JP3652563B2 - Transparent conductive film forming paint, transparent conductive film and display device - Google Patents

Transparent conductive film forming paint, transparent conductive film and display device Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明導電膜形成用塗料、透明導電膜及び表示装置に関するものであり、特に陰極線管やプラズマディスプレイ等の表示面に用いて優れた帯電防止効果と電磁波遮蔽効果とを有し、膜の可視光平均透過率が高く透過画像の色相が自然で、しかも耐塩水性、耐酸化性、耐紫外線性等の耐久性にも優れた透明導電膜を形成し得る透明導電膜形成用塗料、この透明導電膜形成用塗料を塗布して形成された透明導電膜、及びこの透明導電膜が表示面に形成された表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在TVブラウン管やコンピュータのディスプレイ等として用いられている陰極線管は、赤色、緑色、青色に発光する蛍光面に電子ビームを射突させることによって文字や画像を表示面に映し出すものであるから、この表示面に発生する静電気により挨が付着して視認性が低下する他、電磁波を輻射して環境に影響を及ぼす惧れがある。また最近、壁掛けテレビ等としての応用が進められているプラズマディスプレイにおいても、静電気の発生や電磁波輻射の可能性が指摘されている。
【0003】
これらの問題を解決するため、従来は、表示装置の表示面上に銀、金等の微粒子を液中に均一に分散させた塗布液を塗布し乾燥するか、又はスパッタ法や蒸着法によって導電性の透明金属薄膜を形成し、この透明金属薄膜の上層及び/又は下層に、これとは屈折率が異なる透明層を積層して電磁波遮蔽、帯電防止、並びに反射防止を図っている。例えば、特開平8−77832号公報には、電磁波遮蔽効果と反射防止効果に優れた透明導電膜として、平均粒径2nm〜200nmの範囲内の少なくとも銀を含む金属微粒子による導電層と、これと屈折率が異なる透明層とからなるものが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの方法では透明導電膜の導電性が必ずしも充分でなく、また銀の光透過スペクトルに依存して400nm〜500nmの透過光に吸収が生じ、導電膜が黄色に着色し、透過画像の色相が不自然に変化するという問題、膜の可視光平均透過率が低いため膜厚分布に起因した透過色のムラが目立ち易く生産性を悪化させるという問題、並びに塩霧環境では導電膜の表面抵抗が上昇し電磁波遮蔽効果が低下するので、海岸等塩霧の影響を受け易い場所では耐久性が低下する等の問題が解決されなかった。
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、従ってその目的は、電磁波遮蔽効果および帯電防止効果をもたらす導電性に優れ、膜の可視光平均透過率が高く、透過画像の色相が自然で、耐塩水性に代表される耐久性にも優れた透明導電膜を形成し得る透明導電膜形成用塗料、この透明導電膜形成用塗料を用いて形成された透明導電膜、及びこの透明導電膜が表示面に形成された表示装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、導電材として少なくとも金属微粒子の塊状凝集体を分散媒に分散してなる透明導電膜形成用塗料であって、前記金属微粒子の粒径が1nm〜100nmの範囲内であり、前記塊状凝集体の粒径が70nm〜300nmの範囲内である透明導電膜形成用塗料を提供する。
上記の金属微粒子は、少なくとも銀微粒子とパラジウム微粒子とを含み、前記銀微粒子とパラジウム微粒子との配合比率は、銀微粒子10重量%〜90重量%:パラジウム微粒子90重量%〜10重量%の範囲内とされていることが好ましい。
【0006】
本発明はまた、前記透明導電膜形成用塗料を塗布することにより形成された導電層を有する透明導電膜を提供する。
上記の導電層の膜厚は5nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。
また、前記導電層の上層、または下層、もしくは上層および下層には、前記導電層と屈折率の異なる少なくとも1層の透明層が積層されていることが好ましい。
これらの透明導電膜は、可視光の平均透過率が80%以上であり、かつ表面抵抗が1×10Ω/□以下であることが好ましい。
本発明は更に、前記いずれかの透明導電膜が表示面に形成された表示装置を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を好ましい具体例によって説明する。
図1は本発明の好ましい表示装置の部分断面図である。この表示装置は、その表示面1の上に順次、導電層2、透明層3、及び最外層に凹凸を有する透明層(以下、「凹凸層」という)4が積層されてなり、この導電層2、透明層3、及び凹凸層4が本発明の透明導電膜5を形成している。
【0008】
本発明者らは、表示装置の表示面1に優れた反射防止効果と電磁波遮蔽効果とを付与すべく、金属微粒子を含有する塗料を塗布することにより形成される透明導電膜について鋭意研究の結果、特に粒径が1nm〜100nmの範囲内にある金属微粒子が塊状に凝集し、30nm〜500nmの範囲内の粒径となった金属微粒子凝集体(以下、「塊状凝集体」という)を含有する塗料を用いて導電層2を形成すると、金属微粒子が均一に独立分散している場合よりも高い導電性能と透明性とを有する透明導電膜5が作成できるという知見を得て本発明に到達した。
【0009】
以下、本発明を更に詳しく説明する。
本発明の透明導電膜5において、導電層2は、金属微粒子の塊状凝集体が全体として均一に分散した塗料を用いて形成されるものであり、膜厚が5nm〜500nmという薄膜であるにも拘らず、表面抵抗値が1×10Ω/□以下という高い導電性を保持し、また
可視光の平均透過率が80%以上という高い光透過性を有している。
【0010】
前記の導電層2が高い導電性と高い光透過性を備えている理由は必すしも明確ではないが、導電性の塊状凝集体が独立分散微粒子に比べて接触電気抵抗が小さい状態で焼き付けられることによって、少ない微粒子数で遥かに良好な導電通路が形成され、また独立分散微粒子の均一分散層などに比べて網目の隙間が大きく形成されることにより光の透過性も向上するものと考えられる。
【0011】
前記塊状凝集体を形成する個々の金属微粒子の粒径は1nm〜100nmの範囲内であることが特に重要である。個々の金属微粒子の粒径が1nm未満では金属としての性質が損なわれて導電性が低下するので好ましくなく、また100nmを超えると、塊状の凝集体を得ることが困難になる。
【0012】
前記の導電層2に用いられる金属微粒子としては、金、銀、パラジウム、ルテニウム、白金、ロジウム、イリジウム、オスミウム等の貴金属微粒子及び銅、ニッケル等の金属微粒子が効果的である。特に銀とパラジウムとを複合して用いることが好適である。すなわち、銀はコロイド状分散液として比較的容易かつ安価に入手可能であり、導電性が高く帯電防止性・電磁波遮蔽性に優れているので、導電性を維持しながら透明導電膜のコストを引き下げたい場合に有効であり、しかもパラジウムと混合して用いることにより化学的安定性が増し、実用上十分な耐久性が得られるようになる。導電性と化学的安定性とを考慮した場合、銀とパラジウムとの配合比率は、銀微粒子10重量%〜90重量%:パラジウム微粒子90重量%〜10重量%の範囲内とすることが好ましい。
【0013】
図2(a)(b)に模式的に示すように、金属微粒子の塊状凝集体は複数個の金属微粒子が塊状に凝集したものであり、例えば図2(a)のように粒径1nm〜5nmの金属微粒子(一次粒子)6が塊状に凝集して粒径100nm〜150nmの塊状凝集体(二次粒子)7となったものや、図2(b)のように粒径20nm〜50nmの金属微粒子6が塊状に凝集して粒径100nm〜150nmの塊状凝集体7となったものなどいずれでもよいが、金属微粒子6の粒径は1nm〜100nmの範囲内であり、塊状凝集体7の粒径は30nm〜500nmの範囲内、さらに好ましくは70nm〜300nmの範囲内のものが導電性と透明性の観点から好適である。塊状凝集体の粒径が50nm未満では粒子間の電気抵抗が大きくなり、十分な導電性が得られず、また500nmを超えると、光散乱度が増し塗膜の透明性が損なわれる場合がある。
