JP2950886B2 - Method for manufacturing glass with permselective membrane - Google Patents

Method for manufacturing glass with permselective membrane

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JP2950886B2
JP2950886B2 JP2047135A JP4713590A JP2950886B2 JP 2950886 B2 JP2950886 B2 JP 2950886B2 JP 2047135 A JP2047135 A JP 2047135A JP 4713590 A JP4713590 A JP 4713590A JP 2950886 B2 JP2950886 B2 JP 2950886B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光(電磁波)の一部を選択的に透過又は反
射して、流入する又は流出する光エネルギーを制御する
選択透過膜付きガラスの製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a glass with a selectively permeable film that selectively transmits or reflects a part of light (electromagnetic wave) and controls light energy to flow in or out. And a method for producing the same.

[従来の技術] 従来より、選択透過膜として建設用熱線、反射ガラス
などのヒートミラー、建設用Low−Eガラス、太陽熱温
水器の前面ガラス又はオーブンなどの覗き窓ガラスなど
のヒートミラー、そして生鮮食料品のランプに使われる
コールドミラーなどいくつかのものが知られている。
[Prior art] Conventionally, as a permselective film, heat mirrors such as a construction heat ray, a reflection glass or the like, a construction low-E glass, a heat mirror such as a front glass of a solar water heater or a viewing window glass such as an oven, and fresh. Several things are known, such as cold mirrors used in grocery lamps.

ヒートミラーと呼ばれるものは、熱線は反射して可視
光線を通すものであり、Low−Eと呼ばれることもあ
る。これらの代表的なものに誘電体/銀/誘電体(Aタ
イプ)、誘電性の酸化インジウム、酸化錫などのドーピ
ングした金属酸化物(Bタイプ)及び金属の100Å以下
の薄膜、窒化膜(Cタイプ)などがある。これらの材料
は高い導電性を有し、電子のプラズマ振動による赤外線
領域の反射性能を利用している。このうちAタイプのも
のは近赤外領域でも充分高い反射性能を有するため複層
ガラスや、合せガラスとして太陽光に対する熱線反射ガ
ラスとして用いることもできる。
What is called a heat mirror reflects heat rays and transmits visible light, and is sometimes called Low-E. Typical of these are dielectric / silver / dielectric (A type), doped metal oxides (B type) such as indium oxide and tin oxide, and thin films of metals of 100 ° or less, nitride films (C type). Type). These materials have high conductivity and utilize the reflection performance in the infrared region due to plasma vibration of electrons. Of these, the A type has sufficiently high reflection performance even in the near infrared region, so that it can be used as a double-glazed glass or a laminated glass or a heat ray reflective glass for sunlight.

[発明の解決しようとする課題] Aタイプのものは誘電体としてTiO2、ZnO、SnO2など
比較的屈折率の高い酸化膜を用い、干渉を利用して可視
域の反射を下げている。また、一方でこの酸化膜は、耐
久性のないAg膜の保護も兼ねている。
[Problems to be Solved by the Invention] The A type uses an oxide film having a relatively high refractive index such as TiO 2 , ZnO, or SnO 2 as a dielectric, and reduces reflection in the visible region by using interference. On the other hand, this oxide film also serves to protect the durable Ag film.

Ag膜は、このように誘電体膜で挟まれ保護されている
にもかかわらず、成膜から複層ガラス又は合せガラスと
するまでの保存状態、取り扱いの不注意による傷、とき
として複層ガラス又は合せガラス化後に周辺エッジから
の水分の侵入などにより銀の酸化による白濁が発生し問
題となることもあった。
Despite the fact that the Ag film is thus sandwiched and protected by the dielectric film, the storage state from the film formation to the laminated glass or laminated glass, scratches due to careless handling, and sometimes the laminated glass Alternatively, there may be a problem that silver oxidization causes white turbidity due to invasion of moisture from the peripheral edge after the vitrification.

Bタイプのものは、元々酸化膜であるので酸化に対し
ては強いのでCタイプも含めて使用環境によっては単板
で使用可能である。しかし化学薬品、特に硫酸などの酸
には溶解すること、さらに耐擦傷性も充分でないなどの
問題があった。
Since the B type is originally an oxide film and is strong against oxidation, it can be used as a single plate depending on the use environment including the C type. However, there are problems such as dissolution in chemicals, particularly acids such as sulfuric acid, and insufficient scratch resistance.

