JP2018514499A - Titanium nickel niobium alloy barrier for low emissivity coating - Google Patents
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Abstract
薄膜伝導性銀層上に形成されたバリア層の組成物を調節するステップを含む、低放射率パネルを製造する方法。バリア構造体は、ニッケル、チタン、及びニオブの三元合金を含み、これは、二元バリアの結果に比べて全般的に性能が改善される。ニッケルの割合は、５から１５重量％であってもよい。チタンの割合は、３０から５０重量％であってもよい。ニオブの割合は、４０から６０重量％であってもよい。【選択図】図１ＡA method of manufacturing a low emissivity panel comprising adjusting a composition of a barrier layer formed on a thin film conductive silver layer. The barrier structure includes a ternary alloy of nickel, titanium, and niobium, which generally improves performance compared to the binary barrier results. The proportion of nickel may be 5 to 15% by weight. The proportion of titanium may be 30 to 50% by weight. The proportion of niobium may be 40 to 60% by weight. [Selection] Figure 1A
Description
[関連出願の相互参照]
本出願は、２０１３年３月１２日に出願された米国特許出願第１３／７９７，５０４号の一部継続出願であり、これは、全ての目的のために参照として本明細書に含まれる。
[Cross-reference of related applications]
This application is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 13 / 797,504, filed Mar. 12, 2013, which is hereby incorporated by reference for all purposes.
本発明は、一般に高透過率及び低放射率を提供する膜に関し、より具体的には、透明基板上に蒸着されるこのような膜に関する。 The present invention relates generally to films that provide high transmittance and low emissivity, and more specifically to such films deposited on transparent substrates.
太陽光制御ガラスは、通常高可視光透過率及び低放射率を提供する建物ガラス窓及び車両窓などの用途に一般に使用される。高可視光透過率は、多くの太陽光がガラス窓を通過できるようにするために多くの窓の用途において望ましい。低放射率は、所望しない内部加熱を低減するために赤外線（ＩＲ）放射を遮断することができる。 Solar control glass is commonly used for applications such as building glass windows and vehicle windows that usually provide high visible light transmission and low emissivity. High visible light transmission is desirable in many window applications to allow much sunlight to pass through the glass window. Low emissivity can block infrared (IR) radiation to reduce undesired internal heating.
低放射率（ｌｏｗ ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ）ガラスにおいて、ＩＲ放射（ＩＲ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）は、殆ど最小の吸収及び放射で反射され、それにより、低放射率表面へ及び低放射率表面から伝達される熱が減少する。低放射率又は低放射性パネルは、多くの場合、基板（例えば、ガラス）上に反射層（例えば、銀）を蒸着させることによって形成される。テクスチャリング及び結晶配向に対する反射層の全体的な品質は、高可視光透過率及び低放射率（即ち、高熱反射）などの所望の性能を達成するために重要である。接着と保護を提供するために、他の複数の層が典型的に反射層の上部及び下部に形成される。様々な層は、典型的には、基板及び環境の両方と積層体との間にバリアを提供するだけでなく、光学充填材として作用し、パネルの光学特性を改善するために反射防止コーティング層として機能する窒化ケイ素、酸化スズ、及び酸化亜鉛などの誘電体層を含む。 In low emissivity glass, IR radiation is reflected with almost minimal absorption and radiation, thereby reducing the heat transferred to and from the low emissivity surface. Low emissivity or low emissivity panels are often formed by depositing a reflective layer (eg, silver) on a substrate (eg, glass). The overall quality of the reflective layer for texturing and crystal orientation is important to achieve the desired performance, such as high visible light transmission and low emissivity (ie, high thermal reflection). In order to provide adhesion and protection, other layers are typically formed on the top and bottom of the reflective layer. The various layers typically not only provide a barrier between both the substrate and the environment and the laminate, but also act as optical fillers and anti-reflective coating layers to improve the optical properties of the panel Including dielectric layers such as silicon nitride, tin oxide, and zinc oxide.
低放射率を達成するための周知の方法は、比較的厚い銀層を形成することにある。しかし、銀層の厚さが増加すると、製造スループットと同様に反射層の可視光透過率が減少し、全体の製造費用が増加する。従って、低放射性の用途に適した放射率を提供しながら、できるだけ薄い銀層を形成することが望ましい。 A well-known method for achieving low emissivity is to form a relatively thick silver layer. However, increasing the thickness of the silver layer decreases the visible light transmittance of the reflective layer as well as the manufacturing throughput and increases the overall manufacturing cost. Therefore, it is desirable to form a silver layer that is as thin as possible while providing an emissivity suitable for low-emission applications.
いくつかの実施形態では、赤外線反射層のためのバリア構造体及びバリア構造を形成する方法が、低放射率コーティングに使用されるように提供される。バリア構造体は、チタン、ニッケル及びニオブの三元合金（ｔｅｒｎａｒｙ ａｌｌｏｙ）を含むことができる。チタンの割合は、５から１５重量％であってもよい。ニッケルの割合は、３０から５０重量％であってもよい。ニオブの割合は、４０から６０重量％であってもよい。 In some embodiments, a barrier structure for an infrared reflective layer and a method of forming the barrier structure are provided for use in low emissivity coatings. The barrier structure can include a ternary alloy of titanium, nickel and niobium. The proportion of titanium may be 5 to 15% by weight. The proportion of nickel may be 30 to 50% by weight. The proportion of niobium may be 40 to 60% by weight.
いくつかの実施形態では、赤外線反射層のためのバリア構造体及びバリア構造を形成する方法が、低放射率コーティングに使用されるように提供される。バリア構造体は、ニッケル、チタン及びニオブの三元合金を含むことができる。ニッケルの割合は、５から１５重量％であってもよい。チタンの割合は、３０から５０重量％であってもよい。ニオブの割合は、４０から６０重量％であってもよい。 In some embodiments, a barrier structure for an infrared reflective layer and a method of forming the barrier structure are provided for use in low emissivity coatings. The barrier structure can include a ternary alloy of nickel, titanium, and niobium. The proportion of nickel may be 5 to 15% by weight. The proportion of titanium may be 30 to 50% by weight. The proportion of niobium may be 40 to 60% by weight.
いくつかの実施形態では、赤外線反射層は、反射防止層又はシード層などの下部層の上に形成される。下部層は、酸化亜鉛、ドープ酸化亜鉛、酸化スズ、ドープ酸化スズ、又は亜鉛とスズの酸化物合金のような金属酸化物材料を含むことができる。 In some embodiments, the infrared reflective layer is formed on a lower layer such as an antireflective layer or a seed layer. The bottom layer can comprise a metal oxide material such as zinc oxide, doped zinc oxide, tin oxide, doped tin oxide, or an oxide alloy of zinc and tin.
いくつかの実施形態では、バリア構造体は、低可視光吸収率、高可視光透過率、高赤外線反射率、及び高機械的耐久性及び接着性能を含む、光学特性及び機械的特性の両方に対して最適化され得る。例えば、ニッケル及びニオブの高い含量は、例えば、銀層との界面を強化することによってコーティング層の耐久性を改善することができる。三元合金は、二元ニッケル合金及び三元ニッケル合金の他の組成範囲に比べて、より優れた全体的な性能を示すことができる。 In some embodiments, the barrier structure has both optical and mechanical properties, including low visible light absorption, high visible light transmission, high infrared reflectance, and high mechanical durability and adhesion performance. Can be optimized for. For example, a high content of nickel and niobium can improve the durability of the coating layer, for example, by strengthening the interface with the silver layer. Ternary alloys can exhibit better overall performance compared to other compositional ranges of binary nickel alloys and ternary nickel alloys.
理解を容易にするために、図面の共通する同一の要素を示すために、可能な限り同一の参照符号を使用している。図面は、一定の縮尺ではなく、図面の様々な要素の相対的な寸法は、概略的に示され、必ずしも縮尺通りではない。 To facilitate understanding, identical reference numerals have been used, where possible, to designate identical, common elements in the drawings. The drawings are not to scale, the relative dimensions of the various elements of the drawings are shown schematically and not necessarily to scale.
本発明の技術は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解することができる。 The techniques of the present invention can be readily understood by considering the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, in which:
１つ以上の実施形態の詳細な説明は、添付図面と共に以下に提供される。詳細な説明は、このような実施形態に関連して提供されるが、任意の特定の例に制限されない。これらの範囲は、単に請求の範囲によってのみ制限され、多くの代替、変更、及び等価物が含まれる。以下の説明では、徹底した理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載されている。これらの詳細は、例示的な目的のために提供され、記載された技術は、これらの特定な詳細の一部又は全部を伴わずに請求の範囲に従って実施され得る。明瞭化の目的のために、実施形態に関する技術分野において知られている技術的材料は、説明を不要に不明瞭にすることを避けるために、詳細には記載されていない。 A detailed description of one or more embodiments is provided below along with accompanying figures. A detailed description is provided in connection with such embodiments, but is not limited to any particular example. These scopes are limited only by the claims and include many alternatives, modifications, and equivalents. In the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding. These details are provided for exemplary purposes and the described techniques may be practiced according to the claims without some or all of these specific details. For the purpose of clarity, technical material that is known in the technical fields related to the embodiments has not been described in detail in order to avoid unnecessarily obscuring the description.
いくつかの実施形態では、コーティングパネルを製造するための方法及び装置が開示される。コーティングパネルは、銀などの伝導性材料を有する低抵抗率の薄い赤外線反射層のようなその上に形成されたコーティング層を含むことができる。赤外線反射層は、伝導率に比例する反射率を有する伝導性材料を含むことができる。従って、低放射率コーティングにおける赤外線反射層として金属層（例えば、銀）が使用され得る。例えば、次の層の蒸着による酸化、又は次の高温アニールによる酸化に対し赤外線反射層、例えば、銀層の伝導率を保持するために、銀層上にバリア層を形成してもよい。 In some embodiments, a method and apparatus for manufacturing a coated panel is disclosed. The coating panel can include a coating layer formed thereon, such as a low resistivity thin infrared reflective layer having a conductive material such as silver. The infrared reflective layer can include a conductive material having a reflectance proportional to the conductivity. Thus, a metal layer (eg, silver) can be used as the infrared reflective layer in the low emissivity coating. For example, a barrier layer may be formed on the silver layer to retain the conductivity of the infrared reflective layer, eg, the silver layer, against oxidation by deposition of the next layer or oxidation by subsequent high temperature annealing.
