ИЗДЕЛИЯ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ АНТИКОНДЕНСАТНЫЕ И/ИЛИ НИЗКОЭМИССИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ, И/ИЛИ СПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК C03C17/34 

Настоящая заявка представляет собой частичное продолжение патентной заявки США № 12/926714, поданной 06 декабря 2010 г., которая представляет собой частичное продолжение патентных заявок США № 12/923082, поданной 31 августа 2010 г., и № 12/662894, причем последняя заявка представляет собой частичное продолжение патентной заявки США № 12/659196, поданной 26 февраля 2010 г., и описание каждой из данных заявок включается в настоящий документ посредством данной ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Определенные примерные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают изделия, включающие антиконденсатные и/или низкоэмиссионные покрытия, и/или способы их изготовления. Более конкретно, определенные примерные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают изделия, включающие антиконденсатные и/или низкоэмиссионные покрытия, на которые воздействует окружающая среда, и/или способы их изготовления. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, антиконденсатные и/или низкоэмиссионные покрытия могут сохранять работоспособность в окружающей среде и также могут иметь низкую полусферическую излучающую способность, таким образом, что стеклянная поверхность обладает большей способностью задерживать тепло, выходящее из внутреннего пространства, и в результате этого на поверхности уменьшается (и иногда полностью устраняется) присутствие конденсата. Изделия согласно определенным примерным вариантам осуществления могут представлять собой, например, потолочные окна, автомобильные окна или ветровые стекла, стеклопакеты, вакуумные стеклопакеты, дверцы холодильников/морозильников и/или подобные изделия.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как известно, влага конденсируется на потолочных окнах, дверцах холодильников/морозильников, автомобильных окнах и других стеклянных изделиях. Накопление конденсата на потолочных окнах ухудшает эстетическую привлекательность помещения. Аналогичным образом, накопление конденсата на дверцах холодильников/морозильников в магазинах или подобных заведениях иногда делает затруднительным для продавцов поиск требуемых товаров. Кроме того, накопление конденсата на автомобилях зачастую представляет собой неприятность по утрам, когда водителю обычно приходится соскребать иней или лед и/или включать автомобильное размораживающее устройство и/или дворники на ветровом стекле, чтобы сделать вождение более безопасным. Влага и матовость на ветровом стекле часто вызывает аналогичные проблемы, причем они могут также создавать потенциально более значительные угрозы для безопасности во время движения автомобиля в горной местности, в которой происходят резкие перепады температуры и т.д.

В течение ряда лет были разработаны разнообразные антиконденсатные изделия, которые решают эти и/или другие проблемы в разнообразных приложениях. См., например, патенты США №№ 6818309, 6606833, 6144017, 6052965, 4910088, причем полное содержание каждого из них включается в настоящий документ посредством данной ссылки. Как отмечено выше, согласно определенным подходам, используются активные нагревательные элементы, которые уменьшают накопление конденсата, например, в таких устройствах, как автомобильные размораживающие устройства, активно нагреваемые дверцы холодильников/морозильников и т.д. К сожалению, для работы этих активных устройств в условиях автомобиля требуется время, и таким образом, проблема не может быть решена немедленно после ее возникновения. В случае дверцы холодильника/морозильника такие активные устройства могут оказываться дорогостоящими или неэффективно использующими энергию.

Был сделан ряд попыток нанесения тонкопленочного антиконденсатного покрытия на окно. Как правило, эти попытки включали пиролитическое осаждение содержащего легированный фтором оксид олова (FTO) покрытия толщиной от 4000 до 6000 Å на внешнюю поверхность (например, поверхность 1) окна, такого как, например, потолочное окно. Хотя известные до настоящего времени технологии пиролитического осаждения производят «твердые покрытия», к сожалению, легированный фтором оксид олова достаточно легко отслаивается и изменяет свой цвет с течением времени, а также страдает и другими недостатками.

Таким образом, следует понимать, что в технике требуются изделия, включающие улучшенные тонкопленочные антиконденсатные и/или низкоэмиссионные покрытия, и/или способы их изготовления.

Один аспект определенных примерных вариантов осуществления предусматривает антиконденсатные и/или низкоэмиссионные покрытия, которые являются подходящими для воздействия окружающей среды, и/или способы их изготовления. Окружающая среда согласно определенным примерным вариантам осуществления может представлять собой среду снаружи и/или внутри автомобиля или дома (в отличие, например, от более защищенной среды между соседними подложками).

Другой аспект определенных примерных вариантов осуществления предусматривает антиконденсатные и/или низкоэмиссионные покрытия, которые имеют низкое удельное поверхностное сопротивление и низкую полусферическую излучающую способность, таким образом, что стеклянная поверхность обладает большей способностью задерживать тепло, выходящее из внутреннего пространства, и в результате этого на поверхности уменьшается (и иногда полностью устраняется) присутствие конденсата.

Следующий аспект определенных примерных вариантов осуществления предусматривает покрытые изделия, имеющие антиконденсатное и/или низкоэмиссионное покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность, и одно или несколько низкоэмиссионных покрытий, нанесенных на одну или несколько соответствующих внутренних поверхностей изделия. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, антиконденсатное покрытие можно подвергать термической закалке (например, при температуре, составляющей, по меньшей мере, 580°C, в течение, по меньшей мере, приблизительно 2 минут, предпочтительнее, по меньшей мере, приблизительно 5 минут) или отжигу (например, при меньшей температуре, чем температура, требуемая для закалки).

Изделия согласно определенным примерным вариантам осуществления могут представлять собой, например, потолочные окна, автомобильные окна или ветровые стекла, стеклопакеты, вакуумные стеклопакеты, дверцы холодильников/морозильников, подобные изделия.

Определенные примерные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают потолочное окно, включающее следующие детали: первая и вторая практически параллельные, расположенные на расстоянии друг от друга стеклянные подложки; множество распорок, предназначенных, чтобы сохранять первую и вторую подложки практически параллельными и расположенными на расстоянии друг от друга; краевое уплотнение, обеспечивающее герметическое соединение первой и второй подложек; и антиконденсатное покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность первой подложки, на которую воздействует окружающая среда снаружи потолочного окна, причем данное антиконденсатное покрытие включает слои, расположенные в следующем порядке при удалении от первой подложки: содержащий нитрид кремния и/или оксинитрид кремния слой, содержащий прозрачный проводящий оксид слой, содержащий нитрид кремния слой, и слой, содержащий, по меньшей мере, одно из следующих веществ: оксид циркония, нитрид циркония, оксид алюминия и нитрид алюминия, причем данное антиконденсатное покрытие имеет полусферическую излучающую способность, составляющую менее чем 0,23, и удельное поверхностное сопротивление, составляющее менее чем 30 Ом/квадрат. Прозрачный проводящий оксид может представлять собой или содержать оксид индия-олова (ITO) или подобное вещество, согласно определенным примерным вариантам осуществления настоящего изобретения.

Определенные примерные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают потолочное окно. Предусматриваются первая и вторая практически параллельные, расположенные на расстоянии друг от друга стеклянные подложки. Множество распорок предназначается, чтобы способствовать сохранению первой и второй подложек практически параллельными и расположенными на расстоянии друг от друга. Краевое уплотнение способствует герметичному соединению первой и второй подложек. Антиконденсатное покрытие наносится на внешнюю поверхность первой подложки, на которую воздействует окружающая среда снаружи потолочного окна. Антиконденсатное покрытие включает следующие тонкопленочные слои, нанесенные в следующем порядке при удалении от первой подложки: содержащий кремний защитный слой, первый содержащий кремний контактный слой, содержащий прозрачный проводящий оксид слой, второй содержащий кремний контактный слой и слой оксида циркония. Антиконденсатное покрытие имеет полусферическую излучающую способность, составляющую менее чем менее чем 0,23, и удельное поверхностное сопротивление, составляющее менее чем 30 Ом/квадрат.

Определенные примерные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают покрытое изделие, включающее покрытие, нанесенное на подложку, причем данное покрытие представляет собой антиконденсатное покрытие, включающее слои в следующем порядке при удалении от первой подложки: содержащий нитрид кремния и/или оксинитрид кремния слой, содержащий прозрачный проводящий оксид слой, содержащий нитрид кремния слой и слой, содержащий один или несколько веществ, таких как оксид циркония, нитрид циркония, оксид алюминия и нитрид алюминия, причем данное антиконденсатное покрытие наносится на внешнюю поверхность подложки, таким образом, что на антиконденсатное покрытие воздействует окружающая среда, и антиконденсатное покрытие имеет полусферическую излучающую способность, составляющую менее чем менее чем 0,23 и удельное поверхностное сопротивление, составляющее менее чем 30 Ом/квадрат.

