JPH07172872A - 熱処理可能な被膜ガラス及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高性能低放射率で熱処理可能なスパッタ被膜
形成ガラスを提供する。 【構成】 ガラス基板から外方へ、第１のＳｉ3Ｎ4、第
１のニッケル又はニクロム、銀、第２のニッケル又はニ
クロム、及び第２のＳｉ3Ｎ4の層から構成され、第１の
ニッケル又はニクロム層は、第２のそれの３倍の厚さを
有する。これにより低放射率熱処理可能を実現する。さ
らに、熱処理後において、他の既知の被膜ガラスと光学
的に適合することができる。また、スパッタ被膜形成装
置の構成部品を変更することなく設定変更のみで異なる
特性を持つ被膜ガラスを連続的に作成可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スパッタ被膜形成され
たガラス及びその製造方法に関する。特に、本発明は、
熱処理可能でかつ高い可視光透過率と優れた赤外線エネ
ルギー反射特性とを呈する、建築用ガラスとして有用な
スパッタ被膜形成されたガラス及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】建築用平ガラスとしては、例えば「フロ
ート」工程によって製造されるようなものがあるが、こ
れらのガラス上に太陽光を制御する被膜を形成するため
の主な技術を２つ挙げると、熱分解工程とマグネトロン
・スパッタ被膜工程とがある。スパッタ被膜においてこ
れまで経験した欠点は、この被膜がしばしば容易にこす
り取られる（すなわち、耐久性がない）ことと、格子な
どで仕切られた多面ガラスの窓を作る際に使用される高
分子シール剤がこの被膜を傷めることである。また、こ
れによって窓枠間のシール剤をも破損し、これらの間に
有害な物質が蓄積されることとなる。一方、スパッタ被
膜は、多くの熱分解工程による被膜に比べて低い放射率
と高い可視光透過率を有する点で従来有利とされてき
た。後者の２つ特性は、おそらく所与の建築用ガラスが
もつべきと考えられる最も重要な特性である。

【０００３】「放射率」と「透過率」という用語は、技
術的に周知であり、本明細書でも広く知られた意味にお
いてこれらを用いる。よって、例えば「透過率」という
用語は、ここでは太陽光透過率のことであり、すなわち
これは可視光透過率、赤外線エネルギー透過率、及び紫
外光透過率からなる。従って、総太陽光エネルギー透過
率は、通常、これら他の値の加重平均として特徴づけら
れる。これらの透過率に関して、ここでは標準光源Ｃ
（１０°ｏｂｓ．、特に指定しない場合）を用いる技法
により、可視光線透過率は３８０乃至７２０ｎｍにおい
て、赤外光は８００乃至２１００ｎｍにおいて、そして
全太陽光は３００乃至２１００ｎｍにおいて測定され
る。しかしながら以下に示すように、放射率について
は、特定の赤外光範囲（すなわち、２５００乃至４００
００ｎｍ）を利用する。

【０００４】可視光透過性は、公知の汎用的技術を用い
て測定できる。例えば、ベックマン５２４０（Beckman
Sci. Inst. Corp.製）等の分光光度計を用いて、各波長
における透過率のスペクトル曲線が得られる。それか
ら、ＡＳＴＭ Ｅ−３０８「ＣＩＥシステム使用による
物体の色の算出方法」（ＡＳＴＭ規格年鑑、Ｖｏｌ．１
４．０２）を用いて、可視光透過率が計算される。必要
に応じ、記載のものよりも少ない数の波長ポイントを利
用してもよい。可視光透過率を測定するための別の技術
は、パシフィック・サイエンティフィック・コーポレー
ション（Pacific Scientific Corporation）により製造
されている市販のスペクトルガード分光光度計のような
分光高度計を使用する。この装置は、可視光透過率を直
接測定し、報告する。

【０００５】「放射率」（Ｅ）は、所定波長における光
の吸収率と反射率の両方の測定単位あるいは特性であ
る。それは通常、次の式によって表される。 Ｅ＝１−反射率（フィルム）

【０００６】建築用には、放射率は赤外線スペクトルの
いわゆる「中間赤外域」、また時には「遠赤外域」、す
なわち約２５００乃至４００００ｎｍにあることが極め
て重要となる。この明細書で使用している放射率という
用語は、一次ガラス製造業者協議会（Primary Glass Ma
nufacturers' Council）によって提案され、「放射分析
測定を用いた、建築用平ガラス製品の放射率の測定及び
演算方法（Test Method for Measuring and Calculatin
g Emittance of Architectural Flat Glass Products U
sing Radiometric Measurements）」と題され、放射率
を演算するための赤外線エネルギー測定用に１９９１年
提案のＡＳＴＭ規格によって特定されたように、この赤
外域で測定した放射率について使用するものである。こ
の規格、及びその規定は、引例として記述する。この規
格では、放射率は半球状放射率（Ｅｈ）及び通常放射率
（Ｅｎ）の２成分に分割される。

【０００７】この放射率測定用データの実際の蓄積は、
例えば「ＶＷ」アタッチメントを付けた分光光度計であ
るベックマンモデル４２６０（Beckmann Sci. Inst. Co
rp.）を使用して従来より行われている。この分光光度
計は、反射率対波長を測定し、これより放射率を上記の
１９９１年提案のＡＳＴＭ規格を使用して算出する。

【０００８】本明細書で使用している他の用語は「シー
ト抵抗」である。シート抵抗（Ｒｓ）は当業界で公知で
あり、その公知の意味に基づいて使用する。一般的に、
この用語は、ガラス基板上の層構造を通過する電流に対
するその層構造のある面積についての電気抵抗値をオー
ムで示している。シート抵抗は、層がどの程度赤外線エ
ネルギーを反射するかの指標であり、従ってこの特性の
基準として放射率とともにしばしば使用されるので、多
くの建築用ガラスにとって重要である。従来、シート抵
抗は、４点探針型オーム計を用いて測定される。例えば
マグネトロン・インスツルメント・コーポレーション
（Magnetoron Instruments Corp.）のヘッドを有する非
拘束型４点抵抗探針モデルＭ−８００（カリフォルニア
州、サンタクララのシグナトン・コーポレーション（Si
gnatone Corp.）製）がある。

【０００９】上記のように、ガラス窓がガラスに当る赤
外線のほとんどを反射するように、多くの建築用ガラス
は、可能な限り低放射率、低シート抵抗を有することが
望ましい。一般的には、低放射率ガラスは、半球状放射
率Ｅｈが約０．１６未満及び通常放射率Ｅｎが約０．１
２未満と考えられる。同時に、シート抵抗Ｒｓは、約１
０．５オーム／ｍ2未満が望ましい。製品として使用可
能なこのようなガラスは、通常、可能な限り可視光線を
透過することが必要とされ、約２乃至６ｍｍ厚のガラス
で透過率測定用のイルミナントＣ法を使用して約７６％
以上である。

【００１０】本明細書で用いる「化学的耐性」は、２イ
ンチ×５インチの試料片を５％ＨＣｌ約５００ｃｃの中
で１時間煮沸（すなわち約２２０゜Ｆ）することにより
決定される。この１時間の煮沸の後、この試料片に直径
約０．００３インチよりも大きいピンホールが見られな
い場合に合格したとみなされる。

【００１１】本明細書で用いる「耐久性」は、２つの試
験のうちの１つを用いて測定される。第１は、４インチ
×４インチの試料と１００乃至３００回転で回転する２
つのＣ．Ｓ．１０Ｆアブレーション・ホイールの各々に
取付けられた５００ｇの重りを用いる汎用的なテーバ・
アブレーダ（Taber abrader）試験である。第２に、耐
久性は、パシフィック・サイエンティフィック・アブレ
ーション・テスタ（６インチ×１７インチの試料に対し
て、１１インチのナイロンブラシが、１５０ｇｍｓの荷
重を用いて５００サイクルで周期的に被膜の上を通過す
る）によっても試験できる。双方の試験とも、もし可視
光下において肉眼で見たとき、実質的に気付くような掻
傷が見られなければ、合格とみなされ、よってその試料
片は耐久性があると称される。また、あまり主要な評価
方法ではないが、試料の引っかいていない部分と引っか
いた部分との間の可視光の透過率の変化を測定し、透過
率の減少を表す数値に置換える（例えば、減衰割合）こ
とによっても可能である。この減少を数値限界とするこ
とによって、「合格」又は「不合格」の目印として設定
することができる（例えば、「２０％以上」は、設定さ
れうる１つの限界である）。

【００１２】本発明における「熱処理可能」という用語
は、以下に述べる観点から、出願人による先の特許及び
特許出願とは異なる意味で用いられる。本発明及び出願
人による先の特許等のいずれにおいても、この用語は、
熱処理後に均一化（さらに、好適例では化学的かつ機械
的耐久性も伴う）によって許容できる製品が得られると
いう意味を含んでいた（そして本発明でもこの意味は含
んでいる）。出願人による先の特許等では、好適例にお
いては、太陽光制御特性（色も含む）が熱処理中に材質
的に変化しないことも望ましいとされていた。一方、本
発明においては、「熱処理可能」という用語は、必ずし
も上記のような制限を含んでいない。なぜなら、いくつ
かの実施例では、別の（例えば、非熱処理の）製品の特
性に適合させるためにその太陽光制御特性が顕著に変化
することが望ましいとされる場合もあるからである。し
かしながら、本発明では、根本的な太陽光制御特性は、
予め設定され又所望されるべきものとされる。もちろ
ん、熱処理は、どのような程度であっても、熱処理前の
製品の均一性（及び又は好適例における機械的かつ化学
的耐久性）に実質的に悪影響を及ぼしてはならない（た
だし、熱処理が上記の特性を改善するような範囲を除
く）。

【００１３】マグネトロン・スパッタによりフロートガ
ラスシート上に金属及び又は金属酸化物もしくは金属窒
化物の積層膜を形成することで建築用ガラスを製造する
技術は、周知であり、既知の金属（例えば、Ａｇ、Ａｕ
等）、酸化物及び窒化物（窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）を含
む）による多くの組合せとその順序が試みられかつ報告
されている。このような技術では、平板状又は円筒状の
ターゲットあるいは双方の組合せ及び多重ターゲット・
ゾーンを利用することによりその所望の製造物を得るこ
とができる。本発明において使用する好適な装置例は、
当業者には周知であるが、エアコ・コーポレーション
（Airco Corporation）の製品であるマグネトロン・ス
パッタ被膜形成装置である。この製品は、引例として記
載の米国特許第４３５６０７３号及び第４４２２９１６
号に記載されている。

【００１４】特に、上記エアコ・コーポレーションのス
パッタ被膜形成装置を使用してガラス（標準フロートガ
ラス）から、Ｓｉ3Ｎ4／Ｎｉ：Ｃｒ／Ａｇ／Ｎｉ：Ｃｒ
／Ｓｉ3Ｎ4のような連続的に外方へ積層系を有する建築
用ガラスを製造することは公知である。個々で、実際
に、Ｎｉ：Ｃｒ合金（つまり、ニクロム）はＮｉ対Ｃｒ
の重量比が、８０対２０であり、２つのニクロム層は７
オングストロームの厚さと報告されており、Ａｇ層は約
７０オングストローム厚（特にＡｇが１００オングスト
ロームと記されるときを除いて）とされ、Ｓｉ3Ｎ4層は
比較的厚い（例えば、下層には３２０オングストローム
で上層には４５０オングストローム）。２つのニクロム
層は互いに調整されることによって、実質的に等しい厚
さを有する。接着性を改善するためにこれらのニクロム
層の厚さを互いに調整することは、設定中に被膜形成装
置の関係するパラメータを調整することによって行われ
ることは公知である。

