JP6023064B2 - 酸化ガドリニウムドーピングされた酸化ジルコニウムオーバーコート及び／又はその製造方法 - Google Patents

Description

本発明の特定の実施態様例は、低Ｅコーティング内に銀等の材料からなる少なくとも１層の赤外線（ＩＲ）反射層を含む被覆物品に関する。特定の実施態様では、コーティングのうち少なくとも1層は、酸化ジルコニウム（例えば、ＺｒＯ_ｘ）からなるものであるか又はそれを含んでおり、ガドリニウム（Ｇｄ）及び／又は酸化ガドリニウム（例えば、Ｇｄ_ｘＯ_ｙ）がドーピングされていてよい。特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウムを含む層を供給することで、ストレスが低下しかつ耐久性が向上したコーティングが得られる。特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウムを含む層を被覆物品の（例えば、窒化ケイ素系の層の上に）最上層又はオーバーコート層として供給することで、コーティングの耐久性並びに化学的及び熱的安定性が改善される。こうすることで、特定の実施態様例では、被覆物品の耐久性を必要に応じて改善することができる。本明細書における被覆物品は、絶縁ガラス（ＩＧ）窓ユニット、車両窓、又は単枚ガラス窓用途及び／若しくは合わせガラス窓等の他の好適な用途で使用することができる。

被覆物品は、当該技術分野では、絶縁ガラス（ＩＧ）窓ユニット、車両窓及び／又は単枚ガラス窓等の窓用途に使用されることで知られている。特定の実施例では、被覆物品の設計者は多くの場合、高い可視透過率、低放射率（若しくは低放射力）及び／又は低シート抵抗（Ｒ_ｓ）の組み合わせを追及している。高い可視透過率により、例えば建築用の窓用途又は車両窓用途のように前記特性が求められる用途に被覆物品を使用することができる一方で、低放射率（低Ｅ）及び低シート抵抗特性により、被覆物品は、例えば車両内部又は建築物内部が不適切に加熱するのを抑制するように相当量のＩＲ放射線を遮断することもできる。したがって、一般に相当量のＩＲ放射線を遮断するために建築用ガラスに用いられるコーティングの場合、可視領域での高透過率が多くの場合好ましい。ただし、例えば車両内部若しくは建築物内部の不適切な加熱を抑制するには、スペクトルのＩＲ領域及び／若しくは近ＩＲ領域での透過率が低いこと及び／又は前記領域での反射率が高いこともまた好ましい。

特定の実施態様では、オーバーコートを低Ｅコーティング等の上に供給することで耐久性を向上させてもよい。ただし場合によっては、前記オーバーコートは、堆積直後に応力を受けることがあり、又は熱処理時、加熱屈曲処理時、焼入れ処理時等に加熱されると応力を受けることがある。場合によっては、前記オーバーコートが原因で生じた応力がコーティングの総合的な耐久性に悪影響を及ぼす可能性もある。そのため、窓ユニット又は他のガラス物品に更に耐久性の高いオーバーコートを供給することが好ましいこともある。

以上のことを考慮すると、当該技術分野では、低Ｅスタック内に及び／又は低Ｅスタック上に組み込むことで被覆物品の総合的な耐久性を高めることができる層及び／又はオーバーコートが必要とされていることが分かるであろう。本発明の特定の実施態様例は、耐久性があり、熱安定性が高く、しかも光学特性への影響が軽減された被覆物品に関する。本発明の特定の実施態様例は、その製造方法にも関する。

本発明の特定の実施態様例は、その主面上に多層のコーティングを支持している基材を含む被覆物品に関する。コーティングは、低Ｅコーティングと、低Ｅコーティング上にありかつ低Ｅコーティングとできる限り接触しているガドリニウム（Ｇｄ）ドーピングされた酸化ジルコニウムを含む層とを含む。低Ｅコーティングは、基材から順に、第１誘電体層と、銀を含むＩＲ反射層と、第２誘電体層とを含む。Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウムを含む層はＧｄを約１〜２０％包含する。

本発明の特定の実施態様例は、ガラス基材の主面上に設けられた機能性コーティングを含む被覆物品に関する。機能性コーティングの上に及び／又は機能性コーティングの最外層としてオーバーコート層が供給される。オーバーコート層は、ガドリニウム（Ｇｄ）ドーピングされた酸化ジルコニウムを含んでいる。

