(57)【要約】  本発明は、低保守コーティングを担持する基板を提供する。コーティングは、少なくとも２つのフィルム：任意的にシリカ（例えば、二酸化珪素）からなるベースフィルムおよびチタニア（例えば、二酸化チタン）からなるフィルムを含む。本発明はまた、そのようなコーティングを堆積させる方法も提供する。【選択図】  図１
2008505842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１の主面上に直接配置されたベースフィルムと、前記ベースフィルム上に直接配置されたチタニアからなるフィルムとを含む前記基板上の低保守コーティングであって、前記ベースフィルムの厚みが約３００オングストローム未満であり、前記チタニアからなるフィルムの厚みが５０オングストローム未満である低保守コーティング。
【請求項２】
前記チタニアからなるフィルムが二酸化チタンまたは不足当量（ｓｕｂｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ）酸化チタンを含む請求項１に記載の低保守コーティング。
【請求項３】
前記ベースフィルムがシリカからなる請求項１に記載の低保守コーティング。
【請求項４】
前記ベースフィルムが二酸化珪素を主成分とする請求項３に記載の低保守コーティング。
【請求項５】
前記チタニアからなるフィルムの厚みが３５オングストローム未満である請求項１に記載の低保守コーティング。
【請求項６】
前記チタニアからなるフィルムの厚みが、約５オングストロームから約３０オングストロームの間である請求項１に記載の低保守コーティング。
【請求項７】
前記ベースフィルムの厚みが１００オングストローム未満である請求項１に記載の低保守コーティング。
【請求項８】
前記基板が窓枠に取り付けられた窓板であり、前記コーティングされた第１の主面が屋外環境に露出されている請求項１に記載の低保守コーティング。
【請求項９】
前記ベースフィルムと前記チタニアからなるフィルムが何れもスパッタフィルムである請求項１に記載の低保守コーティング。
【請求項１０】
ガラス板の第１の主面上に配置されたベースフィルムと、前記ベースフィルム上に直接配置されたチタニアからなるフィルムとを含む前記ガラス板上の低保守コーティングであって、前記ベースフィルムがシリカからなり、その厚みが１００オングストローム未満であり、前記チタニアからなるフィルムの厚みが１００オングストローム未満である低保守コーティング。
【請求項１１】
前記チタニアからなるフィルムが二酸化チタンまたは不足当量酸化チタンからなる請求項１０に記載の低保守コーティング。
【請求項１２】
前記ベースフィルムが二酸化珪素を主成分とする請求項１０に記載の低保守コーティング。
【請求項１３】
前記チタニアからなるフィルムの厚みが５０オングストローム未満である請求項１０に記載の低保守コーティング。
【請求項１４】
前記チタニアからなるフィルムの厚みが３５オングストローム未満である請求項１０に記載の低保守コーティング。
【請求項１５】
前記チタニアからなるフィルムの厚みが、約５オングストロームから約３０オングストロームの間である請求項１０に記載の低保守コーティング。
【請求項１６】
前記ガラス板が窓枠に取り付けられた窓板であり、前記コーティングされた第１の主面が屋外環境に露出されている請求項１０に記載の低保守コーティング。
【請求項１７】
前記シリカベースフィルムと前記チタニアからなるフィルムが何れもスパッタフィルムである請求項１０に記載の低保守コーティング。
【請求項１８】
窓板間の空間に界接する、間隔を置いて設けられた２つの窓板からなる絶縁ガラスユニットであって、前記窓板の少なくとも一方が低保守コーティングを担持する所望の主面を有し、当該所望の主面が前記ユニットの外側表面であって前記窓板間の空間から見て外向きに面しており、前記コーティングが当該所望の主面上に直接配置されたベースフィルムと、前記ベースフィルム上に直接配置されたチタニアからなるフィルムとを含み、前記ベースフィルムがシリカからなり、その厚みが１００オングストローム未満であり、前記チタニアからなるフィルムの厚みが５０オングストローム未満である絶縁ガラスユニット。
【請求項１９】
