ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Некоторые примерные варианты осуществления данного изобретения относятся к покрытым изделиям с низкоэмиссионными покрытиями и/или способам их изготовления. Конкретнее, некоторые примерные варианты осуществления относятся к покрытым изделиям с последовательно активированными низкоэмиссионными покрытиями и/или способам их изготовления. В некоторых примерных вариантах осуществления один или более отражающий(их) инфракрасное излучение слой(ев) активирован(ы) путем неравновесной, предварительно кондиционирующей активации, в которой используются фотоны с особыми частотами/частотными диапазонами, за которой следует более равновесная термическая активация.
ПРЕДПОСЫЛКИ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] В технике известны покрытые изделия для применения в окнах жилых и промышленных сооружений, включая, например, архитектурное остекление, изолирующие оконные стеклопакеты (IG), вакуумные изоляционные стеклопакеты (VIG) и так далее. Покрытые изделия также часто применяются в окнах транспортных средств, дверях холодильников/морозильных камер и так далее. Известно, что в некоторых случаях желательно осуществлять термообработку (например, термический отпуск, термогибку и/или термическую закалку) таких покрытых изделий в целях отпуска, изгибания или т.п.
[0003] В некоторых ситуациях разработчики покрытых изделий часто стремятся добиться сочетания хорошей селективности, желательного коэффициента пропускания в видимой области, низкого коэффициента эмиссии (или низкого коэффициента излучения) и низкого удельного поверхностного сопротивления (Rs). Характеристики низкого коэффициента эмиссии (англ. low-E) и низкого удельного поверхностного сопротивления позволяют таким покрытым изделиям блокировать значительные количества инфракрасного (ИК) излучения с тем, чтобы уменьшить, например, нежелательный нагрев внутреннего пространства транспортных средств или зданий. Конкретнее, низкоэмиссионные покрытия часто могут применяться для контроля количества солнечного излучения и излучения средней ИК области спектра, пропускаемого из и в строительные сооружения, транспортные средства и т.п. Таким образом, коэффициент эмиссии в данном контексте относится в целом к способности излучать тепло в виде более длинноволнового излучения. Чем ниже коэффициент эмиссии, тем лучше обычно изоляционные свойства остекления с покрытием.
[0004] Низкоэмиссионные покрытия обычно включают стеклянную подложку, несущую отражающий ИК излучение слой, который расположен (заключен) между одним или более диэлектрическими слоями. Нередко некоторые покрытые изделия включают в себя один, два, три или четыре отражающих ИК излучение слоя, причем каждый отражающий ИК излучение слой отделен одним или более диэлектрическими слоями, и причем имеется один или более диэлектрических слоев, предусмотренных под самым нижним и над верхним отражающими ИК излучение слоями. Серебро составляет один общепринятый отражающий ИК излучение слой, применяемый в низкоэмиссионных покрытиях.
[0005] Низкоэмиссионные покрытия обычно осаждают при комнатных температурах, чтобы уменьшить вероятность нежелательной агломерации в слое серебра. Агломерация могла бы представлять собой проблему как с функциональной, так и с эстетической точек зрения. Однако, к сожалению, характеристики таких осажденных при комнатной температуре покрытий не являются оптимальными, причем коэффициент эмиссии обычно находится в диапазоне от 0,035 до 0,040 для покрытий с единственным слоем Ag и от 0,022 до 0,027 для покрытий с двумя слоями Ag.
[0006] Чтобы понизить коэффициент эмиссии, покрытия часто подвергают термической активации после осаждения, с отпуском или без него (обычно достигаемым принудительным резким охлаждением стекла воздухом). Коэффициент эмиссии термоактивированных продуктов часто может находиться в диапазоне от 0,028 до 0,032 для покрытий с единственным слоем Ag и от 0,019 до 0,023 для покрытий с двумя слоями Ag. Чрезмерное воздействие термической активации часто приводит к потере пленкой гладкости из-за агломерации серебра до того, как будет достигнута минимально возможный коэффициент эмиссии. Также часто существует компромисс между низкоэмиссионными характеристиками и желательными визуальными свойствами (например, в плане коэффициента пропускания в видимой области и так далее). Таким образом, будет понятно, что существует возможность для усовершенствований характеристик, когда речь идет об активации низкоэмиссионных покрытий.
[0007] В другом доступном в настоящее время методе активации используется воздействие на низкоэмиссионное покрытие высокоинтенсивного импульсного света. Такой радиационный нагрев покрытия также приводит к пониженному коэффициенту эмиссии по сравнению с покрытием после осаждения. Однако одной проблемой данного подхода является то, что используемые в промышленности источники света обычно оптимизированы для традиционной рекристаллизации аморфного кремния (a-Si) и работают главным образом в ближней инфракрасной области спектра (например, в диапазоне 800-1200 нм). В то же время данные частоты в наибольшей степени отражаются покрытиями из Ag, поскольку они перекрываются с областью длин волн плазы Ag, вызываемой колебанием свободных электронов, индуцированных инфракрасным излучением. Такое колебание, которое «отталкивает» фотоны ближней ИК области спектра, становится сильнее по мере того, как развивается процесс активации или увеличивается энергия света. Коэффициент эмиссии активированных импульсным светом пленок обычно находится в диапазоне от 0,030 до 0,034 для покрытий с единственным слоем Ag и от 0,020 до 0,024 для покрытий с двумя слоями Ag. Таким образом, опять же будет понятно, что существует возможность для усовершенствования характеристик, когда речь идет об активации низкоэмиссионных покрытий, в особенности в случае данного достаточного затруднительного в реализации подхода.
[0008] Один аспект некоторых примерных вариантов осуществления относится к улучшению коэффициента эмиссии низкоэмиссионных покрытий, например, с использованием двухстадийного подхода к активации осажденных при комнатной температуре низкоэмиссионных покрытий на основе серебра. В некоторых примерных вариантах осуществления возможно достижение более низких уровней коэффициента эмиссии, чем таковые, достижимые с использованием традиционных способов активации, таких как только обработки закалкой и импульсными воздействиями.
[0009] Другой аспект некоторых примерных вариантов осуществления относится к одному или более отражающим инфракрасное излучение слоям, активируемым путем неравновесной, предварительно кондиционирующей активации, при которой используются фотоны с особыми частотами/частотными диапазонами, за которой следует более равновесная термическая активация.
[0010] Другой аспект некоторых примерных вариантов осуществления относится к применению импульсной активации, которая способствует переупорядочиванию атомов серебра в энергетически выгодные положения, помогая при этом избежать их нежелательной агломерации, за которой следует термическая активация, которая способствует выравниванию химических потенциалов слоев в наборе слоев и дополнительному уплотнению предварительно кондиционированного слоя серебра.
[0011] Еще один примерный вариант осуществления относится к применению предварительно кондиционирующей импульсной активации после осаждения каждого отражающего ИК излучение слоя, с последующей термической активацией после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои (например, после того, как осаждены все слои в наборе слоев).
[0012] Еще один примерный вариант осуществления относится к применению серии предварительно кондиционирующих импульсных активаций после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои (например, после того, как осаждены все слои в наборе слоев), причем разные импульсные характеристики используют для разных импульсов в серии, чтобы по существу целенаправленно воздействовать на разные отражающие ИК излучение слои, после чего следует термическая активация.
[0013] Другой примерный вариант осуществления относится к применению серии предварительно кондиционирующих импульсных активаций, причем импульсную активацию верхнего(их) отражающего(их) ИК излучение слоя(ев) осуществляют, используя импульсный источник, размещенный над покрытием, а импульсную активацию нижнего(их) отражающего(их) ИК излучение слоя(ев) осуществляют, используя импульсный источник, размещенный под покрытием, после чего следует термическая активация.
[0014] В некоторых примерных вариантах осуществления предложен способ изготовления покрытого изделия, включающего в себя многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, поддерживаемое стеклянной подложкой. Низкоэмиссионное покрытие формируют на подложке, причем низкоэмиссионное покрытие включает в себя по меньшей мере первый и второй отражающие ИК излучение слои, содержащие серебро, и причем каждый из первого и второго отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями. Первый отражающий ИК излучение слой отстоит дальше от подложки, чем второй отражающий ИК излучение слой. Каждый из отражающих ИК излучение слоев активируют, используя двухстадийную обработку. Первая стадия обработки предварительно кондиционирует отражающие ИК излучение слои путем воздействия источника импульсного света в по меньшей мере первом и втором диапазонах длин волн, причем первый диапазон длин волн преимущественно передает энергию первому отражающему ИК излучение слою, а второй диапазон длин волн преимущественно передает энергию второму отражающему ИК излучение слою. Вторая стадия обработки представляет собой термическую обработку, которую осуществляют после того, как непосредственно или опосредованно на подложке осаждены все отражающие ИК излучение слои. Вторая стадия следует за первой стадией.
