JP4371690B2 - 電波透過性波長選択板およびその作製法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物、自動車などの窓ガラスに到来する電波および可視光線を効率よく透過させることができるとともに、太陽の熱線を反射して充分な断熱性を発揮する電波透過性波長選択板の作製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、日射を遮蔽することを目的として、導電性薄膜を被覆した窓ガラス、または導電性薄膜を塗布したフィルムを貼り付けた窓ガラスが普及し始めた。
【０００３】
このような窓ガラスを高層ビルに施工すると、ＴＶ周波数帯域の電波を反射して、ＴＶ画面にゴーストを発生させる原因となる。さらに、屋内に設けたアンテナを用いて衛星放送を受信することが、困難となる。
【０００４】
また、住宅用窓ガラス或いは自動車用窓ガラスとして用いた場合には、携帯電話による通信が困難となる恐れがあったり、室内アンテナや車両の窓ガラスに設けられたガラスアンテナの利得低下させる原因となった。
【０００５】
このような事情から、現状では、ガラス基板に電気抵抗の比較的高い透明な熱線反射膜を被覆して、可視光線の一部を透過させるとともに電波の反射を低減させて電波障害を防止することが行なわれている。
【０００６】
例えば、導電性膜付きガラスの場合には、ガラス基板に被覆させた導電性膜を、入射電波の電界方向に平行な導電性膜の長さを電波の波長の１／２０倍以下になるように分割し、電波障害を防止することが知られている（特許文献１）。
【０００７】
しかしながら、前記の電気抵抗の比較的高い透明な熱線反射膜を被覆する方法は、電波の反射を低減して電波障害を防止することは出来るが、熱線遮蔽性能が十分ではなく、生活の快適性において問題があった。
【０００８】
また、特許文献２には、導電性膜を分割する方法が示されている。分割する長さが太陽光の大部分を占める可視光、近赤外光の波長より非常に大きいので、これらの光は全て反射してしまい、電波障害を防止し充分な日射遮蔽性能を有する電波透過性波長選択スクリーンガラスは得られるが、可視光の透過性が確保できないという問題がある。さらに、開口部のサイズが２ｍ×３ｍのように大きな窓では、例えば、衛星放送波を透過させるためには、衛星放送の波長約２５ｍｍの１／２０、少なくとも導電膜を１.２５ｍｍ平方に、好ましくは０.５ｍｍ平方に切断しなければならない。大面積の導電性膜をこのような小さいセグメントに、例えば、イットリウム−アルミニウム−ガーネットレーザで切断するには、長時間を要し現実的でない等の問題があった。
【０００９】
そこで、本発明者等は、透明基板にＡｇでなる微粒子を形成した電波透過性波長選択板を提案した。（特許文献３）。
【００１０】
【特許文献１】
特許第２６２０４５６号公報
【特許文献２】
特許第２６２０４５６号公報
【特許文献３】
特開２０００−２８１３８８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献３に示すような、粒状のＡｇを透明基板に形成してなる電波透過性波長選択ガラスにおいて、（１）式で定義する近赤外線遮蔽係数（Ｅｓ）を高くするために、分光反射率の最大となる波長（以下、共振波長と略す）を７００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲にシフトさせると、全波長域において、分光反射率が低くなるという不具合があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電波透過性波長選択板は、透明基板上にＡｇが積層されてなる電波透過性波長選択板において、透明基板上に、Ａｇと全率固溶体金属とからなる、Ａｇ混合膜が形成され、該Ａｇ混合膜を加熱することにより、該透明基板上二次元に分散させてＡｇ微粒子が生成されて、該Ａｇ微粒子の中心部に、Ａｇと全率固溶体金属とで形成される合金が含まれていることを特徴とする電波透過性波長選択板である。
【００１３】
また、本発明の電波透過性波長選択板は、前記電波透過性波長選択板において、Ａｇの融点、全率固溶体金属の融点およびＡｇ合金の融点の中で、最も高い温度を０.３倍した値が、透明基板の軟化点より低いことを特徴とする電波透過性波長選択板である。
【００１４】
また、本発明の電波透過性波長選択板は、前記電波透過性波長選択板において、Ａｇ微粒子の平均粒径Ｌが１００ｎｍ〜０．５ｍｍであり、該Ａｇ微粒子の、透明基板の表面を被覆する面積の割合が、０．２〜０．８の範囲であることを特徴とする電波透過性波長選択板である。
【００１５】
また、本発明の電波透過性波長選択板は、前記電波透過性波長選択板において、光線反射率の最大値が、６００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長範囲に有ることを特徴とする電波透過性波長選択板である。
【００１６】
また、本発明の電波透過性波長選択板は、前記電波透過性波長選択板において、Ａｇ微粒子から成る層の下層および／または上層に誘電体層を設けてあることを特徴とする電波透過性波長選択板である。
【００１７】
また、本発明の電波透過性波長選択板は、前記電波透過性波長選択板において、Ａｇ微粒子でなる層が形成されてなる面に電磁波が入射し、式（１）で定義する近赤外線遮蔽係数（Ｅｓ）を０.３以上とすることを電波透過性波長選択板である。
【００１８】
【式２】
【００１９】
ここで、λ：膜面に入射する電磁波の波長
Ｒdp：波長λにおける膜面の反射率
Ｉsr：波長λにおけるエアーマス１.５における太陽の放射強度また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、Ａｇと全率固溶体金属とが混合されてなる混合膜を透明基板上に成膜した後、該混合膜を熱処理して、Ａｇ微粒子の層を透明基板上に形成することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２０】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、Ａｇの膜厚および／または全率固溶体を生成する金属の膜厚および／または混合膜の膜厚により、Ａｇ微粒子の単位面積あたりの数量を制御することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２１】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、透明基板表面のＡｇ微粒子にＡｇ層を積層した後、加熱処理を行い、Ａｇ微粒子の周囲にＡｇのみでなる微粒