金属ナノ粒子層を挟んだ薄膜積層体
【課題】 透明かつ低比抵抗の薄膜積層体を提供すること。
【解決手段】 基板上に成膜したＺｎＯ薄膜層、その上に成膜した金属ナノ粒子層、更にその上に成膜したＺｎＯ薄膜層からなる薄膜積層体であって、結晶質である２つのＺｎＯ薄膜層が挟んだ金属ナノ粒子層は金属ナノ粒子を連結した金属ナノ層からなる構造をしており、比抵抗が８．０×１０-４Ωｃｍ以下であり、かつ可視光透過率が７０％以上の薄膜積層体を得た。本発明の薄膜積層体は、透明導電膜、太陽光発電電極、電磁波シールド材等として使用できる。
【解決手段】 基板上に成膜したＺｎＯ薄膜層、その上に成膜した金属ナノ粒子層、更にその上に成膜したＺｎＯ薄膜層からなる薄膜積層体であって、結晶質である２つのＺｎＯ薄膜層が挟んだ金属ナノ粒子層は金属ナノ粒子を連結した金属ナノ層からなる構造をしており、比抵抗が８．０×１０-４Ωｃｍ以下であり、かつ可視光透過率が７０％以上の薄膜積層体を得た。本発明の薄膜積層体は、透明導電膜、太陽光発電電極、電磁波シールド材等として使用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ナノ粒子層を挟んだ薄膜積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ITO膜（Indium Tin Oxide膜)を使用した透明導電膜が知られている。ITO膜はスパッタリング粒子を２００℃以上に加熱して表面拡散を起こさせることによって結晶質層を形成し、その比抵抗値は２．５×１０−４Ωｃｍ以下になり得る。しかし、結晶化するためには基板温度を上げることが必要であるが、基板温度を上げて成膜すると低比抵抗値は得られない。
【０００３】
更に、ITO膜に使われているインジウムは希少金属であるため、このITO膜の代替金属として酸化亜鉛が有望視されている。しかし、低比抵抗値の酸化亜鉛膜は得られておらず、亜鉛の酸化膜である酸化亜鉛は透明であるが、透明導電膜としては使用できない。このため酸化亜鉛にＡｌなどをドープさせる方法が開発されているが、まだ十分に低い比抵抗値は得られていない。
【０００４】
特開２０００−１２９４６４号公報は、二つの誘電体ベースのコーティング間に金属層を含み、金属層に接触する酸化亜鉛に基づいた薄膜積層体を開示している。赤外線反射特性を有した薄膜積層体に含有する金属層として、銀が有利であると述べている。実施例ではＡｌをドープしたＺｎＯを用いて、透過率７２％を得ているが、金属層は金属ナノ粒子層でなく、しかも薄膜積層体の比抵抗に触れておらず、対象の薄膜積層体が導電膜として利用できるか不明であり、薄膜積層体の構造に改良すべき点がある。
【０００５】
特開２００６―２０６４２４号公報は、透明基板の上に誘電体層と金属層（例．Ａｇ層）を２ｎ層以上に積層（ｎ≧１）した低反射率透明積層体を開示している。実施例に、透明基板としてのガラス板の上に、誘電体層としてのＺｎＯ層を、その上に金属層としてのＡｇ層を、更にその上に誘電体層としてのＺｎＯ層を積層した低反射率透明積層体を開示している。これによって日射遮蔽性、高断熱性が得られるという。しかし、実施例ではＡｌを2％含有するＺｎＯをターゲットとして得たＺｎＯにＡｌをドープしたAZO膜の積層体であり、ＺｎＯ膜を室温のような低温で積層体を構成した実施例もないし、Ａｇ層の詳細は不明であり、可視光透過率曲線にプラズモンによる効果が認められていないことからAg層は金属ナノ粒子層でなく、Ａｇの膜構造に改良すべき点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００―１２９４６４号公報（第７頁、図１）
【特許文献２】特開２００６―２０６４２４号公報（第９頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者は、希少金属であるインジウムの代替金属として酸化亜鉛を使用しつつ、比抵抗値が低く、透明性がよい薄膜積層体を得るため鋭意検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者は、上記課題を解決する下記の発明した。
１．基板上に、ＺｎＯ薄膜層、金属ナノ粒子層、ＺｎＯ薄膜層をこの順序に積層し、前記金属ナノ粒子層はAg、Al、Cu、Au、Ni、Pd、Pt、Zn、Cdの群から選ばれた１以上の金属ナノ粒子が結晶成長し相互に連結してナノ層を形成していることを特徴とする薄膜積層体
２．金属ナノ粒子が少なくともＡｇを含むナノ粒子であると効果的である。
３．金属ナノ粒子層の厚さが５ｎｍ〜１００ｎｍである前記１又は２に記載の薄膜積層体
４．ＺｎＯ、金属ナノ粒子層、およびＺｎＯの各薄膜層をDCマグネトロンスパッタリング法により室温において成膜した前記１、２又は３に記載の薄膜積層体
５．基板材料がガラス、セラミックス等の無機質板、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂である前記１、２、３又は４に記載の薄膜積層体
６．基板材料が透明ガラスで、薄膜積層体の比抵抗が８．０×１０-４Ωｃｍ以下で、かつ紫外線域の波長を含んだ可視光透過率が７０％以上である前記１、２、３又は４に記載の薄膜積層体
【０００９】
基板としては、（１）セラミックス膜（特に透明セラミックス膜）等の無機質板、（２）PP（ポリプロピレン）、PE（ポリエチレン）、PS（ポリスチレン）、PMMA（アクリル）、PET（ポリエチレンテレフタレート）、PPE（ポリフェニレンエーテル）、PA（ナイロン／ポリアミド）、PC（ポリカーボネイト）等の熱可塑性樹脂、（３）PF（フェノール樹脂）、MF（メラミン）等の熱硬化性樹脂が使用できる。透明かつ低抵抗の熱可塑性樹脂フィルム又はシート薄膜を基板に使用すると、ＰＤＰ、太陽電池、液晶のタッチパネルの電極、さらにはPDP、液晶の電磁波シールに使用できる。