いくつかの実施形態では、銀の抵抗率及びコーティングパネルの放射率が最適な条件下において、銀などの伝導層上にバリア層を蒸着するステップを含む、低放射率のコーティングパネルを製造する方法及び装置が開示されている。例えば、チタン、ニオブ及びニッケルの合金を含むバリア層で保護することによって低抵抗率の銀層又は低放射率パネルを達成することができる。 In some embodiments, a method of manufacturing a low emissivity coated panel comprising depositing a barrier layer on a conductive layer such as silver under conditions where the resistivity of silver and the emissivity of the coated panel are optimal And an apparatus are disclosed. For example, a low resistivity silver layer or a low emissivity panel can be achieved by protection with a barrier layer comprising an alloy of titanium, niobium and nickel.
チタンは、例えば、酸素を引き寄せることによる銀層の酸化を防止するために、部分的にその高い酸素親和性によって低放射率コーティング中の銀に対するバリアとして使用してもよい。チタンバリアを使用する低放射率コーティングは、最小の赤外線反射率と共に優れた可視光透過率を示すことができる。しかし、チタンバリアを使用する低放射率コーティングは、場合によって銀層との低い接着性のために低い機械的耐久性を示すことがある。 Titanium may be used, for example, as a barrier to silver in low emissivity coatings due in part to its high oxygen affinity to prevent oxidation of the silver layer by attracting oxygen. Low emissivity coatings using a titanium barrier can exhibit excellent visible light transmission with minimal infrared reflectance. However, low emissivity coatings using a titanium barrier can sometimes exhibit low mechanical durability due to low adhesion to the silver layer.
バリア特性を変更するためにチタンバリア層にニッケルを添加することができる。一般に、チタンニッケル合金は、高温酸化中に保護を提供すると共に酸性又はアルカリ性溶液に対する耐腐食性を改善することができる。ニッケル含有合金は、ＩＲ反射層に対して十分な接着性を有するため全般的な化学的及び機械的耐久性が改善されると報告された。 Nickel can be added to the titanium barrier layer to change the barrier properties. In general, titanium-nickel alloys can provide protection during high temperature oxidation and improve corrosion resistance to acidic or alkaline solutions. Nickel-containing alloys have been reported to have improved overall chemical and mechanical durability due to sufficient adhesion to the IR reflective layer.
いくつかの実施形態では、二元ニッケル合金（例えば、ニッケルクロム及びニッケルチタン）及び三元ニッケル合金（例えば、ニッケルチタンニオブ）を含む様々なニッケル合金が評価された。一般に、異なる二元ニッケル合金は、異なる要件において異なる性能を示すことができる。例えば、ニッケルチタンは、機械的耐久性の改善を最小限にしつつ、光透過率のわずかな改善をもたらすことができる。チタンニッケル合金中のニッケル含量を増やすと、銀との接着性をわずかに改善することができる。例えば、チタンニッケル合金中の８０重量％のニッケルは、５０重量％のニッケルを有するチタンニッケル合金より優れた接着性を示すことができる。一方、ニッケルクロムは、機械的耐久性において顕著な改善をもたらすが、光学特性の性能は劣化する。 In some embodiments, various nickel alloys have been evaluated, including binary nickel alloys (eg, nickel chromium and nickel titanium) and ternary nickel alloys (eg, nickel titanium niobium). In general, different binary nickel alloys can exhibit different performance at different requirements. For example, nickel titanium can provide a slight improvement in light transmission while minimizing improvement in mechanical durability. Increasing the nickel content in the titanium-nickel alloy can slightly improve the adhesion to silver. For example, 80 wt% nickel in a titanium nickel alloy can exhibit better adhesion than a titanium nickel alloy with 50 wt% nickel. On the other hand, nickel chrome provides a significant improvement in mechanical durability, but the performance of optical properties is degraded.
いくつかの実施形態では、ニッケル、チタン、及びニオブの三元合金は、チタンに比べて優れた全体的な性能、例えば、より優れた機械的耐久性を示すことができ、銀層に対する改善された接着性を有する。ニッケル、チタン、及びニオブ三元合金はまた、同様の又はわずかに改善した光学性能を提供することができ、例えば、光透過率の増加と共に放射率及び吸収率を減少させることができる。例えば、抵抗測定データは、三元合金が、チタン及び二元合金（例えば、ＮｉＴｉ又はＮｉＣｒ）より優れたバリア保護を提供することを示す。 In some embodiments, a ternary alloy of nickel, titanium, and niobium can exhibit superior overall performance compared to titanium, e.g., better mechanical durability, and is improved over a silver layer. Have good adhesion. Nickel, titanium, and niobium ternary alloys can also provide similar or slightly improved optical performance, such as decreasing emissivity and absorption with increasing light transmission. For example, resistance measurement data indicates that ternary alloys provide better barrier protection than titanium and binary alloys (eg, NiTi or NiCr).
文献では、チタン合金中のニオブが界面に分離することができ、銀の接着を改善するのに役立ち得ることを示唆している。しかしながら、チタン、ニッケル、及びニオブの全ての三元合金が優れた光学的、電気的、機械的性能を示すわけではない。 The literature suggests that niobium in titanium alloys can separate into the interface and can help improve silver adhesion. However, not all ternary alloys of titanium, nickel, and niobium exhibit excellent optical, electrical, and mechanical performance.
いくつかの実施形態では、様々な組成を有するチタン、ニッケル、及びニオブの三元合金が開示され、これは、優れた機械的特性と共に優れた光学特性を含む優れた全体的な性能を提供することができる。例えば、高い割合のニオブ、例えば、４０から６０重量％は、光学的又は電気的特性に影響を及ぼすことなく機械的耐久性を改善するために用いてもよい。同様に、ニッケルの比較的高い割合、例えば、チタンより高いがニオブより低い割合（例えば、３０から５０重量％）は、光学的又は電気的特性に影響を及ぼすことなく機械的耐久性を改善するために用いてもよい。チタンの割合は、所望する光学特性を提供するために低くてもよく、例えば、５から１５重量％であってもよい。一例として、５０重量％のニオブ、４０重量％のニッケル、及び１０重量％のチタンを有する三元合金は、チタン及びチタンニッケル合金に比べて優れた全体的な性能を示すことができる。 In some embodiments, ternary alloys of titanium, nickel, and niobium having various compositions are disclosed, which provide superior overall performance including superior optical properties as well as superior mechanical properties. be able to. For example, a high proportion of niobium, such as 40 to 60% by weight, may be used to improve mechanical durability without affecting optical or electrical properties. Similarly, a relatively high proportion of nickel, eg, a proportion higher than titanium but lower than niobium (eg, 30-50% by weight) improves mechanical durability without affecting optical or electrical properties. May be used for The proportion of titanium may be low to provide the desired optical properties, for example 5 to 15% by weight. As an example, a ternary alloy having 50 wt% niobium, 40 wt% nickel, and 10 wt% titanium can exhibit superior overall performance compared to titanium and titanium nickel alloys.
いくつかの実施形態では、様々な組成を有するチタン、ニッケル、及びニオブの三元合金が開示されており、例えば、所望する（即ち、比較的低い）吸収率、抵抗、及び放射率を提供することができる。合金は、高い割合のニオブ、例えば、４０から６０重量％を含んでもよく、光学的又は電気的特性に影響を及ぼすことなく機械的耐久性を改善するために用いてもよい。チタンの比較的高い割合、例えば、ニッケルより高いがニオブより低い割合（例えば、３０から５０重量％）を用いてもよい。ニッケルの割合は、低くてもよく、例えば、５から１５重量％であってもよい。一例として、三元合金は、５０重量％のニオブ、４０重量％のチタン、及び１０重量％のニッケルを含んでもよい。 In some embodiments, ternary alloys of titanium, nickel, and niobium having various compositions are disclosed, for example, providing desired (ie, relatively low) absorption, resistance, and emissivity. be able to. The alloy may contain a high proportion of niobium, for example 40 to 60% by weight, and may be used to improve mechanical durability without affecting optical or electrical properties. A relatively high proportion of titanium may be used, for example a proportion higher than nickel but lower than niobium (eg 30 to 50% by weight). The proportion of nickel may be low, for example 5 to 15% by weight. As an example, the ternary alloy may include 50 wt% niobium, 40 wt% titanium, and 10 wt% nickel.
いくつかの実施形態では、バリア層は、チタン、ニッケル及びニオブの三元酸化物合金を含むことができる。酸化物合金バリアは、例えば、三元合金を酸化するために十分な酸素を含む化学量論的酸化物であってもよい。酸化物合金バリアは、亜酸化物（ｓｕｂ−ｏｘｉｄｅ）合金であってもよく、例えば、酸化物合金中の酸素原子の量は化学量論比よりも少ない。 In some embodiments, the barrier layer can include a ternary oxide alloy of titanium, nickel, and niobium. The oxide alloy barrier may be, for example, a stoichiometric oxide containing sufficient oxygen to oxidize the ternary alloy. The oxide alloy barrier may be a sub-oxide alloy, for example, the amount of oxygen atoms in the oxide alloy is less than the stoichiometric ratio.
バリア層は、例えば、可視光線領域の吸収率を減少させることにより、例えば、可視光線の高い透過率を可能にし、コーティングシステムの色の劣化を防止することができるＡｇとの反応を最小化又は除去することで、中性色（ｃｏｌｏｒ−ｎｅｕｔｒａｌ）パネルが得られ、Ａｇと上部バリア層との間の接着性を改善して、低放射率コーティングパネルを改善することができる。 The barrier layer minimizes the reaction with Ag, which, for example, can reduce the absorption in the visible light region, thereby allowing, for example, a high transmission of visible light and preventing color degradation of the coating system. Removal can provide a color-neutral panel, improving adhesion between Ag and the upper barrier layer, and improving low emissivity coated panels.