【0014】
この塊状凝集体を含む塗料を基材上に塗布し、乾繰し、100℃〜1000℃の範囲内の温度で焼付けて成膜すると、粒子間の接触抵抗が小さく抑えられ、導電層2が5nm〜500nmという薄膜であっても表面抵抗値が1×10Ω/□以下の高い導電性が得られ、その結果として帯電防止効果・電磁波遮蔽効果が優れていると共に可視光の平均透過率が80%以上という高い透明性も兼ね備えた膜厚ムラの目立ちにくい透明導電膜が得られる。
【0015】
前記の塊状凝集体を含む塗料(以下、「本塗料」という)を製造するに際しては、先ず前記塊状凝集体を含む分散液を調製する。塊状凝集体の分散液は各種方法により調製することができるが、好適な方法としては例えば、(1)脱塩処理法、(2)熱処理法、(3)混合法等を挙げることができる。これらの方法で用いられる金属微粒子(一次粒子)の分散液は、公知の方法例えば金属を微粉砕して分散媒に分散する方法、又はコロイド形成等により分散媒中で金属微粒子を生成させる方法等によって調製することができる

以下、代表的な塊状凝集体分散液の調製法について説明する。
【0016】
(1)脱塩処理法:金属微粒子の分散液を脱塩処理することにより塊状凝集体が形成される。脱塩処理を行う場合は、金属微粒子を1種類以上含んだ状態で行う。脱塩処理法の具体例としては、金属微粒子分散液を透析膜により脱塩処理する方法、金属微粒子分散液を限外濾過により脱塩処理する方法等が挙げられる。塊状凝集体の粒径は脱塩処理方法及び脱塩処理量により調節可能であり、予め実験により好適な脱塩処理法及び脱塩処理法を選択することができる。
【0017】
(2)熱処理法:金属微粒子分散液を50℃以上の温度で熱処理することにより塊状凝集体が得られる。この熱処理法において、塊状凝集体の粒径は熱処理時間、温度及び分散媒の配合割合等により調節可能であり、予め実験により好適な条件を選択することができる。塊状凝集体を形成する際の分散媒として、水5重量%〜95重量%、アルコール類5重量%〜95重量%、及びセロソルブ系溶剤1重量%以上を含む分散媒を用いると塊状凝集体が容易に形成できて好適である。
【0018】
(3)混合法:金属微粒子分散液にアルコール、水及びセロソルブ系溶剤を混合することにより塊状凝集体が得られる。この混合法において、塊状凝集体の粒径は分散媒の配合割合、混合順序、投入速度、温度、pH及び攪拌速度等により調節可能であり、予め実験により好適な条件を選択することができる。分散媒として水を5重量%〜95重量%、アルコール類を5重量%〜95重量%、及びセロソルブ系溶剤を1重量%以上含む分散媒を用いると、塊状凝集体が容易に形成されるので好適である。
【0019】
本発明の表示装置は、少なくとも前記本塗料を塗布して得られ、好ましくは膜厚が5nm〜500nmの範囲内とされた導電層2を有する透明導電膜5が表示面1上に形成される。この透明導電膜5の可視光平均透過率は70%以上であり、かつ特定波長における吸収が小さいので、透過画像の色相を損なうことがなく、しかも本発明の目的である優れた帯電防止効果と電界遮蔽効果が得られ、塩水に対しても実用上十分なレベルの耐性を有すると共に、その光透過性の高さから塗膜の膜厚ムラも目立たないものとなる。
【0020】
導電層2は、前記の塊状凝集体に加えて、平均粒径100nm以下のシリカ微粒子を塊状凝集体に対して1重量%〜60重量%の範囲内で含有していてもよい。シリカ微粒子を含む前記透明導電膜形成用塗料を塗布し成膜して得られた導電層2は、膜強度が著しく向上し、スクラッチ強度が向上する。また、導電層2にシリカ微粒子を含有させることによって、その上層、または下層、もしくは上層及び下層に、この導電層の屈折率とは異なる屈折率を有する透明層3を1層以上設ける場合に、透明層3のシリカ系バインダー成分との濡れ性が良いために双方の層の密着性を向上させる効果もあり、スクラッチ強度をいっそう改善することができる。シリカ微粒子は、膜強度の向上と導電性とを両立させる観点から、塊状凝集体に対して20重量%〜40重量%の範囲内で含有させることが更に好ましい。
【0021】
導電層2は、前記の成分の他に膜強度や導電性の向上を目的として、必要なら他の成分、例えば珪素、アルミニウム、ジルコニウム、セリウム、チタン、イットリウム、亜鉛、マグネシクム、インジウム、錫、アンチモン、ガリウム等の酸化物、複合酸化物、又は窒化物、特にインジウムや錫の酸化物、複合酸化物又は窒化物を主成分とする無機物の微粒子や、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、紫外線硬化樹脂等の有機系合成樹脂、珪素、チタン、ジルコニウム等の金属アルコキシドの加水分解物、又はシリコーンモノマー、シリコーンオリゴマー等の有機・無機系バインダー成分等を含んでいてもよい。
【0022】
本塗料を基材上に塗布するには、スピンコーティング、ロールコーティング、スプレーコーティング、バーコーティング、ディップコーティング、メニスカスコーティング、グラビアコーティング等の通常の薄膜塗布技術がいずれも使用可能である。この内、スピンコーティングは、短時間で均一な厚みの薄膜を形成することができるので特に好ましい塗布法である。塗布後、塗膜を乾燥し、100℃〜1000℃で焼き付けることによって、基材の表面に導電層2が形成される。
【0023】
導電層2における塊状凝集体(金属微粒子)の含有量ならびに膜厚を決定するに際しては、電磁波遮蔽効果の要求を考慮する必要がある。
一般に、帯電防止効果に加えて電磁波遮蔽効果を発現するためには、透明導電膜5の導電性として、103Ω・cm台以下の体積固有抵抗(ρ)が必要になる。すなわち、透明導電膜5の体積固有抵抗(ρ)はできるだけ低いほうが、より広範な周波数の電磁波を有効に遮蔽できることになる。この条件を充たすために、透明導電膜中の導電層2の膜厚は50nm以上とし、更に前記の塊状凝集体を10重量%以上含有させることが好ましい。導電層2の膜厚が50nm未満、あるいは塊状凝集体の含有率が10重量%未満の場合は、導電性が低下し、実質的な電磁波遮蔽効果が得難くなる。
前記の条件を充たした上で、透明導電膜中の導電層2の膜厚は、透明性を考慮すると500nm以下とすることが好ましい。
【0024】
本発明の透明導電膜5は、導電層2の上層、または下層、もしくは上層及び下層(図1では上層)に、少なくとも1層の透明層3が積層されていることが好ましい。この透明層3は、前記導電層2の屈折率と異なる屈折率を有するものであることが好ましい。これによって、導電層2を保護するばかりでなく、得られた透明導電膜5の層間界面における外光反射を有効に除去又は軽減することができる。
また前記の透明層3は、単に多層薄膜における界面反射を防止するのみならず、表示装置の表示面に用いたとき表面を外力から保護する効果も期待されるので、実用上十分なハードコート性を有することが更に好ましい。
【0025】
透明層3を形成する素材としては、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂等の熱可塑性、熱硬化性、又は光〜電子線硬化性樹脂;珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム等の金属アルコキシドの加水分解物;シリコーンモノマー又はシリコーンオリゴマー等を単独で、又は混合して用いることができる。
【0026】
特に好ましい透明層は、膜の表面硬度が高く、屈折率が比較的低いSiO2 の薄膜である。このSiO2 薄膜を形成し得る素材の例としては、例えば次式
M(OR)mn
(式中、MはSiであり、RはC1〜C4のアルキル基であり、mは1〜4の整数であり、nは0〜3の整数であり、かつm+nは4である)
で表わされる化合物、又はその部分加水分解物の1種又はそれ以上の混合物を挙げることができる。
前記の式の化合物の例として、特にテトラエトキシシラン(Si(OC254) は、薄膜形成能、透明性、導電層との接合性、膜強度及び反射防止性能の観点から好適に用いられる。
【0027】
前記の透明層3は、導電層と異なる屈折率に設定できるのであれば、各種樹脂、金属酸化物、複合酸化物、又は窒化物等、又は焼き付けによってこれらを生成し得る前駆体等を含んでもよい。
【0028】
