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JP2007115657A - Zinc oxide based transparent conductive substrate by ion plating method and manufacturing method thereof - Google Patents

Zinc oxide based transparent conductive substrate by ion plating method and manufacturing method thereof Download PDF

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JP2007115657A
JP2007115657A JP2006186526A JP2006186526A JP2007115657A JP 2007115657 A JP2007115657 A JP 2007115657A JP 2006186526 A JP2006186526 A JP 2006186526A JP 2006186526 A JP2006186526 A JP 2006186526A JP 2007115657 A JP2007115657 A JP 2007115657A
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Japan
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zinc oxide
transparent conductive
film
based transparent
substrate
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JP2006186526A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Yamamoto
実 山本
Suketaka Soga
祐貴 曽我
Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
Takahiro Yamada
高寛 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Asahi Kasei Chemicals Corp
Kochi University of Technology
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Asahi Kasei Chemicals Corp
Kochi University of Technology
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Publication date
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Abstract

【課題】光学特性、耐熱性に優れた酸化亜鉛系透明導電性基板及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】メタクリル酸メチル単位40〜90質量%、無水マレイン酸単位5〜20質量%、及び芳香族ビニル化合物単位5〜40質量%を共重合して得られる耐熱アクリル系樹脂透明基板上に、直接酸化亜鉛系透明導電膜が形成されてなる酸化亜鉛系透明導電性基板。
【選択図】図1
A zinc oxide-based transparent conductive substrate excellent in optical characteristics and heat resistance and a method for producing the same are provided.
On a heat-resistant acrylic resin transparent substrate obtained by copolymerizing 40 to 90% by mass of methyl methacrylate units, 5 to 20% by mass of maleic anhydride units, and 5 to 40% by mass of aromatic vinyl compound units. A zinc oxide-based transparent conductive substrate in which a zinc oxide-based transparent conductive film is directly formed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、タッチパネル、無機分散型ELランプ、透明電磁波シールドなどに好適で、耐熱性、光学特性に優れた酸化亜鉛系透明導電性基板及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a zinc oxide-based transparent conductive substrate suitable for a touch panel, an inorganic dispersion type EL lamp, a transparent electromagnetic wave shield, etc., and excellent in heat resistance and optical characteristics, and a method for producing the same.

透明導電膜は可視光透過性と電気伝導性を兼ね備えた膜として広く知られており、その代表的なものとして、スズ添加酸化インジウム膜(以下「ITO膜」という)が挙げられる。ITO膜を透明基材上に積層した積層体は、電極、通電による発熱体、電磁波の遮蔽材や透光体として広く用いられている。近年、酸化亜鉛(ZnO)系の透明導電膜は、著しく性能改善が進み、主要な特性のひとつの比抵抗値についてみると、実験室レベルではITO 膜に比べて遜色のない低い値が得られるようになってきている。このため、資源の枯渇のおそれがあり、また、高価なインジウム等を成分とするITO膜に代替し得る次世代の透明導電膜として、酸化亜鉛系透明導電膜に対する期待が高まっている。   The transparent conductive film is widely known as a film having both visible light transmittance and electrical conductivity, and a typical example thereof is a tin-added indium oxide film (hereinafter referred to as “ITO film”). A laminate in which an ITO film is laminated on a transparent substrate is widely used as an electrode, a heating element by energization, an electromagnetic wave shielding material or a translucent body. In recent years, the performance of zinc oxide (ZnO) transparent conductive films has been remarkably improved, and a specific resistance value, one of the main characteristics, can be obtained at a laboratory level that is comparable to that of an ITO film. It has become like this. For this reason, there is a risk of depletion of resources, and expectation for a zinc oxide-based transparent conductive film is increasing as a next-generation transparent conductive film that can be replaced with an ITO film containing expensive indium or the like as a component.

しかしながら、実験室レベルの酸化亜鉛系透明導電膜の高い性能は、レーザビームアブレーションや分子線エピタキシー等の精密な成膜手法によって達成されたものであり、これらの手法は、量産性を考えた場合、成膜速度や成膜面積の点で不十分である。
これに対して、成膜速度や成膜面積の点で優れるスパッタリング法やイオンプレーティング法にて透明樹脂基板上によるITO膜の製造が量産レベルで行われている一方、スパッタリング法によってポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート上に酸化亜鉛系透明導電膜が発明されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
However, the high performance of laboratory-level zinc oxide-based transparent conductive films has been achieved by precise film deposition techniques such as laser beam ablation and molecular beam epitaxy. The film formation speed and the film formation area are insufficient.
On the other hand, ITO film production on a transparent resin substrate is performed at a mass production level by a sputtering method or an ion plating method which is excellent in terms of film formation speed and film formation area, while polyethylene terephthalate or A zinc oxide-based transparent conductive film has been invented on polycarbonate (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

透明導電膜の基材としては、これまでガラスが主に用いられてきたが、需要や用途が増えるにつれ、加工性や生産性の向上が求められるようになってきた。そのため近年、ガラスに比べ軽量で加工性・生産性に優れたプラスチックが注目されポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、環状オレフィン樹脂などが用いられるようになってきた。液晶ディスプレイに用いられる電極基板では、全光線透過率が同じであっても複屈折がより小さい高分子材料成形体が必要とされ、さらに近年、液晶ディスプレイが大型化し、それに必要な高分子光学材料成形品が大型化するにつれて、外力の偏りによって生じる複屈折の分布を小さくするために、外力による複屈折の変化、即ち光弾性係数の小さい材料が求められている。   As the base material of the transparent conductive film, glass has been mainly used so far. However, as demand and use increase, improvement in workability and productivity has been demanded. Therefore, in recent years, plastics that are lighter than glass and superior in workability and productivity have attracted attention, and polyethylene terephthalate, polycarbonate, cyclic olefin resins, and the like have been used. For electrode substrates used in liquid crystal displays, a polymer material molded body having a smaller birefringence is required even if the total light transmittance is the same, and in recent years, the liquid crystal display has become larger in size and the polymer optical material necessary for it. In order to reduce the birefringence distribution caused by the bias of the external force as the size of the molded product increases, a material having a small change in birefringence due to the external force, that is, a material having a small photoelastic coefficient is required.

中でもアクリル系樹脂は、その透明性の高さから幅広く用いられており、基材に使用する場合、基材とITO膜との密着力不足を補うために、アクリル系樹脂基材とITO膜との間に3次元架橋したアクリル系樹脂系の中間層を介することが知られている(例えば、特許文献3、特許文献4参照)。
また、ITO膜とアクリル基材を直接密着させる試みとして、アクリル基材においてメチルメタクリレートを主成分としてエチレングリコールジアクリレートなどを共重合している(例えば、特許文献5参照)。
Among them, acrylic resins are widely used because of their high transparency. When used as a base material, the acrylic resin base material and the ITO film are used to compensate for insufficient adhesion between the base material and the ITO film. It is known that a three-dimensionally cross-linked acrylic resin-based intermediate layer is interposed between them (for example, see Patent Document 3 and Patent Document 4).
Further, as an attempt to directly adhere the ITO film and the acrylic base material, ethylene glycol diacrylate or the like is copolymerized with methyl methacrylate as a main component in the acrylic base material (see, for example, Patent Document 5).

特開平4−176857号公報JP-A-4-176857 特開2003−34860号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-34860 特開昭62−71111号公報JP-A-62-71111 特開平10−244629号公報JP-A-10-244629 特開昭62−173248号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-173248

本発明は、光学特性、耐熱性に優れた酸化亜鉛系透明導電性基板及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a zinc oxide-based transparent conductive substrate excellent in optical characteristics and heat resistance and a method for producing the same.

