Химическое осаждение из газовой фазы оксида металла, легированного сурьмой
Изобретение относится к способу получения на стекле покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, предпочтительно из оксида олова. Способ осуществляют посредством приготовления однородной смеси подвергнутых испарению реагентов, содержащей оловоорганическое соединение и сурьмаорганическое соединение, воду и кислород. Полученную смесь реагентов подают к поверхности горячей ленты стекла, где соединения взаимодействуют с образованием при этом покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, предпочтительно из оксида олова. Покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, предпочтительно из оксида олова, нанесенные в соответствии с настоящим изобретением, обладают высокой однородностью по толщине и высоким поверхностным сопротивлением слоя покрытия на стекле, причем способ нанесения покрытия характеризуется высокой производительностью. 6 н. и 11 з.п. ф-лы.
Область техники
Настоящие изобретение относится в общем к способу получения на стекле покрытия из оксида металла, более конкретно к способу получения на горячей стеклянной подложке покрытия из оксида олова, легированного сурьмой, с использованием технологии химического осаждения из газовой фазы.
Уровень техники
Обычно изделия из стекла с покрытием получают посредством непрерывного нанесения покрытия на стеклянную подложку с использованием так называемого флоат-процесса (производство листового стекла на расплаве металла). Этот способ включает литье стеклянной массы на ванну с расплавом олова, закрытую соответствующим образом, с последующим переносом стекла, после того как оно достаточно охладится, с помощью удаляющих вальцов, установленных вровень с ванной, и при окончательном охлаждении стекла по мере его поступательного движения по валкам сначала в лере, а затем при выдержке на воздухе при температуре окружающей среды. Для предотвращения окисления на участке проведения флоат-процесса во время контакта стекла с расплавом олова в ванне поддерживают неокисляющую атмосферу. В лере поддерживают воздушную среду. Химическое осаждение из газовой фазы (далее обозначается как «технология CVD», от англ. «chemical vapor deposition») с получением при этом различных покрытий обычно может быть осуществлено в ванне или в лере, или даже в переходной зоне между ними при контактировании химических реагентов, находящихся в парообразном состоянии, с поверхностью горячего стекла, указанные реагенты пиролитически разлагаются с образованием покрытия из оксида металла. Очевидно, что для этого необходимо, чтобы температура испарения таких химических реагентов была ниже, чем температура их химического разложения. Существует ряд металлсодержащих соединений, которые могут быть подвергнуты испарению для того, чтобы с использованием технологии CVD получить на стекле покрытие из оксида металла. Особый интерес представляют соединения олова, которые могут быть подвергнуты испарению с получением при этом покрытий из оксида олова.
Необходимые эксплуатационные характеристики некоторых покрытий из оксида металла на стекле, таких как покрытия из оксида олова, включают, например, низкий коэффициент излучения, низкое поверхностное сопротивление слоя, хорошее пропускание света, высокую способность к отражению инфракрасных лучей и т.п., и эти характеристики улучшаются при введении в покрытия из оксида металла легирующей добавки. К веществам, использование которых в качестве легирующей добавки известно из уровня техники, относится сурьма. Обычно сурьму используют в виде неорганических соединений сурьмы, таких как галогенид сурьмы, например, SbCl3.
Реагенты для нанесения покрытия на стекло обычно используют в следующем физическом состоянии: в виде жидкости, в виде твердого вещества, в виде подвергнутых испарению жидкости или твердого вещества, а также в виде жидкости или твердого вещества, диспергированных в газе-носителе, представляющем собой смесь газов. При химическом осаждении из газовой фазы обычно используют подвергнутые испарению жидкость или твердое вещество, которые, как правило, диспергированы в газе-носителе, представляющем собой смесь газов.
В патенте US №6005127 описан аддукт сурьмаорганического основания Льюиса, который, как полагают, полезен для имплантации Sb-иона и получения пленок антимонида при использовании различных видов химического осаждения из газовой фазы. В объем настоящего изобретения не входят аддукты основания Льюиса, и данное изобретение не связано с ионной имплантацией и получением антимонидов металлов. Кроме того, в патенте US №6005127 описаны только следующие методы химического осаждения из газовой фазы: химическое осаждение из газовой фазы и химическое осаждение из газовой фазы при осуществлении дополнительного воздействия (например, под действием лазера, света, плазмы, при ионном воздействии и т.п.).
