JP2012136405A - 積層体、複層ガラス、および積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性に優れ、かつ透過色調が良好なグレーの色調である積層体を提供すること。
【解決手段】積層体１は、透明基体２上に、第１の透明誘電体層３１、第１の赤外線反射層３２、第１の金属バリア層３３、第２の透明誘電体層３４、第２の赤外線反射層３５、第２の金属バリア層３６、および第３の透明誘電体層３７がこの順に積層されてなり、透過色調がグレーの色調となるものである。前記透明誘電体層４は酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物からなり、前記金属バリア層６は亜鉛を主成分とする金属からなり、前記透明誘電体層４に含まれる金属元素と前記金属バリア層６に含まれる金属元素とが同一であり、かつ前記第１の金属バリア層３３の厚さが前記第２の金属バリア層３６の厚さよりも厚いもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層体、複層ガラス、および積層体の製造方法に係り、特に複層ガラスに好適に使用される積層体、該積層体を用いた複層ガラス、該積層体の製造方法に関する。

近年、ビル、住宅等の建築物、自動車、電車等の車両の窓ガラスには、寒冷時には室内から室外への熱放射を遮断し、または暑熱時には室外から室内への太陽光による加熱を遮断し、室内の保温性の向上、冷・暖房効率の向上、省エネルギーを目的として、熱線反射膜を有するガラス積層体が用いられつつある。こうした熱線反射膜を有するガラス積層体は膜面の放射率が低く、Ｌｏｗ−Ｅガラスと呼ばれている。

例えば、寒冷地ほどの室内の暖房を必要としない、温暖な地方で用いられる窓ガラスにおいては、室外から室内への熱の流入を遮断するとともに、室外からの太陽光による室内雰囲気の加熱を抑制し、冷房効率を向上させることが求められている。そこで、周縁部を密封して断熱空気層を形成するように２枚のガラス基板を配置し、室外側のガラス基板として、断熱空気層の側に熱線反射膜を有するガラス積層体を用いる複層ガラスが普及されつつある。

熱線反射膜としては、透明誘電体層、赤外線反射層、透明誘電体層が順に積層され、透明誘電体層が主として酸化亜鉛からなり、赤外線反射層が主として銀からなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、このような３層系のものに対して、透明誘電体層と赤外線反射層とを合計して５層積層した５層系のものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

このようなガラス積層体については、透過色調が外観に大きな影響を与える。特に、高層ビル用窓ガラスについては、一般に高層ビルの外壁が天然石等のグレーの色調であるために、この周囲の色調との関係から透過色調がグレーの色調であることが求められる。また、ガラス積層体については、透過色調だけでなく、反射色調、例えば室外から見たときの反射色調についても赤味等を帯びないニュートラルな色調であることが求められる。さらに、ガラス積層体については、生産性を向上させる観点から、熱線反射膜を構成する構成層の種類、層数が少ないことが求められる。

特開２００４−２１７４３２号公報 特開平７−１６５４４２号公報

５層系の熱線反射膜は、３層系の熱線反射膜に比べて、赤外線反射層の合計厚さが厚く、遮熱性能に優れる。また、透明誘電体層が主として酸化亜鉛からなり、赤外線反射層が主として銀からなるもの、特に赤外線反射層の酸化を抑制するための金属バリア層が主として亜鉛からなるものについては、良好な光学特性が得られるとともに、同一の金属ターゲットを用いて透明誘電体層と金属バリア層とを形成できるために、生産性に優れる。

しかしながら、透明誘電体層が主として酸化亜鉛からなり、赤外線反射層が主として銀からなり、金属バリア層が主として亜鉛からなるものについては、必ずしも透過色調をグレーの色調、特に黄色味がなく、クリアなグレーの色調にすることが容易でない。特に、透過色調をグレーの色調としつつ、反射色調をニュートラルな色調にすることは容易でない。金属バリア層を亜鉛以外の金属材料からなるものとすることで、透過色調をグレーの色調とし、また反射色調をニュートラルな色調にすることもできるが、別途、金属バリア層を形成するためのターゲットが必要となり、生産性が低下しやすい。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、生産性に優れ、かつ透過色調が良好なグレーの色調である積層体を提供することを目的としている。また、好ましくは、透過色調が良好なグレーの色調であり、かつ反射色調がニュートラルな色調である積層体を提供することを目的としている。さらに、本発明は、このような積層体を製造するための製造方法、またこのような積層体を有する複層ガラスを提供することを目的としている。

本発明の第１の積層体は、透明基体上に、第１の透明誘電体層、第１の赤外線反射層、第１の金属バリア層、第２の透明誘電体層、第２の赤外線反射層、第２の金属バリア層、および第３の透明誘電体層がこの順に積層されてなり、透過色調がグレーの色調となるものである。

本発明の第１の積層体は、前記透明誘電体層が酸化亜鉛を主成分とする層からなり、前記金属バリア層が亜鉛を主成分とする層からなり、前記透明誘電体層に含まれる酸素以外の元素と前記金属バリア層に含まれる元素とが同一であり、かつ前記第１の金属バリア層の厚さが前記第２の金属バリア層の厚さよりも厚いことを特徴とする。