[0015] Согласно некоторым примерным вариантам осуществления первая стадия может быть осуществлена всякий раз, когда непосредственно или опосредованно на подложке осажден один из отражающих ИК излучение слоев, и перед тем, как будет осажден следующий отражающий ИК излучение слой. Первый и второй диапазоны длин волн могут быть, например, одинаковыми.
[0016] Согласно некоторым примерным вариантам осуществления первая стадия может быть осуществлена после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, причем, например, первый и второй диапазоны длин волн отличаются друг от друга. Например, первый диапазон длин волн может иметь максимальную интенсивность в первой области вблизи от максимальной поглощающей способности первого отражающего ИК излучение слоя, а второй диапазон длин волн может иметь максимальную интенсивность во второй области, которая находится на удалении от первой области и где поглощающая способность первого отражающего ИК излучение слоя меньше, чем половина ее максимума.
[0017] Согласно некоторым примерным вариантам осуществления первая стадия может быть осуществлена после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, и первый отражающий ИК излучение слой можно предварительно кондиционировать, используя первый источник света, предусмотренный над подложкой, а второй отражающий ИК излучение слой можно предварительно кондиционировать, используя второй источник света, предусмотренный под подложкой.
[0018] В некоторых примерных вариантах осуществления предложен способ изготовления покрытого изделия, включающего в себя многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, поддерживаемое стеклянной подложкой. Низкоэмиссионное покрытие формируют на подложке, причем низкоэмиссионное покрытие включает в себя множество отражающих ИК излучение слоев, содержащих серебро и осажденных распылением при комнатной температуре, и причем каждый из отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями. Каждый из отражающих ИК излучение слоев является активируемым с использованием двухстадийной обработки. Первая стадия обработки включает в себя воздействия источников света с фотонами в профилях импульсного света, выбранных так, чтобы преимущественно передавать энергию отражающим ИК излучение слоям, исходя из их соответствующих уровней поглощения. Вторая стадия обработки включает в себя воздействие температур свыше 400 градусов Цельсия вслед за формированием отражающих ИК излучение слоев. По меньшей мере первую стадию обработки осуществляют для каждого из отражающих ИК излучение слоев.
[0019] В некоторых примерных вариантах осуществления предложено покрытое изделие. Покрытое изделие включает в себя стеклянную подложку и многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, поддерживаемое подложкой. Низкоэмиссионное покрытие включает в себя множество отражающих ИК излучение слоев, содержащих серебро и осажденных распылением при комнатной температуре, причем каждый из отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями, и причем каждый из отражающих ИК излучение слоев был активирован с использованием двухстадийной обработки. Первая стадия обработки включает в себя воздействия источников света с фотонами в профилях импульсного света, выбранных так, чтобы преимущественно передавать энергию отражающим ИК излучение слоям, исходя из их соответствующих уровней поглощения. Вторая стадия обработки включает в себя воздействие температур свыше 400 градусов Цельсия вслед за формированием отражающих ИК излучение слоев. Коэффициент эмиссии покрытия составляет 0,011 или менее.
[0020] В некоторых примерных вариантах осуществления предложена система для формирования покрытого изделия. Распылительный аппарат является управляемым с возможностью формировать на стеклянной подложке многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, содержащее множество отражающих ИК излучение слоев, содержащих серебро и осажденных распылением при комнатной температуре, причем каждый из отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями. По меньшей мере один источник импульсного света является управляемым с возможностью осуществлять предварительное кондиционирование отражающих ИК излучение слоев путем воздействия на них фотонов, используя профили импульсного света, выбранные так, чтобы преимущественно передавать энергию отражающим ИК излучение слоям, исходя из их соответствующих уровней поглощения. Профили импульсного света используют энергии фотонов 0,82-3,55 эВ и являются достаточными для переупорядочивания атомов серебра в отражающих ИК излучение слоях в более энергетически выгодные положения, не вызывая при этом чрезмерной агломерации. Коэффициент эмиссии покрытия может быть дополнительно уменьшен путем воздействия последующего термического процесса. Например, система может включать в себя печь, выполненную с возможностью нагрева подложки с предварительно кондиционированными отражающими ИК излучение слоями на ней до температуры по меньшей мере 400 градусов Цельсия и уменьшения коэффициента эмиссии покрытия до 0,011 или менее.
[0021] В некоторых примерных вариантах осуществления вышеописанные и/или другие покрытые изделия могут быть включены в состав изолирующих стеклопакетов (IG). Некоторые примерные варианты осуществления относятся к таким IG-пакетам и/или способам их изготовления.
[0022] Описанные здесь признаки, аспекты, преимущества и примерные варианты осуществления могут быть скомбинированы для реализации других дополнительных вариантов осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0023] Эти и другие признаки и преимущества могут быть лучше и полнее поняты при обращении к нижеследующему подробному описанию примерных, иллюстративных вариантов осуществления в сочетании с чертежами, на которых:
[0024] ФИГУРА 1 - вид в разрезе покрытого изделия с низкоэмиссионным (low-E) покрытием, которое может быть активировано посредством подхода с двухстадийной активацией согласно некоторым примерным вариантам осуществления;
[0025] ФИГУРЫ 2A-2C - СЭМ-изображения, показывающие, что происходит, когда примерное покрытое изделие по Фиг. 1 активируют с помощью термического процесса, процесса с однократной вспышкой и лазерного сканирования;
[0026] ФИГУРА 3 - блок-схема, показывающая первый примерный метод реализации подхода с двухстадийной активацией согласно некоторым примерным вариантам осуществления;
[0027] ФИГУРА 4 - блок-схема, показывающая второй примерный метод реализации подхода с двухстадийной активацией согласно некоторым примерным вариантам осуществления;
[0028] ФИГУРА 5 - график, на котором построена зависимость процента поглощения от длины волны для примерного покрытого изделия по Фиг. 1; и
[0029] ФИГУРА 6 - блок-схема, показывающая третий примерный метод реализации подхода с двухстадийной активацией согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0030] Некоторые примерные варианты осуществления относятся к двухстадийному подходу к активированию низкоэмиссионных покрытий (low-E) на основе серебра, включающих, например, осажденные при комнатной температуре низкоэмиссионные покрытия на основе Ag. В некоторых примерных случаях возможно достижение более низких уровней коэффициента эмиссии, чем достижимые с использованием традиционных способов активации, таких как только закалка и импульсная обработка. В некоторых примерных вариантах осуществления используется неравновесная активация путем воздействия на слой Ag и/или один или более слоев в непосредственной близости к нему фотонами с особыми частотами или диапазонами частот, за чем следует более равновесная термическая активация всего набора слоев. В некоторых примерных вариантах осуществления при неравновесной активации используются особые частоты или частотные диапазоны ультрафиолета (УФ).
[0031] Предварительно кондиционирующая активация покрытия высокоэнергетичными фотонами способствует переупорядочиванию атомов серебра в энергетически выгодные положения, помогая при этом избежать их нежелательной агломерации. Как отмечено выше, такая агломерация является побочным эффектом и компромиссом, который необходимо учитывать при оптимизации покрытия только термическим нагревом. Таким образом, предварительно кондиционирующая активация покрытия высокоэнергетичными фотонами может рассматриваться как создающая промежуточное состояние активации за счет использования активации фотонами с избранными частотами или частотными диапазонами, пригодными для поглощения слоем Ag и/или одним или более слоями поблизости от него, при малом риске вызвать агломерацию слоя Ag.
[0032] За данной первой стадией активации следует термическая активация, когда разные слои набора приводятся в более равновесное состояние. Более равновесная термическая стадия активации способствует выравниванию химических потенциалов слоев набора и дополнительному уплотнению предварительно кондиционированного слоя серебра. Осуществление этого, в свою очередь, содействует уменьшению вероятности накопления механических напряжений в покрытии, образования точечных и пространственных дефектов, других нежелательных уменьшающих эффективность явлений и/или тому подобного.
[0033] В зависимости от длины волны или диапазона длин волн облучения энергия света может селективно поглощаться некоторым слоем или некоторыми слоями многослойного набора. Например, возможен выбор длины волны или диапазона длин волн облучения, которое обеспечивает возможность селективного поглощения энергии света зародышевым слоем, защитным слоем или ими обоими, а затем ее доставки посредством акустических фононов к смежному слою серебра. В зависимости от состава материала зародышевого и защитного слоев источник света может быть выбран имеющим только сильную УФ составляющую или сочетание УФ и видимых или ИК частот. Выбор длины волны может определяться, принимая во внимание край полосы поглощения членов набора слоев.
