Окно с обработанным уф-излучением низкоэмиссионным покрытием и способ его изготовления
Изобретение относится к способам изготовления покрытого изделия для использования в окне. Способ включает получение покрытого изделия, включающего стеклянную подложку, которая имеет низкоэмиссионное покрытие, содержащее по меньшей мере один содержащий серебро слой, расположенный непосредственно на и контактирующий с содержащим оксид цинка контактным слоем, который поглощает ультрафиолетовое (УФ) излучение. Причем покрытие содержит диэлектрический слой, расположенный между содержащим оксид цинка контактным слоем и стеклянной подложкой и верхний диэлектрический слой, расположенный поверх содержащего серебро слоя так, что содержащий серебро слой расположен между верхним диэлектрическим слоем и стеклянной подложкой. Направление УФ-излучения из по меньшей мере одного источника УФ-излучения на покрытие и подвергание покрытия воздействию УФ-излучения осуществляют для уменьшения удельного поверхностного сопротивления покрытия и/или увеличения коэффициента пропускания видимого света покрытием. Получают покрытое изделие с коэффициентом пропускания видимого света по меньшей мере примерно 50% после упомянутого подвергания воздействию. Технический результат заключается в улучшении электрических, оптических и/или теплоизоляционных свойств покрытия и, следовательно, покрытого изделия. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
[0001] Определенные варианты осуществления этого изобретения относятся к покрытому изделию, включающему в себя низкоэмиссионное покрытие для использования в окне, где низкоэмиссионное покрытие специально подвергнуто воздействию интенсивного ультрафиолетового (УФ) излучения, чтобы улучшить электрические, оптические и/или теплоизоляционные свойства покрытия и, таким образом, покрытого изделия. Низкоэмиссионное покрытие включает в себя по меньшей мере один отражающий инфракрасное (ИК) излучение слой, содержащий или состоящий практически из серебра, где содержащий серебро слой расположен на (например, выращен путем напыления) и непосредственно контактирует с контактным/зародышевым слоем, содержащим или состоящим практически из такого материала, как оксид цинка и/или станнат цинка. Отражающий УФ-излучение слой и контактный/зародышевый слой могут быть расположены между диэлектрическими слоями в низкоэмиссионном покрытии. Подвергание низкоэмиссионного покрытия воздействию УФ-излучения, например, излученного из ламп(ы) и/или лазера(ов) с УФ-излучением, делает возможным избирательное нагревание контактного/зародышевого слоя (например, из оксида цинка и/или станната цинка), который, в свою очередь, переносит тепловую энергию в прилегающий отражающий УФ-излучение слой, представляющий собой или включающий в себя серебро. Это нагревание содержащего серебро слоя улучшает электрические, оптические и/или теплоизоляционные свойства слоя серебра. Например, это нагревание слоя на основе серебра, вызванное подверганием низкоэмиссионного покрытия воздействию УФ-излучения, увеличивает проводимость слоя на основе серебра (снижает его сопротивление), что, в свою очередь, увеличивает его способность блокировать (например, отражать) нежелательное УФ-излучение. В качестве другого примера, это нагревание слоя на основе серебра, вызванное воздействием на низкоэмиссионное покрытие УФ-излучением, увеличивает коэффициент пропускания видимого света у слоя на основе серебра, тем самым улучшая его оптические свойства. Обработанное УФ-излучением покрытое изделие с его улучшенными электрическими, теплоизоляционными и/или оптическими свойствами может быть использовано в случае монолитных оконных блоков или оконных блоков с изоляционным стеклопакетом (ИС), таких как архитектурные окна для административных зданий и/или жилых зданий, окна для домов, окна для дверей морозильных установок и/или окна транспортных средств.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] В области техники известны оконные блоки с изоляционными стеклопакетами (ИС). Например, см. патенты США №№6632491, 6014872, 5800933, 5784853, 5557462, 5514476, 5308662, 5306547 и 5156894, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Как правило, оконный блок с изоляционным стеклопакетом (ИС) включает в себя по меньшей мере первую и вторую подложки, разнесенные друг от друга по меньшей мере одной проставкой и/или уплотнением. Зазор или промежуток между разнесенными подложками может быть или не быть заполнен газом (например, аргоном) и/или откачан до давления, меньшего, чем атмосферное давление, в различных случаях. Регулирующие инсоляцию покрытия, такие как низкоэмиссионные покрытия, иногда используют в сочетании с изоляционными стеклопакетами, чтобы блокировать УФ-лучи от попадания во внутреннее пространство здания, на котором расположен оконный блок с ИС.
[0003] В области техники известны нанесенные напылением тонкопленочные (например, низкоэмиссионные) покрытия на стеклах, регулирующие инсоляцию. Например, см. патенты США №№8173263, 8142622, 8124237, 8101278, 8017243, 7998320, 7964284, 7897260, 7879448, 7858191, 7267879, 6576349, 7217461, 7153579, 5800933, 5837108, 5557462, 6014872, 5514476, 5935702, 4965121, 5563734, 6030671, 4898790, 5902505, 3682528, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Осаждение распылением низкоэмиссионных покрытий приблизительно при комнатной температуре без использования специально нагретой подложки является предпочтительным, благодаря меньшей стоимости не нагреваемых вакуумных напылительных машин, высокой скорости осаждения, экономии энергии в процессе осаждения и меньшей стоимости обслуживания.
