WO2015119242A1 - Ａｇ合金膜、Ａｇ合金反射膜、Ａｇ合金導電膜及びＡｇ合金半透過膜 - Google Patents

Ａｇ合金膜、Ａｇ合金反射膜、Ａｇ合金導電膜及びＡｇ合金半透過膜 Download PDF

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悠人 歳森
野中　荘平
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    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/06—Alloys based on silver
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
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    • G11B7/259—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of reflective layers based on silver

Definitions

  • the present invention relates to a wiring part such as a touch panel, a light reflection layer such as a light emitting element and an optical recording disk used for display and illumination, an Ag alloy film used for an infrared cut film, a transparent conductive film, and the like, and this Ag.
  • the present invention relates to an Ag alloy reflective film made of an alloy film, an Ag alloy conductive film, and an Ag alloy semipermeable film.
  • a light reflecting layer is formed on a display such as an organic EL or a reflective liquid crystal, a light emitting element such as an LED, an optical recording disk, or the like for the purpose of improving light extraction efficiency.
  • an Ag film and an Ag alloy film made of Ag and an Ag alloy are widely used as the above-described light reflection layer because of their high reflectance.
  • Patent Document 1 discloses using an Ag alloy as a constituent material of a reflective electrode of an organic EL element.
  • Patent Document 2 discloses using Ag or an Ag alloy that reflects light with high efficiency as a constituent material of an electrode of a semiconductor light emitting device.
  • Patent Document 3 discloses that Ag or an Ag alloy is used as a constituent material of a reflection layer of an optical recording medium.
  • the Ag film and the Ag alloy film are used not only for the above-described applications but also for reflection mirrors for optical devices, reflection films for solar cells, reflectors for lighting devices, and the like.
  • the above-mentioned Ag film and Ag alloy film are excellent also in electrical conductivity, as disclosed in Patent Document 4, for example, they are also used as lead wires for touch panels. Furthermore, as described in Patent Document 5, a thin Ag film is also used as a semi-permeable film.
  • the translucent film made of Ag is also used as a transparent conductive film for display and an anode of a bottom emission type organic EL.
  • an Ag film made of pure Ag is excellent in optical properties such as reflectance and transmittance, but has insufficient environmental resistance (resistance to moisture resistance environment).
  • optical characteristics such as reflectance and transmittance are reduced, there is a problem in reliability when used for a long time.
  • high temperature heat treatment may be performed in the manufacturing process, and thus the reflectivity of the Ag film or the Ag alloy film may be lowered after the heat treatment, and sufficient characteristics may not be exhibited. there were. Therefore, there is a demand for an Ag alloy film that maintains a high reflectivity as close as possible to a pure Ag film and that does not decrease the reflectivity even after heat treatment.
  • This invention has been made in view of the circumstances described above, has excellent optical characteristics such as reflectance and transmittance, has a low specific resistance value, and has various resistances such as heat resistance and environmental resistance.
  • An Ag alloy film that is excellent and does not change significantly in reflectance even after heat treatment, and in which optical properties such as reflectance and transmittance and specific resistance value do not change significantly even under a high temperature and high humidity use environment, and this Ag alloy film It is an object to provide an Ag alloy reflective film, an Ag alloy conductive film, and an Ag alloy semipermeable film.
  • the Ag alloy film according to the first aspect of the present invention has Sb of 0.01 atomic% or more and 1.00 atomic% or less, and Mg of 0.05 atomic% or more and 1.00 atoms. % Or less, with the balance being composed of Ag and inevitable impurities.
  • the Ag alloy film according to the first aspect of the present invention having such a configuration has an Sb content of 0.01 atomic% or more, the heat resistance and the environmental resistance can be improved.
  • optical characteristics such as reflectivity and transmittance and specific resistance values change greatly even when used for a long time.
  • the Sb content is 1.00 atomic% or less, excellent optical characteristics and a low specific resistance value can be ensured immediately after film formation.
  • the Mg content is 0.05 atomic% or more, the grain growth of Ag can be suppressed, and the heat resistance can be greatly improved by the synergistic effect with Sb, and the salt water resistance is also improved. Can be made.
  • the Mg content is 1.00 atomic% or less, excellent optical characteristics and a low specific resistance value can be secured, and optical characteristics such as reflectance and transmittance and specific resistance in a high temperature and high humidity environment. It can suppress that a value changes a lot.
  • the atomic ratio of Sb and Mg contained is preferably Sb / Mg ⁇ 0.1.
  • an Ag alloy film with less change in reflectance and resistance value in a high temperature and high humidity environment can be obtained.
  • the Ag alloy reflective film according to the second aspect of the present invention has the above composition.
  • the Ag alloy reflective film with this configuration has a high reflectivity immediately after film formation, and the reflectivity does not change greatly even by heat treatment in the manufacturing process after film formation, and is reflected even in a high temperature and high humidity use environment. The rate does not change significantly. Therefore, the Ag alloy reflective film according to the second aspect of the present invention is particularly suitable for a light reflective layer such as a display or a light emitting element. Moreover, since the specific resistance value is low, it can also be used as a reflective conductive film.
  • the Ag alloy conductive film according to the third aspect of the present invention has the above composition.
  • the Ag alloy conductive film having this configuration has a low specific resistance value immediately after film formation, and the specific resistance value does not change greatly even in a high temperature and high humidity use environment. Moreover, it is excellent also in salt water resistance. Therefore, the Ag alloy conductive film according to the third aspect of the present invention is particularly suitable for wiring and the like formed on the peripheral portion of the panel surface of the touch panel.
  • the Ag alloy semipermeable membrane according to the fourth aspect of the present invention has the above composition.
  • the Ag alloy semipermeable membrane having this configuration has a high transmittance immediately after the film formation, and the transmittance does not change greatly even in a use environment of high temperature and high humidity.
  • the specific resistance value immediately after the film formation is low, and the specific resistance value does not change greatly even under the use environment of high temperature and high humidity. Therefore, the Ag alloy semipermeable membrane according to the fourth aspect of the present invention is particularly suitable as a semipermeable membrane used for a transparent conductive film or an infrared cut film.
