(57)【要約】    【課題】本発明は、日射遮蔽性能、及び屋内及び屋外からの優れた外観を有すると共に、低コストで生産することができる熱線遮蔽ガラス及び熱線遮蔽複層ガラスを提供する。    【解決手段】熱線遮蔽ガラス１０は、透明ガラス板１と、透明ガラス板１の上に被覆された第１誘電体層２と、第１誘電体層２の上に積層された赤外線反射特性を有する銀層３と、銀層３の上に積層された日射光線をある程度吸収する第１保護金属層４と、第１保護金属層４又の上に積層された酸素プラズマのバリヤ層としての第２保護金属層５と、第２保護金属層５が酸素プラズマに晒されることにより生成する４００〜５００ナノメートルの波長域の屈折率ｎが２．０以上である酸化物層６と、酸化物層６の上に積層された第２誘電体層７とから成る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明ガラス板と、前記透明ガラス板の一方の表面に被覆された第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層上に積層され、赤外線反射特性を有する銀を主成分とする金属層と、前記金属層上に積層され、赤外線吸収特性を有する第１の保護金属層と、前記第１の保護金属層上に積層され、前記第１の保護金属層を構成する金属と異なる金属により構成される第２の保護金属層と、前記第２の保護金属層上に積層され、前記第２の保護金属層を構成する金属の酸化物により形成された酸化物層と、前記酸化物層上に積層された第２の誘電体層とを有することを特徴とする熱線遮蔽ガラス。
【請求項２】
透明ガラス板と、前記透明ガラス板の一方の表面に被覆された第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層上に積層され、赤外線吸収特性を有する第１の保護金属層と、前記第１の保護金属層上に積層され、赤外線反射特性を有する銀を主成分とする金属層と、前記金属層上に積層され、前記第１の保護金属層を構成する金属と異なる金属により構成される第２の保護金属層と、前記第２の保護金属層上に積層され、前記第２の保護金属層を構成する金属の酸化物により形成された酸化物層と、前記酸化物層上に積層された第２の誘電体層とを有することを特徴とする熱線遮蔽ガラス。
【請求項３】
前記酸化物層は、４００〜５００ナノメートルの波長域の屈折率ｎが２．０以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項４】
前記第１の保護金属層は、鉄−ニッケル−クロム合金、鉄−クロム合金、ＮｉＣｒ、ＺｎＡｌ、及びＮｂから成る群から選択された１つの金属から成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項５】
前記第１の保護金属層は鉄−ニッケル−クロム合金から成ることを特徴とする請求項４記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項６】
前記第１の保護金属層は鉄−クロム合金から成ることを特徴とする請求項４記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項７】
前記第２の保護金属層は、Ｔｉ、Ｗ、及びＳｎのから成る群から選択された１つの金属から成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項８】
前記第２の保護金属層はＴｉから成ることを特徴とする請求項７記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項９】
前記金属層の膜厚が８〜１６ナノメートル、前記酸化物層の膜厚が３．０〜６．０ナノメートル、前記第１の保護金属層の膜厚が０．１〜４．０ナノメートル、前記第２の保護金属層の膜厚が０．１〜４．０ナノメートル、前記第１の保護金属層及び第２の保護金属層の膜厚の和が０．５〜５ナノメートルであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項１０】
前記第１の誘電体層は、膜厚が１５〜５０ナノメートルで、前記透明ガラス板に隣接する下層、及び前記金属層に隣接する上層から成り、前記下層は、膜厚が５〜４０ナノメートルで、酸化錫、酸化チタン、チタン錫酸化物、酸化タンタル、酸化ニオブ、窒化シリコン、窒化チタン、及びこれらの混合物から成る群から選択された１つの化合物から成り、前記上層は、膜厚が５〜４０ナノメートルで、酸化亜鉛を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項１１】
前記第２の誘電体層は、膜厚が２５〜７５ナノメートルで、前記酸化物層に隣接する最下層、前記最下層に隣接する中間層、及び前記中間層に隣接する最上層から成り、前記最下層は、膜厚が５〜２５ナノメートルで、酸化亜鉛を主成分とし、前記中間層は、膜厚が５〜６０ナノメートルで、酸化錫、酸化チタン、チタン錫酸化物、酸化タンタル、酸化ニオブ、窒化シリコン、窒化チタン、及びこれらの混合物から成る群から選択された１つの化合物から成り、前記最上層は、膜厚が５〜２５ナノメートルで、酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項１２】
