(57)【要約】【課題】可視光線透過率が高く、近赤外線遮蔽性に優れ、内部応力が小さいため高温・多湿な環境下でも変形しない透明導電膜及びそれを含むディスプレイフィルタを提供する。【解決手段】本発明による透明導電膜は、透明基板上に第１屈折透明薄膜と金属薄膜とが繰り返し積層され、且つ第１屈折透明薄膜と金属薄膜との間に第１屈折透明薄膜よりも屈折率が低い第２屈折透明薄膜が積層されてなる透明導電膜であって、ここで、第２屈折透明薄膜は、その厚さが第１屈折透明薄膜の厚さに対して１０％以上、６５％以下で形成されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に第１屈折透明薄膜と金属薄膜とが繰り返し積層され、且つ第１屈折透明薄膜と金属薄膜との間に前記第１屈折透明薄膜よりも屈折率が低い第２屈折透明薄膜が積層されてなる透明導電膜であって、
前記第２屈折透明薄膜は、その厚さが前記第１屈折透明薄膜の厚さに対して１０％以上、６５％以下で形成されることを特徴とする透明導電膜。
【請求項２】
前記第１屈折透明薄膜は、２．２以上の屈折率を有する金属酸化物から形成されることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
【請求項３】
前記第１屈折透明薄膜は、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）から形成されることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
【請求項４】
前記第２屈折透明薄膜は、アルミニウム（Ａｌ）またはチタニウム（Ｔｉ）がドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）から形成されることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
【請求項５】
前記第２屈折透明薄膜は、アルミニウム（Ａｌ）またはチタニウム（Ｔｉ）が総重量に対して２ｗｔ％以上、１０ｗｔ％以下にドープされてなることを特徴とする請求項４に記載の透明導電膜。
【請求項６】
前記金属薄膜は、銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を主成分とする合金から形成されることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の透明導電膜を含むことを特徴とするディスプレイフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電膜及びそれを含むディスプレイフィルタに係り、特に、可視光線透過率が高く、近赤外線遮蔽性に優れ、且つ内部応力が小さいため高温・多湿な環境下でも変形しない透明導電膜及びそれを含むディスプレイフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、透明導電膜は、酸化物透明薄膜と金属薄膜とが繰り返し積層されてなる多層薄膜構造を有し、プラズマディスプレイパネルの電磁波遮蔽材、自動車用防風ガラス、電磁波遮蔽窓ガラス、ディスプレイデバイスの透明電極などに広く利用されている。
【０００３】
透明導電膜は、その活用範囲が徐々に拡大されるに伴い、可視光領域における高い透過性と高い電気伝導性の他、耐湿、高温などの環境下においても欠点や特性の低下が生じない、高耐久性特性が要求されてきている。
【０００４】
しかしながら、透明導電膜に対し、抵抗値を下げるために積層数を上げると、薄膜の内部応力の増大により導電膜が破断して抵抗値が高くなり、また、湿度の高い環境下では銀（Ａｇ）の凝集現象による白色の欠点が発生するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような背景に鑑みて提案されたものであって、その目的は、可視光線透過率が高く、近赤外線遮蔽性に優れ、内部応力が小さいため高温・多湿な環境下でも変形しない透明導電膜及びそれを含むディスプレイフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の一様相に係る透明導電膜は、透明基板上に第１屈折透明薄膜と金属薄膜とが繰り返し積層され、且つ第１屈折透明薄膜と金属薄膜との間に第１屈折透明薄膜よりも屈折率が低い第２屈折透明薄膜が積層されてなる透明導電膜であって、
ここで、第２屈折透明薄膜は、その厚さが第１屈折透明薄膜の厚さに対して１０％以上、６５％以下で形成されることを特徴とする。
【０００７】
また、第１屈折透明薄膜は、２．２以上の屈折率を有する金属酸化物から形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成された本発明に係る透明導電膜及びそれを含むディスプレイフィルタでは、相対的に低屈折率を有する第２屈折透明薄膜の厚さが、第１屈折透明薄膜の厚さに対して１０％以上、６５％以下で形成されるため、導電膜内の金属薄膜が結晶性を示すことで電気伝導性が向上し、可視光線透過率が正常範囲（８０％以上）を満足するという有用な効果がある。また、優れた近赤外線遮蔽性能を有するという効果がある。
【０００９】
さらには、金属薄膜が結晶性を示すことで水分による凝集を抑えることにより、高温・多湿な環境下でも欠点の発生が抑えられることで優れた外観特性を保つことができ、また、金属薄膜の耐久性、特に耐湿性を向上させることができるという有用な効果がある。
【００１０】
また、金属薄膜が結晶性を示すことで薄膜の積層数を増やさなくても優れた電気伝導性を有し、赤外線反射金属薄膜の凝集力を軽減することで高温・多湿な環境下に露出しても強い耐久性を有するという有用な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る透明導電膜を説明するための例示図である。
【図２】本発明の一実施例に係る透明導電膜の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。なお、かかる実施例は、当業者が本発明を容易に理解し再現できるようにするための例示的な説明であるに過ぎず、本発明がかかる実施例により限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明に係る透明導電膜を説明するための例示図である。
