(57)【要約】  本発明はビル、車両、家屋などの窓としてまたは窓ガラス等に貼って使用され、日射からの採光を確保しつつ、空調の熱負荷となる日射中の熱線を反射して遮断し、省エネに有効な可視光透過と熱線反射機能を併せ持つシートを実現する。  厚さが１２〜２０ｎｍ以上の銀層、この銀層より厚さが３ｎｍ以上薄い金属層、および２層以上の透明酸化物層を含む多層膜が設けられた透光性シートであって、波長４００〜７００ｎｍの平均光学透過率が６０％以上、かつ、波長７５０〜１３００ｎｍの平均光学反射率が７０％以上であることを特徴とする可視光透過熱線反射シート。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが１２〜２０ｎｍの銀層、この銀層より厚さが３ｎｍ以上薄い金属層、及び２層以上の透明酸化物層を含む多層膜が設けられた透光性シートであって、波長４００〜７００ｎｍの光に対する平均透過率が６０％以上、かつ、波長７５０〜１３００ｎｍの光に対する平均反射率が７０％以上であることを特徴とする可視光透過熱線反射シート。
【請求項２】
前記透光性シートの基材がガラスまたはプラスチックであることを特徴とする請求項１に記載の可視光透過熱線反射シート。
【請求項３】
前記の透明酸化物が、ケイ素、チタン、インジウム、スズ、亜鉛、アルミ、マグネシウム、イットリウム、セリウム、ビスマス、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、およびタンタルからなる群から選ばれた１種または２種以上からなる金属の酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の可視光透過熱線反射シート。
【請求項４】
前記銀層が、金、プラチナ、パラジウム、チタン、ニッケル、クロム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、スズ、銅またはアルミを含む銀系の合金であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の可視光透過熱線反射シート。
【請求項５】
前記金属層が、金、銀、プラチナ、パラジウム、チタン、ニッケル、クロム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、スズ、銅またはアルミを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の可視光透過熱線反射シート。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５に記載の可視光透過熱線反射シートであって、波長３５０から３８０ｎｍの紫外線に対する平均光学透過率が５０％以下であることを特徴とする可視光透過熱線反射シート。
【請求項７】
厚さが１２〜２０ｎｍの銀層、この銀層より厚さが３ｎｍ以上薄い金属層、及び２層以上の透明酸化物層を含む多層膜が設けられた透光性シートであって、波長４００〜７００ｎｍの光に対する平均透過率が４０％以上、かつ、波長４００〜７００ｎｍの光に対する平均反射率が１５％以上、かつ、波長７５０〜１３００ｎｍの光に対する平均反射率が８０％以上であることを特徴とする可視光透過熱線反射シート。
【請求項８】
前記透光性シートの基材がガラスまたはプラスチックであることを特徴とする請求項７に記載の可視光透過熱線反射シート。
【請求項９】
前記の透明酸化物が、ケイ素、チタン、インジウム、スズ、亜鉛、アルミ、マグネシウム、イットリウム、セリウム、ビスマス、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、およびタンタルからなる群から選ばれた１種または２種以上からなる金属の酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項７または８に記載の可視光透過熱線反射シート。
【請求項１０】
前記銀層が、金、プラチナ、パラジウム、チタン、ニッケル、クロム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、スズ、銅またはアルミを含む銀系の合金であることを特徴とする請求項７、８または９に記載の可視光透過熱線反射シート。
【請求項１１】
