Покрытое изделие с низкоэмиссионным покрытием, имеющим поглощающий слой, предназначенный для создания желательного голубоватого цвета при рассматривании под внеосевыми углами наблюдения - RU2477259C2

Чертежи

Описание

[0001] Данное изобретение относится к покрытому изделию, включающему в себя низкоэмиссионное (от англ. low-E) покрытие. В определенных примерных вариантах воплощения поглощающий слой низкоэмиссионного покрытия предназначен для придания покрытию желательного окрашивания при нормальном и/или определенных внеосевых углах наблюдения. В определенных примерных вариантах воплощения покрытое изделие является термически обрабатываемым (например, может быть подвергнуто термической закалке), а поглощающий слой низкоэмиссионного покрытия предназначен для придания покрытию желательного голубоватого окрашивания при нормальном и/или определенных внеосевых углах наблюдения после термической обработки (например, после закалки). В определенных примерных вариантах воплощения поглощающий слой является металлическим или по существу металлическим и предусмотрен между первым и вторым нитридными слоями (например, слоями на основе нитрида кремния) для того, чтобы снизить или предотвратить его окисление во время термической обработки (например, термической закалки, термического изгиба и/или термического упрочнения), тем самым позволяя добиться предсказуемого окрашивания после термической обработки при многочисленных углах наблюдения. Более того, в определенных примерных вариантах воплощения покрытое изделие является термически обрабатываемым, и поглощающий слой и окружающие слои на основе нитрида могут быть предусмотрены в центральной части пакета слоев между нижним и верхним отражающими инфракрасное (ИК) излучение слоями. Покрытые изделия согласно определенным примерным вариантам воплощения данного изобретения могут быть применены в контексте изоляционных оконных стеклопакетов, или в любом другом подходящем варианте применения для окон.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В данной области техники известны покрытые изделия для применений в окнах, таких как изоляционные оконные стеклопакеты, окна транспортных средств и/или т.п. Известно, что в определенных случаях желательна термическая обработка (например, термическая закалка, термический изгиб и/или термическое упрочнение) таких покрытых изделий в целях закалки, изгибания или т.п. в определенных примерных случаях.

[0003] В определенных ситуациях конструкторы покрытых изделий часто стремятся к сочетанию желательного коэффициента пропускания в видимом диапазоне, желательного(ых) цвета(ов) как при нормальном, так и при внеосевых углах наблюдения, низкой излучательной способности (или низкого коэффициента излучения) и низкого удельного поверхностного сопротивления (R_s). Например, высокий коэффициент пропускания в видимом диапазоне может сделать покрытые изделия более желательными для определенных вариантов применения в окнах, тогда как характеристики низкой излучательной способности (низкоэмиссионные) и низкого удельного поверхностного сопротивления позволяют таким покрытым изделиям задерживать значительные количества ИК-излучения с тем, чтобы снизить, к примеру, нежелательное нагревание внутренних пространств транспортного средства или строения. Однако термическая обработка покрытых изделий типично требует применения температур(ы) по меньшей мере 580 градусов Цельсия, более предпочтительно по меньшей мере примерно 600 градусов Цельсия, а еще более предпочтительно по меньшей мере 620 градусов Цельсия. Применение столь высоких температур (например, в течение 5-10 минут или дольше) часто вызывает разрушение покрытий, наличие нежелательных цветовых координат при внеосевом наблюдении, и/или вызывает значительное ухудшение одной или более из вышеназванных желательных характеристик нежелательным образом.

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

Слой

Стеклянная подложка

TiO₂

Si₃N₄

ZnO

Ag

NiCrO_x

SnO₂

Si₃N₄

SnO₂

ZnO

Ag

NiCrO_x

SnO₂

Si₃N₄

[0005] Хотя вышеназванное покрытое изделие является термически обрабатываемым и имеет многочисленные желательные и хорошие характеристики, оно обладает проблемами красноватого внеосевого окрашивания при больших углах внеосевого наблюдения. Например, сравнительный пример из него, обсуждаемый в заявке 11/522512, поданной 18 сентября 2006 года (настоящим включенной сюда по ссылке), имел значение показателя окрашивания Rga* (45º) на отражение от стеклянной стороны +5, которое является очень красноватым при этом внеосевом угле наблюдения.

[0006] Патентный документ США 2005/0196622 раскрывает покрытое изделие, включающее в себя пакет слоев нитрида кремния, нихрома (NiCr), нитрида кремния и т.д. в нижней части покрытия. Однако документ 2005/0196622 не раскрывает и не предполагает, что слой NiCr имеет какое-нибудь отношение к внеосевому окрашиванию. Более того, было обнаружено, что размещение поглощающего слоя NiCr ниже обоих отражающих ИК-излучение слоев является нежелательным для желательных здесь определенных значений внеосевого окрашивания.