子を形成することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２２】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、Ａｇ層の膜厚および／またはＡｇ層を積層する回数で、Ａｇ微粒子の粒径と占有面積比を制御することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２３】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、熱処理における加熱方法に、抵抗加熱、ガス燃焼加熱、レーザ照射、電子線照射、加熱して誘導加熱のなかから選ばれる１つ以上の方法を用いることを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２４】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、熱処理における透明基板の温度が、１５０℃以上で、該透明基板の軟化点以下であることを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２５】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、Ａｇと全率固溶体金属とが混合されてなる混合膜およびＡｇ膜を、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により成膜することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２６】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、誘電体層を、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により成膜することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる透明基板は、ガラス基板、透明セラミック基板、耐熱性透明プラスチック基板等を用いることができ、建物や、車両の開口部に、本発明の電波透過性波長選択板を用いる場合は、ガラス基板が望ましいが、使用する場所等に応じてガラス基板、透明セラミック基板、耐熱性透明プラスチック基板等を選択することが好ましい。
【００２８】
透明基板上にＡｇと全率固溶体金属とからなる混合膜（以後Ａｇ混合膜という）を成膜する。該Ａｇ混合膜を加熱することにより、所定の数の粒状Ａｇ合金を、該透明基板上二次元に分散させて生成させる。図２は、実施例において作製した粒状Ａｇ合金の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で観察した写真（以後ＳＥＭ画像という）である。
【００２９】
さらに、粒状Ａｇ合金が生成した透明基板上に、ＡｇのみからなるＡｇ膜を積層する。粒状Ａｇ合金にＡｇ膜を積層した後、２度目の加熱処理を行い、粒状Ａｇ合金の表面およびその周囲にＡｇのみでなる部分を形成せしめ、中心部にＡｇと全率固溶体金属との合金でなる、Ａｇ微粒子を形成させる。図１は、Ａｇ微粒子１を模式的に表したものであり、Ａｇ微粒子１の中心部３は、Ａｇと全率固溶体金属との合金からなり、その周囲２はＡｇのみからなる。
【００３０】
Ａｇ微粒子の形状は、図１に示すようなドーム状の他に、半球状、数珠状（例えば、ドーム状が連なった形状）、扁平状、鱗片状、針状等であり、光学的な性能から、半球状、ドーム状、扁平状、鱗片状等の形状が好ましい。
【００３１】
本発明は、図１に示すＡｇ微粒子の形状制御が容易となり、その結果、本発明の電波透過性波長選択板は、反射率を低減することなく、共振波長を近赤外線遮蔽係数の大きい７００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲にシフトすることが可能となり、優れた断熱性を有する電波透過性波長選択板が得られるものである。
【００３２】
粒状Ａｇ合金の単位面積あたりの数は、Ａｇ混合膜の膜厚で制御することが好ましい。さらに、Ａｇ微粒子の粒径Ｌは、粒状Ａｇ合金に積層するＡｇ膜の膜厚で制御することが好ましい。
【００３３】
全率固溶体金属としては、Ｐｄ、Ａｕなどを用いることができる。全率固溶体金属として、融点がＡｇより高い金属をＡｇに添加することにより、Ａｇ微粒子の形成する速度を低減することが可能になる。
【００３４】
２度目の加熱時には、中心部の粒状Ａｇ合金が核として作用し、Ａｇと全率固溶体金属との移動速度の差により、全率固溶体金属の添加量によって、Ａｇ微粒子を成形する速度が調整可能となる。このため、全率固溶体金属には、Ａｇよりも融点の高いものを用いるほうが望ましい。さらに、Ａｇよりも原子量の大きい全率固溶体金属を選ぶことが、Ａｇ微粒子の形成する速度を遅くする効果があり、Ａｇ微粒子の形状（図１の粒径Ｌと高さＨ）を制御することが容易になるので望ましい。
【００３５】
全率固溶体金属の融点がＡｇより高いものを選ぶ場合、透明基板の軟化点以下の加熱でＡｇ微粒子を形成させる必要があるため、全率固溶体金属の添加量に上限がある。
【００３６】
すなわち、一般的に、金属の融点を絶対温度で表示した場合、融点の０．３倍の温度で、透明基板上の金属は、透明基板表面に拡散し始める。従って、全率固溶体金属の融点がＡｇより高い場合、Ａｇ合金の融点の０．３倍が透明基板の軟化点に等しくなるまで全率固溶体金属を添加できる。
【００３７】
なお、Ａｇ微粒子の好ましい粒子高さＨは、１０ｎｍ〜５００ｎｍであるが、これらに限定するものではない。また、Ａｇ粒子の粒径Ｌは、１００ｎｍ〜０．５ｍｍの大きさが好ましい。
【００３８】
Ａｇ混合膜およびＡｇ膜は、膜厚を５ｎｍ〜１μｍの範囲とすることが好ましい。５ｎｍ未満では、Ａｇ膜が島状になり、均一に成膜されないので好ましくなく、１μｍを越えると透明基板の軟化点以下の加熱温度で、粒状に形成することが困難となり、好ましくない。
【００３９】
Ａｇ混合膜、Ａｇ膜を成膜する方法については、特に限定するものではなく、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング等の成膜法を用いることができる。特に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法は生成する層の均一性、生産性の点より好ましい。Ａｇ混合膜の成膜は、Ａｇターゲット材に全率固溶体金属をチップ状で付加する手段、あるいは、Ａｇと全率固溶体金属との合金でなるターゲットを用いて、成膜することが可能である。
【００４０】