Определенные примерные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают покрытое изделие, включающее покрытие, которое нанесено на подложку. Данное покрытие представляет собой антиконденсатное покрытие, включающее тонкопленочные слои, нанесенные в следующем порядке при удалении от первой подложки: содержащий кремний защитный слой, первый содержащий кремний контактный слой, содержащий прозрачный проводящий оксид слой, второй содержащий кремний контактный слой и слой оксида циркония. Антиконденсатное покрытие нанесено на внешнюю поверхность подложки, таким образом, что на антиконденсатное покрытие воздействует окружающая среда. Антиконденсатное покрытие имеет полусферическую излучающую способность, составляющую менее чем 0,23 и удельное поверхностное сопротивление, составляющее менее чем 30 Ом/квадрат.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, окружающая среда находится внутри дома или автомобиля. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, окружающая среда представляет собой внешнюю окружающую среду. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, низкоэмиссионное покрытие нанесено на противоположную сторону подложки относительно антиконденсатного покрытия.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, покрытое изделие можно вставлять в потолочное окно, окно, окно изолирующего стеклопакета, окно вакуумного изолирующего стеклопакета, дверцы холодильника/морозильника и/или автомобильное окно, или ветровое стекло. Антиконденсатное покрытие можно наносить, например, на одну стеклянную поверхность и/или на четыре стеклянные поверхности стеклопакета или вакуумного стеклопакета.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, предусматривается способ изготовления стеклопакета. Изготавливается первая стеклянная подложка. Наносится множество слоев, непосредственно или опосредованно, на первую основную поверхность первой стеклянной подложки, причем данное множество включает следующие слои в порядке удалении от первой стеклянной подложки: первый содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1, содержащий оксид индия-олова слой, у которого показатель преломления составляет от 1,7 до 2,1, и второй содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1. Первая стеклянная подложка подвергается термической обработке с множеством нанесенных на нее слоев. Изготавливается вторая стеклянная подложка, расположенной практически параллельно и на расстоянии по отношению к первой стеклянной подложке, таким образом, что первая основная поверхность первой стеклянной подложки обращена в противоположную сторону относительно второй стеклянной подложки. Первая и вторая стеклянные подложки герметично соединяются друг с другом.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, у первого и второго содержащих оксинитрид кремния слоев показатели преломления составляют от 1,7 до 1,8, и/или содержащий оксид индия-олова слой имеет показатель преломления, составляющий от 1,8 до 1,93.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, вышеупомянутая термическая обработка включает лазерный отжиг, воздействие ближнего инфракрасного коротковолнового излучения и/или нагревание в печи.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, предусматривается способ изготовления стеклопакета. Изготавливается первая стеклянная подложка. Наносится множество слоев, непосредственно или опосредованно, на первую основную поверхность первой стеклянной подложки, причем данное множество включает следующие слои в порядке удаления от первой стеклянной подложки: первый содержащий оксинитрид кремния слой, содержащий оксид индия-олова слой и второй содержащий оксинитрид кремния слой. Первая стеклянная подложка подвергается термической обработке с множеством нанесенных на нее слоев. Изготавливается вторая стеклянная подложка, которая расположена практически параллельно и на расстоянии по отношению к первой стеклянной подложке, таким образом, что первая основная поверхность первой стеклянной подложки обращена в противоположную сторону относительно второй стеклянной подложки. Первая подложка, содержащая множество слоев, нанесенных на первую основную поверхность первой стеклянной подложки, имеет полусферическую излучающую способность, которая составляет менее чем или равняется приблизительно 0,20, и удельное поверхностное сопротивление, которое составляет менее чем или равняется приблизительно 20 Ом/квадрат после вышеупомянутой термической обработки.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, предусматривается стеклопакет. Данный стеклопакет включает первую стеклянную подложку. Множество слоев наносится напылением, непосредственно или опосредованно, на первую основную поверхность первой стеклянной подложки, причем данное множество следующих слоев в порядке удаления от первой стеклянной подложки: первый содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1, содержащий оксид индия-олова слой, у которого показатель преломления составляет от 1,7 до 2,1, и второй содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5-2,1. Изготавливается вторая стеклянная подложка, которая расположена практически параллельно и на расстоянии по отношению к первой стеклянной подложке, причем первая основная поверхность первой стеклянной подложки обращена в противоположную сторону относительно второй стеклянной подложки в собранном состоянии. Краевое уплотнение герметично соединяет друг с другом первую и вторую стеклянные подложки. Первая стеклянная подложка подвергается термической обработке с множеством нанесенных на нее слоев. Первая подложка с множеством слоев, нанесенных на первую основную поверхность первой стеклянной подложки, имеет полусферическую излучающую способность, которая составляет менее чем или равняется приблизительно 0,20, и удельное поверхностное сопротивление, которое составляет менее чем или равняется приблизительно 20 Ом/квадрат после вышеупомянутой термической обработки.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, предусматривается стеклопакет. Изготавливаются первая и вторая практически параллельные расположенные на расстоянии друг от друга стеклянные подложки, причем данные первая и вторая подложки образуют четыре практически параллельные основные поверхности стеклопакета. Определяется пространство между первой и второй подложками. На четвертую поверхность стеклопакета нанесено первое низкоэмиссионное покрытие, включающее множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от второй подложки: первый содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1, и толщина составляет от 50 до 90 нм, содержащий оксид индия-олова слой, у которого показатель преломления составляет от 1,7 до 2,1, и толщина составляет от 85 до 125 нм, и второй содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1, и толщина составляет от 50 до 90 нм.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, предусматривается покрытое изделие, включающее подложку, у которой на основные противоположные поверхности нанесены первое и второе низкоэмиссионные покрытия, соответственно. Первое низкоэмиссионное покрытие включает, в порядке удаления от подложки: первый содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1, и толщина составляет от 50 до 90 нм, содержащий оксид индия-олова слой, у которого показатель преломления составляет от 1,7 до 2,1, и толщина составляет от 85 до 125 нм, и второй содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1, и толщина составляет от 50 до 90 нм. Второе низкоэмиссионное покрытие включает, в порядке удаления от подложки: первый слой на основе кремния, первый диэлектрический слой, второй диэлектрический слой, разделенный третьим диэлектрическим слоем, таким образом, что образуются первая и вторая части второго диэлектрического слоя, третий диэлектрический слой, содержащий оксид титана или оксид олова, металлический или практически металлический отражающий инфракрасное излучение слой, покрывающий и образующий косвенный контакт со второй частью второго диэлектрического слоя, верхний контактный содержащий оксид Ni и/или Cr слой, непосредственно покрывающий и образующий контакт с отражающим инфракрасное излучение слоем, четвертый диэлектрический слой и второй слой на основе кремния.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, предусматривается способ изготовления стеклопакета. Изготавливается первая стеклянная подложка. Первое низкоэмиссионное покрытие наносится, непосредственно или опосредованно, на первую основную поверхность первой стеклянной подложки. Первое низкоэмиссионное покрытие включает множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от первой стеклянной подложки: первый содержащий оксинитрид кремния слой, содержащий оксид индия-олова слой, и второй содержащий оксинитрид кремния слой. Изготавливается вторая стеклянная подложка, которая расположена практически параллельно и на расстоянии по отношению к первой стеклянной подложке, таким образом, что первая основная поверхность первой стеклянной подложки обращена в противоположную сторону относительно второй стеклянной подложки. Первая подложка, на которую нанесено только первое низкоэмиссионное покрытие, имеет полусферическую излучающую способность, которая составляет менее чем или равняется приблизительно 0,20 и удельное поверхностное сопротивление, которое составляет менее чем или равняется приблизительно 20 Ом/квадрат после термической обработки. Первая основная поверхность первой стеклянной подложки соответствует внутренней поверхности стеклопакета.

Отличительные характеристики, аспекты, преимущества и примерные варианты осуществления, которые описаны в настоящем документе, могут сочетаться друг с другом, образуя дополнительные варианты осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие отличительные характеристики и преимущества делаются более ясными и понятными посредством ссылки на следующее подробное описание примерных иллюстративных вариантов осуществления в сочетании с чертежами, в числе которых:

фиг. 1 представляет покрытое изделие, включающее антиконденсатное покрытие согласно примерному варианту осуществления;

фиг. 2 представляет стеклопакет, включающий антиконденсатное покрытие (например, согласно любому варианту осуществления настоящего изобретения, такому как представленный на фиг. 1 и/или фиг. 6 вариант осуществления), нанесенное на наиболее внешнюю поверхность, на которую воздействует внешняя атмосфера согласно примерному варианту осуществления;

фиг. 3 представляет стеклопакет, включающий антиконденсатное покрытие (например, согласно любому варианту осуществления настоящего изобретения, такому как представленный на фиг. 1 и/или на фиг. 6 вариант осуществления), нанесенное на наиболее внешнюю поверхность, на которую воздействует внутренняя среда согласно примерному варианту осуществления;

фиг. 4 представляет стеклопакет, включающий антиконденсатные покрытия (например, согласно любому варианту осуществления настоящего изобретения, такому как представленный на фиг. 1 и/или на фиг. 6 вариант осуществления), нанесенные на наиболее внешнюю и на наиболее внутреннюю поверхности стеклопакета согласно примерному варианту осуществления;

фиг. 5 представляет график, иллюстрирующий, согласно примерному варианту осуществления, характеристики антиконденсатного изделия согласно настоящему изобретению и непокрытой стеклянной подложки при изменении температуры, влажности и температуры конденсации в течение периода времени, составляющего 18 часов;

фиг. 6 представляет покрытое изделие, включающее антиконденсатное покрытие согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 7 представляет покрытое изделие, включающее антиконденсатное покрытие согласно примерному варианту осуществления; и

фиг. 8 представляет схематическое изображение системы, включающей инфракрасный нагреватель согласно определенным примерным вариантам осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее обсуждаются более подробно сопровождающие чертежи, на которых аналогичные условные обозначения представляют аналогичные элементы на нескольких изображениях.

Определенные примерные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают тонкопленочные антиконденсатные покрытия, на которые воздействует окружающая среда. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, такие покрытия имеют низкую полусферическую излучающую способность, которая способствует тому, что стеклянная поверхность сохраняет тепло, поступающее с внутренней стороны. Например, в прикладном примере потолочного окна и/или другого окна строения стеклянная поверхность сохраняет больше тепла от внутреннего пространства здания. В прикладном примере автомобиля ветровое стекло сохраняет больше тепла от внутреннего пространства автомобиля. Это позволяет уменьшать (а иногда даже предотвращать) первоначальное образование конденсата. Как упомянуто выше, такие антиконденсатные покрытия можно наносить на поверхность (или на множество поверхностей), на которые воздействует окружающая среда, в определенных прикладных примерах. По существу антиконденсатные покрытия согласно определенным примерным вариантам осуществления могут быть прочными, таким образом, чтобы иметь способность сохраняться в таких условиях.

Фиг. 1 представляет покрытое изделие, включающее антиконденсатное покрытие согласно примерному варианту осуществления. Фиг. 1 представляет примерный вариант осуществления, в котором предусматривается стеклянная подложка 1, на которую нанесено многослойное тонкопленочное антиконденсатное покрытие 3. Антиконденсатное покрытие 3 имеет низкую полусферическую излучающую способность. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, полусферическая излучающая способность составляет менее чем 0,25, предпочтительнее менее чем 0,23, еще предпочтительнее менее чем 0,2 и иногда даже менее чем 1,0-1,5. Это достигается посредством изготовления тонкого прозрачного проводящего оксидного слоя 5, таким образом, что получается надлежащее низкое удельное поверхностное сопротивление. В представленном на фиг. 1 примере прозрачный проводящий оксидный слой 5 составляет оксид индия-олова. Удельное поверхностное сопротивление, составляющее 10-30 Ом/квадрат, как правило, является достаточным для достижения желательных значений полусферической излучающей способности. Определенные примерные варианты осуществления, описанные в настоящем документе, предусматривают удельное поверхностное сопротивление, составляющее 13-27 Ом/квадрат, причем в представленном ниже примере предусматривается удельное поверхностное сопротивление, составляющее 17 Ом/квадрат. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, оказывается возможным выбор прозрачного проводящего оксидного слоя 5 таким образом, что удельное поверхностное сопротивление падает до низкого уровня, составляющего лишь приблизительно 5 Ом/квадрат, хотя данное низкое значение не является обязательным для всех вариантов осуществления настоящего изобретения. Фиг. 6 иллюстрирует покрытое изделие, включающее аналогичные слои, за исключением того, что, согласно представленному на фиг. 6 варианту осуществления, слои 11 и 13 не присутствуют. На фиг. 6 представлен вариант осуществления, согласно которому содержащий оксинитрид кремния слой 9b может одновременно представлять собой содержащий кремний защитный слой и нижний контактный слой, и его может составлять сочетание слоев 9b и 11 согласно представленному на фиг. 1 варианту осуществления. На фиг. 1 и фиг. 6 представлены варианты осуществления, в которых покровный слой 7 может представлять собой или содержать оксид циркония, оксид алюминия, нитрид алюминия и/или оксинитрид алюминия, согласно примерным варианты осуществления настоящего изобретения. Слои 9a, 9b и 11, которые представляют собой или содержат нитрид кремния и/или оксинитрид кремния можно легировать алюминием (добавляя, например, приблизительно от 0,5 до 5% Al), согласно определенным примерным вариантам осуществления, как известно в технике, таким образом, что мишень может быть проводящей в процессе напыления слоя.

Как представлено на фиг. 1 и 6, прозрачный проводящий оксидный слой 5 защищен от окружающей среды слоем оксида циркония 7. Содержащий кремний защитный слой 11 может находиться между прозрачным проводящим оксидным слоем 5 и подложкой 1, чтобы также способствовать защите прозрачного проводящего оксидного слоя 5, например, от миграции натрия. В представленном на фиг. 1 примере содержащий кремний защитный слой 11 составляет нитрид кремния, и защитный слой нитрида кремния 11 находится рядом со слоем оксида титана 13. Защитный слой нитрида кремния 11 и слой оксида титана 13 улучшают оптические свойства всего изделия. Следует понимать, что, согласно определенным примерным вариантам осуществления сложенную из нижних и верхних слоев систему также можно использовать для улучшения оптических свойств конечного изделия. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, защитный слой нитрида кремния 11 можно окислять, например, таким образом, чтобы он представлял собой слой оксинитрида кремния. Другими словами, согласно определенным примерным вариантам осуществления слой 11 может, например, представлять собой или содержать оксинитрид кремния. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, защитный слой, содержащий нитрид кремния (представляющий собой, например, Si₃N₄ или имеющий другую подходящую стехиометрию), может заменять содержащий кремний защитный слой 11 и содержащий оксид титана слой 13 в примере на фиг. 1.

