JPH0912338A - 断熱ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に十分な可視光線透過率、良好な断熱性能
及び耐久性を有し、更に良好な電波透過性を有するガラ
スとして自動車用や建築用窓ガラスとして好適に使用す
ることができる断熱ガラスを提供すること。 【構成】 ガラス基板上に、タングステンと周期律表の
ＩＶＡ族、ＩＩＩＡ族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＢ族及びＶＢ
族から成る群から選ばれた少なくとも１種の元素とから
なる複合酸化物膜を形成したことを特徴とする断熱ガラ
ス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用や建築用窓ガ
ラスとして好適な断熱機能及び電波透過性を有する断熱
ガラスに関し、特に十分な可視光線透過率、良好な断熱
性能及び耐久性を有し、更に良好な電波透過性を有する
ガラスとして自動車用や建築用窓ガラスとして好適に使
用することができる断熱ガラスに関する。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、省エネルギーの観点から窓ガラスを通じて室内に照
射される太陽光の特定波長部分を遮断し室内の温度上昇
を減少させると共に、冷房機器の負荷をも低減させ、更
に人体への日射感を緩和させるため、断熱性の高い窓ガ
ラスが要求されている。

【０００３】熱線を遮断する方法として、従来から屈折
率の異なる誘電体膜を多層に積層させることによる光干
渉効果を利用して特定の波長部分を遮断する方法が知ら
れている。しかしながら、この方法では誘電体膜を１０
層あるいは２０層積層させることで、理想的な波長選択
性を付与させることができるので、多くの層数が必要と
なる光学部品や素子としては使用することができるが、
窓ガラスとしては工業的に使用することができない。

【０００４】また、他の熱線を遮断する方法としていわ
ゆるドルーデミラーと呼ばれるＩＴＯ膜やＡｌドープＺ
ｎＯ膜に代表される透明導電性膜を使用して熱線を遮断
する方法が知られている。しかしながら、これらの膜は
太陽光のうち、１．５μｍ以上の光を遮断するが、それ
以下の波長光は透過するため、断熱性能としては十分で
はない。

【０００５】更に、特公昭４７−６３１５号公報に開示
されているような銀膜に代表される金属膜を誘電体で挟
み光干渉効果を利用した断熱ガラスが知られている。し
かしながら、この種の断熱ガラスは酸化しやすい銀膜を
使用しているために、ガラス単体に成膜した状態では使
用し難く、通常合わせガラスの内側に断熱膜を形成させ
て使用せざるを得ない。また、この銀膜の代わりに金属
窒化物を使用した断熱ガラスも提案されている（特開昭
６３−２０６３３３号公報）。

【０００６】また、近年、自動車や建築物ではＡＭやＦ
Ｍなどのラジオ波、ＶＨＦやＵＨＦなどのテレビ波、携
帯電話及び人口衛生を利用したＧＰＳシステムなどの電
波利用が進められている。また、この種の電波を送受信
するために、自動車では専用のアンテナを窓ガラスに形
成させる方法が一般的になっている。また、建築用ガラ
スとしても高層ビルなどで窓ガラスが周囲の電波強度に
影響すると言われている。

【０００７】一方、断熱膜として前述した導電性のある
膜を使用すると、特開平３−１２２０３２号公報に開示
されているようにアンテナ線上に導電性膜を形成すると
アンテナ線間に電流が流れアンテナ性能が劣化するとい
う欠点があった。また、断熱膜の導電性がよいとアンテ
ナ性能が劣化するという欠点以外に携帯電話などの電波
透過性にも問題が生じてくる。これらの観点から、ドル
ーデミラータイプや銀膜などの断熱膜は好ましくない。

【０００８】従って本発明の目的は、電波関係の欠点を
解決し、かつ優れた断熱性能と及び耐久性を有する断熱
ガラスを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
ガラス基板上に、タングステンと周期律表のＩＶＡ族、
ＩＩＩＡ族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＢ族及びＶＢ族から成る
群から選ばれた少なくとも１種の元素とからなる複合酸
化物膜を形成したことを特徴とする断熱膜により達成さ
れた。以下、本発明を更に詳細に説明する。

【００１０】ガラス基板は色度図上でＹ値が１．００〜
１．４０の範囲、ｘ値が０．２４〜０．３２の範囲、ｙ
値が０．３０〜０．４１の範囲の色合いを有することが
好ましい。

【００１１】酸化タングステン膜は５価のタングステン
による赤外線域に強い吸収を有することが知られている
が、ＷＯ₃ で記載されるような６価の状態では吸収はな
い。吸収を持つ酸化タングステンは酸素／タングステン
比で２．５０〜２．９８の範囲であることが好ましい。
この範囲を超える比率では赤外線吸収を期待することは
できない。

【００１２】また、酸化タングステン膜はその製造方法
にもよるが、一般に耐久性が十分でないことが知られて
いる。更に、導電性は膜厚にもよるが、数百Ω／□〜数
十ＫΩ／□の範囲であり、上記アンテナや電波透過性の
問題点を考慮すると十分な高抵抗な膜ではない。

【００１３】本発明における複合酸化物膜は酸化タング
ステンが有する１μｍの強い光吸収を本質的に持つ。ま
た、周期律表のＩＶＡ族、ＩＩＩＡ族、ＶＩＩＢ族、Ｖ
ＩＢ族及びＶＢ族から成る群から選ばれた少なくとも１
種の元素は、酸化タングステン単独では十分に得られな
かった耐久性と酸化タングステン単独では制御し難かっ
た導電性を改良するために使用され、酸化物として複合
酸化物膜中で存在する。

【００１４】周期律表のＩＶＡ族、ＩＩＩＡ族、ＶＩＩ
Ｂ族、ＶＩＢ族及びＶＢ族から成る群から選ばれた少な
くとも１種の元素は、複合酸化物膜中で安定な酸化物と
して酸化タングステンと共存し、酸化タングステン単独
の耐久性の悪さを改善すると共に、酸化タングステン膜
を数百ＫΩ／□〜数百ＭΩ／□まで高抵抗化する機能を
有する。