いくつかの実施形態では、銀、金又は銅などの伝導性材料を含む低抵抗率の薄い赤外線反射層を含む低放射率パネルを製造する方法及び装置が開示される。薄い銀層は、１５ｎｍより薄く、例えば、７又は８ｎｍである。銀層は、低い粗さを有することができ、好ましくは低い粗さを有するシード層上に蒸着される。低放射率のパネルは、伝導率、物理的粗さ及び厚さに対して赤外線反射層の全体的な品質を改善することができる。例えば、このような方法によって反射層の伝導率を改善し、反射層の厚さを減少させながら、好ましい低い放射率を提供してもよい。 In some embodiments, a method and apparatus for manufacturing a low emissivity panel comprising a low resistivity thin infrared reflective layer comprising a conductive material such as silver, gold or copper is disclosed. The thin silver layer is thinner than 15 nm, for example 7 or 8 nm. The silver layer can have a low roughness and is preferably deposited on a seed layer having a low roughness. Low emissivity panels can improve the overall quality of the infrared reflective layer with respect to conductivity, physical roughness and thickness. For example, such a method may provide the desired low emissivity while improving the conductivity of the reflective layer and reducing the thickness of the reflective layer.
一般に、低いシート抵抗は低い放射率に関連するため、反射層は、好ましくは低いシート抵抗を有する。また、反射層は、高い可視光透過率を提供するために、好ましくは薄い。従って、いくつかの実施形態では、薄く高伝導性の反射層を蒸着し、高可視光透過率及び低赤外線放射率を有するコーティング層を提供するための方法及び装置が開示される。この方法によって、低放射率パネルを形成するために使用される製造工程の量産、処理量、及び効率を最大化することができる。 In general, the reflective layer preferably has a low sheet resistance since low sheet resistance is associated with low emissivity. Also, the reflective layer is preferably thin in order to provide high visible light transmission. Accordingly, in some embodiments, methods and apparatus are disclosed for depositing a thin, highly conductive reflective layer to provide a coating layer having high visible light transmission and low infrared emissivity. This method can maximize the mass production, throughput, and efficiency of the manufacturing process used to form the low emissivity panels.
いくつかの実施形態では、許容される可視光透過率及びＩＲ反射率を有するコーティングガラスなどの改善されたコーティングされた透明パネルが開示される。コーティング積層体内の特定の層を含む改善され、コーティングされた、透明パネルを製造する方法がまた開示される。 In some embodiments, an improved coated transparent panel such as a coated glass having acceptable visible light transmission and IR reflectance is disclosed. Also disclosed is a method of making an improved, coated, transparent panel that includes certain layers within a coating laminate.
コーティングされた透明パネルは、ガラス基板又は有機ポリマーで製造された基板などの任意の他の透明基板を含むことができる。コーティングされた透明パネルは、プラスチック中間層又はガス充填密封空間を有する又は有しない複数のグレーズ（ｇｌａｚｉｎｇｓ）又は一体型グレーズで、車両及び建物窓、天窓、又はガラスドアなどの窓の用途に使用することができる。 The coated transparent panel can include any other transparent substrate such as a glass substrate or a substrate made of an organic polymer. Coated transparent panels are used in vehicles and windows applications such as building windows, skylights or glass doors with multiple glazings or integral glazes with or without plastic interlayers or gas filled sealed spaces be able to.
図１Ａは、いくつかの実施形態による例示的な薄膜コーティングを示す。バリア層１１５は、赤外線反射層１１３（例えば、銀層）上に配置され、赤外線反射層１１３は、基板１１０上に配置されて、高可視光透過率及び低ＩＲ放射率を有するコーティングされた透明パネル１００を形成する。
FIG. 1A illustrates an exemplary thin film coating according to some embodiments. The
層１１５は、異なる工程及び装備を使用してスパッタリングして蒸着することができ、例えば、直流（ＤＣ）、パルスＤＣ、交流（ＡＣ）、無線周波数（ＲＦ）、又は任意の他の適切な条件の下でターゲットをスパッタリングすることができる。いくつかの実施形態では、赤外線反射層１１３上に影響を最小限に抑えて層１１５を蒸着する物理的蒸着方法が開示される。
赤外線反射層は、伝導率に比例する反射率を有する伝導性材料を含むことができる。金属は、典型的に赤外線反射層として使用され、赤外線領域において銀が９５から９９％の反射率及び金が９８から９９％の反射率を有する。従って、金属層、例えば銀は、低放射率コーティングにおける赤外線反射層として使用することができる。銀層の蒸着を最適化して、例えば、銀層中の不純物を最小限に抑えることによって、高い伝導率を得ることができる。 The infrared reflective layer can include a conductive material having a reflectance proportional to the conductivity. Metals are typically used as infrared reflective layers, with silver having a reflectivity of 95 to 99% and gold having a reflectivity of 98 to 99% in the infrared region. Thus, a metal layer, such as silver, can be used as an infrared reflective layer in a low emissivity coating. High conductivity can be obtained by optimizing the deposition of the silver layer, for example by minimizing impurities in the silver layer.
銀層をできるだけ純粋に保持するために、銀層の真上の層（例えば、バリア層）は、例えば、次の層の蒸着における酸素反応性スパッタリング工程中に酸化から銀を保護するのに非常に重要である。さらに、バリア層は、ガラス焼戻し（ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ）工程中に、又はガラス片が水分又は環境に露出されてもよい長期間の使用中に酸素拡散の反応から銀層を保護することができる。 In order to keep the silver layer as pure as possible, a layer directly above the silver layer (eg, a barrier layer) is very useful to protect silver from oxidation during, for example, an oxygen reactive sputtering process in the deposition of the next layer. Is important to. Furthermore, the barrier layer can protect the silver layer from the reaction of oxygen diffusion during the glass tempering process or during long term use where the glass pieces may be exposed to moisture or the environment.
次の層の蒸着又は次の高温アニールによる酸化に対して赤外線反射層、例えば、銀層の伝導率を保持するために銀層上にバリア層が形成されてもよい。バリア層は、酸素拡散バリアであってもよく、銀層との反応に対するバリアを介した酸素拡散から銀層を保護する。 A barrier layer may be formed on the silver layer to retain the conductivity of the infrared reflective layer, eg, the silver layer, for subsequent layer deposition or oxidation by subsequent high temperature annealing. The barrier layer may be an oxygen diffusion barrier and protects the silver layer from oxygen diffusion through the barrier against reaction with the silver layer.
酸素拡散バリア特性に加えて、バリア層には他の好ましい特性がある。例えば、バリア層は、銀層の真上に配置されるため、界面における銀とバリア層との間の反応を最小化するために、銀中のバリア材料の溶解性が低い又は無いことが好ましい。バリア層と銀との間の反応は、銀層に不純物を導入し、潜在的に伝導率を低減することができる。 In addition to oxygen diffusion barrier properties, the barrier layer has other preferred properties. For example, since the barrier layer is disposed directly above the silver layer, it is preferred that the solubility of the barrier material in silver is low or absent in order to minimize the reaction between the silver and the barrier layer at the interface. . The reaction between the barrier layer and silver can introduce impurities into the silver layer and potentially reduce the conductivity.
また、低放射率コーティングパネルの製造において、蒸着された膜をアニールしたり、ガラス基板を焼戻ししたりするために高温プロセスが使用されてもよい。高温工程は、低放射率コーティングに悪影響を与える恐れがあり、例えば、構造又は光学特性（例えば、コーティング膜の屈折率ｎ又は吸収係数ｋ）を変更させる。従って、光学特性に対する熱安定性が好ましく、例えば、バリア材料は、金属形態及び酸化物形態の両方において、低い消滅係数（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、例えば、低い可視光吸収率を有し得る。 Also, in the manufacture of low emissivity coating panels, high temperature processes may be used to anneal the deposited film or temper the glass substrate. High temperature processes can adversely affect low emissivity coatings, for example, changing the structure or optical properties (eg, refractive index n or absorption coefficient k of the coating film). Thus, thermal stability to optical properties is preferred, for example, barrier materials can have a low extinction coefficient, eg, low visible light absorption, in both metal and oxide forms.
いくつかの実施形態では、低放射率コーティングに使用するための赤外線反射層のためのバリア構造体、及びその形成方法が開示される。例えば、製造工程中に、優れた接着及び優れた光学特性を示すと共に、不純物拡散から赤外線反射層を保護するために赤外線反射層上にバリア構造体を形成してもよい。 In some embodiments, barrier structures for infrared reflective layers for use in low emissivity coatings and methods of forming the same are disclosed. For example, a barrier structure may be formed on the infrared reflective layer in order to protect the infrared reflective layer from impurity diffusion while exhibiting excellent adhesion and excellent optical properties during the manufacturing process.
バリア構造体は、チタン、ニッケル及びニオブの三元合金を含むことができる。ニオブの高い割合及びニッケルの低い割合（例えば、ニオブより低い）は、光学特性に影響を及ぼさずに機械的耐久性を改善するために使用され得る。例えばニオブ及びチタンより低い、ニッケルの低い割合は、銀の下部層に酸素拡散バリアを提供するために使用してもよい。 The barrier structure can include a ternary alloy of titanium, nickel and niobium. High percentages of niobium and low percentages of nickel (eg, lower than niobium) can be used to improve mechanical durability without affecting optical properties. A lower proportion of nickel, for example lower than niobium and titanium, may be used to provide an oxygen diffusion barrier for the silver underlayer.
いくつかの実施形態では、銀、金、又は、銅のうちの１つを含む平滑な金属性反射膜及び基板を有する高透過率、低放射率コーティング物品上に層１１５を形成する方法が開示される。いくつかの実施形態では、酸化物層、シード層、伝導層、反射防止層、又は保護層のような他の層を含んでもよい。
In some embodiments, a method of forming
いくつかの実施形態では、異なる機能目的のために複数の層を含むコーティング積層体が開示される。例えば、コーティング積層体は、反射層の蒸着を容易にするためのシード層、反射層の酸化を防止するための反射層上に配置された酸素拡散層、物理的又は化学的摩耗を防止するために基板上に配置された保護層、又は、可視光線反射率を減少するために反射防止層を含むことができる。コーティング積層体は、ＩＲ放射率を改善するために複数の反射層を含むことができる。 In some embodiments, a coating laminate is disclosed that includes multiple layers for different functional purposes. For example, the coating laminate may be a seed layer for facilitating the deposition of the reflective layer, an oxygen diffusion layer disposed on the reflective layer to prevent oxidation of the reflective layer, to prevent physical or chemical wear. A protective layer disposed on the substrate may be included, or an antireflection layer may be included to reduce visible light reflectance. The coating stack can include multiple reflective layers to improve IR emissivity.
