(57)【要約】  本発明は、透明フィルム基板と、少なくとも１つの銀層を有する層系とを含む、電磁波の遮へい用の本発明による透明プラスチックフィルム、並びにそのようなプラスチックフィルムの製造方法に関し、銀層が、２つの酸化ニオブ層の間に包埋される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明フィルム基板と、少なくとも１つの銀層を有する層系とを含む電磁波の遮へい用の透明プラスチックフィルムであって、銀層が２つの酸化ニオブ層の間に包埋されていることを特徴とする、透明プラスチックフィルム。
【請求項２】
２つの酸化ニオブ層が、銀層に面した側で化学量論的に不足して形成されている、請求項１記載のプラスチックフィルム。
【請求項３】
２つの酸化ニオブ層が、銀層に面していない側で化学量論的に形成されている、請求項１又は２記載のプラスチックフィルム。
【請求項４】
２つの酸化ニオブ層が、それぞれ２つの部分層からなり、部分層の、銀層に面した側で化学量論的に不足してかつ銀層に面していない側が化学量論的に、それぞれ形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のプラスチックフィルム。
【請求項５】
酸化ニオブ層又は酸化ニオブ部分層の化学量論的な領域が、Ｎｂ2Ｏ5として形成されている、請求項３又は４のいずれか１項記載のプラスチックフィルム。
【請求項６】
２つの酸化ニオブ層が、化学量論的に不足した層領域から化学量論的な層領域までの遷移が形成されているように勾配を有する、請求項２から５までのいずれか１項記載のプラスチックフィルム。
【請求項７】
遷移が連続的に形成されている、請求項６記載のプラスチックフィルム。
【請求項８】
遷移が段階的に形成されている、請求項６記載のプラスチックフィルム。
【請求項９】
銀層が５〜２０nmの厚さを有して形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のプラスチックフィルム。
【請求項１０】
銀層が８nm〜１５nmの厚さを有して形成されている、請求項９記載のプラスチックフィルム。
【請求項１１】
酸化ニオブ層の化学量論的に不足した領域又は化学量論的に不足して形成された酸化ニオブ部分層が５nmまでの厚さを有して形成されている、請求項２から１０までのいずれか１項記載のプラスチックフィルム。
【請求項１２】
酸化ニオブ層の化学量論的に不足した領域又は化学量論的に不足して形成された酸化ニオブ部分層が２nm〜３nmの厚さを有して形成されている、請求項１１記載のプラスチックフィルム。
【請求項１３】
２つの酸化ニオブ層が５０nmまでの厚さを有して形成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のプラスチックフィルム。
【請求項１４】
２つの酸化ニオブ層が３０〜５０nmの厚さを有して形成されている、請求項１３記載のプラスチックフィルム。
【請求項１５】
銀層及び酸化ニオブ層が、スパッタリングにより堆積されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のプラスチックフィルム。
【請求項１６】
透明フィルム基板と、少なくとも１つの銀層を有する層系とを含む電磁波の遮へいに適している透明プラスチックフィルムの製造方法において、銀層が２つの酸化ニオブ層の間に堆積されることを特徴とする、透明プラスチックフィルムの製造方法。
【請求項１７】
２つの酸化ニオブ層が、銀層に面した側で化学量論的に不足して形成される、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
２つの酸化ニオブ層が、銀層に面していない側で化学量論的に形成される、請求項１６又は１７記載の方法。
【請求項１９】
２つの酸化ニオブ層が、それぞれ２つの部分層で堆積され、部分層の、銀層に面した側が化学量論的に不足して、かつ銀層に面していない側が化学量論的に、それぞれ形成される、請求項１６から１８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
酸化ニオブ層又は酸化ニオブ部分層の化学量論的な領域が、Ｎｂ2Ｏ5として形成される、請求項１８又は１９のいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
２つの酸化ニオブ層が、化学量論的に不足した層領域から化学量論的な層領域までの遷移が形成されるように勾配を有して堆積される、請求項１７から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