【００１５】図１は、図２に示されるこの公知のエアコ
・コーポレーションの製品を製造するために用いられ
る、上記の典型的なエアコ・コーポレーション製スパッ
タ被膜形成装置を概略的に示したものである。図１で
は、第１、第２、第４及び第５ゾーンはシリコン（ケイ
素、Ｓｉ）の円筒状ターゲット（ｔ1-12及びｔ19-30）
で作られ、スパッタリングは、窒素１００％雰囲気内で
行う。第３ゾーンは、通常平面状ターゲットＰを用い、
Ｎｉ：Ｃｒ／Ａｇ／Ｎｉ：Ｃｒの中間の３層を作るため
に使用される。第３ゾーンではアルゴン１００％の雰囲
気を用いる。

【００１６】このガラス被膜では、良好な機械的耐久性
及び化学的耐性（すなわち、この被膜は耐引っかき性、
耐磨耗性、及び化学的安定性を有する）が実現されるこ
とにより、熱分解被膜形成と比較してこの特性は良好な
レベルを達成するが、実用上の他の特性、つまり、低反
射率の建築用ガラスに通常必要とされる赤外線反射率や
可視光透過率特性のレベルには達しないことが判明して
いた。例えば、少なくとも３ｍｍ厚のガラスについて
は、図２に示した製品の可視光透過率（Ｉｌｌ．Ｃ１０
°）は、通常約７６％程度にすぎず、Ｅｈは約０．２０
乃至０．２２、Ｅｎは約０．１４乃至０．１７である。
これらの放射率の値は双方とも、どちらかといえば高い
方である。加えて、シート抵抗Ｒｓは、比較的高い１
５．８オーム／平方メートルである（より望ましい値
は、約１２．０未満である）。

【００１７】さらに、この図２のガラスは、熱処理不能
であることがわかっており、従って、被膜や基板に悪影
響を与えることなく、曲げたり、焼入れしたり、熱強化
することができない。その理由は、熱処理を受けたと
き、Ａｇの層が不連続となりボイドが発生するからであ
る。その結果、Ａｇ層が不均一となるために放射率が大
きく上がってしまう。また、化学的耐性が非常に悪くな
り、そして透過率は非常に上がる。

【００１８】以上のように、これらの被膜は、耐久性は
著しく向上しかつ汎用的なシール剤と適合することがわ
かったにも拘わらず、太陽光制御特性及び熱処理可能性
が、多くの近代建築の目的に最適なレベルよりも劣るも
のであった。

【００１９】そして、図１の装置及び雰囲気を用い、か
つスパッタ動作に対する速度と電気的なパワーを制御す
ることによって、公知のエアコ式工程では、図２の従来
技術によるような積層系が作製される。この図２では、
ガラス基板Ｇが示されている。このようなガラス基板
は、好適には約２乃至６ｍｍ厚のガラスシートであり、
通常、公知のフロート工程により作製され、従来この工
程で採られてきた典型的なソーダライムシリカ組成を有
する。第１及び第２のゾーンでは、本質的にＳｉ3Ｎ4か
らなる第１の下層被膜１が形成される。その厚さの数値
は、約３２５オングストロームである。第１及び第２の
ゾーンは、実質的に１００％窒素中で実施される。次
に、第３のゾーンは、実質的に１００％アルゴン雰囲気
で実施され、先ず比較的厚い（例えば、７オングストロ
ーム）８０対２０のニクロム層３を形成し、その後に比
較的不連続なＡｇ層５を形成する。この不連続性は、ボ
イド７によって示されている。この同じ第３のゾーン内
で、Ａｇに対してもう１層の等しい厚さ（例えば、７オ
ングストローム）の８０対２０のニクロム層９が形成さ
れる。双方のニクロム層とも実質的に同じ厚さである。
それから、第４及び第５のゾーン内で最上層被膜１１で
あるＳｉ3Ｎ4が形成される。この層は、パワーを上げる
ことにより下層被膜１の厚さよりもいくらか厚くされる
（例えば、約４５０オングストローム）。このガラスの
太陽光制御特性が所望のレベルよりも低いことは前述の
通りである。

【００２０】図２に示したこのエアコ式工程による積層
系の他にも、Ａｇ及び又はニクロム層を赤外線反射や他
の光線制御の目的で含む他の被膜が特許や学術文献で報
告されている。例えば、ファブリ・ペロー・フィルタ及
び他の従来技術による被膜や技法が、米国特許第３６８
２５２８号及び４７９９７４５号に開示されている（そ
して従来技術がその中で議論されまた引用されてい
る）。さらにまた、誘電体、金属の積層体については、
例えば、米国特許第４１７９１８１号、３６９８９４６
号、３９７８２７３号、３９０１９９７号、及び３８８
９０２６号の他、多数の特許がある。以上のような他の
被膜が公知であり又は報告されているが、本発明に先立
って、高い生産性をもつスパッタ被膜形成工程の利用が
可能であると同時に、熱分解被膜の耐久性に近いかまた
は匹敵するのみでなく優れた太陽光制御特性も兼ね備え
るものは未だ開示されておらずまた実現されていないも
のと信ずる。

【００２１】建築及び自動車の設計において、金属及び
金属酸化物被膜をもつガラスは、周知のものである。特
許及び他の学術文献において多数の報告があるように、
このようなガラスは、通常、被膜の積層系を操作するこ
とによって、良好な許容レベルの反射率、透過率、放射
率、化学的耐性、及び耐久性、さらに所望の色を実現し
ている。例えば、これに関しては、ごく一部であるが米
国特許第３９３５３５１号、４４１３８７７号、４４６
２８８３号、３８２６７２８号、３６８１０４２号、３
７９８１４６号、及び４５９４１３号がある。

【００２２】別のエアコ式工程による従来技術の被膜ガ
ラスには、エアコ・コーポレーションの「エアクール７
２」又は「エアクール７６」があるが、本質的に次の層
からなっている。すなわち、基板から外方へ向かって、
ＳｎＯ2／Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ／ＳｎＯ2となっている。こ
れらの被膜ガラスは熱処理可能であるが、比較的柔らか
く耐久性に欠ける。

【００２３】近年、被膜ガラスの普及により、被膜ガラ
ス製品を得る多くの試みがなされている。これは、熱処
理に先立って被膜することができ、その後、被膜の特性
やガラス自体に好ましくない変更を与えることなく熱処
理することができるものである（すなわち、結果的にガ
ラス製品となる）。

【００２４】この理由の１つは、例えば、既に曲げられ
たガラス片上に均一な被膜を形成することは極めて困難
だからである。周知であるが、もし平板ガラス表面に被
膜形成した後に曲げることができたならば、先にガラス
を曲げておく場合に比べて、均一な被膜を得るためには
るかに単純な技術を用いることができる。このことは、
建築用、自動車用、及び住宅用ガラスにおいて事実であ
る。

【００２５】被膜形成された熱処理可能なガラス製品、
すなわちその後に焼入れや曲げや熱強化として知られる
技術によって熱処理されるガラス製品を作製するための
技術は過去にも開発されている。一般的に、これらの従
来の被膜ガラス製品（例えば図２の製品）の多くは、経
済的な曲げ、焼入れ及び又は熱強化を実現するために必
要な比較的高温（すなわち、１１５０乃至１４５０°
Ｆ）において熱処理することができないという欠点を有
する。つまり、そのような技術においては、その被膜や
基板に悪影響を与えずに熱処理を実現するために、温度
を約１１００°Ｆ又はそれ未満に維持する必要があると
いう欠点がある。この状況、すなわち、被膜や基板に対
して何ら実質的な悪影響がないということが、本明細書
中で使用される「熱処理可能」という用語が、前述の定
義と併せて、根本的に意味するところである。

【００２６】これに関係して、米国特許第５１８８８８
７号は、従来技術として、本発明で定義される用語とし
ての「熱処理可能」な被膜系を開示している。なぜな
ら、この被膜系は前述のより高い温度において無事に熱
処理でき、焼入れや曲げや熱強化を経ているにも拘わら
ず所望の形成物を得ることができる。一般的に、これら
の従来技術による被膜組成は、積層系における均一性を
得るべく金属層として高ニッケル含有量の合金を使用し
ており、好適例では、ヘイネス（Ｈａｙｎｅｓ）２１４
として知られる合金であり、これは実質的に７５．４５
％Ｎｉ、４．００％Ｆｅ、１６．００％Ｃｒ、０．０４
％Ｃ、４．４５％Ａｌ、及び０．０１％Ｙ（ただし、重
量％による）からなる。ヘイネス２１４等の高ニッケル
含有量の合金を用いることによって、及びその上に一定
比の酸化錫（Ｓｎ０2）を単層又は他の層（例えば、同
じ一定比の酸化錫の下層、及び又は上層のＳｎＯ2と高
ニッケル含有量合金との間のＡｌ中間層）とともに被膜
することによって、色、機械的耐久性、放射率、反射率
又は透過率を実質的に損なうことなく、約１１５０乃至
１４５０°Ｆの高い温度における約２乃至３０分のガラ
ス製品の熱処理可能性が実現されることが明らかとなっ
た。よって、これらの組成物は、米国特許第４７９０９
２２号、４８１６０３４号、４８２６５２５号、４７１
５８７９号及び４８５７０９４号に開示された従来の熱
処理可能な系を上回る優れた特性を実現する。

【００２７】前述の開示の他に、レイボールド（Ｌｅｙ
ｂｏｌｄ）風避けガラス系ＴＣＣ−２０００もまた公知
である。この系は、一般的には米国特許第５２０１９２
６号に開示されている。この系では、４層又は５層の金
属及び金属酸化物の層を用いてスパッタ被膜ガラスを得
る。このガラスは、１１００°Ｆまでの温度においてあ
る程度熱処理可能であり、曲げ又は曲げのない風避けガ
ラスを作製するための予備被膜ガラスとして用いること
ができるが、熱処理が短時間であるという制限がある。
通常、ガラス基板から外方へ向かって、酸化錫による第
１の層、ニッケル／クロム合金による第２の層（普通、
約８０／２０の比）、銀による第３の層、ニッケル・ク
ロム合金による第４の層、及び酸化錫による第５の層か
ら形成される。比較的熱処理温度の上限が低いことに加
えて、得られる被膜が、どちらかといえば柔らかで、許
容できない低い化学的耐性を呈する。よってこのガラス
は耐久性がないために、実際にはラミネートガラス風避
けの内面にのみ用いることができる。米国特許第５２０
１９２６号では、この系の上層及び又は下層の酸化錫層
上にさらに二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タン
タル、酸化ジルコニウム又はこれらの混合を用いる。ま
た、この特許では、銀層を、少なくとも５０重量％の銀
合金としてもよいことに触れている。報告されている層
の厚さは、それぞれ（ガラスから外方へ向かって）、３
５ｎｍ、２ｎｍ、２０ｎｍ、２ｎｍ及び３５ｎｍであ
る。

【００２８】米国特許第５２２９１９４号は、本発明の
米国出願日より１年以上前に市販されている従来示術で
あるが、熱処理可能なスパッタ被膜形成において、米国
特許第５１８８８８７の開示と比較しても極めて有益な
開示がされている。当該特許発明では、熱処理可能な
（本明細書で定義する意味で）スパッタ被膜ガラスの面
積において独自の結果が得られている。特に自動車の
「プライバシー」ウィンドウとして使用されるときに、
ニッケル金属又は高ニッケル含有量合金層が、ニッケル
の酸化物もしくは窒化物又は高ニッケル含有量合金の別
の層である下側被膜層及び上側被膜層によって覆われて
いる場合において、そしてさらにＳｎＯ2、ＺｎＯ、Ｔ
ｉＯ2又はそれらの酸化物合金による上側被膜層が用い
られている場合においてである。シリコンもまた、含ニ
ッケル金属層の第１の上側被膜層として有用であること
にも触れられている。上記の米国特許第５２２９１９４
号の内容については、ここに参照する。