前記第１の誘電体層及び前記第２の誘電体層は、酸素存在下での反応性スパッタリングにより被覆され、前記金属層、前記第１の保護金属層、及び前記第２の保護金属層は、酸素非存在下でのスパッタリングにより被覆されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項１３】
前記第１誘電体層は、膜厚が５〜４０ナノメートルで酸化錫から成る層と、膜厚が５〜４０ナノメートルで酸化亜鉛を主成分とする層から成り、前記第１の保護金属層は、膜厚が０．１〜２．０ナノメートルで鉄−ニッケル−クロム合金から成り、前記金属層は、膜厚が１０〜１５．５ナノメートルであり、前記第２の保護金属層は、膜厚が０．３〜３．０ナノメートルでＴｉから成り、前記金属酸化物層は、膜厚が３．０〜６．０ナノメートルで酸化チタンから成り、前記第２の誘電体層は、膜厚が５〜２５ナノメートルで酸化亜鉛を主成分とする層と、膜厚が１５〜５０ナノメートルで酸化錫から成る層と、膜厚が５〜２５ナノメートルで酸化亜鉛を主成分とする層とから成ることを特徴とする請求項１又は２記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項１４】
前記第１誘電体層は、膜厚が５〜４０ナノメートルで酸化錫から成る層と、膜厚が５〜４０ナノメートルで酸化亜鉛を主成分とする層から成り、前記第１の保護金属層は、膜厚が０．１〜２．０ナノメートルで鉄−クロム合金から成り、前記金属層は、膜厚が１０〜１５．５ナノメートルであり、前記第２の保護金属層は、膜厚が０．３〜３．０ナノメートルでＴｉから成り、前記金属酸化物層は、膜厚が３．０〜６．０ナノメートルで酸化チタンから成り、前記第２の誘電体層は、膜厚が５〜２５ナノメートルで酸化亜鉛を主成分とする層と、膜厚が１５〜５０ナノメートルで酸化錫から成る層と、膜厚が５〜２５ナノメートルで酸化亜鉛を主成分とする層とから成ることを特徴とする請求項１又は２記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項１５】
ガラス面反射色は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系においてａ＊が０未満、ｂ＊が５未満であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項１６】
透過色は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系においてａ＊が０未満、ｂ＊が５未満であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項１７】
膜面反射色は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系においてａ＊が０未満、ｂ＊が−１０未満であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項１８】
選択透過性能値（日射透過率／可視光透過率）が０．８２以下、日射透過率が４５％以下、かつ日射熱取得率ηが０．５０以下であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項１９】
可視光透過率が６５％以下、可視光のガラス面反射率が３１％以下、かつ可視光の反射率が２０％以下であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の熱線遮蔽ガラス。
【請求項２０】
互いに離間した状態で保持され、少なくとも１つが請求項１乃至１９記載の熱線遮蔽ガラスである複数のガラス板と、前記複数のガラス板間に乾燥空気層を保持すべく前記複数のガラス板の周辺を封止する封止部とを備える熱線遮蔽複層ガラスであって、前記熱線遮蔽ガラスの膜面は前記乾燥空気に面していることを特徴とする熱線遮蔽複層ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱線遮蔽ガラス及び熱線遮蔽複層ガラスに関し、特に、近赤外領域より長波長の熱線を反射及び吸収する熱線遮蔽ガラス及び熱線遮蔽複層ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、近赤外領域より長波長の熱線を反射及び吸収する断熱性、遮熱性等に優れた熱線遮蔽ガラスが知られている。この熱線遮蔽ガラスは、空調のエネルギー効率を高める上で有用であり、ビルや住宅等の建築物や、自動車等の窓ガラスに幅広く適用されている。
【０００３】
この熱線遮蔽ガラスは、例えば、ガラス上に赤外線反射特性を有する銀等から成る層を二つの誘電物質の間に少なくとも一層配置することにより、可視光領域の入射光の大部分を透過しつつ、赤外領域の入射光の大部分を遮断する。
【０００４】
一般的に、銀層を間隔をあけて二層以上有する熱線遮蔽ガラスは、銀層を一層のみ有する熱線遮蔽ガラスより可視光領域の透過性及び赤外領域の反射性が高く波長選択性に優れていることが知られている。例えば、ガラス基板／ＳｎＯ２／Ａｇ／Ｎｉ−Ｃｒ／ＳｎＯ２／Ａｇ／Ｎｉ−Ｃｒ／ＳｎＯ２がこの順に積層した構成であり、高い光透過率ＴＬ及び高い日光係数ＳＦ（solar factor）を有する熱線遮蔽ガラスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、熱線遮蔽ガラスは、特に、建築物や自動車等の窓ガラスとして使用する場合、外観が美しいことが望ましい。例えば、ガラス基板／第１誘電物質層／Ａｇ／Ｎｉ−Ｃｒ／第２誘電物質層／Ａｇ／Ｎｉ−Ｃｒ／第三誘電物質層がこの順に積層した構成であり、第１誘電物質層の光学的厚さを第三誘電物質の光学的厚さの１１０〜１４０％好ましくは１１５〜１３５％、第２誘電物質層の厚さを他の二層の光学的厚さの合計と同じから１１０％以上、好ましくは１１０〜１２０％にすることにより、美的に良好な青及び緑の反射光及び透過光が得られることが知られている（例えば、特許文献１参照）。この構成によれば、低い選択透過性能値（＝日射透過率／可視光透過率）と、優れた外観とを得ることができるが、銀層を二層以上有する構成は、銀層を一層だけ有する構成より膜の総数が多いので、成膜にかかるコストが高くなる。