[課題を解決するための手段] 本発明は、従来技術の前述の問題点を解決しようとす
るものであり、ガラス基体上に基体側から選択透過機能
膜、保護膜の少なくとも2層よりなる薄膜を形成してな
る選択透過膜付きガラスの製造方法において、前記薄膜
を構成するすべての膜をスパッタリング法で形成すると
ともに、選択透過機能膜として、銀、金及び白金からな
る群から選ばれる少なくとも1種を含む膜を用い、保護
膜として、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、錫及び
タンタルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、硼
素及び珪素からなる群から選ばれる少なくとも1種とを
含む酸化物を主成分とする非晶質膜を用いることを特徴
とする選択透過膜付きガラスの製造方法を提供する。
Means for Solving the Problems The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art, and a thin film comprising at least two layers of a selective permeation functional film and a protective film on a glass substrate from the substrate side. In the method for producing a glass with a selective permeable film formed by forming, all the films constituting the thin film are formed by a sputtering method, and at least one selected from the group consisting of silver, gold and platinum is used as a selective permeable functional film. And a protective film composed of an oxide containing at least one selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, tin, and tantalum, and at least one selected from the group consisting of boron and silicon. Provided is a method for producing glass with a permselective film, characterized by using an amorphous film as a component.

本発明は、また、ガラス基体上に基体側から誘電体膜
と選択透過機能膜とをこの順に交互に2n(n≧1)層積
層させ、第2n層目の上に保護膜を形成し合計(2n+1)
(n≧1)層からなる多層膜を形成してなる選択透過膜
付きガラスの製造方法において、前記多層膜を構成する
すべての膜をスパッタリング法で形成するとともに、選
択透過機能膜として、銀、金及び白金からなる群から選
ばれる少なくとも1種を含む膜を用い、保護膜として、
チタン、ジルコニウム、ハフニウム、錫及びタンタルか
らなる群から選ばれる少なくとも1種と、硼素及び珪素
からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含む酸化物
を主成分とする非晶質膜を用いることを特徴とする選択
透過膜付きガラスの製造方法を提供する。
According to the present invention, further, 2n (n ≧ 1) layers of a dielectric film and a permselective functional film are alternately laminated on a glass substrate in this order from the substrate side, and a protective film is formed on the second nth layer. (2n + 1)
In a method for manufacturing a glass with a permselective film formed by forming a multilayer film composed of (n ≧ 1) layers, all films constituting the multilayer film are formed by a sputtering method, and silver, Using a film containing at least one selected from the group consisting of gold and platinum, as a protective film,
It is preferable to use an amorphous film containing, as a main component, an oxide containing at least one selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, tin, and tantalum and at least one selected from the group consisting of boron and silicon. Disclosed is a method for producing a glass with a selective permeable membrane.

第1図に選択透過膜付きガラスの1例の断面図を示
す。選択透過膜を形成する基板1としてはガラスを用い
る。選択透過機能膜2としては銀、金及び白金からなる
群から選ばれる少なくとも1種を含む膜を用いる。選択
透過機能膜の膜厚は求める性能により、調節すればよ
い。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of one example of the glass with a selective permeable membrane. Glass is used as the substrate 1 on which the permselective film is formed. As the permselective film 2, a film containing at least one selected from the group consisting of silver, gold and platinum is used. The thickness of the permselective function film may be adjusted depending on the required performance.

第3図は選択透過膜(Aタイプ)付きガラスの別の一
例の断面図である。11はZrO2、TiO2等の誘電体膜、12は
金、銀、白金のうち少なくとも1種を含む選択透過機能
膜、13は保護膜である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of another example of the glass with the permselective membrane (A type). Reference numeral 11 denotes a dielectric film such as ZrO 2 or TiO 2 , 12 denotes a permselective functional film containing at least one of gold, silver, and platinum, and 13 denotes a protective film.

保護膜3としては、チタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、錫及びタンタルからなる群から選ばれた少なくとも
1種と硼素及び珪素からなる群から選ばれた少なくとも
1種とからなる酸化膜を用いる。
As the protective film 3, an oxide film including at least one selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, tin, and tantalum and at least one selected from the group consisting of boron and silicon is used.

保護膜3は選択透過膜が誘電体/Ag/誘電体(Aタイ
プ)などの多層膜構成の場合、最外層の誘電体の役割を
兼備してもよい。また、この多層膜は3層だけに限られ
ず、光学性能調節、又は、層間や基板との付着力向上な
どのため、3層以上にしてもよい。保護膜3の厚みとし
ては、あまり薄いと効果が充分でなくなるので100Å以
上、好ましくは150Å以上、特に200Å以上がよい。厚い
方は特に制限はないが、保護膜の屈折率、及びこの干渉
による外観変化、生産性等を考慮して決めればよい。
When the permselective film has a multilayer structure such as a dielectric / Ag / dielectric (A type), the protective film 3 may also serve as the outermost dielectric. The multilayer film is not limited to only three layers, and may have three or more layers in order to adjust the optical performance or improve the adhesion between the layers and the substrate. The thickness of the protective film 3 is 100 ° or more, preferably 150 ° or more, particularly 200 ° or more, since the effect is not sufficient if the thickness is too small. The thickness is not particularly limited, but may be determined in consideration of the refractive index of the protective film, changes in appearance due to the interference, productivity, and the like.

