JP6955559B2

JP6955559B2 - 低い可視光透過率の低ｅ被膜を有する被覆物品

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Publication number: JP6955559B2
Application number: JP2019521810A
Authority: JP
Inventors: ビスワス・アリトラ; ディステルドルフ・ベルンド; ベンカテサン・ラジェンドラン
Original assignee: Guardian Europe SARL
Current assignee: Guardian Europe SARL
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2021-10-27
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Description

本発明は、低放射率（低Ｅ）の被膜を含む被覆物品に関する。特定の例示的実施形態では、低Ｅ被膜は、基板（例えば、ガラス基板）上に設けられているものであり、接触層（例えば、ＮｉＣｒ系層）と、窒化ケイ素のような材料の又はそれを含む誘電体層と、ジルコニウム酸化物（例えば、ＺｒＯ_２）の又はそれを含む層とにより離間された少なくとも第１及び第２の赤外線（ＩＲ）反射層（例えば、銀系層）を含む。特定の例示的実施形態では、被覆物品（一体型形態及び／又はＩＧ窓ユニット形態）は、低い可視光透過率（例えば、６０％以下、より好ましくは約５５％以下、最も好ましくは約５０％以下）を有する。特定の例示的実施形態では、被覆物品は、熱処理（例えば、熱強化処理及び／又は熱曲げ）されてもよく、熱処理（ＨＴ）に起因するそのΔＥ^＊値（ガラス側反射）が５．０以下、より好ましくは４．５以下であるという点で、熱処理（ＨＴ）の際に実質的に熱安定性であるように設計されている。本発明の特定の例示的実施形態による被覆物品は、断熱ガラス（ＩＧ）窓ユニット、車両用窓、他の種類の窓、又は任意の他の適切な用途に使用してもよい。

被覆物品は、断熱ガラス（ＩＧ）窓ユニット、車両用窓などの窓の用途に使用することが当技術分野で知られている。特定の場合には、強化、曲げなどの目的のために、そのような被覆物品を熱処理（例えば、熱強化処理、熱曲げ及び／又は半強化処理）することが好ましいことが知られている。被覆物品の熱処理（ＨＴ）は、典型的には少なくとも５８０℃、より好ましくは少なくとも約６００℃、さらにより好ましくは少なくとも６２０℃の温度の使用を必要とする。そのような高温（例えば、５〜１０分間以上）処理は、被膜を破壊及び／又は劣化させるか、又は予測不可能に変化させることがよくある。従って、必要に応じて、被膜を著しく損傷させない予測可能な状態に、被膜がそのような熱処理（例えば、熱強化処理）に耐えることができることが好ましい。

特定の状況では、被覆物品の設計者は、好ましい可視光透過率、所望の色、低放射率（又は放射度）、及び低シート抵抗（Ｒ_ｓ）の組み合わせを目指している。低放射率（低Ｅ）及び低シート抵抗の特徴により、このような被覆物品が、例えば車両又は建物の内部の好ましくない加熱を低減するように相当量のＩＲ放射を遮断することを可能にする。

参照により本明細書に組み込まれる特許文献１は、銀系ＩＲ反射層の下に酸化亜鉛（ＺｎＯ）接触層を使用し、下部銀（Ａｇ）系ＩＲ反射層の上にＮｉＣｒＯ_ｘの接触層とそれに続く中央酸化錫（ＳｎＯ_２）誘電体層を使用する低Ｅ被膜を開示する。銀ＩＲ反射層の下のＺｎＯ接触層は、銀の成長のために良好な構造特性を提供するが、ＺｎＯは、特定の場合において、被膜の化学的、環境的及び機械的耐久性を低下させることが分かった。さらに、厚いＳｎＯ_２誘電体層は、熱処理時の応力及び微結晶化を示し、これはＳｎＯ_２とＺｎＯとＡｇとの間の粗い界面を引き起こして、耐久性を低下しかつ透過色に影響を及ぼす可能性があることが分かった。

特許文献２は、ＳｉＮ／ＮｉＣｒ／Ａｇ／ＮｉＣｒ／ＳｉＮ／ＮｉＣｒ／Ａｇ／ＮｉＣｒ／ＳｉＮの層積層体を有する低Ｅ被膜を開示する。しかし、特許文献２の被覆物品は、少なくとも６３％の高い可視光透過率に設計されている。特許文献２（第３欄、第１２〜１５行）は、７０％未満（一体型被覆物品について）及び６３％未満（ＩＧ窓ユニットについて）の可視光透過率が好ましくないことを教示する。従って、特許文献２は、６３％未満の可視光透過率を有する被覆物品を直接教示していない。さらに、特許文献３に大部分説明されているように、特許文献２の被覆物品は、熱処理の際に、シート抵抗（Ｒ_ｓ）が約３〜５から１０をはるかに超えるまで上昇するため熱処理できず、曇りが生じる傾向があり、ガラス側反射ΔＥ^＊値が５．０を超えるため好ましくない。

特許文献４は、ＳｉＮ／ＮｉＣｒ／Ａｇ／ＮｉＣｒ／ＳｉＮ／ＮｉＣｒ／Ａｇ／ＮｉＣｒ／ＳｉＮ／ＺｒＯの層積層体を有する低Ｅ被膜を開示する。しかし、この層積層体の耐久性を改良することができることに関して欠けていることがわかった。

