CN107614451B - 膜层叠体及夹层玻璃 - Google Patents

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CN107614451B CN201680033831.6A CN201680033831A CN107614451B CN 107614451 B CN107614451 B CN 107614451B CN 201680033831 A CN201680033831 A CN 201680033831A CN 107614451 B CN107614451 B CN 107614451B
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Abstract

在透明基体上具有层叠膜的膜层叠体中,前述层叠膜具有1个以上的功能层,前述层叠膜具有第1部分,该第1部分由包含第1电介质层、该第1电介质层上的第1功能层、及该功能层上的第2电介质层的一系列部分构成,前述第1功能层为前述1个以上的功能层中距离前述透明基体最远侧的功能层,前述第1功能层由ZrNx构成,前述第1功能层在波长500nm下的折射率n不足1.2、在波长1500nm下的消光系数k大于6,在该膜层叠体中,将可见光透过率设为Tv(%)、将太阳辐射热取得率设为g(%)时,由Tv/g表示的选择度Se满足1.1≤Se。

Description

膜层叠体及夹层玻璃
技术领域
本发明涉及具有遮热性的膜层叠体及具有这样的膜层叠体的夹层玻璃。
背景技术
在提高建筑物及车辆的绝热性时常常使用具有遮热性的膜层叠体。该膜层叠体通过将包含热射线反射功能层的多个层层叠在基体上来构成。将膜层叠体设置在建筑物及车辆的窗等的情况下,通过热射线反射功能层的红外线反射效果等,能够得到遮热性。
这样的膜层叠体例如以薄膜的形态提供,通过将膜层叠体粘接于被设置构件来使用。或者膜层叠体的基体由例如玻璃板那样的具有刚性的块体构成,以其原样的形态来利用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2011-520755号公报
发明内容
发明要解决的问题
通常,膜层叠体包含由银或银合金构成的薄层(以下,称为“银层”)。这是因为银显示出良好的热射线反射功能,另外在可见光波长区域几乎不吸收光。即,通过在膜层叠体内设置银层,从而能够得到良好的遮热性和高的透过性。
另外,在表示膜层叠体的遮热性时,常常使用由Tv/g表示的称为选择度Se的指标。此处,Tv(%)为膜层叠体的可见光透过率(%),g(%)为膜层叠体的太阳辐射热取得率(%)。太阳辐射热取得率g(%)以如下的值表示:相对于从膜层叠体的基体侧(第1侧)入射的全部太阳热,直接透过至相反侧(第2侧)的热(透过热)和在膜层叠体的内部吸收然后释放至膜层叠体的第2侧的热的总和的比例。
对于膜层叠体,可以说可见光透过率Tv(%)越高、太阳辐射热取得率g(%)越低,即选择度Se越大,该膜层叠体的透明性越高、遮热性能越高。
对于如前所述的包含银层的膜层叠体,可以说通常由于选择度Se大,因此透明且显示出良好的遮热性。
但是,银层的耐环境性不太良好,有时在使用的同时发生氧化或劣化。进而,若在银层产生那样的现象,则可产生膜层叠体的透明性及遮热性降低这样的问题。
本发明是鉴于这样的背景而做出的,本发明的目的在于,提供选择度高、具有良好的耐环境性的膜层叠体。另外,本发明的目的在于,提供具备这样的膜层叠体的夹层玻璃。
用于解决问题的方案
本发明中,提供一种膜层叠体,其为在透明基体上具有层叠膜的膜层叠体,
前述层叠膜具有1个或2个以上的功能层,
前述层叠膜具有第1部分,该第1部分由包含第1电介质层、该第1电介质层上的第1功能层、及该功能层上的第2电介质层的一系列部分构成,前述第1功能层为前述1个或2个以上的功能层中距离前述透明基体最远侧的功能层,
前述第1功能层由氮化锆ZrNx构成,
前述第1功能层在波长500nm下的折射率n不足1.2、在波长1500nm下的消光系数k大于6,
该膜层叠体中,将从前述透明基体侧朝向前述层叠膜的最外层测定的可见光透过率设为Tv(%)、将太阳辐射热取得率设为g(%)时,由Tv/g表示的选择度Se满足以下式(1):
1.1≤Se 式(1)。
发明的效果
本发明中,能够提供选择度高、具有良好的耐环境性的膜层叠体。另外,本发明中,能够提供具备这样的膜层叠体的夹层玻璃。
附图说明
图1为示出本发明的一实施方式的膜层叠体的简要构成的截面图。
图2为示出本发明的一实施方式的另一膜层叠体的简要构成的截面图。
图3为对在各膜层叠体中得到的可见光透过率Tv(%)与太阳辐射热取得率g(%)的关系进行绘图而得到的图。
图4为示出在例56及65的膜层叠体中得到的第1功能层的平面X射线衍射结果的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的一实施方式进行说明。
(基于本发明的一实施方式的膜层叠体)
图1中示出本发明的一实施方式的膜层叠体(以下,称为“第1膜层叠体”)的简要截面图。
如图1所示,第1膜层叠体100具有透明基体110和层叠膜120。
透明基体110具有支撑设置于上部的层叠膜120的作用。透明基体110具有第1表面112及第2表面114,层叠膜120设置在透明基体110的第1表面112侧。
层叠膜120由多个层构成。例如,在图1所示的例子中,层叠膜120通过依次设置第1电介质层122、第1晶种层125、第1功能层130、第1牺牲层132、第2电介质层135、及顶层140来构成。
但是,这仅仅是一例,层叠膜120可以具有其它构成。例如,在图1所示的层叠膜120中,在第1电介质层122与第1晶种层125之间可以具有牺牲层,也可以设置牺牲层代替第1晶种层125。顶层140也可以根据需要而省略。
层叠膜120中的第1晶种层125具有促进设置在正上方的第1功能层130的晶体成长的作用。
另外,层叠膜120中的第1牺牲层132具有抑制在层叠膜120(或其一部分)的热处理时邻接层(例如第1功能层130)因热而劣化的作用。进而,顶层140作为第1膜层叠体100的保护层而设置,具有保护层叠膜120的作用。
此处,在第1膜层叠体100中,由于层叠膜120中的第1电介质层122~第2电介质层135的连续部分为层叠膜120的最基本的主要部分,因此本申请中特别将该连续部分称为第1部分145。需要说明的是,如前所述,由于第1晶种层125及第1牺牲层132为任选设置的层,因此这些层并不一定必须存在于第1部分145内。
第1功能层130具有热射线反射功能。更具体而言,第1功能层130具有如下特征:由氮化锆ZrNx构成、在波长500nm下的折射率n不足1.2、在波长1500nm下的消光系数k大于6。
另外,第1膜层叠体100中,通过第1部分145的存在,将从透明基体110的第2表面114侧朝向层叠膜120的最外层照射的光的可见光透过率设为Tv(%)、将太阳辐射热取得率设为g(%)时,由Tv/g表示的选择度Se满足以下式(1):
1.1≤Se 式(1)。
如前所述,由薄的银或银合金构成的所谓“银层”存在耐环境性不太良好的问题。因此,具有包含银层的层叠膜的膜层叠体虽然在初始显示出良好的热射线反射功能,但随着使用时间的推移在银层发生氧化、劣化,由此可产生膜层叠体的透明性及遮热性降低这样的问题。
与此相对,第1膜层叠体100中,第1功能层130具有如下特征:由氮化锆ZrNx而不是银构成。即,第1膜层叠体100中,作为用于表现热射线反射功能的第1功能层130,使用氮化锆ZrNx
该氮化锆ZrNx与银及银合金相比,为耐环境性优异的材料,不易产生第1功能层130随着使用时间的推移而发生劣化的问题。因此,第1功能层130能够长期稳定地维持热射线反射功能。
