JP3534384B2 - 導電性反射防止膜およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性の反射防止
膜に関し、詳しくは、ブラウン管等の表面に形成される
電磁遮蔽効果を有する導電性反射防止膜およびその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ブラウン管等から放射される電磁
波の人体に対する影響が大きな問題となっており、電磁
波遮蔽の世界的な種々の規格も提案されている（ＴＣＯ
規格等）。その一方で、ブラウン管等の前面における外
光反射についての厳格な規格も種々提案されている（Ｔ
ＵＶ規格等）。

【０００３】これらの規格に適合させるための手法とし
て、透明導電膜として機能する多層導電性反射防止膜を
ブラウン管等の表示面にコーティングする手法が注目さ
れている。

【０００４】この手法は、互いに積層された低屈折率材
料と高屈折率材料の反射光同士を光干渉を利用して打ち
消すことにより外光反射を軽減させるとともに、透明導
電膜を接地して上記表示面の帯電を防止し、漏洩電磁波
を遮蔽するものである。この手法における透明導電膜と
しては、ＩＴＯ膜（インジウム−錫の酸化物）が広く知
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記透明導電
膜としてＩＴＯ膜を用いた場合には、膜の耐久性の向上
および抵抗値の低下を図るために、成膜時において基板
を２００〜５００゜Ｃ程度まで加熱する必要がある。し
たがって、製造設備として基板の加熱手段が必要となる
ので、設備費が高価となり、また成膜時間の効率化も図
れないという問題を有していた。

【０００６】さらに、ブラウン管の表示面に導電性反射
防止膜をコーティングする製造工程においては、このコ
ーティングを電子銃等の部品が既に組み込まれた完成球
へ行う場合、上記透明導電膜としてＩＴＯ膜を用いる
と、基板加熱により、この完成球が損傷をうけるおそれ
がある。また、ブラウン管の表示面は、一般にその形状
（厚み）が均一でなく、上記基板加熱により、面内に温
度分布が生じ、温度依存性の高い、膜の電気抵抗や光反
射率にムラが生じることとなる。

【０００７】一方、このような導電性反射防止膜を付し
た部材は以後の製造工程において、この導電性反射防止
膜も一緒に加熱されてしまう場合があり、透明導電膜、
特に成膜時において基板温度の低いものについては該透
明導電膜のシート抵抗値が大幅に上昇するという問題を
有していた。

【０００８】そこで、例えば、導電膜形成材料として常
温成膜が可能な物質を用いるようにすれば（例えば、19
97年春期応用物理関係連合講演会講演予講集第466〜467
頁を参照）、基板の加熱設備が不要となるので、製造コ
ストの低減および製造時間の短縮化を図ることができ、
さらには、従来、この加熱により生じていた種々の不都
合を回避することが可能である。

【０００９】しかしながら、導電膜形成材料として上述
した常温成膜が可能な物質を用いるようにしたとして
も、上述した、コーティング後の製造工程において発生
する問題は依然として解決が困難である。すなわち、導
電性反射防止膜を付した部材は以後の製造工程におい
て、この導電性反射防止膜も一緒に加熱されてしまう場
合があり、透明導電膜、特に成膜時において基板温度の
低いものについては該透明導電膜のシート抵抗値が大幅
に上昇するという問題を解決することが困難であった。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、成膜時における基板の加熱設備を不要とし、成膜
コストの低減および成膜時間の短縮化を図り、成膜時に
おける加熱により製品に生じる種々の不都合を解消する
とともに、膜形成後において膜全体として加熱をうけた
場合においてもシート抵抗値の上昇を抑えることのでき
る導電性反射防止膜およびその製造方法を提供すること
を目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の導電性反射防止
膜は、基板上に形成された多層膜よりなる導電性反射防
止膜において、前記多層膜の、最上層を除く少なくとも
一層を、Ｉｎを含み、Ａｇ、Ｇｅ、ＺｎおよびＭｇのう
ち少なくとも１つを含む金属の酸化物より構成された常
温成膜が可能な導電体層とし、かつ少なくとも前記多層
膜の最上層をＳｉＯ₂からなる耐熱層としたことを特徴
とするものである。また、前記耐熱層の厚みが86.94ｎ
ｍ以上で98.95ｎｍ以下とされていることが望ましい。
また、上記耐熱層は誘電体層により形成するのが望まし
い。さらに、上記多層膜のうち少なくとも一層を窒化珪
素層とすることが望ましい。また、前記透明基板上に、
導電膜、ＳｉＯ₂層、導電膜、および耐熱層であるＳｉ
Ｏ₂層をこの順に積層形成するのが望ましい。