従って、約５．０以下、より好ましくは約４．５以下のガラス側反射ΔＥ^＊値を実現するために、（ｉ）低い可視光透過率、（ｉｉ）良好な耐久性、及び（ｉｉｉ）熱処理の際の熱安定性のうちの１つ以上を特徴とする被覆物品を提供することが好ましい。

ΔＥ^＊（及びΔＥ）という用語は、当技術分野ではよく理解されており、非特許文献１に報告されているだけでなく、ＡＳＴＭ２２４４−９３において、ΔＥ^＊を決定するための様々な方法と共に報告されている。当技術分野で使用されているように、ΔＥ^＊（及びΔＥ）は、熱処理後又はそれに起因する物品中の反射及び／又は透過（ひいては、外観色もまた）の変化（又はその欠如）を適切に表す方法である。ΔＥは、「ａｂ」方法又はハンター方法（下付き文字「Ｈ」を使用することによって指定される）によって算出してもよい。ΔＥはＨＵＮＴＥＲＬＡＢＬ、ａ、ｂスケール（又はＬ_ｈ、ａ_ｈ、ｂ_ｈ）に対応する。同様に、ΔＥ^＊はＣＩＥＬＡＢスケールＬ^＊、ａ^＊、ｂ^＊に対応する。両方とも本発明の目的のために有用であり、そして等価であると見なされる。例えば、上記で参照した非特許文献１で報告されたように、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊スケールとして知られる直交座標／スケール方法（ＣＩＥＬＡＢ１９７６）を使用してもよく、ここで、Ｌ^＊は（ＣＩＥ１９７６）明度単位であり、ａ^＊は（ＣＩＥ１９７６）赤−緑単位であり、ｂ^＊は（ＣＩＥ１９７６）黄−青単位であり、Ｌ^＊ _Ｏａ^＊ _Ｏｂ^＊ _ＯとＬ^＊ _１ａ^＊ _１ｂ^＊ _１との間の距離ΔＥ^＊は、ΔＥ^＊＝［（ΔＬ^＊）^２＋（Δａ^＊）^２＋（Δｂ^＊）^２］^１／２である（式中、ΔＬ^＊＝Ｌ^＊ _１−Ｌ^＊ _Ｏ、Δａ^＊＝ａ^＊ _１−ａ^＊ _Ｏ、Δｂ^＊＝ｂ^＊ _１−ｂ^＊ _Ｏ（ここで、下付き文字「Ｏ」は熱処理前の被膜（被覆物品）を表し、下付き文字「１」は熱処理後の被膜（被覆物品）を表し、使用される数（例えば、ａ^＊、ｂ^＊、Ｌ^＊）は、前述の（ＣＩＥＬＡＢ１９７６）Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊座標法によって算出された数である））。例えば、ガラス側反射ΔＥ^＊値が測定されるとき、ガラス側反射ａ^＊、ｂ^＊及びＬ^＊値が使用される。同様に、ΔＥは、ΔＥ^＊についての上式（即ち、ΔＥ^＊＝［（ΔＬ^＊）^２＋（Δａ^＊）^２＋（Δｂ^＊）^２］^１／２）を使用して、ａ^＊、ｂ^＊、Ｌ^＊を、ＨＵＮＴＥＲＬＡＢの値ａ_ｈ、ｂ_ｈ、Ｌ_ｈに置換して算出してもよい。また、ΔＥ^＊の定量化は、本発明の範囲内で、上で定義されたのと同じΔＥ^＊の概念を使用する他の任意の方法によって算出されたものに変換される場合にも等価数である。

米国特許第７，５２１，０９６号明細書米国特許第５，５５７，４６２号明細書米国特許第８，１７３，２６３号明細書米国特許出願公開第２０１６／０１８５６６０号明細書米国特許出願公開第２００４／０００５４６７号明細書

ハンター（ＨＵＮＴＥＲ）他、「ＴＨＥＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＯＦＡＰＰＥＡＲＡＮＣＥ」、第２版、９章、１６２頁、以下参照、ＪＯＨＮＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ、１９８７年

本発明は、低放射率（低Ｅ）の被膜を含む被覆物品に関する。特定の例示的実施形態では、低Ｅ被膜は、基板（例えば、ガラス基板）上に設けられているものであり、接触層（例えば、ＮｉＣｒ系層）と、窒化ケイ素のような材料の又はそれを含む誘電体層と、ジルコニウム酸化物（例えば、ＺｒＯ_２）の又はそれを含む誘電体非吸収層とにより離間された少なくとも第１及び第２の赤外線（ＩＲ）反射層（例えば、銀系層）を含む。ジルコニウム酸化物（例えば、ＺｒＯ_２）の又はそれを含む誘電体非吸収層の追加によって、耐久性が改善されることが分かった。特定の例示的実施形態では、被覆物品は、低い可視光透過率（例えば、６０％以下、より好ましくは約５５％以下、より好ましくは約５０％以下）を有する。特定の例示的実施形態では、被覆物品は、熱処理（例えば、熱強化処理及び／又は熱曲げ）されてもよく、熱処理（ＨＴ）に起因するそのΔＥ^＊値（ガラス側反射）が５．０以下、より好ましくは４．５以下であるという点で、熱処理（ＨＴ）の際に実質的に熱安定性であるように設計されている。そのような低いΔＥ^＊値は、被覆物品が、熱処理（例えば、熱強化処理）の前後の両方で裸眼で見たときと略同じ透過率及び色特性を有することを示す。本発明の特定の例示的実施形態による被覆物品は、断熱ガラス（ＩＧ）窓ユニット、車両用窓、他の種類の窓、又は任意の他の適切な用途に使用してもよい。