ベースフィルムを基板の第１の主面上に直接堆積させ、チタニアからなるフィルムを前記ベースフィルム上に直接堆積させることを含む低保守コーティングの堆積方法であって、前記ベースフィルムが約３００オングストローム未満の厚みで堆積され、前記チタニアからなるフィルムが５０オングストローム未満の厚みで堆積される低保守コーティングの堆積方法。
【請求項２０】
前記ベースフィルムがシリカからなるフィルムとして堆積される請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ベースフィルムが二酸化珪素を主成分とするフィルムとして堆積される請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記チタニアからなるフィルムが二酸化チタンまたは不足当量酸化チタンからなるフィルムとして堆積される請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記チタニアからなるフィルムが堆積される厚みが３５オングストロームである請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記ベースフィルムが堆積される厚みが１００オングストローム未満である請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
更に、前記基板を、前記コーティングされた第１の主面が屋外環境に露出されるように窓枠に取り付ける工程を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記ベースフィルムと前記チタニアからなるフィルムが何れもスパッタリングによって堆積される請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
前記ガラス板を約摂氏２５０度未満の温度に保ちながら、前記スパッタリングが行われる請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
ベースフィルムをガラス板の第１の主面上に堆積させ、チタニアからなるフィルムを前記ベースフィルム上に直接堆積させることを含む低保守コーティングの堆積方法であって、前記ベースフィルムがシリカからなり、１００オングストローム未満の厚みで堆積され、前記チタニアからなるフィルムが１００オングストローム未満の厚みで堆積される低保守コーティングの堆積方法。
【請求項２９】
前記ベースフィルムが二酸化珪素を主成分とするフィルムとして堆積される請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記チタニアからなるフィルムが二酸化チタンまたは不足当量酸化チタンからなるフィルムとして堆積される請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記チタニアからなるフィルムが堆積される厚みが５０オングストローム未満である請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記チタニアフィルムが堆積される厚みが３５オングストローム未満である請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
更に、前記ガラス板を、前記コーティングされた第１の主面が屋外環境に露出されるように窓枠に取り付ける工程を含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３４】
前記ベースフィルムと前記チタニアからなるフィルムが何れもスパッタリングによって堆積される請求項２８に記載の方法。
【請求項３５】
前記ガラス板を約摂氏２５０度未満の温度に保ちながら、前記スパッタリングが行われる請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２００４年７月１２日に提出された米国仮特許出願第６０／５８７，２１０号および２００５年３月７日に提出された米国仮特許出願第６０／６５９，４９１号に基づく優先権を主張する。それらの開示内容の全ては、ここに参照することにより組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、ガラス板およびその他の基板のための薄膜コーティングを提供する。特に、本発明は、シリカ等のベース層上のチタニアからなるフィルムを含む薄膜コーティングを提供する。本発明はまた、このようなコーティングをガラス板およびその他の基板上に堆積させる方法も提供する。