【０００６】
そこで、ガラス基板上に日射光線をある程度吸収する機能を有する吸収層を被覆し、その上に銀を主成分とする層を二つの誘電物質層間に配置することにより、銀層を二層有する構成と同様の日射遮蔽性能と、屋外からの優れた外観とを有する日射遮蔽複層透光板が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０７−１６５４４２号公報
【特許文献２】特開２０００−３０２４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の日射遮蔽複層透光板は、屋外からの優れた外観を得ることはできるが、屋内からの外観は強い赤色を帯び、好ましくない。また、日射光線を吸収する吸収層が金属層であるので、金属層はアルゴン存在下でのスパッタリングで被覆し、誘電物質は酸素存在下での反応性スパッタリングで被覆することによりこの日射遮蔽複層透光板を生産する場合には、成膜に要するチャンバー数が増え、成膜コストは高くなる。
【０００８】
本発明の目的は、日射遮蔽性能、及び屋内及び屋外からの優れた外観を有すると共に、低コストで生産することができる熱線遮蔽ガラス及び熱線遮蔽複層ガラスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の熱線遮蔽ガラスは、透明ガラス板と、前記透明ガラス板の一方の表面に被覆された第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層上に積層され、赤外線反射特性を有する銀を主成分とする金属層と、前記金属層上に積層され、赤外線吸収特性を有する第１の保護金属層と、前記第１の保護金属層上に積層され、前記第１の保護金属層を構成する金属と異なる金属により構成される第２の保護金属層と、前記第２の保護金属層上に積層され、前記第２の保護金属層を構成する金属の酸化物により形成された酸化物層と、前記酸化物層上に積層された第２の誘電体層とを有することを特徴とする。
【００１０】
上述の目的を達成するために、請求項２記載の熱線遮蔽ガラスは、透明ガラス板と、前記透明ガラス板の一方の表面に被覆された第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層上に積層され、赤外線吸収特性を有する第１の保護金属層と、前記第１の保護金属層上に積層され、赤外線反射特性を有する銀を主成分とする金属層と、前記金属層上に積層され、前記第１の保護金属層を構成する金属と異なる金属により構成される第２の保護金属層と、前記第２の保護金属層上に積層され、前記第２の保護金属層を構成する金属の酸化物により形成された酸化物層と、前記酸化物層上に積層された第２の誘電体層とを有することを特徴とする。
【００１１】
上述の目的を達成するために、請求項２０記載の熱線遮蔽複層ガラスは、互いに離間した状態で保持され、少なくとも１つが請求項１乃至１９記載の熱線遮蔽ガラスである複数のガラス板と、前記複数のガラス板間に乾燥空気層を保持すべく前記複数のガラス板の周辺を封止する封止部とを備える熱線遮蔽複層ガラスであって、前記熱線遮蔽ガラスの前記第２の誘電体膜は前記乾燥空気に面していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の熱線遮蔽ガラスによれば、第１の誘電体層上に積層され、赤外線反射特性を有する銀を主成分とする金属層と、金属層上に積層され、赤外線吸収特性を有する第１の保護金属層と、第１の保護金属層上に積層され、第１の保護金属層を構成する金属と異なる金属により構成される第２の保護金属層と、第２の保護金属層上に積層され、第２の保護金属層を構成する金属の酸化物により形成された酸化物層とを有するので、日射遮蔽性能、及び屋内及び屋外からの優れた外観を有すると共に、低コストで生産することができる。
【００１３】
請求項２記載の熱線遮蔽ガラスによれば、第１の誘電体層上に積層され、赤外線吸収特性を有する第１の保護金属層と、第１の保護金属層上に積層され、赤外線反射特性を有する銀を主成分とする金属層と、金属層上に積層され、第１の保護金属層を構成する金属と異なる金属により構成される第２の保護金属層と、第２の保護金属層上に積層され、第２の保護金属層を構成する金属の酸化物により形成された酸化物層とを有するので、日射遮蔽性能、及び屋内及び屋外からの優れた外観を有すると共に、低コストで生産することができる。
【００１４】
請求項３記載の熱線遮蔽ガラスによれば、酸化物層は、４００〜５００ナノメートルの波長域の屈折率ｎが２．０以上であるので、室外側から及び室内側から青色の反射色を得ることができ、もって屋内及び屋外からの優れた外観を得ることができる。
【００１５】