[0007] В свете вышеизложенного, специалистам в этой области техники будет очевидно, что в данной области техники существует потребность в покрытом изделии с более желательным (например, менее красным и/или более зеленым) внеосевым окрашиванием.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Покрытое изделие, включающее в себя низкоэмиссионное покрытие. В определенных примерных вариантах воплощения поглощающий слой низкоэмиссионного покрытия предназначен для придания покрытию более голубоватого (возможно, в сочетании со слегка красноватым) цвета при нормальном и/или определенных внеосевых углах наблюдения. В определенных примерных вариантах воплощения металлический или по существу металлический поглощающий слой (например, NiCr) размещен в положении, которое неожиданно позволяет ему придавать покрытому изделию более голубоватый (возможно, в сочетании со слегка красноватым) цвет при определенных внеосевых углах наблюдения, таких как угол внеосевого наблюдения примерно 45 градусов. Соответственно этому, покрытое изделие не выглядит слишком красным, а вместо этого дает более голубоватый цвет при рассматривании под внеосевыми углами наблюдения (например, при угле наблюдения 45 градусов), что является преимущественным с эстетической точки зрения в определенных вариантах применения.

[0009] В определенных примерных вариантах воплощения этот металлический или по существу металлический поглощающий слой предусмотрен между первым и вторым нитридными слоями (например, слоями на основе нитрида кремния) для того, чтобы снизить или предотвратить его окисление во время термической обработки (например, термической закалки, термического изгиба и/или термического упрочнения), тем самым позволяя добиваться предсказуемого окрашивания после термической обработки. В определенных примерных вариантах воплощения поглощающий слой может быть выполнен из NiCr или любого другого подходящего материала. Покрытые изделия согласно определенным примерным вариантам воплощения данного изобретения могут быть применены в контексте изоляционных оконных стеклопакетов, окон транспортных средств, других типов окон или в любом другом подходящем варианте применения.

[0010] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения представлено термообработанное покрытое изделие, включающее в себя покрытие, поддерживаемое стеклянной подложкой, причем покрытие содержит первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, содержащие серебро, причем упомянутые отражающие ИК-излучение слои отделены друг от друга по меньшей мере одним диэлектрическим слоем, который расположен между ними, и при этом первый отражающий ИК-излучение слой размещен ближе к подложке, чем второй отражающий ИК-излучение слой; по существу металлический поглощающий слой, состоящий по существу из NiCr, размещенный между первым и вторым отражающими ИК-излучение слоями, причем этот поглощающий слой является проложенным между и контактирующим с первым и вторым слоями, содержащими нитрид кремния; и при этом по существу металлический поглощающий слой размещен в покрытии так, что термообработанное покрытое изделие имеет цветовую координату а* на отражение от стеклянной стороны от примерно 0 до +2 при угле наблюдения 45 градусов к нормали, и цветовую координату b* на отражение от стеклянной стороны от примерно -10 до -4 при угле наблюдения 45 градусов к нормали.

[0011] В других примерных вариантах воплощения данного изобретения представлено покрытое изделие, включающее в себя покрытие, поддерживаемое стеклянной подложкой, причем покрытие содержит первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, причем упомянутые отражающие ИК-излучение слои отделены друг от друга, и при этом первый отражающий ИК-излучение слой размещен ближе к стеклянной подложке, чем второй отражающий ИК-излучение слой; по существу металлический поглощающий слой, размещенный между первым и вторым отражающими ИК-излучение слоями, причем этот поглощающий слой является проложенным между и контактирующим с первым и вторым диэлектрическими слоями, которые также размещены между первым и вторым отражающими ИК-излучение слоями; и при этом по существу металлический поглощающий слой размещен в покрытии так, что покрытое изделие имеет цветовую координату а* на отражение от стеклянной стороны от примерно 0 до +2 при угле наблюдения 45 градусов к нормали, и цветовую координату b* на отражение от стеклянной стороны от примерно -10 до -4 при угле наблюдения 45 градусов к нормали.

[0012] В других примерных вариантах воплощения данного изобретения представлено покрытое изделие, включающее в себя покрытие, поддерживаемое стеклянной подложкой, причем покрытие содержит: первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, причем упомянутые отражающие ИК-излучение слои отделены друг от друга, и при этом первый отражающий ИК-излучение слой размещен ближе к подложке, чем второй отражающий ИК-излучение слой; по существу металлический поглощающий слой, размещенный между первым и вторым отражающими ИК-излучение слоями, причем этот поглощающий слой является проложенным между и контактирующим с первым и вторым диэлектрическими слоями, которые также размещены между первым и вторым отражающими ИК-излучение слоями.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] Фиг.1 представляет собой вид в поперечном сечении покрытого изделия согласно примерному варианту воплощения данного изобретения.

[0014] Фиг.2 представляет собой график, иллюстрирующий спектры отражения покрытого изделия согласно примерному варианту воплощения данного изобретения, имеющего относительно низкий коэффициент пропускания в видимом диапазоне (например, см. пример 1).

