JP2022543075A - 強化可能な被覆基板 - Google Patents
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Abstract
本発明は、強化可能な被覆フロートガラス基板、その準備の方法、及びその使用に関し、上記フロートガラス基板は、第1の表面と、第2の表面とを備え、第1の表面は化学蒸着(CVD)により成膜された1つ又は複数の層を含み、第2の表面は物理蒸着(PVD)により成膜された1つ又は複数の層を含み、物理蒸着(PVD)により成膜された上記1つ又は複数の層は、少なくとも1つの機能性金属層を含み、第2の表面はさらに、第2の表面と直接接触して成膜された保護層を含み、且つ被覆フロートガラス基板は、3以下のCIE色空間による透過b*色値及び-5以下の外部反射b*を示す。
Description
本発明は、強化可能な被覆基板及びそれを製造する方法に関する。より詳細には、本発明は、強化可能な被覆ガラス基板と、1つ又は複数の層を基板の各面に成膜して被覆基板を形成してから、基板の各面のコーティング層を著しく損傷させることなく熱処理により被覆基板を強化する、強化可能な被覆ガラス基板を準備する方法とに関する。
様々な目的でガラス等の基板に層又はコーティングを堆積することが知られている。例えば、ゾルゲルタイプの堆積法は、特許文献1、特許文献2、特許文献3、及び特許文献4のそれぞれに開示されており、シリカゾルを基板の表面に塗布し、続いて基板を高温で加熱して有機物質を「除去」することで、シリカコーティングを生成する。
他のタイプの堆積法としては、例えば、前駆体の蒸気を多くの場合は高温で基板の表面に指向させる化学蒸着(CVD)が挙げられる。
酸化インジウムスズ、ドープ酸化スズ、ドープ酸化亜鉛、及びドープ酸化カドミウム等の導電性酸化物を堆積する方法も知られている。これらの方法として、限定はされないが例えば、化学蒸着(CVD)、火炎熱分解、スパッタリング、又は他のタイプの物理蒸着が挙げられ得る。
低放射率及び/又は太陽光制御を可能にするガラスコーティングを、物理蒸着プロセス、例えばスパッタリングにより堆積することができる。
ガラス基板に成膜されたスパッタリングによる低放射率(low-e)及び太陽光制御コーティングスタックは、
誘電体層配列/(Ag/誘電体層配列)n
に基づく繰返し配列で通常構成され、n個の誘電体層のそれぞれの厚さ及び/又は組成は変わる可能性がある。nの値は1又は2、さらには3又は4であり得る。
誘電体層配列/(Ag/誘電体層配列)n
に基づく繰返し配列で通常構成され、n個の誘電体層のそれぞれの厚さ及び/又は組成は変わる可能性がある。nの値は1又は2、さらには3又は4であり得る。
ガラス基板の両面を被覆して、建築用板ガラス市場向けの板ガラスユニットを作製することも知られている。実際には、上述の技術を用いて例えばガラス基板の片面を最初に被覆してから別の面を被覆した製品が入手可能である。例えば、NSGは、ガラス基板の片面を化学蒸着(CVD)により成膜されたセルフクリーニング又は反射防止コーティングで被覆し、ガラス基板の他方の面を物理蒸着(PVD)(スパッタ)低放射率コーティングで被覆した、被覆ガラス製品を作製している。
低放射率コーティングをガラス基板の各面に成膜した代替的な製品が存在するが、低放射率コーティングの一方は化学蒸着により成膜され、他方の低放射率コーティングはスパッタリングにより成膜されたものである。
しかしながら、上述の技術を用いて準備された多くの被覆ガラス製品の加熱強化又は熱強化は、コーティング層に損傷を与えずに達成するのが困難であることにより、色の均一性又は視覚的明確性の欠如の点で不良品につながる。
強化又は焼戻しガラスでは、ガラス基板を制御された熱又は化学処理により加工して、通常のガラスに比べてその強度を高める。焼戻し又は強化を行うことで、ガラス基板の外面は圧縮され、ガラス基板の内面は引っ張られる。強化又は焼戻しガラスが破損すると、ガラス板(徐冷ガラスとしても知られる)とは異なり、誘起された応力が強化ガラスをギザギザの破片に分裂させるのではなく小さな粒状塊に砕く。
安全性を与えるように強化され且つ/又は曲げられた被覆ガラス板は、建築用及び自動車用板ガラスの両方で多数の用途に望ましい。ガラス板の熱強化及び/又は曲げのためには、使用されるガラスの軟化点付近又はそれより高い温度での熱処理によりガラス板を加工してから、急冷により強化するか又は曲げ手段を用いて曲げる必要があることが知られている。ソーダ石灰シリカ型の標準的なフロートガラスに適した温度範囲は、通常は約580℃~690℃であり、ガラス板は、実際の強化及び/又は曲げプロセスの開始前にこの温度範囲で数分間維持される。
以下の説明及び特許請求の範囲における「熱処理」、「熱処理された」、及び「熱処理可能な」は、上述のような熱曲げ及び/又は強化プロセスと、被覆ガラス板が数分間、例えば最大約10分間で約580℃~690℃の範囲の温度に達する他の熱プロセスとを指す。被覆ガラス板は、大きな損傷なく熱処理に耐える場合に熱処理可能とみなされ、熱処理により生じる通常の損傷は、高いヘイズ値、ピンホール、又はスポットである。
低放射率(low-e)及び/又は太陽光制御コーティングの熱処理性を特徴付ける際にガラス工業で言及されることが多い用語又はパラメータ「ヘイズ」は、被覆ガラス板の被覆、熱処理、加工、及び/又はハンドリング中に生じ得るあらゆるタイプの欠陥を完全に反映するわけではないので、多くの場合は不十分である。例えば、既知の熱処理可能な被覆ガラス板によっては、熱処理中及び熱処理後のそれらの光学特性及び特に反射色の顕著で目立つ変化を示す。
したがって、熱処理前後の両方で被覆ガラス板の熱的及び光学的特性を維持することが望まれる。これは、熱処理前後の両方で同様のシート抵抗値を維持すること、又は場合によっては実際には熱処理後の被覆ガラス板で低レベルのシート抵抗を得ることを特徴とし得る。
ガラス基板(強化又は単純に徐冷され得る)の一方の面が化学蒸着(CVD)により成膜されたコーティングで被覆され、他方の面がスパッタ太陽光制御コーティングで被覆された製品は存在するが、このような製品は、多くの場合は適用性が限られており、PVDにより成膜された銀反射防止層を含む被覆ガラス基板により与えられる性能とは比較にならない。
フロートガラスプロセスでは、溶融ガラスの連続ストリップを炉から大きく浅い溶融金属バスに流し込んでフロートガラスリボンを形成する。通常はスズが溶融金属として用いられる。ガラスはスズ上に浮かび、冷却されつつ広がって平面を形成する。ガラスの上でローラを用いて、ガラスを引っ張るか又は延伸して必要な厚さのガラスシートにする。ガラスシートのうち作製中にスズと接触する面は、ガラスシート又は基板の「スズ」側として従来既知である。ガラスシートのうちバス中で発生する水素又は窒素雰囲気と接触する反対面は、「空気」側として従来既知である。
フロートプロセス中に、通常は鋼リフトアウトローラを用いてガラスをバスから徐冷炉に移動させる。しかしながら、ガラスは、鋼ローラによるガラスの移動中にはまだ軟らかいので特に損傷を受けやすい。このような損傷は、ガラスの表面の目に見える斑、筋、及び線として現れるのが典型的である。損傷は、最終ガラス製品の美的外観を明らかに損なわせ、こうした製品は低価格で販売しなければならないか、又は最悪の場合は完全に廃棄しリサイクルしなければならない。
さらに、作製中に現れるガラス基板の表面上の上記欠陥は、1つ又は複数のコーティング層がガラス基板のスズ側に成膜される場合にさらに悪化することが多い。これは特に、ガラスがその後熱処理(又は焼戻し)される場合に言える。
したがって、本発明は、ガラス基板の表面のそのような損傷の出現に対処し、それによりガラスの必要な美的外観を満たすだけでなく、建築及び自動車産業の両方で必要なガラスの特性も達成することを目的とする。
さらに、本発明は、パラメータ及び両面から見た場合の外観が許容可能である被覆フロートガラスを作製する方法を対象とするが、本発明は、強化ガラス、Glanova(登録商標)という商品名でNSGから入手可能な化学強化ガラス、及びホウケイ酸ガラス等の他のガラス基板の保護にも適用可能である。
したがって、本発明の第1の態様によれば、強化可能な被覆フロートガラス基板であって、
i)第1の表面と、
ii)第2の表面と
を備え、第1の表面は化学蒸着(CVD)により成膜された1つ又は複数の層を含み、第2の表面は物理蒸着(PVD)により成膜された1つ又は複数の層を含み、
物理蒸着(PVD)により成膜された上記1つ又は複数の層は、少なくとも1つの機能性金属層を含み、
第2の表面はさらに、第2の表面と直接接触して成膜された保護層を含み、且つ
被覆フロートガラス基板は、3以下のCIE色空間による透過b*色値及び-5以下の外部反射b*を示す、強化可能な被覆フロートガラス基板が提供される。
i)第1の表面と、
ii)第2の表面と
を備え、第1の表面は化学蒸着(CVD)により成膜された1つ又は複数の層を含み、第2の表面は物理蒸着(PVD)により成膜された1つ又は複数の層を含み、
物理蒸着(PVD)により成膜された上記1つ又は複数の層は、少なくとも1つの機能性金属層を含み、
第2の表面はさらに、第2の表面と直接接触して成膜された保護層を含み、且つ
被覆フロートガラス基板は、3以下のCIE色空間による透過b*色値及び-5以下の外部反射b*を示す、強化可能な被覆フロートガラス基板が提供される。
好ましくは、本発明の第1の態様による強化可能な被覆基板では、保護層は酸化ケイ素(SiOx)層を含み、xは1.5~2.0の範囲にある。
CIE色空間によれば、本発明による強化可能な被覆基板は、外部反射に関していずれも負であるb*及びa*値を含むことが好ましい。すなわち、b*値はCIE色空間の青色領域にあり、a*値はCIE色空間の緑色領域にある。