【００１０】
本発明の構成要素であるＺｎＯ薄膜層、金属ナノ粒子層、ＺｎＯ薄膜層は透明性がよいので透明性を有する基板を使用して薄膜積層体を構成し透明性を必要とする用途に使用することが望ましいが、例えばUVレーザーとか、シートダイオードに使用するときは基板が透明性を有すことは必須でない。
【００１１】
金属ナノ粒子層のナノ粒子金属は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の低抵抗の金属粒子単独で、またはそれらの金属ナノ粒子の組み合わせで使用できる。これらは表面プラズモン現象が発現しやすいからである。その中でも特にＡｇ又はＡｇと他の低抵抗の金属の組み合わせがよい。
金属ナノ粒子層は、金属ナノ粒子が電気的に連結されて形成されていることが好ましい。
金属ナノ粒子層の厚さは低比抵抗、透明性を確保できれば特に限定されるものではないが、実務的には５ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜５０ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜３０ｎｍがよい。連結して金属ナノ粒子層を形成する金属ナノ粒子の形状と大きさは上記金属ナノ粒子層の厚さ内に収まれば特に制限はない。
【００１２】
本発明の金属ナノ粒子層を挟んだ薄膜積層体は、基板上にＺｎＯ/金属ナノ粒子層/ＺｎＯの順に積層している。この薄膜積層体は、基板上に設けたＺｎＯ薄膜層の上に金属ナノ粒子層を形成した後、さらに、その上にＺｎＯ薄膜層を設けることで得られる。成膜成層方法はDCマグネトロンスパッタリング法が好ましいが、これに限定されるものではない。
DCマグネトロンスパッタリング法において傾斜対向したターゲット配置を採用すると、スパッタリング粒子やＡｒによる基板上に成膜するＺｎＯ薄膜層および金属ナノ粒子層の損傷を低減できる。
【００１３】
本発明の薄膜積層体は、真空中で磁場で制御したスパッタリング法で、基板上に誘電体であるＺｎＯ薄膜層を室温において成膜し、その上に金属ナノ粒子層を結晶成長させた後、さらにその上にＺｎＯ薄膜層を積層して製造することが望ましい。ＺｎＯ薄膜層上に金属ナノ粒子層を形成させることにより、ＺｎＯ薄膜層を使用しているにも拘わらず比抵抗を低下させ、かつ透明性を高めたＺｎＯ薄膜層/金属ナノ粒子層/ＺｎＯ薄膜層からなる薄膜積層体が得られる。
【００１４】
本発明の薄膜積層体は、金属ナノ粒子によってプラズモンを発生させ、透過率を向上させたことにも特徴がある。表面プラズモン現象は金属表面に光が照射されると、金属表面の約５０ｎｍ以下の表面層で光が生じる物理現象である。
透明な二つのＺｎＯ膜の間に、相互に連結した金属ナノ粒子からなる金属ナノ粒子を挟んだ本発明の薄膜積層体の表面プラズモン現象は、光の吸収と散乱の二つの因子が原因となって発現する。ＺｎＯ膜表面上に金属ナノ粒子層を堆積すると、表面プラズモン現象は金属ナノ粒子層の構造に依存して約５４０ｎｍ付近の波長領域において強く発現され、実用上使用できる光線の波長域を拡大させ、かつ可視光透過率を増大させる効果が高い。金属ナノ粒子層は、可視光域における光の散乱に強い影響を及ぼす。金属（例．Ａｇ）ナノ粒子の結晶成長の形態は、比抵抗の減少、かつ透明性の確保に影響がある。
【００１５】
基板を除く薄膜積層体全体の膜厚は特に制限はないが、４５ｎｍ〜２２５ｎｍ、好ましくは４５ｎｍ〜１１０ｎｍであることが望ましい。ＺｎＯ膜単独の膜厚が１１０ｎｍ越えることは成膜に多大な時間を要し、かつ透明性が劣るので、生産上好ましくない。
【００１６】
本発明の薄膜積層体のＺｎＯ薄膜層表面の凹凸の最大粗さは１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下の平滑性を持つことが望ましい。本発明の薄膜積層体は平滑性が要求される透明導電膜電極用および/または太陽光発電電極用、さらには電磁波シールド用の基板が主な用途になるからである。
【発明の効果】
【００１７】
誘電体である二つのＺｎＯ薄膜層の間に金属ナノ粒子層を挟んだ本発明のＺｎＯ/金属ナノ粒子層/ＺｎＯからなる薄膜積層体は、その比抵抗は８．０×１０―４Ωｃｍ以下、条件によっては９．０×１０-５Ωｃｍ以下にでき、更に紫外線領域の波長を含んだ可視光透過率が７０％以上、条件によっては８０％以上にできるので、従来にまして導電性が高く、かつ透明性の高い。本発明により透明導電膜としての酸化亜鉛薄膜の用途を広げることが可能になった。
【００１８】
本発明の薄膜積層体は、基板温度が室温であっても、二つの酸化亜鉛間に金属ナノ粒子層を挟んだ構造体からなる薄膜積層体を製造できる。本発明の薄膜積層体は、透明導電膜、太陽光発電電極、電磁波シールド材等として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１の金属ナノ粒子層を挟んだ薄膜積層体の横断面図。
【図２】実施例１の薄膜積層体の製造に使用した傾斜対向型ＤＣスパッタリング装置の模式図。
【図３】実施例１のＺｎＯ/Ａｇ/ＺｎＯからなる薄膜積層体におけるZnO膜表面上に堆積したＡｇナノ粒子層の電子顕微鏡像。
【図４】実施例１のＺｎＯ/Ａｇ/ＺｎＯ薄膜積層体の可視光透過率曲線。
【図５】実施例１のＺｎＯ/Ａｇ/ＺｎＯ薄膜積層体の比抵抗−Ag堆積時間曲線
【図６】実施例２のＺｎＯ/Ａｌ（Ａｇ+Ａｌ）/ＺｎＯ薄膜積層体の可視光透過率曲線。
【図７】実施例３のＺｎＯ/Ｃｕ/ＺｎＯ薄膜積層体の可視光透過率曲線。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
本発明の薄膜積層体は、図１に示す構造をしており、基板１の表面上に酸化亜鉛ＺｎＯ薄膜層２、その上に金属ナノ粒子層３、更にその上に酸化亜鉛ＺｎＯ薄膜層４がある。
本発明の薄膜積層体は、図２に示す傾斜対向ターゲット型DCマグネトロンスパッタリング装置を使って製造できる。