【背景技術】
【０００３】
二酸化チタンが光触媒として使用可能であることが長年知られている。自浄性を有するコーティングを提供することを目指し、多大な研究がなされてきた。特に、自浄性窓コーティングの研究は活発な探求分野である。これらのコーティングは、一般的には、ガラス窓板上の二酸化チタン層を含む。これらのコーティングは、一般に、高レベルの光活性を達成するために設計された、二酸化チタンの比較的厚い層および／または特定の下層系を備える。厚い二酸化チタン層は、残念ながら高レベルの可視反射率をもたらし、それによって幾分鏡のような外観を生み出す。この高可視反射により、窓上の汚れが強調されて見える傾向がある。また、公知の下層系には、許容光活性レベルを達成するために、下層フィルムに特定の材料および結晶構造を用いる必要があることを教示しているものがある。更に、公知の光触媒コーティングには、許容レベルの光活性を達成するために、フィルム堆積時に加熱を要すると言われているものがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
公知の光触媒コーティングはまた、窓用途に理想的とは言い難い特性を有する傾向がある。上述したように、公知の光触媒コーティングには、その可視反射率が許容できないほど高いものがある。更に、これらのコーティングの反射色は理想的でない傾向がある。また、これらのコーティングの中には、高光活性レベルを促進する大きな表面積を有するよう設計されているため、その表面が特に粗いものがある。これらの粗いコーティングは、残念ながら、研摩されると非常にもろい傾向がある。これらにはまた、特に、汚れやその他の汚染物質が付着したり、こびりついたりしやすい。最後に、近年の光触媒コーティング（例えば、複雑な下層系を有するもの）の一部について、これらのコーティングが最も優れた表面コーティングの要件である長寿命（例えば、現場での経時耐久性）を呈するのかどうかが不明である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、優れた耐久性、優れた光学特性、確実な製造工程、および驚くべき清浄度／保守特性をもたらす低保守コーティングを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下の詳細な説明は、図面を参照して読まれるべきであり、その中では異なる図面における同様の素子に同じ参照符号が付されている。図面は、必ずしも共通の尺度を持つとは限らないが、選択された実施形態を表し、本発明の範囲を限定するものではない。当業者であれば、挙げられた実施例には本発明の範囲内に入る多くの変形例があることを認めるであろう。
【０００７】
本発明の多くの実施形態が、コーティングされた基板に関する。本発明における使用に、幅広い基板の種類が適している。一部の実施形態において、基板１０は、概ね対向した第１の主面１２および第２の主面１４を有するシート状の基板である。例えば、基板は、透明材料のシート（すなわち、透明シート）であってもよい。しかし、基板がシートである必要はなく、透明である必要もない。
【０００８】
基板は、任意的に、種々の建築材料の何れかの部品であってもよい。予期される用途例には、基板がサッシ（例えば、窓サッシまたはドアサッシ）、羽目板（例えば、アルミニウム羽目板）、テントパネル、ターポリン（例えば、フッ素樹脂ターポリン）、プラスチックフィルム（例えば、フッ素プラスチックフィルム）、屋根板、窓用ブラインド（金属、プラスチック、または紙製窓用ブラインド等）、紙製スクリーン（例えば、障子）、欄干、バラスター、またはエスカチオンである実施形態が含まれる。一実施形態において、基板は、壁、天井、または床タイル等のセラミックタイルである。別の実施形態において、基板は、ガラスブロックである。種々の好適なガラスブロックが、サン−ゴバンオーベルランド（ドイツ国、コブレンツ）から一般市場向けに入手可能である。更にその他の実施形態において、基板は、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、テレフタル酸エステルフィルム等である。この種の好適なフィルムは、日本曹達株式会社（日本国、東京）から一般市場向けに入手可能である。更なる実施形態において、基板は、雑音低減柵または壁等の柵または壁である。
