JP2003509716A - 熱反射性積層構造を備えた透明基板 - Google Patents
熱反射性積層構造を備えた透明基板Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、主成分を銀Agとする少なくとも1つの機能層を2つの誘電材料皮膜の間に配置した薄層の積層構造を備えた可撓性または剛性の透明基板に関し、上記皮膜のうち少なくとも1つは主成分がAlNである。機能層または複数の機能層のうち少なくとも1つはAg以外の少量の金属を少なくとも1種添加して組成調整されており、かつ/または、AlN基層または複数のAlN基層の少なくとも1つはアルミニウムより少量の金属を少なくとも1種添加して組成調整されている。
Description
【0001】
本発明は、赤外光、特に太陽光中の赤外光を少なくとも部分的に反射する干渉
性薄層の積層構造に関し、この積層構造は、少なくとも1つの「機能」層と、そ
の両側にある誘電材料の皮膜とを備えている。
性薄層の積層構造に関し、この積層構造は、少なくとも1つの「機能」層と、そ
の両側にある誘電材料の皮膜とを備えている。
【0002】
本発明において「機能層」とは、積層構造中にあって望みの熱反射特性を有し
、金属材料、特にAg系の貴金属基の金属材料から成る層の意である。
、金属材料、特にAg系の貴金属基の金属材料から成る層の意である。
【0003】
本発明において「誘電材料の皮膜」とは、金属酸化物、金属窒化物または窒化
珪素系の誘電材料の単一層または積層複数層であって、特に積層構造の光学的な
外観の調節機能、特に光反射性を低下させる機能を備え、任意に「機能」層の保
護機能を備えた層の意である。
珪素系の誘電材料の単一層または積層複数層であって、特に積層構造の光学的な
外観の調節機能、特に光反射性を低下させる機能を備え、任意に「機能」層の保
護機能を備えた層の意である。
【0004】
すなわち本発明は、(誘電皮膜/機能層/誘電皮膜)の形の積層構造に関し、
この形がn回(n=2または3)繰り返す場合を含む。
この形がn回(n=2または3)繰り返す場合を含む。
【0005】
本発明は、ガラスまたはポリカーボネートPCやポリメチルメタクリレートP
MMAのような剛性ポリマーの剛性基板上の多層積層構造に関する。基板として
、ガラス部材をそれ自体でまたは断熱ガラス層または積層ガラス層として積層し
て用いることができる。しかし、本発明は特に、ポリマー系のフレキシブル(可
撓性)基板、特にポリウレタンPU系やポリエチレンテレフタレート系のフレキ
シブル基板に関する。
MMAのような剛性ポリマーの剛性基板上の多層積層構造に関する。基板として
、ガラス部材をそれ自体でまたは断熱ガラス層または積層ガラス層として積層し
て用いることができる。しかし、本発明は特に、ポリマー系のフレキシブル(可
撓性)基板、特にポリウレタンPU系やポリエチレンテレフタレート系のフレキ
シブル基板に関する。
【0006】
AlNおよび/または金属酸化物から成る誘電体を分散させた銀層の積層構造
を、PET基板上に形成したものについては既に種々の研究が行なわれている。
特に、国際出願PCT/FR99/00466(出願1999年3月2日、出願人サンゴバンビトラー
ジュ(Saint-Gobain Vitrage))を参照。
を、PET基板上に形成したものについては既に種々の研究が行なわれている。
特に、国際出願PCT/FR99/00466(出願1999年3月2日、出願人サンゴバンビトラー
ジュ(Saint-Gobain Vitrage))を参照。
【0007】
誘電皮膜の全部または一部が、窒化物系、特に窒化アルミニウムAlNまたは
窒化珪素Si3N4であることが望ましい。それは、窒化物系誘電体は特に化学的
に安定であるため、銀層に対して有効な「バリア層」となるからである。したが
って、窒化物系誘電体を少なくとも、基板上に直接形成した「下地層」としてお
よび/または積層構造の最終層すなわち「外皮層」として配置することが望まし
い。
窒化珪素Si3N4であることが望ましい。それは、窒化物系誘電体は特に化学的
に安定であるため、銀層に対して有効な「バリア層」となるからである。したが
って、窒化物系誘電体を少なくとも、基板上に直接形成した「下地層」としてお