Было бы желательно усовершенствовать уже известные способы нанесения покрытия из оксида олова, легированного сурьмой, на поверхность горячей стеклянной подложки с использованием технологии CVD и при этом улучшить такие показатели, как низкое поверхностное сопротивление слоя и однородность значений показателя низкого поверхностного сопротивления стеклянной подложки с покрытием, и в то же самое время свести к минимуму нежелательные предварительные реакции веществ - предшественников, которые протекают при использовании известных неорганических легирующих добавок, предназначенных для введения сурьмы. Было бы также желательно разработать такой способ нанесения покрытия из оксида олова, легированного сурьмой, на поверхность горячей стеклянной подложки, осуществление которого было бы дешевле, чем осуществление ранее известных способов.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к способу химического осаждения из газовой фазы, предназначенному для нанесения на горячую стеклянную подложку покрытия из оксида металла, легированного сурьмой. Предпочтительно соединение металла представляет собой соединение олова. Наиболее предпочтительно соединение олова представляет собой оловоорганическое соединение. Неожиданно было обнаружено, что необходимые характеристики покрытий из легированного сурьмой оксида металла, в частности покрытий из оксида олова на стекле, улучшаются при использовании способа, включающего следующее:
а) приготовление горячей стеклянной подложки, на поверхность которой необходимо нанести легированное сурьмой покрытие из оксида металла;
б) приготовление однородной смеси подвергнутых испарению реагентов, содержащей оксид металла, кислородсодержащее соединение, воду и сурьмаорганическое соединение, которое не вступает в предварительное взаимодействие с указанным кислородсодержащим соединением или водой при температуре ниже 550°F;
в) подача подвергнутой испарению смеси реагентов к поверхности горячей стеклянной подложки и взаимодействие этой смеси для нанесения покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, на поверхность горячей стеклянной подложки;
г) охлаждение стеклянной подложки с нанесенным на нее покрытием до температуры окружающей среды.
Для осуществления способа, являющегося предметом настоящего изобретения, необходим источник кислорода, его предпочтительно выбирают из группы, включающей воздух, газообразный кислород и молекулярный кислород.
В соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения перед осаждением легированного сурьмой оксида металла на поверхность стеклянной подложки наносят барьер, препятствующий диффузии натрия, предпочтительно слой диоксида кремния. Способ, являющийся предметом настоящего изобретения, особенно эффективен при изготовлении стекла с покрытием из оксида металла, легированного сурьмой, такое стекло может применяться для изготовления энергоэкономичных окон зданий, окон самолетов и автомобилей, а также для изготовления различных оптических и электронных устройств.
В одновременно рассматриваемой патентной заявке США, имеющей регистрационный номер 09/625921, описана пленка оксида олова, легированного сурьмой, осажденная и сцепленная со стеклянной подложкой, а также покрытие из оксида олова, легированного фтором, осажденное и сцепленное с покрытием из оксида олова. Полученное стеклянное изделие с покрытием обладает высокой селективностью к солнечному излучению. Патентная заявка США, имеющая регистрационный номер 09/625921, включена в настоящее описание в полном объеме в качестве ссылки.
Подробное описание наиболее предпочтительного варианта осуществления изобретения
Покрытия из оксида метала, в частности из оксида олова, легированного сурьмой, могут быть нанесены на горячую стеклянную подложку методом химического осаждения из газовой фазы (технология CVD). В соответствии со способом, являющимся предметом настоящего изобретения, реагенты объединяют таким образом, чтобы сформировать однородный поток подвергнутых испарению реагентов, который подают к поверхности горячей стеклянной подложки, где поток подвергнутых испарению реагентов вступает во взаимодействие с получением при этом на поверхности стеклянной подложки покрытия из оксида металла, легированного сурьмой. В окислительной атмосфере, которая должна существовать у поверхности горячего стекла, металлорганические соединения, предпочтительно оловоорганические соединения, используемые для получения покрытия, пиролитически разлагаются с формированием при этом покрытия из оксида металла/олова соответственно.
Данный способ обычно осуществляют при изготовлении стекла с использованием флоат-процесса, и нанесение покрытия происходит в флоат-ванне, лере или в переходной зоне между ванной и лером, когда стекло еще находится в горячем состоянии. Стеклянную подложку обычно обрабатывают при температуре в интервале от приблизительно 750 до приблизительно 1500°F. Эти значения температуры являются обычными для стекла на различных стадиях его изготовления с использованием флоат-процесса. Более конкретно процесс нанесения покрытия осуществляют при температуре в интервале 900-1350°F, предпочтительно в интервале 1100-1280°F.
