JP2020510591A - ドープされた銀ｉｒ反射層を有するｌｏｗ−ｅコーティングを有するコーティングされた物品 - Google Patents

ドープされた銀ｉｒ反射層を有するｌｏｗ−ｅコーティングを有するコーティングされた物品 Download PDF

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Abstract

本発明の例示的実施形態は、少なくとも１つの、ＳｉＡｌ、ＳｉＺｎ、又はＳｉＺｎＣｕなどの材料でドープされた銀の赤外（ＩＲ）反射層を含む、ｌｏｗ−Ｅコーティングを有するコーティングされた物品に関する。ＩＲ反射層は、ｌｏｗ−Ｅコーティングの一部であり、少なくとも透明な誘電体層の間に挟まれる場合がある。かかる方法でドープされた銀系ＩＲ反射層は、例えば、ドープされていないＡｇ ＩＲ反射層と比較して、良好な光学特性を維持しつつ、層及びコーティング全体の改善された耐食性及び化学的耐久性、並びに任意の熱処理（ＨＴ）時のヘイズの低減などの改善された安定性を提供する。

Description

本出願は、銀の赤外（ＩＲ）反射層を含むｌｏｗ−Ｅコーティングの特性を改善するためにドープされた、このような層を含むコーティングされた物品に関する。ＩＲ反射層は、低放射率（ｌｏｗ−Ｅ）コーティングの一部であり、少なくとも透明な誘電体層の間に挟まれる場合がある。特定の例示的実施形態では、銀（Ａｇ）系ＩＲ反射層は、ケイ素（Ｓｉ）とアルミニウム（Ａｌ）の組み合わせでドープされるか、あるいはＳｉと亜鉛（Ｚｎ）、又はＳｉ、Ｚｎ、及び銅（Ｃｕ）の組み合わせでドープされる。特定の例示的実施形態では、ＩＲ反射層は、ＡｇＳｉＡｌであってもよく、又はＡｇＳｉＡｌを含んでもよい。驚くべきことに、Ｓｉ及びＡｌでドープされた銀系ＩＲ反射層は、ドープされていないＡｇ ＩＲ反射層と比較して、良好な光学特性を維持しつつ、層及びコーティング全体の改善された耐食性及び化学的耐久性、並びに任意の熱処理（ＨＴ）時のヘイズの低減などの改善された安定性を提供することが見出されている。このようなｌｏｗ−Ｅコーティングは、モノリシック窓、絶縁ガラス（ＩＧ）窓ユニットなどの用途に使用することができる。
コーティングされた物品は、絶縁ガラス（ＩＧ）窓ユニット、車両用窓、モノリシック窓、及び／又は同様のものなどの窓用途で使用することが当該技術分野において知られている。特定の例示的事例では、コーティングされた物品の設計者は、多くの場合、高可視透過率、実質的中間色、低放射率（又はエミッタンス）、低シート抵抗（Ｒｓ）、ＩＧ窓ユニットでは低Ｕ値、及び／又は低固有抵抗率の組み合わせを目指す。高可視透過性及び実質的中間色は、コーティングされた物品を、これらの特徴が望まれる用途、例えば建築用又は車両用窓用途で使用可能にする一方で、低放射率（ｌｏｗ−Ｅ）、低シート抵抗及び低固有抵抗率の特徴は、車両又は建物内部の、例えば望ましくない加熱を低減するために、かかるコーティングされた物品が相当量のＩＲ放射を遮断することを可能にする。
少なくとも１つの銀系ＩＲ反射層を有するｌｏｗ−Ｅコーティングは、当該技術分野において既知である。例えば、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，３４４，７１８号、同第６，５７６，３４９号、同第８，９４５，７１４号、同第９，３７１，６８４号、同第９，０２８，９５６号、同第９，５５６，０７０号、同第８，９４５，７１４号、同第９，０２８，９８３号を参照されたい。ガラス上のｌｏｗ−Ｅコーティングは、エネルギーの節約のため、商業用及び住宅用建物に広く使用されている。二重Ａｇ ｌｏｗ−Ｅコーティングは、その優れた低放射率特性及び優れた太陽熱利得の制御により、主要なｌｏｗ−Ｅ製品である。
しかしながら、銀ＩＲ反射層を有する従来のｌｏｗ−Ｅコーティングは、それらの用途を制限する化学的耐久性及び／又は環境耐久性に関して問題を有する。その理由は、銀ＩＲ反射層、特に二重銀タイプのｌｏｗ−Ｅコーティングが、あまり安定ではないからである。Ａｇが崩壊又は破壊されると、銀の光学的、電気的、及び熱的（放射）特性は劣化する。例えば、ガラス／Ｓｉ３Ｎ４／ＮｉＣｒ／Ａｇ／ＮｉＣｒ／Ｓｉ３Ｎ４の積層体を有する日射調整ｌｏｗ−Ｅコーティングは、効率的な日射調整をもたらすが、ＨＣ１酸環境条件などの化学的環境下で許容可能に耐えることができない。市場にはいくつかの耐久性ｌｏｗ−Ｅコーティングが存在するが、それらの性能は、特に、約１．０以下の望ましくない低光対太陽利得比（ＬＳＧ）値に関して劣っている。ＬＳＧ値が高いほど、よりエネルギーが節約される。ＬＳＧは、Ｔｖｉｓ／ＳＨＧＣで算出され、式中ＳＨＧＣは、ＮＲＦＣ ２００１による。
本発明の例示的な実施形態は、高いＬＳＧ値を維持しながら、改善された銀耐久性（例えば、化学的耐久性）を有するｌｏｗ−Ｅコーティングを提供することによってこれらの問題を解決する。本発明の例示的実施形態は、銀の赤外（ＩＲ）反射層を含むｌｏｗ−Ｅコーティングの特性を改善するためにドープされた、このような層を含むコーティングされた物品に関する。特定の例示的実施形態では、銀（Ａｇ）系ＩＲ反射層は、ケイ素（Ｓｉ）とアルミニウム（Ａｌ）の組み合わせでドープされる。特定の例示的実施形態では、ＩＲ反射層はＡｇＳｉＡｌであってよく、又はＡｇＳｉＡｌを含んでよく、又は別の方法としては、Ｓｉと亜鉛（Ｚｎ）でドープされたＡｇ、又はＳｉ、Ｚｎ、及び銅（Ｃｕ）の組み合わせでドープされたＡｇである。驚くべきことに、Ｓｉ及びＡｌ、又はＳｉ及びＺｎ、又はＳｉ、Ｚｎ及びＣｕでドープされた銀系ＩＲ反射層は、ドープされていないＡｇ ＩＲ反射層と比較して、良好な光学特性、例えば、少なくとも１．１０（より好ましくは少なくとも１．２０、時には少なくとも１．３０）である高ＬＳＧ値を維持しつつ、層及びコーティング全体の改善された耐食性及び化学的耐久性、並びに任意の熱処理（ＨＴ）時のヘイズの低減などの改善された安定性を提供することが見出されている。Ａｇ系ＩＲ反射層にＳｉＡｌをドープすると、良好な光学特性を維持しながら、積層体の化学的耐久性を改善することができる。このようなｌｏｗ−Ｅコーティングは、モノリシック窓、絶縁ガラス（ＩＧ）窓ユニットなどの用途に使用することができる。