【００２１】
ターゲットは基板に対して４５度の角度で設置しているため、シャッターを開けて基板を回転させながらコーティングを行う時に、スパッタリングされた粒子が基板に到着したときに起こすＺｎＯ薄膜の損傷を低減させることができる。そのため、この装置を使用すれば、コーティング時の基板温度は低くでき、室温でコーティングできる。製造したＺｎＯ薄膜表面上に金属ナノ粒子層を堆積すること、さらにその上にＺｎＯ薄膜層を成膜することにより、低比抵抗の導電性のよい薄膜積層体を得ることができる。その際、金属ナノ粒子層は、基板を固定させて加熱せずに短時間に成膜することが良い。
【００２２】
本傾斜対向ターゲット型DCマグネトロンスパッタリング装置は、ターゲット材を４枚同時に設置することができる特徴を有している。ターゲットして酸化物ターゲット（酸化亜鉛）や金属ターゲットのいずれも使用可能である。ターゲットＴ１として金属１、ターゲットＴ２として金属２、ターゲットＴ３として金属３およびターゲットＴ４として金属４の純金属を同時に設置することができる。導電性の良い薄膜積層体を得るには、金属として電気抵抗が低い金属を使用することが望ましい。
【００２３】
ＺｎＯ薄膜層の成膜にはターゲットＴ１に純亜鉛（９９．９９％）を設置し、スパッタガスとして酸素とアルゴンの混合ガスを用いてスパッタリングするのが望ましい。その際、チャンバー内の圧力を６．０×１０−１Ｐａ〜７．０×１０−１Ｐａにするのが良い。金属ナノ粒子層のコーティングに際して、金属ナノ粒子層単体の堆積には、ターゲットＴ３に純銀（９９．９９％）、純Ａｌ（９９．９９％）、純銅（９９．９９％）あるいは純金（９９．９９％）のいずれか一つを設置するのがよい。
【００２４】
２種類の金属ナノ粒子がランダムに分布した金属ナノ粒子層を得る場合、例えばターゲットＴ２に純Ａｌ（９９．９９％）、純銅（９９．９９％）あるいは純金（９９．９９％）のいずれか一つ、ターゲットＴ３に純銀（９９．９９％）を設置するのが良い。３種類の金属ナノ粒子の金属ナノ粒子がランダムに分布した金属ナノ粒子層を得る場合、例えばターゲットＴ２として純銅（９９．９９％）または純金（９９．９９％）、ターゲットＴ３として純銀（９９．９９％）、ターゲットＴ４として純Ａｌ（９９．９％）を設置するのがよい。
【００２５】
チャンバー内の圧力は６．０×１０−１Ｐａ〜７．０×１０−１Ｐａにしてアルゴンガスを用いてスパッタリングするのが良い。堆積時間は特に制限はないが、金属ナノ粒子および金属ナノ膜が得られる５秒〜４５秒、好ましくは１０秒〜３０秒が良い。ＺｎＯ/金属ナノ粒子層/ＺｎＯからなる薄膜積層体の透明性と比抵抗は、二つのＺｎＯ間に挟まれた金属ナノ粒子層の構造（金属ナノ膜と金属ナノ粒子の大きさ、形状および密度等）の影響を受ける。
【実施例１】
【００２６】
図２に示す傾斜対向型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いてＺｎＯ/Ａｇ/ＺｎＯの薄膜積層体を製造した。チャンバー内にあるターゲットＴ１およびターゲットＴ３の位置に、それぞれ純亜鉛（純度９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板、および純銀（９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板を予め取り付けた。また、ガラス基板は中心部の回転台に取り付けた。
【００２７】
その後、チャンバー内を３．０×１０−３Ｐａ〜３．３×１０−３Ｐａ以下になるまで真空にした。ガラス基板表面上にＺｎＯ膜を成膜する。まず、チャンバー内にＡｒ／Ｏ２の流量比が５０／３（ｓｃｃｍ）である混合ガスを流入させて、チャンバー内の圧力を６．０×１０−１Ｐａ〜７．０×１０−１Ｐａに調整した。基板を取り付けた回転台は回転速度５ｒｐｍで回転させながら、コイル電流５Ａ、アノード電圧２０V、バイアス電圧０Ｖ、純亜鉛ターゲットの電流は０．１Ａ、ターゲット電圧２５０Ｖ〜２６０Ｖの条件下でスパッタリングした。そのＺｎＯ膜の成膜速度は０．５１４ｎｍ/ｓであった。コーティング時間を１００分としてガラス基板表面上に膜厚５０ｎｍのＺｎＯ膜を得た。
【００２８】
次に得たＺｎＯ膜表面上にＡｇナノ粒子層を堆積するために、チャンバー内にＡｒガスを５０ｓｃｃｍの流量で流入させた。そのときのチャンバー内の圧力は、６．０×１０−１Ｐａ〜７．０×１０−１Ｐａとして、基板を取り付けた回転台は固定させた。コイル電流５Ａ、アノード電圧２０V、バイアス電圧０Ｖ、純銀ターゲットの電流は０．４Ａ、ターゲット電圧２７０Ｖ〜２８０Ｖの条件でＡｇナノ粒子層を堆積した。その堆積速度は０．４ｎｍ/ｓであった。堆積時間を１０秒〜４５秒に変えてＺｎＯ膜表面上に直接Ａｇナノ粒子層を堆積させた。
【００２９】
このＡｇナノ粒子層は、図３の電子顕微鏡写真が示すようにＺｎＯ膜表面上に直接堆積した金属ナノ膜上に金属ナノ粒子から構成されていた。Ａｇナノ粒子径は、２０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲に分布しており、粒子径が３０ｎｍ〜４０ｎｍのＡｇナノ粒子が最も多かった。堆積時間が長くなっても、Ａｇナノ粒子径はほとんど同じであり、その密度は増加した。
得たＡｇナノ粒子層表面上にＺｎＯ膜を成膜した。その成膜条件は、上記のＺｎＯ膜の成膜条件と同一にした。得たＺｎＯ膜は、Ａｇナノ粒子間およびＡｇナノ粒子頂上に堆積した構造であった。薄膜積層体の成膜中の基板温度は３０℃とした。
【００３０】
