JPH03164449A - 無光彩ガラス - Google Patents

無光彩ガラス

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JPH03164449A
JPH03164449A JP20114890A JP20114890A JPH03164449A JP H03164449 A JPH03164449 A JP H03164449A JP 20114890 A JP20114890 A JP 20114890A JP 20114890 A JP20114890 A JP 20114890A JP H03164449 A JPH03164449 A JP H03164449A
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卓司 尾山
Hidekazu Ando
英一 安藤
Koichi Suzuki
巧一 鈴木
Akira Mitsui
彰 光井
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は無光彩ガラスに関するものである。
[従来の技術] 従来より第3図のようなガラス30表面にコーディング
3lを施し、機能性ガラスを作製する手法が非常に多く
提案さわていることは周知の通りである。例えば干渉フ
ィルター、反射防止模、熱線反射ガラス、透明導電性ガ
ラス、電磁遮蔽ガラス,電熱風防ガラス等が挙げられる
こねらのうち、透明導電性ガラス、ヒーi・ミラ、電磁
遮蔽ガラス、電熱風防ガラス等では透明な酸化物導電体
を主要構成層31として形成する場合が多く、特に,イ
ンジウム・スズ酸化物( I i’ O )やフッ累ド
ープの酸化スズ(SnO,:F)ソは゛アルミニウムド
ープの酸化亜鉛(ZnO:A i )を用いることが多
い。また、紫外線カツl・ガラスどしては酸化曲鉛(Z
nO)膜を紫外線吸収’8ヒじてびラス表面に被覆した
ちのが挙げられる。
?.:ろが、これらの透明酸化物祠料は、いずれも1<
B折率が1.8 =2.2とガラスに比して大きいt,
:め、干渉条件を満l゛:ず波長での反射率が大きくな
ってしまう。これは分光反!l=t (透過)スベク1
・ルにおける{Φ人(リップル)となって親(則さオ]
る。このため、大面積のガラスにこれらの,専膜がコー
テfングさねた場合、面内の嘆厚変動(ムラ):こより
、反射極大の波長がずれ、反q寸Vミの巴ムラとなーっ
て目:こ’g勺1される1二ど:こなる。
ガラス面i士での膜厚分?fiは、摸の形成手〆去;4
“もよるが、例えば1mX1mのガラスを考えた場詩、
算首やC V Dでは±51.′6以内に1「i]えろ
6=とIf. I’*めで高1プな技(・KTを要ずろ
・,“)■ウく現1(てr)る。我々の研究によれば、
この程度の.摸厚分市を仮定すると、前記の透明酸化物
膜が0.15lLm以上ガラス基板上に形成きれた場合
、面内の色ムラが問題となるレベルに達する。一方、膜
厚を厚くしてゆくと、反q−t色の彩度は落ちるので、
0.611m以上の厚さではあざやかさは減少してゆく
が、色ムラヒして]′リ別できるレベルを超えるために
は3μm以上、好ましくは5 lt. m以−ヒの膜厚
が必要である。
また例え、膜厚分布を極めて均一にコン1・ロールする
こヒができたとしても、分光スベク}・ルでの大きなリ
ップルは残るのであざやかな色彩として目に感知される
ことになる。これが大面積ガラスに形成されるとガラス
面と視線のなす角、すなわち、視角により極大反射波長
がずれ色彩が変化するためやはり色ムラとして感知さわ
ることになる。従って、分光スベク1〜ルのノップル自
体を小さく抑えることが望ましいのである。
19厚が0.15ly−mより薄い場合には、嘆:1分
布の変化量が±75人となるので面内の色ムラはほとん
ど感知されないが、視角による色ムラはやはり問題とな
る。
このように、高屈折率の透明膜をガラス基板へある程度
以上厚く形成する場合、面内の膜厚分布や視角の変化に
より、ガラスが光彩(色ムラ)を発してしまい、商品性
を著しく損なう場合がある。
これを防止するために、これまでにいくつかの提案がな
されている。特公昭63−39535には高屈折率透明
膜として赤外反射物質を用い、ガラスとの間に屈折率n
=1.7〜l,8、膜厚d=0.64〜0. 080μ
mの層を設けることが示されている。この層を与える具
体的な手段については、特に指定はないが、混合物の真
空蒸着又は常圧CVDが例記されており、大面積ガラス
へのコーティングを考えると常圧CVDが有利であると
し、実施例には、常圧CVDのみが記載されている。
特開平1 − 201046には、この下地層を形成す
る現実的な手段として、SiCxOyを形成する手法が
