CN114728497B - 层叠体和门或墙壁 - Google Patents

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Abstract

一种层叠体，其中，所述层叠体具有：玻璃基板和设置在所述玻璃基板的表面上的层叠膜，所述层叠膜从所述玻璃基板一侧起具有：包含氮化硅的第一层、包含硅的第二层和包含氮化硅的第三层，并且该层叠体对从所述玻璃基板一侧入射的可见光的透射率为10％以上，并且从上述层叠膜一侧测定的所述层叠体的表面电阻值大于200Ω/□。

Description

层叠体和门或墙壁
技术领域
本发明涉及层叠体以及门或墙壁。
背景技术
在玻璃基板上设置了包含金属制的反射层的层叠膜的层叠体例如用于半透镜和装饰壁等。
例如，在引用文献1中记载了一种层叠体，所述层叠体在玻璃基板上具有层叠膜，其中，上述层叠膜包含介电基层、铬层和介电氮化物覆盖层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2004-514636号公报
发明内容
发明所要解决的问题
近年来，正在研究将如上所述的层叠体应用于包含触控面板的装置中。例如，如果将层叠体应用于包含触控面板的门或墙壁等构件(以下称为“包含触控面板的装置”)中，则有可能能够提供具有作为半透镜的功能的包含触控面板的装置。
但是，以往的层叠体在层叠膜上具有用于调节反射率的金属层。在包含触控面板的装置中，当存在这样的金属层时，导致触控面板不能适当地工作。因此，以往的层叠体存在不适合应用于包含触控面板的装置中的问题。
本发明是鉴于这样的背景完成的，本发明的目的在于提供能够应用于包含触控面板的装置的层叠体。另外，本发明的目的在于提供具有这样的层叠体的门或墙壁。
用于解决问题的手段
在本发明中提供一种层叠体，其中，所述层叠体具有：玻璃基板和设置在所述玻璃基板的表面上的层叠膜，
所述层叠膜从所述玻璃基板一侧起具有：包含氮化硅的第一层、包含硅的第二层和包含氮化硅的第三层，并且
该层叠体对从所述玻璃基板一侧入射的可见光的透射率为10％以上，并且从所述层叠膜一侧测定的所述层叠体的表面电阻值大于200Ω/□。
另外，在本发明中提供一种门或墙壁，其中，
所述门或墙壁具有：触控面板、和层叠体，
所述层叠体为具有上述特征的层叠体，并且
所述触控面板设置在所述层叠体的所述层叠膜一侧。
发明效果
在本发明中，能够提供能够应用于触控面板装置的层叠体。另外，在本发明中，能够提供具有这样的层叠体的门或墙壁。
附图说明
图1为示意性地示出本发明的一个实施方式的层叠体的构成的剖视图。
图2为示意性地示出应用了本发明的一个实施方式的层叠体的门的剖视图。
图3为示意性地示出本发明的一个实施方式的层叠体的制造方法的一例的流程图。
图4为示出本发明的一个实施方式的层叠体的层叠膜的X射线光电子能谱(XPS)分析结果的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
(本发明的一个实施方式的层叠体)
在图1中示意性地示出本发明的一个实施方式的层叠体的截面。
如图1所示，本发明的一个实施方式的层叠体(以下称为“第一层叠体”)100具有玻璃基板110和层叠膜130。玻璃基板110具有彼此相对的第一表面112和第二表面114，层叠膜130配置在玻璃基板110的第一表面112一侧。
层叠膜130按照与玻璃基板110接近的顺序具有第一层140、第二层150和第三层160。
第一层140和第三层160由以氮化硅为主体的层构成。另一方面，第二层150由以硅为主体的层构成。
在本申请中，“以○○为主体的层”是指在层内含有50质量％以上的该物质。
第二层150主要具有使层叠膜130表现出所期望的反射特性的作用。与此相对，第一层140和第三层160主要具有保护第二层150的作用。例如，通过存在第一层140和第三层160，在对第一层叠体100或其前体进行热处理时，抑制第二层150的氧化。另外，通过第三层160，能够提高层叠膜130的耐刮擦性。