製造した薄膜積層体のガラス基板を含めた最大の可視光透過率は、図４に示すように、Ａｇナノ粒子の堆積時間が１０秒では７５％、１５秒では７８％、２０秒では８７％、２５秒では８０％、３０秒では８０％、３５秒では７４％、４０秒では７４％、４５秒では６８％であった。可視光透過率曲線が示すようにAgナノ粒子層の構造によって可視光透過率が変化し、かつその波長域が長波長域から短波長域に変化している。これはAgナノ粒子層の構造に基づく表面プラズモン現象の原因のうち散乱効果が強く現れたものと考えられる。また、紫外線領域の３７０ｎｍの透過率にピークが現れているが、これは表面プラズモンがAgナノ粒子による吸収効果に依存した現象と考えられる。製造した薄膜積層体の比抵抗は、図５に示すように７．４×１０―４Ωｃｍ（堆積時間＝１０秒）、５．３×１０―５Ωｃｍ（堆積時間＝２０秒）、１．８×１０―５Ωｃｍ（堆積時間＝３０秒）、１．４×１０―５Ωｃｍ（堆積時間＝４０秒）であった。この薄膜積層体のＸ線回折測定を行ったところ酸化亜鉛の（１００）を示す回折ピークとＡｇの（１１１）を示す回折ピークが観察され、室温で成膜したＺｎＯ薄膜層は結晶質であることが確認できた。また、原子間力顕微鏡より求めた薄膜積層体表面の凹凸は、平均粗さはＲａ＝０．６５５ｎｍー０．２３２ｎｍであり、最大粗さは約５．０ｎｍであった。
【実施例２】
【００３１】
実施例１と同様に傾斜対向型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を使用して、ＺｎＯ/金属ナノ粒子層/ＺｎＯからなる薄膜積層体を製造した。金属ナノ粒子層として、Ａｇナノ粒子層単体、Ａｌナノ粒子層単体並びにＡｇおよびＡｌナノ粒子からなるものを別々に製造した。
チャンバー内のターゲットの位置に、ターゲットＴ１には純亜鉛（純度９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板、ターゲットＴ３には純銀（９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板、ターゲットＴ４には純Ａｌ（純度９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板を取り付けた。ＺｎＯ膜のコーティング条件は、実施例１と同様な条件の下でＺｎＯ膜を成膜した。
【００３２】
金属ナノ粒子層は、Ａｇナノ粒子層単体あるいはＡｌナノ粒子層単体をＺｎＯ膜表面上に堆積した他、２つの金属ナノ粒子層からなる混合層をＺｎＯ膜表面上に直接堆積した。その堆積条件は実施例１と同じとした。ただし、純Ａｌターゲットの電流は０．２Ａ（堆積速度＝０．０８ｎｍ/sec、堆積時間＝１６秒）および０．４Ａ(堆積速度＝０．１５ｎｍ/sec、堆積時間＝１３秒)に変えた。金属ナノ粒子層の上にＺｎＯ膜を実施例１の条件と同様にして成膜した。
【００３３】
製造した薄膜積層体のガラス基板を含めた最大の可視光透過率は、図６に示すように、Ａｇナノ粒子層単体では８７％、Ａｌナノ粒子層単体では７８％、Ａｇ＋Ａｌナノ粒子の混合ナノ粒子層では６０％（０．２Ａ）および６４％（０．４Ａ）であった。ＺｎＯ/金属ナノ粒子層/ＺｎＯからなる薄膜積層体の透明性は、薄膜積層体の間に挟んだ金属ナノ粒子の種類が、最大可視光透過率を変えた。この薄膜積層体の比抵抗値は、Ａｇナノ粒子層単体（堆積時間＝２０秒）；５．６×１０―５Ωｃｍ、Ａｌナノ粒子単体（堆積時間＝３分）；１２Ωｃｍ、Ａｇ+Ａｌナノ粒子混合層（堆積時間＝１６秒）；７．６×１０―４Ωｃｍ、Ａｇ＋Ａｌナノ粒子混合層（堆積時間＝１３秒）；１．８×１０―３Ωｃｍであった。
【実施例３】
【００３４】
実施例１と同様に傾斜対向型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を使用してＺｎＯ/Ｃｕ/ＺｎＯからなる薄膜積層体を製造した。ターゲットＴ１として純亜鉛（純度９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板を設置した他に、ターゲットＴ３には純銅（９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板を取り付けた以外は、成膜条件は実施例１と同様にした。
Ｃｕナノ粒子層は、ＺｎＯ膜表面上に直接堆積した。その堆積条件は、純Ａｇと同じにして堆積時間を３５秒、７０秒、１０５秒および１４０秒に変えた。再度、その上にＺｎＯ膜を実施例１の条件と同様にして成膜した。
【００３５】
製造した薄膜積層体のガラス基板を含めた最大の可視光透過率は、図７に示すように、堆積時間が３５秒で７９％、７０秒で７０％、１０５秒で６０％、１４０秒で５３％であった。この薄膜積層体の比抵抗値は、３．８×１０―２Ωｃｍ（３５秒）、２．９×１０―３Ωｃｍ（７０秒）、６．１×１０―４Ωｃｍ（１０５秒）、５．４×１０―４Ωｃｍ（１４０秒）であった。
【符号の説明】
【００３６】
１ 基板
２ 酸化亜鉛ＺｎＯ薄膜層
３ 金属ナノ粒子層
４ 酸化亜鉛ＺｎＯ薄膜層
Ｔ１ ターゲット
Ｔ２ ターゲット
Ｔ３ ターゲット
Ｔ４ ターゲット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ナノ粒子層を挟んだ薄膜積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ITO膜（Indium Tin Oxide膜)を使用した透明導電膜が知られている。ITO膜はスパッタリング粒子を２００℃以上に加熱して表面拡散を起こさせることによって結晶質層を形成し、その比抵抗値は２．５×１０−４Ωｃｍ以下になり得る。しかし、結晶化するためには基板温度を上げることが必要であるが、基板温度を上げて成膜すると低比抵抗値は得られない。
【０００３】
更に、ITO膜に使われているインジウムは希少金属であるため、このITO膜の代替金属として酸化亜鉛が有望視されている。しかし、低比抵抗値の酸化亜鉛膜は得られておらず、亜鉛の酸化膜である酸化亜鉛は透明であるが、透明導電膜としては使用できない。このため酸化亜鉛にＡｌなどをドープさせる方法が開発されているが、まだ十分に低い比抵抗値は得られていない。
