JPH10133014A - 光透過性積層物、その使用及びその製造方法 - Google Patents

光透過性積層物、その使用及びその製造方法

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JPH10133014A
JPH10133014A JP9289857A JP28985797A JPH10133014A JP H10133014 A JPH10133014 A JP H10133014A JP 9289857 A JP9289857 A JP 9289857A JP 28985797 A JP28985797 A JP 28985797A JP H10133014 A JPH10133014 A JP H10133014A
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low
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リール ミヒャエル
Hans-Georg Dr Lotz
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学的及び／又は機械的作用に対する高めら
れた耐性を有する低Ｅ−積層物の提供。 【解決手段】 支持体上に配置されている、可視スペク
トル範囲内の高い透過度及び熱放射スペクトル範囲内の
高い反射度を有する光透過性積層物が、異物原子によっ
てドープされた、ダイヤモンド型構造に晶出された炭素
層少なくとも１つを有しており、この場合、該炭素層が
異物原子のドーピング濃度ＣAに依存して導電性であり
かつ熱放射スペクトル範囲内での低い放射線放射率を有
する。 【効果】 該積層物は、電磁場を遮断する光透過性壁と
して使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可視スペクトル範
囲内の高い透過度及び熱放射スペクトル範囲内の高い反
射度を有する積層物に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記の概念に従った積層物は、通常「低
Ｅ」（低放射率(Low-Emissivity)）と呼称される。例え
ば平面ガラス上に施与されている、この種の積層物は、
可視スペクトル範囲内の光は透過させるが、しかしなが
ら、より長い波長の熱放射を反射させるために利用され
る。従って、窓ガラスのためのこの種の平面ガラスの使
用の場合には、このような平面ガラスは、ガラスが入れ
られた窓面を通しての部屋からの熱放射を減少させるこ
とに有利に貢献する。
【０００３】これまでの低Ｅ−積層物は、原理的に次の
層の順序からなる：支持体／金属酸化物／金属／金属酸
化物。
【０００４】上記種類に属する低Ｅ−積層物は、例えば
ドイツ国特許出願公開第４２１１３６３号明細書に記載
されている。元来の機能層は、著しく低い放射線放射−
係数を有する金属からなる金属層である。通常、金属層
は、銀、金もしくは銅又はこれら金属の合金からなる。
金属酸化物層は、反射防止層として作用させると同時に
金属層を機械的及び／又は化学的な環境の作用から保護
する目的で使用される。多層の保護層もまた備えられて
おり、この保護層は、上記種類に属する低Ｅ−積層物へ
の環境の作用に対する安定性を高める。
【０００５】低Ｅ−積層物の光学パラメータ及びエネル
ギーパラメータに対して増大する高い要求並びに環境の
作用に対する必要とされる該低Ｅ−積層物の抵抗性とい
う理由から、これまでの積層物がこれらの要求をもはや
満足させないことは、明らかである。放射率値０．１５
〜０．１３を有する、インジウム−スズ−オキシド（Ｉ
ＴＯ）からなる耐性を有する保護層は、公知である。こ
の種のＩＴＯ層を有する低Ｅ−積層物の使用の欠点は、
例えば建築用ガラスへの適用のための、大規模工業的製
造が、インジウムについてのきわめて高い材料価格のた
めに、著しく高価であることである。これとは別に、酸
化スズから製造された低Ｅ−積層物は、使用され、この
