JPH0248432A - 熱線遮へい板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車や建築物の窓などに用いられる熱線遮へ
い板、特に高い可視光線透過率を有し、さらに単板の状
態で使用可能な耐久性を有する熱線遮へい板と、その製
造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来この種の熱線遮へい板としては、第６図および第７
図に示すものがあった。第６図に示したものは熱線遮へ
い膜９４を付着したガラス基板１１と、もう−枚のガラ
ス基板１１とを中間樹脂膜９５で接着した合せガラス９
６である。また第７図に示したものは熱線遮へい膜９４
を付着したガラス基板１１と、もう−枚のガラス基板１
１とを空間９６を介してセパレータ９７により結合した
複層ガラス９８である。これらの合せガラス９６および
複層ガラス９８に用いられている熱線遮へい膜９４．９
５は、第８図に示されるようにガラス基板１１の上に順
次膜厚３０〜４０ｎｍの透明誘電体膜９８、膜厚７〜１
５ｎｍのＡｇ膜９９、膜厚３０〜４０ｎｍの透明誘電体
膜１００の３層を積層してなるのが普通である。ここで
よく用いられる透明誘電体膜としては酸化亜鉛、酸化ス
ズおよび酸化ビスマスなどがある。これら従来の製品は
Ａｇ膜９９の持つ優れた光学特性、ずなわち高い可視光
線透過率と低い日射透過率を利用し、更にＡｇ膜９９の
上下に設けられた透明誘電体膜９８，１００がＡｇ膜９
９とガラス基板１１または空気あるいは中間樹脂膜９５
との間の反射防止膜として働くことにより、可視光線透
過率をより向上させまた同時にこの透明誘電体膜がＡｇ
膜の腐蝕をある程度防いでいた。また本発明と類似の発
明としては、特公昭６２−３６９°７９に記載されたも
のがあるが、それは窒化チタン膜中にＡｕを添加させた
ものである。

またＡｇを含有する窒化ジルコニウム膜の製造法として
は、スパッタリング法が用いられ１ていた。

その場合Ａｇを含有する窒化ジルコニウムをターゲット
とし、不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスでスパッタリ
ングする方法が通常実施されるが、そのような場合ター
ゲットの製造方法が極めて困難で一般的に容易に入手で
きず、また窒化ジルコニウム膜中のＡｇの含有量を変え
たい場合には、その都度ターゲットを作成する必要があ
るという不便さがあった。また、かかる非能率を回避す
るために八ｇとジルコニウムの２つのターゲソトヲ用い
て、同一の真空槽内の窒素を含む雰囲気ガス中において
Ａｇとジルコニウムを同時にスパッタリングして、Ａｇ
を含む窒化ジルコニウム膜を基体６ご被覆する方法があ
るが、この方法ではＡｇが窒化して膜中に窒化銀が混入
するという重大な欠点をイ］する。前述した欠点は一般
的に貴金属を含有する金属窒化物の被膜を従来技術で被
覆するときに住じやすい。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記した構成の熱線痙へい膜９４は直接
外気にさらされるような単板の状態では、短期間のうち
に腐蝕してしま′うので合せガラス９６や複層ガラス９
８のような状態で使用せざるを得ない。一方前記した窒
化チタン膜中にＡｕが添加されたものは、窒化チタン膜
およびＡｕ膜とも可視光線の波長の範囲において、吸収
率が大きいため７０％以上の可視光線透過率を維持しな
がら、日射透過率を効果的に遮−・いすることは難しい
という欠点を有する。

高い可視光線透過率を有Ｌ７、太陽光下で自動車等の車
内で熱暑惑をおさえるためには、１」射透過率が５５％
以下という特性を有し、かつ中板の状態で使用可能な熱
線遮へい板が強く：望まれている。

本発明は高い可視光線透過率、をｊ’ｉ’　！、、−１
さらに熱線遮へい性能をあわせもつと同時に単板で使用
できる耐久性を（）った熱線遮・−い板を提供するもの
である。さらに、貴金属を含有する金属窒化物の被膜の
製造方法において、従来技術が有していた不便さや非能
率の問題点を解決するとともに、６ｇの如き貴金属を窒
化させずに窒化ジルコニウムの如き金属窒化物の膜中に
貴金属の状態で確実に含有させることがＣきる方法を提
供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは鋭意研究の結果、窒化ジルコニウム膜中に
適当量のＡｇを含有させることにより、窒化ジルコニウ
ム膜の有する優れた耐久性を損うことなく、可視光線透
過率が高く熱線遮−・、い効果を有する特性が得られる
ことを見い出した。すなわち窒化ジルコニウム膜に含有
されるＡｇの量を、膜厚が約１２ｎｍの場合において、
５重量％から５０重量％まで増加させたとき、被膜の化
学的および物理的耐久性を損うことなく可視光線透過率
が向上しかつ日射透過率が低下するので、高い可視光線
透過率をもち熱線遮へい板として優れた特性になること
を見い出した。

