JP5711158B2 - 熱特性を有し高屈折率層を含む積重体を備えた基材 - Google Patents

Description

本発明は、特にガラスなどの硬質無機材料から製造された、透明基材に関し、該基材は太陽放射線及び／又は長波長の赤外線に作用し得る金属タイプの機能性層を含む薄膜多層コーティングで被覆される。

本発明はより詳しくは、このような基材を断熱及び／又は太陽光保護グレージングユニットを製造するために使用することに関する。これらのグレージングユニットは、特に、空調負荷の低減及び／もしくは過熱防止の目的（「太陽光制御」グレージングと呼ばれる）で、ならびに／又は建物及び車両乗員室においてガラス張り面の使用が増すことによって起こる外部へ放散されるエネルギー量を低減する目的（「低Ｅ」又は「低放射」グレージングと呼ばれる）で、建物に装備することと車両に装備することの両方を意図することができる。

このようなグレージングはまた、例えば加熱グレージングユニット又はエレクトロクロミックグレージングユニットなどの、特定の機能を備えたグレージングユニットに組み込むこともできる。

基材にこのような特性を付与することが知られている多層コーティングの一種は、赤外線及び／又は太陽放射線の反射特性を備えた金属機能性層、特に銀又は銀含有金属合金を基礎材料とする金属機能性層、からなる。

この種の多層コーティングでは、機能性層は例えば、それぞれが窒化物タイプの誘電性材料、特に窒化ケイ素もしくは窒化アルミニウム、又は酸化物タイプの誘電性材料から製造された一般に数層をそれぞれが含んでなる２つの反射防止膜の間に配置される。光学的見地から、金属機能性層を挟み込むこれらの膜の目的は、この金属機能性層の「反射を防止する」ことである。

しかしながら、１つの又は各反射防止膜と機能性金属層の間にブロッカー膜が挿入されることもあり、機能性層の下で基材側に配置されたブロッカー膜は、任意の曲げ及び／又は強化タイプの高温熱処理の間、機能性層を保護し、また、機能性層の上で基材と反対側に配置されたブロッカー膜は、上部の反射防止膜の被着中、ならびに任意の曲げ及び／又は強化タイプの高温熱処理の間、この層を劣化から保護する。

例えば、ヨーロッパ特許出願公開第６７８４８４号明細書から、基材と金属機能性層の間に配置された、例えば酸化ニオブ又は酸化チタンから製造された高屈折率誘電層は、金属機能性層の「反射を防止する」ことを可能とすることが知られている。

光学的特性を更に改良するための１つの解決策は、金属機能性層の各側で高屈折率誘電層を用いるものである。

しかしながら、これらの高屈折率材料は、低屈折率材料ほど速い速度で被着させることができず、これにより、一方では被着を連続に行う場合に製造プロセスの問題があり、他方では薄膜被着機の効率を下げる必要がある場合に製造コストが高くなる（単位作業時間当たりに生産される被覆した基材の数の点で）という問題がある。

更に、反応性スパッタリングにより、例えば「マグネトロン」法と呼ばれるもの、特に反応性マグネトロンスパッタリングを用いて、これらの材料を被着させるのに用いるターゲットは一般に、低屈折率材料を被着させるためのターゲットよりも高価である。

よって、この種の材料が金属機能性層の各側に存在する場合には高屈折率材料の量を最小限にする必要がある。

この解決策はまた、特に反射光で許容される色、とりわけ赤ではない色を得ることができなければならない。

ヨーロッパ特許出願公開第６７８４８４号明細書

本発明の目的は、新規なタイプの多層コーティングであって、単一の機能性層を含み、低いシート抵抗（従って低放射率）、高い光透過率を有するとともに、特に当該層側での（とは言えやはり反対側、すなわち「基材側」でも）反射光に、比較的中性の色を持つ多層コーティングを開発することによって、先行技術の欠点を首尾よく改善することであり、これらの特性は好ましくは、多層コーティングが曲げ及び／又は強化及び／又は徐冷タイプの１以上の高温熱処理を受けるか受けないかによらず、限定された範囲内に維持される。

もう１つの重要な目的は、単一の機能性層を含み、かつ、低い放射率を有する一方で、可視領域において低い光反射率を、そして特に反射光に、許容できる色、とりわけ赤ではない色を、やはり有する、多層コーティングを提供することである。

よって、本発明が対象とする一つは、その最も広い意味において、請求項１に記載したとおりのガラス基材である。この基材は、主要面に、赤外線及び／又は太陽放射線の反射特性を有し、特に銀又は銀含有金属合金を基礎材料とする、金属機能性層と、２つの反射防止膜とを含む薄膜多層コーティングが施されていて、当該反射防止膜はそれぞれが少なくとも２つの誘電層を含んでおり、当該機能性層は当該２つの反射防止膜の間に配置され、一方では当該機能性層は場合により、下部反射防止膜と機能性層との間に配置されたアンダーブロッカー膜の上に直接被着されており、他方で当該機能性層は場合により、当該機能性層と上部反射防止膜との間に配置されたオーバーブロッカー膜の下に直接被着されている。本発明によれば、
・各反射防止膜は機能性層と接触し又は近接して位置する少なくとも１つの高屈折率誘電層を含み、
・下部反射防止膜内に位置する、１つの高屈折率誘電層又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さは、この下部反射防止膜の全光学的厚さの３０〜７５％に相当し、かつ、
・上部反射防止膜内に位置する、１つの高屈折率誘電層又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さは、この上部反射防止膜の全光学的厚さの１０〜６０％に相当する。