【００１２】また、本発明の導電性反射防止膜の製造方
法は、基板上に多層膜を形成する導電性反射防止膜の製
造方法において、スパッタリング法を用い、Ｉｎを含
み、Ａｇ、Ｇｅ、ＺｎおよびＭｇのうち少なくとも１つ
を含む金属の酸化物により、かつ常温成膜により導電体
層を少なくとも一層形成し、しかる後、スパッタリング
法を用い、ＳｉＯ₂により耐熱層である最上層を形成す
ることを特徴とするものである。なお、上記「常温成膜
が可能な」および上記「常温成膜により」とは、基板を
加熱する手段を別途設けることなく成膜し得ることを意
味するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の導電性反射防止膜
のうち最も簡単な構成である２層導電膜により、本発明
の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る導電性
反射防止膜は、図１に示す如く、基板１上に、常温で成
膜可能な、透明な導電膜２および耐熱層としてのＳｉＯ
₂層３を積層形成してなる。

【００１４】すなわち、この導電性反射防止膜の反射防
止機能は、高屈折率材料としての導電膜２と低屈折率材
料としてのＳｉＯ₂層３により付与されるのであり、こ
れら積層された２層２、３の反射光同士を光干渉を利用
して打ち消すことにより外光反射を軽減するものであ
る。

【００１５】また、上記、常温で成膜可能な導電膜２の
構成物質としては、少なくともＩｎ（インジウム）を含
み、Ａｇ（銀）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｚｎ（亜鉛）
およびＭｇ（マグネシウム）のうち少なくとも１つを含
む金属の酸化物とすることが可能である。また、上記金
属は、例えばＳｎ（錫）を含むことが可能である。導電
膜２をこのような構成物質で形成することにより、成膜
時に基板を積極的に加熱することなく、膜の耐久性の向
上および膜の抵抗値の低下を図ることができる。

【００１６】また、これにより熱に弱いプラスチック材
等を基板構成材料として用いることが可能となる。さら
に、従来、基板加熱により生じていた導電性反射防止膜
の色ムラ現象の改善を図ることができる。

【００１７】また、上記耐熱層としてのＳｉＯ₂層３は
導電性反射防止膜の最上層に位置し、この導電性反射防
止膜が加熱された場合においても、導電膜２のシート抵
抗値が上昇するのを防止するものである。なお、この耐
熱層は、１時間に亘り４５０゜Ｃ加熱を継続したときに
導電膜２のシート抵抗値の上昇倍率が１０倍以下であ
り、シート抵抗値が１０００Ω／Ｓｑ.未満となるよう
に導電膜２が加熱するのを防止する機能を有しており、
さらに付言すれば、この導電性反射防止膜をブラウン管
等の表示面にコーティングした場合に、スウェーデン中
央労働者協議会が１９９５年に提案したＴＣＯ規格を満
足するように形成することが望ましい。

【００１８】なお、この耐熱層を構成する物質として
は、上記ＳｉＯ₂やＴｉＯ₂等の、従来から光学薄膜とし
て一般に知られている物質とすればよいが、その他の誘
電体物質等の耐熱機能を有する物質としても勿論かまわ
ない。