窒化ジルコニウム膜に含有されるべきＡｇ膜量は、５重
量％に満たないとＡｇの含有による光学特性の良化効果
が認められず、一方５０重量％を越えると被膜の化学的
および物理的耐久性が低下するので、窒化ジルコニウム
膜に含有されるべきＡｇの量は５重量％以上５０重量％
以下が好ましい。また基体上に直接Ａｇを含有する窒化
ジルコニウム膜を形成しても良いが、基体上にまず適当
な厚みの透明誘電体膜を形成し、その後Ａｇを含有する
窒化ジルコニウム膜を形成しても良い。またＡｇを含有
する窒化ジルコニウム膜の上に第３層として適当な厚み
の透明誘電体膜を被覆して、反射色調や透過色調を調整
することができる。この目的に用いら。

れる可視光の波長域で透明な膜としては酸化タンタル、
酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸
化インジウムや酸化錫をドープした酸化インジウム膜な
どの酸化物の膜のいずれか１つまたはそれらの混合物が
好んで用いられる。また波長が５５０ｎｍでの屈折率が
１．６以上の透明な誘電体膜も適用できる。

前記したＡｇを含む窒化ジルコニウム膜を基板に付着さ
せる方法として、同一真空槽内に２つの被膜形成用蒸発
源を設置し、その１つをスパッタリングカソードとし他
の１つを真空アーク蒸着用カソードとし、Ａｇをアルゴ
ンの如き不活性ガスと窒素の混合ガスによるグロー放電
を生起させる方法によりＡｇのターゲットから被膜化す
ると同時に、窒化ジルコニウムをジルコニウムの真空ア
ーク蒸着用のジルコニウムターゲットから前記の雰囲気
ガスのアーク放電により被膜化することにより、実施す
る方法を見い出した。

すなわちスパッタリングによる金属被膜の形成と真空ア
ーク蒸着による金属窒化物の被膜の形成を同時に同一真
空槽で実施することは、これまで不可能と考えられてい
たが、スパッタリングによる被膜を形成するときのター
ゲットがＡｇのような貴金属である場合、真空アーク放
電で同時に形成される金属窒化物の膜の中に、貴金属を
窒化させることなく金属の状態で含有させることができ
る。

真空アーク蒸着法においてはスパッタリング法に比較し
て、ターゲット材料に用いられる金属はその蒸発の過程
でイオン化する確率が高いため、反応性ガスと極めて化
合物膜を形成し易く、したがってジルコニウムが窒化ジ
ルコニウム膜になるのに必要とする雰囲気ガス中の窒素
ガスの割合は、スパックリング法に比較し７て極めて少
くてよいことを見い出した。すなわちスパッタリング法
においてはほぼ１００体積％の窒素ガ・スが必要である
のに対し、真空アーク蒸着法では３０体積％以下にでき
る。このように窒素ガスの混合割合が小さい雰囲気ガス
のもとでは、Ａｇの如き一般に反応活性にとぼしい貴金
属は、スパッタリングによっても被膜は窒化物になるこ
とはなく、金属としての光学特性を被膜の状態で保持す
ることができる。

また、本発明によれば窒化ジルコニウム膜中のＡｇの含
有量は、スパッタリングターゲットもしくはアーク蒸着
用ターゲットのいずれかあるいは両者に印加する電力を
調整することにより、極めて容易に変化させることがで
き、被膜の光学的特性を能率よ（変えることができる。

Ａｇを含む窒化ジルコニウム膜は第４図で示されるよう
な被膜を被覆すべき基板が固定して設置され、それに対
向してスパッタリング用カソードおよび真空アーク蒸着
用カソードが同じ真空槽内に設置されている場合はもち
ろんのこと、第５図に示されるようにスパッタリング用
カソードと、真空アーク蒸着用カソードが、これらのそ
れぞれに取付けられたターゲットの表面が平行であるよ
うに並べて設置され、それぞれのターゲットに対向する
空間を基板を通過させるときに被膜を被覆する装置にお
いて実施できる。このときは基板の移送速度を高速に移
送させ、１回のスパッタリング用カソードおよび真空ア
ーク蒸着用カソードの通過により被覆される被膜の厚み
を小さ（し、基板を繰返しカソードの上部を通過させる
ことにより、微視的には層状の構造を有する被膜となる
が、被膜の光学的特性、耐久性から第４図の装置で得ら
れる膜と同等の光学特性および耐久性を有する巨視的に
みてＡｇを含む窒化ジルコニウム膜である被膜が得られ
る。

