СТЕКЛЯННАЯ ПЛАСТИНА, ИМЕЮЩАЯ ТОНКУЮ ПЛЕНКУ, СФОРМИРОВАННУЮ НА НЕЙ
GLASS PLATE WITH THIN FILM PRODUCED THEREON

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к пластине, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, а более конкретно к стеклянной пластине, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, имеющую тонкую пленку толщиной 300-3000 нм, сформированную на поверхности стеклянной пластины.
Уровень техники
В последние годы стали известны тонкие пленки, сформированные на поверхности стеклянной пластины, содержащие частицы, поглощающие инфракрасное излучение, для получения функции отсечения (экранирования) инфракрасного излучения (см. например, публикацию международной заявки PCT №2004/011381 и публикацию международной заявки PCT №2005/095298).
Для стекла, экранирующего инфракрасное излучение, в публикации международной заявки PCT №2004/011381, порошок ITO, содержащий компонент на основе фтора с высокой термостойкостью, используется для обеспечения возможности осуществления золь-гель процесса при высокой температуре 350°C или более. Компонент на основе фтора вводится в пленку, отсекающую инфракрасное излучение, в то же время термически защищая частицы ITO.
Для стекла, экранирующего инфракрасное излучение, в описании международной заявки PCT №2005/095298, пленка, отсекающая инфракрасное излучение, содержащая частицы ITO в качестве компонентов, отсекающих инфракрасное излучение, в органической и неорганической композитной пленке, содержащей сочетание органического материала и неорганического оксида, формируется, по меньшей мере, на одной поверхности стекла.
Пленки, отсекающие инфракрасное излучение, в описании международной заявки №2004/011381 и описании международной заявки №2005/095298 имеют относительно большую толщину 200 нм или более.
Если тонкая пленка имеет большую толщину, 300 нм или более, то возникают проблемы с внешним видом такие, что цвет отражения на той стороне поверхности стеклянной пластины, на которой формируется тонкая пленка, изменяется в зависимости от угла по отношению к стеклянной пластине, или даже при одном и том же угле по отношению к стеклянной пластине разброс по толщине (например, 30 нм) тонкой пленки, сформированной на поверхности стеклянной пластины, вызывает изменение цвета отражения.
Целью настоящего изобретения является создание стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, которая может уменьшить проблемы с внешним видом, такие как изменение цвета отражения.
Описание изобретения
Для достижения указанной выше цели в одном из аспектов настоящего изобретения предусматривается стеклянная пластина, имеющая тонкую пленку, сформированную на ней, имеющая тонкую пленку, сформированную, по меньшей мере, на одной из поверхностей стеклянной пластины, отличающаяся тем, что тонкая пленка представляет собой пленку толщиной 300-3000 нм, содержащую частицы, отсекающие инфракрасное излучение, и окись кремния, и молярное отношение содержания частиц, отсекающих инфракрасное излучение, к содержанию окиси кремния равно 0,6:9,4-2,3:7,7.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения тонкая пленка представляет собой пленку толщиной 300-3000 нм, содержащую частицы, отсекающие инфракрасное излучение, и окись кремния, и молярное отношение содержания частиц, отсекающих инфракрасное излучение, к содержанию окиси кремния составляет 0,6:9,4-2,3:7,7. Таким образом, коэффициент преломления тонкой пленки для света с длиной волны 550 нм может составлять 1,48-1,57, изменение цвета отражения, вызванного изменением угла по отношению к поверхности стеклянной пластины, на которой формируется тонкая пленка, может быть уменьшено, и изменение цвета отражения может быть уменьшено, даже если неоднородная тонкая пленка, имеющая разброс по толщине, формируется на поверхности стеклянной пластины.
В одном из аспектов настоящего изобретения коэффициент преломления тонкой пленки для света с длиной волны 550 нм может составлять 1,48-1,57.
В одном из аспектов настоящего изобретения коэффициент преломления поверхности стеклянной пластины, на которой должна формироваться тонкая пленка, для света с длиной волны 550 нм может составлять 1,50-1,55.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения коэффициент преломления поверхности стеклянной пластины, на которой должна формироваться тонкая пленка, для света с длиной волны 550 нм составляет 1,50-1,55, таким образом, различие в коэффициенте преломления между тонкой пленкой и поверхностью стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм может составлять 0,07 или менее.
В одном из аспектов настоящего изобретения коэффициент преломления поверхности стеклянной пластины, на которой должна формироваться тонкая пленка, для света с длиной волны 550 нм может составлять 1,50-1,52, и коэффициент преломления тонкой пленки для света с длиной волны 550 нм может составлять 1,48-1,54.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения коэффициент преломления поверхности стеклянной пластины, на которой должна формироваться тонкая пленка, для света с длиной волны 550 нм составляет 1,50-1,52, и коэффициент преломления тонкой пленки для света с длиной волны 550 нм составляет 1,48-1,54, таким образом, различие в коэффициенте преломления между тонкой пленкой и поверхностью стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм может составлять 0,04 или менее.
