JP3373298B2 - 機能性物品とその製造方法 - Google Patents
機能性物品とその製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
- C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的耐久性に優れた
機能性物品とその製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来からマグネトロンスパッタリング法
を用いて多層膜を大面積ガラス基板上に製膜したＬｏｗ
−Ｅガラス、熱線遮断ガラスが用いられている。建築
用、自動車用に用いられるこれらのガラスは省エネルギ
ー効果、意匠性に優れているため、近年その普及が著し
い。 【０００３】Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅガラスでは、Ｚｎ
Ｏ／Ａｇ／ＺｎＯの３層構成、またはＺｎＯ／Ａｇ／Ｚ
ｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの５層構成の多層膜を有するものが
一般的である。このタイプのＬｏｗ−Ｅガラスは耐久性
に難があるので、単板ガラスでは使えず、複層ガラスま
たは合わせガラスの形にして用いられる。自動車の風防
ガラスとリアガラスにもＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜
が合わせガラスの接着面側にコーティングされ、熱線遮
断ガラスとして実用化されている。 【０００４】熱線遮断ガラスの生産は基板洗浄、スパッ
タリング製膜、後洗浄と一貫したラインで行われてお
り、近年では、さらにラインへの素板載せ、ラインから
の板取りまで無人化、自動化される傾向にある。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、Ａｇを用いた
Ｌｏｗ−Ｅガラスは膜の耐擦傷性が弱いため、複層ガラ
スまたは合わせガラスにされるまでには取扱いに非常に
注意が必要で、生産を自動化できなかった。 【０００６】具体的には生産を自動化する際、板取り時
にガラス同士の密着を防ぐため、ガラス間に樹脂製のパ
ウダーの撒布が行われるが、Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅガ
ラスは膜の耐擦傷性が弱いため、このパウダーによって
膜面に疵がつく。したがって、Ｌｏｗ−Ｅガラスでは板
取りを自動化できず、人手によって板取りが行われ、ガ
ラス間にはパウダーの代わりに紙などを挟んでいる。そ
のため、生産時間を短縮できず、また、コストも余計に
かかっていた。 【０００７】本発明は、前述の課題を解決すべくなされ
たものであり、膜面の耐擦傷性が改善され、板取りも自
動化できるようにした、Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅガラス
とその製造方法の提供を目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、透明基体上
に、透明酸化物層とＡｇ層とを順次に積層し、合計（２
ｎ＋１）層（ｎ≧１）を形成する機能性物品の製造方法
において、最外層の上にさらに、ＳｎとＳｉを含む酸化
物を主成分としかつＳｎとＳｉの総量に対するＳｎの割
合が４０〜９０原子％である酸化物膜（以下、ＳＴＯ膜
という）を反応性直流スパッタリング法により形成する
ことを特徴とする機能性物品の製造方法を提供する。 【０００９】本発明においては、Ａｇ層とその上に形成
される透明酸化物層との間に、金属膜バリア層が形成さ
れることが好ましい。 【００１０】本発明は、Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅ膜にさ
らにＳＴＯ膜を保護膜としてオーバーコートし、Ｌｏｗ
−Ｅ膜の耐擦傷性を向上させることを主眼としている。 【００１１】図１は本発明の実施例１、５の機能性物品
の、図２は本発明の実施例２の機能性物品の、図３は本
発明の実施例３の機能性物品の、図４は本発明の実施例
４の機能性物品の、それぞれ断面図であるが、本発明は
これらに限定されない。 【００１２】図において、１はガラスやプラスチックな
どの透明基体、２は透明酸化物層、３はＡｇ層、４はＡ
ｇ層３とその上に形成される透明酸化物層２との間に形
成された金属バリア層、５はＳＴＯ膜を示す。 【００１３】本発明におけるｎは、特に制限されず、ｎ
が大きいほどＬｏｗ−Ｅ性能が向上する。しかし、それ
に伴いコストも増大するので、実用上充分なＬｏｗ−Ｅ
