| 【発明の名称】 |
透明電磁遮蔽膜 |
| 【発明者】 |
【氏名】山本 哲也
【氏名】岸本 誠一
【氏名】山田 高寛
|
| 【要約】 |
【課題】健康を害する危険性を有するだけでなく、周辺電子機器の誤動作、表示部におけるぼやけの要因となる電磁波を効果的に遮蔽する遮蔽機能、加えて、電子機器の誤動作等の要因となる上に、熱線としても働く近赤外線も効果的に遮蔽することのできる遮蔽機能、可視光領域における高い透過率を有する優れた透明機能、以上の三つの機能を兼ね備え、加えて、簡単な構成であり、低コスト且つ需給バランスが半永久的に満たされる透明電磁遮蔽膜の提供。
【構成】基板上にｎ型不純物を含有する酸化亜鉛を製膜してなり、該酸化亜鉛が、膜厚１〜４μｍ、且つ表面抵抗０．４〜３Ω／□であり、周波数３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚにおける電磁波遮蔽性がマイナス３０ｄＢ以下であることを特徴とする透明電磁遮蔽膜である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にｎ型不純物を含有する酸化亜鉛を製膜してなり、
該酸化亜鉛が、膜厚１〜４μｍ、且つ表面抵抗０．４〜３Ω／□であり、
周波数３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚにおける電磁波遮蔽性がマイナス３０ｄＢ以下であることを特徴とする透明電磁遮蔽膜。
【請求項２】
前記ｎ型不純物の含有量が２〜８ｗｔ％であることを特徴とする請求項１記載の透明電磁遮蔽膜。
【請求項３】
前記ｎ型不純物が、アルミニウム，ガリウム，シリコン，インジウムの中から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項１又は２記載の透明電磁遮蔽膜。
【請求項４】
波長９８０〜１０２０ｎｍにおける最大透過率及び波長１１８０〜１２２０ｎｍにおける最大透過率が夫々１６％以下であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の透明電磁遮蔽膜。
【請求項５】
波長１２００〜１４００ｎｍにおける最大透過率が１０％以下であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の透明電磁遮蔽膜。
【請求項６】
波長５５０ｎｍにおける最大透過率が６５％以上であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の透明電磁遮蔽膜。
【請求項７】
周波数２〜３ＧＨｚにおける電磁波遮蔽性がマイナス４０ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の透明電磁遮蔽膜。
|
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明電磁遮蔽膜に関し、より詳しくは、可視光領域における透過性及び導電性に優れ、また、電子レンジやプラズマディスプレイ等より発生し、生体の健康を害する危険性を有するだけでなく、周辺電子機器の誤動作、表示部におけるぼやけの要因となる電磁波を効果的に遮蔽可能とし、加えて、電子機器の誤動作等の要因となる上に、熱線としても働く近赤外線も効果的に遮蔽することのできる透明電磁遮蔽膜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業技術の発展に伴い、我々の電波利用は、電子レンジのような家電製品を始めとして、自動車、携帯電話等の移動体通信を中心にＭＨｚ帯から大容量情報の伝送が可能なＧＨｚ帯（G（ギガ）とは１０の９乗を表し、M（メガ）の１０００倍）へと飛躍的に拡大している。
しかし、このような電波利用の多角化、高度利用化が身近な生活において急激に進展するに従い、当該電波による悪影響（例えば、生体（人体）への直接的な悪影響、医療機器常用者に対する影響や情報通信システム等に対する表示不明瞭や誤動作等の影響）の事例が年々、増加している。所謂、様々なＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility；電磁両立性，電磁環境両立性）問題が発生している。