  • the Ag alloy reflective film according to the second aspect of the present invention preferably has a minimum reflectance of 90% or more at a wavelength of 405 to 550 nm.
  • the minimum reflectance at a wavelength of 405 to 550 nm is the minimum value of the reflectance in the wavelength region of the wavelength 405 to 550 nm.
  • the reflectance is preferably 90% or more in this wavelength region.
  • the Ag alloy conductive film according to the third aspect of the present invention preferably has a specific resistance of 7 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the Ag alloy semipermeable membrane according to the fourth aspect of the present invention preferably has a film thickness of 15 nm or less, an average transmittance of 40% or more at a wavelength of 350 to 850 nm, and a resistance value of 10 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the present invention has excellent optical characteristics such as reflectance and transmittance, has a low specific resistance value, and is excellent in various resistances such as heat resistance and environmental resistance, and even after heat treatment.
  • FIG. It is a photograph which shows the example in which the external appearance observation result after a salt water test is evaluated as "C” in Example 2. It is a photograph which shows the example in which the optical microscope observation result after a salt water test is evaluated as "C” in Example 2.
  • the Ag alloy film according to the present embodiment includes, for example, an Ag alloy reflective film that constitutes a light reflective layer of a display, a light emitting element, etc., an Ag alloy conductive film that constitutes a wiring formed on the peripheral portion of the panel surface of the touch panel, a transparent conductive film It is used as an Ag semi-permeable membrane used for infrared cut films.
  • the Ag alloy film of this embodiment contains 0.01 to 1.00 atomic% of Sb, 0.05 to 1.00 atomic% of Mg, and the balance of Ag and inevitable impurities. It consists of Ag alloy which has the composition which becomes. The reason why the composition of the Ag alloy film according to this embodiment is defined as described above will be described below.
  • Sb 0.01 atomic% or more and 1.00 atomic% or less
  • Sb is an element having an effect of improving heat resistance and environment resistance (resistance to high temperature and high humidity environment).
  • the content of Sb in the Ag alloy film is less than 0.01 atomic%, the heat resistance and the environmental resistance are not sufficiently improved.
  • the content of Sb in the Ag alloy film exceeds 1.00 atomic%, the reflectivity is lowered even immediately after the film formation, and the characteristics as the reflection film may not be ensured.
  • the specific resistance value increases and the transmittance decreases, which may make it impossible to secure characteristics as a conductive film or a semi-transmissive film.
  • the Sb content in the Ag alloy film is set in the range of 0.01 atomic% or more and 1.00 atomic% or less.
  • the Sb content in the Ag alloy film is 0.01 atomic% or more and 1.00 atomic% or less in the reflective film application, and is 0.00 in the conductive film application. It is preferably in the range of 01 atomic% to 0.50 atomic% and in the range of 0.01 atomic% to 0.50 atomic% in the case of a semipermeable membrane.
  • Mg 0.05 atomic% or more and 1.00 atomic% or less
  • Mg is an element having an effect of suppressing grain growth of Ag in a high temperature and high humidity environment. Moreover, it has the effect which improves the heat resistance in high temperature by the synergistic effect with containing Sb as mentioned above. Furthermore, it has the effect of improving salt water resistance.
  • the Mg content in the Ag alloy film is less than 0.05 atomic%, the grain growth cannot be sufficiently suppressed, and the heat resistance and moisture resistance may not be improved. Moreover, salt water resistance may not be improved.
  • the Mg content in the Ag alloy film is set in the range of 0.05 atomic% or more and 1.00 atomic% or less.
  • the Mg content in the Ag alloy film is set to 0.05 atomic% or more and 0.50 atomic% or less in the reflective film application, or in the conductive film application. It is preferably in the range of 05 atomic% or more and 1.00 atomic% or less, and in the range of 0.05 atomic% or more and 0.20 atomic% or less in the case of a semipermeable membrane.
  • the Mg content can be set to Sb / Mg ⁇ 0.1 in terms of atomic ratio with respect to Sb, so that the change in reflectance and resistance value in a high temperature and high humidity environment can be further reduced.
  • the Mg content may be Sb / Mg ⁇ 20 by atomic ratio with respect to Sb.
  • the Mg content is more preferably 0.2 ⁇ Sb / Mg ⁇ 10 in terms of atomic ratio relative to Sb, but is not limited thereto.
  • the Sb content is 0.01 atomic% or more and 1.00 atomic% or less. It has excellent optical characteristics such as transmittance, has a low specific resistance value, and is excellent in heat resistance, so that it is possible to suppress a significant change in reflectance even after heat treatment. Furthermore, since it is excellent in environmental resistance, optical characteristics such as reflectance and transmittance and specific resistance value do not change greatly even when used for a long time. Moreover, since the Mg content is 0.05 atomic% or more and 1.00 atomic% or less, it has excellent optical characteristics such as reflectance and transmittance immediately after film formation, and has a low specific resistance value. , Ag grain growth can be suppressed, and heat resistance, environmental resistance, and salt water resistance can be improved.
  • the Ag alloy film according to the present embodiment is excellent in optical characteristics such as reflectance and transmittance immediately after film formation, has a low specific resistance value, and is heat-treated in the manufacturing process after film formation.
  • the reflectance does not change greatly due to, for example, and the optical characteristics such as reflectance and transmittance and the specific resistance value do not change significantly even in a high temperature and high humidity usage environment. Therefore, an Ag alloy reflecting film that constitutes a light reflecting layer of a display, a light emitting element, etc., an Ag alloy conducting film that constitutes a wiring formed on the peripheral portion of the panel surface of the touch panel, an Ag half used for a transparent conducting film or an infrared cut film. It is particularly suitable as a permeable membrane.
  • the Ag alloy film of the present embodiment includes an Ag alloy reflective film that constitutes a light reflective layer of a display, a light emitting element, etc., an Ag alloy conductive film that constitutes a wiring formed on the peripheral portion of the panel surface of the touch panel, a transparent conductive film
  • the present invention is not limited to this, and may be applied to other uses.