さらに、本発明の特定の例示的実施形態では、被膜は、ジルコニウム酸化物及び／又は酸窒化ジルコニウムの又はそれらを含む層（例えば、オーバーコート）を含む。特定の例示的実施形態では、ジルコニウム酸化物及び／又は酸窒化ジルコニウムの又はそれらを含むこの層は、被膜中に銀を含むそれぞれのＩＲ反射層よりも実質的に薄い。

５．０以下、より好ましくは４．５以下のガラス側反射ΔＥ^＊値を実現するために、（ｉ）低い可視光透過率、（ｉｉ）良好な耐久性、及び（ｉｉｉ）熱処理の際の熱安定性のうちの１つ、２つ、又は３つ全てを特徴とする被覆物品を提供することが好ましい。

本発明の特定の例示的実施形態では、ガラス基板によって支持された被膜を含む被覆物品が提供され、該被膜は、銀を含む第１及び第２の赤外線（ＩＲ）反射層であって、第１のＩＲ反射層は、第２のＩＲ反射層よりもガラス基板に近くに配置された、第１及び第２のＩＲ反射層と、銀を含む第１のＩＲ反射層の上に直接接触して配置されたＮｉＣｒを含む第１の接触層と、ＮｉＣｒを含む第１の接触層の上に直接接触して配置された窒化ケイ素を含む誘電体層であって、窒化ケイ素を含む誘電体層がジルコニウム酸化物を含む誘電体層によって分割され、ジルコニウム酸化物を含む誘電体層が、窒化ケイ素を含む誘電体層の第１の部分と窒化ケイ素を含む誘電体層の第２の部分との間に接触して配置されるようにする、誘電体層と、窒化ケイ素を含む層の上に直接接触して配置されたＮｉＣｒを含む第２の接触層と、ＮｉＣｒを含む第２の接触層の上に直接接触して配置された銀を含む第２のＩＲ反射層と、第２のＩＲ反射層の上に直接接触して配置されたＮｉＣｒを含む第３の接触層と、ＮｉＣｒを含む第３の接触層の上に直接接触して配置された窒化ケイ素を含む別の誘電体層と、を含む。任意に、窒化ケイ素を含む別の誘電体層の上には、直接接触して配置されたジルコニウム酸化物を含むオーバーコート層が設けられてもよい。任意に、銀を含む第２のＩＲ反射層が銀を含む第１のＩＲ反射層よりも厚くてもよい。任意に、銀を含む第１及び第２のＩＲ反射層は各々、ジルコニウム酸化物を含むオーバーコート層の少なくとも２倍の厚さであってもよい。被覆物品が、一体的に測定される場合、６０％以下の可視光透過率を有してもよい。

本発明の例示的実施形態による被覆物品の断面図である。本発明の例示的実施形態によるＩＧ窓ユニット内に設けられた図１の被覆物品を示す断面図である。

本明細書の被覆物品は、ＩＧ窓ユニット、（例えば、車両又は建築用途に使用するための）積層窓ユニット、車両用窓、一体型建築窓、住宅用窓、及び／又は単一又は複数のガラス基板を含む他の任意の適切な用途に使用されてもよい。

本発明の特定の例示的実施形態では、被膜が２つの銀積層体を含む。本発明の特定の例示的実施形態では、例えば、図１を参照すると、ガラス基板によって支持された被膜を含む被覆物品が提供され、該被膜は、銀を含むか又は本質的に銀からなる第１の及び第２のＩＲ反射層９及び１９であって、第１のＩＲ反射層９が、第２のＩＲ反射層１９よりもガラス基板１に近くに配置されたＩＲ反射層と、銀を含む第１のＩＲ反射層９の下に直接接触して配置されたＮｉＣｒを含む第１の接触層７と、銀を含む第１のＩＲ反射層９の上に直接接触して配置された第２の接触層１１と、ＮｉＣｒを含む第２の接触層１１の上に直接接触して配置された窒化ケイ素を含む誘電体層１４（層１４は下層部分１４ａ及び上層部分１４ｂからなる）であって、窒化ケイ素を含む誘電体層１４は、ジルコニウム酸化物を含む誘電体非吸収層１５によって分割され、その結果、ジルコニウム酸化物（例えば、ＺｒＯ_２）を含む誘電体層１５が、窒化ケイ素を含む誘電体層の下部１４ａと窒化ケイ素を含む誘電体層の上部１４ｂとの間に接触して配置された誘電体層１４と、窒化ケイ素を含む層１４の上部１４ｂの上に直接接触して配置されたＮｉＣｒを含む第３の接触層１７と、ＮｉＣｒを含む第３の接触層１７の上に直接接触して配置された銀を含む第２のＩＲ反射層１９と、第２のＩＲ反射層１９の上に直接接触して配置されたＮｉＣｒを含む第４の接触層２１であって、銀を含む第２のＩＲ反射層１９は、銀９を含む第１のＩＲ反射層と少なくとも同じくらいの厚さである第４の接触層２１と、を含む。特定の好ましい実施形態では、銀を含む第２のＩＲ反射層１９が銀を含む第１のＩＲ反射層９よりも厚いとき、より好ましくは第２のＩＲ反射層１９が銀を含む第１のＩＲ反射層９よりも少なくとも１０オングストローム（Å）厚い（より好ましくは少なくとも２０Å厚い）とき、驚くほど有益な結果が得られることがわかった。図１に示されるように、被膜は、窒化ケイ素の又はそれを含む３つの誘電体層３、１４及び２４を含む。窒化ケイ素系層１４を２つの均衡又は不均衡な部分に分割する、ジルコニウム酸化物（例えば、ＺｒＯ_２）の又はそれを含む誘電体非吸収層１５を設けることにより、耐久性が向上することがわかった。さらに、被膜は、ジルコニウム酸化物及び／又は酸窒化ジルコニウムの又はそれらを含む層（例えば、オーバーコート）２７を含む。特定の例示的実施形態では、ジルコニウム酸化物及び／又は酸窒化ジルコニウムの又はそれらを含むこの層２７は、被膜中に銀を含むＩＲ反射層９、１９の一方又は両方よりも薄い。本発明の特定の例示的実施形態では、銀を含むＩＲ反射層９及び１９は、各々、ジルコニウム酸化物及び／又は酸窒化ジルコニウムの又はそれらを含む層２７の厚さの少なくとも２倍、より好ましくは少なくとも３倍である。本発明の特定の例示的実施形態では、被膜は、銀などの又はそれを含む２つのＩＲ反射層９、１９のみを含む。