[0034] Некоторые варианты осуществления обладают тем преимуществом, что они эффективно «отвязать» полезные эффекты переупорядочивания атомов серебра от равновесного подстраивания остальной части набора слоев, тем самым содействуя уменьшению недостатков этих двух процессов. Некоторые варианты осуществления также обеспечивают возможность более гибкой настройки частот фотонов в ходе первой стадии активации, например, для более целенаправленного переноса энергии от источника к конкретному(ым) слою(ям) набора. Данный полезный эффект может стать особенно ценным для низкоэмиссионных продуктов с разными строениями наборов слоев.
[0035] Получаемый в результате коэффициент эмиссии покрытия, активированного импульсной, а затем термической обработкой, является более низким по сравнению с достигаемым только импульсной, только термической и термической, а затем импульсной обработкой. Более того, авторы изобретения обнаружили, что термическая, а затем импульсная обработка зачастую не приводит к улучшению коэффициента эмиссии в сравнении с только термической или импульсной обработками. В отличие от этого, было обнаружено, что коэффициент эмиссии активированных импульсным светом пленок, которые впоследствии обработаны термически, находился в диапазоне от 0,018 до 0,021 для покрытий с единственным слоем Ag и от 0,011 до 0,013 для покрытий с двумя слоями Ag. В некоторых примерных вариантах осуществления коэффициент эмиссии активированных импульсным светом пленок, которые впоследствии обработаны термически, может составлять менее 0,018 для покрытий с единственным слоем Ag и менее 0,011 для покрытий с двумя слоями Ag. В некоторых примерных вариантах осуществления может быть реализовано 20%-ое улучшение (снижение) коэффициента эмиссии в сравнении с традиционными методами для активированных импульсным светом покрытий, которые не подвергают последующей термической активации. В некоторых примерных вариантах осуществления улучшение (снижение) коэффициента эмиссии может быть даже больше в том случае, когда используют описанный здесь двухстадийный подход с импульсной и термической активацией.
[0036] Для покрытия с единственным слоем Ag импульсную активацию можно применять сразу после осаждения слоя на основе Ag, сразу после того, как поверх слоя на основе Ag нанесены один или более защитных слоев, после того, как осаждены все слои в наборе слоев, и/или в какое-то другое подходящее время. Термическая обработка может быть предусмотрена после того, как были осаждены все слои в наборе слоев. Как подробнее пояснено ниже, существуют дополнительные возможные варианты в том случае, когда предусмотрены множественные отражающие ИК излучение слои.
[0037] Импульсы света (вспышки) могут быть быстрыми и длиться в течение периодов времени порядка микро- или миллисекунд. Например, некоторые примерные варианты осуществления могут использовать импульсы света, которые длятся 0,01-100 мс, предпочтительнее 0,05-10 мс, а более предпочтительно 0,1-5 мс. В некоторых примерных вариантах осуществления импульсная стадия активационной обработки включает в себя фотоны с энергиями более 0,82 эВ. Предпочтительно, энергии фотонов для каждого импульса света находятся между 0,82 и 3,55 эВ. В некоторых примерных вариантах осуществления термическая стадия активационной обработки включает в себя температуру по меньшей мере 400 градусов Цельсия. Предпочтительно, температура составляет от 400 до 650 градусов Цельсия. Термическая стадия предпочтительно занимает 1-20 мин, предпочтительнее 5-10 мин, в некоторых примерных вариантах осуществления. Для изменения интенсивности импульсного света можно использовать ширину импульса, интенсивность импульса и/или другие переменные параметры. Выбирая диапазон длин волн, подходящий для покрытия, возможно обеспечение того, что основная доля нагрева приходится на покрытие, а не на подложку. Напротив, термическая активация в теоретически полностью равновесном состоянии предполагает достижение всем покрытым изделием заданной температуры. Хотя это возможно в случае некоторых покрытий, это невозможно для всех покрытий. Так, в связи с процессом термической активации можно стремиться к квазиравновесному состоянию. Будет понятно, однако, что поскольку все покрытое изделие подвергается нагреву, активация является в большей степени равновесной активацией, чем импульсная активация.
[0038] Обращаясь теперь конкретнее к чертежам, на которых сходные номера позиций обозначают сходные части на нескольких видах, на Фиг. 1 представлен вид в разрезе покрытого изделия с низкоэмиссионным (low-E) покрытием, которое может быть активировано посредством подхода с двухстадийной активацией согласно некоторым примерным вариантам осуществления. Покрытое изделие по Фиг. 1 включает в себя многослойное покрытие 100, поддерживаемое подложкой (например, стеклянной подложкой) 102, которая может быть жесткой или гибкой. Некоторые или все слои в многослойном покрытии 100 могут быть сформированы методом физического осаждения из паровой фазы, такого как распыление (катодное) или тому подобное. Кроме того, некоторые или все слои могут быть осаждены при комнатной температуре. Как будет понятно специалистам в данной области, ʺосаждение при комнатной температуреʺ относится, в общем, к более холодным и намеренно не нагреваемым распылительным средам, например, когда температура процесса представляет собой приблизительно (но не обязательно точно) комнатную температуру.
[0039] Покрытие 100 включает в себя первый и второй отражающие ИК излучение слои 104a и 104b на основе серебра (Ag). Первый и второй отражающие ИК излучение слои 104a и 104b на основе Ag опираются на первый и второй зародышевые слои 106a и 106b, которые могут содержать ZnOx, AlOx, ZnAlOx и/или тому подобное. Поверх первого и второго отражающих ИК излучение слоев 104a и 104b на основе Ag предусмотрены первый и второй защитные слои 108a и 108b. В различных примерных вариантах осуществления эти защитные слои 108a и 108b могут быть частично или полностью металлическими. В некоторых примерных вариантах осуществления защитные слои 108a и 108b могут содержать Ni, Cr, Ti и/или тому подобное, и в различных примерных вариантах осуществления они могут быть полностью или частично окисленными. В некоторых примерных вариантах осуществления слой, содержащий этот материал, может быть предусмотрен под (например, также в непосредственном контакте с) одним или обоими отражающими ИК излучение слоями 104a и 104b, вместе с или вместо первого и второго зародышевых слоев 106a и 106b. В различных примерных вариантах осуществления могут быть предусмотрены дополнительные диэлектрические слои, например, для содействия защите первого и второго отражающих ИК излучение слоев 104a и 104b на основе Ag, достижения желаемых оптических свойств и так далее. Например, в случае примера по Фиг. 1 над защитными слоями 108a и 108b предусмотрены содержащие оксид олова первый и второй слои 110a и 110b, а над содержащими оксид олова первым и вторым слоями 110a и 110b в примере по Фиг. 1 предусмотрены первый и второй кремнийсодержащие слои 112a и 112b (которые могут помочь уменьшить распространенность миграции кислорода через набор слоев в некоторых случаях). В различных примерных вариантах осуществления кремнийсодержащие слои 112a и 112b могут быть окисленными и/или нитридированными. В состав одного или более из этих слоев может быть также включен алюминий. В некоторых примерных вариантах осуществления данные слои могут быть градиентными по содержанию кислорода. Как показано на Фиг. 1, между первым кремнийсодержащим слоем 112a и другим кремнийсодержащим слоем 116 предусмотрен тонкий слой 114, содержащий Ni, Cr, Ti и/или тому подобное, который может быть полностью или частично окисленным в некоторых примерных вариантах осуществления, например, в качестве слоя прерывателя. Над этим другим кремнийсодержащим слоем 116 и сразу под верхним серебросодержащим поднабором слоев, который включает в себя слои 106b/104b/108b, предусмотрен еще один содержащий оксид олова слой 118. Еще один кремнийсодержащий слой 120 может быть предусмотрен на подложке 102, и он может способствовать блокировке миграции кислорода, натрия из подложки 102 и/или тому подобному.
[0040] В некоторых примерных вариантах осуществления любые слои, предусмотренные выше верхнего(их) целевого(ых) слоя(ев), являются по существу непоглощающими. Например, самые верхние диэлектрики над защитным слоем предпочтительно обладают оптическим поглощением менее 1%, предпочтительнее - оптическим поглощением менее 0,1%, в диапазоне длин волн 200-1500 нм, предпочтительнее 300-1200 нм (или любом их поддиапазоне), в котором следует подавать импульсы. Некогерентное электромагнитное (ЭМ) излучение может быть непосредственно и/или опосредованно поглощено слоями на основе Ag, и такое ЭМ-излучение можно предоставить, используя импульсный свет в вышеупомянутом или ином диапазоне длин волн. Будет понятно, что поглощение света в слоях на основе Ag приводит к кристаллизации серебра и связанному с ней падению коэффициента эмиссии всех наборов слоев в целом.
[0041] Примерные диапазоны толщин слоев у набора слоев по Фиг. 1 приведены в нижеследующей таблице. Будет понятно, что коэффициент пропускания в видимой области, коэффициент эмиссии и другие свойства могут варьироваться от примера к примеру.
