JP2014124815A - Low-radiation film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築用の複層ガラスや合わせガラス等に用いられる低放射膜に関し、特に高い可視光透過性と日射遮蔽性を両立し、なおかつ良好な外観色調を有する、窓ガラスを提供するのに好適な低放射膜に関する。 The present invention relates to a low-emission film used for architectural double glazing, laminated glass, and the like, and particularly provides a window glass that has both high visible light transmittance and solar shading, and has a good appearance color tone. It relates to a low-emission film suitable for the above.
冬季に室内の暖房熱が室外へ流出するのを防ぐ複層ガラスは住宅、ビルディングの窓ガラスとして幅広く用いられている。複層ガラスは、少なくとも2枚の板ガラスをスペーサーを介して貼り合わせた構造を有しており、2枚のガラスの間の中空層は乾燥空気、またはArやKrなど熱伝導率の低いガスを封入してなるものである。 Multi-layer glass that prevents indoor heating heat from flowing outside in winter is widely used as window glass for houses and buildings. The multi-layer glass has a structure in which at least two plate glasses are bonded via a spacer, and the hollow layer between the two glasses is made of dry air or a gas having low thermal conductivity such as Ar or Kr. It is an encapsulated product.
上記の冬季の断熱性に加えて、夏季の日射遮蔽性を付与したLow Emissivity(以下、Low−Eとする)複層ガラスが、1年を通じて省エネに役立つ窓ガラスとして急速に普及している。Low−E複層ガラスは、2枚のガラスの間の中空層に接するガラスの表面に低放射膜を設けている。該低放射膜は、金属酸化物などの誘電体層とAgなどの金属層を多積層した積層構造を有している。上記のようなLow−E複層ガラスは、低放射膜の有する日射遮蔽性能に起因して、室外から室内へ流入する日射熱を反射する性質を有しているため、夏季の冷房費を抑えることができる。 Low Emissivity (hereinafter referred to as Low-E) multi-layer glass, which has been provided with summer solar radiation shielding in addition to the above-described winter heat insulation, has been rapidly spread as a window glass useful for energy saving throughout the year. Low-E double glazing is provided with a low radiation film on the surface of the glass in contact with the hollow layer between the two glasses. The low emission film has a laminated structure in which a dielectric layer such as a metal oxide and a metal layer such as Ag are laminated. Low-E double-glazed glass as described above has the property of reflecting solar heat flowing from the outside into the room due to the solar radiation shielding performance of the low-radiation film. be able to.
上記のLow−E複層ガラス等に使用される低放射膜は周知であり、誘電体層とAg層を2n+1層積層してなる積層構造体が開示されている(特許文献1)。 Low emission films used for the Low-E multilayer glass and the like are well known, and a laminated structure in which 2n + 1 layers of dielectric layers and Ag layers are laminated is disclosed (Patent Document 1).
また、建築物の窓ガラス面に成膜して良好な色調と優れた可視光透過率とを有する低放射膜として、Ag層を3層備える低放射膜が開示されている(特許文献2)。Ag層を3層備える低放射膜においては、良好な可視光透過性と日射遮蔽性を得るために、Ag層の総厚が少なくとも425Å(=42.5nm、本文中では47.2〜47.7nm)であることが開示されている。 Moreover, the low radiation film | membrane provided with three Ag layers is disclosed as a low radiation film | membrane formed into a film on the window glass surface of a building, and has a favorable color tone and the outstanding visible light transmittance (patent document 2). . In the low radiation film having three Ag layers, the total thickness of the Ag layer is at least 425 mm (= 42.5 nm, 47.2 to 47. 7 nm).
また、誘電体層に酸化物及び窒化物等を用いた低放射膜は、垂直および斜めからの入射光に対して赤みや黄味を帯び難いことが開示されている(特許文献3)。金属層を1層又は2層備える低放射膜における前述した外観上の問題については多くの検討がなされており、解決策として各層を最適な膜厚範囲に設定することが開示されている(特許文献4、特許文献5)。
Further, it is disclosed that a low radiation film using an oxide, nitride, or the like as a dielectric layer is less likely to be reddish or yellowish with respect to incident light from vertical and oblique directions (Patent Document 3). Many studies have been made on the above-described appearance problems in a low-emission film having one or two metal layers, and it is disclosed that each layer is set to an optimum film thickness range as a solution (patent).
近年、省エネや省電力化の要求が高まり、建築用の窓部分には日射遮蔽性と採光性の両立が求められている。前述したような低放射膜では、金属層の層数を3層以上に増やすことにより、光学干渉効果を利用して低い可視光反射率を実現できるため優れた採光性を得やすい。同時に従来の金属層を1層又は2層備えていた低放射膜と比べて、金属層の総膜厚を増やすことが出来るため、従来よりも高い日射遮蔽性も兼備できる。 In recent years, demands for energy saving and power saving have increased, and it has been required that architectural windows have both solar shading and daylighting. In the low emission film as described above, by increasing the number of metal layers to three or more, a low visible light reflectance can be realized using the optical interference effect, and thus excellent daylighting properties are easily obtained. At the same time, the total film thickness of the metal layer can be increased as compared with the low radiation film having one or two conventional metal layers, so that it can also have higher solar radiation shielding than the conventional one.