【００２９】米国特許第５２２９１９４号に開示された
積層系は、特に熱処理可能でありかつ耐磨耗性があるこ
とが明らかとなった。しかしながら、あるものは初期に
化学的耐性があることがわかったが、ある系では大量生
産に移行した場合に、比較的厳しい１時間の５％ＨＣｌ
煮沸による化学的耐性試験（前述の通り）に合格しない
ことが判明した。しかしながら、これらの赤外線及び紫
外線反射特性は、使用する広い範囲において優れている
ことがわかった。ところがさらに、これらの可視光透過
率の値は、プライバシー・ウィンドウとして使用するに
は低いことが望ましいのではあるが、高い可視光透過率
が要求される建築や住居用のガラス窓又はパネルとして
実際に使用するには低すぎることが明らかとなった。よ
って、プライバシー・ウィンドウ用のガラスシートに被
膜形成した後に、建築や住居用の被膜ガラスの注文に応
じるべくスパッタ被膜形成装置を製造のために用いよう
とするときには、新たな積層系を形成できるようにその
稼働中の被膜形成装置を停止しなければならなかった。
もしこのような停止を避けることができるならば、経済
的に極めて有益である。

【００３０】本出願人による米国特許出願第０７／８７
６３５０号（１９９２年４月３０日出願、以降「第８７
６３５０号」と称する場合がある）「高性能、高耐久
性、低放射率ガラスおよびその製法（High Performanc
e, Durable, Low-E Glass and Method of Making Sam
e）」では、良好な化学的機械的耐久性を有するのみで
はなく太陽光制御特性をも有することから建築及び住宅
用に利用できる独自のスパッタ被膜積層系が開示されて
いる。これらの積層系は、その半球状放射率Ｅｈが一般
に約０．１６未満でありかつその通常放射率Ｅｎが一般
に約０．１２未満であるので「低放射率」ガラス（被
膜）と見るのが適当である。別の方法で測定されたその
シート抵抗は、好適には約１０．５０オーム／平方メー
トル未満である。さらに、通常のガラスの厚さ（例えば
２乃至６ｍｍ）については、可視光透過率が好適には約
７８％以上である（前述の米国特許第５２２９１９４号
の熱処理可能なプライバシー・ウィンドウの積層系の好
適例では約２２乃至２３％にすぎない）。

【００３１】前述の第８７６３５０号は、その独自の低
放射率、高可視光透過率（Ｔ＞７８％、Ｅｎ＜０．１
２、等）が得られるとともにその良好な化学的耐性と耐
磨耗性が実現されるものとしてここに参照する。その第
１の５層からなる実施例は、一般的に、（ガラス基板か
ら外方へ向って）Ｓｉ3Ｎ4の下層被膜、第１のニッケル
又はニッケル合金（例えばニクロム）の層、銀の層、第
２のニッケル又はニッケル合金の層、及びＳｉ3Ｎ4の上
層被膜からなる。他の好適例においては、ガラス基板か
ら外方に向って、実質的にＳｉ3Ｎ4／Ｎｉ：Ｃｒ／Ａｇ
／Ｎｉ：Ｃｒ／Ａｇ／Ｎｉ：Ｃｒ／Ａｇ／Ｎｉ：Ｃｒ／
Ｓｉ3Ｎ4からなる。この７層系は、前述の５層系よりも
ある程度高い耐久性と耐引っかき性を呈することが明ら
かとなった。しかしながら、各系において、好適なＮ
ｉ：Ｃｒ層はニクロムすなわちニッケル対クロムの比率
が８０対２０であり、かつクロムの部分は実質的にクロ
ムの窒化物として形成される。なぜなら、Ｎｉ：Ｃｒ層
は、窒素を含む雰囲気中で形成されるからである。

【００３２】好ましくないことに、この耐久性のある、
低放射率、高可視光透過率のガラス積層系は、熱処理不
可能であることが明らかとなった。熱処理できない理由
は、金属銀層が熱処理中に濡れないために不連続となる
からである。この場合は、Ｎｉ：Ｃｒによる周りの層が
熱処理中に銀層の連続性を維持するに不十分だからであ
る。従って、他の点では有益な積層系であるが、その後
で焼入れや熱強化や曲げ等の熱処理をされるガラス積層
系の場合、利用することができない。好ましくないこと
に、低放射率を得るためにはこの銀の層を使用する必要
がある。

【００３３】この観点から、建築用、住宅用、及び自動
車用として使用するためには、被膜ガラスを焼入れした
り、曲げたり、又は熱強化したりすることが必要とされ
ることを注記する。最も明らかな例として、建築用のセ
ッティングにおいては、前述の第８７６３５０号の熱処
理不能なガラスとともに熱処理可能で「焼入れ可能等
の」ガラスを使用することが、しばしば要求される。従
って、第８７６３５０号の熱処理不能なガラスの特性と
実質的に適合する特性（色、放射率、シート抵抗等）を
呈する熱処理可能なガラスの製造に対する必要性が喚起
される。それによって、双方をともに使用することがで
き、例えば、同じビルディング内で並べて配置すること
ができる。

【００３４】本出願人による米国特許出願第０８／１０
２２８１号（１９９３年８月５日出願、以降、「第１０
２２８１号」と称する場合がある）は、優れた熱処理可
能なガラス積層系を開示しており、ここに参照する。こ
のような積層系は、一般的に多数のファミリーである積
層系を含み、各々が、その構成層であるＳｉ3Ｎ4及びＮ
ｉ：Ｃｒ及び又はそれらの酸化物からなる層を形成する
ためにスパッタ被膜形成ターゲットと雰囲気を使用する
ことを含む。熱処理後における第１０２２８１号に記載
の被膜ガラス製品は、優れているが、前述の第８７６３
５０号に記載の非熱処理ガラスの光学特性と実質的に類
似するか又は実質的に適合する光学特性を呈さない。そ
れにも拘らず、すなわち、熱処理後に別の非熱処理形態
のガラスに適合するような系の要求を満たさないにも拘
らず、その被膜ガラス製品を製造することができる。な
ぜなら、その積層の各構成層は、本発明のガラス及び第
８７６２５０号のタイプのガラスと同様のスパッタ被膜
形成動作をわずかに変更するだけだからである。このこ
とは、本発明における重要な特徴であり見地である。

【００３５】実際に、本発明の重要な見地及び重大な態
様については、以下に詳細に述べるが、これらは、スパ
ッタ被膜形成動作をわずかに調整するだけで各々がいく
らか異なるスパッタ被膜形成製品をフレキシブルな範囲
で製造することができ、それによって顧客の様々な要望
の範囲を満たすことができるという長い間の要求を満足
するものである。例えば、本発明によれば以下の詳述す
るように、エアコ・コーポレーションのスパッタ被膜形
成装置である、シリコン、Ｎｉ：Ｃｒ、及びＡｇターゲ
ットを用いる通常の３０ターゲット内において、スパッ
タ被膜形成装置のパラメータの単純な調整により単一工
程で、前述の第１０２２８１号で開示されたような自動
車工業製品（例えば、風避けにするために後で曲げる被
膜ガラスシート）や、前述の第８７６３５０号で開示さ
れた焼入れしない建築（ビルディング）工業製品並びに
焼入れ及び曲げ可能な建築（ビルディング）用及び自動
車用製品を製造することができるようになり、しかもこ
れらは、第８７６３５０号の開示におけるガラスと光学
的に適合する。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】従って、スパッタ被膜
ガラス積層系についての技術において、熱処理された
（焼入れや曲げ等）後に、前述の第８７６３５０号の低
放射率熱処理不能な被膜ガラスの光学的特性に実質的に
適合するかまたは実質的に類似する光学的特性を有し、
しかも好ましくは、前述の熱処理不能なガラスと同じ操
作で製造可能であってスパッタ被膜形成装置の稼動を停
止しなくてもよいような技術が必要であることは明らか
である。本発明の目的は、上記の必要性及び以下に示す
当業者にとっては自明の他の必要性を満たすことであ
る。

【００３７】本明細書において、「Ｓｉ3Ｎ4」という用
語は、一般的に窒化ケイ素の形成を意味し、精密な化学
量論的な窒化ケイ素である必要はなく、またその窒化ケ
イ素により形成される層が完全に窒化ケイ素のみからな
っている必要もない。なぜなら、ある場合には、使用さ
れたターゲットが少量のアルミニウムのような元素をド
ープされていることもあり、その元素が層の元素として
現れたりまたその窒化物が現れたりするからである。よ
って、本明細書における「Ｓｉ3Ｎ4」という用語は、端
的に言えば実質的にシリコンの窒化物からなる層を指
す。

【００３８】少なくとも金属状態におけるニッケルとク
ロムの何らかの組合せを含む層を指す一般的な意味と同
様の使い方で「ニクロム」という用語が本明細書で用い
られているが、酸化物であってもよい。同様に、「銀」
という用語は、実質的に金属銀からなる層を意味してい
るが、積層系全体における銀の特性に悪影響を及さない
ような他の何らかの元素を少量含んでいてもよい。

【００３９】

【課題を解決するための手段】本発明は、スパッタ被膜
積層系を有する熱処理可能な被膜ガラス製品を提供する
ことによって上記の要求を満たすものである。このスパ
ッタ被膜積層系は、ガラスから外方へ向って、（ａ）約
３５０乃至４５０オングストロームの厚さの第１のＳｉ
3Ｎ4の層、（ｂ）約２０オングストローム以上の厚さの
第１のニッケル又はニクロムの層、（ｃ）約５０乃至１
２０オングストロームの厚さの銀の層、（ｄ）少なくと
も約７オングストロームの厚さの第２のニッケル又はニ
クロムの層、（ｅ）約４５０乃至５５０オングストロー
ムの第２のＳｉ3Ｎ4の層からなり、ガラスが、クリア・
ガラスでありかつ厚さ約２．５乃至３．５ｍｍであると
き、被膜ガラス製品は、熱処理後に以下の特性を有す
る。 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ１０°ｏｂｓ．） 約７６乃至７８％ シート抵抗（Ｒｓ） 約１２オーム／平方メートル未満 通常放射率（Ｅｎ） 約０．１２未満 半球状放射率（Ｅｈ） 約０．１６未満

【００４０】好適例では、このガラス製品（製造物）
は、先に定義した「化学的耐性」及び「耐久性」を呈す
る。さらに一好適例では、被膜ガラス基板がクリアであ
るとき、熱処理前に以下の特性を有する。 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ１０°ｏｂｓ．） 約７０乃至７３％ シート抵抗（Ｒｓ） 約１５オーム／平方メートル未満 通常放射率（Ｅｎ） 約０．１６未満 半球状放射率（Ｅｈ） 約０．２０未満

【００４１】他の好適例では、通常放射率Ｅｎが、熱処
理前に約０．１５又はそれ未満（例えば、０．１４）、
熱処理後に約０．１１又はそれ未満（例えば０．１０）
であり、半球状放射率Ｅｈが、熱処理前に約０．１８又
はそれ未満（例えば、０．１７）、熱処理後に約０．１
４又はそれ未満（例えば０．１３）であり、そして基板
に近い方のＳｉ3Ｎ4の厚さが約３７５オングストローム
及びもう１つのＳｉ3Ｎ4の厚さが約５００オングストロ
ームである。本発明のさらに別の好適例では、スパッタ
被膜である第１のニッケル又はニクロム層の厚さが、も
う１つのニッケル又はニクロム層の厚さの約３倍であ
り、すなわち、スパッタ被膜である第１のニッケル又は
ニクロム層が約２０乃至５０オングストローム、第２の
ニッケル又はニクロム層が約７乃至１５オングストロー
ムである。本発明のさらに別の好適例では、スパッタ被
膜積層系が、実質的に上記の５つの層からなりかつ銀の
層の厚さが約７５オングストロームである。