低Ｅ−積層物は、例えば経費上の理由から熱分解によっ
て支持体材料上に施与され、かつ放射率値０．４を有す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、化学
的及び／又は機械的作用に対する高められた耐性を有し
かつ公知の技術的解決の欠点を回避する、冒頭に記載さ
れた種類の低Ｅ−積層物を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題は、異物原子によってドープされた、ダイヤモンド型
構造に晶出された炭素層少なくとも１つを有しており、
この場合、該ダイヤモンド層の熱放射スペクトル範囲内
の放射線放射率及び炭素層中の異物原子のドーピング濃
度ＣAに依存している導電性は、調整可能である、低Ｅ
−積層物によって解決される。ドーピング物質として、
請求項２によれば、ホウ素−ドーピングが提案されてお
り、このことによってダイヤモンド層は、ｐ形伝導(p-L
eitung)を有する。低Ｅ−積層物のための、本発明によ
る、ドープされたダイヤモンド層の使用は、この種の層
が一方では赤外スペクトル範囲内の僅かな放射率、他方
では可視スペクトル範囲内の透明度及びさらにこの種の
積層物に所望される物理的かつ化学的性質、即ち高い硬
度、高い摩擦抵抗性ひいてはあらゆる環境の作用に対す
る化学的抵抗性を互いに一つにするという決定的な利点
を有している。本発明によって、殊に有利に、銀を基礎
として製造されたこれまでの低Ｅ−積層物に匹敵しうる
低い放射率値(Emissivitaetswerte)を有しているが、し
かしながら、このこれまでの低Ｅ−積層物の環境の作用
に対する僅かな抵抗性を回避している積層物が提供され
る。本発明による低Ｅ−積層物は、このようにして例え
ば有利にガラス窓の外側表面に使用される。この新た
な、低Ｅ−積層物の使用可能性、即ちガラス窓の外側表
面への使用可能性によっていわゆるＵ値の顕著な低下
は、達成される。Ｕ値とは、境界面の熱伝導率のことで
あり、この熱伝導率は、ＳＩ単位では単位Ｗ／ｍ2Ｋを
有し、この場合Ｗは、エネルギーであり、ｍ2は、面積
であり、Ｋはケルビンでの温度である。低Ｅ−ダイヤモ
ンド層の異物原子濃度は、本発明によれば５×１０20原
子／ｃｍ3〜５×１０22原子／ｃｍ3である（請求項３参
照のこと）。異物原子濃度によって、請求項９に記載さ
れているとおり、ダイヤモンド層の導電性は、調整可能
であり、この場合、１Ω／□〜１０Ω／□のダイヤモン
ド層の面積抵抗率を選択することが提案される。
【０００８】さらに、本発明によるドープされたダイヤ
モンド層を２つのドープされていない高純度のダイヤモ
ンド層の間に埋め込み、その結果、低Ｅ−積層物が、支
持体上に重ねられて配置された合計して３層からなるこ
とが提案される。
【０００９】一方では支持体への、他方では周囲の環境
への、ダイヤモンド層の光学的な適合のために、それぞ
れの場合に直接支持体上にか又は最上部のダイヤモンド
層上に密接する層が備えられており、この場合、この層
は、請求項５に記載されているとおり、金属酸化物か
ら、有利に、少なくとも１つの化合物即ち酸化亜鉛、二
酸化チタン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素又は酸化
スズから製造されている。本発明による、少なくとも３
つのダイヤモンド層を有する積層物の全体膜厚ｄは、最
大１．５μｍである。光学的な適合層として備えられた
金属酸化物層は、膜厚０．０５μｍ〜０．２μｍを有す
る。選択的に、適合層を、及び／又はドープされたダイ
ヤモンド層に直接隣接して密接する層をＣ−ＢＮ、即ち
立方晶窒化ホウ素から製造することが、提案される。
【００１０】それぞれのダイヤモンド層を有する個々の
層を合成により製造することが、提案される。本発明に
よる、ダイヤモンド層少なくとも１つを低Ｅ−層として
有している積層物の製造のために、請求項１２に記載さ
れているとおり、プラズマ化学析出法、有利に化学蒸着
析出法、即ちＣＶＤが提案される。この種の析出方法の