請求項４記載の熱線遮蔽ガラスによれば、第１の保護金属層は、鉄−ニッケル−クロム合金、鉄−クロム合金、ＮｉＣｒ、ＺｎＡｌ、及びＮｂから成る群から選択された１つの金属から成るので、日射透過率を効果的に下げ遮熱性能を向上させることができる。
【００１６】
請求項５記載の熱線遮蔽ガラスによれば、第１の保護金属層は鉄−ニッケル−クロム合金から成るので、日射透過率を効果的に下げ遮熱性能を向上させることができる。
【００１７】
請求項６記載の熱線遮蔽ガラスによれば、第１の保護金属層は鉄−クロム合金から成るので、日射透過率を効果的に下げ遮熱性能を向上させることができる。
【００１８】
請求項７記載の熱線遮蔽ガラスによれば、第２の保護金属層は、Ｔｉ、Ｗ、及びＳｎのから成る群から選択された１つの金属から成るので、酸化物層の低波長域における屈折率ｎが高くなり、もって室外側から及び室内側から青色の反射色を得ることができる。
【００１９】
請求項８記載の熱線遮蔽ガラスによれば、第２の保護金属層はＴｉから成るので、酸化物層の低波長域における屈折率ｎが高くなり、もって室外側から及び室内側から青色の反射色を得ることができる。
【００２０】
請求項１２記載の熱線遮蔽ガラスによれば、第１の誘電体層及び第２の誘電体層は、酸素存在下での反応性スパッタリングにより被覆され、金属層、第１の保護金属層、及び第２の保護金属層は、酸素非存在下でのスパッタリングにより被覆されるので、成膜工数が少なく、低コストで生産することができる。
【００２１】
請求項１５記載の熱線遮蔽ガラスによれば、ガラス面反射色は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系においてａ＊が０未満、ｂ＊が５未満であるので、室外側から青色の反射色を得ることができ、もって屋外からの優れた外観を得ることができる。
【００２２】
請求項１６記載の熱線遮蔽ガラスによれば、透過色は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系においてａ＊が０未満、ｂ＊が５未満であるので、違和感なく室外側の景色を見ることができる。
【００２３】
請求項１７記載の熱線遮蔽ガラスによれば、膜面反射色は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系においてａ＊が０未満、ｂ＊が−１０未満であるので、室内側から青色の反射色を得ることができ、もって屋内からの優れた外観を得ることができる。
【００２４】
請求項１８記載の熱線遮蔽ガラスによれば、選択透過性能値（日射透過率／可視光透過率）が０．８２以下、日射透過率が４５％以下、かつ日射熱取得率ηが０．５０以下であるので、高い日射遮蔽性能を得ることができる。
【００２５】
請求項１９記載の熱線遮蔽ガラスによれば、可視光透過率が６５％以下、可視光のガラス面反射率が３１％以下、かつ可視光の反射率が２０％以下であるので、違和感なく室外側の景色を見ることができる。
【００２６】
請求項２０記載の熱線遮蔽複層ガラスによれば、互いに離間した状態で保持され、少なくとも１つが請求項１乃至１９記載の熱線遮蔽ガラスである複数のガラス板と、複数のガラス板間に乾燥空気層を保持すべく複数のガラス板の周辺を封止する封止部とを備え、熱線遮蔽ガラスの膜面は乾燥空気に面しているので、日射遮蔽性能、及び屋内及び屋外からの優れた外観を有すると共に、低コストで生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、熱線遮蔽ガラスが、透明ガラス板と、透明ガラス板の一方の表面に被覆された第１の誘電体層と、第１の誘電体層上に積層され、赤外線反射特性を有する銀を主成分とする金属層と、金属層上に積層され、赤外線吸収特性を有する第１の保護金属層と、第１の保護金属層上に積層され、前記第１の保護金属層を構成する金属と異なる金属により構成される第２の保護金属層と、第２の保護金属層上に積層され、第２の保護金属層を構成する金属の酸化物により形成された酸化物層と、酸化物層上に積層された第２の誘電体層とを有すると、日射遮蔽性能、及び屋内及び屋外からの優れた外観を有すると共に、低コストで生産することができる熱線遮蔽ガラス及び熱線遮蔽複層ガラスを提供することができることを見出した。
【００２８】
さらに、本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、熱線遮蔽ガラスが、透明ガラス板と、透明ガラス板の一方の表面に被覆された第１の誘電体層と、第１の誘電体層上に積層され、赤外線吸収特性を有する第１の保護金属層と、第１の保護金属層上に積層され、赤外線反射特性を有する銀を主成分とする金属層と、金属層上に積層され、前記第１の保護金属層を構成する金属と異なる金属により構成される第２の保護金属層と、第２の保護金属層上に積層され、第２の保護金属層を構成する金属の酸化物により形成された酸化物層と、酸化物層上に積層された第２の誘電体層とを有すると、日射遮蔽性能、及び屋内及び屋外からの優れた外観を有すると共に、低コストで生産することができる熱線遮蔽ガラス及び熱線遮蔽複層ガラスを提供することができることを見出した。
【００２９】
本発明は、上記研究の結果に基づいてなされたものである。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
【００３１】
図１は本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ガラスの構成を模式的に示す断面図である。
【００３２】