本発明において「膜」とは、当該膜内に単一層又は材料の異なるいくつかの層が存在し得ること意味するものと理解すべきである。

「高屈折率誘電層」とは、本発明においては、構成材料の波長５５０ｎｍで測定される屈折率が２．２以上、又は更には２．３以上である層を意味すると理解される。この波長で測定されるこの屈折率は、薄膜多層コーティングの分野における通例の材料に関する文献から一般に周知である。

「接触して」とは、本発明においては、高屈折率層と金属機能性層との間に層が挿入されないことを意味すると理解される。従ってこの場合には、ブロッカー膜は存在しない。

「近接して」とは、本発明においては、高屈折率層と金属機能性層との間に少なくとも１つの層が挿入され、高屈折率層と金属機能性層との間に挿入される１つの層（又は全ての層）の物理的厚さが１０ｎｍを超えないことを意味すると理解される。

「光学的厚さ」とは、本発明においては、通常のとおりに、層の物理的（又は実際の）厚さに通常５５０ｎｍで測定される屈折率をかけた積を意味すると理解される。

「全光学的厚さ」とは、本発明においては、着目する層の光学的厚さ全ての合計を意味すると理解され、各光学的厚さは、上で説明したように、層の物理的（又は実際の）厚さに通常５５０ｎｍで測定される屈折率をかけた積である。

よって、下部反射防止膜の全光学的厚さは、基材と機能性金属層との間、又は、アンダーブロッカー膜が存在する場合、基材とアンダーブロッカー膜との間に配置される、この膜の誘電層の光学的厚さ全ての合計からなる。

同様に、上部反射防止膜の全光学的厚さは、基材と反対側の、機能性金属層の上に配置される、又は、オーバーブロッカー膜が存在する場合、オーバーブロッカー膜の上に配置される、この膜の誘電層の光学的厚さ全ての合計からなる。

実際、本発明によれば、下部又は上部反射防止膜内で、それが唯一の高屈折率誘電層であればその高屈折率誘電層の光学的厚さが、又はいくつかの高屈折率誘電層が存在すれば全ての高屈折率誘電層の光学的厚さの合計が、
・下部反射防止膜の場合には、この下部反射防止膜の全光学的厚さの３０〜７５％の間（これらの値を含む）、又は更には３５〜５５％の間（これらの値を含む）であり、
・上部反射防止膜の場合には、この上部反射防止膜の全光学的厚さの１０〜６０％の間（これらの値を含む）、又は更には１５〜３５％の間（これらの値を含む）である。

よって、本発明によれば、高屈折率材料が金属機能性層と接触又は近接してこの層の各側に位置すること、及びこの高屈折率材料が多過ぎることなく（ゆえに、そのパーセント範囲の終点の値）、十分な量（ゆえに、そのパーセント範囲の始点の値）であることが不可欠である。

しかしながら、一方では、上部反射防止膜の高屈折率材料の最小膜厚と下部反射防止膜の高屈折率材料の最小膜厚（それぞれ１０％と３０％、又は更にはそれぞれ１５％と３５％）の間に、他方では、上部反射防止膜の高屈折率材料の最大膜厚と下部反射防止膜の高屈折率材料の最大膜厚（それぞれ６０％と７５％、又は更にはそれぞれ３５％と５５％）の間に、いくらかのアンバランスが認めらている。

従って、高屈折率材料における本発明によるこの分布のために、高屈折率層の膜厚を制限することが可能である。これらの層は下部膜では少なくとも５ｎｍ、又は更には少なくとも８ｎｍの物理的厚さを有することができ、そして最大で２５ｎｍ、又は最大で２０ｎｍ、又は最大で１６ｎｍ、又は最大で１４ｎｍの物理的厚さを有することができ、これらの最小値は全てこれらの最大値と組み合わせることが可能である。

よって、詳しく言えば、一方では下部反射防止膜内に位置する１つの高屈折率誘電層又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さは１５〜６５ｎｍの間（これらの値を含む）、又は更には１８〜５０ｎｍの間（これらの値を含む）であることができ、他方では上部反射防止膜内に位置する１つの高屈折率誘電層又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さは８〜６０ｎｍの間（これらの値を含む）、あるいは１２〜３５ｎｍの間（これらの値を含む）であることができ、下部反射防止膜の場合におけるこれらの範囲は上部反射防止膜のこれらの範囲と組み合わせることが可能である。

更に、驚くことに、高屈折率誘電層の高屈折率材料は、好ましくは、上部反射防止膜内に位置する１つの高屈折率誘電層又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さに対する、下部反射防止膜内に位置する１つの高屈折率誘電層又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さの比が１．１〜５の間（これらの値を含む）、又は１．２〜４の間（これらの値を含む）、又は更には１．３〜３．８の間（これらの値を含む）となるよう、多くの部分が金属機能性層の下の誘電膜内に存在することが分かる。以下にＲとして定義されるこの比は、特に１．４又は１．５であることができる。

各高屈折率誘電層の構成材料は好ましくは、酸化チタン、酸化ニオブ、又はジルコニウムをドープされ、かつ場合によりＡｌもドープされた、窒化ケイ素から選択される。

低温反応性マグネトロンスパッタリングによって被着された薄膜の形態において、酸化チタンＴｉＯ₂は、層の結晶化度（これは、例えば層が低温で被着されるか高温で被着されるかなどの、被着条件に依存する）によって５５０ｎｍにおいて２．３５〜２．５の間の屈折率を有する。屈折率の例としては、雑誌Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， １７５−１７６（２００１） ｐｐ２７６−２８０に公表されている“Ｓｐｅｃｔｒｏｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｃｏａｔｉｎｇｓ”と題された文献を参照。