需要说明的是，第一层叠体100从层叠膜130一侧测定时的表面电阻值大于200Ω/□。另外，第一层叠体100具有从玻璃基板110一侧入射的可见光的透射率、即可见光透射率为10％以上的特征。
在此，如上所述，由于触控面板不能适当地工作，在层叠膜中包含金属层的以往的层叠体存在难以应用于包含触控面板的装置中的问题。
但是，在第一层叠体100中，层叠膜130不包含以往的铬层等金属层作为反射层。即，在第一层叠体100中，表现出反射特性的第二层150由以作为半导体材料的硅为主体的层构成。
另外，第一层叠体100的可见光透射率为10％以上。
此外，第一层叠体100具有表面电阻值大于200Ω/□的特征。
因此，第一层叠体100能够适当地应用于包含触控面板的装置中。
此外，在第一层叠体100中，通过调节层叠膜130的第二层150的厚度等，能够表现出所期望的反射特性和透射特性。
因此，在将第一层叠体100应用于包含触控面板的装置中的情况下，能够表现出作为半透镜的功能。另外，通过调节反射色，还能够提供具有高设计性的包含触控面板的装置。
(构成层叠体的各构件)
接着，对构成本发明的一个实施方式的层叠体的各构件更详细地进行说明。
需要说明的是，在此，为了明确，以图1所示的第一层叠体100为例，对其构成构件进行说明。因此，在表示各构件时，使用图1所示的参照标号。
(玻璃基板110)
作为玻璃基板110，可以使用以往的玻璃基板。特别是，玻璃基板110的平均可见光透射率优选为80％以上。
另外，玻璃基板110可以进行化学强化，也可以进行热强化。
(第一层140)
第一层140由以氮化硅为主体的层构成。
第一层140可以还包含铝。在第一层140中所含的铝的量例如最大为30质量％以下，优选为20质量％以下。
第一层140的厚度例如在3nm～80nm的范围内。第一层140的厚度优选在5nm～30nm的范围内。
(第二层150)
第二层150由以硅为主体的层构成。硅优选为非晶硅。需要说明的是，在本申请中，“非晶”是指在利用X射线衍射装置的X射线衍射图案中没有观察到峰值。
第二层150可以还包含铝和/或碳。在第二层150中所含的铝的量例如最大为30质量％以下，优选为20质量％以下。在第二层150中所含的碳的量例如最大为30质量％以下，优选为20质量％以下。通过使在第二层150中所含的碳的量最大为30质量％以下，能够显著地抑制表面电阻值的降低。
需要说明的是，第二层150优选尽可能不含氧和氮。这是因为这些元素对第二层150的反射特性产生不良影响。
在第二层150中所含的氧和氮的含量优选分别小于10原子％。另外，在第二层150中所含的氧和氮的合计含量优选小于15原子％。
需要说明的是，在本申请中，在各层中所含的元素的量通过X射线光电子能谱(XPS)分析求出。XPS分析中的装置条件如下所述。
·测定装置；PHI Quantera II(ULVAC-PHI公司制造)
·测定条件
离子中和枪；使用
光电子出射角；45°
X射线设置；Al单色100μmφ25W，15kV
通能；224eV
步长；0.4eV
测定元素；C、O、N、Si、Al、Ca、Na
各元素扫描；5
溅射功率；1kV
溅射区域；2mm×2mm
间隔；0.25分钟。
另外，在第二层150中，氮与硅的含量之比N/Si优选为0.10以下。
在此，第二层150中的比N/Si根据第二层150的深度方向上的XPS分析结果以如下的方式计算。
·求出在第二层150中的硅的测定值最高的位置(以下称为“中心点”)。
·求出中心点的氮的值。
·由中心点的硅的测定值和氮的测定值求出比N/Si。
第二层150的厚度例如在3nm～40nm的范围内。第二层150的厚度优选在5nm～30nm的范围内。
(第三层160)
第三层160的厚度例如在3nm～80nm的范围内。第三层160的厚度优选在5nm～60nm的范围内。
需要说明的是，关于第三层160，由于可以参照关于上述第一层140的记载，因此在此省略详细的记载。
(层叠膜130)
层叠膜130的基本结构如上所述，但层叠膜130可以在最外表面上还具有保护层。
作为保护层，例如可以列举二氧化钛层和氧化锆层等。