В одном из аспектов настоящего изобретения коэффициент преломления поверхности стеклянной пластины, на которой должна формироваться тонкая пленка, для света с длиной волны 550 нм может составлять 1,53-1,55, и коэффициент преломления тонкой пленки для света с длиной волны 550 нм может составлять 1,51-1,57.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения коэффициент преломления поверхности стеклянной пластины, на которой должна формироваться тонкая пленка, для света с длиной волны 550 нм составляет 1,53-1,55, и коэффициент преломления тонкой пленки для света с длиной волны 550 нм составляет 1,51-1,57. Таким образом, различие в коэффициенте преломления между тонкой пленкой и поверхностью стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм может составлять 0,04 или менее.
В одном из аспектов настоящего изобретения частицы, отсекающие инфракрасное излучение, могут представлять собой частицы оксида индия-олова (ITO).
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения частицы, отсекающие инфракрасное излучение, представляют собой частицы ITO, и, таким образом, коэффициент преломления тонкой пленки может регулироваться с помощью меньшего количества частиц, чем для других частиц, отсекающих инфракрасное излучение, тем самым эффективно улучшая рабочие характеристики отсечения инфракрасного излучения.
В одном из аспектов настоящего изобретения различие между максимальным значением и минимальным значением коэффициента отражения поверхности стеклянной пластины, на которой формируется тонкая пленка, для света с длинами волн 400-600 нм может составлять 2,0% или менее.
В одном из аспектов настоящего изобретения коэффициент пропускания поверхности стеклянной пластины, на которой формируется тонкая пленка, для света с длинами волн 1000-1600 нм может составлять 30% или менее, и коэффициент пропускания поверхности стеклянной пластины, на которой формируется тонкая пленка, для света с длинами волн 1600-2500 нм может составлять 20% или менее.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения коэффициент пропускания поверхности стеклянной пластины, на которой формируется тонкая пленка, для света с длинами волн 1000-1600 нм составляет 30% или менее, и коэффициент пропускания поверхности стеклянной пластины, на которой формируется тонкая пленка, для света с длинами волн 1600-2500 нм составляет 20% или менее, тем самым улучшаются рабочие характеристики отсечения инфракрасного излучения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой схематический вид в поперечном разрезе, показывающий конструкцию стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2A-2D представляют собой графики, показывающие результаты для коэффициента отражения поверхности стеклянной пластины, на которой пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, имеет отличие коэффициента преломления примерно 0,01 и 0,10 от поверхности стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм, фиг.2A показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 500 нм, фиг.2B показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 750 нм, фиг.2C показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 1000 нм, и фиг.2D показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 2000 нм. Сплошная линия показывает случай, когда различие в коэффициенте преломления составляет примерно 0,01, прерывистая линия показывает случай, когда различие в коэффициенте преломления составляет примерно 0,10, ось ординат показывает коэффициент отражения света, а ось абсцисс показывает длину волны света.
Фиг.3 представляет собой вид, объясняющий способ формирования пленки, отсекающей инфракрасное излучение, на верхней поверхности стеклянной пластины на фиг.1.
Фиг.4 представляет собой график, показывающий атомные концентрации индия (In), олова (Sn) и кремния (Si) в Примере 1, ось ординат показывает атомную концентрацию (%), а ось абсцисс показывает время напыления (мин).
Фиг.5A-5D представляют собой графики, показывающие результаты по коэффициенту отражения для света с длинами волн 370-780 нм, для стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, в примерах 1-4 и Сравнительном примере 1, которые измеряются, фиг.5A показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 500 нм, фиг.5B показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 750 нм, фиг.5C показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 1000 нм, и фиг.5D показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 2000 нм.
Фиг.6A-6D представляют собой графики, показывающие результаты по коэффициенту пропускания для света с длинами волн 300-2100 нм, для стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, в примерах 1-4 и Сравнительном примере 1, которые измеряются, фиг.6A показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 500 нм, фиг.6B показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 750 нм, фиг.6C показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, 12 составляет примерно 1000 нм, и фиг.6D показывает случай, когда толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, 12 составляет примерно 2000 нм.
