Покрытое изделие с низкоэмиссионным покрытием, имеющим слой оксида титана и/или слой(и) на основе nicr для улучшения цветовых значений и/или коэффициента пропускания, и способ его изготовления - RU2528730C2

Чертежи

Описание

[0001] Некоторые примерные варианты воплощения данного изобретения относятся к покрытому изделию с низкоэмиссионным покрытием. В некоторых примерных вариантах воплощения нижний пакет слоев, включающий оксид титана, и слой(и) на основе NiCr предназначены для улучшения цветовых значений b* и/или коэффициента пропускания покрытого изделия. Эти части пакета слоев выгодны также тем, что они позволяют изделию с двойным серебряным покрытием достичь (i) значения LSG (T_vis/SHGC) по меньшей мере 2,0, (ii) значения SHGC не более 35%, более предпочтительно не более 33, 32 или 30%, и (iii) значения U (БТЕ·ч^-1·фут^-2·°F^-1) (например, при x=12 мм) не более 0,30, более предпочтительно не более 0,28 или 0,25. В некоторых примерных вариантах воплощения слой на основе оксида титана может быть промежуточным слоем, содержащим оксид титана, предусмотренным в нижней части пакета слоев, между первым и вторым слоями, содержащими нитрид кремния, и размещенным между стеклянной подложкой и нижним отражающим инфракрасное (ИК) излучение слоем, содержащим серебро. Покрытые изделия согласно некоторым примерным вариантам воплощения данного изобретения могут применяться в контексте теплоизоляционных (ТИ) оконных стеклопакетов, монолитных применений, многослойных окон, других типов остеклений или по любому другому подходящему назначению, например в электронных приборах.

Предпосылки изобретения

[0002] В данной области техники известны покрытые изделия для применения в окнах, такие как теплоизоляционные (ТИ) оконные стеклопакеты, стекла транспортных средств и/или им подобные.

[0003] В определенных ситуациях разработчики покрытых изделий часто стремятся к сочетанию желательного коэффициента пропускания видимого света, желательных цветовых значений, высоких значений LSG (T_vis/SHGC), низкой излучательной способности (или низкого коэффициента излучения), низких значений SHGC и низкого поверхностного сопротивления (R_s). Например, высокий коэффициент пропускания видимого света может сделать покрытые изделия более желательными в некоторых вариантах применения в окнах, тогда как характеристики низкой излучательной способности (низкоэмиссионные), низкого значения SHGC, высокого значения LSG и низкого поверхностного сопротивления позволяют таким покрытым изделиям задерживать значительные количества ИК-излучения с тем, чтобы уменьшить, например, нежелательный нагрев внутренних пространств транспортного средства или здания.

[0004] Патентный документ US 2005/0202254, принадлежащий тому же заявителю и настоящим включенный сюда по ссылке, раскрывает покрытое изделие, имеющее следующие слои на стеклянной подложке, от стеклянной подложки наружу.

Слой

Стеклянная подложка

TiO₂

Si₃N₄

ZnO

Ag

NiCrO_x

SnO₂

Si₃N₄

SnO₂

ZnO

Ag

NiCrO_x

SnO₂

Si₃N₄

[0005] Хотя вышеуказанное покрытое изделие является термообрабатываемым и имеет много желательных и хороших характеристик, оно все же имеет одну или более из следующих проблем: (a) его значения LSG (T_vis/SHGC) являются слишком низкими, и (b) его значения SHGC являются слишком высокими.

[0006] Патентный документ US 2008/0070044, принадлежащий тому же заявителю, раскрывает другое покрытое изделие. Хотя вышеуказанное покрытое изделие является термообрабатываемым и имеет много желательных и хороших характеристик, оно все же имеет одну или более из следующих проблем: (a) его значения LSG (T_vis/SHGC) являются слишком низкими, (b) его значения SHGC являются слишком высокими, и (c) нежелательное значение b*.

[0007] В некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения одна или более из вышеназванных проблем могут быть решены. Хотя некоторые предпочтительные варианты воплощения решают все вышеуказанные проблемы, другие варианты воплощения данного изобретения могут решить только одну или две из вышеуказанных проблем.

