特表 2024-547106 薄層機能スタックを備えた透明基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-26

(54)【発明の名称】薄層機能スタックを備えた透明基板

(51)【国際特許分類】

   C03C 17/36 20060101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

C03C17/36

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024537898

(86)(22)【出願日】2022-12-16

(85)【翻訳文提出日】2024-07-25

(86)【国際出願番号】 EP2022086262

(87)【国際公開番号】W WO2023117725

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】2114274

(32)【優先日】2021-12-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500374146

【氏名又は名称】サン－ゴバン グラス フランス

(74)【代理人】

【識別番号】100080447

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 恵一

(72)【発明者】

【氏名】ギマール，ドゥニ

(72)【発明者】

【氏名】デルベック，セシル

(72)【発明者】

【氏名】ルラルジュ，アンヌ

(72)【発明者】

【氏名】イヴェ，ロマン

【テーマコード（参考）】

4G059

【Ｆターム（参考）】

4G059AA01

4G059AB11

4G059AC06

4G059DA01

4G059DB02

4G059EA01

4G059EA04

4G059EA07

4G059EA12

4G059EB03

4G059EB04

4G059GA02

4G059GA04

4G059GA14

(57)【要約】

少なくとも一方の面（１０００ａ、１０００ｂ）上に薄層の機能スタック（１００１）を備えた透明基板（１０００）において、前記機能スタック（１００１）が、基板（１０００）から出発して、
－ ２つの薄層誘電体モジュール（１００２、１００４）の間に設置された少なくとも１つの金属機能層（１００３）と、酸化タングステン層（１００２ａ、１００４ａ）を含む少なくとも１つの薄層誘電体モジュール（１００２、１００４）を含み、酸化タングステンが、ＩＵＰＡＣ命名法に準ずる第１族の化学元素の中から選択された少なくとも１つのドーピング元素を含んでいる、透明基板（１０００）。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一方の面（１０００ａ、１０００ｂ）上に薄層の機能スタック（１００１）を備えた透明基板（１０００）において、前記機能スタック（１００１）が、基板（１０００）から出発して、
－ ２つの薄層誘電体モジュール（１００２、１００４）の間に設置された少なくとも１つの金属機能層（１００３）と、酸化タングステン層（１００２ａ、１００４ａ）を含む少なくとも１つの薄層誘電体モジュール（１００２、１００４）を含み、酸化タングステンが、ＩＵＰＡＣ命名法に準ずる第１族の化学元素の中から選択された少なくとも１つのドーピング元素を含んでいる、透明基板（１０００）。

【請求項2】

酸化タングステン層（１００２ａ、１００３ａ）の光屈折率が、３５０ｎｍにおける２．４超の最大値から、６００ｎｍ～９００ｎｍの間の最小値に至るまで波長と共に単調に減少して、最大値と最小値の間の差が０．８超、好ましくは１．０超、さらには１．４超であるようになっている、請求項１に記載の基板（１０００）。

【請求項3】

酸化タングステン層（１００２ａ、１００４ａ）の消光係数が、５００ｎｍで０．２未満であり、１２００ｎｍで２未満である、請求項１または２に記載の基板（１０００）。

【請求項4】

酸化タングステン層（１００２ａ、１００４ａ）が、ドーピング元素または複数のドーピング元素を、タングステンに対する前記元素のモル比またはタングステンに対する各元素のモル比の総和が、０．０１～０．４、好ましくは０．０１～０．２、さらには０．０１～０．１となるような割合で含んでいる、請求項１から３のいずれか一つに記載の基板（１０００）。

【請求項5】

酸化タングステン層（１００２ａ、１００４ａ）が、水素、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびセシウムの中から選択された少なくとも１つのドーピング元素を含んでいる、請求項１から４のいずれか一つに記載の基板（１０００）。

【請求項6】

酸化タングステン層（１００２ａ、１００４ａ）が、ドーピング元素としてセシウムを含み、タングステンに対するセシウムのモル比が０．０１～０．２、好ましくは０．０１～０．１である、請求項２に記載の基板。

【請求項7】

酸化タングステン層（１００２ａ）が、前記基板（１０００）と前記金属機能層（１００３）の間で、金属機能層（１００３）の下に位置する層の誘電体モジュール（１００２）内に含まれている、請求項１から３のいずれか一つに記載の基板（１０００）。

【請求項8】

各誘電体モジュール（１００２、１００４）の層が、１つの酸化タングステン層（１００２ａ、１００４ａ）を含む、請求項１から３のいずれか一つに記載の基板（１０００）。

【請求項9】

単数または複数の酸化タングステン層（１００２ａ、１００４ａ）の物理的厚みが２ｎｍ～５０ｎｍ、詳細には５ｎｍ～３０ｎｍ、好ましくは５ｎｍ～２０ｎｍである、請求項１から５のいずれか一つに記載の基板（１０００）。

【請求項10】

機能スタック（１００１）の層がさらに、金属機能層（１００３）の上方でこの金属機能層と接触して位置する、好ましくはニッケルとクロムの合金をベースとする上部金属遮断層（６００１）、および／または金属機能層（１００３）の下方でこの金属機能層と接触して位置する、好ましくはニッケルとクロムの合金をベースとする下部金属遮断層（６００２）を含んでいる、請求項１から６のいずれか一つに記載の基板（１０００）。

【請求項11】

機能スタックの層がさらに、金属機能層（１００３）の上方で、好ましくはこの金属機能層と接触して位置する上部酸化チタン層（７００１）を含み、前記上部層が好ましくは少なくとも５ｎｍの物理的厚みを有する、請求項１から７のいずれか一つに記載の基板（１０００）。

