БАРЬЕР ИЗ СПЛАВА НИОБИЙ-НИКЕЛЬ-ТИТАН ДЛЯ ПОКРЫТИЙ С НИЗКОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ
NIOBIUM-NICKEL-TITANIUM ALLOY BARRIER FOR COATINGS WITH LOW EMISSIVITY

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Это частично продолжающая заявка американской патентной заявки № 13/797504, поданной 12 марта 2013 г., которая включена сюда посредством ссылки для всех целей.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящее изобретение в целом относится к пленкам, обеспечивающим высокую пропускную способность и низкую излучательную способность, и более конкретно к таким пленкам, осажденным на прозрачных подложках.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Стекла, управляющие пропусканием солнечного света, обычно используются в таких приложениях, как стеклянные окна зданий и окна транспортных средств, обычно предлагая высокий коэффициент пропускания видимого света и низкую излучательную способность. Высокий коэффициент пропускания видимого света может позволять большему количеству солнечного света проходить через стеклянные окна, являясь таким образом желательным во многих оконных приложениях. Низкая излучательная способность может блокировать инфракрасное (ИК) излучение для уменьшения нежелательного нагрева помещения.
[0004] В стеклах с низкой излучательной способностью ИК-излучение главным образом отражается с минимальным поглощением и испусканием, уменьшая таким образом теплоперенос к и от поверхности с низкой излучательной способностью. Панели с низкой излучательной способностью или низкоэмиссионные панели часто формируются путем осаждения отражающего слоя (например, серебра) на подложку, такую как стекло. Общее качество отражающего слоя, например, в отношении текстурирования и кристаллографической ориентации, важно для достижения желаемых характеристик, таких как высокий коэффициент пропускания видимого света и низкая излучательная способность (т.е. высокое теплоотражение). Для того чтобы обеспечить адгезию, а также защиту, и под, и над отражающим слоем обычно формируют несколько других слоев. Эти различные слои обычно включают слои диэлектрика, такого как нитрид кремния, оксид олова и оксид цинка, чтобы обеспечить барьер между пакетом и подложкой и между пакетом и окружающей средой, а также действовать в качестве оптических наполнителей, и функционируют в качестве слоев просветляющего покрытия для улучшения оптических характеристик панели.
[0005] Одним известным способом достижения низкой излучательной способности является формирование относительно толстого слоя серебра. Однако, поскольку толщина слоя серебра увеличивается, коэффициент пропускания видимого света отражающего слоя уменьшается, как и производительность производства, в то время как общие производственные затраты увеличиваются. Следовательно, желательно формировать слой серебра насколько возможно тонким, обеспечивая при этом излучательную способность, которая подходит для низкоэмиссионных приложений.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В некоторых вариантах осуществления для использования в покрытиях с низкой излучательной способностью предлагаются барьерные структуры и способы формирования барьерных структур для отражающего инфракрасное излучение слоя. Эти барьерные структуры могут включать тройной сплав титана, никеля и ниобия. Процентное содержание титана может составлять от 5 до 15 мас.%. Процентное содержание никеля может составлять от 30 до 50 мас.%. Процентное содержание ниобия может составлять от 40 до 60 мас.%.
[0007] В некоторых вариантах осуществления для использования в покрытиях с низкой излучательной способностью предлагаются барьерные структуры и способы формирования барьерных структур для отражающего инфракрасное излучение слоя. Эти барьерные структуры могут включать тройной сплав никеля, титана и ниобия. Процентное содержание никеля может составлять от 5 до 15 мас.%. Процентное содержание титана может составлять от 30 до 50 мас.%. Процентное содержание ниобия может составлять от 40 до 60 мас.%.
[0008] В некоторых вариантах осуществления отражающий инфракрасное излучение слой формируется на нижележащем слое, таком как антибликовый (антиотражающий) слой или зародышевый слой. Этот нижележащий слой может включать материалы из оксида металла, такого как оксид цинка, легированный оксид цинка, оксид олова, легированный оксид олова или оксидный сплав цинка и олова.
[0009] В некоторых вариантах осуществления барьерные структуры могут быть оптимизированы как по их оптическим, так и по механическим свойствам, включая низкое поглощение видимого света, высокий коэффициент пропускания видимого света, сильное отражение инфракрасного света, а также высокие механическую стойкость и адгезионные характеристики. Например, высокое содержание никеля и ниобия может улучшить стойкость слоев покрытия, например, за счет упрочнения границы раздела со слоем серебра. Тройной сплав может показать лучшую общую эффективность по сравнению с двойными сплавами никеля и с другими диапазонами состава тройных сплавов никеля.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] Для того, чтобы облегчить понимание, для обозначения идентичных элементов везде, где это возможно, использованы идентичные ссылочные обозначения. Чертежи выполнены не в масштабе, и относительные размеры различных элементов на чертежах изображены схематично и не обязательно в масштабе.
[0011] Методики настоящего изобретения могут быть легко поняты при рассмотрении следующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, на которых:
[0012] Фиг. 1A иллюстрирует примерное тонкопленочное покрытие в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
[0013] Фиг. 1B иллюстрирует низкоэмиссионную прозрачную панель 105 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
[0014] Фиг. 2A - 2B иллюстрируют системы нанесение покрытия физическим осаждением из паровой фазы (ФОГФ) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
[0015] Фиг. 3 иллюстрирует примерную поточную систему осаждения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
[0016] Фиг. 4 иллюстрирует зависимость удельного поверхностного сопротивления низкоэмиссионного пакета, имеющего различные материалы барьера, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
[0017] Фиг. 5 иллюстрирует схему технологического процесса напыления слоев покрытия в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
[0018] Фиг. 6 иллюстрирует схему технологического процесса напыления слоев покрытия в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
[0019] Фиг. 7 показывает таблицу данных, относящихся к эффективности различных материалов в качестве барьерных слоев.
[0020] Фиг. 8 иллюстрирует схему технологического процесса напыления слоев покрытия в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0021] Далее приводится подробное описание одного или более вариантов осуществления вместе с сопроводительными фигурами. Это подробное описание приводится в связи с такими вариантами осуществления, но не ограничивается каким-либо конкретным примером. Объем ограничен только формулой изобретения, и охвачены многочисленные альтернативы, модификации и эквиваленты. В последующем описании для обеспечения полного понимания изложены многочисленные конкретные детали. Эти детали приводятся с целью примера, и описанные методики могут быть осуществлены на практике в соответствии с формулой изобретения без некоторых или без всех этих конкретных деталей. Для ясности описания тот технический материал, который известен в технических областях, относящихся к вариантам осуществления, не описывается подробно, чтобы избежать излишнего усложнения описания.
