JP2012054209A - Conductive oxide microparticle dispersion liquid and coating liquid for forming transparent conductive film, and transparent conductive film - Google Patents

Conductive oxide microparticle dispersion liquid and coating liquid for forming transparent conductive film, and transparent conductive film Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a conductive oxide microparticle dispersion liquid including conductive oxide microparticles stably dispersed therein, capable of being used in forming a transparent conductive film of various display devices, such as liquid crystals, or the like through a coating method, in particular through ink jet printing; a coating liquid for forming a transparent conductive film, which is obtained by adding a binder to the conductive oxide microparticle dispersion liquid; and a transparent conductive film obtained by coating, drying, and, if necessary, curing the coating liquid for forming a transparent conductive film.SOLUTION: There are provided a conductive oxide microparticle dispersion liquid or the like. The conductive oxide microparticle dispersion liquid includes conductive oxide microparticles (A) which are surface-modified with halogen elements, have an average particle size of 1 to 500 nm and are dispersed in an organic solvent (B). In the conductive oxide microparticle dispersion liquid, the organic solvent (B) comprises a 5-membered cyclic ketone compound having a boiling point of 230°C or more and a surface tension of 40 dyn/cm or less as a main constituent, and further 2 pts.wt. or less of a dispersant (C) is contained relative to 100 pts.wt. of the conductive oxide microparticles.

Description

本発明は、導電性酸化物微粒子分散液と透明導電膜形成用塗布液、及び透明導電膜に関し、より詳しくは、液晶や電子ペーパーなど各種表示デバイス等の透明導電膜を塗布法、特にインクジェット印刷法で形成する際に用いることができる、導電性酸化物微粒子が安定して分散した導電性酸化物微粒子分散液及び、これにバインダーを添加して得られる透明導電膜形成用塗布液、及びこれを塗布、乾燥、必要に応じ硬化して得られる透明導電膜に関するものである。   The present invention relates to a conductive oxide fine particle dispersion, a coating liquid for forming a transparent conductive film, and a transparent conductive film. More specifically, the present invention relates to a method for coating a transparent conductive film such as liquid crystal or electronic paper, particularly inkjet printing. A conductive oxide fine particle dispersion in which conductive oxide fine particles are stably dispersed, a coating liquid for forming a transparent conductive film obtained by adding a binder thereto, and the same It is related with the transparent conductive film obtained by apply | coating, drying, and hardening as needed.

従来、LCDなどの各種表示デバイス等の透明電極には、スパッタリングやイオンプレーティング等に代表される物理的成膜法を用いて形成されるインジウム−錫酸化物(ITO)の透明導電膜が用いられてきた。その中でも、スパッタリング法で得られる透明導電膜(以下、スパッタリングITO膜と略称する)が最も広く用いられている。
しかし、近年のディスプレイの大型化に伴い、スパッタリングITO膜の作製にかかる設備投資コストの増大や、省資源という観点からみたITO膜材料の利用効率の低さ等が問題になっている。即ち、大面積の基材上にスパッタリングITO膜を形成するためには、大空間を高真空にするための大掛かりな設備投資が必要である。また、ITOスパッタリングではターゲット材の2割程度しか実際の透明導電膜に利用されず、7割程度はスクラップとしてインジウムの回収に回されているのが実情である。
Conventionally, a transparent conductive film of indium-tin oxide (ITO) formed by a physical film forming method represented by sputtering, ion plating, or the like has been used for transparent electrodes of various display devices such as LCDs. Has been. Among these, a transparent conductive film obtained by sputtering (hereinafter abbreviated as a sputtering ITO film) is most widely used.
However, with the recent increase in the size of displays, there are problems such as an increase in capital investment cost for producing a sputtering ITO film and a low utilization efficiency of an ITO film material from the viewpoint of resource saving. That is, in order to form a sputtering ITO film on a large-area substrate, a large capital investment is required to make the large space into a high vacuum. Moreover, in ITO sputtering, only about 20% of the target material is used for an actual transparent conductive film, and about 70% is used for recovery of indium as scrap.

そこで、高価な設備を必要としない塗布法を用いて、透明導電膜を形成する研究が行われている。塗布法とは、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等を主成分とする導電性酸化物微粒子(透明導電フィラー)と樹脂バインダーを含有する塗布液(透明導電膜形成用塗布液)を基材上に塗布し、乾燥、硬化の過程を経て、透明導電膜を形成するものである。真空を必要としないため、スパッタリングITO膜を作製する場合と比較して、設備投資コストが大幅に抑えられる利点がある。また、必要な部分にだけ塗布液を塗布(印刷)すれば良いため、塗布法は透明導電材料の利用効率も高く、材料が節約できる省資源な方法でもある。
上記塗布液(透明導電膜形成用塗布液)においては、一般に、導電性酸化物微粒子の粒子径を小さくしていくと、粒子間の凝集力が増大して、微粒子同士が凝集し易くなる。透明導電膜形成用塗布液において、導電性酸化物微粒子の凝集が生じると、得られる透明導電膜のヘイズが悪化して透明性が低下し、膜の均一性が悪化して膜強度や膜抵抗が悪化するなどの問題を生じる。従って、透明導電膜形成用塗布液には、透明性や膜強度に優れた塗膜を形成するために導電性酸化物微粒子が十分な分散性を有することが求められる。また、透明導電膜形成用塗布液は、長期間にわたって容易に保存できるように、その導電性酸化物微粒子の分散安定性を長期間維持することが求められている。
Therefore, research has been conducted to form a transparent conductive film using a coating method that does not require expensive equipment. The coating method is based on a coating liquid (coating liquid for forming a transparent conductive film) containing conductive oxide fine particles (transparent conductive filler) mainly composed of indium oxide, tin oxide, zinc oxide, and the like and a resin binder. A transparent conductive film is formed by applying to the substrate and drying and curing. Since a vacuum is not required, there is an advantage that the capital investment cost can be greatly suppressed as compared with the case of producing a sputtering ITO film. In addition, since the coating liquid only needs to be applied (printed) to the necessary portion, the coating method is also a resource-saving method that has high utilization efficiency of the transparent conductive material and can save the material.
In the coating solution (coating solution for forming a transparent conductive film), generally, when the particle diameter of the conductive oxide fine particles is reduced, the cohesive force between the particles is increased and the fine particles are easily aggregated. In the coating liquid for forming a transparent conductive film, when aggregation of conductive oxide fine particles occurs, the haze of the obtained transparent conductive film deteriorates, the transparency decreases, the film uniformity deteriorates, and the film strength and film resistance Cause problems such as worsening. Therefore, it is required that the conductive oxide fine particles have sufficient dispersibility in order to form a coating film excellent in transparency and film strength in the coating liquid for forming a transparent conductive film. Further, the coating liquid for forming a transparent conductive film is required to maintain the dispersion stability of the conductive oxide fine particles for a long time so that it can be easily stored for a long time.

上記導電性酸化物微粒子の凝集防止(分散安定化)には、高分子ポリマーや界面活性剤等の分散剤を透明導電膜形成用塗布液に適用する方法が一般に用いられている。ここで、分散剤は、凝集する微粒子間に浸透しながら微粒子表面に吸着し、分散処理の過程で凝集状態をほぐしながら溶剤中への均一分散化を可能とする(特許文献1、2参照)。特許文献1では、分散剤として、キレート配位子がアルミニウムに配位したアルミニウム錯体を使用している。また、特許文献2では、分散剤として、分子構造内に親水基としてリン酸エステル基を有するアニオン系界面活性剤を使用している。
しかしながら、微粒子が小さくなるとその表面積が増大するため、十分に安定化させるためには大量の分散剤が必要になる。また、透明導電膜形成用塗布液に大量の分散剤を配合すると、当該塗布液を用いて形成した塗膜にも分散剤が多量に存在して導電性酸化物微粒子の表面を覆い、導電性酸化物微粒子同士の接触が阻害されるため、導電性が悪化するという問題があった。
In order to prevent aggregation (dispersion stabilization) of the conductive oxide fine particles, a method of applying a dispersant such as a polymer or a surfactant to a coating liquid for forming a transparent conductive film is generally used. Here, the dispersing agent is adsorbed on the surface of the fine particles while penetrating between the fine particles to be aggregated, and enables uniform dispersion in the solvent while loosening the aggregation state in the course of the dispersion treatment (see Patent Documents 1 and 2). . In Patent Document 1, an aluminum complex in which a chelate ligand is coordinated to aluminum is used as a dispersant. In Patent Document 2, an anionic surfactant having a phosphate group as a hydrophilic group in the molecular structure is used as a dispersant.
However, since the surface area increases as the microparticles become smaller, a large amount of dispersant is required for sufficient stabilization. In addition, when a large amount of a dispersant is added to the coating liquid for forming a transparent conductive film, a large amount of the dispersant is also present in the coating film formed using the coating liquid, covering the surface of the conductive oxide fine particles, Since the contact between the oxide fine particles is hindered, there is a problem that conductivity is deteriorated.

そこで、本出願人は、分散安定性に優れた塗布液(透明導電膜形成用塗布液)を得る方法として、例えば、ハロゲン元素で表面修飾された平均粒径1〜500nmの導電性酸化物微粒子を、分散剤を用いずにシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−(1−シクロヘキシニル)シクロヘキサノン、2−シクロヘキシルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、またはイソホロンから選ばれる少なくとも一種の環状ケトン化合物からなる有機溶剤に分散させた導電性酸化物微粒子分散液を提案した(特許文献3参照)。   Therefore, the present applicant, for example, as a method of obtaining a coating liquid (coating liquid for forming a transparent conductive film) excellent in dispersion stability, for example, conductive oxide fine particles having an average particle diameter of 1 to 500 nm that is surface-modified with a halogen element Without using a dispersant, cyclopentanone, cyclohexanone, 2- (1-cyclohexylinyl) cyclohexanone, 2-cyclohexylcyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, Or the electroconductive oxide fine particle dispersion liquid disperse | distributed to the organic solvent which consists of at least 1 type of cyclic ketone compound chosen from isophorone was proposed (refer patent document 3).

ところで、塗布法には、インクジェット印刷、スクリーン印刷、スピンコート、ロールコート、グラビア印刷、オフセット印刷などがあるが、インクジェット印刷法を用いると、直接描画でパターン印刷できるという利点がある。しかし、透明導電膜形成用塗布液における導電性酸化物微粒子の分散安定性に加えて、吐出安定性(液滴の飛行安定性、初期吐出及び間歇吐出でのノズル詰まり抑制)が必要となる。
特許文献3のような導電性酸化物微粒子分散液を用いることで、分散安定性を長期間維持することができ、透明導電膜形成用塗布液を長期間にわたって容易に保存できるようになった。しかし、塗布液(透明導電膜形成用塗布液)は、用いる有機溶剤の沸点が低く揮発しやすいため、インクジェット印刷において、次第にノズル詰まりを生じるという問題があった。
By the way, the application method includes ink jet printing, screen printing, spin coating, roll coating, gravure printing, offset printing, and the like, but using the ink jet printing method has an advantage that pattern printing can be performed by direct drawing. However, in addition to the dispersion stability of the conductive oxide fine particles in the coating liquid for forming a transparent conductive film, ejection stability (droplet flight stability, suppression of nozzle clogging during initial ejection and intermittent ejection) is required.
By using the conductive oxide fine particle dispersion as in Patent Document 3, the dispersion stability can be maintained for a long time, and the coating liquid for forming a transparent conductive film can be easily stored for a long time. However, since the coating liquid (coating liquid for forming a transparent conductive film) has a low boiling point of the organic solvent to be used and easily volatilizes, there is a problem that nozzle clogging gradually occurs in ink jet printing.

このような状況下、インクジェット印刷において、ノズル詰まりを生じることがなく、分散安定性とインクジェット印刷性を両立できる透明導電膜形成用塗布液が望まれていた。   Under such circumstances, there has been a demand for a coating liquid for forming a transparent conductive film that does not cause nozzle clogging in ink jet printing and can achieve both dispersion stability and ink jet printability.

特開平5−120921公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-120921 特開2006−73300号公報JP 2006-73300 A 特開2008−34345号公報JP 2008-34345 A

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、液晶や電子ペーパーなど各種表示デバイス等の透明導電膜をインクジェット印刷法などの塗布法で形成する際に用いられる、導電性酸化物微粒子が安定して分散した導電性酸化物微粒子分散液及び、これにバインダーを添加して得られる透明導電膜形成用塗布液、及びこれを塗布、乾燥、必要に応じ硬化して得られる透明導電膜を提供することにある。   In view of the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a conductive oxide used when forming a transparent conductive film for various display devices such as liquid crystal and electronic paper by a coating method such as an ink jet printing method. Conductive oxide fine particle dispersion in which fine particles are stably dispersed, a transparent conductive film forming coating solution obtained by adding a binder thereto, and transparent conductive material obtained by coating, drying, and curing as necessary It is to provide a membrane.

