ПОКРЫТОЕ ИЗДЕЛИЕ С НИЗКОЭМИССИОННЫМ ПОКРЫТИЕМ, ИМЕЮЩИМ ПОГЛОЩАЮЩИЙ СЛОЙ, РАЗРАБОТАННЫЙ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ЦВЕТА ПРИ ВНЕОСЕВЫХ УГЛАХ РАССМОТРЕНИЯ
COATED ARTICLE WITH LOW-EMISSION COATING, HAVING ABSORBING LAYER DESIGNED TO NEUTRALISE COLOUR AT OFF-AXIS VIEWING ANGLES

[0001] Данное изобретение относится к покрытому изделию, включающему в себя низкоэмиссионное (от англ. low-Е) покрытие. В некоторых иллюстративных вариантах воплощения разработан поглощающий слой низкоэмиссионного покрытия, предназначенный для того, чтобы сделать это покрытие имеющим более нейтральный и/или зеленый цвет при рассмотрении под нормальными и/или определенными внеосевыми углами. В некоторых иллюстративных вариантах воплощения этот поглощающий слой является металлическим или по существу металлическим и предусмотрен между первым и вторым нитридными слоями (например, слоями на основе нитрида кремния) для снижения или предотвращения их окисления в ходе термической обработки (например, термической закалки, термического изгиба и/или термического упрочнения), тем самым позволяя добиваться предсказуемого окрашивания после термической обработки. Более того, в некоторых иллюстративных вариантах воплощения может быть необязательно предусмотрен промежуточный слой, содержащий оксид олова или тому подобное, под верхним отражающим инфракрасное излучение (ИК) слоем и, в частности, между соответствующими слоями, содержащими нитрид кремния и оксид цинка. Покрытые изделия согласно некоторым иллюстративным вариантам воплощения данного изобретения могут применяться в контексте теплоизоляционных (ТИ) оконных стеклопакетов, окон транспортных средств, других типов окон или по любому другому подходящему назначению.
Предпосылки изобретения
[0002] Покрытые изделия известны в данной области техники для применения в связанных с окнами областях, таких как теплоизоляционные (ТИ) оконные стеклопакеты, окна транспортных средств и/или им подобные. Известно, что в некоторых случаях желательна термическая обработка (например, термическая закалка, термический изгиб и/или термическое упрочнение) подобных покрытых изделий в целях закалки, изгиба или тому подобного в некоторых иллюстративных примерах.
s
[0003] В некоторых ситуациях разработчики покрытых изделий часто стремятся к сочетанию желательного пропускания в видимом диапазоне, по существу нейтрального цвета, низкой излучательной способности (или низкого коэффициента излучения) и низкого поверхностного сопротивления (R). Высокое пропускание в видимом диапазоне, например, может позволить покрытым изделиям быть более желательными в некоторых связанных с окнами областях применения, в то время как характеристики низкой излучательной способности (низкоэмиссионные) и низкого поверхностного сопротивления позволяют подобным покрытым изделиям задерживать значительные количества ИК-излучения с тем, чтобы понизить, например, нежелательное нагревание транспортного средства или внутренних помещений зданий. Однако термическая обработка покрытых изделий типично требует использования температур(ы) в по меньшей мере 580°С, более предпочтительно по меньшей мере примерно 600°С, а еще более предпочтительно по меньшей мере 620°С. Использование столь высоких температур (например, в течение 5-10 минут или более) часто вызывает разрушение покрытий, появление нежелательных значений цвета при внеосевом рассмотрении и/или вызывает значительное ухудшение одной или более из вышеуказанных желательных характеристИК-нежелательным образом.
[0004] Патентный документ США 2005/0202254, принадлежащий тому же заявителю и настоящим включенный сюда по ссылке, раскрывает покрытое изделие, имеющее следующие слои на стеклянной подложке, от этой стеклянной подложки наружу.
Слой
Стеклянная подложка
2
TiO
3
4
SiN
ZnO
Ag
x
NiCrO
2
SnO
3
4
SiN
2
SnO
ZnO
Ag
x
NiCrO
2
SnO
3
4
SiN
[0005] Хотя вышеупомянутое покрытое изделие способно подвергаться термической обработке и обладает многими желательными и хорошими характеристиками, оно все еще имеет проблемы, связанные с красноватым внеосевым окрашиванием при рассмотрении под большими внеосевыми углами. Например, см. Сравнительный Пример, обсуждаемый ниже.
[0006] Патентный документ США 2005/0196622 раскрывает покрытое изделие, включающее в себя пакет слоев из нитрида кремния, NiCr, нитрида кремния и т.д. в нижней части покрытия. Однако документ 2005/0196622 не идентифицирует какую-либо конкретную толщину слоя NiCr в качестве желательной, а также не раскрывает или не предполагает, что слой NiCr имеет какое-либо отношение к внеосевому окрашиванию. Вместо этого документ 2005/0196622 предусматривает противоположное данному изобретению, потому что в 2005/0196622 утверждается, что вариация в толщине слоя NiCr не оказывает значительного влияния на значение а* окрашивания на отражение от стеклянной стороны.
[0007] Принимая во внимание вышесказанное, для специалистов будет очевидно, что в данной области техники существует потребность в покрытом изделии с более желательным (например, менее красным и/или более зеленым) внеосевым окрашиванием.
