JP6168613B2 - 結露防止及び／又は低放射率コーティングを含む製品及び／又はその製造方法 - Google Patents

Description

本発明の特定の実施形態は、結露防止及び／又は低放射率コーティング（ｌｏｗ−Ｅ ｃｏａｔｉｎｇｓ）を含む製品、及び／又はその製造方法に関する。具体的には、本発明の特定の実施形態例は、外部環境に露出する、結露防止及び／又は低放射率コーティングを含む製品、及び／又はその製造方法に関する。特定の実施形態例において、結露防止及び／又は低放射率コーティングは、外部環境で存続することができ、ガラス表面の内部領域に熱を保持することによって、ガラス表面の上に存在する結露を減少させる（及び時には完全に除去する）、低い半球放射率を有する。特定の実施形態例の製品は、例えば、採光窓、車窓又はフロントガラス、ＩＧユニット、ＶＩＧユニット、冷蔵装置／冷凍装置のドアなどであってもよい。

本出願は、２０１０年１２月６日に出願された米国特許出願第１２／９２６，７１４号の一部継続出願（ＣＩＰ）であり、米国特許出願第１２／９２６，７１４号は、２０１０年８月３１日に出願された米国特許出願第１２／９２３，０８２号及び第１２／６６２，８９４号のＣＩＰであり、米国特許出願第１２／６６２，８９４号は、２０１０年２月２６日に出願された１２／６５９，１９６のＣＩＰであって、各々本明細書に参照として含まれる。

採光窓、冷蔵装置／冷凍装置のドア、車窓、及びその他のガラス製品において、水分が結露することが知られている。採光窓に蓄積した結露は、ライト（ｌｉｔｅ）の審美的外観を損なう。同様に、スーパーマーケットなどの冷蔵装置／冷凍装置に蓄積した結露は、時には買い物客が容易かつ迅速に製品を探すのを困難にする。また、朝に自動車に蓄積した結露は、安全な運転のために霜や氷をこすり落とす、及び／又は車両のデフロスタ（ｄｅｆｒｏｓｔｅｒ）及び／又はフトントガラスのワイパーの作動が必要となり、運転者にとってたびたび煩わしさがともなう。フロントガラス上の水分及び霧は、丘陵地を過ぎる時に発生する急激な温度低下などによって、潜在的にかなりの安全上の問題を引き起こし得るため、たびたび運転者に同様の煩わしさをもたらす。

種々の結露防止製品は、多様な用途でこれら及び／又はその他の問題を処理するために長年にわたって開発されてきた。例えば、米国特許第６，８１８，３０９、６，６０６，８３３、６，１４４，０１７、６，０５２，９６５、４，９１０，０８８号を参照し、全体の内容は本明細書に参照として記載される。上述したように、特定の方法は、例えば、車両のデフロスタ、能動加熱する冷蔵装置／冷凍装置のドアなどで、蓄積した結露を減少させるための能動加熱素子を用いてもよい。このような積極的な解決策は、残念ながら車両コンテキストで駆動させるために、発生した問題を処理するのに数時間がかかる。冷蔵装置／冷凍装置のドアの場合、このような積極的な解決策は、高価及び／又は非効率的エネルギであり得る。

窓に薄膜結露防止コーティングを接合させようとする一部の試みがあった。このような試みは、一般的に例えば、採光窓などの窓の外面に（例えば、表面１上に４０００〜６０００Åの厚さのフッ素ドープがなされたスズ酸化物（ＦＴＯ）を熱分解（ｐｙｒｏｌｉｔｉｃａｌｌｙ）蒸着するステップを伴う。熱分解蒸着法によって「ハードコーティング」が形成されるが、残念ながらＦＴＯは容易に傷が生じて、時間経過に伴って色が変化し、その他にも様々な短所があると知られている。

当技術分野において、改善された薄膜結露防止及び／又は低放射率コーティングを含む製品、及び／又はその製造方法が必要であることが理解されよう。

特定の実施形態例の一態様は、外部環境露出に適した結露防止及び／又は低放射率コーティング、及び／又はその製造方法に関する。特定の実施形態において、外部環境は車両又は住宅の外部及び／又は内部であってもよい（例えば、隣接した基板間の保護領域と対向する部分）。

特定の実施形態例のまた他の態様は、ガラス表面がその内部領域に熱を保持することによって、ガラス表面上に存在する結露を減少させる（場合によって完全に除去する）、低いシート抵抗及び低い半球放射率を有する結露防止及び／又は低放射率コーティングに関する。

特定の実施形態例のまた他の態様は、製品の１つ以上のそれぞれの内面上に形成された１つ以上の低放射率コーティング及び外面上に形成された結露防止及び／又は低放射率コーティングを含むコーティング製品に関する。特定の実施形態例において、結露防止コーティングには、焼戻し（ｔｅｍｐｅｒｅｄ）（例えば、少なくとも５８０℃で少なくとも約２分の間、好ましくは少なくとも約５分の間）又は焼きなまし（ａｎｎｅａｌｅｄ）（例えば、焼戻しに必要な温度より低い温度）を実施してもよい。

特定の実施形態例の製品は、例えば、採光窓、車窓又はフロントガラス、ＩＧユニット、ＶＩＧユニット、冷蔵装置／冷凍装置ドアなどであってもよい。

本発明の特定の実施形態例は、採光窓に関し、採光窓は、実質的に平行に、間隔をあけて配置した第１ガラス基板及び第２ガラス基板と、互いに間隔をあけて、実質的に第１基板及び第２基板を平行に保つために配列された複数のスペーサと、第１基板及び第２基板をともに封止したエッジシール（ｅｄｇｅ ｓｅａｌ）と、採光窓の外部環境に露出する、第１基板の外面に設けられた結露防止コーティングとを含み、結露防止コーティングは、第１基板から離れる順に、シリコン窒化物含有層及び／又はシリコンオキシ窒化物含有層、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）含有層、シリコン窒化物含有層、並びにジルコニウム酸化物、ジルコニウム窒化物、アルミニウム酸化物、及び窒化アルミニウムの少なくとも１つ含有層を含み、結露防止コーティングは、半球放射率が０．２３未満でシート抵抗が３０Ω／□未満である。本発明の特定の実施形態例において、ＴＣＯはＩＴＯであるかＩＴＯを含むものであってもよい。

本発明の特定の実施形態例は、採光窓に関する。実質的に平行に間隔をあけて配置された第１及び第２ガラス基板が設けられる。複数のスペーサは、第１及び第２基板が互いに実質的に平行に間隔をあけて配置された状態で保持するように配列される。エッジシールは、第１及び第２基板をともにシールリングするようにする。結露防止コーティングは、採光窓の外部環境に露出する第１基板の外面に設けられる。結露防止コーティングは、第１基板から離れる順に、シリコン含有バリア層、第１シリコン含有接触層、透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）含有層、第２シリコン含有接触層、及びジルコニウム酸化物層で蒸着される薄膜層を含む。結露防止コーティングは、半球放射率が０．２３未満であり、シート抵抗が３０Ω／□未満である。

本発明の特定の実施形態例は、基板によって支持されるコーティングを含むコーティング製品に関し、コーティングは、第１基板から離れる順に、シリコン窒化物含有層及び／又はシリコンオキシ窒化物含有層、透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）含有層、シリコン窒化物含有層、並びにジルコニウム酸化物、ジルコニウム窒化物、アルミニウム酸化物、及び窒化アルミニウムのうちの１つ以上の含有層を含む結露防止コーティングであり、結露防止コーティングが外部環境に露出する、基板の外面に蒸着されて、半球放射率が０．２３未満であり、シート抵抗が３０Ω／□未満である。

本発明の特定の実施形態例は、基板によって支持されたコーティングを含むコーティング製品に関する。コーティングは、第１基板から離れる順に、シリコン含有バリア層、第１シリコン含有接触層、透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）含有層、第２シリコン含有接触層、及びジルコニウム酸化物層などの蒸着された薄膜層を含む結露防止コーティングである。結露防止コーティングは、結露防止コーティングが基板の外面に蒸着されて外部環境に露出する。結露防止コーティングは、半球放射率が０．２３未満でシート抵抗が３０Ω／□未満である。

特定の実施形態例によれば、外部環境は住宅又は車両の内部である。特定の実施形態例によれば、外部環境（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）は、外部の環境（ｏｕｔｓｉｄｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）である。特定の実施形態例によれば、低放射率コーティングは、結露防止コーティングに対向する基板に設けられる。

