ПОКРЫТОЕ ИЗДЕЛИЕ, ИМЕЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ С НИЗКОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ, ОБЛАДАЮЩЕЕ НИЗКИМ ПРОПУСКАНИЕМ ВИДИМОГО СВЕТА
COATED ARTICLE WITH LOW-E COATING HAVING LOW VISIBLE TRANSMISSION

[0001] Данное изобретение относится к покрытому изделию, имеющему покрытие с низкой излучательной способностью (низким E). В определенных примерных вариантах воплощения покрытие с низким E обеспечено на подложке (например, на стеклянной подложке) и включает в себя, по меньшей мере, первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои (например, слои на основе серебра), которые отделены друг от друга контактными слоями (например, слоями на основе NiCr) и диэлектрическим слоем, состоящим или включающим в себя такой материал, как нитрид кремния. В определенных примерных вариантах воплощения покрытое изделие (в монолитной форме и/или в форме блока ИС-окна) обладает низким коэффициентом пропускания видимого света (например, не более 60%, более предпочтительно, не более примерно 55%, и наиболее предпочтительно, не более примерно 50%). В определенных примерных вариантах воплощения покрытое изделие может быть подвергнуто термообработке (например, термической закалке и/или изгибанию при нагреве), и оно спроектировано как по существу термически стабильное при термообработке (ТО) так, чтобы его значение ΔΕ* (отражение со стороны стекла) в результате ТО составляет не более 5,0, а более предпочтительно, не более 4,5. Покрытые изделия согласно определенным примерным вариантам воплощения данного изобретения могут быть использованы в контексте оконных блоков из изоляционного стекла (ИС), окон автомобилей, других типов окон, или в любом другом подходящем применении.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Покрытые изделия известны из уровня техники для использования в оконных применениях, таких как оконные блоки из изоляционного стекла (ИС), окна транспортных средств, и/или т.п. Известно, что в определенных случаях является желательным подвергать такие покрытые изделия термообработке (например, термической закалке, изгибанию при нагреве и/или термическому упрочнению) в целях закалки, изгибания, и т.п. Термообработка (ТО) покрытых изделий обычно требует использования температуры (температур), по меньшей мере, 580°C, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 600°C, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, 620°C. Такие высокие температуры (например, в течение 5-10 минут или более) часто вызывают разрушение покрытий и/или ухудшение или изменение их свойств непредсказуемым образом. Таким образом, для покрытий является желательным, чтобы они могли выдерживать такую термообработку (например, термическую закалку), если желательно, предсказуемым образом, чтобы покрытия существенным образом не повреждались.
s
[0003] В определенных ситуациях, проектировщики покрытых изделий добиваются получения сочетания желаемого пропускания видимого света, желаемого цвета, низкой излучательной способности (или коэффициента излучения) и низкого поверхностного сопротивления слоя (R). Характеристики низкой излучательной способности (низкой E) и низкого поверхностного сопротивления слоя позволяют таким покрытым изделиям блокировать значительные количества ИК-излучения, для снижения, например, нежелательного нагрева внутреннего пространства транспортного средства или здания.
x
2
2
2,
[0004] В Патенте США № 7,521,096, включенном в настоящую заявку в виде ссылки, раскрыто покрытие с низким E, в котором использованы контактные слои на основе оксида цинка (ZnO), расположенные ниже серебряных ИК-отражающих слоев, и выше нижнего серебряного (Ag) ИК-отражающего слоя, с использованием контактного слоя NiCrO, следующего за центральным диэлектрическим слоем на основе оксида олова (SnO). Хотя контактные слои ZnO, расположенные ниже серебряных ИК-отражающих слоев, обеспечивают хорошие структурные свойства для роста серебра, было обнаружено, что в определенных случаях ZnO демонстрирует химическое разрушение и ущерб для окружающей среды и механической долговечности покрытия. Более того, было обнаружено, что толстый диэлектрический слой SnO демонстрирует микрокристаллизацию и напряжение при ТО, что вызывает образование шероховатой границы раздела между SnOZnO и Ag, что может привести к снижению долговечности и повлиять на передаваемый цвет.
s
[0005] В Патенте США № 5,557,462 раскрыто покрытие с низким E с пакетом слоев SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN. Однако, покрытое изделие согласно патенту '462 сконструировано для получения высокого пропускания видимого света, равной, по меньшей мере, 63%. В патенте '462 в столбце 3, в строках 12-15указано, что пропускание видимого света ниже 70% (монолитное покрытое изделие) и ниже 63% (блок ИС-окна) является нежелательным. Таким образом, патент '462 не раскрывает покрытых изделий с пропусканием видимого света менее 63%. Более того, как подробно разъясняется в Патенте США № 8,173,263, покрытые изделия согласно патенту '462 не поддаются термообработке, поскольку при термообработке поверхностное сопротивление слоя (R) повышается, например, примерно от 3-5 до более чем 10, что приводит к возникновению тенденции к помутнению, и значение ΔΕ* для отражения со стороны стекла является нежелательным, поскольку оно составляет более 5,0.