しかし一方で、低反射膜の遮熱性、すなわち近赤外域の反射率を向上させればさせる程、可視領域と近赤外領域との境界域である700nm付近の反射率に影響が及び、反射色調が赤みを帯びるようになり、特に斜め方向の反射色調が赤みを帯びやすくなる。ビルや住宅の窓に該低放射膜を利用する場合、これらの用途では穏やかな外観色調が好まれていることから、反射色調が赤みを帯びることは回避されることが好ましい。 On the other hand, the higher the heat shielding property of the low-reflection film, that is, the reflectance in the near infrared region, the more the reflectance near 700 nm, which is the boundary region between the visible region and the near infrared region, is affected. The color tone becomes reddish, and the reflected color tone in an oblique direction is particularly reddish. When the low-emission film is used for a window of a building or a house, it is preferable to avoid a reddish reflection color tone because a gentle appearance color tone is preferred in these applications.
さらに、低放射膜の層数を増やすに伴って、金属層及び誘電体層の厚みと日射遮蔽性又は色調との関係がより複雑化し、金属層を1層又は2層備える低放射膜に関する知見だけでは前述した赤みを解決できないことから、新たに最適な低放射膜の構成が求められている。 Further, as the number of layers of the low radiation film is increased, the relationship between the thickness of the metal layer and the dielectric layer and the solar radiation shielding property or color tone becomes more complicated, and the knowledge about the low radiation film having one or two metal layers Since the above-mentioned redness cannot be solved alone, a new optimal low-emission film configuration is required.
かくして本発明は、金属層を3層有する低放射膜において、良好な外観色調、特に斜めから見た時に赤みを呈することのない低放射膜を提供することを課題とする。 Thus, an object of the present invention is to provide a low-emission film that has a good appearance color tone, particularly, no redness when viewed from an oblique direction, in a low-emission film having three metal layers.
本発明は、透明基材上に形成される低放射膜であり、該低放射膜は、誘電体層とAgを主成分とする金属層とが、透明基材上に、第一誘電体層、第一金属層、第二誘電体層、第二金属層、第三誘電体層、第三金属層、第四誘電体層の順で積層されてなる積層体を有し、該積層体における各層の物理膜厚は、
第一誘電体層が30〜50nm、
第一金属層が7〜19nm、
第二誘電体層が65〜90nm、
第二金属層が8〜20nm、
第三誘電体層が65〜90nm、
第三金属層が9〜20nm、
第四誘電体層が25〜45nmであり、
該積層体の誘電体層の総厚が210〜240nmであり、
第三誘電体層に対する第二誘電体層の膜厚の比が0.95〜1.20の範囲内であることを特徴とする低放射膜である。
The present invention is a low emission film formed on a transparent substrate, and the low emission film includes a dielectric layer and a metal layer mainly composed of Ag, the first dielectric layer on the transparent substrate. , A first metal layer, a second dielectric layer, a second metal layer, a third dielectric layer, a third metal layer, and a fourth dielectric layer are laminated in this order, The physical film thickness of each layer is
The first dielectric layer is 30-50 nm,
The first metal layer is 7 to 19 nm,
The second dielectric layer is 65-90 nm,
The second metal layer is 8-20 nm,
A third dielectric layer of 65-90 nm,
The third metal layer is 9-20 nm,
The fourth dielectric layer is 25-45 nm;
The total thickness of the dielectric layers of the laminate is 210-240 nm;
The ratio of the film thickness of the second dielectric layer to the third dielectric layer is in the range of 0.95 to 1.20.
前記Agを主成分とする金属層は、Ag膜、又はAgを主成分とするAg合金膜が用いられ、Ag合金としては、パラジウム、金、白金、ニッケル、銅などの金属をそれぞれ5質量%以下の範囲内で含んでいてもよい。ここで、「主成分」はAgを90質量%以上含むものを指すものとする。 The metal layer containing Ag as a main component is an Ag film or an Ag alloy film containing Ag as a main component. As the Ag alloy, 5% by mass of a metal such as palladium, gold, platinum, nickel, or copper is used. It may be included within the following range. Here, the “main component” indicates that containing 90% by mass or more of Ag.
また、前記積層体は、第一誘電体層の厚みt1と第二誘電体層の厚みt2がt2>t1であり、第三誘電体層の厚みt3と第四誘電体層の厚みt4がt3>t4となるものである。各誘電体層の厚みが上記不等式を満たさない場合、低放射膜が赤い反射色調を帯びたり、可視光反射率が高くなったりするなど、好ましい外観色調を得ることが出来ない。 In the laminate, the thickness t1 of the first dielectric layer and the thickness t2 of the second dielectric layer are t2> t1, and the thickness t3 of the third dielectric layer and the thickness t4 of the fourth dielectric layer are t3. > T4. When the thickness of each dielectric layer does not satisfy the above inequality, it is not possible to obtain a preferable appearance color tone such as a low emission film having a red reflection color tone or a high visible light reflectance.
前記誘電体層は低放射膜の反射色調などを調整する層であり、Zn、Sn、Al、Ti、Si、及びInからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属を含む酸化物、窒化物、又は酸窒化物の透明な薄膜が好適に用いられる。 The dielectric layer is a layer for adjusting the reflection color tone of the low radiation film, and is an oxide, nitride, or at least one metal selected from the group consisting of Zn, Sn, Al, Ti, Si, and In, or A transparent thin film of oxynitride is preferably used.