[0015] Фиг.3 представляет собой график, иллюстрирующий спектры отражения покрытого изделия согласно примерному варианту воплощения данного изобретения, имеющего относительно высокий коэффициент пропускания в видимом диапазоне (например, см. пример 2).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0016] Представленные здесь покрытые изделия могут быть использованы в таких вариантах применения, как изоляционные оконные стеклопакеты, окна транспортных средств, окна монолитных строительных конструкций, окна жилых домов, и/или любой другой подходящий вариант применения, который включает одиночную или множественные стеклянные подложки. В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения покрытие включает в себя двойной пакет серебра, хотя данное изобретение не ограничивается этим во всех случаях.

[0017] Например, в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения термообработанные покрытые изделия, имеющие множественные отражающие ИК-излучение слои (например, два отделенных друг от друга слоя на основе серебра), способны обеспечить удельное 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). В определенных примерных вариантах воплощения, после термической обработки и при измерении в монолитной форме, представленные здесь покрытые изделия способны обеспечить коэффициент пропускания в видимом диапазоне (осв. C, 2 градуса) (Источник освещения «С» согласно Международной Комиссии по освещению, стандартный наблюдатель с полем зрения 2 градуса) по меньшей мере примерно 40%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 50%. Более того, в определенных примерных вариантах воплощения, после термической обработки и соединения с еще одной стеклянной подложкой с образованием изоляционного оконного стеклопакета, покрытые изделия изоляционного оконного стеклопакета согласно определенным примерным вариантам воплощения данного изобретения способны обеспечивать коэффициент пропускания в видимом диапазоне по меньшей мере примерно 40%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 50%.

[0018] Употребляемые здесь термины «термическая обработка» и «термообработка» означают нагревание изделия до температуры, достаточной для достижения термической закалки, термического изгиба и/или термического упрочнения такого содержащего стекло изделия. Это определение включает, например, нагревание покрытого изделия в нагревательной камере или в печи при температуре по меньшей мере примерно 580 градусов Цельсия, более предпочтительно по меньшей мере примерно 600 градусов Цельсия, в течение достаточного периода времени для обеспечения закалки, изгиба и/или термического упрочнения. В определенных случаях термическая обработка (ТТ) может проводиться в течение по меньшей мере примерно 4 или 5 минут. В различных вариантах воплощения данного изобретения покрытое изделие может быть или не быть термообработанным.

[0019] Фиг.1 представляет собой вид сбоку в поперечном 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 от примерно 1,0 до 10,0 мм, более предпочтительно толщиной от примерно 1,0 мм до 6,0 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 представлять собой Si₃N₄, или богатого кремнием (Si) типа для снижения матовости, или нитрида кремния любой другой подходящей стехиометрии в различных вариантах воплощения данного изобретения, 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 за одну или несколько стадий в различных вариантах воплощения данного изобретения), еще один слой 14, выполненный на основе нитрида кремния и/или содержащий его, металлический или по существу металлический поглощающий слой 15 (например, состоящий из или включающий NiCr или т.п.), дополнительный диэлектрический слой 16 нитрида кремния, который может представлять собой Si₃N₄, или богатого Si типа для снижения матовости, или нитрида кремния любой другой подходящей стехиометрии, 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 или Au). Вышеназванные слои 3-25 составляют низкоэмиссионное (т.е. с низкой излучательной способностью) покрытие 30, которое предусмотрено на стеклянной или пластмассовой подложке 1. Разумеется, будет понятно, что в определенных альтернативных вариантах воплощения данного изобретения могут быть также предусмотрены другие слои, или же некоторые слои могут быть исключены, и могут быть использованы отличающиеся материалы.

[0020] В случаях монолитного исполнения покрытое изделие включает в себя только одну стеклянную подложку 1, как проиллюстрировано на фиг.1. Однако представленные здесь монолитные покрытые изделия могут быть использованы в таких устройствах, как ламинированные ветровые стекла транспортных средств, изоляционные оконные стеклопакеты и т.п. Что касается изоляционных оконных стеклопакетов, то изоляционный оконный стеклопакет может включать в себя две отделенные друг от друга стеклянные подложки. Примерный изоляционный оконный стеклопакет проиллюстрирован и описан, например, в патентном документе США № 2004/0005467, раскрытие которого настоящим включено сюда по ссылке. Примерный изоляционный оконный стеклопакет может включать в себя, например, покрытую стеклянную подложку 1, показанную на фиг.1, соединенную с еще одной стеклянной подложкой через прокладку(и), герметик(и) или т.п., с образованным между ними зазором. Этот зазор между подложками в вариантах воплощения изоляционного стеклопакета может в определенных случаях быть заполнен газом, таким как аргон (Ar). Примерный изоляционный стеклопакет может содержать пару отделенных друг от друга прозрачных стеклянных подложек толщиной примерно 3-4 мм каждая, одна из которых в определенных примерных случаях покрыта представленным здесь покрытием 30, причем зазор между этими подложками может составлять от примерно 5 до 30 мм, более предпочтительно от примерно 10 до 20 мм, а наиболее предпочтительно примерно 16 мм. В определенных примерных случаях покрытие 30 может быть предусмотрено на обращенной к зазору внутренней поверхности любой подложки. В определенном предпочтительном варианте воплощения показанная на фиг.1 стеклянная подложка 1 может представлять собой наружную стеклянную подложку изоляционного оконного стеклопакета, а покрытие 30 может быть предусмотрено на внутренней поверхности наружной стеклянной подложки 1.

