JPS6119672A - 透明導電性被膜形成用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、透明導電・性被膜形成用組我物に係り、特に
光透過率を増加するための補助剤に関するものである。

ガラスやセラミックかどの絶縁基板上に形成したインジ
ウム、カドミウム、スズ、アンチモンなどの金属酸化物
被膜は、透明で良好な導を性を示すことがよく知られて
いる。従ってこの透明導電性被膜は、例えば半導体素子
、あるいは液晶表示素子、エレクトロクルミック表示素
子、エレクトｐルミネッセンス素子などの透明電極、或
は電子写真用記録媒体などの光と電場が関与する電子機
能デバイスの構成要素の１つとして、この他太陽電池や
撮像管などの光電変換素子、また透明面発熱体（デフレ
スター）や透明断熱体、抵抗体や赤外線反射体などの機
能膜として利用されてきている。

この金属酸化物透明導電膜の形成法としては、従来より
化学スプレー法、真空蒸着法、スパッタリング法、スク
リーン印刷法、浸漬法などがある。

前述の化学スプレー法は比較的面積の大きな被膜を得る
には有利であるが、装置が大量りで又、被膜形成の際基
板を高温にせねばならず、膜の均−ｉ夛−の特性を制御
する″′困難である・真空蒸着法は最近マスク蒸着法が
発達し、エツチング処理の必要はなくなったが、処理が
バッチ式であるために量産性の点で問題がある。スパッ
タリング法も真空蒸着法と同様処理がバッチ式であるた
めに量産性に問題があるとともに、大面積の被膜形成が
難しい。スクリーン印刷法は印刷時の作業性が悪く、特
に微細なパターンを安定に印刷しにくく、また形成され
た被膜の導電性の良否にもバラツキが大きいという欠点
があった。

これらの欠点を解消するものとして、近年浸漬法が注目
されている。この方法では、（イ）基材上への有機金属
化合物溶液の塗布、（ロ）乾燥、（ハ）焼成、に）エツ
チングの簡単な工程で、基材上に任意の形状の被膜を形
状することが可能であり、しかも設備も大量りのものを
必要とせず、また大量生産も容易であるが、欠点がない
訳ではない。

すなわち、従来は例えば、浸漬用の原料組成物としては
、ｌ５ＯＪ３　、５ｓＯｈ　、　８ｎＯ１ａ　　等の無
機塩の有機溶剤分散液を使用した場合は、形成された膜
が白濁化しており、膜の機械的強度が弱く、傷がつきや
すい等の欠点がある。さらに、例えば、インジウムトリ
プトキサイド（Ｉｎ　（００４Ｈ９）りなどのアルコキ
シ置換の有機インジウム化合物を主体とし、これに電気
抵抗値調整剤としてテトラブトキシスズ（８ｎ　（００
４Ｈ９）４）　　などのアルコキシ置換の有機スズ化合
物を添加したものが透明導電性被膜形成用組成物として
用いられている。ところがこれらのアルコキシ置換の有
機金属化合物を使用した被膜形成液は加水分解し易いか
ら形成液の安定性に欠け、また形成された透明導電性被
膜の膜特性に　　１おいては光透過率が著るしく悪いと
いう欠点があった。

上記の欠点を解消するために例えばトリスイソプロピル
ア七トアセテートインジウムなどのアセト酢酸エステル
インジウム化合物を主体とし、これに電気抵抗値調整剤
としてジブチルスズアセドープなどの有機スズ化合物を
添加した透明導電性被膜形成用組我物が使用されている
。この被膜形戊用組我物を使用した被膜形成液は加水分
解しにくくなり、形成液の安定性も向上し、ポットライ
フは長くなったが、この形成液により作成された透明導
電性被膜の膜特性のうち光透過率は以前と同様着るしく
悪いという欠点を残したままであった０ 〔発明の概要〕 本発明者らは、前記の目的を達成するための研究過程に
おいて、有機インジウム化合物と電気抵抗値調整剤とこ
れらの有機金属化合物と電気抵抗値調整剤を溶解する有
機溶媒とを含有する透明導、電性被膜形成液において、
有機亜鉛化合物を少量添加することにより導電性被膜の
透明性が奢るしく改善されることを見出すに至った。

すなわち、本発明の特徴は、透明度を増加させる補助剤
が次の一般式で示される有機亜鉛化合物を用いたことで
ある。

一般式 ％式％（） 但し、式中のＸはβ−ジケトン、Ｙはアルキル基である
。

この一般式で示される有機亜鉛化合物としては、ンが結
合したブチル亜鉛アセドープ（Ｃ４Ｉ（９）　ＺＷ　（
（Ｅ６ＧＣ）、メチル亜鉛アセドープ（（１！Ｈ３）　
Ｚｎ　（ａｃａａ）　、エチル亜鉛アセドープ（０２Ｈ
５）　Ｚｓ　（αＣαＣ）などが用いられる。

