JPH03218822A - 紫外線遮断ガラス - Google Patents
紫外線遮断ガラスInfo
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- JPH03218822A JPH03218822A JP1224493A JP22449389A JPH03218822A JP H03218822 A JPH03218822 A JP H03218822A JP 1224493 A JP1224493 A JP 1224493A JP 22449389 A JP22449389 A JP 22449389A JP H03218822 A JPH03218822 A JP H03218822A
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- Japan
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- film
- glass
- low refractive
- films
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- Laminated Bodies (AREA)
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。
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、紫外線遮断ガラスに関するものであり、特に
耐久性に優れ、且つ高い可視光線透過率と高い熱線反射
率を有する紫外線遮断ガラスに関するものである。
耐久性に優れ、且つ高い可視光線透過率と高い熱線反射
率を有する紫外線遮断ガラスに関するものである。
[従来の技術]
紫外線遮断ガラスは、宇宙船用の太陽電池の保護ガラス
として用いられている他、自動車用の合せガラスとして
も用いられている。前者は、紫外線による太陽電池の劣
化、後者は内装材の退色防止、運転者の陽焼け防止など
を目的としている。すなわち可視光線に比べて高いエネ
ルギーを有する紫外線の強い化学作用を防止する狙いで
使われている、 宇宙船用の紫外線遮断ガラスとしては、ガラス自体に酸
化セリウムなどの紫外線を吸収する成分を添加した吸収
タイプのもの、あるいは紫外線に対して透明で且つ屈折
率の異なる2種類の薄膜を交互に積層した反射タイプの
ものかあ?。反射タイプのものに用いられる膜材料には
、低屈折率のもので、HgFiなどのフツ化物あるいは
Stowなどが、高屈折率としてはZrOgなどが一般
的に使われる。
として用いられている他、自動車用の合せガラスとして
も用いられている。前者は、紫外線による太陽電池の劣
化、後者は内装材の退色防止、運転者の陽焼け防止など
を目的としている。すなわち可視光線に比べて高いエネ
ルギーを有する紫外線の強い化学作用を防止する狙いで
使われている、 宇宙船用の紫外線遮断ガラスとしては、ガラス自体に酸
化セリウムなどの紫外線を吸収する成分を添加した吸収
タイプのもの、あるいは紫外線に対して透明で且つ屈折
率の異なる2種類の薄膜を交互に積層した反射タイプの
ものかあ?。反射タイプのものに用いられる膜材料には
、低屈折率のもので、HgFiなどのフツ化物あるいは
Stowなどが、高屈折率としてはZrOgなどが一般
的に使われる。
合せガラスでは、ガラス自体ではな《、中間膜に紫外線
吸収材を添加して、この機能を有している。
吸収材を添加して、この機能を有している。
[発明の解決しようとする問題点]
紫外線吸収ガラスは、ガラスにCeO., TiO■な
どの希土類や遷移金属酸化物を添加して、これによる紫
外線吸収を利用している。これらの元素は一般にいくつ
かの価数をとりえるためガラス中で特定の価数だけをと
るようにすることはできない。すなわち可視域に着色中
心が生じやすい。また、この価数も、ガラス製造中に酸
化還元雰囲気が変動するため、その比率を一定に制御す
ることも困難である。従って光学性能を一定にコントロ
ールすることが難しい。更にガラス中のこれらの吸収ス
ペクトルはブロードであり、波長による選択性に劣る。
どの希土類や遷移金属酸化物を添加して、これによる紫
外線吸収を利用している。これらの元素は一般にいくつ
かの価数をとりえるためガラス中で特定の価数だけをと
るようにすることはできない。すなわち可視域に着色中
心が生じやすい。また、この価数も、ガラス製造中に酸
化還元雰囲気が変動するため、その比率を一定に制御す
ることも困難である。従って光学性能を一定にコントロ
ールすることが難しい。更にガラス中のこれらの吸収ス
ペクトルはブロードであり、波長による選択性に劣る。
これらのことから、紫外域の吸収の視野が可視域まで伸
び黄色味な帯びやすいなどの問題点がある。
び黄色味な帯びやすいなどの問題点がある。
一方、中間膜に紫外線吸収性能を持たせて合せガラスタ
イブの紫外線遮断ガラスでは、この点では有利であるが
、単板で使用したい用途には使えないこと、また、構成
上どうしても厚くなり薄型化が困難であるという問題が
ある。
イブの紫外線遮断ガラスでは、この点では有利であるが
、単板で使用したい用途には使えないこと、また、構成
上どうしても厚くなり薄型化が困難であるという問題が
ある。
ガラスに高い屈折率と低い屈折率の紫外線に対して透明
な膜を交互に積層した多層膜構成の紫外線遮断ガラスは