Стеклянные подложки, пригодные для использования при осуществлении способа согласно настоящему изобретению, включают любые обычные стеклянные подложки, известные из уровня техники и используемые для изготовления стеклянных изделий с покрытием. Типичную стеклянную подложку, о которой идет речь, применяемую при изготовлении стекол для автомобилей и листового стекла, обычно называют натриево-кальциевым силикатным стеклом. Среди других подходящих стекол можно указать щелочно-кальциевое силикатное стекло, боросиликатное стекло, алюмосиликатное стекло, бороалюмосиликатное стекло, фосфатное стекло, кварцевое стекло и т.д., а также их сочетания. Предпочтительным является натриево-кальциевое силикатное стекло.
Поток реагентов для использования по технологии CVD в соответствии с настоящим изобретением включает оловоорганическое соединение для нанесения покрытия, такое соединение переводят в парообразное состояние и подают к участку на поверхности поступательно движущейся ленты жидкого стекла или вблизи нее. Подходящие оловоорганические соединения, которые могут быть использованы для осуществления изобретения, включают, но не ограничиваются указанным, такие соединения, как диметилоловодихлорид, диэтилоловодихлорид, дибутилоловодиацетат, тетраметилолово, метилоловотрихлорид, триэтилоловохлорид, триметилоловохлорид, этилоловотрихлорид, пропилоловотрихлорид, изопропилоловотрихлорид, втор-бутилоловотрихлорид, трет-бутилоловотрихлорид, фенилоловотрихлорид, карбэтоксиэтилоловотрихлорид и подобные им соединения, а также сочетания этих соединений. В основном эти соединения хорошо известны в области использования технологии CVD, а также коммерчески доступны как соединения-предшественники, предназначенные для нанесения покрытия из оксида олова на горячее стекло. Предпочтительным оловоорганическим соединением является диметилоловодихлорид. Оловоорганическое соединение и необязательно газ-носитель, окислитель, стабилизатор, углеводород, инертный газ и подобные им вещества испаряют с получением при этом газообразного потока реагентов, содержащего оловоорганическое соединение. При использовании в настоящем описании термин «газообразный поток реагентов, содержащий оловоорганическое соединение» обычно включает подвергнутое испарению оловоорганическое соединение, окислитель и инертный газ-носитель.
Испаренное оловоорганическое соединение может быть получено с использованием любого из методов, общеизвестных в данной области техники, например такого, как испарение диспергированных или псевдоожиженных оловоорганических порошков, или испарение уплотненного слоя оловоорганических частиц под действием потока горячего газа носителя, или инжектирование солюбилизированного оловоорганического соединения в поток горячего газа-носителя, или барботирование горячего газа носителя через жидкое оловоорганическое соединение. Предпочтительный способ приготовления газообразного потока реагентов, содержащего оловоорганическое соединение, представляет собой испарение соединения в тонкопленочном испарителе в присутствии газовой смеси, как описано, например, в патенте US №5090985, который в полном объеме включен в настоящее описание в качестве ссылки. Как отмечалось выше, этот газообразный поток, который, как правило, включает инертный газ-носитель, такой как гелий, азот или аргон или смесь этих газов, может необязательно содержать окислители, такие как вода или кислород. Предпочтительные газы-носители представляют собой гелий и азот и их смеси, содержащие в качестве окислителя кислород. Полученный поток реагентов, содержащий подвергнутое испарению оловоорганическое соединение, как правило, нагревают до температуры от приблизительно 250°F до приблизительно 450°F, затем направляют в реакционную зону на поверхность горячей стеклянной подложки, где температура на верхней поверхности установки для нанесения покрытий, ближайшей к поверхности стекла, равна или составляет менее чем приблизительно 550°F.
Отдельный поток реагентов, содержащий оловоорганическое соединение, окислитель и инертный газ-носитель представляет собой другой компонент системы для нанесения покрытия согласно настоящему изобретению.
Сурьмаорганическое соединение, используемое в соответствии с настоящим изобретением, может быть представлено общей формулой:
(R1)xSb(R2)3-х, в которой R1 представляет собой арильную группу, R2 представляет собой алкильную группу и х=3 или 2,
в том случае, когда в приведенной выше формуле х=2, семейство соединений, соответствующих этой формуле, относят к диарилалкильным соединениям сурьмы, которые в том случае, если являются подходящими для использования согласно настоящему изобретению, весьма вероятно могут вступить в предшествующее основной реакции взаимодействие с кислородом, что будет более подробно рассмотрено ниже в настоящем описании.