本発明の例示的実施形態では、ガラス基材で支持されたコーティングを含むコーティングされた物品が提供され、このコーティングは、ガラス基材上の第１の誘電体層と、少なくとも第１の誘電体層の上のガラス基材上の第１の接触層と、Ｓｉ及びＡｌでドープされた銀を含む赤外（ＩＲ）反射層であって、第１の接触層の上に位置し、かつこれに直接接触している、ガラス基材上にある赤外（ＩＲ）反射層と、ＩＲ反射層の上に位置し、かつこれに直接接触している、ガラス基材上の第２の接触層と、少なくとも第１及び第２の接触層、並びにＩＲ反射層の上に位置している、ガラス基材上の第２の誘電体層と、を含み、このコーティングは、１１Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び０．２以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有する。
本発明の例示的実施形態では、ガラス基材で支持されたコーティングを含むコーティングされた物品が提供され、このコーティングは、ガラス基材上の第１の誘電体層と、少なくとも第１の誘電体層の上のガラス基材上の第１の接触層と、Ｚｎ及びＳｉでドープされた銀を含む赤外（ＩＲ）反射層であって、第１の接触層の上に位置し、かつこれに直接接触している、ガラス基材上にある赤外（ＩＲ）反射層と、ＩＲ反射層の上に位置し、かつこれに直接接触している、ガラス基材上の第２の接触層と、少なくとも第１及び第２の接触層、並びにＩＲ反射層の上に位置している、ガラス基材上の第２の誘電体層と、を含み、このコーティングは、１１Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び０．２以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有する。
本発明の例示的実施形態による、コーティングされた物品の断面図である。
ここで図面を参照すると、同様の参照番号は、いくつかの図全体を通して同様の部分を示す。
本発明の例示的実施形態は、銀の赤外（ＩＲ）反射層９を含むｌｏｗ−Ｅコーティングの特性を改善するためにドープされた、このような層を含むコーティングされた物品に関する。特定の例示的実施形態では、銀（Ａｇ）系ＩＲ反射層９は、ケイ素（Ｓｉ）とアルミニウム（Ａｌ）の組み合わせでドープされる。特定の例示的実施形態では、ＩＲ反射層９は、ＡｇＳｉＡｌ、又はＡｇＳｉＺｎ、又はＡｇＳｉＺｎＣｕであってもよく、又はこれを含んでもよい。驚くべきことに、Ｓｉ及びＡｌ、又はＳｉ及びＺｎ、又はＳｉ、Ｚｎ及びＣｕでドープされた銀系ＩＲ反射層９は、ドープされていないＡｇ ＩＲ反射層と比較して、良好な光学特性、例えば、少なくとも１．１０（より好ましくは少なくとも１．２０、時には少なくとも１．３０）である高ＬＳＧ値を維持しつつ、層及びコーティング全体の改善された耐食性及び化学的耐久性、並びに任意の熱処理（ＨＴ）時のヘイズの低減などの改善された安定性を提供することが見出されている。このような方法でＡｇ系ＩＲ反射層にドープすると、良好な光学特性を維持しながら、積層体の化学的耐久性を改善することができる。このようなｌｏｗ−Ｅコーティングは、モノリシック窓、絶縁ガラス（ＩＧ）窓ユニットなどの用途に使用することができる。
図１は、本発明の例示的実施形態による、コーティングされた物品の断面図である。コーティングされた物品は、ガラス基材１（例えば、厚さ約１．０〜１０．０ｍｍ、より好ましくは約１．０ｍｍ〜６．０ｍｍの透明、緑色、青銅、又は青緑色のガラス基材）、及び基材１上に直接又は間接的に提供される多層ｌｏｗ−Ｅコーティング（又は層組織）２５を含む。図１に示されるように、ｌｏｗ−Ｅコーティング２５は、窒化ケイ素（例えば、Ｓｉ３Ｎ４、又はいくつかのその他好適な化学量論）である、又はこれを含む誘電体層２、酸化亜鉛を含む接触層７（例えば、ＺｎＯｘ（式中「ｘ」は約１であってよい）；又はＺｎＡｌＯｘ）、本明細書に記載されるようにドープされた銀を含む、又はそれであるＩＲ（赤外）反射層９、Ｎｉ及び／若しくはＣｒの酸化物（例えば、ＮｉＣｒＯｘ）である、又はこれを含む上部接触層１１、並びに、酸化スズを含む誘電体層１３及び窒化ケイ素を含む誘電体層１５である、又はこれらを含むオーバーコートである、又はこれらを含む。窒化ケイ素を含む層２及び／又は１５は、Ａｌ、酸素などを更に含んでよく、酸化スズ層１３は、同様に、窒素、亜鉛などといった別の材料を更に含んでよい。本発明の特定の例示的実施形態では、他の層及び／又は材料がコーティングに提供されてもよく、特定の例では特定の層が除去又は分割され得ることも可能である。更に、上記の層のうちの１つ以上は、本発明の特定の例示的実施形態において、他の材料でドープされてもよい。
モノリシックな例では、コーティングされた物品は、ガラス基材１などの１つの基材のみを含む（図１参照）。しかしながら、本明細書のモノリシックなコーティングされた物品は、例えば複数のガラス基材を含む、ＩＧ窓ユニットなどの装置で使用できる。例示のＩＧ窓ユニットは、例えば、その開示が全て参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，７７０，３２１号、同第５，８００，９３３号、同第６，５２４，７１４号、同第６，５４１，０８４号、及び米国特許出願公開第２００３／０１５０７１１号に記載され、説明されている。例示的なＩＧ窓ユニットは、例えば、スペーサ、シーラントなどを介して他のガラス基材に結合し、それらの間に間隙が画定されている、図１に示すコーティングされたガラス基材１を含んでよい。ＩＧユニットの実施形態における基材間のこの間隙は、特定の事例では、アルゴン（Ａｒ）などのガスで充填され得る。例示的なＩＧユニットは、１組の間隙を介する実質的に透明なガラス基材を含んでよく、それぞれの厚さは約３〜４ｍｍであり、一方が、特定の例示的事例での本明細書のコーティングでコーティングされており、基材間の間隙は、約５〜３０ｍｍ、より好ましくは約１０〜２０ｍｍ、最も好ましくは、約１２〜１６ｍｍであってよい。特定の例示的事例では、コーティングは、間隙に面する内部又は外部ガラス基材１の面に施され得る。