銀層が５nm〜２０nmの厚さを有して形成される、請求項１６から２１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
銀層が８nm〜１５nmの厚さを有して形成される、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
酸化ニオブ層の化学量論的に不足した領域又は化学量論的に不足して形成された酸化ニオブ部分層が５nmまでの厚さを有して形成される、請求項１７から２３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２５】
酸化ニオブ層の化学量論的に不足した領域又は化学量論的に不足して形成されている酸化ニオブ部分層が２nm〜３nmの厚さを有して形成される、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
２つの酸化ニオブ層が５０nmまでの厚さを有して形成される、請求項１６から２５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２７】
２つの酸化ニオブ層が３０〜５０nmの厚さを有して形成される、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
銀層及び酸化ニオブ層を、スパッタリングにより堆積させる、請求項１６から２７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２９】
酸化ニオブ層の化学量論的に不足した層領域又は化学量論的に不足した部分層の堆積のために、セラミックターゲットを、マグネトロンを用いて酸素を供給せずに噴霧する、請求項２８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波の遮へいに適している透明プラスチックフィルム、及びそのような透明プラスチックフィルムが製造されることができる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代技術、例えば携帯電話、衛星テレビ放送、マイクロ波技術又はレーダー技術の分野の機器及び設備は、電磁場があふれ出ている。これらの場に、他の電気機器並びに生物系（ヒト、動物及び植物）が暴露されており、それにより、それらの機能的能力もしくはそれらの生活の質は、不利な影響を受けうる。
【０００３】
電気機器が、電磁放射線による影響に関して保護されることができ、かつ逆に、電気機器に由来する妨害電磁放射線が抑制されることができることは知られている。
【０００４】
故に、技術水準には、電磁波を遮へいするための多様な装置が開示されており、前記装置を用いて、電磁場の放射が減少されることができるか、又は他の装置により発生される電磁場の作用が減少されることができる。
【０００５】
電磁場からの保護は、本質的には２つの物理的な原理に基づいている。一方では、電磁場を、誘電性材料を用いて吸収することが可能である。しかしまた、他方では、電磁波を、導電性材料を用いて反射するという可能性も存在する。
【０００６】
広く普及しているのは、電流を極めて良く通す金属、例えば銅又はアルミニウムからなる導電性層でケーシング部材をコーティングする方法論である。他の方法論は、導電性成分を含有する複合材料の使用にある。例えば、導電性材料でコーティングされているフィルムは知られている（独国特許出願公開(DE-A1)第199 11 304号明細書）。この種のコーティングされたフィルムが、例えば電気的に操作される機器のケーシングに施与される場合に、前記機器に作用する電磁波が遮へいされ、ひいては前記機器の機能的能力が維持されることができる。
【０００７】
多くの現代機器は、光電子的機能を保証するために、透明部材を必要とする。しばしば、そのような透明部材は、情報インターフェース部材に利用される表示素子又はディスプレイ(Bildschirm)として形成されている。これらの応用事例のためには、電磁気の遮へいの広く普及している前記の方法は適用不可能である、それというも、それらは透明ではないからである。
【０００８】
考えられる１つの選択肢は、透明な伝導性層、例えば酸化インジウムスズでの透明な構造部材のコーティングにある。しかしながら、しばしば、そのような層は、電磁放射線に関して不十分な遮へいを有するに過ぎない。この理由は、そのような透明層の比伝導率が、前記の金属に比較して明らかに劣ることにある。酸化インジウムスズからなる最良の層が、１×１０-4Ωcmの比抵抗を達成するのに対し、銅についての値は約１．７×１０-6Ωcmであり、かつアルミニウムについての値は約２．６×１０-6Ωcmである。透明酸化物の比抵抗は、すなわちはるかに大きい。コーティングされるべき構造部材が、プラスチックからなり、かつガラスからなっていない場合には、差はいっそう大きくなる。その場合に、コーティング過程の間の温度に上限があるために、酸化インジウムスズの使用の場合に約５×１０-4Ωcmを達成するに過ぎない。