膜構成を適切に選ぶことにより、紫外線遮断領域や反射
率をある程度自由に選択できる利点がある。
な膜を交互に積層した多層膜構成の紫外線遮断ガラスは
膜構成を適切に選ぶことにより、紫外線遮断領域や反射
率をある程度自由に選択できる利点がある。
この干渉を利用した紫外線遮断ガラスは、通常真空蒸着
法を用いて成膜される。真空蒸着法では、成膜速度が速
いため短時間で成膜できる利点を有するが、蒸発源が点
とみなされる程小さいため均一な膜分布を得るためには
基体を自公転させる必要がある。また基体が大きい場合
は、このようなことは不可能なため蒸着源を複数にして
、且つ膜厚補正板などを設置することが必要となる.更
に成膜速度を一定にするのが一般に困難であり、光学モ
ニターによる制御を併用しなければならず、また良好な
膜質を得るためには通常300℃以上に基体を加熱しな
ければならない。このため実際上大面積ガラスに適用す
るのは極めて困難である。
法を用いて成膜される。真空蒸着法では、成膜速度が速
いため短時間で成膜できる利点を有するが、蒸発源が点
とみなされる程小さいため均一な膜分布を得るためには
基体を自公転させる必要がある。また基体が大きい場合
は、このようなことは不可能なため蒸着源を複数にして
、且つ膜厚補正板などを設置することが必要となる.更
に成膜速度を一定にするのが一般に困難であり、光学モ
ニターによる制御を併用しなければならず、また良好な
膜質を得るためには通常300℃以上に基体を加熱しな
ければならない。このため実際上大面積ガラスに適用す
るのは極めて困難である。
一方、スパッタリング法は、ターゲットのコロージョン
領域が広い。この広い領域全面からスバッタされた粒子
が基体に付着するので原理的に真空蒸着法より膜厚の均
一性に優れている。また各粒子の持つエネルギーが真空
蒸着の場合に比べて極めて大きいため、膜の基体への密
着性に優れ、また基体加熱をしな《ても耐久性のある膜
が容易に得られるという特徴を有している。スパッタリ
ング法には高周波放電と直流放電を利用した2種類があ
る.前者は絶縁体ターゲットも使用可能で、成膜できる
材料の選択が広いという利点があるが、マッチング回路
が必要であり、自動車や建築用のような大面積ガラスの
コーティング装置゛としては適さない。
領域が広い。この広い領域全面からスバッタされた粒子
が基体に付着するので原理的に真空蒸着法より膜厚の均
一性に優れている。また各粒子の持つエネルギーが真空
蒸着の場合に比べて極めて大きいため、膜の基体への密
着性に優れ、また基体加熱をしな《ても耐久性のある膜
が容易に得られるという特徴を有している。スパッタリ
ング法には高周波放電と直流放電を利用した2種類があ
る.前者は絶縁体ターゲットも使用可能で、成膜できる
材料の選択が広いという利点があるが、マッチング回路
が必要であり、自動車や建築用のような大面積ガラスの
コーティング装置゛としては適さない。
後者はマッチング回路が不要であり、大面積のコーティ
ング装置として数多《用いられているが、導電性のター
ゲットが必要であり成膜できる膜材料に制約がある。干
渉を利用した紫外線遮断ガラスをつくる場合、紫外線領
域で透明で屈折率の高いもの低いものの2種類が必要不
可欠であり、現在のところ低屈折率で安定に直流スパッ
タできる材料は見当たらない。このようなことから大面
積で紫外線遮断性能に優れたものは得られていない。
ング装置として数多《用いられているが、導電性のター
ゲットが必要であり成膜できる膜材料に制約がある。干
渉を利用した紫外線遮断ガラスをつくる場合、紫外線領
域で透明で屈折率の高いもの低いものの2種類が必要不
可欠であり、現在のところ低屈折率で安定に直流スパッ
タできる材料は見当たらない。このようなことから大面
積で紫外線遮断性能に優れたものは得られていない。
[問題点を解決するための手段]
本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、透明基体上に高屈折率膜と低屈折率膜を交互に多層積
1してなる紫外線遮断ガラスであって、空気側最外層と
なっている高屈折率膜又は低屈折率膜が、Zr, Ti
,Hf,Sn,Ta,Bi.Zn, Inのうち少な《
とも1種とB, St, Pのうち少なくとも1種を含
む酸化物を主成分とする非晶質膜であることを特徴とす
る紫外線遮断ガラスを提供するものである。
、透明基体上に高屈折率膜と低屈折率膜を交互に多層積
1してなる紫外線遮断ガラスであって、空気側最外層と
なっている高屈折率膜又は低屈折率膜が、Zr, Ti
,Hf,Sn,Ta,Bi.Zn, Inのうち少な《
とも1種とB, St, Pのうち少なくとも1種を含
む酸化物を主成分とする非晶質膜であることを特徴とす
る紫外線遮断ガラスを提供するものである。
第1図は、本発明の実施例を示す断面図である。1は透
明基体であり、ガラス、プラスチックなどからなる.基
体は、通常のソーダライムガラスの他、ブルー、ブロン
ズ、グレー、グリーンなどに着色し、可視光線透過率を
落としたガラスでも良い。特に自動車用などに応用する
場合、紫外線領域のエネルギーは、干渉膜でかなり遮断
できるが、可視光線透過率TVや太陽エネルギー透過率
T7は高めなので、これらの吸収ガラスを用いて熱線遮
断性能の向上を図ることは好ましい。また、同様に紫外
線吸収ガラスを用いてトータルとしての紫外線遮断性能
を向上させることも好ましい。あるいは透明膜2〜7以
外に紫外線、可視光線又は赤外線に対して、吸収性の膜