これらの問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、外力による複屈折の変化、即ち光弾性係数が小さく、基材に極性基を有している耐熱アクリル系透明樹脂を用いる事により、耐熱アクリル系透明樹脂基板にハードコート処理を施す必要がなく、この耐熱アクリル系樹脂透明基板上に透明導電膜を直接形成することにより、光学特性、耐熱性に優れた酸化亜鉛系透明導電性基板が出来ることを見出した。   As a result of earnest research to solve these problems, the change in birefringence due to external force, that is, the use of a heat-resistant acrylic transparent resin with a small photoelastic coefficient and a polar group on the substrate, There is no need to hard coat the acrylic transparent resin substrate, and by forming the transparent conductive film directly on the heat resistant acrylic resin transparent substrate, a zinc oxide transparent conductive substrate having excellent optical properties and heat resistance can be obtained. I found what I can do.

すなわち、本発明は以下の通りである。
(1)メタクリル酸メチル単位40〜90質量%、無水マレイン酸単位5〜20質量%、及び芳香族ビニル化合物単位5〜40質量%を共重合して得られる耐熱アクリル系樹脂透明基板上に、直接酸化亜鉛系透明導電膜が形成されてなる酸化亜鉛系透明導電性基板。
(2)酸化亜鉛系透明導電膜が、ガリウム、アルミニウム、ホウ素、ケイ素、スズ、インジウム、ゲルマニウム、アンチモン、イリジウム、レニウム、セリウム、ジルコニウム、スカンジウム、及びイットリウムから選ばれる少なくとも1種を0.05〜15質量%含む事を特徴とする(1)に記載の酸化亜鉛系透明導電性基板。
That is, the present invention is as follows.
(1) On a heat-resistant acrylic resin transparent substrate obtained by copolymerizing methyl methacrylate units 40 to 90% by mass, maleic anhydride units 5 to 20% by mass, and aromatic vinyl compound units 5 to 40% by mass, A zinc oxide-based transparent conductive substrate in which a zinc oxide-based transparent conductive film is directly formed.
(2) The zinc oxide based transparent conductive film is 0.05 to at least one selected from gallium, aluminum, boron, silicon, tin, indium, germanium, antimony, iridium, rhenium, cerium, zirconium, scandium, and yttrium. The zinc oxide-based transparent conductive substrate according to (1), characterized by containing 15% by mass.

(3)耐熱アクリル系樹脂透明基板が、フィルム、もしくはシートであることを特徴とする(1)又は(2)に記載の酸化亜鉛系透明導電性基板。
(4)耐熱アクリル系樹脂透明基板上にイオンプレーティング法によって酸化亜鉛系透明導電膜を形成することを特徴とする酸化亜鉛系透明導電性基板の製造方法。
(5)耐熱アクリル系樹脂透明基板上に、圧力勾配型プラズマガンを用いてプラズマビームを供給し、酸化亜鉛を主成分とする蒸発材料の周囲に設けたビーム修正装置により該プラズマビームを該蒸発材料に集中させて、該蒸発材料を蒸発、イオン化させるイオンプレーティング法によって酸化亜鉛系透明導電膜を形成することを特徴とする(4)に記載の酸化亜鉛系透明導電性基板の製造方法、
である。
(3) The zinc oxide transparent conductive substrate according to (1) or (2), wherein the heat-resistant acrylic resin transparent substrate is a film or a sheet.
(4) A method for producing a zinc oxide-based transparent conductive substrate, comprising forming a zinc oxide-based transparent conductive film on a heat-resistant acrylic resin transparent substrate by an ion plating method.
(5) A plasma beam is supplied onto a heat-resistant acrylic resin transparent substrate using a pressure gradient type plasma gun, and the plasma beam is evaporated by a beam correction device provided around an evaporation material mainly composed of zinc oxide. The method for producing a zinc oxide-based transparent conductive substrate according to (4), wherein the zinc oxide-based transparent conductive film is formed by an ion plating method for concentrating on the material and evaporating and ionizing the evaporated material,
It is.

メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、及び芳香族ビニル化合物を共重合して得られる耐熱アクリル系樹脂透明基板上に、直接酸化亜鉛系透明導電膜が形成することにより、光学特性、耐熱性に優れた透明導電性積層体を得る事ができる。   Excellent optical properties and heat resistance by forming a zinc oxide-based transparent conductive film directly on a heat-resistant acrylic resin transparent substrate obtained by copolymerizing methyl methacrylate, maleic anhydride, and aromatic vinyl compounds A transparent conductive laminate can be obtained.

以下本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、及び芳香族ビニル化合物を共重合して得られる耐熱アクリル系樹脂透明基板上に、直接酸化亜鉛系透明導電膜が形成されている酸化亜鉛系透明導電性基板である。
本発明における耐熱アクリル系樹脂透明基板は、メタクリル酸メチル単位が40から90質量%、無水マレイン酸単位が5〜20質量%、芳香族ビニル化合物単位が5〜40質量%からなる共重合体であり、かつ無水マレイン酸単位に対する芳香族ビニル化合物単位の割合が1〜3倍であることが耐熱性、光弾性係数の点から好ましい。好ましくは、共重合体中のメタクリル酸メチル単位が42から83質量%、無水マレイン酸単位が5〜18質量%、芳香族ビニル化合物単位が12〜40質量%であり、さらに好ましくは、共重合体中のメタクリル酸メチル単位が45から78質量%、無水マレイン酸単位が6〜15質
量%、芳香族ビニル化合物単位が16〜40質量%である。この共重合体中の組成において、透明性を損なわない限り、無水マレイン酸単位の量が多いほど酸化亜鉛膜と耐熱アクリル系樹脂透明基板の密着性が向上すると考えられる。
The present invention is described in further detail below.
The present invention relates to a zinc oxide-based transparent conductive film in which a zinc oxide-based transparent conductive film is directly formed on a heat-resistant acrylic resin transparent substrate obtained by copolymerizing methyl methacrylate, maleic anhydride, and an aromatic vinyl compound. Substrate.
The heat-resistant acrylic resin transparent substrate in the present invention is a copolymer comprising 40 to 90% by mass of methyl methacrylate units, 5 to 20% by mass of maleic anhydride units, and 5 to 40% by mass of aromatic vinyl compound units. The ratio of the aromatic vinyl compound unit to the maleic anhydride unit is preferably 1 to 3 times from the viewpoint of heat resistance and photoelastic coefficient. Preferably, the methyl methacrylate unit in the copolymer is 42 to 83% by mass, the maleic anhydride unit is 5 to 18% by mass, and the aromatic vinyl compound unit is 12 to 40% by mass. The methyl methacrylate unit in the coalescence is 45 to 78% by mass, the maleic anhydride unit is 6 to 15% by mass, and the aromatic vinyl compound unit is 16 to 40% by mass. In the composition in this copolymer, unless the transparency is impaired, it is considered that the greater the amount of maleic anhydride units, the better the adhesion between the zinc oxide film and the heat-resistant acrylic resin transparent substrate.

ここで芳香族ビニル化合物単位とは、スチレン及びo−メチルスチレン,p−メチルスチレン,2,4−ジメチルスチレン,o−エチルスチレン,p−エチルスチレン,p−tert−ブチルスチレン等の核アルキル置換スチレン、α−メチルスチレン,α−メチル−p−メチルスチレン等のα−アルキル置換スチレン等である。好ましいものとしてはメタクリル酸メチル−無水マレイン酸−スチレン共重合体があり、この樹脂は、耐熱性はもちろん、耐湿性、ガス・水蒸気バリア性、光学特性、耐溶剤性に優れている。   Here, the aromatic vinyl compound unit is a nuclear alkyl substitution such as styrene and o-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, o-ethylstyrene, p-ethylstyrene, p-tert-butylstyrene. Α-alkyl-substituted styrene such as styrene, α-methylstyrene, α-methyl-p-methylstyrene and the like. Preferred is methyl methacrylate-maleic anhydride-styrene copolymer, and this resin is excellent in heat resistance, moisture resistance, gas / water vapor barrier properties, optical properties, and solvent resistance.