[0021] Поглощающий слой 15 является в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения размещенным между и контактирующим с диэлектрическими слоями 14 и 16. В определенных примерных вариантах воплощения каждый из слоев 14 и 16, окружающих поглощающий слой 15, представляет собой нитридный слой и является по существу или полностью неокисленным. Это выгодно тем, что помогает предотвратить окисление (или сократить его вероятность) поглощающего слоя во время термической обработки, тем самым позволяя поглощающему слою лучше выполнять одну из предназначенных ему функций, в частности, поглощение по меньшей мере некоторого количества (например, по меньшей мере 5%, более предпочтительно по меньшей мере 10%) видимого света. Будет понятно, что, если слой становится слишком окисленным во время термической обработки или т.п., то он уже не сможет действовать как надлежащий поглощающий слой.

[0022] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения поглощающий слой 15 может состоять из или включать NiCr (в любом подходящем соотношении Ni:Cr). В определенных примерных вариантах воплощения желательно, чтобы поглощающий слой 15 содержал от 0-10% кислорода, более предпочтительно от 0-5% кислорода, а наиболее предпочтительно от 0-2% кислорода (атомных %). Хотя NiCr является предпочтительным материалом для поглощающего слоя 15, возможно, что вместо него могут быть использованы другие материалы. Например, в определенных прочих примерных вариантах воплощения данного изобретения поглощающий слой 15 может состоять из или включать Ni, Cr, NiCrN_x, CrN, ZrN или TiN. В вариантах воплощения, не предусматривающих термическую обработку, для поглощающего слоя (слоя поглощения) 15 может быть использован любой из вышеназванных материалов, а также прочие материалы, такие как Ti, Zr, NiO_x или т.п.

[0023] Поглощающий слой 15 низкоэмиссионного покрытия предназначен, исходя из его местоположения, толщины и материала, для того, чтобы придать покрытию более голубоватый (возможно, в сочетании со слегка красным) цвет при определенном нормальном и/или определенных внеосевых углах наблюдения. В определенных примерных вариантах воплощения металлический или по существу металлический поглощающий слой 15 (например, NiCr) составляет от примерно 3-150 ангстрем (Å) в толщину, более предпочтительно от примерно 5 до 120 ангстрем (Å) в толщину. В первом альтернативном примерном варианте воплощения данного изобретения (рассчитанном на более высокий коэффициент пропускания) металлический или по существу металлический поглощающий слой 15 (например, NiCr) составляет от примерно 3-25 ангстрем (Å) в толщину, более предпочтительно от примерно 4 до 15 ангстрем (Å) в толщину. Во втором альтернативном примерном варианте воплощения данного изобретения (рассчитанном на более низкий коэффициент пропускания) металлический или по существу металлический поглощающий слой 15 (например, NiCr) составляет от примерно 80-130 ангстрем (Å) в толщину, более предпочтительно от примерно 95 до 125 ангстрем (Å) в толщину. К удивлению было обнаружено, что местоположение поглощающего слоя 15 в среднем сечении пакета слоев неожиданно обеспечивает более голубоватый цвет при нормальном и определенных внеосевых углах наблюдения, что является желательным в определенных вариантах применения (например, при внеосевом угле наблюдения 45 градусов). Соответственно, покрытое изделие не выглядит слишком красным по цвету, когда его рассматривают под внеосевыми углами наблюдения (например, при внеосевом угле наблюдения 45 градусов), а вместо этого представляется отчетливо голубоватым, что является в высшей степени благоприятным с эстетической точки зрения.