性能が得られるｎ＝１またはｎ＝２程度が好ましい。 【００１４】Ａｇ層３は、Ａｇの他に、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃ
ｕなどの元素を含んでいてもよい。Ａｇ層の膜厚は特に
限定されないが、５〜２５ｎｍ、特には８〜１５ｎｍ、
が好ましい。５ｎｍ未満であるとＬｏｗ−Ｅ性能が不充
分であり、２５ｎｍ超であると本発明の機能性物品の耐
久性が低下する。 【００１５】金属バリア層４はＡｇの酸化防止のために
設けられる。金属バリア層４を構成する物質は特に限定
されないが、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、ステンレ
ス、Ｎｉ−Ｃｒ、ＳｉＮX 、ＡｌＮX 、ＢＮなどが好ま
しく挙げられ、Ｚｎが特に好ましい。金属バリア層４の
膜厚は１〜５ｎｍが好ましい。１ｎｍ未満であると酸化
防止機能が不充分であり、５ｎｍ超であると本発明の機
能性物品の透過率が低下する。 【００１６】ＳＴＯ膜５は、ＳｎとＳｉの他に、Ｚｒ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｂｉなど、他の元素を含んでいてもよい。
ＳＴＯ膜の屈折率は１．５〜２．０であることが好まし
い。この屈折率は、ターゲットのＳｎとＳｉの組成とス
パッタリング条件に依存するが、主にターゲット組成で
制御できる。 【００１７】ＳＴＯ膜５におけるＳｎとＳｉの割合は、
ＳｎとＳｉの総量に対してＳｎが４０〜９０原子％とさ
れる。Ｓｎの割合が少なすぎると、直流スパッタリング
法により製膜するときにアーキングが発生しやすくな
り、印加電圧が制限され、製膜速度が著しく制限され、
生産性が低下する。Ｓｎの量が多すぎると、屈折率が上
記した好ましい範囲になりにくく、オーバーコートした
ときに光学干渉による色調の変化が著しくなる。 【００１８】ＳＴＯ膜５の膜厚は特に限定されないが、
１〜５０ｎｍの範囲が好ましい。充分な耐擦傷性を付与
するには、１０ｎｍ程度以上が必要である。膜厚の増加
に応じて耐擦傷性が向上し、４０〜５０ｎｍであればさ
らに充分な耐擦傷性が得られる。あまり厚くつけると光
学干渉による色調の変化が著しくなる。このため、膜厚
としては１０〜３０ｎｍが特に好ましい。 【００１９】Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅガラスの多層膜
は、前述したように、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層構
成、またはＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの５層
構成が一般的である。この場合、最上層がＺｎＯ（屈折
率約２．０）なので、ＳＴＯ膜５をオーバーコートする
際に、最上層のＺｎＯ膜の膜厚とＳＴＯ膜５の屈折率と
膜厚を調整することにより、オーバーコートによる色調
の変化を最小限に抑えることができる。 【００２０】Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅガラスの最上層は
一般には酸化物（ＺｎＯ等）であり、ＳＴＯ膜５も酸化
物であり、同じ雰囲気中で反応性スパッタリングで製膜
できるので、例えばＺｎターゲットとＳｎ−Ｓｉ系のタ
ーゲットを同じチャンバー内に設置して、ＺｎＯ膜とＳ
ＴＯ膜５を続けて形成できる。 【００２１】ＳＴＯ膜５は、ＳｎとＳｉをＣＩＰ法（冷
間等方性プレス）で固めたターゲットから酸素雰囲気中
での反応性スパッタリング法で得られる。 【００２２】耐擦傷性を向上させるための透明酸化物膜
としては、例えばＺｒと、ＳｉまたはＢとを含む酸化物
を主成分とする酸化物膜が知られている（例えば、特開
平２−２８９３３９号公報）。金属ターゲットから反応
性スパッタリングで製膜する場合、ＳＴＯ膜は、Ｚｒと
Ｓｉを含む酸化物を主成分とする酸化物膜に比べて、製
膜速度が速い。 【００２３】ターゲットに印加する電力密度が同じ場
合、Ｚｒ−Ｓｉ（原子比１：２）ターゲットを用いて酸
化物膜を製膜する場合に比べて、Ｓｎ−Ｓｉ（原子比
１：１）ターゲットを用いて酸化物膜を製膜する場合に
は製膜速度が約２．５倍であり、Ｓｎ−Ｓｉ（原子比
４：１）ターゲットを用いる場合には製膜速度が約２．
６倍である。実際にはＺｒ−Ｓｉターゲットにはアーキ
ングが発生することからあまり大きな電力密度を印加で
きないが、Ｓｎ−ＳｉターゲットにはＺｒ−Ｓｉターゲ
ットの約１．６倍程度の電力密度を印加できる。 【００２４】したがって、可能な限りの大きな電力をタ