本発明者は、導電性酸化物微粒子を含有する透明導電膜形成用塗布液を用いて透明導電膜を形成する際に、表面をハロゲン修飾した導電性酸化物微粒子に対して配合する有機溶剤の種類を変え、塗布液を種々調製した結果、特定の5員環ケトン化合物を主成分とする有機溶剤を用いると、塗布液への分散剤の添加量が極めて少量であっても、導電性酸化物微粒子を安定的に分散することができ、かつ、インクジェット印刷法を用いた場合に、優れた吐出安定性が確保でき、安定して透明導電膜が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   When forming a transparent conductive film using a coating liquid for forming a transparent conductive film containing conductive oxide fine particles, the inventor of the organic solvent blended with the conductive oxide fine particles whose surface is halogen-modified As a result of changing the type and preparing various coating liquids, when an organic solvent mainly composed of a specific 5-membered ring ketone compound is used, even if the amount of the dispersant added to the coating liquid is very small, the conductive oxidation It is found that fine particles can be stably dispersed, and when an ink jet printing method is used, excellent discharge stability can be secured, and a transparent conductive film can be stably obtained, thereby completing the present invention. It came to.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、ハロゲン元素で表面修飾された平均粒径1〜500nmの導電性酸化物微粒子(A)が、有機溶剤(B)に分散した導電性酸化物微粒子分散液であって、有機溶剤(B)が沸点230℃以上で、かつ、表面張力が40dyn/cm以下の5員環ケトン化合物を主成分とし、しかも、導電性酸化物微粒子100重量部に対し2重量部以下の分散剤(C)を含有していることを特徴とする導電性酸化物微粒子分散液が提供される。   That is, according to the first aspect of the present invention, the conductive oxide fine particles (A) in which the conductive oxide fine particles (A) having an average particle diameter of 1 to 500 nm, which are surface-modified with a halogen element, are dispersed in the organic solvent (B). A dispersion comprising a 5-membered ring ketone compound having an organic solvent (B) having a boiling point of 230 ° C. or higher and a surface tension of 40 dyn / cm or less as a main component, and 100 parts by weight of conductive oxide fine particles A conductive oxide fine particle dispersion containing 2 parts by weight or less of the dispersant (C) is provided.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、導電性酸化物微粒子(A)が、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛の群から選ばれる少なくとも一種の金属酸化物を主成分として含有する微粒子であることを特徴とする導電性酸化物微粒子分散液が提供される。
また、本発明の第3の発明によれば、第1の発明において、導電性酸化物微粒子(A)が、錫がドープされた酸化インジウムを主成分として含有する金属酸化物微粒子であることを特徴とする導電性酸化物微粒子分散液が提供される。
また、本発明の第4の発明によれば、第1の発明において、ハロゲン元素が塩素であることを特徴とする導電性酸化物微粒子分散液が提供される。
また、本発明の第5の発明によれば、第1の発明において、有機溶剤(B)が、2−ヘキシルシクロペンタノン、2−ヘプチルシクロペンタノン、2−シクロペンチルシクロペンタノンの群から選ばれる少なくとも一種の5員環ケトン化合物であることを特徴とする導電性酸化物微粒子分散液が提供される。
また、本発明の第6の発明によれば、第1または5の発明において、5員環ケトン化合物の含有量が、有機溶剤(B)全体に対して50質量%以上であることを特徴とする導電性酸化物微粒子分散液が提供される。
さらに、本発明の第7の発明によれば、第1の発明において、有機溶剤(B)の含有量が、分散液全体に対して50〜95質量%であることを特徴とする導電性酸化物微粒子分散液が提供される。
さらに、本発明の第8の発明によれば、第1の発明において、分散剤(C)が、リン酸エステル系化合物であることを特徴とする導電性酸化物微粒子分散液が提供される。
According to the second invention of the present invention, in the first invention, the conductive oxide fine particles (A) mainly comprise at least one metal oxide selected from the group consisting of indium oxide, tin oxide and zinc oxide. There is provided a conductive oxide fine particle dispersion characterized by being fine particles contained as a component.
According to the third invention of the present invention, in the first invention, the conductive oxide fine particles (A) are metal oxide fine particles containing indium oxide doped with tin as a main component. A characteristic conductive oxide fine particle dispersion is provided.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the conductive oxide fine particle dispersion liquid according to the first aspect, wherein the halogen element is chlorine.
According to the fifth invention of the present invention, in the first invention, the organic solvent (B) is selected from the group of 2-hexylcyclopentanone, 2-heptylcyclopentanone and 2-cyclopentylcyclopentanone. There is provided a conductive oxide fine particle dispersion which is at least one kind of 5-membered ring ketone compound.
According to the sixth invention of the present invention, in the first or fifth invention, the content of the 5-membered ketone compound is 50% by mass or more based on the entire organic solvent (B). A conductive oxide fine particle dispersion is provided.
Furthermore, according to the seventh invention of the present invention, in the first invention, the conductive oxidation is characterized in that the content of the organic solvent (B) is 50 to 95% by mass with respect to the whole dispersion. A fine particle dispersion is provided.
Furthermore, according to an eighth aspect of the present invention, there is provided a conductive oxide fine particle dispersion characterized in that, in the first aspect, the dispersant (C) is a phosphate ester compound.

一方、本発明の第9の発明によれば、第1〜8のいずれかの発明に係り、導電性酸化物微粒子分散液が、更にバインダー成分(D)を含有することを特徴とする透明導電膜形成用塗布液が提供される。
さらに、本発明の第10の発明によれば、第9の発明において、バインダー成分(D)が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等の群から選ばれるいずれかの有機樹脂であることを特徴とする透明導電膜形成用塗布液が提供される。
On the other hand, according to the ninth invention of the present invention, the conductive oxide fine particle dispersion according to any one of the first to eighth inventions further comprises a binder component (D). A coating solution for film formation is provided.
Furthermore, according to the tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the binder component (D) is a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a room temperature curable resin, an ultraviolet curable resin, an electron beam curable resin. A coating solution for forming a transparent conductive film is provided, which is any organic resin selected from the group such as

また、本発明の第11の発明によれば、第1〜8のいずれかの発明に係り、導電性酸化物微粒子分散液をプラスチック製基材またはセラミック製基材上に塗布し、乾燥して得られる透明導電膜が提供される。
さらに、本発明の第12の発明によれば、第11の発明において、導電性酸化物微粒子分散液が、インクジェット印刷で塗布されることを特徴とする透明導電膜が提供される。
また、本発明の第13の発明によれば、第9または10の発明に係り、透明導電膜形成用塗布液をプラスチック製基材またはセラミック製基材上に塗布し、乾燥した後に、硬化処理が施されて得られる透明導電膜が提供される。
さらに、本発明の第14の発明によれば、第13の発明において、透明導電膜形成用塗布液が、インクジェット印刷で塗布されることを特徴とする透明導電膜が提供される。
According to an eleventh aspect of the present invention, according to any one of the first to eighth aspects, the conductive oxide fine particle dispersion is applied onto a plastic substrate or a ceramic substrate and dried. The resulting transparent conductive film is provided.
Furthermore, according to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the transparent conductive film according to the eleventh aspect, wherein the conductive oxide fine particle dispersion is applied by ink jet printing.
According to the thirteenth aspect of the present invention, the transparent conductive film forming coating liquid is applied on a plastic substrate or a ceramic substrate and dried, followed by a curing treatment. A transparent conductive film obtained by applying is provided.
Furthermore, according to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the transparent conductive film according to the thirteenth aspect, wherein the coating liquid for forming a transparent conductive film is applied by ink jet printing.

本発明によれば、簡単且つ安価な塗布法、特にインクジェット印刷法によって、透明導電膜を形成可能な透明導電膜形成用塗布液、その調製に用いられる導電性酸化物微粒子分散液を提供することができる。
また、本発明の透明導電膜形成用塗布液を用いインクジェット印刷法により形成される透明導電膜は、直接描画により任意の形状に成膜することができるので、本発明の透明導電膜は、液晶ディスプレイ、電子ペーパー等の各種表示デバイス、タッチパネル等の透明電極等として好適に用いることができる。
According to the present invention, a transparent conductive film forming coating solution capable of forming a transparent conductive film by a simple and inexpensive coating method, particularly an ink jet printing method, and a conductive oxide fine particle dispersion used for the preparation thereof are provided. Can do.
Moreover, since the transparent conductive film formed by the inkjet printing method using the coating liquid for forming a transparent conductive film of the present invention can be formed into an arbitrary shape by direct drawing, the transparent conductive film of the present invention is a liquid crystal It can be suitably used as various display devices such as displays and electronic paper, and transparent electrodes such as touch panels.

1.導電性酸化物微粒子分散液
本発明の導電性酸化物微粒子分散液は、ハロゲン元素で表面修飾された平均粒径1〜500nmの導電性酸化物微粒子(A)が、有機溶剤(B)に分散した導電性酸化物微粒子分散液であって、有機溶剤(B)が沸点230℃以上で、かつ、表面張力が40dyn/cm以下の5員環ケトン化合物を主成分とし、しかも、導電性酸化物微粒子100重量部に対し2重量部以下の分散剤(C)を含有していることを特徴とする。
すなわち、本発明は、表面がハロゲン元素で修飾された導電性酸化物微粒子に対して、2−ヘキシルシクロペンタノン、2−ヘプチルシクロペンタノン、2−シクロペンチルシクロペンタノンなど特定の5員環ケトン化合物を主成分とする有機溶剤を用いると、分散剤の量が極めて少なくても、導電性酸化物微粒子が良好に分散すること、上記有機溶剤が高沸点を有するためインクジェット印刷装置のノズル内で揮発しにくくノズル詰まりを抑制でき、しかも、有機溶剤の表面張力が比較的低いため、ノズルから吐出されやすくなることをベースにしている。
1. Conductive oxide fine particle dispersion The conductive oxide fine particle dispersion of the present invention is obtained by dispersing conductive oxide fine particles (A) having an average particle diameter of 1 to 500 nm, surface-modified with a halogen element, in an organic solvent (B). A conductive oxide fine particle dispersion, the organic solvent (B) having a boiling point of 230 ° C. or more and a surface tension of 40 dyn / cm or less as a main component, and a conductive oxide 2 parts by weight or less of the dispersant (C) is contained with respect to 100 parts by weight of the fine particles.
That is, the present invention provides specific 5-membered ring ketones such as 2-hexylcyclopentanone, 2-heptylcyclopentanone, and 2-cyclopentylcyclopentanone for conductive oxide fine particles whose surface is modified with a halogen element. When an organic solvent containing a compound as a main component is used, even if the amount of the dispersing agent is extremely small, the conductive oxide fine particles can be dispersed well, and the organic solvent has a high boiling point. It is based on the fact that it is difficult to volatilize and nozzle clogging can be suppressed, and since the surface tension of the organic solvent is relatively low, it is easily discharged from the nozzle.

(A)導電性酸化物微粒子
本発明において、導電性酸化物微粒子は、酸化インジウム、酸化錫、および酸化亜鉛の群から選ばれる少なくとも一種の金属酸化物を主成分として含有するものである。
すなわち、導電性酸化物微粒子としては、酸化インジウム、酸化錫、および酸化亜鉛の群から選ばれる少なくとも一種以上を主成分とする導電性酸化物微粒子であって、例えば、インジウム−錫酸化物(ITO)微粒子、インジウム亜鉛酸化物(IZO)微粒子、インジウム−タングステン酸化物(IWO)微粒子、インジウム−チタン酸化物(ITiO)微粒子、インジウムジルコニウム酸化物微粒子、錫アンチモン酸化物(ATO)微粒子、フッ素錫酸化物(FTO)微粒子、アルミニウム亜鉛酸化物(AZO)微粒子、ガリウム亜鉛酸化物(GZO)微粒子等が挙げられるが、透明性と導電性を具備していれば良く、これらに限定されない。
但し、中でも錫がドープされた酸化インジウムを主成分として含有するITOが、高い可視光線透過率と優れた導電性を両立できる点で最も高特性であり、好ましい。
(A) Conductive oxide fine particles In the present invention, the conductive oxide fine particles contain at least one metal oxide selected from the group of indium oxide, tin oxide, and zinc oxide as a main component.
That is, the conductive oxide fine particles are conductive oxide fine particles mainly composed of at least one selected from the group consisting of indium oxide, tin oxide, and zinc oxide, for example, indium-tin oxide (ITO ) Fine particles, indium zinc oxide (IZO) fine particles, indium-tungsten oxide (IWO) fine particles, indium-titanium oxide (ITiO) fine particles, indium zirconium oxide fine particles, tin antimony oxide (ATO) fine particles, fluorine tin oxide (FTO) fine particles, aluminum zinc oxide (AZO) fine particles, gallium zinc oxide (GZO) fine particles, and the like may be used, but the material is not limited to these as long as it has transparency and conductivity.
However, ITO containing indium oxide doped with tin as a main component is the most preferable because it has both high visible light transmittance and excellent conductivity.