примера A
примера B
примера C
примера D
[0042] На Фиг. 2A-2C представлены СЭМ-изображения, показывающие, что происходит, когда примерное покрытое изделие по Фиг. 1 (с диапазонами толщин примера D) активируют с помощью термического процесса, процесса с однократной вспышкой и лазерного сканирования. Как можно видеть на Фиг. 2A, рост зерен серебра в нижнем и верхнем слоях 104a' и 104b' на основе Ag вполне отчетлив, что показывает ʺдовольно хорошуюʺ активацию у данных слоев с использованием только термического процесса.
[0043] Как можно видеть на Фиг. 2B, рост зерен серебра в верхнем слое 104b'' на основе Ag превосходен, когда используют подход с однократной вспышкой. Введенные на данное изображение стрелки помогают показать отчетливый рост зерен. К сожалению, однако, нижний слой 104a'' на основе Ag почти совсем не активирован. Действительно, трудно различить отдельные зерна или тому подобное, так как слой является совершенно черным при наблюдении таким путем.
[0044] На Фиг. 2C показано, что сканирование ИК-лазером не дает измеримой активации ни для нижнего, ни для верхнего слоев 104a''' и 104b''' на основе Ag.
[0045] На Фиг. 3 представлена блок-схема, показывающая первый примерный метод реализации подхода с двухстадийной активацией согласно некоторым примерным вариантам осуществления. Обеспечивают (берут) подложку на этапе S302. На ней осаждают один или более нижних диэлектрических слоев на этапе S304. Эти слои могут быть блокирующими миграцию натрия слоями, слоями, полезными для оптических свойств всего набора слоев, одним или более зародышевыми слоями для отражающего ИК излучение слоя и так далее. На этапе S306 первый отражающий ИК излучение слой (который может быть отражающим ИК излучение слоем на основе серебра) осаждают на нижний(ие) диэлектрический(ие) слой(и). На этапе S308 поверх отражающего ИК излучение слоя наносят один или более верхних диэлектрических слоев. Эти слои могут включать в себя защитные слои, слои оптического прерывателя и/или тому подобные. На этапе S310 только что осажденный отражающий ИК излучение слой на основе Ag подвергают импульсной активации. Как подразумевается на Фиг. 3, импульсная обработка может быть предусмотрена после того, как нанесен(ы) диэлектрический(ие) слой(и) поверх отражающего ИК излучение слоя на основе Ag, например, чтобы содействовать его защите.
[0046] Если надлежит осадить больше отражающих ИК излучение слоев (например, как определено на этапе S312), тогда этапы S304, S306, S308 и S310 осуществляют снова. Будет понятно, что данный цикл можно повторять для покрытий с двумя, тремя, четырьмя или иными количествами отражающих ИК излучение слоев. После того, как все отражающие ИК излучение слои осаждены, на этапе S314 может быть нанесен необязательный внешний слой. Внешний слой может быть слоем, включающий в себя Si, Zr и/или тому подобное. Термическая активация имеет место на этапе S316, например, применительно к полностью покрытому изделию. Будет понятно, что термическая активация может происходить поточно, т.е. на технологической линии (например, сразу после процесса осаждения), после доставки изготовителю или производителю, после хранения или в некоторое другое время.
[0047] Будет понятно, что на Фиг. 3 представлен подход, по которому осуществляют отдельную импульсную активацию некоего данного отражающего ИК излучение слоя перед тем, как на подложку будет осажден следующий отражающий ИК излучение слой. Таким образом, импульс света (вспышка) имеет место после того, как осажден каждый отражающий ИК излучение слой. В некоторых примерных вариантах осуществления можно использовать общепринятые параметры импульсов света для последовательных импульсов. Однако будет понятно, что необходимо заботиться о том, чтобы избегать остаточного нагрева подложки, например, из-за слишком большого числа вспышек, произведенных слишком быстро, и так далее. Необходимо заботиться об обеспечении того, чтобы отражающий ИК излучение слой, подвергаемый импульсной активации, поглощал большую часть, практически все или все фотоны, например, чтобы содействовать защите любого(ых) нижележащего(их) отражающего(их) ИК излучение слоя(ев), которые могли бы быть повреждены избыточной импульсной активацией. Например, было бы желательно выбирать параметры импульсов света, которые приводят к генерации импульса света, который поглощается подвергаемым обработке слоем, не вызывая избыточной агломерации или тому подобного в любом(ых) нижележащем(их) отражающем(их) ИК излучение слое(ях).
[0048] На Фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая второй примерный метод реализации подхода с двухстадийной активацией согласно некоторым примерным вариантам осуществления. Фиг. 4 похожа на Фиг. 3. Однако, как можно видеть из Фиг. 4, этап S310 отсутствует в цикле, включающем этапы S304, S306 и S308. Вместо импульса света после осаждения каждого отражающего ИК излучение слоя блок-схема на Фиг. 4 иллюстрирует импульсную активацию с подходящим для каждого отражающего ИК излучение слоя профилем импульса на этапе S402, осуществляемом после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, и перед термической активацией на этапе S316. Импульсы или субимпульсы вспышки нацелены на отдельные отражающие ИК излучение слои в наборе. Это осуществляют, выбирая подходящий профиль импульса или субимпульса для разных отражающих ИК излучение слоев в наборе.
[0049] Один прием, которым можно нацеливать на разные отражающие ИК излучение слои, заключается в варьировании длин волн или диапазонов длин волн импульсов или субимпульсов во вспышке(ах). Профили для импульсов могут быть разработаны, например, по результатам исследования поглощения слоев в зависимости от различных длин волн или диапазонов длин волн. Возможно выбирать профили импульса, которые поглощаются в разных степенях различными слоями. Например, при показанном на Фиг. 1 низкоэмиссионном покрытии с двумя слоями Ag можно выбрать первый профиль для того импульса, который в значительной степени поглощается верхним слоем 104b на основе Ag (а значит, не достигает нижнего слоя 104a на основе серебра), также выбрав второй профиль, который не поглощается в значительной степени верхним слоем 104b на основе Ag, но который в значительной степени поглощается нижним слоем 104a на основе Ag.
[0050] На Фиг. 5 и в дальнейшем описании показано, как могут быть разработаны такие профили. То есть, на Фиг. 5 представлен график, на котором построена зависимость процента поглощения от длины волны для примерного покрытого изделия по Фиг. 1 (с диапазонами толщин примера D). Конкретнее, сплошная линия показывает восприимчивость к излучению верхнего слоя на основе серебра, а пунктирная линия с длинными штрихами показывает восприимчивость к излучению нижнего слоя на основе серебра. Пунктирные линии с точками показывают характеристики примерных вспышек, которые могут быть использованы для импульсной активации данных покрытий. Как можно видеть на Фиг. 5, первая вспышка нацелена на верхний слой на основе серебра в основном в или вблизи наиболее восприимчивой области верхнего слоя на основе серебра. Вторая вспышка нацелена на нижний слой на основе серебра в или вблизи одной из его весьма восприимчивых областей. Однако эта область представляет собой ту область, где верхний слой на основе серебра не столь чувствителен к излучению. Таким образом, охарактеризовав восприимчивость к излучению разных слоев на основе серебра в наборе слоев (например, в единицах процента поглощения по длине волны), возможно выбрать профили длины волны вспышек, которые обеспечивают преимущество в плане активации различных слоев, при этом также уменьшая вероятность избыточной активации (включая, например, уменьшение удельного поверхностного сопротивления и/или коэффициента эмиссии до 0, чрезмерной агломерации, повышенной шероховатости слоев и так далее.).
[0051] Авторы изобретения обнаружили, что соотношение поглощения верхнего к нижнему слою на основе Ag составляет примерно 2,6 для примера по Фиг. 1 (с диапазонами толщин примера D). Данный подход к охарактеризованию можно использовать для разных наборов слоев, которые имеют одинаковое или разное число отражающих ИК излучение слоев. Например, в примерном варианте осуществления с тремя слоями серебра, схожем с показанным на Фиг. 1 (с диапазонами толщин примера D), авторы изобретения обнаружили соотношение примерно 5,2:2:1. И опять здесь соотношение между верхним и вторым слоями Ag составляет примерно 2,6. Можно ожидать, что данные соотношения, в пределах приблизительных диапазонов ±10%, например, будут подходить для работы во множестве различных вариантов осуществления с двумя и тремя слоями серебра (например, которые имеют одинаковые или похожие наборы слоев).