Дополнительные содержащие кремний слои 9a и 9b могут окружать с двух сторон прозрачный проводящий оксидный слой 5. Как представлено в примере на фиг. 1, верхний содержащий кремний слой 9a представляет собой слой нитрида кремния, в то время как нижний содержащий кремний слой 9b представляет собой слой оксинитрида кремния. Следует понимать, что, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, можно использовать любое подходящие соединение кремния с кислородом и/или азотом.

Следующая таблица представляет примерные значения физической толщины и интервалы толщины согласно примерному варианту осуществления на фиг. 1:

Примерный интервал
значений толщины (нм) Примерная толщина (нм) ZrOx (7) 2-15 7 SiNx (9a) 10-50 30 ITO (5) 75-175 130 SiOxNy (9b) 10-50 35 TiOx (13) 2-10 3,5 SiNx (11) 10-20 13

Значения толщины слоев 9b, 5, 9a и 7, согласно представленному на фиг. 6 варианту осуществления, являются аналогичными, и приведенная выше таблица также применяется по отношению к этим слоям. Однако, согласно представленному на фиг. 6 варианту осуществления, толщина слоя 9b на основе нитрида кремния и/или оксинитрида кремния может быть больше, составляя, например, приблизительно от 10 до 200 и предпочтительнее приблизительно от 10 до 100 нм. Как показано выше, другие прозрачные проводящие оксиды можно использовать в качестве альтернативы или в качестве дополнения оксида индия-олова. Например, определенные примерные варианты осуществления могут предусматривать трехслойную структуру ITO/Ag/ITO. Определенные примерные варианты осуществления могут предусматривать оксид цинка, легированный алюминием оксид цинка (AZO), оксид алюминия дырочного типа, легированное или нелегированное серебро, легированный фтором оксид олова и т.п. Когда Ag содержится в многослойной системе, в качестве прозрачного проводящего оксида, могут быть предусмотрены слои, содержащие Ni и/или Cr, непосредственно прилегающие (образующие контакт) с Ag. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, каждый слой в многослойной системе может быть нанесен посредством напыления. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, один или несколько слоев можно наносить, используя различные технологии. Например, когда легированный фтором оксид олова вводится в качестве прозрачного проводящего оксидного слоя 5, он может быть нанесен пиролитически (например, с использованием химического осаждения из паровой фазы или CVD).

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, может быть нанесен слой алмазоподобного углерода (DLC), непосредственно покрывающий и образующий контакт с оксидом циркония. Это может способствовать получению лучше сохраняющего работоспособность покрытия гидрофильного типа согласно определенным примерным вариантам осуществления. Гидрофильные покрытия, как правило, имеют краевой угол смачивания, который составляет менее чем или равняется 10°. Нанесенный посредством напыления оксид циркония, как правило, имеет краевой угол смачивания, составляющий менее чем приблизительно 20°. Однако нанесение алмазоподобного углерода поверх оксида циркония способствует его смачиваемости и образует более твердый слой. После закалки, например, двухслойная структура из оксида циркония и алмазоподобного углерода обеспечивает краевой угол смачивания, который составляет менее чем или равняется приблизительно 15°. Таким образом, может быть получено сохраняющее работоспособность покрытие гидрофильного типа. Следует отметить, что данный слой может быть получен нанесением на слой нитрида циркония слоя алмазоподобного углерода, и после термической обработки получается слой оксида циркония, на котором находится слой алмазоподобного углерода. См., например, патентную заявку заявителя под номером 12/320664, в который описано подходящее для термической обработки покрытое изделие, содержащее алмазоподобный углерод и/или цирконий в своем покрытии. Полное содержание этой заявки включается в настоящий документ посредством данной ссылки.

В качестве дополнения или в качестве альтернативы, согласно определенным примерным вариантам осуществления, тонкое гидрофильное и/или фотокаталитическое покрытие может быть нанесено поверх оксида циркония. Такой слой может содержать анатаз (TiO₂), BiO, BiZr, BiSn, SnO и/или любой другой подходящий материал. Такой слой также может улучшать смачиваемость и/или придавать изделию свойства самоочищения.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, содержащий оксид циркония защитный слой 7 может быть заменен оксидом алюминия и/или оксинитридом алюминия. Кроме того, согласно определенным примерным вариантам осуществления, слой 7 может быть первоначально нанесен в многослойной форме, таким образом, что он включает первый слой, представляющий собой или содержащий нитрид циркония, непосредственно на содержащий нитрид кремния слой 9a, и второй слой, представляющий собой или содержащий алмазоподобный углерод. После этого, когда оказывается желательной термическая обработка (например, закалка при температуре, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 580°C), покрытое изделие подвергается термической обработке и покровный содержащий алмазоподобный углерод слой выгорает в процессе термической обработки, а содержащий нитрид циркония слой превращается в оксид циркония, и в результате этого получается термически обработанное покрытое изделие, имеющее термически обработанную многослойную структуру, в которой слой 7 представляет собой или содержит оксид циркония (например, см. фиг. 1 и 6).

Хотя это не представлено в примерах на фиг. 1 или фиг. 6, низкоэмиссионное покрытие на основе серебра может быть нанесено на противоположную сторону стеклянной подложки относительно антиконденсатного покрытия 3. Например, низкоэмиссионное покрытие на основе серебра может представлять собой любое из низкоэмиссионных покрытий, которые описывают патенты США №№ 8017243, 7858191 или 7964284, или патентные публикации США №№ 2009/0205956 или 2010/0075155, полное содержание которых включается в настоящий документ посредством данной ссылки. Разумеется, и другие низкоэмиссионные покрытия, поставляемые на продажу от правообладателя настоящего изобретения, и/или другие низкоэмиссионные покрытия также можно использовать в связи с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Например, другие подходящие низкоэмиссионные покрытия описывают, например, патенты США №№ 7455910; 7771571, 7166359, 7189458, 7198851, 7419725, 7521096 и 7648769; а также патентные публикации США №№ 2007/0036986, 2007/0036990, 2007/0128451, 2009/0324967, 2010/0279144, 2010/0295330, 2011/0097590, 2011/0117371, 2011/0210656, 2011/0212311 и 2011/0262726; и патентные заявки США № 13/064066, поданная 03 марта 2011 г., № 13/183833, поданная 15 июля 2011 г.; и № 13/317176, поданная 12 октября 2011 г. Полное содержание каждого из перечисленных выше патентных документов включается в настоящий документ посредством данной ссылки. Следует понимать, что низкоэмиссионные покрытия на основе серебра и низкоэмиссионные покрытия на не серебряной основе можно использовать в связи с определенными примерными вариантами осуществления. Иногда может оказаться предпочтительным в целях долговечности использование низкоэмиссионного покрытия на не серебряной основе и/или нанесение подходящих для термической обработки покрытий. В некоторых случаях может оказаться желательным нанесение покрытия, имеющего значения удельного поверхностного сопротивления и коэффициента излучения, которые являются сопоставимыми с соответствующими значениями покрытий, в которых не содержится слой на основе серебра.

Когда покрытое изделие подвергается термической обработке, оно может проходить через закалочную печь лицевой стороной вниз». Другими словами, когда покрытое изделие подвергается термической обработке, антиконденсатное покрытие может проходить по валкам.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, коэффициент пропускания видимого света может быть высоким, когда нанесено антиконденсатное покрытие. Например, согласно определенным примерным вариантам осуществления, коэффициент пропускания видимого света составляет предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 50%, предпочтительнее, по меньшей мере, приблизительно 60% и еще предпочтительнее, по меньшей мере, приблизительно 65%. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, коэффициент пропускания видимого света может составлять 70%, 80% или даже более.

Покрытое изделие, представленное на фиг. 1 или фиг. 6, может быть вставлено в стеклопакет. Например, фиг. 2 представляет стеклопакет, включающий антиконденсатное покрытие, нанесенное на наиболее внешнюю поверхность, на которую воздействует внешняя атмосфера, согласно примерному варианту осуществления. Стеклопакет в представленном на фиг. 2 примере включает первую и вторую практически параллельные расположенные на расстоянии друг от друга стеклянные подложки 1 и 21. Эти подложки определяют между собой промежуток или пространство 22. Первая и вторая подложки 1 и 21 герметически соединены с использованием краевого уплотнения 23, и множество распорок 25 способствуют сохранению расстояния между первой и второй подложками 1 и 21. На первую подложку 1 нанесено антиконденсатное покрытие 3. Как можно понять из представленного на фиг. 2 примерного варианта осуществления, на антиконденсатное покрытие 3 воздействует внешняя окружающая среда. Это представляет собой отклонение от общей практики, согласно которой низкоэмиссионные покрытия, как правило, являются защищенными от окружающей среды. Представленная на фиг. 2 конфигурация становится возможной вследствие долговечности антиконденсатного покрытия 3.

Хотя это не представлено на фиг. 2, аналогично тому, что описано, низкоэмиссионное покрытие (например, низкоэмиссионное покрытие на основе серебра) может быть нанесено на внутреннюю поверхность одной из первой и второй подложек 1 и 21. Другими словами, хотя это не представлено на фиг. 2, низкоэмиссионное покрытие можно наносить на поверхность 2 или поверхность 3 стеклопакета, проиллюстрированного на фиг. 2.

Когда представленный на фиг. 2 примерный вариант осуществления применяется, например, в связи с изготовлением потолочного окна, внешняя подложка 1 может быть закаленной, а внутренняя подложка 21 может быть ламинированной для целей безопасности. Это может применяться также и для других содержащих стеклопакеты изделий, в зависимости от желательного применения. Кроме того, следует понимать, что примерная конструкция стеклопакета, которая представлена на фиг. 2, может быть использована, как правило, для изготовления вертикальных и горизонтальных изделий. Другими словами, примерная конструкция стеклопакета, которая представлена на фиг. 2, может быть использована в дверцах холодильников/морозильников, которые, как правило, являются вертикальными или горизонтальными.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, промежуток или пространство 22 между первой и второй подложками 1 и 21 может быть вакуумировано и/или заполнено инертным газом (например, таким как аргон), и краевое уплотнение 23 может обеспечивать герметическое соединение, например, для изготовления вакуумного стеклопакета.

Фиг. 2 представляет стеклопакет, имеющий две стеклянные подложки. Однако примерные антиконденсатные покрытия, которые описаны в настоящем документе, можно использовать в связи с изделиями, содержащими первую, вторую и третью практически параллельные и расположенные на расстоянии друг от друга стеклянные подложки (такие изделия также иногда называются термином «трехслойный стеклопакет»). Антиконденсатное покрытие может быть нанесено на поверхность 1 (наиболее внешнюю поверхность, на которую воздействует окружающая среда), а низкоэмиссионные покрытия могут быть нанесены на одну или несколько внутренних поверхностей (поверхности, которые не представляют собой поверхность 1 и поверхность 6). Например, антиконденсатное покрытие может быть нанесено на поверхность 1, а низкоэмиссионные покрытия могут быть нанесены на поверхности 2 и 5, 3 и 5 и т.д., согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, такие изделия типа трехслойного стеклопакета могут представлять собой стеклопакеты, содержащие три стеклянных листа или подложки, трехслойные вакуумные стеклопакеты, содержащие три стеклянных листа или подложки и т.д. Трехслойные стеклопакеты описаны, например, в патентной заявке США № 13/324267, поданной 13 декабря 2011 г., полное содержание которой включается в настоящий документ посредством данной ссылки.