以下、カラープラズマディスプレイパネル及び電子レンジを例にして説明する。
【０００３】
テレビジョン用、或いは、パーソナルコンピュータ用としてのディスプレイ産業の市場は、順調な伸びを示しており、特にその薄型化・大型化が進められている。
このようなディスプレイ産業の中において、カラープラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）は、大型化が容易であること、視野角が広いこと、これまでのブラウン管（以下、ＣＲＴと称する）よりも軽量薄型化が可能であること、地磁気の影響を受けない等の特徴を有しており、液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと称する）と共に、今後の本命ディスプレイとして期待されている。
【０００４】
しかしながら、上記したパネルの大型化等がニーズとして進められる一方で、クローズアップされてきているのがＰＤＰからの放射ノイズの問題である。
即ち、ＰＤＰは、ＣＲＴやＬＣＤと比較すると、発光に際して、パネル表面から放射される電磁波や近赤外線の量が多く、この漏洩電磁波は、その周辺の人体の健康に対して悪影響を及ぼし、また、近赤外線は電子機器の誤動作を引き起こす等の問題を有している。
【０００５】
このようなＰＤＰの実情に対する方策として、電磁波の遮蔽、及び該遮蔽した電磁波の速やかな除去（導波）という二つの役目を有する電磁波シードフィルタが提案されている。
この電磁波シードフィルタにおいては、その遮蔽特性が法規制、例えば、日本のＶＣＣＩ（Voluntary Control Council for Interference by data processing equipment electronic office machine：正式名称「情報処理装置等電波障害自主規制協議会」）による基準値内を満足させることはもちろんであるが、高い導電性、高い透明性や低価格、および長期にわたる需給バランスなども要求される。
【０００６】
電磁波シードフィルタの構成は、以下の二つに大別することができる。一方は、基板表面に導電性繊維や金属で導電回路を設けたメッシュ方式のもの、他方は、ガラスやプラスチック基板の表面に銀（Ａｇ）や、ＩＴＯ（錫添加酸化インジウム）、酸化錫を用いた透明導電膜を形成したものである。
【０００７】
前者のメッシュ方式のものは、メッシュのライン幅を広くすることで電磁波の高遮蔽性能を得ることはできるが、これにより開口率の低下を招くこととなり、その結果、透明性を損なうといった問題が生じる。また、表示セルとの干渉縞（モアレ）の発生、歩留まりの悪さによるコスト高等の問題も生じる。
上記したモアレ発生の解決策としては、バイアスを設ける等の方法を挙げることができるが、メッシュの不均一性によるモアレ、ＰＤＰ表面にメッシュが映りこむことによるモアレ、画像の不鮮明さ、視野角が犠牲になる等、画像への悪影響は大きい。
【０００８】
後者の透明導電膜のうち、金（Ａｕ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ）等の金属薄膜においては、高い導電性を得ることはできるが、可視光領域を含む広い波長領域に亘って金属の反射及び吸収が生じるため、可視光領域における高い透過率を実現することができず、輝度、画像の鮮明さを損なうこととなる。
また、ＩＴＯにおいては、その資源としての埋蔵量の問題から生じる今後の需給バランスを満たせない可能性が高いこと、及び、高価格であること等の避けて通れない問題がある（日刊工業新聞平成１８年６月５日「希少金属の代替開発」及び化学工業日報平成１８年４月２８日「早ければ２０１１年に枯渇」参照）。加えて、ＩＴＯは、５００ｎｍ以上の膜厚となると着色してしまい、その結果、透明性に問題が生じることになる。
【０００９】
酸化錫においては、抵抗率の低いものを得ることが難しい。即ち、ＰＤＰの場合、電磁遮蔽効果を得るためには、表面抵抗の値が５Ω／□程度である必要があり、特に、上記したＶＣＣＩのＣｌａｓｓＡを満足させるためには、３Ω／□以下とする必要がある。