【００４２】さらに、本発明は、熱処理された、薄い、
耐久性のある、太陽光制御機能をもつ積層系をガラス基
板上に形成する方法を提供することによって前述の技術
上の要求を満たすものである。この方法は以下の工程を
含む。すなわち、（ａ）含窒素雰囲気中において下側被
膜層であるＳｉ3Ｎ4をスパッタ被膜する工程と、（ｂ）
不活性ガス雰囲気中において、少なくとも約２０オング
ストロームの厚さの第１のニッケル又はニクロムの層を
スパッタ被膜する工程と、（ｃ）不活性ガス雰囲気中に
おいて、銀の層をスパッタ被膜する工程と、（ｄ）不活
性ガス雰囲気中において、約７乃至１５オングストロー
ムの厚さの第２のニッケル又はニクロムの層をスパッタ
被膜する工程と、（ｅ）含窒素雰囲気中において上側被
膜層であるＳｉ3Ｎ4をスパッタ被膜する工程と、その後
に、被膜ガラスを熱処理する工程とを含み、この熱処理
されたスパッタ被膜ガラスは、ガラス基板がクリアガラ
スでありかつ厚さが約２．５乃至３．５ｍｍであるとき
以下の特性を有する。 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ１０°ｏｂｓ．） 約７６乃至７８％ シート抵抗（Ｒｓ） 約１２オーム／平方メートル未満 通常放射率（Ｅｎ） 約０．１２未満 半球状放射率（Ｅｈ） 約０．１６未満

【００４３】本発明の一好適例では、熱処理は、焼入
れ、曲げ、又は熱強化の中から選択される。さらに別の
好適例では、熱処理工程が、被膜ガラスを約１１５０乃
至１４５０°Ｆに少なくとも５分間加熱した後急冷する
ことによって焼入れすることからなり、この加熱工程及
び急冷工程は、そのガラスを焼入れするに十分な期間で
ある。さらに別の好適例では、被膜ガラスが、そのガラ
ス製品を曲げられるように十分な温度でかつ十分な期間
加熱された後、曲げることができる状態であるうちにそ
のガラスを所望の形に曲げる。さらに別の好適例では、
スパッタ被膜形成が、複数の互いに独立したゾーン内で
実施される。その際スパッタ被膜形成によりＳｉ3Ｎ4の
層を形成する工程が、少なくとも２つの別々のゾーンに
おいて実施され、それぞれが、実質的に約８０％の窒素
と約２０％のアルゴンからなる雰囲気を有する。さら
に、ニッケル又はニクロム層を形成する工程及び銀の層
を形成する工程が、同じゾーン内で実施され、かつその
スパッタ被膜が、実質的に（ａ）本質的に１００％アル
ゴン、又は（ｂ）約９５％のアルゴンと約５％の酸素の
いずれかからなる雰囲気内において同じゾーンで実施さ
れる。

【００４４】本発明は、少なくとも２つのスパッタ被膜
ガラス製品を連続的に製造するためのプロセスを提供す
ることによって前述の技術的要求を満たすものである。
これら２つの製品は、少なくとも１つの太陽光制御特性
もしくは熱処理可能性の可否のいずれか又は双方に関し
て互いに本質的に異なり、そして各ガラス製品のスパッ
タ被膜は、複数のスパッタ被膜層から構成され、Ｓｉ3
Ｎ4及びニッケル／クロム組成物を含むスパッタ被膜積
層系を形成する。このプロセスは以下の工程を含む。す
なわち、（ａ）第１の積層系を第１のガラス製品上に作
製するために組上げられた複数の雰囲気ゾーン内におけ
る複数のターゲットを有しかつ実質的にこれらターゲッ
ト及びゾーンの全てが第１の積層系を作製するために用
いられるようなスパッタ被膜形成装置を設ける工程と、
（ｂ）工程（ａ）において設けられた前記装置を用い
て、前記第１のガラス製品上に第１の積層系をスパッタ
被膜する工程と、（ｃ）その後に、第２のガラス製品上
に第２の積層系を作製するべく実質的にターゲット及び
ゾーンの全てが第２の積層系を作製するために用いられ
るような装置を設けるために、前記複数のターゲットの
いずれも追加もしくは置換したりすることなく、かつ、
前記雰囲気ゾーンの大きさを拡大もしくは縮小すること
なく工程（ａ）の装置を変更する工程と、（ｄ）その後
に、工程（ｃ）において設けられた前記装置を用いて、
前記第２のガラス製品上に第２の積層系をスパッタ被膜
する工程とを含む。

【００４５】本発明の一好適例では、スパッタ被膜形成
装置は、約３０個又はそれ以下のターゲットと約６個又
はそれ以下の雰囲気ゾーンを有する。さらに別の好適例
では、スパッタ被膜ガラス製品のうちの１つのみが熱処
理可能であるが、それが熱処理された後は、双方のスパ
ッタ被膜ガラス製品とも実質的に同じ太陽光制御特性を
有する。すなわち前述の可視光透過率、色、及び放射率
によって定義された特性である。さらに別の好適例で
は、熱処理可能なスパッタ被膜ガラス製品が熱処理され
る前には、前述の可視光透過率、色、又は放射率のうち
の少なくとも１つによって定義される太陽光制御特性が
実質的に異なっている。

【００４６】さらに本発明は、熱処理可能なスパッタ被
膜ガラス製品を熱処理することにより、その少なくとも
１つの太陽光制御特性を、所定のレベルまで変化させる
方法を提供することによって前述の技術的要求を満たす
ものである。この方法は以下の工程を含む。 （ａ）ガラス基板から外方へ向かって、（i）第１のＳ
ｉ3Ｎ4の層、（ii）第１のニッケル又はニクロムの層、
（iii）銀の層、（iv）第２のニッケル又はニクロムの
層、及び（v）第２のＳｉ3Ｎ4の層 からなる積層系を前記ガラス基板上にスパッタ被膜する
ことによって熱処理可能な被膜ガラス製品を作製する工
程と、 （ｂ）可視光透過率、放射率又は色の中から選択された
少なくとも１つの太陽光制御特性を著しく変化させるこ
とにより、前記ガラス基板がクリアガラスでかつ厚さ約
２．５乃至３．５ｍｍのときに熱処理後の最終的な被膜
ガラス製品が以下の特性、すなわち 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ１０°ｏｂｓ．） 約７６％以上 シート抵抗（Ｒｓ） 約１２オーム／平方メートル未満 通常放射率（Ｅｎ） 約０．１２未満 半球状放射率（Ｅｈ） 約０．１６未満 を有するべく前記被膜ガラス製品を熱処理する工程とを
含む。

【００４７】本発明の一好適例では、ガラス基板がクリ
アガラスでかつ厚さ約２．５乃至３．５ｍｍのときに熱
処理前のスパッタ被膜ガラス製品が以下の特性を有す
る。 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ１０°ｏｂｓ．） 約７０乃至７３％ シート抵抗（Ｒｓ） 約１５オーム／平方メートル未満 通常放射率（Ｅｎ） 約０．１６未満 半球状放射率（Ｅｈ） 約０．２０未満

【００４８】さらに別の好適例では、熱処理前のＥｎが
約０．１４であって、その場合Ｅｈは、熱処理後に約
０．１４未満、熱処理前に約０．１７である。以下に、
本発明を一実施例に関して図を参照して説明する。

【００４９】

【実施例】図１は、前述のエアコ・コーポレーション製
の装置等の汎用的なマグネトロン・スパッタ被膜形成装
置を示している。本発明の実施においては、好適には第
１から第５までの５つのゾーンが用いられるが、任意の
数（例えば、６）を用いることができる。被膜層は、図
の矢印Ａの方向へ進みながらガラスＧ上に連続的に形成
される。第１のゾーンは、好適にはシリコン（Ｓｉ）で
ある６個の回転可能な円筒状ターゲットｔ1-6を具備す
る（例えば、導電性のためにＡｌに約３乃至５重量％の
Ｓｉをドープする）。第２のゾーンは、同じＳｉ材によ
るさらに６個の円筒状ターゲットｔ7-12を具備する。同
様な形で、第４及び第５のゾーンもそれぞれ、同じＳｉ
材による６個の円筒状ターゲットｔ19-24及びｔ25-30を
具備する。第１、第２、第４及び第５のゾーンの各々
は、好適には３個の陰極（図示せず）を利用しており、
各陰極は、上記の回転可能なシリコン・ターゲットのう
ちの２つに対して働く。

【００５０】真中の第３のゾーンは、３個の平板ターゲ
ットＰ1-3（すなわち、それぞれ符号３１、１６及び３
３で示される）か、６個の回転可能な円筒状ターゲット
か、又はこれらの組合せのいずれかから形成され、図３
に示される５層の積層被膜系の中の中心の３層を作製す
るためのものである。もちろん、第３のゾーンを、図２
に示す従来技術であるエアコ式積層系の中央の３層を作
製するために用いることもできる。すなわち、前述の第
８７６３５０号の５層の熱処理不能な被膜ガラスの中央
の３層及び第１０２２８１号の熱処理可能な被膜層であ
る。

【００５１】後に実施例において詳述するが、これらの
３つの異なるガラスは、単にこのスパッタ被膜形成装置
の所定のゾーン内のパワーレベルと雰囲気を調整するこ
とによって、ターゲットを変更したり装置を停止するこ
となく同じスパッタ被膜形成装置内で全て連続的に、任
意の順序で次々に製造可能である。

【００５２】稼働中には、第１から第５のゾーンは、両
端と同様に適当なカーテンＣで区切られている。それに
よって、各ゾーン内を所与の制御された雰囲気とするこ
とができる。これら全ては周知のスパッタ被膜形成技術
における汎用的な装置である。

【００５３】図３は、図１の装置を用いて形成できる、
本発明による熱処理可能な被膜ガラスを示している。図
示のとおり、フロートガラス（厚さ約２乃至６ｍｍ）基
板Ｇの上に５層が形成される。任意の形式又は大きさの
フロートガラス基板を用いることができる（例えば、ク
リア、グリーン等）。例えば、ガラス基板Ｇが、厚さ
２．５乃至３．５ｍｍのクリアガラスでもよい。

【００５４】第１の層１０１は、Ｓｉ3Ｎ4（以降、窒化
ケイ素と記載する）であり、第１及び第２のゾーンにお
いて好適には約８０％の窒素と約２０％のアルゴン雰囲
気を用いて形成される。任意ではあるが、ある条件下で
は、第１及び第２のゾーンにおいて実質的に１００％窒
素の雰囲気を用いる場合もある。第１及び第２のゾーン
の圧力は、好適には約２．０乃至３．０×１０-3Ｔｏｒ
ｒに維持される（最も好適なのは、約２．０×１０-3Ｔ
ｏｒｒである）

【００５５】厚さ約２．５乃至３．５ｍｍのクリアガラ
ス基板が用いられるとき、被膜ガラスの可視光透過率
は、第１のゾーンの後に約８６乃至９０％、第２のゾー
ンの後に約８１乃至８４％である。

【００５６】次に、金属層１０３、１０５、及び１０７
が第３のゾーンで形成される。第３のゾーンは、好適に
は実質的に１００％アルゴンの処理ガスを１乃至２×１
０-3Ｔｏｒｒの圧力で用いる。任意であるが、少量の酸
素（例えば、約５乃至１０％）を第３のゾーンで用いて
もよい。本実施例では、平板ターゲットＰ1（３１）
が、８０／２０のニクロムであるのが好ましいが、ニッ
ケル又は他のニッケルベースの合金でもよい。