ーゲットに印加した際には、Ｓｎ−Ｓｉターゲットから
製膜する場合の製膜速度はＺｒ−Ｓｉターゲットから製
膜する場合の約４倍になり、生産効率上きわめて有効で
ある。 【００２５】 【作用】本発明において、Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅ膜は
オーバーコートにより膜の耐擦傷性が向上している。本
発明におけるＳＴＯ膜は、１）金属ターゲットから反応
性直流スパッタリング法により安定して製膜でき、製膜
速度が速い、２）ターゲット組成により屈折率が１．５
〜２．０の範囲で可変である、３）ＳｎＯ2 に比べ硬
い、などの特徴を有する。 【００２６】 【実施例】［実施例１］ 洗浄した厚さ２ｍｍのフロートガラス板をスパッタリン
グ装置内にセットし、１０-6Ｔｏｒｒ台まで排気した。
次にＯ2 ガスをチャンバー内に導入し、圧力を２×１０
-3Ｔｏｒｒにし、Ｚｎターゲットを用いて電力密度５．
２Ｗ／ｃｍ2 でスパッタリングし、基板上にＺｎＯ（第
１層）を４０ｎｍ製膜した。 【００２７】次にガスをＡｒだけにし、圧力を２×１０
-3Ｔｏｒｒにし、Ａｇターゲットを用いて電力密度０．
８Ｗ／ｃｍ2 でスパッタリングし、Ａｇ（第２層）を１
５ｎｍ製膜した。 【００２８】次に、再びガスをＯ2 ガスにし、第１層と
同じ条件でＺｎＯ（第３層）を２０ｎｍ製膜した。 【００２９】最後にガスをＡｒとＯ2 の混合ガス（流量
比１：１）にし、圧力を２×１０-3Ｔｏｒｒにし、Ｓｎ
とＳｉの合金ターゲット（原子比１：１）を用いて電力
密度７．８Ｗ／ｃｍ2 でスパッタリングし、ＳｎとＳｉ
を含む屈折率約１．７の酸化物膜（第４層）を１０ｎｍ
製膜した。以下、この組成の膜をＳＴＯ−１という。 【００３０】［実施例２］ 実施例１と同じ方法、条件で厚さ２ｍｍのフロートガラ
ス基板上にＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜を製膜した。
膜厚は、それぞれ４０ｎｍ、１０ｎｍ、８０ｎｍとし
た。引き続いて、同じようにしてＡｇ（第４層）、Ｚｎ
Ｏ（第５層）をそれぞれ１０ｎｍ、１０ｎｍ製膜した。
さらに引き続いて、実施例１の第４層の場合と同じ方
法、条件でＳＴＯ−１（第６層）を１０ｎｍ製膜した。 【００３１】［実施例３］ 実施例１と同様にして、第１層および第２層を製膜し
た。次にガスをＡｒのままに保ち、圧力を２×１０-3Ｔ
ｏｒｒにし、Ｚｎターゲットを用いて電力密度３．０Ｗ
／ｃｍ2 でスパッタリングし、Ｚｎ膜（バリア層）を５
ｎｍ製膜した。 【００３２】次にガスをＯ2 ガスにし、圧力を２×１０
-3Ｔｏｒｒにし、Ｚｎターゲットを用いて電力密度５．
２Ｗ／ｃｍ2 でスパッタリングし、ＺｎＯ膜（第３層）
を２０ｎｍ製膜した。 【００３３】最後にガスをＡｒとＯ2 の混合ガス（流量
比１：１）にし、ＳｎとＳｉの合金ターゲット（原子比
１：１）を用いて電力密度７．８Ｗ／ｃｍ2 でスパッタ
リングし、ＳＴＯ−１（第４層）を１０ｎｍ製膜した。 【００３４】［実施例４］ 実施例３と同じ方法、条件でフロートガラス基板上にＺ
ｎＯ／Ａｇ／Ｚｎ（バリア層）／ＺｎＯの３層膜を製膜
した。膜厚は、それぞれ４０ｎｍ、１０ｎｍ、５ｎｍ、
８０ｎｍとした。引き続いて、同じようにしてＡｇ（第
４層）、Ｚｎ（バリア層）、ＺｎＯ（第５層）を、それ
ぞれ１０ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ製膜した。さらに引き
続いて、実施例３の第５層の場合と同じ方法、条件で、
ＳＴＯ−１（第６層）を１０ｎｍ製膜した。 【００３５】［実施例５］ 実施例１と同じ方法、条件で厚さ２ｍｍのフロートガラ
ス基板上にＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜を製膜した。
次に、ＡｒとＯ2 の混合ガス（流量比１：１）にし、圧
力を２×１０-3Ｔｏｒｒにし、ＳｎとＳｉの原子比が
２：８の合金ターゲットを用いて電力密度７．８Ｗ／ｃ
ｍ2 でスパッタリングし、ＳｎとＳｉとの原子比が２：
８の屈折率約１．６の酸化物膜（第４層）を１０ｎｍ製
膜した。この組成の膜をＳＴＯ−２という。 【００３６】［比較例１］ 実施例１と同じ方法、条件で厚さ２ｍｍのフロートガラ
ス基板上に、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜を実施例１
と同じ膜厚で製膜した。 【００３７】［比較例２］ 実施例１と同じ方法、条件で厚さ２ｍｍのフロートガラ
ス基板上に、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜を実施例１