薄膜形態での酸化ニオブＮｂ₂Ｏ₅は、雑誌Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍ， ５１６（２００８） ｐｐ８０９６−８１００に公表されている“Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｕｔｔｅｒｅｄ ａｎｄ ａｎｎｅａｌｅｄ ｎｉｏｂｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｆｉｌｍｓ ｕｓｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ， Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ”と題された文献によれば、５５０ｎｍにおいて２．２５〜２．４０の間の屈折率を有し得る。

ヨーロッパ特許出願公開第１６５６３２８号明細書も参照することができ、これには反射防止膜のためのＳｉ₃Ｎ₄：Ｚｒ層の製造が開示され、１２頁にＺｒ含有量に応じたＳｉ₃Ｎ₄：Ｚｒの屈折率（３頁にはＴｉＯ₂及びＮｂ₂Ｏ₅の屈折率）が示されている。

本発明による高屈折率層には厳密な化学量論は必要でなく、酸化物の場合には酸素に関して化学量論量を下回っても上回ってもよく、及び／又は窒化物の場合には窒素に関して化学量論量を下回っても上回ってもよい。

更に、高い光透過率と、反射光における中性の色と、比較的高い選択性（すなわち、グレージングの太陽係数（ｓｏｌａｒ ｆａｃｔｏｒ）ＳＦに対するグレージングの可視領域における光透過率Ｔ_Lの比であり、Ｓ＝Ｔ_Lvis／ＳＦというようなものである）の間に許容される妥協点を得るためには、上部反射防止膜のｎｍ単位での光学的厚さに対する下部反射防止膜のｎｍ単位での光学的厚さの比Ｅは、好ましくは０．４≦Ｅ≦０．９、あるいは０．５≦Ｅ≦０．８というようなものである。特定の一つの実施形態では、該下部反射防止膜及び該上部反射防止膜はそれぞれ、場合によりアルミニウムなどの少なくとも１種の他の元素をドープされた、窒化ケイ素を基礎材料とする少なくとも１つの誘電層を含む。

特定の一実施形態では、下部反射防止膜の基材から最も離れた最終層又はオーバーコートは、酸化物をベースとする濡れ性層、特に、場合によりアルミニウムなどの少なくとも１種の他の元素をドープされた、酸化亜鉛を基礎材料とするものである。

特定の一実施形態では、下部反射防止膜は、窒化物を基礎材料とする、特に窒化ケイ素及び／又は窒化アルミニウムを基礎材料とする、少なくとも１つの誘電層と、混合酸化物から製造された少なくとも１つの非結晶性平坦化層とを含み、該平坦化層は結晶性上部濡れ性層と接触している。

好ましくは、アンダーブロッカー膜及び／又はオーバーブロッカー膜は、０．２ｎｍ≦ｅ≦１．８ｎｍというような物理的厚さｅを有するニッケル又はチタンを基礎材料とする薄層を含む。

特定の一形態では、ニッケルを基礎材料とする少なくとも１つの薄層、特にオーバーブロッカー膜のそれは、クロムを含み、好ましくは８０ｗｔ％のＮｉと２０ｗｔ％のＣｒを含む。

別の特定の形態では、ニッケルを基礎材料とする少なくとも１つの薄層、特にオーバーブロッカー膜のそれは、チタンを含み、好ましくは５０ｗｔ％のＮｉと５０ｗｔ％のＴｉを含む。

更に、アンダーブロッカー膜及び／又はオーバーブロッカー膜は、薄膜多層コーティングを施される基材がそのコーティングの被着後に曲げ及び／又は強化の熱処理を受けなかった場合には、金属形態で存在するニッケルベースの少なくとも１つの薄層を含むことができ、この層は、薄膜多層コーティングを施される基材がそのコーティングの被着後に少なくとも１つの曲げ及び／又は強化の熱処理を受けた場合には、少なくとも部分的に酸化される。

アンダーブロッカー膜のニッケルベースの薄層及び／又はオーバーブロッカー膜のニッケルベースの薄層は、これらの層が存在する場合、機能性層と好ましくは直接接触している。

上部反射防止膜の基材から最も離れた最終層又はオーバーコートは、好ましくは化学量論量を下回って被着された、酸化物を基礎材料とするのが好ましく、とりわけ酸化チタン（ＴｉＯ_x）を基礎材料とする又はスズと亜鉛の混合酸化物（ＳｎＺｎＯ_x）を基礎材料とし、これらは場合により最大で１０ｗｔ％量の別の元素をドープされる。

このように、多層コーティングは最終層又はオーバーコート、すなわち保護層を含むことができる。

この保護層は好ましくは、０．５〜１０ｎｍの間の物理的厚さを有する。

本発明によるグレージングは、少なくとも、本発明による多層コーティングを支持する基材を含み、場合により少なくとも１つの他の基材と組み合わされる。各基材は透明であっても着色されていてもよい。基材のうちの少なくとも１つは、特に、バルク着色ガラスから製造されていてもよい。着色タイプの選択は、製造が完了した時点でそのグレージングに求められる光透過率のレベル及び／又は比色外観による。

本発明によるグレージングは積層構造であることができ、特に、少なくとも２つのガラスタイプの硬質基材と少なくとも１つの熱可塑性ポリマーシートを、ガラス／薄膜多層コーティング／シート／ガラスタイプの構造を有するように組み合わせたものであることができる。ポリマーは、特に、ポリビニルブチラールＰＶＢ、エチレン−酢酸ビニルＥＶＡ、ポリエチレンテレフタレートＰＥＴ又はポリ塩化ビニルＰＶＣを基礎材料とすることができる。

更に、グレージングは、ガラス／薄膜多層コーティング／ポリマーシートタイプの構造を有してもよい。

本発明によるグレージングは、薄膜多層コーティングの損傷を受けることなく熱処理を受けることができる。場合により、該グレージングには曲げ加工及び／又は強化処理が施される。