特定の実施形態例において、コーティング製品は、採光窓、窓、絶縁ガラス（ＩＧ）ガラス、真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）窓、冷蔵装置／冷凍装置のドア、及び／又は車窓又はフロントガラスに内蔵されてもよい。結露防止コーティングはＩＧ又はＶＩＧユニットの第１面及び／又は第４面に設けられてもよい。

特定の実施形態例において、絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）の製造方法が提供される。第１ガラス基板が設けられる。第１ガラス基板の第１主要面に複数の層が直接又は間接的に配置され、複数の層は、第１ガラス基板から離れる順に、屈折率１．５〜２．１の第１シリコンオキシ窒化物含有層、及び屈折率１．７〜２．１のＩＴＯ含有層、及び屈折率１．５〜２．１の第２シリコンオキシ窒化物含有層を含む。複数の層が配置された第１ガラス基板が熱処理される。第２ガラス基板は、第１ガラス基板の第１主要面から遠い側に配置され、第１ガラス基板に対して実質的に平行に間隔をあけて配置された状態で設けられる。第１ガラス基板及び第２ガラス基板はともに封止される。

特定の実施形態例によれば、第１シリコンオキシ窒化物含有層及び第２シリコンオキシ窒化物含有層は屈折率が１．７〜１．８であり、ＩＴＯ含有層は屈折率が１．８〜１．９３である。

特定の実施形態例によれば、前記熱処理は、レーザ焼きなまし、近赤外線−短波長赤外線（ＮＩＲ−ＳＷＩＲ）照射に露出及び／又は炉加熱を含む。

特定の実施形態例において、絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）の製造方法が提供される。第１ガラス基板が設けられる。第１ガラス基板の第１主要面上に複数の層が直接又は間接的に配置され、複数の層は第１ガラス基板から離れる順に、第１シリコンオキシ窒化物含有層、ＩＴＯ含有層、及び第２シリコンオキシ窒化物含有層を含む。複数の層が配置された第１ガラス基板が熱処理される。第２ガラス基板は、第１ガラス基板の第１主要面から遠い側に配置されるように、第１基板に対して実質的に平行に間隔をあけて配置された状態で設けられる。第１ガラス基板の第１主要面上に複数層を含む第１基板は、前記熱処理後に半球放射率が約０．２０以下で、シート抵抗が約２０Ω／□以下である。

特定の実施形態例において、絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）が提供される。ＩＧＵは、第１ガラス基板を含む。複数の層は、第１ガラス基板の第１主要面に直接又は間接的にスパッタリング配置され、複数の層は、第１ガラス基板から離れる順に、屈折率１．５〜２．１の第１シリコンオキシ窒化物含有層、屈折率１．７〜２．１のＩＴＯ含有層、及び屈折率１．５〜２．１の第２シリコンオキシ窒化物含有層を含む。第２ガラス基板は、組立時第１ガラス基板の第１主要面が第２ガラス基板から遠い側に配置されるように、第１ガラス基板に対して実質的に平行に間隔をあけて配置された状態で設けられる。エッジシールは、第１及び第２ガラス基板と共に封止する。複数の層が配置された第１ガラス基板を熱処理する。熱処理後、第１ガラス基板の第１主要面上に複数の層を含む第１基板は半球放射率が約０．２０以下で、シート抵抗が約２０Ω／□以下である。

特定の実施形態例において、絶縁ガラス（ＩＧ）ユニットが提供される。実質的に平行に間隔をあけて配置された第１及び第２ガラス基板が設けられ、第１及び第２基板は、ＩＧユニットの実質的に平行した第１〜第４主要面を順に設ける。間隙は、第１基板と第２基板との間に限定される。ＩＧユニットの第４面は、第１低放射率コーティングを支持し、第１低放射率コーティングは、第２基板から離れる順に、屈折率１．５〜２．１及び厚さ５０〜９０ｎｍの第１シリコンオキシ窒化物含有層、屈折率１．７〜２．１及び厚さ８５〜１２５ｎｍのＩＴＯ含有層、及び屈折率１．５〜２．１及び厚さ５０〜９０ｎｍの第２シリコンオキシ窒化物含有層を含む複数の薄膜層を含む。

特定の実施形態例において、対向する主要面上に第１及び第２低放射率コーティングを支持する基板を含むコーティング製品が提供される。第１低放射率コーティングは、基板から離れる順に、屈折率１．５〜２．１及び厚さ５０〜９０ｎｍの第１シリコンオキシ窒化物含有層、屈折率１．７〜２．１及び厚さ８５〜１２５ｎｍのＩＴＯ含有層、及び屈折率１．５〜２．１及び厚さ５０〜９０ｎｍの第２シリコンオキシ窒化物含有層を含む。第２低放射率コーティングは、基板から離れる順に、第１シリコン系層、第１誘電体層、第１部分及び第２部分を形成するように、チタニウム酸化物又は酒石酸貨物を含む第３誘電体層によって分離された第２誘電体層、第２誘電体層の第２部分に直接接触する金属性又は実質的に金属性の赤外線（ＩＲ）反射層、ＩＲ反射層に直接接触するＮｉ及び／又はＣｒの酸化物を含む上部接触層、第４誘電体層及び第２シリコン系層を含む。

特定の実施形態例において、絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）の製造方法が提供される。第１ガラス基板が設けられる。第１低放射率コーティングは、第１ガラス基板の第１主要面に直接又は間接的に配置される。第１低放射率コーティングは、第１ガラス基板から離れる順に、第１シリコンオキシ窒化物含有層、ＩＴＯ含有層、及び第２シリコンオキシ窒化物含有層を含む複数の薄膜層を含む。第２ガラス基板は、第１ガラス基板の第１主要面が第２ガラス基板から遠い側に配置されるように、第１ガラス基板に対して実質的に平行に間隔をあけて配置された状態で設けられる。熱処理後、第１低放射率コーティングが配置された第１基板は、半球放射率が約０．２０以下でシート抵抗が約２０Ω／□以下である。第１ガラス基板の第１主要面はＩＧＵの内面に対応する。

本明細書に記載された特徴、側面、利点及び例示の実施形態は、また他の実施形態を実現するために組み合わせてもよい。

このような及びその他の特徴及び利点は、次の実施形態例の詳細な説明及び図面を参照することによって完全に理解することができる。

例示的な実施形態に係る結露防止コーティングを含むコーティング製品である。 例示的な実施形態に係る外部の雰囲気に露出する最も外側の表面に配置された結露防止コーティング（例えば、図１及び／又は図６の実施形態のような本発明の任意の実施形態）を含む絶縁ガラスユニットである。 例示的な実施形態に係る内部環境に露出する最も内側の表面に配置された結露防止コーティング（例えば、図１及び／又は図６の実施形態のような本発明の任意の実施形態）を含む絶縁ガラスユニットである。 例示的な実施形態に係る絶縁ガラスユニットの最も外側の表面及び最も内側の表面に配置された結露防止コーティング（例えば、図１及び／又は図６の実施形態のような本発明の任意の実施形態）を含む絶縁ガラスユニットである。 １８時間にわたって、温度、湿度、及び露点変化により例示的な実施形態の性能、従来の結露防止製品の性能、及びベアガラス基板の性能を示すグラフである。 本発明の実施形態例に係る結露防止コーティングを含むコーティング製品である。 例示的な実施形態に係る結露防止コーティングを含むコーティング製品である。 特定の実施形態例によりＩＲヒータを結合したシステムの概略図である。

具体的に伴う図面を参照すると、数個の図面で同一の符号は同一の部分を示す。

本発明の特定の実施形態例は、環境に露出する薄膜結露防止コーティングに関する。特定の実施形態例において、このようなコーティングは低い半球放射率を有し、熱がガラス表面内部に保持されるようにする。例えば、採光窓及び／又はその他の例示の建物窓用途で、ガラス表面は建物内部に多くの熱を保持する。例示の車両用途で、フロントガラスは車両内部に多くの熱を保持する。これは、初期結露形成を減少させる（場合により防止する）。上記のように、特定の例において、このような結露防止コーティングは、環境に露出する表面（又は多重面）に提供してもよい。特定の実施形態例の結露防止コーティングは、このような条件で耐えられるように堅固であってもよい。