と同じ膜厚で製膜した。引き続いてチャンバー内にＡｒ
とＯ2 の混合ガス（流量比１：１）を導入し、圧力を２
×１０-3Ｔｏｒｒにし、Ｓｎターゲットを用いて電力密
度７Ｗ／ｃｍ2 でスパッタリングし、ＳｎＯ2 膜（第４
層）を１０ｎｍ製膜した。 【００３８】［比較例３］ 実施例１と同じ方法、条件で厚さ２ｍｍのフロートガラ
ス基板上にＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜を製膜した。
膜厚は、それぞれ４０ｎｍ、１０ｎｍ、８０ｎｍとし
た。引き続いて、同じようにしてＡｇ（第４層）、Ｚｎ
Ｏ（第５層）を、それぞれ１０ｎｍ、１０ｎｍ製膜し
た。 【００３９】［比較例４］ 実施例３と同じ方法、条件でフロートガラス基板上にＺ
ｎＯ／Ａｇ／Ｚｎ（バリア層）／ＺｎＯの３層膜を製膜
した。それぞれの膜の膜厚は実施例３の場合と同じとし
た。 【００４０】［比較例５］ 実施例３と同じ方法、条件でフロートガラス基板上にＺ
ｎＯ／Ａｇ／Ｚｎ（バリア層）／ＺｎＯの３層膜を製膜
した。膜厚は、それぞれ４０ｎｍ、１０ｎｍ、５ｎｍ、
８０ｎｍとした。引き続いて、同じようにしてＡｇ（第
４層）、Ｚｎ（バリア層）、ＺｎＯ（第５層）を、それ
ぞれ１０ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ製膜した。 【００４１】このようにして得た各種Ｌｏｗ−Ｅガラス
の膜面の耐摩耗性をテーバー摩耗試験およびパウダーを
用いる摩耗試験で調べた。その結果を表１に示す。表１
のＡ欄はテーバー摩耗試験後の可視光線透過率変化（単
位：％）を示す。表１のＢ欄はパウダーを用いる摩耗試
験後の膜面疵の有無を示す。 【００４２】なお、テーバー摩耗試験は荷重５００ｇ、
回転数１００回転で行った。テーバー摩耗試験前後の可
視光透過率の変化は、朝日分光（株）製３０４型簡易透
過率計で測定した。 【００４３】また、パウダーを用いる摩耗試験は次のよ
うにして行った。すなわち、作成したＬｏｗ−Ｅガラス
を膜面を上にして固定した。上からパウダーを撒布し、
もう１枚、通常のフロートガラス板を重ねた。上のガラ
ス板に荷重（１５０ｇ／ｃｍ2 ）をかけ、一定のストロ
ークで往復運動させた。 【００４４】 【表１】 【００４５】 【発明の効果】本発明のＡｇ系のＬｏｗ−Ｅガラスは生
産の無人化、自動化を可能にする。特に生産ラインへの
素板載せ、生産ラインからの板取りも無人ででき、生産
タクト、コストを低減できる。 【００４６】また、本発明で保護コートとして用いたＳ
ＴＯ膜は、スパッタリング時にアーキングの心配がな
く、製膜速度が速いので、ＳＴＯ膜製膜用のターゲット
を生産ラインの最後に置いてスパッタリングすることに
より、１パスモードで連続した生産が可能である。 【００４７】また、ＳＴＯ膜は屈折率が１．５〜２．０
の範囲で可変であるので、保護コートしたときの色調等
の光学特性やＬｏｗ−Ｅ性能の変化を最小限に抑えるこ
とができる。
機能性物品とその製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来からマグネトロンスパッタリング法
を用いて多層膜を大面積ガラス基板上に製膜したＬｏｗ
−Ｅガラス、熱線遮断ガラスが用いられている。建築
用、自動車用に用いられるこれらのガラスは省エネルギ
ー効果、意匠性に優れているため、近年その普及が著し
い。 【０００３】Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅガラスでは、Ｚｎ
Ｏ／Ａｇ／ＺｎＯの３層構成、またはＺｎＯ／Ａｇ／Ｚ
ｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの５層構成の多層膜を有するものが
一般的である。このタイプのＬｏｗ−Ｅガラスは耐久性
に難があるので、単板ガラスでは使えず、複層ガラスま
たは合わせガラスの形にして用いられる。自動車の風防
ガラスとリアガラスにもＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜
が合わせガラスの接着面側にコーティングされ、熱線遮
断ガラスとして実用化されている。 【０００４】熱線遮断ガラスの生産は基板洗浄、スパッ
タリング製膜、後洗浄と一貫したラインで行われてお
り、近年では、さらにラインへの素板載せ、ラインから
の板取りまで無人化、自動化される傾向にある。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、Ａｇを用いた
Ｌｏｗ−Ｅガラスは膜の耐擦傷性が弱いため、複層ガラ