[0006] Следовательно, было бы желательным обеспечить покрытое изделие, которое характеризуется одним или более из следующих свойств: (i) низким пропусканием видимого света, (ii) хорошей долговечности, и (iii) термической стабильности при ТО, для реализации значения ΔΕ* для отражения со стороны стекла не более примерно 5,0, более предпочтительно, не более примерно 4,5.
nd
2
2
2
l/2
2
2
2
l/2
h
h
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
1
0
h
h
h
[0007] Термин ΔΕ* (и ΔΕ) хорошо известен в данной области, и о нем сообщается, наряду с различными методиками для его определения, в ASTM 2244-93, а также о нем сообщается в работе Hunter et. al., Measurement of Appearance, 2 Ed. Cptr. 9, page 162 et seq. [John Wiley & Sons, 1987], как использовано в методике, ΔΕ* (и ΔΕ) - это способ надлежащего отображения изменения (или его отсутствия) коэффициента отражения и/или коэффициента пропускания (и, таким образом, также внешней окраски) в изделии после или из-за его термообработки. ΔΕ может быть рассчитано с помощью технологии «ab», или с помощью технологии Хантера (обозначенной подстрочным индексом «H»). ΔΕ соответствует показателю Hunter Lab L, шкала a, b (или L, b). Аналогично, ΔΕ* соответствует шкале CIE LAB L*, a*, b*. И то и другое рассматривается как пригодное и эквивалентное, в целях настоящего изобретения. Например, как сообщается в работе Hunter et. al., упомянутой выше, может быть использована технология прямоугольных координат/масштаба (CIE LAB 1976), известная как масштаб L*, a*, b, в которой: L* представляет собой единицы светлоты (CIE 1976); a* представляет собой единицы красного-зеленого (CIE 1976); b* представляет собой единицы желтого-синего (CIE 1976); а разность ΔΕ* между L* a* b* и L* a* b* составляет: ΔΕ* = [(ΔL*) + (Δa*) + (Δb*)], где: ΔL* = L* - L*; Δa* = a* - a*; Ab*= b* - b*; где нижний индекс «0» соответствует покрытию (покрытому изделию) до термообработки, а нижний индекс «1» соответствует покрытию (покрытому изделию) после термообработки; а используемые величины (например, a*, b*, L*) представляют собой величины, рассчитанные согласно вышеупомянутой методике (CIE LAB 1976) L*, a*, b* координат. Например, когда измерены значения ΔΕ* отражения со стороны стекла, используются значения a*, b* и L* для отражения от стекла. Аналогичным образом, ΔΕ может быть рассчитано, с использованием вышеуказанного уравнения для ΔΕ*, т.е., ΔΕ* = [(ΔL*) + (Δa*) + (Δb*)], путем замены a*, b*, L* на значения Hunter Lab a, b, L. Также согласно объему настоящего изобретения и количественному определению ΔΕ* они являются эквивалентными величинами, если они преобразуются в величины, рассчитанные согласно любой другой технологии, использующей ту же концепцию ΔΕ*, что указана выше.
СУЩНОСТЬ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Данное изобретение относится к покрытому изделию, включающему в себя покрытие с низкой излучательной способностью (с низким E). В определенных примерных вариантах воплощения покрытие с низким E обеспечено на подложке (например, на стеклянной подложке) и включает в себя, по меньшей мере, первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои (например, слои на основе серебра), которые разделены контактными слоями (например, слоями на основе NiCr) и диэлектрическим слоем, состоящим или включающим в себя такой материал, как нитрид кремния. В определенных примерных вариантах воплощения покрытое изделие обладает низким пропусканием видимого света (например, не более 60%, более предпочтительно, не более примерно 55%, более предпочтительно, не более примерно 50%). В определенных примерных вариантах воплощения покрытое изделие может быть подвергнуто термообработке (например, термической закалке и/или изгибу при нагреве), и сконструировано таким образом, чтобы оно было по существу термически стабильным при термообработке (ТО) так, чтобы его значение ΔΕ* (для отражения со стороны стекла), вследствие ТО, составляло не более 5,0, более предпочтительно, не более 4,5. Такое низкое значение ΔΕ* указывает на то, что покрытое изделие обладает приблизительно теми же характеристиками пропускания и цвета, видимыми невооруженным глазом как перед, так и после термообработки (например, термической закалки). Покрытые изделия согласно определенным примерным вариантам воплощения этого изобретения могут быть использованы применительно к оконным блокам из изоляционного стекла (ИС), окнам транспортных средств, другим типам окон, или в любом другом подходящем применении.
[0009] Более того, в определенных примерных вариантах воплощения в данном изобретении покрытие включает в себя слой (например, верхнее покрытие), выполненное из или включающее в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония. В определенных примерных вариантах воплощения этот слой, состоящий из или включающий в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония, по существу тоньше, чем каждый из ИК-отражающих слоев, содержащих серебро в покрытии.