Краткое изложение примерных вариантов воплощения изобретения

[0008] В некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения предусмотрены покрытое изделие с низкоэмиссионным покрытием и/или способ его изготовления. В некоторых примерных вариантах воплощения корректирующий окраску нижний пакет слоев, включающий оксид титана, и слой(и) на основе NiCr предназначен(ы) для улучшения цветовых значений b* и/или коэффициента пропускания покрытого изделия. Эти части пакета слоев также выгодны тем, что они позволяют изделию с двойным серебряным покрытием достичь одного или более из: (i) значения LSG (T_vis/SHGC) по меньшей мере 2,0, (ii) значения SHGC не более 35%, более предпочтительно не более 33, 32 или 30%, и (iii) значения U (БТЕ·ч^-1·фут^-2·°F^-1) (например, при x=12 мм) не более 0,30, более предпочтительно не более 0,28 или 0,25. Таким образом, применение этого слоя(ев) обеспечивает преимущества коррекции окраски (подстройки цвета), а также улучшенные оптические и SHGC преимущества в покрытом изделии. В некоторых примерных вариантах воплощения слой на основе оксида титана может быть промежуточным слоем, содержащим оксид титана, предусмотренным в нижней части пакета слоев, между первым и необязательным вторым слоями, содержащими нитрид кремния или т.п., и размещенным между стеклянной подложкой и нижним отражающим инфракрасное (ИК) излучение слоем, содержащим серебро. Покрытые изделия согласно некоторым примерным вариантам воплощения данного изобретения могут использоваться в контексте теплоизоляционных (ТИ) оконных стеклопакетов, других типов окон или по любому другому подходящему назначению. В некоторых примерных вариантах воплощения корректирующий окраску слой на основе оксида титана имеет толщину примерно 40-400 Å, более предпочтительно примерно 50-200 Å, а наиболее предпочтительно примерно 70-120 Å.

[0009] В некоторых примерных вариантах воплощения неожиданно было обнаружено, что утончение одного или обоих слоев на основе NiCr в этом покрытии помогает добиться сочетания более низкого значения b* на пропускание и более высокого коэффициента пропускания видимого света. В некоторых примерных вариантах воплощения один или оба контактных слоя на основе NiCr имеют толщину примерно 4-14 Å, более предпочтительно примерно 4-12 Å, а наиболее предпочтительно примерно 6-11 Å. Считается, что более высокий коэффициент пропускания видимого света и улучшенные значения b* могут быть результатом сочетания тонкого(их) слоя(ев) на основе NiCr и слоя на основе оксида титана. Это сочетание более высокого коэффициента пропускания видимого света и приемлемого b* особенно желательно, так как оно позволяет добавить больше серебра (сделать более толстыми слои на основе серебра), что повышает LSG без ухудшения оптических свойств. Таким образом, это сочетание приводит к неожиданно высоким значениям LSG, достижимым с этим покрытием.

[0010] В некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения предусмотрен теплоизоляционный (ТИ) оконный стеклопакет, включающий в себя покрытое изделие с поддерживаемым стеклянной подложкой покрытием, содержащим: первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, причем упомянутые отражающие ИК-излучение слои отделены друг от друга множеством диэлектрических слоев, и при этом первый отражающий ИК-излучение слой размещен ближе к стеклянной подложке, чем второй отражающий ИК-излучение слой; нижний диэлектрический пакет, предусмотренный между первым отражающим ИК-излучение слоем и стеклянной подложкой, причем нижний диэлектрический пакет содержит, двигаясь в направлении от стеклянной подложки, первый диэлектрический слой, слой, содержащий оксид титана и/или оксид ниобия, и второй диэлектрический слой, и при этом слой, содержащий оксид титана и/или оксид ниобия, размещен между и непосредственно контактирующим с первым и вторым диэлектрическими слоями; контактный слой, содержащий металл и/или оксид металла, размещенный над и непосредственно контактирующий с по меньшей мере одним из отражающих ИК-излучение слоев, содержащих серебро, причем контактный слой имеет толщину примерно 4-14 Å; и при этом упомянутая стеклянная подложка отделена от другой стеклянной подложки в ТИ оконном стеклопакете, и при этом ТИ оконный стеклопакет имеет значение LSG (T_vis/SHGC) по меньшей мере 2,0 и коэффициент пропускания видимого света по меньшей мере примерно 60%.

[0011] В некоторых других примерных вариантах воплощения данного изобретения предусмотрен способ изготовления теплоизоляционного (ТИ) оконного стеклопакета, включающего в себя покрытое изделие с поддерживаемым стеклянной подложкой покрытием, включающий в себя формирование покрытия на стеклянной подложке, содержащее этапы: формирование первого и второго отражающих инфракрасное (ИК) излучение слоев, содержащих серебро, на стеклянной подложке, причем упомянутые отражающие ИК-излучение слои отделены друг от друга по меньшей мере одним диэлектрическим слоем, который размещен между ними, и при этом первый отражающий ИК-излучение слой размещен ближе к стеклянной подложке, чем второй отражающий ИК-излучение слой; формирование нижнего диэлектрического пакета, предусмотренного между первым отражающим ИК-излучение слоем и стеклянной подложкой, посредством по меньшей мере распыления, причем нижний диэлектрический пакет содержит, двигаясь от стеклянной подложки, первый слой, содержащий нитрид кремния, слой, содержащий оксид титана, и, необязательно, второй слой, содержащий нитрид кремния, и при этом слой, содержащий оксид титана, размещен между и непосредственно контактирующим с первым и вторым слоями, содержащими нитрид кремния; и формирование контактного слоя, содержащего NiCr, размещенного над и непосредственно контактирующего с по меньшей мере одним из отражающих ИК-излучение слоев, содержащих серебро, причем контактный слой, содержащий NiCr, имеет толщину примерно 4-14 Å.

