JP2004123512A - ガラス表面のコーティング方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1つの態様においては、シリカを含有する水をシート状にするコーティング20は、ガラスの外部用表面に直接にスパッタリングする。この水をシート状にするコーティングの外部用表面には実質的に気孔がないが凹凸がある。この水をシート状にするコーティングはコーティングされた表面に適用された水をシート状にして、ガラス物品の清浄化を容易にし且つガラスを比較的長期間にわたって清浄に維持する。
【選択図】 図1
Description
【請求項1】清浄な内部用表面及び清浄な外部用表面を有するガラス板と、各々がガラス板のための支持体を有する一連のスパッタリング容器を含むスパッタリングラインとを提供すること、ここで、前記スパッタリング容器のうちの少なくとも1つは、前記支持体の上方に位置する上側ターゲットを有する下向きスパッタリング容器であり、少なくとも1つの他のスパッタリング容器は、前記支持体の下方に位置する下側ターゲットを有する上向きスパッタリング容器である;
前記内部用表面が前記上側ターゲットに向くようにして前記下向きスパッタリング容器の支持体上に前記ガラス板を配置し、前記上側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラスの前記内部用表面及び前記ガラスの前記内部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、直接にコーティングを堆積させること;
前記外部用表面が前記下側ターゲットに向くようにして前記上向きスパッタリング容器の支持体上に前記ガラス板を配置し、前記下側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラスの外部用表面及びこのガラスの外部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、コーティングを堆積させること;
を含み、前記内部用表面が前記外部用表面の上側に位置する一定の向きを維持しながら、前記ガラスの前記内部用表面と前記外部用表面の両方にコーティングをする、コーティング装置を1回通過させることによって1つのガラス板の2つの面にコーティングをする方法。
【請求項2】(a)内部用表面及び外部用表面を有するガラス板と、基材支持体、この支持体の上方に位置する上側ターゲット及びこの支持体の下方に位置する下側ターゲットを有する2方向スパッタリング容器とを提供すること;
(b)前記内部用表面が前記上側ターゲットに向くようにし且つ前記外部用表面が前記下側ターゲットに向くようにして、前記2方向スパッタリング容器の前記支持体上に、前記ガラス板を配置すること;並びに
(c)前記ガラス板を前記2方向スパッタリング容器内に維持したままで、
(i)前記上側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラス板の内部用表面及び前記ガラス板の内部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、コーティングを堆積させ;且つ
(ii)前記下側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラス板の外部用表面及び前記ガラス板の外部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、コーティングを堆積させること、
を含む、コーティング装置を1回通過させることによって1つのガラス板の2つの面にコーティングをする方法。
【請求項3】前記基材支持体が間隔を開けて配置されたローラーを有し、これらのローラー間で、前記下側ターゲットを上向きにスパッタリングする、請求項2に記載の方法。
【請求項4】前記ガラス板の外部用表面のコーティングが前記ローラーに直接に接触するようにして、前記ガラス板を前記ローラー上で運ぶ、請求項3に記載の方法。
【請求項5】コーティングされるガラス板を支持する支持体、前記ガラス板の上側表面にコーティングをスパッタリングするための、スパッタリング容器内において前記支持体の上方に配置された上側ターゲット、及び前記ガラス板の下側表面にコーティングをスパッタリングするための、スパッタリング容器内において前記支持体の下側に配置された下側ターゲット、を具備している、コーティング装置を1回通過させることによって1つのガラス板の2つの面にコーティングするコーティング装置。
【請求項6】前記上側ターゲット及び前記下側ターゲットを、単一のスパッタリング容器が具備している、請求項5に記載のコーティング装置。
【請求項7】前記上側ターゲットを、第1のスパッタリング容器が具備しており、且つ前記下側ターゲットを、第2のスパッタリング容器が具備している、請求項5に記載のコーティング装置。
【請求項8】それぞれ前記支持体の上側又は下側に提供された上側又は下側ターゲットを有する追加のスパッタリング容器を更に具備している、請求項5に記載のコーティング装置。