【０００９】
比抵抗に関する改善を、いわゆるＩＭＩ（絶縁体−金属−絶縁体）層系が提供する。これらの層系の場合に、電磁気遮へいは、２つの絶縁体層の間に包埋されている薄い金属層によりほぼ専ら引き起こされる。金属として、たいてい銀又は銀合金が、いくつかの場合に金も、使用される。
【００１０】
ＩＭＩ層系からなる絶縁体層は、多様な材料からなっていてよい。広く普及しているのは、酸化スズ１０％でドープされた酸化インジウムである（ＩＴＯとも呼ばれる）。酸化スズ、酸化亜鉛又は酸化チタンのような材料の使用も知られている。ＩＭＩ層系を使用する場合の困難の１つは、これらの層系の限定された分光学的透過域である。通常、可視スペクトル域で、すなわち３８０nm〜７８０nmの光の波長範囲内で高い透過が達成されるように個々の層の層厚及び層特性を互いに調整することが試みられる。ＰＥＴフィルム上の構造ＩＴＯ−銀−ＩＴＯの典型的なＩＭＩ層系は、５５０nmの光波長で８０％を上回る透過を達成する（フィルムを含めた全透過）。ＩＴＯ層の層厚についての典型的な値は、その場合に、３０nm〜４０nmである。可視スペクトル域の辺縁部での透過値は、しかしながらかなり低下する。例えば、前記の典型的な層系ＩＴＯ−銀−ＩＴＯは４００nmの光波長で、６０％でしかない透過を示すに過ぎない。
【００１１】
そのような層系のさらなる欠点は、銀が、時間が経つにつれて、隣接した層中へ又はそれどころかフィルム基板中へ拡散することにあり、それにより前記層系の透明度、ひいては機能性は不利な影響を受ける。
【００１２】
課題設定
故に、技術水準の欠点が克服される、電磁波の遮へい用層系を含む透明プラスチックフィルムを及びそのようなプラスチックフィルムの製造方法を見出すという技術的課題が本発明の基礎となっている。特に、プラスチックフィルムは、全可視スペクトル域での長期安定な高い透明度を有するべきであり、かつ前記層系が、フィルム基板への高い接着強さを有するべきである。
【００１３】
技術的課題の解決手段は、特許請求項１及び１６の特徴を有する対象によって明らかになる。本発明のさらなる有利な態様は、従属特許請求項から明らかになる。
【００１４】
透明フィルム基板と、少なくとも１つの銀層を有する層系とを含む、電磁波の遮へい用の本発明による透明プラスチックフィルム、並びにそのようなプラスチックフィルムの本発明による製造方法は、銀層が、２つの酸化ニオブ層の間に包埋されている／包埋されることにより特徴付けられる。本発明による意味の銀層はこの場合に、銀含分が５０％よりも高い層であると理解されるべきである。銀層は、故に、純銀層、ドープ元素を有する銀層、又はまた銀合金であってよい。
【００１５】
銀層厚を構成する際に、２つの相反する側面が顧慮されるべきである。高い透明度のためには、銀層ができる限り薄い場合が有利である。銀層は、故に２０nmよりも厚くないべきである。銀層の高い電気伝導率のため、ひいては電磁波に対する良好な遮へい特性のためには、これに反して、厚い銀層が有利である。銀層は、故に５nmよりも薄くないべきである。一方では高い透明度及び他方では良好な電気伝導率に関する良い折り合いは、８〜１５nmの層厚範囲内で達成される。
【００１６】
全層系の透明度に関して、酸化ニオブ層の層厚も制限されている。酸化ニオブ層は、故に５０nmよりも厚いべきではない。透明度に関する優れた性質は、４０nm±１０nmの層厚範囲内の酸化ニオブ層の場合に達成される。
【００１７】
２つの酸化ニオブ層の間に銀層を包埋する際に、２つのさらなる利点が観察されることができた。例えば、酸化ニオブ層は、プラスチックフィルムに対してだけでなく銀層に対しても高い接着強さを有し、それにより、前記層系の高い強さが達成される。さらに、酸化ニオブ層は、銀層からの粒子の拡散を防止する。これにより、前記層系の長期安定な透明度が保証されることができる。
【００１８】
一実施態様の場合に、酸化ニオブ層は、銀層に面した側で、化学量論的に不足して(unterstoechiometrisch)形成される。酸化ニオブ層のこれらの化学量論的に不足した領域中の酸素欠乏は、酸化ニオブ層に接する銀粒子の酸化を制限する。銀粒子の酸化は、銀層の透明度並びに電気伝導率に不利な影響を及ぼしうるものであり、かつ化学量論的に不足した酸化ニオブ層領域の形成により阻止される。
【００１９】
