゾル液31gを得た。この分散液のNi微粒子の平
均粒径は18nmであった(N1液とする)。
【0067】(F1液)と(N1液)をAu:Ni=
8:2(重量比)となるように混合し、エタノールおよ
び水で希釈し、エタノールが80重量%、金属微粒子が
0.35重量%、ヒドロキシプロピルセルロースとメチ
ルセルロースの合計が0.07重量%、(ヒドロキシプ
ロピルセルロース+メチルセルロース)/(Au+N
i)が20重量%となるように調整した(N2液とす
る)。例1におけるC1液のかわりにN2液を使用した
こと以外は例1と同様にして低反射導電膜を得た。
【0068】[例10] 「Ru−Re合金微粒子分散液の調製」ガラス容器内
で、蒸留水2Lに過レニウム酸水溶液(Re38.0重
量%)を1.32g、塩化ルテニウム水和物(Ru4
0.0重量%)を1.25g、エチルセルロース(平均
分子量50000)を0.2g溶解した。これに水酸化
カリウム水溶液(1.12重量%濃度)180gおよび
ホルムアルデヒド水溶液(36重量%濃度)25gの混
合物を添加し撹拌した。添加直後にRe−Ru微粒子が
生成した。その後、溶液を45℃に加温し、1時間撹拌
し、さらに限外濾過により脱塩濃縮処理を行い、Re−
Ru固形分換算で1.2重量%のRe−Ruゾル液75
gを得た。この分散液のRe−Ru微粒子の平均粒径は
19nmであった(P1液とする)。
【0069】P1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.35重量%、
エチルセルロースの合計が0.07重量%、エチルセル
ロース/(Re+Ru)が20重量%となるように調整
した(P2液とする)。例1におけるC1液のかわりに
P2液を使用したこと以外は例1と同様にして低反射導
電膜を得た。
【0070】[例11] 「Au−Pd合金微粒子分散液の調製」ガラス容器内
で、蒸留水2Lに、塩化金酸(Au48.0重量%)を
1.66g、硝酸パラジウム水溶液(Pd5重量%)を
4.0g、ヒドロキシプロピルセルロース(平均分子量
25000)を0.2g溶解した。これに水酸化カリウ
ム水溶液(1.12重量%濃度)180gおよびホルム
アルデヒド水溶液(36重量%濃度)30gの混合物を
添加し撹拌した。添加直後にAu−Pd微粒子が生成し
た。その後、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂によ
り脱塩を行った後、溶液を42℃に加温し、1時間撹拌
し、限外濾過により濃縮処理を行い、Au−Pd固形分
換算で1.2重量%のAu−Pdゾル液80gを得た。
この分散液のAu−Pd微粒子の平均粒径は10nmで
あった(Q1液とする)。
【0071】Q1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.35重量%、
ヒドロキシプロピルセルロースが0.07重量%、ヒド
ロキシプロピルセルロース/(Au+Pd)が20重量
%となるように調整した(Q2液とする)。例1におけ
るC1液のかわりにQ2液を使用したこと以外は例1と
同様にして低反射導電膜を得た。
【0072】Q2液の透過型電子顕微鏡(TEM)写真
を図1に示す。図において黒く見える部分が金属微粒子
の連なったものである。図1より、本例の塗布液におい
ては、Au−Pd微粒子の大半が、粒子相互間に空隙な
く、2個以上結合しており、かつ鎖状連鎖構造を形成し
て分散していることがわかる。
【0073】[例12](比較例) ガラス容器内で、蒸留水1Lに塩化金酸(Au48.0
重量%)を1.04g、ポリビニルピロリドン(平均分
子量40000)を0.1g溶解した。これに水酸化カ
リウム水溶液(1.12重量%濃度)95gおよびホル
ムアルデヒド水溶液(36重量%濃度)15gの混合物
を添加し撹拌した。添加直後にAu微粒子が生成した。
その後、溶液を40℃に加温し、1時間撹拌し、さらに
限外濾過により脱塩濃縮処理を行い、Au固形分換算で
1.2重量%のAuゾル液40gを得た。この分散液の
Au微粒子の平均粒径は19nmであった(R1液とす
る)。
【0074】R1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.35重量%、
ポリビニルピロリドンが0.07重量%、ポリビニルピ
ロリドン/Auが20重量%となるように調整した(R
