(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、水滴等の付着を抑制できるとともに、太陽光の熱によりデバイス内部の素子が損傷されることを抑制できるデバイス用の透明カバー部材を提供する。【解決手段】本発明のデバイス用の透明カバー部材１０は、デバイスの外側に面する外主面と、外主面と対向し、デバイスの内側に面する内主面とを有する透明基材１１と、外主面上に形成された、赤外光の透過を抑制する赤外光透過抑制層１２と、内主面上に形成された透明導電層１３と、透明導電層１３と接するように形成された電極１４と、を有する。【選択図】図２
2018054766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイス用の透明カバー部材であって、
第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面とを有する透明基材と、
前記第１主面上に形成された、赤外光の透過を抑制する赤外光透過抑制層と、
前記第２主面上に形成された透明導電層と、
前記透明導電層と接するように形成された電極と、
を有するデバイス用の透明カバー部材。
【請求項２】
前記赤外光透過抑制層は、赤外光反射膜である、請求項１に記載のデバイス用の透明カバー部材。  
【請求項３】
前記赤外光反射膜は、可視光の平均反射率が２％以下である、請求項２に記載のデバイス用の透明カバー部材。
【請求項４】
前記赤外光反射膜は、高屈折率層と、前記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層とが交互に形成された多層膜である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス用の透明カバー部材。
【請求項５】
前記透明導電層は、酸化インジウムを主成分とする膜、酸化亜鉛を主成分とする膜、及び酸化スズを主成分とする膜からなる群より選ばれた１種以上からなる膜である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のデバイス用の透明カバー部材。  
【請求項６】
前記第２主面上に、高屈折率層と、前記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層とが交互に形成されたインデックスマッチ層を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のデバイス用の透明カバー部材。
【請求項７】
前記第２主面上に、赤外光を吸収または反射する第２の赤外光透過抑制層が形成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス用透明カバーガラス。
【請求項８】
前記デバイスは、固体撮像素子を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイス用の透明カバー部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイス用の透明カバー部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の固体撮像素子を有するデバイスは、様々な用途で使用されている。固体撮像素子を有するデバイスは、固体撮像素子を保護するために、透明カバー部材を備える。
【０００３】
近年では、例えば、ビデオカメラは、屋外や車外の撮影に使用されており、屋外に長期間設置されることがある。屋外の気温や湿度の変動あるいは積雪などの影響により、屋外に設置されたビデオカメラの透明カバー部材に、水滴等が付着してしまう。そのため、ビデオカメラにより写された映像の視認性が低下することがある。
【０００４】
そこで、視認性の低下を抑制するため、特許文献１のように、透明カバー部材の全面にＩＴＯ膜を被覆し、その上にヒーター線を配設することにより、透明カバー部材を加熱することが提案されている。透明カバー部材を加熱することにより、水滴等の付着が抑制され、映像の視認性の低下が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０６０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
屋外で使用されるデバイスには、水滴等の付着を抑制すること以外にも、太陽光に含まれる赤外光によりデバイス内部の素子が損傷されることを防ぐことが重要となっている。特許文献１のように、透明カバー部材をＩＴＯ膜で被覆しても、赤外光によるデバイス内部の素子の損傷は抑制することができない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、水滴等の付着を抑制できるとともに、赤外光によりデバイス内部の素子が損傷されることを抑制できるデバイス用の透明カバー部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のデバイス用の透明カバー部材は、デバイス用の透明カバー部材であって、第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面とを有する透明基材と、前記第１主面上に形成された、赤外光の透過を抑制する赤外光透過抑制層と、前記第２主面上に形成された透明導電層と、前記透明導電層と接するように形成された電極とを有することを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、透明導電層に電気を流すことが可能となり、透明基材の第２主面を加熱することができる。それにより、透明基材の第２主面のみならず第１主面への水滴等の付着を抑制することができる。また、赤外光透過抑制層により、太陽光に含まれる赤外光によりデバイス内部の素子が損傷することを抑制することができる。また、赤外光透過抑制層が、透明基材の第１主面上に形成されることで、透明基材に傷が付くことを抑制できる。更に、赤外光透過抑制層が、透明基材の第１主面上に形成されることで、赤外線に対して感度のある固体撮像素子へのノイズを低減する効果が期待できる。なお、本明細書において、赤外光とは、波長が７８０〜１４００ｎｍにおける光をいう。