尚、前記誘電体層及び前記金属層の物理膜厚は、以下の手順により見積もられた各層の成膜速度を、低放射膜を形成時に設定した基材搬送速度で除算することにより求めることが可能である。誘電体層又は金属層の各層の成膜速度(nm・mm/min)は、各層の単層膜を成膜した時の、単層膜の厚さ(nm)と基材の搬送速度(mm/min)の積を算出することにより求められる。該単層膜の厚さは、成膜前にガラス基材上に油性ペンなどのマーキングを施し、成膜後にこれを除去し、単層膜が形成された箇所と、マーキングを除去した膜が形成されていない箇所との段差を、触針式段差計(Veeco社製、Dektak 150)を用いて測定した。 The physical film thickness of the dielectric layer and the metal layer is obtained by dividing the film formation speed of each layer estimated by the following procedure by the substrate conveyance speed set when forming the low radiation film. Is possible. The film formation speed (nm · mm / min) of each layer of the dielectric layer or metal layer is the thickness of the single layer film (nm) and the substrate transport speed (mm) when the single layer film of each layer is formed. / Min). The thickness of the single layer film is determined by marking the glass substrate with a marker such as an oil pen before film formation and removing the film after film formation. The level difference from the portion where it was not formed was measured using a stylus type level meter (Veeco, Dektak 150).
前記積層体の各層を前述した範囲内とすることにより、JIS R3106に準拠して測定した日射透過率を0.40%以下、可視光透過率を60%以上とすることが可能となり、反射色調が赤みを呈することを防ぐことが可能となる。なお本発明においては、低放射膜の各光学特性を自記分光光度計(日立製作所製、U−4000)を用いて測定した。 By making each layer of the laminate within the above-mentioned range, it is possible to make the solar radiation transmittance measured in accordance with JIS R3106 0.40% or less and the visible light transmittance 60% or more. Can be prevented from exhibiting redness. In the present invention, each optical characteristic of the low emission film was measured using a self-recording spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd., U-4000).
また本発明は、後述する実施例において透明基材面に対して斜め45度付近から目視した際に赤みを帯びたギラつきや干渉縞を呈するものを「赤みを呈する」としているが、目視の角度に限定するものではない。 Further, in the examples described below, the reddish glaring and interference fringes when viewed from near 45 degrees obliquely with respect to the transparent base material surface are described as “reddish”. The angle is not limited.
本発明の低放射膜は、金属層を3層有する低放射膜において、良好な外観色調、特に透明基材面に対して斜めから見た時に赤みを呈することのない低放射膜を提供することが可能である。 The low emission film of the present invention is a low emission film having three metal layers, and provides a low emission film that does not exhibit redness when viewed from an oblique angle with respect to a transparent base material surface, particularly with respect to a transparent substrate surface. Is possible.
本発明の低放射膜の概略を図1に示す。本発明の低放射膜は、透明基材1上に形成される低放射膜であり、該低放射は、誘電体層2とAgを主成分とする金属層3とが、透明から第一誘電体層、第一金属層、第二誘電体層、第二金属層、第三誘電体層、第三金属層、第四誘電体層の順で積層された積層体を有するものである。
該積層体における各層の物理膜厚は、第一誘電体層が30〜50nm、第一金属層が7〜19nm、第二誘電体層が65〜90nm、第二金属層が8〜20nm、第三誘電体層が65〜90nm、第三金属層が9〜20nm、第四誘電体層が25〜45nmであり、該積層体の誘電体層の総厚が210〜240nmであり、第三誘電体層に対する第二誘電体層の膜厚の比が0.95〜1.20の範囲内である。
該積層体の誘電体層の総厚が上記の範囲外、又は第三誘電体層に対する第二誘電体層の膜厚の比が上記の範囲外では、透明基材面を斜め45度から見た時の反射色に刺激色である赤みを呈し、好ましい外観色調が得られない。
An outline of the low emission film of the present invention is shown in FIG. The low radiation film of the present invention is a low radiation film formed on the
The physical film thickness of each layer in the laminate is 30 to 50 nm for the first dielectric layer, 7 to 19 nm for the first metal layer, 65 to 90 nm for the second dielectric layer, 8 to 20 nm for the second metal layer, The third dielectric layer is 65-90 nm, the third metal layer is 9-20 nm, the fourth dielectric layer is 25-45 nm, the total thickness of the dielectric layers of the laminate is 210-240 nm, The ratio of the film thickness of the second dielectric layer to the body layer is in the range of 0.95 to 1.20.
When the total thickness of the dielectric layers of the laminate is out of the above range, or the ratio of the thickness of the second dielectric layer to the third dielectric layer is out of the above range, the transparent substrate surface is viewed obliquely from 45 degrees. In this case, the reflected color is red as a stimulating color, and a preferable appearance color tone cannot be obtained.
低放射膜は、前記積層体上にコーティングや誘電体層等を有するものであってもよい。また、金属層の総厚が物理膜厚で30〜47nmであるのが好ましい。30nm未満だと好ましい日射遮蔽性能を得ることが出来ず、また47nmを超えると可視光反射率が増加し、可視光透過率が低下するため、好ましい採光性を得ることが出来ない。 The low radiation film may have a coating or a dielectric layer on the laminate. Moreover, it is preferable that the total thickness of a metal layer is 30-47 nm by a physical film thickness. If it is less than 30 nm, it is not possible to obtain preferable solar shading performance, and if it exceeds 47 nm, the visible light reflectance increases and the visible light transmittance decreases, so that preferable daylighting properties cannot be obtained.