Краткое описание чертежей

[0012] Фигура 1 показывает вид в сечении покрытого изделия согласно примерному варианту воплощения данного изобретения.

Подробное описание примерных вариантов воплощения изобретения

[0013] Рассматриваемые здесь покрытые изделия могут применяться по таким назначениям, как теплоизоляционные (ТИ) оконные стеклопакеты, стекла транспортных средств, окна жилых домов, и/или по любому другому подходящему назначению, которое включает стеклянную(ые) подложку(и). Некоторые примерные варианты воплощения данного изобретения относятся к покрытому изделию с низкоэмиссионным покрытием. В некоторых примерных вариантах воплощения нижний пакет слоев, включающий оксид титана, и слой(и) на основе NiCr предназначены для улучшения цветовых значений b* и/или коэффициента пропускания покрытого изделия. Эти части пакета слоев выгодны также тем, что они позволяют изделию с двойным серебряным покрытием достичь (i) значения LSG (T_vis/SHGC) по меньшей мере 2,00, (ii) значения SHGC не более 35% (или 0,35), более предпочтительно не более 33, 32 или 30% (или 0,30), (iii) значения U (БТЕ·ч^-1·фут^-2·°F^-1) (например, при x=12 мм) не более 0,30, более предпочтительно не более 0,28 или 0,25, и (iv) коэффициента пропускания видимого света (Осв. C, 2 градуса) по меньшей мере примерно 60%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 65%, еще более предпочтительно по меньшей мере примерно 70% или 72%. Вышеуказанные характеристики обеспечиваются, когда покрытое изделие находится в форме монолита, или в контексте ТИ (теплоизоляционного) оконного стеклопакета. В некоторых примерных вариантах воплощения слой на основе оксида титана может быть промежуточным слоем, содержащим оксид титана, предусмотренным в нижней части пакета слоев, между первым и вторым слоями, содержащими нитрид кремния, и размещенным между стеклянной подложкой и нижним отражающим инфракрасное (ИК) излучение слоем, содержащим серебро. Покрытые изделия согласно некоторым примерным вариантам воплощения данного изобретения могут применяться в контексте теплоизоляционных (ТИ) оконных стеклопакетов, монолитных применений, многослойных окон, других типов окон, или по любому другому подходящему назначению, например в электронных приборах. В некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения покрытие содержит двойной серебряный пакет, хотя данное изобретение не ограничено этим во всех случаях.

[0014] Например, в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения термообработанные или нетермообработанные покрытые изделия с несколькими отражающими ИК-излучение слоями (например, двумя разделенными слоями на основе серебра) способны реализовать поверхностное сопротивление (R_s), меньшее или равное 3,0 (более предпочтительно меньшее или равное 2,5, еще более предпочтительно меньшее или равное 2,1, а наиболее предпочтительно меньшее или равное 2,0, 1,9 или 1,8 Ом/квадрат).