を基体上、或いは眉間に形成して全体の紫外線、可視光
線又は太陽エネルギー透過率を調整しても良い。2,4
.6は高屈折率膜であり、Zr, Ti, Hf, S
n, Ta のうち少なくとも1種とB, SL,
Pのうち少な《とも1種を含む酸化物を主成分とする高
屈折率膜からなるの?好ましいが、高屈折率膜が空気側
最外層でない場合はこの他にZrO■, YtOsで安
定化したZ r O * +TiOz, HfOa,
SnO*, Tasks, BLOsなどからなってい
ても良く、特に限定されない。高屈折率膜としてB,
St, Pのうち少なくとも1種を含む酸化物を用いる
場合、あまりB, SL, Pの含有量が多いと屈折率
が低くなりすぎるため好ましくない.通常ZrOa,T
iOa.HfO*, Snow,TasOs,Bi*O
sなどの1種以上からなる酸化物を主成分とする膜にお
いてZr(h. TiOa. HfOz. Snow,
Taxes, Bi20sから選ばれた酸化物の合計
100部に対してBass,SiO■、酸化リン(Pu
ps. pto4, PJs )から選ばれた酸化物の
合計がモル比でOから100部、好まし《はO〜70部
、特にO〜50部の範囲にあるのが良い。
明基体であり、ガラス、プラスチックなどからなる.基
体は、通常のソーダライムガラスの他、ブルー、ブロン
ズ、グレー、グリーンなどに着色し、可視光線透過率を
落としたガラスでも良い。特に自動車用などに応用する
場合、紫外線領域のエネルギーは、干渉膜でかなり遮断
できるが、可視光線透過率TVや太陽エネルギー透過率
T7は高めなので、これらの吸収ガラスを用いて熱線遮
断性能の向上を図ることは好ましい。また、同様に紫外
線吸収ガラスを用いてトータルとしての紫外線遮断性能
を向上させることも好ましい。あるいは透明膜2〜7以
外に紫外線、可視光線又は赤外線に対して、吸収性の膜
を基体上、或いは眉間に形成して全体の紫外線、可視光
線又は太陽エネルギー透過率を調整しても良い。2,4
.6は高屈折率膜であり、Zr, Ti, Hf, S
n, Ta のうち少なくとも1種とB, SL,
Pのうち少な《とも1種を含む酸化物を主成分とする高
屈折率膜からなるの?好ましいが、高屈折率膜が空気側
最外層でない場合はこの他にZrO■, YtOsで安
定化したZ r O * +TiOz, HfOa,
SnO*, Tasks, BLOsなどからなってい
ても良く、特に限定されない。高屈折率膜としてB,
St, Pのうち少なくとも1種を含む酸化物を用いる
場合、あまりB, SL, Pの含有量が多いと屈折率
が低くなりすぎるため好ましくない.通常ZrOa,T
iOa.HfO*, Snow,TasOs,Bi*O
sなどの1種以上からなる酸化物を主成分とする膜にお
いてZr(h. TiOa. HfOz. Snow,
Taxes, Bi20sから選ばれた酸化物の合計
100部に対してBass,SiO■、酸化リン(Pu
ps. pto4, PJs )から選ばれた酸化物の
合計がモル比でOから100部、好まし《はO〜70部
、特にO〜50部の範囲にあるのが良い。
しかしながら、膜の屈折率はBtus, Styx、酸
化リンの含有量が増加するにつれ低下するので、光学的
に必要な屈折率を基にして硼素や珪素、リンの含有量を
選択すれば良い。
化リンの含有量が増加するにつれ低下するので、光学的
に必要な屈折率を基にして硼素や珪素、リンの含有量を
選択すれば良い。
高屈折率膜が空気側最外層であり、且つ単板?使用する
場合は、膜の非晶質化に伴う耐擦傷性向上のために少な
くともB, St, Pのうち1種以上の合計は、Zr
Oi, TiO*, HfOz, Snow, Tai
Os+Bisonなどの酸化物を主成分とする膜におい
て、ZrO*. Tiot, HfO2, SnO■l
Tails, Bi2’gから選ばれた酸化物の合計1
00部に対してBalm,SiO■、酸化リン(P*O
i. P2d4, P20s )から選ばれた酸化物の
合計がモル比で5〜100部、好まし《はlO〜70部
、特に20〜50部含まれているのが良い。またベース
酸化膜としては、上述のZrO■, TiO■等のうち
、ZrO■が成膜速度、擦傷性の点で特に好ましく、非
晶質化のための添加物としてはSL,B、特にSiが耐
久性の点で良い。
場合は、膜の非晶質化に伴う耐擦傷性向上のために少な
くともB, St, Pのうち1種以上の合計は、Zr
Oi, TiO*, HfOz, Snow, Tai
Os+Bisonなどの酸化物を主成分とする膜におい
て、ZrO*. Tiot, HfO2, SnO■l
Tails, Bi2’gから選ばれた酸化物の合計1
00部に対してBalm,SiO■、酸化リン(P*O
i. P2d4, P20s )から選ばれた酸化物の
合計がモル比で5〜100部、好まし《はlO〜70部
、特に20〜50部含まれているのが良い。またベース
酸化膜としては、上述のZrO■, TiO■等のうち
、ZrO■が成膜速度、擦傷性の点で特に好ましく、非
晶質化のための添加物としてはSL,B、特にSiが耐
久性の点で良い。
しかしながら、膜の屈折率はB20., SiO■の含
有量が増加するにつれ低下するので、光学的に必要な屈
折率を基にして硼素や珪素の含有量を選択すれば良い。
有量が増加するにつれ低下するので、光学的に必要な屈
折率を基にして硼素や珪素の含有量を選択すれば良い。
高屈折率膜の屈折率としては2.0以上がよい。