ここで、薄膜において、その厚みをｔ（ｃｍ）とすると、表面抵抗は、抵抗率の値を厚みｔで割った値として定義される（「透明導電性フィルム」シーエムシー出版、第２３章２ 表面抵抗の定義（pp. 266-267）参照）。このとき表面抵抗の単位はΩとなるが、任意の２点間抵抗と区別するため、単位正方形当たりという意味で、Ω／□と表記される。
このため、酸化錫の膜厚を充分に厚くすることで、低抵抗化を図ることができるが、この場合には、可視光領域における透過率が減少する、換言すれば、透明性を損なうといった問題が生じる。
【００１０】
一方、電子レンジは、高い周波数、且つ大電力の電磁波を食物に照射することにより、食物に電磁波を吸収させると共に熱を発生させることで、火を使わずに食物を熱することを可能とするものである。
しかし、この場合においても、上記ＰＤＰと同様、電子レンジから漏れる電磁波が人体に悪影響を及ぼすことが懸念されている。
【００１１】
また、電子レンジにおいて利用する電磁波は、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波であり、出力は一般家庭用で５００〜６００Ｗ程度、コンビニエンスストア等の業務用で１５００〜２０００W（２００V、１０A）程度である。
上記した周波数は、ＩＳＭ（Industrial，Scientific And Medical）バンドと呼ばれ、無線ＬＡＮ等にも利用されている特別の周波数である。従って、電子レンジを動作させると、無線ＬＡＮ、更にはアマチュア無線にも（発振周波数の直下がアマチュア無線の２．４ＧＨｚバンド）影響を与えることとなる。
【００１２】
従って、電子レンジにおいても電磁波遮蔽材料が必要であり、また、この場合、電子レンジが調理器という観点から次のようなニーズも満たす必要がある。
即ち、現在、一般普及している電子レンジは、内部にある食材の調理状態を見ることが可能な、且つ電磁波を遮蔽（吸収）することのできる材料として、金属材料による電波遮蔽材料が用いられているが、実際には、金属材料ゆえに食材の調理状態をはっきりと目視することができないのが課題となっており、透明な電磁波遮蔽材料へのニーズがある。
電磁波遮蔽材料は各種あるが、大きく以下の３つに分類できる。
【００１３】
１．導電性電磁波遮蔽材料
２．誘電性電磁波遮蔽材料
３．磁性電磁波遮蔽材料
【００１４】
２番目の誘電性電磁波遮蔽材料には、カーボンゴム、カーボン含有発泡ウレタン、カーボン含有発泡ポリスチロールなどがあるが、これは透明ではない。
また、３番目の磁性電磁波遮蔽材料としてはフェライトが代表的である。しかし、これの整合する周波数は材質により、およそ０．３〜１．５ＧＨｚの範囲に留まるため、電子レンジに対する電磁波遮蔽材料としては機能しないものである。
１番目の導電性電磁波吸収材料は、上記した電磁波シードフィルタと同様のものであり、そのため、これと同様の課題を有することとなる。
【００１５】
以上のような実情の中、現在、透明性を有する半導体として酸化亜鉛が注目されている。但し、酸化亜鉛は単体では、ＩＴＯ程の電磁波遮蔽性が得られないため、種々検討が為されており、例えば、酸化亜鉛薄膜（及び他の金属酸化物）と金属薄膜とをできる限り薄くし、交互に複数回積層して形成される電磁波遮蔽膜が提案されている（例えば、下記特許文献１，２参照）。
しかしながら、上記のような方法では、酸化亜鉛薄膜と金属薄膜とを交互に積層しなければならないため、製膜に手間がかかることと、コストの面から生産性に乏しいと言える。
また、このような電磁遮蔽膜では、透過性と電磁波遮蔽性との両方において必ずしも優れているとは言えない。
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−０６２０８２号公報