本発明の第２の積層体は、透明基体上に、第１の透明誘電体層、第１の赤外線反射層、第１の金属バリア層、第２の透明誘電体層、第２の赤外線反射層、および第３の透明誘電体層がこの順に積層されてなり、透過色調がグレーの色調となるものである。

本発明の第２の積層体は、前記透明誘電体層が酸化亜鉛を主成分とする層からなり、前記金属バリア層が亜鉛を主成分とする層からなり、前記透明誘電体層に含まれる酸素以外の元素と前記金属バリア層に含まれる元素とが同一であることを特徴とする。

本発明の積層体の製造方法は、透明基体上に、第１の透明誘電体層、第１の赤外線反射層、第１の金属バリア層、第２の透明誘電体層、第２の赤外線反射層、第２の金属バリア層、および第３の透明誘電体層をこの順に成膜し、透過色調がグレーの色調となる積層体を製造するものである。

本発明の積層体の製造方法は、前記透明誘電体層および前記金属バリア層の成膜に亜鉛を主成分とする同一の金属ターゲットを用い、かつ前記第１の金属バリア層の酸化前の厚さを前記第２の金属バリア層の酸化前の厚さよりも厚くすることを特徴とする。

本発明の複層ガラスは、透明基板と、前記透明基板に対向して配置される積層体とを有する。本発明の複層ガラスは、前記積層体が上記した本発明の積層体であることを特徴とする。

本発明の積層体によれば、透明誘電体層が主として酸化亜鉛からなり、金属バリア層が主として亜鉛からなり、かつ透明誘電体層に含まれる酸素以外の元素と金属バリア層に含まれる元素とが同一であるものにおいて、各層形成後の完成状態における実質的な第１の金属バリア層の厚さを第２の金属バリア層の厚さよりも厚くすることで、または同状態において実質的に第２の金属バリア層を設けずに第１の金属バリア層のみを設けることで、生産性に優れたものとしつつ、透過色調をグレーの色調にすることができる。

また、本発明の積層体の製造方法によれば、透明誘電体層および金属バリア層の形成に亜鉛を主成分とする同一の金属ターゲットを用い、かつ第１の金属バリア層の酸化前の厚さを第２の金属バリア層の酸化前の厚さよりも厚くすることで、効率的に透過色調がグレーの色調である積層体を製造することができる。

さらに、本発明の複層ガラスによれば、本発明の積層体を用いることで、生産性に優れたものとしつつ、透過色調をグレーの色調にすることができる。

本発明の第１の積層体の一例を示す模式的断面図。 本発明の第２の積層体の一例を示す模式的断面図。 本発明の複層ガラスの一例を示す模式的断面図。 実施例における各積層体の透過色調の分布を示す図。 実施例における各積層体の透明基体側の反射色調の分布を示す図。

以下、本発明の積層体の実施形態について説明する。

図１は、第１の積層体の一例を示す模式的断面図である。第１の積層体１は、透明基体２上に熱線反射膜３を有する。この熱線反射膜３は、透明基体２側から順に、第１の透明誘電体層３１、第１の赤外線反射層３２、第１の金属バリア層３３、第２の透明誘電体層３４、第２の赤外線反射層３５、第２の金属バリア層３６、第３の透明誘電体層３７が積層されたものである。なお、以下では、上記透明誘電体層をまとめて透明誘電体層４と呼び、上記赤外線反射層をまとめて赤外線反射層５と呼び、上記金属バリア層をまとめて金属バリア層６と呼んで説明する。

第１の積層体１は、透明誘電体層４が酸化亜鉛を主成分とする層からなり、金属バリア層６が亜鉛を主成分とする層からなり、透明誘電体層４に含まれる酸素以外の元素と金属バリア層６に含まれる元素とが同一であり、かつ第１の金属バリア層３３の厚さが第２の金属バリア層３６の厚さよりも厚いことを特徴とする。なお、本発明における厚さは、幾何厚さを意味する。

このような積層体１によれば、同一の金属ターゲットを用いたスパッタリングにより透明誘電体層４と金属バリア層６とを形成することができ、スパッタリングに必要なターゲットの種類を低減し、生産性に優れたものとすることができる。また、第１の金属バリア層３３の厚さを第２の金属バリア層３６の厚さよりも厚くすることで、透過色調をグレーの色調、特に黄色味がなく、クリアなグレーの色調にすることができる。

なお、グレーの色調とは、ＪＩＳ Ｚ８７０１に規定される色度座標における色度がｘ＝０．３００〜０．３１５、ｙ＝０．３２４〜０．３３３の範囲内となるものを指すものとする。このような色度の範囲は、多数の一般人において黄色味がなく、クリアなグレーの色調に見えることから採用したものである。

図２は、第２の積層体１の一例を示す模式的断面図である。図２に示すように、第２の金属バリア層３６は必ずしも形成されていなくてもよい。すなわち、熱線反射膜３は、透明基体２側から順に、第１の透明誘電体層３１、第１の赤外線反射層３２、第１の金属バリア層３３、第２の透明誘電体層３４、第２の赤外線反射層３５、第３の透明誘電体層３７が積層されたものであってもよい。