また、本発明の第1の態様に関して、保護層は物理蒸着(PVD)により成膜されることが好ましい。
好ましくは、保護層の厚さは10nm~100nmの範囲にある。より好ましくは、保護層の厚さは15nm~80nmの範囲にある。さらにより好ましくは、保護層の厚さは30nm~70nmの範囲にある。しかしながら、最も好ましくは、保護層の厚さは40nm~70nmの範囲にある。代替として、保護層の厚さは30nm~60nm、さらには50nm~60nmの範囲にあり得る。
本発明の第1の態様に関して、強化可能な被覆基板では、フロートガラスの第2の表面が製造中に溶融スズに接触し、フロートガラスの第1の表面が製造中に窒素及び水素のバス雰囲気に接触することが好ましい。
また、本発明の第1の態様による強化可能な被覆基板に関して、ガラス基板の第1の表面に化学蒸着(CVD)により成膜された1つ又は複数の層が、
酸化ケイ素(SiO2)、酸化スズ(SnO2)、フッ素ドープ酸化スズ(SnO2:F)、酸化チタン(TiO2)、及びアンチモンドープ酸化スズ(SnO2:Sb)
から選択される1つ又は複数のドープ又はアンドープ酸化物層を含むことが好ましい。
酸化ケイ素(SiO2)、酸化スズ(SnO2)、フッ素ドープ酸化スズ(SnO2:F)、酸化チタン(TiO2)、及びアンチモンドープ酸化スズ(SnO2:Sb)
から選択される1つ又は複数のドープ又はアンドープ酸化物層を含むことが好ましい。
好ましくは、物理蒸着(PVD)により強化可能な被覆基板の第2の表面に成膜された1つ又は複数の層は、機能性金属層を含む。機能性金属は銀であることが好ましい。
さらに、本発明による強化可能な被覆基板に関して、物理蒸着(PVD)により成膜された1つ又は複数の層は、Ti、V、Cr、Fe、又はW、Ni、Nb、及びそれらの合金並びに窒化物系の少なくとも1つの吸収層を含むことが好ましい。最も好ましくは、少なくとも1つの吸収層は、タングステン(W)、好ましくは窒化タングステンを含む。
さらに、本発明の第1の態様による強化可能な被覆基板に関して、被覆基板の熱処理後の透過の色変化(ΔE*)が10以下であることが好ましい。より好ましくは、被覆基板の熱処理後の透過の色変化(ΔE*)が8又は7以下であることが好ましい。最も好ましくは、被覆基板の熱処理後の透過の色変化(ΔE*)が5以下であることが好ましい。
さらに、本発明の第1の態様による強化可能な被覆基板に関して、被覆基板の各面の熱処理後の反射の色変化(ΔE*)が10以下であることが好ましい。より好ましくは、被覆基板の各面の熱処理後の反射の色変化(ΔE*)が8又は7以下であることが好ましい。最も好ましくは、被覆基板の各面の熱処理後の反射の色変化(ΔE*)が5以下であることが好ましい。
本発明の第2の態様によれば、本発明の第1の態様によるデュアルコートされた強化可能なフロートガラス基板を準備する方法であって、
i)第1の表面及び第2の表面を有するフロートガラス基板を用意するステップであり、ガラス基板の第2の表面は製造中に溶融スズに接触し、第1の表面は製造中に窒素及び水素のバス雰囲気に接触するステップと、
ii)化学蒸着(CVD)により1つ又は複数の層を基板の第1の表面に堆積するステップと、
iii)物理蒸着(PVD)により1つ又は複数の層を基板の第2の表面に堆積するステップと、
iv)1つ又は複数の層を第2の表面に堆積する前に、物理蒸着(PVD)により保護層をガラス基板に直接堆積するステップであり、保護層は10nm~100nmの厚さを有するステップと、
v)被覆されたガラス基板の各面に堆積した1つ又は複数の層を劣化させることなく基板を熱処理してガラスを強化するステップと
を含む方法が提供される。
i)第1の表面及び第2の表面を有するフロートガラス基板を用意するステップであり、ガラス基板の第2の表面は製造中に溶融スズに接触し、第1の表面は製造中に窒素及び水素のバス雰囲気に接触するステップと、
ii)化学蒸着(CVD)により1つ又は複数の層を基板の第1の表面に堆積するステップと、
iii)物理蒸着(PVD)により1つ又は複数の層を基板の第2の表面に堆積するステップと、
iv)1つ又は複数の層を第2の表面に堆積する前に、物理蒸着(PVD)により保護層をガラス基板に直接堆積するステップであり、保護層は10nm~100nmの厚さを有するステップと、
v)被覆されたガラス基板の各面に堆積した1つ又は複数の層を劣化させることなく基板を熱処理してガラスを強化するステップと
を含む方法が提供される。
本発明の第2の態様に関して、保護層が酸化ケイ素(SiOx)層を含み、xは1.5~2.0の範囲にあることが好ましい。
さらに、物理蒸着(PVD)により基板の第2の表面に堆積される1つ又は複数の層が機能性金属層を含むことが好ましい。最も好ましくは、機能性金属層は銀を含む。
また、本発明の第2の態様に関して、保護層が30nm~70nmの厚さに堆積されることが好ましい。好ましくは、保護層の厚さは10nm~100nmの範囲で堆積される。より好ましくは、保護層の厚さは15nm~80nmの範囲で堆積される。さらにより好ましくは、保護層の厚さは30nm~70nmの範囲で堆積される。しかしながら、最も好ましくは、保護層の厚さは40nm~70nmの範囲で堆積される。代替として、保護層の厚さは30nm~60nm、さらには50nm~60nmの範囲で堆積され得る。
好ましくは、基板の第1の表面に化学蒸着(CVD)により成膜される1つ又は複数の層は、
酸化ケイ素(SiO2)、酸化スズ(SnO2)、フッ素ドープ酸化スズ(SnO2:F)、酸化チタン(TiO2)、及びアンチモンドープ酸化スズ(SnO2:Sb)
から選択される1つ又は複数の層を含む。
酸化ケイ素(SiO2)、酸化スズ(SnO2)、フッ素ドープ酸化スズ(SnO2:F)、酸化チタン(TiO2)、及びアンチモンドープ酸化スズ(SnO2:Sb)
から選択される1つ又は複数の層を含む。
本発明の第2の態様による方法において、物理蒸着(PVD)層により基板の第2の表面に堆積される層は、基板の第1の表面への1つ又は複数の層の成膜後に堆積され得る。
本発明の第3の態様によれば、板ガラス品での本発明の第1の態様による強化可能な被覆フロートガラス基板の使用が提供される。
本発明の第4の態様によれば、断熱板ガラス品での本発明の第1の態様による強化可能な被覆フロートガラス基板の使用が提供される。
本発明の第5の態様によれば、例えばフロントガラス、サイドライト、天窓、又はバックライト等の自動車用板ガラスでの本発明の第1の態様による強化可能な被覆フロートガラス基板の使用が提供される。
本発明の第1の態様に関する全ての特徴が、本発明の第2、第3、及び第4の態様に関しても当てはまることが理解されよう。
SiOxの保護層が「スズ」側に成膜された本発明による被覆ガラス基板において、コーティングスタックは、単一の銀系機能層を含む場合にSiOx層から順番に以下の配列:
下部反射防止層、
銀系機能層、
障壁層、及び
上部反射防止層
を含むことが好ましい。
下部反射防止層、
銀系機能層、
障壁層、及び
上部反射防止層
を含むことが好ましい。
代替として、SiOxの保護層が「スズ」側に成膜された本発明による被覆ガラス基板が2つの銀層を備えている場合、コーティングスタックは、SiOx層から順番に以下の配列:
下部反射防止層、
第1の銀系機能層、
障壁層、
中央反射防止層、
第2の銀系機能層、及び
上部反射防止層
を含むことが好ましい。
下部反射防止層、
第1の銀系機能層、
障壁層、
中央反射防止層、
第2の銀系機能層、及び
上部反射防止層
を含むことが好ましい。
本発明による被覆ガラス基板で用いられるコーティング配列に関して、下部反射防止層は、保護酸化ケイ素SiOx層から順に亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層、及びZnの酸化物系のトップ層を含み得ることが好ましい。
下部反射防止層は、ケイ素の(酸)窒化物、アルミニウムの(酸)窒化物、及び/又はそれらの合金系の1つ又は複数のベース層を含み得ることも好ましい。ケイ素の(酸)窒化物、アルミニウムの(酸)窒化物、及び/又はそれらの合金系の1つ又は複数のベース層は、下部反射防止層の保護酸化ケイ素SiOx層と亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層との間に位置付けられることが好ましい。
したがって、本発明の一実施形態において、被覆ガラス板は、保護酸化ケイ素SiOx層と亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層との間に位置付けられたケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金系のベース層を備えることが好ましい。すなわち、下部反射防止層は3つの層を含み得る。
銀系機能層を備えた被覆ガラス基板では、下部反射防止層は分離層をさらに含み得る。分離は、金属酸化物及び/又はケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金系であり得ることが好ましい。
さらに、分離層は、0.5nm以上、又は好ましくは0.5nm~6nm、より好ましくは0.5nm~5nm、さらにより好ましくは0.5nm~4nm、最も好ましくは0.5m~3nmの厚さを有し得ることが好ましい。これらの好ましい厚さは、熱処理時のヘイズのさらなる改善を可能にする。分離層は、堆積プロセス中及びその後の熱処理中に保護を与えることが好ましい。分離層は、堆積直後に本質的に十分に酸化されることが好ましいか、又はその後の酸化物層の堆積中に本質的に十分に酸化された層に酸化する。