【請求項9】前記支持体が、間隔を開けて配置された複数のローラーを具備している、請求項5に記載のコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【0001】
[発明の分野]
本発明は、コーティング装置を1回通過させることによって1つのガラス板の2つの面にコーティングをする方法及び装置に関する。
【0002】
[発明の背景]
基材の両方の面にスパッタリングによるコーティングを具備させるには、ガラスを手動で扱ってひっくり返しそしてコーティング装置に戻して通さなければならず、又は製造プロセスの間に同じ箇所で基材を保持してひっくり返す複雑なガラス取り扱い設備を使用しなければならなかった。
【0003】
[発明の概略]
本発明の1つの方法では、コーティング装置を1回通過させることによって1つのガラス板の2つの面にコーティングをする。この本発明の方法は、清浄な内部用表面及び清浄な外部用表面を有するガラス板と、各々がガラス板のための支持体を有する一連のスパッタリング容器を含むスパッタリングラインとを提供すること、ここで、前記スパッタリング容器のうちの少なくとも1つは、前記支持体の上方に位置する上側ターゲットを有する下向きスパッタリング容器であり、少なくとも1つの他のスパッタリング容器は、前記支持体の下方に位置する下側ターゲットを有する上向きスパッタリング容器である;
前記内部用表面が前記上側ターゲットに向くようにして前記下向きスパッタリング容器の支持体上に前記ガラス板を配置し、前記上側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラスの前記内部用表面及び前記ガラスの前記内部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、直接にコーティングを堆積させること;
前記外部用表面が前記下側ターゲットに向くようにして前記上向きスパッタリング容器の支持体上に前記ガラス板を配置し、前記下側ターゲットをスパッタリ ングして、前記ガラスの外部用表面及びこのガラスの外部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、コーティングを堆積させること;
を含み、前記内部用表面が前記外部用表面の上側に位置する一定の向きを維持しながら、前記ガラスの前記内部用表面と前記外部用表面の両方にコーティングをする。
【0004】
また本発明の他の方法では、コーティング装置を1回通過させることによって1つのガラス板の2つの面にコーティングをする。この本発明の方法は、(a)内部用表面及び外部用表面を有するガラス板と、基材支持体、この支持体の上方に位置する上側ターゲット及びこの支持体の下方に位置する下側ターゲットを有する2方向スパッタリング容器とを提供すること;
(b)前記内部用表面が前記上側ターゲットに向くようにし且つ前記外部用表面が前記下側ターゲットに向くようにして、前記2方向スパッタリング容器の前記支持体上に、前記ガラス板を配置すること;並びに
(c)前記ガラス板を前記2方向スパッタリング容器内に維持したままで、
(i)前記上側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラス板の内部用表面及び前記ガラス板の内部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、コーティングを堆積させ;且つ
(ii)前記下側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラス板の外部用表面及び前記ガラス板の外部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、コーティングを堆積させること、
を含む。
【0005】
この本発明の方法では、基材支持体が間隔を開けて配置されたローラーを有し、これらのローラー間で、下側ターゲットを上向きにスパッタリングすることができる。また、ガラス板の外部用表面のコーティングがローラーに直接に接触するようにして、ガラス板をローラー上で運ぶことができる。
【0006】
本発明のコーティング装置では、コーティング装置を1回通過させることによ って1つのガラス板の2つの面にコーティングをすることができる。この本発明の装置は、コーティングされるガラス板を支持する支持体、ガラス板の上側表面にコーティングをスパッタリングするための、スパッタリング容器内において支持体の上方に配置された上側ターゲット、及びガラス板の下側表面にコーティングをスパッタリングするための、スパッタリング容器内において支持体の下側に配置された下側ターゲット、を具備している。
【0007】
この本発明の装置では、上側ターゲット及び下側ターゲットを、単一のスパッタリング容器が具備していてよい。また、この本発明の装置では、上側ターゲットを、第1のスパッタリング容器が具備しており、且つ下側ターゲットを、第2のスパッタリング容器が具備していてよい。またこの本発明の装置は、それぞれ支持体の上側又は下側に提供された上側又は下側ターゲットを有する追加のスパッタリング容器を更に具備していてよい。また更にこの本発明の装置では、支持体が、間隔を開けて配置された複数のローラーを具備していてよい。