[0015] Фигура 1 показывает вид сбоку в сечении покрытого изделия согласно примерному неограничивающему варианту воплощения данного изобретения. Покрытое изделие включает в себя подложку 1 (например, бесцветную, зеленую, бронзовую или сине-зеленую стеклянную подложку толщиной примерно от 1,0 до 10,0 мм, более предпочтительно толщиной примерно от 1,0 мм до 3,5 мм) и низкоэмиссионное покрытие (или систему слоев) 30, предусмотренное(ую) на подложке 1 либо непосредственно, либо опосредованно. Покрытие (или система слоев) 30 включает в себя, например: нижний диэлектрический слой 3 нитрида кремния, который может быть Si₃N₄, или богатого кремнием (Si) типа для снижения матовости, или нитридом кремния с любой другой подходящей стехиометрией в различных вариантах воплощения данного изобретения, корректирующий окраску слой 4 на основе оксида титана (например, состоящий из или включающий TiO₂ или т.п.), необязательный дополнительный диэлектрический слой 5 нитрида кремния, который может быть Si₃N₄, или богатого Si типа для снижения матовости, или нитридом кремния с любой другой подходящей стехиометрией, первый нижний контактный слой 7 (который контактирует с нижним отражающим ИК-излучение слоем 9), первый проводящий и предпочтительно металлический отражающий инфракрасное (ИК) излучение слой 9, первый верхний контактный слой 11 (который контактирует со слоем 9), диэлектрический слой 13 (который может быть осажден в один или несколько этапов в разных вариантах воплощения данного изобретения), другой основанный на нитриде кремния и/или включающий его слой 14, основанный на оксиде олова и/или включающий его промежуточный слой 15, второй нижний контактный слой 17 (который контактирует с отражающим ИК-излучение слоем 19), второй проводящий и предпочтительно металлический отражающий ИК-излучение слой 19, второй верхний контактный слой 21 (который контактирует со слоем 19), диэлектрический слой 23 и, наконец, защитный диэлектрический слой 25. Каждый из "контактных" слоев 7, 11, 17 и 21 контактирует с по меньшей мере одним отражающим ИК-излучение слоем (например, слоем на основе Ag). Вышеуказанные слои 3-25 составляют в итоге низкоэмиссионное (т.е. с низкой излучательной способностью) покрытие 30, которое предусмотрено на стеклянной или пластмассовой подложке 1.

[0016] В случаях монолитного исполнения покрытое изделие включает в себя всего одну стеклянную подложку 1, как показано на фигуре 1. Однако представленные здесь монолитные покрытые изделия могут применяться в таких устройствах, как ламинированные ветровые стекла транспортных средств, ТИ оконные стеклопакеты и т.п. Что касается ТИ оконных стеклопакетов, то ТИ оконный стеклопакет может включать в себя две отделенные друг от друга стеклянные подложки. Примерный ТИ оконный стеклопакет проиллюстрирован и описан, например, в патентном документе № US 2004/0005467, раскрытие которого настоящим включено сюда по ссылке. Примерный ТИ оконный стеклопакет может включать в себя, например, покрытую стеклянную подложку 1, показанную на фигуре 1, соединенную с другой стеклянной подложкой через прокладку(и), герметик(и) или т.п. с заданным зазором между ними. Этот зазор между подложками в вариантах воплощения ТИ стеклопакета может в некоторых случаях быть заполнен газом, таким как аргон (Ar). Примерный ТИ стеклопакет может содержать пару разделенных прозрачных стеклянных подложек, каждая толщиной примерно 3-4 мм, одна из которых в некоторых примерных случаях покрыта при этом покрытием 30, причем зазор между подложками может составлять от примерно 5 до 30 мм, более предпочтительно от примерно 10 до 20 мм, а наиболее предпочтительно примерно 16 мм. В некоторых примерных случаях покрытие 30 может быть предусмотрено на обращенной к зазору внутренней поверхности любой подложки. В некоторых примерных вариантах воплощения покрытие 30 предусмотрено на безоловянной стороне (в контексте флоат-стекла) стеклянной подложки ТИ стеклопакета, обращенной к солнцу, т.е. на поверхности №2 ТИ стеклопакета.

[0017] Слой 4 на основе оксида титана в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения размещен между и контактирующим с диэлектрическими слоями 3 и 5. Слой 4 на основе оксида титана выгоден тем, что он полезен для коррекции окраски (подстройки цвета), так как он позволяет поддерживать значение b* на пропускание покрытого изделия на желательном уровне (довольно низком), этого не достичь, используя только нитрид кремния при любой разумной толщине без слоя 4 на основе оксида титана. В некоторых примерных вариантах воплощения вместо или в дополнение к оксиду титана можно использовать оксид ниобия для или в слое 4 с высоким показателем преломления. Таким образом, слой 4, независимо от того, состоит ли он из оксида титана и/или оксида ниобия или содержит его (их), предпочтительно имеет показатель преломления (n) по меньшей мере примерно 2,3 в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения. Слой 4 на основе оксида титана выгоден также тем, что он позволяет реализовать желательное высокое значение b* со стороны отражающего стекла (менее синее отражение снаружи) у покрытого изделия, а также приводит к более высокому коэффициенту пропускания видимого света покрытым изделием. В некоторых примерных вариантах воплощения слой 4 на основе оксида титана имеет толщину примерно 40-400 Å, более предпочтительно примерно 50-200 Å, а наиболее предпочтительно примерно 70-120 Å.