【特許文献２】特開２００６−１２１０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであって、健康を害する危険性を有するだけでなく、周辺電子機器の誤動作、表示部におけるぼやけの要因となる電磁波を効果的に遮蔽する遮蔽機能、加えて、電子機器の誤動作等の要因となる上に、熱線としても働く近赤外線も効果的に遮蔽することのできる遮蔽機能、可視光領域における高い透過率を有する優れた透明機能、以上の三つの機能を兼ね備え、加えて、簡単な構成であり、低コスト且つ需給バランスが半永久的に満たされる透明電磁遮蔽膜を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１に係る発明は、基板上にｎ型不純物を含有する酸化亜鉛を製膜してなり、該酸化亜鉛が、膜厚１〜４μｍ、且つ表面抵抗０．４〜３Ω／□であり、周波数３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚにおける電磁波遮蔽性がマイナス３０ｄＢ以下であることを特徴とする透明電磁遮蔽膜に関する。
【００１９】
請求項２に係る発明は、前記ｎ型不純物の含有量が２〜８ｗｔ％であることを特徴とする請求項１記載の透明電磁遮蔽膜に関する。
【００２０】
請求項３に係る発明は、前記ｎ型不純物が、アルミニウム，ガリウム，シリコン，インジウムの中から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項１又は２記載の透明電磁遮蔽膜に関する。
【００２１】
請求項４に係る発明は、波長９８０〜１０２０ｎｍにおける最大透過率及び波長１１８０〜１２２０ｎｍにおける最大透過率が夫々１６％以下であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の透明電磁遮蔽膜に関する。
【００２２】
請求項５に係る発明は、波長１２００〜１４００ｎｍにおける最大透過率が１０％以下であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の透明電磁遮蔽膜に関する。
【００２３】
請求項６に係る発明は、波長５５０ｎｍにおける最大透過率が６５％以上であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の透明電磁遮蔽膜に関する。
【００２４】
請求項７に係る発明は、周波数２〜３ＧＨｚにおける電磁波遮蔽性がマイナス４０ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の透明電磁遮蔽膜に関する。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に係る発明によれば、基板上にｎ型不純物を含有する酸化亜鉛を製膜してなり、該酸化亜鉛が、膜厚１〜４μｍ、且つ表面抵抗０．４〜３Ω／□であり、周波数３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚにおける電磁波遮蔽性がマイナス３０ｄＢ以下であることにより、簡単な構成にて、健康を害する危険性を有するだけでなく、電子機器の誤動作等の要因となる電磁波、電子機器の誤動作等の要因となるだけでなく、熱線としても働く近赤外線を遮蔽し、ＥＭＩ規格ＶＣＣＩ：ＣｌａｓｓＡを満足させることが可能となり、また、可視光領域において優れた透明性を得ることが可能となる。これは、民生用としては充分である。
更に、酸化亜鉛を利用するため、低コスト且つ需給バランスが半永久的に満たされる。
【００２６】
請求項２及び３に係る発明によれば、ｎ型不純物の含有量が２〜８ｗｔ％であり、また、該ｎ型不純物が、アルミニウム，ガリウム，シリコン，インジウムの中から選択される少なくとも一種であることにより、効果的に導電性を向上させることが可能となり、電磁波・近赤外線の遮蔽が可能となる。
【００２７】
請求項４及び５に係る発明によれば、波長９８０〜１０２０ｎｍにおける最大透過率及び波長１１８０〜１２２０ｎｍにおける最大透過率が夫々１６％以下であり、波長１２００〜１４００ｎｍにおける最大透過率が１０％以下であることにより、確実に近赤外線による電子機器の誤動作等を防止することができる。
【００２８】
請求項６に係る発明によれば、波長５５０ｎｍにおける最大透過率が６５％以上であることにより、確実に可視光領域における優れた透明性を有する、即ち、視感度を損なうことがない。
【００２９】