Краткая сущность иллюстративных вариантов воплощения изобретения
[0008] Покрытое изделие, включающее в себя низкоэмиссионное покрытие. В некоторых иллюстративных вариантах воплощения разработан поглощающий слой низкоэмиссионного покрытия, предназначенный для того, чтобы сделать это покрытие имеющим более нейтральный и/или зеленый цвет при нормальных и/или определенных внеосевых углах рассмотрения. В некоторых иллюстративных вариантах воплощения металлический или по существу металлический поглощающий слой (например, NiCr) составляет от примерно 20-30 ангстрем (Å) толщиной. Неожиданно, было к удивлению обнаружено, что данная толщина поглощающего слоя обеспечивает менее красное и более нейтральное окрашивание покрытого изделия при определенных внеосевых углах рассмотрения (например, при внеосевом угле рассмотрения 45 градусов). Другими словами, было неожиданно обнаружено, что толщина поглощающего слоя в приблизительно 20-30 Å обеспечивает менее красное, более зеленое, а значит более желательное внеосевое окрашивание на отражение от стеклянной стороны покрытого изделия. Соответственно покрытое изделие не выглядит красным по цвету при рассмотрении под внеосевыми углами рассмотрения (например, при угле рассмотрения в 45 градусов), что является очень выгодным с эстетической точки зрения.
[0009] В некоторых иллюстративных вариантах воплощения этот металлический или по существу металлический поглощающий слой предусмотрен между первым и вторым нитридными слоями (например, слоями на основе нитрида кремния) для снижения или предотвращения их окисления в ходе термической обработки (например, термической закалки, термического изгиба и/или термического упрочнения), тем самым позволяя добиваться предсказуемого окрашивания после термической обработки. Покрытые изделия согласно некоторым иллюстративным вариантам воплощения данного изобретения могут применяться в контексте теплоизоляционных (ТИ) оконных стеклопакетов, окон транспортных средств, других типов окон или по любому другому подходящему назначению.
x
y
2
[0010] Кроме того, в некоторых иллюстративных вариантах воплощения под верхним отражающим инфракрасное (ИК) излучение слоем и, в частности, между соответствующими слоями, содержащими нитрид кремния и оксид цинка, может быть необязательно предусмотрен промежуточный слой, содержащий оксид олова или тому подобное. Неожиданно было обнаружено, что использование подобного содержащего оксид олова промежуточного слоя (или адгезионного слоя) приводит к значительно улучшенным термостойкости, механической стойкости (например, сопротивлению царапанию) и характеристикам матовости. Например, что касается термостойкости, было обнаружено, что использование подобного содержащего оксид олова промежуточного слоя приводит к покрытому изделию, которое способно реализовать одно или более из следующего: (а) меньший сдвиг пропускания в видимом диапазоне из-за термической обработки; (b) более высокое пропускание в видимом диапазоне после термической обработки; (с) меньший сдвиг некоторого(ых) значения(й) цвета из-за термической обработки; (d) по существу нейтральное окрашивание после термической обработки; (е) более стабильное или даже уменьшенное поверхностное сопротивление из-за термической обработки; (f) более низкое поверхностное сопротивление, а значит и более низкую излучательную способность после термической обработки; и/или (g) улучшенные характеристики матовости после термической обработки. Также было обнаружено, что предусматривание данного содержащего оксид олова промежуточного слоя также способно значительно улучшить механическую стойкость и характеристики матовости покрытого изделия по сравнению с тем, если бы этот слой не присутствовал. Эти удивительные результаты, которые в некоторых иллюстративных примерах связаны с использованием части комбинированного пакета слоев стекла …SiN/SnO/ZnO/Ag..., являются очень выгодными, так как механическая стойкость, более высокое пропускание в видимом диапазоне, более низкая излучательная способность, более низкое поверхностное сопротивление, пониженная матовость и/или улучшенная термостойкость являются типично желательными особенностями в покрытых изделиях.
[0011] В некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения предложено покрытое изделие, включающее в себя покрытие, нанесенное на стеклянную подложку, причем покрытие содержит первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, содержащие серебро, при этом 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 расположен ближе к подложке, чем второй отражающий ИК-излучение слой; по существу металлический поглощающий слой, состоящий по существу из NiCr, расположенный так, что как первый, так и второй отражающие ИК-излучение слои расположены над этим поглощающим слоем, при этом поглощающий слой помещен между и контактирующим с первым и вторым слоями, содержащими нитрид кремния; и при этом упомянутый по существу металлический поглощающий слой составляет от примерно 20-30 ангстрем (Å) толщиной, а покрытое изделие обладает значением цвета а* на отражение от стеклянной стороны от примерно +1 до -1,5 при угле рассмотрения 45 градусов относительно нормали.
[0012] В других иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения предложено покрытое изделие, включающее в себя покрытие, нанесенное на стеклянную подложку, причем покрытие содержит первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, содержащие серебро, при этом 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 расположен ближе к подложке, чем второй отражающий ИК-излучение слой; по существу металлический поглощающий слой, расположенный так, что как первый, так и второй отражающие ИК-излучение слои расположены над этим поглощающим слоем, при этом поглощающий слой помещен между и контактирующим с первым и вторым содержащими нитрид слоями; и при этом упомянутый по существу металлический поглощающий слой составляет от примерно 20-30 ангстрем (Å) толщиной.
[0013] В еще одних иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения предложено покрытое изделие, включающее в себя покрытие, нанесенное на стеклянную подложку, причем покрытие содержит первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, содержащие серебро, при этом 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 расположен ближе к подложке, чем второй отражающий ИК-излучение слой; по существу металлический поглощающий слой, расположенный так, что как первый, так и второй отражающие ИК-излучение слои расположены над этим поглощающим слоем, при этом поглощающий слой помещен между и контактирующим с первым и вторым содержащими нитрид слоями; и при этом покрытое изделие обладает значением цвета а* на отражение от стеклянной стороны от примерно +1 до -1,5 при угле рассмотрения 45 градусов относительно нормали.