另外，在图1所示的例子中，在层叠膜130中，第一层140和第二层150彼此邻接。另外，第三层160和第二层150彼此邻接。
但是，这仅为一例，在第一层140与第二层150之间和/或在第三层160与第二层150之间可以存在其它层(除了金属层以外)。
同样地，在玻璃基板110与第一层140之间可以存在其它层(除了金属层以外)。但是，优选在玻璃基板110与第一层140之间不存在氧化物层。在此情况下，如后所述，为了对玻璃基板110进行热强化处理而对第一层叠体100进行热处理时，能够抑制雾度值的上升。
层叠膜130的层数优选为10以下。如果层数为10以下，则能够降低层叠体的厚度，抑制内部应力的增加，因此耐久性提高。
(第一层叠体100)
在从层叠膜130一侧测定时，第一层叠体100具有大于200Ω/□的表面电阻值。表面电阻值优选为400Ω/□以上。
另外，在从玻璃基板110向层叠膜130测定时，第一层叠体100具有10％以上的可见光透射率Tv，优选具有20％以上的可见光透射率Tv。
在此，“可见光透射率Tv”为根据ISO9050：2003求出的值。
另外，在从玻璃基板110一侧测定时，第一层叠体100优选具有20％以上的可见光反射率Rv，更优选具有25％以上的可见光反射率Rv。
在此，“可见光反射率Rv”为根据ISO9050：2003求出的值。
另外，第一层叠体100的可见光透射率Tv与可见光反射率Rv之比Tv/Rv优选在0.3≤Tv/Rv≤2.0的范围内。在此情况下，能够将第一层叠体100作为适当的半透镜使用。
另外，从设计性的观点考虑，第一层叠体100的反射色的b*优选满足-10＜b*＜15。
需要说明的是，在本申请中，反射色的色调根据CIE1976L*a*b*色度坐标来确定。
此外，第一层叠体100的雾度可以小于0.5％。
(应用例)
本发明的一个实施方式的层叠体能够应用于具有触控面板的门和墙壁等。
以下，参照图2对本发明的一个实施方式的层叠体的一个应用例进行说明。
在图2中示意性地示出设置有本发明的一个实施方式的层叠体的门的截面。
如图2所示，该门201具有层叠体200、有机物层270和触控面板280。
层叠体200具有玻璃基板210和层叠膜230。有机物层270设置在层叠膜230上。另外，触控面板280设置在有机物层270上。
为了提高门201的设计性而设置有机物层270。
有机物层270具有第一部分272和第二部分274。有机物层270的第一部分272例如由包含炭黑等着色剂的树脂构成。作为树脂，例如可以使用环氧树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂或醇酸树脂。
另一方面，有机物层270的第二部分274对应于触控面板280的直接下方。第二部分274需要由透明的有机物构成，以使得不妨碍触控面板280的工作。这样的透明的有机物例如也可以由上述树脂等构成。
在此，在门201中，层叠体200由本发明的一个实施方式的层叠体、例如如上所述的第一层叠体100构成。
如上所述，层叠体200在层叠膜230中不包含金属反射层，而代之以使用包含硅的第二层。另外，层叠体200具有10％以上的可见光透射率Tv，并且具有大于200Ω/□的表面电阻值。
因此，在门201中，能够使触控面板适当地工作。
以上，参照图2对具有本发明的一个实施方式的层叠体的带触控面板的门201进行了说明。但是，本发明的一个实施方式的层叠体的应用例不限于此。例如，本发明的一个实施方式的层叠体也可以应用于具有触控面板的墙壁。或者，本发明的一个实施方式的层叠体也可以应用于其它的包含触控面板的装置。
(本发明的一个实施方式的层叠体的制造方法)
接着，参照图3对本发明的一个实施方式的层叠体的制造方法进行说明。
在图3中示意性地示出本发明的一个实施方式的层叠体的制造方法(以下称为“第一制造方法”)的流程。
如图3所示，第一制造方法具有：
在玻璃基板上设置第一层的工序(工序S110)、
在第一层上设置第二层的工序(工序S120)、
在第二层上设置第三层的工序(工序S130)、和
