(57)【要約】酸化ケイ素コーティングを形成するための化学気相堆積プロセスは、移動するガラス基板を提供することを含む。気体混合物が形成され、シラン化合物と、第１の酸素含有分子と、ラジカル捕捉剤と、リン含有化合物およびホウ素含有化合物のうちの少なくとも１つと、を含む。気体混合物は、ガラス基板に向かって、かつガラス基板に沿って、方向付けられる。気体混合物は、ガラス基板上で反応させられて、１５０ｎｍ＊ｍ／分以上の堆積速度でガラス基板上に酸化ケイ素コーティングを形成する。
2020532647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ケイ素コーティングを形成するための化学気相堆積プロセスであって、
移動するガラス基板を提供することと、
シラン化合物と、第１の酸素含有分子と、ラジカル捕捉剤と、リン含有化合物およびホウ素含有化合物のうちの少なくとも１つと、から構成される気体混合物を形成することと、
前記気体混合物を、前記ガラス基板に向かって、かつガラス基板に沿って、方向付けることと、
前記気体混合物を前記ガラス基板上で反応させて、１５０ｎｍ＊ｍ／分以上の堆積速度で前記ガラス基板上に酸化ケイ素コーティングを形成することと、を含む、化学気相堆積プロセス。
【請求項２】
前記ガラス基板が、フロートガラス製造プロセスにおけるガラスリボンである、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項３】
前記気体混合物が、第２の酸素含有分子も含み、前記第１の酸素含有分子が、分子状酸素であり、前記第２の酸素含有分子が、水蒸気である、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項４】
コーティング装置を提供することと、前記ガラス基板上に前記酸化ケイ素コーティングを形成する前に、前記気体混合物を前記コーティング装置を通して送給することと、をさらに含む、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項５】
前記気体混合物が、前記リン含有化合物および前記ホウ素含有化合物を含む、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項６】
前記酸化ケイ素コーティングが、本質的に大気圧にある前記ガラス基板の堆積表面上に形成される、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項７】
前記気体混合物が、前記リン含有化合物と、前記ホウ素含有化合物と、第２の酸素含有分子と、を含む、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項８】
前記気体混合物が、前記リン含有化合物を含む、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項９】
前記気体混合物が、前記ホウ素含有化合物を含む、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項１０】
前記酸化ケイ素コーティングが、前記ガラス基板上に先に形成されたコーティング上に形成される、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項１１】
前記シラン化合物が、モノシランであり、前記第１の酸素含有分子が、分子状酸素であり、前記ラジカル捕捉剤が、エチレンである、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項１２】
前記酸化ケイ素コーティングが前記ガラス基板上に形成される場合、前記ガラス基板が、１１００°Ｆ（５９３℃）〜１４００°Ｆ（７６０℃）の温度である、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項１３】
前記堆積速度が、１７５ｎｍ＊ｍ／分以上である、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項１４】
前記酸化ケイ素コーティングが、熱分解性である、請求項１に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項１５】
前記気体混合物が、分子状酸素よりも多くの水蒸気を含む、請求項３に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項１６】
前記気体混合物が、モル％に基づいて５０％以上の水蒸気を含む、請求項３に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項１７】
前記気体混合物中のホウ素含有化合物とリン含有化合物との比が１：１以上である、請求項５に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項１８】
前記リン含有化合物が、エステルである、請求項８に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項１９】
気体混合物が、０．７モル％未満のリン含有化合物を含む、請求項８に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項２０】
前記気体混合物中のリン含有化合物とシラン化合物との比が、１：１００以上である、請求項８に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項２１】
前記ホウ素含有化合物が、エステルである、請求項９に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項２２】
前記気体混合物中のホウ素含有化合物とシラン化合物との比が、１：１０以上である、請求項９に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項２３】
前記堆積速度が、２００ｎｍ＊ｍ／分以上である、請求項１３に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項２４】
前記気体混合物中のホウ素含有化合物とリン含有化合物との比が、２：１以上である、請求項１７に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項２５】
前記リン含有化合物が、亜リン酸トリエチルである、請求項１８に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項２６】
リン含有化合物とシラン化合物との比が、１：１００〜１：１である、請求項２０に記載の化学気相堆積プロセス。
【請求項２７】