【0008】
[好ましい態様の詳細な説明]
後に続く説明における「内部用」及び「外部用」面の呼称は任意のものである。しかしながら、殆どの状況において、前記外部用面は汚れ及び水等と接触し得る周囲環境に曝されている。内部用面が同様な周囲環境に向いていてもよい。
【0009】
図1は、本発明の1つの態様による2方向スパッタリング容器を概略的に示したものである。マグネトロンスパッタリング容器は当技術分野で周知であり、種々の供給者から商業的に入手可能である。そのようなマグネトロンスパッタリング容器の完全な解説は本発明の範囲を超えるが、そのような装置の1つの比較的有用な構造は、米国特許第5,645,699号明細書(Sieck)で開示されており、その教示はここで参照することにより本発明の記載に含める。
【0010】
それでも一般的にいえば、マグネトロンスパッタリングは、基材上に堆積させる金属又は誘電体でできたターゲットを提供することを含む。このターゲットは負の電荷を供給され、比較的正に荷電したアノードをこのターゲットに近く配置する。比較的少量の望みのガスを前記ターゲットの近くで室内に導入することにより、そのガスのプラズマを得ることができる。このプラズマ中の原子はこのターゲットに衝突し、このターゲットからターゲット物質を叩き出し、それをコーティングされるべき基材の上にスパッタリングする。ターゲットの後ろにマグネットを加えて、プラズマを形成すること、及びターゲット表面の近くの領域にプラズマを集中させることを助けることも知られている。
【0011】
図1において、コーティングするガラス板10は、スパッタリング容器200の長さに沿って間隔をあけて配置された複数の支持ローラー210上に置かれる。これらローラー210間の正確な間隔は様々でよいが、以下により詳しく説明するように、これらのローラーは、下側ターゲット260からの有効なコーティング面積を増すために、スパッタリング容器200の少なくとも一部の長さにわたって比較的間隔を開けて配置することが好ましい。
【0012】
図示された態様において、ガラス板10はこれらローラーを横切って水平に、例えば、左から右に移動するようにされている。ガラス板は、内部用表面14が上方を向き、外部用表面12が下方を向くようにして、ローラー210の上に載っている。(これは恐らく最も典型的な配置であるが、上側ターゲット200及び下側ターゲット260も反対にするならば、スパッタリング容器200内のガラスの相対的向きを変えることができると理解されるべきである。その結果、これらのターゲットを「上側」及び「下側」ターゲットと呼ぶことは、単に便宜上の目的であり、これらの要素のスパッタリング容器内での相対的向きは、望むならば容易に反対に出来る。)
【0013】
図1に示したスパッタリング容器200は、間隔をあけて配位された2つの上部スパッタリングターゲット220a及び220bを有する。これらのターゲットは平らなターゲットでありうるが、それらはいわゆるロータリーターゲット又はシリンダー状ターゲットとして示されている。これらのターゲットは、一般に相互に平行に配列されており、複数のアノード230は水平に拡がって一般にこれらのターゲットに平行である。米国特許第5,645,699号明細書で提案されているように、中間アノード230をこれら2つのターゲットの間に配置してもよい。
【0014】
ターゲット220a及び220bの近くでスパッタリング容器にスパッタリングガスを供給するために、ガス分配装置が用いる。種々のガス分配装置が当技術分野で知られているが、この分配装置は、ほぼターゲットに向いて間隔をあけて配置された複数の開口部又はノズルを有する一対のパイプ235を有していてもよい。
【0015】
マグネトロンスパッタリング容器中のガラス基材の上に配置された多数のターゲットの使用は、この分野においてかなり一般的なものである。それでも、図1のスパッタリング容器200の特異な面は、「下側」ターゲット260の存在である。上側ターゲット220a及び220bと同様に、下側ターゲット260は、安定なプラズマを得るために、充分に接近した少なくとも1つ、好ましくは2つのアノード270を提供されている。上側ターゲット220a及び220bの近くに示された前記ガス分配パイプ235が下側ターゲット260から遠いことは望ましくなく、ガラス10が中間に存在することはスパッタリング容器200を2つの分離した機能領域に実質的に分割する。従って、ターゲットに近接したプラズマにガスを安定して供給することを確実にするために、下側ターゲット260に近接したガスの下方に別のガス分配パイプ275を配置することが好ましい。そのようなことが望まれるならば、下側パイプ275及び上側パイプ235は同じガス分配系の一部であってもよい、即ち、両方の一連のパイプは単一のガス供給に接続され得る。
【0016】