【００１５】ＩＶＡ族としてはＳｉ、ＩＩＩＡ族として
はＡｌ、ＶＩＩＢ族としてはＭｎ、ＶＩＢ族としてはＣ
ｒ、ＶＢ族としてはＶ又はＮｂを好ましく使用すること
ができる。これらの元素は複合酸化物膜用の合金ターゲ
ットを作製し易いことによるもので、必ずしも上記元素
に限定されるものではない。

【００１６】本発明における複合酸化物膜は以下のスパ
ッタ法により成膜することができる。スパッタターゲッ
トとしてタングステンと周期律表のＩＶＡ族、ＩＩＩＡ
族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＢ族及びＶＢ族から成る群から選
ばれた少なくとも１種の元素を所定の濃度含む合金ター
ゲットを使用し、スパッタガスとして所定のガス比に調
整されたアルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ₂ ）の混合ガス
を用い、いわゆる反応性スパッタ法にて、ガラス基板上
に複合酸化物膜を形成することができる。

【００１７】また、本発明においては上記のタングステ
ン系複合酸化物膜の保護及び光干渉効果により断熱性能
を向上させるためにタングステン系複合酸化物膜の片側
又は両側にスパッタ法により透明誘電体膜を形成するこ
とが好ましい。即ち、タングステン複合酸化物膜上に第
２層として透明誘電体膜を設けるか、又はガラス基板上
に第１層として透明誘電体膜を設け、第１層上に第２層
として複合酸化物膜を設け、第２層上に第３層として透
明誘電体膜を設けることが好ましい。

【００１８】この透明誘電体膜は珪素、チタン、クロム
及びジルコニウムの酸化物から成る群から選ばれた少な
くとも１種からなる複合酸化物膜及び／又はシリコーン
とアルミニウムとからなる複合酸化物膜であることが好
ましく、特に内部応力が少なく、かつ低屈折率の保護膜
材料としてタングステン複合酸化物膜と好適に組み合わ
せることができるシリコーンとアルミニウムとからなる
複合酸化物膜が好ましい。

【００１９】この複合酸化物膜はアルミニウムを１０〜
８０原子％の範囲で含有し、かつその膜厚は１０〜２０
０ｎｍの範囲であることが好ましい。

【００２０】過酷な使用条件下では、更に耐久性を向上
させる必要があった。本発明においてはこのような要求
に対して容易に厚膜化が可能であるシリコーンハードコ
ート膜を保護膜として使用することが好ましい。シリコ
ーンハードコート膜はシラノールどうしの単純な脱水縮
合反応により硬化するもので、硬化した膜はシロキサン
結合を骨格とした高分子物質である。成膜はディップコ
ート、フローコート、スプレーコート等のいわゆる湿式
成膜で厚膜を容易に成膜することができる。

【００２１】しかしながら、このシリコーンハードコー
ト膜を直接に上記のタングステン系複合酸化物膜上に成
膜した場合には、断熱性能などの光学性能は問題はなか
ったが、過酷な使用条件下では、シリコーンハードコー
ト層とタングステン系複合酸化物膜とが剥離する現象が
あった。この問題を解決するため、すなわち密着性を改
善させるため両者の中間に上記透明誘電体層を設けるこ
とを見いだし、耐久性を向上させることができた。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。

【００２３】実施例１ タングステン系複合酸化物膜としてＩＶＡ族のＳｉを選
択した例について説明する。ガラス基板として色度図上
でＹ値が１．２７、ｘ値が０．２９、ｙ値が０．３２の
ガラス基板を使用した。ガラス基板をイソプロピルアル
コールを用いて脱脂洗浄し、純粋洗浄した後、窒素ブロ
ー乾燥した。次に、このガラス基板をスパッタ装置内に
搬送し、５×１０^-6Ｔｏｒｒまで排気した。スパッタ装
置内にはスパッタターゲットとしてＷ−１０原子％Ｓｉ
合金ターゲットが設置されている。

【００２４】成膜の手順は、まずターゲット表面をクリ
ーニングするため、スパッタガスとしてアルゴンガスを
真空層内に導入し、真空層内の圧力が５×１０^-3Ｔｏｒ
ｒになるようにアルゴンガス流量及び排気速度を調整し
た。次いで、スパッタパワー５００Ｗで３分間、ターゲ
ット表面をクリーニングした。スパッタガスに酸素ガス
を導入した。このとき、アルゴンガスと酸素ガスの流量
比を３０：４になるように調整し、かつ圧力を５×１０
^-3Ｔｏｒｒになるように調整した。真空槽内のガス濃度
が均一になるのに必要な時間が経過した後、スパッタパ
ワー５００Ｗで成膜を開始し、膜厚９０ｎｍの複合酸化
物膜を得た。

【００２５】このようにして成膜された複合酸化物膜の
膜抵抗は約４０ＭΩ／□であり、電波透過性及びアンテ
ナ送受信性能に問題はなかった。また、図１にシリコン
を添加した場合の酸化タングステン膜の光透過率−波長
の分光スペクトルを示す。分光性能は図１に示すように
可視光線域で透過率が７０％であり、更に赤外線域での
透過率は波長１μｍで約２２％と優れた熱線遮断特性を
有していた。このことは可視光線域（波長０．３８〜
０．７８μｍ）で高い透過率であり、赤外線域（波長
０．７８〜２μｍ）で低い透過率になっていることを示
している。即ち、この可視域での高い透過率は良好な視
認性を示しており、赤外線域での低い透過率は赤外線
（即ち、熱線）を良好に遮断することを示している。

【００２６】また、耐久性に関しても、１５０℃、１０
時間で分光性能に変化はなく、優れた耐久性を有してい
た。一方、機器分析でこの複合酸化物膜を分析したとこ
ろ、ＳｉはＳｉ酸化物として存在し、Ｗも酸化物であっ
た。Ｗと酸素の比率はＷ１に対して酸素２．７０〜２．
９０の範囲であり、ＷとＳｉの比率はＷ１に対してＳｉ
０．０９であり、ほぼターゲット組成を反映してい
た。