図１は、実施形態例に係る結露防止コーティングを含むコーティング製品である。図１の実施形態例は、多層薄膜結露防止コーティング３を支持するガラス基板１を含む。結露防止コーティング３は、低い半球放射率を有する。特定の実施形態例において、半球放射率は０．２５未満であり、好ましくは０．２３未満であり、さらに好ましくは０．２未満であり、時には１．０〜１．５である。これは、薄膜透明伝導性酸化物層（ＴＣＯ、５）を設けてシート抵抗を減少させることによって達成される。図１で、ＴＣＯ５は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である。１０〜３０Ω／□のシート抵抗は一般的に所望の半球放射率を達成するところに充分だろう。本明細書に記載された特定の実施形態例はシート抵抗が１３〜２７Ω／□で、下記例でシート抵抗は１７Ω／□である。特定の例において、シート抵抗が約５Ω／□まで減少するようにＴＣＯ５を選択できるが、このような低いシート抵抗は本明細書の実施形態で要求されない。図６は、実施形態層（１１及び１３）が存在しないこと以外に、図１と類似の層を含むコーティング製品である。図６の実施形態でシリコンオキシ窒化物含有層９ｂは、シリコン含有バリア層及び下部接触層であってもよく、図１の実施形態から層（９ｂ及び１１）の結合で構成してもよい。図１及び図６の実施形態でオーバーコート層７は、本発明の実施形態例でジルコニウム酸化物、アルミニウム酸化物、窒化アルミニウム及び／又はアルミニウムオキシ窒化物であるかこれらを含むものであってもよい。特定の実施形態例において、シリコン窒化物及び／又はシリコンオキシ窒化物やこれ含有層（９ａ、９ｂ、及び１１）は、当技術分野で公知のように、アルミニウム（例えば、約０．５％〜５％Ａｌ）をドープし、ターゲットは層のスパッタリング中に伝導性を有することにある。

図１及び図６を参照すると、ＴＣＯ５は、ジルコニウム酸化物層７によって環境から保護される。シリコン含有バリア層１１は、ＴＣＯ５と基板１の間に設けられ、例えば、ＴＣＯ５でナトリウム移動を防ぐ。図１の実施形態例で、シリコン含有バリア層１１は、シリコン窒化物で、シリコン窒化物バリア層１１は、チタニウム酸化物１３層に隣接して設けられる。シリコン窒化物バリア層１１とチタニウム酸化物１３層は全体製品の光学性を用いる。特定の実施形態で、低／高／低の層スタックシステムは最終製品の光学性を改善するために用いられることが分かる。特定の実施形態例において、シリコン窒化物バリア層１１が酸化され、例えば、シリコンオキシ窒化物層になることができる。すなわち、特定の実施形態例で層１１は、シリコンオキシ窒化物であるかこれを含むものであってもよい。特定の実施形態例において、シリコン窒化物（例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４又はその他の適切な化学量論）を含むバリア層は、図１の実施形態例でのシリコン含有バリア層１１及びチタニウム酸化物層１３を交換してもよい。

追加のシリコン含有層（９ａ及び９ｂ）の間にはＴＣＯ５を介在してもよい。図１の実施形態例で図に示すように、上部シリコン含有層９ａはシリコン窒化物層で、反面下部シリコン含有層９ｂはシリコンオキシ窒化物層である。本発明の異なる実施形態で酸素及び／又は窒素とシリコンの適当な組合が用いられるが分かる。

次の表は、図１の実施形態例の例示的な物理的厚さと厚さの範囲を提供する。

図６の実施形態の層９ｂ，５，９ａ，７の厚さは類似し、前記表はこのような層に適用してもよい。しかし、図６の実施形態で、シリコン窒化物及び／又はシリコンオキシ窒化物系層９ｂは厚さが増加してもよく、例えば、約１０〜２００ｎｍ、好ましくは約１０〜１００ｎｍである。上記のように、その他のＴＣＯは、ＩＴＯの代りに又はＩＴＯと共に用いてもよい。例えば、特定の実施形態例はＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯのサンドイッチ構造を含んでもよい。特定の例実施形態は、亜鉛酸化物、アルミニウムドープ亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ｐ−タイプアルミニウム酸化物、ドープ又は未ドープのＡｇ、ＦＴＯ、などを含んでもよい。ＴＣＯとしてＡｇが層スタックシステムに含まれれば、Ｎｉ及び／又はＣｒ含有層がＡｇに直接隣接（接触）するように設けてもよい。特定の実施形態例において、層スタックシステムにおいて、各層はスパッタリング蒸着してもよい。特定の実施形態例において、１つ以上の層は異なる方法を用いて蒸着してもよい。例えば、ＴＣＯ５としてＦＴＯが含まれる場合、熱分解蒸着してもよい（例えば、燃焼蒸着又は化学蒸着（ＣＶＤ）を用いる）。

特定の実施形態例において、ダイヤモンド型炭素（ＤＬＣ）層は、ジルコニウム酸化物上に直接接触して設けてもよい。これは、特定の実施形態において、より存続可能な親水性コーティングを形成し得る。親水性コーティングの接触角は、一般的に１０度以下である。スパッタリング蒸着したジルコニウム酸化物は、接触角が約２０度未満の傾向がある。しかし、ジルコニウム酸化物上のＤＬＣの上にＤＬＣを形成すると、湿潤性を有する硬い層が形成される。例えば、ジルコニウム酸化物／ＤＬＣ層スタックが焼戻されると、接触角が約１５度以下に到達する。したがって、存続可能な親水性コーティングが達成され得る。このような層は、ジルコニウム窒化物層を設けた後にＤＬＣ層を設け、焼戻し時にジルコニウム酸化物層、その次にＤＬＣ層を製造することによって形成してもよい。例えば、特許出願第１２／３２０，６６４号を参照すると、前記文献にはコーティング内にＤＬＣ及び／又はジルコニウムを含む、熱処理可能なコーティング製品が記載されている。全体内容は本明細書に参照として含まれる。

それに加え又はその代わりに、特定の実施形態例で親水性薄膜及び／又は光触媒コーティングは、ジルコニウム酸化物上に設けられてもよい。このような層は、アナターゼ、ＴｉＯ_２、ＢｉＯ、ＢｉＺｒ、ＢｉＳｎ、ＳｎＯ、及び任意の適切な物質を含んでもよい。このような層は、製品に湿潤性及び／又は自浄特性を提供してもよい。

特定の実施形態例において、ジルコニウム酸化物保護層７は、アルミニウム酸化物及び／又はアルミニウムオキシ窒化物に変えることができる。また、特定の実施形態例において、層７は、シリコン窒化物含む層９ａに直接ジルコニウム窒化物であるかこれを含む第１層、及びダイヤモンド型炭素（ＤＬＣ）であるかこれを含む第２層を含むように、初期に多層形態で蒸着してもよい。その次に、熱処理（例えば、少なくとも約５８０℃で焼戻し処理）が望まれる場合、コーティング製品は熱処理され、上層のＤＬＣ含有層は熱処理中に燃焼して、ジルコニウム窒化物含有層がジルコニウム酸化物に変形され、層７がジルコニウム酸化物であるか、これを含む熱処理された層スタックを有する熱処理されたコーティング製品を生成する（図１及び図６参照）。

図１又は図６の実施形態には示してはいないが、銀系の低放射率コーティングは、結露防止コーティング３を対向するガラス基板に提供してもよい。例えば、銀系の低放射率コーティングは、米国特許第８，０１７，２４３、７，８５８，１９１、又は、７，９６４，２８４、又は、米国公報第２００９／０２０５９５６又は２０１０／００７５１５５号に記載された低放射率コーティングのうちいずれか１つであってもよく、文献の全体内容は本明細書に参照として含まれる。勿論、本発明の譲受人から商業的に入手可能な他の低放射率コーティング及び／又はその他の低放射率コーティングは、本発明の異なる実施形態に対して用いてもよい。例えば、その他の適切な低放射率コーティングは、例えば、下記の文献に記載されている、米国特許７，４５５，９１０、７，７７１，５７１、７，１６６，３５９、７，１８９，４５８、７，１９８，８５１、７，４１９，７２５、７，５２１，０９６、及び、７，６４８，７６９、また、米国公報２００７／００３６９８６、２００７／００３６９９０、２００７／０１２８４５１、２００９／０３２４９６７、２０１０／０２７９１４４、２０１０／０２９５３３０、２０１１／００９７５９０、２０１１／０１１７３７１、２０１１／０２１０６５６、２０１１／０２１２３１１、及び、２０１１／０２６２７２６と、２０１１年３月３日に出願された米国出願１３／０６４，０６６、２０１１年６月１５日に出願された１３／１８３，８３３と、２０１１年１０月１２日に出願された１３／３１７，１７６。このような特許文献の全体内容は、本明細書に参照として含まれる。特定の実施形態例に関連し、銀系及び非銀系低放射率コーティング使用され得ることが理解されるであろう。耐久性の目的で非銀系低放射率コーティング及び／又は熱処理コーティングを用いることが好ましい場合がある。一部の例では、Ａｇ系層を含まずに上記の提供されたシート抵抗及び放射率に匹敵するシート抵抗及び放射率を有するコーティングを提供することが好ましいこともある。