第1図の3.5.7は、低屈折率膜であり、特に材料は
限定されないが、特に空気側最外層?については、Zr
,Ti,Hf,Sn,Ta,Biのうち少なくとも1種
とB, Si, Pのうち少な《とも1種を含む低屈折
率酸化膜よりなるのが好ましい。B,Bi,Pの含有量
はあまり少なすぎると低屈折率酸化膜にならず、また、
逆に多すぎると反応性直流スパッタリングが困難になり
、且つ膜自体の化学的耐久性も低下するため好ましくな
い。このような理由で、通常ZrOi. y!olで安
定化したZrO*, TtO*, HfOz. SnO
a, Taxes, BLOs+等のうち1種以上の酸
化物を含む膜において、ZrOt+Tilt, HfO
x, Snow, Tag’s, Bit’sから選ば
れた酸化物の合計100部に対してBgOx, Sin
s、酸化リン(PJs. PJ4, P2011 )か
ら選ばれた酸化物の合計がモル比で100部から190
0部、好ましくは200部から1900部、特に300
部から1900部が良い。このような組成であれば、B
, SL等のガラス構成元素が十分含まれているために
膜は非晶質になっているため耐擦傷性に優れ、空気側最
外層としても十分な耐久性を有している。耐久性が特に
要求される用途には、ZrO■, TiO■,?axe
sのうちから少な《とも1種とSiO■の組み合せが良
《、この中でもZrOiとSiO■の組み合せが特に好
ましい。低屈折率膜の屈折率としては1.7以下、特に
1.6以下が好ましい。
限定されないが、特に空気側最外層?については、Zr
,Ti,Hf,Sn,Ta,Biのうち少なくとも1種
とB, Si, Pのうち少な《とも1種を含む低屈折
率酸化膜よりなるのが好ましい。B,Bi,Pの含有量
はあまり少なすぎると低屈折率酸化膜にならず、また、
逆に多すぎると反応性直流スパッタリングが困難になり
、且つ膜自体の化学的耐久性も低下するため好ましくな
い。このような理由で、通常ZrOi. y!olで安
定化したZrO*, TtO*, HfOz. SnO
a, Taxes, BLOs+等のうち1種以上の酸
化物を含む膜において、ZrOt+Tilt, HfO
x, Snow, Tag’s, Bit’sから選ば
れた酸化物の合計100部に対してBgOx, Sin
s、酸化リン(PJs. PJ4, P2011 )か
ら選ばれた酸化物の合計がモル比で100部から190
0部、好ましくは200部から1900部、特に300
部から1900部が良い。このような組成であれば、B
, SL等のガラス構成元素が十分含まれているために
膜は非晶質になっているため耐擦傷性に優れ、空気側最
外層としても十分な耐久性を有している。耐久性が特に
要求される用途には、ZrO■, TiO■,?axe
sのうちから少な《とも1種とSiO■の組み合せが良
《、この中でもZrOiとSiO■の組み合せが特に好
ましい。低屈折率膜の屈折率としては1.7以下、特に
1.6以下が好ましい。
表1は、具体的に本発明の高屈折率膜や低屈折率膜に最
適な各種非晶質酸化物膜の性質を示したものである。そ
れぞれ表に挙げた組成のターゲット゜を用いて、反応性
スパッタリングにより製膜したものである。結晶性は、
薄膜X線回折により観測した。又、耐擦傷性は、砂消し
ゴムによる擦り試験の結果で、○は傷が殆どつかなかっ
たもの、×は容易に傷が生じたものである。
適な各種非晶質酸化物膜の性質を示したものである。そ
れぞれ表に挙げた組成のターゲット゜を用いて、反応性
スパッタリングにより製膜したものである。結晶性は、
薄膜X線回折により観測した。又、耐擦傷性は、砂消し
ゴムによる擦り試験の結果で、○は傷が殆どつかなかっ
たもの、×は容易に傷が生じたものである。
耐摩耗性は、テーバー試験(摩耗輪CS−1叶、加重5
00g、1000回転)の結果、ヘイズ4%以内のもの
をO、ヘイズ4%超のものを×とした。耐酸性は0.1
N H2SOJ中に240時間浸漬した結果、TV
(可視光透過率)、Rv (可視光反射率)の浸漬前
に対する変化率が1%以内のものを○、1〜4%のもの
を△、膜が溶解して消滅してしまったものを×とした。
00g、1000回転)の結果、ヘイズ4%以内のもの
をO、ヘイズ4%超のものを×とした。耐酸性は0.1
N H2SOJ中に240時間浸漬した結果、TV
(可視光透過率)、Rv (可視光反射率)の浸漬前
に対する変化率が1%以内のものを○、1〜4%のもの
を△、膜が溶解して消滅してしまったものを×とした。
耐アルカリ性は0.IN NaOH中に240時間浸漬
した結果、TV,Rvの浸漬前に対する変化率が1%以
内のものをO、膜が溶解してしまったものを×とした。
した結果、TV,Rvの浸漬前に対する変化率が1%以
内のものをO、膜が溶解してしまったものを×とした。
煮沸テストは、1気圧下、100℃の水に2時間浸漬し
た後、TV,Rvの浸漬前に対する変化率が1%以内で
あるとき○、1%超のとき×とした。
た後、TV,Rvの浸漬前に対する変化率が1%以内で
あるとき○、1%超のとき×とした。
ZrBxOy膜に関しては、表1から明らかなように、
膜中のBが少ないと結晶性の膜ができ、Bが多いと非晶
質の膜ができる傾向があることがわかる。そして、結晶
性の膜は耐擦傷性及び耐摩耗性が劣るのに対して非晶質
の膜は優れていることがわかる。これは非晶質の膜は、
表面が平滑である為であると考えられる。従って、Zr
BxOy膜(膜中のZrに対するBの原子比Xが0.