前記ホウ素含有化合物が、トリエチルボランである、請求項２１に記載の化学気相堆積プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、第６２／５５２，７１３号が付与され、２０１７年８月３１日に出願された米国仮特許出願の利益を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、概して、酸化ケイ素コーティングを形成するプロセスに関する。具体的には、本発明は、酸化ケイ素コーティングをガラス基板上に形成するための化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスに関する。本発明はまた、ガラス物品上に形成された酸化ケイ素コーティングを有するコーティングされたガラス物品に関する。
【０００３】
酸化ケイ素コーティングは、ガラス基板上に堆積されることが既知である。しかしながら、酸化ケイ素コーティングの生成についての既知のプロセスは、堆積プロセスの効率および／または反応性元素の粉末形成（前反応）によって制限される。したがって、酸化ケイ素コーティングをガラス基板上に形成するための改善されたプロセスを考案することが所望されている。
【発明の概要】
【０００４】
酸化ケイ素コーティングを形成するための化学気相堆積プロセスの実施形態が以下に説明される。一実施形態では、酸化ケイ素コーティングを形成するための化学気相堆積プロセスは、移動するガラス基板を提供することを含む。シラン化合物と、第１の酸素含有分子と、ラジカル捕捉剤と、リン含有化合物およびホウ素含有化合物のうちの少なくとも１つと、を含む、気体混合物が形成される。気体混合物は、ガラス基板に向かって、かつガラス基板に沿って、方向付けられる。気体混合物は、ガラス基板上で反応させられて、１５０ｎｍ＊ｍ／分以上の堆積速度でガラス基板上に酸化ケイ素コーティングを形成する。
【０００５】
いくつかの実施形態では、ガラス基板は、フロートガラス製造プロセスにおけるガラスリボンである。
【０００６】
他の実施例では、酸化ケイ素コーティングは、本質的に大気圧にあるガラス基板の堆積表面上に形成される。
【０００７】
さらに他の実施形態では、酸化ケイ素コーティングがガラス基板に形成される場合、ガラス基板は、１１００°Ｆ（５９３℃）〜１４００°Ｆ（７６０℃）の温度である。
【０００８】
一実施形態では、気体混合物は、リン含有化合物を含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、リン含有化合物は、エステルである。
【００１０】
一実施形態では、リン含有化合物は、亜リン酸トリエチルである。
【００１１】
いくつかの実施形態では、気体混合物は、０．７モル％未満のリン含有化合物を含む。
【００１２】
好ましくは、気体混合物中のリン含有化合物とシラン化合物との比は、１：１００以上である。
【００１３】
別段の定めがない限り、本出願で記載されるすべての比は、モル％で表される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、リン含有化合物とシラン化合物との比は、１：１００〜１：１である。
【００１５】
いくつかの実施形態では、気体混合物は、ホウ素含有化合物を含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、ホウ素含有化合物は、エステルである。
【００１７】
一実施形態では、ホウ素含有化合物は、トリエチルボランである。
【００１８】
いくつかの実施形態では、気体混合物中のホウ素含有化合物とシラン化合物との比は、１：１０以上である。
【００１９】
いくつかの実施形態では、気体混合物は、リン含有化合物およびホウ素含有化合物を含む。
【００２０】
いくつかの実施形態では、気体混合物中のホウ素含有化合物とリン含有化合物との比は、１：１以上である。
【００２１】
いくつかの実施形態では、気体混合物中のホウ素含有化合物とリン含有化合物との比は、２：１以上である。
【００２２】
好ましくは、シラン化合物は、モノシランであり、第１の酸素含有分子は、分子状酸素であり、ラジカル捕捉剤は、エチレンである。
【００２３】
いくつかの実施形態では、気体混合物はまた、第２の酸素含有分子も含む。この実施形態では、第１の酸素含有分子は分子状酸素であり、第２の酸素含有分子は水蒸気である。
【００２４】
いくつかの実施形態では、気体混合物は、分子状酸素よりも多くの水蒸気を含む。
【００２５】
他の実施形態では、気体混合物は、モル％に基づいて５０％以上の水蒸気を含む。
【００２６】
好ましくは、気体混合物は、リン含有化合物と、ホウ素含有化合物と、第２の酸素含有分子と、を含む。
【００２７】
いくつかの実施形態では、コーティング装置が提供され、酸化ケイ素コーティングをガラス基板上に形成する前に、気体がコーティング装置を通して送給される。
【００２８】
いくつかの実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、ガラス基板上に先に形成されたコーティング上に形成される。
【００２９】
好ましくは、酸化ケイ素コーティングは、熱分解性である。
【００３０】
好ましくは、堆積速度は、１７５ｎｍ＊ｍ／分以上である。
【００３１】
いくつかの実施形態では、堆積速度は、２００ｎｍ＊ｍ／分以上である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本プロセスの上記ならびに他の利点は、添付の図面に照らして考慮した場合、以下の発明を実施するための形態から当業者には容易に明らかになり、図面は、本発明の実施形態によるフロートガラス製造プロセスを実施するための設備の、垂直断面の概略図である。
【図１】図面は、本発明の実施形態によるフロートガラス製造プロセスを実施するための設備の、垂直断面の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明は、反対に明示的に指定されている場合を除き、様々な代替的な配向きおよび工程シーケンスを想定し得ることを理解されたい。また、以下の明細書に記載される特定の物品、装置、およびプロセスは、本発明の概念の単なる例示的な実施形態であることも理解されたい。したがって、開示された実施形態に関連する特定の寸法、方向、または他の物理的特性は、特に明記されない限り、限定と見なされるべきではない。また、そうではない場合もあるが、本出願のこの項内で説明される様々な実施形態における同様の要素は、一般的に同様の参照番号で言及され得る。
【００３４】
一実施形態では、酸化ケイ素コーティングを形成するためのＣＶＤプロセス（以下、「ＣＶＤプロセス」とも称される）が提供される。
【００３５】
ＣＶＤプロセスは、コーティングされたガラス物品に関連して説明される。特定の実施形態では、コーティングされたガラス物品は、太陽電池の製造に応用され得る。しかしながら、本明細書に記載されるコーティングされたガラス物品は、太陽電池用途に限定されない。例えば、コーティングされたガラス物品は、建築用ガラス、エレクトロニクスにおいて利用され得、ならびに／または自動車および航空宇宙用途を有し得る。
【００３６】