コーティング製品が焼戻しされたときに、コーティング製品が「下向きに対向する」焼戻し炉を通過してもよい。すなわち、コーティング製品が焼戻しされれば、結露防止コーティングはローラに対向してもよい。

特定の実施形態例において、結露防止コーティングが適用されれば、可視透過率は高くてもよい。例えば、特定の実施形態例において、可視透過率は、好ましくは少なくとも約５０％、さらに好ましくは少なくとも約６０％、より好ましくは少なくとも約６５％である。特定の実施形態例において、可視透過率は７０％、８０％以上であってもよい。

図１〜図６に示したコーティング製品は、絶縁ガラス（ＩＧ）ユニットに含まれてもよい。例えば、図２は、実施形態例によって外部の雰囲気に露出する、最も外側の表面に配置された結露防止コーティングを含む絶縁ガラスユニットである。図２の例において、ＩＧユニットは実質的に平行に間隔をあけて配置された第１及び第２ガラス基板（１及び２１）を含む。このような基板はその間の空間又は間隙２２を限定する。第１及び第２基板（１及び２１）は、エッジシール２３を用いて封止し、複数のピラー２５は、第１基板と第２基板（１及び２１）との間の距離を保つようにする。第１基板１は、結露防止コーティング３を支持する。図２の実施形態例から理解されるように、結露防止コーティング３は、外部環境に露出する。これは、一般的に外部環境から低放射率コーティングを保護する一般的な慣行から逸脱している。結露防止コーティング３の耐久性のために、図２の配列が可能である。

図２に示していないが、上述したように、類似の低放射率コーティング（例えば、銀系の低放射率コーティング）は、第１基板及び第２基板（１及び２１）のうち１つの内面に設けられてもよい。すなわち、図２に示していないが、低放射率コーティングは、図２に示したＩＧユニットの表面３又は表面２に設けられてもよい。

図２の実施形態例は、採光窓用途に関連して提供される場合、例えば、安全性の目的で、例えば、外部基板１が焼戻しされて内部基板２１が積層されてもよい。これは、所望の用途に応じて、その他のＩＧユニット製品に対しても事実であり得る。また、図２の実施形態例で示されたＩＧユニット構造は、一般的に垂直適用及び一般的に水平適用に関連して使用できることを理解できる。すなわち、図２例に示されたＩＧユニット構造体は、一般的に垂直又は一般的に水平の冷蔵装置／冷凍装置のドアに用いてもよい。

特定の実施形態例において、第１基板と第２基板（１及び２１）との間の空間又は間隙２２は、何もない状態及び／又は不活性気体（例えば、アルゴン）で満たしてもよく、例えば、真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）ユニットを形成する上で、エッジシール２３は気密シールを提供してもよい。

図２は、２つのガラス基板を有するＩＧユニットである。しかし、本明細書に記載された例の結露防止コーティングは、実質的に平行に間隔をあけて配置された、第１、第２、及び第３ガラス基板を含む製品に対して用いてもよい（場合により「３重ガラス」製品と称する）。結露防止コーティングは、表１（環境に露出した最も外側の表面）に配置されてもよく、低放射率コーティングは、１つ以上の内面に配置されてもよい（表１及び表６以外の表面）。例えば、本発明の異なる実施形態において、結露防止コーティングは、表面１上に配置され、低放射率コーティングは、表面（２及び５、３及び５等）に配置されてもよい。本発明の異なる実施形態において、このような３重ガラス製品は、３つのライト又は基板を含有するＩＧユニット、３つのライト又は基板を含む３重ＶＩＧユニットであってもよい。３重ガラスＩＧユニットは、２０１１年１２月１３日に出願された米国出願第１３／３２４，２６７号に開示されており、その全体の内容は、本明細書に参照として含まれる。

上記のように、特定の実施形態例は、車両フロントガラス、窓、ミラーなどに対して用いてもよい。車両の外部ガラス表面の半球放射率は、一般的に約０．８４より大きい。しかし、半球放射率を上記の（及び／又はその他の）範囲まで減少させることによって、ガラス表面は車両の内部に多くの熱を保持してもよい。これにより、走行車両が寒い気候の地域から熱い気候の地域（例えば、丘地域）に移動するときに、ライト表面に蓄積した結露を減らしたり除去することができ、夜通し駐車して放置する場合、ライトに蓄積した結露及び／又は霜を減らしたり除去することができる。車両用途において、結露防止コーティングは、車室の外部にあるガラスの側に設けてもよい。

ジルコニウム酸化物の上部被膜は、摩擦係数が比較的低いため、車窓用途に好ましい。具体的には、このような低い摩擦係数は窓の上下方向の移動を容易にする。

特定の実施形態例は、例えば、自動車、トラック、汽車、ボート、船、及びその他の船舶、飛行機、トラクター及びその他の作業環境などを含む適当な車両に対して用いてもよい。車両用ミラーの用途では、コーティングの光学性は「二重反射」が発生しないように調節してもよい。

本出願発明者は、特定の実施形態例で用いられた結露防止コーティングが、いわゆる、「０．３０／０．３０基準」を満たせるものを実現した。簡単に、０．３０／０．３０基準は、０．３０以下のＵ値及び０．３０未満の日射熱取得率（ＳＨＧＣ）を意味する。現在の米国法律によれば、これらの基準を満たしている窓、採光窓、ドアなどに投資する場合、税額が控除される。

図３は、実施形態例により内部環境に露出する最も内側の表面に配置された結露防止コーティングを含む絶縁ガラスユニットである。図３の実施形態例は、結露防止コーティング３が、外部環境でない、建物内部に露出する内部ガラス基板１の外面の表面４に位置することを除いては、図２の実施形態例と同様である。

特定の実施形態例において、内部基板１は、焼きなまし（焼戻しでなく）できる。図１、図２、及び／又は図６は、図３のような実施形態に変更してもよいが、結露防止コーティングは、図２の実施形態例と図３の実施形態例との間で同一であるか、実質的に同一に保持されてもよい。１つの変更が実施されれば、所望のＵ値の性能を達成するためにＩＴＯの厚さを増加させる。ＩＴＯ厚さを増加させる場合、その他の層の厚さは、また、所望の光学特性が達成されるように調節してもよい。追加の層は、所望の光特性を達成するために、添加されてもよい。その他の構造的要素は、図２及び図３の間に同一に保持され、類似の変更を実施してもよい。

結露防止コーティング３が図３に示した表面４に配置される場合、Ｕ値は０．２９であると決定された。追加の低放射率コーティングは、ＩＧユニットの表面２に提供される場合、Ｕ値は０．２３まで減少することが分かった。特定の実施形態例はＳＨＧＣが０．３０以下であり、したがって０．３０／０．３０基準を満たすことができる。

低いＵ値を有する製品（例えば、表面４で結露防止コーティングを含むＩＧ又はＶＩＧ、２つ及び３つのライトＶＩＧユニットなど）において、例えば、低い放射率のコーティングによって、ガラスが加熱しないために結露が問題になることがある。このような問題に対する１つの解決策は、実施形態例により絶縁ガラスユニットの最も外側及び最も内側の表面に配置された結露防止コーティングを含む絶縁ガラスユニットであり、これは図４に示される。図４の実施形態例において、第１及び第２基板（１ａ及び１ｂ）が設けられる。第１及び第２結露防止コーティング（３ａ及び３ｂ）は、表面（１及び４）に各々提供される。特定の実施形態例において、追加の低放射率コーティングはまた、１つ又は２つの内面（表面（２及び／又は３））に設けられてもよい。このようにして、Ｕ値の減少及び結露防止動作を示す製品を提供してもよい。

図５は、各々１８時間にわたって温度、湿度及び露点変化により例示的な実施形態の性能、従来の結露防止製品の性能、及びベアガラス基板の性能を示すグラフである。図５のイメージは、各々結露の有無を実証するために印刷された「十字形」のパターンである。図５から理解されるように、実際に実施形態例によって製造された試料で実際に結露が形成されなかった。一方、熱分解蒸着ＦＴＯを含む比較例では、第１観測期間中に結露が形成され、第２及び第３観測期間をかけて結露がかなり増加して、第４観測期間ではわずかに減少することを示す。すなわち、「十字形」のパターンは、第２観測期間中にかなりぼやけて、第３観測期間には略見られない。コーティングされないガラス試料は、全ての観測期間中に相当な結露を示す。第２及び第３観測期間には、「十字形」のパターンが見られない。図５の例は、本明細書に記載された実施形態例が従来の比較例及びコーティングされないガラスに比べて驚くべき性能を提供することを実証する。