耐熱アクリル系樹脂の重量平均分子量は5万〜20万のものが望ましい。重量平均分子量は成形品の強度の観点から5万以上が望ましく、成形加工性、流動性の観点から20万以下が望ましい。さらに望ましい範囲は7万〜15万である。また、本発明においてはアイソタクチックポリメタクリル酸エステルとシンジオタクチックポリメタクリル酸エステルを同時に用いることもできる。耐熱アクリル系樹脂を製造する方法として、例えばキャスト重合、塊状重合、懸濁重合、溶液重合、乳化重合、アニオン重合等の一般に行われている重合方法を用いることができるが、光学用途としては微小な異物の混入はできるだけ避けるのが好ましく、この観点からは懸濁剤や乳化剤を用いない塊状重合や溶液重合が望ましい。溶液重合を行う場合には、単量体の混合物をトルエン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素の溶媒に溶解して調整した溶液を用いることができる。塊状重合により重合させる場合には、通常行われるように加熱により生じる遊離ラジカルや電離性放射線照射により重合を開始させることができる。   The heat-resistant acrylic resin preferably has a weight average molecular weight of 50,000 to 200,000. The weight average molecular weight is desirably 50,000 or more from the viewpoint of the strength of the molded product, and desirably 200,000 or less from the viewpoint of molding processability and fluidity. A more desirable range is 70,000 to 150,000. In the present invention, isotactic polymethacrylate and syndiotactic polymethacrylate can be used simultaneously. As a method for producing a heat-resistant acrylic resin, for example, generally used polymerization methods such as cast polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, and anionic polymerization can be used. From this viewpoint, bulk polymerization and solution polymerization without using a suspending agent or an emulsifier are desirable. When solution polymerization is performed, a solution prepared by dissolving a mixture of monomers in an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene or ethylbenzene can be used. In the case of polymerizing by bulk polymerization, the polymerization can be started by irradiation with free radicals or ionizing radiation generated by heating, as is usually done.

重合反応に用いられる開始剤としては、一般にラジカル重合において用いられる任意の開始剤を使用することができ、例えばアゾビスイソブチルニトリル等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ− 2−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物が用いられ、又特に90℃以上の高温下で重合を行わせる場合には、溶液重合が一般的であるので、10時間半減期温度が80℃以上でかつ用いる有機溶媒に可溶である過酸化物、アゾビス開始剤などが好ましく、具体的には1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、シクロヘキサンパーオキシド、2,5−ジメ チル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、1,1−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル等を挙げることができる。これらの開始剤は0.005〜5質量%の範囲で用いられる。重合反応に必要に応じて用いられる分子量調節剤は、一般的なラジカル重合において用いる任意のものが使用され、例えばブチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸2−エチルヘキシル等のメルカプタン化合物が特に好ましいものとして挙げられる。これらの分子量調節剤は、重合度が上記の範囲内に制御されるような濃度範囲で添加される。耐熱アクリル系樹脂の製造方法は、特公昭63−1964等に記載されている方法等を用いることができる。耐熱アクリル系樹脂は、分子量、組成等がことなる2種以上のものを同時に用いることができる。   As the initiator used in the polymerization reaction, any initiator generally used in radical polymerization can be used. For example, azo compounds such as azobisisobutylnitrile, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butylperoxy -When an organic peroxide such as 2-ethylhexanoate is used and the polymerization is carried out particularly at a high temperature of 90 ° C or higher, solution polymerization is common, so the 10-hour half-life temperature is 80 Peroxides and azobis initiators that are soluble in the organic solvent to be used are preferable, and specifically, 1,1-bis (t-butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, cyclohexane par. Oxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, 1,1-azobis (1-cyclohexane) Xanthcarbonitrile), 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile, and the like. These initiators are used in the range of 0.005 to 5% by mass. As the molecular weight regulator used as necessary in the polymerization reaction, any one used in general radical polymerization is used, for example, mercaptan compounds such as butyl mercaptan, octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, 2-ethylhexyl thioglycolate and the like. It is mentioned as preferable. These molecular weight regulators are added in a concentration range such that the degree of polymerization is controlled within the above range. As a method for producing the heat-resistant acrylic resin, the method described in JP-B-63-1964 can be used. As the heat-resistant acrylic resin, two or more types having different molecular weights, compositions, and the like can be used at the same time.

本発明における耐熱アクリル系樹脂透明基板を製造する際、必要に応じて染料、顔料、ヒンダードフェノール系やリン酸塩等の熱安定剤、ベンゾトリアゾール系、2−ヒドロキシベンゾフェノン系、サリチル酸フェニルエステル系などの紫外線吸収剤、フタル酸エステル系、脂肪酸エステル系、トリメリット酸エステル系、リン酸エステル系、ポリエステル系などの可塑剤、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸のモノ、ジ、またはトリグリセリド系などの離型剤、高級脂肪酸エステル、ポリオレフィン系などの滑剤、ポリエーテル系、ポリエーテルエステル系、ポリエーテルエステルアミド系、アルキルスフォン酸塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩などの帯電防止剤、リン系、リン/塩素系、リ
ン/臭素系などの難燃剤、反射光のぎらつきを防止するためにメタクリル酸メチル/スチレン共重合体ビーズなどの有機系光拡散剤、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、タルクなどの無機系光拡散剤、補強剤として多段重合で得られるアクリル系ゴム等を使用してもよい。これらの添加剤を配合するときには、公知の方法で実施しうる。例えば、単量体混合物にあらかじめ添加剤を溶解しておき重合する方法や、溶融状態、ビーズ状あるいはペレット状の樹脂に添加剤をミキサー等でドライブレンドし、押出し機を用いて混練、造粒する方法などが挙げられる。
When producing the heat-resistant acrylic resin transparent substrate in the present invention, if necessary, dyes, pigments, heat stabilizers such as hindered phenols and phosphates, benzotriazoles, 2-hydroxybenzophenones, salicylic acid phenyl esters UV absorbers such as, phthalate ester, fatty acid ester, trimellitic acid ester, phosphate ester, polyester plasticizer, higher fatty acid, higher fatty acid ester, higher fatty acid mono, di, or triglyceride Release agents such as, higher fatty acid esters, polyolefin-based lubricants, polyether-based, polyether ester-based, polyether ester amide-based, alkyl sulfonate, alkylbenzene sulfonate, and other antistatic agents, phosphorus-based, Phosphorus / chlorine, phosphorus / bromine flame retardants, reflection Obtained by multistage polymerization as an organic light diffusing agent such as methyl methacrylate / styrene copolymer beads, inorganic light diffusing agent such as barium sulfate, titanium oxide, calcium carbonate, talc, and reinforcing agent to prevent glare Acrylic rubber or the like may be used. When these additives are blended, it can be carried out by a known method. For example, a method in which an additive is dissolved in a monomer mixture in advance and polymerized, or an additive is dry-blended with a mixer or the like in a molten state, bead-like or pellet-like resin, and kneaded and granulated using an extruder The method of doing is mentioned.

本発明の耐熱アクリル系樹脂透明基板は、フィルム、もしくはシートであることが好ましい。
本発明における耐熱アクリル系樹脂透明基板のフィルム・シートは、厚さの違いのみであり、フィルムは300μm以下の厚さのものを言い、シートは300μmを超えるものである。耐熱アクリル系透明樹脂基板の厚さは、0.01〜10.0mmの範囲のフィルムまたはシートであることが好ましい。0.01〜10.0mmの範囲のフィルムまたはシートは、パネル加工時に変形しにくく取り扱いやすい。また、基板の荷重による変形も生じにくくなるので、液晶表示素子を組み立てた際に、二重像が顕著になり表示品位が損なわれにくくなる。さらに好ましい厚さは0.1〜5.0mmの範囲である。
The heat-resistant acrylic resin transparent substrate of the present invention is preferably a film or a sheet.
The film / sheet of the heat-resistant acrylic resin transparent substrate in the present invention is only a difference in thickness, the film means a thickness of 300 μm or less, and the sheet exceeds 300 μm. The thickness of the heat-resistant acrylic transparent resin substrate is preferably a film or sheet in the range of 0.01 to 10.0 mm. A film or sheet in the range of 0.01 to 10.0 mm is hard to be deformed during panel processing and easy to handle. Further, since deformation due to the load on the substrate is less likely to occur, a double image becomes prominent when the liquid crystal display element is assembled, and the display quality is unlikely to be impaired. A more preferred thickness is in the range of 0.1 to 5.0 mm.