2液)。例1におけるC1液のかわりにR2液を使用し
たこと以外は例1と同様にして低反射導電膜を得た。
【0075】[例13](比較例) ITO粒子(酸化インジウムと酸化錫の総量に対して酸
化錫を8重量%含む酸化インジウム粒子)をpH2の酸
性水溶液に添加し、サンドミルで1時間粉砕解膠を行っ
た。この液を限外濾過により脱塩濃縮処理を行い、IT
O粒子固形分換算で1.2重量%のITOゾル液80g
を得た。この分散液のITO微粒子の平均粒径は48n
mであった(S1液とする)。
【0076】S1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.95重量%と
なるように調整した(S2液とする)。例1におけるC
1液のかわりにS2液を使用したこと以外は例1と同様
にして低反射導電膜を得た。
【0077】[例14](比較例) ヒドロキシプロピルセルロース0.2gのかわりにポリ
アクリル酸(平均分子量5000)0.2gを用いたこ
と以外は、例11と同様にして、Au−Pd固形分換算
で1.2重量%のAu−Pdゾル液80gを得た。この
分散液のAu−Pd微粒子の平均粒径は10nmであっ
た(T1液とする)。
【0078】T1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.35重量%、
ポリアクリル酸が0.07重量%、ポリアクリル酸/
(Au+Pd)が20重量%となるように調整した(T
2液とする)。例1におけるC1液のかわりにT2液を
使用したこと以外は例1と同様にして低反射導電膜を得
た。
【0079】T2液のTEM写真を図2に示す。図にお
いて黒く見える部分が金属微粒子が凝集したものであ
る。図2より、本例の塗布液においては、Au−Pd微
粒子の大半が、凝集して大きな塊を形成しており、分散
安定性に欠けることがわかる。
【0080】[例15](比較例) ヒドロキシプロピルセルロース0.2gのかわりにポリ
ビニルアルコール(鹸化度81.5、平均分子量500
00)0.2gを用いたこと以外は、例11と同様にし
て、Au−Pd固形分換算で1.2重量%のAu−Pd
ゾル液80gを得た。この分散液のAu−Pd微粒子の
平均粒径は10nmであった(U1液とする)。
【0081】U1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.30重量%、
ポリビニルアルコールが0.06重量%、ポリビニルア
ルコール/(Au+Pd)が20重量%となるように調
整した(U2液とする)。例1におけるC1液のかわり
にU2液を使用したこと以外は例1と同様にして低反射
導電膜を得た。
【0082】U2液のTEM写真を図3に示す。図にお
いて黒く見える部分が金属微粒子である。図3より、本
例の塗布液においては、Au−Pd微粒子の大半が、他
の粒子から離れて、粒子単独で分散していることがわか
る。
【0083】[例16](比較例) ヒドロキシプロピルセルロース0.2gのかわりにポリ
ビニルピロリドン(平均分子量40000)0.2gを
用いたこと以外は、例11と同様にして、Au−Pd固
形分換算で1.2重量%のAu−Pdゾル液80gを得
た。この分散液のAu−Pd微粒子の平均粒径は10n
mであった(V1液とする)。
【0084】V1液をエタノールおよび水で希釈し、エ
タノールが80重量%、金属微粒子が0.35重量%、
ポリビニルピロリドンが0.07重量%、ポリビニルピ
ロリドン/(Au+Pd)が20重量%となるように調
整した(V2液とする)。例1におけるC1液のかわり
にT2液を使用したこと以外は例1と同様にして低反射
導電膜を得た。
【0085】V2液のTEM写真を図4に示す。図にお
いて黒く見える部分が金属微粒子である。図4より、本
比較例の塗布液においては、Au−Pd微粒子は、接近
してはいるが、互いに空隙をあけて分散していることが
わかる。
【0086】[評価結果]例1〜16で得られた各低反
射導電膜の物性を以下の方法で測定した結果を表1に示
す。なお、表1において4E2は4×102を意味し、
他も同様である。 (1)導電性:ローレスタ抵抗測定器(三菱油化製)に
より膜表面の表面抵抗(Ω/□)を測定した。測定に際
しては低屈折率膜であるシリカ膜表面で表面抵抗を測定
した。 (2)透過率:日立製作所製スペクトロフォトメータU
−3500により380〜780nmでの視感透過率