スまたは合わせガラスにされるまでには取扱いに非常に
注意が必要で、生産を自動化できなかった。 【０００６】具体的には生産を自動化する際、板取り時
にガラス同士の密着を防ぐため、ガラス間に樹脂製のパ
ウダーの撒布が行われるが、Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅガ
ラスは膜の耐擦傷性が弱いため、このパウダーによって
膜面に疵がつく。したがって、Ｌｏｗ−Ｅガラスでは板
取りを自動化できず、人手によって板取りが行われ、ガ
ラス間にはパウダーの代わりに紙などを挟んでいる。そ
のため、生産時間を短縮できず、また、コストも余計に
かかっていた。 【０００７】本発明は、前述の課題を解決すべくなされ
たものであり、膜面の耐擦傷性が改善され、板取りも自
動化できるようにした、Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅガラス
とその製造方法の提供を目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、透明基体上
に、透明酸化物層とＡｇ層とを順次に積層し、合計（２
ｎ＋１）層（ｎ≧１）を形成する機能性物品の製造方法
において、最外層の上にさらに、ＳｎとＳｉを含む酸化
物を主成分としかつＳｎとＳｉの総量に対するＳｎの割
合が４０〜９０原子％である酸化物膜（以下、ＳＴＯ膜
という）を反応性直流スパッタリング法により形成する
ことを特徴とする機能性物品の製造方法を提供する。 【０００９】本発明においては、Ａｇ層とその上に形成
される透明酸化物層との間に、金属膜バリア層が形成さ
れることが好ましい。 【００１０】本発明は、Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅ膜にさ
らにＳＴＯ膜を保護膜としてオーバーコートし、Ｌｏｗ
−Ｅ膜の耐擦傷性を向上させることを主眼としている。 【００１１】図１は本発明の実施例１、５の機能性物品
の、図２は本発明の実施例２の機能性物品の、図３は本
発明の実施例３の機能性物品の、図４は本発明の実施例
４の機能性物品の、それぞれ断面図であるが、本発明は
これらに限定されない。 【００１２】図において、１はガラスやプラスチックな
どの透明基体、２は透明酸化物層、３はＡｇ層、４はＡ
ｇ層３とその上に形成される透明酸化物層２との間に形
成された金属バリア層、５はＳＴＯ膜を示す。 【００１３】本発明におけるｎは、特に制限されず、ｎ
が大きいほどＬｏｗ−Ｅ性能が向上する。しかし、それ
に伴いコストも増大するので、実用上充分なＬｏｗ−Ｅ
性能が得られるｎ＝１またはｎ＝２程度が好ましい。 【００１４】Ａｇ層３は、Ａｇの他に、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃ
ｕなどの元素を含んでいてもよい。Ａｇ層の膜厚は特に
限定されないが、５〜２５ｎｍ、特には８〜１５ｎｍ、
が好ましい。５ｎｍ未満であるとＬｏｗ−Ｅ性能が不充
分であり、２５ｎｍ超であると本発明の機能性物品の耐
久性が低下する。 【００１５】金属バリア層４はＡｇの酸化防止のために
設けられる。金属バリア層４を構成する物質は特に限定
されないが、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、ステンレ
ス、Ｎｉ−Ｃｒ、ＳｉＮX 、ＡｌＮX 、ＢＮなどが好ま
しく挙げられ、Ｚｎが特に好ましい。金属バリア層４の
膜厚は１〜５ｎｍが好ましい。１ｎｍ未満であると酸化
防止機能が不充分であり、５ｎｍ超であると本発明の機
能性物品の透過率が低下する。 【００１６】ＳＴＯ膜５は、ＳｎとＳｉの他に、Ｚｒ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｂｉなど、他の元素を含んでいてもよい。
ＳＴＯ膜の屈折率は１．５〜２．０であることが好まし
い。この屈折率は、ターゲットのＳｎとＳｉの組成とス
パッタリング条件に依存するが、主にターゲット組成で
制御できる。 【００１７】ＳＴＯ膜５におけるＳｎとＳｉの割合は、
ＳｎとＳｉの総量に対してＳｎが４０〜９０原子％とさ
れる。Ｓｎの割合が少なすぎると、直流スパッタリング
法により製膜するときにアーキングが発生しやすくな
り、印加電圧が制限され、製膜速度が著しく制限され、
生産性が低下する。Ｓｎの量が多すぎると、屈折率が上
記した好ましい範囲になりにくく、オーバーコートした
ときに光学干渉による色調の変化が著しくなる。 【００１８】ＳＴＯ膜５の膜厚は特に限定されないが、
１〜５０ｎｍの範囲が好ましい。充分な耐擦傷性を付与