[0024] Фиг.2 и 3 представляют собой графики, иллюстрирующие зависимость коэффициента отражения (%) от длины волны в целях демонстрации спектров отражения согласно примерным вариантам воплощения данного изобретения. Фиг.2 представляет собой график, иллюстрирующий спектры отражения покрытого изделия согласно примерному варианту воплощения данного изобретения, имеющего относительно низкий коэффициент пропускания в видимом диапазоне (например, см. пример 1 ниже), тогда как фиг.3 представляет собой график, иллюстрирующий спектры отражения покрытого изделия согласно примерному варианту воплощения данного изобретения, имеющего относительно высокий коэффициент пропускания в видимом диапазоне (например, см. ниже пример 2). Показанное на фиг.2-3 отражение от стеклянной стороны представляет особенный интерес, так как было возможным согласование желательных спектров отражения от стеклянной стороны не подвергнутых термической обработке покрытых стеклянных листов, имеющих различные покрытия. Более того, показанные на фиг.2-3 спектры отражения от стеклянной стороны в примерных вариантах воплощения данного изобретения являются особенно выгодными (благодаря местоположению поглощающего слоя 15) в том плане, что имелась возможность реализовать его впадину в видимом диапазоне в области от примерно 600-660 нм, а его пик в видимом диапазоне в области от примерно 400-460 нм. Область между пиком в видимом диапазоне и впадиной в видимом диапазоне наклонена, по существу, непрерывно вниз к впадине, что также было желательным, как показано на фиг.2-3. Желательные спектральные кривые, как показано на фиг.2-3, позволяют покрытым изделиям реализовать желательный цвет на отражение от стеклянной стороны в голубоватом оттенке (с возможным некоторым слегка красным оттенком) при внеосевых углах наблюдения, таких как примерно 45 градусов. Таким образом, будет понятно, что фиг.2-3 иллюстрируют неожиданные желательные спектры отражения от стеклянной стороны, обусловленные местоположением, толщиной и/или материалом поглощающего слоя 15, что проявляется в желательном цвете на отражение от стеклянной стороны (например, голубоватом цвете) при больших внеосевых углах наблюдения, таких как примерно 45 градусов. Как описано в заявке 11/522512 (настоящим включенной сюда по ссылке), если в примерном покрытии поглощающий слой 15 не предусмотрен, то покрытое изделие имеет нежелательный слишком красный цвет при угле наблюдения примерно 45 градусов.

[0025] В определенных примерных вариантах воплощения металлический или по существу металлический поглощающий слой 15 предусмотрен между первым и вторым нитридным слоями 14 и 16 (например, слоями на основе нитрида кремния) для того, чтобы снизить или предотвратить его окисление во время термической обработки (например, термической закалки, термического изгиба и/или термического упрочнения), тем самым позволяя добиться предсказуемого окрашивания после термической обработки.

[0026] Диэлектрические слои 3, 14 и 16 в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения могут состоять из нитрида кремния или включать его. Слои 3, 14 и 16 нитрида кремния могут, помимо прочего, улучшать термообрабатываемость покрытых изделий, например, такую как термическая закалка или т.п. Нитрид кремния в слоях 3, 14 и/или 16 может быть стехиометрического типа (т.е. Si₃N₄) или, альтернативно, богатого кремнием (Si) типа в иных вариантах воплощения данного изобретения. Например, богатый Si нитрид кремния 3 (и/или 14, 16), скомбинированный с оксидом цинка и/или оксидом олова под отражающим ИК-излучение слоем на основе серебра, может позволять серебру осаждаться (например, путем распыления или т.п.) таким образом, который вызывает снижение его удельного поверхностного сопротивления по сравнению с тем, если бы под серебром был(и) некоторый(е) другой(ие) материал(ы). Более того, присутствие свободного Si в содержащем богатый Si нитрид кремния слое 3 может позволить более эффективно останавливать определенные атомы, такие как натрий (Na), которые мигрируют наружу из стекла 1 во время ТТ, содержащим богатый Si нитрид кремния слоем прежде, чем они смогут достичь серебра и повредить его. Таким образом, представляется, что богатый Si Si_хN_y может снизить степень повреждения, наносимого слою(ям) серебра во время ТТ в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения, тем самым обеспечивая снижение или сохранение примерно на том же уровне удельного поверхностного сопротивления (R_s) удовлетворительным образом. Более того, представляется, что богатый Si Si_хN_yв слое 3, 14 и/или 16 может снижать степень повреждения (например, окисления), наносимого поглощающему слою 15 во время ТТ в определенных примерных необязательных вариантах воплощения данного изобретения.

[0027] В определенных примерных вариантах воплощения, когда мы использовали богатый Si нитрид кремния в слое 3, 14 и/или 16, этот слой богатого Si нитрида кремния в осажденном состоянии может быть охарактеризован как слой(и) Si_xN_y, где х/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. Более того, в определенных примерных вариантах воплощения, до и/или после ТТ, слой(и) богатого Si Si_xN_y может(гут) 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 определенных примерных вариантах воплощения было неожиданно обнаружено, что улучшенная термическая стабильность достижима 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 определенных 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 определенных примерных вариантах воплощения было неожиданно обнаружено, что улучшенная термическая стабильность может быть достигнута, когда “k” для слоя(ев) богатого Si Si_xN_y составляет от 0,001 до 0,05 в осажденном состоянии (550 нм). Отметим, что n и k имеют тенденцию снижаться вследствие термической обработки.