【０００４】
特開２０００−１２９４６４号公報は、二つの誘電体ベースのコーティング間に金属層を含み、金属層に接触する酸化亜鉛に基づいた薄膜積層体を開示している。赤外線反射特性を有した薄膜積層体に含有する金属層として、銀が有利であると述べている。実施例ではＡｌをドープしたＺｎＯを用いて、透過率７２％を得ているが、金属層は金属ナノ粒子層でなく、しかも薄膜積層体の比抵抗に触れておらず、対象の薄膜積層体が導電膜として利用できるか不明であり、薄膜積層体の構造に改良すべき点がある。
【０００５】
特開２００６―２０６４２４号公報は、透明基板の上に誘電体層と金属層（例．Ａｇ層）を２ｎ層以上に積層（ｎ≧１）した低反射率透明積層体を開示している。実施例に、透明基板としてのガラス板の上に、誘電体層としてのＺｎＯ層を、その上に金属層としてのＡｇ層を、更にその上に誘電体層としてのＺｎＯ層を積層した低反射率透明積層体を開示している。これによって日射遮蔽性、高断熱性が得られるという。しかし、実施例ではＡｌを2％含有するＺｎＯをターゲットとして得たＺｎＯにＡｌをドープしたAZO膜の積層体であり、ＺｎＯ膜を室温のような低温で積層体を構成した実施例もないし、Ａｇ層の詳細は不明であり、可視光透過率曲線にプラズモンによる効果が認められていないことからAg層は金属ナノ粒子層でなく、Ａｇの膜構造に改良すべき点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００―１２９４６４号公報（第７頁、図１）
【特許文献２】特開２００６―２０６４２４号公報（第９頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者は、希少金属であるインジウムの代替金属として酸化亜鉛を使用しつつ、比抵抗値が低く、透明性がよい薄膜積層体を得るため鋭意検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者は、上記課題を解決する下記の発明した。
１．基板上に、ＺｎＯ薄膜層、金属ナノ粒子層、ＺｎＯ薄膜層をこの順序に積層し、前記金属ナノ粒子層はAg、Al、Cu、Au、Ni、Pd、Pt、Zn、Cdの群から選ばれた１以上の金属ナノ粒子が結晶成長し相互に連結してナノ層を形成していることを特徴とする薄膜積層体
２．金属ナノ粒子が少なくともＡｇを含むナノ粒子であると効果的である。
３．金属ナノ粒子層の厚さが５ｎｍ〜１００ｎｍである前記１又は２に記載の薄膜積層体
４．ＺｎＯ、金属ナノ粒子層、およびＺｎＯの各薄膜層をDCマグネトロンスパッタリング法により室温において成膜した前記１、２又は３に記載の薄膜積層体
５．基板材料がガラス、セラミックス等の無機質板、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂である前記１、２、３又は４に記載の薄膜積層体
６．基板材料が透明ガラスで、薄膜積層体の比抵抗が８．０×１０-４Ωｃｍ以下で、かつ紫外線域の波長を含んだ可視光透過率が７０％以上である前記１、２、３又は４に記載の薄膜積層体
【０００９】
基板としては、（１）セラミックス膜（特に透明セラミックス膜）等の無機質板、（２）PP（ポリプロピレン）、PE（ポリエチレン）、PS（ポリスチレン）、PMMA（アクリル）、PET（ポリエチレンテレフタレート）、PPE（ポリフェニレンエーテル）、PA（ナイロン／ポリアミド）、PC（ポリカーボネイト）等の熱可塑性樹脂、（３）PF（フェノール樹脂）、MF（メラミン）等の熱硬化性樹脂が使用できる。透明かつ低抵抗の熱可塑性樹脂フィルム又はシート薄膜を基板に使用すると、ＰＤＰ、太陽電池、液晶のタッチパネルの電極、さらにはPDP、液晶の電磁波シールに使用できる。
【００１０】
本発明の構成要素であるＺｎＯ薄膜層、金属ナノ粒子層、ＺｎＯ薄膜層は透明性がよいので透明性を有する基板を使用して薄膜積層体を構成し透明性を必要とする用途に使用することが望ましいが、例えばUVレーザーとか、シートダイオードに使用するときは基板が透明性を有すことは必須でない。
【００１１】
金属ナノ粒子層のナノ粒子金属は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の低抵抗の金属粒子単独で、またはそれらの金属ナノ粒子の組み合わせで使用できる。これらは表面プラズモン現象が発現しやすいからである。その中でも特にＡｇ又はＡｇと他の低抵抗の金属の組み合わせがよい。
金属ナノ粒子層は、金属ナノ粒子が電気的に連結されて形成されていることが好ましい。
金属ナノ粒子層の厚さは低比抵抗、透明性を確保できれば特に限定されるものではないが、実務的には５ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜５０ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜３０ｎｍがよい。連結して金属ナノ粒子層を形成する金属ナノ粒子の形状と大きさは上記金属ナノ粒子層の厚さ内に収まれば特に制限はない。
【００１２】
本発明の金属ナノ粒子層を挟んだ薄膜積層体は、基板上にＺｎＯ/金属ナノ粒子層/ＺｎＯの順に積層している。この薄膜積層体は、基板上に設けたＺｎＯ薄膜層の上に金属ナノ粒子層を形成した後、さらに、その上にＺｎＯ薄膜層を設けることで得られる。成膜成層方法はDCマグネトロンスパッタリング法が好ましいが、これに限定されるものではない。
DCマグネトロンスパッタリング法において傾斜対向したターゲット配置を採用すると、スパッタリング粒子やＡｒによる基板上に成膜するＺｎＯ薄膜層および金属ナノ粒子層の損傷を低減できる。
【００１３】