Ａｇ混合膜およびＡｇ膜の加熱方法は、抵抗加熱、ガス燃焼加熱、レーザまたは電子線などのビームの照射、または誘導加熱等の方法で行える。
【００４１】
耐熱性透明プラスチックを透明基板とする場合、該透明基板にほとんど吸収されないレーザービームによる加熱や、導電性物質のみを選択的に加熱できる誘導加熱は、好適な加熱方法である。
【００４２】
なお、加熱条件については、加熱温度は１５０℃以上で透明基板が軟化しない温度以下とすることが好ましい。
【００４３】
Ａｇ混合膜やＡｇ膜を形成した透明基板を、例えば加熱炉などで加熱する場合、粒状Ａｇ合金や、Ａｇ微粒子を数時間で成形するために、１５０℃以上にすることが望ましい。
【００４４】
透明基板の温度が軟化点を越えると、特に、透明基板に酸化物ガラスを用いる場合、Ａｇ原子が透明基板内に拡散し、電磁波の反射による波長選択性が著しく低下する。
【００４５】
なお、Ａｇ膜あるいはＡｇ混合膜をレーザまたは電子線などのビームの照射、あるいは誘導加熱で行う場合、透明基板を加熱せずに、Ａｇ膜あるいはＡｇ混合膜を選択的に加熱できるので、加熱温度の上限を、Ａｇの沸点２２１２℃とすることができる。
【００４６】
また、加熱時間は、抵抗加熱、ガス燃焼加熱の場合、数秒から数時間、レーザまたは電子線などのビームの照射、あるいは誘導加熱の場合は、マイクロ秒から数秒とすることが好ましい。なお、加熱後、自然放冷による冷却、あるいは空気を吹き付けるなどの強制放冷で冷却してもよい。
【００４７】
また、Ａｇには、Ａｇの消衰係数が無限小になるプラズマ周波数は、紫外線領域の可視光領域に近い波長域に存在するので、Ａｇ微粒子の厚みと誘電体層膜の膜厚を制御することにより、可視光の透過性が確保できる。
【００４８】
さらに、本発明の電波透過性波長選択板は、Ａｇ混合膜の厚み、Ａｇ膜の厚みおよび加熱条件により、Ａｇ微粒子の粒径Ｌ、個数、分布等を制御し、近赤外線を選択的に反射するものである。個数は、粒径Ｌに対して、基板表面の占有面積比として把握してもよい。
【００４９】
近赤外線を選択的に反射するためには、（１）式で定義した近赤外線遮蔽係数（Ｅｓ）が、０．３以上であることが好ましい。０．３以上とするために、電波透過性波長選択板の分光反射率の最大値が６００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長範囲にあるように、粒状Ａｇ合金の個数、Ａｇ微粒子の粒径を制御し、Ａｇ微粒子の粒径Ｌは、１００ｎｍ〜０．５ｍｍ、占有面積比は０．２〜０．８とすることが好ましい。
【００５０】
Ａｇ微粒子の占有面積比が０．２未満になると、粒状Ａｇ間の平均距離が粒径の２倍以上となり、粒子間の相互干渉が小さくなり、有効な近赤外線遮蔽係数を有する電波透過性波長選択板が得られない。また、Ａｇ微粒子の粒径が１００ｎｍ未満の場合、分光反射率の最大値が６００ｎｍ以下となってしまう。
【００５１】
占有面積比が０．８を越えると、ほとんどのＡｇ微粒子が連鎖上となって、電波を透過させるという波長選択の機能が失われてしまう。また、Ａｇ微粒子の粒径Ｌが０．５ｍｍを越える場合でも、衛星放送等の周波数の高い電波に対して、電波を透過させるという波長選択の機能が失われてしまう。
【００５２】
Ａｇ微粒子の占有面積比は、例えば、透明基板の法線方向から電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で観察しＳＥＭ画像を得、Ａｇ微粒子とＡｇ微粒子の存在しない透明基板の表面とを画像処理でＳＥＭ画像を２値化して、Ａｇ微粒子の総面積をＳＥＭ画像全体の面積で除して、求めることができる。
【００５３】
また、Ａｇ微粒子の粒径Ｌは、ＳＥＭ画像を２値化して得られる画像でＡｇ微粒子の個数を求め、該個数でＡｇ微粒子の総面積を除し、求められた面積を同面積の円として、その円の直径をＡｇ微粒子の粒径としてもよい。
【００５４】
従って、例えばＡｇ微粒子の形状がドーム状の場合は、粒径Ｌはドームの底面の直径に対応する。
【００５５】
本発明の電波透過性波長選択板において、Ａｇ微粒子の下層および／または上層に誘電体層を設けることが好ましい。
【００５６】
Ａｇ微粒子の下層に誘電体層を設ける場合は、透明基板表面に、誘電体層を成膜した後、Ａｇ混合膜を成膜する。
Ａｇ微粒子の上層に誘電体層を設ける場合には、Ａｇ微粒子を形成した後、該Ａｇ微粒子の上に誘電体層を積層する。
【００５７】
誘電体層としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、ステンレス鋼のいずれかの金属の窒化物、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、ステンレス鋼のいずれかの金属の酸化物、或いはこれらを多層に積層したもの等を用いることができる。
【００５８】
特に、Ａｌ、Ｓｉの金属の窒化物、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｉｎの金属の酸化物は無色透明であるので、可視光透過率の高い電波透過性波長選択板を必要とする建築用、車輌用窓ガラスに好適である。
【００５９】
なお、Ａｇ微粒子上に、さらに誘電体層を被覆すると、透明基板上に成膜した誘電体層との相互作用によって可視光透過率が高められるとともに、Ａｇ粒状層の変質防止等の保護膜としての作用をするのでより好ましく、この場合に用いる誘電体層としては、Ａｌ、Ｓｉの窒化物、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｉｎの酸化物または、これらを多層に積層したものが望ましい。
【００６０】
誘電体層を成膜する方法については、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング等の成膜法を用いる。特に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法は生成する層の均一性、生産性の点より好ましい。
【００６１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を述べる。但し、本発明は、これに限定するものではない。
【００６２】
実施例１
本発明の電波透過性波長選択板は次に示す手順で製造した。透明基板としてフロートガラス板を用いた。
【００６３】
▲１▼先ず、洗浄した厚さ３ｍｍのフロートガラス板をＤＣマグネトロンスパッタリング装置内に入れ、槽内の真空度が２〜４×１０-4Ｐａに達するまで排気した。なお、ターゲットとガラス基板との距離は９０ｍｍにした。
【００６４】