酸化ケイ素コーティングは、ケイ素および酸素を含む。特定の実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、リンを含み得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、酸化ケイ素コーティングは、本質的にケイ素、酸素、およびリンからなり得る。他の実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、ホウ素を含み得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、酸化ケイ素コーティングは、本質的にケイ素、酸素、およびホウ素からなり得る。さらに他の実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、リンおよびホウ素を含み得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、酸化ケイ素コーティングは、本質的にケイ素、酸素、リン、およびホウ素からなり得る。酸化ケイ素コーティングはまた、例えば炭素などの微量の１つ以上の追加の構成成分を含み得る。本明細書で使用される場合、「微量」という句は、その微小さのために常に定量的に決定できるとは限らない酸化ケイ素コーティングの構成成分の量である。
【００３７】
ＣＶＤプロセスの特徴は、商業的に実行可能な堆積速度で酸化ケイ素コーティングを形成し得ることである。さらに、ＣＶＤプロセスの利点は、酸化ケイ素コーティングを形成するための既知のプロセスよりも効率的であることである。したがって、商業的に実行可能な堆積速度は、既知のプロセスよりも少ないケイ素含有前駆体化合物を使用して達成することができ、それは酸化ケイ素コーティングを形成するコストを削減する。例えば、ＣＶＤプロセスを利用すると、酸化ケイ素コーティングは、１５０ナノメートル＊メートル／分（ｎｍ＊ｍ／分）以上の動的堆積速度で形成され得る。このような堆積速度は、同じ動的堆積速度を達成するためには、既知のプロセスで必要とされるよりも少ないシラン化合物を利用して達成され得る。さらに、特定の実施形態では、ＣＶＤプロセスは、既知のプロセスの堆積速度よりも速い堆積速度で、酸化ケイ素コーティングの形成を可能にする。例えば、ＣＶＤプロセスを利用すると、酸化ケイ素コーティングは、１７５ｎｍ＊ｍ／分以上の動的堆積速度で形成され得る。このような堆積速度は、より低い動的堆積速度を達成するためには、比較プロセスで利用されるシラン化合物のほぼ同じ量を利用して達成され得る。いくつかの実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、２００ｎｍ＊ｍ／分以上の動的堆積速度でさえ形成され得る。
【００３８】
酸化ケイ素コーティングは、基板上に形成される。酸化ケイ素コーティングは、基板上または基板上に先に堆積されたコーティング上に、直接形成され得ることを理解されたい。好ましくは、酸化ケイ素コーティングは、ガラス基板上に形成される。一実施形態では、ガラス基板は、酸化ケイ素コーティングが形成される堆積表面を有する。
【００３９】
ＣＶＤプロセスは、ガラス基板の製造と併せて実行され得る。一実施形態では、ガラス基板は、周知のフロートガラス製造プロセスを利用して形成され得る。フロートガラス製造プロセスの例が、図に示される。この実施形態では、ガラス基板はまた、ガラスリボンとも称され得る。しかしながら、ＣＶＤプロセスは、フロートガラス製造プロセスとは別に、またはガラスリボンの形成および切断の十分に後に利用され得ることを理解されたい。
【００４０】
特定の実施形態では、ＣＶＤプロセスは、動的堆積プロセスである。これらの実施形態では、ガラス基板は、酸化ケイ素コーティングの形成時に移動している。好ましくは、ガラス基板は、酸化ケイ素コーティングが形成されている間、例えば３．１７５ｍ／分（１２５インチ／分）を超える所定の速度で移動する。一実施形態では、ガラス基板は、酸化ケイ素コーティングが形成されている間、３．１７５ｍ／分（１２５インチ／分）〜１２．７ｍ／分（６００インチ／分）の速度で移動している。
【００４１】
特定の実施形態では、ガラス基板は、加熱される。一実施形態では、酸化ケイ素コーティングが形成される場合、ガラス基板の温度は、約１１００°Ｆ（５９３℃）以上である。別の実施形態では、酸化ケイ素コーティングがガラス基板上に形成される場合、ガラス基板の温度は、１１００°Ｆ（５９３℃）〜１４００°Ｆ（７６０℃）である。
【００４２】
好ましくは、酸化ケイ素コーティングは、表面が本質的に大気圧にある間に、ガラス基板の堆積表面上に堆積される。この実施形態では、ＣＶＤプロセスは、大気圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）プロセスである。しかしながら、ＣＶＤプロセスは、ＡＰＣＶＤプロセスであることに限定されず、他の実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、低圧条件下で形成され得る。
【００４３】
ガラス基板は、特定の厚さに限定されない。また、ガラス基板は、当技術分野で既知の従来のガラス組成であり得る。一実施形態では、ガラス基板は、ソーダ石灰シリカガラスである。いくつかの実施形態では、基板は、フロートガラスリボンの一部であり得る。しかしながら、ＣＶＤプロセスは、ソーダ石灰シリカガラス基板に限定されず、他の実施形態では、ガラス基板は、ホウケイ酸塩またはアルミノケイ酸塩ガラスであり得る。
【００４４】
また、ガラス基板の透明性または吸収特性は、実施形態間で異なり得る。例えば、特定の実施形態では、ガラス基板が高い可視光線透過率を示すことを可能にする、低い鉄含有量を有するガラス基板を利用することが好ましい場合がある。いくつかの実施形態では、ガラス基板は、０．１５重量％以下のＦｅ２Ｏ３（総鉄）を含み得る。本明細書で使用される場合、「総鉄」という句は、ガラスに含まれる酸化鉄（ＦｅＯ＋Ｆｅ２Ｏ３）の総重量を指す。より好ましくは、ガラス基板は、０．１重量％以下のＦｅ２Ｏ３（総鉄）、さらにより好ましくは、０．０２重量％以下のＦｅ２Ｏ３（総鉄）を含む。一実施形態では、ガラス基板は、０．０１２重量％のＦｅ２Ｏ３（総鉄）を含む。これらの実施形態では、ガラス基板は、ＣＩＥＬＡＢカラースケールシステム（光源Ｃ、１０度の観測装置）で９１％以上の総可視光透過率を示し得る。さらに、ガラス基板の色は、ＣＶＤプロセスの実施形態間で異なり得る。一実施形態では、ガラス基板は、実質的に透明であり得る。他の実施形態では、ガラス基板は、色味付けまたは着色され得る。
【００４５】
酸化ケイ素コーティングは、シラン化合物の供給源、１つ以上の酸素含有分子のうちの１つ以上の供給源、リン含有化合物の供給源、ホウ素含有化合物の供給源、ならびにラジカル捕捉剤の供給源のうちの１つ以上を提供することによって堆積され得る。一実施形態では、酸素含有分子の供給源は、水の供給源であり得る。別個の供給ラインが、反応体（前駆体）分子の供給源から延在し得る。本明細書で使用される場合、「反応体分子」および「前駆体分子」という句は、シラン化合物のいずれかまたはすべて、１つ以上の酸素含有分子、ラジカル捕捉剤、リン含有化合物、およびホウ素含有化合物を指すために互換的に使用されてもよく、かつ／または本明細書に開示されるその様々な実施形態を説明するために使用されてもよい。好ましくは、前駆体分子の供給源は、フロート浴室の外側の位置で提供される。