【００５７】ターゲットＰ1を介して形成される層１０
３の厚さは、本発明の一実施例の重要な態様であると考
える。ニッケル−クロム下側被膜層１０３を変えること
によって、いくつかの例では、図２に示す標準的な従来
技術であるエアコ製被膜ガラス製造物や前述の第８７６
３５０号に記載された５層被膜ガラスのファクタのうち
約２乃至４のファクタ（例えば、約３）に関して変える
ことによって、得られる被膜ガラス製品が、汎用的な熱
処理（例えば、焼入れ等）工程によって熱処理可能であ
り、しかもそのガラス製品の均一性に悪影響を及ぼすこ
となく所望のかつ所定の太陽光制御特性を有することが
判明した。この点において驚くべきことに、本発明の好
適例では、初期の非熱処理被膜の光学特性（色、放射
率、反射率、透過率等）が、熱処理の間に本質的に調整
されることによって熱処理後の同じ光学特性が、前述の
第８７６３５０号に記載の５層非熱処理被膜ガラスの光
学特性とほとんど完全に適合することが明らかとなっ
た。

【００５８】これに関しては、下層側のニッケル又はニ
クロム層１０３を厚くするのみでよいことが判明した。
上層側のニッケル又はニクロム層１０７を厚くしても、
意外なことに、熱処理可能な製品は得られず、また双方
の層を厚くすると、熱処理可能とはなるが、前述の第８
７５３５０号の光学特性に適合するような可視光透過率
が低すぎるものが得られる。

【００５９】従ってこのことから、下層側のニッケルベ
ース層１０３は、約２０オングストローム以上の厚さと
なるまでスパッタ被膜される（好適には、約３０乃至５
０オングストロームであり、さらに好適には約４５オン
グストロームである）。これは、単にターゲットＰ1へ
のパワーを、ターゲットＰ3（３３）により上層側のニ
ッケルベース層１０７を作製するために用いるパワーよ
りも約２乃至３倍大きくするのみで簡便に実現される。
同様の方法で、本発明による下層側のニッケル又はニク
ロム被膜層は、前述の第８７６３５０号のスパッタ被膜
形成装置の設定におけるターゲットＰ1のパワー・レベ
ルを約２乃至３ファクタだけ上げるだけで、ガラス基板
に対して適用することができる。この結果、本発明によ
る被膜ガラス製品が製造され、それは前述の第８７６３
５０号の５層被膜ガラスとは異なっている。なぜなら、
本発明による下層側のニッケル又はニクロム層は、前述
の第８７６３５０号のそれよりも実質的に厚いからであ
る（例えば、２乃至３倍の厚さ）。

【００６０】そして、下層側のニッケルベース層１０３
がターゲットＰ1及び対応する陰極（図示せず）を介し
て形成された後、銀ベースの層１０５が形成される。平
板銀ターゲットＰ2（１６）は、この銀層１０５を約５
０乃至１２０オングストロームの厚さまで形成するため
に用いられる（自明であるが、回転可能な円筒状ターゲ
ットを用いることもできる）。この銀層１０５は、好適
には約７５オングストロームの厚さである。この実施例
の銀層は、前述の第８７６３５０号の銀層よりも僅かに
薄い。ここでも、単純なパワー調整が必要なだけである
（第８７６３５０号のターゲットＰ2に対するパワーを
僅かに減らす）。

【００６１】次に、もう１層の実質的に純粋な金属の８
０／２０ニクロム（又は他のニッケルベースの）層１０
７が、最初のニッケル又はニクロム層１０３と同じ方法
で形成される。最初の層１０３との違いは、厚く形成さ
れた最初の層１０３と比べてこの層１０７が実質的に薄
いということである。ニクロム層１０７は、好適には約
９乃至１５オングストロームの厚さであるが、もっと薄
くてもよい（例えば、約７オングストローム）。本発明
による第２のニッケル又はニクロム層と前述の第８７６
３５０号とは、互いに同じ方法で実質的に近い厚さに形
成される。

【００６２】本発明の一実施例では、下層側すなわち第
１のニクロム層１０３が約４５オングストロームの厚さ
であり、上層側すなわち第２のニクロム層１０７が約１
５オングストロームの厚さである。従って、下層側のニ
クロム層１０３の厚さの上層側のニクロム層１０７の厚
さに対する好適な比は、約３：１である。

【００６３】平板ターゲットＰ3（３３）は、上層側の
ニクロム層１０７を形成するために用いられる。この第
２のニクロム用ターゲットＰ3に対するパワーは、第１
のニクロム用ターゲットＰ1に対するパワーの３分の１
から２分の１であって、前述の第８７６３５０号の第２
のニッケル又はニクロム用ターゲットＰ3に対するパワ
ーと近い。第３のゾーンを出た後、この時点での実際の
積層は、窒化ケイ素／ニッケル−クロム／銀／ニッケル
−クロムからなっており、厚さ約２．５乃至３．５ｍｍ
のクリアガラスを用いた場合には約５２乃至５４％の可
視光透過率を有する。

【００６４】続いて、この被膜ガラスは第４のゾーンへ
移動する。ここでの処理ガスは、実質的に１００％窒素
でもよく、又はより好適には窒素とアルゴンとの混合
（例えば、８０％窒素と２０％アルゴン）でもよい。本
発明における第１、第２、第４及び第５のゾーンは、好
適には、前述の第８７６３５０号の５層の熱処理不能被
膜ガラスを製造する際に用いられるスパッタ被膜形成装
置の第１、第２、第４及び第５のゾーンと類似してい
る。第１及び第２のゾーンにおけると同様に、第４及び
第５のゾーンにおける圧力も、好適には、約２．０乃至
３．０×１０-3Ｔｏｒｒに維持される（さらに好適には
約２．０×１０-3Ｔｏｒｒ）。

【００６５】第４及び第５のゾーンにおいては、窒化ケ
イ素の上側被膜層１０９が、下側被膜層１０１と類似の
方法で形成される。窒化ケイ素の上側被膜層１０９は、
通常、下側被膜層１０１よりも若干厚くされる。これに
ついては、前述の第８７６３５０号で論じられている。
例えば、下層側の窒化ケイ素１０１は、好適には、約３
５０乃至４５０オングストロームの厚さとなるように形
成され（最も好適には約３７５オングストローム）、そ
して上層側の窒化ケイ素１０９は、好適には、約４５０
乃至５５０オングストロームの厚さとなるように形成さ
れる（最も好適には約５００オングストローム）。

【００６６】ときには、本発明による下層側と上層側の
窒化ケイ素１０１と１０９の厚さを、従来技術であるエ
アコ式製造物（図２参照）におけるように同じにしても
よいが、本発明の好適例においては、この被膜ガラスの
各窒化ケイ素層を、前述の第８７６３５０号におけるも
のと実質的に同様となるように、図２に示したエアコ式
製造物のそれに比べて厚くする。このことは、単にスパ
ッタ被膜形成装置のパワーを、第１及び第２のゾーン並
びに第４及び第５のゾーンにおいて約２０％又はそれ以
上増すだけで実現され、厚さを厚くすることができる。
第４及び第５のゾーンの非反射窒化ケイ素層は、このガ
ラスの可視光透過率を、約６１乃至６６％及び約７０乃
至７３％へそれぞれ向上させる。

【００６７】こうして得られた積層系は、図２のエアコ
式積層系とほぼ同様の耐久性を備えている（すなわち、
耐引っかき性をもつのみでなく、耐久性試験にも合格す
る）。この得られた積層系は、図２に示した従来のエア
コ製被膜ガラス製品の特性と比較して極めて優れた放射
率、透過率、熱処理性、及びシート抵抗特性を有する。
さらに、この積層系は化学的耐性をも備えている。

【００６８】熱処理される前において、図３の被膜ガラ
スの好適例は、約７０乃至７３％の可視光透過率、約１
６．０オーム又はそれ未満のシート抵抗（さらに好適に
は約１４．０乃至１４．５オーム）、約０．１４乃至
０．１６のＥｎ、及び約０．２０未満のＥｈ（例えば、
約０．１７）を有する。

【００６９】しかしながら、熱処理（例えば、焼入れさ
れ、曲げられ、熱強化されるなど）された後は、これら
の図３の被膜ガラスの好適例は、約７６％以上の可視光
透過率、約１２オーム未満のシート抵抗（さらに好適に
は約１０．５乃至１１．０オーム未満）、約０．１２未
満のＥｎ、及び約０．１６未満のＥｈ（好適には、約
０．１４又はそれ未満）を有する。

【００７０】熱処理としては、例えば、６８５℃におけ
る約５分間の処理や、６６５℃における約１６分間のサ
イクル処理や、他の任意の汎用的な焼成炉内での処理が
ある。

【００７１】本発明における窒化ケイ素の層は、それぞ
れの厚さを有するが、これは、被膜ガラス製品の色の制
御、化学的耐性、耐引っかき性、及び非反射特性を「微
調整」するために調整可能である。

【００７２】以上の本発明の説明から、本発明による被
膜ガラス製品と、前述の第１０２２８１号によるもの
と、前述の８７６３５０号によるものとが、同じスパッ
タ被膜形成装置内において、単に所定のゾーンの適切な
パワーレベル及び雰囲気を調整するだけで連続的に製造
可能であることが理解できたであろう。このことによっ
て、例えば、第８７６３５０による熱処理不能な低放射
率被膜ガラスを製造しているときに、（i）熱処理後に
第８７６３５０号の熱処理不能な被膜ガラスの光学特性
と実質的に適合する光学特性を呈する熱処理可能な被膜
ガラスや、（ii）第１０２２８１号の熱処理可能な被膜
ガラスを製造する必要が生じた場合に、スパッタ被膜成
装置の稼働を停止しなければならないという問題を克服
することができる。前述の第８７６３５０号のスパッタ
被膜形成装置の設定に対し、単に、ターゲットＰ1に対
するパワーを約２乃至３ファクタだけ上げ、かつターゲ
ットＰ2に対するパワーを約５乃至１５％だけ下げるの
みで、第３のゾーンの混合ガスを変えれば、稼働を停止
することなく同じスパッタ被膜形成装置が、図３に示す
本発明による熱処理可能な被膜ガラス製品を製造する。
このプロセスは、以下に示す実施例１においてさらに詳
述する。

【００７３】上記の本発明による好適例によれば、熱処
理された被膜ガラス製品の光学特性を、熱処理されてい
ない被膜ガラス製品の光学特性に実質的に適合させるこ
とができる。よって、本発明の重要な利点は、例えば、
図３に示された熱処理可能な被膜ガラスを、焼入れする
前に被膜しかつ切断することができることである。すな
わちこのことによって、製造業者は、切断されていない
熱処理可能な被膜ガラスを保管しておくことができ、熱
処理された後には、このガラスは、別の第８７６３５０
号等の高性能ではあるが熱処理不能なガラスの光学特性
に実質的に適合する性能を有することになる。従って、
実際には、双方のタイプのガラスを切断しないで保管し
ておき、顧客から多様な注文を受けた際に、すなわち、
同時に注文した第８７６３５０号の熱処理不能なガラス
の光学特性に実質的に適合するような光学特性をもつ異
なる大きさの熱処理された（例えば、焼入れした）ガラ
スに対する注文をも受けた際に、製造業者は、一般的な
在庫品の中から、切断するための熱処理不能な被膜ガラ
スと本発明による熱処理可能な被膜ガラスとを選択し、
それらを要求どおりの大きさに切断してから、注文され
たもの全てを速やかに顧客に届けるだけでよく、特別注
文のために装置が稼動されるのを待つ必要がない。従来
は、熱処理不能ではあるが高性能な第８７６３５０号に
よる被膜積層系が利用できる場合に、その注文に応じる
のに非常に時間がかかりまた在庫の問題があった。もち
ろんその理由は、注文が、熱処理（例えば、焼入れ及び
又は曲げ）されたガラスを要求するのみではなく、おそ
らくは熱処理しないガラスとは異なる大きさに切断する
ことをも要求するものである場合のために、種々の大き
さの予め切断された非被膜ガラスシートの膨大な在庫を
保持しなければならなかったことに加えて、顧客は、そ
のガラスが一般的な在庫から選択されて、（１）予め切
断され、（２）ある程度焼入れされ、（３）その後に全
体が被膜されるのを待たなければならなかったからであ
る。本発明の利点によって、２つの（又はそれ以上の）
異なる積層系をもつ被膜ガラスの在庫を保持することが
可能となった。混在する注文が入ったときでも、既に被
膜工程は済んでいるので顧客の要求は速やかに満たされ
る。