[0022] В некоторых вариантах осуществления раскрываются способы и устройства для изготовления панелей с покрытием. Панели с покрытием могут включать сформированные на них слои покрытия, такие как тонкий отражающий инфракрасное излучение слой с низким удельным сопротивлением, имеющий проводящий материал, такой как серебро. Отражающий инфракрасное излучение слой может включать проводящий материал, с процентом коэффициента отражения, пропорциональным удельной проводимости. Таким образом, металлический слой, например, серебро, может использоваться в качестве отражающего инфракрасное излучение слоя в покрытиях с низкой излучательной способностью (коэффициентом излучения). Для поддержания удельной проводимости отражающего инфракрасное излучение слоя, например, слоя серебра, например, против окисления от осаждения последующих слоев или от последующего высокотемпературного отжига, на слое серебра может быть сформирован барьерный слой.
[0023] В некоторых вариантах осуществления раскрываются способы и устройства для изготовления панелей с покрытием с низкой излучательной способностью, которые включают осаждение барьерного слоя на проводящем слое, таком как серебро, в таких условиях, чтобы удельное сопротивление серебра, а, следовательно, излучательная способность панелей с покрытием, были оптимальными. Например, слой серебра с низким сопротивлением или панель с низкой излучательной способностью могут быть получены путем защиты барьерным слоем, включающим в себя сплав титана, ниобия и никеля.
[0024] Титан может использоваться в качестве барьера для серебра в покрытиях с низкой излучательной способностью частично благодаря его высокому сродству к кислороду, т.е. притяжению кислорода, которое предотвращает окисление слоя серебра. Покрытия с низкой излучательной способностью, использующие титановый барьер, могут обладать превосходным коэффициентом пропускания видимого света вместе с минимальным коэффициентом отражения инфракрасного света. Однако покрытия с низкой излучательной способностью, использующие титановый барьер, могут обладать плохой механической стойкостью, вероятно благодаря плохой адгезии со слоем серебра.
[0025] Для модифицирования характеристик барьера к титановому барьерному слою может быть добавлен никель. В общем, сплавы титан-никель могут улучшать коррозионную стойкость к кислотным или щелочным растворам, вместе с обеспечением защиты во время высокотемпературного окисления. Сообщалось, что никельсодержащие сплавы обладают достаточной адгезией к ИК-отражающему слою, приводя к улучшенной общей химической и механической стойкости.
[0026] В некоторых вариантах осуществления были оценены различные сплавы никеля, включая двойные сплавы никеля (например, никель-хром и никель-титан), и тройные сплавы никеля (например, никель-титан-ниобий). Как правило, различные двойные сплавы никеля могут демонстрировать различную эффективность при различных требованиях. Например, никель-титан может обеспечить незначительное улучшение светопроницаемости с минимальным улучшением механической стойкости. Большее содержание никеля в сплаве титан-никель может немного улучшить адгезию с серебром. Например, 80 мас.% никеля в сплавах титан-никель могут показать лучшую адгезию, чем сплавы титан-никель, имеющие 50 мас.% никеля. Напротив, никель-хром может обеспечить значительное улучшение механической стойкости, но с худшими характеристиками в оптических свойствах.
[0027] В некоторых вариантах осуществления тройные сплавы никеля, титана и ниобия могут демонстрировать лучшую общую эффективность, например, лучшую механическую стойкость по сравнению с титаном, с улучшенной адгезией к слою серебра. Тройные сплавы никеля, титана и ниобия также могут обеспечивать подобное или небольшое улучшение оптических свойств, например, уменьшение излучательной способности и поглощения вместе с увеличением коэффициента пропускания света. Например, данные измерения сопротивления указывают, что тройные сплавы обеспечивают лучшую барьерную защиту, чем титановые и двойные сплавы, например, NiTi или NiCr.
[0028] Похоже, что в литературе предполагают, что ниобий в сплавах титана может сегрегироваться на границе раздела, что может быть полезным для улучшения адгезии серебра. Однако не все тройные сплавы титана, никеля и ниобия могут демонстрировать хорошие оптические, электрические и механические характеристики.
[0029] В некоторых вариантах осуществления раскрываются тройные сплавы титана, никеля и ниобия с различными диапазонами состава, которые могут обеспечить превосходную общую эффективность, включая хорошие оптические свойства вместе с хорошими механическими свойствами. Например, для улучшения механической стойкости, без воздействия на оптические или электрические свойства, может использоваться высокое процентное содержание ниобия, например, между 40 и 80 мас.%. Аналогичным образом для улучшения механической стойкости, без воздействия на оптические или электрические свойства, может использоваться относительно высокое процентное содержание никеля, например, выше чем титана, но ниже, чем ниобия, такое как от 30 до 50 мас.%. Процентное содержание титана может быть низким, например, от 5 до 15 мас.%, чтобы обеспечить желаемые оптические свойства. В качестве примера, тройной сплав, имеющий 50 мас.% ниобия, 40 мас.% никеля и 10 мас.% титана, может демонстрировать лучшую общую эффективность по сравнению с титановыми сплавами и сплавами титан-никель.
[0030] В некоторых вариантах осуществления раскрываются тройные сплавы титана, никеля и ниобия с различными диапазонами состава, которые могут обеспечить, например, желаемые (то есть относительно низкие) поглощение, сопротивление и излучательную способность. Эти сплавы могут включать высокое процентное содержание ниобия, например, между 40 и 60 мас.%, для улучшения механической стойкости, без воздействия на оптические или электрические свойства. Может использоваться относительно высокое процентное содержание титана, например, выше чем никеля, но ниже чем ниобия, такое как от 30 до 50 мас.%. Процентное содержание никеля может быть низким, например, от 5 до 15 мас.%. Например, тройной сплав может включать 50 мас.% ниобия, 40 мас.% титана и 10 мас.% никеля.
[0031] В некоторых вариантах осуществления барьерный слой может включать тройные оксидные сплавы титана, никеля и ниобия. Барьер из оксидного сплава может быть стехиометрическим оксидом, например, содержащим достаточно кислорода для окисления тройного сплава. Барьер из оксидного сплава может быть субоксидным сплавом, например, количество атомов кислорода в оксидном сплаве может быть меньше, чем стехиометрическое отношение.
[0032] Барьерный слой может улучшать панели с покрытием с низкой излучательной способностью, например, путем уменьшения поглощения в видимой области, например, обеспечивая высокое пропускание видимого света, минимизируя или полностью блокируя возможность реакций с Ag, что может предотвратить ухудшение цвета системы с покрытием, приводя к нейтральному цвету панелей и улучшая адгезию между Ag и верхним барьерным слоем.
[0033] В некоторых вариантах осуществления раскрываются способы и устройства для изготовления панелей с низкой излучательной способностью, которые включают тонкий отражающий инфракрасное излучение слой с низким удельным сопротивлением, включающий в себя проводящий материал, такой как серебро, золото или медь. Этот тонкий слой серебра может быть тоньше 15 нм, например, 7 или 8 нм. Слой серебра может иметь низкую шероховатость, и предпочтительно осаждается на зародышевом слое, также имеющем низкую шероховатость. Панели с низкой излучательной способностью могут иметь улучшенное общее качество отражающего инфракрасное излучение слоя в отношении удельной проводимости, физической шероховатости и толщины. Например, способы позволяют обеспечить улучшенную удельную проводимость отражающего слоя, так что толщина отражающего слоя может быть уменьшена при одновременном обеспечении желаемой низкой излучательной способности.