前記金属層が、金、銀、プラチナ、パラジウム、チタン、ニッケル、クロム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、スズ、銅またはアルミを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項７、８、９または１０に記載の可視光透過熱線反射シート。
【請求項１２】
請求項７、８、９、１０または１１に記載の可視光透過熱線反射シートであって、波長３５０から３８０ｎｍの紫外線に対する平均光学透過率が５０％以下であることを特徴とする可視光透過熱線反射シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル、家屋、車両の窓としてまたは窓ガラス等に貼って使用され、日射による採光を確保しつつ熱作用の強い赤外光の透過を抑制できる省エネに有効な可視光透過と熱線反射機能を併せ持つシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネへの関心の高まりとともに、冷房負荷の主原因である日射熱を避けつつ日照を確保する技術へのニーズが増している。即ち、ビル、車両、家屋などの窓において、太陽光による採光（日照）を確保しつつ、人間にとっての明るさに寄与しない赤外光の透過を遮断する省エネに有効な機能が求められている。省エネ基準（１９９２年基準）によれば、夏の昼間の冷房時には、建物内に流入する熱量の７１％が窓から入りこむとされる。流入する熱の源は日射であり、日射エネルギーの約５０％は人間にとっての明るさに寄与しないで熱作用を生ずることから、熱線（赤外光）反射が省エネに極めて効果的であることが分かる。【０００３】
従来、人間の活動に必要な可視域の光を透過させ、かつ、不要な赤外光を反射するガラスとしては、金属薄膜付ガラス、透明半導体膜付きガラス、誘電体層／金属層／誘電体層の３層膜付きガラスが代表的なものである。金属薄膜付ガラスは赤外光のみならず可視光までも反射する性質を持つので、可視光透過率を向上させることが困難である。透明半導体膜付きガラスは可視光透過率は高いものの赤外光反射率の向上が困難である。前記２方式と比べて、誘電体と金属からなる多層膜は特性改善の余地が大きいと考えられてきた。【０００４】
「電導性ガラス」として銀系電導膜を誘電体膜で挟んだ構成は公知である（特許文献１参照）。この従来技術は、誘電体、Ａｇ、誘電体の３層構成を用いて赤外光の反射と可視光の比較的高い透過を簡便な構造で実現できるので実用性が高く、可視光透過率が７０％以上であることを特徴とする。しかし、その実施例によれば、波長８００ｎｍ付近の熱線に対して得られる反射率はおよそ５０％以下であり、日射熱を排除する用途には熱線反射の性能が不足である。【０００５】
「高透過率を有する赤外反射物品」として透明酸化物／銀／透明酸化物／銀／透明酸化物の５層コーティングによる構成は、公知である（特許文献２参照）。この従来技術では、銀層の厚さを１１ｎｍ以下とすることにより可視光透過率７０％以上を得ることを特徴とする。しかし、その実施例によれば、波長８００ｎｍ付近の熱線に対して得られる反射率はおよそ５０％以下であり、日射熱を排除する用途には熱線反射の性能が不足である。【０００６】
特許文献１と特許文献２では使用する材料の呼称は異なるが、実質的には同じ材料を用いている。さらに、特許文献２の構成は特許文献1の構造（誘電体／Ａｇ／誘電体）を２段に重ねて特性改善を図ったものと理解することができる。特許文献1の構造を２段重ねにすると、形式的には誘電体／Ａｇ／誘電体／誘電体／Ａｇ／誘電体の６層構造になるが、デバイス設計としては中央寄り２つの誘電体を併合して１つの層とした誘電体／Ａｇ／誘電体／Ａｇ／誘電体の５層構造とするのが好ましい。【０００７】
この原理により、特許文献２では赤外光反射特性と可視光透過特性を特許文献１の発明より改善している。しかしながら、単純な２段重ねを用いているために、可視光域での透過率の波長依存性が大きいこと、さらに、透過と反射の遷移が３００ｎｍ以上を要するほど緩慢なため日射に対して熱線反射の効率が低いことなどが応用上の問題として残されている。【０００８】
このように、従来発明は効率的な熱線反射を実現するには至っておらず、日射からの採光と遮熱を目的とするには可視光透過ならびに赤外光反射の特性が不十分である。【０００９】
【特許文献１】特公昭４７−６３１５
【特許文献２】特公平５−７０５８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来技術の具体的な問題点は、可視光透過から赤外光反射への遷移の緩慢さ、および可視光域での透過率の大きな波長依存性である。【００１１】
