ПОДЛОЖКА, СНАБЖЕННАЯ НАБОРОМ, ОБЛАДАЮЩИМ ТЕПЛОВЫМИ СВОЙСТВАМИ, ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ Российский патент 2021 года по МПК G02B5/08 G02B1/11 H05B3/86 

Это изобретение относится к прозрачной подложке, в частности, выполненной из жесткого минерального материала, такого как стекло, при этом подложка покрыта набором тонких слоев, содержащим функциональный слой металлического типа, который может оказывать влияние на солнечное излучение и/или длинноволновое инфракрасное излучение.

Более конкретно, изобретение относится к применению таких подложек для изготовления теплоизолирующих и/или солнцезащитных остеклений. Эти остекления могут предназначаться для оснащения как зданий, так и транспортных средств, в частности, для снижения нагрузки на установку кондиционирования воздуха, и/или предотвращения чрезмерного перегревания (в случае солнцезащитных остеклений), и/или снижения количества энергии, рассеиваемой наружу (в случае остеклений с низкой излучательной способностью, "low-e" остекление), что обусловлено постоянно возрастающим значением остекленных поверхностей в зданиях и кабинах транспортных средств.

Кроме того, эти остекления могут включать в себя остекления, обладающие особыми функциональными возможностями, такие как, например, нагреваемые остекления или электрохромные остекления.

Известный набор слоев одного вида, предназначенный для придания таких свойств подложкам, содержит металлический функциональный слой, обладающий свойствами отражения в инфракрасной области и/или области солнечного излучения, в частности металлический слой на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава.

Поэтому в наборе этого вида функциональный слой расположен между двумя просветляющими покрытиями, каждое из которых обычно содержит несколько слоев, каждый из которых выполнен из диэлектрического материала нитридного типа, в частности из нитрида кремния, или нитрида алюминия, или из оксидов этих элементов. Исходя из оптических требований назначение этих покрытий, которые обрамляют металлический функциональный слой, заключается в превращении этого металлического функционального слоя в «просветляющий».

Однако иногда вводят блокировочное покрытие между одним или каждым просветляющим покрытием и металлическим функциональным слоем; при этом блокировочное покрытие располагают под функциональным слоем в направлении подложки и/или блокировочное покрытие располагают на функциональном слое на противоположной стороне от подложки.

Известно, например, из заявки ЕР 718250 на европейский патент, что «смачивающий» диэлектрический слой на основе оксида цинка, расположенный непосредственно под серебросодержащим металлическим функциональным слоем в направлении несущей подложки, способствует достижению надлежащего кристаллографического состояния металлического функционального слоя и в то же время обладает преимуществом, заключающемся в способности выдерживать высокотемпературную термическую обработку для изгиба или закалки.

Кроме того, в этом документе раскрыт благоприятный эффект от наличия слоя, осажденного в металлической форме непосредственно на серебросодержащий функциональный слой и в контакт с ним, предназначенного для защиты функционального слоя во время осаждения сверху других слоев и во время высокотемпературной термической обработки. Специалисту в данной области техники известен слой этого вида под общим названием «блокировочный слой» или «блокиратор».

В частности, в этом документе раскрыто, что наличие барьерного слоя, содержащего, например, нитрид кремния, в каждом из просветляющих покрытий, в одном под смачивающийм слоем в направлении подложки и другом над блокировочным слоем, делает возможным образование набора, который хорошо выдерживает термическую обработку для изгиба или закалки.

Одна задача изобретения заключается в усовершенствовании решений из предшествующего уровня техники путем разработки монофункционального набора слоев, который имеет низкое поверхностное сопротивление (и поэтому пониженную излучательную способность), а также высокое пропускание света и высокий солнечный фактор, опционально это проявляется после одной (или нескольких) из высокотемпературной термической обработки для изгиба, и/или термической обработки для закалки, и/или термической обработки для отжига.

Кроме того, одна задача изобретения заключается в создании набора, который имеет хорошую колориметрию, опционально она проявляется после одной (или нескольких) из высокотемпературной термической обработки для изгиба, и/или термической обработки для закалки, и/или термической обработки для отжига, и в частности, имеет цвет при отражении на стороне набора, который не является слишком красным, и/или цвет при пропускании, который не является слишком желтым.

Как ни удивительно, было обнаружено, что при наличии слоя, содержащего нитрид кремния-циркония с определенной атомной долей циркония, благодаря сборке, образованной кремнием и цирконием, в таком наборе достигаются очень благоприятные эффекты, связанные с достижением более высокого солнечного фактора, эти эффекты проявляются как в конфигурации двойного остекления, так и в конфигурации тройного остекления и основаны на достижении такой колориметрии.

Поэтому в широком смысле объектом изобретения является прозрачная подложка по пункту 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения представлены предпочтительные альтернативные формы.

Таким образом, прозрачная подложка снабжена на основной поверхности набором тонких слоев, содержащим один металлический функциональный слой, обладающий свойствами отражения в инфракрасной области и/или в области солнечного излучения, в частности на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава, и два просветляющих покрытия, при этом каждое из просветляющих покрытий содержит по меньшей мере один диэлектрический слой, функциональный слой расположен между двумя просветляющими покрытиями. Эта подложка примечательна тем, что по меньшей мере просветляющее покрытие, расположенное между подложкой и функциональным слоем, в действительности даже оба просветляющих покрытия, содержит (содержат) слой, содержащий нитрид кремния циркония, Si_xZr_yN_z, с атомным отношением Sr к сумме Si+Zr, y/(x+y), которое составляет от 25,0% до 40,0% включая данные значения.

Особенно подходящий диапазон атомного отношения Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y) находится в пределах от 26,32% до 37,5% включительно. Этот материал можно осаждать при использовании мишени, содержащей от 70,0 ат. % до 60 ат. % Si в расчете на от 25,0 ат. % до 36,0 ат. % Sr; эту мишень распыляют в азотосодержащей атмосфере.

Еще один особенно подходящий диапазон атомного отношения Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y) находится в пределах от 27,0% до 37,0% включительно.

Слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, в действительности даже каждый слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, может содержать элементы с атомным отношением Zr к сумме Si+Zr, которое составляет от 26,0% до 30,0% включительно, или от 31,0% до 38,0% включительно, или от 25,5% до 32,5% включительно.

Просветляющее покрытие, расположенное между подложкой и функциональным слоем, может быть только одним из двух просветляющих покрытий, содержащих слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, и опционально оно может содержать один слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, с атомным отношением Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y), которое составляет от 25,0% до 40,0% включительно, в действительности даже от 27,0% до 37,0% включительно.

В случае, когда набор содержит несколько слоев, содержащих нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, атомное отношение Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y) для каждого из этих слоев составляет предпочтительно от 25,0% до 40,0% включительно, в действительности отношение для каждого из этих слоев составляет даже от 27,0% до 37,0% включительно, но не обязательно является одним и тем же для всех этих слоев, содержащих нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z,.

Отношение y/(x+y) может быть разным для двух слоев набора, содержащих нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z.