[0034] Как правило, отражающий слой предпочтительно имеет низкое поверхностное сопротивление, поскольку низкое поверхностное сопротивление связано с низкой излучательной способностью. Кроме того, отражающий слой предпочтительно является тонким для обеспечения высокую светопроницаемость в видимой области. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления раскрываются способы и устройства для осаждения тонкого и сильнопроводящего отражающего слоя, обеспечивающего слой покрытия с высоким коэффициентом пропускания видимого света и низкой излучательной способностью в инфракрасной области. Эти способы могут также максимизировать объем производства, производительность и эффективность производственного процесса, используемого для формирования панелей с низкой излучательной способностью.
[0035] В некоторых вариантах осуществления раскрываются улучшенные прозрачные панели с покрытием, такие как стекло с покрытием, которое имеет приемлемые светопроницаемость в видимой области и ИК-отражение. Также раскрываются способы производства этих улучшенных прозрачных панелей с покрытием, которые содержат конкретные слои в пакете покрытия.
[0036] Эти прозрачные панели с покрытием могут включать стеклянную подложку или любые другие прозрачные подложки, такие как подложки, выполненные из органических полимеров. Прозрачные панели с покрытием могут использоваться в оконных приложениях, таких как окна для транспортных средств и для зданий, стеклянные крыши или стеклянные двери, как в монолитном остеклении, так и в многослойном остеклении с или без пластмассового промежуточного слоя или заполненного газом герметичного промежуточного пространства.
[0037] Фиг. 1A иллюстрирует примерное тонкопленочное покрытие в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Барьерный слой 115 располагается на отражающем инфракрасное излучение слое 113, таком как слой серебра, который располагается на подложке 110, с образованием прозрачной панели 100 с покрытием, которая имеет высокую светопроницаемость в видимой области и низкое ИК-излучение.
[0038] Слой 115 может осажден напылением с использованием различных процессов и оборудования, например, мишени могут распыляться постоянным током (DC), импульсным постоянным током, переменным током (AC), радиочастотой (РЧ) или с помощью любых других подходящих условий. В некоторых вариантах осуществления раскрываются способы физического осаждения покрытия из паровой фазы для осаждения слоя 115 с минимальным воздействием на отражающий инфракрасное излучение слой 113.
[0039] Отражающий инфракрасное излучение слой может включать проводящий материал с процентом коэффициента отражения, пропорциональным удельной проводимости. Обычно в качестве отражающих инфракрасное излучение слоев используются металлы, причем серебро обеспечивает коэффициент отражения от 95 до 99%, а золото 98-99% в инфракрасной области. Таким образом, металлический слой, например, серебро, может использоваться в качестве отражающего инфракрасное излучение слоя в покрытиях с низкой излучательной способностью. Осаждение слоя серебра может быть оптимизировано с получением высокой удельной проводимости, например, путем минимизации примесей в слое серебра.
[0040] Для того чтобы слой серебра был как можно чище, слой, расположенный непосредственно на верху слоя серебра (например, барьерный слой), очень важен в защите серебра от окисления, такого как во время сопровождающегося реакцией с кислородом процесса напыления при осаждении последующих слоев. Кроме того, этот барьерный слой может предохранять слой серебра от реакции с кислородом, диффундирующим во время процесса отпуска стекла или во время долговременного использования, когда часть стекла может подвергаться воздействию влаги или окружающей среды.
[0041] Для поддержания удельной проводимости отражающего инфракрасное излучение слоя, например, слоя серебра, например, против окисления от осаждения последующих слоев или от последующих высокотемпературных отжигов, на слое серебра может быть сформирован барьерный слой. Этот барьерный слой может быть барьером для диффузии кислорода, защищающим слой серебра от кислорода, диффундирующего через барьер для реагирования со слоем серебра.
[0042] В дополнение к свойству барьера для диффузии кислорода барьерный слой может иметь другие желательные свойства. Например, поскольку барьерный слой размещается непосредственно на слое серебра, желательна низкая или нулевая растворимость материала барьера в серебре, чтобы минимизировать возможность реакции между барьерным слоем и серебром на границе раздела. Реакция между барьерным слоем и серебром может вводить примеси в слой серебра, потенциально снижая удельную проводимость.
[0043] Дополнительно, при изготовлении панелей с покрытием с низкой излучательной способностью могут использоваться высокотемпературные процессы, например, для отжига осажденных пленок или для отпуска стеклянной подложки. Эти высокотемпературные процессы могут оказывать негативные воздействия на покрытие с низкой излучательной способностью, такие как изменение структуры или оптических свойств, например, показателя n преломления или коэффициента k поглощения пленок покрытия. Таким образом, желательна термическая стабильность относительно оптических свойств, например, барьерный материал может иметь низкий коэффициент поглощения, например, низкое поглощение в видимой области, как в металлической форме, так и в оксидной форме.
[0044] В некоторых вариантах осуществления раскрываются барьерные структуры и способы их формирования для отражающего инфракрасное излучение слоя, используемого в покрытиях с низкой излучательной способностью. Эти барьерные структуры могут быть сформированы на отражающем инфракрасное излучение слое для защиты отражающего инфракрасное излучение слоя от диффузии примесей, совместно с демонстрацией хорошей адгезии и хороших оптических свойств, например, во время процесса изготовления.
[0045] Барьерная структура может включать тройной сплав титана, никеля и ниобия. Для улучшения свойств механической стойкости без влияния на оптические свойства могут использоваться высокое процентное содержание ниобия и низкое процентное содержание никеля, например, ниже, чем ниобия. Для обеспечения барьера для диффузии кислорода к нижележащему слою серебра может использоваться низкое процентное содержание никеля, например, ниже, чем ниобия и титана.
[0046] В некоторых вариантах осуществления раскрываются способы формирования слоя 115 на изделии с покрытием с высоким коэффициентом пропускания и низкой излучательной способностью, имеющем подложку и гладкую металлическую отражающую пленку, включающую одно из серебра, золота или меди. В некоторых вариантах осуществления могут быть включены другие слои, такие как оксидный слой, зародышевый слой, проводящий слой, антиотражающий слой или защитный слой.
[0047] В некоторых вариантах осуществления раскрываются пакеты покрытия, содержащие несколько слоев для различных функциональных целей. Например, эти пакеты покрытия могут содержать зародышевый слой для облегчения осаждения отражающего слоя, расположенный на отражающем слое слой диффузии кислорода для предотвращения окисления отражающего слоя, расположенный на подложке защитный слой для предотвращения физического или химического износа или антиотражающий слой для уменьшения отражения видимого света. Эти пакеты покрытия могут содержать несколько отражающих слоев для улучшения ИК-излучательной способности.