するには、１０ｎｍ程度以上が必要である。膜厚の増加
に応じて耐擦傷性が向上し、４０〜５０ｎｍであればさ
らに充分な耐擦傷性が得られる。あまり厚くつけると光
学干渉による色調の変化が著しくなる。このため、膜厚
としては１０〜３０ｎｍが特に好ましい。 【００１９】Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅガラスの多層膜
は、前述したように、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層構
成、またはＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの５層
構成が一般的である。この場合、最上層がＺｎＯ（屈折
率約２．０）なので、ＳＴＯ膜５をオーバーコートする
際に、最上層のＺｎＯ膜の膜厚とＳＴＯ膜５の屈折率と
膜厚を調整することにより、オーバーコートによる色調
の変化を最小限に抑えることができる。 【００２０】Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅガラスの最上層は
一般には酸化物（ＺｎＯ等）であり、ＳＴＯ膜５も酸化
物であり、同じ雰囲気中で反応性スパッタリングで製膜
できるので、例えばＺｎターゲットとＳｎ−Ｓｉ系のタ
ーゲットを同じチャンバー内に設置して、ＺｎＯ膜とＳ
ＴＯ膜５を続けて形成できる。 【００２１】ＳＴＯ膜５は、ＳｎとＳｉをＣＩＰ法（冷
間等方性プレス）で固めたターゲットから酸素雰囲気中
での反応性スパッタリング法で得られる。 【００２２】耐擦傷性を向上させるための透明酸化物膜
としては、例えばＺｒと、ＳｉまたはＢとを含む酸化物
を主成分とする酸化物膜が知られている（例えば、特開
平２−２８９３３９号公報）。金属ターゲットから反応
性スパッタリングで製膜する場合、ＳＴＯ膜は、Ｚｒと
Ｓｉを含む酸化物を主成分とする酸化物膜に比べて、製
膜速度が速い。 【００２３】ターゲットに印加する電力密度が同じ場
合、Ｚｒ−Ｓｉ（原子比１：２）ターゲットを用いて酸
化物膜を製膜する場合に比べて、Ｓｎ−Ｓｉ（原子比
１：１）ターゲットを用いて酸化物膜を製膜する場合に
は製膜速度が約２．５倍であり、Ｓｎ−Ｓｉ（原子比
４：１）ターゲットを用いる場合には製膜速度が約２．
６倍である。実際にはＺｒ−Ｓｉターゲットにはアーキ
ングが発生することからあまり大きな電力密度を印加で
きないが、Ｓｎ−ＳｉターゲットにはＺｒ−Ｓｉターゲ
ットの約１．６倍程度の電力密度を印加できる。 【００２４】したがって、可能な限りの大きな電力をタ
ーゲットに印加した際には、Ｓｎ−Ｓｉターゲットから
製膜する場合の製膜速度はＺｒ−Ｓｉターゲットから製
膜する場合の約４倍になり、生産効率上きわめて有効で
ある。 【００２５】 【作用】本発明において、Ａｇを用いたＬｏｗ−Ｅ膜は
オーバーコートにより膜の耐擦傷性が向上している。本
発明におけるＳＴＯ膜は、１）金属ターゲットから反応
性直流スパッタリング法により安定して製膜でき、製膜
速度が速い、２）ターゲット組成により屈折率が１．５
〜２．０の範囲で可変である、３）ＳｎＯ2 に比べ硬
い、などの特徴を有する。 【００２６】 【実施例】［実施例１］ 洗浄した厚さ２ｍｍのフロートガラス板をスパッタリン
グ装置内にセットし、１０-6Ｔｏｒｒ台まで排気した。
次にＯ2 ガスをチャンバー内に導入し、圧力を２×１０
-3Ｔｏｒｒにし、Ｚｎターゲットを用いて電力密度５．
２Ｗ／ｃｍ2 でスパッタリングし、基板上にＺｎＯ（第
１層）を４０ｎｍ製膜した。 【００２７】次にガスをＡｒだけにし、圧力を２×１０
-3Ｔｏｒｒにし、Ａｇターゲットを用いて電力密度０．
８Ｗ／ｃｍ2 でスパッタリングし、Ａｇ（第２層）を１
５ｎｍ製膜した。 【００２８】次に、再びガスをＯ2 ガスにし、第１層と
同じ条件でＺｎＯ（第３層）を２０ｎｍ製膜した。 【００２９】最後にガスをＡｒとＯ2 の混合ガス（流量
比１：１）にし、圧力を２×１０-3Ｔｏｒｒにし、Ｓｎ
とＳｉの合金ターゲット（原子比１：１）を用いて電力
密度７．８Ｗ／ｃｍ2 でスパッタリングし、ＳｎとＳｉ
を含む屈折率約１．７の酸化物膜（第４層）を１０ｎｍ
製膜した。以下、この組成の膜をＳＴＯ−１という。 【００３０】［実施例２］ 実施例１と同じ方法、条件で厚さ２ｍｍのフロートガラ
ス基板上にＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜を製膜した。
膜厚は、それぞれ４０ｎｍ、１０ｎｍ、８０ｎｍとし
た。引き続いて、同じようにしてＡｇ（第４層）、Ｚｎ
Ｏ（第５層）をそれぞれ１０ｎｍ、１０ｎｍ製膜した。