В том случае, когда в приведенной выше формуле х=3, предпочтительное семейство соединений представляет собой триарильные производные сурьмы. Примерами таких соединений являются (Mes)3Sb, где Mes означает мезитил или 1,3,5-триметилфенил, (Tolyl)3Sb, где Tolyl означает толил, Ph3Sb и (RхС6Н5-х)3Sb, где R представляет собой органическую группу небольшого объема, содержащую от одного до четырех атомов углерода (т.е C1-С4) и х=1-5. Среди этих соединений наиболее предпочтительным является Ph3Sb по причинам, которые будут рассмотрены ниже.
Было обнаружено, что немногие соединения сурьмы отвечают необходимым требованиям - обладать высокой реакционной способностью при температуре осаждения покрытия и при этом не вступать во взаимодействие с кислородом или водой, предшествующее основной реакции или не вызывать коррозию. Описанные выше триарильные производные сурьмы, как было обнаружено, отвечают этим критериям и таким образом согласно настоящему изобретению являются предпочтительными соединениями. Соединение Ph3Sb особенно предпочтительно, поскольку является триарильным производным сурьмы и при этом производится в промышленных масштабах и доступно.
В отличие от обычно используемых веществ-предшественников - неорганических соединений сурьмы, таких как SbCl3, в том случае, когда Ph3Sb используют в сочетании с оловоорганическими реагентами, водой и кислородом, это соединение остается стабильным и не вступает в реакции, предшествующие основному взаимодействию, по этой причине нежелательные соединения Sb/O/Cl, находящиеся в твердом состоянии, образуются в незначительном количестве. Как известно, такие соединения, как SbCl3, являются чувствительными к влаге, и в дополнение к взаимодействию с водой с образованием при этом нежелательных нелетучих, находящихся в твердом состоянии веществ, упомянутых выше, эти соединения, кроме того, вызывают коррозию.
Такие твердые вещества накапливаются на основном устройстве, используемом для нанесения покрытия, снижая эффективность процесса нанесения покрытия, и в наиболее неблагоприятном случае фактически приводят к тому, что процесс нанесения покрытия полностью останавливается. Использование в соответствии с настоящим изобретением сурьмаорганических соединений-предшественников, устойчивых на воздухе и стойких к воздействию влаги, приведет к снижению времени вынужденного простоя оборудования из-за образования нароста твердого вещества - соединений Sb/O/Cl.
Поток реагентов, содержащий сурьмаорганическое соединение, объединяют с потоком реагентов, содержащим оловоорганическое соединение, в точке, расположенной до зоны подачи реагентов к поверхности горячей стеклянной подложки, на которую наносят покрытие, но предпочтительно на близком расстоянии от нее. Поток реагентов, содержащий сурьмаорганическое соединение, может быть подготовлен посредством испарения этого соединения с использованием любого подходящего метода, например методов, описанных выше, для испарения оловоорганического соединения. Поток подвергнутого испарению реагента, содержащий сурьмаорганическое соединение, может быть объединен с потоком реагентов, содержащим подвергнутое испарению оловоорганическое соединение, смешением двух газообразных потоков перед подачей реагентов к поверхности горячей стеклянной подложки. В качестве альтернативы поток реагентов, содержащий сурьмаорганическое соединение, в жидком состоянии или в виде раствора можно вводить в поток горячих реагентов, содержащий испаренное оловоорганическое соединение, подвергая при этом испарению раствор, содержащий сурьмаорганическое соединение, или это соединение в жидком состоянии. После объединения потоков подвергнутые испарению оловоорганическое соединение, сурьмаорганическое соединение, воду и кислородсодержащее соединение подают к поверхности горячего стекла, где они взаимодействуют с образованием на стекле покрытия из оксида олова, легированного сурьмой.
В соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения поток, содержащий оловоорганическое соединение, формируется из подвергнутого испарению диметилоловодихлорида и инертного газа-носителя, например, такого как азот, гелий или их смесь, в испарителе такого типа, как указано выше. Полученный газообразный поток затем объединяют с газообразным кислородом. В то же самое время подвергают испарению Ph3Sb и воду, и полученный поток газообразных реагентов, содержащий сурьмаорганическое соединение и пары воды, объединяют с потоком газа, содержащим оловоорганическое соединение, с формированием при этом однородного газообразного потока реагентов. Этот однородный газообразный поток реагентов подают к поверхности горячей стеклянной подложки, где при осаждении на горячей стеклянной подложке происходит формирование покрытия из оксида олова, легированного сурьмой. Такой однородный газообразный поток реагентов может быть подан к поверхности стекла с использованием любого подходящего устройства для нанесения покрытия. Одно из предпочтительных устройств для нанесения покрытия описано в патенте US №4504526, которое в полном объеме включено в описание настоящего изобретения в качестве ссылки.
Однородная газообразная смесь реагентов, которую подают к поверхности горячей стеклянной подложки в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно включает (все указанные процентные значения относятся к мольным процентам) от приблизительно 10 до приблизительно 60% кислорода, от приблизительно 2 до приблизительно 50% воды, и от приблизительно 0,01 до приблизительно 4% сурьмаорганического соединения, и наиболее предпочтительно включает от приблизительно 10 до приблизительно 50% кислорода, от приблизительно 15 до приблизительно 35% воды, и от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,05% сурьмаорганического соединения. Однородная газообразная смесь реагентов также включает оловоорганическое соединение, необходимая концентрация которого находится в зависимости от требуемой толщины покрытия из оксида олова и от линейной скорости движения подложки. Таким образом, как это будет понятно специалисту в данной области техники, оловоорганическое соединение вводят в газообразную смесь реагентов в количестве, достаточном для нанесения покрытия необходимой толщины при заданной линейной скорости движения подложки. Для типичных используемых в промышленности операций газообразная смесь реагентов будет, как правило, содержать от приблизительно 0,01 до приблизительно 8% оловоорганического соединения.
Необходимо также отметить, что в том случае, когда формируют покрытие из оксида олова, легированного сурьмой, в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно наносить слой вещества, которое выполняет функцию барьера, препятствующего диффузии натрия между стеклянной подложкой и покрытием из оксида олова, легированного сурьмой. Как было обнаружено, если в соответствии с настоящим изобретением покрытие наносят не непосредственно на стекло, а на стекло, снабженное промежуточным слоем для предотвращения диффузии натрия, стеклянные изделия с покрытием из оксида олова, легированного сурьмой, характеризуются пониженным коэффициентом излучения, низким поверхностным сопротивлением и пониженной матовостью. Предпочтительно этот слой, препятствующий диффузии натрия, получают из диоксида кремния. Такой слой диоксида кремния предпочтительно наносят с использованием общепринятой технологии CVD.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на поверхность горячей подложки сначала наносят тонкую пленку оксида олова, поверх которой осаждают тонкую пленку диоксида кремния, таким образом, между стеклом и нанесенным впоследствии слоем оксида олова, легированного сурьмой, формируется промежуточная структура - подслой оксид олова / диоксид кремния. Согласно этому варианту пленка диоксида кремния действует не только как барьер, препятствующий диффузии натрия, но к тому же в сочетании с первой (нелегированной) пленкой способствует подавлению иридесценции в готовом стеклянном изделии с покрытием. Использование таких антииридисцентных слоев описано в патенте US №4377613, который в полном объеме включен в настоящее описание в качестве ссылки.
Следует отметить, что в соответствии с настоящим изобретением для благоприятного объединения и подачи подвергнутых испарению реагентов условия осуществления процесса не имеют критического значения. Выше при описании условий проведения процесса указаны такие характеристики, которые обычны для осуществления способа согласно настоящему изобретению. Однако такие условия осуществления способа иногда могут оказаться не в точности приемлемыми для любого соединения, использование которого входит в объем настоящего изобретения. Такие соединения, для которых это может произойти, обычно легко могут быть определены специалистом в данной области техники. Во всех таких случаях можно либо успешно осуществить предлагаемый способ посредством внесения обычных модификаций, известных специалисту в данной области техники, например при повышении или понижении температуры, путем варьирования соотношения объединяемых реагентов - оловоорганического соединения и сурьмаорганического соединения, посредством обычной модификации условий проведения процесса испарения и т.д., либо возможно использовать при осуществлении способа другие режимы, которые во всем остальном подходят для реализации данного изобретения.