前記誘電体層は、前述したようにZn、Sn、Al、Ti、Si、及びInからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属を含む酸化物、窒化物、又は酸窒化物の透明な薄膜が好適に用いられる。 The dielectric layer is preferably a transparent thin film of oxide, nitride, or oxynitride containing at least one metal selected from the group consisting of Zn, Sn, Al, Ti, Si, and In, as described above. Used for.
誘電体層としては、透明基材と金属層との密着性を向上させること、低放射膜の化学的耐久性を向上させること、光学干渉効果を利用して好ましい外観色調を得ること、等を目的として、特にZnO、又はAlを添加したZnO(以下、AZOと呼ぶことがある)、SnO2、TiO2の薄膜及びこれらの薄膜の多積層体やこれらの酸化物の混合膜を用いるのが好ましい。 As the dielectric layer, to improve the adhesion between the transparent substrate and the metal layer, to improve the chemical durability of the low emission film, to obtain a preferable appearance color tone using the optical interference effect, etc. For the purpose, in particular, ZnO or ZnO to which Al is added (hereinafter sometimes referred to as AZO), SnO 2 , TiO 2 thin films, multi-layers of these thin films, and mixed films of these oxides are used. preferable.
前記低放射膜は、金属層とその上に引き続いて形成される誘電体層との間に、保護膜層を有することが好ましい。保護膜層は、金属層の上に直接形成されることが好ましく、該保護膜層を形成することにより、金属酸化物、金属窒素化物、または金属酸窒化物などの誘電体層を形成する際に発生する、酸素又は窒素プラズマによる金属層の劣化を防いで金属層を保護することが可能である。 The low-emission film preferably has a protective film layer between the metal layer and the dielectric layer subsequently formed thereon. The protective film layer is preferably formed directly on the metal layer. By forming the protective film layer, a dielectric layer such as a metal oxide, a metal nitride, or a metal oxynitride is formed. It is possible to protect the metal layer by preventing the deterioration of the metal layer due to the oxygen or nitrogen plasma generated.
該保護膜層には、Zn、Sn、Ti、Al、Si、NiCr、Cr、Zn合金、及びSn合金からなる群から選ばれる少なくとも1つ、又は該金属にAl、Sb金属を0.01〜10.0質量%含んだもの、又は該金属若しくは該合金の低級酸化物薄膜等を用いることができ、金属層や誘電体層との密着性などを考慮して適宜選択される。また、該保護膜層の物理膜厚は好ましくは1〜7nm程度、より好ましくは2〜3nm程度としてもよい。 For the protective film layer, at least one selected from the group consisting of Zn, Sn, Ti, Al, Si, NiCr, Cr, Zn alloy, and Sn alloy, or 0.01 to 0.01% of Al or Sb metal as the metal. A material containing 10.0% by mass or a lower oxide thin film of the metal or the alloy can be used, and is appropriately selected in consideration of adhesion to a metal layer or a dielectric layer. The physical film thickness of the protective film layer is preferably about 1 to 7 nm, more preferably about 2 to 3 nm.
低放射膜の誘電体層、金属層、保護膜層は、生産性が良好なことからスパッタリング法等の蒸着プロセスにより成膜することが好ましく、特に、スパッタリングのターゲット背後に磁石を配置し、発生する磁場により、ターゲット表面近傍にプラズマを閉じ込め、ターゲットからスパッタリングされた粒子により成膜を行うマグネットスパッタリング法により成膜することが好ましい。 The dielectric layer, metal layer, and protective layer of the low-emission film are preferably formed by a vapor deposition process such as a sputtering method because of their good productivity. In particular, a magnet is placed behind the sputtering target. It is preferable to form a film by a magnet sputtering method in which a plasma is confined in the vicinity of a target surface by a magnetic field and a film is formed by particles sputtered from the target.
スパッタリング法において、プラズマ発生源には直流電源、交流電源、及び交流と直流を重畳した電源等、いずれの電源も好適に使用できるが、交流と直流を重畳した電源は連続生産性に優れており好適に用いることが可能である。 In the sputtering method, any power source such as a DC power source, an AC power source, and a power source in which AC and DC are superimposed can be suitably used as a plasma generation source, but a power source in which AC and DC are superimposed has excellent continuous productivity. It can be suitably used.
成膜装置としては、図2に示すようなマグネトロンスパッタリング装置が好適である。図2は、該装置を上方から観察したときの要部を示すものである。該装置はバッキングプレート4上にターゲット5が接着されたものであり、基材ホルダー6に透明基材7を保持させた後、真空チャンバー8内を真空ポンプ9を用いて排気し、該真空チャンバー8内に雰囲気ガスを導入した後、ターゲットに電力を印加し成膜を行う。成膜中の真空チャンバー8内の圧力は、開閉バルブ11により0.1〜1.0Paの範囲で調節するのが好ましい。また、成膜時は所望の膜厚となるように、搬送ロール13上を搬送するホルダー6の搬送速度を調整する。
As the film forming apparatus, a magnetron sputtering apparatus as shown in FIG. 2 is suitable. FIG. 2 shows a main part when the apparatus is observed from above. In this apparatus, a
なお、真空ポンプの種類、ターゲットの個数や種類、直流電源と交流電源の選択、ターゲットへの出力電力、成膜中の圧力などの選択は適宜なされれば良く、特に限定しない。なお、図2についての詳細は、実施例で後述する。 Note that the type of vacuum pump, the number and type of targets, selection of a DC power supply and an AC power supply, output power to the target, pressure during film formation, and the like may be appropriately selected and are not particularly limited. Details of FIG. 2 will be described later in the embodiment.