10< x )の膜は耐擦傷性、耐摩耗性に優れている
。B203膜は吸湿性で空気中の水分を吸収して溶けて
しまうので、ZrBxOy膜においてX≦3程度が好ま
しい。
膜中のBが少ないと結晶性の膜ができ、Bが多いと非晶
質の膜ができる傾向があることがわかる。そして、結晶
性の膜は耐擦傷性及び耐摩耗性が劣るのに対して非晶質
の膜は優れていることがわかる。これは非晶質の膜は、
表面が平滑である為であると考えられる。従って、Zr
BxOy膜(膜中のZrに対するBの原子比Xが0.
10< x )の膜は耐擦傷性、耐摩耗性に優れている
。B203膜は吸湿性で空気中の水分を吸収して溶けて
しまうので、ZrBxOy膜においてX≦3程度が好ま
しい。
?rBウOy膜中のZrに対するO(酸素)の原子比は
特に限定されないが、多すぎると膜構造が粗になりボソ
ボソの膜になってしまうこと、又、あまり少ないと膜が
金属的になり透過率が低下したり膜の耐擦傷性が低下す
る傾向があることなどの理由によりZrO■とB203
の複合系となる量程度であることが好ましい。即ち、複
合酸化物をZrL+ X BO+. sと表すと、Bが
Zrに対して原子比でX含まれる時に、y=2+1.5
x程度であることが好ましい。
特に限定されないが、多すぎると膜構造が粗になりボソ
ボソの膜になってしまうこと、又、あまり少ないと膜が
金属的になり透過率が低下したり膜の耐擦傷性が低下す
る傾向があることなどの理由によりZrO■とB203
の複合系となる量程度であることが好ましい。即ち、複
合酸化物をZrL+ X BO+. sと表すと、Bが
Zrに対して原子比でX含まれる時に、y=2+1.5
x程度であることが好ましい。
又、表1より、ZrBウ0,膜中のBの量が増えるにつ
れ、膜の屈折率が低下する傾向があることがわかる。膜
の組成と屈折率nとの関係を第2図(a)に示す。膜中
のBを増やすことにより、屈折率nは2,0ぐらいから
1.5程度まで低下する。
れ、膜の屈折率が低下する傾向があることがわかる。膜
の組成と屈折率nとの関係を第2図(a)に示す。膜中
のBを増やすことにより、屈折率nは2,0ぐらいから
1.5程度まで低下する。
従って0.10<x≦3.2<y≦6.5のZrBxO
y膜は良好な耐擦傷性及び耐摩耗性を有し、かつ、Bの
量によって自由に屈折率を選択できる本発明の目的に好
適な非晶質酸化物膜である。
y膜は良好な耐擦傷性及び耐摩耗性を有し、かつ、Bの
量によって自由に屈折率を選択できる本発明の目的に好
適な非晶質酸化物膜である。
?らに、表1に示したように、膜中のBの含有量が増え
るにつれ、耐酸性、耐アルカリ性が劣化する傾向がある
。X≧2.3で耐酸性が悪くなり、x>4で耐アルカリ
性の低下及び煮沸テストで劣化を示すようになる。従っ
て、空気中で露出した状態で使用される用途には、Zr
B.0,(x<2.3)の非晶質酸化物膜が好ましい。
るにつれ、耐酸性、耐アルカリ性が劣化する傾向がある
。X≧2.3で耐酸性が悪くなり、x>4で耐アルカリ
性の低下及び煮沸テストで劣化を示すようになる。従っ
て、空気中で露出した状態で使用される用途には、Zr
B.0,(x<2.3)の非晶質酸化物膜が好ましい。
以上のように、ZrO■膜に酸化硼素B203を加えた
ことにより、膜が非晶質化し、表面が平滑化し、これが
耐摩耗性及び耐擦傷性の向上に寄与していると考えられ
る。又、Bの量で屈折率の調節が可能となり、さらに、
ZrO■膜と比べて、内部応力が小さいため、接する膜
との密着性の点で有利である。これは特に厚い膜を形成
する場合に有利である。
ことにより、膜が非晶質化し、表面が平滑化し、これが
耐摩耗性及び耐擦傷性の向上に寄与していると考えられ
る。又、Bの量で屈折率の調節が可能となり、さらに、
ZrO■膜と比べて、内部応力が小さいため、接する膜
との密着性の点で有利である。これは特に厚い膜を形成
する場合に有利である。
次に、ZrSziOy膜に関しては、やはりアモルファ
スであり、耐擦傷性、耐摩耗性の高い膜が得られる。
スであり、耐擦傷性、耐摩耗性の高い膜が得られる。
屈折率については、Zr(h ( n = 2. 15
)とSi02( n = 1.46)の間でその組成割
合によって上下する(第2図(b) 参照)。さらに詳
しくは、ZrSiIlOy膜において、0.05≦2(
膜中のZrに対するSLの原子比)≦19であることが
好ましい。
)とSi02( n = 1.46)の間でその組成割
合によって上下する(第2図(b) 参照)。さらに詳
しくは、ZrSiIlOy膜において、0.05≦2(
膜中のZrに対するSLの原子比)≦19であることが
好ましい。
z<0.05だと、膜が非晶質化せず、十分な物理的耐
久性が得られない。又、z>19だと、耐アルカリ性が
悪くなる。又、y (ZrSizOy膜中のZrに対す
るOの原子比)は、ZrB.O,膜について述べたのと
同様の理由により、SiがZrに対して原子比でZ含ま
れる時に、y=2+2z程度であることが好ましい。
久性が得られない。又、z>19だと、耐アルカリ性が
悪くなる。又、y (ZrSizOy膜中のZrに対す
るOの原子比)は、ZrB.O,膜について述べたのと
同様の理由により、SiがZrに対して原子比でZ含ま
れる時に、y=2+2z程度であることが好ましい。