よび/または積層構造の最終層すなわち「外皮層」として配置することが望まし
い。
【0008】
しかし、窒化物系誘電体にも欠点が無いわけではない。すなわち、銀との接合
性が良くないので、積層構造が非常に脆弱であり、剥離の危険性や光学的品質上
の問題が生ずる。相互の接合性を高める一つの方法として、銀層と窒化物層との
間に接合層として作用する薄層を介在させることが考えられる。この薄層は例え
ばTi系の金属で形成されていて、必ずしも連続層でなくともよい。この方法に
より良好な結果が得られるが、積層構造の構成層の数が増加してしまう。
性が良くないので、積層構造が非常に脆弱であり、剥離の危険性や光学的品質上
の問題が生ずる。相互の接合性を高める一つの方法として、銀層と窒化物層との
間に接合層として作用する薄層を介在させることが考えられる。この薄層は例え
ばTi系の金属で形成されていて、必ずしも連続層でなくともよい。この方法に
より良好な結果が得られるが、積層構造の構成層の数が増加してしまう。
【0009】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、工業規模の生産を困難
にしたり複雑化することなく、銀系の層と窒化物系の層と含む薄層積層構造の品
質を高めることである。
にしたり複雑化することなく、銀系の層と窒化物系の層と含む薄層積層構造の品
質を高めることである。
【0010】
本発明の基板は、その上に複数の薄層から成る積層構造を備えた可撓性または
剛性の透明な基板であって、この積層構造は誘電材料から成る2つの皮膜間に挟
まれた少なくとも1つの銀Ag基機能層を含み、上記皮膜のうち少なくとも1つ
は窒化アルミニウムAlN基層である。本発明においては、上記機能層(または
上記機能層のうち少なくとも1つ)が、Ag以外の少なくとも1種の少量の金属
Mの添加により化学組成を調整されている。
剛性の透明な基板であって、この積層構造は誘電材料から成る2つの皮膜間に挟
まれた少なくとも1つの銀Ag基機能層を含み、上記皮膜のうち少なくとも1つ
は窒化アルミニウムAlN基層である。本発明においては、上記機能層(または
上記機能層のうち少なくとも1つ)が、Ag以外の少なくとも1種の少量の金属
Mの添加により化学組成を調整されている。
【0011】
上記に代えて、または上記に加えて、上記AlN基層(または上記AlN基層
のうち少なくとも1つ)が、Al以外の少なくとも1種の金属M´の添加により
化学組成を調整されている。
のうち少なくとも1つ)が、Al以外の少なくとも1種の金属M´の添加により
化学組成を調整されている。
【0012】
金属Mおよび金属M´の添加は(積層構造内の他の全ての層の形成についても
)、公知の真空蒸着法であるスパッタリング、望ましくは磁界エンハンス式スパ
ッタリングによって行なうことができる。すなわち、所定の金属Mを合金添加し
た銀ターゲット(不活性雰囲気(窒素を含有も可)中での蒸着)および所定の金
属M´を合金添加したアルミニウムターゲット(窒素を含有する窒化性雰囲気で
の窒化物の蒸着)を、それぞれ用いる。
)、公知の真空蒸着法であるスパッタリング、望ましくは磁界エンハンス式スパ
ッタリングによって行なうことができる。すなわち、所定の金属Mを合金添加し
た銀ターゲット(不活性雰囲気(窒素を含有も可)中での蒸着)および所定の金
属M´を合金添加したアルミニウムターゲット(窒素を含有する窒化性雰囲気で
の窒化物の蒸着)を、それぞれ用いる。
【0013】
本発明において「金属」にはシリコンも含める。ターゲットの作製は、所定の
各金属の粉末を混合して焼結する公知の方法によって行なう。Alターゲットを
所定の金属で部分的に被覆してもよい。
各金属の粉末を混合して焼結する公知の方法によって行なう。Alターゲットを
所定の金属で部分的に被覆してもよい。
【0014】
銀およびAlN等の金属窒化物の一方または双方の化学組成を僅かに調整する
ことにより、両者間の親和性を高めることができる。この組成調整は、両者間の
接合性を大幅に高めるが、両者の所望特性(光学特性および熱的特性)には悪影
響を及ぼさない程度の組成調整とする。これにより、両者間に相互接合を促進す