▲２▼次に、Ａｇターゲット（直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍ）のエロージョン域にＰｄチップ（１０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍの直方体）４個を等間隔に載置した。このターゲットにＤＣ３０Ｗの電力で印加して放電させ、膜厚１３ｎｍのＡｇ−Ｐｄ混合膜を成膜した。成膜中、Ａｒガスの圧力を１Ｐａに制御した。
【００６５】
▲３▼次いで、Ａｇ混合膜を成膜した透明基板を雰囲気温度５００℃の恒温炉で５分間加熱したのち、炉外に取り出し放冷することにより、透明基板の表面に、粒状のＡｇ合金を形成した。
【００６６】
▲４▼次いで、Ａｇターゲット（直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍ）にＤＣ３０Ｗの電力で印加して放電させ、粒状のＡｇ合金に膜厚１３ｎｍのＡｇ膜を積層した。なお、成膜中の雰囲気は、圧力を１ＰａのＡｒガスとした。
【００６７】
▲５▼次いで、Ａｇ膜を積層したものを雰囲気温度４５０℃の恒温炉で５分間加熱した後、炉外に取り出し放冷することにより、基板ガラス表面にＡｇ微粒子を作製した。
【００６８】
▲６▼次いで、▲４▼と▲５▼の工程をさらに２回繰り返して、Ａｇ微粒子の粒径Ｌと高さＨを増大させた。
【００６９】
このようにして得られた電波透過性波長選択板の分光反射率、分光透過率を日立製作所製Ｕ−４０００型自記分光光度計を用いて波長３００〜２５００ｎｍの範囲で測定した。さらに、測定値を式（１）に代入し、近赤外線遮蔽係数を算出した。その結果を表１に示す。
【００７０】
結果、共振波長が７２０ｎｍで近赤外線遮蔽係数が０．５１と大きく、かつ可視光透過率が１５％の良好な波長選択板が得られた。
【００７１】
実施例２
実施例１の▲４▼と▲５▼の操作を５回繰り返したいがいは実施例１と同様にしてＡｇ微粒子を透明基板表面に形成し、電波透過性波長選択板とした。本実施例の電波透過性波長選択板は、共振波長が９００ｎｍで近赤外線遮蔽係数が０．６１と非常に大きい値が、さらに、可視光透過率の減少は少なく１３％の良好な波長選択板が得られた。
【００７２】
比較例１
本比較例は、透明基板に、実施例１、２と同じフロートガラス板を用い、Ａｇのみからなる微粒子を透明基板上に、次に示す手順で形成した。
【００７３】
▲１▼先ず、洗浄した厚さ３ｍｍのフロートガラス板をＤＣマグネトロンスパッタリング装置内に入れ、槽内の真空度が２〜４×１０-4Ｐａに達するまで排気した。なお、ターゲットとガラス基板との距離は９０ｍｍにした。
【００７４】
▲２▼次に、Ａｇターゲット（直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍ）にＤＣ３０Ｗの電力で印加して放電させ、膜厚２５ｎｍのＡｇ膜を成膜した。成膜中、Ａｒガスの圧力を１Ｐａに制御した。
【００７５】
▲３▼次いで、Ａｇ膜を成膜した透明基板を雰囲気温度５００℃の恒温炉で５分間加熱したのち、炉外に取り出し放冷することにより、透明基板の表面に、粒状のＡｇを形成した。
【００７６】
このようにして得られたものの分光反射率、分光透過率を日立製作所製Ｕ−４０００型自記分光光度計を用いて波長３００〜２５００ｎｍの範囲で測定した。さらに、測定値を式（１）に代入し、近赤外線遮蔽係数を算出した。その結果を表１に示す。
【００７７】
比較例１で作製したものは、共振波長は可視域から９００ｎｍにシフトし、可視光透過率は５２％までに増大した。しかし、近赤外線遮蔽係数が０．３０と小さ、近赤外線遮蔽係数の高いものが得られなかった。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１に示すように、実施例１と２では、共振波長を７００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲にシフトさせて、近赤外線遮蔽係数の高いものが得られたが、比較例１の場合、近赤外線遮蔽係数の高いものが得られなかった。
【００８０】
【発明の効果】
本発明による電波透過性波長選択板は、ＴＶ放送、衛星放送、携帯電話それぞれの周波数帯域の電波に対して反射率を低減させるとともに、充分な日射遮蔽性能と可視光線透過性を有する、自動車用窓ガラス、建築用窓ガラスとして好適な電波透過性波長選択板を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａｇ微粒子の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】透明基板に形成した粒状Ａｇ合金のＳＥＭ画像である。
【符号の説明】
１ Ａｇ微粒子
２ Ａｇ
３ Ａｇ合金
４ 透明基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物、自動車などの窓ガラスに到来する電波および可視光線を効率よく透過させることができるとともに、太陽の熱線を反射して充分な断熱性を発揮する電波透過性波長選択板の作製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、日射を遮蔽することを目的として、導電性薄膜を被覆した窓ガラス、または導電性薄膜を塗布したフィルムを貼り付けた窓ガラスが普及し始めた。
【０００３】
このような窓ガラスを高層ビルに施工すると、ＴＶ周波数帯域の電波を反射して、ＴＶ画面にゴーストを発生させる原因となる。さらに、屋内に設けたアンテナを用いて衛星放送を受信することが、困難となる。
【０００４】
また、住宅用窓ガラス或いは自動車用窓ガラスとして用いた場合には、携帯電話による通信が困難となる恐れがあったり、室内アンテナや車両の窓ガラスに設けられたガラスアンテナの利得低下させる原因となった。
【０００５】
このような事情から、現状では、ガラス基板に電気抵抗の比較的高い透明な熱線反射膜を被覆して、可視光線の一部を透過させるとともに電波の反射を低減させて電波障害を防止することが行なわれている。
【０００６】
例えば、導電性膜付きガラスの場合には、ガラス基板に被覆させた導電性膜を、入射電波の電界方向に平行な導電性膜の長さを電波の波長の１／２０倍以下になるように分割し、電波障害を防止することが知られている（特許文献１）。
【０００７】
しかしながら、前記の電気抵抗の比較的高い透明な熱線反射膜を被覆する方法は、電波の反射を低減して電波障害を防止することは出来るが、熱線遮蔽性能が十分ではなく、生活の快適性において問題があった。
【０００８】