下側パイプ275によって供給されるガスの性質は、少なくともある程度、スパッタリングターゲット260の性質に依存する。従来のマグネトロンスパッタリングにおいては、前記ターゲットはカソードとして働かなければならない。シ リカを堆積させようとする場合、SiO2の誘電性の故に、シリカターゲットを用いて信頼できるスパッタリングをするのは、非常に難しいことがある。その結果、ターゲットはシリカよりも金属シリコンからなるのが好ましい。ガラスの外部用表面12上に実際に堆積させる物質は、下側ガス分配パイプ275を通して供給されるガス中に酸素を添加することによってシリカに転換できる。
【0017】
連続的なガラス板10はスパッタリング容器を効果的に分離するが、これはこの容器の1つの領域に導入されたガスがこの容器内の他の場所に移動することを妨げるものではない。下側ターゲット260は酸化性雰囲気中でスパッタリングされる金属シリコンを含むことが好ましいので、上側ターゲット220a及び220bのスパッタリングは、下側パイプ275を通して導入されることのある過剰な酸素の存在によって悪影響を受けないのが重要である。これは、このガラス板の一方の側にシリカコーティングを、他方の表面上に酸素感受性の金属を堆積するために、この2方向スパッタリング容器200を使用することを実質的に排除することもある。
【0018】
より有利には、図1の2方向スパッタリング容器は、ガラスの内部用表面14上に誘電体層を堆積させ、且つ同じスパッタリング容器でシリカコーティングをこのガラスの外部用表面12上に堆積させるのに使用できる。窒化物中にいくらかの金属酸化物が導入されるのが、適用するコーティングに悪影響を与えない限り、スパッタリングされる誘電体は窒化物等であってもよい。もっとも、理想的には、2組のパイプ235及び275を通して導入されるガスの何らかの混入が、誘電体層又は水をシリカコーティングに悪影響を与えないように、内部用表面14に適用する誘電体層は、酸化物(又は少なくとも部分酸化物)である。例えば、ターゲット220a及び220bの一方又は両方は金属チタン又はTiOx(ここで、1<x<2)でできていてよく、ガス分配パイプ235及び275の両方の組を通して導入されるガスは、アルゴン及び酸素の適当に釣り合わされた混合物を含んでいてよい。
【0019】
従来のマグネトロンスパッタリング容器では、ガラスを支持するために使用されるローラー210間の間隔は、比較的小さいガラス基材をこれらローラーの間に落とす危険性なしに加工できるようにするために、かなり小さく保たれる。もっとも、ガラスの外部用表面12上にシリカコーティングを適用するときには、これらローラーによる影響を最小にするために、この間隔を広げてもよい。最大安全間隔は、予想されるガラスサイズの与えられた範囲について、ケースバイケースで決定する必要がある。しかしながら、下側ターゲット260からガラスの外部用表面12への経路に配置されたローラー間の間隔が大きければ大きいほど、ガラスに堆積するスパッタリングされたシリカの割合は増加する。当然に、スパッタリング設備の他の領域のローラーは、それらの通常の間隔を維持することができる。2方向スパッタリング容器200のローラーのうちのいくつかは容易に取り除けるようにして、容器を、図示された形状から、ガラスの片方の面のみをコーティングし且つ互いに比較的狭い間隔で配置されたローラーを有する比較的一般的に操作される容器に変化させることができるようにすることも望ましいことがある。
【0020】
ローラー間の間隔を変化させる代わりに、ローラーの直径を比較的小さくすることができる。従来のローラーは中空の金属管である。所望であれば、この直径が比較的小さいローラーは、例えば硬質の発泡体を充填することによって強化することができる。支持体に沿うガラスの同じ輸送速度を維持するために、これらの比較的直径が小さいローラーは、例えば所望のギア比を有する一対のギアによって、より速く回転させなければならない。
【0021】
ローラー210は任意の従来の形状のものでよい。ケブラー(商標)のロープをらせん状に巻き付けたシリンダー状アルミニウムローラーを使用することによって良い結果が得られることが見出されている。ここで、ケブラー(商標)はガラスが直接に接触する表面を提供している。
【0022】
いくらかの特定の用途では、図1の2方向スパッタリング容器200は、ガラスの内部用表面と外部用表面の両方に所望のコーティングの全てを適用するのに十分なことがある。しかしながら比較的一般的に、スパッタリング容器200は、一連のスパッタリング容器を含むスパッタリングラインの一部である。このラインのそれぞれのスパッタリング容器は、上側ターゲットと下側ターゲットの両方を具備することができるが、最も一般的な用途では、ガラスの上側表面に適用する積層体が比較的複雑であり(すなわち、様々な組成の一連の別個の層を含み)、且つガラスの下側表面に適用するコーティングよりも厚い。結果として、スパッタリング容器の大部分は、上側ターゲットのみを具備して支持体の下に配置された下側ターゲットを具備しない従来の下向きスパッタリング容器を構成する。
【0023】