【００１０】
また、上記のデバイス用の透明カバー部材において、前記赤外光透過抑制層は、赤外光反射膜であることが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、太陽光に含まれる赤外光の熱によりデバイス内部の素子が損傷することを確実に抑制することができる。
【００１２】
また、上記のデバイス用の透明カバー部材において、前記赤外光反射膜は、可視光の平均反射率が２％以下であることが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、可視光がデバイス用の透明カバー部材で反射することを抑制できる。そのため、例えば、固体撮像素子を有するデバイスにおいて、フレアやゴーストが発生することを抑制することができる。なお、本明細書において、可視光とは、波長が３８０〜７８０ｎｍにおける光をいう。
【００１４】
また、上記のデバイス用の透明カバー部材において、前記赤外光反射膜は、高屈折率層と、前記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層とが交互に形成された多層膜であることが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、赤外光の透過を抑制するとともに、可視光がデバイス用の透明カバー部材での反射の抑制の両立を図ることができる。
【００１６】
また、上記のデバイス用の透明カバー部材において、前記透明導電層は、酸化インジウムを主成分とする膜、酸化亜鉛を主成分とする膜、及び酸化スズを主成分とする膜からなる群より選ばれた１種以上からなる膜であることが好ましい。なお、これらは酸素が欠損しても良く、必ずしも化学両論組成である必要はない。
【００１７】
このような構成によれば、デバイス用の透明カバー部材の透明性を良くするとともに、透明導電層に効率的に電気を流すことが可能となる。なお、酸化インジウムを主成分とする膜とは、透明導電層中における酸化インジウムの質量割合が５０質量％超である膜を、酸化亜鉛を主成分とする膜とは、透明導電層中における酸化亜鉛の質量割合が５０質量％超である膜を、酸化スズを主成分とする膜とは、透明導電層中における酸化スズの質量割合が５０質量％超である膜をいう。
【００１８】
また、上記のデバイス用の透明カバー部材において、前記内主面上に、高屈折率層と、前記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層とが交互に形成されたインデックスマッチ層を有することが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、デバイス用の透明カバー部材の可視光透明性が向上する。
【００２０】
また、上記のデバイス用の透明カバー部材において、前記第２主面上に、赤外光を吸収または反射する第２の赤外光透過抑制層が形成されることが好ましい。
【００２１】
このような構成によれば、外主面上に形成された赤外光透過抑制層により抑制できなかった赤外光のデバイス内部への透過を、内主面上に形成された第２の赤外光透過抑制層により抑制できるため、赤外光の熱によりデバイス内部の素子が損傷されることをより確実に抑制できる。
【００２２】
また、上記のデバイス用の透明カバー部材において、前記デバイスは、固体撮像素子を有することが好ましい。
【００２３】
固体撮像素子を有するデバイスは、デバイス用の透明カバー部材への水滴等の付着によりデバイス特性（視認性）が低下しやすく、かつデバイスに照射される赤外光の熱により損傷しやすい。そのため、本発明により得られる効果を十分に享受することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、水滴等の付着を抑制できるとともに、赤外光によりデバイス内部の素子が損傷されることを抑制できるデバイス用の透明カバー部材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、デバイスの断面図である。
【図２】図２は、図１のデバイス用の透明カバー部材１０の拡大側面図である。
【図３】デバイス用の透明カバー部材１０の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００２７】
図１は、本発明の第一の実施形態にかかるデバイス用の透明カバー部材を有するデバイスの断面図である。デバイス１は、デバイス本体２と、デバイスカバー３と、レンズ６と、デバイス用の透明カバー部材１０を有する。デバイス本体２は、内部にデータ処理手段や記憶手段等を格納しているデバイス主要部４と、固体撮像素子５とを有する。固体撮像素子５としては、例えば、ＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサが挙げられる。本実施形態において、固体撮像素子５は、ＣＣＤイメージセンサである。固体撮像素子５は、無蓋の箱型形状のパッケージ５ａと、固体撮像素子本体５ｂと、パッケージ５ａと固体撮像素子本体５ｂとを電気的に接続するボンディングワイヤ５ｃとを有する。固体撮像素子本体５ｂは、行列状（マトリックス状）に２次元配置されてなるマイクロレンズを有し、固体撮像素子本体５ｂは、それぞれのマイクロレンズに入射された光の光量に応じた電荷量を発生させる光電変換素子を有する。パッケージ５ａは、底部から外部に向けて伸びる金線を有し、金線の一端は、デバイス主要部４内のデータ処理手段と電気的に接続されている。また、金線は、ボンディングワイヤ５ｃと接続されており、固体撮像素子本体５ｂで発生した電荷量の電気信号は、ボンディングワイヤ５ｃ及び金線の他端を通じて、データ処理手段に入力され、画像・映像データに変換される。