さらに引き続いて、実施例１の第４層の場合と同じ方
法、条件でＳＴＯ−１（第６層）を１０ｎｍ製膜した。 【００３１】［実施例３］ 実施例１と同様にして、第１層および第２層を製膜し
た。次にガスをＡｒのままに保ち、圧力を２×１０-3Ｔ
ｏｒｒにし、Ｚｎターゲットを用いて電力密度３．０Ｗ
／ｃｍ2 でスパッタリングし、Ｚｎ膜（バリア層）を５
ｎｍ製膜した。 【００３２】次にガスをＯ2 ガスにし、圧力を２×１０
-3Ｔｏｒｒにし、Ｚｎターゲットを用いて電力密度５．
２Ｗ／ｃｍ2 でスパッタリングし、ＺｎＯ膜（第３層）
を２０ｎｍ製膜した。 【００３３】最後にガスをＡｒとＯ2 の混合ガス（流量
比１：１）にし、ＳｎとＳｉの合金ターゲット（原子比
１：１）を用いて電力密度７．８Ｗ／ｃｍ2 でスパッタ
リングし、ＳＴＯ−１（第４層）を１０ｎｍ製膜した。 【００３４】［実施例４］ 実施例３と同じ方法、条件でフロートガラス基板上にＺ
ｎＯ／Ａｇ／Ｚｎ（バリア層）／ＺｎＯの３層膜を製膜
した。膜厚は、それぞれ４０ｎｍ、１０ｎｍ、５ｎｍ、
８０ｎｍとした。引き続いて、同じようにしてＡｇ（第
４層）、Ｚｎ（バリア層）、ＺｎＯ（第５層）を、それ
ぞれ１０ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ製膜した。さらに引き
続いて、実施例３の第５層の場合と同じ方法、条件で、
ＳＴＯ−１（第６層）を１０ｎｍ製膜した。 【００３５】［実施例５］ 実施例１と同じ方法、条件で厚さ２ｍｍのフロートガラ
ス基板上にＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜を製膜した。
次に、ＡｒとＯ2 の混合ガス（流量比１：１）にし、圧
力を２×１０-3Ｔｏｒｒにし、ＳｎとＳｉの原子比が
２：８の合金ターゲットを用いて電力密度７．８Ｗ／ｃ
ｍ2 でスパッタリングし、ＳｎとＳｉとの原子比が２：
８の屈折率約１．６の酸化物膜（第４層）を１０ｎｍ製
膜した。この組成の膜をＳＴＯ−２という。 【００３６】［比較例１］ 実施例１と同じ方法、条件で厚さ２ｍｍのフロートガラ
ス基板上に、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜を実施例１
と同じ膜厚で製膜した。 【００３７】［比較例２］ 実施例１と同じ方法、条件で厚さ２ｍｍのフロートガラ
ス基板上に、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜を実施例１
と同じ膜厚で製膜した。引き続いてチャンバー内にＡｒ
とＯ2 の混合ガス（流量比１：１）を導入し、圧力を２
×１０-3Ｔｏｒｒにし、Ｓｎターゲットを用いて電力密
度７Ｗ／ｃｍ2 でスパッタリングし、ＳｎＯ2 膜（第４
層）を１０ｎｍ製膜した。 【００３８】［比較例３］ 実施例１と同じ方法、条件で厚さ２ｍｍのフロートガラ
ス基板上にＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯの３層膜を製膜した。
膜厚は、それぞれ４０ｎｍ、１０ｎｍ、８０ｎｍとし
た。引き続いて、同じようにしてＡｇ（第４層）、Ｚｎ
Ｏ（第５層）を、それぞれ１０ｎｍ、１０ｎｍ製膜し
た。 【００３９】［比較例４］ 実施例３と同じ方法、条件でフロートガラス基板上にＺ
ｎＯ／Ａｇ／Ｚｎ（バリア層）／ＺｎＯの３層膜を製膜
した。それぞれの膜の膜厚は実施例３の場合と同じとし
た。 【００４０】［比較例５］ 実施例３と同じ方法、条件でフロートガラス基板上にＺ
ｎＯ／Ａｇ／Ｚｎ（バリア層）／ＺｎＯの３層膜を製膜
した。膜厚は、それぞれ４０ｎｍ、１０ｎｍ、５ｎｍ、
８０ｎｍとした。引き続いて、同じようにしてＡｇ（第
４層）、Ｚｎ（バリア層）、ＺｎＯ（第５層）を、それ
ぞれ１０ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ製膜した。 【００４１】このようにして得た各種Ｌｏｗ−Ｅガラス
の膜面の耐摩耗性をテーバー摩耗試験およびパウダーを
用いる摩耗試験で調べた。その結果を表１に示す。表１
のＡ欄はテーバー摩耗試験後の可視光線透過率変化（単
位：％）を示す。表１のＢ欄はパウダーを用いる摩耗試
験後の膜面疵の有無を示す。 【００４２】なお、テーバー摩耗試験は荷重５００ｇ、
回転数１００回転で行った。テーバー摩耗試験前後の可
視光透過率の変化は、朝日分光（株）製３０４型簡易透
過率計で測定した。 【００４３】また、パウダーを用いる摩耗試験は次のよ
うにして行った。すなわち、作成したＬｏｗ−Ｅガラス
を膜面を上にして固定した。上からパウダーを撒布し、
もう１枚、通常のフロートガラス板を重ねた。上のガラ
