WO2009084442A1 - 熱線反射ガラス、および熱線反射ガラスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記窒化クロム膜における、クロムに対する窒素の原子数の割合(窒素原子数/クロム原子数)が、20%~60%であることを特徴とする熱線反射ガラスを提供する。
さらに、前記酸素遮断下地膜の膜厚が5~20nmであることが好ましく、前記酸素遮断保護膜の膜厚が10~30nmであることが好ましい。
また、前記ガラス基板と酸素遮断下地膜との間に、該ガラス基板に含まれる不純物の移動を阻止する不純物遮断下地膜を有することが好ましい。
ガラス基板を成膜チャンバ内に導入し、前記チャンバ内を窒素含有雰囲気としてクロムターゲットをスパッタリングすることで、前記ガラス基板に、窒化クロム膜を設ける工程と、
前記スパッタリングの最中、前記チャンバ内に、窒素ガスを流入させるとともに、前記窒素ガス以外の不活性ガスを流入させ、前記不活性ガスの流入量の比を、(不活性ガス:窒素ガス)=(70:30)~(90:10)の範囲に調整する工程と、
を有することを特徴とする熱線反射ガラスの製造方法を提供する。
前記スパッタリングの後、前記窒化クロム膜の表面に、ケイ素またはホウ素の窒化物を主成分とする膜、あるいは、ケイ素、ホウ素、アルミニウム、ジルコニウム、スズからなる群から選ばれる2種以上の元素の窒化物を主成分とする膜、である酸素遮断保護膜を設ける工程と、を有することが好ましい。
いいかえると、可視透過率Tvが低く、ビルなどの室内に居る人物が感じる眩しさや、外から中が見え無いというプライバシー性が十分であり、かつ、日射透過率Te/可視光透過率Tvが1.0未満と低く、室内への熱の流入を防ぐという性能を同時に見たす、熱処理可能な熱線反射ガラスを提供することができる。
12 ガラス基板
14 窒化クロム(CrNx)膜
16 酸素遮断下地膜
17 不純物遮断下地膜
18 酸素遮断保護膜
ここでは、不活性ガスとしてArガス1種類を例にとったが、Arガス以外の不活性ガスでも良く、また、複数の種類の不活性ガスの組合せでもよい。
・スパッタターゲット;130mm×430mmの大きさの多結晶Siターゲット、
・スパッタリング中のN2ガス流量;100sccm、
・スパッタリング中のチャンバ内圧力;5.1×10-1Pa、
・プラズマ生成電力;DCパルス電源からの投入電力で2.00kW、
なお、ここで、SiNxとは、通常はSi3N4であり、Si,Nの比が多少ずれた組成の材料まで含めて表すものとする。
・スパッタターゲット;130mm×430mmの大きさのクロムターゲット、
・スパッタリング中のArガス流量;80sccm、
・スパッタリング中のN2ガス流量;20sccm、
・スパッタリング中のチャンバ内圧力;6.0×10-1Pa、
・プラズマ生成電力;DCパルス電源からの投入電力で2.00kW
・X線源(X-ray source); Al monochromated、Kα、1486.7(eV)、25W、
・Detect angle; 45(deg)、
・Pass energy; 224.0(eV)、
・eV/step; 0.4(eV)、
・Sputtering condition; Ar gas、2(kV)、3×3(mm2)、3(min)、
なお、上記Sputtering conditionは、表面の汚染層を取り除くために行う。
なお、XPS装置付属のソフトウェアの計算に際し、相対感度係数としてCr原子の2pピーク:0.860、窒素原子の1sピーク:0.499の係数を用い、XPS装置での測定値からクロム原子、窒素原子の量を求めた。
図2は、本発明者が行なった実験結果の一例であり、ガラス基板上にそれぞれ異なる成膜条件で窒化クロム膜(CrNx)単膜を作製して構成した、複数のサンプルA1~A5それぞれの分光透過率のスペクトルを示している。複数のサンプルA1~A5は、いずれも、清浄なガラス基板(FL6)の表面に、反応性スパッタリング法によって窒化クロム膜を作製したサンプルである。
・スパッタターゲット;130mm×430mmの大きさのクロムターゲット、
・スパッタリング中のガス総流量(Arガス流量+N2ガス流量);100sccm、 ・スパッタリング中のチャンバ内圧力;6.0×10-1Pa、
・プラズマ生成電力;DCパルス電源からの投入電力で2.00kW
なお、各サンプルA1~A5の窒化クロム膜の膜厚は、事前に求めた成膜レートと成膜時間で各サンプルA1~A5の窒化クロム膜の膜厚を、いずれも約20nmになるように設定した。
窒化シリコン(SiNx)からなる酸素遮断下地膜、および酸素遮断保護膜を形成する際の条件は以下のとおりとした。