分離層が金属酸化物系である場合、当該分離層は、Ti、Zn、NiCr、InSn、Zr、Al、及び/又はSiの酸化物系の層を含み得ることが好ましい。
分離層が金属酸化物系であることが好ましい場合、分離層は、本質的に化学量論的な又は僅かに準化学量論的な酸化物としての、例えば僅かに準化学量論的な酸化チタン系のセラミックターゲット、例えばTiO1.98ターゲットからの非反応性スパッタリングを用いて、O2の存在下でのTi系のターゲットの反応性スパッタリングにより、又はTi系の薄層を堆積してからそれを酸化させることにより堆積され得る。本発明の文脈では、「本質的に化学量論的な酸化物」は、化学量論量の95%以上だが100%以下である酸化物を意味するのに対し、「僅かに準化学量論的な酸化物」は、化学量論量の95%以上だが100%未満である酸化物を意味する。分離層としてのTiOxの使用は、コーティング配列が単一の銀系機能層を含む場合に特に好ましい。
分離層は、その金属酸化物及び/又はケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金に加えて、以下の元素:Ti、V、Mn、Co、Cu、Zn、Zr、Hf、Al、Nb、Ni、Cr、Mo、Ta、Siのうち少なくとも1つ、又はこれらの物質のうち少なくとも1つに基づく合金から選択される、例えばドーパント又はアロイアントとして用いられる1つ又は複数の化学元素をさらに含み得る。
しかしながら、好ましくは、金属酸化物及び/又はケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系の分離層は、1つ又は複数の他の化学元素を含まない。
本発明の好ましい一実施形態において、分離層は、亜鉛(Zn)の酸化物及び/又はチタンの酸化物を含む金属酸化物系である。
本発明の別の好ましい実施形態において、分離層は、チタンの酸化物を含む金属酸化物系である。
分離層は、層配列が1つの銀系機能層を含む場合にはチタンの酸化物系であり得ることが好ましいが、層系又はスタックに含まれる銀系機能層が1つだけではない場合は層配列が下部反射防止層に分離層を含まないことも好ましい場合がある。
さらに、分離層が金属酸化物系であり、金属酸化物が酸化チタン系である場合、酸化チタンの好ましい厚さが0.5nm~3nmであることが好ましい。
下部反射防止層に含まれることが好ましい上述のような層が3つか、4つか、又はそれ以上の数かは、配列に存在する銀系機能層の数に応じて変わる。
下部反射防止層のケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金系のベース層は、5nm以上の厚さを有し得ることが好ましい。より好ましくは、下部反射防止層のケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金系のベース層は、5nm~60nmの厚さを有する。さらにより好ましくは、下部反射防止層のケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金系のベース層は、10nm~50nm、15nm~45nm、又は20nm~40nmの厚さを有する。最も好ましくは、下部反射防止層のケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金系のベース層は、25nm~35nmの厚さを有する。このベース層は、いくつかの用途の中でも特にガラス側の拡散障壁として働く。
用語「ケイ素の(酸)窒化物」は、窒化ケイ素(Si)(SiNx)及び酸窒化ケイ素(Si)(SiOxNy)の両方を包含するのに対し、用語「アルミニウムの(酸)窒化物」は、窒化アルミニウム(Al)(AlNx)及び酸窒化アルミニウム(Al)(AlOxNy)の両方を包含する。窒化ケイ素(Si)、酸窒化ケイ素(Si)、窒化アルミニウム(Al)、及び酸窒化アルミニウム(Al)層は、本質的に化学量論的(例えば、窒化ケイ素=Si3N4では、SiNxのxの値=1.33)であることが好ましいが、コーティングの熱処理性に悪影響を及ぼさない限り、準化学量論的又はさらに超化学量論的でもあり得る。下部反射防止層のケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系のベース層の好ましい一組成は、本質的に化学量論的な混合窒化物Si90Al10Nxである。
ケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物の層は、窒素及びアルゴンを含有するスパッタ雰囲気中でそれぞれケイ素(Si)及び/又はアルミニウム(Al)系のターゲットから反応性スパッタされ得る。ケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系のベース層の酸素含有量は、スパッタ雰囲気中の残留酸素に、又は上記雰囲気中の添加酸素含有量の制御に起因し得る。(酸)窒化ケイ素及び/又は(酸)窒化アルミニウムの酸素含有量がその窒素含有量より大幅に少なければ、すなわち層における原子比O/Nが1を大きく下回っていれば、概して好ましい。下部反射防止層のベース層には、酸素含有量が極僅かな窒化Si及び/又は窒化アルミニウムを用いることが最も好ましい。この特徴は、層の屈折率が無酸素の窒化Si及び/又は窒化アルミニウム層の屈折率と大きく異ならないようにすることにより制御され得る。
混合のケイ素(Si)及び/又はアルミニウム(Al)ターゲットを用いること、又は下部反射防止層のベース層の本質的な障壁及び保護特性が失われない限りこの層のケイ素(Si)及び/又はアルミニウム(Al)成分に金属又は半導体を他の方法で加えることは、本発明の範囲内である。例えば、アルミニウム(Al)ターゲットとケイ素(Si)ターゲットとを混合することができ、他の混合ターゲットも除外されない。付加的な成分が、通常は10重量%~15重量%の量で存在し得る。アルミニウムは、通常は10重量%の量で混合ケイ素ターゲットに存在する。
下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層は、緻密且つ熱的に安定な層を提供すると共に熱処理後のヘイズの低減に寄与することにより、熱処理中の安定性を高める働きをすることが好ましい。下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層は、0.5nm以上の厚さを有し得ることが好ましい。好ましくは、下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層は、0.5nm~15nm、又は0.5nm~13nm、又は1nm~12nmの厚さを有し得る。さらに、下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層は、1nm~7nm、又は2nm~6nm、又は3nm~6nmの厚さを有し得る。最も好ましくは、下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層は、単一の銀系機能層を含む層配列を有する被覆ガラス板では3nm~5nmの厚さを有し得る。約8nmの厚さ上限が好ましい理由は、光干渉条件のため、また機能層の反射防止に対する光干渉境界条件を維持するのに必要となるベース層の厚さの低減に起因して熱処理性が低下するからである。
本発明の第1の態様に関する代替的な実施形態において、被覆ガラス板に含まれる銀系機能層が1つだけではない場合、下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層は、12nm以上の厚さを有することが好ましい。より好ましくは、下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層は、12nm~20nmの厚さを有することが好ましい。さらにより好ましくは、下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層は、12nm~16nmの厚さを有することが好ましい。しかしながら、最も好ましくは、下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層は、12nm~14nmの厚さを有することが好ましい。
下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物及び/又はスズ(Sn)の酸化物系の層は、ケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金系の層の上に直接位置付けられることが好ましい。
下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物(略称:ZnSnOx)系の層は、層の金属総含有量の重量%中、好ましくは亜鉛(Zn)10重量%~90重量%及びスズ(Sn)90重量%~10重量%、より好ましくは亜鉛(Zn)約40重量%~60重量%及びスズ(Sn)約40重量%~60重量%、さらにより好ましくは亜鉛(Zn)及びスズ(Sn)それぞれ約50重量%を含み得る。いくつかの好ましい実施形態において、下部反射防止層の亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物系の層は、スズ(Sn)18重量%以下、より好ましくはスズ(Sn)15重量%以下、さらにより好ましくはスズ(Sn)10重量%以下を含み得る。ZnとSnの酸化物系の層は、O2の存在下での混合ZnSnターゲットの反応性スパッタリングにより堆積され得ることも好ましい。