В случае, когда каждое из двух просветляющих покрытий содержит слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, опционально каждое из них может содержать один слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, с атомным отношением Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y), которое составляет от 25,0% до 40,0% включительно, в действительности даже от 27,0% до 37,0% включительно, или от 26,0% до 30,0% включительно, или от 31,0% до 38,0% включительно, или от 25,5% до 32,5% включительно.

Особенно подходящий диапазон атомного отношения Zr к сумме Al+Si+Zr, y/(w+x+y) находится в пределах от 25,0% до 36,0% включительно. Этот материал может быть осажден при использовании мишени, содержащей от 70,0 ат. % до 60,0 ат. % Si в расчете на от 25,0 ат. % до 36,0 ат. % Zr при 5,0 ат. % Al во всех случаях; эту мишень распыляют в азотосодержащей атмосфере.

Под «прозрачной подложкой» в значении, принятом в настоящем изобретении, следует понимать то, что подложка не является непрозрачной, и то, что она в отсутствие набора имеет пропускание света по меньшей мере 5%.

Под «покрытием» в значении, принятом в настоящем изобретении, следует понимать то, что в покрытии может быть один слой или несколько слоев из разных материалов.

Под «в контакте» в значении, принятом в настоящем изобретении, понимается, что отсутствует слой, расположенный между двумя рассматриваемыми слоями.

Под «на основе» в значении, принятом в настоящем изобретении, понимается что содержание указанного элемента или материала в рассматриваемом слое составляет более чем 50 ат. %.

Кроме того, в настоящем документе все показатели преломления представляют собой показатели преломления при длине волны 550 нм; оптические толщины слоев являются произведениями физических толщин этих слоев на этот показатель преломления при этой длине волны, а оптическая толщина покрытия являются суммой оптических толщин всех диэлектрических слоев покрытия; по умолчанию, если физическое/оптическое различие не проведено для толщины, эта толщина представляет собой физическую толщину.

В настоящем документе диэлектрические слои могут быть подразделены на слои трех категорий, слои с низким показателем преломления, показатель n преломления которых ниже 1,95, слои со средним показателем преломления, показатель n преломления которых находится в пределах 1,95≤n<2,10, и слои с высоким показателем преломления, показатель n преломления которых выше 2,10.

Предпочтительно, чтобы один металлический функциональный слой, обладающий свойствами отражения в инфракрасной области и/или области солнечного излучения, был непрерывным слоем.

Предпочтительно, чтобы набор согласно изобретению не содержал слоя, содержащего оксид титана, диоксид титана, TiO₂, не имел очень высокого показателя преломления, и этот показатель преломления не мог быть слишком высоким для связанных с мишенью применений. Из субстехиометрического оксида титана, TiO_b, при b, которое является числом ниже 2, можно образовать слой с высоким показателем преломления, но этот показатель преломления является функцией окисления слоя, а это окисление трудно контролировать в условиях реального производства; поэтому набор согласно изобретение легче изготавливать в промышленных масштабах.

Предпочтительно, чтобы слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, из набора согласно изобретению или каждый из слоев, содержащих нитрид кремния-циркония, из набора согласно изобретению не содержал титана.

Предпочтительно, чтобы слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, из набора согласно изобретению был выполнен из нитрида кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, или был выполнен из нитрида кремния-циркония, легированного алюминием, Si_xZr_yN_z:Al.

Предпочтительно, чтобы слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, имел азотирование z от 4/3(x+y) до 5/3(x+y) включительно; к тому же предпочтительно, чтобы слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, имел азотирование z от 4/3(x+y) до 5/3(x+y) включительно.

Кроме того, предпочтительно, чтобы слой, содержащий нитрид кремния-циркония, из набора или каждый из слоев, содержащих нитрид кремния-циркония, из набора не содержал преднамеренно введенного кислорода. Присутствие кислорода в слое или слоях, содержащих нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, должно быть исключено, поскольку он приводит к снижению показателя преломления слоя. То, что этот слой не содержит кислорода, следует понимать как означающее, что нет кислорода в значительном количестве относительно количества азота, иначе говоря, в относительном количестве по меньшей мере 5 ат.% относительно общего количества азота и кислорода, поскольку известно, что сродство элементов Si и Zr больше к кислороду, чем к азоту.

В конкретной альтернативной форме изобретения просветляющее покрытие, расположенное между подложкой и функциональным слоем, дополнительно содержит слой, содержащий нитрид кремния без циркония, при этом предпочтительно, чтобы слой, содержащий нитрид кремния без циркония, был расположен между подложкой и слоем, содержащим нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, и более предпочтительно, чтобы он был расположен как непосредственно на основной поверхности подложки, так и непосредственно под слоем, содержащим нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z.

Далее предпочтительно, чтобы слой просветляющего покрытия, расположенный между подложкой и функциональным слоем и содержащий нитрид кремния без циркония, имел толщину от 5,0 до 25,0 нм включительно, в действительности даже от 15,0 до 20,0 нм включительно.

В еще одной конкретной альтернативной форме изобретения, которая опционально может быть объединена с предшествующей конкретной альтернативной формой, просветляющее покрытие, расположенное над функциональным слоем на противоположной стороне от подложки, дополнительно содержит слой, содержащий нитрид кремния без циркония, при этом предпочтительно, чтобы слой, содержащий нитрид кремния без циркония, был расположен над слоем, содержащим нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z.

Далее предпочтительно, чтобы слой просветляющего покрытия, расположенный над функциональным слоем и содержащий нитрид кремния без циркония, имел толщину от 25,0 до 35,0 нм включительно.

Эти решения делают возможным снижение затрат, поскольку нитрид кремния без циркония менее дорогой, чем нитрид кремния-циркония.

В конкретной альтернативной форме изобретения просветляющее покрытие, расположенное над функциональным слоем и на противоположной стороне от подложки, дополнительно содержит слой, выполненный из диэлектрического материала, имеющего низкий показатель преломления, в частности на основе оксида кремния. Материал этого слоя может состоять только из Si и O; в частности он может быть диоксидом кремния или диоксидом кремния, легированным алюминием. Предпочтительно, чтобы этот слой, выполненный из диэлектрического материала, имеющего низкий показатель преломления, был конечным диэлектрическим слоем просветляющего покрытия, расположенного над функциональным слоем.

Предпочтительно, чтобы материал этого диэлектрического слоя с низким показателем преломления имел показатель преломления от 1,60 до 1,80; при этом предпочтительно, чтобы слой имел толщину от 15,0 до 60,0 нм, в действительности даже от 20,0 до 58,0 нм, в действительности даже от 30,0 до 55,0 нм.

Слой на основе оксида цинка может быть расположен над функциональным слоем и в контакте с ним. При этом возникает эффект активного участия в получении металлического функционального слоя, имеющего высокую степень кристаллизации, и поэтому низкое поверхностное сопротивление, и поэтому низкую излучательную способность.

Предпочтительно, чтобы слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, который расположен между подложкой и функциональным слоем, имел толщину от 10,0 до 30,0 нм включительно.