なお、第２の積層体１についても、透明誘電体層４が酸化亜鉛を主成分とする層からなり、金属バリア層６が亜鉛を主成分とする層からなり、透明誘電体層４に含まれる酸素以外の元素と金属バリア層６に含まれる元素とが同一となっている。

第２の積層体１についても、同一の金属ターゲットを用いたスパッタリングにより透明誘電体層４と金属バリア層６とを形成することができ、スパッタリングに必要なターゲットの種類を低減し、生産性に優れたものとすることができる。また、第２の金属バリア層３６を設けずに、第１の金属バリア層３３のみを設けることで、透過色調をグレーの色調、特に黄色味がなく、クリアなグレーの色調にすることができる。

積層体１における透明基体２は、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等のガラス基板とすることができる。透明基体２の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１〜１０ｍｍが好ましい。

透明誘電体層４は、酸化亜鉛を主成分とする層からなるものである。酸化亜鉛を主成分とする層としては、酸化亜鉛のみからなる層、または酸化亜鉛を主成分として含み、添加元素として、スズ、アルミニウム、クロム、チタン、シリコン、ホウ素、マグネシウム、およびガリウムから選ばれる少なくとも１種を含む層が挙げられる。

上記添加元素を含むものによれば、内部応力を低減でき、透明基体２等との密着性を良好にできるために好ましい。添加元素としては、特に、アルミニウム、スズが好ましい。アルミニウム、スズのいずれかを含むものによれば、赤外線反射層５との相性等を良好にできるために好ましい。また、アルミニウムは安価な材料であり、成膜速度が高くなるために好ましく、スズも比較的安価な材料であるために好ましい。

上記添加元素を含む場合、その含有割合が多すぎると、透明誘電体層４の上に形成される赤外線反射層５の安定性等が低下するおそれがある。このため、上記添加元素の含有量は、透明誘電体層４における亜鉛および添加元素の総量に対して１〜１０質量％が好ましく、２〜６質量％がより好ましい。

なお、各透明誘電体層４は同一の元素を含有する。ここで、同一の元素を含有するとは、含有する元素の種類、すなわち組み合わせが同一であることを意味する。従って、添加元素を含有する場合には、各透明誘電体層４が同一の添加元素を含有する。各透明誘電体層４は、生産性の観点から、さらに各構成元素の含有割合も同一となっていることが好ましい。

また、透明誘電体層４は、酸素を除き、金属バリア層６が含有する元素と同一の元素を含有する。このようなものによれば、透明誘電体層４と金属バリア層６とを同一の金属ターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができ、全体としてスパッタリングに必要なターゲットの種類を低減し、生産性に優れたものとすることができる。透明誘電体層４は、生産性の観点から、さらに酸素を除いた構成元素の含有割合が金属バリア層６における構成元素の含有割合と同一となっていることが好ましい。

透明誘電体層４は、第２の透明誘電体層３４の厚さが最も厚いことが好ましく、また第１の透明誘電体層１２の厚さと第３の透明誘電体層１８の厚さとの差が１００Å以下であることが好ましい。なお、積層体１の説明（後述する製造方法の説明を除く）における厚さとは、各層形成後の完成状態における実質的な厚さを意味する。例えば、積層体１における透明誘電体層４の厚さには、透明誘電体層４として成膜された部分、およびその前に形成された金属バリア層６が酸化して透明誘電体層４となった部分の両者が含まれる。

第１の透明誘電体層３１の厚さは、２９０〜４７０Åが好ましく、２９５〜４６５Åがより好ましい。第２の透明誘電体層３４の厚さは、６６０〜１０３５Åが好ましく、６６５〜１０３５Åがより好ましく、特に８００〜１０３５Åが好ましく、８０５〜１０３０Åがより好ましい。第３の透明誘電体層３７の厚さは、３００〜４６５Åが好ましく、３０５〜４６５Åがより好ましい。

各透明誘電体層４の厚さを上記範囲内とすることで、透過色調をグレーの色調、特に黄色味がなく、クリアなグレーの色調にすることができる。特に、第２の透明誘電体層３４の厚さを６６０Å以上とすることで、透過色調をグレーの色調としやすく、また第２の透明誘電体層３４の厚さを８００Å以上とすることで、透過色調をグレーの色調にするとともに、透明基体２側の反射色調をニュートラルな色調としやすくなる。

従来、熱線反射膜においては、ニュートラル色、またはブルー色が比較的好まれることから、色調をこれらの範囲に調整することが行われているが、上記の生産性に優れた膜構成にて、クリアなグレー色を達成するためには、材料本来の透過色調である淡黄色、もしくは緑がかった印象を感じさせる波長をカットする必要があり、反射色調を淡黄色、もしくは緑色としなければならない。一方で、室外側からガラスを見た場合に反射色がニュートラル色、またはブルー色であることが高い商品性を与えることと併せると、ガラス面反射色をニュートラルに維持したまま、膜面反射色を淡黄色、もしくは緑色にする必要があり、このアンバランスな特性を両立することによって、初めてクリアなグレー色を達成することが可能となる。本発明者は、一つの透明積層体が表裏によって異なる系統の反射色を示すことを実現するため、鋭意検討した結果、上記の膜厚範囲を見出した。