窒化ケイ素を含む透明な誘電体層２は、反射防止目的で提供され、色ずれの低減が可能であることがわかっている。窒化ケイ素層２は、Ｓｉ３Ｎ４であってよい。あるいは、窒化ケイ素層２は、Ｓｉリッチ型（完全に化学量論的ではない）のものであってもよい。更に、窒化ケイ素層２及び／又は１５の一方又は両方は、アルミニウム又はステンレス鋼、及び／又は少量の酸素などのドーパントを更に含んでもよい。これらの層は、特定の例示的実施形態ではスパッタリングによって、又は、任意のその他好適な手法によって堆積されてよい。酸化チタン、スズ酸亜鉛、又は酸化スズなどの他の材料を、誘電体層２及び／又は１５として使用し得ることも可能である。
誘電体接触層７は、酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）である、又はこれを含む。層７の酸化亜鉛は、特定の例示的実施形態では、Ａｌ（例えば、ＺｎＡｌＯｘの形成のため）などの他の材料を同様に含有してよい。例えば、本発明の特定の例示的実施形態では、酸化亜鉛層７は、約１〜１０％のＡｌ（又はＢ）、より好ましくは約１〜５％のＡｌ（又はＢ）、最も好ましくは、約２〜４％のＡｌ（又はＢ）でドープしてよい。層９の銀の下で酸化亜鉛層７を使用することにより、優れた品質の銀を達成できる。特定の例示的実施形態（例えば、以下に記載）では、酸化亜鉛を含む層７は、セラミックＺｎＯ又は金属回転型マグネトロンスパッタリングターゲットのスパッタリングにより形成できる。特定の例示的実施形態では、セラミックターゲット（例えば、ＺｎＯのもの、Ａｌ、Ｆなどでドープされていてもいなくてもよい）を使用すると、高品質の銀が提供されることにより、低い放射率のコーティングを得ることができることがわかっている。セラミックターゲット中のＺｎ：Ｏは化学量論的であってよいが、特定の例示的実施形態では、ＺｎＯｘ（例えば、式中、０．２５≦ｘ≦０．９９、より好ましくは０．５０≦ｘ≦０．９７、更により好ましくは０．７０≦ｘ≦０．９６）を含む、少なくとも１つの準化学量論的セラミックターゲットを、特定の事例では準化学量論的であってもよい酸化亜鉛を含む層７のスパッタ堆積に代わりに使用してよい。本発明の別の実施形態では、スズ酸亜鉛、ＮｉＣｒ、又はＮｉＣｒＯｘなどの別の材料を、下部接触層７に使用し得ることも可能である。
透明な赤外（ＩＲ）反射層９は、好ましくは導電性であり、本明細書に記載するようにドープされる銀（Ａｇ）を含む、又はそれから本質的になってよい。ＩＲ反射層９は、コーティングが、ｌｏｗ−Ｅ、及び／又は、低エミッタンス、低シート抵抗などといった良好な日射調整特性を有し得るのに役立つ。本発明の特定の実施形態では、ＩＲ反射層はわずかに酸化されてもよい。特定の例示的実施形態では、銀（Ａｇ）系ＩＲ反射層９は、ケイ素（Ｓｉ）とアルミニウム（Ａｌ）の組み合わせでドープされる。特定の例示的実施形態では、ＩＲ反射層９は、ＡｇＳｉＡｌ、又はＡｇＳｉＺｎ、又はＡｇＳｉＺｎＣｕであってもよく、又はこれを含んでもよい。特定の例示的実施形態では、ＩＲ反射層９は、８０〜９９％のＡｇ、より好ましくは９０〜９９％のＡｇ；１〜２０％のＳｉ、より好ましくは１〜１０％のＳｉ、及び０．１〜５％のＡｌ、より好ましくは０．３〜４％のＡｌを含有する。特定の例示的実施形態では、ＩＲ反射層９は、８０〜９９％のＡｇ、より好ましくは９０〜９９％のＡｇ；０．４〜２０％のＺｎ、より好ましくは０．４〜１０％のＺｎ、及び０．１〜１０％のＳｉ、より好ましくは０．３〜５％のＳｉ、及び任意に更に０．１〜１０％のＣｕ、より好ましくは０．３〜５％のＣｕを含有する。本発明の特定の例示的実施形態では、このようなＩＲ反射層９は、銀ターゲットと、ＳｉＡｌターゲット又はＺｎＳｉターゲット、又はＺｎＳｉＣｕターゲットの両方を用いる共スパッタリングによって、スパッタ堆積され得る。驚くべきことに、Ｓｉ及びＡｌ（又はＳｉ及びＺｎ、又はＳｉ、Ｚｎ及びＣｕ）でドープされた銀系ＩＲ反射層９は、ドープされていないＡｇ ＩＲ反射層と比較して、良好な光学特性、例えば、少なくとも１．１０（より好ましくは少なくとも１．２０、時には少なくとも１．３０）である高ＬＳＧ値を維持しつつ、層及びコーティング全体の改善された耐食性及び化学的耐久性、並びに任意の熱処理（ＨＴ）時のヘイズの低減などの改善された安定性を提供することが見出されている。このような方法でＡｇ系ＩＲ反射層にドープすると、良好な光学特性を維持しながら、積層体の化学的耐久性を改善することができる。
銀系ＩＲ反射層９は、Ｃｕ又はＺｎなどの別の材料でドープされてもよい。例えば、ＩＲ反射層９は、８０〜９９％のＡｇ、より好ましくは９０〜９９％のＡｇ、及び１〜２０％のＺｎ、より好ましくは１〜１０％のＺｎを含有してよい。別の例では、ＩＲ反射層９は、８０〜９９％のＡｇ、より好ましくは９０〜９９％のＡｇ、及び１〜２０％のＣｕ、より好ましくは１〜１０％のＣｕを含有してよい。銀銅合金及び銀亜鉛合金も、耐久性の改善及び任意の熱焼戻しなどのＨＴ時のヘイズの低減について、本明細書に記載する良好な結果を提供することがわかっている。