請求項７に係る発明によれば、周波数２〜３ＧＨｚにおける電磁波遮蔽性がマイナス４０ｄＢ以下であることにより、ＭＩＬ−ＳＴＤ−４６１（米国軍用規格）として充分な電磁波遮蔽効果を奏することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る透明電磁遮蔽膜の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る透明電磁遮蔽膜を示す概略断面図である。
【００３１】
本発明に係る透明電磁遮蔽膜（１）は、基板（１１）上にｎ型不純物を含有する酸化亜鉛（１２）を製膜することにより構成されている。
基板（１１）に使用する材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス基板としては、石英ガラス，耐熱ガラス，強化ガラス，アルカリガラス，無アルカリガラス等を挙げることができ、また、プラスチック基板としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリカーボネート（ＰＣ），ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ），シリコーン（ＳＩ）等を挙げることができる。
尚、透明性を高くするためには、非結晶性のプラスチック基板を用いることが好ましい。
【００３２】
酸化亜鉛（１２）は、導電性に優れた半導体であり、基板（１１）上の全面に亘って膜状に形成されている（以下、酸化亜鉛のことを酸化亜鉛薄膜と称する）。
ここで、酸化亜鉛薄膜（１２）を利用していることにより、低コスト且つ需給バランスを半永久的に満たすことが可能となる。
【００３３】
即ち、亜鉛鉱は、世界的に広く分布しており、この亜鉛鉱を構成する亜鉛元素は、地殻中で７０ｍｇ／ｋｇ（含有元素として、多いほうから２３番目）、海水中では４．９μｇ／Ｌ（多いほうから２１番目）、昨今注目される人体中では３３ｍｇ／ｋｇ（多いほうから１５番目）、夫々存在している（CRC Handbook of Chemistry and Physics, ed. By D.R.Lide, 77th ed.,（1996））。また、亜鉛地金（JIS H2107：日本規格協会（1999））の用途は、鉄鋼メッキ，ダイキャスト等が代表的であるが、その中の略１割は酸化亜鉛の原料として利用されている。
従って、大きな市場が見込まれる分野においては、亜鉛鉱と酸素とを用いてなる酸化亜鉛は、コストの面，無毒性，供給等、生産面において優れていると言える。
【００３４】
ｎ型不純物は、酸化亜鉛薄膜（１２）の導電性をより向上させるためのものであり、酸化亜鉛薄膜（１２）に所定量添加される。
添加するｎ型不純物としては、特に限定されるものではないが、アルミニウム，ガリウム，シリコン，インジウムを好適に用いることができる。
これらｎ型不純物は、上記の中より選択される一種を添加する、或いはこれらの組み合わせを添加することができる。
但し、上記のうちインジウムは、高価であると共にその共有結合半径が１．４４Åと、亜鉛の１．２５Åに比してかなり大きく、歪みを誘導することが懸念されるので、単体として添加することは好ましくない。
【００３５】
以上により、本発明に係る透明電磁遮蔽膜（１）の基本構成が達成される。
ここで、酸化亜鉛薄膜（１２）としては、その膜厚を１〜４μｍとなるように設定する。
これは、膜厚を１μｍ未満とすると、基板（１１）と酸化亜鉛薄膜（１２）との境界における表面抵抗が極端に大きくなり、電磁波の遮蔽性能が著しく低下してしまい、また、膜厚が４μｍを超過とすると、着色してしまい、結果、可視光領域における透過率が著しく低下するためである。
【００３６】
また、上記酸化亜鉛薄膜（１２）の表面抵抗としては、０．４〜３Ω／□となるように設定する。
電磁波遮蔽性は、電磁遮蔽材料（ここでは、酸化亜鉛薄膜）の表面抵抗が小さくなればなるほど、その値は大きくなる、即ち、遮蔽の機能は向上する。
例えば、ＰＤＰの場合、電磁遮蔽の効果を発揮するためには、表面抵抗をおよそ５Ω／□以下とする必要がある。従って、表面抵抗を上記範囲とすることにより、周波数３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚにおける電磁波遮蔽性をマイナス３０ｄＢ以下とすることが可能となる。
これにより、ＥＭＩ規格ＶＣＣＩ：ＣｌａｓｓＡを充分に満足させることが可能となる。
【００３７】