保護膜3の組成は特に限定されないが、膜が非晶質化
して耐擦傷性や信頼性向上のためには、チタン、ジルコ
ニウム、ハフニウム、錫、タンタル、硼素、珪素の酸化
膜をそれぞれTiO2、ZrO2、HfO2、SnO2、Ta2O5、B2O3、S
iO2と表わすとき、TiO2、ZrO2、HfO2、SnO2及びTa2O5
ら選ばれた酸化物の合計100部に対して、B2O3及びSiO2
から選ばれた酸化物の合計がモル比で5部以上、好まし
くは10部以上、特に20部以上あるのがよい。
The composition of the protective film 3 is not particularly limited. However, in order to make the film amorphous and improve scratch resistance and reliability, an oxide film of titanium, zirconium, hafnium, tin, tantalum, boron, or silicon is formed of TiO 2. , ZrO 2 , HfO 2 , SnO 2 , Ta 2 O 5 , B 2 O 3 , S
When represented as iO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , SnO 2 and Ta 2 O 5 , B 2 O 3 and SiO 2
The total amount of the oxides selected from the above is in a molar ratio of 5 parts or more, preferably 10 parts or more, and more preferably 20 parts or more.

またB2O3の場合、あまり多いと信頼性が低下するの
で、用途によっては、TiO2、ZrO2、HfO2、SnO2及びTa2O
5から選ばれた酸化物の合計100部に対してモル比で200
部以下、好ましくは100部以下、特に50部以下がよい。
In the case of B 2 O 3 , if the amount is too large, the reliability decreases. Therefore, depending on the application, TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , SnO 2 and Ta 2 O
200 in molar ratio to 100 parts in total of oxides selected from 5
Parts or less, preferably 100 parts or less, particularly 50 parts or less.

SiO2の場合は、あまり多いとアルカリに対する耐久性
が低下するので、TiO2、ZrO2、HfO2、SnO2及びTa2O5
ら選ばれた酸化物の合計100部に対してモル比で1900部
以下、好ましくは900部以下、特に400部以下がよい。
In the case of SiO 2 , if it is too much, the durability against alkali decreases, so the molar ratio is 100 parts by weight with respect to the total of 100 parts of oxides selected from TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , SnO 2 and Ta 2 O 5. 1900 parts or less, preferably 900 parts or less, particularly 400 parts or less.

表1は、具体的に本発明の保護膜に最適な各種非晶質
酸化物膜の性質を示す。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。
Table 1 shows properties of various amorphous oxide films that are optimal for the protective film of the present invention. Films were formed by reactive sputtering using targets having the compositions shown in the table.

結晶性は薄膜X線回折により観測した。 The crystallinity was observed by thin film X-ray diffraction.

耐擦傷性は砂消しゴムによる擦り試験の結果で、○は
傷がほとんどつかなかったもの、×は容易に傷が生じた
ものである。
The abrasion resistance is the result of a rubbing test with a sand eraser. ○ indicates that the scratch was hardly formed, and X indicates that the scratch was easily generated.

耐摩耗性は、テーバー試験(摩耗輪CS−10F、加重500
g、1000回転)の結果、ヘイズ4%以内のものを○、ヘ
イズ4%超のものを×とした。
Abrasion resistance was measured using the Taber test (wear wheel CS-10F, weight 500
g, 1000 rotations), those with a haze of 4% or less were evaluated as ○, and those with a haze of more than 4% were evaluated as x.

耐酸性は0.1NのH2SO2中に240時間浸漬した結果、T
V(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。
Acid resistance is as a result of immersion in 0.1 N H 2 SO 2 for 240 hours, T
When the change rate of V (visible light transmittance) and R V (visible light reflectance) with respect to before immersion was within 1%, the film was dissolved and disappeared. Those were marked as x.

耐アルカリ性は0.1Nの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
○、2%以内のものを△、膜が溶解してしまったものを
×とした。
Alkali resistance results were immersed for 240 hours in a NaOH of 0.1 N, T V, ○ what change rate for the previous immersion R V is within 1%, within 2% things △, membrane had dissolved Those were marked as x.