透明層3の形成は、導電層2の形成に用いた方法と同様に、前記の成分を含む塗布液(透明層形成用塗料)を均一に塗布して成膜する方法により行うことができる。塗布は、スピンコーティング、ロールコーティング、スプレーコーティング、バーコードコーティング、ディップコーティング、メニスカスコーティング、グラビアコーティング等の通常の薄膜塗布技術がいずれも使用可能である。この内、スピンコーティングは、短時間で均一な厚みの薄膜を形成することができるので特に好ましい塗布法である。塗布後、塗膜を乾燥し、100℃〜1000℃で焼き付けることによって透明層3が得られる。
【0029】
一般に、多層薄膜における層間界面反射防止能は、薄膜の屈折率と膜厚、及び積層薄膜数により決定されるため、本発明の透明導電膜においても、導電層と透明層との合計の積層数を考慮してそれぞれの導電層及び透明層の厚みを設計することにより、効果的な反射防止効果が得られる。反射防止能を有する多層膜では、防止しようとする反射光の波長をλとするとき、2層構成の反射防止膜であれば基材側から高屈折率層と低屈折率とをそれぞれλ/4,λ/4、又はλ/2,λ/4の光学的膜厚とすることによって効果的に反射を防止することができる。また3層構成の反射防止膜であれば基材側から中屈折率層、高屈折率層及び低屈折率層の順にλ/4,λ/2,λ/4の光学的膜厚とすることが有効とされる。
【0030】
特に、製造上の容易さや経済性を考慮すると、図1に示すように、導電層2の上層に、屈折率が比較的低く、ハードコート性を兼ね備えたSiO2膜(屈折率1.46)をλ/4 の膜厚で形成することが好適である。
【0031】
導電層と1層以上の透明層とを含む本発明の透明導電膜は、導電層及び透明層の焼き付けを順次行ってもよく、又は同時に行ってもよい。例えば本塗料(透明導電膜形成用塗料)を表示装置の表示面に塗布し、その上層に透明層形成用塗料を塗布し、乾燥後に100℃〜1000℃の温度で一括焼き付けすることによって、導電層と透明層とを同時に形成し、低反射性の透明導電膜を形成することができる。
【0032】
前記透明導電膜5の最外層には、凹凸を有する透明層(凹凸層)4を設けることが好ましい。この凹凸層4は、透明導電膜5の表面反射光を散乱させ、表示面に優れた防眩性を与える効果がある。凹凸層4の材質としては、表面硬度と屈折率の観点からシリカが好適である。この凹凸層4は、凹凸層形成用塗料を前記透明導電膜5の最外層として前記の各種コーティング法により塗布し、乾燥後に前記の導電層1や透明層2と同時に、又は別個に100℃〜1000℃の温度で焼き付けて形成することができる。特に、凹凸層4の塗布法としては、スプレーコーティングが好適である。なお、この凹凸の凹部と凸部との高低差は5nm以上、500nm以下であることが望しい。
【0033】
本発明の透明導電膜5の少なくともいずれか1層には着色材が含有されていてもよい。この着色材は、透過画像のコントラストの向上や、透過光、反射光の色彩調整のために用いられる。この着色材としては、例えばモノアゾピグメント、キナクリドン、アイアンオキサイド・エロー、ジスアゾピグメント、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、シアニンブルー、フラバンスロンエロー、ジアンスラキノリルレッド、インダンスロンブルー、チオインジゴボルドー、ペリレンオレンジ、ペリレンスカーレット、ペリレンレッド178、ペリレンマルーン、ジオキサジンバイオレット、イソインドリンエロー、二ッケルニトロソエロー、マダーレーキ、銅アゾメチンエロー、アニリンブラック、アルカリブルー、亜鉛華、酸化チタン、弁柄、酸化クロム、鉄黒、チタンエロー、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトグリーン、アルミナホワィト、ビリジアン、カドミウムエロー、カドミウムレッド、朱、リトポン、黄鉛、モリブデートオレンジ、クロム酸亜鉛、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、鉛白、群青、マンガンバイオレット、エメラルドグリーン、紺青、カーボンブラック等の有機及び無機顔料、ならびにアゾ染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ペリノン染料等の染料を挙げることができる。これらの着色材は単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0034】
着色材を用いる場合、その種類と量は、対応する透明導電膜の光学的な膜特性に対応して適宜選択されるべきである。透明性薄膜の吸光度Aは、一般的には下記の式で表わされる。
A=log10(I0/I)=εCD
式中、I0;入射光、I;透過光、C;色濃度、D;光距離、ε;モル吸光係数
である。
【0035】
本発明の透明導電膜で着色材を用いる場合は、一般にモル吸光係数がε>10の着色材が用いられる。また着色材の配合量は、使用する着色材のモル吸光係数に依存して変わるが、着色材を配合した積層膜又は単層膜の吸光度Aが0.0004〜0.0969abs.の範囲内となるような量であることが好ましい。これらの条件が満たされない場合は透明度及び/又は反射防止効果が低下する。上記着色材を導電層2に配合する場合は、その配合量を、金属の含有量に対して20重量%以下、特に10重量%以下とすることが好ましい。10重量%を越えると導電性の低下が認められ、20重量%を越えると電磁波遮蔽効果に支障を来すことになる。
【0036】
本発明の表示装置は、前記のいずれかの透明導電膜5が表示面1上に形成されてなっている。この表示装置は、表示面1の帯電が防止されているので表示面に挨等が付着せず、電磁波が遮蔽されるので各種の電磁波障害が防止され、光透過性に優れているので画像が明るく、透過画像の色相が自然であり、膜厚が均一なので表示面の塗布ムラが目立たず、しかも耐塩水性が高いので塩霧に曝されるような環境にあっても耐久性が高い。また導電層2の他に、前記の透明層3び/又は凹凸層4が形成されていれば、外光に対する優れた反射防止効果及び/又は防眩効果も得られる。
【0037】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
実施例及び比較例に共通の金属微粒子分散液として、下記のものを調製した。
(銀微粒子分散液)
クエン酸ナトリウム2水和物(14g)と、硫酸第一鉄(7.5g)とを溶解した水溶液(60g)を5℃に保持した状態で、硝酸銀(2.5g)を溶解した水溶液(25g)を加え、赤褐色の銀ゾルを得た。この銀ゾルを遠心分離により水洗して不純物イオンを除去し銀微粒子分散液を得た。この銀微粒子分散液中では、粒径が1nm〜10nmの範囲内の銀微粒子が独立に分散していた。
(パラジウム微粒子分散液)
予め脱塩処理を行ったパラジウム微粒子(5g)、分散剤(1g)、ブチルセロソルブ(10g)及び水(84g)を混合し、超音波分散機を用いて分散しパラジウム微粒子分散剤を得た。このパラジウム微粒子分散剤中では、粒径が1nm〜10nmの範囲内のパラジウム微粒子が独立に分散していた。
(透明層形成用塗料A)
テトラエトキシシラン(0.8g)と0.1N塩酸(0.8g)とエチルアルコール(98.4g)とを混合し、均一な溶液とした。
【0038】
(実施例1)
本塗料(透明導電膜形成用塗料)の調製
[塗料組成]
銀 0.05重量%
パラジウム 0.05重量%
エチルセロソルブ 5重量%
ブチルセロソルブ 10重量%
メタノール 10重量%
水 74.9重量%
[塊状凝集体の生成]
水(10℃)中に順次、それぞれ5℃のメタノール、上記銀微粒子分散液、上記パラジウム微粒子分散液、エチルセロソルブ、及びブチルセロソルブを60分間を要して添加・混合し、上記組成の本塗料を調製した。
この塗料中で、銀微粒子とパラジウム微粒子とはほとんどが凝集し、レーザドップラー法による測定によれば粒径が100nm〜150nmの範囲内の塊状凝集体となっていた。
【0039】
成膜
上記の本塗料をブラウン管の表示面にスピンコーターを用いて塗布し、乾燥後、この塗布面に前記の透明層形成用塗料Aを同様にスピンコーターを用いて塗布し、このブラウン管を乾燥機に入れ、150℃で1時間焼き付け処理して透明導電膜を形成することにより、反射防止性の透明導電膜を有する実施例1の陰極線管を作成した。
【0040】
(実施例2)
本塗料の調製
[塗料組成]
銀 0.08重量%
パラジウム 0.12重量%
エチルセロソルブ 1重量%
ブチルセロソルブ 10重量%
メタノール 50重量%
水 38.8重量%
[塊状凝集体の生成]
実施例1に準じて上記組成の本塗料を調製した。この塗料中で、銀微粒子とパラジウム微粒子とはほとんどが凝集し、粒径が150nm〜200nmの範囲内の塊状凝集体となっていた。