[0004] Осажденное распылением низкоэмиссионное покрытие обычно включает в себя множество слоев, включая серебряный слой, который осажден непосредственно на контактный/зародышевый слой материала, такого как оксид цинка или станнат цинка (ZnSnOx). Серебро обладает пропусканием в видимом диапазоне при соответствующих толщинах и отражением в инфракрасном (ИК) диапазоне спектра. Условия осаждения контактно/зародышевого слоя и слоя (слоев) поверх серебра определяют оптические и электрические свойства серебра, такие как коэффициент усиления солнечного тепла, излучательная способность (коэффициент эмиссии), удельное поверхностное сопротивление и коэффициент пропускания видимого света. Качество тонких серебряных слоев, осажденных распылением при комнатной температуре, является неудовлетворительным, и часто требуется термическая обработка, чтобы улучшить оптические и электрические свойства серебра до приемлемых уровней. Такая термическая обработка (ТО) осуществляется, как правило, в конвекционной печи, например, выполняется в сочетании с закалкой стекла для закаливаемых видов продукции. Однако существуют также не закаливаемые и незакаленные виды продукции, которые не имеют преимущество в том, что имели серебро, подвергнутое ТО во время процесса закалки.
[0005] Это было бы желательным, чтобы уметь повышать качество осажденных распылением серебряных слоев, например, в случае низкоэмиссионных покрытий, без необходимости подвергать покрытое изделие, включая покрытие, процессу термической закалки. Попытки повышения качества серебра, осажденного распылением при комнатной температуре, в низкоэмиссионных покрытиях посредством подвергания воздействию ИК-излучения оказались проблематичными, потому что, если оно подвергалось воздействию с покрытой стороны стекла, то значительная часть ИК-излучения отражалась серебром, или, если оно подвергалось воздействию с непокрытой стороны стекла покрытого изделия, то значительная часть ИК-излучения сначала поглощалась стеклом до достижения покрытия и могла повредить стеклянную подложку до того, как температура повышается до уровней, достаточных для улучшения качества серебра. Как было обнаружено в соответствии с определенными примерными вариантами осуществления этого изобретения, воздействие УФ-излучением является в высокой степени предпочтительным по отношению к улучшению качества осажденного распылением серебряного слоя (слоев), например, в случае низкоэмиссионных покрытий. Например, покрытое изделие (например, стеклянная подложка с низкоэмиссионным покрытием на ней) может быть подвергнута воздействию со стороны покрытия, так что УФ-излучение поглощается частью (частями) покрытия без повреждения стеклянной подложки, и значительная доля УФ-излучения способна проходить через серебряный слой (слои), не будучи отражена прежде, чем она сможет выполнить требуемое нагревание путем нагревания другого слоя (слоев), которые способны переносить тепло к серебру, чтобы улучшить его оптические и электрические свойства. Таким образом, в определенных примерных вариантах осуществления этого изобретения, воздействие УФ-излучением на низкоэмиссионное покрытие может быть использовано, чтобы эффективно улучшать оптические и/или электрические свойства слоя (слоев) на основе серебра и, таким образом, также улучшать такие свойства всего покрытия, такие как одно или более из коэффициента усиления солнечного тепла, излучательной способности (коэффициента эмиссии), удельного поверхностного сопротивления и коэффициента пропускания видимого света.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Определенные варианты осуществления этого изобретения относятся к покрытому изделию, включающему в себя низкоэмиссионное покрытие, для использования в окне, где низкоэмиссионное покрытие специально подвергнуто воздействию интенсивным ультрафиолетовым (УФ) излучением, чтобы улучшить электрические, теплоизоляционные и/или оптические свойства покрытия и, таким образом, покрытого изделия. Низкоэмиссионное покрытие может включать в себя по меньшей мере один отражающий инфракрасное (ИК) излучение слой, представляющий собой или состоящий практически из серебра, где содержащий серебро слой расположен на (например, выращен путем напыления) и непосредственно контактирует с контактно/зародышевым слоем, содержащим или состоящим практически из такого материала, как оксид цинка и/или станнат цинка. Отражающий ИК-излучение слой и контактный/зародышевый слой могут быть расположены между диэлектриками в низкоэмиссионном покрытии. Подвергание низкоэмиссионного покрытия воздействию УФ-излучения, например, излученному из лампы (лампами) и/или лазера (лазерами) с УФ-излучением, делает возможным избирательное нагревание контактно/зародышевого слоя (слоев) (например, из оксида цинка и/или станната цинка), который в свою очередь переносит тепловую энергию к прилегающему отражающему УФ-излучение слою, представляющему собой или включающему в себя серебро. Это нагревание содержащего серебро слоя посредством тепла, генерируемого контактным/зародышевым слоем, поглощающим УФ-излучение и производящим в результате этого тепло, улучшает электрические, оптические и/или теплоизоляционные свойства серебряного слоя. Например, это нагревание слоя на основе серебра, вызванное подверганием низкоэмиссионного покрытия воздействию УФ-излучения, увеличивает проводимость (снижает его сопротивление) слоя на основе серебра, что, в свою очередь, увеличивает его способность блокировать (например, отражать) нежелательное ИК-излучение. В качестве другого примера, это нагревание слоя на основе серебра, вызванное подверганием низкоэмиссионного покрытия воздействию УФ-излучения, увеличивает коэффициент пропускания видимого света слоя на основе серебра, посредством чего улучшая его оптические свойства. В определенных примерных вариантах осуществления все или практически все покрытие (по отношению к его наблюдаемой сверху площади поверхности) подвергнуто воздействию УФ-излучения таким образом, что весь или практически весь слой на основе серебра улучшается в отношении электрических, оптических и/или теплоизоляционных свойств. Ширина запрещенной энергетической зоны контактно/зародышевого слоя (слоев) является такой, что контактный/зародышевый слой (слои) поглощают больше УФ-излучения, чем любой другой слой в покрытии согласно определенным примерным вариантам осуществления, и, таким образом, является основным слоем (слоями), который генерирует тепло. Интенсивное воздействие УФ-излучением заставляет контактный/зародышевый слой и слой на основе серебра нагреваться в подвергнутых воздействию областях. Нагревание контактного/зародышевого слоя заставляет прилегающий серебряный слой также нагреваться в областях, подвергнутых воздействию УФ-излучения, посредством этого физически изменяя серебряный слой в этих областях, так чтобы повысить плотность и заставить серебряный слой приобрести большую проводимость и большую прозрачность по отношению к видимому свету в подвергнутых воздействию областях. Обработка УФ-излучением может быть выполнена после того, как все низкоэмиссионное покрытие было нанесено на подложку, и/или в течение или после того, как контактного/зародышевый слой и содержащего серебро слой были осаждены, но перед тем как осаждены другие вышележащие слои. Обработанное УФ-излучением покрытое изделие с его улучшенными электрическими, оптическими и/или теплоизоляционными свойствами может быть использовано в случае монолитных оконных блоков или оконных блоков с изоляционным стеклопакетом (ИС), таких как архитектурные окна для административных зданий и/или жилых зданий, окна для домов, окна для дверей морозильных установок и/или автомобильные окна.