またこの際、上記したｎ型不純物の添加量としては、酸化亜鉛薄膜（１２）の総量に対して、２〜８ｗｔ％とすることが好ましい。
これにより、より効果的に酸化亜鉛薄膜（１２）の導電性を向上させることが可能となり、電磁波・近赤外線の遮蔽が可能となる。
ｎ型不純物の添加量が２ｗｔ％未満となると、酸化亜鉛薄膜（１２）の表面抵抗を０．４〜３Ω／□とすることが難しくなる。また、ｎ型不純物の添加量が８ｗｔ％を超過すると、ｎ型不純物の溶解度以上となり、これが酸化物として酸化亜鉛薄膜（１２）中の粒界或いは表面に偏析することとなり、酸化亜鉛薄膜（１２）中における電磁波の遮蔽性能が均一に現れずに結果、低下することとなる。
【００３８】
以上により、本発明に係る透明電磁遮蔽膜は、簡単な構成にて、健康を害する危険性を有するだけでなく、電子機器の誤動作等の要因となる電磁波、電子機器の誤動作等の要因となるだけでなく、熱線としても働く近赤外線を遮蔽することが可能となり、またこれに加え、可視光領域において優れた透明性を得ることが可能となる。
【００３９】
ここで、本発明に係る透明電磁遮蔽膜は、上記構成とすることにより、波長９８０〜１０２０ｎｍ及び波長１１８０〜１２２０ｎｍにおける最大透過率を夫々１６％以下とすることが可能となり、また、波長１２００〜１４００ｎｍにおける最大透過率を１０％以下とすることができる。
これにより、確実に近赤外線による電子機器の誤動作等を防止することが可能となる。
【００４０】
また、本発明に係る透明電磁遮蔽膜は、波長５５０ｎｍにおける最大透過率を６５％以上とすることが可能となる。
オフィスでは、近年、事業所用ＰＨＳや無線ＬＡＮなどによるコードレス化が進む一方で、オフィス内で使用する電波が外部電波と混信を起こし、情報漏洩や電子機器の誤動作が生じる等の問題が増加している。こうした無線システム利用のための快適な使用環境を得るためには、ビル内外の電波を２０〜３０ｄＢ（減衰効果：１／１００〜１／１０００）遮蔽する必要がある。しかし、従来は、窓ガラス部分の電磁遮蔽を行うと透過性が悪くなる、材料のコストが高い等、阻害要因が多くあった。
人間の最大視感度を示す波長は５５５ｎｍで視感度は６８３ｌｍ／Ｗである。
従って、本発明に係る透明電磁遮蔽膜は、波長５５０ｎｍにおける最大透過率が６５％以上であることにより、確実に可視光領域における優れた透明性を有することができる、即ち、視感度を損なうことを防止することができる。
【００４１】
更に、本発明に係る透明電磁遮蔽膜は、周波数２〜３ＧＨｚの範囲内において電磁波遮蔽性をマイナス４０ｄＢ以下とすることができる。
これにより、民生用としては、もちろんのこと、ＭＩＬ−ＳＴＤ−４６１（米国軍用規格）としても充分な電磁波遮蔽効果を得ることが可能となる。
【００４２】
次に、上記した本発明に係る透明電磁遮蔽膜の製膜装置についての説明を行う。
図２は、本発明に係る透明電磁遮蔽膜の製膜装置を示す概略図である。
【００４３】
本発明に係る透明電磁遮蔽膜（１）は、反応性プラズマ蒸着法を用いて製膜を行うことにより得られる。
即ち、製膜装置（２）は、製膜室となる真空チャンバ（２１）と、真空チャンバ（２１）内にプラズマビームを供給する供給源となるプラズマガン（２２）と、プラズマガン（２２）から供給されるプラズマビームを導入するハース（２３）と、ハース（２３）に導入されるプラズマビームの方向修正・制御を行うマグネットリング（２４）と、基板（１１）を加熱するヒータ（２５）と、基板（１１）を所定方向に移動させる駆動機構（図示せず）とを備えることにより構成されている。
【００４４】
プラズマガン（２２）は、圧力勾配型のｄｃアークプラズマを利用したものであり、真空チャンバ（２１）の側壁に設けられている。
このプラズマガン（２２）は、プラズマビームの基となる不活性ガス（ここではアルゴン（Ａｒ））の導入路を有している。
【００４５】
ハース（２３）は、真空チャンバ（２１）内の底部に配設されており、その中央部に製膜用の原料（以下、蒸発原料と称する）（３）を支持する部位を有している。
また、ハース（２３）の周囲には、マグネットリング（２４）が設けられており、このマグネットリング（２４）の磁場により、プラズマガン（２２）から供給されるプラズマビームが、ハース（２３）の直上に入射するように調整される。