上部接触層１１は、Ｎｉ及び／又はＣｒの酸化物であってよく、又はこれを含んでよい。特定の例示的実施形態では、上部接触層１１は、ＮｉＣｒＭｏＯｘ、酸化ニッケル（Ｎｉ）、酸化クロム（Ｃｒ）、ＴｉＯｘ、又はニッケルクロム酸化物（ＮｉＣｒＯｘ）などのニッケル合金酸化物、又はその他好適な材料であってよく、又はこれらを含んでよい。この層１１中で、例えば、ＮｉＣｒＯｘ又はＮｉＣｒＭｏＯｘの使用は、耐久性の改善を可能にする。ＮｉＣｒＯｘ又はＮｉＣｒＭｏＯｘ層１１は、本発明の特定の実施形態では完全に酸化（すなわち、完全に化学量論的）されてよく、あるいは、部分的酸化−準化学量論的（任意のＨＴの前及び／又は後）のみであってもよい。特定の事例では、ＮｉＣｒＯｘ層１１は、少なくとも約５０％酸化されていてよい。接触層１１（例えば、Ｎｉ及び／又はＣｒの酸化物である、又はこれを含む）は、本発明の異なる実施形態では、勾配型酸化であってもなくてもよい。酸化勾配は、例えば、接触層を勾配型にして、ＩＲ反射層９に直接隣接する接触面の方が、直接隣接するＩＲ反射層から更に又はより／最も離れた接触層の部分よりも酸化度が低くできるように、層中の酸化度が層の厚さに従って変化することを意味する。様々な種類の酸化勾配型接触層の説明は、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，５７６，３４９号に記載されている。接触層１１（例えば、Ｎｉ及び／又はＣｒの酸化物である、又はこれを含む）は、本発明の異なる実施形態では、ＩＲ反射層９全体にわたり連続的であってもなくてもよい。
特定の例示的実施形態では、オーバーコートは、透明な誘電体層１３及び１５である、又はこれらを含む。本発明の特定の例示的実施形態では、誘電体層１３は、酸化スズなどの金属酸化物であってよく、又はこれを含んでよい。酸化スズ又はスズ酸亜鉛などの金属酸化物を含む層１３は、反射防止目的で提供され、また、コーティングされた物品の放射率と、製造プロセスの安定性及び効率を改善する。本発明の特定の例示的実施形態では、酸化スズを含む層１３は、窒素及び／又は亜鉛などの別の材料でドープされてよい。酸化スズ系層１３は、良好な耐久性を提供し、光透過性を改善する。誘電体層１５は、窒化ケイ素（例えば、Ｓｉ３Ｎ４又は他の好適な化学量論）又は任意のその他好適な材料、本発明の特定の例示的実施形態では例えばオキシ窒化ケイ素であってよいか、又はこれらを含んでよい。本発明の特定の例示的実施形態では、窒化ケイ素層１５は更に、アルミニウムなどの他の材料をドーパントとして、又は少量の酸素を含んでよい。特定の例示的事例では、所望により、酸化ジルコニウムオーバーコートなどの他の層が、オーバーコート中の層１５の上に提供されてよい。層１５は、耐久性目的と、下層の保護のために提供される。特定の例示的実施形態では、窒化ケイ素系層１５は、約１．９〜２．２、より好ましくは約１．９５〜２．０５の屈折率（ｎ）を有してよい。特定の例示的実施形態では、Ｚｒは、層１５（又は層２又は層５）の窒化ケイ素中に提供されてよい。したがって、本発明の特定の例示的実施形態では、層２及び／又は１５のうち１つ以上は、ＳｉＺｒＮｘ及び／又は酸化ジルコニウムであってよいか、又はこれらを含んでよい。
図示されたコーティングの下方又は上方の他の層も提供され得る。したがって、層組織又はコーティングが基材１の「上」、又は基材１「によって支持されている」が（直接的又は間接的に）、他の層を間に提供することができる。したがって、例えば、図１のコーティングは、他の層が層３と基材１との間に提供されていても、基材１の「上」にある及び基材１「によって支持されている」と考えることができる。更に、特定の実施形態では、図示されたコーティングの特定の層が除去され得、一方で本発明の他の実施形態では、本発明の特定の実施形態の全体的な趣旨から逸脱することなく、他の層が様々な層間に追加され得、又は様々な層が分割部分間に追加された他の層で分割され得る。
様々な厚さを本発明の異なる実施形態で使用できるが、図１の実施形態のガラス基材１上のそれぞれの層の例示的な厚さ及び材料は、ガラス基材から外側に向かって以下のとおりである（例えば、特定の例示的事例では、酸化亜鉛層及び窒化ケイ素層中のＡｌ含量は、約１〜１０％、より好ましくは約１〜３％であってよい）。
Figure 2020510591
本発明の特定の例示的実施形態では、本明細書のコーティングされた物品（例えば、図１参照）は、熱焼戻しなどの任意の熱処理前及び／又は後にモノリシックに測定するとき、以下の表２に記載されるｌｏｗ−Ｅ（低放射率）、日射及び／又は光学的特性を有し得る。
Figure 2020510591
上記の本発明の特定の例示的実施形態では、ドープされた銀ＩＲ反射層９が図１のコーティングで使用されるが、本明細書に記載される任意の実施形態のドープされたＩＲ反射層９のうち１つ以上を、別のｌｏｗ−Ｅコーティング中で使用することも可能である。例えば非限定的に、米国特許第５，３４４，７１８号、同第６，５７６，３４９号、同第８，９４５，７１４号、同第９，３７１，６８４号、同第９，０２８，９５６号、同第９，５５６，０７０号、同第８，９４５，７１４号、及び／又は同第９，０２８，９８３号（全て参照により本明細書に組み込まれる）のうち任意のもののｌｏｗ−Ｅコーティング中の銀系ＩＲ反射層を、本発明の任意の及び全ての実施形態に関連して本明細書で記載するドープされた銀ＩＲ反射層９と交換することができる。換言すれば、例えば、米国特許第５，３４４，７１８号、同第６，５７６，３４９号、同第８，９４５，７１４号、同第９，３７１，６８４号、同第９，０２８，９５６号、同第９，５５６，０７０号、同第８，９４５，７１４号、及び／又は同第９，０２８，９８３号のうち任意のものの銀系ＩＲ反射層を、本明細書に記載するＳｉＡｌ、ＳｉＺｎ、ＳｉＺｎＣｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、又は任意のその他ドーパントでドープされた銀ＩＲ反射層９と交換することができる。
それぞれ、ＣＥにおいて、ＩＲ反射層９が純銀であること、本発明の例による実施例において、ＩＲ反射層が約６％のＳｉ及び約０．６％のＡｌでドープされた銀であること以外は、同じｌｏｗ−Ｅコーティングを有している、本発明の実施形態による実施例のコーティングされた物品及び比較実施例（ＣＥ）を作製し、試験した。接触層７及び１１は、両方ともＮｉＣｒであった。比較実施例（ＣＥ）は、ガラス／Ｓｉ３Ｎ４／ＮｉＣｒ／Ａｇ／ＮｉＣｒ／Ｓｉ３Ｎ４のｌｏｗ−Ｅコーティングを有し、ＩＲ反射層は純Ａｇであった。一方、本発明の実施形態による実施例は、ＩＲ反射層９がＳｉ及びＡｌでドープされたＡｇであること以外は、ＣＥと同じ層積層体を有していた。ＣＥ（純Ａｇ ＩＲ反射層９）及び実施例（ＡｇＳｉＡｌ ＩＲ反射層９）のデータを以下に記載するが、両方とも、約６５０℃で約１２分間のＨＴ前及び後のものである。以下の表において、シート抵抗（Ｒｓ）はΩ／ｓｑの単位であり、「垂直」は垂直放射率／エミッタンス（Ｅｎ）を意味することに留意されたい。