図１において、本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ガラス１０は、透明ガラス板１と、透明ガラス板１の上に被覆された第１誘電体層２と、第１誘電体層２の上に積層された赤外線反射特性を有する銀層３と、銀層３の上に積層された日射光線をある程度吸収する第１保護金属層４と、第１の保護金属層を構成する金属と異なる金属により構成され、第１保護金属層４又の上に積層された酸素プラズマのバリヤ層としての第２保護金属層５と、第２保護金属層５が酸素プラズマに晒されることにより生成し、４００〜５００ナノメートルの波長域の屈折率の実部（以下、「屈折率ｎ」という）が２．０以上である酸化物層６と、酸化物層６の上に積層された第２誘電体層７とから成る。
【００３３】
なお、屈折率ｎは以下のように定義される。
【００３４】
Ｎ＝ｎ＋ｉＫ
Ｎ：複素屈折率
ｎ：屈折率
ｋ：消衰係数
第１誘電体層２は、下層２ａ及び上層２ｂに分かれて積層され、トータルの膜厚が１５〜５０ナノメートルである。下層２ａは、膜厚が５〜４０ナノメートルで、酸化錫、酸化チタン、チタン錫酸化物、酸化タンタル、酸化ニオブ、窒化シリコン、窒化チタン、又はこれらの混合物、好ましくは酸化錫から成る。上層２ｂは、膜厚が５〜４０ナノメートルで、酸化亜鉛から成る。
【００３５】
銀層３は単膜であり、膜厚が８〜１６ナノメートル、好ましくは１０〜１５．５ナノメートルである。
【００３６】
第１保護金属層４は、５００〜８００ナノメートルの波長域の吸収率が１０％以上である、好ましくは５５０〜７００ナノメートルの波長域の吸収率が１０％以上であるような、日射光線をある程度吸収するＳＵＳ（鉄−ニッケル−クロム合金、又は鉄−クロム合金）、ＮｉＣｒ、ＺｎＡｌ、Ｎｂ、又はＣｒ、好ましくはＳＵＳから成る。５５０〜７００ナノメートルの波長域は、ＪＩＳＲ３１０６に記載の日射透過率、日射反射率及び日射吸収率を計算するための重価係数Ｅλが特に大きい領域であり、この領域における吸収が大きい金属を第１保護金属層４に用いることにより、日射透過率を効果的に下げ遮熱性能を向上させることができる。
【００３７】
第２保護金属層５は、酸素雰囲気下で第２誘電体層７を形成する際に、第１保護金属層４への酸素プラズマの拡散に対するバリヤ層である。第２保護金属層５の一部が酸素プラズマに晒されることにより酸化物層６が生成する。この酸化物層６は、屈折率ｎが４００〜５００ナノメートルの波長域で２．０以上であり、膜厚が３．０〜６．０ナノメートルであり、Ｔｉ、Ｗ、又はＳｎ、好ましくはＴｉから成る。
【００３８】
第１保護金属層４、及び第２保護金属層５は、膜厚がそれぞれ０．１〜４．０ナノメートルであり、第１保護金属層４及び第２保護金属層の５の膜厚の和は０．５〜５ナノメートルである。
【００３９】
第２誘電体層７は、最下層７ａ、中間層７ｂ、最上層７ｃに分けて積層され、総膜厚が２５〜７５ナノメートルである。最下層７ａは、膜厚が５〜２５ナノメートルで、酸化亜鉛を主成分とし、中間層７ｂは、膜厚が５〜６０ナノメートルで、酸化錫、酸化チタン、チタン錫酸化物、酸化タンタル、酸化ニオブ、窒化シリコン、窒化チタン、又はこれらの混合物から成り、最上層７ｃは、膜厚が５〜２５ナノメートルで酸化亜鉛を主成分とする。
【００４０】
なお、第１保護金属層４は、銀層３の上に積層されているとしたが、第１保護金属層４に代えて銀層３の下に第１保護金属層４´（図１）が積層されていてもよい。
【００４１】
第１誘電体層２及び第２誘電体層７は、マグネトロンスパッタリングを用いた真空プロセスにより、酸素雰囲気のチャンバーで形成され、銀層３、第１保護金属層４、及び第２保護金属層５は、アルゴン雰囲気のチャンバーで形成される。
【００４２】
銀層３と同一のアルゴン雰囲気のチャンバーで形成する第１保護金属層４が、日射光線を吸収する機能を有するので、銀層を１層のみ有する構成であっても銀層を２層有する構成と同等の日射遮蔽性能を有し、成膜工数を減らすことができる。
【００４３】
さらにアルゴン雰囲気のチャンバーで第１保護金属層４の上に第２保護金属層５を最低膜厚が６．０ナノメートルとなるように積層し、その一部を酸素プラズマに晒すことにより、低波長域において高い屈折率ｎを有する酸化物層６が３．０〜６．０ナノメートルの膜厚で生成される。例えば、酸化チタンのように、低波長域、特には４００〜５００ナノメートルにおける屈折率ｎが２．４以上となるような酸化物層６を形成させるためには、第２保護金属層５にＴｉを用いる。
【００４４】
このような高い屈折率ｎを有する酸化物層６が金属層の上に形成されることにより、界面における屈折率ｎの差が、特に青色から緑色にかけての波長域４００〜５００ナノメートルにおいて大きくなることから干渉効果が高まり、屋内からの反射において見られていた強い赤の呈色を和らげ、好ましい反射色が得られる。赤の呈色を和らげる効果は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における内部反射のｂ＊値がよりマイナス側へシフトすることにより確認でき、形成される高屈折酸化物層の膜厚が厚いほど、ｂ＊値のマイナス側へのシフト量は大きくなる。
【００４５】
一般的に、酸化チタンのような高い屈折率ｎを有する酸化物材料を成膜する際、その成膜レートは非常に遅いことが知られているが、第２保護金属層としてＴｉを最低６．０ナノメートルとなるように積層し、その後酸素雰囲気のチャンバー中にて酸素プラズマに晒すことにより、酸化チタン層が３．０〜６．０ナノメートルの膜厚で生成される。これは、酸化チタンをより速い成膜レートにて成膜するための非常に有効な方法であり、また、屋内からの外観において見られる赤の呈色を和らげるのに十分な膜厚である。