[0010] Является желательным обеспечить покрытое изделие, которое характеризуется одним, или всеми тремя из следующих свойств: (i) низким пропусканием видимого света, (ii) хорошей долговечностью и (iii) термической стабильностью при ТО, для реализации значения ΔΕ* для отражения со стороны стекла не более 5,0, более предпочтительно, не более 4,5.
[0011] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения обеспечено покрытое изделие, включающее в себя покрытие, нанесенное на стеклянную подложку, причем покрытие содержит: первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, содержащие серебро, причем первый ИК-отражающий слой расположен ближе к стеклянной подложке, чем второй ИК-отражающий слой; первый контактный слой, содержащий NiCr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым ИК-отражающим слоем, содержащим серебро; диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым контактным слоем, содержащим NiCr; второй контактный слой, содержащий NiCr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со слоем, содержащим нитрид кремния; второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со вторым контактным слоем, содержащим NiCr; третий контактный слой, содержащий NiCr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со вторым ИК-отражающим слоем; другой диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с третьим контактным слоем, содержащим NiCr; слой, содержащий оксид циркония, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с другим диэлектрическим слоем, содержащим нитрид кремния; в котором второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро, по меньшей мере, в два раза толще, чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро; в котором каждый из первого и второго ИК-отражающих слоев, содержащих серебро, по меньшей мере, в два раза толще, чем слой, содержащий оксид циркония; и при этом покрытое изделие обладает пропусканием видимого света, измеренным на монолите, не более 60%.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0012] ФИГ. 1 представляет собой поперечный разрез покрытого изделия согласно примерному варианту воплощения данного изобретения.
[0013] ФИГ. 2 представляет собой поперечный разрез, показывающий покрытое изделие ФИГ.1, обеспеченное в блоке ИС-окна согласно примерному варианту воплощения данного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] Покрытые изделия, приведенные в настоящей заявке, могут быть использованы для таких применений, как блоки ИС-окон, блоки ламинированных окон (например, для использования в применениях в транспортных средствах или в здании), окна транспортных средств, монолитные архитектурные окна, окна жилых помещений, и/или в любых других подходящих применениях, которые включает в себя одиночные или множественные стеклянные подложки.
[0015] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения покрытие включает в себя двойной серебряный пакет. Обратимся к ФИГ.1, где, например, в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения обеспечено покрытое изделие, включающее в себя покрытие, нанесенное на стеклянную подложку, причем покрытие содержит: первый 9 и второй 19 отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, содержащие или состоящие в основном из серебра, причем первый ИК-отражающий слой 9 расположен ближе к стеклянной подложке 1, чем второй ИК-отражающий слой 19; первый контактный слой, содержащий NiCr 7, расположенный под и непосредственно контактирующий с первым ИК-отражающим слоем, содержащим серебро 9, второй контактный слой 11 расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым ИК-отражающим слоем, содержащим серебро 9; диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния 14, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым контактным слоем, содержащим NiCr 11; третий контактный слой, содержащий NiCr 17, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со слоем, содержащим нитрид кремния 14; второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро 19, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со вторым контактным слоем, содержащим NiCr 17; четвертый контактный слой, содержащий NiCr 21, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со вторым ИК-отражающим слоем 19, и в котором второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро 19, по меньшей мере, имеет такую толщину, что и первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9. В определенных предпочтительных вариантах воплощения было обнаружено, что неожиданно выгодные результаты могут быть достигнуты, когда второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро 19, толще, чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9, более предпочтительно, когда второй ИК-отражающий слой 19, по меньшей мере, на 10 ангстрем (Å) толще (более предпочтительно, по меньшей мере, на 20 ангстрем толще, чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9. Покрытие включает в себя три диэлектрических слоя 3, 14 и 24, состоящих или включающих в себя нитрид кремния, как показано на ФИГ.1. Более того, покрытие включает в себя слой (например, слой верхнего покрытия), состоящий или включающий в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония. В определенных примерных вариантах воплощения этот слой, состоящий или включающий в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония 27, тоньше, чем один или оба из ИК-отражающих слоев 9, 19, содержащих серебро в покрытии. В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения каждый из ИК-отражающих слоев, содержащих серебро 9 и 19, по меньшей мере, в два раза толще, и более предпочтительно, по меньшей мере, в три раза толще, чем слой 27, состоящий или включающий в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония. В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения покрытие включает в себя только два ИК-отражающих слоя 9, 19, состоящих или включающих в себя серебро, и т.п.
