KR20190124763A - Ir 반사 층(들) 및 니오븀-도핑된 산화티타늄 유전체 층(들)을 구비한 저-e 코팅을 갖는 코팅된 물품 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Ir 반사 층(들) 및 니오븀-도핑된 산화티타늄 유전체 층(들)을 구비한 저-e 코팅을 갖는 코팅된 물품 및 그의 제조 방법 Download PDF

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세사 클라베로
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가우라브 사라프
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네스토 피. 머피
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Abstract

코팅된 물품은 은, 금 등과 같은 재료의 적어도 하나의 적외선(IR) 반사 층, 및 산화티타늄 및 적어도 하나의 추가 금속의 또는 그를 포함하는 적어도 하나의 고굴절률 층을 갖는 저 방사율(저-E) 코팅을 포함한다. 도핑된 산화티타늄 층(들)은, 열 템퍼링과 같은 선택적인 열처리(HT)를 더 잘 견디고 헤이즈(haze)를 감소시키도록, 저-E 코팅에서 (결정질과는 대조적으로) 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 하는 방식으로 설계 및 침착된다. 고굴절률 층은 바람직한 실시 형태에서 투명 유전체 고굴절률 층일 수 있으며, 이는 열안정성을 갖는 것에 더하여 반사방지 목적 및/또는 색 조정 목적을 위해 제공될 수 있다.

Description

IR 반사 층(들) 및 니오븀-도핑된 산화티타늄 유전체 층(들)을 구비한 저-E 코팅을 갖는 코팅된 물품 및 그의 제조 방법
본 출원은 2017년 3월 3일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/448,739호(본 출원인의 참조 번호: 3691-3948)와 관련되며, 이의 전체 개시 내용은 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다.
본 출원은, 재료, 예를 들어 은, 금 등의 적어도 하나의 적외선(IR) 반사 층, 및 도핑된 산화티타늄(예를 들어, 니오븀과 같은 적어도 하나의 추가 원소로 도핑된 TiO2)의 또는 그를 포함하는 적어도 하나의 고굴절률 층을 갖는 저 방사율(저-E) 코팅을 포함하는 코팅된 물품에 관한 것이다. 도핑된 산화티타늄 층(들)은, 열 템퍼링(tempering)과 같은 선택적인 열처리(HT)를 더 잘 견디도록, 저-E 코팅에서 (결정질과는 대조적으로) 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 하는 방식으로 설계 및 침착된다. 고굴절률 층은 바람직한 실시 형태에서 투명 유전체 고굴절률 층일 수 있으며, 이는 열안정성을 갖는 것에 더하여 반사방지/투과 목적 및/또는 색 조정 목적을 위해 제공될 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 저-E 코팅은 모놀리식(monolithic) 또는 단열 유리(IG) 창문 유닛, 차량 창문 등과 같은 응용에 사용될 수 있다.
코팅된 물품은 절연 유리(IG) 창문 유닛, 차량 창문, 모놀리식 창문 등과 같은 창문 응용에 사용하기 위한 것으로 당업계에 알려져 있다.
통상적인 저-E 코팅은, 예를 들어 그리고 제한 없이, 미국 특허 제6,576,349호, 제9,212,417호, 제9,297,197호, 제7,390,572호, 제7,153,579호, 및 제9,403,345호에 개시되어 있으며, 이들의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
소정의 저-E 코팅은 반사방지 및/또는 착색 목적을 위해 높은 굴절률(n)을 갖는 산화티타늄(예를 들어, TiO2)의 적어도 하나의 투명 유전체 층을 이용한다. 예를 들어, 미국 특허 제9,212,417호, 제9,297,197호, 제7,390,572호, 제7,153,579호, 및 제9,403,345호를 참조한다. TiO2와 같은 고굴절률 유전체 재료가 알려져 있으며 저-E 코팅에 사용되지만, 이들 재료는 열적으로 안정하지 않으며, 침착된 그대로(as-deposited) 또는 템퍼링 후(post-tempering) 상태에서의 필름 결정화(또는 결정성의 변화)로 인해, 약 650℃에서 8분 동안의 템퍼링 공정 후에 전형적으로 열적으로 안정하지 않은데, 이는 결국 필름 스택(stack) 내의 인접한 층들에 대해 열응력 또는 격자 응력을 유도할 수 있다. 그러한 응력은 추가로 스택의 물리적 특성 또는 재료 특성의 변화를 야기할 수 있고, 따라서 Ag 층에 영향을 줄 수 있으며, 이는 저-E 스택 성능의 저하를 가져온다. 다시 말하면, 통상적인 TiO2 층은 결정질 구조를 실현하도록 전형적으로 스퍼터 침착되며, 이는 상기에 설명된 바와 같이 HT 시에 스택에 대한 손상으로 이어진다.
본 발명의 예시적인 실시 형태는, 높은 굴절률(n)을 가지면서 열처리(HT) 시에 실질적으로 안정한 저-E 코팅에 사용하기 위한 고굴절률의 도핑된 산화티타늄 층을 제공함으로써 이러한 문제들을 해결한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "열처리"(HT) 및 유사 용어, 예를 들어 "열처리하는" 및 "열처리된", 예를 들어 열 템퍼링, 열 강화(heat strengthening), 및/또는 열 굽힘(heat bending)은 유리 기재(substrate) 및 그 위의 코팅을 580℃ 이상의 온도에서 5분 이상 동안 열처리하는 것을 의미한다. 예시적인 열처리는 약 600 내지 650℃의 온도에서 8분 이상 동안 열처리하는 것이다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 코팅된 물품은 은, 금 등과 같은 재료의 적어도 하나의 적외선(IR) 반사 층, 및 도핑된 산화티타늄(예를 들어, Nb, Sn, ZnSn, Y, Zr, 및/또는 Ba와 같은 적어도 하나의 추가 원소로 도핑된 TiO2)의 또는 그를 포함하는 적어도 하나의 고굴절률 유전체 층을 갖는 저 방사율(저-E) 코팅을 포함한다. 도핑된 산화티타늄 층(들)은, 열 템퍼링과 같은 선택적인 열처리(HT)를 더 잘 견디도록, 저-E 코팅에서 (결정질과는 대조적으로) 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 하는 방식으로 설계 및 침착된다. 예를 들어, 놀랍게도 그리고 예상외로, 도핑된 산화티타늄 층(들)을 산소 결핍 분위기에서 스퍼터 침착하는 것은 도핑된 산화티타늄 층이 (결정질과는 대조적으로) 비정질 또는 실질적으로 비정질인 상태로 침착되게 할 뿐만 아니라 원하는 투과 특성을 갖게 하며, 이는 결국 층 및 전체 코팅이 HT 시에 훨씬 더 안정하게 되게 하는 것으로 밝혀졌다.