【００２７】実施例２ タングステン系複合酸化物膜としてＩＩＩＡ族のＡｌを
選択した例について説明する。ガラス基板、成膜手順及
び膜厚は実施例１と全く同様であり、スパッタターゲッ
トとしてＷ−１０原子％Ａｌ合金ターゲットを使用し
た。このようにして成膜された複合酸化物膜の膜抵抗は
約３０ＭΩ／□であり、電波透過性及びアンテナ送受信
性能に問題はなかった。また、図２はアルミニウムを添
加した場合の酸化タングステン膜の光透過率−波長の分
光スペクトルを示す。分光性能は、図２に示すように可
視光線域で透過率が７０％であり、赤外線域での透過率
は波長１μｍで約２１％と優れた熱線遮断性を有してい
た。このことは、実施例１で説明したのと同様に可視光
線域（波長０．３８〜０．７８μｍ）で高い透過率であ
り、赤外線域（波長０．７８〜２μｍ）で低い透過率に
なっていることを示している。即ち、この可視域での高
い透過率は良好な視認性を示しており、赤外線域での低
い透過率は赤外線（即ち、熱線）を良好に遮断すること
を示している。

【００２８】更に、耐久性に関しても、１５０℃、１０
時間で分光性能に変化はなく、優れた耐久性を有してい
た。一方、機器分析でこの複合酸化物膜を分析したとこ
ろ、ＡｌはＡｌ酸化物として存在し、Ｗも酸化物であっ
た。Ｗと酸素の比率はＷ１に対して酸素は２．７０〜
２．９０の範囲であり、またＷとＡｌの比率はＷ１に対
してＡｌ ０．１であり、ターゲット組成を反映してい
た。

【００２９】実施例３ タングステン系複合酸化物膜としてＶＩＩＢ族のＭｎを
選択した例について説明する。ガラス基板、成膜手順及
び膜厚は実施例１と全く同様であり、スパッタターゲッ
トとしてＷ−１０原子％Ｍｎ合金ターゲットを使用し
た。このようにして成膜された複合酸化物膜の膜抵抗は
約４０ＭΩ／□であり、電波透過性及びアンテナ送受信
性能に問題はなかった。また、分光性能は可視光線域で
透過率が７０％以上であり、赤外線域での透過率は波長
１μｍで約２５％と優れた熱線遮断性を有していた。

【００３０】更に、耐久性に関しても、１５０℃、１０
時間で分光性能に変化はなく、優れた耐久性を有してい
た。一方、機器分析でこの複合酸化物膜を分析したとこ
ろ、ＭｎはＭｎ酸化物として存在し、Ｗも酸化物であっ
た。Ｗと酸素の比率はＷ１に対して酸素は２．８０〜
２．９０の範囲であり、またＷとＭｎの比率はＷ１に対
してＭｎ ０．１であり、ターゲット組成を反映してい
た。

【００３１】実施例４ タングステン系複合酸化物膜としてＶＩＢ族のＣｒを選
択した例について説明する。ガラス基板、成膜手順及び
膜厚は実施例１と全く同様であり、スパッタターゲット
としてＷ−１０原子％Ｃｒ合金ターゲットを使用した。
このようにして成膜された複合酸化物膜の膜抵抗は約２
５ＭΩ／□であり、電波透過性及びアンテナ送受信性能
に問題はなかった。また、分光性能は可視光線域で透過
率が６０％以上であり、赤外線域での透過率は波長１μ
ｍで約１６％と優れた熱線遮断性を有していた。

【００３２】更に、耐久性に関しても、１５０℃、１０
時間で分光性能に変化はなく、優れた耐久性を有してい
た。一方、機器分析でこの複合酸化物膜を分析したとこ
ろ、ＣｒはＣｒ酸化物として存在し、Ｗも酸化物であっ
た。Ｗと酸素の比率はＷ１に対して酸素は２．８０〜
２．９０の範囲であり、またＷとＣｒの比率はＷ１に対
してＣｒ０．０８であり、ほぼターゲット組成を反映し
ていた。

【００３３】実施例５ タングステン系複合酸化物膜としてＶＢ族のＶを選択し
た例について説明する。ガラス基板、成膜手順及び膜厚
は実施例１と全く同様であり、スパッタターゲットとし
てＷ−１０原子％Ｖ合金ターゲットを使用した。このよ
うにして成膜された複合酸化物膜の膜抵抗は約４０ＭΩ
／□であり、電波透過性及びアンテナ送受信性能に問題
はなかった。また、分光性能は可視光線域で透過率が７
０％以上であり、赤外線域での透過率は波長１μｍで約
２７％と優れた熱線遮断性を有していた。

【００３４】更に、耐久性に関しても、１５０℃、１０
時間で分光性能に変化はなく、優れた耐久性を有してい
た。一方、機器分析でこの複合酸化物膜を分析したとこ
ろ、ＶはＶ酸化物として存在し、Ｗも酸化物であった。
Ｗと酸素の比率はＷ１に対して酸素は２．８０〜２．９
０の範囲であり、またＷとＶの比率はＷ１に対してＶ
０．０９であり、ほぼターゲット組成を反映していた。

【００３５】実施例６ タングステン系複合酸化物膜としてＶＢ族のＮｂを選択
した例について説明する。ガラス基板、成膜手順及び膜
厚は実施例１と全く同様であり、スパッタターゲットと
してＷ−１０原子％Ｎｂ合金ターゲットを使用した。こ
のようにして成膜された複合酸化物膜の膜抵抗は約４０
ＭΩ／□であり、電波透過性及びアンテナ送受信性能に
問題はなかった。また、分光性能は可視光線域で透過率
が７０％以上であり、赤外線域での透過率は波長１μｍ
で約２９％と優れた熱線遮断性を有していた。

