JPH06293536A - 熱線反射物品の製造方法 - Google Patents

熱線反射物品の製造方法

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JPH06293536A
JPH06293536A JP10519293A JP10519293A JPH06293536A JP H06293536 A JPH06293536 A JP H06293536A JP 10519293 A JP10519293 A JP 10519293A JP 10519293 A JP10519293 A JP 10519293A JP H06293536 A JPH06293536 A JP H06293536A
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JP
Japan
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film
gas
sputtering
chamber
substrate
Prior art date
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JP10519293A
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English (en)
Inventor
Masashi Tada
昌史 多田
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3417Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings

Abstract

(57)【要約】 【構成】熱線反射膜が少なくとも1層の酸化物層を有す
る熱線反射物品の製造方法において、前記酸化物層をコ
ーティングする際に水蒸気ガスをスパッタチャンバー内
に導入することを特徴とする熱線反射物品の製造方法。 【効果】酸化物膜の屈折率の微妙な調整が可能であり、
大気開放を必要とする膜材料の交換により屈折率を調整
する方法に比べ、生産性が高い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は建築用ソーラーコントロ
ールガラス等の熱線反射物品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】可視スペクトル帯域で低い透過率を有す
る膜は、太陽光スペクトルもその大部分を遮断し、特に
大陸的気候すなわち極端に暑い夏の地域に使用され、ソ
ーラーコントロールガラスと称される。また、その他の
地域においても、ソーラーコントロールガラスの意匠性
が重視され、ビルの新しい顔としてその市場はますます
拡大されつつある。
【0003】このようなソーラーコントロールガラスの
代表的膜材料としては、CrやTiなどの遷移金属の純
金属層が知られている(特公昭47−14594号、特
開昭60−42253号)。また、その他の金属材料と
しては、Au、Ag、Cuなどの貴金属があり、これら
の貴金属は、赤外域における反射も非常に高く、遠赤外
に対する熱線反射特性も優れていることが知られてい
る。しかし、これらの金属膜はガラス基板に対する付着
力が比較的弱く、耐擦傷性、耐薬品性も充分でない。
【0004】一方、半導体材料である窒化物は高い硬度
を有し、化学的耐久性も優れている。また、反射色のバ
リエーションがあり、意匠性を有することや、材料によ
っては通常の金属膜以上の赤外域反射特性を有するた
め、最近ではソーラーコントロールガラスの代表的材料
となりつつある。
【0005】更に、このような窒化物膜は酸化物膜と組
み合わせ複数層にすることによって、その意匠性をます
ます高めることができる。例えば、酸化物/Cr窒化物
/酸化物/基体の3層構成において、基体側の酸化物層
の光学的厚みを20nmから280nmへ順次増加させ
ることにより、基体側からの反射色調を銀色から青銅色
及び青色を介して緑色まで変化させうる(特開昭60−
36355号)。
【0006】また、前記のような3層構成では最上層の
酸化物層が保護層の役割をするため、窒化物の代りに遷
移金属膜を使用しても、実用的な耐擦傷性が得られ、し
かも窒化物の場合と同様の種々の色調を実現できる(実
開平1−55021号)。
【0007】ここで光学的厚みは、酸化物材料の屈折率
と実際の膜厚との積によって表され、同じ材料を使用し
た場合、光学的厚みを増加させることは実際の膜厚を増
加させることを意味する。すなわち、上記のことは同じ
材料を使用した場合でも、実際の膜厚を変化させること
によって種々の色調を表現できることを意味する。
【0008】ところが色調というのは非常に多様なもの
で、同じゴールド系としても青味を帯びたゴールド系も
あれば赤味を帯びたゴールド系もある。そしてこれらの
全色調を実際の膜厚を変化させるだけで制御することは
困難である。
【0009】例えば、酸化物/Cr窒化物/酸化物/基
体の3層構成において、酸化物として屈折率2.0のも
のを使用して膜厚を変動させた場合、図1の実線上の色
調しか実現できないが、酸化物の屈折率を1.8にする
と、実現色調は図1の破線上になり、実線のものよりも