  • Example 1 Below, the result of the evaluation test evaluated about the effect of the Ag alloy film which concerns on this invention is demonstrated.
  • the obtained cast ingot was cold-rolled at a reduction rate of 70% to obtain a plate material, and then heat-treated at 600 ° C. for 2 hours in the atmosphere. Then, by carrying out machining, a sputtering target material having a diameter of 152.4 mm and a thickness of 6 mm was produced. Moreover, the sputtering target raw material of the same dimension as the above which consists of pure Ag (purity 99.9 mass% or more) was prepared. Then, the sputtering target material described above was soldered to an oxygen-free copper backing plate using indium solder to obtain a sputtering target.
  • an Ag alloy film was formed under the following conditions.
  • the above-mentioned sputtering target is mounted on a sputtering apparatus, and the distance to the glass substrate (Corning Eagle XG): 70 mm, power: DC 300 W, ultimate vacuum: 5 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa, Ar gas pressure: 0.3 Pa Sputtering was performed under the conditions to prepare a sample in which an Ag alloy film having a thickness of 100 nm was formed on the surface of the glass substrate.
  • composition analysis of Ag alloy film is that the same sputtering target is used to form a 3 ⁇ m thick film on the Si substrate under the same conditions as described above, and all the thick film is dissolved. It was determined by analyzing by ICP emission spectroscopic analysis (Agilent 7700 series ICP-MS manufactured by Agilent Technologies). Table 1 shows the composition analysis results of the Ag alloy film.
  • the reflectance R 0 of the Ag alloy film and the Ag film immediately after film formation obtained as described above is measured using a spectrophotometer (Ubest series manufactured by JASCO Corporation), and light in the wavelength range of 800 nm to 400 nm. And measured.
  • Table 1 shows the reflectance of light having a wavelength of 405 nm
  • Table 2 shows the reflectance of light having a wavelength of 450 nm
  • Table 3 shows the reflectance of light having a wavelength of 550 nm.
  • Comparative Example 1 in which the content of Sb in the Ag alloy film is smaller than the range of the present invention, the reflectance after the heat resistance test is low at any of wavelengths of 405 nm, 450 nm, and 550 nm, and the reflectance before and after the constant temperature and humidity test is low. The amount of change was great.
  • Comparative Example 2 in which the Sb content in the Ag alloy film is larger than the range of the present invention, the reflectance immediately after the film formation was low at any of the wavelengths of 405 nm, 450 nm, and 550 nm.
  • Comparative Example 3 in which the content of Mg in the Ag alloy film is smaller than the range of the present invention, the reflectance after the heat resistance test was low at any of the wavelengths of 405 nm, 450 nm, and 550 nm.
  • Comparative Example 4 in which the content of Mg in the Ag alloy film is larger than the range of the present invention, the reflectance greatly changed before and after the constant temperature and humidity test at any of wavelengths of 405 nm, 450 nm, and 550 nm.
  • the reflectance after the heat resistance test was low at any of the wavelengths of 405 nm, 450 nm, and 550 nm, and the amount of change in the reflectance before and after the constant temperature and humidity test was large.
  • the reflectance immediately after the film formation is any of the wavelengths of 405 nm, 450 nm, and 550 nm.
  • the reflectivity after the heat test was still high.
  • the change amount of the reflectance before and after the constant temperature and humidity test was small, and it was confirmed that the reflectance was stable. From the above, according to the present invention, it was confirmed that an Ag alloy film having high reflectivity, excellent heat resistance and environmental resistance, and particularly suitable as a reflective film can be provided.
  • Example 2 Next, the results of an evaluation test that further evaluates the effects of the Ag alloy film of Example 1 will be described.
  • FIGS. 3A and 3B An example of an appearance observation result and an optical microscope observation result evaluated as “A” are shown in FIGS. 3A and 3B, and an example of an appearance observation result and an optical microscope observation result evaluated as “B” are shown in FIGS. 4A and 4B.
  • 5a and 5b show an example of the appearance observation result and the optical microscope observation result evaluated as “C”.
  • Comparative Example 11 in which the content of Sb in the Ag alloy film is less than the range of the present invention, corrosion was observed in the appearance observation after the constant temperature and humidity test, and it was confirmed that the moisture resistance was insufficient. .
  • Comparative Example 12 in which the content of Sb in the Ag alloy film was larger than the range of the present invention, the specific resistance value after film formation was high.
  • Comparative Example 13 in which the content of Mg in the Ag alloy film is smaller than the range of the present invention, corrosion was observed by appearance observation after the salt water test, and it was confirmed that the salt water resistance was insufficient.
  • Comparative Example 14 in which the Mg content in the Ag alloy film is larger than the range of the present invention, the specific resistance value after film formation was high.
  • Examples 11 to 17 of the present invention in which the contents of Sb and Mg in the Ag alloy film were within the scope of the present invention, the specific resistance value after film formation was low, and after the constant temperature and humidity test, Corrosion was not observed by appearance observation after the test. From the above, it was confirmed that according to the present invention, an Ag alloy film having a low specific resistance value, excellent moisture resistance and salt water resistance, and particularly suitable as a conductive film can be provided.
  • Example 3 Next, the result of the evaluation test which evaluated the effect of the Ag alloy film formed using the sputtering target of Example 1 is demonstrated.
  • the film was formed in the same manner as in Example 1 except that the film thickness was changed. Composition analysis and evaluation of specific resistance values were performed in the same manner as in Examples 1 and 2. Table 5 shows the measurement results. Note that the transflective film has a thickness of 15 nm or less because the transmittance decreases as the film thickness increases.
  • TEM transmission electron microscope
  • CP cross section polisher
  • FIB integrated ion beam method
  • the transmittance of the Ag alloy film and the Ag film was measured in the wavelength range of 850 nm to 350 nm with a spectrophotometer (Ubest series manufactured by JASCO Corporation).
  • a spectrophotometer Ubest series manufactured by JASCO Corporation.
  • Comparative Example 21 in which the content of Sb in the Ag alloy film is smaller than the range of the present invention, the specific resistance value greatly changed before and after the constant temperature and humidity test.