【００４６】
好ましくは、酸化ケイ素コーティングは、気体混合物を形成することによって堆積される。気体混合物での使用に好適な前駆体分子は、ＣＶＤプロセスでの使用に好適であることが好ましい。このような分子は、ある時点で液体または固体であり得るが、それらは気体混合物で使用するために気化し得るような揮発性である。特定の実施形態では、気体混合物は、本質的に大気圧で酸化ケイ素コーティングを形成するために好適な前駆体分子を含む。気体状態になると、前駆体分子は、気体流に含まれてもよく、酸化ケイ素コーティングを形成するために利用されてもよい。
【００４７】
気体前駆体分子の任意の特定の組み合わせについて、特定の堆積速度およびコーティングの厚さを達成するための最適な濃度および流速は、異なり得る。しかしながら、酸化ケイ素コーティングを形成するために、気体混合物は、シラン化合物、１つ以上の酸素含有分子、ラジカル捕捉剤、ならびにリン含有化合物およびホウ素含有化合物のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。一実施形態では、気体混合物は、リン含有化合物を含む。別の実施形態では、気体混合物は、ホウ素含有化合物を含む。さらなる実施形態では、気体混合物は、リン含有化合物およびホウ素含有化合物を含み得る。
【００４８】
一実施形態では、シラン化合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）である。しかしながら、他のシラン化合物は、酸化ケイ素コーティングの堆積に使用するために好適である。例えば、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）は、酸化ケイ素コーティングを堆積させるために利用され得る別のシラン化合物である。
【００４９】
いくつかの実施形態では、シラン化合物、ラジカル捕捉剤、リン含有化合物、およびホウ素含有化合物のうちの１つ以上は、１つ以上の酸素元素を含み得る。しかしながら、「１つ以上の酸素含有分子」という句は、シラン化合物、ラジカル捕捉剤、リン含有化合物、およびホウ素含有化合物とは別である気体混合物に含まれる１つ以上の分子を指すことを理解されたい。１つ以上の酸素含有分子は、第１の酸素含有分子を含む。一実施形態では、第１の酸素含有分子は、分子状酸素（Ｏ２）であり、それは、空気などの気体組成物の一部として、または実質的に精製された形態で提供され得る。別の実施形態では、第１の酸素含有分子は、水（Ｈ２Ｏ）蒸気であり、それは、蒸気として提供され得る。特定の実施形態では、１つ以上の酸素含有分子は、２つの酸素含有分子を含む。１つのこのような実施形態では、気体混合物は、第１の酸素含有分子および第２の酸素含有分子を含む。この実施形態では、第１の酸素含有分子は、分子状酸素であってもよく、ならびに第２の酸素含有分子は、水蒸気であってもよく、またはその逆でもよい。
【００５０】
いくつかの実施形態では、気体混合物は、分子状酸素よりも多くの水蒸気を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、気体混合物中の分子酸素と水蒸気との比は、１：２０以上であり得る。１つのこのような実施形態では、気体混合物中の分子酸素と水蒸気との比は、１：２０〜１：１である。他の実施形態では、気体混合物中の分子酸素と水蒸気との比は、１：１５以上であり得る。１つのこのような実施形態では、気体混合物中の分子酸素と水蒸気との比は、１：１５〜１：１である。さらに、いくつかの実施形態では、気体混合物は、モルパーセント（モル％）に基づき得る５０％以上の水蒸気を含み得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、気体混合物は、５０〜９０％の水蒸気を含み得る。他の実施形態では、気体混合物は、５０〜８０％の水蒸気を含み得る。
【００５１】
シラン化合物は自然発火性であってもよく、１つ以上の酸素含有分子が、自然発火性シラン化合物を含む気体混合物に添加される場合、例えばシリカ（ＳｉＯ２）などの酸化ケイ素コーティングが生成され得る。しかしながら、コーティングは、許容できないほど高い速度で生成され、爆発的な反応が起こり得る。そのような反応を防止する既知の方法は、非常に低い商業的に非実用的な速度でコーティングの堆積をもたらす。既知の方法では、気体混合物に含まれ得るシランと酸素の量も制限される。なぜなら濃度が高すぎると元素の気相反応が生じ、コーティングが生成されないためである。したがって、気体混合物は、ラジカル捕捉剤を含むことが好ましい。
【００５２】
ラジカル捕捉剤の存在によって、シラン化合物は、動作温度で発火および早期反応を受けることなく、１つ以上の酸素含有分子と混合され得る。ラジカル捕捉剤は、ガラス基板の上方、近く、および／または上での反応の反応速度論の制御をさらに提供し、反応速度論の最適化をさらに可能にする。一実施形態では、ラジカル捕捉剤は、炭化水素ガスである。好ましくは、炭化水素ガスは、エチレン（Ｃ２Ｈ４）またはプロピレン（Ｃ３Ｈ６）である。
【００５３】
一実施形態では、リン含有化合物は、有機リン含有化合物である。エステルは、気体混合物での使用に好ましい有機リン含有化合物である。したがって、一実施形態では、リン含有化合物は、エステルである。例えば、一実施形態では、リン含有化合物は、亜リン酸トリエチル（ＴＥＰ）である。別の実施形態では、リン含有化合物は、リン酸トリエチル（ＴＥＰＯ）であり得る。しかしながら、他のリン含有化合物が、気体混合物での使用に好適である場合がある。
【００５４】
上記の実施形態のように、酸化ケイ素コーティングを形成するために、リン含有化合物を利用する利点は、気体混合物中のリン含有化合物とシラン化合物との比を選択することによって実現され得る。例えば、一実施形態では、気体混合物中のリン含有化合物とシラン化合物との比は、１：１００以上である。特定の実施形態では、気体混合物中のリン含有化合物とシラン化合物との比は、１：１００〜１：１である。例えば、気体混合物中のリン含有化合物とシラン化合物との比は、１：５０であり得る。いくつかの実施形態では、気体混合物中のリン含有化合物とシラン化合物との比は、１：５０〜１：１である。いくつかの実施形態では、気体混合物中のリン含有化合物の量を制限することが望ましい場合がある。１つのこのような実施形態では、気体混合物中のリン含有化合物のモル％は、０．７未満であり得る。例えば、気体混合物は、０．６モル％以下のリン含有化合物を含み得る。気体混合物がリン含有化合物を含む場合、酸化ケイ素コーティングは、微量以上のリンを含み得る。
【００５５】
気体混合物がホウ素含有化合物を含む場合、ホウ素含有化合物は、有機ホウ素含有化合物であることが好ましい。したがって、一実施形態では、ホウ素含有化合物は、エステルである。１つのこのような実施形態では、ホウ素含有化合物は、トリエチルボラン（ＴＥＢ）である。しかしながら、他のホウ素含有化合物が、気体混合物での使用に好適である場合がある。
【００５６】