また、特許文献２には、導電性膜を分割する方法が示されている。分割する長さが太陽光の大部分を占める可視光、近赤外光の波長より非常に大きいので、これらの光は全て反射してしまい、電波障害を防止し充分な日射遮蔽性能を有する電波透過性波長選択スクリーンガラスは得られるが、可視光の透過性が確保できないという問題がある。さらに、開口部のサイズが２ｍ×３ｍのように大きな窓では、例えば、衛星放送波を透過させるためには、衛星放送の波長約２５ｍｍの１／２０、少なくとも導電膜を１.２５ｍｍ平方に、好ましくは０.５ｍｍ平方に切断しなければならない。大面積の導電性膜をこのような小さいセグメントに、例えば、イットリウム−アルミニウム−ガーネットレーザで切断するには、長時間を要し現実的でない等の問題があった。
【０００９】
そこで、本発明者等は、透明基板にＡｇでなる微粒子を形成した電波透過性波長選択板を提案した。（特許文献３）。
【００１０】
【特許文献１】
特許第２６２０４５６号公報
【特許文献２】
特許第２６２０４５６号公報
【特許文献３】
特開２０００−２８１３８８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献３に示すような、粒状のＡｇを透明基板に形成してなる電波透過性波長選択ガラスにおいて、（１）式で定義する近赤外線遮蔽係数（Ｅｓ）を高くするために、分光反射率の最大となる波長（以下、共振波長と略す）を７００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲にシフトさせると、全波長域において、分光反射率が低くなるという不具合があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電波透過性波長選択板は、透明基板上にＡｇが積層されてなる電波透過性波長選択板において、透明基板上に、Ａｇと全率固溶体金属とからなる、Ａｇ混合膜が形成され、該Ａｇ混合膜を加熱することにより、該透明基板上二次元に分散させてＡｇ微粒子が生成されて、該Ａｇ微粒子の中心部に、Ａｇと全率固溶体金属とで形成される合金が含まれていることを特徴とする電波透過性波長選択板である。
【００１３】
また、本発明の電波透過性波長選択板は、前記電波透過性波長選択板において、Ａｇの融点、全率固溶体金属の融点およびＡｇ合金の融点の中で、最も高い温度を０.３倍した値が、透明基板の軟化点より低いことを特徴とする電波透過性波長選択板である。
【００１４】
また、本発明の電波透過性波長選択板は、前記電波透過性波長選択板において、Ａｇ微粒子の平均粒径Ｌが１００ｎｍ〜０．５ｍｍであり、該Ａｇ微粒子の、透明基板の表面を被覆する面積の割合が、０．２〜０．８の範囲であることを特徴とする電波透過性波長選択板である。
【００１５】
また、本発明の電波透過性波長選択板は、前記電波透過性波長選択板において、光線反射率の最大値が、６００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長範囲に有ることを特徴とする電波透過性波長選択板である。
【００１６】
また、本発明の電波透過性波長選択板は、前記電波透過性波長選択板において、Ａｇ微粒子から成る層の下層および／または上層に誘電体層を設けてあることを特徴とする電波透過性波長選択板である。
【００１７】
また、本発明の電波透過性波長選択板は、前記電波透過性波長選択板において、Ａｇ微粒子でなる層が形成されてなる面に電磁波が入射し、式（１）で定義する近赤外線遮蔽係数（Ｅｓ）を０.３以上とすることを電波透過性波長選択板である。
【００１８】
【式２】
【００１９】
ここで、λ：膜面に入射する電磁波の波長
Ｒdp：波長λにおける膜面の反射率
Ｉsr：波長λにおけるエアーマス１.５における太陽の放射強度また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、Ａｇと全率固溶体金属とが混合されてなる混合膜を透明基板上に成膜した後、該混合膜を熱処理して、Ａｇ微粒子の層を透明基板上に形成することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２０】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、Ａｇの膜厚および／または全率固溶体を生成する金属の膜厚および／または混合膜の膜厚により、Ａｇ微粒子の単位面積あたりの数量を制御することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２１】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、透明基板表面のＡｇ微粒子にＡｇ層を積層した後、加熱処理を行い、Ａｇ微粒子の周囲にＡｇのみでなる微粒子を形成することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２２】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、Ａｇ層の膜厚および／またはＡｇ層を積層する回数で、Ａｇ微粒子の粒径と占有面積比を制御することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２３】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、熱処理における加熱方法に、抵抗加熱、ガス燃焼加熱、レーザ照射、電子線照射、加熱して誘導加熱のなかから選ばれる１つ以上の方法を用いることを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２４】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、熱処理における透明基板の温度が、１５０℃以上で、該透明基板の軟化点以下であることを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２５】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、前記作製方法において、Ａｇと全率固溶体金属とが混合されてなる混合膜およびＡｇ膜を、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により成膜することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２６】