【００１９】次に、上記導電性反射防止膜の製造方法に
ついて説明する。この導電性反射防止膜は、Ａｒガス、
Ｏ₂ガスもしくはＡｒとＯ₂の混合ガス雰囲気中で例えば
直流マグネトロンスパッタ法を用い、室温環境下におけ
る非過熱状態の室温基板１上に導電膜２とＳｉＯ₂層３
を順次形成することにより作成される。

【００２０】導電膜２用のターゲットはＩｎ₂Ｏ₃、Ｚｎ
Ｏ、ＳｎＯ₂、ＡｇＯ等の酸化物半導体の各粉末を減圧
雰囲気中で脱水処理した後、所定の組成となるように混
合して形成されたものを使用する。なお、本発明の導電
性反射防止膜の製造方法としては、直流マグネトロンス
パッタ法による場合に限られず、例えば高周波マグネト
ロンスパッタ法等の他の薄膜形成手法として知られてい
るスパッタ法を用いることが可能である。

【００２１】さらに、本発明の導電性反射防止膜として
は、導電膜を含む複数の層により構成することが可能で
あり、耐熱層として機能する層が該導電膜の上方に位置
するような層構成とすれば導電膜を２層以上設けること
も可能である。さらに、他の層による光学性能に影響を
与えない程度の膜厚（例えば１０ｎｍ以下）の窒化珪素
層を加えることが可能である。この窒化珪素層を加える
ことにより、シート抵抗値をさらに低減することができ
る。窒化珪素層は導電膜の直上に配することが望ましい
が、これに限定されるものではない。

【００２２】以下、具体的な数値を用いた実施例により
本発明の導電性反射防止膜をより詳しく説明する。

【００２３】

【実施例】

＜実施例１＞実施例１に係る導電性反射防止膜は、上記
実施形態の項で説明したものと同じ層構成とされたもの
で図１に示すごとく、透明基板１上に導電膜２およびＳ
ｉＯ₂層３をこの順で形成したものである。ここで、各
層２、３の屈折率（ｎ）および光学膜厚（４ｎｄ；ただ
しｄは現実の厚み）を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】さらに、この実施例１の導電性反射防止膜
の可視光域反射特性（横軸は入射光の波長（ｎｍ）、縦
軸は光反射率（％））を図６に示す。なお、この場合の
測定は、導電性反射防止膜に対し、入射角１２゜で測定
光が入射したときの分光反射率を測定することにより行
われる（１２゜反射測定；以下の実施例２〜５において
同じ）。

【００２６】＜実施例２＞実施例２に係る導電性反射防
止膜は、透明基板１１上に、導電膜１２および耐熱層と
してのＳｉＯ₂層１３、Ｎｂ₂Ｏ₅層１４、ＳｉＯ₂層１５
ををこの順に積層形成したものである。各層１２、１
３、１４、１５の屈折率（ｎ）および光学膜厚（４ｎ
ｄ；ただしｄは現実の厚み）を表２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】さらに、この実施例２の導電性反射防止膜
の可視光域反射特性（横軸は入射光の波長（ｎｍ）、縦
軸は光反射率（％））を図７に示す。

【００２９】＜実施例３＞実施例３に係る導電性反射防
止膜は、透明基板２１上に、導電膜２２、ＳｉＯ₂層２
３、導電膜２４および耐熱層としてのＳｉＯ₂層２５を
この順に積層形成したものである。各層２２、２３、２
４、２５の屈折率（ｎ）および光学膜厚（４ｎｄ；ただ
しｄは現実の厚み）を表３に示す。

【００３０】

【表３】

【００３１】さらに、この実施例３の導電性反射防止膜
の可視光域反射特性（横軸は入射光の波長（ｎｍ）、縦
軸は光反射率（％））を図８に示す。

【００３２】＜実施例４＞実施例４に係る導電性反射防
止膜は、透明基板３１上に、薄いＳｉＯ₂層３２、導電
膜３３および耐熱層としてのＳｉＯ₂層３４、Ｎｂ₂Ｏ₅
層３５、ＳｉＯ₂層３６をこの順に積層形成したもので
ある。各層３２、３３、３４、３５、３６の屈折率
（ｎ）および光学膜厚（４ｎｄ；ただしｄは現実の厚
み）を表４に示す。