[0016] Для повышения долговечности, наряду с оптическими и термическими свойствами, и для предотвращения значительных структурных изменений до и после ТО, покрытые изделия согласно определенным примерным вариантам воплощения данного изобретения имеют центральный диэлектрический слой 14, состоящий или включающий в себя нитрид кремния, и более нижние контактные слои 7, 17 созданы на основе NiCr (в противоположность ZnO). Также было обнаружено, что использование металлического или в основном металлического NiCr (возможно, частично нитрированного) для слоя(ев) 7, 11, 17 и/или 21 повышает химическую, механическую и климатическую долговечность (по сравнению с использованием нижних контактных слоев ZnO ниже серебряных и/или сильно оксидированных верхних контактных слоев NiCr, расположенных выше серебряных). Также было обнаружено, что осажденный путем напыления слой, содержащий нитрид кремния 14, находящийся в аморфном состоянии, то есть, он является аморфным как в состоянии после осаждения, так и после ТО, способствует общей стабильности покрытия. Например, 5% HC1 при 65°C в течение одного часа будет удалять покрытие согласно Патенту США № 7,521,096, тогда как покрытие, показанное на ФИГ.1, и приведенные здесь примеры переживут это HCl-испытание. А в среде с высокой температурой и с высокой влажностью бывает меньше опасностей для покрытия по ФИГ.1 и приведенных здесь примеров, по истечении десяти дней выдержки, чем для покрытия согласно патенту '096 по истечении двух дней выдержки. А при рассмотрении высококоррозийных химикатов, таких как химикаты, используемые для «промывки в брикете», коррозионная стойкость такова, что удаление кромки в определенном примере ИС и в ламинированных вариантах воплощения выполнять не требуется. Аналогично, для испытаний на механическое истирание, для испытаний на термоциклирование и на солевой туман, у покрытий согласно приведенным здесь примерам были обнаружены лучшие качества, чем для покрытий согласно патенту ’096. Более того, было обнаружено, что если делать верхний ИК-отражающий слой 19 на основе Ag толще, чем нижний ИК-отражающий слой 9 на основе Ag, то это улучшает определенные оптические характеристики покрытия. Покрытие может быть использовано как нанесенное или подвергнутое термообработке, благодаря относительно низким значениям ΔΕ*, обсуждаемым в настоящей работе. Например, когда покрытие 30 представляет собой нанесенное на поверхность #2 блока ИС-окна (как показано на ФИГ.2), низкое значение ΔΕ* при отражении от стекла из-за термообработки указывает на то, что покрытое изделие имеет приблизительно те же характеристики пропускания и цвета, что и видимые невооруженным глазом как до, так и после термообработки (например, после термической закалки), и, таким образом, может быть использовано как только что нанесенное, либо как подвергнутое термообработке, без существенного влияния на его оптические характеристики.
s
[0017] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения, таких как на ФИГ.1, подвергнутые или не подвергнутые термообработке покрытые изделия, имеющие несколько ИК-отражающих слоев (например, два разделенных слоя на основе серебра), способны демонстрировать поверхностное сопротивление слоя (R) меньшее или равное 5,0 (более предпочтительно, меньшее или равное 4,0, даже более предпочтительно, меньшее или равное 3,0). Термин «термообработка», используемый в настоящей работе, означает нагревание изделия до температуры, достаточной для достижения термической закалки, изгибания при нагреве и/или термического упрочнения изделия, включающего в себя стекло. Это определение включает в себя, например, нагрев покрытого изделия в термошкафу или в печи при температуре, по меньшей мере, примерно 580°C, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 600°C, в течение периода времени, достаточного для обеспечения закалки, изгибания и/или термического упрочнения. В определенных случаях, ТО может быть проведена, по меньшей мере, в течение примерно 4 или 5 минут. Покрытое изделие в различных вариантах воплощения данного изобретения может быть подвергнуто или не подвергнуто термообработке.
3
4
3
4
2
[0018] ФИГУРА 1 представляет собой боковой поперечный разрез покрытого изделия согласно примерному не ограничивающему варианту воплощения данного изобретения. Покрытое изделие включает в себя подложку 1 (например, бесцветную, зеленую, красновато-коричневую, или сине-зеленую стеклянную подложку толщиной примерно 1,0-10 мм, более предпочтительно, примерно 1,0-3,5 мм), и покрытие 30 (или систему слоев) с низким E, обеспеченное на подложке 1, - непосредственно или опосредованно. Покрытие (или система слоев) 30 включает в себя, например: нижний диэлектрический слой 3 нитрида кремния, который может представлять собой SiN или обогащенный Si тип нитрида кремния для снижения помутнения, или слой любого другого подходящего стехиометрического нитрида кремния в различных вариантах воплощения данного изобретения, нижний контактный слой 7 (который контактирует с нижним ИК-отражающим слоем 9), первый проводящий и предпочтительно металлический или по существу металлический отражающий инфракрасное (ИК) излучение слой 9, верхний контактный слой 11 (который контактирует со слоем 9), диэлектрический слой 14 на основе нитрида кремния и/или включающий в себя нитрид кремния, более низкий контактный слой 17 (который контактирует с ИК-отражающим слоем 19), второй проводящий и предпочтительно металлический или в основном металлический ИК-отражающий слой 19, верхний контактный слой 21 (который контактирует со слоем 19) и диэлектрический слой 24 на основе нитрида кремния, который может представлять собой SiN или обогащенный Si тип нитрида кремния для снижения помутнения, или слой из любого другого подходящего стехиометрического нитрида кремния в различных вариантах воплощения данного изобретения, и слой 27 верхнего покрытия, изготовленный или включающий в себя такой материал, как оксид циркония (например, ZrO) и/или оксинитрид циркония. Каждый из «контактных» слоев 7, 11, 17 и 21 контактирует с ИК-отражающим слоем (например, со слоем на основе Ag). Вышеупомянутые слои 3-27 составляют покрытие 30 с низким E (т.е., низкой излучательной способностью), которое обеспечено на стеклянной или пластиковой подложке 1. Слои 3-27 могут быть осаждены напылением на подложку 1 в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения, где каждый слой осажден напылением в вакууме, с использованием одной или более мишеней, по необходимости (мишени для напыления могут быть керамическими или металлическими). Металлические или в основном металлические слои (например, слои 7, 9, 11, 17, 19 и 21) могут быть напылены в атмосфере, содержащей газообразный аргон, тогда как нитридные слои (например, слои 3, 7, 11, 14, 17, 21 и 24) могут быть напылены в атмосфере, содержащей смесь газообразного азота и аргона. Контактные слои 7, 11, 17 и 21 в различных примерных вариантах воплощения данного изобретения могут быть нитридными или не нитридными.