  • Comparative Example 22 in which the content of Sb in the Ag alloy film was larger than the range of the present invention, the specific resistance value after film formation was high and the transmittance was low.
  • Comparative Example 23 in which the content of Mg in the Ag alloy film is smaller than the range of the present invention, the transmittance largely changed before and after the constant temperature and humidity test.
  • Comparative Example 24 in which the content of Mg in the Ag alloy film was larger than the range of the present invention, the specific resistance value after film formation was high and the transmittance was low. Furthermore, the specific resistance value changed greatly before and after the constant temperature and humidity test.
  • the present invention it is possible to provide a film that can maintain high optical properties, conductivity and the like for a long time even under adverse conditions. Thereby, deterioration of performance, such as a touch panel, a display, illumination, a disk for optical recording, an infrared cut film, and a transparent conductive film, can be controlled.

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Abstract

　本発明のＡｇ合金膜は、Ｓｂを０．０１原子％以上１．００原子％以下、Ｍｇを０．０５原子％以上１．００原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物とからなる組成を有する。

Description

Ａｇ合金膜、Ａｇ合金反射膜、Ａｇ合金導電膜及びＡｇ合金半透過膜
　本発明は、タッチパネル等の配線部、ディスプレイや照明に使用される発光素子及び光記録用ディスク等の光反射層、赤外線カットフィルムや透明導電膜等に使用されるＡｇ合金膜、および、このＡｇ合金膜からなるＡｇ合金反射膜、Ａｇ合金導電膜、Ａｇ合金半透過膜に関する。
　本願は、２０１４年２月１０日に、日本に出願された特願２０１４－０２３４８２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　一般に、有機ＥＬや反射型液晶等のディスプレイや、ＬＥＤ等の発光素子、あるいは光記録用ディスク等には、光取り出し効率を向上させる目的で光反射層が形成されている。ここで、Ａｇ及びＡｇ合金からなるＡｇ膜及びＡｇ合金膜は、反射率が高いことから、上述の光反射層として広く使用されている。
　例えば、特許文献１には、有機ＥＬ素子の反射電極の構成材料としてＡｇ合金を用いることが開示されている。
　特許文献２には、半導体発光素子の電極の構成材料として、高効率で光を反射するＡｇまたはＡｇ合金を用いることが開示されている。
　特許文献３には、光記録媒体の反射層の構成材料として、ＡｇまたはＡｇ合金を用いることが開示されている。
　また、Ａｇ膜及びＡｇ合金膜は、上述の用途のみでなく、光学機器用反射ミラー、太陽電池用反射膜、照明装置のリフレクタ等にも利用されている。
　また、上述のＡｇ膜及びＡｇ合金膜は、導電性にも優れていることから、例えば特許文献４に開示されているように、タッチパネルの引き出し配線としても使用されている。
　さらに、特許文献５に記載されているように、膜厚の薄いＡｇ膜は半透過膜としても用いられている。Ａｇからなる半透明膜は、ディスプレイ用の透明導電膜やボトムエミッション方式の有機ＥＬのアノードとしても使用されている。
特開２０１２－０５９５７６号公報 特開２００６－２４５２３０号公報 特開２００４－３２２５５６号公報 特開２００９－０３１７０５号公報 特許第４３９５８４４号公報
　ところで、純ＡｇからなるＡｇ膜は、反射率や透過率等の光学特性に優れているものの、耐環境性（耐湿環境への耐性）が不十分であることから、高温高湿の使用環境下において反射率や透過率等の光学特性が低下するため、長時間使用時の信頼性に問題を有していた。
　また、上述の発光素子やディスプレイにおいては、その製造過程で高温の熱処理が行われることがあるため、熱処理後にＡｇ膜またはＡｇ合金膜の反射率が低下し、十分な特性を発揮できなくなるおそれがあった。このため、できるだけ純Ａｇ膜に近い高反射率を維持しつつ、熱処理後においても、反射率が低下しないＡｇ合金膜が求められている。
　さらに、純ＡｇからなるＡｇ膜を配線として使用した場合には、高温高湿環境下において粒成長が生じ、比抵抗値が変動してしまうといった問題があった。また、純Ａｇは、耐塩水性、耐湿性等の各種耐性が不十分なため、高温高湿の使用環境下や製造プロセスにおいて、Ａｇ膜が変質してしまうおそれがあった。