場合にはダイヤモンド層は、気相から、水素原子の添加
下に支持体上に析出される。この方法を用いて支持体上
に析出すべき、密接した、多結晶質ダイヤモンド層は、
合成により製造することができ、このダイヤモンド層
は、本発明によれば低Ｅ−層として使用可能である。
【００１１】本発明の対象の有利な実施態様の別の有利
な性質は、メイン・クレームを引用しているサブ・クレ
ームに記載されている。
【００１２】次に、本発明による２つの特に有利な低Ｅ
−積層物が示される。図は、次のものを示している： 図１ 支持体上に施与された、３つの個々の層を有する
低Ｅ−積層物、 図２ 支持体上に施与された、５つの個々の層からなる
低Ｅ−積層物。
【００１３】
【実施例】図１に示された低Ｅ−積層物は、合計で３つ
の個々の層、即ち： − 支持体２の上に存在する第１の層１４、 − 層１４の上に施与された、低Ｅ−層として作用す
る、異物原子でドープされた、ダイヤモンド型構造に晶
出されている第２の炭素層及び − 上記の層１６を覆っている保護層１８ からなる。
【００１４】層１４及び１８は、それぞれ高純度の、有
利に多結晶質の、ダイヤモンド型構造に結晶化された炭
素層である。層１４、１６、１８は、それぞれＣＶＤ−
析出法を用いて支持体２上に析出されている。支持体２
は、光透過性ガラス成形体、例えば窓ガラスからなる。
【００１５】図２に示された第２の実施例によれば、層
１４、１６、１８を有する積層物１５を光学的な適合層
として作用する２つ中間層４、１２の間に埋め込むこと
が規定されている。図２に示された低Ｅ−積層物は、合
計で５つの個々の層、即ち： − 支持体２の上に存在する第１の層４、 − 第２の、ダイヤモンドからなる層６、 − ダイヤモンド型構造を有する、異物原子でドープさ
れた第３の、炭素層８、 − 炭素層８を覆っている、第４の、高純度ダイヤモン
ド層１０及び − 該積層物を周囲の環境に対して区分する第５の層１
２ を有している。
【００１６】光学的な適合層として備えられた中間層４
及び１２は、例えばＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｓｎ
Ｏ2又はＺｎＯからの、金属酸化物化合物からなる。適
合層４及び１２の膜厚は、０．０５〜０．２μｍであ
る。相互に重ねられた３層６、８、１０ないしは１４、
１６、１８からなる積層物１５は、全体として１．５μ
ｍより小さい膜厚を有する。
【００１７】図１ないしは図２に示された低Ｅ−積層物
は、例えば導電性積層物として面心立方板(Kfz-Scheibe
n)の場合の使用に適用可能であり、この場合、この導電
層は、通電によってオーム抵抗として加熱可能でありか
つ面心立方板の除氷に役立てられる。さらに、この示さ
れている積層物は、電磁場を遮断する光透過性壁として
使用可能である。
【００１８】図１及び図２に示された低Ｅ−積層物１５
ないしは３は、建築用ガラスの外側表面への施与のため
に設計されており、この場合、この低Ｅ−積層物は、例
えばガラス表面に磨耗作用する粒子、例えば砂を含む気
流を伴った気候帯に使用することもできるし、強力な清
浄化方法によって高い化学的及び／又は物理的負荷にさ
らすこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】支持体上に施与された、３つの個々の層を有す
る低Ｅ−積層物を示す図である。
【図２】支持体上に施与された、５つの個々の層からな
る低Ｅ−積層物を示す図である。
【符号の説明】
２ 支持体、 ３，１５ 積層物、 ８，１６ 異物原
子によってドープされた、ダイヤモンド型構造に晶出さ
れた炭素層、 ４，６，１０，１２，１４，１８ 層、
３０ 隣接する環境、 ｄ 全体膜厚

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持体（２）上に配置されている、可視
    スペクトル範囲内の高い透過度及び熱放射スペクトル範
    囲内の高い反射度を有する光透過性積層物（３、１５）
    において、積層物（３、１５）が異物原子によってドー