酸化ニオブ層は、故に、化学量論に関して勾配層として形成されていてよいので、酸化ニオブ層は、銀層側で化学量論的に不足してかつ他の側まで化学量論的に、形成されている。化学量論的に不足した領域から化学量論的な領域までの遷移(Uebergang)は、その際に連続的に又はしかしまた段階的に行われることができる。選択的に、酸化ニオブ層は、２つの部分層からなっていてよく、その際に銀層に接して、化学量論的に不足した酸化ニオブ部分層及びそれに引き続き化学量論的な酸化ニオブ層が堆積される。酸化ニオブ層の化学量論的な部分層もしくは化学量論的な領域は、例えばＮｂ2Ｏ5として形成されてよい。酸化ニオブ層の化学量論的に不足した領域について、もしくは化学量論的に不足した酸化ニオブ部分層については、５nmまでの層厚が適している。有利に、これらの層厚は、２〜３nmの範囲内である。
【００２０】
銀層及び酸化ニオブ層の堆積に適しているのは、スパッタ法である、特にそれというのも、これらの方法を用いて、極めて薄い化学量論的に不足した酸化ニオブ層領域もしくは酸化ニオブ部分層も、極めて僅かな層厚許容差で正確に堆積されることができるからである。さらなる一実施態様の場合に、故に、セラミックターゲット（例えば化学量論的に不足した酸化ニオブターゲット、特に組成Ｎｂ2Ｏ4.9を有する）が、非反応性で、すなわち真空チャンバ中へ別個に酸素供給をせずに、マグネトロンを用いて噴霧されることにより、酸化ニオブ層の化学量論的に不足した層領域又は化学量論的に不足した部分層が堆積される。
【００２１】
実施例
本発明は、以下に、好ましい実施例に基づいてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による透明プラスチックフィルムの略示図。
【図２】図１からの本発明による透明プラスチックフィルムの透過スペクトルのグラフ図。
【図３】本発明による選択的な透明プラスチックフィルムの略示図。
【００２３】
図１には、電磁波の遮へい用の透明プラスチックフィルム１１が略示的に示されている。ＰＥＴ製の厚さ７５μmのフィルム基板１２上に、まず最初に酸化ニオブ層１３を堆積させた。酸化ニオブ層１３は、２つの部分層からなり、１つがフィルム基板１２に接しており、Ｎｂ2Ｏ5からなる厚さ３０nmの化学量論的な酸化ニオブ部分層１４であり、かつ１つがその上に堆積されており、Ｎｂ2ＯX（Ｘ＜５）からなる厚さ３nmに過ぎない化学量論的に不足した酸化ニオブ部分層１５である。酸化ニオブ層１３上に厚さ１２nmの銀層１６が存在し、それに別の酸化ニオブ層１７が接している。また酸化ニオブ層１７は、Ｎｂ2ＯX（Ｘ＜５）からなる厚さ３nmに過ぎない化学量論的に不足した酸化ニオブ部分層１８と、その上に堆積されており、Ｎｂ2Ｏ5からなる厚さ３０nmの化学量論的な酸化ニオブ部分層１９とを有する。全ての層及び部分層を、マグネトロンスパッタ法を用いて堆積させた。
【００２４】
プラスチックフィルム１１は、個々の層及び部分層の高い接着強さの点で優れており、かつ可視域の高い透明度により特徴付けられている。プラスチックフィルム１１の透過は、図２に波長範囲に亘ってグラフで示されている。図２からは、プラスチックフィルム１１の最大限達成される透過が明らかに８０％を上回ることがわかる。さらに、全可視スペクトル域に亘って、すなわち３８０nm〜７８０nmの波長範囲内で、７０％を上回る透過が維持されることができることがわかる。比較のため：コーティングされていないＰＥＴフィルム基板１２の透過は、可視スペクトル域に亘って８８％である。
【００２５】
図３は、電磁波の遮へい用の透明プラスチックフィルム３１の選択的な実施態様を示す。プラスチックフィルム３１は、ＰＥＴ製の厚さ７５μmのフィルム基板３２と、厚さ４０nmの２つの酸化ニオブ層３３及び３７とを含み、前記層の間に厚さ１２nmの銀層３６が包埋されている。酸化ニオブ層３３及び３７は、銀層３６に面した側で化学量論的に不足した層Ｎｂ2ＯX（Ｘ＜５）として及び銀層３６に面していない側で化学量論的な層Ｎｂ2Ｏ5として形成されているように勾配層として形成されている。その際に、銀層３６に接している５nmの層厚の範囲内の化学量論勾配は、化学量論的に不足した組成から完全に化学量論的な組成まで連続的に変わる。この場合にも、全ての層を、マグネトロンスパッタ法を用いて堆積させた。
【符号の説明】
【００２６】
１１  透明プラスチックフィルム、  １２  フィルム基板、  １３  酸化ニオブ層、  １４  酸化ニオブ部分層、  １５  酸化ニオブ部分層、  １６  銀層、  １７  酸化ニオブ層、  １８  酸化ニオブ部分層、  １９  酸化ニオブ部分層、
３１  プラスチックフィルム、  ３２  フィルム基板、  ３３  酸化ニオブ層、  ３６  銀層、  ３７  酸化ニオブ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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