本発明における耐熱アクリル系樹脂透明基板のフィルムまたはシートは透明性が必須であり、その透明性の指標として全光線透過率が80%以上、ヘイズ値が5%以下であることが好ましい。さらに好ましくは全光線透過率が85%以上、ヘイズ値が2%以下である。
本発明における耐熱アクリル系樹脂透明基板のフィルムまたはシートは光学等方性が優れるものが好ましく、リタデーション値が30nm以下、遅相軸のバラツキが40度以内、より好ましくはリタデーション値が20nm以下、遅相軸のバラツキが20度以内のものが好適である。ここで、リタデーション値は、公知の測定装置を用いて測定した波長590nmにおける複屈折の屈折率の差△nと膜厚dとの積△n・dで表されるものである。
The film or sheet of the heat-resistant acrylic resin transparent substrate in the present invention must have transparency, and as a transparency index, it is preferable that the total light transmittance is 80% or more and the haze value is 5% or less. More preferably, the total light transmittance is 85% or more and the haze value is 2% or less.
The film or sheet of the heat-resistant acrylic resin transparent substrate in the present invention preferably has excellent optical isotropy, the retardation value is 30 nm or less, the variation of the slow axis is within 40 degrees, and more preferably the retardation value is 20 nm or less. It is preferable that the phase axis variation is within 20 degrees. Here, the retardation value is represented by a product Δn · d of a refractive index difference Δn of birefringence at a wavelength of 590 nm and a film thickness d measured using a known measuring apparatus.

本発明におけるアクリル系樹脂透明基板のフィルムまたはシートはその表面に酸化亜鉛系透明導電膜を形成する際に、その操作温度に耐え得る耐熱性を有していることが必要である。その耐熱性の指標として、温度90℃の雰囲気下で約1時間静置した際、そり・変形のないことが好ましい。
本発明における耐熱アクリル系樹脂透明基板のフィルムまたはシートは光弾性係数の絶対値が3.0×10−12/Pa未満であることが好ましい。光弾性係数がこの範囲内であれば、応力による複屈折の変化が少ないため、液晶表示装置等に使用した場合にコントラストや画面の均一性に優れる。
The film or sheet of the acrylic resin transparent substrate in the present invention needs to have heat resistance that can withstand the operation temperature when the zinc oxide-based transparent conductive film is formed on the surface thereof. As an index of the heat resistance, it is preferable that there is no warpage or deformation when left for about 1 hour in an atmosphere of 90 ° C.
The film or sheet of the heat-resistant acrylic resin transparent substrate in the present invention preferably has an absolute value of the photoelastic coefficient of less than 3.0 × 10 −12 / Pa. If the photoelastic coefficient is within this range, the change in birefringence due to stress is small, so that the contrast and the uniformity of the screen are excellent when used in a liquid crystal display device or the like.

光弾性係数に関しては種々の文献に記載があり(例えばMacromolecules
2004,37,1062−1066参照)、下式により定義されるものである。
|CR|=|Δn|/σR |Δn|=|n1−n2|
(式中、|CR|:光弾性係数の絶対値、σR:伸張応力、|Δn|:複屈折の絶対値、n1:伸張方向の屈折率、n2:伸張方向と垂直な屈折率)
光弾性係数の値がゼロに近いほど外力による複屈折の変化が小さいことを示しており、各用途において設計された複屈折の変化が小さいことを意味する。
The photoelastic coefficient is described in various documents (for example, Macromolecules).
2004, 37, 1062-1066), and is defined by the following equation.
| CR | = | Δn | / σR | Δn | = | n1-n2 |
(Where: | CR |: absolute value of photoelastic coefficient, σR: stretching stress, | Δn |: absolute value of birefringence, n1: refractive index in stretching direction, n2: refractive index perpendicular to stretching direction)
The closer the value of the photoelastic coefficient is to zero, the smaller the change in birefringence due to external force, which means that the change in birefringence designed for each application is small.

本発明における酸化亜鉛系透明導電膜に用いる材料としては、アルミニウム,ガリウム,ホウ素,ケイ素、スズ、インジウム、ゲルマニウム、アンチモン、イリジウム、レニウム、セリウム、ジルコニウム、スカンジウム、及びイットリウムから選ばれる少なくとも1種類以上を含む酸化亜鉛膜を利用することができる。
酸化亜鉛膜に添加されるアルミニウム,ガリウム,ホウ素,ケイ素、スズ、インジウム、ゲルマニウム、アンチモン、イリジウム、レニウム、セリウム、ジルコニウム、スカンジウム、イットリウムの含有量は、これらのうち1種類を添加する場合は、酸化亜鉛に対するこれらの材料の原子比がいずれも0.05〜15の範囲が好ましい。このような比率で添加すると、膜の導電性及び透明性を良好に維持できる。また、これらの材料の複数種類を添加する場合は、添加する材料の全体の添加量を酸化亜鉛に対して15%以下の範囲が好ましい。これらの材料の中でも三酸化二ガリウムを添加した酸化亜鉛であると膜の導電性及び透明性がより好適である。
The material used for the zinc oxide-based transparent conductive film in the present invention is at least one selected from aluminum, gallium, boron, silicon, tin, indium, germanium, antimony, iridium, rhenium, cerium, zirconium, scandium, and yttrium. A zinc oxide film containing can be used.
The content of aluminum, gallium, boron, silicon, tin, indium, germanium, antimony, iridium, rhenium, cerium, zirconium, scandium, yttrium added to the zinc oxide film, when adding one of these, The atomic ratio of these materials to zinc oxide is preferably in the range of 0.05 to 15. When added at such a ratio, the conductivity and transparency of the film can be maintained well. Moreover, when adding multiple types of these materials, the range of 15% or less of the total addition amount of the material to add with respect to zinc oxide is preferable. Among these materials, zinc oxide to which digallium trioxide is added is more suitable for the conductivity and transparency of the film.

上記酸化亜鉛系透明導電性基板は、全光線透過率が70%以上、ヘイズ値が10%以下であることが好ましく、この範囲では、透明感が良好である。さらに好ましくは全光線透過率が80%以上、ヘイズ値が5%以下である。
酸化亜鉛系透明導電性基板において酸化亜鉛系透明導電膜の膜厚は、10nm〜1000nmの範囲が好ましい。この膜厚の範囲では、用途によって異なるが、可撓性が保たれた連続的な膜を得る事が出来る。さらに、本発明の透明導電膜の膜厚は用途に応じて20〜500nmとすることが望ましい。
The zinc oxide-based transparent conductive substrate preferably has a total light transmittance of 70% or more and a haze value of 10% or less. In this range, the transparency is good. More preferably, the total light transmittance is 80% or more and the haze value is 5% or less.
In the zinc oxide-based transparent conductive substrate, the thickness of the zinc oxide-based transparent conductive film is preferably in the range of 10 nm to 1000 nm. In this film thickness range, although it varies depending on the application, it is possible to obtain a continuous film in which flexibility is maintained. Furthermore, the film thickness of the transparent conductive film of the present invention is desirably 20 to 500 nm depending on the application.