導電性酸化物微粒子の平均粒径は、1〜500nmが好ましく、5〜100nmがより好ましく、10〜80nmが更に好ましい。平均粒径が1nm未満では導電性酸化物微粒子分散液や透明導電膜形成用塗布液の製造が困難となり、また得られる透明導電膜の抵抗値が高くなり、一方、500nmを超えると、導電性酸化物微粒子分散液や透明導電膜形成用塗布液中で導電性酸化物微粒子が沈降し易く取扱いが容易でなくなると同時に、透明導電膜において高透過率と低抵抗値を同時に達成することが困難になるからである。
また、5〜100nmが更に好ましいのは、透明導電膜の特性(透過率、抵抗値)と導電性酸化物微粒子分散液や透明導電膜形成用塗布液の安定性(導電性酸化物微粒子の沈降)等をバランスよく兼ね備えることが可能となるからである。
導電性酸化物微粒子分散液や透明導電膜形成用塗布液中に含まれる上記導電性酸化物微粒子の形状としては、球状や粒状が一般的であり、それら球状、粒状が緻密に充填して得られる透明導電膜は、可視光線の散乱が少なく透明性に優れるという利点があり好ましい。一方、本発明においては、上記球状、粒状の導電性酸化物微粒子に加えて、繊維状(針状、棒状、ウィスカーも含む)や板状のものを用いることも可能である。
The average particle diameter of the conductive oxide fine particles is preferably 1 to 500 nm, more preferably 5 to 100 nm, and still more preferably 10 to 80 nm. When the average particle size is less than 1 nm, it becomes difficult to produce a conductive oxide fine particle dispersion or a transparent conductive film forming coating solution, and the resistance value of the obtained transparent conductive film becomes high. It is difficult to achieve high transmittance and low resistance in the transparent conductive film at the same time as the conductive oxide fine particles are liable to settle in the oxide fine particle dispersion or the coating liquid for forming the transparent conductive film. Because it becomes.
Further, 5 to 100 nm is more preferable because the characteristics (transmissivity, resistance value) of the transparent conductive film and the stability of the conductive oxide fine particle dispersion or the coating liquid for forming the transparent conductive film (precipitation of the conductive oxide fine particles). ) Etc. in a well-balanced manner.
The shape of the conductive oxide fine particles contained in the conductive oxide fine particle dispersion or the transparent conductive film forming coating liquid is generally spherical or granular. The transparent conductive film to be obtained is preferable because it has an advantage that it has little visible light scattering and excellent transparency. On the other hand, in the present invention, in addition to the spherical and granular conductive oxide fine particles, it is also possible to use a fibrous (including needles, rods, and whiskers) or a plate.

これら繊維状や板状の導電性酸化物微粒子を用いて得られる透明導電膜は、透明導電膜形成用塗布液においてバインダー成分が多く含有されていても導電性酸化物微粒子間の接触が確保されやすく、したがって膜強度と導電性の両立を図りやすい利点がある。ただし、上記繊維状や板状の導電性酸化物微粒子は、緻密に充填した膜構造を形成し難いため、微粒子とバインダーマトリックスの界面で可視光線を散乱しやすく、ヘイズ値(曇り度合いを示す)が高い透光性導電膜になりやすい傾向がある。透明導電膜の用途によっては、例えば分散型エレクトロルミネッセンス素子の透明電極のように、可視光線の吸収のない透光性導電膜が求められるデバイスもあるため、導電性酸化物微粒子の形状は、その用途に応じ、適宜選択すればよい。
尚、本発明において、上記導電性酸化物微粒子の粒径は、球状や粒状の微粒子についてはその直径を示し、繊維状や板状の微粒子については、それぞれ、太さ、厚さを示す。
The transparent conductive film obtained by using these fibrous or plate-like conductive oxide fine particles ensures contact between the conductive oxide fine particles even if the transparent conductive film forming coating liquid contains a large amount of binder components. Therefore, there is an advantage that it is easy to achieve both film strength and conductivity. However, since the fibrous or plate-like conductive oxide fine particles are difficult to form a densely packed film structure, visible light is easily scattered at the interface between the fine particles and the binder matrix, and a haze value (indicating cloudiness) Tends to be a highly transparent conductive film. Depending on the use of the transparent conductive film, for example, there is a device that requires a transparent conductive film that does not absorb visible light, such as a transparent electrode of a dispersive electroluminescence element. What is necessary is just to select suitably according to a use.
In the present invention, the conductive oxide fine particles have a diameter of spherical or granular fine particles, and a thickness and a thickness of fibrous or plate-like fine particles, respectively.

また、導電性酸化物微粒子の表面は、ハロゲン元素で表面修飾されていることが重要である。ハロゲン元素には、フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)等が挙げられ、中でも、取扱いが最も容易であり好適に使用できるという理由から、特に塩素で修飾されていることが好ましい。
導電性酸化物微粒子の表面がハロゲン元素で修飾されていない場合、導電性酸化物微粒子分散液や透明導電膜形成用塗布液において所望の分散性を得ることが難しく、得られる透明導電膜の導電性と透明性が低下しやすい。
ハロゲン元素による修飾方法については、導電性酸化物微粒子の表面にハロゲン元素を導入できれば、特に限定されるものではない。また、ハロゲン元素による表面修飾は、微粒子の製造工程において同時に行ってもよく、本発明の目的を害さない範囲で微粒子の製造後に行ってもよい。すなわち、微粒子の製造原料として、塩化インジウム、塩化錫、塩化亜鉛などのハロゲン化合物を使用したり、微粒子の製造後に上記塩化インジウム、塩化錫、塩化亜鉛などで表面処理したりして表面を修飾することができる。
あるいは、導電性酸化物微粒子表面を直接ハロゲン元素で修飾する代わりに、導電性酸化物微粒子分散液や透明導電膜形成用塗布液の製造工程において、分散液や塗布液中に、ハロゲン化合物(例えば上記塩化インジウム、塩化錫、塩化亜鉛など)を添加することで、導電性酸化物微粒子表面をハロゲン元素で修飾することも可能である(いわゆる「インテグラルブレンド法」)。
ここで、導電性酸化物微粒子を修飾するハロゲン元素の量としては、導電性酸化物微粒子の比表面積(粒子径)にもよるが、たとえば粒子径30nm程度であれば、導電性酸化物微粒子1モルに対して、0.005〜0.04モル、好ましくは0.01〜0.03モルとすると良い。0.005モル未満であるか、0.04モルを超える場合は、良好な分散を得ることができず、場合によってはゲル化してしまい、導電性酸化物微粒子分散液や透明導電膜形成用塗布液を得ることができなくなる。また、仮に透明導電膜形成用塗布液が得られたとしても、形成される塗膜はヘイズの高い不透明な膜となってしまう。
尚、上述したように、導電性酸化物微粒子の修飾に必要なハロゲン元素の量は導電性酸化物微粒子の比表面積に依存し、例えば、平均粒子径が2倍になれば、比表面積は1/2倍になるため、必要なハロゲン元素の量も上記の1/2倍となる。
Further, it is important that the surface of the conductive oxide fine particles is surface-modified with a halogen element. Examples of the halogen element include fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), etc. Among them, it is particularly modified with chlorine because it is the easiest to handle and can be used preferably. It is preferable.
When the surface of the conductive oxide fine particles is not modified with a halogen element, it is difficult to obtain a desired dispersibility in the conductive oxide fine particle dispersion or the transparent conductive film-forming coating liquid, and the conductivity of the obtained transparent conductive film is difficult. And transparency are likely to deteriorate.
The modification method using a halogen element is not particularly limited as long as the halogen element can be introduced into the surface of the conductive oxide fine particles. The surface modification with the halogen element may be performed simultaneously in the production process of the fine particles, or may be performed after the production of the fine particles within a range not impairing the object of the present invention. That is, the surface is modified by using a halogen compound such as indium chloride, tin chloride or zinc chloride as a raw material for producing fine particles, or by surface treatment with the above indium chloride, tin chloride, zinc chloride or the like after the production of fine particles. be able to.
Alternatively, instead of directly modifying the surface of the conductive oxide fine particles with a halogen element, in the manufacturing process of the conductive oxide fine particle dispersion or the transparent conductive film forming coating liquid, a halogen compound (for example, By adding the above-mentioned indium chloride, tin chloride, zinc chloride, etc., the surface of the conductive oxide fine particles can be modified with a halogen element (so-called “integral blend method”).
Here, the amount of the halogen element that modifies the conductive oxide fine particles depends on the specific surface area (particle diameter) of the conductive oxide fine particles. It is good to set it as 0.005-0.04 mol with respect to mol, Preferably it is 0.01-0.03 mol. If it is less than 0.005 mol or exceeds 0.04 mol, good dispersion cannot be obtained, and in some cases gelation occurs, and conductive oxide fine particle dispersion or coating for forming a transparent conductive film is formed. The liquid cannot be obtained. Even if a coating liquid for forming a transparent conductive film is obtained, the formed coating film becomes an opaque film having a high haze.
As described above, the amount of the halogen element necessary for modifying the conductive oxide fine particles depends on the specific surface area of the conductive oxide fine particles. For example, if the average particle diameter is doubled, the specific surface area is 1 Therefore, the required amount of halogen element is also ½ times the above.

(B)有機溶剤
本発明において、有機溶剤は、導電性酸化物微粒子を分散させる溶媒であり、5員環ケトン化合物を主成分とするものを使用する。5員環ケトン化合物の沸点は、220〜280℃が好ましく、表面張力は、40dyn/cm[25℃]以下、より好ましくは36dyn/cm[25℃]以下である。沸点が220℃未満では、導電性酸化物微粒子分散液や透明導電膜形成用塗布液の乾燥速度が高くなるため、インクジェット印刷において液滴吐出ノズル内でノズル詰まりが発生しやすくなるという問題があり、280℃を超えるとインクジェット印刷後の塗布膜の乾燥速度が著しく低下するという点で好ましくない。また、表面張力が40dyn/cm[25℃]を超えると、導電性酸化物微粒子分散液や透明導電膜形成用塗布液のインクジェット印刷において、吐出ノズルからの液滴の吐出が困難になってくる点で好ましくない。液滴の吐出という観点からは、表面張力は低い方がより好ましい。
(B) Organic solvent In this invention, an organic solvent is a solvent which disperse | distributes electroconductive oxide microparticles | fine-particles, and uses what has a 5-membered ring ketone compound as a main component. The boiling point of the 5-membered ring ketone compound is preferably 220 to 280 ° C., and the surface tension is 40 dyn / cm [25 ° C.] or less, more preferably 36 dyn / cm [25 ° C.] or less. When the boiling point is less than 220 ° C., the drying speed of the conductive oxide fine particle dispersion or the transparent conductive film forming coating liquid becomes high, and there is a problem that nozzle clogging is likely to occur in the droplet discharge nozzle in ink jet printing. If it exceeds 280 ° C., it is not preferable in that the drying speed of the coating film after inkjet printing is remarkably reduced. In addition, when the surface tension exceeds 40 dyn / cm [25 ° C.], it becomes difficult to discharge droplets from the discharge nozzle in the inkjet printing of the conductive oxide fine particle dispersion or the transparent conductive film forming coating liquid. It is not preferable in terms. From the viewpoint of discharging droplets, it is more preferable that the surface tension is lower.

具体的には、[化1]で示される2−ヘキシルシクロペンタノン[別名:2−ヘキシルシクロペンタンオン、2−ヘキシル−1−シクロペンタノン;CAS番号:13074−65−2](沸点246℃、表面張力32dyn/cm[25℃])、[化2]で示される2−ヘプチルシクロペンタノン[別名:2−ヘプチルシクロペンタンオン、2−ヘプチル−1−シクロペンタノン;CAS番号:137−03−1] (沸点264℃、表面張力36dyn/cm[25℃])、および[化3]で示される2−シクロペンチルシクロペンタノン[別名:2−シクロペンチルシクロペンタン−1−オン、1,1’−ビシクロペンタン−2−オン;CAS番号:4884−24−6](沸点233℃、表面張力36dyn/cm[25℃])の群から選ばれる少なくとも一種の5員環ケトン化合物である。   Specifically, 2-hexylcyclopentanone represented by [Chemical Formula 1] [alias: 2-hexylcyclopentanone, 2-hexyl-1-cyclopentanone; CAS number: 13074-65-2] (boiling point 246 , Surface tension 32 dyn / cm [25 ° C.]), 2-heptylcyclopentanone represented by [Chemical Formula 2] [alias: 2-heptylcyclopentanone, 2-heptyl-1-cyclopentanone; CAS No. 137 -03-1] (boiling point 264 ° C., surface tension 36 dyn / cm [25 ° C.]), and 2-cyclopentylcyclopentanone represented by [Chemical Formula 3] [alias: 2-cyclopentylcyclopentan-1-one, 1′-bicyclopentan-2-one; CAS No .: 4884-24-6] (boiling point 233 ° C., surface tension 36 dyn / cm [25 ° C.]) Is al least one 5-membered ring ketone compounds selected.

Figure 2012054209
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このような5員環ケトン化合物が導電性酸化物微粒子を安定的に分散させる理由は定かではないが、その環状ケトン構造が、ハロゲン元素で修飾された導電性酸化物微粒子の表面と親和性を有するため、上記有機溶剤に極めて良好な分散性を示すものと考えられる。
本発明の導電性酸化物微粒子分散液には、成膜性を改善する等の目的で、2−ヘキシルシクロペンタノン、2−ヘプチルシクロペンタノン、2−シクロペンチルシクロペンタノンに加え、分散を悪化させない範囲で各種溶剤を少量添加することもできる。5員環ケトン化合物の含有量は、有機溶剤(B)全体に対して50%以上であることが望ましい。50%未満であると、分散性が悪化する場合がある。
The reason why such a 5-membered ring ketone compound stably disperses the conductive oxide fine particles is not clear, but the cyclic ketone structure has an affinity with the surface of the conductive oxide fine particles modified with a halogen element. Therefore, it is considered that the organic solvent exhibits extremely good dispersibility.
In addition to 2-hexylcyclopentanone, 2-heptylcyclopentanone, and 2-cyclopentylcyclopentanone, the conductive oxide fine particle dispersion of the present invention deteriorates dispersion for the purpose of improving film formability and the like. A small amount of various solvents can be added as long as they are not allowed. The content of the 5-membered ring ketone compound is desirably 50% or more with respect to the entire organic solvent (B). If it is less than 50%, dispersibility may deteriorate.