在必要的情况下实施的对玻璃基板进行热强化处理的工序(工序S140)。
以下，对各工序进行说明。需要说明的是，在此，以图1所示的第一层叠体100为例，对其制造方法进行说明。因此，在表示各构件时，使用图1所示的参照标号。
(工序S110)
首先，准备玻璃基板110。另外，在玻璃基板110的第一表面112上设置以氮化硅为主体的第一层140。
对第一层140的设置方法没有特别限制，可以使用以往的任意的成膜方法进行成膜。第一层140例如可以通过溅射法进行成膜。
(工序S120)
接着，将以硅为主体的第二层150设置在第一层140上。对第二层150的设置方法没有特别限制，可以使用以往的任意的成膜方法进行成膜。第二层150例如可以通过溅射法进行成膜。
(工序S130)
接着，将以氮化硅为主体的第三层160设置在第二层150上。对第三层160的设置方法没有特别限制，可以使用以往的任意的成膜方法进行成膜。第三层160例如可以通过溅射法进行成膜。
需要说明的是，在第一层140～第三层160均通过溅射法进行成膜的情况下，各层可以在同一溅射装置内进行成膜。在此情况下，不需要在每当形成一个层时都取出放入玻璃基板，能够使成膜工序变得高效。
或者，各层可以使用直列式(インライン型)成膜装置连续地设置。在直列式装置中，在将玻璃基板在装置内输送的期间依次形成各层。
(工序S140)
通过工序S130之前的步骤，能够制造具有如上所述的结构的第一层叠体100。但是，在必要的情况下，也可以在工序S130之后，进一步实施对玻璃基板110进行热强化处理的工序。
这样的热强化处理通常在600℃～700℃的范围内实施。
需要说明的是，在层叠膜130中包含以硅为主体的第二层150。但是，第二层150夹在第一层140与第三层160之间。因此，在进行热强化处理时，不容易产生第二层150受到热影响而变质的问题。即，在热强化处理前后，层叠膜130几乎不变化。
例如，在第一层叠体100中，能够使热强化处理后的雾度小于0.5％。
但是，在工序S110之前，在实施了在玻璃基板110的第一表面112上设置氧化物层的工序的情况下，有时化学强化处理后的雾度为0.5％以上。
因此，优选不实施在玻璃基板110的直接上方设置氧化物层的工序。
(追加的工序)
通过以上的工序，能够制造第一层叠体100。但是，在制造上述图2所示的门201的情况下，能够实施以下的追加工序。
(有机物层的设置)
在制造门201的情况下，在第一层叠体100的层叠膜130一侧还设置有机物层270。
对有机物层270的形成方法没有特别限制。有机物层270例如可以通过丝网印刷法等设置。
需要说明的是，如上所述，有机物层270具有第一部分272和第二部分274。因此，第一部分272可以通过丝网印刷包含色素的树脂而构成，第二部分274可以通过丝网印刷不包含色素的(透明的)树脂而构成。
可以在设置有机物层270之后对第一层叠体100进行热处理。由此，使有机物层270干燥并固定在第三层160上。
热处理的温度例如可以在50℃～200℃的范围内。
(触控面板的设置)
然后，在有机物层270的第二部分274上设置触控面板280。
通过以上的工序，能够制造上述图2所示的门201。
需要说明的是，上述第一制造方法仅是一个例子，显然能够通过其它的制造方法制造本发明的一个实施方式的层叠体，这对于本领域技术人员是显而易见的。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，在以下的记载中，例1～例6和例21为实施例，例11为比较例。
(例1)
通过以下的方法制作层叠体。
首先，准备玻璃基板(钠钙玻璃FL4，厚度为4mm：AGC公司制造)。接着，通过溅射法在玻璃基板上形成层叠膜。层叠膜具有第一层、第二层和第三层的3层结构。
成膜装置使用实验室用直列式溅射装置，在将玻璃基板在成膜室内输送的同时，利用反应性DC磁控溅射法依次进行3个层的成膜，由此形成了层叠膜。
使用多晶硅靶作为各层的成膜用靶。成膜室内真空排气至2.0×10-4Pa。