【００７４】本発明を、以下の一実施例に関して詳述す
ることにする。 実施例１ 図２によって例示される典型的な従来技術であるエアコ
製被膜ガラス製品（「標準」と称する）、図３によって
例示される本発明による被膜ガラス製品、及び第８７６
３５０号による熱処理不能な被膜ガラスが、図１のスパ
ッタ被膜形成装置を用いて作製された。本発明による熱
処理可能な被膜ガラスと第８７６３５０号による熱処理
不能な被膜ガラスは、この実施例においては同じスパッ
タ被膜形成装置内で連続的に作製された。本発明による
被膜ガラス製品は、以下のように作製された。

【００７５】本発明による被膜ガラスの作製法 厚さ３．２ｍｍのクリアガラス基板Ｇが、図１のエアコ
製スパッタ被膜形成装置の中を通るように搬送された。
この装置の各ゾーンは、公知の方法でカーテンや壁によ
って区切られている。このラインの速度は、３２０イン
チ／分である。予備洗浄及び後洗浄（図示せず）につい
ては、汎用的なものが設置されている。クリアフロート
ガラス基板Ｇは、先ず第１のゾーンを進む。この中の処
理ガスは、２．０×１０-3Ｔｏｒｒの圧力に維持され
た、８０％の窒素と２０％のアルゴンとの混合物であ
る。第１のゾーンの３つの陰極（図示せず）全てが、回
転可能な２つのシリコン・ターゲットをそれぞれ有して
おり、それらのターゲット（ｔ1-6）を介して、ガラス
製品の可視光透過率を８７．５％へ低減させるべく十分
な厚さの窒化ケイ素の層を蒸着させるようなパワー設定
で駆動される。

【００７６】次に、ガラスは第２のゾーンを通るように
移動する。この中では、処理ガスは８０％の窒素と２０
％のアルゴンであり、圧力は２．１×１０-3Ｔｏｒｒで
ある。第２のゾーンの３つの陰極は、回転可能な２つの
シリコン・ターゲットをそれぞれ有しており、ガラス製
品上に２回目の窒化ケイ素の層を蒸着させるパワー設定
で駆動される。これによってガラス製品の可視光透過率
が、さらに８２．３％へと低減する。

【００７７】続いて、ガラスは第３のゾーンへと移動す
る。この中では、処理ガスは１００％のアルゴンであ
り、１．５×１０-3Ｔｏｒｒの圧力に維持されている。
３つの陰極は、それぞれ単一の平板ターゲット（Ｐ1−
Ｐ3）であり、第１及び第３の平板ターゲットＰ1及びＰ
3は、比率が８０対２０のニッケル−クロム合金を用
い、第２の平板ターゲットＰ2は、銀ターゲットを用い
ている。第１のニッケル−クロム・ターゲットＰ1のパ
ワーは、３．５７ｋＷに設定される。銀ターゲットのパ
ワーは７．１ｋＷであり、これは、汎用的な４点探針で
測定されるシート抵抗Ｒｓが１４オーム／平方メートル
となるような銀の層を被膜ガラス上に形成するに十分で
ある。第３のニッケル−クロム・ターゲットＰ3のパワ
ーは、１．３３ｋＷである。この時点での積層は、窒化
ケイ素／ニッケル−クロム／銀／ニッケル−クロムであ
り、可視光透過率は５３．０％である。

【００７８】続いて、ガラスは第４のゾーンへ移動す
る。この中の処理ガスは、８０％の窒素と２０％のアル
ゴンであり、圧力は２．１×１０-3Ｔｏｒｒである。３
つの陰極は、回転可能な２つのシリコン・ターゲットを
それぞれ有しており、ガラス製品上に窒化ケイ素の層を
蒸着させるパワー設定で駆動される。この窒化ケイ素の
層は非反射層であり、これによってガラス製品の可視光
透過率が、６４．５％へと上がる。

【００７９】次に、ガラスは第５のゾーンへ移動する。
この中の処理ガスは、８０％の窒素と２０％のアルゴン
であり、圧力は２．１×１０-3Ｔｏｒｒである。３つの
陰極は、回転可能な２つのシリコン・ターゲットをそれ
ぞれ有しており、ガラス製品上に最後の窒化ケイ素の層
を蒸着させるパワー設定で駆動される。この窒化ケイ素
層は非反射層であり、これによってガラス製品の可視光
透過率が、７１．０９％へと上がる。以上で、この実施
例における被膜積層系が完成する。

【００８０】本発明によって得られた積層系は、クリア
ガラス基板から外方へ向かって実質的に、厚さ約３７５
オングストロームの窒化ケイ素層、厚さ約４５オングス
トロームのニクロム層、厚さ約７５オングストロームの
銀層、厚さ約１５オングストロームの第２のニクロム
層、及び厚さ約４５０オングストロームの第２の窒化ケ
イ素層から構成される。この被膜ガラス製品は、この
後、６６５℃（１２２９°Ｆ）において１６分間のラン
プ（傾斜）・サイクルで熱処理される。

【００８１】以上におけるパワー、圧力、及びターゲッ
トのパラメータは、次のとおりである。

【００８２】

【表１】

【００８３】

【表２】

【００８４】米国特許出願第０７／８７６３５０号の熱
処理不能被膜ガラスの作製法 ここで、ターゲットＰ１乃至Ｐ３へのパワー・レベル及
び第３のゾーンの雰囲気が調整された後、前述の第８７
６３５０号による５層の熱処理不能被膜ガラスが、３．
２ｍｍ厚のクリアフロートガラス基板上に以下のとおり
作製される。

【００８５】第１及び第２のゾーンの通過後における第
８７６３５０号によるガラスの可視光透過率は、それぞ
れ８７．５％及び８２．３％である。第３のゾーンにお
ける金属層のスパッタ被膜形成の後には、可視光透過率
は５６．１％（これに対し、本発明の被膜ガラスは５
３．０％）である。第４及び第５のゾーンの通過後にお
ける可視光透過率は、それぞれ６９．３％及び７７．２
％である。

【００８６】第８７６３５０号による被膜ガラスの作製
工程の条件は次のとおりである。

【００８７】

【表３】

【００８８】

【表４】

【００８９】上記の表１及び表２から明らかなように、
第８７６３５０号による熱処理不能な被膜ガラス及び本
発明による熱処理可能な被膜ガラスは、第３のゾーンの
パワーとガスのパラメータを単純に調整することによっ
て同じスパッタ被膜形成装置内で、順次連続的に製造す
ることができる。これらのターゲットを変更する必要も
なく、また、第１、第２、第４及び第５のゾーンはその
ままでよい。

【００９０】そのかわりに、ターゲットＰ1とＰ3に対す
るパワーについては、第８７６３５０号の被膜ガラスを
作製する際にはそれぞれを２．３０ｋＷへと調整するこ
とにより、上層側と下層側のニクロム層を両方とも約７
オングストロームにすることができる。

【００９１】第１０２２８１号の熱処理可能な被膜ガラ
スもまた、その積層系が窒化ケイ素、ニクロム等から構
成されるので、上記のスパッタ被膜形成装置のパワー・
レベルと雰囲気を適切に調整するだけで、同じ装置によ
って連続的に作製することができる。例えば、ターゲッ
トＰ2へのパワーを停止し、第３のゾーンにおいて９５
％のアルゴンと５％の酸素の雰囲気を圧力１．５×１０
-3Ｔｏｒｒに維持すればよい。その後、１０２２８１号
による熱処理可能な被膜ガラスが、適切なパワーレベル
調整により調整されたスパッタ被膜形成装置によって作
製できる。この被膜ガラスの積層系は、基板から外方へ
向かって、実質的に窒化ケイ素／ニッケル−クロム／窒
化ケイ素から構成される。

【００９２】従来技術（標準）による作製法 従来技術（標準）による図２のエアコ製ガラス製品は、
次のように作製される。従来技術による標準被膜ガラス
製品を形成する場合には、第１、第２、第４及び第５の
ゾーン内のターゲット（ｔ1-12及びｔ19-30）は、エア
コ製でアルミニウムをドープした円筒状シリコン・ター
ゲットである。ターゲットＰ1（３１）及びＰ3（３３）
は、平板ターゲットであり、ニッケル８０％及びクロム
２０％の重量比をもつ。ターゲットＰ2（１６）もまた
平板であるが、銀である。使用されたクリアフロートガ
ラスは、汎用的なソーダ−石灰−シリカのフロートガラ
スであり、ガーディアン・インダストリィズ・コーポレ
ーション（Guardian Industries Corp.）製のもので厚
さ３ｍｍである。ライン速度は、３４５インチ／分を用
いた。第１及び第２並びに第４及び第５のゾーン内の圧
力は、２．５×１０-3Ｔｏｒｒに維持される。これらの
ゾーン内は、１００％窒素の雰囲気とされる。第３のゾ
ーン内は、２．０×１０-3Ｔｏｒｒの圧力に維持されて
おり１００％アルゴンの雰囲気とされる。

【００９３】得られた被膜ガラス製品は、基板Ｇから外
方へ向かって、厚さ約３２５オングストロームの窒化ケ
イ素の下側被膜層、厚さ約７オングストロームの第１の
ニクロム層、厚さ約７０オングストロームの銀層、厚さ
約７オングストロームの第２のニクロム層、及び厚さ約
４５０オングストロームの窒化ケイ素の上側被膜層から
実質的に構成される。各ターゲットに対する電源供給
は、次の表３のとおりである。

【００９４】

【表５】

【００９５】

【表６】

【００９６】

【表７】

【００９７】上記の表４及び表５は、本発明による被膜
ガラス製品を、図２の従来技術のエアコ製造物である標
準被膜ガラス製品及び第８７６３５０号の熱処理不能低
放射率被膜ガラスの双方と比較した結果である。表４に
示すように、本発明による熱処理可能な被膜ガラス製品
は、従来技術である標準ガラスと比べて極めて低いＥｎ
とＲｓを有する。ここで、標準ガラスは熱処理不能であ
ることを注記する。表５は、標準ガラスと本発明による
被膜ガラス製品の光学特性が非常に異なっていることを
示している。表５によれば、熱処理後の本発明による被
膜ガラス製品の反射率Ｙ及び反射された色ａhとｂh、シ
ート抵抗Ｒｓ、並びに放射率Ｅｎが、第８７６３５０号
の５層の被膜ガラスのそれと極めて近いことすなわち実
質的に適合することが明らかであろう。

【００９８】実施例２ この実施例では、本発明による熱処理可能な被膜ガラス
製品の別の作製法を開示する。

【００９９】厚さ３．２ｍｍのクリアガラス基板Ｇは、
ライン速度３２０インチ／分で図１のエアコ製スパッタ
被膜形成装置を通るコンベア上を運ばれ、それらのゾー
ンは、汎用的なやり方でカーテンや壁によって区切られ
ている。クリアフロートガラス基板Ｇは、先ず第１のゾ
ーンを進む。この中の処理ガスは、２．０×１０-3Ｔｏ
ｒｒの圧力に維持された、８０％の窒素と２０％のアル
ゴンとの混合物である。第１のゾーンの３つの陰極（図
示せず）全てが、以下の表に示したパワー設定によって
駆動される。各々の陰極は、回転可能な２つのシリコン
・ターゲットを有している。