本発明は、上記問題点を解決することを課題し、可視光を透過しつつ不要な赤外光を選択的に反射する窓ガラスとしても利用可能なシートを得るものである。人間の眼の比視感度曲線から判断すると、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍが透過すべき可視光域、およそ７５０ｎｍ以上が反射すべき波長域と考えられる。波長７００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲は透過と反射の光学的性質が切り変わる遷移域として扱う。  【００１２】
波動光学の原理によれば、このような多層膜の光学特性は構造の対称性や周期性により決まる。本発明者らは、従来発明よりも急峻な可視光透過と熱線反射の遷移、および平坦な可視光域透過特性を実現するための指針を得るべく、特許文献２に開示された技術を詳細に検討した。【００１３】
特許文献２の発明はその実施例に示されるように、厚さが１１ｎｍ以下のＡｇの２層と厚さが数十ｎｍ程度の透明酸化物の３層からなる対称な５層構造を利用している。光学フィルターの理論からは、透過帯域の拡大には多層膜を非対称性な構造にするのが有利であることが示唆される。以上の考察から、多層膜の積層構造を非対称とすることにより更なる特性改善が可能であるという知見を得た。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記課題を解決するために、厚さが１２〜２０ｎｍの銀層、この銀層より厚さが３ｎｍ以上薄い金属層、及び２層以上の透明酸化物層を含む多層膜が設けられた透光性シートであって、波長４００〜７００ｎｍの光に対する平均透過率が６０％以上、かつ、波長７５０〜１３００ｎｍの光に対する平均反射率が７０％以上であることを特徴とする可視光透過熱線反射シートを提供する。【００１５】
本発明は上記課題を解決するために、厚さが１２〜２０ｎｍの銀層、この銀層より厚さが３ｎｍ以上薄い金属層、及び２層以上の透明酸化物層を含む多層膜が設けられた透光性シートであって、波長４００〜７００ｎｍの光に対する平均透過率が４０％以上、かつ、波長４００〜７００ｎｍの光に対する平均反射率が１５％以上、かつ、波長７５０〜１３００ｎｍの光に対する平均反射率が８０％以上であることを特徴とする可視光透過熱線反射シートを提供する。【００１６】
日射は波長５５０ｎｍ付近にピークを持つ連続分布を有するので、含まれる熱エネルギーを効果的に遮断するためには可視光との境界に近い赤外光に対する優れた反射性能が必要である。窓ガラスへの応用を予定するので、波長４００〜７００ｎｍの光を可視光として透過し、かつ日射熱としてエネルギー密度の高い波長７５０〜１３００ｎｍの光を効果的に反射するような特性が好ましい。【００１７】
さらに、透過光の色調ズレが少ない実用的な特性を得られるように、材料、積層順ならびに各層の厚さ等の構成を定めた。【００１８】
前記透光性シートの基材がガラスまたはプラスチックである構成としてもよい。【００１９】
前記の透明酸化物が、ケイ素、チタン、インジウム、スズ、亜鉛、アルミ、マグネシウム、イットリウム、セリウム、ビスマス、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、およびタンタルからなる群から選ばれた１種または２種以上からなる金属の酸化物を主成分とする材料からなることが好ましい。【００２０】
前記銀層が、金、プラチナ、パラジウム、チタン、ニッケル、クロム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、スズ、銅またはアルミを含む銀系の合金であることが好ましい。【００２１】
前記金属層が、金、銀、プラチナ、パラジウム、チタン、ニッケル、クロム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、スズ、銅またはアルミを主成分とする材料からなることが好ましい。【００２２】
前記可視光透過熱線反射シートの波長３５０から３８０ｎｍの紫外線に対する平均光学透過率を５０％以下とすることにより紫外線遮へい効果を付加することも可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る可視光透過熱線反射シートは、次のような顕著な効果をもたらす。
（１）本発明によるシートは、日射からの採光と熱線反射の両立に適した特性を有しているので、建物や車両の窓として利用すると日射熱による内部の温度上昇を抑制し、夏季の冷房負荷の軽減等により省エネに寄与する。【００２４】