同図に示すように、本発明に係る透明導電膜１０は、透明基板１１上に第１屈折透明薄膜１２−１、１２−２、１２−３、１２−４と、第２屈折透明薄膜１３−１、１３−２、１３−３、１３−４と、金属薄膜１４−１、１４−２が積層され、好ましくは、第１屈折透明薄膜１２−１、１２−２、１２−３、１２−４と金属薄膜１４−１、１４−２との間に第２屈折透明薄膜１３−１、１３−２、１３−３、１３−４が積層されてなる多層薄膜構造１５、１６、１７、１８から形成される。
【００１４】
透明基板１１は、光透過率に優れ且つ機械的物性に優れたものであれば特に制限されない。例えば、透明基板１１は、熱硬化またはＵＶ硬化が可能な有機フィルムであればよく、主に、ポリマー系の物質、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ウレタンアクリレート、ポリエステル、エポキシアクリレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるものであればよい。また、透明基板１１は、化学強化ガラスとしてソーダ石灰ガラス硝子やアルミノシリケートガラス（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ）からなるものであってもよく、この成分としてのＮａやＦｅの量は、用途に応じて低く調整すればよい。
【００１５】
第１屈折透明薄膜１２−１、１２−２、１２−３、１２−４は、２．２以上の屈折率を有し、圧縮応力が０．１ＧＰａ以上、０．２ＧＰａ以下の金属酸化物からなるものであればよい。その金属酸化物の一例として、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）が挙げられる。また、一例として、第１屈折透明薄膜１２−１、１２−２、１２−３、１２−４の厚さは、２２ｎｍ以上、３８ｎｍ以下であればよい。
【００１６】
第２屈折透明薄膜１３−１、１３−２、１３−３、１３−４は、金属薄膜１４が結晶性を示すようにし、また可視光線領域の光透過率を正常範囲、例えば、８０％以上に保たせる役割を果たす。好ましくは、第２屈折透明薄膜１３−１、１３−２、１３−３、１３−４は、その厚さが第１屈折透明薄膜１２−１、１２−２、１２−３、１２−４の厚さに対して１０％以上、６５％以下を有するように形成されていてよい。一例として、第２屈折透明薄膜１３−１、１３−２、１３−３、１３−４は、２．０以下の屈折率を有する金属酸化物から形成されていてよい。また、好ましくは、第２屈折透明薄膜１３−１、１３−２、１３−３、１３−４は、アルミニウム（Ａｌ）またはチタニウム（Ｔｉ）が総重量に対して２ｗｔ％以上、１０ｗｔ％以下にドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）から形成されるものであればよい。
【００１７】
金属薄膜１４は、可視光線領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）では光透過率が高く、赤外線領域では光反射率が高い物質から形成されていてよい。その物質の一例として、銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を主成分とする合金が挙げられる。
【００１８】
図２は、本発明の一実施例に係る透明導電膜の断面図である。
本実施例に係る透明導電膜２０は、ソーダ石灰ガラス２１上に五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）とチタニウムがドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）と銀（Ａｇ）とが繰り返し積層されてなる多層薄膜構造２２、２３、２４、２５を有する。ここで、チタニウムがドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）は、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）と銀（Ａｇ）との間に積層される。
【００１９】
以下、図２に示す透明導電膜の薄膜の厚さによる銀（Ａｇ）の結晶性、光透過率、耐湿性を測定した結果を、下表１に表す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
ここで、チタニウムがドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）の厚さの割合は、ＴｉＺＯ薄膜の厚さ÷五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）薄膜の厚さ×１００（％）にて計算した。また、銀（Ａｇ）の結晶性は、Ｘ線回折パターン（ＸＲＤ）の測定によるＡｇピークの相対的な強度から測定し、光透過率は、Ｌａｍｂｄａ−９５０  ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して測定した。可視光線領域の全波長にわたって高い透過率を要求する透明伝導性積層体の特性に合わせて全波長領域での平均透過率と４５０ｎｍ波長での透過率、６２０ｎｍ波長での透過率を一緒に比較した。耐湿性は、透明導電膜の一定の面積、例えば、２９．５ｃｍ×２１ｃｍ面積当たり白色欠点のサイズが０．５ｍｍ未満で、サイズ０．５ｍｍ未満の白色欠点の数が５個未満である場合にＰａｓｓ、白色欠点のサイズが０．５ｍｍ以上で、サイズ０．５ｍｍ以上の白色欠点の数が５個以上である場合にｆａｉｌと評価した。
【００２２】
実施例１、２及び比較例１、２では、超音波にて洗浄した厚さ０．５ｍｍの透明基板の上に、アルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（Ｏ２）ガスとを混合してスパッタリングチャンバ内に導入し、５ｍＴｏｒｒの圧力下、電力密度２Ｗ／ｃｍ２でＤＣスパッタを五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）ターゲットに施して、それぞれ厚さ３３ｎｍ、２４ｎｍ、３５ｎｍ、２０ｎｍの五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）薄膜を形成した。