【0041】
成膜
上記の本塗料と透明層形成用塗料Aとを用い、実施例1と同様に処理して反射防止性の透明導電膜を有する実施例2の陰極線管を作成した。
【0042】
(実施例3)
本塗料の調製
[塗料組成]
銀 0.18重量%
パラジウム 0.12重量%
エチルセロソルブ 1重量%
エタノール 83.7重量%
水 15重量%
[塊状凝集体の生成]
水(10℃)中に順次、それぞれ5℃のエタノール、上記銀微粒子分散液、上記パラジウム微粒子分散液、及びエチルセロソルブを、実施例1に準じて添加・混合し、上記組成の本塗料を調製した。この塗料中で、銀微粒子とパラジウム微粒子とはほとんどが凝集し、粒径が100nm〜150nmの範囲内の塊状凝集体となっていた。
【0043】
成膜
上記の本塗料と透明層形成用塗料Aとを用い、実施例1と同様に処理して反射防止性の透明導電膜を有する実施例3の陰極線管を作成した。
【0044】
(比較例1)
透明導電膜形成用塗料の調製
塗料組成は実施例1と同様とし、銀微粒子分散液、パラジウム分散液、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メタノール及び水を混合し、得られた混合液を超音波分散機(BRANSON ULTRASONICS社製「ソニファイヤー450」)で分散し、比較例1の透明導電膜形成用塗料を調製した。この比較例1の塗料においては、銀微粒子とパラジウム微粒子とが独立して均一に分散し、凝集体はほとんど生成していないことがTEMによる観察で確認された。
【0045】
成膜
上記比較例1の透明導電膜形成用塗料と透明層形成用塗料Aとを用い、実施例1と同様に処理して反射防止性の透明導電膜を有する比較例1の陰極線管を作成した。
【0046】
(比較例2)
透明導電膜形成用塗料の調製
塗料組成は実施例2と同様とし、銀微粒子分散液、パラジウム分散液、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メタノール及び水を混合し、比較例1と同様に処理して比較例2の透明導電膜形成用塗料を調製した。この比較例2の塗料においては、銀微粒子とパラジウム微粒子とが独立して均一に分散し、凝集体はほとんと生成していないことがTEMによる観察で確認された。
【0047】
成膜
上記比較例2の透明導電膜形成用塗料と透明層形成用塗料Aとを用い、実施例1と同様に処理して反射防止性の透明導電膜を有する比較例2の陰極線管を作成した。
【0048】
(比較例3)
透明導電膜形成用塗料の調製
塗料組成は実施例3と同様とし、銀微粒子分散液、パラジウム分散液、エチルセロソルブ、エタノール及び水を混合し、比較例1と同様に処理して比較例3の透明導電膜形成用塗料を調製した。この比較例3の塗料においては、銀微粒子とパラジウム微粒子とが独立して均一に分散し、凝集体はほとんと生成していないことがTEMによる観察で確認された。
【0049】
成膜
上記比較例3の透明導電膜形成用塗料と透明層形成用塗料Aとを用い、実施例1と同様に処理して反射防止性の透明導電膜を有する比較例3の陰極線管を作成した。
【0050】

Figure 0003652563
Figure 0003652563
以上の評価試験結果を表1及び表2に示す。
【0051】
【表1】
Figure 0003652563
【表2】
Figure 0003652563
【0052】
上記表1、表2の結果から、金属微粒子の塊状凝集体を含む本塗料を塗布することにより形成された実施例1〜実施例3の陰極線管は、従来の均一分散した金属微粒子を含む比較例1〜比較例3と同等の膜厚にもかかわらず表面抵抗が小さくなっていることがわかる。この結果、同程度の表面抵抗値とする場合には導電層の厚みを薄くすることができ、従って透明導電膜の透過率が優れて透明性が高いものとなる。
また、本塗料を用いて形成された透明導電膜は耐スクラッチ性にも優れていた。透過率差、視認性、膜ムラについては、従来の均一分散した金属微粒子を含む比較例1〜比較例3と同等の良好な結果が得られている。
【0053】
【発明の効果】
本発明によれば、形成された透明導電膜は、導電層の膜厚が極めて薄く従って可視光平均透過率が高いにも係わらず、電磁波遮蔽効果および帯電防止効果に優れ、特に銀微粒子とパラジウム微粒子との塊状凝集体を用いた場合には透過画像の色相が自然で、しかも耐塩水性に代表される耐久性にも優れたものとなる。従ってこの透明導電膜が表示面に形成された本発明の表示装置は、透過画像の色相が自然で、優れた帯電防止性と電磁波遮蔽性と耐久性とを有し、しかも光透過性が高いために透過画像が明るく塗膜の膜厚ムラも目立たないものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の表示装置の一実施例を示す部分断面図である。
【図2】 (a)(b)はそれぞれ、金属微粒子の塊状凝集体を模式的に示す概念図である。
【符号の説明】
1:表示面
2:導電層
3:透明層
4:凹凸層
5:透明導電膜
6:金属微粒子
7:塊状凝集体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transparent conductive film-forming coating material, a transparent conductive film, and a display device, and particularly has an antistatic effect and an electromagnetic wave shielding effect that are excellent for use on a display surface of a cathode ray tube or a plasma display. A transparent conductive film-forming coating material capable of forming a transparent conductive film having a high average visible light transmittance and a natural hue of a transmitted image and having excellent durability such as salt water resistance, oxidation resistance, and ultraviolet resistance. The present invention relates to a transparent conductive film formed by applying a coating for forming a transparent conductive film, and a display device in which the transparent conductive film is formed on a display surface.
[0002]
[Prior art]
A cathode ray tube currently used as a TV cathode ray tube or a computer display projects characters and images on a display screen by projecting an electron beam onto a fluorescent screen emitting red, green, and blue light. In addition to dust being attached due to static electricity generated on the display surface, visibility may be reduced, and electromagnetic waves may be radiated to affect the environment. Recently, the possibility of generation of static electricity and electromagnetic radiation has been pointed out in plasma displays that are being applied as wall-mounted televisions.