第一层为氮化硅层(目标厚度为20nm)，使用氩气与氮气的混合气体(Ar：N2＝40sccm：60sccm)作为放电气体。靶的尺寸为70×200mm2，溅射功率为500W。成膜室的压力为0.4Pa。
第二层为硅层(目标厚度为23nm)，导入100sccm的氩气作为放电气体。溅射功率为500W。
第三层为氮化硅层(目标厚度为10nm)。第三层的成膜条件与第一层相同。
通过以上的方法在玻璃基板上形成层叠膜，然后为了玻璃基板的热强化而对所得到的层叠体进行了热处理。热处理温度为650℃。
将所得到的层叠体称为“样品1”。
(例2～例5)
利用与例1相同的方法制作了层叠体。但是，在例2～例5中，使层叠膜中所含的各层的厚度与例1的情况不同。
将所得到的层叠体分别称为“样品2”～“样品5”。
(例6)
利用与例1相同的方法制作了层叠体。但是，在该例6中，在玻璃基板上形成第一层之前，在玻璃基板上形成二氧化钛层(目标厚度为40nm)。
二氧化钛层使用钛靶形成。导入氩气和氧气的混合气体(Ar：O2＝40sccm：60sccm)作为放电气体。溅射功率为500W。
将所得到的层叠体称为“样品3”。
(例11)
利用与例1相同的方法制作了层叠体。但是，在该例11中，形成了金属铬层(目标厚度为13nm)作为第二层。
金属铬层使用铬靶形成。导入100sccm的氩气作为放电气体。溅射功率为500W。
将所得到的层叠体称为“样品11”。
(例21)
在更接近实际制造工艺的状态下制造了层叠体。即，使用生产用直列式成膜装置制作层叠体。与如上所述的实验室用装置相比，可以说由该装置形成的层叠膜更容易受到杂质的影响。
层叠体在玻璃基板(钠钙玻璃FL4，厚度4mm：AGC公司制造)上具有3层结构的层叠膜。
层叠膜的结构如下：
·第一层：目标厚度为10nm的SiAlN(Al＝10原子％)
·第二层：目标厚度为23nm的SiAl(Al＝10原子％)
·第三层：目标厚度为20nm的SiAlN(Al＝10原子％)
在第一层、第二层和第三层的成膜中使用了SiAl靶。
在成膜后，利用与例1相同的方法对层叠体进行了热处理。
将所得到的层叠体称为“样品21”。
在以下的表1中，汇总示出各样品中的层叠膜的规格。
表1
在图4中示出在样品21的层叠膜中得到的X射线光电子能谱(XPS)分析的结果。但是，该结果对应于样品21的热强化处理前的状态(即，对未实施热处理的试样进行测定)。
在图4中，横轴为溅射时间(对应于层的厚度)，纵轴为各原子的浓度(任意单位)。
在图4中，出现了与构成样品21的层叠膜的3个层对应的峰值。另外，由图4可知，在第二层内，作为杂质，几乎不含有N和O。
根据所得到的结果，计算出第二层中的氮与硅的含量之比N/Si，结果比N/Si为0.06。
需要说明的是，对样品21的层叠膜(即实施热处理后的膜)实施了同样的分析，分析结果与图4的结果基本相同，没有大的差异。
(评价)
利用以下的方法对各样品的特性进行了评价。
(光学特性)
使用分光光度计(U4100：HITACHI公司制造)对各样品的光学特性进行了评价。
根据ISO9050：2003测定样品的可见光透射率Tv和可见光反射率Rv。可见光透射率Tv从玻璃基板向层叠膜测定。可见光反射率Rv从玻璃基板一侧测定。
由所得到的结果计算出比Tv/Rv。
另外，根据CIE1976L*a*b*色度坐标对反射色的色调进行评价。
(表面电阻值)
测定了各样品的表面电阻值。
作为测定装置，使用便携式表面电阻测定器(STRATOMETER：NAGY公司制造)。在各样品(10cm×10cm)中，在层叠膜的表面侧实施了测定。
(雾度值)
测定了各样品的雾度值。
在测定时使用雾度计，对于各样品，从玻璃基板一侧进行测定。
(结果)
在以下的表2中，汇总示出在各样品中得到的评价结果。
表2
由表2可知，样品11的表面电阻值和可见光透射率Tv显示出低值。认为具有这样的特性的样品11难以应用于触控面板。与此相对，在样品1～样品6和样品21中，表面电阻值大于1000Ω/□，可见光透射率Tv为10％以上。具有这样的特性的样品1～样品6和样品21能够适当地应用于触控面板。
