(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＴＯからなる母粒子をアルコール系溶媒、エーテル系溶媒又はケトン系溶媒に分散させた分散液を調製する工程と、
前記分散液に、シランカップリング剤として３−アミノプロピルトリメトキシシラン又は３−アミノプロピルトリエトキシシランのいずれかが含まれる表面処理液と、水以外の極性溶媒を添加し、混合して混合液を調製する工程と、
前記混合液に水を添加して撹拌することにより、前記混合液中のシランカップリング剤を加水分解させるとともに、前記加水分解させたシランカップリング剤により前記母粒子を表面処理する工程と
を含む表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法。
【請求項２】
前記表面処理液中に含まれる前記シランカップリング剤の濃度が０．５〜５ｇ／Ｌである請求項１記載の表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法。
【請求項３】
前記水の添加量が水添加後の前記混合液１００％に対し、体積基準で１０〜９０％である請求項１又は２記載の表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法。
【請求項４】
前記母粒子を表面処理する工程の後、表面処理後の前記母粒子をアルコールで洗浄する工程を更に含む請求項１ないし３いずれか１項に記載の表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法。
【請求項５】
ＩＴＯからなる母粒子をアルコール系溶媒、エーテル系溶媒又はケトン系溶媒に分散させた分散液を調製する工程と、
前記分散液に、シランカップリング剤として３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを含む表面処理液を添加し、混合して混合液を調製する工程と、
前記混合液に水を添加して撹拌することにより、前記混合液中のシランカップリング剤を加水分解させるとともに、前記加水分解させたシランカップリング剤により前記母粒子を表面処理する工程と
を含む表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法。
【請求項６】
前記表面処理液中に含まれる前記シランカップリング剤の濃度が０．５〜５ｇ／Ｌである請求項５記載の表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法。
【請求項７】
前記水の添加量が水添加後の前記混合液１００％に対し、体積基準で１０〜３０％である請求項５又は６記載の表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法。
【請求項８】
前記母粒子を表面処理する工程の後、表面処理後の前記母粒子をアルコールで洗浄する工程を更に含む請求項５ないし７いずれか１項に記載の表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温下で長時間使用しても、透明電極が有する電気抵抗値の上昇を大幅に抑制することができる表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法に関する。本明細書において、ＩＴＯとはインジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide)をいう。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)、有機ＥＬ(ElectroLuminescence)、タッチパネル等の表示装置やその他の電子機器には、透明電極が用いられている。この透明電極は、ＩＴＯ等からなる透明導電材料によって形成されることが多い。このような透明電極は、通常スパッタリング法等で膜状に形成された透明導電膜（ＩＴＯ導電膜）から構成される。しかしながら、スパッタリング装置は高価であり、かつ成膜の効率が悪く、また、その膜はひび割れし易い等の問題がある。
【０００３】
このひび割れの起こりにくい屈曲性に優れたＩＴＯ導電膜を形成する方法として、スパッタリング法に代わって、ＩＴＯ導電膜形成用塗料を基板に塗布する形成方法が提案されている。しかし、このような塗布方式によって形成されるＩＴＯ導電膜は、導電性が低いという問題がある。この問題については、塗布後のフィルムを加圧する方法等が提案されており、このような方法によって抵抗値を低減させることができる。
【０００４】