特定の実施態様例によれば、被覆物品はコーティングと共に熱処理される。特定の実施態様例によれば、コーティングは、熱処理後に正味の圧縮残留応力を有し、しかもＧｄドーピングされた酸化ジルコニウムを含む層において、Ｇｄが含まれていないコーティングに比べて、低い引張応力を有する。特定の実施態様例によれば、オーバーコート層は、Ｇｄを含まないオーバーコート層に比べて、熱処理時の相変化が少ない。

本発明の特定の実施態様例は、ガラス基材で支持されたコーティングを含む被覆物品の製造方法に関する。上記被覆物品の製造方法では、ガラス基材上に第１誘導体層を直接的に又は間接的に配置する。上記被覆物品の製造方法では、第１誘導体層上にＩＲ反射層を配置する。上記被覆物品の製造方法では、ＩＲ反射層上に第２誘導体層を配置する。上記被覆物品の製造方法では、第２誘導体層上に、ガドリニウム（Ｇｄ）ドーピングされた酸化ジルコニウムを含むオーバーコート層をスパッタリング法により堆積させる。ここで、オーバーコート層はコーティングの最外層である。上記被覆物品の製造方法では、ガラス基材を、その上に付着したコーティングと共に熱処理する。オーバーコート層はＧｄを約１〜２０％含む。

本発明の特定の実施態様例は、ガラス基材で支持されたコーティングを含む被覆物品の製造方法に関する。上記被覆物品の製造方法では、ガラス基材を供給する。上記被覆物品の製造方法では、ガラス基材上に機能性層を直接的に又は間接的に配置する。ここで、機能性層はＩＲ反射層である。上記被覆物品の製造方法では、第２誘電体層の上に、ガドリニウム（Ｇｄ）ドーピングされた酸化ジルコニウムを含むオーバーコート層をスパッタリング法により堆積する。ここで、オーバーコート層はコーティングの最外層でありかつＧｄを約１〜２０％含む。ガラス基材は、その上に付着したコーティングと共に熱処理可能である。コーティングは、正味の圧縮残留応力と、オーバーコート層中にＧｄが含まれていないコーティングに比べて低い引張応力とを有している。

本明細書に記載の特徴、態様、利点及び実施形態例を組み合わせることで更なる実施形態を実現することも可能である。

以下の例示的な実施形態例についての詳細な説明を図面と合わせて参照することで、前記及び他の特徴及び利点をより明確により十分に理解することができる。

酸化ジルコニウムの様々な相を表すグラフであり、熱処理前後の酸化ジルコニウム膜／層の構造を表している。 堆積直後及び熱処理後の純粋な（例えば、ドーピングされていない）酸化ジルコニウム層に生じた応力を表すグラフである。 本発明の特定の実施態様例による、オーバーコートを上に有する低Ｅコーティングの断面図である。 本発明の特定の実施態様例による、ニッケル系及び／又はニオブ系のＩＲ反射層とＧｄドーピングされた酸化ジルコニウム系のオーバーコートとを同時に包含するコーティングの断面図である。 本発明の特定の実施態様例による、二重の赤外線反射層とＧｄドーピングされた酸化ジルコニウム系のオーバーコートとを同時に包含するコーティングの断面図である。 本発明の特定の実施態様例によるＧｄドーピングされた酸化ジルコニウム系のオーバーコートを包含するコーティングの断面図である。

以下に、添付の図面について更に詳細に述べるが、いくつかの図面を通して同様の符号は同様の要素を表す。

本発明の特定の実施態様例は、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系のオーバーコートを含む被覆物品及び／又はその製造方法に関する。特定の実施態様例では、焼き入れ可能な／熱処理可能なＧｄドーピングされた酸化ジルコニウム系のオーバーコートが提供される。

上述の通り、低Ｅコーティング等は、絶縁ガラス（ＩＧ）窓ユニット、車両窓、単枚ガラス窓等のような窓用途に広く使用されている。前記コーティングは場合によっては、例えば環境や取扱い時が原因で及び／又はコーティングを熱処理することで損傷することもある。

さらに、コーティングの総合的な耐久性は、被覆物品が熱処理工程中に暴露され得る高温が原因で低下することがあり、特に加熱時にコーティング内の１層でも応力、相変化又は不安定を引き起こす傾向がある場合に低下することがある。そのため、ある実施態様例では、特定の層を有する特定のコーティングの熱処理は困難なことがある。

酸化ジルコニウム系の層は、低Ｅコーティング等におけるオーバーコート層として使用してよい。しかし、複数の相が存在したり、酸化ジルコニウム系の膜の熱処理工程時に相変化が生じたりすると、例えば酸化ジルコニウム系の層内で生じ得る体積膨張及び応力が原因で、層全体の耐久性及びスタック全体の耐久性に問題が生じることがある。