前述の有機亜鉛化合物を溶解する有機溶媒としては、ア
セトンやメチルエチルケトンなどのケトン類、ベンゼン
やヘキサンなどの炭化水素化合物、酢酸エチルや酢酸プ
ロピルなどのエステル類、エタノールやプロパツールな
どのアルコール類などが用いられ、特に前述のような低
沸点有機溶媒が好適である。

次に本発明の透明度を増加させる補助剤を含んだ形成液
を使用して透明導電膜を基材上に形成する方法について
説明する。基材としてはガラス、セラミック等の板状ま
たはその他の形状のものが用途に応じて選ばれる。また
、所望する膜厚に応じて形成液の濃度や引き上げ速度を
調整する。。このようにして基材上に形成液を塗布した
後、乾燥させる。乾燥条件としては、１４０°Ｃで１０
分間放置すれば溶剤は充分に蒸発し、基板上に透明な膜
が生成する。次に空気中において５００℃で６０゛分間
焼我する。

この処理により有機物は完全に分解し、基板上に透明な
導電膜が形成される。この１回の処理で膜厚等が不十分
な場合は同様な処理を繰り返し行ない、所望の膜厚を有
する透明導電性膜を得ることができる。以・下実施例に
従って更に詳細に述べる。

〔発明の実施例〕

実施例１ まず本発明に使用する有機亜鉛化合物としてブチル亜鉛
アセドープ（Ｏａ　Ｈｓ　）　Ｚ％（ａｃａｃ）、メチ
ル亜鉛アセドープ（ＯＨｓ）　Ｚ％（ａｃａｃ）　、エ
チル亜鉛アセドープ（Ｏｓ　Ｈｓ　）　Ｚｓ　（ａｃａ
ｃ）を用い、これらの化合物が可溶な有機溶剤を見い出
すべく検討を重ねた。

ブチル亜鉛アセドープに対する結果を次の第１・表に、
メチル亜鉛アセドープに対する結果を第２表に、エチル
亜鉛アセドープに対する結果を＃！３表に示す。なお表
中の溶液安定性及び溶液透明度については、溶液調整後
１ケ月間沈澱、にこり及び溶液の液面に浮遊物質等の異
物が全くなく調整直後の状態がそのまま保持されている
と判断したものは◎印、上述の化学的性質に変化があっ
たものは○印、調整直後と較べて著るしく溶液の劣化が
進んでいると判断したものは×印で示す。浸漬時の成膜
性について◎印は優秀、Ｏ印は良好、ｘ印は悪いと判断
したものである。

第１表 第２表 第３表 これらの表から明らかな様に有機溶剤としては、メチル
エチルケトン、酢酸エチル、ベンゼンが好ましい。これ
らの有機溶剤を用いた溶液は１ケ月以上の長期にわたり
化学的に安定しており、液の劣化はなかった。メタノー
ル、エタノール、のアルコール類やエーテルを有機溶剤
とした場合には溶液は調整後２〜３日で沈澱が発生し、
その結果として溶液が白濁化してしまい、透明度は著る
しく低下した。

次に光透過率を増加させる補助剤を含まない透明導電性
被膜を形成した例を述べる。有機インジ（０４Ｈｓ　）
２Ｂ外（αｅａｃ）を、有機溶剤としてメチルエチルケ
トンをそれぞれ用い後記組成表の被膜形暇液を作成する
。

この組成表において有機金属化合物の含有率Ｖを次の表
に示すように種々変えて被膜形成液をつくる。これら各
形成液にそれぞれソーダガラスからなる基板を浸漬し、
速度２０ｃｍ／分ですＬき上げ、１４０℃で１０分間乾
燥した後、５００°Ｃで３０分間焼成して基板上に透明
導電性被膜を形成する。

形成された導電性被膜の物性を測定し、その結果を第４
表に示す。

なお、表中の光透過率は６００　ｎｔｎ可視光線透過率
である。

第４表 この表から明らかな様に、光透過率を増加する補助剤を
含まないものでは有機金属化合物の含有率をいろいろ変
えて得られた被膜の光透過率はいずれもあまり高くなく
、透明導電性被膜としては不充分である。