スパッタリングラインが下向きスパッタリング容器と2方向スパッタリング容器200の組み合わせを含む場合、スパッタリングラインにおける2方向スパッタリング容器の位置は変化させることができる。シリカコーティングを、酸化雰囲気でのシリコン含有ターゲット(例えば、主にシリコンで作られたターゲット又はアルミニウムでドープされたシリコンで作られたターゲット)のスパッタリングによって適用する場合、この容器においてガラスの上側表面に、酸化可能な金属の層(例えば、低放射性積層体において通常使用されるタイプの赤外線反射性銀層)を堆積させようとしないべきである。従って、金属層を堆積させるために使用するこれらのスパッタリング容器だけでも、下側ターゲットなしで下向きスパッタリング容器として操作することができる。しかしながら、同じ容器において、ガラスの上側表面に金属酸化物(例えば、SiO3、ZnO、又はSnO2)を堆積させることは可能である。
【0024】
図1において示されるような2方向スパッタリング容器200は、ガラス板の両側に適用するコーティングのコストを最少化し製造効率を最大化すると考えられる。あまり望ましくないが、一方の面のコーティングを1回目の通過で適用し、他方の面のコーティングを2回目の通過でガラスの他の面に適用することができる。ここでは、通過の間にガラスを裏返しにすることによって、容器の支持体の同じ側に全てのターゲットを配置することを可能にする。しかしながらこれは、先に概略を示した方法に比べて効率が良くなく、低コストの商業的なガラスの製造には適当でないと考えられる。
【0025】
ガラス基材は容器を通って移動するので、このガラスが、上側ターゲット200a及び200bを下側ターゲット260から効果的に保護しないとき又は下側ターゲットを上側ターゲットから効果的に保護しないときがある。結果として、上側ターゲットからの物質が下側ターゲットに堆積し、また下側ターゲットからの物質が上側ターゲットの片方又は両方に堆積することがある。図1のスパッタリング容器200は、上側ターゲット220a及び220bの組成が下側ターゲット260の組成と実質的に同じ場合に理想的である。上側ターゲットと下側ターゲットの組成が異なる場合、異なるターゲットの相互汚染は、スパッタリング又は製品の一貫した品質の維持に問題をもたらすことがある。
【0026】
少なくとも理論的には、それぞれのスパッタリングターゲットへの電力供給を独立に制御して、ガラス板が上側及び下側のターゲットを互いに保護しする位置にある場合にのみそれぞれのターゲットをスパッタリングすることを確実にすることによって、この問題を解決することができる。しかしながら、現在商業的に入手することができる電力供給制御装置は、この様な様式にはなっていない。更に、一定の大きさではなく様々な大きさのガラス基材をコーティングするためにこのスパッタリングラインを使用する場合、そのような設定のための制御理論は非常に困難なことがある。
【0027】
図2は、1つの可能なスパッタリング容器300を示している。このスパッタリング容器300を使用して、スパッタリングターゲットの有意の相互汚染をなくして、一回の通過で基材の内部用表面14及び外部用表面12の両方をコーティングすることができる。図1に示される構成要素と類似の機能を持つ構成要素は、100を加算した類似の参照番号で示してある。例えば、図2の上側ガス分配パイプ335は、図1の上側ガス分配パイプ235と機能的に類似である。
【0028】
図2のスパッタリング容器300は、一対のバリアー340によって、3つのコーティング領域300a、300b、及び300cに効果的に分けられている。1つのコーティング領域のいくらかのガス画分は、もう1つのコーティング領域に流入しており、従ってこれら3つ全ての領域において同様な雰囲気を使用することが最良である。しかしながら、バリアー340は、1つのコーティング領域においてスパッタリングされた物質が、他のコーティング領域のターゲットに到達する量を効果的に制限する働きをする。
【0029】
図2に示される態様においては、3つのコーティング領域300a〜300cのそれぞれは4つまでのターゲットを備えるようにされており、ここでは、2つのターゲットを基材の上側に配置し、2つのターゲットを基材の下側に配置するようになっている。従って、ガラス経路の上側に配置された6個のターゲットマウント321〜326、及びガラス経路の下側に配置された6個のターゲットマウント361〜366が存在する。これは、この単一の複数領域スパッタリング容器300を使用して、異なる性質の製品を作る最大自在性を可能にする。図2は、下側ターゲットマウント361〜366のうちの1つに垂直に配置されたそれぞれの上側ターゲットマウント321〜326の概略を示している。しかしながら、ターゲットをこの様式で垂直に配置する必要はないこと、及び水平にずらして比較的有利に配置できることを理解すべきである。
【0030】