酸化ジルコニウムは３つの結晶系、すなわち立方相、正方相、単斜相に結晶化する可能性がある。場合により、具体的な相の形成はコーティング工程条件によって決まる。単斜相は一般に周囲温度で安定であり、正方相は一般に１２００〜２３７０℃まで安定であり、そして正方相は一般に更に高い温度でも安定である。ときには、正方相と立方相のように複数の相が同時に共存し得る可能性もある。前記の相及びこれらの各ピークを図１に示す。

図１は、加熱前後の酸化ジルコニウム膜の構造を表す。図１によれば、加熱／熱処理前後の酸化ジルコニウム膜は結晶質である。熱処理後の酸化ジルコニウム膜をスキャンした場合の２θ＝３０．２２４°における正方相の１ピークを除き、単斜相の酸化ジルコニウムが優勢である。

低Ｅスタックでは「純粋な」酸化ジルコニウムがオーバーコートとして使用されている。例えば、米国特許第７,２１７,４６１号を参照し、この内容を全て本明細書に参照として組み込む。しかし、純粋な酸化ジルコニウムからなるオーバーコート層をコーティングに使用すると、コーティングの熱的安定性や耐久性が低下する可能性がある。

上述の通り、場合により、複数の相が同時に存在したり、加熱過程で相変化が生じたりすると、「純粋な」酸化ジルコニウム系の層（例えば、酸化ジルコニウムから本質的になる層であって、例としては酸化ジルコニウムが故意にドーピングされていない層等）に耐久性問題（例えば、耐久性の低下）が生じることがある。この耐久性の低下が酸化ジルコニウム系の層（又は複数の層）を包含するコーティング全体に影響を及ぼす可能性もある。例えば、層及び／又はコーティングの耐久性は、場合により、熱処理を通常行う温度への暴露によって生じる体積膨張及び／又は応力が原因で低下することもある。

さらには、純粋な酸化ジルコニウムを低Ｅスタックにおいて層及び／又はオーバーコート層として使用することで、高い圧縮応力を受ける膜を生じさせることもある。図２は、ドーパント／安定剤を含有しない酸化ジルコニウム膜における熱処理前後の応力を表している。特定の実施態様例では、ドーピングされていない酸化ジルコニウム系の層（例えば、安定剤を含有しない層）における応力は、加熱によって圧縮から引張へと変化する。特定の実施態様例では、応力は残留していてもよく、例えば、圧縮残留応力及び／又は引張残留応力等であってよい。

圧縮応力は、加わると、材料の中心に向かって作用する。すなわち、材料は、圧縮応力を受けると圧縮する。一方で、材料は、引張応力を受けると伸縮又は伸長する可能性がある。したがって、コーティング内の層に過剰の引張応力が存在すると、場合により、層及び／又はコーティングに変形、亀裂及び／又は他の種の劣化が生じることがある。そのため、特定の実施態様例では、コーティングは引張応力よりも圧縮応力を有する方が望ましい可能性がある。

このような問題を克服するために、酸化ジルコニウム層にガドリニウム及び／又は酸化ガドリニウム（例えば、Ｇｄ及び／又はＧｄ_ｘＯ_ｙ、例えばＧｄ_２Ｏ_３）をドーピングしてよい。

驚くことに、酸化ジルコニウム系の層にガドリニウム及び／又は酸化ガドリニウム（例えば、Ｇｄ及び／又はＧｄ_ｘＯ_ｙ、例えばＧｄ_２Ｏ_３）をドーピングすると、酸化ジルコニウムの高温相の安定性が向上する可能性があることが分かった。特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層を低Ｅコーティング内のオーバーコートとして使用してよい。特定の実施態様例では、ガドリニウムをドーピングすると、酸化ジルコニウム系の層は特に高温での安定性が更に向上する可能性がある。別の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層の方が応力を更に上手く調節できる場合もある。

特定の実施態様例では、低ＥスタックのオーバーコートがＧｄドーピングされた酸化ジルコニウムからなる又はそれを包含する場合、コーティング全体の高温耐久性及び熱的安定性が更に向上する可能性がある。場合によっては、ドーピングされていない酸化ジルコニウム若しくは別の材料でドーピングされた酸化ジルコニウムに比べて、構造特性や膜表面の形態特性が有利に向上する可能性もある。このことは特に高温で当てはまる。