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。
Boiling test, one atmosphere, was immersed for 2 hours in 100 ° C. water, when T V, the rate of change for the previous immersion R V is within 1% ○, and as × when 1 percent.

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。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
いることもわかる。これは、非晶質の膜は表面が平滑で
あるための考えられる。したがって、ZrBxOy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。B2O3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。
As is clear from Table 1, the ZrB x O y film tends to form a crystalline film when the amount of B in the film is small, and to form an amorphous film when the amount of B is large. It can also be seen that a crystalline film is poor in abrasion resistance and abrasion resistance, whereas an amorphous film is excellent. This is probably because the amorphous film has a smooth surface. Therefore, the ZrB x O y film (the
A film having an atomic ratio x of B to Zr of 0.10 <x) has scratch resistance,
Excellent wear resistance. Since the B 2 O 3 film is hygroscopic and absorbs and dissolves moisture in the air, x <3 in the ZrB x O y film.
The degree is preferred.

ZrBxOy膜中のZrに対するO(酸素)の原子比は得に限
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、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ZrO2とB2O3の複合系となる量
程度であることが好ましい。すなわち、複合酸化物をZr
O2+xBO1.5と表すと、BがZrに対して原子比でx含まれ
るときに、y=2+1.5x程度であることが好ましい。
The atomic ratio of O (oxygen) to Zr in the ZrB x O y film is not particularly limited. However, if the amount is too large, the film structure becomes coarse and the film becomes uneven, and if it is too small, the film becomes metallic. It is preferable that the amount is about the amount of a composite system of ZrO 2 and B 2 O 3 because the transmittance tends to decrease and the scratch resistance of the film tends to decrease. That is, the composite oxide is converted to Zr
When expressed as O 2 + xBO 1.5 , when B is contained at an atomic ratio of x to Zr, it is preferable that y is about 2 + 1.5x.

また、表1より、ZrBxOy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2.1ぐらいから1.5
程度まで低下する。
From Table 1, as the increase in the amount of B in the ZrB x O y film and the refractive index of the film is seen to be prone to decrease. FIG. 2A shows the relationship between the film composition and the refractive index n. By increasing B in the film, the refractive index n becomes about 2.1 to 1.5.
To a degree.

したがって0.10<x<4,2<y<8のZrBxOy膜は良好
な耐擦傷性及び耐擦耗性を有し、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。
Therefore, the ZrB x O y film of 0.10 <x <4,2 <y <8 has good scratch resistance and abrasion resistance, and the refractive index can be freely selected depending on the amount of B according to the present invention. It is an amorphous oxide film suitable for the purpose.

さらに、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。した
がって、空気中で露出した状態で使用される用途には、
ZrBxOy膜(x<2.3)の保護膜が好ましい。
Furthermore, as shown in Table 1, as the content of B in the film increases, the acid resistance and alkali resistance tend to deteriorate. When x ≧ 2.3, the acid resistance deteriorates, and when x> 4, the alkali resistance decreases and the boiling test shows deterioration. Therefore, for applications that are used while exposed in air,
A protective film of a ZrB x O y film (x <2.3) is preferred.

以上のように、ZrO2膜に酸化硼素B2O3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。ま
た、Bの量で屈折率の調節が可能となり、さらに、ZrO2
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。
As described above, by adding boron oxide B 2 O 3 to the ZrO 2 film, the film becomes amorphous and the surface becomes smooth, which is considered to contribute to the improvement of wear resistance and scratch resistance. Can be Further, the refractive index can be adjusted by the amount of B, and further, ZrO 2
Since the internal stress is smaller than that of the film, it is advantageous in terms of adhesion to the film in contact. This is particularly advantageous when forming a thick film.

次に、ZrSizOy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。
Next, with respect to the ZrSi z O y film, a film which is also amorphous and has high scratch resistance and abrasion resistance can be obtained.

屈折率については、ZrO2(n=2.14)とSiO2(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)。より詳しくは、ZrSizOy膜において、0.0
5≦z(膜中のZrに対するSiの原子比)<19であること
が好ましい。z<0.05では、膜が非晶質化せず、充分な
物理的耐久性が得られない。また、z≧19では、耐アル
カリ性が悪くなる。また、y(ZrSizOy膜中のZrに対す
るOの原子比)は、ZrBxOy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が含まれるとき
に、y=2+2z程度であることが好ましい。
Regarding the refractive index, ZrO 2 (n = 2.14) and SiO 2 (n = 1.
46) depending on the composition ratio (see FIG. 2 (b)). More specifically, in the ZrSi z O y film, 0.0
It is preferable that 5 ≦ z (atomic ratio of Si to Zr in the film) <19. When z <0.05, the film does not become amorphous and sufficient physical durability cannot be obtained. When z ≧ 19, the alkali resistance becomes poor. Further, y (atomic ratio of O to Zr in the ZrSi z O y film) is determined by the same reason as described for the ZrB x O y film when z is included in the atomic ratio of Si to Zr. , Y = 2 + 2z.