[0014] В других иллюстративных вариантах воплощения предложено покрытое изделие, включающее в себя покрытие, нанесенное на стеклянную подложку, причем покрытие содержит первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, содержащие серебро, при этом 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 расположен ближе к подложке, чем второй отражающий ИК-излучение слой; поглощающий слой, расположенный так, что как первый, так и второй отражающие ИК-излучение слои расположены над этим поглощающим слоем, при этом поглощающий слой помещен между и контактирующим с первым и вторым содержащими нитрид слоями; и при этом покрытое изделие характеризуется одним или обоими из: (а) поглощающий слой составляет от примерно 20-30 ангстрем (Å) толщиной, и/или (b) покрытое изделие обладает значением цвета а* на отражение от стеклянной стороны от примерно +1 до -1,5 при угле рассмотрения 45 градусов относительно нормали. В некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения поглощающий слой может быть металлическим, нитридом металла или тому подобным.
Краткое описание чертежей
[0015] Фиг.1 представляет собой вид в поперечном сечении покрытого изделия в соответствии с иллюстративным вариантом воплощения данного изобретения.
[0016] Фиг.2 представляет собой график, иллюстрирующий преимущества внеосевого цвета при определенных толщинах иллюстративного поглощающего слоя NiCr в соответствии с некоторыми иллюстративными вариантами воплощения данного изобретения.
Подробное описание иллюстративных вариантов воплощения изобретения
[0017] Приведенные здесь покрытые изделия могут применяться в таких областях применения, как ТИ оконные стеклопакеты, окна транспортных средств, монолитные архитектурные окна, окна жилых домов и/или по любому другому подходящему назначению, которое включает одиночные или многочисленные стеклянные подложки.
[0018] В некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения покрытие включает в себя двойной серебряный пакет, хотя данное изобретение не ограничивается этим во всех случаях.
s
[0019] Например, в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения термообработанные покрытые изделия, имеющие многочисленные отражающие ИК-излучение слои (например, два отделенных друг от друга слоя на основе серебра), являются способными к реализации поверхностного сопротивления (R), меньшего чем или равного 3,0 (более предпочтительно меньшего чем или равного 2,5, даже более предпочтительно меньшего чем или равного 2,1, а наиболее предпочтительно меньшего чем или равного 2,0). В некоторых иллюстративных вариантах воплощения, после термической обработки и при измерении в монолитной форме, приведенные здесь покрытые изделия являются способными к реализации пропускания в видимом диапазоне (осв. С, 2 градуса), составляющего по меньшей мере примерно 40%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 50%. Кроме того, в некоторых иллюстративных вариантах воплощения, после термической обработки и соединения с другой стеклянной подложкой с образованием ТИ оконного стеклопакета, покрытые изделия ТИ оконных стеклопакетов согласно некоторым иллюстративным вариантам воплощения данного изобретения являются способными к реализации пропускания в видимом диапазоне, составляющего по меньшей мере примерно 40%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 50%.
[0020] Используемые 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. Данное определение включает, например, нагревание покрытого изделия в нагревательной камере или печи при температуре, составляющей по меньшей мере примерно 580°С, более предпочтительно по меньшей мере примерно 600°С, в течение достаточного периода времени для обеспечения закалки, изгиба и/или термического упрочнения. В некоторых случаях термообработку (НТ) можно проводить в течение по меньшей мере примерно 4 или 5 минут. В различных вариантах воплощения данного изобретения покрытое изделие может быть или не быть термообработанным.
3
4
3
4
[0021] Фиг.1 представляет собой боковой вид в поперечном сечении покрытого изделия согласно иллюстративному неограничительному варианту воплощения данного изобретения. Покрытое изделие включает в себя подложку 1 (например, прозрачную, зеленую, бронзовую или зеленовато-голубоватую стеклянную подложку толщиной от примерно 1,0 до 10,0 мм, более предпочтительно толщиной от примерно 1,0 мм до 3,5 мм) и низкоэмиссионное покрытие (или систему слоев) 30, предусмотренное 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 SiN, богатого Si типа для снижения матовости, или нитрида кремния любой другой подходящей стехиометрии в различных вариантах воплощения данного изобретения, металлический или по существу металлический поглощающий слой 4 (например, из NiCr или содержащий его или тому подобное), дополнительный диэлектрический слой 5 нитрида кремния, который может быть SiN, богатого Si типа для снижения матовости, или нитрида кремния любой другой подходящей стехиометрии, 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 выполненный на основе нитрида кремния и/или содержащий его слой 14, выполненный на основе оксида олова и/или содержащий 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. “Контактные” слои 7, 11, 17 и 21 каждый контактируют с по меньшей мере одним отражающим ИК-излучение слоем (например, слоем на основе Ag). Вышеупомянутые слои 3-25 составляют низкоэмиссионное (т.е. с низкой излучательной способностью) покрытие 30, которое предусмотрено на стеклянной или пластмассовой подложке 1.