上記目的のために環状ケトン化合物と併用できる有機溶剤としては、環状ケトン化合物以外のアルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、グリコール系溶剤、グリコール誘導体、ベンゼン誘導体などを挙げることができる。塗布液の粘度を低下させたり、塗布性を改善させたりするために、透明導電膜形成用塗布液に配合する溶剤としては、有機インジウム化合物、ドーパント用有機金属化合物、及びセルロース誘導体及び/またはアクリル樹脂を溶解させた溶液と相溶性があるものが良い。
具体的には、メタノール(MA)、エタノール(EA)、1−プロパノール(NPA)、イソプロパノール(IPA)、ブタノール、ペンタノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール(DAA)等のアルコール系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等のエステル系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル(MCS)、エチレングリコールモノエチルエーテル(ECS)、エチレングリコールイソプロピルエーテル(IPC)、エチレングリコールモノブチルエーテル(BCS)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、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メチルエーテル(PGM)、プロピレングリコールエチルエーテル(PE)、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGM−AC)、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート(PE−AC)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコール誘導体、トルエン、キシレン、メシチレン、ドデシルベンゼン等のベンゼン誘導体、ホルムアミド(FA)、N−メチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド(DMSO)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、γ−ブチロラクトン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1、3−ブチレングリコール、ペンタメチレングリコール、1、3−オクチレングリコール、テトラヒドロフラン(THF)、クロロホルム、ミネラルスピリッツ、ターピネオール等、及びこれらのいくつかの混合液が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Examples of the organic solvent that can be used in combination with the cyclic ketone compound for the above purpose include alcohol solvents other than cyclic ketone compounds, ketone solvents, ester solvents, glycol solvents, glycol derivatives, and benzene derivatives. In order to reduce the viscosity of the coating liquid or improve the coating property, the solvent to be blended in the coating liquid for forming a transparent conductive film includes an organic indium compound, an organometallic compound for a dopant, and a cellulose derivative and / or acrylic. Those that are compatible with the solution in which the resin is dissolved are preferred.
Specifically, alcohol solvents such as methanol (MA), ethanol (EA), 1-propanol (NPA), isopropanol (IPA), butanol, pentanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol (DAA), acetone, methyl ethyl ketone Ketone solvents such as (MEK), methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), cyclohexanone, isophorone, ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyric acid Butyl, methyl lactate, ethyl lactate, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, 3-oxy Methyl propionate, ethyl 3-oxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 2-oxypropionate, 2-oxypropion Acid ethyl, propyl 2-oxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, 2-oxy-2 -Methyl methyl propionate, ethyl 2-oxy-2-methylpropionate, methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate Ace Esters such as methyl acetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, ethylene glycol monomethyl ether (MCS), ethylene glycol monoethyl ether (ECS), ethylene glycol isopropyl ether (IPC), ethylene Glycol monobutyl ether (BCS), ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol methyl ether (PGM), propylene glycol ethyl ether (PE), propylene glycol methyl ether acetate (PGM-AC), propylene glycol ethyl Ether acetate (PE-AC), diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol mono Ethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol Glycol derivatives such as monobutyl ether, benzene derivatives such as toluene, xylene, mesitylene, dodecylbenzene, formamide (FA), N-methylformamide, dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide, dimethylsulfoxide (DMSO) N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), γ-butyrolactone, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butylene glycol, pentamethylene glycol, 1,3-octylene glycol, tetrahydrofuran (THF) ), Chloroform, mineral spirits, terpineol, and the like, and some mixtures thereof, but are not limited thereto.

ただし、上記溶剤の中には吸湿しやすいものもあり、それらの溶剤を用いる場合には、導電性酸化物微粒子分散液や透明導電膜形成用塗布液への配合過程において、吸湿しないように十分な注意を要する。
これらの溶剤に水分が含まれる場合には、前述の理由から予め除去しておく必要があり、例えば、合成ゼオライトやアルミノシリケート等の脱水剤を用いて水分を吸着させる方法で行うことができる。前述のように、溶剤中の水分量が多くなると、導電性酸化物微粒子を一時的に良好に分散できたとしても、やがて分散体の構造が著しく破壊されてしまい安定な分散液とすることができない。
本発明の導電性酸化物微粒子分散液における有機溶剤(B)の含有量は、特に限定されるわけではないが、分散液全体に対して50〜95質量%であることが望ましい。有機溶剤(B)の含有量が50質量%未満であると、導電性酸化物微粒子の濃度が高くなりすぎて分散液としての液状を保てなくなってゲル化、または固形化してしまう。一方、95質量%を超えると導電性酸化物微粒子の濃度が低くなりすぎて、形成される透明導電膜の膜厚が薄くなりすぎるため好ましくない。より好ましい有機溶剤(B)の含有量は、分散液全体に対して60〜90質量%である。
However, some of the above solvents easily absorb moisture, and when these solvents are used, it is sufficient not to absorb moisture in the blending process into the conductive oxide fine particle dispersion or the transparent conductive film forming coating liquid. Special attention is required.
When water is contained in these solvents, it is necessary to remove them in advance for the above-described reason. For example, the solvent can be adsorbed using a dehydrating agent such as synthetic zeolite or aluminosilicate. As described above, when the amount of water in the solvent increases, even if the conductive oxide fine particles can be dispersed temporarily and satisfactorily, the structure of the dispersion is eventually destroyed and a stable dispersion can be obtained. Can not.
The content of the organic solvent (B) in the conductive oxide fine particle dispersion of the present invention is not particularly limited, but is preferably 50 to 95% by mass with respect to the entire dispersion. If the content of the organic solvent (B) is less than 50% by mass, the concentration of the conductive oxide fine particles becomes too high to maintain the liquid state as a dispersion, and gelation or solidification occurs. On the other hand, if it exceeds 95% by mass, the concentration of the conductive oxide fine particles becomes too low, and the film thickness of the formed transparent conductive film becomes too thin. A more preferable content of the organic solvent (B) is 60 to 90% by mass with respect to the entire dispersion.

(C)分散剤
本発明において、分散剤(C)は、上記有機溶剤(B)とともに配合され、導電性酸化物微粒子を分散させるのに用いる添加剤であり、このような機能を有するものであれば特に限定されない。例えば、リン酸エステル系化合物、高分子ポリマーなどを使用することができる。
本発明において、好ましい分散剤(C)は、モノ−またはジ−オキシアルキレン置換基を有するリン酸エステル、リン酸トリアルキルエステルなどのリン酸エステル系化合物を主成分とするものである。オキシアルキレン置換基を有するリン酸エステルとしては、重合性末端基であるRが、オキシエチルメタクリロイル−、オキシエチルアクリロイル−、ポリオキシプロピルメタクリロイル−、グリセリルジメタクリロイル−、ジペンタエリスリトールペンタアクリロイル−、またはポリオキシエチルメタクリロイル−から選択される、(メタ)アクリレート基である化合物が挙げられる。
また、リン酸トリアルキルエステルとしては、例えばリン酸トリブチルエステル、リン酸トリ2−エチルヘキシルエステル、リン酸トリクレジルエステル、リン酸トリキシリルエステルなどが挙げられる。
(C) Dispersant In the present invention, the dispersant (C) is an additive that is blended together with the organic solvent (B) and used to disperse the conductive oxide fine particles, and has such a function. If there is no particular limitation. For example, a phosphate ester compound, a high molecular polymer, or the like can be used.
In the present invention, the preferred dispersant (C) is mainly composed of a phosphate ester-based compound such as a phosphate ester having a mono- or di-oxyalkylene substituent and a phosphate trialkyl ester. As the phosphate ester having an oxyalkylene substituent, R which is a polymerizable terminal group is oxyethyl methacryloyl-, oxyethylacryloyl-, polyoxypropylmethacryloyl-, glyceryl dimethacryloyl-, dipentaerythritol pentaacryloyl-, or The compound which is a (meth) acrylate group selected from polyoxyethyl methacryloyl- is mentioned.
Examples of the phosphoric acid trialkyl ester include phosphoric acid tributyl ester, phosphoric acid tri-2-ethylhexyl ester, phosphoric acid tricresyl ester, and phosphoric acid trixylyl ester.

また、リン酸エステル系界面活性剤として、例えば、分子構造内に親水基としてリン酸エステル基を有するアニオン系界面活性剤が挙げられる。これらの詳細は、特開2006−73300号公報に記載されている。
さらに、高分子ポリマーとしては、ノニオン系高分子が好ましく、その中でも櫛形高分子が好適なものとして挙げられる。
Examples of the phosphate ester surfactant include an anionic surfactant having a phosphate ester group as a hydrophilic group in the molecular structure. Details thereof are described in JP-A-2006-73300.
Further, as the polymer, nonionic polymers are preferable, and among them, comb polymers are preferable.

本発明の導電性酸化物微粒子分散液における分散剤(C)の含有量は、導電性酸化物微粒子100重量部に対して2重量部以下とする。2重量部を超えると最終的に得られる透明導電膜において導電性酸化物微粒子同士の間に介在する分散剤(C)の量が多くなりすぎて、透明導電膜の抵抗値が高くなりすぎるため好ましくない。ただし、分散剤(C)の含有量が0.01重量部未満であると、導電性酸化物微粒子の分散安定性が悪化して分散液としての液状を保てなくなってゲル化、または固形化してしまう。好ましい分散剤(C)の含有量は、導電性酸化物微粒子100重量部に対して0.01〜2重量部であり、0.05〜1重量部がより好ましい。   The content of the dispersant (C) in the conductive oxide fine particle dispersion of the present invention is 2 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the conductive oxide fine particles. If the amount exceeds 2 parts by weight, the amount of the dispersant (C) interposed between the conductive oxide fine particles in the finally obtained transparent conductive film becomes too large, and the resistance value of the transparent conductive film becomes too high. It is not preferable. However, if the content of the dispersing agent (C) is less than 0.01 parts by weight, the dispersion stability of the conductive oxide fine particles deteriorates so that the liquid state as the dispersion cannot be maintained and gelation or solidification occurs. End up. The content of the dispersant (C) is preferably 0.01 to 2 parts by weight and more preferably 0.05 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive oxide fine particles.

また、本発明において、導電性酸化物微粒子分散液に含まれる水分の量は、導電性酸化物微粒子100重量部に対して、1.5重量部以下が良く、さらに好ましい水分の量は1.0重量部以下である。1.5重量部よりも水分量が多いと良好な分散を得にくく、場合によってはゲル化(クリーム状)してしまい、良好な導電性酸化物微粒子分散液を得ることができなくなる。また、仮に透明導電膜形成用塗布液が得られたとしても、それを用いて形成される塗膜はヘイズの高い不透明な膜になりやすい。
導電性酸化物微粒子分散液中の水分含有量がより少ない方が好ましいのは、良好な分散を得ることに加えて、大気中での分散安定性を確保するためでもある。すなわち、上記分散液、塗布液を大気中に放置すると、吸湿して次第に水分含有量が増加するからであり、水分含有量が少ないもの程大気中に放置されても長い間分散安定性を確保しやすい。
In the present invention, the amount of water contained in the conductive oxide fine particle dispersion is preferably 1.5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the conductive oxide fine particles. 0 parts by weight or less. If the amount of water is more than 1.5 parts by weight, it is difficult to obtain a good dispersion and, in some cases, gelation (cream-like) occurs, and a good conductive oxide fine particle dispersion cannot be obtained. Moreover, even if a coating liquid for forming a transparent conductive film is obtained, a coating film formed using the same tends to be an opaque film having a high haze.
The reason why it is preferable that the water content in the conductive oxide fine particle dispersion is lower is also to ensure dispersion stability in the atmosphere in addition to obtaining good dispersion. That is, if the dispersion liquid and coating liquid are left in the atmosphere, the moisture content is gradually increased and the water content gradually increases. The smaller the water content, the longer the dispersion stability is ensured even if left in the air. It's easy to do.

2.導電性酸化物微粒子分散液の製造方法
本発明において、導電性酸化物微粒子分散液を製造するには、ハロゲン元素で表面修飾された平均粒径1〜500nmの導電性酸化物微粒子(A)を、5員環ケトン化合物を主成分とする有機溶剤(B)、および導電性酸化物微粒子100重量部に対し2重量部以下の量の分散剤(C)と、汎用の方法を用いて良く混合した後、導電性酸化物微粒子(A)の分散処理を施す。
2. Method for Producing Conductive Oxide Fine Particle Dispersion In the present invention, to produce a conductive oxide fine particle dispersion, conductive oxide fine particles (A) having an average particle diameter of 1 to 500 nm that are surface-modified with a halogen element are used. The organic solvent (B) mainly composed of a 5-membered ring ketone compound and the dispersant (C) in an amount of 2 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the conductive oxide fine particles are mixed well by using a general-purpose method. After that, the conductive oxide fine particles (A) are dispersed.