　この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、反射率や透過率等の光学特性に優れるとともに低い比抵抗値を有し、かつ、耐熱性、耐環境性等の各種耐性に優れ、熱処理後においても反射率が大きく変化せず、高温高湿の使用環境下においても反射率や透過率等の光学特性及び比抵抗値が大きく変化しないＡｇ合金膜、および、このＡｇ合金膜からなるＡｇ合金反射膜、Ａｇ合金導電膜、Ａｇ合金半透過膜を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の第一の態様に係るＡｇ合金膜は、Ｓｂを０．０１原子％以上１．００原子％以下、Ｍｇを０．０５原子％以上１．００原子％以下含有し、残部がＡｇと不可避不純物とからなる組成を有する。
　このような構成とされた本発明の第一の態様に係るＡｇ合金膜は、Ｓｂの含有量が０．０１原子％以上とされているので、耐熱性、耐環境性を向上させることができ、成膜後の製造過程で熱処理などが行われても反射率が大きく変化することを抑制できるとともに、長時間使用時においても反射率や透過率等の光学特性及び比抵抗値が大きく変化することがない。さらに、Ｓｂの含有量が１．００原子％以下とされているので、成膜直後においても優れた光学特性と低い比抵抗値を確保することができる。
　また、Ｍｇの含有量が０．０５原子％以上とされているので、Ａｇの粒成長を抑制でき、Ｓｂとの相乗効果によって、耐熱性を大幅に向上させることができるとともに、耐塩水性も向上させることができる。さらに、Ｍｇの含有量が１．００原子％以下とされているので優れた光学特性と低い比抵抗値を確保できるとともに、高温高湿環境下で反射率や透過率等の光学特性及び比抵抗値が大きく変化することを抑制できる。
　ここで、本発明の第一の態様に係るＡｇ合金膜は、含有されるＳｂとＭｇの原子比がＳｂ／Ｍｇ≧０．１であることが好ましい。
　この場合、高温高湿環境下における反射率及び抵抗値の変化がより少ないＡｇ合金膜とすることができる。
　本発明の第二の態様に係るＡｇ合金反射膜は、前記組成を有する。
　この構成のＡｇ合金反射膜は、成膜直後の反射率が高く、かつ、成膜後の製造過程での熱処理などによっても反射率が大きく変化せず、高温高湿の使用環境下においても反射率が大きく変化しない。よって、本発明の第二の態様に係るＡｇ合金反射膜は、ディスプレイ、発光素子等の光反射層に特に適している。また、比抵抗値が低いことから反射導電膜として用いることもできる。
　本発明の第三の態様に係るＡｇ合金導電膜は、前記組成を有する。
　この構成のＡｇ合金導電膜は、成膜直後の比抵抗値が低く、かつ、高温高湿の使用環境下においても比抵抗値が大きく変化しない。また、耐塩水性にも優れている。よって、本発明の第三の態様に係るＡｇ合金導電膜は、タッチパネルのパネル面周縁部に形成される配線等に特に適している。
　本発明の第四の態様に係るＡｇ合金半透過膜は、前記組成を有する。
　この構成のＡｇ合金半透過膜は、成膜直後の透過率が高く、かつ、高温高湿の使用環境下においても透過率が大きく変化しない。また、成膜直後の比抵抗値が低く、かつ、高温高湿の使用環境下においても比抵抗値が大きく変化しない。よって、本発明の第四の態様に係るＡｇ合金半透過膜は、透明導電膜や赤外線カットフィルムに用いられる半透過膜として特に適している。
　ここで、本発明の第二の態様に係るＡｇ合金反射膜は、波長４０５～５５０ｎｍの最小反射率が９０％以上であることが好ましい。なお、波長４０５～５５０ｎｍの最小反射率とは、波長４０５～５５０ｎｍの波長領域における反射率の最小値であり、本発明では、この波長領域において反射率が９０％以上となっていることが好ましい。
　また、本発明の第三の態様に係るＡｇ合金導電膜は、比抵抗が７μΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。
　さらに、本発明の第四の態様に係るＡｇ合金半透過膜は、膜厚１５ｎｍ以下でかつ波長３５０～８５０ｎｍにおける平均透過率が４０％以上、抵抗値が１０μΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。
　以上のように、本発明によれば、反射率や透過率等の光学特性に優れるとともに低い比抵抗値を有し、かつ、耐熱性、耐環境性等の各種耐性に優れ、熱処理後においても反射率が大きく変化せず、高温高湿の使用環境下においても反射率や透過率等の光学特性及び比抵抗値が大きく変化しないＡｇ合金膜、および、このＡｇ合金膜からなるＡｇ合金反射膜、Ａｇ合金導電膜、Ａｇ合金半透過膜を提供することが可能となる。
実施例２において恒温恒湿試験後の外観観察結果が「Ａ」と評価される例を示す写真である。 実施例２において恒温恒湿試験後の外観観察結果が「Ｂ」と評価される例を示す写真である。 実施例２において塩水試験後の外観観察結果が「Ａ」と評価される例を示す写真である。 実施例２において塩水試験後の光学顕微鏡観察結果が「Ａ」と評価される例を示す写真である。 実施例２において塩水試験後の外観観察結果が「Ｂ」と評価される例を示す写真である。 実施例２において塩水試験後の光学顕微鏡観察結果が「Ｂ」と評価される例を示す写真である。 実施例２において塩水試験後の外観観察結果が「Ｃ」と評価される例を示す写真である。 実施例２において塩水試験後の光学顕微鏡観察結果が「Ｃ」と評価される例を示す写真である。
　以下に、本発明の一実施形態であるＡｇ合金膜について説明する。
　本実施形態であるＡｇ合金膜は、例えばディスプレイ、発光素子等の光反射層を構成するＡｇ合金反射膜、タッチパネルのパネル面周縁部に形成される配線を構成するＡｇ合金導電膜、透明導電膜や赤外線カットフィルムに用いられるＡｇ半透過膜として使用される。
＜Ａｇ合金膜＞
　本実施形態であるＡｇ合金膜は、Ｓｂを０．０１原子％以上１．００原子％以下、Ｍｇを０．０５原子％以上１．００原子％以下含有し、残部がＡｇと不可避不純物とからなる組成を有するＡｇ合金からなる。
　以下に、本実施形態であるＡｇ合金膜の組成を上述のように規定した理由について説明する。
Ｓｂ：０．０１原子％以上１．００原子％以下
　Ｓｂは、耐熱性、耐環境性（高温高湿環境への耐性）を向上させる作用効果を有する元素である。
　ここで、Ａｇ合金膜におけるＳｂの含有量が０．０１原子％未満の場合には、耐熱性、耐環境性が十分に向上しない。一方、Ａｇ合金膜におけるＳｂの含有量が１．００原子％を超えた場合には、成膜直後においても反射率が低くなり、反射膜としての特性を確保できなくなるおそれがある。また、比抵抗値が高くなるとともに透過率が低くなり、導電膜又は半透過膜としての特性を確保できなくなるおそれがある。