[0052] Как показано на Фиг. 5, два отражающих ИК излучение слоя на основе серебра активируют по меньшей мере двумя субвспышками, причем первая вспышка имеет максимальную интенсивность в спектральном диапазоне 700-900 нм с тем, чтобы преимущественно поглощаться верхним отражающим ИК излучение слоем на основе серебра, а вторая вспышка имеет максимальную интенсивность в спектральном диапазоне 600-700 нм (или 550-650 нм) с тем, чтобы преимущественно поглощаться вторым отражающим ИК излучение слоем на основе серебра. Набор слоев с тремя отражающими ИК излучение слоями на основе серебра может быть активирован по меньшей мере тремя субвспышками, причем первая вспышка имеет максимальную интенсивность в спектральном диапазоне 700-900 нм с тем, чтобы преимущественно поглощаться верхним отражающим ИК излучение слоем на основе серебра, вторая вспышка имеет максимальную интенсивность в спектральном диапазоне 600-700 нм (или 550-650 нм) с тем, чтобы преимущественно поглощаться средним отражающим ИК излучение слоем на основе серебра, а третья вспышка имеет максимальную интенсивность в спектральном диапазоне 400-600 нм с тем, чтобы преимущественно поглощаться нижним отражающим ИК излучение слоем на основе серебра.
[0053] В некоторых примерных вариантах осуществления последовательные импульсы света вспышки в данных и/или других разных спектральных диапазонах могут быть образованы разделенными во времени субимпульсами разных волновых форм. В некоторых примерных вариантах осуществления последовательные импульсы света вспышки в этих и/или других различных спектральных диапазонах могут быть сформированы отдельными импульсными лампами, испускающими свет разных спектров. В некоторых примерах они могут быть размещены вплотную друг к другу в узле импульсных ламп. В некоторых примерных вариантах осуществления последовательные импульсы света вспышки в этих и/или других разных спектральных диапазонах могут быть сформированы отдельными импульсными лампами с помощью оптических фильтров.
[0054] В нижеследующих таблицах приведены данные по измерениям удельного поверхностного сопротивления (R, в Ом/квадрат), коэффициента эмиссии, g-коэффициента и коэффициента пропускания в видимой области (Tвид.) для покрытого изделия по Фиг. 1 (с диапазонами толщин примера D) в состояниях после осаждения, после термической активации, после импульсной активации и после двухстадийной импульсной и термической активации. (Как известно в данной области техники, g-коэффициент представляет собой коэффициент, который является мерой пропускания изделием солнечной энергии и иногда его также называют солнечным фактором такого изделия.) Состояние с двухстадийной импульсной и термической активацией достигалось с использованием примерного подхода по Фиг. 4.
Характеристики в состоянии после осаждения
Характеристики в состоянии после термической активации
Характеристики в состоянии после импульсной активации
Характеристики в состоянии после двухстадийной термической и импульсной активации
[0055] Как можно видеть из приведенных выше таблиц, состояние после импульсной активации обеспечивает заметное уменьшение коэффициента эмиссии при сохранении хорошего коэффициента пропускания в видимой области. В самом деле, уменьшение на 14,4% коэффициента эмиссии по сравнению с тем, которого добились в термически активированном состоянии, достигается при том, что коэффициент пропускания в видимой области находится между полученными в состоянии после осаждения и термически активированном состоянии. Однако покрытое изделие, подвергнутое подходу с двухстадийной активацией согласно некоторым вариантам осуществления, обладает 50%-ым снижением коэффициента эмиссии по сравнению с достигнутым в термически активированном состоянии при сравнимом коэффициенте пропускания в видимой области.
[0056] На Фиг. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая третий примерный метод реализации подхода с двухстадийной активацией согласно некоторым примерным вариантам осуществления. Фиг. 6 также похожа на Фиг. 3. Однако и здесь опять, как можно видеть из Фиг. 6, этап S310 отсутствует в цикле, включающем этапы S304, S306 и S308. Вместо вспышки после осаждения каждого отражающего ИК излучение слоя блок-схема на Фиг. 6 иллюстрирует импульсную активацию верхнего и нижнего отражающих ИК излучение слоев на этапах S602 и S604, осуществляемых после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, и перед термической активацией на этапе S316. Будет понятно, что такие активации могут иметь место одновременно, в разные моменты времени и так далее.
[0057] Одинаковые или схожие профили можно использовать для каждого из отражающих ИК излучение слоев, подлежащих активации. Например, могло бы быть желательным использование разных профилей импульса, которые учитывают содержимое подложки, а не содержимое лежащих поверх нее тонкопленочных слоев, и так далее, что могло бы повлиять на то, как импульс(ы) поглощаются верхним и нижним отражающими ИК излучение слоями.
[0058] Будет понятно, что примерные длина волны, интенсивность, мощность и/или другие величины импульсного света, описанные выше, можно использовать в связи с подходами, проиллюстрированными на Фиг. 3, 4 и 6.
[0059] Хотя выше были подробно изложены три примерных подхода, будет понятно, что их можно комбинировать в разных сочетаниях, подсочетаниях и сочетаниях подсочетаний, например, в зависимости от покрытия, доступного оборудования, легкости, с которой может быть разработан профиль, эффективности разработанных профилей и так далее. Другими словами, если имеются ʺтруднодостижимыеʺ внутренние отражающие ИК излучение слои, если трудно активировать наружные отражающие ИК излучение слои, не затрагивая внутренние слои, и так далее, могут быть использованы разные аспекты подходов, очерченных применительно к Фиг. 3, 4 и 6. Например, аспекты из очерченных выше подходов можно использовать для того, чтобы активировать два отражающих ИК излучение слоя, причем один сверху и один снизу (например, используя подход по Фиг. 3 из-под подложки, а сверху подложки - подход по Фиг. 4), или наоборот (например, используя из-под подложки подход по Фиг. 3, а сверху подложки - подход по Фиг. 4). В качестве другого примера, в низкоэмиссионном покрытии, которое включает в себя четыре отражающих ИК излучение слоя, два слоя могут быть активированы сверху и два слоя могут быть активированы снизу (например, эффективным сочетанием подходов по Фиг. 4 и 6). В качестве другого примера, включающего низкоэмиссионные покрытия с тремя или четырьмя отражающими ИК излучение слоями, средний(ие) один или два отражающих ИК излучение слоя могут быть активированы по мере их осаждения (например, используя подход по Фиг. 3), а верхний и нижний отражающие ИК излучение слои могут быть активированы в конце (например, используя подход по Фиг. 6). В еще одном примере, в низкоэмиссионном покрытии с четырьмя отражающими ИК излучение слоями возможно активировать первые два отражающих ИК излучение слоя по мере их осаждения (например, используя подход по Фиг. 3) и активировать два верхних отражающих ИК излучение слоя, используя два разных профиля импульса (например, используя подход по Фиг. 4). Здесь также возможны и предусмотрены другие сочетания.
[0060] Будет понятно, что также предусмотрены покрытые изделия, изготовленные описанными здесь методами. Аналогично, также предусмотрены системы для изготовления таких покрытых изделий и/или для осуществления описанных здесь методов. Например, система может включать в себя распылительный аппарат, управляемый с возможностью формировать многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие на стеклянной подложке, причем покрытие содержит множество отражающих ИК излучение слоев, содержащих серебро и осажденных распылением при комнатной температуре, причем каждый из отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями. По меньшей мере один источник импульсного света является управляемым с возможностью осуществлять предварительное кондиционирование отражающих ИК излучение слоев посредством воздействий на них фотонов, используя профили импульсного света, выбранные так, чтобы преимущественно передавать энергию отражающим ИК излучение слоям, исходя из их соответствующих уровней поглощения. Профили импульсного света используют энергии фотонов 0,82-3,55 эВ и являются достаточными для переупорядочивания атомов серебра в отражающих ИК излучение слоях в более энергетически выгодные положения, не вызывая при этом чрезмерной агломерации. Коэффициент эмиссии покрытия может быть дополнительно уменьшен путем воздействия последующего термического процесса. Например, система может включать в себя печь, выполненную с возможностью нагрева подложки с предварительно кондиционированными отражающими ИК излучение слоями на ней до температуры по меньшей мере 400 градусов Цельсия и уменьшения коэффициента эмиссии покрытия до 0,011 или менее.
[0061] Хотя некоторые примерные варианты осуществления были описаны в связи с примерным низкоэмиссионным покрытием по Фиг. 1, будет понятно, что использованные здесь методы можно использовать применительно к любому низкоэмиссионному покрытию. Примерное покрытие с единственным слоем серебра, которое может получить преимущество при использовании раскрытых здесь примерных методов, описано в таблице ниже:
[0062] Более того, хотя некоторые примерные варианты осуществления описаны включающими отражающие ИК излучение слои на основе Ag, описанные здесь примерные методы могут быть использованы для отражающих ИК излучение слоев, которые основаны на других материалах, таких как, например, ITO или ему подобные. Аналогично, хотя некоторые примерные варианты осуществления описаны в связи с методами осаждения при комнатной температуре, описанные здесь примерные варианты осуществления могут быть использованы применительно к наборам слоев, сформированным другими путями (например, наборам слоев, сформированным с использованием распыления при некомнатной температуре, и так далее).