【００３３】

【表４】

【００３４】さらに、この実施例４の導電性反射防止膜
の可視光域反射特性（横軸は入射光の波長（ｎｍ）、縦
軸は光反射率（％））を図９に示す。

【００３５】＜実施例５＞実施例５に係る導電性反射防
止膜は、透明基板４１上に、導電膜４２および耐熱層と
してのＳｉＯ₂層４３、Ｎｂ₂Ｏ₅層４４、ＳｉＯ₂層４
５、Ｎｂ₂Ｏ₅層４６、ＳｉＯ₂層４７をこの順に積層形
成したものである。各層４２、４３、４４、４５、４
６、４７の屈折率（ｎ）および光学膜厚（４ｎｄ；ただ
しｄは現実の厚み）を表５に示す。

【００３６】

【表５】

【００３７】さらに、この実施例５の導電性反射防止膜
の可視光域反射特性（横軸は入射光の波長（ｎｍ）、縦
軸は光反射率（％））を図１０に示す。

【００３８】また、下記表６はシート抵抗値が、耐熱層
を設けることにより大幅に改善され、また窒化珪素層を
付加することによりさらに改善される様子を数値的に表
したものである。すなわち、上述した実施例２で示した
厚みの各層を前提とし、Ａは透明基板１１上に導電膜１
２のみを設けた場合、Ｂは透明基板１１上に導電膜１２
および耐熱層を構成する各層１３、１４、１５をこの順
に設けた場合、ＣはＢの層構成のものにおいて、導電膜
１２と耐熱層との間に厚みが１０ｎｍ（現実の厚みｄ）
の窒化珪素層を付加した場合であって、加熱条件を４５
０゜Ｃ、１時間としたものである。なお、導電膜１２は
もちろん無加熱状態の基板に形成している。

【００３９】

【表６】

【００４０】この表６から明らかなようにシート抵抗値
は、Ａ、Ｂ、Ｃいずれの場合においても加熱前に比べて
加熱後において増加するが、その増加度合は、耐熱層を
設けたＢでは耐熱層を設けないＡに比べて大幅に低下
し、窒化珪素層を設けたＣではさらに低下する。

【００４１】また、下記表７は実施例１で示した層構成
を前提とし、Ｄは透明基板１上に導電膜２および耐熱層
としての二酸化珪素層３をこの順に設けたものであり、
Ｅは耐熱層として二酸化珪素層３に代えて窒化珪素層を
用いた点のみがＤと異なり、Ｆは耐熱層として二酸化珪
素層３に代えて酸化ニオブ層を用いた点のみがＤと異な
るように形成されている。さらに、各々の耐熱層の厚み
は１０ｎｍ（現実の厚みｄ）、各導電膜２の厚みは３０
ｎｍ（現実の厚みｄ）であって、加熱条件を４５０゜
Ｃ、１時間としたものである。なお、導電膜２はもちろ
ん無加熱状態の基板に形成している。

【００４２】

【表７】

【００４３】この表７から明らかなようにシート抵抗値
は、Ｄ、Ｅ、Ｆのいずれの場合においても、耐熱層を設
けない上記表６のＡに比べて大幅に低下している。

【００４４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の導電性
反射防止膜によれば、導電膜よりも上方の層を耐熱層と
することで、別途耐熱機能を付加するための層形成処理
を行うことなく、他工程でうけるおそれのある加熱処理
に対してもシート抵抗値の上昇度合を大幅に低減するこ
とができる。

【００４５】また、導電膜形成材料として常温成膜が可
能な物質を用いることで、従来導電膜形成時に必要とさ
れていた基板の加熱処理が不要となるため、その加熱設
備が不要となるので、製造コストの低減および製造時間
の短縮化を図ることができる。また、従来、この加熱に
より導電性反射防止膜に生じていた色ムラの低減を図る
ことができる。