又、Z r B KS 1 x O y膜も本発明の目
的に合った膜である。かかる膜中のZrに対するBの原
子比x.Siの原子比z.Oの原子比yは、x+z≧0
.05であれば膜が非晶質化し、耐擦傷性及び耐摩耗性
の高い膜となるので好ましい。
的に合った膜である。かかる膜中のZrに対するBの原
子比x.Siの原子比z.Oの原子比yは、x+z≧0
.05であれば膜が非晶質化し、耐擦傷性及び耐摩耗性
の高い膜となるので好ましい。
又、x+z≦19であれば耐アルカリ性も良好であるの
で、ZrBxSizOy膜においては、0.05≦x+
z≦19であるのが好ましい。ただし、上述のように、
B20,は吸湿性で空気中の水分を吸収して溶けてしま
うため、ZrBxSixOy膜中にあま?多《含有され
ない方がよい。具体的には、膜中において、Zr(h<
25mo1%かつStow< 25mo1%で残りが
B20,となる程B20,が含まれていると化学的耐久
性が不十分となる。即ち、ZrBxSixOy膜中のZ
r:B:St(原子比)を1:x:zとすると、1/
(1 +x+z)<0.25かつZ/(1+x+z)
<0.25、即ち、x+z−3>0かつx−3z+1>
Oの組成は化学的耐久性が好ましくない。yは、ZrB
xOyの場合に述べたのと同様の理由によりこの膜をZ
rO■+BxOa+ SiO■の複合系と考えて、yは
2+1.5 x+ 2z程度であることが好ましい。よ
ってほぼ2<y<40程度であることが好ましい。Be
stの含有量が多い程ZrBxSiiOy膜の屈折率は
低下する。
で、ZrBxSizOy膜においては、0.05≦x+
z≦19であるのが好ましい。ただし、上述のように、
B20,は吸湿性で空気中の水分を吸収して溶けてしま
うため、ZrBxSixOy膜中にあま?多《含有され
ない方がよい。具体的には、膜中において、Zr(h<
25mo1%かつStow< 25mo1%で残りが
B20,となる程B20,が含まれていると化学的耐久
性が不十分となる。即ち、ZrBxSixOy膜中のZ
r:B:St(原子比)を1:x:zとすると、1/
(1 +x+z)<0.25かつZ/(1+x+z)
<0.25、即ち、x+z−3>0かつx−3z+1>
Oの組成は化学的耐久性が好ましくない。yは、ZrB
xOyの場合に述べたのと同様の理由によりこの膜をZ
rO■+BxOa+ SiO■の複合系と考えて、yは
2+1.5 x+ 2z程度であることが好ましい。よ
ってほぼ2<y<40程度であることが好ましい。Be
stの含有量が多い程ZrBxSiiOy膜の屈折率は
低下する。
ZrB+StzOy膜の例を第2図(c)に示す。
Zr以外の金属、即ち、Ti, Hf, Sn, Ta
, In と、BとSLのうち少な《とも1種とを含
む酸化物も同様に非晶質となり、十分な耐擦傷性、及び
耐摩耗性が得られる。T I S 1 ! O y膜を
表1のサンプル15に一例として示した。
, In と、BとSLのうち少な《とも1種とを含
む酸化物も同様に非晶質となり、十分な耐擦傷性、及び
耐摩耗性が得られる。T I S 1 ! O y膜を
表1のサンプル15に一例として示した。
以上、ZrBxOy系、ZrStxOy系、ZrBxS
ixO,系等の膜において、上述の高屈折率膜、低屈折
率膜として必要な屈折率を有するように、BやSiの添
加量を調節すれば良い。
ixO,系等の膜において、上述の高屈折率膜、低屈折
率膜として必要な屈折率を有するように、BやSiの添
加量を調節すれば良い。
高屈折率及び低屈折率膜の膜厚は、光学的膜厚で設計波
長λ。に対してん。/4にするのが好ましい。空気側最
外層は、可視光線に対する反射を調節するために変更し
ても良い。
長λ。に対してん。/4にするのが好ましい。空気側最
外層は、可視光線に対する反射を調節するために変更し
ても良い。
最外層は、高屈折率膜、低屈折率膜どちらでも良いが、
可視光線反射率をより下げたい場合は、低屈折率膜のほ
うが好ましい。従って基体にソーダライムガラスなどの
ように低屈折率膜を用いる場合は、基体側に高屈折率膜
を形成し、その上に低/高/低/高の順に膜を積層し、
最後は低屈折率膜を形成する。
可視光線反射率をより下げたい場合は、低屈折率膜のほ
うが好ましい。従って基体にソーダライムガラスなどの
ように低屈折率膜を用いる場合は、基体側に高屈折率膜
を形成し、その上に低/高/低/高の順に膜を積層し、
最後は低屈折率膜を形成する。
設計波長λ。は必要な紫外線遮断性能に応じて選択すれ
ばよい。
ばよい。
膜の暦数は特に限定されないが、あまり少ないと紫外線
領域での反射が小さくなること、またこの立ち上がりが
なだらかになり、紫外線反射性能が低下するので好まし
《ない。通常は4層以上、好ましくは6層以上が良い。
領域での反射が小さくなること、またこの立ち上がりが
なだらかになり、紫外線反射性能が低下するので好まし
《ない。通常は4層以上、好ましくは6層以上が良い。
暦数の多い方は特に限定はなく、必要な性能から決めれ
ば良い。
ば良い。
成膜方法としては、特に限定はない。蒸着法、イオンブ
レーティング法、スパッタリング法いずれでも良いが、
大面積の用途には低屈折率用のターゲットとしてZrと
Siの合金ターゲットを用いた直流反応性スパッタリン