    プされた、ダイヤモンド型構造に晶出された炭素層
    （８、１６）少なくとも１つを有しており、この場合、
    該炭素層（８、１６）が異物原子のドーピング濃度ＣA
    に依存して導電性でありかつ熱放射スペクトル範囲内で
    の低い放射線放射率を有することを特徴とする、光透過
    性積層物。
  2. 【請求項２】 ドーピング物質としてホウ素を備えてい
    る、請求項１記載の積層物（３、１５）。
  3. 【請求項３】 異物原子濃度ＣAが５×１０20原子／ｃ
    ｍ3〜５×１０22原子／ｃｍ3である、請求項１又は２記
    載の積層物（３、１５）。
  4. 【請求項４】 支持体（２）の上に施与された、ダイヤ
    モンド型構造を有する、炭素からなる第１の層（１
    ４）、異物原子でドープされた、ダイヤモンド型構造に
    晶出されている第２の炭素層（１６）及び第２の層（１
    ６）を覆っている、ダイヤモンド型構造を有する、炭素
    からなる第３の層（１８）からなることを特徴とする、
    請求項１から３までのいずれか１項に記載の積層物
    （３、１５）。
  5. 【請求項５】 光透過性支持体（２）上に配置されてい
    る、請求項１から４までのいずれか１項に記載の積層物
    （３）において、支持体（２）の上に存在する第１の層
    （４）、第１の層（４）上に施与された、ダイヤモンド
    型構造に晶出された、炭素からなる第２の層（６）、異
    物原子でドープされかつダイヤモンド型構造を有する第
    ３の、炭素層（８）、炭素層（８）上に載置されてい
    る、炭素からなる、ダイヤモンド型構造を有する第４の
    層（１０）及び第４の層（１０）を被覆する層（１２）
    を有し、この場合、第１の層（４）及び保護層（１２）
    がそれぞれ、一方でガラス支持体（２）と第２の層
    （６）との間の、及び他方で第４の層（１０）と隣接す
    る環境（３０）との間の光学的な適合を生じさせる材料
    から製造されていることを特徴とする積層物（３）。
  6. 【請求項６】 適合層（４、１２）が酸化亜鉛、二酸化
    チタン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素又は酸化スズ
    のうちの少なくとも１つの化合物からなる、請求項５記
    載の積層物（３）。
  7. 【請求項７】 全体膜厚ｄが１．５μｍ以下である、請
    求項１から６までのいずれか１項に記載の積層物（１
    ５）。
  8. 【請求項８】 適合層（４、１２）がそれぞれ膜厚０．
    ０５μｍ〜０．２μｍを有する、請求項５から７までの
    いずれか１項に記載の積層物（３）。
  9. 【請求項９】 ドープされたダイヤモンド層（８、１
    ６）の異物原子濃度ＣAが、ダイヤモンド層（８、１
    ６）の電気面積抵抗率が１Ω／□〜１０Ω／□である程
    度に選択されている、請求項１から８までのいずれか１
    項に記載の積層物（３、１５）。
  10. 【請求項１０】 層（４、６、１０、１２；１４、１
    ８）が立方晶窒化ホウ素からなる、請求項１から９まで
    のいずれか１項に記載の積層物（３、１５）。
  11. 【請求項１１】 低Ｅ−層としての、光透過性支持体
    （２）上に施与されている、請求項１から１０までのい
    ずれか１項に記載の積層物（３、１５）の使用。
  12. 【請求項１２】 請求項１又は５記載の積層物（３、１
    ５）の製造方法において、層（６、８、１０；１４、１
    ６、１８）をプラズマ化学析出法によって製造すること
    を特徴とする積層物（３、１５）の製造方法。
JP9289857A 1996-10-24 1997-10-22 光透過性積層物、その使用及びその製造方法 Pending JPH10133014A (ja)

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