酸化亜鉛系透明導電性基板のシート抵抗値は、用途によって異なるが、5〜10000Ω/□の範囲のものが導電性材料として好ましい。さらに好ましくは10〜300Ω/□の範囲のものが好ましい。
酸化亜鉛系透明導電膜を形成してなる酸化亜鉛系透明導電性基板の製造方法において、成膜法は、特に限定するものではなく、スパッタ法や、真空蒸着法、CVD法を用いることもできるが、最も好適な方法は、イオンプレーティング法によるものである。
Although the sheet resistance value of a zinc oxide type transparent conductive substrate changes with uses, the thing of the range of 5-10000 ohms / square is preferable as an electroconductive material. More preferably, the range of 10 to 300Ω / □ is preferable.
In the method for producing a zinc oxide-based transparent conductive substrate formed by forming a zinc oxide-based transparent conductive film, the film forming method is not particularly limited, and a sputtering method, a vacuum deposition method, or a CVD method can also be used. However, the most preferable method is based on the ion plating method.

イオンプレーティング法とは、成膜室に配設した電極部としてのハース等に、成膜材料として、ドーパントを含有する酸化亜鉛を配置し、この酸化亜鉛に例えばアルゴンプラズマを照射して酸化亜鉛を加熱し、蒸発させ、プラズマを通過した酸化亜鉛の各粒子をハース等に対向する位置に置かれた透明樹脂フィルムまたはシートに成膜する方法である。
イオンプレーティング法は、例えばスパッタ法に比べて、粒子の持つ運動エネルギが小さいため、粒子が衝突するときに基板や基板に積層して成膜される酸化亜鉛系透明導電膜に与えるダメージが小さく、結晶性の良好な膜が得られることが知られている。さらに、高速で成膜が可能で工業的に利用されている。
In the ion plating method, zinc oxide containing a dopant is disposed as a film forming material on a hearth or the like disposed in a film forming chamber, and the zinc oxide is irradiated with, for example, argon plasma to form zinc oxide. Is heated, evaporated, and each particle of zinc oxide that has passed through the plasma is deposited on a transparent resin film or sheet placed at a position facing the hearth or the like.
The ion plating method has less kinetic energy of particles than, for example, the sputtering method, so that the damage to the substrate and the zinc oxide-based transparent conductive film deposited on the substrate when the particles collide is small. It is known that a film having good crystallinity can be obtained. Furthermore, it can be formed at high speed and is used industrially.

本発明に係る酸化亜鉛系透明導電膜の成膜方法(以下、単に成膜方法という。)を実施するのに好適なイオンプレーティング装置について図1を参照して説明する。
イオンプレーティング装置10は、成膜室である真空容器12と、真空容器12中にプラズマビームPBを供給するプラズマ源であるプラズマガン(プラズマビーム発生器)14と、真空容器12内の底部に配置されてプラズマビームPBが入射する陽極部材16と、成膜の対象である基板Wを保持する基板保持部材WHを陽極部材16の上方で適宜移動させる搬送機構18とを備える。
An ion plating apparatus suitable for carrying out a method for forming a zinc oxide-based transparent conductive film according to the present invention (hereinafter simply referred to as a film forming method) will be described with reference to FIG.
The ion plating apparatus 10 includes a vacuum vessel 12 that is a film forming chamber, a plasma gun (plasma beam generator) 14 that is a plasma source that supplies a plasma beam PB into the vacuum vessel 12, and a bottom portion in the vacuum vessel 12. An anode member 16 that is disposed and on which the plasma beam PB is incident is provided, and a transport mechanism 18 that appropriately moves a substrate holding member WH that holds a substrate W to be deposited above the anode member 16.

プラズマガン14は、圧力勾配型であり、その本体部分は真空容器 12の側壁に備えられる。 プラズマガン14の陰極14a、中間電極14b、14c、電磁石コイル14d およびステアリングコイル14eへの給電を調整することにより、真空容器12 中に供給されるプラズマビームPBの強度や分布状態が制御される。
なお、参照符号20aは、プラズマビームPBのもととなる、Ar等の不活性ガスからなるキャリアガスの導入路を示す。
陽極部材16は、プラズマビームPBを下方に導く主陽極であるハース16aと、その周囲に配置された環状の補助陽極16bとからなる。
The plasma gun 14 is of a pressure gradient type, and its main body portion is provided on the side wall of the vacuum vessel 12. By adjusting the power supply to the cathode 14a, the intermediate electrodes 14b and 14c, the electromagnet coil 14d and the steering coil 14e of the plasma gun 14, the intensity and distribution state of the plasma beam PB supplied into the vacuum vessel 12 are controlled.
Reference numeral 20a indicates a carrier gas introduction path made of an inert gas such as Ar, which is the source of the plasma beam PB.
The anode member 16 includes a hearth 16a as a main anode for guiding the plasma beam PB downward, and an annular auxiliary anode 16b disposed around the hearth 16a.

ハース16aは、適当な正電位に制御されており、プラズマガン14から出射したプラズマビームPBを下方に吸引する。ハース16aは、プラズマビームPBが入射する中央部に貫通孔THが形成されており、貫通孔THに蒸着材料22が装填されている。蒸着材料22は、柱状若しくは棒状に成形されたタブレットであり、プラズマビームPBからの電流によって加熱されて昇華し、蒸着物質を生成する。ハース16aは蒸着材料22を徐々に上昇させる構造を有しており、蒸着材料22の上端は常に一定量だけハース16aの貫通孔THから突出している。
補助陽極16bは、ハース16aの周囲に同心に配置された環状の容器で構成され、容器内には、永久磁石24aとコイル24bとが収容されている。これら永久磁石24aおよびコイル24bは、磁場制御部材であり、ハース16aの直上にカスプ状磁場を形成し、これにより、ハース16aに入射するプラズマビームPBの向きが制御され、修正される。
The hearth 16a is controlled to an appropriate positive potential, and sucks the plasma beam PB emitted from the plasma gun 14 downward. In the hearth 16a, a through hole TH is formed at a central portion where the plasma beam PB is incident, and a vapor deposition material 22 is loaded in the through hole TH. The vapor deposition material 22 is a tablet formed into a columnar shape or a rod shape, and is heated and sublimated by an electric current from the plasma beam PB to generate a vapor deposition material. The hearth 16a has a structure for gradually raising the vapor deposition material 22, and the upper end of the vapor deposition material 22 always protrudes from the through hole TH of the hearth 16a by a certain amount.
The auxiliary anode 16b is composed of an annular container disposed concentrically around the hearth 16a, and a permanent magnet 24a and a coil 24b are accommodated in the container. The permanent magnet 24a and the coil 24b are magnetic field control members, and form a cusp-like magnetic field directly above the hearth 16a, whereby the direction of the plasma beam PB incident on the hearth 16a is controlled and corrected.

搬送機構18は、搬送路18a内に水平方向に等間隔で配列されて基板保持部材WHを支持する多数のコロ18bと、コロ18bを回転させて基板保持部材WHを所定の速度で水平方向に移動させる図示しない駆動装置とを備える。基板保持部材WHに基板Wが保持される。この場合、基板Wを搬送する搬送機構18を設けることなく、真空容器12の内部の上方に基板Wを固定して配置してもよい。
真空容器12には、酸素ガス容器19中の酸素ガスがマスフローメータ21によって流量を所定量に調整されながら供給される。なお、参照符号20bは酸素以外の雰囲気ガスを供給するための供給路を示し、また、参照符号20cはAr等の不活性ガスをハース16aに供給するための供給路を示し、また、参照符号20dは排気系を示す。
The transport mechanism 18 has a large number of rollers 18b arranged in the transport path 18a at equal intervals in the horizontal direction to support the substrate holding member WH, and rotates the rollers 18b to move the substrate holding member WH horizontally at a predetermined speed. And a drive device (not shown) to be moved. The substrate W is held by the substrate holding member WH. In this case, the substrate W may be fixedly disposed above the inside of the vacuum vessel 12 without providing the transport mechanism 18 for transporting the substrate W.
The oxygen gas in the oxygen gas container 19 is supplied to the vacuum container 12 while the flow rate is adjusted to a predetermined amount by the mass flow meter 21. Reference numeral 20b indicates a supply path for supplying an atmospheric gas other than oxygen, and reference numeral 20c indicates a supply path for supplying an inert gas such as Ar to the hearth 16a. Reference numeral 20d denotes an exhaust system.