Figure 2020510591
ＣＥ及び実施例の両方とも、ＨＴ前に、上で示される類似の透過性及び色特性を有しチエル。
しかしながら驚くべきことに、化学的試験において、銀ＩＲ反射層をＳｉ及びＡｌでドープすると、化学的耐久性を改善することがわかった。ＣＥ及び実施例の両方に適用した、同じ化学的耐久性であるＨＣｌ浸漬試験では、純Ａｇ ＩＲ反射層を有するＣＥコーティングは、かなりの数の目に見える欠陥（画像中の白点）と、懐中電灯下で反射したヘイズがあったが、Ｓｉ及びＡｌでドープされた銀ＩＲ反射層を有する実施例コーティングは、はるかに欠陥が少なく、ヘイズが顕著に低減したことを示した。これらの驚くべきかつ予期せぬ結果は、Ｓｉ及びＡｌでのＡｇのドープによるものであり、任意のＨＴの前後の両方において改善された化学的耐久性を有する優れたコーティングを提供する。本発明の例示の実施形態によるコーティングは、任意のＨＴ前に、好ましくは、０．１７以下（より好ましくは０．１６以下）、及び任意のＨＴ、例えば熱焼戻し後に、０．２２以下（より好ましくは０．２０以下）のヘイズ値を有する。
本発明の例示的実施形態では、ガラス基材で支持されたコーティングを含むコーティングされた物品が提供され、このコーティングは、ガラス基材上の第１の誘電体層と、少なくとも第１の誘電体層の上のガラス基材上の第１の接触層と、Ｓｉ及びＡｌでドープされた銀を含む赤外（ＩＲ）反射層であって、第１の接触層の上に位置し、かつこれに直接接触している、ガラス基材上にある赤外（ＩＲ）反射層と、ＩＲ反射層の上に位置し、かつこれに直接接触している、ガラス基材上の第２の接触層と、少なくとも第１及び第２の接触層、並びにＩＲ反射層の上に位置している、ガラス基材上の第２の誘電体層と、を含み、このコーティングは、１１Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び０．２以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有する。
前項に記載のコーティングされた物品では、ＩＲ反射層は、８０〜９９％のＡｇ、１〜２０％のＳｉ、及び０．１〜５％のＡｌを含んでよい。
前２項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、ＩＲ反射層は、９０〜９９％のＡｇ、１〜１０％のＳｉ、及び０．３〜４％のＡｌを含んでよい。
前３項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、コーティングされた物品は、少なくとも４０％、より好ましくは少なくとも５０％の可視透過率を有してよい。
前４項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、コーティングされた物品は、少なくとも１．１０、より好ましくは少なくとも１．２０、場合により少なくとも１．３０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有してよい。
前５項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、第１の誘電体層は、窒化ケイ素を含んでよい。
前６項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、第１の接触層は、Ｎｉ及び／又はＣｒ、又は酸化亜鉛を含んでよい。
前７項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、第２の接触層は、Ｎｉ及び／又はＣｒ、例えばＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＯｘ、又はＮｉＣｒＭｏＯｘを含んでよい。
前８項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、第２の誘電体層は、窒化ケイ素を含んでよい。
前９項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、コーティングは、９Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び／又は、０．１１以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有してよい。
前１０項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、コーティングは、Ｓｉ及びＡｌでドープされた銀を含む別の赤外（ＩＲ）反射層を更に含んでよい。
本発明の例示的実施形態では、ガラス基材で支持されたコーティングを含むコーティングされた物品が提供され、このコーティングは、ガラス基材上の第１の誘電体層と、少なくとも第１の誘電体層の上のガラス基材上の第１の接触層と、Ｚｎ及びＳｉでドープされた銀を含む赤外（ＩＲ）反射層であって、第１の接触層の上に位置し、かつこれに直接接触している、ガラス基材上にある赤外（ＩＲ）反射層と、ＩＲ反射層の上に位置し、かつこれに直接接触している、ガラス基材上の第２の接触層と、少なくとも第１及び第２の接触層、並びにＩＲ反射層の上に位置している、ガラス基材上の第２の誘電体層と、を含み、このコーティングは、１１Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び０．２以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有する。