グが好ましい。蒸着法、イオンブレーティングの場合は
、蒸発源として混合酸化物をベレット化したものなどを
用いれば良い。
レーティング法、スパッタリング法いずれでも良いが、
大面積の用途には低屈折率用のターゲットとしてZrと
Siの合金ターゲットを用いた直流反応性スパッタリン
グが好ましい。蒸着法、イオンブレーティングの場合は
、蒸発源として混合酸化物をベレット化したものなどを
用いれば良い。
[作 用]
高屈折率膜と低屈折率膜の光学的な干渉を用いることで
可視光線には高透過で低反射、紫外線には高い反射特性
を持つ紫外遮断ガラスを可能にする。設計波長ん。を適
当に選択することでこの反射の立ち上がり波長を選べる
。膜の暦数は少ないとこの立ち上がりがなだらかになり
、又、紫外域の反射率自体も小さくなるので紫外線遮蔽
性能は低下する。暦数を増加すると紫外域の反射率も高
くなり反射の立ち上がりも急峻になり、又可視域の反射
も小さくなるので好ましい。
可視光線には高透過で低反射、紫外線には高い反射特性
を持つ紫外遮断ガラスを可能にする。設計波長ん。を適
当に選択することでこの反射の立ち上がり波長を選べる
。膜の暦数は少ないとこの立ち上がりがなだらかになり
、又、紫外域の反射率自体も小さくなるので紫外線遮蔽
性能は低下する。暦数を増加すると紫外域の反射率も高
くなり反射の立ち上がりも急峻になり、又可視域の反射
も小さくなるので好ましい。
空気側の最外眉は、可視域の反射を下げるために膜厚を
調節したりする。また、この目的のために低屈折率層が
、最外層にくるようにした方が効果的である。
調節したりする。また、この目的のために低屈折率層が
、最外層にくるようにした方が効果的である。
[実施例]
ガラス基板を真空槽にセットし、I X 10−’To
rrまで排気した。アルゴンと酸素の混合ガスを導入し
て2 X 10−”Torrに調節した後、ジルコニウ
ムと硼素の合金ターゲット(原子比でZr70%、8
30%)をスパッタリングして高屈折率膜としてZrB
xOy膜を410人(A層)形成した。
rrまで排気した。アルゴンと酸素の混合ガスを導入し
て2 X 10−”Torrに調節した後、ジルコニウ
ムと硼素の合金ターゲット(原子比でZr70%、8
30%)をスパッタリングして高屈折率膜としてZrB
xOy膜を410人(A層)形成した。
次にジルコニウムと珪素の合金ターゲット(原子比でZ
rlO%, St 90%)をスパッタリングして低屈
折率膜としてZrSi.0,膜を560人(B層)形成
した。引き続いてA層,B層,A層,B層と交互に成膜
し、最後にZrSixOy膜を?000人形成して、計
12層の紫外線遮断ガラスを作った。
rlO%, St 90%)をスパッタリングして低屈
折率膜としてZrSi.0,膜を560人(B層)形成
した。引き続いてA層,B層,A層,B層と交互に成膜
し、最後にZrSixOy膜を?000人形成して、計
12層の紫外線遮断ガラスを作った。
このようにして作った紫外線遮断ガラスの可視光線透過
率Tv.可視光線反射率Rv、335nmでの反射率は
それぞれ92%、7%、94%を示し、可視域での透過
率が高く、且つ紫外線反射性能の優れた紫外線遮断ガラ
スが得られた。
率Tv.可視光線反射率Rv、335nmでの反射率は
それぞれ92%、7%、94%を示し、可視域での透過
率が高く、且つ紫外線反射性能の優れた紫外線遮断ガラ
スが得られた。
[発明の効果]
干渉フィルター型多層膜を用いた紫外糸泉遮断ガラスは
、可視域の透過率を下げることなく、紫外域の反射を飛
躍的に高《できる。また層数と設計波長、各膜厚を適切
に選ぶことにより可視の反射を抑えることができる。
、可視域の透過率を下げることなく、紫外域の反射を飛
躍的に高《できる。また層数と設計波長、各膜厚を適切
に選ぶことにより可視の反射を抑えることができる。
低屈折率膜として本発明のZrO■, Y.0.で安定
化したZr02,TaaOs,SnO.BitOsなど
の1種とSL,B,Pなどの酸化物の1種からなる複合
酸化膜を用いることで機械的にも化学的にも耐久性のあ
る紫外線反射ガラスが可能となる。
化したZr02,TaaOs,SnO.BitOsなど
の1種とSL,B,Pなどの酸化物の1種からなる複合
酸化膜を用いることで機械的にも化学的にも耐久性のあ
る紫外線反射ガラスが可能となる。
高屈折率膜と・して低屈折率膜と同一元素な含む酸化膜
を用いることで各層間の密着力を高め、また膜の非晶質
化により耐擦傷性の優れたものが得られる。
を用いることで各層間の密着力を高め、また膜の非晶質
化により耐擦傷性の優れたものが得られる。
紫外線遮断膜と熱線反射膜を組み合わせれば熱さだけで
なく、人間の陽焼けや室内の内装材料の紫外線劣化、退
色などを防げる。
なく、人間の陽焼けや室内の内装材料の紫外線劣化、退
色などを防げる。
大面積ガラスのコーティングなどでは直流スパッタリン
グが適するが、このとき特にSLにZr, Ta, T
iなどを含む合金ターゲットを用いることでスパッタリ
ングの安定性、成膜速度向上も同時に達成できる。
グが適するが、このとき特にSLにZr, Ta, T
iなどを含む合金ターゲットを用いることでスパッタリ
ングの安定性、成膜速度向上も同時に達成できる。
第1図は本発明の紫外線遮断ガラスの一例の断面図であ