【００４６】さらに、ブラウン管の表示面に導電性反射
防止膜をコーティングする製造工程においては、このコ
ーティングを電子銃等の部品が既に組み込まれた完成球
へ行う場合、成膜時に基板加熱が不要であるから、この
完成球が熱による損傷をうけるおそれがない。また、ブ
ラウン管の表示面は、一般にその形状（厚み）が均一で
なく、上記基板が加熱されると面内に温度分布が生じる
ことになるが、成膜時に加熱が不要な本発明の導電性反
射防止膜では、温度依存性の高い、膜の電気抵抗や光反
射率にムラが生じるおそれがない。

【００４７】さらに、導電性反射防止膜を構成する多層
中に窒化珪素層を付加すれば、加熱時における上記シー
ト抵抗値の上昇度合をさらに低減することができる。ま
た、本発明の導電性反射防止膜の製造方法によれば、ス
パッタ法を用いることにより、上述した如き効果を有す
る導電性反射防止膜を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る導電性反射防止膜の層
構成を示す概略図

【図２】本発明の実施例２に係る導電性反射防止膜の層
構成を示す概略図

【図３】本発明の実施例３に係る導電性反射防止膜の層
構成を示す概略図

【図４】本発明の実施例４に係る導電性反射防止膜の層
構成を示す概略図

【図５】本発明の実施例５に係る導電性反射防止膜の層
構成を示す概略図

【図６】本発明の実施例１に係る導電性反射防止膜の反
射率特性を示すグラフ

【図７】本発明の実施例２に係る導電性反射防止膜の反
射率特性を示すグラフ

【図８】本発明の実施例３に係る導電性反射防止膜の反
射率特性を示すグラフ

【図９】本発明の実施例４に係る導電性反射防止膜の反
射率特性を示すグラフ

【図１０】本発明の実施例５に係る導電性反射防止膜の
反射率特性を示すグラフ

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、４１ 基板 ２、１２、２２、２４、３３、４２ 導電膜 ３、１３、１５、２３、２５、３２、３４、３６、４
３、４５、４７ ＳｉＯ₂層 １４、３５、４４、４６ Ｎｂ₂Ｏ₅層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 1/11 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ａ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３０９ Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 29/89 H01J 29/88

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成された多層膜よりなる導電
   性反射防止膜において、 前記多層膜の、最上層を除く少なくとも一層を、Ｉｎを
   含み、Ａｇ、Ｇｅ、ＺｎおよびＭｇのうち少なくとも１
   つを含む金属の酸化物より構成された常温成膜が可能な
   導電体層とし、かつ少なくとも前記多層膜の最上層をＳ
   ｉＯ₂からなる耐熱層としたことを特徴とする導電性反
   射防止膜。
2. 【請求項２】 前記耐熱層の厚みが86.94ｎｍ以上で98.
   95ｎｍ以下とされていることを特徴とする請求項１記載
   の導電性反射防止膜。
3. 【請求項３】 前記耐熱層を誘電体層により形成したこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の導電性反射防止
   膜。
4. 【請求項４】 前記多層膜のうち少なくとも一層を窒化
   珪素層としたことを特徴とする請求項１〜３のうちいず
   れか１項記載の導電性反射防止膜。
5. 【請求項５】前記透明基板上に、導電膜、ＳｉＯ₂層、
   導電膜、および耐熱層であるＳｉＯ₂層をこの順に積層
   形成したことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか
   １項記載の導電性反射防止膜。
6. 【請求項６】 基板上に多層膜を形成する導電性反射防
   止膜の製造方法において、 スパッタリング法を用い、Ｉｎを含み、Ａｇ、Ｇｅ、Ｚ
   ｎおよびＭｇのうち少なくとも１つを含む金属の酸化物
   により、かつ常温成膜により導電体層を少なくとも一層
   形成し、しかる後、スパッタリング法を用い、ＳｉＯ₂
   により耐熱層である最上層を形成することを特徴とする
   導電性反射防止膜の製造方法。