【０００９】
その他の予期される用途としては、基板１０が、流し台、トイレ、小便器カバー、照明器具、照明器具用カバー（例えば、ランプカバー）、または他のバスルーム器具または設備の一部である実施形態が含まれる。更にまた、一実施形態における基板は、コンピュータまたは他の機械のキー、ボタン、またはキーパッドである。更に別の実施形態において、基板は、紙製衣料品（例えば、医療専門家のための紙を基材とするシャツ、ドレス、またはズボン）、布製衣料品、または他の繊維の衣料品である。
【００１０】
多くの用途において、基板は、ガラスまたはクリアプラスチック等の透明（または少なくとも半透明）材料からなるであろう。例えば、基板は、ある実施形態において、ガラス板（例えば窓板）である。種々の公知のガラスの種類を用いることができ、一般的に、ソーダ石灰ガラスが好ましいであろう。ある好ましい実施形態において、基板は、窓、天窓、戸、またはその他のグレージングの一部である。場合によっては、基板は、自動車のフロントガラス、自動車のサイドウインドー、車外または車内バックミラー、バンパー、ホイールキャップ、フロントガラスワイパー、または自動車のフードパネル、サイドパネル、トランクパネル、またはルーフパネルの一部である。その他の実施形態において、基板は、水槽ガラス、プラスチック水槽窓、または一枚の温室ガラスの一部である。更なる実施形態において、基板は、冷蔵庫ドアまたは窓の一部等の冷蔵庫パネルである。
【００１１】
本発明において、様々なサイズの基板を使用することができる。一般的に、大面積の基板が用いられる。ある実施形態は、少なくとも約０．５メートル、好ましくは、少なくとも約１メートル、あるいはより好ましくは、少なくとも約１．５メートル（例えば、約２メートルから約４メートルの間）であり、場合によっては少なくとも約３メートルの大きな寸法（例えば、長さまたは幅）を有する基板を含む。一部の実施形態において、基板は、約３メートルから約１０メートルの間の長さおよび／または幅を有する巨大なガラス板、例えば、幅約３．５メートル、長さ約６．５メートルのガラス板である。約１０メートルを超える長さおよび／または幅を有する基板も予期される。
【００１２】
一部の実施形態において、基板は、概ね四角または長方形のガラス板である。これらの実施形態における基板の寸法は、先行する段落および／または後続の段落に述べられた何れかの寸法とすることができる。特定の一実施形態において、基板は、約３．５メートルといった約３メートルから約５メートルの間の幅と約６．５メートルといった約６メートルから約１０メートルの間の長さを有する、概ね長方形のガラス板である。
【００１３】
本発明において、様々な厚みの基板を用いることができる。一部の実施形態において、（任意的に、ガラス板であってもよい）基板の厚みは約１−５ｍｍである。ある実施形態は、約２．３ｍｍから約４．８ｍｍ、あるいはより好ましくは、約２．５ｍｍから約４．８ｍｍの厚みの基板を含む。特定の一実施形態において、厚み約３ｍｍの一枚のガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス）が用いられる。一群の実施形態において、（ガラス、プラスチック、または他の材料であってもよい）基板の厚みは約４ｍｍから約２０ｍｍの間である。この範囲の厚みは、例えば、水槽タンクに有用であるかもしれない（この場合、基板は、任意的に、ガラスまたはアクリル樹脂であってもよい）。基板がフロートガラスである場合、その厚みは一般的に、約４ｍｍから約１９ｍｍの間であろう。別の一群の実施形態において、基板は、約０．３５ｍｍから約１．９ｍｍの間の厚みを有する（例えば、ガラスの）薄板である。この種の実施形態は、任意的に、一枚のディスプレイガラス等である基板を含むことができる。
【００１４】