また、ZrBxSizOy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。
Further, a ZrB x Si z O y film is also a film suitable for the purpose of the present invention. If the atomic ratio x of B to Zr, the atomic ratio z of Si, and the atomic ratio y of O in this film are x + z ≧ 0.05, the film becomes amorphous and becomes a film having high scratch resistance and abrasion resistance. It is preferred.

また、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B2O3は吸湿性で
空気中の水分を吸収して溶けてしまうため、ZrBxSizOy
膜中にあまり多く含有されない方がよい。
If x + z <19, the alkali resistance is also good. Therefore, it is preferable that 0.05 ≦ x + z <19 in the ZrB x Si z O y film. However, as described above, since B 2 O 3 is hygroscopic and absorbs moisture in the air and is dissolved, ZrB x Si z O y
It is better not to contain too much in the film.

具体的には、膜中において、O(酸素)以外のZr、
B、Siの合計に対して、Zr<25原子%、かつSi<25原子
%で、残りがB2O3となるほどにBが含まれていると化学
的耐久性が不充分となる。
Specifically, Zr other than O (oxygen) in the film,
If Zr <25 at% and Si <25 at% with respect to the total of B and Si, and B is contained so that the remainder becomes B 2 O 3 , the chemical durability becomes insufficient.

すなわち、ZrBxSizOy膜中のZr:B:Si(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、すなわち、x+z−3>0かつx−3z+1
>0の組成は化学的耐久性が好ましくない。
That is, the ratio of Zr: B: Si (atomic ratio) in the ZrB x Si z O y film is 1: x:
If z, 1 / (1 + x + z) <0.25 and Z / (1 + x +
z) <0.25, ie x + z-3> 0 and x-3z + 1
Compositions> 0 have poor chemical durability.

yは、ZrBxOyの場合に述べたのと同様の理由によりこ
の膜をZrO2+B2O3+SiO2の複合系と考えて、yは2+1.
5x+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。BやSiの含有量が多いほ
どZrBxSizOy膜の屈折率は低下する。ZrB1SizOy膜の例を
第2図(c)に示す。
y is considered to be a composite system of ZrO 2 + B 2 O 3 + SiO 2 for the same reason as described in the case of ZrB x O y , and y is 2 + 1.
It is preferable to be about 5x + 2z. Therefore, almost 2 <y <
It is preferably about 40. The higher the content of B or Si, the lower the refractive index of the ZrB x Si z O y film. FIG. 2C shows an example of the ZrB 1 Si z O y film.

Zr以外の金属、すなわち、Ti、Hf、Sn、Ta、Inと、B
とSiのうち少なくとも1種とを含む酸化物も同様に非晶
質となり、充分な耐擦傷性及び耐摩耗性が得られる。Ti
SizOy膜を表1のサンプル28に一例として示した。
Metals other than Zr, ie, Ti, Hf, Sn, Ta, In, and B
Similarly, an oxide containing at least one of Si and Si also becomes amorphous, and sufficient scratch resistance and abrasion resistance are obtained. Ti
The Si z O y film is shown as an example in Sample 28 of Table 1.

以上、ZrBxOy系、ZrSizOy系、ZrBxSizOy系等の膜にお
いて、上述の保護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よい。
As described above, in films of ZrB x O y system, ZrSi z O y system, ZrB x Si z O y system, etc., if the addition amount of B or Si is adjusted so as to have a refractive index necessary as the above-mentioned protective film, Good.

本発明における選択透過膜3の形成には、スパッタリ
ング法を用いる。大面積の用途にはスパッタリング法が
膜分布の均一性から有利である。
The sputtering method is used to form the permselective film 3 in the present invention. For large area applications, sputtering is advantageous from the uniformity of the film distribution.

[作用] 本発明は、透明基板上の空気側最外層に耐久性の優れ
た非常質膜を形成することに特徴がある。
[Action] The present invention is characterized in that an extremely durable, high quality film is formed on the outermost layer on the air side on a transparent substrate.