上記のように構成したイオンプレーティング装置10を用いたイオンプレーティング方法を説明する。
まず、真空容器12の下部に配置されたハース16aの貫通孔THに蒸着材料22を装着する。一方、ハース16aの上方の対向する位置に基板Wを配置する。次に、成膜条件に応じたプロセスガスを真空容器12の内部に導入する。プラズマガン14の陰極14aおよびハース16a間に直流電圧を印加する。そして、プラズマガン14の陰極14aとハース16aとの間で放電を生じさせ、これにより、プラズマビームPBを生成する。プラズマビームPBは、ステアリングコイル14と補助陽極16b内の永久磁石24a等とによって決定される磁界に案内されてハース16aに到達する。この際、蒸着材料22の周囲にアルゴンガスが供給されるので、容易にプラズマビームPBがハース16aに引き寄せられる。
An ion plating method using the ion plating apparatus 10 configured as described above will be described.
First, the vapor deposition material 22 is attached to the through hole TH of the hearth 16a disposed at the lower part of the vacuum vessel 12. On the other hand, the substrate W is disposed at an opposing position above the hearth 16a. Next, a process gas corresponding to the film forming conditions is introduced into the vacuum vessel 12. A DC voltage is applied between the cathode 14a of the plasma gun 14 and the hearth 16a. Then, a discharge is generated between the cathode 14a of the plasma gun 14 and the hearth 16a, thereby generating a plasma beam PB. The plasma beam PB reaches the hearth 16a by being guided by a magnetic field determined by the steering coil 14 and the permanent magnet 24a in the auxiliary anode 16b. At this time, since argon gas is supplied around the vapor deposition material 22, the plasma beam PB is easily attracted to the hearth 16a.

プラズマに曝された蒸着材料22は、徐々に加熱される。蒸着材料22が十分に加熱されると、蒸着材料22が昇華し、蒸着物質が蒸発(出射)する。蒸着物質は、プラズマビームPBによりイオン化され、基板Wに付着(入射)し、成膜される。なお、永久磁石24aおよびコイル24bによってハース16aの上方の磁場を制御することにより、蒸着物質の飛行方向を制御することができるため、ハース16aの上方におけるプラズマの活性度分布や基板Wの反応性分布に合わせて基板Wの上の成膜速度分布を調整でき、広い面積にわたって均一な膜質の薄膜を得ることができる。   The vapor deposition material 22 exposed to the plasma is gradually heated. When the vapor deposition material 22 is sufficiently heated, the vapor deposition material 22 sublimates and the vapor deposition material evaporates (emits). The vapor deposition material is ionized by the plasma beam PB, adheres (incides) to the substrate W, and is formed into a film. In addition, since the flight direction of the vapor deposition material can be controlled by controlling the magnetic field above the hearth 16a by the permanent magnet 24a and the coil 24b, the plasma activity distribution and the reactivity of the substrate W above the hearth 16a. The film formation speed distribution on the substrate W can be adjusted in accordance with the distribution, and a thin film having a uniform film quality can be obtained over a wide area.

上記のイオンプレーティング装置10を用いた本実施の形態例に係る酸化亜鉛系透明導電膜の製造法は、蒸発材料22として三酸化二ガリウム(Ga2O3)をガリウム源として添加した酸化亜鉛(ZnO)を用い、真空容器12の酸素分圧を0.012Pa以下に調整しながらイオンプレーティングするものである。
また、必要に応じてプラズマビームを複数個用意して、区画された複数の真空室で、連続的に成膜を行ってもよい。
In the method of manufacturing a zinc oxide-based transparent conductive film according to the present embodiment using the ion plating apparatus 10 described above, zinc oxide (ZnO) in which digallium trioxide (Ga 2 O 3) is added as a gallium source as the evaporation material 22 is used. And ion plating while adjusting the oxygen partial pressure of the vacuum vessel 12 to 0.012 Pa or less.
Alternatively, a plurality of plasma beams may be prepared as necessary, and film formation may be continuously performed in a plurality of partitioned vacuum chambers.

特に透明樹脂フィルムまたはシート上に成膜する際、プラズマビームによる耐性と熱耐性などの影響を大きく受けるため透明樹脂フィルムまたはシートが変形することもある。ここで透明樹脂フィルムまたはシートの搬送速度が、1.0m/min以上で高速移動することでプラズマビームから受ける影響(プラズマ、熱)を最短かつ最小に抑えることができる。また、放電電流値を下げることにおいても影響を抑えることができる。また、酸化亜鉛系透明導電膜を形成する際、あらかじめ基板Wの表面温度をガラス転移温度以下の低温にすることで影響を抑えることができる。具体的には、−20℃から50℃の温度範囲が好ましい。
特にプラズマビームから受ける影響(プラズマ、熱)を短時間とするための透明樹脂フィルムまたはシートの搬送速度の高速化が最も効果的であり、この場合は放電電流値が高く、成膜する透明樹脂フィルムまたはシートと該蒸発材料との距離が短い場合でも成膜が可能となり、工業的プロセスとしては有利である。
In particular, when a film is formed on a transparent resin film or sheet, the transparent resin film or sheet may be deformed because it is greatly affected by the plasma beam resistance and heat resistance. Here, when the transparent resin film or sheet is moved at a high speed of 1.0 m / min or more, the influence (plasma, heat) received from the plasma beam can be minimized and minimized. Further, the influence can be suppressed by lowering the discharge current value. Moreover, when forming a zinc oxide type transparent conductive film, an influence can be suppressed by making the surface temperature of the board | substrate W into low temperature below a glass transition temperature previously. Specifically, a temperature range of −20 ° C. to 50 ° C. is preferable.
In particular, it is most effective to increase the transport speed of the transparent resin film or sheet in order to shorten the influence (plasma, heat) received from the plasma beam. In this case, the discharge current value is high and the transparent resin to be formed is formed. Film formation is possible even when the distance between the film or sheet and the evaporation material is short, which is advantageous as an industrial process.

さらに透明樹脂フィルムに成膜する場合、工業的に行われているロールツーロールの成膜で透明樹脂フィルムに受けたダメージを分散均一化するために巻き出し速度と巻取り速度をコントロールしながら引張応力をかけた状態で成膜することが好ましく、さらにあらかじめ透明樹脂フィルムまたはシートを加熱した状態で成膜する場合もある。あるいは、成膜最中に透明樹脂フィルムまたはシートを冷却する場合もある。
さらに本発明の酸化亜鉛系透明導電性積層体に最外層として、任意の樹脂又は無機化合物の層を1層又は2層以上積層してもよい。このような最外層には、保護膜、反射防止膜、フィルター等の役割、又は、液晶の視野角の調整、曇り止め等の機能を持たせることができる。
Furthermore, when forming a film on a transparent resin film, it is tensioned while controlling the unwinding speed and the winding speed in order to disperse and homogenize the damage received on the transparent resin film in the roll-to-roll film formation performed in the industry. It is preferable to form a film in a state where stress is applied, and there is a case where the film is formed in a state where a transparent resin film or sheet is heated in advance. Alternatively, the transparent resin film or sheet may be cooled during film formation.
Furthermore, you may laminate | stack the layer of arbitrary resin or an inorganic compound 1 layer or 2 layers or more as an outermost layer in the zinc oxide type transparent conductive laminated body of this invention. Such an outermost layer can have a role of a protective film, an antireflection film, a filter, or the like, or functions such as adjustment of the viewing angle of liquid crystal and anti-fogging.