고굴절률 층(들)은 바람직한 실시 형태에서 투명 유전체 고굴절률 층일 수 있으며, 이는 열안정성을 갖는 것에 더하여 반사방지 목적, 투과, 및/또는 색 조정 목적을 위해 제공될 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 저-E 코팅은 모놀리식 또는 단열 유리(IG) 창문 유닛, 차량 창문 등과 같은 응용에 사용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 유리 기재에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품이 제공되며, 상기 코팅은 유리 기재 상의 제1 투명 유전체 층; 적어도 제1 투명 유전체 층 위에 위치된, 유리 기재 상의 은을 포함하는 적외선(IR) 반사 층; 및 적어도 IR 반사 층 위에 위치된, 유리 기재 상의 제2 투명 유전체 층
을 포함하며; 제1 투명 유전체 층 및 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 비정질 또는 실질적으로 비정질이며, Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나로 도핑된 Ti의 산화물을 포함하고, 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층의 금속 함량은 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에서, 유리 기재에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품이 제공되며, 상기 코팅은 유리 기재 상의 제1 투명 유전체 층; 적어도 제1 투명 유전체 층 위에 위치된, 유리 기재 상의 은을 포함하는 적외선(IR) 반사 층; 및 적어도 IR 반사 층 위에 위치된, 유리 기재 상의 제2 투명 유전체 층
을 포함하며; 제1 투명 유전체 층 및 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 비정질 또는 실질적으로 비정질이며 Ti와 Nb의 산화물을 포함하고, 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층의 금속 함량은 (a) 약 30 내지 70%(원자%)의 Ti 및 약 30 내지 70%(원자%)의 Nb, 또는 (b) 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 적어도 하나의 Nb, 더욱 바람직하게는 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 적어도 하나의 Nb, 그리고 때때로 약 87 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 13%(원자%)의 Nb 중 어느 하나를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에서, 유리 기재에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품의 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은 유리 기재 상의 제1 투명 유전체 층을 스퍼터 침착하는 단계; 적어도 제1 투명 유전체 층 위에 위치된, 유리 기재 상의 은을 포함하는 적외선(IR) 반사 층을 스퍼터 침착하는 단계; 및 적어도 IR 반사 층 위에 위치된, 유리 기재 상의 제2 투명 유전체 층을 스퍼터 침착하는 단계
를 포함하며; 제1 투명 유전체 층 및 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 스퍼터 침착되며 Ti와 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나의 산화물을 포함한다. 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 스퍼터 침착되는 제1 투명 유전체 층 및 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 스퍼터링 동안 금속들에 대한 반경의 차이가 층의 비정질 또는 실질적으로 비정질인 구조를 야기하는 격자 무질서(lattice disorder)를 유발하도록 산소 결핍 분위기에서 스퍼터 침착될 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 코팅된 물품의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에 따른 코팅된 물품의 단면도이다.
도 3은 Nb-도핑된 산화티타늄 층이 스퍼터 침착된 챔버 내에서 상이한 산소 가스 함량(30% 대 50%)에 대해 코팅된 그대로(as-coated; AC)의 상태에서 고굴절률 Nb-도핑된 산화티타늄 층을 포함하는 층 스택의 투과율(T)%, 유리면 반사율(G)%, 및 필름면 반사율(F)%를 파장(nm)에 대해 플롯한 파장(nm)에 대한 백분율(%)의 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에 따른 코팅된 물품의 단면도이다.
도 5는 Nb-도핑된 산화티타늄의 2개의 고굴절률 유전체 층을 포함하는, 실시예 1의 층 스택을 예시한다.
도 6은 모놀리식 방식으로 측정된, 실시예 1에 대한 광학/열 데이터를 나타낸 차트이다.
도 7은 실시예 1 및 실시예 2 둘 모두에 대한 광학/열 데이터를 나타낸 차트이다.
이제, 몇몇 도면에 걸쳐 유사한 도면 부호가 유사한 부분을 나타내는 도면을 참조한다.
본 명세서의 코팅된 물품은 모놀리식 창문, IG 창문 유닛, 예를 들어 주택 창문, 파티오 문(patio door), 차량 창문, 및/또는 유리 기재와 같은 단일 또는 다수의 기재를 포함하는 임의의 다른 적합한 응용과 같은 응용에 사용될 수 있다.
가시광 범위에서 광 흡수가 낮거나 없는 TiO2와 같은 고굴절률 재료가 종종 창문 응용에서 저-E 코팅에 사용된다. 그러나, TiO2는 침착된 그대로의 또는 템퍼링 후의 상태에서의 필름 결정화(또는 결정성의 변화)로 인해, 약 650℃에서 8분 동안의 HT를 수반하는 것과 같은 열 템퍼링 공정 후에 전형적으로 열적으로 안정하지 않고, 이는 결국 필름 스택 내의 인접한 층들에 대해 열응력 또는 격자 응력을 유도할 수 있다. 그러한 응력은 스택의 물리적 특성 또는 재료 특성의 변화를 추가로 야기할 수 있고, 따라서 IR 반사 Ag 기반 층에 영향을 줄 수 있으며, 이는 저-E 스택 성능의 저하를 가져온다.