【請求項12】

機能スタック（１００１）の層が、５５０ｎｍで２．４５未満の屈折率の層を含み、前記層が、基板（１０００）から出発して機能スタック（１００１）の上部部分を形成する層の誘電体モジュール（１００４）内に含まれている、請求項１から８のいずれか一つに記載の基板（１０００）。

【請求項13】

金属機能層（１００３）が銀ベースの層である、請求項１から１２のいずれか一つに記載の基板（１０００）。

【請求項14】

少なくとも２つの透明基板を含むグレージングにおいて、基板の１つは、請求項１から１３のいずれか一つに記載の基板であり、機能スタックの層が前記グレージングの面２および／または面３に位置するような形で配置されている、グレージング。

【請求項15】

酸化タングステン層が、ＩＵＰＡＣ命名法に準ずる第１族の化学元素の中から選択された１つの化学元素を用いてドープされた酸化タングステンのターゲットを使用したマグネトロンスパッタリング法によって堆積される、請求項１から１３のいずれか一つに記載の透明基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、薄層機能スタックを備えた透明基板に関する。

【背景技術】

【0002】

薄層機能スタックは、グレージングに対し断熱および／または日射保護機能を提供するために一般的に使用されている。これらのグレージングは、建物または車両に装備することができる。それらの第１の利点は、過度の過熱を回避し（いわゆる「日射制御」グレージング）および／または外部に消散されるエネルギー量を減少させる（いわゆる「低放射」グレージング）ことによって、空調力を削減できるという点にある。

【0003】

特に使用されている薄層機能スタックの１つのタイプは、電磁放射線、特に赤外線の一部の反射を可能にする特に銀ベースの金属機能層を含む。

【0004】

金属機能層は、概して可視領域内における反射および屈折の光学的効果を無効化するために、誘電体モジュールとも呼ばれる２つの誘電体アセンブリの間に配置されている。これらの誘電体モジュールは、例えば窒化ケイ素または窒化アルミニウムなどの窒化物タイプおよび／または、例えば酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズなどの酸化物タイプの単数または複数の誘電体薄層を含むことができる。

【0005】

強い日照レベルにさらされる可能性の高いグレージングのためには、日射制御機能が求められている。透過する光エネルギー量を制限するグレージングの能力は、グレージング表面またはグレージングを通って内部に向かって透過する総エネルギーと入射日射エネルギーの比率である日射透過率ｇによって定義される。日射透過率ｇの値が低くなればなるほど、太陽放射に対する保護効果は高くなる。

【0006】

１９９６年１月１６日公開の特開平０８-１２３７８号公報［日産自動車株式会社］は、２つの誘電体層の間に配置された酸化タングステン層を含む「日射制御」機能スタックについて記載している。スタックは、詳細には銀ベースである金属機能層を含むスタックに比べて表面電気抵抗を削減し、電波透過性を増大させることができる。

【0007】

２０１０年８月１９日公開の特開２０１０-１８０４４９号公報［住友金属鉱山株式会社］は、水素、アルカリ、アルカリ土類および希土類の中から選択された化学元素を含む酸化タングステンのターゲットを用いたスパッタリングによって堆積させられた酸化タングステンベースの層について記載している。この層は、近赤外線の吸収力が強いために、「日射制御」機能を有する。

【0008】

２０２０年７月２９日発行の欧州特許出願公開第３６８６３１２号明細書［住友金属鉱山株式会社］は、セシウムでドープされた酸化タングステンベースの層およびスパッタリングによるこのような層の堆積方法について記載している。この層は、電波透過性および、特にその高い赤外線吸収度による「日射制御」機能を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平８-１２３７８号公報

【特許文献2】特開２０１０-１８０４４９号公報

【特許文献3】欧州特許出願公開第３６８６３１２号明細書

【特許文献4】国際公開第２０１２／０９３２３８号

【特許文献5】国際公開第２０１７／００６０２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

例えば建物および建築の市場における一部の利用分野については、屋内の十分かつ快適な自然照明を保証すると同時に住宅内の人工照明装置の使用を削減することを目的として、機能スタックが、可視光内での高い光透過率ＴＬ、特に６７％超、さらには７７％超のＴＬを有することが望ましい。

【0011】

機能スタックは、３つの要件、すなわち高い光透過率、低い日射透過率の値および低い放射率の値を満たした場合に、このような利用分野にふさわしい機能スタックであると認定される。したがって、機能スタックは、高い日射透過率と低い放射率に対する光透過率の比として定義される、選択度ｓの値を表す場合に、ふさわしいものである。

【0012】

機能スタックの中で機能層として赤外線吸収層のみを使用することからなる技術的現状の解決法は、さらに高い放射率を有することから、例えば住宅市場での利用分野とは相容れず、適さない。

【0013】

したがって、住宅市場における「日射制御」の利用分野にふさわしい、すなわち高い選択度および特に放射率に関して適応した全体的なエネルギー性能を有する機能スタックに対するニーズがなおも存在している。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の第１の態様によると、請求項１に記載されている通りの薄層機能スタックの備わった透明基板が提供されており、従属する請求項は有利な実施形態である。

【0015】

本発明の第２の態様によると、本発明の第１の態様に係る透明基板を含むグレージングが提供されている。

【0016】

本発明の第３の態様によると、本発明の第１の態様に係る透明基板の製造方法が提供されている。

【0017】

本発明の第１の利点は、それが特に建物および建築市場における利用分野にふさわしい「日射制御」機能スタックを提供するという点にある。この機能スタックは、高い光透過率、低い日射透過率の値および低い放射率という３つの要件を満たすものである。この機能スタックは、高い選択度および適応された全体的なエネルギー性能を有する。