[0022] В случае монолитов покрытое изделие включает в себя только одну стеклянную подложку 1, как иллюстрируется на Фиг. 1. Однако приведенные здесь монолитные покрытые изделия можно применять в таких устройствах, как ламинированные ветровые стекла транспортных средств, ТИ оконные стеклопакеты и им подобные. Что касается ТИ оконных стеклопакетов, то ТИ оконный стеклопакет может включать в себя две разделенные стеклянные подложки. Иллюстративный ТИ оконный стеклопакет проиллюстрирован и описан, например, в патентном документе США № 2004/0005467, раскрытие которого настоящим включено сюда по ссылке. Иллюстративный ТИ оконный стеклопакет может включать в себя, например, покрытую стеклянную подложку 1, показанную на Фиг. 1, присоединенную к другой стеклянной подложке посредством прокладки(ок), герметика(ов) или тому подобного с образовавшимся между ними зазором. Данный зазор между подложками в вариантах воплощения ТИ стеклопакетов может быть в некоторых случаях заполнен газом, таким как аргон (Ar). Иллюстративный ТИ стеклопакет может содержать пару разделенных прозрачных стеклянных подложек, каждая примерно 3-4 мм толщиной, одна из которых покрыта покрытием 30, приведенным здесь в некоторых иллюстративных вариантах воплощения, где 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 иллюстративных случаях покрытие 30 может быть предусмотрено на обращенной к зазору внутренней поверхности любой подложки.
[0023] Поглощающий слой 4 в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения располагается между и контактирующим с диэлектрическими слоями 3 и 5. В некоторых иллюстративных вариантах воплощения каждый из слоев 3 и 5, окружающих поглощающий слой 4, представляет собой нитридный слой и является по существу или полностью не окисленным. Это выгодно тем, что помогает предотвратить (или понизить вероятность) окисления поглощающего слоя в ходе термической обработки, тем самым лучше позволяя поглощающему слою выполнять одну из предписанных ему функций, а именно поглощения 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 в ходе термической обработки или тому подобного, то он уже не может функционировать как адекватный поглощающий слой.
x
x
[0024] В некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения поглощающий слой 4 может состоять из NiCr (любое подходящее соотношение или Ni:Cr) или содержать его. В некоторых иллюстративных вариантах воплощения желательно, чтобы поглощающий слой 4 содержал от 0-10% кислорода, более предпочтительно от 0-5% кислорода, а наиболее предпочтительно от 0-2% кислорода (атомный %). Хотя NiCr является предпочтительным материалом для поглощающего слоя 4, возможно, что вместо него можно использовать другие материалы. Например, в некоторых других иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения поглощающий слой 4 может состоять из или содержать Ni, Cr, NiCrN, CrN, ZnN или TiN. В вариантах воплощения без термической обработки для поглощающего слоя 4 можно использовать любые из вышеупомянутых материалов, а также другие материалы, такие как Ti, Zr, NiO или им подобные.
[0025] Поглощающий слой 4 низкоэмиссионного покрытия предназначен для того, чтобы сделать покрытие имеющим более нейтральный и/или зеленый цвет при нормальных и/или определенных внеосевых углах рассмотрения. В некоторых иллюстративных вариантах воплощения металлический или по существу металлический поглощающий слой (например, NiCr) 4 составляет от примерно 20-30 ангстрем (Å) толщиной. Неожиданно, как показано на Фиг. 2, было, к удивлению, обнаружено, что данная толщина поглощающего слоя 4 обеспечивает менее красное и более нейтральное окрашивание покрытого изделия при определенных внеосевых углах рассмотрения (например, при внеосевом угле рассмотрения 45 градусов). Другими словами, было неожиданно обнаружено, что приблизительная 20-30 Å толщина поглощающего слоя 4 обеспечивает менее красное, более зеленое, а значит более желательное внеосевое окрашивание на отражение от стеклянной стороны покрытого изделия. Соответственно покрытое изделие не выглядит красным по цвету при рассмотрении под внеосевыми углами (например, при угле рассмотрения 45 градусов), что является очень выгодным с эстетической точки зрения.
[0026] Фиг. 2 иллюстрирует неожиданные результаты, связанные с интервалом толщин в 20-30 Å поглощающего слоя 4, в связи с низкоэмиссионным покрытием по Фиг. 1. Как показано на Фиг. 2, если никакой поглощающий слой 4 не предусмотрен (нулевая толщина NiCr), покрытое изделие имеет нежелательное, очень красное значение а* на отражение от стеклянной стороны в 5,0 при угле внеосевого рассмотрения 45 градусов или 45 градусов относительно нормали (Rga* 45). Другими словами, если никакой поглощающий слой 4 не предусмотрен, то покрытое изделие выглядит слишком красным при рассмотрении под углом 45 градусов на отражающей стеклянной стороне. Кроме того, если поглощающий слой 4 NiCr составляет только 5 или 10 Å толщиной, то покрытое изделие все еще имеет довольно красное значение а* на отражение от стеклянной стороны в примерно 3,5 или 2,7 при угле рассмотрения 45 градусов. Соответственно из Фиг. 2 будет понятно, что толщины слоя 4 NiCr ниже примерно 18 Å вызывают нежелательное красное окрашивание при угле рассмотрения 45 градусов. Однако, как показано на Фиг. 2, когда толщина поглощающего слоя 4 NiCr составляет от примерно 20-30 Å толщиной, значение а* на отражение от стеклянной стороны является более желательным, менее красным и/или более зеленым. В частности, когда толщина поглощающего слоя 4 NiCr составляет от примерно 20-30 Å толщиной, значение а* на отражение от стеклянной стороны при угле рассмотрения 45 градусов находится в более желательном диапазоне от примерно +1 до -1,5, более предпочтительно от примерно +0,5 до -1,0, а наиболее предпочтительно от примерно 0 до -1,0 или -0,6. Кроме того, если поглощающий слой NiCr существенно тоньше, чем данный интервал, то пропускание покрытого изделия в видимом диапазоне становится нежелательно низким, а внеосевой цвет может стать слишком зеленым. Таким образом, будет понятно, что Фиг. 2 иллюстрирует неожиданные результаты по а* на внеосевое отражение от стеклянной стороны, связанные с 20-30 Å предпочтительным интервалом толщин поглощающего слоя 4. Хотя значения а* на отражение от стеклянной стороны, составляющие от примерно +1 до -1,5 при угле рассмотрения 45 градусов, являются желательными в некоторых иллюстративных примерах, в некоторых случаях приемлемым является любое отрицательное значение а* на отражение от стеклянной стороны при угле рассмотрения 45 градусов, что означает, что цвет не является красным (высокоположительные значения а* на отражение от стеклянной стороны являются нежелательными потому, что они вызывают нежелательный красный цвет).