なお、ニュートラルな色調とは、ＪＩＳ Ｚ８７０１に規定される色度座標における色度がｘ＝０．２８０〜０．３４０、ｙ＝０．２９０〜０．３８５の範囲内となるものを指すものとする。このような色度の範囲は、多数の一般人において赤味がなく、クリアなニュートラルの色調に見えることから採用したものである。

赤外線反射層５は、銀を主成分とする層からなるものが好ましい。銀を主成分とする層としては、銀のみからなる層、または銀を主成分とし、添加元素として、パラジウム、金、および白金から選ばれる少なくとも１種を含む層が挙げられる。上記添加元素を含むものによれば、赤外線反射性能を向上させるとともに、可視光の吸収を抑制し、また銀の安定性も高めることができる。

上記添加元素を含む場合、その含有割合が多すぎると、成膜速度や可視光線透過率が低下し、逆に放射率が上昇するおそれがある。このため、上記添加元素の含有量は、赤外線反射層５における銀および添加元素の総量に対して、０．１〜１０質量％が好ましく、０．１〜５．０質量％がより好ましく、０．３〜２．０質量％がさらに好ましい。

なお、各赤外線反射層５に含まれる元素は実質的に同一であることが好ましい。このようなものによれば、各赤外線反射層５を同一の金属ターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができ、全体としてスパッタリングに必要なターゲットの種類を低減し、生産性に優れたものとすることができる。

第１の赤外線反射層３２の厚さは、８０〜１３０Åが好ましく、８０〜１２５Åがより好ましい。第２の赤外線反射層３５の厚さは、９５〜１６０Åが好ましく、９５〜１５５Åがより好ましい。特に、第１の赤外線反射層３２の厚さと第２の赤外線反射層３５の厚さとが同じか、第１の赤外線反射層３２の厚さに比べて第２の赤外線反射層３５の厚さが厚いことが好ましく、第１の赤外線反射層３２と第２の赤外線反射層３５との厚さの差は０〜５５Åが好ましく、０〜５０Åがより好ましい。このような厚さとすることで、透過色調をグレーの色調としやすく、さらには透明基体２側の反射色調をニュートラルな色調としやすい。

金属バリア層６は、亜鉛を主成分とする層からなるものである。亜鉛を主成分とする層としては、亜鉛のみからなる層、または亜鉛を主成分として含み、添加元素として、スズ、アルミニウム、クロム、チタン、シリコン、ホウ素、マグネシウム、およびガリウムから選ばれる少なくとも１種を含む層が挙げられる。このような金属バリア層６によれば、透明誘電体層４と同一の金属ターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができ、スパッタリングに必要なターゲットの種類を低減し、生産性に優れたものとすることができる。

上記添加元素を含む場合、その含有割合が多すぎると、同一の金属ターゲットを用いて透明誘電体層４を形成した場合、その上に形成される赤外線反射層５の安定性等が低下するおそれがある。このため、上記添加元素の含有量は、金属バリア層６における亜鉛および添加元素の総量に対して、１〜１０質量％が好ましく、２〜６質量％がより好ましい。

なお、各金属バリア層６は同一の元素を含有する。各金属バリア層６は、生産性の観点から、さらに各構成元素の含有割合も同一となっていることが好ましい。また、金属バリア層６は、透明誘電体層４が含有する酸素以外の元素と同一の元素を含有する。金属バリア層６は、生産性の観点から、さらに構成元素の含有割合が透明誘電体層４における酸素を除いた構成元素の含有割合と同一となっていることが好ましい。

第１の金属バリア層３３の厚さは、１０〜８０Åが好ましく、１５〜７５Åがより好ましい。また、第２の金属バリア層３６の厚さは、２．０Å以下が好ましく、１．０Å以下がさらに好ましい。第２の金属バリア層３６の厚さは０Å、すなわち第２の金属バリア層３６は形成されていなくてもよい。このような厚さとすることで、特に透過色調をグレーの色調、特に黄色味がなく、クリアなグレーの色調にすることができる。

積層体１は、透明基体２上に形成される熱線反射膜３の耐久性を向上させるために、図示しない保護層を有することができる。保護層としては、例えばケイ素を含有する酸化スズ層が挙げられる。ケイ素を含有する酸化スズ層は、酸化亜鉛を主成分とする層との相性が良好であり、界面で強い密着性が得られるために好ましい。ケイ素を含有する酸化スズ層におけるスズとケイ素の総量に対するケイ素の含有割合は、５〜９５質量％が好ましく、３０〜９０質量％がより好ましく、４０〜９０質量％がさらに好ましい。

