JP2001523632A - 太陽光制御窓ガラス - Google Patents
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Abstract
Description
。
用されることができる: a) 直接エネルギー透過率(DET)、即ち入射太陽光エネルギーの百分率
としての基体を直接通って透過される太陽光エネルギーの割合; b) ソーラファクター(solar factor)(SF)、即ち入射太陽光エネルギ
ーの百分率としての(内部に向かって基体によって放出されかつ基体によって吸
収されるエネルギーを含む)基体を通って透過される太陽光エネルギー; c) 視感透過率(LT)、即ち入射光束の百分率としての基体を通って透過
される光束; d) 視感反射率(RL)、即ち入射光束の百分率としての基体から反射され
る光束; e) 選択性、即ちソーラファクターに対する視感透過率の比率(LT/SF
); f) 色の純度(p)、即ち規定された白色光源がゼロの純度を有し純粋色が
100%の純度を有する等分目盛に従って特定される励起純度(被覆された基体
の純度は被覆された側と反射の側から測定される); g) 主波長(λD)、即ち基体によって透過又は反射される範囲におけるピ
ーク波長。
際会議−Commission Internationale de l'Eclairage(“CIE”)の標準規格
に基づいている。特記しない限り、ここでの値は単一窓ガラスシートとして配置
されるクリアな約6mm厚のガラス基体について(6700°Kの色温度を有す
る平均昼光を表す)標準CIE光源Cに関して与えられる。ここで参照される色
座標はハンター目盛で測定される。
太陽光フィルターの一つの特に知られたタイプは(以下の順序の)下記層からな
る: 1) 金属酸化物層 200Å〜400Å厚 2) 赤外反射金属層 50Å〜200Å厚 3) バリヤー層 4) 金属酸化物層 400Å〜800Å厚 5) 赤外反射金属層 50Å〜200Å厚 6) バリヤー層 7) 金属酸化物層 200Å〜400Å厚
数字は一般的な大きさのオーダーを示しているにすぎない。
れらの主な役割は入射可視光のかなりの部分を透過しながらスペクトルの赤外部
分における太陽光エネルギーを反射することである。 ・ 金属酸化物層は例えば酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ビスマス、酸
化タンタル、酸化インジウム又はそれらの混合物であってもよい。フィルターに
おけるそれらの役割は銀層によって反射される可視光の量を減少すること、銀層
に対して物理的保護を与えること、及び雰囲気に暴露されたとき銀層の酸化を防
止することである。これらの層は実質的に非吸収性である。 ・ 各バリヤーの主な役割は特に上にある金属酸化物層が酸化雰囲気における
金属ターゲットの磁気スパッタリングによって付着されるとき、すぐ下にある銀
層の望ましくない酸化を防止することである。それらはもし製造法がフィルター
の製造中に銀層を劣化しないようなものであるなら完全に省略されてもよい。バ
リヤーは窓ガラスの太陽光特性に全く影響しない又は無視できる影響しかないよ
うにできるだけ薄く保持される。バリヤーは典型的には金属、部分酸化金属、又
は金属酸化物層である。例えばバリヤーがスパッタ付着された金属でありかつ上
にある誘電体がスパッタ付着された金属酸化物である場合、金属バリヤーは上に
ある金属酸化物が付着されるとき、その厚さの大部分にわたって酸化され、かく
して酸化から銀層を保護し追加の薄い誘電層を形成する。チタン、ニオブ、ニッ
ケル、クロム及び亜鉛はこのようにしてバリヤーとして通常使用される。おそら
く1Å又は2Åの厚さは下にある銀層に隣接する非酸化金属として残るかもしれ
ない。どのような場合においても、バリヤー層の酸化の量及び厚さはスペクトル
の可視部分におけるバリヤー層の残留吸収が2%未満、好ましくは1%未満であ
るように制御される。バリヤー層は上にある誘電層中に没入してもよい。例えば
、もしバリヤーが金属形態で付着されたチタンであり、上にある反射防止層が酸
化雰囲気においてチタンターゲットをスパッタリングすることによって付着され