Как показано выше, определенные примерные варианты осуществления можно использовать, чтобы изготавливать автомобильные ветровые стекла, окна, зеркала и подобные изделия. Полусферическая излучающая способность внешних стеклянных поверхностей автомобиля, как правило, составляет более чем приблизительно 0,84. Однако при уменьшении полусферической излучающей способности до вышеупомянутого (и/или другого) уровня стеклянная поверхность может удерживать больше тепла, производимого внутри автомобиля. Это, в свою очередь, может приводить к уменьшению или устранению накопления конденсата на стеклянной поверхности, когда движущийся автомобиль переходит из более холодной области в более теплую (например, в горной местности), а также к уменьшению или устранению накопления конденсата и/или накопления инея на стекле в процессе остановки и стоянки в течение ночи и т.д. Антиконденсатное покрытие на автомобильных стеклах может быть нанесено на стороне стекла, которое является внешним по отношению к салону автомобиля.

Содержащее оксид циркония внешнее покрытие оказывается предпочтительным для нанесения на автомобильные окна, поскольку оно имеет сравнительно низкий коэффициент трения. Более конкретно, этот пониженный коэффициент трения упрощает движение стекол в окнах вверх и вниз.

Определенные примерные варианты осуществления можно использовать в связи с любыми подходящими транспортными средствами, включающими, например, легковые и грузовые автомобили, железнодорожные поезда, суда, корабли и другие транспортные средства, самолеты, трактора и другие рабочие машины и т.д. Для изготовления автомобильных зеркал оптические свойства покрытия можно регулировать таким образом, чтобы не возникало двойное отражение.

Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что антиконденсатное покрытие согласно определенным примерным вариантам осуществления можно использовать, чтобы способствовать соблюдению стандарта 0,30/0,30. Вкратце, стандарт означает коэффициент теплоусвоения, который составляет менее чем или равняется 0,30, и коэффициент поступления солнечного тепла, который составляет менее чем или равняется 0,30. Действующее законодательство США предусматривает налоговые льготы на приобретение окон, потолочных окон, дверей и подобных изделий, которые соответствуют данным критериям.

Фиг. 3 представляет стеклопакет, включающий антиконденсатное покрытие (например, см. покрытие на фиг. 1 и/или фиг. 6), нанесенное на наиболее внешнюю поверхность, на которую воздействует внутренняя окружающая среда согласно примерному варианту осуществления. Представленный на фиг. 3 примерный вариант осуществления является аналогичным представленному на фиг. 2 примерному варианту осуществления, за исключением того, что представленный на фиг. 3 примерный вариант осуществления предусматривает антиконденсатное покрытие 3, нанесенное на поверхность 4, которая представляет собой внешнюю поверхность внутренней стеклянной подложки 1, на которую воздействует внутренняя, а не внешняя среда.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, внутреннюю подложку 1 можно подвергать отжигу (а не закалке). Антиконденсатное покрытие может быть одинаковым или практически одинаковым в представленных на фиг. 2 и фиг. 3 примерных вариантах осуществления, хотя модификации, которые описаны выше в связи с фиг. 1, 2 и/или 6, также можно осуществлять в связи с вариантом осуществления, представленным на фиг. 3. Единственное изменение, которое может быть осуществлено, представляет собой увеличение толщины слоя оксида индия-олова для достижения желательного уровня коэффициента теплоусвоения. В таких случаях, где увеличивается толщина слоя оксида индия-олова, толщину других слоев можно также регулировать таким образом, чтобы обеспечивались желательные оптические свойства. Дополнительные слои также можно наносить, чтобы обеспечивать желательные оптические свойства. Другие конструкционные элементы остаются одинаковыми при переходе от фиг. 2 к фиг. 3, и можно осуществлять аналогичные модификации этих элементов.

Когда антиконденсатное покрытие 3 нанесено на поверхность 4, как представлено на фиг. 3, определяемый коэффициент теплоусвоения составляет 0,29. Когда дополнительное низкоэмиссионное покрытие нанесено на поверхность 2 стеклопакета, обнаружено, что коэффициент теплоусвоения снижается до 0,23. Определенные примерные варианты осуществления также могут предусматривать коэффициент поступления солнечного тепла, который составляет менее чем или равняется 0,30, и это способствует соблюдению стандарта 0,30/0,30.

В изделиях с низкими коэффициентами теплоусвоения (такими как, например, стеклопакеты или вакуумные стеклопакеты с антиконденсатным покрытием на поверхности 4, двухслойные и трехслойные вакуумные стеклопакеты и т.д.), конденсат может представлять собой проблему, например, когда стекло не нагревается вследствие низкоэмиссионных покрытий. Одно решение этой проблемы представлено на фиг. 4, которая иллюстрирует стеклопакет, включающий антиконденсатные покрытия, нанесенные на наиболее внешнюю и наиболее внутреннюю поверхности стеклопакета согласно примерному варианту осуществления. В представленном на фиг. 4 примере предусмотрены первая и вторая подложки 1a и 1b. Первое и второе антиконденсатные покрытия 3a и 3b нанесены на поверхности 1 и 4, соответственно. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, дополнительные низкоэмиссионные покрытия также можно наносить на одну или обе из внутренних поверхностей (поверхности 2 и/или 3). Таким образом, оказывается возможным изготовление изделия, которое проявляет уменьшение коэффициента теплоусвоения и антиконденсатные свойства.

Фиг. 5 представляет график, иллюстрирующий, согласно примерному варианту осуществления, характеристики антиконденсатного изделия согласно настоящему изобретению и непокрытой стеклянной подложки при изменении температуры, влажности и температуры конденсации в течение периода времени, составляющего 18 часов. Каждое изображение на фиг. 5 имеет перекрестную штриховку, которая позволяет продемонстрировать присутствие или отсутствие конденсата. Как можно видеть на фиг. 5, практически отсутствует образование конденсата на тех образцах, которые были изготовлены согласно примерному варианту осуществления. С другой стороны, сравнительный пример, в котором используется пиролитически нанесенный легированный фтором оксид олова, представляет некоторое образование конденсата в течение первого наблюдаемого периода, причем уровень конденсата значительно увеличивался в течение второго и третьего наблюдаемых периодов и незначительно уменьшался в течение четвертого наблюдаемого периода. По существу, перекрестная штриховка является значительно размытой в течение второго наблюдаемого периода и едва заметной в течение третьего наблюдаемого периода. Образец непокрытого стекла демонстрирует значительное образование конденсата в течение всех наблюдаемых периодов. Перекрестная штриховка является незаметной в течение второго и третьего наблюдаемых периодов. Таким образом, представленный на фиг. 5 пример демонстрирует, что примерные варианты осуществления, которые описаны в настоящем документе, обеспечивают превосходные эксплуатационные характеристики по сравнению с данным сравнительным примером и непокрытым стеклом.

Фиг. 7 представляет покрытое изделие, включающее антиконденсатное покрытие согласно примерному варианту осуществления. Представленная на фиг. 7 примерная многослойная структура является аналогичной описанным ранее примерным многослойным структурам в том, что она включает прозрачный проводящий оксидный слой 5, расположенный между первым и вторым содержащими кремний слоями 9a и 9b. Согласно представленному на фиг. 7 примерному варианту осуществления, первый и второй содержащий кремний слои 9a и 9b содержат оксинитрид кремния. Первый и второй содержащие оксинитрид кремния слои 9a и 9b заключают между собой прозрачный проводящий оксидный слой 5, содержащий оксид индия-олова. Примерные величины толщины и показателя преломления для каждого из слоев представлены в таблице, которая приведена ниже.

Примерный интервал
значений толщины
(нм) Первая примерная толщи
на
(нм) Вторая примерная толщина (нм) Пример
ный
интервал коэффициента прелом
ления Предпочтительный
интервал коэффициента преломления Первый примерный коэффициент преломления Второй примерный коэффи
циент преломления Стекло SiO_xN_y 30-100 60 70 1,5-2,1 1,7-1,8 1,75 1,7 ITO 95-160 105 105 1,7-2,1 1,8-1,93 1,88 1,9 SiO_xN_y 30-100 65 70 1,5-2,1 1,7-1,8 1,75 1,7 Glass не применяется не применяется не применяется не применяется не применяется не применяется не применяется

Согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения, являются возможными разнообразные видоизменения данной многослойной структуры. Такие варианты осуществления могут предусматривать, например, использование частично или полностью превращенных в оксиды и/или нитриды слоев в качестве первого и/или второго содержащих кремний слоев, нанесение защитного внешнего покрытия, содержащего ZrO_x, нанесение одного или нескольких регулирующих показатель преломления слоев (например, содержащих TiO_x) между стеклянной подложкой и вторым содержащим кремний слоем и т.д. Например, определенные примерные варианты осуществления могут предусматривать модификацию представленной на фиг. 7 примерной многослойной структуры таким образом, что верхний содержащий SiO_xN_y слой заменяется SiN, добавляется содержащий ZrO_x слой (например, для потенциального увеличения долговечности), одновременно верхний содержащий SiO_xN_y слой заменяется SiN и добавляется содержащий ZrO_x слой, и т.д. Таким образом, следует понимать, что возможные модификации, перечисленные в настоящем документе можно использовать в любой комбинации или подкомбинации.

Кроме того, можно осуществлять модификации, чтобы обеспечивать так называемый стандарт «окно R5» (коэффициент теплоусвоения всего окна составляет менее чем 0,225) и низкий коэффициент излучения (например, составляющий менее чем 0,20). Для соблюдения данных стандартов, толщина прозрачного проводящего оксидного слоя может быть увеличена. Проектные увеличения толщины слоя оксида индия-олова и эксплуатационные характеристики представлены в приведенной ниже таблице. Следует понимать, что содержащие кремний слои можно также регулировать, чтобы сохранять приемлемые оптические свойства, и/или что могут быть нанесены дополнительные диэлектрические слои, такие как слои, содержащие оксид титана. Следует отметить, что стеклянные подложки представляют собой прозрачные стеклянные подложки толщиной 3 мм, что низкоэмиссионное покрытие нанесено на поверхность 2, и что пространство шириной 0,5 дюйма (12,7 мм) заполнено смесью, содержащей приблизительно 90% Ar и 10% воздуха, в стеклопакетах согласно вариантам осуществления.