すなわち、本発明の導電性酸化物微粒子分散液は、例えば、表面がハロゲン元素で修飾された導電性酸化物微粒子に、導電性酸化物微粒子100重量部に対し2重量部以下の分散剤を添加し、2−ヘキシルシクロペンタノン、2−ヘプチルシクロペンタノン、2−シクロペンチルシクロペンタノンの群から選ばれる少なくとも一種の5員環ケトン化合物を含んだ有機溶剤に分散させて得ることができる。分散処理としては、超音波処理、ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ビーズミル等の汎用の方法を適用することができる。
分散処理の雰囲気は、特に制限されるわけではないが、処理時間が長い場合は、処理液が入れられた容器を密閉するか、あるいは分散処理を行う空間(処理装置内や処理室)を除湿機により除湿するか、除湿した空気を供給する等して、空気中の水分が処理液中に混入しないようにすることが好ましい。また、処理時間は、用いる原料の種類、処理量、分散処理装置の種類などによっても異なるが、例えば超音波処理であれば、数十秒〜数十分とすることができる。
That is, in the conductive oxide fine particle dispersion of the present invention, for example, 2 parts by weight or less of the dispersant is added to the conductive oxide fine particles whose surface is modified with a halogen element with respect to 100 parts by weight of the conductive oxide fine particles. And dispersed in an organic solvent containing at least one 5-membered ring ketone compound selected from the group of 2-hexylcyclopentanone, 2-heptylcyclopentanone and 2-cyclopentylcyclopentanone. As the dispersion treatment, general-purpose methods such as ultrasonic treatment, homogenizer, paint shaker, and bead mill can be applied.
The atmosphere of the dispersion treatment is not particularly limited, but if the treatment time is long, the container containing the treatment liquid is sealed or the space (in the treatment apparatus or treatment chamber) where the dispersion treatment is performed is dehumidified. It is preferable to prevent moisture in the air from being mixed into the treatment liquid by dehumidifying with a machine or supplying dehumidified air. The processing time varies depending on the type of raw material used, the processing amount, the type of dispersion processing apparatus, and the like. For example, in the case of ultrasonic processing, it can be several tens of seconds to several tens of minutes.

このような分散処理によって、例えば、導電性酸化物微粒子の平均粒径が30nmである場合、分散液中の導電性酸化物微粒子の平均分散粒径を130〜150nm程度にすることができる。なお、導電性酸化物微粒子の平均粒径は、導電性酸化物微粒子分散液を透過電子顕微鏡(TEM)で観察して求めることができる。また、分散液中の平均分散粒径は、各種粒度測定装置(例えばレーザー散乱方式)を用いて測定することができる。
ここで、レーザー散乱方式等の粒度測定装置で測定される平均分散粒径は、一般に、測定試料として微粒子濃度を0.01質量%以下になるように溶剤で希釈してから求められるため、溶剤希釈時のソルベントショックによる凝集の影響を少なからず受けている。
したがって、例えば、上述のように平均分散粒径が130〜150nm程度の場合であっても、この値は、あくまでも粒度測定装置で測定された値であり、相対的な値として考える必要がある。通常、希釈を行わずに測定できる特殊な粒度測定装置で測定した場合の平均分散粒径は、試料の希釈を行って測定された値の1/3〜1/2程度であることが多い。
By such a dispersion treatment, for example, when the average particle diameter of the conductive oxide fine particles is 30 nm, the average dispersed particle diameter of the conductive oxide fine particles in the dispersion can be set to about 130 to 150 nm. The average particle diameter of the conductive oxide fine particles can be determined by observing the conductive oxide fine particle dispersion with a transmission electron microscope (TEM). The average dispersed particle size in the dispersion can be measured using various particle size measuring devices (for example, a laser scattering method).
Here, the average dispersed particle size measured by a particle size measuring apparatus such as a laser scattering method is generally obtained after diluting with a solvent so that the fine particle concentration is 0.01% by mass or less as a measurement sample. Not a little affected by aggregation due to solvent shock during dilution.
Therefore, for example, even when the average dispersed particle size is about 130 to 150 nm as described above, this value is a value measured by a particle size measuring device to the last, and needs to be considered as a relative value. Usually, the average dispersed particle size when measured with a special particle size measuring device that can be measured without dilution is often about 1/3 to 1/2 of the value measured by diluting the sample.

3.透明導電膜形成用塗布液
本発明の透明導電膜形成用塗布液は、導電性酸化物微粒子分散液に対して、更にバインダー成分(D)を含有させたものである。
上記した本発明の導電性酸化物微粒子分散液は、そのまま基材に塗布してから乾燥させ、必要に応じ焼成させることで、透明導電膜を形成することも可能である。しかし、導電性酸化物微粒子同士の結合が弱いため、そのままでは膜強度が極めて弱い透明導電膜となることが多い。そのため、更に透明導電膜上に透明バインダー成分を含む塗布液等をオーバーコートする必要があって、成膜工程が煩雑になり、またオーバーコートによる2層構造となるため、透明導電膜の電極配線が絶縁性のオーバーコート層を介しない様に工夫しなければならず、必ずしも実用的とは言えない。そこで、本発明では、上記導電性酸化物微粒子分散液にバインダー成分を加えて透明導電膜形成用塗布液とすることが望ましい。
3. Transparent conductive film forming coating solution The transparent conductive film forming coating solution of the present invention further comprises a binder component (D) in the conductive oxide fine particle dispersion.
The conductive oxide fine particle dispersion of the present invention described above can be applied to a substrate as it is, dried, and fired as necessary to form a transparent conductive film. However, since the bonding between the conductive oxide fine particles is weak, the transparent conductive film often has a very low film strength as it is. For this reason, it is necessary to overcoat a coating solution containing a transparent binder component on the transparent conductive film, which complicates the film-forming process and forms a two-layer structure with the overcoat. However, it must be devised so as not to interpose an insulating overcoat layer, and is not necessarily practical. Therefore, in the present invention, it is desirable to add a binder component to the conductive oxide fine particle dispersion to obtain a coating liquid for forming a transparent conductive film.

(D)バインダー成分
バインダー成分は、導電性酸化物微粒子同士を結合して透明導電膜の導電性と強度を高めると共に、基材と透明導電膜の密着力を高める働きを有する成分である。バインダー成分としては、有機及び/または無機バインダーを用いることが可能であり、上記役割を満たすように、透明導電膜形成用塗布液を適用する基材や膜形成条件等を考慮して、適宜選定することができる。
有機バインダー(樹脂バインダー)としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、および電子線硬化性樹脂等の群から適宜選択することができる。
(D) Binder component A binder component is a component which has the effect | action which raises the adhesive force of a base material and a transparent conductive film while couple | bonding electroconductive oxide fine particles and improving the electroconductivity and intensity | strength of a transparent conductive film. As the binder component, an organic and / or inorganic binder can be used, and is appropriately selected in consideration of the base material to which the transparent conductive film forming coating solution is applied and the film forming conditions so as to satisfy the above role. can do.
As an organic binder (resin binder), it can select suitably from groups, such as a thermoplastic resin, a thermosetting resin, normal temperature curable resin, an ultraviolet curable resin, and an electron beam curable resin.

例えば、熱可塑性樹脂は、その種類、構造によって種々のガラス転移点(Tg)をもつため、基材の耐熱性に合わせて適宜選択することが好ましい。熱可塑性樹脂としては、一般に知られた熱可塑性樹脂を用いることができるが、高いガラス転移点(Tg)を有するものが好ましい。ガラス転移点(Tg)が高いと、硬化のための加熱処理温度から室温まで冷却する過程で、バインダー樹脂の体積収縮をそのまま導電性酸化物微粒子同士の接合力に転化できるため、透明導電膜の導電性を向上させる効果を有するからである。また、熱可塑性樹脂としては、メタクリル樹脂等のアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。   For example, since a thermoplastic resin has various glass transition points (Tg) depending on its type and structure, it is preferable to select the thermoplastic resin appropriately according to the heat resistance of the substrate. As the thermoplastic resin, generally known thermoplastic resins can be used, but those having a high glass transition point (Tg) are preferable. When the glass transition point (Tg) is high, the volume shrinkage of the binder resin can be directly converted into the bonding force between the conductive oxide fine particles in the process of cooling from the heat treatment temperature for curing to room temperature. This is because it has the effect of improving conductivity. In addition, examples of the thermoplastic resin include acrylic resins such as methacrylic resins, polyester resins, and the like.

また、熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フッ素樹脂等を、常温硬化性樹脂としては、2液性のエポキシ樹脂や各種ウレタン樹脂等を、紫外線硬化性樹脂としては、各種オリゴマー、モノマー、光開始剤を含有する樹脂等を、電子線硬化性樹脂としては各種オリゴマー、モノマーを含有する樹脂等を挙げることができるが、これら樹脂に限定されるものではない。ここで、透明導電膜に耐溶剤性が求められる場合は、上記有機バインダーは、架橋可能な樹脂でなければならず、熱硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、および電子線硬化性樹脂等の群から適宜選定することができる。   In addition, as the thermosetting resin, for example, epoxy resin, fluorine resin, etc., as the room temperature curable resin, two-part epoxy resin, various urethane resins, etc., as the ultraviolet curable resin, various oligomers, monomers, Examples of the resin containing the photoinitiator and the electron beam curable resin include resins containing various oligomers and monomers, but are not limited to these resins. Here, when solvent resistance is required for the transparent conductive film, the organic binder must be a crosslinkable resin, thermosetting resin, room temperature curable resin, ultraviolet curable resin, and electron beam curing. It can select suitably from groups, such as a resin.

また、無機バインダーとしては、シリカゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾル等を主成分とするバインダーを挙げることができる。例えば、上記シリカゾルとしては、テトラアルキルシリケートに水や酸触媒を加えて加水分解し、脱水縮重合を進ませた重合物、あるいはテトラアルキルシリケートを既に4〜5量体まで重合を進ませた市販のアルキルシリケート溶液を、更に加水分解と脱水縮重合を進行させた重合物等を利用することができる。
尚、脱水縮重合が進行し過ぎると、溶液粘度が上昇して最終的に固化してしまうので、脱水縮重合の度合いについては、基材上に塗布可能な上限粘度以下に調整する。ただし、脱水縮重合の度合いは、上記上限粘度以下のレベルであれば特に限定されないが、膜強度、耐候性等を考慮すると、重量平均分子量で500〜50000程度が好ましい。そして、このアルキルシリケート加水分解重合物(シリカゾル)は、透明導電膜形成用塗布液の塗布・乾燥後の加熱時において脱水縮重合反応(架橋反応)がほぼ完結し、硬いシリケートバインダーマトリックス(酸化ケイ素を主成分とするバインダーマトリックス)になる。
Examples of the inorganic binder include binders mainly composed of silica sol, alumina sol, zirconia sol, titania sol and the like. For example, as the silica sol, tetraalkyl silicate is hydrolyzed by adding water or an acid catalyst, dehydration condensation polymerization is progressed, or tetraalkyl silicate has already been polymerized into a tetramer to a pentamer. A polymer obtained by further hydrolyzing and dehydrating polycondensation of the alkyl silicate solution can be used.
If the dehydration condensation polymerization proceeds too much, the solution viscosity increases and eventually solidifies. Therefore, the degree of dehydration condensation polymerization is adjusted to be equal to or lower than the upper limit viscosity that can be applied on the substrate. However, the degree of dehydration polycondensation is not particularly limited as long as it is a level equal to or lower than the above upper limit viscosity, but considering film strength, weather resistance and the like, a weight average molecular weight of about 500 to 50,000 is preferable. This alkylsilicate hydrolyzed polymer (silica sol) undergoes a dehydration condensation polymerization reaction (crosslinking reaction) almost completely upon heating after application / drying of the coating liquid for forming a transparent conductive film, and a hard silicate binder matrix (silicon oxide). A binder matrix containing as a main component.

バインダーとして、有機−無機のハイブリッドバインダーを用いることもできる。例えば、前述のシリカゾルを一部有機官能基で修飾したバインダーや、シリコンカップリング剤等の各種カップリング剤を主成分とするバインダーが挙げられる。
上記無機バインダーや有機−無機のハイブリッドバインダーを用いた透明導電膜は、必然的に優れた耐溶剤性を有しているが、基材との密着力や、透明導電膜の柔軟性等を考慮し、適宜選定する必要がある。
An organic-inorganic hybrid binder can also be used as the binder. For example, a binder obtained by partially modifying the above-described silica sol with an organic functional group and a binder mainly composed of various coupling agents such as a silicon coupling agent can be given.
Transparent conductive films using the above inorganic binders and organic-inorganic hybrid binders inevitably have excellent solvent resistance. However, in consideration of adhesion to the substrate and flexibility of the transparent conductive film, etc. However, it is necessary to select appropriately.