【0018】

一例として、本発明の第１の態様に基づく機能スタックの備わった透明基板は、従来の機能スタックと比較して、少なくとも２％、さらには少なくとも４％低い日射透過率の値、そして少なくとも１％、さらには少なくとも２％高い等価光透過率を有する。

【0019】

第２の利点は、酸化タングステン層が、従来の機能スタックと比較してスタックの色に対し影響を全く、またはわずかしか及ぼさないという点にある。したがって色の観点から見た仕様は、このような層が既存の機能スタック内に導入された場合でもつねに遵守される。

【0020】

本発明の別の利点は、酸化タングステン層が、特に酸化タングステンのターゲットを用いたマグネトロンスパッタリング法により堆積可能である、という点にある。薄層機能スタックは概してマグネトロンスパッタリング法によって堆積されることから、既存の方法をより容易に適応させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１の態様の第１の実施形態の概略図である。

【図2】本発明の第１の態様の第２の実施形態の概略図である。

【図3】セシウムでドープされた酸化タングステン層の複数の例の波長に応じた消光係数の推移を表わしている。

【図4】セシウムでドープされた酸化タングステン層の複数の例の波長に応じた光屈折率の推移を表わしている。

【図5】本発明の第１の態様の第３の実施形態の概略図である。

【図6】本発明の第１の態様の第４の実施形態の概略図である。

【図7】本発明の第１の態様の第５の実施形態の概略図である。

【図8】本発明の第１の態様の第６の実施形態の概略図である。

【図9】本発明の第２の態様に係るグレージングの第１の実施形態の概略図である。

【図10】本発明の第２の態様に係るグレージングの第２の実施形態の概略図である。

【図11】本発明に係る１７のグレージング例および４つの反対例についての光透過率および日射透過率のグラフである。

【図12】本発明に係る１７のグレージング例および４つの反対例についての内部面および外部面における光反射のグラフである。

【図13】本発明に係る１７のグレージング例および４つの反対例についての透過、内部反射および外部反射における色パラメータａ^＊およびｂ^＊のグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下の定義および慣例が使用される。

【0023】

層または層アセンブリの位置を形容し別の層または別のアセンブリの位置との関係において定義されるそれぞれ「～の上方」、「～の下方」なる用語は、前記層または前記層アセンブリが、それぞれ基板からより近いか、より遠いことを意味している。これら２つの用語、「～の上方」および「～の下方」は、それらが形容する層または層アセンブリおよびそれらが定義される基準となる別の層または別の層アセンブリが接触していることを意味するものでは全くない。これらの用語は、これら２つの層の間の他の中間層の存在を排除しない。「～と接触」なる表現は、明示的に、他のいかなる層も間に配置されないことを示すために使用される。

【0024】

いかなる詳細も修飾も無く、層について使用される「厚み」なる用語は、前記層の実際のまたは幾何学的な物理的厚みeに対応する。この厚みはナノメートル単位で表現される。

【0025】

「誘電体モジュール」なる表現は、全体的に誘電体の層アセンブリを形成する互いに接触した単数または複数の層を表わす。すなわち、これは、金属機能層の機能を有していない。誘電体モジュールが複数の層を含む場合、これらの層はそれ自体誘電体であり得る。層誘電体モジュールの実際のまたは幾何学的な物理的厚みは、このモジュールを構成する層各々の実際のまたは幾何学的な物理的厚みの総和に対応する。

【0026】

本明細書においては、材料または層をそれが含有するものに関して形容するために使用される「～の層」または「～ベースの層」なる表現は、同等に使用されている。これらの表現は、この材料または層が含んでいる構成要素の質量分率が、少なくとも５０％、詳細には少なくとも７０％、好ましくは少なくとも９０％であることを意味している。詳細には、少数の元素またはドーピング元素の存在は排除されない。

【0027】

基板を形容するために使用される「透明」なる用語は、基板が好ましくは、光の吸収を最小限に抑えこうして可視電磁スペクトル内での最大光透過率を保つ目的で、不透明でなく半透明でない無色のものであることを意味している。

【0028】

「光透過率」とは、ＥＮ４１０規格の第４．２節において定義され測定されているＴＬと記される光透過率を意味する。

【0029】

可視スペクトル内の光透過率ＴＬ、日射透過率ｇおよび選択度ｓ、可視スペクトル内の内部反射Ｒｉｎｔおよび外部反射Ｒｅｘｔ、ならびにそれらの測定および／または計算様式は、ＥＮ４１０規格、ＩＳＯ９０５０規格およびＩＳＯ１０２９２規格中で定義されている。

【0030】

ＩＵＰＡＣ命名法によると、化学元素の第１族は、水素およびアルカリ元素、すなわちリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムおよびフランシウムを含む。

【0031】

「光屈折率」および「消光係数」なる表現は、技術分野において、特に著書である、「Ｆｏｒｏｕｈｉ ＆ Ｂｌｏｏｍｅｒ，Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｓｔａｎｔｓ ｏｆ Ｓｏｌｉｄｓ ＩＩ，Ｐａｌｉｋ，Ｅ．Ｄ．（ｅｄ．），Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，１９９１」の第７章中に記載されているＦｏｒｏｕｈｉ ＆ Ｂｌｏｏｍｅｒモデルにしたがって定義されるような光屈折率ｎおよび消光係数ｋを意味するものと理解される。