Кроме того, предпочтительно, чтобы слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, который расположен над функциональным слоем на противоположной стороне от подложки, имел толщину от 6,0 до 12,0 нм включительно.

Предпочтительно, чтобы набор не содержал никакого слоя, содержащего нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, который не имеет атомного отношения Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y), находящегося в пределах от 25,0% до 40,0%.

Поэтому набор может содержать конечный слой (наружное покрытие), иначе говоря, защитный слой. Предпочтительно, чтобы этот защитный слой имел физическую толщину от 0,5 до 10,0 нм.

Остекление согласно изобретению включает в себя по меньшей мере подложку, несущую набор слоев согласно изобретению, опционально в сочетании с по меньшей мере одной другой подложкой. Каждая подложка может быть бесцветной или цветной. Одна из подложек, по меньшей мере частично, может быть выполнена из объемно окрашенного стекла. Выбор вида окрашивания зависит от уровня пропускания света и/или от колориметрического восприятия, которое является желательным для остекления после завершения его изготовления.

Остекление согласно изобретению может иметь многослойную структуру, объединяющую, в частности, по меньшей мере две жесткие стеклянные подложки посредством по меньшей мере одного листа термопластичного полимера, чтобы образовать структуру типа стекло/набор тонких слоев/лист (листы)/стекло. В частности, полимер может быть на основе поливинилбутираля (ПВБ), сополимера этилена и винилацетата (ЭВА), полиэтилентерефталата (ПЭТ) или поливинилхлорида (ПВХ).

Кроме того, остекление может иметь структуру типа стекло/набор тонких слоев/лист (листы) полимера.

Остекления согласно изобретению можно подвергать термической обработке без повреждения набора тонких слоев. Поэтому они опционально являются изогнутыми и/или закаленными.

Остекление может быть изогнутым и/или закаленным и в то же время может состоять из одной подложки, которая снабжена набором. В таком случае оно представляет собой «монолитное» остекление. В случае, когда оно изогнутое, в частности, при образовании остеклений для транспортных средств, набор тонких слоев предпочтительно находится на поверхности, которая по меньшей мере частично неплоская.

Кроме того, остекление может быть многослойным остеклением, в частности двойным остеклением, при этом по меньшей мере подложка может быть изогнутой и/или закаленной. В конфигурации многослойного остекления набор предпочтительно располагать так, чтобы он был обращен к введенной газонаполненной полости. В многослойной структуре набор слоев может находиться в контакте с листом полимера.

Кроме того, остекление может быть тройным остеклением, состоящим из трех стеклянных листов, разделенных попарно газонаполненной полостью. В структуре тройного остекления подложка, несущая набор, может находиться на поверхности 2 и/или на поверхности 5, если считать, что направление падения солнечного света пересекает поверхности в порядке возрастания их номеров.

Когда остекление является монолитным или многослойным, типа двойного остекления, тройного остекления или многослойного остекления, по меньшей мере подложка, несущая набор, может быть выполнена из изогнутого или закаленного стекла, при этом эту подложку изгибают или закаливают до или после осаждения набора слоев.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу изготовления подложки согласно изобретению, в соответствии с которым слой, содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, получают распылением в азотосодержащей атмосфере мишени, содержащей элементы с атомным отношением Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y), которое составляет от 25,0% до 40,0% включая эти значения, в действительности даже от 26,32% до 37,58% включительно, в действительности даже от 27,0% до 37,0% включительно.

Предпочтительно, чтобы атмосфера не содержала кислорода. То, что эта атмосфера не содержит кислорода, следует понимать как означающее, что отсутствует кислород, преднамеренно вводимый в атмосферу распыления мишени.

Кроме того, настоящее изобретение относится к мишени для осуществления способа согласно изобретению, при этом мишень содержит элементы с атомным отношением Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y), которое составляет от 25,0% до 40,0% включая эти значения, в действительности даже от 26,32% до 37,5% включительно, в действительности даже от 27,0% до 37,0% включительно.

Таким образом, настоящее изобретение с достижением преимущества позволяет получать набор тонких слоев, являющийся монометаллическим функциональным набором, который имеет больший солнечный фактор и удовлетворительное колориметрическое восприятие, в частности, после термической обработки для изгибания или закалки.

Подробности и полезные характеристики изобретения выявятся из нижеследующих неограничивающих примеров, поясняемых с помощью сопровождающих чертежей, на которых:

фиг. 1 - вид монофункционального набора слоев, при этом функциональный слой осажден непосредственно под верхним блокировочным покрытием;

фиг. 2 - вид двойного остекления, включающего монофункциональный набор слоев;

фиг. 3 - кривая показателя преломления при 550 нм нитрида кремния-циркония (SiZr) в зависимости от содержания Zr относительно суммы Zr+Si, а также кривая показателя преломления при 550 нм диоксида титана, TiO₂; и

фиг. 4 - кривая коэффициента поглощения при 380 нм нитрида кремния-циркония (SiZr) в зависимости от содержания Zr относительно суммы Zr+Si, а также кривая коэффициента поглощения при 380 нм диоксида титана, TiO₂.

На фиг. 1 и 2 пропорции между толщинами различных слоев или различных элементов не соблюдаются для облегчения ознакомления с чертежами.

На фиг. 1 показана структура монофункционального набора 14 слоев согласно изобретению, осажденных на поверхность 29 прозрачной стеклянной подложки 30, в котором один функциональный слой 140, в частности на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава, расположен между двумя просветляющими покрытиями, нижележащим просветляющим покрытием 120, расположенным под функциональным слоем 140 в направлении подложки 30, и вышележащим просветляющим покрытием 160, расположенным над функциональным слоем 140 на противоположной стороне от подложки 30.

Каждое из этих двух просветляющих покрытий 120, 160 содержит по меньшей мере один диэлектрический слой 122, 123, 124, 126, 128; 162, 163, 164, 166, 168.

С одной стороны, опционально функциональный слой 140 может быть осажден непосредственно на нижнее блокировочное покрытие (непоказанное), расположенное между нижележащим просветляющим покрытием 120 и функциональным слоем 140, а с другой стороны, функциональный слой 140 может быть осажден непосредственно под верхним блокировочным покрытием 150, расположенным между функциональным слоем 140 и вышележащим просветляющим покрытием 160.

Хотя нижний блокировочный слой и/или верхний блокировочный слой осаждены в металлической форме и представлены как металлические слои, иногда они представляют собой фактически оксидированные слои, поскольку одна из функций их (в частности, верхнего блокировочного слоя), заключается в превращении в оксидированные во время осаждения набора для защиты функционального слоя.

Когда набор используется в стеклопакете 100, имеющем конструкцию двойного остекления, показанную на фиг. 2, это остекление содержит две подложки 10, 30, которые удерживаются вместе рамной конструкцией 90 и которые отделены друг от друга включенной газонаполненной полостью 15.

Таким образом, остеклением обеспечивается разделение внешнего пространства ES и внутреннего пространства IS.