透明基材は特に限定されるものではないが、例えば、建築物用窓ガラスや通常使用されているフロ−ト板ガラス、又はロ−ルアウト法で製造されたソーダ石灰ガラス等無機質の透明性がある板ガラスを使用できる。当該板ガラスには、クリアガラス、高透過ガラス等の無色のもの、熱線吸収ガラス等の緑等に着色されたもの共に使用可能で、ガラスの形状等に特に限定されるものではないが、可視光透過率を考慮すると、クリアガラス、高透過ガラス等の無色ガラスを使用することが好ましい。また、平板ガラス、曲げ板ガラスはもちろん風冷強化ガラス、化学強化ガラス等の各種強化ガラスの他に網入りガラスも使用できる。さらには、ホウケイ酸塩ガラス、低膨張ガラス、ゼロ膨張ガラス、低膨張結晶化ガラス、ゼロ膨張結晶化ガラス等の各種ガラス基材を用いることができる。また、ガラス基材以外の例としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂等の透明樹脂基材が挙げられる。 Although a transparent base material is not specifically limited, For example, there exists inorganic transparency, such as a window glass for buildings, the glass plate glass normally used, or the soda-lime glass manufactured by the roll-out method Flat glass can be used. The plate glass can be used for both colorless glass such as clear glass and high transmission glass, and green colored such as heat ray absorbing glass, and is not particularly limited to the shape of the glass, but visible light. In consideration of the transmittance, it is preferable to use colorless glass such as clear glass and high transmittance glass. In addition to flat glass, bent glass, various glass such as air-cooled tempered glass and chemically tempered glass, netted glass can be used. Furthermore, various glass substrates such as borosilicate glass, low expansion glass, zero expansion glass, low expansion crystallized glass, and zero expansion crystallized glass can be used. Further, examples other than the glass substrate include transparent resin substrates such as polyethylene terephthalate resin, polycarbonate resin, and polyvinyl chloride resin.
上記の低放射膜を表面に成膜した透明基材は、複層ガラスや合わせガラス等として、建築用窓ガラスに使用されるのが好ましい。建築用ガラスに用いる場合、前述したように穏やかな色調が好まれる。従って、本発明の低放射膜のガラス面反射色調は、CIE Lab表色系でa*は−10〜0、b*は−10〜5の範囲内となるのが好ましい。 The transparent base material having the low emission film formed on the surface thereof is preferably used for architectural window glass as multilayer glass or laminated glass. When used for architectural glass, a gentle color tone is preferred as described above. Therefore, the glass surface reflection color tone of the low emission film of the present invention is preferably in the range of -10 to 0 and b * in the range of -10 to 5 in the CIE Lab color system.
1.低放射膜の作製
図1に示すような、透明基材1の表面上に誘電体層2と金属層3とが交互にされてなる低放射膜を形成した。低放射膜の積層構造は、透明基材から第一誘電体層、第一金属層、第二誘電体層、第二金属層、第三誘電体層、第三金属層、第四誘電体層の順からなり、第一金属層と第二誘電体層の中間に保護膜層(図示せず)、第二金属層と第三誘電体層の中間に保護膜層(図示せず)、第三金属層と第四誘電体層の中間に保護膜層(図示せず)を挿入してなる低放射膜を形成した。透明基材としては、厚さ3mmのソーダライムガラスを用いた。また、各実施例及び比較例の金属層及び誘電体層の膜厚を表1に示した。
1. Production of Low Emission Film As shown in FIG. 1, a low emission film in which
実施例1
誘電体層としてはAlが添加された酸化亜鉛膜(以下、AZO膜と記載することがある)、金属層としてはAg膜、保護膜層としてはAlが添加された亜鉛膜(以下、AZ膜と呼ぶことがある)を用いた。低放射の成膜は、図2に示すマグネトロンスパッタリング装置を用いて行った。
Example 1
A zinc oxide film to which Al is added as a dielectric layer (hereinafter sometimes referred to as an AZO film), an Ag film as a metal layer, and a zinc film to which Al is added as a protective film layer (hereinafter referred to as an AZ film) May be called). Low-emission film formation was performed using the magnetron sputtering apparatus shown in FIG.