【0032】

本発明の第１の態様によると、［図１］および［図２］を参照して、少なくとも一方の面（１０００ａ、１０００ｂ）上に薄層の機能スタック（１００１）を備えた透明基板（１０００）において、前記機能スタック（１００１）が、基板（１０００）から出発して：
－ ２つの薄層誘電体モジュール（１００２、１００４）の間に設置された少なくとも１つの金属機能層（１００３）と
酸化タングステン層（１００２ａ、１００４ａ）を含む少なくとも１つの薄層誘電体モジュール（１００２、１００４）を含み、
酸化タングステンが、ＩＵＰＡＣ命名法に準ずる第１族の化学元素の中から選択された少なくとも１つのドーピング元素を含んでいる、透明基板（１０００）が提供されている。

【0033】

意外にも、ＩＵＰＡＣ命名法に準ずる第１族の元素によって選択されたドーピング元素を含む酸化タングステン層は、特に電磁放射線の波長に応じた消光係数および屈折率の推移に関して予想外の光学特性を有する。金属機能層の存在と組合わされたこれらの特性は、選択度の増大に対し相乗効果を有する。

【0034】

例示的かつ説明的例として、３つの堆積条件にしたがってソーダ石灰ガラス製の基板上にスパッタリングにより堆積されたセシウムでドープされた酸化タングステン層についての、消光係数ｋおよび光屈折率ｎの推移は、それぞれ［図３］および［図４］に表現されているが、本発明は、これらの例と密接不可分の関係にあるとみなされてはならない。タングステンに対するセシウムのモル比は、約０．０５～０．０６である。

【0035】

層Ｃ１、Ｃ２およびＣ３は、予め厚み約５ｎｍの窒化ケイ素ベースの第１の層が上に堆積されているソーダ石灰ガラス製基板上に堆積された。これらの層は、その後、厚み約５ｎｍの窒化ケイ素ベースの第２の層で被覆された。換言すると、各層Ｃ１、Ｃ２およびＣ３は、窒化ケイ素ベースの２つの層の間に封止されている。

【0036】

２つの窒化ケイ素ベースの層による層Ｃ１、Ｃ２およびＣ３の封止の役目は、過度の酸化および／または構造内での過度の酸素拡散による層Ｃ１、Ｃ２およびＣ３の劣化を予防することにある。窒化ケイ素の代りに、例えば窒化ジルコニウムなどの適応された他のあらゆるタイプの窒化物を使用することが可能である。

【0037】

層Ｃ１は、４ｍＴｏｒｒの圧力で２５％の二酸素を含む雰囲気下で、層Ｃ２は、４ｍＴｏｒｒの圧力で２０％の二酸素を含む雰囲気下で、そして層Ｃ３は１０ｍＴｏｒｒの圧力下で５％の二酸素を含む雰囲気下で堆積されている。

【0038】

層Ｃ１、Ｃ２およびＣ３を含むこのようにして得たスタックは、堆積後１０分間６５０℃で焼きなましされた。

【0039】

消光係数および屈折率は、実験的測定からモデリングによって計算された。測定値は分光光度計Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ９００、およびエリプソメーターＶＡＳＥ Ｍ－２０００ＸＩ Ｊ．Ａ．Ｗｏｌｌａｍを用いて得られた。

【0040】

［図３］を参照すると、層Ｃ１、Ｃ２、またはＣ３の如何に関わらず、消光係数は、３００ｎｍで１未満の値から単調に減少して約４００ｎｍ～５５０ｎｍの間で０．１未満の最小水平部に達し、その後単調に増大して、１２００ｎｍあたりで１．２超の値に達する。層Ｃ１、Ｃ２およびＣ３は、近赤外線において強い吸収を、そして電磁スペクトルの可視領域において一定の透明度を有する。

【0041】

［図４］を参照すると、層Ｃ１、Ｃ２またはＣ３の如何に関わらず、光屈折率は、３００ｎｍで３に近い値から単調に減少して、約８００ｎｍ～１１００ｎｍの間で１．８未満さらには１．６未満の最小水平部に達し、その後、単調に増大して１３００～１４００ｎｍあたりで１．８超さらには２超の値に達する。光屈折率および消光係数の推移は、３つの層Ｃ１、Ｃ２およびＣ３の間で一定の変動を有する。この非常に穏やかな可変性はおそらく、堆積条件に起因するものであり、本発明の利点を得る上で有害なものではない。

【0042】

他の好ましい実施形態によると、酸化タングステン層（１００２ａ、１００４ａ）の光屈折率は、３５０ｎｍにおける２．４超の最大値から、６００ｎｍ～９００ｎｍの間の最小値に至るまで波長と共に単調に減少して、最大値と最小値の間の差が０．８超、好ましくは１．０超、さらには１．４超であるようになっている。

【0043】

換言すると、光屈折率の値は、３５０ｎｍで２．４超の最大値と６００ｎｍ～９００ｎｍの間の最小値の間で、少なくとも０．８、好ましくは少なくとも１．０、さらには少なくとも１．４だけ単調な形で減少する。一例として、光屈折率の値は、３５０ｎｍでの２．４超の最大値と、６００ｎｍ～９００ｎｍの間の、特に８００ｎｍと９００ｎｍの間で２．３未満の最小値との間で、少なくとも０．８、好ましくは少なくとも１．０、さらには少なくとも１．４だけ単調な形で減少し得る。

【0044】

本発明の効果を得るために特に必要とされるわけではないが、これらの光屈折率の値は、それでも、建物および建築市場における利用分野にとっては色の観点から見て仕様の遵守に関して有利であり得る。詳細には、これらの値は、中間色を得ることを可能にする。

【0045】

いくつかの好ましい補足的実施形態によると、酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａの消光係数は、５００ｎｍで０．２未満、さらには０．１未満であり得、１２００ｎｍで２未満、さらには１．５未満であり得る。こうして、選択度は有利にも、さらに増大し得る。