また、実際に、表示装置等が備える透明電極として利用するためには、高温高湿環境下で長時間使用する際の抵抗値の安定性が求められる。特に、ナノサイズのＩＴＯ粒子を用いて塗布方式により形成されたＩＴＯ導電膜は、ＩＴＯ粒子の比表面積が大きい分、周囲の雰囲気等の影響を受けやすい。そのため、高温下で長時間使用した際に、電極の抵抗値が不安定になりやすい。また、塗布方式により得られるＩＴＯ導電膜は、高温高湿下におかれると、雰囲気中に存在する酸化性ガスや水分等の吸着に起因して電気抵抗値が上昇する傾向にあり、これが信頼性を低下させる一因となっている。
【０００５】
このような導電性低下等に関する問題を解消する方法として、例えば、水と異なる極性溶媒中に透明導電粉を含有させた導電粉含有液に、金属アルコキシドを含むゾル液を混合して混合液を調製し、この混合液を基板上に塗布して透明導電層を得る透明導電体の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の製造方法では、透明導電粉を特定の溶媒中に含む導電粉含有液に、特定の金属化合物を含むゾル液を混合したものを用いることによって、導電性の低下を抑制しながら、優れた透明性を有する透明導電体を得ることができるとされている。
【０００６】
また、本発明者らは、先の出願において、ＩＴＯ粉末とＩＴＯ粉末の分散媒とＩＴＯ粉末の表面処理剤とを含み、表面処理剤として所定の珪酸エステル又はシランカップリング剤を使用したＩＴＯ導電膜形成用塗料を提案している（例えば、特許文献２参照。）。この発明では、所定の珪酸エステルを使用して、上記粉末表面の酸素空孔や格子間に珪酸エステルを結合させることにより、水等に対する安定性が大幅に改善され、高温高湿下における透明電極の電気抵抗値の上昇を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０１６０６１号公報（請求項１、段落［０００５］、段落［０００６］）
【特許文献２】特開２０１４−１６７８６６号公報（請求項１、段落［００１１］〜段落［００１３］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の特許文献１の製造方法では、大気中の水分で加水分解を進行させるため、加水分解の速度が遅く、アルコキシドがＩＴＯ粒子の粒子表面と結合しにくい。そのため、酸化性ガスをバリアする効果が低いという問題がある。また、特許文献２では、珪酸エステル等の表面処理剤を単に添加する形態で使用しているため、粒子表面との反応性が十分でなかった。粒子表面との反応性が不十分で、粒子表面が表面処理剤によって十分に被覆されていないと、周囲に存在する酸化性ガスの吸着の影響によりＩＴＯ粒子の電気抵抗値が次第に上昇する。この結果、ＩＴＯ導電膜の電気抵抗値も次第に上昇させる。そのため、例えば高温下で長時間使用しても、電気抵抗値の上昇を抑制できる、より耐久性に優れた透明導電材料の開発が求められている。
【０００９】
本発明の目的は、高温下で長時間使用しても、透明電極が有する電気抵抗値の上昇を大幅に抑制することができる表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点は、ＩＴＯからなる母粒子をアルコール系溶媒、エーテル系溶媒又はケトン系溶媒に分散させた分散液を調製する工程と、分散液に、シランカップリング剤として３−アミノプロピルトリメトキシシラン又は３−アミノプロピルトリエトキシシランのいずれかが含まれる表面処理液と、水以外の極性溶媒を添加し、混合して混合液を調製する工程と、混合液に水を添加して撹拌することにより、混合液中のシランカップリング剤を加水分解させるとともに、加水分解させたシランカップリング剤により母粒子を表面処理する工程とを含む表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法である。
【００１１】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に表面処理液中に含まれるシランカップリング剤の濃度が０．