例えば、コーティングを焼入れ処理及び／又は熱処理過程において、熱がコーティングの構造特性及び形態特性に変化が生じることがある。驚くことに特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウムは高温の方が安定であることが分かった。したがって、酸化ジルコニウムにガドリニウムをドーピングすることで、場合により前記構造変化を有効に抑制でき、さらに場合によっては、ドーピングされていない酸化ジルコニウム及び別の材料でドーピングされた酸化ジルコニウムよりも、コーティングの耐久性に関する特性を更に向上できる可能性もある。

以上のことから、酸化ジルコニウムがガドリニウム及び／又は酸化ガドリニウム（例えば、Ｇｄ_２Ｏ_３又は他の好適な化学量論組成のもの）でドーピングされている特定の実施態様例では、酸化ジルコニウムの高温相が安定化する可能性があることも分かる。場合によっては、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウムをコーティング内の、特に低Ｅコーティング内のオーバーコートとして使用すると、ＧｄドーピングされたＺｒＯ_ｘ層とコーティング全体との高温耐久性及び熱的安定性が向上すると考えられる。その上、特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層は、ドーピングされていない酸化ジルコニウム及び／又は別の材料でドーピングされた酸化ジルコニウムほど応力を受けないとも考えられる。

特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層は前記利点を有するものの、コーティングの性能は、低Ｅスタックの光学特性にほとんど悪影響を与えずに改善されると考えられる。

特定の実施態様例では、酸化ジルコニウム系の層におけるガドリニウムの量は重量基準で約１〜２０％、更に好ましくは約５〜１７％（重量％）、最も好ましくは約５〜１５％（重量％）であってよい。

特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層を堆積するのに金属ターゲットを用いる。前記実施態様では、ジルコニウムとガドリニウムとを含むターゲットを使用してよい。特定の実施態様例では。Ｇｄ含有ＺｒＯ_ｘ層を堆積するのに用いられるターゲットとしては、ＺｒＯ_ｘ−ＧｄＯ_ｘ混合系を挙げることができる。ターゲットはガドリニウムを約１〜４０％、更に好ましくはガドリニウムを約５〜３０％、最も好ましくはガドリニウムを約５〜１５％含んでいてよい。

Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層を金属ターゲットを用いて堆積する実施態様例では、前記層を酸素存在下で堆積してよい。酸素の量はＺｒ系ターゲットの出力を基準にして、例えばＺｒターゲットの出力１ｋＷ当たりのＯ_２のｍＬで決定され得る。特定の実施態様例では、酸素の量は約０．５〜１０ｍＬ／ｋＷ、更に好ましくは約１〜６ｍＬ／ｋＷ、最も好ましくは約２〜４．２ｍＬ／ｋＷの量である。当然、別の実施態様では他の環境を使用してもよいことが分かるであろう。このような環境としては、Ａｒ等のような不活性ガス、又は反応性ガスと不活性ガスとの混合物（例えば、Ｏ_２とＡｒ）を挙げることができる。

他の実施態様例では、セラミックターゲットを使用してもよい。Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層の堆積は、場合によっては室温で行ってもよく、及び／又は高温で行ってもよい。更なる実施態様では、ガドリニウムとジルコニウムを窒素（例えばＮ_２）の存在下で堆積してもよい。場合によっては、堆積後に加熱すると窒化物層が酸化されて、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム層が形成される可能性もある。

特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層をオーバーコートとして使用してよい。例えば、本発明の特定の実施態様例によるＧｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層を、低Ｅコーティングにおけるオーバーコートとして使用してもよい。「低Ｅコーティング」は、低放射率のコーティングであり、また、ＩＲ反射層を包含してもよい。ＩＲ反射層は銀を含み得るが、別の特定の実施態様では他の材料又は代替物質を含んでいてもよい。ＩＲ反射層に用いられる他の材料は、金、ニッケル及び／又はニッケルクロム、ニオブ、これらの合金等であってよい。

図３〜６は、本発明の特定の実施態様例によるＧｄ含有ＺｒＯ_ｘ層を組み込んだ特定の層スタック例を表している。当然、別の実施態様例では他の層スタックを用いてよい。Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層は、低Ｅコーティング以外のコーティングに使用されてもよく、また、別の実施態様例ではスタックの中央部に及び／又はガラス基板の最も近くに配置されてもよい。しかも更なる実施態様では、コーティングにはＧｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層を２層以上供給してもよい。