光学特性及び熱特性と共に耐久性を高め、熱処理前後の著しい構造変化を回避するために、本発明の特定の例示的実施形態による被覆物品は、ジルコニウム酸化物の又はそれを含む層１５によって分割された窒化ケイ素の又はそれを含む中央誘電体層１４を有し、下部接触層７、１７は、（ＺｎＯとは対照的に）ＮｉＣｒを基づいている。層７、１１、１７及び／又は２１に金属性又は実質的に金属性のＮｉＣｒ（場合によっては部分的に窒化されたもの）を使用すると、（銀の下にＺｎＯの下部接触層及び／又は銀の上に高度に酸化されたＮｉＣｒの上部接触層を使用することと比較して）化学的、機械的及び環境的耐久性が改善されることが分かった。また、被覆されたままの状態と熱処理状態の両方で非晶質であるように、非晶質状態で窒化ケイ素含有層１４をスパッタ蒸着することは、被膜の全体的な安定性を助けることが分かった。例えば、特許文献１の被膜は、５％ＨＣｌ試験（６５℃、１時間）に除去されるであろうが、本明細書中の実施例及び図１に示される被膜は、このＨＣｌ試験に耐えるであろう。そして高温高湿環境では、２日間暴露された特許文献１の被膜よりも、１０日間暴露された本明細書の実施例及び図１の被膜に対する損傷が少ない。そして、「レンガ洗浄（ｂｒｉｃｋｗａｓｈ）」に使用されるもののような高腐食性化学物質に関しては、耐食性は、特定の例示のＩＧ及び積層実施形態において、縁部除去（ｅｄｇｅｄｅｌｅｔｉｏｎ）が行われる必要がないようなものである。同様に、機械的摩耗試験、熱サイクル試験及び塩水噴霧試験について、本明細書の例示的の被膜は、特許文献１のものよりも優れていることが分かった。さらに、上部Ａｇ系ＩＲ反射層１９を下部Ａｇ系ＩＲ反射層９よりも厚くすると、被膜の特定の光学特性が改善されることが分かった。本明細書で論じられる比較的低いΔＥ^＊値のために、被膜は、被覆されたままで使用されてもよいか、又は熱処理されてもよい。例えば、被膜３０が、（図２に示されるように）ＩＧ窓ユニットの第２表面に配置されるとき、熱処理による低いガラス側反射ΔＥ^＊値は、熱処理（例えば、熱強化処理）の前後の両方で裸眼で見たときに、被覆物品が略同じ透過率及び色特性を有することを示し、従って、その光学特性に大きな影響を与えることなく被覆されたままで又は熱処理されたままで使用してもよい。

図１のような本発明の特定の例示的実施形態では、複数のＩＲ反射層（例えば、２つの離間した銀系層）を有する熱処理又は非熱処理の被覆物品は、５．０以下（より好ましくは４．０以下、さらにより好ましくは３．０以下）のシート抵抗（Ｒ_ｓ）を実現することができる。本明細書で使用される「熱処理」及び「熱処理すること」という用語は、ガラス含有物品の強化、曲げ、及び／又は半強化を達成するために十分な温度に物品を加熱することを意味する。この定義は、例えば、強化、曲げ、及び／又は半強化を可能にするのに十分な期間の間、オーブン又は炉内で少なくとも約５８０℃、より好ましくは少なくとも約６００℃の温度で被覆物品を加熱することを含む。特定の場合において、熱処理は、少なくとも約４又は５分間であってもよい。被覆物品は、本発明の異なる実施形態では、熱処理されても、又は熱処理されなくてもよい。