【００４６】
銀層３、第１保護金属層４、第２保護金属層５はアルゴン雰囲気の同一チャンバーにて成膜することにより最も工数を減らすことができる。このとき、第１保護金属層４の位置は銀層３の直上であっても直下であっても得られる熱線遮蔽ガラスの光熱特性にはほとんど影響がないので、銀層３と第１保護金属層４を成膜するための金属ターゲットの配置順はどちらが先であってもよい。但し、第２保護金属層５は、次の酸素雰囲気のチャンバーにて自らが酸化され、酸化物層６を形成させるので、第２保護金属層５を成膜するための金属ターゲットはアルゴン雰囲気のチャンバーの出口に最も近いところに配置する必要がある。
【００４７】
上記構成によれば、第１保護金属層４が日射を吸収する機能を有し、第２保護金属層５を酸素プラズマに晒すことにより、低波長域において高い屈折率ｎを有する酸化物層６を形成させるので、日射遮蔽性能、及び屋内及び屋外からの優れた外観を有すると共に、低コストで生産することができる。
【００４８】
本実施の形態では、銀層３を第１誘電体層２上に積層しているが、これに限定されるものではなく、銀を主成分とする層、例えばパラジウム（Ｐｄ）を含んだ金属層であってもよい。
【００４９】
図２は、図１の熱線遮蔽ガラス１０を用いた熱線遮蔽複層ガラスを模式的に示す断面図である。
【００５０】
図２において、熱線遮蔽複層ガラス２０は、図１の熱線遮蔽ガラス１０と、透明ガラス板２１と、スペーサ（封止部）２２と、グレージングチャンネル２３とから成る。熱線遮蔽ガラス１０と透明ガラス板２１とは、スペーサ２２を介して互いに適当な間隔（例えば、６ｍｍ、１２ｍｍ）で平行に対向するように、グレージングチャンネル２３によって固定されている。なお、この熱線遮蔽ガラス２０と透明ガラス板２１との間には乾燥空気、アルゴンガスなどの断熱効果を有するガスが充満されているか、あるいは真空層にされていることが望ましい。
【００５１】
また、図２の熱線遮蔽複層ガラス２０を組み立てる際に、熱線遮蔽複層ガラス２０の透明ガラス板１側（以下、「ガラス面」という）が外側に、第２誘電体層７側（以下、「膜面」という）が透明ガラス板２１に対峙するように配し、窓ガラスとして使用する際には熱線遮蔽ガラス１０を室外側、透明ガラス板２１を室内側とすることによって、耐久性・日射遮蔽性能により優れた熱線遮蔽複層ガラスを得ることができる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００５３】
熱線遮蔽ガラスを以下の手順で作成した。
【００５４】
１．洗浄した厚さ６ｍｍのフロートガラス基板をスパッタリング装置内に設置し、真空度が５．７〜８．０×１０−４Ｐａに達するまで排気した。
【００５５】
２．スパッタリング装置内に酸素ガスを１．０×１０−４ｍ３/ｓｅｃ（１００ＳＣＣＭ）導入して真空度を０．６〜０．７Ｐａに調整した後、Ｓｎターゲットが備えられたカソードに直流電源より電力を供給して放電を起こし、電流を２Ａに調節した。このとき、電圧は約４２０Ｖであった。フロートガラス基板にこのＳｎターゲット上を通過させることにより、フロートガラス基板に膜厚２０．３ｎｍの第１誘電体層の下部層であるＳｎＯ２層を形成した。
【００５６】
３．スパッタリング装置内に酸素ガスを１．０×１０−４ｍ３/ｓｅｃ導入して真空度を０．６〜０．７Ｐａに調整した後、ＺｎＡｌターゲットが備えられたカソードに直流電源より電力を供給して放電を起こし、電流を３Ａに調節した。このとき、電圧は約３３０Ｖであった。フロートガラス基板にこのＺｎＡｌターゲット上を通過させることにより、膜厚９．４ｎｍのＺｎＯ：Ａｌ層をＳｎＯ２層の上に形成した。
【００５７】
４．スパッタリング装置内にアルゴンガスを１．０×１０−４ｍ３/ｓｅｃ導入して真空度を０．６〜０．７Ｐａに調整した後、Ａｇターゲットが備えられたカソードに直流電源より電力を供給して放電を起こし、電流を０．７Ａに調節した。このとき、電圧は約４３０Ｖであった。フロートガラス基板にこのＡｇターゲット上を通過させることにより、膜厚１２．２ｎｍのＡｇ層をＺｎＯ：Ａｌ層の上に形成した。
【００５８】
５．スパッタリング装置内にアルゴンガスを１．０×１０−４ｍ３/ｓｅｃ導入して真空度を０．６〜０．７Ｐａに調整した後、ＳＵＳ３１６ターゲットが備えられたカソードに直流電源より電力を供給して放電を起こし、電流を０．７Ａに調節した。このとき、電圧は約４９０Ｖであった。フロートガラス基板にこのＳＵＳ３１６ターゲット上を通過させることにより、膜厚０．１３ｎｍのＳＵＳ３１６層をＡｇ層の上に形成した。ＳＵＳ３１６の組成は、Ｆｅ＝６８．５質量％、Ｃｒ＝１７．０質量％、Ｎｉ＝１２．０質量％、Ｍｏ＝２．５質量％である。
【００５９】
６．スパッタリング装置内にアルゴンガスを１．０×１０−４ｍ３/ｓｅｃ導入して真空度を０．６〜０．７Ｐａに調整した後、Ｔｉターゲットが備えられたカソードに直流電源より電力を供給して放電を起こし、電流を０．７Ａに調節した。このとき、電圧は約２７０Ｖであった。フロートガラス基板にこのＴｉターゲット上を通過させることにより、膜厚７．７ｎｍのＴｉ層をＳＵＳ３１６層の上に形成した。
【００６０】