示されている。これは板ガラスの製造工程としてフロー
ト法を想定し、スズ槽窯中でシランと不飽和炭化水素化
合物と二酸化炭素の混合ガスをガラス表面に当てるとい
うもので、基本的には常圧CVDにより、中間屈折率透
明膜を形成する方法である。
常圧CVDによる成膜は大量のガラスを製造プロセス中
で連続的に(いわゆるオンラインで)処理する場合に特
にコストの点で非常に有力な方法であるが、他方多品種
少量生産や多層或膜には不向きという欠点がある。この
ため、現在の建築用、自動車用の熱線反射ガラスはスパ
ッタリング方式による製造方式をとる場合が多い。スパ
ッタリング方式による利点は、膜厚の均一性、制御性に
優れろこと、多品種少量生産や多層膜の成膜が容易であ
ること等が挙げられる。また、蒸着やプラズマCVDな
ど他の真空成膜手段との組み合せが装置設計上容易であ
るという利点もある。このため、スパツタリングによる
光彩防止の為の中間屈折率下層膜の作製が望まれていた
。一方、スパッタリング法の欠点としては、成膜スピー
ドが遅く、コストが高いことである。このため、スパッ
タリングの成膜スピードを上げるための研究が盛んに行
なわれているのが現状である。中でも金属酸化物被膜を
金属ターゲットからの反応性スパッタリングで形成する
際の或膜速度が著しく遅いのが、この方式の最大の欠点
であり、安定で耐久性に優れる中間屈折率透明材料をス
パッタリングで高速に成膜することは難しいとされてい
た。
[発明の解決しようとする課題] 本発明の目的は0.15μm以上の厚さで高屈折率透明
膜をガラス基板に形成した場合に問題となる光彩(色ム
ラ)を防止した無光彩ガラスを提供することである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、ガラス基板上′に屈折率nが1.8以上で厚
みdが0.15μm以上の高屈折率透明薄膜が形成され
、該高屈折率透明薄膜とガラス基板との間にn = 1
.65〜1.8の透明下層膜が光学膜厚nd=O.1〜
0.l8μmの厚みに形或されている無光彩ガラスであ
って、該透明下層膜が、Zr, Ti,Ta,}If,
Mo,W,Nb,Sn,La,Crのうち少なくとも1
種とSiとを含む複合酸化物を主成分とする膜であるこ
とを特徴とする無光彩ガラスを提供するものである。
第1図は本発明の無光彩ガラスの一例の断面図である。
lOはガラス基板、1lはn≧1.8 、d≧0.15
μm以上の高屈折率透明薄膜、l2は透明下層膜である
本発明の高屈折率透明薄膜11としては、インジウムス
ズ酸化物、フッ素ドープ酸化スズ、酸化亜鉛等が挙げら
れるがこれらに限らない。
本発明の透明下層膜12は、光彩を防止するためにn(
屈折率) =1.65〜1.8 n d (光学膜厚)
=0.1〜0.18μmの薄膜である。その構或材料と
しては、Zr, Ti, Ta, Hf, Mo, W
, Nb, Sn, La, Crのうち少なくとも1
種と、Siとを含む複合酸化物を土成9とする膜である
ことが望ましい。という/jl’j)は、かかる膵は、
Zr等の金属とSiの含金夕・−ゲッ1・を使用して酸
コ}=含N雰囲気中で直流スパッタリング法によl)反
応スパッタリングで高津S,欣酊能であり、又、杓理的
、及び化学的1耐久件に1゛暫れでいるからである。中
でもZrとSiを含む複合酸化物は、耐酸性、耐アルカ
リ性ともに優れてiハるので好ましい。又、Zr等の金
属’二Siどの複合酸化’t’fJは、その混名割音を
変化さ+,4ることでm折率を所望の(直に調整できる
といで)fり点ちある。Zr−Si−D系の膜の場合、
r)=1.65−1.8とするためにl:J:、Zr5
0原子に対してS i 5 0 :(j(i子以L15
0原子以Fとずるのが好ましい。
上〕・1)の照光影ガラスをプラスチック中間膜を介し
てもう一枚のガラス基板と積層し、ガラス/透明1′−
′贋膜/高屈折毛透明薄膜/中間膜/ガラスという構成
とした自せガラスについてち、同様の効果が得られる。
r作用コ そもそも色八ラの発現する原因は高屈折透明薄膜の上下
yl而における光の干渉作用である。
このl:−.め、分光スベク1・ルに極大、極小(リッ
プル)な生じ、該高屈折率薄膜の膜厚変動による極大極
小のずれが決ムラとして感知されるのである。
そこで本発明の透明下層股は、ガラスと高屈折率透明薄
膜の界面における反射を防止する働きをする。この結果
、等価的には、この界面が消失したことになり、反射、
透過における光の干渉がなくなる。すなわち分光スベク
1−ルにおh−jるリップルが消失し,膜厚が変動して
もスペクトルが変化しなくなるのである。
この光の干渉による反射防止作用は、厳密には特定の1
点の波長(主波長)でしか成立しないので、他の波長で