본 발명의 예시적인 실시 형태는 열 템퍼링과 같은 HT 조건에 관계없이, 결정성을 억제하도록 설계된 고굴절률의 도핑된 산화티타늄 유전체 층(들)을 제공한다. 높은 굴절률(n)을 갖고 비정질 또는 실질적으로 비정질이며 따라서 열처리(HT) 시에 실질적으로 안정한, 저-E 코팅에 사용하기 위한 고굴절률의 도핑된 산화티타늄 유전체 층(2)이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 코팅된 물품은 은, 금 등과 같은 재료의 적어도 하나의 적외선(IR) 반사 층(4), 및 도핑된 산화티타늄(예를 들어, Nb, Sn, ZnSn, Y, Zr, 및/또는 Ba와 같은 적어도 하나의 추가 원소로 도핑된 TiO2)의 또는 그를 포함하는 적어도 하나의 고굴절률 유전체 층(2; 및 가능하게는 6)을 갖는 저 방사율(저-E) 코팅을 포함한다. 도핑된 산화티타늄 층(들)(2)(및 가능하게는 층(6))은, 열 템퍼링과 같은 선택적인 열처리(HT)를 더 잘 견디도록, 저-E 코팅에서 (결정질과는 대조적으로) 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 하는 방식으로 설계 및 침착된다. 도핑된 산화티타늄 층(들)(2, 6)을 산소 결핍 분위기에서 스퍼터 침착하는 것은 도핑된 산화티타늄 층(2, 6)이 (결정질과는 대조적으로) 비정질 또는 실질적으로 비정질인 상태로 침착되게 하고 바람직한 투과 특성을 갖게 하며, 이는 결국 놀랍게도 그리고 예상외로 층 및 전체 코팅이 HT 시에 더 안정하게 되게 하는 것으로 밝혀졌다. Ti와 그의 도펀트(들) 사이(예를 들어, Ti와 Sn 사이, 또는 Ti와 Ba 사이, 또는 Ti와 Y 사이 등)의 원자 반경의 차이는, 층을 스퍼터 침착할 때 사용되는 스퍼터링 가스 분위기 내의 산소 함량을 감소시켜 둘 모두의 원자의 산화 상태를 변화시킴으로써 향상 및 조정될 수 있으며, 스퍼터링 분위기에서의 이러한 산소 결핍은 격자 무질서(예를 들어, 격자 형성에서의 붕괴)를 야기하고, 침착된 도핑된 산화티타늄 층에서의 결정의 형성을 방해하여, 심지어 고온 열 템퍼링에서도 안정한 스퍼터 침착된 층(들)(2, 6)을 위한 비정질 또는 실질적으로 비정질 구조를 야기하는 것으로 밝혀졌다 Ti 및 도펀트 이온의 이온 반경의 차이가 크면 격자를 붕괴시키고 화합물의 결정 성장을 방해할 수 있다. 이온 반경은 산화 상태 및 배위 수(coordination number)에 따라 좌우된다. 스퍼터링 가스상 분위기에서의 낮은 산소 조건은 Ti를 더 낮은 산화 상태 및/또는 더 낮은 배위로 강제하며, 이는 결국 도펀트(예를 들어, Sn, SnZn, Ba, 또는 Y)와의 이온 반경 차이가 더 커지게 한다. 그 결과, 산소 결핍 분위기에서 스퍼터 침착된 도핑된 산화티타늄 층(들)(2, 6)은, 예를 들어 큰 이온 반경 차이 및 격자 붕괴로 인해 비정질 또는 실질적으로 비정질인 상태로 침착되며, 따라서 열 템퍼링 또는 열 굽힘과 같은 선택적인 HT 시에 열안정성을 갖는다. 도핑된 산화티타늄 층(2; 및/또는 6)은, 층(2; 및/또는 6)을 침착할 때 사용되는 산소 결핍으로 인해, 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서 아화학량론적(substoichiometric)이어서 단지 부분적으로만 산화될 수 있거나, 또는 소정의 예시적인 실시 형태에서 선택적으로 완전히 산화될 수 있는 것으로 인식될 것이다. 고굴절률 층(들)(2,6)은 바람직한 실시 형태에서 유전체 고굴절률 층일 수 있으며, 이는 열안정성을 갖는 것에 더하여 반사방지 목적, 투과, 및/또는 색 조정 목적을 위해 제공될 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 저-E 코팅은 모놀리식 또는 단열 유리(IG) 창문 유닛, 차량 창문 등과 같은 응용에 사용될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "실질적으로 비정질"은 대부분 비정질이며, 결정질보다 더 비정질임을 의미한다. 예를 들어, "실질적으로 비정질"은 60% 이상 비정질, 80% 이상 비정질, 90% 이상 비정질, 및 완전히 비정질인 것을 포함한다. 비정질 또는 실질적으로 비정질인 고굴절률의 도핑된 산화티타늄 층(들)(2, 6)은 투명 유전체 고굴절률 층일 수 있으며, 바람직한 실시 형태에서 산화 및/또는 질화될 수 있고, 열안정성을 갖는 것에 더하여 반사 방지 목적 및/또는 색 조정 목적을 위해 제공된다. 도핑된 산화티타늄 층(들)(2, 6)이 질화물인 경우, 바람직하게는 질소 함량은 0 내지 10%(원자%), 더욱 바람직하게는 0 내지 5%(원자%)와 같이 작다.