　このような理由から、本実施形態では、Ａｇ合金膜におけるＳｂの含有量を、０．０１原子％以上１．００原子％以下の範囲内に設定している。なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ａｇ合金膜におけるＳｂの含有量を、反射膜用途においては０．０１原子％以上１．００原子％以下、導電膜用途においては０．０１原子％以上０．５０原子％以下、半透過膜用途においては０．０１原子％以上０．５０原子％以下の範囲内とすることが好ましい。
Ｍｇ：０．０５原子％以上１．００原子％以下
　Ｍｇは、高温高湿環境下においてＡｇの粒成長を抑制する作用効果を有する元素である。また、Ｓｂを上述のように含有することとの相乗効果によって、高温における耐熱性を向上させる作用効果も有する。さらに、耐塩水性も向上させる作用効果も有する。
　ここで、Ａｇ合金膜におけるＭｇの含有量が０．０５原子％未満の場合には、粒成長を十分に抑制できず、耐熱性・耐湿性を向上させることができなくなるおそれがある。また、耐塩水性も向上させることができなくなるおそれがある。一方、Ａｇ合金膜におけるＭｇの含有量が１．００原子％を超えた場合には、高温高湿環境下で反射率が大きく低下し、反射膜としての特性を確保できなくなるおそれがある。また、比抵抗値が高くなるとともに透過率が低くなり、導電膜又は半透過膜としての特性を確保できなくなるおそれがある。
　このような理由から、本実施形態では、Ａｇ合金膜におけるＭｇの含有量を、０．０５原子％以上１．００原子％以下の範囲内に設定している。なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ａｇ合金膜におけるＭｇの含有量を、反射膜用途においては０．０５原子％以上０．５０原子％以下、導電膜用途においては０．０５原子％以上１．００原子％以下、半透過膜用途においては０．０５原子％以上０．２０原子％以下の範囲内とすることが好ましい。
　また、Ｍｇの含有量は、Ｓｂに対して原子比でＳｂ／Ｍｇ≧０．１とすることで、高温高湿環境下においての反射率や抵抗値の変化をより少なくすることができる。Ｍｇの含有量は、Ｓｂに対して原子比でＳｂ／Ｍｇ≦２０であってもよい。また、Ｍｇの含有量は、Ｓｂに対して原子比で０．２≦Ｓｂ／Ｍｇ≦１０とすることがより好ましいが、これに限定されることはない。
　以上のような構成とされた本実施形態であるＡｇ合金膜によれば、Ｓｂの含有量が０．０１原子％以上１．００原子％以下とされているので、成膜直後において反射率や透過率等の光学特性に優れ、かつ、低い比抵抗値を有するとともに、耐熱性に優れており、熱処理後であっても反射率が大きく変化することを抑制できる。さらに、耐環境性に優れているので、長時間使用時においても反射率や透過率等の光学特性及び比抵抗値が大きく変化しない。
　また、Ｍｇの含有量が０．０５原子％以上１．００原子％以下とされているので、成膜直後において反射率や透過率等の光学特性に優れ、かつ、低い比抵抗値を有するとともに、Ａｇの粒成長を抑制でき、耐熱性、耐環境性、耐塩水性を向上させることができる。
　以上のように、本実施形態であるＡｇ合金膜は、成膜直後の反射率や透過率等の光学特性に優れ、かつ、低い比抵抗値を有するとともに、成膜後の製造過程での熱処理などによっても反射率が大きく変化せず、高温高湿の使用環境下においても反射率や透過率等の光学特性及び比抵抗値が大きく変化しない。よって、ディスプレイ、発光素子等の光反射層を構成するＡｇ合金反射膜、タッチパネルのパネル面周縁部に形成される配線を構成するＡｇ合金導電膜、透明導電膜や赤外線カットフィルムに用いられるＡｇ半透過膜として特に適している。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　例えば、本実施形態のＡｇ合金膜は、ディスプレイ、発光素子等の光反射層を構成するＡｇ合金反射膜、タッチパネルのパネル面周縁部に形成される配線を構成するＡｇ合金導電膜、透明導電膜や赤外線カットフィルムに用いられるＡｇ半透過膜として使用されるものとして説明したが、これに限定されることはなく、その他の用途に適用してもよい。
（実施例１）
　以下に、本発明に係るＡｇ合金膜の作用効果について評価した評価試験の結果について説明する。
＜Ａｇ合金膜の成膜＞
　溶解原料として、純度９９．９質量％以上のＡｇと、純度９９．９質量％以上のＳｂ，Ｍｇと、を準備し、各種組成となるように秤量した。
　次に、溶解炉を用いて、Ａｇを不活性ガス雰囲気中で溶解し、得られたＡｇ溶湯に、Ｓｂ，Ｍｇを添加し、不活性ガス雰囲気中で溶解した。その後、鋳型へと注湯して鋳造インゴットを製造した。より具体的には、Ａｇの溶解時には、雰囲気を一度真空（５×１０－２Ｐａ以下）にしたあとＡｒガスで置換した雰囲気で行った。また、Ｓｂ，Ｍｇの添加は、Ａｒガス雰囲気中で実施した。これにより、Ｓｂを０．００１～３．００原子％、Ｍｇを０．０５～３．００原子％含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物からなる成分組成の鋳造インゴットを作製した。
　次いで、得られた鋳造インゴットに対して、圧下率７０％で冷間圧延を行って板材を得た後、大気中で６００℃、２時間保持の熱処理を実施した。そして、機械加工を実施することにより、直径１５２．４ｍｍ、厚さ６ｍｍ寸法を有するスパッタリングターゲット素材を作製した。
　また、純Ａｇ（純度９９．９質量％以上）からなる上記と同一寸法のスパッタリングターゲット素材を準備した。
　そして、上述のスパッタリングターゲット素材を、無酸素銅製のバッキングプレートにインジウム半田を用いて半田付けしてスパッタリングターゲットとした。
　上述したスパッタリングターゲットを用いて、以下の条件でＡｇ合金膜を成膜した。
　上述したスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着し、ガラス基板（コーニング社製イーグルＸＧ）との距離：７０ｍｍ、電力：直流３００Ｗ、到達真空度：５×１０－５Ｐａ、Ａｒガス圧：０．３Ｐａの条件でスパッタリングを実施し、ガラス基板の表面に、厚さ：１００ｎｍを有するＡｇ合金膜を形成した試料を作製した。