本発明の薄膜積層体は、真空中で磁場で制御したスパッタリング法で、基板上に誘電体であるＺｎＯ薄膜層を室温において成膜し、その上に金属ナノ粒子層を結晶成長させた後、さらにその上にＺｎＯ薄膜層を積層して製造することが望ましい。ＺｎＯ薄膜層上に金属ナノ粒子層を形成させることにより、ＺｎＯ薄膜層を使用しているにも拘わらず比抵抗を低下させ、かつ透明性を高めたＺｎＯ薄膜層/金属ナノ粒子層/ＺｎＯ薄膜層からなる薄膜積層体が得られる。
【００１４】
本発明の薄膜積層体は、金属ナノ粒子によってプラズモンを発生させ、透過率を向上させたことにも特徴がある。表面プラズモン現象は金属表面に光が照射されると、金属表面の約５０ｎｍ以下の表面層で光が生じる物理現象である。
透明な二つのＺｎＯ膜の間に、相互に連結した金属ナノ粒子からなる金属ナノ粒子を挟んだ本発明の薄膜積層体の表面プラズモン現象は、光の吸収と散乱の二つの因子が原因となって発現する。ＺｎＯ膜表面上に金属ナノ粒子層を堆積すると、表面プラズモン現象は金属ナノ粒子層の構造に依存して約５４０ｎｍ付近の波長領域において強く発現され、実用上使用できる光線の波長域を拡大させ、かつ可視光透過率を増大させる効果が高い。金属ナノ粒子層は、可視光域における光の散乱に強い影響を及ぼす。金属（例．Ａｇ）ナノ粒子の結晶成長の形態は、比抵抗の減少、かつ透明性の確保に影響がある。
【００１５】
基板を除く薄膜積層体全体の膜厚は特に制限はないが、４５ｎｍ〜２２５ｎｍ、好ましくは４５ｎｍ〜１１０ｎｍであることが望ましい。ＺｎＯ膜単独の膜厚が１１０ｎｍ越えることは成膜に多大な時間を要し、かつ透明性が劣るので、生産上好ましくない。
【００１６】
本発明の薄膜積層体のＺｎＯ薄膜層表面の凹凸の最大粗さは１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下の平滑性を持つことが望ましい。本発明の薄膜積層体は平滑性が要求される透明導電膜電極用および/または太陽光発電電極用、さらには電磁波シールド用の基板が主な用途になるからである。
【発明の効果】
【００１７】
誘電体である二つのＺｎＯ薄膜層の間に金属ナノ粒子層を挟んだ本発明のＺｎＯ/金属ナノ粒子層/ＺｎＯからなる薄膜積層体は、その比抵抗は８．０×１０―４Ωｃｍ以下、条件によっては９．０×１０-５Ωｃｍ以下にでき、更に紫外線領域の波長を含んだ可視光透過率が７０％以上、条件によっては８０％以上にできるので、従来にまして導電性が高く、かつ透明性の高い。本発明により透明導電膜としての酸化亜鉛薄膜の用途を広げることが可能になった。
【００１８】
本発明の薄膜積層体は、基板温度が室温であっても、二つの酸化亜鉛間に金属ナノ粒子層を挟んだ構造体からなる薄膜積層体を製造できる。本発明の薄膜積層体は、透明導電膜、太陽光発電電極、電磁波シールド材等として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１の金属ナノ粒子層を挟んだ薄膜積層体の横断面図。
【図２】実施例１の薄膜積層体の製造に使用した傾斜対向型ＤＣスパッタリング装置の模式図。
【図３】実施例１のＺｎＯ/Ａｇ/ＺｎＯからなる薄膜積層体におけるZnO膜表面上に堆積したＡｇナノ粒子層の電子顕微鏡像。
【図４】実施例１のＺｎＯ/Ａｇ/ＺｎＯ薄膜積層体の可視光透過率曲線。
【図５】実施例１のＺｎＯ/Ａｇ/ＺｎＯ薄膜積層体の比抵抗−Ag堆積時間曲線
【図６】実施例２のＺｎＯ/Ａｌ（Ａｇ+Ａｌ）/ＺｎＯ薄膜積層体の可視光透過率曲線。
【図７】実施例３のＺｎＯ/Ｃｕ/ＺｎＯ薄膜積層体の可視光透過率曲線。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
本発明の薄膜積層体は、図１に示す構造をしており、基板１の表面上に酸化亜鉛ＺｎＯ薄膜層２、その上に金属ナノ粒子層３、更にその上に酸化亜鉛ＺｎＯ薄膜層４がある。
本発明の薄膜積層体は、図２に示す傾斜対向ターゲット型DCマグネトロンスパッタリング装置を使って製造できる。
【００２１】
ターゲットは基板に対して４５度の角度で設置しているため、シャッターを開けて基板を回転させながらコーティングを行う時に、スパッタリングされた粒子が基板に到着したときに起こすＺｎＯ薄膜の損傷を低減させることができる。そのため、この装置を使用すれば、コーティング時の基板温度は低くでき、室温でコーティングできる。製造したＺｎＯ薄膜表面上に金属ナノ粒子層を堆積すること、さらにその上にＺｎＯ薄膜層を成膜することにより、低比抵抗の導電性のよい薄膜積層体を得ることができる。その際、金属ナノ粒子層は、基板を固定させて加熱せずに短時間に成膜することが良い。
【００２２】
本傾斜対向ターゲット型DCマグネトロンスパッタリング装置は、ターゲット材を４枚同時に設置することができる特徴を有している。ターゲットして酸化物ターゲット（酸化亜鉛）や金属ターゲットのいずれも使用可能である。ターゲットＴ１として金属１、ターゲットＴ２として金属２、ターゲットＴ３として金属３およびターゲットＴ４として金属４の純金属を同時に設置することができる。導電性の良い薄膜積層体を得るには、金属として電気抵抗が低い金属を使用することが望ましい。
【００２３】
ＺｎＯ薄膜層の成膜にはターゲットＴ１に純亜鉛（９９．９９％）を設置し、スパッタガスとして酸素とアルゴンの混合ガスを用いてスパッタリングするのが望ましい。その際、チャンバー内の圧力を６．０×１０−１Ｐａ〜７．０×１０−１Ｐａにするのが良い。金属ナノ粒子層のコーティングに際して、金属ナノ粒子層単体の堆積には、ターゲットＴ３に純銀（９９．９９％）、純Ａｌ（９９．９９％）、純銅（９９．９９％）あるいは純金（９９．９９％）のいずれか一つを設置するのがよい。
【００２４】
２種類の金属ナノ粒子がランダムに分布した金属ナノ粒子層を得る場合、例えばターゲットＴ２に純Ａｌ（９９．９９％）、純銅（９９．９９％）あるいは純金（９９．９９％）のいずれか一つ、ターゲットＴ３に純銀（９９．９９％）を設置するのが良い。３種類の金属ナノ粒子の金属ナノ粒子がランダムに分布した金属ナノ粒子層を得る場合、例えばターゲットＴ２として純銅（９９．９９％）または純金（９９．９９％）、ターゲットＴ３として純銀（９９．９９％）、ターゲットＴ４として純Ａｌ（９９．９％）を設置するのがよい。