【００３６】更に、耐久性に関しても、１５０℃、１０
時間で分光性能に変化はなく、優れた耐久性を有してい
た。一方、機器分析でこの複合酸化物膜を分析したとこ
ろ、ＮｂはＮｂ酸化物として存在し、Ｗも酸化物であっ
た。Ｗと酸素の比率はＷ１に対して酸素は２．８０〜
２．９０の範囲であり、またＷとＮｂの比率はＷ１に対
してＮｂ ０．０９であり、ほぼターゲット組成を反映
していた。

【００３７】実施例７ タングステン系複合酸化物膜としてＩＶＡ族のＳｉを選
択し、第２層目としてＳｉＯ₂ 膜を選択した例について
記す。ガラス基板として色度図上でＹ値が１．２７、ｘ
値が０．２９、ｙ値が０．３２のガラス基板を使用し
た。ガラス基板をイソプロピルアルコールにて脱脂洗浄
し、純粋洗浄した後、窒素ブロー乾燥した。このガラス
基板をスパッタ装置内に搬送し、５×１０^-6Ｔｏｒｒま
で排気した。スパッタ装置内には、タングステン系複合
酸化物膜用のスパッタターゲットとしてＷ−５原子％Ｓ
ｉ合金ターゲットが、第２層目のＳｉＯ₂ 膜用スパッタ
ターゲットとしてＳｉターゲットがそれぞれ設置されて
いる。

【００３８】成膜の手順は、まずＳｉ−Ｗターゲット表
面をクリーニングするため、スパッタガスとしてアルゴ
ンガスを真空槽内に導入し、真空槽内の圧力が５×１０
^-3Ｔｏｒｒとなるようにアルゴンガス流量や排気速度を
調整した。次にスパッタパワー５００ｗで３分間、ター
ゲット表面をクリーニングした。更にスパッタガスに酸
素ガスを導入した。このときアルゴンガスと酸素ガスと
の流量比を３０：４になるように調整し、かつ圧力を５
×１０^-3Ｔｏｒｒとなるように調整した。真空槽内のガ
ス濃度が均一になるのに必要な時間が経過した後、スパ
ッタパワー５００ｗで成膜を開始し、第１層目の膜厚４
０ｎｍのＳｉ酸化タングステン複合酸化物膜を得た。

【００３９】次にＳｉ酸化タングステン膜の上に、アル
ゴンガスと酸素ガスとの流量比を２０：１０となるよう
に調整し、かつ圧力を５×１０^-3Ｔｏｒｒとなるように
調整した。真空槽内のガス濃度が均一になるのに必要な
時間が経過した後、Ｓｉターゲットを使用しスパッタパ
ワー５００ｗで、第２層目の膜厚１０ｎｍのＳｉＯ₂膜
を得た。更にハードコート膜として東芝シリコーン製ハ
ードコート膜（商品名：トスガード５２０）をフローコ
ート法にて塗布した後、大気中１２０℃で、１時間の焼
成を行い３μｍに成膜した。

【００４０】このようにして作製された断熱ガラスは可
視光線域で透過率が７０％以上であり、また赤外線域で
の透過率は波長1 μｍで約２５％と優れた熱線遮断性を
有していた。更に耐久性に関しても、５０℃、９５％Ｒ
Ｈ環境下で分光性能に変化はなく、優れた耐久性を有し
ていた。またＳｉ酸化タングステン膜の膜抵抗は約４０
ＭΩ／□であり、電波透過性及びアンテナ送受信性能に
問題はなかった。

【００４１】実施例８ 酸化タングステン系複合酸化物膜として実施例１と同様
にＳｉ酸化タングステン膜を使用し、第２層としてＴｉ
Ｏ₂ を選択した例について記す。ガラス基板、Ｓｉ酸化
タングステン膜の成膜手順及び膜厚は実施例１と全く同
様である。第２層目として使用したＴｉＯ₂ 膜はＴｉタ
ーゲットを使用しＡｒガスとＯ₂ガスとの混合ガス（Ａ
ｒ：Ｏ₂ ＝２０：５）を使用した反応性スパッタにて成
膜し、ＴｉＯ₂ 膜を５ｎｍに成膜した。更に実施例１と
全く同様にしてハードコート膜を１μｍに成膜した。

【００４２】このようにして作製された断熱ガラスの可
分光性能は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また
赤外線域での透過率は波長１μｍで約２２％と優れた熱
線遮断性を有していた。更に耐久性に関しても、５０
℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はなく、優れた
耐久性を有していた。

【００４３】実施例９ 酸化タングステン系複合酸化物膜として実施例１と同様
にＳｉ酸化タングステン膜を使用し、第２層としてＺｒ
Ｏ₂ を選択した例について記す。ガラス基板、Ｓｉ酸化
タングステン膜の成膜手順及び膜厚は実施例１と全く同
様である。第２層目として使用したＺｒＯ₂ 膜はＺｒタ
ーゲットを使用し、ＡｒガスとＯ ₂ ガスとの混合ガス
（Ａｒ：Ｏ₂ ＝２０：５）を使用した反応性スパッタに
て成膜し、ＺｒＯ₂ 膜を５ｎｍに成膜した。更に実施例
１と全く同様にしてハードコート膜を１μｍに成膜し
た。

【００４４】このようにして作製された断熱ガラスの可
分光性能は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また
赤外線域での透過率は波長１μｍで約２３％と優れた熱
線遮断性を有していた。更に耐久性に関しても、５０
℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はなく、優れた
耐久性を有していた。

【００４５】実施例１０ 酸化タングステン系複合酸化物膜として実施例１と同様
にＳｉ酸化タングステン膜を使用し、第２層として酸化
クロム膜を選択した例について記す。ガラス基板、タン
グステン系複合酸化物の成膜手順及び膜厚は実施例１と
全く同様である。第２層目として使用した酸化クロム膜
はＣｒターゲットを使用しＡｒガスとＯ ₂ ガスとの混合
ガス（Ａｒ：Ｏ₂ ＝１５：１５）を使用した反応性スパ
ッタにて成膜し、ＣｒＯ膜を５ｎｍに成膜した。更に実
施例１と全く同様にしてハードコート膜を１μｍに成膜
した。