[0048] Фиг. 1B иллюстрирует низкоэмиссионную прозрачную панель 105 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Прозрачная панель с низкой излучательной способностью может содержать стеклянную подложку 120 и (низкоэмиссионный) пакет 190 с низкой излучательной способностью, сформированный поверх стеклянной подложки 120. Стеклянная подложка 120 в некоторых вариантах осуществления выполнена из стекла, такого как боросиликатное стекло, и имеет толщину, например, от 1 до 10 миллиметров (мм). Подложка 120 может быть квадратной или прямоугольный и размером около 0,5-2 м. В некоторых вариантах осуществления подложка 120 может быть выполнена, например, из пластмассы или поликарбоната.
[0049] Низкоэмиссионный пакет 190 включает нижний защитный слой 130, нижний оксидный слой 140, зародышевый слой 150, отражающий слой 154, барьерный слой 156, верхний оксидный слой 160, слой 170 оптического наполнителя и верхний защитный слой 180. Некоторые слои могут быть необязательными, и могут быть добавлены другие слои, такие как промежуточные слои или адгезионные слои. Ниже приведены подробные сведения о функциональности, обеспечиваемой каждым из слоев 130-180.
[0050] Различные слои в низкоэмиссионном пакете 190 могут быть сформированы последовательно (то есть снизу-вверх) на стеклянной подложке 120 с использованием технологического инструмента физического осаждения из паровой фазы (ФОГФ) и/или реактивного (или усиленного плазмой) напыления. В некоторых вариантах осуществления низкоэмиссионный пакет 190 формируется на всей стеклянной подложке 120. Однако в других вариантах осуществления низкоэмиссионный пакет 190 может формироваться только на изолированных участках стеклянной подложки 120.
[0051] Нижний защитный слой 130 формируется на верхней поверхности стеклянной подложки 120. Нижний защитный слой 130 может содержать нитрид кремния, оксинитрид кремния или другой нитридный материал, такой как, например, SiZrN, для защиты других слоев в пакете 190 от диффузии из подложки 120 или для улучшения свойств уменьшения мутности. В некоторых вариантах осуществления нижний защитный слой 130 выполнен из нитрида кремния и имеет толщину, например, примерно от 10 нм до 50 нм, такую как 25 нм.
[0052] Нижний оксидный слой 140 формируется на нижнем защитном слое 130 и поверх стеклянной подложки 120. Нижний оксидный слой предпочтительно представляет собой слой оксида металла или металлического сплава и может функционировать в качестве антиотражающего слоя. Нижний слой 140 оксида металла может улучшать кристалличность отражающего слоя 154, например, за счет улучшения кристалличности зародышевого слоя для отражающего слоя, как более подробно описывается ниже.
[0053] Слой 150 может использоваться для обеспечения зародышевого слоя для ИК-отражающей пленки, например, слой оксида цинка, осаждаемый перед осаждением отражающего слоя серебра, может обеспечить слой серебра с более низким удельным сопротивлением, что может улучшить его отражающие характеристики. Зародышевый слой может содержать металл, такой как титан, цирконий и/или гафний, или металлический сплав, такой как оксид цинка, оксид никеля, оксид хрома-никеля, оксиды сплавов никеля, оксиды хрома, или оксиды сплавов хрома.
[0054] В некоторых вариантах осуществления зародышевый слой 150 может быть выполнен из металла, такого как титан, цирконий и/или гафний, и имеет толщину, например, 50 ангстрем или меньше. Как правило, зародышевые слои представляют собой относительно тонкие слои материалов, сформированные на поверхности (например, подложки), чтобы содействовать конкретной характеристике последующего слоя, формируемого поверх этой поверхности (например, на зародышевом слое). Например, для воздействия на кристаллическую структуру (или кристаллографическую ориентацию) последующего слоя могут использоваться зародышевые слои, что иногда упоминается как «сборка по шаблону». Более конкретно, взаимодействие материала последующего слоя с кристаллической структурой зародышевого слоя заставляет кристаллическую структуру последующего слоя формироваться в конкретной ориентации.
[0055] Например, для способствования росту отражающего слоя в конкретной кристаллографической ориентации используется металлический зародышевый слой. В некоторых вариантах осуществления металлический зародышевый слой представляет собой материал с гексагональной кристаллической структурой и формируется с кристаллографической ориентацией (002), которая способствует росту отражающего слоя в ориентации (111), когда отражающий слой имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру (например, серебро), которая является предпочтительной для приложений низкоэмиссионных панелей.
[0056] В некоторых вариантах осуществления кристаллографическая ориентация может быть определена с помощью метода рентгеновской дифракции (XRD), который основан на наблюдении интенсивности рассеянных рентгеновских лучей, падающих на слой, например, слой серебра или зародышевый слой, в зависимости от характеристик рентгеновских лучей, таких как углы падения и рассеивания. Например, зародышевый слой оксида цинка может демонстрировать выраженный пик (002) и более высоких порядков на дифрактограмме θ - 2θ. Это позволяет предположить, что присутствуют кристаллиты оксида цинка с соответствующими плоскостями, ориентированными параллельно поверхности подложки.
[0057] В некоторых вариантах осуществления термины «слой серебра, имеющий кристаллографическую ориентацию (111)» или «зародышевый слой оксида цинка, имеющий кристаллографическую ориентацию (002)», означают, что имеется кристаллографическая ориентация (111) для слоя серебра или кристаллографическая ориентация (002) для зародышевого слоя оксида цинка, соответственно. Кристаллографическая ориентация может быть определена, например, путем наблюдения выраженных кристаллографических пиков при исследовании XRD.
[0058] В некоторых вариантах осуществления зародышевый слой 150 может быть непрерывным и покрывать всю подложку. Альтернативно зародышевый слой 150 может быть сформирован прерывистым образом. Зародышевый слой может быть распределен на поверхности подложки таким образом, что каждая из областей зародышевого слоя разнесена от других областей зародышевого слоя на поверхности подложки и не полностью покрывает поверхность подложки. Например, толщина зародышевого слоя 150 может быть монослоем или меньше, такой как от 2,0 до 4,0 ангстрем, и разделение между секциями этого слоя может быть результатом формирования такого тонкого зародышевого слоя (то есть такой тонкий слой может не формировать непрерывный слой).
[0059] Отражающий слой 154 формируется на зародышевом слое 150. ИК-отражающий слой может быть металлической отражающей пленкой, такой как пленка из серебра, золота или меди. Как правило, ИК-отражающая пленка содержит хороший электрический проводник, блокирующий прохождение тепловой энергии. В некоторых вариантах осуществления отражающий слой 154 выполнен из серебра и имеет толщину, например, 100 ангстрем. Поскольку отражающий слой 154 формируется на зародышевом слое 150, например, благодаря кристаллографической ориентации (002) зародышевого слоя 150, поддерживается рост отражающего слоя 154 серебра в кристаллической ориентации (111), что обеспечивает низкое поверхностное сопротивление, приводя к низкой излучательной способности панели.