(%)を測定した。 (3)反射率:GAMMA分光反射率スペクトル測定器
により膜の400〜700nmでの視感反射率(%)を
測定した。
【0087】(4)耐擦傷性:1kg荷重下で消しゴム
(ライオン社製50−50)で膜表面を50回往復後、
その表面の傷の付き具合を目視で判断した。評価基準
は、傷が全く付かない場合を○、傷が多少付く場合を△
とした。 (5)耐候性:センエンジニアリング社製PHOTOD
RYCLEARE PL7−200により254nmを
主波長とする紫外線を20時間照射した後での膜の導電
性を測定した。 (6)耐薬品性:10重量%濃度の塩酸水溶液に膜を7
2時間浸漬した後の膜の導電性を測定した。
【0088】
【表1】
【0089】
【発明の効果】本発明によれば、塗布液の状態で分散安
定性に優れており、ブラウン管フェイス面等のガラス基
体上に、低温熱処理により、耐候性、および外観に優
れ、電磁波シールド性能も発揮しうる高い導電性を有す
る導電膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】例11の塗布液の透過型電子顕微鏡(TEM)
写真。
【図2】例14の塗布液のTEM写真。
【図3】例15の塗布液のTEM写真。
【図4】例16の塗布液のTEM写真。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 29/88 H01J 29/88 H05K 9/00 H05K 9/00 V (72)発明者 猪熊 久夫 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Fターム(参考) 4D075 CA22 DA06 DB13 DC21 EA06 EB07 EC10 4K017 AA03 AA08 BA02 BA03 BA05 DA01 EJ01 FB07 FB11 5C028 AA02 AA05 AA10 5C032 AA01 DD02 DE01 DF01 DF04 DF07 DG01 DG02 DG06 5E321 BB21 BB57 GG05 GH01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属イオンと、セルロース誘導体からなる
    水溶性樹脂と、水とを含む液に、還元剤を添加すること
    により金属微粒子を還元析出させ、加熱により前記水溶
    性樹脂をゲル化させることによって前記金属微粒子を分
    散させて得られる導電膜形成用塗布液。
  2. 【請求項2】金属微粒子が、Ag、Au、Pd、Ru、
    Pt、Ir、Re、Rh、CuおよびNiからなる群か
    ら選ばれた1種以上である請求項1に記載の導電膜形成
    用塗布液。
  3. 【請求項3】金属微粒子の濃度が、塗布液全重量に対し
    て0.01〜5重量%である請求項1または2に記載の
    導電膜形成用塗布液。
  4. 【請求項4】水溶性樹脂が、カルボキシメチルセルロー
    ス、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシ
    エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エ
    チルヒドロキシエチルセルロースおよびヒドロキシプロ
    ピルメチルセルロースからなる群から選ばれた1種以上
    である請求項1〜3いずれか1項に記載の導電膜形成用
    塗布液。
  5. 【請求項5】水溶性樹脂の平均分子量が5000〜50
    00000である請求項1〜4いずれか1項に記載の導
    電膜形成用塗布液。
  6. 【請求項6】水溶性樹脂の含有量が、金属微粒子に対し
    て0.5〜100重量%である請求項1〜5いずれか1
    項に記載の導電膜形成用塗布液。
  7. 【請求項7】請求項1〜6いずれか1項に記載の導電膜
    形成用塗布液を基体上に塗布することにより形成された
    導電膜。
  8. 【請求項8】請求項7に記載の導電膜の上に、該導電膜
    よりも屈折率が低い膜が形成されてなる低反射導電膜。
  9. 【請求項9】ガラス基体上に、請求項7に記載の導電
    膜、または請求項8に記載の低反射導電膜が形成された
    ガラス物品。
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