[0063] Некоторые примерные варианты осуществления описаны включающими слои, которые ʺосажденыʺ на подложке. Осаждение может включать в себя распыление и/или любой другой процесс физического осаждения из паровой фазы. Будет понятно, что некоторые или все слои в некоем данном наборе слоев могут быть осаждены (например, используя распыление или тому подобное), либо сформированы некоторым другим путем. Например, в некоторых примерных вариантах осуществления можно формировать диэлектрические слои, используя нераспылительный метод, осаждать распылением отражающие ИК излучение слои, и формировать дополнительные диэлектрические слои, используя тот же или другой нераспылительный метод.
[0064] Употребляемые здесь термины ʺтермическая обработкаʺ и ʺтермообработкаʺ означают нагрев изделия до температуры, достаточной для достижения термического отпуска и/или термического упрочнения стеклосодержащего изделия. Данное определение включает, например, нагрев покрытого изделия в термокамере или печи при температуре по меньшей мере примерно 550 градусов Цельсия, предпочтительнее - по меньшей мере примерно 580 градусов Цельсия, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 600 градусов Цельсия, еще предпочтительнее - по меньшей мере примерно 620 градусов Цельсия, а наиболее предпочтительно - по меньшей мере примерно 650 градусов Цельсия, в течение достаточного периода для того, чтобы обеспечить возможность отпуска и/или термического упрочнения. В некоторых примерных вариантах осуществления это может продолжаться в течение по меньшей мере примерно двух минут, вплоть до примерно 10 минут, вплоть до примерно 15 минут и так далее.
[0065] Использованные здесь термины ʺнаʺ, ʺподдерживаемый чем-либоʺ и тому подобные не должны интерпретироваться как означающие, что два элемента непосредственно примыкают друг другу, если на это не указано в явном виде. Другими словами, можно сказать, что первый слой расположен ʺнаʺ втором слое или ʺподдерживаетсяʺ вторым слоем, даже если имеется один или более слоев между ними.
[0066] В некоторых примерных вариантах осуществления предложен способ изготовления покрытого изделия, включающего в себя многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, поддерживаемое стеклянной подложкой. Низкоэмиссионное покрытие формируют на подложке, причем низкоэмиссионное покрытие включает в себя по меньшей мере первый и второй отражающие ИК излучение слои, содержащие серебро, причем каждый из первого и второго отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями, и причем первый отражающий ИК излучение слой отстоит дальше от подложки, чем второй отражающий ИК излучение слой. Каждый из отражающих ИК излучение слоев активируют, используя двухстадийную обработку. Первая стадия обработки предварительно кондиционирует отражающие ИК излучение слои путем воздействия источника импульсного света в по меньшей мере первом и втором диапазонах длин волн, причем первый диапазон длин волн преимущественно передает энергию первому отражающему ИК излучение слою, а второй диапазон длин волн преимущественно передает энергию второму отражающему ИК излучение слою. Вторая стадия обработки представляет собой термическую обработку, которую осуществляют после того, как непосредственно или опосредованно на подложке осаждены все отражающие ИК излучение слои, причем вторая стадия следует за первой стадией.
[0067] В дополнение к признакам предыдущего абзаца, в некоторых примерных вариантах осуществления первая стадия обработки может включать в себя фотоны с энергиями 0,82-3,55 эВ.
[0068] В дополнение к признакам любого из двух предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления вторая стадия обработки может включать в себя температуру 400-650 градусов Цельсия.
[0069] В дополнение к признакам любого из трех предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления коэффициент эмиссии покрытия после двухстадийной обработки может составлять 0,011 или менее.
[0070] В дополнение к признакам любого из четырех предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления могут быть предусмотрены первый и второй зародышевые слои под и в контакте с первым и вторым отражающими ИК излучение слоями соответственно; и/или могут быть предусмотрены первый и второй защитные слои над и в контакте с первым и вторым отражающими ИК излучение слоями соответственно.
[0071] В дополнение к признакам предыдущего абзаца, в некоторых примерных вариантах осуществления фотоны в первом диапазоне длин волн могут преимущественно передавать энергию первому зародышевому слою, первому отражающему ИК излучение слою и/или первому защитному слою; и фотоны во втором диапазоне длин волн могут преимущественно передавать энергию второму зародышевому слою, второму отражающему ИК излучение слою и/или второму защитному слою.
[0072] В дополнение к признакам любого из двух предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления энергия света в первом диапазоне длин волн может преимущественно поглощаться первым зародышевым слоем и/или первым защитным слоем и может доставляться акустическими фононами к первому отражающему ИК излучение слою; и энергия света во втором диапазоне длин волн может преимущественно поглощаться вторым зародышевым слоем и/или защитным слоем и может доставляться акустическими фононами ко второму отражающему ИК излучение слою.
[0073] В дополнение к признакам любого из трех предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления каждый из первого и второго зародышевых слоев может содержать Zn, и каждый из первого и второго защитных слоев может содержать Ni, Ti и/или Cr.
[0074] В дополнение к признакам любого из восьми предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления предварительное кондиционирование может включать в себя переупорядочивание атомов серебра в первом и втором отражающих ИК излучение слоях в более энергетически выгодные положения; и термическая обработка может выравнивать химические потенциалы по меньшей мере некоторых слоев в наборе слоев и дополнительно уплотнять предварительно кондиционированные первый и второй отражающие ИК излучение слои.
[0075] В дополнение к признакам любого из девяти предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления и в качестве первой альтернативы, первую стадию можно осуществлять всякий раз, когда непосредственно или опосредовано на подложке осажден один из отражающих ИК излучение слоев, и перед тем, как будет осажден следующий отражающий ИК излучение слой. Альтернативно, в дополнение к признакам любого из девяти предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления и в качестве второй альтернативы, первую стадию можно осуществлять после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, причем первый и второй диапазоны длин волн отличаются друг от друга. Альтернативно, в дополнение к признакам любого из девяти предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления и в качестве третьей альтернативы, первую стадию можно осуществлять после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, и первый отражающий ИК излучение слой можно предварительно кондиционировать, используя первый источник света, предусмотренный над подложкой, а второй отражающий ИК излучение слой можно предварительно кондиционировать, используя второй источник света, предусмотренный под подложкой.
[0076] В некоторых примерных вариантах осуществления и, необязательно, в сочетании с первой альтернативой первый и второй диапазон длин волн могут быть одинаковыми. В некоторых примерных вариантах осуществления и, необязательно, в сочетании с первой альтернативой предварительное кондиционирование каждого из отражающих ИК излучение слоев может быть осуществлено после того, как соответствующий отражающий ИК излучение слой покрыт упомянутыми одним или более диэлектрическими слоями.
[0077] В некоторых примерных вариантах осуществления и, необязательно, в сочетании со второй альтернативой первый диапазон длин волн может иметь максимальную интенсивность в первой области вблизи от максимальной поглощающей способности первого отражающего ИК излучение слоя, а второй диапазон длин волн может иметь максимальную интенсивность во второй области, которая находится на удалении от первой области и где поглощающая способность первого отражающего ИК излучение слоя меньше, чем половина ее максимума. В некоторых примерных вариантах осуществления и, необязательно, в сочетании со второй альтернативой первый диапазон длин волн может иметь максимальную интенсивность в спектральном диапазоне 700-900 нм, а второй диапазон длин волн может иметь максимальную интенсивность в спектральном диапазоне 600-700 нм. В некоторых примерных вариантах осуществления и, необязательно, в сочетании со второй альтернативой низкоэмиссионное покрытие может дополнительно включать в себя третий отражающий ИК излучение слой, содержащий серебро, причем третий отражающий ИК излучение слой также расположен между одним или более диэлектрическими слоями, причем третий отражающий ИК излучение слой отстоит дальше от подложки, чем первый отражающий ИК излучение слой, и первая стадия дополнительно может включать в себя воздействие источника импульсного света с третьим диапазоном длин волн, который преимущественно передает энергию третьему отражающему ИК излучение слою. В некоторых примерных вариантах осуществления и, необязательно, в сочетании со второй альтернативой все из первого, второго и третьего диапазонов длин волн могут отличаться друг от друга и иметь соответствующие максимальные интенсивности в спектральных диапазонах 600-700 нм, 400-600 нм и 700-900 нм. В некоторых примерных вариантах осуществления и, необязательно, в сочетании со второй альтернативой воздействия источников импульсного света, которые генерируют первый и второй диапазоны длин волн, могут быть образованы разделенными во времени субимпульсами разных волновых форм. В некоторых примерных вариантах осуществления и, необязательно, в сочетании со второй альтернативой воздействия источников импульсного света, которые генерируют первый и второй диапазоны длин волн, могут быть сформированы разными импульсными лампами.
[0078] В дополнение к признакам любого из 12 предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления низкоэмиссионное покрытие может быть сформировано в целом или частично распылением при комнатной температуре.