[0007] В определенных примерных вариантах осуществления предложен способ изготовления покрытого изделия для использования в окне, содержащий: получение покрытого изделия, включающего в себя подложку, которая несет покрытие, содержащее по меньшей мере один содержащий серебро слой, расположенный на слое, содержащем оксид металла слой, который может поглощать ультрафиолетовое (УФ) излучение; направление УФ-излучения из по меньшей мере одного источника УФ-излучения на покрытие и подвергание покрытия воздействию УФ-излучением, чтобы уменьшить удельное поверхностное сопротивление покрытия и/или увеличить коэффициент пропускания видимого света покрытия.
[0008] В определенных примерных вариантах осуществления этого изобретения предложен способ изготовления покрытого изделия для использования в окне, содержащий: получение покрытого изделия, включающего в себя стеклянную подложку, которая несет покрытие (например, низкоэмиссионное покрытие), содержащее по меньшей мере один по существу металлический слой (например, слой на основе Au или Ag), расположенный непосредственно на и контактирующий с содержащим оксид металла слоем, который имеет ширину запрещенной энергетической зоны от 3,2 до 3,4 эВ; направление УФ-излучения из по меньшей мере одного источника УФ-излучения на покрытие и подвергание покрытия воздействию УФ-излучения, чтобы уменьшить удельное поверхностное сопротивление покрытия и увеличить коэффициент пропускания видимого света покрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Фиг. 1 представляет собой поперечное сечение оборудования, использованного в изготовлении покрытого изделия для использования в окне согласно примерному варианту осуществления этого изобретения.
[0010] Фиг. 2 представляет собой частичное поперечное сечение оконного блока с изоляционным стеклопакетом (ИС), изготовленного с использованием по меньшей мере оборудования, изображенного на фиг. 1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0011] Далее рассмотрим более детально сопровождающие чертежи, на которых одинаковые ссылочные номера указывают аналогичные части на всех изображениях.
[0012] Обращаясь к фиг. 1-2, определенные примерные варианты осуществления этого изобретения относятся к покрытому изделию, включающему в себя низкоэмиссионное покрытие 5 на подложке (например, стеклянной подложке) 1 для использования в окне, где низкоэмиссионное покрытие 5 специально подвергнуто воздействию интенсивного ультрафиолетового (УФ) излучения 21 для того, чтобы улучшить электрические, теплоизоляционные и/или оптические свойства покрытия и, таким образом, покрытого изделия. Может быть использован источник (источники) 20 излучения, чтобы подвергать покрытие воздействию УФ-излучения, излученного из него. Источник (источники) 20 излучения может быть ультрафиолетовым (УФ) лазером и/или лампой для излучения УФ-излучения 21 в определенных примерных вариантах осуществления, таким как эксимерный газовый УФ-лазер или твердотельный УФ-лазер. Низкоэмиссионное покрытие 5 может включать в себя по меньшей мере один металлический и/или по существу металлический отражающий инфракрасное (ИК) излучение слой 11, представляющий собой или состоящий практически из серебра, где содержащий серебро слой 11 расположен на (например, выращен путем напыления) и непосредственно контактирует с контактным/зародышевым слоем 9, представляющим собой или состоящим практически из материала, такого как оксид цинка, оксид олова и/или станнат цинка. Отражающий ИК-излучение слой 11 и контактный/зародышевый слой 9 могут быть расположены между диэлектриками 7 и 15 в низкоэмиссионном покрытии. Подвергание низкоэмиссионного покрытия 5 воздействию УФ-излучения 21, например, излученного из лампы (ламп) и/или лазера (лазеров) 20 с УФ-излучением, дает возможность избирательного нагревания контактного/зародышевого слоя (слоев) 9 (например, из оксида цинка, оксида олова и/или станната цинка), который, в свою очередь, переносит тепловую энергию в прилегающий отражающий ИК-излучение слой 11, представляющий собой или включающий в себя серебро. Это нагревание содержащего серебро слоя 11 за счет тепла, генерируемого контактным/зародышевым слоем, поглощающим УФ-излучение и в результате этого генерирующим тепло, улучшает электрические, оптические и/или теплоизоляционные свойства серебряного слоя. Например, это нагревание слоя 11 на основе серебра, вызванное подверганием низкоэмиссионного покрытия 5 воздействию УФ-излучения 21, увеличивает проводимость (снижает его сопротивление) слоя на основе серебра, что, в свою очередь, увеличивает его способность блокировать (например, отражать) нежелательное ИК-излучение. В качестве другого примера, это нагревание слоя 11 на основе серебра, вызванное воздействием на низкоэмиссионное покрытие УФ-излучением 21, увеличивает коэффициент пропускания видимого света слоя 11 на основе серебра, и в результате этого улучшение его оптических свойств. В определенных примерных вариантах осуществления все или по существу все покрытие (по отношению к его наблюдаемой сверху площади поверхности) подвергнуто воздействию УФ-излучения так, что весь или по существу весь слой 11 на основе серебра становится улучшенным в отношении электрических, оптических и/или теплоизоляционных свойств. Ширина запрещенной энергетической зоны контактного/зародышевого слоя (слоев) 9 является такой, что контактный/зародышевым слой (слои) 9 поглощает больше УФ-излучения чем любой другой слой (7, 11, 13, 15) в покрытии в определенных примерных вариантах осуществления, и, таким образом, представляет собой основной слой (слои), который генерирует тепло. Интенсивное воздействие УФ-излучения заставляет контактный/зародышевый слой 9 и слой на основе серебра 11 нагреваться в