本発明に係る貴金属を含有する金属窒化物の被膜を形成
することができるＡｇ以外の貴金属とじては、Ｐｔ、　
Ｒｈ、　Ｐｄが適用でき、また金属窒化物としては窒化
チタニウム、窒化ハウニウムの如き周期律表で第４Ａ族
の金属の窒化物が適用できる。また、貴金属を含む金属
窒化物の被膜としては前記した貴金属と金属窒化物の組
合せがもちろん適用できる。

［作用］ 本発明によれば窒化ジルコニウム膜が適当な量のＡｇを
含有しているため、耐腐蝕性を損うことなく日射透過率
を効果的に低下させるように作用する。またＡｇを含有
する窒化ジルコニウムを被覆する前あるいは後に被覆す
る透明誘電体膜は、可視光線の反射率を低下させあるい
は可視光線透過率を高め、さらに反射色調や透過の色調
を光の干渉効果により変える作用を有する。

また真空装置内の窒素を含む雰囲気ガスにより真空アー
ク蒸着用ターゲットの表面に生起するアーク放電は、該
金属ターゲットの蒸発に際しその反応性により金属の窒
化作用を有し、−労咳雰囲気により同時にスパッタリン
グ用ターゲットの表面上に生起されるグロー放電は、ス
パッタリングターゲットに用いられる貴金属がスパッタ
され被膜が形成される過程で窒化作用をもたず、金属の
状態で基板に被膜を形成する作用をもつ。

〔実施例〕

実施例１ 以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。第４
図は本発明を実現するために使用された装置の１例であ
り、真空槽４１は真空排気ポンプ（図示しない）に接続
され、その内部を減圧された雰囲気ガスでガス導入管５
４のバルブ５５により調節される。基板支持台５３の上
に５鰭の厚みのガラス基板５２をセットし、真空槽４１
内を１Ｏ−３Ｐａに真空排気後、ガス導入管５４から窒
素ガス３０体積％アルゴンガス７０体積％の混合ガスを
導入し、０．５　Ｐａの圧力に調節する。電気絶縁体５
６により真空槽４１から電気的に隔離されたスパッタリ
ングカソード４２の表面に設置されたＡｇのターゲット
４３に、電ａ４４からスイッチ４５を閉にして０．５　
Ａの直流電流を印加した。同時に、真空槽４１から絶縁
体５６により電気的に隔離されている真空アーク蒸着用
カソード４６の表面に設置されたジルコニウムのターゲ
ット４７に、電源４８からスイッチ５１を閉にしてかつ
、スイッチ５０を閉にして放電励起用トリガー電極４９
によりアーク放電を発生させ、Ａｇターゲット４３およ
びジルコニウムターゲット４７から同時にガラス基板５
２に被膜を３分間付着させた。スイッチ４５，５０．５
１を開にし、真空槽４１を大気圧に戻し、被膜のついた
ガラスを取り出した。

ガラス基板５２上の被膜の厚さを触針針で測定して１２
ｎｍを得た。また蛍光Ｘ線分析装置を用いて膜中のＡｇ
量を測定したところ３５重量％であった。

Ａｇターゲット４３およびジルコニウムターゲット４７
に印加する電力を調節して、種々のＡｇ量を含有する窒
化ジルコニウムの被膜を得た。いずれも膜厚は１２ｎｍ
で、その可視光線透過率および日射透過率を測定して第
３図を得た。Ａｇが５重量％から５０重量％のすべての
範囲にわたって可視光線透過率が大きくなり、日射透過
率が低下するという高可視光線透過率の熱線遮へい板と
しての特性が向上する効果が認められた。

次にＡｇを含有する窒化ジルコニウム膜と透明誘電体膜
の３層構成からなる熱線遮へい板の製造の実施例につい
て述べる。

実施例２ 第５図は本発明を実現するために使用された装置の他の
１例であり、この装置は５室６２，６３゜６４．６５．
６６からなる一体のアースされた真空槽６１を基礎構造
とし、真空槽の第２の部屋６３の底部には電気絶縁体６
７を介してスパッタリングカソード６８．６９が設置さ
れ、直流電源７０．７１がスイッチ７２．７３を介して
接続されている。また同じく底部を貫通してバルブ７４
を備えたガス供給管７５が設置されている。さらに真空
槽の第４の部屋６５の底部には、電気絶縁体６７を介し
てスパッタリングカソード７６とアーク蒸着用カソード
７７が設置され、直流電源７８．７９がスイッチ８０．
８１を介してそれぞれ接続されている。また同じく底部
を貫通してバルブ８２を備えたガス供給管８３が設置さ
れている。加えてアーク蒸着用カソード７７にはアーク
放電を生起させるためのトリガー８４がスイッチ８５を
介して直流電源７９に接続されている。真空槽の内部に
は搬送ベルト８５が設置されており、５　ｍｎの厚みの
ガラス基板８６が搬送ベルトに乗って各カソード上を通
過する間に被膜が形成される。