　なお、従来例として、上述の純Ａｇ（純度９９．９質量％以上）からなるスパッタリングターゲットを用いて、上記と同様の条件でガラス基板上に厚さ：１００ｎｍのＡｇ膜を形成した試料を作製した。
＜Ａｇ合金膜の組成分析＞
　上述のようにして得られたＡｇ合金膜の組成は、同一のスパッタリングターゲットを用いて、上記と同様の条件でＳｉ基板上に膜厚３μｍの厚膜を形成し、この厚膜を全量溶解して、ＩＣＰ発光分光分析法（アジレント・テクノロジー株式会社製　Ａｇｉｌｅｎｔ　７７００シリーズ　ＩＣＰ－ＭＳ）により分析することによって求めた。Ａｇ合金膜の組成分析結果を表１に示す。
＜反射率の測定＞
　上述のようにして得られた成膜直後のＡｇ合金膜およびＡｇ膜の反射率Ｒ０を、分光光度計（日本分光株式会社製Ｕｂｅｓｔシリーズ）を用いて、波長８００ｎｍから４００ｎｍの範囲の光を用いて測定した。波長４０５ｎｍの光の反射率を表１に、波長４５０ｎｍの光の反射率を表２に、波長５５０ｎｍの光の反射率を表３に示す。
＜耐熱試験＞
　上述の試料を、窒素雰囲気中で温度５００℃、保持時間１時間の熱処理を行った。
　この耐熱試験後のＡｇ合金膜およびＡｇ膜の反射率Ｒ１を上述と同様の方法で測定した。そして、耐熱試験前後の反射率の変化量（Ｒ１－Ｒ０）を求めた。耐熱試験後の波長４０５ｎｍの光の反射率及び反射率の変化量を表１に、耐熱試験後の波長４５０ｎｍの光の反射率及び反射率の変化量を表２に、耐熱試験後の波長５５０ｎｍの光の反射率及び反射率の変化量を表３に示す。
＜恒温恒湿試験＞
　上述の試料を、温度８５℃、湿度８５％の恒温恒湿槽中に２５０時間放置した。
　この恒温恒湿試験後のＡｇ合金膜およびＡｇ膜の反射率Ｒ２を上述と同様の方法で測定した。そして、恒温恒湿試験前後の反射率の変化量（Ｒ２－Ｒ０）を求めた。恒温恒湿試験後の波長４０５ｎｍの光の反射率及び反射率の変化量を表１に、恒温恒湿試験後の波長４５０ｎｍの光の反射率及び反射率の変化量を表２に、恒温恒湿試験後の波長５５０ｎｍの光の反射率及び反射率の変化量を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　Ａｇ合金膜におけるＳｂの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例１は、波長４０５ｎｍ，４５０ｎｍ，５５０ｎｍのいずれにおいても、耐熱試験後の反射率が低く、恒温恒湿試験前後における反射率の変化量が大きかった。
　Ａｇ合金膜におけるＳｂの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例２は、波長４０５ｎｍ，４５０ｎｍ，５５０ｎｍのいずれにおいても、成膜直後の反射率が低かった。
　Ａｇ合金膜におけるＭｇの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例３は、波長４０５ｎｍ，４５０ｎｍ，５５０ｎｍのいずれにおいても、耐熱試験後の反射率が低かった。
　Ａｇ合金膜におけるＭｇの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例４は、波長４０５ｎｍ，４５０ｎｍ，５５０ｎｍのいずれにおいても、恒温恒湿試験前後で反射率が大きく変化した。
　純Ａｇからなる従来例は、波長４０５ｎｍ，４５０ｎｍ，５５０ｎｍのいずれにおいても、耐熱試験後の反射率が低く、恒温恒湿試験前後における反射率の変化量も大きかった。
　これに対して、Ａｇ合金膜におけるＳｂ，Ｍｇの含有量が本発明の範囲内とされた本発明例１～７においては、成膜直後の反射率が、波長４０５ｎｍ，４５０ｎｍ，５５０ｎｍのいずれでも高く、耐熱試験後の反射率も高いままであった。また、恒温恒湿試験前後における反射率の変化量も小さく、反射率が安定していることが確認された。
　以上のことから、本発明によれば、反射率が高く、かつ、耐熱性、耐環境性に優れ、反射膜として特に適したＡｇ合金膜を提供可能であることが確認された。
（実施例２）
　次に、実施例１のＡｇ合金膜の作用効果についてさらに評価した評価試験の結果について説明する。
＜成膜後の比抵抗値＞
　上述のようにして得られたＡｇ合金膜およびＡｇ膜のシート抵抗値を四探針法によって測定し、比抵抗値を算出した。得られた成膜後の比抵抗値を表４に示す。
＜恒温恒湿試験＞
　上述の試料を、温度８５℃、湿度８５％の恒温恒湿槽中に２５０時間放置した。
　この恒温恒湿試験後の試料外観（５０ｍｍ×５０ｍｍ）を目視し、恒温恒湿試験前後で外観に変化がないものを「Ａ」、腐食による斑点や白濁が認められたものを「Ｂ」と評価した。評価結果を表４に示す。なお、「Ａ」と評価される外観観察結果の一例を図１に、「Ｂ」と評価される外観観察結果の一例を図２に示す。ここで、図１，２の黒い影は、カメラのレンズの影であり、図２の大小の白い丸が白濁点を示している。
＜塩水試験＞
　基板をＩＴＯ膜（厚さ１０ｎｍ）付のガラス基板として、上述した条件で５０ｍｍ×５０ｍｍのＡｇ合金膜（Ａｇ合金導電膜）およびＡｇ膜を成膜して、試料を作製した。
　この試料を、５％ＮａＣｌ水溶液に１２時間浸漬し、取り出した後の外観を目視および光学顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ社製　ＭＭ－６０）にて観察した。目視および光学顕微鏡観察でも外観変化が認められないものを「Ａ」、目視では光沢が失われていないが光学顕微鏡観察により黒い斑点が確認されたものを「Ｂ」、目視で腐食による白濁が確認されたものを「Ｃ」と評価した。評価結果を表４に示す。なお、「Ａ」と評価される外観観察結果及び光学顕微鏡観察結果の一例を図３ａ、図３ｂに、「Ｂ」と評価される外観観察結果及び光学顕微鏡観察結果の一例を図４ａ、図４ｂに、「Ｃ」と評価される外観観察結果及び光学顕微鏡観察結果の一例を図５ａ、図５ｂに示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　Ａｇ合金膜におけるＳｂの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例１１においては、恒温恒湿試験後の外観観察で腐食が認められており、耐湿性が不十分であることが確認された。