図１に関し、ある実施形態において、本発明は低保守コーティング４０を担持する基板１０を提供する。コーティング４０は、好ましくは、基板１０の主面１２上に（例えば、その全面上に）堆積される。低保守コーティング４０は、少なくとも２つのフィルム：（１）基板１０の主面１２上に堆積させたベースフィルム３０；および（２）ベースフィルム３０上に堆積させたチタニア含有フィルム５０、を含む。ここで「チタン含有」という用語は、少なくとも多少のチタニアを含む材料を指すのに用いられる。同様に、ここで「珪素含有」という用語は、少なくとも多少の珪素を含む材料を指すのに用いられる。
【００１５】
本発明の一部の実施形態において、ベースフィルム３０は、基板１０上に直接（例えば、基板の主面１２上に直接）堆積される。ベースフィルム３０は、普通、あらゆる誘電フィルムからなる。好ましい実施形態において、このフィルム３０は、シリカ（例えば、二酸化珪素）からなる、またはそれを主成分とする。ベースフィルム３０がシリカフィルムである場合、ベースフィルム３０は、フィルム３０において酸化する可能性がある少量のアルミニウム等の導電性材料を含むことができる。例えば、このフィルム３０は、少量のアルミニウムまたはターゲットの導電性を高める他の金属を含む珪素含有ターゲットをスパッタリングすることにより堆積させることができる。ベースフィルム３０（その全厚がシリカからなる、またはそれを主成分としてもよい）は、好ましくは、約３００オングストローム未満、より好ましくは１００オングストローム未満の物理的厚みを有する（例えば、その厚みで堆積される）。ある実施形態において、フィルム３０は、９５オングストローム未満である。このように小さな厚みとすることにより、本コーティングにおいて、驚くべき多くの優れた特性が促進される。
【００１６】
コーティング４０は、望ましくは、ベースフィルム３０上に直接堆積させたチタニア含有フィルム５０を含む。ある実施形態において、チタニア含有フィルム５０は、完全にまたは実質的に非晶質のベースフィルム上に直接堆積される。これらの実施形態の内の一部において、基板はコーティング堆積後のガラス焼き戻し処理を施されたガラス板であり、ベースフィルム３０は完全にまたは実質的に非晶質であるため、チタニア含有フィルム５０が完全にまたは実質的に非晶質のベースフィルムの直上にある。
【００１７】
チタニア含有フィルム５０は、鉄、銀、銅、タングステン、アルミニウム、亜鉛、ストロンチウム、パラジウム、金、白金、ニッケル、コバルトの酸化物、またはこれらの組み合わせ等の１つ以上の材料からなることができる。好ましくは、フィルム５０の（例えば、重量）百分率は主にチタニアが占める。好ましい実施形態において、このフィルム５０は、二酸化チタンを主成分とする、またはそれから構成される。しかし、一部の実施形態において、フィルム５０は、不足当量酸化チタン（ＴｉＯx、但しｘは２未満）を主成分とする、またはそれから構成される。フィルム５０（その全厚がチタニアを主成分としてもよい）は、望ましくは、１００オングストローム未満の物理的厚みを有する（例えば、その厚みで堆積される）。好ましい実施形態において、フィルム５０は、５０オングストローム未満、好ましくは４０オングストローム未満、より好ましくは３５オングストローム未満の厚みを有する。特定の一実施形態において、フィルム５０は、約５オングストロームから約３０オングストロームの間の厚みを有する。
【００１８】
このように非常に小さな厚みで施されたフィルム５０は、驚くほど有利な低保守性をもたらすと同時に、優れた低可視反射、中性色、および優れた耐久性を達成することが分かっている。更に、一部の実施形態において、フィルム５０は、低温で堆積させた（例えば、基板を約摂氏２５０度未満、好ましくは摂氏２００度未満に保ちながらスパッタ堆積させた）（任意的には、１つ以上のチタンを主成分とする金属ターゲットを用いて反応スパッタリングした）スパッタフィルムであり、この種のスパッタフィルムがこのように有用な低保守性を呈することは、おそらく更に驚くべきことである。
【００１９】
一群の実施形態は、ベースフィルム３０を、約３００オングストローム未満の厚みでその上に直接堆積させた第１の主面１２を有する基板１０（例えば、ガラス板）であって、チタニア含有フィルムが、５０オングストローム未満の厚みでベースフィルム３０上に直接堆積された基板１０を提供する。これらの実施形態において、ベースフィルム３０は、好ましくは、絶縁材料からなる。上述したように、一部の実施形態において、シリカが用いられる。
【００２０】