形成すべき被膜の厚味は搬送ベルト８５の移動速度とカ
ソードに印加する電力を調節することによって調節され
る。各室間の移動はゲートバルブ８７．８８，８９．９
０を開閉することによって可能となるような機構が備え
られている。

以−ヒのような構成の真空成膜装置を用いて、本発明の
高い可視光線透過率を有する熱線遮へい板を製造する方
法を述べる。スパッタリングカソード６８．６９のト面
には錫９１をスパッタリングターゲットとして取付けた
。またスパッタリングカソード７６の上面にはＡｇ９２
をスパッタリングターゲットとして取付け、アーク蒸着
用カソードの上面にはジルコニウム９３をアーク蒸着層
ターゲントとして取付けた。真空槽の第１の部屋６２に
ガラス基板８６をセットした。真空槽のそれぞれの部屋
を真空ポンプ（図示しない）により１０弓Ｐａまで減圧
した後、ゲートバルブ８７．８８は開に、ゲートバルブ
８９は閉とした。次いでバルブ７４を開にしてガス供給
管７５より８０容積％の酸素ガスを含むアルゴンガスを
供給し、真空槽の第２の部屋６３の圧力が０．５Ｐａに
なるようにバッフルバルブ（図示しない）を調節した。

そしてスイッチ７２．７３をオンにし、て錫ターゲット
に４００Ｖの電圧を印加し、２．５Ａの電流を流してス
パッタリングを開始した。搬送ベルト８５を２００ｍｍ
／分の速度で走行し、カソード６８゜６９の上方を通過
させて第３の部屋６４まで送った。そして搬送を終了し
スイッチ７２．７３をオフにしてスパッタリングを終了
し、バルブ７４を閉とした。このようにしてガラス基板
上に酸化錫の膜を形成した。次にゲートバルブ８８を閉
とし、ゲートバルブ８９．９０を開とした。そうして、
バルブ８２を開けてガス供給管８３より窒素ガス３０体
積％を含むアルゴンガスを供給し、バッフルバルブ（図
示しない）を調節して圧力が０．５Ｐａになるように調
節した。そしてスイッチ８０をオンにしてカソード７６
に０．８　Ａの電流を流しスパッタリングを開始した。

さらにスイッチ８１をオンにしトリガー８４のスイッチ
８５をオンにして、カソード７７に１００Ａの電滓を流
しアーク放電を生起させた。その後搬送ヘルド８５を６
０００１８／分の速度で走行し、ガラス基板８６をカソ
ード７６および７７の上方を５回通過させ真空槽の第５
の部屋６６に送った。そうして搬送ベルトの走行を停止
し、カソード７６．７７のスイッチ８０゜８１をオフに
して放電を停止し、バルブ８２を閉にした。このように
して酸化錫膜上にＡｇを含む窒化ジルコニウムの膜を形
成した。次に搬送ベルト８５を走行しガラス基板８６を
真空槽の第３の部屋６４に送り、ゲートバルブ８９を閉
め、ゲートバルブ８７．８８を開とした。そうして上述
したのと全く同じ条件で再び酸化錫の膜をＡｇを含む窒
化ジルコニウムの膜の上にスパッタリングにより成膜し
た。

このような手順により第１図に示すようなガラス基板１
１」二に順次厚味が６０ｎｍの酸化錫膜１２゜１７ｎｍ
のＡｇを含む窒化ジルコニウム膜１３と６０ｎｍの酸化
錫膜１４を形成した。このようにして得られた熱線遮へ
い板の分光透過率を第２図に第５図で示される従来技術
による熱線遮へい板と比較して示した。可視光線透過率
は７８．５％、日射透過率は５０．３％でありＡｇを含
有させない場合に比べて、可視光線透過率は４．５％増
加し日射透過率は４．４％減少し、明らかに高い可視光
線透過率を有する熱線遮へい板として優れた光学特性を
示した。