図３は、本発明の一実施態様例による被覆物品の垂直断面図である。被覆物品は、基材１（例えば、約１〜１２ｍｍ、更に好ましくは１〜１０ｍｍ、最も好ましくは３〜９ｍｍの透明な、緑色の、ブロンズ色の又は青緑色の基材）と、基材１に直接的に又は間接的に供給されたコーティング（又は層システム）３０とを包含している。コーティング（又は層システム）３０は、任意の誘電体層３及び／又は５と、任意の第１下部コンタクト層７（ＩＲ反射層９と接しているもの）と、導電性の、好ましくは金属製の第１赤外線（ＩＲ）反射層９と、任意の第１上部コンタクト層１１（層９と接しているもの）と、任意の誘電体層１３及び／又は１５と、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層２５とを包含しており、前記Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層２５は、本発明の特定の実施態様例では、コーティング３０のオーバーコートとして及び／又はコーティング３０の最外層として使用してもよく、又はそのように使用しなくてもよい。

図３を更に説明すると、任意の誘電体層３は、スズ酸化物のような金属酸化物等の材料（本発明の別の実施態様では１工程又は多工程で堆積され得るもの）からなるものであってもよく、又はそれを包含していてもよい。本発明の別の実施態様では、任意の誘電体層５は、部分的に又は完全に酸化及び／若しくは窒化されたケイ素等の材料（例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４又は任意の他の好適な化学量論組成のもの）からなるものであってもよく、又はそれを包含してもよい。特定の実施態様例では、誘電体層３及び／又は５の厚さは約２０〜６０ｎｍ、更に好ましくは約２５〜５０ｎｍ、最も好ましくは約３０〜４５ｎｍであってよく、ここで、非限定的な厚さの例は約３８ｎｍである。

特定の実施態様例では、ＩＲ反射層は、銀及び／又は金等からなるものであっても、又はこれらを包含してもよい。ただし、本発明はこれらに限定されるものではなく、他の実施態様例では、ＩＲ反射層９は、銀以外の材料（例えば、ニオブ、窒化ニオブ、ニッケル及び／又はニッケル合金）からなるものであっても、又はそれを包含してもよい。特定の実施態様例では、ＩＲ反射層９の厚さは、約４〜１２ｎｍ、更に好ましくは約４〜１０ｎｍ、最も好ましくは約５〜８ｎｍであってよく、ここで、非限定的な厚さの例は約６．７ｎｍである。

任意の第１下部コンタクト層７及び第１上部コンタクト層１１は、ニッケルクロム、その酸化物、及び亜鉛酸化物等からなるものであってもよく、又はこれらを包含してもよい。特定の実施態様例では、層７及び層９の厚さはそれぞれ約２ｎｍ未満、更に好ましくは約１．５ｎｍ未満、最も好ましくは約１．２ｎｍ未満であってよい。層７の非限定的な厚さの例は約１．１ｎｍであってよく、そして層９の非限定的な厚さの例は約０．８ｎｍであってよい。更なる実施態様例では、層７の厚さは層９よりもわずかに大きくてもよい。しかし、別の実施態様例では、層７と層９は実質上同じ厚さであってよく、また／或いは、層９が層７より厚くてもよい。

任意の誘電体層１３は、部分的に又は完全に酸化及び／若しくは窒化されたケイ素等の材料（例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４又は任意の他の好適な化学量論組成のもの）からからなるものであってもよく、又はこれらを包含してもよい。任意の誘電体層１５は、スズ酸化物のような金属酸化物等の材料（本発明の別の実施態様では１工程又は多工程で堆積され得るもの）からなるものであってもよく、又はこれらを包含してもよい。特定の実施態様例では、誘電体層１３及び／又は１５の厚さは約２０〜５０ｎｍ、更に好ましくは約２５〜４５ｎｍ、最も好ましくは約２８０〜３８０ｎｍであってよく、ここで、非限定的な厚さの例は約３３ｎｍである。

特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層２５はコーティング３０のオーバーコート（例えば、最外層）であってよい。特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウムからなる又はそれを包含するオーバーコートを使用することで、より優れた耐久性とよし優れた熱安定性と共に、良好な光学特性をも有するコーティングが得られる可能性がある。本明細書で使用するとき、「Ｇｄドーピングされた」酸化ジルコニウムとは、ガドリニウム及び／又は酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３又は他の好適な化学量論組成のもの等）でドーピングされた、あらゆる好適な化学量論組成の酸化ジルコニウムを指す。

特定の実施態様例では、誘電体層３，５，１３，１５のうちの１種のみがコーティングに含まれていてもよい。別の実施態様例では、誘電体層３，５，１３，１５のうちの２種以上がコーティングに含まれていてもよい。さらに、特定の実施態様例では、前記コンタクト層のうち１種を使用してもよく、又は前記コンタクト層を全く使用しなくてもよい。ＩＲ反射層が銀以外の材料を含むような別の実施態様例では、ＩＲ反射層より上部に（例えば、ガラス基材から遠い方に）上部コンタクト層の代わりにバリア層を使用してもよい。