るための付加的な層を介在させる必要が無くなるので、層の数が少なくなり、生
産効率が高まり、生産ラインを簡素にできるという、工業的に大きな利点が得ら
れる。
ことにより、両者間の親和性を高めることができる。この組成調整は、両者間の
接合性を大幅に高めるが、両者の所望特性(光学特性および熱的特性)には悪影
響を及ぼさない程度の組成調整とする。これにより、両者間に相互接合を促進す
るための付加的な層を介在させる必要が無くなるので、層の数が少なくなり、生
産効率が高まり、生産ラインを簡素にできるという、工業的に大きな利点が得ら
れる。
【0015】
本発明の典型的な積層構造においては、n個の機能層と(n+1)個の誘電皮
膜との組み合わせで、n≧1、特にn=1、n=2、n>2である。前述のよう
に、基板は剛性または可撓性のいずれかである。
膜との組み合わせで、n≧1、特にn=1、n=2、n>2である。前述のよう
に、基板は剛性または可撓性のいずれかである。
【0016】
銀基層に添加できる金属Mは、アルミニウム、銅または金である。銀層への金
属Mの添加量は、望ましくは0.1〜10wt%、特に0.5〜2wt%である。
属Mの添加量は、望ましくは0.1〜10wt%、特に0.5〜2wt%である。
【0017】
AlN基層に添加できる金属M´は、Zn、Ti、Sn、Mn、Mg、Agか
ら選択した少なくとも1種である。添加量は、層中のアルミニウムを基準として
、望ましくは約0.1〜10wt%、特に0.5〜2wt%である。
ら選択した少なくとも1種である。添加量は、層中のアルミニウムを基準として
、望ましくは約0.1〜10wt%、特に0.5〜2wt%である。
【0018】
本発明の第1実施態様においては、本発明により組成調整した少なくとも1つ
の銀基機能層を積層構造が含んでおり、この機能層が少なくともAlN基の標準
層(または本発明により組成調整したAlN基の標準層)と連続している。この
場合、銀層をAlN層に対して適合させることを重視している。
の銀基機能層を積層構造が含んでおり、この機能層が少なくともAlN基の標準
層(または本発明により組成調整したAlN基の標準層)と連続している。この
場合、銀層をAlN層に対して適合させることを重視している。
【0019】
本発明の第2実施態様においては、第1実施態様に代えまたは加えて、本発明
により組成調整した少なくとも1つのAlN基層を積層構造が含んでおり、この
AlN基層が標準の銀基機能層(または本発明により組成調整された銀基機能層
)と連続している。この場合、上記の場合とは逆に、AlN層を銀層に対して適
合させることを重視している。
により組成調整した少なくとも1つのAlN基層を積層構造が含んでおり、この
AlN基層が標準の銀基機能層(または本発明により組成調整された銀基機能層
)と連続している。この場合、上記の場合とは逆に、AlN層を銀層に対して適
合させることを重視している。
【0020】
本発明の一形態においては、機能層(積層構造中に複数の機能層がある場合に
は、機能層の少なくとも1つまたは各々)の一方の面がAlN層(2層のうちの
一方または両方が本発明により組成調整されている)と接触しており、機能層の
他方の面はZnO、TiO2、SnO2、Nb2O5、Ta2O5等の金属酸化物また
はこれらの混合物の層と接触している。前述のPCT出願では、銀基層の下に銀
との密着性を非常に高めるZnOタイプの酸化物から成る層を任意に設けること
が有利であると強調されている。
は、機能層の少なくとも1つまたは各々)の一方の面がAlN層(2層のうちの
一方または両方が本発明により組成調整されている)と接触しており、機能層の
他方の面はZnO、TiO2、SnO2、Nb2O5、Ta2O5等の金属酸化物また
はこれらの混合物の層と接触している。前述のPCT出願では、銀基層の下に銀
との密着性を非常に高めるZnOタイプの酸化物から成る層を任意に設けること
が有利であると強調されている。
【0021】
この酸化物層は、酸化物層および/またはAlNもしくはSi3N4等の窒化物
層の積層において最後に積層される。
層の積層において最後に積層される。
【0022】
もう一つの形態(上記の形態に付加できる)においては、本発明により組成調
整したAlN層が銀層と直接接触しており且つこの銀層との界面付近で金属M´