ある実施形態は、シリカ（例えば、ＳｉＯ2）を主成分とするベースフィルム３０を、１００オングストローム未満の厚みでその上に直接堆積させた第１の主面１２を有する基板１０（例えば、ガラス板）であって、チタニア（例えば、ＴｉＯ2）を主成分とするチタニア含有フィルム５０が、５０オングストローム未満の厚みでベースフィルム３０上に直接堆積された基板１０を提供する。一部のこの種の好ましい実施形態において、ベースフィルム３０の厚みは約９０オングストロームであり、一方、チタニア含有フィルム５０の厚みは約２５オングストロームである。以下はこの種の例示的な実施形態である：
【００２１】
2008505842.tif 000003
【００２２】
上図は、ベースフィルム３０をその上に堆積させた第１の主面１２を有する基板１０であって、チタン含有フィルム５０がベースフィルム３０上に直接堆積され、これら２つのフィルムのそれぞれの厚みが１００オングストローム未満である基板１０が提供される一群の実施形態の一コーティングを例示している。上図において、ベースフィルムはシリカからなるが、これは全ての本実施形態における要件ではない。本実施形態群におけるベースフィルム３０は、任意的に、基板上に直接堆積させることができる。
【００２３】
本コーティング４０において、フィルム５０は、望ましくは、コーティングの最外フィルムである。当該技術分野における一般通念からは、特にフィルム５０がスパッタリングされる実施形態に関して、本コーティング４０の非常に小さな厚みは、有用な特性を得るに足る光活性をもたらさないであろうことが示唆されるであろう。しかし、驚くべきことに、本コーティングは、窓（例えば、モノリシック窓板またはＩＧユニット）を、通常の製造過程において窓上に蓄積する傾向がある特定の汚染物質がない状態にしておくのに有利であると考えられる光活性レベルを呈する。本コーティングはまた、水をシート状にする有利な特性を呈すると同時に、優れた光学特性および耐久性を有する。
【００２４】
図２に関し、図示された基板１０は２つのコーティング：基板の第１の表面１２上の低保守コーティング４０と基板の第２の表面１４上の低放射率コーティング８０とを備える。低放射率コーティング８０は任意的なものである。施される場合、あらゆる所望の低放射率コーティングを用いることができる。低放射率コーティングの好適な例が、「耐曇り性透明フィルム積層体」という名称の米国特許出願０９／７２８，４３５に述べられており、その教示内容の全ては、ここに参照することにより組み込まれている。
【００２５】
図３に関し、基板１０は、絶縁ガラスユニット１１０の一部とすることができる。典型的には、絶縁ガラスユニット１１０は、窓板間空間８００によって隔てられた外側窓板１０および内側窓板１０´を有する。一般的に、（任意的に、サッシの一部であってもよい）スペーサー９００が窓板１０と１０´とを隔てるように設けられる。スペーサーは、接着剤７００を用いて各窓板の内側表面に固定することができる。場合によっては、端部封止剤６００が施される。
【００２６】
図示された実施形態において、外側窓板１０は、外側表面１２と内側表面１４とを有している。内側窓板１０´は、内側表面１６と外側表面１８とを有している。窓板１０は、外側表面１２が屋外環境に露出されるように（例えば、保守コーティング４０がそのような環境に露出されるように）枠（例えば、窓枠）に取り付けることができる。内側表面１４および１６は何れも、絶縁ガラスユニットの窓板間空間８００内の雰囲気に露出される。任意的な低放射率コーティング８０は、内側表面１４または１６の何れか一方に配置することができる。図３において、低放射率コーティング８０は、内側表面１４上に配置されている。
【００２７】
図４に関し、低放射率コーティング４０は、好ましくは、窓の「第１の」表面上にある。図４は、（ガラス窓板であってもよい）基板１０が（例えば、建物９９の外壁９８における）窓枠９５に取り付けられた窓板である実施形態を例示している。ある用途において、そのような窓のコーティングされた第１の表面（すなわち、表面１２）は、（例えば、コーティング４０が周期的に雨に接触するであろう）屋外環境に露出されるであろう。別の実施形態において、低保守コーティングは、窓の「第４の」表面（例えば、二重窓ユニットの第４表面）に、任意的には、同じ窓の第１の表面上に低保守コーティングを施すことに加えて施される。また、モノリシック窓において、低保守コーティング４０は、第１表面上のみに、または第２表面上のみに、または第１および第２表面上の両方に施すことができる。