図１は、本発明の例示的で非限定的な実施形態による被覆物品の側面断面図である。被覆物品は、基板１（例えば、厚さ約１．０〜１０．０ｍｍ、より好ましくは約１．０ｍｍ〜３．５ｍｍの透明、緑色、青銅色、又は青緑色のガラス基板）と、直接的又は間接的に基板１の上に設けられた低Ｅ被膜（又は層系）３０とを含む。被膜（又は層系）３０は、例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４であっても、又は曇り低減のためのＳｉリッチ型窒化ケイ素、又は本発明の異なる実施形態における任意の他の適切な化学量論的窒化ケイ素であってもよい下部誘電体窒化ケイ素層３と、下部接触層７（これは下部ＩＲ反射層９と接触する）と、第１の導電性、好ましくは金属性又は実質的に金属性の赤外線（ＩＲ）反射層９と、上部接触層１１（これは層９と接触する）と、ジルコニウム酸化物系層１５によって２つの部分に分割される誘電体窒化ケイ素の系及び／又は含有層１４と、下部接触層１７（これはＩＲ反射層１９と接触する）と、第２の導電性、好ましくは金属性又は実質的に金属性のＩＲ反射層１９と、上部接触層２１（これは層１９と接触する）と、Ｓｉ_３Ｎ_４であっても、又は曇り低減のためのＳｉリッチ型窒化ケイ素、又は本発明の異なる実施形態における任意の他の適切な化学量論的窒化ケイ素であってもよい誘電体窒化ケイ素層２４と、ジルコニウム酸化物（例えば、ＺｒＯ_２）及び／又は酸窒化ジルコニウムのような材料の又はそれを含むオーバーコート層２７とを含む。「接触」層７、１１、１７及び２１は各々、ＩＲ反射層（例えば、Ａｇに基づく層）と接触する。前述の層３〜２７は、ガラス又はプラスチック基板１の上に設けられた低Ｅ（即ち、低放射率）被膜３０を構成する。本発明の特定の例示的実施形態では、層３〜２７は基板１の上にスパッタ蒸着され、各層は、必要に応じて、１つ以上のターゲットを使用して真空中でスパッタ蒸着されてもよい（スパッタリングターゲットはセラミック又は金属性であってもよい）。金属層又は実質的に金属層（例えば、層７、９、１１、１７、１９及び２１）は、アルゴンガスを含有する雰囲気中でスパッタリングしてもよく、一方、窒化層（例えば、層３、７、１１、１４、１７、２１及び２４）は、窒素とアルゴンガスとの混合物を含む雰囲気中でスパッタリングされてもよい。本発明の異なる例示的実施形態では、接触層７、１１、１７、２１は、窒化物であっても、窒化物ではなくてもよい。

被覆物品は、一体型の場合には、図１に示されるように、１つのガラス基板１のみを含む。しかし、本明細書における一体型の被覆物品は、積層車両フロントガラス、ＩＧ窓ユニット等のような装置に使用されてもよい。ＩＧ窓ユニットに関しては、ＩＧ窓ユニットは、２つの離間したガラス基板を含んでもよい。例示的なＩＧ窓ユニットは、例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる特許文献５に図示及び説明されている。図２は、間隙５０が間に画定されているように、スペーサ、シール材４０等を介して他のガラス基板２に結合された図１に示される被覆ガラス基板１を含む例示的なＩＧ窓ユニットを示す。ＩＧ窓ユニットの実施形態における基板間のこの間隙５０は、特定の場合にはアルゴン（Ａｒ）のようなガスで充填されてもよい。例示的なＩＧユニットは、各々の厚さ約３〜４ｍｍの一対の離間した透明ガラス基板を含んでもよく、そのうちの１つは、本明細書では、特定の場合に被膜３０で被覆され、基板間の間隙５０は、約５〜３０ｍｍ、より好ましくは約１０〜２０ｍｍ、最も好ましくは約１６ｍｍであってもよい。特定の例の場合において、低Ｅ被膜３０は、間隙に面する基板のいずれかの内面に設けられてもよい（被膜は、図２において、間隙５０に面する基板１の内主面に示されているが、その代わりに間隙５０に面する基板２の内主面上にあってもよい）。基板１又は基板２のいずれかが、建物の外部におけるＩＧ窓ユニットの最も外側の基板であってもよい（例えば、図２において、基板１は建物の外部に最も近い基板であり、被膜３０は、ＩＧ窓ユニットの第２表面に設けられる）。

本発明の特定の例示的実施形態では、接触層７、１１、１７、２１のうちの１つ、２つ、３つ、又は４つ全てが、ＮｉＣｒ（Ｎｉ：Ｃｒの任意の適切な比）からなるか又はそれらを含んでもよく、窒化物（ＮｉＣｒＮ_ｘ）であっても、窒化物ではなくてもよい。特定の例示的実施形態では、これらのＮｉＣｒ含有層７、１１、１７、２１のうちの１つ、２つ、３つ、又は４つ全てが実質的に又は全体的に非酸化物である。特定の例示的実施形態では、層７、１１、１７及び２１は全て金属性ＮｉＣｒ又は実質的に金属性ＮｉＣｒであってもよい（但し、微量の他の元素が存在してもよい）。特定の例示的実施形態では、ＮｉＣｒ系層７、１１、１７、２１のうちの１つ、２つ、３つ、又は４つ全てが、０〜１０％の酸素、より好ましくは０〜５％の酸素、最も好ましくは０〜２％の酸素（原子％）を含んでもよい。特定の例示的実施形態では、これらの層７、１１、１７、２１のうちの１、２、３、又は４つ全てが、０〜２０％の窒素、より好ましくは１〜１５％の窒素、最も好ましくは約１〜１２％の窒素（原子％）を含有してもよい。ＮｉＣｒ系層７、１１、１７及び／又は２１は、ステンレス鋼、Ｍｏなどの他の材料でドープされてもドープされなくてもよい。銀系ＩＲ反射層９、１９の下にＮｉＣｒ系接触層７及び／又は１７を使用すると、（層７及び１７がＺｎＯの代わりであった場合と比較して）被覆物品の耐久性が向上される。