一般に、TiO2、ZrO2は化学的に安定な材料であるが結
晶性の膜になりやすく、表面が凹凸になり耐擦傷性が充
分でない。また結晶粒界ができるため粒界から水分、
酸、アルカリなどが浸透し、下側に形成されているメタ
ルが酸化又は溶解し、選択透過膜としての性能が劣化す
ることがある。本発明は硼素、珪素などのガラス構成元
素を混合することにより膜を非晶質化し、耐擦傷性能を
向上させる。さらに結晶粒界が消失することにより化学
的な耐久性も向上する。
In general, TiO 2 and ZrO 2 are chemically stable materials, but tend to form a crystalline film, the surface becomes uneven, and the scratch resistance is not sufficient. In addition, since crystal grain boundaries are formed, moisture,
Acids, alkalis, and the like may permeate, and the metal formed on the lower side may be oxidized or dissolved, thereby deteriorating the performance as a permselective membrane. In the present invention, the film is made amorphous by mixing glass constituent elements such as boron and silicon, and the scratch resistance is improved. Further, the disappearance of the crystal grain boundaries improves the chemical durability.

Aタイプの構成では、誘電体として屈折率の高いZr
O2、TiO2などが用いられる。本発明における保護膜は、
硼素又は珪素の含有割合を調節することで屈折率をかな
り自由に選択できる。したがって、誘電体膜として、Zn
O、TiO2の代わりに保護膜と同じ膜も使用できる。これ
により一層の信頼性の向上を図れる。
In the A type configuration, Zr having a high refractive index as a dielectric
O 2 , TiO 2 or the like is used. The protective film in the present invention,
The refractive index can be freely selected by adjusting the content ratio of boron or silicon. Therefore, as a dielectric film, Zn
O, the same film as the protective film in place of TiO 2 can be used. Thereby, the reliability can be further improved.

[実施例] 「実施例1」 ガラス基板を真空槽にセットし1×10-5Torr以下に排
気した。2×10-3Torrのアルゴンと酸素の混合ガス中で
Zr−Siターゲット(原子比1:1)を反応性スパッタリン
グしてZrSiO4膜(屈折率約1.75)を約690Å形成した。
次にアルゴンガス中でAgをスパッタリングしてAg膜を約
70Å形成したのち、第1層と同じZrSiO4膜を約600Å形
成して選択透過膜をつくった。
Example Example 1 A glass substrate was set in a vacuum chamber and evacuated to 1 × 10 −5 Torr or less. 2 × 10 -3 Torr in a mixed gas of argon and oxygen
A ZrSiO 4 film (refractive index: about 1.75) was formed by about 690 ° by reactive sputtering of a Zr—Si target (atomic ratio: 1: 1).
Next, Ag is sputtered in argon gas to reduce the Ag film thickness.
After the formation of 70 °, the same ZrSiO 4 film as the first layer was formed about 600 ° to form a permselective film.

かかる選択透過膜付ガラスのTV(可視光線透過率)、
TE(太陽光線透過率)、RVF(膜面可視光反射率)、REF
(膜面太陽光線反射率)、RVG(ガラス面可視光反射
率)、REG(ガラス面太陽光線反射率)はそれぞれ、82.
5、68.3、12.6、19.7、12.6、19.7(%)であった。こ
れの保存安定性を調べるために50℃95%RH中に24時間放
置した。試験後の外観は部分的に若干のヘイズ発生は観
測されたが、問題となるレベルではなかった。
T V (visible light transmittance) of the glass with the permselective membrane,
T E (sunlight transmittance), R VF (film surface visible light reflectance), R EF
(Film surface solar ray reflectance), R VG (glass surface visible light reflectance), and R EG (glass surface solar ray reflectance) are 82.
5, 68.3, 12.6, 19.7, 12.6, and 19.7 (%). This was left to stand at 50 ° C. and 95% RH for 24 hours to examine its storage stability. Although some haze was observed in the appearance after the test, it was not at a problematic level.

「実施例2」 ガラス基板を真空槽にセットし1×10-5Torr以下に排
気した。2×10-3Torrのアルゴンと酸素の混合ガス中で
Zr−Siターゲット(原子比1:2)を反応性スパッタリン
グしてZrSiO4膜(屈折率約1.7)を約650Å形成した。次
にアルゴンガス中でAgをスパッタリングしてAg膜を約70
Å形成したのち、第1層と同じZrSiO4膜を約575Å形成
して選択透過膜をつくった。
Example 2 A glass substrate was set in a vacuum chamber and evacuated to 1 × 10 −5 Torr or less. 2 × 10 -3 Torr in a mixed gas of argon and oxygen
A Zr—Si target (atomic ratio 1: 2) was reactively sputtered to form a ZrSiO 4 film (refractive index: about 1.7) at about 650 °. Next, Ag is sputtered in argon gas to reduce the Ag film to about 70%.
After the formation, the same ZrSiO 4 film as the first layer was formed about 575 ° to form a permselective film.