　Ａｇ合金膜におけるＳｂの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例１２においては、成膜後の比抵抗値が高くなっていた。
　Ａｇ合金膜におけるＭｇの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例１３においては、塩水試験後の外観観察で腐食が認められており、耐塩水性が不十分であることが確認された。
　Ａｇ合金膜におけるＭｇの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例１４においては、成膜後の比抵抗値が高くなっていた。
　純Ａｇからなる従来例においては、恒温恒湿試験後、塩水試験後の外観観察で腐食が認められており、耐湿性、耐塩水性が不十分であった。
　これに対して、Ａｇ合金膜におけるＳｂ，Ｍｇの含有量が本発明の範囲内とされた本発明例１１～１７においては、成膜後の比抵抗値が低く、恒温恒湿試験後、塩水試験後の外観観察で腐食は認められなかった。
　以上のことから、本発明によれば、比抵抗値が低く、かつ、耐湿性、耐塩水性に優れ、導電膜として特に適したＡｇ合金膜を提供可能であることが確認された。
（実施例３）
　次に、実施例１のスパッタリングターゲットを用いて形成したＡｇ合金膜の作用効果について評価した評価試験の結果について説明する。
　膜厚を変更した以外は、実施例１と同様に成膜を行った。組成分析、比抵抗値の評価も実施例１，２と同様に行った。測定結果を表５に示す。なお、半透過膜においては、膜厚が増加すると透過率が低下するため、膜厚１５ｎｍ以下としている。
＜Ａｇ合金膜の膜厚測定＞
　 上述のようにして得られたＡｇ合金膜の膜厚は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）（ＦＥＩ社製ＣｈｅｍｉＳＴＥＭ）により膜の断面を観察することによって確認した。ＴＥＭによる断面を観察するための試料作製は、例えばクロスセクションポリッシャー（ＣＰ）や集積イオンビーム法（ＦＩＢ）などを用いることができる。
＜透過率測定＞
　分光光度計（日本分光株式会社製Ｕｂｅｓｔシリーズ）により波長８５０ｎｍ～３５０ｎｍの範囲でＡｇ合金膜およびＡｇ膜の透過率を測定した。透過率測定の際には、最初に基板をセットしない中空の状態で測定を行って、分光光度計のキャリブレーションを行った。続いてＡｇ合金膜およびＡｇ膜が成膜されていないガラス基板の透過率Ｔｓを測定し、その後、Ａｇ合金膜およびＡｇ膜が成膜されたガラス基板の透過率Ｔｔを測定し、Ａｇ合金膜およびＡｇ膜の透過率Ｔｆ０を　Ｔｆ０=Ｔｔ／Ｔｓ　として計算した。表５に測定結果を示す。なお、表５に示す透過率は、波長８５０ｎｍ～３５０ｎｍの範囲の平均値である。
＜恒温恒湿試験＞
　上述の試料を、温度８５℃、湿度８５％の恒温恒湿槽中に２５０時間放置した。
　この恒温恒湿試験後のＡｇ合金膜およびＡｇ膜の比抵抗値と透過率Ｔｆ１を、上述と同様の方法で測定した。測定結果を表５に示す。
　そして、恒温恒湿試験前後の比抵抗値の変化率を求めた。また、恒温恒湿前後の変化量（Ｔｆ１－Ｔｆ０）を求めた。恒温恒湿試験前後の比抵抗値の変化率および透過率の変化量を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　Ａｇ合金膜におけるＳｂの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例２１においては、恒温恒湿試験前後で比抵抗値が大きく変化した。
　Ａｇ合金膜におけるＳｂの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例２２においては、成膜後の比抵抗値が高く、かつ、透過率が低かった。
　Ａｇ合金膜におけるＭｇの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例２３においては、恒温恒湿試験前後で透過率が大きく変化した。
　Ａｇ合金膜におけるＭｇの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例２４においては、成膜後の比抵抗値が高く、かつ、透過率が低かった。さらに、恒温恒湿試験前後で比抵抗値が大きく変化した。
　純Ａｇからなる従来例においては、恒温恒湿試験前後で比抵抗値、透過率が大きく変化した。
　これに対して、Ａｇ合金膜におけるＳｂ，Ｍｇの含有量が本発明の範囲内とされた本発明例２１～２９においては、成膜後の比抵抗値が低く、かつ、透過率が高く、恒温恒湿試験前後で比抵抗値および透過率が大きく変化せずに安定していた。
　以上のことから、本発明によれば、比抵抗値が低いとともに透過率が高く、かつ、耐湿性に優れ、半透過膜として特に適したＡｇ合金膜を提供可能であることが確認された。
　本発明によれば、悪条件下でも高い光学特性、導電性等を長期間保つことができる膜を提供することができる。これにより、タッチパネル、ディスプレイ、照明、光記録用ディスク、赤外線カットフィルム、透明導電膜等の性能の劣化を抑制することができる。

Claims (8)

  1. 　Ｓｂを０．０１原子％以上１．００原子％以下、Ｍｇを０．０５原子％以上１．００原子％以下含有し、残部がＡｇ及び不可避不純物とからなる組成を有するＡｇ合金膜。
  2. 　含有されるＳｂとＭｇの原子比がＳｂ／Ｍｇ≧０．１である請求項１に記載のＡｇ合金膜。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の組成を有するＡｇ合金反射膜。
  4. 　請求項１又は請求項２に記載の組成を有するＡｇ合金導電膜。
  5. 　請求項１又は請求項２に記載の組成を有するＡｇ合金半透過膜。
  6. 　波長４０５～５５０ｎｍの最小反射率が９０％以上である請求項３に記載のＡｇ合金反射膜。
  7. 　比抵抗が７μΩ・ｃｍ以下である請求項４に記載のＡｇ合金導電膜。
  8. 　膜厚１５ｎｍ以下でかつ波長３５０～８５０ｎｍにおける平均透過率が４０％以上、比抵抗値が１０μΩ・ｃｍ以下である請求項５に記載のＡｇ合金半透過膜。
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