本発明の特定の実施形態では、誘電体層３、１４（１４ａ及び１４ｂを含む）、及び２４は、窒化ケイ素からなるか、又はそれを含んでもよい。窒化ケイ素層３、１４及び２４は、とりわけ、被覆物品の熱処理性を改善し、そして例えば、熱強化処理などの任意の熱処理中に他の層を保護し得る。本発明の異なる実施形態では、層３、１４、２４の窒化ケイ素層のうちの１つ以上は、化学量論的タイプ（即ち、Ｓｉ_３Ｎ_４）であってもよいか、又は本発明の異なる実施形態におけるＳｉリッチ型窒化ケイ素であってもよい。Ｓｉリッチ型窒化ケイ素含有層３及び／又は１４中に遊離Ｓｉが存在することにより、例えば、熱処理中にガラス１から外側に移動するナトリウム（Ｎａ）などの特定の原子が、銀に到達しそして銀を損傷することがある前に、Ｓｉリッチ型窒化ケイ素含有層によってより効率的に停止されることができる。従って、本発明の特定の例示的実施形態では、Ｓｉリッチ型Ｓｉ_ｘＮ_ｙは、熱処理中に銀層に与えられる損傷の量を減らすことができ、それによってシート抵抗（Ｒ_ｓ）を満足のいく方法で減少させるか又は略同じままにすることを可能にすると考えられる。さらに、層３、１４及び／又は２４中のＳｉリッチ型Ｓｉ_ｘＮ_ｙは、本発明の特定の例示的な任意の実施形態において、熱処理中に銀及び／又はＮｉＣｒに与えられる損傷（例えば、酸化）の量を減らすことができると考えられる。特定の例示的実施形態では、Ｓｉリッチ型窒化ケイ素が使用されるとき、蒸着されるＳｉリッチ型窒化ケイ素層（３、１４、及び／又は２４）は、Ｓｉ_ｘＮ_ｙ層で特徴付けられ得、ここで、ｘ／ｙは、０．７６〜１．５であり、好ましくは０．８〜１．４、さらに好ましくは０．８２〜１．２である。本明細書で論じられる窒化ケイ素層のいずれか及び／又は全ては、本発明の特定の例示的実施形態において、ステンレス鋼又はアルミニウムなどの他の材料でドープしてもよい。例えば、本明細書で論じる窒化ケイ素層３、１４、２４のいずれか及び／又は全ては、本発明の特定の例示的実施形態において、任意に約０〜１５％のアルミニウム、より好ましくは約１〜１０％のアルミニウムを含んでもよい。本発明の特定の実施形態では、層３、１４、２４の窒化ケイ素は、アルゴン及び窒素ガスを有する雰囲気中で、Ｓｉ又はＳｉＡｌのターゲットをスパッタリングすることによって蒸着されてもよい。特定の場合には、少量の酸素を窒化ケイ素層のいずれか又は全てに供給してもよい。

誘電体非吸収層１５は、好ましくはジルコニウム酸化物からなるか又はそれを含む。層１５中のジルコニウム酸化物は、ＺｒＯ_２又は他の任意の適切な化学量論量であってもよい。ジルコニウム酸化物系層１５を、窒化ケイ素系層１４を２つの部分１４ａ及び１４ｂに分割する位置に設けると、耐久性が改善されることが分かった。本発明の好ましい実施形態では、層１５が、ＺｒＯ_２からなるか、又は本質的にそれからなるが、層中に他の材料が存在していてもよい。例えば、層１５は、特定の例示的な場合において、例えば、窒素のような他の材料でドープされてもよい。特定の例示的実施形態では、酸化ジルコニウム層１５は、約０〜１０％の窒素、より好ましくは約１〜７％の窒素を含有する。

赤外線（ＩＲ）反射層９及び１９は、実質的に又は全体的に金属性及び／又は導電性であることが好ましく、銀（Ａｇ）、金、又は他の任意の適切なＩＲ反射材料を含むか又は本質的にからなってもよい。ＩＲ反射層９及び１９は、被膜が、低Ｅ及び／又は良好な太陽光制御特性を有することを可能にするのに役立つ。

例示された被膜の下又は上に他の層もまた設けられてもよい。従って、層系又は被膜が（直接的又は間接的に）基板１の「上」にあるか、又はそれによって「支持されて」いるが、それの間に他の層が設けられてもよい。従って、例えば、図１の被膜は、たとえ他の層が層３と基板１との間に設けられても、基板１の「上」にありかつそれによって「支持されている」と見なすことができる。さらに、特定の実施形態では、例示される被膜中の特定の層が除去されてもよいが、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精神から逸脱することなく、様々な層の間に他の層を追加してもよく、又は様々な層を、分割セクションの間に追加される他の層で分割してもよい。