なお、積層体１においては、スパッタリングに必要なターゲットの種類を低減し、生産性に優れたものとする観点から、透明基体２上には、上記した熱線反射膜３、すなわち第１の透明誘電体層３１、第１の赤外線反射層３２、第１の金属バリア層３３、第２の透明誘電体層３４、第２の赤外線反射層３５、第２の金属バリア層３６、第３の透明誘電体層３７のみを有し、これ以外の他の層を有しないことが好ましい。

このような積層体１おける可視光透過率Ｔｖは、５０〜７０％が好ましく、５２〜６８％がより好ましく、５３〜６７％がさらに好ましい。また、日射透過率Ｔｅは、２５〜３５％が好ましく、２６〜３４％がより好ましい。なお、可視光透過率Ｔｖ、日射透過率Ｔｅは、分光光度計により波長３００〜２５００ｎｍの範囲の透過率、反射率を測定し、ＪＩＳ Ｒ３１０６の規定に従い求められるものである。

本発明の積層体１は、複層ガラスとして好適に用いることができる。
図３は、複層ガラス１０の一例を示したものである。複層ガラス１０は、積層体１に対向してガラス基板等からなる透明基板１１が配置されたものであり、積層体１と透明基板１１との間には中間空気層１２が形成されるようにスペーサ１３が配置されている。なお、積層体１は、透明基板１１に対して室外側に配置され、また熱線反射膜３が透明基板１１に対向するように配置される。

中間空気層１２には、例えばアルゴンガスが封入されている。積層体１とスペーサ１３との間、透明基板１１とスペーサ１３との間は１次シール材１４によりシールされている。また、積層体１と透明基板１１との間の周縁部は２次シール材１５によりシールされている。スペーサ１３の内部には空間１３１が設けられるとともに、この空間１３１と中間空気層１２とを繋げる孔部１３２が設けられており、空間１３１の内部には中間空気層１２内の結露を抑制するための乾燥剤１６が充填されている。

このような複層ガラス１０の可視光透過率Ｔｖは、４５〜５５％が好ましく、４７〜５３％がより好ましい。また、積層体１側の可視光反射率Ｒｖは、１０〜２０％が好ましく、１２〜１６％がより好ましい。さらに、日射取得率は、０．２５〜０．３５が好ましく、０．２７〜０．３４がより好ましい。

次に、本発明の積層体１の製造方法について説明する。
本発明の積層体１の製造方法は、透明基体２上に、熱線反射膜３として、第１の透明誘電体層３１、第１の赤外線反射層３２、第１の金属バリア層３３、第２の透明誘電体層３４、第２の赤外線反射層３５、第２の金属バリア層３６、および第３の透明誘電体層３７をこの順に成膜するものである。

本発明の積層体１の製造方法は、特に透明誘電体層４および金属バリア層６の成膜に亜鉛を主成分とする同一の金属ターゲットを用い、かつ第１の金属バリア層３３の酸化前の厚さを第２の金属バリア層３６の酸化前の厚さよりも厚くすることを特徴とする。なお、金属バリア層６の酸化前の厚さとは、透明誘電体層４が形成される以前の酸化されていない状態での厚さ、すなわち金属バリア層６の成膜直後の厚さを意味する。

本発明の積層体１の製造方法によれば、透明誘電体層４および金属バリア層６の成膜に亜鉛を主成分とする同一の金属ターゲットを用いることで、スパッタリングに必要なターゲットの種類を低減し、生産性を向上させることができる。また、第１の金属バリア層３３の酸化前の厚さを第２の金属バリア層３６の酸化前の厚さよりも厚くすることで、透過色調をグレーの色調とすることができる。

積層体１の製造は、例えば、インライン型スパッタ装置を用いたＤＣスパッタリング、ＡＣスパッタリング等のスパッタリングにより、ガラス基板等からなる透明基体２上に、透明誘電体層４、赤外線反射層５、金属バリア層６を形成することにより行うことができる。

この際、透明誘電体層４については、例えばアルゴンと酸素とを含む雰囲気でスパッタリングを行い、また金属バリア層６については、例えば酸素を含まないアルゴンのみからなる雰囲気でスパッタリングを行うことで、両層を同一の金属ターゲットを用いて形成することができる。また、金属バリア層６の酸化前の厚さは、実質的な成膜時間を調整することにより行うことができる。

透明誘電体層４、金属バリア層６の形成に用いられる金属ターゲットとしては、亜鉛を主成分とするものが用いられる。亜鉛を主成分とする金属ターゲットとしては、亜鉛のみからなるもの、または亜鉛を主成分として含み、添加元素として、スズ、アルミニウム、クロム、チタン、シリコン、ホウ素、マグネシウム、およびガリウム等から選ばれる少なくとも１種の元素を含むものが挙げられる。添加元素としては、特に、アルミニウム、スズが好ましい。アルミニウム、スズのいずれかを含むものによれば、赤外線反射層５との相性等に優れる透明誘電体層４を得られるために好ましい。

上記添加元素を含む場合、その含有割合が多すぎると、透明誘電体層４の上に形成される赤外線反射層５の安定性等が低下するおそれがある。このため、上記添加元素の含有量は、金属ターゲットにおける亜鉛および添加元素の総量に対して１〜１０質量％が好ましく、２〜６質量％がより好ましい。