[0079] В некоторых примерных вариантах осуществления предложен способ изготовления покрытого изделия, включающего в себя многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, поддерживаемое стеклянной подложкой. Низкоэмиссионное покрытие формируют на подложке, причем низкоэмиссионное покрытие включает в себя множество отражающих инфракрасное излучение слоев, содержащих серебро и осажденных распылением при комнатной температуре, причем каждый из отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями. Каждый из отражающих ИК излучение слоев является активируемым с использованием двухстадийной обработки. Первая стадия обработки включает в себя воздействия источников света с фотонами в профилях импульсного света, выбранных так, чтобы преимущественно передавать энергию отражающим ИК излучение слоям, исходя из их соответствующих уровней поглощения, а вторая стадия обработки включает в себя воздействие температур свыше 400 градусов Цельсия вслед за формированием отражающих ИК излучение слоев. По меньшей мере первую стадию обработки осуществляют для каждого из отражающих ИК излучение слоев.
[0080] В дополнение к признакам предыдущего абзаца, в некоторых примерных вариантах осуществления первую стадию можно осуществлять всякий раз, когда непосредственно или опосредовано на подложке осажден один из отражающих ИК излучение слоев, и перед тем, как будет осажден следующий отражающий ИК излучение слой. Альтернативно, в дополнение к признакам предыдущего абзаца, в некоторых примерных вариантах осуществления первую стадию можно осуществлять после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, причем отражающие ИК излучение слои получают энергию, преимущественно передаваемую им из-за воздействий источников света с разными профилями импульсного света. Альтернативно, в дополнение к признакам предыдущего абзаца, в некоторых примерных вариантах осуществления первую стадию можно осуществлять после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, и один или более отражающих ИК излучение слоев можно активировать, используя первый источник импульсного света, предусмотренный под подложкой, и один или более других отражающих ИК излучение слоев можно активировать, используя второй источник импульсного света, предусмотренный над подложкой.
[0081] В некоторых примерных вариантах осуществления предложено покрытое изделие. Покрытое изделие включает в себя стеклянную подложку и многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, поддерживаемое подложкой. Низкоэмиссионное покрытие включает в себя множество отражающих инфракрасное излучение слоев, содержащих серебро и осажденных распылением при комнатной температуре, причем каждый из отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями, и причем каждый из отражающих ИК излучение слоев был активирован с использованием двухстадийной обработки. Первая стадия обработки включает в себя воздействия источников света с фотонами в профилях импульсного света, выбранных так, чтобы преимущественно передавать энергию отражающим ИК излучение слоям, исходя из их соответствующих уровней поглощения, а вторая стадия обработки включает в себя воздействие температур свыше 400 градусов Цельсия вслед за формированием отражающих ИК излучение слоев. Коэффициент эмиссии покрытия составляет 0,011 или менее.
[0082] В некоторых примерных вариантах осуществления предложена система для формирования покрытого изделия. В ней имеется распылительный аппарат, управляемый с возможностью формировать многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие на стеклянной подложке, причем покрытие содержит множество отражающих инфракрасное излучение слоев, содержащих серебро и осажденных распылением при комнатной температуре, причем каждый из отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями. По меньшей мере один источник импульсного света является управляемым с возможностью осуществлять предварительное кондиционирование отражающих ИК излучение слоев путем воздействия на них фотонов, используя профили импульсного света, выбранные так, чтобы преимущественно передавать энергию отражающим ИК излучение слоям, исходя из их соответствующих уровней поглощении, причем профили импульсного света используют энергии фотонов 0,82-3,55 эВ и являются достаточными для переупорядочивания атомов серебра в отражающих ИК излучение слоях в более энергетически выгодные положения, не вызывая при этом чрезмерной агломерации. Коэффициент эмиссии покрытия может быть дополнительно уменьшен путем воздействия последующего термического процесса.
[0083] В дополнение к признакам предыдущего абзаца, в некоторых примерных вариантах осуществления печь может быть выполнена с возможностью нагрева подложки с предварительно кондиционированными отражающими ИК излучение слоями на ней до температуры по меньшей мере 400 градусов Цельсия и уменьшения коэффициента эмиссии покрытия до 0,011 или менее.
[0084] В дополнение к признакам любого из двух предыдущих абзацев, в некоторых примерных вариантах осуществления упомянутый по меньшей мере один источник импульсного света может быть управляемым так, чтобы он работал: (a) всякий раз, когда непосредственно или опосредованно на подложке осажден один из отражающих ИК излучение слоев, и перед тем, как на ней будет осажден следующий отражающий ИК излучение слой, или (b) после того, как на подложке осаждены все отражающие ИК излучение слои, причем отражающие ИК излучение слои получают энергию, преимущественно передаваемую им воздействиями источников света с разными профилями импульсного света.
[0085] Хотя изобретение было описано в связи с тем, что рассматривается в настоящее время наиболее практичным и предпочтительным вариантом осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытым вариантом осуществления, а, наоборот, подразумевается, что оно охватывает различные модификации и эквивалентные конфигурации, входящие в пределы сути и объема прилагаемой формулы изобретения.
Изобретение относится к покрытым изделиям с низкоэмиссионными покрытиями. Техническим результатом является улучшение коэффициента эмиссии низкоэмиссионных покрытий, например, с использованием двухстадийного подхода к активации осажденных при комнатной температуре низкоэмиссионных покрытий на основе серебра. В частности, предложен способ изготовления покрытого изделия, включающего в себя многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, поддерживаемое стеклянной подложкой, включающий: формирование на подложке низкоэмиссионного покрытия, включающего в себя по меньшей мере первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, содержащие серебро, причем каждый из первого и второго отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями, а первый отражающий ИК излучение слой отстоит дальше от подложки, чем второй отражающий ИК излучение слой; и активирование каждого из отражающих ИК излучение слоев с использованием двухстадийной обработки. При этом первая стадия обработки предварительно кондиционирует отражающие ИК излучение слои путем воздействия источника импульсного света в по меньшей мере первом и втором диапазонах длин волн, причем первый диапазон длин волн преимущественно передает энергию первому отражающему ИК излучение слою, а второй диапазон длин волн преимущественно передает энергию второму отражающему ИК излучение слою. Вторая стадия обработки представляет собой термическую обработку, которую осуществляют после того, как непосредственно или опосредованно на подложке осаждены все отражающие ИК излучение слои, причем вторая стадия следует за первой стадией. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 6 табл., 8 ил.
1. Способ изготовления покрытого изделия, включающего в себя многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, поддерживаемое стеклянной подложкой, включающий:
формирование на подложке низкоэмиссионного покрытия, включающего в себя по меньшей мере первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои, содержащие серебро, причем каждый из первого и второго отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями, а первый отражающий ИК излучение слой отстоит дальше от подложки, чем второй отражающий ИК излучение слой; и
активирование каждого из отражающих ИК излучение слоев с использованием двухстадийной обработки, при этом
первая стадия обработки предварительно кондиционирует отражающие ИК излучение слои путем воздействия источника импульсного света в по меньшей мере первом и втором диапазонах длин волн, причем первый диапазон длин волн преимущественно передает энергию первому отражающему ИК излучение слою, а второй диапазон длин волн преимущественно передает энергию второму отражающему ИК излучение слою, и
вторая стадия обработки представляет собой термическую обработку, которую осуществляют после того, как непосредственно или опосредованно на подложке осаждены все отражающие ИК излучение слои, причем вторая стадия следует за первой стадией.
2. Способ по п. 1, при этом первая стадия обработки включает в себя фотоны с энергиями 0,82-3,55 эВ.
3. Способ по любому предшествующему пункту, при этом вторая стадия обработки включает в себя температуру 400-650 градусов Цельсия.
4. Способ по любому предшествующему пункту, при этом коэффициент эмиссии покрытия после двухстадийной обработки составляет 0,011 или менее.
5. Способ по любому предшествующему пункту, при этом:
обеспечивают первый и второй зародышевые слои под и в контакте с первым и вторым отражающими ИК излучение слоями соответственно; и
обеспечивают первый и второй защитные слои над и в контакте с первым и вторым отражающими ИК излучение слоями соответственно.
6. Способ по п. 5, при этом:
фотоны в первом диапазоне длин волн преимущественно передают энергию первому зародышевому слою, первому отражающему ИК излучение слою и/или первому защитному слою; и
фотоны во втором диапазоне длин волн преимущественно передают энергию второму зародышевому слою, второму отражающему ИК излучение слою и/или второму защитному слою.
7. Способ по п. 5, при этом:
энергия света в первом диапазоне длин волн преимущественно поглощается первым зародышевым слоем и/или первым защитным слоем и доставляется акустическими фононами к первому отражающему ИК излучение слою; и
энергия света во втором диапазоне длин волн преимущественно поглощается вторым зародышевым слоем и/или защитным слоем и доставляется акустическими фононами ко второму отражающему ИК излучение слою.