[0028] Любой и/или все из обсуждавшихся здесь слоев нитрида кремния в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения могут быть легированы другими материалами, такими как нержавеющая сталь или алюминий. Например, любой и/или все из обсуждавшихся здесь слоев нитрида кремния в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения необязательно могут включать от примерно 0-15% алюминия, более предпочтительно от примерно 1 до 10% алюминия. В определенных вариантах воплощения данного изобретения нитрид кремния может быть осажден путем распыления мишени из Si или SiAl. В некоторых случаях в слоях нитрида кремния может быть также предусмотрен кислород.

[0029] Отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои 9 и 19 предпочтительно являются по существу или полностью металлическими и/или проводящими и могут содержать или по существу состоять из серебра (Ag), золота или любого другого подходящего отражающего ИК-излучение материала. Отражающие ИК-излучение слои 9 и 19 способствуют тому, чтобы покрытие имело низкоэмиссионные характеристики и/или хорошие характеристики регулирования инсоляции. Однако в определенных вариантах воплощения данного изобретения отражающие ИК-излучение слои могут быть слегка окисленными. И хотя на фиг.1 показаны варианты воплощения с двумя отражающими ИК-излучение слоями 9 и 19, в других примерных вариантах воплощения данного изобретения возможно, чтобы в покрытии были предусмотрены дополнительные отражающие ИК-излучение слои (например, состоящие из серебра или содержащие его).

[0030] Верхние контактные слои 11 и 21 в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения могут представлять собой или содержать оксид никеля (Ni), оксид хрома (Cr) или оксид никелевого сплава, такой как оксид никеля-хрома (NiCrO_x), или другой(ие) подходящий(ие) материал(ы). Например, использование NiCrO_x в этих слоях (11 и/или 21) позволяет повысить долговечность. В определенных вариантах воплощения данного изобретения компонент NiCrO_x в слоях 11 и/или 21 может быть полностью окисленным (т.е. полностью стехиометрическим) или же, альтернативно, может быть окисленным только частично. В определенных случаях слои 11 и/или 21 NiCrO_x могут быть окисленными по меньшей мере примерно на 50%. В различных вариантах воплощения данного изобретения контактные слои 11 и/или 21 (например, состоящие из оксида Ni и/или Cr или включающие его) могут быть или могут не быть градиентными по окислению. Градиент по окислению означает, что степень окисления в таком слое изменяется по толщине слоя так, что, к примеру, контактный слой может быть градиентным таким образом, что является менее окисленным на контактной поверхности раздела с непосредственно прилегающим отражающим ИК-излучение слоем, чем в части контактного(ых) слоя(ев) дальше или на большем/наибольшем расстоянии от непосредственно прилегающего отражающего ИК-излучение слоя. Описания разнообразных типов градиентных по окислению контактных слоев изложены в патенте США № 6576349, раскрытие которого настоящим включено сюда по ссылке. В различных 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 сплошными по всему отражающему ИК-излучение слою.

[0031] Диэлектрический слой 13 в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения может состоять из оксида олова или включать его. Однако, как и для других представленных здесь слоев, в различных случаях могут быть использованы другие материалы.

[0032] Низшие контактные слои 7 и/или 17 в определенных вариантах воплощения данного изобретения состоят из оксида цинка (например, ZnO) или включают его. Оксид цинка в слоях 7 и 17 может также содержать другие материалы, такие как Al (например, с образованием ZnAlO_x). Например, в определенных 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.

[0033] Диэлектрический слой 23 в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения может состоять из оксида олова или включать его. Однако слой 23 является необязательным, и в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения необходимости в нем может не быть. Диэлектрический слой 25, который в определенных примерных случаях может представлять собой верхнее покрытие, в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения может состоять из нитрида кремния (например, Si₃N₄) или включать его или любой другой подходящий материал. Необязательно, поверх слоя 25 могут быть предусмотрены другие слои. Слой 25 предусмотрен из соображений долговечности и для защиты нижележащих слоев во время термической обработки и/или применения в условиях окружающей среды. В определенных 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.

[0034] Под и над проиллюстрированным покрытием также может(гут) быть предусмотрен(ы) другой(ие) слой(и). Так, хотя система слоев или покрытие находится «на» подложке 1 или «поддерживается ею» (непосредственно или опосредованно), между ними может(гут) быть предусмотрен(ы) другой(ие) слой(и). Так, например, покрытие по фиг.1 можно рассматривать как находящееся «на» подложке 1 и «поддерживаемое ею», даже если между слоем 3 и подложкой 1 предусмотрен(ы) другой(ие) слой(и). Более того, определенные слои проиллюстрированного покрытия в определенных вариантах воплощения могут быть исключены, тогда как другие могут быть добавлены между различными слоями, или различные слой или слои могут быть расщеплены другим(и) слоем(ями), добавленным(и) между расщепленными секциями, в других вариантах воплощения данного изобретения без выхода за пределы общего смысла определенных вариантов воплощения данного изобретения.