Монолитное стекло Стеклопакет Коэффициент излуче-ния поверхности
№ 4 Пропускание видимого света Tvis Преломление видимого света Rvis Пропускание видимого света Tvis Преломление видимого света на внутреннем стекле
Rvis, in Коэффициент теплоусвоения в середине стекла (COG) Толщина слоя оксида индия-олова Улучшение коэффициента тепло-усвоения
(%) 0,84 (отсутствие покрытия) не применяется не применяется 69,3 12,6 0,247 0 не применяется 0,20 87,5 8,5 67,4 12,4 0,205 130 17,0% 0,15 86,2 8,5 66,4 12,4 0,200 195 19,0% 0.10 85,0 8,5 65,5 12,4 0.194 260 21,5% 0,05 80,0 8,5 61,6 12,0 0,188 520 23,9%

Представленный на фиг. 7 примерный вариант осуществления предпочтительно становится очень прочным, например, после термической обработки, даже несмотря на то, что в нем отсутствует покровный слой, содержащий ZrO_x или подобное вещество. Таким образом, он оказывается подходящим для использования в качестве покрытия так называемой поверхности № 4. Как известно, четвертая поверхность, например, стеклопакета, представляет собой поверхность, которая наиболее удалена от солнца (и, таким образом, обращена, как правило, внутрь помещения). Таким образом, представленная на фиг. 7 примерная многослойная структура является особенно хорошо приспособленной для использования в сборной конструкции, которая аналогична конструкции, представленной на фиг. 3. Кроме того, следует понимать, что представленный на фиг. 7 примерный вариант осуществления является подходящим для использования в связи с другими конфигурациями остекления, в которых предусмотрено нанесение покрытия на наиболее внутреннюю поверхность, обращенную внутрь помещения (например, на поверхность № 6 трехслойного стеклопакета, и т.д.).

Как упомянуто выше, представленная на фиг. 7 примерная многослойная структура является подходящей для термической обработки согласно определенным примерным вариантам осуществления. Такую термическую обработку можно осуществлять, используя инфракрасный нагреватель, камеру или другую печь, способ лазерного отжига и т.д. Подробные характеристики примерной термической обработки представлены ниже. Следующие две таблицы представляют эксплуатационные характеристики для представленной на фиг. 7 монолитной конструкции после термической обработки инфракрасным излучением и после термической обработки в конвейерной печи (например, при 650°C), соответственно.

Эксплуатационные характеристики монолитного отожженного стекла после термической обработки инфракрасным излучением Толщина стекла (мм) 2,8 мм Т 88,49 а*, пропускание -0,56 b*, пропускание 0,22 L*, пропускание 95,36 Rg 9,11

а*, сторона стекла -0,4 b*, сторона стекла -1,13 L*, сторона стекла 36,2 Rf 9,10 а*, сторона пленки -0,72 b*, сторона пленки -1,13 L*, сторона пленки 36,17 Показатель цветопередачи (CRI) при пропускании 97,91 Матовость при пропускании 0,12 Поверхностная шероховатость 1,8 Удельное поверхностное сопротивление 17-19 Полусферическая излучающая способность 0,20 или 0,21

Эксплуатационные характеристики монолитного отожженного стекла после термической обработки в конвейерной печи при 650°C Т 88,10 Разность излучения Δ (отжиг по сравнению с закалкой) 0,37 а*, пропускание -0,60 b*, пропускание 0,54 L*, пропускание 95,20 Rg 9,08 Разность излучения Δ (отжиг по сравнению с закалкой) 1,04 а*, сторона стекла -0,26

b*, сторона стекла -2,16 L*, сторона стекла 36,14 Rf 9,06 Разность излучения Δ (отжиг по сравнению с закалкой) 1,16 а*, сторона пленки -0,69 b*, сторона пленки -2,28 L*, сторона пленки 36,10 Показатель цветопередачи (CRI) при пропускании 97,91 Матовость при пропускании 0,12 Поверхностная шероховатость 1,8 Удельное поверхностное сопротивление (измеритель от компании NAGY) 17-19 Полусферическая излучающая способность 0,19 или 0,20

Как показано выше, представленный на фиг. 7 примерный вариант осуществления можно подвергать термической обработке, используя, например, инфракрасный нагреватель, камеру или другую печь, способ лазерного отжига и т.д. Стадия термической обработки после осаждения может оказаться предпочтительной, чтобы способствовать перекристаллизации слоя оксида индия-олова и чтобы способствовать достижению желательного коэффициента излучения и оптических свойств (например, включая свойства, описанные выше). Согласно примерному способу, стекло можно нагревать до температуры, составляющей приблизительно 400°C, чтобы способствовать достижению данных целей. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, температура стекла не должна превышать 470°C, таким образом, чтобы способствовать уменьшению вероятности постоянных (или, по меньшей мере, не временных) перепадов механических напряжений, которые возникают в стекле.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, можно использовать лазерную диодную матрицу в связи с процессом лазерного отжига. Было обнаружено, что лазерная диодная матрица, имеющая следующие параметры, предпочтительно способствует уменьшению удельного поверхностного сопротивления приблизительно до 20 Ом/квадрат (например, приблизительно от 65 Ом/квадрат в состоянии после нанесения), способствует получению практически однородного внешнего вида покрытия, а также способствует обеспечению перечисленных выше эксплуатационных характеристик:

- мощность лазера - 1 кВт;

- длина волны излучения - 975 нм;

- скорость сканирования - 75 мм/с;

- номинальный размер точки - 12,5 мм × 2 мм.

Печь, имеющую множество зон, также можно использовать для термической обработки согласно определенным примерным вариантам осуществления. Температуры зон, скорость линии, перепад температур (например, между верхней и нижней поверхностями), всасывание, выравнивающие элементы (например, поперек печи), параметры охлаждающего воздуха (например, давление и перепад потока) и/или другие факторы можно регулировать, чтобы способствовать достижению желательных эксплуатационных характеристик. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, имеющую десять зон печь можно использовать для проведения термической обработки. Отдельное подмножество зон можно использовать, чтобы осуществлять процесс перекристаллизации оксида индия-олова, в то время как другие зоны можно использовать, чтобы медленно охлаждать подложку перед ее выходом из печи. Согласно одному примеру, в котором использовали имеющую десять зон печь, в зонах 1-3 осуществлялся активный процесс перекристаллизации оксида индия-олова при нагревании покрытия до температуры, составляющей приблизительно 400°C, в то время как в остальной части печи происходило медленное охлаждение стекла перед его выходом в охлаждаемые воздухом секции. Следует понимать, что, согласно определенным примерным вариантам осуществления, оказывается желательным сохранение низкой температуры на выходе, что способствует уменьшению вероятности разрушения. По существу, стекло является весьма подверженным термическому разрушению в температурном интервале, используемом в процессе повторного отжига, в частности, при температурах, превышающих 200°C.

Следующие параметры, которые влияют на термическое разрушение, включают перепад температур по толщине стекла, а также перепад температур по его поверхности. Обнаружено, что первый параметр производит большее воздействие на термическое разрушение по отношению к покрытым подложкам. Температуры верхней и нижней поверхностей непокрытого стекла, выходящего из печи, были почти одинаковыми, и основная масса прозрачного стекла выдерживала процесс отжига после того, как были установлены первоначальные условия (скорость линии, температуры зон, воздушное охлаждение, отсутствие смещения). Однако измеренная температура верхней поверхности покрытого изделия составляла на 250°F больше при выходе из печи. Это объясняется тем, что тепло теряется быстрее за счет теплопроводности валков, чем за счет теплопереноса посредством излучения от покрытой верхней поверхности.

Однако за счет определения и понимания этого дифференциального и смещенного нагревания и охлаждения оказывается возможным уменьшение этого перепада и, в свою очередь, содействие уменьшению вероятности разрушения. Примерные профили печей для стекла толщиной 3,2 мм и 2,3 мм представлены ниже в соответствующих таблицах.

Профиль печи для стекла толщиной 3,2 мм Зона Печь Температура (°F) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Верхняя поверхность Установленное значение 1420 1420 1420 0 0 0 0 0 0 0 Фактическое значение 1422 1442 1423 937 745 693 565 551 585 581 Нижняя поверхность Установленное значение 1420 1420 1420 0 700 700 700 700 700 700 Фактическое значение 1440 1438 1431 825 780 743 730 453 690 705

В связи с данным примерным профилем нагревания использовали следующие параметры:

- скорость линии: 60 футов в минуту;

- всасывание: 0;

- выравнивание (зоны 1-3): 5-10 (50%) - центр, все остальные 100%;

- первичное резкое охлаждение: установленная точка = 0 и закрытый увлажнитель;

- среднее охлаждение: 1″ H₂O, установленная точка = 0 и открытый увлажнитель;

- заключительное охлаждение: 1″ H₂O, установленная точка = 0 и открытый увлажнитель.

Профиль печи для стекла толщиной 2,3 мм Зона Печь Температура (°F) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Верхняя поверхность Установленное значение 1420 1420 1420 0 0 0 0 0 0 0 Фактическое значение 1422 1442 1423 937 712 643 544 525 542 570 Нижняя поверхность Установленное значение 1420 1420 1420 0 600 600 600 600 600 600 Фактическое значение 1440 1438 1431 825 644 609 612 386 602 601

В связи с данным примерным профилем нагревания использовали следующие параметры

- скорость линии: 70 футов в минуту;

- всасывание: 0;

- выравнивание (зоны 1-3): 5-10 (50%) - центр, все остальные 100%;

- первичное резкое охлаждение: только верхняя поверхность, установленная точка = 0 и открытый увлажнитель;

- среднее охлаждение: 1″ H₂O, установленная точка = 0 и закрытый увлажнитель;

- заключительное охлаждение: 1″ H₂O, установленная точка = 0 и открытый увлажнитель.

В качестве следующего варианта, инфракрасное излучение с регулируемой длиной волны можно использовать для термической обработки согласно определенным примерным вариантам осуществления. Примерные технологии описаны в патентной заявке США №№ 12/923082, поданной 31 августа 2010 г., полное содержание которой включается в настоящий документ посредством данной ссылки. Прозрачный проводящий оксидный слой можно предпочтительно и селективно подвергать термической обработке, например, с использованием определенным образом настроенного ближнего инфракрасного и коротковолнового инфракрасного излучения. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, селективное нагревание покрытия можно обеспечивать посредством использования инфракрасных излучателей, у которых пиковая выходная мощность соответствует длинам волны в спектральной области, где наблюдается значительное поглощение оксида индия-олова, но где подложка (например, стекло) имеет уменьшенное или минимальное поглощение. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, покрытие предпочтительно нагревается, и в результате этого улучшаются его свойства, и в то же время остается низкой температура подложки, на которую нанесено данное покрытие.

Посредством предпочтительного нагревания покрытия с использованием способов высокоинтенсивного инфракрасного излучения с регулируемой длиной волны, которые описаны в настоящем документе, термическая обработка слоя оксида индия-олова оказывается возможной при меньшей температуре подложки и/или при сокращенной продолжительности нагревания, чем потребовалось бы для традиционных средств. Предпочтительное нагревание осуществляется посредством использования инфракрасного излучения при длине волны в таком диапазоне, в котором покрытие имеет значительно большее поглощение, чем подложка. Высокоинтенсивное инфракрасное излучение можно производить, используя, например, кварцевые лампы или лазерные излучатели.