따라서, 본 명세서에서 논의된 도핑된 산화티타늄 층(2; 및 가능하게는 6)은 비정질 또는 실질적으로 비정질인 스퍼터 침착된 층을 실현하기 위해 산소 결핍 분위기에서 스퍼터 침착될 수 있다. 본 발명의 소정 예시적인 실시 형태에서, 도핑된 산화티타늄 층(2; 및 가능하게는 6)이 스퍼터 침착되는 가스상 분위기의 50% 이하, 더 바람직하게는 40% 이하, 더욱 더 바람직하게는 35% 이하, 그리고 가장 바람직하게는 25% 이하는 산소 가스로 구성된다. 분위기 내의 가스의 나머지는 아르곤 가스 등과 같은 불활성 가스일 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링 챔버(들) 내의 예시적인 20% 산소 분위기는 20% 산소 가스 및 80% 아르곤 가스로 구성된다. 의도적으로 또는 의도치 않게, 소량의 다른 가스가 또한 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 코팅된 물품의 단면도이다. 코팅된 물품은 기재(1)(예를 들어, 약 1.0 내지 10.0 mm 두께, 더욱 바람직하게는 약 1.0 mm 내지 6.0 mm 두께의 투명, 녹색, 청동색, 또는 청록색 유리 기재), 및 기재(1) 상에 직접적으로 또는 간접적으로 제공된 다층 코팅(또는 층 시스템)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예시적인 저-E 코팅은, 본 명세서에 논의된 바와 같이 도핑된 산화티타늄에 기초한 고굴절률의 비정질 또는 실질적으로 비정질인 투명 유전체 층(2), 산화아연 및/또는 주석산아연 포함 접촉 층(3)(예를 들어, ZnOx(여기서, "x"는 약 1일 수 있음); 또는 ZnAlOx), 은, 금 등의 또는 그를 포함하는 IR(적외선) 반사 층(4), Ni 및/또는 Cr의 산화물(예를 들어, NiCrOx) 또는 다른 적합한 재료의 또는 그를 포함하는 상부 접촉 층(5), 및 산화아연 또는 주석산아연과 같은 중간 굴절률 층일 수 있거나 본 명세서에 논의된 도핑된 산화티타늄과 같은 고굴절률 층일 수 있는 유전체 층(6), 산화아연, 산화주석, 및/또는 주석산아연 또는 다른 적합한 재료의 또는 그를 포함하는 선택적인 중간 굴절률 층(7), 및 질화규소 및/또는 산질화규소 또는 다른 적합한 재료의 또는 그를 포함하는 유전체 층(8)의 또는 그를 포함하는 유전체 오버코트(overcoat)의 것이거나 그를 포함할 수 있다. 질화규소 포함 층(예를 들어, 층(8))은 Al, 산소 등을 추가로 포함할 수 있고, 산화아연 기반 층은 주석 및/또는 알루미늄을 또한 포함할 수 있다. 다른 층 및/또는 재료가 또한 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서 코팅 내에 제공될 수 있으며, 소정 층이 소정의 예시적인 경우에 제거되거나 분할될 수 있는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 산화지르코늄 층 또는 AlSiBOx 층(도시되지 않음)이 질화규소 층(8) 바로 위에 제공되어 그와 접촉할 수 있다. 다른 예로서, 질화규소와 같은 중간 굴절률 층이 유리 기재(1)와 고굴절률 층(2) 사이에 제공될 수 있다. 다른 예로서, 예를 들어 산화주석을 포함하는 유전체 층 스택에 의해 이격된 2개의 은 기반 IR 반사 층이 제공될 수 있으며, 도 1의 오버코트 및/또는 언더코트(undercoat)가 그에 사용될 수 있다. 더욱이, 상기 논의된 층들 중 하나 이상은 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서 다른 재료로 도핑될 수 있다. 도 1의 스택은 본 명세서에 논의된 고굴절률의 도핑된 산화티타늄 층(들)(2 및/또는 6)에 대한 예시적인 위치(들)를 예시하기 위한 예시의 목적으로만 제공되기 때문에, 본 발명은 도 1에 도시된 층 스택에 제한되지 않는다.
모놀리식의 경우, 코팅된 물품은 오직 하나의 기재, 예를 들어 유리 기재(1)를 포함한다(도 1 참조). 그러나, 본 명세서에서의 모놀리식 코팅된 물품은 예를 들어 IG 창문 유닛과 같은 장치에 사용될 수 있다. 전형적으로, IG 창문 유닛은 2개 이상의 이격된 기재를 포함할 수 있으며, 이 기재들 사이에 공기 간극이 형성되어 있다. 예시적인 IG 창문 유닛은, 예를 들어 미국 특허 제5,770,321호, 제5,800,933호, 제6,524,714호, 제6,541,084호 및 미국 특허 출원 공개 제2003/0150711호에 예시 및 기재되어 있으며, 이들의 개시 내용은 모두 본 명세서에 참고로 포함된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 코팅된 유리 기재는 스페이서(들), 실란트(들) 등을 통해 다른 유리 기재에 결합될 수 있으며, IG 창문 유닛에서는 이들 사이에 간극이 형성되어 있다. 소정의 예시적인 경우에, 코팅은 간극을 향하는 유리 기재(1)의 면, 즉 표면 #2 또는 표면 #3 상에 제공될 수 있다. 다른 예시적인 실시 형태에서, IG 창문 유닛은 추가 유리 시트를 포함할 수 있다(예를 들어, IG 유닛은 2개 대신에 3개의 이격된 유리 시트를 포함할 수 있다).
고굴절률 투명 유전체 층(2)(및 본 명세서에서 논의되는 도핑된 산화티타늄의 경우, 층(6))은 바람직하게는 굴절률(n, 550 nm에서 측정됨)이 2.12 이상, 더욱 바람직하게는 2.20 이상, 더욱 바람직하게는 2.25 이상이다. 이들 층은 선택적으로 소량의 질소, 예를 들어 15%(원자%) 이하, 더욱 바람직하게는 10%(원자%) 이하, 그리고 가장 바람직하게는 5%(원자%) 이하의 질소를 포함할 수 있다. 산화티타늄(예를 들어, TiO2)은 높은 산소 가스 함량을 수반하는 정상 스퍼터링 조건 하에서 결정질이 되도록 스퍼터 침착된다. 그러나, 저-E 코팅 내의 결정질 산화티타늄 층은, 열 템퍼링과 같은 HT 시에 불안정하기 때문에 문제가 있다.
고굴절률 투명 유전체 층(2)(및 본 명세서에서 논의되는 도핑된 산화티타늄의 경우, 층(6))은 산화티타늄에 기초하며, 바람직하게는 Nb, Sn, ZnSn, Y, Zr, 및/또는 Ba 중 하나 이상으로 도핑된 산화티타늄(예를 들어, TiO2 또는 TiOx(여기서, x 는 1.5 내지 2.0, 가능하게는 1.6 내지 1.97임)을 포함한다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도핑된 산화티타늄 층(2 및/또는 6)은 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti, 더욱 바람직하게는 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti, 더욱 더 바람직하게는 약 87 내지 99%(원자%)의 Ti, 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 도펀트, 더욱 바람직하게는 약 1 내지 20%(원자%)의 도펀트, 그리고 가장 바람직하게는 약 1 내지 13%(원자%)의 도펀트의 금속 함량을 가지며, 여기서 도펀트는 Nb, Sn, ZnSn, Y, Zr, 및/또는 Ba 중 하나 이상의 것이거나 그를 포함한다. 이들 도펀트의 양은 본 명세서에서 논의된 산소 결핍 시 충분한 격자 부정합을 제공하기에 충분하며, 또한 층이 충분히 높은 굴절률(n)을 갖게 하기에 충분히 낮은 것으로 밝혀졌다.