図2に示す配置では、第1のコーティング領域300aは2つの上側ターゲット(320a及び320b)を具備しているが、下側ターゲットマウント361又は362には下側ターゲットが存在しない。第1のコーティング領域においては、上側ガス分配パイプ335にスパッタリングガスを供給すべきであり、また上側アノード330に電力を供給すべきであるが、下側ガス分配パイプ375にガスを輸送する必要はなく、また下側アノード370に電力を供給する必要はない。第2のコーティング領域300bは2つの下側ターゲット360c及び360dを具備しているが、上側ターゲットマウント323及び324にはスパッタリングターゲットが存在しない。同様に、第3のコーティング領域300cは2つの下側ターゲット360e及び360fを具備しているが、上側ターゲットマウント325又は326にはスパッタリングターゲットが存在しない。随意に(上述のように)、第1のコーティング領域300aは、基材の内部用表面14によって支持される反射積層体の最も外側の層を適用するために使用し、後半の2つのコーティング領域300b及び300cは、基材の外部用表面12にシリカコーティングをスパッタリングするために使用する。
【0031】
図2の複数領域スパッタリング容器300におけるターゲットの配置は単に説明のためのものであり、ターゲットの配置を変更して、様々な製品の製造効率を最大化できることを理解すべきである。例えば、同じガラス速度で比較的厚いシリカコーティングが所望である場合、それぞれの下側ターゲットマウント361〜366にシリコン含有ターゲット等を取り付けて、上側ターゲットマウント321〜326のいずれもがターゲットを具備しないようにすることができる。比較的薄いコーティングで十分な場合(又は適当に減速させてガラスをコーティング容器に通す場合)、最後の2つのターゲットマウント325及び326のみがターゲットを具備し、初めの4つの上側ターゲットマウント321〜324のそれぞれがスパッタリングターゲットを具備するようにすることができる。当然に、同じ領域の上側ターゲットマウントと下側ターゲットマウントにターゲットを取り付けることによって、図4の2方向スパッタリング容器200と同様に、コーティング領域300a〜300cの1つ又は複数を操作することができる。
【0032】
図1及び2の装置及びそのようなコーティング設備を使用するコーティングの堆積方法は、主に、ガラスの1つの面の反射性積層体を適用し、且つガラスの他の面にシリカコーティングを適用することに関して説明している。しかしながら、この装置及び方法を使用して、適用するコーティングの性質に関わらずに、ガラス板の両方の面にコーティングを適用できることを理解すべきである。例えば、この装置を使用して、ガラス板の両面に反射防止コーティングを適用すること、透明若しくは半透明の有機基材の両面に赤外線反射コーティングを適用すること、又は同じ基材のそれぞれの面にシリカコーティングを適用することができる。
【0033】
図1及び2において説明した設備の利点は、基材を一定の向きに維持しながらコーティング装置に一回通すことによって、基材の両方の面にスパッタリングによるコーティング(組成に関わらない)を具備させられることである。すなわち、基材をひっくり返すこと、方向を転換を行うこと、又は手動で操作することが必要ないということである。これは、単純な一連の標準輸送ローラーを使用して、製造ラインに沿ってガラスを移動させることを可能にする。本発明を使用しない場合、ガラスを手動で扱ってひっくり返しそしてコーティング装置に戻して通さなければならず、又は製造プロセスの間に同じ箇所で基材を保持してひっくり返さなければならない複雑なガラス取り扱い設備を使用しなければならない。これは、コーティングの品質を低下させずに、両面をコーティングされたガラスを特に経済的に製造することを可能にする。
【0034】
かつては、ガラスの底面側をコーティングしようとする場合でさえも、ローラーとの接触がコーティングを傷つけ及び/又はコーティングの適用の前にガラスの底面が損傷を受けると考えられてきた。しかしながら意外にも、本発明は、1回の通過でガラスの両面をコーティングすることが非常によい結果をもたらすことを示す。
【0035】
コーティングを適用する正確な操作条件(例えば、ターゲット組成、プラズマ組成等)は、必要に応じて変化させて、所望の厚さのコーティングの堆積を最適化することができる。本発明の教示によれば、過度の実験なしで、当業者は適当な操作条件を選択して本発明のコーティングを適用することができる。
【0036】
本発明によって堆積させることができるSiO2の層は、不活性雰囲気において二酸化ケイ素ターゲットを使用するスパッタリングによって堆積させることができるが、シリカは伝導性が低く、またそのような誘電体材料はDCスパッタリング装置においてスパッタリングすることが難しいことがある。代わりに酸化雰囲気において純粋なシリコンターゲットを使用することができるが、シリコンは半導体なので、そのようなターゲットは一定の制御された様式でスパッタリングを行うことが難しい。スパッタリングを改良しアークを減少させるために、約5%のアルミニウムを伴うシリコンを有するターゲットを、酸化雰囲気においてスパッタリングすることが好ましい。
【0037】