第１の透明誘電体層３１の厚さは、２９０〜４７０Åが好ましく、２９５〜４６５Åがより好ましい。第２の透明誘電体層３４の厚さは、６５０〜１０２０Åが好ましく、６５５〜１０２０Åがより好ましく、特に７９０〜１０２０Åが好ましく、７９５〜１０１５Åがより好ましい。第３の透明誘電体層３７の厚さは、２９０〜４５０Åが好ましく、２９５〜４５０Åがより好ましい。

なお、この製造方法の説明における透明誘電体層４の厚さは、金属バリア層６の酸化による増加分を含まない厚さであり、言い換えれば成膜自体によって形成すべき透明誘電体層４の厚さである。従って、この製造方法の説明における透明誘電体層４の好ましい厚さ、特に第２の透明誘電体層３４、第３の透明誘電体層３７の好ましい厚さは、既に説明した積層体１における厚さとは異なり、若干薄めとなっている。反対に、以下の第１の金属バリア層３３、第２の金属バリア層３６（いずれも酸化前）の好ましい厚さは、既に説明した積層体１における厚さに比べて若干厚めとなっている。

第２の金属バリア層３６の酸化前の厚さに対する第１の金属バリア層３３の酸化前の厚さの比（第１の金属バリア層３３の酸化前の厚さ／第２の金属バリア層３６の酸化前の厚さ）は、２．０〜７．０が好ましく、２．３〜６．０が好ましい。このような厚さの比とすることで、特に透過色調をグレーの色調、特に黄色味がなく、クリアなグレーの色調にすることができる。

第１の金属バリア層３３の酸化前の厚さは、２０〜９５Åが好ましく、特に２５〜９５Åが好ましく、３０〜９０Åがより好ましい。また、第２の金属バリア層３６の酸化前の厚さは、５〜２０Åが好ましく、７〜１８Åがより好ましい。このような厚さとすることで、各赤外線反射層５の酸化を有効に抑制することができ、また上記厚さの比と合わせて、特に透過色調をグレーの色調、特に黄色味がなく、クリアなグレーの色調にすることができる。

赤外線反射層５の成膜に用いられる金属ターゲットとしては、銀を主成分とするものが好適なものとして挙げられる。銀を主成分とするものとしては、銀のみからなるもの、または銀を主成分とし、添加元素として、パラジウム、金、および白金から選ばれる少なくとも１種を含むものが挙げられる。上記添加元素を含むものによれば、赤外線反射性能が高く、可視光の吸収が少なく、また銀の安定性が高いものを得られるために好ましい。

上記添加元素を含む場合、その含有割合が多すぎると、成膜速度や可視光線透過率が低下し、逆に放射率が上昇するおそれがある。このため、上記添加元素の含有量は、赤外線反射層５における銀および添加元素の総量に対して、０．１〜１０質量％が好ましく、０．１〜５．０質量％がより好ましく、０．３〜２．０質量％がさらに好ましい。

第１の赤外線反射層３２の厚さは、８０〜１３０Åが好ましく、８０〜１２５Åがより好ましい。第２の赤外線反射層３５の厚さは、９５〜１６０Åが好ましく、９５〜１５５Åがより好ましい。特に、第１の赤外線反射層３２の厚さと第２の赤外線反射層３５の厚さとが同じか、第１の赤外線反射層３２の厚さに比べて第２の赤外線反射層３５の厚さが厚いことが好ましく、第１の赤外線反射層３２と第２の赤外線反射層３５との厚さの差は０〜５５Åが好ましく、０〜５０Åがより好ましい。

以下、本発明について実施例を参照して具体的に説明する。

（試料Ｎｏ．１−１〜１−９、２）
表１に示す構成の積層体を製造した。すなわち、透明基体にガラス基板（ＦＬ３、１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍｔ）を用い、ＤＣスパッタリング法により赤外線反射膜を形成した。なお、試料Ｎｏ．１−１〜１−９の各金属バリア層（Ａｌ：Ｚｎ）は、実際には、透明酸化物層（透明誘電体層）の成膜時に９Åの厚さが酸化され、この分だけ厚さが減少する。一方、隣接する透明酸化物層（Ａｌ：ＺｎＯ）は、この分だけ厚さが増加する。表２に、第１、第２の金属バリア層（Ａｌ：Ｚｎ（１）、Ａｌ：Ｚｎ（２））の酸化前・後の厚さ、酸化前の厚さ比、酸化前（後）の厚さの差をまとめて示す。

スパッタに使用するインライン型スパッタ装置には、成膜室内に、２質量％のＡｌを含有するＡｌＺｎ合金、１質量％のＰｄを含有するＰｄＡｇ合金、およびＮｉＣｒ合金からなる各スパッタターゲットをカソード上に設置した。また、赤外線反射膜の各層の形成は、洗浄したガラス基板をロードロック室に導入し、真空槽内全体を２．０×１０^−４Ｐａまで真空排気し、下記に示すようにして行った。