【００４６】
基板（１１）は、真空チャンバ（２１）の上部に位置する搬送経路（２６）において保持部材（図示せず）により、搬送経路（２６）と平行となるようにして、その上面部分を保持されている。
この保持部材は、上記した駆動機構により、搬送経路（２６）に対して平行に、且つ所定の速度（例えば、２〜５ｍｍ／ｓｅｃ）にて移動する。これにより、基板（１１）が搬送経路（２６）に対して相対的に平行移動を行う。
基板（１１）は初期の状態において、図１に示される如く、右側部に位置しており、駆動機構により左方へと移動して、ハース（２３）の上方を通過するように構成されている。
【００４７】
基板（１１）の更に上方には、ヒータ（２５）が配設されており、基板（１１）を常時、所定の温度（例えば、２００〜２５０℃程度）となるように加熱を行う。
また、真空チャンバ（２１）には、製膜アシスト用の酸素ガス（以下、アシストガスと称する）の導入路が設けられている。
以上により、製膜装置（２）が構成される。
【００４８】
次に、上記製膜装置を用いた製膜方法について説明する。
先ず、真空チャンバ（２１）の上記保持部材に基板（１１）を設置し、また、ハース（２３）に蒸発原料（ここでは酸化亜鉛焼結体）を装填し、真空チャンバ（２１）内を所定の真空度（例えば、１×１０−５〜４×１０−５Ｐａ）まで真空引きする。
次いで、基板（１１）をヒータ（２５）により所定温度まで上昇させた後、所定速度で搬送する。
次いで、プラズマガン（２２）より、プラズマビームを発生させ、これをマグネットリング（２４）の磁場により、ハース（２３）直上に入射させる。
この際、製膜条件に応じて、アシストガスを真空チャンバ（２１）内に導入する。
以上により、プラズマビームに曝された蒸発原料が昇華して、蒸発成分が蒸発・イオン化され、真空チャンバ（２１）内、上方を移動する基板（１１）に付着し、酸化亜鉛薄膜（１２）の製膜が達成される。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例を挙げて、本発明に係る透明電磁遮蔽膜について詳述する。
本実施例における透明電磁遮蔽膜の製造には、基板として無アルカリガラス（HOYA NA35；厚み0.7mm，両面研磨）を用い、また、蒸発原料としてガリウム（Ｇａ）を４ｗｔ％含有した酸化亜鉛焼結体を用いた。
【００５０】
先ず、製膜装置の真空チャンバ内において、無アルカリガラス基板を保持部材により保持し、ハース内にＧａ４ｗｔ％含有酸化亜鉛焼結体を装填した。
次いで、真空チャンバ内を真空度１０−７ｔｏｒｒ（１．３３×１０−５Ｐａ）まで真空引きし、無アルカリガラス基板をヒータにて２００℃に上昇させた後、速度２．３ｍｍ／ｓｅｃにより、搬送を開始させた。
続いて、圧力勾配型のｄｃアークプラズマを用いたプラズマガンから、プラズマビームを発生させ、ハース周囲に設けられたマグネットリングにより、このプラズマビームをハース直上に入射させた。
【００５１】
以上の工程を経ることで、Ｇａ４ｗｔ％含有酸化亜鉛焼結体を昇華させ、無アルカリガラス基板上に酸化亜鉛薄膜を製膜し、透明電磁遮蔽膜を作製した。
尚、サンプルとしては、表面サイズが１２０ｍｍ×６５ｍｍで一定とし、膜厚を０．５１μｍ，０．９８μｍ，１．５０μｍ，１．９９μｍ，２．５０μｍ，２．８５μｍ，４．０１μｍ，５．００μｍの８種類として用意した。
膜厚の測定には、段差計，Ｘ線回折による反射特性，光干渉現象を利用した測定法の３つを用い、クロスチェックを行った。
また、作製したサンプルの抵抗率，シート抵抗（表面抵抗），キャリア密度，キャリア移動度を、ホール測定（Accent HL5500PC）及び四探針法により測定した。
サンプルの分光測定は、分光光度計（HITACHI UV-4100）で行った。
【００５２】
サンプルの電磁波の吸収量を評価する手法としては、導波管内で測定する方法（同軸導波路変換機 島田理化工業株式会社 5Ｃ052 1.7〜7.6GHz）を用い、周波数２．４５ＧＨｚにおける減衰率（電磁遮蔽性）の測定を行った。また、この際の測定装置としては、ベクトルネットワークアナライザ（ヒューレットパッカード社 HP8510B）を利用した。