前項に記載のコーティングされた物品では、ＩＲ反射層は、８０〜９９％のＡｇ、０．４〜２０％のＺｎ、及び０．１〜１０％のＳｉを含んでよい。
前２項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、ＩＲ反射層は、９０〜９９％のＡｇ、０．４〜１０％のＺｎ、及び０．３〜５％のＳｉを含んでよい。
前３項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、ＩＲ反射層は、０．１〜１０％のＣｕ、より好ましくは０．３〜５％のＣｕを更に含んでよい。これらのパーセントは、全て原子％である。
前４項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、コーティングされた物品は、少なくとも４０％、より好ましくは少なくとも５０％の可視透過率を有してよい。
前５項のいずれかに記載のコーティングされた物品では、コーティングされた物品は、少なくとも１．１０、より好ましくは少なくとも１．２０、最も好ましくは少なくとも１．３０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有してよい。
本発明は、現在最も実用的で好ましい実施形態と考えられるものと関連して説明されたが、本発明は、開示される実施形態に限定されるものではなく、寧ろ、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内に含まれる様々な修正及び同等の構成を網羅することを意図するものであることを理解されたい。

Claims (53)

  1. ガラス基材によって支持されたコーティングを含むコーティングされた物品であって、前記コーティングが、
    前記ガラス基材上の第１の誘電体層と、
    少なくとも前記第１の誘電体層の上の前記ガラス基材上の第１の接触層と、
    Ｓｉ及びＡｌでドープされた銀を含む赤外（ＩＲ）反射層であって、前記第１の接触層の上に位置し、かつこれに直接接触している、前記ガラス基材上にある赤外（ＩＲ）反射層と、
    前記ＩＲ反射層の上に位置し、かつこれに直接接触している、前記ガラス基材上の第２の接触層と、
    少なくとも前記第１及び第２の接触層、並びに前記ＩＲ反射層の上に位置している、前記ガラス基材上の第２の誘電体層と、を含み、
    前記コーティングが、１１Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）及び０．２以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有する、コーティングされた物品。
  2. 前記ＩＲ反射層が、８０〜９９％のＡｇ、１〜２０％のＳｉ、及び０．１〜５％のＡｌを含む、請求項１に記載のコーティングされた物品。
  3. 前記ＩＲ反射層が、９０〜９９％のＡｇ、１〜１０％のＳｉ、及び０．３〜４％のＡｌを含む、請求項１又は２に記載のコーティングされた物品。
  4. 前記コーティングされた物品が、少なくとも４０％の可視透過率を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  5. 前記コーティングされた物品が、少なくとも５０％の可視透過率を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  6. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．１０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  7. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．２０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  8. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．３０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  9. 前記第１の誘電体層が窒化ケイ素を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  10. 前記第１の接触層が酸化亜鉛を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  11. 前記第２の接触層がＮｉ及び／又はＣｒを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  12. 前記第２の誘電体層が窒化ケイ素を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  13. 前記コーティングが、９Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び０．１１以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  14. 前記コーティングが、Ｓｉ及びＡｌでドープされた銀を含む別の赤外（ＩＲ）反射層を更に含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  15. ガラス基材によって支持されたコーティングを含むコーティングされた物品であって、前記コーティングが、
    前記ガラス基材上の第１の誘電体層と、
    少なくとも前記第１の誘電体層の上の前記ガラス基材上の第１の接触層と、
    Ｃｕ又はＺｎでドープされた銀を含む赤外（ＩＲ）反射層であって、前記第１の接触層の上に位置し、かつこれに直接接触している、前記ガラス基材上にある赤外（ＩＲ）反射層と、
    前記ＩＲ反射層の上に位置し、かつこれに直接接触している、前記ガラス基材上の第２の接触層と、