分離層は、その金属酸化物及び/又はケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金に加えて、以下の元素:Ti、V、Mn、Co、Cu、Zn、Zr、Hf、Al、Nb、Ni、Cr、Mo、Ta、Siのうち少なくとも1つ、又はこれらの物質のうち少なくとも1つに基づく合金から選択される、例えばドーパント又はアロイアントとして用いられる1つ又は複数の化学元素をさらに含み得る。
しかしながら、好ましくは、金属酸化物及び/又はケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系の分離層は、1つ又は複数の他の化学元素を含まない。
本発明の好ましい一実施形態において、分離層は、亜鉛(Zn)の酸化物及び/又はチタンの酸化物を含む金属酸化物系である。
本発明の別の好ましい実施形態において、分離層は、チタンの酸化物を含む金属酸化物系である。
さらに、分離層が金属酸化物系であり金属酸化物が酸化チタン系である場合、酸化チタンの好ましい厚さが0.5nm~3nmであることが好ましい。
しかしながら、層配列が2つ以上の銀系機能層を有し、分離層がケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金の1つ又は複数の層に基づく場合、下部反射防止層が、層配列が1つの銀系機能層を含む場合にチタンの酸化物系であり得ることが好ましい2つ以上の層を含むことが好ましく、層配列又はスタックに含まれる銀系機能層が1つだけではない場合、下部反射防止層の分離層がケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金の2つ以上の層を含むことも好ましい場合がある。
亜鉛(Zn)の酸化物系のトップ層は、その後堆積される銀系機能層のための成長促進層として主に機能する。亜鉛(Zn)の酸化物系のトップ層は、約10重量%(ターゲット金属含有量に関する重量%)以下の量のアルミニウム(Al)又はスズ(Sn)等の金属と任意に混合される。アルミニウム(Al)又はスズ(Sn)等の上記金属の通常の含有量は約2重量%であり、アルミニウム(Al)が実際には好ましい。酸化亜鉛(ZnO)又は混合亜鉛(Zn)酸化物は、成長促進層として非常に効果的であることにより、その後堆積される銀系機能層の所与の厚さで低いシート抵抗を達成する助けになることが分かった。下部反射防止層の亜鉛(Zn)の酸化物系のトップ層が、酸素(O2)の存在下で亜鉛(Zn)ターゲットから反応性スパッタされるか、又は酸素を含有しないか若しくは少量、すなわち概して約5容量%未満しか含有しない雰囲気中で例えばZnO:Al系のセラミックターゲットからのスパッタリングにより堆積されれば好ましい。亜鉛(Zn)の酸化物系の下部反射防止層のトップ層は、2nm以上の厚さを有し得ることが好ましい。より好ましくは、亜鉛(Zn)の酸化物系の下部反射防止層のトップ層は、2nm~15nm又は3nm~12nmの厚さを有し得ることが好ましい。さらにより好ましくは、亜鉛(Zn)の酸化物系の下部反射防止層のトップ層は、3nm~10nmの厚さを有し得ることが好ましい。最も好ましくは、亜鉛(Zn)の酸化物系の下部反射防止層のトップ層は、3nm~8nmの厚さを有し得ることが好ましい。
低放射率及び/又は太陽光制御コーティングの分野で大抵の場合にそうであるように、銀系機能層(単数又は複数)は、添加剤を一切含まずに本質的に銀からなることが好ましい。しかしながら、高光透過性及び低光吸収性のIR反射層(単数又は複数)として機能するのに必要な銀系機能層(単数又は複数)の特性を実質的に損なわない限り、ドープ剤、合金添加剤等の添加、さらには非常に薄い金属又は金属化合物層の付加により、銀系機能層(単数又は複数)の特性を変えることは、本発明の範囲内にある。
各銀系機能層の厚さは、その技術的な目的により左右される。通常の低放射率及び/又は太陽光制御の目的では、単一の銀系層に好ましい層厚は、好ましくは5nm~20nm、より好ましくは5nm~15nm、さらにより好ましくは6nm~15nm、さらにより好ましくは8nm~15nm、最も好ましくは8nm~14nmであり得る。このような層厚の場合、単一の銀コーティングに関して、熱処理後に86%を上回る光透過率値及び0.05を下回る垂直放射率が本発明により容易に達成され得る。より良好な太陽光制御特性が必要である場合、銀系機能層の厚さを十分に増加させればよいか、又は以下でさらに説明するようにいくつかの離間した機能層を設ければよい。
好ましくは、下部反射防止層の亜鉛(Zn)の酸化物系のトップ層は、銀系機能層と直接接触する。好ましくは、ガラス基板と銀系機能層との間の層は、上述の下部反射防止層の3層、4層、又はそれ以上の数の層からなり得る。
本発明は、銀系機能層を1つだけ備えた被覆ガラス板に関するが、本発明の概念を2つ以上の銀系機能層を備えた低放射率及び/又は太陽光制御コーティングの準備に適用することが、本発明の範囲内にあることが好ましい。設けられる銀系機能層が1つだけではない場合、銀系機能層の全てが、本明細書では「中央反射防止層」と総称する介在する誘電体層により離間されて、ファブリペロー干渉フィルタを形成し、低放射率及び/又は太陽光制御コーティングの光学特性を各用途にさらに最適化することができる。
好ましくは、各銀系機能層は、介在する中央反射防止層により隣接する銀系機能層から離間される。介在する中央反射防止層(単数又は複数)は、以下の層:
ケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系の層、ZnとSnの酸化物及び/又はSnの酸化物系の層、及びZnの酸化物等の金属酸化物系の層
の1つ又は複数の組み合わせを含み得る。
ケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系の層、ZnとSnの酸化物及び/又はSnの酸化物系の層、及びZnの酸化物等の金属酸化物系の層
の1つ又は複数の組み合わせを含み得る。
いくつかの好ましい実施形態において、各銀系機能層は、介在する中央反射防止層により隣接する銀系機能層から離間され、各中央反射防止層は、ガラス基板の最も近くに位置付けられた銀系機能層から順に、ケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系の層、ZnとSnの酸化物及び/又はSnの酸化物系の層、及びZnの酸化物等の金属酸化物系の層を少なくとも含む。
本発明による被覆ガラス板は、障壁層も備えることが好ましい。障壁層は、銀系機能層と直接接触して位置付けられることが好ましい。
障壁層は、厚さ0.5nm以上のZnの酸化物系であり得ることが好ましく、より好ましくは、障壁層は、厚さ0.5nm~10nmのZnの酸化物系である。最も好ましくは、障壁層は、厚さ1nm~10nmのZnの酸化物系である。
障壁層が混合金属酸化物ターゲットからスパッタされた混合金属酸化物の層を含む場合に、堆積プロセス中の銀系機能層の優れた保護及び熱処理中の高い光学的安定性が達成され得ることが分かった。障壁層が亜鉛(Zn)の酸化物系である場合、当該酸化物はZnO:Al等の混合金属酸化物であり得る。ZnO:Al系の層が導電性のZnO:Alターゲットからスパッタされる場合に、良好な結果が特に達成される。ZnO:Alは、十分に酸化されて、又は僅かに亜酸化的であるように堆積され得る。
さらに、障壁層が亜鉛(Zn)の酸化物系の層を含む場合、障壁が、ZnO:Al等の混合金属酸化物系だけでなく亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物系でもある層等の複数の酸化亜鉛層を実際に含むことが可能である。したがって、適当な障壁層は、ZnO:Al、ZnSnO4、ZnO:Alの形態であり得る。このような三重障壁構成の合計厚さは、3nm~12nmであり得る。
さらなる三重障壁構成は、銀系機能層から順に以下の層の組み合わせ:ZnO:Al/TiOx/ZnO:Al、ZnO:Al/ZnSnOx/ZnO:Al、TiOx/ZnSnOx/ZnO:Al、TiOx/ZnO:Al/TiOx、TiOx/ZnSnOx/TiOx、及びZnO:Al/ZnSnOx/TiOxからなる群から選択され得ることが好ましい。
銀系機能層と直接接触する障壁層の少なくとも一部を、酸化物系ターゲットの非反応性スパッタリングを用いて堆積して、銀の損傷を回避することが好ましい。
さらに、障壁層が亜鉛(Zn)の酸化物系であることの代替として、障壁層が準化学量論的なNiCrOxの層等のニッケル(Ni)及びクロム系の混合金属酸化物を含む場合にも、堆積プロセス中の銀系機能層の適切な保護及び熱処理中の高い光学的安定性が達成され得ることがさらに分かった。これは特に、被覆ガラス板が2つ以上の銀系機能層を備える場合に当てはまるが、被覆ガラス板が単一の銀系機能層を備える場合にも準化学量論的なNiCrOxの層を用いることができる。
したがって、2つ以上の銀系機能層(さらには3つ又は4つの銀層)を備えた被覆ガラス板では、各銀系機能層が、介在する中央反射防止層により隣接する銀系機能層から離間され、各中央反射防止層が、ガラス基板の最も近くに位置付けられた銀系機能層から順に、
i)ニッケル(Ni)とクロムの酸化物又はアルミニウム(Al)をドープした亜鉛の酸化物系の最上障壁層、及び/又は
ii)亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物系の層、又は亜鉛とアルミニウムの酸化物系の層、又はタングステンの窒化物系の層、及び/又は
iii)ケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系の層、及び/又は
iv)亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物系の層
を少なくとも含むことが好ましい。