赤味を帯びた色調が可能になる。なお、図1におけるP
は標準光源D65の点を示す。
【0010】酸化物膜の屈折率を下げる方法としては、
膜材料を変えるという方法があるが、そのためには大気
開放してターゲットも交換しなければならず、その結果
ジョブチェンジ時間が増加し、生産性が低下するという
欠点を有する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術が有
していた前述の欠点を解決すべく、微妙な色調の調整が
可能な、生産性の高い熱線反射物品の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、基体上に、単
層又は複数層からなりその少なくとも一層が酸化物層か
らなる熱線反射膜を、スパッタチャンバー内においてコ
ーティングする熱線反射物品の製造方法において、前記
酸化物層をコーティングする際に水蒸気ガスをスパッタ
チャンバー内に導入し、水蒸気ガスの存在下において、
当該酸化物被膜のコーティングを行うことを特徴とする
熱線反射物品の製造方法である。
【0013】スパッタチャンバー内に水蒸気ガスを導入
する方法としては、通常のスパッタガス供給ラインとは
別に水蒸気ガス専用の供給ラインを設ける方法が考えら
れる。なお、チャンバー内に水を導入することは透明導
電膜のエッチング特性や電気特性を制御する手段として
既に知られている(特開平4−242017号)。
【0014】スパッタチャンバー内に水蒸気ガスを導入
する別の方法としては、スパッタガスを一度水のタンク
内でバブリングさせ、その後にチャンバー内の導入する
という方法がある。
【0015】この場合は、タンク内でのバブリングによ
って水蒸気ガスとの混合となったスパッタガスがチャン
バー内に入るが、この場合にコントロールポイントとな
るのは、水タンク内の気体が占める部分の容積、水タン
ク内に流すスパッタガスの流量、水タンク内の圧力、水
タンク内の温度等である。この場合、水タンクからチャ
ンバーまでのスパッタガス供給管等も温度コントロール
できるようにしておけば、チャンバー内に実際に入る水
蒸気ガスの量を制御しやすくなる。
【0016】バブリングに使用するスパッタガスとして
アルゴンガスを使用した場合には、チャンバー内に別に
純粋な酸素ガスを導入する必要があり、この両方のガス
によって反応性スパッタリングが行われる。また、バブ
リングに使用するガスとして酸素ガスを使用してもよ
く、この場合には、アルゴンガスは強いて必要ない。
【0017】スパッタチャンバー内に水蒸気ガスを導入
する更に別の方法としては、予め水蒸気ガス分を一定量
含んだガスボンベを準備しておき、スパッタの際にその
ボンベを使用するという方法がある。
【0018】この場合には水蒸気ガスの量は厳密にコン
トロールできるが、ボンベ内に予め混入できる水蒸気ガ
スの量がかなり限定されるため、実際にチャンバー内に
導入される量も限られる。
【0019】本発明における熱線反射膜の構成は、特に
限定されないが、例えば、金属膜又はは窒化物膜と酸化
物膜を組み合わせた酸化物層/金属層/基体、酸化物層
/窒化物層/基体、窒化物層/酸化物層/基体、酸化物
層/金属層/酸化物層/基体及び酸化物層/窒化物層/
酸化物層/基体などが挙げられが、色調によっては4層
以上にしてもよい。
【0020】水蒸気ガスの導入によって成膜する酸化物
膜は、特に限定されないが、例えば、TiO2 ,SnO
2 ,ZrO2 ,Ta25 ,SiO2 などが挙げられ
る。
【0021】
【作用】本発明において、酸化物をコーティングする際
に水蒸気ガスを導入することによって、膜の緻密度が低
下して膜密度が下がると考えられ、その結果として膜の
屈折率が低下し、微妙な色調の調整ができる。
【0022】
【実施例】
実施例1 マグネトロンD.C.スパッタ装置の陰極上に金属Sn
のターゲットと金属Crターゲットをセットする。研磨
などの方法で12mm厚のソーダライムガラス基板を充
分に洗浄、乾燥した後、スパッタチャンバー内に入れ、
ターボポンプを使用して1×10-5torr以下まで排
気する。次にスパッタガスとしてアルゴンガスを図2に
示したバブリング装置を通して、水分の同伴されたスパ
ッタガスをスパッタチャンバー内に導入する。
【0023】図2において、1はアルゴンガスボンベ、
2はバブリング用の水タンクで中に水3が入っている。
4は水タンク内にアルゴンガスを導入するための供給管
で、5は水タンク内のアルゴンガスをチャンバー内へ導
くための配管である。6はアルゴンガス流量制御用のマ
スフロコントローラー、7は水タンク内の圧力を測定す
るための圧力計、8は水タンク内の水温を測定するため
の温度計である。水タンクには温度を一定に保つための
温度調整装置9が設けられており、またアルゴンガスを
バブリングしない場合のバイパス経路10も設けられて
いる。
【0024】スパッタチャンバー内には、アルゴンガス
の他にも反応性ガスとして酸素ガスも導入し、それぞれ
のガスの流量はアルゴンガス200cc/min、酸素
ガス500cc/minに設定する。この状態でSnタ
ーゲットに1.24W/cm2 の電力を印加して水素元
素を含むSnO2 膜を40nm成膜する。次にスパッタ
チャンバー内のガスを100%の窒素ガスに完全に置換
して、Crターゲットに3.1W/cm2 の電力を印加