    少なくとも前記第１及び第２の接触層、並びに前記ＩＲ反射層の上に位置している、前記ガラス基材上の第２の誘電体層と、を含み、
    前記コーティングが、１１Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び０．２以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有し、
    前記コーティングされた物品が、少なくとも１．１０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、コーティングされた物品。
  16. 前記ＩＲ反射層が、８０〜９９％のＡｇ、１〜２０％のＣｕを含む、請求項１５に記載のコーティングされた物品。
  17. 前記ＩＲ反射層が、９０〜９９％のＡｇ、１〜１０％のＣｕを含む、請求項１５又は１６に記載のコーティングされた物品。
  18. 前記ＩＲ反射層が、８０〜９９％のＡｇ、１〜２０％のＺｎを含む、請求項１５に記載のコーティングされた物品。
  19. 前記ＩＲ反射層が、９０〜９９％のＡｇ、１〜１０％のＺｎを含む、請求項１８に記載のコーティングされた物品。
  20. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．２０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  21. ガラス基材によって支持されたコーティングを含むコーティングされた物品であって、前記コーティングが、
    前記ガラス基材上の第１の誘電体層と、
    少なくとも前記第１の誘電体層の上の前記ガラス基材上の第１の接触層と、
    Ｚｎ及びＳｉでドープされた銀を含む赤外（ＩＲ）反射層であって、前記第１の接触層の上に位置し、かつこれに直接接触している、前記ガラス基材上にある赤外（ＩＲ）反射層と、
    前記ＩＲ反射層の上に位置し、かつこれに直接接触している、前記ガラス基材上の第２の接触層と、
    少なくとも前記第１及び第２の接触層、並びに前記ＩＲ反射層の上に位置している、前記ガラス基材上の第２の誘電体層と、を含み、
    前記コーティングが、１１Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び０．２以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有する、コーティングされた物品。
  22. 前記ＩＲ反射層が、８０〜９９％のＡｇ、０．４〜２０％のＺｎ、及び０．１〜１０％のＳｉを含む、請求項２１に記載のコーティングされた物品。
  23. 前記ＩＲ反射層が、９０〜９９％のＡｇ、０．４〜１０％のＺｎ、及び０．３〜５％のＳｉを含む、請求項２１又は２２に記載のコーティングされた物品。
  24. 前記ＩＲ反射層が、０．１〜１０％のＣｕを更に含む、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  25. 前記ＩＲ反射層が、０．３〜５％のＣｕを更に含む、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  26. 前記コーティングされた物品が、少なくとも４０％の可視透過率を有する、請求項２１〜２５のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  27. 前記コーティングされた物品が、少なくとも５０％の可視透過率を有する、請求項２１〜２６のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  28. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．１０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項２１〜２７のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  29. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．２０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項２１〜２８のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  30. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．３０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項２１〜２９のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  31. 前記ＩＲ反射層が、８０〜９９％のＡｇ、０．４〜２０％のＺｎ、及び０．１〜１０％のＳｉを含む、請求項１５に記載のコーティングされた物品。
  32. 前記ＩＲ反射層が、９０〜９９％のＡｇ、０．４〜１０％のＺｎ、及び０．３〜５％のＳｉを含む、請求項１５に記載のコーティングされた物品。