そこで、透過率を上げるために、補助剤としてはブチル
亜鉛アセドープ（０４Ｈｓ　）　Ｚ％（αＣａＣ）　　
を使用し下表に従い浸漬液を作成した。

この組成表において、補助剤の有機亜鉛化合物の含有率
は２ならびに亜鉛以外の有機金属化合物の含有率はνで
ある。

これら各形成液にそれぞれソーダガラスからなる基板を
浸漬し、引き上げ速度２０傭／分で引き−上げ、１４０
℃で１０分間乾燥した後、５００℃で３０分間焼成して
基板上に透明導電性被膜を形成する。形成された導電性
被膜の各種物性を測定した。その結果を第５表に示す。

なお、表中の光透過率は、６００　ｎｍ　可視光線の透
過率である。

第５表 この表から明らかなように、補助剤を少量添加する事に
より、透過率をかなり改善することができた。また補助
剤を添加しても透過率以外の他の被膜物性の劣化はなか
った。補助剤の適正添加量は、有機金属含有率を種々変
えて作成した被膜形成液それぞれに対して３．０〜６．
５重量％が最もよい事が判明した。５重量外加えると低
下率は減少するという結果も得られた。

実施例２ 前記実施例１で光透過率を増加させる補助剤として使用
したブチル亜鉛アセドープのかわりにエチル亜鉛アセド
ープ（０２Ｈｓ）　Ｚ％（ａａａｃ）　を用いて実施例
１と同様の組成比を有する被膜形成液を作成して透明導
電性被膜を形成し、その物性値を測定した。その結果実
施例１と同様の傾向が確認され、エチル亜鉛アセドープ
も光透過率改善に有効であることがわかった。

実施例３ 前記実施例１で光透過率を増加させる補助剤として使用
したブチル亜鉛アセドープのかわりにエチル亜鉛アセド
ープ（ＯＨｓ）Ｚ％（αＣαＣ）を用いて実施例１と同
様の組成比を有する被膜形成液を作成する。実施例１と
同様に透明導電性被膜を形成しその物性値を測定したと
ころ・メチル亜鉛アセドープも光透過率改善に有効であ
ることがわかった。

実施例４ 前記実施例１のトリスイソブシピルアセトア七（Ｃ４Ｈ
ｇ）２８％　（ａｃａａ）２を、光透過率を増加させる
補助剤としてブチル亜鉛アセドープ（０４Ｈｇ　）　Ｚ
ｎ　（ａａａｃ）を、有機溶剤としてメチルエチルケト
ンを用いて実施例１と同様の組成比を有する被膜形成液
を作成する。これらの被膜形成液を用いて実施例１と同
様の検討を行った。得られた結果は実施例１と同様の傾
向を有することが実験により確認された。

実施例５ 前記実施例４の透過率を増加させる補助剤としてジブチ
ル亜鉛アセドープの代わりにエチル亜鉛アセドープ（０
２Ｈｓ　）　Ｚｓ　（ａａａｃ）　　を用いて実施例１
と同様の組成比を有する被膜形成液を種々作成する。

実施例１と同様に透明導電性被膜を形成しその物性値を
測定したところ、実施例１と同様の結果が得られた。

実施例６ 前記実施例４の透過率を増加させる補助剤としてブチル
亜鉛アセドープの代わりにメチル亜鉛アセドープ（ＯＨ
３）　Ｚｓ　（αＣαＣ）を用いて実施例４と同様の組
成比を有する被膜形成液を種々作成する。

実施例１と同様に透明導電性被膜を形成しその物性値を
測定したところ実施例４と同様の結果が得られた。

以上述べた様に本発明は前述のような構成になっており
、本発明によれば前述の一般構造式を有する有機亜鉛化
合物を用いることによって光透過率を改善でき、優れた
透明導電性被膜を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼成によって透明導電性金属酸化物となる有機金
   属化合物と、電気抵抗値調整剤と、光透過率を増加させ
   る有機金属化合物からなる補助剤と、これら有機金属化
   合物と、電気抵抗値調整剤および補助剤を溶解する有機
   溶媒とを含有する透明導電性被膜形成液において、該有
   機金属化合物からなる補助剤が次の一般式で示される有
   機亜鉛化合物であることを特徴とする透明導電性被膜形
   成用組成物。 一般式 （Ｙ）Ｚ＿ｎ（Ｘ） 但し式中Ｘはβ−ジケトン、Ｙはアルキル基である。
2. （２）特許請求の範囲第一項記載において、前記有機亜
   鉛化合物がブチル亜鉛アセトープ、メチル亜鉛アセトー
   プ、エチル亜鉛アセトープのグループから選択された有
   機亜鉛化合物であることを特徴とする透明導電性被膜形
   成用組成物。