（２）プラスチックなどのフィルムを基板として利用した本発明による機能フィルムは、各種材料面に貼り付けることができるので、既設の窓に対しても熱線反射による省エネ効果を容易に付加することができる。【００２５】
（３）本発明は可視光透過と熱線反射に加え紫外線反射機能を提供する。紫外線に対する遮断機能となるので、日射にさらされる機会の多いプラスチック製品の表面に膜として形成することにより、可視光の透過を確保しつつ基材の耐光性を向上させる効果を有する。【００２６】
（４）本発明は赤外光を反射するので、可視光画像用の撮像デバイスにとってノイズとなる赤外光を遮断する効果を有する。例えば、シリコンは可視光用撮像デバイス材料として代表的であるが、波長１２００ｎｍあたりの赤外光にまで感度を持つので、高品質な可視光画像を得るためには不用な赤外光を除去するフィルターが必要とされる。このように、本発明は高品質な可視光画像を得るための光フィルターとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る可視光透過熱線反射シートの４層膜を用いた実施例１を示す図であり、（ａ）は構成材料および各層の厚さを示し、（ｂ）は期待される可視光透過・熱線反射特性を示す。
【図２】本発明に係る可視光透過熱線反射シートの５層膜を用いた実施例２を示す図であり、（ａ）は構成材料および各層の厚さを示し、（ｂ）は期待される可視光透過・熱線反射特性を示す。
【図３】本発明に係る可視光透過熱線反射シートの７層膜を用いた実施例３を示す図であり、（ａ）は構成材料および各層の厚さを示し、（ｂ）は期待される可視光透過・熱線反射特性を示す。
【図４】本発明に係る可視光透過熱線反射シートの１３層膜を用いた実施例４を示す図であり、（ａ）は構成材料および各層の厚さを示し、（ｂ）は期待される可視光透過・熱線反射特性を示す。
【図５】本発明に係る可視光透過熱線反射シートの４層膜を用いた実施例５を示す図であり、（ａ）は構成材料および各層の厚さを示し、（ｂ）は得られた可視光透過・熱線反射特性を示す。
【図６】本発明に係る可視光透過熱線反射シートの６層膜を用いた実施例６を示す図であり、（ａ）は構成材料および各層の厚さを示し、（ｂ）は得られた可視光透過・熱線反射特性を示す。
【図７】本発明に係る可視光透過熱線反射シートの４層膜を用いた実施例７を示す図であり、（ａ）は構成材料および各層の厚さを示し、（ｂ）は得られた可視光透過・熱線反射特性を示す。
【図８】本発明に係る可視光透過熱線反射シートの６層膜を用いた実施例８を示す図であり、（ａ）は構成材料および各層の厚さを示し、（ｂ）は得られた可視光透過・熱線反射特性を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る可視光透過熱線反射シートを形成するための最良の形態を、実施例に基づき図面を参照し以下に説明する。【００２９】
本発明に係る可視光透過熱線反射シートは、比較的厚い１２ｎｍ以上の銀層、これより３ｎｍ以上薄い金属層、および２層以上の透明酸化物からなる多層構造とすることにより、波長依存性の大きい光学的な干渉と波長依存性の少ない金属的な反射を融合して可視光透過と熱線反射の両立を実現する。【００３０】
従来発明として代表的な特許文献２では銀層の厚さを１１ｎｍ以下と請求項に限定しており、さらに、その実施例に示されるように２つの銀層の厚さを等しくすることを想定している。【００３１】
本発明に固有の、比較的厚い１２ｎｍ以上の銀層、及びこの銀層より厚さが３ｎｍ以上薄い金属層を含む構成は、可視光域透過特性の平坦化に有効であり、ひいては色調ズレの軽減を達成する。さらに本発明では銀層の両側に透明酸化物層を配置することにより、波長７００ｎｍ前後において透過（可視光域）から反射（赤外光域）への遷移を従来より急峻な特性に改善する。【００３２】
ここで、本発明にて用いる透明酸化物材料および金属材料は次のように選んだ。本発明に係る可視光透過熱線反射シートは、基材の表面に形成されて利用されるが、このための基材として代表的なものは、ケイ酸塩やホウ酸塩系のガラス、およびポリカーボネートやポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックである。これらガラス基材の屈折率は約１．５、プラスチック基材では約１．６である。【００３３】