8. Способ по любому из пп. 5-7, при этом каждый из первого и второго зародышевых слоев содержит Zn, а каждый из первого и второго защитных слоев содержит Ni, Ti и/или Cr.
9. Способ по любому предшествующему пункту, при этом:
предварительное кондиционирование включает в себя переупорядочивание атомов серебра в первом и втором отражающих ИК излучение слоях в более энергетически выгодные положения; и
термическая обработка выравнивает химические потенциалы по меньшей мере некоторых слоев в наборе слоев и дополнительно уплотняет предварительно кондиционированные первый и второй отражающие ИК излучение слои.
10. Способ по любому предшествующему пункту, при этом первую стадию осуществляют всякий раз, когда непосредственно или опосредовано на подложке осажден один из отражающих ИК излучение слоев, и перед тем, как будет осажден следующий отражающий ИК излучение слой.
11. Способ по любому предшествующему пункту, при этом первый и второй диапазоны длин волн являются одинаковыми.
12. Способ по любому предшествующему пункту, при этом предварительное кондиционирование каждого из отражающих ИК излучение слоев осуществляют после того, как соответствующий отражающий ИК излучение слой покрыт упомянутыми одним или более диэлектрическими слоями.
13. Способ по любому из пп. 1-9 или 12, при этом первую стадию осуществляют после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, причем первый и второй диапазоны длин волн отличаются друг от друга.
14. Способ по п. 13, при этом первый диапазон длин волн имеет максимальную интенсивность в первой области вблизи от максимальной поглощающей способности первого отражающего ИК излучение слоя, а второй диапазон длин волн имеет максимальную интенсивность во второй области, которая находится на удалении от первой области и где поглощающая способность первого отражающего ИК излучение слоя меньше, чем половина ее максимума.
15. Способ по любому из пп. 13, 14, при этом первый диапазон длин волн имеет максимальную интенсивность в спектральном диапазоне 700-900 нм, а второй диапазон длин волн имеет максимальную интенсивность в спектральном диапазоне 600-700 нм.
16. Способ по любому предшествующему пункту, при этом:
низкоэмиссионное покрытие дополнительно включает в себя третий отражающий ИК излучение слой, содержащий серебро, причем третий отражающий ИК излучение слой также расположен между одним или более диэлектрическими слоями, причем третий отражающий ИК излучение слой отстоит дальше от подложки, чем первый отражающий ИК излучение слой, и
первая стадия дополнительно включает в себя воздействие источника импульсного света с третьим диапазоном длин волн, который преимущественно передает энергию третьему отражающему ИК излучение слою.
17. Способ по п. 16, при этом все из первого, второго и третьего диапазонов длин волн отличаются друг от друга и имеют соответствующие максимальные интенсивности в спектральных диапазонах 600-700 нм, 400-600 нм и 700-900 нм.
18. Способ по любому предшествующему пункту, при этом воздействия источников импульсного света, которые генерируют первый и второй диапазоны длин волн, формируют разделенными во времени субимпульсами разных волновых форм.
19. Способ по любому предшествующему пункту, при этом воздействия источников импульсного света, которые генерируют первый и второй диапазоны длин волн, формируют разными импульсными лампами.
20. Способ по любому из пп. 1-9, 11-19, при этом первую стадию осуществляют после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, и при этом первый отражающий ИК излучение слой предварительно кондиционируют, используя первый источник света, предусмотренный над подложкой, а второй отражающий ИК излучение слой предварительно кондиционируют, используя второй источник света, предусмотренный под подложкой.
21. Способ по любому предшествующему пункту, при этом низкоэмиссионное покрытие формируют в целом или частично распылением при комнатной температуре.
22. Способ изготовления покрытого изделия, включающего в себя многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, поддерживаемое стеклянной подложкой, включающий:
формирование на подложке низкоэмиссионного покрытия, включающего в себя множество отражающих инфракрасное (ИК) излучение слоев, содержащих серебро и осажденных распылением при комнатной температуре, причем каждый из отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями, и каждый из отражающих ИК излучение слоев является активируемым с использованием двухстадийной обработки, причем
первая стадия обработки включает в себя воздействия источников света фотонами в профилях импульсного света, выбранных так, чтобы преимущественно передавать энергию отражающим ИК излучение слоям, исходя из их соответствующих уровней поглощения,
вторая стадия обработки включает в себя воздействие температур свыше 400 градусов Цельсия вслед за формированием отражающих ИК излучение слоев; и
осуществление по меньшей мере первой стадии обработки для каждого из отражающих ИК излучение слоев.
23. Способ по п. 22, при этом первую стадию осуществляют всякий раз, когда непосредственно или опосредовано на подложке осажден один из отражающих ИК излучение слоев, и перед тем, как будет осажден следующий отражающий ИК излучение слой.
24. Способ по п. 22, при этом первую стадию осуществляют после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, причем отражающие ИК излучение слои получают энергию, преимущественно передаваемую им из-за воздействий источников света с разными профилями импульсного света.
25. Способ по п. 22, при этом первую стадию осуществляют после того, как осаждены все отражающие ИК излучение слои, и при этом один или более отражающих ИК излучение слоев активируют, используя первый источник импульсного света, предусмотренный под подложкой, и один или более других отражающих ИК излучение слоев активируют, используя второй источник импульсного света, предусмотренный над подложкой.
26. Покрытое изделие, содержащее:
стеклянную подложку; и
многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, поддерживаемое подложкой,
при этом низкоэмиссионное покрытие включает в себя множество отражающих инфракрасное (ИК) излучение слоев, содержащих серебро и осажденных распылением при комнатной температуре, причем каждый из отражающих ИК излучение слоев расположен между одним или более диэлектрическими слоями, и каждый из отражающих ИК излучение слоев был активирован с использованием двухстадийной обработки,
при этом первая стадия обработки включает в себя воздействия источников света фотонами в профилях импульсного света, выбранных так, чтобы преимущественно передавать энергию отражающим ИК излучение слоям, исходя из их соответствующих уровней поглощения,
при этом вторая стадия обработки включает в себя воздействие температур свыше 400 градусов Цельсия вслед за формированием отражающих ИК излучение слоев; и
при этом коэффициент эмиссии покрытия составляет 0,011 или менее.
27. Система для формирования покрытого изделия, содержащая:
распылительный аппарат, управляемый с возможностью формировать на стеклянной подложке многослойное тонкопленочное низкоэмиссионное покрытие, содержащее множество отражающих инфракрасное (ИК) излучение слоев, содержащих серебро и осаждаемых распылением при комнатной температуре, причем каждый из отражающих ИК излучение слоев располагается между одним или более диэлектрическими слоями; и
по меньшей мере один источник импульсного света, управляемый с возможностью осуществлять предварительное кондиционирование отражающих ИК излучение слоев посредством воздействия на них фотонов, используя профили импульсного света, выбранные так, чтобы преимущественно передавать энергию отражающим ИК излучение слоям, исходя из их соответствующих уровней поглощении, причем профили импульсного света используют энергии фотонов 0,82-3,55 эВ и являются достаточными для переупорядочивания атомов серебра в отражающих ИК излучение слоях в более энергетически выгодные положения, не вызывая при этом чрезмерной агломерации,
при этом коэффициент эмиссии покрытия может быть дополнительно уменьшен посредством воздействия последующего термического процесса.
28. Система по п. 27, дополнительно содержащая печь, выполненную с возможностью нагрева подложки с предварительно кондиционированными отражающими ИК излучение слоями на ней до температуры по меньшей мере 400 градусов Цельсия и уменьшения коэффициента эмиссии покрытия до 0,011 или менее.
29. Система по любому из пп. 27, 28, при этом упомянутый по меньшей мере один источник импульсного света выполнен с возможностью управления им так, чтобы работать:
(a) всякий раз, когда непосредственно или опосредованно на подложке осажден один из отражающих ИК излучение слоев, и перед тем, как на ней будет осажден следующий отражающий ИК излучение слой, или
(b) после того, как на подложке осаждены все отражающие ИК излучение слои, причем отражающие ИК излучение слои получают энергию, преимущественно передаваемую им из-за воздействий источников света с разными профилями импульсного света.
| US 20130320241 A1, 05.12.2013 | |||
| US 20140199496 A1, 17.07.2014 | |||
| ЗАЩИТНЫЕ СЛОИ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ | 2003 |
|
RU2498954C2 |
| US 20140017510 A1, 16.01.2014 | |||
| ИЗДЕЛИЕ, ПОКРЫТОЕ НИЗКОЭМИССИОННЫМ ПОКРЫТИЕМ, ВКЛЮЧАЮЩИМ ОКСИД ЦИРКОНИЯ И/ИЛИ ЦИРКОНИЙ-КРЕМНИЙ ОКСИНИТРИД | 2009 |
|
RU2493115C2 |
| ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ | 0 |
|
SU253320A1 |