５〜５ｇ／Ｌであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３の観点は、第１又は第２の観点に基づく発明であって、更に水の添加量が水添加後の混合液１００％に対し、体積基準で１０〜９０％であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４の観点は、第１ないし第３の観点に基づく発明であって、母粒子を表面処理する工程の後、表面処理後の母粒子をアルコールで洗浄する工程を更に含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第５の観点は、ＩＴＯからなる母粒子をアルコール系溶媒、エーテル系溶媒又はケトン系溶媒に分散させた分散液を調製する工程と、分散液に、シランカップリング剤として３−メルカプトプロピルトリメトキシシランが含まれる表面処理液と、水以外の極性溶媒を添加し、混合して混合液を調製する工程と、混合液に水を添加して撹拌することにより、混合液中のシランカップリング剤を加水分解させるとともに、加水分解させたシランカップリング剤により母粒子を表面処理する工程とを含む表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法である。
【００１５】
本発明の第６の観点は、第５の観点に基づく発明であって、更に表面処理液中に含まれるシランカップリング剤の濃度が０．５〜５ｇ／Ｌであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第７の観点は、第５又は第６の観点に基づく発明であって、更に加水の添加量が水添加後の混合液１００％に対し、体積基準で１０〜３０％であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第８の観点は、第５ないし第７の観点に基づく発明であって、母粒子を表面処理する工程の後、表面処理後の母粒子をアルコールで洗浄する工程を更に含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１，第５の観点の表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法は、ＩＴＯからなる母粒子をアルコール系溶媒、エーテル系溶媒又はケトン系溶媒に分散させた分散液を調製する工程と、分散液に、シランカップリング剤が含まれる表面処理液と、水以外の極性溶媒を添加し、混合して混合液を調製する工程と、混合液に水を添加して撹拌することにより、混合液中のシランカップリング剤を加水分解させるとともに、加水分解させたシランカップリング剤により母粒子を表面処理する工程とを含む。この方法では、シランカップリング剤を加水分解させてから母粒子を表面処理するため、従来よりも粒子表面とシランカップリング剤との結合力が高められる。この方法により得られた表面修飾ＩＴＯ粒子を透明導電材料として使用すれば、高温下で使用しても、透明電極が有する電気抵抗値の上昇を大幅に抑制することができる。ここで、シランカップリング剤として３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを選んだのは、官能基に極性基を持つシランカップリング剤であるため、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の極性を持つ酸化性ガスに対して、立体障害に加えて極性基同士が反発することによって、より高いバリア効果を発揮し、抵抗値増加の抑制効果が得られると考えられるためである。
【００１９】
本発明の第２，第６の観点の表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法では、表面処理液中に含まれるシランカップリング剤の濃度を所望の範囲に調整して行う。これにより、ＩＴＯ粒子の導電性を阻害することなく、粒子表面を使用環境から保護できる適度な厚みで被覆することが容易になる。
【００２０】
本発明の第３，第７の観点の表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法では、水の添加量を所望の割合に調整して行うため、アルコキシ基の加水分解を促進しつつ、シランカップリング剤同士が結合して粒子等を形成するのを抑制する効果がより高められる。
【００２１】
本発明の第４，第８の観点の表面修飾ＩＴＯ粒子の製造方法では、母粒子を表面処理する工程の後、表面処理後の母粒子をアルコールで洗浄する工程を更に含む。これにより、ＩＴＯ粒子の表面処理に寄与せず、分散液中に残留したシランカップリング剤を除去することができ、ＩＴＯ膜の導電性の低下を抑制する効果がより高められる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に本発明を実施するための形態を説明する。
【００２３】
＜ＩＴＯ分散液の調製＞