図７は、実施形態例に係る結露防止コーティングを含むコーティング製品である。図７例の層スタックは、第１シリコン含有層９ａと第２シリコン含有層９ｂとの間に介在したＴＣＯ層５を含む点で上述した例の層スタックと同様である。図７の実施形態例において、第１及び第２シリコン含有層（９ａ及び９ｂ）は、シリコンオキシ窒化物を含む。第１シリコンオキシ窒化物含有層９ａと第２シリコンオキシ窒化物含有層９ｂとの間にＩＴＯを含有するＴＣＯ層５が介在する。各層に対する例示の厚さ及び屈折率は、次の表に提供される。

本発明の異なる実施形態で、このような層スタックのその他の変形が可能である。このような変形は、例えば、第１シリコン含有層及び／又は第２シリコン含有層に対して一部又は全体の酸化された及び／又は窒化された層を用いて、ＺｒＯｘを含有する保護オーバーコートを追加し、ガラス基板と第２シリコン含有層との間に１つ以上のインデックスマッチング層（例えば、ＴｉＯｘ含有）を追加するステップを含んでもよい。例えば、特定の実施形態例は、ＳｉＯｘＮｙ含有上部層をＳｉＮ含有上部層に変えて、ＺｒＯｘ層を追加するステップ（例えば、耐久性を潜在的に増加させるために）、ＳｉＯｘＮｙ含有上部層をＳｉＮ含有上部層に変えて、ＺｒＯｘ含有層を追加するように、図７例の層スタックに変更を伴ってもよい。したがって、本明細書に列挙された可能な変更は、任意の組合せ又は下位組合せで用いてもよい。

また、変更は、低い放射率（例えば、０．２０未満）を有するいわゆる、「Ｒ５ ｗｉｎｄｏｗ」の等級（窓全体のＵ値＜０．２２５）を満たすようにに実施されてもよい。このような基準を満たすために、ＴＣＯ層の厚さを増加させてもよい。投影されたＩＴＯ厚さが増加する性能マトリックスは、下記表に示される。シリコン含有層は、許容可能な光学性を保持するように調節され、及び／又はチタニウム酸化物含有層などの誘電体層を添加できることが分かる。ガラス基板は３ｍｍの透明なガラス基板であり、低放射率コーティングは表面２に提供され、１／２"の間隙は概略９０％のアルゴン及び１０％の空気が満たされており、これはＩＧＵの実施形態で提供されることに留意されたい。

図７の実施形態例は、好ましくは、ＺｒＯｘ含有オーバーコート層を含有しない場合にも、例えば、熱処理後に高い耐久性を有する。したがって、いわゆる表面４コーティングとして用いるところに適合したことが分かる。公知のように、ＩＧＵの第４面は、例えば、太陽から最も遠い側にある表面（したがって、一般的に建物の内部に面する）である。したがって、図７の例の層スタックは、特に図３に示したアセンブリと類似のアセンブリで用いることに適している。図７の実施形態例は、建物内部を対面する最も内側の表面（例えば、３重ＩＧＵの表面６）に提供するその他のグレイジング（ｇｌａｚｉｎｇ）に対して用いることに適している。

上記のように、特定の実施形態例において、図７例の層スタックは、熱処理可能である。このような熱処理は、赤外線（ＩＲ）ヒータ、ボックス又はその他の炉、レーザ焼きなまし工程などを用いて達成してもよい。また、熱処理の細部事項は、次のように提供される。下記２つの表は、各モノリシックの図７の層スタックポストのＩＲ熱処理及びポストベルト炉熱処理（例えば、６５０℃）に対する性能データを含む。

上記のように、図７の実施形態例は、例えば、赤外線ヒータ、ボックス又はその他の炉、レーザ焼きなまし特性などを用いて熱処理されてもよい。ポスト蒸着熱処理ステップは、ＩＴＯ層を再結晶化して、所望の放射率及び光学（例えば、上記のものを含む）を実現する上で有利なこともある。例示的な工程において、ガラスは、このような目的を満たすために、約４００℃の温度まで加熱してもよい。特定の実施形態例において、ガラス内に導入される永久的な（又は少なくとも非一時的）応力変化の可能性を減少させるために、ガラス温度は４７０℃を超過しない。

特定の実施形態例は、レーザ焼きなまし工程に対してレーザダイオードアレイを用いてもよい。好ましくは、次のパラメータを有するレーザダイオードアレイは、シート抵抗が（例えば、上記の状態で６５Ω／□から）約２０Ω／□まで減少し、実質的に均一なコーティング外観を実現して上に挙げた性能マトリックスを満たす。

レーザ出力：１ｋＷ
放射波長：９７５ｎｍ
走査速度：７５ｍｍ／ｓｅｃ
スポットサイズ：一般的に１２．５ｍｍ×２ｍｍ

特定の実施形態例を熱処理するところに複数領域を有する炉を用いてもよい。領域温度、ライン速度、温度バイアス（例えば、上部／下部）、アスピレイション、素子トリミング（例えば、炉全体）、冷却空気セッティング（例えば、圧力及び流動バイアス）、及び／又はその他の因子を調節して所望の性能特性を達成してもよい。特定の実施形態例において、熱処理を達成するために１０個の領域炉を用いてもよい。領域の部分的なサブセットは、ＩＴＯ再結晶化の工程を助ける一方、その他の領域は、炉を出る前に基板を徐々に冷却するのを助ける。１０個の領域炉が用いられる一例として、領域１〜３は、ＩＴＯの再結晶化工程で活性化して、コーティングを４００℃近くまで加熱する一方、炉の残りの部分は冷却空気のセクションを出る前にガラスを徐々に冷却するのを助ける。特定の実施形態例において、破損の可能性を減らすために低い放出温度を保持することが好ましいことが理解される。実際に、ガラスは再焼きなまし工程に伴う温度、具体的に２００℃を超過する温度における熱破損に非常に敏感である。

熱破損に影響を及ぼすパラメータは、ガラスの厚さに係る温度差、また、表面における温度差を含む。前者は、コーティング基板の熱破損に対して大きな影響を有することが分かった。炉を出る未コーティングのガラスの上部及び下部の表面温度は略同一で、初期プロファイルを達成した後（ライン速度、領域温度、冷却空気、バイアスなし）、大半の透明ガラスが焼きなまし工程に耐えることができた。しかし、コーティング製品の上部表面は、炉の出口で２５０°Ｆより高いと測定された。これは、コーティングされた上面からの放射熱伝達よりロールに対する伝導性によって熱がさらに早く失われるためである。

しかし、このような差及びバイアス加熱及び冷却を識別して理解することによって、このような温度差を減らすことができ破損の可能性を減らすことができる。３．２ｍｍ×２．３ｍｍのガラスの例の炉プロファイルは、下記表に提供される。

次の変数は、例の加熱プロファイルに対して用いられた。

ライン速度：６０ｆｔ／ｍｉｎ
アスピレイション：０
トリミング（領域１〜３）：５〜１０（５０％）：中心、その他の全ての領域１００％
第１クエンチ：セットポイント＝０及びダンパー閉鎖
中間範囲冷却：１"Ｈ２Ｏ、セットポイント＝０及びダンパー開放
冷却後：１"Ｈ２Ｏ、セットポイント＝０及びダンパー開放

次の変数は、例の加熱プロファイルに対して用いられた。

ライン速度：７０ｆｔ／ｍｉｎ
アスピレイション：０
トリミング（領域１〜３）：５〜１０（５０％）：中心、その他の全ての領域１００％
第１クエンチ：１"Ｈ２Ｏ、上部だけ、セットポイント＝０及びダンパー開放
中間範囲冷却：セットポイント＝０及びダンパー閉鎖
冷却後：１"Ｈ２Ｏ、セットポイント＝０及びダンパー開放