Набор можно располагать на поверхности листа, углубленного внутрь здания с учетом направления падения солнечного света, входящего в здание, а поверхность его обращать к газонаполненной полости.

На фиг. 2 показано это расположение (направление падения солнечного света, входящего в здание со стороны 9 второй находящейся в контакте с внешним пространством подложки 10, показано двойной стрелкой) на поверхности набора тонких слоев 14, расположенных на внутренней поверхности 29 подложки 30 в контакте с включенной газонаполненной полостью 15, при этом другая поверхность 31 подложки 30 находится в контакте с внутренним пространством IS.

Однако также можно видеть, что в этой конструкции двойного остекления одна из подложек имеет многослойную структуру.

Осажденные слои можно подразделить на три категории:

(i) -слои, выполненные из просветляющего/диэлектрического материала, имеющего отношение n/k во всем диапазоне длин волн видимой области больше чем 5; слои на основе нитрида кремния, на основе нитрида кремния-циркония, на основе оксида цинка, на основе оксида цинка и олова, на основе оксида титана, на основе оксида титана-циркония, на основе оксида кремния и т.п.;

(ii) -металлические функциональные слои, выполненные из материала, обладающего свойствами отражения в инфракрасной области и/или области солнечного излучения; например, на основе серебра или выполненные из серебра; обнаружено, что серебро характеризуется соотношением 0<n/k<5 во всем диапазоне длин волн видимой области, а электрическое удельное сопротивление в объемном состоянии меньше чем 10^-6 Ом⋅см;

(iii) -нижний блокировочный слой и верхний блокировочный слой, предназначенные для защиты функционального слоя от модификации до природного состояния во время осаждения слоев набора и/или во время термической обработки; показатель преломления этих слоев не принимается во внимание при оптическом описании набора.

Для всех нижеследующих образцов названия составных материалов слоев обозначают нижеперечисленные материалы вместе с их показателями преломления, измеренными при 550 нм:

Название Материал Стехиометрия Показатель SiN Нитрид кремния, легированный алюминием Si₃N₄:Al 2,10 ZnO Оксид цинка ZnO 2,00 NiCr Хромоникелевый сплав Ni_0,8Cr_0,2 - SiZrN' Обычный нитрид кремния-циркония Si_x'Zr_y'N_z' с
5,0%≤y'/(y'+x')<25,0% 2,12-2,30 SiZrN Нитрид кремния-циркония, обогащенный Zr Si_xZr_yN_z с
25,0%≤y/(y+x)≤40,0% 2,31-2,60 SiZrN'' Нитрид кремния-циркония, избыточно обогащенный Zr Si_x''Zr_y''N_z'' с
y''/(y''+x'')>40,0% >2,60 TiO Оксид титана TiO_b 2,44 TiZrO Оксид титана-циркония Ti_cZr_dO 2,38 SnZnO Оксид цинка-олова Sn_eZn_fO 1,95 SiO Диоксид кремния, легированный алюминием SiO₂:Al 1,55 Ag Ag -

Таблица 2

В частности, в этой таблице показано, что нитрид кремния-циркония, обогащенный Zr (в шестой строке), представляет собой материал, показатель преломления которого выше, чем показатель преломления нитрида кремния, легированного алюминием (во второй строке), и выше, чем показатель преломления обычного нитрида кремния, легированного цирконием (в пятой строке).

Показатель преломления при 550 нм и также коэффициент поглощения при 380 нм, который отражает поглощение материала в голубой области, для нитрида кремния-циркония показаны соответственно на фиг. 3 и 4 как функция содержания атомов Zr относительно суммы Zr+Si. Считается, что легирование алюминием не влияет на этот показатель преломления и этот коэффициент поглощения.

На этих фиг. 3 и 4 показано, что нитрид кремния-циркония, атомное отношение Zr/(Zr+Si) которого составляет от 25,0% до 40,0%, позволяет получать высокий показатель преломления и в то же время иметь небольшое поглощение в голубой области, чтобы исключать появление избыточного красного цвета при отражении и появление избыточного желтого цвета при прохождении.

В этих пределах от 25,0 до 40,0% показатель преломления близок к показателю преломления TiO₂; поэтому нитрид кремния-циркония, обогащенный Zr, может заменять TiO₂; коэффициент поглощения предположительно выше, чем коэффициент поглощения TiO₂, но это превышение является относительно небольшим.

В пределах от 27,0% до 37,0% показатель преломления практически идентичен показателю преломления TiO₂ и коэффициент поглощения очень близок к 0,1, и это значение является приемлемым.

Общая конфигурация набора тонких слоев, находящаяся в связи с фиг. 1, представлена ниже в таблице 3 вместе с рекомендованными материалами для слоев и также рекомендованными пределами толщин для этой общей конфигурации.

Номер слоя Покрытие Материал Толщины (нм) 168 160 SiN 25,0-35,0 166 SiZrN 6,0-12,0 162 ZnO 3,0-8,0 150 NiCr 0-1,0 140 Ag 9,0-16,0 128 120 ZnO 3,0-8,0 126 SiZrN 10,0-30,0 124 SiZrN' 0-15,0 122 SiN 5,0-15,0

Таблица 3

В этой конфигурации каждое из двух просветляющих покрытий 120 и 160 содержит слой SiZrN на основе нитрида кремния-циркония, обогащенного Zr.

Когда набор содержит по меньшей мере один слой SiZrN на основе нитрида кремния-циркония, обогащенного Zr, в каждом из двух просветляющих покрытий, то в нижележащем просветляющем покрытии 120 слой на основе нитрида кремния-циркония, обогащенного Zr, Si_xZr_yN_z, может быть единственным слоем с высоким показателем преломления; в таком случае его оптическая толщина может составлять от 70% (при y/(x+y) близком к 25,0%) до 50,0% (при y/(x+y) близком к 40%) оптической толщины нижележащего просветляющего покрытия 120.

Однако это нижележащее просветляющее покрытие 120 может содержать несколько слоев с высоким показателем преломления; в этом случае в нижележащем просветляющем покрытии 120 оптическая толщина слоя на основе нитрида кремния-циркония, обогащенного Zr, Si_xZr_yN_z, может составлять от 35,0% (при y/(x+y) близком к 25,0%) до 25,5% (при y/(x+y) близком к 40,0%) оптической толщины нижележащего просветляющего покрытия; к тому же оптическая толщина другого слоя с высоким показателем преломления (такого как, например, слоя, выполненного из SiZrN', на основе обычного нитрида кремния-циркония) или сумма оптических толщин других слоев с высоким показателем преломления в случае, когда имеются несколько слоев, может соответственно составлять от 35,0% до 25,0% оптической толщины нижележащего просветляющего покрытия 120.

Еще одна общая конфигурация набора тонких слоев, находящаяся в связи с фиг. 1, представлена ниже в таблице 4 вместе с рекомендованными материалами для слоев и также рекомендованными пределами толщин для этой общей конфигурации.