但是,本申请发明人等确认到,若使用氮化锆ZrNx作为膜层叠体的第1功能层130,则常常存在膜层叠体不显示出适当的透过性及遮热性的情况。
因此,对于第1膜层叠体100,以构成第1功能层130的氮化锆ZrNx在波长500nm下的折射率n不足1.2、在波长1500nm下的消光系数k大于6的方式构成。通过将氮化锆ZrNx的折射率n及消光系数k设定为这样的范围,从而能够提供具有良好的透过性和遮热性的膜层叠体。
另外,第1膜层叠体100中,选择度Se满足前述的式(1),能够兼具高的透过性和高的遮热性。
通过这样的效果,第1膜层叠体100中能稳定地发挥高的透明性及良好的遮热性。
需要说明的是,前述的选择度Se通常为:
2.00>Se 式(2)。
(关于第1膜层叠体100的应用例)
作为具有如前所述的特征的第1膜层叠体100的应用例,可考虑以下的形态。但是,这些应用例仅为单纯的一例,第1膜层叠体100的应用例不限定于这些。
(第1方案)
第1膜层叠体100例如可以以粘贴于被设置构件的薄膜的形态来使用。该情况下,为了具有挠性,透明基体110优选由例如0.5mm以下的薄的构件构成。由此,第1膜层叠体100向被设置构件的粘贴变得容易。
被设置构件例如可以为玻璃板等。
(第2方案)
第1膜层叠体100例如可以以“其原样”的形态、作为建筑用构件或车辆用构件等构件而使用。该情况下,为了具有刚性,透明基体110优选由例如0.5mm以上的构件构成。例如,透明基体110可以由玻璃基板构成。
透明基体110由玻璃基板构成的情况下,第1膜层叠体100可以用作夹层玻璃用的一种玻璃构件。
通常,夹层玻璃具有第1及第2玻璃板、和配置于两玻璃板之间且将两玻璃板接合的中间膜。作为该夹层玻璃的一方或两方的玻璃板,可以应用第1膜层叠体100。该情况下,第1膜层叠体100可以以透明基体110侧成为“内侧”即中间膜侧的方式来使用,也可以以层叠膜120侧成为“内侧”的方式来使用。
另外,透明基体110由玻璃基板构成的情况下,第1膜层叠体100可以用作多层玻璃用的一种玻璃构件。
通常,多层玻璃具有第1及第2玻璃板、和设置于两玻璃板之间的空间层。作为该多层玻璃的一方或两方的玻璃板,可以应用第1膜层叠体100。该情况下,第1膜层叠体100可以以透明基体110侧成为“内侧”即空间层侧的方式来使用,也可以以层叠膜120侧成为“内侧”的方式来使用。
作为第1膜层叠体100的应用例,此外也可假设各种用途。
(构成第1膜层叠体的各构件)
接着,对构成具有如前所述的特征的第1膜层叠体100的各构件更详细地进行说明。需要说明的是,以下的说明中,为了明确化,在表示各构件时,使用图1所示的附图标记。
(透明基体110)
对构成透明基体110的材料没有特别限制。
透明基体110可以由玻璃、树脂、或塑料等构成。
对透明基体110的厚度没有特别限制,根据第1膜层叠体100的使用目的来选定适当的厚度。
例如,在第1膜层叠体100为前述的第1方案、即作为薄膜使用的情况下,透明基体110可以具有0.01mm~1mm的厚度。
另外,例如,在第1膜层叠体100为前述的第2方案、特别是作为夹层玻璃或多层玻璃用的玻璃构件使用的情况下,透明基体110由玻璃基板构成,可以具有0.5mm~20mm的厚度。
(第1电介质层122、及第2电介质层135)
第1电介质层122例如可以由包含氮化硅、含有铝的氮化硅、含有锆的氮化硅中的至少一者的层构成。或者,第1电介质层122例如可以由包含ITO(铟锡氧化物)、氧化锡、氧化钛、氧化锆、氧化锌、及Zr3N4中的至少一者的层构成。
第1电介质层122中可以含有氧。需要说明的是,第1电介质层122可以为单层的膜,也可以为包含不同种类的膜的层叠膜。
另外,第1电介质层122在与第1功能层130接触的区域(以下,称为“上部区域”)可以具有“结晶性提高材料”。此处,“结晶性提高材料”是指能提高配置于上部的第1功能层130的结晶性的材料,例如可列举出ZrNx(此处X>1.2)、NbNx(此处X>1)、TiNx(此处0.9<X<1.1或X>1.2)等。
第1电介质层122具有这样的“结晶性提高材料”的情况下,能更进一步降低第1功能层130在波长500nm下的折射率n,能更进一步提高在波长1500nm下的消光系数k。
本申请中,作为显示这样的第1功能层130的结晶性的改善效果的指标,导入通过平面X射线衍射法得到的取向指数P。需要说明的是,采用平面X射线衍射法是因为:在该方法中,即使在第1功能层130上存在第2电介质层135等,也能够适当地评价第1功能层130的结晶性。
取向指数P如下地来确定:
Figure BDA0001500619840000081
此处,Max[a,b,c]表示a~c中的最大值,Min[a,b,c]表示a~c中的最小值。
另外,Is(111)可以根据通过第1功能层130(ZrNx)的平面X射线衍射得到的在面取向(111)的峰强度I(111)来得到。同样,Is(200)可以根据通过第1功能层130(ZrNx)的平面X射线衍射得到的在面取向(200)的峰强度I(200)来得到,Is(220)可以根据通过第1功能层130(ZrNx)的平面X射线衍射得到的在面取向(220)的峰强度I(220)来得到。此处,峰强度I(111)可以根据衍射角2θ(入射X射线方向与衍射X射线方向所成的角度)在以33.9°为中心的±1°的范围内的最大强度来得到,峰强度I(200)可以根据衍射角2θ在以39.4°为中心的±1°的范围内的最大强度来得到,峰强度I(220)可以根据衍射角2θ在以56.9°为中心的±1°的范围内的最大强度来得到。
更具体而言,Is(111)、Is(200)、及Is(220)分别根据下式得到。
Is(111)=I(111)/99 式(4)
Is(200)=I(200)/85 式(5)
Is(220)=I(220)/48 式(6)
需要说明的是,各峰强度使用背景处理后的峰高度。
此处,式(4)~式(6)中的除数(右边的分母)与从国立研究开发法人物质·材料研究机构的无机材料数据库(AtomWork)获得的、ZrN粉末图案的(111)、(200)、及(220)的3方位的峰强度比即99:85:48相对应。
即,Is(111)、Is(200)及Is(220)可以视为将通过第1功能层130(ZrNx)的平面X射线衍射得到的峰强度以粉末图案的峰强度进行标准化而得到的值。
前述的(3)式所示的取向指数P表示第1功能层130(ZrNx)的取向相对于粉末图案有怎样程度的偏离。因此,可以说取向指数P越大,第1功能层130(ZrNx)越在某一特定的方位进行取向。
通常,第1电介质层122在上部区域不具有结晶性提高材料的情况下,第1功能层130的取向指数P为1左右。与此相对,第1电介质层122在上部区域具有结晶性提高材料的情况下,第1功能层130的取向指数P为2以上。
第1电介质层122的厚度例如可以为3nm~300nm的范围。
第1电介质层122例如可以通过物理气相成膜法(物理蒸镀法、PVD法、溅射法等)、或化学气相成膜法(CVD法等)来设置。在这些成膜法中,特别优选溅射法。
关于第2电介质层135,可以说也与第1电介质层122同样。需要说明的是,第2电介质层135的材质和/或厚度可以与第1电介质层122相同,也可以不同。
(第1功能层130)
如前所述,第1功能层130由氮化锆ZrNx构成。此处x优选为0.9<x<1.0的范围。另外,第1电介质层122的上部区域具有前述的结晶性提高材料的情况下,第1功能层130优选为0.9<x<1.1的范围。第1电介质层122的上部区域具有前述的结晶性提高材料的情况下,第1功能层130的晶体取向在某一定的方位对齐。由此,第1功能层130的取向性提高,没有过量的氮进入晶界的余地,可在更广的范围的x下获得理想的晶体。