７．スパッタリング装置内に酸素ガスを１．０×１０−４ｍ３/ｓｅｃ導入して真空度を０．６〜０．７Ｐａに調整した後、ＺｎＡｌターゲットが備えられたカソードに直流電源より電力を供給して放電を起こし、電流を３Ａに調節した。このとき、電圧は約３３０Ｖであった。フロートガラス基板にこのＺｎＡｌターゲット上を通過させることにより、膜厚８．２ｎｍのＺｎＯ：Ａｌ層をＴｉ層の上に形成した。なお、Ｔｉ層が酸素プラズマに晒されることにより膜厚約１．０ｎｍのＴｉ層が残り、約３．５ｎｍのＴｉＯ２層が生じ、この上にＺｎＯ：Ａｌ層が積層された。
【００６１】
８．スパッタリング装置内に酸素ガスを１．０×１０−４ｍ３/ｓｅｃ導入して真空度を０．６〜０．７Ｐａに調整した後、Ｓｎターゲットが備えられたカソードに直流電源より電力を供給して放電を起こし、電流を２Ａに調節した。このとき、電圧は約４２０Ｖであった。フロートガラス基板にこのＳｎターゲット上を通過させることにより、膜厚３１．８ｎｍのＳｎＯ２層をＺｎＯ：Ａｌ層の上に形成した。
【００６２】
９．スパッタリング装置内に酸素ガスを１．０×１０−４ｍ３/ｓｅｃ導入して真空度を０．６〜０．７Ｐａに調整した後、ＺｎＡｌターゲットが備えられたカソードに直流電源より電力を供給して放電を起こし、電流を３Ａに調節した。このとき、電圧は約４２０Ｖであった。フロートガラス基板にこのＺｎＡｌターゲット上を通過させることにより、膜厚１１．３ｎｍのＺｎＯ：Ａｌ層をＳｎＯ２層の上に形成した。
【００６３】
以上のように実施例１の熱線遮蔽ガラスを作成した。また、実施例１と同様に、表１に示す膜構成の実施例２〜７の熱線遮蔽ガラスを作成した。
【００６４】
また、実施例１において、第２保護金属層であるＴｉが酸素プラズマに晒されることにより生成した酸化チタン層の役割を確認するため、実施例１の膜構成において酸化チタン層が欠損しているフィルタを作成し、比較例１とした。
【００６５】
比較例１は、以下のように作成した。
【００６６】
第５層目であるＴｉ層までは、実施例１と全く同様の方法で成膜を行った。この後、最表面のＴｉが酸化されないように装置内にアルゴンガスを９．８×１０−５ｍ３/ｓｅｃ（９８ＳＣＣＭ）、酸素ガスを２．０×１０−６ｍ３/ｓｅｃ（２ＳＣＣＭ）導入して真空度を０．６〜０．７Ｐａに調整した後、セラミクスターゲットであるＺｎＯ：Ａｌターゲットが備えられたカソードに直流電源より電力を供給して放電を起こし、電流を２．０Ａに調節した。このとき、電圧は約３７８Ｖであった。フロートガラス基板にこのＺｎＯ：Ａｌターゲット上を通過させることにより、膜厚１９．２ｎｍのＺｎＯ：Ａｌ層をＴｉ層上に形成した。その上の誘電体層については、実施例１と全く同様の方法で成膜を行った。
【００６７】
特開平０７−１６５４４２号公報に記載されている、銀層を二層有する構成の光学フィルタ（ガラス基板／ＳｎＯ２／Ａｇ／Ｎｉ−Ｃｒ／ＳｎＯ２／Ａｇ／Ｎｉ−Ｃｒ／ＳｎＯ２）を、実施例１〜７及び比較例１と同様の方法で作製し、比較例２とした。Ｎｉ−Ｃｒの成膜に関しては、装置内にアルゴンガスを１．０×１０−４ｍ３/ｓｅｃ（１００ＳＣＣＭ）導入して真空度を０．６〜０．７Ｐａに調整した後、ＮｉＣｒターゲットが備えられたカソードに直流電源より電力を供給して放電を起こし、電流を０．７Ａに調節した。このとき、電圧は約３８９Ｖであった。フロートガラス基板にこのＮｉＣｒターゲット上を通過させることにより、膜厚１．５ｎｍのＮｉＣｒ層を形成した。
【００６８】
特開２０００−３０２４８６号に記載されている、透光板上に日射光線をある程度吸収する機能を有する吸収層を設け、その上に銀層を一層のみ有する構成（ガラス基板／Ｔｉ／ＺｎＯ：Ａｌ／Ａｇ／ＺｎＯ：Ａｌ）の光学フィルタを、実施例１〜７及び比較例１、２と同様の方法にて作製し、比較例３とした。
【００６９】
実施例１〜７、比較例１〜３の膜構成を表１に示す。
【００７０】
【表１】
2006117482.tif 000003
【００７１】
この熱線遮蔽ガラスの分光透過スペクトル、ガラス面及び膜面の分光反射スペクトルを、分光光度計により測定し、これらの測定結果をＪＩＳＲ３１０６「板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法」（１９８５年制定、１９９８年改正、日本工業標準調査会）に準拠して、可視光透過率、可視光ガラス面反射率、可視光膜面反射率、及び日射透過率を計算した。
【００７２】
また、スペクトルの測定結果をＪＩＳＺ８７０１「色の表示方法―ＸＹＺ表色系及びＸ１０Ｙ１０Ｚ１０表色系」（ＪＩＳハンドブック２４光学機器２００４、日本規格協会）、及びＪＩＳＺ８７２９「色の表示方法―Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系及びＬ＊u＊v＊表色系」（ＪＩＳハンドブック２４光学機器２００４、日本規格協会）に準拠し、透過色、ガラス面反射色、及び膜面反射色をそれぞれＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の色座標ａ＊、ｂ＊で計算した。
【００７３】
さらに、選択透過性能値＝日射透過率／可視光透過率を計算した。
【００７４】
上記計算結果の一覧を表２に示す。
【００７５】
【表２】
2006117482.tif 000004
【００７６】
また、実施例１〜７、比較例１〜３の膜構成の熱線遮蔽ガラスを、１２ｍｍの厚さを有するスペーサを介して６ｍｍの膜厚を有する透明ガラス板と平行に対向するようにグレージングチャンネルによって固定し、図２に示すような複層ガラスを作製した。