が高濃度になっている。すなわち、この場合のAlN層内での金属M´の濃度勾
配は、AlN/Ag界面に近づくほどM´濃度が高くなっている。工業的に最も
単純な形としては、AlN層を複数の「構成層」に分割し、銀層に最も近い構成
層のM´濃度が最も高く(Al―M´ターゲットで形成)、残部は金属M´が低
濃度であるかまたは存在しない(Alターゲットで形成)。このようにして下記
の2層構造を得ることができる。
整したAlN層が銀層と直接接触しており且つこの銀層との界面付近で金属M´
が高濃度になっている。すなわち、この場合のAlN層内での金属M´の濃度勾
配は、AlN/Ag界面に近づくほどM´濃度が高くなっている。工業的に最も
単純な形としては、AlN層を複数の「構成層」に分割し、銀層に最も近い構成
層のM´濃度が最も高く(Al―M´ターゲットで形成)、残部は金属M´が低
濃度であるかまたは存在しない(Alターゲットで形成)。このようにして下記
の2層構造を得ることができる。
【0023】
AlN:M´/AlN または AlN/M´:AlN
これは、窒化物としての吸光性が高い金属(例えばチタンなど)をAlNに添
加した層を厚くすると吸光性の点で若干不利になるためである。このように「2
層重ね」構造にすることにより、積層構造全体としての光学特性を劣化させるこ
となく、銀層との接合性を高めることができる。
加した層を厚くすると吸光性の点で若干不利になるためである。このように「2
層重ね」構造にすることにより、積層構造全体としての光学特性を劣化させるこ
となく、銀層との接合性を高めることができる。
【0024】
本発明において、銀層を2層用いた実施態様としては、下記の3通りがある(
ただし、これらに限定しない)。
ただし、これらに限定しない)。
【0025】
1)積層順:基板/金属酸化物/Ag(1)/金属酸化物/Ag(2)/AlN
2)積層順:基板/AlN/Ag(1)/金属酸化物/Ag(2)/AlN
3)積層順:基板/AlN/Ag(1)/AlN/Ag(2)/AlN
上記3通りのいずれにおいても、AlNとAgとが直接接触する部分がある場
合には、これらの一方または両方を本発明により組成調整する。ここで「金属酸
化物」とは、1種類または複数種類の金属酸化物の層、または酸化物層(または
Ti系もしくはNiCr系の金属の薄層)に「挟まれた」窒化物層AlNもしく
はSi3N4を意味する。
合には、これらの一方または両方を本発明により組成調整する。ここで「金属酸
化物」とは、1種類または複数種類の金属酸化物の層、または酸化物層(または
Ti系もしくはNiCr系の金属の薄層)に「挟まれた」窒化物層AlNもしく
はSi3N4を意味する。
【0026】
金属酸化物の最も単純な形態としてTiO2が望ましい。
【0027】
複数のAg機能層のうち1層が、他の層とは異なって、相互接合性を向上する
薄層、例えばチタン層を介して例えばAlN層またはSi3N4層と接触していて
もよい。
薄層、例えばチタン層を介して例えばAlN層またはSi3N4層と接触していて
もよい。
【0028】
AlN層またはAlN層のうちの少なくとも1つを、Si3N4層(AlN層の
ように化学組成を調整可)に置き換えてもよい。
ように化学組成を調整可)に置き換えてもよい。
【0029】
本発明は、上記の多層被覆した基板を含むガラス部材であってもよい。典型例
としては、PET系可撓性基板に本発明による各層を被覆し、ポリビニルブチラ
ール(PVB)またはイチレンビニルアセテート(EVA)の2枚の熱可塑性接
着シートで2枚のガラス系剛性基板と積層した積層ガラス部材である。
としては、PET系可撓性基板に本発明による各層を被覆し、ポリビニルブチラ
ール(PVB)またはイチレンビニルアセテート(EVA)の2枚の熱可塑性接
着シートで2枚のガラス系剛性基板と積層した積層ガラス部材である。
【0030】
本発明のガラス部材は、一体型、積層型、または断熱2層ガラス部材としての
搭載型であっても、建材用または自動車用、特に積層型の横窓やフロントガラス
として用いることができる。
搭載型であっても、建材用または自動車用、特に積層型の横窓やフロントガラス
として用いることができる。
【0031】