подвергнутых воздействию областях. Нагревание контактного/зародышевого слоя 9 заставляет прилегающий серебряный слой 11 также нагреваться в подвергнутых воздействию УФ-излучения областях, вследствие этого физически изменяя серебряный слой 11 в этих областях так, чтобы повысить его плотность и заставить серебряный слой 11 приобрести большую проводимость и большую прозрачность по отношению к видимому свету в подвергнутых воздействию областях. Использование УФ-излучения 21 из источника (источников) 20 дает возможность избирательного нагревания контактного/зародышевого слоя 9 (который может представлять собой полупроводник) с последующим переносом тепловой энергии в прилегающий слой на основе серебра 11 (в отличие от ИК-излучения, которое в основном было бы потеряно на стекле). Продуманным выбором материала контактного/зародышевого слоя 9 являются полупроводники оксида цинка или станната цинка с шириной запрещенной энергетической зоны в диапазоне от примерно 3,15 до 3,45, более предпочтительно от примерно 3,2 до 3,4 эВ, что заставляет контактный/зародышевый слой 9 поглощать УФ-излучение с длинами волн короче 364-387 нм. Например, линия излучения на 355 нм, общая для эксимерных и твердотельных УФ-лазеров, поглощается такими материалами контактного/зародышевого слоя, но неудовлетворительно поглощается стеклом 1 (только до 15% УФ-излучения на 355 нм поглощается стеклом), так что стекло не нагревается в значительной степени вследствие этого. Обработка УФ-излучением может быть выполнена после того, как полное низкоэмиссионное покрытие 5 было осаждено на подложку, и/или во время или после того, как контактный/зародышевый слой 9 и содержащий серебро слой 11 были осаждены, но перед тем, как осаждены другие вышележащие слои 13 и 15. Энергия, использованная для улучшения качества слоя 11 на основе серебра посредством воздействия УФ-излучением, представляет собой долю энергии, требуемую, чтобы вызывать в основном такие же изменения при нагревании покрытого изделие во время процесса термической закалки в традиционной конвекционной печи обжига, где большая часть энергии бесполезно расходуется на нагревание стекла. Следует понимать, что при воздействии УФ-излучением не происходит термической закалки стеклянной подложки 1, которая несет покрытие 5. Таким образом, согласно определенным примерным вариантам осуществления настоящего изобретения, стеклянная подложка 1 не является термически закаленной.
[0013] Обработанное УФ-излучением покрытое изделие с его улучшенными электрическими, оптическими и/или теплоизоляционными свойствами, может быть использовано в случае монолитных оконных блоков или оконных блоков с изоляционным стеклопакетом (ИС), таких как окна архитектурные окна, для административных зданий и/или жилых зданий, окна для домов, окна для дверей морозильных установок и/или автомобильные окна. Согласно вариантам осуществления оконного блока с ИС (см., например, фиг. 2), оконный блок с ИС включает в себя первую и вторую подложки (например, стеклянные подложки) 1 и 3, разнесенные друг от друга, причем по меньшей мере одна из подложек 1 несет обработанное УФ-излучением регулирующее инсоляцию покрытие 5, такое как низкоэмиссионное покрытие. В вариантах осуществления монолитного окна подложка (например, стеклянная подложка) 1 несет обработанное УФ-излучением покрытие 5.
[0014] Существуют многочисленные преимущества улучшения качества серебряного покрытия посредством воздействия УФ-излучением без необходимости нагревать стекло 1, несущее покрытие 5 в типичной конвекционной печи во время термической закалки. Нагревание стеклянной подложки 1 (например, в конвекционной печи во время термической закалки) связано с выщелачиванием определенных диффузионноспособных элементов из стекла, таких как натрий и калий. Мигрируя к поверхности стекла, эти элементы могут снижать качество стекла и/или покрытия и способствовать коррозии в определенных ситуациях в течение продолжительных периодов времени. Таким образом, оказывается желательной возможность нагревания серебра 11 посредством УФ-излучения 21 без необходимости значительного нагревания стеклянной подложки 1, которая несет покрытие 5. В данном отношении, источник (источники) УФ-излучения 20 может быть размещен на той же стороне стеклянной подложки 1, на которой расположено покрытие 5, чтобы дополнительно уменьшать нагревание стекла, поскольку контактный/зародышевым слой 9 поглощает значительное количество УФ-излучения, прежде чем оно достигает стеклянной подложки 1. Хотя возможно, что стекло 1 может быть термически закалено до и/или после воздействия УФ-излучением согласно определенным примерным вариантам осуществления этого изобретения, следует отметить, что термическая закалка не является необходимой для улучшения качества серебра вследствие воздействия УФ-излучением. Кроме того, если качество серебра может быть улучшено посредством УФ-излучения без обязательно требуемой термической закалки, то могут быть изготовлены как закаливаемые, так и не закаливаемые низкоэмиссионные виды продукции, используя практически одинаковую рецептуру или набор слоев; в таком случае улучшение качества серебра для не закаливаемых видов продукции может быть произведено посредством воздействия УФ-излучением, обсуждаемого в настоящем документе, хотя улучшение качества серебра для закаливаемых видов продукции может быть произведено посредством конвекционной закалки и/или посредством сочетания нетермической (например, химической) закалки и воздействия УФ-излучением, обсуждаемого в настоящем документе. Кроме того, при воздействии УФ-излучением улучшение качества серебра может быть достигнуто с использованием доли энергии, сравнимой с конвекционным нагреванием, таким как термическая закалка.