【００２８】
固体撮像素子カバー５ｄは、パッケージ５ａの上面で接着されている。それにより、固体撮像素子本体５ｂが保護される。
【００２９】
固体撮像素子カバー５ｄと後述するデバイス用の透明カバー部材１０の間には、例えば３枚のレンズ６が配されている。
【００３０】
デバイス用の透明カバー部材１０について、図２を用いて詳細に説明する。デバイス用の透明カバー部材１０は、透明基材１１と、赤外光透過抑制層１２と、透明導電層１３と、電極１４とを、主要構成として備える。
【００３１】
透明基材１１としては、ポリカーボネート、ポリエステル等の樹脂透明基材、石英、サファイア、ガラス等の無機透明基材を使用することができる。これらの中でも、耐薬品性に優れ、比較的安価に得られるため、透明基材１１は、ガラスからなることが好ましい。ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス等により構成することができる。
【００３２】
透明基材１１は、第１主面１１ａと、第１主面１１ａと対向する第２主面１１ｂとを有する。本実施形態において、第２主面１１ｂは、図１のデバイス本体２に面する主面であり、第１主面１１ａは、デバイス１の外側に面する主面である。すなわち、第１主面１１ａは、図１における透明基材１１の左側の主面であり、第２主面１１ｂは、図１における透明基材１１の右側の主面である。
【００３３】
赤外光透過抑制層１２は、透明基材１１の第１主面上１１ａ上の全体に亘り形成されている。赤外光透過抑制層１２は、赤外光の透過を抑制する層である。赤外線透過抑制層１２としては、赤外線の透過を反射する赤外線反射膜、赤外線を吸収する赤外線吸収膜等が挙げられる。
【００３４】
赤外線吸収膜としては、例えばシアニン類やキサンチン誘導体、チアピリリニウム塩誘導体等を含む膜が挙げることができる。
【００３５】
赤外線反射膜としては、高屈折率層と、高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層とが交互に形成された多層膜が挙げられる。高屈折率層の材質として、例えば、酸化ニオブ、窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム等が挙げられる。低屈折率層の材質として、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム等が挙げられる。
赤外線反射膜を構成する各層の厚みは、５〜５００ｎｍの範囲であることが好ましく、８〜２５０ｎｍの範囲であることがより好ましく、１２〜２００ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。また、赤外線反射膜を構成する層の総数は、４〜２０の範囲内であることが好ましい。このような範囲内にすることにより、確実に赤外線の透過を抑制し、かつ簡易に赤外線反射膜を得ることができる。赤外線反射膜のトータルの厚みは、０．１〜５μｍの範囲であることが好ましく、０．２〜２μｍの範囲であることがより好ましい。
【００３６】
高屈折率層の材質、低屈折率層の材質、各層の厚み、赤外線反射膜を構成する層の総数は、膜計算ソフトを使用して、赤外線の反射率が所望の範囲となるように決定することができる。
【００３７】
赤外線反射膜の赤外線透過率の平均（波長：７８０〜１４００ｎｍ）は、７５％以下であることが好ましい。赤外線反射膜の赤外線反射率の平均（波長：７８０〜１４００ｎｍ）は、２５％以上であることが好ましい。これにより、太陽光に含まれる赤外光によりデバイス１の素子（固体撮像素子５ｂ）が損傷することを防げる。また、赤外線反射膜の赤外線透過率の平均は、６０％以下であることがより好ましい。赤外線反射膜の赤外線反射率の平均は、４０％以上であることがより好ましい。
【００３８】
赤外線反射膜の可視光の平均反射率（波長：３８０〜７８０ｎｍ）は、２％以下であることが好ましい。これにより、固体撮像素子５ｂを有するデバイス１において、フレアやゴーストが発生することを抑制することができる。
【００３９】
赤外線反射膜は、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等により形成することができる。
【００４０】
透明導電層１３は、透明基材１１の第２主面１１ｂ上に形成されている。透明導電層１３に電気を流すことにより、透明基材１３の第２主面１１ｂを加熱することができる。それにより、透明基材１１の第１主面上１１ａおよび第２主面１１ｂへの水滴等の付着を抑制することができる。透明導電層１３は、透明基材１１の第２主面１１ｂ上の全体に亘って形成されていても良く、例えば、透明基材１１の第２主面１１ｂの周縁部のみ、中心部のみに形成されていても良い。
【００４１】
透明導電層１３としては、例えば、酸化インジウムを主成分とする膜、酸化亜鉛を主成分とする膜、及び酸化スズを主成分とする膜等が挙げられる。酸化インジウムを主成分とする膜等が挙げられる。
酸化インジウムを主成分とする膜としては、酸化インジウムの質量割合が５０質量％超、その他の成分として、スズ、亜鉛等を含む膜が挙げられる。このような膜として、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）膜、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）膜等が挙げられる。酸化インジウムを主成分とする膜としては、酸化インジウムの質量割合が７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましい。