Необходимо также отметить, что осуществление способа, являющегося предметом настоящего изобретения, можно повторить столько раз, сколько необходимо для того, чтобы сформировать на данной подложке покрытие, состоящее из нескольких последовательно нанесенных слоев, при этом необязательно, чтобы состав каждого их этих слоев был одинаковым. Несомненно, является очевидным, что толщина слоя - покрытия при данной скорости потока реагентов зависит от скорости движения подложки. В этом случае, если необходимо, число реакционных зон может быть увеличено посредством размещения рядом двух или более устройств для нанесения покрытия. Таким образом, последующие слои наносят до того, как предыдущие слои успеют остыть, получая при этом на всей поверхности гомогенное покрытие.
Ниже для пояснения изобретения приводятся примеры, позволяющие лучше понять изобретение. Однако следует понимать, что эти конкретные примеры приведены только для иллюстрации, и изобретение можно осуществить и иначе, чем показано в примерах, не выходя при этом за границы, определяющие объем изобретения.
Примеры
Примеры 1 и 2
Для осуществления примеров 1 и 2 используют следующие экспериментальные условия.
Используют лабораторную печь, снабженную движущимся транспортером для перемещения через указанную печь листа стекла, или листов, со скоростью 200 дюйм/минута, а также содержащую одно, шириной 10 дюймов, двунаправленное устройство для нанесения покрытия, причем применяют устройство для нанесения покрытия, пригодное для подачи испаренных реагентов с получением при этом осаждением из газовой фазы пленки или многослойной пленки.
Листы стекла нагревают до приблизительно 1170°С, в то время как в устройстве для нанесения покрытия со стороны реактора, т.е. в зоне, ближайшей к поверхности стекла, температура составляет приблизительно 500°F.
Подготовка различных веществ-предшественников выполняется с использованием многоканальной подающей камеры, называемой барботером, которая используется для барботирования через следующие вещества: этилацетат (EtOAc), трифенилсурьму (Ph3Sb) и диметилоловодихлорид (Me2SnCl2), которые поддерживают при конкретной температуре. Газообразный гелий вводят в барботер с заданной скоростью потока.
Конкретные подаваемые вещества и температура барботирования, а также скорость потока приведены ниже:
| Вещество, через которое барботируют газообразный гелий | EtOAc | Ph3Sb | Me2SnCl2 |
| Температура | 97°F | 465°F | 355°F |
| Скорость потока гелия | 0,5-0,75 л/мин в стандартных условиях | 1,0 л/мин в стандартных условиях | 1,2 л/мин в стандартных условиях |
Подготовленные реагенты вводят в лабораторное устройство для нанесения покрытия вместе с кислородом (О2) при скорости подачи 5,25 л/мин в стандартных условиях и водой (Н2О) при скорости подачи 12,4 л/мин в стандартных условиях.
Различные описанные выше реагенты объединяют в лабораторном устройстве для нанесения покрытия с осаждением при этом покрытия из оксида олова, легированного сурьмой, в данном случае - на листе прозрачного натриево-кальциевого силикатного стекла, на которое предварительно был нанесен слой SiO2 толщиной 200Å.
| Толщина пленки | Поверхностное сопротивление | Tvis | Tsol | |
| Пример 1 | 1951Å | 142 ом/квадрат | 63% | 48% |
| Пример 2 | 2158Å | 119 ом/квадрат | 67% | 55% |
Толщину пленки определяли методом профилометрии.
Тvis представляет собой пропускание света видимого спектрального диапазона (от 400 до 800 нм) через стекло с покрытием.
Tsol представляет собой суммарное пропускание солнечного излучения через стекло с покрытием.
Следует отметить, что скорость потока гелия (Не) через устройство для барботирования, содержащее EtOAc, составляет 0,75 л/мин в стандартных условиях в примере 1 и 0,50 л/мин в стандартных условиях в примере 2. Другие параметры для обоих этих примеров приведены выше.
Пленки, полученные согласно этим примерам, однородны по толщине и удельной проводимости, обладают низкой матовостью и хорошим селективным поглощением солнечного света.
Пример 3
Было также обнаружено, что пленки из оксида олова, легированного сурьмой, могут быть получены с использованием раствора арильного производного сурьмы, такого как трифенилсурьма (Ph3Sb), в виде раствора в этилацетате (EtOAc). Другие приемлемые растворители включают, но не ограничиваются указанным, такие растворители, как гексан, толуол, дихлорметан и ацетонитрил. Инертный газ барботируют через газообразный диметиоловодихлорид (Me2SnCl2), как в примерах 1 и 2. Оба потока реагентов объединяют с кислородом и водой, как и в примерах 1 и 2.
Условия в лабораторной печи и установка для нанесения покрытия, используемые согласно примеру 3, являются такими же, как и при осуществлении примеров 1 и 2.
Поток реагентов Ph3Sb/EtOAc, включающий 18% по массе Ph3Sb, со скоростью потока 11 кубических сантиметров в минуту, объединяют с потоком реагента Me2SnCl2, полученным при пропускании газа со скоростью 1,2 л/мин в стандартных условиях через газообразный Me2SnCl2, вместе с кислородом со скоростью потока 5,25 л/мин в стандартных условиях и водой со скоростью потока 12,4 л/мин в стандартных условиях с получением при этом на подложке - натриево-кальциевом силикатном стекле, на которое предварительно был нанесен барьерный слой диоксида кремния толщиной 200Å, покрытия - пленки со следующими свойствами:
| Толщина пленки | Поверхностное сопротивление | Tvis | Tsol | |
| Пример 3 | ≈2000Å | 135 Ом/квадрат | 74% | 58% |
Приведенные примеры можно рассматривать как предпочтительные варианты осуществления изобретения. Однако следует понимать, что данные конкретные варианты осуществления изобретения приведены только в качестве иллюстрации, и настоящее изобретение может быть осуществлено и иным образом, чем показано в примерах, в пределах объема настоящего изобретения.
1. Способ химического осаждения из газовой фазы с нанесением на горячую стеклянную подложку покрытия из оксида олова, легированного сурьмой, включающий:
а) подготовку горячей стеклянной подложки, на поверхность которой необходимо нанести легированное сурьмой покрытие из оксида олова;
б) приготовление однородной смеси подвергнутых испарению реагентов, содержащей соединение олова, кислородсодержащее соединение, воду и сурьмаорганическое соединение, в котором имеется по меньшей мере одна связь C-Sb и которое не подвержено преждевременному гидролизу и/или окислению при температуре ниже 550°F; где указанное сурьмаорганическое соединение представляет собой соединение формулы (R1)xSb(R2)3-x, в которой R1 представляет собой арильную группу, R2 представляет собой алкильную группу и х=3 или 2.
в) подачу подвергнутой испарению смеси реагентов к поверхности горячей стеклянной подложки, где однородная подвергнутая испарению смесь реагентов взаимодействует с осаждением на поверхности горячей стеклянной подложки покрытия из оксида олова, легированного сурьмой, и
г) охлаждение стеклянной подложки с нанесенным на нее покрытием до температуры окружающей среды.
2. Способ по п.1, в котором указанное оловосодержащее соединение-предшественник представляет собой оловоорганическое соединение.
3. Способ по п.1, в котором указанное оловосодержащее соединение-предшественник представляет собой диметилоловодихлорид.
4. Способ по п.1, в котором указанный способ нанесения покрытия представляет собой стадию производства листового стекла с использованием флоат-процесса.
5. Способ по п.4, в котором указанный способ нанесения покрытия осуществляют в флоат-ванне или вблизи нее.
6. Способ по п.5, в котором указанный способ нанесения покрытия осуществляют при температуре 900-1350°F.
7. Способ по п.6, в котором указанный способ нанесения покрытия осуществляют при температуре 1100-1280°F.
8. Способ по п.7, в котором наносят покрытие толщиной от 1000 Å до 3500 Å.
9. Способ по п.6, в котором наносят покрытие толщиной от 1000 Å до 5000 Å.
10. Способ по п.1, в котором перед осаждением покрытия из оксида олова, легированного сурьмой, на подложку наносят покрытие, препятствующее появлению окраски, а поверх него осаждают указанное покрытие из оксида олова, легированного сурьмой.
11. Способ по п.1, в котором указанное сурьмаорганическое соединение по существу не взаимодействует с водой и кислородом.
12. Способ химического осаждения из газовой фазы для нанесения покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, на горячую стеклянную подложку, включающий:
а) подготовку горячей стеклянной подложки, на поверхность которой необходимо нанести легированное сурьмой покрытие из оксида металла;
б) нанесение барьерного слоя, препятствующего диффузии натрия, непосредственно на горячую стеклянную подложку;
в) приготовление однородной смеси подвергнутых испарению реагентов, содержащей соединение металла, кислородсодержащее соединение, воду и сурьмаорганическое соединение, которое не подвержено преждевременному гидролизу и/или окислению при температуре ниже 550°F; где указанное сурьмаорганическое соединение представляет собой соединение формулы (R1)xSb(R2)3-x, в которой R1 представляет собой арильную группу, R2 представляет собой алкильную группу и х=3 или 2.