本発明の様々な実施形態における層には様々な厚さ及び材料を使用してもよいが、図１の実施形態におけるガラス基板１の上の各層の例示的な厚さ及び材料は、ガラス基板から外側に向かって以下の通りである（物理的厚さが記載されている）。

窒化ケイ素系層１４の下部及び上部１４ａ及び１４ｂは、本発明の特定の例示的実施形態において実質的に同じ物理的厚さ（同じ厚さ±１０％）であるが、本発明の代替実施形態ではそうである必要はない。さらに、本発明の特定の例示的実施形態では、ジルコニウム酸化物層１５は、銀層９、１９の両方よりも薄く、本発明の特定の例示的実施形態では、窒化ケイ素層１４ａ、１４ｂの両方よりも薄い。本発明の特定の例示的実施形態では、ジルコニウム酸化物層１５は、銀層９、１９の両方よりも少なくとも１０Å薄く、本発明の特定の例示的実施形態では、窒化ケイ素層１４ａ、１４ｂの両方よりも少なくとも１００Å薄い。

銀を含む第２のＩＲ反射層１９は、銀を含む第１のＩＲ反射層９と少なくとも同じ厚さである。特定の好ましい実施形態では、銀を含む第２のＩＲ反射層１９が、銀を含む第１のＩＲ反射層９よりも厚い場合、より好ましくは、第２のＩＲ反射層１９が銀を含む第１のＩＲ反射層９よりも少なくとも１０Å（より好ましくは少なくとも２０Å）厚い場合、驚くほど有益な結果が得られることが分かった。

特定の例示的実施形態では、ジルコニウム酸化物及び／又は酸窒化ジルコニウムの又はそれらを含むオーバーコート層２７は、被膜３０中に銀を含むＩＲ反射層９、１９の各々よりも薄い。本発明の特定の例示的実施形態では、銀を含むＩＲ反射層９及び１９は、各々、ジルコニウム酸化物及び／又は酸窒化ジルコニウムの又はそれを含む層２７の厚さの少なくとも２倍、より好ましくは少なくとも３倍の厚さである。

特定の例示的実施形態では、中央の窒化ケイ素系層１４（１４ａ＋１４ｂ）の合計の厚さは、窒化ケイ素層２４の厚さよりも厚く、好ましくは少なくとも１００Å厚く、より好ましくは少なくとも３００Å厚く、最も好ましくは３４０Å厚い。特定の例示的実施形態では、窒化ケイ素層３は、窒化ケイ素層１４ａ及び１４ｂの各々よりも少なくとも２００Å厚い（より好ましくは少なくとも３００Å厚い）。さらに、特定の例示的実施形態では、窒化ケイ素系層３、１４及び２４は、各々、ジルコニウム酸化物含有層２７の厚さの少なくとも２倍、より好ましくは少なくとも３倍、最も好ましくは少なくとも４倍又は５倍である。

被膜３０は、優れた耐久性を提供し、単一銀系低Ｅ被膜よりも低い、内側及び外側の反射を可能にする。しかし、ΔＥ^＊値は典型的には４〜５の範囲にある。被膜、及び被膜を含む被覆物品は、透過及び反射の際に淡い青に見えるように設計されていてもよいが、任意の熱処理後にわずかにより中間色になってもよい。

本発明の特定の例示的実施形態では、本明細書の被覆物品は、（任意の熱処理の前及び／又は後に）一体的に測定される場合、表２に示される以下の光学的特性及び太陽光特性を有してもよい。本明細書におけるシート抵抗（Ｒ_ｓ）は、全てのＩＲ反射層（例えば、銀層９、１９）を考慮に入れている。なお、「熱処理前」とは、焼鈍された状態であるが、本明細書に記載されているような熱強化処理などの高温熱処理の前を意味することに留意されたい。

上記から分かるように、熱処理（例えば、熱強化処理）は、被覆物品の可視光透過率をわずかに増加させる。

本発明の特定の例示的積層実施形態では、強化のために十分な程度まで任意に熱処理され、ＩＧユニットを形成するために別のガラス基板と結合された本明細書の被覆物品は、図２に示されるような構造（例えば、２枚のガラスシートが各々６ｍｍの厚さの透明ガラスで、その間に１６ｍｍの間隙が９０／１０のアルゴン／空気で充填されている）において上記の光学／太陽光の特性を有し得る。このようなＩＧ窓ユニットは、本発明の特定の例示的実施形態では、約２０〜５５％の可視光透過率を有し得る。

本発明は、最も実用的かつ好ましい実施形態であると現在考えられているものに関連して説明されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるべきではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に含まれる様々な改変及び等価の構成を網羅することを意図すると理解されるべきである。