図１Ｂは、いくつかの実施形態による低放射率透明パネル１０５を示す。低放射率透明パネルは、ガラス基板１２０及びガラス基板１２０上に形成された低放射率（Ｌｏｗ−Ｅ）積層体１９０を含むことができる。いくつかの実施形態におけるガラス基板１２０は、ホウケイ酸ガラスなどのガラスで製造され、例えば、１から１０ｍｍの厚さを有する。基板１２０は、正方形又は長方形であってもよく、約０．５〜２ｍであってもよい。いくつかの実施形態では、基板１２０は、例えば、プラスチック又はポリカーボネートで製造されてもよい。
FIG. 1B illustrates a low-emissivity
低放射率積層体１９０は、下部保護層１３０、下部酸化物層１４０、シード層１５０、反射層１５４、バリア層１５６、上部酸化物層１６０、光学充填材層１７０、及び上部保護層１８０を含む。いくつかの層は任意であり、界面層又は接着層などの他の層が添加され得る。層１３０〜１８０のそれぞれによって提供される機能に関する例示的な詳細を以下に示す。
The
低放射率積層体１９０内の様々な層は、物理的蒸着（ＰＶＤ）及び／又は反応（又はプラズマ強化）スパッタリング処理ツールを使用してガラス基板１２０上に連続的に（即ち、下から上に）形成されてもよい。いくつかの実施形態では、低放射率積層体１９０は、ガラス基板１２０全体にわたって形成される。しかし、他の実施形態では、低放射率積層体１９０は、単にガラス基板１２０の分離された部分にのみ形成されてもよい。
The various layers in the
下部保護層１３０は、ガラス基板１２０の上面に形成される。下部保護層１３０は、例えば、積層体１９０の他の層を基板１２０からの拡散から保護するため、又はヘイズ減少特性を改善するために、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又は、その他の窒化物材料、例えば、ＳｉＺｒＮを含むことができる。いくつかの実施形態では、下部保護層１３０は、窒化ケイ素で製造され、例えば、約１０から５０ｎｍ、例えば、２５ｎｍの厚さを有する。
The lower
下部酸化物層１４０は、下部保護層１３０上に、及びガラス基板１２０上に形成される。下部酸化物層は、好ましくは金属又は金属合金酸化物層で反射防止層として機能することができる。下部金属酸化物層１４０は、例えば、以下に詳細に説明するように、反射層に対するシード層の結晶性を向上させることによって、反射層１５４の結晶性を高めることができる。
The
層１５０は、ＩＲ反射膜にシード層を提供するために使用することができ、例えば、銀反射層の蒸着前に蒸着された酸化亜鉛層は、銀層により低い抵抗率を付与して、反射特性を改善することができる。シード層は、チタン、ジルコニウム、及び／又はハフニウムなどの金属、又は、酸化亜鉛、ニッケル酸化物、ニッケルクロム酸化物、ニッケル合金酸化物、クロム酸化物、又は、クロム合金酸化物などの金属合金を含むことができる。
いくつかの実施形態では、シード層１５０は、チタン、ジルコニウム及び／又はハフニウムなどの金属で製造することができ、例えば、５０Å以下の厚さを有する。一般に、シード層は、表面（例えば、シード層）の上に形成される次の層の特定の特性を促進するために、表面（例えば、基板）上に形成される材料の比較的薄い層である。例えば、シード層は、次の層の結晶性構造（又は結晶学的配向）に影響を及ぼすために使用することができ、これは時に「テンプレート化」と呼ばれる。より詳細には、シード層の結晶性構造と次の層の材料との相互作用により、次の層の結晶性構造が特定の配向で形成される。
In some embodiments, the
例えば、特定の結晶学的配向で反射層の成長を促進させるために金属シード層が使用される。いくつかの実施形態では、金属シード層は、六方晶の結晶構造を有する材料であり、反射層が面心立方結晶構造（例えば、銀）を有する場合に（１１１）配向の反射層の成長を促進する（００２）結晶学的配向で形成され、これは、低放射性パネルの用途に好ましい。 For example, a metal seed layer is used to promote the growth of the reflective layer with a specific crystallographic orientation. In some embodiments, the metal seed layer is a material having a hexagonal crystal structure, and the (111) -oriented reflective layer is grown when the reflective layer has a face-centered cubic crystal structure (eg, silver). Formed with a promoting (002) crystallographic orientation, which is preferred for low-emission panel applications.
いくつかの実施形態では、結晶学的配向は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）技術を特徴とし、入射角又は散乱角などのＸ線特性の関数として、層、例えば、銀層又はシード層を打撃するＸ線ビームの散乱強度を観察することに基づく。例えば、酸化亜鉛シード層は、θ−２θ回折パターンにおいて顕著な（００２）ピーク及び高次を示すことができる。これは、基板表面に平行に配向したそれぞれの面を有する酸化亜鉛微結晶が存在するのを示唆している。 In some embodiments, the crystallographic orientation is characterized by X-ray diffraction (XRD) technology and strikes a layer, eg, a silver layer or seed layer, as a function of X-ray properties such as incident or scattering angle Based on observing the scattering intensity of the X-ray beam. For example, the zinc oxide seed layer can exhibit a pronounced (002) peak and higher order in the θ-2θ diffraction pattern. This suggests that there are zinc oxide microcrystals having respective faces oriented parallel to the substrate surface.
いくつかの実施形態では、用語「（１１１）結晶学的配向を有する銀層」又は「（００２）結晶学的配向を有する酸化亜鉛シード層」は、銀層に対する（１１１）結晶学的配向や酸化亜鉛シード層に対する（００２）結晶学的配向が存在するという意味を含む。結晶学的配向は、例えば、ＸＲＤ特性における顕著な結晶学的ピークを観察することによって決定され得る。 In some embodiments, the term “a silver layer having a (111) crystallographic orientation” or “a zinc oxide seed layer having a (002) crystallographic orientation” refers to a (111) crystallographic orientation relative to a silver layer, It includes the meaning that there is a (002) crystallographic orientation for the zinc oxide seed layer. Crystallographic orientation can be determined, for example, by observing significant crystallographic peaks in the XRD characteristics.
いくつかの実施形態では、シード層１５０は、連続的で基板全体を覆うことができる。また、シード層１５０は、完全に連続的に形成されないことがある。シード層は、それぞれのシード層領域が基板表面を横切って他のシード層領域から側面に離隔され、基板表面を完全に覆わないように基板表面に分布してもよい。例えば、シード層１５０の厚さは、例えば、２．０から４．０Åのような単層以下であり、層部分間の分離は、このような薄いシード層を形成した結果とすることができる（即ち、このような薄い層は、連続的な層を形成し得ない）。
In some embodiments, the
反射層１５４は、シード層１５０上に形成される。ＩＲ反射層は、銀、金、又は銅などの金属反射膜であることができる。一般に、ＩＲ反射膜は、優れた電気伝導体を含み、熱エネルギーの通過を遮断する。いくつかの実施形態では、反射層１５４は銀で製造され、例えば１００Åの厚さを有する。反射層１５４は、例えば、シード層１５０の（００２）結晶学的配向によりシード層１５０上に形成されているため、（１１１）結晶配向で銀反射層１５４の成長が促進され、低いシート抵抗を提供し、低いパネル放射率を生成する。
The
シード層１５０に起因する反射層１５４の促進された（１１１）テクスチャ配向によって、反射層１５４の伝導率及び放射率が改善される。その結果、十分な反射特性及び可視光透過率を提供する薄い反射層１５４が形成され得る。また、反射層１５４の厚さを薄くすることにより、製造される各パネルに使用される材料が少なくなり、製造スループット及び効率が改善され、反射層１５４を形成するために使用されるターゲット（例えば、銀）の使用可能寿命が増加して、全体の製造費用が減少する。
The enhanced (111) texture orientation of the
さらに、シード層１５０は、特に次の加熱工程中に、下部金属酸化物層１４０中の酸素と反射層１５４の材料の任意の反応の可能性を低減するために、金属酸化物層１４０と反射層１５４との間にバリアを提供することができる。その結果、反射層１５４の抵抗率を減少し、放射率を低下させることによって、反射層１５４の性能を向上させることができる。
In addition, the
反射層１５４上には、反射層１５４の酸化を防ぐことができるバリア層１５６が形成されている。例えば、バリアは、拡散バリアであってもよく、酸素が上部酸化物層１６０から銀層に拡散するのを防止する。バリア層１５６は、チタン、ニッケル及びニオブを含むことができる。いくつかの実施形態では、バリア層１５６は、チタン、ニッケル、ニオブ及び酸素を含むことができる。
A
バリア層１５６上に反射防止膜積層体として機能することができる上部酸化物層が形成され、これは、異なる機能目的のための単一の層又は複数の層を含む。反射防止層１６０は、透過率、屈折率、接着性、化学耐久性、及び熱安定性に基づいて選択された可視光の反射率を減少する機能をする。いくつかの実施形態では、反射防止層１６０は、高い熱安定性を提供する酸化スズを含む。反射防止層１６０はまた、二酸化チタン、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化ニオブ、ＳｉＺｒＮ、酸化スズ、酸化亜鉛、又は、任意の他の適切な誘電材料を含むことができる。
A top oxide layer is formed on the
光学充填材層１７０は、例えば、反射防止性を提供するために低放射率積層体に対して適切な厚さを提供するために使用されてもよい。光学充填材層は、好ましくは高可視光透過率を有する。いくつかの実施形態では、光学充填材層１７０は、酸化スズで製造され、例えば１００Åの厚さを有する。光学充填材層は、低放射性パネル１０５の光学特性を調節するために使用されてもよい。例えば、光学充填材層の厚さ及び屈折率は、複数の入射光波長に対する層の厚さを増加させ、光反射率を効果的に減少させて光透過率を改善するために使用されてもよい。
The
上部保護層１８０は、全体膜積層体を保護するために、例えば、パネルを物理的又は化学的摩耗から保護するために使用されてもよい。上部保護層１８０は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ニオブ、又はＳｉＺｒＮのような外部保護層であってもよい。
The upper
いくつかの実施形態では、接着層は、層間の接着を提供するために使用されてもよい。接着層は、ニッケルチタンなどの金属合金で製造されてもよく、例えば、３０Åの厚さを有する。 In some embodiments, an adhesive layer may be used to provide adhesion between layers. The adhesive layer may be made of a metal alloy such as nickel titanium, and has a thickness of 30 mm, for example.