上記の実施形態のように、酸化ケイ素コーティングを形成するために、ホウ素含有化合物を利用する利点は、気体混合物中のホウ素含有化合物とシラン化合物との比を選択することによって実現され得る。例えば、一実施形態では、気体混合物中のホウ素含有化合物とシラン化合物との比は、１：１０以上である。一実施形態では、気体混合物中のホウ素含有化合物とシラン化合物との比は、１：１０〜１：１である。別の実施形態では、気体混合物中のホウ素含有化合物とシラン化合物との比は、１：５〜１：１である。さらに別の実施形態では、気体混合物中のホウ素含有化合物とシラン化合物との比は、１：２〜１：１である。
【００５７】
気体混合物がリン含有化合物およびホウ素含有化合物を含む特定の実施形態では、気体混合物中にリン含有化合物より多くのホウ素含有化合物が存在することが好ましい場合がある。しかしながら、他の実施形態では、気体混合物中に同量のホウ素含有化合物およびリン含有化合物が存在することが好ましい場合がある。さらに他の実施形態では、気体混合物中にホウ素含有化合物よりも多くのリン含有化合物が存在することが好ましい場合がある。上記の実施形態では、気体混合物中のホウ素含有化合物およびリン含有化合物の量は、モル％基準であり得る。
【００５８】
気体混合物はまた、担体ガスまたは希釈ガスとして利用される１つ以上の不活性ガスを含み得る。好適な不活性ガスは、窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、およびこれらの混合物を含む。したがって、別個の供給ラインがそこから延在し得る１つ以上の不活性ガスの供給源が、提供されてもよい。
【００５９】
前駆体分子は混合されて、気体混合物を形成する。上記のように、シラン化合物は、ラジカル捕捉剤の存在に起因して、発火および早期反応を受けることなく、１つ以上の酸素含有分子と混合され得る。提供される場合、リン含有化合物はまた、シラン化合物、酸素含有分子（複数可）、およびラジカル捕捉剤とも混合されて、気体混合物を形成することが好ましい。また、提供される場合、ホウ素含有化合物はまた、シラン化合物、酸素含有分子（複数可）、およびラジカル捕捉剤とも混合されて、気体混合物を形成することが好ましい。特定の実施形態では、ホウ素含有化合物は、シラン化合物、酸素含有分子（複数可）、ラジカル捕捉剤、およびリン含有化合物と混合されて、気体混合物を形成する。
【００６０】
上記のように、いくつかの実施形態では、気体混合物が、ホウ素含有化合物およびリン含有化合物を含むことが好ましい場合がある。気体混合物中にホウ素含有化合物およびリン含有化合物の両方が有することによって、酸化ケイ素コーティングは、ホウ素含有化合物およびリン含有化合物の一方のみが、気体混合物に含まれる場合の酸化ケイ素コーティングの堆積速度よりも速い堆積速度で形成され得る。気体混合物がホウ素含有化合物およびリン含有化合物を含む実施形態では、気体混合物中のホウ素含有化合物とリン含有化合物との比は、１：１以上であり得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、気体混合物中にリン素含有化合物よりも多くのホウ素含有化合物が存在することが好ましい場合がある。１つのこのような実施形態では、気体混合物中のホウ素含有化合物とリン含有化合物との比は、２：１以上であり得る。
【００６１】
特定の実施形態では、コーティング装置が提供され得る。好ましくは、酸化ケイ素コーティングをガラス基板上に形成する前に、気体混合物は、コーティング装置を通して送給される。気体混合物は、１つ以上のガス分配器ビームを利用してコーティング装置から排出され得る。好ましくは、気体混合物は、コーティング装置を通して送給される前に形成される。例えば、前駆体分子は、コーティング装置の入口に接続された送給ラインで混合され得る。他の実施形態では、気体混合物は、コーティング装置内で形成され得る。
【００６２】
本明細書に記載されるＣＶＤプロセスの利点は、酸化ケイ素コーティングの形成の場合に発生する、堆積速度の著しい増加および予備反応／粉末形成の量の低減である。したがって、ＣＶＤプロセスは、従来のプロセスよりもはるかに長いラン長さで操作され得る。必要な酸化ケイ素コーティングの厚さに応じて、ＣＶＤプロセスによって形成されるコーティングは、複数の酸化ケイ素コーティング層を連続的に形成することによって堆積され得る。しかしながら、ＣＶＤプロセスの別の利点は、所望の厚さに応じて、酸化ケイ素コーティングを形成するためには、単一のコーティング装置のみが必要とされ得ることである。
【００６３】
好ましくは、コーティング装置は、ガラス基板を横断して延在し、その上方に所定の距離で提供される。コーティング装置は、少なくとも１つの所定の位置に位置付けされることが好ましい。フロートガラス製造プロセスと併せてＣＶＤプロセスが利用される場合、コーティング装置は、そのフロート浴セクション内に提供されることが好ましい。しかしながら、コーティング装置は、ガラス焼きなまし炉、および／またはフロート浴と焼きなまし炉との間の間隙に提供され得る。
【００６４】
気体混合物は、ガラス基板に向かって、かつガラス基板に沿って方向付けられる。コーティング装置を利用することは、気体混合物をガラス基板に向かって、かつガラス基板に沿って方向付けることに役立つ。好ましくは、気体混合物は、層流でガラス基板に向かって、かつガラス基板に沿って方向付けられる。
【００６５】
気体混合物は、ガラス基板でまたはガラス基板の近くで反応して、ガラス基板上に酸化ケイ素コーティングを形成する。上記の気体混合物の実施形態を利用することは、ガラス基板上への、実質的に欠陥が存在し得ない高品質のコーティング層の堆積をもたらす。また、酸化ケイ素コーティングは、優れたコーティング厚さ均一性を示し得る。
【００６６】
いくつかの実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、熱分解性である。本明細書で使用される場合、「熱分解性」という用語は、ガラス基板に化学的に結合するコーティングを指し得る。いくつかの実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、１．６未満の屈折率を有する。好ましくは、酸化ケイ素コーティングの屈折率は、１．２〜１．６である。より好ましくは、酸化ケイ素コーティングの屈折率は、１．２〜１．５である。上記の屈折率値は、電磁スペクトルの４００〜７８０ｎｍ全域にわたる平均値として報告される。
【００６７】
いくつかの実施形態では、気体混合物は、シラン化合物、第１の酸素含有分子、およびラジカル捕捉剤を含む。好ましくは、シラン化合物は、モノシランであり、第１の酸素含有分子は、分子状酸素であり、ラジカル捕捉剤は、エチレンである。リン含有化合物またはホウ素含有化合物を、このような気体混合物に添加すると、酸化ケイ素コーティングが、ガラス基板の移動中に、１５０ｎｍ＊ｍ／分以上の堆積速度で形成され得ることが見出された。いくつかの実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、ガラス基板の移動中に、１７５ｎｍ＊ｍ／分以上の堆積速度で形成され得る。気体混合物が、例えば、水蒸気などの第２の酸素含有分子、およびリン含有化合物またはホウ素含有化合物を含む場合、酸化ケイ素コーティングの堆積速度のさらなる増加が実現され得ることがさらに見出された。例えば、酸化ケイ素コーティングは、ガラス基板の移動中に、２００ｎｍ＊ｍ／分以上の堆積速度で形成され得る。いくつかの実施形態では、気体混合物が、第２酸素含有分子、リン含有化合物、およびホウ素含有化合物を含むことが好ましい場合がある。