  33. 前記コーティングされた物品が、少なくとも４０％の可視透過率を有する、請求項１５〜２０、又は３１若しくは３２のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  34. 前記コーティングされた物品が、少なくとも５０％の可視透過率を有する、請求項１５〜２０、又は３１〜３３のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  35. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．２０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項１５〜２０、又は３１〜３４のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  36. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．３０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項１５〜２０、又は３１〜３５のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  37. 前記コーティングが、９Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び０．１１以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有する、請求項１５〜２０、又は３１〜３６のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  38. 前記第２の誘電体層が窒化ケイ素を含む、請求項１５〜２０、又は３１〜３７のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  39. 前記第１の誘電体層が窒化ケイ素を含む、請求項１５〜２０、又は３１〜３８のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  40. 前記第１の接触層が酸化亜鉛を含む、請求項１５〜２０、又は３１〜３９のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  41. 前記第２の接触層がＮｉ及び／又はＣｒを含む、請求項１５〜２０、又は３１〜４０のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  42. 前記コーティングが、Ｃｕ又はＺｎでドープされた銀を含む別の赤外（ＩＲ）反射層を更に含む、請求項１５〜２０、又は３１〜４１のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  43. ガラス基材によって支持されたコーティングを含むコーティングされた物品であって、前記コーティングが、
    前記ガラス基材上の第１の誘電体層と、
    少なくとも前記第１の誘電体層の上の前記ガラス基材上の第１の接触層と、
    Ｚｎでドープされた銀を含む赤外（ＩＲ）反射層であって、前記第１の接触層の上に位置し、かつこれに直接接触している、前記ガラス基材上にある赤外（ＩＲ）反射層と、
    前記ＩＲ反射層の上に位置し、かつこれに直接接触している、前記ガラス基材上の第２の接触層と、
    少なくとも前記第１及び第２の接触層、並びに前記ＩＲ反射層の上に位置している、前記ガラス基材上の第２の誘電体層と、を含み、
    前記コーティングが、１１Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び０．２以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有し、
    前記コーティングされた物品が、少なくとも１．１０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、コーティングされた物品。
  44. 前記ＩＲ反射層が、８０〜９９％のＡｇ、１〜２０％のＺｎを含む、請求項４３に記載のコーティングされた物品。
  45. 前記ＩＲ反射層が、９０〜９９％のＡｇ、１〜１０％のＺｎを含む、請求項４３又は４４に記載のコーティングされた物品。
  46. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．２０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項４３〜４５のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  47. 前記ＩＲ反射層が、９０〜９９％のＡｇ、０．４〜１０％のＺｎ、及び０．３〜５％のＳｉを含む、請求項４３〜４６のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  48. 前記コーティングされた物品が、少なくとも４０％の可視透過率を有する、請求項４３〜４７のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  49. 前記コーティングされた物品が、少なくとも５０％の可視透過率を有する、請求項４３〜４８のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  50. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．２０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項４３〜４９のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  51. 前記コーティングされた物品が、少なくとも１．３０の光対太陽利得比（ＬＳＧ）を有する、請求項４３〜５０のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  52. 前記コーティングが、９Ω／ｓｑ以下のシート抵抗（Ｒｓ）、及び０．１１以下の垂直放射率（Ｅｎ）を有する、請求項４３〜５１のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
  53. 前記第１の誘電体層が前記ガラス基材に直接接触している、請求項４３〜５２のいずれか一項に記載のコーティングされた物品。
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