【0046】

消光係数および光回析率は、ＩＵＰＡＣ命名法に準ずる第１族の元素の中から選択される単数または複数のドーピング元素の性質および数量に応じて変動し得る。これらは、特に、［図３］および［図４］の例示的および説明的例の枠内で先に説明したものとは異なる挙動を有し得る。しかしながら、現在、単数または複数のドーピング元素の性質および／または数量に応じた消光係数および屈折率の一般的挙動の法則を確立することは困難である。

【0047】

いくつかの特定の実施形態によると、酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａは、ドーピング元素Ｘまたは複数のドーピング元素Ｘ１、Ｘ２．．．を、タングステンＷに対する前記元素のモル比Ｘ／Ｗまたはタングステンに対する各元素のモル比の総和（Ｘ１＋Ｘ２＋．．．）／Ｗが、０．０１～０．４、好ましくは０．０１～０．２、さらには０．０１～０．１となるような割合で含んでいる。これらのモル比の値は有利には、ドーピング元素の数量を制限しながら先の実施形態において説明した消光係数および屈折率の値を得ることを可能にすることができる、ということが確認された。さらに、ドーピング元素のための鉱物資源利用を節約し、かつコストを削減することを結果としてもたらすことが、場合によって可能である。

【0048】

いくつかの実施形態によると、酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびセシウムの中から選択された少なくとも１つのドーピング元素を含んでいる。第１族の元素の中でも、これらの特定の元素は、求められている技術的効果にとって最適な消光係数および屈折率の値を得ることを可能にする。

【0049】

とりわけ好ましい形態によると、酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａは、ドーピング元素としてセシウムを含み、タングステンに対するセシウムのモル比は０．０１～０．２、好ましくは０．０１～０．１である。これらの実施形態は、選択度の増大、中間色の保存、およびコストの節約に関して最高の性能を得ることを可能にする。

【0050】

透明基板１０００は、好ましくは平坦であってよく、有機または無機、剛性または可撓性のものであり得る。詳細には、透明基板はミネラルガラス、例えばソーダ石灰ガラスであってよい。

【0051】

本発明の実施のために有利に使用可能である有機基板の例は、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミドなどのポリマー材料であり得る。これらのポリマーは、フッ素含有ポリマーであってよい。

【0052】

本発明の実施のために有利に使用可能である鉱物基板の例は、ミネラルガラスまたは結晶化ガラスのシートであり得る。ガラスは、好ましくは、ソーダ石灰、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩さらにはアルミノホウケイ酸タイプのガラスであり得る。本発明の好ましい一実施形態によると、透明基板１０００は、ソーダ石灰ミネラルガラスシートである。

【0053】

［図１］を参照して、有利な実施形態によると、酸化タングステン層１００２ａは、前記基板１０００と前記金属機能層１００３の間で、金属機能層１００３の下に位置する層の誘電体モジュール１００２内に含まれていてよい。金属機能層１００３の下に位置する層の誘電体モジュール１００２内の酸化タングステン層１００２ａの存在は、日射透過率の値を削減しおよび／または光透過率を増大させることを同時に可能にする。

【0054】

［図５］を参照して、好ましい実施形態によると、各誘電体モジュールの層１００２、１００４は、１つの酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａを含む。各誘電体モジュール１００２、１００４内の酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａの存在は、日射透過率のさらに大幅な削減および光透過率の最大の増加を可能にする。

【0055】

いくつかの有利な実施形態によると、単数または複数の酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａの物理的厚みは、２ｎｍ～５０ｎｍ、詳細には５ｎｍ～３０ｎｍ、好ましくは５ｎｍ～２０ｎｍであり得る。これらの厚み範囲は、本発明の第１の形態の注目すべき利点を得るのに十分である。

【0056】

［図６］を参照して、実施形態によると、機能スタック１００１の層はさらに、金属機能層１００３の上方でこの金属機能層と接触して位置する、好ましくはニッケルとクロムの合金をベースとする上部金属遮断層６００２、および／または金属機能層１００３の下方でこの金属機能層と接触して位置する、好ましくはニッケルとクロムの合金をベースとする下部金属遮断層６００１を含んでいる。

【0057】

上部金属遮断層６００２および／または下部金属遮断層６００１の存在により、例えばブラッシングまたはスクラッチに対する機械的強度の観点から見たスタックの耐久性を有利にも増大させることができる。この存在により同様に、後続する層の堆積の際および／または熱処理の際における金属機能層の、例えば酸化による劣化を、特に隣接する層からの或る種の化学元素の拡散および／または酸素の拡散を制限することによって回避することが可能となる。

【0058】

［図７］を参照して、他の実施形態によると、薄層機能スタック１００１はさらに、金属機能層１００３の上方で、好ましくはこの金属機能層１００３と接触して位置する上部酸化チタン層７００１を含んでいてよく、前記上部層４０００は、好ましくは少なくとも５ｎｍの物理的厚みを有する。上部酸化チタン層７００１は、選択度を増大させることができる。

【0059】

［図８］を参照して、特定の実施形態によると、機能スタック１００１の層は、５５０ｎｍで２．４５未満の屈折率の層８００１を含み、前記層は、基板１０００から出発して機能スタック１００１の上部部分を形成する誘電体モジュールの層１００４内に含まれている。好ましくは、前記層８００１は、誘電体モジュール１００４の最終層である。

【0060】

最終誘電体モジュール１００４内の５５０ｎｍで２．４５未満の屈折率の層と第１および／または第２の誘電体モジュール１００２、１００４内の酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａの組合せによって、隣接層からの酸素などの元素の偶発的拡散による単数または複数の酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａの構造的劣化をことごとく予防することができる。