また、本発明の電波透過性波長選択板の作製法は、誘電体層を、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により成膜することを特徴とする電波透過性波長選択板の作製法である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる透明基板は、ガラス基板、透明セラミック基板、耐熱性透明プラスチック基板等を用いることができ、建物や、車両の開口部に、本発明の電波透過性波長選択板を用いる場合は、ガラス基板が望ましいが、使用する場所等に応じてガラス基板、透明セラミック基板、耐熱性透明プラスチック基板等を選択することが好ましい。
【００２８】
透明基板上にＡｇと全率固溶体金属とからなる混合膜（以後Ａｇ混合膜という）を成膜する。該Ａｇ混合膜を加熱することにより、所定の数の粒状Ａｇ合金を、該透明基板上二次元に分散させて生成させる。図２は、実施例において作製した粒状Ａｇ合金の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で観察した写真（以後ＳＥＭ画像という）である。
【００２９】
さらに、粒状Ａｇ合金が生成した透明基板上に、ＡｇのみからなるＡｇ膜を積層する。粒状Ａｇ合金にＡｇ膜を積層した後、２度目の加熱処理を行い、粒状Ａｇ合金の表面およびその周囲にＡｇのみでなる部分を形成せしめ、中心部にＡｇと全率固溶体金属との合金でなる、Ａｇ微粒子を形成させる。図１は、Ａｇ微粒子１を模式的に表したものであり、Ａｇ微粒子１の中心部３は、Ａｇと全率固溶体金属との合金からなり、その周囲２はＡｇのみからなる。
【００３０】
Ａｇ微粒子の形状は、図１に示すようなドーム状の他に、半球状、数珠状（例えば、ドーム状が連なった形状）、扁平状、鱗片状、針状等であり、光学的な性能から、半球状、ドーム状、扁平状、鱗片状等の形状が好ましい。
【００３１】
本発明は、図１に示すＡｇ微粒子の形状制御が容易となり、その結果、本発明の電波透過性波長選択板は、反射率を低減することなく、共振波長を近赤外線遮蔽係数の大きい７００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲にシフトすることが可能となり、優れた断熱性を有する電波透過性波長選択板が得られるものである。
【００３２】
粒状Ａｇ合金の単位面積あたりの数は、Ａｇ混合膜の膜厚で制御することが好ましい。さらに、Ａｇ微粒子の粒径Ｌは、粒状Ａｇ合金に積層するＡｇ膜の膜厚で制御することが好ましい。
【００３３】
全率固溶体金属としては、Ｐｄ、Ａｕなどを用いることができる。全率固溶体金属として、融点がＡｇより高い金属をＡｇに添加することにより、Ａｇ微粒子の形成する速度を低減することが可能になる。
【００３４】
２度目の加熱時には、中心部の粒状Ａｇ合金が核として作用し、Ａｇと全率固溶体金属との移動速度の差により、全率固溶体金属の添加量によって、Ａｇ微粒子を成形する速度が調整可能となる。このため、全率固溶体金属には、Ａｇよりも融点の高いものを用いるほうが望ましい。さらに、Ａｇよりも原子量の大きい全率固溶体金属を選ぶことが、Ａｇ微粒子の形成する速度を遅くする効果があり、Ａｇ微粒子の形状（図１の粒径Ｌと高さＨ）を制御することが容易になるので望ましい。
【００３５】
全率固溶体金属の融点がＡｇより高いものを選ぶ場合、透明基板の軟化点以下の加熱でＡｇ微粒子を形成させる必要があるため、全率固溶体金属の添加量に上限がある。
【００３６】
すなわち、一般的に、金属の融点を絶対温度で表示した場合、融点の０．３倍の温度で、透明基板上の金属は、透明基板表面に拡散し始める。従って、全率固溶体金属の融点がＡｇより高い場合、Ａｇ合金の融点の０．３倍が透明基板の軟化点に等しくなるまで全率固溶体金属を添加できる。
【００３７】
なお、Ａｇ微粒子の好ましい粒子高さＨは、１０ｎｍ〜５００ｎｍであるが、これらに限定するものではない。また、Ａｇ粒子の粒径Ｌは、１００ｎｍ〜０．５ｍｍの大きさが好ましい。
【００３８】
Ａｇ混合膜およびＡｇ膜は、膜厚を５ｎｍ〜１μｍの範囲とすることが好ましい。５ｎｍ未満では、Ａｇ膜が島状になり、均一に成膜されないので好ましくなく、１μｍを越えると透明基板の軟化点以下の加熱温度で、粒状に形成することが困難となり、好ましくない。
【００３９】
Ａｇ混合膜、Ａｇ膜を成膜する方法については、特に限定するものではなく、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング等の成膜法を用いることができる。特に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法は生成する層の均一性、生産性の点より好ましい。Ａｇ混合膜の成膜は、Ａｇターゲット材に全率固溶体金属をチップ状で付加する手段、あるいは、Ａｇと全率固溶体金属との合金でなるターゲットを用いて、成膜することが可能である。
【００４０】
Ａｇ混合膜およびＡｇ膜の加熱方法は、抵抗加熱、ガス燃焼加熱、レーザまたは電子線などのビームの照射、または誘導加熱等の方法で行える。
【００４１】
耐熱性透明プラスチックを透明基板とする場合、該透明基板にほとんど吸収されないレーザービームによる加熱や、導電性物質のみを選択的に加熱できる誘導加熱は、好適な加熱方法である。
【００４２】
なお、加熱条件については、加熱温度は１５０℃以上で透明基板が軟化しない温度以下とすることが好ましい。
【００４３】
Ａｇ混合膜やＡｇ膜を形成した透明基板を、例えば加熱炉などで加熱する場合、粒状Ａｇ合金や、Ａｇ微粒子を数時間で成形するために、１５０℃以上にすることが望ましい。
【００４４】
透明基板の温度が軟化点を越えると、特に、透明基板に酸化物ガラスを用いる場合、Ａｇ原子が透明基板内に拡散し、電磁波の反射による波長選択性が著しく低下する。
【００４５】
なお、Ａｇ膜あるいはＡｇ混合膜をレーザまたは電子線などのビームの照射、あるいは誘導加熱で行う場合、透明基板を加熱せずに、Ａｇ膜あるいはＡｇ混合膜を選択的に加熱できるので、加熱温度の上限を、Ａｇの沸点２２１２℃とすることができる。
【００４６】
また、加熱時間は、抵抗加熱、ガス燃焼加熱の場合、数秒から数時間、レーザまたは電子線などのビームの照射、あるいは誘導加熱の場合は、マイクロ秒から数秒とすることが好ましい。なお、加熱後、自然放冷による冷却、あるいは空気を吹き付けるなどの強制放冷で冷却してもよい。
【００４７】
また、Ａｇには、Ａｇの消衰係数が無限小になるプラズマ周波数は、紫外線領域の可視光領域に近い波長域に存在するので、Ａｇ微粒子の厚みと誘電体層膜の膜厚を制御することにより、可視光の透過性が確保できる。
【００４８】
さらに、本発明の電波透過性波長選択板は、Ａｇ混合膜の厚み、Ａｇ膜の厚みおよび加熱条件により、Ａｇ微粒子の粒径Ｌ、個数、分布等を制御し、近赤外線を選択的に反射するものである。個数は、粒径Ｌに対して、基板表面の占有面積比として把握してもよい。
【００４９】