i)ニッケル(Ni)とクロムの酸化物又はアルミニウム(Al)をドープした亜鉛の酸化物系の最上障壁層、及び/又は
ii)亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物系の層、又は亜鉛とアルミニウムの酸化物系の層、又はタングステンの窒化物系の層、及び/又は
iii)ケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系の層、及び/又は
iv)亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物系の層
を少なくとも含むことが好ましい。
また、本発明の第1の態様に関して、被覆ガラスは、上部反射防止層を備えることが好ましい。上部反射防止層は、
i)ニッケル(Ni)とクロムの酸化物又はアルミニウム(Al)をドープした亜鉛の酸化物系の最上障壁層、及び/又は
ii)亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物系の層又は亜鉛及びアルミニウム又はタングステンの窒化物系の層、及び/又は
iii)ケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系の層、又は亜鉛及びアルミニウム系の層
を含むことが好ましい。
i)ニッケル(Ni)とクロムの酸化物又はアルミニウム(Al)をドープした亜鉛の酸化物系の最上障壁層、及び/又は
ii)亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物系の層又は亜鉛及びアルミニウム又はタングステンの窒化物系の層、及び/又は
iii)ケイ素の(酸)窒化物及び/又はアルミニウムの(酸)窒化物系の層、又は亜鉛及びアルミニウム系の層
を含むことが好ましい。
上部反射防止層のZnとSnの酸化物及び/又はSnの酸化物系の層は、好ましくは1.0nm以上、より好ましくは3nm又は4nm以上、さらには5nm以上、但し好ましくは6nm以上、より好ましくは7nm以上の厚さを有し得る。さらに、上部反射防止層のZnとSnの酸化物及び/又はSnの酸化物系の層は、好ましくは12nm以下、より好ましくは10nm以下、特に7nm~9nmの厚さを有する。これらの好ましい厚さにより、機械的耐久性を保持しつつ、堆積をさらに容易にすると共にヘイズ等の光学特性を改善することができる。
上部反射防止層のZnの酸化物系の層は、好ましくは0.5nm以上、より好ましくは0.5nm又は1nm以上、さらには1.5nm以上、但し好ましくは5nm未満、より好ましくは4nmの厚さを有し得る。これらの好ましい厚さによっても、機械的耐久性を保持しつつ、堆積をさらに容易にすると共にヘイズ等の光学特性を改善することができる。
好ましくは、上部反射防止層の層は、本質的に化学量論的な金属酸化物系である。金属の又は化学量論量の95%未満の障壁層ではなく本質的に化学量論的な金属酸化物系の障壁層の使用は、熱処理中のコーティングの極めて高い光学的安定性につながり、熱処理中の光改質を小さく保つのを効果的に補助する。さらに、本質的に化学量論的な金属酸化物系の層の使用は、機械的堅牢性に関して有益である。
本発明の文脈では、用語「非反応性スパッタリング」は、本質的に化学量論的な酸化物を提供するための低酸素雰囲気中(すなわち無酸素又は酸素が5容量%以下)の酸化物系ターゲットのスパッタリングを含む。
また、本発明の文脈では、層が特定の1つ又は複数の物質「系」であると言う場合、これは、特に明記のない限り、層が50原子%以上の量の上記1つ又は複数の物質を主に含むことを意味する。
層がZnSnOx系である場合、「ZnSnOx」は、本明細書の他の箇所に記載及び定義されたZn及びSnの混合酸化物を意味する。
アルミニウムの(酸)窒化物又はケイ素の(酸)窒化物系の上部反射防止層の層は、好ましくは5nm以上、好ましくは5nm~50nm、より好ましくは10nm~45nm、さらにより好ましくは10nm~40nm、最も好ましくは25nm~40nmの厚さを有し得る。このような厚さは、被覆ガラス板の機械的堅牢性に関してさらなる改善をもたらす。アルミニウムの(酸)窒化物、ケイ素の(酸)窒化物系の上記層は、上部反射防止層の亜鉛(Zn)の酸化物系の層と直接接触し得ることが好ましい。
アルミニウムの(酸)窒化物、ケイ素の(酸)窒化物系の層は、上部反射防止層の大部分を構成して、安定性(熱処理中の保護の改善)及び拡散障壁特性を与え得る。上記層は、N2含有雰囲気中でのSi、Al、又は混合SiAlターゲットの、例えばSi90Al10ターゲットの反応性スパッタリングにより、窒化Al及び/又は窒化Si層として堆積されることが好ましい。アルミニウムの(酸)窒化物及び/又はケイ素の(酸)窒化物系の層の組成は、本質的に化学量論的なSi90Al10Nxであり得る。
コーティングでの光吸収を最小化し且つ熱処理中の光透過率の増加を低減するために、上部及び下部反射防止層の個々の層の全てが、本質的に化学量論的な組成で堆積されることが好ましい。
被覆ガラス板の光学特性をさらに最適化するために、上部反射防止層は、low-e及び/又は太陽光制御コーティングの誘電体層について概して既知の、特にSn、Ti、Zn、Nb、Ce、Hf、Ta、Zr、Al及び/若しくはSiの酸化物の、並びに/又はSi及び/若しくはAlの(酸)窒化物、又はそれらの組み合わせの1つ又は複数から特に選択された、適当な材料からなるさらに他の部分層を含み得る。しかしながら、このようなさらに他の部分層を追加する場合、本明細書で目標とする熱処理性を損なわないことが確証されるべきである。
任意のさらなる層が、その特性を変更し且つ/又はその製造を容易にする添加剤、例えばドープ剤又は反応性スパッタリングガスの反応生成物を含有し得ることが理解されよう。酸化物系の層の場合、窒素をスパッタ雰囲気に添加することで、酸化物ではなく酸窒化物が形成されるようにすることができ、窒化物系の層の場合、酸素をスパッタ雰囲気に添加することで、同じく窒化物ではなく酸窒化物が形成されるようにすることができる。
任意のそのようなさらなる部分層を本発明のガラス板の基本的な層配列に追加する場合に、適切な材料、構造、及び厚さの選択を行うことにより、例えば高い熱安定性を主に目標とした特性を著しく損なわないように留意しなければならない。
さらに、本発明による被覆ガラス板は、1つ又は複数の吸収層を備えることが好ましい。1つ又は複数の吸収層は、銀系機能層の数に応じて、下部反射防止層及び/又は上部反射防止層に位置付けられ得ることが好ましい。
少なくとも1つの吸収層は、Ti、V、Cr、Fe、又はW、Ni Nb、及びそれらの合金並びに窒化物系の層を含み得る。より好ましくは、少なくとも1つの吸収層は、タングステン(W)、好ましくは窒化タングステン系である。
さらに、タングステン系の少なくとも1つの吸収層が、下部反射防止層及び/又は上部反射防止層に位置付けられることが好ましい。
本発明に関して、少なくとも1つの吸収層が、Siの(酸)窒化物及び/又はAlの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金系の少なくとも1つの層に好ましくは接触することも好ましい。より好ましくは、少なくとも1つの吸収層は、Siの(酸)窒化物及び/又はAlの(酸)窒化物及び/又はそれらの合金系の2つの層間に埋め込まれてそれらに接触する。この配置は、最低のヘイズを示し且つ熱処理前後の最もニュートラルな透過又は反射色を達成する可能性を有するという点で有益である。
好ましくは、少なくとも1つの吸収層は、Alの窒化物系の少なくとも1つの層に接触する。より好ましくは、少なくとも1つの吸収層は、Alの窒化物系の2つの層間に埋め込まれてそれらに接触する。
下部及び又は上部反射防止層における好ましくは窒化タングステン、WNxの形態のタングステン系の吸収層は、好ましくは0.5nm以上、より好ましくは0.5nm又は1nm以上、さらには1.5nm以上、但し好ましくは10nm未満、より好ましくは8nm未満の厚さを有し得る。これらの好ましい厚さによっても、機械的耐久性を保持しつつ、堆積をさらに容易にすると共にヘイズ等の光学特性を改善することができる。
本発明の実施形態を、以下の例を参照して単なる例として説明する。
実験
フロートガラスシートの被覆されていないスズ側に酸化ケイ素(SiOx)下地層を設ける影響を評価するために、一連の実験を行った。酸化ケイ素層をフロートガラス基板の「スズ」側に成膜した後に、追加のコーティング層を酸化ケイ素層の上に成膜し、追加のコーティング層は少なくとも1つの銀系層を含むものとした。さらに、フロートガラスシートの「空気」側も一連のコーティング層で被覆した。
フロートガラスシートの被覆されていないスズ側に酸化ケイ素(SiOx)下地層を設ける影響を評価するために、一連の実験を行った。酸化ケイ素層をフロートガラス基板の「スズ」側に成膜した後に、追加のコーティング層を酸化ケイ素層の上に成膜し、追加のコーティング層は少なくとも1つの銀系層を含むものとした。さらに、フロートガラスシートの「空気」側も一連のコーティング層で被覆した。
実験1-銀系低放射率コーティングで被覆したガラス基板の、スズ側に成膜された酸化ケイ素(SiO2)下地層の有無による結果の比較
一連のコーティング層(スタックと称する)の堆積前に、酸化ケイ素(SiOx)下地層をフロートガラス基板のスズ側に堆積した。コーティング層は少なくとも1つの銀系低放射率コーティングを含む。一連の層を表1に示す。
一連のコーティング層(スタックと称する)の堆積前に、酸化ケイ素(SiOx)下地層をフロートガラス基板のスズ側に堆積した。コーティング層は少なくとも1つの銀系低放射率コーティングを含む。一連の層を表1に示す。