図４は、本発明の別の実施態様例による被覆物品の垂直断面図である。図４のコーティング及び／又は層システム４０は、図４中のＩＲ反射層９が銀以外の材料をベースとしていることを除けば、図３のコーティング及び／又は層システム３０と同様である。例えば、ＩＲ反射層９はニオブ、窒化ニオブ、ニッケル及び／若しくはニッケル合金又は任意の他の好適なＩＲ反射材料からなるものであっても、或いはこれらを含んでもよい。好ましくは層９は導電性であるが、全ての実施態様において導電性である必要はない。また、図４は、ＩＲ反射層が銀以外の材料をベースとしている場合、このような実施例では任意の下部コンタクト層７及び任意の上部コンタクト層９のうちの一方又は両方を設けなくてよいことを表している。別の実施態様例では、コンタクト層の代わりに又はコンタクト層に加えて、任意のバリア層１４をＩＲ反射層９の上にＩＲ反射層と接触させて供給してもよい。

図５は、本発明の更に別の実施態様例による被覆物品の垂直断面図である。図５中のコーティング及び／又は層システム５０は、コーティングが２種のＩＲ反射層を有していることを除けば、図３中のコーティング及び／又は層システム３０と同様である。したがって、図３の実施態様に含まれる層に加えて、被覆物品は更に、第２下部コンタクト層１７（ＩＲ反射層１９と接触しているもの）、導電性の、好ましくは金属製の第２のＩＲ反射層１９、第２上部コンタクト層２１（層１９と接触しているもの）、誘電体層２３、及び最終保護用の誘電体層２５を包含してもよい。「コンタクト」層７，１１，１７，２１はそれぞれ、少なくとも１種のＩＲ反射層（例えば、Ａｇ又はＡｕ等をベースとする層）と接触している。ガラス基材１又はプラスチック基材１上に設けられた低Ｅコーティング３０の別の実施態様例は、前記層３〜２５で構成されている。

任意の第２下部コンタクト層１７はニッケルクロム、その酸化物、及び亜鉛酸化物等からなるものであってもよく、又はこれらを包含してもよい。任意の第２上部コンタクト層２１もまた、ニッケルクロム、その酸化物、及び亜鉛酸化物等からなるものであってもよく、又はこれらを包含してもよい。任意の誘電体層２３は、部分的に又は完全に酸化された及び／若しくは窒化されたケイ素等の材料（例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４又は任意の他の好適な化学量論組成のもの）からなるものであってもよく、又はこれらを包含してもよく、或いはスズ酸化物のような金属酸化物等の材料（本発明の別の実施態様では１工程又は多工程で堆積され得るもの）を包含することも可能である。特定の実施態様例では、層２３は２種以上の誘電体層から構成されていてもよい。特定の実施態様例では、誘電体層３，５，１３，１５，２３の全てがコーティング内に含まれていなくてもよい。別の実施態様例では、誘電体層３，５，１３，１５，２３全てがコーティングに含まれていてもよい。しかも特定の実施態様例では、コンタクト層を１層のみ使用してもよく、又はコンタクト層を全く使用しなくてもよい。

図６は、本発明の典型的な実施態様を表している。図６中のコーティング及び／又は層システム６０にはＩＲ反射層９が１層のみ存在し、そして層９は銀からなるか又は銀を包含している。第１下部コンタクト層７及び第１上部コンタクト層１１はいずれもニッケルクロムからなるか又はニッケルクロムを包含している。誘電体層３及び誘電体層１３も含まれており、これらは窒化ケイ素からなる又は窒化ケイ素を包含するものである。オーバーコート２５はコーティングの最外層であって、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウムを包含している。

以上の実施態様は単に例であって、各実施態様に記載の層全てが全部のコーティングに含まれていなくてもよい。さらに、別の実施態様例では、追加の層を使用してもよい。幾つかの実施態様例は低Ｅコーティングについて記載しているが、本発明はそれに限定されるものではない。別の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層を任意の機能性コーティングの上にオーバーコートとして使用してもよい。更に別の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層をコーティング内の１つの層として使用してもよく、例えば、前記層は、少なくとも２種の別の層の間にありかつ少なくとも２種の別の層と接触していてもよい。Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層は、全ての実施態様例において必ずしもオーバーコート層及び／又は最外層でなくてもよい。