В случае лазерных излучателей, могут оказаться предпочтительными лазерные диодные матрицы, например, учитывая меньшую стоимость их приобретения по сравнению с лазерами других распространенных типов и наличие выходного излучения при длине волны, составляющей приблизительно от 800 до 1050 нм (например, 940 нм), которая соответствует спектральным характеристикам покрытия. Однако эксимерные, углекислотные, иттриево-алюминиевые гранатовые (YAG), кварцевые и/или другие типы лазеров и/или лампы также можно использовать согласно различным вариантам осуществления. Например, следует отметить, что длина волны, составляющая 810 нм, является распространенной для некоторых диодных лазеров (причем ее можно использовать, как правило, в связи, например, с покрытиями низкоэмиссионного типа), и что длина волны, составляющая 1032 нм, является распространенной для некоторых иттриево-алюминиевых гранатовых лазеров. Согласно следующим определенным примерным вариантам осуществления, можно использовать и другие лазеры (например, углекислотные или другие лазеры), чтобы очень быстро нагревать стекло, в результате чего опосредованно нагревается покрытие. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, электромагнитное излучение можно фокусировать в имеющий очень высокое соотношение размеров прямоугольный пучок, проходящий ширину стекла. Стекло можно перемещать на конвейере в направлении, перпендикулярном длинной оси прямоугольника. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, можно использовать, например, способ последовательного шагового экспонирования, таким образом, чтобы облучать меньшие секции в регулируемом режиме, и чтобы в результате этого была, в конечном счете, облучена вся подложка. Кроме того, можно использовать другие размеры и/или формы, в том числе, например, практически квадратные формы, круглые формы и т.д.

В целом, повышенные плотности энергии оказались предпочтительными, потому что они обеспечивают сокращенную продолжительность нагревания и повышенные температурные градиенты от покрытия через объем подложки. При сокращении продолжительности нагревания меньше тепла переносится от покрытия через стекло посредством теплопроводности, и можно поддерживать менее высокую температуру.

Фиг. 8 представляет схематическое изображение системы, включающей инфракрасный нагреватель согласно определенным примерным вариантам осуществления. Представленная на фиг. 8 примерная система включает устройство для нанесения покрытий 102, которое осуществляет физическое нанесение из паровой фазы одного или нескольких тонкопленочных слоев на подложку, например, посредством напыления. Ниже по потоку относительно устройства для нанесения покрытий 102 установлен инфракрасный нагреватель 104. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, можно использовать устройство для напыления при комнатной температуре, чтобы наносить оксид индия-олова на стеклянную подложку. Конвейерная система 106 перемещает подложку через устройство для нанесения покрытий 102, которое осуществляет нанесение однослойной или многослойной структуры, и через инфракрасный нагреватель 104.

Инфракрасный нагреватель 104, в свою очередь, настроен таким образом, чтобы фокусировать ближнее инфракрасное и коротковолновое инфракрасное излучение на подложку с нанесенным на нее покрытием. Длину волны инфракрасного излучения выбирают таким образом, чтобы предпочтительно нагревать покрытие или конкретный слой в покрытии, например, по сравнению с подложкой и/или какими-либо другими слоями в многослойном покрытии.

Хотя описанные определенные примерные варианты осуществления предусматривают инфракрасный нагреватель, установленный ниже по потоку относительно устройства для нанесения покрытий, следует понимать, что различные примерные варианты осуществления могут предусматривать установку устройства для нанесения покрытий внутри вакуумной камеры устройства для нанесения покрытий. Кроме того, согласно определенным примерным вариантам осуществления, термическую обработку посредством инфракрасного излучения можно осуществлять в любое время после нанесения слоя, который подвергается термической обработке или активируется. Например, согласно определенным примерным вариантам осуществления, можно проводить термическую обработку посредством инфракрасного излучения непосредственно после нанесения слоя оксида индия-олова, в то время как, согласно определенным примерным вариантам осуществления, можно проводить термическую обработку посредством инфракрасного излучения после того, как нанесены все слои многослойной структуры. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, многократную термическую обработку посредством инфракрасного излучения можно проводить в различные сроки в течение процесса нанесения покрытия.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, можно использовать коротковолновую инфракрасную печь, включающую кварцевые лампы. Для нагревания покрытия можно использовать пик инфракрасного излучения, у которого длина волны составляет 1,15 мкм. Данная длина волны была определена посредством анализа спектральных характеристик покрытия и стеклянной подложки, хотя, разумеется, являются возможными и другие значения длины волны. По существу, длина волны для нагревания определена в примерном диапазоне от 0,8 до 2,5 мкм. Более предпочтительный диапазон длины волны инфракрасного излучения составляет от 1 до 2 мкм.

Технологии, которые описаны, например, в патентной заявке США № 12/923082, можно использовать для установления оптимальных или предпочтительных диапазонов инфракрасного излучения, чтобы подвергать термической обработке также и другие покрытия (например, другие прозрачные проводящие оксидные, металлические и другие покрытия) на стекле.

Плотность мощности коротковолновой инфракрасной печи составляет 10,56 кВт на квадратный фут (выходная мощность лампы составляет 80 Вт/дюйм при установке на однодюймовые центры). Продолжительность нагревания может составлять, например, от 12 до 130 секунд с 12-секундными интервалами. Нагревательные элементы могут находиться на расстоянии, составляющем приблизительно 4 дюйма от стеклянной поверхности, хотя нагревательные элементы можно поднимать или опускать, согласно различным примерным вариантам осуществления настоящего изобретения.

Посредством фокусирования инфракрасного излучения с такой длиной волны, что оно поглощается покрытием, оказывается возможным создание большого термического градиента между покрытием и объемом подложки. Поскольку теплоемкость покрытия очень мала по сравнению со стеклом, это стекло, по существу, действует как механизм гашения. Увеличение температуры в объеме стекла обусловлено, главным образом, непосредственной передачей тепла посредством поглощения инфракрасного излучения, а не теплопроводностью от покрытия.

Было обнаружено, что конечная кристалличность пленки достигается только после нагревания в течение от 48 до 60 секунд, хотя, разумеется, является возможным и нагревание в течение меньшего или большего периода.

Первоначальная степень окисления оксида индия-олова в образцах, используемых согласно настоящему изобретению, оптимизируется в целях низкого удельного поверхностного сопротивления после закалки, которая приводит к дополнительному окислению оксида индия-олова. Вполне вероятно, что существуют различные оптимальные состояния для термической обработки оксида индия-олова с использованием ближнего инфракрасного излучения. Когда первоначальная степень окисления оксида индия-олова оптимизируется для нагревания посредством ближнего инфракрасного излучения, должна существовать возможность значительного уменьшения требуемой продолжительности нагревания. Теоретически, данная продолжительность должна уменьшаться до 48-60 секунд, которые требуются для перекристаллизации, когда используется такой же способ нагревания. Дополнительное уменьшение продолжительности нагревания может быть обеспечено посредством оптимизации плотности мощности в зависимости от требуемой продолжительности нагревания.

Способы инфракрасного нагревания, которые описаны в настоящем документе, предпочтительно предусмотрены для нагревания оксида индия-олова в составе покрытия, таким образом, что стеклянная подложка остается ниже температуры фазового перехода, которая составляет приблизительно 480°C для полированного листового стекла. Стеклянная подложка остается при температуре, которая составляет предпочтительно ниже 450°C и предпочтительнее ниже 425°C. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, в которых излучение с пиковой длиной волны, составляющей 1,15 мкм, применяется в течение 108 секунд, удельное поверхностное сопротивление примерного покрытия составляет приблизительно одну треть от его эквивалента при нанесении, и при этом коэффициент излучения и поглощение снижаются приблизительно до половины своих соответствующих значений при нанесении. При этом температура подложки достигает максимума, который составляет лишь приблизительно 400°C, что существенно ниже ее температуры фазового перехода.

Ближнее инфракрасное излучение, как правило, представляет собой инфракрасное излучение, у которого длина волны составляет от 0,75 до 1,4 мкм, и коротковолновое инфракрасное излучение, как правило, представляет собой инфракрасное излучение, у которого длина волны составляет от 1,4 до 3 мкм. Определенные примерные варианты осуществления могут, как правило, предусматривать длину волны в данных диапазонах. Температура подложки не превышает предпочтительно 480°C, предпочтительнее 450°C, еще предпочтительнее 425°C и иногда 400°C в результате нагревания посредством такого ближнего и коротковолнового инфракрасного излучения.

Хотя определенные примерные варианты осуществления, которые описаны в настоящем документе, предусматривают антиконденсатные покрытия, описанные в настоящем документе покрытия можно использовать в связи с другими приложениями. Например, примерные покрытия, описанные в настоящем документе, можно использовать в связи с холодильным/морозильным и/или другим торговым оборудованием, потолочными окнами и т.д.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, после термической обработки или активации с использованием технологий, которые описаны в настоящем документе, покрытое изделие можно направлять на производство или в другое место, например, для дополнительной обработки, такой как, например, резание, определение размеров, введение в последующее изделие (например, стеклопакет, потолочное окно, автомобиль, остекление и т.д.). Предпочтительно разрушение или катастрофическое уничтожение термически обработанного покрытого изделия не происходит в результате изменений, которые вызывает процесс термической обработки.

Термины «периферические уплотнения» и «краевые уплотнения» в настоящем документе не означают, что данные уплотнения расположены на абсолютной периферии или на краю изделия, но, напротив, они означают, что данные уплотнения расположены, по меньшей мере, частично на краю или вблизи края (например, на расстоянии, не превышающем приблизительно два дюйма), по меньшей мере, одной подложки изделия. Аналогичным образом, термин «край» при использовании в настоящем документе не ограничивается абсолютным краем стеклянной подложки, но он также может включать площадь, расположенную на краю или вблизи края (например, на расстоянии, не превышающем приблизительно два дюйма) от абсолютного края подложки (подложек).

При использовании в настоящем документе термины «покрывающий», «нанесенный» и подобные термины не следует истолковывать как означающие, что два элемента непосредственно прилегают друг к другу, если четко не определено другое условие. Другими словами, может быть упомянуто, что первый слой нанесен на второй слой или покрывает его, даже если между ними располагаются еще один или несколько слоев.

Следует понимать, что определенные примерные варианты осуществления могут предусматривать один или несколько дополнительных низкоэмиссионных покрытий на поверхности одной или нескольких стеклянных подложек, обращенных к воздушному пространству между ними (например, поверхности 2 и/или 3 в стеклопакете; поверхности 2, 3, 4 и/или 5 в трехслойном стеклопакете и т.д.). Поверхность 4 низкоэмиссионного покрытия, нанесенного на прозрачное стекло, например, может способствовать улучшению суммарного коэффициента теплоусвоения окна, например, посредством отражения инфракрасного теплового излучения обратно внутрь помещения. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, стекло может представлять собой прозрачное листовое полированное стекло, и, согласно определенным примерным вариантам осуществления его толщина может составлять от 2,3 мм до 6 мм. Согласно таким вариантам осуществления, полусферическая излучающая способность может уменьшаться до 0,3, и удельное поверхностное сопротивление может уменьшаться до 30 Ом/квадрат. Предпочтительно коэффициент излучения может уменьшаться, составляя от 0,23 до 0,30, и удельное поверхностное сопротивление может уменьшаться, составляя 30 Ом/квадрат, и иногда коэффициент излучения может уменьшаться до уровня, который составляет менее чем или равняется приблизительно 0,2, и удельное поверхностное сопротивление может уменьшаться до уровня, который составляет менее чем или равняется приблизительно 20 Ом/квадрат.