[0019] В случаях монолита, покрытое изделие включает в себя только одну стеклянную подложку 1, как проиллюстрировано на ФИГ.1. Однако, приведенные здесь монолитные покрытые изделия могут быть использованы в таких устройствах, как передние ламинированные стекла транспортных средств, блоки ИС-окон, и т.п. В случае блоков ИС-окон, блок ИС-окна может включать в себя две разделенные стеклянные подложки. Примерный блок ИС-окна проиллюстрирован и описан, например, в Патентном документе США № 2004/0005467, раскрытие которого, таким образом, включено в настоящую работу в виде ссылки. ФИГ.2 показывает примерный блок ИС-окна, включающий в себя покрытую стеклянную подложку 1, показанную на ФИГ.1, связанную с другой стеклянной подложкой 2 через разделитель (разделители), герметик (герметики) 40, и т.п, с зазором 50, заданным между ними. Этот зазор 50 между подложками в блоке ИС-окна согласно вариантам воплощения в определенных случаях может быть заполнен газом, таким как аргон (Ar). Примерный ИС-блок может содержать пару разнесенных бесцветных стеклянных подложек, каждая толщиной примерно 3-4 мм, одна из которых в данной работе покрыта покрытием 30, в определенных примерных случаях, при этом зазор 50 между подложками может составлять примерно 5-30 мм, более предпочтительно, примерно 10-20 мм, и наиболее предпочтительно, примерно 16 мм. В определенных примерных случаях, покрытие 30 с низким E может быть обеспечено на внутренней поверхности любой подложки, обращенной к зазору (покрытие показано на внутренней основной поверхности подложки 1 на ФИГ.2, обращенной к зазору 50, но вместо этого может находиться на внутренней основной поверхности подложки 2, обращенной к зазору 50). Любая подложка 1 или подложка 2 может представлять собой самую внешнюю подложку блока ИС-окна на внешней поверхности здания (например, на ФИГ.2 подложка 1 представляет собой подложку, ближайшую к внешней поверхности здания, и покрытие 30 обеспечено на поверхности #2 блока ИС-окна).
x
[0020] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения один, два, три или все четыре из контактных слоев 7, 11, 17, 21 могут состоять из или включать в себя NiCr (любое подходящее соотношение Ni:Cr), и могут быть, а могут и не быть нитридными (NiCrN). В определенных примерных вариантах воплощения один, два, три или все четыре из этих включающих NiCr слоев 7, 11, 17, 21 являются по существу или полностью не оксидированными. В определенных примерных вариантах воплощения все слои 7, 11, 17 и 21 могут представлять собой металлический NiCr или по существу металлический NiCr (хотя могут присутствовать следовые количества других элементов). В определенных примерных вариантах воплощения один, два, три или все четыре слоя на основе NiCr 7, 11, 17, 21 могут содержать 0-10% кислорода, более предпочтительно, 0-5% кислорода, а наиболее предпочтительно, 0-2% кислорода (атомных %). В определенных примерных вариантах воплощения один, два, три или все четыре из этих слоев 7, 11, 17, 21 могут содержать 0-20% азота, более предпочтительно, 1-15% азота, и наиболее предпочтительно, примерно 1-12% азота (атомных %). Слои на основе NiCr 7, 11, 17 и/или 21 могут быть, и могут не быть легированными другим материалом (материалами), таким как нержавеющая сталь, Mo, и т.п. Было обнаружено, что использование контактного слоя (слоев) 7 и/или 17 на основе NiCr под ИК-отражающим слоем (слоями) на основе серебра 9, 19 повышает долговечность покрытого изделия (по сравнению со случаем, если бы слои 7 и 17 были выполнены из ZnO).