通过将x设在0.9<x<1.0的范围,从而能够较容易地得到在波长500nm下的折射率n不足1.2、在波长1500nm下的消光系数k大于6的氮化锆ZrNx的层。本实施方式中,通过设为0.9<x<1.0、比较接近化学计量比、也抑制氮量,从而氮也不会侵入至晶格间,因此能够稳定地得到耐久性高的致密的膜。
第1功能层130的膜厚例如为1nm~60nm的范围。
第1功能层130例如可以通过物理气相成膜法(物理蒸镀法、PVD法、溅射法等)、或化学气相成膜法(CVD法等)形成。这些成膜法之中,特别优选溅射法。
溅射法中,通过控制成膜条件(例如,成膜时的透明基体的温度、成膜压力、导入气体的组成、靶组成、及后热处理温度等),从而能够调整氮化锆ZrNx的组成即x的值。另外,通过控制成膜条件,从而能够较容易地将具有如前所述的折射率n及消光系数k的氮化锆ZrNx成膜。
需要说明的是,构成第1功能层130的氮化锆ZrNx可以含有最大3at%左右的在成膜时不可避免地导入的杂质(例如碳及氧等)。使用溅射法的情况下,构成第1功能层130的氮化锆ZrNx可以含有最大3at%左右的包含Zr的靶中所含的杂质(例如,Hf、Ti、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、O、C等)。
(第1晶种层125及第1牺牲层132)
如前所述,第1晶种层125及第1牺牲层132为任选设置的层,分别可以由多个层形成,也可以省略。
如果在设置的情况下,则第1晶种层125例如由Zr、Ti、Si等单质金属、TiN等金属氮化物构成。第1晶种层125的厚度例如可以为1nm~10nm的范围。另一方面,第1牺牲层132例如由Zn、Zr、Ti、NiCr构成。第1牺牲层132的厚度例如可以为1nm~10nm的范围。
需要说明的是,第1晶种层125中可以含有氧。
这些层例如可以通过物理气相成膜法(物理蒸镀法、PVD法、溅射法等)、或化学气相成膜法(CVD法等)形成。这些成膜法中,特别优选溅射法。
特别是第1晶种层125可以由ZrNx(此处X>1.2)、NbNx(此处X>1)、或TiNx(此处0.9<X<1.1或X>1.2)中的任一者构成。
(顶层140)
如前所述,顶层140为任选设置的层,也可以省略。特别是,在图1所示的构成中,在第2电介质层135兼具作为保护层的功能的情况下,设置顶层140的必要少。
如果在设置的情况下,顶层140例如由SiO2、TiN或C等构成。顶层140的厚度例如可以为1nm~10nm的范围。
顶层140例如可以通过物理气相成膜法(物理蒸镀法、PVD法、溅射法等)、或化学气相成膜法(CVD法等)形成。这些成膜法中,特别优选溅射法。
(层叠膜120)
对于层叠膜120,作为第1功能层130,具有由具有如前所述的特征的氮化锆ZrNx构成的层。该材料与银相比,机械耐久性及化学耐久性优异。因此,在层叠膜120仅具有单一的功能层(即第1功能层130)的情况下,能提供具有良好的耐环境性的膜层叠体100。
另一方面,如后所述,层叠膜具有多个功能层的情况下,位于层叠膜的最外侧的功能层由氮化锆ZrNx构成。该情况下,更靠“内侧”的1个或多个功能层可以由除氮化锆ZrNx以外的材料构成。
通过由具有如前所述的特征的氮化锆ZrNx构成位于最外侧的功能层,作为层叠膜整体,能够发挥良好的耐环境性。
(本发明的一实施方式的另一膜层叠体)
接着,参照图2,对本发明的一实施方式的另一膜层叠体进行说明。
图2中示出本发明的一实施方式的另一膜层叠体(以下,称为“第2膜层叠体”)的简要截面图。
如图2所示,第2膜层叠体200具有透明基体210和层叠膜220。
透明基体210具有支撑设置于上部的层叠膜220的作用。透明基体210具有第1表面212及第2表面214,层叠膜220设置在透明基体210的第1表面212侧。
层叠膜220具有由第1电介质层222、第1功能层230、及第2电介质层235构成的基本部分、即第1部分245。
需要说明的是,在图2中未示出,但第1部分245如前所述可以还具有第1晶种层和/或第1牺牲层。该情况下,第1晶种层配置在第1电介质层222与第1功能层230之间,第1牺牲层配置在第1功能层230与第2电介质层235之间。
如前所述,在第1功能层230的正下方配置具有结晶性提高材料的上部区域的第1电介质层222的情况下,第1功能层230的取向指数P为2以上,第1功能层230的结晶性提高。
另外,层叠膜220在第1部分245的上部具有顶层240。但是,顶层240也可以省略。需要说明的是,顶层240的作用与前述的第1膜层叠体100中的顶层140相同。
此处,存在于第1部分245的第1功能层230具有如下特征:由氮化锆ZrNx构成,在波长500nm下的折射率n不足1.2,在波长1500nm下的消光系数k大于6。
另外,在第2膜层叠体200中,将从透明基体210的第2表面214侧朝向层叠膜220的最外层测定的可见光透过率设为Tv(%)、将太阳辐射热取得率设为g(%)时,由Tv/g表示的选择度Se满足下式(1):
1.1≤Se式(1)。
因此,在第2膜层叠体200中,也与第1膜层叠体100的情况同样,能稳定地发挥高的透明性及良好的遮热性。
需要说明的是,层叠膜220在比第1部分245靠近下侧即更靠近透明基体210的一侧以依次靠近第1表面212的顺序还具有第3电介质层250及第2功能层255。
将层叠膜220制成这样的构成的情况下,与第1膜层叠体100相比,能实现色调的调整和/或较容易地调整选择度Se。
需要说明的是,第3电介质层250与前述的第1电介质层的情况同样,可以具有由结晶性提高材料形成的上部区域。第2功能层255由ZrNx材料构成的情况下,通过配置具有如前所述的结晶性提高材料的上部区域的第3电介质层250,能够提高第2功能层255的结晶性。
(构成第2膜层叠体的各构件)
接着,对构成图2所示的第2膜层叠体200的各构件,更详细地进行说明。
其中,在第2膜层叠体200中,关于透明基体210、第1部分245、及顶层240,可以参照前述的图1所示的第1膜层叠体100的各构件相关的记载。因此,此处仅对第3电介质层250及第2功能层255进行说明。另外,以下的说明中,为了明确化,表示各构件时使用图2所示的附图标记。
(第3电介质层250)
第3电介质层250例如可以由包含氮化硅、含有铝的氮化硅、含有锆的氮化硅中的至少一者的层构成。或者,第3电介质层250例如可以由包含ITO(铟锡氧化物)、氧化锡、氧化钛、氧化锆、氧化锌、及Zr3N4中的至少一者的层构成。
第3电介质层250的厚度例如可以为3nm~300nm的范围。
第3电介质层250例如可以通过物理气相成膜法(物理蒸镀法、PVD法、溅射法等)、或化学气相成膜法(CVD法等)形成。这些成膜法中,特别优选溅射法。
需要说明的是,第3电介质层250可以为与第1电介质层222和/或第2电介质层235相同的组成。
(第2功能层255)
第2功能层255只要为透明且具有导电性的材料,可以使用任意材料。
第2功能层255例如可以为ITO(铟锡氧化物)。另外,第2功能层255可以由与第1功能层230同样的氮化锆ZrNx构成。
需要说明的是,第2功能层255中也可以使用由银或银合金构成的薄层、即“银层”。这是因为,即使在第2功能层255使用这样的银层,由于在第2功能层255的上部存在耐环境性良好的第1部分245,因此该第1部分245作为对于第2功能层255的保护屏障而起作用。
需要说明的是,使用银层作为第2功能层255的情况下,第2功能层255可以由多个层构成。例如,第2功能层255可以具有第1金属层/银层/第2金属层的3层结构。