【００４６】このようにして作製された断熱ガラスの可
分光性能は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また
赤外線域での透過率は波長１μｍで約２４％と優れた熱
線遮断性を有していた。更に耐久性に関しても、５０
℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はなく、優れた
耐久性を有していた。

【００４７】実施例１１ 酸化タングステン系複合酸化物膜として実施例１と同様
にＳｉ酸化タングステン膜を使用し、第２層としてＳｉ
とＴｉの複合酸化物膜を選択した例について記す。ガラ
ス基板、タングステン系複合酸化物の成膜手順及び膜厚
は実施例１と全く同様である。第２層目として使用した
ＳｉＴｉ複合酸化物膜はＳｉ−２０原子％Ｔｉ合金ター
ゲットを使用しＡｒガスとＯ₂ ガスとの混合ガス（Ａ
ｒ：Ｏ₂ ＝２０：１０）を使用した反応性スパッタにて
成膜し、ＳｉＴｉＯ膜を１０ｎｍに成膜した。更に実施
例１と全く同様にしてハードコート膜を１μｍに成膜し
た。

【００４８】このようにして作製された断熱ガラスの可
分光性能は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また
赤外線域での透過率は波長１μｍで約２４％と優れた熱
線遮断性を有していた。更に耐久性に関しても、５０
℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はなく、優れた
耐久性を有していた。

【００４９】実施例１２ 酸化タングステン系複合酸化物膜とガラス基板との間に
誘電体層を設ける構成について記す。ガラス基板上に第
１層目としてＳｉＯ₂ 膜を、第２層目としてＳｉ酸化タ
ングステン複合酸化物層を、第３層目としてＳｉＯ₂ 膜
をスパッタにて成膜し、最後に第４層目としてハードコ
ート膜を順次成膜した。成膜方法は実施例１と全く同様
であり、膜厚はそれぞれ第１層目のＳｉＯ₂ 膜を３０ｎ
ｍ、第２層目のＳｉ添加酸化タングステン膜を９０ｎ
ｍ、第３層目のＳｉＯ₂ 膜を１０ｎｍ、第４層目のハー
ドコート膜を１μｍに成膜した。

【００５０】このようにして作製された断熱ガラスの可
分光性能は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また
赤外線域での透過率は波長１μｍで約２０％と優れた熱
線遮断性を有していた。更に耐久性に関しても、５０
℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はなく、優れた
耐久性を有していた。

【００５１】比較例１ 実施例１の場合と複合酸化物膜中のＳｉ濃度が異なる場
合について説明する。スパッタターゲットとしてＷ−１
０原子％Ｓｉ合金ターゲットに代えてＷ−２原子％Ｓｉ
合金ターゲット及びＷ−２０原子％Ｓｉ合金ターゲット
を用いた他は、実施例１と全く同様にして複合酸化物膜
を成膜した。Ｗ−２原子％Ｓｉ合金ターゲットを使用し
た場合には、成膜された複合酸化物膜の膜抵抗値は９０
０ＫΩ／□であり、電波透過性およびアンテナ送受信性
能に問題はなかった。

【００５２】分光性能は赤外線域での透過率が波長１μ
ｍで約１９％と優れた熱線遮断性を有していたが、可視
光線域で透過率が６８％であり、可視光線の光透過性が
悪くなっていた。また、耐久性は１５０℃、１０時間で
透過率が約５％上昇した。一方、機器分析でこの複合酸
化物膜を分析したところ、ＳｉはＳｉ酸化物として存在
し、Ｗも酸化物であった。Ｗと酸素の比率はＷ１に対し
て酸素は２．７０〜２．９０の範囲であり、またＷとＳ
ｉの比率はＷ１に対してＳｉ ０．０２であり、ターゲ
ット組成を反映していた。

【００５３】Ｗ−２０原子％Ｓｉ合金ターゲットを使用
した場合には、成膜された複合酸化物膜の膜抵抗値が６
０ＭΩ／□であり、電波透過性及びアンテナ送受信性能
に問題はなかった。分光性能は可視光線域で透過率が７
０％であり、可視光線の透過率は十分であったが、赤外
線域での透過率は波長１μｍで約４０％と熱線遮断性が
悪くなっていた。

【００５４】また、耐久性は１５０℃、１０時間で分光
特性に変化はなかった。機器分析でこの複合酸化物膜を
分析したところ、ＳｉはＳｉ酸化物として存在し、Ｗも
酸化物であった。Ｗと酸素の比率はＷ１に対して酸素は
２．８０〜２．９０の範囲であり、またＷとＳｉの比率
はＷ１に対してＳｉ ０．１８であり、ほぼターゲット
組成を反映していた。

【００５５】この２例の結果から、複合酸化物中のＳｉ
濃度が所定の濃度以上であると熱線遮断性が劣化し、所
定の濃度以下であると可視光線域での光透過性が悪くな
り、また耐久性も不十分であることが判る。

【００５６】比較例２ 実施例１の場合と複合酸化物膜中のＷと酸素の比率が異
なる場合について説明する。成膜手順としてスパッタガ
スのアルゴンガスと酸素ガスとの混合比を代えた他は、
実施例１と全く同様にして複合酸化物膜を成膜した。ア
ルゴンガスと酸素ガスとの流量比が３０：１となるよう
に調整して成膜した場合について説明する。このように
して成膜された複合酸化物膜の膜抵抗は約１００ＫΩ／
□であり、電波透過性及びアンテナ送受信性能が劣化し
た。

【００５７】また、分光性能は可視光線域で透過率が３
０％であり、赤外線域での透過率も波長１μｍで約１８
％と優れた熱線遮断性を有していた。更に、耐久性は１
５０℃、１０時間で透過率が約１０％上昇した。一方、
機器分析でこの複合酸化物膜を分析したところ、Ｓｉは
Ｓｉ酸化物として存在し、Ｗも酸化物であった。Ｗと酸
素の比率はＷ１に対して酸素は２．４〜２．５の範囲で
あり、ＷとＳｉの比率はＷ１に対してＳｉ ０．０９で
あり、ほぼターゲット組成を反映していた。