る。 第2図(a)はZrBxOy膜中のBの含有量と膜の屈
折率nとの関係を示した図である。第2図(b)はZr
Siよ0,膜中のSiの含有量とnとの関係?、第2図
(C)はZ r B ■S i z O ,膜中のSi
の含゛′1・1
・.有量とnとの関係を示した図、第2図(d
)はTiSizOy膜中のSiの含有量とnとの関係図
である。 1:透明基体 2, 4, 6, 8, 10, 12:高屈折率膜3
, 5, 7, 9, 11, 13:低屈折率膜l3
:空気側最外層 ゛−コー−) 第 1 図 B203 Er BxOy,FjT’4”)
(lrレ7−っZγQ2十Bx03 第 2 図 (a) ?・5゛・O才月貫中の■,。2,5、。2(+−Hy
γ・ノ第2図Cb) 2r ellS; x 01 pf ノSiOλ 三roL+ S;O2 (モルブ・) 第 2 図 (C) 第 2 図 (d)
る。 第2図(a)はZrBxOy膜中のBの含有量と膜の屈
折率nとの関係を示した図である。第2図(b)はZr
Siよ0,膜中のSiの含有量とnとの関係?、第2図
(C)はZ r B ■S i z O ,膜中のSi
の含゛′1・1
・.有量とnとの関係を示した図、第2図(d
)はTiSizOy膜中のSiの含有量とnとの関係図
である。 1:透明基体 2, 4, 6, 8, 10, 12:高屈折率膜3
, 5, 7, 9, 11, 13:低屈折率膜l3
:空気側最外層 ゛−コー−) 第 1 図 B203 Er BxOy,FjT’4”)
(lrレ7−っZγQ2十Bx03 第 2 図 (a) ?・5゛・O才月貫中の■,。2,5、。2(+−Hy
γ・ノ第2図Cb) 2r ellS; x 01 pf ノSiOλ 三roL+ S;O2 (モルブ・) 第 2 図 (C) 第 2 図 (d)
Claims (2)
- (1)透明基体上に高屈折率膜と低屈折率膜を交互に多
層積層してなる紫外線遮断ガラスで あって、空気側最外層となっている高屈折率膜又は低屈
折率膜が、Zr、Ti、Hf、Sn、Ta、Biのうち
少なくとも1種とB、Si、Pのうち少なくとも1種を
含む酸化物を主成分とする非晶質膜であることを特徴と
する紫外線遮断ガラ ス。 - (2)透明基体上に高屈折率膜と低屈折率膜を交互に多
層積層してなる紫外線遮断ガラスで あって、空気側最外層が低屈折率膜であってかつ、Zr
、Ti、Hf、Sn、Ta、Biのうち少なくとも1種
とB、Si、Pのうち少なくとも1種を含む酸化物を主
成分とする非晶質膜であることを特徴とする紫外線遮断
ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1224493A JPH03218822A (ja) | 1989-03-07 | 1989-09-01 | 紫外線遮断ガラス |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5300989 | 1989-03-07 | ||
| JP1-53009 | 1989-03-07 | ||
| JP1224493A JPH03218822A (ja) | 1989-03-07 | 1989-09-01 | 紫外線遮断ガラス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218822A true JPH03218822A (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=26393699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1224493A Pending JPH03218822A (ja) | 1989-03-07 | 1989-09-01 | 紫外線遮断ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03218822A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07146649A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-06-06 | Toppan Printing Co Ltd | シール |
| CN101859805A (zh) * | 2009-04-02 | 2010-10-13 | 三星康宁精密琉璃株式会社 | 用于光伏电池的多层薄膜 |
-
1989
- 1989-09-01 JP JP1224493A patent/JPH03218822A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07146649A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-06-06 | Toppan Printing Co Ltd | シール |
| CN101859805A (zh) * | 2009-04-02 | 2010-10-13 | 三星康宁精密琉璃株式会社 | 用于光伏电池的多层薄膜 |
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