特定の実施態様例では、Ｇｄドーピングされた酸化ジルコニウム系の層を低Ｅコーティングにおいてオーバーコート（例えば、最外層）として使用する場合は特に（だが、非限定的に）、層２５の厚さは約１〜１５ｎｍ、更に好ましくは約２．５〜１０ｎｍ、最も好ましくは約３〜７ｎｍであってよく、厚さの例は５ｎｍである。

特定の実施態様例では、コーティングシステム３０及び／又は層２５は誘電性であってよい。

例示したコーティング３０の下に、その内部に又はその上に他の層を供給してもよい。そのため、層システム又はコーティングは、基材１「の上に」（直接的に若しくは間接的に）存在するか又は基材１「で（直接的に若しくは間接的に）支持されている」が、他の層がその間に供給されていてもよい。したがって、例えば、図３のコーティング３０及びその層は、他の層が層３と基材１との間に供給されていても、基材「の上に」存在する又は基材１「で支持されている」とみなすことができる。その上、本発明の特定の実施態様の趣旨全体から逸脱しないのであれば、特定の実施態様では、例示したコーティングのうちの特定の層を取り除くこともでき、また、本発明の別の実施態様では、他の層を追加してもよい。別の特定の実施態様例では、コーティング３０は層３，７，９，１１，１３，２５から本質的になるものであってよく、しかも層２５は大気に暴露されていてよい（例えば、特定の実施態様例では、層２５がコーティングの最外層であってよい）。本明細書に記載のＧｄ含有ＺｒＯ_ｘオーバーコート層は、例えば米国出願公開番号２００９／０２１４８８０、同２００９／０２０５９５６、同２００９／０３２４９３４、同２００９／０３２４９６７、同２０１０／００７５１５５及び同２０１０／０１０４８４０、並びに米国出願番号１２／４５３,１２５、同１２／４５３,８３６、同１２／６６２,５６１及び同１２／６６２,５６２に開示されているような低Ｅコーティングと関連して使用することもでき、前記公報の内容は全て本明細書に参照として組み込まれる。

特定の実施態様例では、本明細書に記載の被覆物品（例えば、図３〜６を参照）は熱処理（例えば、熱入れ処理）をしてもよく、又は熱処理（例えば、熱入れ処理）をしなくてもよい。本明細書で使用するとき、「熱処理」及び「熱処理をすること」という用語は、ガラスを含めた物品の焼き入れ処理及び／又は倍強化処理を達成するのに十分な温度まで前記物品を加熱することを表す。この定義には、例えば、被覆物品を少なくとも約５５０℃、より好ましくは少なくとも約５８０℃、更に好ましくは少なくとも約６００℃、なお好ましくは少なくとも約６２０℃、最も好ましくは少なくとも約６５０℃のオーブン又は炉内で、焼き入れ処理及び／又は倍強化処理を行うのに十分な時間加熱することが含まれる。これは、特定の実施態様では、少なくとも約２分又は最大約１０分であってよい。

本明細書に記載の層のうちの一部又は全部が、スパッタリング法、又は例えば燃焼気相成長法や燃焼堆積法等のような他の好適な成膜技法によって基材１上に直接的に又は間接的に配置されてよい。

現在最も実用的でかつ最も好ましい実施態様であると考えられるものについて本発明を説明してきたが、本発明は、開示した実施態様に限定されるものではなく、むしろ添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲に包含される様々な変更点及び同等の配置をも網羅するものと解されるべきである。

Claims (25)