＜透明酸化物層（Ａｌ：ＺｎＯ）＞
放電ガスとしてアルゴンと酸素を３０：７０ｓｃｃｍで真空槽内に導入し、２質量％のＡｌを含有するＡｌＺｎ合金からなるスパッタターゲットの反応性ＤＣマグネトロンスパッタにより形成した。スパッタターゲットは７０×２００ｍｍ^２であり、スパッタ電力として５００Ｗ印加した。このとき、真空槽内の圧力は０．４Ｐａであった。

＜赤外線反射層（ＰｄＡｇ）＞
放電ガスとしてアルゴンを真空槽内に１００ｓｃｃｍ導入し、１質量％のＰｄを含有するＰｄＡｇ合金からなるスパッタターゲットのＤＣマグネトロンスパッタにより形成した。スパッタターゲットは７０×２００ｍｍ^２であり、スパッタ電力として１００Ｗ印加した。このとき、真空槽内の圧力は０．４Ｐａであった。

＜金属バリア層（Ａｌ：Ｚｎ）＞
放電ガスとしてアルゴンを真空槽内に１００ｓｃｃｍ導入し、２質量％のＡｌを含有するＡｌＺｎ合金からなるターゲットまたはＮｉＣｒからなるターゲットのＤＣマグネトロンスパッタにより形成した。スパッタターゲットは７０×２００ｍｍ^２であり、スパッタ電力として１５Ｗ印加した。このとき、真空槽内の圧力は０．４Ｐａであった。

（試料Ｎｏ．３−１〜３−６）
表１に示す構成の積層体を製造した。すなわち、透明基体にガラス基板（ＦＬ６、１００ｍｍ×１００ｍｍ×６ｍｍｔ）を用い、ＤＣスパッタリング法またはＡＣスパッタリング法により赤外線反射膜を形成した。なお、試料Ｎｏ．３−１〜３−６の各金属バリア層（Ａｌ：Ｚｎ）は、実際には、透明酸化物層の成膜時に１４．５Åの厚さが酸化され、この分だけ厚さが減少する。一方、隣接する透明酸化物層（Ａｌ：ＺｎＯ）は、この分だけ厚さが増加する。表２に、第１、第２の金属バリア層（Ａｌ：Ｚｎ（１）、Ａｌ：Ｚｎ（２））の酸化前・後の厚さ、酸化前の厚さ比、酸化前（後）の厚さの差をまとめて示す。

スパッタに使用するインライン型スパッタ装置には、成膜室内に、２質量％のＡｌを含有するＡｌＺｎ合金および１質量％のＰｄを含有するＰｄＡｇ合金からなる各スパッタターゲットをカソード上に設置した。また、赤外線反射膜の各層の形成は、洗浄したガラス基板をロードロック室に導入し、真空槽内全体を６．０×１０^−４Ｐａまで真空排気し、下記に示すようにして行った。

＜透明酸化物層（Ａｌ：ＺｎＯ）＞
放電ガスとしてアルゴンと酸素を１０００：９００ｓｃｃｍで真空槽内に導入し、２質量％のＡｌを含有するＡｌＺｎ合金からなるスパッタターゲットの反応性ＡＣマグネトロンスパッタにより形成した。スパッタターゲットは１７７８ｍｍ長のチューブ型であり、スパッタ電力として３０ｋＷ印加した。このとき、真空槽内の圧力は０．７Ｐａであった。

＜赤外線反射層（ＰｄＡｇ）＞
放電ガスとしてアルゴンを真空槽内に１０００ｓｃｃｍ導入し、１質量％のＰｄを含有するＰｄＡｇ合金からなるスパッタターゲットのＤＣマグネトロンスパッタにより形成した。スパッタターゲットは１００×１７００ｍｍ^２であり、スパッタ電力として３ｋＷ印加した。このとき、真空槽内の圧力は０．５Ｐａであった。

＜金属バリア層（Ａｌ：Ｚｎ）＞
放電ガスとしてアルゴンを真空槽内に１０００ｓｃｃｍ導入し、２質量％のＡｌを含有するＡｌＺｎ合金からなるターゲットのＤＣマグネトロンスパッタにより形成した。スパッタターゲットは１７７８長のチューブ型であり、スパッタ電力として１ｋＷ印加した。このとき、真空槽内の圧力は０．４５Ｐａであった。

これらの積層体について、分光光度計（島津製作所製、ＵＶ３１００）により波長３００〜２５００ｎｍの間の透過率、反射率を測定し、ＪＩＳ Ｒ３１０６の規定に従い、可視光透過率Ｔｖ（％）、日射透過率Ｔｅ（％）、ガラス基板側および赤外線反射膜側の可視光反射率Ｒｖ（％）を求めた。また、ＪＩＳ Ｚ８７０１に準じて、透過色調（ｘ，ｙ）ならびにガラス基板側および赤外線反射膜側の反射色調（ｘ，ｙ）を求めた。なお、光源はＤ６５光源、１０度視野角とした。各積層体の性能を表３に示す。また、表３の結果のうち、透過色調（ｘ，ｙ）、ガラス基板側の反射色調（ｘ，ｙ）の結果を図４、５にまとめて示す。