【0061】

他の特定に実施形態によると、機能スタック１００１の層は、５５０ｎｍで２．４５未満の屈折率の層を含み、前記層は、基板１０００から出発して機能スタック１００１の下部部分を形成する層の誘電体モジュール１００２内に含まれている。

【0062】

好ましい実施形態によると、機能スタック１００１の層は、５５０ｎｍで２．４５未満の屈折率の第１の層であって、基板１０００から出発して機能スタック１００１の下部部分を形成する層の誘電体モジュール１００２内に含まれている第１の層と、５５０ｎｍで２．４５未満の屈折率の第２の層であって、基板１０００から出発して機能スタック１００１の上部部分を形成する層の誘電体モジュール１００４内に含まれている第２の層と、を含む。

【0063】

５５０ｎｍで２．４５未満の屈折率の単数または複数の層は、好ましくは、ケイ素、ジルコニウム、チタン、さらにはスズおよび亜鉛の酸化物または窒化物をベースとする。一例として、これらの層は、窒化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ジルコニウムまたは酸化亜鉛および酸化スズをベースとしていてよい。

【0064】

金属機能層１００３の役目は、赤外線および／または太陽放射の一部分を反射することにある。この層は、例えば金ベースまたは銀ベースの任意の適切な金属であり得る。金属機能層１００３の厚みは、典型的には、２ｎｍ～２５ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ～２０ｎｍであり得る。

【0065】

好ましい実施形態によると、金属機能層１００３は銀ベースの層である。

【0066】

誘電体モジュールは、例えば酸化亜鉛、亜鉛とスズの混合酸化物、窒化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ジルコニウム、酸化チタン、酸化スズおよび酸窒化ケイ素などの金属元素および／または金属合金の酸化物および／または窒化物の単数または複数の層を含み得る。

【0067】

基板、特にガラス基板上への薄層堆積方法は、業界において周知の方法である。一例として、ガラス基板上への薄層スタックの堆積は、所与の薄層を堆積するために適応された一連の堆積セルを横切ってガラス基板を通過させることによる前記スタックの各薄層の連続的堆積によって実現される。

【0068】

堆積セルは、磁場支援型スパッタリング（マグネトロンスパッタリングとも呼ばれる）、イオンビーム蒸着（ＩＢＡＤ）、蒸発、化学気相成長（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、低圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）などの堆積方法を使用することができる。

【0069】

磁場支援型スパッタリングによる堆積方法が、特に使用される。層堆積条件は、例えば国際公開第２０１２／０９３２３８号および国際公開第２０１７／００６０２号中など、文献中で広く考証されている。

【0070】

本発明の第２の態様は、上述の実施形態のいずれか１つに記載の透明基板を含むグレージング、詳細にはシングル、ダブルまたはトリプルグレージングに関する。

【0071】

モノリシックグレージングは、唯一の基板、詳細にはミネラルガラスシートを含む。これはシングルグレージングであり得る。モノリシックグレージングとして本発明に係る基板が使用される場合、薄膜機能スタックは、好ましくは、グレージングが壁上に設置される建物の部屋の内部に向かって配置された基板の面上に堆積させられる。このような構成の場合、適切な手段を用いて物理的または化学的劣化に対して第１の層そして場合によっては薄層機能スタックを保護することが有利であり得る。

【0072】

マルチグレージングは、少なくとも２つの基板、詳細には、断熱ガスギャップによって分離された平行なミネラルガラスシートを含む。大部分のマルチグレージングは、ダブルまたはトリプルグレージングである、すなわち、それぞれ２枚または３枚のグレージングを含む。本発明に係る基板がマルチグレージングの要素として使用される場合、薄層機能スタックは、好ましくは断熱ガスと接触して内部に向かって配置されたガラスシートの面上に堆積させられる。この配置には、外部環境による化学的または物理的劣化からスタックを保護するという利点がある。

【0073】

［図９］および［図１０］を参照して、好ましい実施形態によると、グレージングは、グレージング９０００、１００００の面２および／または面３に機能スタック１００１の層が位置するような形で配置された前述のいくつかの実施形態のうちの１つに係る透明基板１０００を含むダブルグレージング９０００、１００００である。図中、（Ｅ）はグレージングが設置される施設の外部に対応し、（Ｉ）は施設の内部に対応する。

【0074】

［図９］を参照して、第１の実施形態によると、グレージング９０００は、内側表面１０００ａと外側表面１０００ｂを伴う第１の透明ガラスシート１０００、内側表面９００１ａと外側表面９００１ｂを伴う第２の透明ガラスシート９００１、断熱ガスギャップ９００２、スペーサ９００３およびシール接合部９００４を含む。

【0075】

ガラスシート１０００は、断熱ガスギャップ９００２のガスと接触するその内部表面１０００ｂ上でかつそれに接触した状態で、本発明の第１の態様に係る機能スタック１００１を含む。機能アセンブリ１００１は、好ましくは、透明基板１０００のシートの外側表面１０００ｂとは反対側のその外側表面がグレージングを使用する施設、例えば建物の内部（Ｉ）に向かうような形で配置される。換言すると、機能スタック１００１は、外部（Ｅ）から出発してグレージングの面２に配置される。

【0076】

［図１０］を参照して、別の実施形態によると、グレージングは、内側表面１０００ａと外側表面１００１ｂを伴う第１の透明ガラスシート１０００、内側表面１００１ａと外側表面１００１ｂを伴う第２の透明ガラスシート１０００１、断熱ガスギャップ１０００４、スペーサ１０００３およびシール接合部１０００４を含むダブルグレージング１００００である。