該グレージングは、多層コーティングが施された、単一の基材として曲げ及び／又は強化を施すことができる。この場合、これは「一体式」グレージングと呼ばれる。グレージングに、特に車両窓ガラスを形成する目的で、曲げが施される場合、薄膜多層コーティングは好ましくは少なくとも部分的に非平面状である面上にある。

該グレージングはまた、多重グレージングユニット、特に二重グレージングユニットであってもよく、少なくとも多層コーティングを支持する基材には曲げ及び／又は強化を施すことができる。多重グレージングの構成においては、多層コーティングを、ガスを充填した中間キャビティーに面した側に配置するのが好ましい。積層構造では、多層コーティングをポリマーシートに接触させることができる。

グレージングはまた、ペアごとにガス充填キャビティーで隔てられた３枚のガラス板からなる三重グレージングユニットであってもよい。三重グレージング構造では、多層コーティングを支持する基材は、太陽光の入射方向が各面を面番号の昇順で通り抜けるとした場合に、面２及び／又は面５にあればよい。

グレージングが一体式グレージング、又は二重グレージング、三重グレージングもしくは積層グレージングタイプの多重グレージングである場合、少なくとも多層コーティングを支持する基材は、曲げガラス又は強化ガラス製でよく、この基材は多層コーティングの被着前又は被着後に曲げ又は強化を施すことができる。

このグレージングを二重グレージングユニットとして取り付ける場合、それは好ましくは、Ｓ≧１．３もしくは更にはＳ≧１．４、あるいはＳ≧１．５もしくは更にはＳ＞１．５の選択性を有する。

本発明はまた、Ｓ≧１．３もしくは更にはＳ＞１．４、あるいはＳ≧１．５もしくは更にはＳ＞１．５の選択性を有する二重グレージングを製造するために、本発明による基材を使用することにも関する。

本発明による基材は特に、加熱グレージング又はエレクトロクロミックグレージングの、あるいは照明装置又はディスプレー装置の、あるいは光起電性パネルの、透明電極を製造するために使用することができる。

よって、有利なことに、本発明は、多重グレージング構成、特に二重グレージング構成において、高い選択性（Ｓ≧１．３５）、低い放射率（ε_N≦３％）、及び美的魅力のある外観（Ｔ_Lvis≧７０％、Ｒ_Lvis≦２５％、中性色反射光）を有する、単一の機能性層を含む薄膜多層コーティングの製造を可能とする。

本発明による単一の機能性層を含む多層コーティングは、同様の特性を有する２つの機能性層を含む多層コーティングよりも製造コストが安い。

基材上に被着させた本発明による単一の機能性層を含む多層コーティングを説明する図である。 一方の基材として本発明による多層コーティングを有する基材を使用する二重グレージングユニットを示す図である。

本発明の詳細及び有利な特徴は、添付の図１及び図２により示される以下の非限定的な例から明らかになり、図１は基材１０の上に被着させた本発明による単一の機能性層を含む多層コーティング１２を示していて、この機能性層にはアンダーブロッカー膜とオーバーブロッカー膜が設けられ、コーティングには更に任意的な保護膜が施されており、図２は、それぞれが基材１０、３０を構成していて、ガスを充填した中間キャビティー１５で隔てられている２枚のガラス板から形成された二重グレージングユニット（ＤＧＵ）の製品を示している。

一方のガラス板、すなわち、図の左から右へ向いた白抜き矢印によって示される建物へ入ってくる太陽光の入射方向で見た場合に、建物内部に向かって一番遠い板は、ガスを充填した中間キャビティーに向いている内面９を、下記で説明する単一の機能性層を含んでなる多層コーティング１２からなる絶縁膜で被覆されている基材１０を構成し（従って、単一の機能性層を含んでなる当該多層コーティングは二重グレージングの「面３」と呼ばれる内面にある）、基材１０の外面ｌｌは薄膜多層コーティングでコーティングされていない。

他方のガラス板、すなわち基材３０は、ガスを充填した中間キャビティーに向いているその内面３１が絶縁膜で被覆されておらず、すなわちこの板は、太陽光の入射方向で見た場合に建物の一番外側の板であり、その外面２９（「面１」と呼ばれる）は例えば自己クリーニング膜で被覆されてもよい。

これらの図では、検討が容易なように、種々の層の厚み間の比率を厳密に示してはいない。

更に、下記の全ての例において、薄膜多層コーティング１２は、厚さ４ｍｍのソーダ石灰ガラス（Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ社からのＰＬＡＮＩＬＵＸ）製の基材１０に被着されている。

更に、これらの例では、基材に熱処理が行われた全ての場合において、これは、曲げ又は強化の熱処理をシミュレートするために約６２０℃の温度で約８分行われる徐冷操作とその後の室温（約２０℃）への冷却であった。

以下の例の全てにおいて、図２に示したように、４−１６（９０％Ａｒ）−４の構成を有する、すなわちそれぞれが９０％のアルゴンと１０％の空気を含有するガスを充填した厚さ１６ｍｍの中間キャビティー１５によって隔てられた基材１０、３０を含んでなる２枚の４ｍｍの透明ガラス板から形成されて、その集成体全体がフレーム構造によって一緒に保持されている、二重グレージング構成の場合、薄膜多層コーティングは面３に、すなわち建物へ入ってくる太陽光の入射方向で見た場合に建物の外側に対して一番遠い板に、配置される。