【００２８】
本発明はまた、コーティングされた基板の製造方法も提供する。これらの方法は、低保守コーティング４０を基板１０上に（すなわち、上述した実施形態の何れかの各フィルムを堆積させることによって）堆積させることを含む。上述したように、低保守コーティングは、少なくとも２つのフィルムを含む。これらのフィルム３０、５０は、よく知られた種々のコーティング技術により堆積させることができる。ある実施形態において、コーティング４０（または少なくともフィルム５０）はスパッタリングにより、任意的には、低温で（例えば、基板を約摂氏２５０度未満、おそらくより好ましくは、摂氏２００度未満に保ちながら）堆積される。代替的には、化学気相堆積法（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相堆積法、および熱分解堆積法を含むその他のコーティング技術を用いることができる。コーティング４０の様々な実施形態について述べた。本方法は、述べられたコーティング実施形態の何れかを任意の薄膜堆積法により堆積させることを含む。
【００２９】
スパッタリングは、本技術分野においてよく知られている。図５は、例示的なマグネトロンスパッタリングチャンバー２００を示している。マグネトロンスパッタリングチャンバーと関連機器は、種々の供給源（例えば、レイボルド）から一般市場向けに入手可能である。有用なマグネトロンスパッタリング技術および機器が、チャピンに発行された米国特許第４，１６６，０１８に記載されており、その教示内容の全ては、ここに参照することにより組み込まれている。
【００３０】
図示されているスパッタリングチャンバー２００は、基底部（または「フロア」）２２０、複数の側壁２２２、および天井部（または「上蓋」または「カバー」）２３０を含み、これらは共にスパッタリングキャビティー２０２に界接している。図５において、２つの上部ターゲット８０は、基板移動経路４５上に据えられている。代替的には、コーティング４０は、上向きスパッタリング法により堆積させることができる。何れにしても、基板１０は、フィルム堆積時に基板移動経路４５に沿って、任意的には、間隔を置いて設けられた複数の移送ローラ上を搬送される。図５においては２つの上部ターゲットが設けられているが、このことは決して要件ではない。例えば、代替的には、各チャンバーにつき単一の上部または下部ターゲットを用いることができる。更に、円筒状ターゲットが示されているが、チャンバーは、１つ以上の上部および／または下部平面ターゲットを含むことができる。
【００３１】
上述したように、本発明は、本開示において述べられた何れかのコーティング実施形態の各フィルムを基板上にスパッタ堆積させることにより、コーティングされた基板を製造する方法を提供する。好ましくは、コーティング４０のスパッタリング（または少なくともチタニア含有フィルム５０のスパッタリング）は、基板を、約摂氏２５０度未満、より好ましくは、摂氏２００度未満の温度に保ちながら（例えば、基板の予備加熱なしで）行われる。そのような場合、コーティングは、好ましくは、成長中のフィルムにエネルギーを供給する予備的手段を何ら用いることなく（例えば、従来のスパッタリングのプラズマおよびイオンボンバードから標準的に起こる加熱以上に基板を何ら加熱することなく）スパッタ堆積される。その他の場合において、フィルムは予備加熱（または、その他の予備的エネルギー供給）を含むスパッタ堆積技術により堆積される。
【００３２】
本発明のある方法において、低保守コーティング４０は、基板１０にマルチチャンバースパッタリングラインで施される。スパッタリングラインは、本技術分野においてよく知られている。典型的なスパッタリングラインは、シート状の基板を、それぞれのゾーンにおいて間隔を置いて設けられた移送ローラー２１０（ローラーは、スパッタリングラインを通る連続的な基板移動経路４５を構成する）上を水平に搬送することによって、１つのコートゾーンから次のコートゾーンへ基板を通過させることができるように配列および接続された、一連のコートゾーン、またはスパッタリングチャンバーを含む。基板は、典型的には、１分間に約１００−５００インチの間のスピードで搬送される。