[0003]
In order to solve these problems, conventionally, a coating liquid in which fine particles such as silver and gold are uniformly dispersed in the liquid is applied and dried on the display surface of the display device, or conductive by sputtering or vapor deposition. A transparent transparent metal thin film is formed, and a transparent layer having a refractive index different from that of the transparent metal thin film is laminated on the upper layer and / or the lower layer of the transparent metal thin film so as to shield electromagnetic waves, prevent charging, and prevent reflection. For example, in JP-A-8-77832, as a transparent conductive film excellent in electromagnetic wave shielding effect and antireflection effect, a conductive layer made of metal fine particles containing at least silver in an average particle size range of 2 nm to 200 nm, and A layer composed of transparent layers having different refractive indexes has been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in these methods, the conductivity of the transparent conductive film is not always sufficient, and depending on the light transmission spectrum of silver, absorption occurs in transmitted light of 400 nm to 500 nm, the conductive film is colored yellow, and the transmission image The problem is that the hue changes unnaturally, the visible light average transmittance of the film is low, and the unevenness of the transmitted color due to the film thickness distribution is conspicuous and the productivity is deteriorated. Since the resistance increases and the electromagnetic wave shielding effect decreases, problems such as a decrease in durability have not been solved in places that are easily affected by salt fog, such as the coast.
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and therefore, the object thereof is excellent in conductivity that provides an electromagnetic wave shielding effect and an antistatic effect, has a high average visible light transmittance of the film, and is capable of transmitting images. Transparent conductive film-forming coating material capable of forming a transparent conductive film having a natural hue and excellent durability represented by salt water resistance, a transparent conductive film formed using this transparent conductive film-forming coating material, and this An object of the present invention is to provide a display device in which a transparent conductive film is formed on a display surface.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the present invention provides at least a mass aggregate of metal fine particles as a conductive material.Dispersed in dispersion mediumA transparent conductive film-forming paint, wherein the particle size of the metal fine particles is in the range of 1 nm to 100 nm,The bulk aggregate has a particle size in the range of 70 nm to 300 nm.A paint for forming a transparent conductive film is provided.
  The above metal fine particlesContains at least silver fine particles and palladium fine particles, and the blending ratio of the silver fine particles and the palladium fine particles is in the range of 10% to 90% by weight of silver fine particles: 90% to 10% by weight of fine palladium particles. It is preferable.
[0006]
  The present invention also provides a transparent conductive film having a conductive layer formed by applying the paint for forming a transparent conductive film.
  Above conductive layerThe film thickness is preferably in the range of 5 nm to 500 nm.
  Also,The upper layer of the conductive layer, or the lower layer, or the upper layer and the lower layer,It is preferable that at least one transparent layer having a refractive index different from that of the conductive layer is laminated.
  These transparent conductive filmsAverage transmittance of visible light is 80% or moreAnd the surface resistance is 1 × 104It is preferable that it is below Ω / □.
  The present invention further provides a display device in which any one of the transparent conductive films is formed on a display surface.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to preferred specific examples.
FIG. 1 is a partial sectional view of a preferred display device of the present invention. In this display device, a conductive layer 2, a transparent layer 3, and a transparent layer 4 (hereinafter referred to as an “uneven layer”) 4 are laminated in order on the display surface 1. 2, the transparent layer 3, and the uneven | corrugated layer 4 form the transparent conductive film 5 of this invention.
[0008]
As a result of intensive studies on the transparent conductive film formed by applying a paint containing metal fine particles in order to impart an excellent antireflection effect and electromagnetic wave shielding effect to the display surface 1 of the display device. In particular, metal fine particles having a particle diameter in the range of 1 nm to 100 nm are aggregated in a lump, and a metal fine particle aggregate having a particle diameter in the range of 30 nm to 500 nm (hereinafter referred to as “bulk aggregate”) is contained. When the conductive layer 2 is formed using a paint, the inventors have obtained the knowledge that a transparent conductive film 5 having higher conductive performance and transparency can be produced than when the metal fine particles are uniformly dispersed independently. .
[0009]
  Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
  In the transparent conductive film 5 of the present invention, the conductive layer 2 is formed using a coating material in which massive aggregates of metal fine particles are uniformly dispersed as a whole, and is a thin film having a thickness of 5 nm to 500 nm. Regardless, the surface resistance is 1 × 104Maintains high conductivity of Ω / □ or less, and
Average transmittance of visible light is 80% or moreIt has a high light transmittance.
[0010]
The reason why the conductive layer 2 has high conductivity and high light transmittance is not necessarily clear, but the conductive aggregates are baked in a state where the contact electric resistance is smaller than that of the independently dispersed fine particles. Therefore, it is considered that a much better conductive path is formed with a small number of fine particles, and that the light gap is improved by forming a gap between the meshes larger than a uniform dispersion layer of independent dispersed fine particles. .
[0011]
It is particularly important that the particle diameters of the individual metal fine particles forming the massive aggregate are in the range of 1 nm to 100 nm. If the particle size of each metal fine particle is less than 1 nm, the properties as a metal are impaired and the electrical conductivity is lowered, and if it exceeds 100 nm, it is difficult to obtain a massive aggregate.
[0012]
As the metal fine particles used for the conductive layer 2, noble metal fine particles such as gold, silver, palladium, ruthenium, platinum, rhodium, iridium and osmium and metal fine particles such as copper and nickel are effective. In particular, it is preferable to use a combination of silver and palladium. In other words, silver is available as a colloidal dispersion relatively easily and inexpensively, and has high conductivity and excellent antistatic properties and electromagnetic wave shielding properties, thus reducing the cost of transparent conductive films while maintaining conductivity. This is effective in the case where it is desired to be used, and the chemical stability is increased by using it mixed with palladium, so that practically sufficient durability can be obtained. In consideration of conductivity and chemical stability, the blending ratio of silver and palladium is preferably in the range of 10% to 90% by weight of fine silver particles: 90% to 10% by weight of fine palladium particles.
[0013]
  As schematically shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), a mass aggregate of metal fine particles is formed of a plurality of metal fine particles.AgglomeratedFor example, as shown in FIG. 2 (a), metal fine particles (primary particles) 6 having a particle diameter of 1 nm to 5 nm are aggregated in a lump to form a lump aggregate (secondary particles) 7 having a particle diameter of 100 nm to 150 nm. Alternatively, as shown in FIG. 2B, the metal fine particles 6 having a particle size of 20 nm to 50 nm aggregate in a lump to form a lump aggregate 7 having a particle size of 100 nm to 150 nm. The diameter is in the range of 1 nm to 100 nm, and the particle size of the aggregate 7 is preferably in the range of 30 nm to 500 nm, more preferably in the range of 70 nm to 300 nm, from the viewpoints of conductivity and transparency. If the particle size of the massive aggregate is less than 50 nm, the electrical resistance between the particles becomes large and sufficient conductivity cannot be obtained, and if it exceeds 500 nm, the light scattering degree may increase and the transparency of the coating film may be impaired. .
[0014]
  When a coating material containing this aggregate is applied onto a substrate, dried and baked at a temperature in the range of 100 ° C. to 1000 ° C., a film is formed between the particles.Contact resistanceIs a thin film in which the conductive layer 2 is 5 nm to 500 nm.EvenSurface resistance value is 1 × 104High conductivity of Ω / □ or less is obtained. As a result, the antistatic effect and electromagnetic wave shielding effect are excellent.Average transmittance of visible light is 80% or moreThus, a transparent conductive film having high transparency and less noticeable film thickness unevenness can be obtained.
[0015]
  In producing a coating material containing the above-mentioned aggregated aggregate (hereinafter referred to as “the present coating material”), first, a dispersion containing the above-mentioned aggregated aggregate is prepared. The aggregate aggregate dispersion can be prepared by various methods.(1)Desalting method,(2)Heat treatment method,(3)The mixing method etc. can be mentioned. A dispersion of fine metal particles (primary particles) used in these methods is obtained by known methods such as pulverizing metals.Dispersion mediumBy a method of dispersing in a colloid or by colloid formationDispersion mediumCan be prepared by a method of generating metal fine particles in
.
  Hereinafter, a typical method for preparing a massive aggregate dispersion will be described.
[0016]
  (1)Desalting treatment method: Bulk aggregates are formed by desalting the dispersion of metal fine particles. When performing a desalting process, it carries out in the state containing 1 or more types of metal microparticles. Specific examples of the desalting treatment method include a method of desalting the metal fine particle dispersion with a dialysis membrane, and a method of desalting the metal fine particle dispersion by ultrafiltration. The particle size of the massive aggregate can be adjusted by the desalting treatment method and the desalting treatment amount, and a suitable desalting treatment method and desalting treatment method can be selected in advance by experiments.