[0060] Из-за выраженной текстурированной ориентации (111) отражающего слоя 154, вызываемой зародышевым слоем 150, улучшаются удельная проводимость и излучательная способность отражающего слоя 154. В результате может быть сформирован более тонкий отражающий слой 154, который все еще обеспечивает достаточные отражающие свойства и коэффициент пропускания видимого света. Дополнительно, уменьшенная толщина отражающего слоя 154 позволяет использовать меньше материала в каждой производимой панели, улучшая таким образом производительность и эффективность производства, увеличивая полезный срок службы мишени (например, серебра), используемой для формирования отражающего слоя 154, и снижая общие производственные затраты.
[0061] Дополнительно, зародышевый слой 150 может обеспечивать барьер между слоем 140 оксида металла и отражающим слоем 154 с уменьшением вероятности какой-либо реакции материала отражающего слоя 154 и кислорода в нижнем слое 140 оксида металла, особенно во время последующих процессов нагрева. В результате удельное сопротивление отражающего слоя 154 может быть уменьшено, увеличивая таким образом эффективность отражающего слоя 154 за счет понижения излучательной способности.
[0062] Сформированный на отражающем слое 154 барьерный слой 156 может защищать отражающий слой 154 от окисления. Например, барьер может быть диффузионным барьером, останавливающим диффузию кислорода в слой серебра из верхнего оксидного слоя 160. Барьерный слой 156 может включать титан, никель и ниобий. В некоторых вариантах осуществления барьерный слой 156 может включать титан, никель, ниобий и кислород.
[0063] Сформированный на барьерном слое 156 верхний оксидный слой может функционировать как антиотражающий пакет пленок, включающий единственный слой или несколько слоев для различных функциональных целей. Антиотражающий слой 160 служит для уменьшения отражения видимого света и выбирается на основе коэффициента пропускания, показателя преломления, адгезии, химической стойкости и теплостойкости. В некоторых вариантах осуществления антиотражающий слой 160 содержит оксид олова, обеспечивая высокие свойства теплостойкости. Антиотражающий слой 160 может также включать диоксид титана, нитрид кремния, диоксид кремния, оксинитрид кремния, оксид ниобия, SiZrN, оксид олова, оксид цинка или любой другой подходящий диэлектрический материал.
[0064] Слой 170 оптического наполнителя может использоваться для обеспечения подходящей толщины низкоэмиссионного пакета, например, для обеспечения антиотражающей характеристики. Слой оптического наполнителя предпочтительно имеет высокий коэффициент пропускания видимого света. В некоторых вариантах осуществления слой 170 оптического наполнителя выполнен из оксида олова и имеет толщину, например, 100 ангстрем. Слой оптического наполнителя может использоваться для настройки оптических свойств низкоэмиссионной панели 105. Например, толщина и показатель преломления слоя оптического наполнителя могут использоваться для увеличения толщины слоя до величины в несколько длин волн входящего света, эффективно уменьшая коэффициент отражения света и улучшая светопроницаемость в видимой области.
[0065] Верхний защитный слой 180 может использоваться для защиты всего пакета пленок, например, для защиты панели от физического или химического износа. Верхний защитный слой 180 может быть внешним защитным слоем, таким как нитрид кремния, оксинитрид кремния, оксид титана, оксид олова, оксид цинка, оксид ниобия или SiZrN.
[0066] В некоторых вариантах осуществления для обеспечения адгезии между слоями могут использоваться адгезионные слои. Адгезионные слои могут быть выполнены из металлического сплава, такого как никель-титан, и иметь толщину, например, 30 ангстрем.
[0067] В зависимости от используемых материалов некоторые из слоев низкоэмиссионного пакета 190 могут иметь некоторые общие элементы. Пример такого пакета может использовать материал на основе цинка в оксидных диэлектрических слоях 140 и 160. В результате для формирования низкоэмиссионного пакета 190 может использоваться относительно небольшое число различных мишеней.
[0068] В некоторых вариантах осуществления покрытие может содержать двойной или тройной пакет слоев, имеющий несколько ИК-отражающих слоев. В некоторых вариантах осуществления эти слои могут быть сформированы с использованием усиленного плазмой или реактивного распыления, в котором газ-носитель (например, аргон) используется для выбивания из мишени ионов, которые затем проходят через смесь газа-носителя и реактивного газа (например, кислорода) или плазму перед их осаждением.
[0069] В некоторых вариантах осуществления раскрываются эффекты, оказываемые процессом осаждения слоев на проводящий слой серебра, на качество этого проводящего слоя серебра. Поскольку желательно, чтобы проводящий слой серебра был тонким, например, меньше 20 нм, для обеспечения высокого коэффициента пропускания видимого света, на качество проводящего слоя серебра может влиять осаждение последующего слоя, такого как барьерный слой или антиотражающий слой.
[0070] В некоторых вариантах осуществления раскрываются процессы осаждения распылением, которые могут быть применены для барьерного слоя, осаждаемого на проводящий слой. Например, барьерный слой может предохранять отражающий инфракрасное излучение слой от окисления. Оксидный слой может функционировать в качестве антиотражающего слоя. Материалы барьерного слоя могут уменьшать реакцию для нижележащего проводящего слоя, такую как окисление, предотвращая ухудшение излучательной способности и удельного сопротивления.
[0071] В некоторых вариантах осуществления раскрываются процессы осаждения и изделия с покрытием, изготовленные с помощью этого процесса с использованием слоя, содержащего сплав материала с высоким сродством к кислороду и материала с низким сродством к кислороду, во время осаждения распылением, например, для получения слоев с более высоким качеством покрытия и панелей с покрытием.
[0072] В некоторых вариантах осуществления барьерный слой сплава может распыляться из легированной мишени или одновременно распыляться из различных элементарных мишеней на одну и ту же подложку. Этот процесс может выполняться в чистом Ar (что будет осаждать чистый металлический барьерный слой) или может включать кислород, чтобы сделать пленку слегка окисленной.
[0073] Фиг. 2A - 2B иллюстрируют системы физического осаждения из паровой фазы (ФОГФ) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. На Фиг. 2A, ФОГФ-система 200, также обычно называемая системой распыления или системой осаждения распылением, включает корпус, который ограничивает или заключает в себе технологическую камеру 240, подложку 230, узел 210 мишени и реакционные вещества, подаваемые из внешнего источника 220. Во время осаждения мишень бомбардируется ионами аргона, что высвобождает частицы, распыляемые в направлении подложки 230. Распылительная система 200 может выполнять осаждение поверхностного слоя на всю поверхность подложки 230, формируя осажденный слой, который покрывает всю подложку, например, ту область подложки, которая может быть достигнута распыленными частицами, образованными из узла 210 мишени.