3
4
x
y
s
x
y
x
y
[0021] Диэлектрические слои 3, 14, и 24 могут в определенных вариантах воплощения данного изобретения состоять из или включать в себя нитрид кремния. Слои на основе нитрида кремния 3, 14 и 24 могут, помимо прочего, повышать пригодность для термообработки покрытых изделий и защищать другие слои в ходе необязательной ТО, например, такой как термическая закалка, и т.п. Один или более из нитридов кремния слоев 3, 14, 24 в различных вариантах воплощения данного изобретения могут быть нитридами кремния стехиометрического типа (т.е., SiN), или, в качестве альтернативы, типа нитрида кремния, обогащенного Si. Присутствие свободного Si в Si-обогащенном слое 3 и/или 14, содержащем нитрид кремния, может, например, обеспечивать эффективную остановку определенных атомов, таких как натрий (Na), которые мигрируют из стекла 1 наружу в ходе ТО, слоем, содержащим Si-обогащенный нитрид кремния (нитриды кремния), до того, как они смогут достичь серебра и повредить его. Таким образом, предполагается, что Si-обогащенный SiN в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения может снизить степень повреждения слоя (слоев) серебра в ходе ТО, с обеспечением, таким образом, снижения поверхностного сопротивления (R) слоя, или поддержанием его примерно таким же удовлетворительным образом. Более того, предполагается, что Si-обогащенный SiN в слоях 3, 14 и/или 24 в определенных примерных необязательных вариантах воплощения данного изобретения может снизить степень повреждения (например, окисления) серебра и/или NiCr в ходе ТО. В определенных примерных вариантах воплощения, при использовании Si-обогащенного нитрида кремния, Si-обогащенный слой на основе нитрида кремния (3, 14 и/или 24), который был осажден, может характеризоваться слоем (слоями) SiN, где x/y может составлять 0,76-1,5, более предпочтительно, 0,8-1,4, еще более предпочтительно, 0,82-1,2. Любой и/или все из слоев на основе нитрида кремния, обсуждаемые в настоящей работе, в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения могут быть легированы другими материалами, такими как нержавеющая сталь или алюминий. Например, любой и/или все слои на основе нитрида кремния 3, 14, 24, обсуждаемые в настоящей работе, в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения могут (не обязательно) включать в себя примерно 0-15% алюминия, более предпочтительно, примерно 1-10% алюминия. Нитрид кремния из слоев 3, 14, 24 в определенных вариантах воплощения данного изобретения может быть осажден путем напыления мишени, состоящей из Si или SiAl, в атмосфере, содержащей газообразный аргон и азот. В определенных случаях в слоях на основе нитрида кремния также могут быть обеспечены небольшие количества кислорода.
[0022] Является предпочтительным, чтобы отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои 9 и 19 были по существу или полностью металлическими и/или проводящими и могли содержать или состоять в основном из серебра (Ag), золота или любого другого подходящего ИК-отражающего материала. ИК-отражающие слои 9 и 19 способствуют обеспечению покрытия, обладающего характеристиками низкого E и/или хорошего контроля характеристик в отношении солнечной энергии.
[0023] Выше или ниже проиллюстрированного покрытия также может быть обеспечен другой слой (слои). Таким образом, тогда как система слоев или покрытие находится «на» или «нанесено на» подложку 1 (непосредственно или опосредованно), другой слой (слои) может быть обеспечен между ними. Таким образом, например, покрытие на ФИГ.1 можно рассматривать как «находящееся на» и «нанесенное на» подложку 1, даже если между слоем 3 и подложкой 1 предусмотрен другой слой (слои). Более того, в определенных вариантах воплощения определенные слои проиллюстрированного покрытия могут быть удалены, тогда как в других вариантах воплощения данного изобретения другие слои могут быть добавлены между различными слоями, или различные слои могут быть разделены другим слоем (слоями), добавленным между разделенными участками, без отступления от общей сущности определенных вариантов воплощения данного изобретения.
[0024] Хотя в различных вариантах воплощения данного изобретения в слоях могут быть использованы различные толщины и материалы, примерные толщины и материалы для соответствующих слоев на стеклянной подложке 1 в варианте воплощения согласно ФИГ.1 являются следующими, начиная от стеклянной подложки наружу (перечислены физические толщины):
Примерные материалы/толщины; вариант воплощения согласно ФИГ.1
Слой стекла (1-10 мм толщиной)
Предпочтительный диапазон (Ǻ)
Более предпочтительный диапазон (Ǻ)
Пример (Å)
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub> (слой 3)
100-500
250-450
320
NiCr или NiCrN (слой 7)
10-30
11-20
12
Ag (слой 9)
100-170
30-70
127
NiCr или NiCrN (слой 11)
10-30
11-20
10
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub> (слой 14)
300-1400
700-1100
865
NiCr или NiCrN (слой 17)
10-30
11-20
11
Ag (слой 19)
140-225
150-215
164
NiCr или NiCrN (слой 21)
8-30
10-20
10
Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub> (слой 24)
120-360
250-340
304
ZrO<sub>2</sub> (слой 27)
25-80
25-50
35
[0025] Второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро 19, по меньшей мере, толще, чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9. В определенных предпочтительных вариантах воплощения, было обнаружено, что неожиданно выгодные результаты могут быть достигнуты, когда второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро 19, является более толстым, чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9, более предпочтительно, когда второй ИК-отражающий слой 19, по меньшей мере, на 10 ангстрем (Å) толще, более предпочтительно, по меньшей мере, на 20 ангстрем толще, чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9.