[0015] Фиг. 1 представляет собой поперечное сечение оборудования, использованного в изготовлении окна согласно примерному варианту осуществления этого изобретения. Как показано на фиг. 1, предусмотрено покрытое изделие, включающее в себя стеклянную подложку 1, которая несет регулирующее инсоляцию покрытие 5. Хотя подложка 1 предпочтительно состоит из стекла, она могла бы быть из другого материала. Примерные управляющие/регулирующие инсоляцию покрытия (например, низкоэмиссионные покрытия) 5, которые могут быть обеспечены на подложке 1, описаны в патентах США №№8173263, 8142622, 8124237, 8101278, 8017243, 7998320, 7964284, 7897260, 7879448, 7858191, 7267879, 6576349, 7217461, 7153579, 5800933, 5837108, 5557462, 6014872, 5514476, 5935702, 4965121, 5563734, 6030671, 4898790, 5902505, 3682528, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Согласно определенным примерным вариантам осуществления, управляющее инсоляцией покрытие 5 может иметь излучательную способность (коэффициент эмиссии) (En) не более чем 0,12, более предпочтительно не более чем 0,10, и/или удельное поверхностное сопротивление (Rs) не более чем 10 Ом/квадрат, и более предпочтительно не более чем 8 Ом/квадрат. Разумеется, управляющие инсоляцией покрытия (например, низкоэмиссионные покрытия) 5 согласно настоящему изобретению не ограничиваются этими конкретными покрытиями, и вместо них могут быть использованы любые другие подходящие управляющие инсоляцией покрытия, способные блокировать уровни ИК-излучения. Управляющие инсоляцией покрытия 5 могут быть осаждены на подложку 1 любым подходящим способом, включая, но не ограничиваясь этим, напыление (например, приблизительно при комнатной температуре), осаждение из паровой фазы и/или любой другой подходящий метод.
[0016] Низкоэмиссионное покрытие, как правило, включает в себя по меньшей мере один отражающий ИК-излучение слой, представляющий собой или включающий в себя серебро 11, помещенный в промежутке между слоями по меньшей мере нижнего диэлектрика 7 и верхнего диэлектрика 15. Примерное низкоэмиссионное покрытие 5 на фиг. 1 может включать в себя, например, нижний диэлектрический слой (слои) 7, представляющий собой или включающий в себя оксид титана или нитрид кремния, нижний контактный/зародышевый слой 9, представляющий собой или включающий в себя оксид цинка (например, ZnO), оксид цинка-алюминия, станнат цинка (например, ZnSnOx), оксид олова и/или их сочетания, отражающий ИК-излучение слой 11, представляющий собой или включающий в себя серебро или золото, верхний контактный слой 13, представляющий собой или включающий в себя Ni и/или Cr (например, NiCr, NiCrOx, NiOx и т.п.), который расположен поверх и непосредственно контактирует со слоем 11 на основе серебра, и верхний диэлектрический слой (слои) 15, представляющие собой или включающие в себя нитрид кремния и/или оксид олова. Контактный/зародышевый слой 9 на основе оксида металла необязательно может быть легирован таким материалом, как Al, Ni или Ti. В определенных примерных вариантах осуществления диэлектрический слой 15 может быть произведен из нижнего слоя, представляющего собой или включающего в себя оксид олова, и верхнего слоя, представляющего собой или включающего в себя нитрид кремния и/или оксинитрид кремния. Необязательно, покрытие, представляющее собой или включающее в себя оксид циркония, может быть предусмотрено поверх диэлектрического слоя 15. Слои тонкопленочного покрытия 5 могут быть осаждены любым подходящим методом, таким как напыление приблизительно при комнатной температуре. Хотя низкоэмиссионное покрытие 5, проиллюстрированное на фиг. 1, имеет только один отражающий ИК-излучение слой 11, представляющий собой или включающий в себя серебро, следует понимать, что другие низкоэмиссионные покрытия, которые могут быть использованы для покрытия 5, могут включать в себя множество отражающих ИК-излучение слоев на основе серебра, как проиллюстрировано и/или описано в некоторых из патентов, указанных выше. Когда покрытие имеет два слоя на основе серебра, образованных на соответствующих зародышевых слоях, когда источник (источники) УФ-излучения 20 расположены на содержащей покрытие стороне стекла, как представлено на фиг. 1, то самый верхний серебряный слой реализует большее улучшение качества, чем нижний серебряный слой, потому что зародышевый/контактный слой под верхним серебряным слоем поглощает значительное количество УФ-излучения, прежде чем оно сможет достичь зародышевого/контактного слоя под нижним серебряным слоем; однако, в зависимости от интенсивности и продолжительности обработки УФ-излучением, оба серебряных слоя могут реализовывать улучшение качества, потому что некоторая часть УФ-излучения достигает нижнего серебряного слоя и нижнего зародышевого/контактного слоя.