本発明のように光学干渉と反射を利用して可視光透過と熱線反射を実現するためには、第１に、屈折率差が大きい透明酸化物材料を組み合わせて多層構造を形成することが好ましい。【００３４】
第２に、組み合わせる透明酸化物の一方としては、基材と同程度の屈折率を有する材料を選ぶことが多層構造の光学的な周期性を高め、優れた特性を得るために有利である。基材と同程度の屈折率を有する材料として最も実用的な透明酸化物はＳｉＯ２である。ＳｉＯ２に対して屈折率差が大きい最も実用的な透明酸化物はＴｉＯ２である。【００３５】
第３に、金属材料は反射率が高くかつ光吸収が少ないものが好ましいのでＡｇが最適である。すなわち、上記金属層にもＡｇを用いることが光学特性上は最良の選択である。【００３６】
上記透明酸化物材料の他に、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の中間的な屈折率を有するＺｎＯやＳｎＯ２などの材料の利用が透過・反射特性の微調整に有用である。また、空気と基材の間の屈折率を有するＭｇＦ２を最表面に形成すると可視光透過率を高めることができる。【００３７】
次に、多層膜を形成している酸化物層の厚さについては、光の干渉効果を利用するために有効な厚さとすることが必要である。特定の波長を例にすれば、位相が１／２波長ずれた光波の合成により光が弱められることが知られている。このように、光の位相差を生じさせ、かつ干渉の特性を制御するために光波長のおよそ１／４０〜１／２程度の値が各層の厚さとして必要である。【００３８】
ところで、本発明では、可視光透過熱線反射シートを、銀層、この銀層より厚さが３ｎｍ以上薄い金属層、及び２層以上の透明酸化物層を含む多層膜を設けた構成としているが、可視光から熱線までの範囲を対象として、４００ｎｍおよび７００ｎｍを境界として制御する（例えば、４００ｎｍ以下の光は反射し、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の光は透過し、さらに７００ｎｍを越える光は反射するというように制御する。）ので上記銀層及び上記金属層のそれぞれの厚さは、そのおよそ１／４０〜１／２程度の値である１０〜３５０ｎｍ程度とするのが適当である。【００３９】
ここで、本発明において、上記銀層及び金属層のそれぞれについて、特に好ましい厚さの範囲について、さらに説明する。本発明では、銀層については、上記のように光の干渉効果を利用するために厚さの下限は１０ｎｍ程度となる。しかしながら、透過すべき可視光として、特に波長５００ｎｍ前後を中心として設計する場合は、上記銀層の厚さの下限は１２ｎｍとすることが好ましい。【００４０】
次に、上記銀層及び上記金属層のそれぞれの厚さの上限については、次のとおりである。一般的に、金属の層について（ここでは、上記「金属層」ではなく一般的に金属の層について述べる。）は、厚くするにつれ金属の層による光吸収が増し可視光透過率が低下する。この点を考慮し、上記のとおり、銀層、金属層及び２層以上の透明酸化物層を含む多層膜を設けた本発明の可視光透過熱線反射シートでは、上記銀層及び上記金属層のそれぞれの厚さの上限は、多層膜に含まれる金属の層、具体的には、上記銀層と上記金属層の厚さの和として上限が定まる。【００４１】
銀は、可視光での消光係数が約３なので約４０％以上の透過率を得るためには約３０ｎｍが厚さの上限と概算される。この点を考慮して、本発明の特徴とする互いに厚さの異なる上記銀層と上記金属層について厚さの上限を具体的に検討する。【００４２】
ここで、上記金属層が、上記銀層とは別の銀を有する構成の場合、即ち、本発明の可視光透過熱線反射シートが上記銀層と、金属層を構成する別の銀を有する場合は、上記銀層と上記金属層の厚さの和として上限として定まる上限は３０ｎｍであるが、上記銀層の上限は、約２０ｎｍが上限となる。よって、上記銀層は、１２ｎｍ〜２０ｎｍ程度が最適な厚さとなる。【００４３】
また、上記金属層が、銀以外の金属で構成される場合についても、同様に、上記銀層の上限は、約２０ｎｍが上限となる。よって、この場合でも、上記銀層は、１２ｎｍ〜２０ｎｍ程度が最適な厚さとなる。【００４４】
ところで、本発明の可視光透過熱線反射シートにおける上記銀層と金属層は、互いに厚さの異なる構造、要するに固有の非対称な構造とすることにより可視光透過特性の平坦化に寄与している。しかしながら、光吸収を避ける必要もあるために、上記金属層については上記銀層よりも３ｎｍ以上薄くするのが好ましい。高い可視光透過率が不要な場合にはＡｕやＡlなどの金属をはじめ各種合金を利用できる。【００４５】