近赤外線を選択的に反射するためには、（１）式で定義した近赤外線遮蔽係数（Ｅｓ）が、０．３以上であることが好ましい。０．３以上とするために、電波透過性波長選択板の分光反射率の最大値が６００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長範囲にあるように、粒状Ａｇ合金の個数、Ａｇ微粒子の粒径を制御し、Ａｇ微粒子の粒径Ｌは、１００ｎｍ〜０．５ｍｍ、占有面積比は０．２〜０．８とすることが好ましい。
【００５０】
Ａｇ微粒子の占有面積比が０．２未満になると、粒状Ａｇ間の平均距離が粒径の２倍以上となり、粒子間の相互干渉が小さくなり、有効な近赤外線遮蔽係数を有する電波透過性波長選択板が得られない。また、Ａｇ微粒子の粒径が１００ｎｍ未満の場合、分光反射率の最大値が６００ｎｍ以下となってしまう。
【００５１】
占有面積比が０．８を越えると、ほとんどのＡｇ微粒子が連鎖上となって、電波を透過させるという波長選択の機能が失われてしまう。また、Ａｇ微粒子の粒径Ｌが０．５ｍｍを越える場合でも、衛星放送等の周波数の高い電波に対して、電波を透過させるという波長選択の機能が失われてしまう。
【００５２】
Ａｇ微粒子の占有面積比は、例えば、透明基板の法線方向から電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で観察しＳＥＭ画像を得、Ａｇ微粒子とＡｇ微粒子の存在しない透明基板の表面とを画像処理でＳＥＭ画像を２値化して、Ａｇ微粒子の総面積をＳＥＭ画像全体の面積で除して、求めることができる。
【００５３】
また、Ａｇ微粒子の粒径Ｌは、ＳＥＭ画像を２値化して得られる画像でＡｇ微粒子の個数を求め、該個数でＡｇ微粒子の総面積を除し、求められた面積を同面積の円として、その円の直径をＡｇ微粒子の粒径としてもよい。
【００５４】
従って、例えばＡｇ微粒子の形状がドーム状の場合は、粒径Ｌはドームの底面の直径に対応する。
【００５５】
本発明の電波透過性波長選択板において、Ａｇ微粒子の下層および／または上層に誘電体層を設けることが好ましい。
【００５６】
Ａｇ微粒子の下層に誘電体層を設ける場合は、透明基板表面に、誘電体層を成膜した後、Ａｇ混合膜を成膜する。
Ａｇ微粒子の上層に誘電体層を設ける場合には、Ａｇ微粒子を形成した後、該Ａｇ微粒子の上に誘電体層を積層する。
【００５７】
誘電体層としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、ステンレス鋼のいずれかの金属の窒化物、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、ステンレス鋼のいずれかの金属の酸化物、或いはこれらを多層に積層したもの等を用いることができる。
【００５８】
特に、Ａｌ、Ｓｉの金属の窒化物、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｉｎの金属の酸化物は無色透明であるので、可視光透過率の高い電波透過性波長選択板を必要とする建築用、車輌用窓ガラスに好適である。
【００５９】
なお、Ａｇ微粒子上に、さらに誘電体層を被覆すると、透明基板上に成膜した誘電体層との相互作用によって可視光透過率が高められるとともに、Ａｇ粒状層の変質防止等の保護膜としての作用をするのでより好ましく、この場合に用いる誘電体層としては、Ａｌ、Ｓｉの窒化物、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｉｎの酸化物または、これらを多層に積層したものが望ましい。
【００６０】
誘電体層を成膜する方法については、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング等の成膜法を用いる。特に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法は生成する層の均一性、生産性の点より好ましい。
【００６１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を述べる。但し、本発明は、これに限定するものではない。
【００６２】
実施例１
本発明の電波透過性波長選択板は次に示す手順で製造した。透明基板としてフロートガラス板を用いた。
【００６３】
▲１▼先ず、洗浄した厚さ３ｍｍのフロートガラス板をＤＣマグネトロンスパッタリング装置内に入れ、槽内の真空度が２〜４×１０-4Ｐａに達するまで排気した。なお、ターゲットとガラス基板との距離は９０ｍｍにした。
【００６４】
▲２▼次に、Ａｇターゲット（直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍ）のエロージョン域にＰｄチップ（１０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍの直方体）４個を等間隔に載置した。このターゲットにＤＣ３０Ｗの電力で印加して放電させ、膜厚１３ｎｍのＡｇ−Ｐｄ混合膜を成膜した。成膜中、Ａｒガスの圧力を１Ｐａに制御した。
【００６５】
▲３▼次いで、Ａｇ混合膜を成膜した透明基板を雰囲気温度５００℃の恒温炉で５分間加熱したのち、炉外に取り出し放冷することにより、透明基板の表面に、粒状のＡｇ合金を形成した。
【００６６】
▲４▼次いで、Ａｇターゲット（直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍ）にＤＣ３０Ｗの電力で印加して放電させ、粒状のＡｇ合金に膜厚１３ｎｍのＡｇ膜を積層した。なお、成膜中の雰囲気は、圧力を１ＰａのＡｒガスとした。
【００６７】
▲５▼次いで、Ａｇ膜を積層したものを雰囲気温度４５０℃の恒温炉で５分間加熱した後、炉外に取り出し放冷することにより、基板ガラス表面にＡｇ微粒子を作製した。
【００６８】
▲６▼次いで、▲４▼と▲５▼の工程をさらに２回繰り返して、Ａｇ微粒子の粒径Ｌと高さＨを増大させた。
【００６９】
このようにして得られた電波透過性波長選択板の分光反射率、分光透過率を日立製作所製Ｕ−４０００型自記分光光度計を用いて波長３００〜２５００ｎｍの範囲で測定した。さらに、測定値を式（１）に代入し、近赤外線遮蔽係数を算出した。その結果を表１に示す。
【００７０】
結果、共振波長が７２０ｎｍで近赤外線遮蔽係数が０．５１と大きく、かつ可視光透過率が１５％の良好な波長選択板が得られた。
【００７１】
実施例２
実施例１の▲４▼と▲５▼の操作を５回繰り返したいがいは実施例１と同様にしてＡｇ微粒子を透明基板表面に形成し、電波透過性波長選択板とした。本実施例の電波透過性波長選択板は、共振波長が９００ｎｍで近赤外線遮蔽係数が０．６１と非常に大きい値が、さらに、可視光透過率の減少は少なく１３％の良好な波長選択板が得られた。