してCrNx 膜を7nm成膜する。最後に再びスパッタ
チャンバー内のガスをアルゴンガス200cc/mi
n、酸素ガス500cc/minに戻して水素元素を含
むSnO2 膜を22nm成膜する。
【0025】こうして得られたサンプルのガラス面側の
反射特性は反射率17.6%で反射色調はCIE色度座
標上でxが0.3315、yが0.3560であった。
【0026】実施例2 実施例1と同様の手順で、但しSnO2 膜を成膜すると
きのスパッタガスをアルゴンガス170cc/min、
酸素ガス500cc/minに変えて、実施例1と同じ
膜構成のサンプルを作成した。こうして得られたサンプ
ルのガラス面側の反射特性は反射率16.1%で反射色
調はCIE色度座標上でxが0.3302、yが0.3
583であった。
【0027】比較例 比較例1として、バイパス経路10を用いて直接チャン
バー内に導入する方式にして、SnO2 膜を成膜すると
きにアルゴンガスのバブリングを行わない以外は、実施
例1と同様の手順で、実施例1と同じ膜構成のサンプル
を作成した。また、比較例2および3として、最下層の
SnO2 膜の膜厚を実施例1よりも薄くしたものと、厚
くしたものをそれぞれ作成した。これら比較例1〜3の
サンプルのガラス面側の反射特性を表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】図3は実施例1〜2及び比較例1〜3のサ
ンプルのガラス面側反射色調をCIE色度座標上にプロ
ットしたものである。図3において11は実施例1、1
2は実施例2、13は比較例3、14は比較例1、15
は比較例2を示す。図3から明らかなように、比較例1
〜3の最下層のSnO2 膜の膜厚を変動させただけでは
実現できない赤味を帯びたゴールド色調が、実施例1や
実施例2において実現できている。更には、実施例1と
実施例2との比較より明らかなように、バブリングさせ
たアルゴンガスの流量をコントロールすることで、色調
を微妙に変化させることが可能である。
【0030】実施例1で作成した水素元素を含むSnO
2 膜のそれぞれの屈折率を測定したところ1.86であ
り、また通常の水素元素を含まないSnO2 膜のそれぞ
れの屈折率は2.0であり、SnO2 膜成膜時にスパッ
タチャンバー内に水蒸気ガスを導入したことでSnO2
膜の屈折率は低下した。屈折率が低い酸化物膜を使用し
た場合に赤味を帯びたゴールド系が得られることは、図
1の計算結果とも一致する。
【0031】
【発明の効果】本発明においては熱線反射膜中の酸化物
層をスパッタチャンバー内においてコーティングする際
に、スパッタチャンバー内に水蒸気ガスを導入し、水蒸
気ガスの存在下において酸化物膜を形成することによっ
て酸化物膜中に水素又は水蒸気を導入することができ、
酸化物膜の屈折率の調整ができ、これによって熱線反射
膜の色調を調整することができる。
【0032】更に本発明によれば、スパッタガスを一度
水の中でバブリングさせることと、バイパス経路を通し
て直接チャンバー内に導入することをバルブの切り換え
によって酸化物膜の屈折率の調整が可能であり、大気開
放を必要とする膜材料の交換により屈折率を調整する方
法に比べ、生産性が高いという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】酸化物層/Cr窒化物層/酸化物層/基体の3
層構成の熱線反射膜において酸化物層として屈折率2.
0のものを使用した場合と1.8のものを使用した場合
のガラス面側の反射色調の計算結果の色調変化曲線をC
IEの色度座標上に表した図
【図2】スパッタガスのバブリング装置の概略図
【図3】実施例及び比較例で作成したサンプルのガラス
面側の反射色調の測定結果をCIE色度座標上に表した
【符号の説明】
1:アルゴンガスボンベ 2:バブリング用タンク 3:水 4:タンク内にアルゴンガスを導入するための配管 5:タンクからアルゴンガスをチャンバーに導くための
配管 6:流量制御用のマスフロコントローラー 7:圧力計 8:温度計 9:温度調整装置 10:バイパス経路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基体上に、単層又は複数層からなりその少
    なくとも一層が酸化物層からなる熱線反射膜を、スパッ
    タチャンバー内においてコーティングする熱線反射物品
    の製造方法において、前記酸化物層をコーティングする
    際に水蒸気ガスをスパッタチャンバー内に導入し、水蒸
    気ガスの存在下において、当該酸化物被膜のコーティン
    グを行うことを特徴とする熱線反射物品の製造方法。
  2. 【請求項2】酸化物層をコーティングする際に、水蒸気
    ガスをスパッタチャンバー内に導入することによって酸
    化物層の屈折率をコントロールすることを特徴とする請
    求項1記載の熱線反射物品の製造方法。
JP10519293A 1993-04-07 1993-04-07 熱線反射物品の製造方法 Pending JPH06293536A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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