た二酸化チタンであるなら、そのときバリヤーは反射防止層の付着中に実質的に
酸化されるだろう。この場合においてバリヤー層と反射防止層の間に明らかに識
別できる境界が存在してはいけない。もし、例えばバリヤー層が二酸化チタン反
射防止層を有する理論量下の(sub-stoichiometric)二酸化チタン又は二酸化チ
タンのスパッタ層であるなら又はもしバリヤーが上にある酸化亜鉛反射防止層を
有する金属亜鉛であるなら同じことがあてはまる。
は、(内部の過熱を避けるために)入射太陽光エネルギーのかなりの部分の透過
を防止しながら(自然光での良好な内部視界を与えるために)入射可視光のかな
りの部分を透過する通常二重窓ガラスユニットのような窓ガラスユニットを与え
ることが望ましい。例えば、ある用途では66%のオーダーの視感透過率及び3
8%以下のオーダーの直接エネルギー透過率を有する窓ガラスシートを持つこと
が望ましい。かかる窓ガラスシートは60%のオーダーの視感透過率及び30%
のオーダーのソーラファクターを与えるために二重窓ガラスユニットとして集成
されることができる。かかる高選択性窓ガラスユニットは約1.7より大きい、
好ましくは約1.8より大きい選択性を有し、特定の種類の太陽光制御パネルで
あると考えられている。
太陽光フィルターは窓ガラスに美観上許容されうる色を与え、工業規模の生産に
技術的かつ経済的に適したものでなければならない。多くの太陽光窓ガラスパネ
ルはガラス基体上の太陽光フィルターの磁気スパッタ付着によって生み出される
。新しい被覆設備の開発はかなりの投資を要求する。結果として、最小の変更及
び遅れで実在するプラントを使用して新しいフィルターを製造する能力及び単一
の製造設備を使用して様々な製品の範囲を製造できるフレキシビリティはかなり
の利点である。
ーダーの視感透過率を有する窓ガラスパネルを製造するために使用されてもよい
。正確な特性は層の厚さ及び/又は性質を変化することによって変更されてもよ
い。
少し、かくしてTL及びDETとともに低下するだろう。しかしながら、約40
%以下の直接エネルギー透過率を得るような範囲まで銀層の各々又は一つの厚さ
を増加すると窓ガラスの外観が実質的な中性色よりむしろ望ましくない金属色に
なるだろう。実際、上記構造が単一の厚い銀層よりむしろ二つの間隔のあいた銀
層を使用するのはこの理由のためである。
第3赤外反射銀層を加えることである。これは実在する被覆機にかなりの変更を
要求し及び/又は処理時間をかなり増大し、結果としてかかるフィルターの製造
コストを増大するだろう。
提供する。
よく、好ましくはスパッタリングによってそれは磁気的に増強されてもよい。特
記しない限り、1以上の追加層を規定された層の上及び/又は下及び/又は間に
与えてもよい。
ために選択されてもよい: a) 太陽光ネルギーの相対的に低い透過率と可視光の相対的に低い反射率の
組合せ; b) 1%のオーダーの色純度値及び反射及び透過における実質的な中性色; c) 良好な角度安定性。
射光は大きな窓ガラス表面が使用される建造物用途のために特に望ましく、本発
明の追加の吸収層の使用によって改良されてもよい。特にこれが赤外反射層の直
接下に位置されるとき改良される。
大きい選択性を有してもよい。
は10%未満であってもよい)又は反射で青又は青味がかった窓ガラスパネルを
提供するために使用されてもよい。各場合において、これは特に建造物用途のた
めに美観的に許容されうる窓ガラスパネルを提供する。反射での主波長は510
nm未満であることが好ましく、465nmより大きいことが好ましい。
もよい。特にこれが金属又は金属合金層であるときそうである。
タンバリヤー層を付着するために実在する被覆設備において一般に使用される。
追加光吸収層としてのチタンの使用はこの層に対して所望の特性を与えるのに加
え、製造工程を簡略化する。あるいは、追加の光吸収層は(a)金属形態の錫、
(b)金属形態のクロム、(c)金属形態のクロムとニッケルの合金、(d)金
属形態のステンレス鋼、(e)窒化物、(f)ステンレス鋼の窒化物、(g)窒
化チタン、(h)窒化ジルコニウム、(i)カーバイドからなる群から選択され