これらの各種バインダーは、そのまま用いることもできるが、粘度が高いものである場合には、前記と同様な有機溶剤、すなわち2−ヘキシルシクロペンタノン、2−ヘプチルシクロペンタノン、および2−シクロペンチルシクロペンタノンの群から選ばれる少なくとも一種の5員環ケトン化合物を含んだ有機溶剤に溶解して用いることが好ましい。
また、透明導電膜形成用塗布液中の、導電性酸化物微粒子とバインダー成分の割合は、仮に導電性酸化物微粒子とバインダー成分の比重をそれぞれ7.2程度(ITOの比重)、1.2程度(通常の有機樹脂バインダーの比重)と仮定した場合、重量比で、導電性酸化物微粒子:バインダー成分=70:30〜97:3、好ましくは75:25〜95:5、更に好ましくは80:20〜90:10の範囲とするのが良い。その理由は、70:30よりバインダー成分が多いと透明導電膜の抵抗が高くなりすぎ、逆に97:3よりバインダー成分が少ないと透明導電膜の強度が低下すると同時に、基材との十分な密着力が得られなくなるからである。
本発明の透明導電膜形成用塗布液は、前記した表面がハロゲン元素で修飾された導電性酸化物微粒子を水分含有量の低い5員環ケトン化合物を主成分とする有機溶剤に混合して分散させた導電性酸化物微粒子分散液を用い、これにバインダー成分を配合し、同様に分散させて得ることができる。
These various binders can be used as they are, but when the viscosity is high, the same organic solvents as those described above, that is, 2-hexylcyclopentanone, 2-heptylcyclopentanone, and 2-cyclopentylcyclo It is preferably used by dissolving in an organic solvent containing at least one 5-membered ring ketone compound selected from the group of pentanone.
Moreover, the ratio of the conductive oxide fine particles and the binder component in the coating liquid for forming the transparent conductive film is assumed that the specific gravity of the conductive oxide fine particles and the binder component is about 7.2 (specific gravity of ITO), 1.2 Assuming that it is about (specific gravity of a normal organic resin binder), the conductive oxide fine particles: binder component = 70: 30 to 97: 3, preferably 75:25 to 95: 5, more preferably 80 by weight ratio. : It is good to set it as the range of 20-90: 10. The reason is that if the binder component is more than 70:30, the resistance of the transparent conductive film becomes too high, and conversely if the binder component is less than 97: 3, the strength of the transparent conductive film is lowered and at the same time sufficient with the substrate. This is because the adhesion cannot be obtained.
The coating liquid for forming a transparent conductive film of the present invention is prepared by mixing conductive oxide fine particles whose surface is modified with a halogen element in an organic solvent containing a five-membered ring ketone compound having a low water content as a main component. The conductive oxide fine particle dispersion thus prepared can be obtained by adding a binder component thereto and dispersing it in the same manner.

4.透明導電膜
本発明の透明導電膜は、前記透明導電膜形成用塗布液をプラスチック製基材またはセラミック製基材上に塗布し、乾燥した後に、必要に応じ、透明導電膜形成用塗布液の種類により加熱処理(乾燥硬化、熱硬化)、紫外線照射処理(紫外線硬化)、電子線照射処理(電子線硬化)等の硬化処理が施されて得られるものである。
4). Transparent conductive film The transparent conductive film of the present invention is formed by applying the transparent conductive film-forming coating solution on a plastic substrate or a ceramic substrate and drying it. Depending on the type, the heat treatment (dry curing, thermosetting), ultraviolet irradiation treatment (ultraviolet curing), electron beam irradiation treatment (electron beam curing) or the like is performed.

基材としては、有機基材や無機基材が適用でき、通常は各種プラスチック基材(板、フィルム)やセラミック基材などの透明基材が用いられる。具体的には、プラスチック基材であれば、エポキシ、アクリル、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ウレタン、ナイロン樹脂、シクロオレフィン樹脂(ゼオノア[日本ゼオン製]やアートン[JSR製]等)、フッ素系樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド(PI)等を用いることができる。中でも、安価で且つ透明性、強度に優れ、柔軟性も兼ね備えている等の観点から、PETフィルムを用いることが好ましい。また、セラミック基材であれば、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等の各種ガラス、アルミナ、ジルコニア等を用いることができる。   As the base material, an organic base material or an inorganic base material can be applied. Usually, transparent base materials such as various plastic base materials (plates, films) and ceramic base materials are used. Specifically, for plastic substrates, epoxy, acrylic, polycarbonate (PC), polyethersulfone (PES), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene (PE), polypropylene (PP ), Urethane, nylon resin, cycloolefin resin (Zeonor [manufactured by Zeon Corporation] or Arton [manufactured by JSR], etc.), fluorine-based resin, polyamideimide, polyimide (PI), and the like. Among these, it is preferable to use a PET film from the viewpoint of being inexpensive, excellent in transparency, strength, and flexibility. Moreover, if it is a ceramic base material, various glass, such as soda-lime glass, an alkali free glass, quartz glass, an alumina, a zirconia etc. can be used, for example.

基材の厚さは、特に制限されるものではなく、用途に応じて適宜選択できる。近年、各種表示デバイスの軽薄短小化の流れを受けて、基材としてなるべく薄いものが求められる傾向があり、プラスチック基材のPETフィルムであれば、厚さが100μm以下のものが好ましい。一方、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等の各種ガラスであれば、厚さが3mm以下、より好ましくは1mm以下のものが望ましい。
尚、プラスチック基材には、透明導電膜との密着力を高めるために、易接着処理、具体的には、プライマー処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、短波長紫外線照射処理、シリコンカップリング処理等を予め施しておくことが好ましい。
The thickness of the substrate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the application. In recent years, there has been a tendency for thin substrates to be as thin as possible in response to the trend of thinning and miniaturization of various display devices, and a plastic substrate having a thickness of 100 μm or less is preferable. On the other hand, in the case of various glasses such as soda lime glass and non-alkali glass, those having a thickness of 3 mm or less, more preferably 1 mm or less are desirable.
In addition, in order to increase the adhesive force with the transparent conductive film, the plastic substrate has an easy adhesion treatment, specifically, primer treatment, plasma treatment, corona discharge treatment, short wavelength ultraviolet irradiation treatment, silicon coupling treatment, etc. Is preferably applied in advance.

上記透明導電膜形成用塗布液(及び、導電性酸化物微粒子分散液)は、インクジェット印刷による直接描画でパターン印刷できるが、それ以外の印刷方法として、スクリーン印刷、ブレードコーティング、ワイヤーバーコーティング、スプレーコート、スピンコート、ロールコート、ダイコート、スリットコート、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、ディスペンサー塗布等の方法で基材上に塗布・乾燥された後、前述の硬化処理が施され、透明導電膜が得ても良い。インクジェット印刷によれば、デジタルデータから版を作ることなくそのまま出力できるオンデマンド印刷が可能なことから、スクリーン印刷に比べ、早く低コストで印刷でき、スピンコーティング法では、大面積ベタ印刷を容易に行うことができるという長所がある。   The coating liquid for forming the transparent conductive film (and the conductive oxide fine particle dispersion) can be pattern-printed by direct drawing by inkjet printing, but other printing methods include screen printing, blade coating, wire bar coating, and spraying. After coating and drying on a substrate by a method such as coating, spin coating, roll coating, die coating, slit coating, gravure printing, flexographic printing, offset printing, dispenser coating, etc., the above-mentioned curing treatment is applied, and a transparent conductive film May be obtained. Ink-jet printing enables on-demand printing that can be output as is without making a plate from digital data. Therefore, it can be printed faster and at a lower cost than screen printing. There is an advantage that can be done.

基材の加熱処理温度は、その耐熱性や透明導電膜形成用塗布液中の溶剤の沸点等を考慮して、適宜選択することができる。例えば、基材がPETフィルムからなる場合、塗布膜を150℃以下で1〜30分間加熱することが好ましい。より好ましいのは、50〜120℃で5〜10分間加熱することである。150℃を超えるとフィルムが軟化して変形しやすくなると同時に、フィルムから低分子成分のオリゴマーがフィルム表面に析出して白化する現象を引き起こすからである。また、基材がガラスからなる場合には、基材の耐熱性が高いため、塗布膜の導電性をより向上させたい場合には、上記150℃を超える温度での加熱が可能である。具体的には、300℃以下で1〜30分間加熱することが好ましい。加熱装置の汎用性(価格や入手容易性)を考慮すると、より好ましいのは、150〜200℃で5〜10分間加熱することである。
これにより得られる透明導電膜の膜特性は、可視光透過率:80%以上、好ましくは85%以上、ヘイズ値:10%以下、好ましくは7%以下、表面抵抗値:5M(メガ)Ω/□以下、好ましくは1M(メガ)Ω/□以下である。
The heat treatment temperature of the substrate can be appropriately selected in consideration of its heat resistance and the boiling point of the solvent in the coating liquid for forming a transparent conductive film. For example, when a base material consists of PET films, it is preferable to heat a coating film at 150 degrees C or less for 1 to 30 minutes. More preferable is heating at 50 to 120 ° C. for 5 to 10 minutes. When the temperature exceeds 150 ° C., the film is softened and easily deformed, and at the same time, a low molecular component oligomer precipitates on the film surface and causes whitening. Further, when the substrate is made of glass, the substrate has high heat resistance. Therefore, when it is desired to further improve the conductivity of the coating film, heating at a temperature exceeding 150 ° C. is possible. Specifically, it is preferable to heat at 300 ° C. or lower for 1 to 30 minutes. Considering the versatility (price and availability) of the heating device, it is more preferable to heat at 150 to 200 ° C. for 5 to 10 minutes.
The film characteristics of the transparent conductive film thus obtained are visible light transmittance: 80% or more, preferably 85% or more, haze value: 10% or less, preferably 7% or less, surface resistance value: 5M (mega) Ω / □ or less, preferably 1 M (mega) Ω / □ or less.

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、本文中の「%」は「質量%」を、また「部」は「重量部」を示すことがある。
なお、分散液中の導電性酸化物微粒子の平均分散粒径は、大塚電子(株)製のレーザー散乱式粒度分析計(ELS−800)を用いて測定した。
Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these examples. In the text, “%” may indicate “mass%” and “part” may indicate “part by weight”.
The average dispersed particle diameter of the conductive oxide fine particles in the dispersion was measured using a laser scattering particle size analyzer (ELS-800) manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.

また、得られる透明導電膜の透過率及びヘイズ値は、透明導電膜だけの値であり、それぞれ下記計算式1及び2により求めた。
[計算式1]
透明導電膜の透過率(%)=[(透明導電膜が形成された基材ごと測定した透過率)/基材の透過率]×100
[計算式2]
透明導電膜のヘイズ値(%)=(透明導電膜が形成された基材ごと測定したヘイズ値)−(基材のヘイズ値)
また、透明導電膜の表面抵抗は、三菱化学(株)製の表面抵抗計ロレスタAP(MCP−T400)を用い測定した。ヘイズ値と可視光透過率は、村上色彩技術研究所製のヘイズメーター(HR−200)を用いて測定した。
Moreover, the transmittance | permeability and haze value of the transparent conductive film obtained are the values only of a transparent conductive film, and were calculated | required by the following formulas 1 and 2, respectively.
[Calculation Formula 1]
Transmittance (%) of transparent conductive film = [(transmittance measured for each substrate on which transparent conductive film is formed) / transmittance of substrate] × 100
[Calculation Formula 2]
Haze value (%) of transparent conductive film = (Haze value measured for each substrate on which transparent conductive film is formed) − (Haze value of substrate)
The surface resistance of the transparent conductive film was measured using a surface resistance meter Loresta AP (MCP-T400) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. The haze value and visible light transmittance were measured using a haze meter (HR-200) manufactured by Murakami Color Research Laboratory.