以下に実施例、比較例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。単位を部で表示しているところは、質量部を表す。
<評価法>
(1)全光線透過率、ヘイズ
JIS K 6711に準拠して評価した。
(2)酸化亜鉛系透明導電膜の外観評価
酸化亜鉛系透明導電性基板表面を顕微鏡で800倍に拡大し、酸化亜鉛系透明導電膜の亀裂が認められない場合は「○」(良好)と評価し、亀裂が認められる場合は「×」(不良)と評価した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. The unit displayed in parts represents parts by mass.
<Evaluation method>
(1) Total light transmittance, haze It evaluated based on JISK6711.
(2) Appearance evaluation of zinc oxide-based transparent conductive film When the surface of the zinc oxide-based transparent conductive substrate is magnified 800 times with a microscope and no cracks are found in the zinc oxide-based transparent conductive film, “○” (good) When the crack was recognized, it evaluated as "x" (defect).

(3)シート抵抗値の経時変化測定
4探針法(接触型):JIS R 1637に準拠して評価した。
酸化亜鉛系透明導電性基板のシート抵抗値は、成膜直後と数日実験室内で静置したものについて測定した。
(4)熱オーブンテスト
温度90℃の雰囲気下、約1時間静置して目視でそり・変形を評価した。
(3) Measurement of change in sheet resistance with time 4-probe method (contact type): Evaluated according to JIS R 1637.
The sheet resistance value of the zinc oxide-based transparent conductive substrate was measured immediately after film formation and after standing in the laboratory for several days.
(4) Thermal oven test It left still for about 1 hour in the atmosphere of a temperature of 90 degreeC, and evaluated the curvature and deformation | transformation visually.

(5)光弾性係数の測定
Macromolecules 2004,37,1062−1066に詳細の記載のある複屈折測定装置を用いた。レーザー光の経路にシート片の引張装置を配置し、23℃で伸張応力をかけながら複屈折を測定した。伸張時の歪速度は20%/分(チャック間:30mm、チャック移動速度:6mm/分)、試験片幅は7mmで測定を行った。複屈折(Δn)と伸張応力(σR)の関係から、最小二乗近似により線形領域の直線の傾きをもとめ光弾性係数(CR)を計算し、光弾性係数の絶対値(|CR|)を求めた。傾きの絶対値が小さいほど光弾性係数が0に近いことを示し、好ましい光学特性であることを示す。
|CR|=|Δn|/σR |Δn|=|n1−n2|
(CR:光弾性係数、σR:伸張応力、Δn:複屈折、n1:伸張方向の屈折率、n2:伸張方向と垂直な屈折率)
(5) Measurement of photoelastic coefficient A birefringence measuring apparatus described in detail in Macromolecules 2004, 37, 1062-1066 was used. A sheet piece tensioning device was placed in the laser beam path, and birefringence was measured while applying an extensional stress at 23 ° C. The strain rate during stretching was 20% / min (chuck interval: 30 mm, chuck moving speed: 6 mm / min), and the test piece width was 7 mm. From the relationship between birefringence (Δn) and tensile stress (σR), the photoelastic coefficient (CR) is calculated by finding the slope of the straight line in the linear region by least square approximation, and the absolute value (| CR |) of the photoelastic coefficient is obtained. It was. The smaller the absolute value of the slope is, the closer the photoelastic coefficient is to 0, indicating a preferable optical characteristic.
| CR | = | Δn | / σR | Δn | = | n1-n2 |
(CR: photoelastic coefficient, σR: stretching stress, Δn: birefringence, n1: refractive index in the stretching direction, n2: refractive index perpendicular to the stretching direction)

<用いた原材料>
(a)耐熱アクリル系樹脂
特公昭63−1964に記載の方法で、メタクリル酸メチル−無水マレイン酸−スチレン共重合体を得た。得られた共重合体の組成は、メタクリル酸メチル74質量%、無水マレイン酸10質量%、スチレン16質量%であり、共重合体メルトフローレート値(ASTM−D1238;230℃、3.8kg荷重)は1.6g/10分であった。
<Raw materials used>
(A) Heat-resistant acrylic resin A methyl methacrylate-maleic anhydride-styrene copolymer was obtained by the method described in JP-B 63-1964. The composition of the obtained copolymer was methyl methacrylate 74% by mass, maleic anhydride 10% by mass, styrene 16% by mass, copolymer melt flow rate value (ASTM-D1238; 230 ° C., 3.8 kg load). ) Was 1.6 g / 10 min.

(b)アクリル系樹脂
メタクリル酸メチル96.7質量部、アクリル酸メチル2.1質量部、及びキシレン1質量部からなる単量体混合物に、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,3−トリメチルシクロヘキサン0.0294質量部、及びn−オクチルメルカプタン0.28質量部を添加し、均一に混合する。この溶液を内容積10リットルの密閉耐圧反応器に連続的に供給し、攪拌下に平均温度130℃、平均滞留時間2時間で重合した後、反応器に接続された貯層に連続的に送り出し、一定条件下で揮発分を除去し、さらに押出機に連続的に溶融状態で移送し、以下の実施例に使用したアクリル系樹脂である(メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル)共重合体ペレットを得た。得られた共重合体のアクリル酸メチル含量は2.0%、重量平均分子量は102,000、ASTM−D1238に準拠して測定した230℃3.8kg荷重のメルトフロー値は2.0g/分であった。
(B) Acrylic resin 1,1-di-t-butylperoxy-3 was added to a monomer mixture consisting of 96.7 parts by weight of methyl methacrylate, 2.1 parts by weight of methyl acrylate, and 1 part by weight of xylene. , 3,3-trimethylcyclohexane 0.0294 parts by mass and n-octyl mercaptan 0.28 parts by mass are added and mixed uniformly. This solution is continuously supplied to a closed pressure-resistant reactor having an internal volume of 10 liters, polymerized with stirring at an average temperature of 130 ° C. and an average residence time of 2 hours, and then continuously sent to a reservoir connected to the reactor. The volatile matter is removed under a certain condition, and further transferred to the extruder in a molten state. The acrylic resin (methyl methacrylate / methyl acrylate) copolymer pellets used in the following examples Obtained. The resulting copolymer had a methyl acrylate content of 2.0%, a weight average molecular weight of 102,000, and a melt flow value at 230 ° C. and a load of 3.8 kg measured according to ASTM-D1238 was 2.0 g / min. Met.

(c)各樹脂透明基板の作成
クロックナー社製 F40の射出成形機を利用し、各樹脂について平板(80mm×80mm×2mmt)を作成した。それぞれの樹脂の成形温度は、耐熱アクリル系樹脂:270℃、アクリル系樹脂:260℃で行った。
(C) Creation of each resin transparent substrate A flat plate (80 mm × 80 mm × 2 mmt) was prepared for each resin using an F40 injection molding machine manufactured by Crockner. The molding temperature of each resin was as follows: heat-resistant acrylic resin: 270 ° C., acrylic resin: 260 ° C.

[実施例1および比較例1]
(a)耐熱アクリル系樹脂、(b)アクリル系樹脂を各々押出し成形したアクリル系透明樹脂基板のシート(80mm×80mm×2mmt)を用い、成膜前にあらかじめ真空乾燥機で60℃、約1時間乾燥し、水分などの微量不純物を除去した。
(成膜条件)
タブレット:三酸化二ガリウムを3質量%添加した酸化亜鉛焼結体
アクリル系透明樹脂基板シートのサイズ:80mm×80mm×2mmt平板
アクリル系透明樹脂基板シートの温度:約20℃(室温)
放電電圧:65V
放電電流:143A
アクリル系透明樹脂基板シートの搬送速度:20mm/sec
成膜中圧力:6.0×10−1Pa
雰囲気ガス条件:導入Ar流量/導入酸素流量=20/1
イオンプレーデイング法により透明導電膜として酸化亜鉛をアクリル系透明樹脂基板上に直接成膜を行い、酸化亜鉛系透明導電性基板を得た。透明導電膜の膜厚は約45nmに調整した。酸化亜鉛系透明導電性基板の評価結果を表1に併記した。また、酸化亜鉛系透明導電膜の外観評価用顕微鏡写真(800倍)を図2に示した。
[Example 1 and Comparative Example 1]
(A) Heat-resistant acrylic resin, (b) Acrylic transparent resin substrate sheet (80 mm × 80 mm × 2 mmt) formed by extrusion molding of acrylic resin. After drying for a while, trace impurities such as moisture were removed.
(Deposition conditions)
Tablet: Zinc oxide sintered acrylic transparent resin substrate sheet added with 3% by mass of digallium trioxide Size: 80 mm × 80 mm × 2 mmt Flat acrylic transparent resin substrate sheet temperature: about 20 ° C. (room temperature)
Discharge voltage: 65V
Discharge current: 143A
Acrylic transparent resin substrate sheet transport speed: 20 mm / sec
Pressure during film formation: 6.0 × 10 −1 Pa
Atmospheric gas conditions: Ar flow rate introduced / Oxygen flow rate introduced = 20/1
Zinc oxide was directly formed on an acrylic transparent resin substrate as a transparent conductive film by an ion plating method to obtain a zinc oxide transparent conductive substrate. The film thickness of the transparent conductive film was adjusted to about 45 nm. The evaluation results of the zinc oxide based transparent conductive substrate are also shown in Table 1. Moreover, the microscope picture (800 times) for external appearance evaluation of a zinc oxide type transparent conductive film was shown in FIG.