【００５８】アルゴンガスと酸素ガスとの流量比が３
０：６となるように調整して成膜した場合について説明
する。このようにして成膜された複合酸化物膜の膜抵抗
は約１２００ＭΩ／□であり、電波透過性及びアンテナ
送受信性能に問題はなかった。また、分光性能は可視光
線域で透過率が８０％であり、十分な光透過性を有して
いたが、赤外線域での透過率は波長１μｍで約３５％と
熱線遮断性が悪くなっていた。

【００５９】更に、耐久性に関しても、１５０℃、１０
時間で分光性能に変化はなく、優れた耐久性を有してい
た。一方、機器分析でこの複合酸化物膜を分析したとこ
ろ、ＳｉはＳｉ酸化物として存在し、Ｗも酸化物であっ
た。Ｗと酸素の比率はＷ１に対して酸素は２．９５〜
３．０の範囲であり、またＷとＳｉの比率はＷ１に対し
てＳｉ ０．０９であり、ほぼターゲット組成を反映し
ていた。

【００６０】この２例の結果から、複合酸化物中のＷと
酸素の比率が所定の値以上であると熱線遮断性が劣化
し、所定の比率以下であると可視光線域での光透過性が
悪くなり、また耐久性も十分でなくなることが判る。

【００６１】比較例３ 実施例１の場合と複合酸化物膜の膜厚が異なる場合につ
いて説明する。成膜時間を代えて膜厚を調整した他は、
実施例１と全く同様な方法により複合酸化物膜を成膜し
た。複合酸化物膜の膜厚が２０ｎｍの場合には、成膜さ
れた複合酸化物膜の膜抵抗値は８０ＭΩ／□であり、電
波透過性及びアンテナ送受信性能に問題はなかった。分
光性能は可視光線域で透過率が７５％であり、可視光線
の光透過性は十分であったが、赤外線域での透過率は波
長１μｍで約３３％と熱線遮断性が悪くなっている。

【００６２】また、耐久性は１５０℃、１０時間で分光
性能に変化はなかった。一方、機器分析でこの複合酸化
物膜を分析したところ、ＳｉはＳｉ酸化物として存在
し、Ｗも酸化物であった。Ｗと酸素の比率はＷ１に対し
て酸素は２．８０〜２．９０の範囲であり、またＷとＳ
ｉの比率はＷ１に対してＳｉ ０．０９であり、ターゲ
ット組成を反映していた。

【００６３】複合酸化物膜の膜厚が５００ｎｍの場合に
は、成膜された複合酸化物膜の膜抵抗値は１０ＭΩ／□
であり、電波透過性及びアンテナ送受信性能に問題はな
かった。分光性能は可視光線域で透過率が６５％であ
り、可視光線の光透過性は悪くなった。赤外線域での透
過率は波長１μｍで約１７％と熱線遮断性は優れてい
た。更に、耐久性は１５０℃、１０時間で分光性能に変
化はなかった。

【００６４】一方、機器分析でこの複合酸化物膜を分析
したところ、ＳｉはＳｉ酸化物として存在し、Ｗも酸化
物であった。Ｗと酸素の比率はＷ１に対して酸素は２．
８０〜２．９０の範囲であり、またＷとＳｉの比率はＷ
１に対してＳｉ ０．０９であり、ターゲット組成を反
映していた。

【００６５】比較例４ ＩＢ族として銀（Ａｇ）を添加した場合について説明す
る。スパッタターゲットとしてＷ−１０原子％Ａｇ合金
ターゲットを用いた他は、実施例１と全く同様にして複
合酸化物膜を成膜した。得られた複合酸化物膜は、膜抵
抗値としては８ＭΩ／□で問題はなかったが、可視光線
域での光透過率は約３０％と低く、窓ガラス材としての
応用に制限が生じてしまった。

【００６６】比較例５ ＶＩＡ族としてテルル（Ｔｅ）を添加した場合について
説明する。スパッタターゲットとしてＷ−１０原子％Ｔ
ｅ合金ターゲットを用いた他は、実施例１と全く同様に
して複合酸化物膜を成膜した。得られた複合酸化物膜
は、膜抵抗値として８００ＫΩ／□で問題はなかった
が、可視光線域での光透過率が約５０％と低く、窓ガラ
ス材としての応用に制限が生じてしまった。また、耐久
性に関しても、１５０℃、１０時間で透過率が約１０％
上昇し、耐久性に関しても十分ではなかった。

【００６７】比較例６ 添加元素としてＩＶＡ族のシリコン（Ｓｉ）及びタング
ステンに代えてニッケルを用いた場合について説明す
る。スパッタターゲットとしてＮｉ−１０原子％Ｓｉ合
金ターゲットを用いた他は、実施例１と全く同様にして
複合酸化物膜を成膜した。得られた複合酸化物膜は、膜
抵抗値としては１５ＭΩ／□で問題はなかったが、可視
光線域での光透過率は約６５％と低く、更に赤外線域で
の透過率は約４５％と熱線遮断性が悪くなっていた。

【００６８】実施例１３ タングステン系複合酸化物膜としてＩＶＡ族のＳｉを選
択し、第２層目としてシリコンアルミニウム複合酸化物
膜を選択した例について記す。ガラス基板として色度図
上でＹ値が１．２７、ｘ値が０．２９、ｙ値が０．３２
のガラス基板を使用した。ガラス基板をイソプロピルア
ルコールにて脱脂洗浄し、純粋洗浄した後、窒素ブロー
乾燥した。このガラス基板をスパッタ装置内に搬送し、
５×１０^-6Ｔｏｒｒまで排気した。スパッタ装置内に
は、タングステン系複合酸化物膜用のスパッタターゲッ
トとしてＷ−５原子％Ｓｉ合金ターゲットが、シリコン
アルミニウム複合酸化物膜用のスパッタターゲットとし
てＳｉ−５０原子％Ａｌターゲットが設置されている。