これらの積層体のうち透過色調がグレーの色調となったものは、試料Ｎｏ．１−１、１−２、１−５、１−９、３−１〜３−６の積層体である。また、これらの中でガラス基板側の反射色調がニュートラルな色調となったものは、試料Ｎｏ．１−２、１−５、１−９、３−１〜３−６の積層体である。なお、試料Ｎｏ．２は、透過色調がグレーの色調、かつガラス基板側の反射色調がニュートラルな色調となるが、金属バリア層がＮｉＣｒ合金からなるものであり、必ずしも生産性に優れないものである。

これらの結果から、透過色調をグレーの色調とするためには、少なくとも第１の金属バリア層の酸化前の厚さを第２の金属バリア層の酸化前の厚さよりも厚くする必要があることがわかる。また、透過色調をグレーの色調とするためには、第２の透明誘電体層３４の厚さを６５０Å以上とすることが好ましいことがわかる。なお、ここでの第２の透明誘電体層３４の厚さは、金属バリア層の酸化による増加分を含まない厚さである。

また、透過色調をグレーの色調としつつ、ガラス基板側の反射色調をニュートラルな色調とするためには、第２の透明誘電体層３４の厚さを７９０Å以上とすることが有効であることがわかる。

（複層ガラス）
試料Ｎｏ．３−３〜３−６の積層体を用い、また対向する透明基板に厚さ６ｍｍのガラス基板を用い、中間空気層を１２ｍｍとした複層ガラスを作製した。この複層ガラスについて、分光光度計（島津製作所製、ＵＶ３１００）により波長３００〜２５００ｎｍの間の透過率、反射率を測定し、ＪＩＳ Ｒ３１０６の規定に従い、可視光透過率Ｔｖ、積層体側の可視光反射率Ｒｖ、日射熱取得率を求めた。結果を表４に示す。

１…積層体、２…透明基体、３…熱線反射膜、４…透明誘電体層、５…赤外線反射層、６…金属バリア層、１０……複層ガラス、１１…透明基板、３１…第１の透明誘電体層、３２…第１の赤外線反射層、３３…第１の金属バリア層、３４…第２の透明誘電体層、３５…第２の赤外線反射層、３６…第２の金属バリア層、３７…第３の透明誘電体層

Claims (9)

1. 透明基体上に、第１の透明誘電体層、第１の赤外線反射層、第１の金属バリア層、第２の透明誘電体層、第２の赤外線反射層、第２の金属バリア層、および第３の透明誘電体層がこの順に積層されてなり、透過色調がグレーの色調である積層体であって、
   前記透明誘電体層は酸化亜鉛を主成分とする層であり、前記金属バリア層は亜鉛を主成分とする層であり、前記透明誘電体層に含まれる酸素以外の元素と前記金属バリア層に含まれる元素とが同一であり、かつ前記第１の金属バリア層の厚さが前記第２の金属バリア層の厚さよりも厚いことを特徴とする積層体。
2. 前記第１の金属バリア層の厚さが１０〜８０Å、かつ前記第２の金属バリア層の厚さが２．０Å以下であることを特徴とする請求項１記載の積層体。
3. 透明基体上に、第１の透明誘電体層、第１の赤外線反射層、第１の金属バリア層、第２の透明誘電体層、第２の赤外線反射層、および第３の透明誘電体層がこの順に積層されてなり、透過色調がグレーの色調である積層体であって、
   前記透明誘電体層は酸化亜鉛を主成分とする層であり、前記金属バリア層は亜鉛を主成分とする層であり、前記透明誘電体層に含まれる酸素以外の元素と前記金属バリア層に含まれる元素とが同一であることを特徴とする積層体。
4. 前記第１の金属バリア層の厚さが１０〜８０Åであることを特徴とする請求項３記載の積層体。
5. 前記透明基体側表面の反射色調がニュートラルな色調であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の積層体。
6. 透明基体上に、第１の透明誘電体層、第１の赤外線反射層、第１の金属バリア層、第２の透明誘電体層、第２の赤外線反射層、第２の金属バリア層、および第３の透明誘電体層をこの順に成膜し、透過色調がグレーの色調である積層体を製造する積層体の製造方法であって、
   前記透明誘電体層および前記金属バリア層の成膜に亜鉛を主成分とする同一の金属ターゲットを用い、かつ前記第１の金属バリア層の酸化前の厚さを前記第２の金属バリア層の酸化前の厚さよりも厚くすることを特徴とする積層体の製造方法。
7. 前記第２の金属バリア層の酸化前の厚さに対する前記第１の金属バリア層の酸化前の厚さの比を２．０〜７．０とすることを特徴とする請求項６記載の積層体の製造方法。
8. 前記第１の金属バリア層の酸化前の厚さを２０〜９５Å、前記第２の金属バリア層の酸化前の厚さを５〜２０Åとすることを特徴とする請求項６または７記載の積層体の製造方法。
9. 透明基板と、前記透明基板に対向して配置される積層体とを有する複層ガラスであって、
   前記積層体が請求項１乃至５のいずれか１項記載の積層体であることを特徴とする複層ガラス。

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