かかる選択透過膜付ガラスのTV、TE、RVF、REF
RVG、REGはそれぞれ、82.1、67.0、13.0、20.9、12.9、
21.0(%)であった。これの保存安定性を調べるために
50℃95%RH中に24時間放置した。試験後の外観は部分的
に若干のヘイズ発生は観測されたが、問題となるレベル
ではなかった。
T V , T E , R VF , R EF ,
R VG, R EG, respectively, 82.1,67.0,13.0,20.9,12.9,
21.0 (%). To check the storage stability of this
It was left in 50 ° C. and 95% RH for 24 hours. Although some haze was observed in the appearance after the test, it was not at a problematic level.

「実施例3」 ガラス基板を真空槽にセットし1×10-5Torr以下に排
気した。2×10-3Torrのアルゴンと酸素の混合ガス中で
Zr−Siターゲット(原子比1:1)を反応性スパッタリン
グしてZrSiO4膜(屈折率約1.75)を約775Å形成した。
次にアルゴンガス中でAgをスパッタリングしてAg膜を約
70Å(第2層)形成したのち、第1層と同じZrSiO4膜を
約875Å(第3層)形成し、次いで第2層と同様にしてA
g膜を約70Å(第4層)、次いで第1,3層と同様にしてZr
SiO4膜を約490Å(第5層)形成して、5層からなる選
択透過膜をつくった。
Example 3 A glass substrate was set in a vacuum chamber and evacuated to 1 × 10 −5 Torr or less. 2 × 10 -3 Torr in a mixed gas of argon and oxygen
A Zr—Si target (atomic ratio 1: 1) was reactively sputtered to form a ZrSiO 4 film (refractive index: about 1.75) about 775 °.
Next, Ag is sputtered in argon gas to reduce the Ag film thickness.
After the formation of 70 ° (second layer), the same ZrSiO 4 film as that of the first layer is formed at about 875 ° (third layer), and then A is formed in the same manner as the second layer.
g film about 70Å (fourth layer), then Zr in the same manner as the first and third layers
An SiO 4 film was formed at about 490 ° (fifth layer) to form a permselective film composed of five layers.

かかる選択透過膜付ガラスのTV、TE、RVF、REF
RVG、REGはそれぞれ、83.0、55.1、10.0、31.6、9.9,、
31.6(%)であった。これの保存安定性を調べるために
50℃95%RH中に24時間放置した。試験後の外観は部分的
に若干のヘイズ発生は観測されたが、問題となるレベル
ではなかった。
T V , T E , R VF , R EF ,
R VG, R EG, respectively, 83.0,55.1,10.0,31.6,9.9 ,,
It was 31.6 (%). To check the storage stability of this
It was left in 50 ° C. and 95% RH for 24 hours. Although some haze was observed in the appearance after the test, it was not at a problematic level.

「比較例1」 第1層と第3層のZrSiO4膜を約400ÅのZnOに変更した
他は実施例1と同様な選択透過膜を作った。これの保存
安定性を調べるために、50℃95%RH中に24時間放置した
ところ、全面にわたり、かなりのヘイズが発生した。
Comparative Example 1 A permselective film similar to that of Example 1 was prepared except that the first and third layers of the ZrSiO 4 film were changed to ZnO of about 400 °. In order to examine the storage stability of this, it was left in 50 ° C. and 95% RH for 24 hours, and considerable haze occurred over the entire surface.

[発明の効果] 以上のように、本発明においては、硼素、珪素を含む
非晶質酸化物層をオーバーコートすることにより、表面
平滑性が向上し、耐擦傷性が向上する。さらに粒界消失
により水分や酸、アルカリなどが内部に浸透するのを抑
制し、またAg等のようにマイグレーションしやすいもの
の場合には、それが粒界を通して逆に表面に拡散し劣化
するのを防いでいる。これにより耐久性の優れた選択透
過膜付きガラスを得ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, by overcoating the amorphous oxide layer containing boron and silicon, the surface smoothness is improved and the scratch resistance is improved. In addition, it suppresses the penetration of moisture, acid, alkali, etc. into the interior due to the disappearance of the grain boundaries, and in the case of those that easily migrate, such as Ag, prevent them from diffusing to the surface through the grain boundaries and deteriorating. I'm preventing. Thereby, a glass with a permselective membrane having excellent durability can be obtained.