[0018] В некоторых примерных вариантах воплощения в процессе получения слоя 4 на основе TiO_x может достигаться более высокая скорость осаждения на движущуюся подложку (DDR). В частности, поток газообразного O₂ при распылении мишени(ей) на основе Ti можно снизить до примерно 0,4-0,65, более предпочтительно от примерно 0,55 до 0,65, от типичного значения 0,7 мл/кВт. Использование меньшего газового потока, чем этот, нежелательно, так как поглощение при осаждении на движущуюся подложку может стать слишком высоким, а значения 0,7 мл/кВт и выше нежелательны тем, что этот слой становится узким местом по производительности технологической линии в процессе изготовления.

[0019] В некоторых примерных вариантах воплощения под верхним отражающим инфракрасное (ИК) излучение слоем 19, а, в частности, между соответствующими слоями, содержащими нитрид кремния 14 и оксид цинка 17, может быть предусмотрен промежуточный слой 15, содержащий оксид олова или т.п. Было обнаружено, что использование такого включающего оксид олова промежуточного слоя (или адгезионного слоя) 15 приводит к значительному улучшению термостабильности, механической долговечности (например, сопротивления царапанию) и характеристик матовости. Например, что касается термостабильности, то было обнаружено, что использование такого включающего оксид олова промежуточного слоя 15 приводит в результате к покрытому изделию, которое способно реализовать одно или более из следующего: (a) меньший сдвиг коэффициента пропускания видимого света из-за термообработки, (b) больший коэффициент пропускания видимого света после термообработки; (c) меньший сдвиг некоторого(ых) цветового(ых) значения(й) из-за термообработки, (d) по существу нейтральная окраска после термообработки; (e) более стабильное или даже понижающееся поверхностное сопротивление из-за термообработки, (f) более низкое поверхностное сопротивление, а значит, более низкая излучательная способность после термообработки, и/или (g) улучшенные характеристики матовости после термообработки. Было также обнаружено, что наличие этого включающего оксид олова промежуточного слоя 15 также способно значительно улучшить механическую долговечность и характеристики матовости покрытого изделия по сравнению с тем, если бы такой слой отсутствовал. Эти неожиданные результаты, которые в некоторых примерных случаях ассоциируются с использованием комбинированной части пакета слоев «стекло...Si_xN_y/SnO₂/ZnO/Ag...», очень выгодны, так как механическая долговечность, более высокий коэффициент пропускания видимого света, более низкая излучательная способность, более низкое поверхностное сопротивление, сниженная матовость и/или улучшенная термостабильность типично являются желательными признаками в покрытых изделиях.

[0020] Диэлектрические слои 3, 5 и 14 в некоторых вариантах воплощения данного изобретения могут состоять из нитрида кремния или включать его. Слои нитрида кремния 3, 5 и 14 могут, наряду с прочим, улучшать термообрабатываемость покрытых изделий, например термическую закалку или тому подобное. Нитрид кремния в слоях 3, 5 и/или 14 может быть стехиометрического типа (т.е. Si₃N₄) или, альтернативно, богатого Si типа в других вариантах воплощения данного изобретения. Например, богатый Si нитрид кремния 3 (и/или 5, 14) в сочетании с оксидом цинка и/или оксидом олова под отражающем ИК-излучение слоем на основе серебра может позволить осаждать серебро (например, распылением или т.п.) таким образом, который вызывает снижение его поверхностного сопротивления по сравнению с тем, если бы под серебром был(и) некоторый(ые) другой(ие) материал(ы). Кроме того, присутствие свободного Si во включающем богатый Si нитрид кремния слое 3 (5 и/или 14) может позволить более эффективно задерживать определенные атомы, такие как натрий (Na), которые мигрируют наружу из стекла 1 во время термообработки (HT), благодаря включающему богатый Si нитрид кремния слою прежде, чем они достигнут серебра и повредят его. Таким образом, считается, что богатый Si Si_xN_y может уменьшить степень повреждения серебряного(ых) слоя(ев) во время HT в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения, тем самым позволяя удовлетворительным образом снизить или оставить почти таким же поверхностное сопротивление (R_s). Кроме того, считается, что богатый Si Si_xN_y в слое 3 и/или 5 может снизить степень повреждения (например, окисления), причиняемого поглощающему слою 4 во время HT, в некоторых примерных необязательных вариантах воплощения данного изобретения. Также возможно, чтобы поверх верхнего слоя 25 на основе нитрида кремния в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения был предусмотрен слой оксида и/или нитрида циркония (не показан) в качестве защитного наружного слоя.