1. 被覆物品であって、
   前記被覆物品が、その主面上に多層のコーティングを支持する基材を含み、前記コーティングが、低Ｅコーティングと、ガドリニウム（Ｇｄ）ドーピングされた酸化ジルコニウムから成り、前記コーティングの最外層として前記低Ｅコーティング上に直接設けられたオーバーコート層とを含み、
   前記低Ｅコーティングが、前記基材から順に、
   第１誘電体層と、
   銀を含むＩＲ反射層と、
   第２誘電体層と、
   を含み、
   前記オーバーコート層がＧｄを１〜２０％包含する、
   被覆物品。
2. 前記被覆物品が熱処理されている、
   請求項１に記載の被覆物品。
3. 前記オーバーコート層がＧｄを５〜１７％含む、
   請求項１又は２に記載の被覆物品。
4. 前記オーバーコート層がＧｄを５〜１５％含む、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の被覆物品。
5. 前記被覆物品が前記コーティングと共に熱処理され、前記コーティングが前記熱処理の後に正味の圧縮残留応力を有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の被覆物品。
6. 前記オーバーコート層が、Ｇｄを含まないオーバーコート層に比べて、低い引張応力を有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の被覆物品。
7. 前記オーバーコート層の厚さが１〜１５ｎｍである、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の被覆物品。
8. 前記オーバーコート層の厚さが２．５〜１０ｎｍである、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の被覆物品。
9. 前記オーバーコート層の厚さが３〜７ｎｍである、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の被覆物品。
10. コーティングを有する被覆物品であって、
    前記コーティングは、
    ガラス基材の主面上に設けられた機能性コーティングと、
    前記コーティングの最外層として前記機能性コーティングの上に直接設けられたオーバーコート層と、
    を含み、
    前記オーバーコート層がガドリニウム（Ｇｄ）ドーピングされた酸化ジルコニウムから成る、
    被覆物品。
11. 前記被覆物品が熱処理されている、
    請求項１０に記載の被覆物品。
12. 前記オーバーコート層の厚さが１〜１５ｎｍである、
    請求項１０又は１１に記載の被覆物品。
13. 前記オーバーコート層がＧｄを１〜２０％含む、
    請求項１０から１２のいずれか１項に記載の被覆物品。
14. 前記機能性コーティングが、ニッケル及び／又はニッケル合金を含有する少なくとも１種のＩＲ反射層を含む、
    請求項１０から１３のいずれか１項に記載の被覆物品。
15. 前記被覆物品が前記コーティングと共に熱処理され、前記コーティングが熱処理後に正味の圧縮残留応力を有する、
    請求項１０から１４のいずれか１項に記載の被覆物品。
16. 前記オーバーコート層が、Ｇｄを含まないオーバーコート層に比べて、低い引張応力を有する、
    請求項１０から１５のいずれか１項に記載の被覆物品。
17. ガラス基材で支持されたコーティングを含む被覆物品の製造方法であって、
    前記ガラス基材上に第１誘電体層を直接的に又は間接的に配置する工程と、
    前記第１誘電体層上にＩＲ反射層を配置する工程と、
    前記ＩＲ反射層上に第２誘電体層を配置する工程と、
    前記第２誘電体層上に直接、ガドリニウム（Ｇｄ）ドーピングされた酸化ジルコニウムから成り、前記コーティングの最外層であるオーバーコート層をスパッタリング法により堆積させる工程と、
    前記ガラス基材を、前記コーティングと共に熱処理する工程と、
    を含み、
    前記オーバーコート層がＧｄを１〜２０％含む、
    被覆物品の製造方法。
18. 前記熱処理後に前記コーティングが正味の圧縮残留応力を有する、
    請求項１７に記載の被覆物品の製造方法。
19. 前記熱処理後に、前記オーバーコート層が、Ｇｄを含まないオーバーコート層に比べて、低い引張応力を有する、
    請求項１７又は１８に記載の被覆物品の製造方法。
20. 前記オーバーコート層が金属ターゲットを用いてスパッタリング法により堆積させられている、
    請求項１７から１９のいずれか１項に記載の被覆物品の製造方法。
21. 前記オーバーコート層が、酸素存在下で金属ターゲットを用いてスパッタリング法により堆積させられている、
    請求項１７から２０のいずれか１項に記載の被覆物品の製造方法。
22. 前記堆積時に含まれる酸素の量が（Ｚｒターゲット出力１ｋＷ当たりのＯ_２のｍＬで）１〜６ｍＬ／ｋＷである、
    請求項２１に記載の被覆物品の製造方法。
23. 前記堆積時に含まれる酸素の量が（Ｚｒターゲット出力１ｋＷ当たりのＯ_２のｍＬで）２〜４．２ｍＬ／ｋＷである、
    請求項２２に記載の被覆物品の製造方法。
24. 前記オーバーコート層は、Ｇｄを含まないオーバーコート層に比べて、熱処理時の相変化が少ない、
    請求項１７から２３のいずれか１項に記載の被覆物品の製造方法。
25. ガラス基材で支持されたコーティングを含む被覆物品の製造方法であって、
    前記ガラス基材を供給する工程と、
    前記ガラス基材上に、ＩＲ反射層である機能性層を直接的に又は間接的に配置する工程と、
    前記第２誘電体層上に直接、ガドリニウム（Ｇｄ）ドーピングされた酸化ジルコニウムから成るオーバーコート層をスパッタリング法により堆積させる工程と、
    を含み、
    前記オーバーコート層は、前記コーティングの最外層であり、かつ、Ｇｄを１〜２０％含んでおり、
    前記ガラス基材は、前記コーティングと共に熱処理することができ、
    前記コーティングは、正味の圧縮残留応力を有し、かつ、前記オーバーコート層は、Ｇｄを含まないオーバーコート層に比べて、低い引張応力を有する、
    被覆物品の製造方法。

Images