透明基材1を基材ホルダー6に保持させた後、真空チャンバー8内を真空ポンプ9によって排気して第一誘電体層の成膜を行った。成膜中、真空ポンプ9は連続して稼働させ、真空チャンバー内の雰囲気ガスは、ガス導入管10より、酸素ガスを導入し、酸素ガスの流量をマスフローコントローラー(図示せず)により制御して調整した。真空ポンプ9にはターボ分子ポンプを用いた。成膜中の真空チャンバー内の圧力は、真空チャンバーと真空ポンプの間に設置された開閉バルブ11の開度を制御することで0.3Paに調節した。裏側にマグネット14が配置されたターゲット5には、Alが添加されたZnターゲット(以下、AZターゲットと呼ぶ)を用い、AZターゲットへ電源ケーブル15を通じでDC電源12より投入される電力は1000Wとした。基材ホルダー6は、搬送ロール13上を搬送され、ターゲット5の横を通過させ、AZO膜の膜厚が32nmになるように搬送速度を調整した。なお、以降いずれの膜についても、搬送速度を制御することで所望の膜厚を得ており、意図的な基材の加熱は行わなかった。
After holding the
次に、第一誘電体層であるAZO膜の上に第一金属層としてAg膜を、真空を維持したまま連続して成膜した。ターゲット5にAgターゲットを用いて、真空チャンバー8内の雰囲気ガスは、ガス導入管10より、アルゴンガスを導入し、圧力は、開閉バルブ11を制御して0.5Paに調節した。Agターゲット5へ電源ケーブル15を通じてDC電源12より投入する電力は360Wとした。Ag膜の厚さが15nmになるように、基材ホルダー6の搬送速度を制御した。
Next, an Ag film as a first metal layer was continuously formed on the AZO film as the first dielectric layer while maintaining a vacuum. An Ag target was used as the
次に、第一金属層であるAg膜の上に保護膜層を、真空を維持したまま連続的して成膜した。ターゲット5にAZターゲットを用いて、真空チャンバー8内の雰囲気ガスは、ガス導入管10より、アルゴンガスを導入し、圧力は、開閉バルブ11を制御して0.7Paに調節した。Agターゲット5へ電源ケーブル15を通じてDC電源12より投入する電力は120Wとした。AZO膜の厚さが2.8nmになるように、基材ホルダー6の搬送速度を制御した。
Next, a protective film layer was continuously formed on the Ag film as the first metal layer while maintaining a vacuum. An AZ target was used as the
次に、保護膜層の上に第二誘電体層を、真空を維持したまま連続して成膜した。AZO膜の厚さが83nmになるように、基材ホルダー6の搬送速度を制御し、その他の成膜条件は第一誘電体層の成膜条件と同様に設定した。
Next, a second dielectric layer was continuously formed on the protective film layer while maintaining a vacuum. The conveyance speed of the
次に、第二誘電体層であるAZO膜の上に第二金属層としてAg膜を、真空を維持したまま連続して成膜した。Ag膜の厚さが13nmになるように、基材ホルダー6の搬送速度を制御し、その他の成膜条件は第一金属層の成膜条件と同様に設定した。
Next, an Ag film as a second metal layer was continuously formed on the AZO film as the second dielectric layer while maintaining a vacuum. The conveyance speed of the
次に、第二金属層であるAg膜の上に保護膜層を、真空を維持したまま連続的して成膜した。成膜条件は、第一誘電体層と第一金属層の中間に形成した保護膜層の成膜条件と同様に設定した。 Next, a protective film layer was continuously formed on the Ag film as the second metal layer while maintaining a vacuum. The film formation conditions were set in the same manner as the film formation conditions for the protective film layer formed between the first dielectric layer and the first metal layer.
次に、保護膜層の上に第三誘電体層を、真空を維持したまま連続して成膜した。AZO膜の厚さが71nmになるように、基材ホルダー6の搬送速度を制御し、その他の成膜条件は第一誘電体層の成膜条件と同様に設定した。
Next, a third dielectric layer was continuously formed on the protective film layer while maintaining a vacuum. The transport speed of the
次に、第三誘電体層であるAZO膜の上に第三金属層としてAg膜を、真空を維持したまま連続して成膜した。Ag膜の厚さが14nmになるように、基材ホルダー6の搬送速度を制御し、その他の成膜条件は第一金属層の成膜条件と同様に設定した。
Next, an Ag film as a third metal layer was continuously formed on the AZO film as the third dielectric layer while maintaining a vacuum. The conveyance speed of the
次に、第三金属層であるAg膜の上に保護膜層を、真空を維持したまま連続して成膜した。成膜条件は、第一誘電体層と第一金属層の中間に形成した保護膜層の成膜条件と同様に設定した。 Next, a protective film layer was continuously formed on the Ag film as the third metal layer while maintaining a vacuum. The film formation conditions were set in the same manner as the film formation conditions for the protective film layer formed between the first dielectric layer and the first metal layer.
次に、保護膜層の上に第四誘電体層を、真空を維持したまま連続して成膜した。AZO膜の厚さが34nmになるように、基材ホルダー6の搬送速度を制御し、その他の成膜条件は第一誘電体層の成膜条件と同様に設定した。
Next, a fourth dielectric layer was continuously formed on the protective film layer while maintaining a vacuum. The transport speed of the
実施例2
第一誘電体層であるAZO膜の厚さを32nm、第一金属層であるAg膜の厚さを15nm、第二誘電体層であるAZO膜の厚さを83nm、第二金属層であるAg膜の厚さを13nm、第三誘電体層であるAZO膜の厚さを73nm、第三金属層であるAg膜の厚さを14nm、第四誘電体層であるAZO膜の厚さを36nmと設定し、その他の成膜条件は実施例1と同様に設定し、低放射膜を形成した。
Example 2
The thickness of the AZO film as the first dielectric layer is 32 nm, the thickness of the Ag film as the first metal layer is 15 nm, the thickness of the AZO film as the second dielectric layer is 83 nm, and the second metal layer. The thickness of the Ag film is 13 nm, the thickness of the AZO film as the third dielectric layer is 73 nm, the thickness of the Ag film as the third metal layer is 14 nm, and the thickness of the AZO film as the fourth dielectric layer is The film thickness was set to 36 nm, and other film forming conditions were set in the same manner as in Example 1 to form a low radiation film.