Например, как упомянуто выше, может оказаться желательным, согласно определенным примерным вариантам осуществления, нанесение более долговечного низкоэмиссионного покрытия на внешнюю поверхность стеклопакета и потенциально менее долговечного низкоэмиссионного покрытия на внутреннюю поверхность стеклопакета, где оно может быть защищено. Тогда одна примерная конфигурация включает низкоэмиссионное покрытие, нанесенное на обе стороны одной подложки, например, на поверхности 1 и 2 или на поверхности 3 и 4. Разумеется, также являются возможными и другие конфигурации (например, в том случае, где на поверхности 1 и 3 или на поверхности 2 и 4 нанесены низкоэмиссионные покрытия). Низкоэмиссионное покрытие, нанесенное на поверхность 4, может представлять собой более долговечное покрытие, чем низкоэмиссионное покрытие, нанесенное на поверхность 3, которое, естественно, защищено от окружающей среды в силу своего расположения в полости стеклопакета. Низкоэмиссионное покрытие, нанесенное на поверхность 4, может представлять собой любое из покрытий, которые описаны выше, например, по отношению к фиг. 1, 6 и 7. Низкоэмиссионное покрытие, нанесенное на поверхность 3, может иметь достаточный коэффициент поступления солнечного тепла, чтобы уменьшать суммарный коэффициент теплоусвоения стеклопакета до желательного уровня (например, который соответствует вышеупомянутому стандарту 0,30/0,30). Согласно определенным примерным вариантам осуществления, обращенное внутрь низкоэмиссионное покрытие может представлять собой низкоэмиссионное покрытие на основе серебра, в то время как низкоэмиссионное покрытие, обращенное к внешней поверхности, может представлять собой покрытие на основе оксида индия-олова.

Для этой цели можно использовать перечисленные выше низкоэмиссионные покрытия на основе серебра, представленные на фиг. 3. Другие подходящие низкоэмиссионные покрытия, которые можно использовать на внутренней поверхности, включают примерные покрытия, которые представлены ниже.

Первое примерное низкоэмиссионное покрытие на основе серебра Материал Предпочтительная толщина
(Å) Более предпочтительная толщина (Å) Примерная толщина 1 (Å) Примерная толщина 2 (Å) Стекло Si_xN_y 1-500 100-300 160 160 TiO_x 75-125 85-115 100 100 ZnO 35-75 40-70 60 50 SnO 35-200 50-135 100 70 ZnO 30-200 40-130 60 100 Ag 60-110 70-100 85 85 NiCrOx 20-40 23-37 30 30 SnO 150-275 170-255 220 200 Si_xN_y 1-1000 100-500 220 250

Второе примерное низкоэмиссионное покрытие на основе серебра Материал Предпочтительная толщина
(Å) Более предпочтительная толщина (Å) Примерная толщина 1 (Å) Примерная толщина 2 (Å) Стекло Si_xN_y 1-500 10-300 156 156

TiO_x 15-50 30-40 33 35 ZnO 70-200 95-125 114 110 TiO_x 15-50 30-40 33 35 ZnO 70-200 95-125 114 110 Ag 70-120 80-100 90 90 NiCrOx 1-100 10-50 30 30 SnO 110-150 115-145 130 130 ZnO 70-200 95-125 109 109 Si_xN_y 115-185 125-155 140 140 ZrO_x 1-200 10-80 40 40

Дополнительные характеристики в отношении первого и второго примерных низкоэмиссионных покрытий на основе серебра, которые обсуждаются выше, представлены подробно в патентной заявке США № 13/333069, поданной 21 декабря 2011 г., которая во всей своей полноте включается в настоящий документ посредством данной ссылки.

Третье примерное низкоэмиссионное покрытие на основе серебра Материал Предпочтительная толщина
(Å) Более предпочтительная толщина (Å) Примерная толщина 1 (Å) Примерная толщина 2 (Å) Стекло Si_xN_y 1-500 100-300 135 140 TiO_x 60-110 65-100 80 85 Si_xN_y 50-90 55-80 65 70

ZnO или ZnAlO_x 60-110 70-100 85 85 Ag 60-110 65-100 80 85 NiCrO_x 22-42 25-38 30 33 SnO_x 125-215 145-195 170 170 Si_xN_y 1-500 100-300 170 170

Четвертое примерное низкоэмиссионное покрытие на основе серебра Материал Предпочтительная толщина
(Å) Более предпочтительная толщина (Å) Примерная толщина 1 (Å) Примерная толщина 2 (Å) Стекло TiO_x 135-250 150-230 200 180 SnO_x (необязательно) 0-40 1-30 - 20 ZnO или ZnAlO_x 30-63 33-60 40 50 Ag 100-170 115-155 135 135 NiCrO_x 1-100 10-50 30 30 TiO_x 30-50 35-45 40 40 ZnO_x 120-200 135-185 160 160 Si_xN_y 1-500 100-300 2170 210

Пятое примерное низкоэмиссионное покрытие на основе серебра Материал Предпочтительная толщина
(Å) Более предпочтительная толщина (Å) Примерная толщина 1 (Å) Примерная толщина 2 (Å) Стекло TiO_x 120-210 140-190 165 165 ZnO или ZnAlO_x 60-100 65-95 80 80 Ag 155-260 175-240 208 208 NiCrO_x 1-100 10-50 30 30 TiO_x 30-50 35-45 40 40 SnO_x 220 149 Si_xN_y 1-500 100-400 250 322

Шестое примерное низкоэмиссионное покрытие на основе серебра Материал Предпочтительная толщина
(Å) Более предпочтительная толщина (Å) Примерная толщина
(Å) Стекло TiO_x 120-210 140-190 165 Si_xN_y 1-500 30-300 100 ZnO или ZnAlO_x 60-100 65-95 80

Ag 75-125 85-115 100 NiCrO_x 1-100 10-50 35 TiO_x 33-60 38-52 45 SnO_x 120-200 135-185 160 Si_xN_y 1-500 50-350 180 ZnO_x 1-100 5-50 20

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, предусматривается стеклопакет. Предусматриваются первая и вторая практически параллельные расположенные на расстоянии друг от друга стеклянные подложки, причем первая и вторая подложки образуют четыре последовательные практически параллельные основные поверхности стеклопакета. Существует пространство между первой и второй подложками. На четвертую поверхность стеклопакета нанесено первое низкоэмиссионное покрытие, включающее множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от второй подложки: первый содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1, и толщина составляет от 50 до 90 нм, содержащий оксид индия-олова слой, у которого показатель преломления составляет от 1,7 до 2,1, и толщина составляет от 85 до 125 нм, и второй содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1, и толщина составляет от 50 до 90 нм.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в предшествующем абзаце, согласно определенным примерным вариантам осуществления, у первого и второго содержащего оксинитрид кремния слоя показатель преломления может составлять от 1,7 до 1,8.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в любом из двух предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, содержащий оксид индия-олова слой может иметь показатель преломления от 1,8 до 1,93.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в каком-либо из трех предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, первый и второй содержащие оксинитрид кремния слои могут иметь значения показателя преломления и толщины, которые отличаются друг от друга не более чем на 0,1 и 10 нм, соответственно.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в каком-либо из четырех предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, на третью поверхность стеклопакета может быть нанесено второе низкоэмиссионное покрытие, включающее множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от второй подложки: первый слой на основе кремния; первый диэлектрический слой; второй диэлектрический слой, разделенный третьим диэлектрическим слоем, таким образом, что образуются первая и вторая части второго диэлектрического слоя; металлический или практически металлический отражающий инфракрасное излучение слой, покрывающий и образующий косвенный контакт со второй частью второго диэлектрического слоя; верхний контактный содержащий оксид Ni и/или Cr слой, непосредственно покрывающий и образующий контакт с отражающим инфракрасное излучение слоем; четвертый диэлектрический слой; и второй слой на основе кремния. Третий диэлектрический слой может содержать оксид титана или оксид олова.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в предшествующем абзаце, согласно определенным примерным вариантам осуществления, первый диэлектрический слой может представлять собой имеющий высокий показатель преломления слой, содержащий диоксид титана или оксид титана меньшей степени окисления.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в любом из двух предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, третий и четвертый диэлектрические слои могут содержать оксид олова.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в предшествующем абзаце, согласно определенным примерным вариантам осуществления, второй диэлектрический слой может содержать оксид цинка.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в предшествующем абзаце, согласно определенным примерным вариантам осуществления, второй слой может разделяться таким образом, что его части имеют значения толщины, которые отличаются не более чем на 5% друг от друга.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в каком-либо из пяти предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, каждый из первого и второго слоев на основе кремния может содержать нитрид кремния, первый диэлектрический слой может содержать оксид титана, второй диэлектрический слой может содержать оксид цинка, каждый из третьего и четвертого диэлектрических слоев может содержать оксид олова, и отражающий инфракрасное излучение слой может содержать Ag.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в каком-либо из шести предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, вторую подложку можно подвергать термической обработке с нанесенными на нее первым и/или вторым низкоэмиссионными покрытиями.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в каком-либо из семи предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, второе низкоэмиссионное покрытие может иметь достаточный коэффициент поступления солнечного тепла, чтобы обеспечивать коэффициент теплоусвоения стеклопакета, который составляет менее чем или равняется 0,30.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, предусматривается покрытое изделие, включающее подложку, у которой на основные противоположные поверхности нанесены первое и второе низкоэмиссионные покрытия, соответственно. Первое низкоэмиссионное покрытие включает, в порядке удаления от подложки: первый содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1, и толщина составляет от 50 до 90 нм, содержащий оксид индия-олова слой, у которого показатель преломления составляет от 1,7 до 2,1, и толщина составляет от 85 до 125 нм, и второй содержащий оксинитрид кремния слой, у которого показатель преломления составляет от 1,5 до 2,1, и толщина составляет от 50 до 90 нм. Второе низкоэмиссионное покрытие включает, в порядке удаления от подложки: первый слой на основе кремния, первый диэлектрический слой, второй диэлектрический слой, разделенный третьим диэлектрическим слоем, таким образом, что образуются первая и вторая части второго диэлектрического слоя, третий диэлектрический слой, содержащий оксид титана или оксид олова, металлический или практически металлический отражающий инфракрасное излучение слой, покрывающий и образующий косвенный контакт со второй частью второго диэлектрического слоя, верхний контактный содержащий оксид Ni и/или Cr слой, непосредственно покрывающий и образующий контакт с отражающим инфракрасное излучение слоем, четвертый диэлектрический слой, и второй слой на основе кремния.

Согласно определенным примерным вариантам осуществления, предусматривается способ изготовления стеклопакета. Изготавливается первая стеклянная подложка. Первое низкоэмиссионное покрытие наносится, непосредственно или опосредованно, на первую основную поверхность первой стеклянной подложки. Первое низкоэмиссионное покрытие включает множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от первой стеклянной подложки: первый содержащий оксинитрид кремния слой, содержащий оксид индия-олова слой, и второй содержащий оксинитрид кремния слой. Изготавливается вторая стеклянная подложка, расположенная практически параллельно и на расстоянии по отношению к первой стеклянной подложке, таким образом, что первая основная поверхность первой стеклянной подложки обращена в противоположную сторону относительно второй стеклянной подложки. Первая подложка, на которую нанесено только первое низкоэмиссионное покрытие, имеет полусферическую излучающую способность, которая составляет менее чем или равняется приблизительно 0,20 и удельное поверхностное сопротивление, которое составляет менее чем или равняется приблизительно 20 Ом/квадрат после термической обработки. Первая основная поверхность первой стеклянной подложки соответствует внутренней поверхность стеклопакета.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в предшествующем абзаце, согласно определенным примерным вариантам осуществления, второе низкоэмиссионное покрытие может быть нанесено, непосредственно или опосредованно, на вторую основную поверхность первой стеклянной подложки, которая расположена напротив первой основной поверхности первой стеклянной подложки. Второе низкоэмиссионное покрытие может включать множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от первой стеклянной подложки: первый слой на основе кремния; первый диэлектрический слой; второй диэлектрический слой, разделенный третьим диэлектрическим слоем, таким образом, что образуются первая и вторая части второго диэлектрического слоя, третий диэлектрический слой, содержащий оксид титана или оксид олова; металлический или практически металлический отражающий инфракрасное излучение слой, покрывающий и образующий косвенный контакт со второй частью второго диэлектрического слоя; верхний контактный содержащий оксид Ni и/или Cr слой, непосредственно покрывающий и образующий контакт с отражающим инфракрасное излучение слоем; четвертый диэлектрический слой; и второй слой на основе кремния.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в предшествующем абзаце, согласно определенным примерным вариантам осуществления, первый диэлектрический слой может представлять собой имеющий высокий показатель преломления слой, содержащий диоксид титана или субоксид титана.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в любом из двух предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, третий и четвертый диэлектрические слои могут содержать оксид олова.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в предшествующем абзаце, согласно определенным примерным вариантам осуществления, второй диэлектрический слой может содержать оксид цинка.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в предшествующем абзаце, согласно определенным примерным вариантам осуществления, второй слой может разделяться таким образом, что его части имеют значения толщины, которые отличаются не более чем на 5% друг от друга.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в каком-либо из пяти предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, каждый из первого и второго слоев на основе кремния может содержать нитрид кремния, первый диэлектрический слой может содержать оксид титана, второй диэлектрический слой может содержать оксид цинка, каждый из третьего и четвертого диэлектрических слоев может содержать оксид олова, и отражающий инфракрасное излучение слой может содержать Ag.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в каком-либо из шести предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, первую подложку можно подвергать термической обработке с нанесенными на нее первым и/или вторым низкоэмиссионными покрытиями.