Claims

ガラス基板によって支持された被膜を含む被覆物品であって、前記被膜が、
銀を含む第１及び第２の赤外線（ＩＲ）反射層であって、前記第１のＩＲ反射層は、前記第２のＩＲ反射層よりも前記ガラス基板に近くに配置された、第１及び第２のＩＲ反射層と、
銀を含む前記第１のＩＲ反射層の上に直接接触して配置されたＮｉＣｒを含む第１の接触層と、
ＮｉＣｒを含む前記第１の接触層の上に直接接触して配置された窒化ケイ素を含む誘電体層であって、窒化ケイ素を含む前記誘電体層が、ジルコニウム酸化物ＺｒＯ₂を含む分割誘電体非吸収層によって分割され、ジルコニウム酸化物ＺｒＯ₂を含む前記分割誘電体非吸収層が、窒化ケイ素を含む前記誘電体層の第１の部分と窒化ケイ素を含む前記誘電体層の第２の部分との間に接触して配置されるようにする、誘電体層と、
窒化ケイ素を含む前記誘電体層の上に直接接触して配置されたＮｉＣｒを含む第２の接触層と、
ＮｉＣｒを含む前記第２の接触層の上に直接接触して配置された銀を含む前記第２のＩＲ反射層と、
前記第２のＩＲ反射層の上に直接接触して配置されたＮｉＣｒを含む第３の接触層と、
ＮｉＣｒを含む前記第３の接触層の上に直接接触して配置された窒化ケイ素を含む別の誘電体層と、
を含む、被覆物品。
前記ガラス基板と前記第１のＩＲ反射層との間に配置された窒化ケイ素を含む基層をさらに含む、請求項１に記載の被覆物品。
窒化ケイ素を含む前記基層が、６００〜１，０００Åの厚さである、請求項２に記載の被覆物品。
ジルコニウム酸化物ＺｒＯ₂を含む前記分割誘電体非吸収層が７０〜１２０Åの厚さを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被覆物品。
窒化ケイ素を含む前記誘電体層の前記第１及び第２の部分が、同じ厚さ±１０％である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の被覆物品。
窒化ケイ素を含む前記誘電体層の前記第１及び第２の部分が、各々、２００〜４５０Åの厚さである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の被覆物品。
ジルコニウム酸化物ＺｒＯ₂を含む前記分割誘電体非吸収層が、銀を含む前記第１及び第２のＩＲ反射層よりも薄い、請求項１〜６のいずれか１項に記載の被覆物品。
ジルコニウム酸化物ＺｒＯ₂を含む前記分割誘電体非吸収層が、窒化ケイ素を含む前記誘電体層の前記第１及び第２の部分の各々よりも少なくとも１００Å薄い、請求項１〜７のいずれか１項に記載の被覆物品。
ジルコニウム酸化物を含む前記分割誘電体非吸収層が、本質的にＺｒＯ₂からなる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の被覆物品。
窒化ケイ素を含む前記別の誘電体層の上に直接接触して配置されたジルコニウム酸化物を含むオーバーコート層をさらに含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の被覆物品。
銀を含む前記第２のＩＲ反射層が銀を含む前記第１のＩＲ反射層よりも厚い、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の被覆物品。
前記被覆物品が、一体型に測定される場合、６０％以下の可視光透過率を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の被覆物品。
ジルコニウム酸化物を含むオーバーコート層をさらに含み、銀を含む前記第１及び第２のＩＲ反射層は各々、ジルコニウム酸化物を含むオーバーコート層の少なくとも３倍の厚さである、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の被覆物品。
ジルコニウム酸化物を含む前記分割誘電体非吸収層が窒素をさらに含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の被覆物品。
銀を含む前記第２のＩＲ反射層が、銀を含む前記第１のＩＲ反射層よりも少なくとも１０Å厚い、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の被覆物品。
ＮｉＣｒを含む前記第１の接触層の上に直接接触して配置される窒化ケイ素を含む前記誘電体層が非晶質である、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の被覆物品。
ＮｉＣｒを含む前記第１の接触層が、実質的に金属性又は金属性であり、約５％（原子％）以下の酸素を含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の被覆物品。
ＮｉＣｒを含む前記第２の接触層が、実質的に金属性又は金属性であり、約５％（原子％）以下の酸素を含む、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の被覆物品。
ＮｉＣｒを含む前記第３の接触層が、実質的に金属性又は金属性であり、約５％（原子％）以下の酸素を含む、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の被覆物品。
前記第１、第２及び／又は第３の接触層が窒素をさらに含む、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の被覆物品。
前記被覆物品が一体型に測定される場合、２０〜６０％の可視光透過率を有する、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の被覆物品。
前記被覆物品が熱強化処理されておらず、一体型に測定される場合、２０〜５５％の可視光透過率を有する、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の被覆物品。
前記被覆物品が熱強化処理されている、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の被覆物品。
前記被覆物品が熱処理されており、前記熱処理のために５．０以下のガラス側反射ΔＥ^*値を有する、請求項２３に記載の被覆物品。
前記被覆物品が熱処理されており、前記熱処理のために４．５以下のガラス側反射ΔＥ^*値を有する、請求項２３に記載の被覆物品。
前記被膜が４．０Ω／□以下のシート抵抗（Ｒ_s）を有する、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の被覆物品。
ジルコニウム酸化物を含む前記分割誘電体非吸収層が１〜７％（原子％）の窒素を含む、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の被覆物品。
請求項１〜２７のいずれか１項に記載の被覆物品と、前記被覆物品に結合している別のガラス基板とを含むＩＧ窓ユニット。