투명 유전체 하부 접촉 층(3)은 산화아연(예를 들어, ZnO), 주석산아연, 또는 다른 적합한 재료의 것일 수 있거나 그를 포함할 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 층(3)의 산화아연은 또한 Al(예를 들어, ZnAlOx를 형성함) 또는 Sn과 같은 다른 재료를 함유할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 산화아연 층(3)은 약 1 내지 10%의 Al(또는 B), 더욱 바람직하게는 약 1 내지 5%의 Al(또는 B), 그리고 가장 바람직하게는 약 2 내지 4%의 Al(또는 B)로 도핑될 수 있다. 층(4)의 은 아래에 산화아연(3)을 사용하는 것은 은의 우수한 품질이 달성되게 한다. 산화아연 층(3)은 전형적으로 결정질 상태로 침착된다. (예를 들어, 하기에 논의될) 소정의 예시적인 실시 형태에서, 산화아연 포함 층(3)은 세라믹 ZnO 또는 금속 회전식 마그네트론 스퍼터링 타겟(target)을 스퍼터링하는 것을 통해 형성될 수 있다.
적외선(IR) 반사 층(4)은 바람직하게는 실질적으로 또는 완전히 금속성 및/또는 전도성이고, 은(Ag), 금, 또는 임의의 다른 적합한 IR 반사 재료를 포함하거나 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. IR 반사 층(4)의 은은 소정의 예시적인 실시 형태에서 Pd, Zn 또는 Cu와 같은 다른 재료(들)로 도핑될 수 있다. IR 반사 층(4)은 코팅이 저-E 특성 및/또는 양호한 태양광 제어(solar control) 특성, 예를 들어 낮은 방사도(emittance), 낮은 시트 저항 등을 갖게 하는 데 도움이 된다. 그러나, IR 반사 층은 본 발명의 소정의 실시 형태에서 약간 산화될 수 있다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태로 본 명세서에 논의된 도핑된 산화티타늄 층을 포함하는 이중 또는 삼중 은 스택에서, 적어도 하나의 유전체 층에 의해 저-E 코팅 내에서 이격된 다수의 은 기반 IR 반사 층(4)이 제공될 수 있다.
상부 접촉 층(5)은 IR 반사 층(4) 위에 위치되고 그와 직접 접촉하며, 이는 소정의 예시적인 실시 형태에서 Ni 및/또는 Cr의 산화물의 것일 수 있거나 그를 포함할 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 상부 접촉 층(5)은 니켈(Ni) 산화물, 크롬(Cr) 산화물, 또는 니켈 합금 산화물, 예를 들어 니켈 크롬 산화물(NiCrOx), 또는 다른 적합한 재료(들), 예를 들어 NiCrMoOx, NiCrMo, Ti, NiTiNbOx, TiOx, 금속 NiCr 등의 것일 수 있거나 그를 포함할 수 있다. 본 발명의 상이한 실시 형태에서, 접촉 층(5)은 산화 그레이딩될(oxidation graded) 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 산화 그레이딩이란 층 내의 산화 정도가 층의 두께를 통해 변화하여, 예를 들어 바로 인접한 IR 반사 층으로부터 추가로 또는 더욱/가장 멀리 떨어진 접촉 층의 부분에서보다 바로 인접한 IR 반사 층(4)과의 접촉 계면에서 접촉 층이 덜 산화되도록 그레이딩될 수 있음을 의미한다. 접촉 층(5)은 본 발명의 상이한 실시 형태에서 전체 IR 반사 층(4)을 가로질러 연속적일 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.
예시된 도 1의 코팅 아래에 또는 위에 다른 층(들)이 또한 제공될 수 있다. 따라서, 층 시스템 또는 코팅이 (직접적으로 또는 간접적으로) 기재(1) "상"에 있거나 기재(1)"에 의해 지지"되지만, 다른 층(들)이 이들 사이에 제공될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 다른 층(들)이 층(2)과 기재(1) 사이에 제공되는 경우에도, 도 1의 코팅은 기재(1) "상"에 있으며 기재(1)"에 의해 지지되는" 것으로 간주될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 소정의 실시 형태의 전체적인 사상으로부터 벗어남이 없이, 소정 실시 형태에서는 예시된 코팅의 소정 층이 제거될 수 있는 반면, 본 발명의 다른 실시 형태에서는 다른 층들이 다양한 층들 사이에 추가될 수 있거나, 또는 다양한 층(들)이 다른 층(들)에 의해 분할되어, 분할된 섹션들 사이에 상기 다른 층(들)이 추가될 수 있다. 예를 들어 그리고 제한 없이, 질화규소 층(5)은 제거될 수 있다.
다양한 두께가 본 발명의 상이한 실시 형태에서 사용될 수 있지만, 도 1의 실시 형태에서 유리 기재(1) 상의 각각의 층에 대한 예시적인 두께 및 재료는, 유리 기재로부터 바깥쪽으로, 다음과 같을 수 있다(예를 들어, 산화아연 층 및 질화규소 층 내의 Al 함량은 소정의 예시적인 경우에 약 1 내지 10%, 더욱 바람직하게는 약 1 내지 5%일 수 있다). 두께는 옹스트롬(Å) 단위이다.
[표 1]
Figure pct00001
본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 본 발명의 코팅된 물품(예를 들어, 도 1 참조)은, 모놀리식 방식으로 측정 시에, 표 2에 제시된 하기 저-E(저 방사율), 태양광 및/또는 광학 특성을 가질 수 있다.
[표 2]
Figure pct00002
도핑된 산화티타늄 고굴절률 투명 유전체 층(2; 및 가능하게는 6)이 상기 도 1의 저-E 코팅과 관련하여 도시 및 기재되지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않는다. 본 명세서에 기재된 도핑된 산화티타늄 고굴절률 투명 유전체 층(예를 들어, 층(2))은 임의의 적합한 저-E 코팅에서 IR 반사 층(들) 위에 또는 아래에 고굴절률 층(들)으로서 사용될 수 있다. 그러한 도핑된 산화티타늄 층(2) 중 하나 이상이 임의의 적합한 저-E 코팅에 제공될 수 있다. 예를 들어 그리고 제한 없이, 상기에 및/또는 본 명세서에 기재된 바와 같은 비정질 또는 실질적으로 비정질인 도핑된 산화티타늄 층(2)은 미국 특허 제9,212,417호, 제9,297,197호, 제7,390,572호, 제7,153,579호, 제9,365,450호, 및 제9,403,345호 중 임의의 특허의 임의의 저-E 코팅에서 임의의 고굴절률(예를 들어, TiOx 또는 TiO2) 층을 대체하는 데 사용될 수 있으며, 상기 특허들은 모두 본 명세서에 참고로 포함된다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에 따른 코팅된 물품의 단면도이다. 층(2) 내지 층(8)은 상기에 기재된 층(2) 내지 층(8)과 동일하며, 도 2는 예를 들어 오버코트에서 고굴절률 층(2, 6)으로서 사용하기 위한 Nb-도핑된 TiOx 층(예를 들어, TiNbO2) 층뿐만 아니라 AlSiBOx의 또는 그를 포함하는 캡핑(capping) 층을 예시한다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에 따른 코팅된 물품의 단면도이다. 도 4는, 도 4의 실시 형태에서 질화규소 또는 산화아연과 같은 재료의 또는 그를 포함하는 중간 굴절률(n) 층(23)이 유리 기재(1)와 도핑된 산화티타늄 층(2) 사이에 제공되고 그들과 직접 접촉하며, SiO2와 같은 재료의 저굴절률 층(21)이 층(8) 대신에 제공되는 것을 제외하고는, 도 1과 유사하다. 본 명세서에 논의된 바와 같은 도핑된 산화티타늄은 도 4의 실시 형태에서 접촉 층(5) 바로 위의 층에 사용됨에 유의한다.