また他のオプションとして、特定の実施形態において、熱処理に波長調節ＩＲ放射線を用いてもよい。実施例の方法は、２０１０年８月３１日に出願された、米国特許出願第１２／９２３，０８２号に記載され、その全体内容は、本明細書に参照として含まれる。ＴＣＯ層は、具体的に調節された近赤外線−短波長赤外線（ＮＩＲ−ＳＷＩＲ）放射を用いて、好ましく及び選択的に熱処理されてもよい。特定の実施形態例において、ＩＴＯはかなり吸収するが、基板（例えば、ガラス）は、減少又は最小の吸収を有するスペクトル波長にわたってピーク出力を有するＩＲエミッタを用いることによってコーティングを選択的に加熱してもよい。特定の実施形態例において、コーティングは、好ましくは加熱し、その特性を改善しながら下部の基板温度を低く保持する。

本明細書に記載された高精密、波長調節ＩＲ照射技術を用いてコーティングを加熱することによって、ＩＴＯ層の加熱処理は、従来の手段によって必要になる基板温度及び／又は加熱時間に比べて、低い基板温度及び／又は短い加熱時間中に可能である。好ましい加熱は、基板よりコーティングによってはるかに強く吸収されるＩＲ波長を用いて達成される。高強度ＩＲ照射は、例えば、クォーツランプ又はレーザエミッタによって供給されてもよい。

レーザエミッタの場合、その他の一般的なレーザタイプ（及びコーティングのスペクトル特徴とよくマッチングする約８００〜１０５０ｎｍ（例えば、９４０ｎｍ）波長出力の利用の可能性）に比べて安価な保持費を提供するため、レーザダイオードアレイが好ましい。しかし、異なる実施形態において、また、エキシマ、ＣＯ_２、ＹＡＧ、クォーツ及び／又はその他のレーザ形態及び／又はランプを用いてもよい。例えば、８１０ｎｍの波長は、一部ダイオードレーザに対して一般的であり（及び通常は、例えば、低放射率型コーティングに対して用いてもよい）、１０３２ｎｍの波長は、一部のＹＡＧレーザに対して一般的である。また、特定の実施形態例は、その他のレーザ（例えば、ＣＯ_２又はその他のレーザ）を用いてガラスを非常に早く加熱することによって、コーティングを直接加熱してもよい。特定の実施形態例において、電磁波照射は、ガラスの幅にかける非常に高い矩形状ビームに集束させることができる。ガラスは、長方形の長軸に対する垂直方向にコンベヤ上で移動してもよい。特定の実施形態例において、「ステップアンドリピート（ｓｔｅｐ ａｎｄ ｒｅｐｅａｔ）」工程は、例えば、制御された方式で小さい領域に照射するように用いられ、最終的に基板全体に照射されるようにする。また、他の大きさ及び／又は形状を用いてもよく、例えば、実質的に正方形、円形などを含むことができる。

一般に、高い電力密度は、バルク基板を介してコーティングから高い温度勾配及び短い加熱時間が可能であるため好ましいことが分かる。短い加熱時間によれば、コーティングからガラスを通じて少ない熱が伝導され、低い温度が保持され得る。

図８は、特定の実施形態例により、ＩＲヒータを含むシステムの概略図である。図８例のシステムは、基板上に１つ以上の薄膜層を、例えば、スパッタリングによって物理的に蒸着するためのコータ１０２を含む。コータ１０２の下流にはＩＲヒータ１０４がある。特定の実施形態例において、室温スパッタリング装置は、ガラス基板にＩＴＯを蒸着することに用いてもよい。コンベアベルトシステム１０６は、層又は層スタックを蒸着する蒸着コータ１０２を介して、基板をＩＲヒータ１０４に伝達する。ＩＲヒータ１０４は、次に、コーティングされた基板でＮＩＲ−ＳＷＩＲ照射に焦点を合わせるように調整される。例えば、多層コーティング内に基板及び／又は任意のその他の層に比べて、コーティング又は好ましくはコーティング内の特定の層を加熱するためのＩＲ照射波長が選択される。

特定の実施形態例は、コータの下流のＩＲヒータを含むように記載されたが、異なる実施形態例は、コータを真空室内に配置してもよいことが分かる。また、特定の実施形態例において、ＩＲ熱処理は、熱処理または活性化する層を蒸着させることができれば、常に実施することができる。例えば、特定の実施形態例は、ＩＴＯ層蒸着直後のＩＲ熱処理を実施する一方、特定の実施形態例は、層スタックの全ての層が蒸着されれば、ＩＲ熱処理を実施してもよい。特定の実施形態例において、複数のＩＲ熱処理は、蒸着工程中に異なる時間に実施されてもよい。

特定の実施形態例において、クォーツランプを含む短波赤外線炉を用いてもよい。コーティングを加熱するために、ピークＩＲ放射波長１．１５ｕｍを用いてもよい。このような波長は、コーティング及びガラス基板のスペクトル特徴を分析して決定するが、その他の波長も可能である。実際に、加熱に対する例の波長範囲０．８〜２．５ｕｍが決定された。好ましくは、ＩＲ放出範囲は、１〜２μｍである。米国特許出願第１２／９２３，０８２号に記載された技術は、例えば、ガラス上にその他のコーティング（例えば、その他のＴＣＯ、金属性などコーティング）を熱処理するために最適又は好ましいＩＲ放出範囲を形成するために用いてもよい。

ＳＷＩＲ炉の電力密度は、１０．５６ｋＷ／ｆｔ^２（１"センターに実装されるバルブ出力は８０Ｗ／ｉｎ）である。加熱時間は、１２〜１３０ｓｅｃであり、１２秒間距離をおく。加熱成分は、ガラス表面から約４"であるが、加熱成分は本発明の異なる実施形態例によって増加させたり減少させてもよい。

コーティングによって吸収されるＩＲ波長を対象にして、コーティングとバルク基板との間で大きい熱勾配が発生してもよい。コーティングの熱質量は、ガラスに比べて非常に小さいため、ガラスは本質的にクエンチ機構として作用する。バルクガラスの温度増加は、主にＩＲ吸収による直接的な熱伝達に起因し、コーティングからの伝導によるものではない。

フィルムの最終結晶性は、加熱の４８秒〜６０秒後に得られるが、それより短い又は長い時間でも可能である。

ここで用いられる試料上のＩＴＯの初期酸化レベルは（ＩＴＯの追加の酸化をもたらす）、焼戻し後の低いシート抵抗に対して最適化された。その他に、ＮＩＲ照射を用いてＩＴＯを熱処理することが最適な可能性がある。ＩＴＯの初期酸化水準は、ＮＩＲ加熱に対して最適化されれば、必要な加熱量をかなり減少させることができる。理論的に、同一の加熱工程を用いて再結晶化するのに必要な時間を、４８〜６０秒まで減少させる必要がある。また、加熱時間の減少は電力密度に対する加熱時間の要件を最適化することによって達成してもよい。

本明細書に記載されたＩＲ加熱技術は、好ましくはコーティング内のＩＴＯを加熱し、ガラス基板は転移温度を保持し、これはフロートガラスに対して４８０℃である。好ましくは、ガラス基板は、４５０℃未満を保持し、好ましくは４２５℃未満を保持する。特定の実施形態例において、例のコーティングのシート抵抗は、同等の蒸着されたコーティング抵抗の約１／３であり、放出及び吸収は、同等の蒸着されたコーティング値の約１／２までかなり減少する。この内、基板温度は最大約４００℃であり、これは転移温度未満である。

ＮＩＲは一般的に波長０．７５〜１．４μｍのＩＲを含み、ＳＷＩＴは一般的に波長１．４〜３ｕｍのＩＲを含む。特定の実施形態例は、一般的にこのような波長内で作動してもよい。このような基板温度は、このようなＮＩＲ ＳＷＩＲ加熱の結果として、好ましくは４８０℃、さらに好ましくは４５０℃、より好ましくは４２５℃、場合によって４００℃を超過しない。

特定の実施形態例は、本明細書に結露防止コーティングに対して記載されているが、本明細書に記載されたコーティングは、その他の用途に対して用いてもよい。例えば、本明細書に記載された例のコーティングは、冷蔵装置／冷凍装置及び／又はその他の商品の用途、採光窓に対して用いてもよい。

特定の実施形態例において、本明細書に記載された技術によって熱処理又は活性化後に、コーティング製品は、製作者又は他の場所、例えば、トリミング、サイジング、また他の製品（例えば、絶縁ガラスユニット、採光窓、車両、グレイジング、など）に統合したり、また他の処理のための場所に伝達してもよい。好ましくは、熱処理されたコーティング製品は、熱処理工程でガラスを変化させることに起因する破損又は突発事故は発生しない。