は若干のリップルが残存する。
そこで、さらに効果的にリップルを防止する方法として
第2図のように該高屈折率透明薄膜の上層にも反射を防
止する透明上層膜を設けるこども身子ましい。
第2図は本発明の無光彩ガラスの別の一例の断面図であ
り、20はガラス基板、21は高屈折率透明薄膜(第1
図の11と同じ薄膜)、22は透明下地l漠(第1図の
12と同じ薄膜)、23は透明−J二層膜である。こ)
するヒ高屈折率透明薄膜の上下界而両方にお:1−Jる
光の}0渉作用を消失させることが可能で、ほぼ完全に
光彩のない無光彩ガラスかを得ることができる。
かかる透明上層膜23とし,ては、n = 1.35〜
l,55、n d = 0.045 −0.075 1
1mであることが好まし2い。その構成材科としては、
特に限定されず、Sin2も1更用できるが、Zr,T
i,Ta,Hf,MoW, Nb, Sn, La, 
Crのうち少なくともl fmとSiとを含む複合酸化
物膜が、その徂成削合に応じてn= 1. 35−1.
 55の膜が直流スパッタリングによる反応[主スパッ
タリング法により高速成膜が可能なので好ましい, Z
rとSiを含む混合酸化物膜に関してit、Zr20原
子に対してSi80原子以上の組成であればn$1.5
5となる0で好ましい。
一方、Zr 4原子に対してSi96原子以下であれば
、反応性スパッタリング時におけるかかる合金ターゲッ
1・表面酸化にJ;る導電性の低下を防止できるので、
直流スバッタによる反応性スパッタリングを安定して行
なうことができる。
叉、上記透明下層膜22(屈折率n2.光学.嘆厚n2
d。)及び透明上N膜23(屈折率n1光学膜厚n,d
l)の反射を防止できる主波長尤+ =4rz al 
x  えa =4n.d.を適当にずらすこヒにより、
残存リップルが十分に抑制されている波長範囲を拡大す
るここができ、光彩防止効果を更に高めることができる
。例えば、λ、lコO、5571mかつス、2 ’;m
 O. 55μm、又はえ+ $0.55LJmかつえ
z?0.55gmとすることにより可視域の広い波長範
囲にわたって残存リップルを十分に抑制することができ
る。この際、λ、1とえ,が0.05p.m以上離れて
いると,なお好ましい。これは透明上漬膜によりえ,付
再の波長におけるリップルを抑制し、透明下,饗膜によ
りλ2付近の波長のリップルを抑制することができるた
めである。
また、特に、ある特定の波長範囲に相当する色調を嫌う
ような場合には、その波長範囲内に2つの波長を設定し
、これらがえ,、ル2に相当するように透明上層膜及び
透明下層膜の膜厚を調整してやることができる.例えば
、赤系統の色調を嫌う場合にはえ, :0.58μm.
ル2=0.65μm等とすることにより、この範囲の波
長域のリップルを抑制することができる。
かかる無光彩ガラスを、薄膜が形成されている側を内側
にして、プラスチック中間膜を介してもう一枚のガラス
基板と積層した無光彩合せガラスを形成することもでき
る。第4図は本発明の無光彩合せガラスの一例の断面図
である。
40はガラス基板、4lは高屈折率透明薄膜(第1図1
1,第2図21と同じ)、42は透明下層膜(第1図1
2、第2図22と同じ)、43は透明上層膜、44はプ
ラスチック中間膜である。
この場合には、透明上層膜43は、高屈折率透明薄膜4
1とプラスチック中間膜44との界面での干渉による反
射を抑制する為に、屈折率n=1.65 〜1.8 、
光学膜厚n d = 0.1 〜0.18μmであるこ
とが望ましい。材料としては、透明下層膜12と同様の
膜を用いることができる。
又、第2図の例と同様に、透明上層膜43(屈折率nu
、光学膜厚nl ds ) 、及び透明下層膜42(屈
折率n4、光学膜厚n4d4)の反射を防止できる主波
長九B = 4 n 3d s s ル.=4rxda
を適当にずらすことにより、例えばえ,≧0.55μm
かつ丸.≦0.55μm,又はえ,≦0.55μmかつ
丸.≧0.55μmとすることにより、残存リップルが
十分に抑制されている波長範囲を拡大できる。
[実施例】 実施例I Zr:Si:1:2の合金ターゲットを用い、Arと酸
素の混合雰囲気のI X 10−”〜I X 10−2
Torrの真空中でDCスパッタリングにより、ZrS
i.O,の膜をガラス基板上に900人形成した。この
膜?屈折率は1.74であり、nd=0.16μm%1
.z=0.63μmに相当する。この上にイオンブレー
ティングによりITO薄膜を8000人形成した。
別に同様にして成膜したITO膜の屈折率を測定したと
ころ2.0であった。この試料をサンプルlとした。(
第1図の構成) 実施例2 サンプルlの上に蒸着によりSiO■膜を900入形成
した。別に同様に成膜したSif2薄膜の屈折率は1.