MF-AC及び/又はDC(又はパルスDC)電源を備えたシングル又はデュアルマグネトロンを用いて、約88%の光透過率を有する6mm厚の標準フロートガラス板に、酸化ケイ素(SiOx)層及び追加のコーティング層を堆積した。
表1に材料を列挙し、各層の幾何学的厚さを括弧内にナノメートルで示す。コーティング層は、以下のようにして得られる。
亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物の層を、アルゴン/酸素(Ar/O2)スパッタ雰囲気中で亜鉛-スズターゲット(重量比Zn:Sn約50:50)から反応性スパッタした。
酸化チタン(TiOx)層の層を、アルゴン/酸素(Ar/O2)スパッタ雰囲気中で金属チタン(Ti)ターゲットから堆積した。
ZnOx層を、Ar/O2スパッタ雰囲気中でAlドープZnターゲット(アルミニウム(Al)含有量約2重量%)からスパッタした。
本質的に純粋な銀(Ag)の機能層を、Arスパッタ雰囲気中で酸素を添加せずに残留酸素分圧10-5mbar未満で銀ターゲットからスパッタした。
窒化ケイ素(SiNx)の層を、残留酸素のみを含有するアルゴン/窒素(Ar/N2)スパッタ雰囲気中で混合Si90Al10ターゲットから反応性スパッタした。
酸化ケイ素(SiOx)の層を、アルゴン/酸素(Ar/O2)中で混合Si90Al10からスパッタした。
AlNの層を、残留酸素のみを含有するアルゴン/窒素(Ar/N2)スパッタ雰囲気中でAlターゲットから反応性スパッタした。
ZAOの層を、Ar/O2スパッタ雰囲気中でセラミックZnO:Alターゲット(アルミニウム(Al)含有量約10重量%)からスパッタした。
NiCrOxの層を、Ar/O2スパッタ雰囲気中でニッケルークロム合金ターゲット(ニッケル(Ni)約80重量%及びクロム(Cr)約20重量%)から反応性スパッタした。
WNxの層を、Ar/N2スパッタ雰囲気中で金属Wターゲットから反応性スパッタした。
標準的なプロセス条件を用いてコーティングスタックを堆積した。
亜鉛(Zn)とスズ(Sn)の酸化物の層を、アルゴン/酸素(Ar/O2)スパッタ雰囲気中で亜鉛-スズターゲット(重量比Zn:Sn約50:50)から反応性スパッタした。
酸化チタン(TiOx)層の層を、アルゴン/酸素(Ar/O2)スパッタ雰囲気中で金属チタン(Ti)ターゲットから堆積した。
ZnOx層を、Ar/O2スパッタ雰囲気中でAlドープZnターゲット(アルミニウム(Al)含有量約2重量%)からスパッタした。
本質的に純粋な銀(Ag)の機能層を、Arスパッタ雰囲気中で酸素を添加せずに残留酸素分圧10-5mbar未満で銀ターゲットからスパッタした。
窒化ケイ素(SiNx)の層を、残留酸素のみを含有するアルゴン/窒素(Ar/N2)スパッタ雰囲気中で混合Si90Al10ターゲットから反応性スパッタした。
酸化ケイ素(SiOx)の層を、アルゴン/酸素(Ar/O2)中で混合Si90Al10からスパッタした。
AlNの層を、残留酸素のみを含有するアルゴン/窒素(Ar/N2)スパッタ雰囲気中でAlターゲットから反応性スパッタした。
ZAOの層を、Ar/O2スパッタ雰囲気中でセラミックZnO:Alターゲット(アルミニウム(Al)含有量約10重量%)からスパッタした。
NiCrOxの層を、Ar/O2スパッタ雰囲気中でニッケルークロム合金ターゲット(ニッケル(Ni)約80重量%及びクロム(Cr)約20重量%)から反応性スパッタした。
WNxの層を、Ar/N2スパッタ雰囲気中で金属Wターゲットから反応性スパッタした。
標準的なプロセス条件を用いてコーティングスタックを堆積した。
表1、表2a、表2b、及び表3は、比較例による被覆ガラス板及び本発明による被覆ガラス板の層配列の詳細を各スタックの以下の試験結果と共に示す。
ヘイズスキャン、オイルラブ試験値、TL%-熱処理前のガラス基板の光透過百分率(%)値、ΔTL-熱処理時の光透過百分率(%)の変化、Rs AD-熱処理前のシート抵抗、
Rs HT-熱処理後のシート抵抗、ΔRs(ohm/sq)-熱抵抗の変化、及びT ΔE*-熱処理時の透過色の変化の尺度。
ヘイズスキャン、オイルラブ試験値、TL%-熱処理前のガラス基板の光透過百分率(%)値、ΔTL-熱処理時の光透過百分率(%)の変化、Rs AD-熱処理前のシート抵抗、
Rs HT-熱処理後のシート抵抗、ΔRs(ohm/sq)-熱抵抗の変化、及びT ΔE*-熱処理時の透過色の変化の尺度。
表1、表2a、表2b、及び表3のデータの収集に用いた方法を以下に記載する。各例で、層を各列の最上位の層から始めて示す順にガラス板に堆積した。
オイルラブ試験-オイルラブ試験は、ガラス板の切削に用いた切削油がコーティングの機械的堅牢性に及ぼす影響をシミュレートする役割を果たす。オイルラブ試験に耐えない被覆ガラス板は、加工し難く大半の実用に適さない。表1(及び表2)に示す被覆試料は、屈折率1.52(1.515~1.517)の顕微鏡オイルに浸漬させた面積1.2cm×1.2cmのフェルトパッドを用いて摩擦した。試料は、毎分37サイクルの速度で1,000gの負荷をかけて500サイクルを受ける。続いて、0(完全、無傷)~9(コーティングスタックの一部の完全除去)の完全性スケールに基づく内部評価システムを用いて、オイルラブを受けた試料を評価した。6以下のスコアが好ましい。
熱処理性試験-表1、表2a、表2b、及び表3の各例のガラス基板へのコーティングの堆積直後に、コーティングスタックパラメータ(シート抵抗(Rs)、光透過率(TL)、ヘイズスキャン、及び色座標等)を被覆ガラス基板毎に測定した。続いて、被覆ガラス基板を約650℃で5分30秒間熱処理した。その後、ヘイズスキャン値、シート抵抗(Rs)、光透過百分率及び両表面の光反射百分率(TL、RFilm、RGlass)、並びに色座標を再度測定し、光透過率及び両表面からの光反射率(TL、RFilm、RGlass)の変化と熱処理時の色の変化(ΔE*)をそこから計算した。
表1及び表3の被覆ガラス板実施例の熱処理時の光透過百分率及び反射百分率(%)の変化について述べた値は、EN410に従った測定から得たものであり、その詳細を参照により本明細書に援用する。
実施例に関するシート抵抗/シート抵抗の変化-NAGY SRM-12を用いてシート抵抗測定を行った。この装置は、インダクタを利用して100mm×100mm被覆試料で渦電流を生成する。これにより、試料の抵抗率に関係する大きさを有する測定可能な電界が生成される。この方法により、シート抵抗を計算することができる。この計器を用いて、650℃で5分30秒間の熱処理の前後に試料のシート抵抗を測定した。
色特性-十分に確立したCIE LAB L*、a*、b*座標(参照により本明細書に援用する国際公開第2004/063111号の段落0030及び0031に例えば記載されている)を用いて、試料1~14それぞれの色特性を測定し報告した。熱処理時の透過色の変化T ΔE*=((Δa*)2+(Δb*)2+(ΔL*)2)1/2であり、ΔL*、Δa*、及びΔb*は、熱処理前後それぞれの被覆ガラス板の色値L*、a*、b*の差である。1つの銀系機能層を有する層配列には、3未満(例えば2又は2.5)のΔE*値が好ましく、この値は熱処理により生じた変色が少なく事実上目立たないことを表す。2つ以上の銀系機能層を含む層配列では、小さなT ΔE*値は配列の安定性を示し、T ΔE*値が小さいほど被覆ガラス板の結果及び外観が優れている。
ヘイズスキャン-ヘイズスコアリングシステムを各例に適用した。以下で説明する品質査定評価システムも用いて、明光条件下でのコーティングの目視品質をより明確に区別した。これは、ASTM D1003?61に従って測定された標準ヘイズ値により十分に反映されない特性である。
評価システムは、コーティングの損傷又は不完全箇所で局所的な色のばらつきを引き起こす、コーティングの可視欠陥のより巨視的な効果を考慮する(表1のヘイズスキャン)。この査定では、固定の照明条件及び幾何学的形状を用いて撮影された熱処理試料の画像の光レベルを解析する。
ヘイズスキャン値の計算に用いる画像を生成するために、試料をカメラレンズから30cm離れた暗箱に入れる。試料位置で測定して2400ルクス~2800ルクスの輝度の標準的な1200ルーメン光を用いて、試料を照明する。続いて、標準的な開口サイズ及び露光長さを用いて試料を写真撮影する。続いて、得られた画像の各画素のグレースケールを記録し、ここで値0が黒を表し255が白を表す。これらの値の統計的解析を行い、本明細書ではヘイズスキャン値と称する試料のヘイズの総合評価を与える。記録されたヘイズスキャン値が小さいほど、優れた結果である。
実験2a及び2b-様々な厚さの酸化ケイ素(SiO2)下地層の存在下での銀系低放射率コーティングで被覆したガラス基板の比較
実験2a及び2bにおいて、実施例1及び2について表1に列挙した銀系低放射率コーティングスタックのそれぞれの堆積前に、様々な厚さの酸化ケイ素(SiO2)下地層の層をフロートガラス基板に堆積した。すなわち、酸化ケイ素下地層をフロートガラス基板のスズ側に成膜した後に、表1に示す実施例1の銀系低放射率コーティングスタックを堆積した。
実験2a及び2bにおいて、実施例1及び2について表1に列挙した銀系低放射率コーティングスタックのそれぞれの堆積前に、様々な厚さの酸化ケイ素(SiO2)下地層の層をフロートガラス基板に堆積した。すなわち、酸化ケイ素下地層をフロートガラス基板のスズ側に成膜した後に、表1に示す実施例1の銀系低放射率コーティングスタックを堆積した。
酸化ケイ素(SiOx)層を、厚さ7.5mm(実施例1のみ)、15nm、30nm、及び60nmで一連の6mmフロートガラス基板のスズ側に堆積した。
表2a及び表2bは、様々な厚さのSiO2下地層の存在下でフロートガラスシートに成膜された、表1の実施例1及び2それぞれに列挙した銀系低放射率コーティングのヘイズスキャン結果及び平均分布値の詳細を含む。