[0027] Кроме того, Фиг.2 иллюстрирует неожиданные результаты цвета b*, связанные с 20-30 Å интервалом толщин поглощающего слоя 4. Как показано на Фиг. 2, если никакой поглощающий слой 4 не предусмотрен (нулевая толщина NiCr), покрытое изделие имеет нежелательное очень отрицательное значение b* на отражение от стеклянной стороны в -7,5 при угле внеосевого рассмотрения 45 градусов или 45 градусов относительно нормали (Rgb* 45). Однако, как показано на Фиг. 2, когда толщина поглощающего слоя 4 NiCr составляет от примерно 20-30 Å толщины, значение b* на отражение от стеклянной стороны является более желательным менее отрицательным значением от примерно 0 до -6,0, более предпочтительно от примерно -4 до -6 при угле рассмотрения 45 градусов.
[0028] В некоторых иллюстративных вариантах воплощения металлический или по существу металлический поглощающий слой 4 предусмотрен между первым и вторым нитридными слоями (например, слоями на основе нитрида кремния) 3 и 5 для понижения или предотвращения их окисления в ходе термической обработки (например, термической закалки, термического изгиба и/или термического упрочнения), тем самым позволяя добиваться предсказуемого окрашивания после термической обработки.
x
y
2
[0029] Кроме того, в некоторых иллюстративных вариантах воплощения под верхним отражающим инфракрасное (ИК) излучение слоем 19 и, в частности, между соответствующими слоями, содержащими нитрид кремния 14 и оксид цинка 17, можно предусмотреть промежуточный слой 15, содержащий оксид олова или тому подобное. Неожиданно было обнаружено, что использование подобного содержащего оксид олова промежуточного слоя (или адгезионного слоя) 15 приводит к значительно улучшенным термостойкости, механической стойкости (например, сопротивлению царапанию) и характеристикам матовости. Например, что касается термостойкости, то было обнаружено, что использование подобного содержащего оксид олова промежуточного слоя 15 приводит к покрытому изделию, которое способно реализовать одно или более из следующего: (а) меньший сдвиг пропускания в видимом диапазоне из-за термической обработки; (b) более высокое пропускание в видимом диапазоне после термической обработки; (с) меньший сдвиг некоторого(ых) значения(й) цвета из-за термической обработки; (d) по существу нейтральное окрашивание после термической обработки; (е) более стабильное или даже уменьшенное поверхностное сопротивление из-за термической обработки; (f) более низкое поверхностное сопротивление, а значит более низкую излучательную способность после термической обработки; и/или (g) улучшенные характеристики матовости после термической обработки. Также было обнаружено, что предусматривание данного содержащего оксид олова промежуточного слоя 15 также способно значительно улучшить механическую стойкость и характеристики матовости покрытого изделия по сравнению с тем, если бы этот слой не присутствовал. Эти удивительные результаты, которые в некоторых иллюстративных примерах связаны с использованием части комбинированного пакета слоев стекла …SiN/SnO/ZnO/Ag…, являются очень выгодными, так как механическая стойкость, более высокое пропускание в видимом диапазоне, более низкая излучательная способность, более низкое поверхностное сопротивление, пониженная матовость и/или улучшенная термостойкость являются типично желательными особенностями в покрытых изделиях.
3
4
x
y
s
x
y
[0030] Диэлектрические слои 3, 5 и 14 могут состоять из нитрида кремния или содержать его в некоторых вариантах воплощения данного изобретения. Слои 3, 5 и 14 нитрида кремния могут, помимо прочего, улучшать термообрабатываемость покрытых изделий, например, такую как термическая закалка или тому подобное. Нитрид кремния слоев 3, 5 и/или 14 может быть стехиометрического типа (т.е. SiN) или, альтернативно, богатого кремнием (Si) типа в других вариантах воплощения данного изобретения. Например, богатый Si нитрид кремния 3 (и/или 5, 14), скомбинированный с оксидом цинка и/или оксидом олова под отражающим ИК-излучение слоем на основе серебра, может позволить осаждать серебро (например, посредством распыления или тому подобного) таким образом, который вызывает уменьшение его поверхностного сопротивления по сравнению с тем, если бы под серебром был некоторый другой материал (материалы). Кроме того, присутствие свободного Si в содержащем богатый Si нитрид кремния слое 3 (5 и/или 14) может позволить более эффективно задержать определенные атомы, такие как натрий (Na), которые в ходе НТ мигрируют из стекла 1 наружу, посредством этого содержащего богатый Si нитрид кремния слоя до того, как они смогут достичь серебра и повредить его. Таким образом, полагают, что богатый Si SiN может снизить степень повреждения, наносимого серебряному слою (слоям) в ходе НТ в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения, что позволяет поверхностному сопротивлению (R) уменьшаться или оставаться примерно таким же удовлетворительным образом. Кроме того, полагают, что богатый Si SiN в слое 3 и/или 5 может понизить степень повреждения (например, окисления), наносимого поглощающему слою 4 в ходе НТ в некоторых иллюстративных необязательных вариантах воплощения данного изобретения.