TiNbOx/ZnO 또는 SnZnO/Ag/접촉, 예를 들어 NiTiNb/TiNbOx/Si3N4/AlBSiOx의 조합을 갖는 도 2에 도시된 것과 같은 신규한 오버코트 설계를 통해, 높은 투과율 및 높은 태양광 이득(solar gain)(높은 SGHC 값)을 갖는 창문 코팅이 달성된다. 이러한 스택은 코팅 후에 열 템퍼링될 수 있는 것으로 밝혀졌으며, 이는 TiO2의 고굴절률 층을 갖는 것들과 같이 실제로 템퍼링될 수 없는 그러한 필름에 비하여 상당한 이점이 된다. 높은 태양광 이득 계수(SHGC)의 저-E 코팅 유리가 한랭 기후에서 요구된다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 실시예 1의 층 스택이 도 5에 도시되어 있으며, 이때 층 스택은 Nb-도핑된 TiO2의 2개의 층을 포함한다. 이러한 스택은 열처리 가능하며, 모놀리식 및 IG 창문 응용과 같은 저-E 응용에서 양호한 광학 및 열적 성능을 달성할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
도 6은 실시예 1의 도 5의 층 스택의 광학/열 특성을 나타내는 차트이다. 코팅된 물품은 높은 가시광 투과율, 실질적으로 중성색, 낮은 방사율, 열처리성, 및 높은 SHGC 및 LSG 값의 조합을 달성함을 알 수 있다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 코팅된 물품은 53 이상, 더욱 바람직하게는 55 이상, 더욱 바람직하게는 57 이상의 SHGC 값을 달성하는 것이 바람직할 수 있다. 우수한 성능은 TiNbOx 재료와 직접 관련된다: TiNbOx가 ZnSnO 또는 Si3N4로 대체되면, 성능은 Tvis(가시광 투과율) 및 SHGC의 강하를 겪는다. 더욱이, 실시예 1은 열 템퍼링 가능하다.
독특한 오버코트 TiNbOx/ZnO/Si3N4/AlSiBOx가 유리하다. 오버코트에 ZnO가 없는 경우, 흡수는 2% 증가를 나타내었고, Tvis는 2% 감소를 나타내었다. 그리고 ZnO가 Si3N4를 대체하는 경우, 필름은 HT로 인한 방사율 증가 및 HT로 인한 가시광 투과율 감소를 비롯한 템퍼링 공정 후의 불량한 성능으로 변화되었다. 따라서, 오버코트의 TiNbOx/ZnO/Si3N4 부분의 조합은 놀랍게도 유리하다. AlSiBOx를 캡핑 층으로서 사용하면, SHGC가 56%에서 57%로 증가하였다. 따라서, 이러한 캡핑 층이 또한 예상외로 유리한 것으로 밝혀졌다.
TiNbOx에 대한 스퍼터 침착 공정은 특정 산소 가스 함량 범위 내에 있어야 하는 것으로 또한 밝혀졌다. 특히, 산소 결핍 분위기가 최상이며, 최상의 범위는 스퍼터링 챔버 분위기 내의 20 내지 60%, 더욱 바람직하게는 25 내지 40%의 산소 가스인 것으로 밝혀졌다. 실험에서, TiNbOx를 침착할 때 30%의 O2 유동이 최적화된 조건이다. 스퍼터링 분위기 내의 산소 가스 함량이 너무 낮으면(예를 들어, 20% 미만), TiNbOx는 금속에 더 가까우며 흡수가 높아서 투과율이 너무 낮아질 것이다. 반면에, 스퍼터링 챔버 내의 산소 가스 함량이 50% 이상과 같이 너무 높으면, 투과율은 감소될 것이고 방사율은 더 높을 것이며, IR 영역에서의 반사율은 더 낮을 것인데, 이들 모두는 창문 코팅에서 바람직하지 않은 성능이다. 이와 관련하여, 도 3은 Nb-도핑된 산화티타늄이 스퍼터 침착된 챔버 내에서 상이한 산소 가스 함량(30% 대 50%)에 대해 코팅된 그대로(AC)의 상태에서 고굴절률 Nb-도핑된 산화티타늄 층을 포함하는 층 스택의 투과율(T)%, 유리면 반사율(G)%, 및 필름면 반사율(F)%을 파장(nm)에 대해 플롯한 파장(nm)에 대한 백분율(%)의 그래프이다. 이들 실시예에 대한 광학 결과가 도 7에 제시되고 비교되어 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 유리 기재에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품이 제공되며, 상기 코팅은 유리 기재 상의 제1 투명 유전체 층; 적어도 제1 투명 유전체 층 위에 위치된, 유리 기재 상의 은을 포함하는 적외선(IR) 반사 층; 및 적어도 IR 반사 층 위에 위치된, 유리 기재 상의 제2 투명 유전체 층
을 포함하며; 제1 투명 유전체 층 및 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 비정질 또는 실질적으로 비정질이며, Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나로 도핑된 Ti의 산화물을 포함하고, 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층의 금속 함량은 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나를 포함한다.
직전 단락의 코팅된 물품에서, 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층의 금속 함량은 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
선행하는 2개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층의 금속 함량은 약 87 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 13%(원자%)의 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
선행하는 3개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 굴절률(n)이 (550 nm에서) 2.12 이상, 더욱 바람직하게는 2.20 이상, 그리고 가장 바람직하게는 2.25 이상일 수 있다.