第2功能层255的膜厚例如为1nm~500nm的范围。
第2功能层255例如可以通过物理气相成膜法(物理蒸镀法、PVD法、溅射法等)、或化学气相成膜法(CVD法等)形成。这些成膜法中,特别优选溅射法。
以上,参照图2,对第2膜层叠体200的构成及特征进行了说明。
但是,这些仅仅是一例,第2膜层叠体200可以具有其它构成。例如,在图2所示的第2膜层叠体200中,可以省略第3电介质层250。该情况下,在透明基体210的第1表面212直接设置第2功能层255。
或者,在图2所示的第2膜层叠体200中,在第3电介质层250的下侧还可以自靠近第1表面212的一侧起设置1个以上的其它功能层与电介质层的组。这样的组的数量例如可以为2、3、或4以上。该情况下,膜层叠体的色调和/或选择度Se的调整变得更容易。
本发明中,除此之外,膜层叠体可采取各种层构成,这对于本领域技术人员来说是明确的。
[实施例]
接着,对本发明的实施例进行说明。需要说明的是,以下的记载中,例1~例9、例31~例39、及例41~例44为实施例,例21~例26、例51~例55、及例65~例67为比较例。另外,例56~例64为实施例。
(例1)
通过以下的方法,在玻璃基板的一个表面形成层叠膜,制造膜层叠体。
玻璃基板使用具有纵100mm×横100mm×厚度2.8mm的尺寸的钠钙玻璃。
层叠膜的构成采用自靠近玻璃基板侧起为第1电介质层/第1功能层/第2电介质层这样的3层结构。第1电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚46nm)、第1功能层采用ZrNx(目标膜厚42nm)、第2电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚56nm)。
这些层均通过溅射法成膜。更具体而言,第1电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,作为放电气体,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))。成膜时的压力为0.4Pa。
第1功能层的成膜中,使用Zr靶,作为放电气体,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=4.6:1(sccm))。成膜时的压力为0.26Pa。需要说明的是,第1功能层的成膜时将玻璃基板加热至300℃。
第2电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,作为放电气体,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))。成膜时的压力为0.4Pa。
由此,制造膜层叠体(以下,称为“例1的膜层叠体”)。
(例2及例3)
通过与例1同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例2的膜层叠体”及“例3的膜层叠体”)。
但是,例2及例3中,与例1的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。
(例4~例6)
通过与例1同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例4~例6的膜层叠体”)。
但是,例4~例6中,与例1的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,例4~例6中,第1功能层的成膜时不对玻璃基板进行加热。另外,在第2电介质层的成膜结束后,将玻璃基板加热至600℃,在600℃下保持20分钟。
(例7~例9)
通过与例1同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例7~例9的膜层叠体”)。
但是,例7~例9中,与例1的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,例7~例9中,第1功能层的成膜时不对玻璃基板进行加热。进而,在第2电介质层的成膜后也不实施加热处理。
(例21~例22)
通过与例1同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例21~例22的膜层叠体”)。
但是,例21~例22中,与例1的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,例21~例22中,在第1功能层的成膜时使用的混合气体中,氩气与氮气的比例设为氩气:氮气=6.3:1(sccm)。成膜时的压力为0.35Pa。
需要说明的是,这些例子中,第1功能层的成膜时不对玻璃基板进行加热。进而,在第2电介质层的成膜后也不实施加热处理。
(例23~例24)
通过与例1同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例23~例24的膜层叠体”)。
但是,例23~例24中,与例1的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,例23~例24中,在第1功能层的成膜时使用的混合气体中,氩气与氮气的比例设为氩气:氮气=1:1(sccm)。成膜时的压力为0.26Pa。
需要说明的是,这些例子中,第1功能层的成膜时不对玻璃基板进行加热。进而,在第2电介质层的成膜后也不实施加热处理。
(例25)
通过以下的方法,在玻璃基板的一个表面形成层叠膜,制造膜层叠体。
玻璃基板使用具有纵100mm×横100mm×厚度2.8mm的尺寸的钠钙玻璃。
层叠膜的构成采用自靠近玻璃基板侧起为第1电介质层/第1功能层/第2电介质层这样的结构。第1电介质层采用氮化硅(目标膜厚20nm)和氧化硅(目标膜厚40nm)的2层结构。另外,第1功能层采用氮化铌(目标膜厚30nm)、第2电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚30nm)。
这些层均通过溅射法成膜。更具体而言,第1电介质层中,氮化硅的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,作为放电气体,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))。成膜时的压力为0.4Pa。另外,第1电介质层中,氧化硅的成膜中,使用Si靶,使用氩气与氧气的混合气体(氩:氧=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
第1功能层的成膜中,使用Nb靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=10:20(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.25Pa。需要说明的是,第1功能层的成膜时玻璃基板未进行加热。
第2电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,作为放电气体,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))。成膜时的压力为0.4Pa。
由此,制造膜层叠体(以下称为“例25的膜层叠体”)。
(例26)
通过与前述的例7同样的方法,膜层叠体(以下称为“例26的膜层叠体”)制造。