た少なくとも一つの金属を含んでもよい。
化物を含んでもよい。被覆の選択性を増大するために使用されてもよいステンレ
ス鋼の混合酸化物の特別な利点は可視スペクトルの青部分におけるそのわずかな
吸収である。人の眼はスペクトルのこの部分にあまり感受性を有しないため、ス
ペクトルのこの部分の吸収放射線は視感透過率を減少するより多く直接エネルギ
ー透過率を減少する。
うに配置されることによって達成されてもよい。追加の吸収層は少なくとも10
nmの幾何学厚さを有してもよい。
酸化亜鉛の第2の上にある層、酸化亜鉛の第1層及び酸化錫の第2の上にある層
、酸化亜鉛の第1層、酸化錫の第2の上にある層及び酸化亜鉛の第3の上にある
層を含んでもよい。かかる構造は被覆の耐摩耗性を増大してもよい。
酸化チタンの耐摩耗性上被覆を与えてもよい。あるいは又はさらに、プライマー
層、例えば酸化珪素を基体表面に直接隣接して及び/又は1以上の赤外反射層の
下に与えてもよい。
太陽光フィルターの共通して使用される一般構造に基づいて得られることができ
る方法に関する。本発明のこの側面は共通の製造装置をほとんど変更せずに又は
全く変更せずにかかる特性を得ることを可能にする。
体上の下記連続層からなる: ・ 酸化雰囲気において亜鉛ターゲットをスパッタリングすることによって付
着される約349Åの厚さを有する第1反射防止酸化亜鉛層; ・ 不活性アルゴン雰囲気において銀ターゲットをスパッタリングすることに
よって付着される約93Åの厚さを有する第1赤外反射銀層; ・ 不活性アルゴン雰囲気においてチタンターゲットから約30Å厚さのチタ
ン金属をスパッタリングすることによって付着される第1バリヤー層(その実質
的に全てはこのバリヤーの残留吸収が約1%未満であるように上にある反射防止
層の付着中に連続的に酸化される); ・ 酸化雰囲気において亜鉛ターゲットをスパッタリングすることによって付
着される約849Åの厚さを有する第2反射防止酸化亜鉛層; ・ 不活性アルゴン雰囲気においてチタンターゲットをスパッタリングするこ
とによって付着される約12Åの厚さを有する金属チタンの吸収層; ・ 不活性アルゴン雰囲気において銀ターゲットをスパッタリングすることに
よって付着される約170Åの厚さを有する第2赤外反射銀層; ・ 不活性アルゴン雰囲気においてチタンターゲットから約35Å厚さのチタ
ン金属をスパッタリングすることによって付着される第2バリヤー層(その実質
的に全てはこのバリヤーの残留吸収が約1%未満であるように上にある反射防止
層の付着中に連続的に酸化される);及び ・ 酸化雰囲気において亜鉛ターゲットをスパッタリングすることによって付
着される約308Åの厚さを有する第3反射防止酸化亜鉛層。
ラスパネルを含むシールされた二重窓ガラスユニットは下記特性を有する: 視感透過率 59% ソーラファクター 31% 可視光の反射 13% 色座標 a*=−0.3,b*=−11 反射における主波長 477nm 反射における色純度 18% 透過における主波長 521nm 透過における色純度 1.7%
2において、即ち外部に暴露される窓ガラスユニットのシート上に(大気への暴
露及び摩耗から保護するため)窓ガラスユニットの内部において配置される。こ
れは以下に与えられる他の例についてもあてはまる。
スパネルからなりかつ本発明の部分を形成しない太陽光制御窓ガラスパネルに関
する。
ラスパネルを含むシールされた二重窓ガラスユニットは下記特性を有する: 視感透過率 65% ソーラファクター 35% 可視光の反射 15% 色座標 a*=−1.1,b*=−7 反射における主波長 480nm 反射における色純度 12% 透過における主波長 545nm 透過における色純度 2.7%
ファクターは実施例1のそれらより高い。さらに、実施例2の窓ガラスは透過に
おいて望ましくない黄色である。
パネルが製造された: ・ 酸化雰囲気において亜鉛ターゲットをスパッタリングすることによって付
着される約197Åの厚さを有する酸化亜鉛の層、酸化雰囲気においてステンレ
ス鋼ターゲットを続いてスパッタリングすることによって付着される約25Åの
厚さを有する混合された“ステンレス鋼”の層及び酸化雰囲気において亜鉛ター