「周縁」及び「エッジ」シールは、シールがユニットの絶対周縁又はエッジ（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｐｅｒｉｐｈｅｒｙ ｏｒ ｅｄｇｅ）に位置することを意味するのではなく、シールが少なくとも部分的にユニットの少なくとも１つの基板のエッジ又はその周縁（例えば、約２インチ以内）にあることを意味する。同様に、本明細書に用いられる「エッジ」は、ガラス基板の絶対エッジ（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｅｄｇｅ）に限定されることなく、基板絶対エッジ又は近辺（例えば、約２インチ内）を含んでもよい。

本明細書で使用するとき、「上に（ある）」、「によって支持されている」等の用語は、特に明記されていない限り、２つの要素が互いに直接隣り合っていることを表すものではないと解釈すべきである。言い換えると、第１層と第２層の間に層が１つ以上存在していても、第１層は第２層の「上に」ある又は第２層「によって支持されている」ということができる。

特定の実施形態例は、空気間隙を対面する１つ以上のガラス基板表面上に１つ以上の追加の低放射率コーティングを含んでもよく（例えば、ＩＧＵで表面（２及び／又は３）、及び３重ＩＧＵで表面（２，３，４，及び／又は５））。透明ガラス上に蒸着された表面４の低放射率コーティングは、例えば、赤外線熱を建物内部に再び反射することによって窓全体のＵ値を改善することができる。特定の実施形態例において、ガラスは、特定の実施形態例で２．３ｍｍ〜６ｍｍの透明フロートガラスであってもよい。このような実施形態において、半球放射率は、０．３まで減少してシート抵抗は３０Ω／□まで減少してもよい。好ましくは、放射率は０．２３〜０．３０まで減少し、シート抵抗は３０Ω／□まで減少し、場合により放射率は約０．２以下まで減少し、シート抵抗は約２０Ω／□以下まで減少してもよい。

例えば、上記のように、特定の例において、ＩＧユニットの内面上に潜在的に少ない耐久性低放射率コーティング及びＩＧユニットの外面上に多くの耐久性低放射率コーティングを提供することが好ましい。一例の構成は、単一基板の両側、例えば、表面（１，２又は３，４）に提供された低放射率コーティングを含む。その他の配列も考慮される（例えば、表面１，３又は表面２，４に低放射率コーティングを提供する。表４に提供された低放射率コーティングは、表面３に提供された低放射率コーティングより大きい耐久性コーティングを有してもよく、これは自然的にＩＧユニットのキャビティ内の位置によって外部環境から保護される。表面４上に提供された低放射率コーティングは、例えば、図１、図６、図７に対して上記の任意のコーティングであってもよい。表面３に提供された低放射率コーティングは、ＩＧユニットの全体Ｕ値を所望の水準まで減少させるところに十分なＳＨＧＣ有してもよい（例えば、上記の０．３０／０．３０基準に準拠）。特定の実施形態例において、低放射率コーティングを対面する内部は、銀系低放射率コーティングであってもよく、反面外部に露出した低放射率コーティングは、ＩＴＯベースコーティングであってもよい。

このような目的のために、前記列挙された銀系低放射率コーティングは、図３のように用いてもよい。内面に用いることができるその他の適切な低放射率コーティングは、下記列挙された例のコーティングを含む。

また、上記の第１及び第２実施形態Ａｇ系低放射率コーティングに対する細部事項は、２０１１年１２月２１日に出願された米国特許出願第１３／３３３，０６９号に記載されており、全体内容は本明細書に参照として含まれる。

特定の実施形態例において、絶縁ガラス（ＩＧ）ユニットが提供される。実質的に平行に間隔をあけて配置された第１ガラス基板及び第２ガラス基板が設けられ、第１及び第２基板は、順にＩＧユニットの実質的に平行した第１〜第４主要面を含む。第１基板と第２基板との間の間隙が限定される。ＩＧユニットの第４面は、第２基板から離れる順に、屈折率１．５〜２．１及び厚さ５０〜９０ｎｍの第１シリコンオキシ窒化物含有層、屈折率１．７〜２．１及び厚さ８５〜１２５ｎｍのＩＴＯ含有層、及び屈折率１．５〜２．１及び厚さ５０〜９０ｎｍの第２シリコンオキシ窒化物含有層を含む複数の薄膜層を含む第１低放射率コーティングを支持する。

前の段落の特徴以外に、特定の実施形態例において、第１シリコンオキシ窒化物含有層及び第２シリコンオキシ窒化物含有層は屈折率が１．７〜１．８であってもよい。

前の２つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、ＩＴＯ含有層の屈折率が１．８〜１．９３であってもよい。

前の３つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、第１シリコンオキシ窒化物含有層及び第２シリコンオキシ窒化物含有層は屈折率及び厚さが０．１及び１０ｎｍ程度だけ互いに異なってもよい。

前の４つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、ＩＧユニットの第３面は第２基板から離れる順に第１シリコン系層と、第１誘電体層と、第１部分及び第２部分を形成するように、チタニウム酸化物又はスズ酸化物を含む第３誘電体層によって分離された第２誘電体層と、第２誘電体層の第２部分上に直接接触する金属性又は実質的に金属性の赤外線（ＩＲ）反射層と、ＩＲ反射層上に直接接触する、Ｎｉ及び／又はＣｒの酸化物を含む上部接触層と、第４誘電体層と、第２シリコン系層と、を含む複数の薄膜層を含む。第３誘電体層はチタニウム酸化物又はスズ酸化物を含む第２低放射率コーティングを支持してもよい。

前の段落の特徴以外に、特定の実施形態例において、第１誘電体層はチタニウム酸化物又は亜酸化物を含む高屈折率層であってもよい。

前の２つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、第３誘電体層及び第４誘電体層はスズ酸化物を含んでもよい。

前の段落の特徴以外に、特定の実施形態例において、第２誘電体層は亜鉛酸化物を含んでもよい。

前の段落の特徴以外に、特定の実施形態例において、第２層は、その部分が互いに５％程度だけ異なる厚さを有するように分離してもよい。

前の５つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、第１及び第２シリコン系層は各々シリコン窒化物を含み、第１誘電体層はチタニウム酸化物を含み、第２誘電体層は亜鉛酸化物を含み、第３及び第４誘電体層は各々スズ酸化物を含み、ＩＲ反射層はＡｇを含んでもよい。

前の６つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、第２基板は蒸着された第１及び／又は第２低放射率コーティングと共に熱処理されてもよい。

前の７つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、第２低放射率コーティングはＩＧユニットのＵ値が０．３０以下になるために十分な、ＳＨＧＣを有してもよい。

特定の実施形態例において、対向する主要面上に第１及び第２低放射率コーティングを支持する基板を含むコーティング製品である。第１低放射率コーティングは、基板から離れる順に屈折率１．５〜２．１及び厚さ５０〜９０ｎｍの第１シリコンオキシ窒化物含有層、屈折率１．７〜２．１及び厚さ８５〜１２５ｎｍのＩＴＯ含有層、及び屈折率１．５〜２．１及び厚さ５０〜９０ｎｍの第２シリコンオキシ窒化物含有層を含む。第２低放射率コーティングは、基板から離れる順に第１シリコン系層と、第１誘電体層と、第１部分及び第２部分を形成するように、チタニウム酸化物又はスズ酸化物を含む第３誘電体層によって分離された第２誘電体層と、第２誘電体層の第２部分上に直接接触する金属性又は実質的に金属性の赤外線（ＩＲ）反射層と、ＩＲ反射層上に直接接触する、Ｎｉ及び／又はＣｒの酸化物を含む上部接触層と、第４誘電体層と、第２シリコン系層と、を含む。

特定の実施形態例において、絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）の製造方法が提供される。第１ガラス基板を提供する。第１ガラス基板の第１主要面に直接又は間接的に第１低放射率コーティングを蒸着する。第１低放射率コーティングは、第１ガラス基板から離れる順に、第１シリコンオキシ窒化物含有層と、ＩＴＯ含有層、及び第２シリコンオキシ窒化物含有層を含む複数の薄膜層を含む。第１ガラス基板に対して実質的に平行に間隔をあけて配置された第２ガラス基板を設け、第１ガラス基板の第１主要面が第２ガラス基板から見て外側を向いている。第１低放射率コーティングを含む第１基板は熱処理後に半球放射率が約０．２０以下で、シート抵抗が約２０Ω／□以下である。第１ガラス基板の第１主要面はＩＧＵの内面に対応する。