本発明の主たる目的は日射からの採光と遮熱の両立である。従来の熱線反射ガラスの性能を参考にすると、日射熱反射性能については日射エネルギーの少なくとも３０％以上を反射することが求められる。【００４６】
可視光透過特性については、用途により８０％以上の比較的高い透過率から４０％程度の透過率まで求められる透過率は大きく異なる。住宅の窓ガラスとしては比較的高い可視光透過率が好まれ、少なくとも平均６０％以上の透過率が必要と考えられる。一方、オフィスの窓ガラスでは、可視光透過を多少犠牲にしても冷房負荷軽減効果の向上が求められる傾向が高く、このような場合の可視光透過率は平均４０％が下限と考えられる。【００４７】
そこで、住宅およびオフィス用途に効果的に対応させるために２種類の特性を用意した。【００４８】
すなわち、１つ目は住宅の窓への応用を想定したもので、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光に対して平均６０％以上の透過率、かつ、波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの赤外光に対して平均７０％以上の反射率を有することを特徴とする可視光透過熱線反射シートである。ここで、「平均」とは、赤外光、可視光等それぞれの上記波長域における平均値をいう。【００４９】
２つ目はオフィスの窓への応用を想定したもので、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光に対して平均４０％以上の透過率、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対して平均１５％以上の反射率、かつ、波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの赤外光に対して平均８０％以上の反射率を併せ持つことを特徴とする可視光透過熱線反射シートである。【００５０】
なお、本発明に係る可視光透過熱線反射シートにおける多層膜の製造には、周知のスパッタ法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、レーザ蒸着法を始めとしてＣＶＤ法、塗布法、スプレー法などの膜形成技術が利用できる。【００５１】
以上の原理からなる本発明に係る可視光透過熱線反射シートの実施例を以下に説明する。実施例１〜４の特性図は、光学薄膜解析のための代表的なコンピュータソフトウェア「Essential Macleod」を用いて、光の干渉の理論に基づく計算で得られたものである。念のため、特許文献1に開示されるＺｎＳ/Ａｇ/ＺｎＳ/ガラス基板の構造について反射と透過の特性を計算し、同文献の第２図に示されるような特性が得られることを確認して進めた。
【実施例１】
【００５２】
実施例１は、図１（ａ）に示すように、ガラス基板上に、Ａｇ、ＴｉＯ２、Ａｇ、ＴｉＯ２を順次積層した構造である。光学特性改善と表面保護のためにＴｉＯ２層を最表面とした実用的な構成例である。実施例１の透過・反射特性の計算結果を図１（ｂ）に示す。この図の特性から、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均透過率は７８％、波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの平均反射率は８７％と見積もられた。【００５３】
このように、本発明によれば簡便な４層構造でも高い可視光透過と優れた熱線反射特性を両立できる。【００５４】
さらに、層の数を増すことにより透過と反射の遷移特性ならびに透過特性を改善できることを以下に示す。
【実施例２】
【００５５】
実施例２は、図２（ａ）に示すように、ガラス基板上に、ＴｉＯ２、Ａｇ、ＳｉＯ２、Ａｇ、ＴｉＯ２を順次積層した構造である。実施例２の透過・反射特性の計算結果を図２（ｂ）に示す。この図の特性から、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均透過率は７６％、波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの平均反射率は９０％と見積もられた。【００５６】
同じく５層で構成した文献１の実施例と比較すると、本発明によれば可視光透過特性ならびに熱線反射特性の日射への適合性が大幅に改善することがわかる。加えて、紫外線に対する遮断特性も大きく改善する。
【実施例３】
【００５７】