[0074] Материалы, используемые в мишени 210, могут, например, включать олово, цинк, магний, алюминий, лантан, иттрий, титан, сурьму, стронций, висмут, ниобий, кремний, серебро, никель, хром, медь, золото или любую их комбинацию (то есть одиночная мишень может быть выполнена из сплава нескольких металлов). Дополнительно, используемые в мишенях материалы могут включать кислород, азот или комбинацию кислорода и азота для того, чтобы сформировать оксиды, нитриды и оксинитриды описанных выше металлов. Дополнительно, хотя показан только один узел 210 мишени, могут использоваться дополнительные узлы мишени. По сути, различные комбинации мишеней могут использоваться для формирования, например, вышеописанных слоев диэлектрика. Например, в некоторых вариантах осуществления, в которых материал барьера является сплавом титан-никель-ниобий, титан, никель и ниобий могут обеспечиваться отдельными мишенями из титана, никеля и ниобия, или они могут обеспечиваться единственной мишенью из сплава титан-никель-ниобий. Например, узел 210 мишени может содержать мишень серебра и вместе с ионами аргона осаждать распылением слой на подложку 230. Узел 210 мишени может включать мишень из металла или сплава металла, такого как олово, цинк или сплав олово-цинк, и вместе с реактивными разновидностями кислорода осаждать распылением слой оксида металла или сплава оксидов металлов.
[0075] Система 200 осаждения распылением может включать другие компоненты, такие как основание подложки для поддержания подложки. Основание подложки может включать вакуумный держатель, электростатический держатель или другие известные механизмы. Основание подложки может быть выполнено с возможностью вращаться вокруг своей оси, перпендикулярной поверхности подложки. Кроме того, основание подложки может двигаться в вертикальном направлении или в горизонтальном направлении. Следует иметь в виду, что вращение и перемещение в вертикальном направлении или горизонтальном направлении могут быть достигнуты с помощью известных приводных механизмов, которые включают магнитные приводы, линейные приводы, червячные винты, ходовые винты, привод дифференциально накачиваемой вращающейся подачи и т.д.
[0076] В некоторых вариантах осуществления основание подложки включает электрод, который подключен к источнику питания, например, для подачи РЧ-смещения или смещения постоянным током к подложке или для обеспечения плазменной среды в технологической камере 240. Узел 210 мишени может включать электрод, который подключен к источнику питания для создания плазмы в технологической камере. Узел 210 мишени предпочтительно ориентируется в направлении подложки 230.
[0077] Система 200 осаждения распылением может также включать в себя источник питания, соединенный с электродом мишени. Этот источник питания подает напряжение на электроды, заставляя материал, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, распыляться из мишени. Во время распыления инертные газы, такие как аргон или криптон, могут быть введены в технологическую камеру 240 через впуск 220 для газа. В вариантах осуществления, в которых используется реактивное распыление, также могут быть введены реактивные газы, такие как кислород и/или азот, которые взаимодействуют с частицами, испускаемыми из мишеней, для образования оксидов, нитридов и/или оксинитридов на подложке.
[0078] Система 200 осаждения распылением может также включать систему управления (не показана), имеющую, например, процессор и память, которая находится в функциональной связи с другими компонентами и выполнена с возможностью управления их работой для выполнения описанных здесь способов.
[0079] В некоторых вариантах осуществления раскрываются способы и устройства для создания слоев выше тонкого слоя серебра с низким сопротивлением, включающие управление энергией ионов на подложке с тем, чтобы осаждение выполнялось при низкой энергии ионов, что может уменьшить повреждение нижележащего слоя серебра.
[0080] Фиг. 2B показывает систему распыления с одновременно распыляемыми мишенями в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Камера 205 осаждения распылением может включать две мишени 212 и 214, расположенные в плазменной среде 245, содержащей реактивные вещества, подаваемые из внешнего источника 225. Мишени 212 и 214 могут включать первый элемент барьера из сплава, например, Ta, Nb, Zr, Hf, Mn, Y, Si и Ti, и второй элемент барьера из сплава, например, Pd, Ru, Ni, Co, Mo и W, вместе с необязательными реактивными разновидностями кислорода для осаждения сплава барьерного слоя на подложку 230. Эта конфигурация служит в качестве примера, и могут использоваться другие конфигурации системы распыления, такие как конфигурация с одиночной мишенью, содержащей материал сплава.
[0081] В некоторых вариантах осуществления раскрываются способы и устройства для изготовления панелей с низкой излучательной способностью, включающие формирование отражающего инфракрасное излучение слоя под или над барьерной структурой, которая включает тройной сплав титана, никеля и ниобия. Эти панели могут демонстрировать оптимальный коэффициент отражения инфракрасного излучения, тепловые стабильность и стойкость, например, благодаря барьерному слою, защищающему отражающий инфракрасное излучение слой без ухудшения характеристик покрытия с низкой излучательной способностью.
[0082] В некоторых вариантах осуществления раскрываются способы изготовления панелей с низкой излучательной способностью в устройствах для нанесения покрытия на большую площадь. Может быть предусмотрен транспортный механизм для перемещения подложки под одной или более распыляемыми мишенями для осаждения проводящего нижележащего слоя перед осаждением барьерного слоя и антиотражающего слоя вместе с другими слоями, такими как поверхностный защитный слой.
[0083] В некоторых вариантах осуществления раскрываются поточные системы осаждения, включающие в себя транспортный механизм для перемещения подложек между станциями осаждения.
[0084] Фиг. 3 иллюстрирует примерную поточную систему осаждения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Транспортный механизм 370, такой как конвейерная лента или множество роликов, может переносить подложку 330 между различными станциями осаждения распылением. Например, подложка может быть помещена у станции #1, имеющей узел 310A мишени, затем перенесена к станции #2, имеющей узел 310B мишени, а затем перенесена к станции #3, имеющей узел 310C мишени. Станция #1, имеющая мишень 310A, может быть станцией осаждения серебра, напыляющей отражающий инфракрасное излучение слой, содержащий серебро. Станция #2, имеющая мишень 310B, может быть станцией осаждения барьера, напыляющей металлический сплав, содержащий титан, никель и ниобий. Как показано, станция #2 включает одиночную мишень 310B. Однако могут использоваться другие конфигурации, такие как система одновременного распыления, использующая две различные мишени. Станция #3, имеющая мишень 310C, может использоваться для осаждения других слоев, таких как антиотражающий слой или защитный слой.