선행하는 4개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 코팅은 저-E 코팅일 수 있으며 정상 방사율(En)이 0.2 이하, 더욱 바람직하게는 0.10 이하일 수 있다.
선행하는 5개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 (i) Ti와 Sn의 산화물, 및 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Sn의 금속 함량(이 맵은 선택적으로 Zn을 추가로 포함함); (ii) Ti와 Sn의 산화물, 및 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 Sn을 포함하는 금속 함량; (iii) Ti, Sn, 및 Zn의 산화물; (iv) Ti와 Y의 산화물, 및 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Y, 더욱 바람직하게는 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 Y를 포함하는 금속 함량; (v) Ti와 Ba의 산화물, 및 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Ba, 더욱 바람직하게는 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 Ba를 포함하는 금속 함량; (vi) Ti와 Zr의 산화물, 및 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Zr, 더욱 바람직하게는 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 Zr을 포함하는 금속 함량; 및/또는 (vii) Ti와 Nb의 산화물, 및 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Nb, 더욱 바람직하게는 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 Nb를 포함하는 금속 함량 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
선행하는 6개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 제1 유전체 층은 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층일 수 있으며 유리 기재와 IR 반사 층 사이에 위치되고, 유리 기재와 직접 접촉할 수 있다.
선행하는 7개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 코팅은 질화규소를 포함하는 층을 포함하는 오버코트를 포함할 수 있다.
선행하는 8개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 코팅은, 적어도 유리 기재와 제1 투명 유전체 층 사이에 위치된, 질화규소를 포함하는 층을 추가로 포함할 수 있다.
선행하는 9개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 코팅은 IR 반사 층 아래에 위치되고 그와 직접 접촉하는, 산화아연 및/또는 주석산아연을 포함하는 층을 추가로 포함할 수 있다.
선행하는 10개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 코팅은 IR 반사 층 위에 위치되고 그와 직접 접촉하는, Ni 및/또는 Cr의 산화물을 포함하는 층을 추가로 포함할 수 있다.
선행하는 11개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 코팅된 물품은 열 템퍼링될 수 있다.
선행하는 12개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품에서, 코팅된 물품은 가시광 투과율이 50% 이상, 더욱 바람직하게는 60% 이상, 더욱 더 바람직하게는 70% 이상, 더욱 더 바람직하게는 80% 이상 또는 85% 이상일 수 있다(예를 들어, 모놀리식 방식으로 측정됨).
선행하는 13개의 단락 중 임의의 단락의 코팅된 물품은, 유리 기재 상의 제1 투명 유전체 층을 스퍼터 침착하는 단계; 적어도 제1 투명 유전체 층 위에 위치된, 유리 기재 상의 은을 포함하는 적외선(IR) 반사 층을 스퍼터 침착하는 단계; 및 적어도 IR 반사 층 위에 위치된, 유리 기재 상의 제2 투명 유전체 층을 스퍼터 침착하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있으며; 제1 투명 유전체 층 및 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 하는, 금속 또는 세라믹 타켓(들)을 통한, 방식으로 스퍼터 침착되며 Ti와 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나의 산화물을 포함한다. 이 방법에서, 제1 투명 유전체 층 및 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는, 스퍼터링 동안 금속들에 대한 이온 반경의 차이가 층의 비정질 또는 실질적으로 비정질인 구조를 야기하는 격자 무질서를 유발하도록 하는 산소 결핍 분위기에서 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 스퍼터 침착될 수 있다. 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층을 스퍼터 침착하는 동안, 스퍼터 침착 동안의 산소는, Ti와 도펀트 금속 사이의 이온 반경의 15 pm 이상(더욱 바람직하게는, 20 pm 이상)의 평균 차이를 야기하여 격자 무질서가 스퍼터 침착되는 층의 비정질 또는 실질적으로 비정질인 구조를 야기하도록, 스퍼터링 분위기 내의 산소 가스 및/또는 스퍼터링 타깃 재료 내의 산소의 제어를 통해 제어될 수 있다. Ti와 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나의 산화물을 포함하는 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층을 스퍼터 침착하는 동안, 스퍼터링 분위기는 50% 이하의 산소 가스, 더욱 바람직하게는 40% 이하의 산소 가스, 그리고 가장 바람직하게는 35% 이하의 산소 가스를 함유하도록 제어될 수 있으며, 가스의 나머지는 아르곤 가스 및/또는 임의의 다른 적합한 가스일 수 있다.
본 발명은 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시 형태로 고려되는 것과 관련하여 설명되어 있지만, 본 발명은 개시된 실시 형태로 제한되지 않고, 대조적으로, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주 내에 포함되는 다양한 변형 및 등가의 구성을 포함하고자 함이 이해되어야 한다.

Claims (32)

  1. 유리 기재(substrate)에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서,
    상기 코팅은
    상기 유리 기재 상의 제1 투명 유전체 층;
    적어도 상기 제1 투명 유전체 층 위에 위치된, 상기 유리 기재 상의 은을 포함하는 적외선(IR) 반사 층; 및
    적어도 상기 IR 반사 층 위에 위치된, 상기 유리 기재 상의 제2 투명 유전체 층
    을 포함하며;
    상기 제1 투명 유전체 층 및 상기 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 비정질 또는 실질적으로 비정질이며, Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나로 도핑된 Ti의 산화물을 포함하고, 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층의 금속 함량은 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나를 포함하는, 코팅된 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층의 금속 함량은 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나를 포함하는, 코팅된 물품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층의 금속 함량은 약 87 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 13%(원자%)의 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나를 포함하는, 코팅된 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 굴절률(n)이 2.12 이상인, 코팅된 물품.
  5. 제4항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 굴절률(n)이 2.20 이상인, 코팅된 물품.
  6. 제4항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 굴절률(n)이 2.25 이상인, 코팅된 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 저-E(low-E) 코팅이며 정상 방사율(En)이 0.2 이하인, 코팅된 물품.