x
y
x
y
x
y
x
y
x
y
x
y
x
y
[0031] В некоторых иллюстративных вариантах воплощения, когда в слое 3, 5 и/или 14 использован богатый Si нитрид кремния, такой слой богатого Si нитрида кремния в осажденном состоянии может характеризоваться как слой(и) SiN, где х/у 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 иллюстративных вариантах воплощения до и/или после НТ слой(и) богатого Si SiN могут обладать показателем преломления “n”, составляющим по меньшей мере 2,05, предпочтительно по меньшей мере 2,07, а иногда по меньшей мере 2,10 (например, 632 нм) (примечание: стехиометрический SiN, который также можно применять, обладает показателем “n” 2,02-2,04). В некоторых иллюстративных вариантах воплощения было, к удивлению, обнаружено, что улучшенная термостойкость является особенно реализуемой, когда слой(и) богатого Si SiN в осажденном состоянии обладает(ют) показателем преломления “n”, составляющим по меньшей мере 2,10, более предпочтительно по меньшей мере 2,20, а наиболее предпочтительно от 2,2 до 2,4. Также слой богатого Si SiN в некоторых иллюстративных вариантах воплощения может обладать коэффициентом экстинкции (ослабления) “k”, составляющим по меньшей мере 0,001, более предпочтительно по меньшей мере 0,003 (примечание: стехиометрический SiN обладает коэффициентом экстинкции “k”, фактически равным 0). Опять же, в некоторых иллюстративных вариантах воплощения было, к удивлению, обнаружено, что улучшенную термостойкость можно реализовать, когда “k” для слоя(ев) богатого Si SiN составляет от 0,001 до 0,05 в осажденном состоянии (550 нм). Отмечается, что n и k имеют тенденцию понижаться из-за термической обработки.
[0032] Любой или все из обсуждавшихся здесь слоев нитрида кремния может (могут) быть легирован другими материалами, такими как нержавеющая сталь или алюминий, в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения. Например, в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения любой или все обсуждавшиеся здесь слои нитрида кремния может(могут) необязательно содержать от примерно 0-15% алюминия, более предпочтительно от примерно 0 до 10% алюминия. Нитрид кремния в некоторых вариантах воплощения данного изобретения может быть осажден посредством распыления мишени из Si или SiAl. Также в некоторых случаях в слоях нитрида кремния можно предусмотреть кислород.
[0033] 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 помогают сделать покрытие имеющим низкую излучательную способность и/или хорошие характеристики регулирования инсоляции. В некоторых вариантах воплощения данного изобретения отражающие ИК-излучение слои, однако, могут быть слегка окисленными.
x
x
x
x
[0034] Верхние контактные слои 11 и 21 в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения могут представлять собой или содержать оксид никеля (Ni), оксид хрома (Cr) или оксид сплава никеля, такой как оксид никеля-хрома (NiCrO), или другой(ие) подходящий(ие) материал(ы). Использование, например, NiCrO в данных слоях (11 и/или 21) позволяет улучшить долговечность. NiCrO слоев 11 и/или 21 может быть полностью окисленным в некоторых вариантах воплощения данного изобретения (т.е. полностью стехиометрическим) или, альтернативно, может быть только частично окисленным. В некоторых случаях слои 11 и/или 21 NiCrO могут быть окисленными по меньшей мере на примерно 50%. В различных вариантах воплощения данного изобретения контактные слои 11 и/или 21 (например, из оксида Ni и/или Cr или содержащие 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 так, чтобы быть менее окисленным на контактной поверхности раздела с непосредственно прилегающим отражающим ИК-излучение слоем, чем на части контактного(ых) слоя(ев) дальше и/или на большем/наибольшем расстоянии от непосредственно прилегающего отражающего ИК-излучение слоя. Описания различных типов градиентных по окислению контактных слоев приведены в патенте США № 6576349, раскрытие которого настоящим включено сюда по ссылке. Контактные слои 11 и/или 21 (например, из оксида Ni и/или Cr или содержащие его) могут быть или не быть непрерывными (сплошными) в различных вариантах воплощения данного изобретения по всему отражающему ИК-излучение слою.
[0035] Диэлектрический слой 13 может быть из оксида олова или содержать его в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения. Однако, как и в случае других приведенных здесь слоев, в различных случаях могут быть использованы и другие материалы.
x
[0036] Нижние контактные слои 7 и/или 17 в некоторых вариантах воплощения данного изобретения состоят из оксида цинка (например, ZnO) или содержат его. Оксид цинка слоев 7 и 17 может также содержать другие материалы, такие как Al (например, с образованием ZnAlO). Например, в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения один или более 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 примерно 1-4% Al.