[0026] В определенных вариантах воплощения представлены покрытия, содержащие слой, состоящий из или включающий в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония 27, причем данное верхнее покрытие может быть тоньше, чем каждый из ИК-отражающих слоев 9, 19 содержащих серебро в покрытии 30. В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения каждый из ИК-отражающих слоев 9 и 19, содержащих серебро, по меньшей мере, в два раза толще, и более предпочтительно, по меньшей мере, в три раза толще, чем слой 27, состоящий из или включающий в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония.
[0027] В определенных примерных вариантах воплощения центральный слой на основе нитрида кремния 14 является более толстым, чем каждый из других слоев на основе нитрида кремния 3 и 24, предпочтительно, по меньшей мере, на 100 ангстрем, более предпочтительно на 400 ангстрем, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на 300 ангстрем. Более того, в определенных примерных вариантах воплощения каждый из слоев на основе нитрида кремния 3, 14 и 24, по меньшей мере, два раза толще, чем слой 27, включающий в себя оксид циркония, более предпочтительно, по меньшей мере, в три раза толще, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере, в четыре или в пять раз толще.
[0028] Покрытие 30 придает хорошую долговечность и предусматривает более низкое внутреннее отражение и внешнее отражение, по сравнению с одиночным покрытием на основе серебра, с низким E. Однако, значения дельта-E* обычно находятся в диапазоне 4-5. Покрытие и покрытые изделия, включающие в себя покрытие, могут быть сконструированы таким образом, чтобы они выглядели светло-синими при пропускании и отражении, но они могут становиться чуть более нейтральными после необязательной ТО.
s
[0029] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения, приведенные здесь покрытые изделия могут иметь следующие оптические и солнечные характеристики, будучи измеренными на монолите (до и/или после необязательной ТО). Поверхностные сопротивления слоев (R), приведенные в настоящей работе, принимают в расчет все ИК-отражающие слои (например, серебро слои 9, 19). Следует отметить, что понятие «до термообработки» означает отожженный, но до высокотемпературной термообработки, такой как термическая закалка, как описано в настоящей работе.
Оптические/солнечные характеристики (для монолита - до термообработки)
Характеристика
Общее значение
Более предпочтительное значение
Наиболее предпочтительное значение
R<sub>s</sub> (Ом/100 квадратных футов):
≤5,0
≤4,0
≤3,0
E<sub>n</sub>:
≤0,08
≤0,05
≤0,04
T<sub>vis</sub> (III. C 2º):
30-63%
45-60%
50-59%
Оптические/солнечные характеристики (для монолита - после термообработки)
Характеристика
Общее значение
Более предпочтительное значение
Наиболее предпочтительное значение
R<sub>s</sub> (Ом/100 квадратных футов):
≤5,0
≤4,0
≤3,0
E<sub>n</sub>:
≤0,08
≤0,05
≤0,04
T<sub>vis</sub> (III. C 2º):
30-63%
48-61%
52-60%
[0030] Из вышеприведенного видно, что термообработка (например, термическая закалка) слегка повышает пропускание видимого света покрытого изделия.
[0031] В определенных примерных ламинированных вариантах воплощения данного изобретения имеются приведенные в настоящей работе покрытые изделия, который были (не обязательно) подвергнуты термообработке, до степени, достаточной для проведения закалки, и которые были связаны с другой стеклянной подложкой, с образованием ИС-блока, и они могут иметь перечисленные выше оптические/солнечные характеристики в структуре, показанной на ФИГ.2 (например, где каждый из двух листов стекла обладают толщиной 6 мм для бесцветного стекла с зазором 16 мм между ними, заполненным смесью аргон/воздух в соотношении 90/10). Такие блоки ИС-окон в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения могут обладать пропусканием видимого света примерно 20-55%.
[0032] Следующие примеры обеспечены только для примера, и они не предназначены для ограничения, пока иное специально не заявлено.
ПРИМЕРЫ 1-3
[0033] Следующие Примеры 1-3 были созданы путем напыления покрытий на бесцветных прозрачных стеклянных подложках толщиной 6 мм, для получения приблизительных пакетов слоев, показанных на ФИГ.1, с соответствующей толщиной слоя, показанной в столбце «пример», в диаграмме, приведенной выше, в которой рассматриваются толщины слоев.
[0034] Ниже указаны оптические характеристики согласно Примерам 1-3, измеренные для монолитного покрытого изделия, как показано на ФИГ.1. Все измеренные значения в Таблице, приведенные непосредственно ниже, представляют собой данные до ТО. Следует отметить, что «f» относится к отражению от пленки, т.е., к отражению от стороны покрытого изделия с пленкой, тогда как «g» относится к отражению со стороны стекла.