【0077】

ガラスシート１０００は、断熱ガスギャップ９００４のガスと接触するその内部表面１０００ａの上でかつそれに接触した状態で、本発明の第１の態様に係る機能スタック１００１を含む。機能アセンブリ１００１は、好ましくは、透明基板１０００のシートの外側表面１０００ａとは反対側のその外側表面が施設の外部（Ｅ）に向かうような形で配置される。換言すると、機能スタック（１００１）は、外部（Ｅ）から出発してグレージングの面３に配置される。

【0078】

本発明の第３の態様によると、本発明の第１の態様に係る透明基板の製造方法において、酸化タングステン層がＩＵＰＡＣ命名法に準ずる第１族の化学元素の中から選択された１つの化学元素を用いてドープされた酸化タングステンのターゲットを使用したマグネトロンスパッタリング法によって堆積される方法が提供されている。

【0079】

酸化タングステンのターゲットは、特に、本発明の第１の態様のいくつかの実施形態においてドープされた酸化タングステン層について説明された割合で、単数または複数のドーピング元素を含有することができる。

【0080】

単数または複数のタングステン層は、１～１５ｍＴｏｒｒ、好ましくは３～１０ｍＴｏｒｒの圧力下で、０％～５０％、好ましくは５％～２５％の二酸素を含む雰囲気下で上述のターゲットを用いたスパッタリングによって堆積され得る。好ましくは、堆積は、基板については冷間で、すなわち１００℃未満、特に２０℃～６０℃の温度で実施され得る。

【0081】

本発明の第１のまたは第２の態様のいずれに関するものであれ、説明された実施形態は全て、特別な修正または適応無しで、互いに組合せ可能である。これらの組合せの１つの使用に際し万一技術的不適合が生じた場合には、特に研究プログラムの使用によって、過度の労力を必要とすることなく当業者は自らの知識を用いてそれらを解決することができる。

【実施例】

【0082】

本発明の特徴および利点は、以下で説明する実施例および反対例によって例示される。

【0083】

本発明に係る１７の実施例Ｅ１～Ｅ１７が表１、２および３中に記載されており、これらの表は、異なる層の組成およびナノメートルで表わした厚みを示している。最初の２欄の中の数字は、図の参照番号に対応する。

【0084】

ＣＷＯと記された、セシウムでドープされた酸化タングステン層。タングステンに対するセシウムのモル比は、約０．０５～０．０６である。

【0085】

【表1】

【0086】

【表2】

【0087】

【表3】

【0088】

実施例Ｅ１～Ｅ５、Ｅ７、Ｅ９～Ｅ１２、Ｅ１５およびＥ１６は、第１の誘電体モジュール１００２内に１層のドープされた酸化タングステン層１００２ａしか含まない。実施例Ｅ６、Ｅ８、Ｅ１３～Ｅ１４およびＥ１７は、第１の誘電体モジュール１００２および第２の誘電体モジュール１００４内に位置する２層のドープされた酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａを含む。対応する反対例は、反対例ＣＥ１およびＣＥ３である。

【0089】

実施例Ｅ９～Ｅ１１および実施例Ｅ１５～Ｅ１７は、酸化チタンベースの層７００１が金属機能層１００３の上方でかつこの金属機能層と接触した状態で位置している、いくつかの有利な実施形態に係る実施例である。対応する反対例は、反対例ＣＥ２およびＣＥ４である。

【0090】

表４中には４つの反対例ＣＥ１～ＣＥ４が記載されており、この表は異なる層の組成およびナノメートル単位で表わした厚みを示している。

【0091】

【表4】

【0092】

１７の実施例Ｅ１～Ｅ１７および反対例ＣＥ１～ＣＥ４の薄層スタックは、磁場支援型スパッタリング（マグネトロン法）により堆積されており、この方法の特徴は、例えば国際公開第２０１２／０９３２３８号および国際公開第２０１７／００６０２といった特許出願の文献中で広く考証されている。基板１０００は、厚み４ｍｍのソーダ石灰ミネラルガラスである。堆積後に、基板は、６５０℃で１０分間、熱処理を受けている。

【0093】

実施例Ｅ１～Ｅ１７および反対例ＣＥ１～ＣＥ４の使用されたターゲットの性質および堆積条件は、表５にまとめられている。

【0094】

【表5】

【0095】

[図９]中で例示されているようなダブルグレージングに組立てられた実施例Ｅ１～Ｅ１７および反対例ＣＥ１～ＣＥ４の各基板について、日射透過率ｇ、選択度ｓ、光透過率Ｔｌ、内部面での光反射Ｒｉｎｔおよび外部面での光反射Ｒｅｘｔ、ならびに内部面および外部面での透過色を測定した。第２のガラスシート９００１は、厚み４ｍｍのソーダ石灰ミネラルガラスである。エアギャップ９００２の厚みは１６ｍｍである。スタックは、面２、つまり基板１０００の面１００１ｂ上に配置されている。

【0096】

スタックを備えた透明基板を形容するために使用される「色」なる表現は、特に基準オブザーバについて２°または１０°の視野およびＤ６５光源で、ＩＳＯ規格１１６６４にしたがってＬ^＊ａ^＊ｂ^＊ＣＩＥ１９７６色空間内で定義されている通りの色を意味する。これは、前記規格にしたがって測定される。

【0097】

可視スペクトル内の光透過率ＴＬ、日射透過率ｇおよび選択度ｓ、ならびに可視スペクトル内の内面反射Ｒｉｎｔおよび外面反射Ｒｅｘｔは、ＥＮ４１０、ＩＳＯ９０５０および／またはＩＳＯ１０２９２規格にしたがって定義、測定および計算される。