但是,例26中,与例7的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,作为第1功能层,使用氮化铬(目标膜厚10nm)。
第1功能层的成膜中,使用Cr靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=5:25(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.28Pa。需要说明的是,第1功能层的成膜时玻璃基板未进行加热。
(例31)
通过以下的方法,在玻璃基板的一个表面形成层叠膜,制造膜层叠体。
玻璃基板使用具有纵100mm×横100mm×厚度2.8mm的尺寸的钠钙玻璃。
层叠膜的构成采用自靠近玻璃基板侧起为第3电介质层/第2功能层/第1电介质层/第1功能层/第2电介质层这样的5层结构。
第3电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚25nm)、第2功能层采用ZrNx(目标膜厚19nm)、第1电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚91nm)、第1功能层采用ZrNx(目标膜厚40nm)、第2电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚38nm)。
这些层均通过溅射法成膜。更具体而言,第3电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
第2功能层的成膜中,使用Zr靶,作为放电气体,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=4.6:1(sccm))。成膜时的压力为0.26Pa。需要说明的是,第2功能层的成膜时将玻璃基板加热至300℃。
第1电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
第1功能层的成膜中,使用Zr靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=4.6:1(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.26Pa。需要说明的是,第1功能层的成膜时将玻璃基板加热至300℃。
第2电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
由此,制造膜层叠体(以下,称为“例31的膜层叠体”)。
(例32及例33)
通过与例31同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例32的膜层叠体”及“例33的膜层叠体”)。
但是,例32及例33中,与例31的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。
(例34~例36)
通过与例31同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例34~例36的膜层叠体”)。
但是,例34~例36中,与例31的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,例34~例36中,第1功能层的成膜时不对玻璃基板进行加热。另外,在第2电介质层的成膜结束后将玻璃基板加热至600℃。
(例37~例39)
通过与例31同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例37~例39的膜层叠体”)。
但是,例37~例39中,与例31的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,例37~例39中,任意层的成膜时均不对玻璃基板进行加热。进而,所有层的成膜后也不实施加热处理。
(例41)
通过以下的方法,在玻璃基板的一个表面形成层叠膜,制造膜层叠体。
玻璃基板使用具有纵100mm×横100mm×厚度2.8mm的尺寸的钠钙玻璃。
层叠膜的构成采用自靠近玻璃基板侧起为第3电介质层/第2功能层/第1电介质层/第1功能层/第2电介质层这样的结构。
第3电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚28nm)。第2功能层采用银(目标膜厚15.5nm),以夹着第2功能层的方式设置2层镍铬合金(目标膜厚1nm)的牺牲层。第1电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚97.5nm)。另外,第1功能层采用ZrNx(目标膜厚25.5nm)、第2电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚48nm)。
这些层均通过溅射法成膜。更具体而言,第3电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
第2功能层的成膜中,使用Ni-20wt%Cr及Ag靶,使用氩气作为放电气体。成膜时的压力为0.47。
第1电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
第1功能层的成膜中,使用Zr靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=4.6:1(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.26Pa。需要说明的是,第1功能层的成膜时将玻璃基板加热至300℃。
第2电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
由此,制造膜层叠体(以下,称为“例41的膜层叠体”)。
(例42)
通过与前述的例41同样的方法,制造膜层叠体(以下称为“例42的膜层叠体”)。
但是,例42中,与例41的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,例42中,第1功能层的成膜时不对玻璃基板进行加热。取而代之,在所有层的成膜结束后将玻璃基板加热至600℃。
(例43)
通过以下的方法,在玻璃基板的一个表面形成层叠膜,制造膜层叠体。
玻璃基板使用具有纵100mm×横100mm×厚度2.8mm的尺寸的钠钙玻璃。
层叠膜的构成采用自靠近玻璃基板侧起为第2功能层/第1电介质层/第1功能层/第2电介质层这样的4层结构。
第2功能层采用锡掺杂氧化铟(目标膜厚55nm)。第1电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚13nm)。另外,第1功能层采用ZrNx(目标膜厚20nm),第2电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚54nm)。
这些层均通过溅射法成膜。更具体而言,第2功能层的成膜中,使用ITO靶。
第1电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
第1功能层的成膜中,使用Zr靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=4.6:1(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.26Pa。
第2电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。在所有层的成膜后实施2小时的300℃的加热处理。