使用される材料によって、低放射率積層体１９０のいくつかの層は、共通のいくつかの要素を有してもよい。このような積層体の例は、酸化物誘電体層１４０，１６０に亜鉛系材料を使用してもよい。その結果、比較的少ない数の異なるターゲットが低放射率積層体１９０を形成するために使用されてもよい。
Depending on the material used, some layers of the
いくつかの実施形態では、コーティングは、複数のＩＲ反射層を有する二重又は三重層の積層体を含むことができる。いくつかの実施形態では、層は、プラズマ強化、又は反応スパッタリングを使用して形成してもよく、キャリアガス（例えば、アルゴン）を使用してターゲットからイオンを放出し、蒸着前にキャリアガスと反応性ガス（例えば、酸素）の混合物又はプラズマを通過させる。 In some embodiments, the coating can include a double or triple layer stack having multiple IR reflective layers. In some embodiments, the layer may be formed using plasma enhanced, or reactive sputtering, using a carrier gas (eg, argon) to eject ions from the target and the carrier gas before deposition. A mixture of reactive gases (eg, oxygen) or plasma is passed.
いくつかの実施形態では、銀伝導層の品質に及ぼす銀伝導層上に蒸着される層の蒸着工程の効果が開示される。高い可視光透過率を提供するために、銀伝導層は、好ましくは薄く、例えば、２０ｎｍ未満であるので、銀伝導層の品質は、バリア層又は反射防止層のような次の蒸着層の蒸着によって影響され得る。 In some embodiments, the effect of the deposition process of a layer deposited on the silver conductive layer on the quality of the silver conductive layer is disclosed. In order to provide high visible light transmission, the silver conductive layer is preferably thin, for example, less than 20 nm, so the quality of the silver conductive layer is the deposition of the next deposited layer, such as a barrier layer or an antireflective layer. Can be influenced by.
いくつかの実施形態では、伝導層上に蒸着されたバリア層に適用され得るスパッタ蒸着工程が開示される。例えば、バリア層は、赤外線反射層が酸化されることを防ぐことができる。酸化物層は、反射防止層として機能することができる。バリア層の材料は、酸化などの伝導性下部層の反応を低減して、抵抗率及び放射率の劣化を防止することができる。 In some embodiments, a sputter deposition process that can be applied to a barrier layer deposited on a conductive layer is disclosed. For example, the barrier layer can prevent the infrared reflective layer from being oxidized. The oxide layer can function as an antireflection layer. The material of the barrier layer can reduce the reaction of the conductive lower layer, such as oxidation, and prevent degradation of resistivity and emissivity.
いくつかの実施形態では、例えば、高い品質のコーティング層及びコーティングパネルを得るために、スパッタ蒸着中に低い酸素親和性材料及び高い酸素親和性材料の合金を有する層を使用して、蒸着工程及び蒸着工程から製造されたコーティング物品が開示される。 In some embodiments, for example, using a layer having a low oxygen affinity material and an alloy of high oxygen affinity material during sputter deposition to obtain high quality coating layers and panels, the deposition process and A coated article made from a vapor deposition process is disclosed.
いくつかの実施形態では、合金バリア層は、合金ターゲットからスパッタされるか、又は同じ基板上に異なる元素ターゲットから同時スパッタされ得る。この工程は、純粋なＡｒ中にあってもよく（これは、純粋な金属性バリア層を蒸着する）、膜をわずかに酸化させるために酸素を含んでもよい。 In some embodiments, the alloy barrier layer can be sputtered from an alloy target or co-sputtered from different elemental targets on the same substrate. This process may be in pure Ar (which deposits a pure metallic barrier layer) and may contain oxygen to slightly oxidize the film.
図２Ａ〜図２Ｂは、いくつかの実施形態による物理的蒸着（ＰＶＤ）システムを示す。図２Ａに示すように、一般にスパッタシステム又はスパッタ蒸着システムと呼ばれるＰＶＤシステム２００は、加工チャンバ２４０、基板２３０、ターゲットアセンブリ２１０、及び外側ソース２２０から伝達される反応種を定義又は囲むハウジングを含む。蒸着中、ターゲットをアルゴンイオンで衝撃を加えて基板２３０に向けてスパッタリング粒子を放出する。スパッタシステム２００は、基板２３０上にブランケット蒸着を行い、基板全体、例えば、ターゲットアセンブリ２１０から生成されたスパッタリング粒子によって到達し得る基板の領域を覆う蒸着層を形成することができる。
2A-2B illustrate a physical vapor deposition (PVD) system according to some embodiments. As shown in FIG. 2A, the
ターゲット２１０に使用された材料は、例えば、スズ、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、ランタン、イットリウム、チタン、アンチモン、ストロンチウム、ビスマス、ニオブ、シリコン、銀、ニッケル、クロム、銅、金、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる（即ち、単一のターゲットは、複数の金属の合金で製造してもよい）。さらに、ターゲットに使用される材料は、上述した金属の酸化物、窒化物、及び酸窒化物を形成するために酸素、窒素、又は酸素と窒素の組み合わせを含んでもよい。さらに、単に１つのターゲットアセンブリ２１０が示されているが、追加のターゲットアセンブリが使用されてもよい。このように、ターゲットの異なる組み合せを使用して、例えば、上述した誘電体層を形成してもよい。例えば、バリア材料がチタン−ニッケル−ニオブであるいくつかの実施形態では、チタン、ニッケル及びニオブは、別のチタン、ニッケル及びニオブターゲットによって提供されてもよく、単一のチタン−ニッケル−ニオブ合金ターゲットによって提供されてもよい。例えば、ターゲットアセンブリ２１０は、基板２３０の上に層をスパッタ蒸着するために、アルゴンイオンと共に銀ターゲットを含むことができる。ターゲットアセンブリ２１０は、金属又は金属合金酸化物層をスパッタ蒸着するために、酸素の反応種と共に、スズ、亜鉛、又は、スズ−亜鉛合金などの金属又は金属合金ターゲットを含むことができる。
The material used for the target 210 is, for example, tin, zinc, magnesium, aluminum, lanthanum, yttrium, titanium, antimony, strontium, bismuth, niobium, silicon, silver, nickel, chromium, copper, gold, or any of these Combinations can be included (ie, a single target may be made of multiple metal alloys). Further, the material used for the target may include oxygen, nitrogen, or a combination of oxygen and nitrogen to form the metal oxides, nitrides, and oxynitrides described above. Furthermore, although only one target assembly 210 is shown, additional target assemblies may be used. Thus, for example, the above-described dielectric layer may be formed using different combinations of targets. For example, in some embodiments where the barrier material is titanium-nickel-niobium, the titanium, nickel and niobium may be provided by another titanium, nickel and niobium target, and a single titanium-nickel-niobium alloy It may be provided by the target. For example, the target assembly 210 can include a silver target with argon ions to sputter deposit a layer on the
スパッタ蒸着システム２００は、基板を支持するための基板支持体のようなその他の構成要素を含むことができる。基板支持体は、真空チャック、静電チャック、又はその他の公知の機構を含むことができる。基板支持体は、基板の表面に垂直なその軸の周りを回転することができる。さらに、基板支持体は、垂直方向又は平面方向に移動し得る。垂直方向又は平面方向への回転及び移動は、磁気駆動、リニア駆動、ウォームスクリュー、リードスクリュー、差動ポンプ回転フィードスルー駆動（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｐｕｍｐｅｄ ｒｏｔａｒｙ ｆｅｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｒｉｖｅ）などを含む公知の駆動機構によって達成され得ることが分かる。
The
いくつかの実施形態では、基板支持体は、例えば、ＲＦ又はＤＣバイアスを基板に提供するため、又は工程ハウジング２４０でプラズマ環境を提供するために、電源に接続された電極を含む。ターゲットアセンブリ２１０は、工程ハウジングでプラズマを生成するために電源に接続された電極を含むことができる。ターゲットアセンブリ２１０は、好ましくは基板２３０に向けて配向される。
In some embodiments, the substrate support includes an electrode connected to a power source, for example, to provide an RF or DC bias to the substrate or to provide a plasma environment in the
スパッタ蒸着システム２００は、ターゲット電極に結合された電源を含むこともできる。電源は、電極に電力を提供し、少なくともいくつかの実施形態では、ターゲットから材料がスパッタリングされる。スパッタリングの間、アルゴン又はクリプトンのような不活性ガスは、ガス注入口２２０を介して加工チャンバ２４０に導入されてもよい。反応スパッタリングが使用される実施形態において、酸素及び／又は窒素などの反応性ガスがまた導入されてもよく、ターゲットから放出された粒子と相互作用して基板上に酸化物、窒化物及び／又は酸窒化物を形成し得る。
スパッタ蒸着システム２００は、例えば、プロセッサ及びメモリを有する調節システム（図示せず）を含むこともでき、他の構成要素と共に動作可能に通信し、その動作を調節するように構成して本明細書に記載された方法を実行する。
The
いくつかの実施形態では、基板上のイオンエネルギーを調節するステップを含む薄い低抵抗率の銀層上に層を製造する方法及び装置において、蒸着は低イオンエネルギーで実行され、銀下部層に対する損傷を低減できることが開示される。 In some embodiments, in a method and apparatus for fabricating a layer on a thin low resistivity silver layer comprising adjusting ion energy on a substrate, the deposition is performed at low ion energy and damage to the silver sublayer Is disclosed.