図１は、透明ガラス基材１０の上に被着された単一の機能性層を含む多層コーティングの構造を示しており、その構造では、単一の機能性層４０は２枚の反射防止膜の間に配置され、すなわち基材１０の方向において機能性層４０の下にある下部反射防止膜２０と、基材１０と反対側で機能性層４０の上にある上部反射防止膜６０との間に配置されている。

これらの２枚の反射防止膜２０、６０はそれぞれ、少なくとも１つの誘電層２１、２２、２４、２６； ６２、６４、６６、６８、６９を含む。

場合により、一方において機能性層４０は、下部反射防止膜２０と機能性層４０との間に配置されたアンダーブロッカー膜３０の上に被着させることができ、他方において機能性層４０は、機能性層４０と上部反射防止膜６０との間に配置されたオーバーブロッカー膜５０の下に直接被着させることができる。

図１は、下部反射防止膜２０が４つの反射防止層２１、２２、２４及び２６を含み、上部反射防止膜６０が４つの反射防止層６２、６４、６６及び６８を含み、そしてこの反射防止膜６０が任意的な保護層６９、特に酸化物を基礎材料とするもの、とりわけ酸素が化学量論量未満の層で終えていることを示している。

本発明によれば、各反射防止膜２０、６０は、機能性層４０と接触又は近接して位置する少なくとも１つの高屈折率誘電層２４、６４を含み、そして一方において、下部反射防止膜２０内に位置する高屈折率誘電層２４又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さｅ₂はこの下部反射防止膜２０の全光学的厚さｅ₂₀の３０〜７５％の間に相当し、他方において、上部反射防止膜６０内に位置する高屈折率誘電層６４又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さｅ₆はこの上部反射防止膜６０の全光学的厚さｅ₆₀の１０〜６０％の間に相当する。

更に、各反射防止膜２０、６０は好ましくは、機能性層４０と接触又は近接して位置する少なくとも１つの高屈折率誘電層２４、６４を含み、そして一方において、下部反射防止膜２０内に位置する高屈折率誘電層２４又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さｅ₂はこの下部反射防止膜２０の全光学的厚さｅ₂₀の３５〜５５％の間に相当し、他方において、上部反射防止膜６０内に位置する高屈折率誘電層６４又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さｅ₆はこの上部反射防止膜６０の全光学的厚さｅ₆₀の１５〜５５％の間に相当する。

更に、上部反射防止膜６０のｎｍ単位での光学的厚さｅ₆₀に対する下部反射防止膜２０のｎｍ単位での光学的厚さｅ₂₀の比Ｅは好ましくは、０．４≦Ｅ≦０．９、又は更には０．５≦Ｅ≦０．８、というようなものである。

数値シミュレーションを最初に行い（下記に示す、本発明による例１〜３及び本発明によらない比較例９〜１３）、次に２つの薄膜多層コーティングを実際に被着させた（例１及び比較例１１）。

下記の表１に例１〜３及び比較例９〜１３の各層又は膜の物理的厚さをナノメートル単位で示し、表２にこれらの例に関する主要なデータ、特に光学的厚さをまとめ、表３にシミュレーションによって得られたこれらの例の主要な光学的特性を示す。

表１で、「番号」の欄は図１に示す構成に関する層の番号を示し、２つ目の欄は被着させた材料を示す。

表２は、以下のデータを示す。
・ｅ₂及びｅ₆、これらはそれぞれ下部反射防止膜２０及び上部反射防止膜６０の高屈折率誘電層２４、６４の全光学的厚さ（あるいはそれぞれ比較例１３及び１２の高屈折率層２２、６８の全光学的厚さ）である。
・ｅ₂₀及びｅ₆₀、これらはそれぞれ下部反射防止膜２０及び上部反射防止膜６０の全光学的厚さである。
・％２、これは下部反射防止膜２０の全光学的厚さｅ₂₀に対するこの下部反射防止膜２０の単一の高屈折率誘電層２４（あるいは比較例１３の場合には単一の層２１）の全光学的厚さｅ₂の百分率である。
・％６、これは上部反射防止膜６０の全光学的厚さｅ₆₀に対するこの上部反射防止膜６０の単一の高屈折率誘電層６４（あるいは比較例１２の場合には単一の層６８）の全光学的厚さｅ₆の百分率である。
・ｄ２及びｄ６、これらは各高屈折率誘電層２４、６４と機能性層４０との物理的距離（あるいはそれぞれ比較例１３及び１２については、各高屈折率誘電層２１、６８と機能性層４０との物理的距離）である。

この表２において、光学的厚さを計算するために考慮する各層の屈折率は次の通りである。
Ｓｉ₃Ｎ₄： ２．０５
ＺｎＯ： １．９
ＴｉＯ₂： ２．４
ＺｎＳｎＯ_x： ２．０

表３は、多層コーティングで被覆された基材の次の光学的特性を示す。
・ＴＬ_vis、これはＤ₆₅光源下で２°にて測定した可視領域における％単位での光透過率Ｔ_Lである。
・薄膜多層コーティングが被着されている主要面と反対側の基材上において、Ｄ₆₅光源下で２°にて測定したＬＡＢシステムでの透過色ａ_T ^*及びｂ_T ^*。
・ＲＣ_vis、これは薄膜多層コーティングが被着されている基材の主要面において、Ｄ₆₅光源下で２°にて測定した可視領域における％単位での光反射率である。
・薄膜多層コーティングが被着されている主要面と反対側の基材上において、Ｄ₆₅光源下で２°にて測定したＬＡＢシステムでの反射色ａ_Rc ^*及びｂ_Rc ^*。

表３はまた、図２に示したように、面３に薄膜多層コーティングを有し、他方の基材は透明標準ガラス（Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ社製ＰＬＡＮＩＬＵＸ）である、４−１６（９０％Ａｒ）−４二重グレージング構成で考察される％単位でのｇ係数、又は太陽係数（ＣＥＮ標準規格）も示す。