[0017]
  (2)Heat treatment method: Bulk aggregates are obtained by heat-treating the metal fine particle dispersion at a temperature of 50 ° C. or higher. In this heat treatment methodIsThe particle size of the bulk aggregate can be adjusted by the heat treatment time, temperature, blending ratio of the dispersion medium, and the like, and suitable conditions can be selected in advance by experiments. Dispersion medium when forming agglomeratesAsContains 5% to 95% by weight of water, 5% to 95% by weight of alcohol, and 1% by weight or more of cellosolve solventDispersion mediumWhen is used, a massive aggregate can be easily formed, which is preferable.
[0018]
  (3)Mixing method: Agglomerates are obtained by mixing alcohol, water, and cellosolve solvent in the metal fine particle dispersion. In this mixing method, the particle size of the massive aggregate isDispersion mediumThe mixing ratio, mixing order, charging speed, temperature, pH, stirring speed and the like can be adjusted, and suitable conditions can be selected in advance through experiments. As a dispersion medium, 5% to 95% by weight of water, 5% to 95% by weight of alcohol, and 1% by weight or more of cellosolve solvent are included.Dispersion mediumIs preferably used because agglomerates are easily formed.
[0019]
The display device of the present invention is obtained by applying at least the present paint, and a transparent conductive film 5 having a conductive layer 2 preferably having a thickness in the range of 5 nm to 500 nm is formed on the display surface 1. . This transparent conductive film 5 has an average visible light transmittance of 70% or more and small absorption at a specific wavelength, so that the hue of the transmitted image is not impaired, and the excellent antistatic effect that is the object of the present invention is obtained. An electric field shielding effect can be obtained, and it has a practically sufficient level of resistance against salt water, and the film thickness unevenness of the coating film becomes inconspicuous due to its high light transmittance.
[0020]
  The conductive layer 2 may contain silica fine particles having an average particle diameter of 100 nm or less in the range of 1% by weight to 60% by weight with respect to the bulk aggregate in addition to the bulk aggregate. The conductive layer 2 obtained by applying the transparent conductive film-forming coating material containing silica fine particles to form a film has significantly improved film strength and improved scratch strength. Moreover, by making the conductive layer 2 contain silica fine particles,In the upper layer, or the lower layer, or the upper layer and the lower layer,In the case where one or more transparent layers 3 having a refractive index different from the refractive index of the conductive layer are provided, the wettability of the transparent layer 3 with the silica-based binder component is good, so that the adhesion between both layers is improved. Therefore, the scratch strength can be further improved. The silica fine particles are more preferably contained in the range of 20% by weight to 40% by weight with respect to the bulk aggregate from the viewpoint of achieving both improvement in film strength and conductivity.
[0021]
In addition to the above-described components, the conductive layer 2 may contain other components such as silicon, aluminum, zirconium, cerium, titanium, yttrium, zinc, magnesium, indium, tin, antimony, if necessary, for the purpose of improving film strength and conductivity. , Oxides such as gallium, composite oxides or nitrides, in particular, fine particles of inorganic materials mainly containing oxides of indium and tin, composite oxides or nitrides, polyester resins, acrylic resins, epoxy resins, melamine resins Contains organic synthetic resins such as urethane resin, butyral resin, ultraviolet curable resin, hydrolysates of metal alkoxides such as silicon, titanium and zirconium, or organic and inorganic binder components such as silicone monomers and silicone oligomers. Also good.
[0022]
In order to apply this paint on a substrate, any of ordinary thin film coating techniques such as spin coating, roll coating, spray coating, bar coating, dip coating, meniscus coating, and gravure coating can be used. Among these, spin coating is a particularly preferable coating method because a thin film having a uniform thickness can be formed in a short time. After coating, the coating film is dried and baked at 100 ° C. to 1000 ° C., whereby the conductive layer 2 is formed on the surface of the substrate.
[0023]
In determining the content and film thickness of the massive aggregates (metal fine particles) in the conductive layer 2, it is necessary to consider the requirements for the electromagnetic wave shielding effect.
In general, in order to exhibit an electromagnetic wave shielding effect in addition to the antistatic effect, the conductivity of the transparent conductive film 5 is 10ThreeA volume resistivity (ρ) of the order of Ω · cm or less is required. That is, as the volume specific resistance (ρ) of the transparent conductive film 5 is as low as possible, electromagnetic waves having a wider frequency range can be effectively shielded. In order to satisfy this condition, it is preferable to set the film thickness of the conductive layer 2 in the transparent conductive film to 50 nm or more, and to further contain 10% by weight or more of the massive aggregate. When the film thickness of the conductive layer 2 is less than 50 nm or the content of the aggregated aggregate is less than 10% by weight, the conductivity is lowered and it is difficult to obtain a substantial electromagnetic wave shielding effect.
In consideration of transparency, the film thickness of the conductive layer 2 in the transparent conductive film is preferably 500 nm or less after satisfying the above conditions.
[0024]
  The transparent conductive film 5 of the present invention isUpper layer or lower layer of conductive layer 2, or upper and lower layersIt is preferable that at least one transparent layer 3 is laminated on the upper layer in FIG. The transparent layer 3 preferably has a refractive index different from that of the conductive layer 2. This not only protects the conductive layer 2 but also effectively removes or reduces external light reflection at the interlayer interface of the obtained transparent conductive film 5.
  The transparent layer 3 not only prevents interface reflection in the multilayer thin film but also has an effect of protecting the surface from external force when used for a display surface of a display device. It is further preferable to have
[0025]
Examples of the material for forming the transparent layer 3 include thermoplastic, thermosetting, or light to electron beam curable resins such as polyester resin, acrylic resin, epoxy resin, and butyral resin; metals such as silicon, aluminum, titanium, and zirconium. Alkoxide hydrolyzate; silicone monomers or silicone oligomers can be used alone or in combination.
[0026]
A particularly preferred transparent layer is SiO having a high film surface hardness and a relatively low refractive index.2 It is a thin film. This SiO2 Examples of materials that can form a thin film include, for example:
M (OR)mRn
(Wherein M is Si and R is C1~ CFourM is an integer of 1 to 4, n is an integer of 0 to 3, and m + n is 4.)
Or a mixture of one or more of the partial hydrolysates thereof.
Examples of compounds of the above formula are in particular tetraethoxysilane (Si (OC2HFive)Four) Is preferably used from the viewpoints of thin film forming ability, transparency, bondability with a conductive layer, film strength, and antireflection performance.
[0027]
The transparent layer 3 may include various resins, metal oxides, composite oxides, nitrides, etc., or precursors that can generate these by baking, as long as the refractive index can be set to a different refractive index from the conductive layer. Good.
[0028]
The formation of the transparent layer 3 can be performed by a method of forming a film by uniformly applying a coating liquid containing the above-described components (a transparent layer forming coating material) in the same manner as the method used for forming the conductive layer 2. For the application, any of ordinary thin film coating techniques such as spin coating, roll coating, spray coating, barcode coating, dip coating, meniscus coating, and gravure coating can be used. Among these, spin coating is a particularly preferable coating method because a thin film having a uniform thickness can be formed in a short time. After coating, the coating film is dried, and the transparent layer 3 is obtained by baking at 100 ° C. to 1000 ° C.
[0029]
In general, the interlayer interface antireflection performance in a multilayer thin film is determined by the refractive index and film thickness of the thin film, and the number of laminated thin films. Therefore, even in the transparent conductive film of the present invention, the total number of laminated layers of the conductive layer and the transparent layer. By designing the thickness of each conductive layer and transparent layer in consideration of the above, an effective antireflection effect can be obtained. In a multilayer film having antireflection ability, when the wavelength of reflected light to be prevented is λ, a high refractive index layer and a low refractive index are respectively set to λ / Reflection can be effectively prevented by using an optical film thickness of 4, λ / 4, or λ / 2, λ / 4. In the case of a three-layer antireflection film, the optical film thicknesses are λ / 4, λ / 2, and λ / 4 in the order of the medium refractive index layer, the high refractive index layer, and the low refractive index layer from the substrate side. Is considered valid.