【００２５】
チャンバー内の圧力は６．０×１０−１Ｐａ〜７．０×１０−１Ｐａにしてアルゴンガスを用いてスパッタリングするのが良い。堆積時間は特に制限はないが、金属ナノ粒子および金属ナノ膜が得られる５秒〜４５秒、好ましくは１０秒〜３０秒が良い。ＺｎＯ/金属ナノ粒子層/ＺｎＯからなる薄膜積層体の透明性と比抵抗は、二つのＺｎＯ間に挟まれた金属ナノ粒子層の構造（金属ナノ膜と金属ナノ粒子の大きさ、形状および密度等）の影響を受ける。
【実施例１】
【００２６】
図２に示す傾斜対向型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いてＺｎＯ/Ａｇ/ＺｎＯの薄膜積層体を製造した。チャンバー内にあるターゲットＴ１およびターゲットＴ３の位置に、それぞれ純亜鉛（純度９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板、および純銀（９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板を予め取り付けた。また、ガラス基板は中心部の回転台に取り付けた。
【００２７】
その後、チャンバー内を３．０×１０−３Ｐａ〜３．３×１０−３Ｐａ以下になるまで真空にした。ガラス基板表面上にＺｎＯ膜を成膜する。まず、チャンバー内にＡｒ／Ｏ２の流量比が５０／３（ｓｃｃｍ）である混合ガスを流入させて、チャンバー内の圧力を６．０×１０−１Ｐａ〜７．０×１０−１Ｐａに調整した。基板を取り付けた回転台は回転速度５ｒｐｍで回転させながら、コイル電流５Ａ、アノード電圧２０V、バイアス電圧０Ｖ、純亜鉛ターゲットの電流は０．１Ａ、ターゲット電圧２５０Ｖ〜２６０Ｖの条件下でスパッタリングした。そのＺｎＯ膜の成膜速度は０．５１４ｎｍ/ｓであった。コーティング時間を１００分としてガラス基板表面上に膜厚５０ｎｍのＺｎＯ膜を得た。
【００２８】
次に得たＺｎＯ膜表面上にＡｇナノ粒子層を堆積するために、チャンバー内にＡｒガスを５０ｓｃｃｍの流量で流入させた。そのときのチャンバー内の圧力は、６．０×１０−１Ｐａ〜７．０×１０−１Ｐａとして、基板を取り付けた回転台は固定させた。コイル電流５Ａ、アノード電圧２０V、バイアス電圧０Ｖ、純銀ターゲットの電流は０．４Ａ、ターゲット電圧２７０Ｖ〜２８０Ｖの条件でＡｇナノ粒子層を堆積した。その堆積速度は０．４ｎｍ/ｓであった。堆積時間を１０秒〜４５秒に変えてＺｎＯ膜表面上に直接Ａｇナノ粒子層を堆積させた。
【００２９】
このＡｇナノ粒子層は、図３の電子顕微鏡写真が示すようにＺｎＯ膜表面上に直接堆積した金属ナノ膜上に金属ナノ粒子から構成されていた。Ａｇナノ粒子径は、２０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲に分布しており、粒子径が３０ｎｍ〜４０ｎｍのＡｇナノ粒子が最も多かった。堆積時間が長くなっても、Ａｇナノ粒子径はほとんど同じであり、その密度は増加した。
得たＡｇナノ粒子層表面上にＺｎＯ膜を成膜した。その成膜条件は、上記のＺｎＯ膜の成膜条件と同一にした。得たＺｎＯ膜は、Ａｇナノ粒子間およびＡｇナノ粒子頂上に堆積した構造であった。薄膜積層体の成膜中の基板温度は３０℃とした。
【００３０】
製造した薄膜積層体のガラス基板を含めた最大の可視光透過率は、図４に示すように、Ａｇナノ粒子の堆積時間が１０秒では７５％、１５秒では７８％、２０秒では８７％、２５秒では８０％、３０秒では８０％、３５秒では７４％、４０秒では７４％、４５秒では６８％であった。可視光透過率曲線が示すようにAgナノ粒子層の構造によって可視光透過率が変化し、かつその波長域が長波長域から短波長域に変化している。これはAgナノ粒子層の構造に基づく表面プラズモン現象の原因のうち散乱効果が強く現れたものと考えられる。また、紫外線領域の３７０ｎｍの透過率にピークが現れているが、これは表面プラズモンがAgナノ粒子による吸収効果に依存した現象と考えられる。製造した薄膜積層体の比抵抗は、図５に示すように７．４×１０―４Ωｃｍ（堆積時間＝１０秒）、５．３×１０―５Ωｃｍ（堆積時間＝２０秒）、１．８×１０―５Ωｃｍ（堆積時間＝３０秒）、１．４×１０―５Ωｃｍ（堆積時間＝４０秒）であった。この薄膜積層体のＸ線回折測定を行ったところ酸化亜鉛の（１００）を示す回折ピークとＡｇの（１１１）を示す回折ピークが観察され、室温で成膜したＺｎＯ薄膜層は結晶質であることが確認できた。また、原子間力顕微鏡より求めた薄膜積層体表面の凹凸は、平均粗さはＲａ＝０．６５５ｎｍー０．２３２ｎｍであり、最大粗さは約５．０ｎｍであった。
【実施例２】
【００３１】
実施例１と同様に傾斜対向型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を使用して、ＺｎＯ/金属ナノ粒子層/ＺｎＯからなる薄膜積層体を製造した。金属ナノ粒子層として、Ａｇナノ粒子層単体、Ａｌナノ粒子層単体並びにＡｇおよびＡｌナノ粒子からなるものを別々に製造した。
チャンバー内のターゲットの位置に、ターゲットＴ１には純亜鉛（純度９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板、ターゲットＴ３には純銀（９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板、ターゲットＴ４には純Ａｌ（純度９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板を取り付けた。ＺｎＯ膜のコーティング条件は、実施例１と同様な条件の下でＺｎＯ膜を成膜した。
【００３２】