アルミニウムでドープしたシリコンターゲットを使用する場合であっても、スパッタリング容器の雰囲気を変化させて、最適なスパッタリング速度を達成することができる。スパッタリング雰囲気は酸化雰囲気であるべきだが、純粋な酸素である必要はない。反対に、酸素と不活性ガスの混合物がスパッタリング速度を促進する。酸素と約40%までのアルゴン(好ましくはアルゴンは0〜20%)とを含有し、約3×10 −3 mbarに維持されたスパッタリングガスが満足なものであると考えられる。スパッタリングターゲットに加えられる電力を最適化させて、最大スパッタリング速度を維持しながらアークの発生を減少させるべきである。約80kWまでの電力が許容できる結果をもたらすであろう。
【0038】
フロートガラスの製造においては、溶融したガラスを溶融スズ浴に浮かせる。このガラスには上側と下側又は「スズ」側とが存在する。最も一般的には、フロートガラスに反射コーティングを具備させる場合、このコーティングはガラスの上側に適用する。これは、ガラスのスズ側には、アニール窯において支持ローラーと接触することによってもたらされることがあるいくらかの小さい表面欠陥が存在するためである。フロートガラス板10にシリカコーティング及び反射層を具備させる場合、このガラス板の上側表面をガラスの内部用表面14として使用して、反射性コーティングを具備させ、ガラスのスズ側を外部用表面として使用して、水をシート状にするコーティングを具備させることが好ましい。
【0039】
本発明の好ましい態様を説明してきたが、様々な変更、付加、及び修飾は、本発明の特許請求の範囲及び本発明の本質の範囲内で行えることは理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の2方向スパッタリング容器の概略図である。
【図2】図2は、本発明のもう1つの態様の複数領域2方向スパッタリング容器の概略図である。
Claims (14)
- 反射性コーティングを有する内部用表面と、水をシート状にするコーティングを有する外部用表面とを持つガラス板であって、前記反射性コーティングは、反射性金属層と少なくとも1つの誘電体層とを含み、前記水をシート状にするコーティングは、このガラス板の外部用表面に直接スパッタリングされたシリカを含み、この水をシート状にするコーティングの外部用表面は、実質的に非多孔質であるが表面に凹凸があり、またこの水をシート状にするコーティングは、このガラス物品のコーティングされた外部用表面の水との接触角を約25°未満に減少させて、このガラス板のコーティングされた外部用表面に適用された水をシートにする、反射性コーティングを有する内部用表面と水をシート状にするコーティングを有する外部用表面とを持つガラス板。
- 前記反射性コーティングが赤外線反射性コーティングであり、前記ガラス板の内部用表面から外側に向かって順番に、前記少なくとも1つの誘電体層、前記反射性金属層、及び第2の誘電体層を含み、前記赤外線反射性コーティングの可視スペクトルに対する透過率が少なくとも約70%である、請求項1に記載のガラス板。
- スペーサーと内部用表面を持つ第2のガラス板とを更に具備し、ここで前記スペーサーは、これらのガラス板の内部用表面の間に配置され、これら内部用表面を間隔をあけて平行に維持する働きをし、そしてこれらのガラス板間の空間を定める、請求項1に記載のガラス板。
- 耐裂性プラスチックフィルムと内部用表面を有する第2のガラス板とを更に有し、弾性の前記プラスチックフィルムが、その一方の側で前記ガラス板のうちの1つのガラス板の内部用表面に接合し、そして他方の側で他のガラス板の内部用表面に接合し、それによって積層構造を形成している、請求項1に記載のガラス板。
- 清浄な内部用表面及び清浄な外部用表面を有するガラス板を提供し、
少なくとも1つの第1の誘電体層、少なくとも1つの金属層、及び少なくとも1つの第2の誘電体層の順序でスパッタリングすることによって、前記ガラス板の内部用表面に、反射性コーティングを適用すること、並びに
前記ガラス板の外部用表面に直接にシリカをスパッタリングすることによって、このガラス板の外部用表面に、水をシート状にするコーティングを適用すること、
を含むガラス板の表面を防汚性及び防汚染性にする方法。 - 酸素含有スパッタリング容器においてシリコンターゲットをスパッタリングすることによって、前記ガラスの外部用表面に前記シリカの層をスパッタリングする、請求項5に記載の方法。
- 前記ガラス板の内部用表面の外側にこの内部用表面と間隔をあけて配置された対応する一連のスパッタリングターゲットを保持する一連のスパッタリング容器に、前記ガラス板を通し、前記第1の誘電体層を、第1のスパッタリング容器で適用し、前記金属層を、第2のスパッタリング容器で適用し、前記第2の誘電体層を、第3のスパッタリング容器で適用する、請求項5に記載の方法。
- 前記第1及び第3のスパッタリング容器のうちの1つが、前記ガラス板の外部用表面の外側にこの外部用表面と間隔をあけて配置されたシリコン含有ターゲットを有し、前記水をシート状にするコーティングを、前記誘電体層のうちの1つを適用するのと同じスパッタリング容器内で、前記シリコン含有ターゲットをスパッタリングすることによって適用する、請求項7に記載の方法。