【0098】

日射透過率、選択度、光透過率、内面反射および外面反射の測定値は、表６にまとめられている。透過（ａ^＊Ｔ、ｂ^＊Ｔ）、外面反射（ａ^＊Ｒｅｘｔ、ｂ^＊Ｒｅｘｔ）、および内面反射（ａ^＊Ｒｉｎｔ、ｂ^＊Ｒｉｎｔ）における色パラメータａ^＊およびｂ^＊の測定値は、表７にまとめられている。

【0099】

【表6】

【0100】

【表7】

【0101】

実施例Ｅ１～Ｅ１７（黒丸）および反対例ＣＥ１～ＣＥ４（白丸）についての光透過率ＴＬおよび日射透過率ｇの値は、［図１１］中に表現されている。このグラフには、目のためのガイドとして、選択度の閾値ｓ＝１．４；ｓ＝１．５およびｓ＝１．６も同様に表現されている。

【0102】

［図１１］は、第１の誘電体モジュール１００２および第２の誘電体モジュール１００４中に位置する２層のドープされた酸化タングステン層１００２ａ、１００４ａを含む実施例Ｅ６、Ｅ８、Ｅ１３～Ｅ１４およびＥ１７の場合と同様に、第１の誘電体モジュール１００２中の１層のドープされた酸化タングステン層１００２ａしか含まない実施例Ｅ１～Ｅ５、Ｅ７、Ｅ９～Ｅ１２、Ｅ１５およびＥ１６の場合でも、高い選択度の値が得られることを示している。

【0103】

［図１１］に例示されているように、実施例Ｅ１～Ｅ１７および反対例ＣＥ１～ＣＥ７は、２つのグループに分割可能である。実施例Ｅ１～Ｅ１１および反対例ＣＥ１およびＣＥ２のグループでは光透過率が約７０％であり、実施例Ｅ１２～Ｅ１７および反対例ＣＥ３およびＣＥ４のグループでは、光透過率が７８％超である。

【0104】

第１のグループ、すなわち約７０％の光透過率を有する実施例および反対例について、［図１１］は、反対例ＣＥ１およびＣＥ２に比較した本発明に係る実施例についての日射透過率の減少を明確に示している。詳細には、実施例の選択度は、１．５０さらには１．５５超である。

【0105】

反対例ＣＥ２は、１．５０超であるものの１．５５未満である選択度を有する。この反対例ＣＥ２は、金属機能層の上方でかつこの金属機能層と接触した状態で配置された酸化チタン層を含む。対応する実施例Ｅ９～Ｅ１１は、より低い日射透過率の値、ひいてはより高い選択度を有する。

【0106】

第２のグループ、すなわち約７８％超の光透過率を有する実施例および反対例について、［図１１］は、反対例ＣＥ３およびＣＥ４に比べた本発明に係る実施例についての日射透過率の減少を明確に示している。詳細には、実施例の選択度は、１．４０さらには１．５０超である。

【0107】

反対例ＣＥ４は、１．４０超であるものの１．５０未満である選択度を有する。この反対例ＣＥ４は、金属機能層の上方でかつこの金属機能層と接触した状態で配置された酸化チタン層を含む。対応する実施例Ｅ１５～Ｅ１７は、より低い日射透過率の値、ひいてはより高い選択度を有する。

【0108】

内部面での光反射Ｒｉｎｔおよび外部面での光反射Ｒｅｘｔの値は、実施例Ｅ１～Ｅ１７（黒丸）および反対例ＣＥ１～ＣＥ４（白丸）について［図１２］中に表現されている。

【0109】

［図１２］は、本発明に係る実施例が、匹敵する光透過率の値について、反対例のものよりも低いかあるいは等価である内側面および外側面での反射レベルを有することを示している。換言すると、本発明は、同様に、同じ光透過率レベルを保ちながら光反射を削減することも可能にする。

【0110】

色パラメータａ^＊、ｂ^＊の値は、実施例Ｅ１～Ｅ１７（黒色表示）および反対例ＣＥ１～ＣＥ４（白色表示）について［図１３］中に表現されている。透過での色パラメータａ^＊Ｔ、ｂ^＊Ｔは、丸で表現され、外部面での反射パラメータａ^＊Ｒｅｘｔ、ｂ^＊Ｒｅｘｔは、三角形で表現され、内部面での反射パラメータａ^＊Ｒｉｎｔ、ｂ^＊Ｒｉｎｔは四角形で表現されている。

【0111】

透過において、本発明に係る実施例、詳細には第１の誘電体モジュール１００２のドープされた酸化タングステン層１００２しか含まない大部分の実施例は、より低い色パラメータｂ^＊を有する。反対例は、黄色への色シフトを示している。

【0112】

外面反射において、本発明に係る実施例は、より低い色パラメータａ^＊Ｒｅｘｔを有する。第１の誘電体モジュール１００２中のドープされた酸化タングステン１００２しか含まない実施例は、同様に、より高い、すなわちゼロに近づく色パラメータｂ^＊Ｒｅｘｔを有する。反対例は、赤色への色シフトを示している。

【0113】

内面反射において、本発明に係る実施例は、より低い色パラメータａ^＊Ｒｉｎｔおよびより高い色パラメータｂ^＊Ｒｅｘｔを有する。反対例は紫色への色シフトを示している。

【0114】

これらの実施例は、本発明の基板の利点を非常に明確に、すなわち、削減された日射透過率、より高い選択度を有し、より中間色に近い色を有するということを示している。

【符号の説明】

【0115】

１０００ 透明基板
１０００ａ 面
１０００ｂ 面
１００１ 機能スタック
１００２ 薄層誘電体モジュール
１００２ａ 酸化タングステン層
１００３ 金属機能層
１００４ 薄層誘電体モジュール
１００４ａ 酸化タングステン層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】