ゲットを続いてスパッタリングすることによって付着される約58Åの厚さを有
する酸化亜鉛の層を含む第1反射防止層; ・ 不活性アルゴン雰囲気において銀ターゲットをスパッタリングすることに
よって付着される約157Åの厚さを有する第1赤外反射銀層; ・ 不活性アルゴン雰囲気においてチタンターゲットから約30Å厚さのチタ
ン金属をスパッタリングすることによって付着される第1バリヤー層(その実質
的に全てはこのバリヤーの残留吸収が約1%未満であるように上にある反射防止
層の付着中に連続的に酸化される); ・ 酸化雰囲気において亜鉛ターゲットをスパッタリングすることによって付
着される約825Åの厚さを有する第2反射防止酸化亜鉛層; ・ 不活性アルゴン雰囲気においてチタンターゲットをスパッタリングするこ
とによって付着される約13Åの厚さを有する金属チタンの吸収層; ・ 不活性アルゴン雰囲気において銀ターゲットをスパッタリングすることに
よって付着される約130Åの厚さを有する第2赤外反射銀層; ・ 不活性アルゴン雰囲気においてチタンターゲットから約30Å厚さのチタ
ン金属をスパッタリングすることによって付着される第2バリヤー層(その実質
的に全てはこのバリヤーの残留吸収が約1%未満であるように上にある反射防止
層の付着中に連続的に酸化される);及び ・ 酸化雰囲気において亜鉛ターゲットをスパッタリングすることによって付
着される約309Åの厚さを有する第3反射防止酸化亜鉛層。
ラスパネルを含むシールされた二重窓ガラスユニットは下記特性を有する: 視感透過率 56% ソーラファクター 28% 可視光の反射 15% 反射における色座標 a*=−1,b*=−2.6 反射における主波長 482nm 反射における色純度 5.3% 透過における主波長 518nm 透過における色純度 1.6%
特に望ましい視感透過率及びソーラファクターを有する窓ガラスを示す。
パネルが製造された: ・ 酸化雰囲気において亜鉛ターゲットをスパッタリングすることによって付
着される約321Åの厚さを有する酸化亜鉛の層を含む第1反射防止層; ・ 不活性アルゴン雰囲気においてチタンターゲットをスパッタリングするこ
とによって付着される約30Åの厚さを有する金属チタンの吸収層; ・ 不活性アルゴン雰囲気において銀ターゲットをスパッタリングすることに
よって付着される約157Åの厚さを有する第1赤外反射銀層; ・ 不活性アルゴン雰囲気においてチタンターゲットから約30Å厚さのチタ
ン金属をスパッタリングすることによって付着される第1バリヤー層(その実質
的に全てはこのバリヤーの残留吸収が約1%未満であるように上にある反射防止
層の付着中に連続的に酸化される); ・ 酸化雰囲気において亜鉛ターゲットをスパッタリングすることによって付
着される約780Åの厚さを有する酸化亜鉛の層を含む第2反射防止層; ・ 不活性アルゴン雰囲気において銀ターゲットをスパッタリングすることに
よって付着される約158Åの厚さを有する第2赤外反射銀層; ・ 不活性アルゴン雰囲気においてチタンターゲットから約30Å厚さのチタ
ン金属をスパッタリングすることによって付着される第2バリヤー層(その実質
的に全てはこのバリヤーの残留吸収が約1%未満であるように上にある反射防止
層の付着中に連続的に酸化される);及び ・ 酸化雰囲気において亜鉛ターゲットをスパッタリングすることによって付
着される約330Åの厚さを有する第3反射防止酸化亜鉛層。
ラスパネルを含むシールされた二重窓ガラスユニットは下記特性を有する: 視感透過率 51% ソーラファクター 26% 可視光の反射 13% 反射における色座標 a*=−0.8,b*=−4.5 反射における主波長 480nm 反射における色純度 8% 透過における主波長 487nm 透過における色純度 6%
Claims (18)
- 【請求項1】 窓ガラス基体及び太陽光制御被覆を含む太陽光制御パネルで
あって、太陽光制御パネルが70%未満の視感透過率、40%未満の直接エネル
ギー透過率及び510nm未満の反射における主波長を有し、太陽光制御被覆が
少なくとも第1反射防止層;第1赤外反射層;第1バリヤー層;第2反射防止層
;第2赤外反射層;第2バリヤー層;及び第3反射防止層を窓ガラスパネルから