【００６８】
上記の実施形態のうちのいくつかでは、酸化ケイ素コーティングは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）およびリンを含み得る。他の実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、二酸化ケイ素およびホウ素を含み得る。一般に、気体混合物中のホウ素含有化合物の量を増加させると、酸化ケイ素コーティング中のホウ素の量が増加することに留意されたい。さらに他の実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、二酸化ケイ素と、ホウ素と、リンと、を含み得る。
【００６９】
酸化ケイ素コーティングは、１つ以上の先に堆積されたコーティング上に形成され得る。例えば、酸化ケイ素コーティングは、ガラス基板の堆積表面上に形成された、先に堆積された酸化スズコーティング上に形成され得る。この実施形態では、その上に酸化ケイ素コーティングが堆積される酸化スズコーティングは、フッ素でドープされ得るか、またはガラス基板上に直接堆積され得る。酸化ケイ素コーティングは、酸化スズコーティング上に直接形成され得る。代替的に、酸化ケイ素コーティングは、ガラス基板上に直接形成され得る。この位置では、酸化ケイ素コーティングは、ガラス基板と酸化ケイ素コーティング上に形成された任意のコーティングとの間のナトリウム拡散バリアとして機能し得る。これは、ガラス基板がソーダ石灰シリカガラスである場合に特に有益であり得る。
【００７０】
上述のように、酸化ケイ素コーティングは、周知のフロートガラス製造プロセスにおけるガラス基板の製造と併せて形成され得る。フロートガラス製造プロセスは、典型的には、図に示された設備３０などのフロートガラス設備を利用して実行される。しかしながら、本明細書に記載されるフロートガラス設備３０は、このような設備の単なる例示であることを理解されたい。
【００７１】
図に示されるように、フロートガラス設備３０は、溶融ガラス３４が溶融炉からガラス基板が形成されるフロート浴セクション３６に送出される溝セクション３２を備え得る。この実施形態では、ガラス基板は、ガラスリボン３８と称される。ガラスリボン３８は、酸化ケイ素コーティングが形成される好ましい基板である。しかしながら、ガラス基板は、ガラスリボンであることに限定されないことを理解されたい。
【００７２】
ガラスリボン３８は、浴セクション３６から、隣接するガラス焼きなまし炉４０および冷却セクション４２を通って進む。フロート浴セクション３６は、溶融スズ４６の浴が含まれる底部セクション４４、頂部４８、対向する側壁（図示せず）、および端壁５０、５２を含む。頂部４８、側壁、および端壁５０、５２は共に、溶融スズ４６の酸化を防止するために非酸化性雰囲気が維持される囲い５４を画定する。
【００７３】
操作中、溶融ガラス３４は、調節ツイル５６の下の溝３２に沿って流動し、制御された量でスズ浴４６の表面上に下向きに流動する。溶融スズ表面上で、溶融ガラス３４は、重力、および表面張力、ならびに特定の機械的影響の影響下で横方向に広がり、スズ浴４６全域にわたって進み、ガラスリボン３８を形成する。ガラスリボン３８は、リフトアウトロール５８上で浴セクション３６から取り除かれ、その後、整列ロール上のガラス焼きなまし炉４０および冷却セクション４２を通って搬送される。酸化ケイ素コーティングの堆積は、フロート浴セクション３６で実施することが好ましいが、ガラス生成ラインにさらに沿って、例えばフロート浴３６とガラス焼きなまし炉４０との間の間隙６０内で、またはガラス焼きなまし炉４０内で、堆積を実施することが可能である。
【００７４】
図に示されるように、フロート浴セクション３６内にコーティング装置６２が示される。酸化ケイ素コーティングは、コーティング装置６２を利用して形成され得る。この実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、ガラス基板上に直接形成され得る。特定の実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、ガラスリボン３８上に先に形成された１つ以上のコーティング上に形成され得る。これらのコーティングの各々は、別個のコーティング装置を利用して形成され得る。例えば、一実施形態では、コーティング装置６２、６４を利用して、非ドープ酸化スズを含むコーティング層が堆積され得る。この実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、上記のようなフロート浴セクション３６またはフロートガラス設備３０の別の部分に提供される、非ドープ酸化スズコーティングを形成するために利用されるコーティング装置６２、６４の下流に位置する、別のコーティング装置６４〜６８を利用して、非ドープ酸化スズコーティング上または上方に直接形成され得る。別の実施形態では、コーティング装置６６が提供されてもよく、フッ素ドープ酸化スズを含むコーティングを形成するために利用されてもよい。この実施形態では、酸化ケイ素コーティングは、コーティング装置６６の下流に位置するコーティング装置６８を利用して、ドープ酸化スズコーティング上または上方に直接形成され得る。
【００７５】
好適な非酸化性雰囲気、一般に、窒素、または窒素が優勢な窒素と水素の混合物が、フロート浴セクション３６内に維持されて、フロート浴を構成する溶融スズ４６の酸化を防止する。雰囲気ガスは、分配マニホールド７２に動作可能に結合された導管７０を通して導入される。非酸化性ガスは、通常の損失を補うために十分な速度で導入され、外気の侵入を防止するために、周囲大気圧よりも約０．００１〜約０．０１気圧高いわずかな陽圧を維持する。本発明を説明する目的のために、上記の圧力範囲は、通常の大気圧を構成すると見なされる。
【００７６】
好ましくは、酸化ケイ素コーティングは、本質的に大気圧で形成される。したがって、フロート浴セクション３６、ガラス焼きなまし炉４０、および／またはフロート浴セクション３６とガラス焼きなまし炉４０との間の間隙６０内の圧力は、本質的に大気圧であり得る。
【００７７】
フロート浴セクション３６および囲い５４内の所望の温度領域を維持するための熱は、囲い５４内の放射加熱器７４によって提供される。冷却セクション４２が囲まれていないため、ガラス焼きなまし炉４０内の雰囲気は、典型的には大気であり、したがってガラスリボン３８は、周囲雰囲気に開放されている。続いて、ガラスリボン３８は、周囲温度まで冷却される。ガラスリボン３８を冷却するために、周囲空気は、冷却セクション４２内のファン７６によってガラスリボン３８に対して向けられ得る。加熱器（図示せず）はまた、ガラスリボン３８がそれを通して搬送される場合に、所定の領域に従ってガラスリボン３８の温度を徐々に低下させるために、ガラス焼きなまし炉４０内にも提供され得る。