(実施例1)
塩素で表面修飾された平均粒径0.03μmの粒状のITO微粒子(Sn含有量=6%、塩素=0.5%、ITO:Cl=1:0.02[モル比]、圧粉抵抗[100Kgf/cm]=0.18Ω・cm)20gを、溶剤として5員環ケトン化合物である2−ヘキシルシクロペンタノン(水分含有量:0.1%未満、沸点246℃、表面張力32dyn/cm[25℃])79.9g、リン酸エステル系分散剤0.1gと混合し、3分間、超音波分散処理を行い、平均分散粒径140nmのITO微粒子が分散した実施例1に係る導電性酸化物微粒子分散液を得た。水分量は、導電性酸化物微粒子100重量部に対し0.4重量部未満であった。この分散液は、密閉したガラス容器中での常温保管にて、1ヶ月以上良好な分散状態を維持した。この分散液の表面張力は、32.9dyn/cm(25℃)であった。
この導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を、基材としてのソーダライムガラス基板(10cm×10cm×2mm厚さ、透過率:91.1%、ヘイズ:0.2%、屈折率:1.53)上にマイクロジェット社製の印刷機(商品名:IJET−2000H)を用いてインクジェット印刷したところ、ノズル詰まりもなくインク吐出性は良好で、かつ形成された塗布膜にはハジキもなく、インク広がり性も適正で、十分にインクジェット印刷可能であった。
次に、透明導電膜の形成をスピンコーティング法で行い、これを評価試料とした。すなわち、上記導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を、基材としてのソーダライムガラス基板(10cm×10cm×2mm厚さ、透過率:91.1%、ヘイズ:0.2%、屈折率:1.53)上の全面にスピンコーティング(基板温度:25℃、400rpm×60秒)し、120℃で10分間乾燥して透明導電膜を得た。この透明導電膜の膜特性は、可視光透過率:94.9%、ヘイズ値:5.1%、表面抵抗値:5M(メガ)Ω/□であった。
尚、これらは同様の導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を使用しているので、インクジェット印刷法等を採用しても、スピンコーティング法を採用しても、得られた透明導電膜における膜の特性には変わりはない。
Example 1
Granular ITO fine particles having an average particle size of 0.03 μm and surface-modified with chlorine (Sn content = 6%, chlorine = 0.5%, ITO: Cl = 1: 0.02 [molar ratio], dust resistance [ 2 -hexylcyclopentanone (water content: less than 0.1%, boiling point 246 ° C., surface tension 32 dyn / cm), which is a 5-membered ring ketone compound as a solvent, 20 g of 100 kgf / cm 2 ] = 0.18 Ω · cm) [25 ° C.] 79.9 g and phosphoric acid ester-based dispersant 0.1 g were mixed and subjected to ultrasonic dispersion treatment for 3 minutes to conduct conductivity according to Example 1 in which ITO fine particles having an average dispersed particle diameter of 140 nm were dispersed. An oxide fine particle dispersion was obtained. The amount of water was less than 0.4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive oxide fine particles. This dispersion maintained a good dispersion state for one month or more when stored at room temperature in a sealed glass container. The surface tension of this dispersion was 32.9 dyn / cm (25 ° C.).
This conductive oxide fine particle dispersion (coating liquid for forming a transparent conductive film) was used as a soda lime glass substrate (10 cm × 10 cm × 2 mm thickness, transmittance: 91.1%, haze: 0.2%). , Refractive index: 1.53), ink jet printing was performed using a printer (trade name: IJET-2000H) manufactured by Microjet Co. There was no repellency, the ink spreading property was appropriate, and sufficient ink jet printing was possible.
Next, a transparent conductive film was formed by a spin coating method, and this was used as an evaluation sample. That is, the conductive oxide fine particle dispersion liquid (coating liquid for forming a transparent conductive film) was used as a soda lime glass substrate (10 cm × 10 cm × 2 mm thickness, transmittance: 91.1%, haze: 0.0. 2%, refractive index: 1.53) was spin-coated on the entire surface (substrate temperature: 25 ° C., 400 rpm × 60 seconds) and dried at 120 ° C. for 10 minutes to obtain a transparent conductive film. The film characteristics of this transparent conductive film were visible light transmittance: 94.9%, haze value: 5.1%, and surface resistance value: 5M (mega) Ω / □.
In addition, since these use the same electroconductive oxide fine particle dispersion (coating liquid for transparent conductive film formation), even if it employs an ink-jet printing method or the like, it can be obtained by employing a spin coating method. There is no change in the film characteristics of the transparent conductive film.

(実施例2)
溶剤として5員環ケトン化合物である2−ヘプチルシクロペンタノン(水分含有量:0.1%未満、沸点264℃、表面張力36dyn/cm[25℃])を使用した他は実施例1と同様にして、平均分散粒径140nmのITO微粒子が分散した実施例2に係る導電性酸化物微粒子分散液を得た。水分量は、導電性酸化物微粒子100重量部に対し0.4重量部未満であった。この分散液は、密閉したガラス容器中での常温保管にて、1ヶ月以上良好な分散状態を維持した。この分散液の表面張力は、37.4dyn/cm(25℃)であった。
この導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を、基材としてのソーダライムガラス基板(10cm×10cm×2mm厚さ、透過率:91.1%、ヘイズ:0.2%、屈折率:1.53)上にインクジェット印刷したところ、ノズル詰まりもなくインク吐出性は良好で、かつ形成された塗布膜にはハジキもなく、インク広がり性も適正で、十分にインクジェット印刷可能であった。
上記導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を用いた以外は実施例1と同様にして透明導電膜を作製した。この透明導電膜の膜特性は、可視光透過率:97.1%、ヘイズ値:4.4%、表面抵抗値:1M(メガ)Ω/□であった。
(Example 2)
The same as in Example 1 except that 2-heptylcyclopentanone (water content: less than 0.1%, boiling point 264 ° C., surface tension 36 dyn / cm [25 ° C.]), which is a 5-membered ring ketone compound, was used as the solvent. Thus, a conductive oxide fine particle dispersion according to Example 2 in which ITO fine particles having an average dispersed particle diameter of 140 nm were dispersed was obtained. The amount of water was less than 0.4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive oxide fine particles. This dispersion maintained a good dispersion state for one month or more when stored at room temperature in a sealed glass container. The dispersion had a surface tension of 37.4 dyn / cm (25 ° C.).
This conductive oxide fine particle dispersion (coating liquid for forming a transparent conductive film) was used as a soda lime glass substrate (10 cm × 10 cm × 2 mm thickness, transmittance: 91.1%, haze: 0.2%). , Refractive index: 1.53) When ink jet printing is performed, the nozzles are not clogged, the ink ejection property is good, the formed coating film does not repel, the ink spreading property is appropriate, and sufficient ink jet printing is possible. Met.
A transparent conductive film was produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive oxide fine particle dispersion (transparent conductive film forming coating liquid) was used. The film characteristics of this transparent conductive film were visible light transmittance: 97.1%, haze value: 4.4%, and surface resistance value: 1M (mega) Ω / □.

(実施例3)
溶剤として5員環ケトン化合物である2−シクロペンチルシクロペンタノン(水分含有量:0.1%未満、沸点233℃、表面張力36dyn/cm[25℃])を使用した他は実施例1と同様にして、平均分散粒径140nmのITO微粒子が分散した実施例3に係る導電性酸化物微粒子分散液を得た。水分量は、導電性酸化物微粒子100重量部に対し0.4重量部未満であった。この分散液は、密閉したガラス容器中での常温保管にて、1ヶ月以上良好な分散状態を維持した。この分散液の表面張力は、37.4dyn/cm(25℃)であった。
この導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を、基材としてのソーダライムガラス基板(10cm×10cm×2mm厚さ、透過率:91.1%、ヘイズ:0.2%、屈折率:1.53)上にインクジェット印刷したところ、ノズル詰まりもなくインク吐出性は良好で、かつ形成された塗布膜にはハジキもなく、インク広がり性も適正で、十分にインクジェット印刷可能であった。
上記導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を用いた以外は実施例1と同様にして透明導電膜を作製した。この透明導電膜の膜特性は、可視光透過率:92.0%、ヘイズ値:6.9%、表面抵抗値:3M(メガ)Ω/□であった。
(Example 3)
The same as Example 1 except that 2-cyclopentylcyclopentanone (water content: less than 0.1%, boiling point 233 ° C., surface tension 36 dyn / cm [25 ° C.]), which is a 5-membered ring ketone compound, was used as the solvent. Thus, a conductive oxide fine particle dispersion according to Example 3 in which ITO fine particles having an average dispersed particle diameter of 140 nm were dispersed was obtained. The amount of water was less than 0.4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive oxide fine particles. This dispersion maintained a good dispersion state for one month or more when stored at room temperature in a sealed glass container. The dispersion had a surface tension of 37.4 dyn / cm (25 ° C.).
This conductive oxide fine particle dispersion (coating liquid for forming a transparent conductive film) was used as a soda lime glass substrate (10 cm × 10 cm × 2 mm thickness, transmittance: 91.1%, haze: 0.2%). , Refractive index: 1.53) When ink jet printing is performed, the nozzles are not clogged, the ink ejection property is good, the formed coating film does not repel, the ink spreading property is appropriate, and sufficient ink jet printing is possible. Met.
A transparent conductive film was produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive oxide fine particle dispersion (transparent conductive film forming coating liquid) was used. The film characteristics of this transparent conductive film were visible light transmittance: 92.0%, haze value: 6.9%, and surface resistance value: 3M (mega) Ω / □.

(実施例4)
粒状のITO微粒子として、塩素で表面修飾された平均粒径0.05μmのもの(Sn含有量=8%、塩素=0.5%、ITO:Cl=1:0.02[モル比]、圧粉抵抗[100Kgf/cm]=0.15Ω・cm)20gを使用した他は実施例1と同様にして、平均分散粒径150nmのITO微粒子が分散した実施例4に係る導電性酸化物微粒子分散液を得た。
この導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を、基材としてのソーダライムガラス基板(10cm×10cm×2mm厚さ、透過率:91.1%、ヘイズ:0.2%、屈折率:1.53)上にインクジェット印刷したところ、ノズル詰まりもなくインク吐出性は良好で、かつ形成された塗布膜にはハジキもなく、インク広がり性も適正で、十分にインクジェット印刷可能であった。
Example 4
Granular ITO fine particles having an average particle diameter of 0.05 μm surface-modified with chlorine (Sn content = 8%, chlorine = 0.5%, ITO: Cl = 1: 0.02 [molar ratio]), pressure Conductive oxide fine particles according to Example 4 in which ITO fine particles having an average dispersed particle diameter of 150 nm are dispersed in the same manner as in Example 1 except that 20 g of powder resistance [100 Kgf / cm 2 ] = 0.15 Ω · cm) is used. A dispersion was obtained.
This conductive oxide fine particle dispersion (coating liquid for forming a transparent conductive film) was used as a soda lime glass substrate (10 cm × 10 cm × 2 mm thickness, transmittance: 91.1%, haze: 0.2%). , Refractive index: 1.53) When ink jet printing is performed, the nozzles are not clogged, the ink ejection property is good, the formed coating film does not repel, the ink spreading property is appropriate, and sufficient ink jet printing is possible. Met.

(実施例5)
5員環ケトン化合物である2−ヘキシルシクロペンタノンの量を50.0g(分散液全体に対して50質量%)に減少させて、イソホロン(水分含有量:0.02%未満、沸点215℃、表面張力32.3dyn/cm[20℃])29.9gを使用した他は実施例1と同様にして、平均分散粒径140nmのITO微粒子が分散した実施例5に係る導電性酸化物微粒子分散液を得た。
この導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を、基材としてのソーダライムガラス基板(10cm×10cm×2mm厚さ、透過率:91.1%、ヘイズ:0.2%、屈折率:1.53)上にインクジェット印刷したところ、ノズル詰まりもなくインク吐出性は良好で、かつ形成された塗布膜にはハジキもなく、インク広がり性も適正で、十分にインクジェット印刷可能であった。
(Example 5)
The amount of 2-hexylcyclopentanone, which is a 5-membered ring ketone compound, is reduced to 50.0 g (50 mass% with respect to the total dispersion), and isophorone (water content: less than 0.02%, boiling point 215 ° C. Conductive oxide fine particles according to Example 5 in which ITO fine particles having an average dispersed particle diameter of 140 nm were dispersed in the same manner as in Example 1 except that 29.9 g of surface tension 32.3 dyn / cm [20 ° C.] was used. A dispersion was obtained.
This conductive oxide fine particle dispersion (coating liquid for forming a transparent conductive film) was used as a soda lime glass substrate (10 cm × 10 cm × 2 mm thickness, transmittance: 91.1%, haze: 0.2%). , Refractive index: 1.53) When ink jet printing is performed, the nozzles are not clogged, the ink ejection property is good, the formed coating film does not repel, the ink spreading property is appropriate, and sufficient ink jet printing is possible. Met.

(比較例1)
塩素で表面修飾されていない平均粒径0.03μmの粒状のITO微粒子(Sn含有量=6%、塩素=0.05%以下、ITO:Cl=1:0.002以下[モル比]、圧粉抵抗[100Kgf/cm]=0.25Ω・cm)20gを用い、溶剤としての2−ヘキシルシクロペンタノン(水分含有量:0.1%未満、沸点246℃、表面張力32dyn/cm[25℃])79.9g、リン酸エステル系分散剤0.1gと混合し、超音波分散処理を行ったが、クリーム状になり良好な導電性酸化物微粒子分散液を得ることはできなかった。
クリーム状になってしまったため、透明導電膜形成用塗布液としての評価はしていない。
(Comparative Example 1)
Granular ITO fine particles having an average particle diameter of 0.03 μm that are not surface-modified with chlorine (Sn content = 6%, chlorine = 0.05% or less, ITO: Cl = 1: 0.002 or less [molar ratio], pressure 20 g of powder resistance [100 Kgf / cm 2 ] = 0.25 Ω · cm) and 2 -hexylcyclopentanone as a solvent (water content: less than 0.1%, boiling point 246 ° C., surface tension 32 dyn / cm [25 ° C]) was mixed with 79.9 g of phosphoric acid ester-based dispersant and 0.1 g of ultrasonic dispersant, and was subjected to ultrasonic dispersion treatment. However, it became creamy and a good conductive oxide fine particle dispersion could not be obtained.
Since it became creamy, it has not been evaluated as a coating liquid for forming a transparent conductive film.