В качестве дополнения к отличительным характеристикам, описанным в каком-либо из семи предшествующих абзацев, согласно определенным примерным вариантам осуществления, второе низкоэмиссионное покрытие может иметь достаточный коэффициент поступления солнечного тепла, чтобы обеспечивать коэффициент теплоусвоения стеклопакета, который составляет менее чем или равняется 0,30.

Хотя настоящее изобретение описано в связи с тем, что в настоящее время рассматривается в качестве наиболее практичного и предпочтительного варианта осуществления, следует понимать, что настоящее изобретение не является ограниченным описанным вариантом осуществления, но, напротив, предназначается для распространения на разнообразные модификации и эквивалентные конфигурации, которые соответствуют идее и входят в объем прилагаемой формулы настоящего изобретения.

Изобретение относится к стеклу с антиконденсатным и/или низкоэмиссионым покрытиям. Стеклопакет содержит первую и вторую параллельные расположенные на расстоянии друг от друга стеклянные подложки. Первая и вторая подложки обеспечивают четыре последовательные по существу параллельные основные поверхности стеклопакета. На четвертую поверхность стеклопакета нанесено первое низкоэмиссионное покрытие. Покрытие включает множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от второй подложки: первый слой, содержащий оксинитрид кремния, показатель преломления которого составляет 1,5-2,1, а толщина составляет 50-90 нм; слой, содержащий оксид индия-олова, показатель преломления которого составляет 1,7-2,1, а толщина составляет 85-125 нм; и второй слой, содержащий оксинитрид кремния, показатель преломления которого составляет 1,5-2,1, а толщина составляет 50-90 нм. Технический результат – снижение удельного поверхностного сопротивления, полусферической излучающей способности, уменьшение или устранение конденсата на подложке. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 13 табл., 8 ил.

1. Стеклопакет, содержащий:

первую и вторую по существу параллельные расположенные на расстоянии друг от друга стеклянные подложки, причем первая и вторая подложки обеспечивают четыре последовательные по существу параллельные основные поверхности стеклопакета, и между первой и второй подложками существует пространство;

причем на четвертую поверхность стеклопакета нанесено первое низкоэмиссионное покрытие, включающее множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от второй подложки:

первый слой, содержащий оксинитрид кремния, у которого показатель преломления составляет 1,5-2,1, и толщина составляет 50-90 нм,

слой, содержащий оксид индия-олова, у которого показатель преломления составляет 1,7-2,1, и толщина составляет 85-125 нм, и

второй слой, содержащий оксинитрид кремния, у которого показатель преломления составляет 1,5-2,1, и толщина составляет 50-90 нм.

2. Стеклопакет по п. 1, в котором первый и второй слои, содержащие оксинитрид кремния, имеют показатели преломления, составляющие 1,7-1,8.

3. Стеклопакет по п.2, в котором содержащий оксид индия-олова слой имеет показатель преломления, составляющий 1,8-1,93.

4. Стеклопакет по п.1, в котором содержащий оксид индия-олова слой имеет показатель преломления, составляющий 1,8-1,93.

5. Стеклопакет по п.1, в котором первый и второй содержащие оксинитрид кремния слои имеют значения показателя преломления и толщины, которые отличаются друг от друга не более чем на 0,1 и 10 нм, соответственно.

6. Стеклопакет по п.1, в котором на третью поверхность стеклопакета нанесено второе низкоэмиссионное покрытие, включающее множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от второй подложки:

первый слой на основе кремния;

первый диэлектрический слой;

второй диэлектрический слой, разделенный третьим диэлектрическим слоем таким образом, что образуются первая и вторая части второго диэлектрического слоя;

металлический или по существу металлический отражающий инфракрасное излучение слой, покрывающий и косвенно контактирующий со второй частью второго диэлектрического слоя;

верхний контактный содержащий оксид Ni и/или Cr слой, непосредственно покрывающий и контактирующий с отражающим инфракрасное излучение слоем;

четвертый диэлектрический слой и

второй слой на основе кремния;

причем третий диэлектрический слой содержит оксид титана или оксид олова.

7. Стеклопакет по п. 6, в котором первый диэлектрический слой представляет собой имеющий высокий показатель преломления слой, содержащий оксид титана или субоксид титана.

8. Стеклопакет по п. 6, в котором третий и четвертый диэлектрические слои содержат оксид олова.

9. Стеклопакет по п. 8, в котором второй диэлектрический слой содержит оксид цинка.

10. Стеклопакет по п. 9, в котором второй слой является разделенным таким образом, что его части имеют значения толщины, которые отличаются не более чем на 5% друг от друга.

11. Стеклопакет по п. 6, в котором каждый из первого и второго слоев на основе кремния содержит нитрид кремния, первый диэлектрический слой содержит оксид титана, второй диэлектрический слой содержит оксид цинка, каждый из третьего и четвертого диэлектрических слоев содержит оксид олова, и отражающий инфракрасное излучение слой содержит Ag.

12. Стеклопакет по п. 6, в котором вторая подложка подвергается термической обработке с нанесенными на нее первым и/или вторым низкоэмиссионными покрытиями.

13. Стеклопакет по п. 6, в котором второе низкоэмиссионное покрытие имеет достаточный коэффициент поступления солнечного тепла, чтобы обеспечивать коэффициент теплоусвоения стеклопакета, который составляет менее чем или равняется 0,30.

14. Покрытое изделие, включающее подложку, у которой на основные противоположные поверхности нанесены первое и второе низкоэмиссионные покрытия, соответственно, в котором:

первое низкоэмиссионное покрытие включает, в порядке удаления от подложки:

первый слой, содержащий оксинитрид кремния, у которого показатель преломления составляет 1,5-2,1, и толщина составляет 50-90 нм,

слой, содержащий оксид индия-олова, у которого показатель преломления составляет 1,7-2,1, и толщина составляет 85-125 нм, и

второй слой, содержащий оксинитрид кремния, у которого показатель преломления составляет 1,5-2,1, и толщина составляет 50-90 нм; и

второе низкоэмиссионное покрытие включает, в порядке удаления от подложки:

первый слой на основе кремния,

первый диэлектрический слой,

второй диэлектрический слой, разделенный третьим диэлектрическим слоем таким образом, что образуются первая и вторая части второго диэлектрического слоя, причем третий диэлектрический слой содержит оксид титана или оксид олова,

металлический или по существу металлический отражающий инфракрасное излучение слой, покрывающий и косвенно контактирующий со второй частью второго диэлектрического слоя,

верхний контактный слой, содержащий оксид Ni и/или Cr, непосредственно покрывающий и контактирующий с отражающим инфракрасное излучение слоем,

четвертый диэлектрический слой, и

второй слой на основе кремния.

15. Способ изготовления стеклопакета, причем данный способ включает:

обеспечение первой стеклянной подложки;

нанесение первого низкоэмиссионного покрытия, непосредственно или опосредованно, на первую основную поверхность первой стеклянной подложки, причем первое низкоэмиссионное покрытие включает множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от первой стеклянной подложки:

первый слой, содержащий оксинитрид кремния,

слой, содержащий оксид индия-олова и

второй слой, содержащий оксинитрид кремния; и

нанесение второго низкоэмиссионного покрытия, непосредственно или опосредованно, на вторую основную поверхность первой стеклянной подложки, которая расположена напротив первой основной поверхности первой стеклянной подложки, причем второе низкоэмиссионное покрытие включает множество тонкопленочных слоев, расположенных в следующем порядке при удалении от первой стеклянной подложки:

первый слой на основе кремния;

первый диэлектрический слой;

второй диэлектрический слой, разделенный третьим диэлектрическим слоем таким образом, что образуются первая и вторая части второго диэлектрического слоя, третий диэлектрический слой, содержащий оксид титана или оксид олова;

металлический или по существу металлический отражающий инфракрасное излучение слой, покрывающий и косвенно контактирующий со второй частью второго диэлектрического слоя;

верхний контактный содержащий оксид Ni и/или Cr слой, покрывающий и контактирующий с отражающим инфракрасное излучение слоем;

четвертый диэлектрический слой; и

второй слой на основе кремния;

обеспечение второй стеклянной подложки, расположенной по существу параллельно и на расстоянии по отношению к первой стеклянной подложке, таким образом, что первая основная поверхность первой стеклянной подложки обращена от второй стеклянной подложки,

причем первая подложка, на которую нанесено только первое низкоэмиссионное покрытие, имеет полусферическую излучающую способность, которая составляет менее чем или равняется приблизительно 0,20, и поверхностное сопротивление, которое составляет менее чем или равняется приблизительно 20 Ом/квадрат, после термической обработки, и

причем первая основная поверхность первой стеклянной подложки соответствует внутренней поверхности стеклопакета.

16. Способ по п. 15, в котором первый диэлектрический слой представляет собой имеющий высокий показатель преломления слой, содержащий диоксид титана или субоксид титана.

17. Способ по п. 15, в котором третий и четвертый диэлектрические слои содержат оксид олова.

18. Способ по п. 17, в котором второй диэлектрический слой содержит оксид цинка.

19. Способ по п. 18, в котором второй слой является разделенным таким образом, что его части имеют значения толщины, которые отличаются не более чем на 5% друг от друга.

20. Способ по п. 15, в котором каждый из первого и второго слоев на основе кремния содержит нитрид кремния, первый диэлектрический слой содержит оксид титана, второй диэлектрический слой содержит оксид цинка, каждый из третьего и четвертого диэлектрических слоев содержит оксид олова, и отражающий инфракрасное излучение слой содержит Ag.

21. Способ по п. 15, в котором первая подложка подвергается термической обработке с нанесенными на нее первым и/или вторым низкоэмиссионными покрытиями.

22. Способ по п. 15, в котором второе низкоэмиссионное покрытие имеет достаточный коэффициент поступления солнечного тепла, чтобы обеспечивать коэффициент теплоусвоения стеклопакета, который составляет менее чем или равняется 0,30.