【０１００】次に、ガラスは第２のゾーンを通るように
移動する。この中では、処理ガスは８０％の窒素と２０
％のアルゴンの混合ガスであるが、圧力は１．５×１０
-3Ｔｏｒｒに維持される。

【０１０１】続いて、ガラスは第３のゾーンへと移動す
る。この中では、処理ガスは１００％のアルゴンであ
り、１．５×１０-3Ｔｏｒｒの圧力に維持されている。
第３のゾーンでは、３つの平板ターゲット（Ｐ1−Ｐ3）
が用いられ、第１及び第３の平板ターゲットＰ1及びＰ3
は、比率が８０対２０のニッケル−クロム合金であり、
第２の平板ターゲットＰ2は、銀ターゲットである。

【０１０２】次に、ガラスは第４及び第５のゾーンへ移
動し、ここでは、６個の回転可能なシリコン・ターゲッ
トと対応する３つの陰極を用いている。第４及び第５の
ゾーンのいずれの処理ガスも、８０％の窒素と２０％の
アルゴンとの混合物であり２．０×１０-3Ｔｏｒｒの圧
力に維持されている。

【０１０３】第１のゾーンの窒化ケイ素層は、ガラスの
可視光透過率を８９．０％へ低減させるに十分な厚さま
でスパッタ被膜される。第２のゾーンの窒化ケイ素層
は、ガラスの可視光透過率を８２．１％に低減させる
が、第３の金属層は、ガラスの可視光透過率を５３．８
％まで低減させる。第４及び第５のゾーンの窒化ケイ素
層は、ガラスの可視光透過率をそれぞれ６２．０％及び
７２．２％へ上げる。この実施例の第１乃至第５のゾー
ンについてのプロセス条件を、以下の表６に示す。

【０１０４】

【表８】

【０１０５】

【表９】

【０１０６】１２２９°Ｆで１６分間のランプ・サイク
ルによる熱処理の後、実施例２の被膜ガラス製品は、可
視光透過率（Ｉｌｌ．Ｃ１０°ｏｂｓ）が７７．７％、
及びシート抵抗Ｒｓが１０オーム／平方メートルであ
る。同様に、この実施例によるガラスの熱処理後の光学
特性は、以下のとおりである。 ガラス側 被膜膜側 反射率ＲG 反射率ＲF Ｙ ＝７．４９％ Ｙ ＝３．４１％ ａh ＝−１．５７ ａh ＝０．２８ ｂh ＝−８．９４ ｂh ＝−９．１６

【０１０７】本発明による被膜ガラス製品は、さらに耐
久性と化学的耐性をも備えている。前述の実施例１及び
実施例２において、本発明により形成された製造物の化
学的耐性は、製品の２インチ×５インチの試料片を約５
００ｃｃの５％ＨＣｌ中で１時間煮沸（すなわち、約２
２０°Ｆ）することによって試験された。この１時間の
煮沸の後、直径約０．００３インチより大きいピンホー
ルが見られない場合にこの製品は試験に合格したとされ
た。実施例１及び実施例２において、本発明により形成
された被膜ガラス製品は、熱処理前においても、また、
ａ）６８５℃（１２６５°Ｆ）で５分間、ｂ）６６５℃
（１２２９°Ｆ）で１６分間のランプサイクル、及び
ｃ）標準焼成炉内での熱処理、のいずれの熱処理後にお
いてもこの化学的耐性試験に合格した。

【０１０８】実施例１及び実施例２の本発明による被膜
ガラスの耐久性は、汎用的なテーバ・アブレーダ試験に
より、熱処理の前後において試験された。この際、４イ
ンチ×４インチの試料が用いられ、１００回転で回る２
つのＣ．Ｓ．１０Ｆアブレーション・ホイールの各々に
５００ｇ重が取付けられた。もし、可視光下で肉眼で見
た場合に、実質的な気付く程度の掻傷が見られなけれ
ば、この試験に合格したと見なされ、この製品は耐久性
があると称される。実施例１及び実施例２の被膜ガラス
製品は、熱処理の前後ともこの耐久試験に合格した。

【０１０９】

【発明の効果】上記の２つの実施例からわかるように、
図２の従来技術によるエアコ製の被膜ガラス製品におけ
る下側ニッケルベース（もしくはニクロム）層（又は第
８７６３５０号における下側ニッケル又はニクロム層）
を単純に厚くすることだけで、熱処理可能でかつ熱処理
後に低放射率（Ｅｎ＜０．１２）である被膜ガラス製品
を得ることが可能となる。下側ニッケル（もしくはニク
ロム）層を厚くすることによるさらに別の予期しなかっ
た結果は、熱処理後に得られる被膜ガラス製品が、第８
７６３５０号による熱処理不能な低放射率被膜ガラス製
品の光学特性に実質的に適合する望ましい光学特性を備
えていることである。

【０１１０】前述の第８７６３５０号による低放射率ガ
ラス製品の積層系は、本発明の下側ニッケルベース層が
厚くなりまた銀層がやや薄くなっている点を除いて、本
発明による積層系と極めて類似している。よって、本発
明の一態様として、熱処理不能な低放射率被膜ガラス製
品の少なくとも１層を厚くすることによって（それによ
り、本明細書で定義した異なる積層系及びガラス製品を
生成し）、ａ）熱処理可能（例えば、焼入れ、曲げ、熱
強化等）であって、かつｂ）熱処理後に、元の熱処理不
能な低放射率ガラス製品の光学特性に実質的に適合する
光学特性を備えているような被膜ガラス製品を創出する
ことができることがある。

【０１１１】上記の本発明の態様は、異なる低放射率ガ
ラスに対して適用することができる。例えば、第８７６
３５０号による７層の熱処理不能もまた、本発明によっ
て適合させることができる。例えば、この７層積層系の
第１のスパッタ被膜ニッケルベース層を、本発明の教示
に従って厚くした場合には、それによって異なる積層系
とガラス製品を生成するが、得られるものは熱処理可能
な被膜ガラス製品であって、その熱処理後には、熱処理
不能な７層低放射率被膜ガラス製品の光学特性と実質的
に適合する光学特性を有する。

【０１１２】以上の開示に対しては、他の多くの特徴、
変更、及び改良が付与できることは、当業者には自明で
あろう。従って、このような他の特徴、変更、及び改良
は、本発明の一部に含まれると見なされる。本発明の範
囲は、特許請求の範囲によって定められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施において使用できる（そして、図
２の従来技術の実施においては異なる使い方をされる）
エアコ・コーポレーション製装置の概略図である。

【図２】従来技術によるエアコ製被膜ガラス製品の積層
系の部分側面断面図である。

【図３】本発明の実施例の部分側面断面図である。

【符号の説明】

Ｇ ガラス基板 １、１０１ 第１の窒化ケイ素の層 ３、１０３ 第１のニッケル又はニクロムの層 ５、１０５ 銀の層 ７ ボイド ９、１０７ 第２のニッケル又はニクロムの層 １１ １０９ 第２の窒化ケイ素の層