[0037] Промежуточный слой 15, состоящий из оксида олова или содержащий его, предусмотрен под отражающим ИК-излучение слоем 19 так, чтобы располагаться между слоем 14 нитрида кремния и слоем 17 оксида цинка. К удивлению, как объяснено выше, было обнаружено, что использование подобного содержащего оксид олова промежуточного слоя 15 приводит к многочисленным улучшениям по сравнению с ситуацией, где этот слой не предусмотрен. Например, было обнаружено, что использование подобного содержащего оксид олова промежуточного слоя 15 приводит к покрытому изделию, которое способно к реализации: (а) меньшего сдвига пропускания в видимом диапазоне из-за термической обработки; (b) более высокого пропускания в видимом диапазоне после термической обработкой; (с) меньшего сдвига некоторого(ых) значения(ий) цвета из-за термической обработки; (d) по существу нейтрального окрашивания после термической обработки; (е) более стабильного или даже уменьшенного поверхностного сопротивления из-за термической обработки; (f) более низкого поверхностного сопротивления, а значит более низкой излучательной способности после термической обработки; (g) улучшенных характеристИК-матовости после термической обработки; и/или (h) улучшенной механической стойкости, такой как сопротивление царапанию, до и/или после термической обработки. Таким образом, в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения покрытые изделия могут быть доведены до более высоких температур в ходе термической обработки и/или в течение более длительного периода времени без допущения нежелательных значительных падений пропускания и/или увеличений поверхностного сопротивления. В некоторых альтернативных вариантах воплощения возможно легировать оксид олова слоя 15 другими материалами, такими как Al, Zn или им подобные. Альтернативно, в некоторых случаях для слоя 15 можно использовать оксид(ы) других металлов.
3
4
[0038] Диэлектрический слой 23 может состоять из оксида олова или содержать его в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения. Однако слой 23 является необязательным и не должен быть предусмотрен в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения. Диэлектрический слой 25, который может представлять собой внешнее покрытие в некоторых иллюстративных случаях, может состоять из нитрида кремния (например, SiN) или содержать его или любой другой подходящий материал в некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения. Необязательно, над слоем 25 могут быть предусмотрены другие слои. Слой 25 предусмотрен с целью обеспечения долговечности и защиты нижележащих слоев в ходе термической обработки и/или применения в окружающей среде. В некоторых иллюстративных вариантах воплощения слой 25 может обладать показателем преломления (n) от примерно 1,9 до 2,2, более предпочтительно от примерно 1,95 до 2,05.
[0039] Под или над проиллюстрированным покрытием могут быть также предусмотрены другой(ие) слой(и). Таким образом, хотя система слоев или покрытие находится “на” подложке 1 или “нанесена на” подложку 1 (непосредственно или опосредованно), между ними могут быть предусмотрены другой(ие) слой(и). Таким образом, например, покрытие по Фиг. 1 можно считать находящимся “на” подложке 1 или “нанесенным на” нее, даже если между слоем 3 и подложкой 1 предусмотрены другой(ие) слой(и). Кроме того, в некоторых вариантах воплощения некоторые слои проиллюстрированного покрытия можно удалить, в то время другие можно добавить между различными слоями, или же различные слои можно разделить другим(и) слоем(ями), добавленным(и) между разделенными участками, в других вариантах воплощения данного изобретения без отклонения от общей сущности некоторых вариантов воплощения данного изобретения.
[0040] В то время как в слоях в различных вариантах воплощения данного изобретения можно использовать различные толщины и материалы, иллюстративные толщины и материалы для соответствующих слоев на стеклянной подложке в варианте воплощения по Фиг. 1 являются следующими, от стеклянной подложки наружу:
Иллюстративные материалы/толщины; вариант воплощения по Фиг.1
Слой
Предпочтительный интервал (Å)
Более предпочтительный (Å)
Иллюстративный (Å)
Стекло (1-10 мм толщиной)
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub> (слой 3)
40-250 Å
50-200 Å
124 Å
NiCr (слой 4)
15-40 Å
20-30 Å
25 Å
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub> (слой 5)
40-450 Å
70-300 Å
200 Å
ZnO<sub>x</sub> (слой 7)
10-300 Å
40-150 Å
110 Å
Ag (слой 9)
50-250 Å
80-120 Å
119 Å
NiCrO<sub>x</sub> (слой 11)
10-100 Å
12-40 Å
30 Å
SnO<sub>2</sub> (слой 13)
0-1000 Å
200-700 Å
442 Å
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub> (слой 14)
50-450 Å
80-200 Å
125 Å
SnO<sub>2</sub> (слой 15)
30-250 Å
50-200 Å
100 Å
ZnO<sub>x</sub> (слой 17)
10-300 Å
40-150 Å
100 Å
Ag (слой 19)
50-250 Å
80-220 Å
155 Å
NiCrO<sub>x</sub>(слой 21)
10-100 Å
20-45 Å
30 Å
SnO<sub>2</sub> (слой 23)
0-750 Å
40-200 Å
70 Å
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub> (слой 25)
0-750 Å
80-320 Å
302 Å
s
[0041] В некоторых иллюстративных вариантах воплощения данного изобретения приведенные здесь покрытые изделия могут обладать следующими оптическими и солнечными характеристиками, изложенными в Таблице 2, при измерении монолитно (до любой необязательной НТ). Поверхностные сопротивления (R) здесь учитывают все отражающие ИК-излучение слои (например, слои 9, 19 серебра).
Оптические/солнечные характеристики (монолитный; перед НТ)
Характеристика
Общая
Более предпочтительная
Наиболее предпочтительная
R<sub>s</sub> (Ом/кв.)