[0030]
In particular, considering the ease of manufacturing and economic efficiency, as shown in FIG. 1, the upper layer of the conductive layer 2 has a relatively low refractive index and has a hard coat property.2It is preferable to form the film (refractive index 1.46) with a film thickness of λ / 4.
[0031]
In the transparent conductive film of the present invention including a conductive layer and one or more transparent layers, the conductive layer and the transparent layer may be baked sequentially or simultaneously. For example, this paint (paint for forming a transparent conductive film) is applied to the display surface of a display device, the paint for forming a transparent layer is applied to the upper layer, and dried, and then collectively baked at a temperature of 100 ° C. to 1000 ° C. A layer and a transparent layer can be formed simultaneously to form a low reflective transparent conductive film.
[0032]
The outermost layer of the transparent conductive film 5 is preferably provided with an uneven transparent layer (uneven layer) 4. The concavo-convex layer 4 has an effect of scattering the surface reflected light of the transparent conductive film 5 and imparting an excellent antiglare property to the display surface. As the material of the uneven layer 4, silica is suitable from the viewpoint of surface hardness and refractive index. The concavo-convex layer 4 is formed by applying the concavo-convex layer-forming paint as the outermost layer of the transparent conductive film 5 by the various coating methods described above, and after drying, simultaneously with or separately from the conductive layer 1 or the transparent layer 2. It can be formed by baking at a temperature of 1000 ° C. In particular, spray coating is suitable as a method for applying the uneven layer 4. In addition, it is desirable that the height difference between the concave and convex portions of the unevenness is 5 nm or more and 500 nm or less.
[0033]
At least one layer of the transparent conductive film 5 of the present invention may contain a coloring material. This coloring material is used for improving the contrast of a transmission image and adjusting the colors of transmitted light and reflected light. Examples of the coloring material include monoazo pigment, quinacridone, iron oxide yellow, disazo pigment, phthalocyanine green, phthalocyanine blue, cyanine blue, flavanthrone yellow, dianthraquinolyl red, indanthrone blue, thioindigo Bordeaux, perylene orange. Perylene scarlet, perylene red 178, perylene maroon, dioxazine violet, isoindoline yellow, nickel nitroso yellow, madder lake, copper azomethine yellow, aniline black, alkali blue, zinc white, titanium oxide, petal, chromium oxide, iron Black, Titanium Yellow, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Cobalt Green, Alumina White, Viridian, Cadmium Yellow, Cadmium Red, Zhu, Lito , Yellow lead, molybdate orange, zinc chromate, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, lead white, ultramarine, manganese violet, emerald green, bitumen, carbon black and other organic and inorganic pigments, and azo dyes, anthraquinone dyes And dyes such as indigoid dyes, phthalocyanine dyes, carbonium dyes, quinoneimine dyes, methine dyes, quinoline dyes, nitro dyes, nitroso dyes, benzoquinone dyes, naphthoquinone dyes, naphthalimide dyes, and perinone dyes. These colorants can be used alone or in combination of two or more.
[0034]
When using a colorant, the type and amount thereof should be appropriately selected in accordance with the optical film characteristics of the corresponding transparent conductive film. The absorbance A of the transparent thin film is generally represented by the following formula.
A = logTen(I0/ I) = εCD
Where I0Incident light, I; transmitted light, C; color density, D; light distance, ε; molar extinction coefficient
It is.
[0035]
When a colorant is used in the transparent conductive film of the present invention, a colorant having a molar extinction coefficient of ε> 10 is generally used. The blending amount of the colorant varies depending on the molar extinction coefficient of the colorant to be used, but the absorbance A of the laminated film or single layer film blended with the colorant is in the range of 0.0004 to 0.0969 abs. Preferably, the amount is such that When these conditions are not satisfied, the transparency and / or antireflection effect is lowered. When the colorant is blended in the conductive layer 2, the blending amount is preferably 20% by weight or less, particularly preferably 10% by weight or less based on the metal content. If it exceeds 10% by weight, a decrease in conductivity is observed, and if it exceeds 20% by weight, the electromagnetic wave shielding effect is hindered.
[0036]
In the display device of the present invention, any one of the transparent conductive films 5 is formed on the display surface 1. In this display device, since the display surface 1 is prevented from being charged, dust or the like does not adhere to the display surface, and electromagnetic waves are shielded, so that various electromagnetic interferences are prevented and light transmission is excellent, so that an image is displayed. It is bright and has a natural hue in the transmitted image, and since the film thickness is uniform, uneven coating on the display surface is inconspicuous, and the salt water resistance is high, so that it is highly durable even in an environment where it is exposed to salt fog. If the transparent layer 3 and / or the concavo-convex layer 4 is formed in addition to the conductive layer 2, an excellent antireflection effect and / or antiglare effect against external light can be obtained.
[0037]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The following were prepared as a metal fine particle dispersion common to the examples and comparative examples.
(Silver fine particle dispersion)
An aqueous solution (25 g) in which silver nitrate (2.5 g) is dissolved in an aqueous solution (60 g) in which sodium citrate dihydrate (14 g) and ferrous sulfate (7.5 g) are dissolved at 5 ° C. ) To obtain a reddish brown silver sol. The silver sol was washed with water by centrifugal separation to remove impurity ions to obtain a silver fine particle dispersion. In this silver fine particle dispersion, silver fine particles having a particle diameter in the range of 1 nm to 10 nm were dispersed independently.
(Palladium fine particle dispersion)
Pre-desalted palladium fine particles (5 g), a dispersant (1 g), butyl cellosolve (10 g) and water (84 g) were mixed and dispersed using an ultrasonic disperser to obtain a palladium fine particle dispersant. In this fine palladium particle dispersant, fine palladium particles having a particle size in the range of 1 nm to 10 nm were dispersed independently.
(Transparent layer forming paint A)
Tetraethoxysilane (0.8 g), 0.1N hydrochloric acid (0.8 g), and ethyl alcohol (98.4 g) were mixed to obtain a uniform solution.
[0038]
Example 1
Preparation of this paint (paint for forming transparent conductive film)
[Coating composition]
0.05% by weight of silver
0.05% by weight of palladium
Ethyl cellosolve 5% by weight
Butyl cellosolve 10% by weight
10% by weight of methanol
74.9% by weight of water
[Formation of massive aggregates]
In water (10 ° C), methanol at 5 ° C, the above silver fine particle dispersion, the above palladium fine particle dispersion, ethyl cellosolve, and butyl cellosolve were added and mixed in 60 minutes. Prepared.
In this coating material, most of the silver fine particles and palladium fine particles were aggregated, and as a result of measurement by a laser Doppler method, a bulk aggregate having a particle size in the range of 100 nm to 150 nm was obtained.
[0039]
Film formation
The above paint is applied to the display surface of the cathode ray tube using a spin coater, and after drying, the coating material A for forming the transparent layer is similarly applied to the application surface using a spin coater. The cathode ray tube of Example 1 having an antireflective transparent conductive film was prepared by baking and forming a transparent conductive film by baking at 150 ° C. for 1 hour.
[0040]
(Example 2)
Preparation of the paint
[Coating composition]
Silver 0.08% by weight
Palladium 0.12% by weight
Ethyl cellosolve 1% by weight
Butyl cellosolve 10% by weight
50% by weight of methanol
38.8% by weight of water
[Formation of massive aggregates]
This paint having the above composition was prepared according to Example 1. In this paint, most of the silver fine particles and palladium fine particles were aggregated to form a massive aggregate having a particle size in the range of 150 nm to 200 nm.