金属ナノ粒子層は、Ａｇナノ粒子層単体あるいはＡｌナノ粒子層単体をＺｎＯ膜表面上に堆積した他、２つの金属ナノ粒子層からなる混合層をＺｎＯ膜表面上に直接堆積した。その堆積条件は実施例１と同じとした。ただし、純Ａｌターゲットの電流は０．２Ａ（堆積速度＝０．０８ｎｍ/sec、堆積時間＝１６秒）および０．４Ａ(堆積速度＝０．１５ｎｍ/sec、堆積時間＝１３秒)に変えた。金属ナノ粒子層の上にＺｎＯ膜を実施例１の条件と同様にして成膜した。
【００３３】
製造した薄膜積層体のガラス基板を含めた最大の可視光透過率は、図６に示すように、Ａｇナノ粒子層単体では８７％、Ａｌナノ粒子層単体では７８％、Ａｇ＋Ａｌナノ粒子の混合ナノ粒子層では６０％（０．２Ａ）および６４％（０．４Ａ）であった。ＺｎＯ/金属ナノ粒子層/ＺｎＯからなる薄膜積層体の透明性は、薄膜積層体の間に挟んだ金属ナノ粒子の種類が、最大可視光透過率を変えた。この薄膜積層体の比抵抗値は、Ａｇナノ粒子層単体（堆積時間＝２０秒）；５．６×１０―５Ωｃｍ、Ａｌナノ粒子単体（堆積時間＝３分）；１２Ωｃｍ、Ａｇ+Ａｌナノ粒子混合層（堆積時間＝１６秒）；７．６×１０―４Ωｃｍ、Ａｇ＋Ａｌナノ粒子混合層（堆積時間＝１３秒）；１．８×１０―３Ωｃｍであった。
【実施例３】
【００３４】
実施例１と同様に傾斜対向型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を使用してＺｎＯ/Ｃｕ/ＺｎＯからなる薄膜積層体を製造した。ターゲットＴ１として純亜鉛（純度９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板を設置した他に、ターゲットＴ３には純銅（９９．９９％、３００×６２×５ｍｍ）板を取り付けた以外は、成膜条件は実施例１と同様にした。
Ｃｕナノ粒子層は、ＺｎＯ膜表面上に直接堆積した。その堆積条件は、純Ａｇと同じにして堆積時間を３５秒、７０秒、１０５秒および１４０秒に変えた。再度、その上にＺｎＯ膜を実施例１の条件と同様にして成膜した。
【００３５】
製造した薄膜積層体のガラス基板を含めた最大の可視光透過率は、図７に示すように、堆積時間が３５秒で７９％、７０秒で７０％、１０５秒で６０％、１４０秒で５３％であった。この薄膜積層体の比抵抗値は、３．８×１０―２Ωｃｍ（３５秒）、２．９×１０―３Ωｃｍ（７０秒）、６．１×１０―４Ωｃｍ（１０５秒）、５．４×１０―４Ωｃｍ（１４０秒）であった。
【符号の説明】
【００３６】
１ 基板
２ 酸化亜鉛ＺｎＯ薄膜層
３ 金属ナノ粒子層
４ 酸化亜鉛ＺｎＯ薄膜層
Ｔ１ ターゲット
Ｔ２ ターゲット
Ｔ３ ターゲット
Ｔ４ ターゲット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ZnO薄膜層、金属ナノ粒子層、ZnO薄膜層をこの順序に積層し、前記金属ナノ粒子層はAg、Al、Cu、Au、Ni、Pd、Pt、Zn、Cdの群から選ばれた１以上の金属ナノ粒子が結晶成長し相互に連結してナノ層を形成していることを特徴とする薄膜積層体
【請求項２】
金属ナノ粒子が少なくともＡｇを含むナノ粒子である請求項１に記載の薄膜積層体
【請求項３】
金属ナノ粒子層の厚さが５ｎｍ〜１００ｎｍである請求項１又は２に記載の薄膜積層体
【請求項４】
ZnO、金属ナノ粒子層、およびZnOの各薄膜層をDCマグネトロンスパッタリング法により室温において成膜した請求項１、２又は３に記載の薄膜積層体
【請求項５】
基板材料がガラス、セラミックス等の無機質板、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂である請求項１、２、３又は４に記載の薄膜積層体
【請求項６】
基板材料が透明ガラスで、薄膜積層体の比抵抗が８．０X１０-４Ωｃｍ以下で、かつ紫外線域の波長を含んだ可視光透過率が７０％以上である請求項１、２、３又は４に記載の薄膜積層体
【請求項１】
基板上に、ZnO薄膜層、金属ナノ粒子層、ZnO薄膜層をこの順序に積層し、前記金属ナノ粒子層はAg、Al、Cu、Au、Ni、Pd、Pt、Zn、Cdの群から選ばれた１以上の金属ナノ粒子が結晶成長し相互に連結してナノ層を形成していることを特徴とする薄膜積層体
【請求項２】
金属ナノ粒子が少なくともＡｇを含むナノ粒子である請求項１に記載の薄膜積層体
【請求項３】
金属ナノ粒子層の厚さが５ｎｍ〜１００ｎｍである請求項１又は２に記載の薄膜積層体
【請求項４】
ZnO、金属ナノ粒子層、およびZnOの各薄膜層をDCマグネトロンスパッタリング法により室温において成膜した請求項１、２又は３に記載の薄膜積層体
【請求項５】
基板材料がガラス、セラミックス等の無機質板、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂である請求項１、２、３又は４に記載の薄膜積層体
【請求項６】
基板材料が透明ガラスで、薄膜積層体の比抵抗が８．０X１０-４Ωｃｍ以下で、かつ紫外線域の波長を含んだ可視光透過率が７０％以上である請求項１、２、３又は４に記載の薄膜積層体
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２４１６３８（Ｐ２０１０−２４１６３８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９２０３７（Ｐ２００９−９２０３７）
【出願日】平成２１年４月６日（２００９．４．６）
【出願人】（５００４１５３４６）
【出願人】（５０９０９８４５６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月６日（２００９．４．６）
【出願人】（５００４１５３４６）
【出願人】（５０９０９８４５６）
【Ｆターム（参考）】
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