例９では、基材と機能性層４０との間の下部反射防止膜２０にも、機能性層４０の上の上部反射防止膜６０にも、高屈折率層がない。

この例９の多層コーティングは、透過（負のａ_T ^*及び正のｂ_T ^*、どちらも比較的小さい絶対値）及びコーティング側の反射（正のａ_Rc ^*及び負のｂ_Rc ^*、どちらも比較的小さい絶対値）の双方において許容される色を持つこと、かつ、熱処理中にその光学的特性が維持されるので「強化可能」である又は「強化対象」であることができるタイプのものであるから有用であるが、機能性層が正確には「反射防止性」ではないために非常に高い光透過率を持つものではない。結果として、光反射率もまた比較的高い。

例１０では、２つの高屈折率誘電層２４、６４がそれぞれ下部反射防止膜２０及び上部反射防止膜６０の多層コーティングに導入されている。

しかしながら、これらの２層、特に下部反射防止膜のものは、比較的厚く、それらの被着に費用がかかり、被着プロセスが面倒になる。

光透過率は例９に比べて極めて増大し、その結果、光反射率は極めて低く、太陽係数は高くなる。しかしながら、色は、特に多層コーティング側の反射光が、全く満足できるものではなく、ａ_Rc ^*及びｂ_Rc ^*はどちらも絶対値が高すぎ、赤−紫の色調となる。

例１０は、下部反射防止膜２０の全光学的厚さに対する高屈折率層２４の光学的厚さの割合は大きい（７４％）が、高屈折率材料（層２４及び６４の全て）の大部分は上部反射防止膜６０にある（Ｒ比は１未満、ここでは０．７である）ことを示している。

本発明による例１では、例１０と同様に、２つの高屈折率誘電層２４、６４がそれぞれ下部反射防止膜２０及び上部反射防止膜６０の多層コーティングに導入されている。

これらの２つの層２４、６４は、例１０と同様に、両例とも物理的厚さ５ｎｍの単一層（それぞれ２６、６２）が、一方は高屈折率層２４と機能性層４０との間に、他方は機能性層４０と高屈折率層６４との間に挿入されていることから、機能性層４０と近接して保持されている。

しかしながら、これらの２層は、例１の場合は例１０の場合よりも薄く、それにより被着コストは低く、被着プロセスは簡単になり、各吸収層２４、６４の光学的厚さの比率はそれぞれ、下部反射防止膜２０及び上部反射防止膜６０の全光学的厚さの２分の１より小さくなる（すなわち、それぞれ４７％及び２２％）。

更に、Ｒ比が１より大きい（１．４である）ことから、高屈折率材料の大部分は例１０と同様にもはや上部反射防止膜６０にはなく、下部反射防止膜２０に存在する。

この例１では、光透過率は例１０のそれよりも若干小さいが、依然として全く満足できるものであって、例９のそれよりも十分高く、光反射率は例１０のそれよりも若干高いが、依然として全く満足できるものであって、例９のそれよりも十分低く、そして驚くことに、太陽係数は例１０のそれとほぼ同じ値に維持される。

更には、特別に、透過光の色は例１０よりも良好であり（絶対値の小さい、ａ_T ^*値及びとりわけｂ_T ^*値）、反射光の色もかなり良好である（絶対値の小さいａ_Rc ^*及びｂ_Rc ^*）。

例ｌｌでは、中間層２６及び６２が厚くなっていることを除き、多層コーティングの構成は例１のそれと同じであって、これは、一方では高屈折率誘電層２４と機能性層４０との、他方では機能性層４０と高屈折率誘電層６４との、それぞれ距離ｄ２及びｄ６を長くする（１４ｎｍまで）という効果を持つ。

これにより光透過率が小さくなり、光反射率が大きくなり、また太陽係数が小さくなって、更にはその結果、多層コーティング側の反射光の色が許容されないものとなり（ａ_Rc ^*＞５）、透過光の色がそれほど好ましくないものとなる（ｂ_T ^*＞４）。

本発明による例２は、本発明に従って技術的効果を得る上での制限を示す。すなわち、この例２は、中間層２６及び６２が厚くなっていることを除いて実施例１と同じであり、これには距離ｄ２及びｄ６を長くする（９ｎｍまで）効果があるが、これらの中間層２６及び６２は例１１ほど厚くはない。

例１２では、中間層６２が厚くなっていて、これには距離ｄ６を長くする（３５．５ｎｍまで）効果があること以外、多層コーティングの構成は例１のそれと同じである。

これにより光透過率が著しく小さくなり、光反射率が著しく大きくなり、そしてまた太陽係数が小さくなる。

本発明による例３は、別の多層コーティング構造、すなわちアンダーブロッカー膜３０及びオーバーブロッカー膜５０を備えた構造でどのように技術的効果が得られるかを示す。

２つの高屈折率層２４、６４は、例１と同様に、機能性層４０と近接して保持されており、これはどちらの場合にも、ブロッカー膜３０、５０の厚さを考慮に入れなければ、物理的厚さ５ｎｍの単一層（それぞれ２６、６２）が、一方では高屈折率層２４と機能性層４０との間に、他方では機能性層４０と高屈折率層６４との間に挿入されているからである。

これら２つの高屈折率層２４、６４は、例１と同様の光学的厚さで被着され、例１の場合と同様に、各吸収層２４、６４の光学的厚さの比率はそれぞれ、下部反射防止膜２０及び上部反射防止膜６０の全光学的厚さの２分の１より小さくなる（それぞれ３７％及び２０％）。