【００３３】
特定の一方法において、基板１０は、スパッタリングラインの入り口に配置され、一連のスパッタリングベイを通って搬送される。各ベイには、回転する２つの円筒状ターゲットを有する１つの陰極が設けられている。基板１０は、各ターゲットのスパッタリングを所望の電力レベルで行いながら、一分間に約３５０インチの速度で搬送される。
【００３４】
まず、基板は、ベースフィルム３０を堆積させるのに適合した５つのスパッタリングベイを通って搬送される。より詳細には、各ベイは、２つの珪素スパッタリングターゲットからなる陰極を有する。これらのベイにおける珪素ターゲットが酸化雰囲気においてスパッタされ、二酸化珪素フィルムが基板の第１の主面１２上に直接堆積される。これらの各ベイにおける雰囲気は、酸素を主成分としていてもよい（例えば、Ｏ2約１００％）。代替的には、雰囲気は、Ａｒ／Ｏ2からなっていてもよい（例えば、酸素と約４０％までのアルゴン）。約５７ｋＷの電力が、これらの各陰極に印加される。基板１０は、これらの各ターゲットに５７ｋＷの電力レベルでスパッタリングを行いながら、１分間に約３５０インチの速度で、ターゲット下を搬送される。これによって、厚み約９０Åの二酸化珪素ベースフィルムが堆積される。上述したように、各珪素ターゲットは、ターゲットの導電性を高めるためのある種のアルミニウムまたは別の材料を含んでもよい。
【００３５】
基板は、その後、チタニア含有フィルム５０を堆積させるために、更に４つのスパッタリングベイを通って搬送される。これらの各ベイは、２つのチタンスパッタリングターゲットからなる陰極を有する。これらのチタンターゲットが酸化雰囲気においてスパッタされ、二酸化チタンフィルムがベースフィルム３０上に直接堆積される。そのような各ベイにおける雰囲気は、酸素を主成分としていてもよい。代替的には、雰囲気は、Ａｒ／Ｏ2からなっていてもよい。約１００ｋＷの電力が、これらの各陰極に印加される。基板１０は、これらの各ターゲットに１００ｋＷの電力レベルでスパッタリングを行いながら、１分間に約３５０インチの速度で、ターゲット下を搬送される。これによって、厚み約２５Åの二酸化チタンフィルムが堆積される。本実施形態において、この二酸化チタンは、コーティング４０の最外部を構成する（そして露出される）。
【００３６】
説明したばかりの方法において、基板１０の第２の主面１４に、予めまたは後に、任意的な低放射率コーティング８０がコーティングされていてもよいことが理解されるべきである。例えば、ベースフィルム３０およびチタニア含有フィルム５０を堆積させるのに用いられる説明したばかりのコートゾーンは、任意的な低放射率コーティング８０がその中で施されていてもよい、比較的多くの先行するスパッターダウンコートゾーンを含むスパッタリングラインの終点に向かって位置するスパッターアップコートゾーンであってもよい。特に有用なスパッターアップ／スパッターダウン法および機器が、米国特許出願０９／８６８，５４２に述べられており、その内容の全ては、ここに参照することにより組み込まれている。
【００３７】
本発明の好ましい実施形態を述べたが、それらの中で、発明の精神および添付のクレームの範囲から逸脱することなく、数多くの変更、適合、および変形が可能であると解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明のある実施形態に係る低保守コーティングを担持する基板の部分切欠断面側面図である。
【図２】図２は、本発明のある実施形態に係る低保守コーティングおよび低放射率コーティングを担持する基板の部分切欠断面側面図である。
【図３】図３は、本発明のある実施形態に係る低保守コーティングおよび低放射率コーティングを担持する基板を組み込んだ絶縁ガラスユニットの部分切欠断面側面図である。
【図４】図４は、本発明のある実施形態に係る、建物の外壁に取り付けられた低保守コーティングを担持する窓板の部分切欠斜視図である。
【図５】図５は、本発明のある方法における使用に適合したスパッタリングチャンバーの側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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