実施例３は、図３（ａ）に示すように７層で構成した例である。各層の材料としてはＡｇ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２を用いている。その透過・反射特性の計算結果を図３（ｂ）に示す。この図の特性から、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均透過率は８２％、波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの平均反射率は８６％と見積もられた。【００５８】
本発明によれば、比較的簡単な７層構造を用いて極めて平坦な可視光透過特性を実現できる。このように平坦な可視光透過特性は、窓ガラス等の用途では透過光の色調ズレをなくすために重要な特性である。
【実施例４】
【００５９】
実施例４は、図４（ａ）に示すように１３層膜とした例である。その透過・反射特性の計算結果を図４（ｂ）に示す。各層の材料としてはＡｇ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２の他にＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）を用いている。この図の特性から、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均透過率は７８％、波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの平均反射率は９０％と見積もられた。【００６０】
層数を増すことにより製造工程は複雑になるが、熱線反射特性、遷移特性、可視光透過特性ともに改善される。実施例１、２および３と比較した特性の改善は、層数の増加、材料選択と積層順の工夫ならびに各層の厚さを最適化した効果である。
【実施例５】
【００６１】
実施例５は、スパッタ法によりＡｇ、ＳｉＯ２、Ａｇ、ＳｉＯ２をガラス基板上に順次積層し、図５（ａ）に示すような構造としたものである。この実施例についての入射角１０度の透過・反射特性の測定結果を図５（ｂ）に示す。測定結果によれば、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均透過率は６４％、波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの平均反射率は８６％であった。波長１３００ｎｍ以上ではさらに高い反射率を示し、波長１３００ｎｍ〜２５００ｎｍの平均反射率は９３％であった。
【実施例６】
【００６２】
実施例６は、スパッタ法によりＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｇ、ＳｉＯ２、Ａｇ、ＳｉＯ２をガラス基板上に順次積層し、図６（ａ）に示すような構造としたものである。この実施例についての入射角１０度の透過・反射特性の測定結果を図６（ｂ）に示す。測定結果によれば、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均透過率は６６％、波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの平均反射率は８８％であった。波長１３００ｎｍ以上ではさらに高い反射率を示し、波長１３００ｎｍ〜２５００ｎｍの平均反射率は９４％であった。
【実施例７】
【００６３】
実施例７は、レーザ蒸着法によりＡｇ、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−５ｗｔ％ＳｎＯ２）、Ａｇ、ＩＴＯをガラス基板上に順次積層し、図７（ａ）に示すような構造としたものである。この実施例についての入射角１０度の透過・反射特性の測定結果を図７（ｂ）に示す。測定結果によれば、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均透過率は４６％、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均反射率は１７％、波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの平均反射率は８８％であった。波長１３００ｎｍ以上ではさらに高い反射率を示し、波長１３００ｎｍ〜２５００ｎｍの平均反射率は９４％であった。
【実施例８】
【００６４】