更に、例１と同様に、Ｒ比が１より大きいことから（１．５となる場合さえある）、高屈折率材料の大部分は下部反射防止膜２０に存在する。

このような多層コーティング構造を用いれば、主として銀層が薄くなっているという事実のために、光透過率が例１のそれよりずっと大きくなり、光反射率が例１のそれよりずっと小さくなり、太陽係数が著しく大きくなって、ゆえに放射率も大きくなる。

多層コーティング側の透過光及び反射光の双方における色は非常に満足なものとなる。

本発明をより明らかに理解するために、例３に準拠する例１３を提示する。

今回は、下部反射防止膜２０の高屈折率層（層番号２１）が基材上に直接被着されるため、また、この層と機能性層４０との間に全物理的厚さ２４ｎｍの材料が挿入され（アンダーブロッカー膜３０の厚さは考慮に入れない）、上部反射防止膜６０の高屈折率層６４が物理的厚さ１４ｎｍの中間層上に直接被着される（オーバーブロッカー膜５０の厚さは考慮に入れない）ために、距離ｄ２及びｄ６は極めて長くなる。

これら２つの高屈折率層２１、６４は、例３と同様の光学的厚さで被着され、そして例３と同様に、各吸収層２１、６４の光学的厚さの比率は、それぞれ下部反射防止膜２０及び上部反射防止膜６０の全光学的厚さの２分の１より小さくなる（それぞれ３７％及び２０％）。

表３は、例３に比べて、光透過率及び光反射率は維持されるものの、ａ_Rc ^*及びｂ_Rc ^*の絶対値が高すぎるためにこの例１３の反射光の色は許容できるものでないことを明らかに示す。

例１及び比較例１１の目的は、基材に表１に示されるような対応する多層コーティングを被着することによる検証である。

これらの例では、以下の条件で層を被着させた。

これらの例の抵抗率、光学特性及びエネルギー特性を下記の表５に示す。

これらの例において、多層コーティングで被覆された基材の特性は次の通りである。
・Ｒは、多層コーティングのシート抵抗をΩ／□単位で示す。
・Ｔ_Lは、Ｄ₆₅光源下で２°にて測定した、多層コーティングで被覆された基材の可視領域における％単位での光透過率を示す。
・ａ_T ^*及びｂ_T ^*は、Ｄ₆₅光源下で２°にて測定した、ＬＡＢシステムでの透過光の色ａ^*及びｂ^*を示す。
・Ｒ_cは、薄膜多層コーティングで被覆された基材の側においてＤ₆₅光源下で２°にて測定した、可視領域における％単位での光反射率を示す。
・ａ_c ^*及びｂ_c ^*は、コーティングを施された基材側においてＤ₆₅光源下で２°にて測定した、ＬＡＢシステムでの反射光の色ａ^*及びｂ^*を示す。
・Ｒ_gは、裸の基材側においてＤ₆₅光源下で２°にて測定した、可視領域における％単位での光反射率を示す。
・ａ_g ^*及びｂ_g ^*は、裸の基材側においてＤ₆₅光源下で２°にて測定した、ＬＡＢシステムにおける反射光の色ａ^*及びｂ^*を示す。
従前と同様に、％単位の係数ｇ、又は太陽係数（ＣＥＮ標準規格）は、図２に示した、薄膜多層コーティングが面３にあり、他方の基材は透明な標準ガラス（Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ社製のＰＬＡＮＩＬＵＸ）である、４−１６（９０％Ａｒ）−４二重グレージング構造で検討される。

上記表５の光学特性及びエネルギー特性を表３の光学特性と比較することで、例１と例１１との違いという観点から良好な一致が認められる。

被着された多層コーティングで得られる光学特性は、それらが、特に実際に被着される機能性金属層の厚さに関して、完全に至適化されてはいない試験コーティングであることから、表３に示されているシミュレーションのものと同じではない。

例１の多層コーティングは、可視領域の光透過率の熱処理による変動が５未満、更には３未満であることから、本発明の範囲内の強化可能なコーティングである。

従って、並べて置いた場合、基材の熱処理を受けた例１による基材と熱処理を受けなかったこの同じ例の基材とをそれぞれ区別することは困難である。

更に、本発明による多層コーティングの機械的強度は保護層６９が存在するおかげで非常に良好である。

更に、例１のこの多層コーティングの全体的な化学的耐性も一般に良好である。

ヨーロッパ特許出願公開第１６５６３２８号明細書から知られているように、Ｓｉ：Ｚｒに基づく層（及びなお更に、いくつかのこのような層）の使用によっても、特にこの種の層と周囲の酸化物又は窒化物層との適合性が極めて良好なために、被着させようとする１又は複数の高屈折率層をより迅速に被着させることが可能であり、かつまた、極めて良好な強化特性を得ることも可能になる。

また、良好な光学特性（特に、可視領域における光透過率）と相まって銀層が厚い（従って低いシート抵抗が得られる）ために、本発明による多層コーティングで被覆された基材を使用して透明な電極基材を作製することも可能である。

この透明電極基材は、特に、例１の窒化ケイ素層６６を導電層（特に抵抗率が１Ω・ｃｍ未満のもの）、とりわけ酸化物を基礎材料とする層に置き換えることにより、有機発光装置に好適となり得る。この層は例えば、酸化スズで製作してもよく、あるいは、場合によりＡｌもしくはＧａをドープされた酸化亜鉛を基礎材料としてもよく、又は混合酸化物、特に酸化インジウムスズＩＴＯ、酸化インジウム亜鉛ＩＺＯ、酸化スズ亜鉛ＳｎＺｎ（場合によりドープされた（例えばＳｂ又はＦを））を基礎材料としてもよい。この有機発光装置は、照明装置又はディスプレー装置（スクリーン）を製造するために使用可能である。