実施例3
第一誘電体層であるAZO膜の厚さを36nm、第一金属層であるAg膜の厚さを14nm、第二誘電体層であるAZO膜の厚さを79nm、第二金属層であるAg膜の厚さを11nm、第三誘電体層であるAZO膜の厚さを69nm、第三金属層であるAg膜の厚さを13nm、第四誘電体層であるAZO膜の厚さを34nmと設定し、その他の成膜条件は実施例1と同様に設定し、低放射膜を形成した。
Example 3
The thickness of the AZO film as the first dielectric layer is 36 nm, the thickness of the Ag film as the first metal layer is 14 nm, the thickness of the AZO film as the second dielectric layer is 79 nm, and the second metal layer. The thickness of the Ag film is 11 nm, the thickness of the AZO film as the third dielectric layer is 69 nm, the thickness of the Ag film as the third metal layer is 13 nm, and the thickness of the AZO film as the fourth dielectric layer is The thickness was set to 34 nm, and other film forming conditions were set in the same manner as in Example 1 to form a low radiation film.
実施例4
第一誘電体層であるAZO膜の厚さを45nm、第一金属層であるAg膜の厚さを9.2nm、第二誘電体層であるAZO膜の厚さを77nm、第二金属層であるAg膜の厚さを12nm、第三誘電体層であるAZO膜の厚さを80nm、第三金属層であるAg膜の厚さを12.5nm、第四誘電体層であるAZO膜の厚さを31nmと設定し、その他の成膜条件は実施例1と同様に設定し、低放射膜を形成した。
Example 4
The thickness of the AZO film as the first dielectric layer is 45 nm, the thickness of the Ag film as the first metal layer is 9.2 nm, the thickness of the AZO film as the second dielectric layer is 77 nm, and the second metal layer The thickness of the Ag film that is 12 nm, the thickness of the AZO film that is the third dielectric layer is 80 nm, the thickness of the Ag film that is the third metal layer is 12.5 nm, and the AZO film that is the fourth dielectric layer Was set to 31 nm, and other film formation conditions were set in the same manner as in Example 1 to form a low radiation film.
実施例5
第一誘電体層であるAZO膜の厚さを36nm、第一金属層であるAg膜の厚さを7nm、第二誘電体層であるAZO膜の厚さを74nm、第二金属層であるAg膜の厚さを11nm、第三誘電体層であるAZO膜の厚さを73nm、第三金属層であるAg膜の厚さを9nm、第四誘電体層であるAZO膜の厚さを32nmと設定し、その他の成膜条件は実施例1と同様に設定し、低放射膜を形成した。
Example 5
The thickness of the AZO film as the first dielectric layer is 36 nm, the thickness of the Ag film as the first metal layer is 7 nm, the thickness of the AZO film as the second dielectric layer is 74 nm, and the second metal layer. The thickness of the Ag film is 11 nm, the thickness of the AZO film as the third dielectric layer is 73 nm, the thickness of the Ag film as the third metal layer is 9 nm, and the thickness of the AZO film as the fourth dielectric layer is The film thickness was set to 32 nm, and other film forming conditions were set in the same manner as in Example 1 to form a low radiation film.
実施例6
第一誘電体層であるAZO膜の厚さを32nm、第一金属層であるAg膜の厚さを19nm、第二誘電体層であるAZO膜の厚さを83nm、第二金属層であるAg膜の厚さを13nm、第三誘電体層であるAZO膜の厚さを73nm、第三金属層であるAg膜の厚さを14nm、第四誘電体層であるAZO膜の厚さを36nmと設定し、その他の成膜条件は実施例1と同様に設定し、低放射膜を形成した。
Example 6
The thickness of the AZO film as the first dielectric layer is 32 nm, the thickness of the Ag film as the first metal layer is 19 nm, the thickness of the AZO film as the second dielectric layer is 83 nm, and the second metal layer. The thickness of the Ag film is 13 nm, the thickness of the AZO film as the third dielectric layer is 73 nm, the thickness of the Ag film as the third metal layer is 14 nm, and the thickness of the AZO film as the fourth dielectric layer is The film thickness was set to 36 nm, and other film forming conditions were set in the same manner as in Example 1 to form a low radiation film.
比較例1
第一誘電体層であるAZO膜の厚さを36nm、第一金属層であるAg膜の厚さを15nm、第二誘電体層であるAZO膜の厚さを82nm、第二金属層であるAg膜の厚さを13nm、第三誘電体層であるAZO膜の厚さを68nm、第三金属層であるAg膜の厚さを14nm、第四誘電体層であるAZO膜の厚さを36nmと設定し、その他の成膜条件は実施例1と同様に設定し、低放射膜を形成した。
Comparative Example 1
The thickness of the AZO film as the first dielectric layer is 36 nm, the thickness of the Ag film as the first metal layer is 15 nm, the thickness of the AZO film as the second dielectric layer is 82 nm, and is the second metal layer The thickness of the Ag film is 13 nm, the thickness of the AZO film as the third dielectric layer is 68 nm, the thickness of the Ag film as the third metal layer is 14 nm, and the thickness of the AZO film as the fourth dielectric layer is The film thickness was set to 36 nm, and other film forming conditions were set in the same manner as in Example 1 to form a low radiation film.