Номер слоя Покрытие Материал Толщины (нм) 168 160 SiN 5,0-15,0 162 ZnO 3,0-8,0 150 NiCr 0-1,0 140 Ag 9,0-16,0 128 120 ZnO 3,0-8,0 126 SiZrN 10,0-30,0 124 SiZrN' 0-15,0 122 SiN 5,0-15,0

Таблица 4

В этой конфигурации только нижележащее просветляющее покрытие 120 содержит слой 126, SiZr, на основе нитрида кремния-циркония, обогащенного Zr; вышележащее просветляющее покрытие 160 не содержит слоя на основе нитрида кремния-циркония, обогащенного Zr.

В этом случае слой на основе нитрида кремния-циркония, обогащенного Zr, Si_xZr_yN_z, может быть единственным слоем с высоким показателем преломления нижележащего просветляющего покрытия 120; в таком случае его оптическая толщина может составлять от 30,0% (при y/(x+y) близком к 25,0%) до 60,0% (при y/(x+y) близком к 40,0%) оптической толщины нижележащего просветляющего покрытия 120.

Однако нижележащее просветляющее покрытие 120 может содержать несколько слоев с высоким показателем преломления; в этом случае оптическая толщина слоя на основе нитрида кремния-циркония, обогащенного Zr, Si_xZr_yN_z, может составлять от 15,0% (при y/(x+y) близком к 25,0%) до 30,0% (при y/(x+y) близком к 40,0%) оптической толщины нижележащего просветляющего покрытия 120; к тому же оптическая толщина другого слоя с высоким показателем преломления (такого как, например, слоя, выполненного из SiZrN', на основе обычного нитрида кремния-циркония) или сумма оптических толщин других слоев с высоким показателем преломления в случае, когда имеются несколько слоев, может соответственно составлять 15,0% и 30,0% оптической толщины нижележащего просветляющего покрытия 120.

Для всех нижеприведенных образцов условиями осаждения являются следующие.

Слой Использованная мишень Давление осаждения Газ SiN Si:Al при 92:8 вес.% 1,5×10^-3 мбар
(0,15 Па) Ar/(Ar+N₂) при 55% ZnO Zn:O при 50:50 ат.% 2×10^-3 мбар
(0,2 Па) Ar/(Ar+O₂) при 90% NiCr Ni:Cr при 80:20 ат.% 8×10^-3 мбар
(0,8 Па) Ar при 100% SiZrN' Si:Zr:Al при 78:17:5 ат.% 2×10^-3 мбар
(0,2 Па) Ar/(Ar+N₂) при 45% SiZrN Si:Zr:Al при 68:27:5 ат.% или при 58:37:5 ат.% 2×10^-3 мбар
(0,2 Па) Ar/(Ar+N₂) при 45% SiZrN'' Si:Zr:Al при 48:47:5 ат.% 2×10^-3 мбар
(0,2 Па) Ar/(Ar+N₂) при 45% TiO TiO₂ 2×10^-3 мбар
(0,2 Па) Ar/(Ar+O₂) при 95% TiZrO TiZrO₄ 2×10^-3 мбар
(0,2 Па) Ar/(Ar+O₂) при 95% SnZnO Zn:Sn при 64:36 ат.% 2×10^-3 мбар
(0,2 Па) Ar/(Ar+O₂) при 50% SiO₂ Si:Al при 92:8 вес.% 2×10^-3 мбар
(0,2 Па) Ar/(Ar+O₂) при 50% Ag Ag 8×10^-3 мбар
(0,8 Па) Ar при 100%

Таблица 5

Во всех нижеприведенных образцах набор тонких слоев осаждался на подложку, выполненную из прозрачного кальциево-натриевого стекла толщиной 4 мм марки Planiclear, поставляемого Saint-Gobain.

Физические толщины в нанометрах каждого из слоев или покрытий образцов помещены в приведенные ниже таблицы 6, 8, 10 и 11, а основные данные, относящиеся к образцам с 1 по 10, сведены в таблицу 3.

В таблицах 6, 8, 10 и 11 в столбце «номер» показывается номер слоя и во втором столбце показывается покрытие, находящееся в связи с конфигурацией на фиг. 1; в третьем столбце показывается материал, осажденный для получения слоя из первого столбца, при этом для слоев, выполненных из SiZrN, SiZrN' и SiZrN'', в скобках показаны значения, которые для конкретного слоя этого образца означают атомное отношение Zr/(Zr+Si+Al) в процентах.

В таблицах 7, 9 и 12 представлены следующие характеристики подложки, покрытой набором слоев, для каждого из этих образцов после закалки термической обработкой покрытой подложки при 650°С в течение 10 мин с последующим охлаждением при использовании осветителя D65 2° для образцов с 1 по 5 и осветителя D65 10° для образцов с 6 по 18, полученные путем измерений: LT, пропускание света в видимой области, в процентах; Ta* и Tb*, цвета в проходящем свете в системе La*b*; LRs, отражение света в видимой области, в процентах, на стороне набора; Rsa* и Rsb*, цвета при отражении в системе La*b* на стороне набора; LRg, отражение света в видимой области, в процентах, на стороне стекла; Rga* и Rgb*, цвета при отражении в системе La*b* на стороне стекла, и Е, излучательная способность.

Для образцов с 1 по 5 ʺgʺ обозначает измерение солнечного фактора в конфигурации двойного остекления, состоящей из внешней подложки, выполненной из прозрачного 4-миллиметрового стекла, включенного 16-миллиметрового пространства, заполненного аргоном, и внутренней подложки, выполненной из прозрачного 4-миллиметрового стекла, при этом набор расположен на поверхности 3, иначе говоря, на поверхности внутренней подложки, обращенной к включенному пространству.

Для образцов с 6 по 18 ʺgʺ обозначает измерение солнечного фактора в конфигурации тройного остекления, состоящей из внешней подложки, выполненной из прозрачного 4-миллиметрового стекла, включенного 12-миллиметрового пространства, заполненного аргоном, центральной подложки, выполненной из прозрачного 4-миллиметрового стекла, включенного 12-миллиметрового пространства, заполненного аргоном, и внутренней подложки, выполненной из прозрачного 4-миллиметрового стекла, при этом набор расположен на поверхностях 2 и 5, иначе говоря, на поверхности внешней подложки и поверхности внутренней подложки, которая обращена к включенному пространству.