図２Ｂは、いくつかの実施形態に従って同時スパッタリングターゲットを有するスパッタシステムを示す。スパッタ蒸着チャンバ２０５は、プラズマ環境２４５に配置された２つのターゲット２１２，２１４を含み、外側ソース２２５から伝達される反応種を含有する。ターゲット２１２，２１４は、基板２３０上にバリア層の合金を蒸着するために、酸素の任意の反応種と共に、合金バリアの第１の元素（例えば、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｎ、Ｙ、Ｓｉ、及びＴｉ）、及び合金バリアの第２の元素（例えば、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、及びＷ）を含むことができる。このような構造は一例として使用され、その他のスパッタシステム構造、例えば、合金材料を有する単一のターゲットが使用されてもよい。
FIG. 2B illustrates a sputtering system having a co-sputtering target according to some embodiments. Sputter deposition chamber 205 includes two
いくつかの実施形態では、チタン、ニッケル及びニオブの三元合金を含むバリア構造体上に又は下に形成される赤外線反射層を形成するステップを含む、低放射率パネルを製造する方法及び装置が開示される。パネルは、例えば、低放射率コーティング特性を劣化させずに赤外線反射層を保護するバリア層によって、最適な赤外線反射率、熱安定性、及び耐久性を示すことができる。 In some embodiments, a method and apparatus for producing a low emissivity panel comprising forming an infrared reflective layer formed on or under a barrier structure comprising a ternary alloy of titanium, nickel and niobium. Disclosed. The panel can exhibit optimal infrared reflectivity, thermal stability, and durability, for example, by a barrier layer that protects the infrared reflective layer without degrading the low emissivity coating properties.
いくつかの実施形態では、大面積コータにおける低放射率パネルを製造する方法が開示される。表面保護層のようなその他の層と共に、バリア層、反射防止層を蒸着する前に、伝導性下部層を蒸着するために、１つ以上のスパッタリングターゲットの下に基板を移動するための搬送機構が提供されてもよい。 In some embodiments, a method of manufacturing a low emissivity panel in a large area coater is disclosed. A transport mechanism for moving the substrate under one or more sputtering targets to deposit a conductive lower layer prior to depositing a barrier layer, anti-reflective layer, along with other layers such as a surface protective layer May be provided.
いくつかの実施形態では、蒸着ステーションの間で基板を移動させるための搬送機構を含むインライン蒸着システムが開示される。 In some embodiments, an in-line deposition system is disclosed that includes a transport mechanism for moving a substrate between deposition stations.
図３は、いくつかの実施形態による例示的なインライン蒸着システムを示す。コンベヤベルト又は複数のローラなどの搬送機構３７０は、異なるスパッタ蒸着ステーションの間で基板３３０を搬送することができる。例えば、基板は、ターゲットアセンブリ３１０Ａを有するステーション＃１に配置され、次にターゲットアセンブリ３１０Ｂを有するステーション＃２に搬送され、次にターゲットアセンブリ３１０Ｃを有するステーション＃３に搬送される。ターゲットアセンブリ３１０Ａを有するステーション＃１は、銀を有する赤外線反射層をスパッタリングする銀蒸着ステーションであってもよい。ターゲットアセンブリ３１０Ｂを有するステーション＃２は、チタン、ニッケル及びニオブ材料を有する金属合金をスパッタリングするバリア蒸着ステーションであってもよい。図に示すように、ステーション＃２は、単一のターゲットアセンブリ３１０Ｂを含む。しかし、２つの異なるターゲットアセンブリを使用する同時スパッタリングシステムのようなその他の構造を使用することもできる。ターゲットアセンブリ３１０Ｃを有するステーション＃３は、反射防止層又は保護層などの他の層を蒸着するために使用されてもよい。
FIG. 3 illustrates an exemplary in-line deposition system according to some embodiments. A
いくつかの実施形態では、光学及び機械的特性を含む全ての特性において優れた性能を達成するために、チタン、ニッケル及びニオブの特定の組成百分率が提供される。接着性、熱安定性、及びパネル耐久性を含む機械的特性を改善するために、高い割合のニオブが使用されてもよい。例えば、４０重量％超過のニオブを使用して、例えば、ＮｉＣｒ合金バリアに匹敵し、チタンバリアよりはるかに優れた好ましい機械的耐久性を得ることができる。例えば、低い反射率又は吸収率で同様の又はより優れた可視光透過率を保持するといった、光学性能を劣化させないように、６０重量％未満のニオブを使用することができる。例えば、酸素拡散バリア特性を提供するために、低い割合のチタンを使用してもよい。例えば、優れた酸素バリアを提供するために、５重量％超過のチタンを使用してもよい。１５重量％未満のチタンを使用して、優れたバリア保護を提供することができる。ニオブより低くチタンより高いニッケルの中程度の割合を使用して、機械的特性をさらに改善して酸素バリア特性を保持することができる。例えば、３０から５０重量％のニッケルは、劣化のないチタンとニオブの両方の特性を向上させることができる。いくつかの実施形態では、バリアの厚さは、０．３から８ｎｍ、例えば、０．５から５ｎｍであり得る。 In some embodiments, specific composition percentages of titanium, nickel and niobium are provided to achieve superior performance in all properties including optical and mechanical properties. A high percentage of niobium may be used to improve mechanical properties including adhesion, thermal stability, and panel durability. For example, greater than 40% by weight of niobium can be used to obtain favorable mechanical durability that is comparable to, for example, a NiCr alloy barrier and far superior to a titanium barrier. For example, less than 60% by weight of niobium can be used so as not to degrade the optical performance, such as maintaining similar or better visible light transmission with low reflectivity or absorption. For example, a low proportion of titanium may be used to provide oxygen diffusion barrier properties. For example, greater than 5 wt% titanium may be used to provide an excellent oxygen barrier. Less than 15 wt% titanium can be used to provide excellent barrier protection. A moderate proportion of nickel lower than niobium and higher than titanium can be used to further improve mechanical properties and retain oxygen barrier properties. For example, 30 to 50 weight percent nickel can improve the properties of both titanium and niobium without degradation. In some embodiments, the barrier thickness can be 0.3 to 8 nm, eg, 0.5 to 5 nm.
いくつかの実施形態では、ニッケル、チタン、及びニオブの特定組成百分率を提供し、少なくとも吸収率、抵抗、及び放射率（即ち、比較的低い）に対して優れた性能を達成する。例えば、４０重量％超過のニオブを使用して、例えば、ＮｉＣｒ合金バリアに匹敵し、チタンバリアよりはるかに優れた好ましい機械的耐久性を得ることができる。６０重量％未満のニオブを使用して、光学性能を低下させない、例えば、低い反射率又は吸収率で同様又はより優れた可視光透過率を保持することができる。ニッケルの低い割合（例えば、５重量％〜１５重量％）を、中程度の割合のチタン（例えば、ニオブより低くニッケルより高い、例えば、３０重量％〜５０重量％）と共に使用することができる。いくつかの実施形態では、バリア厚さは、０．３から８ｎｍ、例えば、０．５から５ｎｍであり得る。 In some embodiments, specific composition percentages of nickel, titanium, and niobium are provided to achieve superior performance at least for absorptance, resistance, and emissivity (ie, relatively low). For example, greater than 40% by weight of niobium can be used to obtain favorable mechanical durability that is comparable to, for example, a NiCr alloy barrier and far superior to a titanium barrier. Niobium less than 60% by weight can be used to maintain optical performance without degrading optical performance, eg, similar or better visible light transmission with low reflectance or absorption. A low percentage of nickel (eg, 5-15% by weight) can be used with a moderate percentage of titanium (eg, lower than niobium and higher than nickel, eg, 30-50% by weight). In some embodiments, the barrier thickness can be 0.3 to 8 nm, such as 0.5 to 5 nm.
図４は、いくつかの実施形態に係る異なるバリア材料を有する低放射率積層体のシート抵抗反応を示す。シート抵抗は、高透過率及び低反射率に関連する同一の銀層の厚さに対して、低シート抵抗値を有する光学特性の評価を提供することができる。シート抵抗測定に使用される低放射率積層体は、１０ｎｍのＺｎＯシード層の上に８ｎｍの銀層上のバリア層を含む。バリア材料は、チタン、２０重量％のチタン及び８０重量％のニッケルを有するチタンニッケル合金、及び１０重量％のニッケル、４０重量％のチタン及び５０重量％のニオブを有するチタンニッケルニオブ合金を含む。バリアの厚さは、０．３ｎｍから７ｎｍ、例えば、１．５ｎｍから４．５ｎｍの範囲である。 FIG. 4 illustrates the sheet resistance response of low emissivity laminates with different barrier materials according to some embodiments. Sheet resistance can provide an evaluation of optical properties having low sheet resistance values for the same silver layer thickness associated with high transmission and low reflectance. The low emissivity stack used for sheet resistance measurement includes a barrier layer on an 8 nm silver layer on a 10 nm ZnO seed layer. Barrier materials include titanium, titanium nickel alloys having 20 wt% titanium and 80 wt% nickel, and titanium nickel niobium alloys having 10 wt% nickel, 40 wt% titanium and 50 wt% niobium. The thickness of the barrier is in the range of 0.3 nm to 7 nm, for example, 1.5 nm to 4.5 nm.
図に示すように、チタン、ニッケル、及びニオブの三元合金は、チタン及びチタンニッケル二元合金と比較して、全ての厚さに対して低シート抵抗、例えば優れた光学性能を有する。この特定の例では、最適なバリア性能は、約２ｎｍ、例えば、１．５から２．７ｎｍであり得る。 As shown in the figure, the ternary alloy of titanium, nickel, and niobium has a low sheet resistance, for example, excellent optical performance, for all thicknesses as compared to the titanium and titanium-nickel binary alloy. In this particular example, the optimum barrier performance may be about 2 nm, for example 1.5 to 2.7 nm.
図５は、いくつかの実施形態によるコーティング層をスパッタリングするためのフローチャートを示す。銀層などの基板上に伝導層を形成した後、伝導層上にバリア層をスパッタ蒸着することができる。バリア層は、例えば、チタン、ニッケル、及びニオブの金属成分からなる三元金属合金、及び、例えば、チタン、ニッケル、ニオブ、及び酸素を含む三元酸化物合金を含むチタン、ニッケル、及びニオブの三元合金を含むことができる。 FIG. 5 shows a flowchart for sputtering a coating layer according to some embodiments. After forming a conductive layer on a substrate such as a silver layer, a barrier layer can be sputter deposited on the conductive layer. The barrier layer is made of, for example, a ternary metal alloy composed of metal components of titanium, nickel, and niobium, and a ternary oxide alloy containing, for example, titanium, nickel, niobium, and oxygen. Ternary alloys can be included.