[0035] Преимущественно, покрытые изделия согласно различным примерным вариантам воплощения данного изобретения (например, см. примеры 1-2 ниже) так сконструированы, а поглощающий слой 15 размещен в таком положении и состоит из такого материала и имеет такую толщину, чтобы покрытое изделие обеспечивало ΔЕ* (отражение от стеклянной стороны) из-за термической обработки (например, закалки) не более 3,0, более предпочтительно не более 2,5, а наиболее предпочтительно не более 2,0. Отметим, что величина ΔЕ* определена, например, в патенте США № 6863928, раскрытие которого настоящим включено сюда по ссылке.

[0036] В то время как в слоях в различных вариантах воплощения данного изобретения могут быть использованы различные толщины и материалы, примерные толщины и материалы для соответствующих слоев на стеклянной подложке 1 в первом варианте воплощения по фиг.1 являются следующими для примерного покрытого изделия, рассчитанного иметь относительно низкий коэффициент пропускания в видимом диапазоне (например, примерно 48-52%) при использовании в изоляционном оконном стеклопакете, от стеклянной подложки наружу.

Примерные материалы/толщины; вариант по фиг.1 с низким коэффициентом пропускания

[0037] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения представленные здесь покрытые изделия согласно первому варианту или варианту с низким коэффициентом пропускания могут иметь следующие оптические/солнечные характеристики, измеренные в монолитном исполнении (после необязательной ТТ). Значения удельного поверхностного сопротивления (R_s) здесь учитывают все отражающие ИК-излучение слои (например, серебряные слои 9, 19).

Оптические/солнечные характеристики в варианте с низким коэффициентом пропускания (монолитное исполнение; после ТТ)

[0038] Более того, в определенном примере вариантов воплощения данного изобретения с низким коэффициентом пропускания представленные здесь покрытые изделия, которые были термообработаны в степени, достаточной для закалки, и которые были соединены с еще одной стеклянной подложкой с образованием изоляционного стеклопакета, могут иметь следующие оптические/солнечные характеристики изоляционного стеклопакета.

Примерные оптические особенности в варианте с низким коэффициентом пропускания (изоляционный стеклопакет, ТТ)

[0039] Теперь в качестве примера будет описан второй вариант воплощения согласно фиг.1 (включая пример 2), имеющий относительно более высокий коэффициент пропускания в видимом диапазоне. Хотя в слоях в различных вариантах воплощения данного изобретения могут быть использованы различные толщины и материалы, примерные толщины и материалы для соответствующих слоев на стеклянной подложке 1 во втором варианте воплощения по фиг.1 являются следующими для примерного покрытого изделия, рассчитанного иметь относительно высокий коэффициент пропускания в видимом диапазоне (например, примерно 60-64%) при использовании в изоляционном оконном стеклопакете, от стеклянной подложки наружу.

Примерные материалы/толщины; вариант по фиг.1 с высоким коэффициентом пропускания

[0040] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения представленные здесь покрытые изделия согласно второму варианту или варианту с высоким коэффициентом пропускания могут иметь следующие оптические и солнечные характеристики, измеренные в монолитном исполнении (после необязательной ТТ). Значения удельного поверхностного сопротивления (R_s) здесь учитывают все отражающие ИК-излучение слои (например, серебряные слои 9, 19).

Оптические/солнечные характеристики в варианте с высоким коэффициентом пропускания (монолитное исполнение; после ТТ)

[0041] Более того, в определенном примере вариантов воплощения данного изобретения с высоким коэффициентом пропускания представленные здесь покрытые изделия, которые были термообработаны в степени, достаточной для закалки, и которые были соединены с еще одной стеклянной подложкой с образованием изоляционного стеклопакета, могут иметь следующие оптические/солнечные характеристики изоляционного стеклопакета.

Примерные оптические особенности в варианте с высоким коэффициентом пропускания (изоляционный стеклопакет, ТТ)

[0042] Нижеследующие примеры (см. также выше, как разъясняется ниже) приведены только для целей примера и не предназначены быть ограничивающими, если только это не оговорено особо.