47であり、nd=0.13μm1 L.=0.52μ
mに相当する。この試料をサンプル2とした。(第2図
の構成) 実施例3 サンプル1をPVB (ポリビニルブチラール)の中間
膜を用い合せガラスとしサンプル3とした.(第4図の
構成) 実施例4 サンプル1のITO膜の上に実施例1と同じ条件で、Z
rSi.Oyの膜に700人形成した。この膜の屈折率
は1.74であり、nd=0.12μm,丸2=0.4
9μmに相当する。この試料をPVBの中間膜を介しも
う1枚のガラスと接着して合せガラスを作製した。この
試料をサンプル4とした。(第4図の構成) 比較例l ガラス基板上にイオンブレーティングにょりITO薄膜
を直接8000入形成した。この膜の屈折率は2、Oで
あった。このサンプルを5とした。(第3図の構成) 比較例2 サンプル5をPVBの中間膜を介しもう1枚のガラスと
接着して合せガラスを作製した。この試料をサンプルを
6とした。
サンプル1、2、5の分光反射スペクトルを図5に示す
。図中51. 52、53がサンプル1、2、5に対応
している。本発明による透明下層膜を形成した場合(5
l)、これがない場合(53)に比べて明らかにリップ
ルが減少しており、光彩防止効果のあることが見てとれ
る。更に透明上層膜を施す(52)とさらに効果が著し
いのも分か?ンブル3、4、(3の分光レ射スベク1・
)1・を1).kl +’3に不−J′。図中61、6
2、63は、り〉・ブル3、4、(;に−付[心1、,
てい):)..1ツ15の場合1トニ同様(こ1て7i
rrrl折率ユごち明3専1j,3の上−ト1,″.ト
fこ明による】丹明下j曽11(サ咬び透明−1−,K
ダ膜l!:jじ成した場畠がり・ソブル防1Fの効果が
はち大きいことがわかる。
「発fjflの効双コ 本発明は、人面{貞ガラスに高屈折率j3明薄:漠をあ
る程廷“以上の厚6カに形成し2た場合に問題となる)
v,龍をI3ノj止ずる。
以上、実9iii例からも明らかなように、本究明は、
ガラス基板に高屈折率透明薄膜をある程度以七・J)i
’+gみに}じ成しF 編畠、分光スベクl・ルにざ(
滉ずζ)リップルを抑制ず{バ;j果がある。
これにより高屈折率,′4膜の摸厚ムラや視山変l′.