[0017] Один или более источников излучения 20 предусмотрены для того, чтобы подвергать воздействию УФ-излучения по существу всю площадь покрытия 5 (при наблюдении сверху). Например, согласно представленному на фиг. 1 варианту осуществления, источник 20 может представлять собой одну или более ламп с УФ-излучением, которые излучают, главным образом, УФ-излучение по направлению к покрытому изделию, и/или один или более лазеров с УФ-излучением, которые излучают, главным образом, УФ-излучение, по направлению к покрытому изделию. В определенных примерных вариантах осуществления УФ-излучение может включать в себя или представлять собой излучение в диапазоне от примерно 300 до 400 нм или примерно от 300 до 380 нм. В определенных примерных вариантах осуществления источник (источники) 20 расположены на содержащей покрытие 5 стороне стеклянной подложки 1 так, чтобы уменьшать степень, в которой сама стеклянная подложка 1 нагревается в процессе воздействия (например, стекло не должно специально нагреваться источником 20). УФ-излучение 21, излученное из источника (источников) 20, заставляет нагреваться контактный/зародышевый слой (слои) 9 и/или слой (слои) 11 на основе серебра в покрытии 5. Например, поглощение зародышевым слоем 9 УФ-излучения и возникающее в результате нагревание контактного/зародышевого слоя 9 вызывает также нагревание по меньшей мере прилегающего и содержащего серебро (или золото) отражающего ИК-излучение слоя 11 в подвергнутых воздействию областях, посредством этого физически изменяя по меньшей мере серебряный слой 11 так, чтобы стать более плотным и заставить серебряный слой 11 становиться более проводящим и более прозрачным по отношению к видимому свету. Воздействие УФ-излучения вызывает то, что покрытие 5 имеет одно или оба из: (i) снижения по меньшей мере на 1 Ом/квадрат своего удельного поверхностного сопротивления (Rs), и/или (ii) увеличения по меньшей мере на 1% своего коэффициента пропускания видимого света. Например, если удельное поверхностное сопротивление покрытия составляет 9 Ом/квадрат перед воздействием УФ-излучением, то после воздействия УФ-излучением покрытие будет иметь удельное поверхностное сопротивление не более чем 8 Ом/квадрат.
[0018] Контактный/зародышевый слой 9 (например, представляющий собой или включающий в себя оксид цинка и/или станнат цинка) может иметь ширину запрещенной энергетической зоны от примерно 3,0 до 3,45 эВ, более предпочтительно от примерно 3,15 до 3,45 эВ, даже более предпочтительно от примерно 3,2 до 3,4 эВ и наиболее предпочтительно примерно 3,2 эВ, и вследствие этой ширины запрещенной энергетической зоны контактный/зародышевый слой 9 поглощает УФ-излучение 21 от источника 20 (например, примерно 355 нм и/или примерно 308 нм) и нагревается. Зародышевый слой 9 может представлять собой полупроводник или диэлектрик. По меньшей мере серебро в слое 11 в подвергнутой воздействию УФ-излучения области рядом с нагретым слоем 9, в свою очередь, нагревается и физически изменяется в нагретой области (областях), уплотняясь и становясь более проводящим (меньшее сопротивление), более прозрачным по отношению к видимому свету и/или по-другому окрашенным. Таким образом, характеристики пакета слоев введены, когда УФ-излучение поглощено зародышевым/контактным слоем 9 с последующим высвобождением термической энергии в по меньшей мере прилегающий слой 11 на основе серебра (или золота) и, возможно, в другой слой (слои) в пакете. Соответственно, физические и оптические свойства отражающего ИК-излучение серебряного слоя 11 изменены посредством воздействия УФ-излучением. Подвергнутая воздействию область будет в дальнейшем иметь более высокий коэффициент пропускания видимого света и улучшенное блокирование ИК-излучения.
[0019] Фиг. 1 иллюстрирует подвергание покрытия 5 воздействию УФ-излучения после того, как полное покрытие 5 было осаждено (например, осаждено распылением) на подложку 1; однако может быть возможным вместо этого выполнить воздействие УФ-излучением, чтобы подвергнуть воздействию по меньшей мере слои 9 и 11, непосредственно после того, как был осажден слой 11 (и/или в процессе осаждения слоя 11), но перед тем, как был осажден слой 13 и/или 15. В различных примерных вариантах осуществления этого изобретения воздействие УФ-излучением может быть или не быть выполнено в вакуумной камере. Монолитное покрытое изделие на фиг. 1, после того как было подвергнуто воздействию, как проиллюстрировано на фиг. 1 и как описано выше, затем может быть использовано как монолитное окно, или, в качестве альтернативы, может быть использовано в оконном блоке с изоляционным стеклопакетом (ИС) вместе с по меньшей мере еще одной стеклянной подложкой, как представлено на фиг. 2.
[0020] Фиг. 2 представляет собой поперечное сечение части оконного блока с ИС согласно примерному варианту осуществления этого изобретения, где оконный блок с ИС включает в себя обработанное УФ-излучением покрытое изделие, изготовленное в соответствии с фиг. 1. Как представлено на фиг. 2, оконный блок с ИС включает в себя первую подложку 1 и вторую подложку 3 (например, обе могут представлять собой стеклянные подложки), которые разнесены друг от друга по меньшей мере одним или более периферическим уплотнением или проставкой 26. Необязательно ряд проставок (не представленных на чертеже) может быть предусмотрен между подложками в видовой зоне окна для разнесения подложек друг от друга, как в случае вакуумного оконного блока с ИС. Проставка (проставки) 26, другие проставки и/или периферические уплотнения разносят две подложки 1 и 3 друг от друга так, что эти подложки не контактируют друг с другом, таким образом, что между ними образован промежуток/зазор 27. В определенных примерных вариантах осуществления промежуток/зазор 27 между подложками 1, 3 может быть откачан до давления ниже чем атмосферное и/или в определенных примерных вариантах осуществления может быть заполнен газом (например, аргоном). В качестве альтернативы, промежуток 27 между подложками 1, 3 не обязательно должен быть заполнен газом и/или не обязательно должен быть откачан до низкого давления. В определенных примерных вариантах осуществления оказывается возможным подвешивание в этом в промежутке фольги или другого отражающего излучение листового материала (листовых материалов) (не показаны). В определенных примерных вариантах осуществления этого изобретения, когда подложка (подложки) 1 и/или 3 состоят из стекла, каждая стеклянная подложка может состоять из стекла натриево-кальциево-силикатного типа или из стекла любого другого подходящего типа, и может быть, например, от примерно 1 до 10 мм толщиной. Обработанное УФ-излучением покрытие 5, сформированное как обсуждалось выше в соответствии с фиг. 1, может быть сформировано непрерывно по существу по всей площади несущей подложки и может быть расположено на внутренней стороне подложки 1, будучи обращенным к зазору/промежутку 27, как представлено на фиг. 2, или, в качестве альтернативы, может быть расположено на внутренней стороне подложки 3, будучи обращенным к зазору/промежутку 27. Покрытие 5 (например, низкоэмиссионное покрытие) блокирует (т.е. отражает и/или поглощает) определенную долю ИК-излучения и предотвращает его попадание во внутреннее пространство здания. Специалистам в данной области техники должно быть понятным, что блокирующий/отражающий ИК-излучение слой (слои) 11 покрытия 5 не обязательно должны блокировать все ИК-излучение, но только должны блокировать его значительное количество.