以下、実施例により本発明を説明するが、これに限定しない。
【0032】
どの層も、公知の方法でスパッタリングにより、厚さ50μm程度のPETシ
ート(公知の2軸配向材)上に形成する。
ート(公知の2軸配向材)上に形成する。
【0033】
〔実施例1〕
(いずれの実施例においても層の厚さは単位nmで表示した。)
PET/TiO2/Ag/TiO2/Ag/Ti:AlN
30nm 10nm
Ti:AlN層は、Alに対して1.5wt%のTiを含有している(実施例2
および3においても同様)。このTi含有量は変更可能であり、望ましい範囲は
0.5〜2.5wt%である。
および3においても同様)。このTi含有量は変更可能であり、望ましい範囲は
0.5〜2.5wt%である。
【0034】
〔実施例2〕
PET/AlN/Ag/TiO2/Ag/Ti:AlN
30nm 10nm 56nm 10nm 40nm
〔実施例3〕
PET/TiO2/Ag/Ti/TiO2/ZnO/Ag/Ti:AlN
30nm 10nm 1nm 56nm 10nm 40nm
実施例1および2においては、金属層、特に非常に薄いTi層を、TiO2層
とAg層との間に挿入してもよい。これは特に第1のAg層の上面に設けること
が望ましく、酸化反応性雰囲気中でのTiO2層形成時のAgの劣化を防止する
「ブロック層」として有効である。
とAg層との間に挿入してもよい。これは特に第1のAg層の上面に設けること
が望ましく、酸化反応性雰囲気中でのTiO2層形成時のAgの劣化を防止する
「ブロック層」として有効である。
【0035】
非常に薄い金属層(これは連続である必要はない)を第2のAg層の直下に設
けてもよく、この金属層としては例えばTi層を例えば厚さ0.2〜1nmに形
成する。
けてもよく、この金属層としては例えばTi層を例えば厚さ0.2〜1nmに形
成する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 2H048 FA05 FA09 FA13 FA22 FA24
2K009 AA03 BB02 BB24 CC02 CC03
CC14 DD04
Claims (17)
- 【請求項1】 その上に複数の薄層から成る積層構造を備えた可撓性または
剛性の透明な基板であって、この積層構造は誘電材料から成る2つの皮膜間に挟
まれた少なくとも1つの銀Ag基機能層を含み、上記皮膜のうち少なくとも1つ
は窒化アルミニウムAlN基層である上記基板において、上記機能層または上記
機能層のうち少なくとも1つが、Ag以外の少なくとも1種の少量の金属Mの添
加により組成調整されており、かつ/または、上記AlN基層または上記AlN
基層のうち少なくとも1つが、Alより少量の少なくとも1種の金属M´の添加
により組成調整されていることを特徴とする基板。 - 【請求項2】 n≧2として、上記積層構造がn個の機能層とn+1個の誘
電材料皮膜と備えていることを特徴とする請求項1記載の基板。 - 【請求項3】 上記剛性基板が、ガラス製であるか、またはポリカーボネー
トPC系もしくはポリメチルメタクリレートPMMA系のポリマー材料製である
ことを特徴とする先行する請求項のいずれか1項記載の基板。 - 【請求項4】 上記基板が可撓性であって、ポリマー系、特にポリウレタン
PU系またはポリエチレンテレフタレートPET系であることを特徴とする請求
項1または2記載の基板。 - 【請求項5】 上記金属Mが、アルミニウムAlまたは銅Cuまたは金Au
であることを特徴とする先行する請求項のいずれか1項記載の基板。 - 【請求項6】 上記組成調整された機能層が、0〜10wt%、特に0.5〜
2wt%の上記金属Mを含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか1項記載
の基板。 - 【請求項7】 上記金属M´が、Zn、Ti、Sn、Mn、Mg、Agから
選択されることを特徴とする先行する請求項のいずれか1項記載の基板。 - 【請求項8】 上記AlN基層が、Alに対して0.1〜10wt%、特に0
.5〜2wt%の上記金属M´を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか
1項記載の基板。 - 【請求項9】 上記積層構造が、上記金属Mの添加により組成調整された少
なくとも1つの機能層を含み、この機能層が、組成調整されもしくは組成調整さ
れていないAlN基層と連続していることを特徴とする先行する請求項のいずれ
か1項記載の基板。 - 【請求項10】 上記積層構造が、上記金属M´の添加により組成調整され
た少なくとも1つのAlN基層を含み、この機能層が、組成調整されもしくは組
成調整されていない銀基機能層と連続していることを特徴とする先行する請求項
のいずれか1項記載の基板。 - 【請求項11】 上記機能層の、上記AlN基層との接触面とは反対側の面
に、金属酸化物、特にZnO、TiO2、SnO2、Nb2O5、Ta2O5から選択
された1種を主成分とする層を備えていることを特徴とする請求項9または10
記載の基板。 - 【請求項12】 金属M´の添加により組成調整された上記AlN基層が銀
基機能層と直接接触しており、金属M´の濃度が上記機能層との界面付近で高く
なっていることを特徴とする先行する請求項のいずれか1項記載の基板。 - 【請求項13】 上記AlN基層が複数の構成層から成り、このAlN基層
に接触している上記機能層と同じ側にある構成層は金属M´の濃度が最も高く、
残部は金属M´、特にM´:AlN/AlN二重層の形の金属M´が低濃度また
は存在しないことを特徴とする請求項12記載の基板。 - 【請求項14】 上記積層構造が、基板/金属酸化物/Ag(1)/金属酸化
物/Ag(2)/AlNの形であって、Ag(2)層が上記金属Mの添加により組成調
整されており、かつ/または、上記AlN層が金属M´の添加により組成調整さ
れていることを特徴とする先行する請求項のいずれか1項記載の基板。 - 【請求項15】 上記積層構造が、基板/AlN/Ag/AlN/Ag/A
lNの形であって、2つのAg層のうち少なくとも1つが上記金属Mの添加によ
り組成調整されており、かつ/または、2つのAlN層のうち少なくとも1つが
上記金属M´の添加により組成調整されていることを特徴とする先行する請求項
のいずれか1項記載の基板。 - 【請求項16】 上記積層構造が、基板/AlN/Ag/金属酸化物/Ag
/AlNの形であって、2つのAg層のうち少なくとも1つが金属Mの添加によ
り組成調整されており、かつ/または、3つのAlN層のうち少なくとも1つが
上記金属M´の添加により組成調整されていることを特徴とする請求項1から1
3までのいずれか1項記載の基板。 - 【請求項17】 先行する請求項のいずれか1項記載の積層構造を有するポ
リマー基可撓性基板を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか1項記載
の積層ガラス。
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FR9911571A FR2798738B1 (fr) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | Substrat transparent muni d'un empilement de couches reflechissant la chaleur |
FR99/11571 | 1999-09-16 | ||
PCT/FR2000/002582 WO2001020375A1 (fr) | 1999-09-16 | 2000-09-15 | Substrat transparent muni d'un empilement de couches reflechissant la chaleur |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001523901A Pending JP2003509716A (ja) | 1999-09-16 | 2000-09-15 | 熱反射性積層構造を備えた透明基板 |
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WO (1) | WO2001020375A1 (ja) |
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