・スパッタターゲット;130mm×430mmの大きさの多結晶Siターゲット、
・スパッタリング中のN2ガス流量;100sccm、
・スパッタリング中のチャンバ内圧力;5.1×10-1Pa、
・プラズマ生成電力;DCパルス電源からの投入電力で2.00kW、
比較例であるサンプルB1およびB2では、可視光領域における分光透過率に比べて、可視光領域よりも長波側における分光透過率が、全体的に大きくなっている。サンプルB1およびB2に対し、本発明にかかるサンプルB3~B5では、可視光領域における分光透過率と、可視光領域よりも長波側分光透過率とが、全体的に見れば略同等の透過率となっている。ただし、長波長側の波長領域のうち特に近赤外領域(波長範囲約1000nm~1300nm)に注目すると、特にサンプルB3およびB4では、可視光領域における分光透過率に比べて、近赤外領域における分光透過率が顕著に低い。比較例であるB6では可視光領域における透過率が、近赤外領域部分より低くなっている。
なお、これらのサンプルB3~B5は、加熱処理後の光学特性の確認は行っていないが、B4サンプルはほぼ実施例1のサンプルと等しいために、B3~B5の加熱処理後の光学特性は実施例1と同様に光学特性(Te/Tv)の変化がないと考えている。
なお、2007年12月27日に出願された日本特許出願2007-336133号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (10)
- ガラス基板に、酸素遮断下地膜、窒化クロム膜及び酸素遮断保護膜がこの順に設けられ、
前記窒化クロム膜における、クロムに対する窒素の原子数の割合(窒素原子数/クロム原子数)が、20%~60%であることを特徴とする熱線反射ガラス。 - 前記酸素遮断下地膜および前記酸素遮断保護膜が、ケイ素またはホウ素の窒化物を主成分とする膜、あるいは、ケイ素、ホウ素、アルミニウム、ジルコニウム、およびスズからなる群から選ばれる2種以上の元素の窒化物を主成分とする膜、であることを特徴とする請求項1記載の熱線反射ガラス。
- JIS R 3106(1998年)で定義される可視光透過率が35%以下であり、かつ該可視光透過率に対する、JIS R 3106(1998年)で定義される日射透過率の比(日射透過率/可視光透過率)が1.0未満であることを特徴とする請求項1または2記載の熱線反射ガラス。
- 500℃以上に加熱する処理が施されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項記載の熱線反射ガラス。
- 前記酸素遮断下地膜の膜厚が5~20nmである請求項1~4のいずれか1項記載の熱線反射ガラス。
- 前記酸素遮断保護膜の膜厚が10~30nmである請求項1~5のいずれか1項記載の熱線反射ガラス。
- 前記ガラス基板と酸素遮断下地膜との間に、該ガラス基板に含まれる不純物の移動を阻止する不純物遮断下地膜を有する請求項1~6のいずれか1項記載の熱線反射ガラス。
- ガラス基板に、酸素遮断下地膜、窒化クロム膜及び酸素遮断保護膜がこの順に設けられた熱線反射ガラスを製造する方法であって、
ガラス基板を成膜チャンバ内に導入し、前記チャンバ内を窒素含有雰囲気としてクロムターゲットをスパッタリングすることで、前記ガラス基板に、窒化クロム膜を設ける工程と、
前記スパッタリングの最中、前記チャンバ内に、窒素ガスを流入させるとともに、前記窒素ガス以外の不活性ガスを流入させ、前記不活性ガスの流入量の比を、(不活性ガス:窒素ガス)=(70:30)~(90:10)の範囲に調整する工程と、
を有することを特徴とする熱線反射ガラスの製造方法。 - 前記スパッタリングに先がけて、前記ガラス基板に、ケイ素またはホウ素の窒化物を主成分とする膜、あるいは、ケイ素、ホウ素、アルミニウム、ジルコニウム、およびスズからなる群から選ばれる2種以上の元素の窒化物を主成分とする膜、である酸素遮断下地膜を設ける工程と、
前記スパッタリングの後、前記窒化クロム膜の表面に、ケイ素またはホウ素の窒化物を主成分とする膜、あるいは、ケイ素、ホウ素、アルミニウム、ジルコニウム、およびスズからなる群から選ばれる2種以上の元素の窒化物を主成分とする膜、である酸素遮断保護膜を設ける工程と、
を有することを特徴とする請求項8記載の熱線反射ガラスの製造方法。 - 前記酸素遮断下地膜、前記窒化クロム膜、および前記酸素遮断保護膜を設けた後、
500℃以上に熱処理することを特徴とする請求項8または9記載の熱線反射ガラスの製造方法。
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