Монолитное (повторная ТО)
Характеристика
Пример 1
Пример 2
Пример 3
T<sub>vis</sub> (или TY)(III. C 2º):
52,3%
54%
54,5%
a*<sub>t</sub> (III. C 2º):
2,8
-4,0
-3,6
b*<sub>t</sub> (III. C 2º):
5,2
4,6
-6,1
R<sub>f</sub>Y (III. C 2º):
10,3%
8,4%
7,1%
a*<sub>f</sub> (III. C 2º):
-10,5
-5,4
-5,1
b*<sub>f</sub> (III. C 2º):
8,5
1,8
1,9
R<sub>g</sub>Y (III. C 2º):
9,8%
8,7%
8,0%
a*<sub>g</sub> (III. C 2º):
0,3
-1,9
-1,3
b*<sub>g</sub> (III. C 2º):
5,7
-9,3
-9,4
g
g
[0035] Из вышеприведенных примеров видно, что покрытые изделия, измеренные на монолите обладают желаемым низким пропусканием видимого света, и обладают в известной степени желаемым отражением света со стороны стекла. В частности, монолитный a* (цвет a* при отражении света со стороны стекла) находился в желаемом диапазоне от примерно -1 до -5, и b* (цвет b* при отражении света со стороны стекла) находился в желаемом диапазоне от примерно -5 до -10. Более того, показатель отражения видимого света со стороны стекла (RgY) был хорош тем, что он составлял менее 10%, более предпочтительно, не более 9%. Они являются желательными характеристиками, особенно, когда покрытое изделие необходимо помещать в блок ИС-окна, как показано на ФИГ.2.
[0036] Ниже указаны оптические характеристики согласно Примерам 1-3, измеренные для монолитного покрытого изделия после термической закалки.
Монолитное (перед ТО)
Характеристика
Пример 1
Пример 2
Пример 3
T<sub>vis</sub> (или TY)(III. C 2º):
59,8%
55,6%
54,2%
a*<sub>t</sub> (III. C 2º):
-3,9
-5,3
-4,8
b*<sub>t</sub> (III. C 2º):
-5,0
-6,2
-6,6
R<sub>f</sub>Y (III. C 2º):
10,4%
6,1%
6,7%
a*<sub>f</sub> (III. C 2º):
14,8
-5,3
-6,4
b*<sub>f</sub> (III. C 2º):
8,2
-0,3
-0,6
R<sub>g</sub>Y (III. C 2º):
9,7%
9,0%
9,1%
a*<sub>g</sub> (III. C 2º):
9,6
-0,9
-0,9
b*<sub>g</sub> (III. C 2º):
3,9
-10,9
-10,2
g
g
[0037] Из вышеприведенных примеров видно, что покрытые изделия при измерении на монолите обладают желаемым низким пропусканием видимого света, и обладает безусловно желаемым цветом отраженного света от стекла. В частности, a* для монолита (цвет a* при отражении света со стороны стекла) в Примерах 2-3 находился в пределах желаемого диапазона от примерно 0 до -2, м b* (цвет b* при отражении света со стороны стекла) в Примерах 2-3 находился в пределах желаемого диапазона от примерно -8 до -12. Более того, отражающая способность со стороны стекла (RgY) была хорошо тем, что она составляла менее 10%. Эти характеристики являются желаемыми, особенно когда покрытое изделие должно быть помещено в блок ИС-окна, как показано на ФИГ.2.
[0038] Ниже указаны оптические характеристики блоков ИС-окон, включающих в себя покрытые изделия согласно Примерам 1-3, а именно, когда покрытые изделия расположены в блоках ИС-окон, как показано на ФИГ.2 (на поверхности #2 ИС-блока таким образом, чтобы значения отражающей способности со стороны поверхности стекла были показательны для отражения снаружи). Эти значения приведены для покрытого изделия, не подвергнутого ТО, используемого в ИС-боке (т.е., не подвергнутого термической закалке).
ИС-блок (не-ТО)
Характеристика
Пример 1
Пример 2
Пример 3
T<sub>vis</sub> (или TY)(III. C 2º):
41,1%
48,4%
48,4%
a*<sub>t</sub> (III. C 2°):
-4,1
-5,1
-4,6
b*<sub>t</sub> (III. C 2°):
-4,6
-4,3
-5,4
R<sub>inside</sub>Y (III. C, 2 deg.):
16,3%
14,8%
13,5%
a*<sub>inside</sub> (III. C, 2°):
7,2
4,1
4,3
b*<sub>inside</sub> (III. C, 2°):
4,3
0,7
1,5
R<sub>outside</sub>Y (III. C, 2 deg.):
12,0%
11,0%
10,0%
a*<sub>outside</sub> (III. C, 2°):
-4,4
-2,7
-2,4
[0039] Хотя изобретение было описано применительно к тому, что оно в настоящее время рассматривается в качестве практически наиболее применимого и наиболее предпочтительного варианта воплощения, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытым вариантом воплощения, а напротив, его следует рассматривать как охватывающее различные модификации и эквивалентные расположения, включенные в сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.