先ず、ＩＴＯからなる母粒子を溶媒に分散させた分散液を調製する。ＩＴＯ分散液の調製に用いられる溶媒（分散媒）としては、エタノール又は２−ブタノール等のアルコール系溶媒や、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶媒、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン系溶媒等を使用することができる。このとき、調整する分散液の固形分濃度は１〜３０質量％に調整するのが好ましい。母粒子に用いられるＩＴＯ粒子は、例えば平均粒径が１０〜２００ｎｍであり、粉末（粒子）のｂ値がマイナスの値を示すものが望ましいが、例えば次の方法により得られた多結晶ＩＴＯ粒子を好適に使用することができる。なお、平均粒径とは、ＳＥＭで観察した５０個の粒子について計測した平均値であり、異方性の粒子の場合は長軸の平均値をいう。また、粉末のｂ値とは、色差計（スガ試験機社製 型式名：分光測色計 SC-T）を用い、粉体セルにＩＴＯ粉末を充填して反射光を測定した粉末の黄色性を表す指標である。粉末のｂ値がマイナスの値を示すものが望ましい理由は、キャリアとなる自由電子が多く存在し、低抵抗な粒子であるからである。また、後述の実施例において使用した多結晶ＩＴＯ粒子は、上記方法にて測定した粉末のｂ値は全てマイナスの値を示すものである。
【００２４】
上記多結晶ＩＴＯ粒子を製造するには、先ず、第１の工程として、スズ塩とインジウム塩とを所定の割合で秤量混合し、当該混合物を純水に溶解してスズ塩とインジウム塩との混合溶液とし、当該混合溶液とアルカリとを反応させて、スズ含有水酸化インジウムの懸濁液を生成させる。混合の方法としては、スズ塩とインジウム塩との混合水溶液へ、アンモニア等のアルカリを添加して反応させる方法が好ましい。スズ塩とインジウム塩との混合水溶液へ、アルカリを添加すると、異方性粒子が生成し易い上に、アルカリ添加の際の温度、添加速度及び／又は粒子濃度を制御することによって、生成する水酸化物粒子の大きさや軸比を制御できる。
【００２５】
更に、所定周波数の超音波を混合中の上記反応液に照射するのが好ましい。この超音波の付与により、ＩＴＯ棒状中心核の周囲にこのＩＴＯ棒状中心核より短い複数のＩＴＯ棒状体が、ＩＴＯ棒状中心核の長手方向と同様の向きに沿いかつＩＴＯ棒状中心核を囲むように一体的に形成された多結晶ＩＴＯ粒子からなるＩＴＯ粉末を製造することができる。超音波の周波数は２０〜１００００ｋＨｚとするのが好ましい。周波数が、２０ｋＨｚ未満では超音波の攪拌効果が弱く、一方、１００００ｋＨｚを越えると超音波の出力が落ちて、十分な効果が得られにくい。このうち、超音波の周波数は２０〜１０００ｋＨｚとするのが特に好ましい。
【００２６】
超音波を上記の懸濁液に付与する所定時間は、周波数や中和液の容量等によって適宜調整する必要がある。例えば、超音波の周波数が１００ｋＨｚのときで、反応液の容量が１Ｌのときには超音波を照射しながら、アルカリを滴下する時間は、１０〜６００分が好ましい。超音波の付与時間は短すぎると、超音波照射の効果が十分に得られない場合があり、長すぎると、粒子が長くなりすぎる場合がある。超音波が反応液に均一に付与されるように、反応液の液面は超音波照射装置の液面（照射装置から反応器へ超音波を伝える媒体）と同一になるようにする。この超音波の付与によって、異方性ＩＴＯ粒子の単体同士の凝集を防ぐと同時に、ＩＴＯ棒状中心核の周囲に中心核より短い複数のＩＴＯ棒状体が、ＩＴＯ棒状中心核の長手方向と同様の向きに沿いかつＩＴＯ棒状中心核を囲むように固着された多結晶ＩＴＯ粒子を得ることができる。
【００２７】
ここで、スズ及びインジウムの塩としては、塩酸塩、硫酸塩、又は硝酸塩などがあるが、一般的には塩酸塩が好ましい。また、アルカリとしては、アンモニア、苛性ソーダ、苛性カリ、又はそれらの炭酸塩が用いられるが、スズ含有水酸化インジウムのスラリー生成後における不純物を削減する観点からアンモニアを用いることが好ましい。
【００２８】
生成したスズ含有水酸化インジウムのスラリーを固液分離により採集し、純水により不純物を洗浄することで、純度を高めたスズ含有水酸化インジウムのケーキが得られる。得られたケーキを、室温以上、望ましくは８０℃以上の温度で乾燥することにより、スズ含有水酸化インジウムの乾燥粉が得られる。
【００２９】
スズ含有水酸化インジウム中において、スズは水酸化インジウムのインジウムと置換している場合もあるが、酸化スズ及び／又は水酸化スズとして水酸化インジウムと共沈している場合もあり、酸化スズ及び／又は水酸化スズとして水酸化インジウムと非晶質の混合体となっている場合もある。
【００３０】
スズ含有水酸化インジウムの粒子径は、水酸化物を得る工程で決定される。具体的には、反応温度を３０〜８０℃の範囲に、反応時間（全中和にかかる時間）を１０〜６００分の範囲に、最終粒子濃度を０．０１〜３ｍｏｌ／リットルの範囲にそれぞれ制御することで所望の粒径を有するスズ含有水酸化インジウムを得ることができる。
【００３１】
ここで、例えば平均長さＬが０．２μｍ、平均直径Ｄが１μｍの多結晶ＩＴＯ粒子を得る場合には、反応温度を６０℃、反応時間（全中和にかかる時間）を７５分、最終粒子濃度を０．５ｍｏｌ／リットルに制御してスズ含有水酸化インジウムの棒状粒子を合成すれば良い。一方、上記のものよりも平均長さの小さな粒子を製造する場合は、反応温度を上記の反応温度よりも低く設定するか、反応時間を上記の反応時間よりも短くすればよい。なお、最終的に生成される多結晶ＩＴＯ粒子のサイズは、当該スズ含有水酸化物のサイズによりほぼ決定される。即ち、当該スズ含有水酸化物はＩＴＯ粒子へ変化する際、平均長さＬ及び平均直径Ｄ共に７０〜８０％程度収縮する。
【００３２】
次に、第２の工程である、得られたスズ含有水酸化インジウムを焼成する工程について説明する。この焼成工程の目的は、スズ含有水酸化インジウムから、酸化物であるＩＴＯを生成させること及び得られるＩＴＯの結晶に酸素欠損を与えることである。従って、この焼成工程はＩＴＯの結晶に酸素欠損を与えるために不活性ガスと還元性ガスとを混合した弱還元雰囲気下で行われる。通常、弱還元雰囲気として、窒素やヘリウム、アルゴン等の不活性ガスに、水素や一酸化炭素、アンモニアガス、アルコールを混合した混合ガスが用いられる。混合ガスにおける各ガスの混合比率はＩＴＯの結晶に付与しようとする酸素欠損量により適宜決定される。但し混合ガスの還元力が強すぎると、スズ含有水酸化インジウムはＩｎＯ、金属Ｉｎ等になってしまう。また、水素や一酸化炭素等の混合比率は、混合ガスが大気中で爆発限界を越えない程度の濃度にすることが望ましい。
【００３３】
焼成工程では、初めに焼成が行われ、続いて還元処理が行われる。焼成は、スズ含有水酸化インジウムを脱水して酸化インジウムにする。焼成温度は好ましくは３００〜１０００℃である。３００℃以上で完全な酸化物を得ることができ、１０００℃以下でＩＴＯ粒子間同士の激しい焼結を回避できる。好ましい焼成温度は３５０〜８００℃以下である。焼成時間は０．１時間以上であればよいが、脱水反応が終了すれば、それ以上は不要である。雰囲気は大気とする。
【００３４】
焼成後の還元処理は、好ましくは２００〜５００℃未満の温度で上述した還元雰囲気下で行われる。２００℃以上あれば酸素欠損を付与でき、５００℃未満であれば、適当な還元力が得られるので絶縁性のＩｎＯが生成されにくい。還元処理時間は好ましくは０．５〜５時間である。０．５時間未満では酸素欠損の形成が不十分でとなる場合があり、５時間を越えても優位な変化が見られにくい。以上の工程を経ることにより、母粒子として好適な粉末状の多結晶ＩＴＯ粒子を得ることができる。このように不活性ガスにアルコールを混合した混合ガスで焼成したＩＴＯ粒子は、粒子表面にＯＨ基が多く存在することから、後述する表面処理剤であるシランカップリング剤がこのＯＨ基と結合しやすい。そのため、シランカップリング剤による表面処理の効果がより高く、高温下で使用されるＩＴＯ導電膜の電気抵抗値の上昇をより一層抑制することができる。
【００３５】
＜表面処理液の調製＞
また、上記調製したＩＴＯ分散液とは別に、表面処理剤としてシランカップリング剤が含まれる表面処理液を予め調製しておく。表面処理剤として使用されるシランカップリング剤には、３−アミノプロピルトリメトキシシラン又は３−アミノプロピルトリエトキシシランのいずれか、或いは３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを用いる。表面処理液は、これらのシランカップリング剤を水以外の極性溶媒で希釈させ、所望の濃度に調整することにより調製される。水以外の極性溶媒としては、アルコールやケトン、エーテル等が好ましい。表面処理液中に含まれるシランカップリング剤の濃度は０．５〜５ｇ／Ｌとするのが好ましい。下限値未満では、収率が低下する場合があり、一方、上限値を超えるとシランカップリング剤同士が結合する等の理由から表面処理が不均一になる場合がある。
【００３６】
＜混合液の調製＞
次に、上記調製したＩＴＯ分散液に上記調製した表面処理液を加え、スターラー等を用いて十分に混合することにより混合液を調製する。また、ＩＴＯ分散液に表面処理液を添加する際、表面処理液とともに、混合液中のシランカップリング剤の濃度が５質量％以下となる割合で、水以外の極性溶媒を希釈剤として加えるのが望ましい。これは、混合液中のシランカップリング剤濃度が高いと水を加えた際に粒子を形成し、膜を形成した際に導電性を損なう懸念があるからである。なお、表面処理剤に予め極性溶媒を加えて希釈させ、これをＩＴＯ分散液へ添加する方法であっても良い。水以外の極性溶媒としては、上述の表面処理液の調製に使用される極性溶媒と同様、アルコールやケトン、エーテル等が好ましい。
【００３７】
＜シランカップリング剤の加水分解と表面処理＞
次に、上記調製した混合液に、水を添加して所望の条件で撹拌する。ここで添加する水はイオン交換水や純水だけではなく、酸性や塩基性の水溶液を加えることで、更に加水分解を促進させることができる。この工程により、表面処理されたＩＴＯ粒子を含有するコロイド溶液が調製される。このときに、混合液中に含まれるシランカップリング剤が有するアルコキシ基の加水分解反応が進行するとともに、その加水分解させたシランカップリング剤により、母粒子であるＩＴＯ粒子が表面処理される。このように、シランカップリング剤を単に母粒子と混合して表面処理するのではなく、加水分解させた後のシランカップリング剤によって表面処理を行うことで、シランカップリング剤をより高い結合力にて母粒子表面に結合させることができる。その技術的理由は、シランカップリング剤が有するアルコキシ基が加水分解することによりシラノール基を生成し、このシラノール基を介して、加水分解処理後のシランカップリング剤が母粒子表面に結合するためと考えられる。撹拌は、スターラー等を用いて１０〜６０℃の温度で５〜５０時間の条件で行うのが好ましい。撹拌時の温度が低すぎると、表面処理を十分に行うために必要となる処理時間が長くなり過ぎて、生産効率が悪くなる場合がある。一方、撹拌時の温度が高すぎると、シランカップリング剤同士が結合した粒子が生じる場合がある。また、撹拌時間が短すぎると、加水分解反応が十分に進行しない、或いはシラノール基と母粒子表面に有する反応性基との結合反応が十分に進まない場合がある。
【００３８】
また、このとき使用する水の添加量は、シランカップリング剤として３−アミノプロピルトリメトキシシラン又は３−アミノプロピルトリエトキシシランを使用する場合、水添加後の上記混合液１００％に対し、体積基準で１０〜９０％とするのが好ましい。一方、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを使用する場合、水添加後の上記混合液１００％に対し、体積基準で１０〜３０％とするのが好ましい。水の添加量が少なすぎると、シランカップリング剤の加水分解が十分に進行せず、母粒子表面との結合性が十分に得られない等の不具合が生じる場合がある。一方、水の添加量が多すぎると、カップリング剤同士が結合し粒子ができる等の不具合が生じる場合がある。上記撹拌により、表面処理されたＩＴＯ粒子を含有するコロイド溶液が調製される。
【００３９】
＜洗浄＞
次に、上記撹拌後のコロイド溶液中に含まれる表面処理後の母粒子を洗浄する。洗浄液としては、例えばエタノールや２−ブタノール等のアルコールが挙げられるが、最終的に得られる分散液（後述のＩＴＯ導電膜形成用塗料）の分散媒に極性溶媒を使用する場合には、その分散媒と同じ極性溶媒を使用するのが好ましい。具体的には、上記コロイド溶液を遠心分離機等により固液分離することにより固形分を回収する。回収した固形分に洗浄液としてのアルコール等を添加して、好ましくは超音波やボルテックスミキサー等により再分散させる。この操作を、好ましくは２〜５回繰り返し行うことにより、母粒子に吸着しなかったシランカップリング剤等を十分に除去する。
【００４０】
このようにして洗浄を行った後、再び固液分離して固形分を回収することにより、表面修飾ＩＴＯ粒子が得られる。このようにして得られた表面修飾ＩＴＯ粒子は、上述のように、シランカップリング剤との結合力が非常に高く、耐久性に優れることから、該粒子を用いて形成されたＩＴＯ導電膜は、高温下で長時間使用される透明電極として利用された場合でも、電気抵抗値の上昇が従来よりも大幅に抑制される。
【００４１】
＜ＩＴＯ導電膜形成用塗料の調製＞
上記方法により得られた表面修飾ＩＴＯ粒子を透明導電材料に用い、塗布方式によってＩＴＯ導電膜を形成するには、該粒子を含有する塗料を調製する。回収した固形分を、所望の分散媒に再分散させることにより、ＩＴＯ導電膜形成用塗料が調製される。なお、洗浄に使用した分散媒と最終的な塗料の調製に使用する分散媒が異なる場合には、上述の洗浄を行った後に溶媒置換や乾燥させ、その後、所望の分散媒に再分散させてもよい。塗料の濃度は分散媒１００質量％に対して好ましくは１０〜４０質量％の割合となるように混合し、ミキサーで攪拌することにより調製する。分散媒としては、エタノール、２−ブタノール、１−プロパノール等のアルコール系溶媒が例示される。分散媒に対する表面修飾ＩＴＯ粒子の割合が少なすぎると導電膜に十分な厚さの膜を形成するのが困難となり、一方、表面修飾ＩＴＯ粒子の割合が多すぎると分散液の粘度が高く、塗布が困難となる。
【００４２】
＜ＩＴＯ導電膜の形成＞
ＩＴＯ導電膜は、例えば次のようにして形成される。予めＩＴＯ導電膜を形成するための基材を作製しておく。この基材は、片面にポリウレタンが塗布されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルムであって、このフィルムのうちポリウレタンが塗布されていない面をガラス基板上に両面粘着テープ等を用いて貼付けて作製される。先ず、上記調製したＩＴＯ導電膜形成用塗料を、ガラス基板上に固定された基材上にバーコート法、ダイコート法、ドクターブレード法等の一般的な塗布方法により塗布した後に、乾燥させることにより、ＩＴＯ塗布膜を形成する。次にこのＩＴＯ塗布膜が形成された基材をガラス基板から剥離し、基材のうち塗布膜の形成面にＰＥＴフィルムやポリイミドフィルム等の別のフィルムを重ね合せ、この状態でロールプレス機にてロール圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ、送り出し速度０．１〜１０ｃｍ／分の条件で圧力を加えた後に、別のフィルムを剥離する。これにより基材上にＩＴＯ導電膜が形成される。
【００４３】
＜ＩＴＯ導電膜の評価方法＞
上記方法により得られたＩＴＯ導電膜の表面抵抗率を以下の方法にて測定するとともに、その高温下における耐久性を評価する。先ず、形成したＩＴＯ導電膜の測定点を予め定めておき、その測定点における測定値をＩＴＯ導電膜の表面抵抗率とする。表面抵抗率の測定は、一つのＩＴＯ導電膜につき、ＩＴＯ導電膜形成直後の表面抵抗率（初期抵抗率）と、初期抵抗率測定後であって、加湿等の湿度制御を行わない大気中、８０℃の温度で２４０時間保持した後の表面抵抗率（高温処理後の抵抗率）の２回行う。そして、この測定した２つの表面抵抗率から、下記式（１）より、高温処理前後における表面抵抗率の変化率を求める。なお、表面抵抗率の測定には、抵抗測定器（三菱化学アナリティック製のLoresta AP-410））を使用する。また、初期抵抗率において、形成直後のＩＴＯ導電膜とは、ＩＴＯ導電膜形成後１時間以内のＩＴＯ導電膜をいう。
変化率 ＝ [高温処理後の抵抗率／ 初期抵抗率］      （１）
【実施例】
【００４４】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
【００４５】
＜実施例１＞
先ず、前述した方法により、スズ含有水酸化インジウムの棒状粒子を作製し、この棒状粒子を焼成した後、還元処理することにより、平均長さＬが０．１μｍ、平均直径Ｄが０．０５μｍの多結晶ＩＴＯ粒子を得た。なお、スズ含有水酸化インジウムの棒状粒子の作製に際し、前述した超音波の周波数は３４ｋＨｚ、その付与時間は６０分とし、スズ及びインジウムの塩には塩酸塩を用い、アルカリにはアンモニアを使用した。また、得られたケーキを１１０℃で乾燥した。更に、この棒状粒子の焼成は窒素ガス雰囲気で、８００℃、３時間行った。焼成後の還元処理は、水素ガスを３質量％添加した窒素ガス雰囲気で３００℃で、２時間行った。
【００４６】
上記得られた多結晶ＩＴＯ粒子を母粒子として用い、溶媒としてのエタノールにこのＩＴＯからなる粒子を分散させることにより、固形分濃度が２５質量％のＩＴＯ分散液を調製した。また、シランカップリング剤として３−アミノプロピルトリメトキシシランを用意し、これにエタノールを添加して濃度が２ｇ／Ｌの表面処理液を調製した。次に、上記調製したＩＴＯ分散液１ｍｌに上記調製した表面処理液５ｍｌと、エタノール７ｍｌを加え、十分に混合して混合液を調製した。ここに、イオン交換水２ｍｌ（当該イオン交換水添加後の混合液を１００％としたとき、体積基準で１３．３％に相当する割合）を更に添加し、スターラーを用いて、室温で２４時間撹拌することによりコロイド溶液を調製した。このコロイド溶液を回転速度１２０００ｒｐｍにて遠心分離することにより固形分を回収した。その後、回収された固形分にエタノール１０ｍｌを加え、超音波により再分散させた。この操作を合計３回繰り返し行うことにより、ＩＴＯ粒子に吸着しなかった３−アミノプロピルトリメトキシシランを除去した。このようにして３回洗浄を行った後、再び固液分離して固形分を回収することにより、表面修飾ＩＴＯ粒子を得た。上記得られた表面修飾ＩＴＯ粒子にエタノールを１ｍｌ加えて再分散させることにより、ＩＴＯ導電膜形成用塗料を作製した。
【００４７】