[0021] В некоторых примерных вариантах воплощения, когда в слое 3, 5 и/или 14 используется богатый Si нитрид кремния, этот слой богатого Si нитрида кремния в осажденном состоянии можно охарактеризовать как слой(и) Si_xN_y, где отношение x/y может составлять от 0,76 до 1,5, более предпочтительно от 0,8 до 1,4, еще более предпочтительно от 0,85 до 1,2. Кроме того, в некоторых примерных вариантах воплощения до и/или после HT слой(и) богатого Si Si_xN_y может(могут) иметь показатель преломления "n" по меньшей мере 2,05, более предпочтительно по меньшей мере 2,07, а иногда по меньшей мере 2,10 (например, на 632 нм) (примечание: стехиометрический Si₃N₄, который также может быть использован, имеет показатель "n" 2,02-2,04). В некоторых примерных вариантах воплощения было неожиданно обнаружено, что улучшенная термостабильность реализуема особенно в том случае, когда слой(и) богатого Si Si_xN_y в осажденном состоянии имеет(ют) показатель преломления "n" по меньшей мере 2,10, более предпочтительно по меньшей мере 2,20, а наиболее предпочтительно от 2,2 до 2,4. Кроме того, слой богатого Si Si_xN_y в некоторых примерных вариантах воплощения может иметь коэффициент экстинкции "k" по меньшей мере 0,001, более предпочтительно по меньшей мере 0,003 (примечание: стехиометрический Si₃N₄ имеет коэффициент экстинкции "k", фактически равный 0). Опять же, в некоторых примерных вариантах воплощения было неожиданно обнаружено, что улучшенную термостабильность можно реализовать, когда "k" для слоя(ев) богатого Si Si_xN_y в осажденном состоянии составляет от 0,001 до 0,05 (на 550 нм). Следует отметить, что n и k склонны падать из-за термообработки. В некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения любой и/или все рассматриваемые здесь слои нитрида кремния могут быть легированы другими материалами, такими как нержавеющая сталь или алюминий. Например, любой и/или все рассматриваемые здесь слои нитрида кремния могут необязательно включать примерно 0-15% алюминия, более предпочтительно от примерно 1 до 10% алюминия, в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения. В некоторых вариантах воплощения данного изобретения нитрид кремния может быть осажден распылением мишени из Si или SiAl. В определенных случаях в слоях нитрида кремния может также присутствовать кислород.

[0022] Отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои 9 и 19 предпочтительно являются по существу или полностью металлическими и/или проводящими и могут содержать или состоять по существу из серебра (Ag), золота или любого другого подходящего отражающего ИК-излучение материала. Отражающие ИК-излучение слои 9 и 19 способствуют тому, что покрытие имеет низкоэмиссионные и/или хорошие солнцезащитные характеристики. Однако отражающие ИК-излучение слои могут в некоторых вариантах воплощения данного изобретения быть слегка окисленными. В некоторых примерных вариантах воплощения верхний отражающий ИК-излучение слой 19 значительно толще, чем нижний отражающий ИК-излучение слой 9 (например, на по меньшей мере примерно 15 или 25 Å).

[0023] Верхние контактные слои 11 и 21 в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения могут представлять собой или включать оксид никеля (Ni), оксид хрома (Cr) или оксид никелевого сплава, такой как оксид никеля-хрома (NiCrO_x), или другой(ие) подходящий(ие) материал(ы). Использование, например, NiCr в этих слоях (11 и/или 21) позволяет улучшить долговечность. В некоторых вариантах воплощения данного изобретения NiCr в слоях 11 и/или 21 может быть полностью окисленным (т.е. полностью стехиометрическим) или, альтернативно, может быть окисленным лишь частично. В некоторых случаях слои 11 и/или 21 NiCrO_x могут быть окисленными на по меньшей мере примерно 50%, но не полностью окисленными в конечном продукте. В разных вариантах воплощения данного изобретения контактные слои 11 и/или 21 (например, состоящие из оксида Ni и/или Cr или включающие его) могут быть или не быть градиентными по окислению. Градиент по окислению означает, что степень окисления в таком слое изменяется по толщине слоя, так что, например, контактный слой может быть градиентным, являясь менее окисленным на контактной поверхности раздела с непосредственно примыкающим отражающим ИК-излучение слоем, чем в части контактного(ых) слоя(ев), отстоящих далее или более/наиболее удаленных от непосредственно примыкающего отражающего ИК-излучение слоя. Описания различных типов градиентных по окислению контактных слоев приводятся в патенте США № US 6576349, раскрытие которого настоящим включено сюда по ссылке, хотя для этих слоев могут быть также осуществлены другие типы распределения оксида. Контактные слои 11 и/или 21 (например, состоящие из оксида Ni и/или Cr или включающие его) могут в разных вариантах воплощения данного изобретения быть или не быть сплошными по всему отражающему ИК-излучение слою. Хотя в предпочтительных вариантах воплощения контактные слои 11, 21 состоят из или включают Ni и/или Cr, возможно, что для этих слоев могут быть использованы другие материалы, такие как оксид титана или тому подобное.