一般に、該透明電極基材は、加熱グレージング、任意のエレクトロクロミックグレージング、任意の表示スクリーン、又は更には光電池（又はパネル）、特に光電池の透明な背面に好適であろう。

以上、本発明を実施例によって説明してきたが、当然のことながら、当業者ならば、特許請求の範囲で定義される発明の範囲から逸脱することなく、本発明の様々な変形を作り出すことができる。

Claims (13)

1. 赤外線及び／又は太陽放射線の反射特性を有する金属機能性層（４０）と、２つの反射防止膜（２０、６０）とを含む薄膜多層コーティングを主要面に施した透明基材（１０）であり、当該反射防止膜はそれぞれが少なくとも２つの誘電層（２２、２４、２６；６２、６４、６６、６８）を含んでいて、当該機能性層（４０）は当該２つの反射防止膜（２０、６０）の間に配置され、一方では当該機能性層（４０）は場合により、下部反射防止膜（２０）と機能性層（４０）との間に配置されたアンダーブロッカー膜（３０）上に直接被着され、他方において当該機能性層（４０）は場合により、機能性層（４０）と上部反射防止膜（６０）との間に配置されたオーバーブロッカー膜（５０）の下に直接被着されている透明基材（１０）であって、各反射防止膜（２０、６０）が当該機能性層（４０）と接触して又は１０ｎｍを超えない距離に近接して位置する少なくとも１つの高屈折率誘電層（２４、６４）を含み、当該高屈折率誘電層は構成材料の波長５５０ｎｍで測定される屈折率が２．２以上である層であること、及び一方において、当該下部反射防止膜（２０）内に位置する１つの高屈折率誘電層（２４）又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さｅ₂がこの下部反射防止膜（２０）の全光学的厚さ₂₀の３０〜７５％の間に相当し、他方において、当該上部反射防止膜（６０）内に位置する１つの高屈折率誘電層（６４）又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さｅ₆がこの上部反射防止膜（６０）の全光学的厚さｅ₆₀の１０〜６０％の間に相当することを特徴とする、薄膜多層コーティングを施した透明基材（１０）。
2. 前記金属機能性層（４０）が銀又は銀含有金属合金を基礎材料とすることを特徴とする、請求項１に記載の基材（１０）。
3. 高屈折率誘電層（２４、６４）の高屈折率材料は、上部反射防止膜（６０）内に位置する１つの高屈折率誘電層（６４）又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さｅ₆に対する、下部反射防止膜（２０）内に位置する１つの高屈折率誘電層（２４）又は全ての高屈折率誘電層の全光学的厚さｅ₂の比Ｒ＝ｅ₂／ｅ₆が１．１〜５の間にあってこれらの値を含むように、あるいは１．２〜４の間にあってこれらの値を含むように、多くの部分が金属機能性層（４０）の下の誘電膜（２０）内にあることを特徴とする、請求項１又は２に記載の基材（１０）。
4. 各高屈折率誘電層（２４、６４）の構成材料が、酸化チタン、酸化ニオブ、又はジルコニウムをドープされ、場合によりアルミニウムもドープされた、窒化ケイ素から選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の基材（１０）。
5. 上部反射防止膜（６０）のｎｍ単位での光学的厚さｅ₆₀に対する、下部反射防止膜（２０）のｎｍ単位での光学的厚さｅ₂₀の比Ｅが０．４≦Ｅ≦０．９、あるいは０．５≦Ｅ≦０．８であるようなものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基材（１０）。
6. 下部反射防止膜（２０）及び上部反射防止膜（６０）がそれぞれ、場合によりアルミニウムなどの少なくとも１種の他の元素をドープされた、窒化ケイ素を基礎材料とする少なくとも１つの誘電層（２２、６６）を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の基材（１０）。
7. 下部反射防止膜（２０）の基材から最も離れた最終層又は保護層が、酸化物を基礎材料とする濡れ性層（２６）であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の基材（１０）。
8. 下部反射防止膜（２０）が、窒化物を基礎材料とする少なくとも１つの誘電層（２２）と、混合酸化物から製造された非結晶性平坦化層である少なくとも１つの高屈折率誘電層（２４）とを含み、該高屈折率誘電層（２４）が結晶性上部濡れ性層である誘電層（２６）と接触していることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の基材（１０）。
9. 上部反射防止膜（６０）の基材から最も離れた最終層又は保護層が、好ましくは化学量論量を下回って被着された、酸化物を基礎材料とすることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の基材（１０）。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の少なくとも１つの基材（１０）を組み込み、場合により少なくとも１つの他の基材と組み合わされたグレージング（１）。
11. 少なくとも前記多層コーティングを支持する基材に曲げ加工及び／又は強化処理が施されていることを特徴とする、一体式ユニットとして、又は二重グレージングもしくは三重グレージングもしくは積層グレージングタイプの多重グレージングユニットとして取り付けられた、請求項１０に記載のグレージング（１）。
12. グレージングの太陽係数（ｓｏｌａｒ ｆａｃｔｏｒ）ＳＦに対するグレージングの可視領域における光透過率Ｔ _L の比であり、Ｓ＝Ｔ _Lvis ／ＳＦで表される選択性Ｓ≧１．３又は更にはＳ≧１．４もしくはＳ≧１．５であることを特徴とする、二重グレージングユニットとして取り付けられた請求項１０又は１１に記載のグレージング（１）。
13. 加熱グレージング、又はエレクトロクロミックグレージング、又は照明装置、又はディスプレー装置、又は光起電性パネルの透明電極を製造するための、請求項１〜９のいずれか１項に記載の基材の使用。

Images