ПРИМЕРЫ

[0043] Были выполнены примеры данного изобретения. В частности, в примерах 1 и 2 данного изобретения в качестве подложки использовали бесцветное стекло толщиной 6 мм, и примеры были выполнены и имели признаки, изложенные в колонках «пример» в вышеприведенных таблицах (см. примеры 1 и 2 в вышеприведенных схемах/таблицах), для обоих вариантов воплощения с высоким и низким коэффициентом пропускания. Таким образом, при сравнении с нижеприведенными сравнительными примерами будет видно, что размещение поглощающего слоя 15 в среднем сечении пакета слоев, при желательных толщинах, неожиданно приводило в результате к более желательному голубоватому (и не слишком красному) окрашиванию на отражение от стеклянной стороны при внеосевых углах наблюдения, таких как примерно 45 градусов, что является желательным в определенных вариантах применения. См. вышеприведенные желательные значения Rga* (45º) и Rgb* (45º) в схемах/таблицах для примеров 1 и 2. В частности, отметим желательное внеосевое голубое окрашивание на отражение от стеклянной стороны с Rgb* (45º) от примерно -10 до -4, более предпочтительно от примерно -9 до -5, а наиболее предпочтительно примерно -7. Также отметим желательное внеосевое не слишком красное окрашивание на отражение от стеклянной стороны с Rgа* (45º) от примерно 0 до +2, более предпочтительно от примерно +0,5 до +1,5, а наиболее предпочтительно примерно +1.

[0044] В других примерах, подобных фиг.1, в примере с высоким коэффициентом пропускания реализовали Rgа* (45º) +3,5 и Rgb* (45º) -10,6, а в примере с низким коэффициентом пропускания реализовали Rgа* (45º) -1,2 и Rgb* (45º) -10,9. Таким образом, для любого примерного варианта воплощения данного изобретения значение Rgа* (45º) может составлять от примерно -2 до +4, более предпочтительно от примерно 0 до +2, еще более предпочтительно от примерно +0,5 до +1,5.

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ

[0045] Нижеследующие сравнительные примеры были выполнены путем распыления на подложки из бесцветного стекла толщиной 6 мм так, чтобы иметь приблизительно пакет слоев, изложенный ниже. Сравнительный пример 1 соответствует примерному варианту в заявке 11/522512, тогда как смоделированный сравнительный пример 2 не имел поглощающего слоя NiCr и был приведен в целях сравнения. Сравнительный пример 1 имел приблизительно следующий пакет слоев, где толщины указаны в единицах Ангстрем (Å).

[0046] Отметим, что поглощающий слой NiCr был в нижней части пакета слоев, что отличается от его размещения в варианте воплощения данного изобретения по фиг.1. Поскольку поглощающий слой NiCr был размещен в нижней части пакета слоев, цвет оказался нежелательным для определенных вариантов применения. В частности, поскольку поглощающий слой NiCr был в нижней части пакета слоев, цвет на отражение от стеклянной стороны под углом наблюдения 45 градусов (т.е. 45 градусов к нормали) был нежелательным. В частности, при внеосевом угле наблюдения 45 градусов значение цветовой координаты а* на отражение от стеклянной стороны (Rga* (45º)) было слишком отрицательным, а значение цветовой координаты b* (Rgb* (45º)) на отражение от стеклянной стороны не было достаточно голубым (то есть недостаточно отрицательным) - см. ниже. В сравнительном примере 1 была выполнена термическая обработка для закалки и были получены следующие характеристики, измеренные в монолитном исполнении (отметим, что измерения на отражение от стеклянной стороны в монолитном исполнении являются сравнимыми с результатами измерений на отражение от стеклянной стороны для изоляционного стеклопакета, где покрытие предусмотрено на внутренней поверхности наружной стеклянной подложки, как в приведенных здесь примерах).

[0047] Сравнительный пример 2 был по существу таким же, как и сравнительный пример 1, но не имел слоя NiCr. В отличие от значения Rga* (45º) -1,50 в примере 1, в этом сравнительном примере значение Rga* (45º) составляло +5, что является слишком красным.

[0048] Хотя изобретение было описано в связи с тем, что в настоящее время считается наиболее практичным и предпочтительным вариантом воплощения, должно быть понятно, что изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами воплощения, а, напротив, предполагается охватывающим разнообразные модификации и эквивалентные компоновки, входящие в пределы смысла и объема прилагаемой формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к изделию, содержащему низкоэмиссионное покрытие. Техническим результатом изобретения является получение изделия более голубоватого цвета при нормальном и/или определенных внеосевых углах наблюдения, способного подвергаться термическому воздействию, такому как закалка, термический изгиб. Термообрабатываемое покрытое изделие включает первый и второй отражающие инфракрасное излучение слои, размещенный между ними диэлектрический слой, металлический поглощающий слой. В вариантах воплощения этот металлический или по существу металлический поглощающий слой (например, NiCr) размещен в среднем сечении пакета слоев. В определенных примерных вариантах воплощения поглощающий слой предусмотрен между первым и вторым слоями, включающими нитрид кремния или выполненными на его основе, для того чтобы снизить или предотвратить его окисление во время термической обработки, позволяя добиваться предсказуемого окрашивания после термической обработки. Покрытые изделия согласно определенным примерным вариантам воплощения данного изобретения могут быть использованы в контексте изоляционных оконных стеклопакетов, окон транспортных средств, прочих типов окон или в любом другом варианте применения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула