JP2017501908A - 改良された光対太陽利得熱比を示す光学膜 - Google Patents

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Abstract

本開示は、複合体全体の光学特性、太陽特性、および生成速度を相乗的に改良することができる金属酸化物ベース複合層を有する、光学的に透明でありかつＩＲ反射性の膜を対象とする。【選択図】 図１

Description

本開示は、複合膜に関し、より詳細には、赤外反射性でありかつ光学的に透明な複合膜に関する。
可視スペクトルにおける放射線を透過しつつも赤外スペクトルにおける放射線を反射する複合体は、例えば、建造物または車両における窓に適用される被覆として重要な用途を有する。
かかる複合膜では、可視光透過率が高くなければならず、また、反射率および吸収率が低くなければならない。米国では、例えば、自動車のフロントガラスが、少なくとも７０％の可視光透過率を有さなければならない。しかし、赤外において、窓が高い反射率を有さなければならず、そのため、赤外における透過率および吸収率が低くなければならない。理想的には、反射率は、太陽光からの加熱を防止するためにスペクトルの近赤外部（７８０ｎｍ〜２５００ｎｍ）において高く、また、冬期に車の内側に熱を保持するために遠赤外（８μｍ〜５０μｍ）において高くなければならない。後者の特徴は、「低放射率」とも呼ばれる。これらの組み合わせ特徴は、特に温帯気候下で非常に重要である。
赤外線放射を反射するために複合膜において薄銀層を使用することが知られている；しかし、銀層は、安定性が低く、耐久性が低く、耐湿性および耐候性が悪い。加えて、薄銀層の不利点に抵抗するために複合体に添加され得るさらなる層は、可視光透過率、ヘイズ、黄変などの他の特性に概して負の影響を及ぼす。
米国特許第７，７０９，０９５号には、銀含有層が金金属層および酸化チタン誘電体層と接触している赤外反射性の層状構造が記載されている。これらの層は、スパッタリング技術によって堆積される。
酸化チタン誘電体層の使用による１つの不利点は、回転式セラミックターゲットを使用するスパッタリング技術からの堆積速度の制限である。例えば、光学膜において使用されるスパッタ堆積酸化チタン層に典型的な堆積速度は、単一の回転式セラミックターゲットにおいて約１．５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１である。堆積速度は、ターゲット長さおよび印加電力から独立していることに注意されたい。膜を生成するためのプロセスにおいて、酸化チタンの堆積速度は、複合体の全体の生成速度を大幅に低下させる。
酸化チタンを他の材料で置き換えることによって生成速度を改良するための試みがなされている。しかし、透明度および反射率などの、複合膜の光学および太陽特性の一方または両方に負の影響を及ぼすことなく、どのようにして生成速度を改良するかについて、これまで知られていない。
さらに、複合膜の光学および太陽特性を改良することも望まれている。しかし、ＴＳＥＲなどの太陽特性を改良するための試みは、光学性能、例えば可視光透過率（ＶＬＴ）を阻害し、その逆もまた然りである。
そのため、性能を犠牲にすることなく、さらには光学膜の性能を改良しつつも誘電体層の堆積速度を増加させる新規の材料および方法を開発する必要性が存在する。
実施形態を例によって示すが、添付の図において限定されるものではない。
図１は、本開示のある特定の実施形態による複合膜の図示を含む。 図２は、本開示のある特定の実施形態による複合膜の図示を含む。 図３は、本開示のある特定の実施形態による複合膜の図示を含む。 図４は、本開示のある特定の実施形態による複合膜の図示を含む。 図５は、本開示のある特定の実施形態による複合膜の図示を含む。 図６は、本開示のある特定の実施形態による複合膜の図示を含む。 図７は、本開示のある特定の実施形態による複合膜の図示を含む。 図８は、本開示のある特定の実施形態による複合膜の図示を含む。 図９は、本開示のある特定の実施形態による複合膜の図示を含む。 図１０は、本開示のある特定の実施形態による複合膜の図示を含む。
当業者は、図における要素が、簡潔さおよび明瞭さのために示されていること、ならびに必ずしもスケール通りに描かれていないことを認識する。例えば、図における要素のいくつかの寸法は、本発明の実施形態の理解の改善を助けるために他の要素と比較して誇張されている場合がある。
図と組み合わせた以下の詳細な説明を本明細書に開示の教示の理解を手助けするために提供する。以下の議論は、教示の具体的な実施および実施形態に焦点を合わせる。この焦合は、教示の説明を手助けするために提供されるものであり、開示の範囲または利用可能性に対する限定として解釈されるべきではない。しかし、本出願に開示されている教示に基づいて他の実施形態が使用されてよい。
用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、または任意の他の変形は、非排他的包含をカバーすることが意図される。例えば、特徴の列挙を含む方法、物品または装置は、必ずしもこれらの特徴のみに限定されないが、明確に列挙されていない、またはかかる方法、物品もしくは装置に固有の他の特徴を含んでいてもよい。さらに、反対であると明確に記述されていない限り、「または（ｏｒ）」は、包括的な「または」を称し、排他的な「または」を称していない。例えば、条件ＡまたはＢは、以下のうちいずれか１つによって満たされる：Ａが真（または存在する）かつＢが偽（または存在しない）、Ａが偽（または存在しない）かつＢが真（または存在する）、ならびにＡおよびＢの両方が真（または存在する）。
また、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」の使用は、本明細書に記載の要素および構成要素を記載するのに用いられる。このことは、単に、便宜上、かつ本発明の範囲の一般的な意味を付与するためになされるものである。この記載は、別のことが意味されていることが明確でない限り、複数形も含むとして、１つ、少なくとも１つ、または単数形を含むと読み取られるべきであり、または、その逆もまた然りである。例えば、単一の項目が本明細書において記載されているとき、１を超える項目が単一の項目の代わりに使用されてよい。同様に、１を超える項目が本明細書において記載されているとき、単一の項目が、かかる１を超える項目に置き換えられてよい。
別途定義されていない限り、本明細書において使用されている全ての技術および科学用語は、本発明が属する分野の当業者によって一般的に理解されているものと同じ意味を有する。材料、方法、および例は、単に説明目的であり、限定的であることは意図されていない。本明細書に記載されていない程度で、具体的な材料および処理作用に関する多くの詳細が従来的なものであり、光学膜分野の範囲内の教科書および他のソースにおいて見出され得る。
本開示は、例えば、太陽特性、光学特性、および生成速度の相乗的改良を実証する改良されたＩＲ反射性複合膜を対象とする。例えば、ある特定の実施形態は、ＴＳＥＲおよびＶＬＴの組み合わされた相乗効果を実証する。また、複合体は、光学および太陽性能を犠牲にすることなく、さらには改良しつつ、改良された堆積速度を示すことができる。概念は、本発明の範囲を示しかつこれを限定しない以下に記載の実施形態を考慮して、より良好に理解される。
図１は、ある特定の実施形態による複合膜１０の代表的な断面を示す。複合膜１０は、基材層２０、１つ以上の金属ベース層３０、３２、３４、３６；もう１つの銀ベース層４０、４２；１つ以上の金属酸化物ベース複合層２５、２６、２７；および対基材層２２を含むことができる。図１に示されている複合膜１０は説明的な実施形態であることが理解されるべきである。示されている層の全てが必要とされるわけではなく、任意数の追加の層、または示されている層よりも少ない層が本開示の範囲内である。
基材層２０および／または対基材層２２は、任意数の異なる材料から構成されていてよい。ある特定の実施形態において、基材層２０および／または対基材層２２は、透明層であってよい。基材層２０および／または対基材層２２は、可撓性であってもよい。好適な透明材料として、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、三酢酸セルロース（ＴＣＡもしくはＴＡＣ）、ポリウレタン、フルオロポリマー、ガラス、またはこれらの組み合わせが挙げられる。特定の実施形態において、基材層２０および／または対基材層２２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含有することができる。
基材の厚さは、選択される材料および所望の用途に依ることができる。ある特定の実施形態において、基材層２０および／または対基材層２２は、少なくとも約０．１μｍ、少なくとも約１μｍ、またはさらには少なくとも約１０μｍの厚さ有することができる。さらなる実施形態において、基材層２０および／または対基材層２２は、約１０００μｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、またはさらには約５０μｍ以下の厚さを有することができる。また、基材層２０および／または対基材層２２は、上記最大および最小値の任意の範囲、例えば、約０．１μｍ〜約１０００μｍ、約１μｍ〜約１００μｍ、またはさらには、約１０μｍ〜約５０μｍの厚さを有することができる。他の実施形態において、剛性基材、例えば、ガラスが組み込まれるとき、基材層２０は、より大きな厚さ、例えば、１ｍｍ〜５０ｍｍ、またはさらには１ｍｍ〜２０ｍｍ、またはさらには１〜１０ｍｍを有することができる。非常に特定的な実施形態において、基材層２０の厚さは、対基材２２の厚さを超えていてよい。例えば、非常に特定的な実施形態において、対基材２２の厚さに対する基材層２０の厚さの比は、少なくとも１、少なくとも１．５、少なくとも１．７５、またはさらには少なくとも２であってよい。
剛性表面、例えば、窓への適用のための複合膜として使用されるとき、基材層２０が、膜によって被覆される表面に隣接して設けられるように適合され得る。例えば、基材層２０は、例えば、窓（図示せず）に付着されるとき、銀ベース層よりも窓に近くてよい。また、以下により詳細に議論されているように、接着層が、基材層２０に隣接して設けられて、複合体によって被覆される窓または他の表面と接触するように適合されていてよい。このように、上記の複合膜は、自立していて、例えば、窓などの建築部材または自動車部材において透明パネルに接着するように適合されていてよい。
上記で議論されているように、複合体は、１つ以上の金属ベース層３０、３２、３４、３６を含むことができる。薄い金属ベース層は、安定性および耐久性が増大した銀含有層を付与し、銀ベース層と金属酸化物ベース層との界面でのインターミキシングを回避することができる。ある特定の実施形態において、唯一の金属ベース層が存在し得る。他の実施形態において、複合体は、多数の金属ベース層を含むことができる。一般に、金属ベース層は、銀ベース層の一方または両方の主面に直接隣接して設けられていてよい。したがって、１を超える銀ベース層が存在するとき、金属ベース層は、任意の銀ベース層の利用可能な主面ごとに設けられ得る。
図１を再び参照すると、本開示の特定の実施形態において、複合体は、第１銀ベース層４０の対向する主面と直接接触する第１金属ベース層３０および第２金属ベース層３２を含むことができる。図１にさらに示すように、複合体は、第２銀ベース層４２の対向する主面と直接接触する第３金属ベース層３４および第４金属ベース層３６を含むことができる。
本明細書に記載の任意の１つ以上の金属ベース層は、金属から本質的になっていてよい。本明細書において使用されているとき、句「金属から本質的になる」は、少なくとも９５重量％の金属を称する。また、特定の実施形態において、本明細書に記載の任意の１つ以上の金属ベース層は、本質的に純粋な金属を含有し、または、他の実施形態において、金属合金を含有することができる。本明細書において使用されているとき、「本質的に純粋な金属」は、可能性のある不純物を約５重量％未満の量で有する金属を称する。他の実施形態において、任意の１つ以上の金属ベース層は、金属合金、例えば、金属ベース層の合計重量を基準にして、主金属を少なくとも約７０重量％の濃度で、副金属を約３０重量％未満の濃度で含有するものなどを含むことができる。
本明細書に記載の任意のもう１つの金属ベース層は、金、チタン、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、インジウム、亜鉛またはこれらの組み合わせを含めて選択される金属を含有することができる。特定の実施形態において、銀ベース層に隣接する金属ベース層のうち少なくとも１つ、１超、またはさらには全てが、金を含有し、またはさらには金から本質的になることができる。
上記の任意の１つ以上の金属ベース層は、金属ベース層を実質的に透明にすることができる厚さを有し、銀ベース層に十分な保護を付与することができる。例えば、上記の任意の１つ以上の金属ベース層は、少なくとも約０．１ｎｍ、またはさらには少なくとも約０．３ｎｍの厚さを有することができる。さらに、上記の任意の１つ以上の金属ベース層は、約５０ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、約２ｎｍ以下、またはさらには約１．５ｎｍ以下の厚さを有することができる。また、上記の任意の１つ以上の金属ベース層は、上記最大および最小値の任意の範囲、例えば、約０．１ｎｍ〜約５ｎｍ、またはさらには約０．３ｎｍ〜約１．５ｎｍの厚さを有することができる。
上記の任意の１つ以上の金属ベース層は、同じ厚さを有していても、異なる厚さを有していてもよい。特定の実施形態において、１つ以上の金属層は、それぞれ、実質的に同じ厚さを有する。本明細書において使用されているとき、「実質的に同じ厚さ」は、２つの比較される厚さの平均の２０％以内である厚さを称する。
任意の１つ以上の金属ベース層は、真空堆積技術によって、例えば、スパッタリングまたは蒸着によって形成され得る。
本開示による複合体は、１つ以上の銀ベース層４０、４２を含有することができる。銀ベース層は、赤外線放射を反射する能力を有する複合体を提供することができる。特定の実施形態において、例えば、図１に示すように、複合体は、第１銀ベース層４０を含有することができる。示すように、第１銀ベース層４０は、１つ以上の金属ベース層、例えば、第１金属ベース層３０および第２金属ベース層３２と直接接触することができる。
さらに、ある特定の実施形態において、複合体は、さらなる銀ベース層、例えば、第２銀ベース層４２を含有することができる。さらなる銀ベース層は、それぞれ、存在するとき、さらなる銀ベース層の主面に直接接触する金属ベース層を有することができる。例えば、図１に示すように、第２銀ベース層４２は、第３金属ベース層３４および第４金属ベース層３６と直接接触することができる。さらに、第２銀ベース層４２は、第１銀ベース層４０よりも基材から遠くにあってよい。
上記の任意の１つ以上の銀ベース層は、銀を含有することができ、特定の実施形態において、銀から本質的になることができる。本明細書において使用されているとき、句「銀から本質的になる」は、少なくとも約９５％の銀を含有する銀ベース層を称する。他の実施形態において、１つ以上の銀ベース層は、約３０重量％以下、約２０重量％以下、またはさらには約１０重量％以下の別の金属、例えば、金、白金、パラジウム、銅、アルミニウム、インジウム、亜鉛、またはこれらの組み合わせを有することができる。
任意の１つ以上の銀ベース層は、少なくとも約０．１ｎｍ、少なくとも約０．５ｎｍ、またはさらには少なくとも約１ｎｍの厚さを有することができる。さらに、任意の１つ以上の銀ベース層４０は、約１００ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下、またはさらには約２０ｎｍ以下の厚さを有することができる。また、任意の１つ以上の銀ベース層４０は、上記最大および最小値の任意の範囲、例えば、約０．５ｎｍ〜約２５ｎｍ、またはさらには約１ｎｍ〜約２０ｎｍの厚さを有することができる。
特定の実施形態において、第２銀ベース層４２は、第１銀ベース層４０より大きな厚さを有することができる。例えば、第２銀ベース層４２の厚さ対第１銀ベース層４０の厚さの比は、少なくとも約１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。
特定の実施形態において、複合膜１０は、３つ以下の銀ベース層、２つ以下の銀ベース層、またはさらには１つ以下の銀ベース層を含有することができる。非常に特定的な実施形態において、複合膜１０は、２つ以下の銀ベース層を含有することができる。本開示のある特定の実施形態の特定の利点は、２つ以下の銀ベース層によって本明細書に記載の特性を得ることである。
銀ベース層は、真空堆積技術によって、例えば、スパッタリングまたは蒸着によって形成され得る。特定の実施形態において、銀ベース層は、マグネトロンスパッタリング技術によって形成され得る。
本開示の種々の実施形態によると、複合体は、１つ以上の金属酸化物ベース複合層２５、２６、２７をさらに含有することができる。金属酸化物ベース複合層は、銀ベース層の反対側で金属ベース層の主面に隣接もしくはさらには直接接触して、かつ／または基材もしくは対基材層の主面に隣接もしくはさらには直接接触して設けられていてよい。
上記で議論した任意の１つ以上の金属酸化物複合体ベース層は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、ＢｉＯ２、ＰｂＯ、酸化亜鉛、ＡＺＯ、ＭｇＺｎＯ、ＭｇＯ、ＭｏＯ３、またはこれらの組み合わせを含めた種々の金属酸化物の少なくとも１つ、少なくとも２つ、またはさらには少なくとも３つの別々の異なる層を含有することができる。
上記に列挙した種々の金属酸化物を、屈折率の観点で説明することもできる。例えば、ルチル相から主に構成される酸化チタンは、５１０ｎｍで約２．４１の屈折率を有し、ＢｉＯ２は、５５０ｎｍで約２．４５の屈折率を有し、ＰｂＯは、５５０ｎｍで約２．５５の屈折率を有し、Ｎｂ２Ｏ５は、５５０ｎｍで約２．４の屈折率を有し、ＺｎＯは、５５０ｎｍで約２．０の屈折率を有する。したがって、非常に特定的な実施形態において、１つ以上の金属酸化物ベース複合層において層として使用される金属酸化物のうち少なくとも１つが、高い屈折率を有することができる。例えば、金属酸化物のうち少なくとも１つが、５１０ｎｍまたは５５０ｎｍのいずれかで、少なくとも約２．３、少なくとも約２．４、少なくとも約２．５の屈折率を有することができる。さらに、１つ以上の金属酸化物ベース複合層において層として使用される金属酸化物のうち少なくとも１つが、低い屈折率を有することができる。例えば、金属酸化物のうち少なくとも１つが、約２．４以下、約２．３未満、例えば、約２．２未満、約２．１未満、またはさらには約２．０未満の屈折率を有することができる。また、金属酸化物ベース複合層は、高屈折率材料をベースとする少なくとも１つの層と、低屈折率材料を有する少なくとも１つの層とを有することができる。例えば、金属酸化物ベース複合層は、少なくとも２．４の屈折率を有する金属酸化物と、２．４未満の屈折率を有する金属酸化物とをベースとする少なくとも１つの層を有することができる。
上記の種々の金属酸化物を、１つの回転式セラミックターゲットによる堆積速度の観点で説明することもできる。例えば、酸化チタンは、１．５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１の堆積速度を有することができ、酸化ニオブは、３ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１の堆積速度を有することができ、ＡＺＯは、７ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１の堆積速度を有することができる。したがって、非常に特定的な実施形態において、１つ以上の金属酸化物ベース複合層において層として使用される金属酸化物のうち少なくとも１つが、高い堆積速度を有することができる。例えば、ある特定の実施形態において、金属酸化物のうち少なくとも１つが、少なくとも１ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１、少なくとも１．５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１、少なくとも２ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１、少なくとも３ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１、少なくとも４ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１、少なくとも５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１、少なくとも６ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１、またはさらには少なくとも７ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１の堆積速度を有することができる。さらに、金属酸化物のうち少なくとも１つが、５０ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１以下、またはさらには２５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１以下、８ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１以下、４ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１以下、またはさらには２ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１以下の堆積速度を有することができる。また、金属酸化物のうち少なくとも１つが、上記で付与した最小および最大値の任意の範囲、例えば、１ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１〜５０ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１の範囲、またはさらには１．５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１〜２５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１の範囲の堆積速度を有することができる。非常に特定的な実施形態において、１つ以上の金属酸化物ベース複合層において層として使用される金属酸化物のうち少なくとも２つが、異なる堆積速度を有することができる。例えば、１つ以上の金属酸化物ベース複合層において層として使用される金属酸化物のうち一方が、少なくとも約３ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１の堆積速度を有することができ、一方で、同じ金属酸化物ベース複合層において層として使用される別の金属酸化物が、３ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１以下の堆積速度を有することができる。金属酸化物ベース複合層において使用されるいずれか２つ、またはさらには３つの異なる金属酸化物が、上記に付与した任意の堆積速度を任意の組み合わせで有することができることが理解されるべきである。
本開示のある特定の実施形態の特定の利点は、高い堆積速度を有する金属酸化物の使用である。常套的に、かかる金属酸化物層は、例えば、光学特性、ＩＲ特性などが劣るため、使用されていなかった。しかし、本発明者らは、重要な光学およびＩＲ特性を犠牲にすることなく高い堆積速度を有する金属酸化物を使用することができるということを驚くべきことに発見した。
図２をここで参照すると、ある特定の実施形態において、金属酸化物ベース複合層は、金属ベース層および／または銀ベース層の質を改良するように適合された層１０１、１０３を含有することができる。例えば、層１０１、１０３は、金属酸化物材料などの酸化物材料を含有することができる。特定の実施形態において、金属酸化物材料は、酸化亜鉛、例えばＡＺＯまたはＭｇＺｎＯを含有することができる。非常に特定的な実施形態において、酸化亜鉛は、ＡＺＯであり得る。他の実施形態において、層１０１、１０３は、酸化物材料、例えば、ＭｇＯまたはＭｏＯ３を含有することができる。
本開示のある特定の実施形態の特定の利点は、特定の金属酸化物ベース層、例えば、金属酸化物複合体ベース層２５、２６における層１０１、１０３が、金属ベース層の均一性を改良し、これにより、直後に堆積される金属ベース層の光学特性およびスタックの全体としての光学特性を改良することができるという発見である。理論によって拘束されることを望まないが、金属ベース層の均一性の改良は、ヘテロエピタキシー効果に少なくとも部分的に起因し得る。
例えば、ある特定の実施形態において、複合体の性能の改良は、（金属酸化物複合体ベース層内の）金属酸化物ベース層の結晶構造が、隣接する、その後に堆積される金属ベース層の結晶構造と一致するまたは厳密に一致するときに、生じ得る。材料の結晶構造（所与のタイプの結晶内の原子の配置）を、格子定数と称されるユニットセルエッジ長ａ、ｂおよびｃを有するユニットセルと称される最も簡単な繰り返しユニットの観点で説明することができる。結晶構造の一致の程度を定量化するために、第１層（ａ１）および第２層（ａ２）の格子定数が以下の式を満たすとき、第１層の結晶構造が第２層の結晶構造と厳密に一致する：
（［ｓｑｒｔ（２）／２］＊ａ２）／ａ１＝ｘ，
式中、ｘは、０．６５以上の値を表す。本明細書に記載の特定の実施形態において、例えば、金属酸化物ベース層と金属層および／または銀層との間で、ｘは、０．７０以上、０．７５以上、０．８０以上、０．８２以上、０．８４以上、または０．８６以上の値を表す。さらなる特定の実施形態において、ｘは、１．５以下、１．４以下、１．３以下、１．２以下、１．１以下、または１．０以下の値を表す。また、ｘは、上記最小および最大値の任意の範囲、例えば、０．７５〜１．４、０．８４〜１．２、またはさらには０．８６〜１．０の範囲の値を表すことができる。
例えば、金の結晶構造は面心立方（ｆｃｃ）であり、その格子定数ａは０．４０８ｎｍである。金の結晶構造は、立方体であるため、唯一の格子定数を有することができる。周囲条件下で、ＺｎＯは、ウルツ鉱型で主に結晶化する。ウルツ鉱型におけるＺｎＯの格子定数は、ａ＝０．３２５ｎｍおよびｃ＝０．５２０ｎｍである。この型がいわゆる（００２）方位で配向しているとき、表面は、金結晶がいわゆる（１１１）方位で配向しているときの金の原子間距離と同様の原子間距離を有することができる。すなわち、（［ｓｑｒｔ（２）／２］ｘａＡｕ）〜ａＺｎＯが、０．２９ｎｍ〜０．３３ｎｍに相当する。ＡＺＯ（＝ＺｎＯ：Ａｌ）による効果は、Ａｌ原子がネットワーク内に挿入されているときでも、同様であり得る。
一方で、Ａｕが異なる金属酸化物ベース層、例えば、ＴｉＯｘに堆積されるとき、ヘテロエピタキシー効果は、結晶構造間の不一致が高いため効果的でない。例えば、ＴｉＯｘが熱処理を用いずマグネトロンスパッタリングによって堆積されるとき、材料は、アモルファスであっても（この場合、具体的な秩序は存在しない）、ルチル結晶構造を有していてもよい。ルチル結晶構造は、ａ＝ｂ＝０．４５８ｎｍかつｃ＝０．２９５ｎｍの体心正方ユニットセルを有する。ある特定の実施形態において、この構造から、ＴｉＯｘは、方位に関係なく、Ａｕユニットセルの結晶構造と厳密に一致する結晶構造を有しているようには見えない。したがって、非常に特定的な実施形態において、金属ベース層に直接隣接する金属酸化物層は、本質的に酸化チタン不含であり得る。
非常に特定的な実施形態において、金属ベース層に直接隣接する金属酸化物ベース層は、ＡＺＯであってよい。なおさらに非常に特定的な実施形態において、金属酸化物ベース層に隣接する金属ベース層は、金であってよい。
上記のように金属ベース層に直接隣接する金属酸化物ベース層を使用するとき、金属ベース層の後に直接堆積される銀ベース層もまた、改良されると理解されるべきである。したがって、上記と一致している同程度の格子定数は、金属酸化物ベース層と銀ベース層との間に存在し得、このとき、金属ベース層が、金属酸化物ベース層と銀ベース層との間に堆積される。
図２を再び参照すると、ある特定の実施形態において、複合膜１０は、金属ベース層および／または銀ベース層の質を改良するように適合された層１０１、１０３を各々が含有する少なくとも１つのまたはさらには少なくとも２つの金属酸化物ベース複合層２５、２６を含有することができる。
層１０１、１０３は、金属ベース層３０、３４に直接隣接して接触するように、金属酸化物ベース複合層２５、２６内に堆積され得る。金属酸化物ベース複合層２５、２６内で、（層１０１、１０３以外の）他の金属酸化物層１０２、１０４が、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、ＢｉＯ２、ＰｂＯ、またはこれらの組み合わせを含んでいてよい。非常に特定的な実施形態において、金属酸化物ベース複合層２５、２６は、層１０１、１０３に加えて、酸化チタンベース層１０２、１０４を含有することができる。他の特定の実施形態において、金属酸化物ベース複合層２５、２６は、以下により詳細に記載されているように、層１０１、１０３に加えて、酸化ニオブベース層１０２、１０４を含有することができる。
金属ベース層および／または銀ベース層の質を改良するように適合された層１０１、１０３が金属酸化物ベース複合層２５、２６に存在するとき、層１０１、１０３は、小さな厚さを有することができる。例えば、層１０１、１０３は、５０ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、またはさらには７ｎｍ以下の厚さを有することができる。さらに、層１０１、１０３は、少なくとも１ｎｍ、少なくとも２ｎｍ、またはさらには少なくとも３ｎｍの厚さを有することができる。また、層１０１、１０３は、上記で付与した最小および最大値の任意の範囲、例えば、１〜２０ｎｍの範囲、またはさらには２〜１０ｎｍの範囲の厚さを有することができる。また、ある特定の実施形態において、層１０１、１０３が金属酸化物ベース複合層２５、２６に存在するとき、層１０１、１０３は、金属酸化物ベース複合層２５、２６の残余の厚さより小さな厚さを有することができる。例えば、層１０１、１０３が金属酸化物ベース複合層２５、２６に存在するとき、層１０１、１０３の厚さ対金属酸化物ベース複合層１０２、１０４の残余の厚さの比は、１未満、例えば、０．８以下、０．７以下、０．６以下、０．５以下、０．３以下、０．２以下、またはさらには約０．１５以下であってよい。さらに、層１０１、１０３が金属酸化物ベース複合層２５、２６に存在するとき、層１０１、１０３の厚さ対金属酸化物ベース複合層１０２、１０４の残余の厚さの比は、少なくとも０．０１、少なくとも０．０５、またはさらには少なくとも０．０７５であってよい。
本開示のある特定の実施形態のなお別の特定の利点は、金属ベース層および／または銀ベース層の質を改良するように適合された層１０１、１０３と酸化ニオブ層との組み合わせを含有する金属酸化物複合体ベース層２５、２６、２７である。本明細書においてより詳細に議論されているように、酸化ニオブの使用は、酸化ニオブの低い屈折率に部分的に起因して、酸化チタンの使用よりも好ましくなかった。しかし、本発明者らは、層１０１、１０３を、高い堆積速度を有する層、例えば、酸化ニオブと併用することによって、複合膜１０が、以下の実施例においてより詳細に示されているように、生成速度または回線速度の大幅な改良を実現しながらも、光学および太陽特性の大幅かつ相乗的な改良を示すことを驚くべきことに発見した。
図３をここで参照すると、本開示のある特定の実施形態のなお別の特定の利点は、酸化チタンベース層１１０、１１１、１１２と酸化ニオブベース層１１３、１１４、１１５、１１６との組み合わせを含有する金属酸化物複合体ベース層２５、２６、２７である。本明細書においてより詳細に議論されているように、酸化ニオブの使用は、酸化ニオブの低い屈折率に部分的に起因して、酸化チタンの使用よりも好ましくなかった。しかし、本発明者らは、酸化チタン層を酸化ニオブ層と併用することによって、複合膜が、生成速度または回線速度の大幅な改良を実現しながらも、光学および太陽特性の大幅かつ相乗的な改良を示すことを驚くべきことに発見した。理論によって拘束されることを望まないが、基材層と特に直接隣接して接触して存在する酸化チタン層を有することによって、より良好な屈折率の一致、したがって改良された光学特性を付与することができ、また、酸化ニオブベース層の使用が、酸化チタンベース層の添加によって実現される改良を大幅に妨げないと考えられる。
酸化チタンベース層１１０、１１１、１１２および酸化ニオブベース層１１３、１１４、１１５、１１６を含む金属酸化物ベース複合層２５、２６、２７を組み込んだかかる実施形態において、酸化チタンベース層１１０、１１１、１１２は、金属酸化物ベース複合層２５、２６、２７内で酸化ニオブベース層１１３、１１４、１１５、１１６の厚さより小さい厚さを有することができる。例えば、酸化ニオブベース層１１３、１１４、１１５、１１６の厚さ対酸化チタンベース層１１０、１１１、１１２の厚さの比は、１超、例えば、１．５以上、２以上、またはさらには２．５以上であってよい。さらなる実施形態において、酸化ニオブベース層１１３、１１４、１１５、１１６の厚さ対酸化チタンベース層１１０、１１１、１１２の厚さの比は、１０以下、６以下、またはさらには５以下であってよい。また、酸化ニオブベース層１１３、１１４、１１５、１１６の厚さ対酸化チタンベース層１１０、１１１、１１２の厚さの比は、上記で付与した最小および最大値の任意の範囲、例えば、１．５〜１０、またはさらには２．５〜５の範囲であってよい。
さらにより特定的な実施形態では、酸化チタンベース層および酸化ニオブベース層を含む金属酸化物ベース複合層において、酸化チタンベース層が、少なくとも１ｎｍ、少なくとも２ｎｍ、またはさらには少なくとも３ｎｍの厚さを有することができる。他の実施形態において、酸化チタンベース層は、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、またはさらには１０ｎｍ以下の厚さを有することができる。また、酸化チタンベース層は、上記で付与した最小および最大厚さの任意の範囲、例えば、１〜５０ｎｍまたはさらには３〜２０ｎｍの範囲の厚さを有することができる。また、酸化チタンベース層および酸化ニオブベース層を含む金属酸化物ベース複合層において、酸化ニオブ層は、少なくとも１ｎｍ、少なくとも５ｎｍ、少なくとも１０ｎｍ、またはさらには少なくとも１５ｎｍの厚さを有することができる。さらなる実施形態において、酸化ニオブベース層は、７０ｎｍ以下、６０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、またはさらには４０ｎｍ以下の厚さを有することができる。また、酸化チタンベース層は、上記で付与した最小および最大厚さの任意の範囲、例えば、５〜６０ｎｍまたはさらには１０〜５０ｎｍの範囲の厚さを有することができる。
全体で、上記で議論した任意の１つ以上の金属酸化物ベース複合層２５、２６、２７は、少なくとも約１ｎｍ、少なくとも約２ｎｍ、またはさらには少なくとも約５ｎｍの厚さを有することができる。さらに、上記で議論した任意の１つ以上の金属酸化物ベース複合層２５、２６、２７は、約１００ｎｍ以下、約８０ｎｍ以下、またはさらには約７０ｎｍ以下の厚さを有することができる。また、上記で議論した任意の１つ以上の金属酸化物ベース複合層２５、２６、２７は、上記最大および最小値の任意の範囲、例えば、約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、またはさらには約２ｎｍ〜約６０ｎｍの厚さを有することができる。
特定の実施形態において、１つ以上の金属酸化物ベース複合層２５、２６、２７は、変動する厚さを有していてよい。例えば、１つの特定の実施形態において、第１金属酸化物ベース複合層２５は、他の金属酸化物ベース複合層よりも基材層２０の近くに設けられて、任意の他の金属酸化物ベース複合層、例えば、第２金属酸化物ベース複合層２６または第３金属酸化物ベース複合層２７より小さい厚さを有することができる。ある特定の実施形態において、第２金属酸化物ベース層２６または第３金属酸化物ベース層２７の厚さ対第１金属酸化物ベース層２５の厚さの比は、少なくとも１、少なくとも１．５、少なくとも２、少なくとも２．５、少なくとも３、少なくとも４、少なくとも５、またはさらには少なくとも６であってよい。
さらなる実施形態において、複合膜１０は、酸化チタンベース層１１１よりもむしろ酸化ニオブベース層１１４、１１５を含有することができる少なくとも１つの金属酸化物ベース複合層２６を含有することができる。
なおさらに特定の実施形態において、図３に示すように、酸化チタン層１１０、１１２は、基材層２０および／または対基材層（存在する場合）２２に直接隣接して設けられていてよい。他の実施形態において、酸化ニオブ層は、基材層および／または対基材層（存在する場合）に直接隣接して設けられていてよい。なおさらなる特定の実施形態において、酸化ニオブ層１１３、１１４、１１５、１１６は、１つ以上の金属ベース層３０、３２、３４、３６に直接隣接して設けられていてよい。他の実施形態において、酸化チタン層は、１つ以上の金属ベース層に直接隣接して設けられていてよい。
本明細書において議論されている１つ以上の個々の金属酸化物ベース層、したがって、金属酸化物ベース複合層は、真空堆積技術によって、例えば、スパッタリングもしくは蒸着、または原子層堆積技術によって形成され得る。例えば、金属酸化物ベース層は、回転可能なセラミック金属酸化物ターゲットを使用してＤＣマグネトロンスパッタリングによって得られ得る。これらのターゲットは、ＤＣマグネトロンスパッタリングプロセスにおいてカソードとして使用されるのに十分な電気伝導度を有することができる。
基材層と最外層、例えば、対基材との間に設けられた全ての層を含めて、また、これらの層を含めて、複合体１０は、全体として、少なくとも約２５μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約６０μｍ、またはさらには少なくとも約７０μｍの合計厚さを有することができる。さらに、複合体１０全体は、約３００μｍ以下、約２００μｍ以下、約１００μｍ以下、またはさらには約８５μｍ以下の合計厚さを有することができる。また、複合体全体は、上記最大および最小値の任意の範囲、例えば、約２５μｍ〜約３００μｍ、またはさらには約５０μｍ〜約１００μｍの合計厚さを有することができる。
複合膜の特定の利点をその性能の観点からここで説明する。パラメータとして、可視光透過率、太陽エネルギー除去率、光対太陽利得比、可視光反射率、耐摩耗性評価、および回線速度が挙げられる。
可視光透過率は、複合体を通して透過される可視スペクトル（３８０〜７８０ｎｍ）の割合を称する。可視光透過率は、ＩＳＯ ９０５０に従って測定され得る。本開示の特定の利点は、特に、本明細書に記載されている他のパラメータと組み合わせて、本明細書に記載されかつ以下の実施例に示されている可視光透過率の値を得ることができるということである。本開示の実施形態において、複合体は、少なくとも約６０％、少なくとも約６５％、またはさらには少なくとも約７０％の可視光透過率を有することができる。さらに、複合体は、１００％以下、９５％以下、またはさらには９０％以下の可視光透過率を有することができる。また、複合体は、上記最大および最小値の任意の範囲、例えば、約６０％〜約１００％またはさらには約７０％〜約１００％の範囲の可視光透過率を有することができる。
太陽エネルギー除去率は、太陽光直接反射率と外側に向かう二次伝熱の除去率の因子との和である、グレージングによって除去される合計エネルギーの測定値であり、後者は、複合体によって吸収された入射太陽放射線の部分の対流および長波長ＩＲ放射による伝熱から結果として得られる。太陽エネルギー除去率は、ＩＳＯ ９０５０基準に従って測定され得る。本開示の特定の利点は、特に、本明細書に記載されている他のパラメータと組み合わせて、本明細書に記載されかつ以下の実施例に示されている太陽エネルギー除去率の値を得ることができるということである。本開示の特定の実施形態において、複合体は、少なくとも約５０％、少なくとも約５２％、少なくとも約５５％、またはさらには少なくとも約５９％の太陽エネルギー除去率を有することができる。さらに、複合体は、約９０％以下、約８０％以下、またはさらには約７０％以下の太陽エネルギー除去率を有することができる。また、複合体は、上記最大および最小値の任意の範囲、例えば、約５０％〜約９０％の範囲、またはさらには約５９％〜約９０％の範囲の太陽エネルギー除去率を有することができる。
光対太陽熱利得比は、熱利得を遮断しつつ日光を透過する種々の複合体タイプの相対効率の尺度を称する。比が大きいほど、過剰量の熱を添加することなく部屋が明るくなる。光対太陽熱利得比は、以下の式によって求めることができる：
ＬＳＨＧＲ＝（ＶＬＴ）／（１−ＴＳＥＲ）
式中、ＶＬＴは、上記で求めた可視光透過率である。本開示の特定の利点は、特に、本明細書に記載されている他のパラメータと組み合わせて、本明細書に記載されかつ以下の実施例に示されている光対太陽熱利得比を得ることができるということである。本開示の特定の実施形態において、複合体は、少なくとも約１．５、少なくとも約１．６０、少なくとも約１．７０、またはさらには少なくとも約１．８０の光対太陽利得比を有することができる。さらに、複合体は、１．９５以下、１．９２以下、またはさらには１．９０以下の光対太陽利得比を有することができる。また、複合体は、上記最大および最小値の任意の範囲、例えば、約１．６０〜約１．９５、またはさらには１．８０〜約１．９０の光対太陽利得比を有することができる。
可視光反射率は、膜によって反射される合計の可視光の測定値である。可視光反射率は、ＩＳＯ ９０５０に従って測定され得る。本開示の特定の利点は、特に、本明細書に記載されている他のパラメータと組み合わせて、本明細書に記載されかつ以下の実施例に示されている可視光反射率の値を得ることができるということである。本開示の特定の実施形態において、複合体は、少なくとも約０．５％、少なくとも約１％、またはさらには少なくとも約２％の可視光反射率を有することができる。さらに、複合体は、約１２％以下、約１０％以下、約８％以下、またはさらには約６％以下の可視光反射率を有することができる。また、複合体は、上記最大および最小値の任意の範囲、例えば、約０．５％〜約１２％またはさらには約２％〜約６％の範囲の可視光反射率を有することができる。
本開示は、当該分野の状況からの発展を示す。例えば、ＩＲ反射性膜である上記複合膜は、ＴＳＥＲおよびＶＬＴの組み合わせの相乗的改良ならびにこれによる改良された選択率（光対太陽熱利得比（ＬＳＨＧＲ）としても知られている）を実証することができる。本開示のある特定の実施形態において、本発明者らは、酸化ニオブベース誘電体層を酸化亜鉛ベース層などの金属酸化物層と組み合わせて組み込むことによって、膜複合体がＴＳＥＲおよびＶＬＴの相乗的増大を驚くべきことに示すということを驚くべきことに発見した。実用では酸化チタン誘電体を使用して高ＶＬＴを提供していたが、酸化チタンの使用はその堆積速度によって制限されるため、製造には、より多くのコストがかかった。さらに、酸化ニオブ単独の使用はＴＳＥＲを改良するが、酸化チタンと比較してＶＬＴを減少させる。理論によって拘束されることを望まないが、銀層の下に酸化亜鉛層を形成することで、銀層のより良好な結晶化を誘発し、結果として改良されたＶＬＴを生じると考えられる。酸化ニオブ層と酸化亜鉛層との組み合わせがＴＳＥＲを相乗的に改良しかつＶＬＴを改良または維持することにより、達成可能であったよりも大幅に改良された選択率を生ずることが実現された。さらに、複合膜を形成するための全体としての回転速度が、複合膜の光学および太陽特性を犠牲にすることなく、高い堆積速度材料、例えば、酸化ニオブの使用によって改良され得ることが発見された。
サンプルＡは、図４に概要を示すように膜スタックを含有する。この膜スタックは、商品名ＳＯＬＭＯＸでＬＸ７０として市販されており、ＳｏｌａｒＧａｒｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから得ることができる。
サンプルＢは、図５に概要を示すように同様の膜スタックを含有し、酸化チタン層が酸化ニオブ層で置き換えられているという点においてサンプルＡの膜スタックと異なる。サンプルＣは、図６に概要を示すように同様の膜スタックを含有し、酸化チタン層がＡＺＯ層で置き換えられているという点においてサンプルＡの膜スタックと異なる。
サンプルＤは、図７に概要を示すように同様の膜スタックを含有し、二酸化チタン層が酸化ニオブ層およびＡＺＯ層を含む金属酸化物ベース複合層で置き換えられているという点においてサンプルＡの膜スタックと異なる。
サンプルＥは、図８に概要を示すように同様の膜スタックを含有し、二酸化チタン層が酸化チタン層およびＡＺＯ層を含む金属酸化物ベース複合層で置き換えられているという点においてサンプルＡの膜スタックと異なる。
サンプルＦは、図９に概要を示すような膜スタックを含有し、二酸化チタン層が酸化チタン層および酸化ニオブ層を含む金属酸化物ベース複合層で置き換えられているという点においてサンプルＡの膜スタックと異なる。
サンプルＧは、図１０に概要を示すような膜スタックを含有し、酸化チタン層および酸化ニオブ層の順序が交換されている点においてサンプルＦの膜スタックと異なる。
膜の各々について、酸化物材料用の回転式のセラミックターゲットを用いて、層をロールツーロール（Ｒ２Ｒ）マグネトロン堆積によって堆積する。ＴｉＯｘおよびＮｂ２Ｏｘの透明度を調整するために少量の酸素が必要である。
次いで、サンプルを、太陽膜に関連する特性について試験し、結果を表１において以下に報告する。
多くの異なる態様および実施形態が可能である。これらの態様および実施形態のいくつかを以下に記載する。当業者は、本明細書を読んだ後、これらの態様および実施形態が単に説明目的のみであり、本発明の範囲を限定しないことを認識する。実施形態は、以下に列挙する項のいずれか１つ以上によることができる。
項１．酸化ニオブ層と、金属ベース層の均一性を改良するように適合された金属酸化物層とを含む金属酸化物ベース複合層を含む複合膜であって、複合膜が、銀ベース層を含み、複合膜が、少なくとも６５％の可視光透過率を有する、複合膜。
項２．金属酸化物ベース複合層を含む複合膜であって、金属酸化物ベース複合層が、異なる金属酸化物の少なくとも２つの異なった層を含む、複合膜。
項３．
ａ．ポリマーを含む透明基材層と；
ｂ．１つ以上の金属ベース層と；
ｃ．１つ以上の銀ベース層と；
ｄ．１つ以上の金属酸化物ベース複合層とを含む複合膜であって、
１つ以上の金属酸化物ベース複合層が、異なる金属酸化物の少なくとも２つの異なった層を含み；
複合膜が、少なくとも６５％の可視光透過率を有する、複合膜。
項４．２つ以下の銀ベース層を有し、５５％超の太陽エネルギー除去率（ＴＳＥＲ）および少なくとも７０％の可視光透過率（ＶＬＴ）を有する複合膜。
項５．２つ以下の銀ベース層を有し、少なくとも１．６の光対太陽熱利得比を有する複合膜。
項６．単一の回転式セラミックターゲットへのスパッタリング堆積速度が１．５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１である金属酸化物ベース層を含み、少なくとも１．６の光対太陽熱利得比を有する、複合膜。
項７．
ａ．基材層と；
ｂ．少なくとも第１金属酸化物ベース層および第２金属酸化物ベース層を含む金属酸化物ベース複合層と
ｃ．第２金属酸化物ベース層に隣接する金属ベース層と；
ｄ．金属ベース層に隣接する銀ベース層と
を含む複合膜であって、第２金属酸化物ベース層が、格子定数ａ１を有する金属酸化物を含み；金属ベース層が、格子定数ａ２を有する金属を含み、または銀ベース層が、格子定数ａ２を有する銀ベース化合物を含み；ａ１およびａ２が、以下の式：
（［ｓｑｒｔ（２）／２］＊ａ２）／ａ１＝ｘ，
式中、ｘが０．６５以上の値を示す；を満たす、複合膜。
項８．複合膜を形成する方法であって：
ａ．ポリマーを含む透明基材層を付与することと；
ｂ．１つ以上の金属酸化物ベース層をスパッタリングによって形成することと；
ｃ．１つ以上の金属ベース層を形成することと；
ｄ．１つ以上の銀ベース層を形成することと；
ｅ．１つ以上の金属酸化物ベース層をスパッタリングによって形成することにおいて、堆積速度が、単一の回転式セラミックターゲットにおいて１．５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１であることと
を含む方法。
項９．ポリマーを含む透明基材層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項１０．透明基材層が、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエステル、三酢酸セルロース（ＴＣＡもしくはＴＡＣ）、ポリウレタン、またはこれらの組み合わせを含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項１１．透明基材層が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項１２．透明基材層が、少なくとも約０．１μｍ、少なくとも約１μｍ、もしくはさらには少なくとも約１０μｍの厚さ；約１０００μｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、もしくはさらには約５０μｍ以下；または約０．１μｍ〜約１０００μｍの範囲、もしくはさらには約１０μｍ〜約５０μｍの範囲の厚さを有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項１３．透明対基材をさらに含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項１４．複合体の最外層として対基材をさらに含み、これにより、少なくとも１つ以上の銀ベース層、１つ以上の金属酸化物ベース層、および１つ以上の銀ベース層が、基材層と対基材層との間に挟持されるようになっている、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項１５．透明対基材層が、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエステル、三酢酸セルロース（ＴＣＡもしくはＴＡＣ）、ポリウレタン、またはこれらの組み合わせを含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項１６．透明対基材層が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項１７．透明基材層が、少なくとも約０．１μｍ、少なくとも約１μｍ、もしくはさらには少なくとも約１０μｍの厚さ；約１０００μｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、もしくはさらには約５０μｍ以下の厚さ；または約０．１μｍ〜約１０００μｍの範囲、もしくはさらには約１０μｍ〜約５０μｍの範囲の厚さを有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項１８．複合体が、１つ以上の金属ベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項１９．複合体が、第１金属ベース層および第２金属ベース層を含み、第１金属ベース層および第２金属ベース層が、１つ以上の銀ベース層の１つと直接接触している、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項２０．複合体が、第１銀ベース層、第２銀ベース層、第３金属ベース層および第４金属ベース層を含み、第３金属ベース層および第４金属ベース層が、第２銀ベース層と直接接触している、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項２１．１つ以上の金属ベース層が、金属から本質的になる、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項２２．１つ以上の金属ベース層が、本質的に純粋な金属または金属合金を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項２３．１つ以上の金属ベース層が、金、チタン、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、インジウム、亜鉛およびこれらの組み合わせからなる群から選択される金属を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項２４．１つ以上の金属ベース層が、少なくとも約０．１ｎｍの厚さを有し；金属を含む層が、約５０ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、約２ｎｍ以下、もしくはさらには約１ｎｍ以下の厚さを有し；または、金属を含む層が、約０．１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲、もしくはさらには約０．１ｎｍ〜約２ｎｍの範囲の厚さを有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項２５．複合体が、１つ以上の銀ベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項２６．１つ以上の銀ベース層が、第１銀ベース層および第２銀ベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項２７．１つ以上の銀ベース層が、第１銀ベース層および第２銀ベース層からなる、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項２８．１つ以上の銀ベース層が、２つの別々の異なる銀ベース層からなる、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項２９．１つ以上の銀ベース層が、銀から本質的になる、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項３０．もう１つの銀ベース層が、少なくとも約０．５ｎｍ、もしくはさらには少なくとも約１ｎｍの厚さ；約１００ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下、もしくはさらには約２０ｎｍ以下の厚さ；または約０．５ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲、もしくはさらには約１ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲の厚さを有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項３１．もう１つの銀ベース層の全ての組み合わせ厚さが、少なくとも約０．１ｎｍ、少なくとも約１ｎｍ、もしくはさらには少なくとも約２ｎｍであり；約２００ｎｍ以下、約１００ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、もしくはさらには約４０ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、もしくはさらには約２５ｎｍ以下の厚さであり；または約０．１ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲、もしくはさらには約２ｎｍ〜約２５ｎｍの範囲の厚さである、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項３２．複合体が、１つ以上の金属酸化物ベース複合層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項３３．金属酸化物ベース複合層が、異なる金属酸化物の少なくとも２つの異なった層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合膜または方法。
項３４．金属酸化物ベース複合層が、異なる金属酸化物の少なくとも３つの異なった層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合膜または方法。
項３５．１つ以上の金属酸化物ベース複合層の少なくとも１つが、金属ベース層と直接接触している、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項３６．１つ以上の金属酸化物ベース層の少なくとも１つが、基材層と直接接触している、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項３７．複合体が、第１金属酸化物ベース複合層および第２金属酸化物ベース複合層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項３８．複合体が、第１金属酸化物ベース複合層、第２金属酸化物ベース複合層、および第３金属酸化物ベース複合層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項３９．もう１つの金属酸化物ベース複合層が、酸化アルミニウム、酸化チタン、ＢｉＯ２、ＰｂＯ、酸化ニオブ、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化モリブデン、またはこれらの組み合わせを含む金属酸化物ベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項４０．もう１つの金属酸化物ベース複合層が、酸化ニオブを含む金属酸化物層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項４１．もう１つの金属酸化物ベース複合層が、酸化亜鉛を含む金属酸化物層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項４２．複合体が、ＡＺＯを含む１つ以上の酸化亜鉛ベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項４３．もう１つの金属酸化物ベース複合層が、同じ金属酸化物ベース複合層に酸化ニオブを含む金属酸化物層および酸化亜鉛を含む金属酸化物層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項４４．もう１つの金属酸化物ベース複合層が、同じ金属酸化物ベース複合層に酸化チタンを含む金属酸化物層および酸化亜鉛を含む金属酸化物層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項４５．もう１つの金属酸化物ベース複合層が、同じ金属酸化物ベース複合層に酸化ニオブを含む金属酸化物層および酸化チタンを含む金属酸化物層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項４６．もう１つの金属酸化物ベース複合層が、同じ金属酸化物ベース複合層に酸化ニオブを含む金属酸化物層および酸化チタンを含む金属酸化物層を含み、酸化チタン層の厚さが、同じ金属酸化物ベース複合層における酸化ニオブ層の厚さよりも小さい、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項４７．もう１つの金属酸化物ベース複合層が、同じ金属酸化物ベース複合層に酸化亜鉛を含む金属酸化物層および酸化チタンまたは酸化ニオブを含む金属酸化物層を含み、酸化亜鉛層の厚さが、同じ金属酸化物ベース複合層における酸化ニオブまたは酸化チタン層の厚さより小さい、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項４８．１つ以上の金属酸化物ベース複合層が、少なくとも約０．５ｎｍ、少なくとも約１ｎｍ、少なくとも約２ｎｍ、もしくはさらには少なくとも約２０ｎｍの厚さ；約１００ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約２０ｎｍ以下、もしくはさらには約１０ｎｍ以下の厚さ；または約０．５ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲、約２〜５０ｎｍの範囲、もしくはさらには約２０〜１００ｎｍの範囲の厚さを有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項４９．複合体が、銀ベース層ごとに酸化亜鉛ベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項５０．複合体が、２つ以下の酸化亜鉛ベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項５１．複合体が、金属ベース層に隣接して設けられている１つ以上の酸化亜鉛ベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項５２．複合体が、基材層に隣接して設けられた酸化チタンベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項５３．複合体が、金属ベース層に隣接して設けられている酸化チタンベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項５４．複合体が、少なくとも０．１ｎｍ、少なくとも０．５ｎｍ、もしくは少なくとも１ｎｍの厚さ；１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、もしくはさらには１０ｎｍ以下の厚さ；または０．１ｎｍ〜１００ｎｍ、０．５ｎｍ〜５０ｎｍ、もしくはさらには１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲の厚さを有する１つ以上の酸化亜鉛ベース層を含む、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項５５．複合体が、少なくとも約６０％、少なくとも約６５％、またはさらには少なくとも約７０％の可視光透過率を有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項５６．複合体が、１００％以下、９５％以下、またはさらには９０％以下の可視光透過率を有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項５７．複合体の太陽エネルギー除去率が、少なくとも５０％、少なくとも約５２％、少なくとも約５５％、約５５％超、少なくとも約５６％、少なくとも約５７％、少なくとも約５８％、少なくとも約５９％、またはさらには少なくとも約６０％である、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項５８．複合体の太陽エネルギー除去率が、９０％以下、８０％以下、またはさらには７０％以下である、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項５９．複合体が、少なくとも約１．６０、約１．６０超、少なくとも約１．６１、少なくとも約１．６２、少なくとも約１．６３、少なくとも約１．６４、少なくとも約１．６５、少なくとも約１．６６、少なくとも約１．６７、少なくとも約１．６８、少なくとも約１．６９、またはさらには少なくとも約１．７０の光対太陽利得比を有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項６０．複合体が、１．９５以下、１．９２以下、またはさらには１．９０以下の光対太陽利得比を有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項６１．複合体が、少なくとも０．５％、少なくとも１％、またはさらには少なくとも２％の可視光反射率を有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項６２．複合体が、１２％以下、１０％以下、８％以下、またはさらには６％以下の可視光反射率を有する、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項６３．複合体が、少なくとも第１金属酸化物ベース層および第２金属酸化物ベース層を含む金属酸化物ベース複合層を含み、複合体が、第２金属酸化物ベース層に隣接する金属層をさらに含み、第２金属酸化物ベース層が、格子定数ａ１を有する金属酸化物を含み；金属ベース層が、格子定数ａ２を有する金属を含み、または銀ベース層が、格子定数ａ２を有する銀ベース化合物を含み；ａ１およびａ２が、以下の式：
（［ｓｑｒｔ（２）／２］＊ａ２）／ａ１＝ｘ，
式中、ｘが、０．７０以上、０．７５以上、０．８０以上、０．８２以上、０．８４以上、または０．８６以上の値を示す；を満たす、上記項のいずれかに記載の複合体または方法。
項６４．複合体が、少なくとも第１金属酸化物ベース層および第２金属酸化物ベース層を含む金属酸化物ベース複合層を含み、複合体が、第２金属酸化物ベース層に隣接する金属層をさらに含み、第２金属酸化物ベース層が、格子定数ａ１を有する金属酸化物を含み；金属ベース層が、格子定数ａ２を有する金属を含み、または銀ベース層が、格子定数ａ２を有する銀ベース化合物を含み；ａ１およびａ２が、以下の式：
（［ｓｑｒｔ（２）／２］＊ａ２）／ａ１＝ｘ，
式中、ｘが、１．５以下、１．４以下、１．３以下、１．２以下、１．１以下、または１．０以下の値を示す；を満たす、上記項のいずれかに記載の複合体または方法。
項６５．複合体が、少なくとも第１金属酸化物ベース層および第２金属酸化物ベース層を含む金属酸化物ベース複合層を含み、複合体が、第２金属酸化物ベース層に隣接する金属層をさらに含み、第２金属酸化物ベース層が、格子定数ａ１を有する金属酸化物を含み；金属ベース層が、格子定数ａ２を有する金属を含み、または銀ベース層が、格子定数ａ２を有する銀ベース化合物を含み；ａ１およびａ２が、以下の式：
（［ｓｑｒｔ（２）／２］＊ａ２）／ａ１＝ｘ，
式中、ｘが、０．７５〜１．４、０．８４〜１．２、または０．８６〜１．０の範囲の値を示す；を満たす、上記項のいずれかに記載の複合体または方法。
項６６．複合体が、少なくとも第１金属酸化物ベース層および第２金属酸化物ベース層を含む金属酸化物ベース複合層を含み、複合体が、第２金属酸化物ベース層に隣接する金属層をさらに含み、第２金属酸化物ベース層が、本質的に酸化チタン不含である、上記項のいずれかに記載の複合体または方法。
項６７．１つ以上の金属ベース層、１つ以上の銀ベース層、および／または１つ以上の金属酸化物ベース層を形成することが、スパッタリングプロセスを含む、上記項のいずれか１項に記載の方法。
項６８．１つ以上の金属酸化物ベース層を形成することが、スパッタリングプロセスを含み、少なくとも１つの金属酸化物ベース層が、単一の回転式セラミックターゲットにおいて１．５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１超の堆積速度で形成される、上記項のいずれか１項に記載の方法。
項６９．１つ以上の金属酸化物ベース層を形成することが、スパッタリングプロセスを含み、少なくとも１つの金属酸化物ベース層が、単一の回転式セラミックターゲットにおいて３ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１超の堆積速度で形成される、上記項のいずれか１項に記載の方法。
項７０．１つ以上の金属酸化物ベース層を形成することが、スパッタリングプロセスを含み、少なくとも１つの金属酸化物ベース層が、単一の回転式セラミックターゲットにおいて１．５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１〜１０ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１の範囲の堆積速度で形成される、上記項のいずれか１項に記載の方法。
項７１．複合体が、自立しており、複合体が、透明材料に接着されるように適合されている、上記項のいずれか１項に記載の複合体または方法。
項７２．透明パネルと、透明パネルに接着された上記項のいずれか１項に記載の複合体とを含む窓。
項７３．透明パネルと、透明パネルに接着された上記項のいずれか１項に記載の複合体とを含む建築部材または自動車部材。
詳細な説明全体または例における上記のアクティビティの全てが必要とされるわけではないこと、特定のアクティビティの一部が必要とされない場合があること、および１つ以上のさらなるアクティビティが上記に加えて実施されてよいことに注意されたい。さらにまた、アクティビティが列挙されている順序は、必ずしもこれらが実施される順序ではない。
課題に対する利益、他の利点および解決手段が、具体的な実施形態に関して上記に記載されている。しかし、かかる課題に対する利益、他の利点および解決手段、ならびに任意の利益、利点または解決手段を生じさせ得またはより顕著にし得る任意の特徴は、任意または全ての特許請求の範囲の、厳密な、必要とされる、または必須の特徴であると解釈されてはならない。
本明細書に記載されている実施形態の詳述および図示は、種々の実施形態の構造の全体的な理解を提供することが意図されている。かかる詳述および図示は、本明細書に記載されている構造または方法を使用する装置およびシステムの要素の全ての包括的かつ総合的な記載として機能することは意図されていない。別々の実施形態が、単一の実施形態において組み合わされて提供されてもよく、反対に、簡潔のために単一の実施形態の文脈で記載されている種々の特徴が、別々にまたは任意のサブ組み合わせにおいて提供されてもよい。さらに、範囲で記述されている値への言及は、当該範囲内のありとあらゆる値を含んでいる。多くの他の実施形態は、本明細書を読んだ後にのみ当業者に明らかとなり得る。他の実施形態が本開示から使用および誘導されてよく、これにより、本開示の範囲から逸脱することなく構造的置換、論理的置換、または別の変更がなされ得ることとなる。したがって、本開示は、制限的であるよりもむしろ例示的であるとみなされる。

Claims (15)

  1. 酸化ニオブ層と、金属ベース層の均一性を改良するように適合された金属酸化物層とを含む金属酸化物ベース複合層を含む複合膜であって、複合膜が、銀ベース層を含み、複合膜が、少なくとも６５％の可視光透過率を有する、複合膜。
  2. 金属酸化物ベース複合層を含む複合膜であって、金属酸化物ベース複合層が、異なる金属酸化物の少なくとも２つの異なった層を含む、複合膜。
  3. ａ．ポリマーを含む透明基材層と；
    ｂ．１つ以上の金属ベース層と；
    ｃ．１つ以上の銀ベース層と；
    ｄ．１つ以上の金属酸化物ベース複合層とを含む複合膜であって、１つ以上の金属酸化物ベース複合層が、異なる金属酸化物の少なくとも２つの異なった層を含み；
    複合膜が、少なくとも６５％の可視光透過率を有する、複合膜。
  4. 複合膜を形成する方法であって：
    ａ．ポリマーを含む透明基材層を付与することと；
    ｂ．１つ以上の金属酸化物ベース層をスパッタリングによって形成することと；
    ｃ．１つ以上の金属ベース層を形成することと；
    ｄ．１つ以上の銀ベース層を形成することと；
    ｅ．１つ以上の金属酸化物ベース層をスパッタリングによって形成することにおいて、堆積速度が、単一の回転式セラミックターゲットにおいて１．５ｎｍ．ｍ２．分−１．ｋＷ−１であることと
    を含む方法。
  5. 複合体が、第１金属ベース層および第２金属ベース層を含み、第１金属ベース層および第２金属ベース層が、１つ以上の銀ベース層の１つと直接接触している、請求項１および２のいずれか１項に記載の複合体または方法。
  6. 複合体が、第１銀ベース層、第２銀ベース層、第３金属ベース層および第４金属ベース層を含み、第３金属ベース層および第４金属ベース層が、第２銀ベース層と直接接触している、請求項１および２のいずれか１項に記載の複合体または方法。
  7. 複合体が、ＡＺＯを含む１つ以上の酸化亜鉛ベース層を含む、請求項１、２、３および４のいずれか１項に記載の複合体または方法。
  8. もう１つの金属酸化物ベース複合層が、同じ金属酸化物ベース複合層に酸化ニオブを含む金属酸化物層および酸化亜鉛を含む金属酸化物層を含む、請求項２および４のいずれか１項に記載の複合体または方法。
  9. もう１つの金属酸化物ベース複合層が、同じ金属酸化物ベース複合層に酸化チタンを含む金属酸化物層および酸化亜鉛を含む金属酸化物層を含む、請求項２および４のいずれか１項に記載の複合体または方法。
  10. もう１つの金属酸化物ベース複合層が、同じ金属酸化物ベース複合層に酸化ニオブを含む金属酸化物層および酸化チタンを含む金属酸化物層を含む、請求項２および４のいずれか１項に記載の複合体または方法。
  11. もう１つの金属酸化物ベース複合層が、同じ金属酸化物ベース複合層に酸化ニオブを含む金属酸化物層および酸化チタンを含む金属酸化物層を含み、酸化チタン層の厚さが、同じ金属酸化物ベース複合層における酸化ニオブ層の厚さより小さい、請求項２および４のいずれか１項に記載の複合体または方法。
  12. もう１つの金属酸化物ベース複合層が、同じ金属酸化物ベース複合層に酸化亜鉛を含む金属酸化物層および酸化チタンまたは酸化ニオブを含む金属酸化物層を含み、酸化亜鉛層の厚さが、同じ金属酸化物ベース複合層における酸化ニオブまたは酸化チタン層の厚さより小さい、請求項２および４のいずれか１項に記載の複合体または方法。
  13. 複合体が、銀ベース層ごとに酸化亜鉛ベース層を含む、請求項１、２、３および４のいずれか１項に記載の複合体または方法。
  14. 複合体が、金属ベース層に隣接して設けられている１つ以上の酸化亜鉛ベース層を含む、請求項１、２、３および４のいずれか１項に記載の複合体または方法。
  15. 複合体が、基材層に隣接して設けられた酸化チタンベース層を含む、請求項１、２、３および４のいずれか１項に記載の複合体または方法。
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