【００７２】
比較例１
本比較例は、透明基板に、実施例１、２と同じフロートガラス板を用い、Ａｇのみからなる微粒子を透明基板上に、次に示す手順で形成した。
【００７３】
▲１▼先ず、洗浄した厚さ３ｍｍのフロートガラス板をＤＣマグネトロンスパッタリング装置内に入れ、槽内の真空度が２〜４×１０-4Ｐａに達するまで排気した。なお、ターゲットとガラス基板との距離は９０ｍｍにした。
【００７４】
▲２▼次に、Ａｇターゲット（直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍ）にＤＣ３０Ｗの電力で印加して放電させ、膜厚２５ｎｍのＡｇ膜を成膜した。成膜中、Ａｒガスの圧力を１Ｐａに制御した。
【００７５】
▲３▼次いで、Ａｇ膜を成膜した透明基板を雰囲気温度５００℃の恒温炉で５分間加熱したのち、炉外に取り出し放冷することにより、透明基板の表面に、粒状のＡｇを形成した。
【００７６】
このようにして得られたものの分光反射率、分光透過率を日立製作所製Ｕ−４０００型自記分光光度計を用いて波長３００〜２５００ｎｍの範囲で測定した。さらに、測定値を式（１）に代入し、近赤外線遮蔽係数を算出した。その結果を表１に示す。
【００７７】
比較例１で作製したものは、共振波長は可視域から９００ｎｍにシフトし、可視光透過率は５２％までに増大した。しかし、近赤外線遮蔽係数が０．３０と小さ、近赤外線遮蔽係数の高いものが得られなかった。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１に示すように、実施例１と２では、共振波長を７００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲にシフトさせて、近赤外線遮蔽係数の高いものが得られたが、比較例１の場合、近赤外線遮蔽係数の高いものが得られなかった。
【００８０】
【発明の効果】
本発明による電波透過性波長選択板は、ＴＶ放送、衛星放送、携帯電話それぞれの周波数帯域の電波に対して反射率を低減させるとともに、充分な日射遮蔽性能と可視光線透過性を有する、自動車用窓ガラス、建築用窓ガラスとして好適な電波透過性波長選択板を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａｇ微粒子の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】透明基板に形成した粒状Ａｇ合金のＳＥＭ画像である。
【符号の説明】
１ Ａｇ微粒子
２ Ａｇ
３ Ａｇ合金
４ 透明基板
Claims (14)
- 透明基板上にＡｇが積層されてなる電波透過性波長選択板において、透明基板上に、Ａｇと全率固溶体金属とからなる、Ａｇ混合膜が形成され、該Ａｇ混合膜を加熱することにより、該透明基板上二次元に分散させてＡｇ微粒子が生成されて、該Ａｇ微粒子の中心部に、Ａｇと全率固溶体金属とで形成される合金が含まれていることを特徴とする電波透過性波長選択板。
- Ａｇの融点およびＡｇ合金の融点の中で、最も高い温度を０.３倍した値が、透明基板の軟化点より低いことを特徴とする請求項１記載の電波透過性波長選択板。
- Ａｇ微粒子の平均粒径Ｌが１００ｎｍ〜０．５ｍｍであり、該Ａｇ微粒子の、透明基板の表面を被覆する面積の割合が、０．２〜０．８の範囲であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電波透過性波長選択板。
- 光線反射率の最大値が、６００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長範囲に有ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電波透過性波長選択板。
- Ａｇ微粒子から成る層の下層および／または上層に誘電体層を設けてあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電波透過性波長選択板板。
- Ａｇ微粒子でなる層が形成されてなる面に電磁波が入射し、式（１）で定義する近赤外線遮蔽係数（Ｅｓ）を０.３以上とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電波透過性の波長選択板。
【式１】
ここで、λ：膜面に入射する電磁波の波長
Ｒdp：波長λにおける膜面の反射率
Ｉsr：波長λにおけるエアーマス１.５における太陽の放射強度 - Ａｇと全率固溶体金属とが混合されてなる混合膜を透明基板上に成膜した後、該混合膜を熱処理して、Ａｇ微粒子の層を透明基板上に形成することを特徴とする請求項１乃至６に記載の電波透過性波長選択板の作製法。
- Ａｇの膜厚および／または全率固溶体を生成する金属の膜厚および／または混合膜の膜厚により、Ａｇ微粒子の単位面積あたりの個数を制御することを特徴とする請求項７に記載の電波透過性波長選択板の作製法。
- 透明基板表面のＡｇ微粒子にＡｇ層を積層した後、加熱処理を行い、Ａｇ微粒子の周囲にＡｇのみでなる微粒子を形成することを特徴とする請求項７乃至８のいずれかに記載の電波透過性の波長選択板の作製法。
- Ａｇ層の膜厚および／またはＡｇ層を積層する回数で、Ａｇ微粒子の粒径と占有面積比を制御することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の電波透過性波長選択板の作製法。
- 熱処理における加熱方法に、抵抗加熱、ガス燃焼加熱、レーザ照射、電子線照射、誘導加熱のなかから選ばれる１つ以上の方法を用いることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の電波透過性波長選択板の作製法。
- 熱処理における透明基板の温度が、１５０℃以上で、該透明基板の軟化点以下であることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の電波透過性波長選択板の製法。
- Ａｇと全率固溶体金属とが混合されてなる混合膜およびＡｇ膜を、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により成膜することを特徴とする請求項７乃至１２のいずれかに記載の電波透過性波長選択板の作製。
- 誘電体層を、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により成膜することを特徴とする請求項４または５に記載の電波透過性波長選択板の作製。
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