実施例８は、スパッタ法によりＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｇ、ＳｉＯ２、Ａｇ、ＳｉＯ２をガラス基板上に順次積層し、図８（ａ）に示すような構造としたものである。この実施例についての入射角１０度の透過・反射特性の測定結果を図８（ｂ）に示す。測定結果によれば、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均透過率は５２％、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均反射率は２７％、波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの平均反射率は８６％であった。波長１３００ｎｍ以上ではさらに高い反射率を示し、波長１３００ｎｍ〜２５００ｎｍの平均反射率は９３％であった。【００６５】
実施例６〜８の波長３５０ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線に対する平均透過率は２９％以下であり、紫外線遮蔽効果を示した。実施例８は、図８に示すように特に高い紫外線遮蔽効果を発揮し、波長３５０ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線に対する平均透過率は１２％であった。【００６６】
上記実施例１〜４、６および８はＴｉＯ２にルチル型を想定しているが、光触媒作用の大きなアナターゼ型のＴｉＯ２を最表面に用いて表面クリーニングの効果を付加することも実用上有益である。【００６７】
次に、本発明によって見込まれる日射エネルギー反射性能を、日射エネルギーの波長分布を考慮して評価した。【００６８】
具体的には、実測の反射率データ（波長範囲２５０ｎｍ〜２５００ｎｍ）とＡＭ−１（地表での太陽光輻射エネルギーの波長分布特性のことで、Air Mass−１と呼ばれる）で近似した日射エネルギーの波長分布との重なり積分（波長範囲２５０ｎｍ〜２５００ｎｍ）により日射に対するエネルギー反射率を算出した。【００６９】
日射エネルギー反射率として、実施例５〜７では５０％、実施例８では５６％を得た。実施例５では、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光に対する平均透過率６４％と波長７５０ｎｍ〜１３００ｎｍの赤外光に対する平均反射率８６％を簡便な４層構成で両立できることを示した。実施例８では日射熱反射性能の向上を図り、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光に対する平均透過率５２％と日射エネルギー反射率５６％の両立を達成した。【００７０】
これら実施例５〜８では、多層構造を構成する材料の光吸収と界面の不完全性が残っているために、可視光透過率と赤外光反射率が制約されていると考えられる。理論計算との比較検討によれば、材料形成プロセス起因による可視光透過率の低下は約１５％と推定され、プロセスの改良により１０％程度の可視光透過率の向上が見込まれる。【００７１】
上記の実施例により、５０％以上の日射エネルギー反射率と６０％以上の可視光透過率の両立が確認され、夏期の冷房負荷軽減に極めて有効な日射熱反射効果を有することが示された。すなわち、本発明により、日射からの採光を確保しつつ、従来の熱線反射ガラスよりも遥かに高い日射エネルギー反射性能を実現できることが実証された。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る可視光透過熱線反射シートは、ビル、車両、家屋などの窓に適用すると、日射からの採光を確保しつつ熱作用の強い赤外光を反射できるので、省エネのための材料としてきわめて有用である。本発明品はこのように高い採光機能と遮熱効果を併せ持つので利用価値が高い。【００７３】
加えて、有機物に対して強い劣化作用を及ぼす紫外線透過を遮断できるので、樹脂シート（樹脂基板や樹脂製可撓性性シートを含むシート状材料）上に形成することで、当該樹脂シートの保護に有効である。樹脂からなる部材を屋外などで使用した場合の日射などによる劣化を防ぎ寿命を延ばすことができる。ここで、樹脂からなる部材としては、例えば壁や管等建築資材、車の車体や部品等である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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