Наилучший способ осуществления изобретения
Авторы настоящего изобретения осуществили тщательные исследования для достижения цели и в результате обнаружили, что у стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, имеющей тонкую пленку, сформированную, по меньшей мере, на одной поверхности стеклянной пластины, если тонкая пленка представляет собой пленку толщиной 300-3000 нм, содержащую частицы, отсекающие инфракрасное излучение, и окись кремния, и молярное отношение содержания частиц, отсекающих инфракрасное излучение, к содержанию окиси кремния составляет 0,6:9,4-2,3:7,7, коэффициент преломления тонкой пленки для света с длиной волны 550 нм может составлять 1,48-1,57, изменение цвета отражения, вызванное изменением угла по отношению к поверхности стеклянной пластины, на которой формируется тонкая пленка, может быть уменьшено, и изменение цвета отражения может быть уменьшено даже если формируется неоднородная тонкая пленка, имеющая разброс по толщине, на поверхности стеклянной пластины.
Настоящее изобретение осуществляется на основе результата, описанного выше исследования.
Фиг.1 представляет собой схематический вид в поперечном разрезе, показывающий конструкцию стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1 стеклянная пластина 10, имеющая тонкую пленку, сформированную на ней, содержит стеклянную пластину 11, имеющую поверхности стеклянной пластины (нижнюю поверхность 11a и верхнюю поверхность 11b) и тонкую пленку (пленку, отсекающую инфракрасное излучение) 12.
В стеклянной пластине 10, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, формируется на поверхности стеклянной пластины (верхняя поверхность 11b) стеклянной пластины 11. На фиг.1 пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, формируется на верхней поверхности 11b, но это не является ограничением, пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, может быть сформирована на нижней поверхности 11a в соответствии с коэффициентом преломления пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение.
Толщина пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, составляет 300-3000 нм. Пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, имеющая толщину 300 нм или более, может уменьшить содержание частиц, отсекающих инфракрасное излучение, в пленке 12, отсекающей инфракрасное излучение, необходимых для отсечения инфракрасного излучения, и пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, имеющая толщину 3000 нм или менее, может улучшить механические свойства, такие как абразивная стойкость, и предотвратить появление трещин, когда формируется тонкая пленка.
2
Пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, содержит частицы индия-олова оксида (ITO) в качестве частиц, отсекающих инфракрасное излучение, и окись кремния (SiO).
Частицы ITO в качестве частиц, отсекающих инфракрасное излучение, диспергируются в пленке 12, отсекающей инфракрасное излучение.
Коэффициент преломления пленки из окиси кремния, не содержащей частиц ITO, для света с длиной волны 550 нм составляет примерно 1,46, и ниже, чем коэффициент преломления 1,50-1,55 известково-натриевого стекла, часто используемого для автомобилей, для света с длиной волны 550 нм. Таким образом, частицы ITO диспергируются в пленке из окиси кремния для увеличения коэффициента преломления тонкой пленки для света с длиной волны 550 нм более чем до 1,46.
Коэффициент преломления n тонкой пленки, которая формируется посредством диспергирования частиц ITO в окиси кремния для света с длиной волны 550 нм, приблизительно вычисляется с помощью следующего уравнения:
x
y
n=(n * x + n * y)/(x + y) при условии, что:
x
n: коэффициент преломления пленки из окиси кремния для света с длиной волны 550 нм (примерно 1,46),
x: содержание окиси кремния в тонкой пленке (молярное отношение),
y
n: коэффициент преломления пленки ITO для света с длиной волны 550 нм (примерно 2,00 в случае, когда молярное отношение содержания индия к содержанию олова в ней составляет 9:1),
y: содержание ITO в тонкой пленке (молярное отношение).
Например, в случае, когда молярное отношение содержания ITO к содержанию окиси кремния в тонкой пленке составляет 1:9, коэффициент преломления тонкой пленки для света с длиной волны 550 нм составляет примерно 1,51.
Тонкая пленка, имеющая коэффициент преломления 1,48, может быть получена, когда молярное отношение содержания окиси кремния к содержанию ITO в тонкой пленке составляет 26:1 ≈ 0,96:0,04.
Обнаружено, что при сравнении коэффициента преломления, вычисленного из уравнения, описанного выше, с коэффициентами преломления тонких пленок, полученных из следующих далее примеров, все коэффициенты преломления являются, по существу, одинаковыми, однако, коэффициент преломления, вычисленный из уравнения, чуть выше, чем коэффициенты преломления тонких пленок, получаемые на самом деле.
Предположительно это связано с воздействием плотности, которой обладают тонкие пленки, полученные на самом деле, или воздействием других элементов, содержащихся в тонких пленках, отличных от ITO и окиси кремния.
При рассмотрении этих эффектов предполагается, что тонкая пленка, имеющая коэффициент преломления 1,48, может быть получена на самом деле, когда молярное отношение содержания окиси кремния к содержанию ITO в тонкой пленке составляет 0,94:0,06.
