[发明专利]复合钨氧化物膜及其制造方法以及具有该膜的膜形成基材和物品

说明书

本发明提供一种复合钨膜及其制造方法，该复合钨膜在可见光区域内保持透明性，同时具有反射红外光而遮蔽的功能、即基于隔热的热线遮蔽功能，并且膜的平滑性高，进而提供利用这些功能的膜形成基材或物品。一种复合钨氧化物膜，以通式M_xW_yO_z(其中，M是从碱金属、碱土金属、Fe、In、Tl、Sn中选择的1种以上的元素，W是钨，O是氧)所表示的组成为主成分，0.001≤x/y≤1、2.2≤z/y≤3.0，实质上不含有机物成分，波长550nm时的透过率为50％以上，波长1400nm时的透过率为30％以下，并且波长1400nm时的反射率为35％以上。

技术领域

本发明涉及复合钨氧化物膜及其制造方法，进一步涉及具有该复合钨氧化物膜的膜形成基材、利用该复合钨氧化物膜所具有的功能的物品。本申请以于2018年6月20日在日本申请的日本专利申请号特愿2018-117340和于2019年2月14日在日本申请的日本专利申请号特愿2019-24926为基础并主张优先权，该申请通过参考而被引入本申请。

背景技术

作为窗户材料等所使用的遮光部件，已经提出了各种材料。例如，专利文献1中记载了通过蒸镀法来形成铝等金属的具有镜面状态的膜的遮光部件作为窗户材料等的遮光部件。此外，还有通过溅射法来形成银等的膜的遮光部件。但是，在使用这些遮光部件时，由于外观是半反射镜状，因此在屋外使用时反射太刺眼而存在景观上的问题。另一方面，利用了反射的遮光部件一般而言还反射远红外线，从而具有还兼具隔热性的优点。该遮光部件对包括远红外线的光反射是由于自由电子的作用而引起的。

对此，本申请人提出了在专利文献2中记载的具有复合钨氧化物微粒的红外线遮蔽微粒分散体。复合钨氧化物微粒高效吸收太阳光线(尤其是近红外线区域的光)，而且对可见光具有高透明性。在专利文献2涉及的发明中，将复合钨氧化物微粒分散于适当的溶剂中而制成分散液，在所得的分散液中添加介质树脂后，在基材表面进行涂覆而形成薄膜，从而具有非常高的绝热性。该红外线遮蔽微粒分散体由于具有优异的光吸收特性的效果而显示出高绝热性，但由于几乎不具有反射特性，因此不能过于期待隔热性。

专利文献3中公开了在将含有复合钨氧化物的原料化合物的溶液涂布于基板上后，进行热处理而制造的复合钨氧化物膜。这里公开的膜的一部分如该文献的图2和图3的虚线所示在波长1400nm处具有30％左右的反射率，一定程度上可期待隔热性。

此外，专利文献4中公开了将含有复合钨氧化物的原料化合物的溶液滴到旋转的基板上并利用离心力来成膜后在还原气氛中烧成而得的Na_xWO₃膜。根据该文献的图1，该膜将红外区域的光大部分反射，可认为兼具遮蔽性和隔热性。

另一方面，这样的复合钨氧化物膜有时为了进行色调调整、防反射等而进行光学设计，但此时层叠的膜的膜厚极薄，为数nm～数百nm。因此，需要将复合钨氧化物膜的膜厚控制为小于100nm，但通过涂布法很难将膜厚控制为小于100nm的范围。此外，层叠的复合钨氧化物膜的表面粗糙度要求平滑性，如果成膜面的表面粗糙度大则得不到所希望的光学设计效果。专利文献3、专利文献4中记载的涂布烧成法中，晶体会从溶液中析出，在称为晶粒生长的工艺中，表面粗糙度易于变大。再现专利文献3所记载的方法，利用激光显微镜测定表面粗糙度，结果以算术平均高度Sa计超过60nm。

作为获得复合钨氧化物薄膜的其他方法，有专利文献1的例子中所见的蒸镀法、溅射法等物理方法。物理成膜法的薄膜可以形成将目标组合物之外的元素排除掉的膜。此外，由于不需要使用不适合高温处理的分散剂、介质树脂，因此能够供于例如进行高温热处理的强化玻璃的制造工序。进而，物理成膜法的薄膜即使在小于100nm的膜厚时也容易控制膜厚，此外，能够形成以算术平均粗糙度计数nm以下的非常平滑的表面，因此也能够容易地形成层叠结构。