Образец 1 2 3 4 5 Номер 168 160 SiN 42,0 28,7 30,3 32,3 36,0 166 SiZrN - - 9,0
(27%) 6,7
(37%) - 164 SiZrN' или SiZrN'' - 11,8
(17%) - - 3,8
(47%) 162 ZnO 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 150 NiCr 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 140 Ag 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 128 120 ZnO 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 126 SiZrN - - 17,5
(27%) 13,7
(37%) - 124 SiZrN' или SiZrN'' - 20,8
(17%) - - 8,7
(47%) 122 SiN 28,6 5,0 5,0 9,0 15,3

Таблица 6

Образец 1 2 3 4 5 LT 78,3 80,9 82,4 82,8 81,9 Ta* -1,3 -1,2 -1,3 -1,5 -1,5 Tb* 5,1 4,6 4,9 5,2 5,7 LRs 13,3 10,6 8,4 7,8 8,3 Rsa* 2,9 2,6 2,4 2,2 2,3 Rsb* -14,8 -14,2 -12,1 -10,2 -9,5 LRg 16,2 13,3 11,1 10,5 11,2 Rga* 1,4 0,7 -0,5 -0,9 -1,0 Rgb* -12,5 -11,2 -8,0 -6,2 -5,8 E (%) 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 g (%) 55,4 57,1 58,5 58,8 58,8

Таблица 7

В первой группе образцов из таблиц 6 и 7 образец 1 представляет собой базовый образец, изготовленный по раскрытой в патентной заявке ЕР718250 технологии получения наборов серебряных монослоев с низкой излучательной способностью, содержащих барьерные слои, в котором функциональный слой 140, выполненный из серебра, осажден непосредственно на увлажняющий слой 128, выполненный из оксида цинка, а верхний блокировочный слой 150, выполненный из NiCr, расположен непосредственно поверх этого функционального слоя 140, за которым следует еще один слой 162, выполненный из оксида цинка. Эта сборка обрамлена нижним барьерным слоем 122 на основе нитрида кремния и верхним барьерным слоем 168, также на основе нитрида кремния.

Этот образец 1 имеет высокое пропускание LT света, порядка 78%, и низкую излучательную способность Е, порядка 2%; его солнечный фактор g при двойном остеклении является умеренным, порядка 55%, а некоторые колориметрические данные являются удовлетворительными в том смысле, что, в частности, Tb* близко к 5,0, и это означает, что цвет проходящего света не является слишком желтым; с другой стороны, одна колориметрическая характеристика не является удовлетворительной, поскольку Rsa* слишком высокое, и это означает, что цвет света при отражении на стороне набора является слишком красным.

Образец 2 отражает усовершенствование базовой технологии получения образца 1, поскольку пропускание LT света повышается, что приводит к повышению солнечного фактора в той же самой конфигурации двойного остекления. Конечно, излучательная способность сохраняется, поскольку функциональный слой имеет такую же толщину и непосредственно обрамлен теми же слоями. Tb* близко к 5,0, и это значение является удовлетворительным, а Rsa* близко к 2,5, и это значение также является удовлетворительным.

Это достигается потому, что, с одной стороны, участок нижнего барьерного слоя 122 заменен барьерным слоем 124 с высоким показателем преломления и, с другой стороны, участок верхнего барьерного слоя 168 заменен барьерным слоем 164 с высоким показателем преломления.

Этот образец 2 можно улучшить в том смысле, что при очень высоком пропускании света, порядка 82% или более, солнечный фактор можно сделать еще более высоким.

Образец 3 отражает усовершенствование вследствие того, что очень высокое пропускания света делает возможным получение высокого солнечного фактора, превышающего 58%. Конечно, излучательная способность сохраняется и колориметрические данные являются удовлетворительными, поскольку Tb* близко к 5,0 и Rsa* близко к 2,5.

Образец 4 также отражает усовершенствование вследствие того, что очень высокое пропускание света, даже более высокое, чем пропускание света образца 3, делает возможным получение солнечного фактора близкого к 59%. Конечно излучательная способность сохраняется и колориметрические данные являются удовлетворительными, поскольку Tb* близко к 5,0 и Rsa* близко к 2,5.

Образец 5 не отражает усовершенствования относительно образца 4, поскольку он имеет пониженное пропускание света и пониженный солнечный фактор.

Образец 5 не отражает усовершенствования относительно образца 2, поскольку, хотя он и имеет высокое пропускание света, что делает возможным получение высокого солнечного фактора, Tb* слишком далеко от 5,0.

Во второй группе образцов в качестве эталонного образца выбран образец № 6, аналогичный образцу 1 из первой группы, с той же самой последовательностью слоев, но с более тонким функциональным слоем, чем в первой группе.

Образец 6 7 8 9 10 Номер 168 160 Si₃N₄ 35,0 37,0 38,8 38,8 38,8 162 ZnO 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 150 NiCr 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 140 Ag 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 128 120 ZnO 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 126 SiZrN - - 19,4
(27%) 13,6
(37%) - 124 SiZrN' или
SIZrN'' - 29,2
(17%) - - 8,7
(47%) 122 Si₃N₄ 34,4 5,4 16,0 24,4 31,1

Таблица 8

Образец 6 7 8 9 10 LT 88,6 89,2 88,9 88,9 88,7 Ta* -0,9 -1,0 -1,1 -1,3 -1,2 Tb* 2,0 1,6 2,2 2,5 2,8 LRs 4,7 4,5 4,6 4,6 4,5 Rsa* 2,6 2,1 2,0 1,9 1,9 Rsb* -12,0 7,8 -6,5 -6,2 -6,0 LRg 5,9 5,3 5,5 5,4 5,4 Rga* 1,7 0,9 -0,5 -0,5 -0,3 Rgb* -12,9 -8,2 -5,0 -5,1 -6,1 E (%) 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 g (%) 55,8 57,1 57,5 57,4 57,2

Таблица 9

Во второй группе образцов из таблиц 8 и 9 образец 6 имеет высокое пропускание LT света и низкую излучательную способность Е; при этом солнечный фактор g для тройного остекления с двумя наборами согласно образцу, одним на поверхности 2 и другим на поверхности 5, является умеренным, порядка 55%, и некоторые колориметрические данные являются удовлетворительными в том смысле, что, в частности, Tb* близко к 2,0, и это означает не слишком желтый цвет проходящего света; с другой стороны, одна колориметрическая характеристика не является удовлетворительной, поскольку значение Rsa* является слишком высоким, и это означает слишком красный цвет при отражении на стороне набора.

Образец 7 отражает усовершенствование технологии относительно технологии получения образца 6, поскольку пропускание LT света возрастает, что приводит к повышению солнечного фактора в той же самой конфигурации тройного остекления. Конечно, излучательная способность сохраняется, поскольку функциональный слой имеет такую же толщину и непосредственно обрамлен теми же слоями. Значение Tb* понижается и оно не является удовлетворительным, а Rsa* близко к 2,0 и оно также не является удовлетворительным.

Это получается вследствие того, что участок нижнего барьерного слоя 122 заменен барьерным слоем 124 с высоким показателем преломления.

Этот образец 7 можно улучшить в том смысле, что солнечный фактор можно сделать еще более высоким.

Образец 8 отражает усовершенствование вследствие того, что пропускание света выше, чем пропускание света образца 6; оно не такое высокое, как образца 7, но позволяет получить более высокий солнечный фактор по сравнению с солнечным фактором образца 7. Конечно, излучательная способность сохраняется и колориметрические данные являются удовлетворительными, поскольку значение Tb* близко к 2,0 и Rsa* близко к 2,0.