酸化亜鉛を主成分とする膜としては、酸化亜鉛の質量割合が５０質量％超、その他の成分として、アルミニウム、ガリウム等を含む膜が挙げられる。酸化亜鉛を主成分とする膜としては、酸化亜鉛の質量割合が７０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましい。
酸化スズを主成分とする膜としては、酸化スズの質量割合が５０質量％超、その他の成分として、フッ素、アンチモン等を含む膜が挙げられる。このような膜として、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）膜、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）膜等が挙げられる。酸化スズを主成分とする膜としては、酸化スズの質量割合が７０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましい。
また、透明基材１１の第２主面１１ｂと透明導電層１３との間、または、透明導電層１３の上に、高屈折率層と、前記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層とが交互に形成されたインデックスマッチ層を設けてもよい。これにより、デバイス用の透明カバー部材１０の透明性が向上する。高屈折率層の材質として、例えば、酸化ニオブ、窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム等が挙げられる。低屈折率層の材質として、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム等が挙げられる。
【００４２】
透明導電層１３の厚みは、０．０１〜１μｍであることが、可視光吸収低減のため好ましい。
【００４３】
ＩＴＯ膜やインデックスマッチ層は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法により形成することができる。また、ＦＴＯ膜やＡＴＯ膜は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成することができる。ＡｌまたはＧａを含有する、酸化亜鉛を主成分とする膜は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法により形成することができる。
【００４４】
電極１４は、透明導電層１３と接するように形成される。そして、図３に示すように、電極１４は、透明基材１１の対向する２辺に沿って２個（１４ａ、１４ｂ）形成される。電極１４は、導電性を有する材質により構成されることが好ましい。例えば、電極１４は、金、銀、銅等の金属により構成することができる。
【００４５】
電極１４ａ・１４ｂは、それぞれ導電性のケーブルＣの一端に接続され、電極１４ａ・１４ｂに接続されたケーブルＣの他端は、交流電源Ｄに接続される。これにより、電極１４ａ・１４ｂに電流が流れるとともに、透明導電層１３にも電流が流れる。なお、交流電源Ｄの代わりに直流電源を用いてもよい。
【００４６】
なお、本実施形態において、固体撮像素子カバー５ｄは、デバイス用の透明カバー部材１１と同様の構成のカバーを使用しても良い。この場合、固体撮像素子５ｂと対向する面が内主面となっても、デバイス用の透明カバー部材１０と対向する面が内主面となっても良い。
【００４７】
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【００４８】
まず、ガラス板を用意した。続いて、用意したガラス板をスパッタリング装置にセットした。次に、スパッタリング装置内に、アルゴンガス及び酸素ガスの混合ガスを導入して、ＩＴＯのターゲットをスパッタリングし、ガラス板の一方の面上にＩＴＯ膜を成膜した。なお、ＩＴＯ膜の厚みは１５ｎｍである。なお、ＩＴＯ膜のシート抵抗は、２００Ω／□である。
【００４９】
ＩＴＯ膜上に、電極を形成した。電極は、ガラス板の対向する２辺に沿って形成された。
【００５０】
次に、アルゴンガス及び酸素ガスの混合ガスを同じ流量に保った状態で、ニオブのターゲットをスパッタリングすることにより、ＩＴＯ膜上に、酸化ニオブ膜を成膜した。続いて、アルゴンガス及び酸素ガスの混合ガスを同じ流量に保った状態で、ケイ素のターゲットをスパッタリングすることにより、酸化ニオブ膜上に、酸化ケイ素膜を成膜した。この操作を繰り返すことにより、ガラス板上に、酸化ニオブ膜と、酸化ケイ素膜とが、１層ずつ交互に積層された、合計４層の膜を有するインデックスマッチ層を形成した。なお、各層の厚みは、ＩＴＯ膜側から、７ｎｍ、３０ｎｍ、１１０ｎｍ、８０ｎｍである。
【００５１】
続いて、ガラス板の他方の面上に、赤外線反射膜を形成した。スパッタリング装置を用いて、ガラス板の他方の面上に、酸化ニオブ、酸化ケイ素、酸化ニオブ、酸化ケイ素、・・・の順に、計１０層の膜を形成した。各層の厚みは、ガラス板側から、１０ｎｍ、３８ｎｍ、１０８ｎｍ、１６０ｎｍ、９５ｎｍ、１５０ｎｍ、９５ｎｍ、１５５ｎｍ、９５ｎｍ、７７ｎｍである。なお、赤外線反射膜の赤外線透過率の平均（波長：７８０〜１４００ｎｍ）は、５０％である。
【符号の説明】
【００５２】
１：デバイス、１０：デバイス用の透明カバー部材、１１：透明基材、１２：赤外光透過抑制層、１３：透明導電層、１４：電極
【図１】
2018054766.tif 000003
【図２】
2018054766.tif 000004
【図３】
2018054766.tif 000005