前の段落の特徴以外に、特定の実施形態例において、第２低放射率コーティングを、第１ガラス基板の第１主要面上に対向する第１ガラス基板の第２主要面上に直接的に又は間接的に蒸着してもよい。第２低放射率コーティングは、第１ガラス基板から離れる順に第１シリコン系層と、第１誘電体層と、第１部分及び第２部分を形成するように、チタニウム酸化物又はスズ酸化物を含む第３誘電体層によって分離された第２誘電体層と、第２誘電体層の第２部分上に直接接触する金属性又は実質的に金属性の赤外線（ＩＲ）反射層と、ＩＲ反射層上に直接接触する、Ｎｉ及び／又はＣｒの酸化物を含む上部接触層と、第４誘電体層と、第２シリコン系層と、を含む複数の薄膜層を含む。

前の段落の特徴以外に、特定の実施形態例において、第１誘電体層はチタニウム酸化物又は亜酸化物を含む高屈折率層であってもよい。

前の２つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、第３及び第４誘電体層はスズ酸化物を含んでもよい。

前の段落の特徴以外に、特定の実施形態例において、第２誘電体層は亜鉛酸化物を含んでもよい。

前の段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、第２層は、その部分が互いに５％程度だけ異なる厚さを有するように分離してもよい。

前の５つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、第１及び第２シリコン系層は各々シリコン窒化物を含んでもよく、第１誘電体層はチタニウム酸化物を含んでもよく、第２誘電体層は亜鉛酸化物を含んでもよく、第３及び第４誘電体層はスズ酸化物を含んでもよく、ＩＲ反射層はＡｇを含んでもよい。

前の６つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、第１基板は蒸着された第１及び／又は第２低放射率コーティングと共に熱処理されてもよい。

前の７つの段落のうちいずれか１つの特徴以外に、特定の実施形態例において、第２低放射率コーティングは、ＩＧユニットのＵ値が０．３０以下になるために十分なＳＨＧＣを有してもよい。

本発明は、現在最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるものについて記載してきたが、本発明は、開示した実施態様に限定されるものではなく、それどころか、特許請求の範囲の主旨及び範囲に包含される様々な変更及び同等の配置を網羅するものであると解されるべきである。

Claims (20)

1. 絶縁ガラス（ＩＧ）ユニットであって、
   実質的に平行に間隔をあけて配置された第１ガラス基板及び第２ガラス基板であって、前記ＩＧユニットの、実質的に平行な第１主要面、第２主要面、第３主要面、及び第４主要面をこの順番に提供し、前記第１ガラス基板と前記第２ガラス基板との間に規定された間隙を提供する第１ガラス基板及び第２ガラス基板を含み、
   前記ＩＧユニットの第４主要面は、前記第２ガラス基板から離れる順に、
   屈折率が１．５〜２．１で厚さが５０〜９０ｎｍの第１シリコンオキシ窒化物含有層と、
   屈折率が１．７〜２．１で厚さが８５〜１２５ｎｍのＩＴＯ含有層と、
   屈折率が１．５〜２．１で厚さが５０〜９０ｎｍの第２シリコンオキシ窒化物含有層と、
   を含む複数の薄膜層を含む第１低放射率コーティングを支持し、
   前記ＩＧユニットの前記第３主要面は第２低放射率コーティングを支持し、
   前記第２低放射率コーティングは、前記第２ガラス基板から離れる順に、
   第１シリコン系層と、
   第１誘電体層と、
   第１部分及び第２部分を形成するように、第３誘電体層によって分離された第２誘電体層と、
   前記第２誘電体層の前記第２部分上に直接接触する金属性又は実質的に金属性の赤外線（ＩＲ）反射層と、
   前記ＩＲ反射層上に直接接触する、Ｎｉ及び／又はＣｒの酸化物を含む上部接触層と、
   第４誘電体層と、
   第２シリコン系層と、
   を含む複数の薄膜層を有し、
   前記第３誘電体層は、チタニウム酸化物又はスズ酸化物を有する、
   絶縁ガラス（ＩＧ）ユニット。
2. 前記第１シリコンオキシ窒化物含有層及び前記第２シリコンオキシ窒化物含有層は、各々の屈折率が１．７〜１．８である、
   請求項１に記載のＩＧユニット。
3. 前記ＩＴＯ含有層は、屈折率が１．８〜１．９３である、
   請求項１又は請求項２に記載のＩＧユニット。
4. 前記第１シリコンオキシ窒化物含有層は、屈折率が１．７〜１．８である、
   請求項１に記載のＩＧユニット。
5. 前記第１シリコンオキシ窒化物含有層と前記第２シリコンオキシ窒化物含有層とでは、屈折率が０．１異なり、厚さが１０ｎｍ異なる、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＩＧユニット。
6. 前記第１誘電体層は、チタニウム酸化物又は亜酸化物を含む高屈折率層である、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＩＧユニット。
7. 前記第３誘電体層及び前記第４誘電体層は、スズ酸化物を含む、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＩＧユニット。
8. 前記第２誘電体層は、亜鉛酸化物を含む、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＩＧユニット。
9. 前記第２誘電体層が複数の部分に分離され、前記複数の部分が互いに５％異なる厚さを有する
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のＩＧユニット。
10. 前記第１シリコン系層及び前記第２シリコン系層は、各々シリコン窒化物を含み、前記第１誘電体層はチタニウム酸化物を含み、前記第２誘電体層は亜鉛酸化物を含み、前記第３誘電体層及び前記第４誘電体層は各々スズ酸化物を含み、前記ＩＲ反射層はＡｇを含む、
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のＩＧユニット。
11. 前記第２ガラス基板は、その上に蒸着された前記第１低放射率コーティング及び／又は前記第２低放射率コーティングと共に熱処理される、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のＩＧユニット。
12. 前記第２低放射率コーティングは、前記ＩＧユニットのＵ値が０．３０以下になるために十分な、ＳＨＧＣを有する、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のＩＧユニット。
13. 絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）の製造方法であって、
    第１ガラス基板を提供するステップと、
    前記第１ガラス基板の第１主要面に、直接的に又は間接的に、前記第１ガラス基板から離れる順に、第１シリコンオキシ窒化物含有層と、ＩＴＯ含有層と、第２シリコンオキシ窒化物含有層と、を含む複数の薄膜層を有する第１低放射率コーティングを蒸着するステップと、
    前記第１ガラス基板から離れる順に、第１シリコン系層と、第１誘電体層と、第１部分及び第２部分を形成するように、チタニウム酸化物又はスズ酸化物を含む第３誘電体層によって分離された第２誘電体層と、前記第２誘電体層の前記第２部分上に直接接触する金属性又は実質的に金属性の赤外線（ＩＲ）反射層と、前記ＩＲ反射層上に直接接触する、Ｎｉ及び／又はＣｒの酸化物を含む上部接触層と、第４誘電体層と、第２シリコン系層と、を含む複数の薄膜層を有する第２低放射率コーティングを、前記第１ガラス基板の前記第１主要面に対向する前記第１ガラス基板の第２主要面上に、直接的に又は間接的に蒸着するステップと、
    前記第１ガラス基板に対して実質的に平行に間隔をあけて配置された第２ガラス基板を、前記第１ガラス基板の第１主要面が、前記第２ガラス基板から遠い側に配置されるように提供するステップと、
    を含み、
    前記第１低放射率コーティングを含む前記第１ガラス基板は、熱処理後に半球放射率が０．２０以下で、シート抵抗が２０Ω／□以下である、
    絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）の製造方法。
14. 前記第１誘電体層は、チタニウム酸化物又はチタニウム亜酸化物を含む高屈折率層である、
    請求項１３に記載の方法。
15. 前記第３誘電体層及び前記第４誘電体層は、スズ酸化物を含む、
    請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２誘電体層は、亜鉛酸化物を含む、
    請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記第２誘電体層は複数の部分に分離され、前記複数の部分が互いに５％異なる厚さを有する、
    請求項１３から請求項１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記第１シリコン系層及び前記第２シリコン系層は各々シリコン窒化物を含み、前記第１誘電体層はチタニウム酸化物を含み、前記第２誘電体層は亜鉛酸化物を含み、前記第３誘電体層及び前記第４誘電体層は各々スズ酸化物を含み、前記ＩＲ反射層はＡｇを含む、
    請求項１３から請求項１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記第１ガラス基板は、その上に蒸着された前記第１低放射率コーティング及び／又は前記第２低放射率コーティングと共に熱処理される、
    請求項１３から請求項１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記第２低放射率コーティングは、前記ＩＧユニットのＵ値が０．３０以下になるために十分なＳＨＧＣを有する、
    請求項１３から請求項１９のいずれか一項に記載の方法。

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