[0021] Поскольку присутствует блокирующее/отражающее ИК-излучение покрытие (т. е. управляющее инсоляцией покрытие) 5, оконные блоки с ИС согласно определенным примерным вариантам осуществления этого изобретения, как представлено на фиг. 2, могут иметь следующие характеристики инсоляции (например, где покрытая стеклянная подложка 1 представляет собой по существу прозрачную подложку из натриево-кальциево-силикатного стекла толщиной примерно 1-6 мм, более предпочтительно примерно 2-3,2 мм толщиной, а другая подложка 3 из натриево-кальциево-силикатного стекла является по существу прозрачной с толщиной примерно 1-6 мм, и более предпочтительно примерно 2-3,2 мм). В таблице 1, приведенной ниже, RgY представляет собой коэффициент отражения видимого света, поступающего снаружи или извне по отношению к окну/зданию (т.е. оттуда, где находится солнце), и RfY представляет собой коэффициент отражения видимого света, поступающего изнутри (например, из внутреннего пространства здания).
| Таблица 1 | |||
| Инсоляционные характеристики блока с ИС | |||
| Характеристики | Обычные | Предпочтительные | Более предпочтительные |
| Tvis (или TY) (III.C, 2°): | >=50% | >=60% | >=68% |
| RgY (III.C, 2°): | 5-17% | 7-13% | 9-11% |
| RfY (III.C, 2°): | 5-20% | 7-14% | 10-12% |
| Значение U: | 0,10-0,40 | 0,20-0,30 | 0,22-0,25 |
[0022] Следует отметить, что определенные параметры могут быть настроены посредством подбора толщины слоя. Например, могут быть уменьшены удельное поверхностное сопротивление и коэффициент пропускания видимого света путем увеличения толщины слоя 11 на основе серебра и/или путем обеспечения покрытия с дополнительным слоем (слоями) на основе серебра. В определенных примерных вариантах осуществления, варианты осуществления покрытия 5 на фиг. 1-2 могут иметь удельное поверхностное сопротивление (Rs) не более чем 10 Ом/квадрат, более предпочтительно не более чем 8 Ом/квадрат и наиболее предпочтительно не более чем 6 Ом/квадрат.
[0023] В определенных примерных вариантах осуществления этого изобретения предложен способ изготовления покрытого изделия для использования в окне, содержащий: получение покрытого изделия, включающего в себя подложку, которая несет покрытие, содержащее по меньшей мере один содержащий серебро слой, расположенный непосредственно на и контактирующий с содержащим оксид металла слоем, который может поглощать ультрафиолетовое (УФ) излучение; направление УФ-излучения из по меньшей мере одного источника УФ-излучения на покрытие и подвергание покрытия воздействию УФ-излучения, чтобы уменьшить удельное поверхностное сопротивление покрытия и/или увеличить коэффициент пропускания видимого света покрытия.
[0024] В способе согласно предшествующему параграфу источник УФ-излучения может содержать по меньшей мере одну лампу с УФ-излучением.
[0025] В способе согласно любому из предшествующих двух параграфов источник УФ-излучения может содержать по меньшей мере один лазер с УФ-излучением.
[0026] В способе согласно любому из предшествующих трех параграфов упомянутое подвергание покрытия воздействию УФ-излучения может уменьшать удельное поверхностное сопротивление покрытия по меньшей мере на один Ом/квадрат, более предпочтительно по меньшей мере на примерно 1,5 или 2 Ом/квадрат.
[0027] В способе согласно любому из предшествующих четырех параграфов содержащий оксид металла слой может иметь ширину запрещенной энергетической зоны от примерно 3,2 до 3,4 эВ.
[0028] В способе согласно любому из предшествующих пяти параграфов содержащий оксид металла слой может содержать оксид цинка.
[0029] В способе согласно любому из предшествующих шести параграфов содержащий оксид металла слой может содержать станнат цинка.
[0030] В способе согласно любому из предшествующих семи параграфов покрытие может представлять собой низкоэмиссионное покрытие.
[0031] В способе согласно любому из предшествующих восьми параграфов покрытие может иметь удельное поверхностное сопротивление (Rs) не более чем 10 Ом/квадрат после упомянутого подвергания воздействию УФ-излучения.
[0032] В способе согласно любому из предшествующих девяти параграфов упомянутое подвергание покрытия воздействию УФ-излучения может увеличивать коэффициент пропускания видимого света покрытого изделия по меньшей мере на 1%, более предпочтительно по меньшей мере на примерно 1,5 или 2%.
[0033] В способе согласно любому из предшествующих десяти параграфов покрытое изделие может иметь коэффициент пропускания видимого света по меньшей мере примерно 50% после упомянутого подвергания воздействию.
[0034] В способе согласно любому из предшествующих одиннадцати параграфов подложка может представлять собой стеклянную подложку.