動作（５００）において、基板が提供される。基板は、ガラス基板又はポリマー基板などの透明基板であってもよい。その他の基板をまた使用することもできる。動作（５１０）において、第１の層が基板の上に形成される。第１の層は、赤外線反射層として動作可能である。第１の層は、銀などの伝導性材料又は金属性材料を含むことができる。第１の層の厚さは、約２０ｎｍ以下であってもよく、約１０ｎｍ以下であってもよい。 In operation (500), a substrate is provided. The substrate may be a transparent substrate such as a glass substrate or a polymer substrate. Other substrates can also be used. In operation (510), a first layer is formed on the substrate. The first layer can operate as an infrared reflective layer. The first layer can include a conductive material such as silver or a metallic material. The thickness of the first layer may be about 20 nm or less, or about 10 nm or less.
動作（５２０）において、第２の層は、第１の層上にスパッタ蒸着される。第２の層は、バリア層として動作可能である。第２の層は、チタン、ニッケル及びニオブの合金を含むことができる。チタンの割合は、５から１５重量％であってもよく、ニッケルの割合は、３０から５０重量％（又は３５から４５重量％）であってもよく、ニオブの割合は、４０から６０重量％（又は４５から４５重量％）であってもよい。 In operation (520), a second layer is sputter deposited on the first layer. The second layer can operate as a barrier layer. The second layer can include an alloy of titanium, nickel and niobium. The proportion of titanium may be 5 to 15% by weight, the proportion of nickel may be 30 to 50% by weight (or 35 to 45% by weight), and the proportion of niobium is 40 to 60% by weight. (Or 45 to 45% by weight).
いくつかの実施形態では、第２の層は、ニッケル、チタン、及びニオブの合金を含むことができる。ニッケルの割合は、５から１５重量％であってもよく、チタンの割合は、３０から５０重量％（又は３５から４５重量％）であってもよく、ニオブの割合は、４０から６０重量％（又は４５から４５重量％）であってもよい。 In some embodiments, the second layer can include an alloy of nickel, titanium, and niobium. The proportion of nickel may be 5 to 15% by weight, the proportion of titanium may be 30 to 50% by weight (or 35 to 45% by weight), and the proportion of niobium is 40 to 60% by weight. (Or 45 to 45% by weight).
いくつかの実施形態では、第２の層は、酸化物合金を形成するために酸素を含むこともできる。第２の層は、三元金属合金又は三元酸化物合金として蒸着できる。第三元金属合金は、例えば、次の層の蒸着によって酸化され、三元酸化物層になり得る。三元酸化物合金は、さらに酸化されることもできる。完全な積層蒸着及び／又は熱処理の後、第２の層は、三元金属合金を保持又はより優れた放射率性能のために三元酸化物又は三元亜酸化物になり得る。 In some embodiments, the second layer can also include oxygen to form an oxide alloy. The second layer can be deposited as a ternary metal alloy or a ternary oxide alloy. The ternary metal alloy can be oxidized, for example, by vapor deposition of the following layers to become a ternary oxide layer. The ternary oxide alloy can be further oxidized. After complete stack deposition and / or heat treatment, the second layer can be a ternary oxide or ternary suboxide for retaining the ternary metal alloy or for better emissivity performance.
いくつかの実施形態では、銀層に対するＺｎＯのシード層のような第１の層の下に下部層が形成されてもよい。シード層は、銀の結晶配向を向上させて、より優れた伝導率をもたらす。いくつかの実施形態では、第２の層上にその他の層が形成されてもよい。 In some embodiments, a lower layer may be formed under the first layer, such as a ZnO seed layer for the silver layer. The seed layer improves the crystal orientation of silver and provides better conductivity. In some embodiments, other layers may be formed on the second layer.
図６は、いくつかの実施形態によるコーティング層をスパッタリングするためのフローチャートを示す。基板の上に伝導層、例えば、銀層を形成した後、伝導層上にバリア層をスパッタ蒸着してもよい。バリア層は、チタン、ニッケル及びニオブの三元合金を含むことができる。 FIG. 6 shows a flowchart for sputtering a coating layer according to some embodiments. After forming a conductive layer, for example, a silver layer on the substrate, a barrier layer may be sputter deposited on the conductive layer. The barrier layer can include a ternary alloy of titanium, nickel, and niobium.
動作（６００）において、基板が提供される。基板は、ガラス基板又はポリマー基板などの透明基板であってもよい。その他の基板をまた使用することもできる。動作（６１０）において、金属酸化物層が基板上に形成される。金属酸化物層は、次の層に対するシード層として機能することができる。例えば、金属酸化物層は、蒸着される第１の層の結晶配向を促進する結晶配向を有することができる。 In operation (600), a substrate is provided. The substrate may be a transparent substrate such as a glass substrate or a polymer substrate. Other substrates can also be used. In act (610), a metal oxide layer is formed on the substrate. The metal oxide layer can function as a seed layer for the next layer. For example, the metal oxide layer can have a crystal orientation that promotes the crystal orientation of the deposited first layer.
いくつかの実施形態では、金属酸化物層は、銀層の（１１１）結晶配向を促進する結晶配向を有するシード層を含むことができる。例えば、金属酸化物層は、（００２）結晶配向を有するＺｎＯを含むことができ、これは（１１１）銀層を成長させるための鋳型として機能し得る。金属酸化物層の厚さは、約２０ｎｍ以下であってもよく、約１０ｎｍ以下であってもよい。 In some embodiments, the metal oxide layer can include a seed layer having a crystal orientation that promotes the (111) crystal orientation of the silver layer. For example, the metal oxide layer can include ZnO having a (002) crystal orientation, which can serve as a template for growing a (111) silver layer. The thickness of the metal oxide layer may be about 20 nm or less, or about 10 nm or less.
動作（６２０）において、金属酸化物層上に第１の層が形成される。第１の層は、赤外線反射層として動作可能である。第１の層は、銀などの伝導性材料又は金属性材料を含むことができる。第１の層の厚さは、約２０ｎｍ以下であってもよく、約１０ｎｍ以下であってもよい。 In operation (620), a first layer is formed on the metal oxide layer. The first layer can operate as an infrared reflective layer. The first layer can include a conductive material such as silver or a metallic material. The thickness of the first layer may be about 20 nm or less, or about 10 nm or less.
動作（６３０）において、第２の層は第１の層上にスパッタ蒸着される。第２の層は、バリア層として動作可能である。第２の層は、チタン、ニッケル及びニオブの合金を含むことができる。チタンの割合は、５から１５重量％であってもよく、ニッケルの割合は、３０から５０重量％（又は３５から４５重量％）であってもよく、ニオブの割合は、４０から６０重量％（又は４５から４５重量％）であってもよい。 In operation (630), a second layer is sputter deposited on the first layer. The second layer can operate as a barrier layer. The second layer can include an alloy of titanium, nickel and niobium. The proportion of titanium may be 5 to 15% by weight, the proportion of nickel may be 30 to 50% by weight (or 35 to 45% by weight), and the proportion of niobium is 40 to 60% by weight. (Or 45 to 45% by weight).
いくつかの実施形態では、第２の層は、ニッケル、チタン、及びニオブの合金を含むことができる。ニッケルの割合は、５から１５重量％であってもよく、チタンの割合は、３０から５０重量％（又は３５から４５重量％）であってもよく、ニオブの割合は、４０から６０重量％（又は４５から４５重量％）であってもよい。 In some embodiments, the second layer can include an alloy of nickel, titanium, and niobium. The proportion of nickel may be 5 to 15% by weight, the proportion of titanium may be 30 to 50% by weight (or 35 to 45% by weight), and the proportion of niobium is 40 to 60% by weight. (Or 45 to 45% by weight).
いくつかの実施形態では、第２の層は酸化物合金を形成するために酸素を含むことができる。第２の層は、三元金属合金又は三元酸化物合金として蒸着することができる。三元金属合金は、例えば、次の層蒸着によって酸化され、三元酸化物層になることができる。三元酸化物合金は、さらに酸化されてもよい。完全な積層蒸着及び／又は熱処理後、第２の層は、三元金属合金のままであるか、優れた放射率性能のために三元酸化物又は三元亜酸化物になり得る。いくつかの実施形態では、その他の層を含むこともできる。 In some embodiments, the second layer can include oxygen to form an oxide alloy. The second layer can be deposited as a ternary metal alloy or a ternary oxide alloy. The ternary metal alloy can be oxidized, for example, by the following layer deposition to become a ternary oxide layer. The ternary oxide alloy may be further oxidized. After complete stack deposition and / or heat treatment, the second layer can remain a ternary metal alloy or be a ternary oxide or ternary suboxide for superior emissivity performance. In some embodiments, other layers can be included.
いくつかの実施形態では、バリア層（例えば、図１Ａのバリア層１１５及び／又は図１Ｂのバリア層１５６）は、チタン及びニオブより少ないニッケルを含む三元合金（例えば、５から１５重量％のニッケル、３０から５０重量％のチタン、及び４０から６０重量％）を含む（例えば、からなる）。得られたバリア層の性能は、例えば、ニッケル及び／又はチタンと比較して、ニオブの量に基づいて（少なくとも部分的に）変化し得る。
In some embodiments, the barrier layer (eg,
図７は、バリア層で使用するための様々な材料の性能に関するデータを示す。表示された材料は、ニッケルクロム合金（即ち、８０重量％のニッケル及び２０重量％のクロム）、ニッケルチタン、及び様々なニッケルチタンニオブ合金（即ち、１５：６０：２５，１０：４０：５０、及び５：２０：７５）を含む。図７の特に興味深いことは、他の材料、特にその他のニッケルチタンニオブ材料に対する１０：４０：５０ニッケルチタンニオブの性能である。 FIG. 7 shows data regarding the performance of various materials for use in the barrier layer. The indicated materials are nickel chrome alloys (ie 80 wt% nickel and 20 wt% chromium), nickel titanium, and various nickel titanium niobium alloys (ie 15:60:25, 10:40:50, And 5:20:75). Of particular interest in FIG. 7 is the performance of 10:40:50 nickel titanium niobium over other materials, particularly other nickel titanium niobium materials.