  8. 제7항에 있어서, 상기 코팅은 저-E 코팅이며 정상 방사율(En)이 0.10 이하인, 코팅된 물품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 Ti와 Nb의 산화물을 포함하며, 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Nb의 금속 함량을 포함하는, 코팅된 물품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 Ti와 Nb의 산화물을 포함하며, 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 Nb를 포함하는 금속 함량을 포함하는, 코팅된 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유전체 층은 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층이며 상기 유리 기재와 상기 IR 반사 층 사이에 위치되는, 코팅된 물품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 질화규소를 포함하는 층을 포함하는 오버코트(overcoat)를 포함하는, 코팅된 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은, 적어도 상기 유리 기재와 상기 제1 투명 유전체 층 사이에 위치된, 질화규소를 포함하는 층을 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은, 상기 IR 반사 층 아래에 위치되고 그와 직접 접촉하는, 산화아연을 포함하는 층을 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은, 상기 IR 반사 층 위에 위치되고 그와 직접 접촉하는, Ni 및/또는 Cr의 산화물을 포함하는 층을 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 물품은 열 템퍼링되는(thermally tempered), 코팅된 물품.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 물품은 가시광 투과율이 50% 이상인, 코팅된 물품.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 은을 포함하는 상기 IR 반사층 위에 제공되는 오버코트를 포함하고, 상기 오버코트는 TiNbOx를 포함하는 층, 산화아연을 포함하는 층, 및 질화규소를 포함하는 층을 포함하고, 상기 산화아연을 포함하는 층은 상기 TiNbOx를 포함하는 층과 상기 질화규소를 포함하는 층 사이에 위치되고 그들과 직접 접촉하는, 코팅된 물품.
  19. 제18항에 있어서, 상기 오버코트는 AlSiBOx를 포함하는 최상측 층을 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
  20. 유리 기재에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서,
    상기 코팅은
    상기 유리 기재 상의 제1 투명 유전체 층;
    적어도 상기 제1 투명 유전체 층 위에 위치된, 상기 유리 기재 상의 적외선(IR) 반사 층; 및
    적어도 상기 IR 반사 층 위에 위치된, 상기 유리 기재 상의 제2 투명 유전체 층
    을 포함하며;
    상기 제1 투명 유전체 층 및 상기 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 비정질 또는 실질적으로 비정질이며 Ti와 Nb의 산화물을 포함하고, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층의 금속 함량은 (a) 약 30 내지 70%(원자%)의 Ti 및 약 30 내지 70%(원자%)의 Nb, 또는 (b) 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 적어도 하나의 Nb, 더욱 바람직하게는 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 적어도 하나의 Nb, 그리고 때때로 약 87 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 13%(원자%)의 Nb 중 어느 하나를 포함하는, 코팅된 물품.
  21. 유리 기재에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    상기 유리 기재 상의 제1 투명 유전체 층을 스퍼터 침착(sputter depositing)하는 단계;
    적어도 상기 제1 투명 유전체 층 위에 위치된, 상기 유리 기재 상의 은을 포함하는 적외선(IR) 반사 층을 스퍼터 침착하는 단계; 및
    적어도 상기 IR 반사 층 위에 위치된, 상기 유리 기재 상의 제2 투명 유전체 층을 스퍼터 침착하는 단계
    를 포함하며;
    상기 제1 투명 유전체 층 및 상기 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 스퍼터 침착되며 Ti와 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나의 산화물을 포함하는, 코팅된 물품의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층의 금속 함량은 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Nb, Sn, SnZn, Zr, Y, 및 Ba 중 적어도 하나를 포함하는, 코팅된 물품의 제조 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 스퍼터 침착되는 상기 제1 투명 유전체 층 및 상기 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 스퍼터링 동안 금속들에 대한 반경의 차이가 상기 층의 비정질 또는 실질적으로 비정질인 구조를 야기하는 격자 무질서(lattice disorder)를 유발하도록 산소 결핍 분위기에서 스퍼터 침착되는, 코팅된 물품의 제조 방법.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 저-E 코팅이며 정상 방사율(En)이 0.2 이하인, 코팅된 물품의 제조 방법.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅이 그 위에 있는 상기 유리 기재를 열 템퍼링하는 단계를 추가로 포함하는, 코팅된 물품의 제조 방법.
  26. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 물품은 가시광 투과율이 50% 이상인, 코팅된 물품의 제조 방법.
  27. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 Ti와 Nb의 산화물을 포함하며, 약 70 내지 99.5%(원자%)의 Ti 및 약 0.5 내지 30%(원자%)의 Nb를 포함하는 금속 함량을 포함하는, 코팅된 물품의 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 Ti와 Nb의 산화물을 포함하며, 약 80 내지 99%(원자%)의 Ti 및 약 1 내지 20%(원자%)의 Nb를 포함하는 금속 함량을 포함하는, 코팅된 물품의 제조 방법.
  29. 제21항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 Ti와 Nb의 산화물을 포함하고, 상기 Ti와 Nb의 산화물을 침착하기 위한 스퍼터링 공정 동안, 상기 층은 20 내지 60%의 산소 가스를 포함하는 산소 결핍 분위기에서 스퍼터 침착되는, 코팅된 물품의 제조 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 비정질 또는 실질적으로 비정질인 층은 Ti와 Nb의 산화물을 포함하고, 상기 Ti와 Nb의 산화물을 침착하기 위한 스퍼터링 공정 동안, 상기 층은 25 내지 40%의 산소 가스를 포함하는 산소 결핍 분위기에서 스퍼터 침착되는, 코팅된 물품의 제조 방법.
  31. 유리 기재에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    상기 유리 기재 상의 제1 투명 유전체 층을 스퍼터 침착하는 단계;
    적어도 상기 제1 투명 유전체 층 위에 위치된, 상기 유리 기재 상의 은을 포함하는 적외선(IR) 반사 층을 스퍼터 침착하는 단계; 및
    적어도 상기 IR 반사 층 위에 위치된, 상기 유리 기재 상의 제2 투명 유전체 층을 스퍼터 침착하는 단계
    를 포함하며;
    상기 제1 투명 유전체 층 및 상기 제2 투명 유전체 층 중 적어도 하나는 비정질 또는 실질적으로 비정질이 되도록 스퍼터 침착되며, Ti와 Nb의 산화물을 포함하고;
    상기 Ti와 Nb의 산화물을 포함하는 층을 침착하기 위한 스퍼터링 공정 동안, 상기 층은 20 내지 60%의 산소 가스를 포함하는 산소 결핍 분위기에서 스퍼터 침착되는, 코팅된 물품의 제조 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 산소 결핍 분위기는 25 내지 40%의 산소 가스를 함유하는, 코팅된 물품의 제조 방법.
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