硼素又は珪素又は両者の合せた量を適切に選ぶことに
より屈折率を1.5〜2.1と広い範囲で調節できるので保護
膜に化学膜の機能を併せ持たせることができる。これに
より光学設計の自由度が増大し、また膜構成の簡素化に
つながるため生産性向上面での寄与も大きい。
The refractive index can be adjusted in a wide range from 1.5 to 2.1 by appropriately selecting the amount of boron or silicon or the combined amount of both, so that the protective film can also have the function of a chemical film. As a result, the degree of freedom in optical design is increased and the structure of the film is simplified, which greatly contributes to improving productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の選択透過膜付きガラスの一例の断面
図。 第2図(a)はZrBxOy膜中のBの含有量と膜の屈折率n
との関係を示す図。 第2図(b)はZrSizOy膜中のSiの含有量とnとの関係
を示す図。 第2図(c)はZrB1SizOy膜中のSiの含有量とnとの関
係を示す図。 第2図(d)はTiSizOy膜中のSiの含有量とnとの関係
を示す図。 第3図(a)、(b)は本発明の選択透過膜付きガラス
の他の一例の断面図。 1:基体、 2:選択透過機能膜、 3:保護膜、 4:選択透過膜、 11:誘電体膜、 12:選択透過機能膜、 13:保護膜、 14:選択透過膜。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of the glass with a permselective membrane of the present invention. FIG. 2A shows the content of B in the ZrB x O y film and the refractive index n of the film.
FIG. FIG. 2 (b) is a diagram showing the relationship between the content of Si in the ZrSi z O y film and n. FIG. 2 (c) is a diagram showing the relationship between the Si content in the ZrB 1 Si z O y film and n. FIG. 2 (d) is a view showing the relationship between the content of Si in the TiSi z O y film and n. 3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views of another example of the glass with a selective permeable membrane of the present invention. 1: Base, 2: Permselective function membrane, 3: Protective film, 4: Selective permeate film, 11: Dielectric film, 12: Permselective function film, 13: Protective film, 14: Permselective film.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ガラス基体上に基体側から選択透過機能
膜、保護膜の少なくとも2層よりなる薄膜を形成してな
る選択透過膜付きガラスの製造方法において、前記薄膜
を構成するすべての膜をスパッタリング法で形成すると
ともに、選択透過機能膜として、銀、金及び白金からな
る群から選ばれる少なくとも1種を含む膜を用い、保護
膜として、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、錫及び
タンタルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、硼
素及び珪素からなる群から選ばれる少なくとも1種とを
含む酸化物を主成分とする非晶質膜を用いることを特徴
とする選択透過膜付きガラスの製造方法。
1. A method for manufacturing a glass with a permselective film, comprising forming a thin film composed of at least two layers of a permselective functional film and a protective film on a glass substrate from the substrate side, wherein all the films constituting the thin film are formed. Formed by the sputtering method, a film containing at least one selected from the group consisting of silver, gold and platinum is used as the permselective functional film, and a protective film is made of the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, tin and tantalum. A method for producing a glass with a selectively permeable film, characterized by using an amorphous film containing, as a main component, an oxide containing at least one selected from the group consisting of at least one selected from the group consisting of boron and silicon.
【請求項2】ガラス基体上に基体側から誘電体膜と選択
透過機能膜とをこの順に交互に2n(n≧1)層積層さ
せ、第2n層目の上に保護膜を形成し合計(2n+1)(n
≧1)層からなる多層膜を形成してなる選択透過膜付き
ガラスの製造方法において、前記多層膜を構成するすべ
ての膜をスパッタリング法で形成するとともに、選択透
過機能膜として、銀、金及び白金からなる群から選ばれ
る少なくとも1種を含む膜を用い、保護膜として、チタ
ン、ジルコニウム、ハフニウム、錫及びタンタルからな
る群から選ばれる少なくとも1種と、硼素及び珪素から
なる群から選ばれる少なくとも1種とを含む酸化物を主
成分とする非晶質膜を用いることを特徴とする選択透過
膜付きガラスの製造方法。
2. A 2n (n.gtoreq.1) layer of a dielectric film and a permselective functional film are alternately laminated on a glass substrate in this order from the substrate side, and a protective film is formed on the 2nth layer. 2n + 1) (n
≧ 1) In a method of manufacturing a glass with a permselective film formed by forming a multilayer film composed of layers, all the films constituting the multilayer film are formed by a sputtering method, and silver, gold and A film containing at least one selected from the group consisting of platinum is used, and as the protective film, at least one selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, tin and tantalum, and at least one selected from the group consisting of boron and silicon A method for producing glass with a permselective film, comprising using an amorphous film containing an oxide containing at least one of the following as a main component.
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