由此,制造膜层叠体(以下,称为“例43的膜层叠体”)。
(例44)
通过与前述的例43同样的方法,制造膜层叠体(以下称为“例44的膜层叠体”)。
但是,例44中,与例43的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,例44中,作为第1电介质层,使用Zr3N4(目标膜厚5nm)。进而,例44中,在所有层的成膜结束后将玻璃基板加热至600℃。
(例51~例52)
通过与例31同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例51~例52的膜层叠体”)。
但是,例51~例52中,与例31的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,例51~例52中,在第1功能层的成膜时使用的混合气体中,氩气与氮气的比例设为氩气:氮气=6.3:1(sccm)。
需要说明的是,这些例子中,第1功能层的成膜时不对玻璃基板进行加热。进而,第2电介质层的成膜后也不实施加热处理。
(例53~例54)
通过与例31同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例53~例54的膜层叠体”)。
但是,例53~例54中,与例31的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。另外,例53~例54中,第1功能层的成膜时使用的混合气体中,氩气与氮气的比例设为氩气:氮气=1:1(sccm)。
需要说明的是,这些例子中,第1功能层的成膜时不对玻璃基板进行加热。进而,第2电介质层的成膜后也不实施加热处理。
(例55)
通过以下的方法,在玻璃基板的一个表面形成层叠膜,制造膜层叠体。
玻璃基板使用具有纵100mm×横100mm×厚度2.8mm的尺寸的钠钙玻璃。
层叠膜的构成采用自靠近玻璃基板侧起为第3电介质层/第2功能层/第1电介质层/第1功能层/第2电介质层这样的构成。第3电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚40nm)。另外,第2功能层采用氮化铌(目标膜厚12nm)。第2电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚80nm)。另外,第1功能层采用氮化铌(目标膜厚13nm)、第2电介质层采用含有铝的氮化硅(目标膜厚35nm)。
这些层均通过溅射法成膜。更具体而言,第3电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
第2功能层的成膜中,使用Nb靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=10:20(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.25Pa。
第1电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
第1功能层的成膜中,使用Nb靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=10:20(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.25Pa。需要说明的是,第1功能层的成膜时玻璃基板未进行加热。
第2电介质层的成膜中,使用Si-10wt%Al靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
由此,制造膜层叠体(以下称为“例55的膜层叠体”)。
以下的表1中汇总示出各例的膜层叠体的构成及层的厚度。
[表1]
Figure BDA0001500619840000241
(评价)
接着,使用各例的膜层叠体,进行以下的评价。
(Zr:N比)
使用例4~例9、例21~例24、例34~例39、例42~例44、及例51~例54的膜层叠体,用卢瑟福背散射光谱法(Rutherford Backscattering Spectrometry:RBS)对构成第1功能层的氮化锆ZrNx的Zr与N的元素比进行测定。
(折射率n及消光系数k)
使用各例的膜层叠体,如下地求出第1功能层在波长500nm下的折射率n、及在波长1500nm下的消光系数k。对各个层叠体,使用分光光度计(U-4100:日立株式会社制),用光谱椭偏仪(M-2000:J.A.Woollam Co.,Inc.制),对分光光谱进行偏光信息的测定。用得到的分光透过及反射光谱和偏光信息,进行光学模型的拟合,确定折射率n和消光系数k。
(可见光透过率Tv及太阳辐射热取得率g)
使用各例的膜层叠体,如下地测定可见光透过率Tv(%)及太阳辐射热取得率g(%)。
对各个层叠体,用测定的分光透过光谱,根据JIS R 3106算出可见光透过率Tv,使用辐射率测定机(TSS-5X:Japan Sensor Corporation制),测定辐射率,根据ISO 9050算出太阳辐射热取得率g。
由得到的可见光透过率Tv(%)及太阳辐射热取得率g(%),根据前述的式(1),估算选择度Se。
以下的表2中汇总示出对于各例的膜层叠体得到的评价结果。根据该表2,例21~例26、及例51~例55的第1功能层在波长500nm下的光的折射率n为1.2以上,在波长1500nm下的光的消光系数k不足6。另一方面,例1~例9、例31~例39、及例41~例44的第1功能层ZrNx在波长500nm下的光的折射率n不足1.2,在光的波长1500nm下的消光系数k大于6。
[表2]
Figure BDA0001500619840000261
图3中示出在各例的膜层叠体中得到的可见光透过率Tv(%)与太阳辐射热取得率g(%)的关系。
根据该图3可知,例21~例26、及例51~例55的膜层叠体中,均为Tv/g<1.1。与此相对,可知例1~例9、例31~例39、及例41~例44的膜层叠体中,满足Tv/g≥1.1的关系,均具有高的透过性和良好的遮热性。
(耐久性试验)
通过以下的方法,使用3种膜层叠体进行耐久性试验。各膜层叠体具有以下的构成。
(膜层叠体A)
玻璃基板(纵100mm×横100mm×厚度2.8mm)+Si3N4层(40nm)+ZrNx层(13nm)+Si3N4层(58nm)
(膜层叠体B)
玻璃基板(2.8mm)+Si3N4层(25nm)+ZrNx层(19nm)+Si3N4层(91nm)+ZrNx层(40nm)+Si3N4层(38nm)
(膜层叠体C)
玻璃基板(2.8mm)+Si3N4层(40nm)+NiCr层(2.5nm)+Ag层(8nm)+NiCr层(2.5nm)+Si3N4层(58nm)
各膜层叠体A~C中,各个层通过溅射法成膜。
需要说明的是,膜层叠体A~C中,Si3N4层通过使用Si靶、使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=70:30(sccm))作为放电气体来成膜。另外,膜层叠体A及B中,ZrNx层的成膜条件与前述的例1的情况同样。另外,膜层叠体C中,NiCr层/Ag层/NiCr层的成膜条件与前述的例42的情况同样。
作为耐久性试验,实施以下2种评价。
(机械的耐久性的评价)
使用Erichsen试验机(模型494试验机:Erichsen公司制),使膜层叠体浸渍于水中。