(比較例2)
塩素で表面修飾された平均粒径0.03μmの粒状のITO微粒子(Sn含有量=6%、塩素=0.5%、ITO:Cl=1:0.02[モル比]、圧粉抵抗[100Kgf/cm]=0.18Ω・cm)20gを、5員環ケトン化合物溶剤であるシクロペンタノン[別名:シクロペンタン−1−オン;CAS番号:120−92−3](水分含有量:0.1%未満、沸点130℃、表面張力33.4dyn/cm[25℃])79.9g、およびリン酸エステル系分散剤0.1gと混合し、3分間、超音波分散処理を行い、平均分散粒径140nmのITO微粒子が分散した比較例2に係る導電性酸化物微粒子分散液を得た。この分散液は、常温保管にて、1ヶ月以上良好な分散状態を維持した。この分散液の表面張力は、35dyn/cm(25℃)であった。
この導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を、基材としてのソーダライムガラス基板(10cm×10cm×2mm厚さ、透過率:91.1%、ヘイズ:0.2%、屈折率:1.53)上にインクジェット印刷したところ、徐々にノズル詰まりが発生しインク吐出性が不良となって、安定したインクジェット印刷が不可能であった。
上記導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を用いた以外は実施例1と同様にして透明導電膜を作製した。この透明導電膜の膜特性は、可視光透過率:90.5%、ヘイズ値:4.5%、表面抵抗値:280k(キロ)Ω/□であった。
(Comparative Example 2)
Granular ITO fine particles having an average particle size of 0.03 μm and surface-modified with chlorine (Sn content = 6%, chlorine = 0.5%, ITO: Cl = 1: 0.02 [molar ratio], dust resistance [ 100 kgf / cm 2 ] = 0.18 Ω · cm) 20 g of cyclopentanone [also known as cyclopentan-1-one; CAS number: 120-92-3] (water content: 5 membered ring ketone compound solvent) Less than 0.1%, boiling point 130 ° C., surface tension 33.4 dyn / cm [25 ° C.]) 79.9 g, and phosphate ester dispersant 0.1 g, and subjected to ultrasonic dispersion treatment for 3 minutes, A conductive oxide fine particle dispersion according to Comparative Example 2 in which ITO fine particles having an average dispersed particle diameter of 140 nm were dispersed was obtained. This dispersion maintained a good dispersion state for one month or more when stored at room temperature. The surface tension of this dispersion was 35 dyn / cm (25 ° C.).
This conductive oxide fine particle dispersion (coating liquid for forming a transparent conductive film) was used as a soda lime glass substrate (10 cm × 10 cm × 2 mm thickness, transmittance: 91.1%, haze: 0.2%). , Refractive index: 1.53) When ink-jet printing was performed, nozzle clogging gradually occurred, resulting in poor ink ejection properties, and stable ink-jet printing was impossible.
A transparent conductive film was produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive oxide fine particle dispersion (transparent conductive film forming coating liquid) was used. The film characteristics of this transparent conductive film were visible light transmittance: 90.5%, haze value: 4.5%, surface resistance value: 280 k (kilo) Ω / □.

(比較例3)
ITO微粒子20gに、溶剤としての2−ヘキシルシクロペンタノンを79g、リン酸エステル系分散剤を1g混合した以外は、実施例1と同様にして、平均分散粒径145nmのITO微粒子が分散した比較例3に係る導電性酸化物微粒子分散液を得た。
この導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を、基材としてのソーダライムガラス基板(10cm×10cm×2mm厚さ、透過率:91.1%、ヘイズ:0.2%、屈折率:1.53)上にインクジェット印刷したところ、ノズル詰まりもなくインク吐出性は良好で、かつ形成された塗布膜にはハジキもなく、インク広がり性も適正で、十分にインクジェット印刷可能であった。
上記導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)を用いた以外は実施例1と同様にして透明導電膜を作製した。この透明導電膜の膜特性は、可視光透過率:94.5%、ヘイズ値:5.2%、表面抵抗値:5×1010Ω/□であった。
(Comparative Example 3)
Comparison in which ITO fine particles having an average dispersed particle diameter of 145 nm were dispersed in the same manner as in Example 1 except that 20 g of ITO fine particles were mixed with 79 g of 2-hexylcyclopentanone as a solvent and 1 g of a phosphate ester dispersant. A conductive oxide fine particle dispersion according to Example 3 was obtained.
This conductive oxide fine particle dispersion (coating liquid for forming a transparent conductive film) was used as a soda lime glass substrate (10 cm × 10 cm × 2 mm thickness, transmittance: 91.1%, haze: 0.2%). , Refractive index: 1.53) When ink jet printing is performed, the nozzles are not clogged, the ink ejection property is good, the formed coating film does not repel, the ink spreading property is appropriate, and sufficient ink jet printing is possible. Met.
A transparent conductive film was produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive oxide fine particle dispersion (transparent conductive film forming coating liquid) was used. The film characteristics of this transparent conductive film were visible light transmittance: 94.5%, haze value: 5.2%, and surface resistance value: 5 × 10 10 Ω / □.

「評価」
実施例1〜5を比較例1と比べると、塩素で表面修飾されたITO微粒子を2−ヘキシルシクロペンタノン、2−ヘプチルシクロペンタノン、2−シクロペンチルシクロペンタノンに分散させた各実施例の導電性酸化物微粒子分散液(透明導電膜形成用塗布液)が良好な分散性を示すのに対し、塩素で表面修飾されていないITO微粒子を、2−ヘキシルシクロペンタノンに分散させた比較例1の導電性酸化物微粒子分散液はクリーム状であり、良好な分散性を示していない。
実施例1〜3と比較例2を比べると、各実施例の2−ヘキシルシクロペンタノン、2−ヘプチルシクロペンタノン、2−シクロペンチルシクロペンタノンを有機溶剤に用いた導電性酸化物微粒子分散液が良好な分散性を示し、かつ、インクジェット印刷において良好な吐出安定性を示すのに対し、沸点が低いシクロペンタノンを有機溶剤に用いた比較例2の導電性酸化物微粒子分散液は、導電性酸化物微粒子分散液が良好な分散性を示すものの、インクジェット印刷においてノズル詰まりを生じ良好な吐出安定性を示していない。
一方、比較例3は、分散剤の量が多かったために、得られた透明導電膜中に分散剤が多量に存在し、それが導電性酸化物微粒子の間に介在して導電性酸化物微粒子同士の接触が阻害されたため、透明導電膜の導電性が著しく悪化した。
以上のように、本発明では、いずれも導電性酸化物微粒子分散液が良好な分散性を示し、かつ、インクジェット印刷において良好な吐出安定性を示すが、構成成分が本発明の範囲を外れると良好な分散性が得られなかったり、インクジェット印刷においてノズル詰まりを起こしたりして、安定した分散性を得ることができなくなることが分かる。
"Evaluation"
When Examples 1-5 were compared with Comparative Example 1, the ITO fine particles surface-modified with chlorine were dispersed in 2-hexylcyclopentanone, 2-heptylcyclopentanone, and 2-cyclopentylcyclopentanone. The conductive oxide fine particle dispersion (coating liquid for forming a transparent conductive film) exhibits good dispersibility, whereas ITO fine particles not surface-modified with chlorine are dispersed in 2-hexylcyclopentanone. No. 1 conductive oxide fine particle dispersion is creamy and does not show good dispersibility.
Comparing Examples 1 to 3 with Comparative Example 2, conductive oxide fine particle dispersions using 2-hexylcyclopentanone, 2-heptylcyclopentanone and 2-cyclopentylcyclopentanone of each example as organic solvents The conductive oxide fine particle dispersion liquid of Comparative Example 2 using cyclopentanone having a low boiling point as an organic solvent is excellent in dispersibility and good discharge stability in ink jet printing. Although the conductive oxide fine particle dispersion exhibits good dispersibility, nozzle clogging occurs in ink jet printing, and good discharge stability is not exhibited.
On the other hand, in Comparative Example 3, since the amount of the dispersant was large, a large amount of the dispersant was present in the obtained transparent conductive film, and the conductive oxide fine particles were interposed between the conductive oxide fine particles. Since the mutual contact was inhibited, the conductivity of the transparent conductive film was significantly deteriorated.
As described above, in the present invention, the conductive oxide fine particle dispersion exhibits good dispersibility and good discharge stability in ink jet printing. However, if the constituents are out of the scope of the present invention. It can be seen that good dispersibility cannot be obtained, or nozzle clogging occurs in ink jet printing, and stable dispersibility cannot be obtained.

Claims (14)

ハロゲン元素で表面修飾された平均粒径1〜500nmの導電性酸化物微粒子(A)が、有機溶剤(B)に分散した導電性酸化物微粒子分散液であって、有機溶剤(B)が沸点230℃以上で、かつ、表面張力が40dyn/cm以下の5員環ケトン化合物を主成分とし、しかも、導電性酸化物微粒子100重量部に対し2重量部以下の分散剤(C)を含有していることを特徴とする導電性酸化物微粒子分散液。   A conductive oxide fine particle dispersion liquid in which conductive oxide fine particles (A) having an average particle diameter of 1 to 500 nm, which is surface-modified with a halogen element, are dispersed in an organic solvent (B), wherein the organic solvent (B) has a boiling point The main component is a 5-membered ketone compound having a surface tension of 230 ° C. or more and a surface tension of 40 dyn / cm or less, and contains 2 parts by weight or less of the dispersant (C) with respect to 100 parts by weight of the conductive oxide fine particles. Conductive oxide fine particle dispersion. 導電性酸化物微粒子(A)が、酸化インジウム、酸化錫、および酸化亜鉛の群から選ばれる少なくとも一種の金属酸化物を主成分として含有する微粒子であることを特徴とする請求項1に記載の導電性酸化物微粒子分散液。   The conductive oxide fine particles (A) are fine particles containing, as a main component, at least one metal oxide selected from the group of indium oxide, tin oxide, and zinc oxide. Conductive oxide fine particle dispersion. 導電性酸化物微粒子(A)が、錫がドープされた酸化インジウムを主成分として含有する金属酸化物微粒子であることを特徴とする請求項2に記載の導電性酸化物微粒子分散液。   3. The conductive oxide fine particle dispersion according to claim 2, wherein the conductive oxide fine particles (A) are metal oxide fine particles containing indium oxide doped with tin as a main component. ハロゲン元素が、塩素であることを特徴とする請求項1に記載の導電性酸化物微粒子分散液。   The conductive oxide fine particle dispersion according to claim 1, wherein the halogen element is chlorine. 有機溶剤(B)が、2−ヘキシルシクロペンタノン、2−ヘプチルシクロペンタノン、および2−シクロペンチルシクロペンタノンの群から選ばれる少なくとも一種の5員環ケトン化合物であることを特徴とする請求項1に記載の導電性酸化物微粒子分散液。   The organic solvent (B) is at least one 5-membered ring ketone compound selected from the group of 2-hexylcyclopentanone, 2-heptylcyclopentanone, and 2-cyclopentylcyclopentanone. The conductive oxide fine particle dispersion liquid according to 1. 5員環ケトン化合物の含有量が、有機溶剤(B)全体に対して50質量%以上であることを特徴とする請求項1または5に記載の導電性酸化物微粒子分散液。   6. The conductive oxide fine particle dispersion according to claim 1, wherein the content of the five-membered ring ketone compound is 50% by mass or more based on the whole organic solvent (B). 有機溶剤(B)の含有量が、分散液全体に対して50〜95質量%であることを特徴とする請求項1に記載の導電性酸化物微粒子分散液。   Content of an organic solvent (B) is 50-95 mass% with respect to the whole dispersion liquid, The electroconductive oxide fine particle dispersion liquid of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 分散剤(C)が、リン酸エステル系化合物であることを特徴とする請求項1に記載の導電性酸化物微粒子分散液。   The conductive oxide fine particle dispersion according to claim 1, wherein the dispersant (C) is a phosphate ester compound. 請求項1〜8のいずれかに記載の導電性酸化物微粒子分散液が、更にバインダー成分(D)を含有することを特徴とする透明導電膜形成用塗布液。   The conductive oxide fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 8, further comprising a binder component (D), a coating liquid for forming a transparent conductive film. バインダー成分(D)が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、および紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等の群から選ばれるいずれかの有機樹脂であることを特徴とする請求項9に記載の透明導電膜形成用塗布液。   The binder component (D) is any organic resin selected from the group of thermoplastic resins, thermosetting resins, room temperature curable resins, ultraviolet curable resins, electron beam curable resins, and the like. The coating liquid for transparent conductive film formation of Claim 9. 請求項1〜8のいずれかに記載の導電性酸化物微粒子分散液をプラスチック製基材またはセラミック製基材上に塗布し、乾燥して得られる透明導電膜。   The transparent conductive film obtained by apply | coating the electroconductive oxide fine particle dispersion liquid in any one of Claims 1-8 on a plastic base material or a ceramic base material, and drying. 導電性酸化物微粒子分散液が、インクジェット印刷で塗布されることを特徴とする請求項11に記載の透明導電膜。   The transparent conductive film according to claim 11, wherein the conductive oxide fine particle dispersion is applied by inkjet printing. 請求項9又は10に記載の透明導電膜形成用塗布液をプラスチック製基材またはセラミック製基材上に塗布し、乾燥した後に、硬化処理が施されて得られる透明導電膜。   The transparent conductive film obtained by apply | coating the coating liquid for transparent conductive film formation of Claim 9 or 10 on a plastics base material or a ceramic base material, and drying after giving. 透明導電膜形成用塗布液が、インクジェット印刷で塗布されることを特徴とする請求項13に記載の透明導電膜。   The transparent conductive film according to claim 13, wherein the coating liquid for forming a transparent conductive film is applied by ink jet printing.
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