Молярное отношение содержания частиц ITO к содержанию окиси кремния в пленке 12, отсекающей инфракрасное излучение, составляет 0,6:9,4-2,3:7,7. Таким образом, коэффициент преломления пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, для света с длиной волны 550 нм может составлять 1,48-1,57. Пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, имеющая коэффициент преломления 1,48-1,57 для света с длиной волны 550 нм, формируется на поверхности, описанного выше известково-натриевого стекла, имеющего коэффициент преломления 1,50-1,55 для света с длиной волны 550 нм, и таким образом, различие в коэффициенте преломления между пленкой 12, отсекающей инфракрасное излучение, и поверхностью известково-натриевого стекла для света с длиной волны 550 нм может составлять 0,07 или меньше.
Размер частиц ITO составляет 100 нм или меньше, предпочтительно, 40 нм или меньше, а более предпочтительно, 1-40 нм. Размер частиц ITO, таким образом, регулируется для повышения эффективности отсечения инфракрасного излучения и предотвращения появления матовости, возникающей из-за частиц, имеющих большие размеры. Также материал, такой как частицы ITO, имеющие высокие рабочие характеристики отсечения инфракрасного излучения и относительно высокий коэффициент преломления для света с длиной волны 550 нм, используется в качестве частиц, отсекающих инфракрасное излучение, чтобы дать возможность пленке 12, отсекающей инфракрасное излучение, имеющей относительно низкое содержание частиц ITO, для поддержания рабочих характеристик отсечения инфракрасного излучения и уменьшения проблем с внешним видом таких, что цвет отражения на поверхности стеклянной пластины, на которой формируется пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, изменяется в зависимости от угла по отношению к стеклянной пластине 11, или даже при одном и том же угле по отношению к стеклянной пластине 11 разброс по толщине пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, сформированной на поверхности стеклянной пластины, вызывает изменение цвета отражения.
Когда стеклянная пластина 11, полученная с помощью флоат-способа, используется, как описано выше со ссылкой на фиг.1, стеклянная пластина 11 имеет поверхность стеклянной пластины (нижнюю поверхность) 11a, содержащую олово, и поверхность стеклянной пластины (верхнюю поверхность) 11b, по существу, не содержащую олово. Как правило, нижняя поверхность 11a содержит олово и таким образом имеет более высокий коэффициент преломления, чем верхняя поверхность 11b, по существу, не содержащая олова. Конкретно, коэффициент преломления верхней поверхности 11b для света с длиной волны 550 нм составляет 1,50-1,52, в то время как коэффициент преломления нижней поверхности 11a для света с длиной волны 550 нм составляет 1,53-1,55. Таким образом, когда пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, имеющая коэффициент преломления 1,48-1,54 (молярное отношение содержания частиц ITO к содержанию окиси кремния в пленке 12, отсекающей инфракрасное излучение, составляет 0,6:9,4-1,8:8,2) для света с длиной волны 550 нм, формируется на верхней поверхности 11b стеклянной пластины, различие в коэффициенте преломления между пленкой 12, отсекающей инфракрасное излучение, и верхней поверхностью 11b для света с длиной волны 550 нм может составлять 0,04 или менее. С другой стороны, когда пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, имеющая коэффициент преломления 1,51-1,57 (молярное отношение содержания частиц ITO к содержанию окиси кремния в пленке 12, отсекающей инфракрасное излучение, составляет 1,2:8,8-2,3:7,7) для света с длиной волны 550 нм, формируется на нижней поверхности 11a поверхности стеклянной пластины, различие в коэффициенте преломления между пленкой 12, отсекающей инфракрасное излучение, и нижней поверхностью 11a для света с длиной волны 550 нм может составлять 0,04 или менее.
Необходимо отметить, что частицы, отсекающие инфракрасное излучение, не ограничиваются частицами ITO, но могут использоваться и другие частицы, отсекающие инфракрасное излучение, имеющие указанное выше молярное отношение.
Меньшее различие в коэффициенте преломления между пленкой 12, отсекающей инфракрасное излучение, и поверхностью стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм может более значительно уменьшить проблемы с внешним видом, такие, что цвет отражения на поверхности стеклянной пластины, на которой формируется пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, изменяется в зависимости от угла по отношению к стеклянной пластины 11, или для одного и того же угла по отношению к стеклянной пластине 11, разброс по толщине пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, сформированной на поверхности стеклянной пластины, вызывает изменение цвета отражения. Таким образом, различие в коэффициенте преломления между пленкой 12, отсекающей инфракрасное излучение, и поверхностью стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм предпочтительно составляет 0,02 или менее.
Коэффициент преломления для света с длиной волны 550 нм представляет собой репрезентативное значение коэффициента преломления в видимом диапазоне света, поскольку длина волны 550 нм представляет собой, по существу, центральную длину волны в видимом диапазоне света и наиболее чувствительную длину волны для глаз человека.