г) подачу подвергнутой испарению смеси реагентов к поверхности горячей стеклянной подложки и взаимодействие этой смеси с осаждением на поверхности горячей стеклянной подложки покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, и
д) охлаждение стеклянной подложки с нанесенным на нее покрытием до температуры окружающей среды.
13. Способ по п.12, в котором барьерный слой, препятствующий диффузии натрия, включает диоксид кремния.
14. Способ химического осаждения из газовой фазы для нанесения покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, на горячую стеклянную подложку, включающий
а) подготовку горячей стеклянной подложки, на поверхность которой необходимо нанести легированное сурьмой покрытие из оксида металла;
б) приготовление однородной смеси подвергнутых испарению реагентов, содержащей соединение металла, кислородсодержащее соединение, воду и сурьмаорганическое соединение, которое не подвержено преждевременному гидролизу и/или окислению при температуре ниже 550°F; где указанное сурьмаорганическое соединение представляет собой соединение формулы (R1)xSb(R2)3-x, в которой R1 представляет собой арильную группу, R2 представляет собой алкильную группу и х=3 или 2.
в) подачу подвергнутой испарению смеси реагентов к поверхности горячей стеклянной подложки и взаимодействие этой смеси с осаждением на поверхности горячей стеклянной подложки покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, и
г) охлаждение стеклянной подложки с нанесенным на нее покрытием до температуры окружающей среды.
15. Способ химического осаждения из газовой фазы для нанесения покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, на горячую стеклянную подложку, включающий
а) подготовку горячей стеклянной подложки, на поверхность которой необходимо нанести легированное сурьмой покрытие из оксида металла;
б) приготовление однородной смеси подвергнутых испарению реагентов, содержащей соединение металла, кислородсодержащее соединение, воду и сурьмаорганическое соединение, которое не подвержено преждевременному гидролизу и/или окислению при температуре ниже 550°F; где указанное сурьмаорганическое соединение представляет собой соединение - диарилалкильное производное сурьмы.
в) подачу подвергнутой испарению смеси реагентов к поверхности горячей стеклянной подложки и взаимодействие этой смеси с осаждением на поверхности горячей стеклянной подложки покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, и
г) охлаждение стеклянной подложки с нанесенным на нее покрытием до температуры окружающей среды.
16. Способ химического осаждения из газовой фазы для нанесения покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, на горячую стеклянную подложку, включающий
а) подготовку горячей стеклянной подложки, на поверхность которой необходимо нанести легированное сурьмой покрытие из оксида металла;
б) приготовление однородной смеси подвергнутых испарению реагентов, содержащей соединение металла, кислородсодержащее соединение, воду и сурьмаорганическое соединение, которое не подвержено преждевременному гидролизу и/или окислению при температуре ниже 550°F; где указанное сурьмаорганическое соединение представляет собой триарильное производное сурьмы, выбранное из группы, состоящей из (Mes)3Sb, Ph3Sb, (Tolyl)3Sb и (RхС6Н5-х)3Sb, где R представляет собой органическую короткоцепочечную группу, содержащую в цепи от одного до четырех атомов углерода, и х=1-5.
в) подачу подвергнутой испарению смеси реагентов к поверхности горячей стеклянной подложки и взаимодействие этой смеси с осаждением на поверхности горячей стеклянной подложки покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, и
г) охлаждение стеклянной подложки с нанесенным на нее покрытием до температуры окружающей среды.
17. Способ химического осаждения из газовой фазы для нанесения покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, на горячую стеклянную подложку, включающий
а) подготовку горячей стеклянной подложки, на поверхность которой необходимо нанести легированное сурьмой покрытие из оксида металла;
б) приготовление однородной смеси подвергнутых испарению реагентов, содержащей соединение металла, кислородсодержащее соединение, воду и сурьмаорганическое соединение, которое не подвержено преждевременному гидролизу и/или окислению при температуре ниже 550°F, где указанное сурьмаорганическое соединение представляет собой Ph3Sb.
в) подачу подвергнутой испарению смеси реагентов к поверхности горячей стеклянной подложки и взаимодействие этой смеси с осаждением на поверхности горячей стеклянной подложки покрытия из оксида металла, легированного сурьмой, и
г) охлаждение стеклянной подложки с нанесенным на нее покрытием до температуры окружающей среды.