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパッタ被膜形成される積層系をガラス
   表面に有する熱処理可能な被膜ガラス製品において、前
   記積層系が、前記ガラスから外方へ向って、 ａ）厚さが約３５０乃至４５０オングストロームである
   第１のＳｉ3Ｎ4の層と、 ｂ）厚さが約２０オングストローム以上である第１のニ
   ッケル又はニクロムの層と、 ｃ）厚さが約５０乃至１２０オングストロームである銀
   の層と、 ｄ）厚さが少なくとも約７オングストロームである第２
   のニッケル又はニクロムの層と、 ｅ）厚さが約４５０乃至５５０オングストロームである
   第２のＳｉ3Ｎ4の層とから構成され、 前記ガラスがクリアガラスでありかつ厚さ約２．５乃至
   ３．５ｍｍであるとき、前記被膜ガラス製品が、熱処理
   後に、 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ．１０°ｏｂｓ．）が約７６乃至７
   ８％、 シート抵抗（Ｒｓ）が約１２オーム／平方メートル未
   満、 通常放射率Ｅｎが約０．１２未満、 半球状放射率Ｅｈが約０．１６未満となる特性を有する
   ことを特徴とする熱処理可能な被膜ガラス製品。
2. 【請求項２】 前記通常放射率Ｅｎが、熱処理前に約
   ０．１５又はそれ未満でかつ熱処理後に約０．１１又は
   それ未満であり、前記半球状放射率Ｅｈが、熱処理前に
   約０．１８又はそれ未満でかつ熱処理後に約０．１４又
   はそれ未満である請求項１に記載の被膜ガラス製品。
3. 【請求項３】 前記第１のＳｉ3Ｎ4の層の厚さが約３７
   ５オングストロームであり、第２のＳｉ3Ｎ4の層の厚さ
   が約５００オングストロームである請求項１に記載の被
   膜ガラス製品。
4. 【請求項４】 前記銀の層の厚さが約７５オングストロ
   ームである請求項３に記載の被膜ガラス製品。
5. 【請求項５】 スパッタ被膜形成された前記第１のニッ
   ケル又はニクロムの層が、前記第２のニッケル又はニク
   ロムの層の約３倍の厚さである請求項１に記載の被膜ガ
   ラス製品。
6. 【請求項６】 前記第１のニッケル又はニクロムの層の
   厚さが約２０乃至５０オングストロームであり、前記第
   ２のニッケル又はニクロムの層の厚さが約７乃至１５オ
   ングストロームである請求項５に記載の被膜ガラス製
   品。
7. 【請求項７】 前記積層系が、実質的に前記５つの層か
   らなり、かつ前記スパッタ被膜ガラス製品が耐久性と化
   学的耐性とを有する請求項１に記載の被膜ガラス製品。
8. 【請求項８】 少なくとも１つの太陽光制御特性か、各
   々の熱処理可能性の可否か、又はこれら両方の性質にお
   いて互いに異なる少なくとも２つのスパッタ被膜形成さ
   れたガラス製品を連続的に作製するためのプロセスであ
   って、前記各々のガラス製品上の前記スパッタ被膜が、
   Ｓｉ3Ｎ4及びニッケルとクロムとの組成物を含む複数の
   スパッタ被膜層から構成されており、前記プロセスが、 ａ）複数の雰囲気ゾーン内に複数のターゲットを有し、
   実質的に前記ゾーン及びターゲットの全てが第１のガラ
   ス製品上に第１の被膜積層系を形成するために使用さ
   れ、かつ前記第１の被膜積層系を形成するために設定さ
   れたスパッタ被膜形成装置を設ける工程と、 ｂ）前記工程ａ）において設けられた前記被膜形成装置
   の設定を用いて前記第１の被膜ガラス製品上に前記第１
   の被膜積層系をスパッタ被膜形成する工程と、 ｃ）その後、実質的に前記ゾーン及びターゲットの全て
   が第２のガラス製品上に前記第２の被膜積層系を形成す
   るために使用されるべく、前記複数のターゲットのいず
   れをも追加又は置換することなくかつ前記雰囲気ゾーン
   の大きさを拡大又は縮小することなく、前記第２の被膜
   積層系を形成するために設定を変更をする工程と、 ｄ）その後、前記工程ｃ）で設定された設定にを用いて
   前記第２のガラス製品上に前記第２の積層系をスパッタ
   被膜形成する工程とを含む、 少なくとも２つのスパッタ被膜形成されたガラス製品を
   連続的に作製するためのプロセス。
9. 【請求項９】 前記スパッタ被膜形成装置が、約３０個
   又はそれ未満のターゲットと、約６個又はそれ未満の雰
   囲気ゾーンを含む請求項８に記載のプロセス。
10. 【請求項１０】 前記スパッタ被膜ガラス製品の１つの
    みが熱処理可能であるが、その熱処理後においては、双
    方の前記スパッタ被膜ガラス製品の、可視光透過率、
    色、及び放射率で定義される太陽光制御特性が実質的に
    同じである請求項８に記載のプロセス。
11. 【請求項１１】 前記熱処理可能なスパッタ被膜ガラス
    製品が、熱処理される前においては、可視光透過率、
    色、及び放射率のうち少なくとも１つで定義される太陽
    光制御特性が実質的に異なる請求項１０に記載のプロセ
    ス。
12. 【請求項１２】 前記熱処理可能なスパッタ被膜ガラス
    製品が、前記ガラス上に該ガラスから外方へ向かって、 ａ）厚さが約３５０乃至４５０オングストロームである
    第１のＳｉ3Ｎ4の層と、 ｂ）厚さが約２０オングストローム以上である第１のニ
    ッケル又はニクロムの層と、 ｃ）厚さが約５０乃至１２０オングストロームである銀
    の層と、 ｄ）厚さが少なくとも約７オングストロームである第２
    のニッケル又はニクロムの層と、 ｅ）厚さが約４５０乃至５５０オングストロームである
    第２のＳｉ3Ｎ4の層とから構成されるスパッタ被膜形成
    された積層系を有し、 前記ガラスがクリアガラスでありかつ厚さ約２．５乃至
    ３．５ｍｍであるとき、前記被膜ガラス製品が、熱処理
    後に、 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ．１０°ｏｂｓ．）が約７６乃至７
    ８％、 シート抵抗（Ｒｓ）が約１２オーム／平方メートル未
    満、 通常放射率Ｅｎが約０．１２未満、 半球状放射率Ｅｈが約０．１６未満となる特性を有する
    ことを特徴とする請求項１１に記載のプロセス。
13. 【請求項１３】 前記ガラスがクリアガラスでありかつ
    厚さ約２．５乃至３．５ｍｍであるとき、前記被膜ガラ
    ス製品が、熱処理前に、 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ．１０°ｏｂｓ．）が約７０乃至７
    ３％、 シート抵抗（Ｒｓ）が約１５オーム／平方メートル未
    満、 通常放射率Ｅｎが約０．１６未満、 半球状放射率Ｅｈが約０．２０未満となる特性を有する
    ことを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
14. 【請求項１４】 前記第１のスパッタ被膜ガラス製品
    が、熱処理不能であり、かつ前記ガラス上に該ガラスか
    ら外方へ向かって、第１のＳｉ3Ｎ4の層と、第２のニッ
    ケル又はニクロムの層と、銀の層と、第２のニッケル又
    はニクロムの層と、第２のＳｉ3Ｎ4の層とから実質的に
    構成されるスパッタ被膜形成された積層系を有し、前記
    ガラスがクリアガラスでありかつ厚さ約２．５乃至３．
    ５ｍｍであるとき、前記第１の被膜ガラス製品が、 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ．１０°ｏｂｓ．）が約７６％以
    上、 シート抵抗（Ｒｓ）が約１２オーム／平方メートル未
    満、 通常放射率Ｅｎが約０．１２未満、 半球状放射率Ｅｈが約０．１６未満となる特性を有する
    請求項１３に記載のプロセス。
15. 【請求項１５】 前記スパッタ被膜ガラス製品が、双方
    とも化学的耐性及び耐久性を備える請求項１４に記載の
    プロセス。
16. 【請求項１６】 前記熱処理可能なスパッタ被膜ガラス
    製品の積層被膜形成後に、該スパッタ被膜ガラス製品
    を、約１１５０乃至１４５０°Ｆの温度において約５分
    間以上加熱してから該ガラス製品を焼入れするに十分な
    時間内でかつ十分な温度まで急冷する熱処理工程をさら
    に含む請求項１０に記載のプロセス。
17. 【請求項１７】 前記熱処理可能なスパッタ被膜ガラス
    製品の積層被膜形成後に、該スパッタ被膜ガラス製品
    を、該ガラス製品を曲げることができる温度までかつ十
    分な期間加熱し、その後該ガラス製品が曲げられる状態
    ある間に所望の形態に曲げる工程をさらに含む請求項１
    ０に記載のプロセス。
18. 【請求項１８】 熱処理された耐久性のある太陽光制御
    特性を備える薄膜をガラス基板上に形成する方法であっ
    て、 ａ）窒素を含む雰囲気中でＳｉ3Ｎ4の下側被膜層をスパ
    ッタ被膜形成する工程と、 ｂ）不活性ガスを含む雰囲気中で、少なくとも約２０オ
    ングストロームの厚さの第１のニッケル又はニクロムの
    層をスパッタ被膜形成する工程と、 ｃ）不活性ガスを含む雰囲気中で、銀の層をスパッタ被
    膜形成する工程と ｄ）不活性ガスを含む雰囲気中で、約７乃至１５オング
    ストロームの厚さの第２のニッケル又はニクロムの層を
    スパッタ被覆形成する工程と、 ｅ）窒素を含む雰囲気中でＳｉ3Ｎ4の上側被膜層をスパ
    ッタ被膜形成する工程と、 その後に、前記被膜形成されたガラスを熱処理する工程
    とを有し、 前記ガラスがクリアガラスでありかつ厚さ約２．５乃至
    ３．５ｍｍであるとき、前記被膜ガラス製品が、熱処理
    後に、 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ．１０°ｏｂｓ．）が約７６乃至７
    ８％、 シート抵抗（Ｒｓ）が約１２オーム／平方メートル未
    満、 通常放射率Ｅｎが約０．１２未満、 半球状放射率Ｅｈが約０．１６未満となる特性を有する
    ことを特徴とするガラス基板上への被膜形成方法。
19. 【請求項１９】 前記熱処理する工程が、焼入れ、曲
    げ、又は熱強化を行うことのいずれかから選択される請
    求項１８に記載の方法。
20. 【請求項２０】 前記熱処理する工程が、前記被膜ガラ
    スを焼入れするために十分な期間による加熱及び急冷と
    なるべく、該被膜ガラスを約１１５０乃至１４５０°Ｆ
    まで加熱した後急冷することによって、該被膜ガラスを
    焼入れする工程からなる請求項１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記被覆ガラスを、曲げるに十分な温
    度において十分な期間加熱した後、該ガラスが曲げられ
    る状態である間に該ガラスを所望の形状に曲げる工程を
    含む請求項１９に記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記スパッタ被膜形成工程が、互いに
    隔絶された複数のゾーン内で実行され、スパッタ被膜形
    成により前記Ｓｉ3Ｎ4の下側被膜層及び上側被膜層を形
    成する工程が、少なくとも２つの区分けされたゾーン内
    で実行されかつ該区分けされた各ゾーンが実質的に約８
    ０％の窒素と約２０％のアルゴンとを含む雰囲気を有
    し、そして、前記ニッケル又はニクロムの層及び銀の層
    を形成する工程が同じゾーン内で実行されかつ前記スパ
    ッタ被覆形成がａ）実質的に１００％のアルゴン又は
    ｂ）約９５％のアルゴンと約５％の酸素のいずれかから
    なる雰囲気中における同じゾーン内で実行される請求項
    １８に記載の方法。
23. 【請求項２３】 前記Ｓｉ3Ｎ4の下側被膜層の厚さが約
    ３５０乃至４５０オングストロームであり、前記Ｓｉ3
    Ｎ4の上側被膜層の厚さが約４５０乃至５５０オングス
    トロームである請求項１８に記載の方法。
24. 【請求項２４】 前記Ｓｉ3Ｎ4の下側被膜層の厚さが約
    ３７５オングストロームまでスパッタ被膜形成され、前
    記Ｓｉ3Ｎ4の上側被膜層の厚さが約５００オングストロ
    ームまでスパッタ被膜形成される請求項２３に記載の方
    法。
25. 【請求項２５】 前記銀の層が単一の銀の層でかつその
    厚さが約５０乃至１２０オングストロームであり、前記
    第１のニッケル又はニクロムの層の厚さが前記第２のニ
    ッケル又はニクロムの層の厚さの約３倍である請求項１
    ８に記載の方法。
26. 【請求項２６】 前記第１のニッケル又はニクロム層の
    厚さが約２０乃至５０オングストロームであり、第２の
    ニッケル又はニクロム層の厚さが約７乃至１５オングス
    トロームである請求項１８に記載の方法。
27. 【請求項２７】 前記被膜ガラスが、熱処理後におい
    て、シート抵抗（Ｒｓ）が約１１オーム／平方メートル
    又はそれ未満、及び通常放射率が約０．１１又はそれ未
    満である請求項１８に記載の方法。
28. 【請求項２８】 熱処理可能なスパッタ被膜ガラス製品
    の少なくとも１つの太陽光制御特性を、該被膜ガラス製
    品を熱処理することによって所定のレベルへ変えるため
    の方法であって、 ａ）ガラス基板上に、スパッタ被膜形成により該ガラス
    基板から外方へ向かって、 i）第１のＳｉ3Ｎ4の層と、 ii）第１のニッケル又はニクロムの層と、 iii）銀の層と、 iv）第２のニッケル又はニクロムの層と、 v）第２のＳｉ3Ｎ4の層とを形成することによって熱処
    理可能な被膜ガラス製品を作製する工程と、 ｂ）可視光透過率、放射率又は色の中から選択される少
    なくとも１つの太陽光制御特性を顕著に変化させるべ
    く、前記被膜ガラス製品を熱処理する工程とを有し、 前記ガラスがクリアガラスでありかつ厚さ約２．５乃至
    ３．５ｍｍであるとき、前記工程により得られた被膜ガ
    ラス製品が、前記熱処理後において、 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ．１０°ｏｂｓ．）が約７６％以
    上、 シート抵抗（Ｒｓ）が約１２オーム／平方メートル未
    満、 通常放射率Ｅｎが約０．１２未満、 半球状放射率Ｅｈが約０．１６未満となる特性を有する
    ことを特徴とする熱処理可能な被膜ガラス製品の特性変
    化方法。
29. 【請求項２９】 前記ガラスがクリアガラスでありかつ
    厚さ約２．５乃至３．５ｍｍであるとき、前記スパッタ
    被膜ガラスが、熱処理前において、 透過率（Ｉｌｌ．Ｃ．１０°ｏｂｓ．）が約７０乃至７
    ３％以上、 シート抵抗（Ｒｓ）が約１５オーム／平方メートル未
    満、 通常放射率Ｅｎが約０．１６未満、 半球状放射率Ｅｈが約０．２０未満となる特性を有する
    請求項２８に記載の方法。
30. 【請求項３０】 前記通常放射率（Ｅｎ）が、熱処理後
    において約０．１１未満でかつ熱処理前において約０．
    １４であり、前記半球状放射率（Ｅｈ）が、熱処理後に
    おいて約０．１４未満でかつ熱処理前において約０．１
    ７である請求項２９に記載の方法。
31. 【請求項３１】 前記熱処理工程が、前記スパッタ被膜
    ガラス製品の焼入れをすることを含む請求項２９に記載
    の方法。
32. 【請求項３２】 前記第１のニッケル又はニクロムの層
    の厚さが、約２０乃至５０オングストロームであり、か
    つ前記第２のニッケル又はニクロムの層の厚さが、約７
    乃至１５オングストロームである請求項２９に記載の方
    法。
33. 【請求項３３】 前記銀の層の厚さが、約７５オングス
    トロームであり、前記第１のＳｉ3Ｎ4の層の厚さが約３
    ５０乃至４５０オングストロームであり、前記第２のＳ
    ｉ3Ｎ4の層の厚さが約４５０乃至５５０オングストロー
    ムである請求項３２に記載の方法。
34. 【請求項３４】 前記第１のニッケル又はニクロムの層
    の厚さが約４５オングストロームであり、かつ前記第２
    のニッケル又はニクロムの層の厚さが約１５オングスト
    ロームである請求項３２に記載の方法。