【００６９】成膜の手順は、まずＳｉ−Ｗターゲット表
面をクリーニグするため、スパッタガスとしてアルゴン
ガスを真空槽内に導入し、真空槽内の圧力が５×１０^-3
Ｔｏｒｒとなるようにアルゴンガス流量や排気速度を調
整した。次にスパッタパワー５００ｗで３分間、ターゲ
ット表面をクリーニグした。次にスパッタガスに酸素ガ
スを導入した。このときアルゴンガスと酸素ガスとの流
量比を３０：４になるように調整し、かつ圧力を５×１
０^-3Ｔｏｒｒとなるように調整した。真空槽内ガス濃度
が均一になるのに必要な時間が経過した後、スハッタパ
ワー５００ｗで成膜を開始し、第１層用の膜厚８０ｎｍ
のＳｉタングステン複合化物膜を得た。次にＳｉ酸化タ
ングステン膜の上に、同一のガス条件にてシリコンアル
ミニウム用ターゲットをスパッタパワー５００ｗで、膜
厚５０ｎｍのシリコンアルミニウム複合酸化物膜を得
た。

【００７０】このようにして作製された断熱ガラスは可
視光線域で透過率が７０％以上あり、また赤外線域での
透過率は波長１μｍで約３０％と優れた熱線遮断性を有
していた。またＳｉ−５０％Ａｌ複合酸化物膜の屈折率
がｎ＝１．５と低いため、可視光線域での反射色も弱く
ガラスとして好ましいものであった。更に耐久性に関し
ても、５０℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はな
く、優れたピンホールような微小な欠陥も発生せず、す
ぐれた耐久性を有していた。またシリコン複合酸化物膜
の膜抵抗は約４０ＭΩ／□であり、電波透過性及びアン
テナ送受信性能に問題はなかった。

【００７１】実施例１４ タングステン系複合酸化物膜とガラス基板との間に透明
誘電体膜を設ける構成について記す。ガラス基板上に第
１層としてＳｉ−５０原子％Ａｌ膜を、第２層としてＳ
ｉ酸化タングステン複合酸化物膜を、第３層としてＳｉ
−５０原子％Ａｌ膜をスパッタ法にて順次成膜した。成
膜方法は第２層のＳｉ酸化タングステン複合酸化物膜が
実施例１と全く同様であり、第１層及び第３層のＳｉ−
５０原子％Ａｌ膜が実施例１３と全く同様である。膜厚
は第１層のＳｉ−５０原子％Ａｌ膜を１０ｎｍに、第２
層のＳｉタングステン膜を３０ｎｍに、第３層のＳｉ−
５０原子％Ａｌ膜を５０ｎｍに成膜した。

【００７２】このようにして作製された断熱ガラスの可
分光性能は可視光線域で透過率が７０％以上であり、ま
た赤外線域での透過率は波長１μｍで約３０％と優れた
熱線遮断性を有していた。更に耐久性に関しても、５０
℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はなく、またピ
ンホールのような微小な欠陥も発生せずにすぐれた耐久
性を有していた。またＳｉタングステン複合酸化物膜の
膜抵抗は約４０ＭΩ／□であり、電波透過性及びアンテ
ナ送受信性能に問題はなかった。

【００７３】実施例１５ タングステン系複合酸化物膜上に透明誘電体膜を設ける
構成について記す。ガラス基板上に第１層としてＳｉタ
ングステン膜を、第２層としてＳｉ−１０原子％Ａｌ膜
をスパッタ法にて順次成膜した。成膜方法は実施例１４
と全く同様である。膜厚は第１層のＳｉタングステン膜
を８０ｎｍに、第２層のＳｉ−１０原子％Ａｌ膜を５０
ｎｍに成膜した。

【００７４】このようにして作製された断熱ガラスの可
分光性能は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また
赤外線域での透過率は波長１μｍで約３１％と優れた熱
線遮断性を有していた。またＳｉ−１０原子％Ａｌ複合
酸化物膜の屈折率がｎ＝１．５と低いため、可視光線域
での反射色も弱くガラスとして好ましいものであった。
また耐久性に関しても、５０℃、９５％ＲＨ環境下で分
光性能に変化はなく、すぐれた耐久性を有していた。

【００７５】実施例１６ シリコンアルミニウム複合酸化物膜としてＳｉ−８０原
子％Ａｌ膜を使用した他は実施例１３と全く同様にして
断熱ガラスを作製した。

【００７６】このようにして作製された断熱ガラスの可
分光性能は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また
赤外線域での透過率は波長１μｍで約３０％と優れた熱
線遮断性を有していた。またＳｉ−８０原子％Ａｌ複合
酸化物膜の屈折率がｎ＝１．６と低いため、可視光線域
での反射色も弱くガラスとして好ましいものであった。
更に耐久性に関しても、５０℃、９５％ＲＨ環境下で分
光性能に変化はなく、すぐれた耐久性を有していた。

【００７７】実施例１７ シリコンアルミニウム複合酸化物膜の膜厚を２００ｎｍ
とした他は実施例１３と全く同様にして断熱ガラスを作
製した。

【００７８】このようにして作製された断熱ガラスの可
分光性能は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また
赤外線域での透過率は波長１μｍで約３０％と優れた熱
線遮断性を有していた。更に耐久性に関しても、５０
℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はなく、すぐれ
た耐久性を有していた。

【００７９】実施例１８ シリコンアルミニウム複合酸化物膜の膜厚を１０ｎｍと
した他は実施例１３と全く同様にして断熱ガラスを作製
した。

【００８０】このようにして作製された断熱ガラスの可
分光性能は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また
赤外線域での透過率は波長１μｍで約３５％と優れた熱
線遮断性を有していた。更に耐久性に関しても、５０
℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はなく、すぐれ
た耐久性を有していた。

【００８１】比較例７ シリコンアルミニウム複合酸化物膜としてＳｉ−５原子
％Ａｌ膜を使用した他は実施例１３と全く同様にして断
熱ガラスを作製した。

【００８２】このようにして作製された断熱ガラスの分
光特性は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また赤
外線域での透過率は波長１μｍで約３０％と優れた熱線
遮断性を有していた。またＳｉ−５原子％Ａｌ膜の屈折
率がｎ＝１．５と低いため可視光線域での反射色も弱く
ガラスとして好ましいものであった。しかし耐久性に関
しては５０℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はな
いものの、局所的にヒビ割れが発生した。