実施例4~8のそれぞれで、熱分解シリカ/チタニア系コーティングをガラスの空気側に成膜した。
実施例9~12のそれぞれで、熱分解シリカ/チタニア系コーティングをガラスの空気側に成膜した。
表2a及び表2bから分かるように、酸化ケイ素(SiO2)層を30nm~60nmの厚さ範囲でフロートガラス基板に成膜した場合に、ヘイズスキャン結果の改善が得られた。各試料の撮影画像を解析してから観測データを「平均ヘイズ」値として表す写真法を用いて、ヘイズスコアリングシステムを表2a及び表2bの実施例のそれぞれに適用するヘイズスキャン測定を、上述のように記録した。
酸化ケイ素(SiOx)下地層を含むことが有利であることを実証する写真を図1及び図2に示す。
酸化ケイ素(SiOx)下地層を含むことが有利であることを実証する写真を図1及び図2に示す。
実験3-酸化ケイ素(SiO2)下地層及び窒化ケイ素系層で被覆したフロートガラス基板と窒化ケイ素ベース層のみで被覆したフロートガラス基板との比較
フロートガラス基板のスズ側に成膜され、ガラス基板と少なくとも1つのスパッタ堆積金属層を含むさらに他の層との間に位置付けられた、保護コーティング層としての酸化ケイ素下地層(SiOx)の使用に関するさらなる利点は、酸化ケイ素(SiOx)下地層の屈折率(1.54)がガラス基板の屈折率(1.51)に非常に近いことである。したがって、例えばその後の低放射率の太陽光制御コーティングにより与えられる必要な光学特性が概ね維持され、被覆ガラス板の外観に僅かな変化しか見られない。これを、保護層として50nmのSiOxを含むコーティング(実施例14)及びベースSiNx層の厚さを50nm増加させたコーティング(実施例15)の変形形態での、コーティングの比較により示す。層配列の詳細を表3に示す。
フロートガラス基板のスズ側に成膜され、ガラス基板と少なくとも1つのスパッタ堆積金属層を含むさらに他の層との間に位置付けられた、保護コーティング層としての酸化ケイ素下地層(SiOx)の使用に関するさらなる利点は、酸化ケイ素(SiOx)下地層の屈折率(1.54)がガラス基板の屈折率(1.51)に非常に近いことである。したがって、例えばその後の低放射率の太陽光制御コーティングにより与えられる必要な光学特性が概ね維持され、被覆ガラス板の外観に僅かな変化しか見られない。これを、保護層として50nmのSiOxを含むコーティング(実施例14)及びベースSiNx層の厚さを50nm増加させたコーティング(実施例15)の変形形態での、コーティングの比較により示す。層配列の詳細を表3に示す。
フロートガラス基板の「空気」側の熱分解(CVD)コーティング及びスズ側に堆積した低放射率コーティングを有する表3に記載の実施例13、14、及び15について、650℃で5分間の熱処理前後の両方で測定したCIE L*、a*、及びb*の値の比較を表4及び表5に示す。
すなわち、熱処理時の透過色の変化、T ΔE*=((Δa*)2+(Δb*)2+(ΔL*)2)1/2を測定し、ΔL*、Δa*、及びΔb*は、熱処理前後それぞれの被覆ガラス板の色値L*、a*、b*の差である。1つの銀系機能層を有する層配列には、3未満(例えば2又は2.5)のΔE*値が好ましく、この値は熱処理により生じた変色が少なく事実上目立たないことを表す。2つ以上の銀系機能層を含む層配列では、小さなT ΔE*値は配列の安定性を示し、T ΔE*値が小さいほど被覆ガラス板の結果及び外観が優れている。
表4及び表5から、実施例14に関して、熱処理後に許容可能な色変化を達成しつつ本発明による被覆基板の強化を得ることが可能であることが分かる。これに対して、比較例15は強化に耐えず、SiNx層の厚さの増加は、透過で見た場合の被覆ガラス基板の色に関するコーティングの許容不可能な黄変につながる。
表6及び表7は、層厚の変更がなくSiOx保護層が存在しない比較例13について記録した値と比べた、上述のフロートガラス実施例14及び15の各側で測定したCIE L*、a*、及びb*の値の差を示す。
さらに、表6及び表7から分かるように、SiN3層の存在は、実施例15のスタックをフロートガラス基板のスズ側に堆積して熱処理した場合に見られる欠陥をいくらか改善するが、このようなコーティング層の使用は、特に堆積させる層を厚くした場合に熱処理前後の両方でフロートガラスの観察色の変化を招き、このような層で被覆したガラス基板を色及び美的外観に関して望ましくないものにする。
表6及び表7の結果から、SiOxの追加層を保護層として有する実施例14と比べて、比較例13のL*、a*、又はb*の値について5単位以下の僅かな差しか観測されないことが分かる。
これに対して、実施例14のL*、a*、又はb*の値とベースSiNx層を厚くした比較例15とを比較すると、最大29.89単位の差があることが分かった。
表8の結果により強調されるその他の利益は、650℃で5分間の熱処理後の比較例13、15及び実施例14のL*、a*、b*、及びΔEの値の変化がSiOx保護層を有する実施例14では非常に小さいことである。さらに、実施例14の測定値は、実施例15(SiNx層を厚くしたスタック)で得られた値とは異なり実施例13(未変更のスタック)のものに近かった。
熱処理後の被覆ガラス基板で観測される値の変化を示す要約表8に示す結果では、被覆ガラスの透過及び反射のΔE*について記録される値の変化が10未満であることが好ましい。熱処理後の被覆ガラス基板で観測される値、被覆ガラスの透過及び反射のΔE*について記録される値の変化は、5未満であることが非常に好ましい。
実験4-可視光吸収層の付加
本発明の別の実施形態において、コーティングスタックの下部反射防止層への可視光吸収層(例えば、窒化タングステン、WNx)の付加を調査した。本発明者らの知見によれば、コーティングスタックの下部反射防止層に可視光吸収層を含むことにより、さらなる利益、すなわち被覆ガラス板の両面での反射の負のb*値を維持しつつ透過色値を実質的に負のb*値(すなわち、透過による青色の値)の方にシフトさせるという利益が達成され得る。
本発明の別の実施形態において、コーティングスタックの下部反射防止層への可視光吸収層(例えば、窒化タングステン、WNx)の付加を調査した。本発明者らの知見によれば、コーティングスタックの下部反射防止層に可視光吸収層を含むことにより、さらなる利益、すなわち被覆ガラス板の両面での反射の負のb*値を維持しつつ透過色値を実質的に負のb*値(すなわち、透過による青色の値)の方にシフトさせるという利益が達成され得る。
これが特に望ましいのは、例えばCVDにより成膜された第1のコーティングが可視スペクトルの青色領域で反射する材料を含む両面コーティングを作製する場合であり、その理由は、CVDコーティングには被覆品で得られる透過b*値を増加させる効果、したがって被覆ガラス板に透過の黄色味を与える効果があるからである。すなわち、本発明者らの知見によれば、コーティング配列の下部反射防止層に窒化タングステン、WNx等の可視光吸収層を加えることにより、コーティングの黄色味を回避することが可能である。
追加の可視光吸収層の別の利益は、被覆ガラス板の両面の反射色がいかなる場合にも極めて青い、すなわちb*値が-15以下であることである。反射色が全て負のa*値を示すことがさらにより有益である。
表9に記載のように、一連のコーティングをフロートガラス板に堆積し、フロートガラス板の空気側は熱分解(CVD)コーティングとした。熱分解(CVD)コーティングは、Pilkington Activ(登録商標)という商品名で市販されているケイ素及びチタン系コーティングである。(比較のために実施例1及び2を含む)観察色に対する有益な効果を、成膜直後状態の値について表10に、熱処理後の値について表11に示す。
上記考察及び結果から分かるように、本発明の主な利点は、フロートガラスシートの反対面に成膜された化学蒸着(CVD)及び物理蒸着(PVD)又はスパッタコーティング層の組み合わせを設けた後に熱処理又は強化され得るガラスシートの作製を可能にすることである。
本発明により得られるさらに別の利益は、ガラス基板に適用される両方のタイプの堆積法から得られる利点が最大化されることである。例えば、例えばCVDにより堆積されたセルフクリーニングコーティングは純粋にスパッタされたものよりはるかに高レベルの光活性を示すことが分かっているので、これがガラスシートの一方の側に成膜され得るのに対し、low-e/太陽光制御目的で低いヘイズ、シート抵抗、及び高い選択性を有することが知られている銀系低放射率(low-e)コーティングが、ガラス基板の第2の側に堆積され得ることで、CVDにより堆積されたlow-e被覆より高い性能を有する。
複数の技術を利用する被覆ガラス製品が存在するものの、本発明とは異なり、このような製品は加熱強化できない。
また、複数の技術を用いてコーティングを作製すると共に強化又は徐冷され得る製品は存在するが、そのような製品の選択性は限られており、コーティングが銀層を含まないので製品の性能は低い。
スパッタコーティングがフロートガラス基板のスズ側(すなわち、フロートガラスリボンの形成及び徐冷中の下面)に堆積され、CVDコーティング層がフロートガラスの大気(又は空気/ガス)側(フロートバス内のフロートガラスリボンの形成及び徐冷中の上面)に堆積された、本発明による単一のデュアルコートガラス板で技術を組み合わせることにより、本発明は、高品質のスパッタコーティングを維持しつつ、ガラス基板の大気側にスパッタ堆積するだけである従来の制限を(この側がガラス基板の製造中にローラと接触せず、スパッタコーティングに跡や欠陥ができる場合があるので)回避する。