[0085] В некоторых вариантах осуществления обеспечиваются конкретные процентные содержания титана, никеля и ниобия для достижения превосходной эффективности для всех свойств, включая оптические и механические свойства. Высокое процентное содержание ниобия может использоваться для улучшения механических свойств, включая адгезию, тепловую стабильность и стойкость панели. Например, содержание более 40 мас.% ниобия может использоваться для получения желаемой механической стойкости, например, сопоставимой с барьерами из сплава NiCr и намного лучше, чем у барьеров из титана. Содержание ниобия ниже 60 мас.% может использоваться для того, чтобы не ухудшать оптическую эффективность, например, для поддержания подобного или лучшего коэффициента пропускания видимого света с низким отражением или поглощением. Низкое процентное содержание титана может использоваться, например, для обеспечения свойств барьера для диффузии кислорода. Например, содержание более 5 мас.% титана может использоваться для обеспечения хорошего барьера для кислорода. Может использоваться содержание титана ниже 15 мас.%, которое все еще может обеспечить превосходную барьерную защиту. Среднее процентное содержание никеля, например, ниже чем ниобия и выше чем титана, может использоваться для дополнительного улучшения механических свойств и поддержания свойств барьера для кислорода. Например, содержание никеля от 30 до 50 мас.% может улучшить свойства как титана, так и ниобия без какого-либо ухудшения. В некоторых вариантах осуществления толщина барьера может составлять от 0,3 до 8 нм, например, от 0,5 до 5 нм.
[0086] В некоторых вариантах осуществления предлагаются конкретные процентные содержания никеля, титана и ниобия для достижения превосходной эффективности, по меньшей мере в отношении поглощения, сопротивления и излучательной способности (то есть их относительно низких значений). Например, содержание более 40 мас.% ниобия может использоваться для получения желаемой механической стойкости, например, сопоставимой с барьерами из сплава NiCr и намного лучше, чем у барьеров из титана. Содержание ниобия ниже 60 мас.% может использоваться для того, чтобы не ухудшать оптическую эффективность, например, для поддержания подобного или лучшего коэффициента пропускания видимого света с низким отражением или поглощением. Низкое процентное содержание никеля (например, от 5 мас.% до 15 мас.%) может использоваться со средним процентным содержанием титана (например, ниже чем ниобия и выше чем никеля, например, от 30 мас.% до 50 мас.%). В некоторых вариантах осуществления толщина барьера может составлять от 0,3 до 8 нм, например, от 0,5 до 5 нм.
[0087] Фиг. 4 иллюстрирует зависимость поверхностного сопротивления низкоэмиссионного пакета, имеющего различные материалы барьера, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Поверхностное сопротивление может обеспечить оценку оптических свойств с более низкими значениями поверхностного сопротивления для той же самой толщины слоя серебра, что коррелирует с более высоким коэффициентом пропускания и более низким отражением. Низкоэмиссионные пакеты, используемые при измерении поверхностного сопротивления, включают барьерный слой на 8-ми нм слое серебра, который располагается на 10-ти нм зародышевом слое из ZnO. Материалы барьера включают титан, сплав никель-титан, содержащий 20 мас.% титана и 80 мас.% никеля, и сплав титан-никель-ниобий с 10 мас.% никеля, 40 мас.% титана и 50 мас.% ниобия. Толщины барьеров находятся в диапазоне от 0,3 нм до 7 нм, например, от 1,5 нм до 4,5 нм.
[0088] Как показано, тройной сплав титана, никеля и ниобия имеет более низкое поверхностное сопротивление, например, лучшую оптическую эффективность, для всех толщин по сравнению со сплавом титана и двойным сплавом титан-никель. В этом конкретном примере барьер может иметь оптимальную эффективность при толщине около 2 нм, например, от 1,5 до 2,7 нм.
[0089] Фиг. 5 иллюстрирует схему технологического процесса напыления слоев покрытия в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. После формирования на подложке проводящего слоя, такого как слой серебра, на проводящий слой напылением может быть осажден барьерный слой. Барьерный слой может включать тройной сплав титана, никеля и ниобия, включая тройные сплавы металлов, например, состоящие из металлических компонентов - титана, никеля и ниобия, и тройные оксидные сплавы, например, содержащие титан, никель, ниобий и кислород.
[0090] В операции 500 обеспечивается подложка. Подложка может быть прозрачной подложкой, такой как стеклянная подложка или полимерная подложка. Также могут использоваться другие подложки. В операции 510 на подложке формируется первый слой. Первый слой может действовать в качестве отражающего инфракрасное излучение слоя. Первый слой может включать проводящий материал или металлический материал, такой как серебро. Толщина первого слоя может быть меньше или равной примерно 20 нм, или может быть меньше или равной примерно 10 нм.
[0091] В операции 520 распылением на первый слой осаждается второй слой. Второй слой может действовать в качестве барьерного слоя. Второй слой может включать сплав титана, никеля и ниобия. Процентное содержание титана может составлять от 5 до 15 мас.%, процентное содержание никеля может составлять от 30 до 50 мас.% (или от 35 до 45 мас.%), а процентное содержание ниобия может составлять от 40 до 60 мас.% (или от 45 до 55 мас.%).
[0092] В некоторых вариантах осуществления второй слой может включать сплав никеля, титана и ниобия. Процентное содержание никеля может составлять от 5 до 15 мас.%, процентное содержание титана может составлять от 30 до 50 мас.% (или от 35 до 45 мас.%), а процентное содержание ниобия может составлять от 40 до 60 мас.% (или от 45 до 55 мас.%).
[0093] В некоторых вариантах осуществления второй слой может также включать кислород для формирования оксидного сплава. Второй слой может быть осажден как тройной металлический сплав или тройной оксидный сплав. Тройной металлический сплав может быть окислен, например, при осаждении последующего слоя, становясь тройным оксидным слоем. Тройной оксидный сплав также может быть дополнительно окислен. После осаждения всего пакета и/или термической обработки второй слой может остаться тройным металлическим сплавом или может стать тройным оксидом или тройным субоксидом для лучшей характеристики излучательной способности.
[0094] В некоторых вариантах осуществления под первым слоем может быть сформирован нижележащий слой, такой как зародышевый слой из ZnO для слоя серебра. Зародышевый слой может улучшить кристаллическую ориентацию серебра, приводя к лучшей удельной проводимости. В некоторых вариантах осуществления на втором слое могут быть сформированы другие слои.
[0095] Фиг. 6 иллюстрирует схему технологического процесса напыления слоев покрытия в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. После формирования на подложке проводящего слоя, такого как слой серебра, на проводящий слой напылением может быть осажден барьерный слой. Этот барьерный слой может включать тройной сплав титана, никеля и ниобия.
[0096] В операции 600 обеспечивается подложка. Подложка может быть прозрачной подложкой, такой как стеклянная подложка или полимерная подложка. Также могут использоваться другие подложки. В операции 610 на подложке формируется слой оксида металла. Слой оксида металла может функционировать как зародышевый слой для последующего слоя. Например, слой оксида металла может иметь такую кристаллическую ориентацию, которая способствует кристаллической ориентации осаждаемого затем первого слоя.
[0097] В некоторых вариантах осуществления слой оксида металла может включать зародышевый слой, имеющий кристаллическую ориентацию, которая способствует кристаллической ориентации (111) слоя серебра. Например, слой оксида металла может включать ZnO, имеющий кристаллическую ориентацию (002), которая может служить шаблоном для выращивания слоя серебра с ориентацией (111). Толщина слоя оксида металла может быть меньше или равной примерно 20 нм, или может быть меньше или равной примерно 10 нм.