さらに耐酸性、耐アルカリ性、往復摩耗のテストにより
被膜の化学的、物理的耐久性を調べたところ第１表に示
すような結果を得た。

第 表 次に蛍光Ｘ″！ｔｌＡ！ｔｌＡ装置中のＡｇの定量を行
なったところ３５重量％であった。一方、第８図で示さ
れるＡｇ膜９９を透明誘電体膜９８，１００ではさんだ
従来技術からなる熱線遮へい板を、単板の状態にして第
１表に示すテストを実施したところ、被膜はほとんど消
失してしまった。以上の結果、本発明にかかる熱線遮へ
い膜はきわめて強い耐酸、耐アルカリ、耐摩耗性を有し
ていることが分る。

〔発明の効果〕

本発明によれば窒化ジルコニウム膜が適当な量のＡｇを
含有しているため、可視光＆ｌｉｌ重過率く熱線遮へい
性能を有し、かつ被膜が直接外気にさらされる単板の状
態での使用に耐える性能を有する熱線遮へい板を得るこ
とができる。さらにＡｇを含有する窒化ジルコニウム膜
の被覆に先立ち、または後で透明誘電体膜を被覆するこ
とにより反射色調や透過色調が多様な熱線遮へい板が得
られる。

さらに、本発明の製造方法によれば、窒化ジルコニウム
膜中に含有されるＡｇを金属状態にすることができ、か
つＡｇの含有量を容易に調節することができるので、可
視光線透過率および熱線遮へい性能が異なる被膜をター
ゲット材料を変更することなくしたがって能率よく製造
することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によって得られた熱線遮へい板の１実施
例の断面図、第２図は本発明および従来技術によって得
られた熱線遮へい板の分光透過率曲線、第３図はＡｇを
含む窒化ジルコニウム膜の光学特性に及ぼす膜中のＡｇ
含有量の効果を示す図、第４図および第５図は本発明を
実施するために使用した装置の概略断面図、第６図およ
び第７図は従来技術からなる熱線遮へい板の使用例の概
略断面図、第８図は従来技術からなる熱線遮へい板の膜
構成を示す図である。 １１ニガラス基板、１２：酸化錫膜、１３：Ａｇを含む
窒化ジルコニウム膜、１４：酸化錫膜、２１：本発明に
かかる熱線遮へい板の分光透過率曲線、２２：従来技術
による熱線遮へい板の分光透過率曲線、４１：真空槽、
４２ニスバツタリングカソード、４６：真空アーク蒸着
用カソード、４３：Ａｇターゲット、４７：ジルコニウ
ムターゲット、４４ニスバツタリング用電源、４８：真
空アーク蒸着用電源、４９ニドリガー、５２ニガラス基
板、５４：ガス導入管、６１：真空槽、６８゜６９．７
６：スパッタリングカソード、７０７１．７８ニスバツ
タリング用電源、７５．８３：ガス供給管、８５：搬送
ベルト、８６：ガラス基板、８７，８８，８９．９０：
ゲートバルブ、９１：錫ターゲット、９２：Ａｇターゲ
ット、９３：ジルコニウムターゲット、９４：熱線遮へ
い膜、９５：中間樹脂膜、９６：空間、９７：セパレー
ター、９８．ｉｏｏ：透明誘電体膜、９９：Ａｇ膜。 ａ１１″″′−〜− Ａｇ含有量　（重量％） 可視光線透過率 日射透過率 第 図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラスの如く透明板の一方の表面に、銀を含有す
   る窒化ジルコニウム被膜が形成された熱線遮へい板。
2. （２）該窒化ジルコニウム被膜中の銀の含有量が５重量
   ％乃至５０重量％である特許請求の範囲第１項記載の熱
   線遮へい板。
3. （３）該窒化ジルコニウム被膜の上および該窒化ジルコ
   ニウム被膜と透明板との間の少くとも１つの側に、透明
   誘電体膜が形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の熱線遮へい板。
4. （４）該可視光線透過率が７０％以上であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１つ
   に記載された熱線遮へい板。
5. （５）減圧された不活性ガスおよび窒素ガスとからなる
   雰囲気ガスの調節が可能な真空槽内で、貴金属をターゲ
   ットとするグロー放電と、金属をターゲットとするアー
   ク放電とを同時に生じさせ、該貴金属のターゲットと該
   金属のターゲットに対向しているガラスの如き透明板の
   表面に、貴金属を含有する金属窒化物の被膜を形成する
   熱線遮へい板の製造方法。
6. （６）雰囲気ガスの組成が３０体積％以下の窒素ガスと
   、７０％以上の不活性ガスであることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項記載の製造方法。