Теперь будет описываться соотношение между различием в коэффициенте преломления между пленкой 12, отсекающей инфракрасное излучение, и поверхностью стеклянной пластины, и изменение цвета отражения в зависимости от угла по отношению к стеклянной пластине 11 и от разброса по толщине пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение.
Фиг.2A-2D представляют собой графики, показывающие результаты для коэффициента отражения поверхности стеклянной пластины, на которой формируется пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, имеющая отличие коэффициента преломления примерно 0,01 и 0,10 от поверхности стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм, которые измеряются в диапазоне длин волн от 370 до 780 нм, фиг.2A показывает случай, когда толщина пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 500 нм, фиг.2B показывает случай, когда толщина пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 750 нм, фиг.2C показывает случай, когда толщина пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 1000 нм, и фиг.2D показывает случай, когда толщина пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, составляет примерно 2000 нм. Сплошная линия показывает случай, когда различие в коэффициенте преломления составляет примерно 0,01, прерывистая линия показывает случай, когда различие в коэффициенте преломления составляет примерно 0,10, ось ординат показывает коэффициент отражения света, а ось абсцисс показывает длину волны света.
На фиг.2A-2D пленки 12, отсекающие инфракрасное излучение, имеющие любую толщину и любые отличия в коэффициенте преломления, показывают поведение с увеличением и уменьшением, так что коэффициент отражения для света попеременно увеличивается и уменьшается в зависимости от изменения длины волны света. Однако для пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, имеющей различие в коэффициенте преломления примерно 0,10 от поверхности стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм, цикл изменения коэффициента отражения для света короче и разница между максимальным значением и минимальным значением, находящимся рядом с максимальным значением коэффициента преломления, больше, чем у пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, имеющей различие в коэффициенте преломления примерно 0,01 от поверхности стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм. Для пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, имеющей большое различие в коэффициенте преломления примерно 0,10 от поверхности стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм, поведение увеличения и уменьшения коэффициента отражения в зависимости от изменения толщины также значительно изменяется. Это означает, что для пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, имеющей большое различие в коэффициенте преломления примерно 0,10 от поверхности стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм, цвет отражения, вероятно, будет меняться в зависимости от изменения толщины пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение.
Больший угол между падающим светом (угол падения) и вертикальной линией относительно стеклянной пластины 11 дает более длинный путь прохождения света, проходящего через пленку 12, отсекающую инфракрасное излучение. Таким образом, больший угол падения дает оптические свойства более похожие на те, которые имеются, когда пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, толстая.
Для пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, имеющей различие в коэффициенте преломления примерно 0,10 от поверхности стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм, цвет отражения, вероятно, будет изменяться в зависимости от изменения толщины, и таким образом цвет отражения, вероятно, будет меняться в зависимости от изменения угла по отношению к стеклянной пластине 11. Таким образом, различие между максимальным значением и минимальным значением коэффициента отражения для света с длинами волн 400-600 нм, для поверхности стеклянной пластины, на которой формируется пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, предпочтительно составляет 2,0% или меньше, предпочтительно, 1,5% или меньше, а более предпочтительно, 1,0% или меньше, тем самым уменьшаются проблемы с внешним видом, такие, что цвет отражения на поверхности стеклянной пластины, на которой формируется пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, изменяется в зависимости от угла по отношению к стеклянной пластине 11, или даже при одном и том же угле по отношению стеклянной пластине 11, разброс по толщине (например, 30 нм) пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, сформированной на поверхности стеклянной пластины, вызывает изменение цвета отражения.
В стеклянной пластине 10, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, в соответствии с одним из вариантов осуществления, другие материалы с высокими рабочими характеристиками, такие как поглотитель ультрафиолета, могут добавляться в пленку 12, отсекающую инфракрасное излучение.
В стеклянной пластине 10, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, в соответствии с одним из вариантов осуществления, добавки, такие как органический материал, могут добавляться в пленку 12, отсекающую инфракрасное излучение, наряду с частицами ITO и компонентами окиси кремния. Добавление органического материала может повысить диспергируемость частиц ITO, и может предотвратить появление трещин в пленке 12, отсекающей инфракрасное излучение, когда пленка 12, отсекающая инфракрасное излучение, формируется с помощью золь-гель процесса. Содержание органического материала не ограничивается, но предпочтительно, оно составляет 60% масс или меньше от общей массы, что связано с тем, что содержание органического материала в пленке 12, отсекающей инфракрасное излучение, превышающее 60% масс, является слишком высоким для получения достаточной твердости пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение. Кроме того, содержание органического материала предпочтительно составляет 15% масс или меньше. Это связано с тем, что при содержании органического материала, превышающем 15% масс, отношение содержания частиц ITO к содержанию окиси кремния должно регулироваться с учетом присутствия органического материала.