Figure 2007115657
Figure 2007115657

本発明の酸化亜鉛系透明導電膜を形成した酸化亜鉛系透明導電性基板、すなわち光学特性、透明導電膜密着性、耐熱性に優れ、かつ各種機能(導電性、電磁波シールド製、近赤外線吸収性、紫外線カット性など)を有する酸化亜鉛系透明導電性基板であり、液晶ディスプレイ・プラズマディスプレイ・無機EL(エレクトロルミネセンス)ディスプレイ・有機ELディスプレイ・電子ペーパーなどの透明電極、太陽電池の光電変換素子の窓電極、透明タッチパネル等の入力装置の電極、電磁シールドの電磁遮蔽膜、透明電波吸収体、紫外線吸収体、さらには透明半導体デバイスとして他の金属膜/金属酸化膜と組み合わせて活用することができる。   Zinc oxide-based transparent conductive substrate on which the zinc oxide-based transparent conductive film of the present invention is formed, that is, excellent in optical properties, transparent conductive film adhesion, heat resistance, and various functions (conductivity, electromagnetic shielding, near infrared absorption Zinc oxide-based transparent conductive substrate having UV-cutting properties, etc., transparent electrodes such as liquid crystal displays, plasma displays, inorganic EL (electroluminescence) displays, organic EL displays, and electronic paper, and photoelectric conversion elements for solar cells Window electrodes, electrodes for input devices such as transparent touch panels, electromagnetic shielding films for electromagnetic shields, transparent radio wave absorbers, ultraviolet absorbers, and transparent semiconductor devices that can be used in combination with other metal films / metal oxide films it can.

本発明の実施例で用いたイオンプレーティング装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the ion plating apparatus used in the Example of this invention. アクリル系樹脂透明基板表面上の酸化亜鉛系透明導電膜の顕微鏡写真の図である。比較例1の顕微鏡写真(倍率:800倍)には亀裂を示す細かい線が走っているのが見える。It is a figure of the microscope picture of the zinc oxide type transparent conductive film on the acrylic resin transparent substrate surface. It can be seen in the micrograph of Comparative Example 1 (magnification: 800 times) that a fine line indicating a crack is running.

符号の説明Explanation of symbols

10 イオンプレーティング装置
12 真空容器
PB プラズマビーム
14 プラズマガン(プラズマビーム発生器)
14a プラズマガンの陰極
14b、14c 中間電極
14d 電磁石コイル
14e ステアリングコイル
16 陽極部材
16a 主陽極であるハース
16b 環状の補助陽極
W 基板
WH 基板保持部材
18 搬送機構
18a 搬送路
18b コロ
19 酸素ガス容器
20a Ar等の不活性ガスからなるキャリアガスの導入路
20b 酸素以外の雰囲気ガスを供給するための供給路
20c Ar等の不活性ガスをハースに供給するための供給路
20d 排気系
TH 貫通口
21 マスフローメータ
22 蒸着材料
24a 永久磁石
24b コイル
10 Ion plating device 12 Vacuum vessel PB Plasma beam 14 Plasma gun (plasma beam generator)
14a Plasma gun cathodes 14b, 14c Intermediate electrode 14d Electromagnetic coil 14e Steering coil 16 Anode member 16a Hearth 16b as main anode Ring auxiliary anode W Substrate WH Substrate holding member 18 Transport mechanism 18a Transport path 18b Roller 19 Oxygen gas container 20a Ar Carrier gas introduction path 20b made of inert gas such as supply path 20c for supplying atmospheric gas other than oxygen Supply path 20d for supplying inert gas such as Ar to Hearth Exhaust system TH Through port 21 Mass flow meter 22 Vapor deposition material 24a Permanent magnet 24b Coil

Claims (5)

メタクリル酸メチル単位40〜90質量%、無水マレイン酸単位5〜20質量%、及び芳香族ビニル化合物単位5〜40質量%を共重合して得られる耐熱アクリル系樹脂透明基板上に、直接酸化亜鉛系透明導電膜が形成されてなる酸化亜鉛系透明導電性基板。   Directly zinc oxide on a heat-resistant acrylic resin transparent substrate obtained by copolymerizing 40 to 90% by mass of methyl methacrylate units, 5 to 20% by mass of maleic anhydride units and 5 to 40% by mass of aromatic vinyl compound units Zinc oxide-based transparent conductive substrate formed by forming a transparent transparent conductive film. 酸化亜鉛系透明導電膜が、ガリウム、アルミニウム、ホウ素、ケイ素、スズ、インジウム、ゲルマニウム、アンチモン、イリジウム、レニウム、セリウム、ジルコニウム、スカンジウム、及びイットリウムから選ばれる少なくとも1種を0.05〜15質量%含む事を特徴とする請求項1に記載の酸化亜鉛系透明導電性基板。   The zinc oxide-based transparent conductive film contains 0.05 to 15% by mass of at least one selected from gallium, aluminum, boron, silicon, tin, indium, germanium, antimony, iridium, rhenium, cerium, zirconium, scandium, and yttrium. The zinc oxide based transparent conductive substrate according to claim 1, which is contained. 耐熱アクリル系樹脂透明基板が、フィルム、もしくはシートであることを特徴とする請求項1又は2に記載の酸化亜鉛系透明導電性基板。   The zinc oxide-based transparent conductive substrate according to claim 1 or 2, wherein the heat-resistant acrylic resin transparent substrate is a film or a sheet. 耐熱アクリル系樹脂透明基板上にイオンプレーティング法によって酸化亜鉛系透明導電膜を形成することを特徴とする酸化亜鉛系透明導電性基板の製造方法。   A method for producing a zinc oxide-based transparent conductive substrate, comprising: forming a zinc oxide-based transparent conductive film on a heat-resistant acrylic resin transparent substrate by an ion plating method. 耐熱アクリル系樹脂透明基板上に、圧力勾配型プラズマガンを用いてプラズマビームを供給し、酸化亜鉛を主成分とする蒸発材料の周囲に設けたビーム修正装置により該プラズマビームを該蒸発材料に集中させて、該蒸発材料を蒸発、イオン化させるイオンプレーティング法によって酸化亜鉛系透明導電膜を形成することを特徴とする請求項4に記載の酸化亜鉛系透明導電性基板の製造方法。   A plasma beam is supplied on a heat-resistant acrylic resin transparent substrate using a pressure gradient plasma gun, and the plasma beam is concentrated on the evaporation material by a beam correction device provided around the evaporation material mainly composed of zinc oxide. The method of manufacturing a zinc oxide-based transparent conductive substrate according to claim 4, wherein the zinc oxide-based transparent conductive film is formed by an ion plating method in which the evaporation material is evaporated and ionized.
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