この順序で含む場合において、太陽光制御被覆がバリヤー層の各々から間隔を置
いた少なくとも一つの追加の光吸収層を含むことを特徴とする太陽光制御パネル
。 - 【請求項2】 太陽光制御パネルが67%未満の視感透過率及び39%未満
の直接エネルギー透過率を有する請求項1記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項3】 太陽光制御パネルが64%未満の視感透過率及び37%未満
の直接エネルギー透過率を有する請求項1記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項4】 太陽光制御パネルが58%未満の視感透過率及び34%未満
の直接エネルギー透過率を有する請求項1記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項5】 追加の光吸収層が金属形態でチタンを含む請求項1〜4のい
ずれか記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項6】 追加の光吸収層が少なくとも5Åの幾何学的厚さを有する請
求項1〜5のいずれか記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項7】 追加の光吸収層が赤外反射層の一つの直接下にあるように太
陽光制御被覆に位置される請求項1〜6のいずれか記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項8】 追加の光吸収層が第2赤外反射層の下にあるように太陽光制
御被覆に位置される請求項7記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項9】 追加の光吸収層が第1赤外反射層の下にあるように太陽光制
御被覆に位置される請求項7記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項10】 追加の光吸収層が少なくとも4%のパネルの視感透過率の
減少及び少なくとも3%のパネルの直接エネルギー透過率の減少をもたらす請求
項1〜9のいずれか記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項11】 太陽光制御被覆が二つだけの間隔を置いた赤外反射層を有
する請求項1〜10のいずれか記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項12】 反射防止層の各々が金属酸化物の少なくとも一つの層を含
む請求項1〜11のいずれか記載の太陽光制御パネル。 - 【請求項13】 少なくとも一つの追加の窓ガラスパネルと組合わされた請
求項1〜12のいずれか記載の太陽光制御パネルを含む多重窓ガラスユニット。 - 【請求項14】 少なくとも一つの追加の窓ガラスパネルと組合わされた請
求項1〜12のいずれか記載の太陽光制御パネルを含む積層窓ガラスユニット。 - 【請求項15】 窓ガラスユニットが62%未満の視感透過率及び32%未
満のソーラファクターを有する請求項13又は14記載の窓ガラスユニット。 - 【請求項16】 窓ガラスユニットが58%未満の視感透過率及び30%未
満のソーラファクターを有する請求項13又は14記載の窓ガラスユニット。 - 【請求項17】 窓ガラスユニットが53%未満の視感透過率及び28%未
満のソーラファクターを有する請求項13又は14記載の窓ガラスユニット。 - 【請求項18】 窓ガラス基体上に太陽光制御被覆を与えることを含む、7
0%未満の視感透過率、40%未満の直接エネルギー透過率及び510nm未満
の反射における主波長を有する太陽光制御パネルの製造方法であって、太陽光制
御被覆が少なくとも第1反射防止層;第1赤外反射層;第1バリヤー層;第2反
射防止層;第2赤外反射層;第2バリヤー層;及び第3反射防止層をこの順序で
含み、太陽光制御被覆がバリヤー層の各々から間隔を置いた少なくとも一つの追
加の光吸収層を含む方法。
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