Вместо частиц ITO могут использоваться частицы оксида олова, содержащие оксид сурьмы (ATO), частицы оксида цинка, легированного алюминием (AZO), частицы оксида цинка, легированного индием (IZO), частицы оксида цинка, легированного оловом, частицы оксида цинка, легированного кремнием, частицы гексаборида лантана или частицы гексаборида церия.
Фиг.3 представляет собой вид, объясняющий способ формирование пленки 12, отсекающей инфракрасное излучение, на верхней поверхности 11b стеклянной пластины 11 на фиг.1.
На фиг.3 жидкость 16, отсекающая инфракрасное излучение, инжектируется на верхнюю часть стеклянной пластины 11, с использованием сопла 15 или чего-либо подобного, при этом стеклянную пластину 11 удерживают вертикально с помощью элемента 14 для удерживания стеклянной пластины, и жидкость 16, отсекающая инфракрасное излучение, инжектируется на верхнюю часть стеклянной пластины 11 и вертикально стекает вниз, чтобы наноситься на стеклянную пластину 11 (способ нанесения покрытия поливом).
Стеклянная пластина 10, имеющая тонкую пленку, сформированную на ней, изготавливается посредством нанесения жидкости 16, отсекающей инфракрасное излучение, на поверхность подложки из известково-натриевого стекла (600мм×600мм) с помощью способа нанесения покрытия поливом в окружающей среде с относительной влажностью 30% RH и температурой 20°C, а затем термической обработки при 200-600°C. Способ нанесения не ограничивается нанесением покрытия поливом, но может представлять собой нанесение покрытия распылением, нанесение покрытия погружением, нанесение покрытия с помощью валика или трафаретную печать.
Теперь будут описываться Примеры настоящего изобретения.
Раствор, в который полиэтиленгликоль (PEG 400, производимый Kanto Chemical Co., Inc.): 0,036 г, чистая вода: 5,86 г, поверхностно-активное вещество на основе сложного полиэфирфосфатного эфира (Solsperse 41000, производимый Lubrizol Japan Ltd.), в качестве макромолекулярного дисперсанта: 0,162 г, и денатурированный спирт (Solmix (зарегистрированное торговое наименование) AP-7, производимый Japan Alcohol Trading Co., Ltd. (далее упоминается как "AP-7"): 12,44 г, помещают в указанном порядке, перемешивают в течение одной минуты, затем к раствору добавляют AP-7: 3,00 г, к которому добавляют 1% масс концентрированной хлористоводородной кислоты (производимой Kanto Chemical Co., Inc.), а затем перемешивают в течение одной минуты.
Затем тетраэтоксисилан (KBE-04, производимый Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., содержание компонента окиси кремния 28,8% масс) добавляют к раствору и перемешивают в течение четырех часов при комнатной температуре. Затем дисперсию ITO, полученную посредством смешивания частиц ITO и этанола при массовом отношении 2:3 и перемешиваемую в течение четырех часов, добавляют к раствору и перемешивают в течение тридцати минут, при этом получают жидкость 16, отсекающую инфракрасное излучение. В качестве частиц ITO в дисперсии ITO используют частицы, имеющие размер частиц 10-20 нм.
В качестве стеклянной пластины 11 используют промытую подложку из известково-натриевого стекла толщиной 4 мм (зеленое стекло, имеющее функцию поглощения ультрафиолетового излучения).
Жидкость 16, отсекающую инфракрасное излучение, наносят на поверхность стеклянной пластины 11 (600 мм×600 мм) посредством способа нанесения покрытия поливом в окружающей среде с относительной влажностью 30% RH и при температуре 20°C.
Теперь будут описываться примеры 1-4, в которых молярное отношение содержания ITO к содержанию окиси кремния регулируется от 1:9 до 2,3:7,7, и Сравнительный Пример 1, в котором молярное отношение содержания ITO к содержанию окиси кремния доводят до 3,1:6,9.
Отношение содержания ITO к содержанию окиси кремния получают посредством детектирования интенсивностей фотоэлектронов индия (In), олова (Sn) и кремния (Si) и вычисления атомной процентной концентрации из отношения атомной концентрации (In+Sn:Si) суммы индия (In) и олова (Sn) к кремнию (Si) с использованием детектируемых интенсивностей фотоэлектронов и коэффициента относительной чувствительности используемого устройства.
Способ анализа является таким, как описано ниже.
В качестве предварительной обработки образец вырезается, а затем закрепляется на столике для образца с использованием молибденовой маски. Затем осуществляют анализ композиции по глубине с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, с помощью устройства для анализа и при условиях анализа и при условиях травления, описанных ниже.
В качестве устройства для анализа используют аналитическое устройство для рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии ESCA-5600ci, производимое ULVAC-PHI, INC.