接着,使研磨材料(Scotch-Brite#7448B:Sumitomo 3M Limited制)接触膜层叠体的层叠膜侧。研磨剂具有90mm×40mm的尺寸。对该研磨材料施加324g的载荷,在层叠膜上使研磨材料往返1000次。然后,回收膜层叠体,通过光学显微镜从表面侧观察层叠膜的状态。观察部位采用膜层叠体的大致中央的5mm×5mm的区域。
对于观察的结果,将在层叠膜产生的划痕(宽度1μm以上的划痕)的条数为5条以下的膜层叠体判断为机械耐久性良好。另外,将划痕(宽度1μm以上的划痕)的条数为6条以上的膜层叠体判断为机械耐久性差。
以下的表3中示出各膜层叠体A~C的机械耐久性的评价结果。
[表3]
膜层叠体 机械耐久性的评价
A
B
C ×
根据该结果,确认了具有ZrNx层作为功能层的膜层叠体A及B与具有银层作为功能层的膜层叠体C相比,显示出更良好的机械的耐久性。
(化学的耐久性的评价)
作为膜层叠体A~C的化学的耐久性的评价,实施耐汗试验、耐化学药品性试验、及耐湿性试验。
(耐汗试验)
耐汗试验通过依据ISO 12870的方法来实施。
首先,在密闭容器内注入人工汗液。人工汗液包含乳酸50g/L、及氯化钠100g/L。在该密闭容器内以与人工汗液分离的状态导入膜层叠体A~C。
接着,将密闭容器密闭,将内部在维持为55℃±5℃的状态下保持1天。然后,从密闭容器取出膜层叠体A~C,进行外观目视观察。
对于观察的结果,将未在层叠膜中发生腐蚀及剥离等劣化的膜层叠体判定为“○(耐汗性良好)”,将发生劣化的膜层叠体判定为“×”。
(耐化学药品性试验)
耐化学药品性试验如下地实施。
将各膜层叠体在23℃的1N-NaOH溶液中浸渍6小时。接着,用纯水清洗膜层叠体,然后在23℃的1N-HCl溶液中浸渍6小时。然后,用纯水清洗膜层叠体并进行外观目视观察。
对于观察的结果,将未在层叠膜中发生腐蚀及剥离等劣化的膜层叠体判定为“○(耐化学药品性良好)”,将发生了劣化的膜层叠体判定为“×”。
(耐湿性试验)
耐湿性试验如下地实施。
将各膜层叠体在设定为温度60℃及湿度95%RH的恒温恒湿试验器(KCH-1000:东京理化器械株式会社制)中保持2周。然后,取出膜层叠体,进行外观目视观察。
对于观察的结果,将在层叠膜表面观察到的缺陷(白点)为5个/10cm2以下的膜层叠体判定为“○(耐湿性良好)”,将除此以外的膜层叠体判定为“×”。
以下的表4中汇集示出各膜层叠体A~C的化学耐久性的评价结果。
[表4]
Figure BDA0001500619840000301
根据该结果确认了,具有ZrNx层作为功能层的膜层叠体A及B与具有银层作为功能层的膜层叠体C相比,显示出更良好的化学的耐久性。
(例56)
通过以下的方法,在玻璃基板的一个表面形成层叠膜,制造膜层叠体。
玻璃基板使用具有纵100mm×横100mm×厚度2.8mm的尺寸的钠钙玻璃。
层叠膜的构成采用自靠近玻璃基板侧起为第3电介质层(包含上部区域)/第2功能层/第1电介质层(包含上部区域)/第1功能层/第2电介质层这样的结构。
这些层均通过溅射法成膜。
第1功能层采用ZrNx(膜厚20nm),第2功能层采用ZrNx(膜厚21nm)。
第1及第2功能层的成膜中,使用Zr靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=4.6:1(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.26Pa。需要说明的是,任意功能层的成膜时玻璃基板均未进行加热。
第1电介质层采用具有由ZrNx(x>1.2)形成的上部区域(膜厚10nm)的含铝氮化硅(膜厚80nm)。第2电介质层采用含铝氮化硅(膜厚80nm)。第3电介质层采用具有由ZrNx(x>1.2)形成的上部区域(膜厚5nm)的含铝氮化硅(膜厚25nm)。
第1电介质层的成膜中,进行以下2阶段的处理。
首先,使用Si-10wt%Al靶,进行含铝氮化硅膜的成膜。放电气体使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm)),成膜时的压力为0.4Pa。
接着,在含铝氮化硅膜上将上部区域成膜。上部区域的成膜中,使用Zr靶,使用氮气体(100sccm)作为放电气体。成膜时的压力为0.5Pa。
第3电介质层的成膜也同样地实施。
另一方面,第2电介质层使用Si-10wt%Al靶进行成膜。作为放电气体,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm)),成膜时的压力为0.4Pa。
由此,制造膜层叠体(以下,称为“例56的膜层叠体”)。
(例57~例58)
通过与例56同样的方法,制造膜层叠体(分别称为“例57的膜层叠体”及“例58的膜层叠体))。
但是,例57~例58中,与例56的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。
(例59)
通过以下的方法,在玻璃基板的一个表面形成层叠膜,制造膜层叠体。
玻璃基板使用具有纵100mm×横100mm×厚度2.8mm的尺寸的钠钙玻璃。
层叠膜的构成采用自靠近玻璃基板侧起为第3电介质层/第2功能层/第1电介质层(包含上部区域)/第1功能层/第2电介质层这样的结构。
这些层均通过溅射法成膜。
第1功能层采用ZrNx(膜厚13nm),第2功能层采用ZrNx(膜厚15nm)。
第1及第2功能层的成膜中,使用Zr靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=4.6:1(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.26Pa。需要说明的是,任意功能层的成膜时玻璃基板均未进行加热。
第1电介质层采用具有由NbNx形成的上部区域(膜厚5nm)的含铝氮化硅(膜厚96nm)。第2电介质层采用含铝氮化硅(膜厚42nm)。第3电介质层采用含铝氮化硅(膜厚10nm)。
第1电介质层的成膜中,进行以下2阶段的处理。
首先,使用Si-10wt%Al靶,进行含铝氮化硅膜的成膜。放电气体使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm)),成膜时的压力为0.4Pa。
接着,在含铝氮化硅膜上将上部区域成膜。上部区域的成膜中,使用Nb靶,使用氮气体(80sccm)作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
另一方面,第2及第3电介质层使用Si-10wt%Al靶进行成膜。使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=30:70(sccm))作为放电气体,成膜时的压力为0.4Pa。
由此,制造膜层叠体(以下,称为“例59的膜层叠体”)。
(例60)
通过与例59同样的方法,制造膜层叠体(称为“例60的膜层叠体”)。
但是,例60中,与例59的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。
(例61)
通过与例56同样的方法,制造膜层叠体(称为“例61的膜层叠体”)。
但是,例61中,第1电介质层的上部区域、及第3电介质层的上部区域均采用TiNx。另外,例61中,与例56的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。
第1电介质层的上部区域的成膜中,使用Ti靶,使用氮气体(80sccm)作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。
第3电介质层的上部区域也通过同样的方法进行成膜。
(例62)
通过与例61同样的方法,制造膜层叠体(称为“例62的膜层叠体”)。