[0098] В операции 620 на слое оксида металла формируется первый слой. Первый слой может действовать в качестве отражающего инфракрасное излучение слоя. Первый слой может включать проводящий материал или металлический материал, такой как серебро. Толщина первого слоя может быть меньше или равной примерно 20 нм, или может быть меньше или равной примерно 10 нм.
[0099] В операции 630 на первый слой распылением осаждается второй слой. Второй слой может быть барьерным слоем. Второй слой может включать сплав титана, никеля и ниобия. Процентное содержание титана может составлять от 5 до 15 мас.%, процентное содержание никеля может составлять от 30 до 50 мас.% (или от 35 до 45 мас.%), а процентное содержание ниобия может составлять от 40 до 60 мас.% (или от 45 до 55 мас.%).
[00100] В некоторых вариантах осуществления второй слой может включать сплав никеля, титана и ниобия. Процентное содержание никеля может составлять от 5 до 15 мас.%, процентное содержание титана может составлять от 30 до 50 мас.% (или от 35 до 45 мас.%), а процентное содержание ниобия может составлять от 40 до 60 мас.% (или от 45 до 55 мас.%).
[00101] В некоторых вариантах осуществления второй слой может также включать кислород для образования оксидного сплава. Второй слой может быть осажден как тройной металлический сплав или тройной оксидный сплав. Тройной металлический сплав может быть окислен, например, при осаждении последующего слоя, становясь тройным оксидным слоем. Тройной оксидный сплав также может быть дополнительно окислен. После осаждения всего пакета и/или термической обработки второй слой может остаться тройным металлическим сплавом или может стать тройным оксидом или тройным субоксидом для лучшей характеристики излучательной способности. В некоторых вариантах осуществления могут быть включены другие слои.
[00102] В некоторых вариантах осуществления барьерный слой (например, барьерный слой 115 на Фиг. 1A и/или барьерный слой 156 на Фиг. 1B) включает (например, состоит из) тройной сплав, который включает меньше никеля, чем титана и ниобия (например, от 5 до 15 мас.% никеля, от 30 до 50 мас.% титана и от 40 до 60 мас.% ниобия). Эффективность получаемого барьерного слоя может варьироваться в зависимости (по меньшей мере частично) от, например, количества ниобия по сравнению с количеством никеля и/или титана.
[00103] Фиг. 7 иллюстрирует данные, относящиеся к эффективности различных материалов для использования в барьерных слоях. Представленные материалы включают сплав никеля и хрома (то есть 80 мас.% никеля и 20 мас.% хрома), сплав никеля и титана и различные сплавы никеля, титана и ниобия (то есть с соотношениями металлов 15:60:25, 10:40:50 и 5:20:75). Особый интерес на Фиг. 7 представляет эффективность сплава никеля, титана и ниобия с соотношением 10:40:50 по сравнению с другими материалами, в частности другими материалами никеля, титана и ниобия.
[00104] Например, когда используется относительно низкое количество ниобия (например, 15 мас.% никеля, 60 мас.% титана и 25 мас.% ниобия), этот слой может демонстрировать относительно плохое поглощение (то есть поглощение в видимом диапазоне Avis, поглощение в абс.% на длине волны 400 нм, 550 нм и 1000 нм), но подходящие сопротивление (то есть Rs) и излучательную способность (то есть ε), по меньшей мере сравнимые со сплавами никель-хром и никель-титан. С другой стороны, когда используется относительно большое количество ниобия (например, 5 мас.% никеля, 20 мас.% титана и 75 мас.% ниобия), поглощение является подходящим, но сопротивление и излучательная способность являются относительно плохими. Как показано, эффективность оптимизируется (по меньшей мере относительно) при использовании 50 мас.% ниобия (например, 10 мас.% никеля, 40 мас.% титана и 50 мас.% ниобия), поскольку все из поглощения, сопротивления и излучательной способности являются подходящими (то есть относительно низкими).
[00105] Фиг. 8 иллюстрирует схему технологического процесса напыления слоев покрытия в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. После формирования на подложке проводящего слоя, такого как слой серебра, на проводящий слой напылением может быть осажден барьерный слой. Барьерный слой может включать тройной сплав титана, никеля и ниобия, включая тройные металлические сплавы, например, состоящие из металлических компонентов - титана, никеля и ниобия, и тройные оксидные сплавы, например, содержащие никель, титан, ниобий и кислород.
[00106] В операции 800 обеспечивается подложка. Подложка может быть прозрачной подложкой, такой как стеклянная подложка или полимерная подложка. Также могут использоваться другие подложки. В операции 810 на подложке формируется первый слой. Первый слой может действовать в качестве отражающего инфракрасное излучение слоя. Первый слой может включать проводящий материал или металлический материал, такой как серебро. Толщина первого слоя может быть меньше или равной примерно 20 нм, или может быть меньше или равной примерно 10 нм.
[00107] В операции 820 на первый слой распылением осаждается второй слой. Второй слой может действовать в качестве барьерного слоя. Второй слой может включать сплав никеля, титана и ниобия. Процентное содержание никеля может составлять от 5 до 15 мас.% (например, 10 мас.% или примерно 10 мас.%), процентное содержание титана может составлять от 30 до 50 мас.% (например, 40 мас.% или примерно 40 мас.%), а процентное содержание ниобия может составлять от 40 до 60 мас.% (например, 50 мас.% или примерно 50 мас.%).
[00108] В некоторых вариантах осуществления второй слой может также включать кислород для формирования оксидного сплава. Второй слой может быть осажден как тройной металлический сплав или тройной оксидный сплав. Тройной металлический сплав может быть окислен, например, при осаждении последующего слоя, становясь тройным оксидным слоем. Тройной оксидный сплав также может быть дополнительно окислен. После осаждения всего пакета и/или термической обработки второй слой может остаться тройным металлическим сплавом или может стать тройным оксидом или тройным субоксидом для лучшей характеристики излучательной способности.
[00109] В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере некоторые из других слоев, показанных и описанных выше со ссылкой на Фиг. 1B, также могут быть сформированы поверх подложки с образованием прозрачной панели с низкой излучательной способностью. Например, в некоторых вариантах осуществления под первым слоем может быть сформирован нижележащий слой, такой как зародышевый слой из ZnO для слоя серебра. Зародышевый слой может улучшить кристаллическую ориентацию серебра, приводя к лучшей проводимости. В некоторых вариантах осуществления на втором слое могут быть сформированы другие слои.
[00110] Хотя предшествующие примеры были описаны с некоторыми подробностями для целей ясности понимания, изобретение не ограничивается этими подробностями. Существует множество альтернативных способов осуществления изобретения. Раскрытые примеры являются иллюстративными, а не ограничивающими.