[0035] В способе согласно любому из предшествующих двенадцати параграфов способ может дополнительно содержать после упомянутого подвергания воздействию присоединение подложки с покрытием на ней к другой подложке для изготовления оконного блока с изолирующим стеклопакетом (ИС).
[0036] В способе согласно любому из предшествующих тринадцати параграфов излучение, излученное из источника, может состоять по существу из УФ-излучения.
[0037] В способе согласно любому из предшествующих четырнадцати параграфов покрытие может дополнительно содержать слой, содержащий (a) оксид Ni и/или Cr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с содержащим серебро слоем, и/или (b) диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, расположенный поверх содержащего серебро слоя.
[0038] В способе согласно любому из предшествующих пятнадцати параграфов источник и покрытие могут быть расположены на одной и той же стороне подложки.
[0039] При использовании в настоящем документе термины «на», «нанесенный» и подобные не следует истолковывать как означающие, что два элемента непосредственно прилегают друг к другу, если не указано прямо. Другими словами, первый слой может быть упомянут как находящийся «на» или «нанесенный» на второй слой, даже если между ними находится один или более слоев.
[0040] Хотя настоящее изобретение было описано в связи с тем, что в настоящее время рассматривается как наиболее практичный и предпочтительный вариант осуществления, следует понимать, что настоящее изобретение не должно быть ограничено раскрытым вариантом осуществления, но, напротив, предназначено для покрытия разнообразных модификаций и эквивалентных конфигураций, которые находятся в пределах идеи и объема прилагаемой формулы изобретения.
1. Способ изготовления покрытого изделия, используемого в окне, включающий:
получение покрытого изделия, включающего стеклянную подложку, которая несет низкоэмиссионное покрытие, содержащее по меньшей мере один содержащий серебро слой, расположенный непосредственно на и контактирующий с содержащим оксид цинка контактным слоем, который может поглощать ультрафиолетовое (УФ) излучение, причем низкоэмиссионное покрытие дополнительно содержит диэлектрический слой между содержащим оксид цинка контактным слоем и стеклянной подложкой и верхний диэлектрический слой, расположенный поверх содержащего серебро слоя так, что содержащий серебро слой расположен между верхним диэлектрическим слоем и стеклянной подложкой;
направление УФ-излучения из по меньшей мере одного источника УФ-излучения на покрытие и подвергание покрытия воздействию УФ-излучения, чтобы уменьшить удельное поверхностное сопротивление покрытия и/или увеличить коэффициент пропускания видимого света покрытием; и
при этом покрытое изделие имеет коэффициент пропускания видимого света по меньшей мере примерно 50% после упомянутого подвергания воздействию.
2. Способ по п.1, в котором источник УФ-излучения содержит по меньшей мере одну лампу с УФ-излучением.
3. Способ по п.1, в котором источник УФ-излучения содержит по меньшей мере один лазер с УФ-излучением.
4. Способ по п.1, в котором упомянутое подвергание покрытия воздействию УФ-излучения уменьшает удельное поверхностное сопротивление покрытия на по меньшей мере один Ом/квадрат.
5. Способ по п.1, в котором содержащий оксид цинка слой имеет ширину запрещенной энергетической зоны от примерно 3,2 до 3,4 эВ.
6. Способ по п.1, в котором контактный слой содержит станнат цинка.
7. Способ по п.1, в котором покрытие имеет удельное поверхностное сопротивление (Rs) не более чем 10 Ом/квадрат после упомянутого подвергания воздействию УФ-излучения.
8. Способ по п.1, в котором упомянутое подвергание покрытия воздействию УФ-излучения увеличивает коэффициент пропускания видимого света покрытым изделием на по меньшей мере 1%.
9. Способ по п.1, в котором после упомянутого подвергания воздействию присоединяют подложку с покрытием на ней к другой подложке при изготовлении оконного блока с изоляционным стеклопакетом (ИС).
10. Способ по п.1, в котором излучение, излучаемое из источника, состоит практически из УФ-излучения.
11. Способ по п.1, в котором покрытие дополнительно содержит слой, содержащий оксид Ni и/или Cr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с содержащим серебро слоем.
12. Способ по п.1, в котором диэлектрический слой и верхний диэлектрический слой содержат каждый нитрид кремния.
13. Способ по п.1, в котором источник и покрытие располагают с одной и той же стороны подложки.
14. Способ изготовления покрытого изделия, используемого в окне, включающий:
получение покрытого изделия, включающего в себя стеклянную подложку, которая несет низкоэмиссионное покрытие, содержащее по меньшей мере один по существу металлический слой, содержащий серебро и расположенный непосредственно на и контактирующий с содержащим оксид цинка контактным слоем, который имеет ширину запрещенной энергетической зоны от 3,2 до 3,4 эВ, причем низкоэмиссионное покрытие дополнительно содержит диэлектрический слой между содержащим оксид цинка контактным слоем и стеклянной подложкой и верхний диэлектрический слой, расположенный поверх содержащего серебро слоя так, что содержащий серебро слой расположен между верхним диэлектрическим слоем и стеклянной подложкой;
направление УФ-излучения из по меньшей мере одного источника УФ-излучения на покрытие и подвергание покрытия воздействию УФ-излучения, чтобы уменьшить удельное поверхностное сопротивление покрытия и увеличить коэффициент пропускания видимого света покрытием; и
при этом покрытое изделие имеет коэффициент пропускания видимого света по меньшей мере примерно 50% после упомянутого подвергания воздействию.
15. Способ по п.14, в котором источник УФ-излучения содержит по меньшей мере одну лампу и/или лазер с УФ-излучением.
16. Способ по п.14, в котором упомянутое подвергание покрытия воздействию УФ-излучения уменьшает удельное поверхностное сопротивление по существу металлического слоя на по меньшей мере один Ом/квадрат.