另外，可知在样品1～样品4和样品21中，在反射色的色调中，b*满足-10＜b*＜15。这样的层叠体在应用于包含触控面板的装置时，能够提高其设计性。
另外，在样品1～样品3、样品6和样品21中，比Tv/Rv在0.3～2.0的范围内。因此，可以说这些样品在应用于包含触控面板的装置时，能够兼具作为半透镜的功能。
需要说明的是，在样品6中，雾度值显示出比较高的值。这表示层叠膜因热处理而变质。因此，可以说在样品6的构成中不优选实施玻璃基板的热强化处理。
本申请主张基于在2019年11月27日申请的日本专利申请第2019-214646号的优先权，将该日本申请的全部内容以引用的形式并入本文中。
标号说明
100 第一层叠体
110 玻璃基板
112 第一表面
114 第二表面
130 层叠膜
140 第一层
150 第二层
160 第三层
200 层叠体
201 门
210 玻璃基板
230 层叠膜
270 有机物层
272 第一部分
274 第二部分
280 触控面板

Claims (14)

1.一种门或墙壁，其中，
所述门或墙壁具有：触控面板、和层叠体，
所述层叠体具有：玻璃基板和设置在所述玻璃基板的表面上的层叠膜，
所述层叠膜从所述玻璃基板一侧起具有：包含氮化硅的第一层、包含硅的第二层和包含氮化硅的第三层，
该层叠体对从所述玻璃基板一侧入射的可见光的透射率为10％以上，并且从所述层叠膜一侧测定的所述层叠体的表面电阻值大于200Ω/□，并且
所述触控面板设置在所述层叠体的所述层叠膜一侧，
所述包含硅的第二层的厚度在3nm～40nm的范围内。
2.如权利要求1所述的门或墙壁，其中，所述第二层包含最大为30质量％以下的铝。
3.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，在所述第二层中所含的氧和氮的含量分别小于10原子％，并且
所述氧和氮的含量的合计小于15原子％。
4.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，在所述第二层中，氮与硅的含量之比N/Si为0.10以下。
5.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，所述第一层和/或所述第三层包含最大为30质量％以下的铝。
6.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，所述层叠膜在所述玻璃基板与所述第一层之间不包含氧化物层。
7.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，所述层叠膜在所述第三层上还具有保护层。
8.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，所述第一层与所述第二层邻接。
9.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，所述第三层与所述第二层邻接。
10.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，对所述玻璃基板进行了热强化。
11.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，在将所述可见光的透射率设为Tv并且将从所述玻璃基板一侧反射的可见光的反射率设为Rv时，比Tv/Rv满足：
0.3≤Tv/Rv≤2.0。
12.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，在所述层叠膜的表面上还设置有有机物层，并且所述触控面板设置在所述有机物层上。
13.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，所述层叠膜的层数为10以下。
14.如权利要求1或2所述的门或墙壁，其中，所述层叠体的雾度小于0.5％。
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