次に、以下の手順により、ＩＴＯフィルムを作製した。先ず、厚さが１００μｍであり、易接着処理されたＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製  商品名：コスモシャイン A4100）を５０ｍｍ×５０ｍｍ角にカットした基材を用意した。そして、この基材の表面（易接着面側）に上記作製したＩＴＯ導電膜形成用塗料１５０μＬを滴下して、回転速度１０００ｒｐｍ、回転時間３０ｓの条件でスピンコートすることにより、ＩＴＯ塗布膜を形成した。
【００４８】
次いで、基材上に形成されたＩＴＯ塗布膜の表面に、ポリイミドフィルムを重ね合わせ、これをエアーハイドロ式の３ｔロールプレス（サンクメタル社製）を用い、線圧１０００ｋｇｆ／ｃｍ、送り速度１．０ｍ／ｓの条件で圧力を加えた。その後、ポリイミドフィルムを剥離することにより、基材上にＩＴＯ導電膜を形成するとともに、該導電膜を有するＩＴＯフィルムを作製した。
【００４９】
＜実施例２〜９＞
以下の表１のように、シランカップリング剤の種類、シランカップリング剤の濃度又は
水の添加量を変更したこと以外は、実施例１と同様にして表面修飾ＩＴＯ粒子、ＩＴＯ導電膜形成用塗料及びＩＴＯフィルムを得た。
【００５０】
＜比較例１＞
先ず、分散媒としてのエタノール３９．５ｇに、表面処理剤としての３−アミノプロピルトリメトキシシラン０．５ｇを徐々に滴下して表面処理液を調製した。この表面処理液を３０分間撹拌した。次に、前述した方法で得られた多結晶ＩＴＯ粒子１０ｇを、上記調製した表面処理液に添加し、超音波ホモジェナイザーで３０分間分散させることにより、表面修飾ＩＴＯ粒子及びその分散液（ＩＴＯ導電膜形成用塗料）を作製した。
【００５１】
次に、以下の手順により、ＩＴＯフィルムを作製した。先ず、上記作製したＩＴＯ導電膜形成用塗料１５０μＬを、ＰＥＴフィルム上に滴下して、回転速度１０００ｒｐｍ、回転時間３０ｓの条件でスピンコートすることにより、ＩＴＯ塗布膜を形成した。次いで、このＩＴＯ塗布膜にポリイミドフィルムを重ね合わせ、これをロールプレスを用い、線圧１０００ｋｇ／ｃｍ、送り出し速度１．０ｍ／分の条件で圧力を加えた。その後、ポリイミドフィルムを剥離することにより、基材上にＩＴＯ導電膜を形成するとともに、該導電膜を有するＩＴＯフィルムを作製した。なお、基材としての上記ＰＥＴフィルム及びロールプレスには、実施例１で使用した同様のフィルム及び装置を使用した。
【００５２】
＜比較例２，３＞
表１に示すように、シランカップリング剤の種類を変更したこと以外は、比較例１と同様にして表面修飾ＩＴＯ粒子、ＩＴＯ導電膜形成用塗料及びＩＴＯフィルムを得た。
【００５３】
＜比較試験及び評価＞
実施例１〜９及び比較例１〜３でＩＴＯフィルムについて、基材上に形成されたＩＴＯ導電膜の表面抵抗率及びその高温下における耐久性を評価した。その結果を以下の表１に示す。
【００５４】
具体的は、前述の方法により、基材上に形成されたＩＴＯ導電膜の高温処理前後の表面抵抗率を測定し、その変化率を求めた。即ち、各ＩＴＯ導電膜につき、三菱化学アナリティック製（型式名：Loresta AP-410）を用いて、ＩＴＯ導電膜形成直後の表面抵抗率（初期抵抗率）と、初期抵抗率測定後であって、加湿等の湿度制御を行わない大気中、８０℃の温度で２４０時間保持した後の表面抵抗率（高温処理後の抵抗率）を測定した。そして、この測定した２つの表面抵抗率から、前述の式（１）より、高温処理前後における表面抵抗率の変化率を求めた。なお、初期抵抗率は、ＩＴＯフィルム形成後（ＩＴＯ導電膜形成後）、１時間以内に測定した。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
表１から明らかなように、実施例１〜９と比較例１〜３を比較すると、水を添加せず、シランカップリング剤の加水分解処理を行わずにＩＴＯ粒子の表面処理を行った比較例１〜３では、変化率が４．５倍以上もの高い値を示し、ＩＴＯ導電膜の表面抵抗率が高温処理前後において大幅に変化した。これに対して、水を添加してシランカップリング剤の加水分解処理を行い、ＩＴＯ粒子の表面処理を行った実施例１〜９では、変化率がいずれも４倍に満たない低い値を示した。このことから、加水分解処理したシランカップリング剤でＩＴＯ粒子を表面処理することによって、高温下で長時間使用したときの電気抵抗値の上昇が大幅に抑えられることが判る。また、実施例１〜９では、形成直後の表面抵抗率そのものの値も１５．０×１０3Ω／□以下を示し、比較例１〜３と比較して非常に低い値を示した。これは、ＩＴＯ粒子表面に結合したシランカップリング剤により、大気中の酸化性ガスがＩＴＯ粒子表面に吸着するのを阻害したためと推察される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、例えばＬＣＤやＰＤＰ、有機ＥＬ、タッチパネル等の表示装置、その他、透明電極を備える電子機器の製造に利用できる。