[0024] В некоторых примерных вариантах воплощения также было неожиданно обнаружено, что утончение одного или обоих слоев 11 и/или 21 на основе NiCr помогает добиться сочетания более низкого значения b* на пропускание и более высокого коэффициента пропускания видимого света T_vis. В некоторых примерных вариантах воплощения один или оба контактных слоя 11 и/или 21 на основе NiCr имеют толщину примерно 4-14 Å, более предпочтительно примерно 4-12 Å, а наиболее предпочтительно примерно 5-8 Å. Считается, что более высокий коэффициент пропускания видимого света и улучшенные значения b* могут быть результатом комбинации тонкого(их) слоя(ев) 11 и/или 21 на основе NiCr и слоя 4 на основе оксида титана. Это сочетание более высокого коэффициента пропускания видимого света и приемлемого b* особенно желательно, так как оно позволяет добавить больше серебра (сделать более толстым(и) слой(и) 9 и/или 19 на основе серебра), что повышает LSG покрытого изделия, не ухудшая оптических характеристик. Таким образом, это сочетание приводит к неожиданно высоким значениям LSG, достигаемым благодаря этому покрытию. В некоторых примерных вариантах воплощения один или оба слоя 11 и 21 на основе NiCr могут быть изначально нанесены распылением в металлической или по существу металлической форме (без значительного окисления). Затем они могут стать частично окисленными во время нанесения распылением вышележащего(их) слоя(ев) 13, 23 на основе оксида олова или оксида другого металла. Это может привести к градиентному окислению и/или субстехиометрическому окислению слоя(ев) 11 и/или 21 на основе NiCr.

[0025] Диэлектрический слой 13 может состоять из оксида олова или включать его в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения. Однако, как и с другими представленными здесь слоями, в различных случаях могут быть использованы и другие материалы.

[0026] Нижние контактные слои 7 и/или 17 в некоторых вариантах воплощения данного изобретения состоят из оксида цинка (например, ZnO) или включают его. Оксид цинка в слоях 7 и 17 может также содержать и другие материалы, такие как Al (например, с образованием ZnAlO_x). Например, в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения один или более из слоев 7, 17 оксида цинка могут быть легированы от примерно 1 до 10% Al, более предпочтительно от примерно 1 до 5% Al, а наиболее предпочтительно от примерно 1 до 4% Al. В некоторых примерных вариантах воплощения нижний контактный слой 7 на основе оксида цинка тоньше, чем верхний контактный слой 17 на основе оксида цинка, на по меньшей мере примерно 10 Å, более предпочтительно на по меньшей мере примерно 15 или 20 Å. Было обнаружено, что это улучшает окраску и/или коэффициент пропускания покрытия.

[0027] Промежуточный слой 15, состоящий из оксида олова или включающий его, предусмотрен под отражающим ИК-излучение слоем 19, находясь между слоем 14 нитрида кремния и слоем 17 оксида цинка. Как объяснялось выше, неожиданно было обнаружено, что использование такого включающего оксид олова промежуточного слоя 15 приводит к многочисленным улучшениям по сравнению с ситуацией, когда этот слой отсутствует. Например, было обнаружено, что использование такого включающего оксид олова промежуточного слоя 15 приводит к покрытому изделию, которое способно реализовать: (a) меньший сдвиг коэффициента пропускания видимого света из-за термообработки, (b) больший коэффициент пропускания видимого света после термообработки; (c) меньший сдвиг некоторого(ых) цветового(ых) значения(й) из-за термообработки, (d) по существу нейтральную окраску после термообработки; (e) более стабильное или даже понижающееся поверхностное сопротивление из-за термообработки, (f) более низкое поверхностное сопротивление, а значит, более низкая излучательная способность после термообработки, (g) улучшенные характеристики матовости после термообработки, и/или (h) улучшенная механическая долговечность, например, сопротивление царапанию до и/или после термообработки. Таким образом, в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения покрытые изделия могут доводиться до более высоких температур во время термообработки и/или обрабатываться более длительное время, не испытывая нежелательных значительных падений коэффициента пропускания и/или повышений поверхностного сопротивления. В некоторых альтернативных вариантах воплощения можно легировать оксид олова слоя 15 другими материалами, такими как Al, Zn или тому подобное. Альтернативно, в некоторых случаях для слоя 15 могут использоваться другой(ие) оксид(ы) металла(ов).