【実施例】
【００７８】
以下に表１〜３が提供され、ＣＶＤプロセスの特定の例の利点を示す。表１では、本発明の範囲内の例は、実施例１〜実施例４である。表２では、本発明の範囲内の例は、実施例５〜実施例２８である。本発明の一部とは見なされない比較例は、表２に比較例１として指定されている。表３では、本発明の範囲内の例は、実施例２９〜実施例４６である。実施例１〜実施例４６の実施形態の説明では、酸化ケイ素コーティングは、表において、ならびに以下でＳｉＯ２：Ｘとして指定してもよく、式中、Ｘは、リン、ホウ素、またはリンおよびホウ素である。しかしながら、実施例１〜実施例４６は、例示のみを目的とするものであり、本発明に対する限定として解釈されるべきではないことを理解されたい。
【００７９】
以下の実験条件は、実施例１〜実施例４に適用可能である。
【００８０】
実施例１〜実施例４のコーティングされたガラス物品は、ガラス／ＳｎＯ２／ＳｉＯ２／ＳｎＯ２：Ｆ／ＳｉＯ２：Ｘ配置のものである。ガラス基板は、ソーダ石灰シリカの種類のものであり、コーティング層をガラス基板上に堆積させたときに３．８１ｍ／分のライン速度で移動していた。酸化ケイ素コーティングを形成する前に、熱分解性酸化スズ（ＳｎＯ２）コーティングを、ガラス基板上に堆積させた。酸化スズコーティングを形成した後、熱分解性シリカ（ＳｉＯ２）コーティングを、酸化スズコーティング上に堆積させた。熱分解性フッ素ドープ酸化スズ（ＳｎＯ２：Ｆ）コーティングを、シリカコーティング上に堆積させた。フッ素ドープ酸化スズコーティングを形成した後、熱分解性酸化ケイ素（ＳｉＯ２：Ｘ）コーティングを、ドープ酸化スズコーティング上に堆積させた。
【００８１】
実施例１〜実施例４の酸化ケイ素コーティングを、気体混合物を形成することによって堆積させた。実施例１では、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、水（Ｈ２Ｏ）蒸気、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、亜リン酸トリエチル（ＴＥＰ）、および不活性ガスを含んでいた。実施例２〜実施例４では、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、水（Ｈ２Ｏ）蒸気、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、亜リン酸トリエチル（ＴＥＰ）、トリエチルボラン（ＴＥＢ）、および不活性ガスを含んでいた。実施例１〜実施例４の各々では、前駆体分子を混合して、気体混合物を形成し、次いでガラス基板に向かって、かつガラス基板に沿って方向付けられる前に、コーティング装置を通して送給した。実施例１〜実施例４の個々の気体前駆体分子のモルパーセントは、表１に記載されている通りである。実施例１〜実施例４の気体混合物の残りは、不活性ガスで構成されていた。
【００８２】
表１では、酸化ケイ素コーティングの厚さは、ナノメートルで報告される。
【表１】
2020532647.tif 000003
【００８３】
実施例１〜実施例４の各々の酸化ケイ素コーティングの組成を、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を使用して分析した。実施例１〜実施例４の酸化ケイ素コーティング中のケイ素に対するリンの量は同様であった。実施例１〜実施例４の酸化ケイ素コーティング中のケイ素に対するホウ素の量は、実施例２から実施例４にかけて増加した。ホウ素含有化合物を、実施例１の酸化ケイ素コーティングを形成するために利用しなかったため、ホウ素は、実施例１の酸化ケイ素コーティングについて検出されなかった。
【００８４】
ここで表２を参照すると、以下の実験条件が、比較例１および実施例５〜実施例２８に適用可能である。比較例１のコーティングされたガラス物品は、ガラス／ＳｎＯ２／ＳｉＯ２／ＳｎＯ２：Ｆ／ＳｉＯ２配置のものであり、実施例５〜実施例２８のコーティングされたガラス物品は、ガラス／ＳｎＯ２／ＳｉＯ２／ＳｎＯ２：Ｆ／ＳｉＯ２：Ｘ配置のものである。ガラス基板は、ソーダ石灰シリカの種類のものであり、コーティング層をガラス基板上に堆積させたときに３．８１ｍ／分のライン速度で移動していた。
【００８５】
比較例１では、熱分解性スズ酸化物（ＳｎＯ２）コーティングを、ガラス基板上に堆積させた。酸化スズコーティングを形成した後、熱分解性シリカ（ＳｉＯ２）コーティングを、酸化スズコーティング上に堆積させた。熱分解性フッ素ドープ酸化スズ（ＳｎＯ２：Ｆ）コーティングを、シリカコーティング上に堆積させた。フッ素ドープ酸化スズコーティングを形成した後、第２の熱分解性シリカ（ＳｉＯ２）コーティングを堆積させた。実施例５〜実施例２８では、酸化ケイ素コーティングを形成する前に、熱分解性酸化スズ（ＳｎＯ２）コーティングを、ガラス基板上に堆積させた。酸化スズコーティングを形成した後、熱分解性シリカ（ＳｉＯ２）コーティングを、酸化スズコーティング上に堆積させた。熱分解性フッ素ドープ酸化スズ（ＳｎＯ２：Ｆ）コーティングを、シリカコーティング上に堆積させた。フッ素ドープ酸化スズコーティングを形成した後、熱分解性酸化ケイ素（ＳｉＯ２：Ｘ）コーティングを、ドープ酸化スズコーティング上に堆積させた。
【００８６】
実施例５〜実施例２８の酸化ケイ素コーティングを、気体混合物を形成することによって堆積させた。実施例５〜実施例９では、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、亜リン酸トリエチル（ＴＥＰ）、および不活性ガスを含んでいた。実施例１０〜実施例１３では、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、トリエチルボラン（ＴＥＢ）、および不活性ガスを含んでいた。実施例１４〜実施例１７では、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、亜リン酸トリエチル（ＴＥＰ）、トリエチルボラン（ＴＥＢ）、および不活性ガスを含んでいた。
【００８７】
実施例１８〜実施例２２では、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、水（Ｈ２Ｏ）蒸気、亜リン酸トリエチル（ＴＥＰ）、および不活性ガスを含んでいた。実施例２３〜実施例２８では、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、水（Ｈ２０）蒸気、亜リン酸トリエチル（ＴＥＰ）、トリエチルボラン（ＴＥＢ）、および不活性ガスを含んでいた。
【００８８】
実施例５〜実施例２８の各々では、前駆体分子を混合して、気体混合物を形成し、次いでガラス基板に向かって、かつガラス基板に沿って方向付けられる前に、コーティング装置を通して送給した。実施例５〜実施例２８の個々の気体前駆体分子のモルパーセントは、表２に記載されている通りである。実施例５〜実施例２８の気体混合物の残りは、不活性ガスで構成されていた。
【００８９】
表２では、酸化ケイ素コーティングの厚さは、ナノメートルで報告される。
【表２】