При условиях анализа монохроматический источник рентгеновского излучения (монохроматическая 2 мм нить из Al) используется в качестве источника рентгеновского излучения (токовый рентгеновский анод), энергию анода настраивают на 2,3828 Дж (1486,6 эВ), электрическую энергию (мощность анода) настраивают на 150 Вт, напряжение (напряжение рентгеновской трубки) настраивают на 14 кВ, и угол приема (угол столика) настраивают на 45°.
2
При условиях травления в качестве способа травления используют напыление с помощью ионов Ar, напряжение ускорения (напряжение луча) настраивают на 3,0 кВ, растр настраивают на 4×4 мм, и скорость напыления (скорость травления) настраивают примерно на 1,9 нм/мин (уменьшенное значение для пленки SiO).
Композиция, в частности содержание ITO и окиси кремния, в пленке, отсекающей инфракрасное излучение, вычисляется на основе результата анализа композиции в направлении по глубине с помощью анализа на основе рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, и композиция (величина содержания) выражается как каждый компонент в пленке, отсекающей инфракрасное излучение, в центре, в направлении по глубине.
В качестве Примера 1, 2,25 г дисперсии ITO и 6,25 г тетраэтоксисилана добавляют для получения жидкости, отсекающей инфракрасное излучение, с массовым отношением содержания ITO к содержанию окиси кремния 3,3:6,7 и при их молярном отношении 1:9, и жидкость, отсекающая инфракрасное излучение, наносится на верхнюю поверхность стеклянной пластины для получения стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, на которой формируется пленка, отсекающая инфракрасное излучение.
Фиг.4 представляет собой график, показывающий атомные концентрации индия (In), олова (Sn) и кремния (Si) в Примере 1, ось ординат показывает атомную концентрацию (%), и ось абсцисс показывает время напыления (мин).
На фиг.4 отношение атомных концентраций (In+Sn:Si) суммы индия (In) и олова (Sn) к кремнию (Si) составляет примерно 1:9, и таким образом молярное отношение содержания ITO к содержанию окиси кремния, как обнаружено, составляет примерно 1:9.
В Примере 2 3,07 г дисперсии ITO и 5,13 г тетраэтоксисилана добавляют для получения жидкости, отсекающей инфракрасное излучение, с массовым отношением содержания ITO к содержанию окиси кремния 4,5:5,5 и их молярным отношением 1,6:8,4, и жидкость, отсекающая инфракрасное излучение, наносится на верхнюю поверхность стеклянной пластины для получения стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, на которой формируется пленка, отсекающая инфракрасное излучение.
В Примере 3 3,07 г дисперсии ITO и 5,13 г тетраэтоксисилана добавляют для получения жидкости, отсекающей инфракрасное излучение, с массовым отношением содержания ITO к содержанию окиси кремния 4,5:5,5 и их молярным отношением 1,6:8,4, и жидкость, отсекающая инфракрасное излучение, наносится на нижнюю поверхность стеклянной пластины для получения стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, на которой формируется пленка, отсекающая инфракрасное излучение.
В Примере 4 3,89 г дисперсии ITO и 4,01 г тетраэтоксисилана добавляют для получения жидкости, отсекающей инфракрасное излучение, с массовым отношением содержания ITO к содержанию окиси кремния 5,7:4,3 и их молярным отношением 2,3:7,7, и жидкость, отсекающая инфракрасное излучение, наносится на нижнюю поверхность стеклянной пластины для получения стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, на которой формируется пленка, отсекающая инфракрасное излучение.
В Сравнительном примере 1 4,50 г дисперсии ITO и 3,17 г тетраэтоксисилана добавляют для получения жидкости, отсекающей инфракрасное излучение, с массовым отношением содержания ITO к содержанию окиси кремния 6,6:3,4 и их молярным отношением 3,1:6,9, и жидкость, отсекающая инфракрасное излучение, наносится на верхнюю поверхность стеклянной пластины для получения стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, на которой формируется пленка, отсекающая инфракрасное излучение.
Для примеров 1-4 и Сравнительного примера 1 коэффициент преломления пленки, отсекающей инфракрасное излучение, для света с длиной волны 550 нм измеряют с использованием спектроскопического эллипсометра (VASE, производится J.A. Woollam Co., Inc.), коэффициент преломления поверхности стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм вычисляют из коэффициента пропускания и коэффициента отражения, измеренных с использованием спектрофотометра (спектрофотометр U-4000 производится Hitachi Ltd.), и наблюдается степень интерференции света. Коэффициент преломления пленки, отсекающей инфракрасное излучение, для света с длиной волны 550 нм оценивают с помощью способа эллипсометрического анализа (спектрометрической эллипсометрии) оптимизации параметра оптической модели, с тем, чтобы восстановить Пси (ψ) и Дельта (Δ), полученные с помощью спектроскопического эллипсометра, и для вычисления оптической константы (коэффициента преломления, и коэффициента затухания). Результаты для коэффициента преломления поверхности стеклянной пластины, для света с длиной волны 550 нм, коэффициента преломления пленки, отсекающей инфракрасное излучение, для света с длиной волны 550 нм, различие в коэффициенте преломления между пленкой, отсекающей инфракрасное излучение, и поверхностью стеклянной пластины для света с длиной волны 550 нм и степень интерференции света показаны в Таблице 1.