【００７７】
熱線遮蔽ガラスの被覆面を透明ガラス板に対峙させるように配し、熱線遮蔽ガラスを室外側、透明ガラス板を室内側とし、中空層には乾燥空気層を充満させた。この複層ガラスについても同様にＪＩＳＲ３１０６に準拠し、可視光透過率、可視光ガラス面反射率、可視光膜面反射率、及び日射透過率を計算した。また、ＪＩＳＺ８７０１及びＪＩＳＺ８７２９に準拠し、透過色、ガラス面反射色、及び膜面反射色をそれぞれＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の色座標ａ＊、ｂ＊で計算した。さらに、膜面側の赤外反射特性を測定し、ＪＩＳＲ３１０６に準拠して、日射熱取得率を測定した。
【００７８】
上記計算結果の一覧を表３に示す。
【００７９】
【表３】
2006117482.tif 000005
【００８０】
表３において、実施例１の熱線遮蔽複層ガラスの選択透過性能値は十分低く、可視光透過率は５４．１％と高いにも関わらず日射熱取得率は０．４２と、銀層を２層有する構成の光学フィルタと同程度の低い値をとることが分かる。また色調においても、透過色はニュートラルであり、違和感なく室外側の景色を見ることができ、室外側から及び室内側から青色の反射色を得ることができる。特に、室外及び室内からの反射色はＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の色座標ａ＊、ｂ＊においてａ＊が負の値で、赤みの全く見られない、良好な青色である。
【００８１】
実施例１〜７のサンプルは、可視光透過率は最低でも４６％以上と高く、また日射熱取得率もほぼ従来の銀層を２層有する構成の光学フィルタと同程度の値をとり、色調においてもニュートラルな透過色、赤みの全く見られない良好な青色の室内側反射色が得られている。
【００８２】
また、実施例２〜４のサンプルにおいては青から緑にかけての室外側反射色が、実施例５及び実施例６のサンプルにおいては緑の室外側反射色が、実施例７のサンプルにおいてはニュートラルな室外側反射色がそれぞれ得られており、低い選択透過性能値と良好な透過色及び室内側反射色とを有すると共に、好みの室外側反射色を選択することができ、かつ成膜コストを抑えることができる。
【００８３】
比較例１は、ガラス面反射色及び膜面反射色の色座標ａ＊、ｂ＊において、ａ＊値が正側に大きくシフトしており、特に、室内側からの反射色はａ＊値が正の値となり、実際の見た目にもかなり赤みが目立つので、建築物等の窓ガラスとしてはふさわしくない。
【００８４】
比較例２は、室内側からの反射色が赤みを帯びており、建築物等にはふさわしくない。また、金属層をアルゴン存在下でのスパッタリングにより、また誘電物質を酸素の存在下での反応性スパッタリングにより被覆させる装置での生産を前提とする場合には、成膜を行う際に要するチャンバーの数が多くなる、又はチャンバーを往復させる回数が多くなるために、成膜コストが高くなる。
【００８５】
比較例３は、室内側からの反射色が強い赤みを帯びており、建築物等の窓ガラスとして用いるにはふさわしくない。また、金属の吸収層が第１層として設定されているために、金属層をアルゴン存在下でのスパッタリングにより、また誘電物質を酸素の存在下での反応性スパッタリングにより被覆させる装置での生産を前提とする場合は、成膜を行う際に要するチャンバーの数が多くなる、又はチャンバーを往復させる回数が多くなるために、成膜コストが高くなる。
【００８６】
表に及び表２に示す実施例１〜７及び比較例１〜３の結果から以下のことがわかった。
【００８７】
熱線遮蔽ガラスが、透明ガラス板と、透明ガラス板の一方の表面に被覆された第１の誘電体層と、第１の誘電体層上に積層され、赤外線反射特性を有する銀を主成分とする金属層と、金属層上に積層され、赤外線吸収特性を有する第１の保護金属層と、第１の保護金属層上に積層され、前記第１の保護金属層を構成する金属と異なる金属により構成される第２の保護金属層と、第２の保護金属層上に積層され、第２の保護金属層を構成する金属の酸化物により形成された酸化物層と、酸化物層上に積層された第２の誘電体層とを有すると、日射遮蔽性能、及び屋内及び屋外からの優れた外観を有すると共に、低コストで生産することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ガラス及び熱線遮蔽複層ガラスは、日射遮蔽性能、及び屋内及び屋外からの優れた外観を有すると共に、低コストで生産することができるので、省エネの観点から空調に要する負荷を低減させる必要があり、また建築物自体の価値を高める必要のあるビルの窓ガラス、一般家庭の住居における窓ガラス、自動車等の窓ガラスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ガラスの構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の熱線遮蔽ガラスを用いた熱線遮蔽複層ガラスの構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  透明ガラス板
２  第１誘電体層
３  銀層
４  第１保護金属層
５  第２保護金属層
６  第２保護金属の酸化物層
７  第２誘電体層
１０  熱線遮蔽ガラス
２０  熱線遮蔽複層ガラス
【図１】
2006117482.tif 000006
【図２】
2006117482.tif 000007