ス板に荷重（１５０ｇ／ｃｍ2 ）をかけ、一定のストロ
ークで往復運動させた。 【００４４】 【表１】 【００４５】 【発明の効果】本発明のＡｇ系のＬｏｗ−Ｅガラスは生
産の無人化、自動化を可能にする。特に生産ラインへの
素板載せ、生産ラインからの板取りも無人ででき、生産
タクト、コストを低減できる。 【００４６】また、本発明で保護コートとして用いたＳ
ＴＯ膜は、スパッタリング時にアーキングの心配がな
く、製膜速度が速いので、ＳＴＯ膜製膜用のターゲット
を生産ラインの最後に置いてスパッタリングすることに
より、１パスモードで連続した生産が可能である。 【００４７】また、ＳＴＯ膜は屈折率が１．５〜２．０
の範囲で可変であるので、保護コートしたときの色調等
の光学特性やＬｏｗ−Ｅ性能の変化を最小限に抑えるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１、５の機能性物品の断面図
【図２】本発明の実施例２の機能性物品の断面図
【図３】本発明の実施例３の機能性物品の断面図
【図４】本発明の実施例４の機能性物品の断面図
【符号の説明】
１：透明基体
２：透明酸化物層
３：Ａｇ層
４：金属バリア層
５：ＳＴＯ膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−178430（ＪＰ，Ａ)
国際公開93／12934（ＷＯ，Ａ１)
国際公開93／13393（ＷＯ，Ａ１)
米国特許3378396（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B32B 1/00 - 35/00
C03C 17/00 - 17/44
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】透明基体上に、透明酸化物層とＡｇ層とを
順次に積層し、合計（２ｎ＋１）層（ｎ≧１）を形成す
る機能性物品の製造方法において、最外層の上にさら
に、ＳｎとＳｉを含む酸化物を主成分としかつＳｎとＳ
ｉの総量に対するＳｎの割合が４０〜９０原子％である
酸化物膜を反応性直流スパッタリング法により形成する
ことを特徴とする機能性物品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15898494A JP3373298B2 (ja) | 1993-08-20 | 1994-07-11 | 機能性物品とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22831093 | 1993-08-20 | ||
| JP5-228310 | 1993-08-20 | ||
| JP15898494A JP3373298B2 (ja) | 1993-08-20 | 1994-07-11 | 機能性物品とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07108642A JPH07108642A (ja) | 1995-04-25 |
| JP3373298B2 true JP3373298B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=26485929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15898494A Expired - Fee Related JP3373298B2 (ja) | 1993-08-20 | 1994-07-11 | 機能性物品とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3373298B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| FR2859721B1 (fr) * | 2003-09-17 | 2006-08-25 | Saint Gobain | Substrat transparent muni d'un empilement de couches minces pour un blindage electromagnetique |
-
1994
- 1994-07-11 JP JP15898494A patent/JP3373298B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07108642A (ja) | 1995-04-25 |
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