Для стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, в каждом Примере, коэффициент отражения для света с длинами волн от 370 до 780 нм и коэффициент пропускания для света с длин волн от 300 до 2100 нм для поверхности стеклянной пластины на той стороне, на которой формируются пленки, отсекающие инфракрасное излучение, и, имеющие толщину примерно 500 нм, примерно 750 нм, примерно 1000 нм, и примерно 2000 нм, измеряют с использованием спектрофотометра (спектрофотометр U-4000, производится Hitachi Ltd.). Результаты измерений показаны на фиг.5A-5D и 6A-6D. Толщина пленки, отсекающей инфракрасное излучение, на стеклянной пластине, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, в каждом Примере, измеряется посредством разрезания стеклянной пластинки, и наблюдения поперечного разреза пленки, отсекающей инфракрасное излучение, сформированной на поверхности стеклянной пластины, для разрезанной стеклянной пластины, используя сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией (SEM) (Model №. S-4700, производится Hitachi Ltd.). Для этого измерения толщины образец для измерений покрывается пленкой Pt-Pd, для проводимости. Для условий измерения ускоряющее напряжение составляет 5 кВ. После измерения толщины с помощью описанного выше способа оптические свойства стеклянной пластины, имеющей тонкую пленку, сформированную на ней, вблизи положений образца с описанной выше толщиной (примерно 500 нм, примерно 750 нм, примерно 1000 нм и примерно 2000 нм) измеряют с помощью спектрофотометра.
Максимальное значение и минимальное значение коэффициента отражения для света с длинами волн от 400 до 600 нм для поверхности стеклянной пластины, на которой формируется пленка, отсекающая инфракрасное излучение, имеющая каждую толщину, и разница между максимальным значением и минимальным значением показаны в Таблице 2. Коэффициент отражения падающего света измеряется для угла падения 12°.
Из Таблицы 1, как и из примеров 1-4, находим, что регулировка молярного отношения содержания ITO к содержанию окиси кремния в пленке, отсекающей инфракрасное излучение, от 1:9 до 2,3:7,7 может уменьшить различие в коэффициенте преломления между пленкой, отсекающей инфракрасное излучение, и поверхностью стеклянной пластиной для света с длиной волны 550 нм.
Из Таблицы 2, как и из примеров 1-4, находим, что регулировка молярного отношения содержания ITO к содержанию окиси кремния в пленке, отсекающей инфракрасное излучение, от 1:9 до 2,3:7,7 может уменьшить разницу между максимальным значением и минимальным значением коэффициента отражения для света с длиной волны от 400 до 600 нм для поверхности стеклянной пластины, на которой формируется пленка, отсекающая инфракрасное излучение, до 1,5% или меньше.
<b>Таблица 2</b>
<b>Толщина 500 нм</b>
<b>Толщина 750 нм</b>
<b>Толщина 1000 нм</b>
<b>Толщина 2000 нм</b>
<b>Коэффициент отражения (%)</b>
<b>Коэффициент отражения (%)</b>
<b>Коэффициент отражения (%)</b>
<b>Коэффициент отражения (%)</b>
<b>Максимальное значение</b>
<b>Минимальное значение</b>
<b>Разница</b>
<b>Максимальное значение</b>
<b>Минимальное значение</b>
<b>Разница</b>
<b>Максимальное значение</b>
<b>Минимальное значение</b>
<b>Разница</b>
<b>Максимальное значение</b>
<b>Минимальное значение</b>
<b>Разница</b>
<u>Пример 1</u>
6,83
5,87
0,96
6,69
5,92
0,77
6,75
5,85
0,90
6,62
5,82
0,80
<b>Пример 2</b>
6,29
6,33
0,59
7,17
6,30
0,87
7,02
6,14
0,88
6,88
6,00
0,88
<b>Пример 3</b>
7,42
6,46
0,96
7,22
6,47
0,75
7,30
6,42
0,88
7,07
6,27
0,80
<b>Пример 4</b>
7,83
6,94
0,89
7,99
6,69
1,30
7,87
6,77
1,10
7,59
6,61
0,98
<b>Сравнительный пример 1</b>
9,09
6,24
2,85
9,07
6,12
2,95
9,00
6,15
2,85
8,57
5,98
2,59