但是,例62中,与例61的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。
(例63)
通过与例61同样的方法,制造膜层叠体(称为“例63的膜层叠体”)。
但是,例63中,在第1电介质层的上部区域、及第3电介质层的上部区域的成膜中,使用Ti靶,使用氩气与氮气的混合气体(氩气:氮气=40:7(sccm))作为放电气体。成膜时的压力为0.4Pa。另外,例63中,与例61的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。
(例64)
通过与例63同样的方法,制造膜层叠体(称为“例64的膜层叠体”)。
但是,例64中,与例63的情况相比,使各个层的厚度发生了变化。
(例65~例67)
例65、例66、例67的膜层叠体分别通过与前述的例37、例38、例39的膜层叠体同样的方法来制造。
以下的表5中汇总示出各例的膜层叠体的构成及层的厚度。
[表5]
Figure BDA0001500619840000341
(各特性的评价)
接着,使用例56~例67的膜层叠体,通过前述的方法,实施第1功能层的Zr:N比、折射率n、消光系数k、可见光透过率Tv、太阳辐射热取得率g、及选择度的评价。
汇总结果并示于以下的表6。
[表6]
Figure BDA0001500619840000351
如表6所示,可知例56~例67的膜层叠体选择度均超过1.1。这样可知例56~例67的膜层叠体均具有高的透过性和良好的遮热性。
(取向指数P的评价)
接着,对例56~例67的膜层叠体,进行如前所述地规定的取向指数P的评价。
第1功能层的平面X射线衍射测定中使用平面XRD装置(Rigaku Corporation制ATX-G:射线源CuKα)。
测定条件如下:
用多层膜镜取出CuKα;
以入射角恒定地在面内方向进行
Figure BDA0001500619840000361
扫描;
入射角0.5度;
面内方向的X射线发散角0.5度(用狭缝来限制)。
对于各膜层叠体,根据得到的平面X射线衍射结果,使用前述的式(3)估算取向指数P。
以下的表7中汇总示出在例56~例67的膜层叠体中得到的取向指数P。
[表7]
取向指数P
56 32.3
57 32.3
58 32.3
59 5.35
60 5.35
61 2.75
62 2.75
63 2.32
64 2.32
65 1.35
66 1.35
67 1.35
根据表7可知,对于第1电介质层不具有由结晶性提高材料形成的上部区域的例65~例67的膜层叠体,第1功能层的取向指数P为1.35左右,不太大。与此相对,可知对于第1电介质层具有由结晶性提高材料形成的上部区域的例56~例64的膜层叠体,第1功能层的取向指数P至少超过2。
图4中一并示出在例56及例65的膜层叠体中得到的第1功能层的平面X射线衍射结果。
根据图4可知,例56的膜层叠体与例65的膜层叠体相比,ZrNx的面取向(220)的峰强度显著增加。
这样,确认了通过使用具有由结晶性提高材料形成的上部区域的第1电介质层,第1功能层的结晶性会提高。
(其它评价)
使用例56的膜层叠体,实施前述的机械耐久性的评价、化学耐久性的评价、耐汗试验、耐化学药品性试验、及耐湿性试验的各试验。
其结果,例56的膜层叠体在任意试验中均得到良好的结果。
本申请基于2015年6月11日申请的日本专利申请2015-118546号、及2016年1月27日申请的日本专利申请2016-13322号主张优先权,其日本申请的全部内容通过参照引用至本申请中。
附图标记说明
100 第1膜层叠体
110 透明基体
112 第1表面
114 第2表面
120 层叠膜
122 第1电介质层
125 第1晶种层
130 第1功能层
132 第1牺牲层
135 第2电介质层
140 顶层
145 第1部分
200 第2膜层叠体
210 透明基体
212 第1表面
214 第2表面
220 层叠膜
222 第1电介质层
230 第1功能层
235 第2电介质层
240 顶层
245 第1部分
250 第3电介质层
255 第2功能层

Claims (15)

1.一种膜层叠体,其为在透明基体上具有层叠膜的膜层叠体,
所述层叠膜具有1个或2个以上的功能层,
所述层叠膜具有第1部分,该第1部分由包含第1电介质层、该第1电介质层上的第1功能层、及该功能层上的第2电介质层的一系列部分构成,所述第1功能层为所述1个或2个以上的功能层中距离所述透明基体最远侧的功能层,
所述第1功能层由氮化锆ZrNx构成,
所述第1功能层在波长500nm下的折射率n不足1.2、在波长1500nm下的消光系数k大于6,
该膜层叠体中,将从所述透明基体侧朝向所述层叠膜的最外层测定的可见光透过率设为Tv(%)、将太阳辐射热取得率设为g(%)时,由Tv/g表示的选择度Se满足以下式(1):
1.1≤Se 式(1)
所述第1功能层中,以下式(3)所示的取向指数P为2以上,
Figure FDA0002317989170000011
式(3)中,Max[a,b,c]表示a~c中的最大值,Min[a,b,c]表示a~c中的最小值,
将所述第1功能层的通过平面X射线衍射得到的面取向(111)、(200)及(220)的峰强度分别设为I(111)、I(200)及I(220)时,Is(111)、Is(200)及Is(220)分别根据下述计算式得到,
Is(111)=I(111)/99
Is(200)=I(200)/85
Is(220)=I(220)/48。
2.根据权利要求1所述的膜层叠体,其中,所述可见光透过率Tv(%)超过30%。
3.根据权利要求1或2所述的膜层叠体,其中,所述太阳辐射热取得率g(%)不足50%。
4.根据权利要求1或2所述的膜层叠体,其中,所述氮化锆ZrNx中,x为0.9<x<1.0的范围。
5.根据权利要求1或2所述的膜层叠体,其中,所述第1电介质层和/或所述第2电介质层包含选自由氮化硅、含有铝的氮化硅、及含有锆的氮化硅组成的组中的至少一种材料。
6.根据权利要求1或2所述的膜层叠体,其中,所述第1电介质层和/或所述第2电介质层包含选自由ITO、氧化锡、氧化钛、氧化锆、氧化锌、及Zr3N4组成的组中的至少一种材料。
7.根据权利要求1或2所述的膜层叠体,其中,所述层叠膜在比所述第1功能层更靠近所述透明基体的一侧还具有第2功能层,
该第2功能层包含ITO、银或ZrNx
8.根据权利要求1或2所述的膜层叠体,其中,所述第1电介质层的与所述第1功能层接触的区域包含ZrNx、NbNx、TiNx中的任意种材料,ZrNx中,X>1.2;NbNx中,X>1;TiNx中,0.9<X<1.1或X>1.2。
9.根据权利要求1或2所述的膜层叠体,其中,所述透明基体为玻璃基板。
10.根据权利要求1或2所述的膜层叠体,其中,该膜层叠体具有薄膜的形态。
11.一种夹层玻璃,其是通过使第1玻璃板及第2玻璃板夹着中间膜相互连接而构成的夹层玻璃,
所述第1玻璃板或第2玻璃板具有权利要求10所述的膜层叠体。
12.根据权利要求1或2所述的膜层叠体,其中,所述膜层叠体在第1电介质层与第1功能层之间具有第1晶种层。
13.根据权利要求12所述的膜层叠体,其中,所述膜层叠体在第1功能层与第2电介质层之间具有第1牺牲层。
14.根据权利要求12所述的膜层叠体,其中,所述第1晶种层由选自Zr、Ti、Si及TiN中的至少一种构成。
15.根据权利要求13所述的膜层叠体,其中,所述第1牺牲层由选自Zn、Zr、Ti及NiCr中的至少一种构成。
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