導波路内側の寸法は１２０ｍｍ×７０ｍｍ程度であり、アルミニウム製の試料ホルダ（４）で試料を保持し、測定を行った（図３参照）。
【００５３】
表１及び表２に各サンプルの抵抗率，シート抵抗（表面抵抗），キャリア移動度，キャリア密度，周波数２．４５ＧＨｚにおける減衰率（電磁遮蔽性）（単位：ｄＢ）を明記する。
尚、後述する図５においては、減衰率は絶対値として表記する。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
図４に、本発明に係る透明電磁遮蔽膜の分光特性（各波長における透過率）を示した。
尚、図４中において、（１）は膜厚０．５μｍにおける分光特性を、（２）は膜厚１μｍにおける分光特性を、（３）は膜厚１．５μｍにおける分光特性を、（４）は膜厚２μｍにおける分光特性を、（５）は膜厚２．５μｍにおける分光特性を、（６）は膜厚３μｍにおける分光特性を、（７）は膜厚４μｍにおける分光特性を、（８）は膜厚５μｍにおける分光特性を、夫々示している。
図４に示されるように、サンプルのうち、膜厚５μｍを除く全てのサンプルは、可視光領域５５０ｎｍにおいて、透過率６５％以上の値を示した。
同程度の減衰率（マイナス２０〜４０ｄＢ）を有するメタル（金属）蒸着膜では、いずれも当該透過率は６５％以下となるが、本発明ではこれを上回ることが図４から明白である。
【００５７】
図５には、本発明に係る透明電磁遮蔽膜の周波数２．４５ＧＨｚにおける電磁波の減衰率（減衰率のシート抵抗（表面抵抗）による依存性）を示した。
図５及び上記表に示されるように、シート抵抗が３．０６００Ω／□である、即ち、膜厚０．５１μｍ以外の全てのサンプルは、減衰率がマイナス４０ｄＢ以下（絶対値表記としては４０ｄＢ以上）であり、中でも、透過率が良好な膜厚を有するもののうち、シート抵抗０．８０００Ω／□（膜厚２．５０μｍ）においては、おおよそマイナス４８ｄＢという高い値を得ることができた。
【００５８】
以上の如く、本発明によれば、優れた可視光領域における透過性と導電性とを有し、これに加え、電子レンジ、ＰＤＰなどから発生し、健康を害する危険性を有するだけでなく、電子機器の誤動作等の要因となる電磁波の遮蔽機能と、電子機器の誤動作等の要因となるだけでなく、熱線としても働く近赤外線の遮蔽機能を兼ね備え、また低価格でかつ将来にわたって需要に対する供給に全く心配のない、更にまた、耐候性，耐環境性，帯電防止性に優れた透明電磁遮蔽膜を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ＰＤＰや電子レンジ等における透過性を有する電磁遮蔽膜として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る透明電磁遮蔽膜を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る透明電磁遮蔽膜の製膜装置を示す概略図である。
【図３】本発明に係る透明電磁遮蔽膜による電磁波の減衰率を測定するために用いる試料ホルダ周辺を示した概略図である。
【図４】本発明に係る透明電磁遮蔽膜の分光特性（各波長における透過率）を示した図である。
【図５】本発明に係る透明電磁遮蔽膜の周波数２．４５ＧＨｚにおける電磁波の減衰率を示した図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 透明電磁遮蔽膜
１１ 基板
１２ 酸化亜鉛薄膜（酸化亜鉛）
|
| 【出願人】 |
【識別番号】５９７１５４９６６
【氏名又は名称】学校法人高知工科大学
|
| 【出願日】 |
平成１９年３月２６日（２００７．３．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８２０７２
【弁理士】
【氏名又は名称】清原 義博
|
| 【公開番号】 |
特開２００８−６６６９９（Ｐ２００８−６６６９９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年３月２１日（２００８．３．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２００７−８０３３７（Ｐ２００７−８０３３７） |
|