例えば、比較的少量のニオブ（例えば、１５重量％のニッケル、６０重量％のチタン、及び２５重量％のニオブ）が使用される場合、層は少なくともニッケルクロム及びニッケルチタンに比べて比較的低い吸収率（即ち、Ａｖｉｓ、４００ｎｍ、５５０ｎｍ、及び１０００ｎｍでのＡｂｓ％）を示すことがあり、所望する抵抗（即ち、Ｒｓ）及び放射率（即ち、ε）を示し得る。一方、比較的多量のニオブ（例えば、５重量％のニッケル、２０重量％のチタン、及び７５重量％のニオブ）が使用される場合、吸収率は好ましいが、抵抗及び放射率は比較的低い。図に示すように、吸収率、抵抗、及び放射率が全て好ましいため（即ち、比較的低い）、５０重量％のニオブ（例えば、１０重量％のニッケル、４０重量％のチタン、及び５０重量％のニオブ）を使用して、（少なくとも相対的に）性能が最適化される。 For example, if a relatively small amount of niobium is used (eg, 15 wt% nickel, 60 wt% titanium, and 25 wt% niobium), the layer has a relatively low absorption compared to at least nickel chromium and nickel titanium. Ratio (ie, Abs% at Avis, 400 nm, 550 nm, and 1000 nm) and may exhibit the desired resistance (ie, Rs) and emissivity (ie, ε). On the other hand, when relatively large amounts of niobium are used (eg, 5 wt% nickel, 20 wt% titanium, and 75 wt% niobium), the absorption is preferred, but the resistance and emissivity are relatively low. As shown in the figure, 50% by weight of niobium (eg, 10% by weight nickel, 40% by weight titanium, and 50% by weight) because absorption, resistance, and emissivity are all preferred (ie, relatively low). (At least relatively) the performance is optimized.
図８は、いくつかの実施形態によるコーティング層をスパッタリングするためのフローチャートを示す。基板上に銀層などの伝導層を形成した後、伝導層上にバリア層をスパッタ蒸着することができる。バリア層は、例えば、ニッケル、チタン、及びニオブの金属成分からなる三元金属合金、及び、例えば、ニッケル、チタン、ニオブ及び酸素を含む三元酸化物合金を含む、ニッケル、チタン、及びニオブの三元合金を含むことができる。 FIG. 8 shows a flowchart for sputtering a coating layer according to some embodiments. After forming a conductive layer such as a silver layer on the substrate, a barrier layer can be sputter deposited on the conductive layer. The barrier layer includes, for example, a ternary metal alloy composed of metal components of nickel, titanium, and niobium, and a ternary oxide alloy including, for example, nickel, titanium, niobium, and oxygen. Ternary alloys can be included.
動作（８００）において、基板が提供される。基板は、ガラス基板又はポリマー基板などの透明基板であってもよい。その他の基板をまた使用することもできる。動作（８１０）において、第１の層が基板に形成される。第１の層は、赤外線反射層として動作可能である。第１の層は、銀などの伝導性材料又は金属性材料を含むことができる。第１の層の厚さは、約２０ｎｍ以下であってもよく、約１０ｎｍ以下であってもよい。 In operation (800), a substrate is provided. The substrate may be a transparent substrate such as a glass substrate or a polymer substrate. Other substrates can also be used. In operation (810), a first layer is formed on the substrate. The first layer can operate as an infrared reflective layer. The first layer can include a conductive material such as silver or a metallic material. The thickness of the first layer may be about 20 nm or less, or about 10 nm or less.
動作（８２０）において、第２の層は、第１の層上にスパッタ蒸着される。第２の層は、バリア層として動作可能である。第２の層は、ニッケル、チタン、及びニオブの合金を含むことができる。ニッケルの割合は、５から１５重量％（例えば、１０重量％又は約１０重量％）であり、チタンの割合は、３０から５０重量％（例えば、４０重量％又は約４０重量％）であり、ニオブの割合は、４０から６０重量％（例えば、５０重量％又は約５０重量％）であり得る。 In operation (820), a second layer is sputter deposited on the first layer. The second layer can operate as a barrier layer. The second layer can include an alloy of nickel, titanium, and niobium. The proportion of nickel is 5 to 15 wt% (eg 10 wt% or about 10 wt%), the proportion of titanium is 30 to 50 wt% (eg 40 wt% or about 40 wt%), The proportion of niobium can be 40 to 60% by weight (eg, 50% by weight or about 50% by weight).
いくつかの実施形態では、第２の層は、酸化物合金を形成するために酸素を含むこともできる。第２の層は、三元金属合金又は三元酸化物合金として蒸着させることができる。三元金属合金は、例えば、次の層蒸着によって酸化され、三元酸化物層になり得る。三元酸化物合金はまた、さらに酸化されることもできる。完全な積層蒸着及び／又は熱処理の後、第２の層は、三元金属合金を保持又はより優れた放射率性能のために三元酸化物又は三元亜酸化物になり得る。 In some embodiments, the second layer can also include oxygen to form an oxide alloy. The second layer can be deposited as a ternary metal alloy or a ternary oxide alloy. The ternary metal alloy can be oxidized, for example, by the following layer deposition to become a ternary oxide layer. The ternary oxide alloy can also be further oxidized. After complete stack deposition and / or heat treatment, the second layer can be a ternary oxide or ternary suboxide for retaining the ternary metal alloy or for better emissivity performance.
いくつかの実施形態では、図１Ｂに示され、上述したその他の層の少なくともいくつかは、低い放射率透明パネルを形成するために基板上に形成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、銀層に対するＺｎＯのシード層のような第１の層の下に下部層が形成されてもよい。例えば、シード層は、銀の結晶配向を向上させて、より優れた伝導率をもたらす。いくつかの実施形態では、第２の層上にその他の層が形成されてもよい。 In some embodiments, at least some of the other layers shown in FIG. 1B and described above may be formed on a substrate to form a low emissivity transparent panel. For example, in some embodiments, a lower layer may be formed under a first layer, such as a ZnO seed layer for a silver layer. For example, the seed layer improves the crystal orientation of silver and provides better conductivity. In some embodiments, other layers may be formed on the second layer.
上記の実施形態は、理解を明確にするために詳細に記載されているが、本発明は、提供された詳細に制限されない。本発明を実現する多くの代替方法が存在する。開示された例は、例示的であり、限定するものではない。 While the above embodiments have been described in detail for clarity of understanding, the invention is not limited to the details provided. There are many alternative ways of implementing the present invention. The disclosed examples are illustrative and not limiting.
Claims (20)
透明基板を提供するステップと、
前記透明基板上に銀を含む第１の層を形成するステップと、
前記第１の層上にニッケル、チタン、及びニオブの合金を含む第２の層を形成するステップと、
を含み、
前記合金中のニッケルの割合は約１０重量％であり、前記合金中のチタンの割合は約４０重量％であり、前記合金中のニオブの割合は約５０重量％である、方法。 A method of forming a low emissivity panel, the method comprising:
Providing a transparent substrate;
Forming a first layer containing silver on the transparent substrate;
Forming a second layer comprising an alloy of nickel, titanium, and niobium on the first layer;
Including
The method wherein the percentage of nickel in the alloy is about 10% by weight, the percentage of titanium in the alloy is about 40% by weight, and the percentage of niobium in the alloy is about 50% by weight.
透明基板を提供するステップと、
前記透明基板上に金属酸化物を含む第１の層を形成するステップと、
前記第１の層上に銀を含む第２の層を形成するステップと、
前記第２の層上にニッケル、チタン、及びニオブの合金を含む第３の層を形成するステップと、
を含み、
前記合金中のニッケルの割合は約１０重量％であり、前記合金中のチタンの割合は約４０重量％であり、前記合金中のニオブの割合は約５０重量％である、方法。 A method of forming a low emissivity panel, the method comprising:
Providing a transparent substrate;
Forming a first layer containing a metal oxide on the transparent substrate;
Forming a second layer comprising silver on the first layer;
Forming a third layer comprising an alloy of nickel, titanium, and niobium on the second layer;
Including
The method wherein the percentage of nickel in the alloy is about 10% by weight, the percentage of titanium in the alloy is about 40% by weight, and the percentage of niobium in the alloy is about 50% by weight.
前記第５の層上に第６の層を形成するステップと、
をさらに含み、
前記第６の層は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ニオブ、ＳｉＺｒＮ、又はこれらの組み合せのうちの１つ以上を含む、請求項１４に記載の方法。 Forming a fifth layer operable as an optical filler layer on the fourth layer;
Forming a sixth layer on the fifth layer;
Further including
15. The method of claim 14, wherein the sixth layer comprises one or more of silicon nitride, silicon oxynitride, titanium oxide, tin oxide, zinc oxide, niobium oxide, SiZrN, or combinations thereof.
透明基板を提供するステップと、
前記透明基板上に窒化物を含む下部保護層を形成するステップと、
酸化亜鉛を含む前記下部保護層上にシード層を形成するステップと、
前記シード層上に銀を含み、１５ｎｍ未満の厚さを有する反射層を形成するステップと、
前記反射層の上にニッケル、チタン及びニオブの合金を含むバリア層を形成するステップであって、前記合金中のニッケルの割合は約１０重量％であり、前記合金中のチタンの割合は約４０重量％であり、前記合金中のニオブの割合は約５０重量％である、ステップと、
前記バリア層上に酸化亜鉛を含む金属酸化物層を形成するステップと、
を含む方法。 A method of forming a low emissivity panel, the method comprising:
Providing a transparent substrate;
Forming a lower protective layer containing nitride on the transparent substrate;
Forming a seed layer on the lower protective layer comprising zinc oxide;
Forming a reflective layer comprising silver on the seed layer and having a thickness of less than 15 nm;
Forming a barrier layer comprising an alloy of nickel, titanium and niobium on the reflective layer, wherein the proportion of nickel in the alloy is about 10% by weight and the proportion of titanium in the alloy is about 40%; And the percentage of niobium in the alloy is about 50% by weight; and
Forming a metal oxide layer comprising zinc oxide on the barrier layer;
Including methods.
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