【００８３】比較例８ シリコンアルミニウム複合酸化物膜としてＳｉ−９０原
子％Ａｌ膜を使用した他は実施例１３と全く同様にして
断熱ガラスを作製した。

【００８４】このようにして作製された断熱ガラスの分
光特性は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また赤
外線域での透過率は波長１μｍで約３０％と優れた熱線
遮断性を有していた。またＳｉ−５原子％Ａｌ膜の屈折
率がｎ＝１．６と低いため可視光線域での反射色も弱く
ガラスとして好ましいものであった。しかし耐久性に関
しては５０℃、９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はな
いものの、局所的に欠陥が発生した。

【００８５】比較例９ シリコンアルミニウム複合酸化物膜としてＳｉ−５０原
子％Ａｌ膜を使用し、膜厚を２５０ｎｍとした他は実施
例１３と全く同様にして断熱ガラスを作製した。

【００８６】このようにして作製された断熱ガラスの分
光特性は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また赤
外線域での透過率は波長１μｍで約３３％と優れた熱線
遮断性を有していた。しかし耐久性に関しては５０℃、
９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はないものの、局所
的にヒビ割れが発生した。

【００８７】比較例１０ シリコンアルミニウム複合酸化物膜としてＳｉ−５０原
子％Ａｌ膜を使用し、膜厚を５ｎｍとした他は実施例１
３と全く同様にして断熱ガラスを作製した。

【００８８】このようにして作製された断熱ガラスの分
光特性は可視光線域で透過率が７０％以上あり、また赤
外線域での透過率は波長１μｍで約３８％と優れた熱線
遮断性を有していた。しかし耐久性に関しては５０℃、
９５％ＲＨ環境下で分光性能に変化はないものの、局所
的にヒビ割れが発生した。

【００８９】

【発明の効果】本発明の断熱膜ガラスによれば、耐久性
があり可視光線域での光透過性が高く、更に赤外線域で
の光透過性の低い、断熱効果に優れたガラスが得られ
る。また、最表層にシリコーンハードコート膜を積層し
たことにより、より耐久性をあげることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のシリコンを添加した場合の酸化タン
グステン膜の光透過率−波長の分光スペクトルを示す。

【図２】実施例２のアルミニウムを添加した場合の酸化
タングステン膜の光透過率−波長の分光スペクトルを示
す。

【図３】実施例７の構成を示す断面図である。

【図４】実施例１２の構成を示す断面図である。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板上に、タングステンと周期律
   表のＩＶＡ族、ＩＩＩＡ族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＢ族及び
   ＶＢ族から成る群から選ばれた少なくとも１種の元素と
   からなる複合酸化物膜を形成したことを特徴とする断熱
   ガラス。
2. 【請求項２】 複合酸化物膜が周期律表のＩＶＡ族、Ｉ
   ＩＩＡ族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＢ族及びＶＢ族から成る群
   から選ばれた少なくとも１種の元素を３〜１５原子％の
   範囲で含有することを特徴とする請求項１記載の断熱ガ
   ラス。
3. 【請求項３】 複合酸化物膜がタングステン酸化物の酸
   素／タングステン比で２．５０〜２．９８の範囲である
   ことを特徴とする請求項１記載の断熱ガラス。
4. 【請求項４】 複合酸化物膜の膜抵抗値が５００ＫΩ／
   □〜８００ＭΩ／□の範囲であることを特徴とする請求
   項１記載の断熱ガラス。
5. 【請求項５】 複合酸化物膜がスパッタリング法にて成
   膜されることを特徴とする請求項１記載の断熱ガラス。
6. 【請求項６】 複合酸化物膜の膜厚が５０〜２００ｎｍ
   の範囲であることを特徴とする請求項１記載の断熱ガラ
   ス。
7. 【請求項７】 複合酸化物膜上に、第２層として透明誘
   電体膜を設け、必要に応じて該２層上に第３層としてシ
   リコーンハードコート膜を設けてなることを特徴とする
   断熱ガラス。
8. 【請求項８】 ガラス基板上に、第１層として透明誘電
   膜を設け、該第１層に第２層として複合酸化膜を設け、
   該第２層上に第３層として透明誘電体膜を設け、必要に
   応じて該第３層上に第４層としてシリコーンハードコー
   ト膜を設けてなることを特徴とする断熱ガラス。
9. 【請求項９】 透明誘電体膜が珪素、チタン、クロム及
   びジルコニウムの酸化物から成る群から選ばれた少なく
   とも１種よりなる複合酸化物膜であり、かつ膜厚が５〜
   １００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項７又は
   ８記載の断熱ガラス。
10. 【請求項１０】 透明誘電体膜がシリコーンとアルミニ
    ウムとからなる複合酸化物膜であることを特徴とする請
    求項７又は８記載の断熱ガラス。
11. 【請求項１１】 複合酸化物膜がアルミニウムを１０〜
    ８０原子％の範囲で含有することを特徴とする請求項１
    ０記載の断熱ガラス。
12. 【請求項１２】 複合酸化物の膜厚が１０〜２００ｎｍ
    の範囲で成膜されることを特徴とする請求項１０又は１
    １記載の断熱ガラス。
13. 【請求項１３】 複合酸化物膜がスパッタリング法にて
    成膜されることを特徴とする請求項１０記載の断熱ガラ
    ス。
14. 【請求項１４】 シリコーンハードコート膜の膜厚が
    ０．５〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項
    ７又は８記載の断熱ガラス。
15. 【請求項１５】 ガラス基板が色度図上でＹ値が１．０
    ０〜１．４０の範囲、ｘ値が０．２４〜０．３２の範
    囲、ｙ値が０．３０〜０．４１の範囲の色合いを有する
    ことを特徴とする請求項１記載の断熱ガラス。