- 前記シリコン含有ターゲットを保持する前記スパッタリング容器を、酸化スパッタリング雰囲気にする請求項8に記載の方法。
- 清浄な内部用表面及び清浄な外部用表面を有するガラス板と、各々がガラス板のための支持体を有する一連のスパッタリング容器を含むスパッタリングラインとを提供すること、ここで、前記スパッタリング容器のうちの少なくとも1つは、前記支持体の上方に位置する上側ターゲットを有する下向きスパッタリング容器を構成し、前記スパッタリング容器のうちの第2のスパッタリング容器は、前記支持体の下方に位置する下側ターゲットを有する上向きスパッタリング容器を構成し;
前記内部用表面が前記上側ターゲットを向くようにして前記下向きスパッタリング容器中の前記支持体に前記ガラス板を配置し、前記上側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラスの内部用表面及びこのガラスの内部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、誘電体層を堆積させること;並びに
前記外部用表面が前記下側ターゲットを向くようにして前記上向きスパッタリング容器中の前記支持体に前記ガラス板を配置し、前記下側ターゲットをスパッタリングして前記ガラスの外部用表面に水をシート状にするコーティングを堆積させること;
を含む、ガラス板の表面を防汚性及び防汚染性にする方法。 - 前記上向きスパッタリング容器が前記支持体の上方に位置する上側ターゲットを更に具備し、前記ガラス板をこの上向きスパッタリング容器内に維持したままで、前記上側ターゲットをスパッタリングして、このガラスの内部用表面及びこのガラスの内部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、誘電体層を堆積させることを更に含む、請求項10に記載の方法。
- 清浄な内部用表面及び清浄な外部用表面を有するガラス板と、各々がガラス板のための支持体を有する一連のスパッタリング容器を含むスパッタリングラインとを提供すること、ここで、前記スパッタリング容器の少なくとも1つは、前記支持体の上方に位置する上側ターゲット及び前記支持体の下方に位置する下側ターゲットを有する2方向スパッタリング容器を構成し;
前記内部用表面が前記上側ターゲットに向き、且つ前記外部用表面が前記下側ターゲットを向くようにして、前記ガラス板を、前記2方向スパッタリング容器の前記支持体上に配置すること;並びに
前記ガラス板を前記2方向スパッタリング容器内に維持したままで、
(i)前記上側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラスの前記内部用表面及び前記ガラスの前記内部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、誘電体層を堆積させ;また
(ii)前記下側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラスの前記外部用表面に水をシート状にするコーティングを堆積させること;
を含む、ガラス板の表面を防汚性及び防汚染性にする方法。 - 清浄な内部用表面及び清浄な外部用表面を有するガラス板と、各々がガラス板のための支持体を有する一連のスパッタリング容器を含むスパッタリングラインとを提供すること、ここで、前記スパッタリング容器のうちの少なくとも1つは、前記支持体の上方に位置する上側ターゲットを有する下向きスパッタリング容器を構成し、前記スパッタリング容器のうちの第2のスパッタリング容器は、前記支持体の下方に位置する下側ターゲットを有する上向きスパッタリング容器を構成し;
前記内部用表面が前記上側ターゲットに向くようにして前記下向きスパッタリング容器の支持体上に前記ガラス板を配置し、前記上側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラスの前記内部用表面及び前記ガラスの前記内部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、直接にコーティングを堆積させること;
前記外部用表面が前記下側ターゲットに向くようにして前記上向きスパッタリング容器の支持体上に前記ガラス板を配置し、前記下側ターゲットをスパッタリングして、前記ガラスの外部用表面及びこのガラスの外部用表面に予め堆積している積層体のうちの一方に、コーティングを堆積させること;
を含み、前記内部用表面が前記外部用表面の上側に位置する一定の向きを維持しながら、前記ガラスの前記内部用表面と前記外部用表面の両方にコーティングを適用する、コーティング装置を1回通過させることによって1つのガラス板の2つの面にコーティングを適用する方法。 - 前記下側ターゲットがシリコンを含み、前記下側ターゲットを酸化性雰囲気においてスパッタリングして、前記ガラスの前記外部用表面に直接に水をシート状にするコーティングを堆積させる請求項13に記載の方法。
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