[0041]
Film formation
Using this paint and the transparent layer forming paint A, a cathode ray tube of Example 2 having an antireflection transparent conductive film was prepared in the same manner as in Example 1.
[0042]
(Example 3)
Preparation of the paint
[Coating composition]
Silver 0.18% by weight
Palladium 0.12% by weight
Ethyl cellosolve 1% by weight
Ethanol 83.7% by weight
15% water
[Formation of massive aggregates]
Sequentially add ethanol of 5 ° C., the above-mentioned silver fine particle dispersion, the above-mentioned palladium fine particle dispersion, and ethyl cellosolve in water (10 ° C.) in accordance with Example 1 to prepare this paint having the above composition. did. In this coating material, most of the silver fine particles and palladium fine particles were aggregated to form a massive aggregate having a particle size in the range of 100 nm to 150 nm.
[0043]
Film formation
A cathode ray tube of Example 3 having an antireflection transparent conductive film was prepared by using the present coating material and the coating material A for forming a transparent layer in the same manner as in Example 1.
[0044]
(Comparative Example 1)
Preparation of paint for forming transparent conductive film
The coating composition was the same as in Example 1, silver fine particle dispersion, palladium dispersion, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methanol and water were mixed, and the resulting mixture was mixed with an ultrasonic disperser ("SONIFIER 450" manufactured by BRANSON ULTRASONICS). ]) To prepare a transparent conductive film-forming coating material of Comparative Example 1. In the paint of Comparative Example 1, it was confirmed by observation by TEM that silver fine particles and palladium fine particles were dispersed independently and uniformly and almost no aggregates were formed.
[0045]
Film formation
Using the transparent conductive film-forming paint of Comparative Example 1 and the transparent layer-forming paint A, a cathode ray tube of Comparative Example 1 having an antireflective transparent conductive film was prepared in the same manner as in Example 1.
[0046]
(Comparative Example 2)
Preparation of paint for forming transparent conductive film
The coating composition is the same as in Example 2, and silver fine particle dispersion, palladium dispersion, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methanol and water are mixed and treated in the same manner as in Comparative Example 1 to form a transparent conductive film forming paint of Comparative Example 2. Was prepared. In the paint of Comparative Example 2, it was confirmed by observation by TEM that the silver fine particles and the palladium fine particles were dispersed independently and uniformly and almost no aggregates were formed.
[0047]
Film formation
Using the transparent conductive film-forming coating material of Comparative Example 2 and the transparent layer-forming coating material A, a cathode ray tube of Comparative Example 2 having an antireflection transparent conductive film was prepared in the same manner as in Example 1.
[0048]
(Comparative Example 3)
Preparation of paint for forming transparent conductive film
The coating composition was the same as in Example 3, and a silver fine particle dispersion, palladium dispersion, ethyl cellosolve, ethanol and water were mixed and treated in the same manner as in Comparative Example 1 to prepare a transparent conductive film forming coating of Comparative Example 3. did. In the paint of Comparative Example 3, it was confirmed by observation by TEM that silver fine particles and palladium fine particles were dispersed independently and uniformly and almost no aggregates were formed.
[0049]
Film formation
Using the transparent conductive film-forming coating material of Comparative Example 3 and the transparent layer-forming coating material A, a cathode ray tube of Comparative Example 3 having an antireflective transparent conductive film was prepared in the same manner as in Example 1.
[0050]
Figure 0003652563
Figure 0003652563
The above evaluation test results are shown in Tables 1 and 2.
[0051]
[Table 1]
Figure 0003652563
[Table 2]
Figure 0003652563
[0052]
From the results of Tables 1 and 2 above, the cathode ray tubes of Examples 1 to 3 formed by applying the present paint containing agglomerates of metal fine particles were compared with conventional uniformly dispersed metal fine particles. It can be seen that the surface resistance is small despite the film thickness equivalent to that of Example 1 to Comparative Example 3. As a result, when the surface resistance is set to the same level, the thickness of the conductive layer can be reduced, so that the transparency of the transparent conductive film is excellent and the transparency is high.
Moreover, the transparent conductive film formed using this coating material was also excellent in scratch resistance. Regarding the transmittance difference, the visibility, and the film unevenness, good results equivalent to those of Comparative Examples 1 to 3 including conventional uniformly dispersed metal fine particles are obtained.
[0053]
【The invention's effect】
  According to the present invention,The formed transparent conductive film has a very thin conductive layer.ofDespite its high average transmittance, it excels in electromagnetic wave shielding and antistatic effects. Especially when agglomerates of silver fine particles and palladium fine particles are used, the hue of the transmitted image is natural, and representative of salt water resistance. Durability is also excellent. Therefore, the display device of the present invention in which this transparent conductive film is formed on the display surface has a natural hue of the transmitted image, excellent antistatic properties, electromagnetic wave shielding properties and durability, and high light transmittance. For this reason, the transmitted image is bright and the film thickness unevenness of the coating film is not noticeable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of a display device of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are conceptual diagrams schematically showing massive aggregates of metal fine particles.
[Explanation of symbols]
1: Display surface
2: Conductive layer
3: Transparent layer
4: Uneven layer
5: Transparent conductive film
6: Metal fine particles
7: Bulk aggregate

Claims (7)

導電材として少なくとも金属微粒子の塊状凝集体を分散媒に分散してなる透明導電膜形成用塗料であって、
前記金属微粒子の粒径が1nm〜100nmの範囲内であり、前記塊状凝集体の粒径が70nm〜300nmの範囲内であることを特徴とする透明導電膜形成用塗料。
A coating for forming a transparent conductive film in which at least agglomerates of fine metal particles are dispersed in a dispersion medium as a conductive material,
A coating material for forming a transparent conductive film, wherein a particle diameter of the metal fine particles is in a range of 1 nm to 100 nm, and a particle diameter of the massive aggregate is in a range of 70 nm to 300 nm .
前記金属微粒子が、少なくとも銀微粒子とパラジウム微粒子とを含み
、前記銀微粒子とパラジウム微粒子との配合比率が、銀微粒子10重量%〜90重量%:パラジウム微粒子90重量%〜10重量%の範囲内であることを特徴とする請求項1記載の透明導電膜形成用塗料。
The metal fine particles include at least silver fine particles and palladium fine particles, and the blending ratio of the silver fine particles and the palladium fine particles is within a range of 10% by weight to 90% by weight of silver fine particles: 90% by weight to 10% by weight of palladium fine particles. The paint for forming a transparent conductive film according to claim 1, wherein:
請求項1または2記載の透明導電膜形成用塗料を塗布することにより形成された導電層を有することを特徴とする透明導電膜。A transparent conductive film comprising a conductive layer formed by applying the paint for forming a transparent conductive film according to claim 1 . 前記導電層の膜厚が5nm〜500nmの範囲内であることを特徴とする請求項3記載の透明導電膜。  4. The transparent conductive film according to claim 3, wherein the thickness of the conductive layer is in the range of 5 nm to 500 nm. 前記導電層の上層、または下層、もしくは上層および下層に、前記導電層と屈折率の異なる少なくとも1層の透明層が積層されたことを特徴とする請求項3または4記載の透明導電膜。 5. The transparent conductive film according to claim 3 , wherein at least one transparent layer having a refractive index different from that of the conductive layer is laminated on the upper layer, the lower layer, or the upper layer and the lower layer of the conductive layer. 可視光の平均透過率が80%以上であり、かつ表面抵抗が1×10
Ω/□以下であることを特徴とする請求項3、4または5記載の透明導電膜。
The average transmittance of visible light is 80% or more , and the surface resistance is 1 × 10 4
The transparent conductive film according to claim 3, 4 or 5, wherein it is Ω / □ or less.
請求項3ないし6のいずれか1項記載の透明導電膜が表示面に形成されたことを特徴とする表示装置。7. A display device comprising the transparent conductive film according to claim 3 formed on a display surface.
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