<= 5,0
<= 4,0
<= 3,0
E<sub>n</sub>:
<= 0,07
<= 0,04
<= 0,03
T<sub>вид. </sub>(осв. C 2°)
>= 40%
>= 45%
>= 50%
[0042] В некоторых иллюстративных вариантах воплощения приведенные здесь покрытые изделия могут обладать следующими характеристиками, измеренными монолитно, например, после термической обработки (НТ):
Оптические/солнечные характеристики (монолитный; после НТ)
Характеристика
Общая
Более предпочтительная
Наиболее предпочтительная
R<sub>s</sub> (Ом/кв.):
<= 3,0
<= 2,5
<= 2,1 (или <= 2,0)
E<sub>n</sub>:
<= 0,07
<= 0,04
<= 0,03
T<sub>вид.</sub>(осв. C 2°):
>= 40%
>= 45%
>= 50%
Матовость на прохождение:
<= 0,6
<= 0,5
<= 0,4
[0043] Кроме того, в некоторых иллюстративных ламинированных вариантах воплощения данного изобретения приведенные здесь покрытые изделия, которые были необязательно термообработаны до степени, достаточной для закалки, и которые присоединены к другой стеклянной подложке с образованием ТИ стеклопакета, могут обладать следующими оптическими/солнечными характеристиками ТИ стеклопакета.
Иллюстративные оптические особенности (ТИ стеклопакет или монолит перед или после НТ)
Характеристика
Общая
Более предпочтительная
T<sub>вид. </sub>(или TY) (осв. C 2°):
>= 40%
>= 50%
a*<sub>t</sub> (осв. C 2°):
от -6 до +1,0
от -5 до 0,0
b*<sub>t</sub> (осв. C 2°):
от -2,0 до +8,0
от 0,0 до 7,0
L* (осв. C 2°):
80-95
84-95
R<sub>f</sub>Y (осв. C 2°):
от 1 до 13%
от 1 до 12%
a*<sub>f</sub> (осв. C 2°):
от -15,0 до +2,0
от -14,0 до +0,5
b*<sub>f</sub> (осв. C 2°):
от -10,0 до +10,0
от -6,0 до +3,5
L* (осв. C 2°):
30-45
33-41
R<sub>g</sub>Y (осв. C 2°):
от 1 до 14%
от 1 до 13%
a*<sub>g</sub> (осв. C 2°):
от -3,0 до +2,0
от -2,0 до +1,5
b*<sub>g</sub> (осв. C 2°):
от -10,0 до +10,0
от -5,0 до 0
L* (осв. C 2°):
30-40
33-38
SHGC (поверхность 2)
<= 0,42
<= 0,38
SHGC (поверхность 3)
<= 0,47
<= 0,45
[0044] Следующие примеры приведены только в целях примера и не предназначены для ограничения до тех пор, пока конкретно не утверждается.
ПРИМЕРЫ
[0045] Следующий Пример 1 провели посредством распыления на прозрачные стеклянные подложки толщиной 6 мм так, чтобы иметь приблизительно тот набор слоев, который изложен ниже. Пример 1 находится в соответствии с иллюстративными вариантами воплощения данного изобретения, как показано на Фиг. 1, в то время как смоделированный Сравнительный Пример (СП) не имеет поглощающего слоя 4 NiCr и приведен в целях сравнения. Пример 1 имел приблизительно следующий набор слоев, где толщины представлены в единицах ангстрем (Å).
Слой
Толщина (Å)
Стекло (6 мм толщиной)
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub> (слой 3)
124 Å
NiCr (слой 4)
25 Å
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub> (слой 5)
200 Å
ZnO<sub>x</sub> (слой 7)
110 Å
Ag (слой 9)
119 Å
NiCrO<sub>x</sub> (слой 11)
30 Å
SnO<sub>2</sub> (слой 13)
442 Å
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub> (слой 14)
125 Å
SnO<sub>2</sub> (слой 15)
100 Å
ZnO<sub>x</sub> (слой 17)
100 Å
Ag (слой 19)
155 Å
NiCrO<sub>x</sub> (слой 21)
30 Å
SnO<sub>2</sub> (слой 23)
70 Å
Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub> (слой 25)
302 Å
[0046] Сравнительный Пример (СП) был по существу таким же, как Примеры 1 и 2, за исключением того, что поглощающий слой 4 не присутствовал в СП. Пример 1 был термообработан для закалки и имел следующие характеристики, измеренные монолитно.
Характеристики
Пример 1 (НТ)
T<sub>виз. </sub>(или TY) (осв. C 2°):
59%
a*<sub>t</sub> (осв. C 2°):
-4,47
b*<sub>t</sub> (осв. C 2°):
0,58
R<sub>f</sub>Y (осв. C 2°):
11,63%
a*<sub>f</sub> (осв. C 2°):
-10,59
b*<sub>f</sub> (осв. C 2°):
-1,58
R<sub>g</sub>Y (осв. C 2°):
12,62%
a*<sub>g</sub> (осв. C 2°):
-0,79
b*<sub>g</sub> (осв. C 2°):
-2,81
Rga* (45°):
-1,50
Rgb* (45°):
-2,92
R<sub>s</sub> (Ом/квадрат):
1,29
[0047] Сравнительный Пример (СП) был по существу таким же, как Пример 1, но не имел слоя 4 NiCr. В отличие от значения Rga* (45°) в -1,50 из Примера 1, СП имел значение Rga* (45°) в +5, которое является очень красноватым. Таким образом, будет понятно, что слой 4 NiCr из Примера 1 при толщине приблизительно 25 ангстрем делает покрытое изделие имеющим намного лучший цвет при угле рассмотрения 45 градусов, чем СП без слоя 4 NiCr.
[0048] Хотя изобретение было описано в связи с тем, что в настоящее время считается наиболее практичным и предпочтительным вариантом воплощения, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться раскрытым вариантом воплощения, а наоборот, предназначено охватывать различные модификации и эквивалентные компоновки, входящие в рамки сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.