【００２３】
また、実施例１、２及び比較例１、２では、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）薄膜上に、アルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（Ｏ２）ガスとを混合して導入し、５ｍＴｏｒｒの圧力下、電力密度２Ｗ／ｃｍ２でＤＣスパッタをチタニウムが１０％ドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）ターゲットに施して、それぞれ厚さ５ｎｍ、１５ｎｍ、２ｎｍ、２０ｎｍのチタニウムがドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）薄膜を形成した。
【００２４】
さらに、実施例１、２及び比較例１、２では、チタニウムがドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）薄膜を積層した層の上に、アルゴン（Ａｒ）ガスを導入し、５ｍＴｏｒｒの圧力下、電力密度１Ｗ／ｃｍ２でＤＣスパッタを銀（Ａｇ）金属ターゲットに施して、それぞれ厚さ１７ｎｍの銀（Ａｇ）金属薄膜を形成した。
【００２５】
また、実施例１、２及び比較例１、２では、銀（Ａｇ）金属薄膜の上に、さらに、アルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（Ｏ２）ガスとを混合して導入し、５ｍＴｏｒｒの圧力下、電力密度２Ｗ／ｃｍ２の同一条件でＤＣスパッタをチタニウム金属が１０％ドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）ターゲットに施して、それぞれ厚さ５ｎｍ、１５ｎｍ、２ｎｍ、２０ｎｍのチタニウムがドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）薄膜を形成した。
【００２６】
実施例１、２及び比較例１、２では、チタニウムがドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）薄膜の上に、アルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（Ｏ２）ガスとを混合して導入し、５ｍＴｏｒｒの圧力下、電力密度２Ｗ／ｃｍ２でＤＣスパッタを五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）ターゲットに施して、それぞれ厚さ３３ｎｍ、２４ｎｍ、３５ｎｍ、２０ｎｍの五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）薄膜を形成した。
【００２７】
比較例１のように、チタニウムがドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）薄膜の厚さの比が、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）薄膜に対して１０％未満である場合、銀（Ａｇ）金属薄膜が結晶性を示さない非晶質薄膜となることで、高温・多湿な環境下に露出した際、銀（Ａｇ）結集による白色欠点が発生するという問題が生じ、銀（Ａｇ）金属薄膜の不安定性により薄膜が不均一になり、また反射率が高く可視光線透過率が低くなった。
【００２８】
比較例２のように、チタニウムがドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）薄膜の厚さの比を、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）薄膜に対して６５％を超えるように増大させると、銀（Ａｇ）結晶性は増加するものの、薄膜の応力増加により破断面が発生して、銀（Ａｇ）が結集することで現われる百点欠陥が著しくなり、また、酸化亜鉛膜の短波長吸収特性によって４５０ｎｍ以下の領域での透過率が低くなる。
【００２９】
一方、実施例１、２のように、チタニウムがドープされた酸化亜鉛（ＴｉＺＯ）薄膜の厚さの比が五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）薄膜に対して１０％以上、６５％以下である場合、酸化亜鉛層の厚さが増加すると、銀（Ａｇ）金属薄膜の結晶性が高くなることで水分による銀（Ａｇ）の凝集を抑え、高温・多湿な環境下においても優れた外観特性を保つことができる。さらには、可視光線の全領域にわたって８０％以上の高い透過率が得られた。
【００３０】
以上、本明細書では、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に理解し再現できるように図面に図示した実施例を参考して説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者ならば、本発明の実施例から種々の変形及び均等な他の実施例が可能であることが理解できるであろう。したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ決められるべきである。
【符号の説明】
【００３１】
１０、２０：透明導電膜
１１、２１：透明基板
１２−１、１２−２、１２−３、１２−４：第１屈折透明薄膜
１３−１、１３−２、１３−３、１３−４：第２屈折透明薄膜
１４−１、１４−２：金属薄膜
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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2011138135000003.pdf
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