Образец 9 также отражает усовершенствование относительно образцов 6 и 7 вследствие того, что пропускание света такое же высокое, как пропускание света образца 8, и солнечный фактор такой же высокий, как солнечный фактор образца 8. Конечно, излучательная способность сохраняется и колориметрические данные являются удовлетворительными, поскольку значение Tb* близко к 2,0, хотя оно отдалено от значения для образца 8, и Rsa* близко к 2,0.

Образец 10 не отражает усовершенствования относительно образца 9, поскольку он имеет более низкое пропускание света и более низкий солнечный фактор.

Образец 10 не отражает усовершенствования относительно образца 7, поскольку даже при высоком пропускании света Tb* слишком отдалено от значения 2,0, полученного для образца 6.

Образец 3 11 12 13 14 Номер 168 160 SiN 30,3 30,3 30,0 30,0 18,0 166 SiZrN 9,0
(27%) - - - - 164 SiZrN' - 9,0
(47%) - - - TiO_x - - 9,0 - - TiZrO_x - - - 9,0 - 163 SnZnO - - - - 22,0 162 ZnO 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 150 NiCr 1,0 1,0 1,0 1,0 - 140 Ag 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 128 120 ZnO 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 126 SiZrN 17,5
(27%) - - - - 124 TiO_x - 18,0 18,0 - - TiZrO_x - - - 18,0 18,0 123 SnZnO - - - - 10,0 122 SiN 5,0 15,3 15,3 15,3 -

Таблица 10

В третьей группе образцов из таблицы 10 предшествующий образец 3 принят в качестве эталонного, а для образцов с 11 по 14 предполагается получение после термической обработки таких же оптических свойств, как для образца 3; по этой причине эти данные не показаны.

Образец 14 является образцом, основанным на идее, изложенной в Международной заявке WO 2014/191472.

Образцы с 11 по 14 не выдержали термическую обработку при 650°С в течение 10 мин; образец 11 имеет многочисленные крупные дефекты с звездообразными пятнами шириной порядка 0,5 мкм; образец 12 имеет очень значительную дымчатость и большое количество мелких дефектов размеров порядка 0,1 мкм; образцы 13 и 14 не имеют дымчатости, но имеют большое количество мелких дефектов размером порядка 0,1 мкм; только образец 3 свободен от крупных дефектов, мелких дефектов и дымчатости.

Образец 7 15 16 17 18 Номер 169 160 SiO - 30,0 30,0 30,0 30,0 168 Si₃N₄ 37,0 26,4 27,2 13,1 13,0 166 SiZrN - - - - 13,0
(27%) 164 SiZrN' - - - 13,0
(17%) - 162 ZnO 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 150 NiCr 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 140 Ag 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 128 120 ZnO 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 126 SiZrN - - 19,1
(27%) - 21,1
(27%) 124 SiZrN' 29,2
(17%) 19,6
(17%) - 21,5
(17%) - 122 Si₃N₄ 5,4 15,5 14,0 16,4 15,0

Таблица 11

Образец 7 15 16 17 18 LT 89,2 88,8 89,2 89,2 89,3 Ta* -1,0 -1,2 -1,4 -1,4 -1,8 Tb* 1,6 1,7 1,9 2,4 2,7 LRs 4,5 4,6 4,4 4,7 4,7 Rsa* 2,1 2,1 2,0 2,0 2,0 Rsb* 7,8 -8,3 -7,1 -9,4 -6,8 LRg 5,3 5,9 5,5 5,9 5,7 Rga* 0,9 0,7 0,4 1,2 1,0 Rgb* -8,2 -6,5 -4,4 -8,7 -6,6 E (%) 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 g (%) 57,1 57,4 58,1 57,9 58,7

Таблица 12

В четвертой группе образцов из таблиц 11 и 12 предшествующий образец 7 принят в качестве эталонного. Каждый из образцов 15 и 17 представляет собой усовершенствование этого образца 7 вследствие включения в покрытый диэлектриком вышележащий функциональный слой 140 слоя, выполненного из диэлектрического материала с низким показателем преломления, слоя 169, выполненного из SiO. Кроме того, в образце 17 покрытый диэлектриком вышележащий функциональный слой 140 содержит слой, выполненный из диэлектрического материла с высоким показателем преломления, слой 164, выполненный из SiZrN', иначе говоря, выполненный из обычного нитрида кремния-циркония.

Слой 169 содействует получению более высокого солнечного фактора; как видно из таблицы 12, образец 15 имеет солнечный фактор g в конфигурации тройного остекления, поясненной выше, повышенный на 0,3% относительно солнечного фактора образца 7, и образец 17 имеет солнечный фактор g в конфигурации тройного остекления, поясненной выше, повышенный на 0,8% относительно солнечного фактора образца 7.

Образец 16 представляет собой образец согласно изобретению и усовершенствование образца 15; замена диэлектрического материала слоя с высоким показателем преломления, слоя 124, выполненного из SiZrN', слоем 126 диэлектрического материала с более высоким показателем преломлением, выполненного из SiZrN, иначе говоря, выполненного из нитрида кремния-циркония, обогащенного Zr, делает возможным дальнейшее повышение солнечного фактора на 0,7% относительно солнечного фактора образца 15 в той же самой конфигурации тройного остекления благодаря получению очень высокого пропускания света, которое обнаружено для образца 7.

Образец 18 представляет собой образец согласно изобретению и усовершенствование образца 17; замена слоя диэлектрического материала с высоким показателем преломления, слоя 164, выполненного из SiZrN', слоем диэлектрического материала с более высоким показателем преломления, слоем 166, выполненным из SiZrN, иначе говоря, выполненным из нитрида кремния-циркония, обогащенного Zr, делает возможным дальнейшее повышение солнечного фактора на 0,8% относительно солнечного фактора образца 17 в той же самой конфигурации тройного остекления благодаря получению очень высокого пропускания света.

Образцы с 15 по 18 выполнены с диэлектрическим слоем с низким показателем преломления, слоем 169, который имеет толщину 30 нм; при этой толщине существует благоприятный выбор между желательным эффектом повышения солнечного фактора и легкостью осаждения этого слоя. Допустимы другие решения относительно толщины этого диэлектрического с низким показателем преломления, которая может составлять от 15,0 до 60,0 нм. Например, выбор толщины 55,0 нм этого диэлектрического слоя с низким показателем преломления приводит к дополнительному повышению солнечного фактора на 0,3%.

Кроме того, в таблицах 7, 9 и 12 показано, что образцы имеют оптические характеристики, которые являются приемлемыми исходя из ожидаемых результатов, в частности, низкое окрашивание как при пропускании, так и при отражении на стороне набора или на стороне стекла, а также низкое отражение в видимой области как на стороне набора, LRs, так и на стороне стекла, LRg.

Кроме того, были выполнены исследования с использованием мишеней, состоявших из от 68,0 ат. % до 66,0 ат. % Si в расчете на от 27,0 ат. % до 29,0 ат. % Zr при 5 ат. % Al во всех случаях, что соответствует атомному отношению Zr к сумме Al+Si+Zr, (y/w+x+y) от 27,0% до 29,0% включительно; эти мишени распыляли в азотосодержащей атмосфере.