したがって、本発明は、以前のこのような製品の作製に関連して明示される問題であって、加熱強化後の、又はフロートガラス製造プロセスで、特に徐冷炉で用いられる様々なタイプのローラとの接触により生じるスパッタコーティングの損傷につながり、多くの場合は強化時にしか明らかにならない問題を、25%以上のヘイズスキャン値の改善により克服する。
例えば基板の一方の面にCVDコーティングがあり第2の面にスパッタリングによる銀含有コーティングがある熱強化ガラス板を作製できる、代替法がある。この一例は、CVD被覆ガラスの切断サイズ板を熱強化し、その後、既に定寸切断され強化されたガラスの反対面に銀系PVDコーティングを堆積することであるが、このような手法の欠点は多く、PVDコーティング機器の非効率な利用、機器に切断サイズ板を手作業で入れる追加的労力、及び一方の面にCVDコーティングを設け反対面に銀系PVDコーティングを設けた強化板を作製するのに要する費用及び時間の両方を増加させるサプライチェーンのさらなる複雑化が挙げられる。
このような最終製品を作製する第2の代替法は、一方の片面にCVDコーティングを設け他方の片面に銀系PVDコーティングを設けた2つの強化被覆ガラス板を積層することであり得る。このような積層ガラス板により、加工業者はガラス基板のスズ側への強化可能コーティングの堆積を回避することができる。しかしながら、この手法では、最終ガラス板の作製費が激増し、別個に加工してから積層しなければならない2つの別個の製品の在庫を生産者が保持する必要がある。
本発明は、上述の困難な状況の両方を回避すると共に、ガラス基板の一方の面にCVDコーティングを設けガラス基板の第2の面に銀系PVDコーティングを設けた熱強化ガラス板の最も効率的で費用効果的な作製を可能にする。
本発明により説明されるSiOx保護層の屈折率はガラス基板の屈折率に近いので、これにより、上記保護層を含んでいても、特に透過で見た場合に、さらにより詳細には透過b*に関して被覆ガラス板の外観があまり変わらないという点で、本発明にさらなる利益を与える。SiNx等の(本発明により説明されるSiOx保護層の屈折率より高い屈折率を有する)代替材料が用いられる場合、被覆ガラス板の外観は大きく変わり、多くの場合、これは10単位を超える非常に高い透過b*値の形態である。これは、透過で見た場合に被覆ガラス板に美的魅力のない黄色味を与える。これに対して、本発明による保護層として用いられる等価厚さのSiOxを用いて作製された同様の製品は、優れた強化性能(すなわち低いヘイズ)を示すだけでなく、10単位未満、より好ましくは8単位未満、さらにより好ましくは6単位未満という実質的に低い透過b*値も有し、これは観察者にとってより美しく見える。
本発明のさらに別の利益は、上述の利益を与えるのと同様に、本発明が反射で見た場合に、特に空気側の反射(すなわち、断熱板ガラスユニットに組み込まれた場合に最も外側になるCVDコーティングが設けられた表面の反射)で見た場合に見栄えの良さも維持する。本発明により作製されたモノリシック板ガラスは、10単位~-10単位の範囲、より好ましくは7単位~-10単位、さらにより好ましくは5単位~-10単位の空気側反射a*値を通常は有する。同時に、空気側反射b*について記録された値は、通常は負(すなわち青い外観)であり、好ましくは0単位~-30単位の範囲、より好ましくは-2単位~-27単位、さらにより好ましくは-4単位~-25単位の範囲である。
Claims (23)
- 強化可能な被覆フロートガラス基板であって、
i)第1の表面と、
ii)第2の表面と
を備え、前記第1の表面は化学蒸着(CVD)により成膜された1つ又は複数の層を含み、前記第2の表面は物理蒸着(PVD)により成膜された1つ又は複数の層を含み、
物理蒸着(PVD)により成膜された前記1つ又は複数の層は、少なくとも1つの機能性金属層を含み、
前記第2の表面はさらに、該第2の表面と直接接触して成膜された保護層を含み、且つ
前記被覆フロートガラス基板は、3以下のCIE色空間による透過b*色値及び-5以下の外部反射b*を示す、強化可能な被覆フロートガラス基板。 - 請求項1に記載の強化可能な被覆基板において、前記保護層は酸化ケイ素(SiOx)層を含み、xは1.5~20の範囲にある強化可能な被覆基板。
- 請求項1に記載の強化可能な被覆基板において、CIE色空間によれば、b*及びa*値は外部反射に関して負である強化可能な被覆基板。
- 請求項1、2、又は3に記載の強化可能な被覆基板において、前記保護層は物理蒸着(PVD)により成膜される強化可能な被覆基板。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の強化可能な被覆基板において、前記保護層の厚さは10nm~100nmの範囲にある強化可能な被覆基板。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の強化可能な被覆基板において、前記保護層の厚さは30nm~70nmの範囲にある強化可能な被覆基板。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の強化可能な被覆基板において、前記フロートガラスの前記第2の表面は、製造中に溶融スズに接触し、前記フロートガラスの前記第1の表面は、製造中に窒素及び水素を含むバス雰囲気に接触する強化可能な被覆基板。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の強化可能な被覆基板において、前記ガラス基板の前記第1の表面に化学蒸着(CVD)により成膜された前記1つ又は複数の層は、
酸化ケイ素(SiO2)、酸化スズ(SnO2)、フッ素ドープ酸化スズ(SnO2:F)、酸化チタン(TiO2)、及びアンチモンドープ酸化スズ(SnO2:Sb)
から選択される1つ又は複数のドープ又はアンドープ酸化物層を含む強化可能な被覆基板。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の強化可能な被覆基板において、前記機能性金属層は銀を含む強化可能な被覆基板。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の強化可能な被覆基板において、該被覆基板の各面の熱処理後の透過の色変化(ΔE*)が10以下である強化可能な被覆基板。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の強化可能な被覆基板において、該被覆基板の各面の熱処理後の反射の色変化(ΔE*)が10以下である強化可能な被覆基板。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の強化可能な被覆基板において、物理蒸着(PVD)により成膜された前記1つ又は複数の層は、Ti、V、Cr、Fe、又はW、Ni、Nb、及びそれらの合金並びに窒化物系の少なくとも1つの吸収層を含む強化可能な被覆基板。
- 請求項12に記載の強化可能な被覆基板において、前記少なくとも1つの吸収層は、タングステン(W)、好ましくは窒化タングステンを含む強化可能な被覆基板。
- 請求項1~13のいずれか1項に記載のデュアルコートされた強化可能なフロートガラス基板を準備する方法であって、
i)第1の表面及び第2の表面を有するフロートガラス基板を用意するステップであり、該ガラス基板の前記第2の表面は製造中に溶融スズに接触し、前記第1の表面は製造中に窒素及び水素を含むバス雰囲気に接触するステップと、
ii)化学蒸着(CVD)により1つ又は複数の層を前記基板の前記第1の表面に堆積するステップと、
iii)物理蒸着(PVD)により1つ又は複数の層を前記基板の前記第2の表面に堆積するステップと、
iv)前記1つ又は複数の層を前記第2の表面に堆積する前に、物理蒸着(PVD)により保護層を前記ガラス基板に直接堆積するステップであり、前記保護層は10nm~100nmの厚さを有するステップと、
v)被覆された前記ガラス基板の各面に堆積した前記1つ又は複数の層を劣化させることなく前記基板を熱処理してガラスを強化するステップと
を含む方法。 - 請求項14に記載の方法において、前記保護層は酸化ケイ素(SiOx)層を含み、xは1.5~2.0の範囲にある方法。
- 請求項14又は15に記載の方法において、物理蒸着(PVD)により前記基板の前記第2の表面に堆積される前記1つ又は複数の層は、機能性金属層を含む方法。
- 請求項16に記載の方法において、前記機能性金属層は銀を含む方法。
- 請求項14~17のいずれか1項に記載の方法において、前記保護層は30nm~70nmの範囲の厚さに堆積される方法。
- 請求項14~18のいずれか1項に記載の方法において、前記基板の前記第1の表面に化学蒸着(CVD)により成膜される前記1つ又は複数の層は、
酸化ケイ素(SiO2)、酸化スズ(SnO2)、フッ素ドープ酸化スズ(SnO2:F)、酸化チタン(TiO2)、及びアンチモンドープ酸化スズ(SnO2:Sb)
から選択される1つ又は複数の層を含む方法。 - 請求項14~19のいずれか1項に記載の方法において、前記基板の前記第2の表面に堆積される物理蒸着(PVD)による前記層は、前記基板の前記第1の表面への前記1つ又は複数の層の成膜後に堆積される方法。
- 建築用板ガラス品での請求項1~13のいずれか1項に記載の強化可能な被覆フロートガラス基板の使用。
- 断熱板ガラスユニットにおける請求項1~13のいずれか1項に記載の強化可能な被覆フロートガラス基板の使用。
- フロントガラス、天窓、サイドライト、又はバックライト等の自動車用板ガラスにおける請求項1~13のいずれか1項に記載の強化可能な被覆フロートガラス基板の使用。
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