比較例2
第一誘電体層であるAZO膜の厚さを39nm、第一金属層であるAg膜の厚さを7nm、第二誘電体層であるAZO膜の厚さを67nm、第二金属層であるAg膜の厚さを11nm、第三誘電体層であるAZO膜の厚さを71nm、第三金属層であるAg膜の厚さを9nm、第四誘電体層であるAZO膜の厚さを27nmと設定し、その他の成膜条件は実施例1と同様に設定し、低放射膜を形成した。
Comparative Example 2
The thickness of the AZO film as the first dielectric layer is 39 nm, the thickness of the Ag film as the first metal layer is 7 nm, the thickness of the AZO film as the second dielectric layer is 67 nm, and is the second metal layer The thickness of the Ag film is 11 nm, the thickness of the AZO film as the third dielectric layer is 71 nm, the thickness of the Ag film as the third metal layer is 9 nm, and the thickness of the AZO film as the fourth dielectric layer is The film thickness was set to 27 nm, and other film forming conditions were set in the same manner as in Example 1 to form a low radiation film.
2.低放射膜の評価
積層体物品の光学特性を、自記分光光度計(日立製作所製、U−4000)を用いて測定した。可視光透過率および日射透過率をJIS R3106に準拠して算出し、ガラス面反射色調をCIE Lab表色系にて表した。各実施例及び比較例における低放射膜の光学特性の値を表2に示す。また、反射色の赤みはガラス面を斜め45度から目視し、赤みを帯びたギラつきや干渉縞等が見られたものを「あり」とした。
2. Evaluation of Low Radiation Film The optical characteristics of the laminated article were measured using a self-recording spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd., U-4000). Visible light transmittance and solar radiation transmittance were calculated according to JIS R3106, and the glass surface reflection color tone was expressed in the CIE Lab color system. Table 2 shows the values of the optical characteristics of the low-emission film in each example and comparative example. Further, the redness of the reflected color was determined as “Yes” when the glass surface was observed from an oblique angle of 45 degrees and reddish glare, interference fringes, etc. were observed.
実施例1〜6、比較例1〜2の低放射膜は可視光透過率が69%以上であり、かつ日射透過率が39%以下となり、ビルディングの省エネ窓ガラスとして好ましい採光性と日射遮蔽性を有していた。しかし、比較例1〜2の低放射膜は、ガラス面を斜め45度から見た時の反射色に刺激色である赤みを呈しており、ビルディングの窓ガラス面に成膜した時に好ましい外観と言えるものではなかった。一方、実施例1〜6は斜めからみても赤みを呈することはなく、さらに穏やかな外観色調を有していた。 The low radiation films of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 have a visible light transmittance of 69% or more and a solar radiation transmittance of 39% or less, and are preferable for daylighting and solar radiation shielding properties as an energy saving window glass for buildings. Had. However, the low radiation films of Comparative Examples 1 and 2 have a red color that is a stimulating color when the glass surface is viewed obliquely from 45 degrees, and have a preferable appearance when formed on a window glass surface of a building. I couldn't say anything. On the other hand, Examples 1-6 did not exhibit redness even when viewed obliquely, and had a more gentle appearance color tone.
以上から、本発明の実施例では、金属層を3層有する低放射膜において、誘電体層と金属層の厚さや厚さの比をコントロールすることにより、優れた採光性と日射遮蔽性に加えて、ビルディングの窓ガラス面に成膜する低放射膜として好ましい外観色調を兼備することが可能であると言える。 From the above, in the embodiment of the present invention, in the low radiation film having three metal layers, by controlling the thickness and thickness ratio of the dielectric layer and the metal layer, in addition to excellent daylighting and solar shading. Thus, it can be said that it is possible to have an appearance color tone preferable as a low radiation film formed on the window glass surface of the building.
1 透明基材
2 誘電体層
3 金属層
4 バッキングプレート
5 ターゲット
6 基材ホルダー
7 板ガラス
8 真空チャンバー
9 真空ポンプ
10 ガス導入管
11 開閉バルブ
12 DC電源
13 搬送ロール
14 マグネット
15 電源ケーブル
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第一誘電体層が30〜50nm、
第一金属層が7〜19nm、
第二誘電体層が65〜90nm、
第二金属層が8〜20nm、
第三誘電体層が65〜90nm、
第三金属層が9〜20nm、
第四誘電体層が25〜45nmであり、
該積層体の誘電体層の総厚が210〜240nmであり、
第三誘電体層に対する第二誘電体層の膜厚の比が0.95〜1.20の範囲内であることを特徴とする低放射膜。 A low-emission film formed on a transparent substrate, the low-emission film comprising a dielectric layer and a metal layer mainly composed of Ag, the first dielectric layer and the first metal on the transparent substrate And a physical layer of each layer in the multilayer body, the second dielectric layer, the second metal layer, the third dielectric layer, the third metal layer, and the fourth dielectric layer. Thickness is
The first dielectric layer is 30-50 nm,
The first metal layer is 7 to 19 nm,
The second dielectric layer is 65-90 nm,
The second metal layer is 8-20 nm,
A third dielectric layer of 65-90 nm,
The third metal layer is 9-20 nm,
The fourth dielectric layer is 25-45 nm;
The total thickness of the dielectric layers of the laminate is 210-240 nm;
A low radiation film, wherein the ratio of the film thickness of the second dielectric layer to the third dielectric layer is in the range of 0.95 to 1.20.
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