Эти выполненные исследования показали возможность получения слоев с показателями преломления от 2,37 до 2,42 включительно при 550 нм, что является особенно полезным.

Кроме того, вследствие полученного низкого поверхностного сопротивления и также хороших оптических свойств (в частности, пропускания света в видимом диапазоне) можно использовать подложку, покрытую набором согласно изобретению, для изготовления прозрачной электродной подложки.

В общем случае прозрачная электродная подложка может быть пригодной для нагреваемого остекления, для электрохромного остекления, для экрана устройства отображения или также для фотоэлектрического элемента, в частности для прозрачной подложки фотоэлектрического элемента.

Выше настоящее изобретение было описано для примера. Однако понятно, что специалист в данной области техники способен создать другие альтернативные формы изобретения без отступления от объема изобретения, определяемого формулой изобретения.

Подложки согласно изобретению могут быть использованы для изготовления теплоизолирующих и/или солнцезащитных остеклений, которые могут предназначаться для оснащения как зданий, так и транспортных средств. Такие остекления снижают нагрузки на установку кондиционирования воздуха, и/или предотвращают чрезмерное перегревание (в случае солнцезащитных остеклений), и/или снижают количество энергии, рассеиваемой наружу (в случае остеклений с низкой излучательной способностью, "low-e" остекление), что обусловлено постоянно возрастающим значением остекленных поверхностей в зданиях и кабинах транспортных средств. Изобретение относится к прозрачной подложке (30), снабженной на основной поверхности набором тонких слоев, содержащим один металлический функциональный слой (140), обладающий свойствами отражения в инфракрасной области и/или в области солнечного излучения, в частности на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава, и два просветляющих покрытия (120, 160), при этом каждое из просветляющих покрытий содержит по меньшей мере один диэлектрический слой (122, 128; 162, 168), указанный функциональный слой (140) расположен между двумя просветляющими покрытиями (120, 160), отличающейся тем, что по меньшей мере просветляющее покрытие (120), расположенное между подложкой (30) и функциональным слоем (140), в действительности даже оба просветляющих покрытия (120, 160), содержит (содержат) слой (126, 166), содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, с атомным отношением Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y), которое составляет от 25,0 до 40,0%, включая эти значения, в действительности даже от 27,0 до 37,0% включительно. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 11 табл.

1. Прозрачная подложка (30), снабженная на основной поверхности набором тонких слоев, содержащим один металлический функциональный слой (140), обладающий свойствами отражения в инфракрасной области и/или в области солнечного излучения, в частности на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава, и два просветляющих покрытия (120, 160), при этом каждое из просветляющих покрытий содержит по меньшей мере один диэлектрический слой (122, 128; 162, 168), указанный функциональный слой (140) расположен между двумя просветляющими покрытиями (120, 160), отличающаяся тем, что по меньшей мере просветляющее покрытие (120), расположенное между подложкой (30) и функциональным слоем (140), в действительности даже оба просветляющих покрытия (120, 160), содержит (содержат) слой (126, 166), содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, с атомным отношением Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y), которое составляет от 25,0 до 40,0%, включая эти значения, в действительности даже от 26,32 до 37,5% включительно, в действительности от 27,0 до 37,0% включительно.

2. Подложка (30) по п. 1, отличающаяся тем, что слой (126, 166), содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, имеет азотирование z от 4/3(x+y) до 5/3(x+y) включительно.

3. Подложка (30) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что слой (126, 166), содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, не содержит кислорода.

4. Подложка (30) по любому одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что просветляющее покрытие (120), расположенное между подложкой (30) и функциональным слоем (140), дополнительно содержит слой (122), содержащий нитрид кремния без циркония, при этом слой (122), содержащий нитрид кремния без циркония, предпочтительно расположен между подложкой (30) и слоем (126), содержащим нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z.

5. Подложка (30) по п. 4, отличающаяся тем, что слой (122), содержащий нитрид кремния без циркония, имеет толщину от 5,0 до 25,0 нм включительно, в действительности даже от 15,0 до 20,0 нм включительно.

6. Подложка (30) по любому одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что просветляющее покрытие (160), расположенное над функциональным слоем (140) на противоположной стороне от подложки (30), дополнительно содержит слой (168), содержащий нитрид кремния без циркония, при этом слой (168), содержащий нитрид кремния без циркония, предпочтительно расположен над слоем (166), содержащим нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z.

7. Подложка (30) по п. 6, отличающаяся тем, что слой (168), содержащий нитрид кремния без циркония, имеет толщину от 25,0 до 35,0 нм включительно.

8. Подложка (30) по любому одному из пп. 1-7, отличающаяся тем, что просветляющее покрытие (160), расположенное над функциональным слоем (140) и на противоположной стороне от подложки (30), дополнительно содержит слой (168), выполненный из диэлектрического материала, имеющего низкий показатель преломления, в частности на основе оксида кремния.

9. Подложка (30) по любому одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что слой на основе оксида цинка расположен над функциональным слоем (140) и в контакте с ним.

10. Подложка (30) по любому одному из пп. 1-9, отличающаяся тем, что слой (126), содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, который расположен между подложкой (30) и функциональным слоем (140), имеет толщину от 10,0 до 30,0 нм включительно.

11. Подложка (30) по любому одному из пп. 1-10, отличающаяся тем, что слой (166), содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, который расположен над функциональным слоем (140) на противоположной стороне от подложки (30), имеет толщину от 6,0 до 12,0 нм включительно.

12. Остекление (100), включающее по меньшей мере одну прозрачную подложку (30) по любому одному из пп. 1-11, опционально в сочетании с по меньшей мере одной другой подложкой, используемой для остекления.

13. Остекление (100) по п. 12, смонтированное как монолитный блок или как стеклопакет типа двойного остекления, или тройного остекления, или многослойного остекления, отличающееся тем, что по меньшей мере прозрачная подложка, несущая набор, является изогнутой и/или закаленной.

14. Применение прозрачной подложки по любому одному из пп. 1-11 для изготовления прозрачного электрода нагреваемого остекления, или электрохромного остекления, или осветительного устройства, или устройства отображения, или фотоэлектрической панели.

15. Способ изготовления прозрачной подложки по любому одному из пп. 1-11, в которой слой (126, 166), содержащий нитрид кремния-циркония, Si_xZr_yN_z, образуют распылением в азотосодержащей атмосфере мишени, содержащей элементы с атомным отношением Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y), которое составляет от 25,0 до 40,0%, включая эти значения, в действительности даже от 26,32 до 37,5% включительно, в действительности даже от 27,0 до 37,0% включительно.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что атмосфера не содержит кислорода.

17. Мишень для осуществления способа по п. 15 или 16, содержащая элементы с атомным отношением Zr к сумме Si+Zr, y/(x+y), которое составляет от 25,0 до 40,0% включительно, в действительности даже от 26,32 до 37,5% включительно, в действительности даже от 27,0 до 37,0% включительно.