[0028] Диэлектрический слой 23 в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения может состоять из оксида олова или включать его. Однако слой 23 является необязательным, и в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения будет отсутствовать. Диэлектрический слой 25, который в некоторых примерных случаях может быть верхним слоем, может представлять собой или включать нитрид кремния (например, Si₃N₄) или любой другой подходящий материал в некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения. Необязательно, над слоем 25 могут иметься другие слои. Слой 25 предусмотрен в целях долговечности и для защиты нижележащих слоев во время термообработки и/или применения в окружающей среде. В некоторых примерных вариантах воплощения слой 25 может иметь показатель преломления (n) от примерно 1,9 до 2,2, более предпочтительно от примерно 1,95 до 2,05.

[0029] Под или над проиллюстрированным покрытием может(гут) быть предусмотрен(ы) также другой(ие) слой(и). Таким образом, хотя система слоев или покрытие находится «на» подложке 1 или «поддерживается ею» (непосредственно или опосредовано), между ними может(гут) находиться другой(ие) слой(и). Так, например, покрытие по фиг. 1 может рассматриваться как находящееся «на» подложке 1 и «поддерживаемое ею», даже если между слоем 3 и подложкой 1 имеется другой(ие) слой(и). Более того, некоторые слои в проиллюстрированном покрытии могут в определенных вариантах воплощения быть удалены, а другие могут быть добавлены между различными слоями, или, в других вариантах воплощения данного изобретения, различные слои могут быть расщеплены другим(и) слоем(ями), добавленными между расщепленными участками, не выходя за пределы общего смысла некоторых вариантов воплощения данного изобретения.

[0030] Хотя в слоях в разных вариантах воплощения данного изобретения могут быть использованы разные толщины и материалы, примерные толщины и материалы для соответствующих слоев на стеклянной подложке 1 в варианте воплощения по фиг. 1 являются следующими, от стеклянной подложки наружу (например, толщина слоя на основе оксида титана составляет примерно 80 ангстрем):

[0031] В некоторых примерных вариантах воплощения данного изобретения покрытые изделия могут иметь следующие оптические и солнечные характеристики, приведенные в таблице, измеренные в монолитном исполнении (до любой необязательной HT). Здесь поверхностные сопротивления (R_s) учитывают все отражающие ИК-излучение слои (например, слои 9, 19 на основе серебра).

[0032] Кроме того, в некоторых примерных многослойных вариантах воплощения данного изобретения покрытые изделия, которые были необязательно термообработаны в достаточной для закалки степени и которые были соединены с другой стеклянной подложкой с образованием ТИ стеклопакета, могут иметь следующие оптические/солнечные характеристики ТИ стеклопакета. Примерными характеристиками таких стеклопакетов могут быть, например, толщина стеклянных листов примерно 2,3 мм, зазор/прокладки приблизительно 16 мм, по существу прозрачное стекло и покрытие на поверхности №2. Или же, альтернативно, прозрачные стеклянные подложки толщиной примерно 2,5 мм с зазором между ними приблизительно 12,0 мм.

[0033] Следующий пример приведен исключительно в целях иллюстрации и не должен рассматриваться как ограничительный, если только это не заявлено особо.

Примеры

[0034] Следующий пример 1 был проделан посредством распыления на прозрачную стеклянную подложку толщиной 2,3 мм так, чтобы иметь приблизительно такой пакет слоев, как указано ниже.

[0035] Приведенный выше пример имел характеристики в монолитной форме и в форме ТИ стеклопакета в пределах интервалов, указанных в правых колонках приведенных выше таблиц.

[0036] Хотя изобретение было описано в связи с тем, что в настоящее время рассматривается как наиболее практичный и предпочтительный вариант воплощения, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться раскрытыми вариантами воплощения, а, напротив, предполагается охватывающим различные модификации и эквивалентные компоновки, входящие в пределы сущности и объема приложенной формулы.

Реферат

Изобретение относится к покрытому изделию с низкоэмиссионным покрытием, а именно к теплоизоляционному оконному стеклопакету. Техническим результатом изобретения является улучшение цветовых значений b* и/или коэффициента пропускания покрытого изделия, а также улучшение оптических свойств в покрытом изделии. Стеклопакеты позволяют изделию с двойным серебряным покрытием достичь (i) значения LSG (T/SHGC) по меньшей мере 2,0, (ii) значения SHGC не более 35%, более предпочтительно не более 33, 32 или 30%, и (iii) значения U (БТЕ·ч·фут·°F) (например, при x=12 мм) не более 0,30, более предпочтительно не более 0,28 или 0,25. В некоторых вариантах воплощения слой на основе оксида титана может быть промежуточным слоем, предусмотренным в нижней части пакета слоев между первым и вторым слоями, содержащими нитрид кремния. Нижний пакет слоев, включающий оксид титана, может включать слой(и) на основе NiCr. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл.

Формула