lこ、j:る魚ムラ01二彩)を防止する27J果が得
らt1う。持に大面積のガラス基板}こ適用された場,
−”,l(二■+r+ 衿な2カ渠イご0ずるものであ
る。
本発明の透明F層膜や透明上履19と1〜で、?r。T
i■・Iの金属とSiとを含む複合酸化物な土成分と−
Fる.膜な用い/′)と、直流スパッタl去で反応性ス
パッタリング法により成膜でき,従って高屈+Ii率透
明薄膵を含めて全薄膜を、連続して,インラインで真空
ブ0しスにより無光彩ガラスを形成することが可能とl
Jり、製造効率が著しく向上する。
又、本発問に用いるZrSixOy膜は非晶W膜であり
、ガラス基{反からのアノレノノリのマイク1ノーショ
ン防止の効果も(4じでいる6これ(j′、表示用の透
明導電基板としてて適用された場合に大きなメリットと
なる。
本発明を用い、大而積ガラスに高屈折率透明膜を色ムラ
な《形成することにより、31S築用ヒー1・ミラー、
電6葺遮蔽ガラス、自切J重用電熟用風[[J5ガラス
、表示用透明導電基板、太陽電1也用透明導電基板、紫
外線カッ1−ガラス等を外観を損なうことなく大面積の
用途に応用することができる。
[図1角の簡t鉄な説1月 第1図は本発明の−実施例の(析面を模式的にi”f<
 L l::ちのである。閉において10はガラス基板
、11ぱ高屈折率透明薄膜、12ぱ透明下5習膜を1、
し5ている。
第2図は本発明の−実施例の断面を模式的に巧< 1,
 7’::ものである。図(こおいて20はガラス基坂
、21は高屈折率透明薄膜、22は透明下荀摸、23は
透明−L層膜を示している。
第3図(Jユ従来例の断[狛を模式的に示しl゛:ちの
で,ある。同において30はガラス基板、31は高田+
JT率透明薄膜を示している6第・4図は本発明の戦)
1「−彩合せガラスの−例の断面図である。図において
40はガラス基板、4 1 i:j:高屈折率透明薄.
摸、42. 43は透明下IgJ膜及び透明上層摸、4
4はブつスチック中間膜を示している7

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ガラス基板上に屈折率nが1.8以上で厚みdが0
    .15μm以上の高屈折率透明薄膜が形成され、該高屈
    折率透明薄膜とガラス基板との間にn=1.65〜1.
    8の透明下層膜が光学膜厚nd=0.1〜0.18μm
    の厚みに形成されている無光彩ガラスであって、該透明
    下層膜が、Zr、Ti、Ta、Hf、Mo、W、Nb、
    Sn、La、Crのうち少なくとも1種とSiとを含む
    複合酸化物を主成分とする膜であることを特徴とする無
    光彩ガラ ス。 2、該透明下層膜がZr、Ti、Ta、Hf、Mo、W
    、Nb、Sn、La、Crのうち少なくとも1種とSi
    との合金ターゲットを用いて反応性スパッタリングによ
    り形成された膜であることを特徴である請求項1記載の
    無光彩ガラス。 3、該高屈折率透明薄膜がインジウム・スズ酸化物、フ
    ッ素ドープ酸化スズ、酸化亜鉛の内のいずれかを主成分
    とする膜であることを特徴とする請求項1又は2項記載
    の無光彩ガラス。 4、該透明下層膜は、Zr50原子に対しSiを50原
    子以上150原子以下の割合で含むZrとSiの複合酸
    化物からなる膜であることを特徴とする請求項1〜3い
    ずれか1項記載の無光彩ガラス。 5、請求項1〜4いずれか1項記載の無光彩ガラスにお
    いて、該高屈折率透明薄膜の上記透明下層膜の反対側に
    、屈折率nが1.35〜1.55で光学膜厚nd=0.
    045〜0.075μmの透明上層膜が形成されている
    ことを特徴とする無光彩ガラス。 6、請求項5記載の無光彩ガラスにおいて、該透明上層
    膜(屈折率n、光学膜厚n_1d_1)の主波長をλ_
    1=4n_1d_1、該透明下層膜(屈折率n_2、光
    学膜厚n_2d_2)の主波長をλ_2=4n_2d_
    2としたとき λ_1≧0.55μmかつλ_2≦0.55μm又は λ_1≦0.55μmかつλ_2≧0.55μmを満た
    すように該透明上層膜及び下層膜の膜厚が設定されてい
    ることを特徴とする無光彩ガラス。 7、請求項1〜4いずれか1項記載の無光彩ガラスの該
    高屈折率透明薄膜の上に屈折率n=1.65〜1.8光
    学膜厚nd=0.1〜0.18μmの透明上層膜が形成
    されており、かかる膜を内側にして、プラスチック中間
    膜を介してもう1枚のガラス基板と積層してなることを
    特徴とする無光彩合せガラス。 8、請求項7記載の無光彩合せガラスにおいて、中間膜
    と接する側の透明上層膜(屈折率n_3、光学膜厚n_
    3d_3)の主波長をλ_3=4n_3d_3、ガラス
    基板と接する側の透明下層膜(屈折率n_4、光学膜厚
    n_4d_4)の主波長をλ_4=4n_4d_4とし
    たとき λ_3≧0.55μmかつλ_4≦0.55μm又は λ_4≦0.55μmかつλ_4≧0.55μmを満た
    すように該透明上層膜及び下層膜の膜厚が形成されてい
    ることを特徴とする無光彩合せガラス。
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