2020532647.tif 000004
【００９０】
実施例５〜実施例２８に示されるように、ＣＶＤプロセスは、比較例１に示される比較の堆積プロセスよりも改善されたプロセスを提供する。例えば、実施例５〜実施例２８および比較の堆積プロセス比較例１に示されるように、シラン化合物のモル％が、気体前駆体混合物において等しい場合、実施例５〜実施例２８のプロセスによって提供される酸化ケイ素コーティングの厚さは、比較の堆積プロセス比較例１によって提供されるコーティングの厚さよりも厚かった。
【００９１】
実施例５〜実施例９および実施例１８〜実施例２２に示されるように、気体混合物中のリン含有化合物のモル％が増加すると、酸化ケイ素コーティングの厚さが減少した。対照的に、実施例１０〜実施例１３に示されるように、気体混合物中のホウ素含有化合物のモル％が増加すると、酸化ケイ素コーティングの厚さが増加した。さらに、実施例１８〜実施例２２によって観察され得るように、ＳｉＨ４、Ｏ２、およびＣ２Ｈ４のモル％比が、例えば１対４対６の比で比較的等しく維持される場合、気体混合物への水蒸気の添加は、一般に、酸化ケイ素コーティングの厚さの増加をもたらし、したがって、堆積速度の改善をもたらす。実施例２３〜実施例２８はさらに、気体混合物中の水蒸気、リン含有化合物、およびホウ素含有化合物を利用することの効果を示す。これらの実施形態に示されるように、水蒸気が、気体混合物中の、例えばＴＥＰなどのリン含有化合物、および例えばＴＥＢなどのホウ素含有化合物とともに利用される場合、酸化ケイ素コーティングの厚さ、したがって、酸化ケイ素コーティングの堆積速度は、一般に、リン含有化合物およびホウ素含有化合物のみが利用される実施例１４〜実施例１７のような実施形態よりも増加する。
【００９２】
ここで表３を参照すると、以下の実験条件が、実施例２９〜実施例４６に適用可能である。実施例２９〜実施例４６のコーティングされたガラス物品は、ガラスＳｉＯ２／ＳｎＯ２：Ｆ／ＳｉＯ２：Ｘ配置のものである。ガラス基板は、フロートガラス製造プロセスと併せて形成されたソーダ石灰シリカの種類のものであり、コーティング層をフロートガラス製造プロセスの加熱ゾーンで堆積させた場合、７．５７ｍ／分のライン速度で移動していた。
【００９３】
実施例２９〜実施例４６では、酸化ケイ素コーティングを形成する前に、熱分解性シリカ（ＳｉＯ２）コーティングを、ガラス基板上に堆積させた。熱分解性フッ素ドープ酸化スズ（ＳｎＯ２：Ｆ）コーティングを、シリカコーティング上に堆積させた。フッ素ドープ酸化スズコーティングを形成した後、熱分解性酸化ケイ素（ＳｉＯ２：Ｘ）コーティングを、ドープ酸化スズコーティング上に堆積させた。
【００９４】
実施例２９〜実施例４６の酸化ケイ素コーティングを、気体混合物を形成することによって堆積させた。実施例２９〜実施例３１では、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、トリエチルボラン（ＴＥＢ）、および不活性ガスを含んでいた。実施例３２〜実施例３７では、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、亜リン酸トリエチル（ＴＥＰ）、トリエチルボラン（ＴＥＢ）、および不活性ガスを含んでいた。実施例３８〜実施例４３では、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、水（Ｈ２０）蒸気、亜リン酸トリエチル（ＴＥＰ）、トリエチルボラン（ＴＥＢ）、および不活性ガスを含んでいた。実施例４４〜実施例４６の場合、気体混合物は、モノシラン（ＳｉＨ４）、分子状酸素（Ｏ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、水（Ｈ２Ｏ）蒸気、亜リン酸トリエチル（ＴＥＰ）、および不活性ガスを含んでいた。
【００９５】
実施例２９〜実施例４６の各々では、前駆体分子を混合して、気体混合物を形成し、次いでガラス基板に向かって、かつガラス基板に沿って方向付けられる前に、コーティング装置を通して送給した。実施例２９〜実施例４６の個々の気体前駆体分子のモルパーセントは、表３に記載されている通りである。実施例２９〜実施例４６の気体混合物の残りは、不活性ガスで構成されていた。
【００９６】
表３では、酸化ケイ素コーティングの厚さは、ナノメートルで報告される。また、実施例２９〜実施例４６の酸化ケイ素コーティングの堆積速度が報告される。表３では、堆積速度は、２つの方法で表される：
（１）ｎｍ単位の酸化ケイ素コーティングの厚さを、ｍ／分単位のライン速度で乗算した値に等しい動的堆積速度（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）（ＤＤＲ）であり、ｎｍ＊ｍ／分で表される。ＤＤＲは、様々なライン速度でコーティング堆積速度を比較するために有用である。
【００９７】
（２）濃度調整−動的堆積速度（ＣＡ−ＤＤＲ）は、ＤＤＲを、前駆体混合物で利用可能なシランの濃度（％ＳｉＨ４）で除算した値に等しい。ＣＡ−ＤＤＲは、（ｎｍ＊ｍ／分）／％ＳｉＨ４で表され、様々なライン速度で様々な前駆体濃度を有する、この場合酸化ケイ素コーティングの、堆積速度を比較するために有用である。
【表３】
2020532647.tif 000005
【００９８】
表３に示されるように、実施例３２〜実施例３７は、酸化ケイ素コーティングを形成するために利用される気体混合物中の、リン含有化合物のモル％をホウ素含有化合物のモル％に近づけることによって、酸化ケイ素コーティングの厚さおよび堆積速度の増加が達成され得ることを示唆している。さらに、実施例３８〜実施例４６と実施例２９〜実施例３７とを比較することによって観察され得るように、気体混合物への水蒸気の添加は、一般に、酸化ケイ素コーティングの厚さおよび堆積速度の増加をもたらす。実施例３８〜実施例４３はさらに、気体混合物中の水蒸気、リン含有化合物、およびホウ素含有化合物を利用することの効果を示す。実施例３８〜実施例４０に示されるように、水蒸気が、気体混合物中の、例えばＴＥＰなどのリン含有化合物、および例えばＴＥＢなどのホウ素含有化合物とともに利用される場合、酸化ケイ素コーティングの厚さおよび堆積速度は、一般に、気体混合物中のホウ素含有化合物のモル％が増加するにつれて、増加する。また、実施例４４〜実施例４６に示されるように、気体混合物中のリン含有化合物のモル％が増加すると、酸化ケイ素コーティングの厚さおよび堆積速度が増加した。対照的に、水蒸気が気体混合物に含まれていない実施例２９〜実施例３１に示されるように、気体混合物中のホウ素含有化合物のモル％が増加すると、酸化ケイ素コーティングの厚さおよび堆積速度が減少した。
【００９９】
前述の説明は、本発明の原理の例示にすぎないと考えられる。さらに、多数の修正および変更が当業者には容易に行われるので、本明細書に示され説明される正確な構造およびプロセスに本発明を限定することは望ましくない。したがって、すべての好適な修正物および同等物は、本発明の範囲内にあると見なされ得る。
2020532647.tif 000006
【国際調査報告】
2020532647.tif 000007
2020532647.tif 000008